Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5287296B2 - Image forming apparatus - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5287296B2 - Image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5287296B2
JP5287296B2 JP2009017565A JP2009017565A JP5287296B2 JP 5287296 B2 JP5287296 B2 JP 5287296B2 JP 2009017565 A JP2009017565 A JP 2009017565A JP 2009017565 A JP2009017565 A JP 2009017565A JP 5287296 B2 JP5287296 B2 JP 5287296B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image forming
forming apparatus
magnetic
detecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009017565A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010175768A (en
Inventor
幸司 梅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2009017565A priority Critical patent/JP5287296B2/en
Publication of JP2010175768A publication Critical patent/JP2010175768A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5287296B2 publication Critical patent/JP5287296B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置であって、とくにトナーの残量検知を行えるトナー検知装置を備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic process, and more particularly to an image forming apparatus provided with a toner detecting device capable of detecting a remaining amount of toner.

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真プロセスを利用した画像形成装置においては、感光体を予め一様に帯電させ、この感光体上に露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置から供給されるトナーによって現像して、この可視化されたトナー画像を転写ローラに電圧を印加することでトナーを移動させ、記録媒体に転写、定着している。   Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine, a photosensitive member is uniformly charged in advance and exposed on the photosensitive member to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image is developed with toner supplied from a developing device, and the visualized toner image is moved to a transfer roller by applying a voltage to a transfer roller to be transferred and fixed on a recording medium.

まずトナー検知装置について説明する前に、以下図13、図14を参照しながら、前提となる画像形成装置の主要構成について説明する。本発明の画像形成装置は、電子写真プロセスで画像を形成するものであればよく、モノクロ印刷の画像形成装置としてファクシミリを説明し、カラー印刷の画像形成装置として簡単にタンデム型のカラー画像形成装置を説明する。   First, before describing the toner detection apparatus, the main configuration of the image forming apparatus as a premise will be described with reference to FIGS. The image forming apparatus of the present invention only needs to form an image by an electrophotographic process. A facsimile is described as an image forming apparatus for monochrome printing, and a tandem type color image forming apparatus is simply used as an image forming apparatus for color printing. Will be explained.

ファクシミリ装置は、ファクシミリ受信時またはコピーの印刷時に記録紙が第1の記録紙パスを搬送されて像形成部と定着器で画像形成が行われる。また、ファクシミリ送信時または画像読み込み時に原稿が第2の記録紙パスを搬送されて画像の読み取りが行われる。   In the facsimile apparatus, when receiving a facsimile or printing a copy, the recording paper is conveyed through the first recording paper path, and image formation is performed by the image forming unit and the fixing device. Further, at the time of facsimile transmission or image reading, the original is conveyed through the second recording paper path, and the image is read.

そこで、図13の従来の画像形成装置の構造図に基づいて画像形成装置であるファクシミリ装置について説明する。図13の記録紙パスに沿って、給紙ローラ102によって給紙トレイ101から記録紙が1枚ずつピックアップされて記録紙パスに給紙される。この記録紙は搬送ローラ103で像形成部104に送られる。   Therefore, a facsimile apparatus as an image forming apparatus will be described with reference to the structural diagram of the conventional image forming apparatus in FIG. The recording paper is picked up one by one from the paper supply tray 101 by the paper supply roller 102 along the recording paper path in FIG. This recording sheet is sent to the image forming unit 104 by the conveyance roller 103.

像形成部104には一定速度で回転する感光体ドラム105が設けられており、この表面をスコロトロン帯電器などの帯電器106によって順次一様に帯電する。この帯電された表面にLSU(Laser Scanning Unit)107からのレーザ光を照射して走査し、静電潜像を形成して、この静電潜像を現像する。LSU107からのレーザ光は光の照射された部位の電荷を除電することにより静電潜像を形成する。このプロセスが回転に伴ってできるように感光体ドラム105の周囲に各部が配置されている。   The image forming unit 104 is provided with a photosensitive drum 105 that rotates at a constant speed, and the surface thereof is sequentially and uniformly charged by a charger 106 such as a scorotron charger. The charged surface is scanned by irradiating a laser beam from an LSU (Laser Scanning Unit) 107 to form an electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is developed. The laser light from the LSU 107 forms an electrostatic latent image by neutralizing the charge at the portion irradiated with the light. Each part is arranged around the photosensitive drum 105 so that this process can be performed with rotation.

さて、像形成部104には現像ローラ108が設けられており、感光体ドラム105の表面に一成分現像剤等のトナーを付着させる。トナーは現像ローラ108の近くに設けられたトナー容器114に収容され、攪拌パドル112によって攪拌されながら搬送され、供給ローラ113によって現像ローラ108に供給される。トナー量はドクターブレードで制御される。なお、攪拌パドル112は、図示しないギヤ機構で現像ローラ108と連動して回転するように形成されている。   Now, the image forming unit 104 is provided with a developing roller 108, and a toner such as a one-component developer is attached to the surface of the photosensitive drum 105. The toner is accommodated in a toner container 114 provided near the developing roller 108, conveyed while being stirred by the stirring paddle 112, and supplied to the developing roller 108 by the supply roller 113. The amount of toner is controlled by a doctor blade. The stirring paddle 112 is formed to rotate in conjunction with the developing roller 108 by a gear mechanism (not shown).

レーザ光によって形成された感光体ドラム105の静電潜像は、現像ローラ108のトナーが付着することによって可視化され、さらに、感光体ドラム105と対応して設けられた転写ローラ109に直流電圧を印加することで、その間を搬送される記録紙にトナー像が転写される。トナー像が転写された記録紙は記録紙パスに沿って搬送される。   The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 105 by the laser beam is visualized by the toner adhering to the developing roller 108, and a DC voltage is applied to the transfer roller 109 provided corresponding to the photosensitive drum 105. By applying the toner image, the toner image is transferred onto the recording paper conveyed between them. The recording paper on which the toner image is transferred is conveyed along the recording paper path.

この記録紙に形成されたトナー像は定着ローラ110で定着される。トナー像が付着している記録紙を記録紙パスに沿って搬送させながら定着ローラ110で加熱定着する。定着ローラ110にはハロゲンランプ等の発熱体が設けられている。定着後、記録紙は排紙ローラ111によって排紙される。   The toner image formed on the recording paper is fixed by the fixing roller 110. The recording paper on which the toner image is adhered is heated and fixed by the fixing roller 110 while being conveyed along the recording paper path. The fixing roller 110 is provided with a heating element such as a halogen lamp. After fixing, the recording paper is discharged by a paper discharge roller 111.

続いて、図14の従来の画像形成装置の構造図に基づいてタンデム型のカラー画像形成装置について説明する。イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のプロセスユニットがあるだけで、基本的構造はファクシミリと変わらない。帯電、露光、現像、転写、定着の各プロセスを経て記録紙に画像を形成する画像形成部が設けられ、この画像形成部には、給紙カセットに収容された記録紙が、給紙カセットから画像形成部に向かう記録紙パスを経て搬送される。画像形成部にて所要の画像が形成された記録紙は、画像形成部から次の記録紙パスを経て排紙部に排出される。   Next, a tandem type color image forming apparatus will be described based on the structural diagram of the conventional image forming apparatus in FIG. There are only four color process units of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and the basic structure is the same as that of a facsimile. An image forming unit that forms an image on recording paper through each process of charging, exposure, development, transfer, and fixing is provided. In this image forming unit, the recording paper contained in the paper feeding cassette is fed from the paper feeding cassette. It is conveyed through a recording paper path toward the image forming unit. The recording paper on which a required image is formed by the image forming unit is discharged from the image forming unit to the paper discharge unit through the next recording paper pass.

画像形成部は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色成分の像を形成する4色の像形成部121と、この各像形成部121内の各感光体ドラム表面に露光のためのレーザ光を走査するLSU122と、各像形成部121内の各感光体ドラム上に形成された各色のトナー像が順次転写される中間転写ベルト123とを有しており、各色の感光体ドラムが中間転写ベルト123に沿って並んで配置されたタンデム構造となっている。   The image forming unit includes a four-color image forming unit 121 that forms an image of each color component of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and each image forming unit 121 in each image forming unit 121. It has an LSU 122 that scans the surface of the photosensitive drum with laser light for exposure, and an intermediate transfer belt 123 on which the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums in the image forming sections 121 are sequentially transferred. The photosensitive drums of the respective colors have a tandem structure in which the photosensitive drums are arranged along the intermediate transfer belt 123.

各像形成部121内では、各帯電器により均一に帯電された各感光体ドラム表面に対して、LSU122からレーザ光が走査されて静電潜像が形成される。この各感光体ドラムの静電潜像が、各現像装置から供給される各色のトナーで現像されて色成分ごとのトナー像として各感光体ドラムに形成される。4色になり、中間転写ベルト123が設けられただけで、実質的には上記したファクシミリの像形成部104と変わらない。中間転写ベルト123は、駆動ローラ、従動ローラに巻き掛けられて張架されており、この中間転写ベルト123の内側には、各感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルト123に転写する各色の1次転写ローラ124が設けられている。また中間転写ベルトの一端には、中間転写ベルトに形成されたトナー像を記録紙に転写する2次転写ローラ125が配設されている。   In each image forming unit 121, the surface of each photoconductive drum uniformly charged by each charger is scanned with laser light from the LSU 122 to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image on each photoconductor drum is developed with each color toner supplied from each developing device, and is formed on each photoconductor drum as a toner image for each color component. There are four colors and only the intermediate transfer belt 123 is provided, which is substantially the same as the facsimile image forming unit 104 described above. The intermediate transfer belt 123 is stretched around a driving roller and a driven roller. Inside the intermediate transfer belt 123, the toner image on each photosensitive drum is transferred to the intermediate transfer belt 123 for each color. A primary transfer roller 124 is provided. A secondary transfer roller 125 is disposed at one end of the intermediate transfer belt to transfer the toner image formed on the intermediate transfer belt onto a recording sheet.

2次転写ローラ125によりトナー像が転写された記録紙は、定着器に搬送されて熱及び圧力によりトナー像を記録紙に定着させる処理が行われる。その後、記録紙は記録紙パスを経て排紙ローラにより排紙部上に排出される。   The recording paper on which the toner image has been transferred by the secondary transfer roller 125 is conveyed to a fixing device, and a process for fixing the toner image on the recording paper by heat and pressure is performed. Thereafter, the recording paper passes through the recording paper path and is discharged onto the paper discharge unit by the paper discharge roller.

さてここで、従来の画像形成装置に設けたトナー検知装置について説明する(例えば特許文献1参照)。図15に従来のトナー検知装置の構成図として示すように、攪拌パドル130に検知体131を所定の力で吸着する永久磁石132を設ける。攪拌シャフトの回転に伴って、トナー容器内のトナー残量が少ない場合に、検知体131が永久磁石132により吸着されて一方の攪拌翼と一体となって回転する第1の動作状態と、トナー残量が多い場合に、検知体131がトナーの抵抗により永久磁石132から分離され、永久磁石132が設けられていない他方の攪拌翼によって最上点まで押し上げられ、自重により降下する第2の動作状態とをとり得るように構成するものである。これにより、検知体131の第1及び第2の動作状態において発生する磁界変化の回数を透磁率センサ133により検知するものである。   Now, a toner detection device provided in a conventional image forming apparatus will be described (for example, see Patent Document 1). As shown in FIG. 15 as a configuration diagram of a conventional toner detection device, a permanent magnet 132 that attracts the detection body 131 to the stirring paddle 130 with a predetermined force is provided. A first operation state in which the detection body 131 is attracted by the permanent magnet 132 and rotates integrally with one stirring blade when the remaining amount of toner in the toner container is small as the stirring shaft rotates, and the toner When the remaining amount is large, the detection body 131 is separated from the permanent magnet 132 by the resistance of the toner, pushed up to the uppermost point by the other stirring blade not provided with the permanent magnet 132, and lowered by its own weight. It is comprised so that it can take. Thus, the magnetic permeability sensor 133 detects the number of magnetic field changes that occur in the first and second operating states of the detector 131.

また、別のトナー検知装置として、図示はしないが、センサ攪拌パドルとフリーパドルを用い、ホール素子を使ったトナー残量検知も本出願人によって提案されている(特許文献2参照)。ホール素子はフリーパドルに設けた磁石の発生する磁界や電流の発生する磁界を電気信号に変換し出力する。フリーパドルの運動は特許文献1の検知体の第2の動作状態の運動に相当し、ホール素子で検出されたパルスの長さで残量を判断する。
特開2002−108086号公報 特開2007−164032号公報
Further, although not shown as another toner detection device, the present applicant has also proposed detection of the remaining amount of toner using a Hall element using a sensor agitation paddle and a free paddle (see Patent Document 2). The Hall element converts a magnetic field generated by a magnet provided in a free paddle or a magnetic field generated by a current into an electric signal and outputs the electric signal. The motion of the free paddle corresponds to the motion in the second operating state of the detector in Patent Document 1, and the remaining amount is determined by the length of the pulse detected by the Hall element.
JP 2002-108086 A JP 2007-164032 A

ところで、磁気センサにおいて、ホール素子は異方性磁気抵抗素子と比べて感度が低いといわれている。なお、異方性磁気抵抗素子はAMR(Anitorpic−Magneto−Resistance)センサとも称されるので、以下AMRセンサという表現で説明する。このホール素子は、実際感度が低いだけでなく、AMRセンサよりもコストが高い。加えてAMRセンサの方が感度の上下を問わずコストが安定的に安い。このためトナー検知装置にとってAMRセンサはきわめて有利な点が多いセンサであるが、AMRセンサを利用するには以下説明する幾つかの課題があり、今まで実現できていない。   By the way, in the magnetic sensor, it is said that the Hall element has lower sensitivity than the anisotropic magnetoresistive element. The anisotropic magnetoresistive element is also referred to as an AMR (Ancientpic-Magneto-Resistance) sensor, and will be described below using the expression AMR sensor. This Hall element is not only low in sensitivity but also more expensive than an AMR sensor. In addition, the cost of the AMR sensor is stable and inexpensive regardless of the sensitivity. For this reason, the AMR sensor is very advantageous for the toner detection device, but there are some problems described below to use the AMR sensor, which has not been realized so far.

以下このAMRセンサの課題の説明をする。AMRセンサは、トナー検知用(特別仕様)の素子ではない標準的な感度の素子でも、感度幅は0.8mT〜2.2mT程度であり、ホール素子と比較すると、高感度で、3倍を越える感度を有している。これに対し、トナー検知用(特別仕様)のホール素子の感度は11.3mT程度であり、通常のホール素子では20.0mT程度である。従って、ホール素子をAMRセンサに交換しようとすると、AMRセンサが鋭敏に反応してしまい、トナー残量のばらつきが大きくなり、トナー検知装置には使用できなかった。   The problem of this AMR sensor will be described below. The AMR sensor has a sensitivity range of about 0.8 mT to 2.2 mT even with a standard sensitivity element that is not an element for toner detection (special specification). It has a sensitivity exceeding. On the other hand, the sensitivity of the Hall element for toner detection (special specification) is about 11.3 mT, and that of a normal Hall element is about 20.0 mT. Therefore, when an attempt is made to replace the Hall element with an AMR sensor, the AMR sensor reacts sharply, resulting in a large variation in the remaining amount of toner, which cannot be used in the toner detection device.

また、ホール素子は基体と垂直に交差する方向の磁束を検出するという特性を有しており、ホール素子と磁石を接近させるだけで垂直方向の磁束を検出し、検出信号(ON)を出力し、設計上利用し易い。これに対して、AMRセンサは基体と平行に交差する横方向の磁束を検出する特性を有している(後述する図6(a)(b)参照)。このため、磁石がセンサの真上に位置したときは、AMRセンサでは磁力が垂直方向では磁気的につりあい状態となり、肝心の検出対象の近くで検出信号がOFFとなる。   In addition, the Hall element has the property of detecting the magnetic flux in the direction perpendicular to the substrate. By simply bringing the Hall element and the magnet close to each other, the magnetic flux in the vertical direction is detected and a detection signal (ON) is output. Easy to use in design. On the other hand, the AMR sensor has a characteristic of detecting a magnetic flux in a lateral direction that intersects with the base in parallel (see FIGS. 6A and 6B described later). For this reason, when the magnet is positioned directly above the sensor, the magnetic force of the AMR sensor is magnetically balanced in the vertical direction, and the detection signal is turned off near the important detection target.

そして、ホール素子とAMRセンサとで検出する磁束の方向がこのように相違するため、上記検出信号のON、OFFの違いのほかに、別の技術的特性の違いを生じる。すなわち、ホール素子は、磁石がセンサの真上に位置したときにだけON信号を1パルスだけ出力するという特性になるが、AMRセンサは磁石がセンサの真上に位置したときにOFFとなり、しかもこの位置の前後でON信号を各1回ずつ2パルス出力するという特性をもつ。このような技術的特性をもつAMRセンサでは、トナー残量がきわめて乏しくなった状態の検出はできない。   Since the directions of the magnetic flux detected by the Hall element and the AMR sensor are different in this way, in addition to the difference between ON and OFF of the detection signal, another technical characteristic difference occurs. In other words, the Hall element has a characteristic of outputting only one pulse of the ON signal only when the magnet is positioned directly above the sensor, while the AMR sensor is OFF when the magnet is positioned directly above the sensor. Before and after this position, the ON signal has a characteristic of outputting two pulses once. An AMR sensor having such technical characteristics cannot detect a state in which the remaining amount of toner is extremely low.

ホール素子は感度が低いという特性ため、残量が少ない位置での残量検知に適している。しかし、AMRセンサはホール素子と比べると高感度であり、2倍以上の時間早めに磁束を検出してしまう。検知開始のタイミングが早くなると、トナーの検知時間が長くなってしまう。どうしても検出のばらつきも大きくなり、検出信号がOFFとなる課題を抜きにしても、トナーの残量が多くなってしまうという課題があった。   Since the Hall element has a low sensitivity, it is suitable for detecting the remaining amount at a position where the remaining amount is low. However, the AMR sensor is more sensitive than the Hall element, and detects the magnetic flux more than twice as fast. If the detection start timing is advanced, the toner detection time becomes longer. The variation in detection inevitably increases, and there is a problem that the remaining amount of toner increases even if the problem that the detection signal is OFF is omitted.

これを防止するには、低感度のAMRセンサを使用すればよい。しかし、感度範囲が0.8mT〜2.2mT以上となる低感度品は市販されていない。低感度品が使用できる環境にない。だからと言って単純にセンサの位置を遠くに離せばよいかというと、画像形成装置は高さの制限を受け、構造上あまり距離をとることができない。ソフトウェア的に対応する方法も考えられるが、トナー検知は現像装置を交換したときの新品検知等のほかの処理も行っているため、これらすべての制御仕様見直しが必要となり、しかもこのときのソフト処理もきわめて複雑となる。従って、ソフトウェア的に対応する方法は実用的ではない。   In order to prevent this, a low-sensitivity AMR sensor may be used. However, low sensitivity products with a sensitivity range of 0.8 mT to 2.2 mT or more are not commercially available. There is no environment where low sensitivity products can be used. For that reason, the image forming apparatus is limited in height and cannot take a great distance in terms of structure, if the position of the sensor should be simply moved away. Although a software-compatible method is also conceivable, since toner detection also performs other processing such as new product detection when the developing device is replaced, all these control specifications need to be reviewed, and software processing at this time Is also very complex. Therefore, a method corresponding to software is not practical.

従って、従来のホール素子をAMRセンサに代えられるかというと、単純なアプローチでは困難であった。こうした課題が障害となってトナー検知装置にAMRセンサを採用することは困難であった。しかし、AMRセンサはホール素子よりも低コストで、感度も高いという魅力、利点があり、実用性ではホール素子を凌ぐ有利な特性を有している。   Therefore, it has been difficult to replace the conventional Hall element with an AMR sensor with a simple approach. It has been difficult to employ the AMR sensor in the toner detection device due to such a problem. However, the AMR sensor has the attractiveness and advantage of lower cost and higher sensitivity than the Hall element, and has an advantageous characteristic over the Hall element in practical use.

そこで、本発明は、異方性磁気抵抗素子を使った安価で高感度のトナー検知装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus including an inexpensive and highly sensitive toner detection device using an anisotropic magnetoresistive element.

本発明の画像形成装置は、トナーを収容する容器と、この容器の内部に設けられ回転軸を中心に回転しトナーを攪拌するトナー攪拌部材と、回転軸対して回転自在に設けられると共にトナー攪拌部材に押されて回転する回転部材と、回転部材の回転軸とは反対側の端部に設けられた磁性部材と、容器の下部に設けられ磁性部材を検出する異方性磁気抵抗素子と、異方性磁気抵抗素子により磁性部材を検出する時間の変化によりトナーの量を検知する検知手段とを備え、異方性磁気抵抗素子を回転軸に対して回転自在である回転部材が自重で垂下されたときの位置の真下より回転部材の回転方向下流側に配置したことを最も主要な特徴とする。   An image forming apparatus according to the present invention includes a container that contains toner, a toner stirring member that is provided inside the container and rotates around a rotation shaft to stir the toner, and is rotatably provided with respect to the rotation shaft. A rotating member that is rotated by being pushed by the member, a magnetic member that is provided at the end opposite to the rotating shaft of the rotating member, an anisotropic magnetoresistive element that is provided at the bottom of the container and detects the magnetic member, And a detecting means for detecting the amount of toner based on a change in time for detecting the magnetic member by the anisotropic magnetoresistive element, and the rotating member that can rotate the anisotropic magnetoresistive element with respect to the rotation axis is suspended by its own weight. The most important feature is that the rotating member is disposed downstream of the position of the rotating member in the rotational direction of the rotating member.

本発明の画像形成装置は、異方性磁気抵抗素子を使った安価で高感度のトナー検知装置を実現できると共に、製造と組み立てが容易になるという利点がある。   The image forming apparatus of the present invention has an advantage that an inexpensive and highly sensitive toner detecting device using an anisotropic magnetoresistive element can be realized, and manufacturing and assembly are facilitated.

本発明の実施の形態1は、トナーを収容する容器と、この容器の内部に設けられ回転軸を中心に回転しトナーを攪拌するトナー攪拌部材と、回転軸対して回転自在に設けられると共にトナー攪拌部材に押されて回転する回転部材と、回転部材の回転軸とは反対側の端部に設けられた磁性部材と、容器の下部に設けられ磁性部材を検出する異方性磁気抵抗素子と、異方性磁気抵抗素子により磁性部材を検出する時間の変化によりトナーの量を検知する検知手段とを備え、異方性磁気抵抗素子を回転軸に対して回転自在である回転部材が自重で垂下されたときの位置の真下より回転部材の回転方向下流側に配置したことを特徴とする画像形成装置であり、この構成により、異方性磁気抵抗素子を使った安価で高感度のトナー検知装置を実現できると共に、設計と製造、組み立てが容易になる。   In the first embodiment of the present invention, a container for containing toner, a toner stirring member that is provided inside the container and rotates around a rotation shaft to stir the toner, and is provided rotatably with respect to the rotation shaft. A rotating member that is pushed by the stirring member and rotates; a magnetic member provided at an end opposite to the rotating shaft of the rotating member; and an anisotropic magnetoresistive element that is provided at a lower portion of the container and detects the magnetic member A detecting means for detecting the amount of toner based on a change in the time for detecting the magnetic member by the anisotropic magnetoresistive element, and the rotating member capable of rotating the anisotropic magnetoresistive element with respect to the rotation axis by its own weight. An image forming apparatus characterized in that the image forming apparatus is arranged on the downstream side in the rotational direction of the rotating member from directly below the position when the ink is suspended. With this configuration, inexpensive and highly sensitive toner detection using an anisotropic magnetoresistive element is provided. Device can be realized Both design and manufacturing, assembling becomes easy.

本発明の実施の形態は、トナーを収容する容器と、この容器の内部に設けられ回転軸を中心に回転しトナーを攪拌するトナー攪拌部材と、回転軸対して回転自在に設けられると共にトナー攪拌部材に押されて回転する回転部材と、回転部材の回転軸とは反対側の端部に設けられた磁性部材と、容器の下部に設けられ磁性部材を検出する異方性磁気抵抗素子と、異方性磁気抵抗素子により磁性部材を検出する時間の変化によりトナーの量を検知する検知手段とを備え、異方性磁気抵抗素子を回転軸に対して回転自在である回転部材が自重で垂下されたときの位置の真下より回転部材の回転方向下流側であって回転軸の軸方向へずらして配置したことを特徴とする画像形成装置であり、この構成により、異方性磁気抵抗素子を使った安価で高感度のトナー検知装置を実現できると共に、設計と製造、組み立てが容易になる。画像形成装置の高さに影響されることなく容易に取り付け位置の調整が行える。 Toner with a second embodiment of the present invention includes a container for containing the toner, a toner stirring member for stirring the rotating toner around a rotation shaft arranged inside the container, is provided rotatably for rotating shaft A rotating member that is pushed by the stirring member and rotates; a magnetic member provided at an end opposite to the rotating shaft of the rotating member; and an anisotropic magnetoresistive element that is provided at a lower portion of the container and detects the magnetic member A detecting means for detecting the amount of toner based on a change in the time for detecting the magnetic member by the anisotropic magnetoresistive element, and the rotating member capable of rotating the anisotropic magnetoresistive element with respect to the rotation axis by its own weight. An image forming apparatus characterized in that the image forming apparatus is disposed downstream of the rotating member in the rotational direction of the rotating member and shifted in the axial direction of the rotating shaft from directly below the position of the suspended member. Low price and high sensitivity using The toner detection device is possible realization of the design and manufacturing, assembling becomes easy. The mounting position can be easily adjusted without being affected by the height of the image forming apparatus.

本発明の実施の形態は、トナーを収容する容器と、この容器の内部に設けられ回転軸を中心に回転しトナーを攪拌するトナー攪拌部材と、回転軸対して回転自在に設けられると共にトナー攪拌部材に押されて回転する回転部材と、回転部材の回転軸とは反対側の端部に設けられた磁性部材と、容器の下部に設けられ磁性部材を検出する異方性磁気抵抗素子と、異方性磁気抵抗素子により磁性部材を検出する時間の変化によりトナーの量を検知する検知手段とを備え、異方性磁気抵抗素子を回転軸に対して回転自在である回転部材が自重で垂下されたときの位置の真下より回転部材の回転方向下流側であって磁性部材の磁束のうち回転方向側の磁束のみを周期の第1及び第2のタイミングの間に限って検出できる距離に磁性体の軌道から離して配置したことを特徴とする画像形成装置であり、この構成により、異方性磁気抵抗素子を使った安価で高感度のトナー検知装置を実現できると共に、設計と製造、組み立てが容易になる。軌道を基準にして立体的に設計するので異方性磁気抵抗素子を正確な位置に取り付けることができる。 In the third embodiment of the present invention, a container that contains toner, a toner stirring member that is provided inside the container and that rotates around a rotation shaft and stirs the toner, and that is rotatably provided with respect to the rotation shaft are provided. A rotating member that is pushed by the stirring member and rotates; a magnetic member provided at an end opposite to the rotating shaft of the rotating member; and an anisotropic magnetoresistive element that is provided at a lower portion of the container and detects the magnetic member A detecting means for detecting the amount of toner based on a change in the time for detecting the magnetic member by the anisotropic magnetoresistive element, and the rotating member capable of rotating the anisotropic magnetoresistive element with respect to the rotation axis by its own weight. A distance that can be detected only between the first timing and the second timing of the cycle, only the magnetic flux on the rotational direction side of the magnetic member on the downstream side in the rotational direction of the rotating member from directly below the position when the shaft is suspended. Away from magnetic orbit An image forming apparatus characterized by the arranged by the arrangement, at low cost using an anisotropic magnetoresistive element it is possible realize a toner detection device with high sensitivity, design and manufacture, assembly becomes easy. Since the three-dimensional design is based on the trajectory, the anisotropic magnetoresistive element can be attached at an accurate position.

本発明の実施の形態は、実施の形態1、2またはに従属する形態であって、異方性磁気抵抗素子が一対の電極と、この一対の電極間に設けられた薄膜強磁性金属から構成され、薄膜強磁性金属が、磁性部材が有する磁束方向に対して所定の角度で配設されることを特徴とする画像形成装置であり、この構成により、異方性磁気抵抗素子を使った安価で高感度のトナー検知装置を実現できると共に、製造と組み立てが容易になる。 Embodiment 4 of the present invention, the first embodiment, 2 or is in a form dependent on 3, thin strong anisotropic magnetoresistive element provided between a pair of electrodes and the pair of electrodes An image forming apparatus comprising a magnetic metal, wherein the thin film ferromagnetic metal is disposed at a predetermined angle with respect to a magnetic flux direction of the magnetic member. This makes it possible to realize a low-cost and high-sensitivity toner detection device using the toner, and to facilitate manufacture and assembly.

本発明の実施の形態は、実施の形態1、2、3またはに従属する形態であって、検知手段は磁性部材を検出する時間が所定の時間より短いことによりトナーの残量が多いことを検知し、所定の時間より長いことによりトナーの残量が少ないこと検知することを特徴とする記載の画像形成装置であり、この構成により、異方性磁気抵抗素子を使った安価で高感度のトナー検知装置を実現できると共に、製造と組み立てが容易になる。 Fifth embodiment of the present invention, the first and second embodiments, 3 or is in a form that is dependent on 4, sensing means toner remaining amount by the time of detecting the magnetic member is shorter than the predetermined time The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus detects that there is a large amount of toner, and detects that the remaining amount of toner is low when the time is longer than a predetermined time. Thus, a highly sensitive toner detection device can be realized, and manufacture and assembly are facilitated.

(実施の形態1)
以下本発明の実施の形態1における画像形成装置について図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施の形態1における画像形成装置の像形成部を拡大した構成図、図2はAMRセンサをパドル角基準の下方に配設したときの動作説明図、図3は本発明の実施の形態1における画像形成装置の要部制御ブロック図である。複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真プロセスを利用した画像形成装置の本体部分の構成については図13、図14を基に背景技術の説明において説明したとおりであり、ここでは省略する。しかし、画像形成装置の全体的な構成の説明のために図13、図14は実施の形態1でも図1と同時に参照する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged configuration diagram of an image forming unit of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is an operation explanatory diagram when an AMR sensor is disposed below a paddle angle reference, and FIG. FIG. 2 is a main part control block diagram of the image forming apparatus according to the first embodiment. The configuration of the main part of the image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine is as described in the description of the background art with reference to FIGS. 13 and 14, and is omitted here. However, FIGS. 13 and 14 are referred to in the first embodiment at the same time as FIG. 1 in order to describe the overall configuration of the image forming apparatus.

図1に示すように画像形成装置は像形成部1を備えている。像形成部1は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム2を備えている。感光体ドラム2が回転することで、順次、帯電部がその表面を帯電させ、露光部がここに静電潜像を形成し、現像部がこの静電潜像を現像し、転写部が記録紙に転写する。帯電から転写までが感光体ドラム2の周囲で行えるように各部が周囲に配置されている。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus includes an image forming unit 1. The image forming unit 1 includes a photosensitive drum 2 on which an electrostatic latent image is formed. As the photosensitive drum 2 rotates, the charging unit sequentially charges the surface, the exposure unit forms an electrostatic latent image thereon, the development unit develops the electrostatic latent image, and the transfer unit records. Transfer to paper. Each part is arranged around the photosensitive drum 2 so that charging to transfer can be performed around the photosensitive drum 2.

各部の第1の構成は帯電器である。実施の形態1においては、帯電器は感光体ドラム2を帯電させる非接触帯電式のスコロトロン帯電器等の帯電器3である。また、第2の構成として露光部が設けられている。図1には図示しないが、図13、図14に示すようなLSUが設けられている。このLSUは感光体ドラム2の周面にレーザ光を照射することで帯電が除電し、静電潜像を形成する。   The first configuration of each part is a charger. In the first embodiment, the charger is a charger 3 such as a non-contact charging type scorotron charger that charges the photosensitive drum 2. An exposure unit is provided as a second configuration. Although not shown in FIG. 1, an LSU as shown in FIGS. 13 and 14 is provided. This LSU irradiates the peripheral surface of the photosensitive drum 2 with laser light to remove the charge, thereby forming an electrostatic latent image.

そして、静電潜像が形成された状態の感光体ドラム2を現像するために、第3の構成として現像部が設けられている。現像部は、帯電した感光体ドラム2の表面に一成分現像剤のトナー5を付着させる現像ローラ6を備えている。トナー容器4内のトナー5は、攪拌パドル7によって攪拌されながら搬送され、供給ローラ8によって現像ローラ6に供給される。この攪拌パドル7は先端に掻き混ぜ用の攪拌体を有し、図示しないギヤ機構で現像ローラ6と連動して回転するように形成されている(例えば図11(a)参照)。なお、トナー5は一成分現像剤に限られず、二成分現像剤等でもかまわない。   In order to develop the photosensitive drum 2 in a state where the electrostatic latent image is formed, a developing unit is provided as a third configuration. The developing unit includes a developing roller 6 that adheres toner 5 of a one-component developer to the surface of the charged photosensitive drum 2. The toner 5 in the toner container 4 is conveyed while being stirred by the stirring paddle 7 and supplied to the developing roller 6 by the supply roller 8. The stirring paddle 7 has a stirring body for stirring at the tip, and is formed to rotate in conjunction with the developing roller 6 by a gear mechanism (not shown) (see, for example, FIG. 11A). The toner 5 is not limited to a one-component developer, and may be a two-component developer.

攪拌パドル7を回転させる回転軸7aには、図1、図2に示すように攪拌パドル7と連れ回りによって共に回転するフリーパドル11が設けられている。フリーパドル11は攪拌パドル7の回転軸7aに回転自在に軸支されており、攪拌パドル7の当接により頂点(最上点)まで押し上げられ、その位置からは自重により降下する。フリーパドル11は落下点で残留しているトナー5の抵抗を受け、一時的に回転速度が低下してこの付近で動きが鈍る。しかし、直ぐこれを追って攪拌パドル7が背後から当接して再び回転力を与え、最下点を経由して最上点まで押し上げる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating shaft 7 a that rotates the stirring paddle 7 is provided with a free paddle 11 that rotates together with the stirring paddle 7. The free paddle 11 is rotatably supported on the rotating shaft 7a of the stirring paddle 7, and is pushed up to the top (uppermost point) by the contact of the stirring paddle 7, and descends from its position by its own weight. The free paddle 11 is subjected to the resistance of the toner 5 remaining at the dropping point, and the rotational speed is temporarily lowered, and the movement becomes slow in this vicinity. However, immediately after this, the stirring paddle 7 abuts from behind and gives a rotational force again, and pushes it up to the highest point via the lowest point.

このフリーパドル11の先端にマグネット9が設けられている。図2に示すようにフリーパドル11と攪拌パドル7の円軌道の側面に磁気センサSが設けられる。実施の形態1の磁気センサSは画像形成装置の底面に取り付け部材15を介して固定されるAMRセンサ10であるが、図2ではホール素子と同様の位置に置かれており、実施の形態1の特有なセンサの配置とは異なるため(またホール素子とこの場合の位置が共通であることを示す意味合いもあり)、AMRセンサ10ではなく上位概念の磁気センサSとして記載されている。この磁気センサSは所定の検知範囲で回転するマグネット9を検出する。しかし、磁気センサSがAMRセンサ10の場合、図2の配置ではトナー5の検知は残留量が少ないほど困難である。   A magnet 9 is provided at the tip of the free paddle 11. As shown in FIG. 2, a magnetic sensor S is provided on the side surfaces of the circular orbits of the free paddle 11 and the stirring paddle 7. The magnetic sensor S according to the first embodiment is an AMR sensor 10 that is fixed to the bottom surface of the image forming apparatus via a mounting member 15. However, in FIG. 2, the magnetic sensor S is placed at the same position as the Hall element. Therefore, the magnetic sensor S is described not as an AMR sensor 10 but as a superordinate magnetic sensor S. The magnetic sensor S detects a magnet 9 that rotates within a predetermined detection range. However, when the magnetic sensor S is the AMR sensor 10, detection of the toner 5 is more difficult as the residual amount is smaller in the arrangement of FIG.

さて、図1に戻って現像部の説明を続けると、現像ローラ6は、帯電した感光体ドラム2の表面にトナー5を付着させるために電源から電圧が印加されている。この電源は約200Vの直流電圧に交流重畳バイアスを現像ローラ6に印加している。そして、重畳して印加する交流電圧を調整するため、電源部コントローラ13を制御できる制御部12(図3参照)が設けられている。制御部12はプロセッサとプログラムを記憶したメモリから構成される機能実現手段である。この制御部12にはAMRセンサ10が接続され、制御部12には、AMRセンサ10からの出力を基に磁束を検出する時間の変化でトナー5の残量を検知する検知手段12aが設けられている。検知手段12aも制御部12に搭載される機能実現手段である。なお、制御部12は図3に示すように検知手段12aの検知結果を基にして表示部14に、トナー無や、トナーLOW表示、ENPTYなどのトナー5の残量表示を行う。   Now, returning to FIG. 1, the description of the developing unit will be continued. A voltage is applied from the power source to the developing roller 6 in order to adhere the toner 5 to the surface of the charged photosensitive drum 2. This power supply applies an AC superimposed bias to the developing roller 6 with a DC voltage of about 200V. And in order to adjust the alternating voltage applied by superimposing, the control part 12 (refer FIG. 3) which can control the power supply controller 13 is provided. The control unit 12 is a function realizing unit including a processor and a memory storing a program. An AMR sensor 10 is connected to the control unit 12, and the control unit 12 is provided with detection means 12 a that detects the remaining amount of toner 5 based on a change in time for detecting magnetic flux based on the output from the AMR sensor 10. ing. The detection means 12 a is also a function realization means mounted on the control unit 12. As shown in FIG. 3, the control unit 12 displays the remaining amount of toner 5 such as no toner, toner LOW display, and ENTTY on the display unit 14 based on the detection result of the detection unit 12a.

続いて、第4の構成として転写部が設けられている。転写部は、現像された感光体ドラム2のトナー5を記録紙へ転写するため、転写ローラを備えている。転写ローラは、感光体ドラム2の上方に位置し(図13参照)、感光体ドラム2に接した状態で回転する。転写ローラと感光体ドラム2との間を記録紙が搬送されることで転写される。   Subsequently, a transfer unit is provided as a fourth configuration. The transfer unit includes a transfer roller for transferring the developed toner 5 of the photosensitive drum 2 to a recording sheet. The transfer roller is positioned above the photosensitive drum 2 (see FIG. 13) and rotates while being in contact with the photosensitive drum 2. The recording paper is transferred between the transfer roller and the photosensitive drum 2 to be transferred.

そして、転写された記録紙のトナー5を定着させるために、画像形成装置には、図1には図示はしないが、定着ローラが設けられる。定着ローラで転写された記録紙を加熱しながら、記録紙に圧力を印加することで、トナー5を定着させて排紙する(図13参照)。   In order to fix the toner 5 of the transferred recording paper, the image forming apparatus is provided with a fixing roller (not shown in FIG. 1). By applying pressure to the recording paper while heating the recording paper transferred by the fixing roller, the toner 5 is fixed and discharged (see FIG. 13).

さて、以上説明した画像形成装置において行われるトナー5の残量検知の詳細について説明する。磁気センサSによってトナー5の残留検知が可能になる原理を図4(a)の磁気センサSによってトナー5があるときの残留検知の原理説明図、図4(b)の磁気センサSによってトナーがないときの残留検知の原理説明図に基づいて説明する。実施の形態1のAMRセンサ10とは配置が異なるため、ここではホール素子などの一般の磁気センサSとして説明する。ただ、実施の形態1のAMRセンサ10においても基本動作の原理自体は同様となる。図4(a)はトナー5がトナー容器内に多くある状態のときの攪拌パドル7、フリーパドル11、マグネット9、磁気センサSの様子を示し、図4(b)はトナー5がトナー容器内に少ない状態の攪拌パドル7、フリーパドル11、マグネット9、磁気センサSの様子を示す。以下、磁気センサSはホール素子であるとして説明する。   Now, details of the remaining amount detection of the toner 5 performed in the above-described image forming apparatus will be described. FIG. 4A is a diagram for explaining the principle of residual detection when toner 5 is present by the magnetic sensor S in FIG. 4A, and FIG. Description will be made based on the principle explanatory diagram of the residual detection when there is not. Since the arrangement is different from that of the AMR sensor 10 of the first embodiment, it will be described here as a general magnetic sensor S such as a Hall element. However, the basic operation principle itself is the same in the AMR sensor 10 of the first embodiment. 4A shows the state of the stirring paddle 7, the free paddle 11, the magnet 9, and the magnetic sensor S when the toner 5 is in a large amount in the toner container. FIG. 4B shows the toner 5 in the toner container. The state of the stirring paddle 7, the free paddle 11, the magnet 9, and the magnetic sensor S in a small state is shown in FIG. Hereinafter, description will be made assuming that the magnetic sensor S is a Hall element.

図4(a)(b)に示すように、攪拌パドル7は所定回転速度で回転軸7aの周りに回転しトナー5を攪拌する。フリーパドル11はこの回転軸7aに回転自在に軸支されており、攪拌パドル7と連れ回りをする。すなわち、フリーパドル11背後から追従して回転する攪拌パドル7に当接されて最上点まで押し上げられ、その位置からは攪拌パドル7の回転速度より自重により降下する。フリーパドル11はトナー5上の落下点でトナー5の抵抗を受け、一時的に速度が鈍る。しかし、追従する攪拌パドル7が背後から押し、再び回転力を与え、トナー5内を通過して最上点まで押し上げ、この動作を繰り返す。このフリーパドル11の先端にマグネット9が設けられており、このマグネット9はフリーパドル11の先端の円軌道に沿って移動し、マグネット9の磁界も移動する。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the stirring paddle 7 rotates around the rotating shaft 7a at a predetermined rotational speed to stir the toner 5. The free paddle 11 is rotatably supported by the rotary shaft 7 a and rotates with the stirring paddle 7. That is, it is brought into contact with the stirring paddle 7 that rotates following the free paddle 11 and pushed up to the uppermost point, and descends by its own weight from the rotational speed of the stirring paddle 7 from that position. The free paddle 11 receives the resistance of the toner 5 at the falling point on the toner 5 and temporarily decreases in speed. However, the following stirring paddle 7 pushes from behind, gives a rotational force again, passes through the toner 5 and pushes it up to the uppermost point, and this operation is repeated. A magnet 9 is provided at the tip of the free paddle 11, and the magnet 9 moves along a circular orbit at the tip of the free paddle 11, and the magnetic field of the magnet 9 also moves.

従って、磁気センサSの検知範囲を、トナー5が検知したいごく少量の設定範囲に合わせるか、それ以上の幅の範囲になるように配置すれば、高精度にトナーなし状態を検出できる。すなわち、トナー5がほとんどない状態では図4(b)に示すようにトナー5の抵抗はなく、フリーパドル11の動きがトナー5の存在によって止められることはない。従って、トナー5のない状態でフリーパドル11が自重によって降下するとき最下端となる位置(自重で垂下される位置)にフリーパドル11が位置する時間が長くなる。そして、これは、トナー量が少ない状態では、フリーパドル11が最上点から落下し攪拌パドル7に押し上げられるまでの時間の中でフリーパドル11が検知範囲に存在する時間が長くなることを意味する。   Therefore, if the detection range of the magnetic sensor S is matched with a very small set range that the toner 5 is to detect or is arranged so as to have a width larger than that, the toner-free state can be detected with high accuracy. That is, when there is almost no toner 5, as shown in FIG. 4B, there is no resistance of the toner 5, and the movement of the free paddle 11 is not stopped by the presence of the toner 5. Accordingly, when the free paddle 11 is lowered by its own weight in the absence of the toner 5, the time for which the free paddle 11 is located at the lowermost position (the position where the free paddle 11 is suspended by its own weight) becomes longer. This means that, in a state where the amount of toner is small, the time during which the free paddle 11 is in the detection range becomes longer in the time from when the free paddle 11 falls from the uppermost point and is pushed up to the stirring paddle 7. .

しかし、図4(a)に示すように、トナー5が十分に存在する場合には、フリーパドル11は自重で落下するとき、トナー5上に落下して抵抗を受ける。これによりマグネット9は磁気センサSの検知範囲に到達できない。従って、トナー5のない状態でフリーパドル11が自重によって降下するとき最下端となる位置にフリーパドル11が位置する時間はフリーパドル11が攪拌パドル7に押されて通過する時間のみであるためフリーパドル11が最下端となる位置に位置する時間が短くなる。これは、フリーパドル11が最上点から落下し攪拌パドル7に押し上げられるまでの時間は、トナー5が多い状態では、検知範囲に存在する時間が短くなって短時間になることを意味する。以上説明した原理により、フリーパドル11と磁気センサS、マグネット9を使ってトナー5の残量を検知することができる。   However, as shown in FIG. 4A, when the toner 5 is sufficiently present, when the free paddle 11 falls due to its own weight, it falls onto the toner 5 and receives resistance. Thereby, the magnet 9 cannot reach the detection range of the magnetic sensor S. Accordingly, when the free paddle 11 is lowered by its own weight in the absence of the toner 5, the time for the free paddle 11 to be positioned at the lowest position is only the time for which the free paddle 11 is pushed by the stirring paddle 7 and passes through. The time during which the paddle 11 is located at the lowest end is shortened. This means that the time until the free paddle 11 falls from the uppermost point and is pushed up to the stirring paddle 7 is short when the amount of toner 5 is large and the time existing in the detection range is shortened. Based on the principle described above, the remaining amount of toner 5 can be detected using the free paddle 11, the magnetic sensor S, and the magnet 9.

ただ、ここで磁気センサSとマグネット9を利用した一般のトナー5の残留量検知は次のような仮定で成り立っていることに注意しなければならない。すなわち、マグネット9が近づいてくると磁界強度が強くなり、磁気センサSがこれに反応して検出信号を出力するということである。従って、磁気センサSがホール素子であって、かつ、トナー5のない状態でフリーパドル11が自重によって降下するとき最下端となる位置(自重で垂下される位置)の下方に磁気センサSが配置されているのであれば、上記した原理に基づいてトナー5の残量を検出できる。   However, it should be noted that the general residual amount detection of the toner 5 using the magnetic sensor S and the magnet 9 is based on the following assumptions. That is, when the magnet 9 approaches, the magnetic field strength increases, and the magnetic sensor S outputs a detection signal in response thereto. Therefore, when the magnetic sensor S is a Hall element and the free paddle 11 is lowered by its own weight when the toner 5 is not present, the magnetic sensor S is disposed below the lowermost position (position where it is suspended by its own weight). If so, the remaining amount of the toner 5 can be detected based on the principle described above.

しかし、磁気センサSがマグネット9との距離に関して非線形的な応答をするAMRセンサ10の場合には、AMRセンサ10上をマグネット9が回転すると、ホール素子とは異なった非線形的な応答特性を示すため、上記原理における基本的な考え方は利用することはできるが、そのままでは実際には検知できない。AMRセンサ10では、フリーパドル11が最下端を通過するときにマグネット9の検出信号がOFFになるからである。   However, in the case of the AMR sensor 10 in which the magnetic sensor S responds nonlinearly with respect to the distance to the magnet 9, when the magnet 9 rotates on the AMR sensor 10, a nonlinear response characteristic different from that of the Hall element is exhibited. Therefore, although the basic concept in the above principle can be used, it cannot be actually detected as it is. This is because in the AMR sensor 10, the detection signal of the magnet 9 is turned off when the free paddle 11 passes through the lowermost end.

図5はAMRセンサの外観と異方性磁気抵抗の効果の説明図を示し、図6(a)はホール素子の磁界検出方向を示す説明図、図6(b)はAMRセンサの磁界検出方向を示す説明図であり、図7(a)はホール素子の応答特性の説明図、図7(b)はAMRセンサの応答特性の説明図、図8はホール素子とAMRセンサの出力信号の波形図で、ホール素子とAMRセンサの傍をマグネットが1回通過するときの出力信号の波形を示す。図9は本発明の実施の形態1における画像形成装置のトナー検知装置の配置説明図、図10(a)は図9の画像形成装置のトナー検知装置のマグネットの軌道とAMRセンサの斜視図であり、図10(b)は図10(a)のトナー検知装置の正面図である。図11(a)は本発明の実施の形態1における画像形成装置の像形成部を取り出した状態の斜視図、図11(b)はAMRセンサのずれ量を示す説明図である。   5A and 5B are explanatory views of the appearance of the AMR sensor and the effect of anisotropic magnetoresistance, FIG. 6A is an explanatory view showing the magnetic field detection direction of the Hall element, and FIG. 6B is the magnetic field detection direction of the AMR sensor. 7A is an explanatory diagram of the response characteristic of the Hall element, FIG. 7B is an explanatory diagram of the response characteristic of the AMR sensor, and FIG. 8 is a waveform of the output signal of the Hall element and the AMR sensor. In the figure, the waveform of the output signal when the magnet passes once by the Hall element and the AMR sensor is shown. FIG. 9 is an explanatory view of the arrangement of the toner detection device of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 10A is a perspective view of the magnet track and the AMR sensor of the toner detection device of FIG. FIG. 10B is a front view of the toner detection device of FIG. FIG. 11A is a perspective view showing a state in which the image forming unit of the image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is taken out, and FIG. 11B is an explanatory view showing the amount of deviation of the AMR sensor.

ここで、異方性磁気抵抗素子(AMRセンサ)の構造と異方性磁気抵抗の効果の説明をする。図5に示すAMRセンサ10は、Siもしくはガラス基板などの基板21とその上に形成されたNi,Feなどの強磁性金属を主成分とした合金の薄膜22、また、この細長いベルト状の薄膜22の両端に設けられた電極23,24から構成される。基板21に沿って図5に示すx軸方向の磁界が加わると、電流の流れるy軸方向に向いた薄膜22の抵抗値が変化する。従って出力される電流値も変化する。この異方性磁気抵抗の効果を利用したのがAMRセンサ10である。なお、ホール効果を利用するのがホール素子である。   Here, the structure of the anisotropic magnetoresistive element (AMR sensor) and the effect of the anisotropic magnetoresistance will be described. An AMR sensor 10 shown in FIG. 5 includes a substrate 21 such as a Si or glass substrate, an alloy thin film 22 mainly formed of a ferromagnetic metal such as Ni or Fe, and an elongated belt-shaped thin film. 22 is composed of electrodes 23 and 24 provided at both ends. When a magnetic field in the x-axis direction shown in FIG. 5 is applied along the substrate 21, the resistance value of the thin film 22 facing the y-axis direction in which current flows changes. Accordingly, the output current value also changes. The AMR sensor 10 utilizes the effect of this anisotropic magnetoresistance. A Hall element utilizes the Hall effect.

このAMRセンサ10とホール素子の特性を比較すると、図6(a)(b)、図7(a)(b)のような大きな相違がある。図6(a)に示すようにホール素子は素子と垂直方向(z軸方向)の磁束を検出し、AMRセンサ10は図5、図6(b)に示すように基板21の表面上で薄膜22の膜の形成された長手方向(y軸方向)に関して横方向(x軸方向)の磁束を検出する。従って、磁気センサSがホール素子であってかつ図2の位置に配置された場合、図6(a)のようにマグネット9のN極、S極の何れかの磁極(例えばN極)が接近すると、距離の二乗に反比例して徐々に磁界強度が強くなり、離れるに従って磁界強度が弱くなる。そして、図7(a)に示すようなヒステリシスをもった応答を出力する。   When the characteristics of the AMR sensor 10 and the Hall element are compared, there are significant differences as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) and FIGS. 7 (a) and 7 (b). As shown in FIG. 6A, the Hall element detects a magnetic flux perpendicular to the element (z-axis direction), and the AMR sensor 10 is a thin film on the surface of the substrate 21 as shown in FIGS. Magnetic flux in the lateral direction (x-axis direction) is detected with respect to the longitudinal direction (y-axis direction) in which 22 films are formed. Accordingly, when the magnetic sensor S is a Hall element and is disposed at the position shown in FIG. 2, either the N pole or the S pole of the magnet 9 (for example, the N pole) approaches as shown in FIG. Then, the magnetic field strength gradually increases in inverse proportion to the square of the distance, and the magnetic field strength decreases as the distance increases. Then, a response having hysteresis as shown in FIG.

しかし、磁気センサSがAMRセンサ10であって、かつ図2の位置に配置された場合、マグネット9のN極、S極の何れかの磁極(例えばN極)がAMRセンサ10に接近すると、マグネット9の磁力線はドーナツ状の磁束フローを描いてマグネット9から流入流出するから(図6、図10(a)参照)、マグネット9が近づいてくると、まず接近する側(回転方向の側)の半分の磁束に対してAMRセンサ10が反応し、ON信号を出力する。そして、マグネット9がAMRセンサ10の上方に差し掛かると検出信号はOFF信号となり、次いで遠ざかる側の残り半分の磁束が近づくと、再びAMRセンサ10が反応してON信号を出力する。AMRセンサ10の応答は図7(b)に示すようなヒステリシスをもった応答になる。従って、AMRセンサ10は、トナー検知に最も必要な図2の位置においては、図6(b)のように磁力がマグネット9の両側でつりあって、検出信号はOFFとなる。   However, when the magnetic sensor S is the AMR sensor 10 and is disposed at the position of FIG. 2, when one of the N poles and S poles of the magnet 9 (for example, the N pole) approaches the AMR sensor 10, Since the magnetic field lines of the magnet 9 draw a donut-shaped magnetic flux flow and flow in and out of the magnet 9 (see FIGS. 6 and 10A), when the magnet 9 approaches, it first approaches the side (rotation direction side). The AMR sensor 10 reacts to half the magnetic flux and outputs an ON signal. When the magnet 9 reaches the upper side of the AMR sensor 10, the detection signal becomes an OFF signal, and then when the remaining half of the magnetic flux approaches, the AMR sensor 10 reacts again and outputs an ON signal. The response of the AMR sensor 10 is a response having hysteresis as shown in FIG. Therefore, in the position of FIG. 2 where the AMR sensor 10 is most necessary for toner detection, the magnetic force is balanced on both sides of the magnet 9 as shown in FIG. 6B, and the detection signal is turned off.

また、このときのホール素子とAMRセンサ10の検出信号の波形は図8のようになる。図8の波線はホール素子による検出信号であり、実線がAMRセンサ10の検出信号である。これによれば、マグネット9の円軌道の最下端を含む相当幅の区間でな検知時間があり、この区間でAMRセンサ10はマグネット9を検出できていない。そしてこの無検知区間を挟んで、前半区間Iと後半区間IIの2区間でそれぞれパルス(全体で2パルス)を生成している(図2参照)。検知時間の具体的な値を説明すると、最低感度3.0mTのAMRセンサ(村田製作所製)を使ってトナー有の状態を検知したとき、一例としてセンサ検知時間は1180msec、無検知区間が280msec、前半区間Iが450msec、同様に後半区間IIも450msecであった。結果として2パルスが出力されている。通常はこの程度の値となる。なお、図8で比較のために測定した最低感度11.7mTのホール素子の検知時間を示すと、480msec(1パルス)である。図8には両磁気センサSの特徴が表れている。   Further, the waveforms of the detection signals of the Hall element and the AMR sensor 10 at this time are as shown in FIG. The wavy line in FIG. 8 is a detection signal from the Hall element, and the solid line is a detection signal from the AMR sensor 10. According to this, there is a detection time in a section with a considerable width including the lowest end of the circular orbit of the magnet 9, and the AMR sensor 10 cannot detect the magnet 9 in this section. A pulse (2 pulses in total) is generated in each of the first half section I and the second half section II across the non-detection section (see FIG. 2). Explaining the specific value of the detection time, when detecting the presence of toner using an AMR sensor (manufactured by Murata Manufacturing Co., Ltd.) having a minimum sensitivity of 3.0 mT, as an example, the sensor detection time is 1180 msec, the non-detection section is 280 msec, The first half section I was 450 msec, and similarly the second half section II was 450 msec. As a result, two pulses are output. Usually, this is the value. The detection time of the Hall element having the lowest sensitivity of 11.7 mT measured for comparison in FIG. 8 is 480 msec (one pulse). FIG. 8 shows the characteristics of both magnetic sensors S.

図2についてさらに詳しく説明を加えると、攪拌パドル7は回転軸7a周りに回転し、これと連れ回りするフリーパドル11も回転軸7aの周りで回転する。フリーパドル11の先端に設けられたマグネット9もこれと共に回転し、磁界も回転する。そして、AMRセンサ10を図2のようにフリーパドル11の最下端に位置するθ0の下方位置に配置したときには、AMRセンサ10は検知開始角度の位置θ1でマグネット9の磁束を検知し始め、θ2を示す位置まで磁束を検知して検出信号を出力する。この範囲がセンサ検知前半区間Iである。   Referring to FIG. 2 in more detail, the stirring paddle 7 rotates around the rotating shaft 7a, and the free paddle 11 that rotates with the rotating paddle 7 also rotates around the rotating shaft 7a. The magnet 9 provided at the tip of the free paddle 11 also rotates with this, and the magnetic field also rotates. When the AMR sensor 10 is disposed at a position below θ0 located at the lowermost end of the free paddle 11 as shown in FIG. 2, the AMR sensor 10 starts to detect the magnetic flux of the magnet 9 at the detection start angle position θ1, and θ2 The magnetic flux is detected to a position indicating, and a detection signal is output. This range is the sensor detection first half section I.

しかし、センサ検知前半区間Iを通過し、マグネット9が位置θ2から位置θ0を経て位置θ3の間に存在する間は磁束を検出しない。検出信号はOFFとなる。この範囲がAMRセンサ10の第1の無検知区間となる。さらに、マグネット9が位置θ3を通過して位置θ4に至るまでの検知終了角度で再び磁束を検出する。これがセンサ検知後半区間IIである。位置θ4を通過するとθ1まで再び第2の無検知区間となる。   However, the magnetic flux is not detected while passing through the sensor detection first half section I and the magnet 9 exists between the position θ2 through the position θ0 and the position θ3. The detection signal is turned off. This range is the first non-detection section of the AMR sensor 10. Further, the magnetic flux is detected again at the detection end angle until the magnet 9 passes the position θ3 and reaches the position θ4. This is the sensor detection latter half section II. When the position θ4 is passed, the second non-detection section is reached again until θ1.

従って、このようにマグネット9との距離に関して非線形的な応答(2パルス出力)をする特性のAMRセンサ10では、図2のような配置ではトナー5の残量検知に使用することはできない。   Therefore, the AMR sensor 10 having the characteristic of nonlinear response (two-pulse output) with respect to the distance to the magnet 9 cannot be used for detecting the remaining amount of toner 5 in the arrangement as shown in FIG.

そこで、本発明の実施の形態1においては、図10(a)(b)に示すようにAMRセンサ10の配置と設置する向きを工夫することにより、AMRセンサ10によるトナー5の残量検知を実現した。   Therefore, in the first embodiment of the present invention, the remaining amount of toner 5 is detected by the AMR sensor 10 by devising the arrangement and installation direction of the AMR sensor 10 as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). It was realized.

図10(a)(b)において、A,B,Cはマグネット9の描く円軌道の3点である。図中ドーナツ状のリングは磁力線を示す。この軌道上の位置θ1からθ4の範囲が磁界検知範囲である。θ0はフリーパドル11の最下端となる位置であり、パドル角度基準となる。トナー5のない状態で自重によって降下したとき最下端となる位置(重力的に安定した位置であり、自重で垂下されたときの位置)である。図10(b)、図11(a)(b)からも分かるように、AMRセンサ10はマグネット9の描く円軌道の中で初期的にずれた位置に配設される。この配置はAMRセンサ10に上記した第1の無検知区間を出現させないような位置である。すなわち、マグネット9の磁束のうち回転方向側の磁束のみをθ1からθ4の範囲に限って、周期で言えばそれぞれθ1とθ4に相当する第1、第2のタイミング(時間)の間に限って検出できる距離にマグネット9の軌道から離して配置する。   10A and 10B, A, B, and C are three points on the circular orbit drawn by the magnet 9. FIG. In the figure, the donut-shaped ring indicates lines of magnetic force. The range from position θ1 to θ4 on the orbit is the magnetic field detection range. θ0 is a position that is the lowermost end of the free paddle 11 and serves as a reference for the paddle angle. This position is the lowermost position when it is lowered by its own weight in the absence of toner 5 (the position when it is gravity-stable and is suspended by its own weight). As can be seen from FIGS. 10 (b), 11 (a) and 11 (b), the AMR sensor 10 is disposed at a position initially displaced in the circular orbit drawn by the magnet 9. This arrangement is a position where the above-described first non-detection section does not appear in the AMR sensor 10. That is, of the magnetic flux of the magnet 9, only the magnetic flux on the rotation direction side is limited to the range of θ1 to θ4, and in terms of the period, only during the first and second timings (time) corresponding to θ1 and θ4, respectively. It arrange | positions away from the track | orbit of the magnet 9 in the distance which can be detected.

従って、実施の形態1においては、AMRセンサ10を回転自在に置かれたフリーパドル11が位置するパドル角基準のθ0の位置と回転軸7aを含む平面Mより、フリーパドル11の回転方向下流側に配置するという手段を講じている。あわせて実施の形態1においては、図10(b)、図11(b)に示すように、回転軸7aから回転方向下流側のずれ量L1だけでなく、回転軸7a方向のずれ量L2も設けて配置している。このような配置にすることによって、マグネット9の接近する側の半分の磁束だけに反応させることが可能になり、パドル角基準のθ0近傍でAMRセンサ10はON信号を出力し、検知終了角度となるθ4を通過して遠ざかると、再び距離が増してAMRセンサ10が無反応となりOFFする。安価で高感度のAMRセンサ10を使って1パルスの出力が可能になる
AMRセンサ10を配設する向きは、マグネット9が図10(b)のθ0の位置にあるとき、薄膜22の長手方向の向きが電流の流れる方向(y軸方向)で、磁力線の向きがこれと直交するx軸方向の方向にすればよい。z軸はマグネット9の磁力により傾斜させた方がよい場合もあるが、AMRセンサ10の位置は図10(a)のx−y平面が平面Mとほぼ直交するような2次元的に広がった位置関係に置けるため、位置θ0に対する取り付け部材表面の仰角の設定をあまり考慮せずとも通常は十分である。すなわち、AMRセンサ10の感度は高く(パドル角基準のθ0からのずれ量L1,L2が大きくても十分に検知できる)、むしろ大きくて適度なずれにすることで磁束検知時間を小さくでき、検知開始角度の位置θ1と検知終了角度となるθ4を適度の角度に設定することができる。離れれば離れるほど仰角の大きさはあまり問題がなくなる。場合によっては予め所定の仰角に定めておいてずれ量L1,L2を調整するのもよい。
Therefore, in the first embodiment, the rotation direction of the free paddle 11 is lower than the plane M including the position of the paddle angle reference θ0 where the free paddle 11 on which the AMR sensor 10 is rotatably placed and the rotation shaft 7a is included. Take measures to place in. In addition, in the first embodiment, as shown in FIGS. 10B and 11B, not only the shift amount L1 on the downstream side in the rotation direction from the rotation shaft 7a but also the shift amount L2 in the direction of the rotation shaft 7a. It is provided and arranged. With such an arrangement, it is possible to react only to the magnetic flux on the approaching side of the magnet 9, and the AMR sensor 10 outputs an ON signal near the paddle angle reference θ 0, and the detection end angle and When the distance passes through θ4, the distance increases again, the AMR sensor 10 becomes unresponsive and turns off. One pulse can be output by using an inexpensive and highly sensitive AMR sensor 10. The direction in which the AMR sensor 10 is disposed is the longitudinal direction of the thin film 22 when the magnet 9 is at the position θ0 in FIG. Is the direction in which the current flows (y-axis direction), and the direction of the magnetic lines of force may be the direction of the x-axis direction orthogonal thereto. Although it may be better to incline the z-axis by the magnetic force of the magnet 9, the position of the AMR sensor 10 spreads two-dimensionally so that the xy plane of FIG. Since it can be placed in a positional relationship, it is usually sufficient without taking into account the setting of the elevation angle of the attachment member surface with respect to the position θ0. That is, the sensitivity of the AMR sensor 10 is high (it can be sufficiently detected even if the shift amounts L1 and L2 from the paddle angle reference θ0 are large). However, the magnetic flux detection time can be shortened by making the shift large and appropriate. The start angle position θ1 and the detection end angle θ4 can be set to appropriate angles. The greater the distance, the less the elevation angle becomes less problematic. In some cases, the deviation amounts L1 and L2 may be adjusted in advance by setting a predetermined elevation angle.

このようにAMRセンサ10の感度とマグネット9の磁力の強さとによって、パドル角基準のθ0からの3次元的な距離(ずれ量L1、L2のほかに、z軸方向の軌道までの高さまで考慮した距離)とAMRセンサ10の設置方向を決定することができる。なお、画像形成装置の高さは薄型が望まれることが多く、z軸方向の高さを増加するのが制限を受けることが多い。従って、構造上、図10(b)のような所定のx−y平面内でずれ量を増減してθ1とθ4を調整するのが好適となる。   Thus, depending on the sensitivity of the AMR sensor 10 and the strength of the magnetic force of the magnet 9, the three-dimensional distance from the θ0 of the paddle angle reference (in addition to the shift amounts L1 and L2, the height to the orbit in the z-axis direction is considered. And the installation direction of the AMR sensor 10 can be determined. The height of the image forming apparatus is often desired to be thin, and increasing the height in the z-axis direction is often limited. Therefore, in terms of structure, it is preferable to adjust θ1 and θ4 by increasing / decreasing the shift amount in a predetermined xy plane as shown in FIG.

AMRセンサ10は、3.0mT程度の低感度品であってもホール素子と比べると、検知時間が2倍以上となる。そして、θ1が大きくなると検知時間が長くなり、トナー残量が多くなるので、AMRセンサ10のθ1、θ4をホール素子のθ1、θ4と同じ位置になるようにずれ量を調整するのが、従来の画像形成装置の構造を基本的に設計変更せずに済み、好適である。そして、θ0とAMRセンサ10のなす角度αは25°±5°が好適である。この角度で距離を調整するのがよい。しかし、0°<α<30°であれば十分に磁束を検知することができる。   Even if the AMR sensor 10 is a low-sensitivity product of about 3.0 mT, the detection time is twice or more as compared with the Hall element. When θ1 increases, the detection time becomes longer and the remaining amount of toner increases. Therefore, it is conventional to adjust the shift amount so that θ1 and θ4 of the AMR sensor 10 are positioned at the same positions as θ1 and θ4 of the Hall elements. Therefore, the structure of the image forming apparatus of FIG. The angle α formed by θ0 and the AMR sensor 10 is preferably 25 ° ± 5 °. The distance should be adjusted at this angle. However, if 0 ° <α <30 °, the magnetic flux can be sufficiently detected.

図11(a)は像形成部1を画像形成装置から取り出した状態で、このとき像形成部1を装着する底面となるケース16が露出した状態になる。そして、AMRセンサ10はケース16の下方に隠れた状態で設けられるが、図11(a)ではその位置を分かり易くするために実線で図示されている。これをケース16の一部破砕により示した斜視図が、図12の画像形成装置の像形成部を取り出した状態の一部破砕斜視図である。図12において、AMRセンサ10は画像形成装置の底面に取り付け部材15を介して固定される。取り付け部材15は、回転軸7aとθ0からの位置から決まる所定の角度α、ずれ量L1、L2をもつように配置され、表面には仰角も設けられる。この面の上にAMRセンサ10が載置固定される。取り付け部材15は底面にAMRセンサ10と共にネジ止めされる。AMRセンサ10からの出力端子は図12、図3のように制御部12に接続される。   FIG. 11A shows a state in which the image forming unit 1 is taken out from the image forming apparatus, and at this time, the case 16 serving as a bottom surface to which the image forming unit 1 is mounted is exposed. The AMR sensor 10 is provided in a state of being hidden under the case 16, but in FIG. 11A, the position is shown by a solid line for easy understanding. A perspective view showing this by partially crushing the case 16 is a partially broken perspective view in a state where the image forming unit of the image forming apparatus of FIG. 12 is taken out. In FIG. 12, the AMR sensor 10 is fixed to the bottom surface of the image forming apparatus via an attachment member 15. The attachment member 15 is disposed so as to have a predetermined angle α determined by the position from the rotation shaft 7a and θ0, and shift amounts L1 and L2, and an elevation angle is also provided on the surface. The AMR sensor 10 is placed and fixed on this surface. The attachment member 15 is screwed together with the AMR sensor 10 to the bottom surface. The output terminal from the AMR sensor 10 is connected to the control unit 12 as shown in FIGS.

このように実施の形態1の画像形成装置は、AMRセンサを使った安価で高感度のトナー検知装置を実現することができる。従来のような高価なホール素子を使用することなく、AMRセンサ特有の無検知時間の問題を解決することができ、制御仕様の見直しをしなくとも従来の制御方式で制御できる。構造上、画像形成装置の高さを増す必要もない。   As described above, the image forming apparatus according to the first embodiment can realize an inexpensive and high-sensitivity toner detection apparatus using an AMR sensor. The problem of no detection time peculiar to the AMR sensor can be solved without using an expensive Hall element as in the prior art, and the control can be performed by the conventional control method without reexamining the control specifications. There is no need to increase the height of the image forming apparatus because of the structure.

本発明は、トナー検知装置を備えた画像形成装置に適用できる。   The present invention can be applied to an image forming apparatus including a toner detection device.

本発明の実施の形態1における画像形成装置の像形成部を拡大した構成図1 is an enlarged configuration diagram of an image forming unit of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. AMRセンサをパドル角基準の下方に配設したときの動作説明図Operation explanatory diagram when the AMR sensor is disposed below the paddle angle reference 本発明の実施の形態1における画像形成装置の要部制御ブロック図FIG. 2 is a main part control block diagram of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. (a)磁気センサSによってトナーがあるときの残留検知の原理説明図、(b)磁気センサSによってトナーがないときの残留検知の原理説明図(A) Principle explanatory diagram of residual detection when toner is present by magnetic sensor S, (b) Principle explanatory diagram of residual detection when no toner is present by magnetic sensor S AMRセンサの外観と異方性磁気抵抗の効果の説明図Illustration of the appearance of the AMR sensor and the effect of anisotropic magnetoresistance (a)ホール素子の磁界検出方向を示す説明図、(b)AMRセンサの磁界検出方向を示す説明図(A) Explanatory diagram showing the magnetic field detection direction of the Hall element, (b) Explanatory diagram showing the magnetic field detection direction of the AMR sensor (a)ホール素子の応答特性の説明図、(b)AMRセンサの応答特性の説明図(A) Explanatory diagram of response characteristics of Hall element, (b) Explanatory diagram of response characteristics of AMR sensor ホール素子とAMRセンサの出力信号の波形図Waveform diagram of output signal of Hall element and AMR sensor 本発明の実施の形態1における画像形成装置のトナー検知装置の配置説明図Arrangement explanatory drawing of the toner detection device of the image forming apparatus in Embodiment 1 of the present invention (a)図9の画像形成装置のトナー検知装置のマグネットの軌道とAMRセンサの斜視図、(b)図10(a)のトナー検知装置の正面図FIG. 9A is a perspective view of the magnet track and the AMR sensor of the toner detection device of the image forming apparatus of FIG. 9, and FIG. 10B is a front view of the toner detection device of FIG. (a)本発明の実施の形態1における画像形成装置の像形成部を取り出した状態の斜視図、(b)AMRセンサのずれ量を示す説明図(A) A perspective view of the image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention with the image forming unit taken out, (b) An explanatory diagram showing the amount of deviation of the AMR sensor 本発明の実施の形態1における画像形成装置の像形成部を取り出した状態の一部破砕斜視図1 is a partially fragmented perspective view of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention in a state where an image forming unit is taken out. 従来の画像形成装置の構造図Structure of a conventional image forming apparatus 従来の画像形成装置の構造図Structure of a conventional image forming apparatus 従来のトナー検知装置の構成図Configuration diagram of a conventional toner detection device

1 像形成部
2 感光体ドラム
3 帯電器
4 トナー容器
5 トナー
6 現像ローラ
7 攪拌パドル
7a 回転軸
8 供給ローラ
9 マグネット
10 AMRセンサ
11 フリーパドル
12 制御部
12a 検知手段
13 電源部コントローラ
14 表示部
15 取り付け部材
16 ケース
21 基板
22 薄膜
23,24 電極
101 給紙トレイ
102 給紙ローラ
103 搬送ローラ
104 像形成部
105 感光体ドラム
106 帯電器
107 LSU
108 現像ローラ
109 転写ローラ
110 定着ローラ
111 排紙ローラ
112 攪拌パドル
113 供給ローラ
114 トナー容器
121 像形成部
122 LSU
123 中間転写ベルト
124 1次転写ローラ
125 2次転写ローラ
130 攪拌パドル
131 検知体
132 永久磁石
133 透磁率センサ
θ0,θ1,θ2,θ3,θ4 位置
I センサ検知前半区間
II センサ検知後半区間
α 最下点とAMRセンサのなす角度
L1,L2 ずれ量
x,y,z 座標軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image formation part 2 Photoconductor drum 3 Charger 4 Toner container 5 Toner 6 Developing roller 7 Stirring paddle 7a Rotating shaft 8 Supply roller 9 Magnet 10 AMR sensor 11 Free paddle 12 Control part 12a Detection means 13 Power supply part controller 14 Display part 15 Mounting member 16 Case 21 Substrate 22 Thin film 23, 24 Electrode 101 Paper feed tray 102 Paper feed roller 103 Transport roller 104 Image forming unit 105 Photosensitive drum 106 Charger 107 LSU
108 Developing Roller 109 Transfer Roller 110 Fixing Roller 111 Paper Discharge Roller 112 Stirring Paddle 113 Supply Roller 114 Toner Container 121 Image Forming Unit 122 LSU
123 Intermediate transfer belt 124 Primary transfer roller 125 Secondary transfer roller 130 Stirring paddle 131 Detector 132 Permanent magnet 133 Permeability sensor θ0, θ1, θ2, θ3, θ4 Position I First half of sensor detection section II Second half of sensor detection section α Bottom Angle between point and AMR sensor L1, L2 Deviation x, y, z Coordinate axes

Claims (5)

トナーを収容する容器と、この容器の内部に設けられ回転軸を中心に回転しトナーを攪拌するトナー攪拌部材と、前記回転軸対して回転自在に設けられると共に前記トナー攪拌部材に押されて回転する回転部材と、前記回転部材の前記回転軸とは反対側の端部に設けられた磁性部材と、前記容器の下部に設けられ前記磁性部材を検出する異方性磁気抵抗素子と、前記異方性磁気抵抗素子により前記磁性部材を検出する時間の変化によりトナーの量を検知する検知手段とを備え、前記異方性磁気抵抗素子を前記回転軸に対して回転自在である前記回転部材が自重で垂下されたときの位置の真下より前記回転部材の回転方向下流側に配置したことを特徴とする画像形成装置。 A container for storing toner, a toner stirring member that is provided inside the container and rotates around a rotation shaft to stir the toner, and is rotatably provided with respect to the rotation shaft and is pressed by the toner stirring member to rotate. A rotating member, a magnetic member provided at an end of the rotating member opposite to the rotating shaft, an anisotropic magnetoresistive element provided at a lower portion of the container for detecting the magnetic member, and the different member. Detecting means for detecting the amount of toner based on a change in time for detecting the magnetic member by the isotropic magnetoresistive element, and the rotating member that is capable of rotating the anisotropic magnetoresistive element with respect to the rotation axis. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is disposed on the downstream side in the rotation direction of the rotating member from directly below the position when the unit is suspended by its own weight. トナーを収容する容器と、この容器の内部に設けられ回転軸を中心に回転しトナーを攪拌するトナー攪拌部材と、前記回転軸対して回転自在に設けられると共に前記トナー攪拌部材に押されて回転する回転部材と、前記回転部材の前記回転軸とは反対側の端部に設けられた磁性部材と、前記容器の下部に設けられ前記磁性部材を検出する異方性磁気抵抗素子と、前記異方性磁気抵抗素子により前記磁性部材を検出する時間の変化によりトナーの量を検知する検知手段とを備え、前記異方性磁気抵抗素子を前記回転軸に対して回転自在である前記回転部材が自重で垂下されたときの位置の真下より前記回転部材の回転方向下流側であって前記回転軸の軸方向へずらして配置したことを特徴とする画像形成装置。 A container for storing toner, a toner stirring member that is provided inside the container and rotates around a rotation shaft to stir the toner, and is rotatably provided with respect to the rotation shaft and is pressed by the toner stirring member to rotate. A rotating member, a magnetic member provided at an end of the rotating member opposite to the rotating shaft, an anisotropic magnetoresistive element provided at a lower portion of the container for detecting the magnetic member, and the different member. Detecting means for detecting the amount of toner based on a change in time for detecting the magnetic member by the isotropic magnetoresistive element, and the rotating member that is capable of rotating the anisotropic magnetoresistive element with respect to the rotation axis. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is arranged so as to be downstream in the rotational direction of the rotating member and directly in the axial direction of the rotating shaft from directly below the position when the unit is suspended by its own weight. トナーを収容する容器と、この容器の内部に設けられ回転軸を中心に回転しトナーを攪拌するトナー攪拌部材と、前記回転軸対して回転自在に設けられると共に前記トナー攪拌部材に押されて回転する回転部材と、前記回転部材の前記回転軸とは反対側の端部に設けられた磁性部材と、前記容器の下部に設けられ前記磁性部材を検出する異方性磁気抵抗素子と、前記異方性磁気抵抗素子により前記磁性部材を検出する時間の変化によりトナーの量を検知する検知手段とを備え、前記異方性磁気抵抗素子を前記回転軸に対して回転自在である前記回転部材が自重で垂下されたときの位置の真下より前記回転部材の回転方向下流側であって前記磁性部材の磁束のうち回転方向側の磁束のみを周期の第1及び第2のタイミングの間に限って検出できる距離に前記磁性体の軌道から離して配置したことを特徴とする画像形成装置。 A container for storing toner, a toner stirring member that is provided inside the container and rotates around a rotation shaft to stir the toner, and is rotatably provided with respect to the rotation shaft and is pressed by the toner stirring member to rotate. A rotating member, a magnetic member provided at an end of the rotating member opposite to the rotating shaft, an anisotropic magnetoresistive element provided at a lower portion of the container for detecting the magnetic member, and the different member. Detecting means for detecting the amount of toner based on a change in time for detecting the magnetic member by the isotropic magnetoresistive element, and the rotating member that is capable of rotating the anisotropic magnetoresistive element with respect to the rotation axis. Only the magnetic flux on the rotational direction side of the magnetic member on the downstream side in the rotational direction of the rotating member from just below the position when suspended by its own weight is limited to the first and second timings of the cycle. Can detect An image forming apparatus characterized in that spaced apart from the track of the magnetic body distance. 前記異方性磁気抵抗素子が一対の電極と、この一対の電極間に設けられた薄膜強磁性金属から構成され、前記薄膜強磁性金属が、前記磁性部材が有する磁束方向に対して所定の角度で配設されることを特徴とする請求項1、2またはに記載の画像形成装置。 The anisotropic magnetoresistive element includes a pair of electrodes and a thin film ferromagnetic metal provided between the pair of electrodes, and the thin film ferromagnetic metal has a predetermined angle with respect to a magnetic flux direction of the magnetic member. in the image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that it is arranged. 前記検知手段は前記磁性部材を検出する時間が所定の時間より短いことによりトナーの残量が多いことを検知し、所定の時間より長いことによりトナーの残量が少ないこと検知することを特徴とする請求項1、2、3またはに記載の画像形成装置。 The detection means detects that the remaining amount of toner is large when the time for detecting the magnetic member is shorter than a predetermined time, and detects that the remaining amount of toner is low when the time is longer than the predetermined time. the image forming apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4 to.
JP2009017565A 2009-01-29 2009-01-29 Image forming apparatus Expired - Fee Related JP5287296B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009017565A JP5287296B2 (en) 2009-01-29 2009-01-29 Image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009017565A JP5287296B2 (en) 2009-01-29 2009-01-29 Image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010175768A JP2010175768A (en) 2010-08-12
JP5287296B2 true JP5287296B2 (en) 2013-09-11

Family

ID=42706823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009017565A Expired - Fee Related JP5287296B2 (en) 2009-01-29 2009-01-29 Image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5287296B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9389582B2 (en) 2014-06-02 2016-07-12 Lexmark International, Inc. Replaceable unit for an image forming device having magnets of varying angular offset for toner level sensing
US9519243B2 (en) 2014-06-02 2016-12-13 Lexmark International, Inc. Replaceable unit for an image forming device having magnets of varying angular offset for toner level sensing
US10429765B1 (en) * 2018-07-05 2019-10-01 Lexmark International, Inc. Toner container for an image forming device having magnets of varying angular offset for toner level sensing
US10474060B1 (en) 2018-07-05 2019-11-12 Lexmark International, Inc. Toner level sensing using rotatable magnets having varying angular offset
US10451997B1 (en) 2018-07-20 2019-10-22 Lexmark International, Inc. Toner level detection measuring an orientation of a rotatable magnet having a varying orientation relative to a pivot axis
US10345736B1 (en) 2018-07-20 2019-07-09 Lexmark International, Inc. Toner level detection measuring a radius of a rotatable magnet
US10451998B1 (en) 2018-07-20 2019-10-22 Lexmark International, Inc. Toner level detection measuring an orientation of a rotatable magnet having a varying radius
JP2025130324A (en) * 2024-02-27 2025-09-08 キヤノン株式会社 Cartridge, image forming apparatus, developing device, toner cartridge

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11249406A (en) * 1998-02-27 1999-09-17 Nippon Autom Kk Toner sensor
JP2004037236A (en) * 2002-07-03 2004-02-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Rotation angle detector
JP2004294646A (en) * 2003-03-26 2004-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image forming device
JP4118277B2 (en) * 2005-01-24 2008-07-16 シャープ株式会社 Toner supply device
JP2007192852A (en) * 2006-01-17 2007-08-02 Murata Mach Ltd Image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010175768A (en) 2010-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5287296B2 (en) Image forming apparatus
EP2003512B1 (en) Image forming apparatus with belt control device
US9069286B2 (en) Rotational sensing for a replaceable unit of an image forming device
JP5585142B2 (en) Developing device and image forming apparatus
US9046817B2 (en) Replaceable unit for an image forming device having a sensor for sensing rotational motion of a paddle in a toner reservoir of the replaceable unit
JP4935913B2 (en) Image forming apparatus
JPH0217113B2 (en)
JP4736688B2 (en) Development device
US8929781B2 (en) Developing device and image forming apparatus
JP7686486B2 (en) Image forming device
JP3308126B2 (en) Image forming device
US9128444B1 (en) Toner level sensing for a replaceable unit of an image forming device using pulse width patterns from a magnetic sensor
US10921734B2 (en) Image forming apparatus that determines whether to perform running-in operation
JP2006243622A (en) Developing device and image forming apparatus
JP2006064955A (en) Image forming apparatus
JPH01291274A (en) Developing device for electrophotographic device
US20120076519A1 (en) Image forming apparatus
JPH1184757A (en) Image forming device
JP2014178498A (en) Angular position adjustment method, manufacturing method of development device and development device
JP2013050546A (en) Developing device and image forming device
US20260104657A1 (en) Image forming apparatus
US20230125186A1 (en) Image forming apparatus
JP2020134771A (en) Image forming apparatus and image forming method
JP2001183904A (en) Image forming device
JP2006126698A (en) Image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111102

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20111213

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20121214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130219

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130520

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5287296

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees