JPH0578837B2 - - Google Patents
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- JPH0578837B2 JPH0578837B2 JP60135297A JP13529785A JPH0578837B2 JP H0578837 B2 JPH0578837 B2 JP H0578837B2 JP 60135297 A JP60135297 A JP 60135297A JP 13529785 A JP13529785 A JP 13529785A JP H0578837 B2 JPH0578837 B2 JP H0578837B2
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- Japan
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- toner
- developer
- charge
- carrier
- amount
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
- G03G15/0848—Arrangements for testing or measuring developer properties or quality, e.g. charge, size, flowability
- G03G15/0849—Detection or control means for the developer concentration
- G03G15/0851—Detection or control means for the developer concentration the concentration being measured by electrical means
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明はトナー濃度検出装置に関し、特にキ
ヤリアとトナーとが静電的に吸着した2成分系現
像剤中のトナー濃度を検出する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a toner concentration detection device, and more particularly to a device for detecting the toner concentration in a two-component developer in which carrier and toner are electrostatically adsorbed.
(従来技術)
2成分系現像剤において、安定した画質を得る
ためには、現像剤中のトナー濃度を安定させる必
要がある。すなわち、現像剤中のトナー粒子は、
感光体に形成された静電潜像の静電気力によつて
画像部分に付着して消費される。したがつて、現
像剤に含まれるトナーの量は複写を行なう毎に消
費されて次第に減少し、現像剤中のトナー濃度が
低下する。そのために、適宜トナーを補給して最
適なトナー濃度に保持することにより、画質を安
定させることが必要である。(Prior Art) In order to obtain stable image quality in a two-component developer, it is necessary to stabilize the toner concentration in the developer. That is, the toner particles in the developer are
The electrostatic latent image formed on the photoreceptor adheres to the image area and is consumed by the electrostatic force. Therefore, the amount of toner contained in the developer is consumed and gradually reduced each time copying is performed, and the toner concentration in the developer decreases. Therefore, it is necessary to stabilize the image quality by appropriately replenishing toner and maintaining the optimum toner density.
このような背景から、現在では、現像剤の種々
の特性を利用してトナー濃度やトナー帯電量を制
御しようとする技術が提案されている。特公昭60
−18062号公報には、検出コイルの近くをキヤリ
アが通過するときコイルのインダクタンスが変化
することを利用してトナー濃度の変化を検出して
いる。特公昭58−49867号公報では、トナー濃度
が小さいときは電流が大きくすなわち抵抗が小さ
いことを利用して電気抵抗法によつてトナー濃度
の変動を検出している。実公昭57−22182号公報
では、現像剤の表面レベルの低下を機械的に検出
してトナー量の変動を検出する。 Against this background, techniques have been proposed that attempt to control the toner concentration and toner charge amount by utilizing various characteristics of the developer. Special Public Service 1986
In Japanese Patent No. 18062, changes in toner concentration are detected by utilizing the change in inductance of the coil when a carrier passes near the detection coil. In Japanese Patent Publication No. 58-49867, fluctuations in toner concentration are detected by an electrical resistance method, taking advantage of the fact that when the toner concentration is low, the current is large, that is, the resistance is small. In Japanese Utility Model Publication No. 57-22182, fluctuations in the amount of toner are detected by mechanically detecting a decrease in the surface level of the developer.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、上述のいずれの従来技術も、十
分に満足できるものではなく、或る場合には構成
が複雑で、信頼性が低いという問題がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, none of the above-mentioned conventional techniques is fully satisfactory, and in some cases there are problems in that the configuration is complicated and reliability is low.
さらに、たとえば、特開昭53−92138号には、
現像位置から戻された現像剤を漏斗状のセンサに
溜め、そのセンサ内の電荷によつてコンデンサに
生じる電圧を検出し、それによつてトナー濃度を
制御するトナー濃度制御装置が開示されている。
しかしながら、この従来技術においては、現像位
置から戻される現像剤の全てが漏斗状のセンサ内
に溜められるわけではなく、その一部がサンプリ
ング的に溜められるだけである。したがつて、検
出されたトナー濃度が必ずしも全体のトナー濃度
を正確に反映しているとはいえず、信頼性の点で
未だ十分とはいえない。 Furthermore, for example, in Japanese Patent Application Laid-open No. 53-92138,
A toner density control device has been disclosed that collects developer returned from a development position in a funnel-shaped sensor, detects a voltage generated in a capacitor due to the charge in the sensor, and controls the toner density accordingly.
However, in this prior art, not all of the developer returned from the development position is collected in the funnel-shaped sensor, but only a portion of it is collected in a sampling manner. Therefore, it cannot be said that the detected toner concentration necessarily accurately reflects the overall toner concentration, and the reliability is still insufficient.
それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単な
構成によつて信頼性の高い、トナー濃度検出装置
を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a toner concentration detection device that has a simple configuration and is highly reliable.
(問題点を解決するための手段)
この発明は、簡単にいえば、現像室内に、現像
位置から戻された全ての現像剤がそこを通過でき
るようにメツシユ導体を配置し、このメツシユ導
体を接地し、現像位置から戻される現像剤がメツ
シユ導体を通過するときに導体に流れ込む電荷量
によつてトナー濃度を検出するようにした、トナ
ー濃度検出装置である。(Means for Solving the Problems) Simply put, this invention arranges a mesh conductor in the developing chamber so that all the developer returned from the developing position can pass therethrough. This toner concentration detection device is grounded and detects toner concentration based on the amount of charge flowing into the mesh conductor when the developer returned from the development position passes through the mesh conductor.
(作用)
現像位置から戻された全ての現像剤はメツシユ
導体に接触する。したがつて、現像剤に帯電され
ている電荷がこのメツシユ導体を通してアースに
流れ込む。トナーの量が多いときには帯電電荷は
小さくなり、逆にトナー濃度が小さいと帯電電荷
量が大きくなる。したがつて、メツシユ導体に流
れ込む電荷量がトナー濃度に密接に相関し、その
ために、メツシユ導体に流れ込む電荷量を検出す
ることによつて、現像剤中のトナー濃度を検出す
る。(Operation) All the developer returned from the development position comes into contact with the mesh conductor. Therefore, the charge on the developer flows to ground through this mesh conductor. When the amount of toner is large, the charge becomes small, and conversely, when the toner concentration is low, the amount of charge becomes large. Therefore, the amount of charge flowing into the mesh conductor is closely correlated with the toner concentration, and therefore, the toner concentration in the developer is detected by detecting the amount of charge flowing into the mesh conductor.
(発明の効果)
この発明によれば、現像中の現像剤の帯電量を
メツシユ導体を用いて直接検出するようにしてい
るため、ブローオフ法のように実際の現像方法と
は相関関係がない検出方法に比較して、信頼性が
高い。さらに、メツシユ導体は現像位置から戻さ
れる全ての現像剤がそこを通過するようにされて
いるため、現像剤中の平均的なトナー帯電電荷量
が検出されるので、先に挙げた特開昭53−92138
号に開示されているようにサンプリング的にトナ
ー濃度を検出するものに比べて、誤差が少なく、
信頼性がさらに高い。(Effects of the Invention) According to the present invention, since the amount of charge of the developer during development is directly detected using a mesh conductor, there is no correlation with the actual developing method as in the blow-off method. It is more reliable than other methods. Furthermore, since all the developer returned from the development position passes through the mesh conductor, the average amount of toner charge in the developer can be detected. 53−92138
Compared to the method that detects toner concentration by sampling as disclosed in the issue, there is less error.
Even more reliable.
さらに、この発明においては、メツシユ導体が
接地されているため、現像位置から戻された現像
剤のキヤリアの帯電電荷がアースに放電され、キ
ヤリアとトナーとの付着力が弱められ、両者が開
放される。換言すれば、この発明によれば現像位
置から戻される現像剤のキヤリア電荷が全て中和
されるため、現像剤の経時変化や環境条件の現像
剤に与える影響を阻止できる。すなわち、現像剤
を繰り返し使用してもキヤリアがトナーでカバー
されることもなく、現像剤の疲労やスペント化が
防止でき、現像剤が長寿命化し、長期にわたつて
安定したコピー画質が得られる。さらに、温度や
湿度等の環境条件が現像剤特性に与える影響を緩
和することができる。 Furthermore, in this invention, since the mesh conductor is grounded, the charge on the carrier of the developer returned from the development position is discharged to the ground, weakening the adhesion between the carrier and the toner, and releasing both. Ru. In other words, according to the present invention, all the carrier charges of the developer returned from the development position are neutralized, so that it is possible to prevent the influence of changes in the developer over time and environmental conditions on the developer. In other words, even if the developer is used repeatedly, the carrier will not be covered with toner, preventing the developer from becoming fatigued or spent, extending the life of the developer, and providing stable copy image quality over a long period of time. . Furthermore, the influence of environmental conditions such as temperature and humidity on developer characteristics can be alleviated.
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴お
よび利点は、図面を参照して行なう以下の実施例
の詳細な説明から一層明らかとなろう。 The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
(実施例)
一般に現像剤中のトナー濃度が高くなると、コ
ピー濃度は高くなるが、コピー画像の白地になる
べきところにまでトナーが付着するいわゆる“か
ぶり”と呼ばれる現象を生じ、コピー画質が低下
する。反対に、トナー濃度が低くなると、画像全
体が薄くなつて細部や黒べた部分が忠実に再現さ
れなくなり、そのうえ、トナー濃度が高い場合と
同様に“かぶり”の現象が見られる。このように
電子複写機の現像プロセスでは、キヤリアにより
感光体に運ばれるトナー量は、トナー濃度に大き
く左右される。(Example) Generally, when the toner concentration in the developer increases, the copy density increases, but a phenomenon called "fogging" occurs in which toner adheres to areas that should be white in the copy image, resulting in a decrease in copy image quality. do. On the other hand, when the toner density is low, the entire image becomes thinner, and fine details and solid black areas cannot be faithfully reproduced.Furthermore, the phenomenon of "fogging" is observed, just as when the toner density is high. As described above, in the development process of an electronic copying machine, the amount of toner carried to the photoreceptor by the carrier is largely influenced by the toner concentration.
トナー濃度が比較的高いと、キヤリア粒子は多
量のトナーで覆われることになる。その結果、
個々のトナーはキヤリアと摩擦接触するチヤンス
が少なくなり、それ程強く帯電されない。その結
果、現像時には多量のトナーが感光体に移動する
が、その移動付着したトナーの保有電荷密度が小
さい。したがつて、コピー濃度は高いがトナーと
キヤリアとの静電気的な吸引力が低すぎるため、
現像剤の混合、攪拌および搬送中にトナーが機内
に飛散したり、潜像面の非画像部に付着して“か
ぶり”の原因となつたりする。 If the toner concentration is relatively high, the carrier particles will be covered with a large amount of toner. the result,
The individual toners have less chance of frictional contact with the carrier and are not as strongly charged. As a result, a large amount of toner moves to the photoreceptor during development, but the charge density of the moved and adhered toner is small. Therefore, although the copy density is high, the electrostatic attraction between the toner and the carrier is too low.
During mixing, agitation, and transportation of developer, toner may scatter inside the machine or adhere to non-image areas of the latent image surface, causing "fogging."
逆に、トナー濃度が比較的低いと、キヤリアに
よるトナーへの帯電付与のチヤンスが高くなり、
その結果トナーが得る帯電量が大きくなり、コピ
ー画質は薄く、トナー濃度の不足現象が見られ
る。これは、トナーが保有する帯電量が大きい場
合は、トナーとキヤリアとの静電気的な吸引力が
大きくなりすぎ、静電潜像の方へトナーが移行さ
れにくくなるからである。すなわち、単位電荷量
当たりのトナー量が少ないためにコピー濃度が薄
くなるのである。そのうえ、キヤリアから離れや
すいトナーすなわち現像剤中の弱帯電トナーまた
は非帯電トナーによつて見掛け上現像される現象
を呈し、画像濃度は薄く“かぶり”がみられる。 Conversely, when the toner concentration is relatively low, there is a high chance that the carrier will charge the toner.
As a result, the amount of charge that the toner obtains increases, the quality of the copied image is poor, and a phenomenon of insufficient toner density is observed. This is because if the amount of charge held by the toner is large, the electrostatic attractive force between the toner and the carrier becomes too large, making it difficult for the toner to transfer toward the electrostatic latent image. That is, since the amount of toner per unit charge is small, the copy density becomes low. Moreover, the toner that easily separates from the carrier, that is, the weakly charged toner or non-charged toner in the developer appears to be developed, and the image density is low and "fogging" is observed.
これらのことから、トナーに付与される帯電量
には、第3図に示すような上限と下限とがあり、
良好な画質を得るには、この帯電量を一定の範囲
に保つ必要がある。この発明は、このような帯電
量を検出して、それに基づいてトナー濃度を検出
し、必要に応じて、トナーを適宜補給するように
したものである。 For these reasons, the amount of charge applied to toner has an upper limit and a lower limit as shown in FIG.
In order to obtain good image quality, it is necessary to maintain this charge amount within a certain range. The present invention detects the amount of charge, detects the toner concentration based on it, and replenishes toner as necessary.
第1図はこの発明の一実施例の要部を示す図解
図である。第2図は第1図実施例の主として電荷
の流れを説明する概念図である。 FIG. 1 is an illustrative view showing the main parts of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram mainly explaining the flow of charges in the embodiment shown in FIG.
現像装置10は、感光体ドラム12の近傍に配
置される現像剤室14を含む。この現像剤室14
内にはキヤリア16およびトナー18からなる2
成分系現像剤が収容されている。すなわち、キヤ
リア16とトナー18とはアジテータ22によつ
て攪拌され、それによつてキヤリア16とトナー
18とは摩擦帯電し、静電気力によつて互いに吸
引し、キヤリア16の表面にトナー18が付着す
る。その状態の現像剤が磁気ブラシ22とスリー
ブ24とによつて感光体ドラム12の潜像面に搬
送される。このときスリーブ24の表面に付着し
た現像剤の穂立の高さが、ブレード26によつて
調整される。 The developing device 10 includes a developer chamber 14 arranged near the photoreceptor drum 12 . This developer chamber 14
Inside, there is a 2 tube consisting of a carrier 16 and a toner 18.
Contains component type developer. That is, the carrier 16 and the toner 18 are agitated by the agitator 22, whereby the carrier 16 and the toner 18 are frictionally charged and attracted to each other by electrostatic force, so that the toner 18 adheres to the surface of the carrier 16. . The developer in this state is conveyed to the latent image surface of the photosensitive drum 12 by the magnetic brush 22 and the sleeve 24. At this time, the height of the spikes of developer adhering to the surface of the sleeve 24 is adjusted by the blade 26.
感光体ドラム12の表面に搬送されたトナー1
8は潜像電荷によつて感光体ドラム12表面に付
着し、一方キヤリア16の逆極性の電荷は一部ス
リーブ24を介してアースに放電される。しかし
ながら、大部分のキヤリア16とトナー18との
一体物すなわち現像剤はそのまま元の現像剤室1
4内に戻され、再び使用される。 Toner 1 conveyed to the surface of photoreceptor drum 12
8 is attached to the surface of the photoreceptor drum 12 by latent image charges, while the charges of opposite polarity on the carrier 16 are partially discharged to the ground via the sleeve 24. However, most of the carrier 16 and toner 18, that is, the developer, remains in the original developer chamber 1.
4 and used again.
スリーブ24の近傍には、そのスリーブ24に
付着した現像剤を掻き落とすためのスクレーパ2
8が設けられる。このスクレーパ28には、一体
的に、メツシユ導体30が設けられる。スリーブ
24は感光体ドラム12の幅と同じ程度の幅を有
し、スクレーパ28すなわちメツシユ導体30も
スリーブと同じ程度の幅を有し、したがつて現像
位置から戻された現像剤はすべてメツシユ導体3
0にもたらされる。メツシユ導体30は抵抗32
を通してアースに接続される。この抵抗32に関
連して検出回路34が設けられる。この検出回路
34の検出に応じてトナー補給用モータ36が制
御される。 A scraper 2 is provided near the sleeve 24 to scrape off developer attached to the sleeve 24.
8 is provided. This scraper 28 is integrally provided with a mesh conductor 30. The sleeve 24 has a width about the same as the width of the photoreceptor drum 12, and the scraper 28, that is, the mesh conductor 30, also has a width about the same as the sleeve, so that all the developer returned from the development position is transferred to the mesh conductor. 3
brought to 0. The mesh conductor 30 is a resistor 32
connected to ground through. A detection circuit 34 is provided in association with this resistor 32. The toner replenishment motor 36 is controlled in accordance with the detection by the detection circuit 34.
トナー補給用モータ36は、現像剤室14の上
方に設けられたトナーホツパ38からトナー18
を現像剤室14中に補給するために、補給ローラ
40を駆動する。 A toner replenishment motor 36 supplies toner 18 from a toner hopper 38 provided above the developer chamber 14.
The replenishment roller 40 is driven to replenish the developer into the developer chamber 14.
スリーブ24の表面からスクレーパ28によつ
て掻き落とされた現像剤は、メツシユ導体30の
メツシユ部分を通過するが、このときメツシユ導
体30に接触するため、現像剤のキヤリア16の
帯電電荷がこのメツシユ導体30に流れ込む。こ
の流れ込んだ電荷が抵抗32を通してアースに流
れる。したがつて、抵抗32には、導体30に流
れ込む電荷量に応じた電圧が発生する。 The developer scraped off from the surface of the sleeve 24 by the scraper 28 passes through the mesh portion of the mesh conductor 30, but at this time it comes into contact with the mesh conductor 30, so that the charge on the carrier 16 of the developer is transferred to the mesh. It flows into the conductor 30. This electric charge flows to the ground through the resistor 32. Therefore, a voltage is generated in the resistor 32 in accordance with the amount of charge flowing into the conductor 30.
トナー濃度が一定ならばトナー18に付与され
ている帯電量が一定であり、したがつて抵抗32
に流れる電流すなわち抵抗32の両端電圧は一定
となる。この電圧はトナー帯電量すなわち現像剤
に付与された摩擦電荷の関数であるから、トナー
濃度とトナー帯電量との関係を示す第4図および
第5図から、抵抗32の両端電圧がトナー濃度の
関数となる。したがつて、この電圧を検出するこ
とによつてトナー濃度を検出し、そのトナー濃度
に応じてモータ36を制御してやれば、現像剤室
14中のトナー帯電電荷量がついには一定にな
り、安定した画質を得ることができる。 If the toner concentration is constant, the amount of charge applied to the toner 18 is constant, and therefore the resistance 32
The current flowing through the resistor 32, that is, the voltage across the resistor 32 is constant. Since this voltage is a function of the toner charge amount, that is, the frictional charge applied to the developer, from FIGS. 4 and 5, which show the relationship between the toner concentration and the toner charge amount, the voltage across the resistor 32 is Becomes a function. Therefore, if the toner concentration is detected by detecting this voltage and the motor 36 is controlled according to the toner concentration, the amount of toner charge in the developer chamber 14 will eventually become constant and stable. You can obtain high image quality.
第6図を参照してより詳しく説明する。現像剤
に付与されている電荷量は、上述のように、アー
スに接続されたメツシユ導体30を経てアースに
放電されるとき、このメツシユ導体30に接続さ
れている抵抗32の両端に生じる電圧として検出
することができる。この抵抗32の両端電圧は、
検出回路34を構成するオペアンプ42によつて
増幅されて比較器44の(+)入力に与えられ
る。比較器44の(−)入力には可変抵抗46に
よつて決まる基準電圧Voが与えられる。この比
較器44の出力がトランジスタ48のベースに与
えられる。トランジスタ48の電流経路には駆動
用モータ36が接続されている。 This will be explained in more detail with reference to FIG. As described above, the amount of charge imparted to the developer is expressed as the voltage generated across the resistor 32 connected to the mesh conductor 30 when it is discharged to the ground via the mesh conductor 30 connected to the ground. can be detected. The voltage across this resistor 32 is
It is amplified by the operational amplifier 42 constituting the detection circuit 34 and applied to the (+) input of the comparator 44 . A reference voltage Vo determined by a variable resistor 46 is applied to the (-) input of the comparator 44. The output of comparator 44 is applied to the base of transistor 48. The drive motor 36 is connected to the current path of the transistor 48 .
トナー濃度が低い場合、トナー帯電量は大き
く、したがつて抵抗32の両端電圧は大きくな
る。逆にトナー濃度が高くなればその電圧は小さ
くなる。したがつてメツシユ導体30を通過する
現像剤の量が一定であれば、抵抗32の両端の電
圧が高いときにはトナー濃度が小さく、また電圧
が低ければトナー濃度は大きいと判断することが
できる。 When the toner concentration is low, the amount of toner charge is large, and therefore the voltage across the resistor 32 is large. Conversely, as the toner concentration increases, the voltage decreases. Therefore, if the amount of developer passing through the mesh conductor 30 is constant, it can be determined that when the voltage across the resistor 32 is high, the toner concentration is low, and when the voltage is low, the toner concentration is high.
トナー濃度が所定の基準濃度より大きい場合、
比較器44(+)入力に与えられるオペアンプ4
2の電圧Vtcは基準電圧Voより小さい。したが
つて、この比較器44の出力はローレベルのまま
であり、トランジスタ48はオフされ、モータ3
6は消勢される。 If the toner density is greater than the predetermined reference density,
Operational amplifier 4 applied to comparator 44 (+) input
The voltage Vtc of No. 2 is smaller than the reference voltage Vo. Therefore, the output of this comparator 44 remains at a low level, transistor 48 is turned off, and motor 3
6 is deactivated.
逆に、トナー濃度が所定の標準濃度より小さい
場合、抵抗32の両端電圧すなわちオペンアンプ
42の出力電圧Vtcは基準電圧Voより大きくな
る。したがつて、比較器44の出力はハイレベル
となり、トランジスタ48はオンされ、モータ3
6は付勢される。応じて、トナーホツパ38に設
けられた補給ローラ40が回転され、したがつて
トナーホツパ38からトナー18が現像剤室14
中に補給される。 Conversely, when the toner density is lower than the predetermined standard density, the voltage across the resistor 32, that is, the output voltage Vtc of the operational amplifier 42 becomes larger than the reference voltage Vo. Therefore, the output of the comparator 44 becomes high level, the transistor 48 is turned on, and the motor 3
6 is energized. In response, the replenishment roller 40 provided in the toner hopper 38 is rotated, so that the toner 18 is transferred from the toner hopper 38 to the developer chamber 14.
It is replenished inside.
なお、希望のトナー濃度は、基準電圧Voを設
定するための可変抵抗器46を調整することによ
つて、任意に設定することができる。 Note that the desired toner concentration can be arbitrarily set by adjusting the variable resistor 46 for setting the reference voltage Vo.
また、トナーの保有電荷密度は、キヤリアとの
摩擦によつて形成されるものであり、しかもこの
摩擦帯電性が相対的湿度によつて著しく影響を受
けることおよび現像剤の保持した電荷の漏洩の程
度も装置の材料や環境条件等の諸条件で異なるこ
とから、常に一定の保有電荷密度をトナーに期待
するのは困難である。 Furthermore, the charge density of the toner is formed by friction with the carrier, and this triboelectricity is significantly affected by relative humidity and there is a risk of leakage of the charge held by the developer. Since the degree varies depending on various conditions such as the material of the device and the environmental conditions, it is difficult to always expect the toner to have a constant charge density.
たとえば、相対湿度が低い場合は、摩擦帯電性
がよくなり、トナーの保有電荷密度が高くなつて
コピーされた画像からはトナー不足の現象がみら
れる。これは、トナーの保有電荷密度が大きいと
きはトナーとキヤリアとのクーロン力が大きくな
り、その結果静電潜像の方へトナーが移行されに
くくなるからである。 For example, when the relative humidity is low, triboelectric charging properties become better and the charge density of the toner increases, causing a phenomenon of toner shortage in the copied image. This is because when the charge density of the toner is large, the Coulomb force between the toner and the carrier becomes large, and as a result, it becomes difficult for the toner to migrate toward the electrostatic latent image.
逆に相対湿度が高い場合、摩擦帯電性は悪くな
り、トナー濃度が適正な状態にあつてもオーバト
ナー現象を呈し、“かぶり”や機内飛散が見られ
る。さらに湿度が高くなり、結露状態に至つた場
合、従来の電気抵抗を利用する方法たとえば特公
昭58−49867号公報に開示されているものや現像
特性を利用した方法たとえば特開昭54−143144号
公報などに開示されるものでは、トナー濃度が不
足していると判断してトナーが補給され、結局オ
ーバトナーなどのトラブルを起こすことがある。 On the other hand, when the relative humidity is high, the triboelectric charging properties deteriorate, and even if the toner concentration is appropriate, an overtoning phenomenon occurs, and "fogging" and in-machine scattering are observed. If the humidity increases further and a state of dew condensation occurs, conventional methods using electrical resistance such as those disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-49867 or methods utilizing development characteristics such as those disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 54-143144 In the methods disclosed in publications and the like, it is determined that the toner concentration is insufficient and toner is replenished, which may end up causing problems such as overtoning.
これに対して、この実施例によれば、トナー消
費量の変化に拘わらず、トナーの保有電荷密度の
変化に追従してトナー濃度を制御することができ
るため、いろいろな条件が異なつても、終始良好
な現像画質および一定の画像濃度が期待できる。 On the other hand, according to this embodiment, the toner concentration can be controlled by following the change in the charge density of the toner regardless of the change in the toner consumption amount. Good developed image quality and constant image density can be expected from beginning to end.
上述の実施例のように、メツシユ導体30をア
ースに接続すれば、さらに次のような利点が期待
できる。 If the mesh conductor 30 is connected to the ground as in the above embodiment, the following advantages can be expected.
現像剤中のトナー粒子は静電潜像の静電気力に
よつて画像部分に付着して消費されるが、キヤリ
ア粒子は消費されずにそのまま繰り返し使用され
る。その結果、その現像剤を長期間にわたつて使
用すると、現像に寄与しないトナーいわゆるスペ
ントトナーがキヤリアの表面に固着ないし融着す
るようになり、トナーを摩擦帯電させるべきキヤ
リアの能力が低下して現像画像の濃度の低下や
“かぶり”を発生するなど画質に悪影響を与える。
したがつてこのような現像剤はそのような悪影響
を生じるより前に余裕をもつて定期的に新しい現
像剤と交換する必要がある。すなわち、電子複写
機のメインテナンスにおいて現像剤の安定化とロ
ングライフ化が大きな課題となる。 The toner particles in the developer adhere to the image area due to the electrostatic force of the electrostatic latent image and are consumed, but the carrier particles are not consumed and are used repeatedly as they are. As a result, when the developer is used for a long period of time, toner that does not contribute to development, so-called spent toner, becomes stuck or fused to the surface of the carrier, reducing the ability of the carrier to triboelectrically charge the toner. This adversely affects the image quality, such as a decrease in the density of the developed image and the occurrence of "fogging".
Therefore, it is necessary to periodically replace such a developer with a new one well in advance of such adverse effects occurring. That is, stabilization and long life of the developer are major issues in the maintenance of electronic copying machines.
より詳しく説明すると、現像サイクルにおいて
キヤリアを繰り返し使用すると、キヤリアには消
費されたトナーとは逆極性の電荷、すなわちトナ
ーが負に帯電している現像システムでは正の電荷
が残留する。この状態を繰り返していると、スペ
ントトナーなどによつてキヤリアの残留電荷が中
和されにくくなり、残留電荷が次第に蓄積され、
この状態で現像が続けられる場合には、残留電荷
によつてトナーが潜像部に付着しにくくなつて、
得られるコピーのコントラストが悪くなる。すな
わち、現像剤の疲労はキヤリアの帯電電荷量が増
すことによつて起こり、キヤリアの帯電電荷量が
多くなるにしたがつてトナーとキヤリアとの静電
的なクーロン力による引力が増し、その結果キヤ
リアからトナーが離れにくくなる。そのため、現
像しにくくなるばかりでなく、キヤリア表面がト
ナーで覆われるため、新しいトナーが十分に摩擦
帯電されずに不安定な帯電状態となり、コピー画
質が悪くなるのである。 More specifically, when a carrier is used repeatedly in a development cycle, a charge of opposite polarity to that of the consumed toner remains on the carrier, ie, a positive charge in a development system where the toner is negatively charged. If this state is repeated, it becomes difficult for the residual charge on the carrier to be neutralized by spent toner, etc., and the residual charge gradually accumulates.
If development is continued in this state, the residual charge makes it difficult for the toner to adhere to the latent image area.
The resulting copy has poor contrast. In other words, developer fatigue is caused by an increase in the amount of charge on the carrier, and as the amount of charge on the carrier increases, the attractive force due to the electrostatic Coulomb force between the toner and the carrier increases, and as a result, Toner becomes difficult to separate from the carrier. Therefore, not only is it difficult to develop, but the carrier surface is covered with toner, and new toner is not sufficiently charged by friction, resulting in an unstable charging state, resulting in poor copy image quality.
また、キヤリア表面とトナーとが接触しても、
摩擦帯電が起きにくくなるばかりでなく、キヤリ
アの電荷がトナーに転移して逆帯電トナーをも発
生してしまう。 Also, even if the carrier surface and toner come into contact,
Not only is frictional charging less likely to occur, but the charge of the carrier is transferred to the toner, resulting in the generation of reversely charged toner.
ところが、第1図実施例によれば、このような
現像剤の疲労を有効に防止できる。すなわち、再
び現像剤室14に戻された現像剤は、スクレーパ
28によつてメツシユ導体30を接触しながら通
過する。このメツシユ導体30は抵抗32を通し
てアースに接続されているため、現像剤がメツシ
ユ導体30に接触するとき、その現像剤すなわち
キヤリアに帯電されている電荷が放電され、キヤ
リアの残留電荷が殆どなくなる。したがつて、回
収された現像剤がメツシユ導体30を通過すると
き、キヤリアの帯電電荷がアースに放電されてキ
ヤリアの帯電電荷量が減少され、キヤリアとトナ
ーとの付着力が弱くなり、両者は開放される。そ
のため、キヤリアの表面にトナーが付着したまま
の状態がなく、キヤリアとトナーとは常に、次の
摩擦の段階で、未帯電の状態でお互いに接触する
ことができる。したがって、現像剤を繰り返し使
用していても、現像剤の疲労やスペント化が防止
できるのである。すなわち、画質濃度の低下や地
肌部分の濃度の上昇あるいは機内飛散などがなく
なり、長期にわたつて安定した高品質の画質が得
られる。 However, according to the embodiment shown in FIG. 1, such developer fatigue can be effectively prevented. That is, the developer returned to the developer chamber 14 passes through the mesh conductor 30 by the scraper 28 while being in contact with it. Since this mesh conductor 30 is connected to the ground through a resistor 32, when the developer comes into contact with the mesh conductor 30, the charge on the developer, that is, the carrier, is discharged, and the residual charge on the carrier is almost eliminated. Therefore, when the collected developer passes through the mesh conductor 30, the charge on the carrier is discharged to the ground, the amount of charge on the carrier is reduced, the adhesion between the carrier and the toner is weakened, and the two are It will be released. Therefore, there is no state in which toner remains attached to the surface of the carrier, and the carrier and toner can always come into contact with each other in an uncharged state at the next friction stage. Therefore, even if the developer is used repeatedly, it is possible to prevent the developer from becoming fatigued or spent. That is, there is no reduction in image quality density, increase in density in the background area, or scattering inside the machine, and stable high-quality images can be obtained over a long period of time.
このことが第6図および第7図で示されてい
る。すなわち、第1図実施例によれば、コピーボ
リユームに対する現像剤の帯電量の上昇やスペン
トトナーの発生が、従来(ここでは現像剤の表面
レベルを検知するものを示す)に比べて抑制され
るため、長期間にわたつて安定して使用すること
ができる。そのために、メインテナンスサイクル
や現像剤の交換サイクルを長くすることができ、
メインテナンスが簡便になる。 This is illustrated in FIGS. 6 and 7. That is, according to the embodiment shown in FIG. 1, an increase in the amount of charge of the developer with respect to the copy volume and the generation of spent toner are suppressed compared to the conventional method (here, the one that detects the surface level of the developer) is suppressed. Therefore, it can be used stably for a long period of time. Therefore, maintenance cycles and developer replacement cycles can be lengthened.
Maintenance becomes easier.
さらに、メツシユ導体30を用いるため、現像
剤中に混入したごみや紙くずあるいは凝集したト
ナーの固まりをフイルタでき、現像剤層の乱れが
抑制され、より一層安定した画質が得られる。 Furthermore, since the mesh conductor 30 is used, it is possible to filter out dust, paper scraps, or aggregated toner particles mixed in the developer, suppressing disturbances in the developer layer, and providing even more stable image quality.
なお、メツシユ導体30のメツシユの大きさ
は、キヤリア16の粒径よりも大きくなければな
らないことは勿論である。また、ごみなどの除去
も併せて考えるならば、そのようなメツシユの大
きさはスリーブ24とスクレーパ28との間のギ
ヤツプよりも小さくなければならないであろう。 It goes without saying that the mesh size of the mesh conductor 30 must be larger than the particle size of the carrier 16. Furthermore, if removal of dirt and the like is also considered, the size of such a mesh would have to be smaller than the gap between the sleeve 24 and the scraper 28.
第1図はこの発明の一実施例を示す図解図であ
る。第2図は第1図実施例の主として電荷の流れ
を説明するための概略図である。第3図はトナー
濃度とトナーの帯電量との関係を示すグラフであ
る。第4図および第5図はトナー濃度と抵抗に生
じる電圧との相関を示すグラフである。第6図は
この発明の好ましい実施例を示す回路図である。
第7図および第8図は、それぞれ、コピーボリユ
ームに対する帯電量およびコピーボリユームに対
するスペントトナー量を従来と比較して示すグラ
フである。
図において、30はメツシユ導体、32は抵
抗、34は検出回路、36は補給用モータ、40
は補給用ローラを示す。
FIG. 1 is an illustrative view showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram mainly for explaining the flow of charges in the embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between toner concentration and toner charge amount. FIGS. 4 and 5 are graphs showing the correlation between toner concentration and voltage generated across the resistor. FIG. 6 is a circuit diagram showing a preferred embodiment of the invention.
FIG. 7 and FIG. 8 are graphs showing a comparison between the amount of charge with respect to copy volume and the amount of spent toner with respect to copy volume, respectively. In the figure, 30 is a mesh conductor, 32 is a resistor, 34 is a detection circuit, 36 is a replenishment motor, and 40
indicates a replenishment roller.
Claims (1)
剤が溜められる現像剤室、 前記現像剤室に、現像位置から戻された全ての
現像剤が接触しながら通過するように設けられ、
かつ接地されたメツシユ導体、および 前記メツシユ導体に流れ込む電荷量によつて現
像剤中のトナー濃度を検出するための検出手段を
備える、トナー濃度検出装置。[Scope of Claims] 1. A developer chamber in which the developer to which the carrier and toner are electrostatically adsorbed is stored, such that all the developer returned from the development position passes through the developer chamber while being in contact with each other. established in
and a grounded mesh conductor; and a detection means for detecting the toner concentration in the developer based on the amount of charge flowing into the mesh conductor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13529785A JPS61292665A (en) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | Toner concentration detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13529785A JPS61292665A (en) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | Toner concentration detecting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61292665A JPS61292665A (en) | 1986-12-23 |
| JPH0578837B2 true JPH0578837B2 (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=15148406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13529785A Granted JPS61292665A (en) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | Toner concentration detecting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61292665A (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU467941B2 (en) * | 1971-09-25 | 1975-12-18 | Hoechst Aktiengesellschaft | Method of and apparatus for measuring or measuring and replacing toner consumed inan electrophotographic reproduction machine |
| JPS5392138A (en) * | 1977-01-24 | 1978-08-12 | Ricoh Co Ltd | Device for controlling toner concentration |
| JPS5675662A (en) * | 1979-11-26 | 1981-06-22 | Hitachi Ltd | Operating method of electrophotographic apparatus |
| JPS57164761U (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-18 |
-
1985
- 1985-06-20 JP JP13529785A patent/JPS61292665A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61292665A (en) | 1986-12-23 |
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