JPH04278Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、主として複写機のトナー残量を検出
するためなどに好適に実施することができる粉体
センサに関する。

従来の技術 従来用いられてきたトナー残量センサとしては
第５図に示す如く、トナータンク４の側壁内に臨
ませて設けたユニモルフ型振動子５を利用したも
のがある。

このセンサの原理は、第６図にも示す如く、ユ
ニモルフ型振動子５の金属板５ｂをケーシング１
に支持した状態において自励発振させ、トナーと
の接触負荷による機械的ダンピングによつて発振
が停止する現象を用い、トナーが無くなつた時の
発振を電気的出力として取出してトナー残量を検
出するのである。

ここで、ユニモルフ型振動子５の金属板５ｂは
第５図に示すようにトナータンク４の内面と面一
になるようにその周辺がケーシング１に支持され
ている。金属板５ｂをトナータンク４の内面と面
一にするのは、微粉末であるトナーが付着するこ
とによつて金属板の振動が抑圧され、その結果、
トナー残量がないのにあるといつた誤動作を防止
するためである。

考案が解決しようとする問題点 ところで、上述したユニモルフ型振動子５は電
圧印加によつて屈曲振動を生じるが、その振動モ
ードのノードラインが、前記振動子の金属板５ｂ
の周辺よりも少し内側に存在しているため、前述
した如く、金属板５ｂの周辺をケーシングに支持
する構造を採用していると、振動が抑圧されると
ともにケーシング及びトナータンクを通じて振動
漏れを生じることになる。

これを解消するために、従来では、第６図に示
す如く重量のある金属リング９を付加質量として
前記金属板周辺近傍のケーシング１に設けるか、
或いは、前記ケーシング１自体を重量のあるダイ
キャスト製としていたが、何れも振動を抑圧して
の振動漏れ防止に他ならず、このような手段で
は、トナー残量の検出感度を高めることができな
いし、付加質量を設けることによるコスト高は否
めない。

また、帯電したトナーから金属板を通じて静電
気が回路に流れるため、誤動作や回路損傷の原因
となる。そこで、これを防ぐため、金属板の表面
を樹脂などでコーテイングしているけれども、不
完全でありまたコスト高となつている。

本考案の目的は、上述の技術的課題を解決し、
簡単な構造で、しかも検出感度を高め、かつ粉体
中の静電気による回路損傷や誤動作を確実に防ぐ
ことができるようにした粉体センサを提供するこ
とである。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本考案は、金属板
の一表面に圧電セラミツクを設けたユニモルフ型
振動子を用いた粉体センサであつて、前記金属板
を、そのノードライン近傍位置で圧電セラミツク
に近づく方向に屈曲形成し、この金属板の他表面
に絶縁薄板を貼着し、この絶縁薄板をセンサケー
シングに貼着したことを特徴としている。

作 用 本考案に従えば、ユニモルフ型振動子の金属板
を、ノードライン近傍位置で圧電セラミツクに近
づく方向に屈曲形成し、金属板の圧電セラミツク
が設けられている面とは反対側の面に絶縁薄板を
貼着し、この絶縁薄板をセンサケーシングに貼着
するようにしたので、金属板の振動エネルギーが
絶縁薄板内で減衰し、センサケーシングに伝わら
ない。また金属板に貼着される薄板が絶縁性を有
しているため、粉体が付着しにくく、また粉体が
帯電している場合でも静電気が遮断され、センサ
内の回路に静電気が流入することが防止される。

実施例 第１図は粉体センサ１０の断面図であり、第２
図は第１図の矢符Ａ側から見た平面図である。粉
体センサのケーシング３０は、合成樹脂から成
り、第１筒部３１と、第１筒部３１に連なる外向
きフランジ３２と、外向きフランジ３２に連なる
第２筒部３３とを有する。第１筒部３１の下端部
には、プリント基板３４が取付けられている。こ
のプリント基板３４には、発振回路３５を構成す
べく複数の回路部品３６が実装されている。外向
きフランジ３２の上面には、シリコンゴムから成
るシート体３７が貼り付けられている。外向きフ
ランジ３２には、ねじ３８が挿通する挿通孔３９
が形成されている。第２筒部３３の前面には、第
２筒部３３と共通な軸線を有する真円状の開口４
０が形成されており、この開口４０を覆いかつ第
２筒部３３の前面のほぼ全面に亙つて絶縁薄板４
１が貼着されている。絶縁薄板４１は、たとえば
合成樹脂、セラミツク、ガラス等の電気絶縁性材
料から成る。

絶縁薄板４１の内方側には、ユニモルフ型振動
子４２が設けられる。このユニモルフ型振動子４
２は、圧電セラミツク４３と、金属板４４とから
構成される。金属板４４は、第３図に示すように
そのノードラインが位置する部分近傍で屈曲形成
された略円錐台部分４５と、円錐台部分４５の大
径端部に形成されている外向きフランジ４６とを
有する。円錐台部分４５は小径部分４５ａと、周
壁部分４５ｂとを有し、小径部分４５ａと周壁部
分４５ｂとの成す角θは振動時に周壁部分４５ｂ
がケーシング３０の内壁に当接しない値に選ばれ
ている。小径部分４５ａの内表面には、エポキシ
系樹脂などの接着材４８によつて圧電セラミツク
４３が貼着されている。圧電セラミツク４３の小
径部分４５ａとは反対側の面には、第４図に示す
ように入力電極４７ａと出力電極４７ｂとを有す
る電極４７が備えられる。なお、入出力電極４７
ａ，４７ｂの配置については、種々のパターンを
用いてよく、また圧電セラミツク４３自体は公知
のもの、例えばPZTでよい。また第３図におい
て４９は前記入力電極４７ａおよび金属板４４に
接続されたリード線であり、５０は前記出力電極
４７ｂに接続されたリード線であつて、これから
振動出力を取り出す。

このような構成を有するユニモルフ型振動子４
２を取付けるのにあたつては、周壁部分４５ｂが
ケーシング３０の内方に位置するようにし、かつ
小径部分４５ａの中心点と絶縁薄板４１の中心点
とが一致するようにし、このような状態で小径部
分４５ａの外表面を絶縁薄板４１の内表面にエポ
キシ系等の接着剤５０によつて貼付ける。こうし
て金属板４４の小径部分４５ａの周縁近傍が、ノ
ードラインになるように構成され、これによつて
金属板４４に発生した振動エネルギーは、絶縁薄
板４１内で減衰し、ケーシング３０に伝達するこ
とを可及的に防止することができる。

次にトナー補給タンク１５の側壁１５ａの内表
面に絶縁板４１がほぼ面一となるように、第２筒
部３３を開口１６に挿入し、このような状態でね
じ３８を側壁１５ａに螺合させ、センサケーシン
グ３０をトナー補給タンク１５に固定する。この
ときシート体３７は側壁１５ａの外表面にぴつた
りと当接しているため、トナー補給タンク１５内
のトナー１３が外部に漏れることがなく、したが
つて複写機の機体内が汚損されることが防止され
る。

また絶縁薄板４１によつてトナー１３からの静
電気が遮断され、回路部品３６に流入することが
なく、したがつて回路部品３６の損傷や誤動作を
防止できる。また金属板４４と絶縁薄板４１とは
同軸であるため、検出感度を高めることがきる。
なお、参考までに述べると、金属板４４と絶縁薄
板４１とが同軸でなくずれている場合には、絶縁
薄板４１による振動エネルギーの減衰量が部分的
に異なり、これに起因して金属板４４の振動特性
を劣化させる。

なお、本件考案者の実験結果によれば、開口４
０の径を１とし、金属板４４の小径部分４５ａ
の径を２としたとき、 １：２＝１：１〜３：１ の範囲で金属板４１の振動エネルギーを効果的に
吸収することができた。また１：２＝３：２
の場合が最適であつた。

前述の実施例では、トナー補給タンク１５内の
トナー残量を検出するために、トナー残量センサ
１０が用いられたけれども、磁気ブラシ現像装置
の貯留空間１４内のトナーの残量を検出するため
に用いてもよく、また排トナーの残量を検出する
ために用いてもよい。また本考案はトナーだけで
なくその他の粉体の残量を検出するためにも好適
に実施することができる。

考案の効果 以上のように本考案によれば、金属板の振動エ
ネルギーは絶縁薄板内で減衰し、センサケーシン
グに伝わらないため、先行技術のようにセンサケ
ーシングに付加質量を付けたり、センサケーシン
ぐ自体を比重の大きい金属等で構成する必要がな
く、したがつて製造コストの低減を図ることがで
きると共に、無負荷時のＱを高く維持することが
でき、検出感度を高めることができる。

また絶縁薄板を設けることによつて、粉体が付
着しにくく、したがつて付帯の付着に起因した誤
動作を確実に防止することができ、また帯電した
粉体からの静電気が回路内に流入せず、静電気に
起因した回路損傷や誤動作を確実に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例としてのトナー残量
センサ１０の断面図、第２図は第１図の矢符Ａ側
から見た平面図、第３図はユニモルフ型振動子４
２付近の拡大断面図、第４図は第３図の矢符Ｂ側
から見た平面図、第５図は従来のトナー残量セン
サが適用されたトナータンクの断面図、第６図は
従来のトナー残量センサを示す断面図である。 １０……トナー残量センサ、１５……トナー補
給タンク、３０……センサケーシング、４１……
絶縁薄板、４２……ユニモルフ型振動子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 金属板の一表面に圧電セラミツクを設けたユニ
   モルフ型振動子を用いた粉体センサであつて、 前記金属板を、そのノードライン近傍位置で圧
   電セラミツクに近づく方向に屈曲形成し、この金
   属板の他表面に絶縁薄板を貼着し、この絶縁薄板
   をセンサケーシングに貼着したことを特徴とする
   粉体センサ。