(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有し、現像剤を収容する収容部と、
撹拌軸を有し、前記収容部内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、
現像剤の量を検出するために、前記収容部に前記撹拌軸の下方に設けられる第１検出部と第２検出部と、を備え、
前記第１検出部は、前記開口側に設けられ、かつ前記第２検出部は、前記第１検出部を介して前記開口とは反対側に設けられ、
前記撹拌部材は、一端側が前記撹拌軸に固定され、回転することによって、他端が前記第２検出部側から前記第１検出部側に向かって移動する第１シート部材と第２シート部材と、を備え、
前記第１シート部材の先端が前記第２検出部における前記第１検出部側の端部を通過する際に、前記第２シート部材は、前記第２検出部の上方に位置し、かつ前記開口からの距離が前記第２検出部より長いところに位置する前記収容部の部分と接することを特徴とする現像剤容器。
【請求項２】
前記収容部の部分は、凸部であることを特徴とする請求項１記載の現像剤容器。
【請求項３】
前記凸部の頂点は、前記撹拌軸よりも上方に位置することを特徴とする請求項２記載の現像剤容器。
【請求項４】
前記開口の下端は、前記撹拌軸よりも上方に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像剤容器。
【請求項５】
前記収容部における現像剤担持体が設けられる部位に対向する側の内壁面には、前記収容部内部側に突出する凸部が形成されており、前記第２検出部における前記第１検出部側とは反対側の端部がこの凸部の先端まで延びるように前記第２検出部が配置されると共に、
前記第１シート部材の先端が前記第２検出部における前記第１検出部側の端部を通過する時点で、前記第２シート部材の先端が前記凸部の先端と接することを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
【請求項６】
前記第１検出部及び前記第２検出部はシート状の導電部材であり、これらの検出部は前記収容部の底面に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の現像剤容器。
【請求項７】
前記第１検出部と前記第２検出部との間の間隙は、前記収容部における底面の最も低い部位に位置することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の現像剤容器。
【請求項８】
現像剤を担持するための現像剤担持体と、
請求項１から７のいずれか１項に記載の現像剤容器と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
現像剤像を担持する像担持体と、
請求項１から７のいずれか１項に記載の現像剤容器、請求項８に記載の現像装置のうちの少なくとも１つを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか１項に記載の現像剤容器、請求項８に記載の現像装置、請求項９記載のプロセスカートリッジの少なくとも１つを備え、
記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置に関するものである。特に、電子写真方式の電子写真画像形成装置に用いられる。ここで、電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機や、電子写真プリンター（例えば、ＬＥＤプリンターやレーザービームプリンタなど）や、電子写真ファクシミリ装置や、電子写真ワードプロセッサーなどが含まれる。また、プロセスカートリッジは、少なくとも像担持体と、像担持体に作用するプロセス手段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なものをいう。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体に作用するプロセス手段と電子写真感光体とが一体的にカートリッジ化されている場合がある。そして、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に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。そのため、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】
また、上述したようにユーザー自身がプロセスカートリッジを交換するため、プロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置には、現像剤（例えば、トナー）が消費された場合にユーザーに報知するための現像剤量検出手段が設けられているものが多い。この現像剤量検出手段の一方式としては、プロセスカートリッジ内に配置した複数の電極間の静電容量の変化を検出することで現像剤量を求める方式がある。
【０００４】
これらの電極の構成としては、ＡＣ電圧を印加した現像剤担持体と所定の間隔を空けて電極棒を配置し、現像剤担持体と電極棒との間の静電容量に基づく電流を検出する電極棒検出型（特許文献１）がある。また、現像剤が進入可能な位置に複数の対向する電極板を配置して、電極板間の静電容量に基づく電流を検出する電極板検出型がある（特許文献２）。特許文献１と特許文献２に記載された構成において、現像剤量の取得結果は、プロセスカートリッジ内の現像剤量が残り僅かになった時に特に精度が求められる。このため、現像剤量を求めるために用いられる電極などは、少なくとも現像剤がなくなる間際に現像剤量の取得結果が変化するような位置に設けられる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４８３７１号公報
【特許文献２】特開２００１−２９０３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、撹拌部材によって容器内の現像剤が撹拌される場合に、現像剤量を検出するために用いられる部材を容器内に設けると、容器内の現像剤の状態が安定しないことで、現像剤量を精度良く求めることが難しくなる。
そこで、本発明の目的は、現像剤量を求めるために用いられる部材と撹拌部材とが容器内に設けられている場合でも、高精度に現像剤量を求めることができる現像剤容器とプロセスカートリッジと画像形成装置とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の現像剤容器は、
開口を有し、現像剤を収容する収容部と、
撹拌軸を有し、前記収容部内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、
現像剤の量を検出するために、前記収容部に前記撹拌軸の下方に設けられる第１検出部と第２検出部と、を備え、
前記第１検出部は、前記開口側に設けられ、かつ前記第２検出部は、前記第１検出部を介して前記開口とは反対側に設けられ、
前記撹拌部材は、一端側が前記撹拌軸に固定され、回転することによって、他端が前記第２検出部側から前記第１検出部側に向かって移動する第１シート部材と第２シート部材と、を備え、
前記第１シート部材の先端が前記第２検出部における前記第１検出部側の端部を通過する際に、前記第２シート部材は、前記第２検出部の上方に位置し、かつ前記開口からの距離が前記第２検出部より長いところに位置する前記収容部の部分と接することを特徴とする。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、
現像剤担持体と、前記現像剤容器と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明のプロセスカートリッジは、
像担持体と、前記現像剤容器、前記現像装置のうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
前記現像剤容器、前記現像装置、前記プロセスカートリッジのうちの少なくとも１つを有し、記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現像剤が収納される現像剤容器内に現像剤量を求めるために用いられる部材と撹拌部材とが設けられている場合でも、高精度に現像剤量を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略図
【図２】実施例１に係る現像剤容器の概略図
【図３】比較例１に係る現像剤容器の概略図
【図４】比較例２に係る現像剤容器の概略図
【図５】実施例１においてトナー残量と静電容量との関係を示す図
【図６】実施例１において撹拌部材が回転する様子を示す図
【図７】撹拌部材が回転する場合における静電容量の変化を示す図
【図８】静電容量プロフィールのＤｕｔｙの測定結果を示す図
【図９】実施例３に係る現像剤容器の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を例示する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨ではない。
【００１４】
（実施例１）
＜画像形成装置の構成概略＞
図１は、実施例１に係る画像形成装置１００の概略図である。また、図２は、実施例１に係る現像剤容器４７の概略図である。実施例１における画像形成装置１００は、図１に示すように、プロセスカートリッジ２００を装着することで画像形成動作を行うことができる。なお、プロセスカートリッジ２００は、画像形成装置１００の装置本体に着脱自在となっている。まず、パーソナルコンピュータ等から送られた画像情報の信号を画像形成装置１００における不図示のＣＰＵが受け取ると、装置下部に装着されたシートカセット５１に積載されたシートが搬送ローラ５２によって搬送路９内に搬送される。
【００１５】
このシート搬送と同期して像担持体である感光体ドラム１が回転駆動（図１のＲ１方向に回転）を開始して、帯電ローラ３により均一に帯電された感光体ドラム１の表面が露光装置２によって露光されることで、感光体ドラム１の表面に潜像が形成される。その後、現像剤層厚規制部材である現像ブレード４２（図２を参照）によって薄層に現像剤が担持された現像ローラ４１（現像剤担持体）に現像バイアスが印加されることにより潜像に現像剤が供給される。これにより、感光体ドラム１の表面に形成された潜像が現像され、現像剤像を形成する。なお、実施例１においては、現像剤として絶縁性の磁性１成分トナーを用いている。
【００１６】
この感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１と転写ローラ５とにより形成される転写ニップに搬送され、同じく転写ニップに搬送される記録材であるシートに転写ローラ５によって転写される。その後、シートは、定着装置７に搬送され、定着装置７によってトナー像が熱定着される。トナー像が定着したシートは、装置上部の排出部８に排出される。トナー像が転写された後の感光体ドラム１の表面は、クリーニングユニット６によって転写残トナー等の残留汚染物が除去されることでクリーニングされる。その後、再び、感光体ドラム１が帯電ローラ３によって帯電され、画像形成動作が開始される。
【００１７】
＜プロセスカートリッジの構成＞
実施例１におけるプロセスカートリッジ２００は、感光体ドラム１に作用するプロセス手段と感光体ドラム１とを備える。ここで、プロセス手段としては、感光体ドラム１の表面を帯電する帯電ローラ３と、感光体ドラム１上の潜像にトナーを供給する現像装置４と、感光体ドラム１に残留した現像剤を除去するためのクリーニングユニット６とがある。実施例１に係るプロセスカートリッジ２００は、帯電ローラ３とクリーニングユニット６と現像装置４とが一体化され、画像形成装置１００に着脱可能な構成となっている。
【００１８】
＜現像装置の構成＞
図２に示すように、本実施例における現像装置４は、現像ローラ４１が回転可能に支持され、トナーを収納する収容部４７Ａを有し、クリーニングユニット６とは別のユニットとして構成されている。収容部４７Ａ内に収容される磁性一成分トナーは、撹拌部材６０によって、収容部４７Ａ内部と現像室４６とを連通させるトナー供給開口４５を通じて現像室４６に搬送される。現像室４６内に搬送されたトナーは、現像ローラ４１に内包されたマグネットによって現像ローラ４１である現像スリーブの表面に保持される。現像ローラ４１表面に保持されたトナーは、現像ローラ４１のＲ２方向への回転に伴って、弾性部材からなる現像ブレード４２に向かって搬送される。現像ローラ４１に保持されたトナーは、現像ブレード４２によってトリボが付与されるとともにトナー層の厚さが規制される。現像ブレード４２によって厚さが規制されたトナーは、その後、感光体ドラム１に搬送される。
【００１９】
ここで、現像ローラ４１には、直流電圧（Ｖｄｃ＝−４００Ｖ）に交流電圧（ピーク間
電圧＝２０００Ｖｐｐ、周波数ｆ＝２５００Ｈｚ）を重畳した現像バイアスが、画像形成装置１００の本体から印加されている。また、感光体ドラム１は接地されている。感光体ドラム１と現像ローラ４１との間には電界が発生し、帯電されたトナーが感光体ドラム１に搬送されることで、感光体ドラム１表面に形成された潜像が現像される。
【００２０】
＜現像剤量検出装置の概略＞
図２に示すように、現像剤量を検出するための検出部として、収容部４７Ａ内部における収容部４７Ａの底面４７Ｂには第１電極２５と第２電極２６とが設けられている。本実施例では、電極間の静電容量の変化をもとに現像剤量を検出するものであるが、これに限定されず、光の通過量や通過時間に応じて現像剤量を検出する光学式でもよい。光学式の場合は、現像装置に設ける検出部は、導光部材になる。この場合、導光部材に光を照射する照射手段や、導光部材から光を受光する受光手段が必要になる。静電容量の検出に話を戻すと、現像バイアス電源３１から現像ローラ４１にＡＣ電圧が印加されると、現像ローラ４１と第１電極２５との間に、現像ローラ４１と第１電極２５間の静電容量に対応した電流が誘起される。また、現像バイアス電源３１から第２電極２６にＡＣ電圧が印加されると、第１電極２５と第２電極２６との間に、第１電極２５と第２電極２６間の静電容量に対応した電流が誘起される。ここで、現像ローラ４１と第１電極２５間の静電容量は、現像ローラ４１と第１電極２５との間のトナー量に応じて変化し、第１電極２５と第２電極２６間の静電容量は、第１電極２５と第２電極２６との間のトナー量に応じて変化する。
【００２１】
そして、第１電極２５に流れる電流値は、プロセスカートリッジ２００内に設けられた接点を介して、画像形成装置１００内の現像剤残量検出装置３２によって測定される。これにより、現像剤容器４７内に収容されるトナー量を検出することができる。ＣＰＵ３３は、現像剤残量検出装置３２からの現像剤量の検出信号に基づいて、新しいプロセスカートリッジ２００の準備を促す表示や、補給用現像剤容器の準備を促す表示や、現像剤量が少ない（白抜け直前）旨の表示などの処理を行う。
【００２２】
＜現像剤容器の詳細な説明＞
次に、実施例１における現像剤容器４７について図２を用いて説明する。本実施例では、現像剤容器４７は、収容部４７Ａと撹拌部材６０と第１電極２５と第２電極２６とを有している。現像剤容器では、第１電極２５と第２電極２６との間の静電容量と第１電極２５と現像ローラ４１との間の静電容量との合成容量の変化に基づいて、収容部４７Ａ内の現像剤量を求める事ができる。
【００２３】
第１電極２５と第２電極２６は収容部４７Ａの底面４７Ｂに沿うように、撹拌軸６０Ａの下方に配置されており、第１電極２５と第２電極２６は間隙Ｘを空けて配置されている。また、第１電極２５は、第２電極２６よりもトナー供給開口４５側（開口側）に配置されており、第２電極２６は、第１電極２５を介してトナー供給開口４５とは反対側に配置されている。第１電極２５と第２電極２６の間の間隙Ｘは、収容部４７Ａの底面４７Ｂにおいて最も下方の部位である部位Ｌに位置しており、撹拌部材６０の撹拌軸６０Ａよりも下方になるように配置されている。また、開口４５の下端は、撹拌軸よりも上方に配置されている。ここで、本実施例の第１電極２５と第２電極２６は、導電材料を含む樹脂から構成されている。そのため、電極の配置の設計の自由度が高い。例えば、本実施例では、現像剤と接する面側に電極が露出した構成であるが、収容部を構成する枠体の内部に電極が配置され、電極が露出していない構成でもよい。また、現像剤容器の外から電極を張り付けるような構成でもよい。
【００２４】
撹拌部材６０は、撹拌軸６０Ａと第１シート部材６１と第２シート部材６２とから構成されている。ここで、第１シート部材６１と第２シート部材６２は可撓性を有している。
撹拌軸６０Ａは回転可能に軸支されており、撹拌軸６０Ａの回転駆動に伴って、第１シート部材６１と第２シート部材６２とが収容部４７Ａ内のトナーを撹拌する。第１シート部材６１は、一端側が撹拌軸６０Ａに固定されており、撹拌軸６０Ａの回転に伴って回転することで、他端が第２電極２６表面側（第２検出部表面側）から第１電極２５側（Ｆ方向）に向かって移動する。また、第１シート部材６１は、撹拌軸６０Ａの回転に伴って、第１電極２５の表面（電極表面）と第２電極２６の表面（電極表面）に摺動しながら移動する。
【００２５】
第２シート部材６２は、一端側が撹拌軸６０Ａに固定されており、撹拌軸６０Ａの回転に伴って回転することで、他端が第２電極２６側から第１電極２５側（Ｆ方向）に向かって移動する。また、第２シート部材６２は、撹拌軸６０Ａの回転に伴って、第１シート部材６１よりも遅れて、第１電極２５の表面と第２電極２６の表面に摺動しながら移動する。また、第１シート部材６１の先端６１Ａが、第２電極２６における第１電極２５側（第１検出部側）の端部２６Ａを通過する時点で、第２電極２６の表面全体の上方に第２シート部材６２による蓋が形成される。本実施例では、第２電極の表面全体を覆い蓋が形成されているが、これに限定されない。しかし、第２電極の上方から来る現像剤を低減する必要があるため、第１シート部材の先端が通過する際に、第２シート部材が第２電極の上方にある必要がある。また、本実施例では、第２シート部材の先端は、開口から第２電極よりも離れる（長い）位置にある収容部の一部と接している。これにより、第２シート部材と第２電極と第１シート部材とで形成される領域内に現像剤が入り込むことを低減できる。
【００２６】
収容部４７Ａにおける現像ローラ４１が設けられる部分と対向する側の内壁面４７Ｃには、収容部４７Ａの内部側（収容部内部側）に突出する凸部Ｃが形成されている。また、第２電極２６は、第２電極２６における第１電極２５とは反対側の端部２６Ｂが凸部Ｃの先端まで延びるように配置される。また、撹拌部材６０が回転すると、第１シート部材６１の先端６１Ａが第２電極２６における端部２６Ａを通過する時点で、第２シート部材６２の先端６２Ａが凸部Ｃの先端を通過する。なお、第２シート部材６２は、第１シート部材６１と撹拌軸６０Ａとに挟まれることで撹拌軸６０Ａに固定されている。
【００２７】
＜現像剤量を求める方法の説明＞
本実施例では、第１電極２５と第２電極２６は、トナーが留まりやすい収容部４７Ａの底面４７Ｂに配置されている。また、収容部４７Ａにおける底面４７Ｂが円弧形状になっていることで、第１シート部材６１と第２シート部材６２とが底面４７Ｂに摺動しながら移動する速度の変動が少なくなるようにしている。
【００２８】
収容部４７Ａに収容されるトナー量が多い場合、現像ローラ４１と第１電極２５間の静電容量と第１電極２５と第２電極２６間の静電容量との合成静電容量が閾値以上となる時間が長くなる。ここで、閾値とは、現像剤容器４７内にトナーが収容されているか否かの判断に用いられる所定の値である。つまり、合成静電容量が閾値を超えた場合には、収容部４７Ａ内に現像剤が収容されていると判断される。一方、収容部４７Ａに収容されるトナー量が少ない場合、現像ローラ４１と第１電極２５間の静電容量と第１電極２５と第２電極２６間の静電容量との合成静電容量が閾値以上となる時間が少なくなる。
【００２９】
そして、本実施例では、撹拌部材６０が１周する間における合成静電容量の合計を撹拌部材が１周する時間で除算することで（平均化することで）、収容部４７Ａ内のトナー量を求めることが可能になる。つまり、除算して算出された平均値が大きい場合は、収容部４７Ａ内の現像剤量が多いと検出され、除算して算出された平均値が小さい場合は、収容部４７Ａ内の現像剤量が少ないと検出される。ここで、収容部４７Ａ内のトナー量が少なくなった場合には、トナーに含まれる外添剤の減少が進み、収容部４７Ａの内壁や収容部
４７Ａ内に配置された部材（撹拌部材６０など）などにトナーが付着する可能性が高くなる傾向がある。この現象は、特に、トナーから外添剤が離れやすい低温環境下で発生する場合が多い。
【００３０】
このような場合に、現像剤容器４７に第２シート部材６２が設けられていないと、合成静電容量の測定中において、第１シート部材６１が第１電極２５を通過した直後に、収容部４７Ａ内の上面などに付着したトナーが第２電極２６に落下する場合がある。この場合、第１電極２５と第２電極２６間に静電容量に基づく電流が発生するので、上述した平均値も大きな値となる。その結果、求められたトナー量が、実際に収容部４７Ａ内に収容されたトナー量よりも多く報知されてしまう。
【００３１】
そこで、本実施例では、第１シート部材６１の先端６１Ａが第２電極２６の端部２６Ａを通過するタイミングで、第２シート部材６２の先端６２Ａが凸部Ｃに接触する。これにより、収容部４７Ａの底面４７Ｂと第１シート部材６１と第２シート部材６２とで閉曲面が作られ、第２電極２６の全面の上部に第２シート部材６２による蓋が形成される。これにより、第１シート部材６１の先端６１Ａが第２電極２６の端部２６Ａを通過するタイミングにおいて、収容部４７Ａ内の上面などに付着したトナーが第２電極２６に落下することを抑制できる。
【００３２】
次に、実施例１の効果を確認するために、実施例１と比較例とを比較して検討を行った。
＜実施例１の実験条件＞
プロセススピード：３００ｍｍ/ｓｅｃ
（撹拌部材）
撹拌軸回転半径：９ｍｍ
第１シート部材６１ 材料：ポリカーボネート 自由長：１５ｍｍ 厚さ：１５０μｍ
第２シート部材６２ 材料：ポリエチレン 自由長：６８ｍｍ 厚さ：５μｍ
（残量検出用電極）
第１電極２５：カーボンブラック分散したスチレン樹脂 長さ：３０ｍｍ 厚み２５０μｍ
第２電極２６：カーボンブラック分散したスチレン樹脂 長さ：３２ｍｍ 厚み２５０μｍ
撹拌中心Ｏから収容部４７Ａの底面４７Ｂまでの距離ｄ（図６を参照）  ２０ｍｍ
撹拌中心Ｏから収容部４７Ａの凸部Ｃまでの距離ｃ（図６を参照）  ３０ｍｍ
撹拌速度：６０ｒｐｍ
（撹拌部材６０と第１電極２５と第２電極２６と凸部Ｃとの位置関係）
第１電極２５と第２電極２６間の間隙Ｘ  ７ｍｍ
第２電極２６と間隙Ｘとの境界点Ａの撹拌中心Ｏに対する位置角度θo（図６を参照
）  −８０°
収容部４７Ａにおける凸部Ｃの撹拌中心Ｏに対する位置角度θ１（図６を参照）  −１０°
（ここで、位置角度は、撹拌中心Ｏを通る水平面を０°としたときの角度とする。）
【００３３】
＜比較例１の実験条件＞
（撹拌部材）図３に示すように、比較例１では、現像剤容器１４７は、第１シート部材６１を有するが第２シート部材６２を有していない。
（残量検出用電極）電極２９：カーボン分散したスチレン樹脂 長さ：７０ｍｍ 厚み２５０μｍ
それ以外は実施例１と同様である。
＜比較例２の実験条件＞
（撹拌部材）図４に示すように、比較例２では、比較例１と同様に、現像剤容器２４７は、第１シート部材６１を有しているが、第２シート部材６２は有していない。
それ以外は実施例１と同様である。
【００３４】
＜トナー残量取得性能評価＞
以下の評価条件で現像剤残量２０％における静電容量値から算出した現像剤量のばらつきの結果を示す。
評価条件（１）
環境 温度２５℃  湿度５０％Ｒｈ
トナー充填量２００g
画像パターン  横線  印字率４％
通紙条件  Ａ４用紙連続
評価母数  各構成  Ｎ＝１０
評価条件（２）
環境 温度１５℃  湿度１０％Ｒｈ
トナー充填量２００g
画像パターン  横線  印字率０．５％
通紙条件  Ａ４用紙連続
評価母数  各構成  Ｎ=１０
＜評価結果＞
0006415342.tif 000002
この表の評価結果は、トナー残量が２００ｇであってＮ＝１０である場合に測定された静電容量値のばらつき（（静電容量の最大値−静電容量の平均値）÷静電容量の平均値×１００（％））を示します。この値が小さいほど安定して測定ができます。結果、静電容量検出精度が高くなります。
【００３５】
次に、実施例１において現像剤残量を求める効果を比較例に対する優位性から説明する。
（実施例１の比較例１に対する優位性）
比較例１では、現像ローラ４１と電極２９間の静電容量に対応する電流値を検出している。ここで、２つ電極の面積Ｓと距離ｄと静電容量Ｃとの関係は次のようになることが知られている。また、εは、電極間の誘電率である。
Ｃ＝εＳ／ｄ  ・・・式（１）
【００３６】
実施例１では、第１電極２５と第２電極２６は、収容部４７Ａの底面４７Ｂに沿うように配置されている。例えば、面積Ｓが一定の場合において、距離ｄが小さいほど静電容量Ｃに対する誘電率εの寄与度が大きくなり、距離ｄが大きいほど静電容量Ｃに対する誘電率εの寄与度が小さくなる。距離ｄを小さくして静電容量が大きな値になる場合は、現像剤量の単位変化量に対する静電容量Ｃの変化量も大きくなる。これにより、高精度に現像剤量を求めることができる。
【００３７】
図５は、実施例１に係る現像剤容器４７に収容される現像剤量と静電容量の平均値との関係を示した図である。上述したように、実施例１では、第１電極２５と第２電極２６との間隔を狭くし、現像剤量の変化に対する静電容量の変化を大きくしている。図５に示す
ように、現像剤容器４７内のトナー量が０ｇである場合の静電容量と、トナー量が静電容量が安定する２００ｇである場合の静電容量との変化量δＣは３．６ｐＦとなっている。
【００３８】
これに対して、トナー量が０ｇ〜４０ｇである場合の静電容量の変化量δＣ１は１．７ｐＦとなっている。このように、本実施例では、現像剤容器４７内のトナー量が少量である場合において、トナー量の変化が僅かであっても、トナー量の変化に対して静電容量が大きく変化する。これにより、現像剤容器４７内のトナー量が少量であっても、現像剤容器４７内のトナー量を高精度に求めることができる。
【００３９】
（実施例１の比較例２に対する優位性）
実施例１では、上述したように、第１シート部材６１の先端６１Ａが第２電極２６における第１電極２５側の端部２６Ａを通過する時点で、第２電極２６の全面の上部に第２シート部材６２による蓋が形成される。これにより、第１シート部材６１の先端６１Ａが第２電極２６における第１電極２５側の端部２６Ａを通過する時点において、内壁面などに付着するトナーが第２電極２６上に落下することを抑制している。
【００４０】
図６と図７を用いて撹拌部材の駆動に応じて静電容量に変動が起こる要因を説明する。図６は、実施例１において撹拌部材が回転する様子を示す図である。また、図７は、撹拌部材の回転状態と合成静電容量との関係を示した図である。まず、実施例１における合成静電容量の変化について説明する。実施例１では、第１シート部材６１の先端６１Ａが図６のＴ１を通過するタイミングにおいて、間隙Ｘ近傍にトナーの大半が集められる。式（１）の関係から、このタイミングで、現像ローラ４１と第１電極２５間の静電容量と第１電極２５と第２電極２６間の静電容量との合成静電容量が最も大きくなることが分かる。図７では時間ｔ１で静電容量が極大となっているため、図６のＴ１と図７のｔ１とが対応していることが分かる。
次に、第１シート部材６１の先端６１Ａが図６のＴ２を通過するタイミングでは、トナーの大半が間隙Ｘから遠ざけられることになるため、静電容量は急激に低下することになる。図７では、時間ｔ２で静電容量が急激に低下しているため、図６のＴ２と図７のｔ２とが対応していることが分かる。第１シート部材６１の先端６１Ａが図６のＴ３を通過するタイミングにおいては、トナーの大半が第１シート部材６１によって持ちあげられることで、トナーが間隙Ｘから遠ざかる。また、現像ローラ４１上に保持されたトナーが撹拌部材６０によって掻き取られる。このため、先端６１ＡがＴ３を通過するタイミングで、静電容量の値が極小値をとることになる。このことから、図６のＴ３と図７のｔ３とが対応していることが分かる。
【００４１】
そして、第１シート部材６１の先端６１Ａが図６のＴ４を通過するタイミングにおいて、撹拌部材６０によって持ち上げられたトナーが、撹拌部材６０上から下方に落下する。落下したトナーが間隙Ｘ近傍に落ちることで、静電容量が大きくなる。そして、その後、しばらくは、撹拌部材６０がトナーを保持しない状態で撹拌部材６０が回転しているため、静電容量に変化は起きない。図７では、時間ｔ４において静電容量が大きくなり、その後、時間ｔ５までは静電容量の変化が少なくなっている。したがって、図６のＴ４と図７のｔ４とが対応していることが分かる。また、第１シート部材６１の先端６１Ａが図６のＴ５を通過するタイミングにおいては、間隙Ｘ近傍に再びトナーの大半が集められる。図７では時間ｔ５で静電容量が大きくなっているため、図６のＴ５と図７のｔ５とが対応していることが分かる。
【００４２】
しかしながら、現像剤容器４７に第２シート部材６２が設けられていない場合において、低印字率の画像パターンを通紙する試験などでは、撹拌部材６０にトナーが付着しやすく、撹拌部材６０の回転中に第２電極２６にトナーが落下することがある。比較例２（図４を参照）では、撹拌部材６０は、第２シート部材６２を有しておらず、第１シート部材
６１のみしか有していない。そのため、第１シート部材６１の先端６１Ａが第２電極２６の端部２６Ａを通過するタイミングにおいて、第２電極２６にトナーが落下する場合がある。この場合、第２電極２６にトナーが落下することで静電容量が大きくなるため、現像剤容器４７内のトナー量が実際よりも多く求められてしまう。つまり、現像剤容器４７内におけるトナー量の取得結果にばらつきが生じてしまう。
【００４３】
しかしながら、実施例１では、第１シート部材６１の先端６１Ａが第２電極２６の端部２６Ａを通過するタイミングにおいて、内壁面などに付着するトナーが第２電極２６上に落下することを抑制している。これにより、現像剤容器４７内のトナー量が実際よりも多く求められてしまうことを抑制することで、現像剤容器４７内におけるトナー量の取得結果にばらつきが生じることを抑制している。
【００４４】
上記の＜評価結果＞に示すように、実施例１におけるトナー量取得結果のばらつきは、比較例１におけるトナー量取得結果のばらつきよりも小さく、また、比較例２におけるトナー量取得結果のばらつきよりも小さい。このことから、実施例１に係る現像剤容器４７では、トナー量が少ない場合に、撹拌部材６０に付着したトナーが落下することによってトナー量取得結果のばらつきを抑制できることがわかる。
【００４５】
以上のように、実施例１では、第１シート部材の先端が第２電極における第１電極側の端部を通過する時点で、第２電極の全面の上部に第２シート部材による蓋が形成される。これにより、第１シート部材の先端が第２電極における第１電極側の端部を通過する時点で第２電極にトナーが落下することを抑制し、現像剤容器内におけるトナー量の取得結果にばらつきが生じることを抑制することができる。
【００４６】
また、実施例１では、第１電極と第２電極は、シート状の導電部材であり、現像剤容器の収容部の底面に沿うように配置されている。これにより、第１シート部材と第２シート部材が第１電極と第２電極に引っ掛かってしまうことを抑制し、撹拌部材６０の回転を妨げることを抑制している。
また、実施例１では、第１電極と第２電極との間の間隙は、現像剤容器の収容部における底面の最も低い部位に位置している。これにより、収容部内のトナーが少なくなった場合でも、現像剤容器内に収容されるトナー量を精度よく求めることができる。
【００４７】
（実施例２）
実施例２について説明する。ここで、実施例２において、実施例１と同様の機能を有する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。実施例２においても、実施例１と同様に、現像剤容器４７は、電子写真画像形成装置１００に取り付けることができる。また、プロセスカートリッジ２００についても、同一の機能を有する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。実施例２は、現像剤量を求める方法として、撹拌部材６０が１周する間における静電容量プロフィールのＤｕｔｙを測定することで現像剤容器４７Ａ内のトナー量を求める方法である。
【００４８】
図８は、静電容量プロフィールのＤｕｔｙの測定結果を示す図である。実施例２では、撹拌部材６０が１周する間の静電容量が＋信号側となる時間が長い場合に、現像剤容器４７Ａ内のトナー量が多いと判断される。すなわち、現像剤容器４７Ａ内のトナー量に応じて合成静電容量が閾値を超える時間が異なるため、合成静電容量が閾値を超える時間を測定することでトナー量を求めることができる。下表は、撹拌部材６０が１周する間に閾値以上の静電容量が出力される時間の割合（Ｄｕｔｙ）とトナー量との関係を示すテーブルである。
0006415342.tif 000003
【００４９】
撹拌部材６０が１周する間の静電容量の推移を検出することでＤｕｔｙを計測し、画像形成装置１００の本体に設けられたメモリに記憶されるテーブルを参照することによりトナー量をユーザーに報知することができる。このような制御をおこなうことで、実施例１に示した効果のほかに、トナー量が少ない場合においても大きな静電容量を検出することが可能になり、トナー量の検出精度が向上する。
【００５０】
（実施例３）
実施例３について説明する。図９で示すように、実施例３では、第１収容部３２８と第２収容部３２９があり、それに対応する第１電極３２４、第２電極３２５、第３電極３２６、第４電極３２７が配置されている。第２電極３２５と第３電極３２６は、単一の電極部材で構成されている。実施例３では、第２電極３２５は、第１収容部３２８内で、第１撹拌部材３２２の撹拌軸を通る水平の点線以下の電極とする。また、第３電極３２６は、第２収容部３２９内で撹拌軸を通る水平の点線以下の電極とする。なお、第２電極３２５と第３電極３２６は、凸部Ｃを挟んで別々の部材で構成されていてもよい。凸部Ｃの頂点は、撹拌軸よりも上方に位置している。図９では、現像剤担持体である現像ローラは、開口を塞ぐような位置に配置されている。
【００５１】
実施例３においても、第１シート部材３２２の先端が第２電極３２５の端部を通過するタイミングで、第２シート部材３２２Ａの先端が凸部Ｃ（開口からの距離が第２電極３２５よりも遠い位置）に接触する。これにより、第１収容部３２８の底面と第１シート部材３２２と第２シート部材３２２Ａとで現像剤が入りにくい領域が作られる。第２シート部材３２２Ａは、第２電極３２５の上部に位置し、上方からの現像剤の落下を防ぐ蓋として機能している。
【００５２】
なお、実施例１の第２シート部材６２はカートリッジ輸送時のトナー漏れ防止を目的にしたトナーシール部材をかねていてもよい。トナーシールはあらかじめ現像剤容器の開口と撹拌支持部材に接着されており、カートリッジを本体にインストールしたあとに現像剤容器から剥がれて、第２シート部材６２の機能を有する。開口をトナーシール部材で封止することにより収容部内のトナーが現像ローラに供給されることがない。そのため、物流時などのトナー漏れが低減される。カートリッジを本体に装着して画像形成を行う際には、予めトナーシール部材が剥離され開口が露出し、収容部のトナーが現像ローラに供給できるようになっている。 
【符号の説明】
【００５３】
２５…第１電極、２６…第２電極、２６Ａ…端部、４７…現像剤容器、
４７Ａ…収容部、６０…撹拌部材、６０Ａ…撹拌軸、６１…第１シート部材、
６１Ａ…先端、６２…第２シート部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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