JPH06202473A - トナー残量判別検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用コストが安く、誤検出がなく信頼度が高
いトナー残量判別検出装置を提供する。 【構成】 電子写真装置に対し着脱自在に装着される現
像器ユニットの両側面に配設された一対のトナー検出用
窓９と、現像器ユニットが装着位置にあるとき一対のト
ナー検出用窓のそれぞれに対し整列され相互に対面配置
される発光素子１１と受光素子１２とから成る感光式ト
ナーセンサ７′と、発光及び受光素子を取囲みトナー検
出用窓に接触してそれを振動させる圧電素子２０とから
成り、トナー検出用窓に付着したトナーを圧電素子の振
動により除去し、発光及び受光素子によりトナー検出用
窓を通してトナー残量を判別検出するようにしたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置に設けら
れるトナーを収納する容器内のトナーの残量を判別する
トナー残量判別検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子写真装置は乾式トナーを
使用する機器が主流を占め、複写機及びレーザビームプ
リンタ（以降ＬＢＰという）等として実用化されてい
る。市場ではモノクロに加えてカラー化の要望が高ま
り、カラーＬＢＰが急速に普及しつつある。

【０００３】一般に、かかる電子写真装置においては、
現像剤であるトナーを収納した現像器ユニット（トナー
収納ユニット）と転写行程で使用し残留したトナーを排
出して収納する排トナー容器とが電子写真装置本体に着
脱自在に取付けられる。トナーを収納した現像器ユニッ
トは着脱自在に取付けられるため、マイクロスイッチ等
を使用してそれが装着されているか否かを検出し、現像
器ユニットが未装着の場合は印字動作を行わないようそ
の動作開始を防止するようにしている。

【０００４】又、トナー残量判別検出装置を用いてトナ
ー残量が少ないことを検知し、トナー補給が必要である
ことを表示パネルに表示して現像器ユニットの交換を促
すようにしている。以下、図３乃至図５を参照して、従
来のトナー残量判別検出装置について説明する。

【０００５】図３は従来例によるトナー残量検出装置を
配設した現像器ユニットの断面図、図５は図３の矢印Ａ
−Ａ面から見た現像器ユニットの断面図である。図３に
おいて、２はその内部にトナー３を収容した現像バット
であり、現像バット２の先端には現像ローラ５、補給ロ
ーラ４が回転可能に軸支されている。

【０００６】又、図５の１ｂでより明瞭に示すような形
状をしたトナー搬送部材１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）
が矢印Ｂの方向に回転してトナー３のブロッキングを防
止しつつ補給ローラ４の方向にトナーを搬送し、補給ロ
ーラ４が現像ローラ５の表面にトナー３を補給する。現
像ローラ５は、その表面に付着した余分なトナー３をト
ナー規制ブレード６で除却して後感光体８に接触し、感
光体８の上に形成された静電潜像にトナーを転写してそ
れを現像する。

【０００７】図５に示すように、現像バット２の側壁に
は従来のトナー残量検出装置として圧電式トナーセンサ
７が取り付けてある。圧電式トナーセンサ７は圧電素子
１３と振動板１８とにより構成され、圧電素子１３の電
極１３ａ，１３ｂは外部の発振回路１９に接続されてい
る。発振回路１９は図４に示すような基本構成を有し、
圧電素子１３と、トランジスタ１４と、抵抗１５〜１７
とから成る発振器であって、端子ａ，ｂに動作電圧を加
えると圧電素子１３が発振し、圧電素子１３に接してい
る振動板１８も振動する。

【０００８】現像バット２内部のトナー３の量が変化す
ると圧電素子１３に作用する圧力が変化し、圧電素子１
３に作用する圧力が変化すると圧電素子１３の振動数が
変化するので、その振動数の変化を電気的に検出してト
ナーの残量検出を行うようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の現像器ユニットにおいては、トナー３の補
給は現像器ユニットを交換することによって行われるた
め、交換した現像器ユニットに装着されている圧電式ト
ナーセンサ７も同時に取外されて再使用されない。その
ため、交換用現像器ユニットがコストアップになるとい
う問題があった。また、トナー３の圧力作用による圧電
素子１３の振動数の変化は相当小さい上、圧電素子１３
の性能にバラツキがあるため誤検出が多いという問題が
あった。

【００１０】従って本発明は、上記のような従来の問題
を解決し、使用コストが安く、誤検出がなく、且つ信頼
度が高いトナー残量判別検出装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によるトナー残量
判別検出装置は、上記の問題を解決するため、電子写真
装置の所定の位置に着脱自在に装着されるトナー収納ユ
ニットの両側壁面に配設された一対のトナー検出用窓
と、前記トナー収納ユニットが装着位置にあるとき前記
一対のトナー検出用窓のそれぞれに対し整列され相互に
対面配置される発光素子と受光素子とから成る感光式ト
ナーセンサと、前記発光及び受光素子を取囲み前記トナ
ー検出用窓に接触してそれを振動させるよう構成した圧
電素子とから成り、前記トナー検出用窓に付着したトナ
ーを前記圧電素子の振動により除去し、前記感光式トナ
ーセンサにより前記トナー検出用窓を通してトナー残量
を判別検出するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１２】又、本発明によるトナー残量判別検出装置
は、上記の問題を解決するため、前記圧電素子をリング
状とし、前記発光及び受光素子を前記圧電素子のリング
の中心に配置して前記圧電素子と前記発光及び受光素子
とを一体に構成したことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明は上記の如く構成することによって、ト
ナー残量検出装置を電子写真装置本体に配設可能にした
ため、現像器ユニットを交換する際もそれと共に交換す
る必要はなく、交換用の現像器ユニットをコストダウン
することができる。

【００１４】又、トナー残量検出装置に感度のよい発光
素子及び受光素子を使用した上、トナー粒子の大きさの
オーダーで振動する圧電素子を使用して現像器ユニット
に設けたトナー検出用窓を振動させるようにしたことに
より、トナー検出用窓に付着したトナーを有効に除去し
て発光素子から照射した光が受光素子に対して精度良く
到達することができるようにしたことにより、信頼性が
高いトナーの有無判別用検出を可能にした。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面、図１及び図２に基づき本発
明の一実施例を詳細に説明する。図１（イ）は本発明の
一実施例によるトナー残量検出装置を配設した現像器ユ
ニットの断面図、図１（ロ）は図１（イ）に示すトナー
残量検出装置の拡大説明図、図２は図１（イ）に示す現
像器ユニットを電子写真装置に装着した状態を示す平面
図である。図３乃至図５に示す従来の現像器ユニットの
各構成部品に使用した符号と同じ符号により示した図１
及び図２の各構成部品は従来のものと同一であるため、
それらの詳細な説明は省略する。

【００１６】図１（イ），（ロ）及び図２において、９
は現像器ユニットの現像バット２の両側壁の対向する位
置に穴をあけ、透明な樹脂をはめ込んで構成したトナー
検出用窓であり、７′はトナー検出用窓９に対向して電
子写真装置本体に取付けられた発光素子１１及び受光素
子１２から成る感光式トナーセンサである。そして、現
像器ユニットが電子写真装置本体に装着されたときに、
２つのトナー検出用窓９はそれぞれ発光素子１１と受光
素子１２との間の対向する位置に配置されるように構成
される。

【００１７】すなわち、発光素子１１からトナー検出用
窓９を通して現像器ユニット内に入射した光は現像器ユ
ニット内に遮蔽物がない限り対面するトナー検出用窓９
を通して受光素子１２で受光することになる。又、１０
はトナー搬送部材１ａに取付けられ、その回転運動によ
り動作してトナー検出用窓９に付着しているトナーを掃
引除去するトナー除去部材である。

【００１８】本実施例においては、発光素子１１に赤外
線発光ダイオード、受光素子１２にフォトダイオードを
用いており、これらから成る感光式トナーセンサ７′の
出力はシステム全体を監視する中央演算処理装置の入力
ポートに接続される。図１（ロ）は本発明による感光式
トナーセンサ７′とトナー検出用窓９との関係を拡大し
て示した図であり、右側の図はその断面図、左側の図は
矢印Ｃ、すなわち、現像器ユニット内部の方からトナー
検出用窓９を通して見た感光式トナーセンサ７′の正面
図である。

【００１９】感光式トナーセンサ７′は図２に示すよう
に電子写真装置本体の左右対向する位置に配設され、図
１（ロ）では、その片方、例えば発光素子１１を示すと
すれば、図に示していない対面する例には受光素子１２
が装着される。更に、図に示す符号２０は発振回路２１
からの発振電圧により振動して後述するようにトナー検
出用窓９に付着したトナーを除去する本実施例ではリン
グ状の圧電素子である。

【００２０】図２は上記で説明したように、本発明によ
る感光式トナーセンサ７′を電子写真装置本体に装着し
た場合の発光素子１１及び受光素子１２の位置関係を示
す。すなわち、感光式トナーセンサ７′の発光素子１１
と受光素子１２とは電子写真装置の両側部に対面して取
付けられる。

【００２１】次に、トナー残量検出方法について説明す
る。感光式トナーセンサ７′は受光素子１２が受光した
場合に論理レベル“１”を出力し、受光しない場合に論
理レベル“０”を出力するように構成される（又は、そ
の逆でもよい）。現像器ユニット内にトナー３が充分入
っている状態では、発光素子１１から照射され、トナー
検出用窓９を通して現像器ユニット内に入射した光は、
トナー３により遮蔽されて受光素子１２まで到達するこ
とができないため、感光式トナーセンサ７′は論理レベ
ル“０”を出力する。トナー３を消費して、現像器ユニ
ットに対向配設された２つのトナー検出用窓９を結ぶ直
線上にトナーが存在しなくなると、感光式トナーセンサ
７′の受光素子１２は受光することができるため、論理
レベル“１”を出力する。

【００２２】中央演算処理装置はこの論理レベル“１”
を受信すると、トナー残量が少いことを表示して現像器
ユニットの交換を促がすようにする。しかしながら、フ
ォトダイオードの発光及び受光面はトナー検出用窓９の
大きさより相当小さいため、トナー検出用窓９に付着し
たトナーの影響により、現像器ユニット内にトナーが存
在しないにもかかわらず、感光式トナーセンサ７′から
論理レベル“０”を出力することがある。

【００２３】このような誤検出を防止するため、トナー
検出用窓９に付着したトナーの除去手段が必要である。
本実施例では、前述したように、トナー搬送部材１と連
動して回転するトナー除去部材１０を使用してトナー検
出用窓９に付着したトナーを除去するようにしている
が、それによってもなお、トナー粒子３の大きさがμｍ
と微小のため完全に除去するのは困難であり、部分的に
トナー３が付着した状態が発生する場合がある。

【００２４】そこで、発光及び受光素子１１，１２を取
り囲み、トナー検出用窓９に接触するよう圧電素子２０
を配置する。圧電素子２０の両電極は、図１（ロ）に示
すように、外部の発振回路２１に接続され、その発振電
圧を受けて発振するよう構成される。

【００２５】すなわち、この圧電素子２０は現像器ユニ
ットの駆動と同時に駆動され、トナー検出用窓９に対し
て垂直方向に振動することにより、トナー検出用窓９を
トナー粒子３の大きさのオーダーで振動させることにな
る。そのため、トナー検出用窓９に付着したトナーをむ
らなく除去することができる。

【００２６】本実施例においては、精度の良いトナー残
量の判別検出を行うため、図１に示すようにトナー検出
用窓９を第１トナー搬送部材１ａの下方に設け、リング
状の圧電素子２０の中心に発光及び受光素子１１，１２
を配置している。

【００２７】又、感光式トナーセンサ７′の取付方法は
自由であり、現像器ユニットが電子写真装置に装着され
たときにトナー検出用窓９に接触させるように取付けれ
ばよい。その上、対向するトナー検出用窓９は定位置に
あり、そこに感光式トナーセンサを嵌込むようにするた
め、発光及び受光素子の装着の際の位置ずれは生じな
い。

【００２８】以上説明したように、本発明のトナー残量
判別検出装置は、現像器ユニットにトナーセンサを配設
することなく、発光素子１１と受光素子１２とによって
感光式トナーセンサを構成し、リング状の圧電素子２０
の中心に発光及び受光素子１１，１２を配置してトナー
検出用窓９を振動させるようにしたことにより、精度の
よいトナー残量有無の検出が可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した本発明の実施例から明らか
なように、本発明のトナー残量検出装置によると、従
来、圧電素子のトナーセンサを現像器ユニットに配設し
ていたのに代わり、感光式トナーセンサを電子写真装置
本体に配設したことにより、現像器ユニットの交換と共
に交換する必要がないため、トナー交換を安価に行うこ
とができる。その上、感度の良い感光式トナーセンサの
使用により誤検出を防止して判定に誤りがなく精度のよ
いトナー残量判別検出装置を提供することができる。ま
た、圧電素子によって電気的にトナーを除去するため、
本発明によるトナー残量判別検出装置は誤検出がなく制
御し易く、且つ寿命が長い。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）本発明の一実施例によるトナー残量検出
装置を配設した現像器ユニットの断面図 （ロ）図１（イ）に示すトナー残量検出装置の拡大説明
図

【図２】図１に示す現像器ユニットを電子写真装置に装
着した状態を示す平面図

【図３】従来のトナー残量検出装置を配設した現像器ユ
ニットの断面図

【図４】従来のトナー残量検出装置の圧電式トナーセン
サの回路図

【図５】図３の矢印Ａ〜Ａから見た現像器ユニットの断
面図

【符号の説明】

１ トナー搬送部材 １ａ 第１トナー搬送部材 １ｂ 第２トナー搬送部材 １ｃ 第３トナー搬送部材 １ｄ 第４トナー搬送部材 ２ 現像バット ３ トナー ４ 補給ローラ ５ 現像ローラ ６ トナー規制ブレード ７ 圧電式トナーセンサ ８ 感光体 ９ トナー検出用窓 １０ トナー除去部材 １１ 発光素子 １２ 受光素子 １３ 圧電式トナーセンサの圧電素子 １３ａ 圧電素子の電極 １３ｂ 圧電素子の電極 １４ トランジスタ １５ 抵抗 １６ 抵抗 １７ 抵抗 １８ 振動板 １９ 発振回路 ２０ 圧電素子 ２１ 発振回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真装置の所定の位置に着脱自在に装
   着されるトナー収納ユニットの両側壁面に配設された一
   対のトナー検出用窓と、前記トナー収納ユニットが装着
   位置にあるとき前記一対のトナー検出用窓のそれぞれに
   対し整列され相互に対面配置される発光素子と受光素子
   とから成る感光式トナーセンサと、前記発光及び受光素
   子を取囲み前記トナー検出用窓に接触してそれを振動さ
   せるよう構成した圧電素子とから成り、前記トナー検出
   用窓に付着したトナーを前記圧電素子の振動により除去
   し、前記感光式トナーセンサにより前記トナー検出用窓
   を通してトナー残量を判別検出するようにしたことを特
   徴とするトナー残量判別検出装置。
2. 【請求項２】前記圧電素子をリング状とし、前記発光及
   び受光素子を前記圧電素子のリングの中心に配置して前
   記圧電素子と前記発光及び受光素子とを一体に構成した
   ことを特徴とするトナー残量判別検出装置。