(57)【要約】【課題】  誤検知、画像の白抜け、コストアップと複雑化すること無く、精度の高いトナー残量検知を行なう。【解決手段】  トナーＴの残量が減ることによって弾性部材６がアンテナ７を押し上げ、アンテナ７が電圧が印加された攪拌棒５と接触し、アンテナ７にかかる電圧を検知することによって、精度の高い残量検知を行なう。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体の現像剤を収容した現像器と、回転可能な現像剤担持体と、回転可能且つ前記現像剤担持体に平行に位置し、前記現像器内の前記現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材と、前記現像剤攪拌部材に垂直に位置するアンテナ部材と、前記アンテナ部材を下方より押し上げる弾性部材とを有する現像装置において、
電圧を印加した前記現像剤攪拌部材と、前記現像剤の量が少なくなることによって前記弾性部材で押し上げられた前記アンテナ部材とが接触することにより、前記アンテナ部材にかかる電圧を検知すること特徴とする現像剤残量検知方法。
【請求項２】
前記現像剤が磁性一成分であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤残量検知方法。
【請求項３】
前記現像剤が非磁性一成分であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤残量検知方法。
【請求項４】
粉体の現像剤を収容した現像器と、回転可能な現像剤担持体と、回転可能且つ前記現像剤担持体に平行に位置し、前記現像器内の前記現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材と、前記現像剤攪拌部材に垂直に位置するアンテナ部材と、前記アンテナ部材を下方より押し上げる弾性部材とを有する現像装置において、
電圧を印加した前記現像剤攪拌部材と、前記現像剤の量が少なくなることによって前記弾性部材で押し上げられた前記アンテナ部材とが接触することにより、前記アンテナ部材にかかる電圧を検知すること特徴とする現像剤残量検知装置。
【請求項５】
前記現像剤が磁性一成分であることを特徴とする請求項４に記載の現像剤残量検知装置。
【請求項６】
前記現像剤が非磁性一成分であることを特徴とする請求項４に記載の現像剤残量検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は画像形成装置等に使用される現像器の現像剤残量を検知するための現像剤残量検知方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置などの画像形成装置に装備される現像器の多くは、粉体現像剤を使用する乾式現像である。前記現像器は一般に、感光体ドラムなどの静電潜像担持体に供給すべき現像剤（トナー）を収容している箱型の前記現像器と、前記現像器本体内から前記現像剤を前記静電潜像担持体へ向けて少量づつ搬出する回転式現像剤搬出部材（現像スリーブ）からなる。画像形成装置の稼動中は前記現像器本体内の前記現像剤が前記搬出部材によって搬出されるため、前記現像器本体内の前記現像剤が減少していく。そして、前記現像器本体内の前記現像剤の状態レベルがある値以下になると、前記搬出部材によって搬出される前記現像剤の量も減少してくるので画像の画質が低下するという状態が発生する。
【０００３】
したがって、このような状態の発生を未然に防止するためには前記現像器本体内の前記現像剤残量が所定のレベル以下にならぬように前記現像器本体内の前記現像剤レベルがある値以下になったら、前記現像剤残量の低下の警告、及び前記現像器本体内へ前記現像剤の補給を促す。また、前記現像剤残量の低下の警告を無視してある所定の枚数画像形成を行なった場合には、画像形成の禁止と前記現像剤の補給を命令する。
【０００４】
従来、現像器内の現像剤残量を検知する装置としては、図４に示す構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
１１４は画像形成装置の感光体ドラムであり、１０１は現像剤（以後、トナーと呼ぶ）Ｔを収容している現像器本体、１０２は現像器１０１の側方開口部に配置された現像ローラ、１０４は現像器本体１０１内部で現像ローラ１０２に平行に配置され、且つ現像ローラ１０２にトナーＴを供給する送り羽根、１１０は現像器１０１内部で現像ローラ１０２に平行に配置された導電性の検知部材、１１１は検知部材１１０に誘起された信号を整流且つ増幅する整流兼増幅回路、１１２は該整流兼増幅回路１１１の出力を取り込んで画像形成装置の各部を制御する制御回路、１１３は現像ローラ１０２に現像バイアスを印加する現像バイアス電源である。
【０００６】
画像形成装置の運転時において、感光体ドラム１１４は図示矢印Ｖｐの方向に回転され、一方、現像スリーブ１０２は図示矢印Ｖｐ′の方向に回転される。その際、現像剤Ｔは現像スリーブ１０２の外周面に担持されて現像器１０１内から感光体ドラム１１４に向かって搬出され、現像バイアス電源１１３から現像ローラ１０２に印加される現像バイアスによりトナーＴは電界の力により感光体ドラム１１４の静電潜像に付着してこれを可視化し、その結果、現像器１０１内のトナーＴは徐々に減少する。
【０００７】
検知部材１１０と整流兼増幅回路１１１並びに制御回路１１２で構成される現像剤残量検知装置では、現像ローラ１０２に現像バイアス電源１１３から現像バイアスが印加された時に検知部材１１０に誘起された電圧（以後、アンテナ電圧と呼ぶ）と予め与えられた所定の電圧値（現像器１０１内のトナーＴの状態が「警告及び補給を促される」レベルの電圧値。以後、基準電圧と呼ぶ。）との差によって、現像器１０１内のトナーＴの状態を検知する。即ち、現像器１０１内のトナーＴの状態が「警告及び補給」レベルにまで低下しているか否かが、現像ローラ１０２と検知部材１１０とを極板とするコンデンサの静電容量の変化によって検知される。
【特許文献１】特公昭６２−６２３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような画像形成装置では確かに現像器１０１内のトナーＴの残量状態が「警告及び補給を促される」レベルに低下したことは確実に検知できるが、検知後に現像器を画像形成装置から着脱すると、トナーＴの補給が為されたか否かという点で誤検知が生じやすいことが分かっている。
【０００９】
上記問題の原因の一つとして、“現像ローラと検知部材間のトナー分布（密度）の変化”が挙げられる。例えば画像形成装置が「警告及び補給」検知後に転写材が詰まった場合、その処理（以後、ジャム処理と呼ぶ）をするために現像装置を画像形成装置から脱着を行なうと、図５−ａ）のような現像ローラ１０２と検知部材１１０間のトナー分布が着脱のショックなどにより図５−ｂ）のように崩れてしまい静電容量が変化してしまう。その結果ジャム処理後のリカバリー時や画像形成時には、図６−ａ），ｂ）に示すようにアンテナ電圧が基準電圧より上回る部分が増えてしまい、トナー補給をしていないのにも関わらず「警告及び補給」が消えてしまうという現象が生じた。このような現象が画像形成禁止直前で起きた場合、「警告及び補給」検知後に再びある所定の枚数の画像形成を行なうため、印字比率の高い画像を連続で形成すると、現像ローラ１０２へのトナーＴの供給が間に合わず、形成された画像が白く抜けてしまうという現象（以後、白抜けと呼ぶ）が生じた。
【００１０】
上記のような現象を回避するためには、現像装置を画像形成装置から脱着せずにジャム処理を行なえる画像形成装置の構成や脱着後に現像室内のトナー分布を整える攪拌構成が必要となり、装置としては大幅なコストアップと複雑化、及び大型化となってしまい、省スペース化とローコスト化に対しては障害となっていた。
【００１１】
よって、本発明は上記に代表される問題（トナー補給の誤検知、画像の白抜け、コストアップと複雑化、及び大型化）に対処すべきものであって、様々な条件においても信頼性の高いトナー残量検知を行なうと共に、長期にわたって良好な画像を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）粉体の現像剤を収容した現像器と、回転可能な現像剤担持体と、回転可能且つ前記現像剤担持体に平行に位置し、前記現像器内の前記現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材と、前記現像剤攪拌部材に垂直に位置するアンテナ部材と、前記アンテナ部材を下方より押し上げる弾性部材とを有する現像装置において、
電圧を印加した前記現像剤攪拌部材と、前記現像剤の量が少なくなることによって前記弾性部材で押し上げられた前記アンテナ部材とが接触することにより、前記アンテナ部材にかかる電圧を検知すること特徴とする現像剤残量検知方法。
【００１３】
（２）前記現像剤が磁性一成分であることを特徴とする前記（１）に記載の現像剤残量検知方法。
【００１４】
（３）前記現像剤が非磁性一成分であることを特徴とする前記（１）に記載の現像剤残量検知方法。
【００１５】
（４）粉体の現像剤を収容した現像器と、回転可能な現像剤担持体と、回転可能且つ前記現像剤担持体に平行に位置し、前記現像器内の前記現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材と、前記現像剤攪拌部材に垂直に位置するアンテナ部材と、前記アンテナ部材を下方より押し上げる弾性部材とを有する現像装置において、
電圧を印加した前記現像剤攪拌部材と、前記現像剤の量が少なくなることによって前記弾性部材で押し上げられた前記アンテナ部材とが接触することにより、前記アンテナ部材にかかる電圧を検知すること特徴とする現像剤残量検知装置。
【００１６】
（５）前記現像剤が磁性一成分であることを特徴とする前記（４）に記載の現像剤残量検知装置。
【００１７】
（６）前記現像剤が非磁性一成分であることを特徴とする前記（４）に記載の現像剤残量検知装置。
【００１８】
（作用）
簡易的な構成によって精度の高い現像剤残量検知を行なうと共に、従来発生していた誤検知を解消することができ、長期にわたって良好な画像を提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上に述べたように、トナーの残量が減ることによって弾性部材がアンテナを押し上げ、アンテナが電圧が印加された攪拌棒と接触し、アンテナにかかる電圧を検知することによって、精度の高い残量検知を行なうことができたと共に、長期にわたって良好な画像を提供することができた。また、誤検知防止のため現像室内のトナー分布（密度）を整える攪拌構成が必要無くなり、省スペース化且つローコスト化を実施することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本実施例で用いた現像装置である。
【００２２】
１は現像剤Ｔを収容している現像器本体であり、現像剤Ｔは平均粒径６μｍの磁性一成分トナーである。２は現像器１の側方開口部に配置された現像ローラである。現像ローラ２は、中空のアルミスリーブとマグネットローラからなり、アルミスリーブの表面はトナーＴの摩擦帯電を促進するためにカーボンコートされている。３は現像ブレードであり、本実施例では現像ローラ２に当接することで、現像ローラ２の表面のトナーコート量を規制すると共にトナーの摩擦帯電を行なう接触弾性ブレードを用いている。４は現像器１内部で現像ローラ２に平行に配置され、且つ現像ローラ２にトナーＴを供給する送り羽根である。５は現像器１内部で現像ローラ２に平行に配置され、現像器１内のトナーＴを攪拌／搬送する攪拌棒である。攪拌棒５は導電部材からなり、５Ｖの電圧が印加されている。６は現像器１の底に配置された弾性部材であり、厚さ０．０５ｍｍのペットシートを折り曲げたものを用いる。７は弾性部材６上に配置されたアンテナである。８は電圧検知回路であり、アンテナ７につながっている。また、電圧検知回路８は画像形成装置の各部を制御する制御回路９とつながっており、電圧検知回路８の検知結果に応じて画像形成装置を制御ができる。
【００２３】
次に本実施例で用いたトナー残量検知について詳しく説明する。
【００２４】
図２は弾性部材６及びアンテナ７の構成図である。Ｌ字型のアンテナ７は現像器１内の底に固定されており、その下方から弾性部材６により押し上げられる。また、アンテナ７が弾性部材６によって９０度以上押されないように、ストッパーを設けている。弾性部材６はアンテナ７を下方より押している状態で角度θが６０°≦θ＜９０°になるようにペットシートの長さａとｂの比を調節した。筆者等の検討によるとペットシートの比ａ／ｂが１．０＜ａ／ｂ≦１．５となるのが望ましいことが分かっており、本実施例ではａ／ｂ＝１．３３に設定し、角度θ＝８０°となった。また、弾性部材６とアンテナ７はθ≧６０°で攪拌棒５と接触するような位置に配置している。
【００２５】
図３−（１）に示しているように、弾性部材６の角度θは充分にトナーＴが存在する時にはその重みによりほとんど０°近くなり、攪拌棒５に接触することは無い。徐々にトナーＴが消費されていくと、弾性部材６によりアンテナ７が押し上げられ、弾性部材６上のトナーＴがほとんどなくなった場合、図３−（２）に示しているように攪拌棒５と接触するようになった。本実施例の構成では現像器１のトナー量が７０ｇ前後で攪拌棒５とアンテナ７が接触した。筆者等の検討によると、弾性部材６の比ａ／ｂと弾性部材６とアンテナ７の配置によって、攪拌棒５とアンテナ７の接触するタイミングを制御することは可能であり、つまり現像器１内のトナー量を制御来ることが可能であることが分かっている。
【００２６】
トナー残量検知は攪拌棒５とアンテナ７が接触することにより行なわれ、詳しくは攪拌棒５に通電されていた５Ｖ電圧がアンテナ７を経由して、電圧検知回路８で検知される。そして、検知後には制御回路９によって、ユーザーにトナー残量が少ないことを知らせると共に、現像器の交換もしくはトナーの補給を知らせるように制御した。更に、検知後からの画像形成枚数を１００枚と制限することで、トナーＴの不足による画像の抜けが発生することは無く、良好な画像を提供することができた。
【００２７】
また、トナー残量検知後に現像器１に振動を与えても、弾性部材６がトナーの逆流を防止するため、従来技術で発生したような誤検知が無くなった。その結果、良好な画像を提供することができると共に、低コストで問題を解決することができた。
【実施例２】
【００２８】
実施例１では磁性一成分トナーを用いて、簡易的な構成且つ精度の高い残量検知の達成と誤検知の防止をすることができたが、比重の異なる非磁性一成分トナーを用いた場合においても弾性部材６の比ａ／ｂと弾性部材６とアンテナ７の配置によって、実施例１と同様な効果を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施例で用いた現像装置の構成図
【図２】弾性部材及びアンテナの構成図
【図３】（１），（２）本実施例で用いたトナー残量検知についての説明図
【図４】従来の現像装置の構成図
【図５】ａ），ｂ）現像装置内のトナー分布（密度）変化についての説明図
【図６】ａ），ｂ）図５のトナー分布（密度）状態の時のアンテナ電圧を示す図
【符号の説明】
【００３０】
１，１０１  現像器
２，１０２  現像ローラ
３  現像ブレード
４，１０４  送り羽根
５  攪拌棒
６  弾性部材
７  アンテナ
８  電圧検知回路
９  制御回路
１１０検知部材
１１１  整流兼増幅回路
１１２  制御回路
１１３  現像バイアス電源
θ  弾性部材の角度
ａ，ｂ  弾性部材の長さ
Ｔ  トナー
【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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