センサ装置
【課題】本発明は、容器内に充填される粉体の量を検出するセンサ装置に関し、現像剤容器の形状にかかわらず適用可能で、現像剤量の測定精度と耐ノイズ性を向上できるセンサ装置を提供するものである。
【解決手段】この目的を達成するために本発明は、検出部２１、検出電極部２２、リファレンス電極部２３および処理回路２４を筐体３１の内部に収納したセンサ装置において、筐体３１には検出電極部２２を露出させる開口部３２も設けるとともに、この開口部３２からリファレンス電極部２３を露出させる構造とした。
【解決手段】この目的を達成するために本発明は、検出部２１、検出電極部２２、リファレンス電極部２３および処理回路２４を筐体３１の内部に収納したセンサ装置において、筐体３１には検出電極部２２を露出させる開口部３２も設けるとともに、この開口部３２からリファレンス電極部２３を露出させる構造とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に充填される粉体の量を検出するセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４はコピー機に搭載されるプロセスカートリッジと呼ばれるユニットの側面断面図である。このプロセスカートリッジ１は感光体および感光体に作用するプロセス手段を一体化したものであり、コピー機本体（図示せず）に着脱自在に装着される。図４において、２は感光体ドラムであり、帯電ローラ３によって帯電され、次いでレーザーダイオード、ポリゴンミラー等からなる光学手段（図示せず）から画像情報に応じたレーザー光を照射することによって、感光体ドラム２上に潜像が形成される。この潜像は現像手段４によって現像され、可視像、すなわちトナー像とされる。
【０００３】
現像剤容器５に収納された現像剤の量や廃現像剤溜め６に溜められた現像剤の量を検出するセンサとしては図５に示すようなものが知られている。図５に示すように、このセンサは現像剤と接触して現像剤量に対応する静電容量を検知する第１の測定電極部材７Ａと、現像剤と接触することなく大気中の静電容量を検知する第２の測定電極部材７Ｂとからなる。第１の測定電極部材７Ａと第２の測定電極部材７Ｂは１つの基板８上に形成されており、第１の測定電極部材７Ａは現像剤容器５の内部側面等の現像剤と接触する位置に設けられている。また第２の測定電極部材７Ｂは外方へ折り曲げて第１の測定電極部材７Ａが配置された側と同じ側の現像剤容器５内であって、仕切壁９にて区画された、現像剤と接触しない位置に設けられている。第１の測定電極部材７Ａは所定の間隔で略平行に対峙する分岐部を有する電極１０，１１からなり、同様にして第２の測定電極部材７Ｂも所定の間隔で略平行に対峙する分岐部を有する電極１０，１２からなる。現像剤の誘電率は空気よりも大きいために、第１の測定電極部材７Ａの表面に現像剤が接触することにより電極１０，１１間の静電容量は増加する。一方、第２の測定電極部材７Ｂは現像剤と接触しない位置に設けられているために、電極１０，１２間の静電容量は現像剤の量には依存せず周囲の温度や湿度等の雰囲気で決まることになる。したがって、処理回路（図示せず）において、第１の測定電極部材７Ａの電極１０，１１間の静電容量と、第２の測定電極部材７Ｂの電極１０，１２間の静電容量との差分に対応する電圧を求めることにより、現像剤容器５に収納された現像剤の量を測定することができるものである。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２２３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来のセンサ装置においては、第１の測定電極部材７Ａの電極１０，１１間の静電容量値および第２の測定電極部材７Ｂの電極１０，１２間の静電容量値の変化の両方を正確に測定する必要があるために、処理回路と第１、第２の測定電極部材７Ａ，７Ｂとの接続線路長が長い場合には、電極１０，１１間の静電容量値および電極１０，１２間の静電容量値に接続線路間の静電容量が付加されることにより測定精度が低下したり、接続線路に電源ノイズ等が乗ることによる誤動作が発生したりするという問題点を有していた。また、従来のセンサ装置においては、現像剤容器５の側面の形状が変更する場合にはそれに対応して基板８の形状を変更する必要があるとともに、現像剤中のキャリアにより第１の測定電極部材７Ａの電極１０，１１および第２の測定電極部材７Ｂの電極１０，１２が磨耗、損傷することにより、現像剤量の測定が困難になるという問題点をも有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、容器の形状にかかわらず適用可能で、粉体量の測定精度と耐ノイズ性を向上できるとともに、測定電極部の電極の磨耗、損傷を防止することで信頼性の高いセンサ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、検出部、検出電極部、リファレンス電極部および処理回路を筐体の内部に収納したセンサ装置において、筐体には検出電極部を露出させる開口部も設けるとともに、この開口部からリファレンス電極部を露出させた構造とした。
【発明の効果】
【０００９】
この構造により本発明は、容器の形状にかかわらず適用可能で、粉体量の測定精度と耐ノイズ性を向上できるとともに、測定電極部の電極の磨耗、損傷を防止することで信頼性の高いセンサ装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるセンサ装置の検出部の正面図
【図２】（ａ）同センサ装置の斜視図、（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図
【図３】同センサ装置の使用状態を示す模式図
【図４】プロセスカートリッジユニットの側面断面図
【図５】従来のセンサ装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態におけるセンサ装置の検出部の正面図を示したもので、この図１において、２１は左右に延びる長方形状のポリフェニレンサルファイドフィルム（以下、ＰＰＳフィルムと称する）からなる可撓性を有する検出部で、この検出部２１の主面側には右端部から左端部にかけてカーボン、銀等により構成された検出電極部２２およびリファレンス電極部２３と、処理回路２４が設けられている。
【００１３】
検出電極部２２は所定の間隔で略平行に対峙する櫛歯形状の分岐部を有する電極２５，２７からなり、同様にしてリファレンス電極部２３も所定の間隔で略平行に対峙する櫛歯形状の分岐部を有する電極２６，２７からなる。
【００１４】
電極２５，２７間の静電容量および電極２６，２７間の静電容量はＩＣ、コンデンサ、抵抗等からなる処理回路２４で電気的に処理され、現像剤量に対応する電圧信号が出力端子２８に出力される。２９，３０は各々処理回路２４に電気的に接続された電源端子、グランド端子である。
【００１５】
このように検出電極部２２、リファレンス電極部２３、処理回路２４を検出部２１に一体に形成することにより、検出電極部２２、リファレンス電極部２３と処理回路２４との接続線路長をきわめて短くすることができるため、接続線路間の静電容量は検出電極部２２、リファレンス電極部２３の静電容量に比べて無視できるほど小さくなって現像剤量の測定精度が向上するとともに、耐ノイズ性能も向上でき、これにより、小形で信頼性の高いセンサ装置を提供することができる。
【００１６】
図２（ａ）は本発明の一実施の形態におけるセンサ装置の斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図を示す。図２（ａ）、図２（ｂ）において、３１はケース３１ａと、ホルダ３１ｂと、カバー３１ｃから構成された筐体であり、検出部２１と同種のＰＰＳ等の樹脂で成形されている。検出部２１はケース３１ａとホルダ３１ｂとカバー３１ｃとの間で挟持されている。
【００１７】
また、カバー３１ｃの上面には開口部３２が設けられており、この開口部３２から検出電極部２２とリファレンス電極部２３を露出させて、検出電極部２２およびリファレンス電極部２３が現像剤等の粉体と接触できるようにしている。そして、検出電極部２２の周辺における粉体の堆積状況により検出電極部２２を形成する電極２５，２７間の静電容量値が変化し、これを処理回路２４に出力する。
【００１８】
なお、検出電極部２２による静電容量の検出は、通常、現像剤と接触しない部分にリファレンス電極部２３を設け、このリファレンス電極部２３で現像剤の量に依存せず周囲の温度や湿度等の雰囲気で決まる静電容量を生成し、この静電容量をリファレンス容量として処理回路２４に出力する。そして、リファレンス電極部２３から出力されたリファレンス容量と検出電極部２２から出力された静電容量を処理回路２４で比較することで、センサ装置としての検出信号を生成する。この点については図４および図５で説明した従来の技術においても同様である。
【００１９】
しかしながら、センサ装置で検出する現像剤が粉体であることから、図３に示すように、容器３３に粉体３４を収集する際に粉体３４が飛散した場合、従来の構成においては、この飛散した粉体３４ａは、検出電極部２２に付着するがリファレンス電極部２３には付着しない状況となる。そして、この検出電極部２２に付着した飛散した粉体３４ａの誘電率により検出電極部２２の静電容量が変化して処理回路２４に出力されるので、結果的に、容器３３に堆積した粉体３４の量に対応しない静電容量の変化がセンサ装置から出力される。
【００２０】
そこで、この一実施の形態のセンサ装置においては、上述したようにカバー３１ｃに設けた開口部３２から検出電極部２２およびリファレンス電極部２３を共に露出させる構成とした。この構成によれば、リファレンス電極部２３も検出電極部２２と同様に容器３３の内部に配置されるので、容器３３の内部で粉体３４が飛散した場合でも、飛散した粉体３４ａは検出電極部２２とリファレンス電極部２３の両方に付着するため、容器３３の内部雰囲気に応じてリファレンス電極部２３の静電容量が変化する。よって、容器３３の内部で飛散した粉体３４ａによる検出電極部２２の出力変動を抑制することが出来る。
【００２１】
また、このようにリファレンス電極部２３を検出電極部２２と同様に容器３３の内部に配置することになるので、従来のようにリファレンス電極部２３を容器３３の外部に設ける必要がなくなりセンサ装置として格段に小型化できる。
【００２２】
なお、容器３３において粉体３４は下方から上方に堆積していくことから、リファレンス電極部２３は検出電極部２２より上方に配置することが好ましく、また、検出電極部２２と同様の雰囲気であることが好ましいことから、検出電極部２２とリファレンス電極部２３とは近接配置することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明に係るセンサ装置は、容器の形状にかかわらず適用可能で、粉体量の測定精度と耐ノイズ性を向上できるという効果を有するものであり、特に、コピー機の現像剤容器等に収納された現像剤の量や現像剤中のトナーとキャリアの混合比を検出するセンサ装置として有用なものである。
【符号の説明】
【００２４】
２１ 検出部
２２ 検出電極部
２３ リファレンス電極部
２４ 処理回路
３１ 筐体
３２ 開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に充填される粉体の量を検出するセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４はコピー機に搭載されるプロセスカートリッジと呼ばれるユニットの側面断面図である。このプロセスカートリッジ１は感光体および感光体に作用するプロセス手段を一体化したものであり、コピー機本体（図示せず）に着脱自在に装着される。図４において、２は感光体ドラムであり、帯電ローラ３によって帯電され、次いでレーザーダイオード、ポリゴンミラー等からなる光学手段（図示せず）から画像情報に応じたレーザー光を照射することによって、感光体ドラム２上に潜像が形成される。この潜像は現像手段４によって現像され、可視像、すなわちトナー像とされる。
【０００３】
現像剤容器５に収納された現像剤の量や廃現像剤溜め６に溜められた現像剤の量を検出するセンサとしては図５に示すようなものが知られている。図５に示すように、このセンサは現像剤と接触して現像剤量に対応する静電容量を検知する第１の測定電極部材７Ａと、現像剤と接触することなく大気中の静電容量を検知する第２の測定電極部材７Ｂとからなる。第１の測定電極部材７Ａと第２の測定電極部材７Ｂは１つの基板８上に形成されており、第１の測定電極部材７Ａは現像剤容器５の内部側面等の現像剤と接触する位置に設けられている。また第２の測定電極部材７Ｂは外方へ折り曲げて第１の測定電極部材７Ａが配置された側と同じ側の現像剤容器５内であって、仕切壁９にて区画された、現像剤と接触しない位置に設けられている。第１の測定電極部材７Ａは所定の間隔で略平行に対峙する分岐部を有する電極１０，１１からなり、同様にして第２の測定電極部材７Ｂも所定の間隔で略平行に対峙する分岐部を有する電極１０，１２からなる。現像剤の誘電率は空気よりも大きいために、第１の測定電極部材７Ａの表面に現像剤が接触することにより電極１０，１１間の静電容量は増加する。一方、第２の測定電極部材７Ｂは現像剤と接触しない位置に設けられているために、電極１０，１２間の静電容量は現像剤の量には依存せず周囲の温度や湿度等の雰囲気で決まることになる。したがって、処理回路（図示せず）において、第１の測定電極部材７Ａの電極１０，１１間の静電容量と、第２の測定電極部材７Ｂの電極１０，１２間の静電容量との差分に対応する電圧を求めることにより、現像剤容器５に収納された現像剤の量を測定することができるものである。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２２３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来のセンサ装置においては、第１の測定電極部材７Ａの電極１０，１１間の静電容量値および第２の測定電極部材７Ｂの電極１０，１２間の静電容量値の変化の両方を正確に測定する必要があるために、処理回路と第１、第２の測定電極部材７Ａ，７Ｂとの接続線路長が長い場合には、電極１０，１１間の静電容量値および電極１０，１２間の静電容量値に接続線路間の静電容量が付加されることにより測定精度が低下したり、接続線路に電源ノイズ等が乗ることによる誤動作が発生したりするという問題点を有していた。また、従来のセンサ装置においては、現像剤容器５の側面の形状が変更する場合にはそれに対応して基板８の形状を変更する必要があるとともに、現像剤中のキャリアにより第１の測定電極部材７Ａの電極１０，１１および第２の測定電極部材７Ｂの電極１０，１２が磨耗、損傷することにより、現像剤量の測定が困難になるという問題点をも有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、容器の形状にかかわらず適用可能で、粉体量の測定精度と耐ノイズ性を向上できるとともに、測定電極部の電極の磨耗、損傷を防止することで信頼性の高いセンサ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、検出部、検出電極部、リファレンス電極部および処理回路を筐体の内部に収納したセンサ装置において、筐体には検出電極部を露出させる開口部も設けるとともに、この開口部からリファレンス電極部を露出させた構造とした。
【発明の効果】
【０００９】
この構造により本発明は、容器の形状にかかわらず適用可能で、粉体量の測定精度と耐ノイズ性を向上できるとともに、測定電極部の電極の磨耗、損傷を防止することで信頼性の高いセンサ装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるセンサ装置の検出部の正面図
【図２】（ａ）同センサ装置の斜視図、（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図
【図３】同センサ装置の使用状態を示す模式図
【図４】プロセスカートリッジユニットの側面断面図
【図５】従来のセンサ装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態におけるセンサ装置の検出部の正面図を示したもので、この図１において、２１は左右に延びる長方形状のポリフェニレンサルファイドフィルム（以下、ＰＰＳフィルムと称する）からなる可撓性を有する検出部で、この検出部２１の主面側には右端部から左端部にかけてカーボン、銀等により構成された検出電極部２２およびリファレンス電極部２３と、処理回路２４が設けられている。
【００１３】
検出電極部２２は所定の間隔で略平行に対峙する櫛歯形状の分岐部を有する電極２５，２７からなり、同様にしてリファレンス電極部２３も所定の間隔で略平行に対峙する櫛歯形状の分岐部を有する電極２６，２７からなる。
【００１４】
電極２５，２７間の静電容量および電極２６，２７間の静電容量はＩＣ、コンデンサ、抵抗等からなる処理回路２４で電気的に処理され、現像剤量に対応する電圧信号が出力端子２８に出力される。２９，３０は各々処理回路２４に電気的に接続された電源端子、グランド端子である。
【００１５】
このように検出電極部２２、リファレンス電極部２３、処理回路２４を検出部２１に一体に形成することにより、検出電極部２２、リファレンス電極部２３と処理回路２４との接続線路長をきわめて短くすることができるため、接続線路間の静電容量は検出電極部２２、リファレンス電極部２３の静電容量に比べて無視できるほど小さくなって現像剤量の測定精度が向上するとともに、耐ノイズ性能も向上でき、これにより、小形で信頼性の高いセンサ装置を提供することができる。
【００１６】
図２（ａ）は本発明の一実施の形態におけるセンサ装置の斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図を示す。図２（ａ）、図２（ｂ）において、３１はケース３１ａと、ホルダ３１ｂと、カバー３１ｃから構成された筐体であり、検出部２１と同種のＰＰＳ等の樹脂で成形されている。検出部２１はケース３１ａとホルダ３１ｂとカバー３１ｃとの間で挟持されている。
【００１７】
また、カバー３１ｃの上面には開口部３２が設けられており、この開口部３２から検出電極部２２とリファレンス電極部２３を露出させて、検出電極部２２およびリファレンス電極部２３が現像剤等の粉体と接触できるようにしている。そして、検出電極部２２の周辺における粉体の堆積状況により検出電極部２２を形成する電極２５，２７間の静電容量値が変化し、これを処理回路２４に出力する。
【００１８】
なお、検出電極部２２による静電容量の検出は、通常、現像剤と接触しない部分にリファレンス電極部２３を設け、このリファレンス電極部２３で現像剤の量に依存せず周囲の温度や湿度等の雰囲気で決まる静電容量を生成し、この静電容量をリファレンス容量として処理回路２４に出力する。そして、リファレンス電極部２３から出力されたリファレンス容量と検出電極部２２から出力された静電容量を処理回路２４で比較することで、センサ装置としての検出信号を生成する。この点については図４および図５で説明した従来の技術においても同様である。
【００１９】
しかしながら、センサ装置で検出する現像剤が粉体であることから、図３に示すように、容器３３に粉体３４を収集する際に粉体３４が飛散した場合、従来の構成においては、この飛散した粉体３４ａは、検出電極部２２に付着するがリファレンス電極部２３には付着しない状況となる。そして、この検出電極部２２に付着した飛散した粉体３４ａの誘電率により検出電極部２２の静電容量が変化して処理回路２４に出力されるので、結果的に、容器３３に堆積した粉体３４の量に対応しない静電容量の変化がセンサ装置から出力される。
【００２０】
そこで、この一実施の形態のセンサ装置においては、上述したようにカバー３１ｃに設けた開口部３２から検出電極部２２およびリファレンス電極部２３を共に露出させる構成とした。この構成によれば、リファレンス電極部２３も検出電極部２２と同様に容器３３の内部に配置されるので、容器３３の内部で粉体３４が飛散した場合でも、飛散した粉体３４ａは検出電極部２２とリファレンス電極部２３の両方に付着するため、容器３３の内部雰囲気に応じてリファレンス電極部２３の静電容量が変化する。よって、容器３３の内部で飛散した粉体３４ａによる検出電極部２２の出力変動を抑制することが出来る。
【００２１】
また、このようにリファレンス電極部２３を検出電極部２２と同様に容器３３の内部に配置することになるので、従来のようにリファレンス電極部２３を容器３３の外部に設ける必要がなくなりセンサ装置として格段に小型化できる。
【００２２】
なお、容器３３において粉体３４は下方から上方に堆積していくことから、リファレンス電極部２３は検出電極部２２より上方に配置することが好ましく、また、検出電極部２２と同様の雰囲気であることが好ましいことから、検出電極部２２とリファレンス電極部２３とは近接配置することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明に係るセンサ装置は、容器の形状にかかわらず適用可能で、粉体量の測定精度と耐ノイズ性を向上できるという効果を有するものであり、特に、コピー機の現像剤容器等に収納された現像剤の量や現像剤中のトナーとキャリアの混合比を検出するセンサ装置として有用なものである。
【符号の説明】
【００２４】
２１ 検出部
２２ 検出電極部
２３ リファレンス電極部
２４ 処理回路
３１ 筐体
３２ 開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出部と、この検出部に設けられた検出電極部およびリファレンス電極部と、前記検出部に実装されて前記検出電極部およびリファレンス電極部からの出力信号を電気的に処理する処理回路と、前記検出部、検出電極部、リファレンス電極部および処理回路を内部に収納する筐体とを備え、前記筐体には前記検出電極部を露出させる開口部を設けるとともに、この開口部から前記リファレンス電極部を露出させたことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
検出電極部とリファレンス電極部とを近接配置したことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
リファレンス電極部を検出電極部より上方に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項１】
検出部と、この検出部に設けられた検出電極部およびリファレンス電極部と、前記検出部に実装されて前記検出電極部およびリファレンス電極部からの出力信号を電気的に処理する処理回路と、前記検出部、検出電極部、リファレンス電極部および処理回路を内部に収納する筐体とを備え、前記筐体には前記検出電極部を露出させる開口部を設けるとともに、この開口部から前記リファレンス電極部を露出させたことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
検出電極部とリファレンス電極部とを近接配置したことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
リファレンス電極部を検出電極部より上方に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−４４６９６（Ｐ２０１３−４４６９６Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４４０９（Ｐ２０１１−１８４４０９）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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