JPH0434581A - 現像剤切れ検知装置を備えた画像形成装置 - 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　　　　の　１ 本発明は複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、詳
しくいうと、現像剤担持体とこの現像剤担持体に対向配
置された検知導体間の静電容量の変化を利用して現像剤
の残量を検出する現像剤切れ検知装置を備えた画像形成
装置に関するものである。

差速Ｊと支止 例えば、電子写真方式の画像形成装置に使用されている
現像装置においては、現像剤の薄層を担持した現像スリ
ーブと静電潜像担持体とを対向配置し、現像スリーブと
静電潜像担持体との間に交流バイアス電圧を印加し、こ
のバイアス電圧によって形成される電界により両者間で
現像剤（トナー）の往復動を生じさせるいわゆるジャン
ピング現イ象法が広（普及している。このような現像装
置の現像剤切れを検知する方法として、現像剤容器内に
現像スリーブと対向する導体を設け、現像スリーブに印
加される電圧により現像剤を介してこの導体に発生する
誘導電圧を利用して検知する方法が従来より知られてい
る。これは現像スリーブと導体間に介在する現像剤の量
が変化することによる両者間の容量変化を電圧として取
り出し、基準となる電圧と比較して検知するものである
（例えば、特開昭６３−２１０８７０号公報参照）。

第４図は上記原理を利用した従来の現像剤切れ検知装置
の代表例を示す回路構成図であり、電子写真方式の画像
形成装置の現像器１００と組合されて使用された場合を
示す。現像器１００は本例では１成分磁性体トナーを用
いて周知のジャンピング現像法で現像する構成のもので
あり、このトナー１０４を収容するトナー容器１０１、
現像剤切れ検知回路１１２の交流バイアス源１０８から
所定の交流バイアス電圧ＶＡｃが印加される現像スリー
ブ１０２、この現像スリーブ１０２に付着したトナーの
層厚を規制するブレード１０３、現像スリーブ１０２に
対向して水平方向に張設され。

トナー切れを検知、警告する検知導体１０６とから構成
されている。トナー１０４は現像スリーブ１０２上に付
着し、交流バイアス源１０８から現像スリーブ１０２に
印加される所定の交流バイアス電圧■ＡＣによって現像
スリーブ１０２からジャンプして静電潜像担持体、本例
では感光体ドラム１０５に付着し、そこに形成された静
電層像を現像する。

検知導体１０６は現像スリーブ１０２との間の静電容量
がそれら間に存在するトナー量によって変化することに
基づいてトナー切れ（トナー残量）を検知し、警告する
もので、静電容量の変化をそれに対応する直流電圧■。

Ｃに変換するために検知回路１１２の測定側容量−電圧
変換回路１１０に接続されている。一方、交流バイアス
源１０８からの交流バイアス電圧■Ａｃは検知回路１１
２の基準コンデンサ１０７を介して基準側容量−電圧変
換回路１０９にも供給されており、従ってこの基準側容
量−電圧変換回路１０９からは基準キャパシタンスＣ８
に対応する一定の直流電圧■３が発生される。測定側及
び基準側の同容量−電圧変換回路１１０及び１０９から
の直流電圧出力は比較回路１１１に供給されて比較され
る。ここで、測定側及び基準側の同容量−電圧変換回路
１１０及び１０９のどちらか一方を調整し、トナー量が
Ｍｇのときに同容量−電圧変換回路１１０及び１０９の
直流８カ電圧■。Ｃ及び■８が同一の値となるように設
定しておけば、トナー残量が減少してＭｇより少なくな
ると、基準側の変換回路１０９からの基準直流電圧Ｖｓ
の方が測定側の変換回路１１０からの直流電圧ＶＯＣよ
りも大きくなるから、比較回路１１１からの出力、即ち
、検知回路１１２からの出力が反転し、トナー切れ表示
回路１１３が作動されて表示器１１４がトナー切れを表
示し、警告することになる。

なお、第４図の画像形成装置は少な（とも感光体ドラム
１０５と現像器１００とを一体化したカートリッジ９０
を含み、このカートリッジ９ｏは画像形成装置本体に着
脱可能であり、また、交流バイアス源１０８及び検知導
体１０６からの出力を上述のように処理する現像剤切れ
検知回路１１２は画像形成装置本体に設けられており、
カートリッジ９０を装置本体に装着することにより現像
スリーブ１０２及び検知導体１０６がそれぞれカートリ
ッジ９０に設けられたバイアス電圧入力端子９１及び検
知電圧出力端子９２、並びにこれら端子と検知回路１１
２とを接続する導線、例えばケーブル９３及び９４を介
して検知回路１１２の交流バイアス源１０８及び測定側
容量−電圧変換回路１１０にそれぞれ電気的に接続され
るように構成されている。

が　　しよ　とする しかしながら、上記従来の画像形成装置では、現像剤切
れ検知回路１１２とカートリッジ９０がケーブル９３．
９４のような導線で接続されるため、導線の線間容量及
びインダクタンス成分の影響で交流バイアス電圧Ｖ　Ａ
Ｃの波形がなまり、入力端子９１での交流バイアス電圧
はＶ　ｈｃ’　となる。

このため、現像スリーブ１０２を介して検知導体１０６
に印加される電圧Ｖ　ＡＣｏ　と基準コンデンサ１０７
に印加されるバイアス電圧ＶＡＣとの間に差が生じ、検
出誤差を生じる原因となっていた。また、調整後の装置
本体への組込み作巣時に導線の引き回しを動かすため、
導線の浮遊容量が変化して検知導体１０６と基準コンデ
ンサ１０７にかかる電圧に変化が生じ、これもまた、ト
ナー切わ検出の誤差となってしまうという欠点もあった
。

従って、本発明の目的は、現像剤切れ検知回路から現像
器内の現像剤担持体に交流バイアス電圧を搬送する導線
及び前記現像剤担持体に対向、配置された検知導体から
の検知電圧を前記現像剤切れ検知回路に搬送する導線の
線間容量、インダクタンス成分、浮遊容量に起因するバ
イアス電圧のなまりによる検出誤差を完全に取り除くこ
とができる現像剤切れ検知装置を備えた画像形成装置を
提供することである。

を　　するための 上記目的は本発明に係る画像形成装置によって達成され
る。要約すれば、本発明は、現像器内の現像剤担持体に
対向させて検知導体を設け、該現像剤担持体に交流バイ
アス電圧を印加することにより前記検知導体から得られ
る検知電圧と、基準コンデンサに前記交流バイアス電圧
を印加することにより該基準コンデンサから得られる出
力電圧とを比較して前記現像器内の現像剤の残量を検出
する現像剤切れ検知装置を備えた画像形成装置において
、前記基準コンデンサを前記現像器の近傍に配置して前
記現像剤担持体に印加する交流バイアス電圧を前記現像
器の近傍において前記基準コンデンサに印加するととも
に、前記基準コンデンサからの出力電圧を搬送する導線
と前記検知導体からの検知電圧を搬送する導線とを同一
束線として現像剤切れ検知回路に接続したことを特徴と
する画像形成装置である。

Ｋｌ上 以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は本発明による画像形成装置の第１の実施例の現
像剤切れ検知装置を示す回路構成図であり、本実施例の
現像剤切れ検知装置も電子写真方式の画像形成装置の現
像器１００と組合されて使用され、また、現像器１００
は１成分磁性体トナーを用いて周知のジャンピング現像
法で現像する構成のものである。なお、本実施例は、キ
ャパシタンスＣｓの基準コンデンサ１０７が検知回路１
１２内から取り出されてカートリッジ９ｏの入力端子９
１の近傍においてケーブル９３と接続され（入力端子９
１に接続してもよい）、かつ基準コンデンサ１０７から
の出力を搬送するケーブル９５を、検知導体１０６に誘
起する交流電圧を搬送するケーブル９４と同一束線とし
て現像剤切れ検知回路１１２に接続した以外は、第４図
の現像剤切れ検知装置とその構成、機能並びに各部材の
相互関係等が同じであるので、対応する素子、部材に同
じ符号を付して特に必要のない限りそれらの説明を省略
する。

このように構成すると、ケーブルの線間容量、インダク
タンス成分、浮遊容量の影響により交流バイアス源１０
８がらのバイアス電圧■Ａｃがなまって入力端子９１で
のバイアス電圧がＶ　ＡＣｏ　となっても、基準コンデ
ンサ１０７にはこのなまったＶＡＣのバイアス電圧が印
加され、また、現像器１００内の現像スリーブ１０２を
介して検知導体１０６に加わる電圧もほぼＶ　Ａ　ｃ’
　となるから、基準コンデンサ１０７及び検知導体１０
６にはほぼ同一の電圧が印加されることになる。一方、
基準コンデンサ１０７及び検知導体１０６がらの出力電
圧は同一束線のケーブル９４．９５によって現像剤切れ
検知回路１１２に供給されるから、両川力がケーブルの
線間容量、インダクタンス成分、浮遊容量によってたと
え影響を受けてもその度合は同じとなり、両出力間に差
が生じない。が（して、上記本発明の第１の実施例によ
れば、ケーブルの線間容量、インダクタンス成分、浮遊
容量に起因するバイアス電圧のなまりによる誤差を完全
に取り除くことができる。

第２図は本発明による画像形成装置の第２の実施例の現
像剤切れ検知装置を示す回路構成図であり、本実施例の
現像剤切れ検知装置も電子写真方式の画像形成装置の現
像器１００と組合されて使用され、また、現像器１００
　ｉ′ｉ１成分磁性体トナーを用いて周知のジャンピン
グ現像法で現像する構成のものである。なお、本実施例
は、現像剤切れ検知回路１１２からキャパシタンスＣ８
の基準コンデンサ１０７を除去し、その代りに検知回路
１１２内の交流バイアス源１０８からカートリ・ソジ９
０の入力端子９１ヘバイアス電圧Ｖ　ＡＣを供給するケ
ーブル９３に対し、カートリ・ンジ９０の入力端子９１
の近傍において別個のケーブル９６を巻き付け、これら
ケーブル９３．９６間の線間容量により基準コンデンサ
１２１を構成したものである。なお、ケーブル９６は、
現像器１００内の検知導体１０６に誘起する交流電圧を
搬送するケーブル９４と同一束線にして検知回路１１２
に接続される。この点を除（と、第１図の現像剤切れ検
知装置とその構成、機能並びに各部材の相互関係等が同
じであるので、同一素子、部材に同じ符号を付してそれ
らの説明を省略する。

本実施例においても、上記第１の実施例と同様に、ケー
ブルの線間容量、インダクタンス成分、浮遊容量に起因
するバイアス電圧のなまりによる誤差を完全に取り除く
ことができることは明白であるので、その説明を省略す
る。

第４図は本発明による画像形成装置の第３の実施例の現
像剤切れ検知装置を示す回路構成図である。本実施例で
は、上記第２の実施例のように現像剤切れ検知回路１１
２内の交流バイアス源１０８からカートリッジ９０の入
力端子９１ヘバイアス電圧ｖＡｃを供給するケーブル９
３に対し、カートリッジ９０の入力端子９１の近傍にお
いて別個のケーブル９６を巻き付ける代りに、アルミニ
ウム箔を巻き付けて基準コンデンサ１２０を構成したも
のである。なお、アルミニウム箔にはケーブル９７が接
続され、このケーブル９７は、上記第２の実施例と同様
に、現像器１００内の検知導体１０６に誘起する交流電
圧を搬送するケーブル９４と同一束線にして検知回路１
１２に接続されている。この点を除くと、第１図の現像
剤切れ検知装置とその構成、機能並びに各部材の相互関
係等が同じであるので、同一素子、部材に同じ符号を付
してそれらの説明を省略する。。

本実施例においても、上記第１及び第２の実施例と同様
に、ケーブルの線間容量、インダクタンス成分、浮遊容
量に起因するバイアス電圧のなまりによる誤差を完全に
取り除（ことができることは明白であるので、その説明
を省略する。

なお、上記実施例では少なくとも静電潜像担持体と現像
器を一体化したカートリッジを装置本体に着脱可能に構
成した画像形成装置に本発明を適用したが、現像器のみ
をカートリッジ化した画像形成装置にも本発明は適用で
きる。また、１成分磁性体現像剤を用いて周知のジャン
ピング現像法で現像する構成の電子写真方式の画像形成
装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発
明は１成分現像剤に限定されるものではなく、２成分現
像剤を含む他の現像剤を使用する現像装置に対しても同
様に適用できる。また、現像法もジャンピング現像法に
限定されず、種々の現像法を使用する種々の構成の画像
形成装置に等しく適用できる。勿論、静電記録方式等の
画像形成装置にも本発明は適用できるものである。さら
に、基準コンデンサはキャパシタンスが安定であれば実
施例以外の構成のものであってもよく、また、カートリ
ッジに設けた入力端子及び出力端子はどのような形状、
構成のものでもよい。また、検知導体の設置位置、個数
等は任意に変更できる。

１五立皇Ｊ 以上説明したように、本発明による画像形成装置は、現
像器の近傍に基準コンデンサを配置して該現像器内の現
像剤担持体に印加する交流バイアス電圧をこの現像器の
近傍において前記基準コンデンサに印加し、かつこの基
準コンデンサからの出力電圧を搬送する導線と前記現像
器内の検知導体からの検知電圧を搬送する導線とを同一
束線として現像剤切れ検知回路に接続するように構成し
たので、これら導線の線間容量、インダクタンス成分、
浮遊容量の影響により交流バイアス源からのバイアス電
圧がなまっても、基準コンデンサにはこのなまったバイ
アス電圧が印加され、また、現像器内の検知導体に加わ
る電圧もほぼなまった電圧となるから、基準コンデンサ
及び検知導体にはほぼ同一の電圧が印加されることにな
る。

方、基準コンデンサ及び検知導体からの出力電圧は同一
束線の導線によって現像剤切れ検知回路に供給されるか
ら、両出力は導線の線間容量、インダクタンス成分、浮
遊容量によってたとえ影響を受けてもその度合が同じに
なり、従って、両出力間に差が生じない。

か（して、本発明によれば、導線の線間容量、インダク
タンス成分、浮遊容量に起因するバイアス電圧のなまり
による検出誤差を完全に取り除くことができるから、導
線の長さ、導線の引き回し等に製造上のバラツキがあっ
ても高精度に現像剤切れを検知することができるという
優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置の第１の実施例の現
像剤切れ検知装置を示す回路構成図である。 第２図は本発明による画像形成装置の第２の実施例の現
像剤切れ検知装置を示す回路構成図である。 第３図は本発明による画像形成装置の第３の実施例の現
像剤切れ検知装置を示す回路構成図である。 第４図は従来の画像形成装置の現像剤切れ検知装置の代
表例を示す回路構成図である。 ９０：カートリッジ ９３〜９７：ケーブル ＯＯ：現像器 ０２コ現像スリーブ ０６：検知導体 ０７．１２０．１２１：基準コンデンサ０８：交流バイ
アス源 ０９：゛基準側容量−電圧変換回路 １０：測定側容量−電圧変換回路 第３困

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）現像器内の現像剤担持体に対向させて検知導体を設
   け、該現像剤担持体に交流バイアス電圧を印加すること
   により前記検知導体から得られる検知電圧と、基準コン
   デンサに前記交流バイアス電圧を印加することにより該
   基準コンデンサから得られる出力電圧とを比較して前記
   現像器内の現像剤の残量を検出する現像剤切れ検知装置
   を備えた画像形成装置において、前記基準コンデンサを
   前記現像器の近傍に配置して前記現像剤担持体に印加す
   る交流バイアス電圧を前記現像器の近傍において前記基
   準コンデンサに印加するとともに、前記基準コンデンサ
   からの出力電圧を搬送する導線と前記検知導体からの検
   知電圧を搬送する導線とを同一束線として現像剤切れ検
   知回路に接続したことを特徴とする画像形成装置。