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JPH0648410B2 - Developer concentration controller - Google Patents

Developer concentration controller

Info

Publication number
JPH0648410B2
JPH0648410B2 JP61158340A JP15834086A JPH0648410B2 JP H0648410 B2 JPH0648410 B2 JP H0648410B2 JP 61158340 A JP61158340 A JP 61158340A JP 15834086 A JP15834086 A JP 15834086A JP H0648410 B2 JPH0648410 B2 JP H0648410B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
developer
concentration
detection
developing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61158340A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6314181A (en
Inventor
孝 宮路
和幸 扇田
達也 伊藤
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP61158340A priority Critical patent/JPH0648410B2/en
Publication of JPS6314181A publication Critical patent/JPS6314181A/en
Publication of JPH0648410B2 publication Critical patent/JPH0648410B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <技術分野> この発明は、記録媒体上に形成された静電潜像を可視化
するための現像装置に係り、特に現像剤濃度を制御する
装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a developing device for visualizing an electrostatic latent image formed on a recording medium, and more particularly to a device for controlling a developer concentration.

<発明の概要> この発明に係る現像剤の濃度制御装置は、キャリアとト
ナーが混合された二成分系の現像剤を用いた画像形成装
置の現像装置において、キャリアとトナーの混合比率を
透磁率等の物理的特性によって検知するもので、この検
知装置の出力に基づいてトナーを補給することによって
現像剤濃度をほぼ一定に保つために用いられる。この発
明は特に、現像装置の動作開始時における現像剤濃度検
知装置の不安定要素による影響をなくして、現線剤濃度
を常に予め定められた値に保つようにしたものである。
<Outline of the Invention> A developer concentration control device according to the present invention is a developing device of an image forming apparatus using a two-component developer in which a carrier and a toner are mixed, and a mixing ratio of the carrier and the toner is set to a magnetic permeability. It is used to keep the developer concentration substantially constant by replenishing the toner based on the output of the detection device. In particular, the present invention eliminates the influence of the instability factor of the developer concentration detecting device at the time of starting the operation of the developing device, and always keeps the current agent concentration at a predetermined value.

<従来技術とその欠点> 電子写真複写機、静電記録装置、レーザビームプリンタ
等は記録媒体上に画像情報に応じた静電潜像を形成して
おり、その潜像を可視化するために現像装置を備えてい
る。この現像装置は、静電潜像にトナーを選択的に付着
させて可視像化している。この場合、現像装置は通常キ
ャリアとトナーからなる二成分系の現像剤が用いられ
る。
<Prior art and its drawbacks> Electrophotographic copying machines, electrostatic recording devices, laser beam printers, etc. form electrostatic latent images according to image information on recording media, and develop them to visualize the latent images. It is equipped with a device. In this developing device, toner is selectively attached to the electrostatic latent image to form a visible image. In this case, the developing device normally uses a two-component developer composed of a carrier and a toner.

この二成分系の現像剤を用いて静電潜像を可視像化する
場合において、前記二成分の濃度つまりキャリアとトナ
ーの混合比率が適正でないと、画像濃度が薄く、見づら
くなるか、あるいは濃すぎてカブリが増える等の問題が
発生する。そこで、この混合比率が適正に保たれるよう
に現像剤の濃度を検知して、ある程度濃度が低下したと
きにトナーを補給することによって、現像剤濃度を所定
の値に保つ現像濃度自動制御装置が提案されまた実施さ
れている。
When the electrostatic latent image is visualized by using the two-component developer, if the concentration of the two components, that is, the mixing ratio of the carrier and the toner is not appropriate, the image density is low and it is difficult to see, or Problems such as excessive fog and increased fog occur. Therefore, the developer concentration automatic control device that keeps the developer concentration at a predetermined value by detecting the concentration of the developer so that the mixing ratio is appropriately maintained and replenishing the toner when the concentration drops to some extent Has been proposed and implemented.

この現像濃度自動制御の方法として、キャリアとトナー
の混合比率に応じて変化する透磁率を検知して制御する
もの、異なる色に着色されたキャリアとトナーの混合比
率に応じて変化する色を検知して制御するもの、さら
に、一定量のキャリアに対するトナー量の変化を体積変
化として捉えることにより制御するもの等がある。
As a method for automatically controlling the development density, a method of detecting and controlling the magnetic permeability that changes according to the mixing ratio of the carrier and the toner, and a color that changes according to the mixing ratio of the carrier and the toner colored in different colors are detected. There is also a method of controlling by controlling the change in the amount of toner with respect to a fixed amount of carrier as a volume change.

このうち、トナー量の変化を体積変化として検出する方
法は、基準値の検知を容易さのため、使用されることが
多いが、キャリアの量が常に一定でなければならず、常
に安定した動作を得ることは困難であった。
Of these, the method of detecting a change in toner amount as a volume change is often used because it is easy to detect a reference value, but the amount of carrier must always be constant, and stable operation is always required. Was hard to get.

これに対しキャリアとトナーの混合比率に応じて変化す
る透磁率等の物理的特性を検知して制御するものであれ
ば、キャリアが減少してもトナーの混合比率を一定にで
きる利点を有する。ところが、この透磁率の変化を検知
する方法では、現像装置の作動を一定時間停止すれば、
現像剤の自重による沈み込み、透磁率を検知するセンサ
付近の現像剤の僅かな移動、さらに現像剤の流動性が変
化すること等により現像剤濃度が変化しないにも拘ら
ず、現像装置の動作開始時においてセンサによる見掛け
上の透磁率が変化するという現象が発生する。これによ
り、通常現像装置の動作開始時においては現像剤濃度が
実際より低く検知されて、必要以上のトナーが補給され
るという問題があった。
On the other hand, if the physical characteristics such as magnetic permeability that changes according to the mixing ratio of the carrier and the toner are detected and controlled, there is an advantage that the mixing ratio of the toner can be kept constant even if the carrier decreases. However, in the method of detecting the change in magnetic permeability, if the operation of the developing device is stopped for a certain period of time,
Although the developer concentration does not change due to the sinking of the developer due to its own weight, the slight movement of the developer near the sensor that detects the magnetic permeability, and the change in the fluidity of the developer, the operation of the developing device At the start, a phenomenon occurs in which the apparent magnetic permeability of the sensor changes. As a result, at the start of the operation of the normal developing device, the developer concentration is detected to be lower than it actually is, and there is a problem that more toner than necessary is replenished.

<発明の目的> この発明は例えば現像剤の透磁率を検出することによ
り、現像剤濃度を検知してその濃度をほぼ一定に保つこ
とを第一の目的としており、特に現像装置の動作開始時
に、現像剤濃度検知装置の不安定要素による影響をなく
し、現像剤濃度の制御を安定化することを目的とする。
<Object of the Invention> The first object of the present invention is to detect the developer concentration by, for example, detecting the magnetic permeability of the developer and maintain the concentration substantially constant. The purpose is to eliminate the influence of an unstable element of the developer concentration detecting device and stabilize the control of the developer concentration.

<発明の構成> この発明の現像剤の濃度制御装置は、 トナーとキャリアが混合された2成分系の現像剤を収容
する現像槽に設けられ、該現像剤を感光体に形成された
静電潜像を現像するための現像ローラと、トナー及びキ
ャリアを混合し撹拌した現像剤を前記現像ローラへと供
給するための撹拌ローラと、キャリアとトナーの混合比
率を透磁率等の物理的特性によって検知する現像剤のト
ナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出力に基
づいてトナーの補給を行い現像剤のトナー濃度を一定に
保つトナー補給手段と、を備えた画像形成装置の現像装
置において、 現像装置の動作終了時に、前記トナー濃度検知手段の検
知状態を記憶する手段と、 電源オン時の画像形成装置の初期設定状態時に前記現像
装置の少なくとも撹拌ローラを前記検知状態記憶手段の
記憶内容にかかわらず一定時間予備回転させる予備回転
手段と、 前記撹拌ローラの予備回転中に、前記検知状態記憶手段
がトナー濃度の適正濃度状態を記憶している時に、前記
撹拌ローラを一定時間回転させるだけでトナー濃度検知
手段の検知出力に基づくトナー不足による補給信号が出
力されてもトナー補給手段によるトナー補給を禁止し、
前記検知状態記憶手段が不適正濃度を記憶しているとき
に、該記憶内容に応答して前記トナー補給手段によるト
ナー補給を、前記トナー濃度検知手段が適正トナー濃度
状態を検知する信号を出力するまで行う制御手段と、 を備えたことを特徴とする。
<Structure of the Invention> The developer concentration control device of the present invention is provided in a developing tank containing a two-component developer in which toner and carrier are mixed, and the developer is formed on a photoreceptor by an electrostatic charge. A developing roller for developing the latent image, a stirring roller for mixing the toner and the carrier and supplying the stirred developer to the developing roller, and a mixing ratio of the carrier and the toner depending on physical characteristics such as magnetic permeability. A developing device for an image forming apparatus, comprising: a developer toner concentration detecting means for detecting; and a toner replenishing means for replenishing toner based on an output of the toner concentration detecting means to maintain a constant toner concentration of the developer. At the end of the operation of the developing device, a means for storing the detection state of the toner concentration detecting means, and at least the agitating roller of the developing device in front of the initial setting state of the image forming apparatus when the power is turned on. Preliminary rotation means for preliminarily rotating for a certain period of time regardless of the stored contents of the detection state storage means; and, during the preliminary rotation of the stirring roller, when the detection state storage means stores the proper toner concentration state, Even if the replenishment signal due to the toner shortage based on the detection output of the toner concentration detection means is output only by rotating the stirring roller for a certain time, the toner replenishment means prohibits the toner replenishment,
When the detection state storage means stores an improper density, in response to the stored content, the toner replenishment means outputs toner and the toner density detection means outputs a signal for detecting the proper toner density state. It is characterized in that it is provided with control means for performing up to.

<作 用> 以上の構成の現像剤の濃度制御装置によれば、画像形成
動作の終了による現像装置の動作終了時のトナー濃度検
知手段による現像剤のトナー濃度状態を検知状態記憶手
段が記憶する。そして、電源オンによる画像形成装置の
初期設定において、現像装置の少なくとも撹拌ローラが
一定時間、上記検知状態記憶手段の適正濃度の状態の記
憶に関係無く予備回転手段にて駆動される。
<Operation> According to the developer concentration control device having the above configuration, the detection state storage unit stores the toner concentration state of the developer by the toner concentration detection unit at the end of the operation of the developing device due to the end of the image forming operation. . Then, in the initial setting of the image forming apparatus when the power is turned on, at least the stirring roller of the developing device is driven by the preliminary rotating means for a certain period of time regardless of the storage of the proper density state in the detection state storage means.

この時、上記検知状態記憶手段がトナー濃度の適正状態
を記憶しておれば、トナー濃度検知手段がトナー不足、
つまり不適正濃度を検知した信号を出力してもトナー補
給動作を禁止し、撹拌ローラの回転のみ行う。
At this time, if the detection state storage means stores the proper state of the toner density, the toner density detection means runs out of toner,
In other words, the toner replenishing operation is prohibited and only the stirring roller is rotated even if a signal for detecting an inappropriate density is output.

一方、上記検知状態記憶手段がトナー濃度の不適正状態
を記憶している時には、この記憶内容に基づいてトナー
補給を行う。そして、このトナー補給は、トナー濃度検
知手段がトナー濃度が適正状態になるまで継続して行わ
れ、同時に現像装置の撹拌ローラも回転している。
On the other hand, when the detection state storage means stores an improper toner density state, the toner is replenished based on the stored contents. Then, the toner replenishment is continuously performed until the toner concentration detecting means brings the toner concentration into an appropriate state, and at the same time, the stirring roller of the developing device is also rotating.

したがって、例えば現像剤のトナー濃度が適正状態を現
像装置の動作終了時に記憶されておれば、現像装置を一
定時間以上停止したことによる現像剤の沈み込み、現像
剤のトナー濃度検知手段付近の現像剤の僅かな移動、現
像剤全体の流動性の変化等により、電源オン後の初期設
定にかかる予備回転動作中に見かけ上のトナー濃度検知
手段の検知状態が不適正(トナー不足によるトナー濃度
低下)を検知した場合には、上記記憶内容からトナー濃
度が適正状態であるとしてトナー補給の制御が実行され
ない。
Therefore, for example, if the proper state of the toner concentration of the developer is stored at the end of the operation of the developing device, the developer sinks due to the stopping of the developing device for a predetermined time or more, and the developer near the toner concentration detecting means of the developer is developed. Due to a slight movement of the developer, a change in the fluidity of the entire developer, etc., the apparent detection state of the toner concentration detection means during the preliminary rotation operation related to the initial setting after the power is turned on is incorrect (the toner concentration is lowered due to lack of toner. ) Is detected, the toner replenishment control is not executed because the toner density is in an appropriate state based on the stored contents.

一方、上述とは逆に検知状態記憶手段がトナー濃度が不
適正であることを記憶しておれば、この記憶内容に応答
して現像装置の撹拌ローラの回転中にトナー補給手段を
駆動しトナー補給を、トナー濃度検知手段がトナー濃度
の適正状態を検知するまで行う。この動作により現像剤
の沈み込み、現像剤の移動、現像剤の流動性の変化等に
よりトナー濃度検知手段によるトナー濃度検知が正常で
ない場合でも、全体としてトナーは足りない状態であ
り、トナー濃度が大幅に規定値を越えてしまうことはな
い。また、電源オンによる初期設定時の予備回転中にト
ナー補給が行われるため、初期設定後のコピー動作の開
始時から適正な状態での現像を可能にでき、トナー補給
制御によるトナー濃度を一定に保てる。この場合、トナ
ー補給が行われることのない適正状態の記憶時にも、充
分な撹拌動作が行われているため、初期設定後のコピー
動作開始当初より適正状態で現像でき、トナー濃度制御
を行える。
On the other hand, contrary to the above, if the detection state storage means stores that the toner density is improper, the toner replenishing means is driven during rotation of the stirring roller of the developing device in response to the stored content. Replenishment is performed until the toner concentration detecting means detects the proper state of the toner concentration. By this operation, even if the toner concentration detection means does not detect the toner concentration normally due to the sinking of the developer, the movement of the developer, the change of the fluidity of the developer, etc., the toner is in a state of being insufficient as a whole, and the toner concentration is low. It does not significantly exceed the specified value. In addition, since toner is replenished during preliminary rotation at the time of initial setting when the power is turned on, development can be performed in an appropriate state from the start of the copy operation after initial setting, and the toner concentration is kept constant by toner replenishment control. I can keep it. In this case, since the sufficient stirring operation is performed even when storing the proper state in which the toner is not replenished, the development can be performed in the proper state from the beginning of the copy operation after the initial setting, and the toner density control can be performed.

<実施例> 第1図はこの発明の現像剤の濃度制御装置を備えた複写
機の制御部のブロック図を表す。
<Embodiment> FIG. 1 is a block diagram of a control unit of a copying machine provided with a developer concentration control device of the present invention.

全体の制御はCPU30のプログラム処理によって行わ
れ、ROM31にはその制御プログラムが予め書き込ま
れている。RAM32は制御プログラムの実行に際して
カウンタやフラグ等のワーキングエリアとして用いられ
る。I/O33および37には各種入出力回路が接続さ
れている。現像剤濃度検知回路34は現像剤の濃度を検
出して二値の出力信号を出力する。CPU30はこの現
像剤濃度検知回路から出力された信号に基づいてトナー
モータコントローラ39を制御し、トナーの補給を行
う。キーマトリックス/センサ35はキー入力装置とそ
の他のセンサであり、CPU30はI/O33を介して
その状態を読み込む。表示装置36は複写機の各状態に
おける表示を行う。メインモータコントローラ38は複
写機のメインモータを制御する回路である。
The entire control is performed by the program processing of the CPU 30, and the control program is written in the ROM 31 in advance. The RAM 32 is used as a working area such as a counter and a flag when executing the control program. Various input / output circuits are connected to the I / Os 33 and 37. The developer concentration detecting circuit 34 detects the concentration of the developer and outputs a binary output signal. The CPU 30 controls the toner motor controller 39 based on the signal output from the developer concentration detection circuit to replenish the toner. The key matrix / sensor 35 is a key input device and other sensors, and the CPU 30 reads its state via the I / O 33. The display device 36 displays each state of the copying machine. The main motor controller 38 is a circuit that controls the main motor of the copying machine.

第2図は同複写機に設けられている現像装置部分の断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view of a developing device portion provided in the copying machine.

5はドラム状の感光体、15は感光体に形成された静電
潜像を現像する現像装置である。現像装置15は現像槽
19内に円筒上の非磁性体スリーブ10とこのスリーブ
内に設けられた磁石11とからなる現像ローラ3が設け
られている。スリーブ10は図中時計方向に回転駆動さ
れ、磁石11は特にN極(主極)が感光体5の現像位
置に対向するように固定されている。そのためスリーブ
10上には磁石11の磁力により現像剤2が吸着され、
この現像剤にはスリーブ10の回転に従って感光体5と
対向する現像位置へと搬送され、この搬送後に現像槽1
9に戻され撹拌ローラ4にて撹拌される。スリーブ10
上に吸着された現像剤2は感光体5と対向する位置に搬
送される途中で、ドクタ12にて付着量が一定に規制さ
れる。
Reference numeral 5 is a drum-shaped photoconductor, and 15 is a developing device for developing the electrostatic latent image formed on the photoconductor. In the developing device 15, a developing roller 3 including a cylindrical non-magnetic sleeve 10 and a magnet 11 provided in the sleeve is provided in a developing tank 19. The sleeve 10 is rotated clockwise in the drawing, and the magnet 11 is fixed so that the N 1 pole (main pole) is opposed to the developing position of the photoconductor 5 in particular. Therefore, the developer 2 is adsorbed on the sleeve 10 by the magnetic force of the magnet 11,
This developer is conveyed to the developing position facing the photoconductor 5 as the sleeve 10 rotates, and after this conveyance, the developing tank 1
It is returned to 9 and stirred by the stirring roller 4. Sleeve 10
The amount of the developer 2 adsorbed on the developer 2 is regulated by the doctor 12 to be constant while being conveyed to a position facing the photoconductor 5.

上述のように構成された現像装置において、現像剤2の
トナー濃度を検出するためのセンサ20は磁石11のS
極とN極との間に対向する位置に配置されている。
In the developing device configured as described above, the sensor 20 for detecting the toner concentration of the developer 2 is the S of the magnet 11.
It is arranged at a position facing between the first pole and the N 2 pole.

スリーブ10が回転されると、そのスリーブ10の回転
に応じてスリーブ上に磁石11の磁力にて吸着された現
像剤2が搬送される。この搬送途中感光体5の現像領域
を通過した現像剤はセンサ20を通過する。このときセ
ンサ20は、通過する現像剤2の濃度を検知するために
透磁率変化を検出する。ここで、センサ20が現像剤濃
度が基準以下であることを検出すれば、トナー供給ロー
ラ8を回転させ、ホッパ9内のトナー7を現像槽19内
へ供給する。この供給されたトナーは、撹拌ローラ4に
て現像剤2と充分に撹拌されて現像ローラ3へ送られ
る。その結果現像剤の濃度が徐々に高くなり、センサ2
0が一定の現像剤濃度であることを検出したときトナー
供給ローラ8の回転を止め、トナー供給を停止すること
になる。
When the sleeve 10 is rotated, the developer 2 attracted by the magnetic force of the magnet 11 is conveyed onto the sleeve according to the rotation of the sleeve 10. The developer that has passed through the developing area of the photoconductor 5 during the transportation passes through the sensor 20. At this time, the sensor 20 detects a change in magnetic permeability in order to detect the density of the developer 2 passing through. Here, when the sensor 20 detects that the developer concentration is below the reference, the toner supply roller 8 is rotated and the toner 7 in the hopper 9 is supplied into the developing tank 19. The supplied toner is sufficiently stirred with the developer 2 by the stirring roller 4 and sent to the developing roller 3. As a result, the concentration of the developer gradually increases, and the sensor 2
When it is detected that 0 is a constant developer concentration, the rotation of the toner supply roller 8 is stopped and the toner supply is stopped.

第3図は前記センサ20を用いた現像剤濃度検出回路を
表す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a developer concentration detecting circuit using the sensor 20.

図に示すようにセンサ20は、フェライトコア21に、
基準信号を加えるコイルL、現像剤2の透磁率を検出
するためのコイルLおよび基準調整のためのコイルL
を巻きつけており、特にコイルL側を検出する現像
剤2と対向させ、現像剤2とフェライトコア21とで閉
磁路を構成している。またコイルL側にはフェライト
コア21ともう一つの閉磁路を構成するネジ状の基準調
整コア22が設けられており、このコア22にてコイル
を通る磁束を調整する。コイルLおよびコイルL
は逆向きに巻きつけられており、直列に接続されてい
る。また、コイルLの一端は接地され、コイルL
一端は位相検波器23の一方の端子に接続されている。
As shown in the figure, the sensor 20 has a ferrite core 21
A coil L 1 for applying a reference signal, a coil L 2 for detecting the magnetic permeability of the developer 2, and a coil L for reference adjustment.
3 is wound around, and in particular, it faces the developer 2 for detecting the coil L 2 side, and the developer 2 and the ferrite core 21 form a closed magnetic circuit. A ferrite core 21 and a screw-shaped reference adjustment core 22 forming another closed magnetic circuit are provided on the coil L 3 side, and the core 22 adjusts the magnetic flux passing through the coil L 3 . Coil L 2 and coil L
3 is wound in the opposite direction and connected in series. Further, one end of the coil L 3 is grounded, and one end of the coil L 2 is connected to one terminal of the phase detector 23.

上記コイルLには基準信号を出力する発振器24が接
続されており、基準信号が供給されている。発振器24
の基準信号の反転信号は位相検波器23の他の端子に供
給されている。位相検波器23は両信号の位相差に応じ
てパルス幅変調された信号を出力し、この出力信号は平
滑回路25に供給される。ここで、たとえば現像剤2の
濃度が低下すれば、透磁率が高くなり、これに伴いコイ
ルLの誘起電圧も高くなり且つ位相もずれる。そし
て、ほとんど変化しないコイルLの誘起電圧と上記コ
イルLとの電圧との合成信号が位相検波器23に供給
されることで基準信号との位相関係が比較され、出力信
号のパルス幅が大きくなる。パルス幅が大きくなるに伴
い平滑回路25は高い電圧を電圧比較器26に供給す
る。その結果、電圧比較器26は“H”レベルの信号を
出力する。
An oscillator 24 that outputs a reference signal is connected to the coil L 1 and is supplied with the reference signal. Oscillator 24
The inversion signal of the reference signal of is supplied to the other terminal of the phase detector 23. The phase detector 23 outputs a signal whose pulse width is modulated according to the phase difference between the two signals, and this output signal is supplied to the smoothing circuit 25. Here, for example, if the concentration of the developer 2 is reduced, the magnetic permeability is increased, and the induced voltage of the coil L 2 is also increased and the phase is shifted accordingly. Then, the composite signal of the induced voltage of the coil L 3 and the voltage of the coil L 2 that hardly changes is supplied to the phase detector 23, so that the phase relationship with the reference signal is compared and the pulse width of the output signal is growing. The smoothing circuit 25 supplies a high voltage to the voltage comparator 26 as the pulse width increases. As a result, the voltage comparator 26 outputs an "H" level signal.

第4図は第3図の詳細を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing details of FIG.

図においてVは電源電圧であり、ツェナーダイオード
ZD1を用いた定電圧回路により定電圧化されている。
発振器24は排他的論理和回路EX1が増幅回路として
用いられ、コイルLとコンデンサC2,C3等によっ
て正帰還回路を構成している。位相検波器23において
センサ20のLとLとの合成誘起電圧は、コンデン
サC5を介して直流分がカットされて増幅用トランジス
タQ1のベースに供給されている。トランジスタQ1に
て増幅された信号は排他的論理和回路EX2により波形
整形され、位相検出のための排他的論理和回路EX3の
一方の端子に供給されている。この回路EX3の他の端
子には発振器24の反転出力信号が供給されて、基準信
号と透磁率変化による検出信号との位相差に応じた幅の
パルス信号を出力する。
In the figure, V D is a power supply voltage, which is made constant by a constant voltage circuit using a Zener diode ZD1.
In the oscillator 24, the exclusive OR circuit EX1 is used as an amplifier circuit, and the coil L 1 and the capacitors C2 and C3 form a positive feedback circuit. In the phase detector 23, the combined induced voltage of L 2 and L 3 of the sensor 20 is supplied to the base of the amplifying transistor Q1 after the direct current component is cut off via the capacitor C5. The signal amplified by the transistor Q1 is waveform-shaped by the exclusive OR circuit EX2 and supplied to one terminal of the exclusive OR circuit EX3 for phase detection. The inverted output signal of the oscillator 24 is supplied to the other terminal of the circuit EX3 to output a pulse signal having a width corresponding to the phase difference between the reference signal and the detection signal due to the change in permeability.

電圧比較器26は排他的論理和回路EX4からなり、こ
の回路EX4の一方の入力端子に被検出信号が加えられ
る。抵抗R6はこの電圧比較器にヒステリシス特性を持
たせるために設けられている。
The voltage comparator 26 comprises an exclusive OR circuit EX4, and the detected signal is applied to one input terminal of this circuit EX4. The resistor R6 is provided to give the voltage comparator a hysteresis characteristic.

第6図は現像剤の濃度トナーのウェイトパーセントに対
する検波出力(平滑回路の出力点のレベル)を表す図で
ある。図において、現像剤濃度が上昇するときはA→B
→C→D→F→G→Hと変化し、下降するときはH→G
→F→E→C→B→Aを変化する。このように前記電圧
比較器にヒステリシス特性を持たせたことによって、現
像剤濃度が適正濃度付近のとき、現像剤濃度検知回路の
出力信号が微小時間間隔で反転を繰り返さないようにし
ている。
FIG. 6 is a diagram showing the detection output (level of the output point of the smoothing circuit) with respect to the weight percentage of the toner of the density of the developer. In the figure, when the developer concentration increases, A → B
→ C → D → F → G → H, and when descending, H → G
→ F → E → C → B → A changes. By providing the voltage comparator with the hysteresis characteristic in this way, the output signal of the developer concentration detecting circuit is prevented from repeating inversion at a minute time interval when the developer concentration is near the proper concentration.

第7図は時間とともに変化する検波出力(平滑回路25
の出力信号)の例を表す図である。第6図との関係から
明らかなように、現像剤濃度が低下して検波出力が2.
5Vを超えたとき(t1)、電圧Vまで達する。これ
により、電圧比較器から“H”レベルが出力され、トナ
ーの補給が開始される。現像剤濃度が上昇して検波出力
が2.5Vを下回ったとき(t2)、電圧Vまで達す
る。これにより、電圧比較器から“L”レベルが出力さ
れ、トナーの補給が停止される。
FIG. 7 shows the detection output (smoothing circuit 25
Is a diagram illustrating an example of the output signal of FIG. As is clear from the relationship with FIG. 6, the developer concentration decreases and the detection output becomes 2.
When it exceeds 5 V (t1), it reaches the voltage V C. As a result, the voltage comparator outputs "H" level, and toner supply is started. When the developer concentration rises and the detection output falls below 2.5 V (t2), the voltage reaches V F. As a result, the voltage comparator outputs "L" level, and the toner supply is stopped.

このようにして現像剤濃度が適正値に保たれるが、同図
に示すようにta〜tbの時間放置することにより、現
像剤の自重による沈み込み、透磁率センサ付近の現像剤
の流動、さらに現像剤の流動性の変化等によって動作開
始直後の検波出力は電圧υだけ上昇する。
In this way, the developer concentration is maintained at an appropriate value. However, as shown in the figure, by leaving it for a time of ta to tb, the developer sinks due to its own weight, the flow of the developer near the magnetic permeability sensor, Furthermore, the detection output immediately after the start of operation increases by the voltage υ due to changes in the fluidity of the developer.

第5図(A),(B)は第1図に示した制御部の処理手順を表
すフローチャートであり、上記検波出力の電圧上昇によ
る悪影響をなくすものである。
FIGS. 5 (A) and 5 (B) are flowcharts showing the processing procedure of the control unit shown in FIG. 1 for eliminating the adverse effect of the voltage rise of the detection output.

電源オン時等に複写機を初期状態に設定した後に感光体
ドラムの回転と現像装置に設けられた撹拌ローラの予備
回転を開始する(n10)。続いてトナーカウンタの値
を判別する(n11)。このトナーカウンタは現像剤の
濃度が基準値を下回ったとき(アンダートナー状態)か
らのコピー枚数を記憶するカウンタであり、現像装置の
非動作時においてもこの値をRAMに記憶している。ト
ナーカウンタが0であれば現像装置の動作終了時におい
て現像剤濃度が適正であったことを意味し、予備回転が
終了するまでの一定時間待つ(n11→n16→n1
7)。
After the copying machine is set to the initial state when the power is turned on, the rotation of the photosensitive drum and the preliminary rotation of the stirring roller provided in the developing device are started (n10). Then, the value of the toner counter is determined (n11). The toner counter is a counter that stores the number of copies made when the developer density falls below the reference value (under toner state), and this value is stored in the RAM even when the developing device is not operating. If the toner counter is 0, it means that the developer density was proper at the end of the operation of the developing device, and a certain time is waited until the preliminary rotation is completed (n11 → n16 → n1).
7).

その後、コピースタートが行われれば、現像剤の濃度検
知回路の出力信号によってアンダートナー状態であるか
判別する(n19)。アンダートナー状態であればトナ
ー供給ローラを駆動するトナーモータをオンする(n2
0)。コピーサイクル中に現像剤の濃度が適正値に達し
たときトナーモータをオフするとともにトナーカウンタ
をリセットする(n25→n26)。もし1コピーサイ
クルが終了するまでに現像剤濃度が基準値に達しない場
合はトナーカウンタをインクリメントする(n22)。
その結果トナーカウンタの値が30を超えたときはトナ
ーの補給が合わない状態であり、複写機の動作を強制的
に停止する(n23→n24)。
After that, when the copy start is performed, it is determined whether the under toner state is present or not based on the output signal of the developer concentration detection circuit (n19). In the under toner state, the toner motor that drives the toner supply roller is turned on (n2
0). When the density of the developer reaches an appropriate value during the copy cycle, the toner motor is turned off and the toner counter is reset (n25 → n26). If the developer concentration does not reach the reference value by the end of one copy cycle, the toner counter is incremented (n22).
As a result, when the value of the toner counter exceeds 30, it is in a state where the toner cannot be replenished, and the operation of the copying machine is forcibly stopped (n23 → n24).

現像装置の動作開始時(撹拌ローラの予備回転中)にお
いて、トナーカウンタの値が1以上の場合、現像剤検知
回路から検出される現像剤濃度がアンダートナーでなく
なるまで、トナーモータをオンする(n11→n12→
n13→n12)。現像剤の濃度がアンダートナーでな
くなると、トナーモータをオフするとともにトナーカウ
ンタをリセットする(n14→n15)。撹拌ローラを
予備回転しながら現像剤濃度検知回路の出力に応じてト
ナー補給を行った場合、トナー補給中に現像剤の沈み込
み等がほぐされて現像剤濃度検知回路の異常検知出力が
解消され、正常な現像剤濃度検知回路の出力に応じてト
ナー補給が行われてほぼ適正なトナー混合比率の現像剤
となる。トナー補給が行われるとき、トナー混合比率は
元々低い状態となっているのでトナーの過補給はほとん
どない。しかも、トナー混合比率が大幅に低下している
とき(トナーカウンタ値が30近くのとき)には予備回
転開始と同時にトナー補給を開始するので、トナー補給
完了までの時間が後ろへずれこんでしまうことがなく
(もし一定時間後にトナー補給を開始するとするとその
分トナー補給完了までの時間が長くなる)、コピースタ
ートまでの時間を短くできる。
At the start of the operation of the developing device (during preliminary rotation of the stirring roller), if the value of the toner counter is 1 or more, the toner motor is turned on until the developer concentration detected by the developer detection circuit is not under toner ( n11 → n12 →
n13 → n12). When the density of the developer is not under toner, the toner motor is turned off and the toner counter is reset (n14 → n15). When toner is replenished according to the output of the developer concentration detection circuit while preliminarily rotating the stirring roller, the sinking of the developer is relieved during the toner replenishment and the abnormality detection output of the developer concentration detection circuit is eliminated. The toner is replenished in accordance with the normal output of the developer concentration detection circuit, so that the developer has an almost proper toner mixing ratio. When the toner is replenished, the toner mixing ratio is originally low, so that the toner is hardly over-replenished. Moreover, when the toner mixing ratio is significantly reduced (when the toner counter value is close to 30), the toner supply is started at the same time as the preliminary rotation is started, so that the time until the completion of the toner supply is shifted backward. (If the toner supply is started after a certain period of time, the time until the toner supply is completed becomes longer by that much), and the time until the copy start can be shortened.

以上のように撹拌ローラの予備回転中においてトナーカ
ウンタの値が0のときは現像剤濃度検知回路の出力状態
に拘らず撹拌ローラの回転のみ行う。従って、撹拌ロー
ラの予備回転中における現像剤濃度検知回路の異常検知
出力が無視され、現実の現像剤濃度を適正に保つことが
できる。
As described above, when the value of the toner counter is 0 during the preliminary rotation of the stirring roller, only the stirring roller is rotated regardless of the output state of the developer concentration detection circuit. Therefore, the abnormality detection output of the developer concentration detection circuit during the preliminary rotation of the stirring roller is ignored, and the actual developer concentration can be appropriately maintained.

上記実施例は現像剤濃度検知回路として位相検波回路に
よって現像剤の透磁率の変化を検出するものであり、こ
の位相検波器の検波出力にヒステリシス特性を付加する
ことによって、電圧比較器の出力レベルが微小時間間隔
で反転を繰り返さないように安定化させているが、この
ヒステリシスの幅をある程度小さくすることによって、
現像装置の長時間放置後の動作開始時における検波出力
電圧の上昇を低く抑えることができる。第8図は第7図
に示した検波出力特性の場合に比較してヒステリシスの
幅を小さく設定した場合の例を表す図である。図に示す
ように現像装置を時刻taからtbまで放置したとき上
昇電圧υ′は小さくなる。このため現像装置の動作開始
後、位相検波器の出力が安定化したとみなすことのでき
る時間を実質的に短縮することができる。このようにト
ナー補給手段の禁止すべき一定時間は電圧上昇幅に応じ
て適宜設定することにより効率的で応答性の高い現像剤
のトナー濃度の制御を行える。
The above embodiment detects a change in the magnetic permeability of the developer by a phase detection circuit as a developer concentration detection circuit.By adding a hysteresis characteristic to the detection output of this phase detector, the output level of the voltage comparator is increased. Stabilizes so as not to repeat inversion at a minute time interval, but by reducing the width of this hysteresis to some extent,
It is possible to suppress a rise in the detection output voltage at the start of operation of the developing device after being left for a long time. FIG. 8 is a diagram showing an example in which the hysteresis width is set to be smaller than that in the case of the detection output characteristics shown in FIG. As shown in the figure, when the developing device is left unattended from time ta to time tb, the rising voltage ν ′ becomes small. Therefore, after the operation of the developing device is started, the time during which the output of the phase detector can be regarded as stabilized can be substantially shortened. In this way, the toner concentration of the developer can be controlled efficiently and with high responsiveness by appropriately setting the certain period of time during which the toner replenishing means should be prohibited according to the voltage increase width.

<発明の効果> この発明によれば、画像形成開始による現像装置の動作
開始時において、必要以上のトナー補給がなされないた
め、画像形成動作の開始当初より常に適正なトナー濃度
を保つためのトナー補給制御等を行え、その濃度を一定
に保ち、カブリ等のない現像を行える。
<Effects of the Invention> According to the present invention, since toner is not replenished more than necessary when the operation of the developing device is started by the start of image formation, the toner for always maintaining an appropriate toner concentration from the beginning of the image formation operation. Replenishment control can be performed, the density can be kept constant, and development can be performed without fogging.

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

第1図はこの発明の現像剤の濃度制御装置を用いた複写
機の制御部のブロック図、第2図は同複写機の現像装置
部分の断面図、第3図は現像剤濃度検知回路のブロック
図、第4図はその詳細な回路図、第5図(A),(B)は前記
制御部の処理手順を表すフローチャート、第6図は第4
図における平滑回路の出力と現像剤濃度との関係を表す
図、第7図と第8図は現像剤濃度の制御に伴う平滑回路
の出力レベルの変動状態を表す図である。
FIG. 1 is a block diagram of a control unit of a copying machine using a developer concentration control device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a developing device portion of the copying machine, and FIG. 3 is a developer concentration detection circuit. FIG. 4 is a block diagram, FIG. 4 is a detailed circuit diagram thereof, FIGS. 5 (A) and 5 (B) are flowcharts showing a processing procedure of the control unit, and FIG.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the output of the smoothing circuit and the developer concentration, and FIGS. 7 and 8 are diagrams showing the fluctuation state of the output level of the smoothing circuit due to the control of the developer concentration.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 達也 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−105172(JP,A) 特開 昭56−119156(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Tatsuya Ito 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Within Sharp Corporation (56) References JP-A-62-105172 (JP, A) JP-A-56 -119156 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】トナーとキャリアが混合された2成分系の
現像剤を収容する現像槽に設けられ、該現像剤を感光体
に形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
トナー及びキャリアを混合し撹拌した現像剤を上記現像
ローラへと供給するための撹拌ローラと、キャリアとト
ナーの混合比率を透磁率等の物理的特性によって検知す
る現像剤のトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手
段の出力に基づいてトナーの補給を行い現像剤のトナー
濃度を一定に保つトナー補給手段と、を備えた画像形成
装置の現像装置において、 現像装置の動作終了時に、前記トナー濃度検知手段の検
知状態を記憶する手段と、 電源オン時の画像形成装置の初期設定状態時に前記現像
装置の少なくとも撹拌ローラを前記検知状態記憶手段の
記憶内容にかかわらず一定時間予備回転させる予備回転
手段と、 前記撹拌ローラの予備回転中に、前記検知状態記憶手段
がトナー濃度の適正濃度状態を記憶している時に、前記
撹拌ローラを一定時間回転させるだけでトナー濃度検知
手段の検知出力に基づくトナー不足による補給信号が出
力されてもトナー補給手段によるトナー補給を禁止し、
前記検知状態記憶手段が不適正濃度を記憶しているとき
に、該記憶内容に応答して前記トナー補給手段によるト
ナー補給を、前記トナー濃度検知手段が適正トナー濃度
状態を検知する信号を出力するまで行う制御手段と、 を備えたことを特徴とする現像剤の濃度制御装置。
1. A developing roller provided in a developing tank for containing a two-component developer containing a mixture of a toner and a carrier, the developing roller for developing the electrostatic latent image formed on a photoreceptor.
An agitating roller for supplying the developer, in which the toner and the carrier are mixed and agitated, to the developing roller, and a toner concentration detecting means of the developer for detecting a mixing ratio of the carrier and the toner by physical characteristics such as magnetic permeability, A developing device of an image forming apparatus, comprising: a toner replenishing device for replenishing toner based on an output of the toner concentration detecting device to keep the toner concentration of a developer constant, wherein the toner concentration is A means for storing the detection state of the detection means, and a pre-rotation means for preliminarily rotating at least the stirring roller of the developing device for a certain period of time regardless of the stored contents of the detection state storage means when the image forming apparatus is initialized when the power is turned on. During the preliminary rotation of the stirring roller, when the detection state storage means stores the proper toner concentration state, Prohibits toner replenishment by the toner replenishing means be replenished signal is output by the toner shortage based on the detection output of the toner concentration detecting means by simply rotating a certain period of time,
When the detection state storage means stores an improper density, in response to the stored content, the toner replenishment means outputs toner and the toner density detection means outputs a signal for detecting the proper toner density state. A developer concentration control device, comprising:
JP61158340A 1986-07-04 1986-07-04 Developer concentration controller Expired - Lifetime JPH0648410B2 (en)

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