JPH0728323A - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JPH0728323A
JPH0728323A JP19401593A JP19401593A JPH0728323A JP H0728323 A JPH0728323 A JP H0728323A JP 19401593 A JP19401593 A JP 19401593A JP 19401593 A JP19401593 A JP 19401593A JP H0728323 A JPH0728323 A JP H0728323A
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JP
Japan
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toner
developing
attenuator
voltage
amount
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JP19401593A
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English (en)
Inventor
Makoto Takeuchi
誠 竹内
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧出力の時間的変化或は環境による変化に
影響されることなく、更には、ノイズに対して安定なト
ナー量の検出を可能とするトナー残量検出装置を備えた
現像装置を提供する。 【構成】 トナー残量検出装置1は、高圧電源10から
の高圧出力HVを減衰器30Aと積分器31Aとにより
所定大きさの基準出力信号V0 に変換する。一方、高圧
電源10からの高圧出力HVは、減衰器30Bと積分器
31Bにより、現像スリーブ4とアンテナ5との間の静
電容量Cの大きさに応じて変動するトナー量出力信号V
に変換する。コンパレータ28は、トナー量出力信号V
を所定の基準出力信号V0 と比較し、トナー残量信号を
発する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、現像容器内のトナー量
を検出し、トナーの有無を判定するトナー残量検出装置
を備えた現像装置に関するものである。本発明の現像装
置は、像担持体に静電潜像を形成し、この潜像を現像剤
担持体にて担持搬送されるトナーにより可視像とする画
像形成装置に好適に利用することができる。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば電子写真複写装置などにお
いては、像担持体とされる感光ドラムに静電潜像を形成
し、この潜像は、現像装置にて可視像(トナー像)とさ
れる。現像装置は、現像容器内にトナーを収容し、この
トナーは現像剤担持体である現像スリーブにて現像部へ
と担持し搬送される。
【0003】このとき、現像容器内のトナー量は、複写
毎に消費されるために、現像容器内のトナーの残量検出
が必要とされる。従来のトナー残量検出は図6に示すよ
うな構成で行われていた。
【0004】つまり、図6において、感光ドラム1に対
向して現像装置2が配置され、現像装置2は、現像容器
3内に現像スリーブ4と、現像スリーブ4の近傍に設け
られ現像容器3内のトナのー量を検出するための検出素
子、即ち、アンテナ5とを備えている。現像スリーブ4
とアンテナ5は等価的にコンデンサCを形成している。
アンテナ5は、トナー残量検出装置6の回路構成部に接
続されている。
【0005】現像スリーブ4には、現像バイアスとし
て、高圧電源10から矩形波状の交流高圧HVが印加さ
れている。この高圧電源10からの高圧出力HVは、実
際には矩形波の立上り、立ち下がりの傾きをもち、トナ
ー残量検出装置6にては、現像スリーブ4とアンテナ5
間の静電容量Cと抵抗16、17からなる微分回路7B
により微分波形として検出される。ダイオード18はマ
イナス出力のクランプダイオードである。
【0006】この微分波形は、前記抵抗16、17で分
圧され、オペアンプ20、ダイオード22、コンデンサ
26から成るピークホールド回路8Bによりピーク検出
され、直流信号Vに変換される。抵抗25は、コンデン
サ26の放電用抵抗である。
【0007】斯かるトナー残量検出装置6にて、現像ス
リーブ4とアンテナ5間の静電容量Cは、現像スリーブ
4とアンテナ5間に存在するトナー量に依存する。つま
り、2つの導体4、5間にトナーが存在する場合には、
導体間の誘電率が高くなるため、静電容量Cは大きくな
る。従って、トナーが減少すると共に、導体4、5間の
誘電率が小さくなり、静電容量Cも小さくなるため、ピ
ークホールド回路8Aにより検出される電圧Vもトナー
量の減少に伴い低下する。
【0008】一方、高圧電源10からの高圧出力HV
は、上述のように現像スリーブ4に供給されると共に、
基準コンデンサ11と抵抗12、14、可変抵抗(ボリ
ューム)13により構成される微分回路7Aへも供給さ
れる。ダイオード15は、マイナス出力のクランプダイ
オードである。
【0009】ボリューム13により検出される微分波形
は、オペアンプ19、ダイオード21、コンデンサ2
4、及び放電用抵抗23からなるピークホールド回路8
Aにより、直流信号V0 に変換される。この時ボリュー
ム13は、ピークホールド回路8Bからの出力が所望の
基準値になるように調整されている。
【0010】オペアンプ19などからなるピークホール
ド回路8Aの出力、即ち、コンデンサ24の電位V0
と、先に説明したオペアンプ20などからなるピークホ
ールド回路8Aの出力、即ち、コンデンサ26の電位V
とは、コンパレータ28により比較され、現像容器内の
トナーの量を示すトナー残量信号として出力される。
【0011】従って、トナー量が十分ある場合には、コ
ンデンサ26の電位Vがコンデンサ24の電位V0 より
大きく、トナー残量信号は、High levelとなる。又、ト
ナー量が減少し、不足状態となった場合には、コンデン
サ26の電位Vは低下し、コンデンサ24の電位V0
り小さくなり、トナー残量信号はLow level となる。こ
のように、トナー残量信号により、トナー残量の検知が
可能となる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像装置におけるトナー残量検出装置6は、以下の
ような問題を有していた。
【0013】つまり、微分回路7A、7Bからの微分出
力値は、高圧電源のトランス、トランジスタ等の温度特
性により変動しやすいため、又、高圧出力は時間的にも
変動することがあり、従って、ピークホールド回路によ
る前記微分出力のピークホールド出力値は、これらの影
響を受けやすく、安定したトナー量の検出を行なうこと
が困難である。
【0014】又、斯かる従来のトナー残量検出装置は、
上述のように、微分回路及びピークホールド回路を備
え、微分出力をピークホールドする方式のために、ノイ
ズの影響を受けやすいという問題があった。
【0015】従って、本発明の目的は、高圧出力の時間
的変化或は環境による変化に影響されることなく、更に
は、ノイズに対して安定なトナー量の検出を可能とする
トナー残量検出装置を備えた現像装置を提供することで
ある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナ
ーを収容する現像容器と、この現像容器内に設けられ、
トナーを担持搬送して像担持体に形成された静電潜像を
現像する現像剤担持体と、この現像剤担持体に交流高圧
を印加するための高圧電源と、前記現像剤担持体の近傍
に設けられたトナー検出素子と前記現像剤担持体との間
の静電容量の変化を電圧として検出して、前記現像容器
内のトナーの残量を検出するトナー残量検出装置とを有
する現像装置において、前記トナー残量検出装置は、前
記高圧電源からの高圧出力を減衰器と積分器とにより所
定大きさの基準出力信号に変換し、一方、前記高圧電源
からの高圧出力を減衰器と積分器により、前記現像剤担
持体と前記トナー検出素子との間の静電容量の大きさに
応じて変動するトナー量出力信号に変換し、このトナー
量出力信号を前記所定の基準出力信号と比較することに
より、現像容器内のトナーの量を検出することを特徴と
する現像装置である。
【0017】
【実施例】以下、本発明に係る現像装置を図面に則して
更に詳しく説明する。
【0018】実施例1 図1に本発明の現像装置の第1の実施例の構成を示す。
この実施例にて、従来と同様に、感光ドラム1に対向し
て現像装置2が配置され、現像装置2は、現像容器3内
に現像スリーブ4と、現像スリーブ4の近傍に設けられ
現像容器3内のトナー量を検出するための検出素子、即
ち、アンテナ5とを備えている。現像スリーブ4とアン
テナ5は等価的にコンデンサCを形成している。アンテ
ナ5は、トナー残量検出装置6の回路構成部に接続され
ている。現像スリーブ4には、現像バイアスとして、高
圧電源10から矩形波状の交流高圧HVが印加されてい
る。
【0019】本実施例によると、高圧電源10からの矩
形波高圧出力HVは、現像スリーブ4及びアンテナ5を
介して、オペアンプ112とコンデンサ113などを備
えた減衰器30Bにより減衰される。次に、オペアンプ
112からの交流出力は、コンデンサ115、118と
ダイオード116、117などを備えた積分器31Bに
より倍整流され直流電圧Vに変換される。
【0020】一方、高圧電源10からの矩形波高圧出力
HVは、比較用高圧コンデンサ11を介して、オペアン
プ101とコンデンサ110などを備えた減衰器30A
により減衰される。次に、オペアンプ101の交流出力
は、コンデンサ103、106とダイオード104、1
05などを備えた積分器31Aにより倍整流され直流電
圧V0 に変換される。
【0021】オペアンプ110、121は、減衰器のオ
ペアンプ101、112にそれぞれ直流的にフィードバ
ックをかける回路である。
【0022】前記積分器31Aの出力値、即ち、コンデ
ンサ106のチャージ電圧をボリューム107により所
定値に調整されている基準出力値V0 と、前記積分器3
1Bのトナー量出力値、即ち、コンデンサ118のチャ
ージ電圧Vとをコンパレータ28にて比較し、トナー残
量信号を出力する。この出力信号は、コントローラ(図
示せず)に送信され、トナー供給装置(図示せず)を制
御する。
【0023】更に説明すると、コンデンサ118の電圧
(トナー量出力電圧)は、現像スリーブ4とアンテナ5
間の容量Cに従って変化する。つまり、現像容器内のト
ナーが十分有る場合には、等価容量Cは大きいために、
出力電圧Vも大きく、一方、トナーが消費され少なくな
るに従って等価容量Cが小さくなり、出力電圧Vも小さ
くなる。
【0024】従って、ボリューム107により設定され
た基準電圧V0 が現像容器内のトナーの不足を決定する
判定レベルに調整してあれば、トナーが十分の場合には
コンパレータ28へのプラス入力は、マイナス入力より
大きく、コンパレータ28はHigh level信号をコントロ
ーラに出力する。
【0025】一方、トナーが不足している場合には、コ
ンパレータ28のプラス入力がマイナス入力より小さく
なるため、コンパレータ28はLow level 信号をコント
ローラに出力する。これにより、コントローラはトナー
無しと判定する。
【0026】図2に、現像容器内のトナー量に対する、
トナー量出力電圧とトナー無しの判定レベルをグラフに
示す。
【0027】上記オペアンプ101、112が片電源の
オペアンプである場合には、オペアンプのプラス入力に
バイアス電圧を与えるだけで(図1に示す構成では接地
されている)、対応が可能である。
【0028】実施例2 図3に本発明の現像装置の第2の実施例の構成を示す。
図3の実施例において、図1に示す第1の実施例と同一
の部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。
【0029】本実施例では、減衰器の構成に特徴を有し
ている。つまり、オペアンプ112は、現像スリーブ4
とアンテナ5間の静電容量Cとコンデンサ113により
減衰器30Bとして動作する。抵抗124は帰還抵抗で
あり、直流的な利得を抑えている。
【0030】又、減衰器30Aを構成するオペアンプ1
01周辺の回路動作は、減衰器30Bを構成する上記オ
ペアンプ112周辺回路の動作と同様である。
【0031】減衰器30A、30Bの下流にそれぞれ接
続される積分器31A、31Bの構成及び動作は、第1
の実施例と同様である。
【0032】本実施例のトナー残量検出装置は、第1の
実施例に比較して、その回路構成は簡単であるけれど
も、帰還抵抗である抵抗123、124が誤差を発生す
る点で、第1の実施例に比べると幾分問題がある。
【0033】実施例3 図4に本発明の現像装置の第3の実施例の構成を示す。
図4の実施例において、図1に示す第1の実施例と同一
の部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。
【0034】本実施例では、減衰器の構成に特徴を有し
ている。つまり、オペアンプ112は、現像スリーブ4
とアンテナ5間の静電容量Cとコンデンサ113により
減衰器30Bとして動作する。抵抗133、134は帰
還抵抗であり、直流的な利得を抑えている。更に、コン
デンサ135によりコンデンサ113への帰還抵抗13
3、134の交流的な影響を抑えている。
【0035】また、減衰器30Aを構成するオペアンプ
101周辺の回路動作は、減衰器30Bを構成する上記
オペアンプ112周辺回路の動作と同様である。
【0036】減衰器30A、30Bの下流にそれぞれ接
続される積分器31A、31Bの構成及び動作は、第1
の実施例と同様である。
【0037】本実施例においては、第1の実施例に比較
して、回路構成は簡単であるけれども、帰還抵抗である
抵抗133、134、130、131の影響が低周波数
域で生じ、誤差を生む点で、第1の実施例に比べると問
題がある。
【0038】実施例4 図5に本発明の現像装置の第4の実施例の構成を示す。
図5の実施例において、図1に示す第1の実施例と同一
の部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。
【0039】本実施例では、減衰器の構成に特徴を有し
ている。つまり、オペアンプ112は、現像スリーブ4
とアンテナ5間の静電容量Cと、抵抗142とにより減
衰器30Bとして動作する。
【0040】また、減衰器30Aを構成するオペアンプ
101周辺の回路動作は、減衰器30Bを構成する上記
オペアンプ112周辺回路の動作と同様である。
【0041】減衰器30A、30Bの下流にそれぞれ接
続される積分器31A、31Bの構成及び動作は、第1
の実施例と同様である。ただ、本実施例では、比較回路
(コンパレータ28のマイナス入力側)のボリューム調
整を倍整流後ではなく、減衰器の減衰抵抗140、14
1として調整している点で、第1の実施例と異なる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る現像
装置によれば、トナー残量検出装置にて現像容器内のト
ナー量を検出するために、高圧電源からの高圧出力を、
減衰器及び積分器を用いて、現像剤担持体とアンテナ間
の静電容量の変化に応じて変動する直流電圧に変換し、
この直流電圧をトナーの有無の判定に用いる構成とされ
るので、高圧出力の時間的変化或は環境による変化を受
けることなく、更には、ノイズに対して安定したトナー
量の検出を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る現像装置の特にトナー残量検出装
置の第1の実施例の構成図である。
【図2】トナー量と検出電圧の関係とトナー有無判定レ
ベルを示すグラフである。
【図3】本発明に係る現像装置の特にトナー残量検出装
置の第2の実施例の構成図である。
【図4】本発明に係る現像装置の特にトナー残量検出装
置の第3の実施例の構成図である。
【図5】本発明に係る現像装置の特にトナー残量検出装
置の第4の実施例の構成図である。
【図6】従来の現像装置の特にトナー残量検出装置の構
成図である。
【符号の説明】
1 像担持体(感光ドラム) 2 現像装置 3 現像容器 4 現像剤担持体(現像スリーブ) 5 アンテナ 6 トナー残量検出装置 30A、B 減衰器 31A、B 積分器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トナーを収容する現像容器と、この現像
    容器内に設けられ、トナーを担持搬送して像担持体に形
    成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、この現像
    剤担持体に交流高圧を印加するための高圧電源と、前記
    現像剤担持体の近傍に設けられたトナー検出素子と前記
    現像剤担持体との間の静電容量の変化を電圧として検出
    して、前記現像容器内のトナーの残量を検出するトナー
    残量検出装置とを有する現像装置において、前記トナー
    残量検出装置は、前記高圧電源からの高圧出力を減衰器
    と積分器とにより所定大きさの基準出力信号に変換し、
    一方、前記高圧電源からの高圧出力を減衰器と積分器に
    より、前記現像剤担持体と前記トナー検出素子との間の
    静電容量の大きさに応じて変動するトナー量出力信号に
    変換し、このトナー量出力信号を前記所定の基準出力信
    号と比較することにより、現像容器内のトナーの量を検
    出することを特徴とする現像装置。
JP19401593A 1993-07-09 1993-07-09 現像装置 Pending JPH0728323A (ja)

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JP19401593A JPH0728323A (ja) 1993-07-09 1993-07-09 現像装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7065305B2 (en) 2004-03-16 2006-06-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Toner supplying method for image forming apparatus
WO2006132877A2 (en) * 2005-06-03 2006-12-14 Static Control Components, Inc. System and methods for remanufacturing imaging components
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