JPS6036585B2

JPS6036585B2 - 現像装置

Info

Publication number: JPS6036585B2
Application number: JP54151327A
Authority: JP
Inventors: 勇寺嶋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-11-24
Filing date: 1979-11-24
Publication date: 1985-08-21
Also published as: US4342283A; DE3067383D1; JPS5674278A; EP0029710B1; EP0029710A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は磁性キャリアと非磁性トナーを含んでなる現像
剤を用いて記録体の電荷潜像を現像する複写機、プリン
ター、ファクシミリなどの現像装置に係り、特にそのト
ナー濃度検出装置に関する。

磁性キャリアと非磁性トナーよりなる現像剤を検出容器
に導き、検出容器中の現像剤を安定な、かさ密度に保持
して正確な混合比、すなわちトナー濃度を検出する方法
が提案されている（米国特許第４１３１０８１号、第３
８０２３８１号、第３５７２５５１号、第３９９９６８
７号参照）。

この方法では、検出容器である中空体中の流れを安定な
ものとするため、例えば検出容器の流出部の流通断面積
をその流入部の流通断面積より小さくするとか、あるい
は流出部に磁気的な拘束を加えるとかの手段がとられて
いる。ところで、現像剤が微小粉体からなり、そしかも
検出容器が前述の如き構成となっているため、検出容器
中を流れるとき、外部の振動により加圧、圧縮されて、
容器中に語りを生じることがあった。

また、現像装置の温度上昇や現像剤の高温環境下に於け
る吸湿により流下特性が異なり、語り現象に至らないま
でも、静止時に於ける測定とは異なる検出をする欠点が
あった。この現象は特に高濃度現像剤（トナー比率の高
いとき）や、微粒（５０仏以下）キャリアの場合にその
傾向が強く見られる。さらに、磁性現像剤の透磁率が磁
化の強さにより異なることから、一般に用いられる磁気
搬送手段であるマグネットロールの漏洩磁束の大きさが
、現像剤トナー濃度（濃度が低いと透磁率が高〈、マグ
ネットロールに付着した現像剤による磁気回路の磁気抵
抗が４・さく、マグネットロール近傍の漏洩磁束は低く
なる）により変化する外、マグネットロールを構成する
永久磁石の温度特性、経時特性に起因する磁束変化があ
るため、現像剤容器内に設けられた検出容器中の現像剤
は磁化の強さの変動を受ける。

特に２０〜５０ガウスの磁束密度での現像剤の透磁率は
大きく変動し検出精度を低下させることが確認された。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、検出
容器中での現像剤の詰りをなくして、正確なトナー濃度
を検出することのできる現像装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、検出容器内に現像
剤透磁率検出手段による被検出領域内にある現像剤をそ
の流れ方向に、５０〜２００ガウスの磁束密度となるよ
うに磁化することを特徴とする。

以下、本発明を図示の実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明の−実施例に係る現像装置の断面図、第
２図はその制御回路図、第３図は第１図の×−Ｘ線断面
図、第４図および第５図は濃度検出部の非磁化時および
磁化時における現像剤の状態を示す説明図である。これ
らの図において、１は側板、２は現像剤容器である。

現像剤容器２は側板１と底板２ａにより形成されている
。底板２ａには現像剤６の混合効果を高めるための渡洋
板２ｃが、現像剤６が底板２ａの斜面を流下するときそ
の流れを分割するとともに分割された流れが交互に入れ
変るように配置されて取付けられている。また、底板２
ａには、磁気ロール３によって搬送される現像剤６の量
を規制するための規制板２ｂが取付けられている。磁気
ロール３は側板１に固定保持された磁石支持体３ａに取
付けられた長方形の磁石３ｂ〜３ｄと、前記支持体３ａ
に回転可能に保持された非磁性のスリーブ３ｅとからな
っていて、このスリーブ３ｅは現像工程時、図示しない
動力源によ矢印方向に回転して、感光ドラム○表面上の
静露潜像を現像する。４は現像剤容器中の現像剤６を磁
気ロール３に搬送するための補助搬送器で、側板１に回
転可能に支持されるとともに、前記スリーブ３ｅと同期
して回転するように、図示しない動力伝達系でスリーブ
３ｅと連結されている。

５はカバーで、中央部にトナー補給用の穴を有している
。

７は現像後の現像剤６をスリーブ３ｅより分離して一部
を濃度検出器８に、他を蝿梓板２ｃ側へ案内するための
案内板である。

濃度検出部８は、前記案内板７に止めねじ８ｅで上部に
保持された非導電性の検出容器８ａと、検出容器８ａを
貫通しかつ平面部が検出容器８ａ内の現像剤６の流れと
平行に取付けられたセンサーユニット９と、検出容器８
ａ内の現像剤６を磁心として巻かれた磁化コイル８ｃ，
８ｄと、検出容器８ａ下部の現像剤６の流出部に側板１
に回転可能に保持され前記スリーブ３ｅと同期回転する
シャフト８ｆに取付けられた小形磁気ロール８ｂとで構
成されている。前記センサーユニット９は、扇平に巻か
れたコイル９ａを樹脂モールド９ｂで平板状に形成し、
コイル９ａのコイル端を端子９ｃに接続することによっ
て構成されている。コイル９ａは制御回路Ｃに接続され
、磁化コイル８ｃ，８ｄは電源２０‘こ接続されている
。制御回路Ｃは電源２０に接続されているとともにその
内部は以下の構成となっている。

発振器２１の出力は結合コンデンサ２２を介して前記コ
イル９ａとほぼ直列共振に近い定数関係で接続される。
コイルｇａの両端の電圧はダイオード２３及びコンデン
サＣ，，Ｃ遼耳抗ｒ，，らで構成された平滑回路２４に
接続され、濃度検出電圧Ｖｏとなる。２５は検出電圧を
電源電圧以内の適当な値にするための分圧抵抗、２６は
ポテンショメータで、既知の基準トナー濃度出力電圧Ｖ
ｏに対応する基準電圧Ｖｓを得るためのものである。

２７は適当なヒステリシス電圧を有するコンパレータで
、基準トナー濃度より低いトナー濃度の検出電圧Ｖｏに
対し出力信号を発生する。

そして、この信号は増中器２８で電力増幅され、トナー
補給用モータ１２に接続されている。Ｂはトナー補給装
置で、ホツパー１０と、ホツパー下部に回転可能に取付
けられ前記モーター２で駆動される補給歯車１１と、ホ
ッパー１０‘こ収納された補給用トナー１３とから構成
されている。

次にこの現像装置の動作について説明する。

現像剤容器２中の現像剤６は、補助搬送器４で磁気ロー
ル３に搬送され、磁石３ｂ〜３ｄの磁気力でスリーブ３
ｅに表面に吸着され、スリーブ３ｅの回転により感光ド
ラム○表面に搬送され、ドラムＤ表面の静電潜像を現像
する。現像後の現像剤６は案内板７によって一部が濃度
検出部８に、その他のものが底板２ａ上に案内され、蝿
梓板２ｃで流れを分割されながら底板２ａの斜面を流下
して、再び前記補助搬送器４，磁気ロール３により感光
ドラム面に搬送されるという現像北程をくりかえす。こ
の現像工程によって現像剤中のトナー濃度は次第に低下
する。一方、案内板７によって濃度検出部８に案内され
た現像剤６は検出容器８に充満される。

充満された現像剤６は小形磁気ロール８ｂの回転により
一定量ずつ検出容器８ａ外に搬出され、一定の現像剤循
環流の中でその透磁率がセンサーユニット９のコイル９
ａのインダクタンスでとらえられ、その変化は結合コン
デンサ２２の共振状態の変化としてコイル９ａ端の電圧
を変化させて、検出電圧Ｖｏを変化させる。今現像工程
がすすみトナー濃度が低下すると、基準濃度電圧Ｖｓと
の比較によりトナー補給信号が発生して、補給用モータ
１２を回転し、ホッパー１０よりトナー１３が補給され
て現像剤のトナー濃度が一定に保たれる。ところが、外
部要因により現像器Ａに機械的振動又は衝撃が加えられ
ると、検出容器８ａ中の現像剤６は、その見掛上の密度
が増す状態となり、振動又は紹撃が加えられた現像剤６
が検出容器８ａから流出してしまうまで、透磁率は高く
なり、制御回路は誤った信号を発生する。第４図は、従
来の濃度検出部の状態、つまり磁化コイル８ｃ，８ｄに
電流を流さなかったときの状態を示すもので、現像剤６
は通常の粒体がとる均一充満を示している。

従って前記外部振動又は衝撃によって、単に砂を詰めた
容器をたたいたときと同様な見掛上の体積減少が生じ、
密度が上昇する。このことは単に密度が変化するのみな
らず、現像剤の流動性に著しく変化を生じさせる。すな
わち、正常な流動が阻害されるだけでなく、著しい場合
、詰り現象に発展し、流動が起きなくなる。この傾向は
高温時、高温時及び高濃度の時に著しく、又キャリアの
粒蓬が小さい程顕著である。これに対し第５図は、本実
施例の濃度検出部で検出容器８ａに分布巻きした磁化コ
イル８ｃ，８ｄにスィッ３０をオンして電流を流した状
態を示している。

このとき、検出容器８ａ内の現像剤６は、電流の大きさ
、すなわち磁化の強さに応じて現像剤粒子相互間に磁気
連鎖現象を生じ、磁気ブラシの穂立ち状の形態となる。
この磁気拘束力が磁化の強さに応じて強くなり、外部振
動や衝撃に対し、その密度の変動を妨げる効果を発生さ
れる。しかしながら、この磁化を必要以上に強化すると
、もはや流動性を失ってしまう結果となる。

実験によれば、キャリア径８０仏，トナー蓬約３仏の現
像剤のトナー濃度２〜８％に於いて、現像剤の検出容器
断面積１２側×５仇舷，容器長さ４仇肌のものの場合、
検出容器中の磁束密度約２００ガウス以下で自然流下し
た。一方、第６図に示し現像剤（上記と同成分でトナー
濃度３％）の磁化曲線に見られるように、ほとんど無磁
気（日，の範囲）か、もしくは一定励磁（日３の範囲）
に於いて、透磁率仏が安定している。

このことは、現像装置が磁気搬送手段として磁気ロール
方式を用いる場合、日，の範囲での使用はほとんど無理
か、日，の範囲で使用するには、余程検出容器を磁気ロ
ールより離す必要があり、装置の小型化は期待できない
ことを意味する。 −通常、磁気ロール３
の反磁気ブラシ側近僕における漏洩磁束は１０〜５０ガ
ウス程度あるものが多い。

以上のことから、約５０〜２００ガウス程度の磁化の範
囲（日３の範囲）に検出容器内の現像剤を磁化すること
により、外部の機械的外乱および温度、経時に伴う磁気
ロールよりの漏洩磁気に対して検出精度が低下せず、か
つ詰りの生じにくい濃度検出部を得ることができる。

なお、前記コイル８ｃ，８ｄには連続的に通電する必要
はなく、検出時にのみ通電しても同様な効果が期待でき
る。第７図は本発明の他の実施例に係る現像装置の断面
図であり、図中、第１図と同一符号は同一物または相当
物を示す。この実施例では、前記実施例の磁化コイル８
ｃ，８ｄを省略し、その代りに、磁気ロール３を構成す
る榛磁石３ｆの磁極Ｓ，〜Ｎ２間に発生する磁束少を検
出容器８ａ内の現像剤６を通して流通させ、この現像剤
６をその流れ方向に磁化している。

図中８ｇは検出容器８ａの取付具、、３１ａ，３１ｂ
は蝿拝ねじである。したがって、この実施例によれば、
前記実施例と同様な効果が得られる他に、磁化コイルの
省略によって構造を簡素化し、かつ電源ＯＦＦ時にも語
り現象を防止できるという効果も得られる。

なお、第７図の実施例において、綾磁石３ｆとは別個の
永久磁石を設け、これによって検出容器内の現像剤を磁
化してもよいことは勿論である。以上説明したように、
本発明によれば、検出容器中での現像剤の誇りを防止し
て、正確なトナー濃度を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例に係る現像装置の断面図、第２
図はその制御回路図、第３図は第１図の×−Ｘ線断面図
、第４図および第５図は濃度検出部の非磁化時および磁
化時における現像剤の状態を示す説明図、第６図は現像
剤の磁化特性図、第７図は本発明の他の示施例に係る現
像装置の断面図である。２・…・・現像剤容器、３…・・・磁気ロール、３ｆ・
・・…榛磁石、６・・・・・・現像剤、７・・・・・・
案内板、８ａ・・・・・・検出容器、８ｃ，８ｄ・・・
・・・磁化コイル、９…・・・センサーユニット。ブー蘭了Ｚ図介千８勺才三図づ３壇外６頭オ７図

Claims

【特許請求の範囲】１磁性キヤリアと非磁性トナーを含んでなる現像剤と
、この現像剤を収納する現像剤容器と、この現像剤容器
中の現像剤を記録体の電荷潜像面へ搬送する手段と、前
記現像剤の一部を検出容器内に導入する手段と、この検
出容器内に導入された現像剤の透磁率を検出する手段と
を備えた現像装置において、前記検出容器内の前記検出
手段による被検出領域内にある現像剤をその流れ方向に
磁化する手段を設け、前記被検出領域内にある現像剤を
５０〜２００ガウスの磁束密度に磁化するように構成し
たことを特徴とする現像装置。２特許請求の範囲第１項において、前記磁化手段は、
電磁コイルからなることを特徴とする現像装置。３特許請求の範囲第１項にいて、前記磁化手段は、永
久磁石からなることを特徴とする現像装置。４特許請求の範囲第３項において、前記搬送手段は、
永久磁石による磁気吸着手段を備え、この永久磁石が前
記磁化手段を構成する永久磁石を兼ねていることを特徴
とする現像装置。