JP3793037B2 - Process cartridge, developer container, and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロセスカートリッジ、現像剤容器、及び、電子写真画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、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これに作用するプロセス手段を一体化してカートリッジとし、このカートリッジを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広く採用されている。
【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しなければならない為、現像剤が消費された場合にユーザーに報知する手段、即ち現像剤量検出装置が必要となる。
【０００４】
従来、現像剤量検出装置としては、現像手段の現像剤容器内に２本の電極棒を有し、２本の電極棒間の静電容量の変化を検知して現像剤を検知するものがある。
【０００５】
又、特開平５―１００５７１号公報には、２本の電極棒の代わりに、所定の間隔を持って平行に同一平面上に配置された２つの平行電極を凹凸形状に互いに組み合わせた現像剤検知電極部材を備え、この現像剤検知電極部材を現像剤容器の下面に設置した現像剤量検出装置を開示している。この装置では、平面状態に設置された平行電極間の静電容量の変化を検知して現像剤残量を検知するものである。
【０００６】
上記の現像剤量検出装置は現像剤容器内の現像剤の有無を検出するものであり、現像剤を使い切る直前に現像剤が少ない事を検出する事を目的としている。
【０００７】
これに対し、現像剤容器内の現像剤残量を逐次検知する事が出来れば、現像剤使用状態をユーザーが知る事が可能となり、交換時期に合わせて新しいプロセスカートリッジを用意する事が出来、ユーザーにとって極めて好便である。
【０００８】
そこで、特開２０００−１２２３９７号公報には、所定の間隔を持って平行に同一平面上に配置された２つの平行電極を凹凸形状に互いに組み合わせた電極部材の対を用いる事で現像剤の逐次検知装置が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の現像剤量逐次検知装置では一対の電極の一方をトナーに接する側に配置して、前記電極の他方をトナーに接しない側に配置する必要がある。また前記電極の他方にトナーや異物が付着しないために外部から遮断するように組み立てる必要がある。
【００１０】
そこで本発明の目的は、組み立て性を満足しうる現像剤量逐次検知手段を有するプロセスカートリッジ、現像カートリッジ、現像剤容器、電極結合容器及びこれらのカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本出願に係る第１の発明は、
電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
（ａ）電子写真感光体と、
（ｂ）現像剤を収納する現像剤収納容器と、
（ｃ）前記現像剤を用いて、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
（ｄ）前記現像剤収納容器内の現像剤量を検知するために、前記現像剤収納容器内に設けられた検知部材であって、
前記現像剤収納容器内側に配置される一面を有する板形状の貼り付け部材と、
間隔を有して同一平面上に構成された共通入力側電極と第一出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の前記一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触する測定電極であって、前記共通入力側電極にクロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第一出力側電極との間の静電容量に応じた測定電流を前記第一出力側電極から前記装置本体へ出力する測定電極と、
間隔を有して同一平面上に構成された前記共通入力側電極と第二出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の他の一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触しない基準電極であって、前記共通入力側電極に前記クロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第二出力側電極との間の静電容量に応じた、前記測定電極の環境条件の変化による静電容量の変化を検出するための基準電流を前記第二出力側電極から前記装置本体へ出力する基準電極と、
前記測定電極を前記一面に、かつ、前記基準電極を前記他の一面に貼り付けるために、前記測定電極と前記基準電極とを接続している接続部と、
前記基準電極に前記現像剤を接触させないように、かつ、前記測定電極には前記現像剤を接触させるように、前記基準電極を覆って前記貼り付け部材に固定された蓋部材と、
前記蓋部材に設けられ、前記接続部を通している凹部と、
を有する検知部材と、
（ｅ）前記基準電極に前記現像剤を接触させないために、前記凹部から前記現像剤が侵入しないように前記凹部を覆っているシール部材と、
（ｆ）前記シール部材を押圧した状態で、前記現像剤収納容器を蓋している現像剤収納容器蓋と、
を有し、
前記現像剤収納容器蓋に押圧された前記シール部材が、前記凹部が設けられた前記蓋部材部分を押圧することによって、前記検知部材を前記現像剤収納容器内に固定するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本出願に係る第５の発明は、
電子写真画像形成装置本体に着脱可能な現像剤容器において、
（ａ）現像剤を収納する現像剤収納容器と、
（ｂ）前記現像剤収納容器内の現像剤量を検知するために、前記現像剤収納容器内に設けられた検知部材であって、
前記現像剤収納容器内側に配置される一面を有する板形状の貼り付け部材と、
間隔を有して同一平面上に構成された共通入力側電極と第一出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の前記一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触する測定電極であって、前記共通入力側電極にクロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第一出力側電極との間の静電容量に応じた測定電流を前記第一出力側電極から前記装置本体へ出力する測定電極と、
間隔を有して同一平面上に構成された前記共通入力側電極と第二出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の他の一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触しない基準電極であって、前記共通入力側電極に前記クロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第二出力側電極との間の静電容量に応じた、前記測定電極の環境条件の変化による静電容量の変化を検出するための基準電流を前記第二出力側電極から前記装置本体へ出力する基準電極と、
前記測定電極を前記一面に、かつ、前記基準電極を前記他の一面に貼り付けるために、前記測定電極と前記基準電極とを接続している接続部と、
前記基準電極に前記現像剤を接触させないように、かつ、前記測定電極には前記現像剤を接触させるように、前記基準電極を覆って前記貼り付け部材に固定された蓋部材と、
前記蓋部材に設けられ、前記接続部を通している凹部と、
を有する検知部材と、
（ｃ）前記基準電極に前記現像剤を接触させないために、前記凹部から前記現像剤が侵入しないように前記凹部を覆っているシール部材と、
（ｄ）前記シール部材を押圧した状態で、前記現像剤収納容器を蓋している現像剤収納容器蓋と、
を有し、
前記現像剤収納容器蓋に押圧された前記シール部材が、前記凹部が設けられた前記蓋部材部分を押圧することによって、前記検知部材を前記現像剤収納容器内に固定するように構成されていることを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するための本出願に係る第９の発明は、
記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
ａ．電子写真感光体と、
現像剤を収納する現像剤収納容器と、
前記現像剤を用いて、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像剤収納容器内の現像剤量を検知するために、前記現像剤収納容器内に設けられた検知部材であって、前記現像剤収納容器内側に配置される一面を有する板形状の貼り付け部材と、間隔を有して同一平面上に構成された共通入力側電極と第一出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の前記一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触する測定電極であって、前記共通入力側電極にクロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第一出力側電極との間の静電容量に応じた測定電流を前記第一出力側電極から前記装置本体へ出力する測定電極と、間隔を有して同一平面上に構成された前記共通入力側電極と第二出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の他の一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触しない基準電極であって、前記共通入力側電極に前記クロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第二出力側電極との間の静電容量に応じた、前記測定電極の環境条件の変化による静電容量の変化を検出するための基準電流を前記第二出力側電極から前記装置本体へ出力する基準電極と、前記測定電極を前記一面に、かつ、前記基準電極を前記他の一面に貼り付けるために、前記測定電極と前記基準電極とを接続している接続部と、前記基準電極に前記現像剤を接触させないように、かつ、前記測定電極には前記現像剤を接触させるように、前記基準電極を覆って前記貼り付け部材に固定された蓋部材と、前記蓋部材に設けられ、前記接続部を通している凹部と、を有する検知部材と、前記基準電極に前記現像剤を接触させないために、前記凹部から前記現像剤が侵入しないように前記凹部を覆っているシール部材と、
前記シール部材を押圧した状態で、前記現像剤収納容器を蓋している現像剤収納容器蓋と、
を有し、
前記現像剤収納容器蓋に押圧された前記シール部材が、前記凹部が設けられた前記蓋部材部分を押圧することによって、前記検知部材を前記現像剤収納容器内に固定するように構成されているプロセスカートリッジと、
ｂ．前記プロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
ｃ．前記プロセスカートリッジが前記装着手段に装着された状態で、前記検知手段と電気的に接続して、前記測定電流と前記基準電流とを比較することにより、前記現像剤収納容器内の環境条件に対応した静電容量の変化分を除去して前記現像剤収納容器内の前記現像剤量を検出する現像剤量検出手段と、を有することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
（プロセスカートリッジ及び画像形成装置本体の説明）
以下、本発明に係るプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を図面に則して詳しく説明する。
【００２６】
図１に本実施の形態のプロセスカートリッジと画像形成装置の断面図を示す。
【００２７】
プロセスカートリッジＢは感光体ドラム１と、感光体ドラム１の表面を均一に帯電するための帯電手段２と、及びクリーニング手段８をクリーニング容器１０でもって一体としたクリーニングユニットと、感光体ドラム１に対向配置された現像手段としての現像ローラ３と、現像ローラ３上のトナー量を規制する現像剤規制部材１７と、が設けられた現像容器１１と現像剤収納容器２２を接合した現像ユニットとが一体的に構成されている。
【００２８】
また、画像形成装置であるレーザプリンタＡには、プロセスカートリッジＢの上方に、画像情報に対応してレーザ光を照射するレーザスキャナ４が、また下方には感光体ドラム１に対向する転写手段５が配設されている。
【００２９】
上記構成において、画像形成は次のように行われる。先ず、感光体ドラム１が帯電手段２によって均一に帯電され、その表面をレーザスキャナ４から照射されるレーザ光によって走査露光され、目的の画像情報の静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ローラ３の作用によって、現像容器１１内の現像剤が付着して画像として可視化される。なお、本実施の形態においては、現像剤として絶縁性の磁性１成分の現像剤を用いた。感光体ドラム１上の画像は紙カセット６から給紙搬送されてきた記録媒体である記録紙Ｓへ転写手段５で転写される。記録紙Ｓは定着手段７を通って記録紙Ｓ上に画像を定着させ、画像形成装置本体（以下装置本体という）外部の排紙トレイ９へ排出される。記録紙Ｓ上に現像剤像を転写した後は、クリーニング手段８によって感光体ドラム１上に残留した現像剤を除去し、クリーニング容器１０へ集める。
【００３０】
また、プロセスカートリッジＢには記憶装置であるメモリユニットが搭載されている。図２４はプロセスカートリッジＢに搭載されたメモリユニット１００の配置を示す図である。
【００３１】
メモリユニット１００はプロセスカートリッジＢの側面に装着されている。
【００３２】
（全体システム構成）
次に、本実施の形態の画像形成装置のシステム構成について図２１のシステムブロック図を用いて説明する。
【００３３】
５０は画像形成装置全体のシステム制御を行うエンジンコントローラである。エンジンコントローラ５０の内部には不図示の中央演算処理装置（ＣＰＵ）があり、画像形成装置の一連のシステム処理は中央演算処理装置の内部に予め記憶されたプログラムに従って行われる。５１は高圧電源であり、帯電手段２に直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアス、現像ローラ３に直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアス、転写手段５に直流電圧である転写バイアス、定着手段７に直流電圧である定着バイアスを生成する。５２は装置内に設けられたモータ、ソレノイド等を含む駆動部、５３は画像形成装置内部の所定位置に設けられたセンサ郡、５４は装置の状態を表示する表示部、４９及び５５はプロセスカートリッジ内の現像剤検知部材の静電容量を検出するトナー量検出装置ＡとＢである。
【００３４】
また、５６はプロセスカートリッジＢに搭載されたメモリユニット１００の制御を行うメモリ制御回路である。
【００３５】
（メモリユニットの説明）
ここでメモリユニット１００について説明する。
【００３６】
メモリユニット１００は内部に不揮発性の記憶素子を内蔵しており、画像形成装置間とのデータ通信を行うことで、データの書き込み、及びデータ読み出しを行うことができる。
【００３７】
データ通信の制御は全てメモリ制御回路５６で行われる。
【００３８】
データ通信はメモリユニット１００内に設けられたアンテナと、画像形成装置に設けられた不図示のアンテナとの磁気結合により非接触で行われる。プロセスカートリッジ１００をレーザプリンタＡに装着すると、メモリユニット１００のアンテナ部とレーザプリンタＡに設けられたアンテナが近接し、通信が可能な状態となる。
【００３９】
また、メモリユニット１００内部には電源回路が設けられており、内部で使用する直流電源は全てこの電源回路から供給する。電源回路では２つのアンテナの磁気結合によりアンテナに発生する電流を整流することで直流電圧を生成する。
メモリユニット１００には、プロセスカートリッジに関する情報等が記憶される。
【００４０】
（プロセスカートリッジの構成）
図２に本実施の形態のプロセスカートリッジの分解斜視図を示し、図３にプロセスカートリッジの断面図を示す。
【００４１】
図２において、本実施の形態のプロセスカートリッジは現像剤を収納する現像剤容器Ｅ、現像手段を保持する現像容器１１、感光体ドラム１とクリーニング手段８を保持するクリーニング容器１０、現像剤容器Ｅとクリーニング容器１０を保持するサイドカバー１５，１６、第２の検知部材２１を覆うカバー部材２３から構成されており、各容器をサイドカバーで結合する事で一体的にカートリッジ化されている。
【００４２】
現像剤容器Ｅは、現像剤収納容器２２内の現像剤を現像容器１１に排出する排出口２２ａを有し、排出口２２ａを封止するように除去可能な現像剤シール部材２６が取り付けられている。また現像剤容器Ｅ内の現像剤量を検知する第１の検知部材２０が貼付部材１９に貼り付けられ、そして蓋部材１８で仕切られた状態で配置されている。また現像剤収納容器内には回転可能に取り付けられた攪拌部材１２，１３，１４を有する。そしてこれら攪拌部材１２，１３，１４、第１の検知部材２０を現像剤収納容器２２に組み込んだ後、現像剤収納容器蓋２４でふたをして、現像剤収納容器蓋２４を現像剤収納容器２２に溶着する。そして現像剤収納容器２２の側面に設けられた充填口２２ｂから現像剤Ｔを充填し、現像剤蓋２７で密閉する。
【００４３】
図３において、現像剤容器Ｅは大容量化に対応する為に横長形状（図３の左右方向が長い形状）になっており、現像剤容器Ｅの底面は３つの凹部２２ｃ，２２ｄ，２２ｅになっている。ここで、各凹部２２ｃ，２２ｄ，２２ｅは撹拌棒部材１２ｃ，１３ｃ，１４ｃを中心とする円弧形断面である。図示していない装置本体のモータからのギア駆動で駆動力が伝達され３つの攪拌部材１２，１３，１４は現像剤収納容器２２の凹部２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに対応しており、攪拌部材１２，１３，１４に設けられた攪拌翼部材１２ａ，１３ａ，１４ａによって現像剤Ｔを現像容器１１へ搬送する。現像剤容器Ｅを横長形状にする事によって現像剤Ｔの自重が緩和出来る為、フェーディングや現像剤の劣化、攪拌トルクの増加などを軽減する事が可能となる。
【００４４】
攪拌翼部材１２ａ，１３ａ，１４ａにはポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂製シート部材を用いており、現像剤Ｔの攪拌と搬送を行う。攪拌翼部材１２ａ，１３ａ，１４ａの先端の回転半径は現像剤収納容器２２の凹部２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの半径よりも大きくなっており、たわんだ状態で凹部２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに接し、先端は現像剤収納容器２２の凹部２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの底面に擦っている。撹拌棒部材１２ｃ，１３ｃ，１４ｃが図３において夫々時計回りに回転する。それによって、現像剤収納容器２２の底面に現像剤Ｔを残す事無く、現像剤Ｔの横搬送を行っている。
【００４５】
隣り合う凹部２２ｃと２２ｄ間の頂部２２ｆ、２２ｄと２２ｅ間の頂部２２ｇに対向して現像剤収納容器蓋２４と一体のリブ２４ａ，２４ｂが上下方向に設けられている。リブ２４ａ，２４ｂは現像剤収納容器２２の長手方向のほぼ全長にわたっており、各凹部２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ上の室Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０３は、凹部２２ｃ上の室Ｒ０１、凹部２２ｄ上の室Ｒ０２がリブ２４ａと頂部２２ｆ間の開口部２２ｈで連通し、凹部２２ｄ上の室Ｒ０２と凹部２２ｅの上の室Ｒ０３はリブ２４ｂと頂部２２ｇ間の開口部２２ｉで連通している。従って上述した現像剤の横搬送は撹拌部材１２によって室Ｒ０１の現像剤が搬出口２２ａを通じて現像ローラ３へ送り出され、撹拌部材１３によって室Ｒ０２の現像剤が開口部２２ｈを通じて室Ｒ０１へ送り出され、撹拌部材１４によって室Ｒ０３の現像剤が開口部２２ｉを通じて室Ｒ０２へ送り出される。
【００４６】
（現像剤量検知部材の概略）
図３において、現像剤量を逐次検知する為に第１の検知部材２０と第２の検知部材２１を設けている。第１の検知部材２０を用いて現像剤Ｔが多い領域を検知し、第２の検知部材２１を用いて現像剤Ｔが少ない領域を検知する。具体的には第１の検知部材２０で使用初期から現像剤量約５０％〜約１０％程度までの検知を行い、第２の検知部材２１で現像剤量約５０％〜１０％の間から現像剤が無くなるまでの検知を行う。第１の検知部材、第２の検知部材２０，２１ともに静電容量によって現像剤を測定している。
【００４７】
図４（ａ）〜（ｄ）に現像剤推移の様子を、図５に現像剤量と静電容量の関係を示す。本実施の形態では現像剤量が約２０％になった辺りで第１の検知部材２０から第２の検知部材２１への受け渡しが行われるものとする。図４の（ａ）〜（ｄ）と図５に示す（ａ）〜（ｄ）は対応している。
【００４８】
（ａ）現像剤量が１００％の時には第１の検知部材２０、第２の検知部材２１ともに現像剤に埋もれている。この時、第１の検知部材２０の出力はＸ２である。（ｂ）現像剤が徐々に消費されていくに従って、第１の検知部材２０の検知領域にある現像剤の量が変化していく。第１の検知部材２０の表面に接している現像剤の面積の変化に伴って、出力も変化していく。この時、第１の検知部材２０の出力はＸ３である。（ｃ）現像剤が約２０％になった辺りから第２の検知部材２１が作動を始める。この時、第２の検知部材２１の出力はＹ２である。（ｄ）現像剤が０％になるまで検知を行う。この時、第２の検知部材の出力はＹ１である。従って、プロセスカートリッジＢを使用する初期から最後まで、全ての領域での逐次検知が可能となる。
【００４９】
（第１の検知部材の原理と構成）
次にそれぞれの検知部材についての動作原理を説明する。先ず、第１の検知部材を図６に示す。図７は図６の反対側から見た図であり、図８は第１の検知部材２０の展開図である。
【００５０】
図８において、第１の検知部材２０は測定側出力電極２０ｅ、基準側出力電極２０ｃ、共通入力電極２０ｄを持っている。測定側出力電極２０ｅと共通入力電極２０ｄの組み合わせを測定電極２０ａとし、基準側出力電極２０ｃと共通入力電極２０ｄの組み合わせを基準電極２０ｂとする。測定電極２０ａ、基準電極２０ｂは夫々が所定の間隔でもって平行に同一面上に形成された入力側と出力側の電極により電極間の静電容量を検知する電極部材である。
【００５１】
図６、図７において、測定電極２０ａは現像剤収納容器２２内の内部側面などの現像剤と触れる位置に配置される。対になった電極である２０ｅ、２０ｄの間で静電容量を測定する事により、電極表面に触れている現像剤の面積の変化を検知し、現像剤収納容器２２内の現像剤量を知る事が出来る。つまり、現像剤は空気より誘電率が大きいために、検知部材表面の現像剤が触れている面積が変化すると、電極間の静電容量が変化する事になる。
【００５２】
基準電極２０ｂは、現像剤容器Ｅ内ではあるが現像剤と触れない位置に配置され、環境条件を変化させた時の静電容量変化が測定電極と２０ａ同様の変化をするように設計される。本実施の形態では測定電極２０ａと基準電極２０ｂの電極パターンを同形状にしている。従って、測定電極２０ａの静電容量の値から基準電極２０ｂの静電容量の値を差し引く事で、あたかも環境条件による静電容量の変化が無いものとみなす事が出来、検知精度を向上させる事が可能となる。
【００５３】
図８に示すように、第１の検知部材２０は好ましくはフレキシブルプリント基盤のような屈曲可能な一枚の基盤の片面に、測定電極２０ａと基準電極２０ｂが設けられており、折り返して現像剤容器内に配置されるものとする。それを両面テープなどの接着剤を用い、現像剤が測定電極２０ａの裏側に入り込まないように、縁または裏面全体を固定する。
【００５４】
（第１の検知部材の配置）
図９に現像剤容器Ｅの斜視図を示す。３つの攪拌部材１２，１３，１４が設けられているが、後述する第２の検知部材の作用領域に現像剤を送り込む位置にある、現像ローラ３から２番目に近い攪拌部材１３の撹拌棒部材１３ｃに対して、周囲を第１の検知部材２０が囲う位置であるような、現像剤容器Ｅ内の駆動側の側壁２２ｊに配置される。側壁２２ｊの外部には各撹拌棒部材１２ｃ，１３ｃ，１４ｃに夫々ギアが固定され各ギアはアイドラギアを介してギア列をなしており、装置本体から軸継手で駆動される（図示されない）。この位置に配置する事によって逐次検知を実現しつつ、第１の検知部材２０の面積を小さくする事が出来るので、部品コストを下げる事が出来る。また、現像ローラ３から離す事で現像バイアスの影響を小さく出来る。
【００５５】
第１の検知部材２０は検知部材表面の近傍の感度が非常に高いので、表面の現像剤の除去手段として、表面拭き取り部材を設けることは検知精度を高める上で有効である。その際、構成簡略化のために現像剤攪拌部材１３に拭取部材１３ｂを設ける事が好ましい。その際には、第１の検知部材２０は現像剤攪拌領域に対応した、拭取部材１３ｂの機能する範囲で配置をする事になる。
【００５６】
（拭取部材の構成）
また、本実施の形態においては現像剤攪拌部材１３に第１の検知部材２０の検知領域に付着した現像剤を取り除く現像剤除去手段として表面拭取部材１３ｂを設けている。拭取部材１３ｂは第１の検知部材２０が設けられている位置にある攪拌部材１３にのみ設けられる（図９参照）。
【００５７】
現像剤攪拌部材１３は攪拌棒部材１３ｃ、攪拌翼部材１３ａ、攪拌翼押え部材１３ｄ、拭取部材１３ｂから構成される。攪拌棒部材１３ｃは現像剤収納容器２２に回転可能に支持されている。攪拌翼部材１３ａは攪拌棒部材１３ｃに対して、攪拌翼押え部材１３ｄによって押し付けられ固定される。攪拌翼押え部材１３ｄは板金または樹脂で形成され、熱かしめや超音波溶着、接着等で攪拌棒部材１３ｃに固定される。拭取部材１３ｂも攪拌翼部材１３ａと同様に攪拌翼押え部材１３ｄによって固定されている。攪拌翼部材１３ａはポリエチレンテレフタレートまたはポリフェニレンサルファイドなどに代表される樹脂製の材料で形成される。拭取部材１３ｂにおいては、ポリエチレンテレフタレートまたはポリフェニレンサルファイドなど樹脂製のシート部材を用いる事も出来るし、ゴムや発泡部材などでも良い。すなわち、第１の検知部材２０の表面拭取りに適している材質であれば、機能としては変わることがない。
【００５８】
なお、他の撹拌部材１２，１４は撹拌棒部材１２ｃ，１４ｃに撹拌翼部材１２ａ，１４ａを撹拌棒押え部材１２ｄ，１４ｄを用いて固定してある。
【００５９】
図１０に現像剤がある程度消費された状態の第１の検知部材２０の斜視図を示す。現像剤面より上方に第１の検知部材２０に付着した付着現像剤Ｔ′が存在している。付着現像剤Ｔ′が存在すると測定電極２０ａの静電容量が大きくなってしまい、ばらつきの要因となる。そこで、拭取部材１３ｂによって第１の測定電極２０ａを拭取る事によって、現像剤面より上方に付着している現像剤を取り除き、検知精度を高める事が可能となる。
【００６０】
（貼付容器の構成）
次に第１の検知部材の貼付容器Ｆの構成について説明する。前記に記したように第１の検知部材の測定電極２０ａは現像剤と触れる位置に配置される。すなわち測定電極２０ａは現像剤容器内の内側に向かって配置される。そして現像剤と触れない基準電極２０ｂは現像剤と触れない位置に配置される。そのためにまず本実施の形態では測定電極２０ａと基準電極２０ｂを貼り付ける貼付部材１９を用いる。貼付部材１９は図１３、図１４に示すように板形状をしておりこれにより測定電極２０ａを現像容器内側に配置される一面１９ｃに基準１９ａを用いて貼り付け、そして折り返して貼付部材１９の他の一面１９ｄに基準電極２０ｂを貼り付ける。その際に貼付部材１９を板材とし、また測定電極２０ａと基準電極２０ｂを接続部２０ｆ，２０ｇの２端で接続しその部分を折り返すことで基準電極２０ｂを貼り付ける際の傾きが減少し、貼り付けが容易になり、貼り付け位置の安定化も図ることができる。そして図１５、図１６に示すように測定電極２０ａと基準電極２０ｂを貼り付けた貼付部材１９の基準電極側２０ｂを覆うように蓋部材１８を取り付ける。貼付部材１９と測定電極２０ａと基準電極２０ｂの接続部２０ｆ，２０ｇを逃がした凹部（穴部）１８ｄ，１８ｅ（図１５参照）を有する蓋部材１８を用い、接続部２０ｆ，２０ｇ以外の周囲を溶着あるいは接着し、一体化することで接続部２０ｆ，２０ｇ以外からの基準電極２０ｂ側に侵入するトナーを遮断することが可能となる（図１６参照）。
【００６１】
そして第１の検知部材２０を貼り付けた貼付容器Ｆを現像剤収納容器２２に取り付ける。その時に蓋部材１８に設けられた位置決め穴１８ｂ，１８ｃ（図１５参照）を図１７に示す現像剤収納容器２２内に設けられた位置決めボス２２ｍ，２２ｎに係合することで現像剤収納容器内に位置決めする。
【００６２】
接続部２０ｆ，２０ｇのシールについては図１８に示すように現像剤収納容器２２の現像剤収納容器蓋２４にモルトプレーンなどのシール部材２５を貼り付け、そして現像剤収納容器２２に現像剤収納蓋２４を固定することで接続部２０ｆ，２０ｇを上からシール部材２５で押さえつけ、シールすることで現像剤が基準電極２０ｂ側に侵入することを防止できる。また貼付部材１９と蓋部材１８の中央部には前記拭取り部材１３ｂが設けられた現像剤攪拌部材１３を駆動伝達するための攪拌ギア２８を回転可能にするための穴１８ｆ，１９ｂが空いている。図１５、図１６に示すように蓋部材１８から筒状のリブ１８ａが立っている。リブ１８ａを貼付部材１９の穴１９ｂの拡径した縁部に嵌合し、穴１９ｂとリブ１８ａ間をふさぐように穴１９ｂの周辺を溶着あるいは接着することで、トナーが進入することができない貫通穴を構成することが可能となる。そしてこの穴１８ｆ，１９ｂを通じて拭取部材１３ｂの設けられた攪拌部材１３に攪拌ギア２８により駆動伝達することで前記に示した付着現像剤Ｔ´を除去することが可能となる。
【００６３】
（第一の検知部材の静電容量検出方法）
次に、第１の検知部材２０の静電容量検出手段について詳細に説明する。
【００６４】
第１の検知部材２０は図２１のトナー量検出装置Ａ５５に接続されており、第１の検知部材２０の静電容量の検出が行われる。
【００６５】
図２２はトナー量検出装置Ａ５５の内部回路構成図である。
【００６６】
端子５９は第１の検知部材２０の基準電極２０ｂの出力電極２０ｃに接続されており、トナー量検出用のクロック１を出力する。
【００６７】
クロック１は抵抗６２、抵抗６３、トランジスタ６４で生成される。信号ＣＬＫＡはエンジンコントローラ５０から出力されるクロックであり、周波数：ｆｃ＝５０ＫＨｚ、Ｄｕｔｙ＝５０％の矩形波である。クロック：ＣＬＫＡはトランジスタ６４によって振幅＝Ｖｃに増幅されて端子５９から出力される。
【００６８】
端子５７は第１の検知部材２０の測定電極２０ａの出力電極２０ｅに接続されている。電極２０ｂに端子５９から出力されたクロックが印加されると、電極２０ｅと電極２０ｄ間の静電容量：Ｃｔにより、端子５７に交流電流：Ｉ１２が流れる。ここで、交流電流：Ｉ１２の大きさは静電容量値：Ｃｔに応じた値となる。
【００６９】
交流電流：Ｉ１２は端子５７の入力部に設けられたダイオード６９及び６７によって整流され、整流された電流：Ｉ１３がオペアンプ７２、抵抗７５、及びコンデンサ７６で構成される積分回路に入力される。ここで、Ｉ１３は電流Ｉ１２の片方向成分の電流（以下、半波電流と記す）である。
【００７０】
一方、端子５８は共通入力電極２０ｄに接続されている。端子５９から出力されるクロックによって、端子５８には電極２０ｂと電極２０ｄ間の静電容量：Ｃｒに応じた大きさの電流Ｉ１４が流れる。電流：Ｉ１４は端子５７の入力部とは逆方向に設定されたダイオード６８及び７０によって整流され、電流：Ｉ１５が積分回路に入力される。Ｉ１４は電流：Ｉ１３とは逆極性の半波電流になる。
【００７１】
積分回路に入力される電流：Ｉ１３と電流Ｉ１５は積分され、抵抗７５の両端にはＩ１３とＩ１５の合計電流の平均値に応じた直流電圧：Ｖｄ１が発生する。抵抗７５の抵抗値をＲｓ１とすると、電圧：Ｖｄ１は下記の式で近似できる。
Ｖｄ１＝Ｒｓ１×ｆｃ×Ｖｃ×（Ｃｔ−Ｃｒ）・・・・・（式 １）
一方、オペアンプ７２の正入力には所定の基準電圧：Ｖｔ１が入力されており、オペアンプ７２の出力は下記で表せる特性となる。
Ｖｓ１＝Ｖｔ１−Ｒｓ１×ｆｃ×Ｖｃ×（Ｃｔ−Ｃｒ）・・・・・（式 ２）
上式で示される様に、オペアンプ７２の出力電圧：Ｖｓ１は測定電極側の電極２０ｅと２０ｄ間の静電容量と、基準電極側の電極２０ｃと２０ｄ間の静電容量の差、即ちプロセスカートリッジ内の現像剤量に応じた電圧値となる。オペアンプの出力：Ｖｓ１は出力端子６０から出力される。
【００７２】
端子６０はエンジンコントローラ内の中央演算処理装置のアナログ・デジタル変換端子に接続されている。現像剤量に応じた電圧レベル：Ｖｓ１はデジタルデータに変換され、更に予めエンジンコントローラ５０内部に記憶された変換テーブルと比較することで、プロセスカートリッジ内の現像剤量：Ｔ１に変換される。
【００７３】
（第２の検知部材の構成と配置）
図１１は現像剤容器の断面図を再記したものであり、図１２は現像剤容器を下方から見た斜視図である。第２の検知部材２１は現像剤容器Ｅの外側に設けられ、さらに外側にカバー部材２３を設けている。第２の検知部材２１は板金によって、現像剤容器Ｅの底面の凹部形状に沿うように長手全域に形成されている。現像ローラ３と現像剤規制部材１７は電気的に接続されており、第２の検知部材２１と現像ローラ３と現像剤規制部材１７の間の静電容量変化を測定し、現像剤量を検知する。
【００７４】
第２の検知部材２１は現像剤容器Ｅの外側であり、最も現像ローラ３に近い現像剤容器Ｅの凹部２２ｃの外側に接してカシメ又は接着などで固定される。現像剤容器Ｅの外側に設ける事で、画像形成装置本体と接続する接点までの配線を現像剤容器内に渡す必要が無いため、現像剤もれの心配が無い。
【００７５】
（第２の検知部材の静電容量検出方法）
次に、第２の検知部材２１の静電容量検出手段について詳細に説明する。
【００７６】
第２の検知部材２１は図２１のトナー量検出装置Ｂ４９に接続され、第２の検知部材２１と、現像ローラ３及び現像剤規制部材１７間の静電容量値の検出が行われる。
【００７７】
図２３はトナー量検出装置Ｂ４９の内部回路構成図である。
【００７８】
端子８０は第２の検知部材２１に接続されている。高圧電源５１で生成された現像交流バイアスが現像ローラ３に印加されると、第２の検知部材２１と、現像ローラ３及び現像剤規制部材１７間の静電容量：Ｃｓによって端子８０に交流電流：Ｉ１が流れる。
【００７９】
ここで、電流：Ｉ１の大きさは静電容量値：Ｃｓに応じた値となる。
【００８０】
電流：Ｉ１は端子８０の入力部に設けられたダイオード８６及び８８によって整流され、整流された電流：Ｉ２がオペアンプ９１、抵抗９３、及びコンデンサ９４で構成される積分回路に入力される。ここで、Ｉ２は電流：Ｉ１の半波電流である。
【００８１】
一方、端子８１は高圧電源５１内部の不図示の現像バイアス出力部に接続されている。即ち、端子８１には、現像ローラ３と同じ現像バイアスが印加される。
【００８２】
端子８１の入力部には静電容量：Ｃｋのコンデンサ８５が接続されており、現像交流バイアスが印加されると、静電容量：Ｃｋに応じた大きさの交流電流Ｉ３が流れる。コンデンサ８５は測定基準となる基準コンデンサであり、静電容量値：Ｃｋはプロセスカートリッジ内に現像剤が無い場合の第２の検知部材２１と、現像ローラ３及び現像剤規制部材１７間との静電容量値に設定されている。
【００８３】
電流：Ｉ３は端子８１の入力部とは逆方向に設定されたダイオード８７及び８９によって整流され、電流：Ｉ４が積分回路に入力される。電流：Ｉ４は電流：Ｉ２とは逆極性の半波電流になる。
【００８４】
積分回路に入力される電流：Ｉ２と電流Ｉ４は積分され、抵抗９３の両端にはＩ２とＩ４の合計電流の平均値に応じた直流電圧：Ｖｄ２が発生する。現像交流バイアスの周波数をｆｄ、振幅をＶｐ、抵抗値９３の抵抗値をＲｓ２とすると、Ｖｄ２は下記の式で近似できる。
Ｖｄｄ＝Ｒｓ２×ｆｄ×Ｖｐ×（Ｃｓ−Ｃｋ）・・・・・（式 ３）
一方、オペアンプ７２の正入力には所定の基準電圧：Ｖｔ２が入力されており、オペアンプ９１の出力は下記で表せる特性となる。
Ｖｓ２＝Ｖｔ２−Ｒｓ２×ｆｄ×Ｖｐ×（Ｃｓ−Ｃｋ）・・・・・（式 ４）
式（４）で示されるように、オペアンプの出力電圧：Ｖｓ２は、第２の検知部材２１と現像ローラ３及び現像剤規制部材１７間と、基準コンデンサ８５の静電容量の差、即ちプロセスカートリッジ内の現像剤量に応じた電圧値となる。オペアンプの出力：Ｖｓ２は出力端子８２から出力される。
【００８５】
端子８２はエンジンコントローラ内の中央演算処理装置のアナログ・デジタル変換端子に接続されている。現像剤量に応じた電圧レベル：Ｖｓ２はデジタルデータに変換され、更に予めエンジンコントローラ５０内部に記憶された変換テーブルと比較することでプロセスカートリッジ内の現像剤量：Ｔ２に変換される。
第１の検知部材２０で検出された現像剤量：Ｔ１と、第２の検知部材２１で検出された現像剤量：Ｔ２はエンジンコントローラ５０内部で比較され、現像剤量：Ｔ１あるいは、現像剤量：Ｔ２の値を表示部５４に表示してユーザーに通知する。更に、検出した現像剤量の検出値はプロセスカートリッジメモリユニット１００に記憶される。
【００８６】
以上のような構成で、第１の検知部材２０を貼付容器Ｆに貼付一体化することで、基準電極側へのトナー付着を防止でき、また現像剤収納容器内への配置が容易になる。
【００８７】
（実施の形態２）
本例は実施の形態１の貼付容器の構成についての実施の形態２である。
【００８８】
（貼付容器の構成）
第１の検知部材の測定電極２０ａは現像剤と触れる位置に配置される。すなわち測定電極２０ａは現像剤容器内の内側に向かって配置される。そして現像剤と触れない基準電極２０ｂは現像剤と触れない位置に配置される。図１９に示すように測定電極２０ａを貼付部材１９の現像剤収納容器内の内側に配置される面１９ｃに設けた基準１９ａに沿って貼り付ける。そして基準電極２０ｂは貼付部材の他面１９ｄには貼り付けずに実施の形態１と同様に蓋部材１８を溶着し、現像剤収納容器２２内に配置する。そして図２０に示すように現像剤収納容器２２の現像剤収納容器蓋２４にモルトプレーンなどのシール部材２５を貼り付け、そして現像剤収納容器蓋２４に固定することで接続部を上からシール部材２５で押さえつけシールする。これによって現像剤が基準電極に侵入することを防止できる。
【００８９】
以上のような構成で第１の検知部材２０の測定電極２０ａのみを貼りつけ、基準電極２０ｂの貼り付けを省くことで、貼付部材１９への検知部材２０の組み立て工数を削減できる。
【００９０】
実施の形態はプロセスカートリッジについて述べたが、本発明は現像手段と現像剤収納容器を一体的とし装置本体へ着脱可能な現像カートリッジ及び装置本体へ着脱可能で装置本体に据置又は着脱可能な現像手段に現像剤を供給するための現像剤容器に適用される。
【００９１】
【発明の効果】
そこで、本発明によれば、組み立て性、現像剤量の検知精度を満足しうる検知手段を有するプロセスカートリッジ、現像剤容器、及び、前記プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図面は何れも実施の形態を示し、
【図１】本発明に係る電子写真画像形成装置の縦断面図である。
【図２】本発明に係るプロセスカートリッジの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明に係るプロセスカートリッジの縦断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は現像剤消費の様子を示す現像剤容器の縦断面図である。
【図５】本発明の現像剤量検出装置における現像剤量と静電容量の関係を示すグラフである。
【図６】本発明における第１の検知部材の斜視図である。
【図７】本発明における第１の検知部材の斜視図である。
【図８】本発明における第１の検知部材の展開図である。
【図９】本発明における現像剤容器の斜視図である。
【図１０】本発明における拭取り部材の様子を示す斜視図である。
【図１１】本発明における第２の検知部材を説明するためのプロセスカートリッジの縦断面図である。
【図１２】本発明における第２の検知部材の配置場所を説明するプロセスカートリッジの下方から見た斜視図である。
【図１３】本発明における貼付部材に第１の検知部材を貼り付けた正面図である。
【図１４】本発明のおける貼付部材に第１の検知部材を貼り付けた斜視図である。
【図１５】本発明のおける蓋部材の斜視図である。
【図１６】本発明のおける貼付容器の斜視図である。
【図１７】本発明における現像剤収納容器の貼付容器の組み込み部の斜視図である。
【図１８】本発明における現像剤容器の縦断面図である。
【図１９】実施の形態２の斜視図である。
【図２０】実施の形態２の縦断面図である。
【図２１】本発明における画像形成装置のシステムブロック図である。
【図２２】本発明におけるトナー量検出装置Ａの内部回路図である。
【図２３】本発明におけるトナー量検出装置Ｂの内部回路図である。
【図２４】本発明におけるメモリユニットの配置説明用正面図である。
【符号の説明】
Ａ…画像形成装置（レーザプリンタ）
Ｂ…プロセスカートリッジ
Ｅ…現像剤容器
Ｆ…貼付容器
Ｔ，Ｔ′…現像剤
Ｓ…記録紙
Ｒｏ１，Ｒｏ２，Ｒｏ３…室
１…感光体ドラム
２…帯電手段
３…現像ローラ
４…レーザスキャナ
５…転写手段
６…紙カセット
７…定着手段
８…クリーニング手段
９…排紙トレイ
１０‥クリーニング容器
１１…現像容器
１２，１３，１４…現像剤攪拌部材
１２ａ，１３ａ，１４ａ…攪拌翼部材
１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ…撹拌棒部材
１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ…撹拌翼押え部材
１３ｂ…拭取部材
１５…サイドカバー
１６…サイドカバー
１７…現像剤規制部材
１８…蓋部材 １８ａ…リブ １８ｂ，１８ｃ…位置決め穴 １８ｄ，１８ｅ…凹部 １８ｆ…穴
１９…貼付部材 １９ａ…基準 １９ｂ…穴 １９ｃ…一面 １９ｄ…他の一面
２０…第１の検知部材 ２０ａ…測定電極 ２０ｂ…基準電極 ２０ｃ…基準側出力電極 ２０ｄ…共通入力電極 ２０ｅ…測定側出力電極 ２０ｆ，２０ｇ…接続部
２１…第２の検知部材
２２…現像剤収納容器 ２２ａ…排出口 ２２ｂ…充填口 ２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ…凹部 ２２ｆ，２２ｇ…頂部 ２２ｈ，２２ｉ…開口部 ２２ｊ…側壁 ２２ｍ，２２ｎ…位置決めボス
２３…カバー部材
２４…現像剤収納容器蓋 ２４ａ，２４ｂ…リブ
２５…シール部材
２６…現像剤シール部材
２７…現像剤蓋
２８…駆動ギア
４９…トナー量検出装置Ｂ
５０…エンジンコントローラ
５１…高圧電源
５２…駆動部
５３…センサ郡
５４…表示部
５５…トナー量検出装置Ａ
５６…メモリ制御回路
５７，５８，５９…端子
６４…トランジスタ
７２…オペアンプ
１００…メモリユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process cartridge, a developer container, and an electrophotographic image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic image forming process, there is a process cartridge system in which an electrophotographic photosensitive member and process means acting on the electrophotographic photosensitive member are integrated into a cartridge, and the cartridge can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. Widely adopted.
[0003]
In such a process cartridge type electrophotographic image forming apparatus, since the user has to replace the cartridge, a means for notifying the user when the developer is consumed, that is, a developer amount detecting device is required.
[0004]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a developer amount detection device, there is one that has two electrode rods in a developer container of a developing means and detects a developer by detecting a change in capacitance between the two electrode rods. is there.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-100571 discloses a developer detection method in which two parallel electrodes arranged on the same plane in parallel with a predetermined interval are combined in an uneven shape instead of two electrode rods. There is disclosed a developer amount detection device that includes an electrode member and has the developer detection electrode member installed on the lower surface of the developer container. In this apparatus, the developer remaining amount is detected by detecting a change in electrostatic capacitance between parallel electrodes installed in a planar state.
[0006]
The developer amount detection device described above detects the presence or absence of the developer in the developer container, and is intended to detect that the developer is low immediately before the developer is used up.
[0007]
On the other hand, if the remaining amount of developer in the developer container can be detected sequentially, the user can know the developer usage status, and a new process cartridge can be prepared according to the replacement time. Very convenient for users.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-122397 discloses a sequential developer by using a pair of electrode members in which two parallel electrodes arranged in parallel on the same plane with a predetermined interval are combined in an uneven shape. A detection device has been proposed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the developer amount sequential detection device described above, a pair of electrodesOne ofOn the side in contact with the tonerAnd arrange the other electrode on the side not in contact with the toner.There is a need to. AlsoThe other of the electrodesTo prevent toner and foreign matter from adhering to the outsideAssembleThere is a need.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a process cartridge, a developer cartridge, a developer container, an electrode coupling container, and an electrophotographic image forming apparatus in which these cartridges can be attached and detached. That is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first invention according to the present application provides:
In a process cartridge that can be attached to and detached from the electrophotographic image forming apparatus main body,
(A) an electrophotographic photoreceptor;
(B) a developer storage container for storing the developer;
(C) developing means for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member using the developer;
(D) A detection provided in the developer container for detecting the amount of developer in the developer container.ElementBecause
A plate-shaped plate having a surface disposed inside the developer container.A pasting member;
Having a common input side electrode and a first output side electrode configured on the same plane with an interval,The pasting memberThe one side ofAffixed to the developer and in contact with the developerA measurement electrode, wherein a clock is applied to the common input side electrode, whereby a measurement current corresponding to a capacitance between the common input side electrode and the first output side electrode is measured. To the device bodyA measuring electrode;
The common input side electrode and the second output side electrode configured on the same plane with an interval,The pasting memberThe other side ofAffixed to the developer and does not contact the developerAn environmental condition of the measurement electrode according to a capacitance between the common input electrode and the second output electrode by applying the clock to the common input electrode. A reference current for detecting a change in capacitance due to the change is output from the second output side electrode to the apparatus main body.A reference electrode;
The measurement electrode and the reference electrode are connected to attach the measurement electrode to the one surface and the reference electrode to the other surface.A connection,
A lid member that covers the reference electrode and is fixed to the affixing member so that the developer does not contact the reference electrode and the developer contacts the measurement electrode;
A recess provided in the lid member and passing through the connecting portion;
Detection withElementWhen,
(E) For the reference electrodeSaidTo avoid contact with the developer,The recessFromSaidTo prevent developer from enteringRecessA sealing member covering
(F) a developer container lid that covers the developer container with the seal member pressed;
Have
The seal member pressed against the developer storage container lid,The recessBy detecting the lid member portion provided withElementIs fixed in the developer container.
[0015]
    In order to achieve the above object, a fifth invention according to the present application provides:
In the developer container detachable from the electrophotographic image forming apparatus main body,
(A) a developer storage container for storing the developer;
(B) Detection provided in the developer container for detecting the amount of developer in the developer container.ElementBecause
A plate-shaped plate having a surface disposed inside the developer container.A pasting member;
Having a common input side electrode and a first output side electrode configured on the same plane with an interval,The pasting memberThe one side ofAffixed to the developer and in contact with the developerA measurement electrode, wherein a clock is applied to the common input side electrode, whereby a measurement current corresponding to a capacitance between the common input side electrode and the first output side electrode is measured. To the device bodyA measuring electrode;
The common input side electrode and the second output side electrode configured on the same plane with an interval,The pasting memberThe other side ofAffixed to the developer and does not contact the developerAn environmental condition of the measurement electrode according to a capacitance between the common input electrode and the second output electrode by applying the clock to the common input electrode. A reference current for detecting a change in capacitance due to the change is output from the second output side electrode to the apparatus main body.A reference electrode;
A connection portion connecting the measurement electrode and the reference electrode in order to attach the measurement electrode to the one surface and the reference electrode to the other surface;
A lid member that covers the reference electrode and is fixed to the affixing member so that the developer does not contact the reference electrode and the developer contacts the measurement electrode;
A recess provided in the lid member and passing through the connecting portion;
Detection withElementWhen,
(C) For the reference electrodeSaidTo avoid contact with the developer,The recessFromSaidPrevent developer from enteringThe recessA sealing member covering
(D) a developer storage container lid that covers the developer storage container in a state where the seal member is pressed;
Have
The seal member pressed against the developer storage container lid,The recessBy detecting the lid member portion provided withElementIs fixed in the developer container.
[0019]
  The ninth invention according to the present application for achieving the above object is as follows:
  In an electrophotographic image forming apparatus for forming an image on a recording medium,
a. An electrophotographic photoreceptor;
  A developer storage container for storing the developer;
  A developing means for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member using the developer, and a developer container in the developer container for detecting the amount of developer in the developer container. A detection member provided, a plate-shaped attachment member having one surface disposed inside the developer container, a common input side electrode and a first output configured on the same plane with a space therebetween A measuring electrode that is attached to the one surface of the attaching member and is in contact with the developer, wherein a clock is applied to the common input side electrode, and the common input side electrode The common electrode configured on the same plane with a gap between the measurement electrode that outputs a measurement current according to the capacitance between the first output electrode and the first output electrode to the apparatus main body. An input side electrode and a second output side electrode; A reference electrode that is affixed to the other surface of the base member and does not contact the developer, and the common input side electrode and the second output side electrode when the clock is applied to the common input side electrode; A reference electrode for outputting a reference current for detecting a change in capacitance due to a change in environmental conditions of the measurement electrode according to the capacitance between the second output side electrode and the device body; and In order to attach the measurement electrode to the one surface and the reference electrode to the other surface, the connecting portion connecting the measurement electrode and the reference electrode is not brought into contact with the developer. And a lid member that covers the reference electrode and is fixed to the affixing member so that the developer contacts the measurement electrode, and a recess that is provided on the lid member and passes through the connection portion And have A sensing member, in order not to contact the developer to the reference electrode, and the sealing member, wherein the developer from the recess covers the recess so as to prevent entry
  A developer container lid that covers the developer container in a state of pressing the seal member; and
Have
  The seal member pressed against the developer storage container lid is configured to fix the detection member in the developer storage container by pressing the lid member portion provided with the recess. Process cartridgeWhen,
b. The process cartridgeMounting means for detachably mounting;
c. Corresponding to environmental conditions in the developer container by comparing the measurement current with the reference current by electrically connecting the process cartridge to the attachment means in a state where the process cartridge is attached to the attachment means. And a developer amount detecting means for detecting the developer amount in the developer storage container by removing the amount of change in the electrostatic capacity.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
(Description of process cartridge and image forming apparatus main body)
Hereinafter, a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a sectional view of a process cartridge and an image forming apparatus according to the present embodiment.
[0027]
The process cartridge B includes a photosensitive drum 1, a charging unit 2 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 1, a cleaning unit in which the cleaning unit 8 is integrated with a cleaning container 10, and the photosensitive drum 1. A developing unit that is provided with a developing container 11 and a developer container 22 provided with a developing roller 3 as a developing means disposed oppositely and a developer regulating member 17 that regulates the amount of toner on the developing roller 3. It is constructed integrally.
[0028]
Further, in the laser printer A which is an image forming apparatus, a laser scanner 4 for irradiating laser light corresponding to image information is provided above the process cartridge B, and a transfer means 5 facing the photosensitive drum 1 is provided below. Is arranged.
[0029]
In the above configuration, image formation is performed as follows. First, the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging means 2, and the surface thereof is scanned and exposed by the laser light emitted from the laser scanner 4, thereby forming an electrostatic latent image of target image information. The electrostatic latent image is visualized as an image with the developer in the developing container 11 attached by the action of the developing roller 3. In the present embodiment, an insulating magnetic one-component developer is used as the developer. The image on the photosensitive drum 1 is transferred by the transfer means 5 to the recording paper S that is a recording medium fed and conveyed from the paper cassette 6. The recording sheet S passes through the fixing means 7 to fix the image on the recording sheet S, and is discharged to a discharge tray 9 outside the image forming apparatus main body (hereinafter referred to as the apparatus main body). After the developer image is transferred onto the recording paper S, the developer remaining on the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning unit 8 and collected in the cleaning container 10.
[0030]
Further, the process cartridge B is mounted with a memory unit which is a storage device. FIG. 24 is a diagram showing the arrangement of the memory units 100 mounted on the process cartridge B.
[0031]
The memory unit 100 is mounted on the side surface of the process cartridge B.
[0032]
(Overall system configuration)
Next, the system configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the system block diagram of FIG.
[0033]
An engine controller 50 performs system control of the entire image forming apparatus. The engine controller 50 includes a central processing unit (CPU) (not shown), and a series of system processing of the image forming apparatus is performed according to a program stored in the central processing unit. Reference numeral 51 denotes a high voltage power source, a charging bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage on the charging unit 2, a developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage on the developing roller 3, a transfer bias that is a DC voltage on the transfer unit 5, and a fixing unit 7 generates a fixing bias which is a DC voltage. 52 is a drive unit including a motor, a solenoid and the like provided in the apparatus, 53 is a sensor group provided at a predetermined position in the image forming apparatus, 54 is a display unit for displaying the state of the apparatus, and 49 and 55 are process cartridges. And toner amount detecting devices A and B for detecting the electrostatic capacity of the developer detecting member.
[0034]
A memory control circuit 56 controls the memory unit 100 mounted on the process cartridge B.
[0035]
(Description of memory unit)
Here, the memory unit 100 will be described.
[0036]
The memory unit 100 includes a nonvolatile storage element therein, and can perform data writing and data reading by performing data communication between the image forming apparatuses.
[0037]
All control of data communication is performed by the memory control circuit 56.
[0038]
Data communication is performed in a non-contact manner by magnetic coupling between an antenna provided in the memory unit 100 and an antenna (not shown) provided in the image forming apparatus. When the process cartridge 100 is attached to the laser printer A, the antenna unit of the memory unit 100 and the antenna provided in the laser printer A come close to each other and communication is possible.
[0039]
Further, a power supply circuit is provided inside the memory unit 100, and all DC power used inside is supplied from this power supply circuit. In the power supply circuit, a DC voltage is generated by rectifying a current generated in the antenna by magnetic coupling of the two antennas.
The memory unit 100 stores information related to the process cartridge.
[0040]
(Process cartridge configuration)
FIG. 2 is an exploded perspective view of the process cartridge according to the present embodiment, and FIG. 3 is a sectional view of the process cartridge.
[0041]
In FIG. 2, the process cartridge of the present embodiment includes a developer container E that contains a developer, a developer container 11 that holds the developing means, a cleaning container 10 that holds the photosensitive drum 1 and the cleaning means 8, and a developer container E. And side covers 15 and 16 that hold the cleaning container 10 and a cover member 23 that covers the second detection member 21, and are integrally formed into a cartridge by connecting the containers with the side cover.
[0042]
The developer container E has a discharge port 22a for discharging the developer in the developer storage container 22 to the developer container 11, and a removable developer seal member 26 is attached so as to seal the discharge port 22a. Yes. A first detection member 20 that detects the amount of developer in the developer container E is attached to the attaching member 19 and is arranged in a state of being partitioned by the lid member 18. Further, the developer container has stirring members 12, 13, and 14 that are rotatably mounted. Then, after these stirring members 12, 13, 14 and the first detection member 20 are incorporated in the developer storage container 22, the developer storage container lid 24 is covered, and the developer storage container lid 24 is then connected to the developer storage container. Weld to 22. Then, the developer T is filled from the filling port 22 b provided on the side surface of the developer container 22 and sealed with the developer lid 27.
[0043]
In FIG. 3, the developer container E has a horizontally long shape (a shape in which the horizontal direction in FIG. 3 is long) in order to cope with an increase in capacity, and the bottom surface of the developer container E has three concave portions 22c, 22d, and 22e. It has become. Here, each recessed part 22c, 22d, 22e is an arc-shaped cross section centering on the stirring rod members 12c, 13c, 14c. The driving force is transmitted by gear drive from a motor of the apparatus main body (not shown), and the three stirring members 12, 13, and 14 correspond to the recesses 22c, 22d, and 22e of the developer container 22, and the stirring members 12, The developer T is transported to the developing container 11 by the stirring blade members 12 a, 13 a, and 14 a provided on 13 and 14. By making the developer container E into a horizontally long shape, the weight of the developer T can be reduced, so that fading, deterioration of the developer, increase in stirring torque, and the like can be reduced.
[0044]
As the stirring blade members 12a, 13a, and 14a, resin sheet members such as polyethylene terephthalate and polyphenylene sulfide are used, and the developer T is stirred and conveyed. The rotation radii of the tips of the stirring blade members 12a, 13a, and 14a are larger than the radii of the recesses 22c, 22d, and 22e of the developer container 22, and are in contact with the recesses 22c, 22d, and 22e in the bent state. The developer container 22 rubs against the bottom surfaces of the recesses 22c, 22d, and 22e. The stirring rod members 12c, 13c, and 14c rotate clockwise in FIG. As a result, the developer T is laterally conveyed without leaving the developer T on the bottom surface of the developer container 22.
[0045]
Ribs 24a and 24b integrated with the developer storage container lid 24 are provided in the vertical direction so as to face the top 22f between the adjacent recesses 22c and 22d and the top 22g between 22d and 22e. The ribs 24a and 24b extend over almost the entire length in the longitudinal direction of the developer container 22, and the chambers R01, R02, and R03 on the concave portions 22c, 22d, and 22e are the chamber R01 on the concave portion 22c and the chamber R02 on the concave portion 22d. The opening 22h between the rib 24a and the top 22f communicates, and the chamber R02 on the recess 22d and the chamber R03 above the recess 22e communicate with each other through an opening 22i between the rib 24b and the top 22g. Therefore, in the lateral conveyance of the developer described above, the developer in the chamber R01 is sent out to the developing roller 3 through the carry-out port 22a by the stirring member 12, and the developer in the chamber R02 is sent out to the chamber R01 through the opening 22h by the stirring member 13. The developer in the chamber R03 is sent out to the chamber R02 through the opening 22i by the stirring member 14.
[0046]
(Outline of developer amount detection member)
In FIG. 3, a first detection member 20 and a second detection member 21 are provided to sequentially detect the developer amount. The first detection member 20 is used to detect an area where the developer T is high, and the second detection member 21 is used to detect an area where the developer T is low. Specifically, the first detection member 20 detects the developer amount from about 50% to about 10% from the beginning of use, and the second detection member 21 detects the developer amount between about 50% and 10%. Detect until the developer runs out. Both the first detection member and the second detection members 20 and 21 measure the developer by capacitance.
[0047]
FIGS. 4A to 4D show the transition of the developer, and FIG. 5 shows the relationship between the developer amount and the capacitance. In the present embodiment, it is assumed that the delivery from the first detection member 20 to the second detection member 21 is performed around the developer amount of about 20%. 4 correspond to (a) to (d) of FIG. 4 and (a) to (d) of FIG.
[0048]
(A) When the developer amount is 100%, both the first detection member 20 and the second detection member 21 are buried in the developer. At this time, the output of the first detection member 20 is X2. (B) As the developer is gradually consumed, the amount of developer in the detection area of the first detection member 20 changes. As the area of the developer in contact with the surface of the first detection member 20 changes, the output also changes. At this time, the output of the first detection member 20 is X3. (C) The second detection member 21 starts to operate when the developer reaches about 20%. At this time, the output of the second detection member 21 is Y2. (D) Detection is performed until the developer becomes 0%. At this time, the output of the second detection member is Y1. Therefore, sequential detection can be performed in all areas from the beginning to the end of using the process cartridge B.
[0049]
(Principle and configuration of first detection member)
Next, the operation principle of each detection member will be described. First, the first detection member is shown in FIG. FIG. 7 is a view seen from the opposite side of FIG. 6, and FIG. 8 is a development view of the first detection member 20.
[0050]
In FIG. 8, the first detection member 20 has a measurement-side output electrode 20e, a reference-side output electrode 20c, and a common input electrode 20d. A combination of the measurement side output electrode 20e and the common input electrode 20d is a measurement electrode 20a, and a combination of the reference side output electrode 20c and the common input electrode 20d is a reference electrode 20b. The measurement electrode 20a and the reference electrode 20b are electrode members that detect the capacitance between the electrodes by input and output electrodes formed on the same surface in parallel with a predetermined interval.
[0051]
6 and 7, the measurement electrode 20 a is disposed at a position in contact with the developer such as the inner side surface in the developer container 22. By measuring the capacitance between the paired electrodes 20e and 20d, a change in the area of the developer touching the electrode surface is detected, and the amount of developer in the developer container 22 is known. I can do it. That is, since the developer has a dielectric constant larger than that of air, the capacitance between the electrodes changes when the area of the detection member surface touched by the developer changes.
[0052]
The reference electrode 20b is arranged in the developer container E at a position where it does not come into contact with the developer, and is designed so that the change in capacitance when the environmental conditions are changed is the same as that of the measurement electrode 20a. . In the present embodiment, the electrode patterns of the measurement electrode 20a and the reference electrode 20b have the same shape. Therefore, by subtracting the capacitance value of the reference electrode 20b from the capacitance value of the measurement electrode 20a, it can be assumed that there is no change in capacitance due to environmental conditions, and detection accuracy can be improved. Is possible.
[0053]
As shown in FIG. 8, the first detection member 20 is preferably provided with a measurement electrode 20a and a reference electrode 20b on one surface of a flexible substrate such as a flexible printed substrate. It shall be placed in a container. Using an adhesive such as a double-sided tape, the edge or the entire back surface is fixed so that the developer does not enter the back side of the measurement electrode 20a.
[0054]
(Arrangement of first detection member)
FIG. 9 is a perspective view of the developer container E. Although three stirring members 12, 13, and 14 are provided, the stirring rod member of the stirring member 13 that is the second closest to the developing roller 3 and that is in a position to feed the developer into the action region of the second detection member described later. 13c is arranged on the side wall 22j on the driving side in the developer container E such that the first detection member 20 surrounds it. Gears are respectively fixed to the stirring rod members 12c, 13c, and 14c outside the side wall 22j. Each gear forms a gear train via an idler gear, and is driven by a shaft coupling from the apparatus main body (not shown). By arranging at this position, it is possible to reduce the area of the first detection member 20 while realizing sequential detection, so that the component cost can be reduced. Further, by separating from the developing roller 3, the influence of the developing bias can be reduced.
[0055]
Since the first detection member 20 has very high sensitivity in the vicinity of the detection member surface, providing a surface wiping member as a means for removing the developer on the surface is effective in increasing detection accuracy. At this time, it is preferable to provide the developer stirring member 13 with a wiping member 13b for simplification of the configuration. In that case, the 1st detection member 20 will be arrange | positioned in the range which the wiping member 13b functions corresponding to a developer stirring area | region.
[0056]
(Configuration of wiping member)
In the present embodiment, a surface wiping member 13b is provided as a developer removing means for removing the developer adhering to the detection region of the first detection member 20 on the developer stirring member 13. The wiping member 13b is provided only on the stirring member 13 at the position where the first detection member 20 is provided (see FIG. 9).
[0057]
The developer stirring member 13 includes a stirring bar member 13c, a stirring blade member 13a, a stirring blade pressing member 13d, and a wiping member 13b. The stirring rod member 13c is rotatably supported by the developer storage container 22. The stirring blade member 13a is pressed against and fixed to the stirring rod member 13c by the stirring blade pressing member 13d. The stirring blade pressing member 13d is formed of sheet metal or resin, and is fixed to the stirring rod member 13c by heat caulking, ultrasonic welding, adhesion, or the like. Similarly to the stirring blade member 13a, the wiping member 13b is also fixed by the stirring blade pressing member 13d. The stirring blade member 13a is formed of a resin material typified by polyethylene terephthalate or polyphenylene sulfide. In the wiping member 13b, a resin sheet member such as polyethylene terephthalate or polyphenylene sulfide may be used, or rubber or a foamed member may be used. That is, as long as the material is suitable for wiping the surface of the first detection member 20, the function does not change.
[0058]
The other stirring members 12, 14 are fixed to the stirring rod members 12c, 14c with the stirring blade members 12a, 14a using the stirring rod pressing members 12d, 14d.
[0059]
FIG. 10 is a perspective view of the first detection member 20 in a state where the developer is consumed to some extent. The attached developer T ′ attached to the first detection member 20 exists above the developer surface. If the adhered developer T ′ is present, the capacitance of the measuring electrode 20a increases, which causes variation. Therefore, by wiping the first measurement electrode 20a with the wiping member 13b, it is possible to remove the developer adhering above the developer surface and improve the detection accuracy.
[0060]
(Configuration of the sticking container)
Next, the structure of the sticking container F of the first detection member will be described. As described above, the measurement electrode 20a of the first detection member is disposed at a position in contact with the developer. That is, the measurement electrode 20a is arranged toward the inside of the developer container. The reference electrode 20b that does not come into contact with the developer is disposed at a position where it does not come into contact with the developer. For this purpose, first, in the present embodiment, an attaching member 19 for attaching the measurement electrode 20a and the reference electrode 20b is used. The sticking member 19 has a plate shape as shown in FIGS. 13 and 14, whereby the measuring electrode 20 a is stuck to the one surface 19 c arranged inside the developing container using the reference 19 a, and then folded to return the sticking member 19. The reference electrode 20b is pasted on the other surface 19d. At that time, the sticking member 19 is used as a plate material, and the measurement electrode 20a and the reference electrode 20b are connected at the two ends of the connecting portions 20f and 20g, and the portion is folded back to reduce the inclination when the reference electrode 20b is attached. Attaching is facilitated, and the attaching position can be stabilized. Then, as shown in FIGS. 15 and 16, the lid member 18 is attached so as to cover the reference electrode side 20b of the sticking member 19 to which the measurement electrode 20a and the reference electrode 20b are attached. Concave portion in which connecting portions 20f and 20g of adhesive member 19, measurement electrode 20a and reference electrode 20b are released(Hole)The lid member 18 having 18d and 18e (see FIG. 15) is used, and the surroundings other than the connecting portions 20f and 20g are welded or bonded, and integrated to enter the reference electrode 20b side from other than the connecting portions 20f and 20g. It is possible to block the toner (see FIG. 16).
[0061]
Then, the sticking container F to which the first detection member 20 is stuck is attached to the developer storage container 22. At that time, the positioning holes 18b and 18c (see FIG. 15) provided in the lid member 18 are engaged with the positioning bosses 22m and 22n provided in the developer storage container 22 shown in FIG. Position to.
[0062]
As shown in FIG. 18, a seal member 25 such as a malt plane is attached to the developer storage container cover 24 of the developer storage container 22 and the developer storage cover 22 is sealed with the developer storage cover 22. By fixing 24, the connecting portions 20f and 20g are pressed by the seal member 25 from above, and sealing can prevent the developer from entering the reference electrode 20b side. Further, holes 18f and 19b for allowing the stirring gear 28 for transmitting the driving force to the developer stirring member 13 provided with the wiping member 13b to be rotated are formed in the central portion of the sticking member 19 and the lid member 18. Yes. As shown in FIGS. 15 and 16, a cylindrical rib 18 a stands from the lid member 18. The rib 18a is fitted to the enlarged edge of the hole 19b of the sticking member 19, and the periphery of the hole 19b is welded or bonded so as to close the hole 19b and the rib 18a, so that the toner cannot enter. It is possible to configure the hole. Then, the above-mentioned adhered developer T ′ can be removed by transmitting the driving force to the stirring member 13 provided with the wiping member 13b through the holes 18f and 19b by the stirring gear 28.
[0063]
(Capacitance detection method of first detection member)
Next, the capacitance detection means of the first detection member 20 will be described in detail.
[0064]
The first detection member 20 is connected to the toner amount detection device A55 of FIG. 21, and the capacitance of the first detection member 20 is detected.
[0065]
FIG. 22 is an internal circuit configuration diagram of the toner amount detection device A55.
[0066]
The terminal 59 is connected to the output electrode 20c of the reference electrode 20b of the first detection member 20, and outputs the clock 1 for detecting the toner amount.
[0067]
The clock 1 is generated by a resistor 62, a resistor 63, and a transistor 64. The signal CLKA is a clock output from the engine controller 50, and is a rectangular wave having a frequency: fc = 50 KHz and Duty = 50%. Clock: CLKA is amplified to amplitude = Vc by transistor 64 and output from terminal 59.
[0068]
The terminal 57 is connected to the output electrode 20 e of the measurement electrode 20 a of the first detection member 20. When the clock output from the terminal 59 is applied to the electrode 20b, the alternating current: I12 flows to the terminal 57 due to the capacitance Ct between the electrode 20e and the electrode 20d. Here, the magnitude of the alternating current: I12 is a value corresponding to the capacitance value: Ct.
[0069]
The alternating current: I12 is rectified by diodes 69 and 67 provided at the input section of the terminal 57, and the rectified current: I13 is input to an integrating circuit including an operational amplifier 72, a resistor 75, and a capacitor. Here, I13 is a current of one-way component of the current I12 (hereinafter referred to as half-wave current).
[0070]
On the other hand, the terminal 58 is connected to the common input electrode 20d. Due to the clock output from the terminal 59, a current I14 having a magnitude corresponding to the capacitance between the electrodes 20b and 20d: Cr flows through the terminal 58. The current: I14 is rectified by the diodes 68 and 70 set in the opposite direction to the input portion of the terminal 57, and the current: I15 is input to the integrating circuit. I14 is a current: a half-wave current having a polarity opposite to that of I13.
[0071]
The current I13 and the current I15 input to the integrating circuit are integrated, and a DC voltage Vd1 corresponding to the average value of the total current of I13 and I15 is generated at both ends of the resistor 75. When the resistance value of the resistor 75 is Rs1, the voltage: Vd1 can be approximated by the following equation.
Vd1 = Rs1 × fc × Vc × (Ct−Cr) (Equation 1)
On the other hand, a predetermined reference voltage: Vt1 is input to the positive input of the operational amplifier 72, and the output of the operational amplifier 72 has the following characteristics.
Vs1 = Vt1-Rs1 * fc * Vc * (Ct-Cr) (Formula 2)
As shown in the above equation, the output voltage Vs1 of the operational amplifier 72 is the difference between the capacitance between the electrodes 20e and 20d on the measurement electrode side and the capacitance between the electrodes 20c and 20d on the reference electrode side, that is, the process cartridge. It becomes a voltage value corresponding to the amount of the developer inside. The output of the operational amplifier: Vs1 is output from the output terminal 60.
[0072]
The terminal 60 is connected to an analog / digital conversion terminal of a central processing unit in the engine controller. The voltage level Vs1 corresponding to the developer amount is converted into digital data, and further converted into a developer amount T1 in the process cartridge by comparing with a conversion table stored in the engine controller 50 in advance.
[0073]
(Configuration and arrangement of second detection member)
FIG. 11 shows a cross-sectional view of the developer container, and FIG. 12 is a perspective view of the developer container as viewed from below. The second detection member 21 is provided outside the developer container E, and further a cover member 23 is provided outside. The 2nd detection member 21 is formed in the whole longitudinal direction so that the recessed part shape of the bottom face of the developer container E may be followed with the sheet metal. The developing roller 3 and the developer regulating member 17 are electrically connected, and a change in electrostatic capacitance between the second detecting member 21, the developing roller 3 and the developer regulating member 17 is measured to detect the amount of developer. To do.
[0074]
The second detection member 21 is outside the developer container E, is in contact with the outside of the recess 22c of the developer container E closest to the developing roller 3, and is fixed by caulking or bonding. By providing the outer side of the developer container E, it is not necessary to pass the wiring to the contact point connected to the image forming apparatus main body into the developer container, so that there is no fear of the developer leaking.
[0075]
(Capacitance detection method of second detection member)
Next, the capacitance detection means of the second detection member 21 will be described in detail.
[0076]
The second detection member 21 is connected to the toner amount detection device B49 of FIG. 21, and the capacitance value between the second detection member 21, the developing roller 3, and the developer regulating member 17 is detected.
[0077]
FIG. 23 is an internal circuit configuration diagram of the toner amount detection device B49.
[0078]
The terminal 80 is connected to the second detection member 21. When the developing AC bias generated by the high-voltage power supply 51 is applied to the developing roller 3, an AC current is applied to the terminal 80 by the capacitance Cs between the second detection member 21 and the developing roller 3 and the developer regulating member 17. : I1 flows.
[0079]
Here, the magnitude of the current I1 is a value corresponding to the capacitance value Cs.
[0080]
The current: I1 is rectified by diodes 86 and 88 provided at the input portion of the terminal 80, and the rectified current: I2 is input to an integrating circuit including an operational amplifier 91, a resistor 93, and a capacitor 94. Here, I2 is a half-wave current of current: I1.
[0081]
On the other hand, the terminal 81 is connected to a developing bias output unit (not shown) inside the high voltage power source 51. That is, the same developing bias as that of the developing roller 3 is applied to the terminal 81.
[0082]
A capacitor 85 having a capacitance of Ck is connected to the input portion of the terminal 81. When a developing AC bias is applied, an AC current I3 having a magnitude corresponding to the capacitance Ck flows. The capacitor 85 is a reference capacitor serving as a measurement reference, and a capacitance value: Ck is a static value between the second detection member 21 when there is no developer in the process cartridge and between the developing roller 3 and the developer regulating member 17. The capacitance value is set.
[0083]
Current: I3 is rectified by diodes 87 and 89 set in the opposite direction to the input section of terminal 81, and current: I4 is input to the integrating circuit. Current: I4 is a half-wave current having a polarity opposite to that of current: I2.
[0084]
The current I2 and the current I4 input to the integrating circuit are integrated, and a DC voltage Vd2 corresponding to the average value of the total current of I2 and I4 is generated at both ends of the resistor 93. Assuming that the frequency of the development AC bias is fd, the amplitude is Vp, and the resistance value of the resistance value 93 is Rs2, Vd2 can be approximated by the following equation.
Vdd = Rs2 × fd × Vp × (Cs−Ck) (Equation 3)
On the other hand, a predetermined reference voltage: Vt2 is input to the positive input of the operational amplifier 72, and the output of the operational amplifier 91 has the following characteristics.
Vs2 = Vt2-Rs2 * fd * Vp * (Cs-Ck) (Formula 4)
As shown in the expression (4), the output voltage Vs2 of the operational amplifier is the difference in electrostatic capacitance between the second detection member 21, the developing roller 3 and the developer regulating member 17 and the reference capacitor 85, that is, the process cartridge. It becomes a voltage value according to the amount of the developer. The output of the operational amplifier: Vs2 is output from the output terminal 82.
[0085]
The terminal 82 is connected to an analog / digital conversion terminal of a central processing unit in the engine controller. The voltage level Vs2 corresponding to the developer amount is converted into digital data, and further converted into a developer amount T2 in the process cartridge by comparing with a conversion table stored in the engine controller 50 in advance.
The developer amount T1 detected by the first detection member 20 and the developer amount T2 detected by the second detection member 21 are compared in the engine controller 50, and the developer amount T1 or the developer is compared. Amount: The value of T2 is displayed on the display unit 54 to notify the user. Further, the detected value of the detected developer amount is stored in the process cartridge memory unit 100.
[0086]
With the configuration as described above, by sticking and integrating the first detection member 20 to the sticking container F, it is possible to prevent toner from adhering to the reference electrode side, and it is easy to arrange in the developer storage container.
[0087]
(Embodiment 2)
This example is Embodiment 2 about the structure of the sticking container of Embodiment 1. FIG.
[0088]
(Configuration of the sticking container)
The measurement electrode 20a of the first detection member is disposed at a position where it comes into contact with the developer. That is, the measurement electrode 20a is arranged toward the inside of the developer container. The reference electrode 20b that does not come into contact with the developer is disposed at a position where it does not come into contact with the developer. As shown in FIG. 19, the measurement electrode 20a is affixed along a reference 19a provided on a surface 19c disposed inside the developer container of the affixing member 19. The reference electrode 20b is not attached to the other surface 19d of the attaching member, and the lid member 18 is welded in the same manner as in the first embodiment, and is arranged in the developer container 22. Then, as shown in FIG. 20, a seal member 25 such as a malt plane is attached to the developer storage container lid 24 of the developer storage container 22 and fixed to the developer storage container lid 24 so that the connection portion is sealed from above. Press and seal with 25. This can prevent the developer from entering the reference electrode.
[0089]
By attaching only the measurement electrode 20a of the first detection member 20 and omitting the attachment of the reference electrode 20b with the above configuration, the number of steps for assembling the detection member 20 to the attachment member 19 can be reduced.
[0090]
In the embodiment, the process cartridge has been described. However, in the present invention, the developing means and the developer storage container are integrated, and the developing cartridge can be attached to and detached from the apparatus main body. It is applied to a developer container for supplying developer.
[0091]
【The invention's effect】
Therefore, according to the present invention, there are provided a process cartridge having a detecting means capable of satisfying assemblyability and detection accuracy of a developer amount, a developer container, and an electrophotographic image forming apparatus to which the process cartridge can be attached and detached. Can do.
[Brief description of the drawings]
Each drawing shows an embodiment,
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a process cartridge according to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a process cartridge according to the present invention.
4A to 4D are longitudinal sectional views of a developer container showing a state of developer consumption.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between developer amount and capacitance in the developer amount detection device of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a first detection member in the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a first detection member in the present invention.
FIG. 8 is a development view of the first detection member in the present invention.
FIG. 9 is a perspective view of a developer container according to the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a state of a wiping member in the present invention.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a process cartridge for explaining a second detection member in the present invention.
FIG. 12 is a perspective view seen from below of the process cartridge, for explaining the location of the second detection member according to the present invention.
FIG. 13 is a front view in which the first detection member is attached to the attaching member in the present invention.
FIG. 14 is a perspective view in which a first detection member is attached to the attaching member according to the present invention.
FIG. 15 is a perspective view of a lid member according to the present invention.
FIG. 16 is a perspective view of a sticking container according to the present invention.
FIG. 17 is a perspective view of an assembling part of the sticking container of the developer container in the present invention.
FIG. 18 is a longitudinal sectional view of a developer container according to the present invention.
FIG. 19 is a perspective view of the second embodiment.
FIG. 20 is a longitudinal sectional view of the second embodiment.
FIG. 21 is a system block diagram of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 22 is an internal circuit diagram of a toner amount detection apparatus A according to the present invention.
FIG. 23 is an internal circuit diagram of a toner amount detection device B according to the present invention.
FIG. 24 is a front view for explaining the arrangement of memory units in the present invention;
[Explanation of symbols]
A ... Image forming device (laser printer)
B ... Process cartridge
E ... Developer container
F ... Sticking container
T, T '... Developer
S ... Recording paper
Ro1, Ro2, Ro3 ... room
1 ... Photosensitive drum
2. Charging means
3 ... Developing roller
4 ... Laser scanner
5. Transfer means
6 ... Paper cassette
7: Fixing means
8. Cleaning means
9 ... Output tray
10. Cleaning container
11 ... Developing container
12, 13, 14 ... developer stirring member
12a, 13a, 14a ... stirring blade member
12c, 13c, 14c ... stirring bar member
12d, 13d, 14d ... stirring blade pressing member
13b ... Wiping member
15 ... Side cover
16 ... Side cover
17 ... Developer regulating member
18 ... Lid member 18a ... Rib 18b, 18c ... Positioning hole 18d, 18e ... Recess 18f ... Hole
19 ... Sticking member 19a ... Reference 19b ... Hole 19c ... One side 19d ... Other one side
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... 1st detection member 20a ... Measurement electrode 20b ... Reference electrode 20c ... Reference side output electrode 20d ... Common input electrode 20e ... Measurement side output electrode 20f, 20g ... Connection part
21 ... 2nd detection member
22 ... Developer container 22a ... Discharge port 22b ... Filling port 22c, 22d, 22e ... Recess 22f, 22g ... Top 22h, 22i ... Opening 22j ... Side wall 22m, 22n ... Positioning boss
23 ... Cover member
24 ... Developer container lid 24a, 24b ... Ribs
25 ... Sealing member
26 ... Developer seal member
27 ... Developer lid
28 ... Drive gear
49. Toner amount detection device B
50 ... Engine controller
51 ... High voltage power supply
52 ... Drive unit
53 ... Sensor County
54 ... Display section
55. Toner amount detection device A
56 ... Memory control circuit
57, 58, 59 ... terminals
64 ... transistor
72. Operational amplifier
100: Memory unit

Claims (9)

電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
（ａ）電子写真感光体と、
（ｂ）現像剤を収納する現像剤収納容器と、
（ｃ）前記現像剤を用いて、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
（ｄ）前記現像剤収納容器内の現像剤量を検知するために、前記現像剤収納容器内に設けられた検知部材であって、
前記現像剤収納容器内側に配置される一面を有する板形状の貼り付け部材と、
間隔を有して同一平面上に構成された共通入力側電極と第一出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の前記一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触する測定電極であって、前記共通入力側電極にクロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第一出力側電極との間の静電容量に応じた測定電流を前記第一出力側電極から前記装置本体へ出力する測定電極と、
間隔を有して同一平面上に構成された前記共通入力側電極と第二出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の他の一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触しない基準電極であって、前記共通入力側電極に前記クロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第二出力側電極との間の静電容量に応じた、前記測定電極の環境条件の変化による静電容量の変化を検出するための基準電流を前記第二出力側電極から前記装置本体へ出力する基準電極と、
前記測定電極を前記一面に、かつ、前記基準電極を前記他の一面に貼り付けるために、前記測定電極と前記基準電極とを接続している接続部と、
前記基準電極に前記現像剤を接触させないように、かつ、前記測定電極には前記現像剤を接触させるように、前記基準電極を覆って前記貼り付け部材に固定された蓋部材と、
前記蓋部材に設けられ、前記接続部を通している凹部と、
を有する検知部材と、
（ｅ）前記基準電極に前記現像剤を接触させないために、前記凹部から前記現像剤が侵入しないように前記凹部を覆っているシール部材と、
（ｆ）前記シール部材を押圧した状態で、前記現像剤収納容器を蓋している現像剤収納容器蓋と、
を有し、
前記現像剤収納容器蓋に押圧された前記シール部材が、前記凹部が設けられた前記蓋部材部分を押圧することによって、前記検知部材を前記現像剤収納容器内に固定するように構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。In a process cartridge that can be attached to and detached from the electrophotographic image forming apparatus main body,
(A) an electrophotographic photoreceptor;
(B) a developer storage container for storing the developer;
(C) developing means for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member using the developer;
(D) a detection member provided in the developer container for detecting the amount of developer in the developer container;
A plate-shaped pasting member having one surface disposed inside the developer storage container;
A measurement electrode that has a common input side electrode and a first output side electrode configured on the same plane with an interval, and is affixed to the one surface of the affixing member and contacts the developer; When a clock is applied to the common input side electrode, a measurement current corresponding to a capacitance between the common input side electrode and the first output side electrode is transferred from the first output side electrode to the apparatus main body. Measuring electrode to output,
A reference electrode that has the common input side electrode and the second output side electrode configured on the same plane with a gap, and is attached to the other surface of the attaching member and does not contact the developer. In addition, when the clock is applied to the common input side electrode, static due to a change in environmental conditions of the measurement electrode according to a capacitance between the common input side electrode and the second output side electrode. A reference electrode for outputting a reference current for detecting a change in capacitance from the second output-side electrode to the apparatus body; and
A connection portion connecting the measurement electrode and the reference electrode in order to attach the measurement electrode to the one surface and the reference electrode to the other surface;
A lid member that covers the reference electrode and is fixed to the affixing member so that the developer does not contact the reference electrode and the developer contacts the measurement electrode;
A recess provided in the lid member and passing through the connecting portion;
A detection member having
(E) a seal member that covers the recess so that the developer does not enter from the recess so that the developer does not contact the reference electrode;
(F) a developer container lid that covers the developer container with the seal member pressed;
Have
The seal member pressed against the developer storage container lid is configured to fix the detection member in the developer storage container by pressing the lid member portion provided with the recess. A process cartridge characterized by that. 前記凹部は、前記蓋部材及び前記貼り付け部材で囲まれた領域と前記現像剤収納容器内の領域との間を連通していることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。  The process cartridge according to claim 1, wherein the recess communicates between a region surrounded by the lid member and the attaching member and a region in the developer storage container. 更に、前記プロセスカートリッジは、前記測定電極に付着した現像剤を取り除く現像剤除去手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロセスカートリッジ。  The process cartridge according to claim 1, further comprising a developer removing unit that removes the developer attached to the measurement electrode. 前記測定電極及び前記基準電極は、屈曲可能であり、電極パターンが同一形状であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のプロセスカートリッジ。  The process cartridge according to any one of claims 1 to 3, wherein the measurement electrode and the reference electrode are bendable and have the same electrode pattern. 電子写真画像形成装置本体に着脱可能な現像剤容器において、
（ａ）現像剤を収納する現像剤収納容器と、
（ｂ）前記現像剤収納容器内の現像剤量を検知するために、前記現像剤収納容器内に設けられた検知部材であって、
前記現像剤収納容器内側に配置される一面を有する板形状の貼り付け部材と、
間隔を有して同一平面上に構成された共通入力側電極と第一出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の前記一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触する測定電極であって、前記共通入力側電極にクロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第一出力側電極との間の静電容量に応じた測定電流を前記第一出力側電極から前記装置本体へ出力する測定電極と、
間隔を有して同一平面上に構成された前記共通入力側電極と第二出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の他の一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触しない基準電極であって、前記共通入力側電極に前記クロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第二出力側電極との間の静電容量に応じた、前記測定電極の環境条件の変化による静電容量の変化を検出するための基準電流を前記第二出力側電極から前記装置本体へ出力する基準電極と、
前記測定電極を前記一面に、かつ、前記基準電極を前記他の一面に貼り付けるために、前記測定電極と前記基準電極とを接続している接続部と、
前記基準電極に前記現像剤を接触させないように、かつ、前記測定電極には前記現像剤を接触させるように、前記基準電極を覆って前記貼り付け部材に固定された蓋部材と、
前記蓋部材に設けられ、前記接続部を通している凹部と、
を有する検知部材と、
（ｃ）前記基準電極に前記現像剤を接触させないために、前記凹部から前記現像剤が侵入しないように前記凹部を覆っているシール部材と、
（ｄ）前記シール部材を押圧した状態で、前記現像剤収納容器を蓋している現像剤収納容器蓋と、
を有し、
前記現像剤収納容器蓋に押圧された前記シール部材が、前記凹部が設けられた前記蓋部材部分を押圧することによって、前記検知部材を前記現像剤収納容器内に固定するように構成されていること
を特徴とする現像剤容器。In the developer container detachable from the electrophotographic image forming apparatus main body,
(A) a developer storage container for storing the developer;
(B) a detection member provided in the developer container for detecting the amount of developer in the developer container;
A plate-shaped pasting member having one surface disposed inside the developer storage container;
A measurement electrode that has a common input side electrode and a first output side electrode configured on the same plane with an interval, and is affixed to the one surface of the affixing member and contacts the developer; When a clock is applied to the common input side electrode, a measurement current corresponding to a capacitance between the common input side electrode and the first output side electrode is transferred from the first output side electrode to the apparatus main body. Measuring electrode to output,
A reference electrode that has the common input side electrode and the second output side electrode configured on the same plane with a gap, and is attached to the other surface of the attaching member and does not contact the developer. In addition, when the clock is applied to the common input side electrode, static due to a change in environmental conditions of the measurement electrode according to a capacitance between the common input side electrode and the second output side electrode. A reference electrode for outputting a reference current for detecting a change in capacitance from the second output-side electrode to the apparatus body; and
A connection portion connecting the measurement electrode and the reference electrode in order to attach the measurement electrode to the one surface and the reference electrode to the other surface;
A lid member that covers the reference electrode and is fixed to the affixing member so that the developer does not contact the reference electrode and the developer contacts the measurement electrode;
A recess provided in the lid member and passing through the connecting portion;
A detection member having
(C) a seal member that covers the recess so that the developer does not enter from the recess so as not to contact the developer with the reference electrode;
(D) a developer storage container lid that covers the developer storage container in a state where the seal member is pressed;
Have
The seal member pressed against the developer storage container lid is configured to fix the detection member in the developer storage container by pressing the lid member portion provided with the recess. A developer container. 前記凹部は、前記蓋部材及び前記貼り付け部材で囲まれた領域と前記現像剤収納容器内の領域との間を連通していることを特徴とする請求項５に記載の現像剤容器。  The developer container according to claim 5, wherein the recess communicates between a region surrounded by the lid member and the attaching member and a region in the developer storage container. 更に、前記現像剤収納容器は、前記測定電極に付着した現像剤を取り除く現像剤除去手段を有することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の現像剤容器。  The developer container according to claim 5, wherein the developer storage container further includes a developer removing unit that removes the developer attached to the measurement electrode. 前記測定電極及び前記基準電極は、屈曲可能であり、電極パターンが同一形状であることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１つに記載の現像剤容器。The developer container according to claim 5, wherein the measurement electrode and the reference electrode are bendable and have the same electrode pattern . 記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
ａ．電子写真感光体と、
現像剤を収納する現像剤収納容器と、
前記現像剤を用いて、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像剤収納容器内の現像剤量を検知するために、前記現像剤収納容器内に設けられた検知部材であって、前記現像剤収納容器内側に配置される一面を有する板形状の貼り付け部材と、間隔を有して同一平面上に構成された共通入力側電極と第一出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の前記一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触する測定電極であって、前記共通入力側電極にクロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第一出力側電極との間の静電容量に応じた測定電流を前記第一出力側電極から前記装置本体へ出力する測定電極と、間隔を有して同一平面上に構成された前記共通入力側電極と第二出力側電極とを有し、前記貼り付け部材の他の一面に貼り付けられ、前記現像剤に接触しない基準電極であって、前記共通入力側電極に前記クロックが印加されることにより前記共通入力側電極と前記第二出力側電極との間の静電容量に応じた、前記測定電極の環境条件の変化による静電容量の変化を検出するための基準電流を前記第二出力側電極から前記装置本体へ出力する基準電極と、前記測定電極を前記一面に、かつ、前記基準電極を前記他の一面に貼り付けるために、前記測定電極と前記基準電極とを接続している接続部と、前記基準電極に前記現像剤を接触させないように、かつ、前記測定電極には前記現像剤を接触させるように、前記基準電極を覆って前記貼り付け部材に固定された蓋部材と、前記蓋部材に設けられ、前記接続部を通している凹部と、を有する検知部材と、前記基準電極に前記現像剤を接触させないために、前記凹部から前記現像剤が侵入しないように前記凹部を覆っているシール部材と、
前記シール部材を押圧した状態で、前記現像剤収納容器を蓋している現像剤収納容器蓋と、
を有し、
前記現像剤収納容器蓋に押圧された前記シール部材が、前記凹部が設けられた前記蓋部材部分を押圧することによって、前記検知部材を前記現像剤収納容器内に固定するように構成されているプロセスカートリッジと、
ｂ．前記プロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
ｃ．前記プロセスカートリッジが前記装着手段に装着された状態で、前記検知手段と電気的に接続して、前記測定電流と前記基準電流とを比較することにより、前記現像剤収納容器内の環境条件に対応した静電容量の変化分を除去して前記現像剤収納容器内の前記現像剤量を検出する現像剤量検出手段と、を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。In an electrophotographic image forming apparatus for forming an image on a recording medium,
a. An electrophotographic photoreceptor;
A developer storage container for storing the developer;
A developing means for developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member using the developer, and a developer container in the developer container for detecting the amount of developer in the developer container. A detection member provided, a plate-shaped attachment member having one surface disposed inside the developer container, a common input side electrode and a first output configured on the same plane with a space therebetween A measuring electrode that is attached to the one surface of the attaching member and is in contact with the developer, wherein a clock is applied to the common input side electrode, and the common input side electrode The common electrode configured on the same plane with a gap between the measurement electrode that outputs a measurement current according to the capacitance between the first output electrode and the first output electrode to the apparatus main body. An input side electrode and a second output side electrode; A reference electrode that is affixed to the other surface of the base member and does not contact the developer, and the common input side electrode and the second output side electrode when the clock is applied to the common input side electrode; A reference electrode for outputting a reference current for detecting a change in capacitance due to a change in environmental conditions of the measurement electrode according to the capacitance between the second output side electrode and the device body; and In order to attach the measurement electrode to the one surface and the reference electrode to the other surface, the developer is not brought into contact with the connection portion connecting the measurement electrode and the reference electrode. And a lid member that covers the reference electrode and is fixed to the affixing member so that the developer contacts the measurement electrode, and a recess that is provided on the lid member and passes through the connection portion And have A sensing member, in order not to contact the developer to the reference electrode, and the sealing member, wherein the developer from the recess covers the recess so as to prevent entry
A developer container lid that covers the developer container in a state of pressing the seal member; and
Have
The seal member pressed against the developer storage container lid is configured to fix the detection member in the developer storage container by pressing the lid member portion provided with the recess. A process cartridge ;
b. A mounting means for detachably mounting the process cartridge ;
c . Corresponding to environmental conditions in the developer container by comparing the measurement current with the reference current by electrically connecting the process cartridge to the attachment means in a state where the process cartridge is attached to the attachment means. An electrophotographic image forming apparatus, comprising: a developer amount detecting means for detecting the amount of developer in the developer storage container by removing the amount of change in electrostatic capacity.