JP6468747B2 - 現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置、およびこの画像形成装置にて用いられる現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジに関するものである。

従来、電子写真方式を採用する画像形成装置には、像坦持体に走査露光することにより形成された静電潜像に現像剤を供給する事で現像剤像を形成する現像装置が設けられている。近年では、現像装置が像担持体とその他のプロセス手段（帯電部材等）と共にプロセスカートリッジとして一体に収容されている場合が多い。このようにプロセスカートリッジとして一体化し、さらにプロセスカートリッジを画像形成装置の装置本体に対して着脱可能とすることにより、現像剤の補給やメンテナンス作業を容易に行うことができる。

このようなプロセスカートリッジ方式では、現像剤が無くなった時点で、ユーザーがカートリッジを交換し、現像剤を補充することで、再び画像を形成することができる。そのため、このような画像形成装置は、現像剤が消費された場合にそれを検知し、ユーザーに交換時期を報知する手段、即ち、現像剤残量検知手段を備えているものが一般的である。

このような現像剤残量検知手段として特許文献１には、一対の入力側および出力側電極を備え、両電極間の静電容量を測定することによって現像剤量を検出するプレートアンテナ方式が提案されている。

また、特許文献２には現像剤担持体に交流バイアスを印加する事で、現像剤担持体を入力側電極と見なし、出力側電極となる静電容量検知部材を現像装置内の現像剤担持体に対向する箇所に設ける構成が提案されている。

この静電容量検知部材と現像剤担持体との間の静電容量は、絶縁性トナーなどの現像剤量に応じて変化することを利用したものである。即ち、この静電容量検知部材と現像剤担持体との間の空間が現像剤で埋まっていれば、その間の静電容量は大きくなり、現像剤が減るにつれて両者の間の空間を空気が占める率が増え、静電容量は小さくなっていく。従って、静電容量検知部材である板金と現像剤担持体との間の静電容量、或いは板金間の静電容量と現像剤量の関係を予め求めておけば、静電容量を測定することによって使用中の現像装置の現在の現像剤量を検知することができる。

さらに、特許文献３において、プレートアンテナを固定する方法として、アンテナ部材をカートリッジ枠体に両面テープで貼り付ける場合や、枠体に直接蒸着や印刷等の処理を施す構成が開示されている。加えて、枠体の樹脂と電極を形成する導電性樹脂とを２色成型する構成も開示されている。

特開２００１−１１７３４６号公報 特開２００３−２４８３７１号公報 特開２００２−４０９０６号公報

しかし、このような電極間の静電容量を測定することによって現像剤量を検出する方式においては、検出電極からの金属配線を設ける必要があるが、配線の配置が複雑化する傾向があった。

そこで、本発明は、現像剤を収容するための現像剤容器であって、現像剤を収容する枠体と、長手方向を有する形状をした電極と、前記長手方向に延び、前記枠体の前記現像剤を収容する内側に設けられ、前記電極との間にある前記現像剤の量に応じた電流の信号を出力する検出部材と、前記検出部材と繋がっており、且つ前記長手方向と交差する前記枠体の面で前記枠体の外側に露出する露出部を有し、前記露出部により前記検出部材に流れる電流の信号を前記枠体の外部に出力する、導電性樹脂で構成される導電樹脂部材と、を有し、前記枠体と前記導電樹脂部材とは一体成形されている現像剤容器を提供するものである。

さらに、本発明は、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供するものである。

本発明によれば、導電経路に樹脂を用いることにより、構造を簡素化することができる。

実施例１における現像装置の断面図 実施例１における画像形成装置の概略図 実施例１におけるプロセスカートリッジの断面図 実施例１における現像枠体の外側面図 実施例１における検出部材および出力用導電経路の位置公差中心での現像装置内のトナー量と静電容量の関係を示した図 実施例１における現像装置の検出部材の概略図 実施例１におけるサイドホルダの現像枠体と樹脂との状態を示した図 実施例１における出力用導電経路を現像枠体に対して一体成型する際に金型を現像枠体に当接させて型締めした状態の概略断面図 実施例１における出力用導電経路と現像枠体の概略断面図 比較例における出力用導電経路を両面テープによって貼り付けた構成の概略図 実施例１における現像剤担持体と検出部材と出力用導電経路の位置を示した図 実施例１における（Ａ）と（Ｂ）の静電容量とトナー量の関係を示した図 比較例における（Ｃ）と（Ｄ）の静電容量とトナー量の関係を示した図 実施例１における６〜８ｐＦの領域における（Ａ）〜（Ｄ）の静電容量とトナー量の関係を示した図 実施例２における一体電極を現像枠体に対して一体成型する際に金型を現像枠体に当接させて型締めした状態の概略断面図 実施例２における現像装置の一体電極の概略図 実施例２の変形例における一体電極を現像枠体に対して一体成型する際に金型を現像枠体に当接させて型締めした状態の概略断面図 実施例２の変形例におけるサイドホルダの現像枠体と樹脂との状態を示した図 実施例３における現像装置と出力用導電経路の概略断面図 実施例３における出力用導電経路の現像剤担持体側の表面を説明するための図 実施例４における出力用導電経路と現像枠体の概略断面図 実施例２におけるトナーが偏った際の現像剤担持体と一体電極の位置を示した図 実施例４におけるトナーが偏った際の現像剤担持体と一体電極の位置を示した図 出力用導電経路と現像枠体の概略断面図 実施例５における出力用導電経路と現像枠体の概略説明図 実施例５における出力用導電経路と現像枠体の概略説明図 実施例５における出力用導電経路と現像枠体の概略説明図

（実施例１）
以下、現像剤残量検知手段を有する現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を図面に則して詳しく説明する。

（１）画像形成装置とプロセスカートリッジの構成と動作の概略
図２は本実施例における画像形成装置の概略図である。この画像形成装置は、電子写真方式かつプロセスカートリッジ着脱式のレーザビームプリンタである。このプリンタにはパソコン・画像読取装置等の外部ホスト装置を接続する事で、画像情報を受け取りプリントする。

１はプリンタ本体（画像形成装置本体）、２はプリンタ本体１に対して着脱可能なプロセスカートリッジである。また、図３は実施例１におけるプロセスカートリッジの断面図であり、プロセスカートリッジ２についてはこれを用いて説明する。

図３において、２０は像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという。）である。本実施例では、感光ドラム２０と、帯電装置３０と、現像装置４０と、クリーニング装置５２の４種のプロセス装置を一体的にカートリッジ化し、プリンタ本体１に着脱可能としている。

感光ドラム２０はプリントスタート信号に基づいて矢印Ｒ１の時計方向に１５７．６ｍｍ／ｓの周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。本実施例では、帯電装置３０としてローラ帯電方式を用いた。感光ドラム２０には帯電バイアスが印加される帯電ローラ３０を接触させてあり、帯電ローラ３０は感光ドラム２０に従動して回転駆動される。回転する感光ドラム２０の周面がこの帯電装置３０により所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例では負の所定電位に帯電される。

露光装置３はホスト装置からコントローラ部へ入力された画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ変換）されたレーザ光を出力して、帯電ローラ３０によって一様に帯電された感光ドラム２０のドラム面を走査露光する。本実施例では画像情報部を露光するイメージ露光方式である。

その走査露光によってドラム面上に形成された静電潜像は、現像装置４０の現像剤担持体としての現像スリーブ（現像ローラ）４１上の現像剤によって現像される。

一方、所定の制御タイミングにて、シートトレイ部４のピックアップローラ５が駆動されて、シートトレイ部４に積載収納されている記録媒体である記録材（用紙）Ｓが１枚分離給送される。記録材Ｓは転写ガイド６を経由して、転写ローラ７を通過する過程において、感光ドラム２０面に担持されている現像剤像（以下、トナー像という）が記録材Ｓの面に順次に転写される。その後、記録材Ｓは、定着装置９においてトナー像の加熱加圧定着処理を受け、排紙トレイ１１に排紙される。シート材分離後の感光ドラム面はクリーニング装置５２により転写残トナー等の残留物を除去する清掃が行われ、再び、帯電から始まる作像に繰り返して供される。

（２）現像装置
図１は実施例１に係る現像装置の断面図である。

本実施例における現像装置４０は、開口６０と現像スリーブ４１とを回転可能に配設した現像室６１と、現像剤（以下、トナーＴ又はトナーという。）を収容した現像剤収容部６２（以下、トナー室という）からなる。クリーニングユニットとは別体の現像装置（又は、現像ユニット）として構成させている。

トナー室の磁性一成分トナーＴは、搬送手段であり撹拌手段でもあるトナー攪拌６３によって、トナー室６２と現像室６１の間に連通口であるトナー供給開口６０を通じて現像室６１へ搬送される。現像室６１のトナーＴは、現像スリーブ４１に内包されたマグネット（図示せず）によって現像ローラ４１に引き寄せられる。そして、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剤規制部材４２（現像ブレード）方向に現像剤は搬送され、現像ブレード４２によってトリボ付与と層厚規制を受けて感光ドラム２０方向に搬送される。

ここで、現像スリーブ４１には画像形成装置本体から直流電圧（Ｖｄｃ＝−４００Ｖ）に交流電圧（ピーク間電圧＝１６００Ｖｐｐ、周波数ｆ＝２４００Ｈｚ）を重畳した現像バイアスが印加されている。感光ドラム２０は接地されており、現像スリーブ４１との対向領域では現像バイアスに応じて電界が発生する。その結果、前述の帯電されたトナーによって感光ドラム２０表面の潜像が現像剤像として現像される。

次に、実施例１における現像剤残量検知手段について図１、図４および図７を用いて説明する。図４は実施例１における現像枠体の外側面図である。図７（ａ）は実施例１におけるサイドホルダの現像枠体と樹脂接合する内側を見た図である。図７（ｂ）は実施例１におけるサイドホルダの現像枠体と樹脂接合しない外側を見た図である。

現像剤残量検知手段として、静電容量を検出するための検出部材として、導電性を有するアンテナ部材４３を設けている。現像スリーブ４１にＡＣ電圧を印加すると、現像スリーブ４１とアンテナ部材４３との間に、両者間の静電容量に対応した電流が誘起される。同様に、現像スリーブ４１と出力用導電経路４５との間に関しても、両者間の静電容量に対応した電流が誘起される。ここで、現像スリーブ４１とアンテナ部材４３との間の静電容量を実質静電容量とし、現像スリーブ４１と出力用導電経路４５との間の静電容量を浮遊静電容量とする。実質静電容量は、現像スリーブ４１とアンテナ部材４３間の現像剤量（以下、トナー量という）に応じて変化する。浮遊静電容量は、現像スリーブ４１と出力用導電経路４５間のトナー量に応じて変化する。この二つの静電容量はそれぞれのトナーの量に応じて変化し、現像剤量検出装置（トナー量検出装置）７０には、実質静電容量と浮遊静電容量の合計に対応した電流が１つの信号として伝わる。

すなわち、アンテナ部材４３と出力用導電経路４５から流れた検出信号（電流）をサイドホルダ４９に設けられた接点電極４８を介して、画像形成装置１内のトナー量検出装置７０に伝達する。そして、トナー量検出装置７０で測定することにより現像装置４０内のトナー量を逐次に予測（検出）することが可能となる。

本実施形態では、一方の電極に現像スリーブを用いているが、現像スリーブとは別に他の電極を設けてもよい。つまり、検出部材と対向する位置に、静電容量を用いて現像剤量を検出するための電極を別途設けることも可能である。当然、現像スリーブを電極として用いなくてもよい。

図１に示すとおり、アンテナ部材４３は現像枠体４４の底面に設けられる事で、現像装置４０内のトナー量の変化を知る事が出来る。図５は実施例１において、アンテナ部材および出力用導電経路が位置公差中心に配置された場合の現像装置内のトナー量と静電容量の関係を表した図である。図５は、横軸に現像剤残量（以下、トナー残量という）、縦軸に各々のトナー残量に応じた静電容量を示している。本実施例では図５に示すように、トナーを消費し、トナー量が８０ｇ程度になった時点から、トナーが無くなるまでの静電容量の変化を利用する事でユーザーにトナー残量および交換時期を知らせる事ができる。アンテナ部材４３と現像スリーブ４１との間のトナー量が変化し始めるのが８０ｇになっているため、８０ｇよりもトナー量が多い領域では静電容量は変化しない。なお、容器の形態に応じ、トナー残量を効率良く計測できる場所であれば、アンテナ部材の取り付け位置は任意に決定できる。

（２−１）検出部材（アンテナ部材）の構成
以下に、アンテナ部材４３の構成について説明する。図６は実施例１における現像装置のアンテナ部材の概略を表わした断面図である。図１および図４に示す点線Ｆにおける断面図になっている。

アンテナ部材４３は、現像枠体４４の底面の一部に現像スリーブ４１に対向するようにＳＵＳの板を両面テープ４６で貼り付けることで構成されている。つまり、本実施例においては、ＳＵＳ板をアンテナ部材として用いる。出力用導電経路４５との導通は、出力用導電経路４５のある端部において導電性の両面テープ４７を介してなされている。アンテナ部材４３に関しては、導電性を有する部材であれば自由に選択できる。出力用導電経路４５との導通に関しては、導通が取れるならば、導電性の両面テープだけでなく、板バネによる直接接触や、導電性グリスを使ったものであっても構わない。

ここで、アンテナ部材および出力用導電経路の意味を説明する。アンテナ部材は、導電性部材であって、トナー量の変化によって変化する静電容量を検出できる場所にあればよい。そのため、本実施例では、アンテナ部材とは現像スリーブに対向する位置、且つ、トナーを収容している現像枠体の内壁面より内側に位置する。また、アンテナ部材は導通のある複数の部材から成っていてもよい。また、後述するが、アンテナ部材は、導電樹脂シートでもよい。例えば、ポリスチレン樹脂（以下、ＰＳ樹脂という）にカーボンブラックを分散させ導電性を持たせた導電樹脂シートを用いてもよい。樹脂は、ポリスチレン樹脂に限らず、エチレンビニルアセテート樹脂（以下、ＥＶＡ樹脂という。）でもよい。また、導電樹脂シートは単層だけでなく複数の層から構成されてもよい。実施例１においては、図６に示すように、枠体４４の現像剤を収容する側の側壁面４４ａより内側にアンテナ部材を配置している。つまり、点線Ｍよりも内側に位置する。

一方、出力用導電経路とは、樹脂を含む導電性部材であって、アンテナ部材によって受けた信号を伝達する。アンテナ部材からの信号を装置の外側に送るために内側壁面より外側の部分にも配置されている。本実施例においては、内側壁面よりも外側に位置する導電経路が樹脂を含んでいることにより、位置精度や部品寸法精度のばらつきを低減することができる。

また、導電経路の一部は、枠体の内部に伸びて設けられ枠体の現像剤を収容する側とその反対側に電気的な接続ができるように配置されている。そのため、用途によっては、枠体の現像剤を収容する側とその反対側の壁面に導電経路の一部が露出した形になる。後述するが、図２６や図２７に示す導電経路の一部が露出しているものでもよい。枠体も樹脂であるため、枠体と導電経路とを樹脂成形で一体的に形成することができるため、組み立て性が向上する。

（２−２）接点電極の構成
以下に接点電極の構成について説明する。図７（ａ）は実施例１におけるサイドホルダの現像枠体と樹脂接合する内側を見た図である。図７（ｂ）は実施例１におけるサイドホルダの現像枠体と樹脂接合しないサイドホルダの外側を見た図である。

接点電極４８は銅電極板をサイドホルダ４９の凸ボスに嵌め込むことで固定されている。接点電極４８の凸ボス嵌め込み部４８ａは、接点電極４８にコの字状の切れ込みによって作られている。また接点電極４８はサイドホルダ穴部４９ａを通過するように折り曲げられている。サイドホルダ４９を現像枠体４４に樹脂接合することで、接点電極４８の板バネ形状になっている接点電極４８の出力用導電経路接触部４８ｂが、図４に示す出力用導電経路４５の接点電極接触部４５ｂに接触することで導通する。加えて、接点電極４８は画像形成本体１との接触部を有している。そのため、プロセスカートリッジが本体に装着されている際は、アンテナ部材４２および出力用導電経路４５からの信号を画像形成本体１のトナー量検出装置７０に伝えることができる。

（２−３）出力用導電経路および現像枠体の構成
次に、本実施例の特徴である出力用導電経路４５と現像枠体４４について詳細に説明する。

〔出力用導電経路の形成方法〕
以下に、出力用導電経路４５の形成方法について説明する。図４は実施例１における現像枠体の側面図である。図６は実施例１における現像装置のアンテナ部材の概略を表わした図である。図８は実施例１における出力用導電経路を現像枠体に対して一体成型する際に金型を現像枠体に当接させて型締めした状態の概略断面図である。図９は実施例１における出力用導電経路と現像枠体の概略断面図である。

出力用導電経路４５は、現像枠体４４と金型２７および金型２８との間に形成された空間（出力用導電経路形成部）を利用して作る。出力用導電経路４５を形成するための空間に、ゲート３３から導電性樹脂が注入することで、出力用導電経路を現像枠体４４と一体成型する。ここで、出力用導電経路形成部とは、現像枠体４４に金型２７と金型２８を当接して配置させて形成される現像枠体４４と金型（２７、２８）との間の空間と、樹脂注入される枠体４４内部の空間のことである。

出力用導電経路４５を形成する際に、金型２７と金型２８を当接させて型締めする必要があり、バックアップ部材３１とバックアップ部材３２がそれぞれ金型当接面の裏側から支持している。これは金型の押し付け力や樹脂注入時の樹脂圧によって現像枠体４４の当接面が逃げることや、変形することを生じさせないためである。本実施例では、型当接面の裏側を支持しているが、支持する部分は裏側でなくても現像枠体４４の逃げや変形を抑えることができる部分であれば構わない。

図９に示すように、金型２８で成型された導電経路の一部であるアンテナ部材接触部４５ａが、アンテナ部材４３に対して、導電性両面テープ４７を介して接触することでアンテナ部材４３との導通をとる。そして、金型２７で成型された接点電極接触部４５ｂが、接点電極４８の出力用導電経路接触部４８ｂと接触することで、接点電極４８と導通する。本実施例においては、成型後の枠体に樹脂を注入する一体成型の方法を用いたが、枠体の成型時に同一型内で行うインサート成型や二色成型の方法を用いることもできる。

現像枠体４４は材料として耐衝撃性ポリスチレン（以下、ＨＩＰＳという。）を用いている。出力用導電経路４５は、カーボン分散ＰＳ樹脂、導電性のＨＩＰＳ樹脂等の樹脂を用い、現像枠体４４のＨＩＰＳに対して相溶性を有するものであれば良い。また、相溶性を有する事がなくても、例えば、カーボン分散ＥＶＡのように表面に接着性を有する材料であっても良い。

次に、比較例を説明する。

〔比較例〕
図１０は比較例における出力用導電経路を両面テープによって貼り付けた構成の概略図を表わしている。比較例は、成型後の現像枠体４４にＳＵＳの出力用導電経路４５を両面テープ４６によって固定した。アンテナ部材４２および接点電極４８は本実施例と同様の構成を用い、導通方法も同様の構成を用いた。

ここで、出力用導電経路４５について本実施例と比較例の位置公差を比較する。本実施例は、現像スリーブ４１の位置決めをしている現像枠体４４に対して、導電経路の樹脂が一体成型されている。また、出力用導電経路４５とアンテナ部材４３の接触部における公差、出力用導電経路４５と接触電極４８の接触部における公差がある。そのため、枠体の成型公差と、樹脂の成型公差、出力用導電経路４５とアンテナ部材４３の接触部における公差、出力用導電経路４５と接触電極４８の接触部における公差の４つの積み上げ公差が本実施例の位置公差となる。比較例は、現像スリーブ４１の位置決めをしている現像枠体４４に対して、ＳＵＳの出力用導電経路４５が両面テープ３４で貼り付けられている。そのため、枠体の成型公差と、ＳＵＳの出力用導電経路４５の厚み公差と曲げ位置の寸法公差、両面テープ３４の厚み公差、現像枠体４４への貼り付け公差の５つがある。さらに、出力用導電経路４５とアンテナ部材４３の接触部における公差、出力用導電経路４５と接触電極４８の接触部における公差の７つの積み上げ公差が位置公差となる。金型を用いて樹脂を成型する際には、射出成型時の条件を一定にすることで比較的容易に位置精度よく成型することができる。それに対して、貼り付けは自動機による貼り付けでも、人の手による貼り付けでも、ある程度の大きさの公差が生まれてしまう。比較例は、実施例１に対して、貼り付け公差に加えて、導電経路の厚み公差と曲げ公差と両面テープの厚み公差がある。複数の公差の積み上げを無くし、導電経路の樹脂を枠体と一体成型によって出力用導電経路４５を作ることで、従来の金属の導電経路を貼り付けた場合に対して、位置精度が明らかに向上する。つまり、導電経路に樹脂を含むことにより加工が容易であるため、ＳＵＳを導電経路に用いた場合の厚み公差や曲げ位置の寸法公差などを低減することが可能になる。これにより本実施例では、公差の発生する箇所を少なくすることができ、位置精度が向上できる。それと同時に、組み立て性や構造の簡素化を図ることができる。

次に本実施例と比較例の位置公差とトナー残量の検知精度について説明する。ここでは、本実施例と比較例のそれぞれにおいて、製造で出来得る現像スリーブ４１と出力用導電経路４５の位置が一番遠くなるものと一番近くなるものを用いて説明する。

出力用導電経路４５が検出する浮遊静電容量は、現像スリーブ４１と出力用導電経路４５間の静電容量のため、距離が大きく静電容量に関係する。そのため、公差内における現像スリーブ４１と出力用導電経路４５の位置が一番遠くなる位置と一番近くなる位置の静電容量を実際のトナー量と比較することで、トナー残量検知精度を比較することができる。図１１は実施例１における現像スリーブとアンテナ部材と出力用導電経路の位置を示した図である。アンテナ部材の長手方向に交差するように出力用導電経路の一部（第１の導電経路）が形成されている。多くの場合は、現像装置のアンテナ部材の長手方向と直交する方向に導電経路の一部（第１の導電経路）が配置されることになる。図１１（ａ）に示す領域Ｐが現像スリーブ４１とアンテナ部材４３がトナーを検知できる範囲となる。図１１（ｂ）に示す領域Ｑが現像スリーブ４１と出力用導電経路４５がトナーを検知できる範囲である。領域Ｑは領域Ｐに対してトナー量が少ない時に、静電容量の増減が起きる。そのため、浮遊静電容量の振れはトナー量が少ない時に影響が大きい。また現像スリーブ４１と出力用導電経路４５の距離が近いほど静電容量も大きくなるため、領域Ｑの中で両者の距離が近い範囲のトナー量が静電容量の大部分を占める。比較例も同様の構成になっている。

図１２は実施例１における静電容量とトナー量のグラフである。図１３は比較例における静電容量とトナー量のグラフである。図１４は６〜８ｐＦの領域における静電容量とトナー量のグラフである。本実施例において、現像スリーブ４１と出力用導電経路４５の位置が一番近くなるものを（Ａ）、現像スリーブ４１と出力用導電経路４５の位置が一番遠くなるものを（Ｂ）とする。比較例において、現像スリーブ４１と出力用導電経路４５の位置が一番近くなるものを（Ｃ）、現像スリーブ４１と出力用導電経路４５の位置が一番遠くなるものを（Ｄ）とする。ただし、アンテナ部材４２に関しては、全て位置公差の中心位置に取り付けられている。

それぞれ、現像スリーブ４１と出力用導電経路４５の位置が一番近くなる位置（Ａ）と（Ｃ）が、静電容量として大きくなり、現像スリーブ４１と出力用導電経路４５の位置が一番遠くなる位置（Ｂ）と（Ｄ）が、静電容量として小さくなっている。これは浮遊静電容量の大小によって、測定される静電容量に大小が生まれているからである。例えば、図１４に示した通り、静電容量が７ｐＦで比較すると、実施例１では２３〜３２ｇ、比較例では１６〜３７ｇのばらつきが発生する。つまり、実施例１は比較例に対して、トナー残量検知の精度が向上していることがわかる。そのため、実施例１は、比較例に対して、ユーザーに精度よく交換タイミングを伝えることができる。

つまり、比較例では、樹脂を用いて導電経路を作っていないため、ＳＵＳを導電経路に用いた場合の厚み公差や曲げ位置の寸法公差、さらに両面テープ３４の厚み公差が発生することになる。これに対して本実施形態では、導電経路が樹脂を含んで構成されることにより、公差の発生する箇所を少なくすることができ、位置精度が向上できる。

（実施例２）
図１５は実施例２における出力用導電経路とアンテナ部材を現像枠体に対して一体成型する際に金型を現像枠体に当接させて型締めした状態の概略断面図である。

本実施例は、図１５に示す通り実施例１と比べてアンテナ部材４３と出力用導電経路４５が一体で枠体に成型されていることを特徴としている。その他に関しては、実施例１と同様のため、重複している箇所については説明を省略する。

〔出力用導電経路とアンテナ部材の一体形成方法〕
出力用導電経路とアンテナ部材を一体に形成する方法ついて説明する。以下、出力用導電経路（７５ｂ、７５ｃ）とアンテナ部材７５ａを一体に成型した部材を一体電極７５とする。本実施例では、導電経路の一部が内側壁面よりも内側にも伸び、アンテナ部材に接続している部分７５ｄがある。図１５は実施例２における出力用導電経路とアンテナ部材を現像枠体に対して一体成型する際に金型を現像枠体に当接させて型締めした状態の概略断面図である。図１６は実施例２における現像装置の一体電極の概略を表わした図である。

一体電極７５は、現像枠体４４と金型２７および金型２８との間に形成された空間に形成する。一体電極７５を形成するための空間である一体電極形成部に、ゲート３３から導電樹脂が注入されることで、一体電極が現像枠体４４と一体成型される。ここで、一体電極形成部とは、現像枠体４４に金型２７と金型２８を当接して配置させた現像枠体４４と金型２７および金型２８との間と、樹脂注入される現像枠体４４内部の空間のことである。本実施例においては、ゲート点数が１点となっているが、３点や４点など複数のゲートを用いて一体成型を行っても構わない。一体電極７５を形成する際に、金型２７と金型２８を当接させて型締めする必要があり、バックアップ部材３１とバックアップ部材３２がそれぞれ金型当接面の裏側から支持している。

出力用導電経路とアンテナ部材が一体に成型されることによって、別体で構成されていた際に発生していた接触部における位置公差の振れが無くなる。加えて、一体に成型できることで、より確実な導通の確保や、部品点数および製造に必要な工数を削減することができる。そのため、安価で精度のよい残量検知構成を提供できる。本実施例においては、成型後の枠体に樹脂を注入することで一体成型する方法を用いたが、枠体の成型時に同一型内でインサート成型や二色成型を行う方法を用いることもできる。

また、実施例２の変形例として、出力用導電経路とアンテナ部材と接点電極の三体を一体に成型する構成もある。

（変形例）
図１７は実施例２における出力用導電経路とアンテナ部材と接点電極を現像枠体に対して一体成型する際に金型を現像枠体に当接させて型締めした状態の概略断面図である。図１８（ａ）は変形例におけるサイドホルダの現像枠体と樹脂接合する内側を見た図である。図１８（ｂ）は変形例におけるサイドホルダの現像枠体と樹脂接合しない外側を見た図である。

変形例では、一体電極７５が出力用導電経路とアンテナ部材と接点電極の三体を一体に成型した部材になっている。一体電極７５は、現像枠体４４と金型２７および金型２８との間に形成された空間に形成される。そして、一体電極７５を形成するための空間である一体電極形成部に、ゲート３３から導電樹脂が注入されることで、一体電極と現像枠体４４とが一体成型される。ここで、一体電極形成部とは、現像枠体４４に金型２７と金型２８を当接して配置させた現像枠体４４と金型２７および金型２８との間と、樹脂注入される現像枠体４４内部の空間のことである。一体電極７５を形成する際に、金型２７と金型２８を当接させて型締めする必要があり、バックアップ部材３１とバックアップ部材３２がそれぞれ金型当接面の裏側から支持している。

サイドホルダ４９は、一体電極７５がサイドホルダから露出するための穴４９ｃを有している。そのため、一体電極７５の一部が、穴４９ｃから露出しており、画像形成装置本体の接点部と接触可能になっている。

出力用導電経路とアンテナ部材と接点電極の三体を一体に成型することで、実施例２よりも、接点電極に関する部品点数および構造が簡素化することにより製造に必要な工数を削減することができる。本実施例においては、成型後の枠体に樹脂を注入することで一体成型する方法を用いたが出力用導電経路とアンテナ部材をインサート成型によって形成した後に、接点電極を枠体に樹脂を注入することで一体成型する構成も可能である。

（実施例３）
図１９は実施例３における出力用導電経路と現像枠体の概略断面図である。本実施例は、実施例１と比べて、現像枠体４４に一体成型されている出力用導電経路４５について、現像枠体４４および現像スリーブ４１に対する位置決め方向に特徴がある。その他に関しては、実施例１と同様のため、重複している箇所については説明を割愛する。

本実施例の出力用導電経路４５は、実施例１と同様に、現像枠体４４と金型の間に導電樹脂が注入することで成型される。この導電樹脂を注入する際の樹脂の温度は、樹脂が溶融する温度以上であり、１７０℃の溶融した樹脂を注入している。そのため、出力用導電経路４５を成型した際に、注入した樹脂が常温に冷めるまでの間、樹脂の収縮が起こる。また、浮遊静電容量は、出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側の表面から現像スリーブ４１までの距離によって決まる。したがって、樹脂を含む出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側の表面を、現像枠体４４に対して接触するように固定することで浮遊静電容量の振れを低減することができる。以下、樹脂と樹脂が接触した状態で固定していることを、接触固定しているとする。本実施例では、樹脂を含む出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側の表面と現像枠体４４を接触固定するためのアンカー形状７８を有している。このアンカー形状７８は、樹脂の幅が大きいほど樹脂が大きく収縮することを利用している。出力用導電経路４５の長手Ｋと長手Ｌが、短手Ｍと短手Ｎに対して大きく収縮する。上記の特性により、出力用導電経路４５が長手ＫおよびＬの方向に収縮し、アンカー形状７８によって、現像枠体４４の現像スリーブ４１側に出力用導電経路４５が押しつけられる。結果、出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側が現像枠体４４に接触固定される。

ここで、出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側の表面について、図２０を用いて説明する。図２０は、出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側の表面を説明するためのモデル図である。出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側の表面とは、出力用電極４５の表面上の任意の点であって、現像スリーブ４１の中心とその任意の点とを結んだ線分上に、出力用導電経路４５の表面がない点の集合からなる面のことを指す。図２０で、現像スリーブ４１の中心である点Ｇから、出力用導電経路４５の表面上の点Ｈまでの線分上に、出力用導電経路４５の表面がないことがわかる。そのため、点Ｈは出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側の表面上の点となる。対して、現像スリーブ４１の中心である点Ｇから、出力用導電経路４５の表面上の点Ｉまでの線分上には、出力用導電経路４５の表面上の点Ｊが存在する。したがって、点Ｉは出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側の表面上の点とはならない。点Ｈの様にその点から現像スリーブ４１の中心までの線分上に出力用導電経路４５の表面がない点の集合によって、出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側の表面は形成されている。

もちろん、出力用導電経路４５の現像スリーブ４１側の表面を、現像枠体４４に対して接触固定する方法であれば、実施例３のアンカー形状７８で無くても構わない。例えば、接触固定したい現像枠体の表面に細かい凹凸を設けることでアンカー効果を利用する方法や、現像枠体と成型される出力用導電経路の間に接着性の物質が介在する構成等である。また、注入した樹脂を冷却する過程において冷却スピードに差をつけることで、意図的に出力用導電経路に反りを発生させて現像枠体に押し当てる形状にしてもよい。

（実施例４）
図２１は実施例４における出力用導電経路と現像枠体の概略断面図である。図２２は実施例２における出力用導電経路と現像枠体の概略断面図である。本実施例は、実施例２と比べて、現像枠体４４に一体成型されている一体電極７５について、接点電極４８と接触しない側の端部に特徴がある。その他に関しては、実施例２と同様のため、重複している箇所については説明を省略する。

本実施例の一体電極７５は、図２１および図２２に示す通り、接点電極４８（第１の導電経路）と接触しない側のアンテナ部材の長手方向の端部に、接触電極４８と接触する側の端部と同様の形状である補正電極（第２の導電経路）７９を設けている。接点電極４８と補正電極７９は、アンテナ部材の長手方向において、交差する方向に伸びており、かつアンテナ部材を挟んだ位置に設けられている。

補正電極（第２の導電経路）７９は、一体電極７５の一部であり、実施例１と同様に、現像枠体４４と金型の間に導電樹脂が注入することで成型される。補正電極７９を設けることで、トナーの現像室６１内の長手の偏りに対して変動する浮遊静電容量の振れを低減することができる。その詳細を以下に説明する。

図２２は実施例２におけるトナーの偏った際の現像スリーブと一体電極の位置を示した図である。図２２（ａ）は接点電極側にトナーが偏った図、（ｂ）はその逆側にトナーが偏った図である。図２３は実施例４におけるトナーの偏った際の現像スリーブと一体電極の位置のモデル図である。図２３（ａ）は接点電極側にトナーが偏った図であり、図２３（ｂ）はその逆側にトナーが偏った図である。斜線の領域Ｙは実施例２における浮遊静電容量として検知する領域、斜線の領域Ｚは実施例４における浮遊静電容量として検知する領域である。点線の領域Ｘはトナーの偏っている様子を表わしている。図２２および図２３の（ａ）と（ｂ）のトナー量は同量になっている。そのため、検知する浮遊静電容量はそれぞれ同じであることが望ましい。領域Ｙと領域Ｚでは、領域Ｚのほうがトナーの偏りに対して広い範囲をカバーできている。したがって、実施例４は実施例２よりも、同量のトナーが偏った様々な場合に対して、検出される浮遊静電容量のばらつきを少なくすることができる。もちろん、補正電極は、出力用導電経路（一体電極の一部分）が検知する浮遊静電容量の同一トナー量に対するばらつきを抑える形状であればこの形状に限らない。補正電極７９を一体電極の一部として現像枠体４４に一体成型することで、部品点数や工数も増えることなく形成できている。

〔その他〕
これまでの説明では、検出部材の長手方向に交差する枠体の内側壁面は直交する位置関係にあるものであったが、図２４に示すように傾斜していてよい。その場合は、傾斜面を延長する仮想面を作り、その仮想面を境に外側に配置されているものが樹脂を含む導電経路７５ｃであればよい。図２４に示されるように、アンテナ部材と導通するためには、アンテナ部材の方に伸びる導電経路７５ｄも必要になり、導電経路の端部と導電性の両面テープとを介してアンテナ部材に接続している。

また、一体成型において、導電経路と検出部材と接触部や接点電極を一体的に成型することを説明したが、一体成型の組み合わせは、製造するものによって適宜選択すればよい。例えば、枠体が、検出部材、導電経路、接触部の少なくとも１つを用途に応じて一体成型すればよい。

その他の例としては、枠体が、検出部材、導電経路、接点電極の少なくとも１つと一体成型することも考えられる。

また、本実施例の説明では、現像装置の導電経路が樹脂を含む構成について説明した。しかし、現像剤担持体がなく現像剤を収容する現像剤容器にも現像剤量を検出する機構を設ける場合はあり、その場合には、現像剤容器にも応用は可能である。本実施例の現像装置の一部を現像剤容器として考えてもよい。

（実施例５）
次に本発明に係る実施例５について図２５から図２７を用いて説明する。図２５（ａ）は実施例５における出力導電経路４５の配置例を示す概略斜視図であり、図２５（ｂ）はその断面図である。図２６（ａ）は実施例５における出力導電経路４５の他の配置例を示す概略斜視図であり、図２６（ｂ）はその断面図である。図２７（ａ）は実施例５における出力導電経路４５の他の配置例を示す概略斜視図であり、図２７（ｂ）はその断面図である。

本実施例は、実施例１とは異なる出力用導電経路とアンテナ部材の配置例について説明するものである。その他の基本構成については実施例１と同様のため、重複している箇所については説明を省略する。

本実施例において、出力用導電経路４５は図２５（ｂ）に示すように、現像枠体４４内側の底面の一部に設けられたアンテナ部材４３と導通するように現像枠体４４上に導電樹脂で一体成形されている。この時、アンテナ部材４３と出力用導電経路４５間の導通方法は導通性が確保できれば良いため、直接接触でも導電性の両面テープ等を介してでも構わない。しかし、両面テープ等では公差等が発生するため直接接触させる構成が好ましい。そして、出力用導電経路４５は現像枠体４４の内部を通り、その一部が現像枠体４４の外側に露出するように形成されており、露出部の一部には外部に設けられた接点と接触して電気的な接続をするための接点電極接触部４５ｂが設けられている。

本実施例では、アンテナ部材４３と対向する位置に、静電容量を用いて現像剤量を検出するための電極３１を設けており、アンテナ部材４３と電極３１との間の静電容量を測定している。

本実施例における出力用導電経路４５の配置例として、図２５（ａ）（ｂ）に示すように、アンテナ部材４３の厚み方向から見て、出力用導電経路４５全体がアンテナ部材４３設置領域内（設置範囲内）に重なるように配置するケースが挙げられる。この場合、電極３１から見て出力用導電経路４５はアンテナ部材４３の後ろに隠れているため、実施例１で挙げたような電極３１（実施例１では現像スリーブ４１）と出力用導電経路４５間で発生する浮遊静電容量は発生しない。

次に、本実施例における出力用導電経路４５のその他の配置例を説明する。その他の配置例として、図２６（ａ）（ｂ）に示すように、アンテナ部材４３の厚さ方向から見て、出力用導電経路４５の一部をアンテナ部材４３設置領域内（設置範囲内）からはみ出して配置するケースが挙げられる。この場合、アンテナ部材４３と電極３１との間の静電容量の他、電極３１と出力用導電経路４５の間で浮遊静電容量が発生する。

次に、本実施例におけるアンテナ部材４３の配置例について説明する。実施例１では、アンテナ部材４３を現像枠体４４の現像剤収納側に設けていたが、アンテナ部材４３は図２７に示すように、現像枠体４４の外側に設けてもよい。この場合も、アンテナ部材４３と電極３１との間の静電容量の他、電極３１と出力用導電経路４５の間で浮遊静電容量が発生する。

また、本実施例のように出力用導電経路４５を現像枠体４４上に導電樹脂で一体成形する場合、現像枠体４４の材料に対して出力導電経路４５の材料は相溶性を有するものを選択することで材料間の結合力を確保することができる。相溶性を有さない材料の組み合わせの場合は、例えば、図２６に示すように直線経路や曲線経路、角や円形状等を組み合わせや、厚み違いなどの組み合わせで導電経路を形成する。これにより、導電樹脂一体成形時の熱収縮で現像枠体４４に食いつくような形状とすることで、材料間の結合力を補う方法がある。その他の方法としては、出力用導電経路４５の材料に熱接着性を有する材料を採用する方法もある。

以上説明したように、本実施例によれば、本実施例によれば、構造の簡素化が可能になる。さらに、導電経路及び外部接続接点部に板金を用いる場合に比べ、組み付け工程を簡素化し、位置精度や組み付け精度を向上させることができる。

〔その他〕
本発明は、現像剤を収容する現像剤容器だけでなく、現像剤を担持する現像剤担持体（例えば、現像ローラ）を有する現像装置でも利用することができる。もちろん、図２に示すような像担持体を有するプロセスカートリッジ内に現像剤を収容し、一対の電極を配置する構成でもよい。

また、実施例１では、１つのプロセスカートリッジが着脱可能な構成について説明したが、これに限定されるものではなく、複数のプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置などでも応用できる。もちろん、複数の現像剤容器や複数の現像装置を着脱可能な画像形成装置でもよい。

４０ 現像装置
４１ 現像剤担持体（現像スリーブ）
４３ 検出部材（アンテナ部材）
４４ 現像枠体
４５ 出力用導電経路
４５ａ アンテナ部材接触部
４５ｂ 接点電極接触部
４７ 導電性両面テープ
４８ 接点電極

Claims (14)

1. 現像剤を収容するための現像剤容器であって、
   現像剤を収容する枠体と、
   長手方向を有する形状をした電極と、
   前記長手方向に延び、前記枠体の前記現像剤を収容する内側に設けられ、前記電極との間にある前記現像剤の量に応じた電流の信号を出力する検出部材と、
   前記検出部材と繋がっており、且つ前記長手方向と交差する前記枠体の面で前記枠体の外側に露出する露出部を有し、前記露出部により前記検出部材に流れる電流の信号を前記枠体の外部に出力する、導電性樹脂で構成される導電樹脂部材と、を有し、前記枠体と前記導電樹脂部材とは一体成形されていることを特徴とする現像剤容器。
2. 前記枠体の外側にサイドホルダを有し、
   前記サイドホルダには穴が形成されており、前記露出部は、前記穴より露出し、前記現像剤容器が装着される画像形成装置本体の接点部と電気的に接触可能であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
3. 前記導電樹脂部材は、且つ前記枠体の内側の面と外側の面との間で前記長手方向に延びており、当該延びた下流に前記露出部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤容器。
4. 前記検出部材と前記導電樹脂部材が同じ樹脂で構成され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。
5. 前記枠体は前記現像剤と接する側で前記検出部材の長手方向と交差する側壁面を有し、前記露出部は、前記側壁面と反対側の面側で、他の接点と電気的な接続を取るための接触部であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
6. 前記導電樹脂部材の一部に、前記露出部としての第１の導電樹脂部材と第２の導電樹脂部材とを含み、
   前記第１の導電樹脂部材と前記第２の導電樹脂部材は、前記検出部材を挟む位置に設けら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。
7. 前記検出部材は導電樹脂で構成されてい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。
8. 前記枠体、前記検出部材及び前記導電樹脂部材は一体成形されたものであることを特徴とする請求項７に記載の現像剤容器。
9. 前記検出部材は、少なくとも導電樹脂シートであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の現像剤容器。
10. 前記導電樹脂部材は、前記検出部材の厚さ方向で見た場合において、前記検出部材と重なり合う領域内に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の現像剤容器。
11. 前記導電樹脂部材の少なくとも一部は、前記検出部材の厚さ方向で見た場合において、前記検出部材と重なり合わない領域内に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の現像剤容器。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の現像剤容器と、
    現像剤を担持する現像剤担持体と、を有することを特徴とする現像装置。
13. 請求項１２に記載の現像装置と、
    現像剤像を担持する像担持体と、を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
14. 請求項１２に記載の現像装置と、請求項１３に記載のプロセスカートリッジとのいずれか１つと、
    記録材に現像剤像を転写する転写手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。

Images