JPH11295974A - 現像剤残量検知方法および画像形成装置 - Google Patents
現像剤残量検知方法および画像形成装置Info
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- JPH11295974A JPH11295974A JP11155598A JP11155598A JPH11295974A JP H11295974 A JPH11295974 A JP H11295974A JP 11155598 A JP11155598 A JP 11155598A JP 11155598 A JP11155598 A JP 11155598A JP H11295974 A JPH11295974 A JP H11295974A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トナーの循環を阻害することなくトナー残量
を連続的に検知できる現像剤残量検知方法を提供する。 【解決手段】 現像容器12の壁面にマイクロフォン1
3を取り付け、現像スリーブ10に印加したAC電圧の
音を、トナーTおよび壁面を介して測定する。振動周波
数に応じた強度分布の最大値の移動を元にトナー残量を
求める。
を連続的に検知できる現像剤残量検知方法を提供する。 【解決手段】 現像容器12の壁面にマイクロフォン1
3を取り付け、現像スリーブ10に印加したAC電圧の
音を、トナーTおよび壁面を介して測定する。振動周波
数に応じた強度分布の最大値の移動を元にトナー残量を
求める。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザープ
リンターあるいは複写機などのトナーを用いて画像を形
成する静電記録方式や電子写真方式の画像形成装置、お
よび、現像器内のトナー残量を検知する方法に関する。
リンターあるいは複写機などのトナーを用いて画像を形
成する静電記録方式や電子写真方式の画像形成装置、お
よび、現像器内のトナー残量を検知する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の画像形成装置の一例とし
て、レーザープリンターを図23に示す。図23におい
て、プリンタ本体AにはプロセスカートリッジBが着脱
自在に装着されている。プロセスカートリッジBには、
像担持体である感光体ドラム5、一次帯電ローラ4、現
像手段としての現像スリーブ10、およびクリーニング
ブレード15等が一体的に構成されている。
て、レーザープリンターを図23に示す。図23におい
て、プリンタ本体AにはプロセスカートリッジBが着脱
自在に装着されている。プロセスカートリッジBには、
像担持体である感光体ドラム5、一次帯電ローラ4、現
像手段としての現像スリーブ10、およびクリーニング
ブレード15等が一体的に構成されている。
【0003】一次帯電ローラ4にはDCとAC電圧が重
畳されたバイアスが印加され、感光体ドラム5上に所定
の電荷を帯電させる。この後、レーザー光学系3から画
像信号に同期したレーザー光が感光体ドラム5上へ照射
されて静電潜像が形成される。この潜像にはACとDC
が重畳されたバイアスが印加された現像スリーブ10に
よってトナーが選択的に付着させられる。こうして、感
光体ドラム5上に現像がなされる。
畳されたバイアスが印加され、感光体ドラム5上に所定
の電荷を帯電させる。この後、レーザー光学系3から画
像信号に同期したレーザー光が感光体ドラム5上へ照射
されて静電潜像が形成される。この潜像にはACとDC
が重畳されたバイアスが印加された現像スリーブ10に
よってトナーが選択的に付着させられる。こうして、感
光体ドラム5上に現像がなされる。
【0004】一方、カセット1に積載された転写材は画
像の先端と転写位置で同期するようにレジストローラ1
7によってタイミングをとって送り出される。転写材に
は転写ローラ9から背面にトナーと逆極性の電荷を与え
られることで、トナー像を感光体ドラムから写し取る。
像の先端と転写位置で同期するようにレジストローラ1
7によってタイミングをとって送り出される。転写材に
は転写ローラ9から背面にトナーと逆極性の電荷を与え
られることで、トナー像を感光体ドラムから写し取る。
【0005】感光体ドラム5上に残ったトナーや付着し
た紙粉はクリーニングブレード15で掻き取られ、感光
体ドラム5は再度一次帯電以降の工程を繰り返す。
た紙粉はクリーニングブレード15で掻き取られ、感光
体ドラム5は再度一次帯電以降の工程を繰り返す。
【0006】トナー像を写し取った転写材は、その後定
着器8によって加熱加圧されることでトナー像を永久固
着させて排紙トレイ18へ排出される。
着器8によって加熱加圧されることでトナー像を永久固
着させて排紙トレイ18へ排出される。
【0007】上記プロセスカートリッジBに収容された
トナーの残量検知手段の一例としてとして、図24に示
す検知手段が特開平8−160834号公報にて開示さ
れている。この検知手段は、現像器6の現像容器6a内
に検知部材として1対のアンテナ線16a、16bを一
定間隔を隔て配置している。この1対のアンテナ線16
a、16bは、両者間にトナーが介在する状態に応じて
静電容量が変化するコンデンサとみなすことができ、こ
の静電容量の変化によって現像容器10a内のトナー量
を測定するものである。
トナーの残量検知手段の一例としてとして、図24に示
す検知手段が特開平8−160834号公報にて開示さ
れている。この検知手段は、現像器6の現像容器6a内
に検知部材として1対のアンテナ線16a、16bを一
定間隔を隔て配置している。この1対のアンテナ線16
a、16bは、両者間にトナーが介在する状態に応じて
静電容量が変化するコンデンサとみなすことができ、こ
の静電容量の変化によって現像容器10a内のトナー量
を測定するものである。
【0008】また、アンテナを現像器内に現像スリーブ
と平行に配置してアンテナ線と現像スリーブ間の静電容
量を測定するものが知られている。
と平行に配置してアンテナ線と現像スリーブ間の静電容
量を測定するものが知られている。
【0009】あるいは他の方法として、現像容器に窓を
設けて光学的にトナー量を検知する方法、圧電素子など
のトナーの重さを利用するもの、ホール素子のように磁
力を用いるものなどが公開されている。
設けて光学的にトナー量を検知する方法、圧電素子など
のトナーの重さを利用するもの、ホール素子のように磁
力を用いるものなどが公開されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
トナーの残量検知手段は、その精度が悪く残量がかなり
ある状態でユーザーにトナー補給ないしプロセスカート
リッジ(以下「カートリッジ」という)を求めるため、
過剰なトナー補給による現像装置のバンクやカートリッ
ジ内にトナーを多く残したままで廃棄されるなどの問題
があった。特に、光学的なセンサーを用いたり圧電素子
を用いたりする方法は現像容器内の一部分でトナーの量
を見ているために、撹拌が悪いと現像スリーブ上の一部
でトナーがない状態でもその旨を検知できず、そのため
画像が白く抜けるような問題も生じた。
トナーの残量検知手段は、その精度が悪く残量がかなり
ある状態でユーザーにトナー補給ないしプロセスカート
リッジ(以下「カートリッジ」という)を求めるため、
過剰なトナー補給による現像装置のバンクやカートリッ
ジ内にトナーを多く残したままで廃棄されるなどの問題
があった。特に、光学的なセンサーを用いたり圧電素子
を用いたりする方法は現像容器内の一部分でトナーの量
を見ているために、撹拌が悪いと現像スリーブ上の一部
でトナーがない状態でもその旨を検知できず、そのため
画像が白く抜けるような問題も生じた。
【0011】また上記のような、カートリッジ内にアン
テナを設けて現像スリーブとの間の静電容量を測定する
手段は、アンテナのたわみによって誤差が生じたりある
いは現像器内のトナーの循環を阻害するなどの問題があ
った。
テナを設けて現像スリーブとの間の静電容量を測定する
手段は、アンテナのたわみによって誤差が生じたりある
いは現像器内のトナーの循環を阻害するなどの問題があ
った。
【0012】そして、これらの残量検知手段は、トナー
の残量が一定レベル以下になったことを検知するのみ
で、初期からどの程度消費されているか、どの程度残量
が残っているかをユーザーに伝えることができず、その
ため、印字比率の高い画像をプリントするユーザーにお
いては、トナーなしを予告する信号がついてから、わず
かな枚数のプリントでトナーが消費されてしまい、その
後のプリントができなくなるといった不都合が生じてい
た。
の残量が一定レベル以下になったことを検知するのみ
で、初期からどの程度消費されているか、どの程度残量
が残っているかをユーザーに伝えることができず、その
ため、印字比率の高い画像をプリントするユーザーにお
いては、トナーなしを予告する信号がついてから、わず
かな枚数のプリントでトナーが消費されてしまい、その
後のプリントができなくなるといった不都合が生じてい
た。
【0013】従って、本発明の目的は、現像剤の循環を
阻害することなく現像剤残量を連続的に検知できる現像
剤残量検知方法および該現像剤残量検知方法を実施する
画像形成装置を提供することである。
阻害することなく現像剤残量を連続的に検知できる現像
剤残量検知方法および該現像剤残量検知方法を実施する
画像形成装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像剤残量検知方法および画像形成装置にて達成され
る。要約すれば、本発明は、画像形成装置における現像
装置の現像容器内に収容された現像剤の残量検知方法に
おいて、前記現像容器内に振動を発生させる手段を有
し、現像剤ないし、前記現像容器を介して前記振動を伝
播させて、検知手段により所定の周波数領域での強度分
布を測定して現像剤残量を検知することを特徴とする現
像剤量検知方法である。
現像剤残量検知方法および画像形成装置にて達成され
る。要約すれば、本発明は、画像形成装置における現像
装置の現像容器内に収容された現像剤の残量検知方法に
おいて、前記現像容器内に振動を発生させる手段を有
し、現像剤ないし、前記現像容器を介して前記振動を伝
播させて、検知手段により所定の周波数領域での強度分
布を測定して現像剤残量を検知することを特徴とする現
像剤量検知方法である。
【0015】前記強度の最大値の周波数から現像剤の残
量を検知することが好ましい。別の態様によれば、前記
強度分布を所定のしきい値にて規定した際の、最大値の
周波数から現像剤の残量を検知することが好ましい。ま
た別の態様によれば、前記強度分布を所定のしきい値に
て規定した際の、最小値の周波数から現像剤の残量を検
知することが好ましい。
量を検知することが好ましい。別の態様によれば、前記
強度分布を所定のしきい値にて規定した際の、最大値の
周波数から現像剤の残量を検知することが好ましい。ま
た別の態様によれば、前記強度分布を所定のしきい値に
て規定した際の、最小値の周波数から現像剤の残量を検
知することが好ましい。
【0016】本発明による他の態様によれば、画像形成
装置における現像装置の現像容器内に収容された現像剤
の残量検知方法において、前記現像容器内に振動を発生
させる手段を有し、現像剤ないし、前記現像容器を介し
てこの振動を伝播させて、検知手段により複数の所定の
周波数領域での強度分布を測定して現像剤残量を検知す
ることを特徴とする現像剤量検知方法が提供される。
装置における現像装置の現像容器内に収容された現像剤
の残量検知方法において、前記現像容器内に振動を発生
させる手段を有し、現像剤ないし、前記現像容器を介し
てこの振動を伝播させて、検知手段により複数の所定の
周波数領域での強度分布を測定して現像剤残量を検知す
ることを特徴とする現像剤量検知方法が提供される。
【0017】それぞれの周波数領域での強度の最大値の
周波数をその領域の代表周波数として現像剤の残量を検
知することが好ましい。別の態様によれば、それぞれの
周波数領域での前記強度分布を所定のしきい値にて規定
した際の、最大値の周波数をその領域の代表周波数とし
て現像剤の残量を検知することが好ましい。さらに別の
態様によれば、それぞれの周波数領域での前記強度分布
を所定のしきい値にて規定した際の、最小値の周波数を
その領域の代表周波数として現像剤の残量を検知するこ
とが好ましい。
周波数をその領域の代表周波数として現像剤の残量を検
知することが好ましい。別の態様によれば、それぞれの
周波数領域での前記強度分布を所定のしきい値にて規定
した際の、最大値の周波数をその領域の代表周波数とし
て現像剤の残量を検知することが好ましい。さらに別の
態様によれば、それぞれの周波数領域での前記強度分布
を所定のしきい値にて規定した際の、最小値の周波数を
その領域の代表周波数として現像剤の残量を検知するこ
とが好ましい。
【0018】上記発明において、前記発生させる振動の
周期を変化させることが好ましい。別の態様によれば、
前記発生させる振動の振幅を変化させることが好まし
い。
周期を変化させることが好ましい。別の態様によれば、
前記発生させる振動の振幅を変化させることが好まし
い。
【0019】本発明による他の態様によれば、現像剤を
収容する現像容器を含む現像装置を備えた画像形成装置
において、前記現像容器内に振動を発生させる手段と、
現像剤ないし、前記現像容器を介して伝播する前記振動
を、所定の周波数領域での強度分布を測定してトナー残
量として検知する検知手段とを有することを特徴とする
画像形成装置が提供される。
収容する現像容器を含む現像装置を備えた画像形成装置
において、前記現像容器内に振動を発生させる手段と、
現像剤ないし、前記現像容器を介して伝播する前記振動
を、所定の周波数領域での強度分布を測定してトナー残
量として検知する検知手段とを有することを特徴とする
画像形成装置が提供される。
【0020】本発明による他の態様によれば、現像剤を
収容する現像容器を含む現像装置を備えた画像形成装置
において、前記現像容器内に振動を発生させる手段と、
現像剤ないし、前記現像容器を介してこの振動を伝播さ
せて、複数の所定の周波数領域での強度分布を測定して
現像剤残量を検知する検知手段とを有することを特徴
とする画像形成装置が提供される。
収容する現像容器を含む現像装置を備えた画像形成装置
において、前記現像容器内に振動を発生させる手段と、
現像剤ないし、前記現像容器を介してこの振動を伝播さ
せて、複数の所定の周波数領域での強度分布を測定して
現像剤残量を検知する検知手段とを有することを特徴
とする画像形成装置が提供される。
【0021】上記発明において、前記現像容器内で振動
を発生させる手段は現像剤担持体であることが好まし
い。別の態様によれば、像担持体、帯電手段、およびク
リーニング手段を有し、これらのうちいずれか一つが前
記振動を発生させる手段を有することが好ましい。
を発生させる手段は現像剤担持体であることが好まし
い。別の態様によれば、像担持体、帯電手段、およびク
リーニング手段を有し、これらのうちいずれか一つが前
記振動を発生させる手段を有することが好ましい。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像剤残量検
知方法および画像形成装置を図面に則して更に詳しく説
明する。なお、前出の部材と同一部材には同一符号を付
す。
知方法および画像形成装置を図面に則して更に詳しく説
明する。なお、前出の部材と同一部材には同一符号を付
す。
【0023】実施例1 本発明の第1実施例について説明する。図1に本実施例
の画像形成装置が示される。
の画像形成装置が示される。
【0024】図1において、画像形成装置は、その略中
央にOPCやアモルファスシリコン等の材料で作られた
感光体ドラム5を備えており、この表面は帯電ローラ4
によって一様に帯電される。帯電ローラ4には帯電させ
たい電位に等しいDC電圧と、帯電の一様性および収束
性を上げるためにAC電圧とが印加されている。このよ
うにして帯電された感光体ドラム1上にレーザー光学系
3からレーザー光を走査させることで潜像が形成され
る。
央にOPCやアモルファスシリコン等の材料で作られた
感光体ドラム5を備えており、この表面は帯電ローラ4
によって一様に帯電される。帯電ローラ4には帯電させ
たい電位に等しいDC電圧と、帯電の一様性および収束
性を上げるためにAC電圧とが印加されている。このよ
うにして帯電された感光体ドラム1上にレーザー光学系
3からレーザー光を走査させることで潜像が形成され
る。
【0025】現像器6は、図2と図3に示すように、ト
ナーを収容する現像容器12と、その内部に配置された
トナー攪拌棒11や、現像容器12の開口部に延在配置
された現像スリーブ10、現像スリーブ10に当接した
ドクターブレード(不図示)などを備えている。現像ス
リーブ10はアルミニウムや非磁性ステンレスのパイプ
にブラスト処理やコート処理したものが用いられ、トナ
ーが磁性を有する場合には内部に磁石を有する。
ナーを収容する現像容器12と、その内部に配置された
トナー攪拌棒11や、現像容器12の開口部に延在配置
された現像スリーブ10、現像スリーブ10に当接した
ドクターブレード(不図示)などを備えている。現像ス
リーブ10はアルミニウムや非磁性ステンレスのパイプ
にブラスト処理やコート処理したものが用いられ、トナ
ーが磁性を有する場合には内部に磁石を有する。
【0026】現像スリーブ10には、通常は感光体ドラ
ム5上の潜像の電位に対して、選択的にトナーを付着さ
せるためにDC電圧ないしAC電圧が印加されている。
感光体ドラム5上の潜像は、現像部位でトナーを付着さ
れることによって顕像となり、転写部位に向かう。
ム5上の潜像の電位に対して、選択的にトナーを付着さ
せるためにDC電圧ないしAC電圧が印加されている。
感光体ドラム5上の潜像は、現像部位でトナーを付着さ
れることによって顕像となり、転写部位に向かう。
【0027】図1にて装置下部には記録媒体である紙を
収納する給紙カセット1が配置され、図示されていない
ホストとなるコンピュータやワードプロセッサからのプ
リント開始信号で紙を転写部位に向けて送り出す。転写
部位への途中に紙の先端を検知するトップセンサ2が設
けられ、これによって、画像先端を紙先端に同期させ
て、感光体ドラム5上への画像書き出しを開始する。紙
は、転写部位で感光体ドラム上の顕像と紙の先端とが一
致するように搬送される。
収納する給紙カセット1が配置され、図示されていない
ホストとなるコンピュータやワードプロセッサからのプ
リント開始信号で紙を転写部位に向けて送り出す。転写
部位への途中に紙の先端を検知するトップセンサ2が設
けられ、これによって、画像先端を紙先端に同期させ
て、感光体ドラム5上への画像書き出しを開始する。紙
は、転写部位で感光体ドラム上の顕像と紙の先端とが一
致するように搬送される。
【0028】転写部位では、転写ローラ9が紙の背面か
らトナーと逆の極性の帯電を紙に与えることで、感光体
ドラム5上のトナー像を紙上に転写する。トナー像を載
せた紙は定着装置8まで搬送され、ここで熱と圧力を加
えられて、トナーが紙に永久固着される。
らトナーと逆の極性の帯電を紙に与えることで、感光体
ドラム5上のトナー像を紙上に転写する。トナー像を載
せた紙は定着装置8まで搬送され、ここで熱と圧力を加
えられて、トナーが紙に永久固着される。
【0029】一方、感光体ドラム5上に転写されずに残
ったトナーや付着した紙粉は、ブレード15によって掻
き落とされ、廃トナー容器7に収容される。このように
して清掃された感光体ドラム5は再度帯電以降の工程を
繰り返す。
ったトナーや付着した紙粉は、ブレード15によって掻
き落とされ、廃トナー容器7に収容される。このように
して清掃された感光体ドラム5は再度帯電以降の工程を
繰り返す。
【0030】つぎに、本実施例のトナー残量検知手段に
ついて説明する。図4は、上記画像形成装置の感光体ド
ラム5の周辺を拡大した図である。
ついて説明する。図4は、上記画像形成装置の感光体ド
ラム5の周辺を拡大した図である。
【0031】図4において、感光体ドラム5と現像スリ
ーブ10の間にバイアスを印加することによって、電界
による力が働く。このためACバイアスを印加した場合
や、DCバイアスを印加したり、切ったりした場合に現
像スリーブ10が現像容器12内で振動する。この振動
が、現像容器12の壁やトナーTを介して、現像容器1
2の外壁に取り付けられた検知手段としてのセンサ13
に伝わり電気信号に変換される。
ーブ10の間にバイアスを印加することによって、電界
による力が働く。このためACバイアスを印加した場合
や、DCバイアスを印加したり、切ったりした場合に現
像スリーブ10が現像容器12内で振動する。この振動
が、現像容器12の壁やトナーTを介して、現像容器1
2の外壁に取り付けられた検知手段としてのセンサ13
に伝わり電気信号に変換される。
【0032】ここに用いられるセンサ13は、現像容器
12の壁面の振動を測定できればいいので、マイクロフ
ォンのような音響信号を検知する圧電素子等が使用でき
る。この場合のセンサ13は現像容器12の壁面に接触
した方が好ましいが、マイクロフォンのような音響入力
として取り込むセンサを用いる場合は必ずしも接触であ
る必要はない。
12の壁面の振動を測定できればいいので、マイクロフ
ォンのような音響信号を検知する圧電素子等が使用でき
る。この場合のセンサ13は現像容器12の壁面に接触
した方が好ましいが、マイクロフォンのような音響入力
として取り込むセンサを用いる場合は必ずしも接触であ
る必要はない。
【0033】本実施例では、現像バイアスとしてDC電
圧−630V、AC電圧としてVppで1200V、周
波数1800Hzの矩形波を用いた。現像スリーブ10
は、アルミニウムで、外径12mm、肉厚0.8mm、
長さ240mmのパイプに、長さ14.5mm、直径6
mm、嵌合部外径10.5mmのフランジを圧入したも
のを使用した。
圧−630V、AC電圧としてVppで1200V、周
波数1800Hzの矩形波を用いた。現像スリーブ10
は、アルミニウムで、外径12mm、肉厚0.8mm、
長さ240mmのパイプに、長さ14.5mm、直径6
mm、嵌合部外径10.5mmのフランジを圧入したも
のを使用した。
【0034】そして、図2と図3に示したように、現像
容器12の壁面にマイクロフォン13を接触させ、現像
工程時におけるAC電圧の音を測定する構成とした。マ
イクロフォン13の壁面との接触位置は、現像容器12
の長手方向の中心付近にした。これは、現像スリーブ1
0が両端で感光体ドラム5に当接し、現像スリーブ10
からの振動を両方の壁面ないし内部のトナーTを介して
均等に測定するためである。
容器12の壁面にマイクロフォン13を接触させ、現像
工程時におけるAC電圧の音を測定する構成とした。マ
イクロフォン13の壁面との接触位置は、現像容器12
の長手方向の中心付近にした。これは、現像スリーブ1
0が両端で感光体ドラム5に当接し、現像スリーブ10
からの振動を両方の壁面ないし内部のトナーTを介して
均等に測定するためである。
【0035】図5は現像バイアスの波形を表すもので、
ACの矩形波である。周波数fは実験では1800H
z、Vpp=1200を印加した。これに対応して、図
6、図7、図8、および図9は高調波までの強度を測定
したグラフである。図6〜図9は、それぞれ、初期、2
000枚、4000枚、空状態の振動強度を示してい
る。
ACの矩形波である。周波数fは実験では1800H
z、Vpp=1200を印加した。これに対応して、図
6、図7、図8、および図9は高調波までの強度を測定
したグラフである。図6〜図9は、それぞれ、初期、2
000枚、4000枚、空状態の振動強度を示してい
る。
【0036】図10と図11は、さらに30kHz周辺
の強度分布を示したグラフである。図10は現像容器に
所定のトナーが充填された未使用状態のセンサ出力を示
している。図11はこれに対して、トナーの消費が進
み、現像容器がほぼ空の状態のセンサ出力を示してい
る。これから分かるように、29kHz前後の強度分布
に変化が見られる。
の強度分布を示したグラフである。図10は現像容器に
所定のトナーが充填された未使用状態のセンサ出力を示
している。図11はこれに対して、トナーの消費が進
み、現像容器がほぼ空の状態のセンサ出力を示してい
る。これから分かるように、29kHz前後の強度分布
に変化が見られる。
【0037】このような強度分布を用いて、トナーの残
量を検知する方法を、図12と図13を参照して以下に
述べる。
量を検知する方法を、図12と図13を参照して以下に
述べる。
【0038】本実施例の検知方法は、振動周波数に応じ
た強度分布の最大値の移動を元にトナー残量を求めるも
ので、最大周波数が28.8kHz未満の場合にはトナ
ー残量は半分以上あるとし、28.8kHz以上になる
と、最大値が順次0.1kHz上がるごとに、10%刻
みで残量を50%から減らしていき、29.3kHzで
空の警告を出すものである。
た強度分布の最大値の移動を元にトナー残量を求めるも
ので、最大周波数が28.8kHz未満の場合にはトナ
ー残量は半分以上あるとし、28.8kHz以上になる
と、最大値が順次0.1kHz上がるごとに、10%刻
みで残量を50%から減らしていき、29.3kHzで
空の警告を出すものである。
【0039】28.8kHz未満でもトナー残量表示す
ることは可能であるが、ユーザにとってトナー切れにな
らない時点での表示はあまり意味がないので、あえて行
う必要はない。
ることは可能であるが、ユーザにとってトナー切れにな
らない時点での表示はあまり意味がないので、あえて行
う必要はない。
【0040】いずれにしても、トナー残量の100%か
ら0%までの出力に応じて、残量の信号をホスト側へ出
すようにすることができる。これによって印字頻度の高
いユーザは早めに補充用の現像剤を用意できる。あるい
は交換用のプロセスカートリッジを用意できる。
ら0%までの出力に応じて、残量の信号をホスト側へ出
すようにすることができる。これによって印字頻度の高
いユーザは早めに補充用の現像剤を用意できる。あるい
は交換用のプロセスカートリッジを用意できる。
【0041】ちなみに現像スリーブの振動は、内部のト
ナーが多い方がより直接的にセンサー13にまで伝わり
易い。一方、現像容器の壁面を伝わっているとすると、
トナーの量が多いほど壁面は振動しにくくなると予想さ
れるので、センサーはトナーの内部を伝搬する振動
(音)を測定していると考えられる。したがって、トナ
ーTの量に対して線形的にセンサー13の出力が変化す
るので、トナーの残量測定をすることが可能となる。
ナーが多い方がより直接的にセンサー13にまで伝わり
易い。一方、現像容器の壁面を伝わっているとすると、
トナーの量が多いほど壁面は振動しにくくなると予想さ
れるので、センサーはトナーの内部を伝搬する振動
(音)を測定していると考えられる。したがって、トナ
ーTの量に対して線形的にセンサー13の出力が変化す
るので、トナーの残量測定をすることが可能となる。
【0042】従来のアンテナを使った現像スリーブとア
ンテナ間の静電容量の変化を測定する方法では、前述の
ように、アンテナ10のばらつきや位置精度、トナーの
片寄りに対してトナーの有無検知ですら、精度の悪いも
のであった。それだけでなく、従来のトナー残量検知方
式は、現像容器内にアンテナやセンサーの突起を必要と
するために、現像容器内のトナーの循環を阻害する場合
があって、そのために濃度薄が発生していた。しかし、
本実施例ではこれらの不具合を発生する恐れがない。
ンテナ間の静電容量の変化を測定する方法では、前述の
ように、アンテナ10のばらつきや位置精度、トナーの
片寄りに対してトナーの有無検知ですら、精度の悪いも
のであった。それだけでなく、従来のトナー残量検知方
式は、現像容器内にアンテナやセンサーの突起を必要と
するために、現像容器内のトナーの循環を阻害する場合
があって、そのために濃度薄が発生していた。しかし、
本実施例ではこれらの不具合を発生する恐れがない。
【0043】なお、本実施例では矩形波を用いたが、図
14に示したような正弦波を用いてもよく、これによっ
てセンサーには図15のような波形が得られる。同じよ
うに図15の波形の振幅を測定して現像装置内のトナー
の残量を測定できる。
14に示したような正弦波を用いてもよく、これによっ
てセンサーには図15のような波形が得られる。同じよ
うに図15の波形の振幅を測定して現像装置内のトナー
の残量を測定できる。
【0044】さらに現像バイアスの波形は三角波のよう
なものであってもよい。
なものであってもよい。
【0045】また、センサーの取付位置についても、現
像スリーブからトナーを介して振動が伝わる方向であれ
ばよく、図16と図17に示すように、現像容器12の
斜面に面するか、あるいは接触させる構成としてもよ
い。また、図示していないが現像容器12の上側に位置
しても振動のS/Nがとれればよい。
像スリーブからトナーを介して振動が伝わる方向であれ
ばよく、図16と図17に示すように、現像容器12の
斜面に面するか、あるいは接触させる構成としてもよ
い。また、図示していないが現像容器12の上側に位置
しても振動のS/Nがとれればよい。
【0046】さらには、図18と図19に示すように、
強度分布をあるしきい値で切った時の、すなわち所定の
しきい値Sthにて規定した際の上限の周波数に注目し
て、この値がトナーの消費とともに変化するのを検知し
てトナー量を求めてもよい。図18は使用開始時の状
態、図19はトナーが消費された後の状態である。
強度分布をあるしきい値で切った時の、すなわち所定の
しきい値Sthにて規定した際の上限の周波数に注目し
て、この値がトナーの消費とともに変化するのを検知し
てトナー量を求めてもよい。図18は使用開始時の状
態、図19はトナーが消費された後の状態である。
【0047】あるいは図20と図21に示すように、強
度分布をあるしきい値Sthで切ったときの下限の周波
数に注目してもよい。図20は使用開始時の状態、図2
1はトナーが消費された後の状態である。
度分布をあるしきい値Sthで切ったときの下限の周波
数に注目してもよい。図20は使用開始時の状態、図2
1はトナーが消費された後の状態である。
【0048】これらの例では、周波数が高い方が変化し
ているが、必ずしもこのような変化とは限らない。
ているが、必ずしもこのような変化とは限らない。
【0049】実施例2 つぎに、本発明の第2実施例について説明する。装置構
成は第1実施例と同様である。図6〜図9は、前述のよ
うに、高調波までの強度を測定したグラフであり、図6
〜図9はそれぞれ、初期、2000枚、4000枚、空
状態の振動強度を示している。このグラフを見ると、初
期の図6では29kHz付近の周波数の山の他に16k
Hz周辺と32kHz周辺に山が存在することがわか
る。
成は第1実施例と同様である。図6〜図9は、前述のよ
うに、高調波までの強度を測定したグラフであり、図6
〜図9はそれぞれ、初期、2000枚、4000枚、空
状態の振動強度を示している。このグラフを見ると、初
期の図6では29kHz付近の周波数の山の他に16k
Hz周辺と32kHz周辺に山が存在することがわか
る。
【0050】また、図7では、トナーが消費された20
00枚の時点でこれらの山が消えている。そして、図8
の4000枚の時点でもこれらの山は現れず、空になる
時点で急激に山ができてくる。
00枚の時点でこれらの山が消えている。そして、図8
の4000枚の時点でもこれらの山は現れず、空になる
時点で急激に山ができてくる。
【0051】これは、トナー使用開始時点ではトナーが
現像容器内部で十分撹拌されておらず、現像スリーブ周
辺のトナーのパッキング状態も緩いために、空間を伝わ
り易い周波数(16kHz周辺と32kHz周辺)が振
動として存在できるものと考える。2000枚や400
0枚の時点では、現像スリーブとセンサー間のトナーは
十分にパッキングしてきて、空間を伝わり易い周波数が
伝わりにくい状態になっている。そして、トナーがなく
なると、また現像スリーブとセンサー間に空間ができ
て、空間を伝わり易い周波数(16kHz周辺と32k
Hz周辺)が存在するようになると考えている。
現像容器内部で十分撹拌されておらず、現像スリーブ周
辺のトナーのパッキング状態も緩いために、空間を伝わ
り易い周波数(16kHz周辺と32kHz周辺)が振
動として存在できるものと考える。2000枚や400
0枚の時点では、現像スリーブとセンサー間のトナーは
十分にパッキングしてきて、空間を伝わり易い周波数が
伝わりにくい状態になっている。そして、トナーがなく
なると、また現像スリーブとセンサー間に空間ができ
て、空間を伝わり易い周波数(16kHz周辺と32k
Hz周辺)が存在するようになると考えている。
【0052】したがって、第1実施例の19kHz周辺
の周波数の変化と、空間を伝わり易い周波数(16kH
z周辺と32kHz周辺)の有無ないし強度を組み合わ
せて、トナー残量を判断してもよい。
の周波数の変化と、空間を伝わり易い周波数(16kH
z周辺と32kHz周辺)の有無ないし強度を組み合わ
せて、トナー残量を判断してもよい。
【0053】図22のフローチャートを参照して本実施
例の制御フローについて説明する。
例の制御フローについて説明する。
【0054】本体に電源を入れて制御を開始し(S
1)、ついで、周波数f2が所定の周波数ftを超えて
いないかどうかの判断を行う(S2)。例えばこれは第
1実施例での19kHz付近で強度のピークをf2と
し、しきい値をftとすることである。
1)、ついで、周波数f2が所定の周波数ftを超えて
いないかどうかの判断を行う(S2)。例えばこれは第
1実施例での19kHz付近で強度のピークをf2と
し、しきい値をftとすることである。
【0055】f2≦ftのときには、しきい値ftとf
2との差を比率Rで表して、これからトナーの残量を求
める(S3)。そしてf2がしきい値ftを超えると、
f1強度<T1の判断を行い(S4)、19kHz周辺
以外の周波数、例えば32kHzの周波数の強度を定め
られた強度のしきい値と比較して、大きくなった時点で
20の停止し(S5)、トナー無しを表示するというも
のである。
2との差を比率Rで表して、これからトナーの残量を求
める(S3)。そしてf2がしきい値ftを超えると、
f1強度<T1の判断を行い(S4)、19kHz周辺
以外の周波数、例えば32kHzの周波数の強度を定め
られた強度のしきい値と比較して、大きくなった時点で
20の停止し(S5)、トナー無しを表示するというも
のである。
【0056】このように複数の周波数に対して計測を行
うことで、より正確にトナー残量の信号をホスト側へ出
すようにすることができる。
うことで、より正確にトナー残量の信号をホスト側へ出
すようにすることができる。
【0057】これによって、印字頻度の高いユーザーは
早めに補充用の現像剤を用意できる。あるいは交換用の
プロセスカートリッジを用意できる。
早めに補充用の現像剤を用意できる。あるいは交換用の
プロセスカートリッジを用意できる。
【0058】以上の第1、第2実施例では、現像バイア
スによる振動を用いたが、それ以外のもの、例えば、感
光ドラム、帯電ローラ、クリーニング手段などからの振
動でも現像剤を伝播するものであれば、本発明を適用す
ることは可能である。
スによる振動を用いたが、それ以外のもの、例えば、感
光ドラム、帯電ローラ、クリーニング手段などからの振
動でも現像剤を伝播するものであれば、本発明を適用す
ることは可能である。
【0059】また、振動源の周波数、振幅も変化させて
もよい。
もよい。
【0060】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、現像容器内に振動を発生させる手段を有し、
現像剤ないし、前記現像容器を介して前記振動を伝播さ
せて、検知手段により所定の周波数領域での強度分布を
測定して現像剤残量を検知することにより、従来不可能
であった、現像容器内の現像剤残量を連続的に計測する
ことが可能になり、ユーザーにとって、現像剤切れにな
る前につぎの現像剤の補給の準備ないし、電子写真プロ
セスカートリッジの容易が可能になり、使い勝手の優れ
たものにすることができる。
によれば、現像容器内に振動を発生させる手段を有し、
現像剤ないし、前記現像容器を介して前記振動を伝播さ
せて、検知手段により所定の周波数領域での強度分布を
測定して現像剤残量を検知することにより、従来不可能
であった、現像容器内の現像剤残量を連続的に計測する
ことが可能になり、ユーザーにとって、現像剤切れにな
る前につぎの現像剤の補給の準備ないし、電子写真プロ
セスカートリッジの容易が可能になり、使い勝手の優れ
たものにすることができる。
【0061】また、本発明によれば、現像容器内にアン
テナや壁面の突起といった、現像剤の循環を阻害するよ
なものを設ける必要がないために、画像の濃淡がでるこ
ともない。
テナや壁面の突起といった、現像剤の循環を阻害するよ
なものを設ける必要がないために、画像の濃淡がでるこ
ともない。
【0062】さらには、現像容器と非接触でも測定可能
であり、精度の面でも従来のものに比べて優れたものに
することが可能となる。
であり、精度の面でも従来のものに比べて優れたものに
することが可能となる。
【図1】本発明に係る第1実施例の画像形成装置を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図2】図1の画像形成装置の現像装置を示す斜視図で
ある。
ある。
【図3】図2の現像装置の側面図である。
【図4】図1の画像形成装置の要部拡大図である。
【図5】現像バイアスの波形を示す波形図である。
【図6】初期時における、センサに出力される高次の周
波数の振動分布を示すグラフである。
波数の振動分布を示すグラフである。
【図7】2000枚時における、センサに出力される高
次の周波数の振動分布を示すグラフである。
次の周波数の振動分布を示すグラフである。
【図8】4000枚時における、センサに出力される高
次の周波数の振動分布を示すグラフである。
次の周波数の振動分布を示すグラフである。
【図9】空状態時における、センサに出力される高次の
周波数の振動分布を示すグラフである。
周波数の振動分布を示すグラフである。
【図10】現像容器の未使用状態における、30kHz
周辺の強度分布を示すグラフである。
周辺の強度分布を示すグラフである。
【図11】現像容器が空の状態における、30kHz周
辺の強度分布を示すグラフである。
辺の強度分布を示すグラフである。
【図12】振動周波数に応じた強度分布の最大値の移動
を元にトナー残量を検知する状態を示す、最大周波数が
28.8kHzの場合の説明図である。
を元にトナー残量を検知する状態を示す、最大周波数が
28.8kHzの場合の説明図である。
【図13】図12の同様に、最大周波数が29.3kH
zの場合の説明図である。
zの場合の説明図である。
【図14】現像バイアスの他の例(正弦波)を示す波形
図である。
図である。
【図15】図14の現像バイアスを使用したときにセン
サから出力する波形を示す波形図である。
サから出力する波形を示す波形図である。
【図16】センサーの取付位置の変形例を示す、現像装
置の斜視図である。
置の斜視図である。
【図17】図16の現像装置の側面図である。
【図18】本実施例の変形例における、振動周波数に応
じた強度分布をあるしきい値で切った時の上限の周波数
によりトナー残量を検知する状態を示す、使用開始時の
説明図である。
じた強度分布をあるしきい値で切った時の上限の周波数
によりトナー残量を検知する状態を示す、使用開始時の
説明図である。
【図19】図18と同様に、トナーが消費された後の状
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
【図20】本実施例の変形例における、振動周波数に応
じた強度分布をあるしきい値で切った時の下限の周波数
によりトナー残量を検知する状態を示す、使用開始時の
説明図である。
じた強度分布をあるしきい値で切った時の下限の周波数
によりトナー残量を検知する状態を示す、使用開始時の
説明図である。
【図21】図20と同様に、トナーが消費された後の状
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
【図22】本発明に係る第2実施例の制御の流れを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図23】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図
である。
である。
【図24】図23の画像形成装置に装着されたプロセス
カートリッジを示す構成図である。
カートリッジを示す構成図である。
4 帯電ローラ(帯電手段) 5 感光体ドラム(像担持体) 6 現像装置 7 クリーナー(クリーニング手段) 10 現像スリーブ(現像剤担持体) 13 センサー(現像剤残量検知手段) T トナー(現像剤)
Claims (16)
- 【請求項1】 画像形成装置における現像装置の現像容
器内に収容された現像剤の残量検知方法において、前記
現像容器内に振動を発生させる手段を有し、現像剤ない
し、前記現像容器を介して前記振動を伝播させて、検知
手段により所定の周波数領域での強度分布を測定して現
像剤残量を検知することを特徴とする現像剤量検知方
法。 - 【請求項2】 前記強度の最大値の周波数から現像剤残
量を検知することを特徴とする請求項1の現像剤残量検
知方法。 - 【請求項3】 前記強度分布を所定のしきい値にて規定
した際の、最大値の周波数から現像剤の残量を検知する
ことを特徴とする請求項1の現像剤残量検知方法。 - 【請求項4】 前記強度分布を所定のしきい値にて規定
した際の、最小値の周波数から現像剤の残量を検知する
ことを特徴とする請求項1の現像剤残量検知方法。 - 【請求項5】 画像形成装置における現像装置の現像容
器内に収容された現像剤の残量検知方法において、前記
現像容器内に振動を発生させる手段を有し、現像剤ない
し、前記現像容器を介してこの振動を伝播させて、検知
手段により複数の所定の周波数領域での強度分布を測定
して現像剤残量を検知することを特徴とする現像剤量検
知方法。 - 【請求項6】 それぞれの前記周波数領域での強度の最
大値の周波数をその領域の代表周波数として現像剤の残
量を検知することを特徴とする請求項5の現像剤量検知
方法。 - 【請求項7】 それぞれの前記周波数領域での強度分布
を所定のしきい値にて規定した際の、最大値の周波数を
その領域の代表周波数として現像剤の残量を検知するこ
とを特徴とする請求項5の現像剤量検知方法。 - 【請求項8】 それぞれの前記周波数領域での強度分布
を所定のしきい値にて規定した際の、最小値の周波数を
その領域の代表周波数として現像剤の残量を検知するこ
とを特徴とする請求項5の現像剤量検知方法。 - 【請求項9】 前記現像容器内で振動を発生させる手段
は現像剤担持体であることを特徴とする請求項1から8
のいずれかの項の現像剤量検知方法。 - 【請求項10】 前記発生させる振動の周期を変化させ
ることを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項の現像
剤量検知方法。 - 【請求項11】 前記発生させる振動の振幅を変化させ
ることを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項の現像
剤量検知方法。 - 【請求項12】 前記画像形成装置は、像担持体、帯電
手段、およびクリーニング手段を有し、これらのうちい
ずれか一つが前記振動を発生させる手段を有することを
特徴とする請求項1から11のいずれかの項の現像剤量
検知方法。 - 【請求項13】 現像剤を収容する現像容器を含む現像
装置を備えた画像形成装置において、 前記現像容器内に振動を発生させる手段と、現像剤ない
し、前記現像容器を介して伝播する前記振動を、所定の
周波数領域での強度分布を測定して現像剤残量として検
知する検知手段とを有することを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項14】 現像剤を収容する現像容器を含む現像
装置を備えた画像形成装置において、 前記現像容器内に振動を発生させる手段と、現像剤ない
し、前記現像容器を介してこの振動を伝播させて、複数
の所定の周波数領域での強度分布を測定して現像剤残量
を検知する検知手段とを有することを特徴とする画像形
成装置。 - 【請求項15】 前記現像容器内で振動を発生させる手
段は現像剤担持体であることを特徴とする請求項13ま
たは14の画像形成装置。 - 【請求項16】 像担持体、帯電手段、およびクリーニ
ング手段を有し、これらのうちいずれか一つが前記振動
を発生させる手段を有することを特徴とする請求項13
または14の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11155598A JPH11295974A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 現像剤残量検知方法および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11155598A JPH11295974A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 現像剤残量検知方法および画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11295974A true JPH11295974A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14564367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11155598A Pending JPH11295974A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 現像剤残量検知方法および画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11295974A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003096125A1 (en) * | 2002-05-06 | 2003-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Supplying marking fluid in an imaging system |
JP2008216822A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP11155598A patent/JPH11295974A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003096125A1 (en) * | 2002-05-06 | 2003-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Supplying marking fluid in an imaging system |
JP2008216822A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
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