JPS6035766A - トナ−濃度検出装置 - 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】 技術分野 本発明は、磁性キャリアと実質的に非磁性を示すトナー
との混合物からなる２成分系磁性現像剤のトナー濃度を
検出するトナー濃度検出装置に関するものである。

従来技術 いわゆる磁気刷子現像方法に従って、静電潜像を現像す
る際に使用される現像剤の代表的なものとして、ｎｉｉ
記２成分系磁性現像剤が知られている。

ところで、この現像剤に関しては、静電潜像の現像に伴
い現像剤中のトナーのみが選択的ζこ消費さ２″Ｌ、そ
の結果として現像剤のトナー濃度、換言下に呼応して現
像画像の濃度も低下することきなる。このため、前記磁
気刷子現像方法を実施するに際しては、現像剤のトナー
濃度を一定の値に維持しておくことを目的として、現像
剤のトナー濃度を逐次検出し、その値が一定値以下に低
下した時点で現像剤に対してトナーを適量補給すること
等か必要不可欠であると言える。

この様なことから、現在に至るまでの間に、前記トナー
濃度の検出に適する種々の形態のトナー濃度検出装置が
開発されて来ており、その中で、トナー濃度変化に伴う
現像剤の透磁率変化、インダクタンス変化等に基ついて
トナー濃度を検出するものも知られている。しかしなが
ら、こ、Ｉｔらのトナー濃度検出装置に関して言えは、
検出精度の安定性に多くの問題点があり、その改善か現
状において望まれている。

ｔＳお、本発明者の経験によると、前記透磁率、インダ
クタンス等は検出時の現像剤の密度にも（衣存して大き
く変化してしまうのであるが、１）ｉｊ記密度を一定に
維１ｊｉするため【こは後締な機構か必要とされるはか
りてｆＳ＜、例えその様な機構に依ったにせよそれ自体
極めて困輔ｆＳことであり、Ａｌｔ記密度の不安定性が
直接の原因とｆ、ｆって前記検出精度の安定性か損われ
るものと考えられる。

発明の目的 本発明の目的は、実質的に複層ｆ、　ｆｉ機構を必要と
することなく、しかも前記検出精度の安定性に優れた１
・す−濃度検出装置を提供することにある。

発明の要旨 本発明の要旨は、不発明に係るトナー濃度検出装置か、
トナー濃度の検出されるべき現像剤に作用する磁界を形
成する磁界形成手段と、磁界の作用の下に現像剤と磁界
形成手段との間に生ずる相互の吸着力を検出する手段と
を備えており、前記吸着力の強さに応じて現像剤のトナ
ー濃度が検出されることにある。

実施例 先ず、第１図を参照しながら本発明に係るトナー濃度検
出装置の一実施例が組込まれている磁気刷子現像装置の
概要につき説明する。

第１図中、電子写真感光体ドラム（１）は現像されるべ
き静電潜像をその表面に担持した状態で矢印（１１方向
へ上回転駆動される。そして、その回転駆動の途上にお
いて、いわゆる２成分系磁性現像剤（ｄｅ）を用い、前
記静電潜像は磁気刷子現像装置（２）によって現像され
る。なお、現像装置（２）の上方にはトナー濃度検出装
置（３）か付設されており、現像装置（２）に関し、現
像槽（４）内の現像剤（ｄｅ）のトナー濃度が逐次検出
される様になっている。

ところで、前記２成分系磁性現像剤（ｄｅ）は、磁性キ
ャリアと非磁性トナーとの混合物からｆＳるものであり
、前記トナー濃度の検出に応じ、所定値以下゛のトナー
濃度が検出された場合、図示さ第１ぬトナー補給装置に
よる０１ｊ記トナーの適量補給を受け、そのトナー濃度
が一定の範囲内に維持される。ｆＳお、現像剤（ｄｅ）
中のトナーは必すしも非磁性に限らイ１す、その飛散を
防止する目的で成分中に微量の磁性微粉末が含まれてい
ても良し）。要は、磁性キャリアとの比較において実質
的に非磁性でありさえすれば良いのである。ここで、前
記磁性キャリアは樹脂中に磁性微粉末を分散してなるも
ので、その抵抗値は１０１４Ω−１平均粒径は３５μｍ
ｎとされている。また、前記非磁性トナーの平均粒径は
１５μＩｌｌとされている。そして現像剤（ｄｅ）のト
ナー濃度は＋’＋ｉｉ記トナー濃度の検出に基づき、ト
ナー補給装置によって１０〜１５ωｔ％の範囲に維持さ
れる。

１）１ｊ記現像装置（２）は、概略、感光体ドラム（１
）の表面に対して近接対向して設けられた現像スリーブ
（５）と、この現像スリーブ（５）の内部に設けられた
磁気ローラ（６）と、周囲に複数個のパケット（７）を
有すると共に現像槽（４）内の現像剤（ｄｅ）中に一部
か埋没した状態で回転可能に設けられたバケットローラ
（８）とから構成されている。現像スリーブ（５）は非
磁性導電祠を筒状に形成したもので、静電潜像現像時に
矢印（ｂ１方向に低速で回転駆動される。また、磁気ロ
ーラ（６）は周囲にＮ、Ｓ極台を順次着磁されてｆｌる
もので、現像時において現像スリーブ（５）の回転駆動
と同期して矢印＋ｂ１方向に高速で回転駆動される。こ
のため、現像スリーブ（５）の周面」−に供給された現
像剤（ｄｅ）は、現像スリーブ（５）の回転駆動によっ
て矢印［ｂ１方向の、一方磁気ローラ（６）の回転駆動
によって矢印ｆＣ１方向の搬送力を受けるのであるか、
両者の回転駆動の速度差の設定により、結果的には現像
スリーブ（５）の周面に沿って矢ｎ月ｃ１方向・＼と搬
送されることとなる。そして、現像スリーブ（５）と感
光体ドラム（１）とか近接対向している現像領域へと搬
送され、そこで感光体ドラム（１）の表面を磁気刷子の
形で摺擦し、その表面に担持される静電潜像を現像する
。なおここで、前記パケットローラ（８）は、現像時に
矢印（ｄ１方向に回転駆動され、バケット（７）によっ
て現像槽（４）内の現像剤と供給する。

次に、前記トナー濃度検出装置（３）に関して詳しく説
明すると、第１図に示される如く、トナー濃１α検出装
置（３）は、概略、トナー濃度検出素子印）と検出回路
（４０）とから構成されている。検出素子＋３ｔ）ｌ　
Ｌまパケット（７）の通過経路に近接対向した状態で現
像槽（４）の」−蓋に固定されており、トナー濃度検出
時において、その下側外面、具体的には第２図に示され
る現像剤吸着屯田）にノくケ・ノＩ−（８１ｉこよって
汲」二（Ｊられる現像剤（ｄｅ）の一部を磁気的に吸着
し、その際、現像剤（ｄｅ）のトナー濃度に応じた電気
出力を発するものである。また、検出回路（４０）　Ｉ
ｉ　ｉｉｉ記電気出力を受け、現像剤（ｄｅ）のトナー
濃度を判定すると共に、トナー補給制御回路（５０）　
Ｔこ向ζす、トナー補給装置のための電気信号を発する
ものである。そして、制御回路（■）は前記電気信号を
受Ｇす、その信号に応じて図示されぬトナー補給装置を
適１１！、作動させるものである。

ここで、前記トナー濃度検出素子（３０Ｊ自体の構造は
第２図に示される通りのものとされている。即ち、第２
図から明らかな様に、検出素子側は非磁性プラスチック
材からなる検出素子ケーシング（３１）を有しており、
トナー濃度検出時に限って、その現像剤吸着面（３２］
　ｉこ対してトナー濃度の検出されるべき現像剤（ｄｅ
）を磁気吸着すべく、その内部には電磁石（謹が設けら
れている。

前記電磁石（鵬は直径３Ｑａｓ＋ｎの円柱状鉄芯（３３
）の周囲に電磁コイル（３４Ｊを巻着してなるものであ
り、トナー濃度検出時に限って、電磁コイル（圓の両端
子（ｘｌ）、（Ｘ２）間に一定の直流電圧が印加される
ことにより、トナー濃度の検出されるべき現像剤（ｄｅ
）に作用する磁界を形成するものである。そして具体的
に、この磁界の強さは、吸着面＋３２）ｌてＩＱＱＱＧ
ａｕｓｓの磁力が生ずる様に設定されている。

このため、電磁石（謹が作動さＪ’して前記磁界か形成
千秋に磁気吸着されることとなる。

ところで、前記電磁石（３５）はケーシング（３１）内
に完全に固定されているのではｆ、；　＜　、矢印ｔｅ
ｌ方向（コ微動可能とされており、前記の如く吸着面（
３２）に対して現像剤（ｄｃ）が磁気的に吸着される際
、電磁石（３５）と現像剤（ｄｅ）との間に生ずる相互
の吸着力に基ついて、矢印（ｅ１方向へと吸着移動され
得る。この移動に関して本発明者か確認したところによ
ると、この移動の際に電磁石（３５）に関して作用する
吸着力は、吸着される現像剤（ｄｅ）のトナー濃度に対
して反比例関係にあり、具体的には下表に示される通り
の反比例関係が存在することが判明している。

また、電磁石（３２）によって形成さγＬる磁界か一定
であり、しかも現像剤（ｄｅ）のトナー濃度が一定であ
る限りにおいて、検出素子（３０）の吸着面ｌこ吸希さ
れる現像剤（ｄｅ）の量は不変であり、加えて、膏剤（
ｄｅ）の密度の変動に係りなく存在することも併せて判
明している。

この様な、本発明者によって確認されている前記反比例
関係を利用して前記検出素子（３Ｑ）によって現像剤（
ｄｅ）のトナー濃度を精度良く、しかも安定した状態で
検出するために、検出素子（３０）に関しては、吸着面
（３２）の表面に該当するケーシング内面と電磁石（３
５）との間には、圧力センサー（謹が設けらとの間に挾
まれて、前記吸着力に対応する圧力を検出回路（４０）
に接読されている。

なお、前記検出素子（３Ｑ）に関しては、電磁石ｔ３５
）によって形成される磁界の作用の下に現像剤（ｄｅ）
と電磁石（３５）との間に生ずる相互の吸着力を、電磁
石（３５）に作用する吸着力として検出する様、電磁石
（３５）が移動可能とされると共に圧力センサー（ア）
かケーシング内面と電磁石（３５）との間に設けられる
構成が採用されているが、前記吸着力は現像剤（ｄｅ）
に作用する吸着力として検出することもてき、この場合
も前記反比例関係が同様に存在するものと考えられる。

なお、この場合の構成としては、電磁石（３５）を固定
とすると共に、圧力センサー（３Ｇ）を吸着面（３２自
体に設ける構成、あるいは、電磁石（３５）を同様に固
定とすると共に、ケーシング（３１）の吸着面（３２）
に該当する部分に起歪性を持たせる構成等か適宜採用用
能である。

この様ｊＳトナー濃度検出装置（３）につき、トナｍ＝
捕給との関連でその動作を説明すると以下の通りである
。即ち、現像装置（２）が作動され、静電潜像の現像か
開始されると、検出素子（３０）の端子（Ｘｌ）、（Ｘ
２）間に一定の電圧が印加される。この電圧の印加され
る期間がいわゆるトナー濃度検出時であり、この間に現
像剤（ｄｅ）のトナー濃度検出が行われる。

補記電圧印加のタイミングは任意に設定されるのである
が、現像装置（２）が電子写真複写機内に組込まれてい
る関係上、前記検出装置（３）に関しては、１枚の複写
動作開始直後にそのタイミングが合わされている。

この様に、端子（Ｘｌ）、（Ｘ２）間に一定の電圧が印
加されると、パケット（７）により逐次汲上げられる現
像剤（ｄｅ）の一部が検出素子（剌の吸着面（３２）に
対して磁気的に吸着されると共に、その際に端子（Ｘ３
）から現像剤（ｄｅ）のトナー濃度に応じた電気出力が
発せられる。ここで、この電気出力は検出回路（４０）
へと入力されるのであるが、この電気出力が圧力センサ
ー（３６）に対して１４０ｇ以上の圧力が加わった場合
の出力、即ち現像剤（ｄｅ）のトナー濃度が１０ωＥ％
以下である場合の出力に相当するものであると、検出回
路（４０）によってそのことが判定され、トナー補給制
御回路（５０）に向けてトナー補給開始信号が発せられ
、トナー補給制御回路（５ｏ）はこれを受け、トナー補
給装置を一定時間作動する。

従って、この様なトナー補給動作によって、現像槽（４
）内の現像剤（ｄｅ）のトナー濃度は１０ω【％以上に
なることはない。

一方、前記出力が圧力センサー（３Ｇ）に対して１３０
か ｇ以下の圧力し姦加わっていない場合の出力、即ち現像
剤（ｄ　ｃ　）のトナーａ度が１５ω【％以上である場
合の出力に相当するものであると、検出回路（４０）に
よってそのことか判定され、トナー補給制御回路（圃に
回りでトナー補給禁止信号が発せられ、トナー４１１ｊ
給装置が作動中であった場合、トナー補給装置を非作動
とする。従って、この様なトナー油絵禁止によって、現
像槽（４）内の現像剤（ｄｅ　）のトナーｉＵ　度は１
５ω【％以上になることもない。

なお、トナー濃度検出装置（３）によるトナー濃度検出
が完了すると、端子（Ｘす、（Ｘり間・＼の電圧印加が
解除されることから、検出素子側の吸着面（３２）に吸
着されていた現像剤（ｄｅ）は自重にて下方よって新た
に汲上げられた現像剤（ｄｅ）が吸着面（３２＋−＼と
吸着されることとなる。

ところで、前記トナー濃度検出装置（３）に関しては、
検出回路（４０）によって、現像剤（ｄｅ）のトナー濃
度が１５ω【％以上であること、また１０ω【％以下で
あることが判定される様になっているが、その判定基準
を変更することにより、任意の値の１・す−濃度を判定
することもでと、このことにより、現像槽（４）内の現
像剤（ｄｅ）のトナー濃度変動幅等は任意に設定し得る
ものである。

また、自ｉｊ記トナー濃度検出装置（３）に関しては、
特に検出回路（４０）を必要とするものであるが、検出
素子（３０）として、第３図に示される如く、圧力セン
サー（３６）に代えて圧力スイッチ（３８）の設けられ
たものを用いることにより、検出回路（４０）を省略す
ることができる。第３図中、圧力スイソチ（３８）は一
定以上の圧力を受けた際に端子（Ｘ３′）よりｏｎ信号
を発するものであり、このｏｎ信号をトナー補給信号と
して利用すれば前記検出回路（４０）は省略することが
できるのである。なお、第３図に示される検出素子（３
０）に関しては、コア（３３）がスプリング（潤によっ
て矢印ｉ１１方向へと付勢されており、このイ」勢力に
抗して電磁石（３５）が矢印（６１方向へと移動して圧
力スイッチ（３８１に接触した際にｏｎ信号か発せられ
る様Ｇこｆｌっている。この第３図に示される検出素子
（剣を用いたトナー濃度検出装置（３）に関しては、基
本的にはトナー濃度がある１−１−の値よりも、Ｊ−か
下かという検出しかできぬ訳であるか、その検出基準値
を１０ωＥ％に設定すると共に、トナー補給装置による
１回の補給動作によって補給されるトナーのナー濃度を
１０〜１５ωＬ％の範囲内に維持することができる。こ
こで、前記検出基準値の設定に関しては、ｊＦカスイッ
チ（３８）の特性、スプリング（功の付勢力、電磁石（
３５）によって形成される磁界の強さ、コア（３３）の
断面積、ケーシング（３１）の材質及び厚み等々を変更
することによって容易に行い得るものである。

発明の効果 本発明に係るトナー濃度検出装置においては、磁界の作
用の下に現像剤と磁界形成手段との間に生する相互の吸
着力の強さに応じて現像剤のトナーａ度が検出されるの
で、その検出精度の安定性に優れている。これは、トナ
ー濃度検出時において現像剤か磁界形成手段に吸着され
る際に、磁界の作用によって現像剤の密度が一定に保た
れることとなり、トナー濃度の検出されるべき実際の現
像剤の密度に係りなく、一定のトナー濃度の現像剤に関
しては、必ず一定の吸着力が生ずるからである。

また、前記の如き理由により、本発明に係るトナー濃度
検出装置においては、トナー濃度検出時の現像剤の密度
を一定に維持するための複雑な機構は実質的に必要とさ
れｆＪい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトナー濃度検出装置の一実施例が
組込まれている磁気刷子現像装置の概要を示す図面、第
２図は前記実施例におけるトナー濃度検出素子の構造を
示す図面、第３図は前記検出素子の変形例の構造を示す
図面である。 ■・・電子写真感光体ドラム　２・・・磁気刷子現像装
置　３・・トナー濃度検出装置　３０・・・トナー濃度
検出素子　３１　検出素子ケーシング用スブリンク　４
０・・検出回路　ｄｅ・　２成分系磁性現像剤 ＋１ＧｉＡ人　ミノルタカメラ株式会社第１図 第２　図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　磁性キャリアと実質的に非磁性を示すトナーとの
   混合物からなる２成分系磁性現像剤のトナー濃度を検出
   するトナー濃度検出装置であって、トナー濃度の検出さ
   れるべき現像剤に作用する磁界を形成する磁界形成手段
   と、前記磁界の作用の下に現像剤と磁界形成手段との間
   に生する相互の吸着力を検出する手段上を備え、前記吸
   着力の強さに応じて現像剤のトナー濃度を検出すること
   を特徴とするトナー濃度検出装置。 ２　前記磁界形成手段が、ケーシング内部に設けられて
   いる電磁石からなり、電磁石が作動されて前記磁界が形
   成された際、ケーシング外面に対して現像剤が磁気的に
   吸着されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のトナー濃度検出装置。 ３、　１）ｉｌｌ電電磁石ケーシング内部に移動可能に
   設けられており、ケーシング外面に対して現像剤が磁気
   的に吸着される際、電磁石こ現像剤との間に生ずる相互
   の吸着力に基ついて移動し得ることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載のトナー濃度検出装置。 ４　前記検出手段が、ケーシング外面と電磁石との間に
   設けられた圧力検出部材からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項又は第３項記載のトナー濃度検出装置
   。 ５、＋’＋ｉｌ記電磁石が前記移動の方向とは逆方向に
   イ」勢されていることを特徴とする特許請求の範囲第８
   項記載のトナー濃度検出装置。