JPS601622B2 - Image density control method in electrophotography - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子写真複写機などの電子写真装置におい
てプリントされる画像の濃度を単一操作手段によって調
定する画像濃度制御方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an image density control method for adjusting the density of an image printed in an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic copying machine using a single operation means.

電子写真によってプリントされた画像の濃度はその作動
原理から云って１ 原稿画像の濃度、２感光体の帯電電
位、３ 同露光量、４ 現像対向電極のバイアス電位、
５ 現像剤のトナ−濃度、６ 画像転写率（転写を行な
う場合）など諸要素が綜合されてさまり、しかもそのプ
リント画像に要求される濃度はプリント操作者の噂好に
よる主観的なものが入り、このため実際問題として一枚
一枚の原稿の画像濃度を測定して予じめ上記諸元を設定
することは不可能に近い。Based on its operating principle, the density of an image printed by electrophotography is determined by: 1) the density of the original image; 2) the charging potential of the photoreceptor; 3) the amount of exposure; 4) the bias potential of the developing counter electrode;
Various factors such as 5. toner density of the developer and 6. image transfer rate (in the case of transfer) are integrated, and the density required for the printed image is subjective based on the preferences of the print operator. Therefore, as a practical matter, it is almost impossible to measure the image density of each original document and set the above specifications in advance.

従って現用複写機などにおいては、プリントした画像の
濃淡を見て濃度の調整を行なうしかなく、甚だ能率の悪
いものである。Therefore, in current copying machines, the only way to adjust the density is by looking at the shading of the printed image, which is extremely inefficient.

尤も、上記諸要素が安定したものであればそれ種の不便
もないが、一般には現像剤中のトナーはプリント毎に消
費されて濃度が低下するなど経時的変動が避け難く、そ
の他環境的修件も伴なし、この問題の解決は相当困難で
ある。このような背景から、従来の複写機においては濃
度調整の手段として、周知のように上記諸要素中最も速
効性がありかつ制御が簡単にできる露光量の絞り調整が
多用されており、そのほかトナー濃度を一定にするため
の種々の提案がなされているが、まだ実門性において優
れたものは知られていない。Of course, if the above factors are stable, there will be no such inconvenience, but in general, the toner in the developer is consumed with each print, and it is difficult to avoid fluctuations over time, such as a decrease in density, and other environmental corrections. This problem is extremely difficult to resolve. Against this background, in conventional copying machines, as a means of density adjustment, aperture adjustment of the exposure amount, which is the fastest-acting and easiest to control among the above factors, is often used, as well as toner adjustment. Although various proposals have been made to keep the concentration constant, no one is known that has excellent practicality.

たとえば、現像剤の光透過率や導電率などからトナー濃
度を測定する方法もあるがデータの相関性が不充分であ
り、また感光体の所定部分の現像濃度を光学的に検知す
る方法についても高度な測定技術を必要として、実用に
は不適当である。For example, there are methods to measure toner density based on the light transmittance and conductivity of the developer, but the correlation of the data is insufficient, and there are also methods to optically detect the developed density at a predetermined portion of the photoreceptor. It requires advanced measurement techniques and is inappropriate for practical use.

そのほか、使用中の現像剤にトナーを定量的に補給する
方式も乾式複写機に多用されているが、この方法も使用
時の諸変動に追従させるのは困難で、上述した問題点の
一端を解決したにすぎない。このように、良好な画質の
プリントを得るための実用性ある手法としては、原稿の
濃度や人の好みなど浮動する要素に対しては操作者の判
断によつて調整指定することが好ましい。ここでいま、
上記の点について従来の複写機の濃度調整法を考察する
ため一例として、露光量の調整指定が可能でかつトナー
の定量補給機構を備えた複写機の濃度制御作用を見ると
、１ 濃度の指定を「濃一の方向に指すると画像部ばか
りでなく非画像部も影響を受け極端な場合はかえって画
質を低下させる。In addition, a method of quantitatively replenishing toner to the developer being used is often used in dry copying machines, but this method is also difficult to keep up with various fluctuations during use, and has some of the problems mentioned above. It's just solved. As described above, as a practical method for obtaining prints of good image quality, it is preferable to specify adjustments based on the operator's judgment for variable factors such as the density of the original and personal preference. Here and now,
In order to consider the density adjustment method of conventional copying machines in relation to the above points, as an example, we will look at the density control function of a copying machine that can specify adjustment of exposure amount and is equipped with a fixed amount replenishment mechanism of toner. 1. Specification of density "If you point it in the direction of 100%, not only the image area but also the non-image area will be affected, and in extreme cases it will actually reduce the image quality.

２ 指定直後のプリントは濃くなるが、タンク内の現像
剤中のトナ−の消費が増大し経時的に淡い方に戻ってし
まう。2 Immediately after designation, the print becomes dark, but as the amount of toner in the developer in the tank increases, the print returns to a light color over time.

などの不具合が起こる。Problems such as this occur.

この不具合の因は、濃度指定の作用が単に露光量の設定
をしただけで、上述した諸要素の他の要素たとえば現像
剤トナー濃度や現像対向電極のバイアス電位などに上記
作用がフイードされていない結果であることが容易に理
解できる。The reason for this problem is that the effect of specifying the density is simply setting the exposure amount, and the above effect is not fed into other elements such as the developer toner concentration and the bias potential of the developing counter electrode. The results can be easily understood.

このような点に鑑み、本発明の目的は画像濃度を所定の
手段で調整指定したあと、プリント濃度に影響を及ぼす
前記要素を適当に制御し、綜合的に指定濃度の変動を補
償することによって個々の原稿に対応して所望濃度のプ
リント画像が得られる画像濃度制御方法を提供するもの
である。In view of these points, an object of the present invention is to adjust and specify the image density by a predetermined means, and then appropriately control the factors that affect the print density, thereby comprehensively compensating for fluctuations in the specified density. The present invention provides an image density control method that allows a print image of a desired density to be obtained for each individual document.

以下、この発明を複写機に適用して実施した数例をそれ
ぞれの原理的構成を示す概要図によって説明する。まず
、第１の実施例として濃度を指定する手段としての指定
レバーをオペレーターが認定操作することにより露光量
の絞りを設定し、同時にトナー補給量を設定する方法に
つき第１図を参照して述べると、符号１はドラム上に形
成されて時計方向に回動する感光体を示し、この感光体
１はまずクリーニング装置２により清浄化され、その後
帯電器３により一様に電荷が付着されその電荷は露光光
線４により形像を与えられて潜像となり、ついで現像装
置のマグネットブラシ５に接触して上記港像はトナーに
よる可視像となり、このトナー像は転写帯電器６に吸引
されて記録紙７に付着し、その後定着されてプリント画
像が完成する。Hereinafter, several examples in which the present invention is applied to a copying machine will be explained with reference to schematic diagrams showing the respective basic configurations. First, as a first embodiment, a method for setting the exposure amount aperture and at the same time setting the toner replenishment amount by the operator's authorized operation of the specification lever as a means for specifying the density will be described with reference to FIG. 1. The reference numeral 1 indicates a photoconductor formed on a drum and rotating clockwise.The photoconductor 1 is first cleaned by a cleaning device 2, and then uniformly charged with a charger 3 to remove the charge. is formed into a latent image by the exposure light beam 4, and then comes into contact with the magnetic brush 5 of the developing device, and the above-mentioned port image becomes a visible image by toner, and this toner image is attracted to the transfer charger 6 and recorded. It adheres to the paper 7 and is then fixed to complete the printed image.

ここで、現像時に上記マグネットブラシ５を形成してい
た現像剤はトナーの一部を失って現像箱８内の現像剤溜
り９に戻され混合されるが、この時補給ギャ１０の回転
によってトナータンク１１内から落し込まれたトナ−も
一諸に混合される。この補給ギヤ１０の軸１１は一方向
クラッチ１２を介して揺動リンク１３の基都内に鼓合さ
れており、このリンク１３には最穴が穿たれている。一
方、感光ドラム１と同一速度で回転するクランク１４の
突子の下端部が枢着された揺動リンク１５の上部に穿た
れた長穴は濃度指定レバー１６の突子に係合され、かつ
上記揺動リンク１５の中央部に槍設された突子は前記揺
動リンク１３の長穴に係合されているので、上記揺敷リ
ンク１３はクランク１４の１回転によって１回揺動し、
この揺動は一方同クラッチ１２を介して上記軸１１を一
方向に揺動角だけ駆動する。従って、前記補給ギャ１川
ま１回のプリント作動毎に１度駆動され、かつその回動
角は指定レバー１６が左方（図面の方向）Ｄに認定され
る程角度を増すこととなる。Here, the developer forming the magnetic brush 5 during development loses a part of the toner and is returned to the developer reservoir 9 in the developer box 8 and mixed. The toner dropped from inside the tank 11 is also mixed together. The shaft 11 of this supply gear 10 is coupled to the base of a swing link 13 via a one-way clutch 12, and this link 13 has a maximum hole. On the other hand, an elongated hole bored in the upper part of the swing link 15 to which the lower end of the protrusion of the crank 14 which rotates at the same speed as the photosensitive drum 1 is pivotally connected is engaged with the protrusion of the density specifying lever 16, and Since the protrusion provided at the center of the swing link 15 is engaged with the elongated hole of the swing link 13, the swing link 13 swings once by one rotation of the crank 14.
This swing drives the shaft 11 in one direction by the swing angle via the same clutch 12. Therefore, the replenishment gear is driven once for each print operation, and its rotation angle increases as the designated lever 16 is moved to the left (direction in the drawing) D.

ところで、この指定レバー１６に片端を係止されたワイ
ヤの池端は前記露光光線４の絞り１７の端部に係止され
ているので、上言己指定レバー１６がＤ方向（左方）に
調定される程光線は絞られてその光量が減少することと
なる。さて、このように構成された制御装置の作動を説
明すると、もし一般的な原稿に対して得られるコピーが
低濃度であったとするとオペレーターは濃度指定レバー
１６を左方に移動さすであろう。By the way, since the end of the wire whose one end is locked to the designation lever 16 is locked to the end of the diaphragm 17 of the exposure light beam 4, the designation lever 16 is adjusted in the D direction (leftward). The more the light is set, the more the light rays are focused and the amount of light decreases. Now, to explain the operation of the control device configured as described above, if a copy obtained from a typical original is of low density, the operator would move the density designating lever 16 to the left.

そうすると露光光量は減少して画像電位が高まり、その
結果画像濃度は直に増し、一方トナ−補給ギャ１０の回
動角が増大して現像箱８内に滞留する現像剤９のトナー
濃度を増加させ始める。この濃度増加に伴って消費され
るトナー量も必然的に増大するので一定時間後には概ね
画像濃度とトナー濃度は平衡して安定する。このように
画像濃度が安定した状態においてオペレータが特に濃淡
の異ったプリント画像を欲するとき、あるいは濃淡の異
つた原稿により良好なプリント画像を得ようとするとき
は、その作動前に適宜指定レバー１６を修正すればよく
コピー終了後再び元の位置に指定レバー１６をもどせば
その場合何等この安定状態を崩すことはなく、オペレー
ターは所望濃度のプリント画像が得られる。As a result, the amount of exposure light decreases, the image potential increases, and as a result, the image density directly increases.On the other hand, the rotation angle of the toner supply gear 10 increases, increasing the toner density of the developer 9 staying in the developer box 8. Start letting them do it. As the density increases, the amount of toner consumed inevitably increases, so after a certain period of time, the image density and toner density are generally stabilized in equilibrium. When the image density is stable in this way, when the operator particularly wants to print images with different shadings, or when trying to obtain a good print image from originals with different shadings, the operator can use the designated lever as appropriate before the operation. 16, and the designated lever 16 is returned to its original position after copying is completed. In this case, this stable state will not be disturbed in any way, and the operator can obtain a printed image with the desired density.

そのほか、非画像部の濃度制御についても上述と同様に
作用させることが可能である。なお、前記実施例におい
てはクランク１４の回転をプリント１回毎に１回転とし
たが、時間当りのプリント作動回数がほ）、一定に予想
される場合は上記に代えてクランク１４を感光ドラム１
の回転に関係なく一定速度で駆動するようにしてもその
効果は同様である。In addition, density control of non-image areas can also be effected in the same manner as described above. In the above embodiment, the crank 14 rotates once for each print, but if the number of print operations per hour is expected to be constant, the crank 14 may be rotated once per photosensitive drum 1.
The same effect can be obtained even if the motor is driven at a constant speed regardless of the rotation of the motor.

なお、露光量を調整する代りに現像対向電極バイアス電
位を調整しても効果は同様である。Note that the same effect can be obtained even if the developing counter electrode bias potential is adjusted instead of adjusting the exposure amount.

このほか、指定レバーの調定によるトナー補給量の設定
を電気的に行なうことも可能であり、その例として第２
図に示すように、トナータンク２１を密閉型に形成し、
外気の流入によってトナーがトナータンク８内に自由落
下するように構成するとともに、この外気の流入を電磁
弁２２に介して行わせる。そして、この電磁弁２２を制
御するためのタイマー回路２３を設け、同回路２３の信
号入力端をリードスイッチ２４を接続するとともに、指
定レバー２５の移動により上記タイマー回路２３に付設
された可変抵抗２６を調定するようにし、かつ前記クラ
ンク１４に代えて同様に回動するマグネット板２７を設
けて坂上に固設したマグネット２８を上託りードスィッ
チ２４に対綾させる。このように電気的に構成した場合
には、マグネット板２７の１回転毎にタイマー回転２３
にはパルス信号が印加され、このパルスはタイマー回路
２３内において設定抵抗２６に応じた時間中の矩形波に
変えられた後世力信号として電磁弁２２に印加されるの
で、機械的に制御される場合と全く同様に指定された濃
度に対応した毎回送出量のトナーが現像箱８内に落しこ
まれる。ところで、制御装置内にこのように電気回路を
利用すれば、上記のほかトナー濃度検出機構を加えて構
成することが容易であり、その場合はトナー補給量を一
層適切に設定することが可能で、すなわち画像濃度の安
定性を増す効果が得られる。In addition, it is also possible to electrically set the toner replenishment amount by adjusting a specified lever;
As shown in the figure, the toner tank 21 is formed into a closed type,
The toner is configured to freely fall into the toner tank 8 by the inflow of outside air, and this inflow of outside air is performed via the solenoid valve 22. A timer circuit 23 for controlling the solenoid valve 22 is provided, and a signal input terminal of the circuit 23 is connected to a reed switch 24, and a variable resistor 23 attached to the timer circuit 23 is connected to the reed switch 24 by moving a designated lever 25. In addition, a similarly rotating magnet plate 27 is provided in place of the crank 14, and a magnet 28 fixed on the slope is opposed to the overriding switch 24. In this electrical configuration, the timer 23 rotates for each rotation of the magnet plate 27.
A pulse signal is applied to the solenoid valve 22, and this pulse is changed into a rectangular wave for a time according to the setting resistor 26 in the timer circuit 23 and is then applied to the solenoid valve 22 as a force signal, so that it is mechanically controlled. Just as in the case, the amount of toner to be delivered each time corresponding to the designated density is dropped into the developer box 8. By the way, if such an electric circuit is used in the control device, it is easy to configure the control device by adding a toner concentration detection mechanism in addition to the above, and in that case, it is possible to set the toner replenishment amount more appropriately. In other words, the effect of increasing the stability of image density can be obtained.

その構成例を第３図を参照して説明すると、まずトナー
タンク８内に公知のトナー濃度検出装置３１を設け、こ
の装置３１の出力信号を制御回路部３２内の増中回路３
３に印加する。この回路３３には指定レバー２５の移動
に連動して設定される抵抗３４が付設され、同回路３３
内においては抵抗値の変化により上記検出信号の増幅率
が変化するのでスイッチング回路３５を作動さすトナー
濃度の設定値が変化する。そして、このスイッチ出力信
号はアンド回路３６において矩形波を連続発振するオシ
レーター３７の出力と合わされトナ−補給を制御する電
磁弁２２に印加される。従ってこの装置においてはオペ
レーターの指定画像濃度と、検出トナー濃度の二つの信
号により制御するから、より最適のトナ−濃度が得られ
る。An example of its configuration will be described with reference to FIG.
3. A resistor 34 is attached to this circuit 33 and is set in conjunction with the movement of the designated lever 25.
Since the amplification factor of the detection signal changes due to a change in the resistance value, the set value of the toner concentration that activates the switching circuit 35 changes. This switch output signal is combined with the output of an oscillator 37 that continuously oscillates a rectangular wave in an AND circuit 36, and is applied to the electromagnetic valve 22 that controls toner replenishment. Therefore, since this apparatus is controlled by two signals: the image density specified by the operator and the detected toner density, a more optimal toner density can be obtained.

又、オシレーター３７はトナー濃度の急激な変化を防ぐ
ためにトナー補給速度を小さくするために用いているも
ので機械的な装置でも可能であり、第２図に示すリード
スイッチと磁石からなる装置に置き変える事も可能であ
る。The oscillator 37 is used to reduce the toner replenishment speed in order to prevent sudden changes in toner concentration, and it can also be a mechanical device. It is also possible to change.

又増幅回路３３の出力信号を第２図に示すタイマー回路
２３に入力し、時間を制御する方法も可能である。又、
本装置においては指定画像濃度と検出トナー濃度の二つ
の信号を積の形で扱っているがこの２つの信号の比較に
より制御する事も可能である。ところで、この発明を実
施する場合の構成上留意すべきことは、トナ−補給量を
変化させる早さ（変化率）をゆるやかに設定することで
ある。It is also possible to input the output signal of the amplifier circuit 33 to the timer circuit 23 shown in FIG. 2 to control the time. or,
In this apparatus, two signals, designated image density and detected toner density, are handled in the form of a product, but it is also possible to perform control by comparing these two signals. By the way, what should be kept in mind when implementing the present invention is that the speed at which the amount of toner replenishment is changed (rate of change) should be set slowly.

以上のように、この画像濃度制御方法によれば、電子写
真オペレーターはしバーを操作するだけで安定して所望
濃度のプリント画像が得られ、しかも随時好みの濃度の
プリント画像に変えることができ、また多様な原稿に対
してもそのプリント画像を一定濃度に維持することがで
きるなど、取扱操作が容易で良好なプリント画像が得ら
れる効果がある。As described above, according to this image density control method, an electrophotographic operator can stably obtain a printed image with a desired density simply by operating the ladder, and can also change the printed image to a desired density at any time. Furthermore, it is possible to maintain a constant density of printed images even for a variety of originals, and the handling operation is easy and good printed images can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例の原理的構成を示す概略図、
第２図および第３図は第１図に示す構成の一部について
ほかの構成例を示す部分概略図、である。 ４・・・・・・露光光線、１７・・・・・・同絞り、１
１，２１・・・・・・トナータソク、１６，２５，４７
・…・・濃度指令手段としての指定レバー。 麻！図 聡２図 兼３図FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic configuration of an embodiment of the present invention,
FIGS. 2 and 3 are partial schematic diagrams showing other configuration examples of a part of the configuration shown in FIG. 1. 4...Exposure light beam, 17...Same aperture, 1
1, 21... Toner Tasok, 16, 25, 47
...Specification lever as concentration command means. hemp! Figure 2 and 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 画像のプリント濃度を指定する単一の手段を操作調
定することにより、露光装置における光学系の露光量と
、現像装置における対向電極のバイアス電位の内少くと
も１つが上記調定値に対応して設定されるとともに、現
像装置における単位時間当り若しくはコピー当りのトナ
ー補給量又は現像剤の濃度検知によるトナー補給量を上
記調定値が、画像電位が高まり、画像部に付着するトナ
ーの量が多くなるものである場合には、トナーの補給量
を多くし、画像部に付着するトナーの量が少なくなるも
のである場合には、トナーの補給量を少なくするように
した電子写真における画像濃度制御方法。1 By operating and adjusting a single means for specifying the print density of an image, at least one of the exposure amount of the optical system in the exposure device and the bias potential of the counter electrode in the developing device corresponds to the above adjusted value. In addition to setting the toner replenishment amount per unit time or per copy in the developing device, or the toner replenishment amount based on developer concentration detection, the above adjustment value increases the image potential and increases the amount of toner that adheres to the image area. Image density control in electrophotography in which the amount of toner replenishment is increased when the amount of toner adhered to the image area is increased, and the amount of toner replenished is decreased when the amount of toner that adheres to the image area is decreased. Method.