JP2003316143A - 現像装置、画像形成装置、及び現像剤の有無判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トナー濃度を測定するためのセンサを利用し
て、現像剤の未投入を確実に検出する。 【解決手段】制御電圧Ｖcに対するトナー濃度センサ４
１の検出出力Ｖlの変化特性を求めておき、現像剤が現
像容器４６に投入されているときには制御電圧Ｖcの最
小電圧Ｖcmin及び最大電圧Ｖcmaxに対応するそれぞれの
検出出力Ｖlmin，Ｖlmaxの差が閾値Ｖs＝１．５Ｖを確
実に超えることから、この差が閾値Ｖs以上であれば、
現像剤が現像容器４６に投入されているものとみなし、
また、この差が閾値Ｖs未満であれば、現像剤が現像容
器４６に投入されていないものとみなしている。更に、
トナー濃度センサ４１の検出出力Ｖlが閾値Ｖs＝１．５
Ｖとなるときの制御電圧Ｖcを導出して設定しているの
で、トナー濃度センサ４１の出力特性を最適化すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナーとキャリア
を混合してなる現像剤を用いる現像装置、画像形成装
置、及び現像剤の有無判定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置においては、トナ
ーとキャリアを混合した現像剤を容器内で攪拌して、現
像剤を帯電させておき、この現像剤中のトナーを像担持
体上の静電潜像に付着させて、静電潜像を現像し、像担
持体上にトナー像を形成し、更に像担持体上のトナー像
を記録用紙に転写して定着させている。また、容器内の
現像剤のトナー濃度を検出し、トナー濃度が低下してく
ると、トナーを該容器に補給して、トナー濃度を一定に
維持している。

【０００３】トナー濃度を検出する方法としては、例え
ばＬ検知トナー濃度センサを用いる方法がある。このＬ
検知トナー濃度センサのコイルを現像剤に接する位置に
配置して、このセンサによりトナー濃度に対応する現像
剤の透磁率を測定する。実際には、現像剤中のトナー濃
度が高くなる程、磁性体のキャリア濃度が低くなって、
現像剤の透磁率が低下している。

【０００４】この透磁率による濃度測定は、常時測定を
可能とし、画像形成プロセスに全く影響を与えない点で
優れている。このセンサによりトナー濃度を測定し、こ
の測定されたトナー濃度に応じてトナーを補給し、トナ
ー濃度をほぼ一定に保つ。

【０００５】このＬ検知トナー濃度センサは、例えばＴ
ＤＫ株式会社製のプログラマブルトナーセンサ（商品
名）として提供されている。このセンサは、上記コイル
を含む発振回路と、周波数／電圧変換回路とを備えてお
り、トナー濃度が高くなる程に検出出力の電圧が小さく
なるという負特性を示す。また、制御電圧を変更するこ
とにより、検出出力の電圧を調整することができる。こ
れは、センサの出力特性が必ずしも一定ではなく、また
センサのコイルの取り付け位置によっても出力特性が変
化したり、あるいは全く新規の現像剤については、セン
サの出力特性が安定せずかつ一定ではないためである。

【０００６】ここで、トナーとキャリアを混合した現像
剤が全く新規である場合は、現像剤がその長期の保管中
にほぼ静止状態で攪拌不足であることから、トナーの電
荷が低下して、トナー間の反発力も低下し、単位体積当
たりのキャリア個数が増加している。このとき、キャリ
ア濃度が一定であっても、現像剤の透磁率が高くなるの
で、センサの検出出力の電圧が大きくなり、測定される
トナー濃度が実際の濃度よりも低くなる。この新規の現
像剤を攪拌すると、トナーの帯電量が時間の経過に伴っ
て徐々に増加してやがて飽和し、これに伴ってセンサの
検出出力も低下して安定する。このため、現像剤を新規
のものに交換したときには、所定時間（例えば３分間）
攪拌して、センサの検出出力を安定させ、この後にセン
サの制御電圧を変更して、センサの検出出力の電圧を調
整し、測定されるトナー濃度を実際の濃度に一致させる
という作業を行なっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トナーとキ
ャリアを混合した現像剤は、その使用時間の経過に伴
い、トナーの電荷保持能力が劣化する。このため、数万
枚程度の記録を経る度に、現像剤を新規のものに交換す
る必要がある。

【０００８】しかしながら、現像剤の交換に際し、現像
剤が投入されていない容器を誤ってセットし、現像剤の
攪拌動作を行なったとしても、空のスペース（空気）の
透磁率が低く、センサの検出出力が低くなることから、
新規の現像剤を攪拌したときと同様に、センサの検出出
力が低下して安定したものとみなしてしまい、センサの
制御電圧の調整作業を済ませてしまうことがあった。こ
の状態では、現像剤が無いことから、画像形成の動作が
実行されても、画像が記録されることはなく、このトラ
ブルの解決のために無駄な時間を費やすことがあった。

【０００９】そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑
みてなされたものであり、トナー濃度を測定するための
センサを利用して、現像剤の未投入を確実に検出するこ
とが可能な現像装置、画像形成装置、及び現像剤の有無
判定方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、トナーとキャリアを混合してなる現像剤
に交錯する磁界を発生して、現像剤の透磁率を検出する
透磁率センサと、透磁率センサの検出出力に基づいて、
現像剤のトナー濃度を制御する制御手段とを備える現像
装置において、制御手段は、透磁率センサに印加される
磁界強度制御用の制御電圧を変化させて、透磁率センサ
の検出出力の変化量を求め、この検出出力の変化量を予
め設定された閾値と比較して、現像剤の有無を判定して
いる。

【００１１】この様な構成の本発明によれば、透磁率セ
ンサに印加される制御電圧を変化させて、透磁率センサ
の検出出力の変化量を求め、この検出出力の変化量を予
め設定された閾値と比較して、現像剤の有無を判定して
いる。ここで、現像剤が有れば、現像剤中の磁性体のキ
ャリアも有ることから、透磁率センサにより現像剤の透
磁率が検出されることになり、制御電圧が変化すると、
透磁率センサの検出出力も大きく変化する。これに対し
て、現像剤が無ければ、磁性体のキャリアも全くないの
で、透磁率センサにより空のスペース（空気）の透磁率
が検出されることになり、制御電圧が変化しても、透磁
率センサの検出出力が変化しない。従って、制御電圧に
対する透磁率センサの検出出力の特性に基づいて、現像
剤の有無を確実に判定することができる。

【００１２】尚、必要十分なトナー濃度であれば、磁性
体のキャリア濃度が低くて、現像剤の透磁率も低く、同
様に空のスペース（空気）の透磁率も低いことから、透
磁率センサの検出出力そのものだけでは、現像剤の有無
を判定することはできない。

【００１３】また、本発明によれば、制御手段は、透磁
率センサの検出出力の変化量が閾値未満であれば、現像
剤が無いと判定し、透磁率センサの検出出力の変化量が
閾値以上であれば、現像剤が有ると判定している。

【００１４】先に述べた様に現像剤が有れば、磁性体の
キャリアも有ることから、透磁率センサにより現像剤の
透磁率が検出されることになり、制御電圧が変化する
と、透磁率センサの検出出力も大きく変化する。また、
現像剤が無ければ、磁性体のキャリアも全くないので、
透磁率センサにより空のスペース（空気）の透磁率が検
出されることになり、制御電圧が変化しても、透磁率セ
ンサの検出出力が変化しない。従って、透磁率センサの
検出出力の変化量が閾値未満であって小さければ、現像
剤が無いと判定し、透磁率センサの検出出力の変化量が
閾値以上であって大きければ、現像剤が有ると判定する
ことができる。

【００１５】次に、本発明は、トナーとキャリアを混合
してなる現像剤に交錯する磁界を発生して、現像剤の透
磁率を検出する透磁率センサと、透磁率センサの検出出
力に基づいて、現像剤のトナー濃度を制御する制御手段
とを備える現像装置において、制御手段は、透磁率セン
サに印加される磁界強度制御用の制御電圧を変化させ
て、この制御電圧の最大値及び最小値に対応する透磁率
センサのそれぞれの検出出力の差を求め、この差を予め
設定された閾値と比較して、現像剤の有無を判定してい
る。

【００１６】この様な構成の本発明によっても、制御電
圧に対する透磁率センサの検出出力の特性に基づいて、
現像剤の有無を確実に判定することができる。

【００１７】また、本発明によれば、制御手段は、透磁
率センサの検出出力の変化量が閾値未満であれば、現像
剤が無いと判定し、透磁率センサの検出出力の変化量が
閾値以上であれば、現像剤が有ると判定している。

【００１８】ここでも、透磁率センサの検出出力の変化
量が小さければ、現像剤が無いと判定し、透磁率センサ
の検出出力の変化量が大きければ、現像剤が有ると判定
している。

【００１９】また、本発明においては、制御手段による
判定は、画像形成を伴わずに現像剤を攪拌するアイドリ
ング期間中に実行される。

【００２０】この様に画像形成を伴わずに現像剤を攪拌
するアイドリング期間中に、制御手段による判定を実行
すれば、現像装置に負担を与えずに済む。

【００２１】次に 、本発明の画像形成装置は、本発明
の現像装置と、現像装置の現像剤により現像される静電
潜像を形成する像担持体と、像担持体を露光して、該像
担持体上に静電潜像を形成する露光装置とを備えてい
る。

【００２２】すなわち、本発明は、本発明の現像装置を
備える画像形成装置を包含する。

【００２３】また、本発明の現像剤の有無判定方法は、
画像形成を伴わずに、トナーとキャリアを混合してなる
現像剤を攪拌するアイドリング期間中に、現像剤に交錯
する磁界を透磁率センサから発生して、現像剤の透磁率
を透磁率センサにより検出しつつ、透磁率センサに印加
される磁界強度制御用の制御電圧を変化させて、透磁率
センサの検出出力の変化量を求め、この検出出力の変化
量を予め設定された閾値と比較して、現像剤の有無を判
定している。

【００２４】この様な本発明の方法によっても、制御電
圧に対する透磁率センサの検出出力の特性に基づいて、
現像剤の有無を確実に判定することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。

【００２６】図１は、本発明の画像形成装置の一実施形
態を概略的に示している。本実施形態の画像形成装置
は、電子写真方式により画像を形成するものであって、
露光走査部１０と、画像形成部２０とを備えている。

【００２７】露光走査部１０では、外部のホストコンピ
ュータ等からの画像信号を制御部３０で受信する。制御
部３０は、この画像信号に対して必要な処理を施して、
画像データを形成し、この画像データに対応する駆動信
号をレーザダイオード１１に出力して、レーザダイオー
ド１１から出射されるレーザ光を変調する。このレーザ
光は、コリメートレンズ１２により平行光にされてか
ら、モータ１３により定速回転駆動されるポリゴンミラ
ー１４で反射されて偏向され、ｆθレンズ１５及び折り
返しミラー１６を介して、画像形成部２０の感光体ドラ
ム２１の表面に入射し、この感光体ドラム２１の表面を
露光走査する。

【００２８】画像形成部２０では、感光体ドラム２１を
一方向に回転させつつ、感光体ドラム２１の表面の残留
トナーをクリーナ２２により除去し、イレーザランプ２
３の光を感光体ドラム２１の表面に照射して、感光体ド
ラム２１の表面を除電し、更に感光体ドラム２１の表面
を帯電チャージャー２４により一様に帯電させてから、
感光体ドラム２１の表面を露光走査部１０からのレーザ
光で露光走査させて、感光体ドラム２１の表面に静電潜
像を形成し、感光体ドラム２１の表面の静電潜像を現像
装置２５により現像して、感光体ドラム２１の表面にト
ナー像を形成する。一方、感光体ドラム２１の回転動作
に同期して、記録用紙（図示せず）を給紙ローラ２６に
より用紙カセット２７から引き出し、この記録用紙を各
タイミングローラ２８及び搬送ベルト２９により感光体
ドラム２１まで搬送し、感光体ドラム２１の表面のトナ
ー像を転写チャージャ３１により記録用紙に転写させ
る。更に、記録用紙を搬送ベルト２９により定着装置３
２まで搬送し、記録用紙を定着装置３２により加熱及び
加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させてから、記
録用紙を各排出ローラ３３により排紙トレイ３４へと排
出する。

【００２９】尚、露光走査部１０は、蝶番により上方に
開閉可能に枢支されており、現像装置２５のトナー容器
の交換や、画像形成部２０内部で発生した紙詰まりの処
理を行い得る様にしている。

【００３０】図２は、感光体ドラム２１及び現像装置２
５を示す側面図である。現像装置２５は、トナーと磁性
体のキャリアを混合してなる現像剤を用いる乾式２成分
磁気ブラシ現像方式のものであり、トナーを収容するト
ナー容器４３と、トナーの残量を検出するトナー残量セ
ンサ４８と、現像剤を収容する現像容器４６と、トナー
をトナー容器４３から現像容器４６の混合攪拌室に補給
するためのトナー補給ローラ４７と、混合攪拌室のトナ
ーと磁性体のキャリアを攪拌して摩擦帯電させる各攪拌
ローラ４５，４５と、混合攪拌室のトナー濃度を検出す
るトナー濃度センサ４１と、トナーを混合攪拌室から感
光体ドラム２１の表面へと供給する現像ローラ４４とを
備えている。この現像装置２５からのトナーの供給によ
り、感光体ドラム２１の表面の静電潜像にトナーが付着
し、この静電潜像が現像されて、トナー像が形成され
る。

【００３１】現像ローラ４４は、アルミニウム合金、黄
銅、ＳＵＳ３０４ステンレス等の非磁性体金属からなる
円筒状のスリーブ内に、磁界を発生するマグネットロー
ラを挿入したものであり、現像剤をマグネットローラの
磁力によりスリーブ表面に吸着しつつ、スリーブのみを
回転させて、現像剤中のトナーを感光体ドラム２１の表
面に供給する。

【００３２】トナー濃度センサ４１は、その検知面４１
ａを現像剤に常に接触され、現像ローラ４４から離間し
て配置されている。トナー濃度センサ４１は、現像剤の
透磁率を検出するものであるため、現像ローラ４４から
離間させて、現像ローラ４４のマグネットローラの影響
を回避する必要がある。

【００３３】図３は、画像形成装置を制御するための制
御装置３０及びトナー濃度センサ４１等を示すブロック
図である。この制御装置３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３
２、及びＲＡＭ３３等を備えている。

【００３４】ＣＰＵ３１は、トナー残量センサ４８の検
出出力に基づいて、トナー容器４３のトナーの残量を測
定し、このトナーの残量が規定量以下になると、トナー
の補給を促す旨を表示部５２に表示する。あるいは、Ｃ
ＰＵ３１は、他の各種のメッセージを表示部５２に表示
する。また、ＣＰＵ３１は、トナー濃度センサ４１から
の検出出力（電圧）Ｖlを入力して、現像剤中のトナー
濃度を測定したり、制御電圧調整回路５９を制御して、
トナー濃度センサ４１に印加される制御電圧Ｖcを制御
する。ＣＰＵ３１は、現像剤中のトナー濃度が規定値未
満になると、トナー補給モータ駆動回路５７を通じてト
ナー補給ローラ４７の回転用のモータ５６を駆動制御
し、トナー補給ローラ４７を回転させて、トナーをトナ
ー容器４３から現像容器４６の混合攪拌室に補給させ
る。更に、ＣＰＵ３１は、現像装置２５の各攪拌ローラ
４５，４５や現像ローラ４４を回転制御する。

【００３５】ＲＯＭ３２は、画像形成装置全体を制御す
るためのプログラムや、現像剤中のトナー濃度を制御す
るためのプログラムを記憶している。ＲＡＭ３３は、Ｃ
ＰＵ３１のワーキングエリアとして用いられたり、トナ
ー濃度センサ４１の検出出力Ｖl等の各種データを記憶
する。

【００３６】また、トナー濃度センサ４１は、動作電圧
を入力する端子ＴＩ、検出出力Ｖlの出力端子ＴＬ、制
御電圧Ｖcを入力する端子ＴＣ、及び接地端子Ｇ等を備
えている。このトナー濃度センサ４１は、現像剤に交錯
する磁界を発生し、この現像剤の透磁率を検出して、こ
の透磁率を示す検出出力Ｖlを出力する。現像剤は、樹
脂等を主成分とするトナーと磁性体のキャリアとの混合
物である。このため、トナー濃度が高いときには、キャ
リア濃度が低くなり、現像剤の透磁率が低下する。逆
に、トナー濃度が低いときには、キャリア濃度が高くな
り、現像剤の透磁率が上昇する。

【００３７】図４は、トナー濃度センサ４１の出力特性
を示すグラフである。ここでは、トナー濃度が５重量％
の現像剤を用いており、各制御電圧Ｖcmin，Ｖcｚ，Ｖc
max別に、それぞれの出力特性を示している。このトナ
ー濃度センサ４１の出力特性から明らかな様に、トナー
濃度が高くなって、現像剤の透磁率が低くなる程、検出
出力Ｖlが低くなり、逆にトナー濃度が低くなって、現
像剤の透磁率が高くなる程、検出出力Ｖlが高くなる。

【００３８】また、図５のグラフに示す様にトナー濃度
センサ４１の制御電圧Ｖcと検出出力Ｖlが比例する。こ
こでも、トナー濃度が５重量％の現像剤を用いている。
トナー濃度センサ４１の検出出力Ｖlの電圧範囲が特定
されることを考慮すると、トナー濃度センサ４１の検出
出力Ｖlが該特定の電圧範囲の略中央の電圧値となる様
に制御電圧Ｖcを調節して、トナー濃度センサ４１の出
力特性を最適化する必要ある。例えば、トナー濃度セン
サ４１の検出出力Ｖlが１．５Ｖとなる様に制御電圧Ｖc
を調節する。この１．５Ｖは、後で述べる現像容器４６
内の現像剤の有無の判定に用いられる閾値Ｖsとして採
用される。

【００３９】また、先に述べた様にトナーとキャリアを
混合した現像剤を定期的に新規のものに交換する必要が
あり、この新規の現像剤を攪拌すると、この現像剤の透
磁率が徐々に低下して安定し、これに伴ってトナー濃度
センサ４１の検出出力Ｖlも低下して安定する。図６の
グラフは、攪拌時間に対するトナー濃度センサ４１の検
出出力Ｖlの特性を示しており、３種類の新規の現像剤
別に、それぞれの特性ａ，ｂ，ｃを示している。図６の
グラフからも明らかな様に、攪拌時間の経過に伴い、ト
ナー濃度センサ４１の検出出力Ｖlが低下して安定して
いる。このため、現像剤を新規のものに交換したときに
は、所定時間（例えば３分間）攪拌して、トナー濃度セ
ンサ４１の検出出力Ｖlを安定させ、この後に制御電圧
Ｖcを調節して、トナー濃度センサ４１の検出出力Ｖlを
１．５Ｖに設定することが望ましい。

【００４０】ところで、現像剤の交換に際し、現像剤が
投入されていない現像容器４６を誤ってセットし、現像
剤の攪拌動作を行なったとしても、現像容器４６内の空
のスペース（空気）の透磁率が低く、トナー濃度センサ
４１の検出出力Ｖlが低くなることから、新規の現像剤
を攪拌したときと同様に、トナー濃度センサ４１の検出
出力Ｖlが低下して安定したものとみなしてしまうこと
があり得る。このため、トナー濃度センサ４１の制御電
圧Ｖcの調節に先立ち、現像容器４６内の現像剤の有無
を判定することが望ましい。

【００４１】ここで、現像容器４６が空である場合は、
現像容器４６の空のスペースがトナー濃度センサ４１に
より検出されることから、単に、トナー濃度センサ４１
の検出出力Ｖlが低くなるだけではなく、図６のグラフ
における透磁率が低いときのトナー濃度センサ４１の検
出出力Ｖlminからも明らかな様に、制御電圧Ｖcが最小
電圧Ｖcminから最大電圧Ｖcmaxまで変化しても、トナー
濃度センサ４１の検出出力Ｖlminが維持される。

【００４２】また、現像容器４６に現像剤が投入されて
いる場合は、現像剤の磁性体のキャリアがトナー濃度セ
ンサ４１により検出されることから、図６のグラフから
明らかな様に、制御電圧Ｖcが最小電圧Ｖcminから最大
電圧Ｖcmaxまで変化すると、トナー濃度センサ４１の検
出出力Ｖlが大きく変化する。この変化量は、現像在中
のトナー濃度が５重量％のときのトナー濃度センサ４１
の検出出力Ｖl（＝１．５Ｖ）の２倍以上に及ぶ。

【００４３】従って、制御電圧Ｖcを最小電圧Ｖcminか
ら最大電圧Ｖcmaxまで変化させて、トナー濃度センサ４
１の検出出力Ｖlの変化特性を求めれば、この検出出力
Ｖlの変化特性に基づいて、現像容器４６内の現像剤の
有無を判定することができる。

【００４４】そこで、本実施形態では、現像剤の交換に
際し、図７のフローチャートに従って、制御電圧Ｖcに
対するトナー濃度センサ４１の検出出力Ｖlの変化特性
を求め、この検出出力Ｖlの変化特性に基づいて、現像
容器４６内の現像剤の有無を判定し、この後に制御電圧
Ｖcを調節し、トナー濃度センサ４１の検出出力Ｖlを
１．５Ｖに設定して、トナー濃度センサ４１の出力特性
を最適化している。次に、図７のフローチャートの処理
を説明する。

【００４５】まず、画像形成装置の定期的な保守並びに
点検に際し、現像容器４６内の現像剤を新規のものに交
換すると、現像容器４６を画像形成装置に所定の位置に
セットしてから、画像形成装置のメイン電源スイッチを
オンにして、画像形成装置を起動し、更に初期設定ボタ
ン５１をオンにする。制御装置３０のＣＰＵ３１は、初
期設定ボタン５１のオンに応答して、トナー補給ローラ
４７の回転を禁止し、また現像装置２５の各攪拌ローラ
４５，４５の回転を開始させて、現像容器４６内の現像
剤を攪拌するというアイドリング駆動を開始する（ステ
ップＳ１０１）。

【００４６】引き続いて、ＣＰＵ３１は、トナー濃度セ
ンサ４１の制御電圧Ｖcを最小電圧Ｖcminに設定して
（ステップＳ１０２）、トナー濃度センサ４１の検出出
力Ｖlminをサンプリングし（ステップＳ１０３）、最小
電圧Ｖcminと検出出力Ｖlminを対応させてＲＡＭ３３に
記憶させる。更に、ＣＰＵ３１は、トナー濃度センサ４
１の制御電圧ＶcをΔＶc（例えばΔＶ＝０．２５Ｖ）ず
つの変化幅で段階的に上昇させ、この制御電圧Ｖcの段
階的な上昇の度に、トナー濃度センサ４１の検出出力Ｖ
lをサンプリングして、制御電圧Ｖcと検出出力Ｖlを対
応させてＲＡＭ３３に記憶させる（ステップＳ１０
４）。最後に、ＣＰＵ３１は、トナー濃度センサ４１の
制御電圧Ｖcを最大電圧Ｖcmaxまで上昇させて（ステッ
プＳ１０５）、トナー濃度センサ４１の検出出力Ｖlmax
をサンプリングし（ステップＳ１０６）、最大電圧Ｖcm
axと検出出力Ｖlmaxを対応させてＲＡＭ３３に記憶させ
る。この結果として、制御電圧Ｖcに対するトナー濃度
センサ４１の検出出力Ｖlの変化特性がＲＡＭ３３に記
憶される。

【００４７】こうしてトナー濃度センサ４１の検出出力
Ｖlの変化特性を求め、各攪拌ローラ４５，４５の回転
開始から３分を経過すると、ＣＰＵ３１は、各攪拌ロー
ラ４５，４５を停止させて、アイドリング駆動を停止す
る（ステップＳ１０７）。そして、ＣＰＵ３１は、最小
電圧Ｖcmin及び最大電圧Ｖcmaxに対応するそれぞれの検
出出力Ｖlmin，ＶlmaxをＲＡＭ３３から読み出し、各検
出出力Ｖlmin，Ｖlmaxの差を求めて、この差を予め設定
された閾値Ｖs＝１．５Ｖと比較し（ステップＳ１０
８）、この差が閾値Ｖs未満であれば（ステップＳ１０
８で「Ｎｏ」）、現像剤が現像容器４６に投入されてい
ないものとみなす。ここで、現像剤が投入されていない
場合は、先に述べた様に現像容器４６の空のスペースが
トナー濃度センサ４１により検出されることから、制御
電圧Ｖcをが変化しても、トナー濃度センサ４１の検出
出力Ｖlminが常に維持され、トナー濃度センサ４１のそ
れぞれの検出出力Ｖlmin，Ｖlmaxの差が０となり、この
差が閾値Ｖs未満となる。従って、この差が閾値Ｖs未満
であれば、現像剤が投入されていないものとみなすこと
ができる。

【００４８】ＣＰＵ３１は、現像剤が投入されていない
ものとみなすと、現像剤の投入を促す旨を表示部５２に
表示する（ステップＳ１１１）。

【００４９】また、ＣＰＵ３１は、この差が閾値Ｖs以
上であれば（ステップＳ１０８で「Ｙｅｓ」）、現像剤
が現像容器４６に投入されているものとみなす。ここ
で、現像剤が投入されている場合は、先に述べた様に現
像剤の磁性体のキャリアがトナー濃度センサ４１により
検出されることから、トナー濃度センサ４１のそれぞれ
の検出出力Ｖlmin，Ｖlmaxの差が閾値Ｖsの略２倍とな
り、この差が確実に閾値Ｖs以上となる。従って、この
差が閾値Ｖs以上であれば、現像剤が投入されているも
のとみなすことができる。

【００５０】ＣＰＵ３１は、現像剤が投入されているも
のとみなすと、ＲＡＭ３３内のトナー濃度センサ４１の
検出出力Ｖlの変化特性を参照し、トナー濃度センサ４
１の検出出力Ｖlが閾値Ｖs＝１．５Ｖとなるときの制御
電圧Ｖcを導出し、この制御電圧ＶcをＲＡＭ３３に記憶
すると共に、この制御電圧Ｖcをトナー濃度センサ４１
に加え（ステップＳ１０９）、画像形成を待機する（ス
テップＳ１１０）。

【００５１】この様に本実施形態では、制御電圧Ｖcに
対するトナー濃度センサ４１の検出出力Ｖlの変化特性
を求めておき、現像剤が現像容器４６に投入されている
ときには最小電圧Ｖcmin及び最大電圧Ｖcmaxに対応する
それぞれの検出出力Ｖlmin，Ｖlmaxの差が閾値Ｖs＝
１．５Ｖを確実に超えることから、この差が閾値Ｖs以
上であれば、現像剤が現像容器４６に投入されているも
のとみなし、また、この差が閾値Ｖs未満であれば、現
像剤が現像容器４６に投入されていないものとみなして
いる。更に、制御電圧Ｖcに対するトナー濃度センサ４
１の検出出力Ｖlの変化特性を用いて、トナー濃度セン
サ４１の検出出力Ｖlが閾値Ｖs＝１．５Ｖとなるときの
制御電圧Ｖcを導出して設定しているので、トナー濃度
センサ４１の出力特性を最適化することができる。

【００５２】また、既存のトナー濃度センサ４１等を利
用し、プログラムの追加だけにより、本実施形態の装置
を実現しているので、コストの上昇を招かずに済む。

【００５３】更に、現像剤の有無の判定、及びトナー濃
度センサ４１の出力特性の最適化をアイドリング動作中
に行なっているので、現像装置及び画像形成装置に負担
をかけることがない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、透磁
率センサに印加される制御電圧を変化させて、透磁率セ
ンサの検出出力の変化量を求め、この検出出力の変化量
を予め設定された閾値と比較して、現像剤の有無を判定
している。ここで、現像剤が有れば、現像剤中の磁性体
のキャリアも有ることから、透磁率センサにより現像剤
の透磁率が検出されることになり、制御電圧が変化する
と、透磁率センサの検出出力が大きく変化する。これに
対して、現像剤が無ければ、磁性体のキャリアも全くな
いので、透磁率センサにより空のスペース（空気）の透
磁率が検出されることになり、制御電圧が変化しても、
透磁率センサの検出出力が殆ど変化しない。従って、制
御電圧に対する透磁率センサの検出出力の特性に基づい
て、現像剤の有無を確実に判定することができる。

【００５５】また、本発明によれば、透磁率センサの検
出出力の変化量が閾値未満であって小さければ、現像剤
が無いと判定し、透磁率センサの検出出力の変化量が閾
値以上であって大きければ、現像剤が有ると判定してい
る。

【００５６】更に、本発明によれば、画像形成を伴わず
に現像剤を攪拌するアイドリング期間中に、制御手段に
よる判定を実行しているので、現像装置に負担を与えず
に済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を概略的に
示している。

【図２】図１の装置における感光体ドラム及び現像装置
を示す側面図である。

【図３】図１の装置を制御するための制御装置及びトナ
ー濃度センサ等を示すブロック図である。

【図４】トナー濃度センサの出力特性を示すグラフであ
る。

【図５】トナー濃度センサの制御電圧に対する検出出力
の特性を示すグラフである。

【図６】攪拌時間に対するトナー濃度センサの検出出力
の特性を示すグラフである。

【図７】図１の装置による処理を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

２１ 感光体ドラム ２５ 現像装置 ４３ トナー容器 ４８ トナー残量センサ ４６ 現像容器 ４７ トナー補給ローラ ４５ 攪拌ローラ ４４ 現像ローラ ４１ トナー濃度センサ ３０ 制御装置 ３１ ＣＰＵ ３２ ＲＯＭ ３３ ＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 淳 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H077 AA12 AB06 AB14 AC04 AD06 DA10 DA15 DA42 DA52 DA78 DA80 DA82 DB08 DB10 DB14 DB18 DB25 EA03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーとキャリアを混合してなる現像剤
   に交錯する磁界を発生して、現像剤の透磁率を検出する
   透磁率センサと、透磁率センサの検出出力に基づいて、
   現像剤のトナー濃度を制御する制御手段とを備える現像
   装置において、 制御手段は、透磁率センサに印加される磁界強度制御用
   の制御電圧を変化させて、透磁率センサの検出出力の変
   化量を求め、この検出出力の変化量を予め設定された閾
   値と比較して、現像剤の有無を判定することを特徴とす
   る現像装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、透磁率センサの検出出力の
   変化量が閾値未満であれば、現像剤が無いと判定し、透
   磁率センサの検出出力の変化量が閾値以上であれば、現
   像剤が有ると判定することを特徴とする請求項１に記載
   の現像装置。
3. 【請求項３】 トナーとキャリアを混合してなる現像剤
   に交錯する磁界を発生して、現像剤の透磁率を検出する
   透磁率センサと、透磁率センサの検出出力に基づいて、
   現像剤のトナー濃度を制御する制御手段とを備える現像
   装置において、 制御手段は、透磁率センサに印加される磁界強度制御用
   の制御電圧を変化させて、この制御電圧の最大値及び最
   小値に対応する透磁率センサのそれぞれの検出出力の差
   を求め、この差を予め設定された閾値と比較して、現像
   剤の有無を判定することを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 制御手段は、透磁率センサの検出出力の
   変化量が閾値未満であれば、現像剤が無いと判定し、透
   磁率センサの検出出力の変化量が閾値以上であれば、現
   像剤が有ると判定することを特徴とする請求項３に記載
   の現像装置。
5. 【請求項５】 制御手段による判定は、画像形成を伴わ
   ずに現像剤を攪拌するアイドリング期間中に実行される
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現
   像装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の現像
   装置と、 現像装置の現像剤により現像される静電潜像を形成する
   像担持体と、 像担持体を露光して、該像担持体上に静電潜像を形成す
   る露光装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 画像形成を伴わずに、トナーとキャリア
   を混合してなる現像剤を攪拌するアイドリング期間中
   に、現像剤に交錯する磁界を透磁率センサから発生し
   て、現像剤の透磁率を透磁率センサにより検出しつつ、
   透磁率センサに印加される磁界強度制御用の制御電圧を
   変化させて、透磁率センサの検出出力の変化量を求め、
   この検出出力の変化量を予め設定された閾値と比較し
   て、現像剤の有無を判定することを特徴とする現像剤の
   有無判定方法。