JPH0225881A - 画像形成装置 - 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） 本発明は電子写真方式を利用した複写機、レーザービー
ムプリンタ、ＬＥＤプリンタ等の画像形成装置に関し、
特に現像剤の残量を検出する手段を備えた画像形成装置
に関する。

（従来の技術） 従来、この種の画像形成装置にあっては、画像転写時に
、給紙部から供給される記録紙を導電性部材から構成さ
れアースに接地された転写ガイド内に通すこととしてい
るが、記録紙が高湿下において吸湿していると、紙が低
抵抗化しているために、転写電流が記録紙を通して転写
ガイドに流れ、いわゆる「転写ぬけ」の現像が発生する
という問題がある。このため、従来より、転写ガイドを
１００〜４００ＭΩの大きな抵抗を介してアースに接続
する装置（例えば、米国特許第４０５５３８０号公報）
や、８０ＭΩ以下の抵抗を転写ガイドとアースとの間に
設ける装置等が案出されている。

一方、トナー等の現像剤の残量を検出する手段として、
現像器内の現像スリーブ近傍に、ステンレス鋼、アルミ
ニウム等の導電性のアンテナを設け、これらスリーブ及
びアンテナ間の現像剤量変化に基づく静電容量の変化を
検出する手段を備えた画像形成装置が知られている。こ
の現像剤残量検出手段にあっては、現像スリーブに交流
バイアスを印加し、その際にアンテナにて誘起される信
号を現像剤検出回路で検出することにより、現像剤の残
量検出を行う（以下、この方式をアンテナ式トナー残検
と称する）。

（発明が解決しようとする課題） どころで、近年、画像形成装置の小型化に伴い、現像器
と前記転写ガイドとは近接して配置する傾向にある。こ
のため、現像剤残量検出手段として上記アンテナ式のも
のを用いた場合には、現像スリーブ及び転写ガイド間の
容量の影響が無視できなくなり、現像剤の残量検知の際
に影響を受は易くなっている。すなわち、給紙カセット
着脱のため、又は記録紙のジャム処理を行うために、通
常、転写ガイドの一部は可動な部材で構成されており、
このため、現像スリーブとこの可動部材との相対位置が
変化し、現像剤残量検出手段の出力が不安定となりがち
であった。

さらに、前述したように、高湿下における転写ぬけを防
止するため大きな抵抗を介して転写ガイドをアースに接
続する装置にあっては、抵抗値のバラツキ等の要因によ
り、アンテナ式の現像剤残量検出手段の出力が影響を受
け、不安定となりがちであった。

そこで、本発明は上記した従来技術の課題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、現像剤
残量検出手段の出力を安定化させ、精度良く現像剤の残
量を検出し得る画像形成装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明にあっては、像担持体
上に形成した潜像を現像剤で顕像化するための現像手段
に現像剤残量検知素子を配設して、上記現像手段に設け
た現像剤担持体に交流バイアスな含む現像バイアスを印
加した際、上記現像剤検知素子にて誘起される信号に基
づいて現像剤の残量を検出し、かつ、前記像担持体上の
顕画像を転写材に転写する際には、当該転写材を前記現
像剤担持体近傍に設けた導電性の案内部材を介して搬送
する画像形成装置において、前記案内部材を所定の電荷
蓄積手段を介して接地してなることを特徴とする。

（作　用） 上記構成を有する本発明にあっては、現像剤担持体に交
流バイアスを含む現像バイアスを印加し、その際に現像
剤残量検知素子にて誘起される信号に基づいて現像剤の
残量の検出を行う。

この場合、現像剤担持体近傍に設けた上記導電性の案内
部材は所定の電荷蓄積手段を介して接地しであることか
ら、該案内部材の電気的接地状態については、ＤＣ成分
的に非接地状態であって現像バイアスのＡＣ成分的には
接地状態となり、この結果、現像剤残量検知素子からの
出力信号に与える影響がきわめて小さくなる。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示すも
ので、公知の電子写真方式を用いて画像を形成するレー
ザービームプリンタである。同図において、１は像担持
体としての感光ドラムで、−広帯電器２により一様に帯
電される。この感光ドラム１は、レーザーユニット３に
おいて画像信号に対応して変調されたレーザビームＬが
照射され、該ドラム１上に静電潜像が形成される。この
潜像は、現像手段としての現像器４による現像工程を経
て、トナー像として顕像化される。

一方、図中右側の給紙カセット１０内に積載された転写
材Ｐは、−枚ずつ繰り出さね、案内部材としての転写ガ
イド７によって案内されるとともに、レジストローラ９
によって所定のタイミングで搬送されて感光ドラム１に
圧接される。そして、転写帯電器６により転写材Ｐの裏
面からコロナ帯電を与えることにより、ドラム１上のト
ナー像が転写材Ｐ上に転写される。転写ガイド７は、金
属等の導電性材料からなり、高湿下等における転写材Ｐ
の吸湿に起因するいわゆる転写ぬけを防止するための抵
抗器７１、及び電荷蓄積手段としてのコンデンサ７２を
介してアースに接続されている。

この転写材Ｐは、その後、不図示の定着器に送られて像
定着を受け、装置外へ排出される。

一方、感光ドラム１上に残量した未転写の現像剤として
のトナーＴは、クリーニングブレード５１により除去さ
れ、クリーナ５内に収容される。

ところで、現像器４内には、ステンレス鋼からなる、現
像剤残量検知素子としての線状のアンテナ８が設けられ
、トナーＴの量に応じて変化するアンテナ８及び現像剤
担持体としての現像スリーブ４１間の静電容量を検出す
ることで、現像器４内のトナーＴの残量を検出するよう
になっている。具体的には、現像スリーブ４１に現像バ
イアス（ＡＣバイアス）が印加された時に、アンテナ８
及びス１ループ４１間の静電容量の変化に伴って変化す
る、アンテナ８を流れる電流を、後述するトナー残検回
路１０４で検出することにより行う。

第２図は転写ガイド７近傍を拡大して示すものである。

同図に示すように、この転写ガイド７には、転写材Ｐの
ジャム処理を行うため又は給紙カセット１０の着脱を行
うために、レジストローラ９より転写材搬送方向上流側
において揺動自在の可動部７ａ、７ｂが設けらねている
。

第３図は、前記抵抗器７１、コンデンサ７２及び転写ガ
イド７の接続関係を示すものである。同図に示″体よう
に、高湿時の転写ぬけ防止用の抵抗器７１は、少なくと
も転写上ガイド７ｃ及び転写下ガイド７ｄに接続する必
要がある。これ以外の部材、例えばレジストローラ９ａ
。９ｂ等については、転写ぬけが起きないような条件設
定を行えばよい。

次に、トナーＴの残量検出安定化のためのコンデンサ７
２については、転写ガイド７の上側に位置する転写上ガ
イド７ｃ、　レジストローラ９ａ及び可動部７ａに接続
する必要がある。その他の部材への接続に関しては、適
宜状況に応じて行えばよい。例えば、下方の可動部７ｂ
に対向するガイド部７ｅは、現像スリーブ４１に対し、
上方の可動部７ａにより電磁シールドされるため、コン
デンサ７２には接続する必要がないことが実験的に確認
されている。

第４図は現像スリーブ４１と、感光ドラム１゜転写ガイ
ド７及びアンテナとの間の電気的な接続を示す等価回路
図である。

現像剤の残量検出の際に影響を及ぼすほど静電容量の大
きな部分としては、現像スリーブ４１と感光ドラム１と
の間、該スリーブ４１と転写ガイド７との間、及び該ス
リーブ４１とアンテナ８との間の各空間がある。ここで
、スリーブ４１及びドラム１間の空間１０１の容量Ｃ０
゜８、スリーブ４１及び転写ガイド７間の空間１０２の
容Ｍｃ＋ｏｚは、はぼ一定であり、本実施例においては
、現像器４内のトナーＴの量により変化する、スリーブ
４１及びアンテナ８間の空間１０３における容量ＣｌＯ
３の変化をトナー残検回路１０４で検知する。

すなわち、現像プロセスにおいて、現像スリーブ４１に
交流バイアスが印加された時には、該スリーブ４１から
、それぞれ、感光ドラム１．転写ガイド７及びアンテナ
８に向って電流が流れるが、この場合、感光ドラム１及
び転写ガイド７への電流が一定でなければ、アンテナ８
方向への電流がその影響を受けるため、アンテナ８から
の出力ひいてはトナー残検回路１０４からの出力に影響
が生ずる。また、転写ガイド７及びアース間に設けられ
た抵抗器７１の抵抗値が変わった場合にも、同様にして
この残検出力が変わってしまう。

さらに、転写ガイド７の可動部７ａの揺動によりスリー
ブ４１及び転写ガイド７間の容ＩＣ６゜２が変動し、こ
の結果、上記アンテナ残検出力が変動するという問題も
ある。

そこで、本実施例にあっては、抵抗器７１と並列にコン
デンサ７２を設け、現像スリーブ４１から転写ガイド７
に流れる電流を一定に保つこととしている。

この場合、コンデンサ７２としては、次のようなものを
使用すればよい、すなわち、抵抗器７１とコンデンサ７
２とのインピーダンスは、＋ｚ＋＝Ｒ／ｎゴτ７丁弓「 となるが、この値が、スリーブ４１及び転写ガイド７間
の容量（＝Ｃ（１）のインピーダンスより十分小さくな
るようにすればよい。すなわち、Ｒ／Ｊ−Ｔｍ￥＝＝１
１−でテｚＨ１＜＜１／ωＩｃＧ　２よって、ω２Ｃａ
”＜＜　　正２＋ω２Ｃ２であればよい。

本実施例においては、現像スリーブ４１に対しｆ　＝１
４００Ｈｚ、　ＶＰＦ　＝　１５００Ｖ　（７）交流バ
イアスを印加し、また、抵抗器７１としては、Ｒ＝２０
ＭΩのものを使用した。そして、スリーブ４１及び転写
ガイド７間の容量Ｃ６を測定したところ５．ＯｐＦであ
った。従って、転写ガイド７を現像バイアスのＡＣ成分
的に接地状態とするには、コンデンサ７２の容量Ｃを次
のように定めればよい。すなわち、上記式における、ω
”　Ｃａ　”　（−”　１．９　Ｘ　１０−”）と１／
Ｒ”　（＝１．９　Ｘｌ０−１′）とは略等しいので、
コンデンサ７２の容量Ｃがスリーブ４１及び転写ガイド
７間の容量Ｇｏより２桁程度大きければ十分である。つ
まり、Ｃ＝　５００ｐＦ程度であればよいことがわかる
。この場合、実験によれば、２に■耐圧で３００ｐＦ以
上のコンデンサを使用したときに、上記桟構出力が安定
して得られるようになった。

ちなみに、本実施例にあっては、スリーブ４１及びアン
テナ８間にトナーＴが存在しない場合の桟構出力は、１
４．ＯＶ　（Ｈのばらつき±１０％により出力は±０．
２Ｖ）だったのに対し、２ＫＶ耐圧で５００ｐＦのコン
デンサ７２を設けたことにより、１３、ＯＶに安定する
ようになった。

また、抵抗器７１として１００ＭΩのものを使用した場
合にも、３００ｐＦ以上のコンデンサ７２を用いること
により、同様の効果が得られる。

なお、抵抗器７１に１ＭΩ以下のものを使用すれば、第
５図に示すように、コンデンサ７２を用いる必要はない
が、その場合、転写材Ｐの吸湿時に転写ぬけが生じてし
まう。従って、画質を低下させずにトナー桟構の出力を
安定させるには、まず、転写抜け、飛び散り等の画像条
件から、転写ガイド７及びアース間の抵抗値の設定を行
ない、その後、第５図に示される関係を考慮して適切な
容量のコンデンサ７２を設ければ良い。この場合、抵抗
値Ｒを大きくするためには、コンデンサ７２の容量Ｃも
大きくする必要があるが、本実施例の場合、３００ｐＦ
以上（耐圧２に■）のものを用いれば十分である。なお
、図中■におけるエラーパーは、抵抗値Ｒの±１０％は
バラツキによる出力バラツキを示す、また、桟構出力の
絶対値は、桟構回路１０４の抵抗値によって変えること
ができる。

このように、転写ガイド７を抵抗器７１を介して接地す
るとともに、適切な容量をもつコンデンサ７２を並行に
設けることにより、現像バイアスの交流成分による電流
はコンデンサを通して流れるので、常に安定したアンテ
ナ残検出力が得られるようになった。

なお、本実施例では、転写ガイド７を抵抗器を介して接
地する構成としたが、ツェナダイオード、バリスター等
の定電圧発生素子を用いた場合にも本発明が適用できる
ことはもちろんである。

また、本発明は、１成分、２成分のいずねの現像剤を使
用する装置に対しても適用することができる。

本発明を適用した他の実施例を第６図に示す。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、雰
囲気湿度により転写材が吸湿あるいは乾燥し、画像形成
に影響を与えることは周知である。すなわち、高湿時に
転写材が吸湿すると前述のように転写不良を起ごし易く
、逆に、低湿時には、転写材が乾燥してチャージアップ
し、転写時あるいは、搬送時にトナー飛散を生じてしま
う。

この問題を解決するため、本実施例にあっては、低湿時
に転写ガイド７を抵抗器を介さずに接地することにより
、常、高湿時にのみ１００ＭΩの抵抗器７１を介して接
地する構成としである。

ココで、現像スリーブ４１に、ｆ　：”　１４００Ｈ２
，ＶＰＰ＝　１５００Ｖの交流バイアスを印加する場合
、コンデンサ７２としては、前述のように３００ｐＦ以
上の容量があれば良く、実際に桟構出力は高、低湿を問
わず１３．　ＯＶに安定して得られるようになった。

なお、コンデンサ７２を設けない装置にあっては、低湿
時、すなわち、転写ガイド７を抵抗器７２を介さずに接
地した場合における桟構出力はｉ３．ＯＶであり、常、
高湿時、すなわち、１００ＭΩの抵抗器７１を介して接
地した場合における桟構出力（ｉ４．５Ｖ±０．２７）
に対し差が生じていた。この出力差は、トナーＴの残量
検出を行う上で非常に大きいものであり、ｌ、５Ｖもの
レベルシフトがあると実用に耐えられないものとなって
しまう。

従って、転写ガイド７及びアース間に配置する抵抗器の
抵抗値を切り換える手段を有する画像形成装置において
は、本発明は、特に有効であることが理解される。

本発明を適用したさらに他の実施例を第７図に示す。

本実施例は、給紙カセットが上、下２段から成る装置で
あり、このような装置においては、上段カセット３０を
外した状態で下段カセット３１から給紙して画像形成を
する場合が生じる。この時には上段の転写ガイド７の給
紙カセット挿入部である可動部７ｂが第２図に点線で示
したように移動し負荷が変化する。すなわち、給紙カセ
ットの着脱状態でトナー桟構の出力が変わってしまうと
いう問題がある。

このような構成の装置でも、前記の実施例と同様に上段
の転写上ガイド７　ｃ、可動部７ａ及びレジストローラ
９ａをコンデンサを介して接地すれば、アンテナ式トナ
ー桟構の出力を安定して得ることができる。他方、下段
の転写下ガイド７ｄについては、現像スリーブ４１から
みたとき、転写上ガイド７ｃで電磁シールドされるので
、トナー桟構の出力に影響を与えることはなく、下段の
転写ガイド７ｄを抵抗器を介して接地するか、直接接地
するかは転写性に基づいて設定すればよい。

このように、給紙カセットが多段である画像形成装置に
おいても、最上段、すなわち現像スリーブと最近接位置
の転写ガイドを適切な値のコンデンサを介して接地する
ことにより、アンテナ式トナー桟構の出力を安定して得
ることができる。

（発明の効果） 以上の構成及び作用を有する本発明にあっては、案内部
材を所定の電荷蓄積手段を介して接地してなることから
、現像剤残量検出の際の出力を安定化することができ、
この結果、精度良く現像剤の残量を検出することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構
成図、第２図は同実施例の転写ガイド近傍を示す概略構
成図、第３図は転写ガイドの電気的な接地状態を示す説
明図、第４図は同実施例の現像スリーブと、感光ドラム
、転写ガイド及びアンテナとの間の電気的な接続並びに
それぞれの接地状態を示す等価回路図、第５図はコンデ
ンサの容量と桟構出力との関係を示すグラフ、第６図は
本発明の他の実施例の要部を示す概略構成図、第７図は
本発明のさらに他の実施例の概略構成図である。 符号の説明 １・・・感光ドラム（像担持体） ４・・・現像剤（現像手段） ４１・・・現像スリーブ（現像剤担持体）７・・・転写
ガイド（案内部材） ７ａ、７ｂ・・・可動部 ７ｃ・・・転写上ガイド ７１・・・抵抗器 ７２・・・コンデンサ（電荷蓄積手段）８・・・アンテ
ナ（現像剤残量検知素子）Ｐ・・・転写材　　　　　　
Ｔ・・・トナー（現像剤）７ｄ・・・転写下ガイド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体上に形成した潜像を現像剤で顕像化する
   ための現像手段に現像剤残量検知素子を配設して、上記
   現像手段に設けた現像剤担持体に交流バイアスを含む現
   像バイアスを印加した際、上記現像剤検知素子にて誘起
   される信号に基づいて現像剤の残量を検出し、かつ、前
   記像担持体上の顕画像を転写材に転写する際には、当該
   転写材を前記現像剤担持体近傍に設けた導電性の案内部
   材を介して搬送する画像形成装置において、 前記案内部材を所定の電荷蓄積手段を介し て接地してなることを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記案内部材を所定の電圧降下手段を介して接地
   してなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置
   。