JPH07306583A

JPH07306583A - 画像形成装置の現像装置

Info

Publication number: JPH07306583A
Application number: JP6123314A
Authority: JP
Inventors: Hideji Kawaguchi; 口秀司河
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1995-11-21
Anticipated expiration: 2017-01-21
Also published as: JP3248087B2

Abstract

(57)【要約】【目的】画像形成装置の現像装置部の収容現像剤量を、
実際に現像剤を像担持体側に搬送するスリーブ近傍の現
像剤量を正確に計量する。【構成】現像装置部位に、現像剤を挟持するように透明
窓を配設しこれらを介して検知光束を透過させるととも
に、該透明窓を、揺動する摺擦クリーニング部材によっ
て摺擦クリーニングする手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】個の発明は静電複写機、同プリン
タなど静電転写プロセスを利用する画像形成装置、とく
にその現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術と解決すべき課題】像担持体に形成された静
電潜像にトナーを付与して顕像化する工程を含む上記の
ような周知の画像形成装置にあっては、該現像装置内に
収納したトナーが不足して作業が停滞しないように、ト
ナー量を検知する手段を設けてある。

【０００３】現像装置内のトナー量を検知する手段とし
ては、収容トナーの使用による重量変化、トナー量の変
化による静電容量の変化、収納トナーを帯電させたり、
固化を阻止したり、現像スリーブに円滑にトナーを付与
するために配設されている攪拌部材のトルクの変化、ト
ナー層を透過する光量変化を検知する手段などが提案さ
れているが、トナーの存否による光透過量の変化による
ものが、構成が簡単でコスト的にも有利であるので広く
実用されている。

【０００４】このものは、現像装置のトナー収納部に透
明窓をもうけ、外部に配設した発光素子と受光素子との
間に被検知トナー層が存在するようにして、トナー量の
変化による透過光量の変化を受光素子の出力電圧等の変
化を検知する様に構成してあるのが普通である。

【０００５】このような構成のものでは、検知用の光を
透過させるために現像装置適所に形成した透明窓にトナ
ーが付着して透明度が低下して誤検知の原因となるおそ
れがある。

【０００６】このような問題を回避するため、トナー収
納部に配設した前述のような攪拌部材の回動、揺動等に
応動する払拭用の摺擦部材を配設して、これによって透
明窓を摺擦清掃する様にしたものが提案されて一定の効
果をあげている。

【０００７】ところが近来、この種画像形成装置に対す
る小型化の要請が強く、これに従って内部機構やプロセ
スカートリッジも小型化する必要にせまられており、こ
のため現像装置、これにともなってそのトナー収納部位
も小型化する必要が生じている。

【０００８】ところでこの種の画像形成装置の現像装置
は、一般に、現像剤容器の、像担持体に対向する側が解
放となっていて、この部位に該容器に軸支された現像ス
リーブが露出して内部に収納したトナーを順次像担持体
側に付与するように構成されており、前記スリーブの奥
側のトナー貯溜部に攪拌部材が配設されて、前記スリー
ブに円滑にトナーを供給するように構成してあるのが普
通である。

【０００９】スリーブに円滑にトナーを付与するために
は、その近傍に存在するトナー量を正確に検知する必要
があり、検知手段として上述のような光透過タイプの検
知手段を設ける場合には、光を透過させる透明窓を払拭
する摺擦部材を配設した攪拌部材をスリーブ近傍に位置
させることが必要となる。

【００１０】このため、該攪拌部材、従ってこれに取着
した摺擦部材の位置がスリーブに接近せざるを得ず、こ
のためスリーブに付着搬送されるトナーが乱れたりして
良好な状態で像担持体上の潜像に付与できず画質劣化の
原因となるおそれがある。このような事態を回避しよう
とすれば、現像器乃至はプロセスカートリッジの小型化
が制限されることにならざるを得ない。

【００１１】本発明はこのような事態に対処すべくなさ
れたものであって、小型の現像器やプロセスカートリッ
ジにも容易に適用でき、誤作動のおそれがなく、構成が
簡単でコスト的にも有利な光透過方式によるトナー残量
検知装置を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【発明の構成】

【課題を解決する技術手段、その作用】上記の目的を達
成するため本発明は、現像剤を収納する現像剤収納容器
に、現像剤量検知用発光素子からの光束を通過させる透
明窓と、現像剤層を通過した前記発光素子からの光束を
透過させて受光素子に受容させる透明窓と、これら透明
窓を摺擦クリーニングする摺擦部材とを備えた画像形成
装置の現像装置において、前記摺擦部材を、揺動可能で
内側に前記光束を通過させる空隙を形成した保持部材
と、これに支持されており、両先端が揺動によって前記
各透明窓内面を摺擦する可撓性シートとから構成してな
るか、または、上記のものにおいて、発光素子からの光
束を透過させる透明窓をクリーニングする可撓性シート
の先端巾と、受光素子側の透明窓をクリーニングする可
撓性シートの巾とが異なるか、または、上記いずれかの
ものにおいて、摺擦部材が現像剤収納容器内に配置され
た往復動する現像剤攪拌部材に同期して揺動するか、ま
たは、上記いずれかのものにおいて、摺動部材が、現像
装置本体に支持された保持部材と、これに係脱自在の枠
体と、これら両者に挟持された可撓性シートからなるこ
とを特徴とするものである。

【００１３】このように構成することによって、現像剤
量検知手段を可及的に現像スリーブ近傍に配置すること
が可能となり、実際上最も現像に影響する現像スリーブ
近傍の現像剤量を正確に検知することが可能となる。

【００１４】

【実施例の説明】以下添付の図面によって本発明をプロ
セスカートリッジに適用した場合について説明するが、
本発明がこれに限定されるものではなくカートリッジ方
式をとらない画像形成装置にも適用できるものであるこ
とは云う迄もない。

【００１５】「図１」は本発明の実施例を示すプロセス
カートリッジの側断面図である。ハウジング５ａ、５ｂ
内部には、そのほぼ中央部に、紙面に垂直方向に延在し
て矢印ａ方向に回転走行する像担持体２が配設してあ
り、これに当接配置した帯電ローラ１によって像担持体
２表面が一様に帯電され、この帯電面に露光信号６が付
与されて静電潜像が形成される。

【００１６】この潜像が、像担持体２と現像装置３が対
向する現像部位に到達すると、該現像装置内のトナー
が、内部にマグネットローラ９を内蔵して矢印ｂ方向に
回動する現像スリーブ８に付着し、トナー層厚規制ブレ
ード１０によってトナー量が規制されて現像部位にいた
り、この位置に到達している像担持体側の潜像に付着し
てトナー像が形成される。

【００１７】ついで、このトナー像が、像担持体２と転
写ローラ２２とが対設されている転写部位に達すると、
これにタイミングを合わせて該転写部位に転写材ｐが供
給され、これとともに転写ローラに印加される転写バイ
アスの作用で像担持体２側のトナー像は転写材ｐに転移
する。

【００１８】その後トナー像を担持する転写材ｐは、像
担持体から分離されて不図示の定着部位に搬送されてト
ナー像が転写材に定着固定された後機外に排出される。

【００１９】前記転写部位において転写材に転移せず像
担持体２に残る残留トナーは、そのまま進行してクリー
ニング装置４に至り、すくいシート２１を経てクリーニ
ングブレード１９の位置に至って像担持体２からかき落
とされて廃トナー収納部２０に回収される。図示の場
合、前記像担持体２、帯電ローラ１、現像装置３、クリ
ーニング装置４が前記ハウジング５ａ、５ｂ内に一体に
収納されており、これが不図示の画像形成装置本体に着
脱自在に装着されるものとする。

【００２０】このようなブロセスカートリッジにおい
て、図示のように、現像装置３の頂壁と底壁とには夫々
透明窓１３ａ、１３ｂが一直線上にあるように設けてあ
り、従って、これら両者の間に現像装置内の現像剤が存
在するような関係配置となっている。

【００２１】また、現像装置３の底壁には攪拌部材１６
が配設してあって、後述する手段によって底壁面を図示
符号ｄ方向に往復動して現像装置内の現像剤を攪拌する
ようになっている。さらに現像装置３内には、これも後
述するする構成を具備して図示符号ｅ方向に揺動して、
このとき前記透明窓１３ａ、１３ｂの内面を払拭するべ
く可撓性シートをそなえた摺擦部材１７が配設してあ
る。

【００２２】さらにまた、画像形成装置本体側適所に
は、前記透明窓１３ａ、１３ｂを結ぶ直線上に発光素子
１４、受光素子１５とが配設してあって、現像剤量によ
って受光素子１５が受ける光量によって現像装置内の現
像剤量を検知する用になっている。

【００２３】つぎに、「図２」以下によって、現像装置
３内の攪拌部材１６、摺擦部材１７の構成、作用につい
て説明する。

【００２４】「図２」は、現像装置内の攪拌部材１６と
摺擦部材１７の駆動関係を示す要部の側面図である。画
像形成装置本体の駆動系によって像担持体２の駆動ギヤ
が駆動されると、これが現像装置３の現像スリーブ８の
駆動ギヤを介して攪拌ギヤ４１が「図２」に符号ｇ方向
に回転する。

【００２５】該ギヤ４１には、回転中心からずれた偏心
位置にピン４１ａが配設してあり、このピン４１ａが、
現像装置内不動部適所に枢着した二又状のアーム４２の
一方の脚部に形成した長孔４２ａに遊嵌してあり、前記
ギヤ４１が回転すると、前記アーム４２が符号ｈ方向に
揺動する。

【００２６】該アーム４２の他方の脚部に設けたピン４
２ｂは、前記攪拌板１６に形成された立設部に形成され
た長孔１６ｃに遊嵌してあるので、結局スリーブ８の回
転によって前記アーム４２が揺動し、これによって現像
器３の底板に載置された前記攪拌板１６が図示符号ｄ
₁ 、ｄ₂ 方向に摺動してトナーを攪拌する。

【００２７】前記攪拌板１６上適所に設けた一対の立設
部（「図２」にはその一方のみが示してある）に形成し
た長溝１６ｄには、後述するように、ポリエチレンテレ
フタレートのような可撓性部材からなる摺擦シート１８
ａと、これを支持する保持部材１８ｂとからなる摺擦部
材１７の、該保持部材１８ｂに設けた軸部１８ｄが遊嵌
している。また、前記保持部材１８ｂに設けた回転軸１
８ｃが、現像器３側に設けた固定部位に回動自在に配置
してある。従って、前述のように、攪拌板１６の摺動に
したがって、前記摺擦部材１７は、回転軸１８ｃを中心
として揺動することになる。

【００２８】「図３」は前記摺動部材１７を構成する保
持部材１８ｂと、可撓性シート１８ａとを結合したとこ
ろを示す斜視図である。可撓性シート１８ａはその中央
部分に開口１８ａ₁ を設けてあり、また、保持部材１８
ｂにもその中央部分に開口１８ｆが形成してあって、保
持部材１８ｂの図示上下両端縁に設けたスリットに可撓
性シート１８ａを挿入して両者の開口１８ａ₁ と１８ｆ
が重なるようにすると、可撓性シート１８ａの上下両端
が、保持部材１８ｂの上下枠部から外部に突出する様に
構成してある。

【００２９】「図４」は保持部材１８ｂに可撓性シート
１８ａを装着して、これを現像器に配置したところを示
す図であって、現像器３の上壁から内方に延設された一
対のアーム４３に保持部材１８ｂの回転軸１８ｃが枢着
されており、また、前述のように、保持部材１８ｂに設
けた軸部１８ｄが、攪拌板１６の立設部に形成した長溝
１６ｄに遊嵌されている。同図に鎖線で示すように、可
撓性シート１８ａの上下両端はそれぞれ現像器３の上下
壁面に衝突する程度の長さに設定されているものとす
る。

【００３０】このように構成した摺擦部材１７を、「図
１」に示すように、攪拌板１６に揺動自在且つ透明窓１
３ａ、１３ｂを結ぶ直線部位に配置して、前述のように
像担持体を駆動すれば、これによってスリーブ８が回転
してアーム４２を揺動させ、さらに攪拌板１６が摺動
し、これによって摺擦部材１７が揺動して、これに設け
た可撓性シート１８ａの両端突出量を適宜に設定するこ
とによって、透明窓１３ａ、１３ｂの内側表面を揺動の
都度摺擦クリーニングすることができる。

【００３１】このように摺擦部材１７が揺動して透明窓
１３ａ、１３ｂ内面を摺擦クリーニングする際、前述の
様に該摺擦部材１７を構成する保持部材１８ｂ、可撓性
シート１８ａには、前述の様に、いずれも開口が形成し
てあるので、発光素子１４からのピームを受光素子１５
に受容するのには実質的に障害がないようにすることが
できる。また、前記開口が存在することによって、これ
がない場合に比して現像剤が一定量以上ある場合におけ
る、摺擦部材を揺動するための駆動力が少なくてすむこ
とになる。

【００３２】ＬＥＤ等の発光素子１４から投射される光
は、透明窓１３ａ、現像剤収納室１２内の現像剤７、透
明窓１３ｂを透過して受光素子１５に達して出力電圧に
変換される。この出力電圧は、画像形成回数が進んで現
像剤７の量が減少するにしたがって「図５」に示すよう
に変化する。

【００３３】現像剤収納室１２内の現像剤が充分にある
ば場合には、受光素子１５の出力電圧は低いレベルで一
定しており（同図符号Ａの部分）、画像形成回数が進ん
で現像剤が減少するにつれて出力電圧は次第に大きくな
る（同図符号Ｂの部分）。

【００３４】検知光路上の現像剤がなくなると、以後投
射光がすべて受光素子の出力電圧に変換されることにな
るので該出力電圧は高いレベルで一定する（図示符号Ｃ
の部分）。従ってこの時点をとって“現像剤無し”の警
告を操作パネル等に表示すればよい。

【００３５】この間、現像剤収納室の上下両側にそれぞ
れ配設した透明窓１３ａ、１３ｂの内側表面を摺擦クリ
ーニングするのに、摺擦部材１７を回動させる必要がな
く、揺動させるだけで両透明窓のクリーニングを行い得
るので、揺動ストロークを適宜に設定することによっ
て、両透明窓を確実にクリーニングすることを可能とし
ながら、その設置位置を可及的に現像スリーブ８近傍に
配設することができ、現像剤収納室内の現像剤量の最も
正確に量を知りたい部位の現像剤量を知ることを誤検知
のおそれなく知ることが可能である。

【００３６】摺擦部材１７に配設した可撓性シート１８
ａの上下両端縁は透明窓１３ａ、１３ｂを摺擦クリーニ
ングするから、この部位に摺擦抵抗が存在し、これが駆
動力の大小に影響するので、この部位の抵抗は小さくす
るのが好適である。以下このような観点から、光源から
のピームの状態、透明窓、可撓性シートの関係構成につ
いて説明する。

【００３７】「図６」は前記「図１」に示す装置の透明
窓１３ａ、１３ｂと、これをクリーニングする可撓性シ
ート１８ａのみを示す図で、光源がたとえばＬＥＤであ
って、投射ビームは拡開してゆくものとする。光路中に
集光のためのレンズを用いない場合、同図のように、投
射ビームは図示のように受光素子側の窓１３ｂに接近す
るに従って拡がるから、クリーニング機能に影響を与え
ることなく、可撓性シート１８ａの投射側窓１３ａ側の
端縁の巾ｗ₁ を、受光側の窓１３ｂの巾ｗ₂ よりも小さ
くすることができ、これによって摺擦抵抗を減殺でき
る。

【００３８】同様の意図で、「図７」に示すように、発
光素子側の窓１３ａの面積ｍ₁ を、受光素子側の窓１３
ｂの面積ｍ₂ よりも小さくして摺擦抵抗を低下させるこ
とが可能である。

【００３９】さらに、上記「図６」、「図７」に示すも
のを合体して、「図８」に示すように、発光素子側の窓
１３ａの面積ｍ₁ を受光素子側の窓１３ｂの面積ｍ₂ よ
りも小さくするとともに、可撓性シート１８ａの窓１３
ａ側の端縁の巾ｗ₁ を窓１３ｂ側の端縁の巾ｗ₂ よりも
小さくすることによって摺擦抵抗の低下率をさらに向上
させることができる。

【００４０】次に保持部材１８ｂに可撓性シート１８ａ
を保持する仕方について説明する。この場合、保持部材
に可撓性シートを熱溶着、接着剤などで固定するのは、
製作工程中の変形、摩耗したシートの交換可能性をなく
すなどのため好ましくなく、挟み込み方式が好適であ
る。

【００４１】「図９」、「図１０」は挟み込みの一例を
示すもので、「図９」は摺擦部材を組み立てたところ
を、「図１０」はその分解斜視図である。

【００４２】保持部材１８ｂと、これに係合する枠体１
８ｂ’とからなっていて、保持部材１８ｂに可撓性シー
ト１８ａを載置し、これに枠体１８ｂ’を重畳固定す
る。「図１０」に示すように、保持部材１８ｂの中央開
口近傍に一対のピン１８１、１８２を設け、上記の様に
組み立てる際、前記各ピンを、可撓性シート１８ａの対
応位置に形成して一対の孔１８ａ₁ 、１８ａ₂ に挿入し
た状態で係合させ、さらに前記枠体１８ｂ’に形成した
一対の孔１８ｂ’₁ 、１８ｂ’₂ に係合させる。このよ
うに組み立てたとき、可撓性シート１８ａの上下両端縁
近傍部位が、前記保持部材１８ｂと前記枠体１８ｂ’の
周辺部で押圧支持されるものとする。

【００４３】「図１１」は上記のような嵌め込み方式に
よって可撓性シート１８ａを支持する場合に、保持部材
１８ｂと枠体１８ｂ’とで可撓性シート１８ａを保持す
る態様を示すもので、同図（ａ）は組立図、（ｂ）は分
解側面図である。可撓性シート１８ａを前記のように保
持部材１８ｂと枠体１８ｂ’とで挟持する場合、この可
撓性シート１８ａを押圧する部位は面状に構成するより
も、線状乃至これに近い状態で保持するほうが、可撓性
シート端部の撓み部分の寸法を正確に設定できる。

【００４４】このため、保持部材１８ｂ、枠体１８ｂ’
の、対向して可撓性シート１８ａを押圧する面の一部
に、同図に符号１８ｂ₁ ’、１８ｂ₂ ’で示すように、
突状に形成して、この部分で可撓性シート１８ａを押圧
するものとする。さらに、該突条の先端を断面円弧状に
形成して、可撓性シートとの当接部位をより線状に近く
構成できるとともに、尖鋭な突状とした場合のように可
撓性シートを折曲のおそれなく強固に保持できて好適で
ある。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像形成装置の現像器内部のトナー量を検知するべく、
発光素子と受光素子とをそなえ、トナー層を通過して受
光素子の受ける光量によってトナー量を検知する検知手
段をそなえたものにおいて、検知用光束を可及的に現像
スリーブに近接して配置できるので、トナー残量の実質
的な検知精度を向上させることが可能となり、また検知
光束の通過を妨げる要素を充分に排除でき、この点から
も検知精度の向上が得られるので、現像器内のトナーを
無駄なく利用できるとともに現像スリーブにも安定して
トナーを供給できるので、画質の向上にも資するところ
が大である。

【００４６】また、前記のように検知光路を現像スリー
ブに近接配置できるので、装置の小型化に寄与するもの
で、とくにカートリッジ方式の画像形成装置に適用する
のに好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すプロセスカートリッジ
の側断面図

【図２】同上現像器内に配設した摺擦部材を駆動する
手段を示す側面図

【図３】同上摺擦部材の構成を示す斜視図

【図４】同上摺擦部材を現像内に装着する態様を示す
正面図

【図５】画像形成回数による検知光量の変化を示すグ
ラフ

【図６】検知光束が摺擦部材を通過する場合の、光束
と、摺擦部材に付した可撓性シートとの関係を示す説明
図

【図７】同上の場合における、可撓性シートと被摺擦
面との間の摩擦を軽減する仕方を示す説明図

【図８】可撓性シートと被摺擦面間の摩擦を軽減する
他の仕方を示す説明図

【図９】摺擦部材を構成するための、可撓性シートを
取りつける手段を示す斜視図

【図１０】同上分解斜視図

【図１１】同上要部の側断面図

【符号の説明】

１帯電ローラ２像担持体３現像器４クリーニング装置５ａ、５ｂハウジング８現像スリーブ９マグネットローラ１３ａ、１３ｂ透明窓１６攪拌板１７摺擦部材１８ａ可撓性シート１９クリーニングブレード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を収納する現像剤収納容器に、現像
剤量検知用発光素子からの光束を通過させる透明窓と、
現像剤層を通過した前記発光素子からの光束を透過させ
て受光素子に受容させる透明窓と、これら透明窓を摺擦
クリーニングする摺擦部材とを備えた画像形成装置の現
像装置において、前記摺擦部材を、揺動可能で内側に前記光束を通過させ
る空隙を形成した保持部材と、これに支持されており、
両先端が揺動によって前記各透明窓内面を摺擦する可撓
性シートとから構成してなる現像装置。
【請求項２】発光素子からの光束を透過させる透明窓を
クリーニングする可撓性シートの先端巾と、受光素子側
の透明窓をクリーニングする可撓性シートの巾とが異な
る「請求項１」記載の現像装置。
【請求項３】摺擦部材が現像剤収納容器内に配置された
往復動する現像剤攪拌部材に同期して揺動する「請求項
１」または「請求項２」のいずれか記載の現像装置。
【請求項４】摺動部材が、現像装置本体に支持された保
持部材と、これに係脱自在の枠体と、これら両者に挟持
された可撓性シートからなる「請求項１」乃至「請求項
３」のいずれか記載の現像装置。