JP5424912B2

JP5424912B2 - 画像形成装置

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Application number: JP2010014702A
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Inventors: 威裕小島
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Publication date: 2014-02-26
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Also published as: JP2011154124A

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関し、特に、現像剤として二成分現像剤を用いる画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置が有する現像装置には、現像剤としてトナー粒子（トナー）とキャリア粒子（キャリア）とを主成分とした二成分現像剤を用いるものがある。特に、フルカラーやマルチカラー画像を形成する画像形成装置においては、画像の色味が良好であるなどの観点から、二成分現像剤が広く使用されている。

二成分現像剤のトナー濃度（即ち、キャリア及びトナーの合計重量（Ｄ）に対するトナーの重量（Ｔ）の割合であるＴ／Ｄ比、或いはその重量百分率表示であるＴ／Ｄ（ｗｔ％）。以下、単に「Ｔ／Ｄ」ともいう。）は、画像品質を安定化させる上で重要な要素である。二成分現像剤中のトナーは現像時に消費され、その結果Ｔ／Ｄは変化する。そのため、トナー自動補給装置（ＡＴＲ）により、適時、Ｔ／Ｄを検知し、その変化に応じてトナー補給を行い、Ｔ／Ｄを常に一定に制御して、画像の品位を保持することが行われる。

このように二成分現像剤に補給するトナーの量を制御するために、現像装置内の二成分現像剤のＴ／Ｄの検知方式やトナー補給制御方式として、様々な方式が提案され、又実用化されている。それらの中には、例えば、次のようなものがある。

（ａ）反射率検知方式
現像剤担持体或いは現像装置の現像剤搬送経路に近接して光学センサを設ける。そして、現像剤担持体上に搬送された現像剤、或いは現像装置の現像剤搬送経路内の現像剤に光を当てたときの反射率がＴ／Ｄにより異なることを利用して、Ｔ／Ｄを検知し、これを制御する。

（ｂ）インダクタンス検知方式
現像装置の側壁に、磁性キャリアと非磁性トナーとの混合比率による見かけの透磁率を検知して電気信号に変換するインダクタンス検知手段としてのインダクタンスセンサ（インダクタンスヘッド）を設置する。そして、このインダクタンスセンサからの検出信号によって現像装置内の現像剤の実際のＴ／Ｄを検知し、基準値との比較によりトナーを補給する。

（ｃ）パッチ画像検知方式
像担持体上に形成したパッチ画像の濃度を、その表面に対向した位置に設けた光源及びその反射光を受けるセンサにより読みとり、アナログ−ディジタル変換器でディジタル信号に変換した後にＣＰＵに送る。そして、ＣＰＵでこのパッチ画像の濃度を初期設定値と比較し、初期設定値より濃度が高い場合、初期設定値に戻るまでトナー補給を停止し、初期設定値より濃度が低い場合、初期設定値に戻るまで強制的にトナーを補給する。その結果、Ｔ／Ｄを間接的に所望の値に維持する。

上記（ａ）の反射率検知方式は、トナー飛散などにより検知手段が汚れてしまった場合に正確にＴ／Ｄを検知できないなどの問題がある。

又、上記（ｃ）のパッチ画像検知方式は、画像形成装置の小型化に伴い、パッチ画像を形成するスペースや検知手段を設置するスペースが確保できないなどの問題がある。

これに対し、上記（ｂ）のインダクタンス検知方式は、インダクタンスセンサ単体のコストも安価であることに加え、上述のようなスペースの問題、トナー飛散による汚れの問題の影響を受けない。そのため、低コスト、小スペースの画像形成装置において、最適な方式といえる。

インダクタンス検知方式のトナー自動補給装置（インダクタンス検知ＡＴＲ）では、次のような制御に基づき、Ｔ／Ｄを制御する。例えば、現像剤の見かけの透磁率が大きいと検知された場合、一定体積内で現像剤中のキャリアが占める割合が多くなり、Ｔ／Ｄが低くなったことを意味するので、トナー補給を開始する。逆に、見かけの透磁率が小さくなった場合、一定体積内で現像剤中のキャリアが占める割合が少なくなり、Ｔ／Ｄが高くなったことを意味するので、トナー補給を停止する。

インダクタンス検知ＡＴＲでは、インダクタンスセンサによる現像装置内の二成分現像剤のＴ／Ｄの検知を正確に行う必要がある。インダクタンスセンサは現像装置内のキャリアの透磁率を検出する。そのため、画像形成装置の動作開始の前後、長期の使用、或いは周辺環境の変化による、現像剤の嵩密度変化が、インダクタンスセンサの誤検知につながる。そのため、現像剤の嵩密度変化を抑える技術、嵩密度変化に合わせて検出信号を補正する技術が提案されている。

一方、特許文献１は、透磁率を検知するトナー濃度センサは、画像形成枚数の増加に従って個々の特性に応じて検知感度が変化するため、各トナー濃度センサ特有のテーブルを用いて制御電圧の調整値を補正することを開示する。

特開２００６−１０７４９号公報

従来、インダクタンス検知ＡＴＲを採用した画像形成装置では、インダクタンスセンサは、現像装置に直接設置される。そのため、インダクタンスセンサは、現像装置の寿命や故障の際には、現像装置とともに交換される。そのため、現像装置のコストの低減による画像形成装置のランニングコストの低減を阻害する要因の一つになる。

インダクタンスセンサは、インダクタンス検知部（センサヘッド）にコイルを有し、本体部に信号増幅回路を有するものであって、断線などの故障がない限り相当長期にわたり使用することが可能である。従って、現像装置が画像形成装置から取り外しできる場合において、画像形成装置本体にインダクタンスセンサを持たせることにより、現像装置の価格の低減が可能となる。

このように画像形成装置本体にインダクタンスセンサを持たせる場合、その検知部の検知面と二成分現像剤との間の距離を保障するために、例えば、現像装置の現像容器の外側に検知面と接触して当該距離を保障する基準面を設けることが考えられる。

しかしながら、検知面が基準面に対して正確に装着されない場合や、検知面と基準面との間に付着物が存在する可能性があるため、検知面から二成分現像剤までの距離を一定に保障することは非常に難しい。そして、インダクタンスセンサは、その性質上、検知面と二成分現像剤との間の距離の微小なずれが、検知精度に大きく影響する。

そのため、上述のように、従来、インダクタンス検知ＡＴＲを採用した画像形成装置では、検知面と二成分現像剤との距離を保障するために、インダクタンスセンサは、現像装置に固定されている。

尚、現像装置が単体で画像形成装置本体から取り外しできる場合に限らず、現像装置と他の手段とを有するカートリッジが画像形成装置本体から取り外しできる場合も、インダクタンスセンサがカートリッジに直接設置されることによる同様の課題がある。

又、インダクタンスセンサが現像装置に対して着脱可能な場合に限らず、例えば、インダクタンスセンサの検知面から二成分現像剤までの距離が装置の個体差で異なるような場合に、インダクタンスセンサの検出感度を補正できれば好都合である。

従って、本発明の目的は、現像装置内の二成分現像剤とインダクタンスセンサの検知部との距離が異なる場合でも、現像装置内の二成分現像剤のトナー濃度を正確に検知することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明によれば、潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、制御電圧が入力されることで前記現像装置内の現像剤のトナー濃度に応じた信号を出力するセンサと、前記現像装置内の現像剤のトナー濃度に関する情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記トナー濃度に関する情報、及び異なる複数の前記制御電圧を前記センサに印加したときにそれぞれ出力される前記センサの出力値に基いて、前記現像装置内の現像剤のトナー濃度に対する前記センサの出力特性を補正する補正手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、現像装置内の二成分現像剤とインダクタンスセンサの検知部との距離が異なる場合でも、現像装置内の二成分現像剤のトナー濃度を正確に検知することができる。

Ｔ／Ｄを一定としたときのインダクタンスセンサの制御電圧と検出電圧との関係を示すグラフ図である。インダクタンスセンサの制御電圧を一定としたときのＴ／Ｄと制御電圧との関係を示すグラフ図である。Ｔ／Ｄを一定とし、インダクタンスセンサの制御電圧を一定としたときのセンサギャップと制御電圧との関係を示すグラフ図である。センサギャップを変化させたときのＴ／Ｄとインダクタンスセンサの検出電圧との関係を示すグラフ図である。Ｔ／Ｄを変化させたときの、各Ｔ／Ｄにおけるインダクタンスセンサの制御電圧と検出電圧との関係を示すグラフ図である。センサギャップを変化させたときの、Ｔ／Ｄ変化に対する、インダクタンスセンサの入出力特性曲線の傾きの変化を示すグラフ図である。インダクタンスセンサの検出感度を補正するための検出感度補正テーブルを説明するための説明図である。本発明を適用し得る画像形成装置の一例の概略断面図である。本発明を適用し得る画像形成が備える現像装置の一例の概略平面図である。本発明を適用し得る画像形成装置が備える現像装置の一例の初期状態における概略平面図である。本発明を適用し得る画像形成装置が備える現像装置の一例の初期状態における概略断面図である。インダクタンスセンサの基本検出感度を示すグラフ図である。本発明に従う画像形成装置の初期立ち上げ時におけるインダクタンスセンサの検出感度の決定の過程を示すフロー図である。本発明に従う現像装置の脱着操作時のインダクタンスセンサの検出感度の決定の過程を示すフロー図である。本発明に従うインダクタンス検知ＡＴＲの概略制御態様を示すブロック図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
１．画像形成装置の全体構成及び動作
先ず、図８を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成及び動作について説明する。本実施例の画像形成装置Ａは、電子写真方式を利用してフルカラー画像を形成することのできる、複写機能、プリンタ機能、ＦＡＸ機能を併せ持つ複合機である。

画像形成装置Ａは、像形成手段として４個の画像形成部（画像形成ステーション）Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。４個の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、中間転写体としての中間転写ベルト７の図中矢印Ｒ７で示す画像被転写面の移動方向に沿って上流側から下流側に直列に配設されている。

各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、この順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する画像形成部である。本実施例では、各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。従って、以下、各色用に設けられた要素については、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、総括的に説明する。

画像形成部Ｓは、像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を有する。感光ドラム１は、図示矢印Ｒ１方向（時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配設されている。先ず、一次帯電手段としての一次帯電器２である。次に、露光手段としての露光装置３である。次に、現像手段としての現像装置１００である。次に、一次転写手段としての一次転写ローラ５である。次に、二次帯電手段（帯電補助手段）としての二次帯電器６である。

又、各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向して、中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト７が配設されている。中間転写ベルト７は、一次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、二次転写対向ローラ８、テンションローラ１７、１８に掛け渡されている。又、中間転写ベルト７は、その内周面（裏面）側から一次転写ローラ５によって押圧されており、その表面が感光ドラム１に当接している。これにより、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと中間転写ベルト７との間には、一次転写ニップ（一次転写部）Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄが形成されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラも兼ねる二次転写対向ローラ８が図示矢印Ｒ８方向に回転駆動されることによって、図示矢印Ｒ７方向に回転（周回移動）する。中間転写ベルト７の回転速度（周速度）は、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの回転速度（周速度）とほぼ同じに設定されている。

中間転写ベルト７の外周面（表面）側の二次転写対向ローラ８に対応する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配設されている。二次転写ローラ９は、二次転写対向ローラ８との間に中間転写ベルト７を挟持しており、二次転写ローラ９と中間転写ベルト７との間には、二次転写ニップ（二次転写部）Ｔ２が形成されている。又、中間転写ベルト７の外周面（表面）側のテンションローラ１７に対応する位置には、中間転写体クリーナとしてのベルトクリーナ１１が配設されている。ベルトクリーナ１１は、中間転写ベルト７に当接されている。

画像形成に供される転写材Ｐは、カセット１０に積載された状態で収納されている。この転写材Ｐは、供給ローラ、搬送ローラ、レジストローラなどを有する給搬送装置（図示せず）によって、二次転写ニップＴ２に供給される。

転写材Ｐの搬送方向において二次転写ニップＴ２の下流側には、定着手段としての定着装置１３が配設されている。定着装置１３は、定着ローラ１４と、これに加圧された加圧ローラ１５とを有する。転写材Ｐの搬送方向において定着装置１３の下流側には、転写材Ｐの排出トレイ（図示せず）が配設されている。

本実施例では、一次帯電器２と露光装置３とによって、感光ドラム１に静電像を形成する静電像形成手段が構成される。

フルカラー画像の形成を例として画像形成動作について説明する。先ず、画像形成装置Ａが有するかこれに接続された原稿読み取り装置（図示せず）によって原稿が読み取られると、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの成分の画像信号が決定される。続いて、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、駆動モータによって図示矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動され、一次帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄによって所定の極性・電位に一様に帯電させられる。帯電した感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによって画像情報に基づく露光が行われ、露光部分の電荷が除去されて、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに各色の画像の静電潜像（静電像）が形成される。

各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上の静電潜像は、各現像装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄによって、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像として現像される。各現像装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄは、現像剤担持体としての現像スリーブ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄによって現像剤を搬送して、静電潜像にトナーを供給する。

各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成された４色のトナー像は、各一次転写ニップＴ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄにおいて、各一次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの作用により、中間転写ベルト７上に順次に転写（一次転写）される。こうして、４色のトナー像が中間転写ベルト７上で重ね合わされる。

中間転写ベルト７上で重ね合わされた４色のトナー像は、二次転写ニップＴ２において、二次転写ローラ９の作用により、転写材Ｐに一括して転写（二次転写）される。カセット１０から給搬送装置によって搬送された転写材Ｐは、レジストローラによって中間転写ベルト７上のトナー像にタイミングを合わせるようにして二次転写ニップＴ２に供給される。

一次転写時に中間転写ベルト７に転写されないで各感光ドラム１上に残ったトナー、及び二次転写時に転写材Ｐに転写されないで中間転写ベルト７上に残り感光ドラム１に逆転写されたトナーは、各二次帯電器６により帯電電荷が与えられる。そして、このトナーは、一次帯電器２を通過した後、各現像スリーブ１０２により各現像装置１００に回収され、再利用される。

一方、４色のトナー像が二次転写された転写材Ｐは、定着装置１３に搬送され、ここで加熱・加圧されて、その表面にトナー像が定着される。トナー像が定着された後の転写材Ｐは、排紙トレイ上に排出される。以上で、１枚の転写材Ｐの片面（表面）に対するフルカラー画像の形成が終了する。

２．現像装置
次に、本実施例における現像装置１００について更に説明する。図９は、現像装置１００を上方から見た様子を示す。

現像装置１００は、現像剤収容部である現像容器１０１を有する。現像容器１０１の感光ドラム１に対向する位置には開口部が設けられており、この開口部に現像剤担持体として非磁性の現像スリーブ１０２が設けられている。現像容器１０１の内部は、仕切り壁１０３によって、現像室１０１Ａと、攪拌室１０１Ｂとに区画されている。現像室１０１Ａには、現像スリーブ１０２に最も近接した第１の現像剤搬送部材としての第１のスクリュー１０４Ａが配置されている。又、攪拌室１０１Ｂには、第１のスクリュー１０４Ａと平行に配置された第２の現像剤搬送部材としての第２のスクリュー１０４Ｂが配置されている。第１のスクリュー１０４Ａと第２のスクリュー１０４Ｂは、長手方向においてそれぞれ逆方向に現像剤を搬送する。攪拌室１０１Ｂから現像室１０１Ａへの現像剤の受け渡しは、第１の連通部１０７ＢＡを介して行われ、現像室１０１Ａから攪拌室１０１Ｂへの現像剤の受け渡しは、第２の連通部１０７ＡＢを介して行われる。これにより、現像剤は、現像容器１０１内で現像室１０１Ａと攪拌室１０１Ｂとを循環する。

現像室１０１Ａ及び攪拌室１０１Ｂ内には、現像剤として、主にトナー（非磁性トナー粒子）とキャリア（磁性キャリア粒子）とが混合された二成分現像剤が収容される。攪拌室１０１Ｂにおける現像剤の搬送方向の上流側の上方には、トナー補給機構１０５が形成されている。補給現像剤収容部としてのトナーボトル（図示せず）に収容されたトナーは、トナー搬送経路（図示せず）を通じてトナー補給機構１０５まで搬送され、トナー補給口１０６を通過して攪拌室１０１Ｂ内に落下して補給される。本実施例では、画像形成装置Ａは、制御電圧が入力されることで現像装置内のトナー濃度に応じた信号を出力するセンサとしてインダクタンスセンサ２０を有し、インダクタンス検知ＡＴＲによって、現像装置内の二成分現像剤にトナーが補給される。

図１０は、初期状態における現像装置１００を上方から見た様子を示す。又、図１１は、初期状態における現像装置１００の断面を示す。

イエロー、マゼンタ、シアンの現像装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃでは、攪拌室１０１ＢにはＴ／Ｄ＝１０ｗｔ％の初期二成分現像剤５０が２４０ｇ封入されている。ブラックの現像装置１００ｄでは、攪拌室１０１ＢにはＴ／Ｄ＝８ｗｔ％の初期二成分現像剤５０が２４０ｇ封入されている。又、第１の連通部１０７ＢＡには連通部シール部材５１Ａ、第２の連通部１０７ＡＢには連通部シール部材５１Ｂがそれぞれ貼付されている。

攪拌室１０１Ｂに充填された初期二成分現像剤５０がトナー補給口１０６からトナー補給機構１０５に入ることを防止するために、攪拌室１０１Ｂには、トナー補給機構１０５の下流近傍に、トナー補給機構シール部材５３が設けられている。本実施例では、各シール部材５１Ａ、５１Ｂ、５３には、厚さ０．０５ｍｍ程度のポリエステル樹脂の薄板を用いた。尚、各シール部材５１Ａ、５１Ｂ、５３に用いられる材料及び形状は本実施例のものに限定されるものではない。

本実施例で使用した二成分現像剤のキャリアは、サブミクロンオーダーの磁性体微粒子を樹脂材料で結着させたものであり、体積平均粒径は３５μｍである。又、本実施例で使用した二成分現像剤のトナーは、スチレン−アクリルのような樹脂の母体に顔料を混合して着色し、粉砕及び分級により粒度を揃えたものであり、体積平均粒径は５．５μｍである。

本実施例では、現像装置１００は、画像形成装置本体から取り外し可能である。現像装置１００は、現像装置１００の寿命や故障の際に画像形成装置本体から取り外され、新たな現像装置１００に交換されたり、修理などの済んだ同じ現像装置１００が再度装着されたりする。

攪拌室１０１Ｂの外側壁面には、画像形成装置本体に設置されるインダクタンス検知手段としてのインダクタンスセンサ（トナー濃度センサ）２０によるＴ／Ｄの検知用の開口部１０８が設けられている。開口部１０８の、現像容器１０１の長手方向（現像スリーブ１０２の回転軸線方向）における位置は、現像剤の搬送方向においてトナー補給口１０６の下流端から１５ｍｍの位置を中心とした。又、開口部１０８の高さ位置は、第２のスクリュー１０１Ｂの回転中心と同等の箇所を中心とした。又、直径が８．１ｍｍの略円形の範囲が開口部１０８となっている。更に、開口部１０８を遮蔽するように、遮蔽部材として厚さ０．０５ｍｍのマイラーシート１０９が現像容器１０１に貼付されている。

このように、本実施例では、インダクタンスセンサ２０は、現像装置１００の現像容器１０１に対して着脱可能である。そして、インダクタンスセンサ２０の検知部（透磁率検知部分）は、現像容器１０１に固定された壁面を構成するマイラーシート１０９を介して、現像容器１０１と接触する。この壁面の厚さは、インダクタンスセンサ２０によるＴ／Ｄの検知精度などの観点から、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。又、この壁面は、樹脂材料で形成されていることが好ましい。本実施例では、上述のように、インダクタンスセンサ２０の検知部は、上記壁面としての所定の厚さの樹脂材料であるマイラーシート１０９を介して現像容器１０１に接触する。

本実施例では、インダクタンスセンサ２０は、インダクタンス検知部（センサヘッド）の略円形の検知面（センサ面）の直径が８ｍｍである。そして、現像装置１００が画像形成装置本体に適正に装着された状態で、インダクタンスセンサ２０は、現像容器１０１の開口部１０８に添付されたマイラーシート１０９に検知部の検知面が当接（面接触）するように突き当てられる。

図１５は、本実施例の画像形成装置Ａにおけるインダクタンス検知ＡＴＲの概略制御態様を示す。本実施例では、画像形成装置Ａの動作を統括的に制御する制御部Ｂの制御手段たる演算処理装置であるＣＰＵ４０が、インダクタンス検知ＡＴＲの制御機能を有する。ＣＰＵ４０は、インダクタンスセンサ２０によって検知した現像装置１００内の二成分現像剤のＴ／Ｄに応じてトナー補給機構１０５を制御して、現像により消費した分のトナーの量に対応するトナーを現像装置１００に補給する。画像形成装置本体に設置されたインダクタンスセンサ２０は、現像装置１００内の二成分現像剤のＴ／Ｄに応じた透磁率に応じた出力（検出電圧）に係る情報をＣＰＵ４０に入力する。ＣＰＵ４０は、詳しくは後述するようにして、インダクタンスセンサ２０の検出電圧から、現像装置１００内の二成分現像剤のＴ／Ｄを検知する。そして、ＣＰＵ４０は、概略、現像装置１００内の二成分現像剤のＴ／Ｄが所定の値で一定となるように、トナー補給機構１０５が有するトナー補給部材としての補給スクリューの駆動量を制御して、トナーボトルから現像容器１０１へのトナーの補給量を制御する。

図１５に示すように、本実施例では、現像装置１００に第１の記憶手段としての後述するＴ／Ｄメモリ３０が設けられている。現像装置１００が画像形成装置本体に適正に装着された状態で、ＣＰＵ４０は、Ｔ／Ｄメモリ３０に対する情報の読み書きが可能である。又、画像形成装置本体の制御部Ｂには、第２の記憶手段としての本体メモリ４１が設けられている。本体メモリ４１には、図７に示すような後述の検出感度補正テーブル（検出感度補正情報）が記憶される他、各種プログラム、データが記憶される。ＣＰＵ４０は、本体メモリ４１に記憶されたプログラム、データに従って、インダクタンス検知ＡＴＲの制御を行う。又、ＣＰＵ４０は、本体メモリ４１に記憶されたプログラム、データ、Ｔ／Ｄメモリ３０に記憶されたデータに従って、後述するインダクタンスセンサ２０の検出感度の補正制御を行う。本実施例では、ＣＰＵ４０と、本体メモリ４１とで、現像装置内のトナー濃度に対するインダクタンスセンサ２０の出力特性を補正する補正手段が構成される。

３．インダクタンスセンサ
画像形成装置Ａは、インダクタンス検知ＡＴＲを採用しており、現像装置１００内の二成分現像剤のＴ／Ｄを検知するために使用するインダクタンス検知手段としてのインダクタンスセンサ２０を有する。そして、このインダクタンスセンサ２０は、現像装置１００に直接設置されているのではなく、画像形成装置本体側に固定されている。

ここで、インダクタンスセンサ２０により二成分現像剤のＴ／Ｄを検知する方法を説明する。本実施例では、初期二成分現像剤のＴ／Ｄが１０％である、例えば、シアンの現像装置１００ｃを例として説明する。

インダクタンスセンサ２０は、インダクタンス検知部（センサヘッド）に組み込まれたコイルに制御電圧を印加し、二成分現像剤が有するマクロな透磁率によってコイルに生じる誘起電圧を検出電圧としてモニターする。

図１は、Ｔ／Ｄが一定の二成分現像剤に対する、制御電圧と検出電圧との関係を示す。現像装置１００内の二成分現像剤のＴ／Ｄを検知する場合、基準となる所定のＴ／Ｄにおいて、検出電圧が所定の基準値となるような、制御電圧を設定する。そして、制御電圧を一定としたときの出力電圧の値から、被測定二成分現像剤のＴ／Ｄを検知する。

図２は、制御電圧を一定としたときのＴ／Ｄ（より詳細には、二成分現像剤中トナーの重量パーセント濃度Ｔ／Ｄ（ｗｔ％））と検出電圧との関係を示す。インダクタンスセンサ２０内の回路を最適化することにより、所望のＴ／Ｄの範囲におけるＴ／Ｄと検出電圧との関係をほぼ線形にすることができる。図２に示すような、Ｔ／Ｄを変化させたときのインダクタンスセンサ２０の検出電圧のグラフの直線性を有する部分の傾きが、インダクタンスセンサ２０の検出感度である。

次に、インダクタンスセンサ２０の検出感度と、インダクタンスセンサ２０の検知部の検知面と二成分現像剤との間の距離（以下、「センサギャップ」という。）との関係を説明する。

図３は、二成分現像剤のＴ／Ｄを一定とし、インダクタンスセンサ２０に印加する制御電圧を一定としたときの、センサギャップと検出電圧との関係を示す。図３から、センサギャップが数十μｍ程度微小に変化しただけでも、インダクタンスセンサ２０の出力自体が大幅に変化することが分かる。

又、インダクタンスセンサ２０の検出感度もセンサギャップに依存する。図４は、センサギャップを変化させたときの、Ｔ／Ｄとインダクタンスセンサ２０の検出電圧との関係を示す。図４から、センサギャップが広がると、インダクタンスセンサ２０の検出感度が低下することが分かる。

従って、センサギャップのずれによって生じたインダクタンスセンサ２０の出力のずれを制御電圧の合わせ込みによって補正したとしても不十分である。Ｔ／Ｄの補正後にも正確にＴ／Ｄを検知することを実現するためには、インダクタンスセンサ２０の検出感度の補正も行わなければならない。

本実施例のインダクタンスセンサ２０は、本実施例の二成分現像剤に関して、センサギャップが０ｍｍ（インダクタンス検知部の検知面を隔壁を介さずに二成分現像剤に直接接触させた状態）のときに、図１２に示すような検出感度を示す。即ち、Ｔ／Ｄ＝１０ｗｔ％において検出電圧が２．５Ｖとなる制御電圧を印加した場合に、Ｔ／Ｄ＝４ｗｔ％〜１４ｗｔ％の範囲で、検出電圧が、Ｔ／Ｄ＝１ｗｔ％当たり−０．３５０Ｖの変化率で直線的に変化する特性を有する。

本実施例では、現像装置１００が駆動されているときには、インダクタンスセンサ２０によって現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄを常時検知する。インダクタンスセンサ２０によって検知したＴ／Ｄの情報は、第１の記憶手段としてのＴ／Ｄメモリ３０に記憶される。現像装置１００の使用前には、現像装置１００の初期二成分現像剤のＴ／Ｄの情報（本実施例ではＴ／Ｄ＝１０ｗｔ％）が予め記憶されている。即ち、現像装置１００の使用前に、Ｔ／Ｄメモリ３０には、現像装置内の現像剤の初期のトナー濃度が記憶されている。そして、現像装置１００の使用に伴って、Ｔ／Ｄメモリ３０には、インダクタンスセンサ２０の検出電圧に基づいてＣＰＵ４０が求めた現像装置内の現像剤のトナー濃度が逐次記憶される。そして、詳しくは後述するように、Ｔ／Ｄメモリ３０に記憶されているＴ／Ｄの情報は、センサギャップが新たに定義される場面で、その状態におけるインダクタンスセンサ２０の検出感度を決定するのに使用される。ここで、センサギャップが新たに定義される場面とは、例えば、画像形成装置Ａの初期立ち上げ時、現像装置１００の交換時、現像装置１００を取り外して再装着したときなどである。

画像形成装置Ａの画像形成装置本体に設けられる第２の記憶手段としての本体メモリ４１には、詳しくは後述するように、図７に示すような検出感度決定情報としての検出感度補正テーブルが記憶されている。インダクタンス感度テーブルは、詳しくは後述する入出力特性曲線の傾きと二成分現像剤のＴ／Ｄとの２つの数値から、インダクタンスセンサ２０の検出感度を決定するように予め設定されて体系的に構成された情報である。

４．インダクタンスセンサの検出感度の補正の原理
先ず、本発明に従ってセンサギャップの変化に応じてインダクタンスセンサ２０の検出感度を決定する方法の原理を説明する。

インダクタンスセンサ２０の制御電圧と検出電圧との関係は、図１に示した通りである。二成分現像剤のＴ／Ｄが変化すると、この制御電圧と検出電圧との関係は、図５に示すように変化する。

このとき、それぞれのＴ／Ｄにおける制御電圧と検出電圧との関係を示す曲線の中央付近（例えば、検出電圧１Ｖ〜４Ｖの範囲）の変化率に着目する。即ち、インダクタンスセンサ２０の入出力特性曲線の直線性を有する部分の傾き（本明細書では、これを「入出力特性曲線の傾き」という。）に着目する。この場合、Ｔ／Ｄが大きくなるほど、入出力特性曲線の傾きの大きさが小さくなっていくことが分かる。又、この入出力特性曲線の傾きは、センサギャップによっても変化する。典型的には、センサギャップが大きくなるほど、入出力特性曲線の傾きの大きさは小さくなる。従って、この入出力特性曲線の傾きは、Ｔ／Ｄとセンサギャップとの２つのパラメータが固定された場合には、一意に決定されるものである。

図６は、センサギャップを変化させたときの、それぞれのセンサギャップにおけるＴ／Ｄと入出力特性曲線の傾きとの関係を示す。図６から、Ｔ／Ｄと入出力特性曲線の傾きとから、センサギャップに相当するパラメータを見積ることができることが分かる。

又、インダクタンスセンサ２０の検出感度は、センサギャップに応じて一意に決まる値である（図４参照）。

従って、図６に示されるＴ／Ｄと入出力特性曲線の傾きとの２つの可変パラメータの値が分かればセンサギャップが分かり、そしてセンサギャップが分かればそのセンサギャップに対応するインダクタンスセンサ２０の検出感度を決定することができる。但し、実際には、センサギャップ自体を求めることは必ずしも必要ではない。そこで、Ｔ／Ｄと入出力特性曲線の傾きとの組み合わせと、その組み合わせに対応するインダクタンスセンサ２０の検出感度との関係を予め求めておく。これにより、Ｔ／Ｄと入出力特性曲線の傾きとから、インダクタンスセンサ２０の検出感度を求めることが可能となる。本実施例では、インダクタンスセンサ２０の検出感度を求めるためのＴ／Ｄとして、初期二成分現像剤のＴ／Ｄとして予め設定されている値を用いる。又、入出力特性曲線の傾きは、異なる複数の制御電圧をインダクタンスセンサ２０に印加したときにそれぞれ出力されるインダクタンスセンサ２０の検出電圧を測定することで求めることができる。

このように、本実施例では、補正手段は、次の情報に基づいて、現像装置内の現像剤のトナー濃度に対するインダクタンスセンサ２０の出力特性を補正する。即ち、予め設定されている現像装置内の現像剤のトナー濃度に関する情報、及び異なる複数の制御電圧をインダクタンスセンサ２０に印加したときにそれぞれ出力されるインダクタンスセンサ２０の出力値である。

本実施例では、インダクタンスセンサ２０の検出感度について、複数の検出感度の情報を、図７に示す検出感度補正テーブルとして本体メモリ４１に予め記憶させておく。図７に示す検出感度補正テーブルは、図６に示すような、現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄと、入出力特性曲線の傾きとの関係から導かれる。

そして、本実施例では、画像形成装置Ａの初期立ち上げ時、現像装置１００の交換時、現像装置１００を取り外して再装着したときなど、センサギャップが新たに定義される状況において、次のようにしてインダクタンスセンサ２０の検出感度を決定する。Ｔ／Ｄメモリ３０が記憶しているＴ／Ｄの情報と、その状況において取得した入出力特性曲線の傾きの情報との２つのパラメータ情報を利用する。即ち、これら２つのパラメータ情報から、本体メモリ４１に記憶している図７に示す検出感度補正テーブルを参照することによって、その状況におけるインダクタンスセンサ２０の検出感度を決定する。

このように、本実施例では、補正手段は、より詳細には、次の情報に基づいて、現像装置内の現像剤のトナー濃度に対するインダクタンスセンサ２０の出力特性を補正する。即ち、記憶手段に記憶された現像装置内の現像剤のトナー濃度に関する情報、及び異なる複数の制御電圧をインダクタンスセンサ２０に印加したときにそれぞれ出力されるインダクタンスセンサ２０の出力値である。

５．インダクタンスセンサの検出感度の補正制御
次に、図１３を参照して、画像形成装置Ａの初期立ち上げ時にインダクタンスセンサ２０の検出感度を決定する過程を説明する。

尚、本実施例では、４色の現像装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄについてインダクタンスセンサ２０の検出感度の補正制御は同じであるため、代表としてひとつの現像装置について説明する（例えば、シアン現像装置１００ｃ）。

先ず、使用者は、新規の現像装置１００の連通部シール部材５１Ａ、５１Ｂ、トナー補給機構シール部材５３を取り外し、画像形成装置本体へ装着する（Ｓ１０１）。本実施例では、現像容器１０１内に封入された初期二成分現像剤５０のＴ／Ｄは１０ｗｔ％であり、現像装置１００に装備されたＴ／Ｄメモリ３０には、Ｔ／Ｄが１０ｗｔ％であると記憶されている。

現像装置１００が画像形成装置本体に装着された後、ＣＰＵ４０は、感光ドラム１、現像スリーブ１０２、第１のスクリュー１０４Ａ、及び第２のスクリュー１０４Ｂを３０秒間駆動させる（Ｓ１０２）。これは、現像容器１０１内の初期二成分現像剤５０の現像剤面安定化、初期二成分現像剤５０に含まれるトナーの帯電の立ち上げ及び安定化のためである。本実施例では、感光ドラム１の周速度（プロセススピード）は１３５ｍｍ／ｓｅｃであり、現像スリーブ１０２、第１のスクリュー１０４Ａ、第２のスクリュー１０４Ｂの回転速度は、それぞれ２５０ｒｐｍ、３００ｒｐｍ、４００ｒｐｍである。

上述の３０秒間の駆動後、ＣＰＵ４０は、感光ドラム１、現像スリーブ１０２、第１のスクリュー１０４Ａ、及び第２のスクリュー１０４Ｂの駆動を継続させながら、次の制御を行う。即ち、ＣＰＵ４０は、インダクタンスセンサ２０に印加する制御電圧Ｖｃｏｎｔを０．００５Ｖずつ増加させながら、インダクタンスセンサ２０の検出電圧Ｖｏｕｔを監視する。そして、ＣＰＵ４０は、検出電圧Ｖｏｕｔが１．０００Ｖ、２．５００Ｖ、４．０００Ｖにそれぞれ最も近い値となる制御電圧Ｖｃｏｎｔ（１Ｖ）、Ｖｃｏｎｔ（２．５Ｖ）、Ｖｃｏｎｔ（４Ｖ）を決定する（Ｓ１０３）。

その後、ＣＰＵ４０は、次の計算式（１）により、入出力特性曲線の傾きを算出する（Ｓ１０４）。
傾き＝［４（Ｖ）−１（Ｖ）］／［Ｖｃｏｎｔ（４Ｖ）−Ｖｃｏｎｔ（１Ｖ）］
＝３／［Ｖｃｏｎｔ（４Ｖ）−Ｖｃｏｎｔ（１Ｖ）］・・・（１）

次に、ＣＰＵ４０は、計算式（１）により算出した入出力特性曲線の傾きと（Ｓ１０４）、Ｔ／Ｄメモリ３０から読み込んだ初期二成分現像剤５０のＴ／Ｄ（＝１０ｗｔ％）とから（Ｓ１０６）、インダクタンスセンサ２０の検出感度を決定する（Ｓ１０５）。即ち、ＣＰＵ４０は、本体メモリ４１に記憶されている検出感度補正テーブル（図７）を参照して、初期二成分現像剤のＴ／Ｄ（＝１０ｗｔ％）と入出力特性曲線の傾きとの組み合わせに該当するインダクタンスセンサ２０の検出感度を選び出す。ＣＰＵ４０は、決定したインダクタンスセンサ２０の検出感度の情報を本体メモリ４１に記憶させる。例えば、初期二成分現像剤のＴ／Ｄが１０％であり、入出力特性曲線の傾きが２と算出された場合を考える。この場合、ＣＰＵ４０は、図７の検出感度補正テーブルを参照して、Ｔ／Ｄ＝１０％、傾き＝２．００の組み合わせに対応する、−０．３４０をインダクタンスセンサ２０の検出感度として読み出し、本体メモリ４１に記憶させる。

ＣＰＵ４０は、上述のようにして検出感度を決定した後は、インダクタンスセンサ２０に印加する制御電圧Ｖｃｏｎｔは、Ｖｃｏｎｔ（２．５Ｖ）で一定とする。そして、上述のようにして決定した検出感度の情報を用いて、インダクタンスセンサ２０から出力される検出電圧Ｖｏｕｔから、現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄを随時検知する。即ち、例えば、上述のように、初期二成分現像剤のＴ／Ｄが１０％であり、入出力特性曲線の傾きが２と算出され、検出感度が−０．３４と決定された場合を考える。この場合、Ｔ／Ｄは、Ｔ／Ｄ＝１０％、検出電圧＝２．５Ｖを通る、傾き−０．３４の検出電圧とＴ／Ｄとの関係を示す直線から求めることができる。ＣＰＵ４０は、このようにして得られた現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄの情報を、トナー自動補給制御（ＡＴＲ）にフィードバックする。

尚、本実施例では、画像形成装置Ａの初期立ち上げ時を例として説明したが、画像形成装置Ａに対して現像装置１００を交換する場合にも、新たな現像装置１００の使用開始時に、上記同様の制御を行うことができる。この場合、Ｔ／Ｄメモリ３０には、当該新たな現像装置１００の初期二成分現像剤５０のＴ／Ｄ（例えば、１０ｗｔ％）の情報が予め記憶されている。

又、Ｔ／Ｄメモリ３０を画像形成装置本体に対して着脱可能な現像装置１００に設けることで、例えば現像装置１００の若干の設計変更があった場合などでも、実際の現像装置１００の初期二成分現像剤のＴ／Ｄに即した制御を行うことが容易となる。しかし、Ｔ／Ｄメモリ３０は、所望により画像形成装置本体に設けてもよい。この場合、本実施例における第１の記憶手段としてのＴ／Ｄメモリと、第２の記憶手段としての本体メモリとの機能は、単一の記憶媒体にて実現してもよい。

又、本実施例では、現像装置１００が単独で画像形成装置本体から取り外しできるものとして説明するが、現像装置と他の手段とを有するカートリッジが画像形成装置本体から取り外しできる場合も、同様に本実施例を適用できる。例えば、感光体と、感光体に作用するプロセス手段として少なくとも現像手段と、が一体的にカートリッジ化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとされていてよい。感光体に作用するプロセス手段として、現像手段の他に、更に帯電手段及びクリーニング手段のうち少なくとも一つが一体的にカートリッジ化されていてもよい。この場合、インダクタンスセンサ２０は、画像形成装置本体から取り外しできるカートリッジに直接設置されるのではなく、カートリッジに対して着脱可能とされ、典型的には画像形成装置本体に固定される。そして、Ｔ／Ｄメモリ３０は、典型的にはカートリッジに取り付けられ、当該カートリッジが備える現像装置１００内の初期二成分現像剤のＴ／Ｄの情報が記憶される。

本実施例の効果を確認するために、画像形成装置Ａのシアン現像装置１００ｃに関して、上述の一連の動作を行った。その結果、インダクタンスセンサ２０の検出感度（Ｔ／Ｄ＝１ｗｔ％当たりの検出電圧の変化率）は−０．３３２Ｖと決定された。その後、トナー補給をしない状態での任意枚数のべた画像（最高濃度レベルの画像）の形成と、任意量のトナーの補給を行いながらの任意枚数のべた白画像の形成（画像無しで通紙）を行った。そして、それぞれの画像形成後のインダクタンスセンサ２０の検出電圧Ｖｏｕｔと検出感度とから算出される現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄと、実測された現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄとを比較した。結果を表１に示す。

表１より、本実施例に従ってインダクタンスセンサ２０の検出電圧Ｖｏｕｔから算出されるＴ／Ｄと、現像容器１０１内の二成分現像剤の実際のＴ／Ｄとが、非常によく一致することが確認された。

以上、本実施例によれば、画像形成装置本体から取り外しできる現像装置１００に対し着脱可能なインダクタンスセンサ２０を用いて、現像装置１００内の二成分現像剤のトナー濃度を正確に検知することができる。そして、そのトナー濃度の検知結果に基づいて、現像装置１００内の二成分現像剤のトナー濃度を正確に制御することができる。インダクタンスセンサ２０は、典型的には画像形成装置本体に固定して設置される。従って、例えば現像装置の寿命や故障により現像装置を交換するような場合でも、現像装置とともにインダクタンス検知手段が交換されることがなく、現像装置のコストを低減して、画像形成装置のランニングコストを低減することが可能となる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

本実施例では、図１４を参照して、現像装置１００を画像形成装置Ａから取り外して再装着した際に、インダクタンスセンサ２０の検出感度を補正する過程を説明する。

本実施例で用いたインダクタンスセンサ２０の基本検出感度は実施例１で用いたインダクタンスセンサ２０の感度特性と同じである。即ち、センサギャップが０ｍｍ、Ｔ／Ｄ＝１０ｗｔ％において、検出電圧が２．５Ｖとなる制御電圧を印加した場合に、Ｔ／Ｄ＝４ｗｔ％〜１４ｗｔ％の範囲で、検出電圧が、Ｔ／Ｄ＝１ｗｔ％当たり−０．３５Ｖの変化率で直線的に変化する特性を有する。

本実施例では、ＣＰＵ４０は、一のジョブ（一の画像形成開始指令による単一又は複数の転写材に対する一連の画像形成動作）を行った後に、必ず後回転工程を実行させる（Ｓ２０１）。この後回転工程は、感光ドラム１、現像スリーブ１０２、第１のスクリュー１０４Ａ、及び第２のスクリュー１０４Ｂの回転が５秒間に渡って行われるものであり、画像形成後の現像容器１０１内の二成分現像剤の状態が安定化される。後回転工程における感光ドラム１、現像スリーブ１０２、第１のスクリュー１０４Ａ、第２のスクリュー１０４Ｂの回転速度は、実施例１における画像形成装置Ａの初期立ち上げ時と同じである。

そして、ＣＰＵ４０は、上述の後回転工程時に、同時に、インダクタンスセンサ２０により、そのときの現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／ＤであるＤｂを検知し、その値をＴ／Ｄメモリ３０に記憶させる（Ｓ２０２）。

その後、使用者は、現像装置１００を画像形成装置本体から取り外す（Ｓ２０３）。現像装置１００が画像形成装置本体から取り外される際、インダクタンスセンサ２０は画像形成装置本体内に残留する。

その後、使用者は、再び同じ現像装置１００を画像形成装置本体に装着する（Ｓ２０４）。再び現像装置１００が画像形成装置本体に装着された後、ＣＰＵ４０は、感光ドラム１、現像スリーブ１０２、第１のスクリュー１０４Ａ、及び第２のスクリュー１０４Ｂを３０秒間駆動させる（Ｓ２０５）。これは、現像容器１０１内の二成分現像剤５０の現像剤面安定化、二成分現像剤５０に含まれるトナーの帯電の立ち上げ及び安定化のためである。このときの感光ドラム１、現像スリーブ１０２、第１のスクリュー１０４Ａ、第２のスクリュー１０４Ｂの回転速度は、画像形成後の後回転工程と同じである。

上述の３０秒間の駆動後、ＣＰＵ４０は、感光ドラム１、現像スリーブ１０２、第１のスクリュー１０４Ａ、及び第２のスクリュー１０４Ｂの駆動を継続させながら、次の制御を行う。即ち、ＣＰＵ４０は、インダクタンスセンサ２０に印加する制御電圧Ｖｃｏｎｔを０．００５Ｖずつ増加させながら、インダクタンスセンサ２０の検出電圧を監視する。そして、ＣＰＵ４０は、検出電圧Ｖｏｕｔが１．０００Ｖ、４．０００Ｖにそれぞれ最も近い値となる制御電圧Ｖｃｏｎｔ（１Ｖ）、Ｖｃｏｎｔ（４Ｖ）を決定する（Ｓ２０６）。

その後、ＣＰＵ４０は、実施例１と同じ計算式（１）により、入出力特性曲線の傾きを算出する（Ｓ２０７）。又、ＣＰＵ４０は、計算式（１）により算出した入出力特性曲線の傾きの値と（Ｓ２０７）、Ｔ／Ｄメモリ３０に記憶されている二成分現像剤のＴ／Ｄとから（Ｓ２０２）、インダクタンスセンサ２０の検出感度Ｓを決定する（Ｓ２０８）。即ち、ＣＰＵ４０は、本体メモリ４１に記憶されている検出感度補正テーブル（図７）を参照して、二成分現像剤のＴ／Ｄと入出力特性曲線の傾きとの組み合わせに該当するインダクタンスセンサ２０の検出感度を選び出す。ＣＰＵ４０は、決定したインダクタンスセンサ２０の検出感度の情報を本体メモリ４１に記憶させる。

このように、本実施例では、現像装置が再装着される場合、補正手段は、次の情報に基づいて、現像装置内の現像剤のトナー濃度に対するインダクタンスセンサ２０の出力値の変化率を補正する。即ち、現像装置が装置本体から取り外される直前にインダクタンスセンサ２０を用いて検知されて記憶手段に記憶されたトナー濃度に関する情報、及びインダクタンスセンサ２０に異なる複数の制御電圧を印加したときのセンサの複数の出力値である。

ＣＰＵ４０は、上述のようにして検出感度を決定した後に、次の計算式（２）を計算する（Ｓ２０９）。
Ｖｏｕｔ（ａ）＝Ｓ＊（Ｄｂ−１０）＋２．５・・・（２）

これは、検出感度Ｓを採用した際に、現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄが１０ｗｔ％となったときに検出電圧Ｖｏｕｔが２．５Ｖとなる制御電圧Ｖｃｏｎｔ（＝Ｖｃｏｎｔ（ａ））を決定するためである。計算式（２）によりＶｏｕｔ（ａ）を算出した後、ＣＰＵ４０は、制御電圧Ｖｃｏｎｔを０．００５Ｖずつ徐々に増加させてゆき、Ｖｏｕｔ（ａ）に最も近くなる制御電圧Ｖｃｏｎｔを決定する（Ｓ２０９）。この制御電圧の値が上記Ｖｃｏｎｔ（ａ）に相当する。

このように、本実施例では、現像装置が再装着された後にインダクタンスセンサ２０に印加される制御電圧は、次の情報に基づいて決定される。即ち、第１に、現像装置が装置本体から取り外される直前にインダクタンスセンサ２０を用いて検知されて記憶手段に記憶されたトナー濃度に関する情報である。第２に、現像装置が再装着された後に補正手段にて補正された現像装置内の現像剤のトナー濃度に対するインダクタンスセンサ２０の出力の変化率である。

以後、ＣＰＵ４０は、インダクタンスセンサ２０に印加する制御電圧Ｖｃｏｎｔは、Ｖｃｏｎｔ（ａ）で一定とする。そして、上述のようにして決定した検出感度Ｓの情報を用いて、インダクタンスセンサ２０から出力される検出電圧Ｖｏｕｔから、現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄを随時検知する。ＣＰＵ４０は、このようにして得られた現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄの情報を、トナー自動補給制御（ＡＴＲ）にフィードバックする。

尚、Ｔ／Ｄメモリ３０を画像形成装置本体に対して着脱可能な現像装置１００に設けることで、現像装置１００自体に現在の二成分現像剤のＴ／Ｄを付帯させて、各現像装置１００の現状に即した制御を行うことが容易となる。しかし、Ｔ／Ｄメモリ３０は、所望により画像形成装置本体に設けてもよい。

又、本実施例では、現像装置１００が単独で画像形成装置本体から取り外しできるものとして説明するが、現像装置と他の手段とを有するプロセスカートリッジなどのカートリッジが画像形成装置本体から取り外しできる場合も、同様に本実施例を適用できる。この場合、インダクタンスセンサ２０は、画像形成装置本体から取り外しできるカートリッジに直接設置されるのではなく、カートリッジに対して着脱可能とされ、典型的には画像形成装置本体に固定される。そして、Ｔ／Ｄメモリ３０は、典型的にはカートリッジに取り付けられ、当該カートリッジが備える現像装置１００内の二成分現像剤のＴ／Ｄの情報が記憶される。

又、本実施例は、実施例１と共に実施することができる。これにより画像形成装置Ａの初期立ち上げ時、現像装置１００の交換時、現像装置１００を画像形成装置Ａが取り外して再装着するときのいずれにおいても、インダクタンスセンサ２０の検出感度を補正することができる。

本実施例の効果を確認するために、実施例１における効果確認実験に引き続いて、画像形成装置Ａのシアン現像装置１００ｃに関して、上述の本実施例の一連の感度補正動作を行った。尚、現像装置１００の取り外し前のインダクタンスセンサ２０の検出感度は引き続き−０．３３２Ｖであり、取り外し直前のＴ／Ｄはインダクタンスセンサ２０で検知された値から算出して８．４ｗｔ％であった。

現像装置１００を画像形成装置本体から取り外し、再装着して、上述の本実施例の一連の感度補正動作を行った。その結果、インダクタンスセンサ２０の検出感度（Ｔ／Ｄ＝１ｗｔ％当たりの検出電圧の変化率）は−０．３２４Ｖであった。その後、トナー補給をしない状態での任意枚数のべた画像の形成と、任意量のトナーの補給を行いながらの任意枚数のべた白画像の形成を行った。それぞれの画像形成後のインダクタンスセンサ２０の検出電圧Ｖｏｕｔと検出感度とから算出される現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄは表２に示すとおりである。比較のために、インダクタンスセンサ２０の検出感度の再設定を行わない（取り外し時にＴ／Ｄを記憶するが、検出感度の再設定を行わない）場合に、検出電圧Ｖｏｕｔから算出されるＴ／Ｄを見積もった（表２参照）。この場合、現像装置１００の再装着後も、インダクタンスセンサ２０の検出感度として−０．３３２Ｖを用いることになる。又、現像容器１０１内の二成分現像剤のＴ／Ｄを実測した（表２参照）。

表２中、算出Ｔ／Ｄの「あり」、「なし」の列はそれぞれ、インダクタンスセンサ２０の検出感度の再設定を行った場合と、行わなかった場合とにおける、インダクタンスセンサ２０の検出感度を用いて算出したＴ／Ｄの値を示す。又、誤差（％）の「あり」、「なし」の列はそれぞれ、インダクタンスセンサ２０の検出感度の再設定を行った場合と、行わなかった場合とにおける、次式にて算出される値を示す。
誤差（％）＝（｜実測Ｔ／Ｄ−算出Ｔ／Ｄ｜／実測Ｔ／Ｄ）×１００

表２より、本実施例に従ってインダクタンスセンサ２０の検出感度の再設定を行うことで、現像装置１００を画像形成装置Ａから取り外し、再装着を行ったときでも、Ｔ／Ｄを正確に検知できることが確認された。即ち、インダクタンスセンサ２０の検出電圧Ｖｏｕｔから算出されるＴ／Ｄと、現像容器１０１内の二成分現像剤の実際のＴ／Ｄとが、非常によく一致することが確認された。

以上、本実施例によれば、現像装置１００を画像形成装置本体から取り外して再装着する場合でも、現像装置１００内の二成分現像剤のトナー濃度を正確に検知することができる。そして、そのトナー濃度の検知結果に基づいて、現像装置１００内の二成分現像剤のトナー濃度を正確に制御することができる。

本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、インダクタンスセンサは、画像形成装置本体に固定され、現像装置（或いはカートリッジ）が画像形成装置本体から取り外しできることによって、インダクタンスセンサは現像装置に対して着脱可能とされている。しかし、本発明は、インダクタンスセンサの検知部の検知面と二成分現像剤との間の距離が変化する状況において、新たな状況に対応してインダクタンスセンサの検出感度を補正することに特徴がある。従って、例えば、現像装置に設置されるインダクタンスセンサが交換された場合などに、新たなインダクタンスセンサの検知部の検知面と二成分現像剤との間の距離に対応してインダクタンスセンサの検出感度を補正するのに本発明を適用することができる。

又、上記実施例では、インダクタンスセンサは現像装置に着脱可能であるとして説明したが、本発明はインダクタンスセンサが現像装置に対して着脱可能でない場合にも適用することができる。例えば、現像装置にインダクタンスセンサが固定されており、センサギャップが装置の個体差で異なる場合において本発明は有効である。即ち、この場合、例えば、画像形成装置を初めて使用するとき、又は現像装置を交換した後に現像装置を初めて使用するときに、上記実施例１と同様にして各現像装置におけるセンサギャップに対応したインダクタンスセンサの検出感度を求めることができる。例えば、このように現像装置にインダクタンスセンサが固定される場合に、上記実施例１においてＣＰＵ４０と本体メモリ４１とで構成されるとした補正手段の機能を、現像装置が備えるようにすることができる。更に、上記実施例１においてＴ／Ｄメモリ３０で構成されるとした、初期二成分現像剤のＴ／Ｄに関する情報を記憶する記憶手段を、現像装置が備えるようにすることができる。

１感光ドラム
２一次帯電器
３露光装置
２０インダクタンスセンサ
３０Ｔ／Ｄメモリ（第１の記憶手段）
４０ＣＰＵ（制御手段）
４１本体メモリ（第２の記憶手段）
１００現像装置（現像手段）

Claims

潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、
制御電圧が入力されることで前記現像装置内の現像剤のトナー濃度に応じた信号を出力するセンサと、
前記現像装置内の現像剤のトナー濃度に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記トナー濃度に関する情報、及び異なる複数の前記制御電圧を前記センサに印加したときにそれぞれ出力される前記センサの出力値に基いて、前記現像装置内の現像剤のトナー濃度に対する前記センサの出力特性を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記補正手段は、前記トナー濃度に関する情報、及び異なる複数の前記制御電圧に対する前記センサの出力値の変化率に基いて、前記現像装置内の現像剤のトナー濃度に対する前記センサの出力値の変化率を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記現像装置は装置本体に対して着脱可能であり、前記現像装置が装置本体から取り外されたときに前記センサは前記装置本体内に残ることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記現像装置が再装着される場合、前記補正手段は、前記現像装置が装置本体から取り外される直前に前記センサを用いて検知されて前記記憶手段に記憶された前記トナー濃度に関する情報、及び前記センサに異なる複数の前記制御電圧を印加したときの前記センサの複数の出力値に基いて、前記現像装置内の現像剤のトナー濃度に対する前記センサの出力値の変化率を補正することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記現像装置が再装着された後に前記センサに印加される制御電圧は、前記現像装置が装置本体から取り外される直前に前記センサを用いて検知されて前記記憶手段に記憶された前記トナー濃度に関する情報と、前記現像装置が再装着された後に前記補正手段にて補正された前記現像装置内の現像剤のトナー濃度に対する前記センサの出力値の変化率と、に基いて決定されることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。