Warning: copy(.htaccess): failed to open stream: Permission denied in /home/jp321/public_html/header.php on line 8
現像剤残量検知装置および画像形成装置 - キヤノン株式会社
米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 写真;映画 -> キヤノン株式会社

発明の名称 現像剤残量検知装置および画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−143206
公開日 平成11年(1999)5月28日
出願番号 特願平9−320441
出願日 平成9年(1997)11月6日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】倉橋 暎
発明者 松本 保宏
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 現像剤を収容し本体から着脱可能な現像剤容器内の現像剤の有無もしくは残量を検出する検出手段と、前記検出手段を保持する揺動可能な保持部材と、前記保持部材に取り付けられ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させる付勢手段と、を有する画像形成装置の現像剤残量検知装置において、前記現像剤容器を本体から着脱するための開閉カバー部材の開閉に連動し、前記保持部材の揺動を拘束する連動部材を有し、前記開閉カバー部材が開状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束し、前記保持部材を前記付勢手段の付勢力に逆らって揺動させ、前記検出手段の前記現像剤容器への当接を解除し、前記開閉カバー部材が閉状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束せず、前記付勢手段によって前記保持部材を揺動させ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させることを特徴とする現像剤残量検知装置。
【請求項2】 前記現像剤は磁性現像剤であり、前記現像剤の有無もしくは残量を検出する検出手段として透磁率センサを用いたことを特徴とする請求項1の現像剤残量検知装置。
【請求項3】 前記保持部材は前記検出手段をその検出面が傾斜可能に保持したことを特徴とする請求項1の現像剤残量検知装置。
【請求項4】 像担持体と、現像剤を収容し本体から着脱可能な現像剤容器と、前記現像剤容器を本体から着脱するための開閉カバー部材と、現像剤残量検知装置とを有し、該現像剤残量検知装置は、前記現像剤容器内の現像剤の有無もしくは残量を検出する検出手段と、前記検出手段を保持する揺動可能な保持部材と、前記保持部材に取り付けられ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させる付勢手段と、を有する画像形成装置において、前記開閉カバー部材の開閉に連動し、前記保持部材の揺動を拘束する連動部材を有し、前記開閉カバー部材が開状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束し、前記保持部材を前記付勢手段の付勢力に逆らって揺動させ、前記検出手段の前記現像剤容器への当接を解除し、前記開閉カバー部材が閉状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束せず、前記付勢手段によって前記保持部材を揺動させ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項5】 前記現像剤は磁性現像剤であり、前記現像剤の有無もしくは残量を検出する検出手段として透磁率センサを用いたことを特徴とする請求項4の画像形成装置。
【請求項6】 前記保持部材は前記検出手段をその検出面が傾斜可能に保持したことを特徴とする請求項4の画像形成装置。
【請求項7】 前記現像剤容器は前記検出手段の検出面と当接する部位に凹部を有することを特徴とする請求項4の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置、および該画像形成装置に用いられる現像剤の有無もしくは残量を検知する現像剤検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真装置等における画像形成装置においては、現像剤の有無を含む残量を検出するための現像剤残量検出装置を備えたものが多い。
【0003】この現像剤残量検出装置における現像剤の残量を検出する方式としては、発光素子と受光素子を用いた光学方式や、現像剤の静電容量を検出する静電容量方式、現像剤の圧力を振動で検出する圧電方式など、さまざまな方式が提案され実施されている。
【0004】また従来から、少なくとも像担持体と現像器とを一体として画像形成装置本体に着脱自在としたカートリッジ方式が実施されており、この場合、現像剤が無くなったときには新規のカートリッジと交換される。
【0005】このカートリッジ方式では、残量検知センサを装置本体側に設けて、カートリッジ内の現像剤の残量を検知し、残量検知センサは繰り返し使用することが好ましく、そのため現像剤を収容した現像剤容器の外側から現像剤の磁性を利用しその透磁率を電圧の変化として検出する検出手段としての透磁率センサ(トナーセンサ)を用いる方法もまた広く一般的に実施されている。
【0006】このようなトナーセンサを用いて現像剤の残量を検知するトナー残量検知手段に関し、特開平3−264974号公報記載のように、図14にて、現像器を消耗品として交換する際に、高価なトナーセンサを現像器から分離して繰り返し使用することを目的として、現像器のカバーを構成する上部構造部107の開閉に連動して時計方向、あるいは反時計方向に回動するシャフト106と、このシャフト106の一端に固定された弾性部材105と、揺動式のホルダー101に固定されトナー残量を検知するトナーセンサ120とを有し、前記上部構造部107の閉動作に関連して、前記シャフト106が回動すると、前記弾性部材105の付勢力により、前記ホルダー101が揺動し、トナーセンサ120を現像器のトナー検知箇所に当接させてトナーの残量を検知し、前記上部構造部107の開動作に連動して前記シャフト106が回動すると、前記弾性部材105の付勢力が解除され、前記ホルダー101およびトナーセンサ120を前記トナー検知箇所から離間できることを特徴とするものがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように現像剤容器の外側から現像剤の磁性を利用しその透磁率を電圧の変化として検出する透磁率センサ(トナーセンサ)を用いる場合、現像剤容器とセンサ検出面の密着性がきわめて重要であり、特に透磁率センサと現像剤容器との微小な距離変動がセンサの大きな出力変動となるため、高い密着性が求められる。
【0008】ここで、センサの取り付け誤差や、現像剤容器の着脱にともなうガタや、センサの現像剤容器に対する付勢力のばらつき、等によりセンサの現像剤容器に対する当接が不安定となると検出精度が低下してしまう恐れがある。
【0009】前述した特開平3−264974号公報に記載されているように、上部構造部の閉動作に連動してシャフトが回動し、弾性部材の付勢力によりホルダーが揺動し、トナーセンサを現像剤容器のトナー検知箇所に当接させる方式においては、上部構造部やシャフトやホルダーや弾性部材といった複数の部材それぞれの寸法精度のばらつきや取り付け誤差の積み重ねにより、現像剤容器とセンサと弾性部材との適正な位置関係が得られなくなる場合がある。
【0010】この場合には、カバーを閉めた状態における弾性部材の変形量が大きくばらつき、それに伴いセンサの付勢力も大きくばらつき、適正な当接力を得ることが困難となることがある。
【0011】当接力が弱いと現像剤容器とセンサ検出面の高い密着性が得られなくなったり、逆に当接力が強いと現像剤容器やホルダー、トナーセンサそのものに歪みを生じて、そのためやはり密着性が得られずに正確なセンサ出力を得られないという欠点がある。
【0012】また、現像剤容器とセンサ検出面との当接面同士に角度のズレが生じた場合は、センサ検出面が現像剤容器に片当たりすることがあり、確実な密着性が得られない場合も生じる。
【0013】従って、本発明の主な目的は、現像剤容器と検出手段とをきわめて安定した当接力で当接でき、信頼性の高い現像剤有無および残量検出を可能とした現像剤残量検知装置、および該現像剤残量検知装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【0014】また、本発明の他の目的は、検出手段の耐久性を格段に向上させ、製造コストの安価な現像剤残量検知装置、および該現像剤残量検知装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る現像剤残量検知装置および画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤を収容し本体から着脱可能な現像剤容器内の現像剤の有無もしくは残量を検出する検出手段と、前記検出手段を保持する揺動可能な保持部材と、前記保持部材に取り付けられ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させる付勢手段と、を有する画像形成装置の現像剤残量検知装置において、前記現像剤容器を本体から着脱するための開閉カバー部材の開閉に連動し、前記保持部材の揺動を拘束する連動部材を有し、前記開閉カバー部材が開状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束し、前記保持部材を前記付勢手段の付勢力に逆らって揺動させ、前記検出手段の前記現像剤容器への当接を解除し、前記開閉カバー部材が閉状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束せず、前記付勢手段によって前記保持部材を揺動させ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させることを特徴とする現像剤残量検知装置である。
【0016】本発明による他の態様によれば、像担持体と、現像剤を収容し本体から着脱可能な現像剤容器と、前記現像剤容器を本体から着脱するための開閉カバー部材と、現像剤残量検知装置とを有し、該現像剤残量検知装置は、前記現像剤容器内の現像剤の有無もしくは残量を検出する検出手段と、前記検出手段を保持する揺動可能な保持部材と、前記保持部材に取り付けられ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させる付勢手段と、を有する画像形成装置において、前記開閉カバー部材の開閉に連動し、前記保持部材の揺動を拘束する連動部材を有し、前記開閉カバー部材が開状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束し、前記保持部材を前記付勢手段の付勢力に逆らって揺動させ、前記検出手段の前記現像剤容器への当接を解除し、前記開閉カバー部材が閉状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束せず、前記付勢手段によって前記保持部材を揺動させ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【0017】前記現像剤容器は前記検出手段の検出面と当接する部位に凹部を有することが好ましい。
【0018】また上記発明において、前記現像剤は磁性現像剤であり、前記現像剤の有無もしくは残量を検出する検出手段として透磁率センサを用いることが好ましい。前記保持部材は前記検出手段をその検出面が傾斜可能に保持することが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像剤残量検知装置および画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0020】実施例1本発明を第1の実施例としてファクシミリ装置に適用した例について添付図面を参照して具体的に説明する。ここでは、説明の順序として以下の順に説明する。
■ファクシミリ装置の全体構成、■情報を読み取るための読取装置、■受信情報を記録するための画像形成装置の構成、■画像形成装置に使用するプロセスカートリッジ各部の構成、■現像剤残量検知手段としての磁気ブリッジセンサの説明、■トナー室底部近傍の外周壁面部に対向して設けた現像剤有無検出手段の構成、■磁気ブリッジセンサの保持手段および当接手段。
【0021】{ファクシミリ装置の全体構成}図1は本発明に係るプロセスカートリッジを装着した画像形成装置を有するファクシミリ装置の構成説明図であり、図2はその外観斜視図である。
【0022】このファクシミリ装置は、図1に示すように、図中左上方に原稿読取装置Aを有し、その右側に画像形成装置Bを配置している。そして原稿読取装置Aで読み取った情報を、ファクシミリモードの場合は他機のファクシミリ装置へ送信し、コピーモードの場合には自己の画像形成装置Bで記録する。
【0023】画像形成装置Bは、図1に示すように、光学系1から画像情報に基づいた光像を照射して像担持体である感光体ドラム7にトナー像を形成する。そしてトナー像の形成と同期して記録紙2を搬送手段3によって搬送し、かつプロセスカートリッジCとしてカートリッジ化された画像形成部において感光体ドラム7に形成したトナー像を転写手段4によって記録紙2に転写し、その記録紙2を定着手段5に搬送し、転写トナー像を定着してトレイ6もしくは、装置外に排出する。
【0024】また、プロセスカートリッジCの現像壁部材12bに当接して、トナー室10a内のトナーの有無を検出するための磁気ブリッジセンサ20が本体側に設けてある。
【0025】{原稿読取装置}原稿読取装置Aは原稿13を搬送し、原稿記載情報を読み取るものである。その構成は、図1に示すように、原稿載置台14aおよび補助載置台14b上に積層した原稿13を分離ローラ14cと圧接した分離片14dで1枚ずつ分離し、搬送ローラ対14eによって原稿13を搬送し、押圧手段14fで原稿13を読取手段15の密着型センサに押圧して密着させつつ原稿13の情報を読み取った後、排出ローラ対14gによって原稿13を原稿読取装置Aの外に排出するものである。
【0026】読取手段15は、光源としてのLED15aから原稿13の情報記載面に光照射し、その反射光を短焦点結像レンズ15bを介して光電変換素子15cに結像して情報を読み取るものであり、その信号は後述する制御手段を介してファクシミリモードのときは他機へ送信し、コピーモードのときは自己の画像形成装置Bに送信する。
【0027】なお、原稿載置台14aには原稿13の搬送方向と直角方向(原稿13の幅方向)にスライド可能なスライダ14hが設けてあり、該スライダ14hを原稿13の幅に合わせてスライドさせることで、原稿載置台14a上に積載された原稿13の両サイドを揃えることができる。
【0028】{画像形成装置}つぎに記録信号に応じて画像を形成する画像形成装置Bの各部の構成について、■光学系、■記録紙搬送手段、■転写手段、■定着手段、■プロセスカートリッジ装着手段の順に説明する。
【0029】(光学系)光学系1は外部装置等から読み込んだ画像情報に基づいて光照射することによって感光体ドラム7へ光像を照射するものであり、図1に示すように、光学ユニット1a内にレーザーダイオード1b、ポリゴンミラー1c、スキャナーモータ1d、結像レンズ1e、反射ミラー1fが収納してある。
【0030】そして例えば他機のファクシミリ装置から画像信号が与えられると、レーザダイオード1bが画像信号に応じて発光し、ポリゴンミラー1cに画像光として照射する。ポリゴンミラー1cはスキャナーモータ1dによって高速回転し、ポリゴンミラー1cで反射した画像光が結像レンズ1eおよび反射ミラー1fを介して回転する感光体ドラム7へ照射し、感光体ドラム7の表面を選択的に露光して画像情報に応じた潜像を形成する。
【0031】(記録紙搬送手段)記録紙2を搬送するための搬送手段3は、画像形成装置Bの図中右側に配置され、給紙部Dに積載した記録紙2の最上位の1枚を、積載された記録紙2の先端左側に設けたピックアップローラ3aと、このピックアップローラ3aに圧接された分離パッド3bとにより1枚ずつ分離して、搬送ローラ対3cまで給送する。この搬送ローラ対3cが画像形成動作と同期するように記録紙2を画像転写部に搬送する。そして画像転写後の記録紙2を、ガイド部材3dによって定着手段5に搬送し、定着後の記録紙2を、フェイスダウン排紙のときは排出ローラ対3e、3fによってトレイ6に、フェイスアップの時には切換えガイド3gを切り換えることで排出ローラ対3eによって装置外に排出する。
【0032】(転写手段)転写手段4は画像形成部で感光体ドラム7に形成されたトナー像を記録紙2に転写するものであり、本実施例の転写手段4は図1に示すように、転写ローラ4aによって構成している。すなわち、装着したプロセスカートリッジCの感光体ドラム7に転写ローラ4aによって記録紙2を押圧し、転写ローラ4aに感光体ドラム7に形成されたトナー像と逆極性の電圧を印加することにより、感光体ドラム7上のトナーを記録紙2に転写する。
【0033】(定着手段)定着手段5は転写ローラ4の電圧印加によって記録紙2に転写したトナー像を定着させるものである。その構成は図1に示すように、駆動回転する駆動ローラ5aと、内部にヒータ5bを有し、駆動ローラ5aと圧接して従動回転するシート部材を有する定着部材5cとからなる。すなわち、画像形成部でトナー像を転写された記録紙2が駆動ローラ5aと定着部材5c間を通過する際に、両者の押圧によって圧力が印加され、かつヒータ5bによって熱が印加され、記録紙2上のトナーが記録紙2に定着する。
【0034】(プロセスカートリッジ装着手段)画像形成装置B内にはプロセスカートリッジCを装着するためのカートリッジ装着手段が設けてある。プロセスカートリッジCの装置本体に対する着脱は、開閉カバー16を開くことによって行う。すなわち、図1に示すように、装置本体の左下方部には開閉カバー16の回転中心となる支軸17が設けてあり、開閉カバー16は支軸17を中心として装置本体に対して回転して開放する構造になっている。そして開閉カバー16を開くと装置本体内にはカートリッジ装着スペースが設けてあり、そのスペースの両側壁面には図示しないガイド溝が設けてある。このガイド溝に感光体ドラム7の支軸であるドラム軸を沿わせてプロセスカートリッジCを挿入し、開閉カバー16を閉じることによってプロセスカートリッジCを画像形成装置Bに装着するようにしている。
【0035】{プロセスカートリッジ}つぎに画像形成装置Bに装着され、上記画像形成部を形成するプロセスカートリッジCの各部の構成について説明する。
【0036】プロセスカートリッジCは、図1ないし図3に示すように、像担持体としての感光層を有する感光体ドラム7は図中矢印方向に回転し、その表面を帯電手段8である帯電ローラ8aへの電圧印加によって一様に帯電し、光学系1からの光像を露光開口部9aを介して感光体ドラム7に露光して潜像を形成し、現像手段10によって現像するように構成されている。
【0037】なお、プロセスカートリッジとしては、少なくとも像担持体と現像手段とを一体に有していればよい。
【0038】現像手段10は、現像剤容器としてのトナー室10a内の磁性現像剤である磁性トナーを現像室10bへ供給し、現像室10bに取り付けた現像ローラ10cを回転させると共に、現像ブレード10dによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を固定磁石を内蔵した現像ローラ10c表面に形成し、そのトナーを潜像に応じて感光体ドラム7へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。この際、トナー室10a内に設けられた攪拌棒10eが図示しないギアによって現像ローラ10cに連結され矢印の方向に回転しトナーを攪拌するため、トナーは滞ることなくトナー室10a内から現像室10bへスムーズに供給される。
【0039】そして、転写ローラ4aに上記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録紙2に転写した後は、クリーニングブレード11aによって感光体ドラム7に残留したトナーを掻き落として廃トナー溜め11bへ集めるクリーニング手段11によって感光体ドラム7上の残留トナーを除去するように構成している。
【0040】感光ドラム7などの各部品は、トナー現像枠体12aと現像壁部材12b、さらにはクリーニング枠体12cとを結合して構成したプロセスカートリッジC内に収納してカートリッジ化されている。すなわち、トナー現像枠体12aと現像壁部材12bを溶着してトナー室10aおよび現像室10bを形成し、この現像室10bに現像ローラ10cおよび現像ブレード10dを取り付けている。またクリーニング枠体12cには感光体ドラム7や帯電ローラ8a、さらにはクリーニング手段11を構成する各部材を取り付けている。そしてトナー現像枠体12aにクリーニング枠体12cを結合することによってプロセスカートリッジCを構成する。
【0041】このプロセスカートリッジCには像露光をするための露光開口部9aおよび感光体ドラム7を記録紙2に対向するための転写開口部9bが設けてあり、さらに両開口部9a、9bを開閉可能なシャッタ部材9cが取り付けてある。
【0042】また、トナー室10a内のトナーの有無を検出するための検出手段である磁気ブリッジセンサ20が当接する部分の現像壁部材12bには、磁気ブリッジセンサ20をよりトナーに近づけることにより検出精度を上げるために、部分的に偏肉したセンサ当接用の凹部12b1をトナー室10aの外側に設け、トナーが消費され減少していったときの減り具合の偏りを防止し、トナーの有無を確実に検出できるように構成されている。
【0043】さらに、攪拌棒10eに取り付けられた掻き落としシート10fがトナー有無検出部をこすり、トナーが消費され減少していった場合にトナー有無検出部にトナーが滞ることを確実に防止して現像室10bへ供給されるようになっている。掻き落としシート10fは、攪拌棒10eの回転円の接線方向上に、かつ、トナー室10a内壁に対して掻き落としシート10fが掻き落とし作用をする際に変形自在なように取り付けられ、トナー有無検出部にトナーが滞った場合にトナーを掻き落とすことのみに必要な微弱な圧力のみをトナーに対して生じさせているにすぎない。これは、トナーに圧力がかかることによるトナーの変質を防ぐためであり、そのためさらに、掻き落としシート10fは50μm程度の厚みのものを使用し、さらに、中央部に大きく抜き穴を設けて掻き落としシート10fの腰をできるだけ弱くし、トナーに対して余分な圧力を生じさせないようにしている。
【0044】掻き落としシート10fは、図4に示すように、攪拌棒10eの一部をクランク状に曲げた部分に取付台10gと押さえ板10hに挟み込まれて構成されている。掻き落としシート10fは50μmという薄いシートを用いていることから取り扱いの上から変形のおそれがあり特に攪拌棒10eの回転円の接線方向に取り付けるためには曲げ部分の精度や変形が掻き落としの効果に大きく依存しているため、押さえ板10hには直角の曲げ部分を設けて取付台10gとの間で挟み込み、確実に攪拌棒10eの回転円の接線方向に矯正して取り付けように構成されている。
【0045】{磁気ブリッジセンサ}前述した磁気ブリッジセンサ(透磁率センサ)20は、図5に示すように本体部分の上に、検知ヘッド20aが円柱状に載っている形状で一体となっており、入出力用の信号線20bを介してファクシミリ装置本体との検知信号のやりとりを行っている。
【0046】この検知ヘッド20aの内部には、図13に示すように、検知トランス210が埋め込まれており、この検知トランス210は、一つの1次巻線212と、基準巻線214および検知巻線216からなる2つの2次巻線218とからなる。検知巻線216は検知ヘッド20aの天面側に、基準巻線214は1次巻線212を挟んで検知ヘッド20aの裏側に位置している。
【0047】センサ本体内に設けられた発振器220から一定波形の信号をもつ電流が1次巻線212に入力されると、基準巻線214と検知巻線216からなる二つの2次巻線218にも電磁誘導により、ある波形の信号をもつ電流が流れる。このときの発振器220からの一定波形の信号Aと、検知巻線2126から電磁誘導によって流れた電流のある波形の信号Bとを、センサ本体内に設けられた位相比較回路230で判断して信号Cを出力し、さらに平滑回路40を経て出力した信号Voutによって、検知ヘッド20aの天面側に、どの程度の密度の磁性体があるかを検知する。すなわち、検知ヘッド20aの前に磁性体がある場合と、無い場合で異なった出力が得られるわけである。
【0048】また、このセンサは検知しようとする磁性体の磁性密度等の違いに対応するため、検知トランス中心部にフェライト性のネジコアを移動方向に設けてあり、このネジコアの位置を調節することにより、適正な検知が可能となっている。
【0049】{現像剤有無検出方法}現像剤有無検出方法は、トナー室10a内に収納したトナーの有無を磁気ブリッジセンサ20によって検出するものである。その構成は図1および図3に示したように、本体内にトナー室10aの底部近傍の現像壁部材12b1に検知ヘッド20aが対向するように磁気ブリッジセンサ20を設けてあり、検知ヘッド20aはトナーがほぼ空になるところでトナーなしを検出できる状態で取り付けてある。
【0050】トナー残量と磁気ブリッジセンサ20のアナログ検出信号を図6に示す。トナー残量が最大充填時(Full時)からしばらくの間は時間の経過によらず最も高い出力電圧(Vmax)を示す(図6(a))。トナー残量が磁気ブリッジセンサ20の取付位置付近では、掻き落としシート10fの影響により出力電圧は攪拌棒10eの攪拌周期で出力変動を起こし、マイナス側のリップルを発生させながら徐々にその出力電圧値を低下させていく(図6(b))。トナー残量が空の時(Empty時)には安定して最も低い出力電圧(Vmin)を示す(図6(c))。このため、トナーが無くなる直前にトナー残量に応じた出力を得ることができる。こうして得られたセンサ出力からトナー有無を判断している。
【0051】上述したトナー有無の判断のフローは、図7のフローチャートを示すように、装置のイニシャライズ(初期化)を行った後(ステップ1)、上記のごとくトナー有無の判断を行い(ステップ2)、トナー有りの場合には記録動作のスタンバイを行い(ステップ3)、ついで記録動作に入る(ステップ4)。一方、トナー無しと判断した場合には「カートリッジ点検」の表示を操作パネル上にて行い(ステップ5)、ついで記録動作を禁止する(ステップ6)。
【0052】ここで、トナー無しの判断方法を図8を用いて説明する。
【0053】磁気ブリッジセンサそのものの出力ばらつきや、本体側からの供給電源電圧のばらつき、トナーそのものの磁性のばらつき等により、トナー無しの状態でのセンサ出力値(Vout)にはばらつきが生じる。そのため、トナー無しを判断するときのセンサ出力値(スライスレベル=Vs)は、そのばらつき分を見込んで設定しなければならない。
【0054】しかしながら、トナー残量が磁気ブリッジセンサ20の取付け位置付近では、掻き落としシート10fの影響により出力電圧は攪拌棒10eの回転周期で出力変動を起こしながら出力電圧値を低下させていくため、単純にあるタイミング出力がVs以下となったときにトナー無しと判断してしまうと、トナー残量が磁気ブリッジセンサ20の取付け位置付近まであるにも拘わらずトナー無しとなってしまい適正なトナー無しの判断が行えない。
【0055】そこで本実施例においては、センサ出力電圧を一定の算出周期(T)=一定のサンプリング数(n)の平均値(Vave.)として算出して、平均値Vave.がセンサ出力値Vsよりも小さくなったときに初めてトナー無しの判断を行うようにしている。
【0056】さらに本実施例においては、センサ出力電圧を本体CPUでサンプリングする間隔(Δt)を約0.6sec.とし、また、平均値(Vave.)を算出するための算出周期(T)を掻き落としシート10fが回転する周期=約4.3sec.とほぼ一致させ、n=8回分のサンプリング数での平均値の算出、すなわちT=0.6×(8−1)=約4.2sec.としている。掻き落としシート10fの影響による出力変動の仕方は比較的安定しており、出力変動が起きている場合においても、周期Tの間隔における平均値Vave.がセンサ出力値Vsよりも小さくなったときに初めてトナー無しの判断を行うことにより適正なトナー無しの判断が行なえる。
【0057】こうして検出できたトナー無しの情報を、図2に示した操作パネル25に表示することでユーザにプロセスカートリッジCの点検を知らせ、カートリッジ交換を促すと同時にファクシミリ措置の記録動作を禁止し、記録画像の印字かすれによる画像情報の欠落を防止している。
【0058】{磁気ブリッジセンサの保持手段および当接手段}つぎに、磁気ブリッジセンサ20の保持手段について説明する。
【0059】図9および図10に示すように、磁気ブリッジセンサ20はセンサホルダー21と押さえ部材22によって挟み込まれる構成となっている。センサホルダー21は概略、縦断面視にてクランク状に屈曲した矩形状のプレート材からなり、押さえ部材22も同様にクランク状の屈曲部分を有し、その一部の垂直部分がセンサホルダー21の下部垂直部分と適宜手段にて接合されて一体とされ、両者の下部分にて磁気ブリッジセンサ20を挟み込む構成としている。
【0060】図9におけるY方向すなわちセンサホルダー21の上下方向については、センサホルダー21に高さを違えて立設された2箇所の位置決めボス21aが磁気ブリッジセンサ20の略四隅近傍に穿設された4個の位置決め穴20cのうち対応する2個の位置決め穴20cに挿入され、X方向すなわち図中左右方向については、磁気ブリッジセンサ20の検知ヘッド20aがセンサホルダー21に略同径に穿設された検知ヘッド穴21bに挿入されることにより位置決めされている。
【0061】また、Z方向すなわち図10にて左右方向については、センサホルダー21に固定された押さえ部材22の下垂直部分が押圧板バネ部22bとして弾性力による付勢力を備えており、さらに押圧板バネ部22bの下端部には、検知ヘッド20aの裏面中心点と当接可能な位置に凸部22aが略水平に形成されており、押圧板バネ部22bの押圧力によって凸部22aを介して磁気ブリッジセンサ20をセンサホルダー21に押し付け、位置決めボス21aと検知ヘッド20aがそれぞれ位置決め穴20cと検知ヘッド穴21bから抜けないようになっている。
【0062】磁気ブリッジセンサ20は周囲に金属があるとセンサ出力に影響を及ぼしてしまうため、これは特に検知ヘッド20aの中心線上が顕著なのだが、センサホルダー21および押さえ部材22は押圧板バネ部22bも含めてポリアセタール等のプラスチック製の樹脂を用いて作製し、センサ出力には影響を及ぼさないようになっている。
【0063】センサホルダー21は、図9に示すようにその上部の両側部から水平に延出する支軸21cが装置本体に支持されることにより、これら支軸21cを支点として回動可能とされ、センサホルダー21の上端に一端を取り付けられた付勢バネ23の付勢力によって、支軸21cを中心として図中時計方向に回動し、磁気ブリッジセンサ20の検知ヘッド20aの検知面20a1を現像壁部材12bの凹部12b1に当接させる構成となっており、これによって、付勢バネ23の付勢力によってのみ決定された圧接力によって、検知ヘッド20aの検知面20a1を現像壁部材12bに適正にかつ安定した力で当接させている。
【0064】また、位置決めボス21a、21aと位置決め穴20c、20c、および検知ヘッド20aと検知ヘッド穴21bの間には多少のガタを設けてあり、センサホルダー21を介して付勢バネ23により磁気ブリッジセンサ20の検知ヘッド20aの検知面20a1が現像壁部材12bの凹部12b1に当接し、押圧板バネ部22bが弾性変形した際に、磁気ブリッジセンサ20はセンサホルダー21から若干の浮きを生じて位置決め部でのかじりを発生せずにスムーズに傾斜可能となり、圧接力が検知ヘッド20aの中心部裏側に作用して検知面20a1に均一に働くことで、検知面20a1は現像壁部材12bの凹部面12b1にイコライズされて密着され、よって傾きや浮きを生じることがない。
【0065】検知面20a1と現像壁部材12bの間で高い密着性を得て、しかも現像剤容器10aやセンサホルダー21、あるいは磁気ブリッジセンサ20そのものに歪みを生じさせないためには、検知ヘッド20aに50gfから100gf程度の圧接力を働かせることが望ましく、本構成によれば付勢バネ23によってのみ圧接力を決定し、極めて安定した圧接力を実現できると同時に、センサホルダー21と現像壁部材12bの傾き具合の位置精度に狂いを生じた場合においても、検知ヘッド20aの検知面20a1と現像壁部材12bはイコライズされて密着し、よって検知面20a1と現像壁部材12bの凹部面12b1の傾きや浮きが生じてセンサの出力の低下を招くことなく、センサの出力値に影響を及ぼさないようになっている。
【0066】このような構成を用いて磁気ブリッジセンサ20を保持することにより、センサの取り付けやカートリッジの着脱にともなうガタによるセンサ出力のばらつきを完全に防ぐことができ、信頼性の高いトナー有無(残量)検出を実現することができる。
【0067】つぎに、磁気ブリッジセンサ20の当接手段について図11および図12を用いて詳しく説明する。図11に開閉カバー16(図1参照)を開けたときの状態を示し、図12に開閉カバー16を閉じたときの状態を示す。
【0068】図11において、開閉カバー16に連動して矢印a、b方向に移動可能な連動部材24が、連動部材24に一端が取り付けられた連動バネ26の矢印c方向の力により、センサホルダー21と連動部材24を連結する連結シート27にテンションが発生し、連動バネ26の力がセンサホルダー21に作用し、付勢バネ23の矢印d方向の力に打ち勝ってセンサホルダー21の揺動を拘束し、センサホルダー21を磁気ブリッジセンサ20が現像壁部材12bから離間する方向に回動させる。
【0069】このように開閉カバー16を開いた状態では、磁気ブリッジセンサ20は現像壁部材12bとの当接位置から退避しているため、検知ヘッド20aの検知面20a1と現像壁部材12bの凹部12b1が擦り合うことなくカートリッジBの着脱ができ、接触面の摩耗を防止でき、カートリッジBの度重なる着脱に対してもセンサ20の耐久性を格段に向上させることができる。
【0070】開閉カバー16を閉めたときには、図12に示すように、開閉カバー16のリブ部16aが連動部材24を連動バネ26の付勢力に反して矢印b方向に押すと、磁気ブリッジセンサ20はセンサホルダー21に作用する付勢バネ23の付勢力によって2点鎖線にて示す位置から矢印e方向に回転し、実線にて示すように検知ヘッド20aの検知面20a1が現像壁部材12bの凹部12b1に当接し、トナー室10a内の現像剤の有無の検知が可能となる。この時、開閉カバー16が完全に閉まった状態では、連動部材24の移動量の方がセンサホルダー21の回転量よりも大きく設定してあり、連結シート27にたるみが生じることにより、連動バネ26の付勢力がセンサホルダー21に作用しないようになっている。
【0071】このようにして、磁気ブリッジセンサ20は付勢バネ23の付勢力によってのみ現像壁部材12bに極めて安定した当接力で当接され、信頼性の高いトナー有無(残量)検出を実現することができる。
【0072】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明の現像剤残量検知装置および画像形成装置によれば、現像剤容器を本体から着脱するための開閉カバー部材の開閉に連動し、検出手段の保持部材の揺動を拘束する連動部材を有し、前記開閉カバー部材が開状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束し、前記保持部材をその付勢手段の付勢力に逆らって揺動させ、前記検出手段の前記現像剤容器への当接を解除し、前記開閉カバー部材が閉状態では、前記連動部材が前記保持部材の揺動を拘束せず、前記付勢手段によって前記保持部材を揺動させ、前記検出手段を前記現像剤容器に当接させることにより、前記現像剤容器と前記検出手段とをきわめて安定した当接力で当接でき、信頼性の高い現像剤有無および残量検出を可能とし、また前記検出手段の耐久性を格段に向上させることができ、かつ製造コストを削減することができる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013