JP2008203064A - Toner concentration detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,LC発振回路の発振周波数から現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出装置に関するものである。さらに詳細には,LC発振回路のインダクタンス(コイル)がプリントパターンで形成されたトナー濃度検出装置に関する。 The present invention relates to a toner concentration detection device that detects a toner concentration of a developer from an oscillation frequency of an LC oscillation circuit. More specifically, the present invention relates to a toner concentration detection device in which an inductance (coil) of an LC oscillation circuit is formed by a print pattern.
電子写真方式の画像形成装置に利用される現像装置の現像方式として,1成分現像方式と2成分現像方式とが知られている。後者の2成分現像方式は,磁性のキャリア粒子と非磁性のトナー粒子とを適度な混合比で混合させ,キャリア粒子にて搬送されるトナー粒子を感光体の表面に移動させて現像を行う現像方式である。 As a developing method of a developing device used for an electrophotographic image forming apparatus, a one-component developing method and a two-component developing method are known. The latter two-component development method is a development in which magnetic carrier particles and non-magnetic toner particles are mixed at an appropriate mixing ratio, and the toner particles conveyed by the carrier particles are moved to the surface of the photosensitive member for development. It is a method.
前記した2成分現像方式の場合,現像装置内ではトナーのみが消費され,キャリアは現像装置内を循環する。このような2成分現像方式の現像装置では,現像装置内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出装置が備えられている。トナー濃度(すなわちトナーの残量)を検知することで,トナー補給装置から安定してトナーが供給され,良好な画像品質が確保される。 In the case of the two-component development method described above, only toner is consumed in the developing device, and the carrier circulates in the developing device. Such a two-component developing system developing device is provided with a toner concentration detecting device for detecting the toner concentration of the developer in the developing device. By detecting the toner density (that is, the remaining amount of toner), the toner is stably supplied from the toner replenishing device, and good image quality is ensured.
トナー濃度検出装置としては,一般的にLC発振回路を検出部材とする磁気センサが利用される。すなわち,磁性キャリアと非磁性トナーとの混合物である2成分現像剤の透磁率は,トナー濃度によって変化する。そこで,コイルを現像剤の搬送路中に設置すると,コイルのインダクタンスが雰囲気の透磁率により変化する。LC発振回路の発振周波数は,次の式(1)で与えられることから,発振周波数fを測定することで現像剤のトナー濃度が検出できるのである。
f=1/2π(LC)1/2 (1)
As the toner concentration detection device, a magnetic sensor using an LC oscillation circuit as a detection member is generally used. That is, the magnetic permeability of the two-component developer that is a mixture of the magnetic carrier and the nonmagnetic toner varies depending on the toner concentration. Therefore, when the coil is installed in the developer conveyance path, the inductance of the coil changes depending on the magnetic permeability of the atmosphere. Since the oscillation frequency of the LC oscillation circuit is given by the following equation (1), the toner density of the developer can be detected by measuring the oscillation frequency f.
f = 1 / 2π (LC) 1/2 (1)
このようにLC発振回路を利用したトナー濃度検出装置としては,例えば特許文献1に,プリント基板の一方の面上に螺旋状のプリントパターンによるコイル(インダクタンス)を形成し,LC発振回路を構成するトナー濃度検出装置が開示されている。コイルをプリントパターンによって形成することで,低コスト化,品質管理の容易化を図ることができる。また,例えば特許文献2に,プリントパターンによるコイルを形成するとともに,発振周波数が温度によってシフトする問題に着目し,L,Cおよびコイルの抵抗Rの関係を規定したトナー濃度検出装置が開示されている。
しかしながら,前記した従来のトナー濃度検出装置には,次のような問題があった。すなわち,特許文献1ないし特許文献2に開示されたトナー濃度検出装置のように,プリントパターンによるコイル(以下,「プリントコイル」とする)は,基板面内の占有面積によってインダクタンスが決まってしまう。そのため,検知能力を向上させるためには,占有面積を広くする必要があり,コンパクト化に不利となる。一方,コンパクト化を優先して占有面積を狭くすると,インダクタンス成分が小さくなり,十分な検知能力が得られない。大きなインダクタンス値が得られないプリントコイルを利用してLC発振回路を構成すると,発振周波数が高くなり,不要な電波輻射が発生する。
However, the above-described conventional toner concentration detection device has the following problems. That is, as in the toner concentration detection device disclosed in
また,パターンを繊細に形成し,インダクタンス値を大きくすることが考えられる。しかし,パターン幅を狭くすると,抵抗成分が増加してしまう。そのため,センサとしての特性,特に温度特性が悪化してしまう。また,パターン間隔を狭くすると,パターン間の絶縁特性が悪化してしまう。すなわち,プリントコイルには,必要最小限のパターン幅およびパターン間隔があり,基板面内の占有面積によって最大インダクタンスが決まってしまうのである。 In addition, it is conceivable to increase the inductance value by forming a fine pattern. However, when the pattern width is narrowed, the resistance component increases. Therefore, the sensor characteristics, particularly the temperature characteristics, are deteriorated. In addition, if the pattern interval is narrowed, the insulation characteristics between patterns deteriorate. That is, the printed coil has the minimum necessary pattern width and pattern interval, and the maximum inductance is determined by the occupied area in the substrate surface.
本発明は,前記した従来のトナー濃度検出装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,装置本体のコンパクト化を妨げることなく,検知能力の向上が図られたトナー濃度検出装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the above-described conventional toner concentration detection device. That is, an object of the present invention is to provide a toner concentration detection device in which the detection capability is improved without hindering the downsizing of the main body of the device.
この課題の解決を目的としてなされたトナー濃度検出装置は,螺旋状のプリントパターンにてインダクタンスを構成するコイルが形成されたLC発振回路を備え,LC発振回路の発振周波数から現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出装置であって,コイルが形成された層を少なくとも2層有し,層間で隣り合うコイルは,スルーホールを介して直列に接続され,基板の厚さ方向から見て,発振動作する際の電流の方向が同一となるようにパターニングされていることを特徴としている。 A toner concentration detecting device for solving this problem includes an LC oscillation circuit in which a coil constituting an inductance is formed by a spiral printed pattern, and the toner concentration of the developer is determined from the oscillation frequency of the LC oscillation circuit. A toner concentration detection device for detecting, having at least two layers in which coils are formed, and coils adjacent to each other are connected in series via a through hole, and oscillate as viewed from the thickness direction of the substrate. It is characterized in that it is patterned so that the directions of currents during operation are the same.
本発明のトナー濃度検出装置は,螺旋状のプリントパターンによるコイル(プリントコイル)が基板厚さ方向に少なくとも2層設けられており,層間で隣り合うコイルが直列に接続されている。すなわち,層間で隣り合うコイルが1つのコイルを構成している。そのため,本発明のトナー濃度検出装置では,各層のプリントコイルはコンパクトで巻回数が少なくても,それらを直列に複数繋ぎ合わせることで所望のインダクタンスを得ることができる。また,各層のプリントコイルは,基板の厚さ方向から見て,発振動作する際の電流の方向が同一となるようにパターニングされているため,隣り合うプリントコイルの影響を回避できる。つまり,基板面内領域において,プリントコイルの占有領域を広げることなく,さらにはパターン幅およびパターン間隔を狭めることなく,所望のインダクタンスを得ることができる。そして,インダクタンスが大きいことから,高精度な濃度検知が可能になる。 In the toner concentration detection device of the present invention, at least two layers of coils (print coils) having a spiral print pattern are provided in the substrate thickness direction, and adjacent coils between the layers are connected in series. That is, adjacent coils between layers constitute one coil. Therefore, in the toner concentration detection device of the present invention, even if the printed coil of each layer is compact and the number of turns is small, a desired inductance can be obtained by connecting a plurality of them in series. In addition, since the printed coils of each layer are patterned so that the current direction during oscillation operation is the same when viewed from the thickness direction of the substrate, the influence of adjacent printed coils can be avoided. That is, a desired inductance can be obtained in the in-plane area without increasing the area occupied by the printed coil and without further reducing the pattern width and pattern interval. Since the inductance is large, highly accurate concentration detection is possible.
また,本発明のトナー濃度検出装置は,層数の増減によりインダクタンスを調節可能であり,プリントコイルは抵抗成分を考慮したパターン幅と絶縁特性を考慮したパターン間隔とを確保できる。なお,プリントコイルのパターン幅は,50μm〜150μmの範囲内であることが望ましい。また,プリントコイルのパターン間隔は,50μm〜150μmの範囲内であることが望ましい。 In addition, the toner concentration detection apparatus of the present invention can adjust the inductance by increasing or decreasing the number of layers, and the printed coil can secure a pattern width considering the resistance component and a pattern interval considering the insulation characteristics. The pattern width of the printed coil is preferably in the range of 50 μm to 150 μm. Further, it is desirable that the pattern interval of the printed coil is in the range of 50 μm to 150 μm.
また,プリントコイルを形成する基材の線膨張係数は,14.4E−6[/℃]以下であることが望ましい。すなわち,プリントコイルにてLC発振回路を構成するトナー濃度検査装置では,コイルの抵抗成分が発振周波数に与える影響が大きく,特に温度変化に対する発振周波数の変動が大きい。そこで,基材の線膨張係数が上記の規定を満たすことで,温度変動によるインダクタンス値の変動をトナー濃度の変化によるインダクタンス変動より十分に小さくすることができる。これにより,使用環境変動による検知精度の低下を許容範囲に抑えることができ,トナー濃度の検知精度が補償される。 The linear expansion coefficient of the base material forming the printed coil is preferably 14.4E-6 [/ ° C.] or less. In other words, in a toner concentration inspection apparatus in which an LC oscillation circuit is configured by a print coil, the resistance component of the coil has a great influence on the oscillation frequency, and in particular, the oscillation frequency fluctuates greatly with respect to temperature changes. Therefore, when the linear expansion coefficient of the base material satisfies the above-mentioned definition, the variation in inductance value due to temperature variation can be made sufficiently smaller than the inductance variation due to change in toner concentration. As a result, a decrease in detection accuracy due to a change in use environment can be suppressed within an allowable range, and the toner concentration detection accuracy is compensated.
本発明によれば,装置本体のコンパクト化を妨げることなく,検知能力の向上が図られたトナー濃度検出装置が実現している。 According to the present invention, a toner concentration detection device is realized in which the detection capability is improved without hindering the compactness of the device main body.
以下,本発明にかかる画像形成装置を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,2成分現像方式の現像装置の磁気センサに本発明を適用したものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a magnetic sensor of a two-component developing type developing device.
本形態の現像装置100は,トナーとキャリアとの混合物を現像剤として利用する2成分現像方式の現像装置であり,図1乃至図3に示すように構成される。図1は現像装置100の平面透視図,図2は図1中のA−A断面図,図3は図1中のB−B断面図をそれぞれ示している。
The developing
現像装置100は,2成分現像剤を収容し,当該現像剤の搬送経路を形成するハウジング10と,ハウジング10の上部開口を閉止する蓋体11と,現像剤を現像領域Eに搬送する現像スリーブ12と,複数の磁石で構成され,現像スリーブ12上に磁界を形成するマグネットローラ13と,現像スリーブ12に現像剤を供給するパドルホイール14と,現像スリーブ12上に形成される現像剤層の層厚を規制する規制部材15と,現像剤を攪拌搬送する第1攪拌スクリュウ16および第2攪拌スクリュウ17とを備えている。現像装置100は,感光体ドラム1の移動方向の露光部より下流側に配置され,現像スリーブ12が感光体ドラム1と非接触で対向している。
The developing
また,第1攪拌スクリュウ16は,トナーの補給口18に近接して配置され,第2攪拌スクリュウ17は,パドルホイール14に近接して配置される。第1攪拌スクリュウ16および第2攪拌スクリュウ17は,ハウジング10の底部から直立配置された仕切り壁10Aを挟んで両側に設けられた第1攪拌室10Bおよび第2攪拌室10C内にそれぞれ平行配置され,図2中の矢印に示すように互いに逆方向に回転するように駆動される。これにより,第1攪拌室10Bおよび第2攪拌室10C内の現像剤は,図1中の矢印に示すように互いに逆方向に移動する。
The
また,図1に示すように,第1攪拌スクリュウ16の現像剤搬送方向の最下流側にはパドル部16Aが,第2攪拌スクリュウ17の現像剤搬送方向の最下流側にはパドル部17Aが,それぞれ一体的に形成されている。また,仕切り壁10Aの長手方向の両端部にはそれぞれ開口部10D,10Eが設けられている。これにより,最下流側に搬送された現像剤は,開口部10D,10Eを通過することになり,第1攪拌室10Bおよび第2攪拌室10C内を還流する。
As shown in FIG. 1, a
また,トナーの補給口18の現像剤搬送方向の上流側には,図3に示すように現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ20が設けられている。すなわち,トナー濃度センサ20は,現像部Eから還流し,新しいトナーが補給される前のトナー濃度を検出することができる位置に配置されている。具体的に,トナー濃度センサ20は,LC発振回路を備え,当該濃度センサ20が形成する磁界中に存在する現像剤の透磁率によって変動する発振周波数を取得することによって現像剤中のトナー濃度を検出するものであり,第1攪拌スクリュウ16の下方に配置される。トナー濃度センサ20の詳細については後述する。
Further, as shown in FIG. 3, a
また,トナー濃度センサ20が配置されている箇所では,ハウジング10の内側壁面と第1攪拌スクリュウ16のスクリュウ羽の外周との間隙を埋めるスペーサ30が配設されている。このスペーサ30により,ハウジング10と第1攪拌スクリュウ16のスクリュウ羽との間に現像剤が滞留するような間隙ができないようになっている。つまり,滞留現像剤によるノイズが回避され,正確な濃度検知が可能になる。
Further, at the location where the
続いて,現像装置100による現像動作について簡単に説明する。現像装置100では,トナーカートリッジ(不図示)に貯蓄されたトナーが蓋体11に設けられた補給口18を経て第1攪拌室10Bに投入される。補給口18を介して投入されたトナーは,第1攪拌室10B内で回転する第1攪拌スクリュウ16により,現像剤と攪拌混合されつつ図1の矢印方向に搬送される。さらに,その現像剤は,開口部10Dを介して第2攪拌室10C内に送り込まれる。第2攪拌室10C内に送り込まれた現像剤は,第2攪拌スクリュウ17によりさらに攪拌されつつ図1の矢印方向に搬送される。このとき,現像剤の一部は,パドルホイール14に供給され,さらにパドルホイール14を介して現像スリーブ12上に供給される。
Next, the developing operation by the developing
現像スリーブ12上に供給された現像剤は,現像スリーブ12上に現像剤層を形成し,感光体ドラム1との対向箇所(現像領域E)まで搬送される。そして,現像領域Eにおいて感光体ドラム1上の静電潜像を現像する。その後,現像されたトナー像は,用紙等の記録媒体に転写され,画像が出力される。
The developer supplied onto the developing
一方,現像よってトナーが消費された現像剤は,マグネットローラ13が形成する反発磁界によって現像スリーブ12面から剥離され,パドルホイール14により第2攪拌スクリュウ17に戻される。さらに,その現像剤は,開口部10Eを介して第1攪拌室10B内に送り込まれ,図1の矢印方向に還流される。
On the other hand, the developer whose toner has been consumed by the development is peeled off from the surface of the developing
続いて,トナー濃度センサ20について説明する。トナー濃度センサ20は,プリントパターンが形成されたプリント配線基板であり,LC発振回路を備えている。さらに,当該LC発振回路のインダクタンスLをプリントコイルにより構成している。
Next, the
トナー濃度センサ20には,図4に示すように,ガラスエポキシ樹脂からなる基板2の表面上に,螺旋状のプリントコイル21が形成されている。トナー濃度センサ20は,プリントコイル21が形成されている面が検出面であり,当該検出面が第1攪拌室10B側を向くように配置されている。また,プリントコイル21の中心部には電極21a,21b,21cが,プリントコイル21の外周部には電極21A,21B,21C,21Dがそれぞれ形成されており,プリントコイル21によって電極21aと電極21Aとが繋がれている。また,トナー濃度センサ20では,裏面上にも螺旋状のプリントコイルが形成されており,さらに発振回路を構成する他の部品(コンデンサ,トランジスタ等)が実装されている。
In the
トナー濃度センサ20のLC発振回路は,例えば図5に示すように,所定のインダクタンスを有するコイルL,コンデンサC1,C2,トランジスタQ,および抵抗Rで構成されるコルピッツ発振回路が適用可能であり,このコイルLがプリントコイルで構成される。なお,図5中のRLはコイル部の抵抗である。この回路に電圧Vが印加された時,発振信号がトランジスタQから出力される。なお,LC発振回路はコルピッツ発振回路に限るものではない。
As the LC oscillation circuit of the
また,トナー濃度センサ20を構成する配線基板は,図6に示すように6層構造をなし,各層に螺旋状のプリントコイル21〜26が形成されている。プリントコイル21〜26は,巻回数,電極の配置,パターン幅,パターン間隔が等しく,基板の厚さ方向からみてパターン中心の位置が略同一になるように構成されている。ただし,隣り合う層間においてプリントコイルの巻回方向が異なる。また,各層によってプリントコイルと電極との接続が異なる。コイルの結線は次の表1の通りである。
また,隣り合う層間のプリントコイルはスルーホール27a,27B,27b,27C,27cによって電気的に接続されている。具体的には,本形態のトナー濃度センサ20のプリントコイル21〜26は,図7に示すように,コイル中心同士を繋ぐスルーホールと,コイルの外周同士を繋ぐスルーホールとが交互に設けられ,すべてのコイルが直列接続されて1つのコイルをなしている。
Further, the printed coils between adjacent layers are electrically connected by through
また,プリントコイル21〜26は,図7中の矢印に示すように,基板の厚さ方向から見て,電流を流したときの電流の方向が同一となるように構成されている。すなわち,トナー濃度センサ20では,すべてのプリントコイルで時計回りに電流が流れるように構成されている。各プリントコイルに流れる電流にて励起される磁力線が相互に打ち消す方向に配置されていると,所望のインダクタンス特性が得られない。そこで,電流方向を揃えることで,隣り合うプリントコイルの影響を回避し,所望のインダクタンス特性を確保する。
Further, as shown by the arrows in FIG. 7, the printed coils 21 to 26 are configured such that the direction of the current when the current flows is the same when viewed from the thickness direction of the substrate. That is, the
さらに,コイルをセンサとして使用するには,使用環境変動によるインダクタンス値の変動がセンシング対象物であるトナー濃度の変化によるインダクタンス変動より十分に小さいことが必要である。しかし,本形態のようにプリントコイルを使用する場合には,コイルの抵抗成分が発振周波数に与える影響が大きく,温度変化に対する発振周波数の変動が大きい。 Furthermore, in order to use the coil as a sensor, it is necessary that the fluctuation of the inductance value due to the fluctuation of the usage environment is sufficiently smaller than the fluctuation of the inductance due to the change of the toner concentration as the sensing object. However, when a printed coil is used as in the present embodiment, the resistance component of the coil has a great influence on the oscillation frequency, and the oscillation frequency varies greatly with changes in temperature.
通常,このような温度による周波数変動を補償するには,適当な温度特性を有する温度補償用コンデンサを選択し,所望の温度特性に押さえ込む方法が採用される。この温度補償用コンデンサが正しく動作するためには,補償対象であるプリントコイルと,補償を行うコンデンサとの温度差があってはならない。一方,本形態のトナー温度センサ20は,2層以上のプリント基板であり,各層にプリントコイルが形成されている。つまり,プリントコイルと温度補償用コンデンサとが同一面内に実装されているとは限らない。すなわち,本形態のトナー温度センサ20では,温度補償用コンデンサのみでの温度補償は困難である。
Usually, in order to compensate for such a frequency variation due to temperature, a method of selecting a temperature compensation capacitor having an appropriate temperature characteristic and suppressing it to a desired temperature characteristic is adopted. In order for this temperature compensation capacitor to operate correctly, there must be no temperature difference between the printed coil to be compensated and the capacitor to be compensated. On the other hand, the
そこで,本形態のトナー温度センサ20では,プリントコイル21〜26の基材の線膨張係数を規定し,温度による周波数変動を補償する。図8は,プリントコイルの温度係数(温度に対するインダクタンスの変化量)とプリント基板の線膨張係数との関係をシミュレートしたときの結果を示している。
Therefore, in the
本形態のトナー濃度センサ20について,その動作温度の下限を10℃,上限を50℃とし,トナー濃度1%の変化に対応した発振周波数の変動量(制御目標)を5kHzとし,基本周波数を3MHzとする。そして,動作温度範囲で許容される周波数変動を,制御目標の1/2とする。この場合,目標とする周波数変動の温度係数は,42[ppm/℃]≒5[kHz]/30[MHz]/(50−10)以下となる。
For the
周波数の温度係数が42[ppm/℃]に相当する基材の線膨張係数は,図8に示したグラフから14.4E−6[/℃]であることがわかる。そこで,本形態のトナー濃度センサ20では,コイル21〜26を形成する基材の線膨張係数を14.4E−6[/℃]以下とする。これにより,使用環境変動によるインダクタンス値の変動が所望範囲内に抑えられ,高精度なトナー濃度の検知が補償される。上記の線膨張係数を満たす基材としては,例えばガラスエポキシ基材やセラミックが適用可能である。
It can be seen from the graph shown in FIG. 8 that the linear expansion coefficient of the substrate corresponding to a temperature coefficient of frequency of 42 [ppm / ° C.] is 14.4E-6 [/ ° C.]. Therefore, in the
また,本形態の各プリントコイルは,そのパターン幅が100μmである。このパターン幅は,50μm〜150μmの範囲内であればよい。パターン幅が50μmよりも狭くなると,コイルの抵抗成分が大きくなり,周波数変動の温度係数が許容できなくなる。一方,パターン幅が150μmよりも広くなると,コイルの巻回数が少なくなり,大きなインダクタンスが得られない。 Further, each printed coil of this embodiment has a pattern width of 100 μm. This pattern width should just be in the range of 50 micrometers-150 micrometers. When the pattern width becomes narrower than 50 μm, the resistance component of the coil increases and the temperature coefficient of frequency fluctuation becomes unacceptable. On the other hand, when the pattern width is wider than 150 μm, the number of turns of the coil is reduced and a large inductance cannot be obtained.
また,本形態の各プリントコイルは,そのパターン間隔が100μmである。このパターン間隔は,50μm〜150μmの範囲内であればよい。パターン間隔が50μmよりも狭くなると,パターン間の絶縁が得られない。一方,パターン間隔が150μmよりも広くなると,コイルの巻回数が少なくなり,大きなインダクタンスが得られない。 Further, each printed coil of this embodiment has a pattern interval of 100 μm. The pattern interval may be in the range of 50 μm to 150 μm. If the pattern interval is narrower than 50 μm, insulation between patterns cannot be obtained. On the other hand, when the pattern interval is wider than 150 μm, the number of turns of the coil is reduced and a large inductance cannot be obtained.
なお,積層されるプリントコイルの層数は,6層に限るものではなく,必要とされるインダクタンスやコイルに印加される交流電圧によって異なる。そのため,少なくとも2層あればよい。また,設計通りのインダクタンスを得るには一定の絶縁距離を確保する必要がある。そこで,コストや基板の厚さ方向のサイズを考慮すると,6層以下であることが好ましい。 Note that the number of printed coil layers to be stacked is not limited to six, and varies depending on the required inductance and the AC voltage applied to the coil. Therefore, at least two layers are sufficient. In order to obtain the designed inductance, it is necessary to ensure a certain insulation distance. Therefore, considering the cost and the size in the thickness direction of the substrate, the number of layers is preferably 6 layers or less.
また,配線基板の基材の絶縁抵抗は,発振動作する際にコイルに印加される電圧によって異なるが,概ね1MΩ以上であることが好ましい。この条件を満たす基材であれば,層間の絶縁不良を回避することができる。 In addition, the insulation resistance of the substrate of the wiring board varies depending on the voltage applied to the coil during the oscillation operation, but is preferably approximately 1 MΩ or more. If the base material satisfies this condition, insulation failure between layers can be avoided.
以上詳細に説明したように本形態のトナー濃度センサ20は,6層のプリントコイル21〜26が設けられており,すべてのプリントコイルが直列に接続されている。すなわち,プリントコイル21〜26により1つのコイル(図5中のコイルL)を構成することとしてる。そのため,各層のプリントコイルはコンパクトで巻回数が少なくても,それらを直列に複数繋ぎ合わせることで所望のインダクタンスを得ることができる。つまり,基板の面内領域において,プリントコイルの占有領域を広げることなく,さらにはパターン幅およびパターン間隔を狭めることなく,所望のインダクタンスを得ることができる。そして,インダクタンスが大きいことから,高精度な濃度検知が可能になる。また,各層のプリントコイルは,基板の厚さ方向から見て,発振動作する際の電流の方向が同一となるようにパターニングされているため,隣り合うプリントコイルの影響を回避し,所望のインダクタンス特性を確保することができる。従って,装置本体のコンパクト化を妨げることなく,検知能力の向上が図られたトナー濃度検出装置が実現している。
As described in detail above, the
また,プリントコイル21〜26を形成する基材の線膨張係数は,14.4E−6[/℃]以下である。基材の線膨張係数が上記の規定を満たしていることで,使用環境変動によるインダクタンス値の変動をトナー濃度の変化によるインダクタンス変動より十分に小さくすることができる。これにより,使用環境変動による検知精度の低下を許容範囲に抑えることができ,トナー濃度の検知精度が補償される。 Moreover, the linear expansion coefficient of the base material which forms the printed coils 21 to 26 is 14.4E-6 [/ ° C.] or less. When the linear expansion coefficient of the base material satisfies the above-mentioned regulations, the fluctuation of the inductance value due to the use environment fluctuation can be made sufficiently smaller than the inductance fluctuation due to the change of the toner concentration. As a result, a decrease in detection accuracy due to a change in use environment can be suppressed within an allowable range, and the toner concentration detection accuracy is compensated.
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,コイルの形状は,円形に限るものではない。すなわち,螺旋状に巻回された形状であればよく,その外形は例えば矩形であってもよい。 Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the shape of the coil is not limited to a circle. That is, the shape may be a spirally wound shape, and the outer shape may be, for example, a rectangle.
20 トナー濃度センサ(トナー濃度検出装置)
21〜26 プリントコイル
27a スルーホール
100 現像装置
20 Toner concentration sensor (toner concentration detector)
21 to 26
Claims (4)
コイルが形成された層を少なくとも2層有し,
層間で隣り合うコイルは,スルーホールを介して直列に接続され,基板の厚さ方向から見て,発振動作する際の電流の方向が同一となるようにパターニングされていることを特徴とするトナー濃度検出装置。 In a toner concentration detection device comprising an LC oscillation circuit in which a coil constituting an inductance is formed by a spiral printed pattern, and detecting the toner concentration of the developer from the oscillation frequency of the LC oscillation circuit,
Having at least two layers on which coils are formed;
Coil adjacent to each other between layers is connected in series through a through hole, and is patterned so that the current direction during oscillation operation is the same when viewed from the thickness direction of the substrate. Concentration detector.
前記コイルを形成する基材の線膨張係数が14.4×10-6[/℃]以下であることを特徴とするトナー濃度検出装置。 The toner concentration detection device according to claim 1,
A toner concentration detection device, wherein the base material forming the coil has a linear expansion coefficient of 14.4 × 10 −6 [/ ° C.] or less.
前記コイルのパターン幅は,50μm〜150μmの範囲内であることを特徴とするトナー濃度検出装置。 In the toner concentration detection device according to claim 1 or 2,
The toner density detecting device, wherein the pattern width of the coil is in a range of 50 μm to 150 μm.
前記コイルのパターン間隔は,50μm〜150μmの範囲内であることを特徴とするトナー濃度検出装置。 In the toner concentration detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The toner density detecting device, wherein the coil pattern interval is in a range of 50 μm to 150 μm.
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013127567A (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Kyocera Document Solutions Inc | Developing device and image forming apparatus including the same |
JP2014074638A (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-24 | Kyocera Document Solutions Inc | Differential transformer type magnetic sensor |
JP2014235137A (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社リコー | Magnetic permeability detector, and developing device |
US9170233B2 (en) | 2013-04-23 | 2015-10-27 | Ricoh Company, Ltd. | Magnetic permeability detector, developing device, image forming apparatus, and oscillation signal frequency calculation method therefor |
CN105353004A (en) * | 2015-11-20 | 2016-02-24 | 华北电力大学 | Double helix electrode capacitance tomography sensor for measuring annular space |
US20170115598A1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-04-27 | Kyocera Document Solutions Inc. | Developing device, image forming apparatus including developing device, fitting method of coil board to developing device |
US9645538B2 (en) | 2015-06-24 | 2017-05-09 | Ricoh Company, Ltd. | Developing device, and image forming apparatus and process cartridge incorporating same |
JP2017156585A (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | キヤノン株式会社 | Development device |
US11402764B2 (en) | 2017-01-31 | 2022-08-02 | Kyocera Document Solutions, Inc. | Toner detecting device |
-
2007
- 2007-02-20 JP JP2007038869A patent/JP2008203064A/en not_active Withdrawn
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013127567A (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Kyocera Document Solutions Inc | Developing device and image forming apparatus including the same |
US9234945B2 (en) | 2012-10-04 | 2016-01-12 | Kyocera Document Solutions Inc. | Differential transformer type magnetic sensor and image forming apparatus |
JP2014074638A (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-24 | Kyocera Document Solutions Inc | Differential transformer type magnetic sensor |
US9507290B2 (en) | 2013-04-23 | 2016-11-29 | Ricoh Company, Ltd. | Magnetic permeability detector, developing device, image forming apparatus, and oscillation signal frequency calculation method therefor |
US9170233B2 (en) | 2013-04-23 | 2015-10-27 | Ricoh Company, Ltd. | Magnetic permeability detector, developing device, image forming apparatus, and oscillation signal frequency calculation method therefor |
US9507291B2 (en) | 2013-04-23 | 2016-11-29 | Ricoh Company, Ltd. | Magnetic permeability detector, developing device, image forming apparatus, and oscillation signal frequency calculation method therefor |
JP2014235137A (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社リコー | Magnetic permeability detector, and developing device |
US9645538B2 (en) | 2015-06-24 | 2017-05-09 | Ricoh Company, Ltd. | Developing device, and image forming apparatus and process cartridge incorporating same |
US20170115598A1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-04-27 | Kyocera Document Solutions Inc. | Developing device, image forming apparatus including developing device, fitting method of coil board to developing device |
US9915893B2 (en) * | 2015-10-27 | 2018-03-13 | Kyocera Document Solutions Inc. | Developing device, image forming apparatus including developing device, fitting method of coil board to developing device |
CN105353004A (en) * | 2015-11-20 | 2016-02-24 | 华北电力大学 | Double helix electrode capacitance tomography sensor for measuring annular space |
JP2017156585A (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | キヤノン株式会社 | Development device |
US10175610B2 (en) | 2016-03-02 | 2019-01-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing device having toner content detection |
US11402764B2 (en) | 2017-01-31 | 2022-08-02 | Kyocera Document Solutions, Inc. | Toner detecting device |
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