JPS6037473B2 - Developer concentration control method and device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真装置における潜像の現像にあたり、現
像剤成分のトナー対キャリヤ比を制御調整する方法及び
装置に係り、特に現像剤成分の混合比を検知し、トナー
対キャリャ比をほぼ一定に保ち、現像剤濃度を制御調整
する方法及び装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for controlling and adjusting the toner-to-carrier ratio of developer components in developing a latent image in an electrophotographic apparatus, and more particularly, the present invention relates to a method and an apparatus for controlling and adjusting the toner-to-carrier ratio of developer components, and in particular, detects the mixing ratio of developer components and detects the toner-to-carrier ratio of developer components. The present invention relates to a method and apparatus for controlling and adjusting the developer concentration while keeping the carrier to carrier ratio substantially constant.

静軍潜像を現像する方法には大別して乾式と湿式があり
、乾式では、マグネットブラシ法、カスケード法等が広
く用いられている。Methods for developing static latent images can be roughly divided into dry and wet methods, and among the dry methods, the magnetic brush method, cascade method, etc. are widely used.

これらの現像法では、トナーとキャリャ粒子より成る二
成分現像剤が主に用いられている。一方、湿式では絶縁
性のキャリャ液中にトナーを分散せしめた現像液が用い
られる。トナー現像中に、コピーする原稿の種類や数に
応じて徐々に消饗され、現像剤中のトナー濃度、すなわ
ち現像剤濃度が低下する。In these developing methods, two-component developers consisting of toner and carrier particles are mainly used. On the other hand, in the wet type, a developer in which toner is dispersed in an insulating carrier liquid is used. During toner development, the toner is gradually erased depending on the type and number of documents to be copied, and the toner concentration in the developer, that is, the developer concentration, decreases.

この結果、現像濃度が薄くなる。そこでトナーを適宜補
給するが、この場合トナー濃度が適正以上になると画像
濃度が濃くなり過ぎ、同時にカブリ汚染を生じる。従っ
て、良好な濃度のコピー画像を連続して得るには、トナ
ーとキャリヤ粒子（或いは液）の混合比即ち、現像剤の
濃度を一定に保つ必要がある。この方法として、‘１ー
所定回数或は時間ごとにトナーを定量補給する方法、或
は‘２｝現像剤濃度を検出して濃度が所定値以下となる
と適宜補給する方法が一般的である。As a result, the developed density becomes low. Therefore, toner is appropriately replenished, but in this case, if the toner density exceeds the appropriate level, the image density becomes too high, and at the same time, fogging occurs. Therefore, in order to continuously obtain copy images of good density, it is necessary to keep the mixing ratio of toner and carrier particles (or liquid), that is, the density of the developer constant. Common methods for this include '1) a method of replenishing a fixed amount of toner every predetermined number of times or time, or '2) a method of detecting the developer concentration and replenishing the toner appropriately when the concentration falls below a predetermined value.

前者ｔｌ｝の方法は簡便ではあるが、黒色画像の多い原
稿と文字原稿の如く種類が異なればトナー濃度量が異な
り、現像剤濃度は極めて不安定で、場合によってはマニ
ュアル補正を要することとなる。The former method (tl) is simple, but the toner density differs between different types of originals, such as originals with many black images and text originals, and the developer density is extremely unstable, requiring manual correction in some cases. .

この事は後者■の方法に於ても極端ではないが存在する
。This also exists in the latter method (■), although it is not extreme.

即ち、ライン・コピーやエッジ効果の高い潜像の現像の
如くトナー消費の少ない場合には補給の追従性が高いが
、エッジ効果の少ない浴像で写真絵が大部分を占める画
像の現像が蓮続すれば補給の追従性が落ちることとなる
。更に、この【２｝の方法に於ては濃度検知部の検知時
と補給時間にずれがあり、適正値を検知した時には補給
量が既に適正量を超過している場合がある。例えば、マ
グネットブラシ現像法やカスケード現像法のような粉体
乾式現像に於ては、この方法で補給したトナ−あるいは
コンクトナー（高濃度現像剤、以下コンクという）の鷹
梓に相当な時間がかかるために応答が悪く、又原稿の種
類が変った場合にも直ぐには現像剤濃度が一定に保たれ
ず、画像濃度を適正に維持できなくなる恐れがある。特
に、カラー再現の如く、各再現色間のカラーバランスが
良好にとれて初めて忠実なカラー再現を可能とする場合
、トナ−消費量の多少にかかわらず常に均一な現像濃度
を保持することが必須となる。本発明は以上のべたよう
な現像剤濃度の変化を僅少にし、安定した現像を行わし
めるべく良好な濃度制御を行うことを目的とするもので
ある。In other words, the followability of replenishment is high when toner consumption is low, such as when developing line copies or latent images with high edge effects, but it is difficult to develop images that have little edge effects and are mostly photographic images. If this continues, replenishment followability will decline. Furthermore, in method [2], there is a lag between the detection time of the concentration detection unit and the replenishment time, and by the time the appropriate value is detected, the replenishment amount may have already exceeded the appropriate amount. For example, in powder dry development methods such as the magnetic brush development method and the cascade development method, it takes a considerable amount of time for the toner or concrete toner (high-concentration developer, hereinafter referred to as "conk") replenished using this method. As a result, the response is poor, and even if the type of document changes, the developer concentration cannot be kept constant immediately, and there is a possibility that the image density cannot be maintained properly. In particular, in cases such as color reproduction, where faithful color reproduction is possible only when the color balance between each reproduced color is well maintained, it is essential to always maintain uniform development density regardless of the amount of toner consumption. becomes. The object of the present invention is to minimize the above-mentioned change in developer concentration and to perform good concentration control in order to perform stable development.

さらに色バランスの良いカラー複写機の提供を可能なら
しめることを目的とするものである。本発明の特徴は、
現像剤濃度を検知して濃度信号を発し、現像信号の発生
時である基準時ｔｏから漸時変化する基準信号を形成し
、基準時らから該基準信号が上記濃度信号と一致する時
ｔ，までの間現像剤を補給せしめることにある。Furthermore, it is an object of the present invention to make it possible to provide a color copying machine with good color balance. The features of the present invention are:
Detecting the developer concentration and emitting a concentration signal, forming a reference signal that gradually changes from a reference time to which is the time when the development signal is generated, and a time t when the reference signal coincides with the density signal from the reference time. The purpose is to replenish the developer until then.

さらに１コピー終了毎に又はトナーあるいはコンクを補
給することにより、正確で鋭敏な現像剤濃度の調整をし
、濃度を一定に維持するものである。以下、本発明を具
体例により図面を参照して説明する。Furthermore, by replenishing toner or concrete every time one copy is completed or by replenishing toner or concrete, the developer density is accurately and sensitively adjusted and the density is maintained constant. Hereinafter, the present invention will be explained by way of specific examples with reference to the drawings.

第１図に示すのは、本発明方法を適用した実施例現像装
置で、図に於いて、感光ドラム１上に周知の方法で形成
された静電潜像が現像器２により現像される。図示現像
器２はいわゆるスリーブ現像法に基づくもので、マグネ
ットブラシ現像法の一種である。固定マグネット２１と
その回りを回転するスリ−ブ２２により現像剤２３が感
光ドラムー上に供与され、静露浴像は現像可視化される
。現像剤２３は、例えばキセリャが還元鉄粉（日本鉄粉
（株）ＥＦ３。。〜４の）で、トナーは樹脂にカーボン
と少量の顔料と混ぜ合わせて１０ム程度に粉砕したもの
である。現像剤濃度は反射濃度検出器３により反射濃度
として検出される。FIG. 1 shows an embodiment of a developing apparatus to which the method of the present invention is applied. In the figure, an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum 1 by a well-known method is developed by a developing device 2. The illustrated developing device 2 is based on a so-called sleeve developing method, which is a type of magnetic brush developing method. A developer 23 is applied onto the photosensitive drum by a fixed magnet 21 and a sleeve 22 rotating around it, and the static exposure bath image is developed and visualized. The developer 23 is, for example, reduced iron powder (Nippon Iron Powder Co., Ltd. EF3...4), and the toner is a mixture of resin, carbon, and a small amount of pigment, and pulverized to about 10 μm. The developer concentration is detected as a reflection density by a reflection density detector 3.

スリーブ２２上の現像剤は窓３１よりンプ３２により照
射され、拡散反射光を受光素子、例えば硫化カドミウム
素子（ＣｄＳ）３３で受ける。そのときの現像剤濃度対
ＣｄＳ抵抗の特性を示すのが第２図である。この図はブ
ラック現像剤にキャリャとしてＥＦ鉄粉を用いた時のも
のである。反射濃度検出器３の出力は第１図の比較制御
回路４に入り、この回路より反射濃度すなわち現像剤濃
度に応じて補給ホッパ５のモーター５１を作動させる補
給駆動パルス信号（第５図参照）が出力される。The developer on the sleeve 22 is irradiated by a pump 32 through a window 31, and the diffusely reflected light is received by a light receiving element, for example, a cadmium sulfide (CdS) element 33. FIG. 2 shows the characteristics of developer concentration versus CdS resistance at that time. This figure shows a black developer using EF iron powder as a carrier. The output of the reflection density detector 3 enters the comparison control circuit 4 shown in FIG. 1, and this circuit generates a replenishment drive pulse signal (see FIG. 5) that operates the motor 51 of the replenishment hopper 5 according to the reflection density, that is, the developer concentration. is output.

比較制御回路４の一例を第３図に示す。さらに第３図示
回路の制御動作を第４図を参照して説明する。尚、第４
図の横軸はすべて時間を示し、右方向にいくに従って時
間が経過することを示す。又第４図の上図は第３図の点
Ｑに対応する現像器駆動パルスＤｅｖ（以下簡単に現像
信号と称す）の信号（仇ｒｌ）を示し、中図は第３図点
Ｑにおける設定基準レベルＶＱの変化特性と点８での現
像剤検知濃度レベルとの時間に対する関係図を示し、下
図は第３図点ｙにおける補給（装置）駆動パルスＶｙの
時間に対する作動時間を示している。第３図で現像信号
ＤｅＶが“０”のとき、ィンバータＱ，の出力は‘‘１
”となり、トランジスターＴｒ，がオンとなり、′点Ｑ
での設定基準レベルＶＱはＲ３ら０とすると、となり、
図の抵抗値（Ｒ６＝雛Ｑ）では６Ｖとなる（第４図の時
刻らまでのＡ，）。An example of the comparison control circuit 4 is shown in FIG. Further, the control operation of the third illustrated circuit will be explained with reference to FIG. Furthermore, the fourth
All the horizontal axes in the figure indicate time, and time passes as you go to the right. The upper diagram in Figure 4 shows the signal (rl) of the developer drive pulse Dev (hereinafter simply referred to as the development signal) corresponding to point Q in Figure 3, and the middle diagram shows the setting at point Q in Figure 3. A diagram showing the relationship between the change characteristics of the reference level VQ and the detected developer concentration level at point 8 with respect to time is shown, and the lower diagram shows the operating time of the replenishment (apparatus) drive pulse Vy at point y in FIG. 3 with respect to time. In Fig. 3, when the development signal DeV is "0", the output of the inverter Q is ''1
”, the transistor Tr, turns on, and the point Q
If the setting reference level VQ is R3 and 0, then
The resistance value (R6=chicken Q) in the figure is 6V (A, up to time et al. in FIG. 4).

次に、現像信号Ｄｅｖが“１”となると（第４図の基準
時ｔｏ以降のＢ）、インバーターＱ，の出力は‘‘０”
となり、トランジスターＴｒ，はオフとなる。Next, when the development signal Dev becomes "1" (B after the reference time to in FIG. 4), the output of the inverter Q becomes "0".
Therefore, the transistor Tr is turned off.

従って、コンデンサＣ，は抵抗Ｒ４を介して充電され、
設定基準レベルＶＱ‘ま漸次高くなる。この潮近線の値
〉Ｃは、ＶＣ＝Ｒ珍事費で図示例ではＶｃ＝８Ｖ（第４
図の中図で８Ｖの位の点線が潮近線）である。一方、現
像剤検知濃度レベルを表わす８点での電位Ｖ３は、第３
図の回路のＣｄＳと抵抗Ｒ７十ＶＲ，で決定される。Therefore, capacitor C, is charged via resistor R4,
The set reference level VQ' gradually increases. The value of this tidal line〉C is VC = R rare event cost, and in the illustrated example, Vc = 8V (4th
The dotted line at 8V in the middle diagram is the tidal line. On the other hand, the potential V3 at eight points representing the developer detection concentration level is
It is determined by the CdS of the circuit shown in the figure and the resistance R7 + VR.

現像剤の適正濃度を１５％とし、この時のＶ８の値を６
Ｖとする如くＶＲ，を調整すると、各濃度に応じた８で
の電位Ｖ６は第４図の如くである。このＶＱ及びＶ８両
者の値をリファレンス回路Ｑ２により比較する。ＶＢ＞
ＶＱの間、リファレンス回路Ｑ２はオンとなる。Ｑ２お
よび現像信号Ｄｅｖの各入力信号１のａｎｄ信号を得て
補給装置駆動パルス信号Ｖｙを出すッ点は、適正濃度に
達する迄“１”（第４図の下図）であるから、トランジ
スターＴｒ２が作動し、リレーＲＬＤを励磁せしめてス
イッチｉが閉じられる。こうして補給装置５の補給モー
ター５１が作動し、第１図のスクリュー５２の回転によ
り関口５３から現像器２にトナー５４を補給する。また
、ＶＱの増加によりＶＱ＞Ｖ８となる時刻ら（第４図に
おいてはｔ，ｏ％，上，２％）となると、上記回路Ｑ２
はオフとなり、トランジスターＴＲ２の動作を停止せし
める。The appropriate density of the developer is 15%, and the value of V8 at this time is 6.
When VR is adjusted so as to be V, the potential V6 at 8 corresponding to each concentration is as shown in FIG. The values of both VQ and V8 are compared by reference circuit Q2. VB>
During VQ, reference circuit Q2 is on. Since the point at which the AND signal of each input signal 1 of Q2 and development signal Dev is obtained and the replenishing device drive pulse signal Vy is outputted is "1" (lower diagram in FIG. 4) until the appropriate density is reached, the transistor Tr2 is The relay RLD is activated and the switch i is closed. In this way, the replenishment motor 51 of the replenishment device 5 operates, and the toner 54 is replenished from the entrance 53 to the developing device 2 by the rotation of the screw 52 shown in FIG. Furthermore, when VQ becomes greater than V8 due to an increase in VQ (t,o%, upper, 2% in FIG. 4), the circuit Q2
is turned off, stopping the operation of transistor TR2.

即ち、補給装置駆動パルス信号が停止する。モーター５
１は補給装置駆動パルス信号Ｖｙが“１”の期間（ｔｏ
からｔ，）のみ回転するようイナーシャの殆んどないモ
ーターを用いる。或いは補給装置駆動パルスがなくなる
とモーター５１にブレーキがかかり、補給装置駆動パル
スＶッ時間内のみトナーあるいはコンクを補給するのが
望ましい（例えば第４図下図に示した１例の補給装置駆
動パルスＶｙのｔ，ｏ％，ｔ，２で示されるパルス時間
内のみ）。第５図に本実施例による現像器駆動パルスＤ
ｅｖと、原稿を変えた場合の補給装置駆動パルスＶｙの
状態を示す。That is, the supply device drive pulse signal stops. motor 5
1 indicates the period when the supply device drive pulse signal Vy is “1” (to
A motor with almost no inertia is used so that it rotates only from t to ). Alternatively, when the replenishing device driving pulse runs out, it is desirable to apply a brake to the motor 51 and replenishing toner or concrete only within the replenishing device driving pulse Vy time (for example, the replenishing device driving pulse Vy shown in the lower part of FIG. 4). (only within the pulse time, denoted by t,o%,t,2). FIG. 5 shows the developing device drive pulse D according to this embodiment.
ev and the state of the replenishing device drive pulse Vy when the original is changed.

本実施例に於て、現像剤濃度検出方法、電気回路、トナ
−あるいはコンクの補給方法は、本発明の主旨に従い適
宜所望のものを適用しうろことは言うまでもない。In this embodiment, it goes without saying that any desired developer concentration detection method, electric circuit, toner or concrete replenishment method may be used as appropriate in accordance with the spirit of the present invention.

以上具体例で詳述した如く、本発明は現像剤濃度を有効
に制御するとを可能とし、特に常時均一濃度を保持しう
る点で極めて秀れたものである。As described above in detail in the specific examples, the present invention is extremely excellent in that it is possible to effectively control the developer concentration, and in particular, it is possible to maintain a uniform concentration at all times.

特にカラー再現に際し、良好なカラー再現を保障する点
で実用上極めて有効なるものである。In particular, it is extremely effective in practice in ensuring good color reproduction.

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

第１図は本発明を適用した実施例現像装置の説明図、第
２図はトナー濃度に対する受光素子の抵抗特性図、第３
図は制御回路図、第４図は回路各点での動作特性図、第
５図は現像器作動パルスと補給装置駆動パルスの状態を
説明する比較図。 図中、１・・・…感光体、２・・・・・・現像器、３・
・・・・・反射濃度検出器、４・・・・・・制御回路、
５・・・・・・補給ホツパ、２１……マグネットローラ
、２２……スリーブ、５１・・・・・・補給モーター。
繁３１２ 繁ｌｌ率 第２図 第４函 繁５図FIG. 1 is an explanatory diagram of an example developing device to which the present invention is applied, FIG. 2 is a resistance characteristic diagram of a light receiving element with respect to toner concentration, and FIG.
FIG. 4 is a control circuit diagram, FIG. 4 is an operational characteristic diagram at each point in the circuit, and FIG. 5 is a comparison diagram illustrating the states of the developer operating pulse and the replenishing device drive pulse. In the figure, 1...photoreceptor, 2...developing device, 3...
...Reflection density detector, 4...Control circuit,
5... Supply hopper, 21... Magnet roller, 22... Sleeve, 51... Supply motor.
312 312 312 312 312 Fig. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 現像剤濃度を検知して濃度信号を発し、現像信号の
発生時である基準時ｔ＿０から漸次変化する基準信号を
形成し、基準時ｔ＿０から該基準信号が上記濃度信号と
一致する時ｔ＿１までの間現像剤を補給せしめることを
特徴とする現像剤濃度制御方法。 ２ 現像剤を補給する補給手段と、 現像剤濃度を検知する検知手段と、 基準信号を現像信号の発生時である基準時ｔ＿０から
変化させる可変基準信号形成手段と、 基準時ｔ＿０か
ら、上記検知手段による現像剤濃度信号と変化する基準
信号とが一致する時ｔ＿１まで上記補給手段を駆動させ
る駆動制御手段と、を有することを特徴とする現像剤濃
度制御装置。[Claims] 1. Detect the developer concentration and generate a concentration signal, form a reference signal that gradually changes from a reference time t_0, which is the time when the development signal is generated, and from the reference time t_0, the reference signal becomes the density signal. A developer concentration control method characterized in that the developer is replenished until the time t_1 coincides with the time t_1. 2. A replenishing means for replenishing developer; a detecting means for detecting the developer concentration; a variable reference signal forming means for changing the reference signal from a reference time t_0, which is the time when the development signal is generated; and the above detection from the reference time t_0. A developer concentration control device comprising: drive control means for driving the replenishing means until t_1 when a developer concentration signal from the means and a changing reference signal match.