JPH0451063A - 現像剤残量検知装置を備えた画像形成装置 - 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】 の１ 本発明は複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、詳
しくいうと、現像剤担持体とこの現像剤担持体に対向配
置された検知導体間の静電容量の変化を利用して現像剤
の残量を検出する現像剤残量検知装置を備えた画像形成
装置に関するものである。

差速」と１董 例えば、電子写真方式の画像形成装置に使用されている
現像装置においては、現像剤の薄層を担持して搬送する
現像スリーブと静電潜像担持体とを現像領域で対向配置
し、現像スリーブと静電潜像担持体との間に交流成分を
有するバイアス電圧（交流電圧に直流電圧を重畳したも
の）を印加し、このバイアス電圧によって現像領域に形
成される交番電界により両者間で現像剤（トナー）の往
復動を生じさせるいわゆるジャンピング現像法が広く普
及している。このような現像装置の現像剤切れを検知す
る方法として、現像剤容器内に現像スリーブと対向する
棒状或は板状の導体を設け、現像スリーブに印加される
バイアス電圧により現像剤を介してこの導体に発生する
誘導電圧を利用して検知する方法が従来より知られてい
る。

これは現像スリーブと導体間に介在する現像剤の量が変
化することによる両者間の容量変化を電圧として取り出
し、基準となる電圧と比較して検知するものである。

第４図は上記原理を利用した従来の現像剤切れ検知装置
の代表例を示す回路構成図であり、電子写真方式の画像
形成装置の現像器２０と組合されて使用された場合を示
す。現像器２０は本例では１成分磁性体トナー４を用い
て周知のジャンピング現像法で現像する構成のものであ
り、このトナー４を収容するトナー容器２１、交流バイ
アス源２から所定の交流バイアス電圧（通常は交流電圧
に直流電圧を重畳したもの）が印加される現像スリーブ
１、この現像スリーブ１に対向して水平方向に張設され
、トナー切れを検知、警告する検知導体１５とから構成
されている。トナー４は現像スリーブ１上に付着し、交
流バイアス源２から現像スリーブ１に印加される所定の
交流バイアス電圧によって現像スリーブｌからジャンプ
して静電潜像担持体、本例では感光体ドラム２２に付着
し、そこに形成された静電潜像を現像する。

上記検知導体１５と現像スリーブ１はそれぞれコンデン
サの極板に相当し、それら間の静電容量がそれら間に存
在するトナー量によって変化することに基づいてトナー
切れ（トナー残量）を検知し、警告するものである。検
知導体１５に発生する電圧出力は整流回路１６及び容量
−電圧変換回路１７を通じて直流電圧Ｖｏｃに変換され
、静電容量の変化、即ちトナー量の変化が電圧として検
出される。この検出された直流電圧Ｖｏｃは比較回路１
８の一方の入力に供給される。比較回路１８の他方の入
力には、基準電圧源７からの一定の直流電圧Ｖ８が供給
されており、この比較回路１８において両型圧が比較さ
れる。ここで、例えば基準電圧源７から比較回路１８に
入力される一定の基準直流電圧Ｖ、を、検知導体１５と
現像スリーブ１との間にトナーが殆どな（なったときに
比較回路１８に入力される直流電圧ＶＤｅと同じ値に設
定しておけば、トナー残量が減少して検知導体１５と現
像スリーブ１間にトナーが殆どなくなると、基準直流電
圧Ｖ、の方が変換回路１７からの直流電圧ＶＤＣよりも
大きくなるから、比較回路１８からの出力が反転し、ト
ナー切れ表示回路１９が作動されてトナー切れを外部に
報知することになる。

が　゛しよ　と　る しかしながら、現像器内のトナー４は必ずしも均一に消
費されるわけではなく、例えば印字する紙の搬送方向に
対して片寄った位置のみに繰り返し印字を行なうと、第
５図に示すように、トナー４が片方だけ減少する。この
状態においてはトナー残量がトナー切れ警報を発するほ
ど減少していないために、上記構成の従来の現像剤切れ
検知装置では容量−電圧変換回路１７からの直流出力電
圧Ｖ　Ｄｃはトナー切れを検出するレベルにまで低下し
ておらず、このため外部にトナー切れが報知される前に
、画像の白ぬけ等の欠陥が発生するという欠点があった
。

従って、本発明の目的は、現像剤が片寄って消費されて
も、これを検出して外部に現像剤不足を報知できるよう
にし、現像剤不足を外部に報知する前に画像の白ぬけ等
の欠陥が発生することを防止した現像剤切れ検知装置を
備えた画像形成装置を提供することである。

を　′するための 上記目的は本発明に係る画像形成装置によって達成され
る。要約すれば、本発明は、現像器内の現像剤担持体に
対向させて検知導体を設け、該現像剤担持体に交流バイ
アス電圧を印加することにより前記検知導体から得られ
る検知信号と基準信号とを比較して前記現像器内の現像
剤の残量を検出する現像剤残量検知装置を備えた画像形
成装置において、前記現像剤担持体と対向させて複数個
の検知導体を前記現像剤担持体の長平方向に配置し、各
検知導体から得られる検知信号をそれぞれ基準信号と比
較して現像剤残量を検知する現像剤残量検知装置を具備
することを特徴とする画像形成装置である。

本発明の好ましい１つの態様においては、前記現像剤残
量検知装置は、前記複数の検知導体のうちの少な（とも
１つが現像剤不足を検知した時点で外部に現像剤不足を
報知するように構成されている。

本発明の好ましい他の態様においては、前記現像剤残量
検知装置は、前記複数の検知導体すべてではなく、その
うちの少なくとも１つが現像剤不足を検知した時点で外
部に現像剤不足予告を報知し、すべての検知導体が現像
剤不足を検知した時点で外部に現像剤不足を報知するよ
うに構成されている。

去」Ｌ例 以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は本発明による画像形成装置の第１の実施例の現
像剤残量検知装置を示す回路構成図であり、本実施例の
現像剤残量検知装置も第２図に拡大して示す電子写真方
式の画像形成装置の現像器２０と組合されて使用され、
また、現像器２０はｌ成分磁性体トナー４を用いて周知
のジャンピング現像法で現像する構成のものとする。

本実施例においては、第２図から明瞭に理解できるよう
に、現像スリーブ１と対向させて第１、第２、第３の３
つの検知導体３ａ、３ｂ、３Ｃをそれぞれ現像スリーブ
１に対して平行にかつ一列に配置し、各検知導体３ａ、
３ｂ、３Ｃをそれぞれ対応する第１、第２、第３の整流
回路５ａ２５ｂ、５Ｃに接続し、現像スリーブ１に交流
バイアス源２から交流バイアス（通常は交流電圧に直流
電圧を重畳したもの）が印加されることにより各検知導
体に発生する電圧出力をこれら整流回路５ａ、５ｂ、５
Ｃ並びにこれら整流回路とそれぞれ直列に接続された第
１、第２、第３の容量−電圧変換回路６ａ、６ｂ、６Ｃ
を通じて第１、第２、第３の直流電圧Ｖｏｅ＋　、Ｖｏ
ｃｘ　＊　Ｖｏｅｓにそれぞれ変換し、コンデンサを形
成する各検知導体３ａ、３ｂ、３ｃと現像スリーブ１間
の静電容量の変化、即ちトナー量の変化を電圧として検
出するものである。

通常のように、検出された各直流電圧ＶＤＣＩ、Ｖｏｃ
ａ　、Ｖｏｃｓは対応する第１、第２、第３の比較回路
８ａ、８ｂ、８ｃの一方の入力に供給される。これら比
較回路８ａ、８ｂ、８ｃの他方の入力には基準電圧源７
からの一定の直流電圧■８がそれぞれ供給されており、
これら比較回路８ａ、８ｂ、８ｃにおいて両室圧が比較
され、各比較結果はＯＲ回路ｌＯを介してトナー切れ表
示回路９に供給される。ここで、例えば基準電圧源７が
らの直流電圧Ｖ、を、各検知導体３ａ、３ｂ、３ｃと現
像スリーブ１間にトナー４が殆ど存在しないときに各変
換回路６ａ、６ｂ、６Ｃから得られる直流出力電圧■。

ｅｌ　、Ｖ　ｏｃ！　、Ｖ　ＤＣＲと同じ値になるよう
に設定しておけば、例えば第２図に示すようにトナーが
片寄って消費されると、第２、第３の検知導体３ｂ、３
Ｃと現像スリーブ１間には十分にトナーが存在するが、
第１の検知導体３ａと現像スリーブ１間にはトナーが殆
ど存在しな（なるので、この第１の検知導体３ａに発生
される電圧出力が小さくなり、第１の容量−電圧変換回
路６ａからの直流出力電圧Ｖｂｃ＋が基準直流電圧Ｖ３
よりも小さ（なる。この結果、第２、第３の比較回路８
ｂ、８Ｃからの出力は依然として反転しないが、第１の
比較回路８ａからの出力が反転するので、ＯＲ回路１０
を通じてトナー不足表示回路９が作動され、トナー不足
が外部に報知される。かくして、本実施例によれば、ト
ナーが片寄って消費されてもこれを確実に検出すること
ができるので、トナー不足が報知される前に画像の白ぬ
け等の欠陥が発生するという欠点は除去できる。なお、
第２又は第３の検知導体３ｂ又は３ｃと現像スリーブ１
間のトナーのみが減少した場合にも同様の結果が得られ
、外部にトナー不足が報知されることは明白であるので
その説明を省略する。

第３図は本発明による画像形成装置の第２の実施例の現
像剤残量検知装置を示す回路構成図であり、本実施例の
現像剤残量検知装置も電子写真方式の画像形成装置の現
像器２ｏと組合されて使用され、また、現像器２０は１
成分磁性体トナー４を用いて周知のジャンピング現像法
で現像する構成のものとする。

上記第１の実施例では、各検知導体３ａ〜３ｃのうちの
少な（とも１つの検知導体でトナー不足を検出したら、
トナー不足を外部に報知するように構成したが、トナー
が片寄って消費された場合、或は何等かの原因でトナー
が片寄ってしまったときなどにおいては、現像器内部に
トナーがまだある程度残っている。現像器が例えばカー
トリッジ式になっており、ユーザが画像形成装置本体か
ら第４図に示すように現像器を着脱自在に支持するガイ
ド２３に沿って取外すことが可能になっている場合には
、トナー不足が報知された場合に現像器を装置本体から
取外して振ることにより、トナーの残量を各検知導体に
対して均一化することができるから、この現像器を再度
装置本体に着装したときにトナー不足の警報が発生され
ず、トナーを補充しなくても、或はカートリッジを交換
しな（でも、現像器は再度使用可能になることがある。

これは現像器及び感光体、或は必要に応じてさらに帯電
器やクリーナ等の他のプロセス機器を同一筐体内に取り
付けてこれらを一体的に画像形成装置本体に着脱可能に
したものでも、同様である。

本実施例は上記点に着目したもので、第１、第２、第３
の比較回路８ａ、８ｂ、８ｃの出力をそれぞれＯＲ回路
１１及びＡＮＤ回路１２に入力し、ＯＲ回路１１からの
出力をトナー不足予告表示回路１３に入力し、また、Ａ
ＮＤ回路１２がらの出力をトナー不足表示回路１４に入
力し、トナー不足予告表示とトナー不足の両方の警報を
外部に報知できるように構成したものである。なお、本
実施例の他の構成は第１図に示された第１の実施例と同
じであるので、対応する素子、部材に同じ符号を付して
それらの説明を省略する。

このように構成すると、３つの検知導体全部からの検知
電圧が小さくなり、対応する３つの変換器６ａ、６ｂ、
６ｃからの直流出力電圧Ｖａｅ＋、Ｖｏｃ＊、Ｖ。。、
が基準直流電圧■８より低（なって各比較回路８　ａ　
％　８　ｂ、８ｃの出力が全て反転し、ＡＮＤ回路１２
からトナー不足表示回路１４を作動させる出力信号が発
生されるまでは、即ちいずれか１つ又は２つの検知導体
からの検知電圧が小さくなり、直流出力電圧Ｖｏｃｌ、
Ｖｔ＋ｅｔ、Ｖ　ｏｅｓのうちの１つ又は２つが基準直
流電圧Ｖ。

より低くなった場合には、ＯＲ回路１１かうのみ出力信
号が発生されるから、トナー不足予告表示回路１３のみ
が作動し、外部にトナー不足の予告を報知するだけとな
る。この場合には、ユーザが現像器を装置本体から取外
し、トナー残量を均一化して装置本体に再度装着すれば
、再び使用可能状態になる。上記の動作を繰り返すうち
に、トナーが均一に消費されてすべての検知導体によっ
てトナー不足が検出されるようになる。この場合には、
ＡＮＤ回路１２から出力信号が発生されるから、トナー
不足表示回路１４が作動し、トナー不足が外部に報知さ
れる。かくして、本実施例によれば、トナーが片寄って
消費された場合でも、或は何等かの原因でトナーが片寄
ってしまった場合でも、画像の白ぬけ等の欠陥が現われ
る前にこれを検知し、外部にトナー不足の予告警報を行
なうことができるので、上記第１の実施例と同様に、ト
ナー不足が報知される前に画像の白ぬけ等が発生すると
いう欠点は除去できる。その上、本実施例によれば、ト
ナーを最後まで使うことができるという利点もある。

なお、上記実施例では現像剤担持体である現像スリーブ
に対して平行に対向配置した検知導体を棒状体とし、３
つの検知導体をスリーブ長手方向と平行な一直線上に一
列に配置したが、検知導体の形状、寸法、個数や設置位
置等は任意に変更できるものである。また、１成分磁性
体現像剤を用いて周知のジャンピング現像法で現像する
構成の電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用した
場合について説明したが、本発明は１成分現像剤に限定
されるものではなく、２成分現像剤を含む他の現像剤を
使用する現像装置に対しても同様に適用できる。さらに
５現像法もジャンピング現像法に限定されず、種々の現
像法を使用する種々の構成の画像形成装置に等しく適用
できる。勿論、静電記録方式等の画像形成装置にも本発
明は適用できるものである。

ｌ豆二皇１ 以上説明したように、本発明による画像形成装置は、現
像剤担持体に対向させて複数個の検知導体を現像剤担持
体の長手方向に配置したので、局部的に現像剤が消費さ
れてもこれを確実に検知することができ、現像剤切れが
報知される前に画像の白ぬけ等の欠陥が発生することを
未然に防止することができる。また、現像器が画像形成
装置本体から取外し可能に構成されたカートリッジ式の
ものである場合には、現像剤不足の予告警報を発生する
ことができるので、ユーザが現像剤の局部的な消費等に
よる片寄りを直すことができ、現像剤を最後まで使用す
ることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置の第１の実施例の現
像剤残量検知装置を示す回路構成図である。 第２図は第１図の画像形成装置に使用された現像器の要
部を示す上面図である。 第３図は本発明による画像形成装置の第２の実施例の現
像剤残量検知装置を示す回路構成図である。 第４図は従来の画像形成装置の現像剤切れ検知装置の代
表例を示す回路構成図である。 第５図は第４図の画像形成装置に使用された現像器の要
部を示す上面図である。 １：現像スリーブ ２：交流バイアス源 ３８〜３ｃ：検知導体 ４：トナー ５８〜５ｃ：整流回路 ６ａ〜６ｃ：容量−電圧変換回路 ７：基準電圧源 ８８〜８ｃ：比較回路 ９．１４：トナー不足表示回路 １３：トナー不足予告表示回路 ２０：現像器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）現像器内の現像剤担持体に対向させて検知導体を設
   け、該現像剤担持体に交流バイアス電圧を印加すること
   により前記検知導体から得られる検知信号と基準信号と
   を比較して前記現像器内の現像剤の残量を検出する現像
   剤残量検知装置を備えた画像形成装置において、前記現
   像剤担持体と対向させて複数個の検知導体を前記現像剤
   担持体の長手方向に配置し、各検知導体から得られる検
   知信号をそれぞれ基準信号と比較して現像剤残量を検知
   する現像剤残量検知装置を具備することを特徴とする画
   像形成装置。 ２）前記現像剤残量検知装置は、前記複数の検知導体の
   うちの少なくとも１つが現像剤不足を検知した時点で外
   部に現像剤不足を報知する請求項１に記載の画像形成装
   置。 ３）前記現像剤残量検知装置は、前記複数の検知導体す
   べてではなく、そのうちの少なくとも１つが現像剤不足
   を検知した時点で外部に現像剤不足予告を報知し、すべ
   ての検知導体が現像剤不足を検知した時点で外部に現像
   剤不足を報知する請求項１に記載の画像形成装置。