JPS6352160A - 現像剤濃度検出装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真もしくは静電記録等の画像形成装置な
どに用いられ、トナーとキャリアを有する現像剤の濃度
を検出する現像剤濃度検出装置に関するものである。

（従来の技術） −・般に、電子写真もしくは静電記録等の画像形成装置
に用いられる二成分系現像剤は、負帯電極性をもつトナ
ーと正帯電極性をもつキャリアを主成分としているが、
現像特性上トナーとキャリアの混合比（トナー濃度）は
、画像品質を安定化させる丘で極めて重要な要素である
。従って、良好な画質を得る為に、現像剤のトナー濃度
を正確に検出し、その変化に応じてトナー補給量を厳密
に制御し、現像剤中のトナー濃度（現像剤濃度）を一定
に保つ必要がある。

従来、上記現像剤濃度を検出する装ことしては、現像器
にガラス板からなる検出窓を設け、該検出窓から現像剤
に光源から出射された光を照射して反射光量を光センサ
により検知し、現像剤濃度を検出するものが知られてい
る。この装とは、検出窓の外面に特定波長以下の光を反
射するダイクロイックミラーを設け、光センサによって
現像剤から反射された検出光とともに、光源からの光の
一部がダイクロイックミラーで反射された参照光をも検
知し、光源の光量や光センサの感度特性の変化による現
像剤濃度の誤検知を防止回走となっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、斯かる従来技術の場合には、次のような問題点
を有している。すなわち、検出窓の現像剤に接する側の
面がガラスであるため、現像剤との摺擦によりガラスの
表面がプラスに帯電する。

さらに、一般的にガラスは接触角が小さいため。

物質との付着力が高い、これらの両者が相まって、負帯
電極性のトナーが検出窓に電気的及び物理的な力により
付着してしまう、これにより、検出窓にトナーが常に付
着している状態となり、現像剤からの反射光量が増して
現像剤濃度が高い状態に誤検知してしまい、実際のトナ
ー濃度が所定１１より低くなってしまうという問題点が
あった。

第７図に複写機に使用した現像剤濃度検出装置により現
像剤濃度制御を行なった時の現像剤濃度の推移を示す０
図により分かる様に、初期の現像剤濃度が１０％である
のに対し、コピー枚数が増加するにつれ現像剤濃度が低
下し、８％程度の所定値より低い濃度で現像剤濃度を制
御している督が分かる。

この様に現像剤濃度が誤検知されて低下してしまう事に
より、コピーが薄い画像となったり、画像に掃き目等が
現われ画像品位を低下させてしまうという問題点があっ
た。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、現像剤
濃度を正確に検知可１「な現像剤濃度検出装置を提供す
ることにある。

（問題点を解決するためのｆ−段） 本発明は、上記の目的を達成するために、キャリアとト
ナーを有する現像剤を、該現像剤収納官憲の現像剤と面
する側に設けられた検出窓を通して照明し、現像剤から
の反射光量によって現像剤の濃度を検出する現像剤濃度
検出装置において、前記検出窓の現像剤と接する側の面
に、離型性が高く、かつトナーと同極性の帯電特性を有
する透光性の合成樹脂を被覆するように構成されている
。

（作　用） 本発明においては、検出窓の現像剤と接する側の面に被
覆された透光性の合成樹脂が、離型性が高く、かつトナ
ーと同極性の帯電特性を有しているため、検出窓へのト
ナーの付着が物理的かつ電気的に防止される。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る現像剤Ｃ度検出装置の一部に例を
示すものである０図において、２５は現像器で、２５１
はマグネットを内蔵した現像スリーブである。

現像スリーブ２５１上及び現像器２５内には、負帯電特
性をもつトナーと正帯電特性をもつキャリアの混合物よ
りなる現像剤２５２が収納されている０図中３０は検出
ヘッドであり、４０は検出ユニットである。検出ユニッ
ト４０の側板４１に取付けられた光１ｌＡ４２から白色
光の照明光が照射され、この照明光は検出ヘッド３０に
取付けられた光ファイバー３２を通り、反射ミラー３１
で反射され、現像剤濃度検出窓３３を照明する。検出窓
３３はＡの分光エネルギー光を反射し、Ａとは異なるＢ
の分光エネルギー光を透過するダイクロイックミラーー
で構成されており、白色光の照明光の内、例えば波長が
略７００ｎｍ以下の可視光成分を反射し、略７００ｎｍ
以上の近赤外成分を透過させる。

ここで、検出窓３３の構成について詳述すると、検出窓
３３の基板はガラス３３２で構成され、その外側面にダ
イクロイックミラーとなる蒸着膜３３１が施され、前記
の様な光の選択的反射、透過の作用を行なう。

検出窓３３の現像剤２５２と接する側の面には、雛型性
が高く、かつトナーと同極性の帯電特性を有する透光性
の合成樹脂として、１００ル厚の４弗化系弗素樹脂であ
る４弗化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重
合樹脂の透明な樹脂シート３３３が貼着されている。な
お、ここで４弗化系弗素樹脂とは、ポリマーの構成単位
中に４つの弗素原子を含むいわゆる４弗化系の弗素樹脂
を意味している。

上記検出窓３３を透過した近赤外光は現像スリーブ２５
１上の現像剤２５２を照射し、その反射光は再び検出窓
３３を透過し反射ミラー３１で反射され、または直接検
出ヘッド３０に取付けられた光ファイバー３４に導かれ
、側板４１の開孔４３及び色分解フィルター４４を通し
て、シリコン・フォトダイオード等からなる受光素子４
５に入射する。

また、グイクロイックミラー表面で反射した光も再び反
射ミラー３１で反射され又は直接に検出ヘッド３０に取
付けられた光ファイバー３４に導かれ、側板４１の開孔
４３及び色分解フィルター４４を通して、シリコンフォ
トダイオード等からなる受光素７−４５に入射する。

色分解フィルター４４は受光素子４５の受光部をカバー
する面積を有するフィルタ一部材４７゜４８とから成り
フィルタ一部材４７はグイクロイックミラー表面で反射
した略７００ｎ層以下の可視成分のみの光（以′Ｆ参照
光ｒと称する）を透過し、フィルタ一部材４８は検出窓
３３を透過した略７００ｎｍ以上の近赤外光が現像剤で
反射された光（以ド検出光ｄと称する）を透過する。

色分解フィルター４４はソレノイド４９と図示しないス
プリングにより矢印方向に移動回走となっており、現像
中初期には受光素子４５の前にフィルタ一部材４７を配
置し、て参照光ｒを受光素ｆ４５に入射させ、現像中後
半には受光素子４５の前にフィルタ一部材４８を配置し
て検出光ｄを受光素子４５に入射させる。

上記タイミング及び参照光ｒ、検出光ｄの検出タイミン
グを第２図に示す、ここで参照光ｒによる信号は光源の
劣下及び検出系の汚れを検出する為の信号である。検出
光ｄによる信号は現像剤濃度に対応した出力をする信号
であり、現像剤濃度が濃い時大きな信号となり、薄い時
季さな信号となる。

斯かる装置により受光した光の処理方法を以下に説明す
る。

受光素子４５により受光された光は、第３図に示す増幅
回路を経てＰより電圧として出力される。さらにかかる
電圧は第４図に示す処理回路図の■より入力されＡ／Ｄ
変換回路５０に入る。参照光ｒによる光が電圧変換及び
Ａ／Ｄ変換された信号を参照光信号ＤＩ　、検出光ｄに
よる光が電圧変換及びＡ／Ｄ変換された信号を検出光信
号Ｄ２とする。それぞれＡ／Ｄ変換された信号ＤＩ、Ｄ
２は演算回路５１に入り、差分信号を取る。すなわち、 Ｄ２−ＤＩ　＝１：ｈ を演算する。この差分信号Ｄ３が現像剤濃度信号となる
。

メモリー５２には現像剤濃度が正常の時取るべき差分信
号ＤＩが標準現像剤’ＣｒＰ！Ｌ信号として記憶されて
いるｅＤ２信号は現像剤濃度が薄くなると小さく逆に濃
くなると大きくなる信号であり、すなわち現像剤濃度信
号Ｄ３も同様に現像剤濃度が１８１　くなると小さく儂
くなると大きくなる。

演算回路５１より現像剤濃度信号Ｄ３がメモリーより標
準現像剤濃度信号Ｄ３０が比較回路に送られる。比較回
路５３でＤ３　とＤＩＧが比較され、Ｄ３　＜Ｄｘｏの
時、現像剤濃度が低いと判断し、補給信号が出力される
。また、Ｄ３≧Ｄ３０の時、現像剤ｉｅ度が適正である
か又は過剰であるとｒｌ断し、補給信号は出力されない
、補給信号が出力されると、不図示のトナー補給装置に
より現像２；２５にトナーが送られ、トナー補給される
。

現像剤との摺擦により樹脂シート３３３は負極性に帯電
すると共に、樹脂シートの雌型性が大きい事により物質
との付着力が弱い′ＩＳと相まって、負（ｉ″？電特性
のトナーは電気的に反発し、又は機械的に付着せず、常
に検出窓３３の検出面がきれいな状態で現像剤濃度の検
出が行なえる様になった。

ここで弗素樹脂シート３３３が負帯電する事により正帯
電特性のキャリアが電気的に付着しようとするが、キャ
リアは現像スリーブ２５１のマグネットの磁力により強
い力で現像スリーブ２５１側へ引かれている為にキャリ
アの付着は殆ど起こらない。

第５図は、本実施例の現像剤Ｃ度検出装置を用いてコピ
ーを行ない、トナーを消費し、現像剤濃度制御を行なっ
た時の現像剤濃度の推移を示す。

図より分かる様に、初期の現像剤濃度１０％を保ち常に
安定した現像剤濃度コントロールをしている事が分かる
。

尚Ｆ記トナーとしては、結着樹脂にポリエステル樹脂を
用い、着色剤には商標名ローダミンＦＢを用い、抵抗制
御剤として商標名タラノックス５００を外添したものを
使用した。なお、上記実施例では、負帯電特性を持つト
ナーを使用した場合について説明したが、正帯電特性を
持つトナーを使用した場合にも、もちろん適用すること
ができる。すなわち、正帯電特性を持つトナーを使用し
た現像剤の現像剤濃度検出装置の検出窓にポリカーボネ
ート樹脂を使用した所、現像剤との摺擦によりポリカー
ボネート樹脂が正極性に帯電し、さらにポリカーボネー
ト樹脂のトナーとの踵型性が充分である為に、検出面へ
のトナーの付着がなく、この場合も安定した現像剤濃度
の検出が行なえた。

（比較例工） 先に述べた負帯電特性を持つトナーと同じトナーを用い
、現像剤濃度検出装置の検出窓に１弗化系の弗素樹脂で
あるポリ弗化ビニル樹脂を用いた所、現像剤との摺擦に
よってもポリ弗化ビニル樹脂が強い負極性に帯電せず殆
ど帯電性を示さなかった。この結果検出面へトナーが付
着し現像剤濃度の誤検知をしてしまった。

（比較例■） 検出窓に３弗化系の弗素樹脂であるポリ３弗化クロロエ
チレン樹脂を用いた所、負極性に帯電せず殆ど帯１［性
を示さず、この結果、１弗化系８ＩＮはどではないがわ
ずかながら検出面へトナーが付着し、現像剤濃度の誤検
知をしてしまった。又２弗化系についても同様、検出面
へトナーが付着し、現像剤濃度の誤検知をしてしまった
。

この様に負極性のトナーに関して用いる検出窓の現像剤
と接する側の面の材料としての弗素樹脂に関しては、１
弗化、２弗化、３弗化系の弗素樹脂よりも４弗化系の弗
素樹脂の方が好ましい特性が得られた。

これは４弗化系の弗素樹脂が帯電性能として負帯電源が
他に比較し高く、接触角も比較的大きい事により負帯電
特性を持つトナーの検出面への付着しにくさ及び反発の
強さが他よりもすぐれる為であると思われる。

なお、前記実施例では、４弗化系弗素樹脂シートとして
４弗化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合
樹脂を用いた場合について説明したが、他の４弗化樹脂
である４弗化エチレン、４弗化工チレン６弗化プロピレ
ン共重合樹脂、４弗化エチレン・エチレン共重合樹脂等
からなる樹脂シートでも良く、又はそれらの４弗化弗素
樹脂を検出窓のガラスの現像剤と接する側の面に焼きつ
けて樹脂コートとしても良い。

また、前記実施例では、光源からの光を光ファイバー及
び反射ミラーを介して、検出窓に照射しかつ反射光を受
光素子に導く光学系を用いたが、他の光学系を用いても
よく、本実施例の光学系に限定されｒＪ−・。

さらに、前記実施例では、スリーブを電子写真感光体に
対向して現像を行なう現像スリーブとして説明したが、
現像剤濃度の検出のみを行ない、現像を行なわない現像
剤濃度検出専用のスリーブを設け、このスリーブに面し
た検出窓に本発明に係る装置を使用してもよいことは勿
論である。

又、負帯電特性を持つトナーとして結着樹脂にポリエス
テル樹脂を使用した場合について説明したが、一般に用
いられているスチレン等の樹脂でも良く、抵抗制御剤も
他の負帯電性抵抗制御剤でも良いことは勿論であり、ト
ナーの材質に限定されるものではない。

（発す１の効果） 本発明は以上の構成及び作用よりなるもの一検出窓にト
ナーが付着しリ一】ことにより、現像度を正確に検知す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像剤濃度検出装置実施例を示す
構成図、第２図は現像剤濃度の動作のタイミングを示す
タイムチャート、第は検出信号の増幅回路を示す回路図
、第４図山留号の処理回路を示すブロック図、第５図実
施例の装置の動作を示すグラフ、第６図はの装置の動作
を示すグラフである。 符　　号　の　説　明

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャリアとトナーを有する現像剤を、該現像剤収
   納容器の現像剤と面する側に設けられた検出窓を通して
   照明し、現像剤からの反射光量によって現像剤の濃度を
   検出する現像剤濃度検出装置において、前記検出窓の現
   像剤と接する側の面に、離型性が高く、かつト ナーと同極性の帯電特性を有する透光性の合成樹脂を被
   覆したことを特徴とする現像剤濃度検出装置。
2. （２）前記トナーが負帯電特性を示し、かつ前記合成樹
   脂が４弗化系樹脂であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の現像剤濃度検出装置。