JPS6232787B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真複写機等における現像剤濃
度検知装置に関する。

従来、現像剤を用いる乾式電子複写機において
は、静電潜像を形成された感光体に、黒色トナー
を含む現像剤を流下させて上記潜像を可視像化す
る。この際に、感光体に付着するトナーの量、い
わゆるトナー付着量で表わされる現像能力は得ら
れる複写画像の画質の良否を左右する大きな要因
の一つである。従つて、複写プロセスの反覆によ
つて消費されるトナーは、この濃度を適時検知し
て、常に現像装置の現像剤容器中に適量を保つよ
うに補給されなければならない。

現像能力を検知する手段として、トナーとキヤ
リアーの色彩を異ならしめ又は濃淡として、その
色調の変化を光電的方法により検知するものや、
トナーと鉄粉キヤリアーとの混合による現像剤を
用いトナー濃度が変化する時の透磁率変化を検知
するものが提供されている。しかしながら前者に
ついては、一般にトナーは黒色などの濃い色に着
色されているのでキヤリアー表面は比較的白い色
に着色する必要があり、後者については、キヤリ
アーが磁性体でない場合、キヤリアーが一般に非
磁性であるカスケード現像剤には使用できない。
また何れにしろ、キヤリアーに対するトナーの含
有率を測定する方式故、現像剤の劣化が起つた場
合には、現像能力（単位電界強度の、単位面積当
りの静電潜像保持表面に与えることができるトナ
ー量と定義する）が変化してしまい、これを一定
に保つことはできない。これらの欠点を克服する
ために、電界を用いてトナーを付着させ、この付
着量を検知して現像能力を測定する方式が提案さ
れている。

すなわち、電圧印加した金属円板上に付着され
たトナー量を光反射を利用した光電的方法で検知
する手段又は互いに平行に配置された透明電極の
間に現像剤を流し電圧を印加して電極の片側に付
着したトナーを光電的方法で検知する手段が提案
されているが、前者については円板を回転する機
構が必要なばかりでなく、本質的に光電素子のト
ナーによる汚染が避けられないので、精度の維持
が困難であり、後者については検知時間中常にト
ナーが２枚の電極の何れかの側に付着しているの
で、クリーニングレベルを知ることができず、正
常なトナー以外による変動すなわち光源の出力変
動、電界以外によつて付着したトナー量の多少、
受光素子の出力変動による影響を補償することが
できない。

さらにこの方法では、１対の電極の片方がトナ
ー付着状態にあるとき、他の電極はトナーのクリ
ーニング状態にある。従つて電極の十分なクリー
ニングを行うために十分な電界と時間をかける
と、片方の電極には、トナーの付着が必要以上に
多くなり光の透過が低下してこの付着を検測する
には強い光源と高感度の受光素子が必要となりコ
スト高となる欠点を有する。

本発明は、かかる欠点を除去し、トナーの付着
とクリーニングを独立で行なうことができ、また
クリーニングレベルの検知信号と付着レベルの検
知信号を比較することによつて、クリーニングレ
ベルの影響を除いた高精度の現像能力検知手段を
備えた現像剤制御装置を提供することを目的とす
る。

かかる目的は、現像剤容器と、この現像剤容器
に連通された現像剤通路と、この現像剤通路に対
向して配置された一対の透明電極板と、これら透
明電極板を間において配置された発光素子と受光
素子とを有し、上記透明電極板に付着しているト
ナーを光学的に検知してトナー量に応じた信号を
出力する現像能力検知手段と、上記透明電極板表
面に開口部が向くように配置された空気吹き出し
手段と、上記現像剤容器と上記現像能力検知手段
との間の現像剤通路に設けられていて、現像剤流
量を制御する現像剤制御弁と、上記空気吹き出し
手段の空気吹き出し動作を制御する空気制御弁
と、上記現像剤制御弁と上記空気制御弁とを交互
に且つ周期的に作動させる駆動手段と、上記透明
電極板表面にトナーが付着したときの上記現像能
力検知手段の出力信号値と、上記空気吹き出し手
段の空気吹き出しによつて上記透明電極板表面の
トナーを清掃したときの上記現像能力検知手段の
出力信号値との比に基づく値を検出し、この検出
値と標準濃度の現像剤中のトナーが上記透明電極
に付着したときの上記現像能力検知手段が検出し
た値に基づく標準設定値とを比較して、上記検出
値が上記標準設定値より大きいとき現像剤濃度低
下信号を出力する比較回路を備えたことを特徴と
する電子写真用現像剤制御装置によつて達成され
る。

以下図示の実施例につき本発明を詳細に説明す
る。第１図において、符号２は現像剤容器、同３
は現像剤制御弁、同６は圧力空気槽、同７は空気
制御弁、同８は空気吹き出しノズル、同９，９ａ
は透明電極板をあらわす。現像剤容器２の下端開
口部と連通する通路４は下方へ延びて相対向して
配置された透明電極板９，９ａを有する現像能力
検知手段に接続される。現像能力検知手段は上記
透明電極板９，９ａを透過する光源１０と、この
光源１０の光を検知する受光素子１１をを含んで
おり、光源１０及び受光素子１１はともに防塵カ
バー１２によつてシールされている。上記現像能
力検知手段の下部は更に通路１３に接続される。
上記通路４に進入していて、開口部８ａが透明電
極板９，９ａに向くように配置された空気吹出し
ノズル８は空気制御弁７の一端に連通し、空気制
御弁７の他端はコンプレツサー５の吐出空気を貯
える圧力空気槽６と連通させてある。

現像剤制御弁３と空気制御弁７の開閉動作を交
互に周期的に行わせる駆動手段１４のリンク１４
ａは電源スイツチ１５の接点を開閉さす開閉子１
５ａを固着させている。電源スイツチ１５の一端
は電位付勢装置１６を介して接地され、他端は片
方の透明電極板９ａの端部に接続されている。他
の透明電極板９の端部は接地されている。符号１
８は比較回路を示しており、入力側は受光素子１
１さらには操作設定回路１７に接続され、出力側
は図示しないトナー補給手段を作動する作動機構
たとえばモーター１９に接続されている。

次に、この実施例の作用について説明する。現
像剤容器２に収容された現像剤１は駆動手段１４
によつて現像剤制御弁３が周期的に開閉し、従つ
て通路４の中を下方に流れたり流れなかつたりす
る。制御弁３が開の状態にあるとき、現像剤１は
通路４を通つて透明電極板９，９ａの間に流れ込
み、さらに通路１３を通り図示されない搬送手段
で現像剤容器２に戻される。コンプレツサ５の吐
出空気は圧力空気槽６に貯えられ、周期的に作動
する駆動手段１４により開かれる空気制御弁７を
通り、空気吹き出しノズル８の開口部８ａから吹
き出される。その空気流によつてトナーが付着し
た透明電極板９，９ａの表面は清掃される。駆動
手段１４は制御弁３，７を交互に開閉させるほ
か、電源スイツチをも周期的に開閉させる機能を
有するが、これらの開閉状態は制御弁３の開閉を
基準にすると次のようになる。すなわち制御弁３
が開くと、現像剤１は流下し同時にスイツチ１５
が閉成するから、電位付勢装置１６が作動し透明
電極板９ａの表面に現像剤中のトナーが付着す
る。トナーが透明電極９ａに付着した状態のと
き、受光素子１１が検知したときの光源１０から
の光量（トナー量）を電気信号としてして比較回
路１８へ入力しておく、次に制御弁３が閉じる
と、現像剤の流れは停止し、同時に制御弁７が開
き、さらにスイツチ１５が切り換えられるから、
透明電極板９，９ａは接地されて電位差を失な
い、これら電極板表面に付着したトナーは容易に
吹き出しノズル開口部８ａからの空気流によつて
吹き飛ばされ電極板表面は清掃される。清掃され
た状態を検出手段を介して検出し、この出力を比
較回路１８に入れる。従つて両者の出力の比較
は、透明電極表面のトナー付着のバラツキがキヤ
ンセルされた状態と、トナーが付着された状態と
を比較していることになり、正確なトナー濃度所
謂現像能力をあらわすことになる。

トナーの透明電極板の表面に対する付着、清掃
を第２図によりさらに詳しく説明すると、同図ａ
は電極板９，９ａ間に直流電界を印加しトナーの
付着を行なつている状態を示している。ここでは
説明を簡単にするため直流電界を用いたが交流電
界でも可能である。同図ａはトナーが負に帯電し
ている場合である。同図ｂは右側の透明電極面に
トナーが付着した状態でかつ現像剤の流下が停止
した状態を示す。このときに光源１０と受光素子
１１とを用いてトナーの付着量が検出される。こ
の場合トナーには何ら外力が作用してないので両
電極は接地しておいてよい。同図ｃはノズル開口
部８ａから高圧空気を吹きつけ、透明電極板９，
９ａに付着したトナー層を吹き飛ばして清掃を行
なつている状態である。そのあとでクリーニング
レベルを検出するものであるが、このレベルが変
動しても、このレベルは直前のトナー付着時の信
号レベルと比較することによつてその変動幅がキ
ヤンセルされるのである。例えば、透明電極板表
面のクリーニングの程度が低くくても、この時の
信号レベルと、その直前のトナー付着時の信号レ
ベルとを比較しているので、真のトナー濃度を検
知していることになる。さらに標準濃度の現像剤
中のトナーが透明電極板表面に付着した場合に相
当する検出出力を操作設定回路１７で予め設定し
て比較回路１８に入力しておけば、上述したクリ
ーニングレベルの変動をキヤンセルした刻々の現
像能力検出出力とを比較して、これらの差の出力
信号によつて図示されないトナー補給手段を作動
する作動機構１９を作動さすことができる。

ここで、トナー付着にバラツキがあつても、こ
れをキヤンセルできる点に関していま少し詳しく
説明する。光源１０の出力をＰとし、透明電極の
汚れ等による減光率をｋとし、透明電極にトナー
が付着したときの減光率をＴ（≦１）としたと
き、透明電極にトナーが付着しているときの受光
素子１１の光入力による出力信号値Itは It＝Ｐ・ｋ・Ｔ となり、透明電極をクリーニングしたときの受光
素子１１の光入力による出力信号値Icは Ic＝Ｐ・ｋ・１ として測定される。

そして、トナー付着時とクリーニング時のそれ
ぞれの出力信号値は比較回路１８に入力されて、
その比／を計算され、検出値Ｔ＝It／Icを得
られる。この場合、透明電極の汚れによる減光率
ｋは、上記両値It，Icが短い時間内にそれぞれ検
出されるものであるからこの時間内における変動
は無いと考えてよい。電位付勢装置１６の作動だ
けでは静電的な作用であるため、透明電極面への
トナー付着量にばらつきが生じ、上記減光率ｋの
変動として現れるも、空気吹き出し手段によつて
透明電極のクリーニングを積極的に行なうと、そ
の付着量のバラツキが解消されることになり、減
光率ｋは、検知に要する短い時間では変動しない
ことになる。換言すると、上記検出値Ｔは、透明
電極表面がクリーニングされた状態と、トナーが
付着された状態とを比較していることになり、正
確なトナー濃度いわゆる現像能力を現わしている
ことになる。

一方、比較回路１８には、操作設定回路１７に
よつて、標準濃度の現像剤を用いて検出したとき
の出力信号値すなわち標準設定値Toが予め入力
されている。比較回路１８は、上記出力信号値Ｔ
と標準設定値Toとを比較して、Ｔ≦Toであれ
ば、検出されたトナー濃度が高いことを意味して
いるからトナー補給のための信号は出さない。し
かし、演算の結果がＴ＞Toであると、検出され
たトナー濃度が低いことを意味しているから、比
較回路１８は、トナー濃度が低下しているとして
トナー濃度低下信号を出力する。トナー濃度低下
信号が出力されると、図示されないトナー補給手
段が作動させられてトナーを補給する。

以上のように本発明の現像剤濃度検知装置によ
れば、クリーニングレベルの誤差を含まない正確
な現像能力を検出することができ、さらに予め設
定された出力値と比較することによりトナー濃度
の不足分を高精度をもつて検出でき、その検出出
力信号によつてトナー補給手段を駆動させること
ができるから、常時一定の現像能力を保持でき、
良好な画質の可視像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す濃度検知装置
の要部概略図、第２図は透明電極板表面に対する
トナーの付着および清掃の状態を示していて、同
図ａは透明電極板に電位を印加している状態、同
図ｂはトナー付着状態、同図ｃはトナーを吹き飛
ばしている状態をそれぞれ示す説明図である。 ２……現像剤容器、３……現像剤制御弁、７…
…空気制御弁、８……空気吹出しノズル、９，
９′……透明電極板、１０……光源、１１……受
光素子、１４……駆動手段、１６……電位付勢装
置、１７……操作設定回路、１８……比較回路、
１９……作動機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 現像剤容器と、 この現像剤容器に連通された現像剤通路と、 この現像剤通路に対向して配置された一対の透
   明電極板と、これら透明電極板を間において配置
   された発光素子と受光素子とを有し、上記透明電
   極板に付着しているトナーを光学的に検知してト
   ナー量に応じた信号を出力する現像能力検知手段
   と、 上記透明電極板表面に開口部が向くように配置
   された空気吹き出し手段と、 上記現像剤容器と上記現像能力検知手段との間
   の現像剤通路に設けられていて、現像剤流量を制
   御する現像剤制御弁と、 上記空気吹き出し手段の空気吹き出し動作を制
   御する空気制御弁と、 上記現像剤制御弁と上記空気制御弁とを交互に
   且つ周期的に作動させる駆動手段と、 上記透明電極板表面にトナーが付着したときの
   上記現像能力検知手段の出力信号値と、上記空気
   吹き出し手段の空気吹き出しによつて上記透明電
   極板表面のトナーを清掃したときの上記現像能力
   検知手段の出力信号値との比に基づく値を検出
   し、この検出値と標準濃度の現像剤中のトナーが
   上記透明電極板に付着したときの上記現像能力検
   知手段が検出した値に基づく標準設定値とを比較
   して、上記検出値が上記標準設定値より大きいと
   き現像剤濃度低下信号を出力する比較回路を備え
   たことを特徴とする電子写真用現像剤濃度検知装
   置。