JPH02197879A - 現像剤検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、静電潜像を現像剤によって顕像化する画像形
成装置のための現像剤残量検出装置に関するものである
。

［従来の技術］ 従来、現像器内の現像剤の残量を検出する手段としては
、ピエゾ素子等の超音波振動素子、コイル等を利用した
インダクタンス変化検知素子等を用い、現像剤の有無に
よってそれらの信号が変化することを利用したものがあ
った。また、近年では検出精度が良く、コストも低いこ
とから電極間の静電容量を検出することにより現像剤量
を検知する方式が実用化されている。以下にこの電極を
用いる方式について概略を示す。

第７図は、上記電極を用いた現像剤量検知手段を示す概
略図である。現像スリーブ６１上に印加された電源６３
からのＡＣバイアスにより、上記現像スリーブ６１と平
行に張設されたトナー量の検知手段としての導線部材６
２には、現像スリーブ６１と導線部材６２どの間のイン
ピーダンスに応じた電流が流れ、該電流を整流回路６４
で整流し、直流電圧６５に変換してコンパレータ６６で
基準電圧６７と比較した出力を発生する。

現像スリーブ６１と導線部材６２どの間では、現像剤た
るトナーと空気とでは比誘電率の差及び抵抗の差がある
ことから現像器内のトナーの量てインピーダンスが変わ
り２その変化を利用してトナー量を検出するものである
。ここで上記例の場合は、現像スリーブ６１及び導線部
材６２か電極となっている。

従来ピエゾ素子等を用いた現像剤量手段ては現像器内の
一点でしか検出できなかったか、上記電極を用いる方式
によれば現像スリーブと平行に張設された導線部材によ
る検出方式なので現像スリーブの軸方向全域で検知でき
ることになり、したがってその精度も向上する。

また、近年では、操作性の良さ、メンテナンスフリーを
実現した手段として、潜像担持体周辺のプロセスユニッ
ト、例えば、現像器、クリーナー等を一体とし、使い捨
てにしたプロセスカートリッジ方式の画像形成装置が広
く普及している。

このような方式の画像形成装置では、特に上記方式の現
像剤検知方法は、電極のみを現像器内に具備し、検出回
路は本体側に具備すればよいことから、カートリッジの
コストが上がることはほとんどなく、したかってランニ
ングコストも非常に低減せしめることかできるものであ
る。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の現像剤量検知手段では、いず
れにしてもある定位置での残量、すなわち検知手段の配
されている不動の位置でしか検知することはできない。

したがって、上記検知手段は必然的に現像剤か無くなる
寸前の位置に配置せざるを得す、そのためかかる時期に
現像剤無しの表示をし、現像剤の補給あるいはカートリ
ッジの交換を操作者に促していた。

その結果、上記方式では現像剤の残量が無くなる寸前に
しか操作者に判らないため、以下のような不都合が生じ
ていた。

■突然現像剤か無くなったことを知っても、補給する現
像剤あるいは、交換するプロセスカートリッジの予備か
ないために、ト記現像剤あるいはプロセスカートリッジ
を取り寄せるまで、複写あるいはプリントアウトを行な
うことができない。

■レーザビームプリンタなどコンピュータのアウトプッ
トとして使われる場合や、ファクシミリに使われる場合
、プリンタのそばには現像剤の補給あるいはカートリッ
ジの交換をするための人が居ないことか多く、シたがっ
て現像剤か無くなっていて、自抜けが発生してもわから
ず、情報が消滅してしまう。

本発明は、上述のごとくの問題を解決し、簡単な構成に
も拘らず、常時現像剤の残量に対応した信号を発し２現
像剤の補給あるいはカートリッジの交換時期を予測でき
るような、現像剤検出装置を提供することを目的として
いる。

［ｆｌ！題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記目的は、 潜像担持体に、該潜像担持体周辺に配設した静電潜像形
成プロセス手段によって潜像を形成し。

この潜像に現像手段で現像剤を付着させて顕像化する画
像形成装置のための現像剤検出装置において。

現像器内に少なくとも一つ以上の回転する現像剤撹拌装
置を有し、該撹拌装置はほぼ平行に配された二本の導線
部材と、該二本の回転する導線の内の一方に印加される
電源と、該二本の導線部材間の静電容量にもとづく電気
信号の値を設定された基準値と比較する回路を有し、そ
の比較によって現像剤の残量を検知する、 ことによって達成される。

（作用］ 上述のととくの本発明によれば、一定距離を保ちながら
回転する二本の撹拌棒たる導線部材間の静電容量は一回
転について現像剤量に対応して変化し、これを検出する
ことによって現像剤量が多量のときから無くなる寸前ま
で、アナログ量として現像剤量を検知し、表示あるいは
外部機器に情報を伝える。

［実施例］ 以下、添付図面の第１図ないし第６図にもとづき本発明
の詳細な説明する。

第１図は本発明の第一実施例を示す簡単な構成図、第２
図はその断面図である。

第１図においてｌは現像スリーブ、２は両端か軸受部２
０．２０で支えられクランク状をなす撹拌棒である。撹
拌棒２は、第一の電極としての導線部材２１と第二の電
極としての導線部材２２、さらにこれらを−足間のもと
で保持する絶縁部材２３．２４とからなり、導線部材２
１と導線部材２２はほぼ平行に配されている。該二本の
導線部材の間隔は５〜２０＋ａｍ程度が適当であり、特
にｌＯ■麿位が良好である。

上記一体化された撹拌棒２は図示しない駆動手段によっ
て第２図の矢印方向に回転し、現像剤を現像スリーブｌ
の方向へと搬送して行くようになっている。

上記導線部材２２には、現像スリーブｌのための電源４
３の電圧が印加されており、もう一方の導線部材２１は
整流回路４１に接続されている。該整流回路４１はＣＰ
Ｕ　４２に接続されていて、整流回路の出力がＡ／Ｄ変
換されて指示されるようになっている。

かかる構成になる本実施例装置では、先ず、画像形成動
作にはいると現像スリーブｌ及び撹拌棒２は矢印方向に
回転する（第２図参照）０次いで、現像スリーブｌには
電源４３からＡＣバイアスか印加されると同時に導線部
材２２にも同じバイアスが印加される。すると、導線部
材２２と平行に張設された電極としての導線部材２１に
は、導線部材２２と導線部材２１との間のインピーダン
スに応じた電流が流れ、その電流は整流回路４１で整流
され、直流電圧としてＣＰＵ　４２に取り込まれる。Ｃ
Ｐｕでは該電圧をＡ／Ｄ変換し、モニターをする。

このとき現像器内には、現像剤３が第２図に示すように
入っているので、撹拌棒２がＡの位置のときとＢの位置
のときでは空気と現像剤の比誘電率の差及び抵抗の差が
あるから、検出される電圧に差か生じ、撹拌棒２が一回
転する間に第３図に示すように変動する電圧が生じてく
る。このとき撹拌棒の回転速度は一定であるので、−回
転分の時間だけ電圧をモニターし、一定基準電圧以上（
現像剤が導線部材２１と２２の間に存在しているときの
電圧）の時間を検出することによって、つまり撹拌棒が
一回転する間に現像剤有り時間と現像剤無し時間の比率
から現像剤残量を検知する。

また、撹拌棒が一回転する間だけでなく、二回転分、三
回転分の平均をとることによつて検出された現像剤量は
より正確となる。

上記のように、回転する撹拌棒と兼用した二本の電極に
よつて現像剤の量を検出することによって現像剤が多量
に有る状態から残り少なくなるまで常に現像剤量を検出
することが可能となり、しかもカートリッジ方式の複写
機やプリンタの場合でもピエゾ素子等を用いる必要がな
く、カートリッジのコストは殆んど上からないことから
、ランニングコストも低減することが可能となったので
ある。

第４図は本発明の第二実施例を示す断面図である。撹拌
棒の構成や現像剤量の検出方法は、第１図及び第２図で
示した第一実施例と同じである０本実施例では撹拌棒２
が回転し、上方に位置したときに該撹拌棒２と接す渇位
置に拭掃板４を設けたことに特徴がある。このようにす
ることで、撹拌棒２が長期使用に伴い次第に付着した現
像剤で汚れて行くために現像剤無しの状態での検出レベ
ルが僅かではあるがずれてくることを防止できる。すな
わち−回転毎に撹拌棒２をたたき、現像剤を落すことに
よって常に初期状態が保たれ検出精度がさらに向上する
ものである。なお、拭掃板４の材質形状については撹拌
棒２を変形させないものか好ましく、例えばウレタンゴ
ムのシートで厚みが０．２〜０．５　ａｍ程度の弾性を
有するものが好ましい。

第５図は本発明の第三実施例を示すものである０図中５
は、導電性の拭掃板であり、接地されている。また、該
拭掃板５は検出側の電極としての撹拌棒２１にのみ接す
るように配置されている。

また拭掃板５の材質としては例えば厚さ０．１　ｍｍ以
下のリン青銅などがよい。

上記構成において、撹拌棒２が一回転する毎に拭掃板５
によってたたかれ付着トナーを落とし。

常に撹拌棒が初期の状態が保たれる。さらに。

第６図に示すように撹拌棒２の導線部材２１か拭掃板と
接触すると、つまり正確に一回転毎に検知レベルがＯｖ
となる。したがってＯｖからＯｖまでの現像剤有りのレ
ベルと現像剤無しレベルの時間比を求めることでさらに
検出精度が向上する。

また、上記構成をとることで、撹拌棒の位置（Ｏｖのと
きが拭掃板５の位置）が判るので誤動作の検出も可能と
なる０例えば、拭掃板５を通過した直後は常に現像剤か
無い状態なので、このときの値を現像剤無しの状態のリ
ファレンスとして、現像剤有りのレベルを補正すること
で正確な判断が行なえる。

既述した第一実施例ないし第三実施例では現像剤有り時
間と現像剤無し時間の比率によって現像剤残量を検出し
たが、さらに別の方法として撹拌棒の一部転分の出力レ
ベルの積分値によって検出することかできる。

この方法によれば１例えば現像剤かスリーブ軸方向に片
寄ったとき（例えばプロセスカートリッジを立てて置い
てそのまま振らずに本体に装置した直後）には、撹拌棒
はその軸方向で半分だけ現像剤の中にあり半分は空気中
にある場合にある。

かかる場合、前出の実施例では、出力レベルも中間の値
となり、現像剤有りと判断するか現像剤無しと判断する
か微妙なところとなっても、本実施例にもとづく積分値
を用いた方式では殆んど変動せず、安定した残量検知が
行なえる。

［発明の効果］ 以上のととくの本発明によれば、一定距離を保ちながら
回転する二本の導線部材間の静電容量を検出することに
よって、低コストでありながら現像剤の量を多量から無
くなる寸前までアナログ量として検出てき、現像剤が無
くなるまでの過程を常に操作者が知り、予めこれに対処
することができる。したがって、突然現像剤が無くなり
、予備の現像剤も無くプリントできない状態となったり
、ファクシミリなどでも夜間送られてきたデータが消滅
するといった不具合いが生じなくなるという効果を得る
。

しかも、カートリッジ方式の場合でも、カートリッジの
コストはほとんど上がらず、すなわち、ランニングコス
トも上がることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例装置の概要構成図、第２図
は第１図装置の断面図、第３図は第１図装置の出力を示
す図、第４図は第二実施例装置の断面図、第５図は第三
実施例装置の断面図、第６図は第５図装置の出力を示す
図、第７図は従来装置の概要構成図である。 ２・・・・・・・・・・・・撹拌装置（撹拌棒）２１．
２２−・・・・・導線部材 ３−−−−−・・・・・・・現像剤 ４３−−−−−・・・・・・・電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 潜像担持体に、該潜像担持体周辺に配設した静電潜像形
   成プロセス手段によって潜像を形成し、この潜像に現像
   手段で現像剤を付着させて顕像化する画像形成装置のた
   めの現像剤検出装置において、 現像器内に少なくとも一つ以上の回転する現像剤撹拌装
   置を有し、該撹拌装置はほぼ平行に配された二本の導線
   部材と、該二本の回転する導線の内の一方に印加される
   電源と、該二本の導線部材間の静電容量にもとづく電気
   信号の値を設定された基準値と比較する回路を有し、そ
   の比較によって現像剤の残量を検知することを特徴とす
   る現像剤検出装置。