JPS5833271A - Automatic toner density adjusting device of electrophotographic device - Google Patents

Automatic toner density adjusting device of electrophotographic device

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JPS5833271A
JPS5833271A JP56130143A JP13014381A JPS5833271A JP S5833271 A JPS5833271 A JP S5833271A JP 56130143 A JP56130143 A JP 56130143A JP 13014381 A JP13014381 A JP 13014381A JP S5833271 A JPS5833271 A JP S5833271A
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JP
Japan
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toner
humidity
developer
signal
amplifier
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Pending
Application number
JP56130143A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Nishikawa
正治 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP56130143A priority Critical patent/JPS5833271A/en
Publication of JPS5833271A publication Critical patent/JPS5833271A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0848Arrangements for testing or measuring developer properties or quality, e.g. charge, size, flowability
    • G03G15/0849Detection or control means for the developer concentration
    • G03G15/0855Detection or control means for the developer concentration the concentration being measured by optical means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To correct a variation of environmental humidity, and also to prevent generation of background fog, by constituting a device so that a variation of a toner charged quantity is reduced, in order to maintain developing performance of a developer in a desirable state. CONSTITUTION:A toner density detecting element measures a reflection factor of a developer by a photoelectric detecting element TR consisting of a light diode DL and a phototransistor. An amplification output signal by an amplifier IC2 for receiving a detecting signal from the photoelectric detecting element TR is compared with a reference signal applied by resistances R3, R4 and R5, and a humidity detecting element R6, and a control signal is generated. For instance, when toner density in a developer drops and a reflection factor of the developer increases, a toner density detecting signal increases, a signal generated by being amplified from the amplifier IC2 also becomes large, becomes large than a reference signal voltage value applied to a connecting point of the resistances R3 and R4, and an amplifier IC3 executing a comparator operation is set to an on-state. When an output signal from the amplifier IC3 is received, a transistor TR1 is operated, a driving means M of a toner supplying device connected to a collecting circuit, that is to say, a solenoid, a clutch, a motor, etc. are operated, and a toner is supplied.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子写真装置に用いられる乾式二成分現像
剤のトナー濃度を湿度の変化に応じて所定の値に維持す
るように構成したトナー濃度自動調整装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic toner concentration adjustment device configured to maintain the toner concentration of a dry two-component developer used in an electrophotographic apparatus at a predetermined value in response to changes in humidity.

一般に、電子写真複写等においては静電潜像を可視儂と
するための現像剤として、表面を酸化処理ないしは樹脂
被覆した鉄粉又は粒状フェライト、あるいは磁性粒子を
分散させた樹脂粒子又はガラスピーズ等で形成されたキ
ャリア粒子と、トナー粒子を混合攪拌してなる乾式二成
分現像剤は広く知られている。
In general, in electrophotographic copying, iron powder or granular ferrite whose surface is oxidized or coated with resin, or resin particles or glass beads with magnetic particles dispersed therein are used as a developer to make the electrostatic latent image visible. A dry two-component developer formed by mixing and stirring carrier particles formed by the above and toner particles is widely known.

ところで、この乾式二成分現像剤の現像性能、すなわち
画儂濃度やパックグランド濃度を決定する要因は種々あ
るが、その中でもキャリアとトナーの混合比率、すなわ
ちトナー濃度と、帯電したトナーの保有する電荷量、す
なわちトナー帯電量は、現像剤の現像性能を大きく左右
する事が知られている。
By the way, there are various factors that determine the development performance of this dry two-component developer, that is, the image density and pack ground density, but among them, the mixing ratio of carrier and toner, that is, the toner density, and the electric charge held by the charged toner. It is known that the amount of toner charge, that is, the amount of toner charge, greatly influences the development performance of the developer.

従来、この乾式二成分現像剤の現像性能を安定化させる
ために、現像剤中のトナー混合比を検知して、該検知信
号に基づいてトナーの補給量を制御するようにした現像
剤自動濃度調整装置が知られているが、これは単にトナ
ーとキャリアの混合比を一定にするものであるから、た
とえ混合比を一定に調整できてもトナー帯電量が変化す
ると画像濃度が変化してしまうという欠点があった。ま
た現像性能を安定化させる他の手段として、感光体の画
面外領域にモニター用の潜像を形成してこれを現像し、
その現像したトナー像濃度を光電的に検知し、その検知
信号に基いてトナー混合比を決定するように構成した装
置も知られている。しかしながら、この装置においては
、感光体の劣化、コロナ帯電装置の変動等の現像剤自体
の現像性能とは別の要素の変化をも、総て現像剤のトナ
ー混合比の調整によって補正することになるから、その
補正量は現像剤に許容されるトナー混合比を越えるよう
な場合も生じ、かかる場合には画像品質の低下(コント
ラストの低下等)を来たし、更には著しいトナー飛散を
生じたりして極めて不都合であった。
Conventionally, in order to stabilize the development performance of this dry two-component developer, automatic developer density was developed that detected the toner mixture ratio in the developer and controlled the amount of toner replenishment based on the detection signal. Adjustment devices are known, but they simply keep the mixing ratio of toner and carrier constant, so even if the mixing ratio can be adjusted to a constant value, the image density will change if the toner charge amount changes. There was a drawback. In addition, as another means of stabilizing the developing performance, a latent image for monitoring is formed on the off-screen area of the photoreceptor and this is developed.
There is also known an apparatus configured to photoelectrically detect the density of the developed toner image and determine the toner mixing ratio based on the detection signal. However, in this device, changes in factors other than the development performance of the developer itself, such as deterioration of the photoreceptor and fluctuations in the corona charging device, can be corrected by adjusting the toner mixing ratio of the developer. Therefore, the amount of correction may exceed the toner mixing ratio allowed for the developer, and in such cases, image quality may deteriorate (reduction in contrast, etc.), and furthermore, significant toner scattering may occur. This was extremely inconvenient.

とのよ・うに、従来の現像性能を安定化させる手段は、
いずれも、5トナー帯電量を殆んど考慮しておらず、安
定化手段としてはきわめて不充分なものであった。
As mentioned above, the conventional means of stabilizing development performance is
In either case, little consideration was given to the amount of toner charge, and these methods were extremely inadequate as stabilizing means.

しかして、現像剤の現像性能を変化させる要素の中で、
トナー混合比もこれが増大すると画像濃度とパックグラ
ンドカブリを増大させる傾向があり重要な要素ではある
ものの、トナー帯電量の変化はきわめて重要なものであ
り、例えば、トナー帯電量が少ない場合には、画像濃度
が増大すると共に帯電不足に基づいてキャリアに十分に
捕捉されていないトナーが生じ、パックグランドカプリ
も増加し、一方、トナー帯電量が増加すると、画像濃度
が低下すると共に、強帯電トナーがキャリアに強く捕捉
されてトナーを付着していないキャリアが少なくなり、
それにより新たに補給されるトナーの帯電を阻害して帯
電不良トナーを生じてパックグランドカプリを生ずる場
合がある。このようにトナーの帯電は過大であっても過
少であっても現像性能に悪影響を与えるものである。し
かも、このトナー帯電貴社一定のトナー混合比、一定の
現像剤攪拌条件の下でも環境湿度の変化によって大きく
変動するものであるにも拘わらず、従来この変動を有効
に補正し現像性能を安定化させる手段は提案されていな
かった。
Among the factors that change the developing performance of the developer,
Although the toner mixing ratio is an important factor as it tends to increase the image density and pack ground fog as it increases, changes in the toner charge amount are extremely important. For example, when the toner charge amount is small, As the image density increases, some toner is not sufficiently captured by the carrier due to insufficient charging, and the pack ground capri also increases. On the other hand, as the toner charge amount increases, the image density decreases and strongly charged toner increases. The amount of carrier that is strongly captured by the carrier and does not have toner attached decreases.
This may inhibit the charging of newly replenished toner, resulting in insufficiently charged toner, resulting in packed ground capri. As described above, whether the toner is charged too much or too little, it adversely affects the developing performance. Furthermore, even though this toner charge varies greatly due to changes in environmental humidity even under a constant toner mixing ratio and constant developer agitation conditions, conventional methods have been able to effectively compensate for this variation and stabilize development performance. No method was proposed to do so.

この発明は、かかる昧題を解決するためなされたもので
、現像剤の現像性能を好ましい状態に雑持するために、
トナー帯電量の変動を減少させるべく構成し、環境湿度
の変化を補正し、パックグランドカプリの発生をも防止
するようにしたトナー濃度自動調整装置を提供すること
を目的とするものである。
This invention was made to solve this problem, and in order to maintain the developing performance of the developer in a desirable state,
It is an object of the present invention to provide an automatic toner concentration adjustment device configured to reduce fluctuations in toner charge amount, correct changes in environmental humidity, and prevent pack ground capri from occurring.

以下図面を参照しながら従来技術濠らびにこの出願の発
明の詳細な説明する。
The prior art moat and the invention of this application will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図はトナー帯電量とソリッド部の画像濃度との関係
を示す図であり、横軸はトナー帯電量、縦軸は画像濃度
を示しているが、これはキャリア100に対してトナー
8,5重量部を混合して作成した現像剤を現像装置中で
攪拌して、トナー濃度一定のtま帯電量のみ変化させて
得九データに基づくものである。この第1図かられかる
ように、現像剤のトナー濃度を一定に保持してもトナー
帯電量の変化によって画像濃度が変化してしまい極めて
不都合な状態が生ずる。すなわち、先に述べたようにト
ナー帯電量が少々い場合は画像濃fは高く、トナー帯電
量が多くなると画像濃度は低下する。このような現像が
生ずる理由は、静電潜像が現像される場合に潜像電荷が
トナー電荷によって見掛上中和されるが、中和のために
帯電量の少ないトナーではトナー量を多く必要とし、帯
電量の多いトナーでは少量のトナーで中和が行われるた
めと考えられる。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the toner charge amount and the image density of the solid area, where the horizontal axis shows the toner charge amount and the vertical axis shows the image density. This is based on data obtained by stirring a developer prepared by mixing 5 parts by weight in a developing device, and changing only the amount of charge while keeping the toner concentration constant. As can be seen from FIG. 1, even if the toner density of the developer is kept constant, the image density changes due to changes in the toner charge amount, resulting in an extremely inconvenient situation. That is, as described above, when the toner charge amount is a little low, the image density f is high, and as the toner charge amount increases, the image density decreases. The reason why this kind of development occurs is that when an electrostatic latent image is developed, the latent image charge is apparently neutralized by the toner charge. This is thought to be because a small amount of toner is required to neutralize a toner with a large amount of charge.

一方・、現像剤中のトナー帯電量は種々の要因によって
変化する。例えば、現像剤の攪拌作用の増大によって荷
電量は増大する。しかし一定の攪拌条件下では帯電した
トナーが消費されて未帯電のトナーが補給されることに
よって一足レベル以上に帯電量が増加することはない。
On the other hand, the amount of toner charge in the developer changes depending on various factors. For example, the amount of charge increases as the agitation action of the developer increases. However, under constant agitation conditions, the charged toner is consumed and uncharged toner is replenished, so that the amount of charge does not increase beyond a single level.

また、トナー濃度が低下するとキャリアとトナーの接触
摩擦量が多くなり、トナー帯電量が増大するが、これも
トナー混合比を一足にするトナー濃度自動調整装置を適
用すれば、トナー濃度は一定に保持されるからトナー濃
度変化に基づく帯電量の変化は防止することができる。
In addition, when the toner concentration decreases, the amount of contact friction between the carrier and the toner increases, and the amount of toner charge increases.However, if an automatic toner concentration adjustment device that adjusts the toner mixing ratio is applied, the toner concentration can be kept constant. Since the toner is retained, changes in the amount of charge due to changes in toner concentration can be prevented.

更にまた、先に述べたようにトナー帯電量は壌境湿度の
変化によって大きく変動することが観察される。すなわ
ち、第2図は同一トナー濃度(8,5%)の現像剤を低
湿度環境下(20C,30%)で攪拌した場合の帯電量
変化の状況(曲#a)と、高湿度環境下(28℃、85
%)で攪拌した場合の帯電量変化の状況(曲#b)とを
示したもので、横軸は現像装置を攪拌のために作動させ
た時間(分)、縦軸はトナー帯電量(μQ/g )を示
している0このtJ2図の曲! (a)、(b)かられ
かるように、低湿度環境下(→ではトナー帯電量は数分
のうちに上昇して安定化する傾向を示すのに対して、高
温度環境下(blではトナー帯電貴社一旦低下してから
徐々に上昇し、安定した(a)と同等の帯電量を示すの
は数十分経過後になる。この種の現像剤が使用される装
置、例えば複写装置等について、その使用状況を考えて
みると、一度に数枚から数十枚程度のコピーが作成され
ることが多く、これに要する時間は数分以内であるから
、一般的に高湿[11境下においては、トナーの帯電量
は上昇せず低レベル(約8μQ/g )で維持される。
Furthermore, as mentioned above, it is observed that the toner charge amount varies greatly depending on the change in soil humidity. In other words, Figure 2 shows the change in the amount of charge (song #a) when developer with the same toner concentration (8.5%) is stirred in a low humidity environment (20C, 30%), and the situation in a high humidity environment. (28℃, 85
%) and shows the state of change in charge amount (track #b) when stirring.The horizontal axis is the time (minutes) during which the developing device was operated for stirring, and the vertical axis is the toner charge amount (μQ /g) 0 This tJ2 diagram song! As can be seen from (a) and (b), the toner charge amount tends to increase and stabilize within a few minutes under a low humidity environment (→), whereas under a high temperature environment (BL), the toner charge amount tends to increase and stabilize within a few minutes. Toner charge The toner charge decreases once and then gradually increases, and it takes several tens of minutes before it shows a stable charge amount equivalent to (a).For devices in which this type of developer is used, such as copying machines, etc. Considering its usage, it is often found that several to several dozen copies are made at a time, and the time required for this is within a few minutes. In this case, the charge amount of the toner does not increase and is maintained at a low level (approximately 8 μQ/g).

これに対して、低湿度拌であっても確実に上昇し、比較
的少ないコピー作成枚数の内に安定的な高めの帯電量(
約12μQ/g)に到達する。したがって、中湿度環境
(例えば25C155%)下で適正な画像濃度が得られ
るように現像剤のトナー濃度及び攪拌時間が設定されて
いる現像装置を使用し九場合に、高湿度環境下において
はトナー帯電量の不足によって画像濃度が過剰となり、
カプリも生じ易く、また低湿度環境下において社トナー
帯電量が過剰になって111g1濃度が低下する欠点が
あ抄、このような現象は、単にトナー混合比を一定にす
るトナー濃度自動調整装置を組込んだ複写装置において
は、しばしば観察されるものである。
On the other hand, even with low-humidity agitation, the charge increases reliably, and a stable high charge amount (
approximately 12 μQ/g). Therefore, when using a developing device whose developer toner concentration and stirring time are set so as to obtain appropriate image density in a medium humidity environment (for example, 25C155%), the toner Image density becomes excessive due to insufficient charge amount,
Also, in a low-humidity environment, the toner charge amount becomes excessive and the 111g1 concentration decreases.Such a phenomenon can be avoided simply by using an automatic toner concentration adjustment device that keeps the toner mixing ratio constant. This is often observed in built-in copying devices.

第3図は、所定の濃度の現像剤(8,5%、5分間攪拌
)を用いて、相対湿度の異った環境下に複写装置を置い
た場合のソリッド画像濃度の変化の態様を示す図であり
、この図から明らかなように相対湿度50Xよ抄も低湿
度環境下では画像濃度は比較的安定な値を維持するが、
これよりも高温度環境下になると急激に画像濃度が上昇
する軸向を示してお抄、なおこの画像濃度の増加はトナ
ー帯電量の低下に基づくものである。
Figure 3 shows how the solid image density changes when a copying machine is placed in environments with different relative humidity using a developer with a predetermined concentration (8.5%, stirred for 5 minutes). As is clear from this figure, the image density maintains a relatively stable value in a low humidity environment even when the relative humidity is 50X.
When the temperature is higher than this, the image density sharply increases, and this increase in image density is due to a decrease in the amount of toner charge.

以上の記載から明らかなように、従来のトナー帯電量の
変化を考慮しない単にトナー混合比を一定とするような
トナー濃度自動調整装置を備え九電子写真装置において
は、環境湿度の変動により著しい画像濃度の変動は避け
ることができなかったものであり、この発明は、上記従
来装置の欠点を除去するために、環境湿度条件の変動に
対応させて現像剤中のトナー混合比(トナー′af)を
変化させで、常に安定したトナー帯電量を維持し、所望
の画像濃度を得るように構成するものである。
As is clear from the above description, in an electrophotographic apparatus equipped with a conventional toner density automatic adjustment device that does not take into account changes in the toner charge amount and simply keeps the toner mixing ratio constant, it is difficult to produce significant images due to fluctuations in environmental humidity. Fluctuations in density were unavoidable, and in order to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional devices, the present invention improves the toner mixing ratio (toner'af) in the developer in response to fluctuations in environmental humidity conditions. The structure is such that a stable toner charge amount is always maintained and a desired image density is obtained by changing the toner charge amount.

第4図は、横軸にトナー濃度、縦軸にトナー帯電量をと
抄両者の関係を比較した図である。トナー帯電量は25
C1相対湿度55%の環境下で現像器中で5分間の攪拌
を行った時点での値を示している。この図から明らかな
ように、トナー濃度4〜10%の範囲内においてはトナ
ー濃度と帯・に量の関係がほぼリニアであって、トナー
濃度4%以下の領域においては、トナー帯電量のトナー
濃度依存性がより大きいことがわかる。第2図から読み
取れるように、トナー濃度8.5%の現像剤を用いて5
分間攪拌した場合において、環境湿度が30%から85
%まで変化することによって生ずるトナー帯電量変化は
4μQ/g程度であるから、これをトナー濃度を変化さ
せて補正する場合に必要なトナー濃度の調整幅は、第4
図を参照すると3%輪度となる◎実際にはトナー濃度の
変化そのものが画像濃度を変化させる作用を有し、例え
ばトナー濃度を低下させると、トナー濃度の低下による
画像濃度の低下が、帯電量の上昇による画像濃度の低下
作用に付加されるから、トナー濃度の調整幅は3%より
小さくても必要な効果は充分得られることとなる◇した
がって、トナー濃度を環境湿度条件に応じて調整してや
れば一定の画像濃度を得ることができる。
FIG. 4 is a diagram comparing the relationship between the toner concentration on the horizontal axis and the toner charge amount on the vertical axis. Toner charge amount is 25
C1 The value is shown after stirring for 5 minutes in a developing device in an environment of 55% relative humidity. As is clear from this figure, within the toner concentration range of 4% to 10%, the relationship between toner concentration and band amount is almost linear, and in the region of toner concentration of 4% or less, the toner charge amount is approximately linear. It can be seen that the concentration dependence is greater. As can be read from Figure 2, using a developer with a toner concentration of 8.5%,
When stirring for minutes, the environmental humidity ranges from 30% to 85%.
%, the change in toner charge amount caused by changing the toner concentration is about 4 μQ/g.
Referring to the figure, the degree of rotation is 3% ◎ In reality, changes in toner density itself have the effect of changing image density. For example, when toner density is reduced, the reduction in image density due to the reduction in toner density is Since this is added to the effect of reducing image density due to an increase in the amount, the necessary effect can be obtained even if the adjustment range of toner density is less than 3%. Therefore, the toner density is adjusted according to the environmental humidity conditions. By doing so, a constant image density can be obtained.

次に、この出願の発明に係るトナー濃度自動調整装置の
具体的実施例を従来例と対比しつつ詳細に説明する。W
t5図は、従来のトナー混合比を−定にする現像剤トナ
ー濃度自動調整装置のブロック構成図である。現像剤中
のトナー濃度を検知する検知素子1は、検知原理によっ
て種々の形態をとる。すなわち、現像剤の透磁率によっ
てトナー濃度を知るためにはコイルが用いられ、現像剤
の反射率の測定によってトナー濃度を知るためにはフォ
トセンサーが用いられる。これらの検知素子1からの信
号は制御回路に加えられるが、この信号は通常そのまま
では制御信号としては使えず、信号増幅整形回路2によ
り増幅あるいは制御信号を作り出すのに好適な形態に変
換すべく整形される必要がある。次にこの増幅整形され
た検知信号が入力される制御信号発生回路3は、通常制
御レベルを決定する基準信号発生回路4を有するコンパ
レータによって構成され、基準信号と増幅整形されたト
ナー濃度検知信号とを比較して制御信号を発生する。ド
ライブ回路5は前記制御信号を受けてトナー補給装置6
の作動を制御する回路であって、トナー補給装置6が、
直流ソレノイド、直流電磁クラッチ、直流モータ等で駆
動される場合には、トランジスタ、80R等の直流制御
素子等が用いられ、上記トナー補給装置6の駆動装置が
交流で駆動される場合にはトライアック等の交流素子が
用いられる。通常、トナー補給装置6は、このドライブ
回路5によって、トナーホッパ底部において多孔質ロー
ラや溝あるいは凹凸を設けたローラ等を駆動回転させて
現像装置にトナーを補給するべく構成されている。
Next, a specific example of the toner density automatic adjustment device according to the invention of this application will be described in detail while comparing it with a conventional example. W
FIG. t5 is a block diagram of a conventional automatic developer-toner concentration adjustment device that maintains a constant toner mixing ratio. The detection element 1 that detects the toner concentration in the developer takes various forms depending on the detection principle. That is, a coil is used to determine the toner concentration based on the magnetic permeability of the developer, and a photosensor is used to determine the toner concentration by measuring the reflectance of the developer. The signals from these sensing elements 1 are applied to the control circuit, but normally these signals cannot be used as control signals as they are, and must be amplified or converted into a form suitable for creating control signals by the signal amplification and shaping circuit 2. needs to be formatted. Next, the control signal generation circuit 3 to which this amplified and shaped detection signal is input is usually constituted by a comparator having a reference signal generation circuit 4 that determines the control level, and the control signal generation circuit 3 is composed of a comparator that has a reference signal generation circuit 4 that determines the control level, and the reference signal and the amplified and shaped toner concentration detection signal are inputted. and generates a control signal. The drive circuit 5 receives the control signal and the toner replenishing device 6
The toner replenishing device 6 is a circuit for controlling the operation of the toner replenishing device 6.
When driven by a DC solenoid, DC electromagnetic clutch, DC motor, etc., a DC control element such as a transistor or 80R is used, and when the drive device of the toner replenishing device 6 is driven by AC, a triac, etc. is used. AC elements are used. Normally, the toner replenishing device 6 is configured to replenish toner to the developing device by driving and rotating a porous roller, a roller provided with grooves or irregularities, etc. at the bottom of the toner hopper by the drive circuit 5.

第6図は、この発明に係るトナー濃度自動調整装置の一
実施例のブロック構成図である。トナー濃度検知素子、
信号増幅整形回路、ドライブ回路、及びトナー補給装置
の各構成は、第5図に示した従来装置の構成上同様であ
り、制御信号発生回路3の構成が異っている。すなわち
、第5図に示した従来装置においては、制御信号は予め
設定された基準信号と増幅、整形されたトナー濃度検知
信号とが比較されて形成されていたのに対して、この発
明においては、第6図に示したように、基準信号の大き
さそのものが環境湿度の変化に対応して変化させられ°
るように構成されている。しかして、この基準信号の変
更手段に用いられる環境湿度の検知素子としては種々の
タイプの素子が利用可能であるが、湿度変化に対応して
抵抗値が変化する湿度−抵抗変化素子が好ましい。かか
る特性をもつ素子の例として社、ヒ為−ミライト(商品
名、東京コスモス電機)やセラはツク湿度センサH10
4(商品名、マルコン電子)等があけられ、これらの素
子は湿度が高くなると抵抗値が低下する特性を有してい
る。湿度検知素子からの信号はそのまま基準信号発生回
路に印加できる場合もあるが、インピーダンス整合、あ
るいは制御に適した形態の信号とするために信号増幅、
整形回路を介して印加するように構成する場合もある。
FIG. 6 is a block diagram of an embodiment of an automatic toner concentration adjusting device according to the present invention. toner concentration detection element,
The configurations of the signal amplification and shaping circuit, drive circuit, and toner supply device are the same as those of the conventional device shown in FIG. 5, and the configuration of the control signal generation circuit 3 is different. That is, in the conventional apparatus shown in FIG. 5, the control signal was formed by comparing a preset reference signal with an amplified and shaped toner concentration detection signal, whereas in the present invention, , as shown in Figure 6, the magnitude of the reference signal itself is changed in response to changes in environmental humidity.
It is configured to Various types of elements can be used as the environmental humidity sensing element used in this reference signal changing means, but a humidity-resistance change element whose resistance value changes in response to changes in humidity is preferable. Examples of elements with such characteristics are Hi-Temi-Milight (trade name, Tokyo Cosmos Electric) and Sera-Hatsuku Humidity Sensor H10.
4 (trade name, Marcon Electronics), etc., and these elements have a characteristic that the resistance value decreases as the humidity increases. In some cases, the signal from the humidity sensing element can be applied as is to the reference signal generation circuit, but it may be necessary to perform impedance matching or signal amplification to make the signal suitable for control.
In some cases, it may be configured to be applied via a shaping circuit.

湿度検知素子は現像剤が置かれている部分の環境湿度を
測定するものであるから現像装置の近傍に配置。
The humidity sensing element measures the environmental humidity in the area where the developer is placed, so it is placed near the developing device.

されるのが望ましいが、トナーによる検知素子の汚れを
防止したり、電気配線のしやすさ等の点を考慮した場合
、配置位置による湿度の差異は少ないから、特にその位
置を限定しなくてもよい。なお、湿度検知素子に代えて
、例えば可変抵抗器のようなもので構成し、湿度に対応
した調整位置を表示したトナー濃度調整端子を、装置外
面又はユーザが開閉するように指定されたカバー内に設
けておけば、ユーザが手動操作により湿度に対応した調
整をするようにすることができる。
However, considering the prevention of contamination of the detection element with toner and the ease of electrical wiring, there is little difference in humidity depending on the location, so there is no need to limit the location. Good too. In addition, instead of the humidity detection element, a toner concentration adjustment terminal consisting of something like a variable resistor and displaying the adjustment position corresponding to the humidity can be installed on the outside of the device or inside a cover designated to be opened and closed by the user. If the humidity level is set in the humidity range, the user can make manual adjustments according to the humidity.

第7図は、第6図のブロック図に基づいて構成した具体
的な回路構成例である。第7図において、トナー濃度検
知素子は発光ダイオードD1とホトトランジスタからな
る光電検知素子TPによって現像剤の反射率を測定する
ものとして構成されている0光電検知素子Tpからの検
知信号を受ける増幅器IC1は、フィードバック抵抗比
1を接続して比例増幅回路として作用させる。増幅器■
02はフィードバック抵抗R2とノイズ成分を除去する
コンデンサC1、C2を接続して波形整形増幅回路とし
て作用させる。増幅器IC,μフィードバック抵抗を接
続せずに、ON・OFF信号を発生させるコンパレータ
回路構成になっている。増幅器IO,による増幅出力信
号は、抵抗R3、R4、R5及び湿度検知素子)R6に
よって与えられる基準信号と比較されて制御信号を発生
する。例えば、現像剤中のトナー濃度が低下して現像剤
の反射率が増大するとトナー濃度検知信号が増大し、増
幅器IC,から増幅されて発生する信号も大きくなり、
抵抗R3とR4の接続点に与えられる基準信号電圧値よ
抄大となって、コンパレータ作用をする増幅器IC,を
ONの状態とする。増幅器IO,かもの出力信号を受け
てトランジスタTr!が動作し、コレクタ回路に接続さ
れているトナー補給装置の駆動手段M1すなわち、ソレ
ノイド、クラッチ、モータ等を作動させてトナーの補給
を行わせる。トナーが補給されてその結実現像剤の反射
率が低下すると、トナー濃度検知信号が小さく表って上
記の動作態様と逆の動作態様になりトナーの補給が停止
されるOR7は環境湿度を検知する素子であって、例え
ば第8図に示したような湿度−抵抗特性をもつヒユーミ
ライト(商品名)の如き、湿度によって抵抗値が変化す
る素子が用いられる。第7図において、増幅器IO,に
基準電圧を与える回路から明らかなように、環境湿度が
高くなって湿度検知素子の抵すなわち基準電位は上昇し
て第7図に示した回路の安定点検トナー濃度が低下する
方向に移行する。
FIG. 7 shows a specific example of a circuit configuration based on the block diagram of FIG. 6. In FIG. 7, the toner concentration detection element is configured to measure the reflectance of the developer by a photoelectric detection element TP consisting of a light emitting diode D1 and a phototransistor.An amplifier IC1 receives a detection signal from the photoelectric detection element Tp. connects a feedback resistance ratio of 1 to function as a proportional amplifier circuit. Amplifier■
02 connects a feedback resistor R2 and capacitors C1 and C2 for removing noise components to function as a waveform shaping amplifier circuit. It has a comparator circuit configuration that generates ON/OFF signals without connecting an amplifier IC or μ feedback resistor. The amplified output signal by amplifier IO is compared with a reference signal provided by resistors R3, R4, R5 and humidity sensing element R6 to generate a control signal. For example, when the toner concentration in the developer decreases and the reflectance of the developer increases, the toner concentration detection signal increases, and the signal amplified and generated from the amplifier IC also increases.
The reference signal voltage value applied to the connection point of resistors R3 and R4 is increased, and the amplifier IC, which functions as a comparator, is turned on. Amplifier IO receives the output signal of the spider and turns on transistor Tr! is operated, and the driving means M1 of the toner replenishing device connected to the collector circuit, that is, a solenoid, a clutch, a motor, etc., is operated to replenish toner. When the toner is replenished and the reflectance of the image forming agent decreases, the toner concentration detection signal appears small and the operation mode is opposite to the above operation mode, toner supply is stopped.OR7 detects the environmental humidity. An element whose resistance value changes depending on humidity, such as Huumilite (trade name), which has humidity-resistance characteristics as shown in FIG. 8, is used. As is clear from the circuit that applies a reference voltage to the amplifier IO in FIG. 7, as the environmental humidity increases, the resistance of the humidity detection element, that is, the reference potential increases, and the stability check toner concentration of the circuit shown in FIG. will shift to a decreasing direction.

反対に低湿時には湿度検知素子の抵抗値が増大してトナ
ー濃度を上昇させる方向に回路の安定点は移行する0抵
抗R4とR5はトナー濃度の調整幅及び湿度対トナー濃
度のカーブを決足する作用を有しており、すなわち、湿
度検知素子Reの抵抗値が大幅に増大しても基準電圧に
与える影響は、並列抵抗Rsによって制限され、また、
検知素子R6の抵抗値が大幅に減少しても直列抵抗R4
によってその作用轄制限され、かくしてトナー濃度の調
整は無制限に行われるのではなく、現像剤の作用が正常
に行われる範囲内で行われるように構成することができ
、これによって過剰トナーによるトナー飛1散の発生や
、過少トナーによる感光体へのキャリア耐着の発生等を
防止することができる。なお、第7図において湿度検知
素子PL、を、ユーザによって選択的に操作される可変
抵抗器におきかえると、手動調整にすることができるの
は勿論である。
On the other hand, when the humidity is low, the resistance value of the humidity detection element increases and the stable point of the circuit shifts in the direction of increasing the toner concentration.0Resistors R4 and R5 determine the adjustment range of the toner concentration and the curve of humidity versus toner concentration. In other words, even if the resistance value of the humidity sensing element Re increases significantly, the influence on the reference voltage is limited by the parallel resistance Rs.
Even if the resistance value of sensing element R6 decreases significantly, the series resistance R4
Therefore, the adjustment of the toner concentration is not carried out without limit, but can be configured to be carried out within the range in which the action of the developer normally occurs, thereby preventing toner scattering due to excess toner. It is possible to prevent the occurrence of scattering and carrier adhesion to the photoreceptor due to insufficient toner. Note that manual adjustment can of course be achieved by replacing the humidity sensing element PL in FIG. 7 with a variable resistor that is selectively operated by the user.

第9図は、この発明に係る環境湿度検知素子によってト
ナー濃度調整レベルを変更するための他の実施例であり
、増幅回路のネガティブフィードバック量を湿度検知信
号によって変更してアンプゲインを調整し、結果として
トナー濃度検知信号の大きさを環境湿度によって変更す
る構成にしたものである。第9図において、比例増幅器
IC,のフィードバック抵抗は抵抗R11s R,、、
及び湿度検知素子R1m゛の合成抵抗によって構成され
る。湿度が低下した場合は先にのべたように、帯電量が
増加するから画像濃度が低下し、これを補正するKはト
ナー濃度を高くして帯電量を減少させる必要があるが、
この実施例においては湿度が低下すると湿度検知素子R
tSの抵抗値が大きくな抄、フィードバック量が減少し
て比例増幅器IC1の増幅度が増大して出力が大となる
。したがって、制御信号発生回路に与える基準電圧を固
定しておけば、制御信号によりトナー補給装置が駆動さ
れトナーの補給が行われて現像剤のトナー濃度を増加さ
せることとなる。その結果トナー濃度検知素子からの検
知信号が小きくなって制御系が安定する。これとは反対
に湿度が高くなると、帯電量り減少す′るのでトナー濃
度を迩する必要があるが、この実施例では、湿度検知素
子RIBの抵抗値が小さく々抄増幅器I01の増幅度が
低下し出力信号は小となる。したがって制御信号は停止
し、それまで駆動されていたトナー補給装置が停止する
ためトナー濃度は低濃度罠なって制御系は安定する。
FIG. 9 shows another embodiment for changing the toner density adjustment level using the environmental humidity sensing element according to the present invention, in which the negative feedback amount of the amplifier circuit is changed by the humidity sensing signal to adjust the amplifier gain, As a result, the configuration is such that the magnitude of the toner concentration detection signal is changed depending on the environmental humidity. In Fig. 9, the feedback resistance of the proportional amplifier IC is the resistance R11s R,...
and humidity sensing element R1m'. As mentioned earlier, when the humidity decreases, the amount of charge increases and the image density decreases, and to compensate for this, it is necessary to increase the toner density and reduce the amount of charge.
In this embodiment, when the humidity decreases, the humidity sensing element R
When the resistance value of tS is large, the amount of feedback decreases, the amplification degree of the proportional amplifier IC1 increases, and the output increases. Therefore, if the reference voltage applied to the control signal generation circuit is fixed, the toner replenishing device is driven by the control signal to replenish toner, thereby increasing the toner concentration of the developer. As a result, the detection signal from the toner concentration detection element becomes smaller and the control system becomes stable. On the other hand, when the humidity increases, the amount of charge decreases, so it is necessary to adjust the toner concentration. However, in this embodiment, since the resistance value of the humidity detection element RIB is small, the amplification degree of the amplifier I01 decreases. Therefore, the output signal becomes small. Therefore, the control signal is stopped, and the toner replenishing device that had been driven until then is stopped, so the toner concentration becomes a low concentration trap and the control system becomes stable.

第10図は、更に他の実施例の要部回路構成図で、トナ
ー濃度検知素子の出力信号を分圧回路で分圧すると共に
、該分圧回路の分圧比率を湿度検出素子の抵抗値変化に
よって変更するように構成した例を示している。第10
図においては抵抗)Lzt、′fLus 82M及び湿
度検知素子R24が抵抗分圧回路を構成してお妙、分圧
回路の出力は抵抗gxtとRnの接続点から取出され、
低湿時に湿度検知素子R24の抵抗値が大きくなるにし
たがって分圧回路の出力電圧も増大するように構成され
ている。第9図の場合と同様に制御信号発生回路の基準
電圧を−・足のレベルに保持しておけば、低湿時には分
圧され九増幅信号が大きくなり、トナーの補給が行われ
て現像剤中のトナー濃度が増大し、トナー濃度検知素子
による検知信号が小さくなって制御系が安定する。一方
、高湿度になった時には湿度検知素子R24の抵抗値が
小さくなるので増幅信号が小さくなり、それまで行われ
ていたトナーの補給が停止され、現像剤中のトナー濃度
が減少してトナー濃度検知素子による検知信号が大きく
なった点で制御系は安定する。なお抵抗R2!、FLn
は湿度変化によるトナー濃度の調整レベルを所定の範囲
内に制限するための直列、並列抵抗として作用するもの
である。なお、第9図及び第10図の湿度検知素子1’
Lts、R44は、第7図の湿度検知素子R6について
述べたと判様にユーザによって選択的に操作される可変
抵抗器におきかえることができ手動調繁とすることもで
きる。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a main part of still another embodiment, in which the output signal of the toner concentration detection element is divided into voltages by a voltage dividing circuit, and the voltage division ratio of the voltage dividing circuit is determined by changes in the resistance value of the humidity sensing element. An example is shown in which the configuration is changed according to the following. 10th
In the figure, resistors) Lzt, 'fLus 82M, and humidity sensing element R24 constitute a resistive voltage divider circuit, and the output of the voltage divider circuit is taken out from the connection point of resistors gxt and Rn,
It is configured such that the output voltage of the voltage dividing circuit increases as the resistance value of the humidity sensing element R24 increases during low humidity. If the reference voltage of the control signal generation circuit is maintained at the level of -1, as in the case of Fig. 9, the voltage will be divided when the humidity is low, and the amplified signal will become large, toner will be replenished and the developer will be injected. The toner concentration increases, the detection signal from the toner concentration detection element decreases, and the control system becomes stable. On the other hand, when the humidity becomes high, the resistance value of the humidity detection element R24 decreases, so the amplified signal decreases, the toner replenishment that had been performed until then is stopped, and the toner concentration in the developer decreases. The control system becomes stable at the point where the detection signal from the detection element becomes large. Furthermore, resistance R2! , FLn
act as series and parallel resistors to limit the adjustment level of toner concentration due to humidity changes to within a predetermined range. Note that the humidity sensing element 1' in FIGS. 9 and 10
Lts and R44 can be replaced with variable resistors that are selectively operated by the user in the same way as described for the humidity sensing element R6 in FIG. 7, or can be manually adjusted.

以上第7図、第9図、第10図において、湿度検知素子
として出力が抵抗値の変化となって取り出される湿度検
知抵抗変化素子を、また、現像剤トナー濃度検知素子と
して現像剤の反射率を測定する7オトセンサを用いたこ
の発明の各実施例を示したが、これらに示した実施例の
各回路構成は各検知素子の作動原理に対応する検知信号
形態により変更され、また湿度検知信号をトナー濃度の
制御レベルの変更に結びつけるための回路構成も上記実
施例以外の種々の形態を採用することができる。
7, 9, and 10, a humidity sensing resistance change element whose output is taken out as a change in resistance value is used as a humidity sensing element, and a developer toner concentration sensing element is used as a humidity sensing resistance change element, and a developer toner concentration sensing element is used as the developer reflectance. Each of the embodiments of the present invention using seven sensors for measuring humidity has been shown, but the circuit configuration of each of the shown embodiments is changed depending on the detection signal form corresponding to the operating principle of each detection element, and the humidity detection signal Various forms other than the above-mentioned embodiments can also be adopted for the circuit configuration for linking the toner density control level to a change in the toner density control level.

以上実施例に基づき詳細に説明したように、この発明は
トナー濃度自動調整装置において、環境湿度を測定する
湿度検知素子を設け、該検知素子の検知信号に基づいて
トナー濃度制御レベルが自動的に設定されるように構成
し、自動的に高湿時にはトナー濃度を低下させ、低湿時
にはトナー濃度を増加させるようにしたから、環境湿度
が変化してもトナー帯電量が変化せず、したがって常に
良好々画像濃度を維持させることができ、またパックグ
ランドカプリの発生を防止することができる。
As described above in detail based on the embodiments, the present invention provides a toner concentration automatic adjustment device with a humidity detection element for measuring environmental humidity, and automatically adjusts the toner concentration control level based on the detection signal of the detection element. Since the toner density is automatically reduced when the humidity is high and increased when the humidity is low, the toner charge amount does not change even if the environmental humidity changes, so it is always good. The image density can be maintained, and the occurrence of packed ground capri can be prevented.

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

第1図はトナー帯電量と画像濃度との関係を示す特性図
、第2図は現像器作動時間とトナー帯電量との関係を示
す特性図、第3図は湿度と画像濃度との関係を示す特性
図、第4図はトナー濃度とトナー帯電量との個係を示す
特性図、第5図は従来のトナー濃度自動調整装置のブロ
ック構成図、第6図社この発明に係るトナー濃度自動調
整製鎖の一実施例のプラック構成図、第7図は第6図の
ブロック構成図に基づいて構成した回路構成例を示す図
、第8図は湿度検知素子の特性図、第9図及び第10図
はそれぞれこの発明の他の実施例の要部回路構成を示す
図である。 図中、DLは発光ダイオード、TP#′i光電検知素子
(ホトトランジスタ)、IO,、IO,、IC8はいず
れも増幅器、Trはトランジスタ、Mはトナー補給装置
の駆動手段、R6、R1111、R24はそれぞれ湿度
検出素子である。
Figure 1 is a characteristic diagram showing the relationship between toner charge amount and image density, Figure 2 is a characteristic diagram showing the relationship between developer operating time and toner charge amount, and Figure 3 is a characteristic diagram showing the relationship between humidity and image density. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between toner concentration and toner charge amount, FIG. 5 is a block diagram of a conventional toner concentration automatic adjustment device, and FIG. 6 is a toner concentration automatic adjustment device according to the present invention. FIG. 7 is a diagram showing an example of a circuit configuration based on the block diagram of FIG. 6, FIG. 8 is a characteristic diagram of a humidity sensing element, FIG. FIG. 10 is a diagram showing the main circuit configuration of other embodiments of the present invention. In the figure, DL is a light emitting diode, TP#'i photoelectric detection element (phototransistor), IO, IO, and IC8 are all amplifiers, Tr is a transistor, M is a driving means for the toner replenishing device, R6, R1111, R24 are humidity detection elements, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] トナーとキャリアとからなる乾式二成分現像剤における
トナー濃度を検知するためのトナー濃度検知素子とトナ
ー補給装置とトナー濃度検知素子からの信号に応じてト
ナー補給装置の動作を制御する制御回路とを備えた電子
写真装置におけるトナー濃度自動調整装置において、鋏
制御回路には更に湿度検知素子を設はトナー濃度を環境
湿度の変動に応じて補正し現像性能を安定化させる如く
構成したことを特徴とするトナー濃度自動調整装置。
A toner concentration detection element for detecting the toner concentration in a dry two-component developer consisting of toner and carrier, a toner replenishment device, and a control circuit for controlling the operation of the toner replenishment device in accordance with a signal from the toner concentration detection element. In the automatic toner concentration adjustment device for an electrophotographic apparatus, the scissor control circuit is further equipped with a humidity detection element, and the toner concentration is corrected according to fluctuations in environmental humidity to stabilize development performance. Automatic toner density adjustment device.
JP56130143A 1981-08-21 1981-08-21 Automatic toner density adjusting device of electrophotographic device Pending JPS5833271A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6084557A (en) * 1983-10-15 1985-05-13 Fuji Xerox Co Ltd Automatic toner concentration controller
JPS6461775A (en) * 1987-09-01 1989-03-08 Mita Industrial Co Ltd Toner supply control method for developing device of image forming device
US5311256A (en) * 1990-06-04 1994-05-10 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Image forming apparatus maintaining image density stability against humidity
US5539500A (en) * 1992-08-31 1996-07-23 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Image forming apparatus with humidity controlling device

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