JPH03200989A

JPH03200989A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH03200989A
Application number: JP2262438A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Yamanaka; 弘通山中; Takeji Yoshima; 儀間　猛二; Akihiro Shibata; 柴田　章弘; Takashi Soya; 征矢　隆志
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-10-04
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1991-09-02
Also published as: US5198860A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は電子写真複写機、電子写真式レーザービームプ
リンタ等、静電潜像を形成し、これをトナーで現像する
画像形成装置に関する。

〔従来技術〕

画像形成装置の現像装置としてトナー薄層を担持した現
像スリーブをトナー薄層の厚みよりも広い間隙を介して
像担持体へ対向させ、現像スリーブに交流成分を有する
バイアス電圧を印加し、この像担持体とスリーブ間に形
成される振動電界により両者間でトナー往復動を生じさ
せることにより、像担持体に形成された静電潜像を現像
装置は公知である。これらの現像装置のトナー残量検知
方法としては、現像器内にスリーブと対向する電気的導
体を設け、現像スリーブに印加される電圧によりトナー
を介して導体に発生する誘導電圧を利用する方法が知ら
れている。これは現像スリーブと導体間に介在するトナ
ー量が変化することによる両者間の容量変化を電圧とし
て取り出し、基準となる電圧と比較することにより行な
うものである。

これは、第１０図で説明すると、矢印方向に回転してト
ナー４を担持搬送して矢印方向に回転する電子写真感光
体０に付与する現像スリーブｌには電源３の発生するＡ
Ｃ成分を有するバイアス電圧（直流電圧成分が重畳され
ている）が印加されている。検知導体２と現像スリーブ
ｌは各々コンデンサの極板に相当し、その容量は両者間
に介在するトナー４の量で変化する。検知導体２に発生
する信号電圧は整流回路５と容量−電圧変換回路６によ
り直流電圧Ｖ区に変換される。この電圧Ｖｏｃの値は上
記容量、つまり現像器内のトナー量に対応する。７は基
準電圧発生回路で基準電圧ＶＳと検出された直流電圧Ｖ
ｔｘ：とを比較回路８に入力し、大小の判別を行なう。

トナー残量が所定量より少なくなり、電圧ｖ区が電圧■
６以下になると残検表示回路９に警告情報を表示させる
ものである。ところが、直流電圧Ｖｏｃは現像スリーブ
ｌに印加する交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐの変動によ
り影響を受ける。通常交流電源３の発生する電圧のＶｐ
ｐ値は性能的に±ｌＯ％程度変動する。このため検出さ
れる直流電圧ＶＤＣが、交流バイアスの電圧変動により
、同、じトナー量でも異なり、同じ基準電圧ＶＳと比較
するため警告情報を表示する時のトナー量が異なるとい
う不都合が生じた。

交流バイアス電圧に変化があっても残量検知に影響を及
ぼさない様に基準容量をもつコンデンサを使用して基準
電圧信号を形成する方法も知られている（特開昭６３−
２１０８７０号公報）。第１１図にその装置の概要を示
す。

第２図で基準電圧発生回路には検出すべきトナー量と同
様な容量Ｃｓをもつコンデンサ１０ａを設け、現像スリ
ーブｌに電源３からＡＣ成分を有するバイアス電圧が印
加されると同時にコンデンサ１０ａの一方の電極にも上
記バイアス電圧が印加される。すると、コンデンサｌｏ
ａのもう一方の電極に電圧が発生し、これを整流回路ｆ
ｏｂと容量電圧変換回路１０ｃにより直流基準電圧ＶＳ
に変換する。この基準電圧Ｖｓと検出電圧Ｖｔｘ：とを
比較回路８で比較することにより、トナー残量を検出す
る。この方法は、バイアス電圧のピーク間電圧ＶＰＰの
変動が発生しても、電圧ＶＯＣと電圧ｖｓに同様の影響
を及ぼす為、ピーク間電圧Ｖｐｐの変動は無視できる。

ところで、検知導体２を内蔵する現像器１１（これに、
は前記スリーブｌも取り付けられている）は、前記５．
６．８．１０ａＳ１０ｂ、１０ｃの回路で構成されるト
ナー残量検出回路１２とは離れた位置に設けられる。一
方、検知導体２に誘起される、現像器り内のトナー量に
対応した電圧信号は微弱信号である。従って、この微細
信号をトナー残量検出回路１２に伝送するのにシールド
線１６を使用して、ノイズが信号に混入するのを防止し
ている。シールド線１６は、上記信号の導線１３と、こ
れを被覆した合成樹脂等の絶縁層１５と、この絶縁層１
５を被覆した電気的シールド部材１４とを有して゛いる
。このシールド部材１４は金属細線を布状に織ったもの
等が使用されるが、いずれにせよ電気的に接地される。

尚、第１２図で、現像器１１は、或は現像器１１と感光
ドラム０は一体的に、画像形成装置本体１７に対して着
脱可能なものを示した。１８は検知導体２と導線１３を
接続する接離可能なコネクタ、１９はスリーブと電源３
からのバイアス電圧印加用の導線２０を接続する接離可
能なコネクタを示す。

〔解決しようとしている課題〕

ところが、第１２図のものでは信号を伝送する芯線１３
とシールド材１４との間に発生する浮遊容量が検出電圧
に影響を及ぼすという欠点があった。この為、誤検知が
生じやすくなる。

従って、本発明の目的はトナー量の検知に誤作動の生じ
ない画像形成装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

トナー量検知信号を伝送する第１の導線に並んで第２の
導線を有し、この第２の導線の一端は基準信号発生手段
に接続され、他端は電気的に開放されており、これによ
り、検知信号に与えられる浮遊容量の影響と同様な影響
が基準信号にも与えられ、上記影響が相殺されて誤作動
が防止される。

〔実施例〕

第８図で、画像形成装置本体１７は、下記の光学装置、
転写材搬送装置、転写装置、定着装置、及びプロセスカ
ートリッジＰの本体３０への着脱を案内するガイド部材
３１を有している。

プロセスカートリッジＰは、矢印方向に回転する電子写
真感光体Ｏと、感光体０を均一に帯電する帯電器２１と
、感光体０に形成された静電潜像を現像する現像器１１
と、現像画像の転写後の感光体０表面に残留したトナー
を除去するクリーニング装置２２とを有しており、これ
ら諸手段が枠体３２中に一体的に支持されている。そし
てプロセスカートリッジＰは、ガイド部材３１に沿って
摺動して、本体１７内に出し入れされる。これにより、
現像器１１内のトナーが消費され尽くした場合等には、
このプロセスカートリッジＰはオペレータにより本体１
７外に取り出され、これに代えて現像器１１内に予めト
ナーが充填されているプロセスカートリッジＰがオペレ
ータにより本体１７内に装填できる。また、所望の色の
トナーが収容されているプロセスカートリッジＰを本体
１７内に装填することによって、所望の色の画像を出力
することもできる。

現像器１１は、トナーＴが収容されているトナー容器３
３と、この容器３３内に回転可能に設けられた撹拌部材
３４と、容器３３の開口部に設けられた現像ローラ又は
スリーブｌとを備えている。

撹拌部材３４は矢印方向に回転して容器３３内のトナー
Ｔを撹拌するとともに、現像ローラｌの所に搬送する。

現像ローラｌはトナーを担持し、矢印方向に回転して感
光体０に形成された静電潜像に付与してこれを現像する
現像領域に搬送する。

次に画像形成動作について説明すると、感光体０はまず
帯電器２１により帯電され、次いで被記録画像情報信号
に対応して変調されたレーザービ−ムＬで走査露光され
て静電潜像が形成される。レーザービームＬは、半導体
レーザー、回転多面鏡、ｒ−θレンズ等を含む公知の光
学装置３５により形成され、ミラー３６によって感光体
Ｏ方向に反射される。

上記静電潜像は前記の如く現像器１１によって現像され
る。これによって得られたトナー像は紙等の転写材に、
転写帯電器３７の作用により転写され、次いで転写材は
分離除電器３８の作用により感光体１から分離される。

転写材を搬送する装置は、転写材を収納しているカセッ
ト３９と、カセット３９から転写材を送り出すピックア
ップローラ４ｏと、転写材をトナー像の移動と同期して
転写領域に搬送するレジストレーションローラ４１と、
搬送ガイド４２．４３．４４を有している。

感光体１から分離された転写材はガイド４４を介して定
着装置４５に送られ、ここでトナー像が転写材に定着さ
れる。定着後の転写材はトレイ４６上に排出される。

尚、図示例はレーザービームを感光体０に露光するもの
であるが、画像信号で駆動される発光ダイオードアレイ
の放射光により感光体を露光してもよく、原稿の画像、
をレンズを介して感光体に直接露光してもよい。

ところで、第８図では感光体を含むプロセスカートリッ
ジＰを本体１７に対して着脱可能としたが、第９咀□よ
うに、感光体Ｏ等の他のプロセス手段とは独立に、現像
器１１を画像形成装置本体１７に着脱可能とした場合に
も本発明は適用できる。

第９図で、第８図のものと同一の機能を有する部材、手
段には同一の符号を付し、各部材、手段の動作の説明は
省略する。

第９図では、第８図と異なり、現像器１１が感光体Ｏ等
とは独立して、ガイド３１に摺動案内されて画像形成装
置本体１７に着脱できる。これにより、現像器ｌｌ内の
トナーが消費され尽くした場合等には、この現像器１１
はオペレータにより本体１７外に取り出され、これに代
えて、容器３３内に予めトナーが充填されている現像器
１１がオペレータにより本体１７内に装填できる。また
所望の色のトナーが収容されている現像器１１を本体１
７内に装填することによって所望の色の現像画像を形成
することができる。

第５図の現像器１１に関する構成は第４図に関連して既
に述べたのと同様の構成にできるので、再度の説明は省
略する。

尚、本発明は電子写真式の画像形成装置ばかりでなく、
画像信号により変調されたイオン流等により像担持体上
に静電潜像を形成する画像形成装置の現像装置にも適用
できる。

以下の実施例で、現像器１１は第８図に示したカートリ
ッジＰ内の現像器又は第９図に示した、本体に着脱自在
な現像器であるが、電源３、表示回路９．１つの基板（
プリント基板）に設けられた検出回路１２、後記シール
ド線、バイアス電圧導線２０は画像形成装置本体１７に
固定されている。

また、以下の実施例の図面で第１０図〜第１２図のもの
と同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、必要
な限り説明は省略する。

第１図で１６１は２芯シールド線である。２芯シールド
線１６１のうち一本の芯線１３ａは従来通り、検出導体
２と整流回路５とを接続し、芯線１３ａと並んでいるも
う一方の芯線１３ｂの一端は、コンデンサｌｏａの電圧
出力側の電極に接続し、もう一端は電器的に他の物に接
続されていない開放状態になっている。この時のシール
ド材１４と芯線１３ａ１１３ｂとの浮遊容量は第３図に
示す様になる。第３図でＣＩは、芯線１３ａとシールド
材１４との容量であり、Ｃ２は芯線１３ｂとシールド材
１４との容量である。芯線１３ａと芯線１３ｂは実質的
に同じ長さであるため、Ｃ１とＣ２は実質的に同じ値と
なる。従って、検出導体２からの検出電圧と、コンデン
サ１０ａからの出力電圧は、同様にシールド材１４の影
響を受ける為、シールド線による検出誤差は生じない。

尚、芯線（導線）１３ａと芯線（導線）１３ｂとが実質
的に同じ長さであるというのは、線１３ａと線１３ｂと
が幾何学的に正確に同一長さである場合のみを意味しな
い。線１３ｂの幾何学的長さが線１３ａの幾何学的長さ
の０．８５〜１．１５倍の範囲であれば検出誤差防止効
果が高いので、このような場合に線１３ａと線１３ｂは
実質的に同じ長さを有していると言うことにする。更に
好ましくは線１３ｂの幾何学的長さが線１３ａのそれの
０．９〜１．１倍の範囲にあることである。更に好まし
いのは線１３ａの長さと線１３ｂの長さが幾何学的に等
しい場合である。

尚、２芯シールド線１６１では、芯線１３ａ、　１３ｂ
が実質的に平行に隣り合って並んでいる。第２図に示す
ように芯線１３ａ、１３ｂは可撓性の絶縁材（ゴム、合
成樹脂等）１５で被覆され、かつこの絶縁材１５によっ
て芯線１３ａＳ１３ｂは互いに電器的に絶縁されている
。そして絶縁材１５は電気的シールド部材（金属細線を
布様に織ったもの等）１４で被覆されている。従ってシ
ールド部材は芯ｊｌ１３ａ、１３ｂに対して共通のシー
ルド部材である。シールド部材１４は電気的に接地され
ていることが好ましい。

第４図の例ではフレキシブル回路基板（Ｆ、Ｐ、Ｃ，）
１６２を用いている。Ｆ、Ｐ、Ｃ，１６２には、平行に
２本の導線パターン１３ａ、　１３ｂが引いてあり、一
方１３ａは検出導体２と整流回路５とを接続し、もう一
方１３ｂの一端はコンデンサ１０ａの電圧出力側の電極
に接続され、もう一端は、パターン１３ａと実質的に同
一の長さの所で電気的開放状態になっている。

また第５図のように２本のパターン１３ａ、　１３ｂの
間に電気的に接地された導線、パターン１４ａを引けば
、２本の導線１３ａＳ１３ｂ間の線間容量が無くなるの
で、より安定な検出ができる。また第６図のように多層
のＦ、Ｐ、Ｃ，を用い両方の外側をシールドパターン１
４にすれば、第２図のシアルド線と同様なシールド効果
を得ることができる。第６図でもパターン１３ａ、　１
３ｂの間に第５図のパターン１４ａを設けることができ
る。

第７図は本発明の第３の実施例を示す図である。

第１２図で１６３は硬質プリント基板（Ｐ、Ｃ，Ｂ、）
である。Ｐ、Ｃ，Ｂ、１６３は断面が第１１図と同様な
多層板であり、内層に導線パターン１３ａ、　１３ｂを
入れ、外層にシールドパターン１４を設けである。ｐ、
ｃ。

Ｂ、で配線を行ない本体１７に固定すれば、より安定な
検出を行なうことができる。

尚、以上の例は現像器を組み込んだプロセスカートリッ
ジ、又は現像器単体がオペレータによって画像形成装置
本体に着脱可能なものであったが、本発明は現像器がオ
ペレータによって画像形成装置本体に対して着脱できな
い構造の画像形成装置にも適用できる。また、交流成分
を有する電圧とは、正極性側と負極性側に夫々ピーク値
を有する電圧のみならず、正極性側だけで振動する電圧
或は負極性側だけで振動する電圧も意味する用語である
。

〔効果〕

本・発明によれば、トナー量検知信号の導線に加わる浮
遊容量によるノイズの影響を相殺して、正確な検出が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は２芯シールド線の断面図、第３図は実施例の等価回路説明図、第４図は本発明の他の実施例の説明図、第５図、第６図
はプリント回路板の断面図、第７図は本発明の他の実施
例の説明図、第８図、第９図は本発明の適用できる画像
形成装置の説明図、第ｉｏ図、第１１図、第１２図は従来例の説明図である
。０・・・像担持体！・・・現像剤担持体２・・・検知導体１３ａ・・・第１の導線１３ｂ・・・第２の導線

Claims

【特許請求の範囲】

（１）像担持体に形成された静電潜像を現像する現像器
の内のトナー量に対応して検知部材が発生した検知信号
を比較手段に伝送する為の第１の導線と、上記比較手段に与えられる基準信号発生手段、第１の導
線と隣り合って設けられた第２の導線であって、一端は
上記基準信号発生手段に接続されており、他端は電気的
に開放されている第２の導線と、を有する画像形成装置。
（２）第１の導線と第２の導線とに共通の電気的シール
ド部材を有する請求項（１）に記載の画像形成装置。
（３）像担持体に現像器内のトナーを供給する現像剤担
持部材に印加する交流成分を有するバイアス電圧を発生
する電源を有しており、前記検知部材は現像剤担持部材
と対向した導電体であり、上記バイアス電圧によりトナ
ー量に対応した誘起電圧を発生し、前記基準信号発生手段は上記電源の発生するバイアス電
圧を用いて基準信号を形成する請求項（１）又は（２）
に記載の画像形成装置。
（４）現像器は画像形成装置に着脱可能である請求項（
１）乃至（２）のいずれかに記載の画像形成装置。
（５）像担持体と現像器は画像形成装置に一体的に着脱
可能である請求項（１）乃至（３）のいずれかに記載の
画像形成装置。
（６）比較手段の出力を用いて現像器内のトナーが減少
したことを表示する表示手段を有する請求項（１）乃至
（５）のいずれかに記載の画像形成装置。