JPH02183154A - Toner concentration sensor - Google Patents

Toner concentration sensor

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JPH02183154A
JPH02183154A JP304089A JP304089A JPH02183154A JP H02183154 A JPH02183154 A JP H02183154A JP 304089 A JP304089 A JP 304089A JP 304089 A JP304089 A JP 304089A JP H02183154 A JPH02183154 A JP H02183154A
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JP
Japan
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coil
differential output
toner concentration
output
differential
Prior art date
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Pending
Application number
JP304089A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Kawashima
川島 正治
Toshiyuki Arai
荒井 敏之
Toshihiko Shibusawa
俊彦 渋沢
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.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02183154A publication Critical patent/JPH02183154A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To facilitate an adjustment of an output voltage while enabling a stable and highly reliable setting of concn. by connecting an intermediate terminal between a reference coil and a detection coil to a differential output terminal with a capacitance element. CONSTITUTION:First, an oscillation output from an oscillation source 1 as applied to a driving coil 2 of a differential transformer is outputted to a reference coil 3 connected to the coil 2 and a detection coil 4 separately. Moreover, a differential output between the coil 3 and the coil 4 is checked to detect a toner concn. A change in the toner density cause a change in an output of the coil 4 and a differential output depending on the density of the toner is generated between the coil 4 and the coil 3. In addition, a variable capacitance element provided for fine adjustment of the differential output is connected to a midpoint of the coil 3 and the coil 4 and a differential output terminal 15 and a capacitance thereof is varied to control a phase of a differential output.

Description

【発明の詳細な説明】 (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
対象としだ差動増幅型トナー濃度センサーに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a toner concentration sensor, and particularly to a differential amplification type toner concentration sensor for electrophotographic developers.

(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4度を検知し、かつ制御する装置が
知られていた。
(Prior Art) Conventionally, a device has been known that uses a drive coil, a detection coil, and a reference coil to detect and control toner 4 degrees from a differential output.

この装置は、第5図にその概要を示すが、その構成は発
振器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。
This device, whose outline is shown in FIG. 5, uses a differential transformer consisting of an oscillator 20, a detection coil 22 coupled to a drive coil 21, and a reference coil 23.

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。
Further, there is a voltage adding circuit consisting of a variable resistor 23 that divides the voltage applied to the drive coil 21, a parallel circuit of a variable resistor 24 connected in series with the variable resistor 23, and a capacitor 25. This and the differential output made up of the detection coil 22 and the reference coil 23 are input to the signal processing circuit 26, and a DC voltage corresponding to the phase difference between the differential output and the drive voltage is output from the signal processing circuit 26. be.

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
1こ出力電圧を微′MU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
The DC output voltage of this toner concentration sensor is set (roughly adjusted) by changing the position of the screw core 27 attached to the drive coil section to change the coupling coefficient between the drive coil, the detection coil, and the reference coil. . In addition, as a means for finely adjusting the output voltage after rough adjustment, the voltage applied to the drive coil 21 is divided by a first variable resistor, and further divided through a parallel circuit of a second variable resistor and a capacitor. It has a structure in which the divided voltage is added to the differential output.

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。
The differential output was then finely adjusted by changing these variable resistors.

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。
FIG. 6 shows the relationship between the output voltage of the sensor and the toner concentration when the first variable resistance is changed.

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。
Here, the X-axis is the toner concentration, and the Y-axis is the output voltage of the sensor corresponding to the toner concentration. Now let's change the first variable resistor.

その特性曲線は第6図のaからbまたはCへと変化し1
例えば、トナー濃度がAの時にはセンサーの出力電圧は
vlからv2またはv3へと変化する。
The characteristic curve changes from a to b or C in Figure 6, and 1
For example, when the toner concentration is A, the output voltage of the sensor changes from vl to v2 or v3.

(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。
(Problems to be Solved by the Present Invention) However, in the conventional method, as shown in FIG. 6, the slope of the characteristic curve (sensitivity slope) changes, so it is difficult to adjust as it is.

この理由を以下に記載する。The reason for this is described below.

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Vinと駆動電圧との位相差は、0又は180
度であることが要求されるが、本方式では、V i n
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。
In the above circuit configuration, a drive voltage is applied to the drive coil 21, and voltages El and E2 are generated in the reference coil 23 and the detection coil 22, respectively. Further, the drive voltage applied to the drive coil is divided by a variable resistor 23,
Since the divided voltage Vin is applied to the differential output terminal through the parallel circuit of the capacitor 25 and the variable resistor 24, the differential output voltage EO becomes Eo=E1-E2+Vin. In order to change the output voltage without changing the sensitivity gradient, the phase difference between this Vin and the drive voltage is set to 0 or 180
However, in this method, V i n
is transmitted through a resistor and a capacitor, so the phase difference with the drive voltage was generally different from 0 or 180 degrees. For this reason, simply changing either the first or second variable resistor changes the slope of the characteristic curve (sensitivity slope).

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。
For this reason, a method has been adopted in which a second variable resistor is added and adjusted in conjunction with the first variable resistor to change the output voltage without changing the sensitivity gradient as shown in FIG.

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。
In this way, in the conventional technology, in order to maintain a constant sensitivity gradient between the toner concentration and the output voltage of the sensor and finely adjust the output voltage, it is necessary to adjust two variable resistors at the same time. was extremely difficult and impractical. In addition, increasing the number of variable resistors has the disadvantage that stability and reliability are difficult to guarantee.

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差動出力端を容量素
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。
Therefore, in the toner concentration sensor of the present invention, by connecting the intermediate terminal between the reference coil and the detection coil and the differential output terminal with a capacitive element, the output voltage can be easily adjusted and the concentration can be set stably and with high reliability. The aim is to do what is possible.

(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差動出力端
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。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention includes a drive coil connected to one oscillation source, a reference coil and a detection coil coupled to the drive coil, and a reference coil and a detection coil coupled to the drive coil. A toner concentration sensor for detecting a differential output between detection coils is provided, characterized in that an intermediate terminal between the reference coil and the detection coil and a differential output terminal are connected by a variable capacitance element.

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。
Further, in order to effectively achieve the purpose of the toner concentration sensor, it is preferable that the toner concentration sensor has the following characteristics.

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
を含む場合である。
This is the case when the variable capacitance element includes a variable capacitor or a variable capacitance diode.

(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。
(Operation) The operation of the toner concentration sensor configured as described above is as follows.

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。
First, oscillation output from an oscillation source applied to the drive coil of the differential transformer is output to a reference coil and a detection coil coupled to the drive coil, respectively. Furthermore, the differential output between the reference coil and the detection coil is detected to detect the toner concentration.

トナー濃度の変化は検知コイルの出力変化を生ゼしぬ基
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差
動出力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。
A change in toner concentration does not cause a change in the output of the detection coil, but a differential output depending on the toner concentration is generated between the detection coil and the reference coil. Furthermore, a variable capacitance element provided for fine adjustment of the differential output is connected to the midpoint of the reference coil and the detection coil and the differential output terminal, and this capacitance is changed to control the phase of the differential output. do.

(実施例) 実施例について説明すると、本発明の1〜ナ一濃度セン
サーは、第1図にその基本構成を示す。
(Example) To explain an example, FIG. 1 shows the basic configuration of a concentration sensor 1 to 1 of the present invention.

発振器1からの発振出力は駆動コイル2に印加される。Oscillation output from the oscillator 1 is applied to the drive coil 2.

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。
Further, the polarity of the coil windings of the reference coil 3 and the detection coil 4 of the differential transformer are selected so that the output of the drive coil 1 is differential. The output from the differential output terminal 15 is input to the signal processing circuit 8.

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を介して差動出力端15に接続され
ている。
Furthermore, the voltage applied to the drive coil 2 is input to the other input terminal of the signal processing circuit. A midpoint between the reference coil 3 and the detection coil 4 is connected to a differential output terminal 15 via a capacitor 5.

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lは約400 k Hz、コ
イル類は約100μH1結合係数は約0.6、コンデン
サ5は約10pFとしたが、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。
In this embodiment, a fixed capacitor is shown as the capacitor 5 to illustrate the principle, but a variable capacitor is suitable for the present invention. The oscillator l has a frequency of about 400 kHz, the coils have a coupling coefficient of about 100 μH, the coupling coefficient is about 0.6, and the capacitor 5 has a coupling coefficient of about 10 pF, but it goes without saying that these should be changed as appropriate depending on the characteristics of the coils, etc.

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。差動出力の微調整には固定コンデンサ
5に比して小さな容量の物を選択する。
FIG. 2 shows an example in which a variable capacitor 10 is added to the fixed capacitor 5. For fine adjustment of the differential output, a capacitor having a smaller capacitance than the fixed capacitor 5 is selected.

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。また、検知コイルと基準
コイルの中点とグラウンド間の電圧(本実施例の場合に
はE2と同じ)はコンデンサによって差動出力端に伝え
られ、差動出力電圧Eoは、 Eo  =E2−E1+Vin となる、このV i nは、コンデンサ5の容量を変化
させることにより調整可能であり、またコンデンサのみ
によって伝達されるために、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。
In the above circuit configuration, a drive voltage is applied to the drive coil 2, and a voltage E is applied to the reference coil 3 and the detection coil 4, respectively.
1 and E2 voltages are generated. Also, the voltage between the midpoint of the detection coil and the reference coil and the ground (same as E2 in this example) is transmitted to the differential output terminal by the capacitor, and the differential output voltage Eo is Eo = E2 - E1 + Vin This V in can be adjusted by changing the capacitance of the capacitor 5, and since it is transmitted only by the capacitor, its phase is either 0 or 180 degrees with respect to the drive voltage.

このため5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。
Therefore, in the 5-hydraulic type, the output voltage can be changed without changing the sensitivity gradient.

第3図は他の実施例である。可変容量ダイオードエ2を
コンデンサ5に直列にして差動出力端15に接続した。
FIG. 3 shows another embodiment. A variable capacitance diode 2 was connected in series with a capacitor 5 to a differential output terminal 15.

可変容量ダイオード12の容量を別の制御電源で抵抗1
1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i)を制御でき、差動出力の位
相制御を行なうことができる。
The capacitance of variable capacitance diode 12 is changed to resistor 1 using another control power supply.
1. Thereby, the junction capacitance (inter-terminal capacitance i) of the variable capacitance diode can be controlled, and the phase of the differential output can be controlled.

なお1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。
Note that in the present invention, the reliability of the differential output can be improved by performing temperature compensation on the variable capacitance diode 12.

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。
Further, even if the method of connecting the reference coil and the detection coil is reversed from the above example as shown in FIG. 4, the effects of the present invention will not be affected in any way.

(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。
(Effects of the Invention) Since the present invention is configured as described above, it produces the following effects.

トナー濃度を検出する際に必要な微31I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
イルの中点と差動出力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。
A variable capacitance element provided to easily perform the fine adjustment required when detecting toner concentration is connected between the midpoint of the reference coil and the detection coil and the differential output terminal, and this capacitance can be changed by changing the capacitance. The phase of the differential output could be easily controlled without changing the sensitivity gradient.

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。
Furthermore, when a variable capacitance diode is used, it can be controlled by a separate control power source via the resistor 11, thereby making it possible to control the junction capacitance of the variable capacitance diode and perform phase control of the differential output.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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、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(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。)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 第 図 図面の浄書(内容に変更なし) 第 図 第 図 A トナー濃度 第6図 トナー濃度 第 図 書 手 続 補 正 書(方式) 1、事件の表示 平成 年 特 許 願 第 号 2、発明の名称 トナー濃度センサー 3、補正をする者 事件との関係 特 許
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a toner concentration sensor of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are basic configuration diagrams of other embodiments of the present invention.
Figure 5 is a basic configuration diagram of a conventional toner concentration sensor;
The figure shows a characteristic curve showing the relationship between the sensor output voltage and toner concentration, and Figure 7 shows another characteristic curve showing the relationship between the sensor output voltage and toner concentration (here, the X axis is the toner concentration, and the Y
The axis is the output voltage of the sensor corresponding to the toner concentration. ). 1.20: Oscillator 2.21: Drive coil 3.2
2: Reference coil 4.23: Detection coil 5: Capacitor 11: Resistor 8. 25: Signal processing circuit 10: Variable capacitor 12: Variable capacitance diode 23゜24: Variable resistor Figure Engraving of the drawing (no change in content) Figure Figure A Toner concentration Figure 6 Toner concentration Figure Procedure amendment document (method) ) 1. Indication of the case Heisei Patent Application No. 2, Name of the invention Toner concentration sensor 3, Person making the amendment Patents related to the case

Claims (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
子と差動出力端を可、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。 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。
[Claims] 1. In a toner concentration sensor that detects a drive coil connected to an oscillation source, a reference coil and a detection coil coupled to the drive coil, and a differential output between the reference coil and the detection coil. , A toner concentration sensor characterized in that an intermediate terminal of the reference coil and the detection coil and a differential output terminal are connected by a variable capacitance element. 2. The toner concentration sensor according to claim 1, wherein the variable capacitance element is a variable capacitor or a variable capacitance diode.
JP304089A 1989-01-10 1989-01-10 Toner concentration sensor Pending JPH02183154A (en)

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JP304089A JPH02183154A (en) 1989-01-10 1989-01-10 Toner concentration sensor

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JP304089A JPH02183154A (en) 1989-01-10 1989-01-10 Toner concentration sensor

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JP (1) JPH02183154A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009122380A (en) * 2007-11-14 2009-06-04 Kyocera Mita Corp Magnetic permeability detection device and image forming apparatus

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