JPS6334982B2

JPS6334982B2 -

Info

Publication number: JPS6334982B2
Application number: JP54120254A
Authority: JP
Inventors: Takashi Azuma
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-09-19
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1988-07-13
Also published as: JPS5643556A; DE3034947A1; US4321886A; DE3034947C2

Description

【発明の詳細な説明】この発明はたとえば粉体現像剤を用いる電子写
真複写機において現像剤の濃度を自動的に調整す
る現像剤の濃度制御装置に関する。

一般に、たとえばトナーとキヤリアからなる粉
体現像剤を用いる電子写真複写機においては、現
像を行なうとトナーは減るがキヤリアは減少しな
い。したがつて、一定の濃度で正確な複写を行な
うためにはトナー濃度を最適な一定値内に保つ必
要がある。そこで従来は、トナー補給装置の周期
的駆動により現像剤中にトナーを周期的に加えて
いる。しかしながら、このような本法では、多量
のトナーを必要とする黒色部分の多い文書の複写
ばかりを行なつた場合、あるいはトナーをあまり
必要としない白色部分の多い文書を複写ばかりを
行なつた場合でも一定量のトナーが補給されるた
め、トナーが少なすぎたりあるいは多すぎたり
し、トナー濃度を最適な一定値に保つことができ
ないという問題があつた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、トナー濃度の変化に応
じて迅速かつ正確にトナーを補給し、トナー濃度
を常に最適な一定値に保つことができ、信頼性の
高い濃度制御が行なえる現像剤の濃度制御装置を
提供することにある。

以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

第１図において、１はたとえば電子写真複写機
における感光体ドラムで、図示しない露光部で静
電潜像が形成され、図示矢印ａ方向に回転するよ
うになつている。２は上記感光体ドラム１に相対
応して設けられた現像装置でたとえば次のように
構成される。すなわち、３は筐体で、この筐体３
内にはトナーとキヤリアとからなる現像剤４が収
納されている。また、上記筐体３内には図示矢印
ｂ方向に回転する現像剤搬送ローラ５、図示矢印
ｃ方向に回転する現像ローラ６、この現像ローラ
６上の現像剤の高さを規制するドクタブレード
７、スクレーパ８、現像剤４を撹拌する撹拌器
９，９などから構成されている。また、１０はト
ナー補給箱で、その下方にはトナー１１を現像装
置２内に補給するトナー補給ローラ１２が設けら
れている。このトナー補給ローラ１２は、図示し
ないが後述するソレノイドによつて駆動源に連結
されるようになつている。また、上記現像剤４の
移動路たとえば図示するようにスクレーパ８の近
傍には、中空体たとえばボビン１３が略垂直に設
けられている。このボビン１３の上端開口部に
は、第２図に示すように上端側に向つて徐々に大
径となるテーパ状の案内筒体１３ａが一体的に設
けられており、この案内筒体１３ａに現像剤４が
案内されてボビン１３内を通過するようになつて
いる。そして、上記ボビン１３には検知コイル１
４が巻装され、その検知コイル１４の周囲にコア
１５が設けられている。この場合、上記検知コイ
ル１４は、ボビン１３の側壁に埋設された状態に
しており、これにより現像剤４ができるだけ検知
コイル１４に近接して通過し得るようになつてい
る。なお、検知コイル１４の周囲面をボビン１３
の内周面と一致させるようにしてもよい。上記検
知コイル１４は、ボビン１３内を通過する現像剤
４のトナー濃度つまりキヤリヤに比較したトナー
量に応じてインダクタンス値が変化するものであ
る。すなわち、現像剤４内のトナー量がキヤリア
に比較して少なくなつた場合、透磁率が増加し、
インダクタンス値も増加するようになつている。
また、現像剤４内のトナー量がキヤリアに比較し
て多くなつた場合、透磁率が減少し、インダクタ
ンス値も減少するようになつている。なお、上記
コア１５は上記検知コイル１４のＱを大きくする
ためのものである。

第３図は電気回路を示すもので、第１の発振器
２０は前記検知コイル１４のインダクタンス値の
変化に応じて発振周波数（f₁）が変化するように
なつており、たとえば検知コイル１４、インバー
タ回路２１，２２およびコンデンサ２３，２４に
よつて構成されている。

すなわち、検知コイル１４のインダクタンス値
が増加したとき発振周波数が低くなり、検知コイ
ル１４のインダクタンス値が減少したとき発振周
波数が高くなるようになつている。上記第１の発
振器２０の出力つまりたとえば第４図ａに示すよ
うなクロツクパルスは、第１の分周器２５のクロ
ツクパルス入力端Cpに供給される。

この第１の分周器２５は、たとえば第４図ａに
示すように、第１の発振器２０からのクロツクパ
ルスを３ステージ（３段）のバイナリカウンタ
（図示しない）を用いて分周するものである。上
記第１の分周器２５は、上記第１の発振器２０か
らのクロツクパルスに応じてカウントアツプし、
３段目のバイナリカウンタの出力端Q₃から信号
が出力された際、その信号を分周信号として出力
するものである。また、上記第１の分周器２５
は、後述する第２の分周器３２から供給される分
周信号に応じて、３段のバイナリカウンタのすべ
てがクリア（初期化）「０、０、０」されるもの
である。

一方、第２の発振器２６は所定周波数（f₂）の
基準信号を発生するものであり、たとえば可変コ
イル２７、インバータ回路２８，２９およびコン
デンサ３０，３１によつて構成されている。

この第２の発振器２６の発振周波数は、可変コ
イル２７のインダクタンス値を調整することによ
り、前記検知コイル１４のインダクタンス値が一
定濃度の複写が行なえる最適なトナー濃度に対応
する値のときの第１の発振器２０の発振周波数に
対応するようになつている。上記第２の発振器２
６の出力つまりクロツクパルスは、第２の分周器
３２のクロツクパルス入力端Cpに供給される。

この第２の分周器３２は、たとえば第４図ｂに
示すように、第２の発振器２６からのクロツクパ
ルスを３ステージ（３段）のバイナリカウンタ
（図示しない）を用いて分周するものである。上
記第２の分周器３２は、上記第２の発振器２６か
らのクロツクパルスに応じてカウントアツプし、
３段目のバイナリカウンタの出力端Q₃から信号
が出力された際、その信号を分周信号として出力
するものである。また、上記第２の分周器３２
は、上記第１の分周器２５から供給される分周信
号に応じて、３段のバイナリカウンタのすべてが
クリア（初期化）「０、０、０」されるものであ
る。

上記第１の分周器２５の分周信号はフリツプフ
ロツプ回路（以後単にFF回路と略称する）３３
のリセツト入力端Ｒに供給され、上記第２の分周
器３２の分周信号はFF回路３３のセツト入力端
Ｓに供給される。このFF回路３３は、上記第２
の分周器３２からの分周信号が供給された際、セ
ツトし、上記第１の分周器２５からの分周信号が
供給された際、リセツトするものである。この
FF回路３３のセツト出力は、駆動回路３４の入
力端に供給される。

この駆動回路３４は、上記FF回路３３からの
セツト出力に応じてNPN形トランジスタ３５を
オン−オフ作動することにより、ソレノイド３６
を励磁するものである。このソレノイド３６は、
その励磁に応じて前記トナー補給ローラ１２をそ
の駆動源に連結するものである。

したがつて、現像剤４内のトナー量がキヤリア
に比較して少なくなつた場合、検知コイル１４の
インダクタンス値が増加し、第１の発振器２０の
発振周波数が低くなる。これにより、第１の発振
器２０の発振周波数（f₁）が第２の発振器２６の
発振周波数（f₂）より低くなる（f₁＜f₂）。する
と、第１の分周器２５よりも第２の分周器３２の
方が先に分周信号を出力する。これにより、第１
の分周器２５内の各バイナリカウンタがクリアさ
れるとともに、FF回路３３がセツトされ、この
セツト出力でトランジスタ３５がオンされること
により、ソレノイド３６が励磁される。この結
果、トナー補給ローラ１２が回転され、トナー補
給箱１０内のトナー１１が筐体３に補給されるよ
うになつている。

また、現像剤４内のトナー量がキヤリアに比較
して多くなつた場合、検知コイル１４のインダク
タンス値が減少し、第１の発振器２０の発振周波
数が高くなる。これにより、第１の発振器２０の
発振周波数（f₁）が第２の発振器２６の発振周波
数（f₂）より高くなる（f₁＞f₂）。すると、第２の
分周器３２よりも第１の分周器２５の方が先に分
周信号を出力する。これにより、第２の分周器３
２内の各バイナリカウンタがクリアされるととも
に、FF回路３３がリセツトされたままとなる。
この結果、トランジスタ３５がオフのままとな
り、ソレノイド３６は励磁されない。したがつ
て、トナー補給ローラ１２は回転せず、トナー補
給箱１０内から筐体３へのトナー補給が行なわれ
ないようになつている。

また、現像剤４内のトナー量がキヤリアに比較
して適量となつた場合、検知コイル１４のインダ
クタンス値が所定の値となる。これにより、第１
の発振器２０の発振周波数（f₁）と第２の発振器
２６の発振周波数（f₂）とが等しくなる（f₁＝
f₂）。すると、第１、第２の分周器２５，３２の
両方から分周信号が出力され、第１、第２の分周
器２５，３２内の各バイナリカウンタともクリア
される。これにより、FF回路３３がリセツトさ
れたままとなる。この結果、トランジスタ３５が
オフのままとなり、ソレノイド３６は励磁されな
い。したがつて、トナー補給ローラ１２は回転せ
ず、トナー補給箱１０内から筐体３へのトナー補
給が行なわれないようになつている。この場合、
FF回路３３がセツトされないだけで、不安定に
はならないようになつている。

次に、上記のような構成において動作を説明す
る。まず、前記ボビン１３内を通過する現像剤４
がないとき、検知コイル１４のインダクタンス値
が低く、第１の発振器２０の発振周波数（f₁）が
第２の発振器２６の発振周波数（f₂）より高くな
つている（f₁＞f₂）。すると、第２の分周器３２
よりも第１の分周器２５の方が先に分周信号を出
力する。これにより、第４図ａ，ｂに示すよう
に、第２の分周器３２内の各バイナリカウンタが
クリアされるとともに、FF回路３３がリセツト
されたままとなる。この結果、トランジスタ３５
がオフのままとなり、ソレノイド３６は励磁され
ない。したがつて、トナー補給ローラ１２は回転
せず、トナー補給箱１０内から筐体３へのトナー
補給が行なわれない。

また、静電潜像が形成された感光体ドラム１が
矢印ａ方向に回転し、また現像剤搬送ローラ５が
矢印ｂ方向に回転するとともに、現像ローラ６が
矢印ｃ方向に回転する。すると、現像剤４が現像
ローラ６とともに矢印ｃ方向に移動する。これに
より、現像ローラ６上の現像剤４はドクタブレー
ド７によつて現像に適した厚みに規制され、感光
体ドラム１と摺接して現像を終える。

そして、現像ローラ６に吸着された現像剤４
は、スクレーパ８によつて掻き落とされて筐体３
内に回収され、撹拌器９，９によつて充分撹拌さ
れたのち再び現像に供される。このとき、現像ロ
ーラ６から掻き落とされた現像剤４の一部は、案
内筒体１３ａに案内されてボビン１３内を通過
し、下方へ落下する。

このような状態において、キヤリアに比較して
トナー量が少なくなり、検知コイル１４のインダ
クタンス値が増加し、第１の発振器２０の発振周
波数（f₁）が第２の発振器２６の発振周波数
（f₂）より低くなつたとする（f₁＜f₂）。すると、
第１の分周器２５よりも第２の分周器３２の方が
先に分周信号を出力する。これにより、第１の分
周器２５内の各バイナリカウンタがクリアされる
とともに、FF回路３３がセツトされ、このセツ
ト出力でトランジスタ３５がオンされることによ
り、ソレノイド３６が励磁される。この結果、ト
ナー補給ローラ１２が回転され、トナー補給箱１
０内のトナー１１が筐体３に補給されるようにな
つている。

その後、トナー量がキヤリアに比較して多くな
り、検知コイル１４のインダクタンス値が減少
し、第１の発振器２０の発振周波数（f₁）が第２
の発振器２６の発振周波数（f₂）より高くなつた
とする（f₁＞f₂）。すると、第２の分周器３２よ
りも第１の分周器２５の方が先に分周信号を出力
する。これにより、第２の分周器３２の各バイナ
リカウンタがクリアされるとともに、FF回路３
３がリセツトされる。この結果、トランジスタ３
５がオフとなり、ソレノイド３６が消磁される。
したがつて、トナー補給ローラ１２が回転されな
くなり、トナー補給箱１０内から筐体３へのトナ
ー補給が行なわれなくなる。

このように、現像剤４内のトナー量がキヤリア
に比較して少なくなると、検知コイル１４のイン
ダクタンス値が増加する。この増加により、第２
の分周器３２から先に分周信号が出力されること
により、ソレノイド３６が励磁され、トナー補給
ローラ１２が回転することにより、現像剤４にト
ナー１１が補給される。

その後、現像剤４内のトナー量がキヤリアに比
較して多くなると、検知コイル１４のインダクタ
ンス値が減少する。この減少により、第１の分周
器２５から先に分周信号が出力されることによ
り、ソレノイド３６が励磁されず、トナー補給ロ
ーラ１２が回転されなくなり、現像剤４にトナー
１１が補給されなくなる。

したがつて、トナー濃度の変化に応じて迅速か
つ正確にトナー１１を補給することができる。特
に、現像剤４内のトナー量がキヤリアに比較して
少し多くなつた場合、あるいは少し少なくなつた
場合でも、その変化に応じて厳密にトナー１１の
補給を行なうことができる。

また、コア１５を検知コイル１４の周囲に設け
ているため、検知コイル１４のＱが大きくなり、
よつて感度が良くなるとともに、応答性も良くな
り、トナー濃度の微細な変化に応じてトナー１１
の補給を制御することができる。

なお、前記実施例では、第１、第２の分周器が
３ステージのバイナリカウンタで構成されている
場合について説明したが、これらに限らずｎステ
ージのバイナリカウンタで構成される場合も同様
に実施できる。

以上詳述したようにこの発明によれば、現像剤
の移動路に現像剤が通過する中空体を設けるとと
もに、この中空体にその内部を通過する現像剤に
応じてインダクタンス値が変化する検知コイルを
巻装し、この検知コイルのインダクタンス他の変
化に応じて第１の発振器の発振周波数を変化させ
るとともに、所定周波数の基準信号を発生する第
２の発振器を設け、これら第１、第２の発振器の
各出力をそれぞれ第１、第２の分周器で分周する
とともにその分周出力で互いに相手側の分周器を
クリアし、この第１あるいは第２の分周器の出力
に応じて現像剤中にトナーを補給するようにした
ので、トナー濃度の変化に応じて迅速かつ正確に
トナーを補給し、トナー濃度を常に最適な一定値
に保つことができ、信頼性の高い濃度制御が行な
える現像剤の濃度制御装置を提供できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１
図は現像装置の縦断側面図、第２図は中空体およ
びその周辺の縦断側面図、第３図は電気回路を示
す図、第４図ａ，ｂは第１および第２の分周器の
動作を説明するためのタイミングチヤートであ
る。４……現像剤、１１……トナー、１３……ボビ
ン（中空体）、１４……検知コイル、１５……コ
ア、２０……第１の発振器、２５……第１の分周
器、２６……第２の発振器、３２……第２の分周
器。

Claims

【特許請求の範囲】

１現像剤の移動路に設けられ現像剤が通過する
中空体と、この中空体の周囲に巻装され中空体内
を通過する現像剤に応じてインダクタンス値が変
化する検知コイルと、この検知コイルのインダク
タンス値変化に応じて発振周波数が変化する第１
の発振器と、所定周波数の基準信号を発生する第
２の発振器と、これら第１および第２の発振器の
各出力をそれぞれ分周しその分周出力により互い
に相手側の分周器をクリアする第１および第２の
分周器と、この第１あるいは第２の分周器の出力
に応じて現像剤中にトナーを補給する制御手段と
を具備したことを特徴とする現像剤の濃度制御装
置。