JP2000075625A - 現像剤量検知装置、現像装置及びこれらを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、現像剤担持体近傍の現像剤循環を
妨げることなく、精度の高い現像剤の残量検知を常時行
い、逐次ユーザーが現像剤量を知ることのできる現像剤
量検知装置、現像装置及びこれらを備える画像形成装置
の提供を目的とする。 【解決手段】 トナー容器１２内のトナー量を検知する
現像剤量検知装置において、トナー容器１２内に弛みを
もって配設された導電性ワイヤー１８と、トナー容器１
２内のトナーを撹拌し周期的に導電性ワイヤー１８と接
触する導電性の回転自在な撹拌棒１５と、導電性ワイヤ
ー１８と撹拌棒１５との接触時間を検知する導通検出手
段１９とを有し、検知された検知接触時間に応じて、ト
ナー容器１２内のトナー量を検知可能となっていること
によって達成される。

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、現像装置及びこれら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、かかる画像形成装置にあっては、
粉体状の現像剤を用いた電子写真方式のレーザービーム
プリンタ、複写機等の画像形成装置が知られており、実
用に供されている。

【０００３】かかる画像形成装置は、現像剤容器内に収
容された現像剤が現像剤担持体へ搬送され、現像剤担持
体上に担持される。そして、現像剤担持体上の現像剤
は、現像剤層厚規制部材により所定の電荷が付与され、
潜像担持体上の静電潜像形成部に移動し、潜像担持体上
の静電潜像を可視画像とする。その後、上記可視画像
は、転写手段により紙等の転写材に未定着状態で転写さ
れた後、定着装置により未定着状態の可視画像が転写材
上に定着される。このような一連の画像形成プロセスに
よって、ユーザは所望の画像を得ることができる。

【０００４】かかる画像形成装置は、上記画像形成プロ
セスの回数を重ねていくと、現像剤容器内に現像剤がな
くなり、画像が白抜けしてしまい、画像形成が不可能な
状態になる。そこで、一般的には、このような画像形成
不可能な状態に達する以前に、ユーザーに現像剤量が少
なくなったことを警告するための現像剤量検知装置を具
備している。

【０００５】かかる現像剤量検知装置にあっては、現像
剤量検知方法として、例えば、現像剤容器内にある現像
剤量変化を静電容量変化として捉え、現像剤容器内の現
像剤量を検知するものがある。

【０００６】図１３は、従来の画像形成装置に備えられ
た現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。

【０００７】かかる現像装置は、図１３に示すように、
回転可能な現像剤担持体たる現像スリーブ５０の軸方向
に平行、且つ、現像スリーブ５０近傍に配設された棒状
の現像剤検出器５１と、現像スリーブ５０との間の静電
容量Ｃを検出することにより、現像剤容器内の現像剤量
を検知するようになっている。

【０００８】即ち、現像剤検出器５１の周りに現像剤が
存在する間、所定の値に維持されている静電容量Ｃが、
現像剤検出器５１の周りに現像剤が存在しなくなると、
静電容量Ｃが急激に低下するので、この変化を検知する
ことによってのみ画像形成装置は警告を出すことができ
る。

【０００９】これにより、ユーザーは現像剤を現像剤容
器内に補給したり、現像装置を保持するプロセスカート
リッジを画像形成装置から取り出しプロセスカートリッ
ジを振って、再び画像形成装置に挿入するか、若しく
は、新しいプロセスカートリッジに交換し、画像白抜け
を未然に防止できるのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】昨今、画像形成装置の
使用頻度が非常に高まり、現像剤の消費量が増大してい
る。このような状況において、ユーザーが現像剤の残量
を逐次に知りたいという要求が高まっている。

【００１１】しかしながら、上記のように静電容量変化
による現像剤検出方法で、現像剤容器内の現像剤の残量
を段階的に検知するには、少なくとも静電量変化を検知
する精度を上げて、静電容量変化を段階的に検知しなけ
ればならない。

【００１２】又、上記精度を上げるには、現像剤検出器
と現像スリーブとの距離を正確にかつ一定に保たなけれ
ばならない。これには、現像剤検出器を撓まないように
太く頑丈する必要がある。しかし、現像剤検出器を太く
すると、現像スリーブ近傍のトナー循環の妨げとなり、
トナーのトリボや現像スリーブへのトナーの供給が不安
定となり、結果として濃度ムラ等の画像不良を引き起こ
す虞がある。即ち、現像剤検出器を細くすることで、現
像スリーブ近傍のトナーの流れを妨げず、トナー循環が
安定するので回避できる。しかし、細い現像剤検出器
は、撓みやすく現像スリーブとの距離が不安定となり、
容量がトナーの有無に関わらず変化してしまうので、検
出精度が落ちてしまうのである。

【００１３】そこで、本発明は、現像剤担持体近傍の現
像剤循環を妨げることなく、精度の高い現像剤の残量検
知を常時行い、逐次ユーザーが現像剤量を知ることので
きる現像剤量検知装置、現像装置及びこれらを備える画
像形成装置の提供を目的とする。

【００１４】

【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、現像剤容器内に弛みをもって配設された
導電性の線状弛み部材と、現像剤容器内の現像剤を撹拌
し周期的に弛み部材と接触する導電性の回転自在な撹拌
手段と、弛み部材と撹拌手段との接触時間を検知する検
知手段とを有し、検知された検知接触時間に応じて、現
像剤容器内の現像剤量を検知可能となっているという第
一の発明によって達成される。

【００１５】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明において、弛み部材は、現像剤容器の内壁に両端を
固定された導電性ワイヤーであるという第二の発明によ
っても達成される。

【００１６】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明又は第二の発明において、検知手段は、弛み部材
と撹拌手段とが電気的に導通している時間を検知するこ
とによって、接触時間を検知可能となっているという第
三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、第一の
発明乃至第三の発明のいずれかにおいて、検知手段は、
弛み部材と撹拌手段との接触時間と、撹拌手段の回転周
期時間との割合から現像剤容器内の現像剤量を検知する
という第四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、潜像
に現像剤を付与することにより上記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備え
るという第五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、第五の
発明において、弛み部材は、現像剤容器の内壁に両端を
固定された導電性ワイヤーであるという第六の発明によ
っても達成される。

【００２０】更に、本出願によれば、上記目的は、第五
の発明又は第六の発明において、検知手段は、弛み部材
と撹拌手段とが電気的に導通している時間を検知するこ
とによって、接触時間を検知可能となっているという第
七の発明によっても達成される。

【００２１】又、本出願によれば、上記目的は、第五の
発明乃至第七の発明のいずれかにおいて、検知手段は、
弛み部材と撹拌手段との接触時間と、撹拌手段の回転周
期時間との割合から現像剤容器内の現像剤量を検知する
という第八の発明によっても達成される。

【００２２】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形成された画像を記録媒体
に記録する画像形成装置であって、第一の発明の現像剤
量検知装置、又は、第五の発明の現像装置を備えるとい
う第九の発明によっても達成される。

【００２３】又、本出願によれば、上記目的は、第九の
発明において、弛み部材は、現像剤容器の内壁に両端を
固定された導電性ワイヤーであるという第十の発明によ
っても達成される更に、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、検知手段は、弛み
部材と撹拌手段とが電気的に導通している時間を検知す
ることによって、接触時間を検知可能となっているとい
う第十一の発明によっても達成される。

【００２４】又、本出願によれば、上記目的は、第九の
発明乃至第十一の発明のいずれかにおいて、検知手段
は、弛み部材と撹拌手段との接触時間と、撹拌手段の回
転周期時間との割合から現像剤容器内の現像剤量を検知
するという第十二の発明によっても達成される。

【００２５】すなわち、本出願にかかる第一の発明にあ
っては、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ
下がり、撹拌手段が弛み部材と接触する時間を検知手段
が検知し、検知された検知接触時間に応じて現像剤容器
内の現像剤量を検知する。

【００２６】又、本出願にかかる第二の発明にあって
は、導電性ワイヤーが現像剤の減少に伴い自重により垂
れ下がり、撹拌手段が導電性ワイヤーと接触する時間を
検知手段が検知し、検知された検知接触時間に応じて現
像剤容器内の現像剤量を検知する。

【００２７】更に、本出願にかかる第三の発明にあって
は、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触し電気的に導通している
時間を検知手段が検知し、検知された検知接触時間に応
じて現像剤容器内の現像剤量を検知する。

【００２８】又、本出願にかかる第四の発明にあって
は、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触している時間を検知手段
が検知し、撹拌手段と弛み部材との接触時間と、撹拌手
段の回転周期時間との割合に応じて現像剤容器内の現像
剤量を検知する。

【００２９】更に、本出願にかかる第五の発明にあって
は、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触する時間を検知手段が検
知し、検知された検知接触時間に応じて現像剤容器内の
現像剤量を検知する。

【００３０】又、本出願にかかる第六の発明にあって
は、導電性ワイヤーが現像剤の減少に伴い自重により垂
れ下がり、撹拌手段が導電性ワイヤーと接触する時間を
検知手段が検知し、検知された検知接触時間に応じて現
像剤容器内の現像剤量を検知する。

【００３１】更に、本出願にかかる第七の発明にあって
は、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触し電気的に導通している
時間を検知手段が検知し、検知された検知接触時間に応
じて現像剤容器内の現像剤量を検知する。

【００３２】又、本出願にかかる第八の発明にあって
は、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触している時間を検知手段
が検知し、撹拌手段と弛み部材との接触時間と、撹拌手
段の回転周期時間との割合に応じて現像剤容器内の現像
剤量を検知する。

【００３３】更に、本出願にかかる第九の発明にあって
は、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触する時間を検知手段が検
知し、検知された検知接触時間に応じて現像剤容器内の
現像剤量を検知する。

【００３４】又、本出願にかかる第十の発明にあって
は、導電性ワイヤーが現像剤の減少に伴い自重により垂
れ下がり、撹拌手段が導電性ワイヤーと接触する時間を
検知手段が検知し、検知された検知接触時間に応じて現
像剤容器内の現像剤量を検知する。

【００３５】更に、本出願にかかる第十一の発明にあっ
ては、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下
がり、撹拌手段が弛み部材と接触し電気的に導通してい
る時間を検知手段が検知し、検知された検知接触時間に
応じて現像剤容器内の現像剤量を検知する。

【００３６】又、本出願にかかる第十二の発明にあって
は、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触している時間を検知手段
が検知し、撹拌手段と弛み部材との接触時間と、撹拌手
段の回転周期時間との割合に応じて現像剤容器内の現像
剤量を検知する。

【００３７】

【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１２に基づき説明する。

【００３８】（第１の実施形態）先ず、本発明の第一の
実施形態に関して、図１乃至図１０に基づき説明する。

【００３９】図１は、本実施形態にかかる画像形成装置
の一例たる電子写真方式レーザービームプリンタ（以
下、プリンタという）の概略構成を示す模式的図であ
る。

【００４０】かかるプリンタは、図１に示すように、潜
像担持体たるＯＰＣ感光体１とＯＰＣ感光体１の外周面
を規定電位に帯電するための帯電ローラ２と現像装置３
とを着脱自在に保持するプロセスカートリッジと、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５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転写材Ｐに転写
するローラ状の転写ローラ８と、定着装置３０とを備え
ている。

【００４１】ＯＰＣ感光体１は、回転ドラム型の電子写
真感光体であり、接地された円筒アルミニウム基体の外
周に有機光導電体層（ＯＰＣ）からなる感光体層が形成
されている。このＯＰＣ感光体１は、矢印の時計方向に
所定のプロセススピード（周速度）、例えば５０ｍｍ／
ｓｅｃで回転駆動するようになっている。

【００４２】帯電ローラ２は、ＯＰＣ感光体１に接触し
ながらＯＰＣ感光体１の外周面を帯電せしめるようにな
っており、本実施形態の場合、ＯＰＣ感光体１の回転駆
動に伴い従動回転するようになっている。

【００４３】ＯＰＣ感光体１は、その回転過程で、振動
電圧（ＶＡＣ＋ＶＤＣ）が印加された帯電ローラ２によ
り所定の極性（本実施形態では負）及び電位に一様に帯
電処理され、帯電処理を施されたＯＰＣ感光体１の外周
面が目的の画像情報の時系列電器デジタル画像信号に対
応して変調されたレーザー５による走査露光をミラー４
を介してうける。これにより、回転するＯＰＣ感光体１
の外周面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成さ
れる。

【００４４】上記静電潜像は、現像装置３に備えられた
現像剤担持体たる現像スリーブ６より負に帯電されたト
ナーが供給されて反転現像される。尚、現像スリーブ６
には高圧電源（図示せず）から所定の現像バイアスが印
加される。

【００４５】一方、給紙部（図示せず）から転写ガイド
７を通して転写材Ｐが回転ＯＰＣ感光体１と転写ローラ
８との当接ニップ部（転写部）へ、ＯＰＣ感光体１上の
トナー像とタイミングを合わせて給送され、該転写材Ｐ
の面にはＯＰＣ感光体１上のトナー像が転写（転移）さ
れる。転写ローラ８には高圧電源から所定の転写バイア
スが印加されて、その転写バイアスによってトナー像が
転写される。

【００４６】転写部を通った転写材Ｐは、ＯＰＣ感光体
１面から分離されて定着装置３０ヘ導入されて上記トナ
ー像の定着処理を受け、画像形成物（プリント）として
出力される。

【００４７】プロセスカートリッジ１６は、プリンタ本
体に対して着脱自在であり、本実施形態のプリンタで
は、ＯＰＣ感光体１、接触帯電部材としての帯電ローラ
２、現像装置３、クリーニング装置９の４つのプロセス
機器を包含させてある。このプロセスカートリッジ１６
は、感光体１と、帯電ローラ２、現像装置３、クリーニ
ング装置９のうち少なくとも１つとを備えていれば良
い。尚、プロセスカートリッジ１６は、プリンタ本体内
に備えられた位置決め支持部材１４によって支持されて
いる。

【００４８】プロセスカートリッジ１６は、レーザー光
が進入するスリット窓穴部、ＯＰＣ感光体１の下面露出
部に対する開閉シャッター部（いずれも図示せず）を有
し、スリット窓穴部及び開閉シャッター部は、プロセス
カートリッジ１６がプリンタ本体から取り出された時は
閉じ、装着状態時は開き状態に保持され、プリンタ本体
に装着されると、プリンタ本体との機械的、電気的にカ
ップリングして、プリンタ本体側の駆動機構でＯＰＣ感
光体１や現像装置３に備えられた現像スリーブ６等の駆
動が可能となり、又、プリンタ本体側の電源から、帯電
ローラ２や現像スリーブ６等への所定のバイアス印加が
可能となる。

【００４９】次に、本実施形態にかかる現像装置３につ
いて図２乃至図１０に基づき説明する。

【００５０】図２は、現像装置３内にトナーが十分にあ
る状態を示す模式的断面図である。

【００５１】現像装置３は、トナーを収容する現像剤容
器たるトナー容器１２と、トナーを担持する現像剤担持
体たる現像スリーブ６と、弛み部剤たる導電性ワイヤー
１８と、撹拌手段たる撹拌棒１５と、検知手段たる導通
検出手段１９とを有している。

【００５２】回転可能な現像スリーブ６は、矢印方向に
回転するようになっており、直径１６ｍｍ、肉厚１ｍｍ
のアルミニウムパイプからなっており、その表面は不定
形プラスト処理によって粗面化されている。

【００５３】現像スリーブ６内に配置されたマグネット
１１は固定されており、一成分トナーであるトナーが、
現像スリーブ６上にマグネット１１の磁力によって担持
され、現像スリーブ６の回転によって感光体１の対向し
た現像領域へと搬送される。但し、現像領域へ搬送され
るトナー量は、規制部材として例えばウレタンゴムの弾
性ブレード１０によって規制される。

【００５４】導電性ワイヤー１８の周りのトナーは、撹
拌棒１５の回転に伴う撹拌効果により、上方矢印Ａ方向
に位置する。

【００５５】次に、現像装置３に備えられたトナー容器
１２内のトナー残量検知構成について、図２に基づき説
明する。

【００５６】トナー容器１２の側面内壁１２ａには、導
電性ワイヤー１８が両端を固定されている。導電性ワイ
ヤー１８は、弾性ブレード１０の自由端からやや斜め上
方に長手に亘って配置される。最大通紙幅がＡ４サイズ
である本実施形態のプリンタにおいて、トナー容器１２
の長手寸法は、２４０ｍｍであり、導電性ワイヤー１８
の長さは、２５０ｍｍである。

【００５７】導電性ワイヤー１８は、直径約０．２ｍｍ
の金属の導電性ワイヤーを用いた。尚、導電性ワイヤー
１８は、カーボン等の導電粉を分散させた化学繊維でも
良い。

【００５８】弾性ブレード１０の自由端近傍に配置され
た導電性ワイヤー１８は、図２に示すように、矢印Ａ方
向のトナー循環の力を長手全域に渡って受け止めるよう
になっている。

【００５９】トナーの循環力をトナー流圧と呼ぶことに
する。このトナー流圧は、矢印ｚ方向に導電性ワイヤー
１８を押し流すようにかかる。このとき、トナー容器１
２には、トナー量が約３００ｇ充填されており導電性ワ
イヤー１８と撹拌棒１５との間にもトナーが介在するた
め、導電性ワイヤー１８と撹拌棒１５とは、常時、接触
することはない。

【００６０】図３は、図２の現像装置３の模式的斜視図
である。

【００６１】導電性ワイヤー１８の両端は、トナー容器
壁１２ａに固定され、図３中、手前の一端から、導線で
導通検出手段１９に接続されている。撹拌棒１５も撹拌
支点１５ａから、導線で導通検出手段１９に接続されて
いる。プリンタ本体に内蔵されている導通検知手段１９
は、導電性ワイヤー１８と撹拌棒１５とを通じて電気回
路を構成し、両者間に流れる電流等を検出して、導通を
検知するようになっている。

【００６２】トナー容器１２内にトナー量が約３００ｇ
充填されいてる時は、導電性ワイヤー１８と撹拌棒１５
とは、常時、接触することはなく、従って、導通検出手
段１９の検知信号も発信されない。

【００６３】ここで、撹拌棒１５の回転周期をＴとする
と、撹拌周期毎に、平均接触時間ｔ＝０（ｓｅｃ）であ
った。尚、本実施形態の撹拌周期は、Ｔ＝４．０（ｓｅ
ｃ）である。

【００６４】その後、プリンタで印刷し続けると、現像
スリーブ６上のトナーが消費され、撹拌棒１５がトナー
を供給するので、撹拌棒１５回りのトナーから徐々に減
っていく。つまり、導電性ワイヤー１８と撹拌棒１５の
平均接触時間ｔは、だんだん長くなっていく。

【００６５】図４は、トナー容器１２内のトナー残量が
約３０ｇ位に減ったときのトナー容器１２の様子を示す
ものであり、撹拌棒１５によって循環するトナー量がほ
とんどない状態となっている。

【００６６】図４において、撹拌棒１８の位置は最下点
にある。トナーが少ないため、導電性ワイヤー１８は、
トナーに乗り上げることがなく、撹拌棒１８と直接接触
している。尚、導電性ワイヤー１８の弛み量は、撹拌棒
１８の位置が最下点にある時でも、接するように設定し
た。

【００６７】図５は、図４に示す状態の現像装置３の模
式的斜視図である。

【００６８】導電性ワイヤー１８は、撹拌棒１５と長手
中央付近で一部接触している。

【００６９】トナー容器１２の手前の一端から、導線で
導通検出手段１９に接続されており、導通検出手段１９
は、この撹拌棒位置が最下点の時に、導通を検知するこ
とができる。

【００７０】図６は、トナー残量が約３０ｇ位に減った
ときのトナー容器１２の様子を示すものであり、図４か
ら撹拌棒１５が矢印方向に１８０度回転した状態であ
る。

【００７１】図６において、撹拌棒１５の位置は最上点
にある。トナーが少ないため、導電性ワイヤー１８は、
トナーの上に乗ることが無く、撹拌棒１８と直接接触し
ている。尚、導電性ワイヤー１８は、弛みながらも撹拌
棒１５と接触し続けている。

【００７２】導電性ワイヤー１８及び撹拌棒１５は、絶
縁性のトナーが静電力等でわずかに付着するが、導電性
ワイヤー１８と撹拌棒１５との接触部分は、絶えず摺擦
しトナーが掻き落とされていた。よって、両者の接触に
より導通は確保される。

【００７３】図７は、図６の状態の現像装置３の模式的
斜視図である。

【００７４】導電性ワイヤー１８は、撹拌棒１５と弛み
ながら長手全域で接触している。

【００７５】この後、撹拌棒１５は矢印方向に回転し続
け、更に９０度回転したとき、導電性ワイヤー１８と離
れた。

【００７６】即ち、導電性ワイヤー１８と撹拌棒１５の
接触している平均時間ｔは、長く、撹拌棒１５の回転周
期をＴ（＝４．０ｓｅｃ）とすると、撹拌周期毎に、 平均接触時間ｔ＝３．０（ｓｅｃ）＝０．７５×Ｔ であった。撹拌棒１５が導電性ワイヤー１８と接触する
範囲は、最下点から始まり、最上点を超えて９０度の位
置までである。つまり、２７０度接触していので、ｔ＝
０．７５×Ｔとなった。例えば、導電性ワイヤーが本実
施形態より少し長ければ、撹拌棒と離れる位置が延びる
ので、平均接触時間ｔは、０．７５×Ｔより若干長くな
る。逆に、導電性ワイヤーが少し短ければ、平均接触時
間ｔは、０．７５×Ｔより若干短くなる。

【００７７】更に、トナー残量が約２０ｇになったとき
に、現像スリーブ６上のトナーが無くなり、画像上白抜
けが発生した。残トナーは、撹拌棒１５と接触しないの
で、平均接触時間ｔは、０．７５×Ｔのままであった。

【００７８】但し、導電性ワイヤー１８は、直径約０．
２ｍｍと細く、現像スリーブ近傍のトナー循環を妨げな
いので、現像剤劣化による画像濃度ムラを防ぐこともで
きる。

【００７９】図８は、トナー残量に対する導電性ワイヤ
ー１８と撹拌棒１５との導通時間のグラフである。

【００８０】トナー残量が３００ｇから３０ｇに減少す
るに従い、導電性ワイヤー１８と撹拌棒１５の平均接触
時間ｔは長くなる。

【００８１】先ず、トナー残量が３００ｇの時は、 平均接触時間ｔ＝０．０（ｓｅｃ） 次に、トナー残量が２１０ｇに減ると、 平均接触時間ｔ＝１．０（ｓｅｃ）＝０．２５×Ｔ 更に、トナー残量が１２０ｇに減ると、 平均接触時間ｔ＝２．０（ｓｅｃ）＝０．５０×Ｔ ついに、トナー残量が３０ｇで、トナーが白抜けする直
前では、 平均接触時間ｔ＝３．０（ｓｅｃ）＝０．７５×Ｔ であった。

【００８２】以上をまとめると、撹拌棒１５の回転周期
に対して、導通時間ｔがどの程度であるかを判断すれ
ば、トナー残量が逐次検知できる。この関係を更にわか
りやすくしたグラフが、図９である。縦軸は、平均接触
時間ｔと撹拌周期Ｔとの割合で、ｔ／Ｔ横軸はトナー残
量である。トナー残量が減るに従って、ｔ／Ｔは、０．
０から０．７５に除々に単調増加していくことがわか
る。３０ｇ以下になると、撹拌棒１５とトナーが接触し
なくなるので、導電性ワイヤー１８と撹拌棒１５との接
触範囲は２７０度と維持され、０．７５で安定する。

【００８３】図１０は、トナー残量検知の制御を示すフ
ローチャートである。

【００８４】導通検出手段１９で得られた電気信号は、
導通検出手段１９に備えられたＣＰＵ２０に送られる。
ＣＰＵ２０は、導通時間を撹拌周期Ｔ毎にサンプリング
し、この平均値を導通平均時間ｔとして認識する。更
に、ＣＰＵ２０は、平均値導通時間ｔを、 （０．７５Ｔ−ｔ）／０．７５Ｔ の長さのグラフとして、トナー残量表示２１に液晶表示
させる。

【００８５】つまり、液晶表示の長さが１であれば、ト
ナーがＦｕｌｌで、２／３であれば、トナー残量も２／
３強あり、０以下になれば、トナー無しであることを、
ユーザに知らせることができる。０以下では、更に別の
トナー無し表示を点灯させても良い。

【００８６】又、白抜け時のトナー残量は２０ｇなの
で、トナー無し表示から画像白抜け前までのトナー量は
約１０ｇある。画像比率４％のＡ４印字におけるトナー
消費量は、約１枚当たり、０．０５ｇなので、トナー無
しから２００枚印字可能で、残量検知の精度としては適
正である。

【００８７】以上のように、導電性ワイヤーがトナーの
減少に伴い自重で垂れ下がり、導電性ワイヤーの位置を
撹拌手段との導通時間で検出できるため、スリーブ近傍
のトナー循環を妨げないので、現像剤残量を逐次検知す
ることが可能である。

【００８８】よって、本実施形態によれば、導電性ワイ
ヤー１８がトナーの減少に伴い自重により垂れ下がり、
撹拌棒１５が導電性ワイヤー１８と接触する時間を導通
検出手段１９が検知し、検知された検知接触時間に応じ
てトナー容器１２内のトナー量を検知するようになって
いるので、トナー容器１２内のトナーの循環を妨げるこ
となく、トナー劣化による画像濃度ムラを防止し、トナ
ー容器１２内のトナー量を逐次検知することができる。

【００８９】（第二の実施形態）次に、本発明の第二の
実施形態に関して、図１１及び図１２に基づき説明す
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。

【００９０】本実施形態は、スライド撹拌２３と導電性
ワイヤー２２との接触を検出することで、トナー残量を
検知する現像装置である。

【００９１】スライド撹拌２３は、回転式の撹拌手段と
比べ動作する空間に自由度があり、高さの低い小型化し
た現像容器ができるメリットがある。

【００９２】トナー容器２４の側面内壁２４ａには、導
電性ワイヤー２２が両端を固定されている。導電性ワイ
ヤー２３は、弾性ブレード１０の自由端からやや斜め上
方に長手に渡って配置される。

【００９３】スライド撹拌２３は、全体が導電性であ
り、撹拌支点２３ａを中心に揺動部２３ｂが矢印方向に
往復運動し、トナー搬送部２３ｃも支点２３ｄを介して
往復運動する。

【００９４】トナー搬送部２３ｃの往復運動に伴い、ト
ナー容器２４中のトナーは、現像スリーブ６へと搬送さ
れる。

【００９５】図１１に示すように、トナー容器２４に
は、トナー量が約３００ｇ充填されており、導電性ワイ
ヤー２２と導電性スライド撹拌２３の間にもトナーが介
在している。よって、導電性スライド撹拌２３は、矢印
方向に往復運動しているが、導電性ワイヤー２２と導電
性スライド撹拌２３とは、常時、接触することはない。

【００９６】導電性ワイヤー２３は、導線で導通検出手
段１９に接続されている。導電性スライド撹拌２３も撹
拌支点２３ａから、導線で導通検出手段１９に接続され
ている。ここで、導電性ワイヤー２２は、導電性スライ
ド撹拌２３と接しないため、導通検出手段１９の検知信
号は、発信されない。

【００９７】一方、図１２は、トナー残量が３０ｇに減
った時のトナー容器２４の様子を示すものである。トナ
ーが少ないため、導電性ワイヤー２２は自重で垂れ下が
り、トナーに乗り上げることが無く、導電性スライド撹
拌２３と直接接触している。尚、導電性ワイヤー２２の
弛み量は、導電性スライド撹拌２３のトナー搬送部２３
ｃが、現像スリーブ６方向に移動するときは、接するよ
うに設定した。

【００９８】導電性ワイヤー２２や導電性スライド撹拌
２３には、絶縁性のトナーが静電力等でわずかに付着す
るが、接触部分は絶えず摺擦し、トナーが掻き落とされ
ていた。よって、両者の接触により導通は確保され、ト
ナー搬送部２３ｃの往復運動とともに、導通検出手段１
９は、導通のｏｎ、ｏｆｆの繰り返しを検知することに
なる。この導通のｏｎ、ｏｆｆをＣＰＵ２０で判断し、
トナー無し表示を点灯させることができる。

【００９９】以上のように、スライド式に往復運動する
撹拌手段でも、導電性ワイヤーとの導通を検出すること
により、トナーの残量を判断することが可能である。

【０１００】よって、本実施形態によれば、導電性ワイ
ヤー２２がトナーの減少に伴い自重により垂れ下がり、
スライド撹拌２３が導電性ワイヤー２２と接触する時間
を導通検出手段１９が検知し、検知された検知接触時間
に応じてトナー容器２４内のトナー量を検知するように
なっているので、トナー容器２４内のトナーの循環を妨
げることなく、トナー劣化による画像濃度ムラを防止
し、トナー容器２４内のトナー量を逐次検知することが
できる。

【０１０１】

【発明の効果】以上にて説明したように、本出願にかか
る第一の発明によれば、弛み部材が現像剤の減少に伴い
自重により垂れ下がり、撹拌手段が弛み部材と接触する
時間を検知手段が検知し、検知された検知接触時間に応
じて現像剤容器内の現像剤量を検知するようになってい
るので、現像剤容器内の現像剤の循環を妨げることな
く、現像剤劣化による画像濃度ムラを防止し、現像剤容
器内の現像剤量を逐次検知することができる。

【０１０２】又、本出願にかかる第二の発明によれば、
導電性ワイヤーが現像剤の減少に伴い自重により垂れ下
がり、撹拌手段が導電性ワイヤーと接触する時間を検知
手段が検知し、検知された検知接触時間に応じて現像剤
容器内の現像剤量を検知するようになっているので、現
像剤容器内の現像剤の循環を妨げることなく、現像剤劣
化による画像濃度ムラを防止し、現像剤容器内の現像剤
量を逐次検知することができる。

【０１０３】更に、本出願にかかる第三の発明によれ
ば、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触し電気的に導通している
時間を検知手段が検知し、検知された検知接触時間に応
じて現像剤容器内の現像剤量を検知するようになってい
るので、現像剤容器内の現像剤の循環を妨げることな
く、現像剤劣化による画像濃度ムラを防止し、現像剤容
器内の現像剤量を逐次検知することができる。

【０１０４】又、本出願にかかる第四の発明によれば、
弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下がり、
撹拌手段が弛み部材と接触している時間を検知手段が検
知し、撹拌手段と弛み部材との接触時間と、撹拌手段の
回転周期時間との割合に応じて現像剤容器内の現像剤量
を検知するようになっているので、現像剤容器内の現像
剤の循環を妨げることなく、現像剤劣化による画像濃度
ムラを防止し、現像剤容器内の現像剤量を逐次検知する
ことができる。

【０１０５】更に、本出願にかかる第五の発明によれ
ば、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触する時間を検知手段が検
知し、検知された検知接触時間に応じて現像剤容器内の
現像剤量を検知するようになっているので、現像剤容器
内の現像剤の循環を妨げることなく、現像剤劣化による
画像濃度ムラを防止し、現像剤容器内の現像剤量を逐次
検知することができる。

【０１０６】又、本出願にかかる第六の発明によれば、
導電性ワイヤーが現像剤の減少に伴い自重により垂れ下
がり、撹拌手段が導電性ワイヤーと接触する時間を検知
手段が検知し、検知された検知接触時間に応じて現像剤
容器内の現像剤量を検知するようになっているので、現
像剤容器内の現像剤の循環を妨げることなく、現像剤劣
化による画像濃度ムラを防止し、現像剤容器内の現像剤
量を逐次検知することができる。

【０１０７】更に、本出願にかかる第七の発明によれ
ば、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触し電気的に導通している
時間を検知手段が検知し、検知された検知接触時間に応
じて現像剤容器内の現像剤量を検知するようになってい
るので、現像剤容器内の現像剤の循環を妨げることな
く、現像剤劣化による画像濃度ムラを防止し、現像剤容
器内の現像剤量を逐次検知することができる。

【０１０８】又、本出願にかかる第八の発明によれば、
弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下がり、
撹拌手段が弛み部材と接触している時間を検知手段が検
知し、撹拌手段と弛み部材との接触時間と、撹拌手段の
回転周期時間との割合に応じて現像剤容器内の現像剤量
を検知するようになっているので、現像剤容器内の現像
剤の循環を妨げることなく、現像剤劣化による画像濃度
ムラを防止し、現像剤容器内の現像剤量を逐次検知する
ことができる。

【０１０９】更に、本出願にかかる第九の発明によれ
ば、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触する時間を検知手段が検
知し、検知された検知接触時間に応じて現像剤容器内の
現像剤量を検知するようになっているので、現像剤容器
内の現像剤の循環を妨げることなく、現像剤劣化による
画像濃度ムラを防止し、現像剤容器内の現像剤量を逐次
検知することができる。

【０１１０】又、本出願にかかる第十の発明によれば、
導電性ワイヤーが現像剤の減少に伴い自重により垂れ下
がり、撹拌手段が導電性ワイヤーと接触する時間を検知
手段が検知し、検知された検知接触時間に応じて現像剤
容器内の現像剤量を検知するようになっているので、現
像剤容器内の現像剤の循環を妨げることなく、現像剤劣
化による画像濃度ムラを防止し、現像剤容器内の現像剤
量を逐次検知することができる。

【０１１１】更に、本出願にかかる第十一の発明によれ
ば、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触し電気的に導通している
時間を検知手段が検知し、検知された検知接触時間に応
じて現像剤容器内の現像剤量を検知するようになってい
るので、現像剤容器内の現像剤の循環を妨げることな
く、現像剤劣化による画像濃度ムラを防止し、現像剤容
器内の現像剤量を逐次検知することができる。

【０１１２】又、本出願にかかる第十二の発明によれ
ば、弛み部材が現像剤の減少に伴い自重により垂れ下が
り、撹拌手段が弛み部材と接触している時間を検知手段
が検知し、撹拌手段と弛み部材との接触時間と、撹拌手
段の回転周期時間との割合に応じて現像剤容器内の現像
剤量を検知するようになっているので、現像剤容器内の
現像剤の循環を妨げることなく、現像剤劣化による画像
濃度ムラを防止し、現像剤容器内の現像剤量を逐次検知
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
要部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現像装置に現
像剤が十分あるときの概略構成を示す模式的断面図であ
る。

【図３】図２の現像装置の模式的斜視図である。

【図４】図２に示す現像装置より現像剤が少なくなった
ときの概略構成を示す模式的断面図である。

【図５】図４の現像装置の模式的斜視図である。

【図６】図４に示す現像装置よりさらに現像剤が少なく
なったときの概略構成を示す模式的断面図である。

【図７】図６の現像装置の模式的斜視図である。

【図８】本発明の第一の実施形態にかかる現像剤検知装
置に備えられた検知手段による弛み部材と撹拌手段との
導通検知時間と、現像剤容器内の現像剤量との関係を示
すグラフである。

【図９】本発明の第一の実施形態にかかる現像剤検知装
置における撹拌手段の撹拌周期時間に対する弛み部材と
撹拌手段との導通検知時間の割合と、現像剤容器内の現
像剤量との関係を示すグラフである。

【図１０】本発明の第一の実施形態にかかる現像剤検知
装置の制御を説明するフローチャートである。

【図１１】本発明の第二の実施形態にかかる現像装置に
現像剤が十分にあるときの概略構成を示す模式的断面図
である。

【図１２】図１１の現像装置より現像剤が少なくなった
ときの概略構成を示す模式的断面図である。

【図１３】従来の現像装置の概略構成を示す模式的断面
図である。

【符号の説明】

３ 現像装置 １５ 撹拌棒（撹拌手段） １８ 導電性ワイヤー（弛み部材） １９ 導通検出手段（検知手段）

フロントページの続き (72)発明者 小西 岳 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 本橋 悟 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 土門 彰 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 清水 康史 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 Ｆターム(参考） 2H077 AB03 DA15 DA24 DA58 FA26

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、現像剤容器内に弛みをもって配
   設された線状導電性の弛み部材と、現像剤容器内の現像
   剤を撹拌し周期的に弛み部材と接触する導電性の回転自
   在な撹拌手段と、弛み部材と撹拌手段との接触時間を検
   知する検知手段とを有し、検知された検知接触時間に応
   じて、現像剤容器内の現像剤量を検知可能となっている
   ことを特徴とする現像剤量検知装置。
2. 【請求項２】 弛み部材は、現像剤容器の内壁に両端を
   固定された導電性ワイヤーであ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】 検知手段は、弛み部材と撹拌手段とが電
   気的に導通している時間を検知することによって、接触
   時間を検知可能となっていることとする請求項１又は請
   求項２に記載の現像剤量検知装置。
4. 【請求項４】 検知手段は、弛み部材と撹拌手段との接
   触時間と、撹拌手段の回転周期時間との割合から現像剤
   容器内の現像剤量を検知することとする請求項１乃至請
   求項３のいずれか一項に記載の現像剤量検知装置。
5. 【請求項５】 潜像に現像剤を付与することにより上記
   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備えることを特徴とする現像装置。
6. 【請求項６】 弛み部材は、現像剤容器の内壁に両端を
   固定された導電性ワイヤーであることとする請求項５に
   記載の現像装置。
7. 【請求項７】 検知手段は、弛み部材と撹拌手段とが電
   気的に導通している時間を検知することによって、接触
   時間を検知可能となっていることとする請求項５又は請
   求項６に記載の現像装置。
8. 【請求項８】 検知手段は、弛み部材と撹拌手段との接
   触時間と、撹拌手段の回転周期時間との割合から現像剤
   容器内の現像剤量を検知することとする請求項５乃至請
   求項７いずれか一項に記載の現像装置。
9. 【請求項９】 一連の画像形成プロセスによって形成さ
   れた画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、
   請求項１に記載の現像剤量検知装置、又は、請求項５に
   記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装
   置。
10. 【請求項１０】 弛み部材は、現像剤容器の内壁に両端
    を固定された導電性ワイヤーであることとする請求項９
    に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 検知手段は、弛み部材と撹拌手段とが
    電気的に導通している時間を検知することによって、接
    触時間を検知可能となっていることとする請求項９又は
    請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 検知手段は、弛み部材と撹拌手段との
    接触時間と、撹拌手段の回転周期時間との割合から現像
    剤容器内の現像剤量を検知することとする請求項９乃至
    請求項１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。