JPH0535098A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 独立した検知導体を設ける必要なしに現像剤
の残量を正確に検知できるようにする。 【構成】 現像剤５の層厚を規制する弾性ブレード３を
支持するブレード支持部材４を現像剤残量の検知導体と
して利用し、現像スリーブ２に印加された交流バイアス
電圧によってブレード支持部材４に誘導される電圧を検
出し、整流回路８及び電圧変換回路９を通じて直流電圧
Ｖａに変換する。この直流電圧Ｖａを比較回路１１にお
いて、例えばトナー残量が５０ｇのときに検出される直
流電圧Ｖｓと比較し、トナー残量が５０ｇより減少した
ときに、トナー切れ表示回路１２を作動させてトナー切
れ表示器１３を駆動し、トナー切れを外部に警告する。 【効果】 ブレード支持部材には現像剤が固着しないか
ら現像剤残量を正確に検知でき、また、現像剤の流動性
に悪影響を与えることもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、レーザビームプ
リンタ（ＬＢＰ）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。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ＬＢＰ等の電子写真方式を用い
た画像形成装置では、動作中に現像剤が不足すると画像
濃度低下や画像欠落などの不良が生じる。このため、通
常、現像器内の現像剤の残量を常時検知していて現像剤
切れとなる寸前にそれを表示し、警告する手段が装備さ
れている。従来、この種の現像器の現像剤切れを検知す
る現像剤残量検知装置として、例えば現像器内の現像剤
担持体近傍の現像剤中にこの現像剤担持体と対向させて
平行に棒状の検知導体（アンテナ導体）を設け、現像剤
担持体とアンテナ導体間における現像剤量の変化を静電
容量の変化としてとらえて残量を検知するアンテナ式の
ものが知られている。即ち、現像剤担持体に印加される
電圧により現像剤を介してアンテナ導体に発生する誘導
電圧を取り出し、現像剤担持体とアンテナ導体間に介在
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残量
を検知するものである。

【０００３】この方式は、構成が簡単で比較的安価であ
ることから、像担持体（感光体ドラム）、現像器、帯電
器、クリーナなどをユニット化してカートリッジとして
交換可能に構成した小型の画像形成装置に多く用いられ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアンテナ方式の現像剤残量検知装置は、ｐＦ（ピコ
ファラド）オーダーの微小な静電容量変化を検知するこ
とになるが、現像剤中に検知導体が埋設されているた
め、この検知導体上に現像剤が固着してしまうことがあ
り、この場合には正確な残量検知が行なえないという欠
点がある。また、検知導体の形状や設置位置によっては
現像剤の流動性に悪影響を及ぼすという欠点もあった。

【０００５】従って、本発明の目的は、独立の別個の検
知導体を設ける必要なしに現像剤の残量を正確に検知で
き、しかも現像剤の流動性に悪影響を与えない構成が簡
単でかつ安価な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。

【０００６】

【問題を解決するための手段】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、現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体
に交流成分を有する電圧を印加する電圧印加手段と、前
記現像剤担持体に付着する現像剤の層厚を規制する弾性
ブレードと、該弾性ブレードを支持するブレード支持部
材とを具備し、前記電圧印加手段から前記現像剤担持体
に印加される交流成分を有する電圧によって前記ブレー
ド支持部材に誘導される電圧を検知して現像器内の現像
剤の残量を検知することを特徴とする現像剤残量検知装
置を備えた画像形成装置である。

【０００７】本発明の一実施態様においては、前記ブレ
ード支持部材が導電性部材より形成されており、該導電
性部材の前記現像剤担持体と対面する前記弾性ブレード
側寄りのかなりの部分が切除され、この部分と現像剤担
持体間に蓄積する現像剤による静電容量を極端に減少さ
せている。

【０００８】本発明の他の実施態様においては、前記ブ
レード支持部材が絶縁性部材より形成されており、該絶
縁性部材の前記現像剤担持体と対面する所定の部分に、
電極として作用する導電性塗料が塗布或は導電体の薄膜
が貼着されている。

【０００９】

【実施例】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。

【００１０】図１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の構成を示すものであり、
例えば電子写真方式の画像形成装置の現像器と組み合さ
れて使用され、また、現像器は１成分磁性体トナーを用
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。

【００１１】図示するように、現像器１は、図示矢印Ａ
の方向に回転駆動される現像剤担持体としての現像スリ
ーブ２と、本実施例では１成分磁性トナーである現像剤
５の層厚を規制する、例えばウレタン製の弾性ブレード
３と、現像スリーブ２に対して平行に設けられている弾
性ブレード３を支持するブレード支持部材４とを有す
る。

【００１２】現像スリーブ２に近接状態で或は殆ど接触
状態で像担持体である感光体ドラム６が対向配設されて
おり、現像スリーブ２に薄層状態で付着しているトナー
５は交流バイアス源７から現像スリーブ２に印加される
例えば数ＫＨｚの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）によって現像スリーブ
２からジャンプして感光体ドラム６に付着し、そこに形
成された静電潜像を現像する。

【００１３】本実施例では、従来のように現像スリーブ
２に対向させて平行にトナー残量を検知、警告する独立
した別体の検知導体を設けず、代りに弾性ブレード３を
支持するブレード支持部材４を検知導体として使用する
ものである。即ち、ブレード支持部材４は導電性部材
（通常は金属）によって形成されており、かつ現像スリ
ーブ２と対向して現像器本体側壁に固定されているの
で、これを検知導体として兼用する。なお、ブレード支
持部材４が絶縁性材料より形成される場合には導電性を
付与すればよい。

【００１４】弾性ブレード３は現像スリーブ２上に付着
したトナー５を薄層に規制する働きをするので、現像ス
リーブ２とブレード支持部材４が取り付けられている現
像器本体側壁、従ってブレード支持部材４、との間には
トナーが蓄積している。本発明ではこのトナー蓄積量の
変化を電圧の変化として取り出し、現像器内のトナー残
量を検知するものである。

【００１５】上記構成において、現像スリーブ２とブレ
ード支持部材４はそれぞれコンデンサの極板に相当し、
両者間の静電容量はそれら間に存在するトナー量によっ
て変化するから、ブレード支持部材４で検出された電圧
出力を整流回路８及び電圧変換回路９を通じて直流電圧
Ｖａに変換し、静電容量の変化、即ちトナー量の変化を
電圧の変化として検出する。この検出電圧Ｖａとトナー
残量との関係を図２に示す。この図から明白なように、
現像器１内のトナー残量が約８０ｇ以下に減少すると、
トナー残量の減少にともない検出電圧Ｖａは除々に低下
し、そしてトナー残量の減少と検出電圧の低下はほぼ比
例関係にあることが分る。これより、現像器内のトナー
残量が減少すると現像スリーブ２とブレード支持部材４
間のトナー残量も減少し、従って、現像スリーブ２とブ
レード支持部材４間のトナー残量を検知することによっ
て現像器内のトナー残量を正確に検知することできる。

【００１６】例えば、現像器内のトナー残量が５０ｇよ
り減少したときにトナー切れを警告する場合には、基準
電圧源１０からトナー残量が５０ｇのときに検出される
直流電圧Ｖｓを発生させ、この電圧Ｖｓを基準電圧とし
て比較回路１１の一方の入力に供給する。そして、上記
検出された直流電圧Ｖａを比較回路１１の他方の入力に
供給し、この比較回路１１において両電圧を比較する。
現像器内のトナー残量が５０ｇ以上のときにはＶａ≧Ｖ
ｓとなるから、比較回路１１からの出力によってトナー
切れ表示回路１２は作動されず、従って、トナー切れ表
示器１３も作動されず、トナー切れの警告は発せられな
い。これに対し、トナー残量が減少して５０ｇを切る
と、Ｖａ＜Ｖｓとなるから比較回路１１からの出力が反
転し、これによってトナー切れ表示回路１２が作動され
てトナー切れ表示器１３を作動し、トナー切れを外部に
警告することになる。

【００１７】このように、本実施例では、トナー残量を
検知するのに、独立した別個の検知導体を使用せずに弾
性ブレード３を支持するブレード支持部材４を検知導体
として兼用するものであるから、検知導体が不要とな
り、コスト減となるだけでなくそれを取付けるための加
工を含む製造工程が簡略化できる。また、ブレード支持
部材は現像剤中に埋設されないから、現像剤が固着する
こともなく、さらに、現像剤の流動性に悪影響を与える
こともない等の利点がある。

【００１８】その上、従来はブレード支持部材が金属製
（導電性）である場合に、電荷が蓄積するのを防ぐ目的
でブレード支持部材を現像スリーブと電気的に接続し、
同電位に保持していたが、本実施例ではこのブレード支
持部材を現像スリーブに接続する部材をも無くすことが
できるので、現像剤残量検知装置が極めて簡単な構成と
なり、かつ安価なものとなる。

【００１９】なお、上記実施例において、画像形成によ
って現像剤が消費され、現像器内の現像剤が少なくなっ
てくると、現像スリーブ２とブレード支持部材４間の現
像剤も除々に消費され、図１に示すＢの領域には存在し
なくなり、最終的にはＣの領域にのみ残存するようにな
る。現像剤がＣの領域に残存するだけではいわゆる白抜
けと呼ばれる画像の欠落等の不良が生じてしまうことに
なる。この画像に欠陥が生じる寸前での現像剤の残量を
より正確に検知するには、殆ど容量変化しないＣ領域の
現像剤による影響をできるだけ排除する必要がある。例
えば、図３に示すように、現像器本体側壁を介してＣ領
域の現像剤と対面する検知導体であるブレード支持部材
４の斜線で示す部分Ｄを切除し、Ｃ領域の現像剤と対面
するブレード支持部材の電極面積を極端に減少させれ
ば、Ｃ領域の現像剤による静電容量への影響が殆どなく
なり、現像剤の残量が、画像に欠陥を生じる寸前まで、
高精度に検知できるようになるので好ましい。勿論、他
の方法によってＣ領域の現像剤の静電容量への影響を排
除するようにしてもよい。

【００２０】また、ブレード支持部材４が絶縁性のモー
ルド部材により形成されている場合には、図４に示すよ
うに、ブレード支持部材４の主として図１のＢ領域の現
像剤と対面する斜線部Ｅに導電性塗料を塗布すれば、上
述したように現像剤残量を、画像に欠陥を生じる寸前ま
で、高精度に検知できるようになるので好ましい。導電
性塗料を塗布する代りに導電性薄膜などを貼着してもよ
い。このように、ブレード支持部材４にモールド部材を
用いた場合には、支持部材の加工性の向上、軽量化を達
成することができるという利点も生じる。その上、検知
導体の電極として作用する導電性塗料や導電性薄膜等の
位置や幅に対する設定の自由度も増すため、より精度の
高い現像剤残量の検知が可能となる。

【００２１】さらに、従来の検知導体を現像剤中に埋
設、設置するアンテナ式の現像剤残量検知装置に上記本
発明を適用し、両検知導体を併用することも可能であ
り、この場合には検知精度がより一層向上する利点があ
る。

【００２２】図５は本発明の第２の実施例を示す概略図
であり、本実施例は、現像器１に大容量の現像剤補給槽
１４を接続し、現像器１内の現像剤５が減少した場合
に、現像剤補給槽１４から現像器１内へ自動的に現像剤
１５を補給するように構成した画像形成装置に適用した
場合である。現像剤補給槽１４と現像器１との接続部に
は補給ローラ１６が設けられており、この補給ローラ１
６を駆動することによって現像剤補給槽１４の現像剤１
５が現像器１内へ補給される。従って、本実施例では、
現像器１内の現像剤が所定量に減少したら、例えば図１
のＢ領域の現像剤が減少しだしたら比較回路１１からの
出力が反転するように、基準電圧源１０からの直流電圧
の出力値を設定し、図１の比較器１１からの出力が反転
したらこの出力で補給ローラ１６を所定時間駆動し、現
像剤を自動的に補給するようにしたものである。

【００２３】本実施例においても上記実施例と同様の作
用効果があることは明白であるので、その説明を省略す
る。

【００２４】なお、上記実施例では１成分磁性現像剤を
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。この場合は現像剤
残量としてトナー濃度が測定できる。また、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、さらには、画像の
濃淡表現をディザ法で行なう画像形成装置にも本発明は
適用できるし、原稿のコピーではなく、コンピュータ等
から出力された画像情報信号によりトナー像を形成する
画像形成装置にも本発明は適用できるものである。さら
に、現像器やブレード支持部材等の構成、形状、検知回
路の構成等については必要に応じて種々の変形及び変更
がなし得ることは言うまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、現像剤の層厚を規制するブレードを支持
するブレード支持部材を現像剤残量を検知する検知導体
として兼用するものであるから、独立の別個の検知導体
を設ける必要がなくなり、構成が簡単となり、安価にな
るだけでなくそれを取付けるための加工を含む製造工程
が簡略化できる。また、ブレード支持部材は現像剤中に
埋設されないから、現像剤が固着することもなく、さら
に、現像剤の流動性に悪影響を与えることもない等の多
くの顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の第１の実施例の要
部である現像剤残量検知装置の構成を示す概略図であ
る。

【図２】図１の現像剤残量検知装置において検出された
検出電圧と現像器内の現像剤の残量との関係を示す特性
図である。

【図３】現像剤の層厚を規制する弾性ブレードを支持す
るブレード支持部材の変形例を示す拡大斜視図である。

【図４】現像剤の層厚を規制する弾性ブレードを支持す
るブレード支持部材の他の変形例を示す拡大斜視図であ
る。

【図５】本発明による画像形成装置の第２の実施例の要
部の構成を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ 現像器 ２ 現像スリーブ ３ 弾性ブレード ４ ブレード支持部材 ５ 現像剤 ６ 感光体ドラム ８ 整流回路 ９ 電圧変換回路 １０ 基準電圧源 １１ 比較回路 １４ 現像剤補給槽 １６ 補給ローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を担持する現像剤担持体と、該現
   像剤担持体に交流成分を有する電圧を印加する電圧印加
   手段と、前記現像剤担持体に付着する現像剤の層厚を規
   制する弾性ブレードと、該弾性ブレードを支持するブレ
   ード支持部材とを具備し、前記電圧印加手段から前記現
   像剤担持体に印加される交流成分を有する電圧によって
   前記ブレード支持部材に誘導される電圧を検知して現像
   器内の現像剤の残量を検知することを特徴とする現像剤
   残量検知装置を備えた画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記ブレード支持部材が導電性部材より
   形成されており、該導電性部材の前記現像剤担持体と対
   面する前記弾性ブレード側寄りのかなりの部分が切除さ
   れていることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記ブレード支持部材が絶縁性部材より
   形成されており、該絶縁性部材の前記現像剤担持体と対
   面する所定の部分に導電体が被着されていることを特徴
   とする請求項１の画像形成装置。