JPH0844184A - 現像剤残量検知装置 - Google Patents

現像剤残量検知装置

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JPH0844184A
JPH0844184A JP18011494A JP18011494A JPH0844184A JP H0844184 A JPH0844184 A JP H0844184A JP 18011494 A JP18011494 A JP 18011494A JP 18011494 A JP18011494 A JP 18011494A JP H0844184 A JPH0844184 A JP H0844184A
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JP
Japan
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toner
capacitor
voltage
bias
comparator
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Application number
JP18011494A
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English (en)
Inventor
Maki Nakano
真樹 中野
Naoyuki Oki
尚之 大木
Kazuki Miyamoto
一樹 宮本
Atsushi Chagi
淳 茶木
Takahiro Atomichi
高廣 後路
Yasuo Fukatsu
康男 深津
Shinichi Takada
慎一 高田
Kazuhiro Oyoshi
和博 大▲吉▼
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 環境変化により交流電源、シールド線のイン
ピーダンスが変動しても正確な現像剤の残量を検知す
る。 【構成】 ACバイアス発生器3にて発生したACバイ
アスは現像スリーブに印加され、等価コンデンサ103
の値に応じた振巾のACバイアスが、トナー量検知電極
102に現われる。このACバイアスはシールド線20
1を介して、トナー電圧用振巾検出回路5に入力され、
その振巾に応じた直流電位(トナー電圧)に変換されコ
ンパレーター7の反転入力に印加される。またそれと同
時に、ACバイアス発生器3にて発生したACバイアス
はコンデンサ401を介して、基準電圧用振巾検出回路
6に入力され、その振巾に応じた直流電位(基準電圧)
に変換され、コンパレータ7の非反転入力に印加され
る。トナーが消費され、現像スリーブ〜トナー量検知電
極間のトナーが減少し始めると、コンパレーター7の反
転入力電位(トナー電圧)が低下し始める。

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、プリンタ等の画
像形成装置に用いられ現像器内の現像剤量を検知する現
像剤残量検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に現像器の模式的断面図を示す。
【0003】トナー容器104内のトナー105は現像
スリーブ101の回転にともない、画像形成部へ供給さ
れる。102は現像スリーブ101と平行に配置された
トナー量検知電極で有り、現像スリーブ101との間に
静電容量を持つ。
【0004】トナー容器104内のトナー105が消費
されるにつれ、現像スリーブ101と、トナー量検知電
極102の間のトナーが減少する事により現像スリーブ
と検知電極間の誘電率が減少し、静電容量が小さくな
る。
【0005】この静電容量の変化を検知する事により、
トナー容器104内のトナー量を検知出来る。
【0006】図6はこの様な静電容量の変化をとらえ、
トナー容器内のトナー残量を検出する回路ブロック図で
ある。
【0007】同図に於いて3はACバイアス発生源であ
り、マグネットスリーブ101にACバイアスを供給す
る。103はマグネットスリーブ101とトナー量検知
電極102間に形成される静電容量の等価コンデンサー
であり、この値の変化により、トナー量検知電極102
間に現われる、ACバイアスの振巾レベルが変化する。
トナー量検知電極102に現れたACバイアスはシール
ド線201により、トナー電圧用振巾検出回路5に印加
され、振巾レベルに応じた直流電位がトナー電圧として
コンパレーター7の反転入力端子に入力される。
【0008】一方ACバイアスはコンデンサー401を
介して、前述のトナー電圧用振巾検出回路5と同様の回
路構成による、基準電圧用振巾検出回路6に印加され、
振巾レベルに応じた直流電位が基準電圧としてコンパレ
ータ7の非反転入力端子に入力される。
【0009】この回路に於いて、等価コンデンサ103
の静電容量が、コンデンサー401の静電容量が大きい
場合、コンパレータ7の反転入力電位(トナー電圧)の
方が、非反転入力電位(基準電圧)より大きくなり、コ
ンパレータ7の判定結果8はLowとなる。
【0010】そしてトナー消費に応じて等価コンデンサ
103の静電容量が減少し、それに連動してコンパレー
ター7の反転入力電位(トナー電圧)が低下し、非反転
入力電位(基準電圧)よりも小さく成った時、コンパレ
ーター7の判定結果8はHighに転ずる。
【0011】この時の様子をグラフ化したのが図7であ
る。図7に於て、縦軸は、コンパレーター7の反転、非
反転入力の入力電位を示し、横軸はトナー容器104内
のトナー量を示す。
【0012】トナー量が充分な状態、つまり、現像スリ
ーブ101、電極102間がトナーでみたされている状
態では、反転入力電位(トナー電圧)は充分に高く、変
化が少ない。そして現像スリーブ101、電極102間
のトナーが減少し始める「A」のポイントから、トナー
の減少に応じて反転入力電位(トナー電圧)が低下しだ
す。更にトナーが消費され、「C」のポイントで反転入
力電位(トナー電圧)が非反転入力電位(基準電圧)を
下まわり、コンパレーター7の判定結果がHighに転
ずる事により、トナー残量が少ない事を検知する。
【0013】
【発明が解決する課題】しかしながら上記例では、シー
ルド線201の持つ信号線シールド間の静電容量の影響
により、コンパレーター7の検知結果が変化してしまう
という欠点があった。
【0014】シールド線の持つ静電容量は、トナー電圧
用振巾検出回路5の入力インピーダンスを変化させてし
まい、もう一方の基準電圧用振巾検出回路6と特性上の
差が生じてしまう。ACバイアス源の変動等、様々な変
動要因を打ち消すために設けられた反転入力側の回路
(コンデンサー104、基準電圧用振巾検出回路6)が
初期の目的を達成出来なくなる。
【0015】例えば図7に、破線で示した反転入力電位
(トナー電圧)の様に変化してしまうと、コンパレータ
ー7の検知レベルは、「B」のポイントから「C」のポ
イントに変化してしまい、トナー残量検知がずれてしま
う事になる。
【0016】
【課題を解決する手段】上記課題を解決する本発明は、
現像剤担持体にバイアス電圧を印加するための交流電源
と、現像剤担持体に印加されるバイアス電圧により電圧
が誘起される検知電極と、この検知電極の出力を直流電
圧に変換する第1変換手段と、検知電極と第1変換手段
を接続する信号線と接地されたシールド部と、を有する
シールド線と、交流電源に接続され現像剤担持体と検知
電極間に対応した静電容量を有するコンデンサと、この
コンデンサを介した電圧を直流電圧に変換する第2変換
手段と、コンデンサと第2変換手段間に設けられ信号線
とシールド間の静電容量に略等しい静電容量を有する容
量体と、を有することを特徴とする現像剤残量検知装置
である。
【0017】この本発明によれば環境が変化しシールド
線の静電容量が変化しても正確な現像剤の残量検知を行
なうことができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0019】尚、現像器の構成は図2に示したものが用
いられる。
【0020】図1は本発明の実施例の現像剤残量検出装
置のブロック図である。
【0021】図1において、3は現像スリーブ101に
交流バイアスを印加するための交流電源、5は検知電圧
を直流に交換する変換手段である検知電圧用振巾検出回
路、6は交流電源からの基準出力を直流に変換して基準
値を形成する変換手段である基準電圧用振巾検出回路、
7は検知電圧用振巾検出回路5と、基準電圧用振巾検出
回路6の出力電位を比較するコンパレータ、8はコンパ
レータ7の判定出力、101は現像スリーブ、102は
トナー残量検出電極、103は現像スリーブ101とト
ナー残量検出電極間に形成される静電容量の等価コンデ
ンサ201はトナー残量検出電極と、トナー電圧用振巾
検出回路5を電気的に接続するシールド線、202はシ
ールド線201の持つ信号線〜シールド間の静電容量の
等価コンデンサ、401は第1のコンデンサ、402は
第2のコンデンサである。
【0022】図2に於いて現像スリーブ101は矢印で
示した方向に回転し、それにともないトナー容器104
内のトナー105を運び出し、図示されてはいない、画
像形成用感光ドラムにトナーを供給する。トナー量検知
電極102は、金属製の棒状の電極であり、現像スリー
ブ101と平行に、所定の距離で、トナー容器104内
に配置されている。現像スリーブ101とトナー量検知
電極102は電気的に絶縁されており、両者の間に存在
する。トナー105及び空気を誘電体として静電容量を
持つ。この静電容量を、等価容量のコンデンサーとして
現わしたのが、図1の等価コンデンサー103である。
【0023】トナー容器104内のトナー105が消費
されるにつれ、現像スリーブ101とトナー量検知電極
102間のトナーが減少する。トナーの誘電率に比べ、
空気の誘電率が低いので、トナーが減少すると、両者間
の静電容量は、小さくなる。
【0024】次に、図1の回路の動作について説明す
る。
【0025】ACバイアス発生器3にて発生したACバ
イアスは現像スリーブに印加され、等価コンデンサ10
3の値に応じた振巾のACバイアスが、トナー量検知電
極102に現われる。このACバイアスはシールド線2
01を介して、トナー電圧用振巾検出回路5に入力さ
れ、その振巾に応じた直流電位(トナー電圧)に変換さ
れコンパレーター7の反転入力に印加される。
【0026】またそれと同時に、ACバイアス発生器3
にて発生したACバイアスはコンデンサ401を介し
て、基準電圧用振巾検出回路6に入力され、その振巾に
応じた直流電位(基準電圧)に変換され、コンパレータ
7の非反転入力に印加される。
【0027】コンデンサ401の容量値はトナー残量が
所定の時の等価コンデンサ103の容量値と等しく、又
コンデンサ402はシールド線201の持つ信号線〜ブ
ランド間容量202と等しいものとする。
【0028】トナーが充分に有る状態では、等価コンデ
ンサ103の容量は、コンデンサ401より大きく、そ
のためコンパレータ7の非反転入力電位(基準電圧)よ
りも高い電位(トナー電圧)が反転入力に印加され、コ
ンパレータ7の判定結果8はLowとなる。
【0029】トナーが消費され、現像スリーブ〜トナー
量検知電極間のトナーが減少し始めると、コンパレータ
ー7の反転入力電位(トナー電圧)が低下し始める。図
4は、トナー容器内トナー量と、コンパレータ入力電圧
の関係を示したものであり、上記の状態が図7の「A」
に相当する。
【0030】更にトナーが消費され、所定の量まで減少
した時、等価コンデンサ103と、コンデンサ104の
容量値は等しくなり、結果としてコンパレータ7の反転
入力電位は非反転入力電位に等しくなる。この状態は図
4の「B」点に相当し、この点を越えると、コンパレー
タ7の判定結果8はHighに転ずる事に成る。
【0031】次に、コンデンサー401、及び402に
ついて補足説明する。
【0032】図3は振巾検出回路及びその入力段を描出
した回路図であり、図1と同じものには同一の番号をふ
って有る。同図に於て、500番台のものは、トナー電
圧用振巾検出回路を構成し、600番台のものは基準電
圧用振巾検出回路を構成する。
【0033】先に述べた様にコンデンサ401は所定の
トナー量、つまり、トナー残量が少なくなった事を検知
したい状態での等価コンデンサー103の容量値と同じ
値を選び、又、C402は、シールド線201の持つ、
信号〜グランド間容量と同じ値を選ぶ。又、それと同時
にトナー電圧用振巾検出回路の入力インピーダンスを決
定する抵抗511、513と可変抵抗512の合成抵抗
値と、基準電圧用振巾検出回路の入力インピーダンスを
決定する抵抗611、612の合成抵抗値が等しく成る
様に設定する。すると、ACバイアス発生器3から見た
2系統の回路の入力インピーダンスは、所定のトナー量
に対し等しくなり、その後段の回路も同一にすれば、コ
ンパレーターの反転入力と非反転入力は等しくなる。何
らかの原因でACバイアス発生器3の発生するACバイ
アスの振巾、周波数、波形や、ACバイアス発生器3の
負荷ACバイアス発生器3の出力インピーダンス等が変
動しても、コンパレーターの2つの入力レベルは同様に
変化する為、変動の影響はキャンセルされる。
【0034】更に、シールド線の持つ信号〜グランド間
静電容量202の温度特性と、容量体としてのコンデン
サ402の温度特性をそろえる事により、使用環境の温
度や、装置内の他の熱源による昇温に対しても、変動を
互いにキャンセル出来る。
【0035】例えば図4に於いて上に述べた種々の変動
要因により、実線で示したトナー電圧、基準電圧が、破
線の様にシフトしても、2つの電圧がクロスするB点、
つまりトナー残量が少なく成った事を検知するポイント
は変化しない。
【0036】次に、第2の実施例について説明する。
【0037】図5は第2の実施例による、トナー残量検
出回路のブロック図であり、先に述べた第1の実施例に
於けるコンデンサ402の代わりに、容量体として第2
のシールド線403を用いたものである。
【0038】この時、第2のシールド線403は、第1
のシールド線201と同じ物を、同じ長さで用いる。当
然の事ながら、第1のシールド線の持つ信号線〜グラン
ド間の静電容量は、その温度特性も含め、第2のシール
ド線の持つそれと等しくなり、シールド線の持つ容量に
起因する変動要因を企てキャンセル出来る。
【0039】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば検出側
と基準側の入力インピーダンスを略等しくすることで、
環境変動が生じインピーダンスが変動しても安定した現
像剤の残量検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の現像剤残量検知装置のブロッ
ク図である。
【図2】現像器の断面図である。
【図3】本発明の実施例の現像剤残量検知装置の回路図
である。
【図4】現像剤量とコンパレータの入力電位の関係を示
す図である。
【図5】本発明の別の実施例の現像剤残量検知装置のブ
ロック図である。
【図6】現像剤残量検知装置のブロック図である。
【図7】現像剤量とコンパレータの入力電位の関係を示
す図である。
【符号の説明】
3 交流電源 5 第2の振巾検出回路 6 第1の振巾検出回路 7 比較用コンパレータ 8 比較判定結果の出力 101 現像スリーブ 102 トナー量検知電極 103 現像スリーブ〜トナー量検知電極間静電容量 104 トナー容器 105 トナー 201 シールド線 401 第1のコンデンサ 402 第2のコンデンサ 403 第2のシールド線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茶木 淳 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 後路 高廣 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 深津 康男 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 高田 慎一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 大▲吉▼ 和博 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現像剤担持体にバイアス電圧を印加する
    ための交流電源と、現像剤担持体に印加されるバイアス
    電圧により電圧が誘起される検知電極と、この検知電極
    の出力を直流電圧に変換する第1変換手段と、検知電極
    と第1変換手段を接続する信号線と接地されたシールド
    部と、を有するシールド線と、交流電源に接続され現像
    剤担持体と検知電極間に対応した静電容量を有するコン
    デンサと、このコンデンサを介した電圧を直流電圧に変
    換する第2変換手段と、コンデンサと第2変換手段間に
    設けられ信号線とシールド間の静電容量に略等しい静電
    容量を有する容量体と、を有することを特徴とする現像
    剤残量検知装置。
  2. 【請求項2】 上記容量体はコンデンサであることを特
    徴とする請求項1の現像剤残量検知装置。
  3. 【請求項3】 上記容量体はシールド線であることを特
    徴とする請求項1の現像剤残量検知装置。
  4. 【請求項4】 検知電極と第1変換手段間のシールド線
    とコンデンサと第2変換手段間のシールド線は長さが略
    等しいことを特徴とする請求項3の現像剤残量検知装
    置。
  5. 【請求項5】 第1、第2変換手段の入力インピータン
    スは略等しいことを特徴とする請求項1から4の現像剤
    残量検知装置。
JP18011494A 1994-08-01 1994-08-01 現像剤残量検知装置 Pending JPH0844184A (ja)

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JP18011494A JPH0844184A (ja) 1994-08-01 1994-08-01 現像剤残量検知装置

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JP (1) JPH0844184A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7916372B2 (en) 2008-04-03 2011-03-29 Canon Kabushiki Kaisha Movable body apparatus and optical deflector using the movable body apparatus
US7991313B2 (en) 2008-04-02 2011-08-02 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
US8086126B2 (en) 2007-12-13 2011-12-27 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus with high-voltage power supply

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8086126B2 (en) 2007-12-13 2011-12-27 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus with high-voltage power supply
US7991313B2 (en) 2008-04-02 2011-08-02 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
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Effective date: 20000328