JP6380203B2 - センサー装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁性体で構成されるキャリアとトナーとが混合された二成分現像剤のトナー濃度を検出する技術に関するものである。

二成分現像剤においてキャリアに対するトナーの割合が変化すると、検知コイルを含むＬＣ共振回路の共振周波数が変化することを利用して、トナー濃度を検出するトナー濃度センサーが知られている。例えば、特許文献１には、ＬＣ共振回路の共振周波数が変化すると、ＬＣ共振回路から出力されるパルス信号のパルス数が変化するので、このパルス数をカウントすることで、トナー濃度を検出するトナー濃度センサーが開示されている。

特開平８―２７１４８１号公報

ところで、トナー濃度に応じたＬＣ共振回路の共振周波数の変動幅は、共振周波数に対して数％程度と非常に小さい。そのため、共振周波数の変化の検出感度は非常に低く、共振周波数の変化からトナー濃度を正確に検出することは容易ではない。特許文献１では、共振周波数の変化の検出感度の低さに対する対策が何ら講じられていないので、トナー濃度を正確に検出できないという問題がある。

本発明の目的は、共振周波数の変化の検出感度を高め、トナー濃度を正確に検出できるセンサー装置を提供することである。

本発明の一態様によるセンサー装置は、現像装置に収納され、磁性体からなるキャリア及びトナーを含む二成分現像剤のトナー濃度を検出するセンサー装置であって、検知コイル及びコンデンサーを含み、前記トナー濃度に応じた周波数を持つパルス信号を出力するＬＣ共振回路と、前記ＬＣ共振回路から出力されたパルス信号を逓倍する逓倍部と、前記逓倍部により逓倍されたパルス信号のパルス数から複数のサンプリング期間のそれぞれにおいて所定のオフセットパルス数を間引き、前記間引いた結果得られる差分パルス数に基づいて、前記トナー濃度を検出する濃度検出部とを備える。

この構成によれば、ＬＣ共振回路から出力されるパルス信号は、逓倍部により逓倍されると同時に各サンプリング期間において所定のオフセットパルス数が間引かれる。そのため、サンプリング期間に含まれる全パルス数に対する共振周波数の変動幅を示すパルス数の割合が増大する。これにより、共振周波数の変化の検出感度が高められ、トナー濃度を正確に検出できる。

また、上記センサー装置において、前記逓倍部は、カスケード接続された複数の逓倍回路で構成されていてもよい。

この構成によれば、カスケード接続された逓倍回路の接続数を変更することで、希望する逓倍数のパルス信号を濃度検出部に入力できる。

また、上記センサー装置において、前記逓倍回路は、入力されたパルス信号のエッジを検出するエッジ検出回路で構成されていてもよい。

この構成によれば、入力されたパルス信号のエッジが検出されるため、当該パルス信号を２逓倍することができる。

また、上記センサー装置において、前記サンプリング周期において、前記ＬＣ共振回路から出力されたパルス信号は、前記トナー濃度に応じて変化しない固定パルス数成分を含み、前記オフセットパルス数は、前記固定パルス数成分に基づいて設定されていてもよい。

この構成によれば、トナー濃度に応じて変化しない固定パルス数成分に基づいてオフセットパルス数が設定されているので、トナー濃度の変化を示すパルス数に影響を与えることなく、サンプリング期間においてオフセットパルス数を間引くことができる。

また、上記センサー装置において、前記濃度検出部は、各サンプリング期間において、入力されるパルス信号のパルス数をカウントするｍ（ｍは２以上の整数）ビットのカウンタと、各サンプリング期間において、前記カウントされたカウント値から最上位ビットであるｍビット目の値から「１」を減算する減算器とをを備え、前記逓倍部は、前記カウント値のｍビット目が「１」、残りのビットが「０」となるビット列が、トナー濃度に応じて変動しない成分となるように前記ＬＣ発振回路から出力されたパルス信号を逓倍してもよい。

この構成によれば、カウント値のｍビット目が「１」、残りのビットが「０」となるビット列がトナー濃度に応じて変動しない成分となるように逓倍数が調整されている。そのため、減算器はカウンタによるカウント値からｍビット目の値を「１」から「０」にするだけで、オフセットパルス数を減じる処理を行うことができる。そのため、別途、オフセットパルス数を記憶させるメモリを設ける必要がなくなると同時に、減算処理を簡略化できる。

本発明によれば、共振周波数の変化の検出感度を高め、トナー濃度を正確に検出できる。

本発明の実施の形態におけるセンサー装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態におけるＬＣ共振回路の平面図である。 本発明の実施の形態におけるＬＣ共振回路の回路図である。 本発明の実施の形態における現像装置の内部構造を示す側断面図である。 図１に示す逓倍回路の回路図である。 ＥＸＯＲ回路への入力信号と出力信号とを示した波形図である。 本発明の実施の形態において、パルス信号Ｓ１〜Ｓ３の波形図である。 ＰＬＬ回路の回路図である。 本実施形態に係るセンサー装置１が搭載された画像形成装置の構成を示すブロック図である。

＜センサー装置の説明＞
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるセンサー装置１の全体構成を示すブロック図である。センサー装置１は、ＬＣ共振回路１１０、逓倍部１２０、及び濃度検出部１４０を備える。センサー装置１は、磁性体からなるキャリアと樹脂からなるトナーとが混合された二成分現像剤のトナー濃度を検出する。

ＬＣ共振回路１１０は、検知コイル及びコンデンサー等を含み、トナー濃度に応じた周波数を持つパルス信号Ｓ１を出力する。逓倍部１２０は、ＬＣ共振回路１１０から出力されたパルス信号Ｓ１の周波数を逓倍する。逓倍部１２０は、カスケード接続された複数の逓倍回路１３０を備える。図１の例では、逓倍部１２０は、カスケード接続された３個の逓倍回路１３１，１３２，１３３を備えているが、これは一例であり、Ｍ（Ｍは１以上の整数）個の逓倍回路１３０で構成されてもよい。

逓倍回路１３０は、例えば、２逓倍回路で構成されている。但し、これは一例であり、ｎ（ｎは２以上の整数）逓倍回路で構成されてもよい。逓倍回路１３１は、ＬＣ共振回路１１０から出力されたパルス信号Ｓ１を２逓倍する。逓倍回路１３２は、逓倍回路１３１から出力されたパルス信号Ｓ２を２逓倍する。逓倍回路１３３は、逓倍回路１３２から出力されたパルス信号Ｓ３を２逓倍する。

よって、パルス信号Ｓ２の周波数はパルス信号Ｓ１の２倍となる。また、パルス信号Ｓ３の周波数はパルス信号Ｓ１の４倍となる。また、逓倍回路１３３から出力されたパルス信号Ｓ４の周波数はパルス信号Ｓ１の８倍となる。

濃度検出部１４０は、逓倍部１２０により逓倍されたパルス信号Ｓ４のサンプリング期間のそれぞれにおいて所定のオフセットパルス数を間引き、間引いたパルス数に基づいて、トナー濃度を検出する。

具体的には、濃度検出部１４０は、カウンタ１４１、減算器１４２、オフセットパルス記憶部１４３、濃度算出部１４４、及びテーブル記憶部１４５を備える。

カウンタ１４１は、各サンプリング期間において、パルス信号Ｓ４のパルス数をカウントする。減算器１４２は、各サンプリング期間において、カウンタ１４１がカウントしたパルス信号Ｓ４のパルス数からオフセットパルス数を減算する。以下、減算器１４２が減算したパルス数を「差分パルス数」と呼ぶ。オフセットパルス記憶部１４３は、例えば、不揮発性の記憶装置で構成され、オフセットパルス数を予め記憶する。

ここで、ＬＣ共振回路１１０から出力されたパルス信号Ｓ１において、トナー濃度に応じて変化しないサンプリング期間のパルス数を固定パルス数成分、トナー濃度の変動幅に応じて変化するサンプリング期間のパルス数を変動パルス数成分と規定する。

この場合、オフセットパルス数は、固定パルス数成分に基づいて設定される。具体的にはオフセットパルス数は、固定パルス数成分を逓倍部１２０で逓倍したパルス数が採用できる。図１の例では、逓倍部１２０の逓倍数は８なので、オフセットパルス数は、固定パルス数成分の８倍のパルス数が採用される。

但し、本発明はこれに限定されない。例えば、サンプリング期間における全パルス数のうち、変動パルス数成分の占める割合が、例えば５％であり、残り９５％が固定パルス数成分の占める割合であると仮定する。この場合、濃度検出部１４０に入力されるサンプリング期間の全パルス数に対して、９５％のパルス数以下の所定個数のパルス数がオフセットパルス数として採用できる。

濃度算出部１４４は、減算器１４２により算出された差分パルス数に対応するトナー濃度をテーブル記憶部１４５に記憶された対応テーブルを参照してトナー濃度を算出する。テーブル記憶部１４５は、例えば、不揮発性の記憶装置で構成され、差分パルス数と、差分パルス数に対応するトナー濃度との関係が予め対応付けられた対応テーブルを記憶する。

図２は、本発明の実施の形態におけるＬＣ共振回路１１０の平面図である。ＬＣ共振回路１１０は、基板１１、検知コイルＬ、コンデンサーＣ１、コンデンサーＣ２、インバータＩＮＶ１、インバータＩＮＶ２、及び抵抗Ｒを備える。図３は、本発明の実施の形態におけるＬＣ共振回路１１０の回路図である。

図３を参照して、検知コイルＬ、コンデンサーＣ１、及び、コンデンサーＣ２によって、ＬＣ共振部１７が構成される。ＬＣ共振部１７として、ＣＬＣタイプで説明するが、このタイプに限定されない。例えば、ＬＣタイプでもよい。ＬＣタイプとは、一つの検知コイルと一つのコンデンサーとにより構成されるＬＣ共振部１７である。

検知コイルＬの一端とコンデンサーＣ１の一端とが接続され、コンデンサーＣ１の他端が接地されている。検知コイルＬの他端とコンデンサーＣ２の一端とが接続され、コンデンサーＣ２の他端が接地されている。

インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は、例えば、ＣＭＯＳインバータである。インバータＩＮＶ１の出力は、インバータＩＮＶ２の入力と接続されている。インバータＩＮＶ２の出力は、センサー装置１の出力となる。

インバータＩＮＶ１の入力は、検知コイルＬの一端と接続されている。インバータＩＮＶ１の出力及びインバータＩＮＶ２の入力は、抵抗Ｒを介して、検知コイルＬの他端と接続されている。

ＬＣ共振部１７が共振することによって発生したパルスは、２段のインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２によって増幅されて、センサー装置１からパルス信号Ｓ１として出力される。

センサー装置１の動作を説明する。二成分現像剤は、トナーと、磁性体からなるキャリアとにより構成される。例えば、検知コイルＬ付近において、キャリアに対するトナーの割合が増大すれば、二成分現像剤の透磁率が低下して検知コイルＬのインダクタンスが低下する。ここで、ＬＣ共振回路１１０における共振周波数ｆｃは、１／２π（Ｌ・Ｃ）^１／２で表される。これにより、検知コイルＬのインダクタンスが低下すると、共振周波数ｆｃが増大し、ＬＣ共振回路１１０から一定時間内に出力されるパルス数が増大する。

一方、検知コイルＬ付近において、キャリアに対するトナーの割合が減少すれば、二成分現像剤の透磁率が増大して検知コイルＬのインダクタンスが増大する。これにより、共振周波数ｆｃが減少し、ＬＣ共振回路１１０から一定時間内に出力されるパルス数が減少する。

ここで、二成分現像剤においては、通常、トナーだけが消費され、キャリアは回収されるので、キャリアの量は一定と考えることができる。よって、キャリアに対するトナーの割合が増大すれば、トナー濃度が増大し、キャリアに対するトナーの割合が減少すれば、トナー濃度が減少する。

したがって、逓倍部１２０から一定期間内に出力されるパルス信号Ｓ４のパルス数が多くなるにつれて、トナー濃度が増大するので、濃度検出部１４０は、パルス信号Ｓ４のパルス数からトナー濃度を検出できる。

図２を参照して、基板１１は、絶縁性基板であり、基板１１の主表面上に、検知コイルＬ及び配線１９がパターニングによって形成されている。コンデンサーＣ１、コンデンサーＣ２、抵抗Ｒ、インバータＩＮＶ１及びインバータＩＮＶ２は、基板１１の主表面上に外付けされている。検知コイルＬ、コンデンサーＣ１、コンデンサーＣ２、抵抗Ｒ、インバータＩＮＶ１及びインバータＩＮＶ２は、配線１９によって接続され、図３に示すＬＣ共振回路１１０を構成する。

図２を参照して、ＬＣ共振回路１１０は、さらに、基板１１の側部に設けられた、電源端子Ｖｃｃ、接地端子ＧＮＤ１、接地端子ＧＮＤ２、及び、出力端子ＯＰを備える。電源端子Ｖｃｃを介して、ＬＣ共振回路１１０に電力が供給される。接地端子ＧＮＤ１を介して、コンデンサーＣ１が接地される。接地端子ＧＮＤ２を介して、コンデンサーＣ２が接地される。出力端子ＯＰを介して、インバータＩＮＶ２から出力されたパルス信号が、逓倍部１２０に出力される。

＜現像装置の説明＞
図４は、本発明の実施の形態における現像装置１１７の内部構造を示す側断面図である。現像装置１１７は、現像ローラー２１の軸方向に長尺の箱形形状を有する現像ハウジング２１０を備える。

現像ハウジング２１０の内部空間２２０には、現像ローラー２１、第１攪拌スクリュー２３、及び第２攪拌スクリュー２４が配設されている。内部空間２２０には、二成分現像剤が収容される。二成分現像剤は、内部空間２２０内において攪拌及び搬送される。

現像ローラー２１は、現像ハウジング２１０の長尺方向の両端に設けられた一対の壁部の間において、現像ハウジング２１０に対して回転可能に支持され、表面にトナーを担持する。現像ローラー２１は、円筒形状を持ち、現像ハウジング２１０の長尺方向に延設されている。現像ローラー２１は、回転駆動される円筒形状のスリーブ２１Ｓと、スリーブ２１Ｓの内部に、軸方向に沿って固定配置される円柱形状のマグネット２１Ｍとを備える。スリーブ２１Ｓは、不図示の駆動手段によって、図３の矢印Ｄ３１方向に回転駆動され、周面にトナーを担持する。マグネット２１Ｍは、スリーブ２１Ｓの内部に、スリーブ２１Ｓの周方向に複数の磁極を有する固定磁石である。

現像ハウジング２１０の内部空間２２０は、軸方向に延びる仕切り板２２によって、軸方向に長尺の第１搬送路２２１と第２搬送路２２２とに区画されている。第１搬送路２２１は、現像ハウジング２１０に現像ローラー２１と間隔をおいて配置される。第２搬送路２２２は、現像ローラー２１と第１搬送路２２１との間に配置される。仕切り板２２は、第１搬送路２２１と第２搬送路２２２とをそれぞれ連通させる第１連通路（図略）及び第２連通路（図略）を備える。これにより、内部空間２２０には、第１搬送路２２１、第１連通路（図略）、第２搬送路２２２、及び第２連通路（図略）に至る現像剤搬送路が形成される。

第１攪拌スクリュー２３は、第１搬送路２２１に配設されている。第１攪拌スクリュー２３は、回転軸と、こ回転軸の周上にスパイラル状に突設されたスクリュー羽根とを含む。第１攪拌スクリュー２３は、不図示の駆動手段によって矢印Ｄ３３の方向に回転し、紙面と直交する方向にトナーを搬送する。

第２攪拌スクリュー２４は、第２搬送路２２２に配設されている。第２攪拌スクリュー２４は、回転軸と、この回転軸の周上にスパイラル状に突設されたスクリュー羽根とを含む。第２攪拌スクリュー２４は、不図示の駆動手段によって矢印Ｄ３２に示す方向に回転し、紙面と直交する方向にトナーを搬送する。

現像装置１１７は、更に、層規制部材６０と、磁石プレート７０と、を備える。層規制部材６０は、現像ローラー２１よりも、前方かつ上方の位置に配置され、第２攪拌スクリュー２４からスリーブ２１Ｓ上に汲み上げられたトナーの層厚を規制する。

磁石プレート７０は、層規制部材６０の前側に、層規制部材６０に沿って配置され、スリーブ２１Ｓとの間に磁界を発生させ、トナーの層厚を薄膜化する。

センサー装置１は、第１搬送路２２１を画定する現像ハウジング２１０ａの底壁の外面に設けられている。ここで、現像ハウジング２１０ａは、下に凸の半円等形状を持つ。センサー装置１は、現像ハウジング２１０ａの最下部に貼り付けられている。これにより、第１攪拌スクリュー２３による二成分現像剤の攪拌によって、二成分現像剤はセンサー装置１に近づいたり離れたりを周期的に繰り返す。なお、センサー装置１は、第２搬送路２２２に対応する現像ハウジング２１０の底壁の外面に設けられていてもよい。

（逓倍回路）
図５は、図１に示す逓倍回路１３０の回路図である。逓倍回路１３０は、入力ポート８０１、抵抗８０２、コンデンサー８０３、及びＥＸＯＲ回路８０４を含む。ＥＸＯＲ回路８０４の入力ポートＡには、入力ポート８０１が接続され、ＥＸＯＲ回路８０４の入力ポートＢには、抵抗８０２を介して入力ポート８０１が接続されている。また、入力ポートＢは、コンデンサー８０３を介して接地されている。

なお、入力ポート８０１は図１に示すＬＣ共振回路１１０或いは前段に接続された逓倍回路１３０の出力ポートＣが接続され、出力ポートＣは後段に接続された逓倍回路１３０或いは濃度検出部１４０が接続される。

図６は、ＥＸＯＲ回路８０４への入力信号と出力信号とを示した波形図である。図６において、上段は入力ポートＡに入力される信号Ｓｉｇ＿Ａを示し、中段は入力ポートＢに入力される信号Ｓｉｇ＿Ｂを示し、下段は出力ポートＣから出力される信号Ｓｉｇ＿Ｃを示している。

入力ポートＡには、入力ポート８０１から入力された信号Ｓｉｇ＿Ａが入力される。抵抗８０２及びコンデンサー８０３からなるＣＲ回路は、入力ポート８０１から入力された信号を遅延させる。したがって、入力ポートＢには、Ｓｉｇ＿Ａに対して所定時間遅延した信号Ｓｉｇ＿Ｂが入力される。

出力ポートＣからは、信号Ｓｉｇ＿Ａ、信号Ｓｉｇ＿Ｂの論理が一致していない期間にハイレベルの信号が出力され、信号Ｓｉｇ＿Ａ、信号Ｓｉｇ＿Ｂの論理が一致している期間にローレベルの信号が出力される。これにより、信号Ｓｉｇ＿Ｃは、信号Ｓｉｇ＿Ａの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとでパルスを持つことになり、Ｓｉｇ＿Ａを２逓倍した信号となる。

図７は、本発明の実施の形態において、ＬＣ共振回路１１０から出力されるパルス信号Ｓ１、逓倍回路１３１から出力されるパルス信号Ｓ２、及び逓倍回路１３１から出力されるパルス信号Ｓ３の波形図である。上段はパルス信号Ｓ１、中段はパルス信号Ｓ２、下段はパルス信号Ｓ３を示す。

サンプリング期間は、濃度検出部１４０がパルス信号Ｓ４のパルス数をカウントする際の基本期間であり、予め定めれた一定の値を持つ。濃度検出部１４０はサンプリング期間毎に、パルス信号Ｓ４のパルス数をカウントする。

パルス信号Ｓ１は、逓倍回路１３１により立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとが検出されて２逓倍される。これにより、パルス信号Ｓ１に対して周波数が２倍のパルス信号Ｓ２が得られる。また、パルス信号Ｓ２は逓倍回路１３２により立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとが検出されて２逓倍される。これにより、パルス信号Ｓ１に対して周波数が４倍のパルス信号Ｓ３が得られる。

以上により、サンプリング期間におけるパルス数が５つしかなかったパルス信号Ｓ１が４逓倍され、サンプリング期間におけるパルス数が２０個のパルス信号Ｓ３が得られる。なお、本実施の形態では、逓倍部１２０は、パルス信号Ｓ１を８逓倍するので、濃度検出部１４０に入力されるサンプリング期間のパルス数は、図７の例では、４０個となる。

濃度検出部１４０には、パルス信号Ｓ１が８逓倍されたパルス信号Ｓ４が入力される。濃度検出部１４０は、各サンプリング期間において、入力されたパルス信号Ｓ４のパルス数からオフセットパルス数を間引く。そのため、サンプリング期間に含まれる全パルス数に対する共振周波数の変動幅を示すパルス数の割合が増大し、共振周波数の変化の検出感度が増大する。

ここで、現像装置１１７内に収容された二成分現像剤は攪拌されるので、センサー装置１に近づいたり離れたりを周期的に繰り返す。そのため、トナー濃度は一定であっても１の攪拌周期において共振周波数ｆｃが変化する。そこで、濃度検出部１４０は、複数のサンプリング期間において検出したトナー濃度の平均値を最終的に求めるトナー濃度として算出すればよい。平均値の算出対象となる複数のサンプリング期間の個数としては、例えば、１の攪拌周期を構成するサンプリング期間の個数が採用されてもよいし、２以上の所定個数の攪拌周期を構成するサンプリング期間の個数が採用されてもよい。

なお、図１では、逓倍部１２０は、カスケード接続された複数の逓倍回路１３０で構成したが、例えば、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路で構成してもよい。図８はＰＬＬ回路の回路図である。ＰＬＬ回路１０００は、ＥＸＯＲ回路１００１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１００２、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１００３、及びｎ分周器１００４を備える。

なお、入力ポートＤは図１に示すＬＣ共振回路１１０が接続され、出力ポートＥは図１に示す濃度検出部１４０が接続される。

ＥＸＯＲ回路１００１には、一方の入力ポートに入力ポートＤからの信号Ｓｉｇ＿Ｄが入力され、他方の入力ポートにｎ分周器１００４から信号Ｓｉｇ＿Ｅの周波数ｆをｎ分周した周波数ｆ／ｎの信号が入力される。ＥＸＯＲ回路１００１は、信号Ｓｉｇ＿Ｄとｎ分周された信号Ｓｉｇ＿Ｅとの位相差を示す信号をＬＰＦ１００２に出力する。ＬＰＦ１００２は、位相差を示す信号を直流信号に変換し、ＶＣＯ１００３に出力する。ＶＣＯ１００３は、直流信号が０になるように信号Ｓｉｇ＿Ｅを生成する。ここで、信号Ｓｉｇ＿Ｅは、周波数ｆが信号Ｓｉｇ＿Ｄのｎ倍なので、出力ポートＥから信号Ｓｉｇ＿Ｄをｎ逓倍した信号Ｓｉｇ＿Ｅが出力される。

なお、ＰＬＬ回路１０００を使用した場合、ｎ分周器１００４の分周比を可変にすることで、信号Ｓｉｇ＿Ｅの逓倍数を変更できる。したがって、逓倍部１２０は、図１に示す設定値に応じてｎ分周器１００４の分周比を変更すればよい。

（画像形成装置）
本実施形態に係るセンサー装置１は、画像形成装置に搭載することができる。図９は、本実施形態に係るセンサー装置１が搭載された画像形成装置５の構成を示すブロック図である。

画像形成装置５として、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリの機能を有するデジタル複合機を例に説明する。画像形成装置５は、画像を印刷する機能を有する装置であればよく、デジタル複合機に限定されない。例えば、プリンターを画像形成装置５としてもよい。画像形成装置５は、印刷部１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００、操作部４００、制御部５００、通信部６００、及び、トナー用コンテナー７００を備える。

原稿給送部３００は、原稿給送部３００に設けられた原稿載置部に１枚の原稿が置かれている場合、その原稿を原稿読取部２００に送り、原稿載置部に複数枚の原稿が置かれている場合、複数枚の原稿を連続的に原稿読取部２００に送る。

原稿読取部２００は、原稿台に載置された原稿や、原稿給送部３００から給送された原稿を読み取り、その原稿の画像データを出力する。

印刷部１００は、用紙貯留部１０１、画像形成部１０３、及び、定着部１０５を備える。用紙貯留部１０１は、用紙の束を貯留することができる。この貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラー（不図示）の駆動により、用紙搬送路（不図示）へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路を通って、画像形成部１０３へ搬送される。

画像形成部１０３は搬送されてきた用紙にトナー像を形成する。画像形成部１０３は感光体ドラム１１３、露光部１１５、現像装置１１７、及び、転写部１１９を備える。露光部１１５は画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)に対応して変調された光を生成し、一様に帯電された感光体ドラム１１３の周面に照射する。これにより、感光体ドラム１１３の周面には画像データに対応する静電潜像が描画される。この状態で感光体ドラム１１３の周面に現像装置１１７からトナーを供給することにより、周面には画像データに対応するトナー像が形成される。このトナー像は、転写部１１９によって先ほど説明した用紙貯留部１０１から搬送されてきた用紙に転写される。

トナー像が転写された用紙は定着部１０５に送られる。定着部１０５において、トナー像と用紙に熱と圧力が加えられて、トナー像は用紙に定着される。用紙は排紙トレイ（不図示）に排紙される。

現像装置１１７の現像ハウジング２１０には、二成分現像剤が収容されている。現像ハウジング２１０の底壁の外面には、図１に示すセンサー装置１が取り付けられている。センサー装置１は、現像ハウジング２１０に収容された二成分現像剤中のトナー濃度を検出する。

現像ハウジング２１０のトナーが消費され、センサー装置１が、二成分現像剤中のトナー濃度が低下したことを検出したとき、制御部５００は、トナー用コンテナー７００に設けられたトナー供給機構を作動させる。これにより、トナー用コンテナー７００から現像ハウジング２１０にトナーが補給される。

操作部４００は、操作キー部４０１と表示部４０３を備える。表示部４０３は、タッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザーは、画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。

操作キー部４０１には、ハードキーからなる操作キーが設けられている。操作キーは、例えば、スタートキー、テンキー、リセットキー、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリを切り換えるための機能切換キーである。

制御部５００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及び、ＲＡＭを備える。ＣＰＵは、画像形成装置５を動作させるために必要な制御を、画像形成装置５の上記構成要素（例えば、印刷部１００）に対して実行する。ＲＯＭは、画像形成装置５の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。ＲＡＭは、ソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。

通信部６００は、ファクシミリ通信部６０１及びネットワークＩ／Ｆ部６０３を備える。ファクシミリ通信部６０１は、相手先ファクシミリとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ（Network Control Unit）及びファクシミリ通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリ通信部６０１は、電話回線６０５に接続される。

ネットワークＩ／Ｆ部６０３は、ＬＡＮ（Local Area Network）６０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部６０３は、ＬＡＮ６０７に接続されたパソコンとの間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。

（センサー装置の効果）
（１）ＬＣ共振回路１１０から出力されるパルス信号は、逓倍部１２０により逓倍されると同時に各サンプリング期間において所定のオフセットパルス数が間引かれる。そのため、サンプリング期間に含まれる全パルス数に対する共振周波数の変動幅を示すパルス数の割合が増大する。これにより、共振周波数の変化の検出感度が高められ、トナー濃度を正確に検出できる。

（２）逓倍部１２０はカスケード接続された複数の逓倍回路１３０で構成されているので、逓倍回路１３０の接続数を変更することで、希望する逓倍数のパルス信号を濃度検出部１４０に出力できる。

（３）逓倍回路１３０は、入力されたパルス信号のエッジを検出するため、入力されたパルス信号を２逓倍することができる。

（４）トナー濃度に応じて変化しない固定パルス数成分に基づいてオフセットパルス数が設定されているので、トナー濃度の変化を示すパルス数に影響を与えることなく、サンプリング期間においてオフセットパルス数を間引くことができる。

（変形例）
減算器１４２は、カウンタ１４１がカウントするカウント値の最上位ビットの値から「１」を減じることで、パルス信号Ｓ４からオフセットパルス数を減算してもよい。この場合、例えば、パルス信号Ｓ４のビット数をｍ（ｍは２以上の整数）ビットとすると、１ビット目からｍ−１ビット目までをトナー濃度に応じて変動する成分、ｍビット目が「１」、残りｍ−１のビットが全て０となる記号列を、トナー濃度に応じて変動しない成分となるように、予め逓倍回路１３０の接続個数を調節しておけばよい。この場合、オフセットパルス記憶部１４３が不要となると同時に、減算処理を簡略化できる。

例えば、ｍ＝５の場合、「１，０，０，０，０」がトナー濃度に応じて変動しない成分となるように、逓倍回路１３０の接続個数が調節される。例えば、パルス信号Ｓ１において、トナー濃度に応じて変動しない成分のビット列が「０，０，１，０，０」で表されたとする。これは、検知コイルＬのインダクタンスやコンデンサーＣ１，Ｃ２のキャパシタンスやサンプリング期間を調整することで実現できる。この場合、「０，０，１，０，０」を４倍すれば、トナー濃度に応じて変動しない成分のビット列を「１，０，０，０，０」にできる。よって、この場合、逓倍回路１３０の個数を２つにすればよい。

１ センサー装置
１１０ ＬＣ共振回路
１１７ 現像装置
１２０ 逓倍部
１３０，１３１，１３２，１３３ 逓倍回路
１４０ 濃度検出部

Claims (5)

1. 現像装置に収納され、磁性体からなるキャリア及びトナーを含む二成分現像剤のトナー濃度を検出するセンサー装置であって、
   検知コイル及びコンデンサーを含み、前記トナー濃度に応じた周波数を持つパルス信号を出力するＬＣ共振回路と、
   前記ＬＣ共振回路から出力されたパルス信号を逓倍する逓倍部と、
   前記逓倍部により逓倍されたパルス信号のパルス数から複数のサンプリング期間のそれぞれにおいて所定のオフセットパルス数を間引き、前記間引いた結果得られる差分パルス数に基づいて、前記トナー濃度を検出する濃度検出部とを備えるセンサー装置。
2. 前記逓倍部は、カスケード接続された複数の逓倍回路で構成されている請求項１記載のセンサー装置。
3. 前記逓倍回路は、入力されたパルス信号のエッジを検出するエッジ検出回路で構成されている請求項２記載のセンサー装置。
4. 前記サンプリング周期において、前記ＬＣ共振回路から出力されたパルス信号は、前記トナー濃度に応じて変化しない固定パルス数成分を含み、
   前記オフセットパルス数は、前記固定パルス数成分に基づいて設定されている請求項１〜３のいずれか１に記載のセンサー装置。
5. 前記濃度検出部は、各サンプリング期間において、入力されるパルス信号のパルス数をカウントするｍ（ｍは２以上の整数）ビットのカウンタと、各サンプリング期間において、前記カウントされたカウント値から最上位ビットであるｍビット目の値から「１」を減算する減算器とをを備え、
   前記逓倍部は、前記カウント値のｍビット目が「１」、残りのビットが「０」となるビット列が、トナー濃度に応じて変動しない成分となるように前記ＬＣ発振回路から出力されたパルス信号を逓倍する請求項１〜４のいずれか１に記載のセンサー装置。

Images