JPH043315Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、磁気ブラシ現像装置に用いる乾式二
成分現像剤のトナー濃度検知装置に関するもので
ある。

乾式二成分現像剤（磁性キヤリアとトナーの混
合剤）を用いた磁気ブラシ現像装置においては、
複写回数が増すごとに現像剤中のトナーのみが消
費されるためにトナー濃度が低くなり、それに伴
つてコピー濃度が低下していつてしまう。そのた
めトナー濃度を検知して自動的にトナーの補給を
行う方法が提案されている。

第１図は上記方法のうち、前記現像剤からの散
乱光強度を検知して、その出力に基いてトナー濃
度を制御する光学式トナー濃度検知装置を配置し
た磁気ブラシ現像装置の１例を示す線図である。
この磁気ブラシ現像装置１は、現像剤容器２と、
容器底部に準備された二成分現像剤３と、現像剤
を搬送する磁気ブラシローラ４と、現像剤の搬送
量を規制するドクターブレード５と、磁気ブラシ
ローラ４から現像剤を除去するスクレーパ６と、
現像剤を攪拌する攪拌部材７と、補給用トナーを
入れたトナーホツパー８と、トナーの供給を行う
トナー補給ローラ９等で構成されている。前記磁
気ブラシローラ４はさらに、多数の磁極部（第１
図ではＮ１，Ｓ１，Ｎ２……Sn）を有して固定
されたマグネツトローラ１０と、マグネツトロー
ラ１０に対して回転可能な円筒形状の非磁性スリ
ーブ１１とで構成されている。前記磁気ブラシロ
ーラ４が感光体１２と対向する部分には、マグネ
ツトローラ１０の現像磁極部（第１図ではＮ１）
を位置させる。また前記磁気ブラシローラ４の上
方に設置され、現像剤のトナー濃度を測定する光
学式トナー濃度検知装置１３と前記磁気ブラシロ
ーラ４が対向する部分には、マグネツトローラ１
０の濃度検知磁極部（第１図ではＳ１）を位置さ
せる。

従つて、現像剤容器２内に入れられた乾式二成
分現像剤３は、マグネツトローラ１０の磁力によ
つて非磁性スリーブ１１に付着したまま、非磁性
スリーブ１１の回転とともに矢印方向に搬送さ
れ、前記ドクターブレード５によつて一定の層厚
にされる。その後、前記現像磁極部Ｎ１の位置に
おいて、現像剤の穂を立たせて穂の立つた部分
（以下穂立ち部という。）を前記感光体１２に接触
させ、予め感光体１２上に形成されている静電潜
像を現像する。現像に寄与した現像剤は、前記ス
クレーパ６によつて非磁性スリーブ１１から除去
され、前記攪拌部材７上に落下し、攪拌・搬送さ
れて再び非磁性スリーブ１１に付着する。

一方、前記磁気ブラシ現像装置１内に配置され
た前記光学式トナー濃度検知装置１３は、前記濃
度検知の磁極部Ｓ１の位置において、穂立ち部に
よつて摺擦される。このトナー濃度検知装置１３
の制御により、必要な場合だけ前記トナー補給ロ
ーラ９が回転し、前記トナーホツパー８からトナ
ーが供給される。供給されたトナーはスクレーパ
６によつてかき落とされた現像剤と共に攪拌混合
され、トナー濃度を維持している。

第２図は、上記の磁気ブラシ現像装置１のトナ
ー濃度検知装置として本考案者が先に検討したの
トナー濃度検知装置１３ａを用いた場合を、第１
図のＸ−Ｘ断面すなわち磁気ブラシローラ４の回
転軸を含む平面で切断した断面により示したもの
である。このトナー濃度検知装置１３ａは、前述
した穂立ち部に接する位置に配置した透明板１７
と、この透明板１７の磁気ブラシローラ４とは反
対の面側に設けられた発光素子１４および受光素
子１５と、これら発光素子１４および受光素子１
５を保持する保持具１６ａとで構成されている。

発光素子１４の光軸と受光素子１５の最大感度
を示す軸線（以下、軸線という）は、磁気ブラシ
ローラ４の回転軸を含む平面内において、磁気ブ
ラシローラ４の円筒面に垂直な仮想線に対して傾
斜してかつ対称的に交わるように配置されてい
る。さらに保持具１６ａは、前記光軸および軸線
に沿つて発光素子１４の投光光路および受光素子
１５の受光光路を形成するとともに、前記透明板
１７に面する離間された位置に発光素子１４の投
光開口および受光素子１５の受光開口を有してい
る。なお、発光素子１４の投光光路および受光素
子１５の受光光路には、それぞれレンズ１８ａ，
１８ｂが取り付けられている。

従つて、発光素子１４から出射した光は透明板
１７を通過して、磁気ブラシローラ４の表面１１
ａ上に形成された穂立ち部１９で散乱された後、
再び透明板１７を通過して受光素子１５に入射
し、入射光束に応じた出力電圧に変換される。

そこで、前記トナー濃度検知装置１３ａと非磁
性スリーブ１１との距離を一定に保ち、トナー濃
度と出力電圧との関係を実際に調べたとろ、第３
図の曲線Ａに示すように、トナー濃度略7.5％で
受光素子の出力電圧が極小値を有する下に凸の特
性線図を得た。

ところで上記受光素子１５により得られた出力
電圧は、増幅器、フイルターを通過した後コンパ
レータにより、一般に使用される設定トナー濃度
７％に対応する基準電圧Vcと比較される。そし
て、基準電圧Vcより高い場合には、設定トナー
濃度７％よりトナー濃度が低いと判断して、トナ
ーを供給するように制御されるが、上記特性曲線
Ａを示すトナー濃度検知装置１３ａでは、以下の
ような不具合があつた。

基準電圧Vcに対して、少なくとも２ケ所のト
ナー濃度すなわち設定トナー濃度７％と極小値を
越えたトナー濃度略８％を有しており、しかも設
定トナー濃度７％の付近においても出力電圧の勾
配は極めて小さい。そのため、トナー濃度の変化
に対して出力電圧の応答が悪くなり、正確な制御
が困難になる。さらに、前記トナー補給ローラ９
によるトナーの供給からトナー濃度検知までの時
間的な遅れにより、トナー濃度略８％を越えるこ
とが生ずると、基準電圧Vcより出力電圧が高く
なるので、設定トナー濃度７％よりトナー濃度が
低いと判断されて、トナーを際限なく供給するこ
とになりコピー濃度の制御が不可能となる。その
ため、曲線Ａにおける制御は相当低濃度において
しかできなかつた。

本考案の目的は、上述した不具合を解消し、ト
ナー濃度のより広い範囲にわたつて安定した制御
ができるトナー濃度検知装置を提供するものであ
る。

本考案は、磁気ブラシ現像装置に用いる乾式二
成分現像剤のトナー濃度検知装置において、現像
装置内で磁気ブラシローラにて保持搬送される現
像剤の穂立ち部と接する位置に配置した透明板
と、前記透明板の前記磁気ブラシローラとは反対
の面側に設けられ、前記磁気ブラシローラの回転
軸を含む平面内で、受光素子の軸線が磁気ブラシ
ローラの円筒面とほぼ垂直に、また発光素子の光
軸が前記透明板の磁気ブラシローラ側で前記軸線
と傾斜して交差するように配置された受光素子お
よび発光素子と、内部に前記発光素子および発光
素子を支持し、かつ前記透明板に面する離間され
た位置に発光素子の投光開口および受光素子の受
光開口を形成するごとく、前記発光素子の光軸お
よび受光素子の軸線に沿つて形成された発光素子
の投光光路および受光素子の受光光路を有する保
持具とを備え、前記発光素子からの光を前記透明
板を経て現像剤の穂立ち部に投射し、穂立ち部内
部での反射光を前記透明板を経て前記受光素子で
受光することにより、この受光素子の光電出力に
基づいて現像剤中のトナー濃度を測定するよう構
成したことを特徴とするものである。

以下、本考案のトナー濃度検知装置の一実施例
について説明する。

なお説明において、第２図の例と同一部品につ
いては同名称、同符号を用いる。

第４図は、本考案のトナー濃度検知装置を前記
第１図の磁気ブラシ現像装置のトナー濃度検知装
置として用いた場合を、第１図のＸ−Ｘ断面すな
わち磁気ブラシローラ４の回転軸を含む平面で切
断した断面により説明するものである。本考案の
トナー濃度検知装置１３ｂは、穂立ち部に接する
位置に配置した透明板１７と、この透明板１７の
磁気ブラシローラ４とは反対の面側に設けられた
発光素子１４および受光素子１５と、これら発光
素子１４および受光素子１５を保持する保持具１
６ｂとで構成されている。

発光素子１４の光軸と受光素子１５の軸線は、
磁気ブラシローラ４の回転軸を含む平面内におい
て、受光素子１５の軸線が磁気ブラシローラ４の
円筒面にほぼ垂直に、発光素子１４の光軸がこの
軸線に前記透明板の磁気ブラシローラ側で傾斜し
て交差するよう配置されている。また、保持具１
６ｂは、前記光軸および軸線に沿つて発光素子１
４の投光光路および受光素子１５の受光光路を形
成するとともに、前記透明板１７に面する離間さ
れた位置に発光素子１４の投光開口および受光素
子１５の受光開口を有している。なお、発光素子
１４の投射光路および受光素子１５の受光光路に
は、それぞれレンズ１８ａ，１８ｂが取り付けら
れている。

従つて、発光素子１４から出射した光は透明板
１７を通過して、磁気ブラシローラ４の表面１１
ａ上に形成された穂立ち部１９の内部で散乱され
た後、再び透明板１７を通過して受光素子１５に
入射し、入射光束に応じた出力電圧に変換され
る。

上述した本考案の一実施例により得られたトナ
ー濃度と出力電圧との関係を測定すると、第３図
に示す曲線Ｂのようになり、トナー濃度の増加に
伴い出力電圧が減少するリニアーな特性曲線を示
し、第２図の装置と比較するとトナー濃度検知の
相対感度もよく、また比較的高いトナー濃度にお
いても、第３図の曲線Ａのような極小値を有する
下に凸の特性曲線とならないことがわかつた。更
に上述の一実施例において、設定トナー濃度７
％、基準電圧Vc′で実際にランニングテストを実
施したところ、コピー枚数約３万枚になつてもト
ナー濃度７％±0.5％の範囲でトナー濃度制御が
可能であつた。

なお、上記実施例において、透明板１７と穂立
ち部１９との接触面に透明電極２０を設けて、こ
の透明電極２０を接地するかあるいはトナーの電
荷と逆極性のバイアス電圧を印加すると、透明電
極表面に不所望なトナーが付着することなく好適
である。また発光素子としては、タングステンラ
ンプ、LED等が使用可能であり、受光素子とし
てはフオトトランジスタ、フオトダイオード等が
使用可能である。また発光素子１４の発光開口部
及び受光素子１５の受光開口部に、それぞれレン
ズ１８ａ，１８ｂを取り付けて図示したがこれに
こだわらず、無くてもまた透明平板を取り付けて
も同様な効果が得られる。

また、トナー濃度検知のために、トナー濃度検
知装置と対向する磁気ブラシローラは、静電潜像
を現像するための現像用磁気ブラシローラに限ら
ず、トナー濃度検知用に設けた別の磁気ブラシロ
ーラであつても良い。

また、磁気ブラシローラの構成については、上
記実施例ではマグネツトローラが固定され、非磁
性スリーブが回転する場合の磁気ブラシローラに
ついて述べたが、これに限らず、マグネツトロー
ラが回転し、磁気ブラシローラが固定された磁気
ブラシローラにおいても、また、マグネツトロー
ラと非磁性スリーブが逆方向に回転する磁気ブラ
シローラにおいても、さらに非磁性スリーブを用
いず、マグネツトローラに直接現像剤を接触させ
て回転する磁気ブラシローラにおいても、マグネ
ツトローラの磁極部が、本考案のトナー濃度検知
装置の受光素子の軸線上の位置に到達したとき
に、タイミングをとつてトナー濃度を測定すれば
同様な効果が得られる。

以上より明らかなように本考案によれば、トナ
ー濃度と受光素子の出力電圧との関係を示す特性
曲線が、トナー濃度の広い範囲にわたつてリニア
ーであるため、長期にわたり安定したトナー濃度
制御を行なうことができるのもである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トナー濃度検知装置を配置した一般
的な磁気ブラシ現像装置の線図、第２図は、本考
案者が先に検討したトナー濃度検知装置を第１図
に配置したときの第１図のＸ−Ｘ断面図、第３図
は本考案者が先に検討したトナー濃度検知装置と
本考案のトナー濃度検知装置による出力電圧とト
ナー濃度の関係を示す特性曲線図、第４図は、本
考案のトナー濃度検知装置を第１図に配置したと
きの第１図のＸ−Ｘ断面図である。 １……磁気ブラシ現像装置、４……磁気ブラシ
ローラ、１３，１３ａ，１３ｂ……トナー濃度検
知装置、１４……発光素子、１５……受光素子、
１９……穂立ち部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 磁気ブラシ現像装置に用いる乾式二成分現像剤
   のトナー濃度検知装置において、 現像装置内で磁気ブラシローラにて保持搬送さ
   れる現像剤の穂立ち部と接する位置に配置した透
   明板と、 前記透明板の前記磁気ブラシローラとは反対の
   面側に設けられ、前記磁気ブラシローラの回転軸
   を含む平面内で、受光素子の軸線が磁気ブラシロ
   ーラの円筒面にほぼ垂直に、また発光素子の光軸
   が前記透明板の磁気ブラシローラ側で前記軸線と
   傾斜して交差するように配置された受光素子およ
   び発光素子と、 内部に前記発光素子および受光素子を支持し、
   かつ前記透明板に面する離間された位置に発光素
   子の投光開口および受光素子の受光開口を形成す
   るごとく、前記発光素子の光軸および受光素子の
   軸線に沿つて形成された発光素子の投光光路およ
   び受光素子の受光光路を有する保持具とを備え、 前記発光素子からの光を前記透明板を経て現像
   剤の穂立ち部に投射し、穂立ち部内部での反射光
   を前記透明板を経て前記受光素子で受光すること
   により、この受光素子の光電出力に基づいて現像
   剤中のトナー濃度を測定するよう構成したことを
   特徴とするトナー濃度検知装置。