JPH0526848A - 差動増幅型トナーセンサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の差動増幅型トナーセンサーに比べて、
厚みを巻線間のボビンのツバの厚みの分だけ高さを低く
して、トナーセンサーの高さを低くし、従来の差動増幅
型トーセンサーを取り付けることが出来なかったスペー
スへも取付が可能となるものを得る。また、環境変化に
対して安定した検知特性を有するものを得る。 【構成】 差動結線されたトランスの１次側に交流の駆
動電圧を印加し、前記トランスの差動出力を検出するト
ナーセンサーにおいて、前記１次コイルまたは２次コイ
ルの全部または１部を密着して形成したことを特徴とす
るトナーセンサーである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトナーセンサー、特に、
電子写真現像剤を対象とした差動増幅型トナーセンサー
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真システムにおいては、非磁性ト
ナーと磁性キャリアの混合物である現像剤を使用してお
り、その現像剤におけるトナーとキャリアの混合比率
（トナー濃度と呼ぶ）を所定の値にコントロールする必
要がある。このコントロール方法として従来広く用いら
れているものに、差動増幅型トナーセンサーを使用する
方法がある。

【０００３】図５は、その差動増幅型トナーセンサーの
原理図で、その動作は概略以下のようになっている。す
なわち、発振器１によって作成された交流電圧が検知ト
ランス７の１次コイル２に印加される。この検知トラン
ス７には、２つの２次コイル（検知コイル３と基準コイ
ル４）が巻線されている。この検知コイル３および基準
コイル４は、互いに逆極性に巻線されており、またその
巻数はほぼ等しい。この１次コイル２と検知コイル３お
よび基準コイル４は磁気的に結合しており、その結合係
数は検知トランス７の内部にあるネジコア６の位置およ
びトナーセンサーが取り付けられている現像器内の現像
剤８の見掛け透磁率により変化する。

【０００４】検知コイル３と基準コイル４の合成出力
（差動出力と呼ぶ）は、１次コイル２と各々のコイルと
の結合係数に依存するため、現像剤８の見掛け透磁率が
変化して、各コイル間の結合係数が変化すると、差動出
力はその振幅だけでなく、位相も変化する。この差動出
力の位相変化（１次コイルに印加された交流電圧との位
相差）を位相比較回路によって検出し、現像剤の見掛け
透磁率に対応した出力電圧を出力する。

【０００５】図６は、現像剤のトナー濃度が変化したと
きの、トナー濃度とセンサーの出力電圧の関係を示す図
である。図６のように、トナー濃度が低くなると、トナ
ーセンサーの出力電圧は高くなっていく。そして、トナ
ーセンサーの出力電圧が予め定められた電圧（Ｖｒｅ
ｆ）よりも高くなると、出力電圧判定回路によりトナー
補給信号が出され、現像槽内にトナーが補給される。以
上のような構成により、トナー濃度を一定の値に制御す
ることが出来る。

【０００６】図７は、この差動増幅型トナーセンサーの
検知トランスの構造を示す断面図である。検知トランス
には３つのコイル（１次コイル２、検知コイル３、およ
び基準コイル４）が施されているが、これらの各コイル
は、同一のボビン１０の各巻線枠に、中心軸上に積み重
ねるように巻線されている。そして、各コイルはボビン
のツバ１１によって互いに分けられている。このような
構成を有しているため、差動増幅型トナーセンサーの厚
みは、一般に検知トランスの厚みによって決定される。
従来品では、この厚みは約１０ｍｍ程度であった。

【０００７】しかし、昨今の機器の小型化の要求の中
で、複写機も小型化が進んでおり、それに使用されるト
ナーセンサーに許されるスペースもだんだんと少なくな
ってきている。特に、厚み方向に対する寸法低減の要求
は大きく、図７のような３層のコイル構造を持った従来
の差動増幅型トナーセンサーは実装できない場合があっ
た。このような時に、トナー濃度の検知方法として、単
一コイル方式のトナーセンサーを用いる場合があった。

【０００８】単一コイル方式のトナーセンサーは、例え
ば図８のような構成を有しており、単一の検知コイル３
によって発振回路を構成し、その発振周波数を検出する
というものである。この発振回路の発振周波数は、検知
コイル３のインダクタンスと共振用のコンデンサ（図中
には示していない）の容量で決定されるが、検知コイル
３のインダクタンスは、現像剤８の見掛け透磁率によっ
て変化するため、発振周波数は現像剤８のトナー濃度に
よって変化する。この発振周波数の変化により、トナー
濃度を検知しようとするものである。このような構成の
場合には、トナー濃度の検知部分には、１ヶのコイルを
配置するだけでよく、図５の差動増幅型トナーセンサー
の検知トランスに比べて検知部分の厚みが大幅に低減で
きることは明らかである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、単一コ
イル方式を採用すれば、差動増幅型トナーセンサーを採
用したときよりも、トナーセンサーの厚みを薄くするこ
とが出来る。しかし、単一コイル方式のトナーセンサー
の重大な欠点は、環境の変化、特に温度の変化に対して
その出力電圧が大きく変化をするということである。す
なわち、単一コイル方式のトナーセンサーでは、検知コ
イルのインダクタンス変化による発振周波数の変化を検
出しているが、この検知コイルのインダクタンスは周囲
の温度によって大きく変化する。このため、環境変化、
特に周囲温度に対してトナーセンサーの出力電圧が敏感
に変化をしてしまう訳である。このように、単一コイル
方式のトナーセンサーは、環境変化にともなう出力電圧
の変化が大きく、実際にはなかなか使用する事が出来な
かった。したがって、本発明の目的は、上記従来技術の
欠点を解消し、検知部の高さの低い差動増幅型トナーセ
ンサーを提供し、現像剤のトナー濃度の制御を環境条件
の変化に対し安定して行うことを可能とすることであ
る。

【００１０】

【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、差動結線されたトランスの１次側に交流の
駆動電圧を印加し、前記トランスの差動出力を検出する
トナーセンサーにおいて、前記１次コイルまたは２次コ
イルの全部または１部を密着して形成したことを特徴と
するトナーセンサーにより提供される。

【００１１】

【作用】上述の通り構成すれば、トナーセンサーの検知
トランスの各巻線を密着して形成する事ができるため、
従来のトランスに対し、巻線間のボビンのツバの厚みの
分だけ高さを低くする事ができる。これによって、トナ
ーセンサーの高さを低くする事ができ、従来の差動増幅
型トナーセンサーを取り付けることが出来なかったスペ
ースへも取付が可能となる。また、従来の差動増幅型と
同様の検知原理で動作するため、環境変化に対して安定
した検知特性を有している。

【００１２】

【実施例】以下実施例を用いて本発明の効果を詳細に説
明する。図１に本発明のトナーセンサーの検知コイルの
基本構成を示す。巻線枠１２の中心軸に予め巻線をされ
た３層のコイル（下から順に基準コイル４、１次コイル
２、そして検知コイル３）が挿入されており、各コイル
は互いに密着して重ねられている。コイルの外側には、
プラスチック製のカバー１３が被せられており、このカ
バーはコイルの周辺部において、巻線枠と接着固定され
ている。巻線枠１２の下側には、基板１４が取り付けら
れており、各コイルの電線の端末は、この基板上に直接
半田付けされている。また、トナーセンサーを構成する
各種の電子部品１５は、やはりこの基板上に実装されて
いる。このように構成することによって、基板の厚みも
含めた全体の厚みを従来品の約１／２である４．５ｍｍ
以内にすることが出来た。図２は、本発明の実施例のト
ナーセンサーの出力電圧の温度特性を示すものである。
０℃から６０℃の範囲内で極めて安定した特性を有して
いることが分かる。

【００１３】以上の説明では、検知トランスの構成とし
て、１次側が１コイルで、２次側が２つのコイル（検知
コイルと基準コイル）の場合について説明を行ったが、
この検知トランスの構成としては、図３のように、２つ
の１次コイル（検知コイル３と基準コイル４）と１つの
２次コイル２’で構成をしても同じ効果が得られること
は明らかである。また、図４のように、検知トランス部
とトナーセンサーの主回路部１５との間をフレキシブル
基板１６等を介して接続しても、本発明の効果には何等
影響はない。

【００１４】

【発明の効果】本発明の差動増幅型トナーセンサーで
は、トナーセンサーの検知トランスの各巻線を密着して
形成する事ができるため、従来の差動増幅型トナーセン
サーに比べて、厚みを巻線間のボビンのツバの厚みの分
だけ高さを低くする事ができる。これによって、トナー
センサーの高さを低くする事ができ、従来の差動増幅型
トーセンサーを取り付けることが出来なかったスペース
へも取付が可能となる。また、従来の差動増幅型と同様
の検知原理で動作するため、環境変化に対して安定した
検知特性を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナーセンサーの基本構造を示す断面
図である。

【図２】本発明のトナーセンサーの特性を示す図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す図である。

【図５】差動増幅型トナーセンサーの一般構成を示す図
である。

【図６】差動増幅型トナーセンサーの一般特性を示す図
である。

【図７】従来品の基本構造を示す断面図である。

【図８】従来のトナーセンサーの基本構成図である。

【符号の説明】

１ 発振器 ２ １次コイル ３ 検知コイル ４ 基準コイル ６ ネジコア ７ 検知トランス ８ 現像剤

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 差動結線されたトランスの１次側に交流
   の駆動電圧を印加し、前記トランスの差動出力を検出す
   るトナーセンサーにおいて、前記１次コイルまたは２次
   コイルの全部または１部を密着して形成したことを特徴
   とするトナーセンサー。