JPS6248233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子写真装置または静電記録装置
における二成分粉末現像剤を使用する現像装置の
ためのトナー濃度検知装置に関する。

周知のように、二成分現像剤は、トナーと呼ば
れる着色微粉末と、キヤリアと呼ばれる磁性粉ま
たはガラスビーズなどの混合から成つている。両
者は撹拌されることにより互に摩擦帯電され、比
較的粒径の小さなトナーが比較的粒径の大きなト
ナーに吸着して、キヤリアの搬送とともに搬送さ
れる。これらの搬送には、磁気ブラシ現像装置に
おいては現像スリーブ、カスケード現像装置にお
いてはバケツトコンベヤなどが使用される。現像
は、感光体または記録体等の潜像担体上に形成さ
れた静電潜像に、現像剤中のトナーが静電的に吸
着されることにより行なわれる。したがつて、現
像の度毎に現像剤中のトナーが消費され、現像剤
中のトナー濃度すなわちキヤリアに対するトナー
の量的割合が低下し、これを放置しておくと現像
濃度の低下したコピーが出来上る。これを防ぐた
めには、消費されたトナー量に相当する量の新し
いトナーを現像剤中に補給して、現像剤のトナー
濃度を常に一定に保つておけばよい。トナー濃度
検知装置は、このためのもので、現像剤のトナー
濃度を測定して、トナー濃度が適正値から偏倚し
た場合に必要量のトナーの補給を指令し、トナー
濃度の適正維持を図るようにしてある。

この発明は、現像装置内において潜像担体表面
に施された後の現像剤を案内するための現像剤通
路中に設けられたトナー濃度検知装置に関する。
現像剤は、上記通路から検知装置の現像剤流入口
に導びかれ、検知装置の中を通過する間にトナー
濃度の測定が行なわれる。現像剤通路を流下する
現像剤の量は、潜像担体表面へ供給される現像剤
量によつて変化し、常態においてはほぼ一定であ
るが、現像装置の始動時には常態よりも多くなる
傾向がある。多量の現像剤が一時に検知装置の流
入口に殺到すると、この流入口の出口が詰まり、
後からの現像剤の流入を妨げて、正しいトナー濃
度の測定ができなくなる。

この発明の目的は、したがつて、トナー濃度検
知装置の現像剤流入口から入り込む現像剤の量を
常に適正に維持して、現像剤による流入口出口側
の閉塞を防止し、以て正しいトナー濃度の測定を
行なえるようにしたトナー濃度検知装置を提供す
ることにある。

上記の目的は、トナー濃度検知装置に流入する
現像剤量を適正に維持するための手段を、トナー
濃度検知装置の現像剤流入口に設けることによつ
て達成される。上記手段は、上記現像剤通路中に
設けられた開口または妨害物であり、または上記
現像剤流入口上部に別に設けられた所定の寸法を
有する開口である。

以下、添付した図面を参照してこの発明を説明
する。第１図は、この発明が適用されるトナー濃
度検知装置を磁気ブラシ現像装置とともに示した
概略図である。現像容器１の中には、トナーと磁
性キヤリアからなる一定量の現像剤２が収容され
ており、これは現像容器内の下部に設けられた回
転する羽根車３，４，５によつて撹拌され、そし
て容器内を搬送される。羽根車５の上方には、非
磁性の現像スリーブ６が反時計回り方向に回転し
ており、その内部の所定位置には、磁石７，８，
９，１０が静止的に配置されている。羽根車５に
よつて送り出された現像剤２は、磁石７，８の磁
気力によつて現像スリーブ６表面に吸着され、磁
気ブラシ層を形成する。磁気ブラシ層は、現像ス
リーブ６の回転に伴つて上方に搬送され、途中、
現像容器１の側壁に設けられたドクター１１によ
つて決められた層厚に調整された後、磁石９の位
置で、対向する方向に移動してきた感光体ドラム
１２の表面に接触し、その表面に形成された静電
潜像を現像する。現像を終えた現像スリーブ上の
現像剤は、一端を磁石１０が位置する現像スリー
ブ表面に近接または接触して設けられ、他端側を
下方に傾斜させて配置された現像剤通路を兼ねる
掻き落し板１３によつて掻き取られ、この上を流
下して現像容器１の中に回収される。現像剤通路
を兼ねた掻き落し板１３の上を流下する現像剤の
一部は、掻き落し板下部の途中に設けられたトナ
ー濃度検知装置のセンサー部１４に入り、そこを
通過して同様に現像容器１の中に回収される。

この実施例に使用されたトナー濃度検知装置
は、本願出願人が先に出願した特願昭52−117092
号（特開昭54−50340号）明細書に詳しく述べら
れており、第２図に示すように、そのセンサー部
１４は、現像剤通路を兼ねる掻き落し板１３の開
口部に設けられたホツパー１５と、このホツパー
１５の下部に設けられた筒体１６と、この筒体１
６に挿着された環状コイル１７とからなる。ホツ
パー１５は、約60゜に開いた漏斗状の現像剤流入
口１５ａと、この下部に連続する直径約3.5mmの
穴１５ｂおよびこの穴に同心的に連続する直径約
４mmの穴１５ｃからなる放出口とを備えている。
そして、この穴１５ｃに内径４mm以上を有する上
記筒体１６が連続している。

現像剤は、掻き落し板１３上を矢印方向に流下
し、その一部がホツパー１５の流入口１５ａに入
り、流入口１５ａ下部の小さな放出口１５ｂから
筒体１６の中を一定の量そして一定の速度で流下
する。

すなわち、前述したように放出口１５ｂの穴径
は流入口１５ａの流路断面径や筒体１６の内径よ
り小径に設けられているため、放出口１５ｂから
流出し、重力を受けて落下する現像剤の単位時間
当りの流下量は小径な放出口１５ｂの流路抵抗に
よつて一定量に規制され、また、筒体１６の内径
が放出口１５ｂの径より大径のため、放出口から
重力によつて落下する現像剤は、筒体１６の内周
面に接触する事無く自由落下するため、ほぼ一定
の速度で流下し、筒体１６内に詰まることが無
い。なお、筒体１６内を落下する現像剤の量は放
出口１５ｂの径及び放出口部分の長さによつて調
節される。また漏斗状の流入口１５ａは、放出口
１５ｂから落下する現像剤を、現像剤の状態（ト
ナー濃度）に応じて安定して流出させるために、
現像剤を集め溜めるように機能する。筒体１６の
外周には、コイル１７が挿着されており、このコ
イルは、第１図に示すように、発振回路１８に接
続されている。発振回路１８における発振周波数
は、筒体の中を通る現像剤のトナー濃度によつて
変化する。すなわち、トナー濃度の高低によつて
キヤリア量が相対的に増減し、これによつて透磁
率が変化し、インダクタンスが変化して発振周波
数が変化する。したがつて、単位時間当りの発振
周波数を計数回路１９によつて計算し、これを比
較回路２０によつて適正なトナー濃度を示す基準
周波数と比較し、トナー濃度の測定を行なう。測
定値が基準周波数から一定以上偏倚している場合
は、駆動回路２１が作動して、トナー補給器２２
の下部開口に設けられた供給ローラー２３を回転
させ、一定量のトナーを現像容器１内に供給す
る。このトナー濃度検知装置においては、測定す
る現像剤を、口径の小さな放出口から一定量を一
定速度で流下させ、これを測定するので、現像剤
量の変動による測定誤差がなく、正確なトナー濃
度の検知が行なわれる。

現像装置の現像剤通路を兼ねた掻き落し板に設
けられる別のトナー濃度検知装置の例を第３図を
参照して説明する。これは、第２図に示すのと同
様なセンサー部において、ホツパー１５の上部に
流入口１５ａを開閉するためのシヤツター２４
を、そしてその下部に放出口１５ｂ，１５ｃを開
閉するためのシヤツター２５をそれぞれ設けてあ
る。この装置におけるトナー濃度の検知は、先
ず、上部シヤツター２４を開き、下部シヤツター
２５を閉じて、掻き落し板１３上を矢印方向に流
下する現像剤の一部をホツパー１５の流入口１５
ａに貯留する。現像剤が流入口から溢れ出したと
きに上部シヤツター２４を閉じ、下部シヤツター
２５を開く。ホツパー内に貯留された一定量の現
像剤は、放出口１５ａから徐々に一定量、一定速
度で流出し始め、筒体１６の中を通過する。筒体
１６の外周には、コイル１７が挿着されており、
このコイルは同様に発振回路１８に接続されてい
る。筒体１６の中に現像剤が通過し始めると発振
周波数が急激に変化し、現像剤が通過している間
この周波数は一定に保たれ、現像剤が通過し終る
と元の周波数に戻る。この現像剤が通過し終るま
での時間を計数回路におけるクロツクパルスによ
つて測定する。この時間は、現像剤のトナー濃度
によつて変化する。すなわち、現像剤中のトナー
量が基準量よりも多いときは、その粘性のために
現像剤がホツパーの放出口から出にくくなり、そ
れだけ筒体中を通過し終るまでの時間が余計にか
かることになる。逆の場合、すなわち現像剤中の
キヤリア量が基準量よりも多いときは、現像剤は
流れやすくなつて、それだけ短時間で筒体中を通
過し終ることになる。したがつて、この所要時間
を、比較回路２０によつて、適正トナー濃度を表
わす基準値と比較して、トナー濃度の測定を行な
う。

前記したように、このようなトナー濃度検知装
置においては、ホツパー内に一時に多量の現像剤
が流入すると、その小さな放出口が目詰まりを起
こして、現像剤の放出が行なえなくなることがあ
る。このため、この発明においては、ホツパーの
現像剤流入口内に現像剤が適量づつ流入するよう
に、現像剤流入口の上部に、現像剤の流入量を規
制する開口を設ける。第４図から第６図に、ホツ
パーの流入口上部に、開口を設けたマスクを取付
けた例を示す。マスクに設ける開口の大きさは、
その現像剤流路断面積が、ホツパー上部流入口の
最大流路断面積よりも小さく、下部放出口の最小
流路断面積よりも大きいことを条件とする。第４
図に示すマスク３１には、ホツパー１５の流入口
と同心的に、これよりも直径の小さい開口３１ａ
が設けられている。第５図に示すマスク３２に
は、ホツパー１５の流入口と同程度の半径を有す
る二つの半円形開口３２ａおよび３２ｂが、現像
剤流路方向２７に平行に設けられている。第８図
に示すマスク３３には、ホツパー１５の流入口と
同程度の半径を有する一つの半円形開口３３ａ
が、現像剤流路方向２７を横切る方向に設けられ
ている。これらは、それぞれ実施例の一つに過ぎ
ず、上記面積的条件を満たすならば、その開口は
どのような形状、構成であつてもよい。また、ホ
ツパー上部にマスクを取付けるのではなくて、マ
スクの代りに、ホツパーが取付けられる部分の掻
き落し板の開口を、直接このような開口とするこ
ともできる。

このような開口が、ホツパーの流入口に適量の
現像剤を下部放出口の目詰まりを起こさずに供給
できる理由は、次のとおりである。第７図に示す
ように放出口が目詰まりを起こす理由は、漏斗状
の流入口に入る現像剤の流れのベクトルの大きさ
が、全体的に均一になつて釣合つているため、下
部の径の小さい放出口上部において、現像剤が架
橋状態を呈するからである。したがつて、第４図
に示すような開口を流入口上部に設ければ、第８
図に示すように、流入口の真中のベクトルが周囲
のベクトルよりも大きくなつて、ベクトルの釣合
いがくずれ、現像剤が架橋状態を起こすことがな
い。同様に、第５図に示すような開口は、第９図
に示すように流入口の周囲のベクトルが真中のベ
クトルよりも大きくなつて、同様に架橋状態を起
こすことがない。したがつて、ホツパー上部に設
ける開口は、別な言いかたをすれば、流入口に入
る現像剤の流れのベクトルの大きさが、流入口の
各部において均一にならないようにするために設
けられる。したがつて、この目的を達成すること
ができれば、開口はどのような形状、配置、構成
であつてもよい。

上記各実施例におけるホツパーの材質は、非磁
性かつ現像剤中のキヤリアと摩擦帯電しないもの
が良く、好ましくは、ポリアセタール樹脂が良
い。また、キヤリアに樹脂をコーテイングした現
像剤においては、ホツパーをその樹脂と同じ樹脂
で形成するとよい。

以上、この発明によれば、トナー濃度検知装置
の筒体内、すなわち検出部に常に適量の現像剤が
供給できるので、現像剤流入口下部の放出口が目
詰りを起こすことなく、正しいトナー濃度検知を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明が適用されるトナー濃度検
知装置を備えた磁気ブラシ現像装置の概略図、第
２図および第３図は、この発明が適用されるトナ
ー濃度検知装置の例のセンサー部を示す概略図、
第４図から第６図は、この発明のそれぞれ異なる
実施例を示す概略図、第７図から第９図は、第４
図から第６図に示すタイプの実施例における現像
剤の流れをベクトルで示す図である。 １３……現像装置の掻き落し板、１４……トナ
ー検知装置のセンサー部、１５……ホツパー、１
５ａ……流入口、１５ｂ……放出口、１６……筒
体、１７……コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁気ブラシ現像装置内において潜像担体に施
   された後の磁性キヤリヤとトナーからなる現像剤
   を案内するための掻き落し板からなる現像剤通路
   中に設けられ、上記現像剤通路を流下する現像剤
   を導入する漏斗状の現像剤流入口を有し、上記漏
   斗状の現像剤流入口下部の放出口から自由落下す
   る現像剤のトナー濃度を磁気的に検知するトナー
   濃度検知装置であつて、上記現像剤流入口に導入
   される現像剤の量を適正量に維持すると共に現像
   剤流入口に入る現像剤の流れのベクトルの大きさ
   が流入口の各部において均一にならないようにす
   るため、上記漏斗状現像剤流入口の上部に設けら
   れる開口の流路断面積を、上記漏斗状現像剤流入
   口の上部取入口の最大流路断面積よりも小さく、
   下部放出口の最小流路断面積よりも大きく形成し
   たことを特徴とするトナー濃度検知装置。