JPS59202475A - 現像剤の濃度検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の技術分野〕 本発明は電子複写装置等に用いられる現像装置に係り、
特に現像装置に用いる現像剤の濃度検知装置に関する。

〔従来技術〕

一般に複写装置の現像装置に用いる現像剤としては磁性
粉よりなるキャリヤ及びトナーを混合させた所謂二成分
現像剤が用いられている。

この様な二成分現像剤を用いた現像装置に於いて、現像
剤の濃度を検知するための濃度検知装置としては種々の
提案がなされている。

従来の最も一般的な濃度検知装置は二成分現像剤中のキ
ャリヤとトナーとの混合比によりコイルのリアクタンス
が変化することを利用したりアクタンス法を用いたもの
がある。

一方、二成分現像剤においてはキャリヤは消費されずト
ナーのみが消費されるので一定の容器内に於ける現像剤
の体積変化、すなわちレベル変化を検知し、レベルの低
下はトナー濃度の低下と判断するレベル検出法も知られ
ている。

〔従来技術の問題点〕

然し乍ら、前者のりアクタンス法は高湿度下で或いはキ
ャリヤとしてフェライトキャリヤを用いた現像剤のよう
な高濃度現像剤では精度が低くなるという欠点があった
。

また後者のレベル検知法では、現像剤中のキ咋リヤとト
ナーの混合比率は圧倒的にキャリヤが多いため、トナー
のみの消費によるレベル変化は極めて少なく、従ってト
ナー消費に対する検知出力も微小変化しか得られないと
いう欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点に鑑みなされたものでトナー濃度変化
に対する検出出力電圧を大きく得られる濃度検知装置に
より精度の高い濃度検知制御を行うことを目的とするも
のであり、更に他の目的は高濃度の二成分現像剤をリア
クタンスを用いて高精度に検出し得る濃度検知装置を得
るにある。

〔発明の要点〕 トナーと牛中リヤからなる二成分現像剤を収容した現像
筺体内に、上記二成分現像剤のレベル変動に感応する第
１の検知手段と、上記二成分現像剤のトナーとキャリヤ
の混合比を検知する第２の稗知手段を設け、上記第１及
び第２の検知手段の検知出力の合成出力によって現像剤
のトナー濃度を検知することを特徴とする現像剤の濃度
検知装置を提供することで達成される。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面について詳記する。

第１図は本発明の現像剤の濃度検知装置の路線的構成図
、第２図は本発明の濃度検知手段の斜視図を示すもので
ある。

第１図の現像装置１は略々直方体状に構成した筺体２の
上部にトナーを貯蔵するトナーボトル１８を有し、該ト
ナーボトルと筺体２を結ふ開口部２ａ近傍にはスポンジ
材等からなる二つのローラ１９を対向配設し、該ローラ
を矢印方向に所定時間回転させることでトナーボトル１
８内のトナーを筐体２内に補給するようになされている
。該−筺体２の前方には同じく開口部２ｂを有し該開口
部２ｂに近接配置されたマグネットローラ１４と対向し
て感光ドラム２ｏが設けられている。該マグネットロー
ラ１４は所定位置に着磁が施され。

該マグネットローラ１４外周には非磁性部材よりなるス
リーブ１５が囲繞されている。該感光ドラム２０の外周
にも感光層２１が形成されている。

３は筺体２の前後側壁を貫通する様に配設された軸で該
軸には羽根４を取り付けて該筐体２内に配された二成分
現像剤２２を矢印に示す様に時計方向に攪拌する。

５は第１のりアクタであり、筺体２内の二成分現像剤の
レベル変動を敏感に検知する検知手段であり、第２図に
示す様に構成されている。すなわち、略々○型状のボビ
ン７にコイル８を巻回し。

上記ボビン７の中央孔に略々三角形状に形成したヨーク
電極６．６に一体に構成させた中央脚６′を挿入固定し
、上記ヨーク電極は互いに対向配置され、第１図に示す
ように上記第１のリアクタ５は三角形状のヨーク電極の
頂部を現像剤２２の中に挿入して所定位置に固定させる
。上記第１のりアクタ点の周囲には適当な目またはメソ
シュを有する棚９を配設するを可とする。

１０は第２のりアクタで現像剤の濃度を検出するための
検出手段で同じくｏ型のボビン１２にコイルＩ３を巻回
し、該ボビンの中央部に設けられた中央孔にコーク電極
１１．１１に一体構成させた図示せざるも脚を挿通保持
し、該ヨーク電極ば略々矩形状に形成し、互いに対向配
置され筺体２の外部よりヨーク電極１１．１１を現像剤
２２中に挿入されている。

上記マグネットローラ１４の外周に囲繞されたスリーブ
１５の矢印方向の回動に伴いマグネットローラ１４に吸
引された現像剤２２は筐体２の先端に形成した開口部２
ｂ近傍で整髪されてマグネットブラシ１６を形成する。

該マグネットブラシ１６は感光ドラム２ｏの表面に形成
した感光層２１に摺擦され、その際に感光ドラムの感光
層２１の表面に形成された静電潜像に応したトナー像が
形成される。

この様に現像がなされたマグネットブラシ１６は筺体２
内のスリーブ１５と対向配置された除去板１７によって
スリーブ１５外周よりがき落とされ、該スリーブ１５外
周には新たな現像剤２２によってマグネットブラシ１６
が形成される。

上述のように現像によって二成分現像剤中のトナー成分
が消費されるためにトナーボトル１８内のローラ１９を
矢印方向に回動させてｌ・ナーを筺体２内に補給し、現
像剤２２のキャリヤ対トナーの濃度を一定に保つ様にな
されている 上記第１のリアクタ５を棚９で囲むのは現像剤２２の攪
拌方法によってはレベルが変動することがあるので攪拌
時に生ずる現像剤表面の波打ちを消波し、現像剤の濃度
変化に基因するレベル変動に第２のりアクタ５を対応さ
せるためのものである。

上記した現像装置１の第１及び第２のりアクタの接続関
係を第７図に示す。

同図に於いて３０．３１は入力端子で交流電圧が印加さ
れ、第１及び第２のリアクタ５及び１０のコイルは互い
に直列接続され、該直列回路は入力端子３０．３１に並
列接続され、入力端子３０゜３１は整流用ダイオード３
２．３３に接続され。

該ダイオード３２．３３の出力端ば平滑用コンデンサ３
４．３５の一端も接続され、更に抵抗３６゜３７の一端
にて接続されている。

上記平滑用コンチン９３４．３５並に抵抗３６゜３７は
互いに直列接続され、これら直列回路が入力端子３０．
３１に並列接続されている。

更にリアクタ５，１０のコ不ルの接続点と平滑用コンデ
ンサ３４．３５の接続点、並に抵抗３６゜３７の接続点
が互いに接続され、抵抗３６．．３７の両端に■１及び
■２で示される電圧が表れる様になされる。但し、これ
ら電圧Ｖｌ、Ｖ２は入力端子側、すなわちダイオード３
２．３３の陽極側を基準とした値であり、Ｖ＝Ｖ　１−
Ｖ　２の値となるものである。ダイオード３２の陽極は
比較増幅器３９の入力端子４１に接続され、ダイオード
３３の陽極は基準電圧源３８の一端に接続され。

該基準電圧源３８の他端は比較増幅器３９の入力端子４
２に接続されて、該比較増幅器３９の出力端子４０にト
ナー補給信号を出力する様になされる。

上記構成に於ける動作を詳記するに第２のりアクタ１０
は濃度変化に対応するりアクタで対向するヨーク電極１
１．１１内にある現像剤２２の濃度の状態を検知し、筺
体２内の現像剤２２のレベル変動には殆ど影響されず濃
度の変化に対応してリアクタンスが変化する。この様子
を第３図の曲線２３に示す。同図に於いて縦軸はりアク
タンス（Ω）を、横軸に現像剤２２の濃度（％）を示す
。

すなわちヨーク電極１１．１１の対向磁路内で現像剤２
２の濃度が低下するとキャリヤ（磁性粉）の量が相対的
に増加するので磁気抵抗は低下し。

第１のりアクタ１５のリアクタンスが増加する。

逆に現像剤の濃度が上昇すればキャリヤの量が相対的に
減少し磁気抵抗が増すのでリアクタンスは減少すること
になる。

更に第１のリアクタ５は筺体２内の現像剤２２の上にヨ
ーク電極６，６を挿入しているので現像剤のレベルが変
化するとヨーク電極部分の挿入部分が変化してヨーク電
極６，６間の対向面積が変化してリアクタンスが変化す
る。然もヨーク電極６．６は三角形状で頂点を先に現像
剤２２内に挿入しているので現像剤中のトナーが消費さ
れてレベル変動が生ずるときの現像剤２２に接するヨー
ク電極の面積の変化率が大きくなる。このためにヨーク
電極６．６内にある現像剤２２の濃度変化に対応するり
アクタンスの変化分より、現像剤２２のレベル変動に依
るリアクタンス変動が大きいために恰もレベル変動に基
因するりアクタンス変化と見なすことが出来る。この様
なリアクタンス変化を第４図に示す。同図に於いて縦軸
は第１のりアクタ５のリアクタンス（Ω）を横軸に現像
剤のレベル変化（寵）を示す。すなわち２曲線２４に示
す様に現像剤２２のレベルが濃度の低下により下がると
りアクタンスが低下し、レベルが上昇するとりアクタン
スが増加炙る。従って第５図に示す様に曲線２３と２４
は逆比例の関係にある。すなわぢ第１のりアクタ５はレ
ベル変化に対してリアクタンス変化は比例し、第２のり
アクタ１０は濃度変化に対するリアクタンスの変化は逆
比例しているので両すアククの出力差を検知すれば濃度
変化に対し出力電圧変化の大きい検出出力が得られるこ
とになる。尚第５図で点２５は設定位置を示す。

第７図の回路図に於いて第１及び第２のりアクタ５，１
０の入力端子３０．３１に交流電圧を印加するとりアク
タ５．１０のりアクタンスに相当する直流電圧がダイオ
ード３２，３３．平滑コンデンサ３４．．３５によって
抵抗３６．３７の両端に表れる。この両端の直流電圧は
第６図の濃度と出力電圧を表す曲線■旨　■２に示す様
に互いに反比例する関係にある。■ば■１とＶ２の合成
電圧（Ｖ＝■＋　　Ｖ２）であり１合成電圧■は出力電
圧Ｖｌ、Ｖ２より勾配の強い曲線（第６図参照）となり
微少な濃度変化に対して充分な検知電圧変化として検出
することが出来る。

合成電圧■は比較増幅器３９で基準電圧源３８の基準電
圧■８と比較されるのでＶ＞Ｖ、のときにトナ°−量が
基準濃度より不足している様な値に基準電圧■βを定め
れば出力端子４０にトナー補給信号が出力されるので該
出力によってローラ１９を所定時間回転させてトナーホ
トル１８よりトナーを筐体２内に補給すればよい。

第８図及び第９図は本発明の他の実施例を示すもので第
１図及び第２図と同一部分には同一符号を付して重複説
明を省略するも第１及び第２のりアクタ５．１０を現像
剤２２中に挿入固定したものである。このように構成す
ることは第１図の構成と比べて取付けが容易であるとい
う利点がある。

然し乍ら、第２のりアクタ１０は現像剤の濃度変化をリ
アクタンスの変化として検知するものであるから、レベ
ルの変化に対しては影響を受けにくい構造にする必要が
ある。第２のリアクタ１０の構成としては第９図に示す
様にホビン５４と該ボビンに巻回したコイル５６とボビ
ンの中央孔５５に挿入した中央磁路５３を有し、ヨーク
電極は第２図と逆に底部５２．５２が下方に来るように
し三角形状の頂部に中央磁路５３が連設される様になさ
れる。このような構成を取ることにより、レベル変動が
生ずる時の現像剤に接するヨーク電極の面積の変化率が
小さくなるので、リアクタンスの変化は現像剤の濃度変
化と見なしても何ら差支えない。従って第６図に示す電
圧Ｖｌ、Ｖ２の勾配差を略同程度になし得る。上記、各
実施例ではヨーク電極を三角形状または逆三角形状に構
成した場合について説明したが本発明ではこれらのヨー
ク電極は上記形状に限定されることなく適宜形状のもの
を選択し得る。

〔発明の効果〕

本発明は叙上の如く構成させたので現像剤の濃度変化を
単に濃度或いはレベルで検知することなく両者の出力差
の合成として検知したので現像剤の微少な濃度変化を正
確に検出し得て現像剤の濃度を長期に安定に保つことが
出来て画像濃度の安定した現像装置を得ることが出来る
特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置の路線的な側断面図。 第２図は本発明の現像装置に用いられるリアクタの斜視
図、第３図は現像剤の濃度とリアクタンスの関係を示す
曲線図、第４図は現像剤のレベル変化とりアクタンスの
関係を示す曲線図、第５図は第３図及び第４図を合成し
た曲線図、第６図は第１のりアクタと第２のりアクタの
出力電圧と現像剤濃度との関係を示すと共にこれら曲線
の合成曲線を示す曲線図、第７図は本発明のりアクタの
回路図、第８図は本発明の現像装置の他の実施例を示す
路線的な側断面図、第９図は第８図に用いられるリアク
タの斜視図である。 １・・・現像装置　　　２・・・筺体　　　３・・・軸
　　４・・・羽根　　５・・・第１のりアクタ　　　６
，１１・・・ヨーク電極７．１２．５４・・・ボビン　
　　８，１３゜５６・・・コイル　　　１０・・・第２
のりアクタ　　　１４・・・マグネットローラ　　　１
５・・・スリーブ　　　１６・・・マグネットブラシ　
　　１７・・・除去板　　　１８・・・１−ナーホトル
　　　１９・・・ローラ　　　２０・・・感光ドラム　
　　２１・・・感光層　　　２２・・・現像剤　　　３
８・・・基準電圧源３９・・・比較増幅器 ３１！皮（に）　→ レベ”ル（ｍｍ）→ ＮＩＩＪ＃Ｌ（に）Ｊｌｙ’　　レベＩＬ＋（ｍｍｌ第
６図 第７図 第８図 上 第ｑ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　トナーとキャリヤからなる二成分現像剤を収
   容した現像筺体内に、上記二成分現像剤のレベル変動に
   感応する第１の検知手段と、上記二成分現像剤のトナー
   とキャリヤの混合比を検知する第２の検知手段を設け、
   上記第１及び第２の検知手段の検知出力の合成出力によ
   って現像剤のトナー濃度を検知することを特徴とする現
   像剤の濃度検知装置。
2. （２）　上記第１の検知手段はコイルとヨーク磁極より
   なり、該ヨーク磁極は下方にいくに従って巾が狭くなる
   ように構成してなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の現像剤の濃度検知装置。