JPS62502B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複写機の現像装置におけるトナー残量
検出装置に関するものである。

複写機の磁気ブラシ現像装置においてはトナー
により磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシを
静電潜像に接触させてトナーを付着させて可視像
を形成する。複写回数が増えるにしたがつて現像
剤のトナー量が減少するので適宜トナーを現像槽
に補給する必要がある。鉄粉にトナーを付着させ
た現像剤のような二成分系現像剤を使用する場合
トナーの補給槽を設け、トナー補給槽から現像槽
に複写毎に一定量のトナーを補給し、一方トナー
補給槽内のトナー残量を検出して適宜トナーを補
給槽内に補給する方法がとられている。

このような現像装置ではいろいろなトナー残量
検出方法が提案されているが、機構や制御が複雑
であるという欠点があつた。

機構や制御を簡単にするために、トナー補給貯
槽内を旋回する細い棒状の検知部材を用い、その
検知部材を旋回途中において慣性による又は自重
により生ずる回転トルクによる自由旋回運動に切
換え、検知部材がトナー抵抗によりトナー表面上
で停止した位置を検出する方法が提案されてい
る。

検知部材をトナー表面で停止させその高さを検
出する方法は通常の複写機においては有効である
が、広幅の感光体を有する大型の複写機では使用
上問題がある。すなわち感光体の現像むらをなく
すには感光体の全幅にわたつて現像槽のトナー量
が均一であることが必要であり、そのためにトナ
ー補給槽内のトナーの撹拌をしてできるだけ全体
をならす必要があることと、トナー補給槽の一部
の残量を検出するのではなくトナー補給槽内の感
光体の全幅に相当する部分のトナー残量を検出す
る必要がある。すでに提案された方法では検知部
材自身を撹拌手段と兼用し、感光体全幅に相当す
る範囲に延びる細棒として形成してある。このよ
うな検知部材を従来の感光体の倍もしくはそれ以
上の幅をもつ感光体による複写機においては検知
部材自身が強度等の関係で大きくなり、又旋回半
径も大きくなることから自重による回転トルクを
利用した場合でも検知部材がトナー表面に接する
ときは大きなエネルギーをもつことになり摩擦抵
抗のあまり大きくないトナーでは常にトナー表面
で止まることができず、トナーの中にもぐり込ん
でしまうことになる。したがつてトナー残量を示
すトナー表面の高さを正確に検出することができ
ない。又検知部材の回転軸受部分にトナーが付着
したりすると自重による回転トルクが不安定とな
りトナー抵抗による検知部材の停止位置が更に不
安定になる。したがつて大型の複写機の場合には
自由落下の検知部材によりトナー表面の高さを検
出することは正確度に問題があり信用できるトナ
ー残量検出方法とは言えない。

本発明は従来の上記の欠点を解消したトナー残
量検出装置を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を、棒状検出部材を固定し
た回転自在な軸と同軸線上に回動自在に支持さ
れ、駆動装置により回転駆動される第１検出カム
と、前記軸に固定された第２検出カムと、該第２
検出カムを前記第１検出カムと連結し、第１検出
カムの回転動を第２検出カムの回転動に伝達する
弾性部材と、前記第１検出カムと第２検出カムと
に接触可能に形成され両検出カムの相対回転ずれ
角度を検出する部材とを有し、前記第１検出カム
の回転に対し、追従動する検出部材のトナー内移
動時の抵抗による前記弾性部材の変形により生ず
る第２検出カムの回転ずれ角度を検出するトナー
残量検出装置により達成した。

本発明により第２検出カムは弾性部材を介して
第１検出部材により回転駆動される。駆動装置に
より駆動される第１検出カムが一定駆動力で定速
回転するとき、第２検出カムは弾性部材列えばね
じりコイルばねを介して引張られ回転する。第２
検出カムと共に旋回動する検出部材はトナー内を
移動する。トナー残量が多いとトナー内を移動す
る路程が長くなりトナーによる抵抗の影響が弾性
部材の変形として表われ、トナー残量が少ないと
トナー内を移動する路程が短いのでトナーの抵抗
の影響が弾性部材の変形として表われる前に検出
部材がトナー外に出てしまう。

第１検出部材の予め定めた回転角度において、
検出部材に対するトナー抵抗により第２検出カム
は第１検出カムに対し遅れる傾向を生じ、トナー
抵抗と弾性部材による引張力との関係で第２検出
カムの第１検出カムに対する相対回転ずれを生じ
る。弾性部材をあまりばね係数の大きくないばね
により形成すると敏感にずれとして表われる。そ
の回転ずれ角度を検出することによりトナー残量
を検出する。一般には補給に必要なトナー残量を
定め、そのトナー残量における回転ずれ角度を予
め測定しておき、そのずれ角度を検出して動く作
動部材によるスイツチ等の作動信号として所定ト
ナー残量になつたことを表示する。

第１検出カムの予め定めた回転角度としては第
１検出カムにより回転される検出部材がトナー内
に入る前の予め定めた位置、すなわち相対回転ず
れを生じることなく第２検出カムが第１検出カム
と共に回転できる位置から、検知すべき残量のト
ナーがあることを十分に検出できるずれ角度を生
ずるに必要な検知部材の路程をとるだけの角度範
囲を設定する。

本発明の詳細を図面に示す一実施例に基づいて
説明する。

第１図及び第２図において現像槽１に設けられ
たトナー補給槽２にトナー３が貯留される。

トナー補給槽２の下部開口部４にトナー補給ロ
ーラ５が配置され、トナー補給ローラ５の回転毎
にトナーが現像槽１内へ供給される。

トナー補給槽２には軸６が回転可能に支持さ
れ、軸６には棒状検出部材７が取付けられてい
る。検出部材７がＵ字状に曲げられその脚部７ａ
が軸６に差込まれるかその他の方法で軸６から半
径方向に予め定めた距離だけ離れた位置に直線状
部分が軸６にほぼ平行に延在するように固着され
る。軸６の回転により検出部材７がトナー補給槽
２内で旋回運動しトナー３の撹拌作用並びに検出
作用をする。

軸６には歯車８及び該歯車８に固定され又は一
体に形成された第１検出カム９が回動自在に支持
されている。歯車８はトナー補給ローラ５に固着
された歯車１０にかみあつている。歯車１０は図
示しない歯車、一回転クラツチ等を介して駆動装
置に連結されている。

軸６には第２検出カム１１が固着され、該第２
検出カム１１は第１検出カム９と直接又は歯車８
を介して間接的にねじりコイルばね１２により連
結されている。

第１検出カム９のカム面と第２検出カム１１の
カム面に接するコロ１３が第２検出カム１１の第
１検出カム９に対する相対回転ずれ角度を検出す
る部材としてレバー１４に回転自在に支持されて
いる。レバー１４にはアクチユエータ１５が固定
されている。

アクチユエータ１５にはばね１６による張力が
作用してレバー１４をコロ１３が第１検出カム
９、第２検出カム１１のそれぞれのカム面に接す
るように常にカム面の方に押圧する。

アクチユエータ１５はマイクロスイツチ１７そ
の他の検知装置を作動をする。

本装置の作動を説明する。

複写のたびに一回点クラツチが作動して補給ロ
ーラ５が回転される。歯車８，１０等は１複写工
程すなわち１回転クラツチの１回作動毎に第１検
出カム９が１回転するように歯車を選定すると好
都合である。尚第１検出カムは必ずしも複写工程
につき１回転でなくてもよく、又駆動源を単独に
又はトナー補給ローラと連動にしてもよく、又定
量補給と連動させることもできる。

第１検出カム９と第２検出カム１１は違つたカ
ム形状としてもよいが生産性をよくするためには
同じ形体とし、例えば第９図に示すように円板の
一部に凹部として形成されている若干の小径部９
ａ，１１ａを設けたカム面とすると形状が単純で
ある。

駆動装置による駆動力によりトナー補給ローラ
５が回転されるとき第１検出カム９が歯車８と共
に回転される。第１検出カム９の回転はねじりコ
イルばね１２を介して第２検出カム１１に伝達さ
れる。第２検出カム１１は軸６及び検出部材７と
一体となつて回転する。トナーが全くないかほん
の僅かのときは第１検出カム９の回転はほとんど
そのまま第２検出カム１１に伝達されるのであた
かも直結されるように回転する。しかしトナーの
量が増えるにしたがつて検出部材７のトナー内の
道程が長くなるのでトナーの抵抗による影響が増
大するので、第１検出カム９の回転に第２検出カ
ム１１は追随できる回転に遅れを生じ、第１検出
カム９の回転角度と第２検出カム１１の回転角度
にずれを生じる。ねじりコイルばねのばね力を小
さくする程トナーの抵抗が敏感に影響する。すな
わちトナーの抵抗により第１検出カム９と第２検
出カム１１の回転角度に差が生ずる。

トナー残量が所定量に達したときのトナー抵抗
による第２検出カム１１の第１検出カム９に対す
る選定されたねじりコイルばね１２のもとでの回
転角度差をあらかじめ測定しておき、第２検出カ
ム１１が第１検出カム９に対し所定角度差になつ
たときに両方のカム面の小径部がコロ１３に対す
る位置になるように、第１、第２の両検出カム
９，１１の相対位置及びコロ１３の位置を選択す
る。

第１、第２の両検出カム９，１１の回転角度差
が零（第４図ａ）すなわちトナーが空でトナー抵
抗零の状態から所定トナー残量のトナー抵抗によ
る回転角度差の状態（第４図ｃ）まではコロ１３
が第４図ｂに示すように第１、第２の両検出カム
９，１１の小径部９ａ，１１ａに接する。すなわ
ちコロ１３が接する位置には第１、第２の両検出
カム９，１１の小径部９ａ，１１ａが来る。

残量が所定量より多い場合にはトナー抵抗がそ
れだけ大になるので回転角度が大になり第２検出
カム１１の凹部をはずれた部分すなわち大径部が
くるようにカム形状を定める。コロ１３が第１検
出カム９と第２検出カム１１の大径部分に接して
いる間はアクチユエータ１５がマイクロスイツチ
１７を押し、両方の検出カム９，１１の小径部９
ａ，１１ａが同時にコロ１３に接するとアクチユ
エータ１５がマイクロスイツチ１７から離れ残量
が所定量になつた信号を出す例が示してあるが当
然マイクロスイツチの作動態様は逆にしてもよ
い。

第１検出カム９にピン１８を、第２検出カム１
１にピン１９が設け、トナーの抵抗が大きい場合
にはピン１８と１９が直接当接して第２検出カム
１１を直接駆動し、ねじりコイルばね１２に過大
な負荷がかからないようにすることもできる。検
知信号を少量のトナーで出そうとする場合にはね
じりコイルばねを弱くする方がよいのでピン１
８，１９が必要であるがピン１８，１９は省略す
ることもできる。

実施例でねじりコイルばね１２により説明した
部材は渦巻ばね、板ばね、トーシヨンバー等の弾
性部材を用いることができるのは当然である。

本発明によりトナーの残量を高さではなく検出
部材がトナー内を通過するときの抵抗により検出
するので安定した検出が可能になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる装置を用いた現像装置の
一部の断面図、第２図は本発明に係る装置の部分
断面図、第３図は主要部の斜視図、第４図はトナ
ー残量の変化による検出カムと第２検出カムとコ
ロの関係を示す図でａはトナー残量零の場合、ｂ
は規定量以下の場合、ｃはトナー残量は規定量に
達する直前の状態の場合である。 ２……トナー補給槽、３……トナー、５……ト
ナー補給ローラ、６……軸、７……検出部材、９
……第１検出カム、１１……第２検出カム、１２
……ねじりコイルばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トナー補給槽内に回転自在に支持された軸に
   固定され、該軸から半径方向に離れた位置で該軸
   にほぼ平行に延在する棒状部材として形成され撹
   拌部材を兼用する検出部材の前記軸のまわりの旋
   回により検出する現像装置のトナー残量検出装置
   において、 前記軸と同軸線上に回動自在に支持され、駆動
   装置により回転駆動される第１検出カムと、前記
   軸に固定された第２検出カムと、該第２検出カム
   を前記第１検出カムと連結し、第１検出カムの回
   転動を第２検出カムの回転動に伝達する弾性部材
   と、前記第１検出カムと第２検出カムとに接触可
   能に形成され両検出カムの相対回転ずれ角度を検
   出する部材とを有し、前記検出部材の前記軸のま
   わりの旋回動によるトナー内移動時に生ずる抵抗
   による前記弾性部材の変形による前記第１検出カ
   ムに対する第２検出カムの相対回転ずれ角度を検
   出することを特徴とする現像装置のトナー残量検
   出装置。