JPH0844187A - Method for detecting and controlling toner concentration and device therefor - Google Patents

Method for detecting and controlling toner concentration and device therefor

Info

Publication number
JPH0844187A
JPH0844187A JP6178109A JP17810994A JPH0844187A JP H0844187 A JPH0844187 A JP H0844187A JP 6178109 A JP6178109 A JP 6178109A JP 17810994 A JP17810994 A JP 17810994A JP H0844187 A JPH0844187 A JP H0844187A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
carrier
toner concentration
output
developer
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.)
Pending
Application number
JP6178109A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Tejima
孝 手嶋
Masanori Ishitani
優典 石谷
Haruo Koyama
治男 小山
Koji Honda
浩二 本田
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.)
Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mita Industrial Co Ltd
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 Mita Industrial Co Ltd filed Critical Mita Industrial Co Ltd
Priority to JP6178109A priority Critical patent/JPH0844187A/en
Publication of JPH0844187A publication Critical patent/JPH0844187A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stably detect toner concentration with accuracy and reliability over a long period by installing an acoustic energy element in a developing part and detecting the toner concentration in developing by the acoustic output of a frequency peculiar to carrier, or toner. CONSTITUTION:The acoustic energy detecting element 16 is installed on the outer surface of a bristle cutting board 7 in a closely contact state in order to detect the toner concentration in developer in a case 3. And a mechanism 17 for detecting and controlling the toner concentration based on an electroacoustic output from the acoustic energy detecting element 16 is installed. The detecting and controlling mechanism 17 is constituted of a discriminating mechanism for taking out the acoustic output of the frequency peculiar to the carrier, or the toner from the electroacoustic output from the acoustic energy detecting element 16, a computing element for comparing the output from the discriminating mechanism with a reference value and outputting a control signal, and a control mechanism for controlling a toner supply motor based on the control signal from the computing element.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、キャリアとトナーを混
合した現像剤を用いる電子写真装置において、現像剤中
のトナー濃度を音響的に検出する方法ならびにその濃度
を制御するための方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for acoustically detecting the toner concentration in a developer in an electrophotographic apparatus using a developer in which a carrier and toner are mixed, and a method and apparatus for controlling the concentration. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真法における画像形成には、大別
して一成分系現像剤を用いる方式と、二成分系現像剤を
用いる方式との二種類があるが、この後者の方式におい
ては、現像条件等の設定が容易で、条件の許容度も大き
い反面、画像形成の進行と共にトナーが消費され、トナ
ー濃度が低下するため、トナー濃度を検出してそれに応
じてトナー補給を行ないトナー濃度を所定レベルに維持
することが必要である。
2. Description of the Related Art Image formation in electrophotography is roughly classified into a system using a one-component developer and a system using a two-component developer. Although the conditions can be set easily and the tolerance of the conditions is large, the toner is consumed as the image formation progresses, and the toner density decreases.Therefore, the toner density is detected and the toner is replenished accordingly, and the toner density is set to a predetermined value. It is necessary to maintain the level.

【0003】従来、二成分系現像剤におけるトナー濃度
の検出及び制御には、次のような種々の方法が提案され
ている。
Conventionally, the following various methods have been proposed for detecting and controlling the toner concentration in a two-component developer.

【0004】(A)現像剤の物性値の変化を検出する方
法: (1)透磁率…コイルのインダクタンス変化を検出し、
これを周波数変化に変換後、更に電圧の変動として取り
出す方法。 (2)流動度…トナー濃度変化による流動度変化による
透磁率変化を検知し、電圧の変動として取り出す方法
(特開昭58−55952号公報)。磁気ロールから掻
き落された現像剤の滞留状態を圧電素子で検出する方法
(特開昭58−184970号公報)。 (3)体積…トナー濃度の変化を現像剤の体積変化とし
て検知する方法(特公昭57−22182号公報)。 (4)色調…白色キャリアを用いて、光学的検出手段
(フォトセンサー)により、キャリアに付着するトナー
量を検出する方法(特開昭58−55954号公報)。 (5)電気伝導度…トナーとキャリアとの電気抵抗の違
いを利用して、現像剤の電気抵抗を測定して、トナー濃
度を検出する方法。 (6)圧力…圧電振動子を用いて、トナー濃度として検
出する方法(特開昭58−158668号公報)。
(A) Method for detecting change in physical property value of developer: (1) Permeability ... Detecting change in inductance of coil,
After converting this into a frequency change, it is extracted as a voltage change. (2) Fluidity: A method of detecting a change in magnetic permeability due to a change in fluidity due to a change in toner concentration and extracting the change as a voltage (JP-A-58-55952). A method of detecting a staying state of the developer scraped off from the magnetic roll by a piezoelectric element (Japanese Patent Laid-Open No. 184970/1983). (3) Volume ... A method of detecting a change in toner concentration as a change in developer volume (Japanese Patent Publication No. 57-22182). (4) Color tone: A method in which a white carrier is used and the amount of toner attached to the carrier is detected by an optical detection means (photosensor) (JP-A-58-55954). (5) Electric conductivity: A method of detecting the toner concentration by measuring the electric resistance of the developer by utilizing the difference in electric resistance between the toner and the carrier. (6) Pressure: A method of detecting the toner concentration using a piezoelectric vibrator (Japanese Patent Laid-Open No. 58-158668).

【0005】(B)トナーの付着量を検出する方法: (1)感光体上…原稿台の一部に一定濃度のパッチを設
け、このパッチのトナー画像を感光ドラムの一部に形成
させ、そのトナー画像濃度を光学的センサーで検出する
方法(特開昭54−143144号公報)。 (2)導電性プローブ…現像剤の流路中に導電性プロー
ブを設け、バイアス電圧印加により表面にトナーを付着
せしめ、光電的に検出する方法(特開昭58−5595
3号公報)。 (3)転写紙…転写紙に転写されたトナーの濃さを検知
する光方式。
(B) Method for detecting toner adhesion amount: (1) On the photosensitive member ... A patch having a constant density is provided on a part of the original plate, and a toner image of this patch is formed on a part of the photosensitive drum. A method of detecting the toner image density with an optical sensor (Japanese Patent Laid-Open No. 54-143144). (2) Conductive probe: a method in which a conductive probe is provided in the flow path of the developer, toner is attached to the surface by applying a bias voltage, and photoelectrically detected (Japanese Patent Laid-Open No. 58-5595).
3 gazette). (3) Transfer paper: An optical method that detects the density of toner transferred to the transfer paper.

【0006】(C)その他の方法:一定現像作動や複写
枚数毎に、所定量のトナーを補給する方法。
(C) Other methods: A method of supplying a predetermined amount of toner for a constant developing operation or for each number of copies.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の方法は、何れも下記のような欠点を有している。 A−1 現像剤の長時間使用で現像剤が劣化し、その透
磁率が変化する。長時間安定したトナー制御が困難とな
る。 A−2(i)現像剤の長時間使用で現像剤が劣化し、そ
の透磁率が変化する。長時間安定したトナー制御が困難
となる。現像剤をセンサー部に導くための新たな機構が
必要である。複雑でコスト高 (ii)振動などの影響を受けやすい。現像剤をセンサー
部に導くための新たな機構が必要である。複雑でコスト
高 A−3 振動などの影響を受けやすい。現像剤をセンサ
ー部に導くための新たな機構が必要である。複雑でコス
ト高、容積変化が小さいため検出精度が悪い。機械方式
で単価が安いが、接点を用いるためトナーの侵入により
誤動作するおそれがある。 A−4 色の変化量が少ないため精度が出にくい。白キ
ャリアを用いたとしても、トナーとの組合せが限定され
汎用性がない。 A−5 現像剤の電気電導度のS/N比が小さいため高
精度の検出が困難である。 A−6 環境変化(温湿度変化)による現像剤物性の変
化をも検出するので不安定である。体積変化と同様に精
度が悪い。 B−1 現像剤濃度を間接的に測定するため、標準濃度
パターンが経年変化や汚れにより変化するとトナー濃度
がすぐに不安定になる。また、感光体の表面電位が温湿
度により変化すると感光体上の標準濃度が変化する。し
たがって不安定になる。 B−2 機構が複雑でコスト高、センサー部の汚染によ
りトナー濃度不安定となる。 B−3 濃度検知のフィードバックが遅い。 C 構造が比較的簡単であるが、実際に使用されるトナ
ーの消費量が不明であり、原稿濃度にもよるのでトナー
濃度のバラツキが生じやすい。
However, all of these conventional methods have the following drawbacks. A-1 When the developer is used for a long time, the developer deteriorates and its magnetic permeability changes. It becomes difficult to control the toner stably for a long time. A-2 (i) The developer deteriorates after a long time of use and its magnetic permeability changes. It becomes difficult to control the toner stably for a long time. A new mechanism is needed to guide the developer to the sensor section. Complex and expensive (ii) Susceptible to vibration. A new mechanism is needed to guide the developer to the sensor section. Complex and costly A-3 easily affected by vibration. A new mechanism is needed to guide the developer to the sensor section. The detection accuracy is poor because it is complicated, costly, and changes in volume are small. Although the unit price is low due to the mechanical method, since contact points are used, there is a risk of malfunction due to intrusion of toner. A-4 It is difficult to obtain accuracy because the amount of color change is small. Even if a white carrier is used, the combination with the toner is limited and it is not versatile. A-5 Since the S / N ratio of the electric conductivity of the developer is small, it is difficult to detect with high accuracy. A-6 It is unstable because it also detects changes in the physical properties of the developer due to changes in the environment (changes in temperature and humidity). As with volume change, the accuracy is poor. B-1 Since the developer density is indirectly measured, the toner density becomes unstable immediately when the standard density pattern changes over time or due to stains. Further, when the surface potential of the photoconductor changes with temperature and humidity, the standard density on the photoconductor changes. Therefore, it becomes unstable. B-2 The mechanism is complicated, the cost is high, and the toner concentration becomes unstable due to the contamination of the sensor unit. B-3 The density detection feedback is slow. Although the C structure is relatively simple, the amount of toner actually used is unknown, and the toner concentration varies easily because it depends on the document concentration.

【0008】従って、本発明の目的は、従来のトナー濃
度検出における上記欠点を解消し、トナー濃度の高精度
でしかも信頼性のある検出を長期にわたって安定に行う
ことが可能な方法及び装置を提供するにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus capable of solving the above-mentioned drawbacks in the conventional toner concentration detection, and performing a highly accurate and reliable detection of the toner concentration over a long period of time. There is.

【0009】本発明の他の目的は、誤動作やトナーによ
る汚染の影響が全くなく、コンパクトでしかも常に安定
した精度での検出及び制御が可能なトナー濃度の検出及
び制御装置を提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a toner concentration detecting and controlling apparatus which is free from the influence of malfunction and contamination by toner and which is compact and capable of always detecting and controlling with stable accuracy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、トナー
とキャリアとを混合して用いる電子写真装置の現像部に
音響エネルギー検出素子を配設し、キャリアーまたはト
ナーに固有の周波数の音響的出力により現像剤中のトナ
ー濃度を検出することを特徴とするトナー濃度の検出方
法が提供される。
According to the present invention, an acoustic energy detecting element is provided in a developing portion of an electrophotographic apparatus in which a toner and a carrier are mixed to use an acoustic energy of a frequency peculiar to the carrier or the toner. A toner concentration detecting method is provided, which is characterized in that the toner concentration in the developer is detected by the output.

【0011】一般に、キャリアーまたはトナー濃度と前
記出力との関係(検量線)を連続的に或いは段階的に予
じめ設定し、この設定値に基づいてトナー濃度を検出す
るのが有効である。
In general, it is effective to set the relationship (calibration curve) between the carrier or toner concentration and the output in advance continuously or stepwise, and detect the toner concentration based on this set value.

【0012】本発明によれば更に、トナーとキャリアと
を攪拌する攪拌ローラと、感光体にトナーを施す現像ロ
ーラと、トナーを補給する補給機構とを有する現像部を
備えた電子写真装置において、現像部の器壁または部材
に密着して設けられた音響エネルギー検出素子と、該検
出素子からの信号の内キャリアーまたはトナーに固有の
周波数の音響的出力を選択的に取り出す弁別機構と、キ
ャリアーまたはトナーの音響的出力を基準値と比較して
制御信号を出力する比較器と、該制御信号によりトナー
補給機構を作動させる制御機構とを備えて成るトナー濃
度の検出制御装置が提供される。
According to the present invention, there is further provided an electrophotographic apparatus having a developing section having a stirring roller for stirring the toner and the carrier, a developing roller for applying the toner to the photosensitive member, and a replenishing mechanism for replenishing the toner, An acoustic energy detecting element provided in close contact with a wall or member of the developing section, a discrimination mechanism for selectively extracting an acoustic output of a carrier or a frequency peculiar to toner among signals from the detecting element, a carrier or There is provided a toner concentration detection control device including a comparator that compares a toner acoustic output with a reference value and outputs a control signal, and a control mechanism that operates a toner replenishment mechanism by the control signal.

【0013】[0013]

【作用】固体の変形および破壊に伴って解放されるエネ
ルギーが、音響パルスとなり伝播する現象をAcoustic E
mission(AE) 、音響的放射と呼ぶ。AE信号は、通常数
KHz〜数MHzの微弱な超音波であるため人間は直接
耳で聞くことはできない。AEは、材料の欠陥自身が放
出するエネルギーを直接かつ、リアルタイムで観測する
方法なので、塑性変形や破壊の過程を動的に観測でき
る。様々な分野で応用されているが、本発明では、トナ
ー濃度検出に応用する。
[Function] Acoustic E is a phenomenon in which the energy released by deformation and destruction of a solid propagates as an acoustic pulse.
Called mission (AE), acoustic emission. Since the AE signal is a weak ultrasonic wave of usually several KHz to several MHz, humans cannot directly hear it. Since AE is a method of directly and in real time observing the energy emitted by the defects themselves of the material, the process of plastic deformation and fracture can be dynamically observed. Although applied in various fields, the present invention is applied to toner concentration detection.

【0014】即ち、二成分系電子写真用現像剤のキャリ
アー粒子やトナー粒子が現像器壁面や現像部材などと摩
擦し或いは衝突するときにもキャリアー粒子やトナー粒
子に固有の周波数のAE信号を発生することが分かっ
た。
That is, even when the carrier particles or toner particles of the two-component electrophotographic developer rub or collide with the wall surface of the developing device or the developing member, an AE signal having a frequency peculiar to the carrier particles or toner particles is generated. I found out that

【0015】本発明によれば、かくして、トナーとキャ
リアとを混合して用いる電子写真装置の現像部に音響エ
ネルギー検出素子を配設することにより、キャリアに固
有の周波数の音響的出力、或いはトナーに固有の周波数
の音響的出力を取り出すことができ、これにより現像剤
中のトナー濃度を高精度でしかも安定して確実に検出す
ることができる。
According to the present invention, the acoustic energy detecting element is thus provided in the developing section of the electrophotographic apparatus in which the toner and the carrier are mixed, so that the acoustic output of the frequency peculiar to the carrier or the toner can be obtained. It is possible to take out an acoustic output of a frequency peculiar to the toner, and thereby, it is possible to detect the toner concentration in the developer with high accuracy and in a stable and reliable manner.

【0016】添付図面の図1乃至4は、トナー及びキャ
リアから成る二成分系現像剤を収納する現像ユニットの
穂切り板にAEセンサーを取り付け、現像ユニットを運
転したとき、AEセンサーからのAE信号(パルス信
号)を周波数解析した時の周波数とAEカウントとの関
係を示すものであり、図1はトナー濃度0%、図2はト
ナー濃度1%、図3はトナー濃度3%及び図4はトナー
濃度5%の結果をそれぞれ示す。
1 to 4 of the accompanying drawings show an AE signal from an AE sensor when an AE sensor is attached to a scissors plate of a developing unit which contains a two-component developer composed of toner and carrier and the developing unit is operated. FIG. 1 shows the relationship between the frequency and the AE count when frequency analysis is performed on the (pulse signal). FIG. 1 shows toner concentration 0%, FIG. 2 shows toner concentration 1%, FIG. 3 shows toner concentration 3%, and FIG. The results for the toner concentration of 5% are shown.

【0017】図1乃至4において、150.3kHzの
ピークはキャリアーに固有の周波数の音響的出力であ
り、この出力は、トナー濃度の増加につれて減少してい
ることが理解される。
In FIGS. 1 to 4, it can be seen that the peak at 150.3 kHz is the acoustic output of the carrier-specific frequency, which output decreases with increasing toner concentration.

【0018】即ち、上記の特定周波数のキャリアー信号
の大きさは、二成分系現像剤中のトナー濃度と密接に関
係する。図5は、二成分系現像剤中のトナー濃度を変化
させた場合の、トナー濃度と周波数150.3kHzで
のAEパワー値(db)とをプロットした結果を示した
ものである。この結果によると、トナー濃度が大きくな
ると上記信号の出力も減少しており、トナー濃度とトナ
ーに固有の音響的出力の大きさとの間には1:1の対応
があると共に、負の比例関係(逆比例関係)が成立して
おり、この音響的出力取り出すことにより、トナー濃度
を求めることができることが明らかである。
That is, the magnitude of the carrier signal of the above specific frequency is closely related to the toner concentration in the two-component developer. FIG. 5 shows a result of plotting the toner concentration and the AE power value (db) at a frequency of 150.3 kHz when the toner concentration in the two-component developer is changed. According to this result, the output of the signal also decreases as the toner concentration increases, and there is a 1: 1 correspondence between the toner concentration and the magnitude of the acoustic output peculiar to the toner, and a negative proportional relationship. (Inverse proportional relationship) is established, and it is clear that the toner concentration can be obtained by extracting this acoustic output.

【0019】本発明において、上記のキャリアー信号の
みを検出してその出力と図5に示す検量線とから、トナ
ー濃度を求めることができる。この場合、キャリアの音
響的出力が設定上限値よりも増加したときトナー補給機
構を作動させ且つキャリアの音響的出力が設定下限値よ
りも減少したときトナー補給機構を停止させることにな
る。
In the present invention, it is possible to detect only the above carrier signal and obtain the toner concentration from the output thereof and the calibration curve shown in FIG. In this case, the toner replenishment mechanism is operated when the acoustic output of the carrier is higher than the set upper limit value, and the toner replenishment mechanism is stopped when the acoustic output of the carrier is lower than the set lower limit value.

【0020】キャリア信号の検出は感度が高く、精度及
び再現性に優れているが、トナーに固有のAE信号を検
出し、この音響的出力から直接的にトナー濃度を求める
ことができることが当業者には了解されよう。この後者
の場合、トナーの音響的出力が設定下限値よりも減少し
たときトナー補給機構を作動させ且つトナーの音響的出
力が設定上限値よりも増加したときトナー補給機構を停
止させることになる。
Although the detection of the carrier signal has high sensitivity and is excellent in accuracy and reproducibility, it is possible for those skilled in the art to detect the AE signal peculiar to the toner and directly determine the toner concentration from the acoustic output. Will understand. In the latter case, the toner replenishment mechanism is activated when the acoustic output of toner is lower than the set lower limit value, and the toner replenishment mechanism is stopped when the acoustic output of toner is higher than the set upper limit value.

【0021】本発明は、トナーとキャリアとを攪拌する
攪拌ローラと、感光体にトナーを施す現像ローラと、ト
ナーを補給する補給機構とを有する現像部を備えた電子
写真装置に広く適応することができ、現像部の器壁また
は部材に、AEを電気的信号として取り出すための音響
エネルギー検出素子を密着して設けると共に、この検出
素子からの信号の内キャリアーまたはトナーに固有の周
波数の音響的出力を選択的に取り出し或いは更に検出素
子からの信号の内キャリアーまたはトナーに固有の周波
数の音響的出力を選択的に取り出す弁別機構を設ける。
弁別機構からのキャリアーの音響的出力を基準値(図5
の検量線)と比較して、基準値よりも高い場合には、制
御信号を出力し、この制御信号によりトナー補給機構を
作動させ、現像部内のトナー濃度を設定レベルに維持す
ることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to an electrophotographic apparatus having a developing section having a stirring roller for stirring toner and carrier, a developing roller for applying toner to a photosensitive member, and a replenishing mechanism for replenishing toner. In addition, an acoustic energy detecting element for extracting AE as an electric signal is provided in close contact with the container wall or member of the developing section, and the acoustic energy of the frequency peculiar to the carrier or toner is included in the signal from this detecting element. A discriminating mechanism is provided for selectively taking out the output, or further for selectively taking out the acoustic output of the frequency peculiar to the carrier or toner in the signal from the detection element.
The acoustic output of the carrier from the discrimination mechanism is set as a reference value (Fig. 5).
If it is higher than the reference value, the toner replenishing mechanism can be operated by this control signal to maintain the toner concentration in the developing unit at the set level.

【0022】本発明のトナー濃度の検出方法では、キャ
リアーまたはトナーに固有の周波数の音響的出力を検出
しているため、現像装置による外乱や環境変化や経時変
化の影響が全くなく、高精度で信頼性のあるトナー濃度
検出を行うことができると共に、応答が早く、検知動作
を著しく高速化でき、トナー濃度の制御も迅速であると
いう利点が得られる。また、音響エネルギー検出素子を
現像部の器壁や部材に取り付けるのみでよいので、検出
機構をコンパクトにすることができ、更に検出機構を容
器外に置くことができ、トナーにより汚染されることも
なく、また現像にも何等の悪影響ももたらさないという
利点がある。
In the toner concentration detecting method of the present invention, since the acoustic output of the frequency peculiar to the carrier or the toner is detected, there is no influence of disturbance by the developing device, environmental change, and temporal change, and it is highly accurate. The toner density can be detected reliably, the response is quick, the detection operation can be remarkably speeded up, and the toner density can be quickly controlled. Further, since it is only necessary to attach the acoustic energy detecting element to the container wall or the member of the developing section, the detecting mechanism can be made compact, and the detecting mechanism can be placed outside the container, and the toner can be contaminated. In addition, there is an advantage that it does not have any adverse effect on development.

【0023】[0023]

【発明の好適態様】図6は、本発明のトナー濃度検出乃
至制御方法が適用された電子写真装置の現像部要部を示
すものである。この現像部1は感光体ドラム2と接触乃
至近接するように設けられており、感光体ドラム2の現
像部上流側には、感光体を一定電荷に帯電する主帯電機
構A、帯電感光体を光線像で照射する画像露光機構B
が、また現像部の下流側には、感光体表面のトナー像を
紙に転写する転写機構C、トナーが転写された紙を感光
体から分離する分離機構(図示せず)、感光体表面に残
留するトナーを除去するためのクリーニング機構(図示
せず)、感光体表面の残留電荷を除去するための除電機
構(図示せず)等が配置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 6 shows a main part of a developing section of an electrophotographic apparatus to which the toner density detecting and controlling method of the present invention is applied. The developing section 1 is provided so as to come into contact with or come close to the photoconductor drum 2. On the upstream side of the developing section of the photoconductor drum 2, a main charging mechanism A for charging the photoconductor to a constant charge and a charging photoconductor are provided. Image exposure mechanism B that irradiates with a light image
However, on the downstream side of the developing unit, a transfer mechanism C that transfers the toner image on the surface of the photoconductor to the paper, a separation mechanism (not shown) that separates the paper on which the toner is transferred from the photoconductor, A cleaning mechanism (not shown) for removing the residual toner, a charge removing mechanism (not shown) for removing the residual charges on the surface of the photoconductor, and the like are arranged.

【0024】現像部1は、現像剤を収容するケース3
と、ドラム2と対向する開口部4に臨んで、現像状態に
あるとき感光体ドラム2上の潜像を現像する現像ローラ
(磁気ブラシローラ)5と、ケース3内の現像剤を攪拌
する攪拌ローラ6と、現像ローラ6の表面に付着形成さ
れる現像剤9の層厚を規制する穂切り部材7と、現像剤
の流れを規制する案内板8と、ケース3内へ現像用トナ
ー10を補給するトナー補給ローラ11を備えたトナー
補給槽12とを備えている。
The developing section 1 includes a case 3 for containing a developer.
A developing roller (magnetic brush roller) 5 that faces the opening 4 facing the drum 2 and develops the latent image on the photosensitive drum 2 in the developing state; and agitating that agitates the developer in the case 3. The roller 6, the spike cutting member 7 that regulates the layer thickness of the developer 9 that is adhered and formed on the surface of the developing roller 6, the guide plate 8 that regulates the flow of the developer, and the developing toner 10 in the case 3. And a toner replenishing tank 12 having a toner replenishing roller 11 for replenishing.

【0025】また現像ローラ5は、非磁性材料から成る
円筒状の現像スリーブ13と、このスリーブ13内に設
けられた周囲に複数の磁極を有するマグネット14とか
らなる。
The developing roller 5 is composed of a cylindrical developing sleeve 13 made of a non-magnetic material, and a magnet 14 provided inside the sleeve 13 and having a plurality of magnetic poles around it.

【0026】かくして、ケース3内の二成分系現像剤9
は、攪拌ローラ6により十分に攪拌混合された後、磁気
ブラシローラ5表面上に現像剤の磁気ブラシを形成し、
穂切り部材7により一定穂長に切揃えられてローラ6に
より感光ドラム2の表面と接触するよう搬送されてドラ
ム表面の上の静電潜像をトナーで現像し、トナー像15
を形成する。
Thus, the two-component developer 9 in the case 3
Forms a magnetic brush of developer on the surface of the magnetic brush roller 5 after being sufficiently stirred and mixed by the stirring roller 6.
Toothed image 15 is developed by developing the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 2 by the roller 6, which is cut and aligned to have a fixed length by the brushing member 7 and conveyed so as to contact the surface of the photosensitive drum 2.
To form.

【0027】本発明では、ケース3内の現像剤のトナー
濃度を検知するために、音響エネルギー検出素子16を
穂切り板7の外表面に密着させて設ける。音響エネルギ
ー検出素子16を設ける位置は特に限定されないが、感
度と精度の点で穂切り板7に設けることが好ましいが、
攪拌ローラに近接したケース3の外面に設けることもで
きる。穂切り板7に検出素子16を設けた場合、検出さ
れる音響的信号は、キャリアー粒子の摩擦に基づくもの
と認められるが、攪拌ローラに近接するケースの場合に
は、キャリアー粒子の衝突による音響的出力が検出され
る場合もあり、その場合には、前者に比して特性周波数
も当然異なってくる。要は、最大の音響的出力が得られ
るように検出周波数を設定するのがよい。
In the present invention, in order to detect the toner concentration of the developer in the case 3, the acoustic energy detecting element 16 is provided in close contact with the outer surface of the spike cutting plate 7. The position where the acoustic energy detecting element 16 is provided is not particularly limited, but it is preferable to provide the acoustic energy detecting element 16 on the ear cutting plate 7 in terms of sensitivity and accuracy.
It can also be provided on the outer surface of the case 3 close to the stirring roller. When the detecting element 16 is provided on the ear cutting plate 7, it is recognized that the detected acoustic signal is based on the friction of the carrier particles. However, in the case where it is close to the stirring roller, the acoustic signal due to the collision of the carrier particles is generated. In some cases, the characteristic output is detected, and in that case, the characteristic frequency is naturally different from that in the former case. In short, the detection frequency should be set so that the maximum acoustic output can be obtained.

【0028】音響エネルギー検出素子16としては、キ
ャリアー或いはトナーに固有の周波数のAEに感度を有
するもの、一般に100乃至400kHz、特に140
乃至180kHzの周波数(超音波振動)に感度を有す
る圧電素子が使用され、好適な圧電素子はペロブスカイ
ト型圧電素子、特にチタン酸ジルコン酸鉛系の圧電素子
であり、株式会社エヌエフ回路設計ブロックから、AE
−901の商品名で入手しうる。この圧電素子には、そ
れからの電気信号を増幅するプリアンプが一体に或いは
別体として設けられていてもよい。
The acoustic energy detecting element 16 has sensitivity to AE having a frequency peculiar to the carrier or toner, generally 100 to 400 kHz, and particularly 140.
A piezoelectric element having a sensitivity to a frequency (ultrasonic vibration) of 180 kHz to 180 kHz is used, and a preferable piezoelectric element is a perovskite type piezoelectric element, in particular, a lead zirconate titanate-based piezoelectric element. AE
It is available under the trade name of -901. The piezoelectric element may be provided with a preamplifier that amplifies an electric signal from the piezoelectric element, either integrally or separately.

【0029】音響エネルギー検出素子16の現像部の部
材7或いは器壁(ケース)3への固定は、器壁から音響
エネルギー検出素子への超音波振動の伝達が有効に行わ
れるものであればよく、一般に接着によるのが好まし
い。シリコーングリースを介して接着するのが望ましい
が、接着には両面接着テープや、エポキシ樹脂系或いは
イソシアネート系の接着剤を使用することもできる。
The acoustic energy detecting element 16 may be fixed to the member 7 of the developing portion or the vessel wall (case) 3 as long as the ultrasonic vibration is effectively transmitted from the vessel wall to the acoustic energy detecting element. Generally, adhesion is preferred. Although it is desirable to bond them through silicone grease, a double-sided adhesive tape or an epoxy resin-based or isocyanate-based adhesive can also be used for the bonding.

【0030】音響エネルギー検出素子16からの電気的
音響出力に基づいてトナー濃度を検出及び制御するため
の機構17を設ける。この検出制御機構17は、図7の
ダイアグラムに示すとおり、音響エネルギー検出素子1
6からの電気的音響出力からキャリアまたはトナーに固
有の周波数の音響的出力を取り出すための弁別機構18
と、弁別機構からの出力と基準値とを比較して制御信号
を出力する演算器19と、この演算器からの制御信号に
基づいてトナー供給モータ20を制御する制御機構21
とから成る。図7に示す具体例においては、音響エネル
ギー検出素子16と弁別機構18との間には、音響エネ
ルギー検出素子16からの電気的音響出力を所望のレベ
ルに増幅するための増幅器22が設けられており、また
弁別機構18と演算器19との間には、弁別機構18か
らの出力、即ち振幅を積分する積分回路23が設けられ
ている。
A mechanism 17 is provided for detecting and controlling the toner concentration based on the electric acoustic output from the acoustic energy detecting element 16. As shown in the diagram of FIG. 7, the detection control mechanism 17 includes the acoustic energy detecting element 1
Discrimination mechanism 18 for taking out an acoustic output of a frequency peculiar to the carrier or toner from the electrical acoustic output from 6
And a calculator 19 for outputting a control signal by comparing the output from the discriminating mechanism with a reference value, and a control mechanism 21 for controlling the toner supply motor 20 based on the control signal from the calculator.
It consists of and. In the specific example shown in FIG. 7, an amplifier 22 for amplifying the electrical acoustic output from the acoustic energy detecting element 16 to a desired level is provided between the acoustic energy detecting element 16 and the discrimination mechanism 18. Further, an integrating circuit 23 that integrates the output from the discriminating mechanism 18, that is, the amplitude is provided between the discriminating mechanism 18 and the computing unit 19.

【0031】プリアンプ或いは更にアンプによる増幅度
は、濃度の検出が精度よく行われるものであればよく、
一般に10乃至80dB、特に20乃至40dB程度が
適当である。一定の増幅度を得るのに低歪みのオペアン
プを用いるのがよい。
The amplification degree by the preamplifier or further the amplifier may be any as long as the concentration can be detected accurately.
Generally, 10 to 80 dB, especially about 20 to 40 dB is suitable. It is preferable to use an operational amplifier with a low distortion to obtain a constant amplification degree.

【0032】必要により増幅された音響エネルギー検出
素子からの出力から、トナー或いはキャリアに固有の周
波数の音響的出力を取り出すために、弁別機構15とし
ては、特定周波数の出力値を積算する周波数解析装置を
使用することができるのは勿論であるが、装置の簡単さ
の点で、フィルター、特に中心周波数がキャリアまたは
トナーに固有の周波数にあるバンドパスフィルターを使
用することが望ましい。例えば、キャリア用バンドパス
フィルターとしては、このキャリアーや現像部の部材或
いはケースの材質によっても相違するが、一般に40乃
至200kHz,特に140乃至160kHzのものが
適当である。一方、トナー用バンドパスフィルターとし
ては、このトナーの材質によっても相違するが、一般に
100乃至200kHz,特に170乃至190kHz
のものが適当である。バンドパスフィルターを通過した
電気信号が減衰している場合には、勿論増幅することも
できる。
In order to extract the acoustic output of the frequency peculiar to the toner or the carrier from the output from the acoustic energy detecting element amplified if necessary, the discrimination mechanism 15 is a frequency analysis device for integrating the output value of the specific frequency. Of course, it is desirable to use a filter, especially a bandpass filter whose center frequency is at the carrier or toner specific frequency, because of the simplicity of the device. For example, a bandpass filter for a carrier is preferably 40 to 200 kHz, particularly 140 to 160 kHz, although it varies depending on the material of the carrier, the member of the developing section or the case. On the other hand, the bandpass filter for toner is generally 100 to 200 kHz, and particularly 170 to 190 kHz, although it depends on the material of the toner.
The ones are suitable. If the electric signal that has passed through the bandpass filter is attenuated, it can of course be amplified.

【0033】演算器19としては、一般に比較器(コン
パレータ)が使用され、トナー濃度検出値とトナー濃度
設定値とを比較して、制御信号を発生する。一般に、ト
ナー濃度設定値には、設定下限値(Cl )と設定上限値
(Cu )とがあり、トナー濃度検出値(Cx )が設定下
限値(Cl )以下になるとトナー補給信号を発生し、設
定上限値(Cu )以上になると、トナー補給停止信号が
発生される。これらの信号に基づいて、制御機構18が
トナー補給モータ17をON−OFF制御する。設定下
限値(Cl )は実際のトナー濃度許容下限値より若干高
めに設定し、一方設定上限値(Cu )は実際のトナー濃
度許容上限値より若干低めに設定することがトナー濃度
の実際のばらつき幅を小さくする点で好ましい。
As the calculator 19, a comparator is generally used, and compares the toner density detection value with the toner density set value to generate a control signal. Generally, the toner density setting value, there is a set lower limit value (C l) and set the upper limit value (C u), the toner density detection value (C x) is set lower limit value (C l) less than or equal to the toner replenishment signal Occurs, and when the value exceeds the set upper limit (C u ), a toner replenishment stop signal is generated. Based on these signals, the control mechanism 18 controls ON / OFF of the toner replenishment motor 17. In practice, the setting lower limit value ( Cl ) is set slightly higher than the actual allowable toner concentration lower limit value, while the setting upper limit value ( Cu ) is set slightly lower than the actual toner concentration allowable upper limit value. It is preferable in that the width of variation of is reduced.

【0034】弁別器18として周波数解析装置を使用し
た場合には、特定周波数の出力を直接演算器に入力させ
ることができるが、弁別器としてバンドパスフィルター
を使用した場合には、バンドパスフィルターからの出力
を、半波整流回路或いは全波整流回路に供給して直流成
分とするか、或いは積分回路に供給して一定時間ごとに
積分し、パルスとして演算器に供給することができる。
When a frequency analyzer is used as the discriminator 18, the output of a specific frequency can be directly input to the arithmetic unit, but when a bandpass filter is used as the discriminator, the bandpass filter is used. The output of can be supplied to a half-wave rectification circuit or a full-wave rectification circuit to be a DC component, or can be supplied to an integration circuit to be integrated at regular time intervals and supplied as a pulse to a calculator.

【0035】本発明は、任意のトナーとキャリアとの組
み合わせから成る二成分系現像剤のトナー濃度及びその
制御に有用である。トナーとキャリアとの間に組成及び
物性上の差異があることが好ましい。
The present invention is useful for the toner concentration of a two-component developer comprising a combination of an arbitrary toner and a carrier and its control. It is preferable that there is a difference in composition and physical properties between the toner and the carrier.

【0036】キャリヤとしては、平均粒子径が40乃至
400μmで且つ密度がρc が3.0乃至6.0g/c
m3 、特に4.8乃至5.0g/cm3 のものが好まし
く、四三酸化鉄、フェライト、鉄粉等のそれ自体公知の
磁性キャリアが好適に使用される。用いるキャリヤは、
無コートキャリヤでもよく、また、それ自体公知の樹
脂、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、フッ素樹脂等でコートされた樹脂コートキャリヤ
であってもよい。
The carrier has an average particle size of 40 to 400 μm and a density ρ c of 3.0 to 6.0 g / c.
m3 Particularly, those having 4.8 to 5.0 g / cm 3 are preferable, and magnetic carriers known per se such as iron trioxide, ferrite, and iron powder are preferably used. The carrier used is
It may be an uncoated carrier or a resin-coated carrier coated with a resin known per se, for example, a silicone resin, an acrylic resin, an epoxy resin, a fluororesin or the like.

【0037】本発明に用いるトナーは、顕電性、着色性
及び定着性を有するそれ自体公知の任意のトナーであ
り、定着用樹脂媒質中に着色剤及び電荷制御剤或いは更
にそれ自体周知のトナー用配合剤を配合したものであ
る。このトナーの粒径は一般に5乃至30μmの範囲に
あり、その密度ρt は1.00乃至1.40g/c
3 、特に1.10乃至1.20g/cm3 のものが好
適である。
The toner used in the present invention is any toner known per se, which has a sensible property, a coloring property and a fixing property, and a coloring agent and a charge control agent in the fixing resin medium or a toner which is known per se. It is a mixture of ingredients. The particle diameter of this toner is generally in the range of 5 to 30 μm, and its density ρt is 1.00 to 1.40 g / c.
m 3, is particularly preferred 1.10 to that of 1.20 g / cm 3.

【0038】定着用樹脂媒体としては、熱可塑性樹脂
や、未硬化或いは初期縮合物の形の熱硬化性樹脂が何れ
も使用され、例えばポリスチレン等のビニル芳香族樹
脂、アクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、石油樹
脂、ポリオレフィン樹脂等が挙げられ、これらの内でも
スチレン系樹脂、アクリル系樹脂或いはスチレン−アク
リル系共重合体樹脂が好適に使用される。
As the fixing resin medium, either a thermoplastic resin or a thermosetting resin in the form of an uncured or precondensate is used. For example, a vinyl aromatic resin such as polystyrene, an acrylic resin, a polyvinyl acetal resin, Examples thereof include polyester resins, epoxy resins, phenol resins, petroleum resins, polyolefin resins and the like, and among these, styrene resins, acrylic resins or styrene-acrylic copolymer resins are preferably used.

【0039】樹脂中に含有させる着色剤としては、例え
ば次に示す無機または有機の顔料や染料等が単独または
2種以上の組合せで使用されるが、勿論これに限定され
ない。ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカ
ーボンブラック;四三酸化鉄等の鉄黒;ルチル型または
アナターゼ型等の二酸化チタン;フタロシアニンブル
ー;フタロシアニングリーン;カドミウムイエロー;モ
リブレンオレンジ;ピラゾロンレッド;ファストバイオ
レットB等。
As the colorant to be contained in the resin, for example, the following inorganic or organic pigments and dyes may be used alone or in combination of two or more, but are not limited thereto. Carbon black such as furnace black and channel black; iron black such as ferrosoferric oxide; titanium dioxide such as rutile type or anatase type; phthalocyanine blue; phthalocyanine green; cadmium yellow; molybdenum orange; pyrazolone red; fast violet B etc.

【0040】電荷制御剤としては、それ自体公知の任意
の電荷制御剤、例えば、ニグロシンベース(CI50415)、オ
イルブラック(CI20150) 、スピロンブラック等の油溶性
染料や、1:1型或いは2:1型金属錯塩染料、ナフテ
ン酸金属塩、脂肪酸や石鹸、樹脂酸石鹸等が使用され
る。
As the charge control agent, any charge control agent known per se, for example, an oil-soluble dye such as nigrosine base (CI50415), oil black (CI20150), spirone black, or the 1: 1 type or 2: Type 1 metal complex salt dye, naphthenic acid metal salt, fatty acid, soap, resin acid soap and the like are used.

【0041】また粒子形状は溶融混練・粉砕法で製造さ
れた不定形のものでも、また分散乃至懸濁重合法で製造
された球状のものでもよい。
Further, the particle shape may be an amorphous one produced by a melt-kneading / pulverization method, or a spherical one produced by a dispersion or suspension polymerization method.

【0042】現像剤中のトナー重量濃度は一般に1乃至
5%、特に3乃至4%の範囲内とするのがよい。
The toner weight concentration in the developer is generally in the range of 1 to 5%, preferably 3 to 4%.

【0043】[0043]

【実施例】本発明を次の例で説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to the following examples.

【0044】実施例1 三田工業株式会社製DC−2556型複写機の現像部の
穂切り板に音響エネルギー検出素子(株式会社エヌエフ
回路設計ブロック製AE−901S)をシリコングリー
スを介して張り付けた。この音響エネルギー検出素子の
出力端子をプリアンプを介してAE解析装置(株式会社
エヌエフ回路設計ブロック製AS−709)に接続し
た。
Example 1 An acoustic energy detecting element (AE-901S manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.) was attached to a cutting board of a developing section of a DC-2556 type copying machine manufactured by Sanda Kogyo Co., Ltd. with silicone grease. An output terminal of this acoustic energy detecting element was connected to an AE analyzer (AS-709 manufactured by NUF Circuit Design Block Co., Ltd.) via a preamplifier.

【0045】トナー濃度0%、1%、3%および5%の
二成分系現像剤を現像部に充填し、現像ローラから感光
体ドラムを切り放した状態で現像部を運転し、下記の条
件下に音響的出力を測定した。 計測条件: ハイパスフィルター(HPF) THRU ローパスフィルター(LPF) THRU アンプのゲイン 40dB センサ共振点 140kHz サンプリング周波数 4MHz
Two-component type developers having toner concentrations of 0%, 1%, 3% and 5% were filled in the developing section, and the developing section was operated with the photosensitive drum separated from the developing roller under the following conditions. The acoustic output was measured. Measurement conditions: High-pass filter (HPF) THRU Low-pass filter (LPF) THRU Amplifier gain 40 dB Sensor resonance point 140 kHz Sampling frequency 4 MHz

【0046】サンプリング64回平均としたときの周波
数解析グラフを図1乃至4に示した。図1はトナー濃度
0%、図2はトナー濃度1%、図3はトナー濃度3%及
び図4はトナー濃度5%の周波数解析曲線をそれぞれ示
す。
Frequency analysis graphs when 64 samplings are averaged are shown in FIGS. 1 shows a toner concentration of 0%, FIG. 2 shows a toner concentration of 1%, FIG. 3 shows a toner concentration of 3%, and FIG. 4 shows a toner concentration of 5%.

【0047】図1乃至4によると、音響エネルギー検出
素子からの音響的出力の内150.3kHz付近のピー
クはキャリアに固有のものであり、そのピークの高さは
トナー濃度により変化した。
According to FIGS. 1 to 4, of the acoustic output from the acoustic energy detecting element, the peak around 150.3 kHz is peculiar to the carrier, and the height of the peak changed depending on the toner concentration.

【0048】図5は、上記150.3kHzのピーク高
さ(パワー値、dB)とトナー濃度との関係をプロット
したものであるが、両者の間にほぼ逆比例関係が成立し
ていることが確認された。
FIG. 5 is a plot of the relationship between the peak height (power value, dB) at 150.3 kHz and the toner density. It can be seen that there is an almost inverse proportional relationship between them. confirmed.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明のトナー濃度の検出方法では、キ
ャリアまたはトナーに固有の周波数の音響的出力を検出
しているため、現像装置による外乱や環境変化や経時変
化の影響が全くなく、高精度で信頼性のあるトナー濃度
検出を行うことができると共に、応答が早く、検知動作
を著しく高速化でき、トナー濃度の制御も迅速であると
いう利点が得られる。また、音響エネルギー検出素子を
現像部の部材や器壁に取り付けるのみでよいので、検出
機構をコンパクトにすることができ、更に検出機構が容
器外にあるので、トナーにより汚染されることもなく、
また現像にも何等の悪影響ももたらさないという利点が
ある。
According to the toner concentration detecting method of the present invention, since the acoustic output of the frequency peculiar to the carrier or the toner is detected, there is no influence of disturbance by the developing device, environmental change, and aging, and the high output. The toner density can be detected with high accuracy and reliability, the response is quick, the detection operation can be remarkably speeded up, and the toner density can be quickly controlled. Further, since it is only necessary to attach the acoustic energy detecting element to the member of the developing unit or the container wall, the detecting mechanism can be made compact, and since the detecting mechanism is outside the container, it is not contaminated by toner.
Further, there is an advantage that it does not have any adverse effect on the development.

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

【図1】トナー濃度0%の二成分系現像剤について音響
エネルギー検出素子からのAE信号(パルス信号)の周
波数解析曲線である。
FIG. 1 is a frequency analysis curve of an AE signal (pulse signal) from an acoustic energy detecting element for a two-component developer having a toner concentration of 0%.

【図2】トナー濃度1%の二成分系現像剤について音響
エネルギー検出素子からのAE信号(パルス信号)の周
波数解析曲線である。
FIG. 2 is a frequency analysis curve of an AE signal (pulse signal) from an acoustic energy detecting element for a two-component developer having a toner concentration of 1%.

【図3】トナー濃度3%の二成分系現像剤について音響
エネルギー検出素子からのAE信号(パルス信号)の周
波数解析曲線である。
FIG. 3 is a frequency analysis curve of an AE signal (pulse signal) from an acoustic energy detecting element for a two-component developer having a toner concentration of 3%.

【図4】トナー濃度5%の二成分系現像剤について音響
エネルギー検出素子からのAE信号(パルス信号)の周
波数解析曲線である。
FIG. 4 is a frequency analysis curve of an AE signal (pulse signal) from an acoustic energy detecting element for a two-component developer having a toner concentration of 5%.

【図5】二成分系現像剤中のトナー濃度を変化させた場
合の、トナー濃度と周波数150.3KHzでのAEパ
ワー値(db)とをプロットした結果を示すグラフであ
る。
FIG. 5 is a graph showing a result of plotting the toner concentration and the AE power value (db) at a frequency of 150.3 KHz when the toner concentration in the two-component developer is changed.

【図6】本発明のトナー濃度検出乃至制御方法が適用さ
れた電子写真装置の現像部要部を示す側面図である。
FIG. 6 is a side view showing a main part of a developing unit of an electrophotographic apparatus to which a toner density detecting / controlling method of the present invention is applied.

【図7】音響エネルギー検出素子からの電気的音響出力
に基づいてトナー濃度を検出及び制御するための機構を
示すダイアグラムである。
FIG. 7 is a diagram showing a mechanism for detecting and controlling toner concentration based on electrical acoustic output from an acoustic energy detecting element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 現像部 2 感光体ドラム 3 現像剤を収容するケース 4 開口部 5 現像ローラ 6 攪拌ローラ 7 穂切り部材 8 案内板 9 現像剤 10 トナー 11 トナー補給ローラ 12 トナー補給槽 13 円筒状の現像スリーブ 14 マグネット 15 トナー像 16 音響エネルギー検出素子 18 弁別機構 19 演算器 20 トナー供給モータ 21 制御機構 22 増幅器 23 積分回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Development part 2 Photosensitive drum 3 Case for accommodating developer 4 Opening part 5 Development roller 6 Stirring roller 7 Ear cutting member 8 Guide plate 9 Developer 10 Toner 11 Toner supply roller 12 Toner supply tank 13 Cylindrical development sleeve 14 Magnet 15 Toner image 16 Acoustic energy detecting element 18 Discrimination mechanism 19 Computing device 20 Toner supply motor 21 Control mechanism 22 Amplifier 23 Integrating circuit

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年8月30日[Submission date] August 30, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0018】即ち、上記の特定周波数のキャリアー信号
の大きさは、二成分系現像剤中のトナー濃度と密接に関
係する。図5は、二成分系現像剤中のトナー濃度を変化
させた場合の、トナー濃度と周波数150.3kHzで
のAEパワー値(db)とをプロットした結果を示した
ものである。この結果によると、トナー濃度が大きくな
ると上記信号の出力も減少しており、トナー濃度とキャ
リアーに固有の音響的出力の大きさとの間には1:1の
対応があると共に、負の比例関係(逆比例関係)が成立
しており、この音響的出力取り出すことにより、トナー
濃度を求めることができることが明らかである。
That is, the magnitude of the carrier signal of the above specific frequency is closely related to the toner concentration in the two-component developer. FIG. 5 shows a result of plotting the toner concentration and the AE power value (db) at a frequency of 150.3 kHz when the toner concentration in the two-component developer is changed. According to this result, when the toner concentration is larger output of the signal is decreased, the toner density and calibration
There is a 1: 1 correspondence with the magnitude of the acoustic output peculiar to the rear , and a negative proportional relationship (inverse proportional relationship) is established. By extracting this acoustic output, the toner concentration is obtained. It is clear that you can.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020

【補正方法】削除[Correction method] Delete

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0028[Correction target item name] 0028

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0028】音響エネルギー検出素子16としては、キ
ャリアー或いはトナーに固有の周波数のAEに感度を有
するもの、一般に100乃至400kHz、特に140
乃至180kHzの周波数(超音波振動)に感度を有す
る圧電素子が使用され、好適な圧電素子はペロブスカイ
ト型圧電素子、特にチタン酸ジルコン酸鉛系の圧電素子
であり、株式会社エヌエフ回路設計ブロックから、「N
FAE900S−WB」の商品名で入手しうる。この圧
電素子には、それからの電気信号を増幅するプリアンプ
が一体に或いは別体として設けられていてもよい。
The acoustic energy detecting element 16 has sensitivity to AE having a frequency peculiar to the carrier or toner, generally 100 to 400 kHz, and particularly 140.
A piezoelectric element having a sensitivity to a frequency (ultrasonic vibration) of 180 kHz to 180 kHz is used, and a preferable piezoelectric element is a perovskite type piezoelectric element, in particular, a lead zirconate titanate-based piezoelectric element. "N
It is available under the trade name of "FAE900S-WB" . The piezoelectric element may be provided with a preamplifier that amplifies an electric signal from the piezoelectric element, either integrally or separately.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0032[Name of item to be corrected] 0032

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0032】必要により増幅された音響エネルギー検出
素子からの出力から、トナー或いはキャリアに固有の周
波数の音響的出力を取り出すために、弁別機構15とし
ては、特定周波数の出力値を積算する周波数解析装置を
使用することができるのは勿論であるが、装置の簡単さ
の点で、フィルター、特に中心周波数がキャリアまたは
トナーに固有の周波数にあるバンドパスフィルターを使
用することが望ましい。例えば、キャリア用バンドパス
フィルターとしては、このキャリアーや現像部の部材或
いはケースの材質によっても相違するが、一般に40乃
至200kHz,特に140乃至160kHzのものが
適当である。バンドパスフィルターを通過した電気信号
が減衰している場合には、勿論増幅することもできる。
In order to extract the acoustic output of the frequency peculiar to the toner or the carrier from the output from the acoustic energy detecting element amplified if necessary, the discrimination mechanism 15 is a frequency analysis device for integrating the output value of the specific frequency. Of course, it is desirable to use a filter, especially a bandpass filter whose center frequency is at the carrier or toner specific frequency, because of the simplicity of the device. For example, a bandpass filter for a carrier is generally 40 to 200 kHz, particularly 140 to 160 kHz, although it varies depending on the material of the carrier, the member of the developing section or the case.
Appropriate. If the electric signal that has passed through the bandpass filter is attenuated, it can of course be amplified.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0044[Correction target item name] 0044

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0044】実施例1 三田工業株式会社製DC−2556型複写機の現像部の
穂切り板に音響エネルギー検出素子(株式会社エヌエフ
回路設計ブロック製NFAE900S−WB)をシリコ
ングリースを介して張り付けた。この音響エネルギー検
出素子の出力端子をプリアンプを介してAE解析装置
(株式会社エヌエフ回路設計ブロック製AS−709)
に接続した。
Example 1 An acoustic energy detecting element ( NFAE900S-WB manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.) was attached to a cutting board of a developing section of a DC-2556 type copying machine manufactured by Mita Kogyo Co., Ltd. with silicone grease. The output terminal of this acoustic energy detecting element is connected to the AE analysis device (AS-709 manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.) via a preamplifier.
Connected to.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 浩二 大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田工 業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Honda 1-22 Takumazo, Chuo-ku, Osaka Mita Engineering Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トナーとキャリアとを混合して用いる電
子写真装置の現像部に音響エネルギー検出素子を配設
し、キャリアーまたはトナーに固有の周波数の音響的出
力により現像剤中のトナー濃度を検出することを特徴と
するトナー濃度の検出方法。
1. A toner concentration in a developer is detected by arranging an acoustic energy detecting element in a developing portion of an electrophotographic apparatus which uses a mixture of toner and a carrier and acoustically outputting a frequency peculiar to the carrier or the toner. A method for detecting toner density, comprising:
【請求項2】 現像剤中のトナー濃度と前記出力との関
係(検量線)を連続的に或いは段階的に予じめ設定し、
この設定値に基づいてトナー濃度を検出する請求項1記
載の検出方法。
2. The relationship (calibration curve) between the toner concentration in the developer and the output is set in advance continuously or stepwise,
The detection method according to claim 1, wherein the toner density is detected based on the set value.
【請求項3】 トナーとキャリアとを混合して用いる電
子写真装置の現像部に音響エネルギー検出素子を配設
し、キャリアーまたはトナーに固有の周波数の音響的出
力により現像剤中のトナー濃度を検出し、このトナー濃
度が設定下限値以下に低下したときトナーを現像剤中に
供給し且つ設定上限値に達したとき供給を停止すること
を特徴とするトナー濃度の制御方法。
3. A toner concentration in a developer is detected by providing an acoustic energy detecting element in a developing portion of an electrophotographic apparatus that uses a mixture of toner and a carrier and acoustically outputting a frequency peculiar to the carrier or the toner. Then, the toner concentration control method is characterized in that the toner is supplied into the developer when the toner concentration falls below a set lower limit value, and the supply is stopped when the toner reaches the set upper limit value.
【請求項4】 トナーとキャリアとを攪拌する攪拌ロー
ラと、感光体にトナーを施す現像ローラと、トナーを補
給する補給機構とを有する現像部を備えた電子写真装置
において、現像部の器壁または部材に密着して設けられ
た音響エネルギー検出素子と、該検出素子からの信号の
内キャリアーまたはトナーに固有の周波数の音響的出力
を選択的に取り出す弁別機構と、キャリアーまたはトナ
ーの音響的出力を基準値と比較して制御信号を出力する
比較器と、該制御信号によりトナー補給機構を作動させ
る制御機構とを備えて成るトナー濃度の検出制御装置。
4. An electrophotographic apparatus comprising a developing roller having a stirring roller for stirring toner and carrier, a developing roller for applying toner to a photosensitive member, and a replenishing mechanism for replenishing toner, and a wall of the developing section. Alternatively, an acoustic energy detection element provided in close contact with a member, a discrimination mechanism for selectively extracting an acoustic output of a frequency peculiar to the carrier or toner among signals from the detection element, and an acoustic output of the carrier or toner Is compared with a reference value to output a control signal, and a toner concentration detection control device comprising a control mechanism for operating the toner replenishing mechanism in response to the control signal.
【請求項5】 音響エネルギー検出素子が、キャリアに
固有の100乃至400kHzの周波数に感度を有する
検出素子であり、キャリアの音響的出力が設定上限値よ
りも増加したときトナー補給機構を作動させ且つキャリ
アの音響的出力が設定下限値よりも減少したときトナー
補給機構を停止させる請求項4記載のトナー濃度の検出
制御装置。
5. The acoustic energy detecting element is a detecting element having sensitivity to a carrier-specific frequency of 100 to 400 kHz, and activates the toner replenishing mechanism when the acoustic output of the carrier exceeds a set upper limit value. 5. The toner concentration detection control device according to claim 4, wherein the toner replenishing mechanism is stopped when the acoustic output of the carrier is lower than the set lower limit value.
JP6178109A 1994-07-29 1994-07-29 Method for detecting and controlling toner concentration and device therefor Pending JPH0844187A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6178109A JPH0844187A (en) 1994-07-29 1994-07-29 Method for detecting and controlling toner concentration and device therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6178109A JPH0844187A (en) 1994-07-29 1994-07-29 Method for detecting and controlling toner concentration and device therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0844187A true JPH0844187A (en) 1996-02-16

Family

ID=16042817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6178109A Pending JPH0844187A (en) 1994-07-29 1994-07-29 Method for detecting and controlling toner concentration and device therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0844187A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008216822A (en) * 2007-03-06 2008-09-18 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008216822A (en) * 2007-03-06 2008-09-18 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4550998A (en) Toner concentration detecting device
EP0029584A1 (en) Method for operating electrophotographic copying apparatus
JPS602598Y2 (en) Toner concentration detection device
US5235388A (en) Method and apparatus for determining toner charge-to-mass ratio
JPH0844187A (en) Method for detecting and controlling toner concentration and device therefor
US7912386B2 (en) Systems and methods for determining a charge-to-mass ratio, and a concentration, of one component of a mixture
JPH0658914A (en) Measurement with sound wave for quality of porous material containing air and particulate
JP4037156B2 (en) Developing apparatus and electrophotographic apparatus
JP5482309B2 (en) Toner amount measuring apparatus and image forming apparatus
GB1559714A (en) Sensing toner concentration
JPS645291B2 (en)
JPH10240018A (en) Image forming device
JPH0387871A (en) Developing device
JP2000292346A (en) Method and device for measuring liquid concentration
JP2002091156A (en) Developing device
JPH03198072A (en) Multi-color image forming device
JPH11202610A (en) Toner concentration measuring method and device, developing device and image forming device
JPH05188747A (en) Developing device
JPS6336506B2 (en)
JPS59164575A (en) Toner density detector
JPH04320287A (en) Electrophotographic device
JPS62201482A (en) Toner concentration detector for developer
JP2000097981A (en) Apparatus and method for measuring charging amount of toner
JP2586668B2 (en) Electrophotographic equipment
JP2002055507A (en) Image forming device