(57)【要約】【課題】内部に収容された顕色剤の濃度を平面状に形成されたコイルを用いて検知する現像装置において、筐体の生産性を低下させることなく、内部に収容される現像剤の検知精度を向上すること。【解決手段】ケーシング３０１内部の透磁率に応じた周波数の信号を出力する透磁率センサ１０と、透磁率センサ１０が取り付けられるセンサ取り付け部３１０とを含み、透磁率センサ１０は、基板上に平面パターンによって形成され、透磁率の変化によってインダクタンスが変化するコイルを含み、透磁率を検知するべき空間にコイルが対向するようにセンサ取り付け部３１０に取り付けられ、センサ取り付け部３１０は、透磁率センサ１０が取り付けられた状態においてコイルが対向する部分にケーシング内部と外部とが空間としてつながるように開口部３１３が設けられており、開口部３１３は、透磁率センサが取り付けられることによって塞がれる。【選択図】図９
2016012078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内部において磁性体によって顕色剤が搬送される現像装置であって、
前記筐体内部の透磁率に応じた周波数の信号を出力する透磁率検知器と、
前記筐体の外壁面において透磁率検知器が取り付けられる取り付け部とを含み、
前記透磁率検知器は、基板上に平面パターンによって形成され、前記筐体内部の透磁率の変化によってインダクタンスが変化するコイルを含み、前記コイルが前記筐体内部において透磁率を検知するべき空間に対向するように前記取り付け部に取り付けられ、
前記取り付け部は、前記透磁率検知器が取り付けられた状態において前記コイルが対向する部分に前記筐体内部と外部とが空間としてつながるように開口部が設けられており、
前記開口部は、前記透磁率検知器が前記取り付け部に取り付けられることによって塞がれることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記透磁率検知器は、導電性を有さない非磁性体によって形成される接着層を介して前記取り付け部に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記接着層は、
導電性を有さない非磁性体によって形成される中間層と、
前記中間層と前記透磁率検知器とを接着する第１の接着層と、
前記中間層と前記取り付け部とを接着する第２の接着層とを含み、
前記第２の接着層は、前記開口部に対向する部分を避けて接着力を発揮することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記開口部は、前記取り付け部において前記透磁率検知器が取り付けられる面に対して垂直な方向の孔であり、
前記孔の内壁面と前記筐体内部の壁面とを傾斜して連結するテーパ部を含むことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に関し、特に、現像剤の状態を検知するセンサの取り付けに関する。
【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、画像形成出力の方式として、感光体を露光することによって形成された静電潜像を現像して形成された画像を用紙に転写することによって画像形成出力を行う電子写真方向式が知られている。そして、電子写真方式においては、磁性粒子であるキャリアと非磁性の顕色剤とが混合された２成分顕色剤を使用しているものがある。
【０００４】
このような２成分顕色剤を使用する画像形成装置においては、画像形成によって顕色剤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、現像装置内における顕色剤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成分顕色剤を使用する画像形成装置においては、その現像装置内における顕色剤の濃度を測定する必要がある。
【０００５】
そこで、このような２成分顕色剤を使用する画像形成装置には、上記現像装置内における顕色剤の濃度を測定するための顕色剤濃度検知器が備えられている。この顕色剤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平面コイルを含む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）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されているような、平面コイルを含むＬＣ発振回路を利用した顕色剤濃度検知器の検知精度は、平面コイルが形成された面から検知対象の位置までの距離に影響される。即ち、検知対象と平面コイルとが一定以上離れてしまうと、顕色剤の濃度を正確に検知することが困難となる。
【０００７】
顕色剤濃度検知器は、平面コイルが形成された面を現像装置の筐体に対向させて貼り付ける形で搭載されるため、現像剤が収容されている筐体内部と平面コイルとの間には、筐体の厚み分の間隔が開くこととなる。従って、上述した顕色剤濃度の検知精度を考慮すると、筐体の厚みを可能な限り薄くすることが好ましい。これに対して、筐体の厚みを薄くすると、筐体の成形時における成形材料の流れが悪くなり、良好な成形物を得ることが困難となって量産性が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、内部に収容された顕色剤の濃度を平面状に形成されたコイルを用いて検知する現像装置において、筐体の生産性を低下させることなく、内部に収容される現像剤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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、筐体内部において磁性体によって顕色剤が搬送される現像装置であって、前記筐体内部の透磁率に応じた周波数の信号を出力する透磁率検知器と、前記筐体の外壁面において透磁率検知器が取り付けられる取り付け部とを含み、前記透磁率検知器は、基板上に平面パターンによって形成され、前記筐体内部の透磁率の変化によってインダクタンスが変化するコイルを含み、前記コイルが前記筐体内部において透磁率を検知するべき空間に対向するように前記取り付け部に取り付けられ、前記取り付け部は、前記透磁率検知器が取り付けられた状態において前記コイルが対向する部分に前記筐体内部と外部とが空間としてつながるように開口部が設けられており、前記開口部は、前記透磁率検知器が前記取り付け部に取り付けられることによって塞がれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内部に収容された顕色剤の濃度を平面状に形成されたコイルを用いて検知する現像装置において、筐体の生産性を低下させることなく、内部に収容される現像剤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】
【００１１】
【図１】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２】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側断面図である。
【図３】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４】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５】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６】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７】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８】透磁率センサの取り付け態様の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る透磁率センサの取り付け態様を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るケーシング側接着層の切り欠きを示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る透磁率センサの取り付け態様を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るケーシング内部の現像剤の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、磁性体であるキャリアと非磁性体である顕色剤とからなる二成分現像剤が用いられる電子写真方式の画像形成装置を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置においては、静電潜像を現像する現像器内部における顕色剤濃度を検知するためのセンサとして平面上に形成されたコイルを含むＬＣ発振回路が用いられ、そのセンサを現像器に取り付けるための現像器の構造に特徴を有する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００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。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６Ｋ〜１０６Ｙ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１０１から給紙ローラ１０２により分離給紙される用紙（記録媒体の一例）１０４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１０５に沿って、この搬送ベルト１０５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）１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ（以降、総じて画像形成部１０６とする）が配列されている。
【００１４】
また、給紙トレイ１０１から給紙された用紙１０４は、レジストローラ１０３によって一度止められ、画像形成部１０６における画像形成のタイミングに応じて搬送ベルト１０５からの画像の転写位置に送り出される。
【００１５】
複数の画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ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１０６Ｋはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙ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１０６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは画像形成部１０６Ｙと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの各構成要素については、画像形成部１０６Ｙ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。
【００１６】
搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８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１０７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１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。
【００１７】
画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト１０５に対して、最初の画像形成部１０６Ｙが、ブラックのトナー画像を転写する。画像形成部１０６Ｙは、感光体としての感光体ドラム１０９Ｙ、この感光体ドラム１０９Ｙの周囲に配置された帯電器１１０Ｙ、光書き込み装置１１１、現像器１１２Ｙ、感光体クリーナ１１３Ｙ、除電器（図示せず）等から構成されている。光書き込み装置１１１は、夫々の感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ（以降、総じて「感光体ドラム１０９」という）に対して光を照射するように構成されている。
【００１８】
画像形成に際し、感光体ドラム１０９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１１０Ｙにより一様に帯電された後、光書き込み装置１１１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１１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。
【００１９】
このトナー画像は、感光体ドラム１０９Ｙと搬送ベルト１０５とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置）で、転写器１１５Ｙの働きにより搬送ベルト１０５上に転写される。この転写により、搬送ベルト１０５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１０９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナ１１３Ｙ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。
【００２０】
以上のようにして、画像形成部１０６Ｙにより搬送ベルト１０５上に転写されたイエローのトナー画像は、搬送ベルト１０５のローラ駆動により次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６Ｙ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１０９Ｍ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。
【００２１】
搬送ベルト１０５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１０６Ｃ、１０６Ｋに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｋ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１０５上にフルカラーの中間転写画像が形成される。
【００２２】
給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４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１０５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１０５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１０４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１０４は更に搬送され、定着器１１６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。
【００２３】
また、搬送ベルト１０５に対してベルトクリーナ１１８が設けられている。ベルトクリーナ１１８は、図１に示すように、搬送ベルト１０５から用紙１０４への画像の転写位置の下流側であって、感光体ドラム１０９よりも上流側において搬送ベルト１０５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１０５の表面に付着したトナーを掻きとる顕色剤除去部である。
【００２４】
このような構成の画像形成装置１００の構成のうち、現像器１１２に本実施形態に係る透磁率センサ１０が設けられている。現像器１１２の構成について図２に示す。図２は、本実施形態に係る現像器１１２をはじめとした、感光体ドラム１０９周囲の構成を示す側断面図である。現像器１１２は、筐体であるケーシング３０１内に、現像剤を撹拌搬送する供給室搬送部材３０２及び回収室搬送部材３０３、現像ローラ３０４などの回転部材及びその他の部材を具備している。
【００２５】
現像ローラ３０４は２時と３時の間の位置（２時半の位置）で感光体ドラム１０９に近接して対向することで、現像ニップ領域Ａを構成するように配置されている。この感光体ドラム１０９との対向部位に相当するケーシング３０１の部位は現像ローラ３０４を露出させるため開口している。 
【００２６】
ケーシング３０１内の現像剤は、現像ローラ３０４により現像ニップ領域Ａへ搬送される。現像ニップ領域Ａで感光体ドラム１０９の表面に形成されている静電潜像に現像剤中のトナーが付着してトナー像として現像（顕像化）される。このトナー像は感光体ドラム１０９の回転と共に下流側に移動し転写器１１５との対向部に至る。転写器１１５は図１において説明したように、感光体ドラム１０９の下部、６時の位置に配置されている。本例では転写器１１５は回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。感光体ドラム１０９と転写器１１５とが対向する領域を転写領域Ｂと称する。 
【００２７】
感光体ドラム１０９にトナーが付着された後の現像剤は、現像剤中のトナー濃度が下がっている。そのため、このトナー濃度が低下した現像剤が現像ローラ３０４から離れずに再度現像ニップ領域Ａに搬送され現像に供されると、狙いの画像濃度を得ることが出来ないという不具合が生じてしまう。 
【００２８】
これを防止するため、本例では、現像後の剤離し領域Ｃで、現像ローラ３０４から現像剤を離す。現像ローラ３０４から離された現像剤はその後、狙いのトナー濃度、トナー帯電量になるように、ケーシング３０１内で十分に撹拌混合される。 
【００２９】
こうして、狙いのトナー濃度、帯電量にされた現像剤は、供給室搬送部材３０２により現像剤貯留スペースＤに供給される。その際、供給室搬送部材３０２と現像剤貯留スペースＤとの間には、流れ込み防止壁３０５が設けられている。この流れ込み防止壁３０５は、現像ローラ３０４よりも上方に配置された供給室搬送部材３０２から供給された現像剤がダイレクトに現像剤貯留スペースＤへと押込まれるのを防止する。
【００３０】
尚、流れ込み防止壁３０５は、供給室搬送部材３０２による現像剤の搬送空間と、回収室搬送部材３０３による現像剤の搬送空間とを仕切る仕切り板３０６の一部として形成されている。貯留スペースＤに供給された現像剤は、現像剤規制部材３０７を通過することにより、所定の厚さに整えられて、磁気ブラシを形成しながら現像ニップ領域Ａに搬送される。
【００３１】
また、図３においては、現像ローラ３０４によって生成される磁束の密度分布が破線で示されている。現像ローラ３０４は、現像スリーブと現像スリーブの内部にあるマグネットローラとからなり、マグネットローラは、３つの磁極（磁力分布）が生じるように構成されている。
【００３２】
具体的には、現像ローラ３０４の中心と感光体ドラム１０９の中心とを結ぶ線上で対向する部分（現像ニップ領域Ａに相当する領域）の磁極をＰ１極（現像極）と称し、以下反時計回りの向きで示す現像ローラの回転方向順に、各磁極をＰ２極（ケーシング対向極）、Ｐ３極（現像剤規制部材対向極）と称する。
【００３３】
極性はＰ１極から、Ｎ、Ｓ、Ｓ極としているが、これらは各極が反対の極性であっても構わない。Ｐ１極は現像極であり、感光体ドラム１０９に対向している。Ｐ２はケーシング３０１に対向しており、Ｐ３は現像剤規制部材３０７に対向している。
【００３４】
図３は、現像器１１２の概観を示すもので、画像形成装置１００に装着する状態とは、上下を反転させた状態の斜視図である。図３に示す現像器１１２の長手方向は、図１の図面に垂直な方向、即ち、搬送ベルト１０５のベルト面と並行であってベルトの搬送方向と垂直な方向である。現像器１１２には、内部に充填された現像剤であるキャリアとトナーとの混合物を搬送する搬送スクリューである供給室搬送部材３０２、回収室搬送部材３０３が長手方向に亘って設けられている。
【００３５】
この供給室搬送部材３０２、回収室搬送部材３０３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１１２の内部において上述した長手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１１２内部の全体が顕色剤収容部として用いられる。
【００３６】
現像器１１２内部において供給室搬送部材３０２、回収室搬送部材３０３により搬送される現像剤は、長手走査方向の端部において回収室搬送部材３０３の搬送経路から供給室搬送部材３０２の搬送経路に受け渡される。そのため、図２において説明したケーシング３０１の内部における仕切り板３０６には、長手走査方向の両端部において互いの空間を連結する連結穴が設けられている。
【００３７】
そして、この連結穴の空間、即ち、現像器１１２の長手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（以降、「現像剤移動空間」とする）が、もっとも現像剤の充填範囲が広い空間となる。本実施形態に係る透磁率センサ１０は、この現像剤移動空間におけるトナー濃度を検知するため、図２や図３に示すセンサ取り付け位置３１０に取り付けられる。これにより、透磁率センサ１０が顕色剤濃度検知器として用いられる。
【００３８】
現像器１１２内部の現像剤は、図２において説明したように現像動作を繰り返すことにより、現像ローラ３０４から感光体ドラム１０９に顕色剤であるトナーが受け渡されて消費され、キャリアに対するトナーの量、即ち、トナー濃度が減っていく。そのため、現像器１１２の外部から装置内の現像剤に対してトナーを補給する必要がある。
【００３９】
本実施形態に係る現像器１１２においては、図３に示す補給口３１１からトナーが補給される。ここで、回収室搬送部材３０３による搬送経路においては、図３に示す補給口３１１側からセンサ取り付け位置３１０側に向かって現像剤が搬送される。これに対して、供給室搬送部材３０２による搬送経路においては、図３に示すセンサ取り付け位置３１０側から補給口３１１側に向かって現像剤が搬送される。
【００４０】
このような搬送経路によれば、補給口３１１から供給されたトナーが直ちに供給室搬送部材３０２による搬送経路から現像剤貯留スペースＤに供給されることがなく、回収室搬送部材３０３によってキャリアと撹拌、混合されながら搬送された上で、供給室搬送部材３０２による搬送経路から現像剤貯留スペースＤに供給される。従って、トナー濃度の安定した現像剤が現像に用いられるため、トナー濃度の変動による画質の低下を防ぐことができる。
【００４１】
次に、本実施形態に係る透磁率センサ１０の内部構成について図４を参照して説明する。図４に示すように、本実施形態に係る透磁率センサ１０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、平面パターンコイル１１、パターン抵抗１２、第一コンデンサ１３、第二コンデンサ１４、フィードバック抵抗１５、アンバッファＩＣ１６、１７及び出力端子１８を含む。
【００４２】
平面パターンコイル１１は、透磁率センサ１０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状のコイルである。図４に示すように、平面パターンコイル１１は、コイルによって得られるインダクタンスＬを有する。平面パターンコイル１１は、コイルが形成された平面に対向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１０は、平面パターンコイル１１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透磁率検知器として用いられる。ここで、コイルが形成された平面に対向する空間の透磁率とは、透磁率センサの磁束が作用する範囲内の透磁率である。
【００４３】
パターン抵抗１２は、平面パターンコイル１１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１２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。このパターン抵抗１２を設けることが本実施形態に係る要旨の１つである。尚、つづら折り状とは、換言すると、所定の方向に対して複数回往復させるように折り曲げた形状である。図４に示すように、パターン抵抗１２は、抵抗値ＲＰを有する。図４に示すように、平面パターンコイル１１とパターン抵抗１２とは直列に接続されている。
【００４４】
第一コンデンサ１３及び第二コンデンサ１４は、平面パターンコイル１１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１３及び第二コンデンサ１４は、平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２と直列に接続されている。平面パターンコイル１１、パターン抵抗１２、第一コンデンサ１３及び第二コンデンサ１４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。
【００４５】
フィードバック抵抗１５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ＩＣ１６及びアンバッファＩＣ１７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１８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１０は、インダクタンスＬ、抵抗値ＲＰ、第一コンデンサ１３及び第二コンデンサ１４の静電容量Ｃに応じた周波数で発振する。
【００４６】
そして、インダクタンスＬは、平面パターンコイル１１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１０の発振周波数により、平面パターンコイル１１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４に示すように、透磁率センサ１０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１０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。
【００４７】
図５は、本実施形態に係る透磁率センサ１０の出力信号のカウント値の態様を示す図である。透磁率センサ１０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１０は同一の周波数で発振を続ける。その結果、図５に示すように、時間経過に応じてカウンタのカウント値は一様に増加し、図５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。
【００４８】
夫々のタイミングにおけるカウント値を、図５に示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４夫々の期間に基づいて計算することにより、夫々の期間における周波数が算出される。例えば、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して周波数を計算する場合、夫々の期間におけるカウント値を２（ｍｓｅｃ）で割ることにより、図５に示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４夫々の期間における透磁率センサ１０の発振周波数ｆ（Ｈｚ）を算出する。
【００４９】
また、図５に示すように、カウンタのカウント値の上限がＦＦＦＦｈである場合、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）を算出することができる。
【００５０】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１００においては、透磁率センサ１０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１０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１０においては、平面パターンコイル１１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１８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、平面パターンコイル１１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。
【００５１】
従って、図３に示すセンサ取り付け位置３１０において、平面パターンコイル１１のコイル面を、現像剤移動空間に対向させて配置することにより、透磁率センサ１０の発振信号に基づいて現像器１１２内部の現像剤のトナー濃度を検知することが可能となる。以下、透磁率センサ１０の形態及び現像器１１２に対する透磁率センサ１０の取り付け態様について説明する。
【００５２】
図６は、本実施形態に係る透磁率センサ１０の概観を示す斜視図である。図６においては、図４において説明した平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２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。
【００５３】
図６に示すように、平面パターンコイル１１が形成された検知面においては、平面パターンコイル１１と直列に接続されるパターン抵抗１２がパターニングされている。図４において説明したように、平面パターンコイル１１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１２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１０の機能が実現されると共に、図６に示すように視覚的に興味深い模様となる。
【００５４】
この平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２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１０における透磁率の検知部である。透磁率センサ１０を現像器１１２に取り付ける際には、この検知部が上述した現像剤移動空間に対向するように取り付けられる。
【００５５】
図７（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態に係る透磁率センサ１０を示す６面図である。図７（ｂ）〜（ｄ）に示すように、図４において説明した第一コンデンサ１３、第二コンデンサ１４、フィードバック抵抗１５、アンバッファＩＣ１６、１７及び出力端子１８は、透磁率センサ１０を構成する基板において、平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２が形成された面とは反対側の面に形成されている。
【００５６】
これにより、透磁率センサ１０においてセンシング機能を発揮する部分である平面パターンコイル１１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１０を配置することが可能となる。
【００５７】
また、それらの部品が実装されている面において、平面パターンコイル１１及びパターン抵抗１２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平面パターンコイル１１やパターン抵抗１２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。
【００５８】
図８は、センサ取り付け位置３１０における透磁率センサ１０の取り付け態様の一例を示す図である。図８に示すように、透磁率センサ１０は、平面パターンコイル１１が形成された面をセンサ取り付け位置３１０に対向させ、接着層３１２を介してケーシング３０１に貼り付けられる。これにより、図８に示すように、回収室搬送部材３０３による搬送経路と供給室搬送部材３０２による搬送経路とが連結されている現像剤移動空間に対向するように平面パターンコイル１１が配置される。
【００５９】
平面パターンコイル１１から現像剤移動空間までの距離は、透磁率センサ１０の検知精度に影響するため、可能な限り短くすることが好ましい。これに対して、図８に示す態様の場合、平面パターンコイル１１から現像剤移動空間までの距離は、少なくともケーシング３０１の厚みＬと接着層３１２として用いられる両面テープ等の厚みとの合計値となる。
【００６０】
接着層３１２として用いられる両面テープ等の部材は、コストの観点からは一般的に流通しているものを使用することが好ましく、その点で薄さには限界がある。他方、ケーシング３０１の厚みＬは、金型を用いた射出成型等の成形時における成形材料の金型への注入を考慮すると、所定の厚みを維持する必要がある。従って、図８に示す態様では、平面パターンコイル１１から現像剤移動空間までの距離を短くすることには限界がある。
【００６１】
これに対して、本実施形態に係る現像器１１２においては、センサ取り付け位置３１０において平面パターンコイル１１が対向する部分に開口部を設けることにより、上述した課題を解決する。図９は、本実施形態に係るセンサ取り付け位置３１０における透磁率センサ１０の取り付け態様を示す図である。
【００６２】
図９に示すように、センサ取り付け位置３１０においては、平面パターンコイル１１が対向する部分、即ち、現像剤移動空間に対向する部分に開口部３１３が設けられている。開口部３１３は、センサ取り付け部３１０において透磁率センサ１０が取り付けられる面に対して垂直な方向の孔である。開口部３１３により、筐体であるケーシング３０１内部と外部とが空間としてつながっている。これにより、平面パターンコイル１１から現像剤移動空間までの距離は、ケーシング３０１の厚みＬが除外され、透磁率センサ１０をケーシング３０１に貼り付けるための接着層の厚みのみとなる。
【００６３】
ここで、本実施形態に係る接着層は、センサ取り付け位置３１０の開口部３１３に透磁率センサ１０を接着し、これにより開口部３１３を塞ぐための特殊な構造を有している。図９に示すように、本実施形態に係る接着層は、透磁率センサ側接着層３１２ａ、ＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）層３１４、ケーシング側接着層３１２ｂの３層からなる。
【００６４】
透磁率センサ側接着層３１２ａにより、ＰＥＴ層３１４と透磁率センサ１０とが接着される。そして、ケーシング側接着層３１２ｂにより、ＰＥＴ層３１４とケーシング３０１のセンサ取り付け部３１０とが接着される。即ち、ＰＥＴ層３１４が中間層として用いられる。ケーシング側接着層３１２ｂのうち、平面パターンコイル１１に相当する部分、即ち開口部３１３に対応する部分は、図１０に示すように切り欠きが設けられている。これにより、接着力を有する面が開口部３１３側に露出し、その部分に現像剤が貼り付いてしまうことが回避される。
【００６５】
このような構成によれば、平面パターンコイル１１は、透磁率センサ側接着層３１２ａ及びＰＥＴ層３１４を介して現像剤移動空間に対向することとなる。即ち、平面パターンコイル１１から現像剤移動空間までの距離は、ケーシング３０１の厚みＬを考慮する必要がなく、透磁率センサ側接着層３１２ａ及びＰＥＴ層３１４の厚みのみとなるため、平面パターンコイル１１から現像剤移動空間までの距離を、透磁率センサ１０の検知精度を充分に確保可能な短い距離とすることが出来る。
【００６６】
以上、説明したように、本実施形態に係る現像器１１２においては、内部に収容された現像剤におけるトナー濃度を検知するためのセンサとして、平面パターンとして形成されたコイルにより対向する空間の磁束を検知するセンサを用いる。そして、現像器１１２の筐体のうちセンサが取り付けられる位置において、においてコイルが対向する部分に開口部３１３が設けられている。
【００６７】
そのため、トナー濃度を検知する対象の空間とコイルとの距離が、センサを筐体に貼り付けるための接着層のみとなる。また、トナー濃度を検知する対象の空間とコイルとの距離に筐体の厚みが寄与しないため、筐体の厚みを薄くする必要がなく、生産性の悪い厚みの薄い筐体を採用する必要がない。従って、内部に収容された顕色剤の濃度を平面状に形成されたコイルを用いて検知する現像装置において、筐体の生産性を低下させることなく、内部に収容される現像剤の検知精度を向上することが可能となる。
【００６８】
尚、上記実施形態においては、図９に示すような３層構造の接着層を用いる場合を例として説明した。しかしながら、現像器１１２の交換寿命が短く開口部３１３における接着層への現像剤の貼り付きが問題にならない場合や、そもそも現像特性に影響しない場合等は、図８と同様の接着層を用いても良い。また、両面テープのような単純な接着層では強度、接着力に不安がある場合は樹脂基材層を有する両面テープ等を使用してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態においては、開口部３１３を塞ぐための部材としてＰＥＴ層３１４を用いる場合を例として説明したが、これは一例であり、導電性を有さない非磁性体であれば他の材質でも適用可能である。
【００７０】
また、上記実施形態においては、図９に示すように、センサ取り付け部３１０において平面パターンコイル１１が対向する部分に単純に開口部３１３を設ける場合を例として説明した。開口部３１３を設けることに加えて、図１１に示すように、開口部３１３にテーパ部３１３ａを設けるようにしても良い。図１１に示すように、テーパ部３１３ａは、孔である開口部３１３の内壁面と、筐体であるケーシング３０１の内部の壁面とを傾斜により連結している。
【００７１】
図１２（ａ）は、図９の例の場合において、回収室搬送部材３０３による搬送経路を搬送される現像剤の流れを矢印で示す図である。図１２（ａ）に示すように、開口部３１３にテーパが設けられていない場合、現像剤の流れが開口部分を通らず、開口部分に現像剤が滞留してしまう可能性がある。
【００７２】
これに対して、図１２（ｂ）は、図１１の場合の現像剤の流れを示す図である。図１２（ｂ）に示すように、テーパ部３１３ｂが設けられることにより、回収室搬送部材３０３によって搬送される現像剤の流れが開口部分を通り、上述したような開口部分における現像剤の滞留を防ぐことが出来る。
【符号の説明】
【００７３】
１０  透磁率センサ
１１  平面パターンコイル
１２  パターン抵抗
１３  第一コンデンサ
１４  第二コンデンサ
１５  フィードバック抵抗
１６、１７  アンバッファＩＣ
１８  出力端子
１０１  給紙トレイ
１０２  給紙ローラ
１０３  レジストローラ
１０４  用紙
１０５  搬送ベルト
１０６Ｋ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ  画像形成部
１０７  駆動ローラ
１０８  従動ローラ
１０９Ｋ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ  感光体ドラム
１１０Ｋ  帯電器
１１１光書き込み装置
１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ  現像器
１１３Ｋ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ  感光体クリーナ
１１５Ｋ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ  転写器
１１６  定着器
３０１  ケーシング
３０２  供給室搬送部材
３０３  回収室搬送部材
３０４  現像ローラ
３０５  流れ込み防止壁
３０６  仕切り板
３０７  現像剤規制部材
３１０  センサ取り付け部
３１１  補給口
３１２  接着層
３１２ａ  透磁率センサ側接着層
３１２ｂ  ケーシング側接着層
３１３  開口部
３１３ａ  テーパ部
３１４  ＰＥＴ層
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７４】
【特許文献１】特開２０１０−２６０３１号公報
【図１】
2016012078.tif 000003
【図２】
2016012078.tif 000004
【図３】
2016012078.tif 000005
【図４】
2016012078.tif 000006
【図５】
2016012078.tif 000007
【図６】
2016012078.tif 000008
【図７】
2016012078.tif 000009
【図８】
2016012078.tif 000010
【図９】
2016012078.tif 000011
【図１０】
2016012078.tif 000012
【図１１】
2016012078.tif 000013
【図１２】
2016012078.tif 000014