(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながら、トナーの減少過程を安定的かつ正確に検出する。【解決手段】現像剤槽４１内のトナーＤが一定レベル未満まで減少した状態では、可撓性部材５３先端近傍がトナーＤ表面上で滑って行き、被検出体５４もトナーＤ表面上で滑って移動する。更に、現像剤槽４１内のトナーＤが徐々に減少して、トナーＤ表面の高さが徐々に低下すると、トナーＤ表面で滑って移動する被検出体５４の位置も徐々に低下し、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離が短くなる。静電容量検出回路６８は、静電容量センサー５５の検出出力を入力して、被検出体５４と静電容量センサー５５間の静電容量を検出する。この静電容量は、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離に応じて変化する。このため、この静電容量に基づいて、トナーＤの残量が分かる。【選択図】図２
2004354904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤槽内のトナーの残量を検出するトナー残量検出装置において、
現像剤槽内で回転して、現像剤槽内のトナーを攪拌する攪拌部材と、
攪拌部材に連結されて追従回転し、トナー内に侵入して移動するか、もしくはトナー表面上で移動する可撓性部材と、
可撓性部材先端に取り付けられた被検出体と、
現像剤槽の下部に配置されており、可撓性部材の追従回転に伴い、可撓性部材先端の被検出体が接近して来ると、被検出体との間の静電容量を検出する静電容量検出手段と
を備えることを特徴とするトナー残量検出装置。
【請求項２】
静電容量検出手段は、該静電容量検出手段と被検出体間の静電容量に基づいて、該静電容量検出手段と被検出体間の距離を現像剤槽内のトナーの残量として検出することを特徴とする請求項１に記載の現像剤残量検出装置。
【請求項３】
静電容量検出手段は、該静電容量検出手段と被検出体間の静電容量に応じて周波数もしくは位相が変化する検出信号を形成し、この検出信号に基づいて、該静電容量検出手段と被検出体間の距離を現像剤槽内のトナーの残量として検出することを特徴とする請求項１に記載のトナー残量検出装置。
【請求項４】
被検出体は、静電容量の電極となる導電性材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のトナー残量検出装置。
【請求項５】
静電容量検出手段は、現像剤槽の内壁に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のトナー残量検出装置。
【請求項６】
静電容量検出手段は、現像剤槽の外壁に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のトナー残量検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のトナー残量検出装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンター、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられ、現像剤槽内のトナーの残量を検出するトナー残量検出装置及びそれを備える画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトナーの残量を検出する装置としては、例えば特許文献１に示されるものがある。ここでは、現像剤容器内に、トナーを攪拌しつつ、トナーから受ける抵抗の増大に伴って、屈折状態から直状状態に変形する攪拌棒を設けると共に、攪拌棒先端の位置を検出するセンサーを設けておき、トナーが減少して、トナーの抵抗が減少し、攪拌棒が屈折状態に変形して、攪拌棒先端が移動したときに、センサーによって検出された攪拌棒先端の位置に基づいて、トナーの減少を検出している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３１９７０４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置では、攪拌棒先端がセンサーに接触したか否かに基づいて、攪拌棒先端の位置を検出しているため、１つのセンサーにより攪拌棒先端の１つの位置しか検出することができず、トナーが一定レベルまで減少したか否かを検出することしかできなかった。
【０００５】
また、トナーの段階的な減少を検出するには、攪拌棒先端のそれぞれの位置を検出するための複数のセンサーを設ける必要があり、装置の構成が複雑化した。
【０００６】
更に、トナー中では、攪拌棒先端とセンサー間の接触が不安定になる可能性があり、センサーの検出出力の信頼性が低くかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でありながら、トナーの減少過程を安定的かつ正確に検出することが可能なトナー残量検出装置及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、現像剤槽内のトナーの残量を検出するトナー残量検出装置において、現像剤槽内で回転して、現像剤槽内のトナーを攪拌する攪拌部材と、攪拌部材に連結されて追従回転し、トナー内に侵入して移動するか、もしくはトナー表面上で移動する可撓性部材と、可撓性部材先端に取り付けられた被検出体と、現像剤槽の下部に配置されており、可撓性部材の追従回転に伴い、可撓性部材先端の被検出体が接近して来ると、被検出体との間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを備えている。
【０００９】
この様な構成の本発明によれば、可撓性部材は、攪拌部材に連結されて追従回転し、トナー内に侵入して移動する。このとき、可撓性部材が攪拌部材との連結箇所でトナー内へと侵入すると、可撓性部材全体が柔軟に変形しつつ、可撓性部材全体が同一箇所で連続的にトナー内へと侵入して行き、可撓性部材全体がトナー内で同一軌道を描いて回転移動する。従って、可撓性部材先端の被検出体も、可撓性部材と同一軌道を描いて回転移動する。トナーが一定レベル以上あり、可撓性部材の連結箇所がトナー内に侵入する限りは、トナー内では可撓性部材及び被検出体により描かれる軌道が殆ど変化しない。
【００１０】
また、トナーが一定レベル未満まで減少して、攪拌部材の連結箇所がトナー内に侵入しなくなると、可撓性部材先端近傍がトナー表面で滑って行き、被検出体もトナー表面で滑って移動する。
【００１１】
ここで、トナーが一定レベル未満まで減少して、トナーの残量が徐々に少なくなり、トナー表面の高さが徐々に低下すると、トナー表面で滑って移動する被検出体の位置も徐々に低下する。つまり、トナーが一定レベル未満まで減少したときには、トナーの残量に応じて、トナー表面で移動する被検出体の位置が低下する。
【００１２】
一方、静電容量検出手段は、静電容量検出手段とトナー表面で移動する被検出体間の静電容量を検出することができる。そして、静電容量検出手段と被検出体間の静電容量は、両者間の距離に応じて変化する。更に、静電容量検出手段がトナー槽の下部に配置されていることから、トナーが一定レベル未満まで減少して、トナー表面の高さが徐々に低下し、トナー表面で移動する被検出体の位置が低下すると、静電容量検出手段と被検出体間の距離が短くなって、両者間の静電容量が小さくなる。つまり、静電容量検出手段と被検出体間の静電容量がトナーの残量に応じて変化する。
【００１３】
このため、静電容量検出手段によって検出された静電容量に基づいて、トナーの残量を検出することができる。
【００１４】
また、本発明においては、静電容量検出手段は、該静電容量検出手段と被検出体間の静電容量に基づいて、該静電容量検出手段と被検出体間の距離を現像剤槽内のトナーの残量として検出している。
【００１５】
先に述べた様に静電容量検出手段と被検出体間の静電容量が静電容量検出手段と被検出体間の距離に対応し、この距離が現像剤槽内のトナーの残量に対応することから、静電容量検出手段と被検出体間の静電容量を検出すれば、現像剤槽内のトナーの残量を検出することができる。
【００１６】
更に、本発明においては、静電容量検出手段は、該静電容量検出手段と被検出体間の静電容量に応じて周波数もしくは位相が変化する検出信号を形成し、この検出信号に基づいて、該静電容量検出手段と被検出体間の距離を現像剤槽内のトナーの残量として検出している。
【００１７】
この様に静電容量検出手段と被検出体間の静電容量に応じて周波数もしくは位相が変化する検出信号を形成すれば、この検出信号に基づいて、現像剤槽内のトナーの残量を検出することができる。
【００１８】
また、本発明においては、被検出体は、静電容量の電極となる導電性材料を含んでいる。
【００１９】
静電容量検出手段と被検出体間の静電容量を検出するには、静電容量の電極となる導電性材料を被検出体に設ければ良い。
【００２０】
更に、本発明においては、静電容量検出手段は、現像剤槽の内壁に設けられている。あるいは、静電容量検出手段は、現像剤槽の外壁に設けられている。
【００２１】
静電容量検出手段を現像剤槽の内壁に設けた場合は、静電容量検出手段が被検出体により近づいて、外部からのノイズの影響を受け難くなり、静電容量検出手段からの検出信号のＳ／Ｎを向上させることができる。また、静電容量検出手段を現像剤槽の外壁に設けた場合は、静電容量検出手段と現像剤槽を別体化することができ、現像剤槽の交換に際しては、静電容量検出手段を交換せずに済み、ランニングコストの上昇を抑えることができる。
【００２２】
次に、本発明の画像形成装置は、本発明のトナー残量検出装置を備えている。
【００２３】
この様な本発明の画像形成装置によっても、本発明のトナー残量検出装置と同様の作用及び効果を達成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明のトナー残量検出装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す側面図である。この画像形成装置１は、電子写真方式により画像を形成するものであって、露光走査部１０と、画像形成部２０とを備えている。
【００２６】
露光走査部１０では、外部のホストコンピュータ等からの画像信号を制御部３０で受信する。制御部３０は、この画像信号に対して必要な処理を施して、画像データを形成し、この画像データに対応する駆動信号をレーザダイオード１１に出力して、レーザダイオード１１から出射されるレーザ光を変調する。このレーザ光は、コリメートレンズ１２により平行光にされてから、モータ１３により定速回転駆動されるポリゴンミラー１４で反射されて偏向され、ｆθレンズ１５及び折り返しミラー１６を介して、画像形成部２０の感光体ドラム２１の表面に入射し、この感光体ドラム２１の表面を露光走査する。
【００２７】
画像形成部２０では、感光体ドラム２１を一方向に回転させつつ、感光体ドラム２１の表面の残留現像剤をクリーナ２２により除去し、イレーザランプ２３の光を感光体ドラム２１の表面に照射して、感光体ドラム２１の表面を除電し、更に感光体ドラム２１の表面を帯電チャージャー２４により一様に帯電させてから、感光体ドラム２１の表面を露光走査部１０からのレーザ光で露光走査させて、感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム２１の表面の静電潜像を現像装置２５により現像して、感光体ドラム２１の表面に現像剤像を形成する。
【００２８】
一方、感光体ドラム２１の回転動作に同期して、記録用紙（図示せず）を給紙ローラ２６により用紙カセット２７から引き出し、この記録用紙を各搬送ローラ２８により感光体ドラム２１まで搬送し、感光体ドラム２１の表面の現像剤像を転写チャージャー３１により記録用紙に転写させる。更に、記録用紙を搬送ベルト２９により定着装置３２まで搬送し、記録用紙を定着装置３２により加熱及び加圧して、記録用紙上の現像剤像を定着させてから、記録用紙を各排出ローラ３３により排紙トレイ３４へと排出する。
【００２９】
尚、露光走査部１０は、蝶番により上方に開閉可能に枢支されており、現像装置２５の現像剤槽４１の交換や、画像形成部２０内部で発生した紙詰まりの処理を行い得る様にしている。
【００３０】
図２は、感光体ドラム２１及び現像装置２５を示す側面図である。現像装置２５は、トナーを保管収容する現像剤槽４１と、トナーとキャリアとの混合物である現像剤を収容する現像容器４２と、現像容器４２内の現像剤を攪拌する攪拌ローラ４３と、現像剤中のトナーを現像容器４２から感光体ドラム２１の表面へと供給する現像ローラ４４と、現像剤中のトナーが現像動作により消費されるに際し、キャリアに対して低下するトナー濃度を検出するトナー濃度センサー４５とを備えている。この現像装置２５からの現像剤の供給により、感光体ドラム２１の表面の静電潜像にトナーが付着し、この静電潜像が現像されて、現像剤像が形成される。
【００３１】
更に、現像剤槽４１は、トナーを現像剤槽４１から現像容器４２に補給するための現像剤補給ローラ５１と、現像剤槽４１内のトナーを攪拌する攪拌部材５２と、攪拌部材５２の一端に連結された可撓性帯状部材５３と、可撓性帯状部材５３の先端に固定された被検出体５４と、被検出体５４との間の静電容量を検出する静電容量センサー５５とを備えている。
【００３２】
また、現像装置２５は、制御装置６１により制御される。この制御装置６１は、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６３、及びＲＡＭ６４等を備えている。
【００３３】
ＲＯＭ６３は、画像形成装置全体を制御するためのプログラムや、現像剤の補給を制御するためのプログラムを記憶している。また、ＲＡＭ３３は、ＣＰＵ６２のワーキングエリアとして用いられたり、各種データを記憶したりする。
【００３４】
ＣＰＵ６２は、ＲＯＭ６３内のプログラムに従って、現像容器４２の攪拌ローラ４３や現像ローラ４４及び現像剤槽４１の攪拌部材５２を回転制御する。
【００３５】
コンパレータ６９は、トナー濃度センサー４５の検出出力と予め設定された閾値を比較し、検出出力が閾値以下になると、現像容器４２内の現像剤のトナー濃度が規定量以下になったものとみなして、現像剤補給モータ駆動回路６６を通じて現像剤補給ローラ５１の駆動用モータ６７を駆動し、現像剤補給ローラ５１を回転させて、トナーを現像剤槽４１から現像容器４２へと補給させる。
【００３６】
静電容量検出回路６８は、静電容量センサー５５の検出出力を入力して、被検出体５４と静電容量センサー５５間の静電容量を示す検出信号を形成して出力する。ＣＰＵ６２は、静電容量検出回路６８からの検出信号に基づいて、現像剤槽４１内の残量を測定し、現像剤槽４１内のトナーの残量が規定量以下になると、現像剤槽４１の交換を促す旨を報知部６５の表示画面に表示する。利用者は、報知部６５の表示画面を見て、現像剤槽４１の交換が促されていることを知ると、現像剤槽４１を新たなものに交換する。これにより、トナーが間断無く補給される。
【００３７】
次に、現像剤槽４１内のトナーの残量検出について、更に詳しく説明する。
【００３８】
図３は、現像剤槽４１を概略的に示す斜視図である。図３に示す様に現像剤槽４１では、攪拌部材５２の支軸５２ａを回転自在に支持し、支軸５２ａを駆動用モータにより回転させて、攪拌部材５２を矢印Ａ方向に回転させ、現像剤槽４１内のトナーを攪拌している。攪拌部材５２は、複数の板片５２ｂを縦横に組み合わせ、その一辺に攪拌羽根５２ｃを固定したものである。また、攪拌部材５２の一端に可撓性帯状部材５３を連結固定している。更に。可撓性帯状部材５３の先端に被検出体５４を固定し、現像剤槽４１底外側に静電容量センサー５５を配置している。
【００３９】
可撓性帯状部材５３は、例えば薄い帯状の合成樹脂板であり、元の形状が略直線状である。この可撓性帯状部材５３を攪拌部材５２の一端に固定し、この可撓性帯状部材５３を湾曲させて現像剤槽４１内に配置している。
【００４０】
ここで、図４に示す様に現像剤槽４１内のトナーＤが一定レベル以上ある状態では、攪拌部材５２の回転に伴い、可撓性帯状部材５３が攪拌部材５２との連結箇所ＣでトナーＤ内へと侵入する。そして、可撓性部材５３全体が柔軟に変形しつつ、可撓性部材５３全体が同一箇所Ｃで連続的にトナーＤ内へと侵入して行き、可撓性部材５３全体がトナーＤ内で同一軌道Ｅを描いて回転移動する。従って、可撓性部材５３先端の被検出体５４も、可撓性部材５３と同一軌道Ｅを描いて回転移動する。
【００４１】
トナーＤが一定レベル以上あり、可撓性部材５３の連結箇所ＣがトナーＤ内に侵入する限りは、トナーＤ内で可撓性部材５３及び被検出体５４により描かれる軌道Ｅが殆ど変化せず、被検出体５４が一定の離間距離を開けて静電容量センサー５５上方を通過する。
【００４２】
また、図５に示す様に現像剤槽４１内のトナーＤが一定レベル未満まで減少した状態では、可撓性部材５３の連結箇所ＣがトナーＤ内に侵入しなくなり、可撓性部材５３先端近傍がトナーＤ表面上で滑って行き、被検出体５４もトナーＤ表面上で滑って移動する。
【００４３】
更に、現像剤槽４１内のトナーＤが徐々に減少して、トナーＤ表面の高さが徐々に低下すると、トナーＤ表面で滑って移動する被検出体５４の位置も徐々に低下する。
【００４４】
従って、トナーＤが一定レベル未満まで減少したときには、トナーＤの残量に応じてトナーＤ表面で移動する被検出体５４の位置が低下する。そして、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離が短くなる。このため、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離が分かれば、トナーＤの残量が分かる。
【００４５】
一方、静電容量検出回路６８は、静電容量センサー５５の検出出力を入力して、被検出体５４と静電容量センサー５５間の静電容量を検出する。この静電容量は、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離に応じて変化する。このため、この静電容量が検出されれば、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離が分かったことになり、トナーＤの残量が分かる。
【００４６】
更に、被検出体５４は、攪拌部材５２の回転に伴い、トナーＤ表面上で滑って、静電容量センサー５５に右方向から徐々に接近し、静電容量センサー５５上方を通過して、静電容量センサー５５から左方向へと徐々に離間して行くことを繰り返す。被検出体５４が静電容量センサー５５に最も接近したときに、被検出体５４と静電容量センサー５５が相互に対向する。そして、このときの静電容量は、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離に対応し、トナーＤの残量に対応する。
【００４７】
静電容量センサー５５は、図６（ａ）及び（ｂ）に示す様に中央電極５５ａ及び環状電極５５ｂを絶縁体板５５ｃ上に固定したものである。また、被検出体５４は、電極５４ａを絶縁体板５４ｂ上に固定したものである。
【００４８】
ここで、静電容量センサー５５の中央電極５５ａと被検出体５４の電極５４ａ間の静電容量をＣ１とし、静電容量センサー５５の環状電極５５ｂと被検出体５４の電極５４ａ間の静電容量をＣ２とする。そして、環状電極５５ｂを接地し、電極５５ａに信号電圧ｖを加えるならば、図７に示す様に各静電容量Ｃ１、Ｃ２を直列接続した回路として等価的に表すことができる。そして、各静電容量Ｃ１、Ｃ２の合成静電容量をＣｓとすると、合成静電容量Ｃｓを次式（１）で表すことができる。
【００４９】
Ｃｓ＝（Ｃ１×Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）        ……（１）
図８は、被検出体５４と静電容量センサー５５間の合成静電容量Ｃｓを検出するための静電容量検出回路６８の構成を示している。静電容量検出回路６８は、合成静電容量Ｃｓ、インダクタンスＬ、一定静電容量のコンデンサＣｃ、インバータ７１、コンパレータ７２、及び分周期７３を備えている。
【００５０】
合成静電容量Ｃｓ、インダクタンスＬ、コンデンサＣｃ、及びインバータ７１は、コルピッツ発振回路を構成しており、その発振周波数ｆｏが合成静電容量Ｃｓに応じて変化する。コンパレータ７２は、発振回路からの正弦波信号を入力し、この正弦波信号をパルス信号に変換して、パルス信号を出力する。分周期７３は、パルス信号の周波数（発振周波数）を１／ｎに分周して、１／ｎ周波数の検出信号をＣＰＵ６２に印加する。
【００５１】
発振回路の発振周波数が合成静電容量Ｃｓに応じて変化することから、ＣＰＵ６２に印加された検出信号の１／ｎ周波数も合成静電容量Ｃｓに応じて変化する。また、先に述べた様に被検出体５４と静電容量センサー５５が相互に対向したときの両者間の静電容量（合成静電容量Ｃｓ）が両者間の離間距離もしくはトナーＤの残量に対応する。従って、ＣＰＵ６２に印加された検出信号の１／ｎ周波数に基づいて、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離もしくはトナーＤの残量を求めることができる。
【００５２】
そこで、ＣＰＵ６２は、攪拌部材５２を回転制御しつつ、被検出体５４と静電容量センサー５５が相互に対向したタイミングで、検出信号の１／ｎ周波数をサンプリングし、このサンプリングした１／ｎ周波数に対応する被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離を求め、この離間距離に対応するトナーＤの残量を求める。
【００５３】
図９は、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離に対する発振回路の発振周波数特性を示すグラフである。図９のグラフからも明らかな様に被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離が短くなる程、発振回路の発振周波数が低くなっている。従って、発振回路の発振周波数に基づいて、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離もしくはトナーＤの残量を求めることができる。
【００５４】
こうしてＣＰＵ６２は、トナーＤの残量を求めると、トナーＤの残量が規定量以下になったか否かを判定する。そして、ＣＰＵ６２は、トナーＤの残量が規定量以下になると、現像剤槽４１の交換を促す旨を報知部６５の表示画面に表示する。このため、利用者は、適確なタイミングで現像剤槽４１を新たなものに交換することができる。
【００５５】
この様に本実施形態では、攪拌部材５２の一端に可撓性帯状部材５３を連結固定し、可撓性帯状部材５３の先端に被検出体５４を固定し、可撓性帯状部材５３を攪拌部材５２に追従回転させて、被検出体５４を現像剤槽４１底外側の静電容量センサー５５上方を通過させている。そして、被検出体５４と静電容量センサー５５間の合成静電容量ＣｓがトナーＤの残量に対応することから、合成静電容量Ｃｓに応じて変化する発振周波数に基づいて、トナーＤの残量を求めている。
【００５６】
従って、トナーＤの残量の測定を簡単な構成で実現している。また、被検出体５４と静電容量センサー５５が非接触であるため、両者間の合成静電容量Ｃｓを安定的かつ正確に検出することができる。それ故、トナーＤの残量も安定的かつ正確に検出することができる。
【００５７】
更に、静電容量センサー５５の中央電極５５ａを環状電極５５ｂで囲み、環状電極５５ｂを接地しているため、外部ノイズの影響を受け難い。これによっても、合成静電容量Ｃｓを安定的かつ正確に検出することができ、トナーＤの残量も安定的かつ正確に検出することができる。
【００５８】
ところで、静電容量検出回路６８として、図８に示す様な合成静電容量Ｃｓに対応する周波数の検出信号を形成して出力するものを例示しているが、この代わりに図１０に示す様な合成静電容量Ｃｓに対応する位相の検出信号を形成して出力するものを適用しても構わない。
【００５９】
図１０の静電容量検出回路６８Ａでは、合成静電容量Ｃｓと抵抗Ｒからなる遅延回路８１、方形波発振回路８２、第１コンパレータ８３、第２コンパレータ８４、及び位相コンパレータ８５を備えている。
【００６０】
第１コンパレータ８３は、方形波発振回路８２からの方形波信号Ｓ１を直接入力して、方形波信号Ｓ２を直ちに出力する。
【００６１】
遅延回路８１は、合成静電容量Ｃｓに応じた遅延時間Ｔｗを有しており、方形波発振回路８２からの方形波信号Ｓ１を遅延時間Ｔｗだけ遅延させる。第２コンパレータ８４は、遅延回路８１からの信号を入力して、この信号を閾値電圧と比較し、方形波信号Ｓ３を出力する。
【００６２】
位相コンパレータ８５は、第１コンパレータ８３からの方形波信号Ｓ２及び第２コンパレータ８４からの方形波信号Ｓ３を入力すると、方形波信号Ｓ２と方形波信号Ｓ３間の位相差に対応する遅延時間Ｔｗを検出し、この遅延時間Ｔｗを示す位相差検出信号Ｄを出力する。この位相差検出信号Ｄは、ＣＰＵ６２に印加される。
【００６３】
図１１から明らかな様に第２コンパレータ８４からの方形波信号Ｓ３は、遅延回路８１からの信号に対応することから、第１コンパレータ８３からの方形波信号Ｓ２に対して遅延時間Ｔｗだけ遅れている。そして、位相コンパレータ８５からの位相差検出信号Ｓ４は、遅延時間Ｔｗだけのパルス幅を有する。
【００６４】
ここで、遅延回路８１の遅延時間Ｔｗが合成静電容量Ｃｓに応じて変化する。また、被検出体５４と静電容量センサー５５が相互に対向したときの両者間の合成静電容量Ｃｓが両者間の離間距離もしくはトナーＤの残量に対応する。従って、位相差検出信号Ｓ４のパルス幅である遅延時間Ｔｗに基づいて、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離もしくはトナーＤの残量を求めることができる。
【００６５】
ＣＰＵ６２は、攪拌部材５２を回転制御しつつ、被検出体５４と静電容量センサー５５が相互に対向したタイミングで、位相コンパレータ８５からの位相差検出信号Ｓ４のパルス幅である遅延時間Ｔｗを求め、この遅延時間Ｔｗに基づいて、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離を求め、この離間距離に対応するトナーＤの残量を求める。
【００６６】
図１２は、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離に対する遅延回路８１の遅延時間Ｔｗの特性を示すグラフである。図１２のグラフからも明らかな様に被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離が短くなる程、遅延回路８１の遅延時間Ｔｗが長くなっている。従って、遅延回路８１の遅延時間Ｔｗに基づいて、被検出体５４と静電容量センサー５５間の離間距離もしくはトナーＤの残量を求めることができる。
【００６７】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、図１３に示す様に２個以上の静電容量センサー５５を現像剤槽４１底外側に配置しても良い。この場合は、現像剤槽４１内のトナーの残量をより広範囲で検出することができる。
【００６８】
また、静電容量センサー５５を現像剤槽４１底内壁に設けても良い。この場合は、静電容量センサー５５が被検出体５４により近づいて、外部からのノイズの影響を受け難くなり、静電容量センサー５５からの検出信号のＳ／Ｎを向上させることができる。ただし、現像剤槽４１の交換に際しては、静電容量センサー５５が現像剤槽４１と共に交換されることになる。
【００６９】
更に、静電容量センサー５５として単一の電極を適用し、被検出体５の電極を接地もしくは外部接続して、静電容量センサー５５の電極と被検出体５４の電極間に単一のコンデンサを形成しても構わない。
【００７０】
また、本発明のトナー残量検出装置は、周知の各種の現像装置並びに画像形成装置に適用することができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、攪拌部材を回転させて、現像剤槽内のトナーを攪拌しつつ、可撓性部材先端の被検出体を攪拌部材に追従回転させている。そして、トナーが一定レベル未満まで減少して、現像剤表面の高さが徐々に低下し、現像剤表面で移動する被検出体の位置が低下すると、静電容量検出手段と被検出体間の静電容量に基づいて、トナーの残量を検出している。
【００７２】
従って、トナーの残量を簡単な構成で検出することができる。また、静電容量検出手段と被検出体が非接触であるため、両者間の静電容量を安定的かつ正確に検出することができる。それ故、トナーの残量も安定的かつ正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナー残量検出装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す側面図である。
【図２】図１の装置における感光体ドラム及び現像装置の構成を示す図である。
【図３】図２の現像装置における現像剤槽を概略的に示す斜視図である。
【図４】現像剤槽内のトナーが一定レベル以上ある状態を示す断面図である。
【図５】現像剤槽内のトナーが一定レベル未満に減少した状態を示す断面図である。
【図６】（ａ）は現像剤槽の被検出体及び静電容量センサーを示す断面図であり、（ｂ）は静電容量センサーを示す平面図である。
【図７】現像剤槽の被検出体と静電容量センサー間の静電容量を示す等価回路図である。
【図８】現像剤槽の被検出体と静電容量センサー間の静電容量を検出するための静電容量検出回路を示すブロック図である。
【図９】被検出体と静電容量センサー間の離間距離に対する図８の発振回路の発振周波数特性を示すグラフである。
【図１０】現像剤槽の被検出体と静電容量センサー間の静電容量を検出するための他の静電容量検出回路を示すブロック図である。
【図１１】図１０の静電容量検出回路における各信号を示すタイミングチャートである。
【図１２】被検出体と静電容量センサー間の離間距離に対する図１０の遅延回路の遅延時間特性を示すグラフである。
【図１３】現像装置の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１    画像形成装置
１０    露光走査部
２０    画像形成部
２１    感光体ドラム
２５    現像装置
４１    現像剤槽
５１    現像剤補給ローラ
５２    攪拌部材
５３    可撓性帯状部材
５４    被検出体
５５    静電容量センサー
６１    制御装置
６２    ＣＰＵ
６３    ＲＯＭ
６４    ＲＡＭ
６８    静電容量検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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