JP6504120B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーを用いて静電潜像の現像を行う現像装置と、この現像装置を含む画像形成装置に関する。

特許文献１には、フラットケーブルがプリント基板上に載置されたトロイダルコアの胴部に巻き付けられ、突出するフラットケーブルの導線の両端部がプリント基板のパターンに導電的に接着され、導線とパターンがトロイダルコアの胴部の巻線を構成するようにしたトロイダルコイルが記載されている。これにより、フラットケーブルを用いてコイルを構成しようとする（特許文献１：請求項１、図１参照）。

実開昭６１−５１７１５号公報

複合機、複写機、プリンター、ファクシミリのような画像形成装置には、磁性キャリアとトナーを含む現像剤を収容し、トナーで静電潜像を現像する現像装置を備えるものがある。このような画像形成装置では、印刷に伴いトナーのみが消費される。やがて、現像剤の磁性キャリアとトナーの理想的な比率に対し、トナーが少なくなる（トナー濃度の低下）。トナー濃度の低下を検知するため、トナー濃度センサーが現像装置に設けられる場合がある。検知結果に基づき、トナーの補給が行われる。

トナー濃度センサーにコイルが用いられることがある。トナーの消費や補給に伴って磁性キャリアの割合が変化すると、現像剤の透磁率が変化する。例えば、トナーが減少して磁性キャリアの割合が増えたとき（現像剤の透磁率が大きくなったとき）、コイルのインダクタンス値が増加する。コイルのインダクタンス値の変化に基づき、磁性キャリアとトナーの比率を検知し、トナー補給が必要か否かを判断することができる。

トナー濃度センサーには、現在の磁性キャリアとトナーの比率（トナー濃度）に応じた信号を出力するような回路が用いられる。例えば、コイルにコンデンサーを加えた共振回路をトナー濃度センサーに含める。コイルのインダクタンスの変化により共振周波数が変わる。トナー濃度センサーは、共振周波数に応じた信号を出力する。

従来、トナー濃度センサーのコイルには、コイルパターンがプリントされたコイルパターン基板が用いられている。コイルパターン基板は、現像装置の外側かつ近い位置に配される。共振周波数（共振周波数）を低く抑え、電波の不要輻射を少なくするには、ある程度大きなインダクタンスを確保する必要がある。インダクタンス値の大きなコイルを得るため、コイルパターンが設けられた基板を複数層重ねた多層基板を用いる場合がある。しかし、多層基板は、製造コストが高くなる場合がある。

また、コイルの近くに鉄のような透磁率の大きい金属部材が存在すると、トナー濃度センサーの出力は金属部材の影響を受ける。トナー濃度センサーの出力に問題が出ない程度にコイルと金属部材は離す必要がある。フラットケーブルをコイルとして用いる場合、インダクタンスを確保するため、幅の広い（含まれる導線数の多い）フラットケーブルを用いて、巻数を増やすことが考えられる。しかし、近年では、現像装置や現像装置を含む画像形成装置の小型化が進み、現像装置周辺の設計に制約がある。幅広のフラットケーブルのコイルを中心として、トナー濃度センサーの出力信号に問題がないような広い範囲内に金属部材を全く設けない設計は難しい。だからといって、幅の狭いフラットケーブルを用いるとインダクタンスの大きいコイルを得られないという問題がある。

なお、特許文献１に記載のトロイダルコイル（固定閉磁路のコイル）をトナー濃度センサーに用いる場合、現像剤が直接接さないように、トロイダルコイルとその基板を現像装置の容器外に設けなくてはならない。そのため、トロイダルコイルの一部しか現像剤に近づけることができない。従って、特許文献１記載のトロイダルコイルでは、磁性キャリアとトナーの比率の変化を正確に捉えることができず、トナー濃度センサー用のコイルとして不適接である。また、上記の問題を解決することはできない。

本発明は、上記問題点を鑑み、幅の狭いフラットケーブルを用いて所望のインダクタンス値のコイルを安価、簡易に得られるようにし、正確にトナー濃度を検知する。

上記目的を達成するために請求項１に係る現像装置は、現像容器、第１搬送部材、第２搬送部材、現像ローラー、トナー濃度センサー、フラットケーブル、ケーブル基板を含む。前記現像容器は、キャリアとトナーとを含む現像剤を収容し、第１区画と第２区画に分けられ、前記第１区画と前記第２区画の長手方向のそれぞれの両端部分が前記第１区画及び前記第２区画の端部同士をつなぐ連通部となっており、それぞれの前記連通部よりも前記長手方向の内側かつ前記第１区画と前記第２区画の間に隙間が設けられる。前記第１搬送部材は、前記第１区画に設けられ、前記現像容器の長手方向に沿って現像剤を撹拌しつつ搬送する。前記第２搬送部材は、前記第２区画に設けられ、前記第１搬送部材とは逆方向に前記現像容器内の現像剤を撹拌しつつ搬送する。前記現像ローラーは、前記現像容器に回転可能に支持され、静電潜像が形成される像担持体に供給する現像剤を担持する。前記トナー濃度センサーは、現像剤中のトナー濃度を検知するためのものであり、コイルを含む。前記フラットケーブルは、前記隙間を通して前記第１区画の一部に前記コイルとして複数周巻かれる。前記ケーブル基板は、複数のコネクターが設けられ、パターンが配線されている。前記コネクターは、前記フラットケーブルの端部の１つが差し込まれ、前記フラットケーブルのそれぞれの導線の端部と接するコネクター端子が複数設けられる。前記ケーブル基板は、前記コネクターに接続された前記フラットケーブルが前記第１区画を巻く１つの前記コイルを形成するように前記フラットケーブルの一端の各導線と、前記フラットケーブルの他端の各導線をつなぐように配線された前記パターンを含む。

本発明によれば、幅の狭いフラットケーブルを用いて所望のインダクタンス値のコイルを安価、簡易に得ることができる。また、正確にトナー濃度を検知することができる。

実施形態に係るプリンターの一例を示す図である。 実施形態に係る各画像形成ユニットの一例を示す図である。 実施形態に係る各現像装置にトナーを補給する部分の一例を示す図である。 実施形態に係るトナー濃度センサーの一例を示す図である。 実施形態に係るＬＣ発振回路の一例を示す図である。 実施形態に係る現像装置１の水平方向の断面図である。 図６のＡ−Ｂ方向での実施形態に係る現像装置の断面図である。 図６のＣ−Ｄ方向での実施形態に係る現像装置の断面図である。 実施形態に係るフラットケーブルの一例を示す図である。 実施形態に係るフラットケーブルの断面図である。 実施形態に係るフラットケーブルをコイルとして巻き付けた状態の一例を示す図である。 実施形態に係るケーブル基板の一例を示す図である。 実施形態に係るケーブル基板に設けられたコネクターの一例を示す図である。 実施形態に係るフックの一例を示す図である。 変形例におけるフラットケーブルの第１区画への巻き付けの一例を示す図である。 変形例に係るケーブル基板の一例を示す図である。

以下、図１〜図１６を用いて本発明の実施形態を説明する。以下の説明では本発明に係る現像装置１を含むプリンター１００（画像形成装置に相当）を例に挙げて説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

（画像形成装置の概略）
次に、図１に基づき、実施形態に係るプリンター１００の概略を説明する。図１は、実施形態に係るプリンター１００の一例を示す図である。

プリンター１００内に、主制御部２が設けられる。主制御部２は、プリンター１００の動作を制御する。主制御部２は、ＣＰＵ２１や画像処理部２２を含む。ＣＰＵ２１は、記憶部２３に記憶されるプログラム、データに基づきプリンター１００の各部の制御や各種の演算処理を行う。画像処理部２２は、コンピューター２００から送信され通信部２４で受信した印刷設定や印刷内容を示すデータ（印刷用データ）に基づき、濃度変換や拡大、縮小、回転のような必要な画像処理を画像データに施す。

記憶部２３は、ＲＯＭ、ＨＤＤのような不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭのような揮発性の記憶装置を組み合わせである。記憶部２３は、プリンター１００の制御用の各種のプログラムやデータ、設定データ、画像データのような各種データを記憶する。

プリンター１００は、操作パネル３を含む。操作パネル３は、プリンター１００の状態、各種メッセージ、各種設定画面を表示する表示パネルや設定操作用の複数のハードキーを含む。主制御部２は、操作パネル３３の表示を制御する。また、主制御部２は、操作パネル３３の設定操作内容を認識し、設定にあわせてプリンター１００を制御する。

又、プリンター１００は、印刷部４を含む。印刷部４は、エンジン制御部４０、給紙部４ａ、搬送部４ｂ、画像形成部４ｃ、中間転写部４ｄ、定着部４ｅを含む。また、プリンター１００内には、印刷部４に含まれる各種回転体を回転させるモーター４ｆが複数設けられる。エンジン制御部４０はＣＰＵやメモリーを含む。主制御部２は、印刷指示や画像データのような印刷ジョブの内容を示すデータをエンジン制御部４０に与える。エンジン制御部４０は、主制御部２の指示と与えられた画像データに基づき、給紙部４ａ、搬送部４ｂ、画像形成部４ｃ、中間転写部４ｄ、定着部４ｅ、モーター４ｆの動作を実際に制御し、給紙、用紙搬送、トナー像形成、転写、定着、トナー濃度検知、トナー補給のような印刷関連処理を制御する。

エンジン制御部４０は、印刷に用いる用紙を一枚ずつ給紙部４ａに供給させる。エンジン制御部４０は、搬送部４ｂに供給された用紙を搬送させる。エンジン制御部４０は、トナー像を画像形成部４ｃに形成させる。画像形成部４ｃは、複数の画像形成ユニット４１を含む（図１では、便宜上、画像形成ユニット４１を１つのみ図示）。具体的に、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタの計４つの画像形成ユニット４１が設けられる。中間転写部４ｄは、各画像形成ユニット４１で形成された各色のトナー像の１次転写を受ける中間転写ベルト４２（図２参照）を含む。エンジン制御部４０は、中間転写ベルト４２を回転させ、画像形成部４ｃで形成されたトナー像を中間転写ベルト４２に１次転写し、搬送される用紙へのトナー像の２次転写を中間転写部４ｄに行わせる。エンジン制御部４０は、用紙に転写されたトナー像を定着部４ｅに定着させる。

（各画像形成ユニット４１）
次に、図２を用いて、実施形態に係る各画像形成ユニット４１の一例を説明する。図２は、実施形態に係る各画像形成ユニット４１の一例を示す図である。

画像形成部４ｃは４色分の画像形成ユニット４１を含む。また、画像形成部４ｃは、各画像形成ユニット４１に含まれる各感光体ドラム４３をレーザービームで走査露光する露光装置４４も含む（図１参照）。各画像形成ユニット４１は形成するトナー像の色が異なるが、いずれも同様の構成である。そこで、以下では１つの画像形成ユニット４１を例に挙げて説明する。他の画像形成ユニット４１も同様に説明にできる。

図２に示すように、画像形成ユニット４１は、感光体ドラム４３、帯電装置４５、現像装置１、クリーニング装置４６、除電装置４７を含む。感光体ドラム４３は、モーター４ｆの駆動力を受け、所定の周速度で回転する。帯電装置４５は、感光体ドラム４３の表面を一定の電位で帯電させる。露光装置４４は、各画像形成ユニット４１の下方に配される。露光装置４４は、内部に、半導体レーザー装置（レーザーダイオード）、ポリゴンミラー、ポリゴンモーター、ｆθレンズ、ミラーのような光学系部材を用い、画像データをカラー色分解した画像信号に基づいた光信号（レーザー光、図２で破線で図示）を、帯電後の感光体ドラム４３に照射し、感光体ドラム４３の走査露光を行う。これにより、感光体ドラム４３の周面に画像データに併せた静電潜像が形成される。

現像装置１は、第１搬送部材１１、第２搬送部材１２、現像ローラー１３を含む。また、現像装置１は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤をハウジング（現像容器１０）の内部に収容する。磁性キャリアは粉状であり、フェライトのような強磁性体である。現像剤には、画像形成ユニット４１の形成色に応じた色のトナーが含まれる。各現像装置１は、それぞれ、対応する色のトナーを収容するトナーコンテナ４８（図３参照）と接続される。トナーの消費に伴い、トナーコンテナ４８からトナーの補給が現像装置１になされる。

クリーニング装置４６は、感光体ドラム４３の清掃を行う。クリーニング装置４６は、感光体ドラム４３の軸線方向に延び、感光体ドラム４３の表面を擦って残トナー等を除去する。又、除電装置４７は、感光体ドラム４３に対し光を照射して除電を行う。

（トナーの補給）
次に、図３を用いて、各現像装置１へのトナーの補給を説明する。図３は、実施形態に係る各現像装置１にトナーを補給する部分の一例を示す図である。尚、図３では、トナーの流れを白抜き矢印で示している。

プリンター１００には、トナーの色ごとに、補給用のトナーを収容するトナーコンテナ４８と、補給のためにトナーコンテナ４８から現像装置１にトナーを送る補給機構４９が設けられる。印刷に伴って磁性キャリアも少しずつ減る場合もあり、トナーに微量の磁性キャリアを混ぜることもある。プリンター１００には、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタの計４つのトナーコンテナ４８が取り付けられる。各トナーコンテナ４８は、交換可能であって、空になると取り替えられる。各補給機構４９は、トナーをトナーコンテナ４８から現像装置１に向けて送る搬送用スクリュー（不図示）や、搬送用スクリューを回転させるためのモーター４ｆやギアを含む（不図示）。補給機構４９は、トナーコンテナ４８及び現像装置１に対して１つ設けられる。

また、それぞれ現像装置１に対し、現像装置１内のトナー濃度（現像剤中の磁性キャリアとトナーの比率）を検知するためのトナー濃度センサー５が設けられる。予め定められた濃度検知時、エンジン制御部４０は、トナー濃度センサー５の出力に基づきトナーの補給が必要か否かを判断する。予め定められた濃度検知時は、例えば、主電源投入時、通常モードへの復帰時、印刷実行中、印刷ジョブの開始前、印刷ジョブの終了時である。

（トナー濃度センサー５）
次に、図４、図５を用いて実施形態に係るトナー濃度センサー５を説明する。図４は、実施形態に係るトナー濃度センサー５の一例を示す図である。図５は、実施形態に係るＬＣ発振回路５０の一例を示す図である。

図４に示すように、トナー濃度センサー５は、ＬＣ発振回路５０を含む。ＬＣ発振回路５０は、フラットケーブル７を用いたコイル６を含む。トナー濃度センサー５（ＬＣ発振回路５０）の出力は、エンジン制御部４０に入力される。エンジン制御部４０は、ＬＣ発振回路５０の共振周波数に基づき、磁性キャリアとトナーの比率を検知し、トナーを補給すべきかどうかを判断する。

図５は、ＬＣ発振回路５０の一例を示す。ＬＣ発振回路５０は、コイル６、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第１コンデンサーＣ１、第２コンデンサーＣ２、第１インバーターＩＮＶ１、第２インバーターＩＮＶ２を含む。図５のＬＣ発振回路５０は、コルピッツ型発振回路の一種である。

コイル６の一方の端子は第１コンデンサーＣ１の一端と第１インバーターＩＮＶ１の入力端子と、第１抵抗Ｒ１の一端と接続される。コイル６の他方の端子は、第２コンデンサーＣ２の一端と第２抵抗Ｒ２の一端が接続される。第１コンデンサーＣ１の他端と、第２コンデンサーＣ２の他端はグランドと接続される。第１インバーターＩＮＶ１の出力端子は、第１抵抗Ｒ１の他端と第２抵抗Ｒ２の他端と、第２インバーターＩＮＶ２の入力端子が接続される。第２インバーターＩＮＶ２の出力がエンジン制御部４０に入力される。

負帰還回路の第２抵抗Ｒ２、第１コンデンサーＣ１、第２コンデンサーＣ２、コイル６によって位相が１８０度まわり、負帰還が正帰還となり発振する。共振周波数は、ｆ＝１／２π（（ＬＣ）^1/2）である。第２インバーターＩＮＶ２には正弦波が入力される。第２インバーターＩＮＶ２は、入力された正弦波を矩形波に変換する。

コイル６のインダクタンスは、現像剤の磁性キャリアとトナーの比率に応じて変わる。トナーが消費され、現像剤中の磁性キャリアの割合が上昇すると、コイル６のインダクタンスが大きくなる。現像剤中の磁性キャリアの割合（濃度）が大きいほど（トナーが少ないほど）、上記式の分母が大きくなり、ＬＣ発振回路５０（第２インバーターＩＮＶ２）の出力信号の周波数（共振周波数）は低くなる。一方、現像剤中のトナーが多いほど、上記式の分母が小さくなるので、ＬＣ発振回路５０の出力信号の周波数は高くなる。

エンジン制御部４０に設けられたカウンター４０ａ（図４参照）は、各搬送部材が１周又は複数周する期間のような予め定められたカウント期間、第２インバーターＩＮＶ２の出力（矩形波）のパルス数をカウントする。例えば、記憶部２３は、磁性キャリアとトナーの比率が理想的であるときのカウント期間中のパルス数を基準値とする濃度測定用データＤ１を記憶する（図１参照）。

エンジン制御部４０は、カウンター４０ａのカウント値と基準値を比べ、基準値を下回っているとき（磁性キャリアとトナーの比率が理想的であるときよりも共振周波数が小さくなっているとき）、トナーを補給すべきと判断する。言い換えると、エンジン制御部４０は、トナー濃度センサー５の出力に基づき、磁性キャリアとトナーの理想的な比率に対し、トナーが少なくなっている色を検知し、検知した色のトナーを補給すべきと判断する。

エンジン制御部４０は、トナーを補給すべきと判断した現像装置１に対応する補給機構４９を動作させる。エンジン制御部４０は、カウント期間中のパルス数が基準値以上となるまで（磁性キャリアとトナーの比率が理想的になるまで）、トナーの補給を補給機構４９に行わせ、その後、補給機構４９を停止させる。

（現像装置１）
次に、図６〜図８を用いて実施形態に係る現像装置１を説明する。図６は、実施形態に係る現像装置１の水平方向の断面図である。図７は、図６のＡ−Ｂ方向での実施形態に係る現像装置１の断面図である。図８は、図６のＣ−Ｄ方向での実施形態に係る現像装置１の断面図である。

以下の説明では、各画像形成ユニット４１に含まれる現像装置１を説明する。各画像形成ユニット４１に含まれる現像装置１の構成及び動作は同様である。各現像装置１は同様に説明できる。

現像装置１は、キャリアとトナーとを含む現像剤を収容する現像容器１０を含む。現像容器１０は、現像装置１の筐体（外郭）である。現像容器１０の下方の部分は第１区画１４と第２区画１５に分けられる。なお、補給機構４９は、補給するトナーを第１区画１４に投入する。図６は、現像装置１を下から見た図であって、現像装置１の第１区画１４、第２区画１５の部分を水平方向で仮に切断した場合の断面図である。図６に示すように、第１区画１４（現像剤を攪拌しつつ搬送する区画）と第２区画１５（現像ローラー１３に現像剤を供給する区画）の間に隙間１６（中空部）が設けられる。

第１搬送部材１１は一方の区画（第１区画１４）に設けられる、また、第２搬送部材１２は、他方の区画（第２区画１５）に設けられる。第１搬送部材１１の回転軸には螺旋状の羽根１１ａが、第２搬送部材１２の回転軸には螺旋状の羽根１２ａが設けられる。第１搬送部材１１と第２搬送部材１２は、回転し、現像容器１０の長手方向に沿って現像容器１０内の現像剤を撹拌しつつ搬送するスクリューである。攪拌による摩擦によりトナーが帯電する。第１搬送部材１１と第２搬送部材１２が現像剤を搬送する方向は互いに異なる（図６において現像剤の搬送方向の一例を図示）。なお、現像ローラー１３に近い第２搬送部材１２は、現像ローラー１３に現像剤を供給する。

また、図６に示すように、第１区画１４と第２区画１５の長手方向のそれぞれの両端部分には、第１区画１４および第２区画１５の端部同士をつなぐ連通部１７が設けられる。区画の端部に到達した現像剤は、連通部１７を通って隣の区画に流れ込む。第１搬送部材１１及び第２搬送部材１２は、現像剤が現像容器１０内で循環するように、現像剤を攪拌しつつ搬送する。

現像容器１０（第２搬送部材１２）の上方であって、現像容器１０内に現像ローラー１３が配される（図７、図８参照）。現像ローラー１３は、現像容器１０の開口側で像担持体（感光体ドラム４３）に対向するように配される。現像ローラー１３と感光体ドラム４３の間には、所定の間隔が設けられる。現像ローラー１３は、表面に現像剤を担持し、感光体ドラム４３との対向領域において、トナーを感光体ドラム４３に供給する。

現像ローラー１３は、回転する円筒状の非磁性の現像スリーブ１３ａを含む（図７参照）。現像スリーブ１３ａには、複数の磁極を有する固定マグネット体（不図示）が内包される。固定マグネット体として、現像スリーブ１３ａ内にＮ極から成る規制極（不図示）、Ｓ極から成る搬送極（不図示）、Ｎ極から成る主極（不図示）、及びＮ極から成る剥離極（不図示）が設けられる。

現像容器１０には、現像ローラー１３に担持される現像剤の厚みを規制する穂切りブレード１８が、現像ローラー１３の長手方向に沿って取り付けられる（図７、図８参照）。穂切りブレード１８は、現像ローラー１３の回転方向において、現像ローラー１３と感光体ドラム４３との対向位置よりも上流側に位置付けられる。そして、穂切りブレード１８の先端と現像ローラー１３表面との間には、僅かなギャップが設けられる。

現像時、高圧電源回路（不図示）は、直流バイアス電圧及び交流バイアス電圧を現像ローラー１３に印加する。第１搬送部材１１及び第２搬送部材１２による現像剤の攪拌及び循環の過程で現像剤中のトナーは帯電する。第２搬送部材１２は、第２区画１５内の現像剤を現像ローラー１３に送る。これにより、現像ローラー１３上に磁気ブラシ（不図示）が形成される。磁気ブラシは穂切りブレード１８によって層厚規制された後、現像ローラー１３の回転によって現像ローラー１３と感光体ドラム４３との対向部分に搬送される。直流バイアス電圧及び交流バイアス電圧の印加によって現像ローラー１３から感光体ドラム４３にトナーが飛翔し、感光体ドラム４３上の静電潜像が現像される。

（フラットケーブル７）
次に、図６、図９、図１０を用いて、実施形態に係るフラットケーブル７を用いたコイル６を説明する。図９は、実施形態に係るフラットケーブル７の一例を示す図である。図１０は、実施形態に係るフラットケーブル７の断面図である。

図９に示すように、コイル６として用いられるフラットケーブル７は、複数の導線７１を平面状（帯状）に並べたケーブルである。フラットケーブル７の各導線７１は平行に並べられる。図１０に示すように、各導線７１は絶縁体７２で被膜される。隣接する導線７１は互いに平行となるように絶縁体７２で接続される（図９では絶縁体７２内の導線７１を破線で図示）。また、フラットケーブル７の各導線７１の端部７１ａは、端子として露出する。例えば、フラットケーブル７の面のうち一方の面の絶縁体７２の皮膜が剥がされる。なお、フラットケーブル７自体は、一般に流通するものを流用できる。

上述したように、現像容器１０の第１区画１４と第２区画１５の長手方向のそれぞれの両端部分には、第１区画１４および第２区画１５の両端同士をつなぐ連通部１７が設けられる。一方、図６に示すように、連通部１７よりも長手方向の内側であって、第１区画１４と第２区画１５の間に隙間１６が設けられる。

この隙間１６により、各連通部１７の間の第１区画１４は筒状となる。言い換えると、第１区画１４の一部であって、第１区画１４のうち隙間１６に隣接する部分は第１搬送部材１１及び現像剤が通り、フラットケーブル７を巻き付けることができる筒形状である。隙間１６にフラットケーブル７を差し込み、フラットケーブル７に含まれる導線７１が現像剤の搬送方向と直交するように第１区画１４にフラットケーブル７を複数周巻くことができる。これにより、現像剤（磁性キャリア）を芯とするコイル６としてフラットケーブル７を機能させることができる。なお、図６では、２つの連通部１７の間に亘って隙間１６を設ける例を示している。しかし、隙間１６の長手方向の長さは、フラットケーブル７を挿し通せる程度の長さがあればよい。

また、フラットケーブル７を複数周巻くので、フラットケーブル７の導線７１の方向に対し垂直な方向の幅が狭くても（含まれる導線７１数が少ないフラットケーブル７でも）、十分に大きなインダクタンス値を有するコイル６を得ることができる。そのため、導線７１の方向に対して垂直な方向のフラットケーブル７の幅は、第１搬送部材１１の羽根１１ａの１ピッチ分、又は、数ピッチ分としてもよい。また、得ようとするインダクタンスと、周回数とのかねあいでフラットケーブル７の幅を定めても良い。

（フラットケーブル７の巻き付け）
次に、図１１〜図１４を用いて、実施形態に係る現像装置１でのフラットケーブル７の巻き付けを説明する。図１１は、実施形態に係るフラットケーブル７をコイル６として巻き付けた状態の一例を示す図である。図１２は、実施形態に係るケーブル基板８の一例を示す図である。図１３は、実施形態に係るケーブル基板８に設けられたコネクター９の一例を示す図である。図１４は、実施形態に係るフック８４の一例を示す図である。

図１１は、隙間１６に１本のフラットケーブル７を通し、現像装置１の第１区画１４の筒部にフラットケーブル７を複数周巻き付けた状態の一例を示す。現像装置１には、フラットケーブル７を固定し、フラットケーブル７をコイル６として用いるためのケーブル基板８が設けられる。図１１では、現像装置１の第１区画１４の下方にケーブル基板８を設ける例を示している。

１本のフラットケーブル７のそれぞれの両端部分では、各導線７１の端部７１ａが露出している（図９参照）。そして、ケーブル基板８には、複数のコネクター９（９Ａ、９Ｂ）が設けられる。図１１に示すように、１本のフラットケーブル７を複数周、第１区画１４に巻き付ける場合、２つのコネクター９Ａ、９Ｂが設けられる。一方のコネクター９Ａに、フラットケーブル７の一端が差し込まれ、他方のコネクター９Ｂにフラットケーブル７の他端が差し込まれる。

図１２に示すように、コネクター９（９Ａ、９Ｂ）は、コネクター端子９１を複数含む。コネクター端子９１は、フラットケーブル７の各導線７１と同数かつ同じ間隔で設けられる。フラットケーブル７が差し込まれたとき、１本の導線７１の端部７１ａと１つのコネクター端子９１とが接する。

また、各コネクター９は、ケーブル基板８の一方の面のみに設けられる。言い換えると、コネクター９Ａ、９Ｂは、ケーブル基板８の同じ面に設けられる。コネクター９Ａ、９Ｂが設けられていない方の面が現像装置１の第１区画１４の壁面と接する。これにより、ケーブル基板８と第１区画１４を最大限近づけることができる。

図１２は、１本のフラットケーブル７をコイル６とする場合に用いられるケーブル基板８の一例を示す。具体的に、ケーブル基板８には、第１区画１４に複数回巻き付けられる１本のフラットケーブル７を通す基板孔８１と、２つのコネクター９Ａ、９Ｂと、パターン８２が設けられる。図１２に示すように、基板孔８１は、ケーブル基板８の平面の中央を含むように設けられる。そして、パターン８２は、基板孔８１を迂回するように設けられる。

図１１では、ケーブル基板８を設置した状態において、隙間１６に近い方のコネクター９Ａにフラットケーブル７の一方の端部を差し込む例を示している。そして、フラットケーブル７の他方の端部を隙間１６及び基板孔８１を通して、所望のインダクタンス値が得られるだけ、第１区画１４をフラットケーブル７で複数周巻く。その後、フラットケーブル７の他方の端部を基板孔８１に通してから隙間１６から遠い方のコネクター９Ｂに差し込む。

隙間１６に近い方のコネクター９Ａは、差し込み口が横かつ、隙間１６の方に向けられる。フラットケーブル７の一方の端部は、隙間１６側からコネクター９Ａに差し込まれる。コネクター９Ａの差し込み口を下に向ける場合に比べ、第１区画１４に巻き付けるときにフラットケーブル７を大きく曲げる必要がなく、フラットケーブル７は抜けにくくなる。また、コネクター９Ａは、差し込み口を横かつ隙間１６の方に向けることにより、できるだけ磁性キャリアに近づくようにフラットケーブル７を巻くことができる。

差し込まれたフラットケーブル７が外れないように（抜けないように）、各コネクター９は、差し込まれたフラットケーブル７を挟んでロックするロック部９２を含む。ロックの方式に特に制限はない。図１３では、フラットケーブル７の導線７１の端部７１ａと接するように端子が設けられたコネクター９を図示している。そして、図１３では、フラットケーブル７を差し込み、ロック部９２（開閉部、レバー）を操作してフラットケーブル７をロックするタイプを図示している。なお、フラットケーブル７の各端部にヘッダを取り付け、ヘッダが差し込まれるソケット型のコネクター９をケーブル基板８に配することにより、ケーブル基板８とフラットケーブル７が接続されてもよい。この場合、ヘッダとソケットに、フラットケーブル７が外れないようにロックするための機構が設けられる。

図１２に示すように、ケーブル基板８には、フラットケーブル７が第１区画１４を巻く１つのコイル６を形成するように配線されたパターン８２（一方のコネクター９のコネクター端子９１と他方のコネクター９のコネクター端子９１をつなぐ複数の信号線）が設けられる。言い換えると、パターン８２は、フラットケーブル７が１つのコイル６となるように、各コネクター９に接続されたフラットケーブル７の各導線７１の端部７１ａを１つずつずらして接続する。図１２では、パターン８２（信号線）を太線で示している。

具体的に、１本の信号線は、一方のコネクター９の１つのコネクター端子９１と他方のコネクター９の１つのコネクター端子９１をつなぐ。信号線を組み合わせたパターン８２が配線される。フラットケーブル７の導線７１の並び方向において（図１２では、左が先頭側）、フラットケーブル７の一方の端部のｎ番目の導線７１が接するコネクター端子９１と、フラットケーブル７の他方の端部のｎ＋１番目の導線７１が接するコネクター端子９１がつながるように、パターン８２が形成される。このようなパターン８２が形成されているとき、一方のコネクター９Ａにおいて、フラットケーブル７の最後尾の導線７１に接するコネクター端子９１と、他方のコネクター９Ｂにおいて、フラットケーブル７の先頭の導線７１に接するコネクター端子９１が、トナー濃度センサー５のコイル端子８３として機能する。一方のコイル端子８３から入力された電流は、パターン８２及びフラットケーブル７の全ての導線７１を通り、他方のコイル端子８３から出力される。

なお、フラットケーブル７の導線７１の並び方向において、フラットケーブル７の一方の端部のｎ番目の導線７１が接するコネクター端子９１と、フラットケーブル７の他方の端部のｎ−１番目の導線７１が接するコネクター端子９１がつながるように、パターン８２を形成してもよい。このようなパターン８２が形成されているとき、一方のコネクター９Ａにおいて、フラットケーブル７の先頭の導線７１に接するコネクター端子９１と、他方のコネクター９Ｂにおいて、フラットケーブル７の最後尾の導線７１に接するコネクター端子９１が、トナー濃度センサー５のコイル端子８３として機能する。

トナー濃度センサー５の出力信号の周期（共振周波数）は、磁性キャリアとフラットケーブル７の距離の影響を受ける。巻かれているフラットケーブル７の状態によって、トナー濃度センサー５の出力信号にばらつき、誤差が出る可能性がある。例えば、フラットケーブル７がたるんだ状態と、フラットケーブル７がきつく巻かれている状態とでは、同じ現像剤を検知してもトナー濃度センサー５の出力信号に違いが出る場合がある。どの現像装置１でもフラットケーブル７を巻き付けている状態は、同様であることが好ましい。

そこで、図１２、図１４に示すように、現像装置１には、フック８４が設けられる。フラットケーブル７の他端は、フック８４に引っかけられつつ、コネクター９Ｂに差し込まれる。言い換えると、第１区画１４に複数回巻き付けられたフラットケーブル７のうち、最も外周部分のフラットケーブル７の部分が、フック８４に引っかけられる。フック８４は、例えば、Ｌ字状の部材である。フラットケーブル７の導線７１に対し垂直な方向の端部が、フック８４の上部に引っかけられる。

図１２の例では、フラットケーブル７のうち、他方の端部と基板孔８１の間の部分がフック８４に引っかけられる。フック８４によって、フラットケーブル７にテンションがかかる。第１区画１４に巻かれたフラットケーブル７のうち、内側のフラットケーブル７が緩まないようにすることができる。従って、フラットケーブル７の大部分をできるだけ磁性キャリアに近いところに位置させることができる。

（変形例）
次に、図１５、図１６を用いて、変形例を説明する。図１５は、変形例におけるフラットケーブル７の第１区画１４への巻き付けの一例を示す図である。図１６は、変形例に係るケーブル基板８の一例を示す図である。

上記の説明では、１本のフラットケーブル７を複数周、第１区画１４（筒部）に巻き付ける例を説明した。変形例では、複数本のフラットケーブル７を用意し、それぞれのフラットケーブル７を第１区画１４に１周巻き付ける例を説明する。

図１５は、２本のフラットケーブル７を用意し、２本のフラットケーブル７を重ねて第１区画１４に巻く例を示している。複数本のフラットケーブル７を用意し、複数本のフラットケーブル７を重ねて巻き付けることにより第１区画１４を複数周巻くコイル６を形成する。変形例では、ケーブル基板８にフラットケーブル７の本数の２倍のコネクター９（コネクター９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）が設けられる。それぞれのコネクター９にはいずれかのフラットケーブル７の端部が差し込まれる。なお、変形例でもコネクター９には、ロック式のものを用いてもよい。

変形例でもケーブル基板８にパターン８２（あるコネクター９のコネクター端子９１と別のコネクター９のコネクター端子９１をつなぐ複数の信号線）が設けられる。変形例では、各コネクター９に接続されたフラットケーブル７のうち、同じフラットケーブル７のそれぞれの端部の導線７１を１つずつずらして接続するようにパターン８２が設けられる。これにより、１つのコイル６を形成するように、１本のフラットケーブル７の導線７１の端部７１ａ同士が接続される。更に、各フラットケーブル７のコイル６同士を直列につなげ、１つのコイル６を形成するための信号線もパターン８２に含められる。

図１６のケーブル基板８には、４つのコネクター９（コネクター９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）が設けられる。４つのコネクター９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄのうち、内側の２つのコネクター９ａ、９ｂには、２本のフラットケーブル７のうち、内側に巻かれるフラットケーブル７の端部が差し込まれる。外側の２つのコネクター９ｃ、９ｄには、２本のフラットケーブル７のうち、外側に巻かれるフラットケーブル７が差し込まれる。

図１６では、ケーブル基板８のうち、コネクター９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが設けられる面に形成されるパターン８２を実線で図示している。また、図１６では、ケーブル基板８のうち、コネクター９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが設けられる面の裏側の面に形成されるパターン８２を破線で図示している。

内側の２つのコネクター９ａ、９ｂについては、一方のコネクター９ａの１つのコネクター端子９１と他方のコネクター９ｂのコネクター端子９１をつなぐようにパターン８２が設けられる。具体的に、図１６の左側を先頭としたフラットケーブル７の導線７１の並び方向において、一方（下側）のコネクター９ａに接続されたフラットケーブル７のｎ番目の導線７１と接するコネクター端子９１が、他方（上側）のコネクター９ｂに接続されたフラットケーブル７のｎ＋１番目の導線７１と接するコネクター端子９１とつながるように、パターン８２が形成される。このように形成されたパターン８２によって、内側のフラットケーブル７は、１本のコイル６となるように導線７１同士が接続される。

外側の２つのコネクター９ｃ、９ｄについては、一方のコネクター９ｃの１つの端子と他方のコネクター９ｄの１つの端子をつなぐようにパターン８２（各信号線）が設けられる。図１６の左側を先頭としたフラットケーブル７の導線７１の並び方向において、一方（上側）のコネクター９ｃに接続されたフラットケーブル７のｎ番目の導線７１と接するコネクター端子９１と、他方（下側）のコネクター９ｄに接続されたフラットケーブル７のｎ＋１番目の導線７１と接するコネクター端子９１とがつながるように、パターン８２が形成される。このように形成されたパターン８２によって、外側のフラットケーブル７も、１本のコイル６となるように導線７１同士が接続される。

内側に巻かれたフラットケーブル７のコイル６と、外側に巻かれたフラットケーブル７のコイル６を直列接続するため、図１６の例では、内側２つのコネクター９のうち、上側のコネクター９Ｂの先頭側のコネクター端子９１と、外側２つのコネクター９のうち、下側のコネクター９ｄの先頭側のコネクター端子９１を接続するようにパターン８２が形成される。

その結果、内側２つのコネクター９のうち、下側のコネクター９ａの最後尾のコネクター端子９１と、外側２つのコネクター９のうち、上側のコネクター９ｃの最後尾のコネクター端子９１が、１個のトナー濃度センサー５のコイル端子８３として用いられる。変形例でも、一方のコイル端子８３から入力された電流は、パターン８２及びフラットケーブル７の全ての導線７１を通り、他方のコイル端子８３から出力される。

このようにして、実施形態に係る現像装置１は、現像容器１０、第１搬送部材１１、第２搬送部材１２、現像ローラー１３、トナー濃度センサー５、フラットケーブル７、ケーブル基板８を含む。現像容器１０は、キャリアとトナーとを含む現像剤を収容し、第１区画１４と第２区画１５に分けられ、第１区画１４と第２区画１５の長手方向のそれぞれの両端部分が第１区画１４及び第２区画１５の端部同士をつなぐ連通部１７となっており、それぞれの連通部１７よりも長手方向の内側かつ第１区画１４と第２区画１５の間に隙間１６が設けられる。第１搬送部材１１は、第１区画１４に設けられ、現像容器１０の長手方向に沿って現像剤を撹拌しつつ搬送する。第２搬送部材１２は、第２区画１５に設けられ、第１搬送部材１１とは逆方向に現像容器１０内の現像剤を撹拌しつつ搬送する。現像ローラー１３は、現像容器１０に回転可能に支持され、静電潜像が形成される像担持体に供給する現像剤を担持する。トナー濃度センサー５は、現像剤中のトナー濃度を検知するためのものであり、コイル６を含む。フラットケーブル７は、隙間１６を通して第１区画１４の一部にコイル６として複数周巻かれる。ケーブル基板８は、複数のコネクター９が設けられ、パターン８２が配線されている。コネクター９は、フラットケーブル７の端部の１つが差し込まれ、フラットケーブル７のそれぞれの導線７１の端部７１ａと接するコネクター端子９１が複数設けられる。ケーブル基板８は、コネクター９に接続されたフラットケーブル７が第１区画１４を巻く１つのコイル６を形成するようにフラットケーブル７の一端の各導線７１と、フラットケーブル７の他端の各導線７１をつなぐように配線されたパターン８２を含む。

これにより、幅の狭い（導線７１の方向に対し垂直な方向の長さが短い、含まれる導線７１数が比較的少ない）フラットケーブル７を用いても、フラットケーブル７のコイル６に十分なインダクタンス値を持たせることができる。また、第１区画１４に巻き回す数を選択することによりフラットケーブル７のコイル６のインダクタンス値を所望の値にすることができる。

また、幅の広いフラットケーブル７を用いなくて済むので、金属部材を設けるべきではない範囲を小さくすることができる。従って、現像装置１及び現像装置１を含む画像形成装置の設計上の制約を小さくすることができる。また、コイル６パターン８２を複数含む多層ケーブル基板８を用いるよりもコイル６を安価、簡易に用意することができる。

更に、コイル６全体を現像剤に近づけるとともに、略筒状のコイル６の内側を現像剤が通るようにコイル６を設けることができるので、トナー濃度センサー５の感度を高めてトナー濃度を正確に検知することができる。従って、現像剤の磁性キャリアとトナーの比率を正確に一定で保つことができる現像装置１を提供することができる。従って、高画質な現像装置１を提供することができる。

また、ケーブル基板８には、第１区画１４に複数回巻き付けられる１本のフラットケーブル７を通す基板孔８１と、２つのコネクター９（９Ａ、９Ｂ）が設けられる。パターン８２は、各コネクター９（９Ａ、９Ｂ）に接続されたフラットケーブル７の各導線７１の端部７１ａを１つずつずらして接続するように配線されている。これにより、基板孔８１を通して１本のフラットケーブル７を第１区画１４に複数回巻き付けることができ、所望のインダクタンス値のコイル６を得ることができる。また、ケーブル基板８に設けるコネクター９の数を最小（２つ）にすることができ、ケーブル基板８の製造コストを下げることができる。

また、基板孔８１は、ケーブル基板８の平面の中央を含むように設けられる。パターン８２は、基板孔８１を迂回するように設けられる。これにより、バランスよくしっかりとフラットケーブル７を第１区画１４に巻き付けることができる。また、パターン８２は基板孔８１を迂回するように設けられるので、基板孔８１を設けても、１つのコイル６を形成するように、フラットケーブル７の両端の各導線７１を接続することができる。

現像剤の磁性キャリアとトナーの比率が同じでも、コイル６と現像剤の距離によってトナー濃度センサー５の出力信号が変化する。そこで、第１区画１４に複数回巻き付けられたフラットケーブル７のうち、最も外周部分のフラットケーブル７に引っかけられ、第１区画１４に複数回巻き付けられたフラットケーブル７が緩まないようにテンションをかけるフック８４が設けられる。これにより、第１区画１４に巻き付けられたフラットケーブル７が膨らんだり、緩んだりすることを避けることができる。言い換えると、フラットケーブル７を一定の位置で固定することができる。コイル６の位置が一定なので、正確にトナー濃度センサー５の出力信号のバラツキ、誤差を無くすことができる。

また、変形例に係る現像装置１では、ケーブル基板８は、重ねて巻き付けられることにより第１区画１４を複数周巻く複数本のフラットケーブル７と、フラットケーブル７の本数の２倍のコネクター９を含む。パターン８２は、コネクター９に接続されたフラットケーブル７のうち、同じフラットケーブル７のそれぞれの端部の導線７１を１つずつずらして接続するとともに、１つのコイル６を形成するようにフラットケーブル７同士を接続するように配線されている。これにより、複数本のフラットケーブル７を複数枚重ね、それぞれのフラットケーブル７を第１区画１４に１回巻くことにより、所望のインダクタンス値のコイル６を得ることができる。また、幅の狭い（導線７１の方向に対し垂直な方向の長さが短い）フラットケーブル７を重ねても所望のインダクタンス値のコイル６をえることができる。

また、全てのコネクター９（コネクター９（９Ａ、９Ｂ）、又は、コネクター９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）は、ケーブル基板８の同じ面に設けられる。これにより、ケーブル基板８を小さくすることができる。また、ケーブル基板８を簡素化することができる。

また、コネクタ（コネクター９（９Ａ、９Ｂ）、ａ、ｂ、ｃ、ｄ）は、差し込まれたフラットケーブル７を挟んでロックするロック部９２を含む。これにより、コネクター９から抜ける方向に向けてフラットケーブル７に力がかかっても、コネクター９からフラットケーブル７が抜けることを避けることができる。

また、プリンター１００（画像形成装置）は、磁性キャリアとトナーの比率を常にほぼ一定に保つことができる現像装置１を含むので、高画質な状態を維持できる画像形成装置を提供することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、磁性キャリアとトナーを含む２成分現像剤を用い、フラットケーブルを用いたコイルを用いてトナー濃度を検知する現像装置や画像形成装置に利用可能である。

１ 現像装置 １０ 現像容器
１１ 第１搬送部材 １２ 第２搬送部材
１３ 現像ローラー １４ 第１区画
１５ 第２区画 １６ 隙間
１７ 連通部 ４３ 感光体ドラム（像担持体）
５ トナー濃度センサー ６ コイル
７ フラットケーブル ７１ 導線
８ ケーブル基板 ８２ パターン
８１ 基板孔 ８４ フック
９ コネクター ９Ａ コネクター
９Ｂ コネクター ９ａ コネクター
９ｂ コネクター ９ｃ コネクター
９ｄ コネクター ９１ コネクター端子
９２ ロック部 １００ プリンター（画像形成装置）

Claims (8)

1. キャリアとトナーとを含む現像剤を収容し、第１区画と第２区画に分けられ、前記第１区画と前記第２区画の長手方向のそれぞれの両端部分が前記第１区画及び前記第２区画の端部同士をつなぐ連通部となっており、それぞれの前記連通部よりも前記長手方向の内側かつ前記第１区画と前記第２区画の間に隙間が設けられている現像容器と、
   前記第１区画に設けられ、前記現像容器の長手方向に沿って現像剤を撹拌しつつ搬送する第１搬送部材と、
   前記第２区画に設けられ、前記第１搬送部材とは逆方向に前記現像容器内の現像剤を撹拌しつつ搬送する第２搬送部材と、
   前記現像容器に回転可能に支持され、静電潜像が形成される像担持体に供給する現像剤を担持する現像ローラーと、
   コイルを含み、現像剤中のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサーと、
   前記隙間を通して前記第１区画の一部に前記コイルとして複数周巻かれるフラットケーブルと、
   複数のコネクターが設けられ、パターンが配線されたケーブル基板を含み、
   前記コネクターは、前記フラットケーブルの端部の１つが差し込まれ、前記フラットケーブルのそれぞれの導線の端部と接するコネクター端子が複数設けられ、
   前記ケーブル基板は、前記コネクターに接続された前記フラットケーブルが前記第１区画を巻く１つの前記コイルを形成するように前記フラットケーブルの一端の各導線と、前記フラットケーブルの他端の各導線をつなぐように配線された前記パターンを含むことを特徴とする現像装置。
2. 前記ケーブル基板には、前記第１区画に複数回巻き付けられる１本の前記フラットケーブルを通す基板孔と、２つの前記コネクターが設けられ、
   前記パターンは、各前記コネクターに接続された前記フラットケーブルの各導線の端部を１つずつずらして接続するように配線されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記基板孔は、前記ケーブル基板の平面の中央を含むように設けられ、
   前記パターンは、前記基板孔を迂回するように設けられることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記第１区画に複数回巻き付けられた前記フラットケーブルのうち、最も外周部分の前記フラットケーブルに引っかけられ、前記第１区画に複数回巻き付けられた前記フラットケーブルが緩まないようにテンションをかけるフックが設けられることを特徴とする請求項２又は３に記載の現像装置。
5. 前記ケーブル基板は、重ねて巻き付けられることにより前記第１区画を複数周巻く複数本の前記フラットケーブルと、前記フラットケーブルの本数の２倍の前記コネクターを含み、
   前記パターンは、前記コネクターに接続された前記フラットケーブルのうち、同じ前記フラットケーブルの各導線の端部を１つずらして接続するとともに、１つの前記コイルを形成するように前記フラットケーブル同士を接続するように配線されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
6. 全ての前記コネクターは、前記ケーブル基板の同じ面に設けられることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像装置。
7. 前記コネクターは、差し込まれた前記フラットケーブルを挟んでロックするロック部を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の現像装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の現像装置を含むことを特徴とする画像形成装置。

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