JPS61149858A - 磁気的検知装置 - Google Patents

磁気的検知装置

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JPS61149858A
JPS61149858A JP59281383A JP28138384A JPS61149858A JP S61149858 A JPS61149858 A JP S61149858A JP 59281383 A JP59281383 A JP 59281383A JP 28138384 A JP28138384 A JP 28138384A JP S61149858 A JPS61149858 A JP S61149858A
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    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables

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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】 産業上の利用分野 本発明は、磁性体または導電体の存在、分量、濃度また
は距離等を磁気的に検知する磁気的検知装置、特に、磁
性キャリアと絶縁性トナーとを含む電子写真現像材を対
象としたトナー濃度検知装置として好適な差動トランス
形の磁気的検知装置に関する1本発明はこの種の差動ト
ランス形磁気的検知装置において、差動出力に差動トラ
ンス駆動電圧の一部を加算することにより、作動距離(
作動1度)を調整できるようにすると同時に、差動出力
の位相を制御することにより1作動濃度調整とは別に、
微分感度をも調整できるようにしたものである。
従来の技術 電子写真現像材は、電子写真もしくは静電記録等の現像
に用いられるものであるが、磁性キャリアに対するトナ
ーの混合比率が低下すると、現像画像の濃度が薄くなり
、反対に混合比率が高くなると、画像の濃度が濃くなり
すぎると共に、カブリが増える不都合を生じる。従って
、適正な色調の画像を連続して得るためには、現像材中
のトナー濃度を検出し、その濃度を適正な一定のレベル
に保つ必要がある。その手段として、従来より種々の検
知装置が提案されているが、その内の一つに、差動トラ
ンスを使用し、その駆動コイルを交流駆動源で駆動する
と共に、駆動コイルに結合された検知コイル及び基準コ
イルの差動出力より濃度を検知する差動トランス型の磁
気的検知装置が知られている(例えば特開昭59−10
814号)。
第9図はトナー濃度検知装置として用いられていた従来
の磁気的検知装置の電気回路図である。
図において、1は発振回路等によって構成される交流駆
動源、2は差動トランスである。差動トランス2は交流
駆動源lによって駆動される駆動コイルN1 と、この
駆動コイルN1に結合されトナー濃度に応じて出力電圧
E1が変化する検知コイルN21と、駆動コイルN1 
に結合されているが、出力電圧E2がトナー濃度の影響
を受けない基準コイルN22とを具備する。
そして検知コイルN2+の出力電圧E、 と基準コイル
N22の出力電圧E2の差動出力Eo  (=E+−E
2 )を信号処理回路3に入力し、差動出力Eoの位相
弁別或いは電圧弁別等の手段によってトナー濃度を検知
する。
発明が解決しようとする問題点 ところで、この種の差動トランス形磁気的検知装置の重
要な特性として、作動濃度と微分感度がある。第10図
は作動濃度及び微分感度を説明する図で、作動e度は出
力電圧V outが設定値Vdになる場合のトナー濃度
T(+ (駕)であり、微分感度は作動濃度の変化に対
する出力電圧Voutの変化の度合(ΔVout/ΔT
O)を表わす特性である。
作動濃度及び微分感度は差動トランスの設計によって定
まるものであるが、差動トランスが高感度であるため、
量産時に大幅なバラツキを生じ易く、製品歩留まりを下
げる要因となっていた。
作動濃度及び微分感度の調整手段として、第11図に示
すように、2組の差動トランス21.22を用意し、主
たる差動トランス21にはコア23を矢印a方向に粗動
させる粗調用の調整機構を設け、他の差動トランス22
にはコア24を矢印す方向に微動させる微調用の調整機
構を設けたものが知られているが、2組の差動トランス
21.22が必要であるため、全体の形状が大型化する
と同時にコスト高になる難点がある。
別の調整手段として、第12図に示すように、基準コイ
ルN22または検知コイルN21の端子間の何れか一方
もしくは両方に電圧可変回路VRI 、VR7を設ける
ことも考えられるが、電圧1tf変回路VR,、VR,
の付加により差動出力EOの位相が変化し、処理回路3
が位相弁別方式を取る場合には、微分感度が大幅に低下
してしまう。
電圧可変回路による位相変化を押える手段として、第1
3図に示すように、コイル出力にバッファ回路Bl 、
 Ilh を接続し、このバッファ回路Bl 、B2の
後段に電圧可変回路VR3を接続する回路構成が考えら
れるが、バッファ回路Bl 、B2が必要になるため、
大幅なコストアップを招く。
本発明は上述する従来の問題点を解決し、簡単な回路構
成で、作動圧gl(作動濃度)及び微分感度を、広い範
囲で簡単に調整できる小型かつ安価な差動トランス形の
磁気的検知装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明は、交流で励振され
る駆動コイルと、該駆動コイルに結合される検知コイル
及び基準コイルとを具備し、前記検知コイルの出力と前
記基準コイルの出力との差動出力を検知信号とする磁気
的検知装置において、前記駆動コイルに印加される駆動
電圧の一部を、コンデンサ及び抵抗の並列回路を通して
、前記差動出力に加算する回路を有することを特徴とす
る。
作用 上述のように、差動トランス形磁気的検知装置において
、駆動コイルに印加される駆動電圧の一部を、差動出力
に加算すると、位相逆転を生じさせるのに必要な検知コ
イルの出力電圧を加算電圧に対応して変化させ、作動濃
度を加算電圧に対応して変化させることができる。
また、差動出力に対する電圧加算を、コンデンサ及び抵
抗の並列回路を通して行なうことにより、回路に適当な
損失を生じさせて、電圧加算時の位相変位を制御し、作
動濃度とは別に、微分感度を調整することができる。
実施例 第1図は本発明に係る磁気的検知装置の電気回路接続図
である。図において、第9図と同一の参照符号は同一性
ある構成部分を示している。4は交流駆動源lから駆動
コイルN1に印加される駆動電圧Vinの一部を、検知
コイルN21及び基準コイルN22の差動出力Eoに加
算する電圧加算回路である。この実施例では、駆動コイ
ルN1の端子間に、可変抵抗器で成る抵抗分圧回路VR
を接続すると共に、この抵抗分圧回路VRを構成する可
変抵抗器の可変端子と基準コイルN22の一端との間に
、コンデンサC1及び抵抗R,の並列回路を接続した回
路構成となっている。抵抗R1はこの実施例では可変抵
抗によって構成されている。なお、電圧加算回路4は検
知コイルN21側に接続してもよい。
上述の回路構成において、駆動電圧Winは抵抗分圧回
路VRの抵抗分割比に応じて分圧され、その分圧電圧V
iHがコンデンサCI及び抵抗R1の並列回路を通して
、基準コイルN22の一端側で差動出力Eo に加算さ
れ、差動出力Eoは、Eo :E2−El +Vint となる。従って、位相逆転を生じさせるのに必要な検知
コイルN21の出力電圧E1が加算電圧ViyB に対
応して変化するから、作動濃度も加算電圧ViHに対応
して変化することとなる。
しかもこの実施例では、可変抵抗器で成る抵抗分圧回路
VRによって駆動電圧Winを分圧する構成を採ってい
るので、加算電圧Vin1 を自由に調整することがで
き、作動濃度を自由に調整することが可能である。また
、加算電圧VirHの位相は、可変抵抗回路VRの可変
端子の位置によって、駆動電圧vinに対して同相にも
、反対に180°の位相差を持たせることも可能である
か′ら、駆動電圧Vinに対して、差動出力EOの位相
がどちら側にズした場合でも容易に可変調整することが
できる。
更に、コンデンサC1及び抵抗R1の並列回路を通して
加算する回路構成であるため、この並列回路の回路定数
、特に抵抗R1の値を変えることにより、電圧加算時の
位相変位を制御し、作動濃度調整とは別に、微分感度を
調整することができる0次にこの微分感度調整作用につ
いて詳しく説明する。
第2図の差動トランスの等価回路図において、回路に損
失がなければ、検知コイルN2+の出力電圧El と基
準コイルN22の出力電圧E2は、第3図に示すように
、位相差180°で加えられるから、E、=E2 とな
るトナー濃度において差動出力EOの極性が逆転し、差
動出力Eoの位相がデジタル的に180°変化する。こ
の状態での微分感度は■であり、最大となる。
次に、例えば基準コイルN22側の回路等に損失がある
と、第4図に示すように、基準コイルN22の出力電圧
E2と検知コイルN21の出力電圧Elとの位相差は1
80@ではなくなるので、差動出力Eoは零になること
はなく、基準コイルN22の出力電圧E2の位相変化に
つれて回転するようになる。このため、差動出力Eoの
位相が連続的に変化し、微分感度もそれにつれて変化す
ることとなる、つまり、回路ヒで適当な損失を生しさせ
ることにより微分感度を制御できるのである。
本発明においては、この点に着目し、コンデンサC1及
び抵抗R1の並列回路を通して加算する回路構成とし、
この並列回路の回路定数、特に抵抗R1の値を変えるこ
とにより、電圧加算時の位相変位を制御し1作動温度調
整とは別に、微分感度を調整できるようにしたものであ
る。
第5図は本発明に係る磁気的検知装置の別の実施例にお
ける電気回路接続図である0図において、第1図と同一
の参照符号は同一性ある構成部分を示している。この実
施例の特徴は、前記電圧加算回路4の他に、検知コイル
N21及び基準コイルN22側に、これらのコイルN2
1. N22のインダクタンスLと共に共振回路を構成
するコンデンサC2を接続したことである。この場合の
共振回路の共振周波数foは良く知られているように、
fo=1/2πf1丁で]− となる、また、共振回路は、一般に第6図に示すような
共振特性と、第7図に示すような位相特性を持つ。そこ
で、この実施例では、ノ(振回路を構成するコンデンサ
C2の温度特性もしくは容量値の選定または交流駆動源
lの周波数の調整等によって、第6図に示した共振特性
をQlからQ2に、或いは$7図に示した位相特性をA
IからA2のように変え、系全体の温度変動による差動
出力EQの位相変化や電圧値変化を吸収して、温度補償
を行なう。
上述のような共振回路を備える場合、コンデンサC2の
値が比較的大きくなるため、駆動コイルN1側から前述
の電圧加算回路4を通してコンデンサC2に至る回路の
時定数が大きくなり、差動出力Eoの位相にズレを発生
し、微分感度が低下する等の問題が懸念される。しかし
、本発明においては、電圧加算回路4をコンデンサCI
 と抵抗R1との並列回路を備えた回路構成とし、位相
調整ができるようにしであるので、共振回路を付加して
温度特性を向上させた場合でも、微分感度を低下させる
ことがない。
第8図は本発明に係る磁気的検知装置を構成する差動ト
ランスの具体例を示す断面図である。この実施例では、
例えば壷形コア等のように、磁路の一方が開いている一
対のコア5.6を背中合せに組合せ、コア5.6の中脚
部51.61に駆動コイルNl を連続して巻装すると
共に、中脚部51には検知コイルN2+を、また中脚部
61には基準コイルN22をそれぞれ巻装しである。コ
ア5の開磁路側の前面に位置する非磁性ケース7の面板
71の表面側は、トナー8の接触するトナー検知面とし
て利用される。
9は基準コイルN22の開磁路の一部に移動調整可能に
設けた導電体である。この実施例では、非磁性ケース7
の側面板72に、黄銅、アルミニュウム等の導電性材料
で成るネジ状の導電体9をネジ結合させ、この導電体9
を、基準コイルN22を構成するコア5の端面前方に形
成される開磁路側において、矢印(イ)の如く、コア5
の端面に対して平行に進退調整できるように取付けであ
る。
上述のような導電体9を設けると、駆動コイルN1を駆
動した場合、基準コイルN22に生じる磁束によって導
電体9に渦電流が発生し、この渦電流効果によって基準
コイルN22に生じる出力電圧E2が変化する。従って
、導電体9の移動調整によって基準コイルN22に生じ
る出力電圧E2を可変調整し、それにより、この出力電
圧E2と検知コイルN21に生じる出力電圧E1 との
差動出力Eoを調整し、作動濃度を調整することが可能
となる。従って、この実施例においては、導電体9によ
る作動濃度調整と、前述の電圧加算回路4による作動濃
度調整の、2種類の作動濃度調整機能を持つこととなる
。このような2種類の作動濃度調整機構を持つと、電圧
加算回路4による作動濃度調整は、専ら、差動トランス
の製造上のバラツ吸収手段とし、導電体9による作動濃
度調整は当該磁気的検知装置を組込んだ機器側から要求
される特性に応じて、ユーザ側で作動濃度を調整する手
段として利用でき、作動濃度調整の融通性が非常に高く
なる。
また、電圧加算回路4をコンデンサC1だけで構成した
場合、コンデンサC1による進相作用により、導電体9
による遅相作用が相殺されてしまい、微分感度が不必要
に大きくなるが、本発明においては、コンデンサC1と
並列に抵抗R1を接続し、抵抗R1の可変調整によって
位相制御を行なうことができるので、微分感度が必要以
上に大きくなることがなく、広い範囲で容易に調整する
ことが可能になる。
しかも、実施例に示したように、導電体9を基準コイル
N22の開磁路側で進退させるだけの簡単な構成である
ので、ユーザ側で作動濃度を簡単かつ確実に調整でき、
コスト的に安価で安定に動作する磁気的検知装置を提供
できる。
なお、前記導電体9はその移動調整によって基準コイル
N22の出力電圧E2を可変調整できれば良いのであっ
て、図示するようなネジ結合に限らず、種々の構造を取
ることができる。
また、導電体9を、フェライト等の磁性体によって置換
することもできる。導電体9の代りに磁性体を用いた場
合には、基準コイルN22の磁路の磁気的効率及びその
出力電圧E2が、この磁性体の進退調整によって調整さ
れるので、導電体を用いた場合と同様に、作動濃度を調
整することができる。
更に、上記実施例では説明の具体化のため、トナー濃度
を検知する磁気的検知装置を例にとって説明したが、こ
れに限らず、磁性体の存在、分量、濃度または距離等、
磁性体検知一般に広く利用でき、更に磁性体に限らず、
導電体検知にも利用することができる。導電体検知の場
合には、導電体の渦電流損に伴なって検知コイルの出力
電圧が低下し、差動出力が変化するので、それを利用す
ることとなる。
発明の効果 以上述べたように1本発明は、可変抵抗器やコンデンサ
等の回路部品を用いるだけの簡単な構成で、作動距離(
作動濃度)及び微分感度を、広い範囲で簡単に調整でき
る小型かつ安価な差動トランス形の磁気的検知装置を提
供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る磁気的検知装置の電気回路図、第
2図は差動トランスの電気的等価回路図、第3図及び第
4図は差動トランスの出力電圧のベクトル図、第5図は
本発明に係る磁気的検知装置の別の実施例における電気
回路図、第6図は同じくその共振特性図、第7図は同じ
く位相特性図、第8図は本発明に係る磁気的検知装置を
構成する差動トランスの断面図、第9図は従来の磁気的
検知装置の電気回路図、第10図はトナー濃度と出力電
圧との関係を示す図、第11図〜第13図は従来の磁気
的検知装置における差動トランスの結線図である。 111φ働交流駆動源  2・・・差動トランス3・φ
拳信号処理回路 49争・電圧加算回路N1 争・台駆
動コイル N21・−争検知コイルN22・・・基準コ
イル VR−Φ・抵抗分圧回路C1・・書コンデンサ 
R1・嗜・抵抗第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第10図 第11図 第12図 第13図 8゜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流で励振される駆動コイルと、該駆動コイルに
    結合される検知コイル及び基準コイルとを具備し、前記
    検知コイルの出力と前記基準コイルの出力との差動出力
    を検知信号とする磁気的検知装置において、前記駆動コ
    イルに印加される駆動電圧の一部を、コンデンサ及び抵
    抗の並列回路を通して、前記差動出力に加算する回路を
    有することを特徴とする磁気的検知装置。
  2. (2)前記抵抗は、可変抵抗であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の磁気的検知装置。
  3. (3)前記回路は、前記駆動コイル両端間に接続された
    抵抗分圧回路を有し、この抵抗分圧回路と前記基準コイ
    ルまたは検知コイルの何れか一方との間に前記コンデン
    サ及び前記抵抗を接続して構成されることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項または第2項に記載の磁気的検知
    装置。
  4. (4)前記抵抗分圧回路は、可変抵抗回路であることを
    特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の磁気的検知装
    置。
  5. (5)前記検知コイル及び前記基準コイル側に共振回路
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2
    項、第3項または第4項に記載の磁気的検知装置。
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