JPH08110694A - トナー残量検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 清掃部材へのトナーの付着を防ぐことにより
センサへの外乱をなくして検出精度を向上し、また、セ
ンサの取付位置の制限を緩和する。 【構成】 清掃部材６を渦巻き状の線材によって構成
し、その回転軌跡を攪拌部材４ａ，１３の回転軌跡１８
より大にする。センサ５は回転軌跡１８の外に位置して
も良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー残量検知装置に
関し、特に、センサの清掃部材の改善を図ったトナー残
量検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトナー残量検知装置として、例え
ば、特開平３−２９９８０号に示されたものがある。こ
のトナー残量検知装置は、図５に示すように、トナー２
０を収容した現像機１の中に設けられており、攪拌棒４
の回転軸４ｃに取り付けられた攪拌棒４とほぼ等しい長
さの清掃部材６と、清掃部材６によって表面を清掃さ
れ、トナー２０の圧力を受けて圧電信号を出力する圧電
センサ５を有する。現像機１は駆動源（図示せず）によ
って矢印方向に回転させられる現像ロール２を有し、現
像ロール２の直上に感光体８に供給するトナー量を調節
するブレード３が設けられている。

【０００３】以上の構成において、動作を説明する。感
光体８がトナー像の形成動作に入ると、現像ロール２が
矢印方向に回転してブレード３によって調節された量の
トナー２０を感光体８へ供給する。現像ロール２の回転
とともに共通の駆動源から駆動される回転軸４ｃが回転
して攪拌棒４と清掃部材６を回転軌跡１８によって示さ
れるように回転させる。攪拌棒４はトナー２０を攪拌流
動してトナー２０を現像ロール２の方向へ供給し、清掃
部材６は圧電センサ５の表面に付着したトナーを清掃し
て付着トナーによる誤検知を防止する。

【０００４】図６は圧電センサ５の表面を清掃する清掃
部材６を示しており、回転方向（矢印Ａ）が清掃方向
（矢印Ｂ）と同一の方向になっている。このようにし
て、回転軌跡１８の円内に設けられた圧電センサ５によ
って現像機１内のトナー２０の残量が検知される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のトナー
残量検知装置によると、回転方向が清掃方向と同一の方
向になっているので、図６に示したように、清掃部材６
にトナー２０が付着し易く、それによって清掃部材６が
圧電センサ５の表面を通過する度に外乱が圧電センサ５
に加わるので誤検知が生じ易く、また、現像機１の底部
に接触する攪拌棒４と清掃部材６がほぼ同じ長さになっ
ているので、圧電センサ５を回転軌跡１８の外部へ設置
できないという構造上の制限がある。

【０００６】

【発明の目的】従って、本発明の目的は、清掃部材によ
って圧電センサが外乱を受けず、それによって検知精度
を向上させるトナー残量検知装置を提供することであ
る。

【０００７】本発明の他の目的は、構造上の制限を緩和
して攪拌部材の回転軌跡の外部に圧電センサを位置させ
ることができるトナー残量検知装置を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、現像機の中のトナー残量を検知する検知セ
ンサを備えたトナー残量検知装置において、前記現像機
の中のトナーを第１の回転軌跡を形成する回転によって
攪拌流動する攪拌手段と、前記現像機の底部に接触して
弾性圧縮を受ける大径部と、この大径部から除々に縮径
される小径部を有する渦巻き状の線材によって形成さ
れ、前記攪拌手段の回転に伴う回転により前記弾性圧縮
から解放された部分が前記第１の回転軌跡より大きな第
２の回転軌跡を形成しながら前記検知センサを清掃する
清掃部材を備えたことを特徴とするトナー残量検知装置
を提供する。

【０００９】また、前記検知センサは、前記現像機の壁
面より所定の距離だけ埋没して前記壁面に固定されてお
り、前記清掃部材は、回転中心軸に対して前記検知セン
サが設けられた位置と反対側の位置で前記現像機の壁面
より遠ざけられる変形力を受ける構成を有する。

【００１０】更に、前記清掃部材は、前記攪拌手段の回
転軸の外周に設けられて前記攪拌手段の回転を受け、前
記攪拌手段の回転中心軸と偏心した回転中心軸を有する
構成を有する。

【００１１】

【作用】攪拌部材が回転すると、清掃部材が回転する。
清掃部材は現像機１の底部で受けた弾性圧縮から解放さ
れると、振動しながら攪拌部材の回転軌跡より大きな回
転軌跡で回転する。清掃部材は、トナーの清掃する方向
を回転方向と直角にしながら検知センサ表面で回転移動
する。また、清掃部材は回転中心軸に対してセンサの位
置と反対側の位置で壁面から遠ざかる力を受けるとセン
サの位置で壁面に押し付けられて回転移動する。更に、
清掃部材は攪拌部材と偏心して回転し、現像機の底部か
ら大きな弾性圧縮を受け、また、偏心量に応じて回転軌
跡を変位させる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明のトナー残量検知装置の一実施
例を詳細に説明する。図１はそのトナー残量検知装置を
示し、感光体８にトナーを供給する現像機１の内部に渦
巻き状の清掃部材６が回転する構造として設けられてい
る。現像機１は磁気性現像ロール２とトナーカートリッ
ジ１０を有し、その間に中間トナー溜め部７が設けられ
ている。

【００１３】この中間トナー溜め部７には、図２に示さ
れるように、攪拌アーム４ａの攪拌部４ｂに回転的に設
けられたスポンジ製の攪拌素子１３と、攪拌アーム４ａ
の回転軸４ｃを回転的に支持する軸受部材１４が設けら
れており、軸受部材１４は現像機１（壁部材）に固定さ
れている。軸受部材１４の外周には、渦巻き状の清掃部
材６のコイル基部６ａが所定のクリアランスを有して設
けられており、また、清掃部材６の清掃部６ｂと所定の
間隙ｇを有するように壁表面から埋没して圧電センサ５
が設けられている。

【００１４】この圧電センサ５は、その一部が、図１に
示されるように、攪拌素子１３の回転軌跡１８の外部に
位置しており、その表面には清掃部６ｂの一部が常に位
置している。清掃部材６のコイル基部６ａは、Ｒ₁ およ
びＲ₂ （Ｒ₂ ＞Ｒ₁ ）によって示されるように、攪拌ア
ーム４ａの回転軸４ｃ（中心Ｏ）から偏心しており、ま
た、清掃部６ｂは現像機１の底部側に位置する部分がス
ロープ状部材１１によって壁表面から遠ざかる方向に変
形させられている。

【００１５】従って、清掃部６ｂはその上部がテコの原
理によって底部の変形方向と逆方向に付勢され、圧電セ
ンサ５の表面が若干埋没している壁面に弾性的に密接し
ている。攪拌アーム４ａに弾性カラー２２の爪２２ａが
引っ掛かっており、これによって清掃部材６のコイル基
部６ａに攪拌アーム４ａの回転運動を伝えるとともにコ
イル基部６ａを現像機１（壁部材）に圧縮して軸受部材
１４の外周に位置させている。

【００１６】再び、図１に戻ると、トナーカートリッジ
１０も内部に攪拌機構９を有しており、現像ロール２は
保持部材１２によって保持されたブレード３と摺接して
いる。現像ロール２は、図３に示すように、現像機１
（壁部材）によって回転的に支持され、両者の間をシー
ルするようにシール部材２１が設けられている。

【００１７】以上の構成において、動作を説明する。感
光体８がトナー像の形成（現像）を開始すると、図示し
ない駆動源によって現像ロール２，攪拌アーム４ａの回
転軸４ｃ（従って、攪拌素子１３）および攪拌機構９が
回転する。攪拌機構９の回転によってトナーカートリッ
ジ１０のトナーが中間トナー溜め部７に供給され、その
部分をトナーで充満する。中間トナー溜め部７に充満し
たトナーは攪拌アーム４ａおよび攪拌素子１３の回転に
よって攪拌流動させられ、現像ロール２へ供給される。
供給されたトナーはブレード３によって適量に調節さ
れ、感光体８へ供給された静電潜像を現像する。

【００１８】攪拌アーム４ａが回転すると、弾性カラー
２２によって回転を伝えられた清掃部材６が回転する。
清掃部材６は攪拌アーム４ａの回転軸４ｃの中心Ｏに対
して偏心しているので、清掃部６ｂの大部分は現像機１
の底部に接触して弾性圧縮を受け、かつ、スロープ状部
材１１によって変形させられる。清掃部６ｂの先端が回
転につれて現像機１の底部から離れると弾性圧縮から解
放され、そのときの弾性振動によって付着したトナーを
払い落としながら回転を続ける。同時に、スロープ状部
材１１に基づく変形によってその反対側、即ち、圧電セ
ンサ５の側に位置する清掃部６ｂは現像機１の壁面に弾
性的に密接しながら回転を続ける。

【００１９】図４に示すように、清掃部６ｂの圧電セン
サ５の表面に対する相対的位置の変化は回転方向を示す
接線方向の矢印Ａに対して矢印Ｂで示すように直交する
方向になっている。これは渦巻き状の清掃部６ｂの圧電
センサ５上に位置する部分の半径が回転につれて増減す
るためであり、回転方向（矢印Ａ）に対して清掃方向
（矢印Ｂ）を直角にした状態で圧電センサ５と間隙ｇを
有しながらその表面を清掃する。圧電センサ５の表面に
は、常に清掃部６ｂの一部分あるいは複数の部分が位置
していて間隔的あるいは周期的な清掃ではなく、連続的
な清掃が行われる。

【００２０】現像回数が増えると、トナーが減少してト
ナーカートリッジ１０から中間トナー溜め部７へのトナ
ー供給量が減少し、その結果、中間トナー溜め部７のト
ナーレベルが圧電センサ５のレベルより下になる。トナ
ーレベルの低下により、トナー残量不足の信号が圧電セ
ンサ５から制御部（図示せず）へ供給され、表示部（図
示せず）にトナーの補給を指令する表示が行われる。

【００２１】以上の実施例から明らかなように、本発明
のトナー残量検知装置によると、渦巻き状清掃部材によ
る清掃方向がその回転方向とほぼ直角になっており、渦
巻き状清掃部材が現像機の底部から受ける弾性圧縮から
解放されるときに振動し、スロープ状部材によって変形
を受けるので、テコの原理によって反対側で現像機の壁
面に密接し、渦巻き状清掃部材が攪拌アームの回転軸か
ら偏心している。

【００２２】渦巻き状清掃部材の偏心量は、図２では、
軸受部材１４の外周上におけるクリアランスによってわ
ずかに変動するが、全体として中心軸Ｏより下方に偏心
している。この構造によると、現像機１の底部によって
より大きな弾性圧縮を受けることができ、解放されたと
きにより大きな振動を得ることができる。一方、清掃部
材６の回転中心軸を中心軸Ｏの上方に偏心させても良
い。この場合は、上方における清掃範囲が広くなって圧
電センサの取付位置の制限がより一層緩和される。何れ
の構造を選択するかについては、設計時の要求に従えば
良い。

【００２３】清掃部材６の材質は通常の線材（帯材，角
材等を含む）で良いが、弾性材料である方が好ましい。
特別の要求があれば、２重コイルのように、コイル状線
材によって渦巻き構造を実現しても良い。また、攪拌素
子１３はスポンジに限るものではなく、例えば、ゴムで
あっても良く、必要に応じて回転可能なロールにしても
良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した本発明のトナー残量検知装
置によると、清掃部材を渦巻き状にして弾性変形できる
ようにしたので、圧電センサの取付位置の制限が緩和さ
れる。また、清掃方向が清掃部材の回転方向と直角にな
るので、清掃部材へのトナーの付着が抑制され、清掃部
材が現像機の底部で弾性圧縮を受けた後解放されるの
で、振動によってトナーが付着したとしても振り落とさ
れ、付着トナーによる外乱がなくなって検出精度が向上
する。更に、清掃部材をスロープ状部材によって変形さ
せたので、清掃面に密接させることができ、清掃部材の
回転中心軸が攪拌部材の回転中心軸とオフセットしてい
るので、渦巻き状清掃部材の使用による上述の効果を更
に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図。

【図２】図１の清掃部材の部分を示す断面図。

【図３】図１の現像ロールの部分を示す断面図。

【図４】本発明の一実施例の圧電センサ表面における清
掃状態を示す説明図。

【図５】従来のトナー残量検知装置を示す説明図。

【図６】従来の圧電センサ表面における清掃状態を示す
説明図。

【符号の説明】

１ 現像機 ２ 現像ロール ３ ブレード ４ａ 攪拌アーム ４ｂ 攪拌部 ４ｃ 回転軸 ５ 圧電センサ ６ 渦巻き状清掃部材 ６ａ コイル基部 ６ｂ 清掃部 ７ 中間トナー溜め部 ８ 感光体 ９ 攪拌部材 １０ トナーカートリッジ １１ テーパ状部材 １２ ブレード支持部材 １３ 攪拌素子 １４ 軸受部材 １８ 攪拌部材の回転軌跡 ２０ トナー ２１ シール部材 ２２ 回転力伝達カラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須長 貴行 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 坂本 孝 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像機の中のトナー残量を検知する検知
   センサを備えたトナー残量検知装置において、 前記現像機の中のトナーを第１の回転軌跡を形成する回
   転によって攪拌流動する攪拌手段と、 前記現像機の底部に接触して弾性圧縮を受ける大径部
   と、この大径部から除々に縮径される小径部を有する渦
   巻き状の線材によって形成され、前記攪拌手段の回転に
   伴う回転により前記弾性圧縮から解放された部分が前記
   第１の回転軌跡より大きな第２の回転軌跡を形成しなが
   ら前記検知センサを清掃する清掃部材を備えたことを特
   徴とするトナー残量検知装置。
2. 【請求項２】 前記検知センサは、前記現像機の壁面よ
   り所定の距離だけ埋没して前記壁面に固定されており、 前記清掃部材は、回転中心軸に対して前記検知センサが
   設けられた位置と反対側の位置で前記現像機の壁面より
   遠ざけられる変形力を受ける構成の請求項１のトナー残
   量検知装置。
3. 【請求項３】 前記清掃部材は、前記攪拌手段の回転軸
   の外周に設けられて前記攪拌手段の回転を受け、前記攪
   拌手段の回転中心軸と偏心した回転中心軸を有する構成
   の請求項１のトナー残量検知装置。