JPH10282782A

JPH10282782A - 現像装置のトナー濃度検出装置

Info

Publication number: JPH10282782A
Application number: JP8360397A
Authority: JP
Inventors: Sanji Nemoto; 三次根本; Yutaka Miyasaka; 裕宮坂; Kazunori Yamamoto; 和典山本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤の流れを妨げることなくトナー濃度の
検知用コイルを現像剤に対し十分近づけると共に、他の
磁性体の影響を受けずにトナー濃度を高精度に検出でき
るようにする。【解決手段】検知用コイルのインダクタンスＬと、コ
ンデンサのキャパシタンスＣとによる共振回路の周波数
変化によって、現像装置２０内に収容された現像剤中の
トナー成分の濃度を検出する現像装置のトナー濃度検出
装置において、検知用コイルは渦巻き状に配置した平面
コイル４１であり、少なくとも検知用コイルを形成する
基板がフレキシブル基板４２である現像装置のトナー濃
度検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真複
写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置であ
って、平面コイルを有するＬＣ共振回路を用いたトナー
濃度検出装置に関し、特に性能を向上させるための改良
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、露光光学系によって感光体ド
ラム上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置によ
ってトナーで現像した後、前記トナー像を記録紙で転写
して定着させる画像形成装置が知られている（特開昭５
７−３８４８２号公報、特開昭６２−１５７０７０号公
報等参照）。

【０００３】上記現像装置で現像に使用される現像剤に
は、一成分現像剤と二成分現像剤とがある。前記二成分
現像剤は磁性のキャリア粒子と非磁性の合成樹脂性のト
ナー粒子とが適度な混合比で混合して形成されるもので
あり、キャリア粒子に混じった適正混合比のトナー粒子
が現像装置の現像スリーブによって運ばれ、感光体ドラ
ム上の潜像部に摺接あるいは非接触して付着し、トナー
像を形成させる。

【０００４】そして、二成分現像剤を使う場合には、ト
ナーのみが消費され、キャリアは現像装置内で循環して
繰り返し使用されるので、現像装置内のトナー濃度を検
出する検出装置を設け、該検出装置による検出結果に基
づいてトナー補給装置からトナーを随時補給して、現像
装置内で適度に帯電させ均一な混合比になるように攪拌
するようにしてある。

【０００５】このトナー濃度を検出する方法はいくつか
提案されているが、その１つにＬＣ共振回路の共振周波
数変化を用いる方法がある。

【０００６】キャリアである鉄粉とトナーとの混合物で
ある現像剤の見掛けの透磁率は、トナー濃度により変化
する。コイルを現像剤中に埋め込む等の方法で近づける
と、コイルのインダクタンスは雰囲気の透磁率により変
化する。ＬＣ発振回路の発振周波数は、ｆ＝１／２π（ＬＣ）^1/2 ・・・・・・（１）で与えられるから、周波数ｆを測定すればトナー濃度を
検出することができる。ところで、インダクタンスとし
て、鉄やフェライト等の強透磁率の棒状のコアに細線を
巻いた巻線コイルを用いた場合、巻線コイル部の先端だ
けしか現像剤に接触させることができず、感度が鈍くな
るという問題点がある。

【０００７】そこで、検知コイルを平面コイルにしたト
ナー濃度検出装置が本出願人により提案されている（実
開平６−７６９６１号、特開平７−２４８６７６号各公
報参照）。実開平６−７６９６１号公報に記載の画像形
成装置のトナー濃度検出装置は、インダクタンスを有す
るコイルを、共振回路基板上に渦巻き状に配置した平面
コイルで構成したものである。特開平７−２４８６７６
号公報に記載のトナー濃度検出装置では、検知コイル
が、基板表面に形成された複数の螺旋状平面コイルを直
列に接続したものであり、且つ、隣り合う平面コイルの
作る磁束の方向を互いに反対にしたものである。

【０００８】このように平面コイルを用いることにより
感度が向上するだけでなく、小型化も可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
平面コイルを用いた画像形成装置のトナー濃度検出装置
でも、検出感度等の性能を向上させるためには、さらに
改良すべき点がある。

【００１０】即ち、検知レベルをさらに向上させる必要
がある。また、トナー濃度検出装置を現像装置の筺体に
簡単に取り付けることができる構成にすることも必要で
ある。さらに検知部の平面コイルと、コンデンサを含む
共振回路との小型化も必要とする。

【００１１】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、検知性能を向上させるとともに、取り付
けの容易性と小型化を達成するために、さらに改良され
た現像装置のトナー濃度検出装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１の発明にかかる現像装置のトナー濃度検出装置は、
検知用コイルのインダクタンスと、コンデンサのキャパ
シタンスとによる共振回路の周波数変化によって、現像
装置内に収容された現像剤中のトナー成分の濃度を検出
する現像装置のトナー濃度検出装置において、前記検知
用コイルは、渦巻き状に配置した平面コイルであり、少
なくとも検知用コイルを形成する基板がフレキシブル基
板であることを特徴とするものである。

【００１３】請求項２の発明にかかる現像装置のトナー
濃度検出装置は、検知用コイルのインダクタンスと、コ
ンデンサのキャパシタンスとによる共振回路の周波数変
化によって、現像装置内に収容された現像剤中のトナー
成分の濃度を検出する現像装置のトナー濃度検出装置に
おいて、前記検知用コイルは、フレキシブル基板上に渦
巻き状に配置した複数の平面コイルを、絶縁層を介して
積層状に配置し、前記平面コイルを直列に接続し、且
つ、積層された複数の平面コイルの作る磁束の方向を同
一にしたことを特徴とするものである。

【００１４】請求項８の発明にかかる現像装置のトナー
濃度検出装置は、検知用コイルのインダクタンスと、コ
ンデンサのキャパシタンスとによる共振回路の周波数変
化によって、現像装置内に収容された現像剤中のトナー
成分の濃度を検出する現像装置のトナー濃度検出装置に
おいて、前記検知用コイルはフレキシブル基板上に渦巻
き状に配置した平面コイルであり、前記検知用コイルの
コイル面が、前記現像装置内で回転する現像剤撹拌部材
の外周軌跡からほぼ等距離になるように、現像装置の筺
体の外面に密着させて取り付けられたことを特徴とする
ものである。

【００１５】請求項９の発明にかかる現像装置のトナー
濃度検出装置は、検知用コイルのインダクタンスと、コ
ンデンサのキャパシタンスとによる共振回路の周波数変
化によって、現像装置内に収容された現像剤中のトナー
成分の濃度を検出する現像装置のトナー濃度検出装置に
おいて、前記検知用コイルはフレキシブル基板上に渦巻
き状に配置した平面コイルであり、前記検知用コイルの
コイル面が、前記現像装置内で回転する現像剤撹拌部材
の外周軌跡からほぼ等距離になるように、現像装置の筺
体の内面と同一面、または筺体の内面から突出した状態
に密着させて取り付けられたことを特徴とするものであ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先立
って、本発明の現像装置を搭載した画像形成装置の画像
形成部を図１の断面構成図によって説明する。

【００１７】図１において、１０は像担持体である感光
体ドラム、１１はスコロトロン帯電器、１２は帯電前除
電器（ＰＣＬ）、１３は図示しない像露光手段による露
光光路、１４は帯電消去用ＬＥＤアレイ、１５Ａは給紙
装置のレジストローラ対、１５Ｂは給紙ローラ対、１６
は転写電極、１７は分離電極、１８は分離爪、１９はク
リーニング装置、２０は現像装置である。

【００１８】図２は現像装置２０の構成を示す縦断面
図、図３は現像装置２０のＡ−Ａ断面図、図４は現像装
置２０の斜視図である。

【００１９】これらの図において、２１はトナーとキャ
リアとから成る二成分現像剤を収容する現像器ハウジン
グ（筺体）、２２は筺体１の上部開口を閉止する蓋体、
２３は内部に固定の磁石体を有する磁界発生手段（マグ
ネットロール）２４を有する現像剤搬送手段である現像
剤担持体（現像スリーブ）、２５は供給部材（現像剤供
給ローラ、以下、供給ローラと称す）、２６は現像スリ
ーブ２３上の現像剤層厚を所定量に規制する現像剤層厚
規制部材、２７，２８は現像剤撹拌部材（現像剤撹拌ス
クリュー、以下、撹拌スクリューと称す）である。

【００２０】撹拌スクリュー２７と撹拌スクリュー２８
とは、現像器ハウジング２１の底部から直立した仕切り
壁２１Ａを挟んで両側に形成された第１の撹拌室２１Ｂ
及び第２の撹拌室２１Ｃ内にそれぞれ平行に配置されて
いる。

【００２１】感光体ドラム１０と現像スリーブ２３とが
近接して対向する長手方向の空間は、感光体ドラム１０
上に形成された静電潜像を現像スリーブ２３により搬送
された現像剤により現像する現像領域Ｅである。

【００２２】２９は現像器ハウジング２１の上部に開口
したトナー補給口部で、図示しないトナーカートリッジ
からトナー貯蔵手段、トナー搬送手段を経て補給された
トナーを受け入れて第１の撹拌室２１Ｂに投入する。

【００２３】図３において、現像スリーブ２３の両軸端
近傍は、軸受３０Ａ，３０Ｂにより回転可能に支持され
ている。また、現像スリーブ２３の両軸端付近には、突
き当てコロ３１Ａ，３１Ｂが回転可能に支持されてい
る。突き当てコロ３１Ａ，３１Ｂの外周面は、図示しな
いドラムカートリッジ突き当て面に突き当て、感光体ド
ラム１０と現像スリーブ２３との間隙を一定に保つ。複
数の磁極を有する磁界発生手段２４の両軸端は固定支持
されている。図示しない駆動源に接続する原動歯車Ｇ０
は、供給ローラ２５の一方の軸端に固定された歯車Ｇ
１，Ｇ２を駆動回転させる。歯車Ｇ１は現像スリーブ２
３の軸端に固定された歯車Ｇ３に駆動を伝達する。歯車
Ｇ２は撹拌スクリュー２７の回転軸に固定された歯車Ｇ
４に駆動を達する。Ｇ４と同軸上に固定された歯車Ｇ５
は撹拌スクリュー２８の回転軸に固定された歯車Ｇ６に
駆動を伝達する。このようにして、原動歯車Ｇ０の駆動
回転により、現像スリーブ２３、供給ローラ２５、撹拌
スクリュー２７，２８がそれぞれ図示の矢印方向に同時
に回転される。なお、現像スリーブ２３の表面は、感光
体ドラム１０との対向位置において、感光体ドラム１０
と同方向に回転される。

【００２４】トナーカートリッジからトナー貯蔵手段、
トナー搬送手段を経て、現像装置２０のトナー補給口部
２９に投入されたトナーは、駆動回転する撹拌スクリュ
ー２７により図示矢印方向に搬送され、仕切り壁２１Ａ
末端の開口部２１Ｄを通過して第２の撹拌室２１Ｃ内に
送り込まれる。第２の撹拌室２１Ｃ内に送り込まれたト
ナーは、撹拌スクリュー２８により図示矢印方向に搬送
され、第２の撹拌室２１Ｃ内に収容された現像剤と撹
拌、混合され、供給ローラ２５に供給される。

【００２５】現像装置２０の筺体２１の底部には、トナ
ー濃度検出装置４０が固定されている。トナー濃度検出
装置４０は、筺体２１の第２の撹拌室２１Ｃ又は第１の
撹拌室２１Ｂに取り付けられ、該トナー濃度検出装置４
０による検出結果に基づいて、トナー補給口部２９から
現像装置２０内にトナーが補給される。

【００２６】図５は、トナー濃度検出装置４０の共振回
路の一例を示す回路図である。この図において、共振回
路は、インダクタンスコイルＬ、コンデンサＣ₁、Ｃ₂、
トランジスタＱ、抵抗Ｒで構成された典型的なコルピッ
ツ発振回路であり、このインダクタンスコイルＬが平面
コイルで構成されている。この回路に電圧Ｖが印加され
た時、発振信号がトランジスタＱのソースから出力され
る。なお、共振回路はコルピッツ発振回路に限られるも
のではない。

【００２７】図６は本実施の形態のトナー濃度検出装置
４０を示し、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は側面
図、図６（ｃ）は斜視図、図６（ｄ）は平面コイル部の
拡大平面図である。

【００２８】これらの図において、平面コイル４１は、
フレキシブル基板（フレキシブルプリント回路板、ＦＰ
Ｃ）４２の表面上に、中央のコイル電極４３から周辺の
コイル電極４４まで渦巻き状に配置されている。フレキ
シブル基板４２としては、極めて薄いポリエステルフィ
ルムやポリイミドフィルム等を用いる。このフレキシブ
ル基板４２上に銅箔を渦巻き状のパターンエッチングし
て形成する。あるいは、フレキシブル基板４２上に、ア
ルミニウムや銅を蒸着により導電層を形成する。この平
面コイル４１は、その線幅を５０〜１００μｍ、ピッチ
を１００〜２００μｍ程度とする。この面が検知コイル
面となる。なお、細い銅線を渦巻き状に巻いてプリント
基板２２上に配置し、これを平面コイル４１としてもよ
い。

【００２９】フレキシブル基板４２の一端は、コンデン
サＣ₁、Ｃ₂、トランジスタＱ、抵抗Ｒを実装したプリン
ト基板４５に接続している。プリント基板４５の上部に
は、接続端子を有するコネクタ４６が固定されている。
コネクタ４６には、電圧Ｖの電源と接続され、外部に検
知信号を出力するための電極４７が配設されている。

【００３０】平面コイル４１の上面は、図６（ｂ）に示
すように、保護層４８で覆われている。保護層４８は例
えば絶縁性樹脂等のレジストやポリイミド、ポリカーボ
ネート、アラミド、ポリエチレンテレフタレート等のう
ち何れかのフィルムで形成されて、平面コイル４１の表
面を絶縁被覆している。

【００３１】フレキシブル基板４２の裏面側には、両面
接着テープ等から成る接着層４９が設けてある。この接
着層４９を現像装置２０の筺体２１に所定位置に接着す
ることにより、平面コイル４１を有するトナー濃度検出
装置４０が固定される。

【００３２】図７（ａ）は、トナー濃度検出装置４０の
平面コイル４１を現像装置２０の筺体２１の外壁面に設
置した第一の実施の形態を示す断面図である。この実施
の形態では、筺体２１の底部外壁の一部を薄肉に削設し
た外壁取付面２１Ｅに形成し、この外壁取付面２１Ｅに
平面コイル４１を有するフレキシブル基板４２を両面接
着テープ等から成る接着層４９により接着した。なお、
接着層４９に面して平面コイル４１を設け、最外層にフ
レキシブル基板４２を配置することにより、保護層を不
要にすることも可能である。

【００３３】図７（ｂ）は、平面コイル４１の取り付け
部と撹拌スクリュー２８との詳細を示す拡大断面図であ
る。

【００３４】フレキシブル基板４２を接着する外壁取付
面２１Ｅは、現像装置２０内で回転する撹拌スクリュー
２８の外周軌跡からほぼ等距離になるように溝状に薄肉
にして、円筒面状に形成されている。従って、この外壁
取付面２１Ｅに密着させて取り付けられた平面コイル４
１の面から撹拌スクリュー２８の外周軌跡までの距離ｄ
１はほぼ等間隔となる。

【００３５】また、外壁取付面２１Ｅは、筺体２１の強
度の許容される限度内で、溝状に薄肉に形成されている
から、平面コイル４１の面から撹拌スクリュー２８の外
周軌跡までの距離ｄ１は短距離に設定される。このよう
に、円筒面状の外壁取付面２１Ｅに密着して取り付けら
れた平面コイル４１の曲面から撹拌スクリュー２８の外
周軌跡までの距離ｄは、等間隔でかつ近距離に設置され
ているから、撹拌スクリュー２８の回転時のトナー濃度
検知レベルを充分高くすることができる。

【００３６】次に、本発明による第２の実施の形態につ
いて説明する。

【００３７】図８（ａ）は、トナー濃度検出装置４０の
平面コイル４１を現像装置２０の筺体２１の内周面２１
Ｂ側に設置した第二の実施の形態を示す断面図である。
図８（ｂ）は、筺体２１の部分斜視図である。

【００３８】この実施の形態では、筺体２１の底部の内
周面２１Ｆの一部を溝状に薄肉に削設した内壁取付面２
１Ｇに形成し、この内壁取付面２１Ｇに平面コイル４１
を有するフレキシブル基板４２を両面接着テープ等から
成る接着層４９により接着した。

【００３９】図８（ｃ）は、平面コイル４１の取り付け
部と撹拌スクリュー２８との詳細を示す拡大断面図であ
る。

【００４０】フレキシブル基板４２を接着する内壁取付
面２１Ｇは、現像装置２０内で回転する撹拌スクリュー
２８の外周軌跡から等距離になるように、円筒面状に形
成されている。従って、この外壁取付面２１Ｇに密着さ
せて取り付けられた平面コイル４１の面から撹拌スクリ
ュー２８の外周軌跡までの距離ｄ２は等間隔となる。

【００４１】また、平面コイル４１の上面は、筺体２１
の内周面２１Ｆと同一面、または内周面２１Ｆより僅か
突出して設定することにより、平面コイル４１の上面か
ら撹拌スクリュー２８の外周軌跡までの距離ｄ２は、ｄ
１よりさらに短距離に設定される。このように、円筒面
状の内壁取付面２１Ｇに密着して取り付けられた平面コ
イル４１の曲面から撹拌スクリュー２８の外周軌跡まで
の距離ｄ２は、等間隔でかつ至近距離に設置されている
から、撹拌スクリュー２８の回転時のトナー濃度検知レ
ベルを充分高くすることができる。さらに、平面コイル
４１の上面を筺体２１の内周面２１Ｆとほぼ同一面に設
置することにより、現像剤の流れが妨げられず、平面コ
イル４１の面に現像剤が滞留することがなくなり、検出
感度が向上する。

【００４２】図９（ａ）はトナー濃度検出装置の他の実
施の形態を示す斜視図、図９（ｂ）はそのＡ矢視平面
図、図９（ｃ）は断面図である。図１０は、平面コイル
を含んだ発振回路の回路図である。

【００４３】この実施の形態のトナー濃度検出装置５０
は、１枚のフレキシブル基板５２の表裏両面に平面コイ
ル５１Ａ，５１Ｂを形成したものである。図９（ａ），
（ｂ）において、説明上、１枚のフレキシブル基板５２
を二分割して図示した。

【００４４】フレキシブル基板５２の表面側（オモテ
面）に、Ａ矢示の反時計方向に渦巻き状のパターンを有
する平面コイル５１Ａを形成した。フレキシブル基板５
２の裏面側（ウラ面）には、Ａ矢示の反時計方向に渦巻
き状のパターンを有する平面コイル５１Ｂ（破線で示
す）を形成した。図９において、中央のコイル電極５
３、周辺のコイル電極５４Ａ，５４Ｂは、平面コイル５
１Ａ，５１Ｂの端部の電極（端子）であり、図１０の発
振回路中の端子位置に対応している。

【００４５】これらの図に示すように、２個の平面コイ
ル５１Ａ，５１Ｂは同一のフレキシブル基板５２の表裏
面上に配置され、電極５３，５４Ａ，５４Ｂにより接続
され、電気的に直列に接続したものを、トナー濃度検出
部としている。その際に、表裏面で垂直投影方向で重な
り合う平面コイル５１Ａ，５１Ｂが発生する磁束の方向
が互いに矢示の同一方向になるようにしてある。このよ
うに検出コイルのインダクタンスは、複数の平面コイル
５１Ａ，５１Ｂを直列接続することにより、前記の単体
の平面コイル４１より大きくできるから、検知レベルが
向上する。

【００４６】図１１（ａ）はトナー濃度検出装置のさら
に他の実施の形態を示す分解斜視図、図１１（ｂ）はそ
の分解断面図である。

【００４７】この実施の形態のトナー濃度検出装置６０
は、１枚目のフレキシブル基板６２の表裏両面に平面コ
イル６１Ａ，６１Ｂを形成し、２枚目のフレキシブル基
板６５の表裏両面に平面コイル６１Ｃ，６１Ｄを形成し
たものである。図１１（ａ）において、説明上、図９と
同様にフレキシブル基板６２，６５を二分割して図示し
た。１枚目のフレキシブル基板６２と２枚目のフレキシ
ブル基板６５とは、図９と同様のパターン形状を有する
平面コイルが形成されている。

【００４８】図１１において、１枚目のフレキシブル基
板６２上の中央のコイル電極６３Ａ、周辺のコイル電極
６４Ａ，６４Ｂは、平面コイル６１Ａ，６１Ｂの端部の
電極（端子）である。２枚目のフレキシブル基板６５上
の中央のコイル電極６３Ｂ、周辺のコイル電極６４Ｃ，
６４Ｄは、平面コイル６１Ｃ，６１Ｄの端部の電極（端
子）である。

【００４９】これらの図に示すように、２枚のフレキシ
ブル基板６２上に形成された４個の平面コイル６１Ａ，
６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄは電極６３Ａ，６３Ｂ，６４
Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄにより接続され、電気的に
直列に接続したものを、トナー濃度検出部としている。
その際に、表裏面で垂直投影方向で重なり合う平面コイ
ル６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄの電流の方向が互い
に小矢示の同一方向になるようにしてある。電流方向を
小矢示方向にすると、アンペアの右ネジの法則により、
これらの平面コイルが発生する磁束（強力線）の方向は
大矢示の通りになる。このように検出コイルのインダク
タンスは、４個の平面コイル６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，
６１Ｄを直列接続することにより、前記の単体の平面コ
イル５１Ａ，５１Ｂより大きくできるから、検知レベル
が向上する。

【００５０】図１２（ａ）はトナー濃度検出装置のさら
に他の実施の形態を示す分解斜視図、図１２（ｂ）はそ
の分解断面図、図１２（ｃ）は積層状態の断面図であ
る。

【００５１】この実施の形態のトナー濃度検出装置７０
は、図６に示したような片面に平面コイルを形成したフ
レキシブル基板を複数枚、例えば３枚積層して接続した
ものである。

【００５２】１枚目のフレキシブル基板７２の片面に平
面コイル７１Ａと中央のコイル電極７３Ａと周辺のコイ
ル電極７４Ａを形成し、２枚目のフレキシブル基板７５
の片面に平面コイル７１Ｂと中央のコイル電極７３Ｂと
周辺のコイル電極７４Ｂを形成し、３枚目のフレキシブ
ル基板７６の片面に平面コイル７１Ｃと中央のコイル電
極７３Ｃと周辺のコイル電極７４Ｃを形成する。

【００５３】これらの平面コイル７１Ａ，７１Ｂ，７１
Ｃ、中央のコイル電極７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ、周辺の
コイル電極７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃを図示のように電気
的に直列に接続したものを、トナー濃度検出部としてい
る。その際に、垂直投影方向で重なり合う平面コイル７
１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃが発生する磁束の方向が互いに矢
示の同一方向になるようにしてある。このように検出コ
イルのインダクタンスは、３個の平面コイル７１Ａ，７
１Ｂ，７１Ｃを直列接続することにより、前記の単体の
平面コイル４１Ａより大きくできるから、検知レベルが
向上する。

【００５４】なお、平面コイルを形成したフレキシブル
基板の枚数は、図示の３枚構成に限定されるものではな
い。

【００５５】図１３（ａ）はトナー濃度検出装置のさら
に他の実施の形態を示す分解斜視図、図１３（ｂ）はそ
の分解断面図、図１３（ｃ）は積層状態の断面図であ
る。

【００５６】この実施の形態のトナー濃度検出装置７０
は、図６に示したような片面に平面コイルを形成した複
数枚のフレキシブル基板を、中間の接続用フレキシブル
基板を介して積層して接続したものである。

【００５７】１枚目のフレキシブル基板８２の片面に平
面コイル８１Ａと中央のコイル電極８３Ａと周辺のコイ
ル電極８４Ａを形成し、２枚目のフレキシブル基板８５
の片面に平面コイル８１Ｂと中央のコイル電極８３Ｂと
周辺のコイル電極８４Ｂを形成し、中間の接続用フレキ
シブル基板８６の片面に接続用のプリント配線８６Ａと
中央のコイル電極８３Ｃと周辺のコイル電極８４Ｃを形
成する。

【００５８】これらの平面コイル８１Ａ，８１Ｂ、中央
のコイル電極８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ、周辺のコイル電
極８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ及び接続用のプリント配線８
６Ａを図示のように電気的に直列に接続したものを、ト
ナー濃度検出部とする。その際に、垂直投影方向で重な
り合う平面コイル８１Ａ，８１Ｂが発生する磁束の方向
が互いに矢示の同一方向になるようにしてある。このよ
うに検出コイルのインダクタンスは、２個の平面コイル
８１Ａ，８１Ｂを直列接続することにより、前記の単体
の平面コイル４１Ａより大きくできるから、検知レベル
が向上する。

【００５９】なお、平面コイルを形成したフレキシブル
基板の枚数は、図示の２枚構成に限定されるものではな
い。

【００６０】また、両面に平面コイルを形成したフレキ
シブル基板５２と、片面に平面コイルを形成したフレキ
シブル基板７２とを併用して積層した構成にすることも
可能である。

【００６１】一般に、磁束は平面コイル面に近い所に集
中する。トナー濃度検出は、現像剤中のインダクタンス
変化を検出するものであるから、従って検出範囲も平面
コイル面に近い領域に限定される。図７及び図８におい
て、平面コイル４１の上面から撹拌スクリュー２８の外
周軌跡までの距離ｄ２またはｄ１は、磁束の密集する
０．０５〜２．０ｍｍの範囲、好ましくは０．３〜１．
０ｍｍの範囲にに設定することが好ましい。この距離を
確保するためには、図８に示すように、平面コイル４１
を筺体２１の内面側に設置した構成が適している。

【００６２】距離ｄ２またはｄ１が０．３ｍｍ以下であ
ると、撹拌スクリュー２８による現像剤撹拌の影響を受
けて、トナー濃度検知面がダメージを受けやすくなり、
耐久性に難がある。また、距離ｄ２またはｄ１が、１．
０ｍｍ以上であると、透磁率が低下し、検出感度が不充
分となる。

【００６３】本発明の複数の平面コイルを直列接続した
ものであっても、距離ｄの増加とともに感度が急速に減
少し、撹拌スクリュー２８の外周面から３ｍｍ以上離せ
ば、検出不能となる。

【００６４】再び図８（Ｃ）の拡大断面図に示すよう
に、筐体２１の一部に凹部を形成し、この凹部にトナー
濃度検出装置４０を配設する構成によれば、ＬＣ発振回
路のインダクタンスコイルＬを有する渦巻き状の平面コ
イル４１をフレキシブル基板４２上に配置することによ
り、現像装置２０内の現像剤の流れを妨げることはな
く、平面コイル４１と撹拌スクリュー２８とを十分に近
接させることが出来、トナー濃度の検出感度が向上す
る。

【００６５】また、図７、図８に示すように、インダク
タンスＬを有する平面コイル４１と、コンデンサＣ₁、
Ｃ₂、トランジスタＱ、抵抗Ｒで構成された回路部品を
実装したプリント基板４５とを分離し、これらをフレキ
シブル基板４２により電気的に接続する構成にすること
により、検知部が小型化され、回路部品の配置の自由度
が増し、組み立ても容易になる。特に、小型の画像形成
装置、或いは複数の現像装置を有するカラー画像形成装
置では、スペース面等で有利となる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の本発明
に係る現像装置のトナー濃度検出装置によれば、検知用
コイルは渦巻き状に配置した平面コイルであり、少なく
とも検知用コイルを形成する基板がフレキシブル基板で
あるから、現像装置の筺体の外壁面または内壁面に容易
に湾曲させて取り付けることができる。

【００６７】請求項２の本発明に係る現像装置のトナー
濃度検出装置によれば、検知用コイルは、フレキシブル
基板上に渦巻き状に配置した複数の平面コイルを、絶縁
層を介して積層状に配置し、平面コイルを直列に接続
し、且つ、積層された複数の平面コイルの作る磁束の方
向が同一にしたことにより、検知レベルを著しく向上さ
せることができる。

【００６８】請求項８の本発明に係る現像装置のトナー
濃度検出装置によれば、検知用コイルはフレキシブル基
板上に渦巻き状に配置した平面コイルであり、検知用コ
イルのコイル面が、現像装置内で回転する現像剤撹拌部
材の外周軌跡から等距離になるように、現像装置の筺体
の外面に密着させて取り付けられたことにより、平面コ
イルの筺体への取り付けが容易かつ迅速になるととも
に、検知用コイルのコイル面が現像剤撹拌部材と等距離
に配置されるから、検出感度が向上する。

【００６９】請求項９の本発明に係る現像装置のトナー
濃度検出装置によれば、検知用コイルはフレキシブル基
板上に渦巻き状に配置した平面コイルであり、検知用コ
イルのコイル面が、現像装置内で回転する現像剤撹拌部
材の外周軌跡から等距離になるように、現像装置の筺体
の内面と同一面、または筺体の内面から突出した状態に
密着させて取り付けられたことにより、取り付けられた
平面コイルの面を撹拌スクリューの回転軌跡に近接させ
等間隔に設置することができるから、検知精度が著しく
向上する。

【００７０】また、検知用コイルを現像装置の筺体の現
像剤撹拌部に近接させて設置し、回路部品を現像装置筺
体の任意位置に固定し、これらを検知用コイルを設けた
フレキシブル基板により電気的に接続することにより、
小型化と組み立ての容易化が可能になる。特に、小型の
画像形成装置、或いは複数の現像装置を有するカラー画
像形成装置では、スペース面等で有利となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の画像形成部の断面構成図。

【図２】現像装置の構成を示す縦断面図。

【図３】現像装置のＡ−Ａ断面図。

【図４】現像装置の斜視図。

【図５】トナー濃度検出装置の共振回路の一例を示す回
路図。

【図６】トナー濃度検出装置の平面図、側面図、斜視
図、及び平面コイルの拡大平面図。

【図７】トナー濃度検出装置の第一の実施の形態を示す
断面図、及び拡大断面図。

【図８】トナー濃度検出装置の第二の実施の形態を示す
断面図、筺体の部分斜視図、及びトナー濃度検出装置の
拡大断面図。

【図９】トナー濃度検出装置の他の実施の形態を示す斜
視図、Ａ矢視平面図、及び断面図。

【図１０】平面コイルを含んだ発振回路の回路図。

【図１１】トナー濃度検出装置のさらに他の実施の形態
を示す分解斜視図、及び分解断面図。

【図１２】トナー濃度検出装置のさらに他の実施の形態
を示す分解斜視図、分解断面図、及び積層状態の断面
図。

【図１３】トナー濃度検出装置のさらに他の実施の形態
を示す分解斜視図、分解断面図、及び積層状態の断面
図。

【符号の説明】

２０現像装置２１筺体（現像器ハウジング）２１Ｅ外壁取付面２１Ｇ内壁取付面２７，２８現像剤撹拌部材（現像剤撹拌スクリュー、
撹拌スクリュー）４０，５０，６０，７０，８０トナー濃度検出装置４１，５１（Ａ，Ｂ），６１（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）平面
コイル７１（Ａ，Ｂ，Ｃ），８１（Ａ，Ｂ）平面コイル４２，５２，６２，６５，７２，７５，７６，８２，８
５フレキシブル基板４３，５３，６３（Ａ，Ｂ），７３（Ａ，Ｂ，Ｃ），８
３（Ａ，Ｂ，Ｃ）中央のコイル電極（端子）４４，５４（Ａ，Ｂ），６４（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ），７４
（Ａ，Ｂ，Ｃ），８４（Ａ，Ｂ，Ｃ）周辺のコイル電
極（端子）４５プリント基板４８，６８（Ａ，Ｂ，Ｃ）保護層８６接続用のフレキシブル基板８６Ａ接続用のプリント配線ｄ１，ｄ２距離

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検知用コイルのインダクタンスと、コン
デンサのキャパシタンスとによる共振回路の周波数変化
によって、現像装置内に収容された現像剤中のトナー成
分の濃度を検出する現像装置のトナー濃度検出装置にお
いて、前記検知用コイルは、渦巻き状に配置した平面コ
イルであり、少なくとも検知用コイルを形成する基板が
フレキシブル基板であることを特徴とする現像装置のト
ナー濃度検出装置。
【請求項２】検知用コイルのインダクタンスと、コン
デンサのキャパシタンスとによる共振回路の周波数変化
によって、現像装置内に収容された現像剤中のトナー成
分の濃度を検出する現像装置のトナー濃度検出装置にお
いて、前記検知用コイルは、フレキシブル基板上に渦巻
き状に配置した複数の平面コイルを、絶縁層を介して積
層状に配置し、前記平面コイルを直列に接続し、且つ、
積層された複数の平面コイルの作る磁束の方向を同一に
したことを特徴とする現像装置のトナー濃度検出装置。
【請求項３】前記検知用コイルは、フレキシブル基板
上の両面に形成されていることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の現像装置のトナー濃度検出装置。
【請求項４】前記検知用コイルは、フレキシブル基板
上の片面に形成され、該フレキシブル基板を積層状に多
数枚配置したことを特徴とする請求項１または２に記載
の現像装置のトナー濃度検出装置。
【請求項５】少なくとも前記検知用コイルの片面に接
着層を形成したことを特徴とする請求項１ないし４の何
れか１項に記載の現像装置のトナー濃度検出装置。
【請求項６】前記平面コイルの表面に保護層を形成し
たことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置
のトナー濃度検出装置。
【請求項７】前記保護層は、ポリイミド、ポリカーボ
ネート、アラミド、ポリエチレンテレフタレートの何れ
かであることを特徴とする請求項６に記載の現像装置の
トナー濃度検出装置。
【請求項８】検知用コイルのインダクタンスと、コン
デンサのキャパシタンスとによる共振回路の周波数変化
によって、現像装置内に収容された現像剤中のトナー成
分の濃度を検出する現像装置のトナー濃度検出装置にお
いて、前記検知用コイルはフレキシブル基板上に渦巻き
状に配置した平面コイルであり、前記検知用コイルのコ
イル面が、前記現像装置内で回転する現像剤撹拌部材の
外周軌跡からほぼ等距離になるように、現像装置の筺体
の外面に密着させて取り付けられたことを特徴とする現
像装置のトナー濃度検出装置。
【請求項９】検知用コイルのインダクタンスと、コン
デンサのキャパシタンスとによる共振回路の周波数変化
によって、現像装置内に収容された現像剤中のトナー成
分の濃度を検出する現像装置のトナー濃度検出装置にお
いて、前記検知用コイルはフレキシブル基板上に渦巻き
状に配置した平面コイルであり、前記検知用コイルのコ
イル面が、前記現像装置内で回転する現像剤撹拌部材の
外周軌跡からほぼ等距離になるように、現像装置の筺体
の内面と同一面、または筺体の内面から突出した状態に
密着させて取り付けられたことを特徴とする現像装置の
トナー濃度検出装置。
【請求項１０】前記検知用コイルの表面と、前記現像
剤撹拌部材の外周軌跡との距離を、０．３〜１．０ｍｍ
に設定したことを特徴とする請求項８または９に記載の
現像装置のトナー濃度検出装置。
【請求項１１】前記現像剤攪拌部材は、搬送スクリュ
ーであることを特徴とする請求項８ないし１０の何れか
１項に記載の現像装置のトナー濃度検出装置。