JPS60239780A - 現像剤濃度測定装置 - 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】 （技術分野〉 本発明はマグネットブラシ現像装置内の磁性二成分現像
剤中のトナー濃度の測定装置に関するものである。

（従来技術） 磁性キャリアとトナー等を混合し−Ｃ構成される磁性二
成分現像剤中に含まれるトナーの混合比（以下、現像剤
濃度と呼ぶ）を検知してその比率を一定値に保つ様にト
ナーを補給する装置は公知であり、その為の現像剤濃度
測定装置も種々の原理によるものが知られている。例え
ば現像剤濃度変化による透磁率の変化をコイルセンサに
よって検知する方法が特公昭４６−８２８０号公報によ
って公知であり、更に高感度で安定した測定を行う為の
改良が多数提案されている。この場合、コイルセンサの
配置場所の選択も重要であって、コイルセンサを安定し
た現像剤の流れに対向させないと良好な測定を行うこと
ができない。

第１図は従来多数提案されているコイルセンサの配置場
所の代表的な例を示すものである。符号１は現像装置全
体を示し、そのハウジング２内に現像ローラ３を配置す
る。この現像ローラは固定のマグネットローラ４とその
周りを回転する非磁性スリーブ５とから構成される。ハ
ウジング２内にはさらにスクレーパ６および攪拌羽根７
を配置すると共に開口部にはドクターブレード８を配置
し、スリーブ５上に形成される現像剤の厚さを規制して
いる。スリーブ５が矢印方向に回転することによって現
像剤はスリーブ５上に保持されて現像を行った後スクレ
ーパ６によってスリーブ５から除去され、攪拌羽根７上
に落下する流れが生ずる。現像剤の安定したスムースな
流れはドクターブレード８からスクレーパ６の終端に到
る領域で得られ、この間にコイルセンサを配置する例が
多い。例えばスクレーパ６の上方にコイルセンサ１０を
配置したものが知られているが、スクレーパ６の裏面側
にコイルセンサ１１を配置する場合もある。

但しスクレーパ６上の現像剤の流れは重力作用によるも
のであって特に傾斜面の流れはわずかな外力で変化して
しまうために、コイルセンサの配置及び現像剤の流れを
スチームに行わせるための補助手段を必要とすることが
多い。コイルセンサ１１はスクレーパ６に設けた孔から
現像剤を分流、落下させる流路に配置してあり、現像剤
の流れはよりスムースであると考えられる。また、現像
ローラ５の上方の現像剤に接してコイルセンサ９を配置
する場合もある。

以上のコイルセンサの配置例は、マグネットローラ４を
固定し、非磁性スリーブ５を回転させる形式の現像装置
における配置であるが、マグネットローラを回転させる
方式の現像装置においては、現像剤の流れの経過、状況
が著しく異なるために前記従来例のような位置にコイル
センサを配置することができない。

第２図はマグネットローラ回転方式の現像装置の一例を
示すもので、例えば特開昭５５−４１４５０号公報に示
されている構成の要部を図示したものである。本例では
現像ローラ１２は、回転可能に支持されるマグネットロ
ーラ１３と非磁性スリーブ１４とから構成されていて、
現像剤は矢印方向に搬送されるようにスリーブとマグロ
ールの回転を設定する。現像剤層の厚さを規制するブロ
ック１５を設けると共にスクレーパ１６は支持ブロック
１７により保持する。パドルホイール１８は円盤又はリ
ング状フレーム２０の周部にトレイ１９ａ〜１９ｆを配
置して矢印方向に回転するように構成されている。

パドルホイール１８の下端部は点線で示す現像剤だまり
中に没して現像剤を攪拌する作用と、トレイによって現
像剤をくみ上げて現像ローラ１２に供給する作用とを有
している。現像剤だまりの中には攪拌羽根２１を配置す
る。パドルホイール１８が回転してそのトレイ１９ａ〜
１９ｆに現像剤を乗せて現像ローラ１２に現像剤を供給
し、現像ローラ上を時計方向に現像剤は移動してスクレ
ーパ１６の部分で現像ローラから落下する。マグネット
ローラ回転方式の現像装置においては、現像剤の安定し
た流れを確保するため、あるいは他の理由によって現像
ローラ１２上の現像剤層の厚みは１ミリメートル以下、
特に０．５ミリメートル程度に設定されることが多いこ
ともあって、現像ローラ近傍にコイルセンサを配置する
良好な場所がない。したがって、コイルセンサによって
現像剤の濃度を高精度で安定に測定することができない
欠点があった。

（発明の目的） 本発明の目的はマグネットロール回転方式の瑛像ローラ
およびパドルホイールを含む現像装置において、安定し
た高い検知感度が得られる場所へコイルセンサを配置す
ると共にこれに対応した検知回路を採用することにより
高精度の現像剤濃度測定装置を提供しようとするもので
ある。

（発明の概要） 本発明は、マグネット現像ローラと、現像剤を攪拌する
作用および現像ローラへ現像剤を供給する作用を有する
パドルホイールと、現像剤を収容するハウジングとを具
え、パドルホイールのＦ端部が現像剤だまりの中に没す
るように現像剤が収容される現像装置において、前記パ
ドルホイールのトレイによって搬送される現像剤の通路
に接近してコイルセンサを含む部材を配置したことを特
徴とするものである。

このような構成とした本発明の現像剤濃度測定装置によ
れば、コイルセンサを配置した部分に、パドルホイール
のトレイによる現像剤のスムースな流れが強制的に形成
されるので高精度の現像剤濃度の測定を行うことができ
る。

また、本発明の好適な一実施例においては、前記コイル
センサを含む部材を、前記パドルホイールが現像剤だま
りから脱出する領域近くに配置する。このように構成す
ると、コイルセンサを配置した位置に現像剤のスムース
な流れが強制的に形成されると共に現像装置に収容する
規像剤量が変動してもコイルセンサ部分を流れる現像ｊ
１１Ｊ７）かさ密度はあまり変化しないので、なお一層
高精度の現像剤濃度測定を行うことができる。

さらに本発明の好適な実施例においては、前記パドルホ
イールに附属する複数個のトレイの中の一つを特定し、
このトレイがコイルセンサを含む部材に対向する位置を
通過する時に得られるコイルセンサの検知信号をサンプ
リングして得た信号に基いて現像剤濃度を検出するよう
構成する。このように構成すると、パドルホイールを形
成するトレイの形状にばらつきがあっても特定のトレイ
によって搬送される現像剤のみを検知することになるの
で、トレイの形状、取付けの誤差に基く検知誤差の発生
を防止することができる。

さらに本発明の好適な実施例においては、前記パドルホ
イールのトレイがコイルセンサを含む部材と対向してい
ない時に得られるコイルセンサの検知信号によって、ト
レイがコイルセンサを含む部材と対向している時に得ら
れるコイルセンサの検知信号を補正して得られる信号に
基いて現像剤濃度を検出するよう構成する。このように
構成するとコイルセンサが現像剤と対向していないとき
の゛信号によってコイルセンサ自身の変動を検知し、こ
の信号によって現像剤検知信号を補正することができる
ので、一層正確に現像剤濃度を測定することができる。

（実施例） 第３図は本発明の一実施例を示す図である。本例では、
第２図に示した構成の現像装置に適用したもので、回転
移動するパドルホイール１Ｂのトレイ１９ａ〜１９ｆの
回転経路に接近させて、これとほぼ平行に狭い現像剤通
路Ｘが形成されるように、コイルセンサを含むセンサ部
材２４を配置する。なお、センサ部材２４の前後のハウ
ジング２２は、好適には現像剤の滞留を防止するために
パドルホイール１８の円周に沿った形状とする。パドル
ホイール１８のトレイの回転経路と、センサ部材２４と
のギャップは、ここに介在する現像剤が滞留し４い条件
を満たすことが必要であり、第３図に示すようにセンサ
部材２４が現像剤だまりの表面ｙよりも下方に配置され
る場合には、０．５韮〜１１Ｉｌｉとするのが好適であ
る。なお、後述する様に、センサ部材が現像剤だまりの
表面ｙよりも上方にある場合には、パドルホイール１８
のトレイがセンサ部材に対向する位置を脱出してしまう
とセンサ部材の部分から現像剤が無くなってしまうので
、この場合には現像剤が滞留することはない。

このように構成することにより、パドルホイールを具え
た現像装置において、現像剤が滞留することなく、検知
精度の高いコイルセンサの配置位置を得ることができる
。

上述したように、コイルセンサを現像剤だまりの表面ｙ
よりも下方に配置した場合は例えば現像剤の交換等によ
って使用する現像剤の総量が変化したり、装置の配置が
傾いたときに、現像剤だまりの表面ｙからコイルセンサ
の位置までの深さが変化して、現像剤のかさ密度の変化
に伴なう検知精度の低下を伴なうことがある。

このような検知精度の低下を回避するため、本発明の伯
の実施例においては、第４図に示すように、コイルセン
サを含むセンサ部材２５を現像剤だまりの表面ｙより上
方に配置する。このようにすれば、パドルホイール１８
が矢印方向に回転するのに伴なって、トレイ１９ａ〜１
９［がセンサ部材２５に対向する位置を通過する毎に、
センサ部材２５の表面はトレイ内に収容された現像剤に
よっておおわれると共に、各トレイ内には所定量の現像
剤しか収容されないから、現像剤だまりの表面ｙの高さ
が変化しても、トレイによってセンサ部材２５に対向す
る経路を移動する現像剤の量や密度はあまり変化せず、
したがって精度の高い測定を行なうことができる。また
、現像剤はトレイ部分がセンサ部材２５を通過するとき
のみ、センサ部材２５の全面の空間を満し、トレイが通
過してしまえばセンサ部材２５の部分に現像剤は存在し
なくなるから、現像剤が滞留して検知精度を低下させる
ことはない。

なお、本実施例においては、パドルホイール１８に附属
するトレイの描く軌跡と、ハウジング２２およびセンサ
部材２５とのギャップを通して現像剤の一部が流れ落ち
るから、このギャップを極力狭くしてセンサ部材２５の
部分を通過する現像剤量が減少し過ぎないように構成す
る。

第３図および第４図に示した実施例において、コイルセ
ンサから得られる検知信号は、パドルホ、イール１８の
回転に伴なって周期的に変動し、一様にはならない。第
５図は第４図に示した実施例において、コイルセンサか
ら得られる検知出力の一例を模式的に示すものであって
、パドルホイール１８の一回転に対応する出力の状況を
示し、タイミングａ、−ｆはパドルホイール１８に附属
するトレイ１９ａ〜１９ｆがセンサ部材２５を通過する
タイミングを示している。トレイ１９ａ〜１９ｆの形状
やその取付装置は、各トレイに対して必ずしも一様に作
成することができないから、検知出力もその不均一性に
対応して変化する。

第５図に例示した検知出力から、現像剤中のトナー濃度
の指示またはトナー補給指令信号を形成するには、トレ
イがセンサ部材に対向しているタイミングａ−ｆにおけ
る検知出力信号をピックアップすればよく、また各トレ
イの形状、取付誤差によって生じる検知出力の変動に基
く検知精度の低下を防止するには、パドルホイール１８
に取付けられたトレイの一つを特別に指定して、該トレ
イがセンサ部材と対向している部分の信号のみをピック
アップすればよい。

第６図は、上記の目的のために構成したブロック回路例
を示すものである。′コイルセンサ３０で検知される現
像剤中のトナー濃・度に関する情報は、コイルのインダ
クタンスの変化としてとらえられ、このインダクタンス
の変化は例えばしＣ共振回路の共振周波数の変化として
ピックアップされる。

、＋　）ｔ−ＡＡ　］ｌ　７１７＋７’ｙ　＋＋　＊ｎ
／７′１出ｈｃｍａノ＃　ＪｉｉＡ　Ｅｌ　ａ３１およ
びゲート回路３２を経て出力信号回路３３に供給する。

パドルセンサ３４は、パドルホイール１８に附属するト
レイが所定の位置を通過していることを検知するセンサ
で、例えばパドルホイール１８の回転軸や、パドルホィ
ール１８自体にカム、突起、磁石、鉄片等の作動子を設
けると共に、口の作動子の軌跡上にこれによって作動さ
れるマイクロスイッチ、リードスイッチ、光電スイッチ
等を設けることによって構成することができる。この作
動子は、各トレイに対応した数だけ設ける場合と、パド
ルホイール１８上の一つのトレイにのみ対応して設ける
場合とがある。後者の構成は、上述したようにトレイの
形状、取付位置のバラツキによる検知精度の低下を防止
する場合に適合する。パドルセンサ３４の検知出力はゲ
ート信号として使用できるようにサンプリング信号回路
３５にて処理を行なう。ゲート回路３２は検知信号回路
３１の出力から所望のタイミングの信号のみを、サンプ
リング信号回路３５の指令によって抽出して出力信号回
路３３に送り込む。出力信号回路３３は断続的な検知信
号からトナー濃度に対応する連続的な信号を作り出した
り、トナー補給を指示するオン−オフ信号を作成するよ
う構成する。

第６図に示した回路例においては、パドルセンサ３４を
コイルセンサ３０と別個に設けたが、両者の役割をコイ
ルセンサ３０のみによって行うこともできる。第７図は
そのためのブロック回路例を示しており、第４図を参照
してその作動を説明する。

第４図において、符号２６はパドルホイール１８のトレ
イ１９ｆに接近して設けた磁性体であって、トレイ１９
ｆに現像剤を収容した状態よりも高い透磁率の磁性体を
もって構成する。センサ部材２５と磁性体２６とが対向
することによって、コイルセンサ３０から得られる信号
を検知信号回路３１で処理した後に、パドル信号分離回
路３１でパドルホイール１８上の特定トレイを指示する
信号として認知し、この信号を遅延サンプリング信号回
路３Ｂでパドルホイール１８が回転し、コイルセンサ３
０に対向する部分が磁性体２６からトレイ１９ｆまで移
動する時間だけ遅延させてゲート信号とする。該ゲート
信号によってゲートを開いた時点でコイルセンサ３０は
トレイ１９ｆによって運ばれてきた現像剤を検知してお
り、該検知信号に基いて出力信号回路３３を作動させて
所望状態の信号を得るように構成する。このように、コ
イルセンサ３０をパドルセンサとしても利用させること
により構成を簡略化できる。

以上の実施例において、コイルセンサ３０は温度変化に
よって検知出力が変動して検知精度を低下させる場合が
ある。本発明の更に他の実施例に於ては、このようなコ
イルセンサ３０の温度変化特性を補正する目的で、コイ
ルセンサ３０が現像剤を検知したときの信号を補正し、
これにより上記問題を解決する。第８図はそのためのブ
ロック回路例であり、特定したトレイがセンサ部材に対
向していることを検知するパドルセンサ３４及びこの信
号を受けてサンプリング信号を発生するサンプリ鴫ング
信号回路３５を具える。サンプリング信号回路３５はゲ
ート回路３２に信号を送り込み、該ゲート回路３２にお
い現像剤を検知した信号を抽出し、この信号を＃１のチ
ャンネルを通して一旦メモリ回路３９に記憶保存する。

サンプリング信号回路３５からの信号により、同時にタ
イマ４１を作動させる。タイマ４１はパドルホイール１
８上の特定したトレイがセンサ部材と対向する位置を脱
出したタイミングでゲート回路３２を開く信号を送出し
、該信号によってコイルセンサ３０からの検知信号を＃
２のチャンネルを通して演算回路４０に送り込む。演算
回路４０は該＃２のチャンネルの信号と＃１のチャンネ
ルを通ってメモリ回路３９に記憶されている信号とを比
較演算して、コイルセンサ３０の変化分を補正したトナ
ー濃度検知信号を送出する。なお、パドルセンサ３４は
第７図の場合と同様にしてコイルセンサ３０によってそ
の機能を代用さゼることも可能である。

以上の説明においては、コイルセンサ３０からの補正信
号はセンサ部材に現像剤が対向していない時点の検知信
号を利用しているが、補正信号発生時にコイルセンサコ
０を所定の現像剤の透磁率に近い透磁率を付与したブロ
ックと対向させておけば、作動状態と略等しい条件下で
コイルの変化をとらえることができるから、より一層正
確な検知出力補正を実現することができる。第４図に符
号２７で示す部材がそのために設けた磁性体であり、こ
の磁性体２７はこれとセンサ部材との空隙に現像剤が滞
留しないように、高透磁率材料で作成し、薄板状に加工
してやや広い空隙を形成するように構成することが好ま
しい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によればパドルホイ
ール型現像装置においてコイル式トナー濃度検知装置の
ためのコイルセンサを含む部材をパドルホイールのトレ
イによって強制的に搬送される現像剤通路に接近した位
置に配置することができるから、現像剤濃度を高精度で
安定に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はマグネットローラ固定、非磁性スリーブ回転方
式の現像装置におけるコイルセンサの従来の配置例を示
す線図、 第２図は本発明を適用するマグネットローラ回転方式の
現像装置の構成を示す線図、 第３図は本発明の現像装置の一実施例の構成を示す線図
、 第４図は同じく本発明の現像装置の他の実施例を示す線
図、 第５図は同じくそのコイルセンサの検知信号を示す波形
図、 第６図はコイルセンサの検知信号の信号処理回路の一例
の構成を示すブロック図、 第７図および第８図は同じくコイルセンサの検知信号の
信号処理回路の他の二つの構成を示すブロック図である
。 １２・・・現像ローラ　１３・・・マグネットローラ１
４・・・非磁性スリーブ　１８・・・パドルホイール１
９ａ〜１９ｆ・・・トレイ　２２・・・ハウジング２４
．２５・・・コイルセンサ部材 ２６．２７・・・磁性体　３０・・・コイルセンサ３１
・・・検知信号回路　３２・・・ゲート回路３３・・・
出力信号回路　３４・・・パドルセンサ３５・・・サン
プリング信号回路 ３１・・・パドル信号分離回路 ３８・・・遅延サンプリング信号回路 ３９・・・メモリ回路　４０・・・演算回路４１・・・
タイマ 特許出願人　オリンパス光学工業株式会社第１図 第２図 第６図 ３／　７２　３３ 手続補正書 昭和５９年５　月１８日 昭和５９年　５　月１４日提出の特許願２、発明の名称 現像剤濃度測定装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （０３７）　オリンパス光学工業株式会社外１名 ５゜ 明細書の浄簀殉内亭に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マグネット現像ローラと、現像剤を攪拌する作用お
   よび現像ローラへ現像剤を供給する作用を有するパドル
   ホイールと、現像剤を収容するハウジングとを具え、パ
   ドルホイールの下端部が現像剤だまりの中に没するよう
   に現像剤が収容される現像装置において、前記パドルホ
   イールのトレイによって搬送される現像剤の通路に接近
   してコイルセンサを含む部材を配置したことを特徴とす
   る現像剤濃度測定装置。 ２、前記コイルセンサを含む部材を、前記パドルホイー
   ルが現像剤だまりから脱出する領域の近くに配置したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲１記載の現像剤濃度測定
   装置。 ３、前記パドルホイールに付属する複数個のトレイの中
   のひとつを特定し、このトレイがコイルセンサを含む部
   材に対向する位置を通過するときに得られるコイルセン
   サ検知信号をサンプリングして得た信号に基いて現像剤
   濃度を検出するよう構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲１記載の現像剤濃度測定装置。 ４、前記パドルホイールのトレイがコイルセンサを含む
   部材と対向していないときに得られるコイルセンサの検
   知信号によって、トレイがコイルセンサを含む部材と対
   向しているときに得られるコイルセンサの検知信号を補
   正して得られる信号に基いて現像剤濃度を検出するよう
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲１記載の現像
   剤濃度測定装置。