JPH07306081A - 粉体検知装置 - Google Patents
粉体検知装置Info
- Publication number
- JPH07306081A JPH07306081A JP6100395A JP10039594A JPH07306081A JP H07306081 A JPH07306081 A JP H07306081A JP 6100395 A JP6100395 A JP 6100395A JP 10039594 A JP10039594 A JP 10039594A JP H07306081 A JPH07306081 A JP H07306081A
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- JP
- Japan
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- capacitor
- oscillation
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 一対の電極間に空気に比べ誘電率の高い粉体
が近づくと、その電極間のコンデンサの容量が大きくな
り、このコンデンサと固有のインダクタンスを持つコイ
ルとトランジスタとで発振回路を組み立て発振させる
と、その発振周波数はコンデンサの容量が大きくなるこ
とで下がる。したがって、この発振電圧をフィルタ回路
を通して整流した整流電圧を、コンデンサの容量変化す
なわちトナーの残量の変化に伴って変化させることによ
り、検知感度のバラツキの小さい、安定した特性の粉体
検知装置を提供できる。 【構成】 粉体のレベルの変化する方向に沿って配置さ
れる基板とその表面に所定間隔をおいて配置される少な
くとも一対の検知電極を含むとともに、前記一対の検知
電極間の静電容量の変化により、前記粉体のレベルを検
知する回路とを有することを特徴とする粉体検知装置。
が近づくと、その電極間のコンデンサの容量が大きくな
り、このコンデンサと固有のインダクタンスを持つコイ
ルとトランジスタとで発振回路を組み立て発振させる
と、その発振周波数はコンデンサの容量が大きくなるこ
とで下がる。したがって、この発振電圧をフィルタ回路
を通して整流した整流電圧を、コンデンサの容量変化す
なわちトナーの残量の変化に伴って変化させることによ
り、検知感度のバラツキの小さい、安定した特性の粉体
検知装置を提供できる。 【構成】 粉体のレベルの変化する方向に沿って配置さ
れる基板とその表面に所定間隔をおいて配置される少な
くとも一対の検知電極を含むとともに、前記一対の検知
電極間の静電容量の変化により、前記粉体のレベルを検
知する回路とを有することを特徴とする粉体検知装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉体、粒体等のレベ
ル、例えば電子写真装置や静電記録装置などに使用する
トナーの残量を検出する装置に関する。
ル、例えば電子写真装置や静電記録装置などに使用する
トナーの残量を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真装置（複写機やプリンタ）ある
いは静電記録装置（ファクシミリ）などにおいて、トナ
ーを含む乾式現像剤（一成分の磁性トナー又は非磁性ト
ナー、トナーと磁性キャリアからなる二成分系現像剤
等）を用いて潜像（静電気的、磁気的）を現像すると、
トナーが潜像に付着消費され現像剤のレベルが低下す
る。良質の現像を行うためには、現像剤のレベルを所定
の範囲内に保持することが必要であり、このために現像
剤の残量レベルを正確に検出する必要がある。従来の現
像剤残量レベル検知方式として、磁性トナーとマグネッ
トロールを通じてアース側に流れ込む電荷の移動を計測
する電流検知方式、コイルのインダクタンス検知方式、
圧電素子を用いる圧電方式、コンデンサの原理を用いる
静電容量検知方式などが提案されている。しかし、電流
検知方式などは信頼性および安全性の点で問題があり、
インダクタンス検知方式ではコスト的に不利である。現
用の複写機やプリンターで圧電方式が機構が簡単で且つ
コストが安いといった理由で多用されている。この圧電
方式を図７および図８に基づいて説明する。圧電素子を
含む発振回路１とその発振電圧を整流する整流回路２に
より直流電圧信号として出力端子３より出力する。図８
は圧電方式に係るトナー残量検知装置であり、ケース４
の一端に一方の面がトナーなどの被検知物５と接する振
動板６の周縁を固着し、圧電素子７の一方の面に主電極
８ａと副電極８ｂを設け、他方の面に他の主電極８ｃを
設け、主電極８ｃを振動板６の他方の面に接合し、ケー
ス４の他端にプリント回路９を有する基板１０を装着し
たものである。この装置によれば振動板６にトナーなど
の被検知物５が接触してトナーレベルが例えばＯ3〜Ｏ2
の間にあると、常時（メインスイッチがオンの時）駆動
状態にある前記圧電素子が振動しにくくなるため、発振
電圧が低下したり発振が停止したりすることにより、前
記トナーの存在を判別できる信号を出力できる。一方、
トナーレベルがＯ2〜Ｏ1まで下がると、振動板にはトナ
ーの拘束力が作用しないので、発振動作が開始され、ト
ナーが無い又は少ないことを検知できる。
いは静電記録装置（ファクシミリ）などにおいて、トナ
ーを含む乾式現像剤（一成分の磁性トナー又は非磁性ト
ナー、トナーと磁性キャリアからなる二成分系現像剤
等）を用いて潜像（静電気的、磁気的）を現像すると、
トナーが潜像に付着消費され現像剤のレベルが低下す
る。良質の現像を行うためには、現像剤のレベルを所定
の範囲内に保持することが必要であり、このために現像
剤の残量レベルを正確に検出する必要がある。従来の現
像剤残量レベル検知方式として、磁性トナーとマグネッ
トロールを通じてアース側に流れ込む電荷の移動を計測
する電流検知方式、コイルのインダクタンス検知方式、
圧電素子を用いる圧電方式、コンデンサの原理を用いる
静電容量検知方式などが提案されている。しかし、電流
検知方式などは信頼性および安全性の点で問題があり、
インダクタンス検知方式ではコスト的に不利である。現
用の複写機やプリンターで圧電方式が機構が簡単で且つ
コストが安いといった理由で多用されている。この圧電
方式を図７および図８に基づいて説明する。圧電素子を
含む発振回路１とその発振電圧を整流する整流回路２に
より直流電圧信号として出力端子３より出力する。図８
は圧電方式に係るトナー残量検知装置であり、ケース４
の一端に一方の面がトナーなどの被検知物５と接する振
動板６の周縁を固着し、圧電素子７の一方の面に主電極
８ａと副電極８ｂを設け、他方の面に他の主電極８ｃを
設け、主電極８ｃを振動板６の他方の面に接合し、ケー
ス４の他端にプリント回路９を有する基板１０を装着し
たものである。この装置によれば振動板６にトナーなど
の被検知物５が接触してトナーレベルが例えばＯ3〜Ｏ2
の間にあると、常時（メインスイッチがオンの時）駆動
状態にある前記圧電素子が振動しにくくなるため、発振
電圧が低下したり発振が停止したりすることにより、前
記トナーの存在を判別できる信号を出力できる。一方、
トナーレベルがＯ2〜Ｏ1まで下がると、振動板にはトナ
ーの拘束力が作用しないので、発振動作が開始され、ト
ナーが無い又は少ないことを検知できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の圧電方式では、
各圧電素子の物性のバラツキが検知感度の差として表れ
るので、そのバラツキの補正が困難になる。また、振動
板とケースとの固定状態が検知感度を大きく左右してお
り、特に小型品を製造する場合に製品間の特性のバラツ
キが大きくなるという問題がある。そこで、本発明の目
的は、上述する従来からの問題点を解決し、検知感度の
バラツキの小さい、安定した特性の粉体検知装置を提供
することである。
各圧電素子の物性のバラツキが検知感度の差として表れ
るので、そのバラツキの補正が困難になる。また、振動
板とケースとの固定状態が検知感度を大きく左右してお
り、特に小型品を製造する場合に製品間の特性のバラツ
キが大きくなるという問題がある。そこで、本発明の目
的は、上述する従来からの問題点を解決し、検知感度の
バラツキの小さい、安定した特性の粉体検知装置を提供
することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、粉体のレベルの変化する方向に
沿って配置される基板とその表面に所定間隔をおいて配
置される少なくとも一対の検知電極を含むとともに、前
記一対の検知電極間の静電容量の変化により、前記粉体
のレベルを検知する回路とを有することを特徴とする粉
体検知装置を有する、という技術的手段を採用した。ま
た、本発明においては、検知回路は、発振回路とフィル
タ回路と整流回路を有する、という技術的手段を採用し
てもよい。さらに、本発明においては、フィルタ回路を
セラミックフィルタにより構成する、という技術的手段
を採用することが望ましい。
に、本発明においては、粉体のレベルの変化する方向に
沿って配置される基板とその表面に所定間隔をおいて配
置される少なくとも一対の検知電極を含むとともに、前
記一対の検知電極間の静電容量の変化により、前記粉体
のレベルを検知する回路とを有することを特徴とする粉
体検知装置を有する、という技術的手段を採用した。ま
た、本発明においては、検知回路は、発振回路とフィル
タ回路と整流回路を有する、という技術的手段を採用し
てもよい。さらに、本発明においては、フィルタ回路を
セラミックフィルタにより構成する、という技術的手段
を採用することが望ましい。
【０００５】
【作用】一対の電極間に空気に比べ誘電率の高い粉体
（着色樹脂粉末であるトナーなど）が近づくと、その電
極間のコンデンサの容量が大きくなる。このコンデンサ
と固有のインダクタンスを持つコイルとトランジスタと
で発振回路を組み立て発振させると、その発振周波数は
コンデンサの容量が大きくなることで下がる。したがっ
て、この発振電圧をフィルタ回路を通して整流した整流
電圧は、コンデンサの容量変化すなわちトナーの残量の
変化に伴って変化する。
（着色樹脂粉末であるトナーなど）が近づくと、その電
極間のコンデンサの容量が大きくなる。このコンデンサ
と固有のインダクタンスを持つコイルとトランジスタと
で発振回路を組み立て発振させると、その発振周波数は
コンデンサの容量が大きくなることで下がる。したがっ
て、この発振電圧をフィルタ回路を通して整流した整流
電圧は、コンデンサの容量変化すなわちトナーの残量の
変化に伴って変化する。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の回路構成を示し、図７と同一
部分は同一の参照符号で示す。発振回路１の発振電圧を
フィルタ回路１１を通して整流回路２で整流して、その
電圧信号を端子３から出力する。また、図２は本発明の
一実施例に係る粉体検知装置の部分断面図を示す。プリ
ント基板１２の上には、粉体（例えばトナー）の静電容
量の変化を検知する検知電極１３、１４が配線パターン
と共にエッチング法などで形成され、さらに前記発振回
路、前記フィルタ回路、前記整流回路などを含む検知回
路１５が実装され、最終的には回路図形を保護するため
にレジスト膜１６が塗布される。前記プリント基板は、
トナーなどの被検知物５のレベルが前記レジスト膜を介
して直接前記電極を上下するように、トナー収納容器１
７の外周の開口部に例えばシリコーン系接着剤で接着固
定されている。図３に、図２のプリント基板をＡ方向か
ら見た図を示す。図３に示すように一対の静電容量検知
電極を同一面上に配置することにより、２つの電極間の
静電容量の変化率が大きくなることから、粉体のレベル
の検知が容易になる。またプリント基板に検知部をエッ
チング法などにより配線パターンと共に直接形成するた
め、他の検知装置よりも容易に製造することができる。
また検知電極は、図３のものに限らず、図４に示すよう
な形状としてもよい。次に図５で発振回路１の一例を説
明する。この発振回路は、一般にハートレー発振回路と
称されている。直流電源１８より電圧が供給されて、コ
イル（発振トランス）１９とコンデンサ（静電容量変化
センサ）２０により、固有周波数で発振する。コンデン
サ２１は直流カット用で抵抗２２はバイアス用である。
トランジスタ２３にコイル１９とコンデンサ２０の共振
電圧が正帰還され発振する。ここで、コンデンサ２０に
図３又は図４に示す静電容量を検知する検知電極１３、
１４を使用して、誘電性の被検知物５が高誘電体（例え
ば絶縁樹脂中に着色剤（カーボンブラック等）を分散し
たトナーで、その誘電率は約２以上）であり、しかもこ
れらの電極の近くに存在すると、その容量が大きくなる
ため、発振周波数は低くなる。次に図６で、フィルタ回
路１１と整流回路２の一例について説明する。圧電セラ
ミックフィルタ２８は、一般的に知られるもので、圧電
セラミックの厚みすべり振動を利用したもので、固有の
共振周波数のみパスするものである。整流回路２は、コ
ンデンサ３１とダイオード３２で構成されて、発振回路
１で発振した交流電圧をフィルタ回路１１を通して、整
流回路２のダイオードで整流して直流電圧に変換して、
出力端子３から出力する構成を有する。上記例は、静電
容量変化を発振周波数に変換して、その周波数変化を検
出するものであるが、その他の方法としては、水晶発振
子やセラミック発信子で固定された発振周波数の電圧
を、ＬＣ共振フィルタの静電容量変化により共振周波数
としてフィルタ周波数変化により検知することができ
る。以上の例では、トナーのレベルを検出する場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限らず被検知物が、絶
縁体で覆われた導体であっても、空気より高い誘電率を
示す物体であれば検知することができる。
部分は同一の参照符号で示す。発振回路１の発振電圧を
フィルタ回路１１を通して整流回路２で整流して、その
電圧信号を端子３から出力する。また、図２は本発明の
一実施例に係る粉体検知装置の部分断面図を示す。プリ
ント基板１２の上には、粉体（例えばトナー）の静電容
量の変化を検知する検知電極１３、１４が配線パターン
と共にエッチング法などで形成され、さらに前記発振回
路、前記フィルタ回路、前記整流回路などを含む検知回
路１５が実装され、最終的には回路図形を保護するため
にレジスト膜１６が塗布される。前記プリント基板は、
トナーなどの被検知物５のレベルが前記レジスト膜を介
して直接前記電極を上下するように、トナー収納容器１
７の外周の開口部に例えばシリコーン系接着剤で接着固
定されている。図３に、図２のプリント基板をＡ方向か
ら見た図を示す。図３に示すように一対の静電容量検知
電極を同一面上に配置することにより、２つの電極間の
静電容量の変化率が大きくなることから、粉体のレベル
の検知が容易になる。またプリント基板に検知部をエッ
チング法などにより配線パターンと共に直接形成するた
め、他の検知装置よりも容易に製造することができる。
また検知電極は、図３のものに限らず、図４に示すよう
な形状としてもよい。次に図５で発振回路１の一例を説
明する。この発振回路は、一般にハートレー発振回路と
称されている。直流電源１８より電圧が供給されて、コ
イル（発振トランス）１９とコンデンサ（静電容量変化
センサ）２０により、固有周波数で発振する。コンデン
サ２１は直流カット用で抵抗２２はバイアス用である。
トランジスタ２３にコイル１９とコンデンサ２０の共振
電圧が正帰還され発振する。ここで、コンデンサ２０に
図３又は図４に示す静電容量を検知する検知電極１３、
１４を使用して、誘電性の被検知物５が高誘電体（例え
ば絶縁樹脂中に着色剤（カーボンブラック等）を分散し
たトナーで、その誘電率は約２以上）であり、しかもこ
れらの電極の近くに存在すると、その容量が大きくなる
ため、発振周波数は低くなる。次に図６で、フィルタ回
路１１と整流回路２の一例について説明する。圧電セラ
ミックフィルタ２８は、一般的に知られるもので、圧電
セラミックの厚みすべり振動を利用したもので、固有の
共振周波数のみパスするものである。整流回路２は、コ
ンデンサ３１とダイオード３２で構成されて、発振回路
１で発振した交流電圧をフィルタ回路１１を通して、整
流回路２のダイオードで整流して直流電圧に変換して、
出力端子３から出力する構成を有する。上記例は、静電
容量変化を発振周波数に変換して、その周波数変化を検
出するものであるが、その他の方法としては、水晶発振
子やセラミック発信子で固定された発振周波数の電圧
を、ＬＣ共振フィルタの静電容量変化により共振周波数
としてフィルタ周波数変化により検知することができ
る。以上の例では、トナーのレベルを検出する場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限らず被検知物が、絶
縁体で覆われた導体であっても、空気より高い誘電率を
示す物体であれば検知することができる。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、従来の圧電素子のよう
な可動部品が無いため、組立時のバラツキによる感度バ
ラツキが少なくないセンサを安価に提供できる。
な可動部品が無いため、組立時のバラツキによる感度バ
ラツキが少なくないセンサを安価に提供できる。
【図１】本発明の実施例における回路構成ブロック図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例におけるトナー残量検知装置の
部分断面図である。
部分断面図である。
【図３】本発明の実施例におけるプリント基板の電極構
造図である。
造図である。
【図４】本発明の実施例におけるプリント基板の電極構
造図である。
造図である。
【図５】本発明の実施例における発振回路構成例の回路
図である。
図である。
【図６】本発明の実施例におけるフィルタ回路構成例と
整流回路構成例の回路図である。
整流回路構成例の回路図である。
【図７】圧電方式の回路構成ブロック図である。
【図８】圧電方式のトナー残量検知装置の部分断面図で
ある。
ある。
１…発振回路、２…整流回路、４…ケース、５…被検知
物、６…振動板、７…圧電素子、８ａ、８ｃ…主電極、
８ｂ…副電極、９…プリント回路、１０…基板、１１…
フィルタ回路、１２…プリント基板、１３、１４…静電
容量検知電極、１５…検知回路、１６…レジスト膜、１
７…トナー収納容器、１８…直流電源、１９…発振トラ
ンス、２０…静電容量変化センサ、２１…コンデンサ、
２２…抵抗、２３…トランジスタ、２４、２５…発振電
圧出力端子、２６、２７…フィルタ部入力端子、２８…
セラミックフィルタ、２９、３０…フィルタ部出力端
子、３１…コンデンサ、３２…ダイオード、３、３３…
検知レベル電圧信号出力端子
物、６…振動板、７…圧電素子、８ａ、８ｃ…主電極、
８ｂ…副電極、９…プリント回路、１０…基板、１１…
フィルタ回路、１２…プリント基板、１３、１４…静電
容量検知電極、１５…検知回路、１６…レジスト膜、１
７…トナー収納容器、１８…直流電源、１９…発振トラ
ンス、２０…静電容量変化センサ、２１…コンデンサ、
２２…抵抗、２３…トランジスタ、２４、２５…発振電
圧出力端子、２６、２７…フィルタ部入力端子、２８…
セラミックフィルタ、２９、３０…フィルタ部出力端
子、３１…コンデンサ、３２…ダイオード、３、３３…
検知レベル電圧信号出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 浩司 群馬県富岡市宇田250−10群馬電子株式会 社内
Claims (3)
- 【請求項１】 粉体のレベルの変化する方向に沿って配
置される基板とその表面に所定間隔をおいて配置される
少なくとも一対の検知電極を含むとともに、前記一対の
検知電極間の静電容量の変化により、前記粉体のレベル
を検知する回路とを有することを特徴とする粉体検知装
置。 - 【請求項２】 検知回路は、発振回路とフィルタ回路と
整流回路を有する請求項１記載の粉体検知装置。 - 【請求項３】 フィルタ回路をセラミックフィルタによ
り構成する請求項２記載の粉体検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6100395A JPH07306081A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 粉体検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6100395A JPH07306081A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 粉体検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07306081A true JPH07306081A (ja) | 1995-11-21 |
Family
ID=14272804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6100395A Pending JPH07306081A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 粉体検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07306081A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257616A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-11 | Seiko Epson Corp | センサおよびセンサの製造方法 |
| US6463223B1 (en) | 1998-10-09 | 2002-10-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic image forming apparatus, process cartridge developing device, developer supply container and measuring part therefor |
| JP2002328518A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Canon Inc | 現像剤残量検知装置、プロセスカートリッジ、現像剤容器、電子写真画像形成装置、板部材 |
| KR100374269B1 (ko) * | 2000-04-07 | 2003-03-03 | 캐논 가부시끼가이샤 | 현상제 용기, 현상제량 검지 시스템, 프로세스 카트리지,현상 장치, 및 화상 형성 장치 |
| JP2006528364A (ja) * | 2003-04-22 | 2006-12-14 | タッチセンサー テクノロジーズ，エルエルシー | レベル感知用近接センサ |
| US20120263485A1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | Seiko Epson Corporation | Image forming device |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP6100395A patent/JPH07306081A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6463223B1 (en) | 1998-10-09 | 2002-10-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic image forming apparatus, process cartridge developing device, developer supply container and measuring part therefor |
| KR100374269B1 (ko) * | 2000-04-07 | 2003-03-03 | 캐논 가부시끼가이샤 | 현상제 용기, 현상제량 검지 시스템, 프로세스 카트리지,현상 장치, 및 화상 형성 장치 |
| JP2002257616A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-11 | Seiko Epson Corp | センサおよびセンサの製造方法 |
| JP2002328518A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Canon Inc | 現像剤残量検知装置、プロセスカートリッジ、現像剤容器、電子写真画像形成装置、板部材 |
| JP2006528364A (ja) * | 2003-04-22 | 2006-12-14 | タッチセンサー テクノロジーズ，エルエルシー | レベル感知用近接センサ |
| US20120263485A1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | Seiko Epson Corporation | Image forming device |
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