(57)【要約】【課題】トナー残量の検知精度を高めつつ、より長寿命を実現できる現像装置を提供すること。【解決手段】現像剤量検知部材のエッジ部を弾性部材で覆い、且つ、現像剤量検知部材の表面をトナー送り部材で摺擦する。弾性部材はトナー室の斜面に取り付けられ、トナー送り部材と当接することで振動する。この振動によって弾性部材の上のトナーを送る。【選択図】図１
2006058756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を現像するための現像部材と、電子写真画像形成装置本体に装着された際に、現像剤収納部の底面に、前記現像部材に向かって下方へ傾斜している傾斜面を有する現像剤収納部と、現像剤を攪拌及び前記現像部材の設けられている方向へ搬送する攪拌部材と、前記現像収納部の現像剤の残量を検出するための電気信号を発生するための部材であって、前記攪拌部材の回転半径内に設けられる現像剤残量検知部材と、前記傾斜面の傾斜に沿って設けられ、前記攪拌部材の回転領域に突出した弾性部材であって、前記攪拌部材が回転する際に、前記攪拌部材と接触して振動する弾性部材と、を有する電子写真画像形成装置の現像装置において、
前記弾性部材は、前記現像剤残量検知部材よりも前記攪拌部材の回転方向上流側にあり、且つ、前記攪拌部材の回転中心から見て前記現像剤残量検知部材を覆っている位置にあることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像材残量検知部材は、電子写真画像形成装置本体に装着されたときに下側になる前記現像剤収納部の底面にあることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成装置に使用可能な現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置において、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そこで、このプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００３】
このようなプロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置ではユーザー自身がカートリッジを交換する。そのため、現像剤が消費された場合に、ユーザーに現像剤の残量を報知する手段が設けられているものがある。
【０００４】
現像剤の残量を逐次に検出することのできるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の構成として、現像剤量検出部材が、攪拌部材の回転する経路に沿うように現像剤収納部に設けられた円弧部分に沿うように配置される方法があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
又、画像形成装置本体内のスペース効率を向上させつつ現像剤収納部の容量を増す方法として、現像剤収納部の下面側傾斜を小さくして、傾斜面の上に弾性部材を配置し、攪拌部材で弾性部材を振動させてトナーを送る方法があった（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１―３０５８４７号公報
【特許文献２】特許第０３３９７７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プロセスカートリッジの容量を増やし、より長寿命にした場合、攪拌部材と現像剤量検出部材との接触回数が多くなる。これにより攪拌部材に削れが発生する可能性がある。
【０００８】
攪拌部材と現像剤量検出部材との接触圧力を小さくすることができれば、より長寿命にすることができる。そのためには、攪拌部材の回転方向への反力を下げることになる。しかし、攪拌部材は、現像室への適切な搬送力を発生させなければならず、接触圧力の調整幅は大きくない。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、現像剤の残量を逐次により正確に検出でき、より高寿命に使用することができる現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、
【発明の効果】
【００１１】
弾性部材の振動によって現像剤が現像剤量検出部へ運ばれ、攪拌部材によって除去される。
【００１２】
現像剤量が少ないときには、現像剤量検出部表面の現像剤は攪拌部材で確実に除去されて現像剤が無い状態になり、残量検知精度を高めることがてできる。
【００１３】
残量検出部の端部を弾性部材が覆い隠しているので、残量検出部のエッジと攪拌部材が摺擦しない。これにより攪拌部材の削れを防ぐことができる。
【００１４】
残量検出部と攪拌部材との接触圧力を小さくしなくとも削れが発生しないので、攪拌部材の搬送力設定を現像室への適切な搬送力に調整することができる。
【００１５】
従って、本発明によれば、現像剤の残量を逐次により正確に検出でき、より高寿命に使用することができる現像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。又、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状等は、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００１７】
以下の説明において、プロセスカートリッジの長手方向とは、プロセスカートリッジを装置本体へ着脱する方向と交差する方向（略直交する方向、像担持体の軸線方向）であり、記録媒体の表面と平行であり、且つ、記録媒体の搬送方向と交差（略直交）する方向である。又、左右とは記録媒体の搬送方向に従って記録媒体を上から見て左又は右である。又、プロセスカートリッジの上面とは、プロセスカートリッジを装置本体へ装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。
【００１８】
（電子写真画像形成装置の全体の説明）
先ず、電子写真画像形成装置（以下、「画像形成装置」と言う）の全体構成について、図２を参照して概略説明する。図２は本実施の形態に係るプロセスカートリッジを装着した画像形成装置の模式的断面図であり、より具体的には画像形成装置の一形態であるレーザービームプリンタの模式的断面図である。
【００１９】
図２に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置（レーザービームプリンタ）Ａは、光学手段としての光学系１から画像情報に基づいた情報光をドラム形状の電子写真感光体（像担持体、以下、「感光体ドラム」と言う）７へ照射し、感光体ドラム７に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像剤（以下、「トナー」と言う）で現像されトナー像が形成される。そして、前記トナー像の形成と同期して、記録媒体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）２をカセット３ａからピックアップローラ３ｂ及びこれに圧接する圧接部材３ｃで１枚ずつ分離給送する。
【００２０】
給送された記録媒体２は、搬送ガイド３ｆ１に沿ってプロセスカートリッジＢの感光体ドラム７と転写手段としての転写ローラ４とが対向する転写部Ｔに搬送される。
【００２１】
転写部Ｔに搬送された記録媒体２は、電圧印加された転写ローラ４により感光体ドラム７上に形成されたトナー像が転写され、搬送ガイド３ｆ２に沿って定着手段５へと搬送される。
【００２２】
定着手段５は、駆動ローラ５ａとヒータ５ｂとを内蔵すると共に、支持体５ｃによって回転可能に支持された筒状シートで構成された定着回転体５ｄとから成り、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。
【００２３】
排出ローラ３ｄは、トナー像が定着された記録媒体２を搬送し、反転搬送経路を通して排出部６へと排出するよう構成している。尚、本実施の形態では、ピックアップローラ３ｂ、圧接部材３ｃ、排出ローラ３ｄ等により搬送手段３を構成している。
【００２４】
（プロセスカートリッジ）
次に、プロセスカートリッジの全体構成について図３を参照して概略説明する。図３は本実施の形態に係るプロセスカートリッジの模式的断面図である。
【００２５】
図３に示すように、プロセスカートリッジＢは、感光体ドラムと、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば、感光体ドラムを帯電させる帯電手段、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像手段、感光体ドラムに残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。
【００２６】
本実施の形態に係るプロセスカートリッジＢは、感光層を有する感光体ドラム７を回転し、帯電手段である帯電ローラ８へ電圧印加して前記感光体ドラム７の表面を一様に帯電し、この帯電した感光体ドラム７に対して前記光学系１からの画像情報に基づいた情報光（光像）を露光開口９ｂを通して露光して感光体ドラム７表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置によって現像するように構成されている。
【００２７】
図３及び図４を用いて現像装置について説明する。
【００２８】
現像装置（以下、現像ユニット１０）は、トナー収容部である現像剤収納枠体（以下、トナー室１０ａ）内のトナーを回転可能な攪拌部材（以下、トナー送り部材１０ｂ）で送り出す。
【００２９】
トナー室１０ａの底部に、現像剤量検出部材１０ｊ１が貼り付けられている。画像形成を続けるに従い、トナーが減少してきた際、現像剤量検出部材１０ｊ１と現像ローラ１０ｄとの静電容量を計測することで、残っているトナー量を知ることができる。
【００３０】
又、トナー室１０ａ内の傾斜面１０ｊ５を覆うようにシート状の弾性部材１０ｊ３を取り付けられている。この弾性部材１０ｊ３の一端は、トナー送り部材１０ｂの回転領域に突出しており、トナー送り部材１０ｂの回転駆動に連動してトナー送り部材当接時に変形し、離間時に弾性力により戻る動作を繰返すことで周期的に振動しトナーに振動を与える。この振動を与える動作はプロセスカートリッジＢが動作しトナー送り部材１０ｂが回転している間継続する。
【００３１】
振動を与えられたトナーは、斜面から落下し、トナー送り部材１０ｂの領域内へ送られる。
【００３２】
そして、固定磁石１０ｃを内蔵した現像回転体（現像剤担持体）である現像ローラ１０ｄを回転させると共に、現像ブレード１０ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ１０ｄの表面に形成し、そのトナーを前記静電潜像に応じて感光体ドラム７に転移させることによってトナー像を形成して可視像化するものである。
【００３３】
そして、転写ローラ４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体２に転写した後は、クリーニングブレード１１ａによって感光体ドラム７に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート１１ｂによってすくい取り、除去トナー収容部１１ｃへ集めるクリーニング手段によって感光体ドラム７上の残留トナーを除去するように構成している。
【００３４】
本実施の形態に係るプロセスカートリッジＢは、感光体ドラム７を回転可能に支持し、クリーニングブレード１１ａ、帯電ローラ８が組み込まれたドラム枠体１１ｄから構成されるドラムユニット１１と、現像ローラ１０ｄ及びトナー室１０ａを組み込んだ現像枠体１０ｆ１から構成される現像ユニット１０とから成っている。
【００３５】
図４には現像ユニットを説明するための組み立て図を示した。
【００３６】
現像枠体１０ｆ１は、現像ローラ１０ｄが感光体ドラム７に対し所定の間隔をあけて平行に対向できるようにドラム枠体１１ｄに対し回動可能に支持され、現像ローラ１０ｄと感光体ドラム７との間の間隔保持を行うスペーサ１０ｍを現像ローラ１０ｄの両端部に配置してある。
【００３７】
現像枠体１０ｆ１の両側面には端部部材１０ｇ，１０ｈが設けられている。現像枠体１０ｆ１は、現像ローラ１０ｄを含む現像ユニット１０を、クリーニングブレード１１ａを含むドラムユニット１１に回転可能に吊るための結合穴が形成されたアーム部を備える。又、現像ユニット１０とドラムユニット１１との間には間隔を保持するために所定の加圧力が与えられている。
【実施例１】
【００３８】
本発明に係る構成について更に詳細に説明する（図４）。
【００３９】
トナー室１０ａの底部となる面１０ｊ２に対して、現像剤量検出部材１０ｊ１が貼り付けられている。この固定方法は、本実施例では不図示の両面テープであるが、接着剤等でも本発明の効果を妨げるもではない。
【００４０】
トナー室１０ａの傾斜面１０ｊ５には複数のダボ１０ｊ４が配置されている。傾斜面１０ｊ５を覆うように弾性部材１０ｊ３が取り付けられている。その際、弾性部材１０ｊ３に設けられた穴を、ダボ１０ｊ４に合わせて取り付ける。
【００４１】
現像剤量検出部材１０ｊ１と弾性部材１０ｊ３の取り付けについて断面（図５）を用いて更に説明する。
【００４２】
現像剤量検出部材１０ｊ１は、トナー室１０ａの底部であり、トナー送り部材１０ｂの回転領域にある面１０ｊ２に対して貼り付けられる。
【００４３】
弾性部材１０ｊ３の固定方法として、例えば傾斜面１０ｊ５に両面テープで固定しても良い。
【００４４】
トナーの残り量を少なくするためには、両面テープをトナー送り部材１０ｂから離れた位置に貼ることが望ましく、更に、弾性部材１０ｊ３全体を振動させるには以下の固定方法が望ましい。
【００４５】
弾性部材１０ｊ３は、トナー室１０ａの傾斜面１０ｊ５にある複数のダボ１０ｊ４に合わせて取り付けられ、傾斜面１０ｊ５に沿って配置される。その後、ダボ１０ｊ４の先端を熱溶着等で拡大して固定される。ここで、熱溶着等で溶かされたダボ先端側と、弾性部材１０ｊ３とはガタＧをもって固定してある（図６）。
【００４６】
取り付けられた現像剤量検出部材１０ｊ１と、弾性部材１０ｊ３及びトナー送り部材１０ｂの断面位置関係を図３に示した。
【００４７】
弾性部材１０ｊ３の一端は、トナー送り部材１０ｂの回転領域内にあり、又、傾斜面１０ｊ５から突出している。更に、現像剤量検出手段１０ｊ１の一部を覆う位置まで延ばしてある。
【００４８】
次に、トナー送り部材１０ｂが回転したときの説明を図１及び図７を用いて説明する。
【００４９】
トナー送り部材１０ｂが回転し、傾斜面１０ｊ５を通り過ぎると、弾性部材１０ｊ３の先端を変形させる（図１）。変形させられた弾性部材１０ｊ３の先端は、現像剤量検出部材１０ｊ１の一端と重なり、トナー送り部材１０ｂと現像剤量検出部材１０ｊ１間に挟み込まれる。これによって現像剤量検出部材１０ｊ１のエッジ部Ｅ１とトナー送り部材１０ｂが直接摺擦することがなくなる。
【００５０】
トナー送り部材１０ｂが更に回転すると、弾性部材１０ｊ３の突出部の範囲から外れる。このとき、弾性部材１０ｊ３は弾性力により元の方向へ移動し振動を発生させる（図７）。
【００５１】
この動作はプロセスカートリッジＢが動作し、トナー送り部材１０ｂが回転している間繰り返され、弾性部材１０ｊ３上にあるトナーを下側へ送る。弾性部材１０ｊ３が無い場合には、トナーが自然に滑り落ちる角度まで傾斜面を急にしなければならないが、弾性部材１０ｊ３を取り付けることで角度を緩やかにしてもトナーを送ることができる。これにより画像形成装置本体内の限られたスペースを有効に使い、トナー室１０ａの容量を拡大し、印字可能枚数を増やすことができる。
【００５２】
又、更にトナー送り部材１０ｂが回転すると、その先端は現像剤量検出部材１０ｊ１の表面を擦りながら進む。この時に現像剤量検出部材１０ｊ１に付着したトナーを除去しながら回転する。現像剤量検出部材１０ｊ１の他端エッジ部Ｅ２は、現像剤収納枠体１０ｆ２に設けられた段差に、現像剤収納枠体１０ｆ２より突出しないよう突き当てられており、トナー送り部材１０ｂが接触することはない。
【００５３】
異なる環境下であっても、現像剤量検出部材１０ｊ１上のトナーは現像室１０i へ送り込まれるので、現像ローラ１０ｄと現像剤量検出部材１０ｊ１の間の静電容量からより正確にトナー残り量を見積もることができる。
【００５４】
又、前述した実施の形態で示したプロセスカートリッジの電子写真感光体としては、前記感光体ドラムに限定されることなく、例えば次のものが含まれる。先ず、感光体としては光導電体が用いられ、光導電体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が含まれる。
【００５５】
又、前記感光体を搭載する形状としては、例えばドラム状又はベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダ上に光導電体を蒸着或は塗工を行ったものである。
【００５６】
又、帯電手段の構成も、前述した実施の形態では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワイヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然である。
【００５７】
尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以外にも、ブレード（帯電ブレード）、パッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
【００５８】
又、感光体ドラムに残存するトナーのクリーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
【００５９】
又、前述したプロセスカートリッジとは、例えば電子写真感光体と、少なくともプロセス手段の１つを備えたものである。従って、そのプロセスカートリッジの態様としては、前述した実施形態のもの以外にも、例えば、電子写真感光体と現像手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。更に、電子写真感光体と、現像手段と、帯電手段又はクリーニング手段の何れかを組み合わせて一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等がある。
【００６０】
即ち、前述したプロセスカートリッジとは、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものを言う。そして、このプロセスカートリッジは、使用者自身が装置本体に着脱することができる。従って、装置本体のメンテナンスを使用者自身で行うことができる。
【００６１】
更に、前述した実施の形態では、電子写真画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、例えば、電子写真複写機、ＬＥＤプリンタ等の電子写真プリンタ、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、或はこれらの複合機（マルチファンクションプリンタ等）等の電子写真画像形成装置に使用することも当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る断面の位置関係図である。
【図２】画像形成装置の全体構成図である。
【図３】プロセスカートリッジの全体構成図である。
【図４】現像ユニットを説明するための組み立て図である。
【図５】現像装置の断面図である。
【図６】現像装置の断面図である。
【図７】本発明に係る断面の位置関係図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ      画像形成装置本体
Ｂ      プロセスカートリッジ
１      光学系
２      記録媒体
３      搬送手段
３ａ    カセット
３ｂ    ピックアップローラ
３ｃ    圧接部材
３ｄ    排出ローラ
３ｆ１，３ｆ２  搬送ガイド
４      転写ローラ
５      定着手段
５ａ    駆動ローラ
５ｂ    ヒータ
５ｃ    支持体
５ｄ    定着回転体
６      排出部
７      感光体ドラム
８      帯電ローラ
９ａ    転写開口
９ｂ    露光開口
１０    現像ユニット
１０ａ    トナー室
１０ｂ    トナー送り部材
１０ｄ    現像ローラ
１０ｅ    現像ブレード
１０ｆ１  現像枠体
１０ｆ２  トナー枠体
１０ｇ    端部部材
１０ｈ    端部部材
１０ｈａ  現像開口
１０ｉ    現像室
１０ｊ１  現像剤量検出部材
１０ｊ２  トナー室底面
１０ｊ３  弾性部材
１０ｊ４  ダボ
１０ｊ５  傾斜面
１０ｍ    スペーサ
１１    ドラムユニット
１１ａ    クリーニングブレード
１１ｂ    スクイシート
１１ｃ    除去トナー収容部
１１ｄ    ドラム枠体
１１ｈ    シール部材
【図１】
2006058756.tif 000003
【図２】
2006058756.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006058756.tif 000006
【図５】
2006058756.tif 000007
【図６】
2006058756.tif 000008
【図７】
2006058756.tif 000009