特許 7608838 現像装置、画像形成装置、現像剤検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-23

(45)【発行日】2025-01-07

(54)【発明の名称】現像装置、画像形成装置、現像剤検出方法

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20241224BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20241224BHJP

   G03G 21/14 20060101ALI20241224BHJP

【ＦＩ】

G03G15/08 321B

G03G21/00 510

G03G21/14

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021005653

(22)【出願日】2021-01-18

(65)【公開番号】P2022110329

(43)【公開日】2022-07-29

【審査請求日】2023-12-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(72)【発明者】

【氏名】井上 貴志

【審査官】金田 理香

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０３１３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２０２１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９１０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３７７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２５１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２３２５３１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １３／０８

１３／０９５

１３／３４

１５／００

１５／０８

１５／０９５

１５／３６

２１／００－２１／０２

２１／１４

２１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

現像剤を収容する収容部と、
前記収容部において回転可能に設けられ、前記収容部内の前記現像剤を撹拌及び搬送する搬送部と、
前記搬送部による前記現像剤の搬送経路の予め定められた検出位置における透磁率に応じた電気信号を出力するセンサーと、
前記搬送部の回転周期中に出力される前記電気信号に基づく特定値を取得する取得処理部と、
前記搬送部の回転周期中に出力される前記電気信号の変動幅が予め定められた閾値未満である場合は、前記搬送部の回転速度及び前記変動幅のうち前記搬送部の回転速度のみに基づいて前記特定値を補正し、前記変動幅が前記閾値以上である場合は、前記搬送部の回転速度及び前記変動幅の両方に基づいて前記特定値を補正する補正処理部と、
を備える現像装置。

【請求項2】

前記搬送部は、スクリュー状の部材である、
請求項１に記載の現像装置。

【請求項3】

前記現像剤は、非磁性体のトナーであって、
前記収容部は、前記トナー及び磁性体のキャリアを収容する、
請求項１又は２に記載の現像装置。

【請求項4】

前記特定値は、前記搬送部の回転周期中に出力される前記電気信号の最大値又は最小値である、
請求項１～３のいずれかに記載の現像装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれかに記載の現像装置を備える画像形成装置。

【請求項6】

現像剤を収容する収容部と、前記収容部において回転可能に設けられ、前記収容部内の前記現像剤を撹拌及び搬送する搬送部と、前記搬送部による前記現像剤の搬送経路の予め定められた検出位置における透磁率に応じた電気信号を出力するセンサーと、を備える現像装置で実行される現像剤検出方法であって、
前記搬送部の回転周期中に出力される前記電気信号に基づく特定値を取得する取得ステップと、
前記搬送部の回転周期中に出力される前記電気信号の変動幅が予め定められた閾値未満である場合は、前記搬送部の回転速度及び前記変動幅のうち前記搬送部の回転速度のみに基づいて前記特定値を補正し、前記変動幅が前記閾値以上である場合は、前記搬送部の回転速度及び前記変動幅の両方に基づいて前記特定値を補正する補正ステップと、
を含む現像剤検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、現像装置、画像形成装置、及び現像剤検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラムなどの像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備える。前記現像装置は、トナーなどの現像剤を収容する収容部を備えており、前記収容部に収容された前記現像剤を用いて前記静電潜像を現像する。

【0003】

例えば、この種の現像装置の前記収容部には、非磁性体の前記現像剤及び磁性体のキャリアを含む２成分現像剤が収容される。また、前記収容部には、搬送部及びセンサーが設けられる。前記搬送部は、前記収容部において回転可能に設けられ、前記現像剤及び前記キャリアを撹拌するとともに搬送する。前記センサーは、前記搬送部による前記現像剤及び前記キャリアの搬送経路上の所定の検出位置における透磁率に応じた電気信号を出力する。前記センサーは、前記収容部における前記現像剤の収容量の検出に用いられる。

【0004】

ところで、前記搬送部の回転速度が上昇すると、前記搬送部によって巻き上げられる前記キャリアの量が増加して、前記検出位置における前記キャリアの密度が低下する。これにより、前記収容部における前記現像剤の収容量の変化の有無に関わらず前記センサーの出力が変化する。そのため、前記搬送部の回転速度を変更可能な構成では、前記収容部における前記現像剤の収容量の検出精度が低下する。これに対し、前記搬送部の回転速度と前記センサーの出力値との間に一次式で表現可能な関係性が存在する点に着目して、前記搬送部の回転速度に基づいて前記センサーの出力値を補正する画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－２６８０３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、前記搬送部の回転速度の上昇に伴う前記検出位置における前記キャリアの密度の低下には限界がある。この限界を超えると、前記搬送部の回転速度が上昇しても前記検出位置における前記キャリアの密度はほとんど低下しなくなる。つまり、前記搬送部の回転速度が限界値を超えると、前記搬送部の回転速度と前記センサーの出力値との間の関係性が変化する。上述の画像形成装置では、この点が考慮されていないため、前記現像剤の収容量を精度よく検出することができない。

【0007】

本発明の目的は、現像剤の収容量の検出精度を向上可能な現像装置、画像形成装置、及び現像剤検出方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一の局面に係る現像装置は、収容部と、搬送部と、センサーと、取得処理部と、補正処理部とを備える。前記収容部は、現像剤を収容する。前記搬送部は、前記収容部において回転可能に設けられ、前記収容部内の前記現像剤を撹拌及び搬送する。前記センサーは、前記搬送部による前記現像剤の搬送経路の予め定められた検出位置における透磁率に応じた電気信号を出力する。前記取得処理部は、前記搬送部の回転周期中に出力される前記電気信号に基づく特定値を取得する。前記補正処理部は、前記搬送部の回転周期中に出力される前記電気信号の変動幅が予め定められた閾値未満である場合は、前記搬送部の回転速度に基づいて前記特定値を補正し、前記変動幅が前記閾値以上である場合は、前記搬送部の回転速度及び前記変動幅に基づいて前記特定値を補正する。

【0009】

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記現像装置を備える。

【0010】

本発明の他の局面に係る現像剤検出方法は、現像剤を収容する収容部と、前記収容部において回転可能に設けられ、前記収容部内の前記現像剤を撹拌及び搬送する搬送部と、前記搬送部による前記現像剤の搬送経路の予め定められた検出位置における透磁率に応じた電気信号を出力するセンサーと、を備える現像装置で実行され、以下の取得ステップと、補正ステップとを含む。前記取得ステップでは、前記搬送部の回転周期中に出力される前記電気信号に基づく特定値が取得される。前記補正ステップでは、前記搬送部の回転周期中に出力される前記電気信号の変動幅が予め定められた閾値未満である場合は、前記搬送部の回転速度に基づいて前記特定値が補正され、前記変動幅が前記閾値以上である場合は、前記搬送部の回転速度及び前記変動幅に基づいて前記特定値が補正される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、現像剤の収容量の検出精度を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの構成を示す図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像部の構成を示す図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される現像剤検出処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるトナーセンサーから出力される電気信号と第１搬送部材の回転速度との関係を示す図である。

【図7】図７は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるトナーセンサーから出力される電気信号の推移を示す図である。

【図8】図８は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるトナーセンサーから出力される電気信号の推移を示す図である。

【図9】図９は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるトナーセンサーから出力される電気信号の推移を示す図である。

【図10】図１０は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるトナーセンサーから出力される電気信号の推移を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0014】

［画像形成装置１００の構成］
まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成について説明する。ここで、図１は画像形成装置１００の構成を示す断面図である。

【0015】

なお、説明の便宜上、画像形成装置１００が使用可能な設置状態（図１に示される状態）で鉛直方向を上下方向Ｄ１と定義する。また、図１に示される画像形成装置１００の紙面左側の面を正面（前面）として前後方向Ｄ２を定義する。また、前記設置状態の画像形成装置１００の正面を基準として左右方向Ｄ３を定義する。

【0016】

画像形成装置１００は、原稿から画像データを読み取るスキャン機能、及び画像データに基づいて画像を形成するプリント機能とともに、ファクシミリ機能、及びコピー機能などの複数の機能を有する複合機である。なお、画像形成装置１００は、プリント装置、ファクシミリ装置、及びコピー機などであってもよい。

【0017】

図１及び図２に示されるように、画像形成装置１００は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、操作表示部５、記憶部６、及び制御部７を備える。

【0018】

ＡＤＦ１は、前記スキャン機能による読取対象の原稿を搬送する。ＡＤＦ１は、原稿セット部、複数の搬送ローラー、原稿押さえ、及び排紙部を備える。

【0019】

画像読取部２は、前記スキャン機能を実現する。画像読取部２は、原稿台、光源、複数のミラー、光学レンズ、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備える。

【0020】

画像形成部３は、前記プリント機能を実現する。具体的に、画像形成部３は、電子写真方式により、給紙部４から供給されるシートにカラー又はモノクロの画像を形成する。

【0021】

給紙部４は、画像形成部３にシートを供給する。給紙部４は、給紙カセット、手差しトレイ、シート搬送路、及び複数の搬送ローラーを備える。

【0022】

操作表示部５は、画像形成装置１００のユーザーインターフェイスである。操作表示部５は、制御部７からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶ディスプレーなどの表示部、及びユーザーの操作に応じて制御部７に各種の情報を入力する操作キー又はタッチパネルなどの操作部を有する。

【0023】

記憶部６は、不揮発性の記憶装置である。例えば、記憶部６は、フラッシュメモリー及びＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などの不揮発性メモリー、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置である。

【0024】

制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御する。図２に示されるように、制御部７は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、及びＲＡＭ１３を備える。ＣＰＵ１１は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１に各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め記憶される不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される揮発性又は不揮発性の記憶装置である。制御部７では、ＣＰＵ１１によりＲＯＭ１２に予め記憶された各種の制御プログラムが実行される。これにより、画像形成装置１００が制御部７により統括的に制御される。

【0025】

なお、制御部７は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。また、制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御するメイン制御部とは別に設けられた制御部であってもよい。

【0026】

［画像形成部３の構成］
次に、図１～図３を参照しつつ、画像形成部３の構成について説明する。ここで、図３は画像形成ユニット２４の構成を示す断面図である。

【0027】

図１に示されるように、画像形成部３は、４つの画像形成ユニット２１～２４、光走査装置２５、中間転写ベルト２６、二次転写ローラー２７、定着装置２８、及び排紙トレイ２９を備える。また、画像形成部３は、第１駆動部３０（図２参照）を備える。

【0028】

画像形成ユニット２１はＹ（イエロー）、画像形成ユニット２２はＣ（シアン）、画像形成ユニット２３はＭ（マゼンタ）、画像形成ユニット２４はＫ（ブラック）に対応する電子写真方式の画像形成ユニットである。図１に示されるように、画像形成ユニット２１～２４は、画像形成装置１００の前後方向Ｄ２に沿って、画像形成装置１００の前方側からイエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの順に併設される。

【0029】

図３に示されるように、画像形成ユニット２４は、感光体ドラム３１、帯電ローラー３２、現像部３３、一次転写ローラー３４、及びドラム清掃部３５を備える。画像形成ユニット２１～２３各々は、画像形成ユニット２４と同様の構成を備える。

【0030】

感光体ドラム３１は、トナー像を担持する。感光体ドラム３１は、第１駆動部３０から供給される回転駆動力を受けて、図３に示される回転方向Ｄ４に回転する。

【0031】

帯電ローラー３２は、感光体ドラム３１の表面を帯電させる。帯電ローラー３２によって帯電された感光体ドラム３１の表面には、光走査装置２５から射出される画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。

【0032】

現像部３３は、非磁性体のトナーを用いて、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像を現像する。前記トナーは、本発明の現像剤の一例である。これにより、感光体ドラム３１の表面にトナー像が形成される。

【0033】

一次転写ローラー３４は、現像部３３により感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２６に転写する。

【0034】

ドラム清掃部３５は、一次転写ローラー３４によるトナー像の転写後の感光体ドラム３１の表面に残存する前記トナーを除去する。

【0035】

光走査装置２５は、画像形成ユニット２１～２４各々の感光体ドラム３１の表面へ向けて、画像データに基づく光を射出する。

【0036】

中間転写ベルト２６は、画像形成ユニット２１～２４各々の感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー像が転写される無端状のベルト部材である。中間転写ベルト２６は、駆動ローラー及び張架ローラーによって所定のテンションで張架される。中間転写ベルト２６は、第１駆動部３０から供給される回転駆動力を受けて前記駆動ローラーが回転することで、図３に示される回転方向Ｄ５に回転する。

【0037】

二次転写ローラー２７は、中間転写ベルト２６の表面に転写されたトナー像を給紙部４から供給されるシートに転写する。

【0038】

定着装置２８は、二次転写ローラー２７によってシートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる。

【0039】

排紙トレイ２９には、定着装置２８によってトナー像が定着されたシートが排出される。

【0040】

第１駆動部３０は、画像形成ユニット２１～２４各々の感光体ドラム３１及び現像部３３、並びに中間転写ベルト２６などに回転駆動力を供給するモーターである。

【0041】

［現像部３３の構成］
次に、図３及び図４を参照しつつ、画像形成ユニット２４の現像部３３の構成について説明する。ここで、図４は筐体４１の第１搬送路５２及び第２搬送路５３を上側から見た図である。なお、画像形成ユニット２１～２３も、以下に述べる現像部３３と同様の構成を備える。

【0042】

図３及び図４に示されるように、現像部３３は、筐体４１、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３、現像ローラー４４、規制部材４５、及びトナーセンサー４６を備える。また、現像部３３は、トナーコンテナ４７（図１参照）、及び第２駆動部４８（図２参照）を備える。なお、図２には、画像形成ユニット２４に対応するトナーセンサー４６、及び第２駆動部４８が示されている。

【0043】

筐体４１は、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３、現像ローラー４４、及び規制部材４５を収容する。また、筐体４１は、前記トナー及び磁性体のキャリアを含む２成分現像剤を収容する。筐体４１は、本発明の収容部の一例である。筐体４１は、左右方向Ｄ３に長尺に形成される。筐体４１は、底面５１（図３参照）及び側壁によって形成される内部空間において前記トナー及び前記キャリアを収容する。

【0044】

図３及び図４に示されるように、筐体４１は、前記トナー及び前記キャリアが搬送される第１搬送路５２及び第２搬送路５３を有する。具体的に、筐体４１の底面５１には、左右方向Ｄ３に延在する隔壁５４（図４参照）が設けられている。筐体４１の底面５１、側壁、及び隔壁５４により、左右方向Ｄ３に延在する第１搬送路５２及び第２搬送路５３が形成される。

【0045】

第１搬送部材４２は、筐体４１において回転可能に設けられる。図４に示されるように、第１搬送部材４２は、第１搬送路５２に設けられる。第１搬送部材４２は、第１搬送路５２に収容された前記トナー及び前記キャリアを、図４に示される搬送方向Ｄ６に搬送する。また、第１搬送部材４２は、前記トナー及び前記キャリアを撹拌して、前記トナー及び前記キャリアを摩擦帯電させる。第１搬送部材４２は、本発明の搬送部の一例である。例えば、第１搬送部材４２は、第１搬送路５２において左右方向Ｄ３に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたスクリュー状の部材である。第１搬送部材４２は、第１駆動部３０から供給される回転駆動力を受けて回転する。なお、第１搬送部材４２は、スクリュー状の部材に限られず、前記トナー及び前記キャリアを撹拌及び搬送可能な部材であればよい。

【0046】

第２搬送部材４３は、筐体４１において回転可能に設けられる。図４に示されるように、第２搬送部材４３は、第２搬送路５３に設けられる。第２搬送部材４３は、第２搬送路５３に収容された前記トナー及び前記キャリアを、図４に示される搬送方向Ｄ７に搬送する。また、第２搬送部材４３は、前記トナー及び前記キャリアを撹拌して、前記トナー及び前記キャリアを摩擦帯電させる。例えば、第２搬送部材４３は、第２搬送路５３において左右方向Ｄ３に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたスクリュー状の部材である。第２搬送部材４３は、第１駆動部３０から供給される回転駆動力を受けて回転する。

【0047】

第１搬送路５２における搬送方向Ｄ６の下流側の端部には、第２搬送路５３へ通じる第１通路５５が設けられている。第１通路５５は、筐体４１の側壁と隔壁５４の右端部により形成される。また、第２搬送路５３における搬送方向Ｄ７の下流側の端部には、第１搬送路５２へ通じる第２通路５６が設けられている。第２通路５６は、筐体４１の側壁と隔壁５４の左端部により形成される。つまり、筐体４１の内部には、第１搬送路５２、第１通路５５、第２搬送路５３、及び第２通路５６により、前記トナー及び前記キャリアが循環する循環搬送路が形成されている。

【0048】

現像ローラー４４は、前記トナーを用いて感光体ドラム３１に形成された静電潜像を現像する。図３に示されるように、現像ローラー４４は、第２搬送部材４３及び感光体ドラム３１に対向して設けられる。現像ローラー４４は、筐体４１により回転可能に支持されており、第１駆動部３０から供給される回転駆動力を受けて回転方向Ｄ８（図３参照）に回転する。現像ローラー４４は、第２搬送路５３から前記トナー及び前記キャリアを汲み上げる。現像ローラー４４によって汲み上げられた前記トナー及び前記キャリアは、現像ローラー４４の内部に設けられた磁極の磁力により、現像ローラー４４の外周面において磁気ブラシを形成する。現像ローラー４４は、外周面に形成された前記磁気ブラシを感光体ドラム３１との対向領域Ｒ１（図３参照）に搬送し、前記磁気ブラシに含まれる前記トナーを感光体ドラム３１の表面へ移動させる。これにより、感光体ドラム３１に形成された静電潜像が現像される。

【0049】

規制部材４５は、現像ローラー４４の外周面に形成された前記磁気ブラシの層厚を規制する。図３に示されるように、規制部材４５は、第２搬送部材４３と現像ローラー４４との対向領域よりも回転方向Ｄ８の下流側であって、現像ローラー４４と感光体ドラム３１との対向領域Ｒ１よりも回転方向Ｄ８の上流側に設けられる。規制部材４５は、現像ローラー４４の外周面との間に所定のギャップが形成されるように、現像ローラー４４の外周面と対向して設けられる。

【0050】

トナーセンサー４６は、第１搬送部材４２による前記トナー及び前記キャリアの搬送経路の検出位置Ｐ１（図４参照）における透磁率に応じた電気信号を出力する。トナーセンサー４６は、本発明のセンサーの一例である。図３に示されるように、トナーセンサー４６は、筐体４１の底面部に設けられる。例えば、トナーセンサー４６は、検出位置Ｐ１における透磁率に応じた電圧を出力する。例えば、トナーセンサー４６によって出力される電圧は、検出位置Ｐ１における前記トナーの量が多いほど低下する。トナーセンサー４６は、現像部３３における前記トナーの収容量の検出に用いられる。

【0051】

トナーコンテナ４７は、Ｋ（ブラック）の前記トナーを収容する。トナーコンテナ４７は、容器本体、供給口部、及び搬送部材４７Ａ（図１参照）を備える。前記容器本体は、左右方向Ｄ３に長尺に形成されており、内部に前記トナーを収容する。前記供給口部は、前記容器本体における左端部に形成される。前記供給口部は、下方へ向けて開口している。前記供給口部は、鉛直方向に延びる不図示の供給路を介して、筐体４１の上面部に形成された開口部５７（図３参照）に通じている。

【0052】

開口部５７は、筐体４１の上面部において、第１搬送部材４２による前記トナー及び前記キャリアの搬送経路における検出位置Ｐ１よりも当該搬送経路の上流側の供給位置Ｐ２（図４参照）へ向けて開口する。図４に示されるように、供給位置Ｐ２は、第１搬送路５２における左端部の位置である。

【0053】

搬送部材４７Ａは、トナーコンテナ４７から筐体４１における供給位置Ｐ２（図４参照）へ前記トナーを供給する。搬送部材４７Ａは、トナーコンテナ４７内において左右方向Ｄ３に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられ、回転数に応じた量の前記トナーを前記供給口部に搬送する。例えば、搬送部材４７Ａは、トナーコンテナ４７内の前記トナーを左方向に搬送可能なスクリュー状の部材である。搬送部材４７Ａによって前記供給口部に搬送された前記トナーは、自重によって前記供給路内を移動し、筐体４１の供給位置Ｐ２に落下する。つまり、搬送部材４７Ａは、回転数に応じた量の前記トナーを筐体４１の供給位置Ｐ２へ供給可能である。

【0054】

第２駆動部４８は、搬送部材４７Ａに駆動力を供給する。例えば、第２駆動部４８はモーターである。搬送部材４７Ａは、第２駆動部４８から供給される回転駆動力を受けて回転する。

【0055】

ところで、第１搬送部材４２の回転速度が上昇すると、第１搬送部材４２によって巻き上げられる前記キャリアの量が増加して、検出位置Ｐ１における前記キャリアの密度が低下する。これにより、筐体４１における前記トナーの収容量の変化の有無に関わらずトナーセンサー４６の出力が変化する。そのため、第１搬送部材４２の回転速度を変更可能な構成では、筐体４１における前記トナーの収容量の検出精度が低下する。これに対し、第１搬送部材４２の回転速度とトナーセンサー４６の出力値との間に一次式で表現可能な関係性が存在する点に着目して、第１搬送部材４２の回転速度に基づいてトナーセンサー４６の出力値を補正する画像形成装置が知られている。

【0056】

しかしながら、第１搬送部材４２の回転速度の上昇に伴う検出位置Ｐ１における前記キャリアの密度の低下には限界がある。この限界を超えると、第１搬送部材４２の回転速度が上昇しても検出位置Ｐ１における前記キャリアの密度はほとんど低下しなくなる。つまり、第１搬送部材４２の回転速度が限界値を超えると、第１搬送部材４２の回転速度とトナーセンサー４６の出力値との間の関係性が変化する。上述の画像形成装置では、この点が考慮されていないため、前記トナーの収容量を精度よく検出することができない。

【0057】

図６に、第１搬送部材４２の回転速度とトナーセンサー４６の出力値との関係の一例を示す。図６では、第１搬送部材４２の回転速度が１００ｒｐｍの倍数である場合のトナーセンサー４６の出力値がプロットされている。なお、図６では、トナーセンサー４６の出力値が８ビットのデジタル値として示されている。

【0058】

図６に示されるように、第１搬送部材４２の回転速度が１００ｒｐｍから４００ｒｐｍまでの範囲においては、第１搬送部材４２の回転速度とトナーセンサー４６の出力値との間に一次式で表現可能な関係性が存在することが認められる。一方、第１搬送部材４２の回転速度が４００ｒｐｍを超えたあたりで、第１搬送部材４２の回転速度とトナーセンサー４６の出力値との間の関係性が変化している。この例では、第１搬送部材４２の回転速度が４００ｒｐｍを超えた付近で、前記キャリアの密度の低下が限界を迎えたものと考えられる。なお、前記キャリアの密度の低下が限界を迎える第１搬送部材４２の回転速度（以下、「限界速度」と呼称する。）は、筐体４１内の温湿度、及び筐体４１における前記トナーの収容量などの要因によって変化する。

【0059】

これに対し、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００では、以下に説明するように、筐体４１における前記トナーの収容量の検出精度を向上させることが可能である。

【0060】

具体的に、画像形成装置１００では、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の電気信号の変動幅に基づいて、第１搬送部材４２の回転速度が前記限界速度を超えているか否かが判定される。前記変動幅は、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の電気信号の最大値と最小値との差である。そして、判定結果に応じて、トナーセンサー４６の出力値の補正方法が切り替えられる。

【0061】

ここで、図７には、第１搬送部材４２の回転速度が３００ｒｐｍである場合における、第１搬送部材４２の回転周期Ｔ１中に出力されるトナーセンサー４６の出力値の推移の一例が示されている。また、図８には、第１搬送部材４２の回転速度が４００ｒｐｍである場合における、第１搬送部材４２の回転周期Ｔ２中に出力されるトナーセンサー４６の出力値の推移の一例が示されている。また、図９には、第１搬送部材４２の回転速度が５００ｒｐｍである場合における、第１搬送部材４２の回転周期Ｔ３中に出力されるトナーセンサー４６の出力値の推移の一例が示されている。また、図１０には、第１搬送部材４２の回転速度が６００ｒｐｍである場合における、第１搬送部材４２の回転周期Ｔ４中に出力されるトナーセンサー４６の出力値の推移の一例が示されている。なお、図６では、第１搬送部材４２の回転速度が１００ｒｐｍの倍数である場合における、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の出力値のうちの最大値がプロットされている。

【0062】

図６～図８に示されるように、第１搬送部材４２の回転速度が前記限界速度以下である場合は、第１搬送部材４２の回転速度が増加しても、前記変動幅は変化しない。一方、図６、図９、及び図１０に示されるように、第１搬送部材４２の回転速度が前記限界速度を超えている場合は、第１搬送部材４２の回転速度の増加に応じて、前記変動幅が増加する。つまり、前記変動幅に基づいて、第１搬送部材４２の回転速度が前記限界速度を超えているか否かを判定可能である。また、前記変化幅に基づいて、第１搬送部材４２の回転速度が前記限界速度を超えている場合の、第１搬送部材４２の回転速度と前記限界速度との差を判定可能である。

【0063】

［制御部７の構成］
以下、図２を参照しつつ、トナーセンサー４６の出力値を補正する制御部７について説明する。

【0064】

図２に示されるように、制御部７は、駆動制御部６１、取得処理部６２、補正処理部６３、及び出力処理部６４を含む。現像部３３、取得処理部６２、補正処理部６３、及び出力処理部６４を含む装置が、本発明の現像装置の一例である。

【0065】

具体的に、制御部７のＲＯＭ１２には、制御部７のＣＰＵ１１に後述の現像剤検出処理（図５のフローチャート参照）を実行させるための現像剤検出プログラムが予め格納されている。そして、制御部７のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された前記現像剤検出プログラムを実行することにより、駆動制御部６１、取得処理部６２、補正処理部６３、及び出力処理部６４として機能する。

【0066】

なお、前記現像剤検出プログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、及びフラッシュメモリーなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されており、前記記録媒体から読み取られて記憶部６などの記憶装置に格納されてもよい。また、駆動制御部６１、取得処理部６２、補正処理部６３、及び出力処理部６４は、電子回路によって構成されてもよい。

【0067】

なお、以下では、画像形成ユニット２１～２４のうち、画像形成ユニット２４に含まれる各部を例に挙げて説明を行う。以下の説明は、画像形成ユニット２１～２３各々についても同様に当てはまる。

【0068】

駆動制御部６１は、画像形成部３を用いてシートに画像を形成する印刷処理が実行される場合に、第１駆動部３０を予め定められた特定駆動速度で駆動させる。

【0069】

ここで、前記特定駆動速度は、予め定められた複数の印刷速度のうち、ユーザーの操作によって前記印刷処理の実行速度として設定された特定印刷速度に対応する第１駆動部３０の駆動速度である。つまり、画像形成装置１００では、第１駆動部３０が、複数の前記印刷速度に対応する複数の駆動速度のいずれかで駆動される。また、第１搬送部材４２が、複数の第１駆動部３０の駆動速度に対応する複数の回転速度のいずれかで回転される。例えば、第１搬送部材４２は、１００ｒｐｍ、２００ｒｐｍ、３００ｒｐｍ、４００ｒｐｍ、５００ｒｐｍ、及び６００ｒｐｍのいずれかの回転速度で回転される（図６参照）。

【0070】

取得処理部６２は、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の電気信号に基づく特定値を取得する。

【0071】

ここで、前記特定値は、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の電気信号の最大値である。

【0072】

なお、前記特定値は、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の電気信号の最小値であってもよい。また、前記特定値は、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の電気信号の平均値であってもよい。

【0073】

補正処理部６３は、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の電気信号の前記変動幅が予め定められた閾値未満である場合は、予め定められた第１補正処理を実行する。具体的に、前記第１補正処理は、第１搬送部材４２の回転速度に基づいて前記特定値を補正する処理である。

【0074】

また、補正処理部６３は、前記変動幅が前記閾値以上である場合は、前記第１補正処理とは異なる第２補正処理を実行する。具体的に、前記第２補正処理は、第１搬送部材４２の回転速度及び前記変動幅に基づいて前記特定値を補正する処理である。

【0075】

ここで、前記閾値は、第１搬送部材４２の回転速度が前記限界速度以下である場合の前記変動幅に基づいて定められる。例えば、前記閾値は、第１搬送部材４２の回転速度が前記限界速度以下である場合の前記変動幅に、１．２などの予め定められた係数を乗算した値である。前記閾値は、画像形成装置１００の出荷時などに予め設定されていればよい。また、前記閾値は、予め定められた設定タイミングが到来するごとに設定されてもよい。例えば、制御部７は、第１搬送部材４２を最も低速な回転速度で回転させた場合に取得されるトナーセンサー４６の電気信号の前記変動幅に基づいて設定してもよい。前記設定タイミングは、画像形成装置１００の電源が投入されたタイミング、及び画像形成装置１００における累積印刷枚数が予め定められた基準枚数の倍数に達したタイミングなどであればよい。

【0076】

例えば、前記第１補正処理では、以下に示す式（１）に基づいて、前記特定値が補正される。なお、式（１）に含まれる基準速度は、複数の前記印刷速度に対応する複数の第１搬送部材４２の回転速度のうち、トナーセンサー４６の出力値の補正が不要な回転速度である。また、式（１）に含まれる第１補正係数は、図６に示される第１搬送部材４２の回転速度とトナーセンサー４６の出力値との関係性に基づいて予め定められる値である。具体的に、前記第１補正係数は、第１搬送部材４２の回転速度が前記限界速度以下である場合における、第１搬送部材４２の回転速度とトナーセンサー４６の出力値との関係性を表す一次近似式の傾きに対応する値である（図６参照）。

【0077】

補正後の特定値＝補正前の特定値－（現在の第１搬送部材４２の回転速度－基準速度）×第１補正係数・・・（１）

【0078】

また、前記第２補正処理では、以下に示す式（２）に基づいて、前記特定値が補正される。なお、式（２）に含まれる第２補正係数は、図６に示される第１搬送部材４２の回転速度とトナーセンサー４６の出力値との関係性に基づいて予め定められる値である。なお、前記第２補正処理は、式（２）とは異なる数式を用いて前記特定値を補正する処理であってもよい。

【0079】

補正後の特定値＝補正前の特定値－（現在の第１搬送部材４２の回転速度－基準速度）×第１補正係数＋（トナーセンサー４６の電気信号の変動幅）×第２補正係数・・・（２）

【0080】

出力処理部６４は、補正処理部６３によって補正された前記特定値を出力する。出力処理部６４によって出力される補正後の前記特定値は、当該特定値に基づく処理を実行する制御部７の内部の処理主体に入力される。なお、制御部７とは別に画像形成装置１００を統括的に制御するメイン制御部が設けられる場合、出力処理部６４によって出力される補正後の前記特定値は、当該メイン制御部に入力、又は制御部７に設けられるレジスタに格納されてもよい。

【0081】

例えば、出力処理部６４によって出力される補正後の前記特定値は、現像部３３への前記トナーの補給制御、及び前記印刷処理の実行制御に用いられる。例えば、画像形成装置１００では、出力処理部６４によって出力される補正後の前記特定値が予め定められた第１基準値以上である場合に、トナーコンテナ４７から現像部３３へ前記トナーが供給される。また、画像形成装置１００では、出力処理部６４によって出力される補正後の前記特定値が前記第１基準値よりも高い第２基準値以上である場合に、トナーエンプティーが検出されて、前記印刷処理の実行が制限される。

【0082】

［現像剤検出処理］
以下、図５を参照しつつ、画像形成装置１００において制御部７により実行される現像剤検出処理の手順の一例とともに、本発明の現像剤検出方法について説明する。ここで、ステップＳ１１、Ｓ１２・・・は、制御部７により実行される処理手順（ステップ）の番号を表している。なお、前記現像剤検出処理は、前記印刷処理の実行指示が入力された場合に実行される。

【0083】

＜ステップＳ１１＞
まず、ステップＳ１１において、制御部７は、第１駆動部３０を前記特定駆動速度で駆動させる。ここで、ステップＳ１１の処理は、制御部７の駆動制御部６１により実行される。これにより、現像部３３に第１駆動部３０の駆動力が供給されて、第１搬送部材４２が前記特定駆動速度に対応する回転速度で回転される。

【0084】

＜ステップＳ１２＞
ステップＳ１２において、制御部７は、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の電気信号に基づく前記特定値を取得する。ここで、ステップＳ１２の処理は、本発明の取得ステップの一例であって、制御部７の取得処理部６２により実行される。

【0085】

＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３において、制御部７は、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の電気信号の前記変動幅が前記閾値未満であるか否かを判定する。

【0086】

ここで、制御部７は、前記変動幅が前記閾値未満であるか否かの判定結果に応じて、次の処理を切り替える。具体的に、制御部７は、前記変動幅が前記閾値未満であると判定すると（ステップＳ１３のＹｅｓ側）、処理をステップＳ１４に移行させる。また、制御部７は、前記変動幅が前記閾値以上であると判定すると（ステップＳ１３のＮｏ側）、処理をステップＳ１５に移行させる。

【0087】

＜ステップＳ１４＞
ステップＳ１４において、制御部７は、前記第１補正処理を実行する。ここで、ステップＳ１４の処理は、本発明の補正ステップの一例であって、制御部７の補正処理部６３により実行される。

【0088】

＜ステップＳ１５＞
ステップＳ１５において、制御部７は、前記第２補正処理を実行する。ここで、ステップＳ１５の処理は、本発明の補正ステップの一例であって、制御部７の補正処理部６３により実行される。

【0089】

＜ステップＳ１６＞
ステップＳ１６において、制御部７は、ステップＳ１４又はステップＳ１５において補正された前記特定値を出力する。ここで、ステップＳ１６の処理は、制御部７の出力処理部６４により実行される。

【0090】

＜ステップＳ１７＞
ステップＳ１７において、制御部７は、前記印刷処理が終了したか否かを判定する。

【0091】

ここで、制御部７は、前記印刷処理が終了したか否かの判定結果に応じて、次の処理を切り替える。具体的に、制御部７は、前記印刷処理が終了したと判定すると（ステップＳ１７のＹｅｓ側）、前記現像剤検出処理を終了させる。また、制御部７は、前記印刷処理が終了していないと判定すると（ステップＳ１７のＮｏ側）、処理をステップＳ１２に移行させる。この場合、制御部７は、前記印刷処理が終了したと判定されるまで、ステップＳ１２からステップＳ１６までの処理を繰り返し実行する。これにより、筐体４１内の温湿度の変化、及び筐体４１における前記トナーの収容量の変化などにより、前記印刷処理の実行中に前記限界速度が変化した場合であっても、前記トナーの収容量を精度よく検出可能である。

【0092】

このように、画像形成装置１００では、第１搬送部材４２の回転周期中に出力されるトナーセンサー４６の電気信号の前記変動幅に基づいて、第１搬送部材４２の回転速度が前記限界速度を超えているか否かが判定される。そして、判定結果に応じて、トナーセンサー４６の出力値の補正方法が切り替えられる。具体的に、前記変動幅が前記閾値未満である場合は、第１搬送部材４２の回転速度に基づいて前記特定値が補正される。また、前記変動幅が前記閾値以上である場合は、第１搬送部材４２の回転速度及び前記変動幅に基づいて前記特定値が補正される。これにより、第１搬送部材４２の回転速度が前記限界速度を超えているか否かを判定することなく、第１搬送部材４２の回転速度に基づいてトナーセンサー４６の出力値を補正する構成と比較して、筐体４１における前記トナーの収容量の検出精度を向上させることが可能である。

【0093】

なお、筐体４１は、前記キャリアを含まない１成分現像剤を収容するものであってもよい。この場合、前記トナーは磁性体であってもよい。

【符号の説明】

【0094】

１ ＡＤＦ
２ 画像読取部
３ 画像形成部
４ 給紙部
５ 操作表示部
６ 記憶部
７ 制御部
２４ 画像形成ユニット
３０ 第１駆動部
３３ 現像部
４１ 筐体
４２ 第１搬送部材
４６ トナーセンサー
６１ 駆動制御部
６２ 取得処理部
６３ 補正処理部
６４ 出力処理部
１００ 画像形成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】