JPH08166714A

JPH08166714A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08166714A
Application number: JP6332451A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Matsumoto; 保宏松本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】本出願に係る第１の発明の目的は、現像剤の
残量を正確に検出する事のできる画像形成装置を提供す
ることにある。【構成】トナー収納容器の側面壁１０ａ₁と平行にセ
ンサーガイド２１を設け、記録紙の給送動作と同期して
円盤２３が１回転したときに、変心ボス２３ａに嵌合し
たセンサーホルダー２２を、ガイド２１に沿って上下に
１往復移動させる。この際、ホルダー２２の一部がフォ
トインタラプタ２４の検知部を通過する事により磁気ブ
リッジセンサー２０の基準位置を認識する。また、ホル
ダー２２の移動により、センサー２０がトナー有無の境
界に来たところで、センサー２０の検出信号が急激に変
化し、トナー有無を検出する。つまり、センサー２０が
検出動作を開始してから検出信号が急激に変化し、トナ
ー無しを検出するまでの時間差△ｔを算出しトナーの残
量高さに換算する事で、トナー残量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンター、複写機、フ
ァクシミリ等において、現像剤を用いて画像情報を記録
し、現像剤の有無、もしくは残量を検知する機能を有す
る画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置等における現像剤有
無検知装置として、光源と受光素子とを対向させて設け
てフォトインタラプタを形成し、両者間の現像剤の有無
を検知する光透過式の現像剤有無検知装置が知られてい
る。

【０００３】図７に光透過式現像剤有無検知装置の従来
例を示す。図中１０１は発光素子、１０２は受光素子で
ある。１０３は現像剤収納容器であり、上記発光素子１
０１及び受光素子１０２と対向する位置に光を透過する
窓１０４、１０５が設けられている。

【０００４】この装置において、現像剤収納容器１０３
内に現像剤が十分にある間は、窓１０４より現像剤収納
容器１０３中に進入した発光素子１０１の光は、現像剤
に遮られて受光素子１０２に到達しない。一方、現像剤
の消費により現像剤収納容器１０３が空になると、発光
素子１０１の光は窓１０４、１０５を通過して受光素子
１０２に到達する。このように、上記受光素子１０２の
出力の変化によって、現像剤の有無を検知している。

【０００５】また、１０６は窓清掃部材であり、回転軸
１０７を回転中心にして駆動源（図示せず）によって回
転する。１０８は撓み可能な材質からなる清掃シートで
あり、窓清掃部材１０６の回動に伴い、窓１０４、１０
５の内面と当接し、清掃シート１０８が窓１０４、１０
５の内面に付着した現像剤を拭き取るように構成してい
る。これにより、現像剤収納容器１０３が空であるにも
拘らず、窓に付着した現像剤によって発光素子１０１の
光が遮られ、現像剤有りと判定される事を防止してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では受光素子の出力は現像剤の消費量に対してリニ
アに得られるものではなく、ある一定の消費量のところ
で急激に出力の変化が得られるものであったため、現像
剤の有無を検出するに留まり、現像剤の残量（消費量）
を検出する事は困難であるという欠点があった。よっ
て、ユーザーに対しては突然の現像剤切れを知らせるも
のとなり、親切さに欠けるものであった。

【０００７】また、発光素子と受光素子の位置により検
出位置が一定のため、現像剤の消費量の場所による違い
を検知できないという欠点があった。

【０００８】また、窓清掃部材を現像剤収納容器内に設
ける必要があり、現像容器内の機構を複雑化し、また、
窓清掃時の負荷変動によって現像剤が異常な動きをし
て、画像形成プロセスに悪影響を及ぼし、画像乱れを生
じる可能性があるという欠点があった。

【０００９】更に、現像剤収納容器の形状や本体との構
成の関係により、現像剤有無の適正な検出を得るために
は検出位置にかなりの制約が生じ、またそのために、現
像剤収納容器の形状や、紙搬送路を中心とした本体との
構成の関係さえも制約が生じ、機械のメインテナンス性
向上や機械内部のスペース効率アップによる装置の小型
化といった面においてさえ不都合となる場合があった。

【００１０】本出願に係る第１の発明の目的は、上記課
題を解決するものであり、現像剤の残量（消費量）を検
出する事により、ユーザーに対して突然の現像剤切れを
知らせるのでなく、現像剤の残量を知らせる事で、より
親切さをもたせるものである。

【００１１】また、本出願に係る第２の発明の目的は、
現像剤収納容器内での現像剤の自然堆積により、現像剤
の残量を容易に検出できるようにするものである。

【００１２】更に、本出願に係る第３の発明の目的は、
現像剤収納容器内での現像剤が場所によって異なった減
り方をした場合でも、現像剤の残量検知の精度をより確
実にするものである。

【００１３】また、本出願に係る第４の目的は、現像剤
検知手段を設けた事による現像剤収納容器内の機構構成
の複雑化や、それに伴う画像への悪影響のを無くすもの
である。

【００１４】更に、本出願に係る第５の目的は、現像剤
検知手段を設けた事による機械本体への制約を最小限に
し、メインテナンス性の向上や装置の小型化を促すもの
である。

【００１５】また、本出願に係る第６の目的は、検出手
段の最適配置位置が紙搬送路面付近にある場合でも、現
像剤の残量を適正に検出できるようにするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、現像剤を収容するための現像剤
収納容器を有し、画像情報に応じて現像剤を記録媒体に
記録する画像形成装置において、現像剤収納容器の外側
から現像剤の有無を検知自在な検知手段と、該検知手段
を移動せしめる移動手段とを備え、前記検知手段を移動
自在とした事により達成される。

【００１７】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、検知手段が現像
剤収納容器の外壁に沿って上下方向に移動自在な事によ
り達成される。

【００１８】更に、本出願に係る第３発明によれば、上
記目的は、上記第１の発明において、検知手段が現像剤
収納容器の外壁に沿って上下左右方向の２次元平面上で
移動自在な事により達成される。

【００１９】また、本出願に係る第４発明によれば、上
記目的は、上記第１の発明において、現像剤に磁性体を
用い、検知手段を透磁率検出方式とした事により達成さ
れる。

【００２０】更に、本出願に係る第５発明によれば、上
記目的は、上記第１の発明において、検知手段が一定の
時間にのみ現像剤収納容器の外壁に当接し、一定時間以
外は現像剤収納容器から離れて待避しているように、移
動手段を設けた事により達成される。

【００２１】また、本出願に係る第６発明によれば、上
記目的は、上記第１の発明において、記録媒体の先端も
しくは後端の検出信号に同期して検知手段が移動する事
により達成される。

【００２２】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、現像剤を収
容するための現像剤収納容器をの外側に、非接触で現像
剤の有無を検知自在な検知手段を有し、該検知手段が移
動するための移動手段を有し、前記検知手段を移動自在
とした事によって、現像剤の有無を判断する位置がわか
るため、現像剤の残量が検出される。

【００２３】また、本出願に係る第２の発明によれば、
検知手段が現像剤収納容器の外壁に沿って上下方向に移
動自在としたので、現像剤収納容器内の現像剤が自重に
より自然に堆積した状態の残量が検出される。

【００２４】更に、本出願に係る第３の発明によれば、
検知手段が現像剤収納容器の外壁に沿って上下左右方向
の２次元平面上で移動自在なので、現像剤収納容器内の
現像剤が場所によって異なった減少の仕方をした場合で
も、現像剤の残量が正確に検出される。

【００２５】また、本出願に係る第４の発明は、現像剤
に磁性体を用い、且つ検知手段を透磁率検出方式とした
ので、現像剤収納容器内の機構構成の複雑化の必要性を
無くし、それに伴う画像への悪影響のを無くす。

【００２６】更に、本出願に係る第５の発明によれば、
検知手段が一定の時間にのみ現像剤収納容器の外壁に当
接し、一定時間以外は現像剤収納容器から離れて待避し
ているように、移動手段を設けたので、機械本体への制
約を最小限にし、メインテナンス性の向上や装置の小型
化を促す。

【００２７】また、本出願に係る第６の発明によれば、
記録媒体の先端もしくは後端の検出信号に同期して検知
手段が移動するので、検知手段の最適配置位置が記録媒
体搬送路面付近にある場合でも、搬送中の記録媒体の間
隙に検知手段を移動し一定の時間にのみ現像剤収納容器
の外壁に当接させる事で、現像剤の残量が適正に検出さ
れる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２９】（第１の実施例）本発明に係る第１の実施
例としてファクシミリ装置に適用した例を、図面を参照
して具体的に説明する。ここでは、説明の順序として、
以下の順に説明する。ファクシミリ装置の全体構成、情報を読み取るため
の読取装置の構成、受信情報を記録するための画像形
成装置の構成、前記画像形成装置に使用するプロセス
カートリッジ各部の構成、検知手段としての磁気ブリ
ッジセンサーの説明、トナー容器の外側に設けた検知
手段による残量検出手段の構成。

【００３０】｛ファクシミリ装置の全体構成｝図１は
本発明に係るプロセスカートリッジを装着した画像形成
装置を有するファクシミリ装置の構成説明図であり、図
２はその外観斜視図である。

【００３１】このファクシミリ装置は、図１に示すよう
に、上方に原稿読取装置Ａを有し、その下方に画像形成
装置Ｂを配置している。そして読取装置Ａで読み取った
情報を、ファクシミリモードの場合は他機のファクシミ
リ装置へ送信し、コピーモードの場合には自己の画像形
成装置Ｂで記録する。

【００３２】前記画像形成装置Ｂは、図１に示すよう
に、光学手段１から画像情報に基づいた光像を照射して
像担持体である感光体ドラム７にトナー像を形成する。
そして前記トナー像の形成と同期して記録紙２を搬送手
段３によって搬送し、且つプロセスカートリッジＣとし
てカートリッジ化された画像形成部において前記感光体
ドラム７に形成したトナー像を転写手段４によって記録
紙２に転写し、その記録紙２を定着手段５に搬送し、転
写トナー像を定着して排出トレイ６へ排出する。前記画
像形成部を構成するプロセスカートリッジＣは、図１に
示すように、感光体ドラム７を回転してその表面を帯電
手段８によって一様に帯電し、前記光学系１からの光像
を露光部９を介して感光体ドラム７に露光して潜像を形
成し、現像手段１０で前記潜像に応じたトナー像を形成
することにより可視像化する。そして前記転写手段４で
トナー像を記録紙２に転写した後は、クリーニング手段
１１によって感光体ドラム７に残留したトナーを除去す
る。尚、前記感光体ドラム７等の各部品は樹脂製の第１
フレームである上枠体１２ａと、第２フレームである下
枠体１２ｂを結合して構成したハウジング１２内に収納
されてカートリッジ化されている。

【００３３】前記プロセスカートリッジＣのトナー収納
容器１０ａにはトナーを攪拌するための攪拌手段１９が
設けてあり、また本体側にはトナー収納容器内１０ａの
トナー残量を検知するための検知手段としての透磁率検
出のための磁気ブリッジセンサー２０が設けてある。

【００３４】｛読取装置｝読取装置Ａは原稿１３を搬
送し、原稿記載情報を読み取るものである。その構成
は、図１に示すように、原稿載置台１４ａ上に積層した
原稿１３を予備搬送押圧片１４ｂ₁と圧接した予備搬送
ローラ１４ｂ₂、及び逆転ローラ１４ｃと圧接した分離
ローラ１４ｄで一枚ずつ分離し、押圧手段１４ｅで原稿
１３を読取手段１５の密着型センサに押圧して密着させ
つつ原稿１３の情報を読み取った後、その原稿１３を排
出ローラ１４ｆによって原稿排出トレイ１４ｇに排出す
るものである。

【００３５】前記読取手段１５は、光源としてのＬＥＤ
１５ａから原稿１３の情報記載面に光照射し、その反射
光を短焦点結像レンズ１５ｂを介して光電変換素子１５
ｃに結像して情報を読み取るものであり、その信号は後
述する制御手段を介してファクシミリモードのときは他
機へ送信し、コピーモードのときは自己の画像形成装置
Ｂに送信する。

【００３６】尚、原稿載置台１４ａには原稿１３の搬送
方向と直角方向（原稿１３の幅方向）にスライド可能な
スライダ１４ｈが設けてあり、該スライダ１４ｈを原稿
１３の幅に合わせてスライドさせることで、原稿載置台
１４ａ上に積載された原稿１３の両サイドを揃えること
が出来る。

【００３７】｛画像形成装置｝次に記録信号に応じて
画像を形成する画像形成装置Ｂの各部の構成について、
ａ．光学手段、ｂ．搬送手段、ｃ．転写手段、ｄ．定着
手段、ｅ．カートリッジ装着手段の順に説明する。

【００３８】（ａ．光学手段）光学手段１は外部装置等
から読み込んだ画像情報に基づいて光照射することによ
って感光体ドラム７へ光像を照射するものであり、図１
に示すように、光学ユニット１ａ内にレーザーダイオー
ド１ｂ、ポリゴンミラー１ｃ、スキャナーモータ１ｄ、
結像レンズ１ｅが収納してある。

【００３９】そして例えば他機のファクシミリ装置から
画像信号が与えられると、レーザーダイオード１ｂが前
記画像信号に応じて発光し、ポリゴンミラー１ｃに画像
光として照射する。このポリゴンミラー１ｃはスキャナ
ーモータ１ｄによって高速回転し、該ポリゴンミラー１
ｃで反射した画像光が結像レンズ１ｅ及び反射ミラー１
ｆを介して回転する感光体ドラム７へ照射し、該ドラム
７の表面を選択的に露光して画像情報に応じた潜像を形
成する。

【００４０】（ｂ．記録紙搬送手段）次に記録紙２を搬
送するための搬送手段３は、画像形成装置Ｂの下方位置
に配置され、給紙部Ｄの一端から引き出し可能に装着さ
れた給送カセット３ａ内に積載した記録紙２の最上位の
１枚を、記録紙２の先端角隅部に設けた分離爪３ａ
₁と、円形の一部を切り欠いた形状の給送ローラ３ｂと
によって一枚ずつ分離して給送し、カセット搬送ローラ
対３ｃによって搬送ローラ対３ｄに送り、この搬送ロー
ラ対３ｄが画像形成動作と同期するように記録紙２を画
像転写部に搬送する。そして画像転写後の記録紙２を、
ガイド板３ｅによって定着手段５に搬送し、定着後の記
録紙２を排出ローラ対３ｆによって排出トレイ６に排出
する。

【００４１】（ｃ．転写手段）転写手段４は画像形成部
で感光体ドラム７に形成されたトナー像を記録紙２に転
写するものであり、本実施例の転写手段４は図１に示す
ように、転写ローラ４によって構成している。即ち、装
着したプロセスカートリッジＣの感光体ドラム７に転写
ローラ４によって記録紙２を押圧し、該転写ローラ４に
感光体ドラム７に形成されたトナー像と逆極性の電圧を
印加することにより、感光体ドラム７上のトナーを記録
紙２に転写する。

【００４２】（ｄ．定着手段）定着手段５は前記転写ロ
ーラ４の電圧印加によって記録紙２に転写したトナー像
を定着させるものである。その構成は図１に示すよう
に、駆動回転する駆動ローラ５ａと、内部にヒータ５ｂ
を有し、前記駆動ローラ５ａと圧接して従動回転するシ
ート部材を有する定着部材５ｃとからなる。即ち、画像
形成部でトナー像を転写された記録紙２が前記駆動ロー
ラ５ａと定着部材５ｃ間を通過する際に、両者５ａ，５
ｃの押圧によって圧力が印加され、且つヒータ５ｂの発
熱によって熱を印加され、記録紙２上のトナーが記録紙
２に定着する。

【００４３】（ｅ．プロセスカートリッジ装着手段）前
記画像形成装置Ｂ内にはプロセスカートリッジＣを装着
するためのカートリッジ装着手段が設けてある。プロセ
スカートリッジＣの装置本体１６に対する着脱は、開閉
カバー１７を開くことによって行う。即ち、図１に示す
ように、装置本体１６の上部にはヒンジ１７ａによって
開閉可能な開閉カバー１７が取り付けてある。そして前
記開閉カバー１７を開くと装置本体１６内にはカートリ
ッジ装着スペースが設けてあり、そのスペースの左右壁
面にはガイド溝（図示せず）が設けてある。このガイド
溝にドラム軸を沿わせてプロセスカートリッジＣを挿入
し、開閉カバー１７を閉じることによってプロセスカー
トリッジＣを画像形成装置Ｂに装着するようにしてい
る。

【００４４】｛プロセスカートリッジ｝次に前記画像
形成装置Ｂに装着されるプロセスカートリッジＣの各部
の構成について説明する。

【００４５】このプロセスカートリッジＣは像担持体
と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものであ
る。ここでプロセス手段としては、例えば像担持体の表
面を帯電させる帯電手段、像担持体にトナー像を形成す
る現像手段、像担持体表面に残留したトナーをクリーニ
ングするためのクリーニング手段等がある。本実施例の
プロセスカートリッジＣは、図１に示すように、像担持
体である電子写真感光体ドラム７の周囲に帯電手段８、
露光部９、現像手段１０、クリーニング手段１１を配置
し、これらをハウジング１２で覆って一体化して構成
し、これを装置本体１６に着脱可能に構成してる。

【００４６】次にプロセスカートリッジＣの各部の構成
を、ａ．感光体ドラム、ｂ．帯電手段、ｃ．露光部、
ｄ．現像手段、ｅ．クリーニング手段、の順に説明す
る。

【００４７】（ａ．感光体ドラム）本実施例に係る感光
体ドラム７は円筒状のアルミニウムからなるドラム基体
の外周面に有機感光層を塗布して構成している。この感
光体ドラム７を枠体に回動可能に取り付け、感光体ドラ
ム７の長手方向一方端に固着したフランジギヤに装置本
体側に設けた駆動モータの駆動力を伝達することによ
り、感光体ドラム７を画像形成動作に応じて図１の矢印
方向へ回転させる。

【００４８】（ｂ．帯電手段）帯電手段は前記感光体ド
ラム７の表面を一様に帯電させるためのものであり、本
実施例では枠体に帯電ローラ８を回動自在に取り付け
た、所謂接触帯電方法を用いている。帯電ローラ８は金
属製のローラ軸８ａに導電性の弾性層を設け、更にその
上に高抵抗の弾性層を設け、更にその表面に保護膜を設
けてなる。導電性の弾性層はＥＰＤＭやＮＢＲ等の弾性
ゴム層にカーボンを分散したもので構成し、ローラ軸に
供給されるバイアス電圧を導く作用をなす。また高抵抗
の弾性層はウレタンゴム等で構成し、微量の導電性微粉
末を含有するものが一例としてあげられ、感光体ドラム
７のピンホールや導電度の高い帯電ローラが相対した場
合でも、感光体ドラム７へのリーク電流を制限してバイ
アス電圧の急降下を防ぐ作用をなす。また保護層はＮ−
メチルメトキシ化ナイロンで構成し、導電性弾性層や高
抵抗の弾性層の組成物質が、感光体ドラム７に触れて感
光体ドラム７の表面を変質させることがないように作用
する。

【００４９】そして前記帯電ローラ８を感光体ドラム７
に接触させ、画像形成に際しては帯電ローラ８が感光体
ドラム７の回転に従動して回転し、このとき帯電ローラ
８に直流電圧と交流電圧とを重畳して印加することによ
り感光体ドラム７の表面を均一に帯電させる。

【００５０】（ｃ．露光部）露光部９は前記帯電ローラ
８によって均一に帯電した感光体ドラム７の表面に、光
学系１から照射される光像を露光して該ドラム７表面に
静電潜像を形成するためのものであり、カートリッジ枠
体の上面に前記光像を導くための開口を設けることによ
って露光部を構成している。

【００５１】（ｄ．現像手段）現像手段１０は、図１に
示すように、トナー収納部であるトナー収納容器１０ａ
内にトナーを収納してあり、且つ後述するように前記ト
ナーを送り出すと共に攪拌する攪拌部材が往復移動可能
に設けてある。そしてトナー収納容器１０ａの開口部に
は内部に非回転の磁石１０ｂを有し、回転することによ
って表面に薄いトナー層を形成する現像スリーブ１０ｃ
が感光体ドラム７と微小間隔を隔てて設けてある。

【００５２】現像スリーブ１０ｃはアルミニウム製円筒
状部材の表面をサンドブラスト処理等により粗面化し、
その上に顔料分散した導電性塗料を塗布して構成してお
り、この現像スリーブ１０ｃの表面にトナー層が形成さ
れるとき、トナーと現像スリーブ１０ｃとの摩擦によっ
て感光体ドラム７上の静電潜像を現像するのに充分な摩
擦帯電電荷を得る。またトナーの層厚を規制するために
現像ブレード１０ｄが設けてある。

【００５３】尚、前記トナー収納容器１０ａ内にはトナ
ーを攪拌するための攪拌部材１９が設けられているが、
トナー攪拌構成については後述する。

【００５４】（ｅ．クリーニング手段）クリーニング手
段１１の構成は、図１に示すように、感光体ドラム７の
表面に接触し、該ドラム７に残留したトナーを掻き落と
すためのクリーニングブレード１１ａと、前記掻き落と
したトナーを掬い取るために前記ブレード１１ａの下方
に位置し、且つ感光体ドラム７の表面に弱く接触したス
クイシート１１ｂと、前記掬い取った廃トナーを溜める
ための廃トナー溜め１１ｃとで構成している。

【００５５】（ｆ．撹拌手段）撹拌手段は、トナー収納
容器１０ａ内のトナーを撹拌して現像スリーブ１０ｃへ
送り出すものであり、図１に示すように、トナー収納容
器１０ａ内に撹拌部材１９を設けて構成している。撹拌
部材１９は、断面が三角形状の棒状部材を複数本一定間
隔を隔てて連結して一体化したものである。感光体ドラ
ム７の回転に伴って同一駆動源から駆動伝達を受けてギ
アとアーム（いずれも図示せず）が動作すると、先端辺
側に設けた軸１９ａで連結された撹拌部材１９は矢印Ｘ
方向へ往復移動してトナーの凝集や遍在を防止する。

【００５６】｛磁気ブリッジセンサー｝前述した磁気
ブリッジセンサー２０は、図３に示すように本体部分の
上に、検知ヘッド２０ａが円柱状に載っている形状で一
体となっており、入出力用の信号線２０ｂを介してファ
クシミリ装置本体との検知信号のやり取りを行ってい
る。

【００５７】この検知ヘッド２０ａの内部には検知トラ
ンスが埋め込まれており、この検知トランスは、一つの
１次巻線と、基準巻線及び検知巻線からなる二つの２次
巻線との合計三つの巻線からなる。検知巻線は検知ヘッ
ドの天面側に、基準巻線は１次巻線を挟んで検知ヘッド
の裏側に位置している。

【００５８】センサー本体内に設けられた発信器から一
定波形の信号をもつ電流が１次巻線に入力されると、基
準巻線と検知巻線からなる二つの２次巻線にも電磁誘導
により、ある波形の信号をもつ電流が流れる。この時の
発信器からの一定波形の信号と、検知巻線から電磁誘導
によって流れた電流のある波形の信号とを、センサー本
体内に設けられた比較回路で判断する事によって、検知
ヘッドの天面側に、どの程度の密度の磁性体があるかを
検知する。即ち、検知ヘッドの前に磁性体がある場合
と、無い場合で、異なった出力が得られるわけである。

【００５９】また、このセンサーは検知しようとする磁
性体の磁性密度等の違いに対応するため、検知トランス
中心部にフェライト性のネジコアを移動可能に設けてあ
り、このネジコアの位置を調節する事により、適正な検
知が可能となっている。

【００６０】｛残量検出手段｝残量検出手段は、前記
トナー収納容器１０ａ内に収納したトナーの残量を磁気
ブリッジセンサー２０によって検出するものである。そ
の構成は、図１に示す様に、本体内にトナー収納容器１
０ａの側面壁１０ａ₁に検知ヘッドが対向するように前
記磁気ブリッジセンサー２０を設けてあり、検知ヘッド
２０ａが対向したままトナー収納容器１０ａの側面壁１
０ａ₁に沿って上下に移動する。

【００６１】磁気ブリッジセンサー２０の移動機構につ
いて図４に示す。トナー収納容器１０ａの側面壁１０ａ
₁と平行にセンサーガイド２１を設け、磁気ブリッジセ
ンサー２０を前記センサーガイド２１に沿って上下移動
させるためにセンサーホルダー２２を設ける。このセン
サーホルダー２２には、嵌合用の丸長穴２２ａが横方向
に設けてある。一方、嵌合用の変心ボス２３ａを持つ円
盤２３を本体側に軸支し、この変心ボス２３ａと前記丸
長穴２２ａを嵌合させてある。円盤２３は記録紙給紙用
の給送ローラー３ｂと伝達ベルト（図示せず）によって
回転速度比が１：１となるように連結されている。更
に、本体側には発光素子と受光素子を一体としたフォト
インタラプタ２４を設けてあり、センサーホルダーの基
準位置を検出できるようになっている。

【００６２】記録動作を開始すると、記録紙２を１枚ず
つ分離して給送するために給送ローラー３ｂが１回転
し、伝達ベルトに駆動を伝えられて円盤も１回転するた
め、円盤に設けられた変心ボス２３ａに嵌合したセンサ
ーホルダー２２は、センサーガイド２１に沿って上下に
１往復移動する。この際、センサーホルダー２２の一部
がフォトインタラプタ２４の検知部を通過する事により
磁気ブリッジセンサー２０の基準位置を認識する。

【００６３】トナー残量が多い時と少ない時との、フォ
トインタラプタ２４の検出信号と磁気ブリッジセンサー
２０のアナログ検出信号を、横軸を時間軸にして図５に
示す。

【００６４】待機時にはセンサーホルダー２２は上下移
動範囲の下死点位置にあり、かつセンサーホルダー２２
の位置検出部２２ｂがフォトインタラプタ２４の検知部
を遮っているため、フォトインタラプタ２４の検出信号
はＬＯＷ側の出力となっている。この時、磁気ブリッジ
センサー２０の位置はトナーの残っている所にあるた
め、磁気ブリッジセンサー２０のアナログ検出信号はト
ナー有りの出力となる。また、プロセスカートリッジＣ
そのものが装着されていない場合はトナー無しと判断す
る。センサーホルダー２２が上方に移動を開始すると、
まずセンサーホルダー２２の位置検出部２２ｂがフォト
インタラプタ２４の検知部を抜けるため、フォトインタ
ラプタ２４の検出信号はＨＩＧＨ側となる。更にセンサ
ーホルダー２２が移動を続けると、磁気ブリッジセンサ
ー２０がトナー有無の境界に来たところで、磁気ブリッ
ジセンサー２０のアナログ検出信号が急激に変化し、ト
ナー無しを検出する。更にセンサーホルダー２２が移動
を続けると、センサーホルダー２２は上死点まで達し、
下方に移動を開始する。今度は磁気ブリッジセンサー２
０がトナー有無の境界に来たところで、磁気ブリッジセ
ンサー２０のアナログ検出信号が急激に変化し、トナー
有りを検出する。そしてセンサーホルダー２２の位置検
出部２２ｂがフォトインタラプタ２４の検知部を遮るた
め、フォトインタラプタ２４の検出信号はＬＯＷ側の出
力となり、その後、センサーホルダー２２は上下移動範
囲の下死点位置に到達したところで移動を停止する。

【００６５】ここで、フォトインタラプタ２４の検出信
号がＨＩＧＨ側となった時から磁気ブリッジセンサー２
０のアナログ検出信号が急激に変化し、トナー無しを検
出した時の時間差△ｔを算出し、トナー収納容器１０ａ
内のトナーの残量高さに換算する事で、トナー残量を算
出する。即ち、トナー残量が多いときには図５（ａ）に
示す様に△ｔは長く、トナー残量が少ないときには図５
（ｂ）に示す様に△ｔは短くなりトナー残量の検出がで
きる。フォトインタラプタ２４で磁気ブリッジセンサー
２０の位置を検出しトナー有無の境界位置までの時間差
で残量を検出する事で精度の高いトナー残量検出を行え
る。

【００６６】磁気ブリッジセンサー２０のアナログ検出
信号がトナー有無の境界で示す出力変化にはある程度の
時間の幅があるため、一定の検出信号でスライスレベル
を設けてその時の時間でトナー有無の境界を判断してい
る。

【００６７】こうして検出できたトナー残量を図２に示
す操作パネル２５に表示する事でユーザーにトナーの残
量を知らせ、カートリッジ交換時期の目安を知らせてい
る。また、検出できたトナー残量が、ある所定のトナー
残量よりも少なくなったときにトナー収納容器内にトナ
ーがなくなったと判断し、操作パネル２５にトナー無し
を表示すると同時に、ファクシミリ装置の記録動作を禁
止し、記録画像の印字かすれによる画像情報の欠落を防
止している。

【００６８】（第２の実施例）次に第２の実施例とし
て、トナーが記録紙の幅方向で異なった減り方をした場
合の正確なトナー残量の検出方法について述べる。

【００６９】第１の実施例として示した機構に、更にセ
ンサーガイド２１が磁気ブリッジセンサー２０ごと紙幅
方向に移動すればよい。例えば、紙幅を整数等分した一
定間隔ごとに停止する機構を設け、１枚の記録動作につ
き１回の残量検出を行う。整数等分の数が多ければそれ
だけ場所による精度が上がるが、その枚数分の誤差がで
る事になるので、その際は、一枚の記録動作につき複数
回の残量検出を行う必要がある。

【００７０】ファクシミリ装置においては、受信時に人
がいない場合が多々有るという事と、情報の送り主がど
の様な画像情報を送ってくるかが分からないという事が
あるため、トナーの減り方をユーザーが認識する事は困
難である。そのため、紙幅方向で複数箇所のトナー残量
を検出すれば、部分的にトナーの減り方の多いところで
の検出ができるため、記録画像の印字かすれによる画像
情報の欠落をほぼ完全に防止している。

【００７１】（第３の実施例）次に、本発明の第３の実
施例を図６に基づいて説明する。尚、第１の実施例との
共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００７２】本実施例は、磁気ブリッジセンサーの適正
な検出位置が、トナー収納容器の記録紙搬送路面にある
場合であり、本実施例においても正確なトナー残量の検
出が可能である。ファクシミリ装置本体の構成は第１の
実施例で述べたものと同様のファクシミリ装置を用いる
為ここでは割愛し、異なる残量検出手段の部分のみ説明
する。

【００７３】図６に示す様に、磁気ブリッジセンサー２
０は、軸部２６ａを有し前記軸部２６ａが装置本体１６
に設けた穴部２６ｂに回転自在に嵌合してなるセンサー
ホルダー２６に取り付けられ、移動可能となっている。
また、トナー残量を適正に検出するために、トナー収納
容器１０ａの底面壁１０ａ₂に記録紙２の搬送路を挟ん
で検知ヘッド２０ａが対向するように配置され、更に、
センサーホルダーの２６位置を移動させるための電磁ソ
レノイド２７を設けてある。

【００７４】トナー残量を検出しないときは磁気ブリッ
ジセンサー２０が記録紙２の通過の妨げにならないよう
に、検知ヘッド２０ａの天面が装置本体１６の記録紙ガ
イド２８よりも突出しない位置に待避している。

【００７５】トナー残量を検出するときは電磁ソレノイ
ド２７に所定の電流を流し、アクチュエーターである中
心軸２７ａを突出させ、センサーホルダー２６を破線の
ように移動させることで磁気ブリッジセンサー２０の検
知ヘッド２０ａの天面をトナー収納容器１０ａの底面壁
１０ａ₂に当接させてトナー残量を検出する。トナー収
納容器内のトナー残量によって、磁気ブリッジセンサー
２０の検知ヘッド２０ａの天面に対向するトナーの量が
変化し、検知部分の磁性が変化するため、磁気ブリッジ
センサー２０の出力が変化して、トナー残量を検出でき
る。

【００７６】電磁ソレノイド２７に電流を流すタイミン
グは、記録紙２の搬送量を記録位置で合わせるために搬
送ローラー対３ｄ付近に設けられている記録紙２の先端
・後端検出用センサーからの信号により制御し、検知ヘ
ッド２０ａ部分に記録紙２が無い場合にのみ電磁ソレノ
イド２７に電流を流し、磁気ブリッジセンサー２０を移
動させて検知ヘッド２０ａの天面をトナー収納容器１０
ａの底面壁１０ａ₂に当接させる。

【００７７】この様に、磁気ブリッジセンサー２０の検
知ヘッド２０ａの天面をトナー収納容器１０ａの底面壁
１０ａ２に当接させてトナー残量を検出する事により、
検知ヘッド２０ａとトナーとの距離を最小限に短く設定
できるため、トナーの有無によって磁気ブリッジセンサ
ー２０の出力の差を大きくとれ、精度のよいトナー残量
の検出が行える。一般に、磁気ブリッジセンサー２０が
トナー程度の磁性体の有無を検出するためには、検知ヘ
ッド２０ａとトナーとの距離を実験的に最大３ｍｍぐら
いまで短くしなくてはいけないため、磁気ブリッジセン
サー２０を記録紙２の通過の妨げにならないように、検
知ヘッド２０ａの天面が装置本体の記録紙ガイド２８よ
りも突出しない位置に待避させた状態では、精度のよい
トナー残量の検出は望めない。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、現像剤を収容するための現像剤収納容
器を有し、画像情報に応じて現像剤を記録媒体に記録す
る画像形成装置において、現像剤収納容器の外側に、非
接触で現像剤の有無を検知自在な検知手段と、該検知手
段が移動するための移動手段とを有し、前記検知手段を
移動自在とする事により、検知手段の移動により、現像
剤の有無を判断する位置がわかるため、現像剤の残量
（消費量）を検出でき、ユーザーに対して突然の現像剤
切れを知らせるのでなく、現像剤の残量を知らせる事
で、より親切さをもたせる事ができる。

【００７９】また、本出願に係る第２の発明によれば、
検知手段が現像剤収納容器の外壁に沿って上下方向に移
動自在とする事により、現像剤収納容器内の現像剤が自
重により自然に堆積した状態の残量を検出でき、現像剤
の残量を容易に検出できる。

【００８０】また、本出願に係る第３の発明によれば、
検知手段が現像剤収納容器の外壁に沿って上下左右方向
の２次元平面上で移動自在とする事により、現像剤収納
容器内の現像剤が場所によって異なった減少の仕方をし
た場合でも、現像剤の残量を正確に検出でき、現像剤の
残量検知の精度をより確実にする事ができる。

【００８１】また、本出願に係る第４の発明によれば、
現像剤に磁性体を用い、且つ検知手段を透磁率検出方式
とする事により、現像剤検知手段を設けた事による現像
剤収納容器内の機構構成の複雑化の必要性を無くし、そ
れに伴う画像への悪影響のを無くす事ができる。

【００８２】また、本出願に係る第５の発明によれば、
検知手段が一定の時間にのみ現像剤収納容器の外壁に当
接し、一定時間以外は現像剤収納容器から離れて待避し
ているように、移動手段を設けた事により、現像剤検知
手段を設けた事による機械本体への制約を最小限にし、
メインテナンス性の向上や装置の小型化を促す事ができ
る。

【００８３】また、本出願に係る第６の発明によれば、
記録紙の先端もしくは後端の検出信号に同期して検知手
段が移動する事により、検出手段の最適配置位置が紙搬
送路面付近にある場合でも、搬送中の紙の間隙に検知手
段を移動し一定の時間にのみ現像剤収納容器の外壁に当
接させる事で、現像剤の残量を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るファクシミリ装置の
構成断面図である。

【図２】図１のファクシミリ装置の外観斜視図である。

【図３】図１装置に用いられる磁気ブリッジセンサーの
外観斜視図である。

【図４】図１装置に用いられる磁気ブリッジセンサーの
移動機構の断面構成図である。

【図５】本発明の第１実施例に係るトナー有無検知信号
のタイミングチャートである。

【図６】本発明の第３実施例に係る磁気ブリッジセンサ
ーの移動機構の構成断面図である。

【図７】従来例に係る現像剤有無検知装置の構成断面図
である。

【符号の説明】

２記録紙（記録媒体）１０ａトナー収納容器（現像剤収納容器）１０ａ₁ 側面壁（外壁）１０ａ₂ 底面壁（外壁）２０磁気ブリッジセンサー（検知手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を収容するための現像剤収納容器
を有し、画像情報に応じて現像剤を記録媒体に記録する
画像形成装置において、現像剤収納容器の外側から現像
剤の有無を検知自在な検知手段と、該検知手段を移動せ
しめる移動手段とを備え、前記検知手段を移動自在とし
た事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】検知手段が現像剤収納容器の外壁に沿っ
て上下方向に移動自在な事とする請求項１に記載の画像
形成装置。
【請求項３】検知手段が現像剤収納容器の外壁に沿っ
て上下左右方向の２次元平面上で移動自在な事とする請
求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】現像剤に磁性体を用い、検知手段を透磁
率検出方式とした事とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項５】検知手段が一定の時間にのみ現像剤収納
容器の外壁に当接し、一定時間以外は現像剤収納容器か
ら離れて待避しているように、移動手段を設けた事とす
る請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】記録媒体の先端もしくは後端の検出信号
に同期して検知手段が移動する事とする請求項５に記載
の画像形成装置。