JPS6020750B2 - トナ−濃度検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真複写機の現像装置に於て、トナー濃
度を自動的に適正な濃度範囲に制御するためのトナー濃
度検知装置に関するものである。

従来、磁気ブラシ現像複写機において、トナー濃度を制
御する方法として、磁性体キャリャと非磁性体トナーと
の混合の割合が変化すると、見かけ上の透磁率が変化す
るのを利用し、この透磁率の変化量を、現像磁気ロール
からの漏洩磁束の変化量として検知し、それによってト
ナー補給装置の駆動を制御する方法が提案されているが
、その方法だと、取り出される信号レベルの変化が極め
て小さく、きめ細かい制御ができないだけでなく現像ロ
ールの高速回転、磁極上での現像剤の糠立ちの変動、現
像ロール上の現像剤の厚さの不均一性等による検出信号
の変動の方がトナーとキャリャの混合化による変動より
大きく、実用的でない。その他、漏洩磁束の変化によっ
てトナー濃度を検出する方法は、全て、原理的には、第
１図の様に閉磁路中で検出するので信‐号しベルの変化
は極めて小さく、均一な制御はできない。

即ち、第１図に示すように磁石１と磁性体２とを大気中
に配置して滋路を形成すれば磁石１のＮ極からＳ極へ向
う磁束は、磁性体２の内部を通る主磁束■２と、磁性体
２を通らない漏れ磁束■，と磁性体２を介して、外部に
漏れる漏洩磁束■３とに大別できる。

これらの磁束■，，■２，■３の値は、磁性体２の透磁
率が変化すれば変わる。従って磁束■３ を感磁素子ま
で側定すれば、磁性体２の透磁率を知ることができるが
、この方式では閉磁路中で検出するので、信号レベルの
変化が極めて小さく、従って、この方式を用いた複写機
では、画像濃度が大きく変動するという欠点がある。本
発明の目的は上述の欠点を除去し、トナー濃度の微小な
変化をも安定に検知し、キメ細かい制御ができる様なト
ナー濃度検知装置を提供することである。

以下その構成を第２図を参照しながら説明すると、鉄心
４、コイル５、５′で電磁石を構成し、磁性体ケース６
は磁路を構成している。

非磁性体板７と、非磁性体ブロック８とで構成された間
隙１０の中に磁性体キャリヤと、非磁性体トナーから成
る現像剤試料が入る。今、該電磁石に通電した場合、発
生する磁束は鉄心４から磁性体ケース６に向かう閉じた
主磁束■４と、無限遠に向かう漏洩磁束■５ に大別で
きる。この時、間隙１０内の現像剤試料のトナー濃度が
微小変化すると、見かけの透磁率も微小に変化するが、
磁性体ケース６に向かう閉じた主磁束■４ はほとんど
影響を受けない。それに反して、無限遠に向かう漏洩磁
束■５ は、現像剤試料のトナー濃度の微小変化にも大
きな影響を受ける。そして、その変化を磁束検出装置の
感磁素子９で検出し、トナー供給装置の駆動を制御する
ものである。第３図は、第２図で説明した本発明を実施
した磁気ブラシ現像装置の１例をその要部のみ示すもの
である。

即ち、該磁気ブラシ現像装置は、感光ドラム２２に形成
された静電槽像を可視像化するためのものであって、そ
の要部は現像剤１１を保持する現像剤保持部２３と、こ
の現像剤保持部２３に対して、定位暦に不動に設けられ
た磁石Ｍ，，Ｍ２とこれらの磁石を収納し、回転可能に
設けられた非磁性体の回転スリーブ１２と、トナ−１９
を保持するホッパー１８と、擬洋装暦１５と、トナー濃
度検知装置１６と、非磁性体のドクター板１７と、搬送
バケット１３と、トナー供給ロール２１と、トナー供給
モーター２０からなっている。

該磁気現像装置による現像は次の様になされる。

即ち、搬送バケット１３で運ばれた現像剤は、損洋装層
１５で充分に健洋された後、トナ−濃度検知装置１６に
落下し、そこで、トナー濃度を検知された現像剤は、定
位層に固定されている磁石Ｍ，，Ｍ２によって空間に定
常的に形成される磁場による磁気力により、回転スリー
ブ１２の周面に吸着され、磁気ブラシが形成される。回
転スリーブ１２を矢印方向へ回転させると、磁気ブラシ
はドクター板１７によって、その厚さを一定に揃えられ
、定形化されて、その先端部が、回転スリーブ１２と同
方向に回転す感光ドラム２２の表面に順次接触し、現像
剤中のトナーが静露潜像を構成する電荷に吸着されて、
静露潜像を感光ドラム２２の表面上で可視像化する。回
転スリーブ１２がさらに回転すると、現像剤は磁場の影
響を受けなくなり回転スリ−ブ１２の表面から剥脱され
て現像剤保持部２３の底部に収納される。磁束検出装置
は、第４図で示す様に「電磁石のコイル５にパルス波を
印加させるパルス状磁束発生ブロックと、感磁素子９の
出力を検知し、トナー供孫台モーター２０を制御する、
検知、制御ブロックに大別できる。

第５図を参照しながら動作を説明すると次の様である。

即ち時亥山Ｔ，において電源Ｅ，，Ｅ２が投入され、可
変定電圧電源２４で任意の電圧に調整された直流電源は
、パルス発生器２５で第５図Ｂの如く整形され、電磁石
のコイル５に印加される。そしてらの時に、第２図の間
隙１０内の現像剤は電磁石に捕捉され、そのトナー濃度
が検知され、時刻らでは該現像剤は解放され、次の現像
剤が間隙１川こ流入する。第５図Ｃは、感磁素子９の出
力であり、第５図Ｄは積分回路２６の出力である。ｅ，
は比較器内の基準電圧である。通電と同時に第５図Ｄに
て電圧はｅｏから上昇し、ある電圧値で落着く。Ｃ，の
場合、トナー濃度が高いので、積分電圧は、トナー濃度
に対する基準電圧ｅ，よりも低く、第５図Ｅに示す比較
器２７の出力はトナー供給モーター２０を動作させない
。Ｃ２でも同様であるが、時間経過と共にトナ−の割合
が減少しているので積分電圧はＣ，よりも高い。Ｃ３に
おいて、積分電圧は、基準電圧ｅ，を越え、比較器２７
の出力電圧が高レベルに反転し、出力回路２８を経てト
ナー供給モーター２０を駆動させる。この結果、トナー
が補給され、トナー濃度が上昇し、Ｃ４において積分電
圧は再びｅ，より低くなり、トナー供給モーター２０の
動作は終了する。第６図は、漏洩磁束と現像剤における
トナー濃度との対応関係の特性を示す実験結果の１例で
ある。機軸は現像剤中のトナー濃度を重量比で、縦軸は
感磁素子９によって検出された漏洩磁束をガウス単位で
示している。任意のトナー濃度に設定するには、第４図
の可変定電圧電源２４で、電磁石の発生磁束を変化させ
れば良い。以上の様にこの検知装置によれば、現像する
直前の現像剤のトナー濃度を常に検出し、フィードバッ
クするので、常に一定した複写物濃度を得ることができ
る。

またトナー濃度を磁束の変化で検知するので、制御装置
内のトナーによる汚れなどに対して安定に動作する。以
上、この発明の一実施例について述べたがこの発明の技
術的思想と範囲を逸脱することなく、種々の改変がなさ
れ得ることはもちろんである。

たとえば感磁素子９をホール素子、磁気抵抗素子等に置
きかえること、並びに検知装置の形状を変えること等は
この発明の請求範囲内である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の原理図、第２図は本発明による装
置の断面図、第３図は一実施例の要約図、第４図は本発
明による装置の回路ブロック図、第５図はこの装置の動
作を説明するのに有用な５組のタイムチャート、第６図
は実験結果のグラフである。 ６は磁性体ケース、７は非磁性体板、８は非磁性体ブロ
ック、９は感磁素子。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一方が開口した磁性体ケース６と、該磁性体ケース
   ６内に一方の磁極が開口部側にあるように配置した電磁
   石と、上記磁性体ケース６の開口部を蓋する非磁性体板
   ７と、該非磁性体板７との間に、非磁性体トナーと磁性
   体キヤリヤからなる現像剤が通過する間隙１０部を有す
   るように設けられた非磁性体ブロツク８と、間隙１０部
   の現像剤を介して電磁石の開磁路の磁束密度の変化を検
   知するように開口側の磁極と対向して設けられた感磁素
   子９からなるトナー濃度検知装置。