JPH11223620A - Toner concentration detecting device and manufacture of toner concentration detecting device - Google Patents
Toner concentration detecting device and manufacture of toner concentration detecting deviceInfo
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- JPH11223620A JPH11223620A JP2584798A JP2584798A JPH11223620A JP H11223620 A JPH11223620 A JP H11223620A JP 2584798 A JP2584798 A JP 2584798A JP 2584798 A JP2584798 A JP 2584798A JP H11223620 A JPH11223620 A JP H11223620A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真装置の現像
装置における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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toner concentration detecting device for detecting a toner concentration of a developer in a developing device of an electrophotographic apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子写真装置においては、画像形成によ
って消費されるトナーを補給して常に一定した濃度の画
像が形成されるように、トナー補給の自動制御装置が装
備されている。かかる自動制御装置には、トナー濃度検
出装置が用いられ、このトナー濃度検出装置としては、
濃度変化により生ずる現像剤の透磁率の変化を発振回路
の発振周波数の変化として検出する、いわゆるL検知方
式トナー濃度検出装置(以下L検出装置という)が広く
使用されている。2. Description of the Related Art An electrophotographic apparatus is equipped with an automatic toner replenishing control device so that an image having a constant density is always formed by replenishing toner consumed during image formation. As such an automatic control device, a toner concentration detecting device is used. As the toner concentration detecting device,
A so-called L detection type toner concentration detection device (hereinafter, referred to as an L detection device) that detects a change in magnetic permeability of a developer caused by a change in density as a change in an oscillation frequency of an oscillation circuit is widely used.
【0003】従来のL検出装置としては磁性体のコアに
コイルを巻き付けて検出対象である現像剤を包含する空
間に磁界を形成するとともに前記コイルでLC発振回路
を構成したコア型L検出装置が使用されている。As a conventional L detecting device, there is a core type L detecting device in which a coil is wound around a magnetic core to form a magnetic field in a space containing a developer to be detected and an LC oscillation circuit is formed by the coil. in use.
【0004】このような従来のコア型L検出装置は、製
造コストが高い、コアが焼結で形成される部品であるた
めに、一定した性能のものを製造することが困難であ
り、検出装置の性能にバラツキが出て品質管理上問題が
ある、小型にすることが困難である等の問題があった。
従来のコア型L検出装置のこのような問題を解決するた
めに、本出願人は特開平7−248676号公報におい
て、LC発振回路のインダクタンスをプリントにより形
成したコイルで構成したプリントコイル型L検出装置を
提案した。[0004] Such a conventional core-type L detector has a high manufacturing cost and is a component in which the core is formed by sintering. There is a problem in that there is a problem in quality control due to variations in the performance of the device, and it is difficult to reduce the size.
In order to solve such a problem of the conventional core type L detecting device, the present applicant disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-248676 a printed coil type L detecting device in which the inductance of an LC oscillation circuit is constituted by a coil formed by printing. The device was proposed.
【0005】プリントコイル型L検出装置は、インダク
タンスを構成し、磁界を発生するコイルがプリントによ
り形成されるために、一定した特性のものが得られる、
小型化できる等コア型L検出装置に対して際だった利点
を有する。[0005] The print coil type L detector has an inductance, and a coil for generating a magnetic field is formed by printing.
This has a remarkable advantage over an equal-core L detection device that can be miniaturized.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】L検出装置では、現像
剤中のトナー濃度の変化をLC発振回路の発振周波数の
変化として検出しているが、従来のコア型L検出装置及
び前記の公報に記載されたプリントコイル型L検出装置
では、発振周波数fを次の式(1)により求めていた。In the L detection device, a change in the toner concentration in the developer is detected as a change in the oscillation frequency of the LC oscillation circuit. In the print coil type L detection device described, the oscillation frequency f is obtained by the following equation (1).
【0007】[0007]
【数2】 (Equation 2)
【0008】そして、トナー濃度検出装置の設計にあた
っては、前記(1)式に基づいてLC発振回路の回路定
数であるインダクタンス及びキャパシタンスを決定して
いた。In designing the toner concentration detecting device, the inductance and the capacitance, which are the circuit constants of the LC oscillation circuit, are determined based on the above equation (1).
【0009】しかしながら、本発明の発明者の研究の結
果、LC発振回路のインダクタンスを生ずるコイルをプ
リントにより形成したプリントコイル型L検出装置で
は、発振周波数を求めるのに回路の抵抗成分を無視する
ことができず、抵抗成分を考慮して回路設計をする必要
があることが判明した。その理由は次のとおりである。However, as a result of research conducted by the inventor of the present invention, in a printed coil type L detecting device in which a coil that generates inductance of an LC oscillation circuit is formed by printing, it is necessary to ignore the resistance component of the circuit to obtain the oscillation frequency. It was found that it was necessary to design the circuit in consideration of the resistance component. The reason is as follows.
【0010】トナー濃度検出装置は電子写真装置が設置
される環境、特に、所定の温度範囲内で正常に作動する
ことが条件となる。プリントコイル型L検出装置におい
ては、発振周波数に対する回路の抵抗の影響を無視する
ことができず、抵抗値の温度変化により発振周波数が変
化して、発振回路の構成如何によってはトナー濃度検出
装置の作動温度範囲の上限と下限における発振周波数の
差が許容値を超えてしまうことが判明した。[0010] The toner concentration detecting device is required to operate normally in an environment where the electrophotographic device is installed, particularly, within a predetermined temperature range. In the print coil type L detector, the influence of the resistance of the circuit on the oscillation frequency cannot be ignored, and the oscillation frequency changes due to the temperature change of the resistance value. It was found that the difference between the oscillation frequencies at the upper and lower limits of the operating temperature range exceeded the allowable value.
【0011】従って、本発明の目的は、プリントコイル
型L検出装置における、前記の問題を解決することにあ
り、一定した性能を示し、且つ小型化が可能であり、し
かも環境温度の変化による誤差が少ないトナー濃度検出
装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in a printed coil type L detecting device, which exhibits constant performance, can be miniaturized, and has an error caused by a change in environmental temperature. It is an object of the present invention to provide a toner density detecting device which has a small amount of toner.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】前記の本発明の目的は、
(1)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おいて、前記LC発
振回路の発振周波数fを下記の式(2)The object of the present invention is as follows.
(1) In a toner concentration detecting device for detecting a toner concentration of a developer from an oscillation frequency of an LC oscillation circuit, an oscillation frequency f of the LC oscillation circuit is calculated by the following equation (2).
【0013】[0013]
【数3】 (Equation 3)
【0014】に従って求め、前記LC発振回路のインダ
クタンスL、キャパシタンスC及びコイルの抵抗R
Lを、前記トナー濃度検出装置の作動温度範囲における
これら回路定数の変化が許容値よりも大きな周波数fの
変化をもたらさないように設定したことを特徴とするト
ナー濃度検出装置、(2)インダクタンスをプリントに
より形成したコイルで構成したLC発振回路を検出部材
とするトナー濃度検出装置において、前記コイルの抵抗
値を2〜20Ωに設定したことを特徴とするトナー濃度
検出装置、及び、(3)インダクタンスをプリントによ
り形成したコイルで構成したLC発振回路を検出部材と
するトナー濃度検出装置を製造するに際して、前記コイ
ルの抵抗値が予め定めた範囲内にあることを確認するこ
とを特徴とするトナー濃度検出装置の製造方法、によっ
て達成される。The inductance L of the LC oscillation circuit, the capacitance C, and the resistance R of the coil
L is set such that a change in these circuit constants in the operating temperature range of the toner concentration detecting device does not cause a change in the frequency f larger than an allowable value. (3) Inductance in a toner concentration detecting device, wherein a resistance value of the coil is set to 2 to 20 Ω, and (3) inductance. When manufacturing a toner concentration detecting device using a LC oscillation circuit constituted by a coil formed by printing as a detecting member, it is confirmed that the resistance value of the coil is within a predetermined range. The manufacturing method of the detection device is achieved.
【0015】以下にプリントコイル型L検出装置におけ
る前記の問題を具体的に説明するとともに、本発明の作
用を説明する。Hereinafter, the above-mentioned problem in the printed coil type L detecting device will be specifically described, and the operation of the present invention will be described.
【0016】コア型L検出装置の一例では、装置が使用
される環境温度の下限を10℃、上限を50℃とした場
合、上下限での発振周波数の差は約140Hzであっ
た。一方、現像剤のトナー濃度は、その1%の変化まで
測定することが要求される。前記のコア型L検出装置に
おけるトナー濃度1%の変化に対応した発振周波数の変
動は、約1KHzという実験結果が得られた。即ち、1
KHzが制御目標となるが、この1KHzの制御目標に
対し、温度による変動である最大140Hzの変動は十
分に小さな値であり、トナー濃度の測定に当たって無視
しても差し支えない値であるということができる。In an example of the core type L detecting device, when the lower limit of the environmental temperature at which the device is used is 10 ° C. and the upper limit is 50 ° C., the difference between the oscillation frequencies at the upper and lower limits is about 140 Hz. On the other hand, the toner concentration of the developer is required to be measured up to a change of 1%. An experimental result was obtained in which the fluctuation of the oscillation frequency corresponding to the change of the toner concentration of 1% in the core type L detecting device was about 1 KHz. That is, 1
KHz is a control target, but a fluctuation of 140 Hz at maximum, which is a fluctuation due to temperature, is a sufficiently small value with respect to the control target of 1 KHz, and it is a value that can be ignored in measuring the toner density. it can.
【0017】一方、プリントコイル型L検出装置の一例
では、同じく10〜50℃の環境における発振周波数の
変動として、4.2KHz、トナー濃度1%の変化に対
応した発振周波数の変動として約5KHzという実験結
果がそれぞれ得られた。5KHzの制御目標に対し、最
大4.2KHzの変動は制御上無視できる値ではない。On the other hand, in the example of the print coil type L detecting apparatus, the fluctuation of the oscillation frequency in an environment of 10 to 50 ° C. is 4.2 KHz, and the fluctuation of the oscillation frequency corresponding to the change of 1% of the toner density is about 5 KHz. Experimental results were obtained respectively. For a control target of 5 KHz, a fluctuation of 4.2 KHz at the maximum is not a negligible value for control.
【0018】通常このような温度による変動を補償する
ために、適当な温度特性を有する温度補償コンデンサを
選択し、トナー濃度検出装置の温度特性を所望の範囲に
押さえ込む方法が採られる。Usually, in order to compensate for such fluctuations due to temperature, a method is adopted in which a temperature compensating capacitor having appropriate temperature characteristics is selected and the temperature characteristics of the toner density detecting device are suppressed to a desired range.
【0019】しかるにプリントコイル型L検出装置にお
いて、適当と思われるコンデンサを選定し、発振周波数
の変動を確認したところ、目論見と異なる値を示すもの
であった。この原因を調査した結果、プリントコイルに
生ずる抵抗成分が発振周波数に影響を与えていることが
判明した。その理由は、プリントコイル型L検出装置に
おいては、その構造上インダクタンスを大きく取れな
く、この抵抗成分の発振周波数に与える影響が大きいた
めと考えられる。However, in the printed coil type L detecting device, a capacitor considered to be appropriate was selected, and the fluctuation of the oscillation frequency was confirmed. As a result, a value different from the expected value was obtained. As a result of investigating the cause, it was found that the resistance component generated in the print coil affected the oscillation frequency. It is considered that the reason is that in the printed coil type L detection device, a large inductance cannot be obtained due to its structure, and the resistance component has a large influence on the oscillation frequency.
【0020】このような考察からプリントコイル型L検
出装置においては、プリントコイルの抵抗成分RLを考
慮して、発振回路は図2のように表され、発振周波数は
式(2)で表される。From such considerations, in the printed coil type L detecting device, the oscillation circuit is represented as shown in FIG. 2 in consideration of the resistance component R L of the printed coil, and the oscillation frequency is represented by the equation (2). You.
【0021】[0021]
【数4】 (Equation 4)
【0022】図2において、発振回路は、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及び抵抗Rで構成された典型的なコルピッ
ツ発振回路であり、このコイルLが平板状のプリントコ
イルで構成されている。RLはコイル部に生ずる抵抗で
ある。In FIG. 2, the oscillation circuit is a typical Colpitts oscillation circuit comprising a coil L having a predetermined inductance, capacitors C1 and C2, a transistor Q and a resistor R. It is composed of coils. R L is a resistance generated in the coil portion.
【0023】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のソースから出力される。RLはコ
イルLが有する抵抗である。発振回路はコルピッツ発振
回路に限られるものではない。When a voltage V is applied to this circuit, an oscillation signal is output from the source of the transistor Q. R L is a resistance of the coil L. The oscillation circuit is not limited to the Colpitts oscillation circuit.
【0024】一方、コア型L検出装置の場合は、その構
造上インダクタンスの値がプリントコイル型L検出装置
と比較して格段に大きく取れるために、発振回路は図1
で表すことができ、その発振周波数は式(1)で近似し
ても通常問題とならない誤差範囲に収まっている。On the other hand, in the case of the core type L detector, the value of the inductance can be much larger than that of the printed coil type L detector due to its structure.
The oscillation frequency is within an error range that does not normally cause a problem even when approximated by the equation (1).
【0025】[0025]
【数5】 (Equation 5)
【0026】本発明においては、前記式(2)に基づい
て発振回路の回路定数を選択調整することによりトナー
濃度検出装置が使用される環境温度範囲内で、温度変化
に起因する誤差が十分押さえられたプリントコイル型L
検出装置を実現することに成功した。In the present invention, by selectively adjusting the circuit constant of the oscillation circuit based on the above equation (2), the error caused by the temperature change can be sufficiently suppressed within the environmental temperature range in which the toner density detecting device is used. Printed coil type L
The detection device was successfully realized.
【0027】このように、プリントコイル型L検出装置
では、コイル部の抵抗を無視することができないので、
本発明のトナー濃度検出装置は、その製造に当たって、
従来とは違った方法に従って、品質管理が行われる。As described above, in the printed coil type L detecting device, the resistance of the coil cannot be ignored.
In the production of the toner concentration detecting device of the present invention,
Quality control is performed according to a different method.
【0028】従来のトナー濃度検出装置の製造において
は、品質の検査段階において、発振周波数が所定範囲に
あるか否かの検査は行われるが、発振回路のコイル部の
抵抗値が所定の設計値の範囲にあるか否かの検査は行わ
れなかった。In the manufacture of a conventional toner concentration detecting device, at the quality inspection stage, an inspection is performed to determine whether or not the oscillation frequency is within a predetermined range. No test was performed to determine if the values were within the range.
【0029】本発明においては、発振回路のコイル部の
抵抗値が予め定められた範囲内にあるか否かの検査が行
われる。In the present invention, an inspection is performed to determine whether or not the resistance of the coil portion of the oscillation circuit is within a predetermined range.
【0030】また、プリントコイル型L検出装置におけ
る抵抗を2〜20Ωの範囲内にすることによって、抵抗
値の選択調整と合わせてインダクタンスとキャパシタン
スの選択調整を行って、環境温度範囲内で必要な感度を
有するプリントコイル型L検出装置を作ることができ
た。抵抗値が2Ωよりも小さい場合には、印刷パターン
で形成されるコイルの長さを大きく取ることができない
ために、インダクタンスも小さくなって、必要な感度が
得られない。抵抗値が20Ωを超えると、抵抗値の温度
変化による発振周波数の変動が大きくなり、温度変化に
よる誤差が許容値を超えてしまい、またこの温度誤差を
インダクタンス、キャパシタンスにより補正しようとす
ると、Q値が小さくなって本発明の目的を達成すること
ができない。Further, by setting the resistance of the printed coil type L detection device within the range of 2 to 20 Ω, the inductance and the capacitance are selectively adjusted together with the selection and adjustment of the resistance value. A printed coil type L detecting device having a high sensitivity could be manufactured. When the resistance value is smaller than 2Ω, the length of the coil formed by the printing pattern cannot be made large, so that the inductance becomes small and the required sensitivity cannot be obtained. If the resistance value exceeds 20Ω, the fluctuation of the oscillation frequency due to the temperature change of the resistance value becomes large, the error due to the temperature change exceeds the allowable value, and if this temperature error is to be corrected by inductance and capacitance, the Q value And the object of the present invention cannot be achieved.
【0031】[0031]
【発明の実施の形態】図3は本発明のトナー濃度検出装
置が使用される現像装置の平面図、図4は図3における
線A−Aに沿った断面図である。FIG. 3 is a plan view of a developing device in which the toner density detecting device of the present invention is used, and FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG.
【0032】これらの図において、10はトナーとキャ
リアとから成る二成分現像剤を収容する現像器のハウジ
ング、11はハウジング10の上部開口を閉止する蓋
体、12は現像剤を現像領域に搬送する現像スリーブ、
13は現像スリーブ12上に現像剤層を形成する磁界を
発生する複数の磁石で構成された磁石体、14は現像ス
リーブ12に現像剤を供給するパドルホイール、15は
現像スリーブ12上の現像剤層厚を所定量に規制する現
像剤層厚規制部材である。In these figures, reference numeral 10 denotes a housing of a developing device for accommodating a two-component developer composed of toner and carrier, 11 denotes a lid for closing an upper opening of the housing 10, and 12 denotes a developer to be conveyed to a developing area. Developing sleeve,
Reference numeral 13 denotes a magnet body composed of a plurality of magnets that generate a magnetic field that forms a developer layer on the developing sleeve 12, reference numeral 14 denotes a paddle wheel that supplies a developer to the developing sleeve 12, and reference numeral 15 denotes a developer on the developing sleeve 12. The developer layer thickness regulating member regulates the layer thickness to a predetermined amount.
【0033】16,17は何れも現像剤を攪拌搬送する
攪拌スクリュウであり、第1攪拌スクリュウ16は補給
トナーを受け入れる開口部18に近接して設けられ、第
2攪拌スクリュウ17は、パドルホイール14に近接し
て設けられている。Reference numerals 16 and 17 denote agitating screws for agitating and transporting the developer. The first agitating screw 16 is provided in the vicinity of an opening 18 for receiving the replenishment toner, and the second agitating screw 17 is a paddle wheel 14. Is provided in the vicinity.
【0034】前記第1攪拌スクリュウ16と第2攪拌ス
クリュウ17とは、ハウジング10の底部から直立した
仕切り壁10Aを挟んで両側に形成された第1の攪拌室
10B及び第2の攪拌室10C内にそれぞれ平行に配置
され、図示しない駆動源により図4に示すように互いに
逆方向の矢示方向に駆動回転される。The first stirring screw 16 and the second stirring screw 17 are provided in a first stirring chamber 10B and a second stirring chamber 10C formed on both sides of a partition wall 10A standing upright from the bottom of the housing 10. 4 and are driven and rotated by drive sources (not shown) in opposite directions indicated by arrows, as shown in FIG.
【0035】また、第1攪拌スクリュウ16は、その回
転により現像剤を図1に示す矢示方向に搬送する。さら
に、第1攪拌スクリュウ16の現像剤搬送方向最下流側
には、パドル部16Aが一体に形成されている。第1攪
拌スクリュウ16の回転により搬送される現像剤は、仕
切り壁10A末端の開口部10Dを通過して、第2攪拌
スクリュウ17の上流側に搬送される。The first stirring screw 16 conveys the developer in the direction of the arrow shown in FIG. 1 by its rotation. Further, a paddle portion 16A is integrally formed on the most downstream side of the first stirring screw 16 in the developer conveying direction. The developer conveyed by the rotation of the first stirring screw 16 passes through the opening 10 </ b> D at the end of the partition wall 10 </ b> A, and is conveyed to the upstream side of the second stirring screw 17.
【0036】第2攪拌スクリュウ17は、第1攪拌スク
リュウ16とほぼ同一形状をなし、ハウジング10に前
後逆位置に支持されている。即ち、第2攪拌スクリュウ
17にも、現像剤搬送方向下流端にパドル部17Aが一
体に形成されている。第2攪拌スクリュウ17の回転に
より、現像剤は矢印で示すように搬送されるとともに、
パドルホイール14側に供給される。第2攪拌スクリュ
ウ17により第2の攪拌室10Cの下流側に搬送された
現像剤は、仕切り壁10Aの他の末端の開口部10Eを
通過して、第1攪拌室10B内の第1攪拌スクリュウ1
6の上流側に還流する。The second stirring screw 17 has substantially the same shape as the first stirring screw 16, and is supported by the housing 10 in a position opposite to the front and rear. That is, the paddle portion 17A is also formed integrally with the second stirring screw 17 at the downstream end in the developer conveyance direction. By the rotation of the second stirring screw 17, the developer is transported as shown by the arrow,
It is supplied to the paddle wheel 14 side. The developer conveyed to the downstream side of the second stirring chamber 10C by the second stirring screw 17 passes through the opening 10E at the other end of the partition wall 10A, and the first stirring screw in the first stirring chamber 10B. 1
Reflux upstream of 6.
【0037】感光体ドラム1と現像スリーブ12とが近
接して対向する長手方向の空間は、感光体ドラム1上に
形成された静電潜像を現像スリーブ12により搬送され
た現像剤により現像する現像領域Eである。In a longitudinal space where the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 12 are closely opposed to each other, an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is developed by the developer conveyed by the developing sleeve 12. This is a development area E.
【0038】図3に示す18は蓋体11の上部に開口し
たトナー補給用の開口部で、第2攪拌スクリュウ17の
現像剤搬送方向の最上流付近に設けられ、図示しないト
ナーカートリッジからトナー貯蔵手段、トナー搬送手段
及び開口部18を経て補給されたトナーを受け入れて第
1の攪拌室10Bに投入する。Reference numeral 18 shown in FIG. 3 denotes a toner replenishing opening formed on the top of the lid 11, which is provided near the uppermost stream in the developer conveying direction of the second stirring screw 17, and stores toner from a toner cartridge (not shown). The toner replenished through the means, the toner conveying means and the opening 18 is received and introduced into the first stirring chamber 10B.
【0039】トナーカートリッジからトナー貯蔵手段、
トナー搬送手段を経て現像装置の開口部18に投入され
た新規補給トナーは、第1の攪拌室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
つつ図示矢印方向に搬送され、パドル部16Cにより仕
切り壁10A末端の開口部10Dを通過して第2の攪拌
室10C内に送り込まれる。第2の攪拌室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、
更に攪拌されつつパドルホイール14に供給され、パド
ルホイール14により現像スリーブ12上に供給され
る。From the toner cartridge to the toner storage means,
The newly supplied toner supplied to the opening 18 of the developing device via the toner conveying means is conveyed in the direction indicated by the arrow while being stirred and mixed with the developer by the first stirring screw 16 rotating in the first stirring chamber 10B. The paddle 16C is fed into the second stirring chamber 10C through the opening 10D at the end of the partition wall 10A. The developer sent into the second stirring chamber 10 </ b> C is moved by the second stirring screw 17.
Further, the toner is supplied to the paddle wheel 14 while being stirred, and is supplied onto the developing sleeve 12 by the paddle wheel 14.
【0040】現像領域Eにおいて潜像を現像し、トナー
が消費された現像剤は、現像スリーブ12内の磁石体1
3の反発磁界により現像スリーブ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に還
流される。第2攪拌スクリュウ17はそのパドル部17
Aで環流現像剤を開口10Eを通して第1攪拌室10B
に搬送する。The developer in which the latent image has been developed in the developing area E and the toner has been consumed is removed by the magnet 1 inside the developing sleeve 12.
3 from the surface of the developing sleeve 12 by the repulsive magnetic field,
It is returned to the second stirring screw 17 by the paddle wheel 14. The second stirring screw 17 has its paddle portion 17
A, the reflux developer is passed through the opening 10E to the first stirring chamber 10B.
Transport to
【0041】トナー補給用の開口部18の直ぐ上流には
現像剤のトナ濃度を検出するトナー濃度センサ20が設
けられる。このトナー濃度センサ20の設置位置は、現
像部から環流し、新トナーが補給される前の現像剤を測
定することができる位置である。Immediately upstream of the toner supply opening 18, there is provided a toner density sensor 20 for detecting the toner density of the developer. The installation position of the toner density sensor 20 is a position where the developer flowing from the developing unit and before supplying new toner can be measured.
【0042】トナー濃度センサ20の取り付け構造は図
5に示される。図5において、20はプリント基板から
なるトナー濃度センサであり、第1攪拌スクリュウ16
の下方に配置される。第1攪拌スクリュウ16はハウジ
ング10に対して、ハウジング10の内側壁S1と、第
1攪拌スクリュウ16のスクリュウ羽の外周S2との間
に間隙Dができるように設置され、第1攪拌スクリュウ
16のスムーズな回転が確保されている。FIG. 5 shows the mounting structure of the toner density sensor 20. In FIG. 5, reference numeral 20 denotes a toner concentration sensor formed of a printed circuit board.
It is arranged below. The first stirring screw 16 is provided with respect to the housing 10 such that a gap D is formed between the inner wall S1 of the housing 10 and the outer periphery S2 of the screw blade of the first stirring screw 16. Smooth rotation is ensured.
【0043】トナー濃度センサ20が設けられている部
分では現像器ハウジング10の内側壁S1と第1攪拌ス
クリュウ16との間に間隙Dを埋めるスペーサ30が設
けられる。このスペーサ30は、第1攪拌スクリュウ1
6のスクリュウ羽の外周S2とスペーサ30の間に現像
剤が滞留するような間隙ができないようにするために設
けられている。In the portion where the toner concentration sensor 20 is provided, a spacer 30 is provided between the inner wall S1 of the developing device housing 10 and the first stirring screw 16 to fill the gap D. This spacer 30 is used for the first stirring screw 1.
No. 6 is provided in order to prevent a gap between the outer periphery S2 of the screw blade 6 and the spacer 30 such that the developer stays there.
【0044】トナー濃度センサ20は、該トナー濃度セ
ンサ20が形成する磁界中に存在する現像剤の透磁率を
測定することにより現像剤の濃度を検出するものであ
る。スペーサ30を前記のように設置することによっ
て、トナー濃度センサ20が形成する磁界中には、現像
剤が滞留することがなく、磁界中に存在する現像剤は第
1攪拌スクリュウ16のスクリュウ羽の間を埋めている
現像剤、即ち、図5における空間S4を埋めている現像
剤のみである。この現像剤は滞留現像剤ではなく、第1
攪拌スクリュウ16により搬送されている現像剤であ
る。The toner density sensor 20 detects the density of the developer by measuring the magnetic permeability of the developer existing in the magnetic field formed by the toner density sensor 20. By disposing the spacer 30 as described above, the developer does not stay in the magnetic field formed by the toner concentration sensor 20, and the developer existing in the magnetic field is removed by the screw blade of the first stirring screw 16. Only the developer filling the space, that is, the developer filling the space S4 in FIG. This developer is not a stagnant developer,
The developer is being conveyed by the stirring screw 16.
【0045】このような濃度検出部の構成によって、滞
留現像剤によるノイズが除去されて、正確な濃度検出を
することができる。With such a configuration of the density detecting section, noise caused by the staying developer is removed, and accurate density detection can be performed.
【0046】トナー濃度センサ20は現像剤の透磁率を
検出するL検知方式を採用している。L検知方式はキャ
リアが磁性体であることを利用し、現像剤中に磁界を形
成して、現像剤の透磁率を測定することによって現像剤
のトナー濃度を検知するものである。The toner density sensor 20 employs an L detection method for detecting the magnetic permeability of the developer. The L detection method utilizes the fact that the carrier is a magnetic substance, forms a magnetic field in the developer, and detects the toner density of the developer by measuring the magnetic permeability of the developer.
【0047】図6はコイルLを形成したプリント基板の
平面図である。FIG. 6 is a plan view of a printed circuit board on which the coil L is formed.
【0048】[0048]
【実施例】(1)実施例1 プリントコイル型L検出装置の発振回路において使用で
きる市販のコンデンサを選択し、選択したコンデンサに
対してコイル部の抵抗RLの最適値を前記式(2)に従
って計算して、採用しうるものの評価を行った。Embodiment (1) Embodiment 1 A commercially available capacitor that can be used in the oscillation circuit of the printed coil type L detection device is selected, and the optimum value of the resistance RL of the coil portion for the selected capacitor is calculated by the above equation (2). Were evaluated according to the following formula.
【0049】図7は発振回路におけるコイル部の抵抗R
LとコンデンサCの選択に使用される発振回路の回路定
数の温度変化を示すグラフである。FIG. 7 shows the resistance R of the coil portion in the oscillation circuit.
5 is a graph showing a temperature change of a circuit constant of an oscillation circuit used for selecting L and a capacitor C.
【0050】線PH+RH、PH+PH、RH+RH、
CH+CH、CH+PH、CH+RHは各種のコンデン
サを使用した場合の発振回路の周波数特性を示してい
る。CHは温度係数(温度に対するキャパシタンスの変
化)が0±60(ppm/℃)、のコンデンサを、PH
は温度計数が−150±60(ppm/℃)のコンデン
サを、RHは温度係数が−220±60(ppm/℃)
のコンデンサをそれぞれ示す。例えば、PH+RHは図
2の発振回路のコンデンサC1、C2にコンデンサPH
とRHを使用した場合の特性を示している。Lines PH + RH, PH + PH, RH + RH,
CH + CH, CH + PH, and CH + RH indicate frequency characteristics of the oscillation circuit when various types of capacitors are used. CH is a capacitor having a temperature coefficient (change in capacitance with respect to temperature) of 0 ± 60 (ppm / ° C.).
Is a capacitor having a temperature coefficient of -150 ± 60 (ppm / ° C), and RH is a temperature coefficient of -220 ± 60 (ppm / ° C).
Are respectively shown. For example, PH + RH is equal to the capacitor PH in the capacitors C1 and C2 of the oscillation circuit in FIG.
And RH are used.
【0051】図7において、周波数変動が±175Hz
の範囲が許容される温度誤差であり、線mと線nで挟ま
れた領域が許容誤差内の領域である。In FIG. 7, the frequency fluctuation is ± 175 Hz.
Is an allowable temperature error, and an area between the line m and the line n is an area within the allowable error.
【0052】環境温度の上下限での発振回路の抵抗値の
変動範囲内で、周波数変動が許容範囲に入る、という条
件でコンデンサが選択される。図7の例では、PH+P
H及びPH+RHがこの条件に合致したコンデンサとし
て選択される。このようにして、コンデンサPH+RH
に対しては6〜12Ω、コンデンサPH+PHに対して
は4〜11Ωに抵抗RLの抵抗値を設定すれば、目的に
合ったL検出装置を得ることができる。そして、図7に
示した計算例は実験結果と一致することが確認された。The capacitor is selected under the condition that the frequency fluctuation falls within an allowable range within the fluctuation range of the resistance value of the oscillation circuit at the upper and lower limits of the environmental temperature. In the example of FIG. 7, PH + P
H and PH + RH are selected as capacitors meeting this condition. Thus, the capacitor PH + RH
If the resistance value of the resistor RL is set to 6 to 12 Ω for the capacitor PH + PH and 4 to 11 Ω for the capacitor PH + PH, an L detector suitable for the purpose can be obtained. Then, it was confirmed that the calculation example shown in FIG. 7 matches the experimental result.
【0053】なお、図7において、インダクタンスの温
度係数は25.95PPMである。In FIG. 7, the temperature coefficient of the inductance is 25.95 PPM.
【0054】(2)実施例2 コイル部の抵抗RLの抵抗値が7±3Ωの範囲内に収ま
るように、プリントコイルを作成して発振回路を構成
し、できあがった発振回路の発振周波数の温度特性及び
抵抗値を測定した。図8に測定結果を示す。図8のグラ
フにおける縦軸(温度特性)は温度1℃の変化に対する
変動周波数値を示している。なお、発振回路のインダク
タンス、キャパシタンスはそれぞれ約3μH、C1=C
2=1500PFであった。(2) Embodiment 2 An oscillation circuit is formed by creating a printed coil so that the resistance value of the resistance RL of the coil portion falls within the range of 7 ± 3Ω, and the oscillation frequency of the completed oscillation circuit is adjusted. Temperature characteristics and resistance values were measured. FIG. 8 shows the measurement results. The vertical axis (temperature characteristic) in the graph of FIG. 8 indicates a fluctuation frequency value with respect to a change in temperature of 1 ° C. The oscillation circuit has an inductance and a capacitance of about 3 μH, respectively, and C1 = C
2 = 1500 PF.
【0055】図8において、−175Hzの線はこの実
施例における許容しうる発振周波数の温度特性(絶対値
での)の上限である。In FIG. 8, the line at -175 Hz is the upper limit of the temperature characteristic (in absolute value) of the allowable oscillation frequency in this embodiment.
【0056】図から明らかなように、各サンプルの温度
特性はすべて−175℃よりも小さな値であり、目標値
7±3Ω内にある抵抗値に対応する発振周波数の温度特
性が許容範囲内にあり、図示の温度特性を有する発振回
路がトナー濃度検出装置に十分に使えることが証明され
た。As is clear from the figure, the temperature characteristics of each sample are all smaller than -175 ° C., and the temperature characteristics of the oscillation frequency corresponding to the resistance value within the target value of 7 ± 3Ω are within the allowable range. It has been proved that the oscillation circuit having the temperature characteristics shown in the figure can be sufficiently used for the toner concentration detecting device.
【0057】(3)実施例3 実施例2と同様に、コイル部の抵抗RLの抵抗値を7±
3Ωに設定した。インダクタンス、キャパシタンスはそ
れぞれ3μH、Cl=C2=1500PFであった。(3) Embodiment 3 As in Embodiment 2, the resistance value of the resistance R L of the coil portion is set to 7 ±
It was set to 3Ω. The inductance and the capacitance were 3 μH and Cl = C2 = 1500 PF, respectively.
【0058】図9は、作成した発振回路の温度特性(H
z/℃)で見たサンプル数の分布を、図10はトナー濃
度4%の変化に対応した発振周波数の変動値で見たサン
プル数の分布を、図11は発振周波数で見たサンプル数
の分布をそれぞれ示す。FIG. 9 shows the temperature characteristics (H
z / ° C.), FIG. 10 shows the distribution of the number of samples as a variation value of the oscillation frequency corresponding to a change in toner concentration of 4%, and FIG. 11 shows the distribution of the number of samples as seen at the oscillation frequency. Each distribution is shown.
【0059】実施例2と同様に、温度特性の許容値は−
175Hzである。図9から明らかなように、温度特性
の絶対値の最大のものは−140〜−149℃の幅にあ
り、これらは許容範囲内の値であって、図9〜11に示
したサンプルがトナー濃度検出装置に十分に使えること
を示している。As in the second embodiment, the allowable value of the temperature characteristic is −
175 Hz. As is clear from FIG. 9, the largest absolute value of the temperature characteristic is in the range of -140 to -149 ° C., and these are values within the allowable range. The samples shown in FIGS. It shows that it can be used sufficiently for a concentration detector.
【0060】[0060]
【発明の効果】プリントコイル型L検出装置において、
環境温度の変化による発振回路の周波数変動を許容範囲
内に押さえることができる。その結果、一定した性能の
トナー濃度検出装置を製造することが可能になり、小
型、且つ高い検出感度のトナー濃度検出装置が実現され
る。According to the printed coil type L detecting device,
Frequency fluctuation of the oscillation circuit due to a change in environmental temperature can be suppressed within an allowable range. As a result, it is possible to manufacture a toner density detecting device having a constant performance, and a small-sized toner density detecting device having high detection sensitivity is realized.
【図1】従来の表現方法により記載したトナー濃度検出
装置用LC発振回路の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an LC oscillation circuit for a toner concentration detection device described by a conventional expression method.
【図2】本発明において使用される表現方法により記載
したトナー濃度検出装置用LC発振回路の回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram of an LC oscillation circuit for a toner density detection device described by an expression method used in the present invention.
【図3】本発明のトナー濃度検出装置が使用される現像
装置の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a developing device in which the toner concentration detecting device of the present invention is used.
【図4】図3における線A−Aに沿った断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 3;
【図5】図1における線B−Bに沿った断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1;
【図6】図2に示した回路を作成したプリント基板の平
面図である。FIG. 6 is a plan view of a printed circuit board on which the circuit shown in FIG. 2 is created.
【図7】本発明の実施例1にかかるトナー濃度検出装置
における、インダクタンス、キャパシタンス及び抵抗の
温度変化を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing temperature changes of inductance, capacitance, and resistance in the toner concentration detecting device according to the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例2にかかるサンプルの温度特性
上の分布を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a distribution on temperature characteristics of a sample according to Example 2 of the present invention.
【図9】本発明の実施例3にかかるサンプルの温度特性
上の分布を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a distribution on temperature characteristics of a sample according to Example 3 of the present invention.
【図10】本発明の実施例3にかかるサンプルの感度の
分布を示す。FIG. 10 shows a sensitivity distribution of a sample according to Example 3 of the present invention.
【図11】本発明の実施例3にかかるサンプルの発振周
波数の分布を示す。FIG. 11 shows an oscillation frequency distribution of a sample according to the third embodiment of the present invention.
20 トナー濃度センサ L コイル C1,C2 コンデンサ RL コイルの抵抗20 Toner density sensor L coil C1, C2 Capacitor R Resistance of L coil
Claims (4)
トナー濃度を検出するトナー濃度検出装置において、前
記LC発振回路の発振周波数fを下記の式(2) 【数1】 に従って求め、前記LC発振回路のインダクタンスL、
キャパシタンスC及びコイルの抵抗RLを、前記トナー
濃度検出装置の作動温度範囲におけるこれら回路定数の
変化が許容値よりも大きな周波数fの変化をもたらさな
いように設定したことを特徴とするトナー濃度検出装
置。In a toner concentration detecting device for detecting a toner concentration of a developer from an oscillation frequency of an LC oscillation circuit, an oscillation frequency f of the LC oscillation circuit is determined by the following equation (2). And the inductance L of the LC oscillation circuit,
Wherein the capacitance C and the resistance RL of the coil are set such that a change in these circuit constants in the operating temperature range of the toner density detection device does not cause a change in the frequency f larger than an allowable value. apparatus.
たコイルで構成したLC発振回路を検出部材とするトナ
ー濃度検出装置において、 前記コイルの抵抗値を2〜20Ωに設定したことを特徴
とするトナー濃度検出装置。2. A toner density detecting device using an LC oscillation circuit constituted by a coil having an inductance formed by printing as a detecting member, wherein the resistance value of the coil is set to 2 to 20Ω. .
たコイルで構成したLC発振回路を検出部材とするトナ
ー濃度検出装置を製造するに際して、前記コイルの抵抗
値が予め定めた範囲内にあることを確認することを特徴
とするトナー濃度検出装置の製造方法。3. When manufacturing a toner concentration detecting device using an LC oscillation circuit constituted by a coil having an inductance formed by printing as a detecting member, it is necessary to confirm that the resistance value of the coil is within a predetermined range. A method for manufacturing a toner concentration detecting device, comprising:
めた範囲内にあることを確認することを特徴とする請求
項3に記載のトナー濃度検出装置の製造方法。4. The method according to claim 3, wherein the oscillation frequency of the LC oscillation circuit is confirmed to be within a predetermined range.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2584798A JPH11223620A (en) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | Toner concentration detecting device and manufacture of toner concentration detecting device |
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Publications (1)
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1998
- 1998-02-06 JP JP2584798A patent/JPH11223620A/en active Pending
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