JPH11338239A - 現像剤量検知装置、現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、現像剤容器内の現像剤量を逐次正
確に検知することのできる現像剤量検知装置、現像装置
及びこの現像装置を備える画像形成装置の提供を目的と
する。 【解決手段】 現像剤７を収容するトナーホッパー６内
の現像剤量を検知する現像剤量検知装置において、複数
の周波数の振動をトナーホッパー６内に発生する音色発
生部２０と、音色発生部２０からの振動とトナーホッパ
ー６内にて共振する周波数を検知する振動検出部３０
と、振動検出部３０の検知結果に応じて、予め各周波数
に対応する現像剤量のデータを有し上記検知された周波
数からトナーホッパー６内に存在する現像剤量を求める
現像剤残量処理回路４０とを有することにより達成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤量検知装
置、現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の現像装置の構成について、図１１
に示す現像装置たる現像器５１ａの構成図に基づき説明
する。

【０００３】現像器５１ａにあっては、図１１に示すよ
うに、現像剤を収容する現像剤容器たるホッパー６ａ
と、ホッパー６ａ内の現像剤を担持する現像剤担持体た
る現像スリーブ３ａと、現像スリーブ３ａ内に固定配置
され周方向に複数の磁極をもつ磁界発生手段たるマグネ
ット４ａと、現像スリーブ３ａ上に担持する現像剤量を
規制する現像剤規制体たる規制ブレード８ａと、ホッパ
ー６ａ内の現像剤を撹拌する搬送手段１０ａと、ホッパ
ー６ａ内の所定以上の現像剤量を検知する現像剤検知手
段９ａとを有している。

【０００４】現像スリーブ３ａは、外周面に静電潜像を
担持する潜像担持体１ａと対向して設けられ、現像スリ
ーブ３ａが潜像担持体１ａと対向する部（以下、現像部
という）にて、適正な現像バイアスを現像バイアス電源
（図示せず）により与えることによって、現像スリーブ
３ａ上に担持した現像剤を潜像担持体１ａ上の潜像に付
与し可視化するようになっている。

【０００５】ホッパー６ａ内の現像剤７ａは、図１１に
示すように、重力及び撹拌手段１０ａ、又はその他の現
像剤搬送手段等によってホッパー６ａ内からの現像スリ
ーブ３ａへ搬送及びホッパー６ａ内を撹拌され、現像剤
検知手段９ａがホッパー６ａ内の所定以上の現像剤を検
知するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像装置において、現像剤の流動の不確定性によっ
て、撹拌手段１０ａの搬送力にばらつきが生じるため、
現像剤検知手段９ａがホッパー６ａ内の現像剤量の経時
変化を正確に知ることは困難であった。

【０００７】そこで、本発明は、現像剤容器内の現像剤
量を逐次正確に検知することのできる現像剤量検知装
置、現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置の
提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本出願によれば、上記目
的は、現像剤を収容する現像剤容器内の現像剤量を検知
する現像剤量検知装置において、複数の周波数の振動を
現像剤容器内に発生する振動波形発生手段と、振動波形
発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数
を検知する振動波形検知手段と、振動波形検知手段の検
知結果に応じて、予め各周波数に対応する現像剤量のデ
ータを有し上記検知された周波数から現像剤容器内に存
在する現像剤量を求める判断手段とを有するという第一
の発明によっても達成される。

【０００９】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明において、振動波形発生手段は、連続した周波数を
もつ振動を現像剤容器内に発生させるという第二の発明
によっても達成される。

【００１０】更に、本出願よれば、上記目的は、第一の
発明において、振動波形発生手段は、複数の単一の周波
数をもつ振動を１つずつ若しくは同時に現像剤容器内に
発生させるという第三の発明によっても達成される。

【００１１】又、本出願によれば、上記目的は、振動波
形発生手段は、時間に対して周波数を連続して変化させ
現像剤容器内に振動を発生させるという第四の発明によ
っても達成される。

【００１２】更に、本出願によれば、上記目的は、静電
潜像を担持した潜像担持体に現像剤を付与することによ
り上記静電潜像を可視化する現像装置であって、第一の
発明の現像剤量検知装置を有するという第五の発明によ
っても達成される。

【００１３】又、本出願によれば、上記目的は、第五の
発明において、振動波形発生手段は、連続した周波数を
もつ振動を現像剤容器内に発生させるという第六の発明
によっても達成される。

【００１４】更に、本出願によれば、上記目的は、第五
の発明において、振動波形発生手段は、複数の単一の周
波数をもつ振動を１つずつ若しくは同時に現像剤容器内
に発生させるという第七の発明によっても達成される。

【００１５】又、本出願によれば、上記目的は、第五の
発明において、振動波形発生手段は、時間に対して周波
数を連続して変化させ現像剤容器内に振動を発生させる
という第八の発明によっても達成される。

【００１６】更に、本出願によれば、上記目的は、一連
の画像形成プロセスによって画像情報に応じた画像を記
録媒体に記録する画像形成装置であって、潜像を担持す
るための外周面が形成された回転自在な潜像担持体と、
第五の発明の現像装置とを備えるという第九の発明によ
っても達成される。

【００１７】又、本出願によれば、上記目的は、第九の
発明において、潜像担持体と第五の発明の現像装置とを
保持するようになっていると共に画像形成装置の本体に
て取り外し自在に支持されるプロセスカートリッジを備
えるという第十の発明によっても達成される。

【００１８】更に、本出願によれば、上記目的は、第九
の発明又は第十の発明において、振動波形発生手段は、
連続した周波数をもつ振動を現像剤容器内に発生させる
という第十一の発明によっても達成される。

【００１９】又、本出願によれば、上記目的は、第九の
発明又は第十の発明において、振動波形発生手段は、複
数の単一の周波数をもつ振動を１つずつ若しくは同時に
現像剤容器内に発生させるという第十二の発明によって
も達成される。

【００２０】更に、本出願によれば、上記目的は、第九
の発明又は第十の発明において、振動波形発生手段は、
時間に対して周波数を連続して変化させ現像剤容器内に
振動を発生させるという第十三の発明によっても達成さ
れる。

【００２１】すなわち、本出願にかかる第一の発明にあ
っては、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の周
波数の振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波形
発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数
を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像剤
量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知周波数
から現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００２２】又、本出願にかかる第二の発明にあって
は、振動波形発生手段が、現像剤容器内に連続した周波
数をもつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波
形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波
数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像
剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知周波
数から現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００２３】更に、本出願にかかる第三の発明にあって
は、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の単一の
周波数をもつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振
動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する
周波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する
現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知
周波数から現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００２４】又、本出願にかかる第四の発明にあって
は、振動波形発生手段が、連続して周波数を変化させ現
像剤容器内に振動を発生させ、振動波形検知手段が、振
動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する
周波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する
現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知
周波数から現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００２５】更に、本出願にかかる第五の発明にあって
は、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の周波数
の振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波形発生
手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数を検
知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像剤量の
データにもとづき、振動波形検知手段の検知周波数から
現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００２６】又、本出願にかかる第六の発明にあって
は、振動波形発生手段が、現像剤容器内に連続した周波
数をもつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波
形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波
数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像
剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知周波
数から現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００２７】更に、本出願にかかる第七の発明にあって
は、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の単一の
周波数をもつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振
動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する
周波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する
現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知
周波数から現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００２８】又、本出願にかかる第八の発明にあって
は、振動波形発生手段が、連続して周波数を変化させ現
像剤容器内に振動を発生させ、振動波形検知手段が、振
動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する
周波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する
現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知
周波数から現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００２９】更に、本出願にかかる第九の発明にあって
は、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の周波数
の振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波形発生
手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数を検
知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像剤量の
データにもとづき、振動波形検知手段の検知周波数から
現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００３０】又、本出願にかかる第十の発明にあって
は、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の周波数
の振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波形発生
手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数を検
知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像剤量の
データにもとづき、振動波形検知手段の検知周波数から
現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００３１】更に、本出願にかかる第十一の発明にあっ
ては、振動波形発生手段が、現像剤容器内に連続した周
波数をもつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動
波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周
波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現
像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知周
波数から現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００３２】又、本出願にかかる第十二の発明にあって
は、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の単一の
周波数をもつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振
動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する
周波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する
現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知
周波数から現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００３３】更に、本出願にかかる第十三の発明にあっ
ては、振動波形発生手段が、連続して周波数を変化させ
現像剤容器内に振動を発生させ、振動波形検知手段が、
振動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振す
る周波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応す
る現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検
知周波数から現像剤容器内の現像剤量を求める。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に関し
て、添付図面の図１乃至図１０に基づき説明する。

【００３５】（第１の実施形態）先ず、本発明における
第１の実施形態の画像形成装置ついて説明する。

【００３６】図１は、本実施形態における画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図であり、図２は、図１の
画像形成装置に備えられたプロセスカートリッジの概略
構成図であり、図３は、図１の画像形成装置に備えられ
た現像装置の概略構成図である。

【００３７】かかる画像形成装置は、図１に示すよう
に、外周面に静電潜像が形成されるドラム状の潜像担持
体たる感光ドラム１と現像装置たる現像ユニット５１と
感光ドラム１の外周面を規定電位に帯電するためのロー
ラ状の帯電ローラ２とを保持するプロセスカートリッジ
１００と、規定電位に帯電せしめられた上記外周面に露
光により静電潜像を形成するレーザースキャナユニット
１０１と、上記外周面に形成された可視画像（顕像）を
シート状の記録媒体たる記録材１０４に転写するローラ
状の転写帯電器１０７と、定着装置たる定着器１０９と
を備えている。

【００３８】プロセスカートリッジ１００は、図２に示
すように、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像ユニット
５１、記録剤に転写されずに感光ドラム１上に残った現
像剤を除去するための弾性クリーニングブレード５、及
びカバー５２が一括してユニット化され、プロセスカー
トリッジ１００内で所定の相互配置関係をもって組み付
けられており、プロセスカートリッジ１００は画像形成
装置本体に設けられた装着手段１１２に対して所定の要
領で挿入装着され、また装置本体から抜き外しできるよ
うに構成されている。

【００３９】カバー５２は、プロセスカートリッジ１０
０を装置本体から外した際の感光ドラム１に対して遮光
及びゴミが付着するのを防止するようになっており、こ
のカバー５２はヒンジ５３を中心にして矢印方向へ開閉
可能になっている。

【００４０】プロセスカートリッジ１００（以下、カー
トリッジ１００と称す）は、現像ユニット５１に備えら
れた現像剤容器たるトナーホッパー６内に貯蔵されてい
るトナー７が消耗した場合や、弾性クリーニングブレー
ドにより回収されたトナーを収容する廃トナー容器５４
内が満タンになった場合などにおいて、ユーザー自身が
新しいカートリッジと交換することで新たなプリントを
行うことができるようになっている。

【００４１】かかる画像形成装置は、図１に示すよう
に、レーザ、ポリゴンミラー補正系を含むレーザースキ
ャナユニット１０１から画像信号に応じて変調されたレ
ーザ光が出力され、上記レーザ光は折り返しミラー１０
２で反射して一次帯電器である帯電ローラ２により予め
均一に帯電された感光ドラム１上に照射され、レーザ光
の照射に応じて感光ドラム１表面に静電潜像が形成され
る。

【００４２】現像ユニット５１は、現像ユニット５１背
面の現像剤容器たるトナーホッパー６に貯蔵されている
磁性トナー７が現像剤担持体たる現像スリーブ３の周面
を帯電しながら磁界発生手段たるマグネット４により搬
送され、現送スリーブ３上に現像可能なトナー層が形成
され、上記の静電潜像は、トナー層によって現像され、
トナー像として可視化される。

【００４３】一方、カセット１０３内に収容された記録
材１０４は、給紙ローラ１０５によって感光ドラム１で
の潜像の形成と同期してレジストローラ１０６に供給さ
れ、感光ドラム１上のトナー像の先端と同期してコロナ
帯電器からなる転写帯電器１０７に搬送される。

【００４４】転写帯電器１０７に搬送された記録材１０
４は、転写帯電器１０７によって上記トナー像が記録材
１０４上に転写され、搬送ガイド１０８に沿って定着器
１０９まで搬送され、熱及び圧力を付与することにより
上記トナー像を記録材１０４上に定着させ永久像とした
後、排出ローラ１１０によってトレイ１１１上へ排出さ
れる。

【００４５】又、感光ドラム１上に残留したトナーは、
クリーニング手投たる弾性クリーニングブレード５によ
り除去される。

【００４６】次に、本発明の特徴部である現像剤量検知
装置について、図３に基づき詳細に説明する。

【００４７】トナーホッパー６には、図３に示すよう
に、振動波形発生手段たる音色発生部２０ｂと、振動波
形検知手段たる振動検出部３０ｂと、判断手段たる現像
剤残量処理回路４０ｂ（以下、残量処理回路４０ｂとい
う）とを有している。尚、本実施形態では、振動とし
て、音を使用した構成を採ったが、同様の効果が得られ
るのであれば、これに限らない。

【００４８】音色発生部２０ｂは、拡声装置２２ｂが波
形発生装置２１ｂからの波形信号に応じ周波数の振動
（音）を発生させるようになっている。

【００４９】振動検出部３０ｂは、集音装置３２ｂが受
ける振動（音）を波形検出装置３１ｂにより検出するよ
うになっている。

【００５０】尚、本実施形態では、カートリッジ１００
が画像形成装置本体に装着された時に、画像形成装置本
体側にある拡声装置２２ｂと集音装置３２ｂとがトナー
ホッパー６と当接する構成を採ったが、これに限られる
ものではなく、同様の機能を持つものとして、トナーホ
ッパー６に埋設された拡声装置２２ｂと集音装置３２ｂ
とが、画像形成装置本体に装着した際に本体側にある波
形発生源２１ｂと波形検出装置３１ｂとに接続される構
成にしてもよい。

【００５１】音色発生部２０ｂより発せられる振動音
は、トナーホッパー６内の現像剤の占める部分以外の空
容積に依存して、特定の周波数で共鳴を起こす。この共
鳴周波数を集音検出部３０ｂにて検出し、残量処理回路
４０ｂで現像剤量を判別する。

【００５２】本実施形態では、このような構成を採るこ
とによって、トナーホッパー６内の現像剤量を正確に知
ることができる。

【００５３】本発明に使用されるトナーとしては、磁性
一成分トナー、非磁性一成分トナー、磁性二成分トナ
ー、非磁性二成分トナー等、公知のトナーが使用でき
る。

【００５４】現像スリーブ３の基材としては、直径１６
ｍｍのアルミニウム製パイプを用い、現像スリーブ３の
表面には導電性樹脂層として、導線性徴粒子のカーボン
ブラック微粒子とグラファイト微粒子をフェノール樹脂
中に適量分散して調整した樹脂液を厚さ約１０μｍに塗
布し、熱硬化することで層形成を行った。

【００５５】現像スリーブ３内には、６００〜８００ガ
ウスの磁極を４極有するマグネット４を配置する。

【００５６】用いる現像剤としては、スチレン−アクリ
ル樹脂にマグネタイト１００重量部を加えて混練し、粉
砕して５〜８μｍに粒度分布の中心があるようにしたも
のに、外添剤としてシリカ１．２重量部％を添加して、
これを負帯電性にしたものを用いる。尚、初期のトナー
量は、本実施形態にあたる充満状態にあたる２００ｇと
した。

【００５７】又、現像剤規制部材としては、厚さ約１．
３ｍｍ、硬度６５度（ＪＩＳ−Ａ）のウレタンゴム製の
弾性ブレードを使用し、現像スリーブに対する線圧で２
０ｇ／ｃｍとなるように設定した。

【００５８】現像剤量検知のために発する振動音には、
周波数が２０００〜７０００Ｈｚの白色雑音を用いた。
尚、本実施形態では、使用したトナーホッパー６の容量
に対応した必要十分な周波数領域を用いたが、同様の効
果が得られるのであれば、この周波数領域に限定されな
い。

【００５９】以上のように構成された現像装置を使用し
て、トナーホッパー６内の現像剤量と共鳴周波数との関
係を測定した結果を図４に示す。図４は、発信振動音と
トナーホッパー６内の現像剤量変化とによる測定振動音
の周波数シフトを示したものである。

【００６０】図４のグラフに示す測定結果から解るよう
に、現像剤量が２００ｇのときには、約５３００Ｈｚで
共鳴による大きなピークが得られ、トナーホッパー６内
の現像剤量が減少していくと共に、その共鳴ピーク値も
シフトしていく。

【００６１】つまり、本実施形態の構成の現像剤量検知
装置を使用した場合、共鳴ピークが簡単に得られ、且
つ、上記共鳴ピークは現像剤の残量に応じて変化するた
め、残量処理回路４０ｂにおいて共鳴振動数に対する現
像剤量あるいは使用可能残枚数を設定してやれば、逐次
現像剤量検知が可能となる。

【００６２】又、本実施形態の現像剤量検知装置では、
トナーホッパー６内の現像剤の循環を阻害するものがな
いために、濃度ムラ等の画像不良を引き起こす可能性が
非常に少ないことは明らかである。

【００６３】よって、本実施形態によれば、振動波形発
生手段２０ｂが、トナーホッパー６内に複数の周波数の
振動を発生させ、振動波形検知手段３０ｂが、振動波形
発生手段２０ｂからの振動とトナーホッパー６内にて共
振する周波数を検知し、現像剤残量処理回路４０ｂが、
予め各周波数に対応する現像剤量のデータにもとづき、
振動波形検知手段３０ｂの検知周波数からトナーホッパ
ー６内の現像剤量を求めるようになっているので、逐次
正確にトナーホッパー６内の現像剤量を検知することが
できる。

【００６４】（第二の実施形態）次に、本発明における
第二の実施形態の画像形成装置について説明する。尚、
第一の実施形態と同様の構成に関しては、同符号を付し
てその説明を省略する。

【００６５】本実施形態の特徴とするところは、第一の
実施形態の音色発生部２０ｂにおいて、現像剤がすべ
て消費された状態、現像剤が半分消費された状態、
現像剤が消費されていない状態、等々での共鳴周波数と
同等の振動音のみを発生することである。尚、音声発生
部２０ｂの発生する振動音は、これらに限定されるもの
ではなく、さらに多くの振動音を発してもよい。

【００６６】本実施形態では、音色発生部２０ｂが特定
の波長音のみを利用するためノイズが少なく、検出の
際、誤差の小さい安定した結果が得られる。

【００６７】音色発生部２０ｂからは、現像剤量が２０
０ｇ、１２５ｇ、５０ｇの時に対応する共鳴周波数、各
々５３００Ｈｚ、３３００Ｈｚ、２６００Ｈｚを発生す
るようになっている。尚、本実施形態においては、音色
発生部２０ｂの振動音の発生方法として、三つ同時に発
生させたが、複数の振動音を一つずつ順次繰り返して発
生させてもよい。

【００６８】図３のグラフから解るように各現像剤量に
対応する振動音と共鳴周波数との再現性は非常に高い。
また、各共鳴周波数の強度の立ち上がりは、非常に鋭
い。よって、本実施形態の構成の現像剤量検知装置を使
用した場合、第一の実施形態と同様に使用中全般に亘
り、現像剤の変化が明らかになるうえ、ノイズが少ない
ために、より正確な検知が可能となる。また、トナーの
循環を阻害するものがないために、濃度ムラ等の画像不
良を引き起こす可能性が少ない。

【００６９】よって、本実施形態によれば、振動波形発
生手段２０ｂが、トナーホッパー６内に複数の周波数の
振動を発生させ、振動波形検知手段３０ｂが、振動波形
発生手段２０ｂからの振動とトナーホッパー６内にて共
振する周波数を検知し、現像剤残量処理回路４０ｂが、
予め各周波数に対応する現像剤量のデータにもとづき、
振動波形検知手段３０ｂの検知周波数からトナーホッパ
ー６内の現像剤量を求めるようになっているので、逐次
正確にトナーホッパー６内の現像剤量を検知することが
できる。

【００７０】（第三の実施形態）次に、本発明における
第三の実施形態の画像形成装置について説明する。尚、
第一の実施形態と同様に構成に関しては、同符号を付し
てその説明を省略する。

【００７１】本実施形態は、共鳴のおこるタイミングに
よって現像剤量を検知するようになっており、現像剤量
検知装置に備えられた波形発生手段たる残量処理回路を
具体化したものである。

【００７２】本実施形態では、第一の実施形態と同様に
音を使用した構成をとり、また発生振動として掃引音を
使用することによって、常時残量の表示が可能な、逐次
現像剤量検知が可能となっている。

【００７３】本実施形態について、図６に基づき詳細に
説明する。現像スリーブ、現像剤、現像剤規制部材等は
第一の実施形態及び第二の実施形態と同様にして現像装
置を構成した。現像剤量検知装置における音色発生部２
０ｃの構成も第一の実施形態及び第二の実施形態と同様
であるが、発生する振動音は、２０００Ｈｚから７００
０Ｈｚの周波数領域で掃引したものを使用した。尚、こ
の周波数領域は、本実施形態におけるトナーホッパー６
の容量に対応したものであるため、これに限られるもの
ではない。

【００７４】本実施形態において、集音検出部３０ｃ
は、集音装置３２ｃによってのみ構成され、共鳴のおこ
るタイミングによって現像剤量を検知するため、第一の
実施形態及び第二の実施形態のような周波数を検出する
ための波形検出装置を必要としない。

【００７５】音声発生部２０ｃからの発生掃引音及び、
現像剤がトナ−ホッパ−６内にほば満たされている状態
の２００ｇの時の共鳴検知結果を図７に示す。

【００７６】図７に示すように、発生側は横軸を掃引時
間、縦軸を発生周波数としたグラフ、検知側は横軸を検
知時間、縦軸を検雑強度を示す。それぞれの横軸である
掃引時間、検知時間は共に同じオーダーである。このよ
うに掃引仕始めから常に一定のタイミングで共鳴音を検
出していることが分かる。

【００７７】また、トナ−ホッパ−６内の現像剤量が１
２５ｇの時には、掃引仕始めからのタイミングを早め
て、共鳴が検出された。このように掃引仕始めから共鳴
が起こるまでのタイミングを検出し比較することによ
り、逐次残量検知が可能となる。

【００７８】次に、その現像剤量を知るための残量処理
回路４０ｃについて、図８に基づき説明する。

【００７９】残量処理回路４０ｃは、図８に示すよう
に、ＣＰＵ４１、タイミングを合わせるためのクロック
４２、タイミングを計るためのカウンタ４３、共鳴検出
信号を得るための比較器４４、得たタイミングと現像剤
残量を照合するためのＲＯＭ４５、残量表示装置４６か
らなっている。

【００８０】まず始めに、ＣＰＵ４１からスタート信号
４０１が出ると、波形発生装置２１ｃから掃引波形を発
生させる。また同時に、クロック４２からのパルスをカ
ウンタ４３でカウントし始める。集音装置３２ｃで共鳴
を検知し比較器４４において基準電位を越える信号が得
られた時、カウンタ４３にストップ信号４０２が流れて
パルスカウントを終了し、パルスカウント値４０３がＣ
ＰＵ４１に戻される。

【００８１】ＲＯＭ４５には、あらかじめパルスカウン
ト値に対する現像剤量を示すテーブルが記憶されてお
り、このテーブルと戻り値を照合４０４した後、残量表
示装置４６に現像剤量が表示４０５される。

【００８２】このような制御方法をとることにより、常
時現像剤量の表示が可能な、逐次現像剤量が実現され、
且つ、共鳴発生のタイミングのみを検知するため、誤差
の小さい正確な残量検知が可能となる。

【００８３】又、本実施形態の現像剤量検知装置では、
現像剤の循環を阻害するものがないために、濃度ムラ等
の画像不良を引き起こす可能性が非常に少ない。

【００８４】よって、本実施形態によれば、振動波形発
生手段２０ｃが、トナーホッパー６内に複数の周波数の
振動を発生させ、振動波形検知手段３０ｃが、振動波形
発生手段２０ｃからの振動とトナーホッパー６内にて共
振する周波数を検知し、現像剤残量処理回路４０ｃが、
予め各周波数に対応する現像剤量のデータにもとづき、
振動波形検知手段３０ｃの検知周波数からトナーホッパ
ー６内の現像剤量を求めるようになっているので、逐次
正確にトナーホッパー６内の現像剤量を検知することが
できる。

【００８５】（第四の実施形態）次に、本発明おける第
四の実施形態に関して、図９に基づき説明する。尚、第
一の実施形態と同様に構成に関しては、同符号を付して
その説明を省略する。

【００８６】本実施形態は、第一の実施形態及び第二の
実施形態の現像剤量検知装置において、音を発生するの
ではなく、トナーホッパー６に振動を与えることを特徴
とする。

【００８７】かかる現像剤量検知装置は、振動発生装置
２０ｄと振動波形検出装置３０ｄとから成り、振動発生
装置２０ｄはトナーホッパー６の上部に接するようにな
っている。

【００８８】振動波形検出装置３０ｄは、共振音を拾う
集音装置３２ｄと周波数を検出するための波形検出装置
３１ｄとから成り、現像剤量処理回路４０ｄへと接続さ
れている。

【００８９】本実施形態において、トナー残量が２００
ｇ、１２５ｇ、５０ｇ時のトナーホッパー６に任意の振
動を与え、その共振音の検知結果を図８に示す。

【００９０】その共振音の周波数は、図１０に示すよう
に、現像剤量が減少すると共に、減少していくことが分
かる。

【００９１】このようにトナーホッパー６に与えた振動
は、現像剤量に応じた共振音を発生する。

【００９２】これは、トナーホッパー６内の現像剤最上
部を固定端とし、現像剤がない部分の壁に伝わる振動に
よるものであって、この固定端の位置が変化すること
で、共振周波数も変化する。つまり、この共振周波数を
測定することで、その現像剤量の検知が可能となる。

【００９３】又、本実施形態の現像剤量検知装置では、
現像剤の循環を阻害するものがないため、濃度ムラ等の
画像不良を引き起こす可能性が少ない。

【００９４】よって、本実施形態によれば、振動波形発
生手段２０ｄが、トナーホッパー６内を振動させ、振動
波形検知手段３１ｄが、振動波形発生手段２０ｄからの
振動とトナーホッパー６内にて共振する周波数を検知
し、現像剤量処理回路４０ｄが、予め各周波数に対応す
る現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段３１
ｄの検知周波数からトナーホッパー６内の現像剤量を求
めるようになっているので、逐次正確にトナーホッパー
６内の現像剤量を検知することができる。

【００９５】

【発明の効果】すなわち、本出願にかかる第一の発明に
よれば、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の周
波数の振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波形
発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数
を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像剤
量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知周波数
から現像剤容器内の現像剤量を求めるようになっている
ので、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知するこ
とができる。

【００９６】又、本出願にかかる第二の発明によれば、
振動波形発生手段が、現像剤容器内に連続した周波数を
もつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波形発
生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数を
検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像剤量
のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知周波数か
ら現像剤容器内の現像剤量を求めるようになっているの
で、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知すること
ができる。

【００９７】更に、本出願にかかる第三の発明によれ
ば、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の単一の
周波数をもつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振
動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する
周波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する
現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知
周波数から現像剤容器内の現像剤量を求めるようになっ
ているので、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知
することができる。

【００９８】又、本出願にかかる第四の発明によれば、
振動波形発生手段が、連続して周波数を変化させ現像剤
容器内に振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波
形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波
数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像
剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知周波
数から現像剤容器内の現像剤量を求めるようになってい
るので、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知する
ことができる。

【００９９】更に、本出願にかかる第五の発明によれ
ば、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の周波数
の振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波形発生
手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数を検
知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像剤量の
データにもとづき、振動波形検知手段の検知周波数から
現像剤容器内の現像剤量を求めるようになっているの
で、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知すること
ができる。

【０１００】又、本出願にかかる第六の発明によれば、
振動波形発生手段が、現像剤容器内に連続した周波数を
もつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波形発
生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数を
検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像剤量
のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知周波数か
ら現像剤容器内の現像剤量を求めるようになっているの
で、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知すること
ができる。

【０１０１】更に、本出願にかかる第七の発明によれ
ば、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の単一の
周波数をもつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振
動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する
周波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する
現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知
周波数から現像剤容器内の現像剤量を求めるようになっ
ているので、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知
することができる。

【０１０２】又、本出願にかかる第八の発明によれば、
振動波形発生手段が、連続して周波数を変化させ現像剤
容器内に振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波
形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波
数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像
剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知周波
数から現像剤容器内の現像剤量を求めるようになってい
るので、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知する
ことができる。

【０１０３】更に、本出願にかかる第九の発明によれ
ば、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の周波数
の振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波形発生
手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数を検
知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像剤量の
データにもとづき、振動波形検知手段の検知周波数から
現像剤容器内の現像剤量を求めるようになっているの
で、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知すること
ができる。

【０１０４】又、本出願にかかる第十の発明によれば、
振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の周波数の振
動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波形発生手段
からの振動と現像剤容器内にて共振する周波数を検知
し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像剤量のデ
ータにもとづき、振動波形検知手段の検知周波数から現
像剤容器内の現像剤量を求めるようになっているので、
逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知することがで
きる。

【０１０５】更に、本出願にかかる第十一の発明によれ
ば、振動波形発生手段が、現像剤容器内に連続した周波
数をもつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振動波
形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する周波
数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する現像
剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知周波
数から現像剤容器内の現像剤量を求めるようになってい
るので、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知する
ことができる。

【０１０６】又、本出願にかかる第十二の発明によれ
ば、振動波形発生手段が、現像剤容器内に複数の単一の
周波数をもつ振動を発生させ、振動波形検知手段が、振
動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する
周波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する
現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知
周波数から現像剤容器内の現像剤量を求めるようになっ
ているので、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知
することができる。

【０１０７】更に、本出願にかかる第十三の発明によれ
ば、振動波形発生手段が、連続して周波数を変化させ現
像剤容器内に振動を発生させ、振動波形検知手段が、振
動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振する
周波数を検知し、判断手段が、予め各周波数に対応する
現像剤量のデータにもとづき、振動波形検知手段の検知
周波数から現像剤容器内の現像剤量を求めるようになっ
ているので、逐次正確に現像剤容器内の現像剤量を検知
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第一の実施形態の画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【図２】図１の画像形成装置に備えられたプロセスカー
トリッジの概略構成図である

【図３】本発明の第一の実施形態における現像剤量検知
装置を説明する図である。

【図４】第一の実施形態の現像剤容器内の振動における
周波数と強度との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の第二の実施形態の現像剤容器内の振動
における現像剤量と強度との関係を示すグラフである。

【図６】本発明の第三の実施形態における現像剤量検知
装置を説明する図である。

【図７】第三の実施形態の現像剤容器内の振動における
振動の周波数と強度の関係を説明するグラフである。

【図８】第三の実施形態の判断手段たる現像剤量処理回
路の構成を示すブロック図である。

【図９】本発明における第四の実施形態の現像剤量検知
装置を説明する図である。

【図１０】第四の実施形態の現像剤容器内の振動におけ
る周波数と強度との関係を示すグラフである。

【図１１】従来の現像装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（潜像担持体） ３ 現像スリーブ（現像剤担持体） ６ トナ−ホッパー（現像剤容器） ２０ｂ 音色発生部（振動波形発生手段） ２０ｃ 音色発生部（振動波形発生手段） ２０ｄ 音色発生部（振動波形発生手段） ３０ｂ 振動検出部（振動波形検知手段） ３０ｃ 振動検出部（振動波形検知手段） ３０ｄ 振動検出部（振動波形検知手段） ４０ｂ 現像剤量処理回路（判断手段） ４０ｃ 現像剤量処理回路（判断手段） ４０ｄ 現像剤量処理回路（判断手段） ５１ 現像ユニット（現像装置）

フロントページの続き (72)発明者 吉田 雅弘 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 中園 祐輔 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を収容する現像剤容器内の現像剤
   量を検知する現像剤量検知装置において、複数の周波数
   の振動を現像剤容器内に発生する振動波形発生手段と、
   振動波形発生手段からの振動と現像剤容器内にて共振す
   る周波数を検知する振動波形検知手段と、振動波形検知
   手段の検知結果に応じて、予め各周波数に対応する現像
   剤量のデータを有し上記検知された周波数から現像剤容
   器内に存在する現像剤量を求める判断手段とを有するこ
   とを特徴とする現像剤量検知装置。
2. 【請求項２】 振動波形発生手段は、連続した周波数を
   もつ振動を現像剤容器内に発生させることとする請求項
   １に記載の現像剤量検知装置。
3. 【請求項３】 振動波形発生手段は、複数の単一の周波
   数をもつ振動を１つずつ若しくは同時に現像剤容器内に
   発生させることとする請求項１に記載の現像剤量検知装
   置。
4. 【請求項４】 振動波形発生手段は、時間に対して周波
   数を連続して変化させ現像剤容器内に振動を発生させる
   こととする請求項１に記載の現像剤量検知装置。
5. 【請求項５】 静電潜像を担持した潜像担持体に現像剤
   を付与することにより上記静電潜像を可視化する現像装
   置であって、請求項１に記載の現像剤量検知装置を有す
   ることとする現像装置。
6. 【請求項６】 振動波形発生手段は、連続した周波数を
   もつ振動を現像剤容器内に発生させることとする請求項
   ５に記載の現像装置。
7. 【請求項７】 振動波形発生手段は、複数の単一の周波
   数をもつ振動を１つずつ若しくは同時に現像剤容器内に
   発生させることとする請求項５に記載の現像装置。
8. 【請求項８】 振動波形発生手段は、時間に対して周波
   数を連続して変化させ現像剤容器内に振動を発生させる
   こととする請求項５に記載の現像装置。
9. 【請求項９】 一連の画像形成プロセスによって画像情
   報に応じた画像を記録媒体に記録する画像形成装置であ
   って、潜像を担持するための外周面が形成された回転自
   在な潜像担持体と、請求項５に記載の現像装置とを備え
   る画像形成装置。
10. 【請求項１０】 潜像担持体と請求項５に記載の現像装
    置とを保持するようになっていると共に画像形成装置の
    本体にて取り外し自在に支持されるプロセスカートリッ
    ジを備えることとする請求項８又は請求項９に記載の画
    像形成装置。
11. 【請求項１１】 振動波形発生手段は、連続した周波数
    をもつ振動を現像剤容器内に発生させることとする請求
    項８又は請求項９に記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 振動波形発生手段は、複数の単一の周
    波数をもつ振動を１つずつ若しくは同時に現像剤容器内
    に発生させることとする請求項８又は請求項９に記載の
    画像形成装置。
13. 【請求項１３】 振動波形発生手段は、時間に対して周
    波数を連続して変化させ現像剤容器内に振動を発生させ
    ることとする請求項８又は請求項９に記載の画像形成装
    置。