JP2014235137A - 透磁率検知器、現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に平面パターンによって形成されたコイルを含むＬＣ発振回路から所定空間の透磁率に応じて出力される信号の周波数に基づいて上記所定空間の透磁率を検知する透磁率検知器において、上記コイルを保護すること。【解決手段】所定空間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、前記所定空間の透磁率によってインダクタンスが変化するコイルと、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と、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と、前記基板上において前記コイルが形成されている範囲を覆うように設けられ、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で前記透磁率検知器を固定するための接着層と、を含む。【選択図】図１０

Description

本発明は、透磁率検知器、現像装置に関し、特に、透磁率検知器の基板上に平面パターンにより形成されたコイルの保護に関する。

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。

このような画像処理装置のうち、トナー等の顕色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。

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、容器内における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、その容器内におけるトナーの濃度を測定する必要がある。

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、上記容器内における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）。

このようなコイルを含む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、上記コイルが形成された平面に対向する容器内の透磁率を検知することで、上記容器内におけるトナーの濃度を検知するものである。

即ち、このようなコイルを含む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容器内における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。

従って、このようなコイルを含むＬＣ発振回路を利用したトナー濃度検知器がその機能を発揮するためには、上記コイルの形成面が上記容器に対向するように配置されて固定される必要がある。

ところで、上述したトナー濃度検知器の修理や再利用の際には、通常、精密ドライバーやマイナスドライバー等、先端にテーパーがつけられて構成されている工具が利用される。そして、作業者は、そのように構成された工具の先端を、容器とトナー濃度検知器との装着面に形成された隙間に挿入することで、上記容器からトナー濃度検知器を取り外すようになっている。

このとき、作業者は、精密ドライバー等の工具によってコイルに傷が付かないように注意して取り外し作業を行わなければならない。なぜならば、このようなトナー濃度検知器は、上述したように、コイルのインダクタンスを介して上記容器内におけるトナーの濃度を検知するものであるため、コイルに傷が付いてしまうと正確にトナーの濃度を検知することができなくなってしまうためである。

ところが、上述したように、トナー濃度検知器は、コイルの形成面を容器側に向けて取り付けられるため、作業者は、コイルが形成されている位置を正確に確認することができず、取り外し作業中に誤ってコイルに傷を付けてしまうことがある。

また、トナー濃度検知器は、製造後、それ単独で保管され若しくは運搬されることになるが、その際、コイルがむき出しの状態となっているため、このような場合にもコイルに傷が付いてしまうことがある。

尚、このような問題は、トナーが収容された容器に取り付けられてその容器内におけるトナーの濃度を検知するトナー濃度検知器に限らず、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。

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たコイルを含むＬＣ発振回路から所定空間の透磁率に応じて出力される信号の周波数に基づいて上記所定空間の透磁率を検知する透磁率検知器において、上記コイルを保護することを目的とする。

上記課題を解決するために、所定空間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、前記所定空間の透磁率によってインダクタンスが変化するコイルと、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と、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と、前記基板上において前記コイルが形成されている範囲を覆うように設けられ、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で前記透磁率検知器を固定するための接着層と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の他の態様は、画像形成装置において静電潜像を現像する現像装置であって、前記静電潜像を現像するための現像剤を収容する現像剤収容部と、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トナー濃度検知器と、含み、前記トナー濃度検知器は、基板上に平面パターンによって形成され、前記所定空間の透磁率によってインダクタンスが変化するコイルと、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と、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と、前記基板上において前記コイルが形成されている範囲を覆うように設けられ、前記コイルの形成面が前記現像剤収容部に対向した状態で前記トナー濃度検知器を固定するための接着層と、を含むことを特徴とする。

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たコイルを含むＬＣ発振回路から所定空間の透磁率に応じて出力される信号の周波数に基づいて上記所定空間の透磁率を検知する透磁率検知器において、上記コイルを保護することが可能となる。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 本発明の実施形態に係る透磁率センサの現像器への搭載態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、その検知面から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、その検知面に水平な方向であって、パターンコイルとパターン抵抗との接続方向に垂直な方向から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、現像器に取り付けられている状態においてその検知面から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、現像器に取り付けられている状態において、その検知面に水平な方向であって、パターンコイルとパターン抵抗との接続方向に垂直な方向から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、その検知面から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、その検知面に水平な方向であって、パターンコイルとパターン抵抗との接続方向に垂直な方向から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、現像器に取り付けられている状態においてその検知面から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、現像器に取り付けられている状態において、その検知面に水平な方向であって、パターンコイルとパターン抵抗との接続方向に垂直な方向から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、その検知面から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、その検知面に水平な方向であって、パターンコイルとパターン抵抗との接続方向に垂直な方向から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、現像器に取り付けられている状態においてその検知面から見た図である。 本発明の実施形態に係る透磁率センサを、現像器に取り付けられている状態において、その検知面に水平な方向であって、パターンコイルとパターン抵抗との接続方向に垂直な方向から見た図である。 本発明の実施形態に係る現像器の概観を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る現像器の概観を示す斜視図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

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、基板上に形成されたパターンコイル及び同基板上につづら折状に形成されたパターン抵抗を含むＬＣ発振回路を用いた透磁率センサにおけるそのパターンコイル及びパターン抵抗の保護態様について説明する。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顕色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２成分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。

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。

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。

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。このパターン抵抗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、温度に依存せずに安定して、コイルが形成された平面に対抗する空間の透磁率を検知することが可能となる。図１に示すように、パターン抵抗１０２は、抵抗値Ｒ_Ｐを有する。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。

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。

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Ｒ_Ｐ、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。

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Ｒ_Ｌ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本実施形態に係る現像器２１２の構成について、図７及び図８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ベルトの搬送方向と垂直な主走査方向である。

図７及び図８に示すように、現像器２１２には、内部に充填された非磁性の顕色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、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える。

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。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位置２１２ａ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。

このように、透磁率センサ１００がトナー移動空間に対向する位置２１２ａ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好適に検知することが可能となるためである。

尚、透磁率の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は発生するため、透磁率センサ１００は必ずしも位置２１２ａ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。

次に、本実施形態に係る透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け態様を示す図である。図９においては、現像器２１２を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９に示すように、現像器２１２内部には搬送スクリュー２１２ｂ、２１２ｃが配置されており、これにより主走査方向にトナーが搬送される。

センサ取り付け位置２１２ａ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。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の形状に応じて形成されており、センサ取り付け位置２１２ａを含む部分は搬送スクリュー２１２ｂ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、センサ取り付け位置２１２ａ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るため、現像器２１２におけるセンサ取り付け位置２１２ａ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。これにより、センサ取り付け位置２１２ａに取り付けられた透磁率センサ１００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。

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、センサ取り付け位置２１２ａ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内部のトナー濃度を検知することが可能となる。

次に、本実施形態に係る透磁率センサ１００の現像器２１２への取り付け方法について、図１０〜図１３を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、その検知面から見た図である。図１１は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、その検知面に水平な方向であって、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との接続方向に垂直な方向から見た図である。即ち、図１１は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、図１０に示す破線の矢印の方向に向かって見た図である。

図１２は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、現像器２１２に取り付けられている状態においてその検知面から見た図である。図１３は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、現像器２１２に取り付けられている状態において、その検知面に水平な方向であって、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との接続方向に垂直な方向から見た図である。即ち、図１３は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、図１２に示す破線の矢印の方向に向かって見た図である。

図１０及び図１１に示すように、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、その検知面の略全面に渡って両面テープや接着剤等の接着層１０９が接着されている。また、図１０及び図１１に示すように、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、接着層１０９の接着面がセロファン等のフィルム１１０により覆われている。

そして、このような透磁率センサ１００を現像器２１２へ取り付ける際には、作業者は、まず、接着層１０９の接着面を覆っているフィルム１１０を剥がす。作業者は、フィルム１１０を剥がすと、図１２及び図１３に示すように、露出した接着層１０９の接着面を現像器２１２におけるセンサ取り付け位置２１２ａに押し当てる。このようにして、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、接着層１０９の接着面における接着力により、現像器２１２におけるセンサ取り付け位置２１２ａに取り付けられる。このように、本実施形態によれば、作業者は簡単に透磁率センサ１００を現像器２１２に取り付けることができる。

また、図１０及び図１１を参照して説明したように、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、その検知面の略全面に渡って接着層１０９が接着され、その接着層１０９の接着面がフィルム１１０により覆われている。そのため、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、その検知面が上記接着層１０９及びフィルム１１０により保護されることになり、保管時や運搬時にパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２に傷が付くといったことを防ぐことが可能となる。従って、本実施形態によれば、透磁率センサ１００の保管時や運搬時に際して、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を保護することが可能となる。

次に、本実施形態に係る透磁率センサ１００の現像器２１２からの取り外し方法について、再び図１２及び図１３を参照して説明する。図１２及び図１３を参照して説明したように、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、接着層１０９の接着面における接着力により、現像器２１２におけるセンサ取り付け位置２１２ａに取り付けられている。

そして、このようにして現像器２１２に取り付けられている透磁率センサ１００を、修理や再利用のために取り外す際には、作業者はまず、取り外し用の工具である取外部材の先端を、図１２及び図１３に示す実線の矢印が指す位置、即ち、透磁率センサ１００の検知面とセンサ取り付け位置２１２ａとによりその端部に形成された隙間に挿入する。この隙間は、透磁率センサ１００の検知面とセンサ取り付け位置２１２ａとの間における接着層１０９の厚みにより形成された隙間であって、作業者が操作する工具を誘導するための誘導部として機能する。尚、本実施形態においては、取外部材として、精密ドライバーやマイナスドライバー等、先端にテーパーがつけられて構成されている工具が用いられる。

作業者は、このように構成された取り外し用の工具の先端を上記隙間に挿入すると、てこの原理を利用してセンサ取り付け位置２１２ａから透磁率センサ１００を取り外す。このように、本実施形態によれば、作業者は簡単に透磁率センサ１００を現像器２１２から取り外すことができる。

また、図１２及び図１３を参照して説明したように、透磁率センサ１００の検知面とセンサ取り付け位置２１２ａとの間にはその端部において、接着層１０９の厚みにより誘導部としての隙間が形成されている。そのため、作業者は、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されている位置を正確に確認することができなくても、この隙間に誘導されることで、それらが形成されている位置を避けて工具の先端を挿入することが可能となる。そのため、作業者が取り外し作業中に誤って工具でパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２に傷を付けてしまうといったことを防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、透磁率センサ１００の取り外しに際して、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を保護することが可能となる。

また、仮に、作業者が誤って上記隙間ではなく接着層１０９が接着されている領域に直接、工具を挿入してしまった場合であっても、接着層１０９の弾性力若しくは粘着力により、その工具の先端がパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２に達するといったことはない。そのため、このような場合であっても、作業者が取り外し作業中に誤って工具でパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２に傷を付けてしまうといったことを防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、透磁率センサ１００の取り外しに際して、仮に、作業者が誤って上記隙間ではなく接着層１０９が接着されている領域に直接、工具を挿入してしまった場合であっても、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を保護することが可能となる。

尚、本実施形態においては、図１０〜図１３を参照して説明したように、透磁率センサ１００は、その検知面の略全面に渡って接着層１０９が接着され、その接着層１０９の接着面における接着力により、現像器２１２におけるセンサ取り付け位置２１２ａに取り付けられる例について説明した。この他、透磁率センサ１００は、図１４〜図１７に示すように、その検知面の略全面ではなく、その検知面におけるパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されている部位にのみ接着層１０９が接着され、その接着層１０９の接着面における接着力により、現像器２１２におけるセンサ取り付け位置２１２ａに取り付けられるように構成されていても良い。

透磁率センサ１００がこのように構成されると、本実施形態により得られる効果と同様の効果を得ることができるだけでなく、透磁率センサ１００をより安価に製造することが可能となる。このように、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されている部位さえ接着層１０９により覆われていれば、本実施形態に係る効果を得るためには、即ち、作業者が取り外し作業中に誤って工具でパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２に傷を付けてしまうといったことを防ぐためには十分である。

このように構成された透磁率センサ１００の構造を、図１４〜図１７に示す。図１４は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、その検知面から見た図である。図１５は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、その検知面に水平な方向であって、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との接続方向に垂直な方向から見た図である。即ち、図１５は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、図１４に示す破線の矢印の方向に向かって見た図である。

図１６は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、現像器２１２に取り付けられている状態においてその検知面から見た図である。図１７は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、現像器２１２に取り付けられている状態において、その検知面に水平な方向であって、パターンコイル１０１とパターン抵抗１０２との接続方向に垂直な方向から見た図である。即ち、図１７は、本実施形態に係る透磁率センサ１００を、図１６に示す破線の矢印の方向に向かって見た図である。

また、本実施形態においては、図１２、図１３若しくは図１６、図１７を参照して説明したように、接着層１０９の接着力により透磁率センサ１００がセンサ取り付け位置２１２ａに取り付けられる例について説明した。このとき、接着層１０９とセンサ取り付け位置２１２ａとの接着面における接着力が、接着層１０９と透磁率センサ１００との接着面における接着力と同等か若しくはより大きい場合、センサ取り付け位置２１２ａから透磁率センサ１００を取り外す際、接着層１０９とセンサ取り付け位置２１２ａとは剥離し難く、接着層１０９と透磁率センサ１００とは剥離し易くなる。

そして、接着層１０９と透磁率センサ１００とが剥離すると、その接着力により、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が破損することがある。そこで、接着層１０９とセンサ取り付け位置２１２ａとの接着面における接着力が、接着層１０９と透磁率センサ１００との接着面における接着力より小さくなるように、センサ取り付け位置２１２ａの表面にエンボス加工やシボ加工、ツヤ消し加工等を施すことで、上記問題を解消することが可能となる。

また、表面と裏面とで接着力が異なるような素材を接着層１０９として採用し、接着力が大きい面が透磁率センサ１００の検知面側に、接着力が小さい接着面がセンサ取り付け位置２１２ａ側になるようにしても良い。また、接着面の素材に応じて接着力が変化するような素材を接着層１０９として採用し、透磁率センサ１００の検知面を構成する素材と、センサ取り付け位置２１２ａの表面を構成する素材とを考慮して接着層１０９の素材を選択するようにしても良い。

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２４を参照して説明する。図２４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２４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。

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２４に示すように、ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３、ｔ_４、ｔ_５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。

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２４に示すＴ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４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２４に示すＴ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４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。

また、図２４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Ｔ_４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。

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２５を参照して説明する。図２５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２５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。

図２５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Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４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。

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。

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。

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２６を参照して説明する。図２６は、水晶発振回路７０の温度特性グラフを示す図である。図２６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。

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。

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２６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。

これに対して、透磁率センサ１００の温度特性が、図２６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。

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。

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”、“Ｒ_Ｌ”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２７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２８を参照して説明し、本実施形態に係る回路抵抗Ｒ_Ｌの温度特性について、図２９を参照して説明する。

図２７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２８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２９は、本実施形態に係る回路抵抗Ｒ_Ｌの温度特性グラフを示す図である。

図２７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２８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２９に示すように、回路抵抗Ｒ_Ｌは、温度上昇に応じて増大する特性を有する。

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２６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。

しかしながら、上記式（１）に含まれる各パラメータのうち、“Ｒ_Ｌ”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、“Ｒ_Ｌ”の値は“Ｌ”の影響を受けるため、“Ｒ_Ｌ”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。

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Ｒ_Ｐ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Ｒ_Ｐ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。

まず、パターン抵抗１０２の抵抗値Ｒ_Ｐ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。

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Ｒ_Ｐ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。

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３０を参照して説明する。図３０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３０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３×１０^６（Ｈｚ）前後では１３（ｎＨ）程度の値である。従って、上記式（３）のＺ_ＲＰは、パターン抵抗１０２のインダクタンス成分をＬ_ＲＰとして以下の式（４）によってあらわされる。

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。

上記式（５）に基づいて図１に示す回路の発振周波数ｆ_０を求めると、以下の式（６）のようになる。

上記式（６）において、“Ｒ_Ｌ”、“Ｌ”、“Ｃ”の値の調整は困難であるが、Ｌ_ＲＰ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２７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、Ｌ_ＲＰ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Ｌ_ＲＰ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。

ここで、図３０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Ｌ_ＲＰ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３１（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

図３１（ａ）はパターン抵抗１０２の形成態様を示す図であり、図３１（ｂ）、（ｃ）は、図３１（ａ）の切断線ＡＡにおける断面図である。図３１（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３１（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Ｌ_ＲＰを生成することとなる。

ここで、図３１（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３１（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。

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。

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。

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Ｌ_ＲＰ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３２（ａ）〜（ｄ）に示す。尚、図３２（ａ）〜（ｄ）において、Ｌ_ＲＰ１＜Ｌ_ＲＰ２＜Ｌ_ＲＰ３＜Ｌ_ＲＰ４である。図３２（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Ｌ_ＲＰ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。

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３３を参照して説明する。図３３（ａ）〜（ｄ）は、図３２（ａ）〜（ｄ）に示すＬ_ＲＰ１〜Ｌ_ＲＰ４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３３（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３２（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。

また、実験結果においては、図３２（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２６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。

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。

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３２（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。

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３２（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。

また、本実施形態においては、図３３（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３４（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３４（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３４（ｃ）、（ｄ）に示すように、図３４（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。

実施の形態２．
実施の形態１においては、図１２、図１３若しくは図１６、図１７を参照して説明したように、接着層１０９の接着力により透磁率センサ１００がセンサ取り付け位置２１２ａに取り付けられることで、作業者を透磁率センサ１００の検知面とセンサ取り付け位置２１２ａとの間に形成された誘導部としての隙間に誘導する例について説明した。

この場合、作業者は、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されている位置を正確に確認することができなくても、それらが形成されている位置をより避けて工具を挿入することが可能となる。そのため、作業者が取り外し作業中に誤って工具でパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２に傷を付けてしまうといったことを防ぐことができる。従って、実施の形態１によれば、透磁率センサ１００の取り外しに際して、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を保護することが可能となる。

一方、本実施形態においては、透磁率センサ１００の検知面の角に誘導部として面取りが施され若しくは凹部が設けられることで、透磁率センサ１００の取り外しに際して、作業者をパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されていない位置に明示的に誘導する例について説明する。

この場合、作業者は、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されている位置を正確に確認することができなくても、それらが形成されている位置をより確実に避けて工具を挿入することが可能となる。そのため、作業者が取り外し作業中に誤って工具でパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２に傷を付けてしまうといったことをより確実に防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、透磁率センサ１００の取り外しに際して、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２をより確実に保護することが可能となる。以下、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。

まず、本実施形態に係る透磁率センサ１００の構造を、図１８〜図２１に示す。図１８〜図２１は、本実施形態に係る透磁率センサ１００において、実施の形態１における図１０〜１３に夫々対応する図である。図１８〜図２１に示すように、本実施形態に係る透磁率センサ１００は、接着層１０９が接着されていない領域若しくはパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されていない領域（図中の位置１１１ａ〜１１１ｆ）の角に誘導部として面取りが施され若しくは凹部が設けられて構成されている。このような構成とすることにより、作業者は、透磁率センサ１００の取り外しに際して、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されていない位置に明示的に誘導されることになる。

そのため、作業者は、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されている位置を正確に確認することができなくても、それらが形成されている位置をより確実に避けて工具を挿入することが可能となる。そのため、作業者が取り外し作業中に誤って工具でパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２に傷を付けてしまうといったことをより確実に防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、透磁率センサ１００の取り外しに際して、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２をより確実に保護することが可能となる。

尚、本実施形態において示した誘導部の設置位置は一例であって、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２の形成や各電子部品の取り付けの障害とならない位置であればどこに設けられていても良い。

実施の形態３．
実施の形態２においては、透磁率センサ１００の検知面の角に誘導部として面取りが施され若しくは凹部が設けられることで、透磁率センサ１００の取り外しに際して、作業者をパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２が形成されていない位置に明示的に誘導する例について説明した。この場合、作業者が取り外し作業中に誤って工具でパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２に傷を付けてしまうといったことをより確実に防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、透磁率センサ１００の取り外しに際して、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２をより確実に保護することが可能となる。

一方、本実施形態においては、透磁率センサ１００ではなく、センサ取り付け位置２１２ａにおける透磁率センサ１００の取り付け面の角に誘導部として面取りが施され若しくは凹部が設けられる等の加工が施されている例について説明する。この場合、実施の形態２と同様の効果を得ることが可能となる。以下、詳細に説明する。尚、実施の形態１及び２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。

まず、本実施形態に係る現像器２１２の構成について、図２２を参照して説明する。図２２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２２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２２に示すように、本実施形態に係る現像器２１２には、そのセンサ取り付け位置２１２ａにおける透磁率センサ１００の取り付け面の角に誘導部として面取りが施され若しくは凹部が設けられている。本実施形態に係る現像器２１２がこのように構成されることにより実施の形態２と同様の効果を得ることが可能となる。

尚、本実施形態においては、図２２を参照して説明したように、センサ取り付け位置２１２ａにおける透磁率センサ１００の取り付け面の角に誘導部として面取りが施され若しくは凹部が設けられている例について説明した。この他、現像器２１２は、図２３に示すように、そのセンサ取り付け位置２１２ａにおける透磁率センサ１００の取り付け面を囲むように壁が設けられ、その壁に誘導部としての切り込みが設けられて構成されていても良い。図２３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２３は、図２２と同様に、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。

現像器２１２がこのように構成されることで、実施の形態２と同様の効果を得ることが可能となるだけでなく、作業者が誤ってその切り込み以外の部分に工具を挿入することができなくなるので、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２に傷を付けてしまうといったことを更により確実に防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、透磁率センサ１００の取り外しに際して、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を更により確実に保護することが可能となる。尚、図２３に示す誘導部としての切り込みに、図２２に示すように面取りが施され若しくは凹部が設けられていても良い。

尚、本実施形態において示した誘導部の設置位置は一例であって、透磁率センサ１００の取り外しの際に工具でパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を傷つけないような位置であればどこに設けられていても良い。

以上、実施の形態１〜３において説明したように、本発明の要旨は、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を含むＬＣ発振回路を用いた透磁率センサ１００の保管時や運搬時及び現像器２１２からの取り外しに際して、そのパターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を保護することにある。

尚、実施の形態１〜３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顕色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２成分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。

また、実施の形態１〜３においては、パターンコイル１０１及びパターン抵抗１０２を含むＬＣ回路を利用した透磁率センサ１００について説明したが、パターン抵抗１０２は必須の構成ではなく、パターン抵抗１０２を含まずパターンコイル１０１のみを含むＬＣ回路を利用した透磁率センサであれば適用可能である。

また、実施の形態１〜３はそれぞれが独立して実施されるだけではなく、例えば、実施の形態１と２とが組み合わされて実施され、若しくは、実施の形態１と３とが組み合わされて実施され、さらには、実施の形態１〜３が組み合わされて実施される等、その実施態様は多様であるが、このような場合であっても、実施の形態１〜３において説明した効果が得られることに変わりはない。

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
１０２ パターン抵抗
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 センサ取り付け位置
２１２ｂ、２１２ｃ 搬送スクリュー
２１３Ｋ、２１３Ｃ、２１３Ｍ、２１３Ｙ 感光体クリーナ
２１５Ｋ、２１５Ｃ、２１５Ｍ、２１５Ｙ 転写器
２１６ 定着器

特開２０１０−２６０３１号公報

Claims (10)

1. 所定空間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、前記所定空間の透磁率によってインダクタンスが変化するコイルと、
   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と、
   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と、
   前記基板上において前記コイルが形成されている範囲を覆うように設けられ、前記コイルの形成面が前記所定空間に対向した状態で前記透磁率検知器を固定するための接着層と、
   を含むことを特徴とする透磁率検知器。
2. 前記接着層により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た前記透磁率検知器を取り外すために前記透磁率検知器に力を加えるための取外器具を誘導するための誘導部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の透磁率検知器。
3. 前記接着層により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た前記透磁率検知器を取り外すために前記透磁率検知器に力を加えるための取外器具を、前記基板上において前記コイルが形成されている範囲を避ける位置に誘導するための誘導部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の透磁率検知器。
4. 前記基板における前記コイルの形成面と前記接着層との接着力が、前記コイルの形成面が対向する面と前記接着層との接着力よりも強いことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の透磁率検知器。
5. 画像形成装置において静電潜像を現像する現像装置であって、
   前記静電潜像を現像するための現像剤を収容する現像剤収容部と、
   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トナー濃度検知器と、
   を含み、
   前記トナー濃度検知器は、
   基板上に平面パターンによって形成され、前記所定空間の透磁率によってインダクタンスが変化するコイルと、
   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と、
   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と、
   前記基板上において前記コイルが形成されている範囲を覆うように設けられ、前記コイルの形成面が前記現像剤収容部に対向した状態で前記トナー濃度検知器を固定するための接着層と、
   を含むことを特徴とする現像装置。
6. 前記トナー濃度検知器には、前記接着層により前記コイルの形成面が前記現像剤収容部に対向した状態で取り付けられた前記トナー濃度検知器を取り外すために前記トナー濃度検知器に力を加えるための取外器具を誘導するための誘導部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 前記トナー濃度検知器には、前記接着層により前記コイルの形成面が前記現像剤収容部に対向した状態で取り付けられた前記トナー濃度検知器を取り外すために前記トナー濃度検知器に力を加えるための取外器具を、前記基板上において前記コイルが形成されている範囲を避ける位置に誘導するための誘導部が設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の現像装置。
8. 前記基板における前記コイルの形成面と前記接着層との接着力が、前記コイルの形成面が対向する面と前記接着層との接着力よりも強いことを特徴とする請求項５乃至７いずれか１項に記載の現像装置。
9. 前記現像剤収容部には、前記接着層により前記コイルの形成面が前記現像剤収容部に対向した状態で取り付けられた前記トナー濃度検知器を取り外すために前記トナー濃度検知器に力を加えるための取外器具を誘導するための誘導部が設けられていることを特徴とする請求項５乃至８いずれか１項に記載の現像装置。
10. 前記現像剤収容部には、前記接着層により前記コイルの形成面が前記現像剤収容部に対向した状態で取り付けられた前記トナー濃度検知器を取り外すために前記トナー濃度検知器に力を加えるための取外器具を、前記基板上において前記コイルが形成されている範囲を避ける位置に誘導するための誘導部が設けられていることを特徴とする請求項５乃至９いずれか１項に記載の現像装置。