KR100425895B1 - 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치 - Google Patents

현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 장치는 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체와 함께 사용 가능하고, 상기 현상 장치는 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하도록 현상제를 전자 사진 감광 부재에 공급하는 현상 수단과, 현상 부재에 대향하여 배치된 제1 전극과, 현상 장치가 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 장착된 때에 적어도 하단부가 제1 전극보다 낮은 위치를 갖도록 배치된 제2 전극을 포함하며, 전기 신호가 제1 전극 또는 제2 전극에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전압이 공급된 때에 제1 전극과 제2 전극 사이의 정전 커패시티에 따라 발생되고 현상제의 잔류량을 검출하도록 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 의해 측정된다.

Description

현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치{DEVELOPING DEVICE, PROCESS CARTRIDGE AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 정전 잠상이 전자 사진 프로세스를 통해 형성되고, 그후 현상 장치 내에 보유된 현상제으로서 가시 화상으로 현상되는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.
여기서, 전자 사진 화상 형성 장치는 전자 사진 프로세스를 통해 기록재 상에 화상을 형성하는 장치이다. 전자 사진 화상 형성 장치는 전자 사진 복사기, 전자 사진 프린터(LED 프린터, 레이저 빔 프린터등), 전자 사진 프린터 타입의 팩시밀리 기계, 전자 사진 프린터 타입의 워드 프로세서 등으로 될 수 있다.
프로세스 카트리지는 전자 사진 감광 드럼과 대전 부재, 현상 부재 또는 세척 부재를 유닛으로서 보유한 카트리지이고, 그 유닛은 화상 형성 장치의 주 조립체에 분리식으로 장착된다. 프로세스 카트리지는 대전 부재, 현상 부재 및 세척 부재 중 적어도 하나와 전자 사진 감광 드럼을 유닛으로서 보유한 카트리지이고, 그 유닛은 화상 형성 장치의 주 조립체에 분리식으로 장착된다. 프로세스 카트리지는 전자 사진 감광 드럼과 적어도 현상 부재를 유닛으로서 보유할 수 있고, 그 유닛은 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 분리식으로 장착된다.
전자 사진 화상 형성 프로세스를 이용한 전자 사진 화상 형성 장치에서, 프로세스 카트리지가 전자 사진 감광 부재와 전자 사진 감광 부재 상에 작용하는 프로세스 수단을 유닛으로서 포함하는 프로세스 카트리지 타입이 이용되어 왔으며, 그 유닛은 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 분리식으로 장착된다. 프로세스 카트리지 타입을 이용함으로써, 유지 보수 작업이 서비스맨의 도움 없이 사용자에 의해 효과적으로 수행될 수 있고, 따라서 작업성이 향상된다. 따라서, 프로세스 카트리지 타입은 전자 사진 화상 형성 장치의 분야에서 널리 이용된다.
그러한 프로세스 카트리지 타입의 전자 사진 화상 형성 장치로 인해, 사용자는 혼자 힘으로 카트리지를 교환할 수 있게 된다. 따라서, 프로세스 카트리지 내의 현상제의 부족을 사용자에게 알려주는 현상제량 검출 수단이 제공된다.
종래의 현상제량 검출 수단의 예로서, 2 개의 전극 로드(rod)가 현상 수단의 현상제 용기 내에 구비한 타입이 있고 현상제의 있고 없음을 검출하는 2 개의 전극 로드 사이 부분에 변화가 있어 왔다. 이를 "예 또는 아니오 형태"로 부르게 된다. 이러한 형태의 다양한 장치가 실행되어 왔다.
최근에, 현상제의 잔류량이 연속적으로 검출되거나 또는 실시간(실시간 또는 용기 형태) 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 형태로 인해, 현상제의 잔류량은 프로세스 카트리지의 교환을 용이하게 하기 위해 사용자에게 실시간으로 알려줄 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 주목적은 현상제의 잔류량이 실제 실시간으로 검출될 수있는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 현상제의 잔류량이 정확히 검출될 수 있는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 사진 화상 형성 장치의 개략도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 전자 사진 화상 형성 장치의 외관 사시도.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 종단면도.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 카트리지를 아래에서 도시한 외관 사시도.
도5는 프로세스 카트리지 장착용 장치의 주 조립체의 장착부의 외관 사시도.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 현상제량 검출 수단의 리세스와 제1 및 제2 전극의 배열을 도시한 도면.
도7은 현상제의 소모에 있어서 현상제량의 감소와 제1 및 제2 전극들의 사이의 위치 관계를 도시한 도면.
도8은 본 발명의 실시예에 따른 현상제량 검출 수단에서의 정전 커패시티와 토너량의 사이의 관계를 도시한 도면으로서, (a)는 정상 상태, (b)는 리세스 내의 과다의 현상제 및 (c)는 리세스에 들어가도록 현상제를 위해 요구되는 과도의 장시간을 도시한 도면.
도9는 제2 전극이 리세스에 대향하지 않도록 절단된 예를 도시한 도면.
도10은 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 전극의 사시도.
도11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 및 제2 전극의 사시도.
도12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 종단면도.
도13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로세스 카트리지의 종단면도.
도14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 현상 챔버내에 배치되는 제1 및 제2 전극의 사시도.
도15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 현상 챔버내에 배치되는 제1 및 제2 전극의 사시도.
도16은 제1 및 제2 전극을 위한 전기 회로와 현상 롤러를 도시한 도면.
도17은 토너의 양과 정전 커패시티의 양의 변화를 도시한 도면으로서, (a)는 현상 부재가 커패시터로서 사용되지 않을 때이고, (b)는 커패시터로서 사용되는 때인 도면.
도18은 현상제가 현상 블레이드에 인접하여서만 존재하는 상태를 도시한 도면.
도19는 제2 전극의 연장 절곡부의 주요부의 종단면도.
도20은 본 발명의 실시예에 따른 현상제량 검출 장치를 위한 전기 회로를 도시한 도면.
도21은 잔류 현상제량의 디스플레이의 예를 도시한 도면.
도22는 잔류 현상제량의 디스플레이의 다른 예를 도시한 도면.
도23은 잔류 현상제량의 디스플레이의 또 다른 예를 도시한 도면.
도24는 제거 현상제량의 디스플레이의 또 다른 예의 종단면도.
도25는 중간 전극이 제공되는 도24의 현상제량 검출 수단의 주요부의 구조 단면도.
도26은 현상 챔버내의 현상제량이 감소할 때 현상제 및 병(bottle) 전극을 도시한 도면.
도27은 도24에서의 현상제량 검출 장치의 정전 커패시티 및 토너 사이의 관계를 도시한 도면.
도28은 중간 전극을 갖는 도24의 현상제량 검출 장치의 정전 커패시티와 토너량의 사이의 관계를 도시한 도면.
도29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 현상제량 검출 수단의 주요부의 종단면도.
도30은 도19, 도24 및 도29의 각 현상제량 검출 장치에서 정전 커패시티와 토너량의 사이의 관계를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 기록 매체
4 : 전사 롤러
5 : 고정 부재
7 : 감광 드럼
8 : 대전 롤러
9 : 현상 장치
10 : 세척 수단
11 : 현상제 용기
14 : 주 조립체
본 발명의 일태양에 따르면, 전자 사진 화상 형성 장치, 프로세스 카트리지 및 현상 장치가 제공되고, 상기 현상 장치는 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체와 함께 사용 가능한 것으로 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 것으로서, 상기 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위해 현상제를 전자 사진 감광 부재로 공급하기 위한 현상 부재와, 현상 부재에 대향되어 제공된 제1 전극과, 상기 현상 장치가 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 장착되면 적어도 하기 제2 전극의 하단부가 상기 제1 전극보다 낮은 위치를 취하도록 배치된 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극 또는 제2 전극이 상기 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전압을 공급받을 때, 전기 신호가 상기 제1 전극과 제2 전극 사이의 정전 커패시티에 따라서 발생하여 현상제 잔량을 검출하기 위해 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 의해 측정되도록 구성된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점들은 첨부 도면과 관련된 본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 설명으로부터 잘 알 수 있다.
이하, 본 발명에 따르는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 현상 장치가 첨부된 도면을 참조로 설명된다.
실시예 1
우선, 도1 내지 도3을 참조하여, 본 발명에 따라 구성된 프로세스 카트리지가 제거 가능하도록 장착 가능한 전자 사진 화상 형성 장치가 설명될 것이다. 이 실시예에서, 전자 사진 화상 형성 장치는 전자 사진 레이저 빔 프린터(A)이며, 예를 들어 기록용지, OHP 시트, 직물 등과 같은 기록 매체 상에 전자 사진 화상 형성 프로세스를 사용하여 화상을 형성한다.
레이저 빔 프린터(A)는 드럼의 형태, 즉 감광 드럼(7) 내에 전자 사진 감광 부재를 구비한다. 감광 드럼(7)은 대전 수단인 대전 롤러(8)에 의해 대전되고, 대전된 감광 드럼(7)은 화상 형성 데이터에 따라 광원인 반도체 레이저(1a), 스캐너 모터(1b)에 의해 회전되는 회전식 다각형 거울(1c) 및 반사 거울(1d)을 구비한 정전 잠상 형성 수단과 같은 광학 수단(1)으로부터 투사된 레이저 빔에 노출된다. 그 결과, 화상 형성 데이터에 따르는 잠상이 감광 드럼(7) 상에 형성된다. 이 잠상은 현상 수단(9)에 의해 가시 화상 또는 토너 화상으로 현상된다.
더욱 명확하게는, 현상 수단(9)은 현상 부재인 현상 롤러(9a)와 현상제 유지부인 현상제 용기(11)가 설비된 현상 챔버(9A)를 구비한다. 현상제 용기(11)는 현상 챔버(9A) 옆에 위치하며, 현상제 교반 이송 부재(9b, 현상제 교반 수단)를 수용한다. 현상제 교반 부재(9b)가 회전될 때, 현상제(T)는 현상 챔버(9A) 내의 현상 롤러(9a)로 이송된다. 현상 부재(9) 내에서, 현상제 교반 부재(9e)는 현상 롤러(9a)에 인접하여 위치되며, 현상 챔버(9A)를 통해 현상제를 순환시킨다.
현상 롤러(9a)는 고정 자석(9c)을 수용한다. 현상 롤러(9a)가 회전될 때, 현상제는 현상 롤러(9a) 상에 보유되어 현상 롤러(9a)의 회전 방향으로 운반된다.현상 롤러(9a)가 더욱 회전되면, 현상 롤러(9a) 상의 현상제가 소정의 두께를 갖는 현상 층으로 형성되는 동안 현상 블레이드(9d)에 의해 마찰 전기 전하를 받게 되고, 그 후 감광 드럼(7)의 현상 영역에 제공된다. 현상제가 현상 영역에 제공될 때, 현상제는 토너 화상을 형성하는 감광 드럼(7) 상의 잠상으로 전사된다. 현상 롤러(9a)는 현상 바이어스 전압을 현상 롤러(9a)에 인가하는 현상 바이어스 회로에 전기적으로 연결된다. 일반적으로, 연상 바이어스 전압은 현상 롤러(9a)에 대해 직류 전압 및 교류 전압으로 구성된 복합 전압이다.
또한, 예를 들어, 시트 공급 카세트(3a)에 장착된 일반 종이와 같은 기록 매체(2)는 픽업 롤러(3b), 이송 롤러쌍(3c, 3d) 및 정합 롤러쌍(3e)에 의해 토너 화상의 형성과 동시에 전사 스테이션으로 이송된다. 전사 수단인 전사 롤러(4)는 전사 스테이션 내에 위치한다. 전압이 전사 롤러(4)에 인가될 때, 감광 드럼(7) 상의 토너 화상은 기록 매체(2) 상에 전사된다.
기록 매체(2) 상에 토너 화상이 전사된 후, 기록 매체(2)는 이송 안내부(3f)에 의해 고정 수단으로 이송된다. 고정 부재(5)는 구동 롤러(5c) 및 고정 롤러(5b)를 구비한다. 고정 롤러(5b)는 히터(5a)를 수용한다. 기록 매체(2)가 고정 수단을 통과할 때, 고정 수단(5)은 기록 매체(2) 상의 고정되지 않은 토너 화상을 열과 압력을 인가하여 기록 매체(2)에 고정시킨다.
그 후에, 기록 매체가 더 이송되어 방출 롤러쌍(3g, 3y, 3i)에 의해 역전 경로(3j)를 통하여 송출 트레이(6)로 방출된다. 송출 트레이(6)는 레이저 빔 프린터(A), 즉 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체(14) 상부에 위치한다. 피봇식 플래퍼(3k)의 지시 방향은 기록 매체(2)가 역전 경로(3j)를 통하지 않고 방출 롤러쌍(8m)에 의해 기록 매체(2)를 방출하도록 절환될 수 있다. 이 실시예에서, 전술된 픽업 롤러(3b), 이송 롤러쌍(3c, 3d), 정합 롤러쌍(3e), 이송 안내부(3f), 방출 롤러쌍(3g, 3h, 3i) 및 방출 롤러쌍(3m)은 이송 수단을 구성한다.
이 실시예에서, 프로세스 카트리지(B)는 도3을 참조하여 아래 방식으로 조립된다. 우선, 현상제 교반 이송 부재(9b)를 구비하고 현상제를 유지하는 현상제 용기(11, 현상제 유지부) 및 현상 수단(9)을 유지하는 현상 챔버는 현상 유닛을 형성하도록 함께 용접된다. 그 후, 형성된 현상 유닛이 감광 드럼(7) 및 세척 블레이드(10a)등을 포함하는 세척 수단(10) 및 대전 롤러(8)가 부착된 세척 수단 용기(13)에 결합된다. 첨언하면, 현상 수단(9)은 현상 롤러(9a), 현상 블레이드(9d)등을 포함한다.
프로세스 카트리지(B)는 사용자에 의해 화살표 표식(x)의 방향으로 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체(14)를 구비한 카트리지 장착 수단 내에 제거 가능하게 장착된다. 이 실시예에서, 카트리지 장착 수단은 (도시되지 않은) 한 쌍의 안내 수단(13R, 13L) 및 (도시되지 않은)한 쌍의 안내부(16R, 16L)를 포함한다. 안내 수단(13R)은 도4에 도시된 바와 같이, 프로세스 카트리지(B)의 종방향 단부에 위치한 단부벽의 외부 표면상에 일대일로 위치하며, 안내 수단(13R, 13L)이 삽입 가능한 안내부(16R, 16L)는 도5에 도시된 바와 같이, 일대일로 장치 주 조립체 측부 상에 제공된다.
본 발명에 따르면, 프로세스 카트리지(B)는 현상제가 소모되었을 때, 현상제용기(11) 내에 잔류하는 (대체로 실시간으로) 현상제의 양을 연속적으로 검출할 수 있는 현상제량 검출 장치를 구비한다.
도6을 참조하면, 본 발명에 따라서, 현상제량 검출 장치는 제1 및 제2 전극(81, 82)을 구비하며, 그 사이에 리세스(80)가 제공된다. 리세스(80)는 현상제가 현상제 교반 이송 부재(9b)에 의해 보내진 후, 현상제를 리세스(80)에 도입시키는 방식으로 하방으로 개방된다. 또한, 전극(81, 82)은 현상 롤러(9a)에 대략적으로 평행하게 위치되며, 역시 대략적으로 서로에 대해 대향되는 방식으로 위치된다. 즉, 현상제(T)가 현상제 교반 이송 부재(9b, 교반 부재)에 의해 이동되는 방향에 수직한 방향에서 보면, 제1 전극(81)은 제2 전극(82)이 위치한 부분과 다른 부분에 위치한다. 제1 및 제2 전극(81, 82)은 현상 챔버(9A)의 벽을 구성하는 프로세스 카트리지 프레임의 부분[12: 이하 "프레임부(12)"]에 부착된다. 전극(81, 82)의 더욱 분명한 구조상의 배치는 뒤에 상세히 설명될 것이다.
현상제량은 제1 또는 제2 전극(81) 중 하나에 직류 전압을 인가하고 전극(81, 82) 사이의 정전 커패시티와 일치하여 발생되는 전기 신호를 측정하여 검출된다.
다음으로, 현상제의 운동 및 프로세스 카트리지의 선적보다 이른 시점으로부터 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체(14) 내로 프로세스 카트리지가 장착된 후, 프로세스 카트리지 내의 현상제가 소비되는 기간을 통해 현상제량이 감소되는 방식이 설명될 것이다. 도3을 참조하여, 프로세스 카트리지의 선적 전에 현상제 용기(11)의 밀봉을 위한 밀봉부(30)가 도3의 점선이 지시하는 것처럼 현상챔버(9A) 및 현상제 용기(11) 사이를 통과하여, 진동 등에 의해 프로세스 카트리지의 운송시 발생하는 현상제의 외부 누출을 방지한다.
사용자가 새로운 프로세스 카트리지를 사용할 때, 사용자는 밀봉부(30)를 제거한 후 전자 사진 화상 형성 장치 주 조립체(14) 내에 프로세스 카트리지를 장착할 것이다. 그러나 최근의 몇몇 전자 사진 화상 형성 장치는 전자 화상 형성 장치 주 조립체(14) 내에 프로세스 카트리지를 장착한 후 밀봉부(30)가 자동적으로 제거되도록 구성되어 있다.
상술된 바와 같이, 현상제 교반 이송 부재(9b)는 현상제 용기(11) 내에 제공된다. 현상제 교반 이송 부재(9b)는 교반 샤프트(9b1) 및 교반 샤프트(9b1)에 부착된 탄성 시트(9bs, Mylar)를 포함한다. 현상 용기(11) 내의 현상제는 현상제 교반 이송 부재(9b)의 회전에 의해 현상 부재(9A)로 이송된다. 이 실시예에서, 현상제 교반 이송 부재(9b)는 매 4초마다 한번씩 회전한다.
현상제 교반 이송 부재(9b)의 기능으로 인하여, 현상제는 즉시 현상제 챔버(9A) 내로 보내져서 프로세스 카트리지(B)가 최초로 사용될지라도, 즉 밀봉부(30)가 제거된 직후일지라도 화상 형성 작동을 위해 화상 형성 장치를 원활하게 준비시킨다. 현상제가 현상 챔버(9A)로 보내짐과 거의 동시에 두 전극 사이의 정전 커패시티를 대전하는 제1 및 제2 전극(81, 82) 사이의 공간으로도 또한 보내진다.
다음 4개의 힘은 제1 및 제2 전극(81, 82)의 인접부에서의 현상제의 분배에 작용한다.
(1) 현상제가 현상제 교반 이송 부재(9b)에 의해 현상 챔버(A)로 보내질 때 현상제에 작용하는 상방향 힘.
(2) 현상제의 자체 중량에 의해 발생되는 하방향 힘.
(3) 하방향 힘에 대항하여 작용하는 힘.(다량의 현상제가 리세스(80) 아래 제공될 때, 상기 힘은 하부로부터 리세스(80)를 덮는 덮개로 작용하여 현상제의 자체 중량이 리세스(80) 내에서 현상제 하강의 유발을 방지하도록 기능한다.)
(4) 현상제 자체의 유동성의 저하에 의해 현재 위치에서 현상제를 유지하는 방식으로 작용하는 힘.
현상제 용기(11) 및 현상 챔버(9A) 내에 현상제가 상당량 존재할 때, 힘(1)은 대단히 크며 힘(3)은 리세스(80)에 대해 덮개로써 작용하여 리세스(80)내에서 리세스(80)에 의해 제한된 현상제를 유지한다. 즉, 현상제가 제1 및 제2 전극 사이에 패킹 되어 잔류하는 상태가 유지되며, 그 결과 고 정전 커패시티 값이 연속적으로 도시된다.
프로세스 카트리지(B)의 사용이 계속되면, 현상 롤러(9a)의 인접부 내의 현상제량은 현상제의 현상을 위한 소비로 인해 감소한다. 그러나, 현상 롤러(9a)의 인접부는 현상제 교반-운반 부재(9b)의 작용에 의해 현상제 용기(11)로부터 현상제로 연속하여 보충된다. 따라서, 프로세스 카트리지(B)의 연속적인 사용으로, 현상제 용기(11) 내의 현상제의 양은 감소하고, 현상제 용기(11) 내의 현상제 질량의 상부면은 낮아진다.
도7을 참조하면, 현상제 용기(11) 내의 현상제 질량의 상부면이 도7의 (a),(b), (c) 및 (d)로 도시된 순서대로 낮아짐에 따라, 힘[(1), (3)]은 감소하여, 제1 및 제2 전극(B1, B2) 사이의 현상제의 양은 점차적으로 감소하게 된다. 그 결과, 두 전극 사이의 정전 커패시티는 변화된다.
도7을 더 설명하면, 도7의 (a)는 현상제의 충분한 양이 현상제 용기(11) 내에 유지되고, 제1 및 제2 전극(81, 82)이 현상제 질량 내에 있을 때, 현상제 용기(11) 내부 상태를 도시한다. 도7의 (b)는 현상제 용기(11) 내의 현상제의 양이 약간 감소되고, 현상제 용기(11) 내의 현상제 질량의 상부면이 제1 및 제2 전극(81, 82) 각각의 바닥 단부 및 상부 단부와 동일한 수준으로 낮아졌을 때, 현상제 용기(11)의 내부 상태를 도시한다. 도7의 (c)는 현상제의 양이 리세스(80) 내에 현상제가 없는 수준으로 더 감소되고, 현상제 용기(11) 내의 현상제 질량의 면이 대략 제2 전극(82)의 중간 수준이 되는 제1 전극(81)의 바닥 단부의 수준 이하로 떨어졌을 때, 현상제 용기(11)의 내부 상태를 도시한다. 도7의 (d)는 현상제 용기(11) 내의 현상제의 양이 현상제 용기(11) 내의 현상제 질량의 상부면이 거의 제2 전극(82)의 바닥 단부에 닿는 수준으로 감소하였을 때, 현상제 용기(11)의 내부 상태를 도시한다.
두 전극(81, 82) 사이의 정전 커패시티 값이 현상제 용기(11) 내의 현상제 질량 위치(현상제 잔류량)의 면에 응답하여 변화되는 방법은 사용중인 현상제의 유동성 및 현상제 교반 이송 부재(9b)의 운반 성능에 의해 영향을 받는다.
예를 들면, 현상제가 물과 같은 유동성을 가질 경우, 현상제 용기(11) 내의 현상제 질량의 상부면의 위치는 제1 및 제2 전극(81, 82) 사이의 현상제 질량의 상부면의 위치와 완전히 일치하게 된다. 그러나, 현상제의 실제적인 유동성은 물의 유동성 보다 훨씬 낮아서, 현상제의 일정량이 현상제 교반 이송 부재(9b)에 의해 현상 챔버(9A) 안으로 운반된 후에도, 현상제 질량의 상부면은 현상제가 현상제 챔버(9A) 안으로 운반되기 전과 마찬가지로 유지된다. 따라서, 제1 및 제2 전극(81, 82) 사이의 현상제 질량의 상부면의 위치는 또한 도7의 (a) 내지 (d)로 도시된 바와 같이, 현상제 용기(11) 내의 현상제 질량의 상부면 위치의 변화 뒤에 약간 변화하는 경향이 있다.
현상제가 제1 및 제2 전극(81, 82) 사이에 들어가는 방법은 현상제 교반 이송 부재(9b)의 성능에 의해 영향을 받게 된다. 다시 말하면, 현상제 교반 이송 부재(9b)의 운반 성능은 극도로 강하거나 극도로 약할 경우, 현상제 용기(11) 내의 현상제의 양의 변화 및 두 전극(81, 82) 사이의 정전 커패시티의 값의 변화 사이의 관계는 편차가 생긴다.
따라서, 제1 및 제2 전극(81, 82)의 위치 및 형상은 현상제의 유동성 및 현상제 교반 이송 부재(9b)의 현상제 운반 성능에 따라 최적화되어야 한다.
상술한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(81, 82) 사이의 정전 커패시티는 제1 및 제2 전극의 감도에 영향을 주는 지역 내의 현상제 분배 즉, 리세스(80) 및 그 인접부의 토너 분배에 응답하여 변화된다. 그러나, 리세스(80) 내의 현상제는 상술한 다양한 힘(1 내지 4) 하에서 유지되고, 따라서 정전 커패시티의 값은 상술한 네 힘이 가상적 평형에 도달할 때까지는 안정화되지 않는 경향이 있다. 다시 말하면, 현상제가 과도한 양으로 의해 상술한 지역으로 일시적으로 들어가거나, 또는 상술한 지역으로 현상제의 진입이 지연될 경우, 두 전극(81, 82) 사이의 정전 커패시티의 값은 조금의 편차를 나타내게 된다.
도8의 그래프는 두 전극(81, 82)의 인접부로 공급된 주어진 현상제의 양이 완전히 소비되는 기간 동안의, 제1 및 제2 전극(81, 82)의 인접부에 존재하는 현상제의 양 및 제1 및 제2 전극(81, 82) 사이의 대응 정전 커패시티 사이의 관계를 도시한다. 도8의 (b)는 현상제의 양이 제1 및 제2 전극(81, 82)의 감도에 영향을 주는 지역으로 현상제의 과도한 양이 들어갈 경우를 도시하고, 도8의 (c)는 상술한 지역으로의 현상제의 진입이 지연되는 경우를 도시한다. 도8의 (a)는 정상적인 경우, 또는 정상적인 변화를 도시한다.
과도한 양의 현상제가 상술한 특정 지역으로 들어갈 때, 정전 커패시티 값은 도8의 (b)에서 참조부호 p로 표시된 지점으로 표시된 것처럼 갑자기 증가하고, 반면에 상기 지역으로의 현상제의 진입이 지연될 때는, 정전 커패시티 값이 도8의 (c)에서 참조부호 q로 표시된 범위에 의해 표현된 바와 같이 평형 수준에 도달하기까지 일정한 시간이 걸린다.
이러한 문제을 풀기 위한 한가지 방법은 현상제가 운반되는 방향의 관점에서 리세스(80)의 치수를 감소시키는 것이다. 특히, 현상제 운반 방향의 관점에서 리세스(80)의 치수는 제1 전극(81) 즉, 현상 롤러(9a)로부터 더 큰 거리를 갖는 전극의 바닥 단부의 위치를 상부로 이동시키는 방법으로 감소되어야 한다. 그러나, 제1 전극(81)이 일정 거리보다 더 많이 짧아질 경우는, 제1 및 제2 전극으로 구성되는 콘덴서의 표면 영역은 너무 작아서 만족할 정도의 감도를 가진 콘덴서를 제공하지 못하게 된다. 따라서, 전극(81)은 적당한 길이를 필요로 한다.
반면에, 제2 전극(82) 즉, 현상 롤러(9a)로부터 더 짧은 거리를 갖는 전극이 그 상부 단부가 리세스(80)의 상부 단부 수준에 닿도록 연장될 경우, 리세스(80) 내의 제1 및 제2 전극(81, 82) 사이의 거리가 너무 짧게 즉, 콘덴서가 현상제 질량의 상태가 안정화되는 동안 발생하는 정전 커패시티 값의 상술한 파동을 검출할 수 있는 수준으로 상술한 콘덴서의 감도를 충분히 올릴 만큼 짧게 된다. 따라서, 현상제의 양은 정확히 검출되지 않을 수 있다. 따라서, 상술한 방법으로 제2 전극(82)을 연장시키는 것은 바람직하지 않다.
도9를 참조하면, 정전 커패시티에 대한 상술한 콘덴서의 감도는 리세스(80)에 대응하는 제2 전극(82)부를 절단하여 제2 전극(82)을 짧게 함으로써 특히, 제2 전극 상부 단부의 위치가 제1 전극(81)의 바닥 단부 수준 아래로 떨어지도록 제2 전극(82)을 짧게 함으로써 제어될 수 있다. 다시 말하면, 프로세스 카트리지(B) 또는 현상 장치(9)는 전자 사진 화상 형성 장치 주 조립체로 적당히 장착된 후에, 적어도 제2 전극(82)의 바닥 단부는 제1 전극(81) 수준 아래에 있을 것이다. 또한, 제2 전극(82)을 과도하게 짧게 하는 것은 불충분한 감도의 문제를 생기게 한다. 따라서, 제2 전극(82)은 적당한 길이로 절단되어야 한다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 전극(81, 82)은 판의 형태이고, 현상 롤러(9a)의 종방향에 수직인 방향의 관점에서 제1 전극(81)의 치수는 제2 전극(82) 보다 더 크다.
상술한 구조적 배열을 채택하여 검출하는 방법 외에, 다른 검출 방법이 있다. 예를 들면, 프로세스 카트리지에 기록 수단이 제공될 경우, 프린트 카운트,프로세스 카트리지의 존속 기간 등의 기록이 가능하여, 상술한 평형이 실현되기 위해 필요하다고 생각되는 일정한 시간의 경과 후에, 처음으로 검출이 시작될 수 있다.
현상제 잔류량이 연속적으로 검출되고, 정전 커패시티의 변화량을 증가시키도록 정확도를 향상시키는 것이 바람직하다. 특히, 이러한 목적은 제1 및 제2 전극(81, 82)의 표면 영역을 증가시킴으로써, 제1 및 제2 전극(81, 82) 사이의 거리를 감소시킴으로써, 및/또는 유사한 방법에 의해 달성될 수 있다. 전극의 표면 영역을 증가시키기 위해, 전극은 도10에 도시된 바와 같이 물결모양이 되거나, 도11에 도시된 바와 같이 잔물결 모양이 될 수 있다.
또한, 카트리지 설계에서의 제한이 상술한 것과 같은 이러한 전극을 위해 충분히 큰 공간을 보장하는 것이 불가능하게 할 경우, 또는 프로세스 카트리지 비용을 줄이는 것이 필요한 경우, 제1 및 제2 전극(81, 82) 중 하나는 도12 및 도13에 도시된 바와 같이 일편의 둥근 로드로 형성될 수 있다.
다음으로, 도14 및 도15를 참조하여, 현상 롤러(9a)의 종방향의 관점에서 전극의 위치설정이 기술된다.
도14를 참조하면, 검출 정확도는 종방향의 관점에서 화상 형성 지역의 치수와 사실상 동일한 현상 롤러(9a)의 종방향의 치수의 관점에서 제1 및 제2 전극(81, 82)의 치수를 형성함으로써 향상될 수 있다. 그러나, 검출 정확도가 덜 중요한 경우, 현상 롤러(9a)의 종방향의 관점에서 치수가 더 작은 전극들은 비용을 절감하도록 화상 형성 지역의 중앙부 또는 단부를 가로질러 위치될 수 있다. 그러나, 이러한 경우, 현상 롤러(9a)의 종방향의 관점에서 현상제 분배를 검출하는 것이 불가능하고 따라서, 이러한 문제를 보정하기 위해, 현상 롤러(9a)의 종방향의 관점에서 다수의 더 작은 치수의 전극이 화상 형성 지역을 가로질러 예를 들면, 도15에 도시된 바와 같이 양 단부, 중앙부 등에 의도적으로 배치되는 것이 바람직하다.
화상 형성이 계속됨에 따라, 현상제 소비가 진행된다. 결국, 현상 롤러(9a)의 주연면 상에서 현상제량을 조절하기 위한 현상 블레이드(9d)의 종방향 에지 및 제2 전극(82) 사이의 현상제 즉, 현상 롤러(9a) 및 제2 전극(82) 사이의 현상제는 소비되고, 그에 따라, 현상제 무 또는 "현상제 없음 상태"라는 신호와 함께 비정상적인 백색점을 가진 화상이 나타나게 된다.
비정상적인 백색점이 있는 화상을 야기하는 현상제 수준이 검출될 정확성은, 도16에 도시한 바와 같이, 현상 롤러(9a)가 전극[상대측(counterpart)은 제2 전극(82)임]의 하나로서 작용하고 제1 및 제2 전극(81, 82)로 구성된 상술한 콘덴서에 평행하게 접속되는 다른 콘덴서를 생성하도록 현상 롤러(9a)를 전기적으로 연결함으로써 상당히 향상될 수 있다.
도17은 정전 커패시티에 있어서의 전형적인 변형을 도시하고 있다. 도17의 (b) 및 도17의 (a)는 각각 콘덴서 전극의 하나로서 이중으로 된 것과 그렇지 않은 것을 도시하고 있다. 현상제 잔류량으로써의 토너 유닛에 관한 토너의 양의 (소비량)변화에 대한 반응으로 야기되는 정전 커패시티의 변화량은 거의 비정상적인 백색점이 있는 화상의 형성이 시작되는 수준보다 훨씬 더 많이 감소하는 것이 명백하다. 즉, 검출 정확성이 도17의 (b)에 표현된 경우가 도17의 (a)에 표현된 경우보다 훨씬 더 양호했다.
토너 유닛에 관한 토너 양의 (소비량) 변화에 비해 정전 커패시티의 큰 변화의 발생 원인은, 비정상적인 백색점이 있는 화상의 시작 시점 바로 이전에, 현상 롤러(9a)의 주변면 상의 토너의 양이 감소하기 시작하면서 비정상적인 백색점이 발생하기 시작한 때문이다.
따라서, 가능한 정확하게 현상 롤러(9a)의 주변면 상의 현상제량을 측정하는 것이 검출 정확성을 향상시키는 기초 요구 조건 중의 하나이다.
현상 롤러(9a)의 근접한 곳에서 현상 롤러(9a)의 상대측으로서 작용하는 제2 콘덴서(82)가 배치되고 현상 롤러(9a)는 상술한 제2 콘덴서 내에 전극쌍의 하나로서 이중으로 만들어지는 상술한 구조 배치를 함으로써 현상 롤러(9a)의 근접한 곳에서 "검출 감도"를 향상시키는 것이 가능하게 된다. 도17의 (a)와 (b)간의 검출 정확성의 차이는 그런 구조 배열의 차이에 의해 야기된다.
또한, 비정상적인 백색점이 있는 화상이 발생하는 현상제 수준 임계점의 정확성을 향상시키기 위해, 현상 롤러(9a) 주변면의 근접한 곳에서 "검출 감도"를 향상시켜야 한다.
현상 롤러(9a)의 주변면 상에 현상제가 거의 없을 때에도, 도18의 현상제(T)로 설명된 바와 같이 현상 블레이드(9d)의 근접한 곳에 현상제가 존재하는 한 현상이 가능하다. 따라서, 비정상적인 백색점이 있는 화상이 발생하기 시작하는 현상제 수준을 검출하는 정확성은 상술한 구역에서의 현상제(T)가 검출되는 감도를 향상시킴으로써 향상될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서, 도19에 도시된 바와 같이 현상 블레이드(9d)의 종방향 모서리에 근접하게 배치되고 현상 롤러(9a)에 평행하게 연장된 제3 전극(83)이 제공된다. 특히, 제3 전극(83)은 현상 블레이드(9d)를 향해 구부러진 제2 전극(82)의 연장으로서 추가된다. 결과적으로, 임계 현상제 수준의 검출되는 정확성이 향상된다.
상술한 제3 전극(83)은 제2 전극(82)의 일부일 필요는 없다. 즉, 제3 전극(83)이 제2 전극(82)로부터 독립적일지라도, 임계 현상제 수준 검출 정확성과 연관해서는 문제되지 않는다. 이러한 경우에, 제3 전극(83)은 금속판 대신에 원형 로드로 구성될 수 있다.
또한, 제3 전극(83)(전극(82)에 비해 경사진 부분)이 제2 전극(82)으로부터 독립적으로 형성될 때, 제3 전극(83)은 현상제 잔류량을 연속적으로 검출하기 위한 수단의 일부로서 사용될 뿐만 아니라 현상제의 존재(부재)를 매우 정확하게 검출하는 수단의 일부로서 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 현상 챔버(9A) 내의 현상제량은 제1 전극(81) 및 제2 전극(82) 사이의 현상제량을 측정함으로써 계산되고, 제1 전극(81) 및 제2 전극(82) 사이의 현상제량은 제1 전극(81)과 제2 전극(82) 사이의 정전 커패시티를 연속적으로 검출함으로써 측정될 수 있다.
또한, 비정상적인 백색점이 있는 화상이 발생되는 현상제 임계 수준을 검출하는 정확성은 제2 전극(82)의 중요한 부분으로서 제3 전극(83)을 제공하고 현상 롤러(9a)에 추가적인 콘덴서를 구성하는 제3 전극(83)의 보완물로서 현상 롤러(9a)를 사용함으로써 향상될 수 있다.
프로세스 카트리지 사용 초기 단계부터 현상제 잔류량을 검출하기 위해, 현상제 용기 측상에 검출 수단을 배치해야 한다. 한편, 비정상적인 백색점이 있는 화상이 발생하는 현상제 임계 수준을 정확하게 검출하기 위해, 현상 롤러(9a)의 근접한 곳에 검출 수단을 배치해야 한다. 단독 검출 수단의 제공에 따르는 이러한 상호 모순된 두가지 요구 조건을 만족하는 것이 본 발명의 이 실시예의 특징이다. 즉, 본 실시예에 따르면, 검출 수단은 현상제량의 높이의 변화를 검출할 수 있도록 현상 롤러의 근접한 곳에 배치된다. 즉, 본 실시예에서 프로세스 카트리지 구조체의 원래 특성 중의 하나는 현상 용기 내의 현상제량이 현상 용기(11)로부터 현상 교반-이송 부재(9b)에 의해 보내진 현상제과 연관된 정보에 기초하여 결정될 수 있다는 것이다.
상술한 구조체의 제공은 비정상적인 백색점이 있는 화상이 발생하는 현상제 임계 수준을 검출하는 정확성을 높게 유지하면서 현상제 잔류량을 연속적으로 검출하는 것을 가능하게 한다. 또한, 상술한 상호 모순되는 두가지 요구 조건은 단독 검출 수단의 제공으로 만족되었고 따라서 비용이 절감되었다.
전극 재료에 관해서는, 전극(81, 82, 83)이 전기적 도전성 기판으로 형성되는 한, 그들의 기능은 상술한 것과 유사하다. 그러나, 본 실시예에서는, 비자성 금속 기판, 예를 들어서, 비자성 SUS가 전극이 현상제 순환을 방해하는 것을 방지하도록 전극 재료로서 사용된다.
또한, 전극(81, 82, 83)이 예를 들어 침적 또는 인쇄에 의해 현상 챔버(9A)의 벽을 구성하는 프레임부(12)에 직접 부착된다거나, 전기적 도전성 수지와 함께 형성된 2가지 외관 주조를 사용하여 프레임부(12)에 내장된다면, 전극 부착 결함 및 전극 지정 결함에서 발생되는 문제가 더 감소할 것이며 즉, 더 높은 정확도로 프레임부(12)에 부착될 것이다.
상술에서, 본 실시예는 자성 현상제량이 연속적으로 검출되는 프로세스 카트리지의 구조체를 참고로 설명되었다. 그러나, 본 실시예는 비자성 현상제를 포함하는 현상제 용기의 구조체에 또한 적용될 수 있다.
다음에, 도20을 참조하여, 본 발명의 원리의 실시예에 따른 현상제량 검출 장치를 설명한다. 도20은 프로세스 카트리지(B) 내부의 제1 전극(81) 및 제2 전극(82)과 현상제 롤러(9a)가 화상 형성 장치 주 조립체 측상에 현상제량 검출 회로(100)를 연결하는 방법을 도시하고 있다.
제1 전극(81)과 현상 롤러(9a)는 각각 제1 접촉점(92)(장치 주 조립체 측상의 접촉점(17))과 제2 접촉점(91)(장치 주 조립체 측상의 접촉점(19))를 관통하는 현상 바이어스 인가 수단으로서 현상 바이어스 회로(101)에 연결된다. 측정 측상의 전극들 사이에, 제2 전극(82) 또는 출력 전극은 제3 접촉점(93)(주 조립체 측상의 접촉점(18))을 관통하는 제어 회로(102)에 연결된다. 도면에 도시되지 않았지만, 제3 전극(83)은 상술한 바와 같이 제2 전극(82)의 일체부를 구비한다.
현상 바이어스 회로(101)는 제어 회로(102)의 관련 커패시티 부재(88)에 연결된다. 현상제 잔류량 검출을 위한 관련 전압(V1)은 현상 바이어스 회로(101)로부터 제공된 AC전류(I1)를 이용하여 설정된다.
제어 회로(102)는 관련 커패시티 부재(88)에 공급된 AC전류(I1)를 단락시켜서 생성된 AC전류(I11)의 조합으로 인해 발생된 전압 강하(V2)를 추가함으로써 관련 전압(V1)을 정한다. 즉, 용량(VR1)에서의 임피던스 부품 및 전압(V3)에서의 저항(R2)은 저항(R3, R4)에 의해 정해진다.
따라서, 측정 측상의 전극 또는 제1 전극(81) 및 제2 전극(82)에 공급되는 AC전류(I2)는 현상제 잔류량을 표시하는 수치와 전압(V4)(V1-I2×R5)으로 출력된 것으로부터 증폭 회로(103)에 입력된다. 즉, 이 출력 전압의 값은 현상제 잔류량 표시 수치로 사용될 수 있다.
본 실시예에서 정전 기록 화상 형성 장치에 따르면, 제1 전극 및 제2 전극 사이의 현상제량은 상술한 바와 같이 연속적으로 검출되고, 현상제 소비량이 검출된 정보에 기초하여 디스플레이 되어서, 사용자는 새로운 프로세스 카트리지나 현상제 보충 카트리지를 준비하도록 상기된다. 또한, 제3 전극과 현상 부재 사이의 현상제량이 검출되고, 현상제 고갈이 발생하는 바로 그 때에 검출 정보에 기초하여 표시되어, 사용자는 현상제 프로세스 카트리지를 보충하도록 상기된다. 부수적으로, 본 실시예에서, 전압이 인가된 측에는 현상 롤러와 제1 전극을 포함되고, 신호가 검출된 측에는 제2 전극과 제3 전극이 포함된다. 그러나, 상술한 바와 같은 동일한 효과는 전압이 인가된 측에 현상 롤러와 제2 전극이 포함되고, 신호가 검출된 측에 제1 전극과 제3 전극이 포함되더라도 얻을 수 있다.
전기적 도전성 부재쌍이 현상 용기 내부에 위치하는 프로세스 카트리지를 설계하는 것은 도전성 부재의 위치, 형상 및 사이즈에 있어서 아주 작은 범위만을 허용하므로 어렵다. 그러나, 그러한 설계는 전극쌍 사이의 거리를 종래 구조 배열이 필적할 수 없는 수준까지 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 그러한 설계는 현상 부재의 근접한 곳에 전기적 도전성 부재쌍을 배치할 수 있게 하고, 따라서, 비정상적인 백색점이 있는 화상이 발생하는 현상제 임계 수준을 검출하는 정확성을 향상시킬 수 있다.
현상제 잔류량을 표시하는 방법을 서술하기 위해, 예를 들면 전술된 현상제량 검출 장치에 의해 검출된 정보는 도21에 도시된 것처럼, 사용자 개인 컴퓨터(44)의 모니터 스크린(45) 상에 수치값(예컨대, 10%)으로 직접 표시되는 방법 또는 도22의 (a) 및 (b)에 도시된 방법이 있다. 도22의 (a) 및 (b)에 도시된 방법의 경우에, 현상제량에 비례하여 이동하는 바늘에 의해 지시되는 게이지(42)의 지점에 의하여 사용자가 현상제의 잔류량을 알게 된다. 또한, 전자 사진 화상 형성 장치 주 조립체에는 현상제량을 나타내는 방식으로 점멸되는 LED 등을 채용한 표시부(43)가 제공될 수 있다.
제2 실시예
다음으로, 도24 내지 도28을 참조하여 본 발명의 제2 실시예가 설명될 것이다.
본 실시예에서, 전자 사진 화상 형성 장치의 구조 및 기능은 제1 실시예의 전자 사진 화상 형성 장치의 구조 및 기능과 같으며, 제1 실시예의 구성 요소와 유사한 본 실시예의 구성 요소는 제1 실시예에 주어진 도면 부호와 같다. 또한, 본 실시예에서, 종방향에 대한 구성 요소의 배열과, 제1 실시예에서 중복되는 전극의인접한 구조의 설명은 여기서 설명하지 않을 것이다.
본 실시예에서, 도24를 참조하면, 전극(84)은 현상 챔버(9A)의 하부 표면 상에 위치된다. 특히, 전극(84)은 현상 롤러(9a)로 이송되는 현상제 용기(11) 내에 유지된 현상제(T)의 경로를 따라 배치된다. 따라서 그 이후에, 전극(84)은 현상제 경로 전극으로 참조될 것이다. 이런 현상제 경로 전극(84)은 현상 롤러(9a)의 종방향에 대한 현상 경로의 모든 범위를 가로질러 연장하며, 도24에 도시된 단면 형상은 동일하게 전체 길이를 가로지른다.
이 실시예에서, 현상 롤러(9a)는 도20에 도시된 것처럼, 이미 참조된 현상 바이어스 회로(101)로 전기 접속되어, 현상제 경로 전극(84)이 현상제량 검출 회로(100)의 제어 회로(102)에 접속된다.
현상 챔버(9A)의 하부 표면 근접부에서 자기 현상제는 현상 롤러(9a) 내의 자석(9c)에 의해, 항상 현상 롤러(9a)로 자기 현상을 유도하는 방향에서 발생된 자력의 영향을 받는다. 따라서, 현상제 용기(11) 내의 현상제의 양의 감소 때문에 현상제 롤러(9a)로 공급되는 현상제의 양이 감소할 때, 현상 챔버(9A)의 하부 표면 근접부 내의 현상제는 현상 챔버(9A)의 다른 부분 내의 현상제가 소모되기 전에 소모된다.
특히 도26을 참조하면, 현상제 용기(11) 내의 현상제 잔류량이 비교적 많을 때, 현상제 질량의 자체 하중 때문에 현상제 용기(11) 내의 현상제는 감소하며, 따라서 현상 챔버(9A) 내의 현상제가 전술한 것처럼 소모될 때 질량[도26의 (a)]의 자체 하중 때문에 소모된 현상제는 현상 챔버(9A) 내로 가압된 현상제에 의해 즉시다시 채워진다. 그러나, 현상제 용기(11) 내의 현상제 잔류량이 감소할 때, 현상 챔버(9A) 내로 현상제를 가압하는 힘도 감소하여 현상 챔버(9A)로부터 소모된 현상제의 양과 같은 양의 현상제를 현상 챔버 내로 가압하는 것이 불가능하다. 결과적으로, [도26의 (b) 및 도26의 (c)의] 현상 챔버(9A)의 하부 표면 근접부로부터 공동의 생성이 시작된다. 결국, 현상제는 현상 블레이드(9d)의 종방향 모서리 주위에만 잔류하는 상태가 결과로 된다[도26의 (d)].
전술된 대로 프로세스 카트리지 내의 현상제가 소모될 때, 본 실시예의 구조 배치는 현상 챔버(9A)의 하부 표면 근접부의 현상제량을 연속적으로 검출하는 것을 가능하게 한다.
도27의 그래프는 현상제 잔류량이 감소할 때 발생되는 정전 커패시티 내의 통상적인 변화를 도시한다. 도27에 도시된 것처럼, 본 실시예의 구조 배열이 채용된다 하더라도, 현상제 잔류량은 계속 검출된다. 그러나, 이런 구조 배열은 비정상적인 백색점이 생성된 상을 만드는 레벨 이하의 임계 현상제의 검출에 대하여 제1 실시예만큼 정확하지 않다.
따라서, 임계 현상제 레벨에 대한 검출 감도를 증가시키는 것이 필요할 때, 제1 실시예의 제3 전극(83)과 같은 추가 요소를 채용하는 것이 가능하다. 그러나, 현상 챔버(9A) 하부 내의 현상제의 양 검출 장치의 감도를 증가시키기 위하여, 도25에 도시된 대로, 중간 전극으로써 현상 롤러(9a) 및 경로 전극(84)에 평행하며 현상 롤러(9a)의 종방향 전체 범위를 가로지르는 로드형 전극(87)이 제공될 수 있다. 이런 배열과 함께, 현상제 경로 전극(84) 및 로드 전극(87)은 콘덴서의 2개의전극의 역할을 한다. 다시 말하면, 콘덴서의 2개의 전극 사이의 거리가 더 짧아지면, 검출 감도는 증가한다. 더 더욱 자세하게는, 중간 전극(87)이 제공되면, 현상제 롤러(9a) 및 제3 전극(83)은 전위 레벨에서 동일화되어 현상 바이어스 적용 수단으로써 현상 바이어스 회로(101)에 접속되며, 중간 전극(87)은 현상제량 검출 회로(100)의 제어 회로(102)에 접속된다. 따라서, 현상제 잔류량을 검출하는 감도 및 임계 현상제 레벨을 검출하는 감도는 많은 비용의 증가 없이 향상된다.
또한, 이런 구조 배열과 함께, 정전 커패시티는 도28의 그래프에 의해 표시되는 현상제 잔류량의 감소에 응답하여 변화한다. 프로세스 카트리지(B)를 위한 구조 배열의 선택은 전술된 것에 제한될 필요는 없다. 사실, 현상제의 위치를 검출하는 감도가 증가될 수 있다면, 전극이 어느 곳에 위치되는지는 문제되지 않는다.
제3 실시예
다음으로, 본 발명의 제3 실시예가 설명된다. 또한 본 실시예에서, 제1 및 제2 실시예의 화상 형성 장치의 구조 또는 기능면으로 유사한 화상 형성 장치가 채용된다. 제1 및 제2 실시예의 구성 요소와 유사한 본 실시예의 구성 요소들은 같은 도면 부호가 주어질 것이다. 또한, 프로세스 카트리지의 종방향에 대한 구성 요소 배열과, 전극의 근접부 내의 구조와 같은 제1 및 제2 실시예와 동일한 것들은 설명되지 않을 것이다.
본 발명의 배열에 따르면, 제1 및 제2 실시예보다 더 정확하게 현상제 잔류량을 검출할 수 있다.
검출 정확성을 향상시키기 위한 하나의 방법으로, 검출 감도를 증가시키는 것이 가능하다. 그러나, 실질적으로 제1 및 제2 실시예를 기초로 하고 단순히 형태 및 전극의 위치를 약간 변화시킴으로써 감도를 증가시키는 것은 어렵다.
따라서 본 실시예에서, 제1 실시예의 구조 배열, 다시 말해 도19에 도시된 제1, 제2 및 제3 전극(31, 32, 83)을 갖는 구조와, 제2 실시예의 구조 배열, 다시 말해 도24에 도시된 현상제 경로 전극(84)이 현상제 챔버(9A)의 하부 표면 상에 위치된 구조는 도29에 도시된 것처럼 결합하여 채용된다.
임계 현상제 레벨 검출에 대하여, 충분한 레벨의 검출 정확성이 제3 전극(83) 및 제1 실시예의 현상 롤러(9a)의 조합으로 구성된 콘덴서부에 의해 달성되며, 따라서 중간 전극(87)은 본 실시예에서 채용되지 않는다. 그러나, 상황에 따른 중간 전극(87)의 채용은 어떠한 문제도 일으키지 않으며, 본 실시예에 의해 제공된 동일한 효과를 제공할 것이다.
전술된 구조 배열의 설비와 함께, 검출 감도가 크게 증가하며, 따라서 현상제 잔류량은 매우 정확하게 계속하여 검출될 수 있다. 또한, 현상제 잔류량이 검출될 수 있는 영역은 종방향에 대하여 현상제 챔버(9A)의 전체 범위를 가로지르는 영역으로 확장되며, 따라서 상황에 따라, 예를 들어 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치 주 조립체로부터 이탈되어 요동됨으로써 현상제 용기(11) 내의 현상제 질량의 상태가 순간적으로 변한다고 할지라도, 그러한 순간적인 변화 후에 검출된 현상제 잔류량은 그러한 변화 전에 검출된 현상제 잔류량과 거의 다르지 않다.
본 실시예에서, 현상 롤러(9a) 및 제1 전극(81)은 전위에서 동일화되며, 현상제 바이어스 회로(101)에 접속되어 제2 전극(82) 및 현상제 경로 전극(84)은 전위 레벨이 동일화되고 현상제량 검출 회로(100)의 제어 회로(102)에 접속된다.
이러한 전극 또는 전극의 동일화가 어떻게 회로 설계에 접속되었는가는 정확하게 전술할 필요는 없다. 그 접속이, 특히 현상제 챔버의 하부 표면 근접부 및 제1 전극과 제2 전극(81, 82)의 근접부 내의 높은 레벨의 검출 감도를 달성하는 한, 그것은 문제되지 않는다.
또한, 전극의 접속에 관하여는, 전위 레벨을 동일화함으로써 비용 증가를 방지할 수 있으며, 그러한 배치는 주 조립체 측면 상의 동력원과 전극들 사이의 접촉부의 수를 증가시키지 않기 때문에 그것들 서로 접속됨으로써 전극의 전위 레벨이 동일화될 것이다.
도30의 (a) 및 (b)는 현상제량의 변화량 사이의 관계 및 제1 실시예와 제2 실시예의 현상제의 양 변화에 응답하여 발생하는 정전 커패시티가 각각 변화하는 것을 도시한다. 도30c는 현상제량의 변화 및, 본 실시예의 구조가 채용될 때, 현상제량에 변화에 응답하여 발생하는 정전 커패시티 내의 변화를 도시한다.
현상제 잔량도 이 실시예의 구조를 사용하여 정확하게 검출될 수 있다는 것이 이들 그래프로부터 명백하다.
또한 이 실시예에서, 도전성 재료의 평평한 조각이 현상제 경로 전극(84)으로서 채용되어 용기 벽의 내부 표면에 고정되었다. 그러나, 현상제 경로 전극(84)의 구조는 이 실시예에서 채용된 것에 제한될 필요가 없다. 예를 들어, 현상제 전극(84)은 용기 벽의 외부 표면에 고정될 수 있거나, 또는 용기 벽으로부터 일정 거리에 유지되는 방식으로 고정될 수도 있다. 더욱이, 현상제 전극은 평행하게 위치된 다수의 도전성 로드를 포함할 수 있다. 바꾸어 말하면, 현상제 교반 이송 부재에 의해 현상제가 현상 부재로 이송되는 경로를 가로질러서 현상제 전극이 위치되는 한, 이 실시예의 구조적인 배열을 사용하여 얻은 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
첨언하면, 위에서 설명된 실시예에서, 현상제 용기가 프로세스 카트리지를 처음 사용하기 전에 100% 채워져 있다면, 현상제 잔량은 현상제 잔량이 30%에서 0%까지의 범위 내에 있을 때 계속적으로 검출될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 배열로 제한되지 않는다. 바꾸어 말하면, 용기 내의 현상제 잔량이 계속적으로 검출될 수 있는 범위는 예를 들어 50%에서 0%까지의 범위 또는 40%에서 0%까지의 범위로 설정될 수 있다. 여기서, 현상제 잔량이 0%라는 표시는 현상제가 완전히 소모되었다는 것을 의미하지 않는다. 그것은 또한 용기 내의 현상제 량이 그 아래에서는 소정 수준의 품질을 갖는 화상이 얻어질 수 없는 수준으로 감소한 상태를 포함한다.
본 발명의 실시예들의 상기 설명으로부터 명백한 것처럼, 본 발명에 따르면 현상제 량은 높은 수준의 정확성을 가지고 계속적으로 검출될 수 있고, 따라서 사용성이 개선될 수 있다.
본 발명은 본원에서 개시된 구조를 참조해서 설명되었지만 설명된 세부적 사항으로 한정되는 것이 아니고, 본 발명은 개선의 목적 또는 다음의 청구범위 내에서 나올 수 있는 변경 또는 수정을 포함하도록 된 것이다.
본 발명의 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치에 의하면, 현상제의 잔류량이 실제 실시간으로 정확히 검출될 수 있다.

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  83. 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체와 함께 사용가능하고, 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 장치에 있어서,
    상기 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위해 현상제를 전자 사진 감광 부재로 공급하기 위한 현상 부재와,
    상기 현상 부재의 길이를 따라 배치된 제1 전극과,
    상기 제1 전극의 길이를 따라 배치된 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극은 현상 장치가 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 장착될 때 적어도 그 하단부가 상기 제2 전극의 위에 위치하도록 배치되고, 상기 제1 전극에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전극이 공급될 때 상기 제1 전극과 제2 전극 사이의 정전 커패시티 및 상기 현상 부재에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전압이 공급될 때 상기 현상 부재와 상기 제2 전극 사이의 정전 커패시티에 따르는 전기 신호가 발생하고, 상기 전기 신호가 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 의해 측정되어 현상제의 잔류량을 검출하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  84. 제83항에 있어서, 상기 제1 전극 및 제2 전극 각각은 판 형상이고,
    상기 제1 전극의 길이는 상기 현상 부재의 종방향과 교차하는 방향에서 측정되었을 때 상기 제2 전극보다 더 긴 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  85. 제83항에 있어서, 상기 제2 전극의 단부에 위치한 제3 전극을 추가로 포함하고, 상기 현상 부재에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전압이 공급될 때 상기 전기 신호는 상기 현상 부재와 상기 제3 전극 사이의 정전 커패시티에 따라 추가로 발생하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  86. 제83항에 있어서, 현상 장치의 하부면에 제공되는 경로 전극을 추가로 포함하고, 상기 현상 부재에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전압이 공급될 때 상기 현상 부재와 상기 경로 전극 사이의 정전 커패시티에 따라 전기 신호가 발생하는 것을 특징으로 하는 현상 장치.
  87. 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 분리가능하게 장착될 수 있는 프로세스 카트리지에 있어서,
    전자 사진 감광 부재와,
    상기 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위해 현상제를 상기 전자 사진 감광 부재에 공급하는 현상 부재와, 상기 현상 부재의 길이를 따라 배치된 제1 전극과, 상기 제1 전극의 길이를 따라 배치된 제2 전극을 포함하는 현상 장치를 포함하고,
    상기 제1 전극은 프로세스 카트리지가 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 장착될 때 적어도 그 하단부가 상기 제2 전극의 위에 위치하도록 배치되고, 상기 제1 전극에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전극이 공급될 때 상기 제1 전극과 제2 전극 사이의 정전 커패시티 및 상기 현상 부재에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전압이 공급될 때 상기 현상 부재와 상기 제2 전극 사이의 정전 커패시티에 따르는 전기 신호가 발생하고, 상기 전기 신호가 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 의해 측정되어 현상제의 잔류량을 검출하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  88. 제87항에 있어서, 상기 제1 전극 및 제2 전극 각각은 판 형상이고,
    상기 제1 전극의 길이는 상기 현상 부재의 종방향과 교차하는 방향에서 측정되었을 때 상기 제2 전극보다 더 긴 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  89. 제87항에 있어서, 상기 제2 전극의 단부에 위치한 제3 전극을 추가로 포함하고, 상기 현상 부재에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전압이 공급될 때 상기 전기 신호는 상기 현상 부재와 상기 제3 전극 사이의 정전 커패시티에 따라 추가로 발생하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  90. 제87항에 있어서, 현상 장치의 하부면에 제공되는 경로 전극을 추가로 포함하고, 상기 현상 부재에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전압이 공급될 때 상기 현상 부재와 상기 경로 전극 사이의 정전 커패시티에 따라 전기 신호가 발생하는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
  91. 기록재 상에 화상을 형성하기 위한 전자 사진 화상 형성 장치에 있어서,
    전자 사진 감광 부재와,
    상기 전자 사진 감광 부재 상에 정전 잠상을 형성하기 위한 정전 잠상 화상 형성 수단과,
    상기 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위한 현상 장치를 포함하고,
    상기 현상 장치는 상기 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위해 현상제를 전자 사진 감광 부재로 공급하기 위한 현상 부재와, 상기 현상 부재의 길이를 따라 배치된 제1 전극과, 상기 제1 전극의 길이를 따라 배치된 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 현상 장치가 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 장착될 때 적어도 그 하단부가 상기 제2 전극의 위에 위치하도록 배치되고, 상기 제1 전극에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전극이 공급될 때 상기 제1 전극과 제2 전극 사이의 정전 커패시티 및 상기 현상 부재에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전압이 공급될 때 상기 현상 부재와 상기 제2 전극 사이의 정전 커패시티에 따르는 전기 신호가 발생하고, 상기 전기 신호가 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 의해 측정되어 현상제의 잔류량을 검출하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 화상 형성 장치.
  92. 프로세스 카트리지가 전자 사진 화상 형성 장치에 분리가능하게 장착될 수 있고, 기록재 상에 화상을 형성하기 위한 전자 사진 화상 형성 장치에 있어서,
    전자 사진 감광 부재와,
    프로세스 카트리지를 장착하기 위한 장착 수단을 포함하고,
    상기 프로세스 카트리지는 상기 전자 사진 감광 부재 상에 형성된 정전 잠상을 현상하기 위해 현상제를 전자 사진 감광 부재로 공급하기 위한 현상 부재와, 상기 현상 부재의 길이를 따라 배치된 제1 전극과, 상기 제1 전극의 길이를 따라 배치된 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 프로세스 카트리지가 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체에 장착될 때 적어도 그 하단부가 상기 제2 전극의 위에 위치하도록 배치되고,
    상기 전자 사진 화상 형성 장치는 상기 전자 사진 감광 부재 상에 정전 잠상을 형성하기 위한 정전 잠상 형성 수단과, 상기 제1 전극에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전극이 공급될 때 상기 제1 전극과 제2 전극 사이의 정전 커패시티 및 상기 현상 부재에 전자 사진 화상 형성 장치의 주 조립체로부터 전압이 공급될 때 상기 현상 부재와 상기 제2 전극 사이의 정전 커패시티에 따라 발생되는 전기 신호를 측정함으로써 현상제 잔류량을 검출하는 현상제 잔류량 검출 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 사진 화상 형성 장치.
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