JPH02197880A - 現像剤検出装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、静電潜像を現像剤によって顕像化する画像形
成装置のための現像剤残量検出装置に関するものである
。

［従来の技術］ 従来、現像器内の現像剤の残量を検出する手段としては
、ピエゾ素子等の超音波振動素子、コイル等を利用した
インダクタンス変化検知素子等を用い、現像剤の有無に
よってそれらの信号が変化することを利用したものがあ
った。また、近年では検出精度か良く、コストも低いこ
とから電極間の静電容量を検出することにより現像剤量
を検知する方式が実用化されている。以下にこの電極を
用いる方式について概略を示す。

第１０図は、上記電極を用いた現像剤量検知手段を示す
概略図である。現像ローラ６１上に印加された電源６３
からのＡＣバイアスにより、上記現像ローラ６１と平行
に張設されたトナー量の検知手段としての導線部材６２
には、現像ローラ６１と導線部材６２との間のインピー
ダンスに応じた電流が流れ、該電流を整流回路６４で整
流し、直流電圧６５に変換してコンパレータ６６で基準
電圧ｌ１ｉ７と比較した出力を発生する。

現像ローラ６１と導線部材６２との間では、現像剤たる
トナーと空気とでは比誘電率の差及び抵抗の差かあるこ
とから現像器内のトナー、の量でインピーダンスが変わ
り、その変化を利用してトナー酸を検出するものである
。ここで上記例の場合は、現像ローラ６１及び導線部材
６２か電極となっている。

従来ビエソ素子等を用いた現像剤量手段では現像器内の
一点でしか検出できなかったか、上記電極を用いる方式
によれば現像ローラと平行に張設された導線部材による
検出方式なので現像ローラの軸方向全域で検知できるこ
とになり、したかってその精度も向上するや また、近年では、操作性の良さ、メンテナンスフリーを
実現した手段として、潜像担持体周辺のプロセスユニッ
ト、例えば、現像器、クリーナー等を一体とし、使い捨
てにしたプロセスカートリ・シシ方式の画像形成装置か
広く普及している。

このような方式の画像形成装置では、特に上記方式の現
像剤検知方法は、電極のみを現像器内に具備し、検出回
路は本体側に具備すればよいことから、カートリッジの
コストか上がることはほとんどなく、したがってランニ
ングコストも非常に低減せしめることかできるものであ
る。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の現像剤量検知手段では、いず
れにしてもある定位置での残量、すなわち検知手段の配
されている不動の位置てしか検知することはできない。

したがって、上記検知手段は必然的に現象剤が無くなる
寸前の位置に配置せざるを得す、そのためかかる時期に
現像剤無しの表示をし、現像剤の補給あるいはカートリ
ッジの交換を操作者に促していた。

その結果、上記方式では現像剤の残量か無くなる寸前に
しか操作者に判らないため、以下のような不都合が生じ
ていた。

■突然現像剤が無くなったことを知っても、補給する現
像剤あるいは、交換するプロセスカートリッジの予備か
ないために、を記現像剤あるいはプロセスカートリッジ
を取り寄せるまで、複写あるいはプリントアウトを行な
うことができない。

（勿レーザビームプリンタなどコンピュータのアウトプ
ットとして使われる場合や、ファクシミリに使われる場
合、プリンタのそばには現像剤の補給あるいはカートリ
ッジの交換をするための人が居ないことか多く、したか
って現像剤が無くなっていて、白抜けか発生してもわか
らず、情報が消滅してしまう。

本発明は、上述のごとくの問題を解決し、簡単な構成に
も拘らず、常時現像剤の残量に対応した信号を発し、現
像剤の補給あるいはカートリッジの交換時期を予測でき
るような、現像剤検出装置を提供することを目的として
いる。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記目的は、 潜像相持体に、該潜像担持体周辺に配設した静電潜像形
成プロセス手段によって潜像を形成し。

この潜像に現像手段で現像剤を付着させて顕像化する画
像形成装置のための現像剤検出装置において、 水平面と交叉する面内にありかつ現像ローラと角度をも
って配設された第一の電極と、該第一の電極と平行に配
設された第二の電極とを現像器内に配し、 上記第一及び第二の電極間の静電容量にもとづく電気信
号の値を設定された基準値と比較する回路を有し、その
比較によって現像剤の残量を検知する、 ことによって達成される。

［作用］ １述のごとくの本発明によれば、上記二つの電極は上下
方向の成分をもって延びているので、現像剤のレベルか
どの位置にあっても、これを検出でき、しかも現像剤量
が多量のときから無くなる寸前まで、アナログ量として
現像剤量を検知し、表示あるいは外部機器に情報を伝え
る。

［実施例］ 以下、添付図面の第１図ないし９）９図にもとづき本発
明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第一の実施例を示す簡単な図、第２図
はその断面図である。

第１図においてｌは現像ローラ、２１は第一の電極とし
ての導線部材、２２は第二の電極としての導線部材であ
り、この導線部材２１と導線部材２２は水平面と交わる
面内でほぼ平行に、かつ現像ローラｌの軸線とは平行で
はない角度に配設されている。該二本の導線部材２１．
２２の間隔は５〜２０１■程度か適当であり、特にｌＯ
ａｍ位が良好である。

上記導線部材２２には、現像スリーブｌのための電源４
３の電圧か印加されており、もう一方の導線部材２１は
整流回路４１に接続されている。該整流回路４１は（：
ＰＵ　４２に接続されていて、整流回路の出力かＡ／Ｄ
変換されて指示されるようになっている。

かかる構成になる本実施例装置では、先ず１画像形成動
作にはいると現像スリーブｌ及び撹拌棒２は矢印方向に
回転する（第２図参照）０次いで、現像ローラｌには電
源４３からＡＣバイアスか印加されると同時に第二の電
極２２にも同じバイアスか印加される。すると、第二の
電極２２と平行に張設された第一の電極２１には、第一
の電極２１と第二の電極２２どの間のインピーダンスに
応じた電流が流れ、その電流は整流回路４１で整流され
、直流電圧として（：ＰＵ　４２に取り込まれる。　ｃ
ｐｕでは該電圧なＡ／Ｄ変換し、モニターをする。

このとき検出される電圧は、空気と現像剤の比誘電率の
差及び抵抗の差から第一の電極２１と第二の電極２２と
の間に、トナーが存在する場合としない場合で差か生じ
る。また、上記検出電圧は、上記内電極２１．２２が上
下方向の成分をもって延びているために、第２図に示す
ように、現像剤が中程までのときは、各部分の積分値と
なり、したがって現像剤か上方のＡの位置まである場合
と、その下方のＢの位置までの場合では出力電圧に差が
生じる。つまり第３図に示すように現像剤の量によって
出力電圧に差が生じる。この電圧をモニターすることに
よって残量がアナログ量として検出される。

第２図のととくのように現像ローラｌに対しほぼ直角に
すなわち鉛直方向に配設された二本の平行（紙面に対し
直角方向に間隔をもっている）電極２１．２２によって
現像剤の量を検出することによって、現像剤が多量に有
る状態から残り少なくなるまで常に現像剤量に対応して
検出することか可能となり、しかもカートリッジ方式の
複写機やプリンタの場合でもピエゾ素子等を用いる必要
かなく、カートリッジのコストは殆んど上がらないこと
から、ランニングコストも低減することか可能となった
のである。

第４図及び第５図は本発明の第二実施例を示す図である
。

前述の第一実施例では二本の平行電極をほぼ鉛直に配し
たが、本実施例では、第４図及び第５図のごと〈該二本
の平行電極２３．２４が水平にならない程度まで寝かせ
た角度をつけて配設されている。すなわち上方から見た
場合の第４図においては、現像ローラｌとはほぼ直角で
あるか、縦断面としての第５図では傾斜して配設されて
いる。このように、二本の平行電極２３．２４を鉛直方
向に対し、角度をもって配することにより、検出領域か
増し、したがって検出精度が向−ヒする。

また、第６図に示される第三実施例では、二本の平行電
極２５．２６は水平面に対してそして鉛直面に対しても
角度をもって配設されてる。なお、鉛直方向に対して角
度をもたせることによって検出精度か向上するのは第二
実施例の場合と同様である。

第７図は本発明の第四実施例を示している。

図中４は点Ｏを中心に回転する撹拌棒であり該撹拌棒４
の先端には高抵抗の薄板から成る例えば、ウレタンゴム
やＰＥＴ等でできている拭掃板４１が取付けられている
。

また、容器４０内には、上下に延び弯曲した電極２７、
２８か紙面に直角方向に間隔をもって配設されており、
現像剤量の検出は電極２７．２８をもって第一実施例と
回し方式にて行なわれるようになっている。

かかる構成において、像形成動作にはいると駆動手段（
図示せず）によって現像ローラｌか矢印方向に回転する
と同時に撹拌棒４も矢印方向に回転し、現像剤の片寄り
や凝集を防ぐと同時に現像剤を現像ローラへと搬送して
行く。

次に撹拌棒４かＡ〜Ｂの範囲にくると、拭掃板４１が電
極２７．２８を拭掃し、現像剤が電極に凝集することを
防止し、したかって検出精度か使用時間と共に低下する
のを防止する。

第８図は、本発明の第五実施例である。

図中、５は撹拌棒であり、両端が軸受部ｓｏ、　ｓ。

で支承されたクランク状の導電部材５：ｌ、　５４から
成っている。第８図に示すように導電部材５３．５４は
絶縁材５５で機械的に接続され、電気的には分離されて
いる。さらに、拭掃板５１．５２も分離して、導電部材
５３．５４にそれぞれ取付けられている。ここで少なく
とも一方の拭掃板５１は導電部材とし、該拭掃板５１が
取付けられている導電部材５３のみが接地されている。

かかる構成により、像形成動作及び現像剤量検出動作を
行なう、すると、撹拌棒の攪拌機能は前実施例の場合と
同じであるが、Ａ〜Ｂの位置にきたとき、バイアス側の
電極２４は拭掃板５４にて拭掃され、検出側の電極２３
は接地された拭掃板５１によって拭掃される。すると検
出電圧は第９図に示すように撹拌棒がＡ−８の範囲に存
在するときは出力がＯｖとなる。このときＣＰＵでは現
像剤量の判断を停止する。

このようにすることで拭掃動作によって現像剤か電極に
凝集することを防止すると同時に、電極な拭掃中に現像
剤か一時的に掻き乱されてもその間は現像剤量の検知を
しないので、より精度良く現像剤量を検出できるように
なる。

［発明の効果］ 以上のごとくの本発明によれば、上下方向成分をもって
延びる二本の平行電極間の静′遣容量を検出することに
よって、低コストでありながら現像剤の頃を多量から無
くなる寸前までアナロクψとして検出でき、現像剤が無
くなるまでの過程を常に操作者か知り、予めこれに対処
することかできる。したがって、突然現像剤が無くなり
、予備の現像剤も無くプリントできない状態となったり
。

ファクシミリなどでも夜間送られてきたデータか消滅す
るといった不具合いが生じなくなるという効果を得る。

しかも、カートリッジ方式の場合でも、カートリッジの
コストはほとんど１からず、すなわち、ランニングコス
トも上がることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例装置の概要構成を示す平面
図、第２図は第１図装置の縦断面図、第３図は第１図装
置の出力を示す図、第４図は第二実施例装置の概要構成
を示す平面図、第５図は第４図装置の縦断面図、第６図
は第三実施例装置の概要構成を示す平面図、第７図は第
四実施例装置の縦断面図、第８図は第五実施例装置の概
要構成を示す平面図、第９図は第８図装置の出力を示す
図、第１Ｏ図は従来装置の概要構成を示す平面図である
。 ２１．２２；２：１，２４：２５，２６；２７，２８・
旧・・電極３・・・・・・・・・・・・現像剤 ４３・・・・・・・・・・・・電源 出力電圧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 潜像担持体に、該潜像担持体周辺に配設した静電潜像形
   成プロセス手段によって潜像を形成し、この潜像に現像
   手段で現像剤を付着させて顕像化する画像形成装置のた
   めの現像剤検出装置において、 水平面と交叉する面内にありかつ現像ローラと角度をも
   って配設された第一の電極と、該第一の電極と平行に配
   設された第二の電極とを現像器内に配し、 上記第一及び第二の電極間の静電容量にもとづく電気信
   号の値を設定された基準値と比較する回路を有し、その
   比較によって現像剤の残量を検知する、 ことを特徴とする現像剤検出装置。