JPH01105973A - 現像装置のトナー濃度検知装置 - 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】 （１）発明の目的 （産業上の利用分） この発明は、静電複写機、同プリンタなど、静電記録プ
ロセスを利用する画像形成装置用現像装置の、とくにト
ナー濃度検知装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 像担持体表面に形成した潜像に、トナーを付着させてこ
れを顕像化する工程を含む周知の画像形成装置において
、現像剤として、トナーと磁性キャリヤとからなる２成
分系現像剤を使用するものが従来からひろく実用されて
いる。

このような現像剤を使用するものは、実際に現像に寄与
するのはトナーだけでキャリヤは関係がないので、現像
作業を継続するにつれて現像剤中のトナー着が減少して
画像濃度が低下することを免かれい。したがって、常時
トナー濃度を検知して、これが低下したときにはトナー
を補給することが必要となる。

このためのトナー量検知手段としては、現像剤中のトナ
ーにの変化による現像剤の、反射率の変化を検知する光
学的手段、透磁率変化を検知する磁気的手段など従来か
ら幾多のものが提案実用されている。

ところで、現像装置内の現像剤の振舞いをみると、一般
に現像剤収納部内には攪拌部材が配設してあり、トナー
が供給されたのち、この攪拌部材によって現像剤を攪拌
して、キャリヤ中にトナーを均一に分散させるようにな
っているのが普通である。

このような構成では、トナーが供給されてから、これが
現像剤中に均一の混合される状ｆｆ、になるまでにある
程度の時間がかかることはやむを得ないところであり、
このために、前述のようなトナー検知手段を用い、また
、これが正確に作動したとしても、実際の現像に寄与す
る部位におけるトナー量を常に適正に維持することは必
ずしも容易ではない。

たとえば、比較的小さい開口から、トナーを現像剤収納
部に供給するような場合、トナー検知１段を該開口近傍
に配置すれば、供給時の開口近傍の局部的な過剰トナー
を検知して実質的なトナー不足状ｙＥを招来して画像濃
度を低下させ、開口から離れた位置に配置すれば、供給
されたトナーが分散して検知手段がこれを検知するのに
時間がかかり、実質的に過剰トナー状態をもたらして、
カブリなどの画質の劣化を引き起こすおそれを免かれな
い。

複数個の検知手段を各所に配設して、それらからの信号
を総合して処理するような仕方も理論的には考えられる
が、このようなものは付帯機構が複雑になり、スペース
、コストの面から云っても側底実用に耐えるものでない
ことは容易に理解できるところであろう。

さらに、トナーを現像剤収納部に供給する開口位置が、
現像剤を現像位置に搬送する現像剤担持部材（いっばん
に、スリーブ状に形成されている場合が多い）の長手方
向にのびて比較的大きく形成されている場合には、トナ
ー濃度のムラを修正することが困難で、巾方向の一部に
カブリを生じたり、濃度ムラのある画像が得られるよう
な問題があった。

本発明は以上のような事態に対処すべくなされたもので
あって、２成分系現像剤を使用する現像装置において、
常時そのトナー濃度を正確に検知でき、濃度ムラやカブ
リの発生のない画像を得られるような現像装置用トナー
濃度検知装置を提供することを目的とするものである。

（２）発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用）上記の目的を達
成するために、本発明は、トナーと磁性キャリヤとから
なる２成分系現像剤を使用し、この現像剤を、現像剤担
持部材によって現像位置に送給するように構成した現像
装置に使用するトナー濃度検知装置において、少なくと
も濃度検知部位における現像装置側の材料の帯電特性を
、トナーのそれと同様としたことを特徴とするものであ
る。

このように構成することによって、本来のトナー濃度と
関係なく、現像装置側の濃度検知部位にトナーが付着し
て検知手段の誤作動を招来することを阻止して、常時安
定して正確に濃度を検知制御することが出来る。

（実施例の説明） 第１図は、本発明を適用するに適した現像装置の側断面
図であって、紙面に垂直方向にのびており、トナー供給
部１と、これにキャリヤを混合した現像剤を保持する現
像剤収容部２をそなえており、トナー供給部１内には、
不図示の制御手段によって、現像剤収容部内のトナーｅ
度が低下した場合に作動してトナーを現像剤収容部に供
給するトナー搬送部材３が配設しである。

前記トナー供給部１と現像剤収容部２とは、メツシュ状
のトナー補給開口３ａによって連通しており、前記搬送
部材の作動によってトナーは供給部１から該開口を経て
収容部２に供給されるものとする。

現像剤収容部２には、周面に複数の磁極を有する円筒状
の固定マグネットローラ７ａと、これを囲続しており、
不図示の駆動源によって矢印方向に回転する非磁性スリ
ーブ７ｂとからなる現像剤１ｕ持部材７が配設してあり
、該部材７が走行する像担持体りに近接して、その表面
の静電潜像にトナーを付与して該像を顕像化するものと
する。

図示符号４．５は前記現像剤担持部材７にほぼ平行に配
設されている、現像剤の攪拌搬送用スクリューであって
、前述のトナー供給部から供給されるトナーは、搬送ス
クリュー５によってキャリヤと攪拌混合されるとともに
、第２図に示すように、図示Ｘ方向に搬送され、該スク
リューは現像装置の外方に突出しているチューブ部材５
ａにまでのびているので、これに沿って搬送される。

チューブ部材５ａは、同図に示すように、上面して、前
記搬送スクリュー４が内装されているチューブ部材４ａ
内の搬送スクリュー４の近傍に達しているので、搬送ス
クリュー５によって攪拌搬送されたトナーは、搬送スク
リューによってさらに搬送されて現像装置内に復帰する
ことになる。

現像装置内に復帰した現像剤は、前記搬送スクリュー４
が内装されるチューブ状部４ｂに沿って進行し、このさ
い、該チューブ状部に形成された開口部８から落下して
前記担持部材７に達し、回転スリーブによって搬送され
、像担持体りに形成されている潜像に付着してこれを顕
像化するものとする。

現像装置内のトナーは、前述のように１、搬送スクリュ
ー５によってこれから排出されて進行するが、このさい
該チューブ状部材内部に現像剤の存在しない空間部分が
形成されず、迅速に搬送されるように、スクリュー５の
径は可及的に大きく形成して、この搬送匍域においてす
みやかにトナーがキャリヤに均一に混合されるようにす
るのが好適である。従って、トナー濃度検知手段１１を
この領域の適所に配設することによって、実際に現像に
寄与する現像剤に包含されているトナー濃度を正確に検
知制御することができる。

第３図は、搬送スクリュー５を内装したチューブ状部材
５ａに当接して配設したトナー濃度検知手段を例示する
ものであって、本体内に光源９ａが配してあり、その光
束の一部はセンサ９ｂに、一部は、チューブ状部材５ａ
に透明材料で形成した検知窓５ｂを介して内部の現像剤
で反射してセンサ９Ｃに達するようになっている。

したがって、両反射光をそれぞれ、たとえば電圧に変換
し、所定濃度のときに両者が等しくなるように調整して
おいて両者を逐次比較してゆき、センサ９Ｃによる出力
を、センサ９ｂのそれとの差によって前記トナー搬送部
材３を作動または不作動として、トナーの供給をオン、
オフするように制御することができることは容易に理解
できるところであろう。

ところで、このような構成とした場合、通常適宜材料の
透明合成樹脂で形成した検知窓５ｂの内壁面に次第にト
ナーが付着し、センサ９ｃに達する反射光がこのトナー
に影響されて減少して誤作動の原因となるおそれがある
ので、本発明においては、前記検知窓部の材料を、トナ
ーと同じ帯電極性を有する材料で構成するものとする。

以下これについて説明すると、現像剤が前述のように搬
送されてゆくと、搬送路の壁面との速動によって帯電し
、これによって現像剤の各要素と壁面との間に静電的な
力が作用する。

キャリヤと壁面との間に作用する力をＦｌ、トナーと壁
面との間に作用する力を特徴とする特許Ｆｌ＞Ｆ２ の状態のときにトナーが壁面に付着しにくくなる。

また、トナーとキャリヤの帯電量をｑとし、壁面との摩
擦帯電による電荷の授受量をΔｑとすると、壁面と現像
剤の各要素との間に作用する力は。

Ｆ％（ｑ＋Δｑ）２ となるから、上記前者の式を満足するには、トナーと壁
面との間の電荷授受量が小さく、キャリヤと壁面との間
の電荷授受量が大ききくなるように、すなわち、検知窓
近傍部分の材料として、下記の帯電系列表において、キ
ャリヤの帯電特性よりもトナーの帯電特性に近いものを
選・択するのが好適である。

帯電系列表 実際の実験例についていうと、トナーには、スチレン・
アミノ・アクリル系樹脂を用い、磁性キャリヤとしては
、ふっ素アクリルコーティングをほどこしたフェライト
を用いた。

これら両者を混合すると、トナーは正極性を、キャリヤ
は負極性を示すので、検知窓部材としては、キャリヤに
対しては正帯電し、かつトナーとの間の電荷授受量が、
キャリヤとの間のそれよりも小さい材料を選択すればよ
い。

実際には、検知窓を構成する材料を、トナーおよびキャ
リヤと摩擦帯電させ、その表面電位の絶対値が、キャリ
ヤと摩擦させたときの方が、トナーと摩擦させたときよ
りも大きいような材料を選択して良好な結果を得られた
が、とくに、両者の差が、キャリヤの場合の方が数百ポ
ルト高くなるような物質を使用した場合トナーの付着は
実質的に全くみられなかった。

前出の表に依っていうと、ナイロン、アクリルを検知窓
材料として用いた場合、トナーの付着はみられず、また
、ポリカニボネートでも同様の好結果を得られた。

したがって、前夫のナイロンよりも正帯電側の物質を採
用することによって検知窓へのトナーの付着を有効に阻
止することができる。

以上説明したように、トナー濃度検知手段近傍のトナー
通路の材料を、トナーと同じく１２電極性を示すもので
構成することによって、トナーの付着を阻止するための
クリーニング手段などを必要とせず、したがって簡単な
構成で高精度のトナー濃度の検知、管理を行なうことが
できる。

トナー検知手段の位置、構成などが一前述のようなもの
に限定されるものではなく、また、検知窓の材料も上記
にものに限らず、内面にトナーと同じ帯電特性になるよ
うな物質をコーティングしてもよい。

（３）発明の効果 本発明は、以上説明したように、２成文系現像剤を使用
する画像形成装置において、トナー濃度検知手段の少な
くとも濃度検知領域を、トナーと同じ帯電特性を示す物
質で構成したから、トナーが当該検知部分に付着するこ
とを有効に阻止することができ、特段の付帯機構を要す
ることなく、簡単な構成で高精度でトナー濃度の検知が
可能であるので、濃度正確に管理することができ、良質
の画像を植るのに資するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による現像装置の実施例の側断面図、 第２図は同上要部の端面断面図。 第３図はトナー検知手段を例示するその断面図である。 １・・・トナー供給部、２・・・現像剤収容部、３・・
・トナー搬送部材、４，５・・８搬送スクリユー、７・
・・現像剤担持部材、８・・・開口、９・・・トナー検
知装置。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 トナーと磁性キャリヤとからなる２成分系現像剤を用い
   、トナーを消費するに従ってこれを現像剤に補給し、搬
   送しながらキャリヤにトナーを均一に混合させたのち、
   この現像剤を潜像担持面に供給するようにした画像形成
   装置用現像装置において、 前記キャリヤとトナーの搬送部位適所にトナー濃度検知
   手段を配設するとともに、該検知手段の少なくとも検知
   領域に相当する搬送部位を、トナーと同じ帯電特性を示
   す材料で形成してなるトナー濃度検知装置。