JP2002296893A

JP2002296893A - トナー濃度検知装置、これを用いた画像形成装置又はディジタル複写機、磁性体検知装置、導体検知装置

Info

Publication number: JP2002296893A
Application number: JP2001100354A
Authority: JP
Inventors: Noboru Sawayama; 昇沢山; Hisashi Shimizu; 久清水
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】トナー濃度を検知するために、第１共振回路
の一次コイルと第２共振回路の二次コイルを用いること
を前提にして、当該一次コイルと二次コイルの各インダ
クタンスを等しく且つ両コイルの磁気的結合を大きくし
て大なる出力を得るとともに、トナー濃度検知装置の小
型化と検知性能の向上を図ること。【解決手段】キャリアと呼ばれる磁性粉とトナーと呼
ばれる着色粒子を含む現像剤に近接してコイルを備え、
現像剤のトナーとキャリアの混合比を示すトナー濃度を
前記コイルを用いて検知するトナー濃度検知装置におい
て、コイルは縦横比の異なる長方形又は長円形を含む形
状であるもの。また、コイルの長手方向が現像剤の撹拌
部材における回転軸方向と一致するように配置するも
の。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えばＰＰＣ（Ｐ
ｌａｉｎＰａｐｅｒＣｏｐｉｅｒ）、ＬＢＰ（Ｌａ
ｓｅｒＢｅａｍＰｒｉｎｔｅｒ）等に備えられる装
置であって、トナー濃度を検知するトナー濃度検知装置
に関し、特に、トナー濃度に対応してインピーダンスが
変化するコイルの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写装置においては、一般に、
感光体ドラムの表面を帯電器によって一様に帯電させ、
感光体を画像情報に基づいて露光することにより静電潜
像を形成し、この静電潜像にトナーを選択的に付着させ
て現像し、得られたトナー像を普通紙に転写した後に定
着して最終画像を得ている。

【０００３】図２に現像装置の構成例を示す。この現像
装置は小径２段現像ローラ方式であり、感光体ドラムに
隣接して上現像スリーブと下現像スリーブが配置され、
着色剤を主体とする非磁性体トナーと磁性キャリアとか
らなる現像剤をパドルローラで感光体ドラム表面に送給
する。現像が実施されるにつれて磁性キャリアは殆ど減
少することはないがトナーは減少するので、減少したト
ナーを補充するためにトナーホッパが設けられ、このホ
ッパに補充用トナーが収容されている。

【０００４】磁性キャリアに対するトナーの混合比率が
低下すると現像画像の濃度が薄くなり、混合比率が高く
なるとその逆になる。適正品質の画像を得るために現像
装置に収容されているトナー濃度を常に適正な一定レベ
ル範囲に保持する必要があり、そのために、現像剤中の
トナー濃度を検知するトナー濃度検知装置（Ｔセンサ）
が設置されている。また、現像装置には現像剤と補充用
トナーとの混合状態を均一にするために撹拌ローラが設
けられている。

【０００５】現像装置中におけるトナー濃度を検知する
具体的な回路構成についての従来例として、特開平６ー
２８９７１７号公報に開示された技術がある。この公報
におけるトナー濃度を検知するための磁気的検知装置
は、いわゆる差動トランス型の位相差検知を用いたもの
である。

【０００６】また、トナーホッパ内のトナー量が基準量
まで低下したか否かを感度良く安定に検知する従来技術
として、特開２０００ー１３１１２０号公報が挙げられ
る。この公報によると、互いに磁気的結合されたコイル
Ｌ１とコイルＬ２の近傍に現像装置を配置し、Ｌ１とＣ
１で第１の共振回路を形成し、Ｌ２とＣ２で第２の共振
回路を形成していて、固体発振回路からの出力が入力さ
れている。共振回路の共振周波数が固体発振器の発振周
波数に近似するように設定しているので、トナーレベル
を高感度に検知することができるものである。

【０００７】また、トナー濃度を検知するためのコイル
の構造に関する従来技術は特開昭５８ー７６８６５号公
報に記載されている。この公報によると、現像装置内の
撹拌ローラに対向する樹脂板ケースの外側に透磁率の高
いフェライトを設置してこれにコイルを巻き、このフェ
ライトはその断面形状を山字型とすることで、小型で且
つ検知能力の高い検知センサとしている。

【０００８】更に、コイル構造の従来技術として特開昭
６２ー２４５１５２号公報が挙げられる。これによる
と、現像剤の磁気特性の変化を検出する検出コイル部と
比較コイル部とを有し、板状絶縁体の片側面に２重のコ
イルパターンを形成しこのパターンを隣接して２個配置
して、一方のコイルパターンを検出コイル部とし他方の
それを比較コイル部とし、検出コイル部を現像剤槽内に
配置するとともに比較コイル部を現像剤槽外に配置する
構造が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の特開昭５８
ー７６８６５号公報では、発振回路の発振周波数を決め
るインダクタンスをコイルの単巻きで形成しており、磁
気コアを含めた単巻きコイルの全体形状を小型化する構
造が提起されているが、一次コイルと二次コイルの磁気
的結合に着目するものではない。

【００１０】また、特開昭６２ー２４５１５２号公報で
は、板状絶縁体に渦巻き状の一次コイルと二次コイルを
２重のコイルパターンとして形成していて、この渦巻き
状で２重に巻回されたコイルパターンは基板に薄板銅板
を張り合わせてからフォトエッチングすることで形成さ
れている。この従来技術は、コイル部を巻線ではなく
て、基板上のパターン化で形成して小型化を達成しよう
とするものである。

【００１１】本発明の目的は、トナー濃度を検知するた
めに、第１共振回路の一次コイルと第２共振回路の二次
コイルを用いて位相差検出又は振幅変化検出することを
前提にして、当該一次コイルと二次コイルの各インダク
タンスを等しく且つ両コイルの磁気的結合を大きくして
大なる出力を得るとともに、トナー濃度検知装置の小型
化と検知性能の向上を図ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。キャ
リアと呼ばれる磁性粉とトナーと呼ばれる着色粒子を含
む現像剤に近接してコイルを備え、前記現像剤のトナー
とキャリアの混合比を示すトナー濃度を前記コイルを用
いて検知するトナー濃度検知装置において、前記コイル
は、縦横比の異なる長方形又は長円形を含む形状である
トナー濃度検知装置。

【００１３】また、キャリアと呼ばれる磁性粉とトナー
と呼ばれる着色粒子を含む現像剤に近接してコイルを備
え、前記現像剤のトナーとキャリアの混合比を示すトナ
ー濃度を前記コイルを用いて検知するトナー濃度検知装
置において、前記コイルは、縦横比の異なる長方形又は
長円形を含む形状であり、前記コイルの長手方向が、前
記現像剤の撹拌部材における回転軸方向と一致するよう
に配置するトナー濃度検知装置。

【００１４】また、キャリアと呼ばれる磁性粉とトナー
と呼ばれる着色粒子を含む現像剤に近接してコイルを備
え、前記現像剤のトナーとキャリアの混合比を示すトナ
ー濃度を前記コイルを用いて検知するトナー濃度検知装
置において、前記コイルは、円形、正方形、長方形又は
長円形の形状の巻回コイル体の両側部を折り曲げたコの
字型形状であるトナー濃度検知装置。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係るトナー濃
度検知装置について、図面を用いて以下説明する。図１
は、本発明の実施形態に係るトナー濃度検知装置を適用
する電子写真複写装置に関する概要を示す図であり、図
２は、トナー濃度検知装置の設置された現像装置の構成
を示す図であり、図３は、本実施形態に係るトナー濃度
検知装置の回路構成を示す図であり、図４は、本実施形
態に係るトナー濃度検知装置の他の回路構成を示す図で
ある。また、図５は、本実施形態に係るトナー濃度検知
装置に関する基本的な機能を説明するための図であり、
図６は、本実施形態に関する回路構成における信号波形
を示す図である。

【００１６】図１〜図３において、１は読取部、２はラ
ンプ、３はＣＣＤ、４は増幅器、５はＡ／Ｄ変換部、６
は画像処理部、８はシューディング補正、９はフィル
タ、１０はγ補正、１１は階調処理、１２は像形成部、
１３は書き込み部、１４は露光、１５は帯電チャージ
ャ、１６は現像スリーブ、１７は給紙トレー、２０は磁
性体検知回路、２１は発振回路、２２は共振回路（検知
回路）、２３は位相比較回路、２４は積分回路、２５は
インピーダンス変換回路、２６は現像剤、をそれぞれ表
す。

【００１７】図１に示す電子写真複写装置は、その全体
構成を見れば、読取部１において、ランプ２から照射さ
れた光は原稿面で反射してＣＣＤ３により電気信号に変
換され、増幅器４で振幅調整された後にＡ／Ｄ変換器５
で量子化されたディジタル画像データとなる。生成され
たディジタル画像データは、画像処理部６に入力され、
シェーディング補正処理８、フィルタ処理９、γ補正処
理１０、階調処理１１等をこの順序で施されて像形成部
１２に送られる。

【００１８】像形成部１２に入力されたディジタル画像
データは、書き込み部１３で、そのデータ値に従いレー
ザ光１４に変換され、帯電チャージャー１５により帯電
された感光体に照射され、感光体面に静電潜像を形成す
る。現像スリーブ１６は、形成された静電潜像に従い、
感光体面にトナーを付着させる。感光体面に付着したト
ナーは、給紙トレー１７から送られてきた紙面上に転写
され、定着部１８を通り、複写原稿として出力される。

【００１９】図２に示す現像装置において、磁性キャリ
アに対するトナーの混合比率を常に適正値に保って高品
質の画像を得るために、現像装置内のトナー濃度を検知
してこれを所定値に維持する必要がある。トナー濃度が
低下したことが検知されれば、トナーホッパから補充用
のトナーを補給して適正なトナー濃度とするように制御
されるものである。そのため、現像剤中のトナー濃度を
検知するトナー濃度検知装置（Ｔセンサ）が設置されて
いる。

【００２０】図３に示すトナー濃度検知回路２０は、発
振回路２１、共振回路２２、位相比較回路２３、積分回
路２４、インピーダンス変換回路２５を、その基本的な
構成としている。発振回路２１は、水晶やセラミックな
どの固体の発振子を用いて発振するものであり、水晶や
セラミックなどの固体の発振子の持つ固有の振動数に基
づいて発振周波数が決定するので、装置の使用環境や電
源電圧の影響を受け難く、トナー濃度検知の一構成要素
として安定した且つ精度の良い検知が可能となるもので
ある。

【００２１】また、共振回路（検知回路）２２は、発振
回路２１からの出力を抵抗Ｒ３を通して一次コイルＬ１
に入力される。共振回路２２は、一次コイルＬ１とコン
デンサを共有する共有コンデンサＣ３とからなる第１共
振回路と、一次コイルＬ１と磁気的結合定数ｋで結合さ
れた二次コイルＬ２と前記共有コンデンサＣ３とからな
る第２共振回路と、を備えている。図２で一次コイルＬ
１及び二次コイルＬ２の近傍に非接触で現像装置内の磁
性キャリアと非磁性トナーの混合した現像剤２６が配置
され、現像剤におけるトナーの濃度などによってコイル
Ｌ１及びＬ２の実質的インダクタンスに影響を与える。

【００２２】本実施形態で、第１と第２の共振回路のコ
ンデンサを共有（即ち、共通化、兼用）してコンデンサ
Ｃ３を採用することによって、共振回路の構成要素の中
でその値のバラツキの大きなコンデンサを共有にするこ
とで容易に一次と二次の共振周波数の差を最小限に抑え
ることができる。加えて、本実施形態の特徴の１つであ
る、一次コイルと二次コイルの後述する工夫された巻回
態様によって両コイルの各インダクタンスを等しくでき
るので、共通コンデンサＣ３と相俟って一次と二次の共
振周波数を等しくできて大なる位相差出力を得ることが
できる。

【００２３】また、コンデンサを共有とすることで、そ
れぞれの共振回路にそれぞれコンデンサを設けるものと
同等の共振特性を保持することができるとともに、コン
デンサの数を減少させることによるコストダウンも図れ
る。

【００２４】更に、トナー濃度検知出力を大きく取るた
めに、発振回路２１の発振周波数ｆｏｓｃと共振回路２
２の共振周波数ｆｃを一致させることが望ましいが（一
例として、トナー濃度が最適値である状態のときに、ｆ
ｏｓｃとｆｃとを略一致させる）、その際、共振周波数
ｆｃを調整するにはコンデンサＣ３の容量値のみを調整
すれば良いことになり、周波数調整を容易に行える。こ
の場合、一次と二次のコイルは工夫したコイル構造及び
コイル成形手法から容易に双方のインダクタンスを同程
度にすることができ得る。

【００２５】また、発振周波数ｆｏｓｃと共振周波数ｆ
ｃを略一致させることにより、トナー濃度の変化に対す
る大きな出力変動値を得ることができ（その詳細は図５
の説明で後述する）、トナー濃度検知で十分な感度を確
保することができる。

【００２６】次に、本発明の実施形態に係るトナー濃度
検知回路の他の構成例を示した図４においても、図３に
示す回路構成と同様に、発振回路と、分離機能乃至発振
を安定して持続させる発振安定機能を備えたＲ１と、Ｒ
１及び共振回路をそのまま用いて位相差出力を取り出す
位相差取り出し部と、を具備するものである。

【００２７】図４に示す構成例では、発振安定機能のＲ
１の後流側に、一次コイルＬ１と第１コンデンサＣ１か
らなる第１共振回路と、二次コイルＬ２と第２コンデン
サＣ２からなる第２共振回路を設ける。ここで、一次コ
イルＬ１と二次コイルＬ２は磁気的結合定数ｋで結合さ
れていて、Ｌ１及びＬ２に近接し且つ非接触でトナー収
容の現像剤２６が配置されている。位相差の取り出し
は、一方が発振回路と抵抗Ｒ１の接続点であり、他方が
第２共振回路の出力点である。

【００２８】図４の構成例によると、第１共振回路（Ｌ
１，Ｃ１）の共振周波数ｆｃ１と第２共振回路（Ｌ２，
Ｃ２）の共振周波数ｆｃ２を略同一になるように設定さ
れていて、第１共振回路のＱ１と第２共振回路のＱ２を
乗じた統合のＱに基づいた出力Ｖ２が得られるので、確
実で十分な位相差出力を得ることができる。

【００２９】次に、位相比較回路２３における共振回路
側からの出力による位相比較の機能、作用について、図
５と図６を用いて説明する。図５に示すグラフにおい
て、横軸は共振回路２２での周波数、縦軸は図３に示す
Ｖ１とＶ２の位相差である。実線がトナー濃度が適正の
場合の周波数に対する位相差特性を示し、破線はトナー
濃度が適正値よりも低い場合の周波数に対する位相差特
性を示す。

【００３０】図３に示す共振回路のＶ１とＶ２の位相差
出力をプロットすると、図５に示す実線と破線の特性を
得ることができ（実験的に得たデータである）、共振回
路で使用する周波数が発振回路の周波数ｆｏｓｃに一致
又は略等しい領域において位相差出力は大きく変動する
特性を示す。共振回路２２において発振周波数ｆｏｓｃ
より低い共振周波数ｆｃを用いた場合には、図５に示す
実線と破線の位相差特性から明らかなように、トナー濃
度の適正値と低減値とで位相差出力が殆ど生じない。

【００３１】図６は位相差比較回路２３のイクシクルー
シブＯＲの両入力端にＶ１とＶ２の信号が印加された場
合における出力を示す。位相比較回路２３の出力は、積
分回路２４とインピーダンス変換回路２５を経て波形変
換処理されて、磁性体検知回路２０全体の出力とされ
る。

【００３２】また、図３の回路構成では、共振回路（検
知回路）の出力を位相差として取り出して位相比較する
例を示したが、検知回路の出力を位相差として取り出す
ことに代えて、例えば、図７に示すように、コイル近接
領域の磁性体の透磁率変化による第１のコイルと第２の
コイルのインダクタンス変化が引き起こす、第１及び第
２共振回路に流れる電流の一方又は両方の振幅変化を検
知回路を通して出力として取り出しても良い。

【００３３】次に、本発明の特徴であるトナー濃度検知
装置のコイル構造について、図８〜図１３を用いて以下
説明する。図８は２本の導線を絶縁被膜で被覆して一体
化したリボン形状の平行線と前記平行線を巻き上げたコ
イル構造を示す図であり、図９は融着導線と前記融着導
線を巻き上げたコイル構造を示す図である。図１０はコ
イルを磁気コアに装着した構造体の分解図であり、図１
１はリボン形状の一体化した平行線におけるコの字型コ
イルの構造を示す図であり、図１２はコの字型コイルを
磁気コアに装着した構造体の分解図であり、図１３はリ
ボン形状の一体化した平行線の円形コイルの両側部分を
コイル中央部に折り返したコイル構造を示す図である。

【００３４】図８において、（１）に示すように、第１
のコイルはＬ１−１とＬ１−２の端子を有し、第２のコ
イルはＬ２−１とＬ２−２の端子を有する。（２）は側
面図であり、（３）はコイルの平面図であり、（４）は
２本導線を絶縁皮膜で被覆して一体化したリボン形状平
行線の断面図である。図８の（２）、（３）のように平
行導線を縦にして１段で外側へと巻回（（４）のように
１本のリボン形状平行線を各導線が縦配置となるように
して順次巻回）するコイル構造である（図示では内側か
ら外側に巻回しているがその逆でも良い）。図８の
（３）に示す巻回したコイルが略長方形の形状であるこ
とが、本発明の特徴の１つである。

【００３５】図２に示す撹拌スクリューに対向している
Ｔセンサがトナー濃度検知装置であり、図８の（３）で
示すコイルの平面部（紙面と平行な面）が撹拌スクリュ
ー軸に対面するように配置される。図２で現像剤の撹拌
部材として撹拌スクリューを例示したが、これに限らず
撹拌ローラも使用される。撹拌スクリュー（回転軸を中
心として螺旋形状の羽根を持つ）も撹拌ローラ（回転軸
に沿った羽根を持つ）も図２に示すようにその回転軸は
紙面に垂直方向に配される。撹拌スクリューの構造例は
特開平１１ー２２３６２０号公報に記載のものを適用可
能である。

【００３６】そして、本実施形態の特徴を示す長方形形
状のコイルを撹拌部材（撹拌ローラ、撹拌スクリューな
ど）の対向面に取り付ける場合、撹拌部材の回転軸の方
向と長方形形状コイルの長手方向が一致するようにコイ
ルを配置する。このように、本実施形態は、現像剤を混
合撹拌又は搬送するための回転部材を有していて、当該
回転部材の周面に対向してトナー濃度検知装置が配置さ
れる構成を前提とするものである。

【００３７】具体例として、２本平行線を縦に１段にし
て、例えば６０回磁気コア無しで巻回し、コイル長手方
向の外側長さが１０〜２０ｍｍ（一例として１５ｍｍ）
で、コイル短手方向の外側長さが４〜８ｍｍ（一例とし
て６ｍｍ）の構造を用いる。適宜径の銅線又はアルミニ
ウム線を使用した導線上に絶縁皮膜を施したリボン形状
平行線を非磁性ボビンに巻き付けてコイル構造としても
良い（図８にはボビンを図示していないが、ボビンは導
線を巻き付けるためのコイル支持体である）。

【００３８】図８では２本導線を一対にした１本のリボ
ン形状平行線を図示したが、これに代えて、２本の融着
導線を縦にして融着させて一対とし（一例として、熱を
加えながら巻回することで融着導線同士が結合する）、
図８の（４）に示すリボン形状平行線と同様な機能を奏
させることができる。

【００３９】本実施形態に関するコイル構造は、一例と
して図８の（３）に長方形形状を示したが、この形状に
限らず、コイルの縦横比が１対１（即ち、円形又は正方
形形状）とものと異なる、例えば楕円形状を含む長円形
構造を特徴とするものである。この構造を採用したこと
の技術的意義は後述する。

【００４０】図９には融着導線の構造を示し、導線は銅
線を使用し、絶縁皮膜はポリウレタンを含む絶縁材料を
使用する。融着皮膜は熱可塑性樹脂又は熱硬化型樹脂か
らできていて、熱可塑性樹脂はポリアミド系、ブチラー
ル系、エポキシ系がある。熱硬化型タイプは巻線後にコ
イルを加熱処理して硬化させるものである。図９の
（２）には２本の融着導線を縦に並べて一対の融着導線
として、この一対の融着導線を横に巻回して、コイルの
形状を楕円形状に構成することを示している。

【００４１】以上のように、本発明の実施形態は、図８
に示すリボン形状平行線、又は図９に示す融着導線を縦
に２本融着させた一対の融着導線、を巻回してコイルを
形成し、この形成されたコイルの形状が長方形又は楕円
形を含む縦横比の異なるコイル形状とすることが特徴の
１つである。そして、一例としての長方形形状のコイル
の長手方向を、撹拌ローラ又は撹拌スクリューを含む回
転部材の回転軸方向と一致するように、コイルを配置す
ることが本実施形態の特徴の１つである。

【００４２】現像装置を有する画像形成装置又はディジ
タル複写機全体構造の小型化に伴って、現像装置も小型
化を余儀なくされ、現像装置内の撹拌スクリュー又は撹
拌ローラの回転軸の垂直断面（図２の紙面平行面）も小
さくすることが求められている。即ち、撹拌スクリュー
又は撹拌ローラの回転方向のサイズが小型化されてい
る。

【００４３】従って、コイルを長方形又は楕円形形状と
することによって、コイルに要求されるインダクタンス
を確保しながら、更に回転部材の回転方向に短くするこ
とでトナー濃度検知装置、引いては現像装置の小型化に
寄与することができる。また、コイル長手方向を回転部
材の軸方向と一致させて配置することによって、コイル
の磁束数を十分に確保できるので、トナー濃度検知性能
が向上する。

【００４４】更に、回転部材として撹拌スクリューを用
いる場合、回転軸方向に現像剤が搬送される。ここで、
従来の丸形コイルでは回転軸方向の検知幅が短くなり回
転周期のリップル（回転脈動分）が発生するが、本実施
形態のように回転軸方向にコイルが長いと検知幅が広く
なり、リップルが平均化されて安定したトナー濃度検知
が可能になる。撹拌スクリューを用いた場合の具体例と
して、長方形又は楕円形のコイルの長手方向の長さを略
スクリューピッチの半分とすれば前記リップルを最も平
均化させることができる。

【００４５】加えて、第１のコイルと第２のコイルを同
様の位置に巻き込むようにしているために第１と第２の
インダクタンスは略等しくなるとともに、両コイルの磁
気的結合定数が大となる。これによって、コイルに近接
したトナー濃度の検知精度が向上することとなる。

【００４６】次に、本実施形態に関する他のコイル構造
を説明すると、第１と第２のコイルからなるコイルを磁
気コアに装着するコイル構造を図１０に示す。図１０で
コイルの上側が現像剤と対向する面であり、その反対側
にコイルを取り囲むように（図示のとおり）磁気コアを
形成する。コイル中央部の中空部に填り込むように磁気
コアに突起を設けて磁気回路を形成する。磁気コアを設
けることによって磁気抵抗が低下してその分だけコイル
の巻回数を少なくでき小型化を図ることができる。

【００４７】また、本実施形態に関する他のコイル構造
を説明すると、図１１に示すように、１本のリボン形状
平行線、又は２本の融着導線を縦にして融着させた１対
の融着導線、を１段にして平べったく巻回した長方形コ
イル（図１１の（１）に図示するとおりのもの）を、図
１１の（１）に示す一点鎖線部分で折り曲げてコの字型
形状のコイルを形成する。折り曲げた分だけ撹拌部材の
回転方向のサイズを小さくすることができる。ここで、
１本のリボン形状平行線等を１段にして横に巻回した
が、これに限らず、縦に複数段に重ねた上で横に巻回し
たものであっても良い。更に、図１１の（１）のコイル
を正方形コイルとして形成し、（２）に示すように折り
曲げれば、コイルの現像剤に対する対向面が実質的に長
方形となって小型化できる。

【００４８】加えて、図１２に示すように、コイル中央
部の中空部に填り込むような突起を設けた磁気コアをコ
イルに適用して磁気回路を形成する構造とすれば、コイ
ルの巻回数を少なくでき小型化を図ることができる。

【００４９】更に、本実施形態に関する他のコイル構造
を説明すると、図１３に示すように、１本のリボン形状
平行線、又は２本の融着導線を縦にして融着させた１対
の融着導線、を１段にして平べったく巻回した円形コイ
ル（図１３の（１）に図示するとおりのもの）を、絶縁
性スペーサを介在させて図１３の（１）に示す一点鎖線
部分で折り曲げてコの字型形状とし、更に図１３の
（３）に示すようにコイル外側部分をコイル中央部に向
けて折り曲げて、コイルの全体構造を形成する。１回目
の折り曲げによって折り曲げた分だけ撹拌部材の回転方
向のサイズを小さくするとともに、２回目の折り曲げに
よってコイル厚み方向の厚みを薄くして、コイル全体構
造を小型化できる。図１３の具体例として、絶縁性スペ
ーサは、厚み０．１〜３ｍｍ（一例として０．２ｍｍ）
で図１３の（２）の長手方向の長さ２０ｍｍでＰＥＴ
（樹脂材料名）を用い、図１３の（１）に示す円形コイ
ルの直径は１０〜２０ｍｍ（一例として１５ｍｍ）で、
図１３の（２）に示す折り曲げコイルの長さ（図１３の
（２）の横方向長さ）は４〜１０ｍｍ（一例として６ｍ
ｍ）である。

【００５０】以上説明したように、本実施形態に関する
コイル構造によれば、トナー濃度検知装置を小型化で
き、１回のコイル巻き作業で第１コイルと第２コイルを
巻回できるので作業手間が掛からずコスト削減になる。
また、第１コイルと第２コイルのそれぞれのインダクタ
ンスのばらつきが小さくなり、高精度の共振回路が形成
でき得て、トナー濃度の検知性能が向上する。また、撹
拌部材としてスクリューを用いる場合に回転周期のリッ
プルを平均化させ安定したトナー濃度検知ができる。

【００５１】以上説明したトナー濃度検知回路は、図２
に示すような現像装置を備えた画像形成装置に適用でき
るものであり、更に、図１に示すようなプリンタ、スキ
ャナを含めたディジタル複写機にも当然に採用できるも
のである。

【００５２】更に、以上の説明では、第１コイル及び第
２コイルの近傍で現像剤を含む磁性体を配置すること
で、透磁率に応じてインダクタンスが変化することを利
用したものであるが、これに限らず、両コイルに近接し
た領域に導体を配置して、コイルからの磁束による導体
内渦電流での磁界の影響でコイルインダクタンスが変化
することを利用するものであっても良い。即ち、電気電
導率に応じてインダクタンスが変化することを利用した
ものでも良い。

【００５３】また、現像剤２６が第１及び第２のコイル
Ｌ１，Ｌ２に近接して設けられることを説明したが、コ
イルの一方に近接したものでも良い。

【００５４】更に、以上の説明では現像剤のトナー濃度
の検知について説明したが、本実施形態は、これに限ら
ず、磁性体又は磁性粉が所定レベルよりも低下した場合
のコイルインダクタンスの変化を検知して磁性体又は磁
性粉のレベル検知にも適用でき、また、磁性体又は磁性
粉の有無の検知にも当然に本実施形態を適用できる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、撹拌スクリュー又は撹
拌ローラの回転方向におけるトナー濃度検知装置のサイ
ズを小型化することができる。更に、コイル長手方向を
回転部材の軸方向と一致させて配置することによって、
コイルの磁束数を十分に確保できるので、トナー濃度検
知性能が向上する。

【００５６】また、回転部材として撹拌スクリューを用
いる場合に回転周期のリップルを平均化させ安定したト
ナー濃度検知ができる。

【００５７】また、第１のコイルと第２のコイルを同様
の位置に巻き込むようにしているために第１と第２のイ
ンダクタンスは略等しくなるとともに、両コイルの磁気
的結合定数が大となる。これによって、コイルに近接し
たトナー濃度の検知精度が向上することとなる。更に、
１回のコイル巻き作業で第１コイルと第２コイルを巻回
できるので作業手間が掛からずコスト削減になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る磁性体検知装置を適用
する電子写真複写装置に関する概要を示す図である。

【図２】トナー濃度センサを設置した現像装置の構成を
示す図である。

【図３】本実施形態に係るトナー濃度検知装置の回路構
成例を示す図である。

【図４】本実施形態に係るトナー濃度検知装置の他の回
路構成例を示す図である。

【図５】本実施形態に係るトナー濃度検知装置に関する
基本的な機能を説明するための図である。

【図６】本実施形態に関する回路構成における信号波形
を示す図である。

【図７】本実施形態に係るトナー濃度検知装置の出力取
り出しに関する例を示す図である。

【図８】２本の導線を絶縁被膜で被覆して一体化したリ
ボン形状の平行線と前記平行線を巻き上げたコイル構造
を示す図である。

【図９】融着導線と前記融着導線を巻き上げたコイル構
造を示す図である。

【図１０】コイルを磁気コアに装着した構造体の分解図
である。

【図１１】リボン形状の一体化した平行線におけるコの
字型コイルの構造を示す図である。

【図１２】コの字型コイルを磁気コアに装着した構造体
の分解図である。

【図１３】リボン形状の一体化した平行線の円形コイル
の両側部分をコイル中央部に折り返したコイル構造を示
す図である。

【符号の説明】

１読取部２ランプ３ＣＣＤ４増幅器５Ａ／Ｄ変換部６画像処理部８シューディング補正９フィルタ１０ γ補正１１階調処理１２像形成部１３書き込み部１４露光１５帯電チャージャ１６現像スリーブ１７給紙トレー２０トナー濃度検知回路２１発振回路２２共振回路（検知回路）２３位相比較回路２４積分回路２５インピーダンス変換回路２６現像剤

フロントページの続きＦターム(参考） 2G053 AA29 AB07 BA05 BC14 CA03 CB25 DA01 2H077 AB02 AC03 AD06 AD13 DA10 DA42 DA51 DA54 DA86 EA03 EA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャリアと呼ばれる磁性粉とトナーと呼
ばれる着色粒子を含む現像剤に近接してコイルを備え、
前記現像剤のトナーとキャリアの混合比を示すトナー濃
度を前記コイルを用いて検知するトナー濃度検知装置に
おいて、前記コイルは、縦横比の異なる長方形又は長円形を含む
形状であることを特徴とするトナー濃度検知装置。
【請求項２】キャリアと呼ばれる磁性粉とトナーと呼
ばれる着色粒子を含む現像剤に近接してコイルを備え、
前記現像剤のトナーとキャリアの混合比を示すトナー濃
度を前記コイルを用いて検知するトナー濃度検知装置に
おいて、前記コイルは、縦横比の異なる長方形又は長円形を含む
形状であり、前記コイルの長手方向が、前記現像剤の撹拌部材におけ
る回転軸方向と一致するように配置することを特徴とす
るトナー濃度検知装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載のトナー濃度検知
装置において、前記コイルに隣接して高透磁率のコアを設け、前記コア
が長方形又は長円形の形状であることを特徴とするトナ
ー濃度検知装置。
【請求項４】キャリアと呼ばれる磁性粉とトナーと呼
ばれる着色粒子を含む現像剤に近接してコイルを備え、
前記現像剤のトナーとキャリアの混合比を示すトナー濃
度を前記コイルを用いて検知するトナー濃度検知装置に
おいて、前記コイルは、円形、正方形、長方形又は長円形の形状
の巻回コイル体の両側部を折り曲げたコの字型形状であ
ることを特徴とするトナー濃度検知装置。
【請求項５】請求項４に記載のトナー濃度検知装置に
おいて、前記コの字型形状のコイルに囲まれた内側領域に高透磁
率のコアを設けることを特徴とするトナー濃度検知装
置。
【請求項６】キャリアと呼ばれる磁性粉とトナーと呼
ばれる着色粒子を含む現像剤に近接してコイルを備え、
前記現像剤のトナーとキャリアの混合比を示すトナー濃
度を前記コイルを用いて検知するトナー濃度検知装置に
おいて、前記コイルは、円形、正方形、長方形又は長円形の形状
の巻回コイル体にスペーサを介在させて巻回コイル体の
両側部をコイル中央部に向けて折り返した形状であるこ
とを特徴とするトナー濃度検知装置。
【請求項７】請求項１又は２に記載のトナー濃度検知
装置において、前記コイルはボビンに巻き付けて作成したものであるこ
とを特徴とするトナー濃度検知装置。
【請求項８】請求項１乃至６のいずれか１つの請求項
に記載のトナー濃度検知装置において、前記コイルは、２本の導線を絶縁皮膜で被覆して一体化
した一本の平行線を前記現像剤対向面方向に複数回巻回
して作成したものであることを特徴とするトナー濃度検
知装置。
【請求項９】請求項１乃至６のいずれか１つの請求項
に記載のトナー濃度検知装置において、前記コイルは、最外側に融着皮膜を有する各融着導線を
前記現像剤方向に重ねて巻き付けて各融着導線同士を融
着るとともに、前記現像剤対向面方向に複数回巻回して
各融着導線同士を融着して作成したものであることを特
徴とするトナー濃度検知装置。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれか１つの請求
項に記載のトナー濃度検知装置を現像装置に付設した画
像形成装置。
【請求項１１】請求項１乃至９のいずれか１つの請求
項に記載のトナー濃度検知装置を現像装置に付設したデ
ィジタル複写機。
【請求項１２】請求項１乃至９のいずれか１つの請求
項に記載の前記現像剤のトナーとキャリアの混合比を示
すトナー濃度を検知するトナー濃度検知装置に代えて、
磁性体の所定レベル又は磁性体の有無を検知する磁性体
検知装置。
【請求項１３】請求項１乃至９のいずれか１つの請求
項に記載のトナー濃度検知装置において、前記コイルの近接領域に配置する現像剤に代えて、導体
を配置して前記導体の有無を検知する導体検知装置。