(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色のトナーのそれぞれに対して設けられており、トナー濃度に応じた周波数の検出信号を発振回路で発振し継続的に出力する複数のトナー濃度センサーと、
前記複数のトナー濃度センサーによりそれぞれ出力される前記検出信号から１つの検出信号を選択するアナログスイッチと、
前記アナログスイッチにより選択された前記検出信号の振幅を減少させるフィルターと、
前記フィルターにより振幅を減少させた前記検出信号を伝送する第１信号線と、
前記第１信号線により伝送されてきた前記検出信号を所定の閾値と比較し、比較結果に応じてレベルをハイレベルまたはローレベルとした信号を前記検出信号として出力することで、前記第１信号線により伝送された前記検出信号の振幅を増加させるコンパレーターと、
前記コンパレーターにより振幅を増加された前記検出信号を所定のポートで受け付け、受け付けた前記検出信号のレベルに基づいて前記検出信号の周波数を特定し、特定した前記周波数に基づいて前記トナー濃度を特定する受信側集積回路と、
を備え、
前記発振回路は、コルピッツ型の発振回路であって、インダクターと、キャパシターと、バッファーとを備え、前記インダクターのインダクタンスと前記キャパシターのキャパシタンスに応じた共振周波数でインバーターが矩形波を生成し、前記バッファーは、前記矩形波を前記検出信号として出力し、
前記インダクターのインダクタンスは、２成分現像剤における前記トナー濃度に応じて変化すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記フィルターは、前記検出信号の振幅を、前記受信側集積回路により前記ハイレベルおよび前記ローレベルが検出可能となる所定の下限値より低い値まで減少させ、
前記コンパレーターは、前記検出信号の振幅を前記下限値以上に増加させること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記フィルターは、ハイカットフィルターであり、
前記ハイカットフィルターのカットオフ周波数は、前記トナー濃度の下限値に対応する前記検出信号の周波数から前記トナー濃度の上限値に対応する前記検出信号の周波数までの範囲より高い周波数とされること、
を特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
第２信号線をさらに備え、
前記受信側集積回路は、選択信号を出力し、
前記第２信号線は、前記選択信号を伝送し、
前記アナログスイッチは、前記選択信号により指定された前記トナー濃度センサーからの検出信号を選択すること、
を特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
センサー側基板と、
受信側基板とを備え、
前記第１信号線は、前記センサー側基板と前記受信側基板とを電気的に接続する信号線であり、
前記アナログスイッチおよび前記フィルターは、前記センサー側基板に設置されており、
前記コンパレーターおよび前記受信側集積回路は、前記受信側基板に設置されていること、
を特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１信号線は、前記複数のトナー濃度センサーから前記アナログスイッチまでの前記検出信号の伝送路より長いことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ある画像形成装置は、現像器ユニット側において、複数のトナー濃度検知センサーのうちの１つだけに給電をして残りのものを動作させないようにして放射ノイズを減少させている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、トナー濃度検知センサーは、発振回路によって、トナー濃度に応じた周波数で検出信号を発振させている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９４９６０号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図３は、一般的な画像形成装置の構成例を示すブロック図である。例えば図３に示すように、センサー部１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｋの発振回路１１１Ｃ，１１１Ｍ，１１１Ｙ，１１１Ｋで検出された４つの検出信号が、並行する４つの信号線１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｙ，１０２Ｋで受信側基板１０２へ伝送される場合、信号線１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｙ，１０２Ｋ間でクロストークが発生し、受信側基板１０２において、各検出信号の周波数、つまりトナー濃度が正確に計測されない。
【０００６】
上述の画像形成装置では、現像器ユニット側とコントローラーを有する本体側とがコネクターで直接的に接続されており、現像器ユニット側と本体側との間に信号線は使用されていない。また、上述の画像形成装置では、複数のトナー濃度検知センサーの給電切換を行っているため、給電のオンオフ時にスイッチングノイズが発生する可能性がある。さらに、給電開始から発振回路が安定するまで、正確なトナー濃度を測定することが困難である。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、信号線におけるクロストークおよび放射ノイズを抑えつつ、信号線を介して正確にトナー濃度を計測する画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、複数色のトナーのそれぞれに対して設けられており、トナー濃度に応じた周波数の検出信号を発振回路で発振し継続的に出力する複数のトナー濃度センサーと、前記複数のトナー濃度センサーによりそれぞれ出力される前記検出信号から１つの検出信号を選択するアナログスイッチと、前記アナログスイッチにより選択された前記検出信号の振幅を減少させるフィルターと、前記フィルターにより振幅を減少させた前記検出信号を伝送する第１信号線と、前記第１信号線により伝送されてきた前記検出信号を所定の閾値と比較し、比較結果に応じてレベルをハイレベルまたはローレベルとした信号を前記検出信号として出力することで、前記第１信号線により伝送された前記検出信号の振幅を増加させるコンパレーターと、前記コンパレーターにより振幅を増加された前記検出信号を所定のポートで受け付け、受け付けた前記検出信号のレベルに基づいて前記検出信号の周波数を特定し、特定した前記周波数に基づいて前記トナー濃度を特定する受信側集積回路とを備える。そして、前記発振回路は、コルピッツ型の発振回路であって、インダクターと、キャパシターと、バッファーとを備え、前記インダクターのインダクタンスと前記キャパシターのキャパシタンスに応じた共振周波数でインバーターが矩形波を生成し、前記バッファーは、前記矩形波を前記検出信号として出力し、前記インダクターのインダクタンスは、２成分現像剤における前記トナー濃度に応じて変化する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、信号線におけるクロストークおよび放射ノイズを抑えつつ、信号線を介して正確にトナー濃度を計測する画像形成装置が得られる。
【００１０】
本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１における発振回路１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｋの構成例を示す回路図である。
【図３】図３は、一般的な画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像形成装置は、４色（シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック）のトナーでカラー印刷を電子写真方式で行う、プリンター、複合機、複写機などといった装置であって、センサー部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋ、センサー側基板２、受信側基板３、信号線４、および信号線５を備える。
【００１４】
センサー部１Ｃは、シアンのトナーが供給される現像器に設置され、シアントナーのトナー濃度に応じた周波数の検出信号を発振回路１１Ｃで発振し出力するトナー濃度センサーである。
【００１５】
センサー部１Ｍは、マゼンタのトナーが供給される現像器に設置され、マゼンタトナーのトナー濃度に応じた周波数の検出信号を発振回路１１Ｍで発振し出力するトナー濃度センサーである。
【００１６】
センサー部１Ｙは、イエローのトナーが供給される現像器に設置され、イエロートナーのトナー濃度に応じた周波数の検出信号を発振回路１１Ｙで発振し出力するトナー濃度センサーである。
【００１７】
センサー部１Ｋは、ブラックのトナーが供給される現像器に設置され、ブラックトナーのトナー濃度に応じた周波数の検出信号を発振回路１１Ｋで発振し出力するトナー濃度センサーである。
【００１８】
図２は、図１における発振回路１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｋの構成例を示す回路図である。
【００１９】
図２に示す発振回路１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｋは、コルピッツ型の発振回路であって、インダクターＬのインダクタンスとキャパシターＣのキャパシタンスに応じた共振周波数でインバーターＩＮＶが矩形波を生成し、バッファーＢＵＦは、その矩形波を出力する。そして、インダクターのインダクタンスは、２成分現像剤におけるトナー濃度に応じて変化する。つまり、２成分現像剤は、非磁性のトナーと、磁性のキャリアとを含み、トナー濃度が低くなると、相対的にキャリア濃度が高くなるため、インダクターＬのインダクタンスが増加する。反対に、トナー濃度が高くなると、相対的にキャリア濃度が低くなるため、インダクターＬのインダクタンスが減少する。したがって、上述の共振周波数がトナー濃度に応じて変化する。
【００２０】
なお、発振回路１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｋの構成は図２に示すものに限定されず、他の形式の発振回路を使用してもよい。
【００２１】
図１に戻り、センサー側基板２は、アナログスイッチ２１と、フィルター２２とを備える。
【００２２】
アナログスイッチ２１は、センサー部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋによりそれぞれ出力される検出信号から１つの検出信号を選択する。例えば、アナログスイッチ２１としては、アナログスイッチＩＣが使用される。なお、センサー部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋはそれぞれ継続的に検出信号を出力しており、アナログスイッチ２１は、それらの検出信号のうちの１つを選択する。
【００２３】
フィルター２２は、アナログスイッチ２１により選択された検出信号の振幅（つまり、ピークトゥピーク値）を減少させるフィルターである。この実施の形態では、フィルター２２は、抵抗およびキャパシターによるハイカットフィルターであって、そのカットオフ周波数は、上述のトナー濃度の下限値に対応する検出信号の周波数からトナー濃度の上限値に対応する検出信号の周波数までの範囲より高い周波数に設定される。
【００２４】
受信側基板３は、例えば現像器などの内部装置を制御するコントローラー基板であって、受信側集積回路（以下、受信側ＩＣという）３１と、コンパレーター３２とを備える。
【００２５】
受信側ＩＣ３１は、例えば、トナーカートリッジから現像器へのトナー供給の制御などを行うコントローラーＩＣであって、コンパレーター３２により振幅を増加された検出信号を所定のポートで受け付け、受け付けた検出信号のレベルに基づいて検出信号の周波数を特定し、特定した周波数に基づいてトナー濃度を特定する。例えば、受信側ＩＣ３１は、特定したトナー濃度に基づいて、トナーカートリッジから現像器へのトナー供給の制御を行い、現像器内のトナー量を制御する。
【００２６】
また、受信側ＩＣ３１は、センサー部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋの検出信号のうち、取得すべき検出信号を指定する選択信号を出力し、信号線５を介してアナログスイッチ２１へ送信する。アナログスイッチ２１は、この選択信号により指定されたセンサー部からの検出信号を選択する。
【００２７】
コンパレーター３２は、信号線４により伝送されてきた検出信号を所定の閾値と比較し、その比較結果に応じてレベルをハイレベル（受信側基板３の電源電圧レベル）またはローレベル（受信側基板３のグランドレベル）とした信号を検出信号として受信側ＩＣ３１へ出力することで、信号線４により伝送された検出信号の振幅を増加させる。
【００２８】
なお、この実施の形態では、フィルター２２は、検出信号の振幅を、そのポートに入力される信号のハイレベルおよびローレベルが受信側ＩＣ３１により検出可能となる所定の下限値（つまり、検出信号のピークトゥピーク値の下限値）より低い値まで減少させ、コンパレーター３２は、検出信号の振幅をその下限値以上に増加させる。
【００２９】
信号線４は、センサー側基板２と受信側基板３とを電気的に接続する信号線であり、フィルター２２により振幅を減少させた検出信号（つまり、アナログスイッチ２１により選択された検出信号）を伝送する第１信号線である。
【００３０】
この信号線４は、センサー部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋからアナログスイッチ２１までの検出信号の伝送路より長い。つまり、センサー部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋからアナログスイッチ２１までの検出信号の伝送路が、センサー側基板２と受信側基板３とを接続する信号線４より短くなるように、センサー側基板２が配置されている。
【００３１】
また、信号線５は、センサー側基板２と受信側基板３とを電気的に接続する信号線であり、上述の選択信号を伝送する第２信号線である。
【００３２】
例えば、センサー側基板２と受信側基板３とを接続するフレキシブルフラットケーブル内の一部または全部の信号線が信号線４，５として使用される。
【００３３】
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。
【００３４】
センサー部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋは、それぞれ、発振回路１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｋで現時点のトナー濃度に応じた周波数の検出信号を継続的に出力する。
【００３５】
受信側ＩＣ３１は、所定の順番に沿って、１つのトナー色についての検出信号を指定する選択信号を出力し、信号線５を介してアナログスイッチ２１へ送信する。
【００３６】
アナログスイッチ２１は、この選択信号により指定されたセンサー部からの検出信号を選択しフィルター２２へ出力する。そして、フィルター２２により振幅を減少させた検出信号が信号線４を伝送する。
【００３７】
コンパレーター３２は、信号線４を伝送してきた検出信号の振幅を増加させた後、受信側ＩＣ３１の所定のポートに供給する。
【００３８】
受信側ＩＣ３１は、そのポートの電圧レベルを検出して検出信号を受け付け、その電圧レベルの変化に基づいて検出信号の周波数を特定し、特定した周波数から、選択信号により指定したトナー色のトナー濃度を特定する。
【００３９】
例えば、特定したトナー濃度が所定値未満である場合、受信側ＩＣ３１は、トナー搬送スクリューなどのトナー搬送部を駆動して、トナーカートリッジから現像器へトナーを供給する。
【００４０】
その後、別のトナー色について、受信側ＩＣ３１は、選択信号の出力、検出信号の受け付け、およびトナー濃度の特定を行う。このようにして、受信側ＩＣ３１は、所定の順番に沿って繰り返し、複数トナー色のトナー濃度を特定する。
【００４１】
以上のように、上記実施の形態によれば、複数のセンサー部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋは、複数色のトナーのそれぞれに対して設けられており、トナー濃度に応じた周波数の検出信号を発振回路１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｋで発振し出力する。アナログスイッチ２１は、複数のセンサー部１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋによりそれぞれ出力される検出信号から１つの検出信号を選択する。フィルター２２は、アナログスイッチ２１により選択された検出信号の振幅を減少させる。信号線４は、フィルター２２により振幅を減少させた検出信号を伝送する。コンパレーター３２は、信号線４により伝送されてきた検出信号を所定の閾値と比較し、比較結果に応じてレベルをハイレベルまたはローレベルとした信号を検出信号として出力することで、信号線４により伝送された検出信号の振幅を増加させる。受信側ＩＣ３１は、コンパレーター３２により振幅を増加された検出信号を所定のポートで受け付け、受け付けた検出信号のレベルに基づいて検出信号の周波数を特定し、特定した周波数に基づいてトナー濃度を特定する。
【００４２】
これにより、信号線におけるクロストークおよび放射ノイズを抑えつつ、信号線を介して正確にトナー濃度が計測される。また、センサー側基板２と受信側基板３とを電気的に接続する信号線の数が少なくて済むため、センサー側基板２と受信側基板３との間における信号線のためのスペースが小さくて済む。
【００４３】
なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、例えば、カラー印刷を行う画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋ  センサー部（トナー濃度センサーの一例）
２  センサー側基板
３  受信側基板
４  信号線（第１信号線の一例）
５  信号線（第２信号線の一例）
１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ，１１Ｋ  発振回路
２１  アナログスイッチ
２２  フィルター
３１  受信側集積回路
３２  コンパレーター
【図１】
0006551742.tif 000002
【図２】
0006551742.tif 000003
【図３】
0006551742.tif 000004