JPH03181975A - トナー濃度センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ０発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明はトナー濃度センサー、特に、電子写真現像剤を
対象とした差動増幅型トナー濃度センサーに関する。

（従来の技術） 従来、駆動コイル、検知コイル及び基準コイルを用いて
差動出力からトナー濃度を検知し、かつ制御する装置が
知られていた。

この装置は、第５図にその概要を示すが、その構成は発
振＠２０と駆動コイル２１に結合した検知コイル２２及
び基準コイル２３からなる差動トランスを用いている。

さらに、駆動コイル２１の印加電圧を分圧する可変抵抗
２３及びそれに直列の可変抵抗２４とコンデンサ２５の
並列回路からなる電圧加算回路がある。これと、検知コ
イル２２及び基準コイル２３からなる差動出力とが信号
処理回路２６に入力され、差動出力と駆動電圧の位相差
に応じた直流電圧が信号処理回路２６から出力されるも
のである。

このトナー濃度センサーの直流出力電圧は、駆動コイル
部に装着されたネジコア２７の位置を変えることにより
、駆動コイルと検知コイル及び基準コイルの間の結合係
数を変化させて設定（粗調整）される。また、粗調整後
に出力電圧を微調整する手段として、駆動コイル２１に
引加される電圧を第１の可変抵抗で分圧し、さらに第２
の可変抵抗とコンデンサの並列回路を介して前記分圧さ
れた電圧を差動出力に加算する構造を有していた。

そして、これらの可変抵抗を変化させることによって差
動出力を微調整するものであった。

第６図は、この第１の可変抵抗を変化させたときのセン
サーの出力電圧とトナー濃度の関係を示すものである。

ここで、Ｘ軸はトナー濃度で、Ｙ軸はそのトナー濃度に
対応したセンサーの出力電圧である。いま第１の可変抵
抗を変化させると、その特性曲線は第６図のａからｂま
たはＣへと変化し、例えば、トナー濃度がＡの時にはセ
ンサーの出力電圧は■１からｖ２またはＶ３へと変化す
る。

（本発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の方法では第６図に示すように特性
曲線の勾配（感度勾配）が変化してしまうため、そのま
までは調整しにくい欠点があった。

この理由を以下に記載する。

３− 上述の回路構成において、駆動電圧が駆動コイル２１に
印加され、基準コイル２３及び検知コイル２２にはそれ
ぞれＥｌ及びＥ２の電圧が発生する。また、駆動コイル
に印加される駆動電圧は可変抵抗２３により分圧され、
その分圧電圧Ｖｉｎがコンデンサ２５と可変抵抗２４の
並列回路を通して、差動出力端に印加されるため、差動
出力電圧ＥＯは、 Ｅｏ　　＝Ｅ１−Ｅ２＋Ｖｉｎ となる。感度勾配を変えずに出力電圧を変化させるため
に、このＶ　ｉ　ｎと駆動電圧との位相差は、０又は１
８０度であることが要求されるが、本方式では、Ｖｉｎ
は抵抗とコンデンサを介して伝達されるために、駆動電
圧との位相差は一般にＯ又は１８０度とは異なっていた
。このために第１又は第２の可変抵抗のうちいずれかを
変化させただけでは特性曲線の勾配（感度勾配）が変化
していた。

このため、第２の可変抵抗を追加し、第１の可変抵抗と
連動させて調整し、第７図に示すような４ 感度勾配を変えずに出力電圧を変化させる方式をとって
いた。

このように、従来技術にあってはトナー濃度とセンサー
の出力電圧との感度勾配を一定に保持して出力電圧を微
調整するためには２つの可変抵抗を同時に調整する必要
があり、その調整は極めて困難で実用的でなかった。か
つ、可変抵抗を多くすることは安定性、信頼性が保証さ
れにくい欠点があった。

したがって、本発明におけるトナー濃度センサーは、基
準コイルと検知コイルの中間端子と接地端を可変容量素
子で接続することにより、出力電圧の調整を容易に、し
かも安定した信頼性の高い濃度設定ができることを目的
としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、発振源に接続され
た駆動コイルと、前記駆動コイルに結合した基準コイル
及び検知コイルとを有し、前記基準コイルと検知コイル
の間の差動出力を検出するトナー濃度センサーにおいて
、前記基準コイルと検知コイルの中間端子と接地端を可
変容量素子で接続したことを特徴とするトナー濃度セン
サーにより提供される。

また、トナー濃度センサーの目的を効果的に達成するた
めに以下の特徴を具備することか好適である。

本発明において可変容量素子は、例えば可変コンデンサ
又は可変容量ダイオードを使用できる。

（作用） 上記のように構成されたトナー濃度センサーの作用は以
下の通りである。

まず、差動トランスの駆動コイルに印加された発振源か
らの発振出力は、駆動コイルに結合した基準コイル及び
検知コイルとにそれぞれ出力される。さらに、前記基準
コイルと検知コイルとの間の差動出力を検出しトナー濃
度を検知する。

トナー濃度の変化は検知コイルの出力変化を生ぜしぬ基
準コイルとの間にはトナー濃度に依存した差動出力が発
生する。さらに、差動出力の微調整を行なうために設け
た可変容量素子が、基準コイルと検知コイルの中点と接
地端に接続されており、この容量を変化させ差動出力の
位相を制御する。

（実施例） 実施例について説明すると、本発明のトナー濃度センサ
ーは、第１図にその基本構成を示す。

発振器１からの発振出力は駆動コイル２に印加される。

また、差動トランスの基準コイル３と検知コイル４とは
駆動コイル１の出力が差動となるようコイル巻線の極性
を選んである。差動出力端１５からの出力は信号処理回
路８に入力される。

さらに、信号処理回路の他の入力端へ駆動コイル２の印
加電圧が入力される。基準コイル３と検知コイル４の中
点からコンデンサ５を介して接地端１６に接続されてい
る。

この実施例では、コンデンサ５は原理を示すため固定コ
ンデンサを図示したが、本発明にあっては可変型コンデ
ンサが適当である。発振器１は約４００　ｋ　Ｈｚ、コ
イル類は約１００＃Ｈ１結合係数は約０．６、コンデン
サ５は約１０ｐＦとじた７− が、コイル等の特性により適宜変更されるべきことはい
うまでもない。

第２図は固定コンデンサ５に可変型コンデンサ１０を付
加した例である。この場合のコンデンサ５の容量は約１
０，０ＯＯｐＦ、また可変型コンデンサ１０の容量は２
〜３０ｐＦとした。

上述の回路構成において、駆動電圧が駆動コイル２に印
加され、基準コイル３及び検知コイル４にはそれぞれＥ
ｌ及びＥ２の電圧が発生する。そして、差動出力電圧Ｅ
Ｏは、 Ｅｏ　　＝Ｅ２−Ｅ。

となる。第１図において、コンデンサ５の容量を変化さ
せると、検知コイル４の漏洩インダクタンス（図中には
示していない）の為にＥ２が変化する。この場合のＥ２
は検知コイル４に発生する起電力を漏洩インダクタンス
とコンデンサ５とで分圧した値になるため、その位相は
駆動電圧に対しＯ又は１８０度のいずれかになる。この
ため１水力式では、感度勾配を変えることなく出力電圧
を変化させることができる。

８− 第３図は他の実施例である。可変容量ダイオード１２を
コンデンサ５に直列にして接地端１６に接続した。可変
容量ダイオード１２の容量を別の制御電源で抵抗１１を
介し制御する。これにより、前記可変容量ダイオードの
接合容量（端子間容量〉を制御でき、差動出力の位相制
御を行なうことができる。

なお、本発明では可変容量ダイオード１２について温度
補償を実施することで差動出力の信頼性を高められる。

また、第４図のように基準コイルと検知コイルの接続方
法を上記の例と逆にしても本発明の効果にはなんら影響
はない。

ハ０発明の効果 本発明は、上述のように構成されているので、次に記載
されている効果を奏する。

トナー濃度を検出する際に必要な微調整を容易に行なう
ために設けた可変容量素子が、基準コイルと検知コイル
の中点と接地端の間に接続されており、この容量を変化
させ差動出力の位相の制御を容易に、且つ感度勾配を変
化させずに実現することができた。

また、可変容量ダイオードを用いたときには、別の制御
電源で抵抗１１を介し制御でき、これにより、前記可変
容量ダイオードの接合容量を制御でき、差動出力の位相
制御を行なうことができる６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトナー濃度センサーの基本構成図、第
２図ないし第４図は本発明の他の実施例の基本構成図、
第５図は従来のトナー濃度センサーの基本構成図、第６
図はセンサーの出力電圧とトナー濃度の関係を示す特性
曲線図、第７図はセンサーの出力電圧とトナー濃度の関
係を示す他の特性曲線図である。 １．２０：発振器　　　　２．２１：駆動コイル３．２
２：基準コイル　　４．２３：検知コイル５：コンデン
サ　　　　　１１：抵抗 ８．２５：信号処理回路１０：可変コンデンサ１２：可
変容量ダイオード ２３． ２４：可変抵抗 １１− Ａ トナー濃度 第 図 ト ナー濃度 第 図 手 続 補 正 １天 日　（方式） １、事件の表示 平成 １年 特 許 願 第 ２２３７０ 万 ２、発明の名称 １・す 濃度センサ ３、補正をする者 事件との関係 特 許

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発振源に接続された駆動コイルと、前記駆動コイル
   に結合した基準コイル及び検知コイルと、前記基準コイ
   ルと検知コイルの間の差動出力を検出するトナー濃度セ
   ンサーにおいて、前記基準コイルと検知コイルの中間端
   子と接地端との間に可変容量素子を接続したことを特徴
   とするトナー濃度センサー ２、可変容量素子が可変コンデンサ又は可変容量ダイオ
   ードである請求項１記載のトナー濃度センサー