(57)【要約】【課題】メモリーなどの記憶手段を現像装置に搭載することなく、装着された現像装置を簡易な構成で識別することが可能にする。【解決手段】現像装置３４は、画像形成部３に着脱可能であって、スクリューフィーダー６４Ａの回転に伴い回転されるスクレーパー６６と、現像剤の透磁率を検知するトナー濃度センサー６７とを有する。スクレーパー６６は、１回転するたびに検知面６８に周期的に接触する。ステッピングモーター７７の回転駆動力がギヤ７８を経てスクリューフィーダー６４Ａに伝達されて、スクレーパー６６が回転する。トナー濃度センサー６７は、スクレーバー６６の回転に伴い周期的に変動する信号を出力する。制御部５は、トナー濃度センサー６７の出力波形の周期を求めて、その周期に基づいて、現像装置を識別する。【選択図】図９
2014240876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着された現像装置を使用して現像処理を行う画像形成装置であって、
前記現像装置は、
現像剤が収容され、内部に検知面を有する現像容器と、
前記検知面を介して前記現像容器内の現像剤の透磁率を検知する検知手段と、
前記現像容器内で回転されることによって前記検知面に周期的に接触する接触部材と、
前記接触部材に回転駆動力を伝達する駆動伝達手段と、を有し、
前記画像形成装置は、
装着された前記現像装置の前記駆動伝達手段に回転駆動力を供給する駆動手段と、
前記駆動手段による前記接触部材の回転中に前記検知手段から出力される信号波形の周期に基づいて前記現像装置が使用可能かどうかを判定する制御手段と、を具備する画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置で使用可能な現像装置に対応する前記周期に関する周期情報を記憶する記憶手段を更に備え、
前記制御手段は、前記検知手段から出力される信号波形の周期と前記記憶手段に記憶された周期情報とを比較することにより、前記現像装置が使用可能かどうかを判定する請求項１に記載の画像形成装置。  
【請求項３】
前記周期情報は、前記画像形成装置で使用可能な現像装置の前記駆動伝達手段の伝達比に基づいて得られる前記現像装置の固有周期であり、
前記制御手段は、前記検知手段から出力される信号波形の周期と前記記憶手段に記憶された周期情報とが一致している場合に前記現像装置が使用可能であると判定する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置は、前記現像容器内で回転されることによって前記現像剤を撹拌する撹拌手段を更に備え、
前記接触部材は、前記撹拌手段に取り付けられ、前記撹拌手段の回転に伴ってその回転方向へ移動することによって前記検知面に接触し、
前記駆動伝達手段は、前記撹拌手段を介して回転駆動力を前記接触部材に伝達する請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記撹拌手段は、該撹拌手段の回転中心軸に対して垂直方向へ突出する支持部を有し、
前記接触部材は、端部が前記支持部に接合されて前記垂直方向に延びる可撓性を有する板状部材である請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装着された現像装置を使用して現像処理を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンター等の画像形成装置が知られている。画像形成装置は、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置を備えている。現像装置は、故障や経年劣化などの理由によって交換されるものであり、そのため、画像形成装置は、現像装置を着脱可能なように構成されている。
【０００３】
画像形成装置は、用途や機能、構造、現像方式など様々なタイプのものが市場に流通しており、また、画像形成装置に装着される現像装置も画像形成装置のタイプに対応するように構成されている。複数のタイプの画像形成装置それぞれに対して取付互換性を有する現像装置がある場合に、本来は不適合であるはずの現像装置が誤って装着される場合がある。この場合、画像形成装置は、不適合の現像装置を使用して現像処理を行うため、画像品質が低下する。従来、画像形成装置に対する現像装置に着脱の有無や装着状態などを検知する手法として、例えば特許文献１乃至７に記載の検知方法が知られている。当該検知方法は、現像装置に搭載されたメモリーの情報を装着時に読み出して、その情報に基づいて着脱の有無や装着状態などを検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９４９０号公報
【特許文献２】特開平１０−１８６７６９号公報
【特許文献３】特開２００９−５３５１４号公報
【特許文献４】特開２００３−１２２２０２号公報
【特許文献５】特開２００７−２６４５９１号公報
【特許文献６】特開２００８−１２９０５６号公報
【特許文献７】特開２０１２−２３０２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前掲の各特許文献に記載の検知方法は、現像装置にメモリーなどの記憶手段を必要とする。そのため、画像形成装置は、記憶手段だけでなく、記憶手段と通信するための通信部や電気的に接続するための接続コネクタなども必要とするため、現像装置の装着部の構成が複雑になり、また、部品点数も増加しその分の部品費も必要になるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、メモリーなどの記憶手段を必要とせず簡易な構成で現像装置を識別することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の局面に係る画像形成装置は、装着された現像装置を使用して現像処理を行う画像形成装置である。前記現像装置は、現像容器と、検知手段と、接触部材と、駆動伝達手段と、を有する。前記現像容器は、現像剤が収容され、内部に検知面を有する。前記検知手段は、前記検知面を介して前記現像容器内の現像剤の透磁率を検知する。前記接触部材は、前記現像容器内で回転されることによって前記検知面に周期的に接触する。前記駆動伝達手段は、前記接触部材に回転駆動力を伝達する。また、前記画像形成装置は、駆動手段と、制御手段とを有する。前記駆動手段は、装着された前記現像装置の前記駆動伝達手段に回転駆動力を供給する。前記制御手段は、前記駆動手段による前記接触部材の回転中に前記検知手段から出力される信号波形の周期に基づいて前記現像装置が使用可能かどうかを判定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、メモリーなどの記憶手段を現像装置に搭載することなく、装着された現像装置を簡易な構成で識別することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す断面図。
【図２】現像装置の斜視図。
【図３】現像装置の概略構成を模式的に示す断面図。
【図４】現像装置の撹拌手段を模式的に示す断面図。
【図５】制御部及び駆動伝達機構の構成を示すブロック図。
【図６】スクレーパー周辺の構成を示す断面図。
【図７】トナー濃度センサーの出力信号の波形を示す波形図。
【図８】スクレーパーの回転動作を示す図。
【図９】制御部が実行する識別処理の手順の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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し、本発明の理解に供する。
【００１１】
＜画像形成装置１００の概略構成＞
まず、本発明の実施形態の画像形成装置１００の概略構成について説明する。図１に示されるように、画像形成装置１００は、画像読取部１、ＡＤＦ（Automatic Document Feeder）２、画像形成部３、給紙部４、制御部５、及び操作表示部６等を備えている。操作表示部６は、制御部５からの制御指示に従って各種の情報を表示し、ユーザー操作に応じて制御部５に各種の情報を入力するタッチパネル等である。ここで、図１（Ａ）は、画像形成装置１００の正面図であり、図１（Ｂ）は、画像読取部１の平面図である。なお、説明の便宜上、画像形成装置１００が使用可能に設置された状態の鉛直方向を上下方向７と定義し、操作表示部６が設けられている側を手前側（正面）として前後方向８を定義し、操作表示部６が設けられた側面を正面として左右方向９を定義する。また、画像形成装置１００は、本発明の画像形成装置の一例に過ぎず、本発明の画像形成装置は、プリンター、ＦＡＸ装置、複写機等であってもよい。
【００１２】
画像読取部１は、用紙Ｐから画像データを取得する。画像読取部１は、用紙カバー２Ａ、コンタクトガラス１１、読取ユニット１２、ミラー１３、ミラー１４、光学レンズ１５、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）１６等を備えた画像読取手段である。コンタクトガラス１１は、画像読取部１の上面に設けられており、画像形成装置１００の画像読取対象となる用紙Ｐが載置される透明な用紙台である。
【００１３】
用紙カバー２Ａは、必要に応じてコンタクトガラス１１を覆うものである。そして、画像読取部１は、制御部５によって制御されることによって、コンタクトガラス１１上に載置された用紙Ｐから画像を読み取る。
【００１４】
読取ユニット１２は、ＬＥＤ光源１２１及びミラー１２２を備えており、ステッピングモーター等の移動機構（不図示）によって副走査方向（図１における左右方向９）へ移動可能に構成されている。そして、前記移動機構によって読取ユニット１２が副走査方向に移動されると、ＬＥＤ光源１２１からコンタクトガラス１１に向けて照射される光が副走査方向に走査される。
【００１５】
ＬＥＤ光源１２１は、画像形成装置１００の主走査方向（図１における前後方向８）に沿って配列された多数の白色ＬＥＤを備えている。ＬＥＤ光源１２１は、コンタクトガラス１１上の読取位置１２Ａにある用紙Ｐに向けて１ライン分の白色光を照射する。なお、読取位置１２Ａは、読取ユニット１２の副走査方向への移動に伴って副走査方向へ移動する。
【００１６】
ミラー１２２は、ＬＥＤ光源１２１から読取位置１２Ａにある用紙Ｐに光を照射したときの反射光をミラー１３に向けて反射させる。そして、ミラー１２２で反射した光は、ミラー１３及びミラー１４によって光学レンズ１５に導かれる。光学レンズ１５は、入射した光を集光してＣＣＤ１６に入射させる。
【００１７】
ＣＣＤ１６は、受光した光をその光量に応じた電気信号（電圧）に変換して制御部５に出力する光電変換素子である。具体的には、ＣＣＤ１６は、ＬＥＤ光源１２１から光が照射されたときに用紙Ｐから反射した光に基づいて用紙Ｐの画像に対応する電気信号に基づいて画像データを生成する。
【００１８】
ＡＤＦ２は、用紙カバー２Ａに設けられている。ＡＤＦ２は、用紙トレイ２１、給送機構２２、複数の搬送ローラー２３、用紙押さえ２４、及び排紙部２５等を備えた自動原稿送り装置である。ＡＤＦ２は、給送機構２２及び搬送ローラー２３各々を不図示のステッピングモーターで駆動させることによって、用紙トレイ２１にセットされた用紙Ｐをコンタクトガラス１１上の読取位置１２Ａを通過させて排紙部２５まで搬送させる。この際に、画像読取部１によって読取位置１２Ａを通過する用紙Ｐの画像が読み取られる。
【００１９】
用紙押さえ２４は、コンタクトガラス１１上の読取位置１２Ａの上方に用紙Ｐが通過できる間隔を隔てた位置に設けられている。用紙押さえ２４は、主走査方向に長尺状に形成されており、その下面（コンタクトガラス１１側の面）には白色のシートが貼り付けられている。画像形成装置１００では、前記白色のシートの画像データが白色基準データとして読み取られる。前記白色基準データは、周知のシェーディング補正等で用いられる。
【００２０】
画像形成部３は、画像読取部１で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成手段である。画像形成部３は、感光体ドラム３１、帯電装置３２、ＬＳＵ（Laser Scanner Unit）３３、現像装置３４（現像装置の一例）、転写ローラー３５、除電装置３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、及びトナーコンテナ３９等を備えている。また、画像形成部３は、現像装置３４に回転駆動力を供給するためのステッピングモーター７７（駆動手段の一例、図５参照）を備えている。
【００２１】
画像形成部３では、給紙部４から給送された用紙Ｓに以下の手順で画像が形成され、画像形成後の用紙Ｓは排紙トレイ４０に排紙される。具体的には、まず、帯電装置３２によって感光体ドラム３１が所定の電位に一様に帯電される。次に、ＬＳＵ３３によって感光体ドラム３１の表面に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。そして、感光体ドラム３１上の静電潜像は、ステッピングモーター７７により駆動される現像装置３４によってトナー像として現像（可視像化）される。続いて、感光体ドラム３１に形成されたトナー像は転写ローラー３５によって用紙Ｓに転写される。その後、用紙Ｓに転写されたトナー像は、その用紙Ｓが前記定着ローラー３７及び前記加圧ローラー３８の間を通過して排出される際に前記定着ローラー３７で加熱されて用紙Ｓに溶融定着する。感光体ドラム３１の電位は除電装置３６で除電される。なお、現像装置３４の詳細については後述する。
【００２２】
給紙部４は、画像形成部３において画像が形成される用紙Ｓを給送する。給紙部４は、不図示のカセット装着部に装着された不図示の給紙カセットに載置された複数の用紙Ｓを一枚ずつ画像形成部３に給送する。
【００２３】
次に、図５を参照して、制御部５の概略機能について説明する。制御部５は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、ＥＥＰＲＯＭ５４、モータードライバー５５等を有している。制御部５は、ＲＯＭ５２に記憶された所定の制御プログラムをＣＰＵ５１で実行することによって、画像形成装置１００を統括的に制御する。具体的に、ＲＯＭ５２には、画像を形成する画像形成処理プログラムや、現像装置３４に連結されたステッピングモーター７７を駆動させる駆動制御プログラムなどが予め記憶されている。また、ＲＯＭ５２には、後述する識別処理（図９参照）を実行するための識別処理プログラムが予め記憶されている。また、ＲＯＭ５２には、画像形成部３で使用可能な現像装置３４に対応する周期情報が記憶されている。ここで、前記周期情報は、装着されている現像装置３４が画像形成部３で使用可能なものであるかどうかを判定するための閾値として利用されるものである。例えば、画像形成部３に適合する使用可能な現像装置３４が装着されたときの後述のトナー濃度センサー６７の出力信号の出力波形の周期を示すものである。このときの出力波形の周期は、現像装置３４のギヤ７８の伝達比に基づいて得られる現像装置３４の固有の周期（固有周期）である。つまり、前記周期は、ギヤ７８の伝達比に依存する。より正確には、ステッピングモーター７７の出力軸から後述のスクレーパー６６までの間に設けられたギヤ７８を含む駆動伝達機構の伝達比に依存する。この伝達比が変わると、前記出力波形の周期も変化する。このような周期情報を記憶するＲＯＭ５２は、本発明の記憶手段に相当する。
【００２４】
ＲＡＭ５３は揮発性の記憶手段、ＥＥＰＲＯＭ５４は不揮発性の記憶手段であって、ＣＰＵ５１が実行する各種の処理の一時記憶メモリーとして使用される。モータードライバー５５は、ＣＰＵ５１の制御によってステッピングモーター７７を駆動させる。また、制御部５には現像装置３４が備える後述のトナー濃度センサー６７が接続されており、トナー濃度センサー６７で検知されて出力される出力信号（電圧信号）が制御部５に入力される。なお、制御部５は、集積回路（ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）等の電子回路により構成されてもよく、画像形成装置１００を統括的に制御するメイン制御部と別に設けられた制御部であってもよい。
【００２５】
＜現像装置３４の構成＞
次に、図２乃至図６を参照して、現像装置３４について詳細に説明する。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図６は、図４のＢ−Ｂ断面図である。
【００２６】
現像装置３４は、トナーと磁性を有するキャリアとの二成分からなる所謂二成分性の現像剤を用いて現像するものである。図２に示されるように、現像装置３４は、前後方向８に長い形状に形成されている。現像装置３４の外側には、補給口７０が形成されており、前記補給口７０を開閉するシャッター６９が備えられている。シャッター６９は、トナーコンテナ３９（図１（Ａ）参照）から現像装置３４に非磁性体のトナーが補給される際に、ソレノイド（不図示）によってスライドされて補給口７０を開ける。トナーが補給されない場合には、シャッター６９は、ソレノイドによってスライドされて補給口７０を閉じる。
【００２７】
図３に示されるように、現像装置３４は、現像剤貯留部６３（現像容器の一例）、スクリューフィーダー６４Ａ（撹拌手段の一例）、スクリューフィーダー６４Ｂ、スクレーパー６６（接触部材の一例）、トナー濃度センサー６７（検知手段の一例）、現像ローラー６１、磁気ローラー６２、現像剤規制ブレード７１などを備えている。これらは現像装置３４の筐体６０の内部に設けられている。現像剤貯留部６３は、筐体６０の底部分に形成されており、筐体６０と一体に構成されている。現像剤貯留部６３は、トナーコンテナ３９から補給された非磁性体のトナー及び磁性体のキャリアを含む二成分性の現像剤が貯留（収容）された容器である。現像剤担持体である磁気ローラー６２は、現像剤貯留部６３の上方に配置される。トナー担持体である現像ローラー６１は、磁気ローラー６２の斜め上方位置で磁気ローラー６２に対向配置される。現像剤規制ブレ−ド７１は、磁気ローラー６２に対向して配置される。
【００２８】
図５に示されるように、現像装置３４は、ギヤ７８（駆動伝達手段の一例）を備えている。ギヤ７８は、ステッピングモーター７７の回転駆動力をスクレーパー６６に伝達する。具体的には、現像ローラー６１、磁気ローラー６２、スクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂは、ギヤ７８を介してステッピングモーター７７の出力軸（不図示）に連結されている。言い換えると、ステッピングモーター７７から供給される回転駆動力は、ギヤ７７を介して、現像ローラー６１、磁気ローラー６２、スクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂに伝達される。これにより、スクリューフィーダー６４Ａ、スクリューフィーダー６４Ｂ、現像ローラー６１、及び磁気ローラー６２が連動して回転する。そして、更には、スクリューフィーダー６４Ａを介して、スクリューフィーダー６４Ａに取り付けられたスクレーパー６６に前記回転駆動力が伝達される。
【００２９】
本実施形態では、現像装置３４は、画像形成部３に着脱可能なように構成されている。画像形成部３は、装着された現像装置３４を使用して現像処理、画像形成処理を実行する。例えば、ギヤ７８が損傷したり、現像ローラー６１や磁気ローラー６２、スクリューフィーダー６４Ａ、スクリューフィーダー６４Ｂなどに回転不良が生じて現像装置３４が故障した場合に、故障した現像装置３４を取り外して新たな現像装置３４に交換することが可能である。ところが、現像装置３４が着脱可能に構成されていることにより、取付互換性（装着互換性）を有する他の現像装置であって画像形成部３では正常に使用することができない現像装置（以下「不適合現像装置」とも称する。）が装着される場合がある。ここで、取付互換性としては、画像形成部３と現像装置３４とを電気的に接続するコネクタのピンアサイン（コネクタのピン位置に対するピン信号の配列）が同じ場合の電気的接続の互換性や、現像装置３４の取付機構が同じ場合の機械的接続の互換性などがある。このような互換性を有する不適合現像装置が画像形成部３に装着されると、画像形成部３による画像形成による画質が低下するおそれがある。
【００３０】
例えば、現像装置３４の現像ローラー６１のギヤ７８の伝達比（ギヤ比）は、画像形成部３における画像形成動作に適合する数値に設定されており、画像形成装置１００のタイプが異なれば現像装置における前記伝達比も異なる。このため、前記不適合現像装置が画像形成部３に装着されると、現像ローラー６１に伝達される回転駆動力が異なり、現像ローラー６１の回転速度が変化して、画像形成部３で形成される画像の画質低下を招く。なお、現像装置３４及び前記不適合現像装置は、前記伝達比が異なる以外は同じ構成を有するものとする。本実施形態では、取付互換性（装着互換性）のある前記不適合現像装置が画像形成部３に装着された場合でも、後述する識別処理（図９参照）が制御部５によって実行されることにより、画像形成部３に装着された現像装置が適合するものであるかどうかが正確に識別される。なお、前記識別処理の詳細については後述する。
【００３１】
ステッピングモーター７７は、制御部５の制御によって、現像が行われる現像時に正回転方向（図３の矢印９１，９２の方向、第１回転方向に相当）へ、現像ローラー６１及び磁気ローラー６２を回転させる。これに連動してスクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂもギヤ７８によって定められた正回転方向（図３及び図４の矢印９３，９４の方向）へ回転する。これにより、感光体ドラム３１にトナーが供給される。また、ステッピングモーター７７は、制御部５の制御によって、現像が行われていない非現像時に前記正回転方向とは逆向きの逆回転方向（図３の前記矢印９１，９２とは逆向きの方向、第２回転方向に相当）へ、現像ローラー６１及び磁気ローラー６２を回転させる。これに連動して、スクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂもギヤ７８によって定められた逆回転方向（図３及び図４の矢印９３，９４とは逆向きの方向）へ回転する。これにより、前記正回転方向の回転では撹拌できないような場所で滞留しているトナーや沈殿しているトナーを撹拌させることができる。
【００３２】
図４に示されるように、現像剤貯留部６３は、現像装置３４の長手方向（前後方向８）に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂを含む。現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂそれぞれは、前後方向８に長い円筒状の形状に形成されている。現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂは、筐体６０に一体に形成されており、前後方向８に延びる仕切り板１１１によって互いに仕切られている。ただし、完全に仕切り分けられているのではなく、図４に示されるように、前後方向８における両端部には仕切り板１１１が設けられていない。具体的には、現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂそれぞれの両端部は連通路１１２，１１３によって互いに連通されている。
【００３３】
現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂそれぞれには、スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂが収容されている。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂは、合成樹脂によって構成されている。スクリューフィーダー６４Ａは、現像剤貯留室６３Ａの長手方向の両端壁で回転可能に支持されている。また、スクリューフィーダー６４Ｂは、現像剤貯留室６３Ｂの長手方向の両端壁で回転可能に支持されている。これにより、スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂは、現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂの内部で回転することができる。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂは、現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂの内部で軸回りに回転されることにより現像剤を撹拌させながら搬送する。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂには、軸周りに螺旋形状の羽が設けられている。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂは、ステッピングモーター７７からギヤ７７を経て供給された回転駆動力を受けて回転される。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂそれぞれの回転方向は互いに逆方向に設定されている。これにより現像剤は、現像剤貯留室６３Ａ及び現像剤貯留室６３Ｂ間を撹拌されつつ、図４の矢印９６で示される方向へ循環搬送される。この撹拌により、現像剤のトナーに電荷を持たせることができる。
【００３４】
図４に示されるように、現像剤貯留室６３Ａの一方側の端部（前側の端部）の近傍には、検知面６８が形成されている。後述するように、現像剤貯留室６３Ａの底面に形成された開口にトナー濃度センサー６７が嵌め入れられることにより、トナー濃度センサー６７のケーシング６７Ａの一部（具体的には上面）が現像剤貯留室６３Ａに露出される。このように露出された部分が現像剤貯留室６３Ａの底面に検知面６８として現れる。つまり、現像剤貯留室６３Ａの底面に検知面６８が形成される。検知面６８は、トナー濃度センサー６７が現像剤のトナー濃度を正確に測定できるように平面状に形成されている。なお、本実施形態では、検知面６８は、円筒状の現像剤貯留室６３Ａの底面から上側へ離反した位置に設けられている。言い換えると、スクリューフィーダー６４Ａの回転軸の回転中心から現像剤貯留室６３Ａの内壁までの距離よりも、回転軸の回転中心から検知面６８までの距離は短い。
【００３５】
前記検知面６８付近のスクリューフィーダー６４Ａには、スクレーパー６６を取り付けるための支持部７９が形成されている。支持部７９は、スクリューフィーダー６４Ａと同じ樹脂で一体に形成されており、スクリューフィーダー６４Ａの回転軸に対して垂直方向へ突出した形状である。
【００３６】
また、スクレーパー６６は、スクリューフィーダー６４Ａ側の端部側の接合面６６Ｂが支持部７９に接合されており、他方の端部が前記垂直方向に延びるように形成されている。接合面６６Ｂは、スクリューフィーダー６４Ａが前記正回転方向へ回転されたときにスクレーパー６６が検知面６８に接触する接触面６６Ａとは反対側の面である。スクレーパー６６は、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム等からなる可撓性を有する板状の部材である。スクレーパー６６は、両面テープなどでスクリューフィーダー６４Ａの支持部７９に取り付けられている。そのため、現像時にスクリューフィーダー６４Ａが正回転方向に回転されると、スクレーパー６６は正回転方向に移動して接触面６６Ａ側が検知面６８にあたり、挫屈変形しながら検知面６８に当接する（図６参照）。
【００３７】
磁気ローラー６２は、現像装置３４の長手方向（前後方向８）に沿って配設されている。磁気ローラー６２は、現像時に図３における時計回転方向（図３の矢印９２の方向）へ回転される。磁気ローラー６２の内部には、固定式の所謂磁石ロール（不図示）が配置されている。磁石ロールは複数の磁極を有しており、本実施形態では汲上極７３、規制極７４、及び主極７５を有する。汲上極７３は現像剤貯留部６３に対向し、規制極７４は現像剤規制ブレード７１に対向し、主極７５は現像ローラー６１に対向するように配置されている。
【００３８】
磁気ローラー６２は、汲上極７３の磁力によって現像剤貯留部６３から現像剤をその磁気ローラー周面６２Ａ上に磁気的に汲み上げる。汲み上げられた現像剤は、磁気ローラー周面６２Ａ上に磁気的に現像剤層（磁気ブラシ層）として保持され、磁気ローラー６２の回転に伴って現像剤規制ブレード７１へ向けて搬送される。
【００３９】
現像剤規制ブレード７１は、磁気ローラー６２の回転方向から見て現像ローラー６１よりも上流側に配置されている。現像剤規制ブレード７１は、磁気ローラー周面６２Ａに磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制する。現像剤規制ブレード７１は、磁気ローラー６２の前後方向８に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、筐体６０に取り付けられている。また、現像剤規制ブレード７１は、磁気ローラー周面６２Ａとの間で所定の寸法の規制ギャップ７２を形成する規制面７１Ａ（つまり現像剤規制ブレード７１の先端面）を有する。
【００４０】
現像剤規制ブレード７１は磁性材料で構成されており、磁気ローラー６２の規制極７４によって磁化される。これにより、現像剤規制ブレード７１の規制面７１Ａと規制極７４との間、つまり規制ギャップ７２に磁路が形成される。汲上極７３によって磁気ローラー周面６２Ａ上に付着した現像剤層が、磁気ローラー６２の回転に伴って規制ギャップ７２内に搬送されると、現像剤層の層厚は規制ギャップ７２において規制される。これにより、磁気ローラー周面６２Ａ上には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。
【００４１】
現像ローラー６１は、現像装置３４の長手方向（前後方向８）に沿って、且つ、磁気ローラー６２に対して平行に延びるように配設されている。現像ローラー６１は、現像時に図３における時計回転方向（図３の矢印９１の方向）へ回転される。現像ローラー６１は、磁気ローラー周面６２Ａ上に保持された現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を現像ローラー周面６１Ａで担持する。現像が行なわれる現像時には、トナー層のトナーが感光体ドラム３１の周面に供給される。
【００４２】
現像ローラー６１および磁気ローラー６２は、ステッピングモーター７７によって回転される。現像ローラー周面６１Ａと磁気ローラー周面６２Ａとの間には、所定の寸法の隙間７６（図３参照）が形成されている。隙間７６は例えば約１３０μｍに設定されている。現像ローラー６１は、筐体６０に形成された開口を通して感光体ドラム３１に臨むように配置されている。現像ローラー周面６１Ａと前記感光体ドラム３１の周面との間にも所定の寸法の隙間（例えば約１１０μｍ）が形成されている。
【００４３】
トナー濃度センサー６７は、検知面６８を介して現像剤貯留部６３Ａに貯留された現像剤に含まれるトナーの濃度を検知する。具体的には、トナー濃度センサー６７は、検知面６８を介して現像剤の透磁率を測定し、その透磁率に応じた電圧を出力信号（電圧信号）として制御部５に出力する。現像によってトナーが消費されると、現像剤におけるトナーの比率（割合）が変化し、これにより現像剤の透磁率も変化する。例えば、現像剤におけるトナーの比率が低下すると、現像剤の透磁率が上がり、前記出力信号の電圧レベルも上がる。トナー濃度センサー６７は、検知された透磁率に応じた出力信号を制御部５に出力する。制御部５は、入力された出力信号に基づいて、現像剤のトナー濃度を判定する。このように、制御部５は、トナーを含む現像剤の透磁率をトナー濃度センサー６７によって検知することによってトナー濃度を検知する。なお、トナー濃度センサー６７は、トナー濃度を判定する制御基板が組み込まれたものであってもよい。
【００４４】
トナーの濃度は、トナーの残量に応じて異なる。そのため、制御部５は、トナー濃度を検知することによって現像剤貯留部６３Ａ内の現像剤に含まれるトナーの残量を検知することができる。つまり、制御部５は、トナー濃度センサー６７によって検知された現像剤のトナーの濃度（透磁率）を示す出力信号を取得し、そのトナー濃度に基づいて現像剤のトナーの残量を検知する。また、制御部５は、検知されたトナーの残量が所定量よりも少なくなると、シャッター６９をスライドさせて補給口７０を開け、トナーコンテナ３９から現像装置３４へトナーを供給する。このように、制御部５は、現像装置３４内の現像剤に含まれるトナーの濃度が一定範囲内に保つようにする。
【００４５】
図３及び図６に示されるように、トナー濃度センサー６７は、上面が平坦に形成されたケーシング６７Ａを有する。ケーシング６７Ａ内に、現像剤の透磁率を検知可能なセンサー本体６７Ｂが設けられている。本実施形態では、現像剤貯留室６３Ａの底面に底壁を貫通する開口が形成されており、この開口にケーシング６７Ａが嵌め入れられている。これにより、ケーシング６７Ａの上面の平坦面が現像剤貯留室６３Ａの底面から内部に配置されて、上述の検知面６８として現像剤貯留室６３Ａの底面に設けられる。
【００４６】
図４及び図６に示されるように、スクレーパー６６は、スクリューフィーダー６４Ａの回転に伴って現像剤貯留室６３Ａの内部でその回転方向へ移動する。スクリューフィーダー６４Ａが回転する際に、スクレーパー６６の先端部（突出する方向の端部）は、現像剤貯留室６３Ａの円筒状の断面図において、現像剤貯留室６３Ａの内壁から離れて移動する（図８（Ａ）参照）。一方、スクレーパー６６の前記先端部が検知面６８を通過するときには、スクレーパー６６の接触面６６Ａが検知面６８に接触して摺りながら移動する（図６、及び図８（Ｂ）参照）。これによって、スクレーパー６６は、検知面６８に付着する現像剤を除去する。
【００４７】
以下、図７及び図８を参照して、スクレーパー６６の動作とともに、トナー濃度センサー６７から出力される出力信号の信号波形について説明する。上述したように、現像時に前記ステッピングモーター７７によってスクリューフィーダー６４Ａが前記正回転方向へ回転される。スクリューフィーダー６４Ａは、現像剤貯留室６３Ａの内部において現像剤を撹拌しつつ一方向へ搬送する。また、本実施形態では、ステッピングモーター７７は、一定速度で前記正回転方向に回転駆動される。そのため、図８に示されるように、スクレーパー６６は、スクリューフィーダー６４Ａの回転に伴ってその回転方向（正回転方向）へスクリューフィーダー６４Ａの周りを移動（回動）する。スクレーパー６６は、スクリューフィーダー６４Ａの周りを１回転する度に検知面６８に接触する。言い換えると、スクレーパー６６は、スクリューフィーダー６４Ａの周りを１回転する時間を１周期として、検知面６８に周期的に接触する。これにより、検知面６８の上に滞留した現像剤は、スクレーパー６６が１回転する度に前記正回転方向へ掻き出される。
【００４８】
本実施形態では、検知面６８上の現像剤は、スクレーパー６６によって掻き出された直後（図８（Ａ）参照）が最小量となる。一方、検知面６８上の現像剤は、スクレーパー６６によって掻き出された直後から徐々に増加し、スクレーパー６６によって掻き出される直前（図８（Ｃ）参照）が最大量となる。これは、スクレーパー６６によって掻き出された直後からスクリューフィーダー６４Ａによって徐々に検知面６８へ現像剤が搬送され、更にスクレーパー６６によって徐々に検知面６８へ現像剤が押しつけられて検知面６８上の現像剤が増加するからである。
【００４９】
このように検知面６８上の現像剤の量が周期的に変動するため、図７の波形８２に示されるように、トナー濃度センサー６７の出力信号の出力波形も、検知面６８上の現像剤の量に応じて周期的に変動する。ここで、図７の波形８２は、画像形成部３に使用可能な現像装置３４が装着されたときのトナー濃度センサー６７の出力波形を示す。波形８２によれば、図７に示されるように、時点Ｔ０１で検知面６８における現像剤が最小量になった場合は、同じタイミング（時点Ｔ０１）でトナー濃度センサー６７の出力信号は最小値となる。そして、検知面６８における現像剤は時点Ｔ０４まで徐々に増加して、時点Ｔ０４において最大量になり、同じタイミング（時点Ｔ０４）でトナー濃度センサー６７の出力信号は最大値となる。その後、スクレーパー６６によって現像剤が掻き出されることにより、再び現像剤は時点Ｔ０５において最小量となり、信号波形も最小値となる。なお、この波形８２の周期Ｔ４０（時点Ｔ０１から時点Ｔ０５までの時間）は、スクレーパー６６の１回転に要する時間でもある。本実施形態では、画像形成部３に使用可能な現像装置３４が装着されたときに得られる前記周期Ｔ４０を示す周期情報が予めＲＯＭ５２に記憶されている。
【００５０】
一方、画像形成部３では正常に使用できない前記不適合現像装置（例えば現像装置３４の現像ローラー６１への伝達比が異なるギヤ７８を備えたもの）が装着されたときのトナー濃度センサー６７の出力波形も周期的に変動する。ここで、図７の波形８３は、画像形成部３に前記不適合現像装置が装着されたときのトナー濃度センサー６７の出力波形を示す。ステッピングモーター７７が一定速度で回転駆動される場合は、その回転駆動力の伝達比が異なると、現像ローラー６１の回転速度も異なり、スクリューフィーダー６４Ａの回転に伴い移動（回動）するスクレーパー６６の速度も異なる。このため、トナー濃度センサー６７の出力波形として、波形８２とは周期が異なる波形８３が得られる。この波形８３によれば、図７に示されるように、時点Ｔ０１で検知面６８における現像剤が最小量になった場合は、同じタイミング（時点Ｔ０１）でトナー濃度センサー６７の出力信号は最小値となる。そして、検知面６８における現像剤は時点Ｔ０２まで徐々に増加して、時点Ｔ０４よりも早い時点Ｔ０２において最大量になり、その同じタイミング（時点Ｔ０２）でトナー濃度センサー６７の出力信号は最大値となる。その後、スクレーパー６６によって現像剤が掻き出されることにより、再び現像剤は時点Ｔ０３において最小量となり、信号波形も最小値となる。なお、この波形８３の周期Ｔ３０（時点Ｔ０１から時点Ｔ０３までの時間）は、前記不適合現像装置におけるスクレーパー６６が１回転するのに要する時間でもある。
【００５１】
本実施形態では、画像形成部３に装着可能な複数の現像装置において、上述したように、トナー濃度センサー６７から出力される信号波形の周期が現像装置ごとに異なることを利用して、後述の識別処理が制御部５によって実行される。これにより、画像形成部３に装着された現像装置を正確に識別可能となる。
【００５２】
＜識別処理＞
以下、図９を参照して、制御部５によって実行される現像装置３４の識別処理の手順を説明する。図９のフローチャートにおいてステップＳ１、Ｓ２、・・・は処理手順（ステップ）番号を表している。本実施形態では、制御部５が識別処理を実行することによって、ステッピングモーター７７によるスクレーパー６６の回転中にトナー濃度センサー６７から出力される信号波形の周期に基づいて現像装置３４が画像形成部３において使用可能かどうかを判定する。前記識別処理を実行するときの制御部５が本発明に係る制御手段に相当する。なお、以下の説明では、画像形成部３に装着可能な現像装置のうち、画像形成部３に適合する使用可能なものを現像装置３４とし、画像形成部３で正常に使用できない不適合なものを前記不適合現像装置とする。また、説明の便宜上、前記不適合現像装置の構成要素についても、現像装置３４の構成要素の符号を付して説明する。
【００５３】
ステップＳ１において、制御部５は、画像形成装置１００が起動したかどうかを判定する。例えば、画像形成装置１００の電源が投入された場合、画像形成装置１００における現像装置３４の交換が終了して通常動作状態（通常動作モード）に復帰した場合に、画像形成装置１００が起動したと判定する。画像形成装置１００が起動したと判定されると、制御部１００は、ステッピングモーター７７を前記正回転方向へ回転駆動させる（Ｓ２）。これにより、現像ローラー６１、磁気ローラー６２、スクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂが前記正回転方向に回転されて、更に、スクリューフィーダー６４Ａの回転に伴い、スクレーパー６６がスクリューフィーダー６４Ａの周りを前記正回転方向へ移動（回動）する。
【００５４】
次に、ステップＳ３では、制御部５は、トナー濃度センサー６７の出力信号の測定を開始する。具体的には、トナー濃度センサー６７から出力される出力信号（電圧信号）を時間の変化とともにサンプリング測定して、ＲＡＭ５３に記憶する。これにより、ＲＡＭ５３には、図７に示されるような出力波形のデータ（出力信号の波形データ）が記憶される。前記出力信号の測定は、予め定められたサンプリング時間が経過するまで行われる（Ｓ４）。ここで、前記サンプリング時間は、少なくとも適合する現像装置３４の装着時にスクレーパー６６がスクリューフィーダー６４Ａの周りを前記正回転方向へ１回転するのに要する時間（周期Ｔ４０、図７参照）である。もちろん、前記サンプリング時間は周期Ｔ４０以上であってもよいが、処理時間を最小にするためには、適合する現像装置３４が装着されたときの周期Ｔ４０を前記サンプリング時間とすることが好ましい。
【００５５】
次に、ステップＳ５では、制御部５は、ＲＡＭ５３に記憶された波形データに基づいて、その波形データの周期Ｔｓを算出する。具体的には、波形データにおける最小値から最大値までの時間をカウントして、その時間を周期Ｔｓとする。例えば、前記サンプリング時間が十分に長い場合は、前記波形データから得られる複数の周期の平均値を算出して、その平均値を周期Ｔｓとすることもできる。
【００５６】
ステップＳ６では、制御部５は、周期Ｔｓの算出エラーが生じたかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ５で周期Ｔｓが算出できたかどうかを判定し、周期Ｔｓが得られなかった場合に、算出エラーと判定する。例えば、装着された現像装置が取付互換性を有しておらず、ステッピングモーター７７の回転駆動力が正しく伝達できなかった場合は、スクレーパー６６が回転しないので、周期Ｔｓは得られない。この場合は、制御部５は、前記算出エラーと判定する。ステップＳ５において周期Ｔｓが得られず、算出エラーであると判定された場合は、次のステップＳ９において、制御部５は、エラーメッセージを操作表示部６に出力してエラーメッセージを表示させる。エラーメッセージとしては、例えば、取付互換性の無い現像装置が装着されていることを示すメッセージ、純正品では無い現像装置が装着されていることを示す旨を示すメッセージ、装着可能な現像装置の形式番号とともに現像装置を交換する旨を示すメッセージなどが考えられる。
【００５７】
ステップＳ６において、算出エラーではないと判定されると、次のステップＳ７では、制御部５は、算出された周期ＴｓとＲＯＭ５２に記憶された前記周期情報（閾値）とを比較して、装着された現像装置が画像形成部３で使用可能なものであるかどうかを判定する。具体的には、制御部５は、周期Ｔｓと前記周期情報とが一致するかどうかを判定する。ここで、前記周期情報は、上述したように、画像形成部３に適合する現像装置３４のスクレーパー６６の周期を示す情報である。したがって、周期Ｔｓと前記周期情報とが一致する場合は、つまり、画像形成部３で使用可能な現像装置３４が画像形成部３に装着されていることを意味する。このため、ステップＳ７において、周期Ｔｓと前記周期情報とが一致すると判定された場合は、制御部５は、次のステップＳ８において、操作表示部６に現像処理及び画像形成処理の準備が完了したことを示す準備完了メッセージを出力して表示させる。一方、周期Ｔｓと前記周期情報とが一致しない場合は、つまり、画像形成部３で使用することができない不適合現像装置が画像形成部３に装着されていることを意味する。このため、ステップＳ７において、周期Ｔｓと前記周期情報とが一致しないと判定された場合は、制御部５は、次のステップＳ９において、エラーメッセージを操作表示部６に出力して表示させる。このときのエラーメッセージとしては、例えば、不適合な現像装置が装着されていることを示すメッセージ、純正品では無い現像装置が装着されていることを示す旨を示すメッセージ、装着可能な現像装置の形式番号とともに現像装置を交換する旨を示すメッセージなどである。
【００５８】
＜実施形態の効果＞
上述の実施形態においては、ステップＳ２〜Ｓ７の手順に従って各処理が制御部５によって実行されることにより、装着された現像装置が使用可能かどうかが判定される。つまり、制御部５は、装着された現像装置が画像形成部３において使用可能なものか、或いは使用できないものであるかを識別することができる。この識別は、現像装置が備えるトナー濃度センサー６７の出力信号の波形の周期に基づいて行われる。そのため、現像装置に識別判定用の情報を保持するメモリーなどの記憶手段を搭載することなく、簡易な構成で現像装置の識別が可能である。また、現像剤の濃度などを検知するために設けられているトナー濃度センサー６７を利用するため、新たな検知手段を設けることなく、現像装置を識別することができる。
【００５９】
＜実施形態の変形例＞
なお、上述の実施形態の説明では、現像装置３４が有するトナー濃度センサー６７の出力波形の周期に基づいて現像装置３４を識別する例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、既存のトナー濃度センサー６７を利用せずに、トナー濃度センサー６７と同じ構成の別のセンサーであって、現像剤の透磁率を検知可能なセンサーを設け、このセンサーを用いて出力波形の周期を求めて、現像装置を識別してもよい。また、上述の実施形態では、二成分性の現像剤を用いた現像装置３４を例示して説明したが、もちろん、一成分性の現像剤を用いた現像装置を備えた画像形成装置１００にも本発明は適用可能である。
【００６０】
本発明の範囲は、請求項の記載に先行する詳細な説明ではなく、添付の請求項の記載により定義されるので、本明細書に記載の実施形態は、例示に過ぎず、かつ非限定的であると理解されたい。従って、特許請求の範囲から逸脱しない変更の全て、または均等物が、特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１００：画像形成装置
３:画像形成部
５:制御部
３１:感光体ドラム
３４:現像装置
３９:トナーコンテナ
５２：ＲＯＭ
６０:筐体
６１:現像ローラー
６２:磁気ローラー
６３：現像剤貯留部
６３Ａ，６３Ｂ:現像剤貯留室
６４Ａ，６４Ｂ：スクリューフィーダー
６６：スクレーパー
６７：トナー濃度センサー
６８：検知面
７７：ステッピングモーター
７８：ギヤ
７９：支持部
１０１：軸状部材
１０２：外嵌部
１０３，１０４：係合片
１１０：延出部
【図１】
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【図２】
2014240876.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014240876.tif 000009
【図８】
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【図９】
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