JPH04204576A - 現像剤エンプティ検知装置 - 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】 〔概要〕 一成分現像剤を搬送し、感光体上の潜像の現像化を行う
導電性をもつ現像剤担持体、及び当該現像剤担持体と当
接して回転し現像剤担持体への現像剤の供給またはその
回収を行う導電性をもつ回転部材を有する現像器と、当
該現像器内の現像剤が空になった旨の表示を行う現像剤
エンプティ表示回路とを有する現像剤エンプティ検知袋
ＷＬに関し、 安価で現像剤エンプティを確実に検知することがてきる
現像剤エンプティ検知装誼を提供することを目的とし、 現像器内の現像剤担持体と回転部旧との間を流れる電流
を検出することにより現像剤が空になったことを検知し
て現像剤エンプティ表示回路に、その旨を表示させる現
像剤担持体・回転部材間電流検知手段を設けた構成であ
る。

（産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、電子写真器または電子写真プリンタ
等における現像装置の現像剤エンプティ検知装置の現像
器に係り、特に、キャリアの含まれない絶縁性の一成分
現像剤を搬送し、感光体上の潜像の現像化を行う導電性
をもつ現像剤担持体、及び当該現像剤担持体と当接して
回転し現像剤担持体への現像剤の供給またはその回収を
行う導電性をもつ回転部材を有する現像器と、当該現像
器内の現像剤が空になった旨の表示を行う現像剤エンプ
ティ表示回路とを有する現像剤エンプティ検知装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、１成分現像剤を適用する現像装置について、現像
剤か空になったことを検出するトナーエンプティ検知装
置として、以下に示すものがあった。

第一の従来例にあっては、現像器内のトナーを攪拌する
アジテータの駆動負荷トルクを機械的に検出し、トナー
エンプティを検出するものである（特公昭５８−２４７
８６号）。

第二の従来例は、現像器を駆動する駆動モータの１ヘル
ク変化を電気的な変化量として検出するものである（特
公昭５３−８８２７０号）。

第三の従来例は現像器内にコイル状金属の検知導体を設
け、そこに発生ずる自己インダクタンス変化を検出する
ものである（特公昭５６−１３０７６７号）。

（発明か解決しようとする課題） ところで、以上説明したこれらの１ヘナーエンプテイ装
置は、例えば、第一の従来例にあっては、アジテータの
駆動負荷トルクを機械的に検出するものであるため、ま
た、第二の従来例にあっては、駆動モータの１〜ルク変
化を電気的な変化量として検出するため、また、現像器
内にコイル状金属の検知導体を設け、そこに発生ずる自
己インダクタンス変化を検出する方法であるため、部品
点数が多くなり、コストダウンに限界があるという問題
点を有していた。

そこで、本発明は、簡単な構成で安価に、確実に現像剤
エンプティを検知することができる現像剤エンプティ検
知装置を提供することを目的としてなされたものである
。

〔課題を解決するだめの手段〕

以上の技術的課題を解決するため、本発明は第１図に示
すように、一成分現像剤を搬送し、感光体上の潜像の現
像化を行う導電性をもつ現像剤担特休、及び当該現像剤
担持体と当接して回転し現像剤担持体への現像剤の供給
またはその回収を行う導電性をもつ回転部材を有する現
像器１０と、当該現像器１０内の現像剤が空になった旨
の表示を行う現像剤エンプティ表示回路９とを有する現
像剤エンプティ検知装置において、現像器１０内の現像
剤担持体と前記回転部材との間を流れる電流を検出する
ことにより現像剤が空になったことを検知して現像剤エ
ンプティ表示回路９に、その旨を表示させる現像剤担持
体・回転部材間電流検知手段１１を設けたものである。

〔作用〕

本発明に係る動作を説明する。

一成分現像剤は前記現像器１０内の導電性をもつ回転部
材により、当該回転部材と当接する現像斉■旦手寺体に
搬送される。

ここて、「一成分現像剤」とはキャリアの含まれていな
い現像剤であって、電気を通さない絶縁性をもつ。

その際、当該現像剤担持体と回転部材間には帯電された
現像剤を回転部材から現像剤担持体に移動させるために
、所定の電圧が印加されており、当該電圧により、帯電
された現像剤が現像剤担持体に移動することになる。

その際、前記現像剤担持体・回転部材間電流検知手段１
１は当該現像剤担持体と回転部材との間に印加された電
圧に基づき、当該担持体と回転部材間に挟まれた絶縁性
をもった現像剤を通して流れる電流値の検出を行ってい
る。

したがって、現像剤が少なくなると、当該担持体及び回
転部材間に挟まれた現像剤が減少するため、当該担持体
及び回転部材間の抵抗値が減少し、前記現像剤担持体・
回転部材間電流検知手段１１が検出する電流値が増大す
ることになり、検出された電流値が所定値より減少した
場合には、前記現像器１０内の現像剤が空になったこと
が検出されることになる。

検知手段１１により、空になったことが検出された場合
には当該電流検知手段１１ば前記現像剤エンプティ表示
回路９にその旨を通知し、その旨が表示されることにな
る。

尚、請求項２に記載した当該発明に係る実施態様を第２
図に示す。

本実施態様では前記現像剤担持体・回転部材間電流検知
手段１１は電流検出回路５、電流比較回路７、上限電流
発生部６、及び制御回路８を有するものである。

〔実施例〕

続いて、本発明の実施例について説明する。

第３図には本発明に係る第一の実施例を示すものである
。

本実施例は同図に示すように、大きくは、現像器２０と
、当該現像器２０内の現像剤（トナー）が空になった旨
の表示を行うトナーエンプティ表示回路１９と、現像器
２０内の現像剤担持体１と前記回転部材２との間を流れ
る電流を検出することにより現像剤か空になったことを
検知してトナーエンプティ表示回路１９にその旨を表示
させる現像剤担持体・回転部材間電流検知手段２１とを
有するものである。

また、前記現像器２０は同図に示すように、一成分現像
剤を搬送し、感光体５０（第６図参照）上の潜像の現像
化を行う導電性をもつ現像剤担持体ｌと、現像剤担持体
１と当接して回転し現像剤担持体１への現像剤（トナー
）の供給またはその回収を行う導電性をもつ回転部材２
と、現像前の現像剤担持体１上の現像剤の層厚を規制す
る層厚規制手段（第６図参照）と、現像剤担持体１と回
転部材２との間に電圧を印加する定電圧電源回路４と、
現像剤担持体１と感光体５０との間に電圧を印加するた
めの定電圧電源回路２２とを有するものである。

さらに、現像剤担持体・回転部材間電流検知手段２１は
同図に示すように、現像器２０の現像剤担持体１と回転
部材２との間の電流を検出する電流検出回路５と、現像
剤が所定量である場合に前記現像剤担持体１と回転部材
２との間を流れることか予測される上限電流値を発生ず
る上限電流発生部６と、電流検出回路５により検出され
た電流値に相当する電圧値と上限電流値に相当する電圧
値とを比較し、検出された電流値と上限電流値との差信
号を制御回路８に送出する電流比較回路７と、差信号に
応じて、トナーエンプティ表示回路１９に対する通知の
指示及び、定電圧電源回路４に対し現像剤担持体１と回
転部材２との間に流れる電流値の制限の指示を行う制御
回路８とを有するものである。

制御回路８は電流比較回路７からの差信号に応じて両者
の差が０”となるように定電圧電源回路４の出力電圧値
を制御するものである。

第５図に第一の実施例に係る現像剤エンプティ検知装置
の回路図を具体的に示すものである。

同図に示すように、定電圧電源回路４は交流発振器４１
と、交流発振器４１により発生した交流電圧を高電圧に
変換するトランス４２と、交流を直流に変換するだめの
整流用ダイオード４３と、電流の平滑を行うコンデンサ
４４と、回転部材２に印加する電圧値の分圧及び増幅を
行う回路４５と、分圧及び増幅された電圧を所定の電圧
値と比較して、電圧値の差に相当する電圧の増幅を行う
差動増幅器４６とを有するものである。

また、制御回路８は同図に示すように、電流比較回路７
から出力された差信号の表す電圧値と所定の電圧値との
差に相当する差信号の出力を行う差動増幅器８４と、分
圧回路８３．８５と、分圧回路８３で設定される電圧値
の安定化を図る定電圧ダイオード８２とを有するもので
ある。

さらに、１〜ナ一エンプテイ表示回路１９は制御回路８
から入力するアナログ信号をディジタル信号に変換して
反転させるＮＯＴ素子９１と、ト　　　　　′リーーエ
ンプティ表示を行うＬＥＤ９２とを有するものである。

また、電流検出回路５は定電圧電源回路４に流れる電流
の緩衝及び増幅を行う増幅器を有するものである。

さらに、電流比較回路７は上限電流発生部６から出力さ
れた上限電流の電圧値と電流検出回路５から出力された
電圧値との比較を行って電圧値の差に相当する差信号を
出力する差動増幅器を有するものである。

続いて、本実施例の動作について説明する。

現像器２０内の回転部材２の回転とともに現像剤（トナ
ー）は層厚規制手段３（第６図参照）で規制されて摩擦
により帯電するとともに、回転部材２に当接する現像剤
担持体１の位置まで搬送されることになる。

帯電した現像剤は、回転部材２と現像剤担持体１間に印
加されている電圧により生ずるクーロン力により、回転
部材２から現像剤担持体１に移動することになる。

現像剤が十分に現像装冒内に存在する場合には、回転部
材２と現像剤担持体１との間には一定量の現像剤が挟ま
れるため、絶縁性をもつ現像剤により一定の大きさの抵
抗値を示すことになり、当該現像担持体１と回転部材２
との間に印加されている定電圧により、電流検出回路５
により一定の電流が検出されることになる。

この場合を第５図の回路図に基づいて説明する。

定電圧電源回路４の交流発振回路４１から出力された交
流はトランス４２により、高電圧に変換され、整流用ダ
イオード４３により整流され、コンデンサ４４により平
滑され回転部材２に印加される。

その際、電流検出回路５は定電圧電源回路４に流れる電
流を検出し、当該電流を増幅して電流比較回路７に送出
する。

電流比較回路７にあっては、電流値と上限電流値と比較
される。現像剤が十分ある場合には検出された電流値は
制限電流値よりも小さいのて、差動増幅器７からは当該
電圧差に相当するプラスの差信号が制御回路８に送出さ
れることになる。

ここで、「上限電流」とは現像剤が所定量以下になった
場合に回転部材２と現像剤担持体ｌとの間に流れる最小
の過電流に相当する電流であり、「制限電流」とは当該
上限電流よりも小さいが現像剤が十分に存在する場合に
流れる電流よりも大きい電流値であり、第７図に示した
信号発令値に相当する電流値をいう。

制御回路８に入力した差信号は制御回路８に設けられた
差動増幅器８４により、所定の電圧値と比較され、これ
らの電圧差に相当する差信号が１ヘナ一エンプテイ表示
回路１９及び定電圧電源回路４に送出されることになる
。差信号に相当する電圧は分圧回路８３により分圧され
、定電圧電源回路４の差動増幅器４６の基準電圧値を定
めることになる。

一方、現像剤が減少し、所定量以下になった場合には、
電流検出回路５により検出された電流値は前述した制限
電流値に達し、電流比較回路７の差動増幅器７から該当
する差信号が出力されることになる。

当該差信号の表す電圧値は十分に現像剤が存在する場合
と異なることになり、定電圧電源回路４及びトナーエン
プティ表示回路１９に流れる電圧は異なることになり、
当該Ｉ−ナーエンプティ表示回路１９にはトナーが空で
ある旨が表示される。

制御回路８から定電圧電源回路４の差動増幅器４６の基
準電圧値として、分圧回路８３から送出される電圧値は
現像剤が十分存在する場合の電圧値よりも低くなり、定
電圧電源回路４が回転部材２に印加する電圧値そのもの
が変化し、回転部材２及び現像剤担持体１との間に流れ
る電流値が低く制限され、回転部材２及び現像剤担持体
１の間に流れるリーク電流の防止を図ることができるこ
とになる。

続いて、本発明に係る第二の実施例について説明する。

本実施例は第一の実施例と同様に、第４図に示すように
、電流検出回路５は定電圧電源回路４に流れる電流の検
出を行うのであるが、第一の実施例と異なり、接地の代
りに定電圧電源回路２３を介して接地したものである。

このため、第一の実施例の場合と異なり、定電圧電源回
路２３が現像剤担持体１に加える電圧値は低く設定する
ことができるという利点かある。

尚、第６図には本実施例に係る現像器の内部を示すもの
であり、現像剤担持体１、回転部材２及び層厚制御手段
３を示すものである。

第−及び第二の実施例にあっては、現像担持体１及び回
転部材２には導電性ポリウレタン（電気抵抗率、１０７
Ω・ｃｍ）　、層厚規制手段３にはステンレス（ＳＵＳ
３０４ＣＰＳまたは５ＵＳ３０１ｃｐｓ）、現像剤にポ
リエステル系負帯電トナーを用い、前記現像剤担持体１
の印加電圧を一４００Ｖ、回転部材２の電圧を一８００
■とした。

第７図は第−及び第二の実施例に係るトナー（現像剤）
量と検知電流との関係を示すものであり、トナー量か十
分ある場合（トナーホッパ全体の容量に対する現像剤の
占める割合は１００％〜２０％）には印字領域にあり、
正常な印字が行われ、トナー量が不足すると（トナー量
の割合が２０％〜１０％）トナー不足域に入る。その際
、検知電流が上昇し始める５０．Ａを制限電流値として
、前記トナーエンプティ表示回路１９にトナーエンプテ
ィ表示信号発令のきっかけとし、同時に前記定電圧電源
回路４に対し、回転部材２への印加電圧な変更すること
になる。

また、前記上限電流値としては、トナー量か全体の１０
％の量に達した場合に流れる電流値とし、これよりトナ
ー量が減少した場合にはトナーエンプティ領域とし、当
該上限電流値以上の電流は過電流（リーク電流）に相当
するものである。

第８図には第−及び第二の実施例に係るトナー量と印字
濃度との関係が示されている。同図では第７図の如く信
号発令値（制限電流値）を設定した場合の現像器を用い
て印字を行ったときの濃度（ＯＤ）を示すものであり、
印字濃度が低下する直前で信号発令が起き、良好なタイ
ミングでエンプティを検知することができることを示し
ている。

以上説明した実施例にあっては、現像剤が空になった場
合には、回転部材及び現像剤担持体の間に流れる電流値
の減少の指示を、制御回路８が定電圧電源回路４に対し
行うので、回転部材２及び現像剤担持体１の間に流れる
過電流発生の防止を図ることができ、過電流による回転
部材２及び現像側担持体１の変質、変形及び印字の劣化
等の悪影響を防止して画像再現性の良い現像装置を提供
することができることになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は現像装量内の回転部材と
現像剤担持体との間の電流の検出を行うことにより、現
像剤のエンプティの検知を行うようにしている。

したがって、簡単な構成で安価に現像剤の空の検知を確
実に行って、画像再現性の良い現像装置を提供すること
ができることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の原理ブロック図、第２図は本発明の実施
態様を示すブロック図、第３図は第一の実施例に係るブ
ロック図、第４図は第二の実施例に係るブロック図、第
５図は第−及び第二の実施例に係る回路図、第６図は第
−及び第二の実施例に係る現像器を示す断面図、第７図
は第−及び第二の実施例に係る１ヘナー量と検知電流と
の関係を示す図、及び第８図は第−及び第二の実施例に
係る１〜ナー量と印字濃度の関係を示す図である。 １０．２０．３０・・・現像器 １１．２１・・・現像剤担持体・回転部材間電流検知手
段 ９（１９）・・・現像剤エンプティ表示回路（トナーエ
ンプティ検知回路） 特許出願人　　　　富士通株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一成分現像剤を搬送し、感光体上の潜像の現像化
   を行う導電性をもつ現像剤担持体、及び当該現像剤担持
   体と当接して回転し現像剤担持体への現像剤の供給また
   はその回収を行う導電性をもつ回転部材を有する現像器
   （１０）と、当該現像器（１０）内の現像剤が空になっ
   た旨の表示を行う現像剤エンプティ表示回路（９）とを
   有する現像剤エンプティ検知装置において、 現像器（１０）内の現像剤担持体と前記回転部材との間
   を流れる電流を検出することにより現像剤が空になった
   ことを検知して現像剤エンプティ表示回路（９）に、そ
   の旨を表示させる現像剤担持体・回転部材間電流検知手
   段（１１）を設けたことを特徴とする現像剤エンプティ
   検知装置。
2. （２）前記現像担持体・回転部材間電流検知手段として
   、前記現像器（１０）の現像剤担持体と回転部材との間
   の電流を検出する電流検出回路（５）と、 前記現像剤が所定量である場合に現像剤担持体と回転部
   材との間を過電流が流れると予測される上限電流を発生
   する上限電流発生部（６）と、電流検出回路（５）によ
   り検出された電流値と上限電流値とを比較し、検出され
   た電流値と上限電流値との差に相当する差信号を前記制
   御回路（８）に送出する電流比較回路（７）と、 差信号があった場合に、前記現像剤エンプティ表示回路
   （９）に対し、当該差信号に応じた表示の指示を行い、
   かつ、前記現像剤担持体と回転部材との間に流れる電流
   値の制限の指示を行う制御回路（８）とを有することを
   特徴とする請求項１記載の現像剤エンプティ検知装置。
3. （３）請求項１記載の現像剤エンプティ検知装置におい
   て、 少なくとも現像剤担持体に定電圧を印加する定電圧電源
   回路を有することを特徴とする請求項１記載の現像剤エ
   ンプティ検知装置。
4. （４）請求項２記載の現像剤エンプティ検知装置におい
   て、 現像器内に、現像剤担持体と回転部材との間に電圧を印
   加する定電圧電源回路を設けるとともに、前記現像剤担
   持体・回転部材間電流検知手段内の制御回路の指示は定
   電圧電源回路に対し、上限電流値との差に応じた電圧値
   の変更の指示を行うことを特徴とする請求項２記載の現
   像剤エンプティ検知装置。