(57)【要約】【課題】基板上に平面パターンによって形成され直列に接続されたパターンコイルとパターン抵抗とを含むＬＣ発振回路から出力される信号の周波数に基づいて、上記パターンコイルの形成面に対向する所定空間の透磁率若しくは温度を検知する発振回路検知器において、その検知精度を向上すること。【解決手段】基板上に平面パターンによって形成されたコイルと、前記コイルと直列に接続され、前記基板の前記コイルの形成面と同一面上につづら折状の平面パターンによって形成されたパターン抵抗と、を含む発振回路検知器が、前記コイルの中心と前記パターン抵抗の中心とを通る直線と、前記コイル若しくは前記パターン抵抗の中心と熱の発生源である熱源とを通る直線とのなす角のうち鋭角となる角が所定の角度内となるように、前記コイルの形成面が所定空間に対向した状態で取り付けられる。【選択図】図１４
2015014687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振回路から出力される信号の周波数に基づいて所定空間の物理量を検知する発振回路検知器であって、
基板上に平面パターンによって形成され、前記所定空間の物理量の変化によってインダクタンスが変化するコイルと、
前記基板の前記コイルの形成面とは反対側の面に設けられ、前記コイルと共振電流ループを構成するように接続されたコンデンサ及び前記共振電流ループの一部の電位に応じた信号を出力する出力端子を含む電装部と、
前記共振電流ループに直列に接続され、前記基板上に形成された前記コイルと同一面上につづら折状の平面パターンによって形成されたパターン抵抗と、
を含み、
前記コイルの中心と前記パターン抵抗の中心とを通る直線と、前記コイル若しくは前記パターン抵抗の中心と熱の発生源である熱源とを通る直線とのなす角のうち鋭角となる角が所定の角度内となるように、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で取り付けられることを特徴とする発振回路検知器。
【請求項２】
前記コイル及び前記パターン抵抗のうち、前記基板上での占有面積が大きい方の形成領域のなかで熱源から最も遠く離れている最遠点と前記熱源とを結ぶ線分に垂直であって前記最遠点を通る直線よりも前記熱源側に、前記コイル及び前記パターン抵抗のうち、前記基板上での占有面積が小さい方の形成領域の少なくとも一部が含まれるように、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の発振回路検知器。
【請求項３】
前記直線よりも前記熱源側に、前記コイル及び前記パターン抵抗のうち前記基板上での占有面積が小さい方の形成領域の全てが含まれるように、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の発振回路検知器。
【請求項４】
前記コイル及び前記パターン抵抗のうち前記基板上での占有面積が小さい方の形成領域と前記線分とが交差しないように、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で取り付けられることを特徴とする請求項２又は３に記載の発振回路検知器。
【請求項５】
前記コイルから前記熱源までの距離と前記パターン抵抗から前記熱源までの距離との差が所定値以下となるように、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で取り付けられることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の発振回路検知器。
【請求項６】
前記コイルから前記熱源までの距離と前記パターン抵抗から前記熱源までの距離とが一致するように、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で取り付けられることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の発振回路検知器。
【請求項７】
前記コイルの形成面が画像形成装置において静電潜像を現像するためのトナーと磁性粒子とが混合された現像剤を収容する現像剤収容部に対向した状態で取り付けられて、前記現像剤収容部における現像剤中のトナーの濃度を検知することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の発振回路検知器。
【請求項８】
前記現像剤収容部は、前記現像剤が前記現像剤収容部内部の全体に行き渡るように、前記現像剤を搬送する第一の現像剤搬送部及び第二の現像剤搬送部と、
前記第一の現像剤搬送部から前記第二の現像剤搬送部に前記現像剤が受け渡される空間である現像剤受渡空間と、
を備え、
前記第一の現像剤搬送部は、前記現像剤受渡空間に対向して前記現像剤収容部に固定された第一の軸受けに支持された第一の回転軸を中心として回転することにより、前記第一の回転軸の周囲に設けられたスクリューにより前記現像剤を搬送し、
前記第二の現像剤搬送部は、前記現像剤受渡空間に対向して前記現像剤収容部に固定された第二の軸受けに支持された第二の回転軸を中心として回転することにより、前記第二の回転軸の周囲に設けられたスクリューにより前記第一の現像剤搬送部から受け渡された前記現像剤を搬送し、
前記第一の軸受け若しくは前記第二の軸受けを熱源として、前記コイルの形成面が前記現像剤受渡空間に対向した状態で取り付けられることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の発振回路検知器。
【請求項９】
前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で取り付けられて、前記所定空間における温度を検知することを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載の発振回路検知器。
【請求項１０】
発振回路から出力される信号の周波数に基づいて所定空間の物理量を検知する発振回路検知器の取り付け方法であって、
基板上に平面パターンによって形成され、前記所定空間の物理量の変化によってインダクタンスが変化するコイルと、
前記基板の前記コイルの形成面とは反対側の面に設けられ、前記コイルと共振電流ループを構成するように接続されたコンデンサ及び前記共振電流ループの一部の電位に応じた信号を出力する出力端子を含む電装部と、
前記共振電流ループに直列に接続され、前記基板上に形成された前記コイルと同一面上につづら折状の平面パターンによって形成されたパターン抵抗と、
を含み、
前記コイルの中心と前記パターン抵抗の中心とを通る直線と、前記コイル若しくは前記パターン抵抗の中心と熱の発生源である熱源とを通る直線とのなす角のうち鋭角となる角が所定の角度内となるように、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で取り付けられることを特徴とする発振回路検知器の取り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振回路検知器、発振回路知器の取り付け方法に関し、特に、発振回路検知器の取り付け態様に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能なＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ：複合機）として構成されることが多い。
【０００３】
このような画像処理装置のうち、トナー等の現像剤を転写紙に付着させることにより作像し、作像された転写紙を加熱・加圧することにより、付着されたトナーを上記転写紙に定着させることで画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。そして、このような電子写真方式の画像形成装置のうち、磁性粒子であるキャリアと非磁性のトナーとが混合された２成分現像剤を使用しているものがある。
【０００４】
このような２成分現像剤を使用する画像形成装置においては、画像形成によってトナーのみが消費されるが、安定した品質の画像を形成するために、現像器内における現像剤中のトナーの濃度を適正な範囲に保つ必要がある。従って、このような２成分現像剤を使用する画像形成装置においては、その現像器内における現像剤中のトナーの濃度を測定する必要がある。
【０００５】
そこで、このような２成分現像剤を使用する画像形成装置には、通常、上記現像器内における現像剤中のトナーの濃度を測定するためのトナー濃度検知器が備えられている。このトナー濃度検知器としては、基板上に平面パターンによって形成されたパターンコイルを含むＬＣ発振回路を利用したものが提案され既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このようなパターンコイルを含むＬＣ発振回路を利用したトナー濃度検知器は、ＬＣ発振回路から出力される信号の周波数に基づき、上記パターンコイルが形成された平面に対向する現像器内の透磁率を検知することで、その現像器内における現像剤中のトナーの濃度を検知するものである。
【０００７】
即ち、このようなパターンコイルを含むＬＣ発振回路を利用したトナー濃度検知器は、画像形成によりトナーのみが消費されて現像器内における現像剤中のトナーの濃度が変化することで発生する透磁率変化を、上記パターンコイルのインダクタンス変化を介して検知するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、このようなＬＣ発振回路から出力される信号の周波数は、環境温度に対する応答性を有することが一般的である。従って、このようなＬＣ発振回路を利用したトナー濃度検知器は、環境温度の変化により検知濃度に誤差が生じることになる。これは、ＬＣ発振回路を構成する各素子の抵抗値や電気容量といった物理量が環境温度に応じて変化し、その結果として発振周波数が変化するためである。
【０００９】
そこで、回路を構成する各素子の物理量が環境温度に応じて変化しても発振周波数へのその影響を軽減することができるＬＣ発振回路をトナー濃度検知器に用いることで、上記問題を回避することができる。このようなＬＣ発振回路として、上記パターンコイルの形成面と同一の面に平面パターンによって形成されたパターン抵抗をそのパターンコイルに直列に接続したＬＣ発振回路が考えられる。
【００１０】
このようにパターンコイルとパターン抵抗とを直列に接続し、そのパターン抵抗の抵抗値を調整するだけで、回路を構成する各素子の物理量の温度変化による影響を軽減するＬＣ発振回路を容易に設計することが可能となる。そして、このようなＬＣ発振回路を利用したトナー濃度検知器が、パターンコイルの形成面を上記現像器に対向するように配置されて固定されることにより、環境温度に依存せず安定して現像器内における現像剤中のトナーの濃度を検知することが可能となる。
【００１１】
ところで、通常、電子写真方式の画像形成装置においては、内部に充填された現像剤を搬送する搬送スクリューが上記現像器内に設けられており、この搬送スクリューが回転することにより、内部に充填された現像剤が現像器全体に行き渡るように構成されている。そのため、このような電子写真方式の画像形成装置においては、上記搬送スクリューの軸とその軸受けとの摩擦によって熱が発生し、その部分を熱源として現像器を構成する筐体に温度勾配が生じる。そして、現像器を構成する筐体に温度勾配が生じると、その筐体部分に取り付けられているトナー濃度検知器にも温度勾配が生じることになる。
【００１２】
ところが、パターンコイル及びパターン抵抗を含むＬＣ発振回路を利用したトナー濃度検知器は、その両者間で温度差がないことを前提として使用されるものであるため、上述したようにトナー濃度検知器に温度勾配が生じると、検知濃度に誤差が生じるといった問題がある。
【００１３】
尚、このような問題は、現像剤が収容された現像器に取り付けられてその現像器内における現像剤中のトナーの濃度を検知するトナー濃度検知器に限らず、上述したように温度勾配が生じる使用環境において、パターンコイル及びパターン抵抗を含むＬＣ発振回路を利用して、パターンコイルが形成された平面に対向する所定空間の透磁率を検知する透磁率検知器であれば同様に発生し得る問題である。
【００１４】
また、このようなＬＣ発振回路を利用した透磁率検知器は、パターンコイルのインダクタンスに影響する範囲の透磁率が一定であることを前提とすると、そのＬＣ発振回路の発振周波数変動は温度に対する変動成分のみとなる。従って、このようなＬＣ発振回路を利用した透磁率検知器は、透磁率を検知するのみでなく、透磁率が一定である場合には温度センサとしても用いることが可能である。そして、このようなＬＣ発振回路を利用した透磁率検知器が温度センサとして用いられる場合にも上記と同様に、パターンコイルとパターン抵抗とで温度差があると、検知温度に誤差が生じるといった問題がある。
【００１５】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、基板上に平面パターンによって形成され直列に接続されたパターンコイルとパターン抵抗とを含むＬＣ発振回路から出力される信号の周波数に基づいて、上記パターンコイルの形成面に対向する所定空間の透磁率若しくは温度を検知する発振回路検知器において、その検知精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、発振回路から出力される信号の周波数に基づいて所定空間の物理量を検知する発振回路検知器であって、基板上に平面パターンによって形成され、前記所定空間の物理量の変化によってインダクタンスが変化するコイルと、前記基板の前記コイルの形成面とは反対側の面に設けられ、前記コイルと共振電流ループを構成するように接続されたコンデンサ及び前記共振電流ループの一部の電位に応じた信号を出力する出力端子を含む電装部と、前記共振電流ループに直列に接続され、前記基板上に形成された前記コイルと同一面上につづら折状の平面パターンによって形成されたパターン抵抗と、を含み、前記コイルの中心と前記パターン抵抗の中心とを通る直線と、前記コイル若しくは前記パターン抵抗の中心と熱の発生源である熱源とを通る直線とのなす角のうち鋭角となる角が所定の角度内となるように、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で取り付けられることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の他の態様は、発振回路から出力される信号の周波数に基づいて所定空間の物理量を検知する発振回路検知器の取り付け方法であって、基板上に平面パターンによって形成され、前記所定空間の物理量の変化によってインダクタンスが変化するコイルと、前記基板の前記コイルの形成面とは反対側の面に設けられ、前記コイルと共振電流ループを構成するように接続されたコンデンサ及び前記共振電流ループの一部の電位に応じた信号を出力する出力端子を含む電装部と、前記共振電流ループに直列に接続され、前記基板上に形成された前記コイルと同一面上につづら折状の平面パターンによって形成されたパターン抵抗と、を含み、前記コイルの中心と前記パターン抵抗の中心とを通る直線と、前記コイル若しくは前記パターン抵抗の中心と熱の発生源である熱源とを通る直線とのなす角のうち鋭角となる角が所定の角度内となるように、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板上に平面パターンによって形成され直列に接続されたパターンコイルとパターン抵抗とを含むＬＣ発振回路から出力される信号の周波数に基づいて、上記パターンコイルの形成面に対向する所定空間の透磁率若しくは温度を検知する発振回路検知器において、その検知精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る透磁率センサの回路構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る透磁率センサの概観を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る透磁率センサを示す六面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る透磁率センサを含む装置の機能構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る透磁率センサの出力信号を処理するインタフェースの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る透磁率センサが搭載される現像器を含む画像形成装置の機械的構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る透磁率センサが搭載される現像器を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る現像器の内部を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係る現像器の側断面を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る現像器の概観を示す正面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例、及び、本発明の実施形態に係る現像器における主走査方向に対する温度分布の様子を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る透磁率センサの出力信号のカウント態様を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る透磁率センサの出力信号のカウント態様を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る水晶発振回路による発振周波数の温度特性を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態に係るコイルのインダクタンスの温度特性を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態に係るコンデンサの容量の温度特性を示す図である。
【図２２】本発明の実施形態に係る抵抗の温度特性を示す図である。
【図２３】本発明の実施形態に係るパターン抵抗のインダクタンス成分のグラフを示す図である。
【図２４】本発明の実施形態に係るパターン抵抗において周囲の透磁率が変化した場合のインダクタンス成分について説明する図である。
【図２５】本発明の実施形態に係る透磁率センサにおいて複数の抵抗値による発振周波数の温度特性の差異を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態に係る透磁率センサに含まれるパターン抵抗の形成態様を示す図である。
【図２７】本発明の他の実施形態に係るパターン抵抗の例を示す図である。
【図２８】本発明の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図２９】本発明の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図３０】本発明の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図３１】本発明の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図３２】本発明の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図３３】本発明の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図３４】本発明の他の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図３５】本発明の他の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【図３６】本発明の他の実施形態における透磁率センサの現像器への取り付け態様の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、基板上に平面パターンにより形成されたパターンコイル及び同基板上に平面パターンによりつづら折状に形成されたパターン抵抗を含むＬＣ発振回路を用いた発振回路検知器である透磁率センサにおける検知精度の向上方法について説明する。尚、本実施形態においては、磁性粒子であるキャリアと非磁性の現像剤であるトナーとが混合された２成分現像剤を使用する電子写真方式の画像形成装置における現像器に取り付けられて、その現像器内部における現像剤中のトナーの濃度を測定するトナー濃度検知器として上記透磁率センサが利用される場合を例としている。
【００２１】
まず、本実施形態に係る透磁率センサ１００の回路構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る透磁率センサの回路構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、コルピッツ型のＬＣ発振回路を基本とする発振回路であり、パターンコイル１０１、パターン抵抗１０２、第一コンデンサ１０３、第二コンデンサ１０４、フィードバック抵抗１０５、アンバッファＩＣ１０６、１０７及び出力端子１０８を含む。
【００２２】
パターンコイル１０１は、透磁率センサ１００を構成する基板上に平面上にパターニングされた信号線によって構成される平面上のコイルである。図１に示すように、パターンコイル１０１は、コイルによって得られるインダクタンスＬを有する。パターンコイル１０１は、コイルが形成された平面に対抗する空間の透磁率によってインダクタンスＬの値が変化する。その結果、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、パターンコイル１０１のコイル面が対向する空間の透磁率に応じた周波数の信号を発振する。
【００２３】
パターン抵抗１０２は、パターンコイル１０１と同様に基板上に形成された信号線のパターンによって構成される抵抗である。本実施形態に係るパターン抵抗１０２は、つづら折り状に形成されたパターンであり、これによって直線状のパターンよりも電流の流れにくい状態を作り出している。図１に示すように、このパターン抵抗１０２は、抵抗値ＲＰを有する。また、図１に示すように、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とは直列に接続されている。このように、パターン抵抗１０２がパターンコイル１０１と直列に接続されることで、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、後述するように、自身の発振周波数の温度特性が水晶発振回路７０の発振周波数の温度特性と類似することにより発振周波数の算出誤差をキャンセルしかつ、パターンコイル１０１が形成された平面に対抗する空間の透磁率を温度に依存せずに安定して検知することが可能となる。
【００２４】
第一コンデンサ１０３及び第二コンデンサ１０４は、パターンコイル１０１と共にコルピッツ型ＬＣ発振回路を構成する容量である。従って、第一コンデンサ１０３及び第二コンデンサ１０４は、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２と直列に接続されている。パターンコイル１０１、パターン抵抗１０２、第一コンデンサ１０３及び第二コンデンサ１０４によって構成されるループによって共振電流ループが構成される。
【００２５】
フィードバック抵抗１０５は、バイアス電圧を安定化させるために挿入される。アンバッファＩＣ１０６及びアンバッファＩＣ１０７の機能により、共振電流ループの一部の電位の変動が、共振周波数に応じた矩形波として出力端子１０８から出力される。このような構成により、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、インダクタンスＬ、抵抗値ＲＰ、第一コンデンサ１０３及び第二コンデンサ１０４の静電容量Ｃに応じた周波数で発振する。
【００２６】
そして、インダクタンスＬは、パターンコイル１０１の近傍における磁性体の存在やその濃度によっても変化する。従って、透磁率センサ１００の発振周波数により、パターンコイル１０１近傍の空間における透磁率を判断することが可能となる。また、図１に示すように、透磁率センサ１００の発振周波数を高精度に設計する上では、回路を構成する信号線等によって生じる回路抵抗ＲＬを無視することが出来ない。透磁率センサ１００を構成する各部のパラメータ値に応じた周波数については後に詳述する。
【００２７】
このように、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とが直列に接続されることで、パターンコイル１０１が形成された平面に対抗する空間の透磁率を温度に依存せずに安定して検知することが可能となる。
【００２８】
但し、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差がないことを前提として使用されるものであり、その両者間で温度差が生じると透磁率を正しく検知することができなくなってしまう。従って、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じないような環境で使用されることが好適であるが、必ずしもそのような環境で使用されるとは限らない。
【００２９】
例えば、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、上述したように、２成分現像剤を使用する電子写真方式の画像形成装置における現像器に取り付けられて、その現像器内部における現像剤中のトナーの濃度を測定するトナー濃度検知器として利用される。そして、上記現像器は、現像器内で現像剤を搬送するための搬送スクリューを備えており、その搬送スクリューとその軸受けとの摩擦により熱を発生する。従って、透磁率センサ１００がこのような現像器に取り付けられてトナー濃度検知器として利用されると、その取り付け態様によってはパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とでは熱源からの距離が異なるため伝わる熱の量も異なり、その両者間で温度差が生じてしまうことになる。
【００３０】
このように、透磁率センサ１００は、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じないような環境で使用されることが好適ではあっても、必ずしもそのような環境で使用されるとは限らない。
【００３１】
そこで、本実施形態においては、透磁率センサ１００が、上述したような熱源を持つ現像器等の装置や機器等に取り付けられた状態であってもパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じないように、上記熱源からの距離がパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とで同一となるように取り付けられることを特徴としている。このように、透磁率センサ１００が、上記熱源からの距離がパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とで同一となるように取り付けられると、伝わる熱の量の差がなくなり、その両者間で温度差が生じなくなる。従って、本実施形態によれば、透磁率センサ１００による透磁率の検知精度を向上させることが可能となる。
【００３２】
次に、本実施形態に係る透磁率センサ１００の概観について、図２及び図３（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る透磁率センサ１００の概観を示す斜視図である。図３（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を示す６面図である。尚、図２においては、図１において説明したパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されている面、即ち、透磁率を検知するべき空間に対向させる検知面が上面に向けられている。
【００３３】
図２及び図３（ａ）に示すように、パターンコイル１０１が形成された検知面においては、パターンコイル１０１と直列に接続されるパターン抵抗１０２がパターニングされている。図１において説明したように、パターンコイル１０１は平面上に螺旋状に形成された信号線のパターンである。また、パターン抵抗１０２は、平面上につづら折状に形成された信号のパターンであり、これらのパターンによって上述したような透磁率センサ１００の機能が実現されると共に、図２及び図３（ａ）に示すように視覚的に興味深い模様となる。
【００３４】
このパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２によって形成される部分が、本実施形態に係る透磁率センサ１００における透磁率の検知部である。透磁率センサ１００を現像器２１２に取り付ける際には、この検知部が後述するトナー移動空間に対向するように取り付けられる。
【００３５】
また、図３（ｂ）〜（ｆ）に示すように、図１において説明した第一コンデンサ１０３、第二コンデンサ１０４、フィードバック抵抗１０５、アンバッファＩＣ１０６、１０７及び出力端子１０８は、透磁率センサ１００を構成する基板において、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成された面とは反対側の面に形成されている。
【００３６】
これにより、透磁率センサ１００においてセンシング機能を発揮する部分であるパターンコイル１０１が形成された面が透磁率を検知する対象の空間に対向するように、その面を接触させて透磁率センサ１００を配置することが可能となる。
【００３７】
また、それらの部品が実装されている面において、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が裏側に形成されている部分には電子部品や信号線が実装されていない。これにより、他の電子部品や信号線によって生じる磁束がパターンコイル１０１やパターン抵抗１０２に影響することを防ぎ、透磁率の検知精度を向上することができる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る画像形成装置２００のコントローラ１の機能構成について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態に係るコントローラ１の機能構成を模式的に示すブロック図である。図４に示すように、本実施形態に係るコントローラ１は、一般的なＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やサーバ等の情報処理装置と同様の構成を有する。即ち、本実施形態に係るコントローラ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０、ＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）４０、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）５０、入出力制御ＡＳＩＣ６０及び水晶発振回路７０を含む。
【００３９】
ＣＰＵ１０は演算手段であり、コントローラ１全体の動作を制御する。ＲＯＭ２０は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＲＡＭ３０は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＤＭＡＣ４０は、ＣＰＵ１０を介しないＲＡＭ３０への直接のアクセスを制御する。
【００４０】
ＡＳＩＣ５０は、ＣＰＵ１０やＲＡＭ３０が接続されたシステムバスと他の機器との接続インタフェースとして機能する。入出力制御ＡＳＩＣ６０は、透磁率センサ１００が出力する検知信号を取得して、コントローラ１内部において処理可能な情報に変換する。即ち、透磁率センサ１００が透磁率検知器として用いられる。水晶発振回路７０は、コントローラ１内部の各デバイスを動作させるための基準クロックを発振する。
【００４１】
次に、本実施形態に係る画像形成装置２００のコントローラ１において、入出力制御ＡＳＩＣ６０の機能構成について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る入出力制御ＡＳＩＣ６０の機能構成を模式的に示すブロック図である。図５に示すように本実施形態に係る入出力制御ＡＳＩＣ６０は、カウンタ６１、リード信号取得部６２及びカウント値出力部６３を含む。本実施形態に係る透磁率センサ１００は、検知対象の空間における透磁率に応じた周波数の矩形波を出力する発振回路である。カウンタ６１は、そのような透磁率センサ１００が出力する矩形波に応じて値をインクリメントするカウンタである。
【００４２】
リード信号取得部６２は、ＣＰＵ１０からのカウンタ６１のカウント値の取得命令であるリード信号を、ＡＳＩＣ５０を介して取得する。リード信号取得部６２は、ＣＰＵ１０からのリード信号を取得すると、カウント値出力部６３にカウント値を出力させるための信号を入力する。カウント値出力部６３は、リード信号取得部６２からの信号に応じて、カウンタ６１のカウント値を出力する。
【００４３】
図５に示すように、コントローラ１はタイマ１１を含む。タイマ１１は、水晶発振回路７０から入力される基準クロックのカウント値が所定の値になる度にＣＰＵ１０に対して割込み信号を出力する。ＣＰＵ１０は、タイマ１１から入力される割込み信号に応じて、上述したリード信号を出力する。
【００４４】
尚、入出力制御ＡＳＩＣ６０へのＣＰＵ１０からのアクセスは、例えばレジスタを介して行われる。そのため、上述したリード信号は、入出力制御ＡＳＩＣ６０に含まれる所定のレジスタにＣＰＵ１０によって値が書き込まれることによって行われる。また、カウント値出力部６３によるカウント値の出力は、入出力制御ＡＳＩＣ６０に含まれる所定のレジスタにカウント値が格納され、その値をＣＰＵ１０が取得することによって行われる。
【００４５】
次に、本実施形態に係る画像形成装置２００に含まれる画像形成出力のための機構について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る画像形成装置２００に含まれる画像形成出力のための機構を示す側面図である。
【００４６】
図６に示すように、本実施形態に係る画像形成装置２００は、無端状移動手段である搬送ベルト２０５に沿って各色の画像形成部２０６Ｋ〜２０６Ｙが並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ２０１から給紙ローラ２０２により分離給紙される用紙（記録媒体の一例）２０４に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト２０５に沿って、この搬送ベルト２０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋ（以降、総じて画像形成部２０６とする）が配列されている。
【００４７】
また、給紙トレイ２０１から給紙された用紙２０４は、レジストローラ２０３によって一度止められ、画像形成部２０６における画像形成のタイミングに応じて搬送ベルト２０５からの画像の転写位置に送り出される。
【００４８】
複数の画像形成部２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部２０６Ｋはブラックの画像を、画像形成部２０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部２０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部２０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部２０６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋは画像形成部２０６Ｙと同様であるので、その画像形成部２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋの各構成要素については、画像形成部２０６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｋによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。
【００４９】
搬送ベルト２０５は、回転駆動される駆動ローラ２０７と従動ローラ２０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ２０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ２０７と、従動ローラ２０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト２０５を移動させる駆動手段として機能する。
【００５０】
画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト２０５に対して、最初の画像形成部２０６Ｙが、イエローのトナー画像を転写する。画像形成部２０６Ｙは、感光体としての感光体ドラム２０９Ｙ、この感光体ドラム２０９Ｙの周囲に配置された帯電器２１０Ｙ、光書き込み装置２１１、現像器２１２Ｙ、感光体クリーナ２１３Ｙ、除電器（図示せず）等から構成されている。光書き込み装置２１１は、夫々の感光体ドラム２０９Ｙ、２０９Ｍ、２０９Ｃ、２０９Ｋ（以降、総じて「感光体ドラム２０９」という）に対して光を照射するように構成されている。
【００５１】
画像形成に際し、感光体ドラム２０９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器２１０Ｙにより一様に帯電された後、光書き込み装置２１１からのイエロー画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器２１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化する現像装置であり、これにより感光体ドラム２０９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。
【００５２】
このトナー画像は、感光体ドラム２０９Ｙと搬送ベルト２０５とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置）で、転写器２１５Ｙの働きにより搬送ベルト２０５上に転写される。この転写により、搬送ベルト２０５上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム２０９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナ２１３Ｙにより払拭された後、除電器により除電され、次の画像形成のために待機する。
【００５３】
以上のようにして、画像形成部２０６Ｙにより搬送ベルト２０５上に転写されたイエローのトナー画像は、搬送ベルト２０５のローラ駆動により次の画像形成部２０６Ｍに搬送される。画像形成部２０６Ｍでは、画像形成部２０６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム２０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。
【００５４】
搬送ベルト２０５上に転写されたイエロー、マゼンタのトナー画像は、さらに次の画像形成部２０６Ｃ、２０６Ｋに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム２０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム２０９Ｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、搬送ベルト２０５上にフルカラーの中間転写画像が形成される。
【００５５】
給紙トレイ２０１に収納された用紙２０４は最も上のものから順に送り出され、その搬送経路が搬送ベルト２０５と接触する位置若しくは最も接近する位置において、搬送ベルト２０５上に形成された中間転写画像がその紙面上に転写される。これにより、用紙２０４の紙面上に画像が形成される。紙面上に画像が形成された用紙２０４は更に搬送され、定着器２１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００５６】
また、搬送ベルト２０５に対してベルトクリーナ２１８が設けられている。ベルトクリーナ２１８は、図６に示すように、搬送ベルト２０５から用紙２０４への画像の転写位置の下流側であって、感光体ドラム２０９よりも上流側において搬送ベルト２０５に押し当てられたクリーニングブレードであり、搬送ベルト２０５の表面に付着したトナーを掻きとるトナー除去部である。
【００５７】
このような構成の画像形成装置２００は、図４において説明したコントローラ１により制御されて駆動される。そして、図６に示す構成のうち、現像器２１２に本実施形態に係る透磁率センサ１００が設けられている。
【００５８】
次に、本実施形態に係る現像器２１２の構成について、図７〜図１０を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る現像器２１２の概観を示す斜視図である。尚、図７においては、現像器２１２が画像形成装置２００に搭載された状態、即ち、現像器２１２の使用時における状態とは上下を反転させて示している。図８は、本実施形態に係る現像器２１２の内部を示す斜視図である。尚、図７と図８とでは上下を反転させて示している。従って、図８には、現像器２１２が画像形成装置２００に搭載された状態、即ち、現像器２１２の使用時における状態が示されている。また、図７及び図８に示す現像器２１２の長手方向は、図６の図面に垂直な方向、即ち、搬送ベルト２０５のベルト面と並行であって搬送ベルト２０５の搬送方向と垂直な主走査方向である。
【００５９】
図９は、本実施形態に係る現像器２１２の側断面を示す図である。尚、図９においては、図７に示した現像器２１２を、その左端部から主走査方向に向けて見た際の側断面図で示している。また、図９においては、図７の斜視図とは上下を反転させて示している。即ち、図９においては、図８の斜視図とは上下を一致させて示している。従って、図９には、現像器２１２が画像形成装置２００に搭載された状態、即ち、現像器２１２の使用時における状態が示されている。図１０は、本実施形態に係る現像器２１２の概観を示す正面図である。尚、図１０においては、本実施形態に係る現像器２１２を、搬送ベルト２０５のベルト面と並行であって主走査方向に垂直な方向、即ち、副走査方向から見た際の正面図である。また、図１０においては、現像器２１２が画像形成装置２００に搭載された状態、即ち、現像器２１２の使用時における状態とは上下を反転させて示している。
【００６０】
図７〜図１０に示すように、現像器２１２には、内部に充填された非磁性の現像剤であるトナー及び磁性粒子であるキャリア、即ち、現像剤を搬送する搬送スクリュー２１２ｂ、２１２ｃが設けられている。この搬送スクリュー２１２ｂは、軸受け２１２ｄ及び２１２ｅにより支持され、搬送スクリュー２１２ｃは、軸受け２１２ｆ、２１２ｇにより支持されている。さらに、搬送スクリュー２１２ｂ、搬送スクリュー２１２ｃは夫々、ギア２１２ｉ、ギア２１２ｊに連結されており、このギア２１２ｉとギア２１２ｊとが噛み合いそのどちらか一方が回転することにより、夫々反対の方向に回転する。そして、この搬送スクリュー２１２ｂ、２１２ｃが夫々反対の方向に回転することにより、内部に充填された現像剤が、現像器２１２の内部において上述した主走査方向の全体に行き渡るように構成されている。即ち、現像器２１２内部の全体が現像剤収容部として用いられ、搬送スクリュー２１２ｂが第一の現像剤搬送部として機能し、軸受け２１２ｄが第一の軸受けとして機能し、搬送スクリュー２１２ｃが第二の現像剤搬送部として機能し、軸受け２１２ｆが第二の軸受けとして機能する。
【００６１】
また、図８に示すように、現像器２１２内部において搬送スクリュー２１２ｂ、２１２ｃにより搬送される現像剤は、主走査方向の一方の端部（図８に向かて左側端部）において搬送スクリュー２１２ｂによる搬送経路から搬送スクリュー２１２ｃによる搬送経路に受け渡される。従って、現像器２１２の主走査方向端部において夫々の搬送経路間を現像剤が移動する現像剤受渡空間（以降、「トナー移動空間」とする）が、最も現像剤が密集する空間となる。そして、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、このトナー移動空間に対向して配置されたセンサ取り付け面２１２ａ若しくは２１２ｈに取り付けられることでトナー濃度検知器として用いられる。
【００６２】
このように、透磁率センサ１００がトナー移動空間に対向して配置されたセンサ取り付け面２１２ａ若しくは２１２ｈに取り付けられる理由について説明する。透磁率は、現像剤が密集しているほどその変化量が大きくなる。そのため、透磁率センサ１００が、最も現像剤が密集するトナー移動空間に対向する位置に取り付けられることで現像器２１２内部の空間の透磁率をより精度よく検知することが可能となるためである。
【００６３】
尚、透磁率変化に大小はあるものの、現像剤が充填されている空間であればどの空間でも透磁率変化は発生するため、透磁率センサ１００は必ずしも位置２１２ａ若しくは２１２ｈに取り付けられる必要はない。即ち、透磁率センサ１００は、現像剤が充填されている空間に対向するように取り付けられていればどこに取り付けられても透磁率を検知することが可能である。但し、現像剤の濃度が低い空間に対向する位置に透磁率センサ１００が取り付けられた場合には、透磁率の検知精度は低下することとなる。このような観点からも、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、トナー移動空間に対向して配置されたセンサ取り付け面２１２ａ若しくは２１２ｈに取り付けられる。
【００６４】
尚、図８に示すように、現像器２１２内部において搬送スクリュー２１２ｂ、２１２ｃにより搬送される現像剤は、主走査方向のもう一方の端部（図８に向かって右側端部）において上記と反対方向ではあるが同様に、搬送スクリュー２１２ｃによる搬送経路から搬送スクリュー２１２ｂによる搬送経路に受け渡される。従って、この主走査方向端部において夫々の搬送経路間を現像剤が移動する空間も上記トナー移動空間と同様に最も現像剤が密集する空間となる。そのため、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、上記トナー移動空間の他に、この空間に対向して取り付けられても良い。
【００６５】
また、図７及び図９に示すように、センサ取り付け面２１２ａ及び２１２ｈは、平面基板を基礎として構成されている透磁率センサ１００の取り付けが容易なように平面状に形成されており、この平面に対して透磁率センサ１００の検知面を対向させて取り付けることにより、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられる。また、図９に示すように、現像器２１２の筐体は２つの搬送スクリュー２１２ｂ、２１２ｃの断面形状である円に合わせて弧状に形成されている。そして、センサ取り付け面２１２ａ及び２１２ｈは、上記のように弧状に形成された筐体の一部が平面上に成形されて構成されている。
【００６６】
このように、センサ取り付け面２１２ａ及び２１２ｈは、弧状に形成された筐体の一部が平面上に成形されて構成されているため、現像器２１２におけるセンサ取り付け面２１２ａ及び２１２ｈの表面と現像器２１２内部の空間との間隔が狭くなっている。本実施形態においては、このように構成されたセンサ取り付け面２１２ａ若しくは２１２ｈに透磁率センサ１００が取り付けられることによって、現像器２１２内部の空間の透磁率をより好適に検知することが可能となる。
【００６７】
このような構成において、電子写真方式の画像形成装置において用いられる現像剤は、感光体ドラム２０９上の静電潜像を現像器２１２により現像するために、発色用の粉末（トナー）と、その粉末を搬送するための粒状の磁性体であるキャリアとが混合されて構成される。従って、感光体ドラム２０９上の静電潜像が現像剤中のトナーにより現像されると、現像器２１２内部における現像剤中のトナーの濃度が変動し、センサ取り付け面２１２ａ若しくは２１２ｈに対向する空間における透磁率が変化することとなる。その変化を透磁率センサ１００によって検知することにより、現像器２１２内部における現像剤中のトナー濃度を検知することが可能となる。
【００６８】
そして、このような現像器２１２の内部に充填された現像剤をその内部において主走査方向の全体に行き渡らせるために、搬送スクリュー２１２ｂが回転すると、軸受け２１２ｄとの摩擦により、その摩擦部分を熱源として熱が発生して周囲に放射される。そのため、センサ取り付け面２１２ａ若しくは２１２ｈに取り付けられている透磁率センサ１００は、放射されたその熱により温度が上昇するが、その取り付け態様によっては、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とでは上記熱源からの距離が異なるため伝わる熱の量も異なり、その両者間で温度差が生じてしまうことになる。尚、実際には、搬送スクリュー２１２ｂと軸受け２１２ｄとの摩擦部分を熱源として摩擦熱が発生するが、本実施形態においては、図９及び図１０に示すように、その摩擦部分の中心を熱源として扱うことにする。以下では、その熱源を熱源２１２ｋとする。
【００６９】
このような場合として、本実施形態に係る透磁率センサ１００が、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との接続方向が主走査方向と平行となるようにセンサ取り付け面２１２ｈに取り付けられている場合を例にして、図１１〜図１３（ａ）、図１３（ｂ）を参照して説明する。尚、本実施形態において接続方向とは、磁率センサ１００におけるパターンコイル１０１の中心とパターン抵抗１０２の中心とを結ぶ方向のことである。図１１〜図１３（ａ）は、本実施形態に係る透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様の一例を示す図である。図１３（ｂ）は、本実施形態に係る現像器２１２における主走査方向に対する温度分布の様子を示す図である。
【００７０】
、図１１〜図１３（ａ）は全て、現像器２１２が画像形成装置２００に搭載された状態、即ち、現像器２１２の使用時における状態とは上下を反転させて示されている。また、図１１においては、図７に示した斜視図における現像器２１２の左側端部を、透磁率センサ１００が取り付けられた状態において拡大して示している。また、図１２においては、本実施形態に係る現像器２１２を、透磁率センサ１００が取り付けられた状態において側断面図で示している。また、図１３（ａ）においては、本実施形態に係る現像器２１２を、透磁率センサ１００が取り付けられた状態において、搬送ベルト２０５のベルト面と並行であって主走査方向に垂直な方向、即ち、副走査方向から見た際の正面図である。
【００７１】
また、図１３（ａ）における１０１ａが示す点は、透磁率センサ１００におけるパターンコイル１０１の中心を表し、１０２ａが示す点は、透磁率センサ１００におけるパターン抵抗１０２の中心を表す。以下では、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２の位置関係を議論する場合、１０１ａが示す点をパターンコイル１０１の位置を表す際の基準点として扱い、１０２ａが示す点をパターン抵抗１０２の位置を表す際の基準点として扱うこととする。
【００７２】
熱源２１２ｋにおいて発生した熱は、現像器２１２の筐体を伝って、現像器２１２の長手方向である主走査方向に向かって伝導していく。この際の熱の伝導量は、熱源２１２ｋからの距離が近い位置ほど大きく、遠くなるに従って小さくなる。従って、本実施形態に係る現像器２１２が運転を開始して搬送スクリュー２１２ｂと軸受け２１２ｄとの摩擦により熱源２１２ｋにおいて熱が発生すると、その熱源２１２ｋからの距離が近いほど温度が高く、遠くなるに従って低くなる。
【００７３】
そのため、図１１〜図１３（ａ）に示すように、透磁率センサ１００がパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との接続方向が主走査方向と平行となるようにセンサ取り付け面２１２ｈに取り付けられた場合、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで異なる。従って、このような取り付け態様の場合、図１３（ｂ）に示すように、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じることになるため、透磁率センサ１００は、透磁率を正確に検知することができなくなってしまう。
【００７４】
そこで、本実施形態においては、透磁率センサ１００が、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じないように、上記熱源２１２ｋからの距離がパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とで同一となるように現像器２１２に取り付けられることを特徴としている。このように、透磁率センサ１００が、上記熱源２１２ｋからの距離がパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とで同一となるように現像器２１２に取り付けられると、伝わる熱の量の差がなくなり、その両者間で温度差が生じなくなる。従って、本実施形態によれば、透磁率センサ１００による透磁率の検知精度を向上させることが可能となる。
【００７５】
尚、上述したように、本実施形態において、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２の位置関係を議論する場合、基準点１０１ａをパターンコイル１０１の位置を表す際の基準点として扱い、基準点１０２ａをパターン抵抗１０２の位置を表す際の基準点として扱うこととしている。従って、本実施形態においては、熱源２１２ｋからの距離がパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とで同一となるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられる場合として、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで同一となるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられる例について説明する。
【００７６】
ここで、このような本実施形態における透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様の具体例について、図１４〜図１６を参照して説明する。図１４〜図１６は、本実施形態における透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様の一例を示す図である。尚、図１４〜図１６は全て、現像器２１２が画像形成装置２００に搭載された状態、即ち、現像器２１２の使用時における状態とは上下を反転させて示されている。
【００７７】
また、図１４においては、図７に示した斜視図における現像器２１２の左側端部を、透磁率センサ１００が取り付けられた状態において拡大して示している。また、図１５においては、本実施形態に係る現像器２１２のトナー移動空間を、透磁率センサ１００が取り付けられた状態において側断面図で示している。また、図１６においては、本実施形態に係る現像器２１２を、透磁率センサ１００が取り付けられた状態において、搬送ベルト２０５のベルト面と並行であって主走査方向に垂直な方向、即ち、副走査方向から見た際の正面図である。
【００７８】
図１４〜図１６に示すように、本実施形態において透磁率センサ１００は、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで同一となるようにセンサ取り付け面２１２ａに取り付けられている。従って、本実施形態においては、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じなくなるため、透磁率センサ１００による透磁率の検知精度を向上させることが可能となる。
【００７９】
このように、本実施形態においては、透磁率センサ１００が、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じないように、上記熱源２１２ｋからの距離がパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とで同一となるように現像器２１２に取り付けられることを特徴としている。従って、本実施形態によれば、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じなくなり、透磁率センサ１００による透磁率の検知精度を向上させることが可能となる。
【００８０】
次に、本実施形態に係る透磁率センサ１００の発振周波数のカウント方法について、図１７を参照して説明する。図１７は、本実施形態に係る入出力制御ＡＳＩＣ６０の機能によってカウントされる透磁率センサ１００のカウント値の態様を示す図である。透磁率センサ１００周辺に存在する磁性体の濃度に変化がなければ、原則として透磁率センサ１００は同一の周波数で発振を続ける。その結果、図１７に示すように、時間経過に応じてカウンタ６１のカウント値は一様に増加する。
【００８１】
また、ＣＰＵ１０に対してタイマ１１から割込み信号が入力されると、ＣＰＵ１０が入出力制御ＡＳＩＣ６０に対してリード信号を出力し、そのタイミングにおけるカウンタ６１のカウント値がＣＰＵ１０によって取得される。図１７に示すように、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５夫々のタイミングにおいて、ａａａａｈ、ｂｂｂｂｈ、ｃｃｃｃｈ、ｄｄｄｄｈ、ＡＡＡＡｈといったカウント値が取得される。
【００８２】
ＣＰＵ１０は、夫々のタイミングにおいてカウント値を取得すると、図１７に示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４夫々の期間における周波数を計算する。本実施形態に係るタイマ１１は、２（ｍｓｅｃ）に相当する基準クロックをカウントすると割込み信号を出力する。従って、ＣＰＵ１０は、夫々の期間におけるカウンタ６１のカウント値を２（ｍｓｅｃ）で割ることにより、図１７に示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４夫々の期間における透磁率センサ１００の発振周波数ｆ（Ｈｚ）を算出する。
【００８３】
また、図１７に示すように、本実施形態に係るカウンタ６１のカウント値の上限はＦＦＦＦｈである。従って、ＣＰＵ１０は、期間Ｔ４における周波数の算出に際して、ＦＦＦＦｈからｄｄｄｄｈを引いた値と、ＡＡＡＡｈとの値の合計値を２（ｍｓｅｃ）で割ることにより発振周波数ｆ（Ｈｚ）を算出する。
【００８４】
次に、本実施形態に係る透磁率センサ１００の発振周波数の他のカウント方法について、図１８を参照して説明する。図１８は、本実施形態に係る入出力制御ＡＳＩＣ６０の機能によってカウントされる透磁率センサ１００のカウント値の他の態様を示す図である。図１８の場合、入出力制御ＡＳＩＣ６０において、カウンタ６１はカウント値出力部６３によってカウント値を読み出された後、カウント値をリセットする。このリセット処理は、カウント値出力部６３がカウント値の読み出し後にカウンタ６１にリセット信号を入力しても良いし、カウンタ６１の仕様として、カウント値が一度読み出される度にリセットされるような機能を設けても良い。
【００８５】
図１８の態様の場合、夫々のタイミングにおいて取得されるカウント値は、夫々の期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４内にカウントされた値である。従って、ＣＰＵ１０は、夫々のタイミングにおいて取得したカウント値を２（ｍｓｅｃ）で割ることにより、発振周波数ｆ（Ｈｚ）を算出する。
【００８６】
このように、本実施形態に係るコントローラ１においては、透磁率センサ１００が発振する信号の周波数を取得し、その取得結果に基づいて透磁率センサ１００の発振周波数に対応する事象を判断することができる。そして、本実施形態に係る透磁率センサ１００においては、パターンコイル１０１のコイル面が対向する空間に存在する磁性体の濃度に応じてインダクタンスＬが変化し、結果として出力端子１０８から出力される信号の周波数が変化する。その結果、コントローラ１においては、パターンコイル１０１のコイル面が対向する空間に存在する磁性体の濃度を検知することが可能となる。
【００８７】
このような透磁率センサ１００は、上述したように所定の空間における磁性体の濃度に応じた周波数で発振する。また、水晶発振回路７０は、予め定められた周波数で発振する。しかしながら、それらはいずれも、使用環境の温度に応じて発振周波数が変動する温度特性を有する。
【００８８】
ここで、本実施形態に係る水晶発振回路７０の発振周波数の温度特性について、図１９を参照して説明する。図１９は、水晶発振回路７０の温度特性グラフを示す図である。図１９に示すように、水晶発振回路７０は、ある温度をピークとした放物線状の温度特性を有する。
【００８９】
コントローラ１において、透磁率センサ１００が発振する信号の周波数に基づいて所定空間における磁性体の濃度を高精度に検知するためには、温度変動に応じた発振周波数の変化は可能な限り小さいことが好ましい。また、上述したようにコントローラ１における発振周波数の算出は、タイマ１１によってカウントされる２（ｍｓｅｃ）毎にカウント値を取得し、そのカウント値を２（ｍｓｅｃ）で割ることにより行われる。
【００９０】
ここで、タイマ１１は、水晶発振回路７０から入力される基準クロックに基づいて２（ｍｓｅｃ）をカウントするため、図１９に示すような温度特性によって水晶発振回路７０の発振周波数が変動すると、２（ｍｓｅｃ）分のカウント値が同一である限り、２（ｍｓｅｃ）分のカウント期間が変動してしまう。その結果、ＣＰＵ１０によって算出される透磁率センサ１００の発振周波数に誤差が生じる。
【００９１】
これに対して、透磁率センサ１００の温度特性が、図１９に示すような水晶発振回路７０の温度特性と類似していれば、上述したような発振周波数の算出誤差をキャンセルすることが可能である。即ち、温度変動によって水晶発振回路７０の発振周波数が変動したとしても、透磁率センサ１００の発振周波数も同様に変動していれば、２（ｍｓｅｃ）分のカウント期間においてカウンタ６１によりカウントされるカウント値の変動が少なくなるため、最終的に算出される透磁率センサ１００の発振周波数の誤差を小さくすることができる。
【００９２】
このような趣旨により、透磁率センサ１００の発振周波数の温度特性を、任意に調整することが求められる。ここで、ＬＣ発振回路の発振周波数について説明する。図１に示すＬＣ発振回路からパターン抵抗１０２を除いた従来のＬＣ発振回路の発振周波数は、以下の式（１）により表される。
2015014687.tif 000003
【００９３】
従って、透磁率センサ１００の発振周波数の温度特性を調整するためには、上記式（１）に含まれる夫々のパラメータ“Ｌ”、“Ｃ”、“ＲＬ”を調整することとなる。ここで、本実施形態に係るパターンコイル１０１のインダクタンスＬの温度特性について、図２０を参照して説明し、本実施形態に係る第一コンデンサ１０３、第二コンデンサ１０４の静電容量Ｃの温度特性について、図２１を参照して説明し、本実施形態に係る回路抵抗ＲＬの温度特性について、図２２を参照して説明する。
【００９４】
図２０は、本実施形態に係るパターンコイル１０１のインダクタンスＬの温度特性グラフを示す図である。図２１は、本実施形態に係る第一コンデンサ１０３、第二コンデンサ１０４の静電容量Ｃの温度特性グラフを示す図である。図２２は、本実施形態に係る回路抵抗ＲＬの温度特性グラフを示す図である。
【００９５】
図２０に示すように、パターンコイル１０１のインダクタンスＬは、温度上昇に応じて増大する特性を有する。また、図２１に示すように、第一コンデンサ１０３、第二コンデンサ１０４の静電容量Ｃは、温度上昇に応じて減少する特性を有する。また、図２２に示すように、回路抵抗ＲＬは、温度上昇に応じて増大する特性を有する。
【００９６】
このような温度特性に基づき、夫々のパラメータを調整することが出来れば、透磁率センサ１００の温度特性を良好に、即ち、温度変化に対する発振周波数の変動を少なくすることが出来ると共に、図１９において説明したような水晶発振回路７０の温度特性に合わせることが可能となる。
【００９７】
しかしながら、上記式（１）に含まれる各パラメータのうち、“ＲＬ”は独立して調整することが困難なパラメータである。また、“ＲＬ”の値は“Ｌ”の影響を受けるため、“ＲＬ”と“Ｌ”とを独立して調整することも難しい。また、透磁率センサ１００の発振周波数を考慮すると、“Ｃ”の値も他のパラメータと独立して調整することが難しい。
【００９８】
これに対して、本実施形態に係る透磁率センサ１００においては、共振電流ループにおいて直列にパターン抵抗１０２を挿入し、このパターン抵抗１０２の抵抗値ＲＰを調整することによって透磁率センサ１００の発振周波数の温度特性を調整する。抵抗値ＲＰは上述したような制約を受けることなく独立して調整することが可能なパラメータであるため、このような温度特性の調整が可能となる。
【００９９】
まず、パターン抵抗１０２の抵抗値ＲＰを調整することにより透磁率センサ１００の温度特性を調整可能であることの原理について説明する。上記式（１）は、共振電流ループにおける回路のインピーダンスが最少となる条件において、共振電流ループにおける回路のインピーダンスを示す式の一部を角速度ωについて解いた式である。従って、式（１）を共振電流ループにおける回路のインピーダンスが最少となる条件を示す式に変形すると、下記の式（２）のようになる。
2015014687.tif 000004
【０１００】
上記式（２）は、パターン抵抗１０２が含まれない場合の式であるため、上記式（２）に基づき、パターン抵抗１０２の抵抗値ＲＰを含み、共振電流ループのインピーダンスを示す式は以下の式（３）のようになる。
2015014687.tif 000005
【０１０１】
ここで、本実施形態に係るパターン抵抗１０２のインダクタンスの周波数特性について、図２３を参照して説明する。図２３は、周波数を変化させてパターン抵抗１０２のインダクタンスを測定した結果のグラフを示す図である。図２３に示すように、パターン抵抗１０２はつづら折状のパターンによって発生する磁束によるインダクタンス成分を有し、そのインダクタンスは、例えば３×１０６（Ｈｚ）前後では１３（ｎＨ）程度の値である。従って、上記式（３）のＺＲＰは、パターン抵抗１０２のインダクタンス成分をＬＲＰとして以下の式（４）によってあらわされる。
2015014687.tif 000006
【０１０２】
すると、上記式（３）に基づき、インピーダンスＺが最少になる条件において、以下の式（５）の関係が成り立つ。
2015014687.tif 000007
【０１０３】
上記式（５）に基づいて図１に示す回路の発振周波数ｆ０を求めると、以下の式（６）のようになる。
2015014687.tif 000008
【０１０４】
上記式（６）において、“ＲＬ”、“Ｌ”、“Ｃ”の値の調整は困難であるが、ＬＲＰは他のパラメータとは独立して調整することが可能である。図２０において説明したように、一般的に、温度変動に対するインダクタンスの応答は比例関係にある。結果的に、ＬＲＰの値は、発振周波数に対しては、温度の上昇に対して周波数を下げる方向に作用する。従って、式（６）においてＬＲＰ以外の部分によって決まる温度特性を温度の上昇に対して周波数を上げる方向に作用させることにより、広範な温度領域に対して温度特性を安定化させることが可能となる。
【０１０５】
ここで、図２３及び上記式（４）に示すように、パターン抵抗１０２はインダクタンス成分を有するため、パターンコイル１０１と同様に、周囲の透磁率の変化によってインダクタンス値ＬＲＰが変化してしまうことが考えられる。その結果、パターンコイル１０１によるセンシング部の範囲がパターン抵抗１０２の実装範囲によって拡大されたことと同義にもなることも考えられる。その点について図２４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【０１０６】
図２４（ａ）はパターン抵抗１０２の形成態様を示す図であり、図２４（ｂ）、（ｃ）は、図２４（ａ）の切断線ＡＡにおける断面図である。図２４（ｂ）に示すように、パターン抵抗１０２に電流が流れることにより、図中の破線で示すような磁束が発生する。その結果、隣接するパターン間の磁束は強められ、結果的に図２４（ｂ）に示すように、つづら折状のパターンにおいて、隣接するパターン間に互い違いの方向に磁束が発生することとなる。この磁束がパターン抵抗１０２のインダクタンス値ＬＲＰを生成することとなる。
【０１０７】
ここで、図２４（ｂ）に示すように発生する磁束の影響範囲における透磁率に変化が生じると、夫々のパターン間に発生している磁束によるインダクタンス成分にも変化が生じることとなる。しかしながら、図２４（ｃ）に示すように、夫々のパターン間に発生する磁束のうち、一方向の磁束における透磁率変化の成分と、反対方向の磁束における透磁率変化の成分との符号は、磁束の方向が異なるために正負が反対でキャンセルされる。
【０１０８】
結果としてパターン抵抗１０２全体におけるインダクタンス成分は、周囲の透磁率が変化したとしても変化しないこととなる。即ち、パターン抵抗１０２は、周囲の透磁率に影響を受けず、透磁率に対するセンシング機能のないインダクタとして用いることが可能である。尚、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、共振電流ループにおいてパターンコイル１０１と直列にパターン抵抗１０２を挿入し、そのパターン抵抗１０２の抵抗値を調整することによって発振周波数の温度特性の調整を容易に行うものであり、仮にパターン抵抗１０２が、周囲の透磁率に対するセンシング機能を有したとしても問題ない。
【０１０９】
従って、図１に示すように共振電流ループ中にパターン抵抗１０２を設けることは、パターンコイル１０１によるセンシング部の範囲がパターン抵抗１０２の実装範囲によって拡大されたことにはならない。換言すると、つづら折状のパターン抵抗１０２を設けることにより、透磁率センサとして用いるＬＣ発振回路において、透磁率のセンシング機能とは無関係なインダクタンス成分を設けることが可能となる。
【０１１０】
ここで、図１に示す回路においてパターン抵抗１０２のインダクタンス値ＬＲＰの値を諸々に変化させ、温度変動に対する周波数の変化を測定した結果を図２５（ａ）〜（ｄ）に示す。尚、図２５（ａ）〜（ｄ）において、ＬＲＰ１＜ＬＲＰ２＜ＬＲＰ３＜ＬＲＰ４である。図２５（ａ）〜（ｄ）に示すように、パターン抵抗１０２のインダクタンス値が大きいほど、温度変動に対して放物線状に変化する周波数において、ピーク、即ち極値となる温度が下がっていることがわかる。従って、パターン抵抗１０２のインダクタンス値ＬＲＰを調整することにより、透磁率センサ１００の発振周波数の温度特性の調整が可能であることがわかる。
【０１１１】
ここで、パターン抵抗１０２のインダクタンス成分の調整方法の例について、図２６を参照して説明する。図２６（ａ）〜（ｄ）は、図３０（ａ）〜（ｄ）に示すＬＲＰ１〜ＬＲＰ４に対応するパターン抵抗１０２の形成態様を示す図である。図２６（ａ）〜（ｄ）に示すように、パターン抵抗１０２の形状であるつづら折の折数を増やすことにより、インダクタンス値を大きくすることができる。このように、つづら折状のパターン抵抗１０２を用いることにより、図２６（ａ）〜（ｄ）に示すような温度特性の調整が可能であるという効果に加えて、温度特性を調整するためのインダクタンス値の調整を、つづら折の折数を変更するだけで容易に実現可能であるという効果もある。
【０１１２】
また、実験結果においては、図２６（ａ）〜（ｄ）に示すような温度特性において放物線のピークにおける温度が図１９に示す水晶発振回路７０の温度特性における放物線のピークに合致するようにパターン抵抗１０２を形成すると、そのパターン抵抗の抵抗値は０．３（Ω）であった。その場合において、想定される使用環境の温度範囲である１０〜５０（℃）の範囲における周波数の変動は、±３７（ｐｐｍ：ｐａｒｔ  ｐｅｒ  ｍｉｌｌｉｏｎ）という結果となり、従来技術に対して良好な温度変動が得られると共に、水晶発振回路７０の周波数の変動範囲である±１０〜４０（ｐｐｍ）に概ね合致する結果となった。
【０１１３】
このように、本実施形態においては、共振電流ループにおいて直列にパターン抵抗１０２を挿入することにより、発振周波数の温度特性の調整が容易なＬＣ発振回路を用いた透磁率センサを提供することができる。
【０１１４】
尚、本実施形態においては、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を用いることにより、所定空間の透磁率を検知する透磁率センサ１００について説明した。これに対して、図２に示すセンサのパターンコイル１０１のインダクタンスに影響する範囲の透磁率が一定であることを前提とすると、図１に示す回路の発振周波数変動は、図２５（ａ）〜（ｄ）において説明したような温度に対する変動成分のみとなる。
【０１１５】
従って、本実施形態において説明した透磁率センサ１００は、透磁率センサとしてのみでなく、温度センサとしても用いることが可能である。この場合、図２５（ａ）〜（ｄ）において説明した温度特性としては、検知対象とするべき温度範囲においては、単純上昇または単純下降となるような温度特性を選択することが好ましい。これにより、センサの発振周波数に基づく単純な計算で、センサが設置された部分の温度を検知することが可能となる。このような観点からも、上述したようにパターン抵抗１０２を調整することによって、回路の発振周波数の温度特性を調整可能であることは有意義である。
【０１１６】
また、本実施形態においては、図２６（ａ）〜（ｄ）において説明したように、直線及び直角のみで構成されたつづら折のパターンをパターン抵抗１０２として用いる場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、つづら折のパターンとしてはさまざまなパターンが考えられる。例えば、図２７（ａ）に示すように、曲線で構成されたつづら折のパターンや、図２７（ｂ）に示すように直線と鋭角で構成されたつづら折のパターンを用いることが出来る。また、図２７（ｃ）、（ｄ）に示すように、図２７（ａ）、（ｂ）のつづら折パターンを構成する山の角度が傾いたパターンを用いることが出来る。
【０１１７】
以上、説明したように、本実施形態においては、透磁率センサ１００が、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じないように、上記熱源２１２ｋからの距離がパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とで同一となるように現像器２１２に取り付けられることを特徴としている。このように、透磁率センサ１００が、上記熱源２１２ｋからの距離がパターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とで同一となるように現像器２１２に取り付けられると、伝わる熱の量の差がなくなり、その両者間で温度差が生じなくなる。従って、本実施形態においては、透磁率センサ１００による透磁率の検知精度を向上させることが可能となる。
【０１１８】
尚、本実施形態においては、上述したように、摩擦部分の中心を熱源として扱う例について説明するが、これに限らず、熱源の取り扱い易さ、現像器２１２の形状、熱源の温度等の状況に応じて、摩擦部分における任意の点や軸受け２１２ｄにおける任意の点、搬送スクリュー２１２ｂの回転中心を貫く直線とその直線に垂直な平面であって軸受け２１２ｄと交差する平面との交点、搬送スクリュー２１２ｂの回転中心を貫く直線と軸受け２１２ｄ側の現像器２１２の筐体との交点等を熱源として扱っても良い。
【０１１９】
また、現像器２１２において２か所に熱源がある場合、それらを結ぶ線分の中点を新たな熱源として扱うようにすれば良い。また、現像器２１２において３ヶ所以上に熱源が存在する場合、各熱源を線分が交差しないように結ぶことにより形成された多角形の中心を新たな熱源として扱うようにすれば良い。また、現像器２１２において４ヶ所以上に熱源が存在する場合、熱源同士を結ぶ各線分の交点の数が最も多くなる点を新たな熱源として扱うようにしても良い。但し、これらに限らず、熱源の取り扱い易さ、現像器２１２の形状、各熱源の温度等の状況に応じて適宜設定すれば良い。
【０１２０】
また、現像器２１２において複数ヶ所に熱源が存在しかつ、それらのうちで１か所でも温度が異なる場合、それらの温度を考慮した上で新たな熱源を設定すれば良い。具体的には、例えば、各熱源をその温度に応じて移動させた上で、上記と同様にして複数ヶ所の熱源を１か所の熱源としたり、複数ヶ所の熱源を１か所の熱源とした上で、その１か所の熱源を各熱源の温度に応じて移動させて新たな熱源としたりといった方法が考えられるが、これらに限らず、熱源の取り扱い易さ、現像器２１２の形状、各熱源の温度等の状況に応じて適宜設定すれば良い。
【０１２１】
また、現像器２１２において複数ヶ所に熱源が存在する場合、磁率センサ１００におけるパターンコイル１０１の中心から各熱源までの距離の総和と、透磁率センサ１００におけるパターン抵抗１０２の中心から各熱源までの距離の総和とが等しくなるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられるようにしても、本実施形態において説明した効果と同様の効果を得ることが可能となる。
【０１２２】
また、本実施形態においては、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで同一となるように、透磁率センサ１００が図１４〜図１６に示したようにセンサ取り付け面２１２ａに取り付けられる例について説明した。この他、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで同一でありさえすれば、透磁率センサ１００が図２８〜図３０に示すように、図１４〜図１６に示した状態とは上下を反転させた状態でセンサ取り付け面２１２ａに取り付けられても良い。ここで、図２８〜図３０は、本実施形態に係る透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられている状態において、図１４〜図１６にそれぞれ対応する図である。
【０１２３】
また、本実施形態においては、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで同一となるように、透磁率センサ１００が図１４〜図１６に示したようにセンサ取り付け面２１２ａに取り付けられる例について説明した。この他、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで同一でありさえすれば、透磁率センサ１００が図３１〜図３３に示すような状態でセンサ取り付け面２１２ｈに取り付けられても良い。ここで、図３１〜図３３は、本実施形態に係る透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられている状態において、図１４〜図１６にそれぞれ対応する図である。
【０１２４】
尚、本実施形態においては、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで同一となるように透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられる例について説明したが、それらの距離が厳密に同一ではなくそれらの距離に差があったとしても所定値以下であれば、本実施形態において説明した効果と同様の効果を得るためには十分である。ここで、熱源２１２ｋから基準点１０１ａまでの距離と、熱源２１２ｋから基準点１０２ａまでの距離との差が所定値以下である場合として、基準点１０１ａから基準点１０２ａまでの距離以下であれば良いが、それらの距離の差が小さいほどその効果は大きくなる。
【０１２５】
実施の形態２．
実施の形態１においては、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで同一となるように透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられる例について説明した。この場合、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じなくなるため、透磁率センサ１００による透磁率の検知精度を向上させることが可能となる。
【０１２６】
ところが、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで厳密に同一ではなくそれらの距離に差があったとしても所定値以内であれば、実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得るためには十分である。また、図２や図３（ａ）に示したように、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とでは検知面での占有面積の大きさが異なり、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで同一であったとしても、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で必ずしも温度差が生じないということにはならない場合がある。
【０１２７】
そこで、本実施形態においてはまず、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との何れかのうち、透磁率センサ１００における検知面での占有面積が大きい方の形成領域のなかで熱源２１２ｋから最も遠く離れている最遠点Ａと熱源２１２ｋとを結ぶ線分Ｂに垂直であってその最遠点Ａを通る直線Ｌを定義する。そして、センサ取り付け面２１２ａ若しくは２１２ｈを含む平面において、その直線Ｌにより分割されて形成された領域のうち熱源２１２ｋ側の領域に、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との何れかのうち、透磁率センサ１００における検知面での占有面積が小さい方の形成領域の少なくとも一部が含まれるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられることを特徴としている。
【０１２８】
このようにして透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられると、熱源２１２ｋからの基準点１０１ａと基準点１０２ａとの距離の差が所定値以内となり、また、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とで検知面での占有面積の大きさが異なる場合であっても、実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることが可能となる。以下、図面を参照して詳細に説明する。尚、実施の形態１と同様の符号を付す構成については、同一または相当部を示すものとし、詳細な説明を省略する。
【０１２９】
まず、本実施形態における透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様について、図３４を参照して説明する。図３４は、本実施形態における透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様の一例を示す図である。尚、図３４は、現像器２１２が画像形成装置２００に搭載された状態、即ち、現像器２１２の使用時における状態とは上下を反転させて示されている。また、図３４においては、本実施形態に係る現像器２１２を、透磁率センサ１００が取り付けられた状態において、搬送ベルト２０５のベルト面と並行であって主走査方向に垂直な方向、即ち、副走査方向から見た際の正面図である。
【０１３０】
図３４に示すように、本実施形態おいてはまず、透磁率センサ１００における検知面でのパターンコイル１０１の形成領域のなかで熱源２１２ｋから最も遠く離れている最遠点Ａと熱源２１２ｋとを結ぶ線分Ｂに垂直であってその最遠点Ａを通る直線Ｌを定義する。そして、センサ取り付け面２１２ａを含む平面において、その直線Ｌにより分割されて形成された領域のうち熱源２１２ｋ側の領域に、パターン抵抗１０２の形成領域の少なくとも一部が含まれるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられている。
【０１３１】
このように、本実施形態において透磁率センサ１００は、センサ取り付け面２１２ａを含む平面において、直線Ｌにより分割されて形成された領域のうち熱源２１２ｋ側の領域に、パターン抵抗１０２の形成領域の少なくとも一部が含まれるように、現像器２１２に取り付けられることを特徴としている。従って、本実施形態においては、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じ難くなるため、透磁率センサ１００による透磁率の検知精度を向上させることが可能となる。
【０１３２】
但し、センサ取り付け面２１２ａを含む平面において、直線Ｌにより分割されて形成された領域のうち熱源２１２ｋ側の領域に、パターン抵抗１０２の形成領域の全てが含まれるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられるように構成されると、本実施形態において説明した効果を得るためにはより有意義である。また、パターン抵抗１０２の形成領域と線部Ｂとが交差しないように、直線Ｌにより分割されて形成された領域のうち熱源２１２ｋ側の領域に、透磁率センサ１００におけるパターン抵抗１０２の形成領域の全てが含まれるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられるように構成されても、本実施形態において説明した効果を得るためにはより有意義である。
【０１３３】
尚、本実施形態においては、パターンコイル１０１の方がパターン抵抗１０２よりも検知面での占有面積が大きい場合を例として説明したが、その逆の場合であっても同様に適用可能である。
【０１３４】
また、本実施形態においては、透磁率センサ１００がセンサ取り付け面２１２ａに取り付けられる場合について説明したが、センサ取り付け面２１２ｈに取り付けられる場合であっても同様である。
【０１３５】
その他の実施形態．
上記実施形態においては、熱源２１２ｋからの距離が基準点１０１ａと基準点１０２ａとで同一となるように、若しくは、所定値以下となるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられる例について説明した。この場合、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じなくなる、若しくは、生じ難くなるため、透磁率センサ１００による透磁率の検知精度を向上させることが可能となる。
【０１３６】
本実施形態においては、上記実施形態において説明した透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様を包括するように、その取り付け態様を一般化した取り付け態様について説明する。そこで、本実施形態における透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様について、図３５を参照して説明する。図３５は、本実施形態における透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様の一例を示す図である。尚、図３５は、現像器２１２が画像形成装置２００に搭載された状態、即ち、現像器２１２の使用時における状態とは上下を反転させて示されている。また、図３５においては、本実施形態に係る現像器２１２を、透磁率センサ１００が取り付けられた状態において、搬送ベルト２０５のベルト面と並行であって主走査方向に垂直な方向、即ち、副走査方向から見た際の正面図である。
【０１３７】
図３５に示すように、本実施形態おいては、センサ取り付け面２１２ａを含む平面において、基準点１０１ａと熱源２１２ｋとを通る直線Ｃと、基準点１０１ａと基準点１０２ａとを通る直線Ｄとのなす角のうち鋭角となる角Ｅが所定の角度内となるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられている。
【０１３８】
このように、本実施形態において透磁率センサ１００は、角Ｅが所定の角度内となるように現像器２１２に取り付けられることを特徴としている。このような取り付け態様は、実施の形態１及び２において説明した透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様を包括するように、その取り付け態様を一般化したものである。従って、本実施形態においては、実施の形態１及び２において説明した効果と同様の効果を得ることが可能となる。即ち、本実施形態においては、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との間で温度差が生じなくなる、若しくは、生じ難くなるため、透磁率センサ１００による透磁率の検知精度を向上させることが可能となる。
【０１３９】
ここで、本実施形態に係る角Ｅの角度としては、上記効果を得るためには０度より大きく１８０未満であれば十分であるが、好ましくは３０度〜１５０度、さらに好ましくは６０度〜１２０度であればより効果的となる。
【０１４０】
尚、本実施形態においては、センサ取り付け面２１２ａを含む平面において、基準点１０１ａと熱源２１２ｋとを通る直線Ｃと、基準点１０１ａと基準点１０２ａとを通る直線Ｄとのなす角のうち鋭角となる角Ｅが所定の角度内となるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられる例について説明した。この他、図３６に示すように、基準点１０２ａと熱源２１２ｋとを通る直線Ｆと、基準点１０１ａと基準点１０２ａとを通る直線Ｄとのなす角のうち鋭角となる角Ｇが所定の角度内となるように、透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられても良い。この場合の角Ｇの角度は、図３５において説明した角Ｅと同様である。
【０１４１】
図３６は、本実施形態における透磁率センサ１００の現像器２１２への他の取り付け態様の一例を示す図である。尚、図３６は、現像器２１２が画像形成装置２００に搭載された状態、即ち、現像器２１２の使用時における状態とは上下を反転させて示されている。また、図３６においては、本実施形態に係る現像器２１２を、透磁率センサ１００が取り付けられた状態において、搬送ベルト２０５のベルト面と並行であって主走査方向に垂直な方向、即ち、副走査方向から見た際の正面図である。
【０１４２】
また、本実施形態においては、透磁率センサ１００がセンサ取り付け面２１２ａに取り付けられる場合について説明したが、センサ取り付け面２１２ｈに取り付けられる場合であっても同様である。
【０１４３】
尚、上記実施形態においては、透磁率センサ１００が、磁性粒子であるキャリアと非磁性の現像剤であるトナーとが混合された２成分現像剤を使用する電子写真方式の画像形成装置２００における現像器２１２に取り付けられて、その現像器２１２内部における現像剤中のトナーの濃度を測定するトナー濃度検知器として利用される場合を例として説明したが、これに限らず、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を含むＬＣ発振回路を用いて、それらが形成された平面に対向する所定空間の透磁率を検知する透磁率検知器であれば同様に適用可能である。
【０１４４】
また、上記実施形態においては、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を用いることにより、所定空間の透磁率を検知する透磁率センサ１００について説明した。これに対して、図２に示すセンサのパターンコイル１０１のインダクタンスに影響する範囲の透磁率が一定であることを前提とすると、図１に示す回路の発振周波数変動は、図２５（ａ）〜（ｄ）において説明したような温度に対する変動成分のみとなる。
【０１４５】
従って、上記実施形態において説明した透磁率センサ１００は、透磁率センサとしてのみでなく、温度センサとしても用いることが可能である。この場合、図２５（ａ）〜（ｄ）において説明した温度特性としては、検知対象とするべき温度範囲においては、単純上昇または単純下降となるような温度特性を選択することが好ましい。これにより、センサの発振周波数に基づく単純な計算で、センサが設置された部分の温度を検知することが可能となる。このように、上記実施形態において説明した透磁率センサ１００が温度センサとして用いられた場合、例えば、現像器２１２における発熱をモニタリングすることができ、故障などによる過剰な発熱を検知することが可能となる。
【０１４６】
このようにして透磁率センサ１００が温度センサとして用いられる場合であっても、上記実施形態において説明したように、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２とで温度差が生じない、若しくは、生じ難くなるように透磁率センサ１００が現像器２１２に取り付けられることで、温度検知の精度を向上させることが可能となる。従って、透磁率センサ１００が温度センサとして用いられる場合であっても、上記実施形態において説明した透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様を適用することは有意義である。
【符号の説明】
【０１４７】
１  コントローラ
１０  ＣＰＵ
１１  タイマ
２０  ＲＯＭ
３０  ＲＡＭ
４０  ＤＭＡＣ
５０  ＡＳＩＣ
６０  入出力制御ＡＳＩＣ
６１  カウンタ
６２  リード信号取得部
６３  カウント値出力部
７０  水晶発振回路
１００  透磁率センサ
１０１  パターンコイル
１０１ａ  基準点
１０２  パターン抵抗
１０２ａ  基準点
１０３  第一コンデンサ
１０４  第二コンデンサ
１０５  フィードバック抵抗
１０６、１０７  アンバッファＩＣ
１０８  出力端子
２００  画像形成装置
２０１  給紙トレイ
２０２  給紙ローラ
２０３  レジストローラ
２０４  用紙
２０５  搬送ベルト
２０６Ｋ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｙ  画像形成部
２０７  駆動ローラ
２０８  従動ローラ
２０９Ｋ、２０９Ｃ、２０９Ｍ、２０９Ｙ  感光体ドラム
２１０Ｋ、２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｙ  帯電器
２１１  光書き込み装置
２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙ  現像器
２１２ａ  センサ取り付け面
２１２ｂ、２１２ｃ  搬送スクリュー
２１２ｄ、２１２ｅ、２１２ｆ、２１２ｇ  軸受け
２１２ｈ  センサ取り付け面
２１３Ｋ、２１３Ｃ、２１３Ｍ、２１３Ｙ  感光体クリーナ
２１５Ｋ、２１５Ｃ、２１５Ｍ、２１５Ｙ  転写器
２１６  定着器
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４８】
【特許文献１】特開２０１０−２６０３１号公報
【図１】
2015014687.tif 000009
【図２】
2015014687.tif 000010
【図３】
2015014687.tif 000011
【図４】
2015014687.tif 000012
【図５】
2015014687.tif 000013
【図６】
2015014687.tif 000014
【図７】
2015014687.tif 000015
【図８】
2015014687.tif 000016
【図９】
2015014687.tif 000017
【図１０】
2015014687.tif 000018
【図１１】
2015014687.tif 000019
【図１２】
2015014687.tif 000020
【図１３】
2015014687.tif 000021
【図１４】
2015014687.tif 000022
【図１５】
2015014687.tif 000023
【図１６】
2015014687.tif 000024
【図１７】
2015014687.tif 000025
【図１８】
2015014687.tif 000026
【図１９】
2015014687.tif 000027
【図２０】
2015014687.tif 000028
【図２１】
2015014687.tif 000029
【図２２】
2015014687.tif 000030
【図２３】
2015014687.tif 000031
【図２４】
2015014687.tif 000032
【図２５】
2015014687.tif 000033
【図２６】
2015014687.tif 000034
【図２７】
2015014687.tif 000035
【図２８】
2015014687.tif 000036
【図２９】
2015014687.tif 000037
【図３０】
2015014687.tif 000038
【図３１】
2015014687.tif 000039
【図３２】
2015014687.tif 000040
【図３３】
2015014687.tif 000041
【図３４】
2015014687.tif 000042
【図３５】
2015014687.tif 000043
【図３６】
2015014687.tif 000044