KR101973316B1 - Method of manufacturing developer container, method of manufacturing developing apparatus, method of manufacturing process cartridge, and method of manufacturing image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
현상제의 수용부를 규정하도록 구성되는 프레임과, 제1 전극과, 상기 프레임의 면에 배치되어 상기 제1 전극에 대향하는 면을 구비한 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이의 정전용량에 근거해서 상기 현상제 수용부 내의 현상제의 양이 검출되는 현상제 용기의 제조 방법이며, 상기 프레임을 성형하도록 구성되는 금형에 상기 제2 전극을 구성하는 도전성 수지 부재를 유지하고, 상기 금형의 면에 상기 도전성 수지 부재의 면을 접촉시키는 공정과, 상기 도전성 수지 부재가 유지된 상기 금형에 상기 프레임 내에 형성되는 수지를 주입하는 공정과, 상기 수지를 경화시켜서 상기 제2 전극이 고정된 상기 프레임을 형성하는 공정을 포함하는 현상제 용기 제조 방법.A first electrode and a second electrode disposed on a surface of the frame and having a surface facing the first electrode, wherein the first electrode and the second electrode And the amount of the developer in the developer accommodating portion is detected based on the electrostatic capacity between the electrodes, characterized in that a conductive resin member constituting the second electrode is formed on a mold configured to mold the frame A step of injecting a resin to be formed in the frame into the mold in which the conductive resin member is held; and a step of curing the resin to form the second And forming the frame on which the electrodes are fixed.
Description
본 발명은 전자사진 인쇄 방식이나 정전 기록 방식을 이용한 복사기, 프린터, 팩시밀리 장치 등의 화상 형성 장치에서 이용되는 현상제 용기 제조 방법, 현상제 용기, 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a developer container manufacturing method, a developer container, a developing apparatus, a process cartridge, and an image forming apparatus used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile apparatus using an electrophotographic printing method or an electrostatic recording method.
종래, 예를 들면 전자사진 방식을 이용한 화상 형성 장치에는, 상 담지 부재로서의 전자사진 감광부재(감광체)에 형성된 정전 잠상에 현상제를 공급해서 현상제 상을 형성하도록 구성되는 현상 장치가 마련된다. 최근에는, 현상 장치를 단독으로 포함하거나, 그 밖의 프로세스 수단과 함께 포함하고, 화상 형성 장치의 본체에 대하여 착탈가능한 현상 카트리지 또는 프로세스 카트리지가 널리 이용되고 있다.Conventionally, for example, an image forming apparatus using an electrophotographic method is provided with a developing apparatus configured to supply a developer to an electrostatic latent image formed on an electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) as an image bearing member to form a developer image. In recent years, development cartridges or process cartridges that include a developing apparatus alone or included with other process means, and which are detachable from the main body of the image forming apparatus are widely used.
현상 카트리지 또는 프로세스 카트리지(이하, 현상 카트리지 또는 프로세스 카트리지를 간단히 "카트리지"라고도 한다)를 화상 형성 장치의 장치 본체에 대하여 착탈가능하게 하는 카트리지 방식에 따르면, 현상제의 보급 및 그 밖의 메인터넌스 작업을 용이하게 행할 수 있다.According to the cartridge system in which the developing cartridge or the process cartridge (hereinafter also referred to simply as the developing cartridge or the process cartridge) is detachably attached to the apparatus main assembly of the image forming apparatus, the supply of the developer and other maintenance work .
카트리지 방식에 대해서는, 일반적으로, 현상 장치의 현상제 용기 내의 현상제가 없어진 시점에 유저나 서비스 맨 등의 조작자가 카트리지를 교환하거나 현상제를 보충함으로써, 화상 형성 장치는 다시 화상을 형성할 수 있게 된다. 그 때문에, 카트리지 방식의 화상 형성 장치는, 현상제의 소비를 검출하고, 유저 등에게 카트리지의 교환 시기를 통지하기 위해서, 현상제의 양(잔량)을 검출하는 검출 수단을 갖고 있는 것이 일반적이다.With regard to the cartridge system, in general, when the developer in the developer container of the developing apparatus is removed, an operator such as a user or a service man replaces the cartridge or replenishes the developer, so that the image forming apparatus can form an image again . Therefore, the image forming apparatus of the cartridge type generally has detecting means for detecting the consumption of the developer and detecting the amount (remaining amount) of the developer for notifying the user of the replacement time of the cartridge.
검출 수단의 유형으로는, 일본 특허 출원 공개 제2001-117346호에 개시된 바와 같이, 한 벌의 입력 측의 전극 및 출력 측의 전극을 마련하고, 양쪽 전극 사이의 정전용량을 측정함으로써 현상제의 양을 검출하는 정전용량 검출 방식을 이용하는 것이 있다. 전극은 일반적으로 금속으로 형성된 판 형상 부재(SUS 판금 등)인 안테나 부재이다.As a type of detecting means, a pair of input side electrodes and output side electrodes are provided as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-117346, and the electrostatic capacity between both electrodes is measured, A capacitance detection method for detecting a capacitance is used. The electrode is an antenna member which is generally a plate-like member (SUS sheet metal or the like) formed of a metal.
일본 특허 출원 공개 제2003-248371호는, 현상제 담지 부재에 교류 전압이 인가되는 현상 장치에서, 현상제 담지 부재를 입력 측의 전극으로 하고, 출력 측의 전극이 되는 정전용량 검출 부재를 현상 장치 내의 현상제 담지 부재에 대향하는 개소에 마련하는 다른 예를 개시한다. 이 정전용량 검출 부재 또한, 일반적으로, 금속으로 형성된 판 형상 부재(SUS 판금 등) 등이라고 하는 안테나 부재이다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-248371 discloses a developing device in which an alternating voltage is applied to a developer bearing member, a developer carrying member is used as an input side electrode, and a capacitance detecting member, Another example is provided in a portion opposed to the developer carrying member in the developer accommodating portion. This capacitance detecting member is also generally an antenna member such as a plate-like member (SUS sheet metal or the like) formed of a metal.
정전용량 검출 방식에서의 전극 사이(안테나 부재 사이, 혹은 현상제 담지 부재와 안테나 부재와의 사이)의 정전용량은, 절연성의 토너 등으로 구성되는 현상제의 양에 따라서 변화한다. 구체적으로, 전극 사이의 공간이 현상제로 메워져 있으면 그 전극 사이의 정전용량은 커지고, 현상제가 줄어듦에 따라서 그 전극 사이의 공간을 공기가 차지하는 비율이 늘어나서 정전용량은 작아진다. 따라서, 그 전극 사이의 정전용량과 현상제의 양의 관계를 미리 구하고, 정전용량을 측정함으로써 현상제의 양을 검출할 수 있다.The electrostatic capacitance between the electrodes (between the antenna members or between the developer bearing member and the antenna member) in the electrostatic capacitance detection method changes depending on the amount of developer composed of insulating toner or the like. Specifically, when the space between the electrodes is filled with the developer, the electrostatic capacitance between the electrodes becomes large, and as the developer is reduced, the ratio of air occupying the space between the electrodes increases, and the electrostatic capacitance becomes small. Therefore, the relationship between the electrostatic capacity between the electrodes and the amount of the developer can be obtained in advance, and the amount of the developer can be detected by measuring the electrostatic capacity.
그러나, 안테나 부재로서 상술한 바와 같은 SUS 판금 등의 전극판을 이용하면, 부품 가격이 비교적 높아지기 쉽다. 그 때문에, 예를 들면 현상제의 양의 검출 정밀도를 향상시키거나, 사용 초기의 보다 빠른 시기부터 현상제의 잔량을 연속적으로 검출하기 위해서, 안테나 부재를 크게 하거나 그 수를 늘리면, 현상제 용기 등의 가격이 높아지기 쉽다.However, if an electrode plate such as SUS sheet metal as described above is used as the antenna member, the cost of the component tends to be relatively high. Therefore, if the antenna member is increased or increased in number, for example, in order to improve the detection accuracy of the amount of the developer, or to continuously detect the remaining amount of the developer from the early stage of use, Is likely to increase in price.
일본 특허 출원 공개 제2002-40906호는, 안테나 부재를 고정하는 방법으로서, 현상 장치의 현상제 용기를 형성하는 프레임에 양면 접착 테이프를 사용하여 안테나 부재를 붙이는 방법을 개시한다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제2002-40906호는, 대안으로서, 프레임에 직접 증착이나 인쇄 등의 처리를 실시해서 프레임 위에 직접 도전성 도료층 혹은 증착층을 형성하거나, 또는 도전성 수지를 2색 형성해서 도전부를 형성할 수도 있는 것에 관하여 개시하고 있지만, 그러한 대안의 상세한 설명은 개시하고 있지 않다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-40906 discloses a method of fixing an antenna member by attaching an antenna member to a frame forming the developer container of the developing apparatus using a double-sided adhesive tape. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-40906 discloses a method in which a conductive coating layer or a vapor deposition layer is directly formed on a frame by performing a process such as vapor deposition or printing directly on the frame, But it does not disclose a detailed description of such an alternative.
일본 특허 출원 공개 평08-15975호는, 카본 블랙 미립자를 우레탄 수지와 염화비닐 수지의 혼합 용액에 적당량 분산한 도포 용액을 시트 기체에 도포하고, 도포된 피복을 열경화시켜 전극층을 형성하는 방법을 개시하고 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-15975 discloses a method of applying a coating solution in which an appropriate amount of carbon black fine particles are dispersed in a mixed solution of a urethane resin and a vinyl chloride resin to a sheet base and thermally curing the applied coating to form an electrode layer Lt; / RTI >
그러나, 전술한 바와 같이 안테나 부재를 프레임에 양면 접착 테이프로 접착하거나, 증착 또는 인쇄에 의해 프레임에 안테나 부재를 형성하는 방법은, 프레임을 형성한 후에 프레임에 가공을 행하는 공정이 필요한 것 등의 이유로 인해서 제조 공정이 복잡화되기 쉽다.However, as described above, the method of attaching the antenna member to the frame with the double-sided adhesive tape, or forming the antenna member on the frame by vapor deposition or printing is required because of the necessity of the step of machining the frame after forming the frame The manufacturing process is likely to become complicated.
본 발명은 상기한 바를 고려하여 이루어진 것으로, 따라서, 본 발명은, 정전용량 검출 방식에 의해 현상제의 양이 검출되는 현상제 용기를 용이하게 제조하는 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and therefore, the present invention provides a method of easily manufacturing a developer container in which the amount of the developer is detected by the electrostatic capacity detection method.
본 발명은, 도전성 수지 부재를 전극에 이용하는 경우, 정전용량 검출 방식에 의한 현상제의 양의 검출 정밀도를 향상시키는 현상제 용기, 현상 장치 및 프로세스 카트리지를 제공한다.The present invention provides a developer container, a developing device, and a process cartridge that improve the detection accuracy of the developer amount by the electrostatic capacitance detection method when the conductive resin member is used for an electrode.
전술한 점을 고려하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 현상제의 수용부를 규정하도록 구성되는 프레임과, 제1 전극과, 상기 프레임의 면에 배치되어 상기 제1 전극에 대향하는 면을 구비한 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이의 정전용량에 근거해서 상기 현상제 수용부 내의 현상제의 양이 검출되는 현상제 용기의 제조 방법이며, 상기 프레임을 성형하도록 구성되는 금형에 상기 제2 전극을 구성하는 도전성 수지 부재를 유지하고, 상기 프레임의 상기 현상제 수용부 측의 면을 성형하도록 구성되는 상기 금형의 면에 상기 도전성 수지 부재의 면을 접촉시키는 공정과, 상기 도전성 수지 부재가 유지된 상기 금형에 상기 프레임 내에 형성되는 수지를 주입하는 공정과, 상기 수지를 경화시켜서 상기 도전성 수지 부재에 의해 구성되는 상기 제2 전극이 고정된 상기 프레임을 형성하는 공정을 포함하는 현상제 용기 제조 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, in consideration of the above points, there is provided a developing apparatus comprising a frame configured to define a containing portion of a developer, a first electrode, and a surface disposed on the surface of the frame and facing the first electrode A method for manufacturing a developer container including a second electrode and detecting the amount of the developer in the developer containing portion based on the electrostatic capacity between the first electrode and the second electrode, A step of holding a conductive resin member constituting the second electrode in a mold constituted so as to form a surface of the conductive resin member on the surface of the mold, A step of injecting a resin to be formed in the frame into the mold in which the conductive resin member is held; and a step of curing the resin, And forming the frame to which the second electrode to be fixed is fixed.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 현상제를 수용하도록 구성되는 현상제 용기이며, 상기 현상제 용기는 정전용량을 이용해서 현상제량을 검출하도록 구성되는 안테나 부재를 포함하고, 상기 안테나 부재는 저항이 103Ω 이상 105Ω이하인 도전성 수지 부재를 포함하는 현상제 용기가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a developer container configured to receive a developer, the developer container including an antenna member configured to detect an amount of developer using electrostatic capacitance, And a conductive resin member having a resistance of 10 3 Ω or more and 10 5 Ω or less.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 현상제 수용부를 규정하도록 구성되는 프레임과, 제1 전극과, 상기 프레임의 면에 배치되고, 상기 제1 전극에 대향하는 면을 구비하는 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이의 정전용량에 근거해서 상기 현상제 수용부 내의 현상제의 양이 검출되고, 상기 제2 전극은, 도전성 수지 부재에 의해 구성되고, 상기 제1 전극의 축선 방향을 따라 보았을 때에, 상기 제2 전극상의 상기 제1 전극과 상기 제2 전극과의 최근접점(closest point)은, 상기 제2 전극의 단부 이외의 위치에 배치되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극을 향해 돌출되는 적어도 1개의 볼록부를 갖고, 상기 최근접점은 적어도 1개의 상기 볼록부에 위치하는 현상제 용기가 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a developing apparatus comprising a frame configured to define a developer accommodating portion, a first electrode, and a second electrode disposed on a surface of the frame and having a surface facing the first electrode Wherein an amount of the developer in the developer accommodating portion is detected based on a capacitance between the first electrode and the second electrode, the second electrode is constituted by a conductive resin member, The closest point between the first electrode and the second electrode on the second electrode is arranged at a position other than the end of the second electrode when viewed along the axial direction of the first electrode, The two electrodes have at least one convex portion protruding toward the first electrode, and the closest contact point is located at least one convex portion.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 상기 현상제 용기를 포함하는 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치가 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a developing apparatus, a process cartridge, and an image forming apparatus including the developer container.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조하여 아래의 예시적인 실시 형태의 설명으로부터 명확해질 것이다.Further features of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.
도 1은 제1 실시 형태의 화상 형성 장치의 개략 단면도.
도 2는 제1 실시 형태의 프로세스 카트리지의 개략 단면도.
도 3은 제1 실시 형태의 현상 장치의 개략 단면도.
도 4는 제1 실시 형태의 토너의 양과 정전용량의 관계를 나타내는 그래프.
도 5a, 5b, 5c 및 5d는 제1 실시 형태의 현상 프레임의 제조 공정을 설명하기 위한 모식도.
도 6a 및 6b는 제1 실시 형태의 안테나 부재 근방의 현상 프레임의 일부의 단면도.
도 7a, 7b 및 7c는 비교예 1 및 2의 안테나 부재 근방의 현상 프레임의 일부의 단면도.
도 8은 제1 실시 형태에 따른 실시예 2의 현상 장치의 개략 단면도.
도 9는 제2 실시 형태의 검출 장치의 개략 구성을 도시하는 현상 장치의 개략 단면도.
도 10은 제2 실시 형태의 토너 잔량과 정전용량의 관계를 나타내는 그래프.
도 11a 및 11b는 제2 실시 형태에 따른 실시예 3과 비교예 3에서의 토너 잔량과 정전용량의 관계를 각각 나타내는 그래프.
도 12a, 12b 및 12c는 도전성 수지 시트의 일례를 설명하는 모식도.
도 13은 토너 잔량 검출 회로의 개략도.
도 14a 및 14b는 각각 안테나 부재의 일례의 평면도와 저항의 측정 방법의 설명도.
도 15의 (a) 및 (b)는 안테나 부재의 현상 프레임에서의 배치를 설명하기 위한 사시도.
도 16은 제3 실시 형태의 현상 장치의 개략 단면도.
도 17은 토너 잔량을 검출해서 통지하는 처리의 플로우차트.
도 18은 제3 실시 형태의 현상제 용기의 제조 공정을 설명하기 위한 금형의 개략 단면도.
도 19는 제3 실시 형태의 토너 잔량과 정전용량의 관계의 일례를 나타내는 그래프.
도 20a 및 20b는 현상제 용기 내의 토너 퇴적 방법을 설명하기 위한 모식도.
도 21a는 제3 실시 형태의 현상 장치의 주요부의 개략 단면도.
도 21b는 정전용량의 검출 결과의 추이와 안테나 부재의 위치의 관계를 설명하기 위한 그래프.
도 22a는 비교예 5의 현상 장치의 주요부의 개략 단면도.
도 22b는 정전용량의 검출 결과의 추이와 안테나 부재의 위치의 관계를 설명하기 위한 그래프.
도 23a는 제4 실시 형태의 현상 장치의 주요부의 개략 단면도.
도 23b는 제4 실시 형태에서의 정전용량의 검출 결과의 추이와 안테나 부재의 위치의 관계를 설명하기 위한 그래프.
도 24a는 제5 실시 형태의 현상 장치의 주요부의 개략 단면도.
도 24b는 토너 잔량과 정전용량의 관계의 일례를 나타내는 그래프.
도 24c는 정전용량의 검출 결과의 추이와 안테나 부재의 위치의 관계를 설명하기 위한 그래프.
도 25a는 비교예 6의 현상 장치의 주요부의 개략 단면도.
도 25b는 정전용량의 검출 결과의 추이와 안테나 부재의 위치의 관계를 설명하기 위한 그래프.1 is a schematic sectional view of an image forming apparatus according to a first embodiment;
2 is a schematic cross-sectional view of the process cartridge of the first embodiment;
3 is a schematic sectional view of the developing apparatus of the first embodiment.
4 is a graph showing the relationship between the amount of toner and the electrostatic capacity of the first embodiment.
5A, 5B, 5C and 5D are schematic views for explaining the manufacturing process of the developing frame of the first embodiment.
6A and 6B are cross-sectional views of a part of a developing frame in the vicinity of the antenna member of the first embodiment;
7A, 7B and 7C are cross-sectional views of a part of the developing frame in the vicinity of the antenna member of Comparative Examples 1 and 2;
8 is a schematic cross-sectional view of the developing apparatus according to the second embodiment according to the first embodiment.
9 is a schematic sectional view of a developing apparatus showing a schematic configuration of a detecting apparatus according to a second embodiment.
10 is a graph showing the relationship between the remaining toner amount and electrostatic capacity of the second embodiment.
11A and 11B are graphs respectively showing the relationship between the amount of remaining toner and the electrostatic capacity in Example 3 and Comparative Example 3 according to the second embodiment.
12A, 12B and 12C are schematic diagrams illustrating an example of a conductive resin sheet.
13 is a schematic view of a toner remaining amount detecting circuit.
14A and 14B are explanatory diagrams of a plan view of an example of the antenna member and a method of measuring resistance, respectively.
Figs. 15A and 15B are perspective views for explaining the arrangement of the antenna member in the developing frame. Fig.
16 is a schematic sectional view of the developing apparatus of the third embodiment.
17 is a flowchart of a process of detecting and notifying the remaining amount of toner.
18 is a schematic sectional view of a mold for explaining the manufacturing process of the developer container of the third embodiment.
19 is a graph showing an example of the relationship between the remaining amount of toner and electrostatic capacity in the third embodiment.
20A and 20B are schematic diagrams for explaining the toner deposition method in the developer container.
21A is a schematic sectional view of a main part of the developing apparatus of the third embodiment.
21B is a graph for explaining the relationship between the transition of the detection result of capacitance and the position of the antenna member.
22A is a schematic sectional view of a main part of a developing apparatus of Comparative Example 5. Fig.
22B is a graph for explaining the relationship between the transition of the detection result of capacitance and the position of the antenna member.
23A is a schematic sectional view of a main part of the developing apparatus of the fourth embodiment.
23B is a graph for explaining the relationship between the transition of the detection result of capacitance and the position of the antenna member in the fourth embodiment.
24A is a schematic sectional view of a main part of the developing apparatus of the fifth embodiment.
24B is a graph showing an example of the relationship between the remaining toner amount and electrostatic capacity;
24C is a graph for explaining the relationship between the transition of the detection result of capacitance and the position of the antenna member.
25A is a schematic sectional view of the main part of the developing apparatus of Comparative Example 6. Fig.
25B is a graph for explaining the relationship between the transition of the detection result of electrostatic capacitance and the position of the antenna member.
이하, 본 발명에 따른 현상제 용기의 제조 방법, 현상제 용기, 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치를 도면을 참조해서 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a developer container, a developer container, a developing apparatus, a process cartridge, and an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
제1 실시 형태First Embodiment
Ⅰ. 화상 형성 장치의 전체적인 구성 및 동작Ⅰ. The overall configuration and operation of the image forming apparatus
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 화상 형성 장치의 개략 단면도이다. 참조 부호 100으로 표시되는 본 실시 형태의 화상 형성 장치는 전자사진 인쇄 방식을 이용해서 화상을 형성하도록 구성되는 레이저 빔 프린터이다. 이 화상 형성 장치(100)는 카트리지 방식을 채용하고 있어, 장치 본체(110)에 대하여 착탈가능한 프로세스 카트리지(120)를 포함한다.1 is a schematic sectional view of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. The image forming apparatus of this embodiment, indicated by
화상 형성 장치(100)에는 퍼스널 컴퓨터나 화상 판독 장치 등의 외부의 호스트 장치가 접속된다. 화상 형성 장치(100)는 그러한 호스트 장치로부터 화상 정보를 수신하고, 그 화상 정보에 따른 화상을 기록재(기록 매체 또는 전사재)에 형성해서 그 화상을 출력(프린트)인쇄한다. 기록재로는 종이 등의 시트 재료가 바람직하게 이용될 수 있다.The
화상 형성 장치(100)는 상 담지 부재로서 드럼형(원통형)의 전자사진 감광부재(감광체)인 감광 드럼(1)을 가진다. 감광 드럼(1)의 주위에는, 감광 드럼(1)의 회전 방향을 따라 순서대로 다음 수단이 배치된다. 우선, 대전 수단으로서의 롤러 형상의 대전 부재인 대전 롤러(2)가 배치된다. 다음으로, 노광 수단으로서의 노광 장치(레이저 스캐너 유닛)(3)가 배치된다. 다음으로, 현상 수단으로서의 현상 장치(4)가 배치된다. 다음으로, 전사 수단으로서의 롤러 형상의 전사 부재인 전사 롤러(5)가 배치된다. 다음으로, 클리닝 수단으로서의 클리닝 장치(6)가 배치된다.The
화상 형성 장치(100)에 프린트 개시 신호가 입력되어, 화상 형성이 개시되면, 장치 본체(110)에 마련된 구동 수단으로서의 구동 모터(도시하지 않음)로부터 감광 드럼(1)에 회전 구동력이 전달된다. 이것에 의해, 감광 드럼(1)은 도 1의 화살표 X1 방향으로 소정의, 예를 들면, 147.6mm/s의 주속도(프로세스 속도)로 회전 구동된다. 본 실시 형태에서는, 감광 드럼(1)은 알루미늄제의 드럼 기체와, 이 드럼 기체 위에 마련된 OPC 감광층을 포함한다. 대전 롤러(2)는, 감광 드럼(1)에 접촉해서 배치되고 있어, 감광 드럼(1)의 회전에 종동해서 회전한다. 회전하는 감광 드럼(1)의 표면(외주면)은 대전 롤러(2)에 의해 소정의 극성(본 실시 형태에서는 부극성)의 소정의 전위로 대략 균일하게 대전된다. 대전 중에, 대전 롤러(2)에는 장치 본체(110)에 마련된 (도시하지 않은) 대전 전원(고압 전원)으로부터 소정의 대전 바이어스(대전 전압)이 인가된다. 본 실시 형태에서는, 대전 바이어스로서, 대전 롤러(2)가 충분히 방전하게 하는 1.6kV(주파수: 1600Hz)의 교류 전압 Vpp와, 감광 드럼(1) 상의 암부 전위 Vd에 상당하는 -560V의 직류 전압 Vdc를 중첩하여 생성된 진동 전압이 인가된다. 대전 바이어스의 교류 성분은, 감광 드럼(1)과 대전 롤러(2)의 사이에 거의 일정한 전류가 흐르도록 정전류 제어에 의해 제어된다.When a print start signal is input to the
대전된 감광 드럼(1)의 표면은 화상 정보에 따른 노광 장치(3)로부터 조사되는 레이저 광 L에 노광된다. 노광 장치(3)는, 퍼스널 컴퓨터(20) 등으로부터 비디오 컨트롤러(19)에 입력된 화상 정보의 시계열 전기 디지털 화상 신호에 대응해서 변조된 레이저 광(노광 광) L을 레이저 출력부(3a)로부터 출력한다. 노광 장치(3)로부터 출력된 레이저 광 L은 프로세스 카트리지(120) 내에 입사되어서, 감광 드럼(1)의 표면에 조사된다. 거의 균일하게 대전된 감광 드럼(1)의 표면은 그 레이저 광 L에 의해 주사 노광되어, 이에 의해 감광 드럼(1)의 표면에 화상 정보에 대응하는 정전 잠상(정전상)이 형성된다. 본 실시 형태에서는, 레이저 광 L이 조사된 감광 드럼(1) 상의 명부 전위 Vl은 -130V가 된다. 본 실시 형태에서는, 정전 잠상의 화상부가 노광된다(이미지 노광 방식).The surface of the charged
감광 드럼(1)의 표면에 형성된 정전 잠상은 현상 장치(4)에 의해 현상제로서의 토너 T를 사용하여 현상된다. 현상 장치(4)의 상세에 대해서는 후술한다.The electrostatic latent image formed on the surface of the
한편, 소정의 제어 타이밍에서 반송 수단으로서의 픽업 롤러(8)가 구동되어서, 기록재 수납부로서의 기록재 트레이(7)에 적재 수납되어 있는 기록 용지 등의 기록재 P가 1매씩 분리되어서 급송된다. 이에 의해, 반송 수단(도시하지 않음)에 의해 소정의 제어 타이밍에 기록재 P가 전사부 N에 반송된다. 전사 롤러(5)는 감광 드럼(1)의 표면에 소정의 가압력으로 접촉해서 전사부(전사 닙) N을 형성하고 있다. 기록재 P는 가이드 부재로서의 전사 가이드(9)를 경유해서 전사부 N에 반송된다. 기록재 P가 감광 드럼(1)과 전사 롤러(5)에 의해 협지되어서 전사부 N을 통해 반송되는 동안에, 감광 드럼(1)의 표면의 토너 상이 기록재 P의 표면에 정전적으로 전사된다. 이때, 장치 본체(110)에 마련된 (도시하지 않은) 전사 전원(고압 전원)으로부터 전사 롤러(5)에 현상 시의 토너의 대전 극성(본 실시 형태에서는 부극성)과는 반대 극성의 직류 전압인 전사 바이어스(전사 전압)가 인가된다.On the other hand, the pick-up
토너 상이 전사된 기록재 P는 감광 드럼(1)으로부터 분리되어서, 전사부 N의 기록재 P의 반송 방향의 하류 측에 마련된, 정착 수단으로서의 정착 장치(10)에 반송된다. 기록재 P는 정착 장치(10)에서 가열 및 가압되어서 토너 상의 정착 처리를 받는다. 본 실시 형태에서는, 정착 장치(10)는 내부에 할로겐 히터를 구비한 가열 롤러와, 이 가열 롤러에 압접된 가압 롤러를 포함한다. 정착 장치(10)는, 가열 롤러와 가압 롤러의 사이의 정착 닙에서 기록재 P를 협지해서 반송하면서, 기록재 P의 표면에 전사된 토너 상을 가열 및 가압한다. 이에 의해, 토너 상은 용융되어서 기록재 P의 표면에 정착된다. 그 후, 기록재 P는 도 1에서 장치 본체(110)의 상부에 마련된 배출 트레이(11)에 배출된다.The recording material P onto which the toner image has been transferred is separated from the
기록재 P가 분리된 후의 감광 드럼(1)의 표면은 클리닝 장치(6)에 의해 클리닝되어, 상술한 대전으로부터 시작되는 화상 형성 프로세스가 되풀이해서 행해진다. 클리닝 장치(6)는 감광 드럼(1)에 접촉하여 배치된 클리닝 부재로서의 클리닝 블레이드(61)를 사용하여, 회전하는 감광 드럼(1)의 표면으로부터 전사 잔여 토너 등의 부착물을 제거하여, 이 부착물을 회수 토너 용기(62) 내에 회수한다.The surface of the
Ⅱ. 프로세스 카트리지Ⅱ. Process cartridge
도 2는 프로세스 카트리지(120)의 개략 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 감광 드럼(1)과, 감광 드럼(1)에 작용하는 프로세스 수단, 즉, 대전 롤러(2), 현상 장치(4) 및 클리닝 장치(6)가 일체적으로 카트리지화되어, 장치 본체(110)에 착탈가능한 프로세스 카트리지(120)가 구성된다.2 is a schematic sectional view of the
프로세스 카트리지(120)는 클리닝 유닛(12)과, 이 클리닝 유닛(12)과는 별개의 유닛인 현상 유닛(현상 장치)(4)를 연결하여 구성된다.The
클리닝 유닛(12)은 감광 드럼(1), 대전 롤러(2) 및 클리닝 장치(6)를 포함한다. 또한, 클리닝 유닛(12)은, 회수 토너 용기(62)를 형성하고, 감광체 드럼(1), 대전 롤러(2) 및 클리닝 블레이드(61)를 지지하는 클리닝 프레임(60)을 가진다. 현상 유닛(4)의 상세에 대해서는 후술한다.The
프로세스 카트리지는, 일반적으로, 감광체 등의 상 담지 부재와, 상 담지 부재에 작용하는 프로세스 수단을 일체적으로 포함하여 카트리지화되어서, 화상 형성 장치의 장치 본체에 대하여 착탈가능하다. 프로세스 수단은, 예를 들면, 대전 수단, 현상 수단, 클리닝 수단, 전사 잔여 토너를 대전시키는 토너 대전 수단을 포함한다. 여기에서는, 프로세스 카트리지는, 적어도 현상제 용기 또는 현상 장치와 상 담지 부재를 일체적으로 포함하여 카트리지화되어서, 화상 형성 장치의 장치 본체에 대하여 착탈가능하다.The process cartridge is generally made of a cartridge including an image bearing member such as a photosensitive member and a process means acting on the image bearing member, and is detachable from the apparatus body of the image forming apparatus. The process means includes, for example, a charging means, a developing means, a cleaning means, and a toner charging means for charging the transfer residual toner. Here, the process cartridge includes at least a developer container or a developing device and an image bearing member integrally formed into a cartridge, and is attachable to and detachable from the apparatus main assembly of the image forming apparatus.
Ⅲ. 현상 장치Ⅲ. The developing device
도 3은, 본 실시 형태에서의 현상 장치(4)의 개략 단면도이다. 도 3에는 후술하는 검출 장치(130)를 구성하는 기능 블록 또한 모식적으로 나타나 있다.3 is a schematic cross-sectional view of the developing
본 실시 형태의 현상 장치(4)는, 현상제로서의 자성 1성분 현상제(토너) T를 수용하도록 구성되는 현상제 용기(46)를 형성함과 함께, 후술하는 각 요소를 지지하기 위한 현상 프레임(40)을 가진다. 현상제 용기(46)는 현상실(46a)과 토너실(46b)을 포함한다. 본 실시 형태에서는, 현상 프레임(40)으로부터 형성되어 토너 T를 수용가능한 현상실(46a) 및 토너실(46b)이 현상제의 수용부(40a)를 구성한다.The developing
현상실(46a)에는 감광 드럼(1) 측의 현상실(46a)에 형성된 개구부(46c)로부터 일부가 현상실(46a)의 외부에 노출하도록 현상 슬리브(41)가 배치된다. 현상 슬리브(41)는 현상제 담지 부재로서의 비자성 재료로 형성된 원통형 부재이다. 현상 슬리브(41)는 현상 프레임(40)에 의해 현상 슬리브(41)가 회전가능하게 지지된다. 현상 슬리브(41)는 감광 드럼(1)에 대하여 소정의 간격을 두고 대향해서 배치된다. 장치 본체(110)에 마련된 구동 모터(도시하지 않음)로부터의 회전 구동력이 현상 슬리브(41)에 전달되어서, 현상 슬리브(41)가 도 3의 화살표 X2 방향으로 회전 구동된다. 현상 슬리브(41)의 중공부에는, 자계 발생 수단으로서의 주위 방향에 복수의 자극을 갖는 마그넷 롤러(44)가 배치된다. 마그넷 롤러(44)는 현상 프레임(40)에 의해 고정적으로(회전 불가능하게) 지지된다. 현상실(46a)에는, 현상 슬리브(41)의 외주면에 접촉하도록, 현상제 층 규제 수단으로서의 탄성 재료로부터 형성된 규제 부재인 현상 블레이드(42)가 배치된다. 현상 블레이드(42)는 현상 프레임(40)에 의해 지지된다.The developing
토너실(46b) 내에는, 현상제 교반 수단으로서의 교반 부재(45)가 배치된다. 교반 부재(45)는 지지 막대(45a)와, 지지 막대(45a)에 고정된 교반 시트(45b)를 포함한다. 지지 막대(45a)는 현상 프레임(40)에 의해 지지 막대(45a)가 회전가능하게 지지된다. 장치 본체(110)에 마련된 구동 모터(도시하지 않음)로부터의 회전 구동력이 교반 부재(45)에 전달되어서, 도 3의 화살표 X3방향으로 교반 부재(45)가 회전 구동된다. 토너실(46b) 내에 수용된 토너 T는, 교반 부재(45)가 회전 구동 됨으로써, 현상실(46a)과 토너실(46b)의 사이를 연통시키는 개구부인 토너 공급구(46d)를 통해서, 토너실(46b)로부터 현상실(46a)로 반송된다.In the
토너 공급구(46d)는 프로세스 카트리지(120)의 수송 중의 토너 누설을 방지하기 위해서 시일 부재(48)(도 16 참조)에 의해 봉쇄(밀봉)된다. 프로세스 카트리지(120)의 사용 개시 시까지 시일 부재가 존재해 토너 누설을 방지하고 있다. 시일 부재는 수동으로 제거할 경우도 있고, 토너실이나 현상실 내에 개봉 부재를 마련하고, 개봉 부재를 구동하여 시일 부재를 회전 권취 등의 방법으로 자동으로 제거하는 구성이어도 된다. 개봉 부재는 교반 부재와 겸용이라도 된다. 예를 들면, 교반 부재가 교반 축과 교반 시트 부재를 가질 경우에, 교반 시트 부재가 토너 시일 부재를 겸용하고, 교반 축이 개봉 부재의 기능을 갖고 있어도 된다. 또는, 교반 축에 교반 시트 부재와는 별도로 토너 시일 부재를 부착할 수도 있다(도 16). 현상제량을 검출하도록 구성되는 전극과의 관계에서는, 시일 부재가 현상제를 유지하면서 회전해서 교반하면, 화상 형성에 사용될 수 있는 현상제가 없는 것에도 불구하고, 일정한 레벨의 정전용량이 전극 사이에서 검출된다. 이것은, 토너 시일 부재의 토너 밀봉부 이외의 부분에 구멍을 마련하여, 토너 시일 부재에 말려든 현상제가 용기의 저면으로 떨어지도록 하여 방지될 수도 있다. 그 시일 부재가 제거될 때까지는, 현상실(46a)과 토너실(46b)과 중 토너실(46b) 내에만 토너 T가 수납된다(도 3).The
토너실(46b)의 저면의 일부에, 후술하는 검출 장치(130)를 구성하는 안테나 부재(43)가 배치된다.A part of the bottom surface of the
현상실(46a)에 반송된 토너 T는, 현상 슬리브(41)에 내포된 마그넷 롤러(44)의 자력에 의해 현상 슬리브(41)에 가까이 끌어 당겨질 수 있어, 현상 슬리브(41)의 회전에 의해 현상 블레이드(42)와 현상 슬리브(41)가 서로 접촉하는 접촉부로 반송된다(도 3). 그리고, 이 토너 T는, 현상 블레이드(42)와 현상 슬리브(41)가 서로 접촉하는 접촉부를 통과함으로써, 마찰에 의한 대전 전하(마찰 전기)가 부여됨과 함께, 토너층 두께의 규제를 받는다. 그 후, 이 토너 T는 감광 드럼(1)과 현상 슬리브(41)가 대향하는 현상 영역(31)으로 반송된다.The toner T conveyed to the developing
현상 슬리브(41)에는, 장치 본체(110)에 마련된 전압 인가 수단으로서의 현상 전원(고압 전원)으로부터 소정의 현상 바이어스(현상 전압)가 인가된다. 본 실시 형태에서는, 현상 바이어스로서, 직류 전압(예를 들면, Vdc=-400V)과 교류 전압(예를 들면, 피크간 전압=1500Vpp, 주파수 f=2400Hz)이 중첩되어 생성된 진동 전압이 인가된다. 감광 드럼(1)은 전기적으로 접지된다. 이에 의해, 감광 드럼(1)과 현상 슬리브(41)가 대향하는 현상 영역(31)에 전계가 발생한다. 현상 영역(31)에 반송된 대전된 토너 T는, 이 전계의 작용에 의해, 감광 드럼(1)의 표면의 정전 잠상에 따라서, 감광 드럼(1)의 표면에 전이된다. 이에 의해, 감광 드럼(1) 상의 정전 잠상은 토너 T에 의해 현상된다. 본 실시 형태에서는, 균일하게 대전된 후에 노광됨으로써 전위의 절대치가 감쇠한 감광 드럼(1) 상의 노광부(화상부)에, 감광 드럼(1)의 대전 극성과 동일한 극성(부극성)으로 대전된 토너 T가 부착됨으로써 정전 잠상이 현상된다(반전 현상 방식).A predetermined developing bias (developing voltage) is applied to the developing
본 실시 형태의 설명은 정전 잠상이 부극성으로 대전된 자성 1성분 현상제(토너)로 현상되는 예를 이용하지만, 대신에 비자성 현상제나 2성분 현상제를 이용해도 된다. 또한, 현상 시에 부극성이 아니라 정극성으로 대전된 현상제를 사용해도 된다.The description of this embodiment uses an example in which the electrostatic latent image is developed with a negatively charged magnetic one-component developer (toner), but a non-magnetic developer or a two-component developer may be used instead. In addition, a developer charged with a positive polarity may be used instead of a negative polarity at the time of development.
Ⅳ. 검출 장치IV. Detection device
본 실시 형태에서의 현상제의 양을 검출하는 검출 수단(현상제량 검출 수단)으로서, 정전용량 검출 방식을 이용하는 검출 장치(현상제량 검출 장치)(130)에 대해서 설명한다.(Developer amount detecting apparatus) 130 that uses the electrostatic capacity detecting method as the detecting means (developer amount detecting means) for detecting the amount of the developer in the present embodiment will be described.
본 실시 형태의 검출 장치(130)는, 제1 전극으로서의 현상 슬리브(41), 제2 전극으로서의 안테나 부재(43), 현상 전원(131), 정전용량 검출 회로(132) 및 컨트롤러부(133) 등을 포함한다. 안테나 부재(43)는 현상 프레임(40)의 면에 배치되어, 현상 슬리브(41)에 대향하는 면을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 제조의 용이성의 관점으로부터 안테나 부재는 평면부에 형성된다. 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 사이의 정전용량에 기초하여, 수용부 내의 토너 T의 양이 결정된다. 정전용량 검출 회로(132)와 컨트롤러부(133)가 함께 현상제 잔량 검출 장치(토너 잔량 검출 장치)(134)를 구성한다. 이하, 더욱 자세하게 설명한다.The
본 실시 형태에서는, 현상 슬리브(41)가 정전용량을 검출하도록 구성되는 제1 전극(입력 측의 전극)의 기능을 겸한다. 정전용량을 검출하도록 구성되는 제2 전극(출력 측의 전극, 또는 대향 전극)으로서, 정전용량 검출 부재인 안테나 부재(43)가 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)는 도전성 수지 부재인 도전성 수지 시트로 구성된다. 이 안테나 부재(43)는, 현상 슬리브(41)의 길이 방향(회전 축선 방향)과 거의 평행한 길이 방향과, 안테나 부재(43)의 길이 방향과 교차하는(본 실시 형태에서는 거의 직교하는) 폭 방향에서 각각 소정의 길이를 갖고, 평면도가 직사각형인 부분을 가진다. 본 실시 형태에서는, 이 직사각형의 부분이 현상 슬리브(41)에 대향하는 면을 형성하는 측정부가 된다. 안테나 부재(43)는 현상 슬리브(41)에 대향하는 면을 형성하도록 구성되는 측정부 이외에, 도전 경로를 형성하도록 구성되는 부분 등을 가질 수도 있다. 예를 들면, 상기 직사각형의 측정부의 길이 방향의 단부에 도전 경로를 형성하도록 구성되는 부분이 1매의 시트로서 연속해서 형성될 수도 있다. 이 도전성 수지 시트는, 상세하게는 후술하는 바와 같이, 수지를 기초로서 형성된 도전성을 갖는 단층 구조 또는 다층 구조를 갖는 시트 형상 부재이다. 안테나 부재(43)는 현상 프레임(40)에 의해 형성된 토너실(46b)의 저면의 일부에 배치되고 있어, 그 현상 슬리브(41)에 대향하는 안테나 부재(43)의 면과 현상 슬리브(41)의 사이에 존재하는 토너 T의 양의 변화를 검출할 수 있다. 본 실시 형태에서는 안테나 부재(43)는 평탄하다.In the present embodiment, the developing
현상 슬리브(41)에 교류 전압(AC 바이어스)이 인가되면, 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 사이에, 양자 간의 정전용량에 대응한 전류가 유기된다. 이 정전용량은 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 사이의 토너 T의 양에 따라서 변화한다. 즉, 토너 T의 비유전률이 공기의 비유전률보다 크기 때문에, 전극 사이에 존재하는 토너 T의 양이 많아지면, 검출되는 정전용량은 커진다. 안테나 부재(43)에 흐르는 전류값은, 프로세스 카트리지(120)에 마련된 접점(도시하지 않음) 및 장치 본체(110)에 마련된 접점(도시하지 않음)을 개재하여, 장치 본체(110)에 마련된 정전용량 검출 회로(132)로 측정된다. 본 실시 형태에서는, 정전용량 검출 회로(132)는 그 전류값(즉, 정전용량값)에 관한 전압 신호를 생성하고, 그 전압 신호를 장치 본체(110)에 마련된 컨트롤러부(133)에 입력한다. 컨트롤러부(133)는, 입력된 전압 신호로부터, 미리 설정되어 있는 정전용량과 토너 T의 양의 관계를 나타내는 정보(데이터 테이블 등)에 기초하여, 토너 T의 양을 구할 수 있다.When an AC voltage (AC bias) is applied to the developing
컨트롤러부(133)는, 구한 토너 T의 양에 기초하여, 통지 수단으로서의 장치 본체(110)의 표시부, 장치 본체(110)에 접속된 퍼스널 컴퓨터의 모니터 상에 정보를 표시함으로써, 유저 등에게 토너 T의 양에 관한 정보를 통지할 수 있다. 이에 의해, 유저 등에 새로운 프로세스 카트리지(120)의 준비를 촉구할 수 있다.The
도 4는 본 실시 형태에서의 수용부(40a) 내의 토너 T의 양과 정전용량의 관계를 나타낸 그래프이다. 본 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)는 토너실(46b)의 저면에 설치되어 있고, 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 사이의 토너 T의 양의 변화가 검출된다. 본 실시 형태에서는, 어느 정도 토너 T가 소비되어서 수용부(40a) 내의 토너 T의 양이 150g정도가 된 시점으로부터 토너가 없어질 때까지의 토너 T의 양의 변화가 검출된다. 이에 의해, 본 실시 형태의 화상 형성 장치(100)는 이 기간 동안의 토너 T의 양(잔량)을 유저 등에게 순차적으로 알릴 수 있다. 안테나 부재(43)의 배치에 의해 검출가능한 토너 T의 잔량의 범위는 변화하기 때문에, 임의의 원하는 위치에 안테나 부재(43)를 배치할 수 있다. 안테나 부재(43)는 토너실(46b)에 배치하거나, 현상실(46a)에 배치해도 된다.4 is a graph showing the relationship between the amount of the toner T in the
본 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)의 길이 방향의 길이는, 화상 영역(화상의 반송 방향과 거의 직교하는 방향)과 거의 같은 범위의 길이로 하고 있다. 이것은, 길이 방향에서 토너 T의 양이 불균일한 경우에도, 그 불균일한 부분을 포함하는 넓은 범위의 정전용량을 검출함으로써, 검출 정밀도의 향상을 꾀할 수 있기 때문이다. 그 때문에, 안테나 부재(43)의 길이 방향의 길이는 화상 영역의 범위보다 길어도 된다. 단, 소망에 따라서, 예를 들면 화상 영역의 중앙부 또는 단부 근방에, 길이 방향의 길이가 화상 영역의 범위보다 짧은 안테나 부재(43)를 배치해도 된다. 예를 들면, 검출 정밀도의 관점으로부터 허용될 경우, 교반 부재(45)에 의해 길이 방향에서의 토너 T의 양의 불균일이 생기지 않을 경우, 길이 방향에서의 토너 T의 양의 불균일(또는 불균일에 의한 화상의 결함) 자체를 정전용량 검출 방식에 의해 검출할 경우에 적용된다. 또한, 현상 슬리브의 길이 방향에 길이가 다른 도전성 수지 부재를 복수 마련하는 것에 의해, 현상 슬리브와 도전성 수지 부재의 복수의 정전용량의 차이나 차분을 검출해서 불균일한 토너 분포, 또는 토너량을 검출하는 구성이라도 된다. 길이가 다른 복수의 도전성 수지 부재를 대신해서, 폭 방향의 길이(폭)를 길이 방향의 일 단부로부터 타 단부를 향해서 서서히 짧게 하는 구성을 이용하여 정전용량의 차이를 검출해도 된다.In the present embodiment, the length in the longitudinal direction of the
안테나 부재(43)의 폭 방향의 길이는 본 실시 형태의 것보다 짧거나 길어도 된다. 예를 들면, 보다 넓은 범위의 토너 T의 잔량을 검출하는 경우, 안테나 부재(43)의 폭 방향의 길이를 본 실시 형태보다도 길게 할 수 있다. 그 경우의 안테나 부재(43)는 토너실(46b)의 저면에 한하지 않고, 현상 프레임(40)의 면의 임의의 범위에 이르러도 된다. 다른 예를 들면, 토너가 없어지기 직전 등과 같은 특정한 범위의 토너 T의 잔량을 정밀하게 검출하는 경우에는, 안테나 부재(43)의 폭 방향의 길이를 본 실시 형태보다 짧게 해서, 현상 슬리브(41)에 더 가까이할 수 있다.The length of the
본 실시 형태에서는, 화상 형성 시에 현상 슬리브(41)에 교류 전압을 인가하기 때문에, 현상 슬리브(41)를 토너 T의 양을 검출하도록 구성되는 교류 전압의 입력부(입력 측의 전극)로 하고, 검출을 위한 출력부(출력 측의 전극)로서 안테나 부재(43)를 마련했다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 현상 프레임(40)은 현상 슬리브(41)를 유지하도록 구성되는 유지부를 갖고 있다. 교류 전압의 입력부는 현상 슬리브(41)에 한정되지 않고, 도전성을 갖는 부재이면 된다. 그 경우, 현상 프레임(40)은, 그 도전성을 갖는 부재를 유지하도록 구성되는 유지부를 갖고 있으면 된다. 또한, 도전성 수지 시트로 구성되는 전극은, 교류 전압의 입력부(입력 측의 전극)이어도 된다. 이 경우, 교류 전압원으로부터 교류 전압이, 프로세스 카트리지(120)에 마련된 접점 및 장치 본체(110)에 마련된 접점을 통하여, 도전성 수지 시트로 구성되는 전극에 인가되도록 하면 된다.In this embodiment, since the AC voltage is applied to the developing
본 실시 형태에서는, 현상 슬리브와 전극 사이의 정전용량을 검출하는 검출 장치에 대해서 설명하고 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 한 벌의 전극 양쪽 모두 도전성 수지 부재이어도 된다. 즉, 도전성 수지 부재 간의 정전용량의 차이를 이용해서 현상제량을 검출하는 것도 가능하다(도 13). 이 경우, 본 발명은 복수의 카트리지가 착탈가능한 풀 컬러의 화상 형성 장치에서 이용할 수 있는 비자성 토너의 토너 잔량을 검출하는 데에도 이용될 수 있다.In this embodiment, a detection device for detecting the electrostatic capacitance between the developing sleeve and the electrode is described. However, the present invention is not limited to this, and both of the electrodes may be a conductive resin member. That is, it is also possible to detect the amount of the developer using the difference in capacitance between the conductive resin members (Fig. 13). In this case, the present invention can also be used for detecting the toner remaining amount of the non-magnetic toner usable in a full-color image forming apparatus in which a plurality of cartridges are detachable.
Ⅴ. 제조 방법Ⅴ. Manufacturing method
*다음으로, 본 실시 형태에서의 현상제 용기(46)의 제조 방법에 대해서 설명한다.Next, a method of manufacturing the
전술한 바와 같이, 정전용량 검출 방식에 의해 현상제의 양이 검출되는 현상제 용기를 제조하는 데에 이용된 방법은, 안테나 부재를 프레임에 양면 접착 테이프 접착하거나, 프레임에 증착에 의해 성막되거나, 프레임에 인쇄되는 것을 포함한다. 그러나, 이와 같은 방법은 프레임을 형성한 후의 프레임에 후가공을 시행하기 위한 공정이 필요하고, 따라서 제조 공정이 복잡화하기 쉽다. 게다가, 예를 들면 양면 접착 테이프를 이용하여 프레임에 안테나 부재를 접착하는 방법은, 각각의 부품의 치수나 위치의 변동에 의해 검출 정밀도가 저하할 위험이 있다.As described above, the method used for producing the developer container in which the amount of the developer is detected by the electrostatic capacitance detection method is a method in which the antenna member is adhered to the frame by double-sided adhesive tape, And printing on the frame. However, such a method requires a process for post-processing the frame after the frame is formed, and thus the manufacturing process is likely to be complicated. In addition, for example, in the method of bonding the antenna member to the frame by using the double-sided adhesive tape, there is a risk that the detection accuracy is lowered due to the variation of the dimension and position of each component.
가능한 다른 방법은, 수지제의 프레임을 성형할 때에 프레임에 삽입되는 금속의 판 형상 부재(SUS 판금 등)를 안테나 부재로서 사용하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법으로는, 성형된 수지가 냉각되었을 때의 수축 정도가 크고, 금속의 판 형상 부재의 수축이 적기 때문에, 생산된 용기에 왜곡이 생기기 쉬워 설계가 어렵다. 또한, 이 방법은 안테나 부재와 프레임을 서로 고정하는 부위(고정부 또는 고정 형상)를 설치할 필요가 있다. 예를 들면, 이 방법은 안테나 부재의 길이 방향의 단부에서 안테나 부재의 단부면과 양면을 프레임의 고정부가 피복하도록 프레임을 성형함으로써, 안테나 부재가 움직이지 않도록 하는 것이 필요하다. 이것은, 프레임 자체를 두껍게 할 필요가 있고, 금형과 프레임이 고정되는 부위에서 프레임이 요철면을 갖는 복잡한 형상이 되기 쉽기 때문에, 프레임이 커지기 쉽다는 것을 의미한다. 게다가, 이 방법은, 안테나 부재를 고정하도록 구성되는 요철 형상의 고정부가, 원래 현상제의 양의 변화에 의해 정전용량의 변화가 일어나는 영역을, 정전용량의 변화가 일어나지 않는 영역으로 바꾸기 때문에, 판 형상 부재의 성능을 충분히 이용하지 않는다.Another possible method is to use a metal plate member (SUS sheet metal or the like) to be inserted into the frame when the resin frame is formed as an antenna member. However, with this method, since the degree of shrinkage when the molded resin is cooled is large, and the shrinkage of the metal plate member is small, distortion is likely to occur in the produced container, which makes the design difficult. In this method, it is necessary to provide a portion (fixed portion or fixed portion) for fixing the antenna member and the frame to each other. For example, this method needs to prevent the antenna member from moving by molding the frame so that the end face and both sides of the antenna member cover the fixing portion of the frame at the longitudinal end of the antenna member. This means that the frame itself needs to be made thick and the frame tends to become complicated with the uneven surface of the frame where the mold and the frame are fixed. In addition, this method changes the area of the concave-convex fixing part configured to fix the antenna member, the area where the change of the capacitance is originally caused by the change of the amount of the developer, to the area where the change of the capacitance does not occur, The performance of the shape member is not sufficiently utilized.
한편, 정전용량을 검출하도록 구성되는 전극으로서 수지제의 전극(도전부)을 이용하는 것은, 금형을 이용한 비교적 간단한 방법에 의해 전극이 용이하면서 고정밀도의 성형될 수 있기 때문에, 제조 공정의 간이화 및 검출 정밀도의 향상의 점에서 유리하다. 후술하는 바와 같이, 수지제의 전극을 이용하는 것은, 전극 자체의 가격을 저감할 수 있고, 자성 현상제의 전극에의 부착에 의한 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있는 점에서도 유리하다.On the other hand, the use of a resin electrode (conductive portion) as an electrode configured to detect capacitance is advantageous in that the electrode can be easily and accurately formed by a relatively simple method using a mold, It is advantageous in terms of improvement of precision. As described later, the use of a resin electrode is advantageous in that it is possible to reduce the price of the electrode itself and to suppress deterioration of detection accuracy due to adhesion of the magnetic developer to the electrode.
예를 들면, 도전성 수지로부터 프레임 상의 도전부를 2색 성형에 의해 형성하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이 방법은, 2회의 형성 공정이 필요하기 때문에, 보다 간단히 제조하기 위해서는 여전히 개선해야 할 점이 있다. 전술한 바와 같이, 현상제의 비산 방지를 위하여 시트 부재 위에 전극층을 마련하는 방법으로는, 시트 부재를 현상 장치의 프레임에 부착하는 공정 때문에 제조 공정이 복잡화하기 쉽다.For example, it is conceivable to form a conductive part on a frame from a conductive resin by two-color molding. However, since this method requires two forming steps, there is still a need for improvement in order to simplify manufacturing. As described above, the method of providing the electrode layer on the sheet member for preventing scattering of the developer tends to complicate the manufacturing process due to the step of attaching the sheet member to the frame of the developing apparatus.
이렇게, 정전용량 검출 방식에 의해 현상제의 양이 검출되는 현상제 용기를 간단하게 제조하는 방법이 요구된다. 고정밀도의 현상제의 양의 검출을 실현하는 제조 방법 또한 추구되고 있다.Thus, a method of simply manufacturing a developer container in which the amount of the developer is detected by the electrostatic capacity detection method is required. A manufacturing method for realizing the detection of the amount of the developer of high precision is also pursued.
본 실시 형태에서는, 현상 프레임(40)을 성형하기 전에, 우선 안테나 부재(43)를 구성하는 도전성 수지 시트를 금형에 유지시키고, 그 후에 현상 프레임(40)으로 형성될 수지(합성 수지)를 금형에 주입함으로써 상기 문제를 처리한다. 이러한 방식으로, 안테나 부재(43)가 일체적으로 고정된 현상 프레임(40)이 성형된다. 이하, 더욱 자세하게 설명한다.The conductive resin sheet constituting the
본 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)로서, 한쪽의 면에 도전재, 구체적으로 카본을 피복하여 도전성을 갖게 한 폴리스티렌(PS) 수지 시트를 이용한다. 도전성 수지 시트(24)의 카본이 피복된 면을 A면이라고 한다(도 6a 및 6b). 도전성 수지 시트(24)의 상기 A면과는 반대 측의 면이며 PS 수지가 노출된 면을 B면이라고 한다. 본 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)의 A면이, 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형에 접촉하는 면이다. 이러한 방식으로, 도전성 수지 시트(24)의 금형에 접촉하는 면의 적어도 일부(본 실시 형태에서는 거의 전부)가 현상 슬리브(41)에 대향하는 안테나 부재(43)의 면이 된다. 본 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)의 적어도 B면이, 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형에 주입되는 수지와 접촉하는 면이다. 본 실시 형태에서는, A면과 B면의 사이의 측단부면에도 PS 수지가 노출하고 있어, 이 측단부면도 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형에 주입되는 수지와 접촉하는 면이다.In the present embodiment, as the
도 5a, 5b, 5c) 및 5d는 본 실시 형태에서의 현상 프레임(40)의 제조 공정을 모식적으로 나타내는 것이다. 현상 프레임(40)은 성형된 복수의 프레임 부분이 결합되어서 구성되어도 된다. 본 실시 형태에서는, 현상 프레임(40)은 도 3에 도시한 바와 같이 수용부(40a)의 저면을 형성하는 하측 프레임(40A)과, 그 하측 프레임(40A) 위에 덮개와 같이 씌울 수 있는 상측 프레임(40B)이 결합되어서 구성된다. 하측 프레임(40A)과 상측 프레임(40B)은 서로 별개로 형성된다. 본 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)는 하측 프레임(40A)에 배치되므로, 도 5a 내지 5d는 하측 프레임의 제조 공정을 모식적으로 나타내고 있다(이하, 하측 프레임(40A)을 간단히 "현상 프레임(40)”이라고 할 수도 있다).5A, 5B, 5C and 5D schematically show the manufacturing process of the developing
도 5a에 도시한 바와 같이, 사출 성형기(200)의 금형(201)은 제1 금형(202)(또는 수형(코어)) 및 제2 금형(203)(또는 암형(캐비티))을 가진다. 제1 금형(202)은 현상 프레임(40)의 수용부 측의 면을 형성하는 면(221)을 가진다. 제2 금형(203)은, 현상 프레임(40)의 수용부(40a) 반대측(현상 프레임(40)의 외측)의 면을 형성하는 면(231)을 가진다. 제1 금형(202)의, 도전성 수지 시트(24)를 유지하는 데에 이용되는 미리 정해진 유지 영역 Y 내에 미세한 공기 구멍(에어 흡인부)(222)이 마련되어 있다. 이 미세한 공기 구멍(222)에는 흡인 장치(204)가 연결되어, 도 5a의 화살표 S1 방향에서 에어를 흡인한다. 제2 금형(203)에는 게이트(232)가 마련되어 있다.5A, the
이 사출 성형기(200)를 이용해서 현상 프레임(40)을 성형하기 위해, 우선, 도 5b에 도시한 바와 같이, 도전성 수지 시트(24)의 A면을 제1 금형(202)의 면(221)에 접촉시키도록 도전성 수지 시트(24)를 유지 영역 Y에 배치하고, 흡인 장치(204)에 의한 에어 흡인을 작동시킨다. 이러한 방식으로, 도전성 수지 시트(24)의 A면을 제1 금형(202)의 면(221)에 흡착시켜서 유지시킨다.The surface A of the
그 후, 도 5c에 도시한 바와 같이, 제1 금형(202)과 제2 금형(203)을 원하는 가압력으로 서로 밀착시켜서 현상 프레임(40)을 형성하는 공동부를 형성한다. 현상 프레임(40)을 형성하는 열가소성 수지를 게이트(232)로부터 도 5c의 화살표 S2 방향으로 주입한다. 주입한 열가소성 수지를 냉각해서 경화(고착화)시켜서, 도전성 수지 시트로 구성되는 안테나 부재(43)가 일체적으로 고정된 현상 프레임(40)을 형성한다. 본 실시 형태에서는, 금형(201)에 주입하는 열가소성 수지로서, 도전성 수지 시트(24)의 적어도 B면(및 본 실시 형태에서는 측단부면)과 상용성이 있는 내충격성 폴리스티렌(HIPS) 수지를 이용한다. 해당 수지를 금형(201)에 주입해서 경화시킴으로써, 도전성 수지 시트로 구성되는 안테나 부재(43)가 현상 프레임(40)과 일체적으로 성형된다.Thereafter, as shown in Fig. 5C, the
그 후, 도 5d에 도시한 바와 같이, 안테나 부재(43)가 일체적으로 고정된 현상 프레임(40)는, 흡인 장치(204)에 의한 에어 흡인을 정지시킨 상태로, 금형(201)으로부터 떼어질 수 있다.5D, the developing
전술한 바와 같이 해서 성형된 하측 프레임(40A)과, 별도 성형된 상측 프레임(40B)을 열 용착 등의 적절한 임의의 고정 방법으로 결합시킨다. 이에 의해, 현상 프레임(40)으로부터 형성되는 현상제 용기(46)를 제조할 수 있다. 상측 프레임(40A)과 하측 프레임(40B)을 결합하기 전 및/또는 후에, 현상제 용기(46)에 대하여, 현상 슬리브(41) 및 현상 장치(4)의 전술한 기타 요소를 부착하여(유지시켜), 현상 장치(현상 유닛)(4)를 제조할 수 있다. 이 현상 장치(현상 유닛)(4)에 대하여, 전술한 클리닝 유닛(12)을 연결하여(유지시켜), 프로세스 카트리지(120)를 제조할 수 있다.The
본 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)가 일체적으로 성형된 현상 프레임(40)의 단부의 도전부(도시하지 않음)에 금속 접점이 가압된다. 이 접점에 일단측이 접속되어 있거나, 그로부터 연속되고 있는 도통 부재를, 프로세스 카트리지(120)의 외부에 기어 돌려, 도통 부재의 타단측을 장치 본체(110)와의 접점으로 하고 있다. 결과적으로, 전술한 바와 같이, 화상 형성 중에 현상 슬리브(41)에 교류 전압이 인가된 때에 안테나 부재(43)에 흐르는 전류가, 장치 본체(110)에 마련된 정전용량 검출 회로(132)에 의해 검출된다.In this embodiment, the metal contact is pressed against the conductive portion (not shown) of the end portion of the developing
Ⅵ. 효과VI. effect
본 실시 형태에 따르면, 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형(201)(제1 금형(202))에 미리 도전성 수지 시트(24)를 흡착시켜서 유지하는, 적은 공정을 갖는 간단한 방법에 의해 안테나 부재(43)가 일체적으로 성형된 현상 프레임(40)을 제조할 수 있다.According to the present embodiment, by the simple method of holding the
도 6a는 안테나 부재(43)의 길이 방향의 중앙부에서의 안테나 부재(43)의 근방의 현상 프레임(40)의 일부의 단면도(안테나 부재(43)의 폭 방향에 따르는 단면)이다. 전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)의 적어도 B면(및 본 실시 형태에서는 측단부면)과 금형(201)에 주입되는 열가소성 수지가 상용성을 가진다. 그 때문에, 도전성 수지 시트(24)의 적어도 B면(및 본 실시 형태에서는 측단부면)은, 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형에 주입된 열가소성 수지와 일체화된다. 따라서, 형성된 현상 프레임(40)은 이미 안테나 부재(43)가 일체화되어 있어, 안테나 부재(43)를 고정하도록 구성되는 특수한 형상으로 현상 프레임(40)을 더 처리할 필요가 없다.6A is a cross-sectional view (cross section along the width direction of the antenna member 43) of a portion of the
정전용량은 2개의 전극 사이의 거리의 역수에 비례해서 값이 변화하는 것으로 알려져 있다. 이것은, 현상 슬리브(41)에 대향하는 면인 도전성 수지 시트(24)의 A면을 금형(201)(제1 금형(202))의 면에 접촉시키도록 도전성 수지 시트(24)가 성형 동안에 유지되는 본 실시 형태에서는 문제가 되지 않는다. 이것은, 예를 들면 도전성 수지 시트(24)의 두께의 변동 및 도전성 수지 시트(24)의 고정 방법 등에 의한 A면의 위치의 변동을 실질적으로 방지한다. 이와 같이 2개의 전극 사이의 거리의 변동이 억제됨으로써, 정전용량의 변동이 억제되어, 고정밀도의 토너 T의 양의 검출이 실현된다.It is known that the capacitance changes in proportion to the reciprocal of the distance between two electrodes. This is because the
본 실시 형태에 따르면, 도전성 수지 시트(24)의 B면의 전체가, 대략 균일하고, 일체적으로 현상 프레임(40)에 고정된다. 그 때문에, 예를 들면 일시적으로 외력이 가해졌을 때의 현상제 용기(46)의 변형에 의해 안테나 부재(43)가 부분적으로 벗겨져 버려, 토너 T의 양의 검출 정밀도가 저하하는 것 등은 일어나기 어렵다.According to the present embodiment, the entirety of the B side of the
본 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)를 금형(201)에 유지시키는 방법으로서, 에어 흡인에 의해 흡착시키는 방법을 이용했다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 금형(201)의 원하는 위치에 도전성 수지 시트(24)를 유지할 수 있으면, 예를 들면 정전기력, 자력, 중력, 또는 기타의 임의의 구속력을 이용할 수 있다. 예를 들면, 그리스를 사용하여 도전성 수지 시트(24)를 유지시켜도 된다. 단, 에어 흡인에 의한 유지가, 특별한 재료를 요구하지 않고 간단히 행할 수 있는 것이므로 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)의 대략 전면을 에어 흡인에 의해 흡인했지만, 적어도 게이트(232)에 가까운, 도전성 수지 시트(24)에 접촉하는 금형의 일부에 공기 구멍(222)을 배치하면, 금형(201)에의 수지의 주입 동안의 도전성 수지 시트(24)의 위치 어긋남 등을 억제하기 쉬워진다.In this embodiment, as a method of holding the
본 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)는, 적어도 현상 프레임(40) 측(프레임측)에, 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형(201)에 주입되는 열가소성 수지와 상용성을 갖는 재료로 구성된 면(본 실시 형태에서는 B면 및 측단부면)을 가진다. 상용성은, 일반적으로, 2종류 이상의 물질이 서로 친화성을 갖고, 화학 반응을 일으키지 않고 실질적으로 균질하게 서로 섞여서 용액 또는 혼합물을 형성하는 성질을 의미한다. 여기에서는, 상술한 현상 프레임의 성형 방법으로서 합리적인 조건(온도, 시간 등)하에, 금형에 주입되는 수지와 재료의 사이의 계면의 적어도 일부에서 용해 또는 혼합이 생겨서 그 재료가 현상 프레임에 고정될 수 있는 성질을 의미한다. 금형에 주입되는 수지와 동일한 재료, 또는 다른 재료이어도 상술한 바와 같은 성질을 갖고 있으면, 상용성을 갖는 재료이다. 단, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 도전성 수지 시트(24)는 적어도 현상 프레임(40) 측에, 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형(201)에 주입되는 수지와 접착성을 갖는 재료로 구성된 면을 갖고 있어도 된다. 접착성은, 일반적으로, 화학적인 힘 혹은 물리적인 힘 또는 그 양자에 의해 2개의 면이 서로 결합하는 성질을 의미한다. 여기에서는, 상술한 현상 프레임의 성형 방법으로서 합리적인 조건(온도, 시간 등)하에 금형에 주입되는 수지와 재료의 사이의 계면에서, 상기 상용성을 갖는 재료의 경우와는 다른 작용에 의해 현상 프레임에 재료가 고정될 수 있는 성질을 의미한다. 여기서는, 도전성 수지 시트가 주입되는 수지에 대하여 상용성을 가지거나, 또는 접착성을 갖는 재료를 포함하기만 하면 되기 때문에, 상용성 및 접착성 중 어느 쪽에 의해 도전성 수지 시트가 현상 프레임에 고정되어 있을지를 엄밀하게 구별할 필요는 없다.In the present embodiment, the
예를 들면, 금형에 주입되는 수지가 HIPS 수지일 경우, 이 수지와 상용성을 갖는 재료의 예는, PS 수지, HIPS 수지, 및 PS 수지와 HIPS 수지 각각에 도전재로서, 예를 들면, 카본 블랙이 분산되어 얻어지는 카본 분산 PS 수지, 카본 분산 HIPS 수지를 포함한다. 금형에 주입되는 수지가 HIPS 수지에 대하여 상용성을 가지지는 않지만 접착성을 갖는 재료의 예는, 에틸렌 아세트산 비닐(EVA) 수지 및 도전재로서, 예를 들면 카본 블랙이 분산되어진 카본 분산 EVA를 포함한다.For example, when the resin to be injected into the mold is a HIPS resin, examples of the material compatible with the resin include PS resin, HIPS resin, and PS resin and HIPS resin, respectively, A carbon-dispersed PS resin obtained by dispersing black, and a carbon-dispersed HIPS resin. Although the resin injected into the mold does not have compatibility with the HIPS resin, examples of the material having adhesiveness include a carbon dispersed EVA in which carbon black is dispersed as an ethylene vinyl acetate (EVA) resin and a conductive material .
도전성 수지 시트(24)의 금형에 주입되는 수지와 상용성 또는 접착성을 갖는 면은, 항상 도전성 수지 시트(24)의 현상 프레임(40) 측의 모든 면(본 실시 형태에서는 B면의 대략 전면 및 측단부면의 대략 전면)일 필요는 없다. 안테나 부재(43)가 충분히 현상 프레임(40)에 고정되는 것이라면, 도전성 수지 시트(24)의 현상 프레임(40) 측의 면의 일부가 상용성 및 접착성 모두를 가지지 않고 있어도 된다. 단, 안테나 부재(43)의 현상 프레임(40)로부터의 박리 등을 보다 양호에 억제하는 등의 관점으로부터, 도전성 수지 시트(24)의 A면(다른 쪽의 전극에 대향하는 면)의 반대 측인 도전성 수지 시트(24)의 B면이, 금형에 주입되는 수지와 상용성 또는 접착성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, B면의 일부가 상용성 또는 접착성을 갖고 있어도 좋지만, B면의 대략 전면이 상용성 또는 접착성을 갖고 있는 것이 보다 바람직하다.The surface having compatibility or adhesion with the resin to be injected into the mold of the
도전성 수지 시트(24)는, A면, B면, 또는 이것들의 양면이 도전성을 갖고 있어도 된다. 도전성 수지 시트(24)는, 현상 프레임(40)에 안테나 부재로서 마련되어졌을 때에, 정전용량 검출 회로(132)와 안테나 부재의 도전부 간의 전기적인 접속을 가지거나(출력 측의 전극의 경우), 그러한 전기적 접속을 확립할 수 있는(입력 측의 전극의 경우) 임의의 구조를 가질 수 있다. 도전성 수지 시트(24)는, 현상 프레임(40)에 안테나 부재로서 마련되어졌을 때에, 정전용량 검출 방식에 의한 현상제의 양을 검출하도록 구성되는 전극으로서 충분한 도전성의 레벨을 갖고 있으면 된다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)로서 도전층을 포함하는 2층 구조의 것을 이용했지만, 적어도 1층의 도전층을 포함하는 3층 구조를 가져도 된다. 도전성 수지 시트(24)는 합성 수지를 기초로서 형성된 다층 구조를 갖는 시트 형상 부재에 한정되는 것은 아니고, 합성 수지를 기초로서 형성된 도전성을 갖는 단층의 시트 형상 부재이어도 된다. 예를 들면, 도전성 수지 시트 부재(24)로서, 도전재로서의 카본 블랙이 분산되어진 수지로 형성된 도전성을 갖는 시트 형상 부재를 이용할 수 있다. 이러한 도전성 수지 시트(24)의 기초인 수지(기체)는 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형에 주입되는 수지와 상용성 또는 접착성을 가진다. 이에 의해, 도전성 수지 시트(24)의 적어도 현상 프레임(40)측(통상은 전체)은, 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형에 주입되는 수지와 상용성 또는 접착성을 갖는다.The
본 실시 형태에서는, 다층 구조를 갖는 도전성 수지 시트(24)로서, 카본 피복된 PS 수지로 이루어지는 시트 형상 부재를 이용했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도전성 수지 시트(24)는 수지제의 시트 형상 부재에 카본 이외의 다른 도전성 물질을 피복한 것, 또는 수지제의 시트 형상 부재에 도전성 물질을 증착 또는 인쇄한 것 등이어도 된다. 또한, 도전성 수지 시트(24)는 도전성을 갖는 시트 형상 부재의 표면에 깎임을 방지하도록 구성되는 보호층을 형성한 2층 구조를 가지거나, PS 수지의 기체를, PS 수지에 카본 블랙 등의 도전재를 분산시켜서 얻어지는 도전층 사이에 개재시킨 3층 구조를 가질 수 있다. 이러한 경우에도, 본 실시 형태와 마찬가지로, 수지제의 시트 부재(기체)는 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형에 주입되는 수지와 상용성 또는 접착성을 갖는 재료로부터 형성된다(도 12a, 12b 및 12c).In the present embodiment, a sheet-like member made of a carbon-coated PS resin is used as the
도전성 수지 시트(24)는, 자성 토너를 이용하는 경우에 자성체인 토너 T가 도전성 수지 시트(24)에 부착되지 않도록, 비자성 또는 반자성의 시트 형상 부재로 구성되는 것이 바람직하다.The
도전재는 카본 블랙에 한정되는 것은 아니고, 그래파이트, 카본 파이버, 카본 나노 튜브와 같은 도전성 수지 시트(24)에 도전성을 부여할 수 있는 임의의 재료가 사용될 수 있다.The conductive material is not limited to carbon black, and any material capable of imparting conductivity to the
Ⅶ. 도전성 수지 시트의 수축VII. Shrinkage of conductive resin sheet
현상 프레임(40)을 성형할 때 또는 탈형 후에, 현상 프레임(40)의 수축이 일어난다. 수축 시에, 현상 프레임(40)을 형성하는 HIPS 수지의 영률 3.5GPa보다 도전성 수지 시트(24)의 영률이 크면, 현상 프레임(40)이 뒤집히는 경우가 있다. 이러한 현상에 의해 도전성 수지 시트로 구성되는 안테나 부재(43)와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리가 허용되는 것 이상으로 변화할 경우, 토너 T의 양의 검출 정밀도가 저하하는 것으로 생각된다.When the developing
이러한 현상 프레임(40)의 뒤집힘은, 현상 프레임(40)을 형성하는 재료보다도 영률의 큰 도전성 수지 시트를 이용했을 경우에, 현상 프레임(40)을 성형할 때, 또는 현상 프레임(40)의 탈형 후에 발생하는 현상 프레임(40)의 수축에 의해 발생하는 현상이다. 즉, 현상 프레임(40)을 성형할 때 또는 탈형 후에 현상 프레임(40)의 수축에 맞춰서 도전성 수지 시트(24)도 수축한다. 그러나, 도전성 수지 시트(24)의 영률이 현상 프레임(40)의 재료의 영률보다 크고, 현상 프레임(40)과 도전성 수지 시트(24)의 수축량에 차이가 있을 경우, 도전성 수지 시트(24)가 현상 프레임(40)의 수축을, 변형 등에 의해 흡수할 수 없게 된다. 예를 들면, 현상 프레임(40)의 도 6b의 화살표 A 방향(도전성 수지 시트(24)의 폭 방향에 따른 방향)의 수축에 대하여, 도전성 수지 시트(24)의 근방에서는 도 6b의 화살표 B 방향(도전성 수지 시트(24)의 폭 방향에 따른 방향)의 수축이 일어난다. 도 6b의 화살표 A 방향의 수축과 비교해서 도 6b의 화살표 B 방향의 수축이 양이 더 작기 때문에, 현상 프레임(40)이 도 6b의 화살표 C 방향(보다 수축량이 큰 측)으로 뒤집히는 현상이 발생하는 것으로 생각된다. EVA 시트에 카본 블랙을 분산되게 한 도전성 수지 시트(24)의 영률을, 카본 블랙의 분산 상태를 변하게 해서 2.5GPa 내지 3.5GPa로 한 경우에는, 현상 프레임(40)이 뒤집히는 현상은 발생하지 않았다. 또한, 본 실시 형태에서의 도전성 수지 시트(24)인, 카본으로 피복된 PS 수지(영률=2.5GPa)를 이용했을 경우에는, 현상 프레임(40)가 뒤집히는 현상은 발생하지 않았다. 마찬가지로, PS 수지 시트에 카본을 분산되게 한, 영률이 3.5GPa인 도전성 수지 시트를 이용한 경우와, EVA 시트에 카본을 분산되게 한, 영률이 0.2GPa인 도전성 수지 시트를 이용한 경우에도, 현상 프레임(40)이 뒤집히는 현상은 발생하지 않았다.This reversal of the developing
이러한 사실로부터, 현상 프레임(40)을 형성하는 수지의 영률 이하의 영률을 갖는 도전성 수지 시트(24)를 본 실시 형태에 이용하는 것이 적절하다. 즉, 도전성 수지 시트(24)의 영률은, 현상 프레임(40)을 형성하는 수지의 영률 이하인 것이 바람직하다. 또한, 도전성 수지 시트(24)의 영률은, 현상 프레임(40)을 형성하는 수지의 영률보다 작은 것(예를 들면, 1/10 이하)이 보다 바람직한데, 이것은, 그렇게 할 경우, 도전성 수지 시트(24)의 수축이 현상 프레임(40)의 수축을 보다 근접하게 추종하기 때문이다. 현상 프레임(40)을 형성하는 수지가 HIPS 수지(영률=3.5GPa)일 경우, 예를 들면 EVA 시트에 카본 블랙을 분산되게 한 도전성 수지 시트(영률=0.2GPa) 또는 유사한 시트를 적절히 이용할 수 있다.From this fact, it is appropriate to use the
Ⅷ. 실시예와 비교예의 대비VIII. Comparison of Examples and Comparative Examples
다음으로, 본 실시 형태의 우위성에 대해서 비교예를 이용하여 설명한다. 비교예에서, 본 실시 형태의 것에 상당하는 기능, 구성을 갖는 요소에는 동일 참조 부호를 붙이고 있다.Next, the superiority of the present embodiment will be described using a comparative example. In the comparative example, elements having functions and configurations equivalent to those of the present embodiment are denoted by the same reference numerals.
(실시예 1의 구성)(Configuration of Embodiment 1)
실시예 1은 제1 실시 형태에서 설명한 것과 같다.The first embodiment is the same as that described in the first embodiment.
(비교예 1의 구성)(Configuration of Comparative Example 1)
도 7a는 비교예 1의 안테나 부재(47)의 길이 방향의 중앙부에서의 안테나 부재(47)의 근방의 현상 프레임(40)의 일부의 단면도(안테나 부재(47)의 폭 방향에 따르는 단면)이다. 비교예 1에서는, 성형된 현상 프레임(40)에, SUS(스테인리스 스틸)로 형성된 판 형상 부재(SUS 판금)인 안테나 부재(47)가, 양면 접착 테이프(48)로 붙여져 있다. 즉, 비교예 1에서는, 현상제 용기(46)의 제조 방법은, 성형 후의 현상 프레임(40)에, 미리 준비한 안테나 부재(47)를 양면 접착 테이프(48)로 붙이는 공정을 가진다.7A is a cross-sectional view (cross section along the width direction of the antenna member 47) of a portion of the
(실시예 1의 비교예 1에 대한 우위성)(Advantage for Comparative Example 1 of Example 1)
비교예 1에서는, 성형된 현상 프레임(40)에 안테나 부재(47)를 양면 접착 테이프(48)로 고정하는 공정을 필요로 한다. 이것에 대하여, 실시예 1에서는, 현상 프레임(40)을 성형할 때에 금형(201)에 도전성 수지 시트(24)를 흡착시켜서 유지하는 것만으로, 안테나 부재(43)가 일체적으로 성형된 현상 프레임(40)을 얻을 수 있다. 따라서, 실시예 1에서는, 비교예 1에 비해, 안테나 부재(43)를 갖는 현상 프레임(40)을 더 적은 공정으로 제조할 수 있다.In Comparative Example 1, a step of fixing the
또한, 비교예 1에서는, 양면 접착 테이프(48)의 두께 및 안테나 부재(47)의 두께의 변동에 의해, 안테나 부재(47)의 위치의 변동이 생길 수 있다. 이것에 대하여, 실시예 1에서는, 안테나 부재(도전성 수지 시트)(43)의 A면은 금형(201)에 접촉하도록 해서 유지되기 때문에, 안테나 부재(43)의 두께의 변동에 의해 실질적으로 안테나 부재(43)의 위치의 변동이 발생하지는 않는다. 그 때문에, 실시예 1에서는, 비교예 1에 비해, 안테나 부재(43)와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리의 정밀도가 더 높아서, 고정밀도로 토너 T의 양을 검출하는 것이 가능해진다.In the comparative example 1, the position of the
(비교예 2의 구성)(Composition of Comparative Example 2)
도 7b는 비교예 2의 안테나 부재(47)의 길이 방향의 중앙부에서의 안테나 부재(47)의 근방의 현상 프레임(40)의 단면도(안테나 부재(47)의 폭 방향에 따른 단면)이다. 또한, 도 7c는, 비교예 2의 안테나 부재(47)의 길이 방향의 단부에서의 마찬가지인 도면이다. 비교예 2에서는, 현상 프레임(40)을 성형할 때에 SUS 판금인 안테나 부재(47)가 인서트된다.7B is a cross-sectional view (cross section along the width direction of the antenna member 47) of the
비교예 2에서는, 비교예 1과 같이 안테나 부재(47)의 고정을 위해서 양면 접착 테이프(48)를 이용하지 않기 때문에, 비교예 2의 안테나 부재(47)가 현상 프레임(40)의 수지에 접착되지 않는다. 비교예 2에서는, 도 7c에 도시한 바와 같이, 안테나 부재(47)의 길이 방향의 단부에 대응하는 현상 프레임(40)의 일부에 고정부(또는 고정 형상)(49)를 설치함으로써, 안테나 부재(47)를 현상 프레임(40)에 고정한다. 비교예 2에서는, 이 고정부(49)는 안테나 부재(47)의 길이 방향의 단부에서 안테나 부재(47)의 단부면과 양면(A면 및 B면)을 피복하도록 성형했다.Since the double-sided
(실시예 1의 비교예 2에 대한 우위성)(Advantage for Comparative Example 2 of Example 1)
비교예 2에서는, 안테나 부재(47)의 길이 방향의 단부에서의 현상 프레임(40)의 두께 “t”가 실시예 1보다도 더 크다. 또한, 비교예 2에서는, 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(47)의 사이에 수지로 형성된 고정부(49)를 마련하게 된다. 정전용량의 변화를 이용한 토너 T의 양의 검출은, 토너 T의 사용에 따라 전극 사이의 정전용량이 변화하는 것을 검출함으로써 실현되기 때문에, 비교예 2에서는 토너 T의 사용에 따라 정전용량이 변화하지 않는 고정부(49)를 설치함으로써 토너 T의 양의 검출 정밀도가 저하할 수 있다. 이것에 대하여, 실시예 1에서는, 이 고정부(49)에 상당하는 부재를 설치할 필요가 없기 때문에, 전술한 바와 같은 이유에 의해 야기되는 토너 T의 검출 정밀도의 저하가 발생할 우려가 없다.In the comparative example 2, the thickness " t " of the developing
비교예 2에서는 분위기의 온도 변화나 외력이 가해졌을 때의 변형에 수반하여, 안테나 부재(47)가 현상 프레임(40)으로부터 분리될(부분적으로 벗겨질) 수 있다. 이것에 대하여, 실시예 1에서는, 안테나 부재(도전성 수지 시트)(43)는 B면에서 현상 프레임(40)과 대략 균일하게, 또한, 일체적으로 고정되어 있기 때문에, 현상 프레임(40)으로부터 분리되지 않는다. 이것은, 수지끼리에서의 고정력이 강하기 때문인 것으로 상정된다. 이에 의해, 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(47)의 사이의 거리가 안정되고, 토너 T의 양의 검출 정밀도가 안정된다. 따라서, 토너 T의 양의 검출 정밀도의 저하는 일어나기 어렵다.In the comparative example 2, the
(실시예 2의 구성)(Configuration of Embodiment 2)
실시예 2는 제1 실시 형태를 따라서 구성되어 있지만, 안테나 부재(43)의 형상이 실시예 1과는 다르다.The second embodiment is configured in accordance with the first embodiment, but the shape of the
도 8은 실시예 1의 변형예인 실시예 2에 따른 현상 장치(4)의 개략 단면도이다. 도 8에는 검출 장치(130)를 구성하는 기능 블록도를 모식적으로 나타내고 있다.8 is a schematic cross-sectional view of the developing
실시예 2에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 안테나 부재(43)를 마련하는 현상 프레임(40)의 면은 스트레이트 형상(평탄한 형상)이 아니다. 그러나, 본 실시예 2에서의 안테나 부재(43)를 구성하는 도전성 수지 시트는, 가요성을 갖고 있어, 현상 프레임(40)을 성형할 때에, 도 8에 나타내는 것 같은 곡면을 갖는 현상 프레임(40)을 성형하도록 구성되는 금형(201)의 면이어도, 실시예 1과 마찬가지로 에어 흡인 등에 의해 금형(201)의 면에 유지시키는 것이 가능하다. 전술한 바와 같이, 에어 흡인 이외의 방법에 의해, 마찬가지로 도전성 수지가 금형 면을 따르게 하는 것이 가능하다. 실시예 1에서의 안테나 부재(43)를 구성하는 수지 시트도, 가요성을 가진다.In
이렇게, 안테나 부재(43)를 구성하는 도전성 수지 시트가 가성을 갖고 있으므로, 현상 프레임(40)의 곡면에도 용이하게 안테나 부재(43)를 배치할 수 있다. 이에 의해, 화상 형성 장치(100)가, 예를 들면 곡면을 갖는 토너실(46b)의 저면의 보다 넓은 범위에 안테나 부재(43)를 배치함으로써, 보다 넓은 범위에 대해 토너 T의 잔량을 검출하는 것이 가능해진다.In this way, since the conductive resin sheet constituting the
(실시예 2의 우위성)(Advantage of Example 2)
예를 들면, SUS 판금으로 형성되는 안테나 부재를 현상 프레임(40)을 성형할 때에 인서트하는 경우에 대해서 생각한다. 안테나 부재를 고정하는 방법은 전술의 비교예 2와 마찬가지인 것으로 한다. 이 경우, 안테나 부재는 가요성이 없는 SUS 판금으로 형성되어서 있기 때문에, 미리 SUS 판금을 현상 프레임(40)에서의 안테나 부재를 배치하는 부분의 곡면 형상에 대응하는 형상으로 가공한 다음, 형성된 SUS 판금을 금형에 세트해서 인서트 성형한다. 즉, 이 경우, 미리 SUS 판금을 현상 프레임(40)의 대응하는 부분의 형상으로 따르는 형상으로 가공을 할 필요가 있다. 또한, 금형과 SUS 판금의 양자의 곡면 가공은 각각 공차를 가지기 때문에, 곡면 형상인 금형의 면에 SUS 판금이 밀착하지 않아, 금형과 SUS 판금의 사이에 틈이 생길 경우가 있다. 이 경우, 안테나 부재와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리의 정밀도가 저하할 수 있다.For example, suppose that an antenna member formed of SUS sheet metal is inserted when the developing
이것에 대하여, 실시예 2에서는, 안테나 부재(43)와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리의 정밀도를 저하시키지 않고, 실시예 1과 마찬가지로 곡면 형상인 금형의 면에 도전성 수지 시트를 유지시키는 것만으로, 안테나 부재(43)를 포함하는 현상 프레임(40)을 성형할 수 있다.On the other hand, in
[제2 실시 형태][Second Embodiment]
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 제2 실시 형태에서, 제1 실시 형태의 것과 동일하거나, 또는 제1 실시 형태의 것에 대응하는 기능 및 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일 부호를 붙이고, 자세한 설명은 생략한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, elements having the same functions or configurations as those of the first embodiment or corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.
본 실시 형태에서는, 수지제의 안테나 부재를 이용한 정전용량 검출 방식에 의해 현상제의 양을 검출하는 경우에 검출 정밀도를 향상시키기 위해서 바람직한 안테나 부재의 전기적 특성에 대해서 설명한다.In this embodiment, the electrical characteristics of the antenna member, which is preferable for improving the detection accuracy when the amount of the developer is detected by the electrostatic capacitance detection system using the resin-made antenna member, will be described.
Ⅰ. 현상 장치Ⅰ. The developing device
도 9는 본 실시 형태에서의 현상 장치(4)의 개략 단면도이다. 현상 장치(4)는 현상제로서의 토너 T를 수용하도록 구성되는 현상제 용기(46)를 형성함과 함께, 후술하는 각 요소를 지지하기 위한 현상 프레임(40)을 가진다. 본 실시 형태에서는, 토너 T는 평균 입경 7㎛의 현상제이다. 본 실시 형태에서는, 현상 프레임(40)은 HIPS(내충격성 폴리스티렌)으로 형성된다.9 is a schematic cross-sectional view of the developing
본 실시 형태에서는, 현상 슬리브(41)는 비자성체인 알루미늄제의 슬리브의 표면에, 두께가 10㎛인 중저항의 수지층이 피복되어서 형성된다. 이 수지층의 체적저항은 1 내지 10Ω 정도이다.In the present embodiment, the developing
현상 슬리브(41)의 중공부에는, 자계 발생 수단으로서의 마그넷 롤러(44)가 배치된다. 마그넷 롤러(44)는 현상 프레임(40)에 의해 고정적으로(비회전적으로) 지지된다. 본 실시 형태에서는, 마그넷 롤러(44)는, 주위 방향에 N극과 S극이 교대로 배치된 복수개의 자극(본 실시 형태에서는 S1, N1, S2, N2의 4개의 자극)을 가진다(도 20a 및 20b). 자극 S1은 감광 드럼(1)과 대향하는 위치에 배치되어, 토너 T에 의한 정전 잠상의 현상을 제어하는 현상 극이다. 자극 N1은, 후술하는 현상 블레이드(42)와 대향하는 위치에 배치되어, 현상 슬리브(41) 상의 토너 T의 양을 제어하는 규제 극이다. 자극 S2는, 현상제 용기(46) 내의 토너 T를 현상 슬리브(41) 위로 공급하는 공급 극(인테이크 극(intake pole))이다. 자극 N2는, 현상제 용기(46)로부터의 토너 T의 누설을 방지하도록 구성되는 분출 방지 시트(32)가 마련되어져 있는 위치에 배치되어 있는 토너 누설 방지 극(시일 극)이다. 마그넷 롤러(44)는 회전 동작을 행하지 않고 항상 일정한 위치에 유지되기 때문에, 자극은 항상 같은 방향에 유지된다.In the hollow portion of the developing
현상실(46a)에는, 현상 슬리브(41)의 외주면에 접촉하도록, 현상제 층 두께 규제 수단으로서의 규제 부재인 현상 블레이드(42)가 배치된다. 본 실시 형태에서는, 현상 블레이드(42)는 지지 판금에 탄성 부재로부터 형성된 판 형상 부재인 우레탄 고무 블레이드가 접착되어서 고정됨으로써 형성되고 있고, 그 지지 판금이 현상 프레임(40)에 고정된다. 이에 의해, 우레탄 고무 블레이드가 현상 슬리브(41)에 적절한 접촉압으로 접촉하여, 현상 슬리브(41) 상의 토너 T의 층 두께가 적절하게 규제됨과 함께 토너층을 마찰 대전하도록 한다. 규제 부재로서는, 자기를 차폐할 수 있는 재료, 수지 등으로부터 형성되어도 된다. 또한, 현상실(46a)에는 토너의 분출을 방지하도록 구성되는 시트 형상 부재인 분출 방지 시트(32)가 마련되어 있다. 분출 방지 시트(32)는 개구부(46c)의 현상 블레이드(42)가 마련되어져 있는 측의 반대 측의 연부를 따라 현상 슬리브(41)에 접촉한다.The developing
본 실시 형태에서는, 현상실(46a)의 저면의 일부에 후술하는 검출 장치(130)를 구성하는 안테나 부재(43)가 배치된다.In the present embodiment, an
한편, 토너실(46b) 내에는, 현상제 교반 수단으로서의 교반 부재(45)가 배치된다. 교반 부재(45)는, 지지 막대(45a)와, 지지 막대(45a)에 고정된 교반 시트(45b)를 포함한다. 지지 막대(45a)는, 지지 막대(45a)의 길이 방향(회전 축선 방향)의 양 단부에서 현상 프레임(40)에 의해 회전가능하게 지지된다. 교반 부재(45)에는 장치 본체(110)에 마련된 구동 모터(도시하지 않음)로부터의 회전 구동력이 전달되어서, 교반 부재(45)가 도 9의 화살표 X3방향으로 회전 구동된다. 본 실시 형태에서는, 지지 막대(45a)는 약 1초에 1회전한다. 본 실시 형태에서는, 교반 시트(45b)는, 두께 100㎛의 PPS 시트(폴리페닐렌 설파이드 수지로 형성된 시트 형상 부재)이며, 교반 시트(45b)의 폭 방향의 한쪽의 단부에서 지지 막대(45a)에 압착 혹은 용착되어서 고정된다. 본 실시 형태에서는, 교반 시트(45b)의 길이 방향의 길이는 216mm이다. 토너실(46b) 내에 수용된 토너 T는, 교반 부재(45)가 회전 구동됨으로써, 현상실(46a)과 토너실(46b)의 사이를 연통시키는 개구부인 토너 공급구(46d)를 통해서 토너실(46b)로부터 현상실(46a)에 반송된다.On the other hand, a stirring
현상실(46a)에 반송되어 현상 슬리브(41)의 근방에 도달한 토너 T는, 마그넷 롤러(44)의 자극 S2에 의해 현상 슬리브(41)에 가까이 끌어 당겨져, 현상 슬리브(41)의 표면에 공급된다. 자극 S2의 자력에 의해 현상 슬리브(41)에 공급된 토너 T는 현상 슬리브(41)에 의해 반송되고, 현상 블레이드(42)에 의해 규제된다. 이때, 규제부를 통과한 토너 T는 마찰에 의해 대전된다. 이 규제부를 통과한 토너 T에 의해 감광 드럼(1)에 형성된 정전 잠상이 현상된다. 한편, 현상 블레이드(42)에 의해 규제된 토너 T는, 자극 N1에 의해 유지되어 현상 블레이드(42)의 근방에 머무는 것과, 자극 N1의 자력이 미치지 못하는 범위까지 날려지는 것으로 나누어진다. 날려진 토너 T는, 현상제 용기(46)에 남아있는 토너 T의 양이 많을 경우, 교반 부재(45)에 의해 교반된 후, 다시 현상 슬리브(41)에 공급된다. 현상제 용기(46)에 남아있는 토너의 양이 적은 경우에는, 날려진 토너 T는 수직으로 낙하하여 안테나 부재(43)의 근방에 떨어진다. 낙하한 토너 T는 안테나 부재(43)에 부착하지 않고, 교반 부재(45)에 의해 보내어지는 토너 T에 의해 밀려난다. 또는, 낙하한 토너 T는 자극 S2의 자력에 의해 가까이 끌어 당겨져서 현상 슬리브(41)에 다시 공급된다.The toner T that has been conveyed to the developing
현상 슬리브(41)에는, 장치 본체(110)에 마련된 전압 인가 수단으로서의 현상 전원(고압 전원)으로부터 소정의 현상 바이어스(현상 전압)가 인가된다. 본 실시 형태에서는, 현상 바이어스로서, -400V의 직류 전압 Vdc와 1400V의 교류 전압 Vpp(주파수=2000Hz, 구형파)을 중첩하여 생성된 진동 전압이 인가된다. 감광 드럼(1)은 전기적으로 접지된다. 이에 의해, 감광 드럼(1)과 현상 슬리브(41)가 대향하는 현상 영역(31)에 전계가 발생한다.A predetermined developing bias (developing voltage) is applied to the developing
토너 공급구(46d)는 프로세스 카트리지(120)의 수송 시 등에서의 토너 누설을 방지하기 위해서, 프로세스 카트리지(120)의 사용 개시 시에 시일 부재(48)가 제거될 때까지, 시일 부재(48)(도 16)에 의해 봉쇄(밀봉)된다. 본 실시 형태에서는, 시일 부재(48)는 PS 수지 시트이며, 수송 시 등의 토너 누설을 방지하기 위하여, 토너 T가 도 9에 도시된 영역에서 새지 않도록 현상제 용기(46) 내에 접착된다.The
Ⅱ. 검출 장치Ⅱ. Detection device
다음으로, 본 실시 형태의 검출 장치(130)에 대해서 설명한다. 도 9는 본 실시 형태의 검출 장치(130)의 기능 블록 또한 나타내는 현상 장치(4)의 개략 단면도이다. 본 실시 형태에서의 검출 장치(130)의 기본적인 구성 및 동작은 제1 실시 형태와 실질적으로 동일하다.Next, the
본 실시 형태에서는, 제2 전극(출력 측의 전극, 대향 전극)으로서의 안테나 부재(43)가 현상 프레임(40)에 의해 형성된 현상실(46a)의 저면의 일부에 배치된다. 안테나 부재(43)는 현상 슬리브(41)에 대향하는 안테나 부재(43)의 면과 현상 슬리브(41)의 사이에 존재하는 토너 T의 양의 변화를 검출한다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 현상 슬리브(41)를 한 쌍의 전극 중 하나의 전극으로서 이용하고 있지만, 현상 슬리브(41)를 토너 잔량 검출 수단의 전극으로서 이용하지 않고, 다른 전극을 마련하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 전극의 배치에 관한 설계의 자유도가 커진다. 즉, 현상제 용기나 현상 장치에는, 정전용량을 이용해서 현상제량(토너량)을 검출하도록 구성되는 안테나 부재가 적어도 필요하게 된다.In this embodiment, the
Ⅲ. 안테나 부재에 대해서Ⅲ. About antenna member
본 실시 형태의 안테나 부재(43)는 자성체인 토너가 안테나 부재(43)에 부착되지 않도록 비자성 또는 반자성의 도전성 수지 시트로 형성되어, 현상 슬리브(41)의 연직 하측에 대향하도록 배치된다. 구체적으로는, 안테나 부재(43)는, 현상제 용기(46)의 내벽의 저면에서, 현상 슬리브(41)의 근방에 인서트 성형을 통해 접착 고정했다. 안테나 부재(43)를 구성하는 도전 시트 부재는, 보다 정확하게 정전용량을 검출하기 위해, 현상제 용기(46)에 장착했을 때에 그 일부가 중력 방향에서 현상 슬리브(41)의 일부와 겹치도록 마련되어 있다(도 9의 영역 A). 안테나 부재(43)가 현상 슬리브(41)의 하방 근방에 있어, 중력에 의해 토너가 전극 표면에 퇴적하기 쉬운 이러한 구성에서, 수지를 포함하는 도전성 수지 시트를 이용하는 것에 의해 토너 잔량을 정확하게 측정할 수 있다고 하는 효과가 특히 현저하게 된다. 이것은, 수지를 포함하는 도전성 수지 시트에는 자성을 갖는 토너가 자력에 의해 부착되지 않기 때문이다. 본 실시 형태에서도, 현상 슬리브(41)의 중력방향의 하방에 도전성 수지 시트가 마련되어 있다. 단, 안테나 부재(43)는, 예를 들면 일본 특허 출원 공개 제2007-264612호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 전극이 현상제 담지 부재에 대하여 수평 방향으로 병치되어 있는 경우에도 이용될 수 있다. 상세하게는 후술하는 바와 같이, 도전성 수지 시트는 현상제 용기(46)의 저면의 도 9의 지면 앞쪽에 배치된 접점(도시하지 않음)에 접하도록 배치되어, 장치 본체(110)에 배치된 토너 잔량 검출 장치(134)를 통해서 접지에 접속된다.The
상기 구성에서, 현상 전원(131)으로부터 현상 슬리브(41)에 바이어스를 인가함으로써, 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 사이의 정전용량을 토너 잔량 검출 장치(134)로 검출할 수 있다. 본 실시 형태의 구성에서는, 인자 중에 정전용량을 순차 검출하는 순차 잔량 검출을 행하고 있다.The electrostatic capacity between the developing
도 12a, 12b 및 12c는 도전성 수지 시트(24)의 단면도를 나타내고 있다. 여기에서는, 수지에 카본 재료를 분산되게 한 구성, 분산된 카본 재료를 포함하는 수지층이 다른 수지층을 개재하는 구성 및 수지층의 현상제 담지 부재 측의 표면에 카본 재료를 도포한 구성을 설명한다.12A, 12B and 12C show cross-sectional views of the
도 12a에는, PS 수지(24d)의 수지층을 PS 수지에 카본 블랙을 섞어서 분산되게 한 도전층(24c)(각각 두께가 20㎛ 내지 40㎛) 사이에 개재시킨 3층 구조의 도전성 수지 시트(24)를 나타내고 있다. 이 경우, 도전층이 전극부가 되고, 도전성 수지 시트 전체가 전극이 된다. 외부로의 전기적인 접속은 다음과 같이 할 수 있다. 구체적으로, 도전성 수지 시트를 절단했을 때에 양면의 도전층이 변형해서 연결되고, 도전층이 연결된 그 부분에 외부의 전기 접점이 연결된다. 다른 선택으로서, 도 12b에 도시된 바와 같은 EVA 수지(24d)에 카본 블랙(24e)을 섞은 1층 구조(단층 구조)의 도전성 수지 시트(24)를 이용하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 도전성 수지 시트 전체가 전극부가 된다. 또한, 도 12c의 PS 수지(24d)에 카본 블랙(24e)을 인쇄하여 얻어지는 2층 구조의 도전성 수지 시트(24)를 이용할 수도 있다.12A shows a three-layer structure conductive resin sheet (Fig. 12A) in which a resin layer of the
본 실시 형태에서는 도 12b에 도시한 EVA의 기체에 카본 블랙을 분산되게 한 가요성이 있는 단층의 도전성 수지 시트를 이용하고 있다. EVA에 분산된 카본 블랙의 함유량은, 무게 % 농도로 35(30 내지 40) wt. %이다. 분산된 카본 블랙 함유량은, 후술하는 스파이크 전류의 대책으로서, 후술하는 측정 방법으로 측정한 저항이 103 내지 105Ω이 되도록 한다. 도전성 수지 시트(24)의 전체의 두께 “t”는, 현상제 용기(46)의 도전성 수지 시트(24)가 부착되는 면의 형상에도 의존하지만, 도전성 수지 시트(24)의 부착 가공의 용이성의 관점으로부터, 0.05 내지 0.3mm의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는 전체의 두께 “t”는 0.1mm이다. 도전성을 부여하는 카본 재료로서 카본 블랙을 이용하는 예를 설명했지만, 카본 블랙의 이외에 그래파이트, 카본 파이버 또는 카본 나노 튜브 등의 다른 카본 재료에 의해 도전성을 부여하는 것도 가능하다.In this embodiment, a flexible single-layer conductive resin sheet in which carbon black is dispersed in EVA gas shown in Fig. 12B is used. The content of the carbon black dispersed in the EVA is 35 (30 to 40) wt. %to be. The carbon black content to be dispersed is such that the resistance measured by a measuring method described later is 10 3 to 10 5 Ω as a countermeasure against a spike current to be described later. The total thickness " t " of the
도 14a는 본 실시 형태의 안테나 부재(43)를 보다 자세하게 도시하는 평면도이다. 본 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)는 현상 슬리브(41)의 길이 방향(회전 축선 방향)과 거의 평행한 길이 방향과, 안테나 부재(43)의 그 길이 방향과 교차(본 실시 형태에서는 거의 직교)하는 폭 방향에 각각 소정의 길이를 갖는, 평면도가 직사각형인 부분을 가진다. 이 직사각형의 부분의 도 9의 지면 앞쪽의 단부에서의 현상 슬리브(41)로부터 먼 폭 방향의 단부로부터, 장치 본체(110)의 접점(도시하지 않음)까지 전기적 접속을 얻기 위해서, 현상제 용기(46)의 외측까지 도전성 수지 시트가 연장된다. 즉, 본 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)의 도 14a에 도시한 바와 같이 직사각형 영역이 측정부(43A)이다. 안테나 부재(43)의 도 14a에서 점선으로 둘러싸여진 연장된 영역이, 안테나 부재(43)와 장치 본체(110)의 전기 접점이 되는 접점부(43B)이다. 접점부(43B)는, 장치 본체(110)와의 접점(도시하지 않음) 및 장치 본체(110)에 배치된 토너 잔량 검출 장치(134)를 통해서 접지에 접속된다. 도 15의 (a) 및 (b)는 본 실시 형태의 현상 프레임(특히, 하측 프레임(40A))을 도시하는 사시도이다. 도 15의 (a)는 현상제 용기(46)의 내측을 나타내고, 도 15의 (b)는 현상제 용기(46)의 외측을 나타내고 있다. 도 15의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 안테나 부재(43)의 측정부(43A)는 현상 슬리브(41)에 대향하도록 현상 프레임(40)에 배치되어 있지만, 접점부(43B)는 현상 프레임(40)의 외측에 배치된다. 도전성 수지 부재가 현상 프레임의 내부를 통과해 외부까지 연장하여 외부에 접점부(43B)를 형성하고 있다. 본 실시 형태에서는 2개의 프레임을 초음파 용착을 이용하여 용착한다. 용착부 내측의 지점에서 외부를 향해 도전성 수지 부재의 일부는 현상 프레임의 두께를 통과하여 현상 프레임의 외부에 배치되도록 한다. 현상 프레임의 외측에 노출된 도전성 수지 부재의 일부는, 용착부 내측으로부터 연장하여, 용착부를 주회하여 용착부의 외측에 도달한다. 이러한 방식으로, 용착부의 영향을 받지 않고 접점부(43B)를 형성할 수 있다.14A is a plan view showing the
본 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)의 직사각형의 측정부(43A)의 길이 방향의 폭(도 14a의 L1)은, 인자 보장 영역(화상 영역)의 길이 치수인 216mm이며, 그 길이 방향에 수직 방향인 폭 방향의 측정부(43A)의 폭은 15mm이다. 본 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)의 두께는 100㎛이다.In this embodiment, the width in the longitudinal direction (L1 in Fig. 14A) of the
본 실시 형태는 인서트 성형을 이용하지만, 인서트 성형을 행하면 도전성 수지 시트(24)의 배치의 위치 정밀도에 있어서, 양면 접착 테이프를 이용해서 안테나 부재(43)를 고정하는 경우보다 정밀하게 안테나 부재(43)를 현상제 용기(46)의 내벽에 상용 또는 접착 고정할 수 있다. 그 결과, 전극인 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 거리 정밀도가 향상되고, 현상제의 양의 검출 정밀도가 향상되게 된다. 특히, 제1 실시 형태에 따른 고정 방법이 바람직하다.Although the present embodiment uses insert molding, it is more accurate to fix the
한편, EVA의 도전성 수지 시트(24)를 현상제 용기(46)에 인서트 성형에 의해 성형하는 경우, 도전성 수지 시트(24)와 현상제 용기(46)의 열수축량의 차이에 의해, 다음과 같은 현상이 발생할 수 있다. 첫 번째 현상은 현상제 용기(46)의 수축량이 도전성 수지 시트의 수축량보다 클 경우에 발생하며, 냉각 후에 도전성 수지 시트(24)가 기복을 가질 수도 있다. 그 결과, 현상 슬리브(41)에 대한 거리 정밀도가 결과적으로 떨어져서, 현상제의 양의 검출 정밀도가 저하된다. 두 번째 현상은 도전성 수지 시트(24)의 수축량이 현상제 용기(46)의 수축량보다 크고, 현상제 용기(46)의 강성이 도전성 수지 시트의 수축하는 힘보다 작을 경우에 발생하는, 현상제 용기(46)의 변형이다. 그 결과, 현상 슬리브(41)에 대한 거리 정밀도가 떨어져서, 현상제의 양의 검출 정밀도가 저하된다. 분출 방지 시트(32)에 기복이 생겨 토너가 누설된다.On the other hand, when the
상기 현상을 억제하기 위해서는, 예를 들면, 도전성 수지 시트의 수축량이 현상제 용기(46)의 수축량보다 크고, 또한, 현상제 용기(46)의 강성이 도전성 수지 시트의 수축하는 힘보다 크게 하여야 한다. 이러한 방식으로, 도전성 수지 시트가 현상제 용기(46)에 밀착하여 인장된 채 성형이 완료하면 된다. 검토의 결과, 영률 2.5 내지 3.5GPa 및 두께 1.5mm를 갖는 HIPS의 현상제 용기(46)에 대하여, 도전성 수지 시트(24)의 영률을 0.2 내지 0.3GPa, 시트 두께 0.1mm로 함으로써, 상기 조건을 만족시킬 수 있는 것을 알았다. 상기 설정으로 함으로써, 도전성 수지 시트(24)의 기복 및 현상제 용기(46)의 변형없이, 현상 슬리브(41)에 대한 거리 정밀도를 유지한 채 성형을 완료할 수 있으며, 현상제의 양의 검출 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다. 이상에 비추어 보아, 본 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)의 두께는 0.1mm, 영률은 0.25GPa이다.In order to suppress the above phenomenon, for example, the shrinkage amount of the conductive resin sheet should be larger than the shrinkage amount of the
도전성 수지 시트(24)의 수지는, 현상제 용기(46)에 접착하고 있고, 또한, 자성 토너가 부착되지 않으면 된다. HIPS의 현상제 용기(46)를 이용하는 때는, 도전성 수지 시트(24)는 EVA 이외에 PS로 형성되어도 된다. 또한, 도전성 수지 시트(24)는 측정 대상인 토너와 맞닿는 도전층의 표면층에 카본 블랙을 분산시킨 도전층을 포함하는 구성이기만 하면 어떠한 구성을 가질 수도 있으며, 도 12a, 도 12c에 도시된 것과 같은 복층 구성의 시트로도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.The resin of the
도전성 수지 시트(24)의 폭 방향의 배치는, 현상 슬리브(41)의 근방에 배치하는 것이 바람직하다. 이것은, 현상 블레이드(42)에 의해 규제되어서 떨어지는 토너도 남은 토너로서 정밀하게 검출되기 때문이다.It is preferable that the
Ⅳ. 실시예와 비교예의 대비IV. Comparison of Examples and Comparative Examples
(실시예 3의 구성)(Configuration of Embodiment 3)
실시예 3은 제2 실시 형태를 따라서 구성되고 있다. 도전성 수지 시트의 후술하는 측정 방법 (1)로 측정했을 경우의 실시예 3의 저항이 105Ω 이하(105Ω, 104Ω, 103Ω, 0Ω)이다.The third embodiment is configured in accordance with the second embodiment. The resistance of the conductive resin sheet of Example 3 measured by a measuring method (1) described below is 10 5 Ω or less (10 5 Ω, 10 4 Ω, 10 3 Ω, 0 Ω).
(비교예 3의 구성)(Composition of Comparative Example 3)
비교예 3은 실시예 3의 안테나 부재(43)와 상이하다. 비교예 3에서 사용된 안테나 부재(43)는 500㎛의 두께로 압연 가공하고, 길이 방향으로 216mm, 폭 방향으로 15mm의 단책 형상으로 SUS를 절단하여 SUS 금속을 기계가공함으로써 얻어지는 SUS 304이다. SUS 304는 원래 비자성이지만, 응력을 가하면 오스테나이트 상이 마르텐사이트 변태를 일으켜, 자기를 띠게 된다. 비교예 3의 안테나 부재(43)도 압연 가공과 절단을 행함으로써 응력이 가해져서, 자기를 띠게 된다.The third comparative example is different from the
(실시예 4)(Example 4)
*실시예 4는 제2 실시 형태에 따라 구성되고 있지만, 안테나 부재(43)가 실시예 3과 다르다. 실시예 4에서의 안테나 부재(43)의 형상, 재료, 고정 방법은, 실시예 3과 마찬가지이나, 실시예 4에서는 EVA 수지에 분산시킨 카본 블랙의 양을 적게 한 도전성 수지 시트(24)를 이용했다. 이 도전성 수지 시트(24)는, 후술하는 측정 방법 (1)에 의해서 측정했을 경우의 저항이 106Ω이다.The fourth embodiment is configured in accordance with the second embodiment, but the
(평가 방법)(Assessment Methods)
다음에 나타내는 토너 잔량의 산출 방법에서 의해 토너 잔량을 구한다.The remaining toner amount is obtained by the following method of calculating the toner remaining amount.
도 10은 제2 실시 형태에 따른 토너 잔량과 정전용량의 관계의 일례이다. 세로축은, 토너 잔량 검출 수단(134)으로 검출된 정전용량이며, 횡축은, 토너 잔량(%)이다. 제2 실시 형태의 구성에서는, 초기점(100%)과 20%(점선 A) 간의 기간 동안 정전용량의 변화는 없다. 이것은, 토너가 충분히 남아서 있어서 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 사이의 토너량(현상제량)이 변하지 않기 때문이다. 토너 잔량이 20% 이하가 되면, 토너 잔량이 줄어듦에 따라 정전용량도 선형적으로 감소한다. 이것은, 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 사이의 토너량(현상제량)이 토너 잔량의 변화에 따라 변하는 것을 나타내고 있다.10 is an example of the relationship between the remaining toner amount and electrostatic capacity according to the second embodiment. The vertical axis indicates the electrostatic capacity detected by the toner remaining amount detecting means 134, and the abscissa indicates the remaining toner amount (%). In the configuration of the second embodiment, there is no change in capacitance during the period between the initial point (100%) and 20% (dotted line A). This is because the amount of toner (developer amount) between the developing
정전용량 C0와 정전용량 Cs 간의 차이를 ΔE0이라고 한다. 정전용량 C0는 카트리지가 신품이고, 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 사이에 토너가 없는 상태에서의 정전용량을 나타낸다. 정전용량 Cs는 토너 잔량 100%(가득찬 경우) 시와 토너 잔량 20% 시의 기간의 정전용량을 나타난다. 화상을 1매 인자하는 사이에 측정된 정전용량의 평균치를 정전용량 C으로서 출력하는 경우, 화상 인자 중의 정전용량과, 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 사이에 토너가 없는 상태에서의 정전용량 C0의 차이를 ΔE라고 했다. 그러면, 현재의 토너 잔량은 이하의 수학식 1에 의해 계산된다.The difference between capacitance C 0 and capacitance C s is called ΔE 0 . The electrostatic capacity C 0 represents the electrostatic capacity in a state where the cartridge is brand new and there is no toner between the developing
[수학식 1][Equation 1]
현재의 토너 잔량=20%×ΔE/ΔE0 Current toner remaining amount = 20% x? E /? E 0
검출 결과는, 화상 형성 장치의 표시부, 퍼스널 컴퓨터의 모니터(21) 등에 결과를 표시함으로써, 유저에게 통지된다.The detection result is notified to the user by displaying the result on the display unit of the image forming apparatus, the
(평가 결과)(Evaluation results)
<실시예 3과 비교예 3의 토너 잔량의 검출 정밀도의 비교>≪ Comparison of the detection accuracy of toner remaining amount in Example 3 and Comparative Example 3 >
도 11a는 실시예 3에 대하여 실제로 내구 시험을 행해 측정되거나 출력된 토너 잔량과 정전용량의 관계를 나타낸다. 도 11b는 비교예 3에 대하여 실제로 내구시험을 행해 측정하고나 출력된 토너 잔량과 정전용량의 관계를 나타낸다. 횡축이 실제로 현상제 용기(46) 안에 남아있는 토너 잔량이고, 종축이 정전용량이다.11A shows the relationship between the remaining toner amount and electrostatic capacity measured or outputted by actually performing the endurance test in the third embodiment. Fig. 11B shows the relationship between the remaining amount of toner and the electrostatic capacity after the endurance test was actually performed for Comparative Example 3. Fig. The abscissa is actually the remaining amount of toner in the
실시예 3의 그래프인 도 11a에서는, 토너 잔량이 100% 내지 20%의 사이에는 정전용량의 변화는 없다. 토너 잔량이 20%이하의 영역에서는 토너 잔량이 감소함에 따라 정전용량도 선형적으로 감소한다. 도 11a의 “1”의 타이밍에서, 세로 띠 패턴으로 토너가 현상되지 않는 화상(이하, "블랭크 영역을 갖는 화상”이라고 한다)이 발생했다. 이때, 안테나 부재(43)에 토너는 부착되지 않고 있으며, 따라서, “1”의 시간에 현상 장치(4)를 흔들어도, 블랭크 영역을 해결하지 않는다.In Fig. 11A, which is a graph of Example 3, there is no change in the capacitance between 100% and 20% of the remaining toner amount. In the region where the remaining toner amount is 20% or less, the capacitance also linearly decreases as the toner remaining amount decreases. (Hereinafter referred to as " an image having a blank area ") in which the toner is not developed in the longitudinal band pattern at the timing of "1" in FIG. 11A. At this time, Therefore, even if the developing
비교예 3은, 도 11b에 도시한 바와 같이, 실시예 3과 마찬가지로, 토너 잔량이 100% 내지 20%의 경우에는 정전용량의 변화는 없다. 토너 잔량이 20% 이하의 영역은, 토너 잔량이 줄어듦에 따라서 정전용량도 선형적으로 감소한다. 그러나, 블랭크 영역을 갖는 화상이, 실시예 3보다 토너 잔량이 많은 때에(도 11b의 “2”) 발생되었다. 이때 안테나 부재(43)에 토너가 부착되고 있음이 확인되었다. 전극 사이에 같은 토너량(현상제량)이 남아있어도, 안테나 부재(43)에 부착되고 있는 토너는 현상에 이용될 수 없다. 그 때문에, 검출된 토너량(현상제량)이 많은 “2” 때에 블랭크 영역이 발생한다.In Comparative Example 3, as shown in Fig. 11B, similarly to Example 3, when the remaining amount of toner is 100% to 20%, there is no change in the electrostatic capacity. In the region where the remaining toner amount is 20% or less, the capacitance also linearly decreases as the remaining toner amount decreases. However, an image having a blank area was generated when the remaining toner amount was larger than that in Example 3 (" 2 " in Fig. 11B). At this time, it was confirmed that the toner was attached to the
안테나 부재(43)에 토너가 부착된 것은, 안테나 부재(43)가 자기를 띠고 있기 때문에다. 안테나 부재(43)에 부착된 토너를 흡인하고 나서, 다시 토너 잔량을 측정하면, 실시예 3과 마찬가지로, 검출된 토너 잔량이 “3”이었다. 그때 생성된 화상은 “2”의 때에 발생된 화상과 마찬가지로 블랭크 영역을 가진다. 이렇게, 비교예 3에서는, 안테나 부재(43)에 토너가 부착되는 양에 따라, 블랭크 영역을 갖는 화상의 발생 타이밍이 상이하다. 또한, 안테나 부재(43)에 토너가 부착되는 양은 현상 장치마다 상이하므로, 토너 잔량의 검출 정밀도가 저하된다.Toner is attached to the
실시예 3에서는, “1”의 타이밍에 안테나 부재(43)에 토너가 부착되지 않고 있었기 때문에 전극 사이에 있는 토너의 전부를 효과적으로 사용할 수 있는 것을 시험으로 알 수 있다. 즉, 안테나 부재(43)에 토너가 부착되는 것에 기인하는 토너 잔량의 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있고, 토너 잔량의 검출 정밀도가 향상된다.In the third embodiment, it can be seen from the test that all of the toner between the electrodes can be used effectively because the toner is not adhered to the
<실시예 3과 실시예 4의 토너 잔량의 검출 정밀도의 비교>≪ Comparison of Detection Accuracy of Toner Remaining Amounts in Examples 3 and 4 >
후술하는 측정 방법 (1)로 측정한 도전성 수지 시트의 저항과 토너 잔량의 검출 정밀도의 관계를 표 1에 나타낸다. “잔량 검출”에 기재된 기호 “o”는 토너 잔량을 정밀하게 검출할 수 있었던 것을 나타내고, “잔량 검출”에 기재된 기호 “△”는 토너 잔량이 검출되었지만, 검출 신호가 작기 때문에 신호 처리 등을 행하는 것이 바람직한 것을 나타내고 있다. “잔량 검출”에 기재된 기호 “×”는 토너 잔량을 성공적으로 검출할 수 없었던 것을 나타낸다.Table 1 shows the relationship between the resistance of the conductive resin sheet and the detection accuracy of the toner remaining amount measured by the measuring method (1) described later. The symbol " o " in the " remaining amount detection " indicates that the remaining toner amount can be accurately detected. The symbol " Is preferable. The symbol " x " in " remaining amount detection " indicates that the remaining toner amount could not be detected successfully.
표 1은, 도전성 수지 시트의 저항이 105Ω 이하인 실시예 3에서는, 토너 잔량의 검출 정밀도는 양호했다. 한편, 실시예 4와 같이 도전성 수지 시트의 저항이 106Ω이 되면, 검출 신호가 작아져, 정전용량을 정확하게 파악하기 위해서는 어떤 종류의 신호 처리가 필요하다. 이것은, 도전성 수지 시트의 저항이 높아, 토너 잔량 검출 장치(134)에 흐르는 전류가 작아져, 토너 잔량 검출 장치(134)가 정전용량을 검출하기 어려워졌기 때문이다. 따라서, 도전성 수지 시트의 저항은, 105Ω 이하가 바람직하다. 이때의 단위 길이 당 저항값은, 420Ω/mm이었다.In Table 1, in Example 3 in which the resistance of the conductive resin sheet was 10 5 Ω or less, the detection accuracy of the toner remaining amount was good. On the other hand, when the resistance of the conductive resin sheet is 10 6 ? As in the fourth embodiment, the detection signal becomes small, and any sort of signal processing is required to accurately grasp the electrostatic capacitance. This is because the resistance of the conductive resin sheet is high, the current flowing in the toner remaining
측정방법 (1)에 의해 측정된 도전성 시트 저항과 토너 잔량 검출 정밀도의 관계The relationship between the conductive sheet resistance measured by the measuring method (1) and the toner remaining amount detection accuracy
(실시예 5의 구성)실시예 5는 제2 실시 형태를 따라서 구성되고 있다. 도전성 수지 시트(24)의 후술하는 측정법 (2)에 의해 측정했을 경우의 실시예 5의 저항이 103Ω 이상이다.(Configuration of Embodiment 5)
도 13은, 예를 들면 일본 특허 출원 공개 제2007-264612호 공보에 개시되어 있는 것과 같은 토너 잔량 검출 회로를 나타낸다. 이 토너 잔량 검출 회로의 경우, 교류 전압 인가에 의한 요동 등의 스파이크 전류가 흘렀을 때에, 토너 잔량 검출회로에 흐르는 전류량을 저감시키는 기구(보호 저항)가 없다. 이 때문에, 토너 잔량 검출 장치(134)의 검출기가 오작동을 일으킬 우려가 있다. 따라서, 실시예 5에서는 스파이크 전류에 기인하는 검출기의 오작동을 해결하는 점에도 주목한다.Fig. 13 shows a toner remaining amount detecting circuit as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-264612. In the case of this toner remaining amount detecting circuit, there is no mechanism (protection resistor) for reducing the amount of current flowing through the remaining toner amount detecting circuit when a spike current such as swinging due to AC voltage application flows. For this reason, there is a risk that the detector of the toner remaining
실시예 4에서는, 안테나 부재(43)는 카본 블랙의 양 및 분산을 조정하여, 후술하는 측정 방법 (2)로 측정한 저항이 103Ω 이상(103Ω, 104Ω)이 되도록 했다. In Example 4, the
(비교예 4의 구성)(Configuration of Comparative Example 4)
비교예 4의 안테나 부재(43)는, 일반적으로 사용되는 SUS 304이었다. 후술하는 측정 방법 (2)에 의해 측정되는 SUS 304의 저항은 0Ω이었다.The
(평가 결과)(Evaluation results)
<실시예 5와 비교예 4의 스파이크 전류 저감 비교><Comparison of spike current reduction between Example 5 and Comparative Example 4>
후술하는 측정 방법 (2)로 측정한 저항과 스파이크 전류 저감 효과의 관계를 표 2에 나타낸다. 표 2의 기호 “o”, “△” 및 “x”의 관계는 표 1과 같다.Table 2 shows the relationship between the resistance and the spike current reduction effect measured by the measurement method (2) described later. The relationship between symbols "o", "Δ" and "x" in Table 2 is shown in Table 1.
표 2에서, 도전성 수지 시트의 저항이 103Ω 이상의 경우, 토너 잔량의 검출 정밀도 및 스파이크 전류 저감 효과 모두 양호한 결과이었다. 이때의 단위 길이 당 저항값은 30Ω/mm이었다. 저항이 0Ω인 비교예 4의 경우, 스파이크 전류 저감 효과는 낮았고, 토너 잔량 검출 장치(134)에 의한 토너 잔량의 검출 정밀도가 저하할 우려가 있었다.In Table 2, when the resistance of the conductive resin sheet is 10 3 ? Or more, both the detection accuracy of the remaining toner amount and the spike current reduction effect are good. The resistance value per unit length at this time was 30? / Mm. In the case of Comparative Example 4 in which the resistance is 0 OMEGA, the effect of reducing the spike current was low, and there was a fear that the detection accuracy of the toner remaining amount by the toner remaining
측정 방법 (2)에 의해 측정된 도전성 시트 저항과 스파이크 전류 감소 효과의 관계Relationship between the conductive sheet resistance and the spike current reduction effect measured by the measurement method (2)
이상, 실시예 3 내지 5의 결과로부터, 도전성 수지 시트의 저항은, 측정 방법 (1)로 측정한 저항값을 105Ω 이하, 또한, 측정 방법 (2)로 측정한 저항값을 103Ω 이상으로 함으로써, 토너 잔량의 검출 정밀도를 유지하면서, 스파이크 전류를 저감시킬 수 있다. 즉, 도전성 수지 시트의 저항이 103Ω 이상 105Ω 이하인 것이 바람직하다.Ⅴ. 도전성 수지 시트의 저항 측정 방법From the above, the results of Examples 3 to 5, the resistance of the conductive resin sheet, a resistance value measuring a resistance value measured by the measuring method (1) to 10 5 Ω or less, and measuring method (2) 10 3 Ω , It is possible to reduce the spike current while maintaining the detection accuracy of the toner remaining amount. That is, the resistance of the conductive resin sheet is preferably 10 3 Ω or more and 10 5 Ω or less. Method of measuring resistance of conductive resin sheet
제2 실시 형태에서의 도전성 수지 시트의 저항의 측정 방법을 설명한다.A method of measuring the resistance of the conductive resin sheet in the second embodiment will be described.
도전성 수지 시트의 저항은 접점으로부터의 거리에 따라 바뀐다. 그 때문에, 이하의 2개의 측정 방법으로 도전성 수지 시트의 저항을 정의한다.The resistance of the conductive resin sheet changes depending on the distance from the contact point. Therefore, the resistance of the conductive resin sheet is defined by the following two measuring methods.
<측정 방법 (1)>≪ Measurement method (1) >
도 14b에 도시하는, 측정점 A와 측정점 B의 사이의 저항을 측정한다. 측정점 A는, 접점부(43B)(측정부(43A)의 현상제와 접촉하는 면과 같은 측의 면)에서의 선단부이다. 측정점 B는, 측정부(43A)(현상제와 접촉하는 면)에서의 측정점 A로부터가장 거리가 떨어진 점(측정점 B는 폭 방향에서의 현상 슬리브(41) 측의 점이다)이다. 상기 각 측정점에, 지름 5mm의 원형 패턴으로 도전성 그리스를 도포하고, 측정점 A와 측정점 B와의 사이를, 플루크사 제조의 플루크 87V(Fluke 87V)를 이용해서 저항 측정을 행한다.The resistance between the measurement point A and the measurement point B shown in Fig. 14B is measured. The measurement point A is the tip of the
<측정 방법 (2)>≪ Measurement method (2) >
도 14b에 도시하는 측정점 A와 측정점 C의 사이의 저항을 측정한다. 상기와 마찬가지로, 측정점 A는 접점부(43B)(측정부(43A)의 현상제와 접하는 면과 같은 측의 면)에서의 선단부이다. 측정점 C는 측정부(43A)(현상제와 접촉하는 면)에서의 측정점 A로부터 가장 거리가 가까운 점(측정점 C는 폭 방향에서의 현상 슬리브(41) 측의 점이다)이다. 상기 각 측정점에, 지름 5mm의 원형 패턴으로 도전성 그리스를 도포하고, 측정점 A와 측정점 C의 사이를, 플루크 사 제조의 플루크 87V를 이용해서 저항 측정을 행한다.The resistance between the measurement point A and the measurement point C shown in Fig. 14B is measured. Similarly to the above, the measurement point A is the tip of the
제2 실시 형태에서는 자성 토너가 전극에 부착되는 것을 과제로 하고 있지만, 제2 실시 형태에서는 구성 자체가 신규인 구성이며, 부착의 과제가 생기지 않는 비자성 토너에서도 정전용량을 이용한 토너 잔량 검출 부재로서 도전성 시트를 이용할 수 있다.In the second embodiment, the magnetic toner adheres to the electrodes. In the second embodiment, the constitution itself is new, and even in the non-magnetic toner which does not cause adhesion problems, the toner remaining amount detecting member A conductive sheet can be used.
[제3 실시 형태][Third embodiment]
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 제3 실시 형태에서는, 제1, 제2 실시 형태에서와 동일하거나 균등한 기능 및 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이며, 그 자세한 설명은 생략한다.Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, elements having the same or equivalent functions and configurations as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.
본 실시 형태에서는, 수지제의 안테나 부재를 이용한 정전용량 검출 방식에 의한 현상제의 양의 검출 정밀도를 향상시키기 위해서 바람직한 안테나 부재의 배치에 대해서 설명한다. In this embodiment, the arrangement of the antenna members is described in order to improve the detection accuracy of the developer amount by the electrostatic capacitance detection system using the resin-made antenna member.
Ⅰ. 현상 장치Ⅰ. The developing device
도 16은 본 실시 형태에서의 현상 장치(4)의 개략 단면도이다.16 is a schematic sectional view of the developing
제3 실시 형태에서는, 시일 부재(48)는, 토너 공급구(46d)의 근방의 수용부(40a)의 저면의 일부에 마련된 시일 용착 리브(47) 등에 접착된다. 그 때문에, 수용부(40a)의 저면이 평탄할 경우, 시일 용착 리브(47)가 토너실(46b)로부터 현상실(46a)에의 토너 T의 순환을 저해할 수 있다. 이것을 회피하기 위해서, 제3 실시 형태에서는, 현상 슬리브(41)와 교반 부재(45)의 사이에는, 현상 장치(4)의 사용 상태에서 시일 용착 리브(47)와 같은 높이의, 또는 그것보다도 높은 볼록부(46e)가 마련되어 있다. 제3 실시 형태에서는, 이 볼록부(46e)는, 토너 공급구(46d)에 인접하는 토너실(46b)의 저면의 일부에 마련되어 있다. 이 볼록부(46e)는, 현상제 용기 내부를 향해서 돌출하고 있고, 또한 현상 슬리브(41)를 향해서 돌출하고 있다. 이 볼록부(46e)에 의해, 시일 용착 리브(47)가 있어도, 교반 부재(45)가 현상 슬리브(41)의 근방으로 토너 T를 지체없이 보낼 수 있다. 볼록부(46e)에 대하여 현상 슬리브(41)에 반대 측의 토너실(46b)의 저면의 일부는 오목부(46f)가 된다. 교반 시트(45b)는, 교반 부재(45)가 회전 구동되었을 때에 오목부(46f)에 적당히 침입한다. 교반 시트(45b)에 의해 볼록부(46e)를 향해 보내진 토너 T는, 볼록부(46e)의 정점 근방에서 해방된 교반 시트(45b)에 의해 뛰어올려져서 마그넷 롤러(44)의 자극 S2에 대응하는 현상 슬리브(41)의 표면의 일부의 근방에 보내진다. 이러한 방식으로, 토너실(46b)의 저면에 퇴적된 토너 T를 보다 확실하게 현상 슬리브(41)의 근방에 반송할 수 있다. 제3 실시 형태에서는, 시일 부재(48)는 교반 부재의 교반 축에 부착된다.In the third embodiment, the
Ⅱ. 검출 장치Ⅱ. Detection device
다음으로, 본 실시 형태의 검출 장치(130)에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서의 검출 장치(130)의 기본적인 구성 및 동작은 제1, 제2 실시 형태와 실질적으로 동일하다.Next, the
도 17은 토너 T의 양(잔량)을 검출해서 그 검출량을 유저 등에 통지하는 처리의 흐름의 개략을 나타내고 있다. 우선, 컨트롤러부(133)는 화상 인자 동작을 개시한다(S101). 다음으로, 컨트롤러부(133)는 화상 인자 중에 정전용량 검출 회로(132)에 의해 정전용량을 측정한 결과를 취득한다(S102). 다음으로, 컨트롤러부(133)는, 정전용량의 검출 결과와 데이터 테이블을 참조하여, 현재의 토너 T의 잔량을 구한다(S103). 다음으로, 컨트롤러부(133)는 구한 토너 T의 잔량에 관한 정보를, 장치 본체(110)에 마련된 표시부(도시하지 않음) 또는 퍼스널 컴퓨터의 모니터(도시하지 않음)에 표시하여, 그 정보를 유저에게 통지한다.17 schematically shows the flow of processing for detecting the amount (remaining amount) of the toner T and notifying the detected amount of the toner T to the user or the like. First, the
후술하는 도 19에서 실선으로 나타나는 추이와 같은, 토너 T의 소비에 수반하는 정전용량의 추이가, 정전용량 검출 회로(132)에 의해 검출된 정전용량으로부터 현재의 토너 T의 잔량을 구하기 위한 데이터 테이블로서 미리 구해진다. 제3 실시 형태에서는, 이 정보는, 프로세스 카트리지(120)에 마련된 카트리지측 메모리(13)(도 2)에 저장된다. 이러한 토너 T의 양과 정전용량의 관계는, 예를 들면, 다음과 같이 구할 수 있다. 처음에 빈 현상제 용기(46)에 소정량의 토너 T를 순차적으로 넣을 때마다, 그 현상제 용기(46)를 포함하는 프로세스 카트리지(120)를 화상 형성 장치(100)에 설치해서 전다회전 동작(pre-multi-rotation operation)을 행하고, 그 후에, 정전용량 검출 회로(132)에 의해 정전용량을 측정한다. 전다회전 동작은, 화상 형성 장치(100)의 전원 투입 후에 화상 형성 장치가 화상 형성이 가능하게 될 때까지 행하여지는 준비 동작이다.A change in the electrostatic capacitance due to the consumption of the toner T, such as a transition shown by a solid line in FIG. 19, which will be described later, is a data table for obtaining the remaining amount of the present toner T from the electrostatic capacitance detected by the electrostatic
Ⅲ. 안테나 부재의 구성 및 제조 방법Ⅲ. Configuration and Manufacturing Method of Antenna Member
본 발명자들의 검토의 결과, 수지 전극인 도전성 수지 시트를 인서트 성형에 의해 현상 프레임과 일체적으로 성형한 경우에도, 현상제의 양의 검출 정밀도가 저하하는 경우가 있었다. 예를 들면, 현상제를 다 쓴 것이 통지되었을 때에도 현상제가 비교적 많이 남아있는 경우가 있었다. 이것은, 다음과 같은 이유에 의한다. 즉, 현상 프레임의 성형을 위하여 높은 위치 정밀도로 금형 내에 설치된 도전성 수지 시트는 주입되는 수지의 열로 달구어지고, 냉각(경화) 공정에서 열수축한다. 그 결과, 도전성 수지 시트의 단부의 위치 정밀도가 변하고, 다른 쪽의 전극으로서의 현상 슬리브와 도전성 수지 시트의 단부의 사이의 거리가 변한다. 이에 의해, 동일한 현상제의 양에 대해서도 정전용량의 검출 결과가 상이해지고, 그에 따라 현상제의 양의 검출 정밀도가 저하한다.As a result of the examination by the present inventors, there has been a case where the detection accuracy of the amount of the developer is sometimes lowered even when the conductive resin sheet as the resin electrode is molded integrally with the developing frame by insert molding. For example, even when it is notified that the developer has been used up, a relatively large amount of developer remains in some cases. This is for the following reasons. That is, the conductive resin sheet provided in the mold at a high positional precision for forming a developing frame is heated by the heat of the injected resin and shrunk in the cooling (curing) step. As a result, the positional accuracy of the end portion of the conductive resin sheet changes, and the distance between the end portion of the conductive resin sheet and the developing sleeve as the other electrode changes. As a result, the detection result of the electrostatic capacity becomes different even for the same amount of the developer, and the detection accuracy of the amount of the developer thereby deteriorates.
제3 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리가 전술한 바와 같이 변하는 경우에도, 토너 T의 양의 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있도록 안테나 부재(43)의 배치를 설정하여 이 문제를 해결한다. 구성의 상세한 내용은 후술한다.In the third embodiment, even when the distance between the
도 18은, 안테나 부재(43)를 구성하는 도전성 수지 시트를 배치한 곳 근방에 있는 현상 프레임(40)을 성형하도록 구성되는 금형(201)의 일부의 단면도이다. 제3 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)의 게이트(232) 측의 단부 측에 에어 흡인부(222)를 배치하고, 해당 단부 측에서 도전성 수지 시트(24)를 제1 금형(202)에 흡착시킨다. 이에 의해, 금형(201)에 주입되는 수지로부터의 열에 의한 도전성 수지 시트(24)의 연장에 기인하는 주름의 억제 및 냉각시의 도전성 수지 시트(24)의 열수축에 기인하는 위치 어긋남의 억제를 쉽게 할 수 있다. 에어 흡인에 의한 위치 결정에 대해서는, 주입되는 수지의 압력에 의해 도전성 수지 시트(24)의 위치가 변하지 않으면 되고, 도전성 수지 시트(24)의 대략 전면을 에어 흡인에 의해 흡인해도 된다.Fig. 18 is a cross-sectional view of a part of a
제3 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)는, EVA의 기체에 도전재로서 카본 블랙을 분산시킴으로써 도전성을 갖게 한 단층 구조의 도전성 수지 시트이다. 다층 구조를 갖는 도전성 수지 시트(24)는 일반적으로 도전층이 얇다. 그 때문에, 접지 극과의 전기적 접속을 얻기 위해서, 예를 들면 금속 접점 등을 도전성 수지 시트(24)에 접촉시켰을 때에 발생하는 마찰에 주의하는 것이 바람직하다.In the third embodiment, the
제3 실시 형태에서는, 도전성 수지 시트(24)의 측정부는 거의 직사각형 형상이다. 측정부의 길이 방향의 길이가 화상의 반송 방향과 거의 직교하는 방향의 화상 영역(인자 보장 영역)의 치수와 같은 216mm이다. 측정부의 폭 방향의 길이가 40mm이다. 도전성 수지 시트(24)의 두께는 100㎛이다. 현상 프레임(40)(특히 안테나 부재(43)의 근방의 수용부(40a)의 일부의 저면)은 두께가 1.5mm이다.In the third embodiment, the measuring portion of the
Ⅳ. 안테나 부재의 배치IV. Arrangement of antenna member
다음으로, 안테나 부재(43)의 배치에 대해서 설명한다. 지금까지 설명한 제조 방법을 이용한 경우에도, 안테나 부재(43)의 위치가 어긋날 가능성이 있다. 특히, 다른 쪽의 전극으로서의 현상 슬리브(41)의 길이 방향(축선 방향)과 교차(제3 실시 형태에서는 거의 직교)하는 방향인, 안테나 부재(43)의 폭 방향의 단부의 위치가 어긋날 가능성이 높다. 이것은, 금형(201)(제1 금형(202))에 설치된 도전성 수지 시트(24)의 설치 위치의 공차, 금형(201)에 수지가 주입되고 나서 냉각되기까지의 과정에서 생기는 도전성 수지 시트(24)의 형상 변형(열수축 등)의 공차 등에 의한 것이다. 토너 T의 양의 검출 정밀도는 단부 B의 위치가 어긋나는 경우에는 저하하기 쉽다. 단부 B는 현상 슬리브(41)의 길이 방향(축선 방향)에서 보아서 현상 슬리브(41)에 보다 가까운 측의 안테나 부재(43)의 단부이며, 폭 방향에서의 현상 슬리브(41) 측에 존재한다(도 18).Next, the arrangement of the
제3 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)의 폭 방향에서, 단부 B는, 안테나 부재(43)의 다른 쪽의 단부(성형 시의 게이트(232) 측의 단부)에 비해, 에어 흡인에 의한 위치 결정을 하지 않고 있는 쪽이, 현상 슬리브(41)와의 사이의 거리가 변화하는 양이 커지기 쉽다(도 18).In the third embodiment, the end portion B in the width direction of the
제3 실시 형태에서는, 도 21a에 도시한 바와 같이, 최근접점 A의 배치를 설정함으로써 이것을 해결한다. 최근접점 A는 현상 슬리브(41)의 길이 방향(축선 방향)을 따라 보았을 때에, 안테나 부재(43) 상의 안테나 부재(43)와 현상 슬리브(41)와의 최근접점이다. 즉, 최근접점 A를 안테나 부재(43)의 단부(정확하게는, 현상 슬리브(41)에 보다 가까운 측의 단부 B) 이외의 위치에 배치한다.In the third embodiment, this is solved by setting the arrangement of the latest contact A as shown in Fig. 21A. The nearest point A is a recent point of contact between the
이러한 방식으로, 도전성 수지 시트(24)의 수축 등에 의해 안테나 부재(43)와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리가 변하여도, 토너 T의 양의 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.In this way, even if the distance between the
Ⅴ. 효과Ⅴ. effect
(토너 퇴적의 방법과 검출되는 정전용량의 관계)(Relationship between Toner Deposition Method and Detected Capacitance)
도 19는 토너 잔량과 정전용량의 관계를 나타내고 있다. 횡축이 토너 잔량이며, 종축이 검출되는 정전용량이다. C0은 토너 잔량이 0%일 때에 검출되는 정전용량이다. 제3 실시 형태에서는, 정전용량이 C0에 도달하면, 그 시점에 블랭크 영역을 갖는 화상이 발생하기 때문에, 토너의 고갈(토너의 떨어짐)이 유저에 통지된다.19 shows the relationship between the residual amount of toner and the electrostatic capacity. The abscissa is the remaining amount of toner, and the ordinate is the electrostatic capacity to be detected. C 0 is a capacitance detected when the remaining toner amount is 0%. In the third embodiment, when the electrostatic capacity reaches C 0 , an image having a blank area is generated at that time, so that the user is notified of toner depletion (drop of toner).
도 19에서의 실선은 제3 실시 형태의 구성에서 전술인 것 같이 미리 얻어진 토너 잔량과 정전용량의 관계를 나타낸다. 도 19의 파선은 안테나 부재(43)의 위치가 어긋나서, 예를 들면 안테나 부재(43)와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리가 커졌을 경우에, 실제로 현상제 용기(46) 안에 남아있는 토너 잔량과 검출되는 정전용량의 관계를 나타낸다. 실선과 파선의 차분을 ΔC라고 한다. 파선이 실선보다 아래로 오는 경우에는, 안테나 부재(43)와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리가 넓어져서 같은 토너 잔량인데도 불구하고, 검출되는 정전용량의 값이 낮아진다. 정전용량 C0이 검출되었을 때에, 실선에 의해 표시되는 토너 잔량은 0%가 된다. 그러나, 파선에 의해 표시되는 토너 잔량은 0%가 아니고, ΔM만큼 토너가 많이 남게 된다. 이렇게, 안테나 부재(43)와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리가 변화하면, 토너 잔량에 대한 정전용량의 검출값이 ΔC만큼 변한다. 정전용량의 변화는 정전용량 C0이 검출되었을 때의 토너 잔량의 차분 ΔM을 야기한다.The solid line in Fig. 19 shows the relationship between the remaining amount of toner and the electrostatic capacity obtained in advance as in the above-described configuration in the third embodiment. The broken line in Fig. 19 indicates that when the distance between the
도 19에서, 토너 잔량 m1로부터 m2까지의 구간 1에서는, 토너 잔량에 관계없이 정전용량이 일정하다. 도 20a는 안테나 부재(43)의 근방의 현상제 용기(46)의 일부의 개략 단면도이며, 이 구간에서 현상제 용기(46)에 토너를 퇴적시키는 방법을 모식적으로 나타낸다. 도 20a는, 현상 슬리브(41)의 길이 방향(회전 축선 방향)에 본 것이다(도 20b 21a, 22a, 23a, 24a 및 25a도 마찬가지이다). 도 20a에서, 파선 R1 및 R2는 각각 안테나 부재(43)의 폭 방향의 단부를 통과하는 현상 슬리브(41)의 접선을 나타내고 있다. 파선 R1, 파선 R2, 현상 슬리브(41)의 표면 및 안테나 부재(43)의 표면에 의해 둘러싸여진 영역이, 토너 잔량의 측정 영역이다(도(20b, 21a, 22a 및 23a에서도 마찬가지이다). 도 20a에서, H1 및 H2는 각각 토너의 표면 레벨을 나타내고 있다. 프로세스 카트리지(120)가 신품인 경우에는 토너의 표면 레벨은 H1의 위치에 있고, 화상 형성을 행함으로써 토너를 소비함에 따라 H2의 위치로 점차 시프트해 간다. 토너의 표면 레벨이 H2의 위치로 될 때까지는, 토너 잔량의 측정 영역이 토너로 충전되어 있으므로, 정전용량은 토너 잔량에 관계없이 일정하다. 구간 1의 토너는 화살표 T1에서 화살표 T2로, 그 후에 화살표 T3으로 순환한다(T1→T2→T3). 구체적으로는, 교반 부재(45)에 의해 현상 슬리브(41)의 근방에 보내진 토너는, 마그넷 롤러(44)의 자극 S2에 의해 현상 슬리브(41)의 표면에 공급된다(화살표 T1). 현상 슬리브(41)의 표면에 공급된 토너는, 현상 슬리브(41)의 회전에 의해 현상 블레이드(42)와 현상 슬리브(41)의 접촉부에 반송된다(화살표 T2). 현상 블레이드(42)로 규제되어, 현상 슬리브(41)의 표면에서 벗겨진 토너는, 교반 부재(45)에 의해 토너실(46b)에 복귀된다(화살표 T3).In Fig. 19, in the
다음으로, 도 19에서, 토너 잔량 m2로부터 0%까지의 구간 2에서는, 토너 잔량이 감소함에 따라 정전용량이 줄어 간다. 도 20b는, 이 구간의 현상제 용기(46)에서의 토너의 퇴적 방법을 모식적으로 나타내는, 안테나 부재(43)의 근방의 현상제 용기(46)의 일부의 개략 단면도이다. 도 20b에서, H3 및 H4는 각각 토너의 표면 레벨을 나타내고 있다. 도 19에서 토너 잔량이 m2보다 적어지는 시간 근방에는, 토너의 표면 레벨은 H3 및 H4의 위치에 있다. 블랭크 영역을 갖는 화상의 발생 직전의 토너의 표면 레벨은 H4이다. 토너의 표면 레벨 H3은, 토너 잔량의 측정 영역에 들어오므로, 토너가 소비되는 것에 따라서 정전용량은 감소한다. 최종적으로는, 토너의 표면 레벨 H4로 나타낸 바와 같이, 토너는, 마그넷 롤러(44)의 자극의 동작에 의해, 현상 슬리브(41)와 현상 블레이드(42)의 접촉 영역의 근방에 퇴적된다. 구간 2에서의 토너의 순환은, 구간 1에서의 순환의 이외에, 화살표 t4로 나타낸 바와 같이 안테나 부재(43)의 근방에 낙하하는 토너도 있다. 최종적으로, 토너의 표면 레벨이 H4에 도달하면, 화살표 t1에서 화살표 t2로, 그런 다음 화살표 t3으로(t1→t2→t3), 토너는 현상 슬리브(41)의 회전에 수반하여 현상 슬리브(41)와 현상 블레이드(42)의 접촉 영역의 근방의 토너 퇴적 내에서만 순환한다.Next, in Fig. 19, in the
(안테나 부재와 현상 슬리브의 위치 관계)(Positional relationship between the antenna member and the developing sleeve)
안테나 부재(43)의 위치의 분산은 정전용량의 검출 결과의 분산을 초래한다. 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 사이의 거리가 가까울수록 정전용량의 검출 감도가 높아진다. 따라서, 안테나 부재(43)의 일부의 현상 슬리브(41)에 가까운 측의 위치 정밀도에는 특히 높은 정밀도가 요구된다.The dispersion of the position of the
도 21a는 제3 실시 형태에서의 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)와의 배치 관계를 나타내는 안테나 부재(43)의 근방의 개략 단면도이다. 제3 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)에서 최근접점 A는 단부 B 이외의 위치에 있다. 보다 상세하게는, 안테나 부재(43)에서, 최근접점 A는 단부 B와 그 반대 측의 단부의 사이에 위치한다. 제3 실시 형태에서는, 최근접점 A와 현상 슬리브(41)의 사이의 최근접 거리는 5mm, 최근접점 A와 단부 B의 사이의 거리는 3mm이다. 단부 B와 현상 슬리브(41)의 사이의 최근접 거리는 5.2mm이다.21A is a schematic sectional view in the vicinity of the
안테나 부재(43)의 구체적인 배치는 제3 실시 형태의 것에 한정되는 것은 아니다. 안테나 부재(43)(제2 전극) 상의 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)와의 최근접점 A가 현상 슬리브(41)(제1 전극) 측의 단부 B 이외의 다른 위치(즉, 단부 B 이외의 장소)에 배치되도록, 안테나 부재(43)를 배치하기만 하면 된다. 최근접 위치 A와 단부 B의 사이의 거리가 더 멀어지면, 단부 B의 위치의 진동이 토너 잔량의 검출 정밀도에 끼치는 영향이 작아지므로 바람직하다.The specific arrangement of the
(비교예 5의 구성)(Composition of Comparative Example 5)
도 22a는 비교예 5에서의 현상 슬리브(41)와 안테나 부재(43)의 배치 관계를 나타내는 안테나 부재(43)의 근방의 개략 단면도이다. 비교예 5의 구성은 이하 특히 언급하는 점을 제외해서 실질적으로 제3 실시 형태의 것과 같다.22A is a schematic sectional view in the vicinity of the
비교예 5에서는, 스테인리스 스틸(SUS)로 형성된 판 형상 부재(SUS 판금)인 안테나 부재(43)는, 안테나 부재(43)를 현상 프레임(40)에 양면 접착 테이프로 접착해서 현상 프레임(40)에 고정된다. 비교예 5에서는, 안테나 부재(43)에서 현상 슬리브(41)에 대한 최근접점 A와 현상 슬리브(41)의 한 측의 단부 B가 일치하고 있다.In the comparative example 5, the
(제3 실시 형태와 비교예 5의 평가)(Evaluation of Third Embodiment and Comparative Example 5)
도 21a에 도시하는 제3 실시 형태와, 도 22a에 도시하는 비교예 5에서, 안테나 부재(43)의 도 22a에서 단부 B가 위치하는 부분이 도 21a와 비교하여 화살표 Z로 나타나는 방향에서(안테나 부재(43)의 다른 단부를 향해) 크기가 감소되어, 단부 B의 위치를 2mm 변화시켰다. 그리고, 토너 잔량의 검출 정밀도에 대한 위치 정밀도의 영향을 평가했다.In the third embodiment shown in Fig. 21A and the comparative example 5 shown in Fig. 22A, the portion where the end portion B of the
도 21b는, 제3 실시 형태의 구성에서 실제로 현상제 용기(46) 안에 남아있는 토너 잔량과 검출되는 정전용량의 관계를 나타낸다. 도 22b는, 비교예 5의 구성에서 실제로 현상제 용기(46) 안에 남아있는 토너 잔량과 검출되는 정전용량의 관계를 나타낸다. 도 21b에서의 실선은 도 21a에 도시하는 것과 같이 안테나 부재(43)가 배치되는 제3 실시 형태에서 토너 잔량-정전용량의 관계를 나타낸다. 도 22b에서의 실선은 도 22a에 도시하는 것과 같이 안테나 부재(43)가 배치되는 비교예 5에서 토너 잔량-정전용량의 관계를 나타낸다. 도 21b 및 22b에서, 파선은 안테나 부재(43)의 위치를 전술한 바와 같이 해서 2mm만큼 어긋나게 했을 때의 토너 잔량과 정전용량의 관계를 나타낸다.21B shows the relationship between the remaining amount of toner remaining in the
도 21b, 도 22b의 실선은, 토너 잔량이 m1로부터 m2까지인 구간 1에서는 검출되는 정전용량이 변화하지 않고 있는 것을 나타낸다. 이것은, 도 20a를 참조해서 설명한 바와 같이, 구간 1에서는 토너의 표면 레벨이 H1와 H2 사이에 있기 때문이다. 전술한 바와 같이, 이 구간에서는 토너 잔량이 줄어들어도 측정 영역의 토너의 양이 바뀌지 않기 때문에, 검출되는 정전용량은 일정하다. 제3 실시 형태에서는, 양 m2는 토너 잔량의 20%정도이다.The solid lines in Figs. 21B and 22B indicate that the electrostatic capacity detected in the
도 21b, 도 22b의 실선은, 토너 잔량이 m2 내지 0%인 구간 2에서 검출되는 정전용량이 토너 잔량에 대하여 선형적으로 어긋남을 나타내고 있다. 이것은, 도 20b를 참조해서 설명한 바와 같이, 토너의 표면 레벨이 H3의 위치부터 H4의 위치으로 이행할 때에, 측정 영역 내의 토너의 양이 줄어들기 때문이다.The solid lines in Figs. 21B and 22B indicate that the electrostatic capacity detected in the
도 21b, 도 22b의 파선은, 실선에 의해 나타나는 것과 정전용량의 추이가 동일한 경향을 가짐을 나타낸다. 그러나, 전체적으로는 검출되는 정전용량의 값은 실선의 경우보다 파선의 경우에 더 작아진다. 이것은, 도 21a, 도 22a로부터 알 수 있는 바와 같이, 안테나 부재(43)의 단부 B의 위치가 어긋나게 된 것에 의해, 현상 슬리브(41)로부터 안테나 부재(43)가 멀어져서, 같은 토너 잔량인데도 불구하고, 검출되는 정전용량의 값이 낮게 되기 때문이다. 검출되는 정전용량이 저하하면, 데이터 테이블을 참조해서 얻어지는 토너 잔량은 작아진다.The broken lines in Figs. 21B and 22B indicate that the trend of the electrostatic capacity shown by the solid line has the same tendency. However, as a whole, the value of the capacitance to be detected becomes smaller in the case of the broken line than in the case of the solid line. This is because, as can be seen from Figs. 21A and 22A, the position of the end portion B of the
도 21b에 도시하는 제3 실시 형태에서의 실선과 파선의 차분(변화량) ΔC와, 도 22b에 도시하는 비교예 5에서의 실선과 파선의 차분 ΔC와 비교하면, 비교예 5의 차분 ΔC가 더 크다. 비교예 5에서 ΔC가 제3 실시 형태보다도 커지는 이유는 다음 2개를 들 수 있다.Comparing the difference (difference)? C between the solid line and the broken line in the third embodiment shown in Fig. 21B and the difference? C between the solid line and the broken line in Comparative Example 5 shown in Fig. 22B, the difference? Big. The reason why? C in Comparative Example 5 is larger than that in the third embodiment is as follows.
이유 1: 안테나 부재(43)에서 정전용량의 검출 감도가 가장 높은 최근접점 A가 단부 B와 일치하기 때문에, 단부 B의 위치를 2mm 어긋나게 했을 때에, 정전용량의 검출 감도에 가장 영향을 주는 최근접 거리가 변화한다. 그 결과, 정전용량의 검출값이 크게 변화하여(내려가서), ΔC가 커진다.Reason 1: Since the nearest point A with the highest detection sensitivity of the capacitance in the
이유 2: 안테나 부재(43)가 도 22a의 화살표 Z 방향에서 2mm 작게되어, 정전용량의 측정 범위가 좁아지고, 정전용량의 검출값이 작아진다.Reason 2: The
한편, 제3 실시 형태에서는, 상술의 이유 1의 상황에서 비교예 5와 상이하다. 제3 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)에서 정전용량의 검출 감도가 가장 높은 최근접점 A와 단부 B는 일치하지 않고 있다. 따라서, 단부 B의 위치를 2mm 어긋나게 해도, 정전용량의 검출 감도에 가장 영향을 주는 최근접 거리는 바뀌지 않으므로, 정전용량의 검출값은 비교적 적게 영향을 받는다. 그 결과, 제3 실시 형태에서는, 상술의 이유 1로 비교예 5에 비해 ΔC가 작아진다. 제3 실시예에서 ΔC가 더 작기 때문에, 블랭크 영역을 갖는 화상이 발생하는 타이밍인 정전용량 C0이 검출되었을 때의 토너 잔량의 차분 ΔM은, 비교예 5에서의 ΔM2보다도, 제3 실시 형태에서의 ΔM1쪽이 작아진다.On the other hand, the third embodiment is different from the fifth comparative example in the above-mentioned
제3 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 안테나 부재(43)에서의 최근접점 A와 단부 B의 위치를 어긋나게 한다. 이에 의해, 설치 때의 위치 어긋남, 각 부품의 공차, 열수축 등에 의한 변형 등의 영향으로, 안테나 부재(43)의 단부 B의 위치가 우연히 어긋나는 경우에도, 토너 잔량의 검출 정밀도가 저하하는 것을 억제하여, 토너를 다 쓸 때까지 정밀하게 토너 잔량을 통지할 수 있다. 그 때문에, 정전용량을 검출하도록 구성되는 전극으로서 도전성 수지 시트를 이용한 경우에서의 현상제의 양의 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 현상제의 양의 검출 정밀도를 유지 또는 향상시키면서, 보다 저렴한 구성의 현상제 용기, 현상 장치, 프로세스 카트리지 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이 가능해 진다.In the third embodiment, the positions of the nearest point A and the end B in the
[제4 실시 형태][Fourth Embodiment]
다음으로, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해서 설명한다. 제4 실시 형태에서 제1 내지 제3 실시 형태의 것과 동일하거나, 제1 내지 제3 실시 형태의 것에 대응하는 기능, 구성을 갖는 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 자세한 설명은 생략한다. 제4 실시 형태는, 특히, 제3 실시 형태의 변형예다.Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Elements having the same functions and configurations as those of the first to third embodiments in the fourth embodiment, and corresponding to those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted. The fourth embodiment is, in particular, a modification of the third embodiment.
도 23a는, 제4 실시 형태에서의 현상 장치(4)의 안테나 부재(43)의 근방의 일부의 개략 단면도이다. 제4 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)는 수용부(40a)의 저면에 형성된 볼록부(46e)에 배치된다. 최근접점 A는 안테나 부재(43)의 볼록부(46e)의 정점 근방의 일부에 배치된다. 이에 의해, 안테나 부재(43)가 평탄했던 제3 실시 형태와 비교하여, 현상 슬리브(41)와의 최근접 거리가 동일하면, 안테나 부재(43)의 단부 B(현상 슬리브(41) 측의 단부)와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리가 보다 넓어진다. 그 때문에, 제3 실시 형태와 비교하여, 안테나 부재(43)의 단부 B의 위치의 진동의 영향이 보다 작아진다.23A is a schematic sectional view of a part of the vicinity of the
제4 실시 형태에서는, 최근접점 A와 현상 슬리브(41)의 사이의 최근접 거리는 5mm, 최근접점 A와 단부 B와의 사이의 거리는 3mm이다. 단부 B와 현상 슬리브(41)의 사이의 최근접 거리는 제3 실시 형태보다 긴 6.8mm이다.In the fourth embodiment, the closest distance between the nearest point A and the developing
제3 실시 형태에서 사용된 것과 마찬가지의 방식으로 제4 실시 형태의 평가를 행하였다. 도 23b는, 제4 실시 형태의 구성에서 실제로 현상제 용기(46) 안에 남아있는 토너 잔량과 검출되는 정전용량과의 관계이다. 도 23b에서의 실선은, 도 23a에 도시하는 제4 실시 형태의 안테나 부재(43)의 배치에서의 토너 잔량-정전용량의 관계이다. 도 23b의 파선은, 도 23a의 화살표 Z에 의해 나타나는 방향에서(안테나 부재(43)의 다른 단부를 향하여) 단부 B가 위치하는, 제4 실시 형태의 안테나 부재(43)의 일부의 크기를 감소시킴으로써 단부 B의 위치가 2mm 만큼 어긋난 경우에 잔여 토너량과 정전용량의 관계를 나타낸다.Evaluation of the fourth embodiment was conducted in a manner similar to that used in the third embodiment. 23B shows the relationship between the remaining amount of toner remaining in the
도 23b로부터, 안테나 부재(43)의 단부 B의 위치를 어긋나게 한 영향으로, 실제의 토너 잔량에 대하여 검출된 정전용량이 작아지는 것을 안다. 도 23b에 도시하는 제4 실시 형태에서 실선과 파선의 차분(변화량) ΔC를, 도 22b에 도시하는 비교예 5에서 실선과 파선의 차분 ΔC와 비교하면, 비교예 5의 차분 ΔC가 더 크다. 비교예 5에서 차분 ΔC가 제4 실시 형태보다도 커지는 이유로서는, 전술의 이유 1 및 이유 2 이외에 다음 이유 1개를 들 수 있다.From Fig. 23 (b), it is known that the electrostatic capacitance detected with respect to the actual remaining toner amount becomes small due to the influence of shifting the position of the end portion B of the
이유 3: 최근접점 A를 볼록부(46e)에 배치함으로써, 비교예 5와 같이 안테나 부재(43)가 평탄할 경우에 비해, 최근접 거리가 같아도 단부 B와 현상 슬리브(41)의 사이의 거리가 멀어진다. 이에 의해, 단부 B의 위치의 어긋남이 정전용량의 검출값에 미치는 영향이 더욱 적어진다.Reason 3: By disposing the most recent contact point A on the
이렇게, 제4 실시 형태에서는, 비교예 5에 비교해서 차분 ΔC가 작아진다. 그 결과, 블랭크 영역을 갖는 화상이 발생하는 타이밍인 정전용량 C0이 검출되었을 때의 토너 잔량의 차분 ΔM은, 차분 ΔM이 ΔM2인 비교예 5에서보다도, 제4 실시 형태에서의 ΔM3에서 더 작아진다.Thus, in the fourth embodiment, the difference? C is smaller than that in Comparative Example 5. As a result, the difference ΔM of the residual toner amount when the capacitance C 0, which is the timing at which the image with the blank area is generated, is smaller in
제4 실시 형태에서의 차분 ΔC는, 제3 실시 형태에서의 ΔC보다도 작고, 제4 실시 형태에서의 차분 ΔM3은, 제3 실시 형태에서의 ΔM1보다도 작다. 이것도 상기 이유 3에 의한 것으로 생각된다.The difference? C in the fourth embodiment is smaller than? C in the third embodiment, and the difference? M3 in the fourth embodiment is smaller than? M1 in the third embodiment. This is also believed to be due to
제4 실시 형태에 따르면, 제3 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있음과 동시에, 볼록부(46e)에 최근접점 A를 배치함으로써, 토너 잔량의 검출 정밀도의 저하를 보다 양호에 억제할 수 있다.According to the fourth embodiment, the same effects as those of the third embodiment can be obtained. Further, by disposing the most recent contact A on the
[제5 실시 형태][Fifth Embodiment]
다음으로, 본 발명의 다른 실시 형태에 대해서 설명한다. 제5 실시 형태에서 제1 내지 제4 실시 형태의 것과 동일하거나, 제1 내지 제4 실시 형태의 것에 대응하는 기능, 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 자세한 설명은 생략한다. 제5 실시 형태는, 특히, 제3 실시 형태의 또 다른 변형예이다.Next, another embodiment of the present invention will be described. Elements having the same functions and configurations as those of the first to fourth embodiments in the fifth embodiment and corresponding to those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. The fifth embodiment is particularly another modification of the third embodiment.
제3 실시 형태 및 제4의 실시 형태에서, 검출할 수 있는 토너 잔량은 20% 내지 0%이었다. 이것은, 제3 및 제4 실시 형태가 토너 잔량이 20%까지 줄어들때까지 측정 영역의 토너량이 변화하지 않도록 구성되었기 때문이다. 안테나 부재(43)를 현상 슬리브(41)에 가까이 하는 것에 의해, 토너 잔량 0%의 부근을 정밀하게 검출할 수 있다. 그러나, 이 경우, 토너 잔량의 측정 영역이 작아질 수 있다. 토너 잔량 0%의 부근의 검출 정밀도를 유지하면서, 보다 토너 잔량이 많은 초기 단계부터 토너 잔량의 검출을 개시하기 위해서는, 안테나 부재(43)에 의해 측정 영역을 늘리는 것이 바람직하다.In the third and fourth embodiments, the remaining amount of toner that can be detected is from 20% to 0%. This is because the third and fourth embodiments are configured such that the amount of toner in the measurement region does not change until the remaining toner amount is reduced to 20%. By bringing the
토너 잔량의 측정 영역을 늘리는 방법으로서, 종래, 후술하는 비교예 6(도 25a)과 같이, SUS 판금 등으로 형성되는 안테나 부재를 현상제 용기에 양면 접착 테이프 등으로 복수 매(예를 들면, 2매) 붙이는 것 등이 행하여졌다. 이 경우, 각 안테나 부재는 각각 정전용량 검출 회로에 접속된다. 그러나, 이러한 구성의 경우, 현상제 용기에 부착된 각 안테나 부재에 의해 제3 실시 형태에서 설명한 것과 같은 거리의 공차가 등식에 적용되기 때문에, 토너 잔량의 검출 결과가 변한다. 또한, 안테나 부재(43)를 복수 매(예를 들면, 2매) 붙이기 때문에, 예를 들면 비교예 5의 경우보다도 현상제 용기를 제조하기 위한 공정 수가 많아지고, 가격이 높아진다.As a method for increasing the measurement area of the toner remaining amount, a method of increasing the measurement area of the toner is disclosed in which a plurality of pieces (for example, two sheets) of the antenna member formed of SUS sheet metal or the like, Etc.) were carried out. In this case, each antenna member is connected to a capacitance detection circuit. However, in the case of such a configuration, since the tolerance of the distance as described in the third embodiment by each antenna member attached to the developer container is applied to the equation, the detection result of the remaining toner amount changes. In addition, since the
도 24a는, 제5 실시 형태에서의 현상 장치(4)의 안테나 부재(43)의 근방의 일부의 개략 단면도이다. 제5 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)는, 수용부(40a)의 저면에 형성된 볼록부(46e)로부터 오목부(46f)까지 연속해서 배치된다. 이에 의해, 안테나 부재(43)는, 현상 슬리브(41)에 대향하고 있어 정전용량을 측정가능한 측정 영역으로서, 측정 영역 1 및 측정 영역 2의 2면을 가진다. 또한, 안테나 부재(43)는, 볼록부(46e)와 오목부(46f)와의 사이에서, 현상 슬리브(41)에 대하여 볼록부(46e)의 뒤에 배치되어 정전용량을 측정할 수 없는 비측정 영역을 1면 가진다. 이렇게, 제5 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)는, 현상 슬리브(41) 측(제1 전극 측)으로 돌출된 적어도 1개의 볼록부를 갖고, 최근접점 A는 이 볼록부에 있다. 또한, 제5 실시 형태에서는, 안테나 부재(43)는, 그 볼록부에 대하여 현상 슬리브(41)에 대향하는 적어도 1개의 오목부를 가진다. 이와 같이, 단일의 안테나 부재(43)가 현상 슬리브(41)에 대향하는 면을 복수 형성하고 있다.24A is a schematic sectional view of a part of the vicinity of the
구체적으로는, 도 24a에서, 파선 R1은, 현상 슬리브(41)에 대하여 볼록부(46e)의 뒤에 있는 영역의 경계선 R4가, 현상 슬리브(41) 측에서 안테나 부재(43)에 접하는 점(볼록부(46e)의 정점 근방)을 지나가는, 현상 슬리브(41)의 접선이다. 파선 R2는, 안테나 부재(43)의 현상 슬리브(41) 측의 단부 B를 통과하는 현상 슬리브(41)의 접선이다. 파선 R1, 파선 R2, 현상 슬리브(41)의 표면 및 안테나 부재(43)의 표면에 의해 둘러싸여진 영역이, 토너 잔량의 측정 영역 1이다. 도 24a에서, 파선 R3은, 안테나 부재(43)의 현상 슬리브(41) 측에 대향하는 측의 단부를 통과하는 현상 슬리브(41)의 접선이다. 파선 R4는, 현상 슬리브(41)에 대하여 볼록부(46e)의 뒤에 있는 영역의 경계선이다. 파선 R3, 파선 R4, 현상 슬리브(41)의 표면 및 안테나 부재(43)의 표면 중 하나에 의해 둘러싸여진 영역이, 토너 잔량의 측정 영역 2이다. 도 24a에서, 안테나 부재(43)의 표면과 파선 R4로 둘러싸여진 영역이, 토너 잔량이 측정되지 않는 비측정 영역이다.Specifically, in FIG. 24A, the
도 24b는, 제5 실시 형태의 구성에서 전술한 것과 같이 미리 구한 토너 잔량과 정전용량의 관계를 나타내고 있다. 횡축이 토너 잔량이며, 횡축이 검출되는 정전용량이다. C0은, 블랭크 영역을 갖는 화상이 발생하는, 토너 잔량 0%인 때에 검출되는 정전용량이다.FIG. 24B shows the relationship between the remaining amount of toner and the electrostatic capacity, as previously described in the configuration of the fifth embodiment. The abscissa is the residual amount of toner, and the abscissa is the electrostatic capacity at which the abscissa is detected. C 0 is a capacitance detected when the residual toner amount is 0% at which an image having a blank area is generated.
도 24b에서, 토너 잔량 m1으로부터 m2까지의 구간 1에서는, 토너 잔량에 관계없이 정전용량 일정해지고 있다. 이 구간에서의 토너의 표면 레벨은, 도 24a에서의 H5의 위치이다. 프로세스 카트리지(120)가 신품인 경우에는, 토너의 표면 레벨은 H5의 위치보다 위로 있고, 화상 형성을 행함으로써 토너를 소비하는 것에 따라 H5의 위치 쪽으로 시프트해 간다. 토너의 표면 레벨이 H5의 위치로 될 때까지는, 각각의 측정 영역이 토너로 충전되어 있으므로, 정전용량은 토너 잔량에 관계없이 일정하다. 제5 실시 형태에서는, 토너 잔량이 100%로부터 50%까지인 구간이다.In Fig. 24B, in the
다음으로, 도 24b에서, 토너 잔량이 m2로부터 m3까지인 구간 2에서는, 토너 잔량이 적어지는 것에 따라 정전용량이 줄어 간다. 이 구간에서의 토너의 표면 레벨은, 도 24a에서의 H5로부터 H6까지의 사이의 위치이다. 토너 표면 레벨이 H5와 H6의 사이에 있는 경우에, 측정 영역 2에서 토너량이 변화하기 때문에, 구간 2에서의 정전용량의 변화는, 측정 영역 2에서의 검출 결과가 지배적이다. 제5 실시 형태에서는, 토너 잔량이 50%로부터 30%까지의 구간이다.Next, in Fig. 24B, in the
다음으로, 도 24b에서, 토너 잔량이 m3으로부터 m4까지의 구간 3에서는, 토너 잔량에 관계없이 정전용량이 다시 일정해지고 있다. 이 구간에서의 토너의 표면 레벨은, 도 24a에서의 예를 들면 H7의 위치이다. 비측정 영역에 토너가 있는 동안은, 그 영역의 토너의 양은 측정할 수 없기 때문에, 토너 잔량에 관계없이 정전용량은 일정해진다. 제5 실시 형태에서는, 토너 잔량이 30%로부터 20%까지의 구간이다.Next, in Fig. 24B, in the
토너의 표면 레벨이 H5 내지 H7의 위치의 사이는, 현상 슬리브(41)의 근방은, 교반 부재(45)로부터 보내진 토너로 거의 충전되고 있어, 측정 영역 1에서의 검출 결과는 그다지 변하지 않는다.The vicinity of the developing
다음으로, 도 24b에서, 토너 잔량이 m4로부터 0%까지의 구간 4에서는, 토너 잔량과 정전용량은 다시 선형의 관계가 된다. 이 구간의 토너의 표면 레벨은, 도 20b를 참조해서 제3 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지로 변화해 간다. 구체적으로는, 도 24a의 H7의 위치부터 H8의 위치로 토너의 표면 레벨이 변한다. 토너의 표면 레벨이 H7에서 H8로 변하는 동안, 측정 영역 1에서 토너량이 변화하기 때문에, 구간 4에서의 정전용량의 변화는, 측정 영역 1에서의 검출 결과가 지배적이다. 제5 실시 형태에서는, 토너 잔량이 20%로부터 0%까지의 구간이다. Next, in Fig. 24B, in the
(비교예 6의 구성)(Configuration of Comparative Example 6)
도 25a는, 비교예 6에서의 현상 장치(4)의 안테나 부재(43)의 근방의 일부의 개략 단면도이다. 비교예 6의 구성은, 이하 특히 언급하는 점을 제외하고 실질적으로 제5 실시 형태와 같다. 비교예 6에서는, SUS 판금인 제1 안테나 부재(43a)와 제2 안테나 부재(43b)의 2개의 안테나 부재가 마련되어 있다. 제1, 제2 안테나 부재(43a, 43b)는 각각 현상 슬리브(41)와 대향하도록 배치된다. 전술의 비교예 5와 비교해서 광범위한 영역에서 토너 잔량을 검출할 수 있도록, 제1 안테나 부재(43a)를 현상 슬리브(41)의 근방에 배치함과 함께, 제2 안테나 부재(43b)는 현상 슬리브(41)로부터 떼어 놓아서 배치하고 있다. 제1, 제2 안테나 부재(43a, 43b)는 각각 현상 슬리브(41)에 대한 최근접점 A와 현상 슬리브(41) 측의 단부 B가 일치하고 있다. 제1, 제2 안테나 부재(43a, 43b)는 각각 동전위에 접속되고 있고, 정전용량 측정 회로(132)를 통해서 접지에 접속된다.25A is a schematic sectional view of a part of the vicinity of the
(제5 실시 형태와 비교예 6의 평가)(Evaluation of the fifth embodiment and Comparative example 6)
제3 실시 형태의 경우와 마찬가지로 해서 제5 실시 형태 및 비교예 6의 평가를 행하였다. 도 24a에 도시하는 제5 실시 형태와, 도 25a에 도시하는 비교예 6에서, 안테나 부재(43)의 현상 슬리브(41) 측의 단부 B를, 각각 도면 중 화살표 Z 방향에서(안테나 부재(43)의 다른 단부 쪽) 크기를 작게 함으로써, 단부 B의 위치를 2mm변화시켰다. 그런 다음, 토너 잔량의 검출 정밀도에 대한 위치 정밀도의 영향을 평가했다. 비교예 6에서는, 제1 안테나 부재(43a) 및 제2 안테나 부재(43b)의 각각에서의 현상 슬리브(41) 측의 단부 B의 위치를 전술한 바와 같이 해서 2mm변화시켰다.The evaluation of the fifth embodiment and the comparative example 6 was carried out in the same manner as in the case of the third embodiment. In the fifth embodiment shown in Fig. 24A and the comparative example 6 shown in Fig. 25A, the end portion B of the
도 24c는, 제5 실시 형태의 구성에서 실제로 현상제 용기(46) 안에 남아있는 토너 잔량과 검출되는 정전용량의 관계이다. 도 25b는, 비교예 6의 구성에서 실제로 현상제 용기(46) 안에 남아있는 토너 잔량과 검출되는 정전용량의 관계이다. 도 24c에서의 실선은 도 24a에 도시하는 바와 같이 안테나 부재(43)가 배열되는 제5 실시 형태에서의 토너 잔량-정전용량의 관계를 나타낸다. 도 25b에서의 실선은도 25a에 도시하는 바와 같이 안테나 부재(43)가 배치되는 비교예 6에서의 토너 잔량-정전용량의 관계이다. 도 24c 및 도 25b 각각에서, 파선은, 각각 안테나 부재(43)의 단부 B측의 위치를 전술한 바와 같이 해서 2mm 어긋나게 했을 때의 토너 잔량과 정전용량의 관계이다.Fig. 24C shows the relationship between the remaining amount of toner remaining in the
도 24c 및 도 25b로부터, 안테나 부재(43)의 단부 B의 위치를 어긋나게 한 영향으로, 실제의 토너 잔량에 대하여 검출된 정전용량이 작아지는 것을 안다. 도 24c에 도시하는 제5 실시 형태에서의 실선과 파선의 차분(변화량) ΔC와, 도 25b에 도시하는 비교예 6에서의 실선과 파선의 차분 ΔC를 비교하면, 비교예 6에서의 차분 ΔC쪽이 크다. 비교예 6에서 차분 ΔC가 제5 실시 형태보다도 큰 이유는, 전술한 이유 1, 이유 2 및 이유 3으로 생각된다.It is seen from Figs. 24C and 25B that the electrostatic capacity detected with respect to the remaining amount of toner is small due to the influence of shifting the position of the end portion B of the
이렇게, 제5 실시 형태에서는, 비교예 6에 비교해서 차분 ΔC가 작아진다. 그 결과, 블랭크 영역을 갖는 화상이 발생하는 타이밍인 정전용량 C0이 검출되었을 때의 토너 잔량의 차분 ΔM은, ΔM이 ΔM5인 비교예 6보다도, 제5 실시 형태의 ΔM4쪽이 더 작다.Thus, in the fifth embodiment, the difference? C is smaller than that in Comparative Example 6. [ As a result, the difference ΔM of toner remaining amount when the electrostatic capacity C 0 at which the image with the blank area is generated is smaller than that of Comparative Example 6 in which ΔM is ΔM5, ΔM4 in the fifth embodiment is smaller.
제5 실시 형태에 따르면, 제3, 제4 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 안테나 부재의 수를 늘리는 것 등에 의해 토너 잔량의 검출 정밀도의 저하를 조장하지 않고, 토너 잔량이 많은 초기 단계로부터 토너 잔량을 순차적으로 통지할 수 있다.According to the fifth embodiment, the same effects as those of the third and fourth embodiments can be obtained. In addition, it is possible to notify the remaining amount of toner sequentially from the initial stage in which the remaining amount of toner is large without promoting deterioration in the detection accuracy of the remaining amount of toner, for example, by increasing the number of antenna members.
본 명세서에 개시한 실시 형태에 따르면, 정전용량 검출 방식에 의해 현상제의 양이 검출되는 현상제 용기를 간단히 제조할 수 있다. 본 명세서에 개시한 실시 형태의 현상제 용기, 현상 장치 및 프로세스 카트리지는, 도전성 수지 부재를 전극으로 이용하는 정전용량 검출 방식에 의해 현상제의 양을 검출하는 경우의 검출 정밀도를 향상할 수 있다.According to the embodiments disclosed in this specification, a developer container in which the amount of developer is detected by the electrostatic capacity detection method can be simply manufactured. The developer container, the developing device, and the process cartridge of the embodiments disclosed herein can improve the detection accuracy when the amount of developer is detected by the electrostatic capacity detection method using the conductive resin member as the electrode.
본 발명이 예시적인 실시 형태를 참조하여 기술되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되지 않음을 이해하여야 할 것이다. 아래의 특허청구범위의 범위는 모든 변경과, 등가 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석과 일치하여야 한다.While the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. The scope of the following claims is to be accorded the broadest interpretation so as to encompass all such modifications and equivalent structures and functions.
Claims (23)
상기 현상제 용기는 현상제 수용부를 규정하도록 구성된 프레임을 포함하고,
상기 현상 장치는, 상기 현상제 수용부에 저장된 현상제량에 따른 정전용량을 반영하는 출력을 출력하기 위하여 사용되고 상기 현상제 수용부의 상기 프레임의 내면 상에 배치된 전극을 구비하고,
상기 현상제 용기의 제조 방법은,
상기 프레임을 성형하도록 구성된 금형 상에 도전성 수지 시트를 위치 결정하기 위해, 상기 전극으로서 기능하고 0.05mm 내지 0.3mm 두께를 갖는 상기 도전성 수지 시트를 유지하는 단계로서,
상기 도전성 수지 시트의 면을 상기 금형의 면과 접촉시키는 단계 - 상기 금형의 면은 상기 현상제 수용부의 상기 프레임의 상기 내면을 형성하기 위한 측 상에 있음 -; 및
유지 수단에 의해 상기 금형의 유지 영역에 상기 도전성 수지 시트의 제1 영역을 유지하는 단계를 포함하는, 상기 유지하는 단계;
상기 프레임을 형성할 수지를, 상기 프레임의 길이방향과 교차하는 방향에서 보았을 때 상기 도전성 수지 시트와 겹치지 않고 게이트가 제공되는 위치로부터 상기 도전성 수지 시트가 유지된 상기 금형 내로, 상기 프레임의 길이방향과 교차하는 상기 방향으로 주입하는 단계; 및
상기 수지를 경화시켜 상기 도전성 수지 시트에 의해 구성된 상기 전극이 고정되는 상기 프레임을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 도전성 수지 시트는, 상기 도전성 수지 시트의 폭 방향에 대하여 일 단부 및 타 단부를 가지며, 상기 폭 방향은 상기 도전성 수지 시트의 길이방향과 교차하고,
상기 타 단부는 상기 일 단부보다 상기 제1 영역으로부터 더 멀리 위치하며, 상기 타 단부는 상기 제1 영역보다 상기 게이트로부터 더 멀리 위치하는, 현상제 용기 제조 방법.A method of manufacturing a developer container for a developing apparatus,
Wherein the developer container includes a frame configured to define a developer accommodating portion,
Wherein the developing device is provided with an electrode which is used for outputting an output reflecting a capacitance according to an amount of the developer stored in the developer accommodating portion and which is disposed on the inner surface of the frame of the developer accommodating portion,
The method of manufacturing the developer container,
Holding the conductive resin sheet having the thickness of 0.05 mm to 0.3 mm, which functions as the electrode, for positioning the conductive resin sheet on a mold configured to mold the frame,
Contacting the surface of the conductive resin sheet with the surface of the mold, the surface of the mold being on a side for forming the inner surface of the frame of the developer receiving portion; And
Holding the first region of the conductive resin sheet in the holding region of the mold by the holding means;
The resin to form the frame is inserted into the mold in which the conductive resin sheet is held from the position where the gate is provided without overlapping with the conductive resin sheet when viewed in the direction crossing the longitudinal direction of the frame, Injecting in the crossing direction; And
And curing the resin to form the frame in which the electrode constituted by the conductive resin sheet is fixed,
Wherein the conductive resin sheet has one end portion and the other end portion with respect to the width direction of the conductive resin sheet and the width direction intersects the longitudinal direction of the conductive resin sheet,
Wherein the other end is located farther from the first region than the one end and the other end is located farther from the gate than the first region.
상기 제1 전극의 축선 방향을 따라 보았을 때, 상기 제1 전극에 가장 가까운 상기 제2 전극 상의 최근접점(closest point)은, 상기 제2 전극의 단부 이외의 위치에 배치되고,
상기 제2 전극은 상기 제1 전극을 향해 돌출되는 1개 이상의 볼록부를 갖고,
상기 최근접점은 상기 1개 이상의 볼록부에 위치하는, 현상제 용기 제조 방법.2. The method of claim 1, wherein the electrode comprises a second electrode having a surface facing the first electrode,
A closest point on the second electrode closest to the first electrode is disposed at a position other than the end of the second electrode when viewed along the axial direction of the first electrode,
The second electrode has one or more convex portions protruding toward the first electrode,
And the nearest point is located in the at least one convex portion.
제1항에 따른 현상제 용기 제조 방법에 의해 현상제 용기를 제조하는 단계; 및
현상제를 담지해서 반송하도록 구성된 현상제 담지 부재를 상기 현상제 용기에 부착하는 단계를 포함하는, 현상 장치 제조 방법.A method of manufacturing a developing apparatus,
Producing a developer container by the method for manufacturing a developer container according to claim 1; And
And attaching a developer carrying member configured to carry and carry the developer to the developer container.
상기 현상제 담지 부재가 상기 제1 전극으로서 기능하는, 현상 장치 제조 방법.17. The method of claim 16, wherein the electrode comprises a second electrode having a surface facing the first electrode,
Wherein the developer carrying member functions as the first electrode.
제1항에 따른 현상제 용기 제조 방법에 의해 현상제 용기를 제조하는 단계; 및
정전 화상이 형성되는 상 담지 부재를 상기 현상제 용기에 부착하는 단계를 포함하는, 프로세스 카트리지 제조 방법.A method of manufacturing a process cartridge detachably mountable to a main body of an image forming apparatus,
Producing a developer container by the method for manufacturing a developer container according to claim 1; And
And attaching an image bearing member on which an electrostatic image is formed to the developer container.
제1항에 따른 현상제 용기 제조 방법에 의해 현상제 용기를 제조하는 단계; 및
정전 화상이 형성되는 상 담지 부재를 상기 현상제 용기에 부착하는 단계를 포함하는, 화상 형성 장치 제조 방법.A manufacturing method of an image forming apparatus in which an electrostatic image is developed into a developer image by using a developer, the developer image is transferred to a recording material, and the recording material is output,
Producing a developer container by the method for manufacturing a developer container according to claim 1; And
And attaching an image bearing member on which an electrostatic image is formed to the developer container.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |