JP2020194077A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤検知センサーが小型化された場合でもトナー濃度の検知精度の低下を防ぐことが可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】トナーセンサー８０は、現像剤貯留部６３Ａに収容される現像剤の近傍に位置する現像剤貯留部６３Ａの底面に接触して配置され、当該現像剤の透磁率を検知する。またトナーセンサー８０は、基板８１と、第１接触部８６Ａ及び第２接触部８６Ｂとを備える。第１接触部８６Ａ及び第２接触部８６Ｂは、基板８１の表面における対向領域に形成され、現像剤貯留部６３Ａに接触可能である。第１接触部８６Ａは、前記現像剤の磁気を検知するコイル８２を含む。コイル８２は、中心部から外側に広がるように渦巻き状に形成されている。基板８１の表面において前記中心部に磁性体シールが設けられている。【選択図】図１２Ｂ

Description

本発明は、装着された現像装置を使用して現像処理を行う画像形成装置に関する。

複写機、プリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、像担持体である感光体ドラムの表面に形成した静電潜像を現像装置で現像することにより用紙にトナー像を形成する。前記画像形成装置の現像方式としては、トナーとその搬送体である磁性キャリアとを含む現像剤を用いる二成分現像方式が知られている。この方式の現像装置は、例えばトナー不足になることを防止するために、トナー濃度を検知する現像剤検知センサー（トナーセンサー）が設けられる（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−２６０３１号公報

前記現像剤検知センサーは、現像装置の筐体に取り付けられて、現像剤の磁力及び透磁率を検出することによりトナー量及びトナー濃度を検知する。前記現像剤検知センサーは、画像形成装置を構成する内部の部品と干渉しないように小型化が要求される。しかし、前記現像剤検知センサーが小型化されると、現像剤検知センサーを構成するコイルが小さくなり十分な磁束密度を得られなくなる。このため、前記現像剤の正確な透磁率を検出することが困難になり、トナー濃度の検知精度が低下する問題が生じる。

本発明の目的は、現像剤検知センサーが小型化された場合でもトナー濃度の検知精度の低下を防ぐことが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、現像容器と現像剤検知センサーとを備える。前記現像容器は、現像剤を収容する。前記現像剤検知センサーは、前記現像容器に収容される前記現像剤の近傍に位置する被接触部に接触して配置され、当該現像剤の透磁率を検知する。また前記現像剤検知センサーは、基板と、１又は複数の接触部とを備える。前記１又は複数の接触部は、前記基板の第１面における前記被接触部に対向する対向領域に形成され、前記被接触部に接触可能である。前記１又は複数の接触部のうちの一つである第１接触部は、前記現像剤の磁気を検知する検知部を含む。前記検知部は、中心部から外側に広がるように渦巻き状に形成されている。前記基板の前記第１面において、又は、前記第１面と前記第１面の反対側の第２面との両面において、前記中心部に応じた位置に第１磁性部材が設けられている。

本発明によれば、現像剤検知センサーが小型化された場合でもトナー濃度の検知精度の低下を防ぐことが可能な画像形成装置が提供される。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す平面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す斜視図である。 図４は、本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。 図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。 図６は、本発明の実施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７Ａは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの構成を示す平面図である。 図７Ｂは、図７ＡのＣ−Ｃ断面図である。 図８Ａは、参考形態に係るトナーセンサーの構成を示す平面図である。 図８Ｂは、図８ＡのＣ−Ｃ断面図である。 図９Ａは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの構成を示す平面図である。 図９Ｂは、図９ＡのＣ−Ｃ断面図である。 図１０Ａは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの製造方法の第１工程を示す断面図である。 図１０Ｂは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの製造方法の第２工程を示す断面図である。 図１０Ｃは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの製造方法の第３工程を示す断面図である。 図１０Ｄは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの製造方法の第４工程を示す断面図である。 図１０Ｅは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの製造方法の第５工程を示す断面図である。 図１０Ｆは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの製造方法の第６工程を示す断面図である。 図１１Ａは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの構成を示す平面図である。 図１１Ｂは、図１１ＡのＣ−Ｃ断面図である。 図１２Ａは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの構成を示す平面図である。 図１２Ｂは、図１２ＡのＣ−Ｃ断面図である。 図１３Ａは、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの構成を示す平面図である。 図１３Ｂは、図１３ＡのＣ−Ｃ断面図である。 図１４は、本発明の実施形態に係るトナーセンサーの構成を示す断面図である。 図１５は、本発明の実施形態に係る現像剤貯留室及びトナーセンサーの構成を示す断面図である。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［画像形成装置１００の構成］
まず、本発明の実施形態の画像形成装置１００の概略構成について説明する。図１に示されるように、画像形成装置１００は、画像読取部１、ＡＤＦ（Automatic Document Feeder）２、画像形成部３、給紙部４、制御部５、及び操作表示部６などを備えている。操作表示部６は、制御部５からの制御指示に従って各種の情報を表示し、ユーザーの操作に応じて制御部５に各種の情報を入力するタッチパネルなどである。図１は、画像形成装置１００の正面図であり、図２は、画像形成装置１００の平面図である。なお、説明の便宜上、画像形成装置１００が使用可能に設置された状態の鉛直方向を上下方向７と定義し、操作表示部６が設けられている側を手前側（正面）として前後方向８を定義し、操作表示部６が設けられた側面を正面として左右方向９を定義する。また、画像形成装置１００は、本発明の画像形成装置の一例に過ぎず、本発明の画像形成装置は、プリンター、ＦＡＸ装置、複写機などであってもよい。

画像読取部１は、用紙Ｐから画像データを取得する。画像読取部１は、用紙カバー２Ａ、コンタクトガラス１１、読取ユニット１２、ミラー１３、ミラー１４、光学レンズ１５、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）１６等を備えた画像読取手段である。コンタクトガラス１１は、画像読取部１の上面に設けられており、画像形成装置１００の画像読取対象となる用紙Ｐが載置される透明な用紙台である。

用紙カバー２Ａは、必要に応じてコンタクトガラス１１を覆うものである。そして、画像読取部１は、制御部５によって制御されることによって、コンタクトガラス１１上に載置された用紙Ｐから画像を読み取る。

読取ユニット１２は、ＬＥＤ光源１２１及びミラー１２２を備えており、ステッピングモーター等の移動機構（不図示）によって副走査方向（図１における左右方向９）へ移動可能に構成されている。そして、前記移動機構によって読取ユニット１２が副走査方向に移動されると、ＬＥＤ光源１２１からコンタクトガラス１１に向けて照射される光が副走査方向に走査される。

ＬＥＤ光源１２１は、画像形成装置１００の主走査方向（図１における前後方向８）に沿って配列された多数の白色ＬＥＤを備えている。ＬＥＤ光源１２１は、コンタクトガラス１１上の読取位置１２Ａにある用紙Ｐに向けて１ライン分の白色光を照射する。なお、読取位置１２Ａは、読取ユニット１２の副走査方向への移動に伴って副走査方向へ移動する。

ミラー１２２は、ＬＥＤ光源１２１から読取位置１２Ａにある用紙Ｐに光を照射したときの反射光をミラー１３に向けて反射させる。そして、ミラー１２２で反射した光は、ミラー１３及びミラー１４によって光学レンズ１５に導かれる。光学レンズ１５は、入射した光を集光してＣＣＤ１６に入射させる。

ＣＣＤ１６は、受光した光をその光量に応じた電気信号（電圧）に変換して制御部５に出力する光電変換素子である。具体的には、ＣＣＤ１６は、ＬＥＤ光源１２１から光が照射されたときに用紙Ｐから反射した光に基づいて用紙Ｐの画像に対応する電気信号に基づいて画像データを生成する。

ＡＤＦ２は、用紙カバー２Ａに設けられている。ＡＤＦ２は、用紙トレイ２１、給送機構２２、複数の搬送ローラー２３、用紙押さえ２４、及び排紙部２５などを備えた自動原稿送り装置である。ＡＤＦ２は、給送機構２２及び搬送ローラー２３各々を不図示のステッピングモーターで駆動させることによって、用紙トレイ２１にセットされた用紙Ｐをコンタクトガラス１１上の読取位置１２Ａを通過させて排紙部２５まで搬送させる。この際に、画像読取部１によって読取位置１２Ａを通過する用紙Ｐの画像が読み取られる。

用紙押さえ２４は、コンタクトガラス１１上の読取位置１２Ａの上方に用紙Ｐが通過できる間隔を隔てた位置に設けられている。用紙押さえ２４は、主走査方向に長尺状に形成されており、その下面（コンタクトガラス１１側の面）には白色のシートが貼り付けられている。画像形成装置１００では、前記白色のシートの画像データが白色基準データとして読み取られる。前記白色基準データは、周知のシェーディング補正等で用いられる。

画像形成部３は、画像読取部１で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピューターなどの情報処理装置から入力された画像データに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成手段である。画像形成部３は、感光体ドラム３１、帯電装置３２、ＬＳＵ（Laser Scanner Unit）３３、現像装置３４（本発明の現像装置の一例）、転写ローラー３５、除電装置３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、及びトナーコンテナ３９等を備えている。また、画像形成部３は、現像装置３４に回転駆動力を供給するためのステッピングモーター７７（図６参照）を備えている。

画像形成部３では、給紙部４から給送された用紙Ｓに以下の手順で画像が形成され、画像形成後の用紙Ｓは排紙トレイ４０に排紙される。具体的には、まず、帯電装置３２によって感光体ドラム３１が所定の電位に一様に帯電される。次に、ＬＳＵ３３によって感光体ドラム３１の表面に画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム３１上の静電潜像は、ステッピングモーター７７により駆動される現像装置３４によってトナー像として現像（可視像化）される。続いて、感光体ドラム３１に形成されたトナー像は転写ローラー３５によって用紙Ｓに転写される。その後、用紙Ｓに転写されたトナー像は、その用紙Ｓが定着ローラー３７及び加圧ローラー３８の間を通過して排出される際に定着ローラー３７で加熱されて用紙Ｓに溶融定着する。感光体ドラム３１の電位は除電装置３６で除電される。なお、現像装置３４の詳細については後述する。

給紙部４は、画像形成部３において画像が形成される用紙Ｓを給送する。給紙部４は、不図示のカセット装着部に装着された不図示の給紙カセットに載置された複数の用紙Ｓを一枚ずつ画像形成部３に給送する。

次に、図６を参照して、制御部５の機能について説明する。制御部５は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、ＥＥＰＲＯＭ５４、モータードライバー５５などを有している。制御部５は、ＲＯＭ５２に記憶された所定の制御プログラムをＣＰＵ５１で実行することによって、画像形成装置１００を統括的に制御する。具体的に、ＲＯＭ５２には、画像を形成する画像形成処理プログラム、現像装置３４に連結されたステッピングモーター７７を駆動させる駆動制御プログラムなどが予め記憶されている。

ＲＡＭ５３は揮発性の記憶手段、ＥＥＰＲＯＭ５４は不揮発性の記憶手段であって、ＣＰＵ５１が実行する各種の処理の一時記憶メモリーとして使用される。モータードライバー５５は、ＣＰＵ５１の制御によってステッピングモーター７７を駆動させる。また、制御部５には現像装置３４が備える後述のトナーセンサー８０が接続されており、トナーセンサー８０で検出されて出力される出力信号（電圧信号）が制御部５に入力される。なお、制御部５は、集積回路（ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）などの電子回路により構成されてもよく、画像形成装置１００を統括的に制御するメイン制御部と別に設けられた制御部であってもよい。

［現像装置３４の構成］
次に、現像装置３４の具体的な構成について説明する。図４は現像装置３４の構成を示す断面図であり、図５は図４のＡ−Ａ断面図である。

現像装置３４は、トナーと磁性を有するキャリアとの二成分からなる所謂二成分性の現像剤を用いて現像するものである。図３に示されるように、現像装置３４は、前後方向８に長い形状に形成されている。現像装置３４の外側には、補給口７０が形成されており、補給口７０を開閉するシャッター６９が備えられている。シャッター６９は、トナーコンテナ３９（図１参照）から現像装置３４に非磁性体のトナーが補給される際に、ソレノイド（不図示）によってスライドされて補給口７０を開ける。トナーが補給されない場合には、シャッター６９は、ソレノイドによってスライドされて補給口７０を閉じる。

図４に示されるように、現像装置３４は、現像剤貯留部６３（本発明の現像容器の一例）、スクリューフィーダー６４Ａ、スクリューフィーダー６４Ｂ、トナーセンサー８０（本発明の現像剤検知センサーの一例）、現像ローラー６１、磁気ローラー６２、現像剤規制ブレード７１などを備えている。これら各構成部材は現像装置３４の筐体６０の内部に設けられている。現像剤貯留部６３は、筐体６０の底部分に形成されており、筐体６０と一体に構成されている。現像剤貯留部６３は、トナーコンテナ３９から補給された非磁性体のトナー及び磁性体のキャリアを含む二成分性の現像剤を貯留（収容）する容器である。現像剤担持体である磁気ローラー６２は、現像剤貯留部６３の上方に配置される。トナー担持体である現像ローラー６１は、磁気ローラー６２の斜め上方位置で磁気ローラー６２に対向配置される。現像剤規制ブレード７１は、磁気ローラー６２に対向して配置される。

図６に示されるように、現像装置３４は、ギヤ７８を備えている。現像ローラー６１、磁気ローラー６２、スクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂは、ギヤ７８を介してステッピングモーター７７の出力軸（不図示）に連結されている。ステッピングモーター７７から供給される回転駆動力は、ギヤ７８を介して、現像ローラー６１、磁気ローラー６２、スクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂに伝達される。これにより、スクリューフィーダー６４Ａ、スクリューフィーダー６４Ｂ、現像ローラー６１、及び磁気ローラー６２が連動して回転する。

本実施形態では、現像装置３４は、画像形成部３に着脱可能なように構成されている。画像形成部３は、装着された現像装置３４を使用して現像処理、画像形成処理を実行する。例えば、ギヤ７８が損傷したり、現像ローラー６１、磁気ローラー６２、スクリューフィーダー６４Ａ、スクリューフィーダー６４Ｂなどに回転不良が生じたりして現像装置３４が故障した場合に、故障した現像装置３４を取り外して新たな現像装置３４に交換することが可能である。

ステッピングモーター７７は、制御部５の制御によって、現像が行われる現像時に正回転方向（図４の矢印９１，９２の方向）へ、現像ローラー６１及び磁気ローラー６２を回転させる。これに連動してスクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂもギヤ７８によって定められた正回転方向（図４及び図５の矢印９３，９４の方向）へ回転する。これにより、感光体ドラム３１にトナーが供給される。また、ステッピングモーター７７は、制御部５の制御によって、現像が行われていない非現像時に前記正回転方向とは逆向きの逆回転方向（図４の前記矢印９１，９２とは逆向きの方向）へ、現像ローラー６１及び磁気ローラー６２を回転させる。これに連動して、スクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂもギヤ７８によって定められた逆回転方向（図４及び図５の矢印９３，９４とは逆向きの方向）へ回転する。これにより、前記正回転方向の回転では撹拌できないような場所で滞留しているトナー及び沈殿しているトナーを撹拌させることができる。

図５に示されるように、現像剤貯留部６３は、現像装置３４の長手方向（前後方向８）に延びる２つの隣り合う現像剤貯留部６３Ａ，６３Ｂを含む。現像剤貯留部６３Ａ，６３Ｂそれぞれは、前後方向８に長い円筒状の形状に形成されている。現像剤貯留部６３Ａ，６３Ｂは、筐体６０に一体に形成されており、前後方向８に延びる仕切り板１１１によって互いに仕切られている。ただし、完全に仕切り分けられているのではなく、図５に示されるように、前後方向８における両端部には仕切り板１１１が設けられていない。具体的には、現像剤貯留部６３Ａ，６３Ｂそれぞれの両端部は連通路１１２，１１３によって互いに連通されている。

現像剤貯留部６３Ａ，６３Ｂのそれぞれには、スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂが収容されている。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂは、合成樹脂によって構成されている。スクリューフィーダー６４Ａは、現像剤貯留部６３Ａの長手方向の両端壁で回転可能に支持されている。また、スクリューフィーダー６４Ｂは、現像剤貯留部６３Ｂの長手方向の両端壁で回転可能に支持されている。これにより、スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂは、現像剤貯留部６３Ａ，６３Ｂの内部で回転することができる。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂは、現像剤貯留部６３Ａ，６３Ｂの内部で軸回りに回転されることにより現像剤を撹拌させながら搬送する。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂには、軸周りに螺旋形状の羽が設けられている。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂは、ステッピングモーター７７からギヤ７８を経て供給された回転駆動力を受けて回転される。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂのそれぞれの回転方向は互いに逆方向に設定されている。これにより現像剤は、現像剤貯留部６３Ａ及び現像剤貯留部６３Ｂ間を撹拌されつつ、図５の矢印９６で示される方向へ循環搬送される。この撹拌により、現像剤のトナーに電荷を持たせることができる。

図５に示されるように、現像剤貯留部６３Ａ（本発明の現像容器の一例）の一方側の端部（前側の端部）の近傍には、トナーセンサー８０（本発明の現像剤検知センサーの一例）が配置されている。トナーセンサー８０は、現像剤貯留部６３Ａに収容される現像剤の近傍に位置する被接触部に接触して配置され、当該現像剤の透磁率を検出する。後述するように、例えばトナーセンサー８０は、基板８１の表面（本発明の第１面の一例）に形成される第１接触部８６Ａ及び第２接触部８６Ｂが現像剤貯留部６３Ａ（本発明の被接触部の一例）の底面（外面）に接触するように配置されて固定されている（図７参照）。現像剤貯留部６３Ａの底面は、トナーセンサー８０と面接触が可能なように平面状（平坦）に形成されている。なお、トナーセンサー８０は、スポンジ、ゴムなどの弾性部材を介して現像剤貯留部６３Ａの底面に押し付けられるようにして固定されてもよい。

磁気ローラー６２（図５参照）は、現像装置３４の長手方向（前後方向８）に沿って配設されている。磁気ローラー６２は、現像時に図４における時計回転方向（図４の矢印９２の方向）へ回転される。磁気ローラー６２の内部には、固定式の所謂磁石ロール（不図示）が配置されている。磁石ロールは複数の磁極を有しており、本実施形態では汲上極７３、規制極７４、及び主極７５を有する。汲上極７３は現像剤貯留部６３に対向し、規制極７４は現像剤規制ブレード７１に対向し、主極７５は現像ローラー６１に対向するように配置されている。

磁気ローラー６２は、汲上極７３の磁力によって現像剤貯留部６３から現像剤をその磁気ローラー周面６２Ａ上に磁気的に汲み上げる。汲み上げられた現像剤は、磁気ローラー周面６２Ａ上に磁気的に現像剤層（磁気ブラシ層）として保持され、磁気ローラー６２の回転に伴って現像剤規制ブレード７１へ向けて搬送される。

現像剤規制ブレード７１は、磁気ローラー６２の回転方向から見て現像ローラー６１よりも上流側に配置されている。現像剤規制ブレード７１は、磁気ローラー周面６２Ａに磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制する。現像剤規制ブレード７１は、磁気ローラー６２の前後方向８に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、筐体６０に取り付けられている。また、現像剤規制ブレード７１は、磁気ローラー周面６２Ａとの間で所定の寸法の規制ギャップ７２を形成する規制面７１Ａ（つまり現像剤規制ブレード７１の先端面）を有する。

現像剤規制ブレード７１は磁性材料で構成されており、磁気ローラー６２の規制極７４によって磁化される。これにより、現像剤規制ブレード７１の規制面７１Ａと規制極７４との間、つまり規制ギャップ７２に磁路が形成される。汲上極７３によって磁気ローラー周面６２Ａ上に付着した現像剤層が、磁気ローラー６２の回転に伴って規制ギャップ７２内に搬送されると、現像剤層の層厚は規制ギャップ７２において規制される。これにより、磁気ローラー周面６２Ａ上には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。

現像ローラー６１は、現像装置３４の長手方向（前後方向８）に沿って、且つ、磁気ローラー６２に対して平行に延びるように配設されている。現像ローラー６１は、現像時に図４における時計回転方向（図４の矢印９１の方向）へ回転される。現像ローラー６１は、磁気ローラー周面６２Ａ上に保持された現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を現像ローラー周面６１Ａで担持する。現像が行なわれる現像時には、トナー層のトナーが感光体ドラム３１の周面に供給される。

現像ローラー６１及び磁気ローラー６２は、ステッピングモーター７７によって回転される。現像ローラー周面６１Ａと磁気ローラー周面６２Ａとの間には、所定の寸法の隙間７６（図４参照）が形成されている。隙間７６は例えば約１３０μｍに設定されている。現像ローラー６１は、筐体６０に形成された開口を通して感光体ドラム３１に臨むように配置されている。現像ローラー周面６１Ａと前記感光体ドラム３１の周面との間にも所定の寸法の隙間（例えば約１１０μｍ）が形成されている。

トナーセンサー８０は、現像剤貯留部６３Ａに貯留された現像剤に含まれるトナーの濃度を検知する。具体的には、トナーセンサー８０は、コイル８２（後述）がトナーから受ける磁気に基づいて現像剤の透磁率を測定し、その透磁率に応じた電圧に基づいてトナー濃度を検知する。現像によってトナーが消費されると、現像剤におけるトナーの比率（割合）が変化し、これにより現像剤の透磁率も変化する。例えば、現像剤におけるトナーの比率が低下すると、現像剤の透磁率が上がり、前記電圧レベルも上がる。トナーセンサー８０は、検出された透磁率に応じた電圧レベルに基づいて、現像剤のトナー濃度を判定する。トナーセンサー８０は、検知したトナー濃度を制御部５に出力する。なお、トナーセンサー８０は、検出した透磁率に応じた電圧を出力信号（電圧信号）として制御部５に出力してもよい。この場合、制御部５は、入力された出力信号に基づいて、現像剤のトナー濃度を判定する。

トナーの濃度は、トナーの残量に応じて異なる。そのため、制御部５は、トナーセンサー８０により検知されたトナー濃度に基づいて、現像剤貯留部６３Ａ内の現像剤に含まれるトナーの残量を検知することができる。つまり、制御部５は、トナーセンサー８０によって検知された現像剤のトナーの濃度（透磁率）を取得し、そのトナー濃度に基づいて現像剤のトナーの残量を検知する。また、制御部５は、検知されたトナーの残量が所定量よりも少なくなると、シャッター６９をスライドさせて補給口７０を開け、トナーコンテナ３９から現像装置３４へトナーを供給する。このように、制御部５は、現像装置３４内の現像剤に含まれるトナーの濃度が一定範囲内に保つように制御する。

図７Ａは、本実施形態に係るトナーセンサー８０の構成を示す平面図であり、図７Ｂは、図７ＡのＣ−Ｃ断面図であり図５のＢ−Ｂ断面図である。トナーセンサー８０は、基板８１と、基板８１における現像剤貯留部６３Ａ（本発明の被接触部の一例）に対向する表面（第１面）に形成され、現像剤貯留部６３Ａに接触する複数の接触部とを備えている。具体的には、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、トナーセンサー８０は、基板８１と、コイル８２と、保護膜８３と、回路部８４と、コネクタ部８５と、第２接触部８６Ｂとを備えている。コイル８２及び保護膜８３は一つの前記接触部（第１接触部８６Ａ）を構成し、第２接触部８６Ｂは、一つの前記接触部を構成する。第１接触部８６Ａは本発明の第１接触部の一例であり、第２接触部８６Ｂは本発明の第２接触部の一例である。前記接触部の数は限定されず２個以上であればよい。

基板８１は、例えばガラスエポキシで構成され、平面視で矩形状に形成されているす。基板８１は、例えば長辺が３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度、短辺が２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度、厚さが１ｍｍ〜１．６ｍｍ程度の大きさで形成される。

コイル８２は、基板８１の表面（第１面）に配線パターンで形成された平面状かつ渦巻き状の平面コイルから成る検知部であり、現像剤（トナー）の磁気を検知する。コイル８２は、本発明の検知部の一例である。コイル８２は、例えば厚さが１８ｕｍ〜３５ｕｍであり、渦巻き部の直径が１０ｍｍ〜１５ｍｍであり、渦巻き部の中心軸線が基板８１の表面の法線方向と平行に延びるように基板８１上に形成される。なお、コイル８２は基板８１の一方の表面に設けられるが、表面（第１面）及び裏面（第２面）の両面に設けられても良いし、基板８１の内層に設けられてもよい。

保護膜８３は、絶縁性樹脂で構成され、基板８１の表面においてコイル８２を覆うように形成されている。保護膜８３の厚さ（高さ）は、例えば４０ｕｍ程度である。

回路部８４は、コイル８２で検出された信号を受信する制御回路であり、基板８１の裏面に配置され、配線８２Ａを介してコイル８２に電気的に接続される。回路部８４は、例えば、パルス信号をコイル８２に印加する印加回路と、コイル８２からの出力信号を処理して透磁率に対応した電圧に基づいてトナー濃度を判定する信号処理回路とを備える。なお、トナーセンサー８０では、回路部８４を基板８１の外部に設けて、コイル８２のみを基板８１に設けた構成としてもよい。さらに、基板８１には、回路部８４に外部から電力を供給するためのコネクタ部８５が設けられている。またトナーセンサー８０は、コネクタ部８５を介して制御部５に電気的に接続され、検知したトナー濃度を制御部５に出力する。

ここで、参考形態に係るトナーセンサー８０の構成を図８に示す。図８Ａは、参考形態に係るトナーセンサー８０の構成を示す平面図であり、図８Ｂは、図８ＡのＣ−Ｃ断面図である。図８Ｂに示すように、トナーセンサー８０を筐体６０（例えば現像剤貯留部６３Ａの底面）に接触させて固定した場合に、コイル８２及び保護膜８３の段差によってトナーセンサー８０の上下方向７の位置が安定せず、当該段差を支点にしてトナーセンサー８０が筐体６０に対して傾くことが考えられる。トナーセンサー８０が筐体６０に対して傾くと、トナーセンサー８０のコイル８２と現像装置３４との距離が変化し、トナーセンサー８０の検出値がばらつき、正確なトナー濃度を検知することが困難になる。

そこで、本実施形態に係るトナーセンサー８０は、図７Ａ及び図７Ｂに示されるように、基板８１の表面の対向領域に、被接触部（例えば現像剤貯留部６３Ａ）に接触可能な複数の接触部を備えている。また前記複数の接触部のそれぞれは、基板８１の表面からの高さが互いに等しくなっている。具体的には、図７Ｂに示すように、トナーセンサー８０は、基板８１の表面における筐体６０（例えば現像剤貯留部６３Ａ）に対向する対向領域に、コイル８２及び保護膜８３から成る第１接触部８６Ａ（本発明の第１接触部の一例）と、第１接触部８６Ａと同一の高さを有し、トナーセンサー８０と筐体６０（現像剤貯留部６３Ａ）との間の距離を保持する第２接触部８６Ｂ（本発明の第２接触部の一例）とを備えている。第２接触部８６Ｂは、例えば保護膜８３と同一材料により構成され、保護膜８３と同一の製造工程（後述）において形成される。

また図７Ａに示されるように、第２接触部８６Ｂは、平面視で、第１接触部８６Ａから所定の間隔をあけて第１接触部８６Ａの周囲を囲むように形成されている。すなわち、第１接触部８６Ａと第２接触部８６Ｂとの間には、環状の間隙８８が形成されている。

前記対向領域は、例えばトナーセンサー８０を筐体６０（現像剤貯留部６３Ａ）に接触させて固定したときにトナーセンサー８０に押圧力が作用する領域（押圧領域）であり、平面視で現像剤貯留部６３Ａの底面とトナーセンサー８０とが重なる領域である。第２接触部８６Ｂは、少なくとも前記対向領域に形成されていればよいが、さらに基板８１上の前記対向領域外に延長して形成されてもよい。

図７に示す構成によれば、トナーセンサー８０が複数個所（第１接触部８６Ａ、第２接触部８６Ｂ）で筐体６０に接触して固定されるため、上下方向７の位置ズレ（傾き）を防止することができる。また、コイル８２を含む第１接触部８６Ａから間隙８８を介して独立して配置された第２接触部８６Ｂが筐体６０に接触するため、例えば基板８１に反りなどの変形が生じた場合でも、当該変形を間隙８８により吸収することができるため、トナーセンサー８０を複数の接触部により確実に筐体６０（現像剤貯留部６３Ａ）に固定することができる。これにより、トナーセンサー８０の検出値のばらつきを抑制し、正確なトナー濃度を検知することが可能となる。なお、トナーセンサー８０は、トナーセンサー８０のカバーなど他の部品にビスなどにより固定されてもよい。

本発明のトナーセンサーの構成は図７に示す構成に限定されない。トナーセンサー８０の他の実施形態について以下に説明する。

図９Ａは変形例に係るトナーセンサー８０の構成を示す平面図であり、図９Ｂは、図９ＡのＣ−Ｃ断面図である。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、変形例に係るトナーセンサー８０は、トナーセンサー８０の対向領域において、基板８１の表面（第１面）上に、複数の独立した第２接触部を備えている。ここでは、一例として、トナーセンサー８０は、４個の第２接触部８６Ｃ，８６Ｄ，８６Ｅ，８６Ｆを備えている。各第２接触部８６Ｃ，８６Ｄ，８６Ｅ，８６Ｆは、第１接触部８６Ａと同一の高さを有している。図９Ａに示されるように、平面視で、第２接触部８６Ｃは第１接触部８６Ａの左側に配置され、第２接触部８６Ｄは第１接触部８６Ａの上側に配置され、第２接触部８６Ｅは第１接触部８６Ａの右側に配置され、第２接触部８６Ｆは第１接触部８６Ａの下側に配置されている。第２接触部８６Ｃ及び第２接触部８６Ｅは、第２接触部８６Ｃ及び第２接触部８６Ｅを結ぶ直線の中心と第１接触部８６Ａの中心とが一致するように配置され、第２接触部８６Ｄ及び第２接触部８６Ｆは、第２接触部８６Ｄ及び第２接触部８６Ｆを結ぶ直線の中心と第１接触部８６Ａの中心とが一致するように配置されている。また各第２接触部８６Ｃ，８６Ｄ，８６Ｅ，８６Ｆは、第１接触部８６Ａから所定の間隔（間隙８８）をあけて形成されている。

図９に示す構成によれば、トナーセンサー８０をより多くの独立した個所（第１接触部８６Ａ、第２接触部８６Ｃ，８６Ｄ，８６Ｅ，８６Ｆ）で筐体６０（現像剤貯留部６３Ａ）に接触させて固定することができるため、上下方向７の位置ズレを確実に防止することができる。なお、第２接触部の数、配置位置、及び形状は、前記構成に限定されない。

［トナーセンサー８０の製造方法］
次にトナーセンサー８０の製造方法について説明する。図１０は、トナーセンサー８０の製造工程の一例を示す図である。ここでは、図７に示すトナーセンサー８０の製造工程を示す。

まず図１０Ａに示す第１工程において、基板８１の表面（第１面）にコイル８２の材料となる銅膜８２ａを形成し、銅膜８２ａ上に感光性のレジスト（感光性樹脂）を塗布してレジスト膜８９を形成する。

次に図１０Ｂに示す第２工程において、フォトリソグラフィ技術により、フォトマスクを用いてパターンをレジスト膜８９に転写する。前記パターンはコイル８２のパターン（例えば渦巻き状パターン）に対応する。

次に図１０Ｃに示す第３工程において、レジスト膜８９をマスクして、レジスト膜８９で保護されていない部分の銅膜８２ａを異方性の強いイオン性ガスにより除去（エッチング）する。これにより、渦巻き状のコイル８２が形成される。

次に図１０Ｄに示す第４工程において、レジスト膜８９を除去した後、コイル８２を保護する絶縁性樹脂８３ａを全面に形成する。

次に図１０Ｅに示す第５工程において、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polish）技術により絶縁性樹脂８３ａの平坦化を行う。

最後に図１０Ｆに示す第６工程において、絶縁性樹脂８３ａに開口部（間隙８８）を形成し、また対向領域外の絶縁性樹脂８３ａを除去する。これにより、基板８１の表面に、コイル８２及び保護膜８３から成る第１接触部８６Ａと、第１接触部８６Ａから所定距離（間隙８８）だけ離れた第２接触部８６Ｂとが形成される。また基板８１の裏面（第２面）に回路部８４及びコネクタ部８５が設けられる。上述の工程により、トナーセンサー８０の対向領域において、基板８１の表面に複数の同一高さの接触部（第１接触部８６Ａ、第２接触部８６Ｂ）を備えたトナーセンサー８０が製造される。

なお、トナーセンサー８０の製造方法は前記製造方法に限定されない。例えば、第２接触部８６Ｂは、保護膜８３の製造工程とは異なる製造工程、例えば保護膜８３が形成された後に独立して形成されてもよい。

ここで、間隙８８（図７及び図９参照）は、現像装置３４に対するトナーセンサー８０の水平方向（図７の前後方向８及び左右方向９）の位置ズレを防止する機能を有する。具体的には、図１１に示すように、本実施形態に係る現像装置３４は、現像剤貯留部６３Ａの底面に１又は複数の突起部６５（本発明の突起部の一例）を備えてもよい。図１１では、一例として、筐体６０（現像剤貯留部６３Ａの底面）に４個の突起部６５Ａ〜６５Ｄが設けられている。突起部６５Ａ〜６５Ｄは、幅が間隙８８の幅より小さく形成されており、トナーセンサー８０が、筐体６０（現像剤貯留部６３Ａ）に取り付けられたときに間隙８８に受容される。

図１１の構成によれば、例えばトナーセンサー８０に現像剤貯留部６３Ａに対して前後方向８又は左右方向９に力が加わった場合でも、突起部６５Ａ〜６５Ｄの移動が間隙８８内で規制されるため、トナーセンサー８０の前後方向８又は左右方向９の移動が規制される。これにより、現像剤貯留部６３Ａに対するトナーセンサー８０の水平方向の位置ズレを防止することができるため、トナーセンサー８０を現像剤貯留部６３Ａに確実に固定することができる。よって、トナーセンサー８０の検出値のばらつきをより抑制することが可能となる。

［磁性体シール８７］
ところで、トナーセンサー８０は、画像形成装置１００を構成する内部の部品と干渉しないように小型化が要求される。しかし、トナーセンサー８０が小型化されると、コイル８２が小さくなり十分な磁束密度を得られなくなる。このため、現像剤の正確な透磁率を検出することが困難になり、トナー濃度の検知精度が低下する問題が生じる。これに対して、本実施形態に係る画像形成装置１００は、トナーセンサー８０が小型化された場合でもトナー濃度の検知精度の低下を防ぐことが可能である。

具体的には、本実施形態に係る画像形成装置１００では、トナーセンサー８０は、さらに磁性体シール８７を備えている。磁性体シール８７は、本発明の第１磁性部材の一例である。コイル８２は、中心部から外側に広がるように渦巻き状に形成されており、中心部に空間８２Ｂが形成されている。図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるように、空間８２Ｂには保護膜８３が形成されておらず、基板８１の表面（第１面）が露出している。磁性体シール８７は、空間８２Ｂにおける基板８１の表面に設けられている。磁性体シール８７は、例えばトナーセンサー８０が製造された後に、空間８２Ｂにおいて両面テープにより基板８１の表面に貼り付けられて固定される。磁性体シール８７の基板８１からの高さは、複数の接触部（第１接触部８６Ａ、第２接触部８６Ｂ）の基板８１からの高さよりも低くなっている。なお、図１２Ａ及び図１２Ｂは、図９に示すトナーセンサー８０及び現像剤貯留部６３Ａの構成に対応する。

前記構成によれば、コイル８２の中央に磁性体シール８７が設けられることによりコイル８２の渦電流によるロスが低減し、かつ磁束密度が高くなる。これにより、センサー感度を高めることができる。また前記構成では、特に磁束密度が最も高いコイル８２の中央部のみに磁性体シール８７を設けることにより効率的に磁束を集約し、センサー感度を高めることができる。また、磁性体シール８７を設けることにより、他の金属部品の影響を抑えることができるため、トナーセンサー８０の近傍に他の金属部品を配置することも可能となる。よって、トナーセンサー８０が小型化された場合でもトナー濃度の検知精度の低下を防ぐことが可能となる。

画像形成装置１００は図１２に示す構成に限定されない。例えば、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、基板８１の表面（第１面）に磁性体シール８７Ａが設けられ、基板８１の裏面（第２面）に磁性体シール８７Ｂが設けられてもよい。磁性体シール８７Ａは本発明の第１磁性部材の一例であり、磁性体シール８７Ｂは本発明の第２磁性部材の一例である。磁性体シール８７Ａは、コイル８２の中心部（空間８２Ｂ）に設けられ、磁性体シール８７Ｂは、コイル８２の中心部に対応する位置、磁性体シール８７Ａの反対側に設けられる。これにより、さらに磁束密度を高めることができるため、センサー感度及びトナー濃度の検知精度を高めることができる。

このように、本実施形態に係る画像形成装置１００では、基板８１の表面に磁性体シールが設けられてもよいし、基板８１の表面及び裏面の両面に磁性体シールが設けられてもよい。また、前記磁性体シールは、コイル８２の中心部（空間８２Ｂ）に応じた位置に設けられている。

ここで、磁性体シール８７Ａの厚みが厚い場合、コイル８２と現像剤貯留部６３Ａとの間の距離が大きくなり、トナー濃度の検知精度が低下するおそれがある。そこで、図１４に示すように、磁性体シール８７Ａの厚さを薄くし、磁性体シール８７Ｂの厚さを厚くする構成としてもよい。すなわち、磁性体シール８７Ａの厚さは、磁性体シール８７Ｂの厚さよりも薄い。これにより、高い磁束密度を維持しつつ、トナー濃度の検知精度を高めることができる。なお、磁性体シール８７Ｂの幅を磁性体シール８７Ａの幅より大きくしてもよい。本発明の第１磁性部材及び第２磁性部材は、例えば磁性体シールで構成されるが、これに限定されず他の磁性材料で構成されてもよい。

以上に示した各実施形態において、トナーセンサー８０は、図１５に示されるように、上面が平坦に形成されたケーシング６７Ａに収容されてもよい。図１５は、現像剤貯留部６３Ａの断面図である。図１５に示す構成では、現像剤貯留部６３Ａの底面に底壁を貫通する開口が形成されており、この開口にケーシング６７Ａが嵌め入れられている。これにより、ケーシング６７Ａの上面の平坦面が現像剤貯留部６３Ａの底面から内部に配置される。

またスクリューフィーダー６４Ａにスクレーパー６６が取り付けられてもよい。スクレーパー６６は、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム等からなる可撓性を有する板状の部材である。スクレーパー６６は、両面テープなどでスクリューフィーダー６４Ａの支持部７９に取り付けられている。そのため、現像時にスクリューフィーダー６４Ａが正回転方向（矢印９３）に回転されると、スクレーパー６６は正回転方向に移動して接触面６６Ａ側がケーシング６７Ａの上面（検知面６８）にあたり、挫屈変形しながら検知面６８に当接する。スクレーパー６６は、ケーシング６７Ａの上面（検知面６８）に付着する現像剤を除去する。これにより、ケーシング６７Ａの上面（検知面６８）に滞留した現像剤は、スクレーパー６６が１回転する度に正回転方向へ掻き出される。

図１５に示す構成によれば、検知面６８におけるトナー濃度を正確に検知することができる。図１５に示す構成では、トナーセンサー８０は、ケーシング６７Ａの上部の内面に接触するようにして固定される。すなわち、ケーシング６７Ａの上部は、本発明の被接触部の一例である。

また、上述の実施形態では、トナーセンサー８０が被接触部（現像剤貯留部６３Ａ）に接触可能な複数の接触部（例えば第１接触部８６Ａ、第２接触部８６Ｂ）を備えた現像装置３４を例示して説明したが、本発明は、トナーセンサー８０が被接触部（現像剤貯留部６３Ａ）に接触可能な１つの接触部（第１接触部８６Ａ）を備えた現像装置３４にも適用可能である。

また、上述の実施形態では、二成分性の現像剤を用いた現像装置３４を例示して説明したが、一成分性の現像剤を用いた現像装置を備えた画像形成装置１００にも本発明は適用可能である。

本発明の範囲は、請求項の記載に先行する詳細な説明ではなく、添付の請求項の記載により定義されるので、本明細書に記載の実施形態は、例示に過ぎず、かつ非限定的であると理解されたい。従って、特許請求の範囲から逸脱しない変更の全て、または均等物が、特許請求の範囲に含まれる。

１ ：画像読取部
３ ：画像形成部
４ ：給紙部
５ ：制御部
３４ ：現像装置
６０ ：筐体
６３ ：現像剤貯留部
６３Ａ ：現像剤貯留部
６３Ｂ ：現像剤貯留部
６４Ａ ：スクリューフィーダー
６４Ｂ ：スクリューフィーダー
６５ ：突起部
６５Ａ ：突起部
６５Ｂ ：突起部
６５Ｃ ：突起部
６５Ｄ ：突起部
８０ ：トナーセンサー
８１ ：基板
８２ ：コイル
８２Ｂ ：空間
８３ ：保護膜
８６Ａ ：第１接触部
８６Ｂ ：第２接触部
８６Ｃ ：第２接触部
８６Ｄ ：第２接触部
８６Ｅ ：第２接触部
８６Ｆ ：第２接触部
８７ ：磁性体シール
８７Ａ ：磁性体シール
８７Ｂ ：磁性体シール
８８ ：間隙
１００ ：画像形成装置

Claims (9)

1. 現像剤を収容する現像容器と、
   前記現像容器に収容される前記現像剤の近傍に位置する被接触部に接触して配置され、当該現像剤の透磁率を検知する現像剤検知センサーと、
   を備え、
   前記現像剤検知センサーは、基板と、前記基板の第１面における前記被接触部に対向する対向領域に形成され、前記被接触部に接触可能な１又は複数の接触部とを備え、
   前記１又は複数の接触部のうちの一つである第１接触部は、前記現像剤の磁気を検知する検知部を含み、
   前記検知部は、中心部から外側に広がるように渦巻き状に形成されており、
   前記基板の前記第１面において、又は、前記第１面と前記第１面の反対側の第２面との両面において、前記中心部に応じた位置に第１磁性部材が設けられている、画像形成装置。
2. 前記検知部は、平面状にパターン形成されたコイルである、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１接触部は、前記コイルと、前記コイルを覆う保護膜とにより構成されており、
   前記コイルの前記中心部には前記基板が露出された空間が形成されており、
   前記第１磁性部材は、前記空間における前記基板の前記第１面に設けられている、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１磁性部材の前記基板からの高さは、前記第１接触部の前記基板からの高さよりも低い、
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. さらに、前記基板の前記第２面における前記空間に対応する位置に、第２磁性部材が設けられている、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１磁性部材の厚さは、前記第２磁性部材の厚さよりも薄い、
   請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１磁性部材は、磁性体シールで構成されている、
   請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤検知センサーは、前記被接触部に接触可能な前記複数の接触部を備え、
   前記複数の接触部のそれぞれは、前記基板から高さが互いに等しい、
   請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記第１接触部は、コイルと、前記コイルを覆う保護膜とにより構成されており、
   前記複数の接触部のうち前記第１接触部を除いた１又は複数の第２接触部は、前記保護膜と同一材料により構成されている、
   請求項８に記載の画像形成装置。

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