JPH04204575A - 現像剤エンプティ検知装置 - 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】 〔概要〕 一成分現像剤を搬送し、感光体上の潜像の現像化を行う
導電性をもつ現像剤担持体、及び当該現像剤担持体上の
現像剤の層厚を規制する層厚規制手段を有する現像器と
、当該現像器内の現像剤が空になった旨の表示を行う現
像剤エンプティ表示回路とを有する現像剤エンプティ検
知装置に関し、 安価で現像剤エンプティを確実に検知して、常に最適な
状態で画像の再現を行うことができる現像剤エンプティ
検知装置を提供することを目的とし、 現像器内の現像剤担持体と層厚規制手段との間を流れる
電流を検出することにより現像剤が空になったことを検
知して現像剤エンプティ表示回路に、その旨を表示させ
る現像剤担持体・層厚規制手段間電流検知手段を設けた
構成である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は現像剤エンプティ検知装置の現像器に係り、例
えば、電子写真器または電子写真プリンタ等における現
像器、特に、キャリアの含まれない絶縁性の一成分現像
剤を搬送し、感光体上の潜像の現像化を行う導電性をも
つ現像剤担持体、及び当該現像剤担持体上の現像剤の層
厚を規制するとともに現像剤の帯電を行う層厚規制手段
を有する現像器と、当該現像器内の現像剤が空になった
旨の表示を行う現像剤エンプティ表示回路とを有する現
像剤エンプティ検知装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、一成分現像剤を適用する現像装置について、現像
剤が空になったことを検出するトナーエンプティ検知装
置として、以下に示すものがあった。

第一の従来例にあっては、現像器内のトナーを攪拌する
アジテータの駆動負荷トルクを機械的に検出し、１ヘナ
ーエンプテイを検出するものである（特公昭５８−２４
７８６号）。

第二の従来例は、現像器を駆動する駆動モータのトルク
変化を電気的な変化量として検出するものである（特公
昭５３−８８２７０号）。

第三の従来例は現像器内にコイル状金属の検知導体を設
け、そこに発生する自己インタフタンス変化を検出する
ものである（特公昭５６−１３０７６７号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、以上説明したこれらのトナーエンプティ装置
は、例えば、第一の従来例にあっては、アジテータの駆
動負荷トルクを機械的に検出するものであるため、また
、第二の従来例にあっては、駆動モータのトルク変化を
電気的な変化量として検出するため、また、現像器内に
コイル状金属の検知導体を設け、そこに発生する自己イ
ンダクタンス変化を検出する方法であるため、部品点数
が多くなり、コストダウンに限界があるという問題点を
有していた。

そこで、本発明は、簡単な構成で安価に現像剤エンプテ
ィを確実に検知することができて、常に最良な状態で画
像再現性の良い現像剤エンプティ検知装置を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

以上の技術的課題を解決するため、本発明は第１図に示
すように、一成分現像剤を搬送し、感光体上の潜像の現
像化を行う導電性をもつ現像剤担持体、及び現像剤担持
体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制手段を有する現
像器１０と、現像器１０内の現像剤が空になった旨の表
示を行う現像剤エンプティ表示回路９とを有する現像剤
エンプティ検知装置において、現像器１０内の現像剤担
持体と層厚規制手段との間を流れる電流を検出すること
により現像剤が空になったことを検知して現像剤エンプ
ティ表示回路９に、その旨を表示させる現像剤担持体・
層厚規制手段間電流検知手段１１を設けたものである。

〔作用〕

本発明に係る動作を説明する。

一成分現像剤は前記現像器１０での現像剤担持体に搬送
される。その際、層厚規制手段ば現像剤担持体」二に形
成される現像剤の層の厚さを規制する。

ここで、「一成分現像剤」とはキャリアの含まれていな
い現像剤であって、電気を通さない絶縁性をもつ。

その際、少なくとも層厚規制手段には一成分現像剤に対
して摩擦帯電を行うために、所定の電圧が印加されてお
り、層厚規制手段は当該電圧により現像剤を帯電させる
とともに、現像剤の層厚の規制を行うことになる。

その際、現像剤担持体・層厚規制手段間電流検知手段１
１は、少なくとも層厚規制手段に印加された電圧と、当
該担持体と層厚規制手段との間に挟まれた絶縁性をもつ
現像剤により生ずる抵抗値と、により定められる電流の
検出を行っている。

現像器内にある現像剤の量が減少すると、当該担持体及
び層厚規制手段の間に挟まれる現像剤も減少するため、
当該担持体及び回転部材の間の抵抗値が減少し、現像剤
担持体・層厚規制手段間電流検知手段１１が検出する電
流値が増大することになる。

したがって、電流値を検出することにより、現像器１０
内の現像剤が空になったか否かが検知されることになる
。

当該検知手段１１により、空になったことが検知された
場合には当該電流検知手段１１は現像剤エンプティ表示
回路９にその旨を通知して表示を行わせることになる。

尚、請求項２に記載した実施態様を第２図に示す。

本実施態様では現像剤担持体・層厚規制手段間電流検知
手段１１は電流検出回路５、電流比較回路７、上限電流
発生部６、及び制御回路８を有するものである。

〔実施例〕

続いて、本発明の実施例について説明する。

第３図には本発明に係る第一の実施例を示すものである
。

本実施例は同図に示すように、大きくは、現像器２０と
、現像器２０内の現像剤が空になった旨の表示を行う現
像剤エンプティ表示回路１９と、現像器２０内の現像剤
担持体１と層厚規制手段２としてのプレードとの間を流
れる電流を検出することにより現像剤か空になったこと
を検知してトナーエンプティ表示回路１９にその旨を表
示させる現像剤担持体・層厚規制手段間電流検知手段２
１とを有するものである。

また、現像器２０ば同図に示すように、一成分現像剤を
搬送し、感光体上の潜像の現像化を行う導電性をもつ現
像剤担持体１と、現像剤担持体１上の現像剤の層厚を規
制するとともに現像剤の帯電を行う層厚規制手段２と、
層厚規制手段２に定電圧を印加するだめの定電圧電源回
路４と、現像剤担持体１と感光体５０（第６図参照）と
の間に電圧を印加するための定電圧電源回路２２とを有
するものである。

尚、現像器２０にはその他、現像剤担持体１と当接して
回転し現像剤担持体１への現像剤の供給またはその回収
を行う導電性をもつ回転部材３（第６図参照）等を有す
るものである。

さらに、現像剤担持体・層厚規制手段間電流検知手段２
１は同図に示すように、現像器２０の現像剤担持体１と
層厚規制手段２との間の電流を検出する電流検出回路５
と、現像剤が所定量である場合に現像剤担持体１と層厚
規制手段２との間を過電流が流れると予測される上限電
流値を発生する上限電流値発生部６と、電流検出回路５
により検出された電流値と上限電流値とを比較し、検出
された電流値と上限電流値との差信号を制御回路８に送
出する電流比較回路７と、差信号に応じてトナーエンプ
ティ表示回路１９に対する通知の指示及び、定電圧電源
回路４に対し現像剤担持体１と回転部材２との間に流れ
る電流値の制限の指示を行い、その旨の通知を行うとと
もに、現像剤担持体１と層厚規制手段２との間に流れる
電流値の制限の指示を行う制御回路８とを有するもので
ある。

第５図に第一の実施例に係る現像剤エンプティ検知装置
の回路図を具体的に示すものである。

同図に示すように、定電圧電源回路４は交流発振器４１
と、交流発振器４１により発生した交流の電圧を高電圧
に変換するトランス４２と、交流を直流に変換するため
のダイオード４３と、電流の平滑を行うコンデンサ４４
と、層厚規制手段２に印加する電圧値の分圧を行う回路
４５と、分圧された電圧を所定の電圧値と比較して、電
圧値の差に相当する電圧の増幅を行う差動増幅器４６と
を有するものである。

また、制御回路８は電流比較回路７からの差信号に応じ
て両者の差が０′″となるように定電圧電源回路４の出
力電圧値を制御するものであり、第５図に示すように、
電流比較回路７から出力された差信号の表す電圧値と所
定の電圧値との差に相当する電圧値に相当する差信号の
出力を行う差動増幅器８４と、分圧回路８３．８５と、
分圧回路８３て設定される電圧値の安定化を図る定電圧
ダイオード８２とを有するものである。

さらに、１〜ナ一エンプテイ表示回路１９は制御回路８
から入力するアナログ信号をディジタル信号に変換して
反転させるＮＯＴ素子９１と、１ヘナ一エンプテイ表示
を行うＬＥＤ９２とを有するものである。

また、電流検出回路５は定電圧電源回路４に流れる電流
の緩衝及び増幅を行う増幅器を有するものである。

次に、電流比較回路７は上限電流発生回路６から出力さ
れた」二限電流に相当する電圧と電流検出回路５から出
力された電圧との比較を行って電圧値の差に相当する差
信号を出力する差動増幅器を有するものである。

続いて、本実施例の動作について説明する。

現像器２０内の回転部材３の回転とともに現像剤（Ｉ〜
ルナ−は所定の電圧が印加されている層厚規制手段３で
一定の層厚に規制されて摩擦により帯電するとともに、
回転部材３に当接する現像剤担持体１の位置まで搬送さ
れる。

こうして、当該層厚規制手段２により帯電され、及び層
厚の規制された現像剤は回転部材３に付着して、現像剤
担持体１との当接箇所まで搬送される。

帯電した現像剤は、回転部材３と現像剤担持体１との間
に印加されている電圧により生ずるクーロン力により、
回転部材３から現像剤担持体１に移動することになる。

ところで、現像剤の量が十分存在する場合にば、層厚規
制手段２と現像剤担持体１との間には一定量の現像剤が
挟まれるため、一定の大きさの抵抗値を示すことになり
、回転部材３と層厚規制手段２との間に印加されている
定電圧により、第５図に示すように、電流検出回路５に
より一定の電流が検出されることになる。

ところで、定電圧電源回路４ば、第５図に示すように、
当該回路４の交流発振回路４１から出力された交流をト
ランス４２により、高電圧に変換し、整流用ダイオード
４３により整流し、コンデンサ４４により平滑して層厚
規制手段２に印加するものである。

電流検出回路５は定電圧電源回路４により印加された定
電圧値により生ずる電流を検出し、電流比較回路７に送
出する。

電流比較回路７は、検出された電流値と上限電流値とを
比較する。現像剤の量が現像器内に十分存在する場合に
は検出された電流値は制限電流値よりも小さいので、電
流比較回路７の差動増幅器からは電流値の差に相当する
プラスの差信号が前記制御回路８に送出されることにな
る。

ここで、「上限電流」とは現像剤が所定量以下になった
場合に回転部材３と層厚規制手段３との間に流れる最小
の過電流に相当する電流であり、「制限電流」とは当該
上限電流よりも小さいが現像剤が十分に存在する場合に
流れる電流よりも大きい電流値であり、第７図に示した
信号発令値に相当する電流値をいう。

制御回路８に入力した差信号は差動増幅器８４により、
所定の電流値（電圧値）と比較され、これらの電流値の
差に相当する差信号がトナーエンプティ表示回路１９及
び定電圧電源回路４に送出されることになる。差信号に
相当する電圧は分圧回路８３により分圧され、定電圧電
源回路４の差動増幅器４６の基準電圧値を定めることに
なる。

一方、現像剤が減少し、所定量以下になった場合には、
電流検出回路５により検出された電流値ば前述した制限
電流値に達し、電流比較回路７の差動増幅器７から該当
する差信号が出力されることになる。差信号の表す電圧
値は現像剤が十分存在する場合と異なることになり、定
電圧電源回路４及びトナーエンプティ回路１９に流れる
電流の電圧は異なることになる。

制御回路８から定電圧電源回路４の差動増幅器４６の基
準電圧値として、分圧回路８３から送出される電圧値は
現像剤が十分存在する場合の電圧値よりも低いことにな
り、定電圧電源回路４が層厚規制手段２に印加する電圧
値そのものが変化し、層厚規制手段２及び現像剤担持体
１との間に流れる電流値が低く制限され、層厚規制手段
２及び現像剤担持体間１に過電流の発生の防止を図るこ
とができることになる。

続いて、本発明に係る第二の実施例について説明する。

本実施例は第一の実施例と同様に、第４図に示すように
、電流検出回路５は定電圧電源回路４に流れる電流の検
出を行うのであるが、第一の実施例と異なり、電流検出
回路の一端を接地する代りに現像剤担持体１に印加する
定電圧電源回路２３を介して接地するようにしたもので
ある。このため、第一の実施例の場合と異なり、定電圧
電源回路２３が現像剤担持体１に加える電圧値を低く設
定することができるという利点がある。

尚、第６図には本実施例に係る現像器の内部を示すもの
であり、現像剤担持体１、回転部材３及び層厚制御手段
２を示すものである。

第−及び第二の実施例にあっては、現像担持体１及び回
転部材３には導電性ポリウレタン（電気抵抗率：第１０
７Ω・ｃｍ）　、層厚規制手段３にはステンレス（ＳＵ
Ｓ３０４ＣＰＳまたは５ＵＳ３０ｉｃｐｓ）、現像剤に
ポリエステル系負帯電トナーを用い、前記現像剤担持体
１の印加電圧を一４００Ｖ　、回転部材３の電圧を一８
００Ｖとした。

第７図には第−及び第二の実施例に係るトナー（現像剤
）量と検知電流との関係を示すものであり、トナー量が
十分ある場合（トナーホッパ全体の容量に対する現像剤
の占める割合は１００％〜２０％）には印字領域にあり
、正常な印字が行われ、トナー量が不足すると（トナー
量の割合か２ｏｚ〜１０′／６）トナー不足域に入る。

その際、検知電流が上昇し始める５０ＪＬＡを制限電流
値として、前記１〜ナ一エンプテイ表示回路１９にトナ
ーエンプティ表示信号発令のきっかけとし、同時に定電
圧電源回路４に対し、回転部材３への印加電圧を変更す
ることになる。

また、上限電流値としては、１ヘナ一量全体の１０ｏ１
０の量に達した場合に流れる電流値とし、これよりトナ
ー量が減少した場合にはトナーエンプティ領域とし、当
該上限電流値以上の電流は過電流に相当するものである
。

第８図は第−及び第二の実施例に係る１ヘナー量と印字
濃度との関係を示す図である。同図では第７図の如く信
号発令値（制限電流値）を設定した場合に現像器を用い
て印字を行ったときの濃度（○Ｄ）を示すものであり、
印字濃度が低下する直前で信号発令が起き、良好なタイ
ミングでエンプティを検知することができることになる
。

以上説明した実施例にあっては、現像剤か空になった場
合には、回転部材及び現像剤担持体の間に流れる電流値
の減少の指示を、制御回路８が定電圧電源回路４に対し
て行うので、回転部材３及び現像剤担持体１の間に流れ
る過電流の発生の防止を図ることができ、過電流による
回転部材３及び現像剤担持体１の変質、変形及び印字の
劣化等の悪影響を防止して画像再現性の良い現像装置を
提供することができることになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は定電圧電源回路により定
電圧の印加されている層厚規制手段と現像剤担持体との
間に流れる電流の検出を行うことにより、現像剤の空の
検知を行うようにして、いる。

したがって、簡単な構成により安価に現像剤の空の検知
を確実に行って画像再現性の良い現像装置を提供するこ
とができることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の原理ブロック図、第２図は本発明の実施
態様を示すブロック図、第３図は第一の実施例に係るブ
ロック図、第４図は第二の実施例に係るブロック図、第
５図は第−及び第二の実施例に係る回路図、第６図は第
−及び第二の実施例に係る現像器を示す断面図、第７図
は第−及び第二の実施例に係るトナー量と検知電流との
関係を示す図、及び第８図は第−及び第二の実施例に係
るトナー量と印字濃度の関係を示す図である。 １０．２０．３０・・・現像器 １１．２１・・・現像剤担持体・層厚規制手段間電流検
知手段 ９（１９）・・・現像剤エンプティ表示回路（トナーエ
ンプティ検知回路）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一成分現像剤を搬送し、感光体上の潜像の現像化
   を行う導電性をもつ現像剤担持体、及び当該現像剤担持
   体上の現像剤の層厚を規制するとともに現像剤の帯電を
   行う層厚規制手段を有する現像器（１０）と、当該現像
   器（１０）内の現像剤が空になった旨の表示を行う現像
   剤エンプティ表示回路（９）とを有する現像剤エンプテ
   ィ検知装置において、 現像器（１０）内の現像剤担持体と層厚規制手段との間
   を流れる電流を検出することにより現像剤が空になった
   ことを検知して現像剤エンプティ表示回路（９）に、そ
   の旨を表示させる現像剤担持体・層厚規制手段間電流検
   知手段（１１）を設けたことを特徴とする現像剤エンプ
   ティ検知装置。
2. （２）前記現像担持体・層厚規制手段間電流検知手段と
   して、前記現像器（１０）の現像剤担持体と層厚規制手
   段との間の電流を検出する電流検出回路（５）と、 現像剤が所定量である場合に現像剤担持体と層厚規制手
   段との間を流れることが予測される上限電流値を発生す
   る上限電流値発生部（６）と、電流検出回路（５）によ
   り検出された電流値と上限電流値とを比較し、検出され
   た電流値と上限電流値との差に相当する差信号を制御回
   路（８）に送出する電流比較回路（７）と、 差信号があった場合に、現像剤エンプティ表示回路（９
   ）に対し、差信号に応じた内容の通知を行うとともに、
   差信号に応じて現像剤担持体と層厚規制手段との間に流
   れる電流値の制限の指示を行う制御回路（８）とを有す
   ることを特徴とする請求項１記載の現像剤エンプティ検
   知装置。
3. （３）請求項１記載の現像剤エンプティ検知装置におい
   て、 現像剤担持体と層厚規制手段との間に定電圧を印加する
   定電圧電源回路を有することを特徴とする請求項１記載
   の現像剤エンプティ検知装置。
4. （４）請求項２記載の現像剤エンプティ検知装置におい
   て、 現像器内に、現像剤担持体と層厚規制手段との間に電圧
   を印加する定電圧電源回路を設けるとともに、現像剤担
   持体・層厚規制手段間電流検知手段内の制御回路の指示
   は定電圧電源回路に対し、上限電流値との差に応じた電
   圧値の変更の指示を行うことを特徴とする請求項２記載
   の現像剤エンプティ検知装置。