JPS6239432B2 - - 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等に用いら
れるトナー濃度検出装置に関するものである。

従来トナー濃度検出装置としては光の反射率を
検知する方法、電気抵抗の変化を検知する方法、
透磁率の変化をインダクタンス変化として検知す
る方法、流動性の変化をトルク変化として検知す
る方法等いろいろな方法を利用した装置が提案さ
れている。従来の各種の方法のうち特に透磁率の
変化をインダクタンスの変化により検知する方法
を利用したトナー濃度検出装置は小型化でき検知
性能が良好であるという利点を有する。しかしこ
の透磁率の変化をインダクタンスの変化により検
知するトナー濃度検出装置では現像剤のキヤリア
やトナーが検出装置の現像剤流通路に付着して正
確な検知ができなくなることがあるという問題が
あつた。

本発明は従来の上記の問題点を解消し常に正確
にトナー濃度を検出する装置を提供することを目
的としている。

本発明は上記の目的を、トナー濃度検出装置の
現像剤の流通路に、現像剤中のキヤリアがポジ用
キヤリアである時は帯電系列においてキヤリアの
近傍の領域でトナーより（＋）側の材質、ネガ用
キヤリアの時はキヤリアの近傍の領域でトナーよ
り（−）側の材質により形成される帯電防止層を
設けることにより達成した。

本発明により、現像剤がトナー濃度検出装置の
流通路を通過するとき、帯電防止層はトナー及び
キヤリアにより、主としてキヤリアによつて摩擦
帯電されるが、キヤリアと帯電防止層は帯電系列
で近い材質であるので静電的に付着しにくい。す
なわちキヤリアがポジ用キヤリアのときは帯電防
止層の材料がキヤリアより（＋）側の帯電系列の
材料であると帯電防止層が（−）に帯電される傾
向があるがキヤリアはすでに（＋）に帯電されて
いるのでキヤリアと帯電防止層が同極性になり静
電的に付着しない。帯電防止層がキヤリアより
（−）側の帯電系列の材料であると帯電防止層が
（−）に帯電され静電付着することになるが、付
着力が弱いので短時間に離れる。キヤリアがネガ
用キヤリアのときは帯電防止層が（−）にキヤリ
アが（＋）に帯電される傾向があるがキヤリアは
すでに（−）に帯電されているので、前記の如く
帯電防止層の付着力が弱く吸着されない。帯電防
止層がキヤリアより（＋）側の帯電系列の材料で
あると、帯電防止層は（＋）に帯電付着すること
になるが、帯電系列ではキヤリアと帯電防止層が
近いので付着力が弱く短時間後に離れる。

本発明の詳細を図に示す実施例により説明す
る。

第１図において、感光体ドラム１に公知の方法
で帯電・露光により形成された静電潜像が現像装
置２の現像剤により現像され、顕像化される。

現像装置２としてはトナーと磁性体キヤリアと
を混合した乾式二成分現像剤を用いる例について
説明する。

現像装置２の現像タンク１８の中にキヤリアと
トナーの混合体よりなる現像剤１５が貯溜されて
いる。現像タンク１８にはマグネツトホルダー５
が固定され、該マグネツトホルダー５にはマグネ
ツト６，７，８が固定されている。前記マグネツ
ト６，７，８を囲むように非磁性円筒体よりなる
現像スリーブ４が設けられ、該現像スリーブ４は
現像タンク１８又は他の適当する部材に回転可能
に支持されている。前記マグネツト６，７，８
は、その吸着力により現像剤１５を現像スリーブ
４の外表面に引きつけ、かつ現像スリーブ４の矢
印Ａ方向の回転により現像剤が矢印Ａ方向に移動
し、感光体ドラム１の表面に付着し、更に残つた
現像剤が現像スリーブに接触配置されたスクレー
パー９によるかき落し位置へと移動するに適当す
る位置に配置されている。

マグネツト７，８により現像スリーブ４に引き
つけられ移動する現像剤１５は、現像タンク１８
に取りつけられたドクターブレード１１によりそ
の穂高を規制され、ほゞ一定の穂高を有する現像
剤が感光体ドラム１に近接する現像領域１７にお
いて感光体ドラム１の静電潜像を現像し顕像化す
る。

現像終了後残留する現像剤は現像スリーブ４に
より搬送され、現像スリーブ４に軽く接触するか
近接状態にあるスクレーパー９により現像スリー
ブ４からかき落され現像タンク１８内に戻る。ス
クレーパー９によりかき落される現像剤の一部は
スクレーパー９の延長面上をその傾斜に沿つて流
れ落ちる間にスクレーパー９に設けられた穴１９
を通つてトナー濃度検出装置１０の中に導かれ
る。

トナー濃度検出装置１０はトナーが通過する流
通路を形成する中空部を有するボビン２０と、該
ボビンに巻装されたコイル１４とを有する。ソレ
ノイドを形成するコイルのインダクタンスの値は
コイルの巻数形状を一定とすればコイル中の透磁
率に比例する。従つて透磁率が変化すればインダ
クタンス値も変化する。キヤリアとトナーよりな
る二成分系現像剤ではトナーの量が少なくなる
と、キヤリアに対するトナーの混合比が低くなる
ので透磁率が大きくなりコイル１４のインダクタ
ンスが大きくなる。このことによりトナー濃度検
出装置１０は該装置内を通過し落下口２１より落
下していく現像剤のキヤリアとトナーの混合比の
変化を検出する。トナーの使用量が多いとトナー
の混合比が減少しコイル１４のインダクタンスが
大となる。

コイル１４のインダクタンスが大きくなり所定
の値になつたことを電気信号等によりトナー補給
部３のトナー補給ローラ１３の駆動制御装置に伝
達し、トナー補給ローラ１３を駆動する。斯くし
てトナー補給部３のトナー１６が現像タンク１８
内に補給される。

トナー量が増大すると現像剤のトナー混合比が
増大し、透磁率が小さくなるので、コイル１４の
インダクタンスが小さくなる。コイル１４のイン
ダクタンスが所定量に低下するとその信号により
トナー補給ローラ１３がその駆動制御装置の作動
により停止され、トナー補給部３からのトナー１
６の補給が停止される。トナー補給部３より補給
されたトナーは撹拌装置１２により現像タンク１
８内の現像剤１５と混合され現像スリーブ４の方
へと送られる。

乾式二成分現像剤ではキヤリアとトナーがそれ
ぞれ逆極性に帯電されるのでトナー濃度検出装置
１０のボビン２０内を通過する際にその内面の流
通路に付着する。すなわち、現像剤がボビン２０
内を通過中に流通路も帯電するためトナーとキヤ
リアの片方又は両方が静電的に付着する。ボビン
２０の流通路に現像剤の付着を生ずると、当然コ
イル１４のインダクタンスに変化が生ずる。例え
ばキヤリアが付着した場合にはボビン２０内のキ
ヤリアの量が増えるために透磁率が大きくなり、
インダクタンスが大となる。逆にトナーが付着し
た場合にはインダクタンスが小さくなる。このよ
うに流通路に現像剤が付着着することによりコイ
ル１４のインダクタンスに変化を生じ通過する現
像剤のトナーとキヤリアの混合比を正確に検知で
きなくなる。この点をボビン２０の現像剤流通
面、例えばボビン２０の流通路に公知の帯電防止
剤（丸茂秀雄著「帯電防止剤」昭和43年３月１日
株式会社幸書房発行参照）を含浸させ、又は塗布
し帯電防止層を形成することにより帯電防止層を
設けることにより解決した。

帯電防止剤処理することによりトナー検出装置
の現像剤流通路には現像剤が流通しても現像剤が
付着するような帯電を生ずることが防止され、コ
イル１４は常に流通する現像剤のトナー混合比を
正しく検出することが可能になつた。

第２図に示すトナー濃度検出装置１０′は第１
図に示す例に対しボビン２０′とスクレーパー９
との間に内面が漏斗状に形成されたホツパー２２
を介在するように変形した例である。

この例ではトナーは漏斗状のホツパー２２内を
落下した後その出口にあたるオリフイス部２３で
絞られてコイル１４′を巻装したボビン２０′の中
へ落下する。

第２図に示すトナー濃度検出装置１０′におい
てはボビン２０′の内面に第１図の場合と同様に
トナー、並びにキヤリアの付着を生じやすい外
に、ホツパー２２が設けられているため、トナー
並びにキヤリアの付着の影響は大である。すなわ
ちホツパー２２の漏斗面において次第に開口部が
絞られ、最後にオリフイス部２３において最小口
径に絞られるので現像剤はオリフイス部２３にお
いて詰り現象を生じやすい。しかるにトナー及び
キヤリアの流通によりホツパー２２の漏斗面及び
オリフイス部２３に帯電を生ずると静電的にトナ
ー並びにキヤリアが付着するのでオリフイス部２
３の自由落下量が極端に減少するので詰り現象を
助長するという問題が大になる。

一般に流通路を形成するホツパー内面やボビン
内面にトナーが付着した場合は、現像剤が通過す
る間に付着したトナーがかき落されるのでトナー
付着はあまり進行しないが、キヤリアが付着した
場合には近傍にマグネツトが存在しているため、
キヤリア自体の磁性の作用もあり、一度停滞した
キヤリアは容易に動けなくなつてしまう。そして
その停滞したキヤリアの帯びた磁気が次のキヤリ
アを捕え、連鎖を形成しやすくなるので、簡単に
は付着したキヤリアがかき落されないため付着の
度合が進行しやすい。したがつてトナーの付着よ
りキヤリアの付着の影響が大である。

第２図の例ではホツパー２２により絞られるた
めオリフイス部２３にキヤリアが付着して現像剤
流量が低下すると、ボビン２０′内を通過する現
像剤のボビン２０′内壁に対する強い衝突がなく
なるので付着したキヤリアのはぎ取り作用は非常
に小さくなり、キヤリアの付着の進行が大きくな
る。

オリフイス部２３に現像剤が付着することによ
り現像剤の流量が減少してコイル１４′のインダ
クタンスが減少し、正確なトナー混合比が検出で
きなくなる上更にボビン２０′内壁へのキヤリア
の付着度が大となり一層コイル１４′のインダク
タンスが減少し、第１図の例以上に正しい検出が
できなくなる。このため、ホツパー２２とオリフ
イス部の現像剤の流通路の材質を帯電しにくいも
のにすることにより上記の問題を解決した。

たとえばキヤリアとして、外層にテフロン（四
フツ化エチレン重合体）をコートした磁性体を使
用した場合、テフロン又は帯電系列上テフロンと
の付着性のよくない材質をホツパー及びボビンの
材質、特に現像剤流通路の材質に選定した。

二成分現像剤においてはキヤリアとトナーの摩
擦によつて帯電するため、トナー及び現像装置の
条件に合わせてキヤリアの特性が決められるの
で、トナー濃度検出装置の現像剤流通路の材質も
キヤリアの帯電系列をもとにして定められなけれ
ばならない。

例えばSe感光体の場合、第３図に示すように
ポジ用キヤリアには帯電系列においてトナーより
（＋）側の材質が選ばれ、ネガ用キヤリアにはト
ナーより（−）側の材質が選ばれる。このように
して選定されたキヤリアに対し現像剤流通路はキ
ヤリアを静電的に付着しにくい材質の層を形成す
る。この層としては現像剤の流通時にトナー及び
キヤリアと、主としてはキヤリアと現像剤流通路
の間には摩擦を生じるので摩擦による静電荷を発
生しにくい材質を選定する必要がある。このこと
から流通路の表面の帯電防止層を形成する材質と
してはポジ用検出装置の場合には領域Ａで示すよ
うにポジ用キヤリアの近傍でしかもトナーよりも
（＋）側に位置する材質を選び、ネガ用検出装置
の場合には領域Ｂで示すようにネガ用キヤリアの
近傍でトナーより（−）側に位置する材質を選定
する。帯電防止層の材質がキヤリアと帯電系列が
近いのでキヤリアの静電付着力が弱く、しかもト
ナーが付着しない。

第１図の例や第２図の例に限らずトナーの混合
比の変化を透磁率の変化として検出するトナー濃
度検出装置においては、現像剤の流通路を帯電防
止処理、例えば帯電防止剤の含浸又は塗布、もし
くは帯電系列上適当する材質、例えばキヤリアと
異極の電荷発生を防ぐ帯電系列位置にある材質よ
りなる帯電しにくい材質により形成することによ
り、現像剤の付着を防止することができる。

本発明により、トナーの混合比の変化を透磁率
の変化として検出するトナー濃度検出装置におけ
る現像剤付着による従来の障害が回避され、正確
なトナー濃度検知が可能になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトナー濃度検出装置を用
いる現像装置の説明図、第２図はトナー濃度検出
装置の変形例の断面図、第３図は流通路の材質選
定領域を示す帯電系列説明図である。 １０，１０′……トナー濃度検出装置、４……
コイル、２０，２０′……ボビン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 現像剤の流通路と、該流通路中に位置し現像
   剤の透磁率の変化を検知する部材とを有するトナ
   ー濃度検出装置において、前記流通路にキヤリア
   やトナーの静電付着を防止する帯電防止層が形成
   され、 該帯電防止層が前記現像剤中のキヤリアがポジ
   用キヤリアである時は帯電系列においてキヤリア
   の近傍の領域でかつ前記トナーより（＋）側の材
   質により、ネガ用キヤリアの時はキヤリアの近傍
   の領域でかつトナーより（−）側の材質により形
   成されることを特徴とするトナー濃度検出装置。