JP7077065B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの画像形成装置には、感光ドラムに形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置が着脱自在に設けられている。現像装置では、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤（以下、単に現像剤と記す）が現像容器に収容されており、この現像剤がトナー像を現像するのに用いられる。トナーは現像に供されることによって消費されるので、現像容器に収容されている現像剤のトナー濃度は変わり得る。ただし、現像剤のトナー濃度は所定濃度（目標トナー濃度）に維持されなければ、画像不良が生じる虞がある。そこで、現像容器に収容されている現像剤のトナー濃度に基づいて目標トナー濃度に足りない分の補給量のトナーを補給して、現像剤のトナー濃度を所定濃度に維持するようにしている。現像剤のトナー濃度を検出するために、透磁率センサ（インダクタンスセンサとも呼ばれる、以下単にセンサと記す）が用いられている（特許文献１）。

センサは、制御電圧の印加に伴い現像容器内の現像剤の透磁率に応じた検出電圧を出力可能であり、現像装置（詳しくは現像容器）に予め備え付けられている。センサは個々に制御電圧と検出電圧との関係（センサ感度）に差異を有し得るため、現像装置の交換時には備え付けのセンサを初期化する必要がある。センサの初期化では、現像容器内に設けられた搬送スクリューを駆動して新品の現像剤を現像容器内に行き渡らせたうえで、センサに印加する制御電圧を所定範囲で変化させ、それに応じた検出電圧をセンサから得る。そして、新品の現像剤のトナー濃度（予め目標トナー濃度に調整済み）に応じた検出電圧が得られたときの制御電圧を、画像形成ジョブ時にセンサに印加する初期電圧に設定する。

特開２０００－５６６３９号公報

ところで、センサの初期化の際に、センサが機能していない場合や、現像容器内の現像剤の状態が異常となっている場合（例えば、現像剤の剤量が少ないあるいは空である場合やトナー濃度が目標トナー濃度より極端に低い場合）がある。そうした場合には、センサに印加する制御電圧を所定範囲で変化させても、センサから現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られ難い。そのため、従来ではセンサの初期電圧を設定できないので、センサの「出力値異常」を報知していた。しかしながら、センサの「出力値異常」を報知するだけでは、ユーザが「出力値異常」の原因を特定するのに時間がかかるし、また現像装置を交換する必要がないにも関わらず、ユーザが現像装置を交換してしまうことがあった。そこで、上記したセンサの初期化の際に、センサから現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られない「出力値異常」の原因を報知する装置が望まれていたが、未だそのような装置は提案されていない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、透磁率センサに印加する初期電圧を設定する際に、透磁率センサから現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られない原因を報知可能な画像形成装置の提供を目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、装置本体と、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を搬送する搬送手段と、制御電圧の印加に伴い前記現像容器内の現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧を出力可能な透磁率センサと、を有し、前記装置本体に着脱自在に設けられた現像装置と、前記装置本体に前記現像装置が装着された時に、前記搬送手段を駆動開始すると共に所定範囲で前記制御電圧を変化させて、前記透磁率センサに印加する初期電圧を設定する初期設定モードを実行可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記初期設定モードの実行時、前記透磁率センサに前記所定範囲よりも高い範囲外電圧を印加し、前記範囲外電圧の印加により出力される前記透磁率センサの検出電圧に応じて前記透磁率センサの異常を検出し、前記透磁率センサの異常を検出した場合に前記透磁率センサが異常である旨を報知する、ことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、装置本体と、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を予め収容した収容室が形成された現像容器と、前記収容室を封止し使用開始時に開封される封止部材と、前記現像容器内の現像剤を搬送する搬送手段と、制御電圧の印加に伴い前記現像容器内の現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧を出力可能な透磁率センサと、を有し、前記装置本体に着脱自在に設けられた現像装置と、前記装置本体に前記現像装置が装着された時に、前記搬送手段を駆動開始すると共に所定範囲で前記制御電圧を変化させて、前記透磁率センサに印加する初期電圧を設定する初期設定モードを実行可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記初期設定モードの実行時、前記透磁率センサに前記所定範囲内の制御電圧を印加して得られる第一検出電圧が第一閾値未満である場合には、前記透磁率センサに前記所定範囲よりも高い範囲外電圧を印加し、前記範囲外電圧の印加により出力される第二検出電圧が前記第一閾値より小さい第二閾値以上である場合、前記封止部材が異常である旨を報知する、ことを特徴とする。

本発明によれば、透磁率センサに印加する初期電圧を設定する初期設定モードの際に、透磁率センサから現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られない原因を報知することが容易にできる。

本実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図。 第一実施形態の現像装置を示す断面図。 軸線方向を含む水平断面で見た現像装置を示す上面断面図。 制御部を説明するための制御ブロック図。 第一実施形態のセンサ初期化処理を示すフローチャート。 現像剤がセンサの検出範囲にない場合におけるセンサの制御電圧と検出電圧との関係を示すグラフ。 第二実施形態の現像装置を示す断面図。 第二実施形態のセンサ初期化処理を示すフローチャート。

［第一実施形態］
＜画像形成装置＞
本実施形態の画像形成装置の構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト５に沿って画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型の中間転写方式のフルカラープリンタである。

画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト５に転写される。中間転写ベルト５に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｓ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）へ一括二次転写される。記録材Ｓは、不図示の給紙カセットから１枚ずつ取り出されて二次転写部Ｔ２へ搬送される。

画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、画像形成部ＰＹ～ＰＫの構成及び動作を説明する。

画像形成部Ｐには、像担持体としての感光ドラム１を囲んで、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ６、ドラムクリーニング装置７が配置されている。感光ドラム１はアルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成されたもので、所定のプロセススピードで図１の矢印Ｒ１方向に回転される。

帯電装置２は帯電電圧が印加されることで、感光ドラム１を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。露光装置３は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ－ＯＦＦ変調したレーザービームをレーザー発光素子から発生し、これを回転ミラーで走査して帯電させた感光ドラム１の表面に画像の静電潜像を書き込む。現像装置４は、トナーを感光ドラム１に供給して静電潜像をトナー像に現像する。本実施形態の場合、現像装置４は装置本体１００ａに着脱自在に設けられ、新品の現像装置４には新品の現像剤が予め収容されている。こうした現像装置４については後述する（図２及び図３参照）。

転写ローラ６は、中間転写ベルト５を挟んで感光ドラム１に対向配置され、感光ドラム１と中間転写ベルト５との間にトナー像の一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写部Ｔ１では、不図示の電源により転写ローラ６に一次転写電圧が印加されることで、トナー像が感光ドラム１から中間転写ベルト５へ一次転写される。ドラムクリーニング装置７は、一次転写後に感光ドラム１上に残るトナーを除去する。

中間転写ベルト５は、テンションローラ６１、二次転写内ローラ６２及び駆動ローラ６３等のローラに掛け渡して支持され、駆動ローラ６３に駆動されて図１の矢印Ｒ２方向に回転される。二次転写部Ｔ２は、二次転写外ローラ６４に支持された中間転写ベルト５に二次転写内ローラ６２を当接して形成される記録材Ｓへのトナー像転写ニップ部である。二次転写部Ｔ２では、二次転写内ローラ６２に二次転写電圧が印加されることで、トナー像が中間転写ベルト５から記録材Ｓへ二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト５上に残るトナーは、ベルトクリーニング装置１８により除去される。

二次転写部Ｔ２でトナー像が二次転写された記録材Ｓは、定着装置１６へ搬送される。定着装置１６は、図示を省略したが、対向するローラもしくはベルト等による圧力と、ヒータ等の熱源による熱とを加えて記録材Ｓ上にトナー像を定着させる。定着装置１６によりトナー像が定着された記録材Ｓは、機体外へ排出される。

トナー補給装置８は、画像形成に伴いトナーが消費されて後述する二成分現像剤のトナー濃度が変わることから、トナー濃度を目標トナー濃度に維持すべく目標トナー濃度に足りない分の補給量のトナーを現像装置４に補給する。

＜現像装置＞
本実施形態の現像装置４について、図２及び図３を用いて説明する。本実施形態の現像装置４は、図２に示すように、ハウジングを形成する現像容器４１、規制ブレード４２、現像剤担持体としての現像スリーブ３０、搬送手段としての現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２、透磁率センサ８０（以下、単にセンサ）を有する。

現像容器４１には、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収容される。つまり、本実施形態の現像装置４は現像方式として二成分現像方式を採用し、マイナス帯電極性の非磁性トナーとプラス帯電極性の磁性キャリアとが混合された現像剤を用いている。非磁性トナーはポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤さらにはワックスなどを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。なお、新品（所謂、初期状態）の現像剤のトナー濃度（トナー及びキャリアの合計重量に対するトナー重量の割合）は、例えば１０％である。

現像容器４１は感光ドラム１に対向した一部分が開口しており、この開口部に一部が露出するようにして現像スリーブ３０が回転可能に配置されている。現像スリーブ３０はアルミニウムやステンレスなどのような非磁性材料で円筒状に形成され、感光ドラム１との対向面において同一方向に回転される（図中矢印Ｒ３参照）。現像スリーブ３０の内部には、マグネットローラ３０ａが固定配置されている。マグネットローラ３０ａの磁力によって、現像スリーブ３０の表面には現像剤の磁気穂が形成される。現像スリーブ３０の表面に形成された磁気穂は、規制ブレード４２により層厚が規制されて所定の現像領域へと送られる。規制ブレード４２はアルミニウムなどの非磁性材料で構成された板状部材であって、現像スリーブ３０の回転軸線方向（長手方向）に沿って配設されている。現像領域へ送られた磁気穂が感光ドラム１を摺擦することにより、感光ドラム１に形成された静電潜像がトナー像に現像される。その際には、現像電圧として直流電圧のみ、あるいは直流電圧と交流電圧とを重畳した重畳電圧が不図示の電源により現像スリーブ３０に印加される。

現像容器４１は、略中央部において図面垂直方向に延在する隔壁７０によって、現像室２１と撹拌室２２とに区画されている。現像室２１と撹拌室２２とは、図３に示すように、隔壁７０の両端に設けた第一連通部２３と第二連通部２４を通じて連通し、現像剤の循環経路を形成している。現像室２１には現像スクリュー３１が、撹拌室２２には撹拌スクリュー３２がそれぞれ回転自在に配設されている。現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２は、それぞれが回転軸３１ａ、３２ａの周りに螺旋状に設けられた羽根３１ｂ、３２ｂを有するスクリューである。例えば、現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２は共に、回転軸３１ａ、３２ａの軸径が７ｍｍであり、２０ｍｍピッチに形成された螺旋状の羽根３１ｂ、３２ｂの径方向長さが１８ｍｍである。

本実施形態の場合、現像スリーブ３０、現像スクリュー３１、撹拌スクリュー３２はギア列によって連結され、このギア列を介し駆動モータ５０により例えば６００ｒｐｍの速度で回転される。現像スクリュー３１が回転すると、現像室２１内の現像剤は現像スクリュー３１に沿って図３の右方から左方へ搬送され、この際に現像剤の一部が現像スリーブ３０に供給される。現像室２１内を搬送される現像剤は、第一連通部２３で現像室２１から撹拌室２２へ受け渡される。他方、撹拌スクリュー３２が回転すると、撹拌室２２内の現像剤は撹拌スクリュー３２の回転軸３２ａに沿って図３の左方から右方へ、つまり現像室２１内の現像剤とは逆方向に搬送される。撹拌室２２内を搬送される現像剤は、第二連通部２４で撹拌室２２から現像室２１へ受け渡される。即ち、現像剤は現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２に撹拌されながら現像容器４１内（現像容器内）を循環搬送される。また、本実施形態の場合、トナー補給装置８はトナーを撹拌室２２に補給するように設けられている（図２参照）。そのため、トナー補給装置８から補給されたトナーと、撹拌室２２内の現像剤とが撹拌スクリュー３２により撹拌搬送されて、現像剤のトナー濃度が均一化される。

ところで、上記した現像装置４では、感光ドラム１に形成された静電潜像をトナー像に現像することに伴い現像剤のトナーが消費される故に、現像容器４１内の現像剤のトナー濃度は低下し得る。ただし、現像剤のトナー濃度は所定濃度（目標トナー濃度）に維持されなければ、画像不良が生じる虞がある。そこで、現像剤のトナー濃度を所定濃度に維持するために、制御部１０（後述する図４参照）によりトナー補給制御が実行される。制御部１０はトナー補給制御の実行時、センサ８０を用いて検出される現像剤のトナー濃度に基づいて、目標トナー濃度に足りない分（言い換えれば、現像に伴い消費された量に相当する分）のトナーをトナー補給装置８に補給させる。これにより、現像容器４１内の現像剤のトナー濃度が所定濃度に維持される。

＜透磁率センサ＞
本実施形態では、現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を検出するために、センサ８０が現像装置４に備え付けられている。図２に示すように、センサ８０は、現像剤の透磁率を検出可能な検出ヘッド８０ａが撹拌室２２内に露出されるようにして現像容器４１に固着されている。そのため、センサ８０は現像容器４１から取り外して交換するのが難しく、現像装置４と一体的に交換され得る。なお、センサ８０は撹拌室２２に配置されることに限らず、現像室２１に配置されていてもよい。

上述したように、現像剤は非磁性トナーと磁性キャリアとを主成分としている。この現像剤のトナー濃度が変化すると、磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による透磁率も変化する。したがって、その透磁率の変化をセンサ８０により検出すれば、現像剤のトナー濃度を検出し得る。具体的には、現像剤のトナー濃度が低くなると、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの割合が大きくなることに応じて現像剤の見かけの透磁率が高くなり、センサ８０の検出電圧は高くなる。反対に、現像剤のトナー濃度が高くなると、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの割合が小さくなることに応じて現像剤の見かけの透磁率が低くなり、センサ８０の検出電圧は低くなる。

本実施形態で用いるセンサ８０はコイルのインダクタンスを利用して、現像剤の透磁率の変化に応じた検出電圧を出力可能である。センサ８０は板状の基板部８０ｂに円柱状の検出ヘッド８０ａが形成され、検出ヘッド８０ａは基板部８０ｂから突出して設けられている。図示を省略したが、検出ヘッド８０ａには、本体装置側に設けられた電源による制御電圧の印加により磁界を形成するコイル（駆動コイル、検出コイル、基準コイル）が配置されている。他方、基板部８０ｂには、コイル以外の電子部品（コンデンサ、半導体集積回路（ＩＣ）、抵抗等）が配置されており、これらの電子部品は検出ヘッド８０ａのコイルに電気的に接続されている。

つまり、本実施形態のセンサ８０は、電磁誘導による差動トランスの原理を採用したセンサである。差動トランスは、駆動コイル、基準コイル、検出コイルを同一コアに設けて構成されている。このようなセンサ８０は、制御電圧として高周波（例えば５００ｋＨｚ）の交流電圧が入力されることにより、「検出電圧＝Ｖ２－Ｖ３」を差動出力する。ここで、基準コイルのピーク電圧値を「Ｖ２」、検出コイルのピーク電圧値を「Ｖ３」で表している。例えば、新品の現像剤のトナー濃度（例えば１０％）における、所定の制御電圧を印加した場合の検出コイルと基準コイルのピーク電圧値が「Ｖ３０」、「Ｖ２０」であるとする。その場合、任意のトナー濃度における検出コイルの電圧変化を「ΔＶ３」とすると、センサ８０は検出電圧（Ｖｏｕｔ）として「Ｖｏｕｔ＝Ｖ２０－（Ｖ３０＋ΔＶ３）＝－ΔＶ３」のピーク電圧値を差動出力する。

＜制御部＞
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は制御部１０を有し、制御部１０によって上記した画像形成装置１００を構成する各部が制御される。制御部１０について、図２及び図３を参照しながら図４を用いて説明する。なお、制御部１０には感光ドラム１、帯電装置２、露光装置３、転写ローラ６、ドラムクリーニング装置７、中間転写ベルト５、定着装置１６等、またそれらを駆動するモータや電源等も接続されるが、ここでは発明の本旨でないので図示及び説明を省略する。

制御手段としての制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１３を有する。ＲＯＭ１１２には、例えば画像形成ジョブやトナー補給制御、さらにはセンサ初期化処理（後述する図５参照）に関する各種プログラムやデータ等が記憶されている。ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２に記憶されている各種プログラムを実行して、画像形成装置１００を動作させ得る。ＲＡＭ１１３には、作業用データや入力データが記憶される。ＣＰＵ１１１は、各種プログラム等に基づいてＲＡＭ１１３に記憶されたデータを参照できる。

制御部１０には、上述したトナー補給装置８、駆動モータ５０、センサ８０が接続されている。上述したように、制御部１０は、センサ８０の検出電圧に基づきトナー補給装置８を制御することで、現像容器４１内に（図２参照）に補給剤を補給させ得る（トナー補給制御）。具体的には、センサ８０の検出電圧はＲＡＭ１１３に一旦記憶され、ＣＰＵ１１１へ送られる。そして、ＣＰＵ１１１は、ＲＡＭ１１３に記憶されている目標トナー濃度（例えば１０％）と、センサ８０の検出電圧に基づくトナー濃度とを比較し、これに基づきトナーを補給することで、現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を調整し得る。

さらに、制御部１０には表示手段としての表示装置８２が接続されている。表示装置８２は、例えば液晶画面やＬＥＤ等である。詳しくは後述するように、制御部１０は異常原因としてセンサ８０に起因する異常である旨や現像剤の状態に起因する異常である旨を、例えば液晶画面などの表示装置８２に表示可能である。なお、表示装置８２は、ＬＥＤを点滅するあるいはスピーカから音を発生させる装置などであってもよい。

ところで、センサ８０は個体によって制御電圧と検出電圧との関係（センサ感度）に差異を有し得ることから、現像剤のトナー濃度が同じであるにも関わらずセンサ個体毎に異なる検出電圧を出力し得る。そのため、現像装置４が交換された場合に、交換前に印加していた制御電圧を引き続き印加すると、現像剤のトナー濃度を適切に検出できなくなる虞がある。そこで、制御部１０は新品の現像装置４への交換に伴い、センサ８０を初期化するセンサ初期化処理を実行可能である。センサ初期化処理では、現像容器４１内の現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２を回転して新品の現像剤を現像容器４１内に行き渡らせたうえで、センサ８０に印加する制御電圧を所定範囲で変化させ、それに応じた検出電圧を得る。そして、新品の現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られたときの制御電圧を、画像形成ジョブ時にセンサ８０に印加する初期電圧に設定する（後述の「制御電圧決定シーケンス」に対応する）。なお、制御部１０は駆動モータ５０を制御することで、現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２を回転させ得る。また、上記のセンサ８０に印加する制御電圧の所定範囲は、例えば現像剤のトナー濃度が９～１１％であるときに得られる検出電圧に対応する電圧の範囲である（例えば４．０～７．０Ｖ）。

ただし、センサ初期化処理において、センサ８０に印加する制御電圧を所定範囲で変化させても、新品の現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られない場合がある。その原因としては、例えばセンサ８０の故障や、制御電圧を印加するために装置本体側の電源（不図示）とセンサ８０とを接続するコネクタ（不図示）の抜け等が考えられる。別の原因としては、例えば現像スリーブ３０や感光ドラム１に電圧を印加する電源による異常電圧の印加によって、トナーが感光ドラム１側に移動つまりは現像容器４１外に吐き出されて、現像剤のトナー濃度が異常に下がることが考えられる。あるいは、上記の異常電圧の印加によってトナーとキャリアが共に感光ドラム１側に移動され、現像容器４１内の現像剤量が減少する（極端にはほぼ空）ことが考えられる。

しかしながら、従来のセンサ初期化処理では既に述べた通り、新品の現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られない場合に、単にセンサ８０の「出力値異常」を報知するだけであった。即ち、従来では、センサ８０に起因する異常である場合と、現像剤の状態に起因する異常である場合とを切り分けて報知されず、どちらの場合においても単にセンサ８０の「出力値異常」を報知するだけであった。それ故、ユーザがセンサ８０の「出力値異常」となる原因を特定するのに時間がかかるし、また現像装置４を交換する必要がないにも関わらず、ユーザが現像装置４を交換してしまうことがあった。例えば、現像装置４の交換に伴いセンサ８０とコネクタ（不図示）とが適切に接続されなかった場合に、現像装置４の装着をやり直せばよいにも関わらず、ユーザが現像装置４そのものを交換する虞があった。

＜センサ初期化処理＞
そこで、本実施形態では上記点に鑑み、センサ初期化処理で従来において報知されていたセンサ８０の「出力値異常」に関し、その原因が、センサ８０に起因する異常であるか、現像剤の状態に起因する異常であるかを切り分けて報知できるようにした。以下、第一実施形態のセンサ初期化処理（初期設定モード）について、図３及び図４を参照しながら図５を用いて説明する。本実施形態のセンサ初期化処理は制御部１０により実行される処理であり、新品の現像装置４の装着時に実行される。

図５に示すように、本実施形態の場合、制御部１０は駆動モータ５０を制御して現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２を駆動開始する前に（後述のＳ３参照）、制御電圧を例えば「１２Ｖ」（範囲外電圧）に設定してセンサ８０に印加する（Ｓ１）。この制御電圧「１２Ｖ」は、「制御電圧決定シーケンス」（後述のＳ４参照）時にセンサ８０に印加する所定範囲の制御電圧よりも大きい所定範囲外の電圧である。そして、制御部１０は、「１２Ｖ」の制御電圧を印加したときのセンサ８０の検出電圧が例えば「０．１Ｖ」未満であるか否かを判定する（Ｓ２）。

ここで、センサ８０の検出ヘッド８０ａの近傍に現像剤が存在していない場合のセンサ出力特性を図６に示す。センサ８０は、検出ヘッド８０ａの近傍に存在する現像剤の透磁率に応じた検出電圧を出力する。それ故、検出ヘッド８０ａの近傍に現像剤が存在していない場合には、「制御電圧決定シーケンス」時に使用する所定範囲の制御電圧（ここでは、４．０～７．０Ｖ）をセンサ８０に印加しても、検出電圧はほぼ「０」である。例えば、輸送時の振動などにより現像容器４１内の現像剤が偏った状態となり、センサ８０の検出ヘッド８０ａの近傍に現像剤がほとんど存在しない場合があり得る。

ただし、検出ヘッド８０ａの近傍に現像剤が存在していない場合でも、図６に示すように、例えば１０Ｖ以上の制御電圧を印加すると、センサ８０は制御電圧の大きさに応じた検出電圧を出力し得る。これは、センサ８０が制御電圧を大きくするとセンサ８０内の磁性体の磁化を検出する特性を有しているからである。この特性に従えば、センサ８０に例えば「１２Ｖ」の制御電圧を印加した際に検出電圧が得られるのであれば、センサ８０が機能していると判定できる。つまりは、センサ８０が故障していない、あるいはセンサ８０はコネクタに正しく接続されていると判定できる。こうするために、上記Ｓ１で印加する制御電圧は、検出ヘッド８０ａの近傍に現像剤が存在していなくても検出電圧が得られる大きさである必要がある。なお、本実施形態では１０Ｖ以上であればよいが、誤差やノイズ除去の観点から１２Ｖ以上であるのが好ましい。また、「１２Ｖ」の制御電圧を印加したときのセンサ８０の検出電圧と比較する閾値（ここでは「０．１Ｖ」）は、これに限らない。この閾値は「１２Ｖ」の制御電圧を印加したときのセンサ８０の検出電圧未満（約１．０Ｖ未満）であればよく、誤差やノイズ除去の観点から反値（０．５Ｖ）未満などであってよい。

図５に戻り、センサ８０の検出電圧が「０．１Ｖ」未満である場合（Ｓ２のＹＥＳ）、制御部１０は表示装置８２に「センサ異常」を表示させる（Ｓ６）。即ち、制御部１０はセンサ８０に起因する異常であるとして「センサ異常」を報知する。その後、制御部１０はセンサ初期化処理を終了する。表示装置８２に「センサ異常」が表示された場合、ユーザはまず現像装置４とコネクタとの接続状態を確認するべく、現像装置４の装着をやり直せばよい。その後、再度のセンサ初期化処理の実行に伴い表示装置８２に「センサ異常」が再表示された場合、ユーザはセンサ８０の故障として現像装置４を交換すればよい。

他方、センサ８０の検出電圧が「０．１Ｖ」以上である場合（Ｓ２のＮＯ）、制御部１０は駆動モータ５０を制御して現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２を回転させる（Ｓ３）。現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２を回転させるのは、現像剤のトナー濃度を正確に検出させるために、現像容器４１内に現像剤を行き渡らせ、特にセンサ８０の検出ヘッド８０ａ付近の現像剤の剤面高さ（ひいては嵩密度）を安定させるためである。本実施形態の場合、現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２の回転開始から、現像容器４１内に現像剤を行き渡らせるのにかかる時間は例えば２分３０秒である。

上記時間の経過後、制御部１０は引き続き現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２を回転させながら、「制御電圧決定シーケンス」を実行する（Ｓ４）。「制御電圧決定シーケンス」では、センサ８０に印加する制御電圧を所定範囲（４．０～７．０Ｖ）で変化させ、新品の現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧（例えば２．２Ｖ）が得られたときの制御電圧をＲＯＭ１１２に記憶する。なお、本実施形態において、上記検出電圧（例えば２．２Ｖ）は、センサ８０の感度がトナー濃度の変化に対し最も反応がよい。

制御部１０は「制御電圧決定シーケンス」時、制御電圧が４．０Ｖのときに検出電圧が２．２Ｖより大きければ、又は制御電圧が７．０Ｖのときに検出電圧が２．２Ｖより小さければ（Ｓ５のＹＥＳ）、表示装置８２に「現像剤異常」を表示させる（Ｓ７）。即ち、制御部１０は現像剤の状態に起因する異常であるとして「現像剤異常」を報知する。その後、制御部１０はセンサ初期化処理を終了する。表示装置８２に「現像剤異常」が表示された場合、ユーザは現像スリーブ３０や感光ドラム１に電圧を印加する電源や、該電源を制御する制御基板の故障の有無を確認する。そして、電源や制御基板が故障していればそれらを交換すればよく、他方、電源や制御基板が故障していなければ現像装置４を交換すればよい。

以上のように、本実施形態ではセンサ初期化処理（初期設定モード）の実行時、「制御電圧決定シーケンス」の実行前に、「制御電圧決定シーケンス」でセンサ８０に印加する所定範囲よりも高い範囲外電圧をセンサ８０に印加する。そして、範囲外電圧の印加により出力されるセンサ８０の検出電圧に応じてセンサ８０に起因する異常が生じているかが判定され、センサ８０に起因する異常を検出した場合には「センサ異常」が表示装置８２に表示される。他方、センサ８０に起因する異常を検出しなかった場合には、「制御電圧決定シーケンス」が実行される。そして、「制御電圧決定シーケンス」の実行に伴い、センサ８０から現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られなければ、現像剤の状態に起因する異常として「現像剤異常」が表示装置８２に表示される。このようにして、センサ初期化処理の際に、センサ８０から現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られない場合に、その原因を「センサ異常」と「現像剤異常」とに切り分けて報知させることが容易に実現できる。これにより、ユーザは報知される異常原因に従って適切な対処を行うことができるようになる。

［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。まず、第二実施形態の現像装置４Ａについて図７を用いて説明する。図７に示す現像装置４Ａは、上述した第一実施形態の現像装置４（図２参照）と比較して、撹拌室２２の上方に収容室２５が設けられ、撹拌室２２と収容室２５とが封止シート９０によって隔てられている点が異なり、その他の構成は同様である。そこで、第二実施形態の現像装置４Ａにおいて、第一実施形態の現像装置４と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態の現像装置４Ａは、撹拌室２２の重力方向上方に収容室２５が設けられ、新品の現像剤を収容した状態で収容室２５は封止シート９０により撹拌室２２と隔てられている。封止部材としての封止シート９０は取り外し可能に現像装置４Ａに設けられ、使用開始時に開封される。そして、撹拌室２２には、封止シート９０が取り外されていない状態で現像剤が収容されていない。それ故、本実施形態の場合、ユーザは現像装置４Ａを装着する前に、封止シート９０を現像装置４Ａから取り外す必要がある。封止シート９０が取り外されることで、収容室２５に収容されていた現像剤が撹拌スクリュー３２を要する撹拌室２２に落下して、現像容器４１内を搬送される状態になる。したがって、封止シート９０が取り外されない限り、センサ８０は現像剤のトナー濃度を検出し得ない。

＜センサ初期化処理＞
次に、上記の現像装置４Ａを用いた場合のセンサ初期化処理について、図４、図６、図７を参照しながら図８を用いて説明する。ただし、図８に示す第二実施形態のセンサ初期化処理において、第一実施形態のセンサ初期化処理（図５参照）と同一の処理には同一の符号を付して説明を簡略化又は省略する。

図８に示すように、制御部１０は駆動モータ５０を制御して現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２を駆動開始する前に（後述のＳ３参照）、制御電圧を例えば「５．５Ｖ」（所定範囲内の制御電圧）に設定してセンサ８０に印加する（Ｓ１１）。この制御電圧「５．５Ｖ」は、新品の現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧（例えば２．２Ｖ）が得られるはずの制御電圧である。言い換えれば、「制御電圧決定シーケンス」（後述のＳ４参照）が正常に行われた場合に設定される制御電圧、つまり画像形成ジョブ時にセンサ８０に印加する初期電圧に近しい。

そして、制御部１０は、「５．５Ｖ」の制御電圧を印加したときのセンサ８０の検出電圧（第一検出電圧）が例えば「０．５Ｖ」未満（第一閾値未満）であるか否かを判定する（Ｓ１２）。センサ８０の検出電圧が「０．５Ｖ」未満である場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、制御部１０は制御電圧を例えば「１２Ｖ」（範囲外電圧）に設定してセンサ８０に印加する（Ｓ１）。そして、制御部１０は、センサ８０の検出電圧（第二検出電圧）が例えば「０．１Ｖ」未満（第二閾値未満）であるか否かを判定する（Ｓ２）。センサ８０の検出電圧が「０．１Ｖ」未満である場合（Ｓ２のＹＥＳ）、制御部１０は表示装置８２に「センサ異常」を表示させる（Ｓ６）。その後、制御部１０はセンサ初期化処理を終了する。

他方、「１２Ｖ」の制御電圧を印加したときのセンサ８０の検出電圧（第二検出電圧）が「０．１Ｖ」以上である場合（Ｓ２のＮＯ）、制御部１０は表示装置８２に「封止シート異常」を表示させる（Ｓ１３）。即ち、制御部１０は封止シート９０に起因する異常であるとして「封止シート異常」を報知する。その後、制御部１０はセンサ初期化処理を終了する。表示装置８２に「封止シート異常」が表示された場合、ユーザは封止シート９０を取り外したかの確認を行い、取り外していなければ封止シート９０を取り外したうえで現像装置４の装着をやり直せばよい。

封止シート９０が取り外されている場合には、センサ８０の検出ヘッド８０ａの近傍に現像剤が存在する。このときに「５．５Ｖ」の制御電圧を印加すれば、センサ８０はある程度の大きさ（０．５Ｖより十分大きい）の検出電圧を出力する。一方、封止シート９０が取り外されていない場合には、現像剤が撹拌室２２に存在しないことから、５．５Ｖの制御電圧を印加しても、センサ８０の検出電圧は略０（０．５Ｖ未満）になる（図６参照）。また、センサ８０が機能していなければ、５．５Ｖの制御電圧を印加しても、センサ８０の検出電圧は略０（０．５Ｖ未満）になる。つまり、本実施形態の場合、「５．５Ｖ」の制御電圧を印加したときのセンサ８０の検出電圧が「０．５Ｖ」以上である時点で、「センサ異常」と「封止シート異常」とが除外される。そこで、制御部１０は「５．５Ｖ」の制御電圧を印加したときのセンサ８０の検出電圧が「０．５Ｖ」以上である場合に（Ｓ１２のＮＯ）、現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２を回転させ（Ｓ３）、「制御電圧決定シーケンス」を実行する（Ｓ４）。そして、センサ８０から現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られない場合に（Ｓ５のＹＥＳ）、その原因として「センサ異常」及び「封止シート異常」以外の「現像剤異常」を報知し得る。

上記のように、「５．５Ｖ」の制御電圧を印加したときのセンサ８０の検出電圧が「０．５Ｖ」未満であれば、センサ８０から現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られない虞があり、その原因が「センサ異常」と「封止シート異常」のいずれかに特定される。そして、センサ８０が正常に動作している場合には、現像剤が存在していなくとも、制御電圧を「１２Ｖ」とすると「０．１Ｖ」より十分大きい検出電圧が出力されることは上述した通りである（図６参照）。そこで、「１２Ｖ」の制御電圧を印加したときの検出電圧が「０．１Ｖ」未満であれば（Ｓ２のＹＥＳ）、原因を「センサ異常」に特定でき（Ｓ６）、検出電圧が「０．１Ｖ」以上であれば（Ｓ２のＮＯ）、原因を「封止シート異常」に特定できる（Ｓ１３）。

以上のように、本実施形態では、センサ初期化処理の際に、センサ８０から現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧が得られない場合に、その原因を「センサ異常」と「現像剤異常」と「封止シート異常」とに切り分けて報知させることが容易に実現できる。これにより、ユーザは報知される異常原因に従って適切な対処を行うことができるようになる。

なお、上述した封止シート９０はユーザ手動でなく自動的に取り外しされるようになっていてもよく、その場合には取り外し時に封止シート９０が破断するなどして取り外されない虞がある。そのようなときに、表示装置８２に「封止シート異常」が表示された場合、ユーザは手動で封止シート９０を取り外せばよい。

４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）…現像装置、１０…制御手段（制御部）、２５…収容室、３１…搬送手段（現像スクリュー）、３２…搬送手段（撹拌スクリュー）、４１…現像容器、８０…透磁率センサ、８２…表示手段（表示装置）、９０…封止部材（封止シート）、１００…画像形成装置、１００ａ…装置本体

Claims (8)

1. 装置本体と、
   非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を搬送する搬送手段と、制御電圧の印加に伴い前記現像容器内の現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧を出力可能な透磁率センサと、を有し、前記装置本体に着脱自在に設けられた現像装置と、
   前記装置本体に前記現像装置が装着された時に、前記搬送手段を駆動開始すると共に所定範囲で前記制御電圧を変化させて、前記透磁率センサに印加する初期電圧を設定する初期設定モードを実行可能な制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記初期設定モードの実行時、前記透磁率センサに前記所定範囲よりも高い範囲外電圧を印加し、前記範囲外電圧の印加により出力される前記透磁率センサの検出電圧に応じて前記透磁率センサの異常を検出し、前記透磁率センサの異常を検出した場合に前記透磁率センサが異常である旨を報知する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記搬送手段を駆動開始する前に、前記透磁率センサに前記範囲外電圧を印加する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記範囲外電圧の印加により出力される前記透磁率センサの検出電圧が、現像剤が存在していなくとも前記範囲外電圧の印加により出力される前記透磁率センサの検出電圧未満である場合に、前記透磁率センサの異常を検出する、
   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。
4. 前記透磁率センサが異常である旨を表示可能な表示手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 装置本体と、
   非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を予め収容した収容室が形成された現像容器と、前記収容室を封止し使用開始時に開封される封止部材と、前記現像容器内の現像剤を搬送する搬送手段と、制御電圧の印加に伴い前記現像容器内の現像剤のトナー濃度に応じた検出電圧を出力可能な透磁率センサと、を有し、前記装置本体に着脱自在に設けられた現像装置と、
   前記装置本体に前記現像装置が装着された時に、前記搬送手段を駆動開始すると共に所定範囲で前記制御電圧を変化させて、前記透磁率センサに印加する初期電圧を設定する初期設定モードを実行可能な制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記初期設定モードの実行時、前記透磁率センサに前記所定範囲内の制御電圧を印加して得られる第一検出電圧が第一閾値未満である場合には、前記透磁率センサに前記所定範囲よりも高い範囲外電圧を印加し、前記範囲外電圧の印加により出力される第二検出電圧が前記第一閾値より小さい第二閾値以上である場合、前記封止部材が異常である旨を報知する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記封止部材が異常である旨を表示可能な表示手段を備える、
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記範囲外電圧の印加により出力される前記透磁率センサの検出電圧が、現像剤が存在していなくとも前記範囲外電圧の印加により出力される前記透磁率センサの検出電圧未満である場合に、前記透磁率センサが異常である旨を報知する、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
8. 前記透磁率センサが異常である旨を表示可能な表示手段を備える、
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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