JPH0594857U - 現像剤のトナー濃度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数個の基準濃度においても的確にトナー濃
度の制御ができる現像剤のトナー濃度検出装置を提供す
る。 【構成】 一次コイルと基準コイルと検出コイルとを備
えた検出回路と、前記一次コイルを交流によって励振す
る発振回路と、前記基準コイルの出力と前記検出コイル
の出力との差動出力を位相検波する位相検波回路と、こ
の位相検波回路の出力電圧と基準電圧とを比較する電圧
比較回路とを有する現像剤のトナー濃度検出装置におい
て、前記電圧比較回路に前記基準電圧を変化させる電圧
可変回路を接続する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電子写真法における現像剤のトナー濃度の検出装置に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

電子複写機、ファクシミリおよび静電プリンタ等の静電記録現像装置において は、静電荷像担持体である感光ドラム等の表面に記録した静電荷像を、磁性現像 剤を使用して磁気ブラシ法等によって現像し、熱若しくは圧力手段によって定着 して最終的可視画像を得ている。

【０００３】 この場合、安定した画像を得るためには、二成分系現像剤を使用する現像装置 においては、強磁性キャリアとトナー粉との混合比を高精度で監視し、適正トナ ー濃度に維持する必要があり、トナー濃度測定手段を設けた現像装置が実用化さ れている。

【０００４】 上記トナー濃度測定制御装置としては、従来から種々の方式が使用され、夫々 一長一短があるが、例えば図４に示すような磁気ブリッジ方式のトナー濃度制御 装置（特開昭５９−９９４６２号、同５９−１６４５７５号参照）は、現像剤の トナー濃度変化による実効透磁率の変化を検出電圧の位相差として検出するもの である。従って相対感度が大であり、温度・湿度に対する変動が小さく、更に外 来ノイズおよび経時変化が小さい等の特長があるため、比較的多く使用されてい る。

【０００５】 図４において１は磁心であり、一次コイル２および二次コイル３ａ，３ｂを巻 回し、かつ二次コイル３ａ，３ｂは各々磁束が逆に流れるように直列に接続する 。一次コイル２は発振器４と接続すると共に、磁気回路５ａを現像剤６と接触若 しくは近接させ、他方の磁気回路５ｂにはフェライトコア７を磁束調整自在に介 装させる。次に８，９は各々位相検波回路および電圧比較回路である。

【０００６】 以上の構成により、現像剤６中のトナーが消費されると、現像剤６の実効透磁 率に変化が起こり、磁気回路５ａの相互インダクタンスＭ₁ が変化する。而して この相互インダクタンスＭ₁ と基準の磁気回路５ｂの相互インダクタンスＭ₂ と の差によって差動出力が発生する。

【０００７】 すなわち、トナー濃度が所望の設定値にあるときには、前記相互インダクタン スＭ₁ とＭ₂ とが等しくなるようにフェライトコア７の位置を調整しておけば、 トナー濃度が設定値より高い場合はＭ₁ ＜Ｍ₂ となり、一方トナー濃度が設定値 より低い場合はＭ₁ ＞Ｍ₂ となるのである。従って上記相互インダクタンスＭ₁ ，Ｍ₂ の差による差動出力を増幅し、位相検波回路８により参照信号（図４から 明らかなように交流信号である）と比較して、位相検波信号（直流電圧）を出力 する。この出力電圧を電圧比較回路９に入力して基準電圧と比較し、その出力に よってトナー補給回路（図示せず）を作動させて、トナーを補給するのである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上記の磁気ブリッジ方式のトナー濃度制御装置は、電圧比較回路９に印加する 基準電圧を、予め設定した単一のトナー濃度についてのみ設定してあるため、単 一の基準濃度についてのトナー濃度制御しかできないという問題点がある。すな わち、図３はトナー濃度と検知電圧との関係を表す図であり、比較基準電圧Ｅ₀ が単一の値であるため、制御基準濃度も単一のＴ₀ のみである。而して近年の現 像装置は極めて多様化しており、また現像剤の種類、性状も極めて多岐に亘ると 共に、同一の現像装置においてもトナー濃度を変化させて使用する要求が増加し ており、単一の基準濃度のみによる制御装置ではこれらの要求を満足できないと いう問題点がある。

【０００９】 本考案は上記従来技術に存在する問題点を解決し、複数個の基準濃度において も的確にトナー濃度の制御ができる現像剤のトナー濃度検出装置を提供すること を目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案においては、一次コイルと基準コイルと検 出コイルとを備えた検出回路と、前記一次コイルを交流によって励振する発振回 路と、前記基準コイルの出力と前記検出コイルの出力との差動出力を位相検波す る位相検波回路と、この位相検波回路の出力電圧と基準電圧とを比較する電圧比 較回路とを有する現像剤のトナー濃度検出装置において、前記電圧比較回路に前 記基準電圧を変化させる電圧可変回路を接続する、という技術的手段を採用した 。

【００１１】 本考案において、電圧可変回路を可変抵抗を含む抵抗分圧回路とすることがで きる。

【００１２】

【作用】

上記の構成により、同一の現像装置においても、使用者の選択により任意の基 準濃度を設定することができ、例えば複数種類の現像剤を使用する場合、若しく は特性の異なる現像剤を使用する場合等においても、的確にトナー濃度の検出が でき、基準濃度に対応したトナー濃度の制御ができるのである。

【００１３】 図１は本考案の実施例を示す電気回路図である。図１において本考案の現像剤 のトナー濃度検出装置は、発振回路１０、検出回路１１、位相検波回路１２、平 滑回路１３、電圧比較回路１４、出力回路１５および電圧可変回路１６によって 構成されている。Ｒ₁ 〜Ｒ₁₀は抵抗、Ｃ₁ 〜Ｃ₅ はコンデンサである。

【００１４】 まず発振回路１０を構成する排他的論理和回路（以下ＥＸ−ＯＲ回路と記述す る）ＥＸ₁ の一方の入力端子には定電圧が供給されると共に、その発振出力はコ ンデンサＣ₂ と検出回路１１を構成する一次コイルＬ₁ に供給される。なお発振 回路１０の共振周波数はコンデンサＣ₁ ，Ｃ₂ 等によって決定される。一次コイ ルＬ₁ の他方の端子は、ＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₁ の発振出力信号と逆位相の発振出 力信号が供給されるようにＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₁ の他方の入力端子と、および位 相検波回路１２を構成するＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₃ の一方の入力端子と各々接続さ れる。

【００１５】 検出回路１１を構成する検出コイルＬ₂ と基準コイルＬ₃ とによる合成誘起電 圧は、直流分をカットするため位相検波回路１２を構成するコンデンサＣ₃ を介 して増幅用のトランジスタＱ₁ のベース端子に供給されている。一方このトラン ジスタＱ₁ のコレクタには抵抗Ｒ₅ を介して定電圧が供給されると共に、エミッ タは接地されている。そしてトランジスタＱ₁ によって増幅されたコレクタ出力 は、波形整形のためのＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₂ を介して位相検出のためのＥＸ−Ｏ Ｒ回路ＥＸ₃ の他方の入力端子に供給される。

【００１６】 従ってＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₃ は、基準信号と上記透磁率変化による検出信号と の位相差に応じた幅のパルス信号を出力する。このパルス信号は、コンデンサＣ ₅ とダイオードＤとを備えた平滑回路１３によって前記パルス幅に応じた電圧に 変換され、電圧比較回路１４を構成するＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₄ の一方の入力端子 に被検出信号として印加される。

【００１７】 ここでＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₄ の一方の入力端子にスレッシュホールド以上の電 圧が入力されると、例えば“Ｈ”レベルの信号を出力するように構成する。この ためＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₄ の一方の入力端子に印加される被検出信号の値は、現 像剤のトナー濃度が基準値の時にスレッシュホールドと等しいか若しくはそれ以 下の値となるように、前記図４に示すフェライトコア７の位置を調整しておく。

【００１８】 上記の構成により、現像剤のトナー濃度が基準値を下回ると、検出信号の位相 が基準値の時の位相から大幅にずれることとなり、ＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₃ からパ ルス幅の広い信号が出力される。この出力信号は次に平滑回路１３により基準値 の時よりも高い電圧に変換されて、ＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₄ に印加される。従って ＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₄ から“Ｈ”レベルの信号が出力され、この信号は出力回路 １５の抵抗Ｒ₁₀を介してトランジスタＱ₂ のベース端子に供給され、トランジス タＱ₂ を導通状態とする。この結果トナー補給回路（図示せず）を作動させるこ とができるのである。

【００１９】 次に本考案の装置においては、ＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₄ の基準入力端子に電圧可 変回路１６を接続する構成としてある。すなわち上記基準入力端子は、抵抗Ｒ₁ とＲ₂ との間に直列に接続された可変抵抗Ｒ_V と前記抵抗Ｒ₂ との抵抗分割点１ ７に接続されている。このため、前記図２において、ある種の現像剤使用状態で 基準電圧をＥ₀ に設定すると、現像剤のトナー濃度Ｔ₀ が基準値となるから、こ のトナー濃度Ｔ₀ を基準として現像剤のトナー濃度の検出、およびその検出結果 に基づくトナー濃度の制御が行われる。

【００２０】 次に例えば現像剤の種類の変更により、トナー濃度の基準値を変更する必要が 生じた場合には、図１に示される可変抵抗Ｒ_V を調整することにより、電圧比較 回路１４を構成するＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₄ の基準入力端子に印加される基準電圧 を変更すればよい。すなわち図２においてトナー濃度Ｔ₁ を基準として制御する 場合には、図１に示す可変抵抗Ｒ_V の値を大にすることにより、電圧比較回路１ ４を構成するＥＸ−ＯＲ回路ＥＸ₄ の基準入力端子に印加される電圧が高くなり 、図２においてＥ₁ で示される値となるから、基準トナー濃度を低水準のＴ₁ に 設定することができる。一方基準トナー濃度をＴ₂ に増大させたい場合には、上 記と逆に図１における可変抵抗Ｒ_V の値を小にすることにより、電圧比較回路１ ４への基準電圧が低くなり、図２においてＥ₂ で示される値となり、基準トナー 濃度を高水準のＴ₂ に設定することができる。

【００２１】 なおトナー濃度の変化幅と基準電圧変化幅との関係は、検出回路１１の特性、 現像剤の性質等を考慮して自由に選定し得ることは勿論である。

【００２２】

【考案の効果】 本考案は以上記述のような構成および作用であるから、同一の現像装置におい ても複数個の基準濃度における制御をすることができ、例えば複数種類の現像剤 を使用する場合、若しくは特性の異なる現像剤を使用する場合等においても、的 確にトナー濃度の検出ができ、基準濃度に対応したトナー濃度制御ができるとい う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す電気回路図である。

【図２】トナー濃度と検知電圧との関係を示す図であ
る。

【図３】トナー濃度と検知電圧との関係を示す図であ
る。

【図４】従来のトナー濃度制御装置を模式的に示す図で
ある。

【符号の説明】

１０ 発振回路 １１ 検出回路 １２ 位相検波回路 １３ 平滑回路 １４ 電圧比較回路 １５ 出力回路 １６ 電圧可変回路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次コイルと基準コイルと検出コイルと
   を備えた検出回路と、前記一次コイルを交流によって励
   振する発振回路と、前記基準コイルの出力と前記検出コ
   イルの出力との差動出力を位相検波する位相検波回路
   と、この位相検波回路の出力電圧と基準電圧とを比較す
   る電圧比較回路とを有する現像剤のトナー濃度検出装置
   において、前記電圧比較回路に前記基準電圧を変化させ
   る電圧可変回路を接続したことを特徴とする現像剤のト
   ナー濃度検出装置。
2. 【請求項２】 電圧可変回路が可変抵抗を含む抵抗分圧
   回路である請求項１記載の現像剤のトナー濃度検出装
   置。