JPS63208887A - トナ−濃度検出装置 - Google Patents
トナ−濃度検出装置Info
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- JPS63208887A JPS63208887A JP4444887A JP4444887A JPS63208887A JP S63208887 A JPS63208887 A JP S63208887A JP 4444887 A JP4444887 A JP 4444887A JP 4444887 A JP4444887 A JP 4444887A JP S63208887 A JPS63208887 A JP S63208887A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
- G03G15/0848—Arrangements for testing or measuring developer properties or quality, e.g. charge, size, flowability
- G03G15/0849—Detection or control means for the developer concentration
- G03G15/0851—Detection or control means for the developer concentration the concentration being measured by electrical means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、複写機などの画像形成機における現像装置に
用いられ、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー8
1度検出装置に関する。
用いられ、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー8
1度検出装置に関する。
(従来技術)
かかる現像装置としては、現像剤を現像スリーブ上に磁
気的に吸引して現像スリーブの回転により感光体との対
向部に搬送し、感光体表面の潜像を顕像に現像するもの
が通例である。この現像装を内には、磁性tヤリアとト
ナーからなる顕像剤が収容されており、現像剤中のトナ
ー濃度は適正な画像濃度を得るために常に所定範囲内に
維持されなければならない。そこで従来から、現像装置
内のトナー濃度を検知するトナー濶1琵検出装rを備え
、この検出装置による検出値に基づき、現像装置内への
トナーの補給中を制御することが行、なわれている。
気的に吸引して現像スリーブの回転により感光体との対
向部に搬送し、感光体表面の潜像を顕像に現像するもの
が通例である。この現像装を内には、磁性tヤリアとト
ナーからなる顕像剤が収容されており、現像剤中のトナ
ー濃度は適正な画像濃度を得るために常に所定範囲内に
維持されなければならない。そこで従来から、現像装置
内のトナー濃度を検知するトナー濶1琵検出装rを備え
、この検出装置による検出値に基づき、現像装置内への
トナーの補給中を制御することが行、なわれている。
この種のトナー瀧度検出装置としては、現象装置ケース
内の現像剤の充填6を位買的に検出するレベルセンサや
、同装置内の現像剤の透磁率を検出することでトナー濃
度を検出するようにした透磁率センサなどが知られてい
る。
内の現像剤の充填6を位買的に検出するレベルセンサや
、同装置内の現像剤の透磁率を検出することでトナー濃
度を検出するようにした透磁率センサなどが知られてい
る。
ところが、レベルセンサは、機械の設置状態や現1象装
置内での現像剤の攪拌不良などによる現像剤の片寄りの
影響を受は易く、また透磁率センサは、使用するキャリ
アに応じてセンサ回路をセットすることから、使用可能
なキャリアの磁気特性範囲が限定され、汎用性に劣ると
いった問題を有していた。しかも、両センサとも検出す
るのは現1象装置内の攪拌部近傍の現像剤であって、画
像に41g影響する現像スリーブ上の現像N1ではなく
、したがって、外乱を受は易く、必ずしも正確なトナー
濃度が検出できているとは占えない状態にあった。
置内での現像剤の攪拌不良などによる現像剤の片寄りの
影響を受は易く、また透磁率センサは、使用するキャリ
アに応じてセンサ回路をセットすることから、使用可能
なキャリアの磁気特性範囲が限定され、汎用性に劣ると
いった問題を有していた。しかも、両センサとも検出す
るのは現1象装置内の攪拌部近傍の現像剤であって、画
像に41g影響する現像スリーブ上の現像N1ではなく
、したがって、外乱を受は易く、必ずしも正確なトナー
濃度が検出できているとは占えない状態にあった。
また透磁率センサは、透11率を測定するものであって
、磁気的に現像剤を吸引して搬送する現像スリーブに余
りに近接して設けると磁場の影響を受けることから、そ
のようなことは避けなければならないといった制約も有
していた。
、磁気的に現像剤を吸引して搬送する現像スリーブに余
りに近接して設けると磁場の影響を受けることから、そ
のようなことは避けなければならないといった制約も有
していた。
(発明の目的)
本発明は、上記問題点を解消するもので、画像に直接影
響する現像スリーブ上の現像剤のトナー11度を検出す
ることができるトナ−8a位検出装置を提供することを
目的とする。
響する現像スリーブ上の現像剤のトナー11度を検出す
ることができるトナ−8a位検出装置を提供することを
目的とする。
(発明の構成)
本発明は、現像剤を磁気的に吸引して搬送する現像スリ
ーブを備えた現像装置内のトナー濃度を測定するトナー
濃度検出装欝において、現像スリーブの外周に若モの間
隔をおいて対向電極を設けるとともに、この対向電極と
現像スリーブとの間に交流1斤を印加し、上記対向NK
iと現像スリーブの間に印IflL、た電圧と、上記両
者間に現像スリーブ上に吸引された現像剤層を通して流
れる電流との位相差を検出する位相差検出部と、予め求
めておいたトナー濃度と位相差のデータと上記(Q相差
検出部による検出値とを比較する比較部とを備えたもの
である。
ーブを備えた現像装置内のトナー濃度を測定するトナー
濃度検出装欝において、現像スリーブの外周に若モの間
隔をおいて対向電極を設けるとともに、この対向電極と
現像スリーブとの間に交流1斤を印加し、上記対向NK
iと現像スリーブの間に印IflL、た電圧と、上記両
者間に現像スリーブ上に吸引された現像剤層を通して流
れる電流との位相差を検出する位相差検出部と、予め求
めておいたトナー濃度と位相差のデータと上記(Q相差
検出部による検出値とを比較する比較部とを備えたもの
である。
この構成により、現像スリーブ上の現像剤層中のトナー
濃度が電気的に検出され、測定上における!iinの影
響などを受は難いものとなる。
濃度が電気的に検出され、測定上における!iinの影
響などを受は難いものとなる。
(実施例)
第1図は本発明のトナー溌度検出装冒の一実施例構成を
示す。感光体ドラム1に対して現像装置2が設けられ、
この現像装置2のケース3内には、非磁性i#電林なと
でなる円筒状の現像スリーブ4、攪拌ロー55、現像剤
の穂切り部材6、穂切り部材6により堰き止められた現
像剤を環流させる案内板7を有し、かつ、ケース3内に
ホッパー8から補給されるトナー帛を制御するモータ駆
動の補給ローラ9を有する。現像スリーブ4は感光体ド
ラム1の回転方向と順方向にモータにより回転駆動され
るもので、その内部には周面上に祷数の磁極を有した固
定の磁気ローラ10を備えている。
示す。感光体ドラム1に対して現像装置2が設けられ、
この現像装置2のケース3内には、非磁性i#電林なと
でなる円筒状の現像スリーブ4、攪拌ロー55、現像剤
の穂切り部材6、穂切り部材6により堰き止められた現
像剤を環流させる案内板7を有し、かつ、ケース3内に
ホッパー8から補給されるトナー帛を制御するモータ駆
動の補給ローラ9を有する。現像スリーブ4は感光体ド
ラム1の回転方向と順方向にモータにより回転駆動され
るもので、その内部には周面上に祷数の磁極を有した固
定の磁気ローラ10を備えている。
そして、現像スリーブ4の外周であって、感光体ドラム
1と対向する現像部11よりも現像スリーブ4の回転り
同士流側で穂切り部材6よりも下流側に、現像スリーブ
4と感光体ドラム1との間隔と同程度の間隔をおいて、
対向電極12を設けてシ)る。この対向電極12として
は、例えば真ちゅう製で直径10#程度の表面を有する
IP電体を、絶縁物13に電極となる表面を露出させた
状態で埋め込んだものを用いればよい。
1と対向する現像部11よりも現像スリーブ4の回転り
同士流側で穂切り部材6よりも下流側に、現像スリーブ
4と感光体ドラム1との間隔と同程度の間隔をおいて、
対向電極12を設けてシ)る。この対向電極12として
は、例えば真ちゅう製で直径10#程度の表面を有する
IP電体を、絶縁物13に電極となる表面を露出させた
状態で埋め込んだものを用いればよい。
また、上記対向電極12と現像スリーブ4の間には、負
荷抵抗14を介して図示のごとく交流電源15(ビーク
値が20VIS1度でよい)により交流信号を印加し、
この交流電源15により印加した対向電極12と現像ス
リーブ4との間の電圧Vと、現像スリーブ4上の現像剤
層を通して上記両δ間に流れる電流Iどの位相差Φを検
出する位相差検出部16を備えている1゜ さらに、この位相差検出部16により検出した位相差φ
と、予め求めておいたトナー濃度と位相差のデータとを
比較する比較部1,7を備え、この比較部17の出力に
よりトナー補給モータ19を駆動するための信号を出力
する制御部18を備えている。また、上記トナー濃度と
位相差とのデータとしては、後)ホする第4図に示すご
ときデータであるが、ここではトナー補給を停止あるい
は開始する位相差の最大、最小のしきい値データ20(
第1図)を準備したものを示す。
荷抵抗14を介して図示のごとく交流電源15(ビーク
値が20VIS1度でよい)により交流信号を印加し、
この交流電源15により印加した対向電極12と現像ス
リーブ4との間の電圧Vと、現像スリーブ4上の現像剤
層を通して上記両δ間に流れる電流Iどの位相差Φを検
出する位相差検出部16を備えている1゜ さらに、この位相差検出部16により検出した位相差φ
と、予め求めておいたトナー濃度と位相差のデータとを
比較する比較部1,7を備え、この比較部17の出力に
よりトナー補給モータ19を駆動するための信号を出力
する制御部18を備えている。また、上記トナー濃度と
位相差とのデータとしては、後)ホする第4図に示すご
ときデータであるが、ここではトナー補給を停止あるい
は開始する位相差の最大、最小のしきい値データ20(
第1図)を準備したものを示す。
ここに、本発明は、交流電圧Vと電流lの位相差ψは、
トナー81度によって変わることを利用したちのである
が、以上にその原F[’説明を行なう。
トナー81度によって変わることを利用したちのである
が、以上にその原F[’説明を行なう。
第2図は本発明H置による上記現像スリーブ4の現像剤
層を通して流れる電気回路の等価回路を示す。同図に示
すように、現他剤層は抵抗R(Ω)と静電容@c(F)
の両成分を持ち、電気的には両者の並列回路に8き換え
て考えることができる。
層を通して流れる電気回路の等価回路を示す。同図に示
すように、現他剤層は抵抗R(Ω)と静電容@c(F)
の両成分を持ち、電気的には両者の並列回路に8き換え
て考えることができる。
いま、交V、電圧Vを印加すると、
V=Voe j ″) し
・・・ (1)1 =V/Z =Vo
(1/R+jωC)ej(J)t=Vo ITnl
+ω C 0゜j(ωt +tan−’ RCω)ここに、Io−
=Vo−/ )ω Ctanψ=RCω
・ (2)くただし、ωは角周波数、Zは並列回
路のインピーダンス) とおけば、 1==Ioej(″)t+ψ)・(3)となり、電気信
号として取り出せる波形は、上記(1)、 (31式
の実数部であるから、電圧V : Vo CO5(Z)
t ・= (4)電流1:[oCO3(
ωt+ψ) ・(5)となり、これら (4)、
(5)、より、電流Iは電圧Vより佼相がψだけ進ん
でいることが判る11この位相差ψは、(2)式より分
るように、現像剤の抵抗Rと静電容量0分によりQ”
<ψ〈90°の範囲で変化する。
・・・ (1)1 =V/Z =Vo
(1/R+jωC)ej(J)t=Vo ITnl
+ω C 0゜j(ωt +tan−’ RCω)ここに、Io−
=Vo−/ )ω Ctanψ=RCω
・ (2)くただし、ωは角周波数、Zは並列回
路のインピーダンス) とおけば、 1==Ioej(″)t+ψ)・(3)となり、電気信
号として取り出せる波形は、上記(1)、 (31式
の実数部であるから、電圧V : Vo CO5(Z)
t ・= (4)電流1:[oCO3(
ωt+ψ) ・(5)となり、これら (4)、
(5)、より、電流Iは電圧Vより佼相がψだけ進ん
でいることが判る11この位相差ψは、(2)式より分
るように、現像剤の抵抗Rと静電容量0分によりQ”
<ψ〈90°の範囲で変化する。
第3図は上記電at入力と電圧■入力とをデジタルオシ
ロで観測した電圧、電流の各波形を示す。
ロで観測した電圧、電流の各波形を示す。
同図から分るように電流波形は電圧波形に対し、位相差
ψだけ進んでいる。ここに、現像剤の成分に応じてRC
の積(時定数τ)が大であれば、ψは90°に近付く。
ψだけ進んでいる。ここに、現像剤の成分に応じてRC
の積(時定数τ)が大であれば、ψは90°に近付く。
第4図は現像剤のトナー濃度(r/D)と時定数でおよ
び位相差(ρの関係データを示す。ここに、T/Dとは
現像剤りの吊に対する1〜ナーTの茄の割合(%)であ
り、本f−タは現像スリーブ4を200 rpmにて回
転駆動し、交流電圧の周波数を50 Hzとし、現像ス
リーブ4と対向型VjA12の間隔を1.2msとした
ときのものである。このように位相差ψとトナー濃度r
/Dは・一定の関係をhするので、このデータを画像形
成機本体に記憶させておけば、測定値との比較でトナー
補給の制御を行なうことができる。なお、上記第1図の
実施例では、しきい値データ20に基づき、トナー補給
モータ19がオン、オフ制御されることになる。
び位相差(ρの関係データを示す。ここに、T/Dとは
現像剤りの吊に対する1〜ナーTの茄の割合(%)であ
り、本f−タは現像スリーブ4を200 rpmにて回
転駆動し、交流電圧の周波数を50 Hzとし、現像ス
リーブ4と対向型VjA12の間隔を1.2msとした
ときのものである。このように位相差ψとトナー濃度r
/Dは・一定の関係をhするので、このデータを画像形
成機本体に記憶させておけば、測定値との比較でトナー
補給の制御を行なうことができる。なお、上記第1図の
実施例では、しきい値データ20に基づき、トナー補給
モータ19がオン、オフ制御されることになる。
次に、上記位相差検出部16(第1図)の具体構成例を
第5図に示す。本例では、現像スリーブ4の回転などに
よるノイズ、回転むらの影響を受けないように、電流■
と電圧Vの信号はローパスフィルタ101に入力され、
高周波成分をカットし、さらに、A/r)変換器102
を通して積分回路103に人力し、ここで波形の平滑化
を行ない、その後に、位相差検出回路104に人力する
ようにしている。
第5図に示す。本例では、現像スリーブ4の回転などに
よるノイズ、回転むらの影響を受けないように、電流■
と電圧Vの信号はローパスフィルタ101に入力され、
高周波成分をカットし、さらに、A/r)変換器102
を通して積分回路103に人力し、ここで波形の平滑化
を行ない、その後に、位相差検出回路104に人力する
ようにしている。
なお、上記の′t4像〜1の抵抗Rと静電古都C分の傾
向について第6図、第7図を用いて説明すると、第6図
において、電流波形lと電圧波形Vの各最大値1 wa
xを[a、VmaxをvOとし、電圧が零のとぎの電流
を11とすると、 C=(1/ω)11/V。
向について第6図、第7図を用いて説明すると、第6図
において、電流波形lと電圧波形Vの各最大値1 wa
xを[a、VmaxをvOとし、電圧が零のとぎの電流
を11とすると、 C=(1/ω)11/V。
R= tan φVo/(1
となり、これらにより、CとRがそれぞれ求まる。
第7図は、これら抵抗Rと静電容吊C分のトナー81度
r/Dに対する関係を示すものである。
r/Dに対する関係を示すものである。
また、本発明においては、対向電極12は現像部11よ
りも晩会スリーブ4の回転方向の直上流側に設けている
ことから、現像0前の現像剤の穂のトナー濃度を測定す
ることができ、したがって従来のケース3内のtl拝さ
れている現像剤のトナー濃度を測定するもの等に比し、
測定誤差が少なく、■−確かつ的確な測定が可能で、画
像品質を確保するためのデータとしては最適なしのとな
る。。
りも晩会スリーブ4の回転方向の直上流側に設けている
ことから、現像0前の現像剤の穂のトナー濃度を測定す
ることができ、したがって従来のケース3内のtl拝さ
れている現像剤のトナー濃度を測定するもの等に比し、
測定誤差が少なく、■−確かつ的確な測定が可能で、画
像品質を確保するためのデータとしては最適なしのとな
る。。
なお、上記実施例ででは、対向電極12を穂切り部材6
よりも下流側に設けているが、これに限られるものでは
なく、また、対向電極12は磁気ローラ10の!14I
iに対向する位買に設けることが、現像剤の穂が立って
いる部位の測定が可能となることから、最も望ましいが
、理論的には磁気ローラ10の磁極と磁極の間において
ら実現可能である。また、本発明では電気的にトナー8
1度を検知していることから、磁気ローラ10による磁
場の影響を受けにくいことは勿論である。
よりも下流側に設けているが、これに限られるものでは
なく、また、対向電極12は磁気ローラ10の!14I
iに対向する位買に設けることが、現像剤の穂が立って
いる部位の測定が可能となることから、最も望ましいが
、理論的には磁気ローラ10の磁極と磁極の間において
ら実現可能である。また、本発明では電気的にトナー8
1度を検知していることから、磁気ローラ10による磁
場の影響を受けにくいことは勿論である。
(発明の効果)
以上のように本発明によれば、現像スリーブの外周に配
設した対向電極と現像スリーブの間に交it圧を印加し
、これら両者間に印加された電圧と両名間に現像剤層を
通して流れる電流との位相差を測定することでトナー濃
度を検出するようにしたものであるので、画像に直接に
影響する現像スリーブ上の現像剤のドブ−1度を正確、
かつ的確に検出することができ、ひいては従来のレベル
センサヤ)透磁率センサに比し、外乱を受りることかな
く安定し、かつ汎用性をもった検出が可能となる。
設した対向電極と現像スリーブの間に交it圧を印加し
、これら両者間に印加された電圧と両名間に現像剤層を
通して流れる電流との位相差を測定することでトナー濃
度を検出するようにしたものであるので、画像に直接に
影響する現像スリーブ上の現像剤のドブ−1度を正確、
かつ的確に検出することができ、ひいては従来のレベル
センサヤ)透磁率センサに比し、外乱を受りることかな
く安定し、かつ汎用性をもった検出が可能となる。
第1図は本発明のトナー濃度検出装欝の一実施例による
構成図、第2図は同装置の作動原理を説明するための等
価回路図、第3図は電圧と電流の波形図、第4図はトナ
ー81度に対する時定数(τ)と位相差(ψ)の関係図
、第5図は位相差検出部の貝体例を示すブロック図、第
6図は現像剤の抵抗と静電容量の値を説明するめの電流
、電圧波形図、第7図はトナー濃度に対する抵抗と静電
容量の関係図である。 2・・・現像装置、4・・・現像スリー7.12・・・
対向電極、15・・・交流電源、16・・・位相差検出
部、17・・・比較部、20・・・しきい値(データ)
。
構成図、第2図は同装置の作動原理を説明するための等
価回路図、第3図は電圧と電流の波形図、第4図はトナ
ー81度に対する時定数(τ)と位相差(ψ)の関係図
、第5図は位相差検出部の貝体例を示すブロック図、第
6図は現像剤の抵抗と静電容量の値を説明するめの電流
、電圧波形図、第7図はトナー濃度に対する抵抗と静電
容量の関係図である。 2・・・現像装置、4・・・現像スリー7.12・・・
対向電極、15・・・交流電源、16・・・位相差検出
部、17・・・比較部、20・・・しきい値(データ)
。
Claims (1)
- 1、現像剤を磁気的に吸引して搬送する現像スリーブを
備えた現像装置内のトナー濃度を測定するトナー濃度検
出装置において、現像スリーブの外周に若干の間隔をお
いて対向電極を設けるとともに、この対向電極と現像ス
リーブとの間に交流電圧を印加し、上記対向電極と現像
スリーブの間に印加した電圧と、上記両者間に現像スリ
ーブ上に吸引された現像剤層を通して流れる電流との位
相差を検出する位相差検出部と、予め求めておいたトナ
ー濃度と位相差のデータと上記位相差検出部による検出
値とを比較する比較部とを備えたことを特徴とするトナ
ー濃度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4444887A JPS63208887A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | トナ−濃度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4444887A JPS63208887A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | トナ−濃度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63208887A true JPS63208887A (ja) | 1988-08-30 |
Family
ID=12691771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4444887A Pending JPS63208887A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | トナ−濃度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63208887A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012015629A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Eastman Kodak Company | Resonant-frequency measurement of electrophotographic developer density |
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1987
- 1987-02-26 JP JP4444887A patent/JPS63208887A/ja active Pending
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