JP3472111B2 - 現像剤残量検知装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置、静
電記録装置などの画像形成装置、および該画像形成装置
に用いられる現像剤の有無もしくは残量を検知する現像
剤検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置等における画像形成
装置においては、現像剤の有無を含む残量を検出するた
めの現像剤残量検出装置を備えたものが多い。

【０００３】この現像剤残量検出装置における現像剤の
残量を検出する方式としては、発光素子と受光素子を用
いた光学方式や、現像剤の静電容量を検出する静電容量
方式、現像剤の圧力を振動で検出する圧電方式など、さ
まざまな方式が提案され実施されている。

【０００４】また従来から、少なくとも像担持体と現像
器とを一体として画像形成装置本体に着脱自在としたカ
ートリッジ方式が実施されており、この場合、現像剤が
無くなったときには新規のカートリッジと交換される。

【０００５】このカートリッジ方式では、残量検知セン
サを装置本体側に設けて、カートリッジ内の現像剤の残
量を検知し、残量検知センサは繰り返し使用することが
好ましく、そのため現像剤を収容した現像剤容器の外側
から現像剤の磁性を利用しその透磁率を電圧の変化とし
て検出する検出手段としての透磁率センサ（トナーセン
サ）を用いる方法もまた広く一般的に実施されている。

【０００６】このようなトナーセンサを用いて現像剤の
残量を検知するトナー残量検知手段に関し、特開平３−
２６４９７４号公報記載のように、図１４にて、現像器
を消耗品として交換する際に、高価なトナーセンサを現
像器から分離して繰り返し使用することを目的として、
現像器のカバーを構成する上部構造部１０７の開閉に連
動して時計方向、あるいは反時計方向に回動するシャフ
ト１０６と、このシャフト１０６の一端に固定された弾
性部材１０５と、揺動式のホルダー１０１に固定されト
ナー残量を検知するトナーセンサ１２０とを有し、前記
上部構造部１０７の閉動作に関連して、前記シャフト１
０６が回動すると、前記弾性部材１０５の付勢力によ
り、前記ホルダー１０１が揺動し、トナーセンサ１２０
を現像器のトナー検知箇所に当接させてトナーの残量を
検知し、前記上部構造部１０７の開動作に連動して前記
シャフト１０６が回動すると、前記弾性部材１０５の付
勢力が解除され、前記ホルダー１０１およびトナーセン
サ１２０を前記トナー検知箇所から離間できることを特
徴とするものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように現像剤容器
の外側から現像剤の磁性を利用しその透磁率を電圧の変
化として検出する透磁率センサ（トナーセンサ）を用い
る場合、現像剤容器とセンサ検出面の密着性がきわめて
重要であり、特に透磁率センサと現像剤容器との微小な
距離変動がセンサの大きな出力変動となるため、高い密
着性が求められる。

【０００８】ここで、センサの取り付け誤差や、現像剤
容器の着脱にともなうガタや、センサの現像剤容器に対
する付勢力のばらつき、等によりセンサの現像剤容器に
対する当接が不安定となると検出精度が低下してしまう
恐れがある。

【０００９】前述した特開平３−２６４９７４号公報に
記載されているように、上部構造部の閉動作に連動して
シャフトが回動し、弾性部材の付勢力によりホルダーが
揺動し、トナーセンサを現像剤容器のトナー検知箇所に
当接させる方式においては、上部構造部やシャフトやホ
ルダーや弾性部材といった複数の部材それぞれの寸法精
度のばらつきや取り付け誤差の積み重ねにより、現像剤
容器とセンサと弾性部材との適正な位置関係が得られな
くなる場合がある。

【００１０】この場合には、カバーを閉めた状態におけ
る弾性部材の変形量が大きくばらつき、それに伴いセン
サの付勢力も大きくばらつき、適正な当接力を得ること
が困難となることがある。

【００１１】当接力が弱いと現像剤容器とセンサ検出面
の高い密着性が得られなくなったり、逆に当接力が強い
と現像剤容器やホルダー、トナーセンサそのものに歪み
を生じて、そのためやはり密着性が得られずに正確なセ
ンサ出力を得られないという欠点がある。

【００１２】また、現像剤容器とセンサ検出面との当接
面同士に角度のズレが生じた場合は、センサ検出面が現
像剤容器に片当たりすることがあり、確実な密着性が得
られない場合も生じる。

【００１３】従って、本発明の主な目的は、現像剤容器
と検出手段とをきわめて安定した当接力で当接でき、信
頼性の高い現像剤有無および残量検出を可能とした現像
剤残量検知装置、および該現像剤残量検知装置を備えた
画像形成装置を提供することである。

【００１４】また、本発明の他の目的は、検出手段の耐
久性を格段に向上させ、製造コストの安価な現像剤残量
検知装置、および該現像剤残量検知装置を備えた画像形
成装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像剤残量検知装置および画像形成装置にて達成され
る。要約すれば、本発明は、現像剤を収容し本体から着
脱可能な現像剤容器内の現像剤の有無もしくは残量を検
出する検出手段と、前記検出手段を保持する揺動可能な
保持部材と、前記保持部材に取り付けられ、前記検出手
段を前記現像剤容器に当接させる付勢手段と、を有する
画像形成装置の現像剤残量検知装置において、前記現像
剤容器を本体から着脱するための開閉カバー部材の開閉
に連動し、前記保持部材の揺動を拘束する連動部材を有
し、前記開閉カバー部材が開状態では、前記連動部材が
前記保持部材の揺動を拘束し、前記保持部材を前記付勢
手段の付勢力に逆らって揺動させ、前記検出手段の前記
現像剤容器への当接を解除し、前記開閉カバー部材が閉
状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束せ
ず、前記付勢手段によって前記保持部材を揺動させ、前
記検出手段を前記現像剤容器に当接させることを特徴と
する現像剤残量検知装置である。

【００１６】本発明による他の態様によれば、像担持体
と、現像剤を収容し本体から着脱可能な現像剤容器と、
前記現像剤容器を本体から着脱するための開閉カバー部
材と、現像剤残量検知装置とを有し、該現像剤残量検知
装置は、前記現像剤容器内の現像剤の有無もしくは残量
を検出する検出手段と、前記検出手段を保持する揺動可
能な保持部材と、前記保持部材に取り付けられ、前記検
出手段を前記現像剤容器に当接させる付勢手段と、を有
する画像形成装置において、前記開閉カバー部材の開閉
に連動し、前記保持部材の揺動を拘束する連動部材を有
し、前記開閉カバー部材が開状態では、前記連動部材が
前記保持部材の揺動を拘束し、前記保持部材を前記付勢
手段の付勢力に逆らって揺動させ、前記検出手段の前記
現像剤容器への当接を解除し、前記開閉カバー部材が閉
状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束せ
ず、前記付勢手段によって前記保持部材を揺動させ、前
記検出手段を前記現像剤容器に当接させることを特徴と
する画像形成装置が提供される。

【００１７】前記現像剤容器は前記検出手段の検出面と
当接する部位に凹部を有することが好ましい。

【００１８】また上記発明において、前記現像剤は磁性
現像剤であり、前記現像剤の有無もしくは残量を検出す
る検出手段として透磁率センサを用いることが好まし
い。前記保持部材は前記検出手段をその検出面が傾斜可
能に保持することが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像剤残量検
知装置および画像形成装置を図面に則して更に詳しく説
明する。

【００２０】実施例１ 本発明を第１の実施例としてファクシミリ装置に適用し
た例について添付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、 受信情報を記録するための画像形成装置の構成、 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、 現像剤残量検知手段としての磁気ブリッジセンサの説
明、 トナー室底部近傍の外周壁面部に対向して設けた現像
剤有無検出手段の構成、 磁気ブリッジセンサの保持手段および当接手段。

【００２１】｛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。

【００２２】このファクシミリ装置は、図１に示すよう
に、図中左上方に原稿読取装置Ａを有し、その右側に画
像形成装置Ｂを配置している。そして原稿読取装置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。

【００２３】画像形成装置Ｂは、図１に示すように、光
学系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、か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
してトレイ６もしくは、装置外に排出する。

【００２４】また、プロセスカートリッジＣの現像壁部
材１２ｂに当接して、トナー室１０ａ内のトナーの有無
を検出するための磁気ブリッジセンサ２０が本体側に設
けてある。

【００２５】｛原稿読取装置｝原稿読取装置Ａは原稿１
３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および補
助載置台１４ｂ上に積層した原稿１３を分離ローラ１４
ｃと圧接した分離片１４ｄで１枚ずつ分離し、搬送ロー
ラ対１４ｅによって原稿１３を搬送し、押圧手段１４ｆ
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、排出ローラ
対１４ｇによって原稿１３を原稿読取装置Ａの外に排出
するものである。

【００２６】読取手段１５は、光源としてのＬＥＤ１５
ａ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１５ｃ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。

【００２７】なお、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
とができる。

【００２８】｛画像形成装置｝つぎ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、
光学系、記録紙搬送手段、転写手段、定着手
段、プロセスカートリッジ装着手段の順に説明する。

【００２９】（光学系）光学系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、反射ミラー１ｆが収納してある。

【００３０】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、レーザダイオード１ｂが画像
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。ポリゴンミラー１ｃはスキャナーモータ１
ｄによって高速回転し、ポリゴンミラー１ｃで反射した
画像光が結像レンズ１ｅおよび反射ミラー１ｆを介して
回転する感光体ドラム７へ照射し、感光体ドラム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。

【００３１】（記録紙搬送手段）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の図中右側に配置さ
れ、給紙部Ｄに積載した記録紙２の最上位の１枚を、積
載された記録紙２の先端左側に設けたピックアップロー
ラ３ａと、このピックアップローラ３ａに圧接された分
離パッド３ｂとにより１枚ずつ分離して、搬送ローラ対
３ｃまで給送する。この搬送ローラ対３ｃ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、ガイド部材３ｄによっ
て定着手段５に搬送し、定着後の記録紙２を、フェイス
ダウン排紙のときは排出ローラ対３ｅ、３ｆによってト
レイ６に、フェイスアップの時には切換えガイド３ｇを
切り換えることで排出ローラ対３ｅによって装置外に排
出する。

【００３２】（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４ａによって構成している。すなわち、
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４ａによって記録紙２を押圧し、転写ローラ４
ａ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。

【００３３】（定着手段）定着手段５は転写ローラ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、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。すなわち、画像形成部でト
ナー像を転写された記録紙２が駆動ローラ５ａと定着部
材５ｃ間を通過する際に、両者の押圧によって圧力が印
加され、かつヒータ５ｂによって熱が印加され、記録紙
２上のトナーが記録紙２に定着する。

【００３４】（プロセスカートリッジ装着手段）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の装置本体に対する着脱は、開閉カバー１６を
開くことによって行う。すなわち、図１に示すように、
装置本体の左下方部には開閉カバー１６の回転中心とな
る支軸１７が設けてあり、開閉カバー１６は支軸１７を
中心として装置本体に対して回転して開放する構造にな
っている。そして開閉カバー１６を開くと装置本体内に
はカートリッジ装着スペースが設けてあり、そのスペー
スの両側壁面には図示しないガイド溝が設けてある。こ
のガイド溝に感光体ドラム７の支軸であるドラム軸を沿
わせてプロセスカートリッジＣを挿入し、開閉カバー１
６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。

【００３５】｛プロセスカートリッジ｝つぎに画像形成
装置Ｂに装着され、上記画像形成部を形成するプロセス
カートリッジＣの各部の構成について説明する。

【００３６】プロセスカートリッジＣは、図１ないし図
３に示すように、像担持体としての感光層を有する感光
体ドラム７は図中矢印方向に回転し、その表面を帯電手
段８である帯電ローラ８ａへの電圧印加によって一様に
帯電し、光学系１からの光像を露光開口部９ａ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
によって現像するように構成されている。

【００３７】なお、プロセスカートリッジとしては、少
なくとも像担持体と現像手段とを一体に有していればよ
い。

【００３８】現像手段１０は、現像剤容器としてのトナ
ー室１０ａ内の磁性現像剤である磁性トナーを現像室１
０ｂへ供給し、現像室１０ｂに取り付けた現像ローラ１
０ｃを回転させると共に、現像ブレード１０ｄによって
摩擦帯電電荷を付与したトナー層を固定磁石を内蔵した
現像ローラ１０ｃ表面に形成し、そのトナーを潜像に応
じて感光体ドラム７へ転移させることによってトナー像
を形成して可視像化する。この際、トナー室１０ａ内に
設けられた攪拌棒１０ｅが図示しないギアによって現像
ローラ１０ｃに連結され矢印の方向に回転しトナーを攪
拌するため、トナーは滞ることなくトナー室１０ａ内か
ら現像室１０ｂへスムーズに供給される。

【００３９】そして、転写ローラ４ａに上記トナー像と
逆極性の電圧を印加してトナー像を記録紙２に転写した
後は、クリーニングブレード１１ａによって感光体ドラ
ム７に残留したトナーを掻き落として廃トナー溜め１１
ｂへ集めるクリーニング手段１１によって感光体ドラム
７上の残留トナーを除去するように構成している。

【００４０】感光ドラム７などの各部品は、トナー現像
枠体１２ａと現像壁部材１２ｂ、さらにはクリーニング
枠体１２ｃとを結合して構成したプロセスカートリッジ
Ｃ内に収納してカートリッジ化されている。すなわち、
トナー現像枠体１２ａと現像壁部材１２ｂを溶着してト
ナー室１０ａおよび現像室１０ｂを形成し、この現像室
１０ｂに現像ローラ１０ｃおよび現像ブレード１０ｄを
取り付けている。またクリーニング枠体１２ｃには感光
体ドラム７や帯電ローラ８ａ、さらにはクリーニング手
段１１を構成する各部材を取り付けている。そしてトナ
ー現像枠体１２ａにクリーニング枠体１２ｃを結合する
ことによってプロセスカートリッジＣを構成する。

【００４１】このプロセスカートリッジＣには像露光を
するための露光開口部９ａおよび感光体ドラム７を記録
紙２に対向するための転写開口部９ｂが設けてあり、さ
らに両開口部９ａ、９ｂを開閉可能なシャッタ部材９ｃ
が取り付けてある。

【００４２】また、トナー室１０ａ内のトナーの有無を
検出するための検出手段である磁気ブリッジセンサ２０
が当接する部分の現像壁部材１２ｂには、磁気ブリッジ
センサ２０をよりトナーに近づけることにより検出精度
を上げるために、部分的に偏肉したセンサ当接用の凹部
１２ｂ１をトナー室１０ａの外側に設け、トナーが消費
され減少していったときの減り具合の偏りを防止し、ト
ナーの有無を確実に検出できるように構成されている。

【００４３】さらに、攪拌棒１０ｅに取り付けられた掻
き落としシート１０ｆがトナー有無検出部をこすり、ト
ナーが消費され減少していった場合にトナー有無検出部
にトナーが滞ることを確実に防止して現像室１０ｂへ供
給されるようになっている。掻き落としシート１０ｆ
は、攪拌棒１０ｅの回転円の接線方向上に、かつ、トナ
ー室１０ａ内壁に対して掻き落としシート１０ｆが掻き
落とし作用をする際に変形自在なように取り付けられ、
トナー有無検出部にトナーが滞った場合にトナーを掻き
落とすことのみに必要な微弱な圧力のみをトナーに対し
て生じさせているにすぎない。これは、トナーに圧力が
かかることによるトナーの変質を防ぐためであり、その
ためさらに、掻き落としシート１０ｆは５０μｍ程度の
厚みのものを使用し、さらに、中央部に大きく抜き穴を
設けて掻き落としシート１０ｆの腰をできるだけ弱く
し、トナーに対して余分な圧力を生じさせないようにし
ている。

【００４４】掻き落としシート１０ｆは、図４に示すよ
うに、攪拌棒１０ｅの一部をクランク状に曲げた部分に
取付台１０ｇと押さえ板１０ｈに挟み込まれて構成され
ている。掻き落としシート１０ｆは５０μｍという薄い
シートを用いていることから取り扱いの上から変形のお
それがあり特に攪拌棒１０ｅの回転円の接線方向に取り
付けるためには曲げ部分の精度や変形が掻き落としの効
果に大きく依存しているため、押さえ板１０ｈには直角
の曲げ部分を設けて取付台１０ｇとの間で挟み込み、確
実に攪拌棒１０ｅの回転円の接線方向に矯正して取り付
けように構成されている。

【００４５】｛磁気ブリッジセンサ｝前述した磁気ブリ
ッジセンサ（透磁率センサ）２０は、図５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とりを
行っている。

【００４６】この検知ヘッド２０ａの内部には、図１３
に示すように、検知トランス２１０が埋め込まれてお
り、この検知トランス２１０は、一つの１次巻線２１２
と、基準巻線２１４および検知巻線２１６からなる２つ
の２次巻線２１８とからなる。検知巻線２１６は検知ヘ
ッド２０ａの天面側に、基準巻線２１４は１次巻線２１
２を挟んで検知ヘッド２０ａの裏側に位置している。

【００４７】センサ本体内に設けられた発振器２２０か
ら一定波形の信号をもつ電流が１次巻線２１２に入力さ
れると、基準巻線２１４と検知巻線２１６からなる二つ
の２次巻線２１８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。このときの発振器２２０からの一
定波形の信号Ａと、検知巻線２１２６から電磁誘導によ
って流れた電流のある波形の信号Ｂとを、センサ本体内
に設けられた位相比較回路２３０で判断して信号Ｃを出
力し、さらに平滑回路４０を経て出力した信号Ｖｏｕｔ
によって、検知ヘッド２０ａ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。すなわち、検知ヘッド
２０ａ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。

【００４８】また、このセンサ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方向に設けてあ
り、このネジコアの位置を調節することにより、適正な
検知が可能となっている。

【００４９】｛現像剤有無検出方法｝現像剤有無検出方
法は、トナー室１０ａ内に収納したトナーの有無を磁気
ブリッジセンサ２０によって検出するものである。その
構成は図１および図３に示したように、本体内にトナー
室１０ａの底部近傍の現像壁部材１２ｂ１に検知ヘッド
２０ａが対向するように磁気ブリッジセンサ２０を設け
てあり、検知ヘッド２０ａはトナーがほぼ空になるとこ
ろでトナーなしを検出できる状態で取り付けてある。

【００５０】トナー残量と磁気ブリッジセンサ２０のア
ナログ検出信号を図６に示す。トナー残量が最大充填時
（Ｆｕｌｌ時）からしばらくの間は時間の経過によらず
最も高い出力電圧（Ｖｍａｘ）を示す（図６（ａ））。
トナー残量が磁気ブリッジセンサ２０の取付位置付近で
は、掻き落としシート１０ｆの影響により出力電圧は攪
拌棒１０ｅの攪拌周期で出力変動を起こし、マイナス側
のリップルを発生させながら徐々にその出力電圧値を低
下させていく（図６（ｂ））。トナー残量が空の時（Ｅ
ｍｐｔｙ時）には安定して最も低い出力電圧（Ｖｍｉ
ｎ）を示す（図６（ｃ））。このため、トナーが無くな
る直前にトナー残量に応じた出力を得ることができる。
こうして得られたセンサ出力からトナー有無を判断して
いる。

【００５１】上述したトナー有無の判断のフローは、図
７のフローチャートを示すように、装置のイニシャライ
ズ（初期化）を行った後（ステップ１）、上記のごとく
トナー有無の判断を行い（ステップ２）、トナー有りの
場合には記録動作のスタンバイを行い（ステップ３）、
ついで記録動作に入る（ステップ４）。一方、トナー無
しと判断した場合には「カートリッジ点検」の表示を操
作パネル上にて行い（ステップ５）、ついで記録動作を
禁止する（ステップ６）。

【００５２】ここで、トナー無しの判断方法を図８を用
いて説明する。

【００５３】磁気ブリッジセンサそのものの出力ばらつ
きや、本体側からの供給電源電圧のばらつき、トナーそ
のものの磁性のばらつき等により、トナー無しの状態で
のセンサ出力値（Ｖｏｕｔ）にはばらつきが生じる。そ
のため、トナー無しを判断するときのセンサ出力値（ス
ライスレベル＝Ｖｓ）は、そのばらつき分を見込んで設
定しなければならない。

【００５４】しかしながら、トナー残量が磁気ブリッジ
センサ２０の取付け位置付近では、掻き落としシート１
０ｆの影響により出力電圧は攪拌棒１０ｅの回転周期で
出力変動を起こしながら出力電圧値を低下させていくた
め、単純にあるタイミング出力がＶｓ以下となったとき
にトナー無しと判断してしまうと、トナー残量が磁気ブ
リッジセンサ２０の取付け位置付近まであるにも拘わら
ずトナー無しとなってしまい適正なトナー無しの判断が
行えない。

【００５５】そこで本実施例においては、センサ出力電
圧を一定の算出周期（Ｔ）＝一定のサンプリング数
（ｎ）の平均値（Ｖａｖｅ．）として算出して、平均値
Ｖａｖｅ．がセンサ出力値Ｖｓよりも小さくなったとき
に初めてトナー無しの判断を行うようにしている。

【００５６】さらに本実施例においては、センサ出力電
圧を本体ＣＰＵでサンプリングする間隔（Δｔ）を約
０．６ｓｅｃ．とし、また、平均値（Ｖａｖｅ．）を算
出するための算出周期（Ｔ）を掻き落としシート１０ｆ
が回転する周期＝約４．３ｓｅｃ．とほぼ一致させ、ｎ
＝８回分のサンプリング数での平均値の算出、すなわち
Ｔ＝０．６×（８−１）＝約４．２ｓｅｃ．としてい
る。掻き落としシート１０ｆの影響による出力変動の仕
方は比較的安定しており、出力変動が起きている場合に
おいても、周期Ｔの間隔における平均値Ｖａｖｅ．がセ
ンサ出力値Ｖｓよりも小さくなったときに初めてトナー
無しの判断を行うことにより適正なトナー無しの判断が
行なえる。

【００５７】こうして検出できたトナー無しの情報を、
図２に示した操作パネル２５に表示することでユーザに
プロセスカートリッジＣの点検を知らせ、カートリッジ
交換を促すと同時にファクシミリ措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。

【００５８】｛磁気ブリッジセンサの保持手段および当
接手段｝つぎに、磁気ブリッジセンサ２０の保持手段に
ついて説明する。

【００５９】図９および図１０に示すように、磁気ブリ
ッジセンサ２０はセンサホルダー２１と押さえ部材２２
によって挟み込まれる構成となっている。センサホルダ
ー２１は概略、縦断面視にてクランク状に屈曲した矩形
状のプレート材からなり、押さえ部材２２も同様にクラ
ンク状の屈曲部分を有し、その一部の垂直部分がセンサ
ホルダー２１の下部垂直部分と適宜手段にて接合されて
一体とされ、両者の下部分にて磁気ブリッジセンサ２０
を挟み込む構成としている。

【００６０】図９におけるＹ方向すなわちセンサホルダ
ー２１の上下方向については、センサホルダー２１に高
さを違えて立設された２箇所の位置決めボス２１ａが磁
気ブリッジセンサ２０の略四隅近傍に穿設された４個の
位置決め穴２０ｃのうち対応する２個の位置決め穴２０
ｃに挿入され、Ｘ方向すなわち図中左右方向について
は、磁気ブリッジセンサ２０の検知ヘッド２０ａがセン
サホルダー２１に略同径に穿設された検知ヘッド穴２１
ｂに挿入されることにより位置決めされている。

【００６１】また、Ｚ方向すなわち図１０にて左右方向
については、センサホルダー２１に固定された押さえ部
材２２の下垂直部分が押圧板バネ部２２ｂとして弾性力
による付勢力を備えており、さらに押圧板バネ部２２ｂ
の下端部には、検知ヘッド２０ａの裏面中心点と当接可
能な位置に凸部２２ａが略水平に形成されており、押圧
板バネ部２２ｂの押圧力によって凸部２２ａを介して磁
気ブリッジセンサ２０をセンサホルダー２１に押し付
け、位置決めボス２１ａと検知ヘッド２０ａがそれぞれ
位置決め穴２０ｃと検知ヘッド穴２１ｂから抜けないよ
うになっている。

【００６２】磁気ブリッジセンサ２０は周囲に金属があ
るとセンサ出力に影響を及ぼしてしまうため、これは特
に検知ヘッド２０ａの中心線上が顕著なのだが、センサ
ホルダー２１および押さえ部材２２は押圧板バネ部２２
ｂも含めてポリアセタール等のプラスチック製の樹脂を
用いて作製し、センサ出力には影響を及ぼさないように
なっている。

【００６３】センサホルダー２１は、図９に示すように
その上部の両側部から水平に延出する支軸２１ｃが装置
本体に支持されることにより、これら支軸２１ｃを支点
として回動可能とされ、センサホルダー２１の上端に一
端を取り付けられた付勢バネ２３の付勢力によって、支
軸２１ｃを中心として図中時計方向に回動し、磁気ブリ
ッジセンサ２０の検知ヘッド２０ａの検知面２０ａ１を
現像壁部材１２ｂの凹部１２ｂ１に当接させる構成とな
っており、これによって、付勢バネ２３の付勢力によっ
てのみ決定された圧接力によって、検知ヘッド２０ａの
検知面２０ａ１を現像壁部材１２ｂに適正にかつ安定し
た力で当接させている。

【００６４】また、位置決めボス２１ａ、２１ａと位置
決め穴２０ｃ、２０ｃ、および検知ヘッド２０ａと検知
ヘッド穴２１ｂの間には多少のガタを設けてあり、セン
サホルダー２１を介して付勢バネ２３により磁気ブリッ
ジセンサ２０の検知ヘッド２０ａの検知面２０ａ１が現
像壁部材１２ｂの凹部１２ｂ１に当接し、押圧板バネ部
２２ｂが弾性変形した際に、磁気ブリッジセンサ２０は
センサホルダー２１から若干の浮きを生じて位置決め部
でのかじりを発生せずにスムーズに傾斜可能となり、圧
接力が検知ヘッド２０ａの中心部裏側に作用して検知面
２０ａ１に均一に働くことで、検知面２０ａ１は現像壁
部材１２ｂの凹部面１２ｂ１にイコライズされて密着さ
れ、よって傾きや浮きを生じることがない。

【００６５】検知面２０ａ１と現像壁部材１２ｂの間で
高い密着性を得て、しかも現像剤容器１０ａやセンサホ
ルダー２１、あるいは磁気ブリッジセンサ２０そのもの
に歪みを生じさせないためには、検知ヘッド２０ａに５
０ｇｆから１００ｇｆ程度の圧接力を働かせることが望
ましく、本構成によれば付勢バネ２３によってのみ圧接
力を決定し、極めて安定した圧接力を実現できると同時
に、センサホルダー２１と現像壁部材１２ｂの傾き具合
の位置精度に狂いを生じた場合においても、検知ヘッド
２０ａの検知面２０ａ１と現像壁部材１２ｂはイコライ
ズされて密着し、よって検知面２０ａ１と現像壁部材１
２ｂの凹部面１２ｂ１の傾きや浮きが生じてセンサの出
力の低下を招くことなく、センサの出力値に影響を及ぼ
さないようになっている。

【００６６】このような構成を用いて磁気ブリッジセン
サ２０を保持することにより、センサの取り付けやカー
トリッジの着脱にともなうガタによるセンサ出力のばら
つきを完全に防ぐことができ、信頼性の高いトナー有無
（残量）検出を実現することができる。

【００６７】つぎに、磁気ブリッジセンサ２０の当接手
段について図１１および図１２を用いて詳しく説明す
る。図１１に開閉カバー１６（図１参照）を開けたとき
の状態を示し、図１２に開閉カバー１６を閉じたときの
状態を示す。

【００６８】図１１において、開閉カバー１６に連動し
て矢印ａ、ｂ方向に移動可能な連動部材２４が、連動部
材２４に一端が取り付けられた連動バネ２６の矢印ｃ方
向の力により、センサホルダー２１と連動部材２４を連
結する連結シート２７にテンションが発生し、連動バネ
２６の力がセンサホルダー２１に作用し、付勢バネ２３
の矢印ｄ方向の力に打ち勝ってセンサホルダー２１の揺
動を拘束し、センサホルダー２１を磁気ブリッジセンサ
２０が現像壁部材１２ｂから離間する方向に回動させ
る。

【００６９】このように開閉カバー１６を開いた状態で
は、磁気ブリッジセンサ２０は現像壁部材１２ｂとの当
接位置から退避しているため、検知ヘッド２０ａの検知
面２０ａ１と現像壁部材１２ｂの凹部１２ｂ１が擦り合
うことなくカートリッジＢの着脱ができ、接触面の摩耗
を防止でき、カートリッジＢの度重なる着脱に対しても
センサ２０の耐久性を格段に向上させることができる。

【００７０】開閉カバー１６を閉めたときには、図１２
に示すように、開閉カバー１６のリブ部１６ａが連動部
材２４を連動バネ２６の付勢力に反して矢印ｂ方向に押
すと、磁気ブリッジセンサ２０はセンサホルダー２１に
作用する付勢バネ２３の付勢力によって２点鎖線にて示
す位置から矢印ｅ方向に回転し、実線にて示すように検
知ヘッド２０ａの検知面２０ａ１が現像壁部材１２ｂの
凹部１２ｂ１に当接し、トナー室１０ａ内の現像剤の有
無の検知が可能となる。この時、開閉カバー１６が完全
に閉まった状態では、連動部材２４の移動量の方がセン
サホルダー２１の回転量よりも大きく設定してあり、連
結シート２７にたるみが生じることにより、連動バネ２
６の付勢力がセンサホルダー２１に作用しないようにな
っている。

【００７１】このようにして、磁気ブリッジセンサ２０
は付勢バネ２３の付勢力によってのみ現像壁部材１２ｂ
に極めて安定した当接力で当接され、信頼性の高いトナ
ー有無（残量）検出を実現することができる。

【００７２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の現像剤残量検知装置および画像形成装置によれば、現
像剤容器を本体から着脱するための開閉カバー部材の開
閉に連動し、検出手段の保持部材の揺動を拘束する連動
部材を有し、前記開閉カバー部材が開状態では、前記連
動部材が前記保持部材の揺動を拘束し、前記保持部材を
その付勢手段の付勢力に逆らって揺動させ、前記検出手
段の前記現像剤容器への当接を解除し、前記開閉カバー
部材が閉状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動
を拘束せず、前記付勢手段によって前記保持部材を揺動
させ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させること
により、前記現像剤容器と前記検出手段とをきわめて安
定した当接力で当接でき、信頼性の高い現像剤有無およ
び残量検出を可能とし、また前記検出手段の耐久性を格
段に向上させることができ、かつ製造コストを削減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るファクシミリ装置を示す
構成断面図である。

【図２】図１のファクシミリ装置を示す斜視外観図であ
る。

【図３】プロセスカートリッジと磁気ブリッジセンサを
示す構成断面図である。

【図４】攪拌棒と掻き落としシートを示す説明図であ
る。

【図５】磁気ブリッジセンサの外観斜視図である。

【図６】磁気ブリッジセンサのアナログ検出信号を示す
波形図である。

【図７】トナー有無判断のフローチャートである。

【図８】トナー無しの判断方法を示す説明図である。

【図９】磁気ブリッジセンサの保持手段を示す正面図で
ある。

【図１０】磁気ブリッジセンサの保持手段を示す側面図
である。

【図１１】磁気ブリッジセンサの当接手段を示す開閉カ
バー部材が開いた状態の説明図である。

【図１２】磁気ブリッジセンサの当接手段を示す開閉カ
バー部材が閉じた状態の説明図である。

【図１３】磁気ブリッジ式トナーセンサの原理ブロック
図である。

【図１４】従来のトナーセンサの一例を示す概略構成図
である。

【符号の説明】

７ 感光ドラム（像担持体） １０ａ 現像剤容器 １６ 開閉カバー ２０ 磁気ブリッジセンサ（検出手段） ２０ａ 検知ヘッド ２０ａ１ 検出面 ２１ センサホルダー（保持部材） ２３ 付勢バネ（付勢手段） ２４ 連動部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を収容し本体から着脱可能な現像
   剤容器内の現像剤の有無もしくは残量を検出する検出手
   段と、前記検出手段を保持する揺動可能な保持部材と、
   前記保持部材に取り付けられ、前記検出手段を前記現像
   剤容器に当接させる付勢手段と、を有する画像形成装置
   の現像剤残量検知装置において、 前記現像剤容器を本体から着脱するための開閉カバー部
   材の開閉に連動し、前記保持部材の揺動を拘束する連動
   部材を有し、前記開閉カバー部材が開状態では、前記連
   動部材が前記保持部材の揺動を拘束し、前記保持部材を
   前記付勢手段の付勢力に逆らって揺動させ、前記検出手
   段の前記現像剤容器への当接を解除し、前記開閉カバー
   部材が閉状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動
   を拘束せず、前記付勢手段によって前記保持部材を揺動
   させ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させること
   を特徴とする現像剤残量検知装置。
2. 【請求項２】 前記現像剤は磁性現像剤であり、前記現
   像剤の有無もしくは残量を検出する検出手段として透磁
   率センサを用いたことを特徴とする請求項１の現像剤残
   量検知装置。
3. 【請求項３】 前記保持部材は前記検出手段をその検出
   面が傾斜可能に保持したことを特徴とする請求項１の現
   像剤残量検知装置。
4. 【請求項４】 像担持体と、現像剤を収容し本体から着
   脱可能な現像剤容器と、前記現像剤容器を本体から着脱
   するための開閉カバー部材と、現像剤残量検知装置とを
   有し、該現像剤残量検知装置は、前記現像剤容器内の現
   像剤の有無もしくは残量を検出する検出手段と、前記検
   出手段を保持する揺動可能な保持部材と、前記保持部材
   に取り付けられ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接
   させる付勢手段と、を有する画像形成装置において、 前記開閉カバー部材の開閉に連動し、前記保持部材の揺
   動を拘束する連動部材を有し、前記開閉カバー部材が開
   状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束
   し、前記保持部材を前記付勢手段の付勢力に逆らって揺
   動させ、前記検出手段の前記現像剤容器への当接を解除
   し、前記開閉カバー部材が閉状態では、前記連動部材が
   前記保持部材の揺動を拘束せず、前記付勢手段によって
   前記保持部材を揺動させ、前記検出手段を前記現像剤容
   器に当接させることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記現像剤は磁性現像剤であり、前記現
   像剤の有無もしくは残量を検出する検出手段として透磁
   率センサを用いたことを特徴とする請求項４の画像形成
   装置。
6. 【請求項６】 前記保持部材は前記検出手段をその検出
   面が傾斜可能に保持したことを特徴とする請求項４の画
   像形成装置。
7. 【請求項７】 前記現像剤容器は前記検出手段の検出面
   と当接する部位に凹部を有することを特徴とする請求項
   ４の画像形成装置。