JPH0239076A

JPH0239076A - 現像剤の濃度検出装置

Info

Publication number: JPH0239076A
Application number: JP18996088A
Authority: JP
Inventors: Yukio Nishio; 行生西尾
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1990-02-08

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】〔概要］電子写真記録装置などのように、潜像担持体に形成され
た潜像に現像剤を静電吸着力で付着させて現像し、次い
で記録媒体に転写し定着させる装置における現像剤の濃
度検出装置に関し、濃度検出を正確に行なえるようにす
ることを目的とし、現像剤を潜像担持体側に供給して現像を行ない、残余の
現像剤を回収し、再度潜像担持体側に供給する現像装置
において、潜像担持体側からの回収通路の途中に現像剤の濃度セン
サを配設し、かつ該濃度センサの検出面を、水平に対し
て３０〜６０度傾斜させると共に、検出面の中央部が、
現像剤タンク中の現像剤のきっ水の最下部と同程度か多
少高い所に位置するように配置してなる構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子写真記録装置などのように、潜像担持体
に形成された潜像に現像剤を静電吸着力で付着させて現
像し、次いで記録媒体に転写し定着させる装置における
現像剤の濃度検出装置に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来の現像装置を示す図で、（ａ）は垂直断面
図、（ｂ）は要部斜視図である。１は現像剤タンクであ
り、撹拌ローラ２が内蔵され、その上（１４）の片方に
トナーカートリッジ３が配設され、他方にマグネットロ
ーラ４が配設されている。マグネットローラ４は、回転
式のスリーブ５に内蔵され、かつ固定している。そして
スリーブ５に隣接して、潜像担持体である感光ドラム６
が配設されている。

感光ドラム６が反時計方向に回転し、表面の潜像部が現
像部７側に移動するものとすると、撹拌ローラ２とスリ
ーブ５は、時計方向に回転する。

そのため、現像剤タンク１中の現像剤は、撹拌ローラ２
の放射方向羽根訃・・で、第６図の右から左方向に移動
しつつスリーブ５の上にくみ上げられ、撹拌されながら
、マグネットローラ４側に移動してＳｌｉに吸着される
。そして吸着された現像剤は、スリーブ５の時計方向回
転により、該スリーブ５の上側に搬送され、ドクターブ
レード９によって余分な現像剤がかき落とされる。かき
落とされた現像剤は、矢印ａ１で示すように、ドクター
ブレード９に突き当たって、スリーブ５上方の傾斜板１
０の上にガイドされる。そして傾斜板１０ａ、１０ｂ・
・・によって、第６図の左から右方向、すなわち撹拌ロ
ーラ２のトナー搬送方向とは逆の方向に移送されて、撹
拌ローラ２の上に落下し、再度スリーブ５の回転で現像
部７側に供給される。これにより、キャリアとトナーの
撹拌と同様に、濃度の不均一さをなくすための撹拌が行
なわれる。

矢印ａ２で示すように、ドクターブレード９の下を通過
して、現像部７に供給された現像剤は、現像に必要な量
のトナーのみが、感光ドラム６の潜像に静電吸着され、
現像が行なわれる。そして、残余のトナーとキャリアは
、スリーブ５に吸着された状態で、スリーブ５の下側に
ガイドされ、反発磁極Ｓｔ、　Ｓ３の中間まで移動する
と、反発力によってスリーブ５から開放され、落下する
。こうして落下した現像剤は、現像剤タンク１の底の斜
面を滑り落ち、かつ撹拌ローラ２の時計方向回転によっ
て、再びスリーブ５上に搬送される。

現像剤タンク１の傾斜底面には、現像剤のトナー濃度を
検出するための濃度センサ１１が配設されている。現像
剤は、現像用のトナーと、トナーを摩擦帯電させると共
に現像部まで搬送する媒体となる磁性粉から成るキャリ
アとを混合した２成分現像剤である。そのため、現像部
７において、トナーが感光ドラム６に付着して現像に供
されると、現像剤タンク１中の現像剤は、次第にトナー
濃度がうすくなってくる。トナーの濃度が低下したこと
を濃度センサ１１で検出すると、モータＭを駆動して、
Ｉｆｆｆｆ−ラ１２を回転させ、トナーカートリッジ３
から、現像剤タンク１にトナーが補給される。このよう
にして、現像剤タンクｌ中の現像剤は、常時一定のトナ
ー濃度に保たれる。

第７図は現像剤の動きを示す断面図であり、スリーブ５
の回転によって、現像部７から現像剤が次々と戻って来
るため、後から来た現像剤が、先に戻ってきた現像剤を
次々と、撹拌ローラ２側に押し込むようにして、濃度セ
ンサ１１の上面を含む斜面を滑り落ちる。現像剤は粉体
であり、密度に自由度があるため、前記のように現像剤
タンクｌの底に向かって、傾斜面を現像剤が押し込まれ
て滑降するときに、１３で示すように、濃度センサ１１
の上（１４）の部分で、現像剤の密度が間欠的に変化し
、脈動を起こす。

濃度センサ１１は、透磁率を検出し測定するものであり
、磁性粉であるキャリアのトナーに対する相対量を検出
することになる。すなわち、現像部７において、樹脂か
らなるトナーが消費されることで、現像剤中におけるキ
ャリアの相対量が増加し、濃度センサ１１の上を通過す
る現像剤のキャリアの密度が増大することになる。した
がって、トナーが減少し、濃度が低下すると、濃度セン
サ１１の検出出力が増大し、検出信号によって、前記の
ように補給ローラ１２が始動し、トナーの補給が行なわ
れる。

なお１４は、現像剤タンク１中における現像剤１５のき
っ水であり、濃度センサ１１側が低く、トナーカートリ
ッジ２側が高くなる。１６は、スリーブ５の回転によっ
てドクターブレード９側に搬送され、該ドクターブレー
ド′９によって傾斜板１ｏ上に押し戻される現像剤であ
る。

〔発明が解決しようとする課題］ところで、現像部７から戻って来た現像剤が、濃度セン
サ１１の上面を押し込まれて滑降するときに、現像剤の
密度が間欠的に変動すると、密度の低い部分が通過する
ときは検出出力が低下し、逆に密度の高い部分が通過す
るときに検出出力が増大することになり、検出出力が上
下に振れて、不安定となる。検出出力の増大が所定時間
継続すると、トナー不足と判断して、補給ローラ１２の
駆動指令信号をモータに出力するが、前記のように現像
剤が脈動し、現像剤が粗・密を繰り返すと、検出出力の
持続時間が短いために、トナー補給指令が出力されず、
その結果トナー不足を来たし、濃度不良を招くという問
題がある。

本発明の技術的課題は、従来の現像剤の濃度検出装πに
おけるこのような問題を解消し、濃度検出を正確に行な
えるようにすることにある。

Ｃ課題を肝決するための手段〕第１図は本発明による現像剤の濃度検出装置の基本原理
を説明する断面図である。現像剤が、潜像担持体６側か
ら現像剤タンク１側へ戻される回収通路の途中に、現像
剤の濃度センサ１１が配設されている。この濃度センサ
１１は、現像剤タンク１側に向かって下り坂となるよう
に、傾斜して配置され、かつ濃度センサ１１の検出面１
１ａの水平に対する傾斜角度θが３０〜６０度となるよ
うに急傾斜になっている。

また、濃度センサ１１の検出面１１ａの中央部が、現像
剤タンク１中の現像剤１５のきっ水１４の最下部と同程
度か多少高い所に位置するように配置されている。

〔作用）現像剤が潜像担持体６側から現像剤タンク１側に回収さ
れる際に、現像剤は濃度センサ１１の検出面１１ａ上を
通過するが、本発明では、検出面１１ａが３０〜６０度
と象、傾斜になっているため、検出面１１ａを通過する
ときに、現像剤の自重で円滑に流れ落ちる。すなわち、
現像剤は、後から押す力で前進するのでなく、自重で急
斜面を滑り落ちる。

また検出面１１ａの中央部が、現像剤タンク１中の現像
剤のきっ水１４の最下部と同程度か、多少高い所に位置
するように配置されているため、現像剤が急傾斜の検出
面１１ａを滑り落ちる際の妨げとならず、円滑に流れ落
ちることができる。

このように現像剤が、検出面１１ａの上を自重で円滑に
流れ落ちるため、検出面１１ａの上を移動する現像剤の
量が常に均一となり、密度変動を来たす恐れがない。そ
の結果、濃度センサ１１は、常に一定量の通過現像剤中
のキャリアの相対量を検出でき、検出精度が向上するの
で、補給ローラの誤動作による濃度不良が未然に防止さ
れる。

〔実施例〕

次に本発明による現像剤の濃度検出装置が実際上どのよ
うに具体化されるかを実施例で説明する。

第２図は本発明の第一実施例を示す断面図であり、第６
図に示す従来装置と同一部分には同じ番号が付されてい
る。現像剤クンクＩ中の現像剤は、撹拌ローラ２の回転
によって撹拌されながら、マグネットローラ４側に搬送
されて、Ｓｌ磁極に吸引され、その外（１４）のスリー
ブ５の回転によって感光ドラム６側に搬送され、途中で
余分な現像剤は、ドクターブレード９で傾斜Ｆｉｔｏ上
に排除され、羽根１０ａにより方向が規制され、現像剤
タンク１の撹拌ローラ２上に戻される。

現像部７に供給された現像剤は、感光ドラム６表面の潜
像にトナーが静電吸着され、次の転写器１７によって記
録媒体に転写される。こうしてトナーが消費され、トナ
ー量が相対的に減少した現像剤が、スリーブ５の回転に
よって３１磁極とｓ　３６ｆｔ極の下に到来すると、両
磁極ｓ１、ｓ３による反発力でスリーブ５から開放され
る。そして濃度センサ１１上に落下し、検出面１１ａが
４０度程度の急傾斜になっていることと、現像剤タンク
１内の現像剤のきっ水１４の最下部が検出面１１ａ中央
部と同程度か多少低いことと相俟って、検出面１１ａ上
の現像剤は、円滑に流れ落ちる。このように、検出面１
１ａ上の現像剤の流れが円滑なため、現像剤が検出面１
１ａ上を移動する際の密度変動が少なく、現像剤の移動
量が均一となる。そのため、濃度センサ出力が安定し、
補給ローラ１２が誤動作することはなく、良好なトナー
濃度が得られる。すなわち、濃度センサ１１は、現像剤
濃度が淡いと、高い出力を発生し、プリンタ装置側は、
設定したレベルを濃度センサ出力が越えると、補給ロー
ラエ２を駆動し、濃度センサ出力が低下するまで、現像
剤の補給が行なわれる。

なお、感光ドラム６上のトナー像が転写器１７で記録媒
体に転写されると、次の剥離帯電２Ｓ１８によって記録
媒体が感光ドラム６から円滑に剥離される。ついで感光
ドラム６の回転によって、クリーナユニット１９の正面
に到来して、感光ドラム表面に付着しているトナーが清
掃された後、前帯電器２０で全面が一様に帯電され、潜
像形成装置２１の前に移送される。

第３図は本発明の第二実施例である。この実施例は、第
一実施例とは、ドクターブレード９および傾斜板ｌＯの
形状が異なるのみで、他はほぼ同じ構成になっている。

また濃度センサ１１の検出面１１ａの傾斜角度は、４０
度程度である。

第４図は、検出面１１ａの傾斜角度が４０度の実施例装
置と従来の傾斜角度２２度の装置とのセンサ出力波形を
比較する図である。（ａ）〜（Ｃ）は実施例装置におい
て、印字デユーティをＯ％印字、８％印字、２７％印字
というように変化させて印字した場合のセンサ出力波形
であり、印字デユーティが増加してトナーの消耗が増え
るに従って、センサ出力波形の振れが増大しており、現
像剤の濃度を正確に検出していることを示している。

これに対し、（ｄ）は、従来装置により、印字デユーテ
ィ０％で印字した例であるが、０％印字のためトナーは
全（消耗されていないにも係わらず、出力波形は０．２
Ｖも変動しており、出力波形の振れは、本発明実施例装
置における２７％印字デユーティの場合よりも大きく（
約２倍）、濃度検出が不正確であることを示している。

この原因は、前記のように濃度センサ１１上を移動する
現像剤の粗・密度比にある。

第５図は印刷枚数が増加しトナーが消耗されるに伴い印
字濃度が変化する状態を示す実験データである。■は本
発明の実施例装置におけるデータであり、現像剤の濃度
が正確に検出され、トナーの補給が正確に行なわれてい
るために、印刷枚数が増加しても、印字濃度は安定して
いる。これに対し、■■で示す従来装置におけるデータ
は、印刷枚数が増加して、現像剤濃度が低下しているに
も係わらず、濃度検出が不正確なために、トナー補給が
不足した結果、印字濃度が次第に低下している。

表、１は、検出面１１ａの傾斜角度θを変えた場合の、
濃度センサ１１の検出動作の信顧性を比較した例である
。

表、１表、１は、代表的な角度しか例示されていないが、傾斜
角が３０度では、条件によっては、正確に検出できる場
合もあった。実験結果を総合すると、傾斜角θが３５〜
５５度程度の程度は、正確な濃度センサ出力が得られた
。また傾斜角が６０度以上の急傾斜になると、装置毎の
出力にバラツキが生じた。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、潜像担持体側からの現像
剤回収通路の途中に配設される濃度センサを、その検出
面が、水平に対して３０〜６０度となるように傾斜を付
けて配置し、かつ検出面の中央部が、現像剤タンク中の
現像剤のきっ水の最下部と同程度か多少高い所に位置す
るように配置する構成となっている。そのため、検出面
１１ａ上を現像剤が円滑かつ均一に流れ落ち、濃度セン
サＩＩの上を現像剤が移動するときの流量と流速が常に
安定し、濃度センサによる現像剤の濃度検出の信頼性が
向上し、常に良好な印字濃度を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による現像剤の濃度検出装置の基本原理
を説明する断面図、第２図は本発明の第一実施例を示す
断面図、第３図は本発明の第二実施例を示す断面図、第
４図は従来装置と本発明の実施例装置における濃度セン
サの出力波形を示す図、第５図は従来装置と本発明の実
施例装置における印刷枚数に対する印字濃度の変化を示
す図、第６図は従来の現像装置を示す断面図と要部斜視
図、第７図は従来の現像剤の濃度検出装置における現像
剤の移動状況を示す断面図である。図において、工は現像剤タンク、２は撹拌ローラ、３は
トナーカートリッジ、４はマグネットローラ、５はスリ
ーブ、６は潜像担持体（感光ドラム）、７は現像部、Ｉ
ｆは濃度センサ、１１ａは検出面、Ｉ２は補給ローラ、
１４は現像剤のきっ水、Ｉ５．１Ｇは現像剤をそれぞれ
示す。特許出願人　　　　　富士通株式会社復代理人　弁理士　　福　島　康　文０　Ｚ　ｄｕｌｙ擢獣０６Ｍ θ％ｄｔｌぐ狐戒θ２ｖ１＝￥］刷牧数１≦対する叩字濃度変化第５図ｓｉｏ−

Claims

【特許請求の範囲】現像剤を潜像担持体側に供給して現像を行ない、残余の
現像剤を回収し、再度潜像担持体側に供給する現像装置
において、潜像担持体（６）側からの回収通路の途中に現像剤の濃
度センサ（１１）を配設し、かつ該濃度センサ（１１）
の検出面（１１ａ）を、水平に対して３０〜６０度傾斜
させると共に、検出面（１１ａ）の中央部が、現像剤タンク（１）中の
現像剤のきっ水（１４）の最下部と同程度か多少高い所
に位置するように配置してなることを特徴とする現像剤
の濃度検出装置。