JP4802874B2

JP4802874B2 - Toner sensor

Info

Publication number: JP4802874B2
Application number: JP2006160720A
Authority: JP
Inventors: 雄三丸山
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-06-09
Also published as: JP2007328239A

Description

本発明は、例えば、複写機やプリンタなどに搭載されて、トナーの濃度や残量を検出するトナーセンサに関するものである。 The present invention relates to a toner sensor that is mounted on, for example, a copying machine or a printer and detects the density and remaining amount of toner.

複写機やプリンタなど、電子写真技術を利用した画像形成プロセスにおいては、感光体上に形成された静電荷像を現像するために、磁性現像剤、例えば鉄粉やソフトフェライト粉末等の磁性体粒子からなるキャリアと、結着樹脂と着色剤を含む非磁性トナーからなる二成分現像剤、あるいは一成分系の磁性トナーが使用されている。 In image forming processes using electrophotographic technology such as copying machines and printers, magnetic particles such as iron powder and soft ferrite powder are used to develop the electrostatic image formed on the photoreceptor. A two-component developer composed of a non-magnetic toner containing a carrier and a binder resin and a colorant, or a one-component magnetic toner is used.

二成分現像剤は、印字（複写）枚数の増加により、トナーが消費されて、磁性キャリアに対するトナーの重量比率(以下トナー濃度という)が低下すると画像濃度が低下し、一方、トナー濃度が高すぎると、地カブリが増大して、鮮明な画像が得られなくなる。そこで、通常の複写機などにおいては、例えば、現像装置の内部に設けたトナーセンサにより、現像剤中のトナー濃度を検出し、そのトナー濃度に応じた直流電圧をトナー補給手段の駆動回路に入力して、トナー補給手段を駆動することが行われている。 The two-component developer consumes toner due to an increase in the number of printed (copied) sheets, and when the weight ratio of the toner to the magnetic carrier (hereinafter referred to as toner concentration) decreases, the image density decreases, while the toner concentration is too high. Then, the background fog increases and a clear image cannot be obtained. Therefore, in a normal copying machine, for example, the toner concentration in the developer is detected by a toner sensor provided in the developing device, and a DC voltage corresponding to the toner concentration is input to the drive circuit of the toner replenishing means. Then, the toner replenishing means is driven.

トナーセンサとしては、信頼性の点から一般的に、トナー濃度の変化により現像剤の見かけ透磁率が変化することを検出する方式が採用されている。この検出方式としては、差動トランス型のトナーセンサが広く実用化されている。 As a toner sensor, a method of detecting a change in the apparent permeability of the developer due to a change in toner density is generally employed from the viewpoint of reliability. As this detection method, a differential transformer type toner sensor has been widely put into practical use.

この差動トランス型のトナーセンサは、プラスチック等の電気絶縁材料からなるボビンに３つのコイルが巻回された差動トランスを備え、その駆動コイルを交流駆動源で駆動し、かつ、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によりトナー濃度を検出する方式が採用されている。差動トランス型のトナーセンサは、検出能力が高く、さらに、温度特性が良好で環境変化に対し安定した検出が可能になる。また、一成分系の磁性トナーで静電荷像を現像する場合には、トナーの残量により見掛け透磁率が変化するので、差動トランス型のトナーセンサは、一成分系の磁性トナーの残量を検出するためにも使用することができる。 This differential transformer type toner sensor includes a differential transformer in which three coils are wound around a bobbin made of an electrically insulating material such as plastic, and the drive coil is driven by an AC drive source. A system is adopted in which the toner density is detected by the differential output of the combined detection coil and reference coil. The differential transformer type toner sensor has a high detection capability, and also has a good temperature characteristic, and can detect stably against environmental changes. In addition, when developing an electrostatic charge image with a one-component magnetic toner, the apparent permeability changes depending on the remaining amount of toner. Therefore, the differential transformer type toner sensor has a remaining amount of one-component magnetic toner. Can also be used to detect.

従来、トナーセンサの組み立ては、トナーセンサのケースの内部に差動トランスを固定し、次いで、回路基板を装着した後、配線の結線やコネクタ等の半田付けが行なわれている。このとき、ケースへの差動トランスの固定は、差動トランスを構成するコイルボビンの上部を、センサのケースに接着することが一般的に行われている。すなわち、トナーセンサのケースの内部に差動トランスを接着により固定し、次いで、回路基板をケースに装着後、結線することにより組み立てられている。 Conventionally, a toner sensor is assembled by fixing a differential transformer inside a case of the toner sensor and then mounting a circuit board, and then performing wiring connection and soldering of a connector or the like. At this time, the differential transformer is generally fixed to the case by adhering the upper part of a coil bobbin constituting the differential transformer to the case of the sensor. That is, the differential transformer is fixed inside the case of the toner sensor by bonding, and then the circuit board is mounted on the case and then connected.

この接着による固定は、例えば、瞬間接着剤（シアノアクリレート系接着剤など）、あるいは２液混合型接着剤（エポキシ系接着剤等）を接着面に塗布し、コイルボビンとケースを圧接後、未硬化のモノマーを除去するために８０℃以下の温度で加熱することが行われている。このように、接着剤により差動トランスをケースに固定する方法は、その組み立てに手間がかかるという不具合を有している。 Fixing by this bonding is, for example, applying an instantaneous adhesive (cyanoacrylate adhesive, etc.) or a two-component mixed adhesive (epoxy adhesive, etc.) to the adhesive surface, pressing the coil bobbin and the case, and then uncured In order to remove the monomer, heating is performed at a temperature of 80 ° C. or lower. As described above, the method of fixing the differential transformer to the case with the adhesive has a problem that it takes time to assemble.

また、近年において、複写機やプリンタの小型化の要求にともなって、現像装置に装着されるトナーセンサについても、磁性トナーの検出精度を落とさずに、小型化、薄肉化することが強く要求されている。トナーセンサを小型化、薄肉化するためには、トナーセンサの長さ、幅、及び厚み寸法を小さくすることが必要になる。 In recent years, with the demand for miniaturization of copiers and printers, it has been strongly demanded that the toner sensor mounted on the developing device be miniaturized and thinned without degrading the detection accuracy of the magnetic toner. ing. In order to reduce the size and thickness of the toner sensor, it is necessary to reduce the length, width, and thickness of the toner sensor.

上記した従来のトナーセンサが抱えている課題を解決するために、本出願人は、下記特許文献１に記載の発明を提案した。 In order to solve the problems of the conventional toner sensor described above, the present applicant has proposed the invention described in Patent Document 1 below.

特開２００６−１０６００９号公報（第５頁〜第７頁、図１、図４）Japanese Patent Laying-Open No. 2006-106010 (pages 5 to 7, FIGS. 1 and 4)

特許文献１には、コイルボビンの台座部に設けた突起を配線基板に設けた穴に嵌着することにより差動トランスを配線基板に面実装すること、及び、ケースに設けた突起の先端を配線基板に設けた貫通穴に挿入し、配線基板を貫通して突出した突起部分を加熱してリベット状に形成することにより、トナーセンサのケースに配線基板を固定するトナーセンサの組立方法が記載されている。 In Patent Document 1, a differential transformer is surface-mounted on a wiring board by fitting a protrusion provided on a base portion of a coil bobbin into a hole provided in the wiring board, and a tip of the protrusion provided on the case is wired. A method for assembling a toner sensor for fixing a wiring board to a case of the toner sensor by inserting into a through hole provided in the board and heating a protruding portion protruding through the wiring board to form a rivet is described. ing.

上記特許文献１に記載の発明は、コイルボビンを有する差動トランスを配線基板に面実装し、さらに、樹脂製のケースに設けた突起の先端を配線基板に設けた貫通穴に挿入し、配線基板を貫通して突出したこの突起部分を加熱してリベット状に形成することにより、差動トランスを実装した配線基板を、ケースに固定するようにした組立方法である。すなわち、特許文献１に記載されているトナーセンサは、差動トランスを配線基板に固定する構成としたトナーセンサである。 In the invention described in Patent Document 1, a differential transformer having a coil bobbin is surface-mounted on a wiring board, and a tip of a protrusion provided on a resin case is inserted into a through hole provided on the wiring board. This is a method of assembling such that the wiring board mounted with the differential transformer is fixed to the case by heating the protruding portion protruding through the wire and forming it into a rivet shape. That is, the toner sensor described in Patent Document 1 is a toner sensor configured to fix a differential transformer to a wiring board.

特許文献１に記載の組立方法により組み立てられたトナーセンサは、配線基板に差動トランスが面実装されるために、トナーセンサの検出面に対する差動トランスの取り付け位置の精度が向上するという利点を有しているが、下記の不具合を備えている。 The toner sensor assembled by the assembly method described in Patent Document 1 has the advantage that the accuracy of the mounting position of the differential transformer with respect to the detection surface of the toner sensor is improved because the differential transformer is surface-mounted on the wiring board. Has the following problems.

すなわち、配線基板をケースに固定するために、配線基板の貫通穴から突出する突起を、加熱したコテを配線基板方向に押圧しながら、この突起を溶融して配線基板に圧着させる必要がある。このとき、コテの押圧力が大き過ぎると、てこの原理でトナーセンサの検出面に歪が生じる可能性がある。また、ケースに設けた突起の加熱圧着により、配線基板やケース等に残留応力が生じる。この残留応力は、時間経過と共に検出面に歪による凹凸を発生させる原因になる。トナーセンサの検出面に凹凸が発生する。検出面に凹凸が発生すると、凹部においてはトナーとの間にギャップが発生し、凸部においてはトナーと点接触になるので、トナーセンサとしての検出精度が低下することになる。 That is, in order to fix the wiring board to the case, it is necessary to melt and press the protrusion protruding from the through hole of the wiring board to the wiring board while pressing the heated iron toward the wiring board. At this time, if the pressing force of the iron is too large, the detection surface of the toner sensor may be distorted by the lever principle. Further, residual stress is generated in the wiring board, the case, and the like due to the thermocompression bonding of the protrusions provided on the case. This residual stress causes unevenness due to strain on the detection surface over time. Unevenness occurs on the detection surface of the toner sensor. When unevenness occurs on the detection surface, a gap is generated between the concave portion and the toner, and the convex portion is in point contact with the toner, so that the detection accuracy as a toner sensor is lowered.

そこで、本発明の目的は、検出精度を維持しながら、小型化、薄肉化、および組立作業を容易化することができるトナーセンサを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a toner sensor capable of facilitating downsizing, thinning, and assembly operations while maintaining detection accuracy.

本発明は、コイルボビンにコイルを巻回した差動トランスと、前記差動トランスから出力された信号に基づいて制御信号を出力する信号処理回路を有する回路基板と、前記差動トランスを収容する検出ヘッド部と前記回路基板を収容するベース部を有する熱可塑性樹脂からなるケースを備えたトナーセンサにおいて、
前記ケースのベース部は、
前記検出ヘッド部に前記差動トランスの前記コイルボビンを収容したときに、前記コイルボビンのフランジ部に配設した切欠き部に嵌合して該切欠き部から突出するボビン用ボスピンと、
前記ベース部に前記回路基板を収容したときに、前記回路基板の端部に配設した切欠き部に嵌合して該切欠き部から突出する基板用ボスピンを、備え
前記フランジ部の切欠き部から突出する前記ボビン用ボスピンと、前記回路基板の切欠き部から突出する前記基板用ボスピンは、加熱押圧により形成された圧着係止部をなし、
前記差動トランスと前記回路基板は、前記圧着係止部により前記ケースに固定されているトナーセンサである。 The present invention provides a differential transformer in which a coil is wound around a coil bobbin, a circuit board having a signal processing circuit that outputs a control signal based on a signal output from the differential transformer, and a detection that houses the differential transformer In a toner sensor including a case made of a thermoplastic resin having a head portion and a base portion that accommodates the circuit board,
The base of the case is
When the coil bobbin of the differential transformer is accommodated in the detection head portion, a bobbin bospin that fits into a notch portion disposed on the flange portion of the coil bobbin and protrudes from the notch portion, and
When the circuit board is accommodated in the base portion, a board boss pin that fits into a notch portion disposed at an end portion of the circuit board and protrudes from the notch portion is provided. The bobbin bospin protruding from the portion and the substrate bospin protruding from the notch portion of the circuit board form a crimp locking portion formed by heating and pressing,
The differential transformer and the circuit board are toner sensors that are fixed to the case by the crimping engagement portion.

さらに、本発明は、前記基板用ボスピンの径は、前記ボビン用ボスピンの径より大きくされているトナーセンサである。 Furthermore, the present invention is the toner sensor, wherein the diameter of the substrate bospin is larger than the diameter of the bobbin bospin.

さらに、本発明は、前記回路基板は平面視で長方形状をなし、前記切欠き部は、前記回路基板の端部、または角部に配設されているトナーセンサである。 Furthermore, the present invention is the toner sensor in which the circuit board has a rectangular shape in plan view, and the notch is disposed at an end or corner of the circuit board.

本発明のトナーセンサは、次のような効果を有している。 The toner sensor of the present invention has the following effects.

（１）トナーセンサのケースに、差動トランスと回路基板とをそれぞれ別個に固定しているので、トナーセンサの組み立て時にケースや回路基板等に発生する応力により、差動トランスを収納する検出ヘッド部の検出面が歪むことを防止できる。これにより、誤検出がなく、安定した高い検出精度を有するトナーセンサを提供することができる。 (1) Since the differential transformer and the circuit board are separately fixed to the case of the toner sensor, the detection head that houses the differential transformer due to the stress generated in the case, the circuit board, etc. when the toner sensor is assembled. It is possible to prevent the detection surface of the part from being distorted. Accordingly, it is possible to provide a toner sensor having no erroneous detection and having a stable and high detection accuracy.

（２）ケースのベース部から突出するボビン用ボスピンと基板用ボスピンを、それぞれ差動トランスと回路基板に配設した切欠き部に嵌合し、さらに、これら切欠き部から上方に突出するボビン用ボスピンと基板用ボスピンの先端部は、加熱押圧により形成した圧着係止部としている。すなわち、本発明のトナーセンサは、ボビン用ボスピンと基板用ボスピン、および、これらボスピンの上端部に形成された圧着係止部により、差動トランスと回路基板とをそれぞれ別個にケースに強固に固定する構成にしている。これにより、本発明のトナーセンサは、接着剤を使用することなく、差動トランスと回路基板とをケースに固定することができるので、組立工数を著しく削減することができる。 (2) The bobbin bospin and the substrate bospin protruding from the base portion of the case are fitted into the notches provided in the differential transformer and the circuit board, respectively, and the bobbin protruding upward from these notches The tip portions of the boss pin for the substrate and the boss pin for the substrate serve as a crimp locking portion formed by heating and pressing. In other words, the toner sensor of the present invention firmly fixes the differential transformer and the circuit board to the case separately by the bobbin bospin, the substrate bospin, and the crimping locking portion formed at the upper end of the bospin. It is configured to do. As a result, the toner sensor of the present invention can fix the differential transformer and the circuit board to the case without using an adhesive, so that the number of assembly steps can be significantly reduced.

（３）回路基板に配設した切欠き部は、回路基板の端部、角部、あるいは端部と角部に形成している。これにより、回路基板の長さ及び幅方向の寸法を少しでも少なくすることが可能になるので、トナーセンサの小型化に貢献することが可能になる。 (3) The notch portion disposed on the circuit board is formed at an end portion, a corner portion, or an end portion and a corner portion of the circuit board. This makes it possible to reduce the length and width of the circuit board as much as possible, thereby contributing to the downsizing of the toner sensor.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の実施の形態に係わるトナーセンサの平面図、図２はトナーセンサを構成するケースの平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４はコイルボビンの平面図、図５は図４をＢ方向からみた矢視図、図６はコンデンサ、ＩＣ等の部品を搭載していないときの回路基板の平面図、図７はケースに差動トランスと回路基板を固定したときのトナーセンサの斜視図である。なお、図７にては回路基板に搭載される電子部品等は図示していない。 1 is a plan view of a toner sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a case constituting the toner sensor, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. 5 is an arrow view of FIG. 4 when viewed from the B direction, FIG. 6 is a plan view of the circuit board when components such as a capacitor and an IC are not mounted, and FIG. 7 is a case where the differential transformer and the circuit board are fixed to the case. FIG. In FIG. 7, electronic components and the like mounted on the circuit board are not shown.

図1に示すように、トナーセンサ１は、略直方体状のケース２と、その内部に収容された、現像剤中のトナー濃度を検出する差動トランス３と、その検出信号を処理して外部に制御信号を出力する信号処理回路を搭載する回路基板４と、入力端子及び出力端子を含む複数の端子５ａを有するコネクタ５を備えている。コネクタ５は、トナーセンサ１で検出した信号を複写機等の制御装置への送信、及びトナーセンサ１に電源を供給するケーブル線の中継用コネクタとなる。従って、トナーセンサ１を複写機等に組み込んだときには、コネクタ５にこれらケーブル線を接続した他のコネクタ（図示せず）が接続されることになる。 As shown in FIG. 1, the toner sensor 1 includes a substantially rectangular parallelepiped case 2, a differential transformer 3 for detecting the toner concentration in the developer contained in the case 2, and a detection signal for processing the external signal. A circuit board 4 on which a signal processing circuit for outputting a control signal is mounted, and a connector 5 having a plurality of terminals 5a including an input terminal and an output terminal. The connector 5 serves as a cable line relay connector for transmitting a signal detected by the toner sensor 1 to a control device such as a copying machine and supplying power to the toner sensor 1. Therefore, when the toner sensor 1 is incorporated in a copying machine or the like, another connector (not shown) to which these cable wires are connected is connected to the connector 5.

トナーセンサ１の各部の詳細を図２〜６に基づいて説明する。図２に示すように、ケース２の形状は平面視で、例えば、長さＬが６５ｍｍ、幅Ｗが１０ｍｍの略長方形をなしている。ケース２の底部となるベース部２１は、平板状をなしその一方の表面２１ａには、表面２１ａの縁部から平面視でコ字形に立設するフレーム部２２を設けている。また、図３に示すように、ベース部２１の他方の表面２１ｂには、表面２１ｂから突出する検出ヘッド部２３を設けている。ケース２の材質は、硬質の熱可塑性樹脂、例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリルニトリル／ブタジェン／スチレン樹脂）を使用することができる。 Details of each part of the toner sensor 1 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the shape of the case 2 is a substantially rectangular shape having a length L of 65 mm and a width W of 10 mm in plan view. The base portion 21 which is the bottom portion of the case 2 has a flat plate shape, and a frame portion 22 which is erected in a U shape in plan view from the edge of the surface 21a is provided on one surface 21a. Further, as shown in FIG. 3, a detection head portion 23 protruding from the surface 21 b is provided on the other surface 21 b of the base portion 21. As a material of the case 2, a hard thermoplastic resin, for example, an ABS resin (acrylonitrile / butadiene / styrene resin) can be used.

ベース部２１の表面２１ａには、この表面２１ａから突出するボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂと、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを設けている。ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂは、ケース２と一体に形成されたピン状の部材であって、ケース２の検出ヘッド部２３に挿入した差動トランス３を固定するために使用するものである。これら２個のボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂは、ベース部２１（表面２１ｂ）から円筒状に突出するように形成した検出ヘッド部２３の縁部に沿うように、表面２１ａ上に設けている。 On the surface 21a of the base portion 21, bobbin bospins 24a and 24b protruding from the surface 21a and substrate bospins 25a, 25b, 25c and 25d are provided. The bobbin bospins 24 a and 24 b are pin-shaped members formed integrally with the case 2, and are used to fix the differential transformer 3 inserted into the detection head portion 23 of the case 2. These two bobbin bospins 24a and 24b are provided on the surface 21a so as to be along the edge of the detection head portion 23 formed so as to protrude cylindrically from the base portion 21 (surface 21b).

基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、ケース２と一体に形成された部材であって、ケース２のベース部２１の表面２１ａとフレーム部２２とが形成する凹部に収容した回路基板４を固定するために使用するものである。本発明において、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの径（直径）ｂは、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの直径ａより大きくしている。この理由は、下記の通りである。 The board boss pins 25a, 25b, 25c, and 25d are members formed integrally with the case 2, and the circuit board 4 accommodated in the recess formed by the surface 21a of the base portion 21 and the frame portion 22 of the case 2 is provided. It is used for fixing. In the present invention, the diameter (diameter) b of the substrate bospins 25a, 25b, 25c, and 25d is larger than the diameter a of the bobbin bospins 24a and 24b. The reason for this is as follows.

すなわち、回路基板４の一方の端部に装着されているコネクタ５には、前記したように他のコネクタが接続される。従って、このコネクタを接続するときに、回路基板４には長手方向に押圧力が負荷される。この押圧力は、回路基板４をケース２に固定する基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに作用する。従って、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの直径ｂは、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの直径ａより大きくして、この押圧力に耐えられるようにする必要があるからである。なお、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの直径ａは、０．４〜０．８ｍｍ、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの直径ｂは、０．９〜１．２ｍｍ程度に設定するとよい。また、コネクタ５側に設ける基板用ボスピン２５ｃ、２５ｄの直径を、検出ヘッド部２３側に設ける基板用ボスピン２５ａ、２５ｂの直径より大きくしてもよい。 That is, another connector is connected to the connector 5 attached to one end of the circuit board 4 as described above. Therefore, when this connector is connected, a pressing force is applied to the circuit board 4 in the longitudinal direction. This pressing force acts on the substrate boss pins 25a, 25b, 25c, and 25d that fix the circuit board 4 to the case 2. Therefore, the diameter b of the substrate bospins 25a, 25b, 25c and 25d needs to be larger than the diameter a of the bobbin bospins 24a and 24b so as to be able to withstand this pressing force. The diameter a of the bobbin bospins 24a and 24b may be set to 0.4 to 0.8 mm, and the diameter b of the substrate bospins 25a, 25b, 25c and 25d may be set to about 0.9 to 1.2 mm. Further, the diameters of the substrate boss pins 25c, 25d provided on the connector 5 side may be larger than the diameters of the substrate boss pins 25a, 25b provided on the detection head portion 23 side.

ケース２の長手方向の一端部近傍には、取付穴２６を設けている。取付穴２６は、複写機等に配置されている現像装置のケース等に、トナーセンサ１を固着するための取付用の穴である。なお、フレーム部２２の各長辺には、ケース２をカバー（図示せず）で密閉するために、カバーに設けた爪を案内するためのテーパ形状面を有するガイド面（図示せず）を形成してもよい。 A mounting hole 26 is provided in the vicinity of one end of the case 2 in the longitudinal direction. The mounting hole 26 is a mounting hole for fixing the toner sensor 1 to a case or the like of a developing device arranged in a copying machine or the like. Each long side of the frame portion 22 has a guide surface (not shown) having a tapered surface for guiding a claw provided on the cover in order to seal the case 2 with a cover (not shown). It may be formed.

上記したように、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂは検出ヘッド部２３の空間部に収容（挿入）した差動トランス３を固定するために、さらに、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、ベース部２１に収容した回路基板４を固定するために使用する部材である。従って、トナーセンサ１を組み立てるときに、これらボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂ、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが変形（倒れる）、または折損するのを防止する必要がある。このため、ケース２はＡＢＳ樹脂等からなる硬質の熱可塑性樹脂を使用し、例えば、射出成形により、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂ、及び基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、ベース部２１から突出するようにケース２と一体に成形する。 As described above, the bobbin bospins 24a and 24b are used to fix the differential transformer 3 accommodated (inserted) in the space of the detection head unit 23. Further, the substrate bospins 25a, 25b, 25c and 25d It is a member used for fixing the circuit board 4 accommodated in the part 21. Therefore, when the toner sensor 1 is assembled, it is necessary to prevent the bobbin bospins 24a and 24b and the substrate bospins 25a, 25b, 25c and 25d from being deformed (fallen) or broken. For this reason, the case 2 uses a hard thermoplastic resin made of ABS resin or the like. For example, the bobbin boss pins 24a and 24b and the substrate boss pins 25a, 25b, 25c, and 25d are separated from the base portion 21 by injection molding. It is molded integrally with the case 2 so as to protrude.

なお、ケース２として使用する硬質の熱可塑性樹脂は、引張弾性率が１０³〜１０⁴ＭＰａの範囲にあり、例えば、引張弾性率が１．８６×１０³〜２．７６×１０³ＭＰａの範囲にあるＡＢＳ樹脂を使用することが望ましい。 The hard thermoplastic resin used as the case 2 has a tensile modulus in the range of 10 ³ to 10 ⁴ MPa, for example, a tensile modulus of 1.86 × 10 ^{3 to} 2.76 × 10 ³ MPa. It is desirable to use a range of ABS resin.

差動トランス３は、図４及び図５に示すように、全体が絶縁性（１０¹⁵Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗）を有する熱可塑性樹脂、例えば、ＰＰＳ等のエンジニアリングプラスチックからなる円筒状のコイルボビン３１と、コイルボビン３１に巻回されたコイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃを有する。 As shown in FIGS. 4 and 5, the differential transformer 3 has a cylindrical shape made entirely of an insulating resin (volume resistivity of 10 ¹⁵ Ω · cm or more), for example, an engineering plastic such as PPS. A coil bobbin 31 and coils 31a, 31b and 31c wound around the coil bobbin 31 are provided.

コイルボビン３１は、中空円板状のフランジ部３２ａ、３２ｂ、３２ｃと矩形状のフランジ部３２ｄとで３つの空間に仕切られている。各空間に回巻されたコイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、発振回路に接続された駆動コイルＬ１と、駆動コイルＬ１に結合されトナー濃度に応じて出力電圧が変化する検知コイルＬ２と、駆動コイルＬ１に結合されトナー濃度に応じて出力電圧が変化しない基準コイルＬ３を構成する。なお、検知コイルＬ２と基準コイルＬ３は、出力電圧が相互に打消し合う方向に巻回されている。 The coil bobbin 31 is partitioned into three spaces by hollow disc-shaped flange portions 32a, 32b, 32c and a rectangular flange portion 32d. Coils 31a, 31b, and 31c wound in each space include a drive coil L1 connected to the oscillation circuit, a detection coil L2 that is coupled to the drive coil L1 and changes its output voltage according to the toner concentration, and the drive coil L1. And a reference coil L3 in which the output voltage does not change according to the toner density. The detection coil L2 and the reference coil L3 are wound in a direction in which output voltages cancel each other.

また、各コイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃの巻き始めと巻き終わりは、フランジ部３２ｄに設けた２つの案内溝３３ａ、３３ｂから引出されて、５つのガイド３５を通って各ガイドに設けられた端子３６に結線されている。コイルボビン３１の一端部に設けたフランジ部３２ｄには、長孔状の切欠き（切欠け）部３４ａ、３４ｂが形成され、その幅ｃ（図４参照）はボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの直径ａ（図３参照）よりも大なる寸法を有する。切欠き部３４ａ、３４ｂは、トナーセンサ１を組み立てるときに、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂをそれぞれ嵌合させる切込みになる。なお、コイルボビン３１の内部には、差動出力を調整するために、ソフトフェライトなどの高透磁率材料からなるネジコア３７（図１参照）がねじ込まれている。 In addition, the winding start and the winding end of each coil 31a, 31b, 31c are drawn out from the two guide grooves 33a, 33b provided in the flange portion 32d and passed through the five guides 35 to the terminals 36 provided in the respective guides. It is connected to. The flange portion 32d provided at one end of the coil bobbin 31 is formed with long hole-like notches (notches) 34a and 34b, and the width c (see FIG. 4) is the diameter a of the bobbin bospins 24a and 24b. (See FIG. 3). The notches 34a and 34b are cuts into which the bobbin bospins 24a and 24b are fitted when the toner sensor 1 is assembled. A screw core 37 (see FIG. 1) made of a high permeability material such as soft ferrite is screwed into the coil bobbin 31 in order to adjust the differential output.

上記ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂは、細長いピン状部材であり、補強のためにネック部に厚肉部２７ａ、２７ｂが表面２１ａから突出するように形成されている（図２及び図３参照）。このボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂは、その直径ａと高さｈを、例えば、次のような寸法に設定することが好ましい。なお、以下の説明では、図３に示すように、ボビン用ボス２４ａ、２４ｂの直径をａ、ベース部２１の表面２１ａからの高さをｈ、コイルボビン３１の厚さをｔ０（図５参照）、トナーセンサ１を組み立てる前におけるボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂがフランジ部３２ｄの切欠き部３４ａ、３４ｂの上面から突出する高さをｈ１、検出ヘッド部２３の底面（検出面）からフレーム２２の上面までの高さをｈ０とする。 The bobbin bospins 24a and 24b are elongated pin-like members, and are formed so that thick portions 27a and 27b protrude from the surface 21a at the neck portion for reinforcement (see FIGS. 2 and 3). The bobbin bospins 24a and 24b preferably have the diameter a and the height h set to the following dimensions, for example. In the following description, as shown in FIG. 3, the diameter of the bobbin bosses 24a, 24b is a, the height from the surface 21a of the base portion 21 is h, and the thickness of the coil bobbin 31 is t0 (see FIG. 5). The height at which the bobbin bospins 24a and 24b protrude from the upper surfaces of the notches 34a and 34b of the flange portion 32d before the toner sensor 1 is assembled is h1, and the upper surface of the frame 22 from the bottom surface (detection surface) of the detection head portion 23. The height until is h0.

なお、本発明のトナーセンサ１の組立方法については後記するが、組み立て前におけるボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂがフランジ部３２ｄの切欠き部３４ａ、３４ｂの上面から突出する先端部分は、組み立て時において、加熱しながら押圧して圧着係止部２８ａ、２８ｂ（図１、図７参照）を形成する。この圧着係止部２８ａ、２８ｂにより、差動トランス３はケース２に固定される。 Although the assembly method of the toner sensor 1 of the present invention will be described later, the tip portions where the bobbin bospins 24a and 24b before the assembly protrude from the upper surfaces of the notches 34a and 34b of the flange portion 32d are as follows. The pressure-bonding locking portions 28a and 28b (see FIGS. 1 and 7) are formed by pressing while heating. The differential transformer 3 is fixed to the case 2 by the crimping engagement portions 28a and 28b.

すなわち、ボビン用ボスピンの直径ａは０．４ｍｍ未満であると、トナーセンサ１の組み立て時においてコイルボビン３１を検出ヘッド部２３内に挿入するときに、強度不足により変形又は折損し易くなる。一方、直径ａが０．８ｍｍを越えると、その先端部を加熱しながら押圧し、その溶融部分をフランジ部４２ｄの上面に圧着して形成した圧着係止部２８ａ、２８ｂが、フレーム２２の端面から大きくはみ出し、ケース２にカバーを装着できなくなる。従って、ボビン用ボス部の直径ａは、０．４〜０．８ｍｍの範囲がよい。また、検出ヘッド２３の高さｈ０は、コイルボビン３１の厚さｔ０（図５参照）よりもやや大きくすることが好ましく、具体的には両者間の段差が、例えば、０．０５〜０．２ｍｍの範囲になるように設定すればよい。 That is, when the diameter a of the bobbin bospin is less than 0.4 mm, the coil bobbin 31 is easily deformed or broken due to insufficient strength when the coil bobbin 31 is inserted into the detection head portion 23 when the toner sensor 1 is assembled. On the other hand, when the diameter a exceeds 0.8 mm, the tip end portion is pressed while being heated, and the melted portion is crimped to the upper surface of the flange portion 42d. The cover protrudes greatly from the case 2 and the cover cannot be attached to the case 2. Accordingly, the diameter a of the bobbin boss portion is preferably in the range of 0.4 to 0.8 mm. Further, the height h0 of the detection head 23 is preferably slightly larger than the thickness t0 (see FIG. 5) of the coil bobbin 31, and specifically, the step between the two is, for example, 0.05 to 0.2 mm. What is necessary is just to set so that it may become the range.

さらに、トナーセンサ１の組み立て前において、フランジ部３２ｄの切込み３４ａ、３４ｂに嵌合したボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの先端部が、切込み３４ａ、３４ｂの上面からから突出する高さｈ１は、２ａ＜ｈ１＜４ａとなるように設定することが好ましい。この理由は、ｈ１が４ａ以上になると、トナーセンサ１の組み立て時にボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの先端部を加熱押圧すると、溶融したボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの圧着係止部２８ａ、２８ｂがフレーム部２２の端面からはみ出し易くなり、不都合である。また、ｈ１が２ａ以下では、溶融したボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの圧着係止部２８ａ、２８ｂとコイルボビン３１のフランジ部３２ｄとの接触面積が小さくなるので、差動トランス３に対する固定強度が不足し、これも不都合になるからである。 Further, before assembling the toner sensor 1, the height h1 at which the tip ends of the bobbin bospins 24a and 24b fitted into the notches 34a and 34b of the flange portion 32d protrude from the upper surfaces of the notches 34a and 34b is 2a < It is preferable to set so that h1 <4a. The reason for this is that when h1 is 4a or more, when the tip portions of the bobbin bospins 24a and 24b are heated and pressed at the time of assembling the toner sensor 1, the pressure-bonding locking portions 28a and 28b of the melted bobbin bospins 24a and 24b This is inconvenient because it tends to protrude from the end face of 22. Further, when h1 is 2a or less, the contact area between the crimping locking portions 28a, 28b of the melted bobbin bospins 24a, 24b and the flange portion 32d of the coil bobbin 31 is small, so that the fixing strength to the differential transformer 3 is insufficient. This is also inconvenient.

図１または図６に示すように、回路基板４は平面視で略長方形状をなしている。回路基板４は、パターン化された配線を有する基板に、発振回路、検出回路、増幅回路、位相比較回路に必要なコンデンサ、抵抗、デジタルＩＣチップ等がハンダ付けされている。また、回路基板４の短辺側の一端部近傍には、差動トランス３のフランジ部３２ｄに設けた各端子３６とハンダ付けするための接続部４１ａ（図１参照）が配置されている。さらに、短辺側の他の端部近傍には、コネクタ５の端子５ａとハンダ付けするための接続部４１ｂが配置されている。 As shown in FIG. 1 or FIG. 6, the circuit board 4 has a substantially rectangular shape in plan view. The circuit board 4 is soldered with a capacitor, a resistor, a digital IC chip, and the like necessary for an oscillation circuit, a detection circuit, an amplification circuit, and a phase comparison circuit on a board having a patterned wiring. Further, in the vicinity of one end portion on the short side of the circuit board 4, a connection portion 41a (see FIG. 1) for soldering with each terminal 36 provided on the flange portion 32d of the differential transformer 3 is disposed. Further, a connecting portion 41b for soldering to the terminal 5a of the connector 5 is disposed in the vicinity of the other end on the short side.

回路基板４の長手方向の端部には、図６に示すように、複数個の切欠き（切欠け）部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄを設けている。図６に示す例においては、回路基板４の長手方向の一端部における端面から長孔状（または半円状）の切欠き部４２ａ、４２ｂを設け、同じく長手方向の他端部の角部に円弧状の切欠き部４２ｃ、４２ｄを設けた例を示している。 As shown in FIG. 6, a plurality of notch (notch) portions 42a, 42b, 42c, and 42d are provided at the longitudinal ends of the circuit board 4. In the example shown in FIG. 6, long hole (or semicircular) notches 42 a and 42 b are provided from one end face in the longitudinal direction of the circuit board 4, and at the corner of the other end in the longitudinal direction. The example which provided the circular-arc-shaped notch parts 42c and 42d is shown.

これら切欠き部のうち、切欠き部４２ａ、４２ｂは、トナーセンサ１を組み立てるときに、ベース部２１から突出する基板用ボスピン２５ａと２５ｂを嵌合させると共に、この嵌合した基板用ボスピン２５ａと２５ｂが回路基板４の上面から高さｈ２（図示せず）ほど突出させるための切込みになる。なお、切欠き部４２ａに基板用ボスピン２５ａが嵌合し、切欠き部４２ｂに基板用ボスピン２５ｂが嵌合する。このため、切欠き部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４３ｄの幅ｄは、基板用ボスピン部２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの直径ｂより大きくする。例えば、幅ｄは１．０〜１．４ｍｍ程度にする。 Of these notches, the notches 42a and 42b fit the board bospins 25a and 25b protruding from the base part 21 when the toner sensor 1 is assembled. 25b is a cut for projecting from the upper surface of the circuit board 4 by a height h2 (not shown). The board bospin 25a is fitted into the notch 42a, and the board bospin 25b is fitted into the notch 42b. For this reason, the width d of the notches 42a, 42b, 42c, 43d is made larger than the diameter b of the substrate boss pins 25a, 25b, 25c, 25d. For example, the width d is about 1.0 to 1.4 mm.

同様に、回路基板４の長手方向の他端部であってその角部に設けた円弧状の切欠き部４２ｃ、４２ｄは、トナーセンサ１を組み立てるときに、ベース部２１から突出する基板用ボスピン２５ｃ、２５ｄを嵌合させると共に、この嵌合した基板用ボスピン２５ｃと２５ｄが回路基板４の上面から高さｈ２ほど突出させるための切込みになる。なお、切欠き部４２ｃに基板用ボスピン２５ｃが嵌合し、切欠き部４２ｄに基板用ボスピン２５ｄが嵌合する。 Similarly, arc-shaped notches 42c and 42d provided at the other end in the longitudinal direction of the circuit board 4 at the corners thereof are board bospins that protrude from the base 21 when the toner sensor 1 is assembled. 25c and 25d are fitted, and the board bospins 25c and 25d thus fitted serve as cuts for projecting from the upper surface of the circuit board 4 by a height h2. The board bospin 25c is fitted into the notch 42c, and the board bospin 25d is fitted into the notch 42d.

基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが、それぞれ切欠き部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄに嵌合して、回路基板４の上面から突出する部分は、組立て時において、加熱しながら押圧して圧着係止部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ（図１、図７参照）を形成する。この圧着係止部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄにより、回路基板４はケース２に固定されることになる。 The board bospins 25a, 25b, 25c, and 25d are fitted into the notches 42a, 42b, 42c, and 42d, respectively, and the portions protruding from the upper surface of the circuit board 4 are heated and pressed during assembly. Crimp locking portions 29a, 29b, 29c, and 29d (see FIGS. 1 and 7) are formed. The circuit board 4 is fixed to the case 2 by the crimping engagement portions 29a, 29b, 29c, and 29d.

トナーセンサ１の組み立て前において、上記した基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを切欠き部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄに嵌合したときに、回路基板４の上面から突出する高さｈ２は、２ｂ＜ｈ２＜４ｂとなるように設定することが好ましい。なお、ｂは、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの直径を示す。 Before assembling the toner sensor 1, when the above-described board boss pins 25a, 25b, 25c, and 25d are fitted into the notches 42a, 42b, 42c, and 42d, the height h2 that protrudes from the upper surface of the circuit board 4 is It is preferable to set so that 2b <h2 <4b. In addition, b shows the diameter of the bospin 25a, 25b, 25c, 25d for board | substrates.

ｈ２とｂの寸法関係を、上記のように２ｂ＜ｈ２＜４ｂの範囲に設定する理由は、次の通りである。ｈ２が４ｂ以上になると、トナーセンサ１の組み立て時に基板用ボスピン２５ａ等の先端部を加熱押圧すると、溶融により形成された圧着係止部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄが回路基板４上からフレーム部２２の端面方向にはみ出し易くなり、不都合である。また、ｈ２が２ｂ以下では、溶融により形成された圧着係止部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄと回路基板４との接触面積が小さくなるので、回路基板４に対する固定強度が不足し、これも不都合になるからである。 The reason why the dimensional relationship between h2 and b is set in the range of 2b <h2 <4b as described above is as follows. When h2 is 4b or more, when the tip of the board bospin 25a or the like is heated and pressed during assembly of the toner sensor 1, the crimping engagement parts 29a, 29b, 29c, and 29d formed by melting form the frame part from above the circuit board 4. This is inconvenient because it tends to protrude in the direction of the end face of 22. In addition, when h2 is 2b or less, the contact area between the crimp locking portions 29a, 29b, 29c, 29d formed by melting and the circuit board 4 becomes small, and the fixing strength to the circuit board 4 is insufficient, which is also inconvenient. Because it becomes.

本発明において、回路基板４に設ける切欠き部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは、図６に示すように、回路基板４の端部、あるいは角部に設けている。通常、回路基板の端部から０．５ｍｍ程度以内の領域には、コンデンサ、抵抗、ＩＣ等の電子部品を搭載しないようにしている。従って、回路基板４の端部、あるいは角部に切欠き部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄを設けるようにすると、回路基板の端部から離れた位置に基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを嵌合させる貫通穴を設ける手段と比較して、電子部品の実装密度をより向上させることができるので、長方形状の回路基板４の長さ、及び幅寸法をより小さくすることができるという効果が生じる。 In the present invention, the notches 42a, 42b, 42c, and 42d provided on the circuit board 4 are provided at the ends or corners of the circuit board 4 as shown in FIG. Normally, electronic parts such as capacitors, resistors, and ICs are not mounted in an area within about 0.5 mm from the edge of the circuit board. Therefore, when the notches 42a, 42b, 42c, and 42d are provided at the ends or corners of the circuit board 4, the board boss pins 25a, 25b, 25c, and 25d are provided at positions away from the ends of the circuit board. Since the mounting density of the electronic components can be further improved as compared with the means for providing the through holes to be fitted, there is an effect that the length and the width dimension of the rectangular circuit board 4 can be further reduced. Arise.

続いて、本発明のトナーセンサ１について、その組み立ての手順について説明する。トナーセンサ１の組み立ては、トナーセンサ１を構成する部品であるケース２、差動トランス３、回路基板４、コネクタ５等を準備した後、例えば、次の手順１〜手順７により組み立てることができる。 Next, the assembly procedure of the toner sensor 1 of the present invention will be described. The toner sensor 1 can be assembled by preparing the case 2, the differential transformer 3, the circuit board 4, the connector 5, and the like which are components constituting the toner sensor 1, and then, for example, by following the procedure 1 to the procedure 7. .

（手順１）
まず、ケース２の検出ヘッド部２３内に差動トランス３を挿入する。このとき、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂは、各々、コイルボビン３１のフランジ部３２ｄに設けられた切欠き部３４ａ、３４ｂ内に嵌合し、さらに、その先端部がフランジ部３２ｄの上面から突出させる。 (Procedure 1)
First, the differential transformer 3 is inserted into the detection head portion 23 of the case 2. At this time, the bobbin bospins 24a and 24b are fitted into the notches 34a and 34b provided in the flange portion 32d of the coil bobbin 31, respectively, and the tip portions thereof are projected from the upper surface of the flange portion 32d.

（手順２）
次に、コイルボビン３１のフランジ部３２ｄの切欠き部３４ａ、３４ｂから突出しているボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの先端部に加熱ヘッド（図示せず）を被せ、図３の矢印Ｚ方向から加熱ヘッドによりこの先端部を押圧しながら、加熱ヘッドを押し下げる。これにより、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの先端部が溶融して、フランジ部３２ｄの上面を覆うことになる。そして、所定時間冷却すると、図７に示すように、切欠き部３４ａ、３４ｂの幅ｃよりも大きい幅を有する圧着係止部２８ａ、２８ｂがフランジ部３２ｄの上面に形成される。これにより、差動トランス３は、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂと、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂの上端（先端）部に形成された圧着係止部２８ａ、２８ｂにより、ケース１に強固に固定されることになる。この圧着係止部２８ａ、２８ｂは、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂが上記した特定の寸法関係を有するように形成されているので、フレーム部２２の端面から殆ど浮き上がらずに、ケース２内に収容される。 (Procedure 2)
Next, a heating head (not shown) is put on the tips of the bobbin bospins 24a and 24b protruding from the notches 34a and 34b of the flange portion 32d of the coil bobbin 31, and the heating head is used from the direction of arrow Z in FIG. While pressing the tip, the heating head is pushed down. As a result, the tip portions of the bobbin bospins 24a and 24b are melted to cover the upper surface of the flange portion 32d. Then, when cooled for a predetermined time, as shown in FIG. 7, crimping engagement portions 28 a and 28 b having a width larger than the width c of the notches 34 a and 34 b are formed on the upper surface of the flange portion 32 d. As a result, the differential transformer 3 is firmly fixed to the case 1 by the bobbin bospins 24a and 24b and the crimp locking portions 28a and 28b formed at the upper ends (tips) of the bobbin bospins 24a and 24b. It will be. The crimp locking portions 28a and 28b are formed so that the bobbin bospins 24a and 24b have the specific dimensional relationship described above, and thus are not lifted from the end surface of the frame portion 22 and are accommodated in the case 2. The

（手順３）
続いて、ベース部２１から立設するフレーム部２２内に回路基板４を装着する。このとき、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、各々、回路基板４に設けた切欠き部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄに嵌合し、さらに、その先端部が回路基板４の上面から突出させる。 (Procedure 3)
Subsequently, the circuit board 4 is mounted in the frame portion 22 erected from the base portion 21. At this time, the board boss pins 25a, 25b, 25c, and 25d are fitted into the notches 42a, 42b, 42c, and 42d provided on the circuit board 4, respectively, and further, the tip ends from the upper surface of the circuit board 4. Make it protrude.

（手順４）
続いて、上記手順２と同様に、回路基板４に設けた切欠き部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄから突出している基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの先端部に加熱ヘッドを被せ、図３の矢印Ｚ方向から加熱ヘッドを押し下げる。これにより、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの先端部が溶融する。そして、所定時間冷却すると、図７に示すように、切欠き部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの幅ｄよりも大きい幅を有する圧着係止部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄが形成される。これにより、回路基板４は、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄと、基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの上端部に形成された圧着係止部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄにより、ケース１の表面２１ａに密着した状態でケース１に強固に固定されることになる。 (Procedure 4)
Subsequently, in the same manner as in the above procedure 2, the heating heads are put on the tip portions of the substrate bospins 25a, 25b, 25c, and 25d protruding from the notches 42a, 42b, 42c, and 42d provided in the circuit board 4. The heating head is pushed down from the direction of arrow 3 in FIG. As a result, the tip portions of the substrate boss pins 25a, 25b, 25c, and 25d are melted. And when it cools for a predetermined time, as shown in FIG. 7, the press-fit latching | locking part 29a, 29b, 29c, 29d which has a width | variety larger than the width | variety d of the notch parts 42a, 42b, 42c, 42d is formed. Thereby, the circuit board 4 is formed by the board bospins 25a, 25b, 25c, and 25d and the crimping locking parts 29a, 29b, 29c, and 29d formed at the upper ends of the board bospins 25a, 25b, 25c, and 25d. The case 1 is firmly fixed to the case 1 in close contact with the surface 21 a of the case 1.

（手順５）
次いで、差動トランス３の端子３６を、回路基板４の一端側に配設した接続部４１ａに半田付けにより接続する。さらに、回路基板４の他端側に配設した接続部４１ｂに、コネクタ５の端子５ａを半田付けして、コネクタ５を接続する。 (Procedure 5)
Next, the terminal 36 of the differential transformer 3 is connected by soldering to a connecting portion 41 a disposed on one end side of the circuit board 4. Furthermore, the connector 5 is connected by soldering the terminal 5 a of the connector 5 to the connection portion 41 b disposed on the other end side of the circuit board 4.

（手順６）
続いて、ネジコア３７を検出面に対して近接、または離間することにより所定の差動出力が得られるように、ネジコア３７の位置を調整して固定する操作を行なう。 (Procedure 6)
Subsequently, an operation of adjusting and fixing the position of the screw core 37 is performed so that a predetermined differential output can be obtained by moving the screw core 37 close to or away from the detection surface.

（手順７）
続いて、フレーム部２２に平板上のカバー（図示せず）を被せてケース２を密閉する。このとき、圧着係止部２８ａ、２８ｂ、及び圧着係止部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄの上面は、フレーム２２の端面と同一の高さであることが最も好ましいが、カバーを柔軟性を有する樹脂等で形成すれば、ケース２にカバーを被せるときに、カバーが弾性変形して撓むので、これら圧着係止部２８ａ、２９ａ等がフレーム２２の上端面より若干高く形成されても、センサの組み立てに支障を生じることがなくなる。 (Procedure 7)
Subsequently, the case 2 is sealed by covering the frame portion 22 with a cover (not shown) on a flat plate. At this time, it is most preferable that the upper surfaces of the crimp locking portions 28a and 28b and the crimp locking portions 29a, 29b, 29c, and 29d have the same height as the end surface of the frame 22, but the cover has flexibility. If it is formed of resin or the like, the cover is elastically deformed and bent when the cover is placed on the case 2, so that even if these crimping engagement portions 28 a and 29 a are formed slightly higher than the upper end surface of the frame 22, This will not interfere with assembly.

上記した手順により組み立てられたトナーセンサ１は、ケース２を現像装置の筐体の所定位置にセットし、次いで、ベース部２１の取付穴２６に、例えば、ネジを挿入し、筐体にねじ込むことにより、現像装置に装着される。 In the toner sensor 1 assembled by the above-described procedure, the case 2 is set at a predetermined position of the housing of the developing device, and then, for example, a screw is inserted into the mounting hole 26 of the base portion 21 and screwed into the housing. Is attached to the developing device.

上記したように、本発明のトナーセンサ１は、差動トランス３と回路基板４とを別々にケース２に固定しているので、トナーセンサ１を組み立てるときに、ボビン用ボスピン２４ａ、２４ｂと基板用ボスピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの各先端部を加熱ヘッドにより加熱しながら押圧するときに発生する応力が、トナーセンサ１の検出面に与える歪や残留応力を極めて少なくすることができる。これにより、検出面の変形を防ぐことが可能になり、検出精度を向上させるとともに、上記手順６による差動出力の調整作業も容易になり、かつ、調整バラツキ、調整ムラを無くすることが可能になる。 As described above, since the differential transformer 3 and the circuit board 4 are separately fixed to the case 2 in the toner sensor 1 of the present invention, when the toner sensor 1 is assembled, the bobbin boss pins 24a and 24b and the board are used. The stress generated when the tip portions of the boss pins 25a, 25b, 25c, and 25d are pressed while being heated by the heating head can greatly reduce the distortion and residual stress applied to the detection surface of the toner sensor 1. As a result, deformation of the detection surface can be prevented, detection accuracy can be improved, differential output adjustment work according to the above procedure 6 can be facilitated, and adjustment variations and adjustment unevenness can be eliminated. become.

続いて、本発明のトナーセンサ１の回路構成、及び位相比較回路の演算動作を示すタイミングについて説明する。 Next, the circuit configuration of the toner sensor 1 of the present invention and the timing indicating the calculation operation of the phase comparison circuit will be described.

図８に示すトナーセンサ１の回路は、コンデンサＣ１、Ｃ２とディジタルＩＣ（ＩＣ１）を含む発振回路４Ａと、発振回路４Ａにより駆動され、トナー濃度に応じた出力電圧が出力される検出回路４Ｂと、コンデンサＣ３とディジタルＩＣ（ＩＣ２）とそれに負帰還をかける抵抗Ｒ３からなる増幅回路４Ｃと、増幅された出力電圧（信号Ｓ₂）と発振回路４Ａの高周波電圧（信号Ｓ₁）の位相差に基づく電圧（信号Ｓ₃）を出力するディジタルＩＣ（ＩＣ３）を有する位相比較回路４Ｄと、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ６からなる積分回路４Ｅとを備えている。 The circuit of the toner sensor 1 shown in FIG. 8 includes an oscillation circuit 4A including capacitors C1 and C2 and a digital IC (IC1), a detection circuit 4B that is driven by the oscillation circuit 4A and outputs an output voltage corresponding to the toner concentration. An amplifier circuit 4C comprising a capacitor C3, a digital IC (IC2) and a resistor R3 for applying negative feedback thereto, and a phase difference between the amplified output voltage (signal S ₂ ) and the high-frequency voltage (signal S ₁ ) of the oscillation circuit 4A. A phase comparison circuit 4D having a digital IC (IC3) for outputting a voltage (signal S ₃ ) based thereon and an integration circuit 4E comprising a resistor R5 and a capacitor C6 are provided.

上記した本発明のトナーセンサ１においては、次のようにしてトナー濃度の検出が行われる。 In the toner sensor 1 of the present invention described above, the toner density is detected as follows.

差動トランス１の検知コイルＬ２の近傍に磁性キヤリアと非磁性トナーからなる２成分系の現像剤１０（図８に示す）が存在していると、発振回路４Ａから出力された高周波電圧が駆動コイルＬ１に印加される。このとき、基準コイルＬ３のインダクタンスは変化しないが、検知コイルＬ２のインダクタンスはトナー濃度の変化に基づく現像剤の見かけ透磁率の変化に応じて変化し、差動出力電圧の振幅と位相が変化する。この出力電圧（図９に示す信号Ｓ₁）が、位相比較回路４Ｄに入力されると、基準電圧の位相（信号Ｓ₂）と比較されて、位相差に応じた電圧（信号Ｓ₃）が出力される。 If a two-component developer 10 (shown in FIG. 8) made of a magnetic carrier and a non-magnetic toner exists in the vicinity of the detection coil L2 of the differential transformer 1, the high-frequency voltage output from the oscillation circuit 4A is driven. Applied to the coil L1. At this time, the inductance of the reference coil L3 does not change, but the inductance of the detection coil L2 changes according to the change in the apparent magnetic permeability of the developer based on the change in toner density, and the amplitude and phase of the differential output voltage change. . When this output voltage (signal S ₁ shown in FIG. 9) is input to the phase comparison circuit 4D, it is compared with the phase of the reference voltage (signal S ₂ ) and a voltage (signal S ₃ ) corresponding to the phase difference is obtained. Is output.

この位相比較回路４Ｄでは、論理ゲートとしてＥＸ−ＯＲ（排他的論理和）演算が行われて、図９に示すように基準となる発振出力（信号Ｓ₁）と差動出力（信号Ｓ₂）の位相が同相の場合には０Ｖ、位相が丁度１８０°異なる場合には、５Ｖの直流となり、その中間の場合には位相差が大きいほど５Ｖの比率が高くなる。このようにして作成されたパルス状の出力信号（信号Ｓ₃）は積分回路４Ｅで平滑化されて、センサから所定の値（例えば３．３Ｖ）を示す直流電圧（信号Ｓ₄）が得られる。この信号Ｓ₄は、複写機等の制御装置に入力される。 In this phase comparison circuit 4D, an EX-OR (exclusive OR) operation is performed as a logic gate, and a reference oscillation output (signal S ₁ ) and differential output (signal S ₂ ) as shown in FIG. When the phases are in-phase, the direct current is 5 V when the phases are exactly 180 ° different, and the ratio of 5 V increases as the phase difference increases in the middle. The pulsed output signal (signal S ₃ ) created in this way is smoothed by the integrating circuit 4E, and a DC voltage (signal S ₄ ) indicating a predetermined value (eg, 3.3 V) is obtained from the sensor. . The signal S ₄ is input to the control device such as a copying machine.

上記した本発明の実施の形態において、ケース２を構成する熱可塑性樹脂としてＡＢＳ樹脂を使用する例について説明したが、熱溶融が可能な硬質の熱可塑性樹脂であれば、これ以外の樹脂を使用することができる。 In the above-described embodiment of the present invention, the example in which the ABS resin is used as the thermoplastic resin constituting the case 2 has been described. However, any other resin can be used as long as it is a hard thermoplastic resin that can be melted by heat. can do.

また、回路基板４の端部に設ける切欠き部の配置と形状は、図６に示す例の他に、回路基板４に設ける配線のパターン、コンデンサ、抵抗、ＩＣ等の実装密度に応じて、回路基板４の端部、角部の適切な位置に切欠き部を配置するようにするとよい。 In addition to the example shown in FIG. 6, the arrangement and shape of the cutouts provided at the end of the circuit board 4 are determined according to the mounting density of wiring patterns, capacitors, resistors, ICs, etc. provided in the circuit board 4. It is preferable to arrange the notches at appropriate positions at the ends and corners of the circuit board 4.

図１０に示す回路基板４においては、平面視で長方形の回路基板４の４つの角部に、それぞれ円弧状の切欠き部４２ｃを形成した例を示している。トナーセンサ１の幅Ｗの寸法をより小さくする場合には、この図１０に示すような回路基板４を使用するとよい。 In the circuit board 4 shown in FIG. 10, an example is shown in which arc-shaped notches 42 c are formed at four corners of the rectangular circuit board 4 in plan view. In order to make the dimension of the width W of the toner sensor 1 smaller, it is preferable to use a circuit board 4 as shown in FIG.

図１１に示す回路基板４は、長方形の回路基板４においてその短辺側の端部に半円状、あるいは長孔状の切欠き部４２ａ、４２ｂを設けた例を示している。トナーセンサ１に要求される寸法のうち、長手方向に余裕があり、幅Ｗの寸法の要求が厳しい場合には、図１１に示すような回路基板４を使用するとよい。また、図６、図１０、図１１に示す回路基板４において、その長辺側の端部に半円または円弧状、あるいは長孔状の切欠き部を１個または複数個配設してもよい。 The circuit board 4 shown in FIG. 11 is an example in which the rectangular circuit board 4 is provided with notches 42a and 42b having a semicircular shape or a long hole shape at the end portion on the short side. Of the dimensions required for the toner sensor 1, when there is a margin in the longitudinal direction and the requirement for the width W is severe, a circuit board 4 as shown in FIG. 11 may be used. Further, in the circuit board 4 shown in FIGS. 6, 10, and 11, one or more semi-circular, arc-shaped, or long-hole cutouts may be provided at the end on the long side. Good.

本発明のトナーセンサについて、実施の形態の一例を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating an example of an embodiment of a toner sensor according to the present invention. 図１に示すケースの形状を示す平面図である。It is a top view which shows the shape of the case shown in FIG. 図２のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図１に示すコイルボビンの形状を示す平面図である。It is a top view which shows the shape of the coil bobbin shown in FIG. 図４に示すコイルボビンを、Ｂ方向からみた矢視図である。It is the arrow directional view which looked at the coil bobbin shown in FIG. 4 from the B direction. 図１に示す回路基板の形状を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the shape of the circuit board shown in FIG. 本発明のトナーセンサについて、ケースに差動トランスと回路基板を固定したときの状態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a state of the toner sensor of the present invention when a differential transformer and a circuit board are fixed to a case. 本発明のトナーセンサについて、その電気回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the electric circuit about the toner sensor of this invention. 図８に示す電気回路において、ＥＸ−ＯＲ回路の演算動作を示すタイミング図である。FIG. 9 is a timing chart showing an arithmetic operation of the EX-OR circuit in the electric circuit shown in FIG. 8. 図６に示す回路基板について、他の形状を示す平面図である。It is a top view which shows another shape about the circuit board shown in FIG. 同じく、回路基板について、他の形状を示す平面図である。Similarly, it is a top view which shows another shape about a circuit board.

Explanation of symbols

１：トナーセンサ
２：ケース
２１：ベース部
２３：検出ヘッド
２４ａ、２４ｂ：ボビン用ボスピン
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ：基板用ボスピン
２８ａ、２８ｂ：圧着係止部
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ：圧着係止部
３：差動トランス
３１：コイルボビン
３２ｄ：フランジ部
３４ａ、３４ｂ：切欠き部
４：回路基板
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ：切欠き部 1: Toner sensor 2: Case 21: Base portion
23: Detection head 24a, 24b: Bospin for bobbin 25a, 25b, 25c, 25d: Bospin for substrate 28a, 28b: Crimp locking part 29a, 29b, 29c, 29d: Crimp locking part 3: Differential transformer 31: Coil bobbin 32d: Flange part 34a, 34b: Notch part 4: Circuit board 42a, 42b, 42c, 42d: Notch part

Claims

A differential transformer in which a coil is wound around a coil bobbin; a circuit board having a signal processing circuit that outputs a control signal based on a signal output from the differential transformer; a detection head unit that houses the differential transformer; In a toner sensor including a case made of a thermoplastic resin having a base portion for accommodating a circuit board,
The base of the case is
When the coil bobbin of the differential transformer is accommodated in the detection head portion, a bobbin bospin that fits into a notch portion disposed on the flange portion of the coil bobbin and protrudes from the notch portion, and
When the circuit board is accommodated in the base portion, a board boss pin that fits into a notch portion disposed at an end portion of the circuit board and protrudes from the notch portion is provided. The bobbin bospin protruding from the portion and the substrate bospin protruding from the notch portion of the circuit board form a crimp locking portion formed by heating and pressing,
2. The toner sensor according to claim 1, wherein the differential transformer and the circuit board are fixed to the case by the crimping locking portion.

2. The toner sensor according to claim 1, wherein a diameter of the substrate bospin is larger than a diameter of the bobbin bospin.

2. The toner sensor according to claim 1, wherein the circuit board has a rectangular shape in a plan view, and the notch is disposed at an end or a corner of the circuit board.