JPH05165332A - トナー残量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真装置に着脱自在に設けられた現像器
ユニット内のトナーの残量を検出するトナー残量検出装
置において、トナー残量の検出を行うと同時に現像器ユ
ニットの有無を検出することを目的とする。 【構成】 電子写真装置本体に配設され発光素子と受光
素子より構成されたトナーセンサと、現像器ユニットに
固定して配設されたトナー検出用窓９と、一定の周期で
回転するトナー検出用窓１１と、トナー検出用窓９に付
着したトナーの除去部材１０と、トナーセンサの出力パ
ターンを検知して判別する手段を備えた構成により、ト
ナーセンサの出力の３パターンにより、トナー３の有無
および現像器ユニットの有無を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置に着脱自
在に設けられている現像器ユニット内のトナーの残量を
検出するトナー残量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真装置においては、現像剤
であるトナーを収納する現像機ユニットが電子写真装置
本体に着脱自在に設けられている。現像機ユニットは着
脱自在のため、マイクロスイッチにより現像機ユニット
の有無を検出し、現像機ユニットが未装着の状態で印字
動作に入るのを防いでいる。またトナー残量検出装置に
よりトナー残量が少ないことを検知しトナー補給が必要
であることが表示パネルに表示されるとトナーを収納し
た現像器ユニットを交換する。

【０００３】以下に従来のトナー残量検出装置について
説明する。図４は従来例における現像ユニットの断面図
であり、図６は図３の矢視Ａ−Ａにおける断面図であ
る。図において現像バット２の内部にトナー３が収容さ
れている。現像バット２の先端には現像ローラ５，補給
ローラ４が回転可能に軸支されている。また図６の１ｂ
で示す形状をしたトナー搬送部材１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄが矢印Ｂの方向に回転してトナー３のブロッキングを
防止しつつ補給ローラ４の方向に搬送し、補給ローラ４
は現像ローラ５の表面にトナー３を補給する。現像ロー
ラ５は感光体８に接触して、感光体８の上に形成された
静電潜像を現像する。

【０００４】図６に示すように、現像バット２の側壁に
従来のトナー残量検出装置である圧電式トナーセンサ７
がとりつけてある。圧電式トナーセンサ７は圧電素子１
５と振動板２０とより構成され、圧電素子の電極１５
ａ，１５ｂは発振回路２１に接続されている。発振回路
２１は図５に基本構成を示すように、圧電素子１５，ト
ランジスタ１６および抵抗１７〜１９で構成した発振器
で端子ａ，ｂに動作電圧を加えると圧電素子は発振し、
圧電素子１５に接している振動板２０も振動する。振動
板２０の振動振幅あるいは振動数は、現像バット２の内
部のトナー３の量が多い時と、少ない時とで変化するの
で、その変化を電気的に検出してトナー残量検出を行
う。

【０００５】このように、従来の現像ユニットの有無は
現像ユニット装着部付近のマイクロスイッチにより検出
し、現像ユニット内のトナーの有無は現像ユニットに取
り付けられた圧電式トナーセンサーにより検出してい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらトナー３
の補給は現像器ユニットの交換で行うため、上記の従来
の構成では、交換した現像器ユニットの圧電式トナーセ
ンサは再使用されず、交換用の現像器ユニットのコスト
アップとなるという問題点、また、現像器ユニットの有
無を検出するマイクロスイッチ自体のコストが、ＩＣ等
の電気回路部品に比べて高いという問題点を有してい
た。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、トナー残量の検出を行うとともに現像器ユニットの
有無を検出するトナー残量検出装置を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明のトナー残量検出装置は、電子写真装置の所定の
位置に着脱できる現像ユニットと、上記現像ユニットを
構成する現像バットの両側壁の対向する位置に設けたト
ナー検出用窓と、上記現像ユニットが装着位置にあると
き上記トナー検出用窓に対応する現像ユニットの両側の
位置に設けた発光素子と受光素子と、上記発光素子と上
記トナー検出用窓との間で回転する歯車に設けたトナー
検出用回転窓と、上記受光素子の出力信号を受け取って
上記受光素子が上記発光素子からの光を受光しないとき
論理レベル０を出力し、上記受光素子が上記発光素子か
らの光を受光したとき論理レベル１を出力する中央演算
装置とよりなり、論理レベル１が継続する時間が所定の
時間より長いときは現像ユニットが未装着であると判断
し、論理レベル０と論理レベル１との継続時間が上記所
定の時間より短くかつ交互に出力されるときはトナー無
しと判断し、論理レベル０が継続する時間が上記所定時
間より長いときはトナー有りと判断する構成としたもの
である。

【０００９】

【作用】上記構成により、中央演算装置における論理レ
ベル０または論理レベル１の継続時間を判断することに
より、トナー有無の判断と現像ユニット有無の判断を同
時に中央演算装置において行うことができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１１】本発明の一実施例を示す図１では、従来例
と同一部品に同一番号を付して説明は省略する。

【００１２】図１および図２に示すように、現像バット
２の両側壁の対向する位置に穴をあけ透明な樹脂をはめ
込んだトナー検出用窓９を設ける。そして、電子写真装
置本体にトナーセンサの発光素子１１と受光素子１２が
取り付けられ、現像器ユニットを装着した場合に２つの
トナー検出用窓９がそれぞれ発光素子と受光素子の位置
と一致するようになっている。発光素子１１とトナー検
出用窓９との間には一定の周期で回転する歯車２２があ
り、歯車２２にはトナー検出回転窓２２ａが配設されて
いる。発光素子１１よりトナー検出用窓９，トナー検出
回転窓２２ａを通して現像器ユニット内に入射した光
は、現像器ユニット内に遮蔽物がない限り対面するトナ
ー検出用窓９を通して受光素子１２で受光する。１０は
トナー搬送部材１に取り付けられ、トナー検出用窓９に
付着したトナーを掻き落とすトナー除去部材である。ト
ナー除去部材１０はウレタン等の弾性部材により形成さ
れ、トナー搬送部材と連動して回転する。

【００１３】次にトナー残量検出と現像器ユニット有無
の検出方法を説明する。発光素子１１と受光素子１２よ
り成るトナーセンサの出力はシステム全体の動作を監視
する中央演算処理装置の入力ポートに接続されている。
トナーセンサは、受光素子で受光した場合に論理レベル
“１”を出力し、受光しない場合に論理レベル“０”を
出力するように構成されている。現像器ユニットにトナ
ーが充分に入った状態では、発光素子よりトナー検出用
窓９を通して現像器ユニット内に入射した光は、トナー
によって遮蔽され受光素子で受光することができないた
め、トナーセンサは論理レベル“０”を出力する。この
場合のトナーセンサ出力のタイムチャートを図３（Ａ）
に示す。トナーを消費し、現像器ユニットに固定して配
設された２つのトナー検出用窓を結ぶ直線上にトナーが
存在しない状態では、トナーセンサの受光素子１２は受
光して論理レベル“１”を出力する。但し、現像器ユニ
ットに入射する光は一定の周期で回転するトナー検出用
窓１１によりパルス光となるため、トナーセンサ出力は
図３（Ｂ）に示すようなパルス波形となる。電子写真装
置本体に現像器ユニットが未装着の状態では、トナーセ
ンサの発光素子と受光素子間に遮蔽物が存在しないた
め、常に論理レベル“１”を出力する。この場合のトナ
ーセンサ出力のタイムチャートを図３（Ｃ）に示す。以
上のように、トナーセンサ出力には３つのパターンがあ
る。

【００１４】本実施例では図１のように、トナー検出用
窓９は第１トナー搬送部材１ａの回転範囲内下方に設
け、トナー除去部材１０は第１トナー搬送部材１ａに取
り付けている。現像器ユニット内のトナーはトナー搬送
部材１ａ〜１ｄの回動によって前方へ運ばれるため、精
度良い検出を行うためには、検出位置は第１トナー搬送
部材１ａの回転範囲内である必要がある。

【００１５】一定の周期で回転するトナー検出回転窓２
２ａは、第１トナー搬送部材１ａに駆動力を伝達する歯
車に配設され、その周期は５００msecに設定している。
そのため、図３（Ｂ）の波形の周期は５００msecであ
る。また、本実施例では、１周期に歯車のトナー検出用
窓１１を通して光が現像器ユニット内に入射する時間を
１００msecに設定している。

【００１６】以上の点を考慮して、以下にトナー有無と
現像器ユニット有無の判定条件を述べる。トナーセンサ
出力が論理レベル“１”を継続する時間をＴとすると５
０msec＜Ｔ＜１５０msecの時にトナー無と現像器ユニッ
ト有を判定する。また、Ｔ≧１５０msecの時に現像器ユ
ニット無を判定する。この２つの条件以外の場合は、ト
ナー有と現像器ユニット有を判定する。これらの判定
は、現像器ユニットに駆動力が伝達された状態で行う。

【００１７】以上説明してきたように、本発明のトナー
残量検出装置は、トナーセンサ出力状態の継続時間でト
ナー有無と現像器ユニット有無を判定することで精度良
い検出が可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明のトナー残量検出装置によると、従来別個に
行っていたマイクロスイッチによる現像器ユニット有無
の判断とトナー有無の判断とをトナーセンサ出力状態の
継続時間で同時に判定することができ、コストの安いか
つ判定の誤りのない現像ユニット有無判断手段とトナー
有無判断手段とを提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のトナー残量検出装置を配設
した現像器ユニットの断面図

【図２】現像器ユニットを電子写真装置に装着した上面
図

【図３】本発明の一実施例のトナー残量検出装置のトナ
ーセンサの出力パターンを示したタイムチャート

【図４】従来のトナー残量検出装置を配設した現像器ユ
ニットの断面図

【図５】従来のトナー残量検出装置の圧電式トナーセン
サの回路図

【図６】図４の矢視Ａ〜Ａにおける断面図

【符号の説明】

２ 現像バット ３ トナー ５ 現像ローラ ８ 感光体 ９ トナー検出用窓 ２２ａ トナー検出用回転窓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真装置の所定の位置に着脱できる
   現像ユニットと、上記現像ユニットを構成する現像バッ
   トの両側壁の対向する位置に設けたトナー検出用窓と、
   上記現像ユニットが装着位置にあるとき上記トナー検出
   用窓に対応する現像ユニットの両側の位置に設けた発光
   素子と受光素子と、上記発光素子と上記トナー検出用窓
   との間で回転する歯車に設けたトナー検出用回転窓と、
   上記受光素子の出力信号を受け取って上記受光素子が上
   記発光素子からの光を受光しないとき論理レベル０を出
   力し、上記受光素子が上記発光素子からの光を受光した
   とき論理レベル１を出力する中央演算装置とよりなり、
   論理レベル１が継続する時間が所定の時間より長いとき
   は現像ユニットが未装着であると判断し、論理レベル０
   と論理レベル１との継続時間が上記所定の時間より短く
   かつ交互に出力されるときはトナー無しと判断し、論理
   レベル０が継続する時間が上記所定時間より長いときは
   トナー有りと判断するようにしたトナー残量検出装置。