JP5857017B2

JP5857017B2 - Developing device, image forming apparatus, and toner concentration detection method

Info

Publication number: JP5857017B2
Application number: JP2013196047A
Authority: JP
Inventors: 成世　健太郎; 健太郎成世; 手塚　理恵; 理恵手塚
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2033-09-20
Also published as: JP2015060205A

Description

本発明は、現像装置、これを備えた画像形成装置、及びトナー濃度検出方法に関し、特に現像装置に収容された現像剤のトナー濃度を検出する技術に関する。 The present invention relates to a developing device, an image forming apparatus including the developing device, and a toner concentration detection method, and more particularly to a technique for detecting the toner concentration of a developer contained in the developing device.

現像装置に収容された現像剤のトナー濃度を検出する装置として、ＬＣ発振回路を有するトナー濃度センサーが知られている。このトナー濃度センサーは、現像剤のトナー濃度によって変化する透磁率の変化を、ＬＣ発振回路の発振周波数の変化としてとらえることで、トナーの濃度を検出するものである。近年では、小型化やコストダウン等を目的として、ＬＣ発振回路を構成するコイルに平面コイルを用いるトナー濃度センサーも登場している。 A toner concentration sensor having an LC oscillation circuit is known as a device for detecting the toner concentration of a developer contained in a developing device. This toner concentration sensor detects a toner concentration by detecting a change in magnetic permeability that changes depending on the toner concentration of the developer as a change in the oscillation frequency of the LC oscillation circuit. In recent years, for the purpose of downsizing and cost reduction, a toner density sensor using a planar coil as a coil constituting an LC oscillation circuit has also appeared.

ここで、カラー印刷を行う画像形成装置においては、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色の現像剤に対して、トナー濃度センサーを設置する必要がある。特に、ＬＣ発振回路を構成するコイルに平面コイルを用いた場合、各トナー濃度センサーの発振周波数が数ＭＨｚと高周波数になるため、放射ノイズが大きくなる。このため、複数のトナー濃度センサーから発せられる放射ノイズが足し合わされ、装置全体として発する放射ノイズがより大きくなる恐れがある。 Here, in an image forming apparatus that performs color printing, it is necessary to install a toner density sensor for each developer of magenta, cyan, yellow, and black. In particular, when a planar coil is used as the coil constituting the LC oscillation circuit, the oscillation frequency of each toner concentration sensor becomes a high frequency of several MHz, so that radiation noise increases. For this reason, radiation noises emitted from a plurality of toner density sensors are added together, and there is a possibility that radiation noises emitted from the entire apparatus will be larger.

特許文献１には、複数のトナー濃度センサーを備える画像形成装置において、電源の切り替え動作を制御し、各トナー濃度センサーへ給電するタイミングをずらすことで、装置全体として発する放射ノイズを抑制する技術が開示されている。また、特許文献２には、トナー濃度センサーの基板の裏面にアース板を設け、このアース板により放射ノイズを磁気的にシールドする技術が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133830 discloses a technique for controlling radiation switching operation of an image forming apparatus including a plurality of toner density sensors and suppressing radiation noise generated by the entire apparatus by shifting the power supply timing to each toner density sensor. It is disclosed. Patent Document 2 discloses a technique in which a ground plate is provided on the back surface of the substrate of the toner concentration sensor, and radiation noise is magnetically shielded by the ground plate.

特開２００１−１９４９６０号公報JP 2001-194960 A 特開平１０−６２３９０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-62390

しかしながら、上記の特許文献１に開示される技術では、各トナー濃度センサーに給電するタイミングをずらしているため、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色の現像剤に対するトナー濃度の検出時間が減少する。このため、トナー濃度検出の精度が低下するという問題がある。また、上記の特許文献２に開示される技術では、アース板を設けることで基板の裏面にコイルを設けることができないため、トナー濃度検出の精度が低下するという問題がある。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1 described above, since the power supply timing to each toner density sensor is shifted, the toner density detection time for the magenta, cyan, yellow, and black color developer is reduced. For this reason, there is a problem that the accuracy of toner density detection is lowered. Further, the technique disclosed in Patent Document 2 has a problem in that the accuracy of toner density detection is reduced because the coil cannot be provided on the back surface of the substrate by providing the ground plate.

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、現像剤のトナー濃度検出の精度を保ちながら、装置から発せられる放射ノイズを抑制することができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a developing device and an image forming apparatus capable of suppressing radiation noise emitted from the apparatus while maintaining the accuracy of developer toner density detection. To do.

本発明の一局面にかかる現像装置は、現像剤を収容する複数の現像部と、ＬＣ発振回路を有し、前記複数の現像部のそれぞれに設置されている複数のトナー濃度センサーと、を備え、前記複数の現像部に設置されている前記トナー濃度センサー毎に、前記ＬＣ発振回路を構成するコイルと検出対象の前記現像剤との間の距離が異なっている現像装置である。 A developing device according to one aspect of the present invention includes a plurality of developing units that store a developer, and a plurality of toner concentration sensors that have LC oscillation circuits and are respectively installed in the plurality of developing units. In the developing device, the distance between the coil constituting the LC oscillation circuit and the developer to be detected is different for each of the toner density sensors installed in the plurality of developing units.

また、本発明の他の一局面にかかる画像形成装置は、上記の現像装置を備える画像形成装置である。 An image forming apparatus according to another aspect of the present invention is an image forming apparatus including the developing device.

また、本発明の他の一局面にかかるトナー濃度検出方法は、トナー濃度検出対象の現像剤が収容された複数の現像部のそれぞれに対して、ＬＣ発振回路を構成するコイルと前記現像剤との間の距離を異ならせて設置されたトナー濃度センサーから出力される信号と、前記距離により定まる前記コイルのインダクタンスとを用いて、前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出方法である。 According to another aspect of the present invention, there is provided a toner concentration detection method, comprising: a coil constituting an LC oscillation circuit; and the developer for each of a plurality of development units containing a developer for which toner concentration is to be detected. Is a toner concentration detection method for detecting the toner concentration of the developer using a signal output from a toner concentration sensor installed at a different distance between the two and a coil inductance determined by the distance.

本発明の一局面にかかる現像装置、これを備える画像形成装置、及びトナー濃度検出方法によれば、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサー毎に、ＬＣ発振回路を構成するコイルと検出対象の現像剤との間の距離が異なっている。その結果、トナー濃度センサー毎に発振周波数がずれるため、トナー濃度検出装置全体から発せられる放射ノイズを抑制することができる。また、トナー濃度センサーに給電する時間を減らしていないため、現像剤のトナー濃度検出の精度が低下することもない。 According to the developing device, the image forming apparatus including the developing device, and the toner concentration detection method according to one aspect of the present invention, the coil that configures the LC oscillation circuit and the detection target for each toner concentration sensor that detects the toner concentration of the developer The distance between the developer is different. As a result, since the oscillation frequency shifts for each toner concentration sensor, radiation noise emitted from the entire toner concentration detection device can be suppressed. Further, since the time for supplying power to the toner density sensor is not reduced, the accuracy of toner density detection of the developer is not lowered.

本発明の一実施形態にかかる現像装置を備える画像形成装置の構造を示す正面断面図である。1 is a front sectional view showing a structure of an image forming apparatus including a developing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の主要内部構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing a main internal configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかるトナー濃度センサーの構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration of a toner concentration sensor according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかるトナー濃度センサーの回路構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of a toner concentration sensor according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる現像部の一部を切り欠いて示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a part of the developing unit cut out according to an embodiment of the present invention. 図５におけるＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 変形例１にかかる現像部の構成を示す断面図である。10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a developing unit according to Modification Example 1. FIG.

以下、本発明の一実施形態にかかる現像装置及びこれを備えた画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる現像装置を備える画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 A developing device and an image forming apparatus including the developing device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front sectional view showing the structure of an image forming apparatus including a developing device according to an embodiment of the present invention.

本開示の一実施形態にかかる画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び原稿読取部５等を備えて構成されている。 An image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present disclosure is a multifunction machine having a plurality of functions such as a copy function, a printer function, a scanner function, and a facsimile function. The image forming apparatus 1 includes an apparatus main body 11 that includes an operation unit 47, an image forming unit 12, a fixing unit 13, a paper feeding unit 14, a document feeding unit 6, a document reading unit 5, and the like.

画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。 When the image forming apparatus 1 performs a document reading operation, the document reading unit 5 optically reads a document fed by the document feeding unit 6 or a document placed on the document placing glass 161, Generate image data. Image data generated by the document reading unit 5 is stored in a built-in HDD or a network-connected computer.

画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。 When the image forming apparatus 1 performs an image forming operation, the image forming unit 12 is supplied from the paper supply unit 14 based on the image data generated by the document reading operation or the image data stored in the built-in HDD. A toner image is formed on a recording paper P as a recording medium to be paper.

画像形成部１２は、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１２−Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１２−Ｃ、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１２−Ｙ、及びブラック（Ｂｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１２−Ｂｋを有する。当該画像形成ユニット１２−Ｍ、１２−Ｃ、１２−Ｙ、及び１２−Ｂｋは、感光体ドラム１２１と、帯電装置１２３と、露光装置１２４と、現像部１２２と、一次転写ローラー１２６とをそれぞれ備えている。 The image forming unit 12 forms an image forming unit 12-M that forms a magenta (M) color image, an image forming unit 12-C that forms a cyan (C) color image, and a yellow (Y) color image. The image forming unit 12-Y and the image forming unit 12-Bk that forms a black (Bk) color image are included. The image forming units 12-M, 12-C, 12-Y, and 12-Bk include a photosensitive drum 121, a charging device 123, an exposure device 124, a developing unit 122, and a primary transfer roller 126, respectively. I have.

上記の構成のうち、感光体ドラム１２１、帯電装置１２３、露光装置１２４、及び一次転写ローラー１２６については、画像形成ユニット１２−Ｍ、１２−Ｃ、１２−Ｙ、及び１２−Ｂｋで共通する構成である。現像部１２２については、画像形成ユニット１２−Ｍ、１２−Ｃ、１２−Ｙ、及び１２−Ｂｋで、その一部の構成が異なる。以下では、現像部１２２及び現像部１２２を構成する構成部について、画像形成ユニット毎に区別して説明する場合は、符号の末尾に「−Ｍ」や「−Ｃ」等を付けて区別する。 Among the above-described configurations, the photosensitive drum 121, the charging device 123, the exposure device 124, and the primary transfer roller 126 are common to the image forming units 12-M, 12-C, 12-Y, and 12-Bk. It is. Regarding the developing unit 122, the image forming units 12-M, 12-C, 12-Y, and 12-Bk are partially different in configuration. In the following, when the image forming unit is described separately for the developing unit 122 and the components constituting the developing unit 122, “−M”, “−C”, and the like are added to the end of the reference numerals.

本実施の形態にかかる画像形成装置１は、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤を用いるものであり、画像形成ユニット１２−Ｍ、１２−Ｃ、１２−Ｙ、及び１２−Ｂｋの各現像部１２２には、二成分現像剤（以下では、単に現像剤と呼ぶ場合がある。）が収容されている。現像部１２２は、現像剤に含まれるトナーを、上記帯電装置１２３による帯電及び上記露光装置１２４による露光が完了した感光体ドラム１２１表面に供給する。 The image forming apparatus 1 according to the present embodiment uses a two-component developer including a toner and a carrier, and each developing unit of the image forming units 12-M, 12-C, 12-Y, and 12-Bk. 122 stores a two-component developer (hereinafter, simply referred to as a developer). The developing unit 122 supplies the toner contained in the developer to the surface of the photosensitive drum 121 that has been charged by the charging device 123 and exposed by the exposure device 124.

カラー印刷を行う場合、画像形成部１２の画像形成ユニット１２−Ｍ、１２−Ｃ、１２−Ｙ、及び１２−Ｂｋは、それぞれに、画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、トナー像を一次転写ローラー１２６により、駆動ローラー１２５ａ及び従動ローラー１２５ｂに張架されている中間転写ベルト１２５上に転写させる。 When performing color printing, each of the image forming units 12-M, 12-C, 12-Y, and 12-Bk of the image forming unit 12 is based on an image composed of each color component constituting image data. Then, a toner image is formed on the photosensitive drum 121 by charging, exposing and developing processes, and the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 125 stretched between the driving roller 125a and the driven roller 125b by the primary transfer roller 126. Let

中間転写ベルト１２５は、その外周面にトナー像が転写される像担持面が設定され、感光体ドラム１２１の周面に当接した状態で駆動ローラー１２５ａによって駆動される。中間転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１と同期しながら、駆動ローラー１２５ａと従動ローラー１２５ｂとの間を無端走行する。 The intermediate transfer belt 125 is driven by a driving roller 125 a in a state where an image carrying surface on which a toner image is transferred is set on the outer peripheral surface thereof and in contact with the peripheral surface of the photosensitive drum 121. The intermediate transfer belt 125 travels endlessly between the driving roller 125a and the driven roller 125b while being synchronized with each photosensitive drum 121.

中間転写ベルト１２５上に転写される各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。 The toner images of the respective colors transferred onto the intermediate transfer belt 125 are superimposed on the intermediate transfer belt 125 with the transfer timing adjusted to become a color toner image. The secondary transfer roller 210 conveys the color toner image formed on the surface of the intermediate transfer belt 125 from the sheet feeding unit 14 through the conveyance path 190 at the nip N between the intermediate transfer belt 125 and the driving roller 125a. The recording sheet P is transferred. Thereafter, the fixing unit 13 fixes the toner image on the recording paper P to the recording paper P by thermocompression bonding. The recording paper P on which the color image has been formed after completion of the fixing process is discharged to a discharge tray 151.

次に、画像形成装置１の内部構成について説明する。図２は画像形成装置１の主要内部構成を概略的に示すブロック図である。 Next, the internal configuration of the image forming apparatus 1 will be described. FIG. 2 is a block diagram schematically showing the main internal configuration of the image forming apparatus 1.

画像形成装置１は、制御ユニット１０、原稿読取部５、原稿給送部６、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４等を備える。 The image forming apparatus 1 includes a control unit 10, a document reading unit 5, a document feeding unit 6, an image forming unit 12, a fixing unit 13, a paper feeding unit 14, and the like.

制御ユニット１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成され、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る。制御ユニット１０は、制御部１００を備えている。制御部１００は、原稿読取部５、原稿給送部６、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４等と接続され、これら各部の駆動制御を行う。 The control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM, a ROM, a dedicated hardware circuit, and the like, and controls overall operation of the image forming apparatus 1. The control unit 10 includes a control unit 100. The control unit 100 is connected to the document reading unit 5, the document feeding unit 6, the image forming unit 12, the fixing unit 13, the paper feeding unit 14, and the like, and performs drive control of these units.

現像装置１２７は、マゼンタ用の現像部１２２−Ｍ、シアン用の現像部１２２−Ｃ、イエロー用の現像部１２２−Ｙ、ブラック用の現像部１２２−Ｂｋからなる。 The developing device 127 includes a magenta developing unit 122-M, a cyan developing unit 122-C, a yellow developing unit 122-Y, and a black developing unit 122-Bk.

また、トナー濃度センサー１２８−Ｍは、マゼンタ用の画像形成ユニット１２−Ｍの現像部１２２−Ｍに設置され、マゼンタの現像剤のトナー濃度を検出する。トナー濃度センサー１２８−Ｃは、シアン用の画像形成ユニット１２−Ｃの現像部１２２−Ｃに設置され、シアンの現像剤のトナー濃度を検出する。トナー濃度センサー１２８−Ｙは、イエロー用の画像形成ユニット１２−Ｙの現像部１２２−Ｙに設置され、イエローの現像剤のトナー濃度を検出する。トナー濃度センサー１２８−Ｂｋは、ブラック用の画像形成ユニット１２−Ｂｋの現像部１２２−Ｂｋに設置され、ブラックの現像剤のトナー濃度を検出する。 The toner density sensor 128-M is installed in the developing unit 122-M of the magenta image forming unit 12-M and detects the toner density of the magenta developer. The toner density sensor 128-C is installed in the developing unit 122-C of the cyan image forming unit 12-C and detects the toner density of the cyan developer. The toner density sensor 128-Y is installed in the developing unit 122-Y of the yellow image forming unit 12-Y and detects the toner density of the yellow developer. The toner density sensor 128-Bk is installed in the developing unit 122-Bk of the black image forming unit 12-Bk, and detects the toner density of the black developer.

制御部１００はトナー濃度制御部１０１を有する。当該トナー濃度制御部１０１は、画像形成装置１の各トナー濃度センサー１２８と接続され、トナー濃度センサー１２８−Ｍ、１２８−Ｃ、１２８−Ｙ、１２８−Ｂｋから出力される発振周波数から、各色の現像剤のトナー濃度を検出する。そして、トナー濃度制御部１０１は、検出した各色の現像剤のトナー濃度に基づき、画像形成装置１を制御する。例えば、トナー濃度制御部１０１は、現像剤のトナー濃度が予め定められた濃度以下となった場合、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等からなる表示部４１にトナーを補給すべき旨の表示を行う。 The control unit 100 includes a toner density control unit 101. The toner density control unit 101 is connected to each toner density sensor 128 of the image forming apparatus 1, and from each oscillation frequency output from the toner density sensors 128 -M, 128 -C, 128 -Y, and 128 -Bk, The toner density of the developer is detected. Then, the toner density control unit 101 controls the image forming apparatus 1 based on the detected toner density of each color developer. For example, when the toner density of the developer is equal to or lower than a predetermined density, the toner density control unit 101 displays that the toner should be replenished on the display unit 41 such as an LCD (Liquid Crystal Display).

次に、図３及び図４を用いて、トナー濃度センサー１２８−Ｍ、１２８−Ｃ、１２８−Ｙ、１２８−Ｂｋの構成を説明する。トナー濃度センサー１２８−Ｍ、１２８−Ｃ、１２８−Ｙ、１２８−Ｂｋは、同じ回路部品及び基板から構成されるものであり、以下ではトナー濃度センサー１２８として、その説明を行う。 Next, the configuration of the toner density sensors 128-M, 128-C, 128-Y, and 128-Bk will be described with reference to FIGS. The toner density sensors 128-M, 128-C, 128-Y, and 128-Bk are composed of the same circuit components and substrate, and the toner density sensor 128 will be described below.

図３は、トナー濃度センサー１２８の構成を示す平面図である。図３に示すように、トナー濃度センサー１２８は、長方形の基板１２８７の一面に平面コイル１２８１が形成されている。 FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the toner density sensor 128. As shown in FIG. 3, the toner density sensor 128 has a planar coil 1281 formed on one surface of a rectangular substrate 1287.

平面コイル１２８１は、長方形の外形を有する。平面コイル１２８１が形成されている面の裏面には、ＬＣ発振回路を構成するコンデンサ等の他の回路部品１２８２が実装されている。平面コイル１２８１の端部には、基板１２８７に貫通する接続部材１２８８、１２８９が形成されており、当該接続部材１２８８、１２８９により、平面コイル１２８１と他の回路部品１２８２が接続されている。 The planar coil 1281 has a rectangular outer shape. On the back surface of the surface on which the planar coil 1281 is formed, other circuit components 1282 such as a capacitor constituting the LC oscillation circuit are mounted. Connection members 1288 and 1289 that penetrate the substrate 1287 are formed at the end of the planar coil 1281, and the planar coil 1281 and other circuit components 1282 are connected by the connection members 1288 and 1289.

図４は、トナー濃度センサー１２８の回路構成を示す図である。図４に示すように、トナー濃度センサー１２８において、平面コイル１２８１がインバータ１２８６の両端に接続されている。また、平面コイル１２８１とグランドとの間にコンデンサ１２８３と１２８４とが接続されている。また、インバータ１２８６の出力側と平面コイル１２８１の一端との間には抵抗１２８５が接続されている。この回路構成を有するトナー濃度センサー１２８が出力する発振周波数ｆは、以下の数式で表される。 FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of the toner density sensor 128. As shown in FIG. 4, in the toner density sensor 128, the planar coil 1281 is connected to both ends of the inverter 1286. Capacitors 1283 and 1284 are connected between the planar coil 1281 and the ground. A resistor 1285 is connected between the output side of the inverter 1286 and one end of the planar coil 1281. The oscillation frequency f output from the toner density sensor 128 having this circuit configuration is expressed by the following mathematical formula.

上記数式において、Ｌは平面コイル１２８１のインダクタンスを示し、Ｃ_１はコンデンサ１２８３の静電容量を示し、Ｃ_２はコンデンサ１２８４の静電容量を示す。上記数式に示すように、トナー濃度センサー１２８が出力する発振周波数ｆは、平面コイル１２８１のインダクタンスＬと、コンデンサ１２８３の静電容量Ｃ_１と、コンデンサ１２８４の静電容量Ｃ_２とにより定まる。 In the above formula, L represents the inductance of the planar coil 1281, C ₁ represents the capacitance of the capacitor 1283, and C ₂ represents the capacitance of the capacitor 1284. As shown in the above equation, the oscillation frequency f of the toner density sensor 128 is output is determined by the inductance L of the planar coil 1281, and the capacitance _{C 1} of the capacitor 1283, and the capacitance _{C 2} of the capacitor 1284.

次に、図５及び図６を用いて、現像装置１２７の構成を説明する。なお、図５及び図６では、現像装置１２７の現像部１２２のうちマゼンタ用の現像部１２２−Ｍの構成を示す。 Next, the configuration of the developing device 127 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. 5 and 6 show the configuration of the magenta developing unit 122-M in the developing unit 122 of the developing device 127. FIG.

図５は、現像部１２２−Ｍの一部を切り欠いて示す斜視図である。図６は、図５におけるＡ−Ａ線断面図である。図５及び図６において、Ｘ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。なお、ここでは、マゼンタ用の現像部１２２−Ｍの構成を説明するが、符号の末尾に「−Ｍ」がついていない構成部については、他のシアン用の現像部１２２−Ｃ、イエロー用の現像部１２２−Ｙ、及びブラック用の現像部１２２−Ｂｋと同じ構成である。 FIG. 5 is a perspective view of the developing unit 122-M with a part thereof cut away. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5 and 6, the XX direction is referred to as the left-right direction, the YY direction is referred to as the front-rear direction, and in particular, the -X direction is referred to as the left, the + X direction is referred to as the right, the -Y direction is referred to as the front, and the + Y direction is referred to as the rear. . Here, the configuration of the developing unit 122-M for magenta will be described. However, for the components not having “−M” at the end of the reference numerals, the developing unit 122-C for cyan and the unit for yellow are used. The developing unit 122-Y and the black developing unit 122-Bk have the same configuration.

図５及び図６に示すように、現像部１２２−Ｍは、筐体５８内に、第１スパイラルフィーダー５１と、第２スパイラルフィーダー５２と、現像ローラー５３とを備える。 As shown in FIGS. 5 and 6, the developing unit 122 -M includes a first spiral feeder 51, a second spiral feeder 52, and a developing roller 53 in the housing 58.

筐体５８は、現像剤を収容する収容部としての役割を果たす。筐体５８の内部には、内側に隔壁５８１が形成されている。これにより、筐体５８の内部は、第１スパイラルフィーダー５１が配置された第１室５８２と、第２スパイラルフィーダー５２が配置された第２室５８３とに分けられている。トナーコンテナー５９から第１室５８２に補給されたトナーは、第１スパイラルフィーダー５１により攪拌され第２室５８３に向かって搬送される。第２室５８３に搬送されたトナーは、第２スパイラルフィーダー５２により、前方に向かって搬送される。 The casing 58 plays a role as a storage unit that stores the developer. A partition wall 581 is formed inside the housing 58 inside. Thereby, the inside of the housing 58 is divided into a first chamber 582 in which the first spiral feeder 51 is arranged and a second chamber 583 in which the second spiral feeder 52 is arranged. The toner supplied from the toner container 59 to the first chamber 582 is agitated by the first spiral feeder 51 and conveyed toward the second chamber 583. The toner conveyed to the second chamber 583 is conveyed forward by the second spiral feeder 52.

現像ローラー５３は、マグネットローラー５３１と現像スリーブ５３２とを備える。現像スリーブ５３２は、マグネットローラー５３１に外装されている。現像スリーブ５３２は、感光体ドラム１２１の表面及び第２スパイラルフィーダー５２に隣接する位置で筐体５８に回転可能に軸支されている。 The developing roller 53 includes a magnet roller 531 and a developing sleeve 532. The developing sleeve 532 is externally mounted on the magnet roller 531. The developing sleeve 532 is rotatably supported by the housing 58 at a position adjacent to the surface of the photosensitive drum 121 and the second spiral feeder 52.

現像スリーブ５３２の周面には、マグネットローラー５３１の磁力により、第１スパイラルフィーダー５１及び第２スパイラルフィーダー５２から移動されてきた現像剤が担持される。 The developer moved from the first spiral feeder 51 and the second spiral feeder 52 by the magnetic force of the magnet roller 531 is carried on the peripheral surface of the developing sleeve 532.

現像ローラー５３に付着した現像剤中のトナーは、感光体ドラム１２１の表面電位と現像ローラー５３に印加される現像バイアスとの電位差により感光体ドラム１２１へと飛翔して、感光体ドラム１２１の表面にトナー像が形成される。 The toner in the developer adhering to the developing roller 53 flies to the photosensitive drum 121 due to the potential difference between the surface potential of the photosensitive drum 121 and the developing bias applied to the developing roller 53, and the surface of the photosensitive drum 121. A toner image is formed.

規制ブレード８１は、現像スリーブ５３２の周面に担持される現像剤を予め定められた層厚に規制するものであり、現像スリーブ５３２の上方で現像スリーブ５３２表面との間に予め定められた間隔を隔てて、筐体５８に支持されている。 The regulating blade 81 regulates the developer carried on the peripheral surface of the developing sleeve 532 to a predetermined layer thickness, and a predetermined interval between the developing sleeve 532 and the surface of the developing sleeve 532. And is supported by the housing 58.

筐体５８の第１室５８２の下部における筐体５８の外面には、トナー濃度センサー１２８−Ｍが取り付けられている。トナー濃度センサー１２８−Ｍは、ＬＣ発振回路を有する所謂透磁率検知型のセンサーであり、第１室５８２に収容された現像剤のトナー濃度によって応じた発振周波数の信号を出力する。トナー濃度センサー１２８−Ｍを上記の位置に設けることにより、現像ローラー５３から還流し、新しいトナーがトナーコンテナー５９から補給される前の現像剤のトナー濃度を検出することができる。 A toner concentration sensor 128 -M is attached to the outer surface of the casing 58 below the first chamber 582 of the casing 58. The toner concentration sensor 128 -M is a so-called magnetic permeability detection type sensor having an LC oscillation circuit, and outputs a signal having an oscillation frequency corresponding to the toner concentration of the developer stored in the first chamber 582. By providing the toner concentration sensor 128 -M at the above position, it is possible to detect the toner concentration of the developer before it is recirculated from the developing roller 53 and new toner is supplied from the toner container 59.

なお、トナー濃度センサー１２８の基板１２８７（図３参照）は、所謂フレキシブル基板であり、トナー濃度センサー１２８が筐体５８に取り付けられた状態では、筐体５８の外面に沿った形状となる。また、トナー濃度センサー１２８は、平面コイル１２８１（図３参照）が形成されている面が、筐体５８の外面に接する側となるように配置される。 The substrate 1287 (see FIG. 3) of the toner concentration sensor 128 is a so-called flexible substrate, and has a shape along the outer surface of the housing 58 when the toner concentration sensor 128 is attached to the housing 58. In addition, the toner density sensor 128 is arranged so that the surface on which the planar coil 1281 (see FIG. 3) is formed is on the side in contact with the outer surface of the housing 58.

ここで、筐体５８のうち、トナー濃度センサー１２８−Ｍが取り付けられる部分５８４−Ｍの厚みＬ_１−Ｍは、現像装置１２７の他のシアン用の現像部１２２−Ｃ、イエロー用の現像部１２２−Ｙ、及びブラック用の現像部１２２−Ｂｋと異なっている。具体的には、マゼンタ用の現像部１２２−Ｍにおける厚みＬ_１−Ｍを約１．０ｍｍとし、現像装置１２７の他のシアン用の現像部１２２−Ｃ、イエロー用の現像部１２２−Ｙ、及びブラック用の現像部１２２−Ｂｋにおける筐体の厚みを、それぞれ約０．１ｍｍずらしている。 Here, the thickness L _1-M of the portion 584-M to which the toner density sensor 128-M is attached in the housing 58 is determined by the other developing unit 122-C for cyan and the developing unit for yellow. This is different from the developing unit 122-Bk for 122-Y and black. Specifically, the thickness L ₁ -M of the developing unit 122-M for magenta is set to about 1.0 mm, the other developing unit 122-C for cyan, the developing unit 122-Y for yellow, In addition, the thicknesses of the casings in the developing unit 122-Bk for black and black are shifted by about 0.1 mm, respectively.

このため、トナー濃度センサー１２８−ＭにおけるＬＣ発振回路を構成する平面コイル１２８１と検出対象の現像剤との間の距離は、現像装置１２７の他のシアン用のトナー濃度センサー１２８−Ｃ、イエロー用のトナー濃度センサー１２８−Ｙ、及びブラック用のトナー濃度センサー１２８−Ｂｋにおける距離と異なっている。その結果、トナー濃度センサー１２８におけるＬＣ発振回路を構成する平面コイル１２８１のインダクタンスＬは、トナー濃度センサー毎に異なる。 For this reason, the distance between the planar coil 1281 constituting the LC oscillation circuit in the toner density sensor 128-M and the developer to be detected is the other toner density sensor 128-C for cyan and yellow for the developing device 127. The toner density sensor 128-Y and the black toner density sensor 128-Bk are different from each other. As a result, the inductance L of the planar coil 1281 constituting the LC oscillation circuit in the toner density sensor 128 differs for each toner density sensor.

既に述べたように、トナー濃度センサー１２８が出力する発振周波数ｆは、平面コイル１２８１のインダクタンスＬと、コンデンサ１２８３の静電容量Ｃ_１と、コンデンサ１２８４の静電容量Ｃ_２とにより定まる。本実施の形態にかかる画像形成装置１では、平面コイル１２８１と検出対象の現像剤との間の距離を、トナー濃度センサー１２８毎に異ならせることでトナー濃度センサー１２８から出力される発振周波数を、トナー濃度センサー１２８毎に異ならせている。例えば、本実施の形態では、異なる色のトナー濃度を検出するトナー濃度センサー１２８毎に、出力される発振周波数を１ｋＨｚ以上、１０ｋＨｚ以下ずつ異ならせている。これにより、各トナー濃度センサー１２８を同時に動作させた場合であっても、現像装置１２７、及び画像形成装置１から発せされる放射ノイズを抑制することができる。 As already mentioned, the oscillation frequency f of the toner density sensor 128 is output is determined by the inductance L of the planar coil 1281, and the capacitance _{C 1} of the capacitor 1283, and the capacitance _{C 2} of the capacitor 1284. In the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, the oscillation frequency output from the toner density sensor 128 is changed by changing the distance between the planar coil 1281 and the developer to be detected for each toner density sensor 128. Different toner density sensors 128 are used. For example, in the present embodiment, the output oscillation frequency is varied by 1 kHz or more and 10 kHz or less for each toner density sensor 128 that detects toner densities of different colors. Thereby, even when the toner density sensors 128 are operated simultaneously, radiation noise emitted from the developing device 127 and the image forming apparatus 1 can be suppressed.

また、各トナー濃度センサー１２８は、同じ回路部品及び基板から構成されるものであるため、現像装置１２７、及び画像形成装置１の製造コストを抑えることができる。 Further, since each toner density sensor 128 is composed of the same circuit components and substrate, the manufacturing cost of the developing device 127 and the image forming apparatus 1 can be suppressed.

また、現像装置１２７、及び画像形成装置１から発せされる放射ノイズを抑制することができるため、現像装置１２７、及び画像形成装置１に設けられるシールド部品等のＥＭＩ（electromagnetic interference）対策部品等を削減することができる。このため、現像装置１２７、及び画像形成装置１の製造コストを抑えることができる。 In addition, since radiation noise emitted from the developing device 127 and the image forming apparatus 1 can be suppressed, an EMI (electromagnetic interference) countermeasure component such as a shield component provided in the developing device 127 and the image forming apparatus 1 is provided. Can be reduced. For this reason, the manufacturing cost of the developing device 127 and the image forming apparatus 1 can be suppressed.

なお、本発明は上記の実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made.

＜変形例１＞
変形例１にかかる現像装置１２７の現像部１２２の構成を、図７を用いて説明する。図７は、マゼンタ用の現像部１２２−Ｍの構成を示す断面図である。 <Modification 1>
The configuration of the developing unit 122 of the developing device 127 according to Modification 1 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the developing unit 122-M for magenta.

変形例１にかかる現像部１２２−Ｍは、トナー濃度センサー１２８−Ｍが取り付けられる部分５８４の厚みＬ_３が、他のシアン用の現像部１２２−Ｃ、イエロー用の現像部１２２−Ｙ、及びブラック用の現像部１２２−Ｂｋと同じである。 Developing section 122-M according to a first modification, the thickness _{L 3} of the portion 584 where the toner density sensor 128-M is mounted is, the developing unit 122-C for other cyan developing section 122-Y for yellow, and This is the same as the developing unit 122-Bk for black.

トナー濃度センサー１２８−Ｍは、筐体５８のトナー濃度センサー１２８−Ｍが取り付けられる部分５８４との間に設けられた絶縁性部材１２９−Ｍを介して、筐体５８の外面に配置されている。絶縁性部材１２９−Ｍの厚みＬ_４−Ｍは、現像装置１２７の他のシアン用の現像部１２２−Ｃ、イエロー用の現像部１２２−Ｙ、及びブラック用の現像部１２２−Ｂｋにおける絶縁性部材の厚みと異なっている。このため、トナー濃度センサー１２８−ＭにおけるＬＣ発振回路を構成する平面コイル１２８１と検出対象の現像剤との間の距離Ｌ_２−Ｍは、現像装置１２７の他のシアン用のトナー濃度センサー１２８−Ｃ、イエロー用のトナー濃度センサー１２８−Ｙ、及びブラック用のトナー濃度センサー１２８−Ｂｋにおける距離と異なっている。このため、変形例１にかかる現像装置１２７においても、上記の実施の形態で示したものと同等の効果が得られる。 The toner concentration sensor 128-M is disposed on the outer surface of the housing 58 via an insulating member 129-M provided between the housing 58 and the portion 584 to which the toner concentration sensor 128-M is attached. . The thickness L _4-M of the insulating member 129-M is determined by the insulating property of the developing unit 122-C for cyan, the developing unit 122-Y for yellow, and the developing unit 122-Bk for black. It differs from the thickness of the member. Therefore, the distance L _2-M between the planar coil 1281 constituting the LC oscillation circuit in the toner density sensor 128-M and the developer to be detected is the toner density sensor 128- for other cyan for the developing device 127. C, different from the distances of the toner density sensor 128-Y for yellow and the toner density sensor 128-Bk for black. For this reason, also in the developing device 127 according to the first modification, the same effect as that shown in the above embodiment can be obtained.

また、変形例１にかかる現像装置１２７によれば、異なる色の現像剤毎に、筐体５８のトナー濃度センサー１２８が取り付けられる部分の厚みを変える必要がないため、現像装置１２７、及び画像形成装置１の製造コストを抑えることができる。 Further, according to the developing device 127 according to the first modification, it is not necessary to change the thickness of the portion of the housing 58 to which the toner density sensor 128 is attached for each different color developer. The manufacturing cost of the apparatus 1 can be suppressed.

＜他の変形例＞
ＬＣ発振回路を構成するコイルの形状は、円形に限るものではない。すなわち、螺旋状に巻回された形状であればよく、その外形は例えば矩形であってもよい。 <Other variations>
The shape of the coil constituting the LC oscillation circuit is not limited to a circle. That is, the shape may be any shape as long as it is spirally wound, and the outer shape may be, for example, a rectangle.

また、ＬＣ発振回路を構成するコンデンサに、静電容量が可変可能な可変コンデンサを用いてもよい。これにより、各トナー濃度センサー１２８のすべての回路部品、基板に同じ構成を用いることができるのでトナー濃度センサー１２８の製造コストをより抑えることができる。 Further, a variable capacitor whose capacitance can be varied may be used as the capacitor constituting the LC oscillation circuit. As a result, the same configuration can be used for all the circuit components and the substrates of each toner concentration sensor 128, so that the manufacturing cost of the toner concentration sensor 128 can be further reduced.

また、上記の実施の形態では、トナー濃度センサーの基板の片側の面にコイルを形成した場合を説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。基板の両側の面にコイルを形成してもよい。こうすることにより、トナー濃度センサーのトナー濃度の検出性能を向上させることができる。 In the above embodiment, the case where the coil is formed on one surface of the substrate of the toner concentration sensor has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this case. You may form a coil in the surface of the both sides of a board | substrate. By doing so, the toner density detection performance of the toner density sensor can be improved.

また、上記の実施の形態では、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。所謂一成分現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置においても、上記の実施の形態で説明した透磁率検知式のトナー濃度センサーを用いることで、トナー濃度を検出することができる。 In the above-described embodiment, the image forming apparatus that performs image formation using the two-component developer including the toner and the carrier has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this case. Even in an image forming apparatus that forms an image using a so-called one-component developer, the toner density can be detected by using the magnetic permeability detection type toner density sensor described in the above embodiment.

また、上記の実施の形態は、複数の現像部が異なる色の現像剤を収容している場合を説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。本発明は、複数の現像部に収容されている現像剤のトナー濃度を検出するものであればよい。例えば、複数の現像部に同色の現像剤が収容されているとしてもよい。 In the above-described embodiment, a case has been described in which a plurality of developing units contain different color developers, but the present invention is not necessarily limited to this case. The present invention only needs to detect the toner concentration of the developer contained in the plurality of developing units. For example, the same color developer may be stored in a plurality of developing units.

また、上記の図４に示したトナー濃度センサーの回路構成は一例であり、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。 The circuit configuration of the toner density sensor shown in FIG. 4 is merely an example, and the present invention is not necessarily limited to this case.

１画像形成装置
１２画像形成部
１２−Ｍ、１２−Ｃ、１２−Ｙ、１２−Ｂｋ画像形成ユニット
５１第１スパイラルフィーダー
５２第２スパイラルフィーダー
５３現像ローラー
５８筐体
５９トナーコンテナー
１２１感光体ドラム
１２２−Ｍ、１２２−Ｃ、１２２−Ｙ、１２２−Ｂｋ現像部
１２３帯電装置
１２４露光装置
１２５中間転写ベルト
１２７現像装置
１２８−Ｍ、１２８−Ｃ、１２８−Ｙ、１２８−Ｂｋトナー濃度センサー
５８１隔壁
１０１トナー濃度制御部
１２８１平面コイル
１２８３、１２８４コンデンサ
１２８５抵抗
１２８６インバータ
１２８７基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 12 Image forming part 12-M, 12-C, 12-Y, 12-Bk Image forming unit 51 1st spiral feeder 52 2nd spiral feeder 53 Developing roller 58 Case 59 Toner container 121 Photosensitive drum 122 −M, 122-C, 122-Y, 122-Bk Developing unit 123 Charging device 124 Exposure device 125 Intermediate transfer belt 127 Developing device 128-M, 128-C, 128-Y, 128-Bk Toner density sensor 581 Partition wall 101 Toner density controller 1281 Planar coils 1283, 1284 Capacitor 1285 Resistor 1286 Inverter 1287 Substrate

Claims

A plurality of developing units for containing the developer;
A plurality of toner concentration sensors each having an LC oscillation circuit and installed in each of the plurality of developing units;
A developing device in which a distance between a coil constituting the LC oscillation circuit and the developer to be detected is different for each of the toner density sensors installed in the plurality of developing units.

The toner density sensor is disposed in contact with the outer surface of the developing unit,
The developing device according to claim 1, wherein a thickness of a housing of the developing unit at a position where the toner density sensor is installed is different for each developing unit.

The toner density sensor is disposed on an outer surface of the developing unit via an insulating member provided between the developing unit and the developing unit.
The developing device according to claim 1, wherein a thickness of the insulating member is different for each of the toner density sensors installed in the plurality of developing units.

The developing device according to claim 1, wherein the coil constituting the LC oscillation circuit is a planar coil.

An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1.

Output from a toner concentration sensor installed at different distances between the coil constituting the LC oscillation circuit and the developer for each of the plurality of developing units containing the developer for toner concentration detection. A toner concentration detection method for detecting a toner concentration of the developer using a signal to be detected and an inductance of the coil determined by the distance.