JPH0695256B2

JPH0695256B2 - 現像剤残量検知方法

Info

Publication number: JPH0695256B2
Application number: JP20282486A
Authority: JP
Inventors: 康志佐藤; 康正大塚; 順治荒矢; 啓司岡野; 幸一奥田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPS6358381A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の利用分野］この発明は画像形成装置等に使用される現像器の現像剤
残量を検知するための現像剤残量検知方法及び装置に関
するものである。

［発明の背景］電子写真装置等の画像形成装置に装備される現像器は多
くの場合、粉体現像剤を使用する乾式現像器である。該
現像器は一般に、感光ドラム等の静電潜像担持体に供給
すべき現像剤（トナー）を収容している箱形の現像器本
体と、該現像器本体内から該現像剤を該静電潜像担持体
へ向けて少量ずつ搬出する回転式現像剤搬出部材と、を
有している。画像形成装置の稼動中は該現像器本体内の
現像剤が該搬出部材によって搬出されていくため、該現
像器本体内の現像剤が減少していく。そして、該現像器
本体内の現像剤の状態レベルがある値以下になると該搬
出部材によって搬出される現像剤の量も減少してくるの
で画像の画質が低下するという状態が発生する。従っ
て、このような状態の発生を未然に防止するためには該
現像器本体内の現像剤残量が所定のレベル以下にならぬ
ように現像器本体内の現像剤残量を常に監視するととも
に現像器本体内の現像剤レベルがある値以下になった時
には直ちに該現像器本体内へ現像剤を補給しなければな
らない。

従来、現像器内の現像剤残量を検知する装置としてたと
えば第６図に示す構成のものが知られている。

第６図において、３は画像形成装置の感光ドラム、２は
現像剤Ｄを収容している現像器本体、１は該現像器本体
２の側方開口部に配置された現像スリーブ、４は該現像
器本体２内で該現像スリーブ１と平行に配置された導電
性の検知子、５は該検知子４に誘起される信号を整流且
つ増幅する整流兼増幅回路、６は該整流兼増幅回路５の
出力を取込んで画像形成装置の各部を制御する制御回
路、７は現像スリーブ１に現像バイアスを印加する現像
バイアス電源、である。画像形成装置の運転時におい
て、感光ドラム３は図示矢印の方向に回転され、一方、
現像スリーブ１は図示矢印の方向に回転される。その際
現像剤は現像スリーブ１の外周面に担持されて現像器本
体２内から感光ドラム３に向って搬出され、現像バイア
ス電源７から現像スリーブ１に印加される現像バイアス
により現像剤Ｄは電界の力によって感光ドラム３の静電
潜像に付着してこれを可視化し、その結果、現像器本体
２内の現像剤Ｄは徐々に減少する。

検知子４及び整流兼増幅回路５並びに制御回路６の一部
で構成される現像剤残量検知装置では、現像スリーブ１
に現像バイアス電源７から現像バイアスが印加された時
に該検知子４に誘起される電圧によって現像器本体２内
の現像剤状態の多少を検知するようになっている。すな
わち、現像器本体１内の現像剤Ｄの状態レベルが要補給
レベルにまで低下しているか否かが現像スリーブ１と検
知子４とを極板とするコイデンサの静電容量の変化によ
って検知される。

前記の如く構成の検知装置は理論的には現像器本体２内
の現像剤残量レベルが要補給レベルにまで低下したこと
を検知できるが、実際の装置では種々の原因により誤検
知を生じやすいことがわかっている。

前記検知装置において誤検知を生じる原因の一つに、現
像スリーブ１のたわみや現像スリーブ１の偏心、があ
る。現像スリーブ１は偏心することのないように、ま
た、たわみを生じないように設計されてはいるが、わず
かの偏心やわずかのたわみを生じることは避けられな
い。現像スリーブ１に偏心やたわみがある場合、現像ス
リーブ１が回転した時に検知子４と現像スリーブ１との
間隔は回転周期毎に変動するため、検知子４に生ずる出
力電圧には第７図に示すように、現像スリーブ１の回転
周期毎にスパイク状の歪みｄが生じることになる。この
歪みｄは現像器本体２内に現像剤Ｄが第６図のように多
量に蓄積されている場合には誤検知を招来する原因とは
ならないが、現像器本体２内の現像剤Ｄが空に近付いた
時（もしくもは要補給レベルになった時）には該歪みｄ
が真の出力信号であるのか否かが判別しにくくなるた
め、非常に誤検知を生じやすくなる。

一方、前記の検知装置においては、現像スリーブ１の偏
心やたわみに基因する前記歪みｄのほかにも、検知子４
の振動や外部から侵入するノイズによって検知子４の出
力信号には第７図に示すようにノイズＮが生ずるが、こ
のノイズＮも真の出力信号であると誤検知されることが
多かった。

前記の如き誤検知は画像再生すべき原稿のページ毎に現
像バイアス印加が行われる画像形成装置に特に発生しや
すい。

最近の電子写真装置では現像剤消費量の節約と記録用紙
の汚れの防止とを図るために原稿のページ間では現像バ
イアスをoffするように設計された機種がある。このよ
うな機種で現像スリーブが一回転する必要のない小サイ
ズの原稿を複写した場合、該原稿の１ページの複写毎に
現像スリーブが一回転しない間に現像バイアスがoffと
なる。それ故、この機種に前記検知装置を搭載して前記
の如き小サイズ原稿を複写した場合、誤検知子の出力に
生じる前記歪みｄは原稿のページ毎に入ったり入らなか
ったりすることになる。従って、該検知装置の検知結果
は全く信頼性のないものとなり、誤検知を招くことにな
る。

［発明の目的］この発明の目的は、前記の如き従来の現像剤残量検知装
置において生じやすかった誤検知を生じる恐れのない現
像剤状態検知方法を提供することである。

［発明の概要］この発明による方法では、粉体の現像剤を収容した現像
器内に現像スリーブ等の回転式現像剤搬出部材と平行に
導電性の検知素子を配置し、該回転式現像剤搬出部材に
印加される現像バイアスに応じて該検知素子に誘起され
る信号を測定することによって該現像起内の現像剤残量
を検知する現像剤残量検知方法において、現像スリーブ
に現像バイアスが印加された時から該現像スリーブの一
回転に要する時間よりも少なくとも長い時間を一測定時
間として該測定時間の間に該検知子の出力信号の瞬時値
を多数回（たとえば80回以上）サンプリングし、個々の
サンプリング値が所定値を下回る事象が頻発した時、も
しくは全サンプリング値の平均値が所定値を下回った時
には該現像器内の現像剤残量レベルが不足レベルに達し
ていると判定する。

以下に示す本発明の第一実施例では該測定時間の間にサ
ンプリングした値が所定の値以下であることが所定回数
以上、連続して起きた時に現像剤残量レベルが不足レベ
ルになったと判定する。

また、以下に示す本発明の第二実施例では、該測定時間
の間にサンプリングされた値の平均値が所定の値よりも
小さくなった時に現像剤残量レベルが不足レベルになっ
たと判定する。

本発明の方法及び装置では該検知子の出力の瞬時値を多
数回に渡ってサンプリングするので該出力の波形の歪み
を考慮した判定をすることができ、その結果、誤検知を
起す恐れがない。

［発明の実施例］第１図及び第２図は本発明方法を説明するためのタイミ
ングチャートである。

第１図及び第２図において、（ａ）は画像形成装置の静
電潜像形成体（すなわち感光ドラム等）における露光タ
イミング信号、（ｂ）は現像スリーブ（すなわち、回転
式現像剤搬出部材）に印加する現像バイアスの印加タイ
ミング信号、（ｃ）は第５図の検知子４の出力信号、
（ｄ）は該出力信号をサンプリングするタイミングを表
わすサンプリングタイミング信号である。第１図及び第
２図から明らかであるように、検知子４の出力信号には
現像スリーブのわずかな偏心やたわみ等に基因する波形
の歪みｄが現像スリーブの一回転の周期Ｔ毎に現われ
る。

本発明の方法では現像スリーブの一回転の周期Ｔよりも
長い時間を一測定時間Ｓとし（第１図及び第２図の場
合、Ｔは１秒で、該測定時間ＳはＳ＝1.5Tである）、こ
の一測定時間Ｓの間に多数回（第１図及び第２図の場
合、80回）に渡って検知子４の出力信号をサンプリング
する。なお、Ｓ＞Ｔとするためには現像スリーブに印加
する現像バイアスの印加時間を静電潜像形成体に対する
露光時間に関係なくＳにすることを要する。第２図の場
合は、静電潜像形成体に対する露光時間が短かい場合
（すなわち、小面積の原稿を露光させた場合）であり、
第１図の場合は露光時間が長い場合（すなわち、大面積
の原稿を露光させた場合）であるが、いずれの場合もＳ
＞Ｔである。

以下に説明する本発明の第一実施例では、検知子４の出
力をサンプリングしてそれを所定値と比較し、該所定値
よりも小さいという事象がたとえば55回（これは現像ス
リーブの一回転の時間に相当する回数である）連続して
生じた時には「現像器本体２内が空である」（もしくは
現像剤残量レベルが要補給レベルに達した）という判定
がなされ、不図示の表示装置に「空レベル」という警告
表示が行われる。

なお、第１図及び第２図において点線で描いた部分は現
像バイアスを連続的に現像スリーブに印加しておいた場
合を示したものである。

また、第１図及び第２図において、Δt₁は静電潜像形成
体上に露光が開始された時から現像スリーブに現像バイ
アスを印加するまでの待ち時間を示す。

以下に説明する本発明の方法を実施するための本発明の
現像剤残量検知装置を第３図に示す。第３図から明らか
であるように、本発明の装置では、検知子４の出力信号
を処理する信号処理手段及び現像バイアス電源７を制御
する手段などを含んだ制御装置6Aにおいて第６図に従来
の現像剤残量検知装置とは大きく異なっている。すなわ
ち、該制御装置6A内には、現像スリーブ１の一回転に要
する時間よりも長い測定時間（及び現像バイアス印加時
間）を設定する測定時間設定手段、該測定時間中に検知
子４の瞬時出力を所定回数に渡ってサンプリングするサ
ンプリング手段、サンプリングされた検知子出力を所定
値と比較する第一の比較手段、サンプリングされた検知
子出力が該所定値よりも小さかった回数が所定回数より
も小さいか否かを判定する回数比較手段、全サンプリン
グ値の平均値を演算する平均値演算手段、該平均値が所
定値よりも小さいか否かを比較する第二の比較手段、等
の機能が形成されており、これらの各手段によって本発
明方法が実行される。

第４図は、本発明の第一実施例の方法を実施するために
制御装置6A内で実行される制御命令のシーケンスフロー
チャートである。

第４図のステップ２では静電潜像形成体（感光ドラム）
において画像形成が開始されたか否かを検知した後、ス
テップ３では画像形成開始の時点から現像バイアス電源
をONさせるまでの間に遅延時間Δt₁を設ける指令が出さ
れる。ステップ４で現像バイアス電源７をONさせて現像
スリーブ１に現像バイアスの印加を開始させるとともに
ステップ５では現像バイアス印加時間を制御するための
タイマーを作動させる。該タイマーがスタートした後、
ステップ６では検知子４に生ずる電圧を第１図（ｄ）及
び第２図（ｄ）の如きサンプリングタイミングでサンプ
リングさせる。サンプリングされた電圧を測定し、その
測定結果が所定の値以上であるか否かをステップ７で指
示し、所定の値以上である時はステップ８で表示装置に
現像剤（トナー）の空表示をしないように該表示装置を
消灯状態に保持させるとともにステップ９では不図示の
回数カウンターにおいてサンプリング値が所定の値以下
であった回数を零とする。一方、サンプリングされた電
圧値（検知子４の出力の瞬時値）が所定の値以下であっ
た時にはステップ10でその回数を累算し、その累算結果
（出現回数）が所定の回数noに達したか否かをステップ
11で調べ、所定の回数noに達していれば表示装置に“ト
ナー空表示”をさせる。一方、該累算結果がnoよりも小
さければ表示装置の表示は消灯のままである。そして、
測定時間Ｓ（サンプリング時間）が現像スリーブ１の一
回転に要する時間Ｔの1.5倍になるまで検知子４の出力
のサンプリングと測定及び所定値との比較並びに所定値
を下回った回数の累算等の作業が行われた後、Ｓ＞1.5T
になった時に原稿のページの複写が終了したことが確認
される。

第４図に示した制御シーケンスで実行される本発明方法
の第一実施例では、測定値が所定値を下回るという事象
がある回数以上生じなければ「トナーが空である」とい
う判定がなされないので検知子４の出力に前記の如き歪
みｄやノイズＮが含まれていても誤検知が生じることは
なく、正確な検知をすることができる。すなわち、本発
明の方法では該判定に統計的判定基準や実験結果に基く
判定基準が取込まれているので誤った判定をする危険が
ない。

本発明の第二実施例の方法では、検知子４の出力を前記
第一実施例と同じように周期Ｓ内で多数回サンプリング
し、サンプリングされた出力のサンプリング期間全般に
渡る平均値を求め、該平均値が所定の値を下回った時に
「トナーが空レベルである」という判定を行う。

第５図は、上記した本発明の第二実施例の方法を実施す
るために制御装置6A内で行われる制御シーケンスのフロ
ーチャートである。なお、第５図は第４図のステップ５
以下のシーケンスを示したものであり、ステップ５まで
は第４図の制御シーケンスと同じであるから説明を省略
する。

第５図において、ステップ21で現像バイアス印加時間を
制御するタイマーがスタートした後、ステップ22では検
知子４の出力信号のサンプリングが開始され、ステップ
22乃至ステップ25において平均値L_Mが演算される。ステ
ップ26でサンプリング時間Ｓが現像スリーブ１の一回転
に要する時間Ｔの1.5倍以上になったことが検知される
とサンプリングが終了し、L_Mが所定値L_Oよりも小さいか
否かがステップ27で検知され、その結果、L_MがL_Oよりも
小さければ表示装置に“トナー空”の表示がなされる。

サンプリング終了後、L_MがL_Oより大きい時には“トナー
空”の表示がなされず、頁終了までその表示が保持され
る。

［発明の効果］以上に説明したように、本発明の方法及び装置では、現
像スリーブの１回転に要する時間より少なくとも長い測
定時間を設定し、該測定時間内に検知子４の出力信号を
多数回に渡ってサンプリングし、サンプリングした値の
全体に対して判定を行うので現像スリーブに偏心やたわ
みがあっても現像器本体内の現像剤残量検知において誤
検知を生ずることはなくなり、正確な検知が可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の方法において静電潜像形成
のタイミング及び現像バイアス印加タイミング並びに検
知子４の出力信号とサンプリングタイミングとを示した
図、第３図は本発明方法を実施するための現像剤残量検
知装置の概略図、第４図は本発明方法の第一実施例を実
施するフローチャート、第５図は本発明方法の第二実施
例を実施するフローチャート、第６図は従来の現像剤残
量検知装置の概略図、第７図は第６図の装置において生
じた誤検知の原因を説明するための図である。１……現像スリーブ（回転式現像剤搬出部材）２……現像器本体、３……感光ドラム４……検知子、５……整流兼増幅回路 6,6A……制御回路、７……現像バイアス電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡野啓司東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者奥田幸一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体の現像剤を収容した現像器内に現像ス
リーブ等の回転式現像剤搬出部材と平行に導電性の検知
素子を配置し、該回転式現像剤搬出部材に印加される現
像バイアスに応じて該検知素子に誘起される信号を測定
することによって該現像器内の現像剤残量を検知する現
像剤残量検知方法において、該回転式現像剤搬出部材の一回転の時間よりも少くとも
長い時間を一回の測定時間とし、該回転式現像剤搬出部
材に現像バイアスを印加しつつ一回の測定時間内に該信
号を多数回に渡ってサンプリングするとともにサンプリ
ングした信号の各々の大きさを予め定めた所定値と比較
し、該所定値よりも小さいことが一回の測定時間内に所
定複数回数以上起きた時には該現像器内の現像剤残量が
不足状態であると判定することを特徴とする現像剤残量
検知方法。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載において、該回
転式現像剤搬出部材に対する現像バイアスの印加時間は
該回転式現像剤搬出部材の一回転の時間よりも長い時間
であることを特徴とする現像剤残量検知方法。
【請求項３】粉体の現像剤を収容した現像器内に現像ス
リーブ等の回転式現像剤搬出部材と平行に導電性の検知
素子を配置し、該回転式現像剤搬出部材に印加される現
像バイアスに応じて該検知素子に誘起される信号を測定
することによって該現像器内の現像剤残量を検知する現
像剤残量検知方法において、該回転式現像剤搬出部材の一回転の時間よりも少くとも
長い時間を一回の測定時間とし、該回転式現像剤搬出部
材に現像バイアスを印加しつつ一回の測定時間内に該信
号を多数回に渡ってサンプリングするとともに平均値を
求め、該平均値が所定値よりも小さい時には該現像器内
の現像剤残量が不足状態であると判定することを特徴と
する現像剤状態検知方法。
【請求項４】特許請求の範囲第３項において、該回転式
現像剤搬出部材に対する現像バイアスの印加時間は該回
転式現像剤搬出部材の一回転の時間よりも長い時間であ
ることを特徴とする現像剤残量検知方法。