(57)【要約】【課題】現像装置内の二成分現像剤とインダクタンスセンサとの距離が現像装置の着脱により変動する場合でも、温湿度の影響を受けることなく現像装置内の現像剤のトナー濃度を高精度に検知できる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像容器の内部に設けられた磁性を有する被検出部と、を有する現像装置と、制御電圧の印加により、現像容器の内部の現像剤の透磁率を検出可能な透磁率検出部と、現像装置及び透磁率検出部を制御可能な制御部と、を備え、制御部は、現像装置の装置本体への装着後（ステップＳ２）、透磁率検出部の検出範囲に現像剤が無い状態で、透磁率検出部に所定電圧を印加して（ステップＳ３）、被検出部の透磁率を検出した結果に基づいて（ステップＳ４）、透磁率検出部の制御電圧を設定する（ステップＳ８）設定モードを実行する。【選択図】図９
2018120098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、
前記装置本体に着脱可能で、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器の内部に設けられた磁性を有する被検出部と、を有する現像装置と、
制御電圧の印加により、前記現像容器の内部の現像剤の透磁率を検出可能な透磁率検出部と、
前記現像装置及び前記透磁率検出部を制御可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、前記現像装置の前記装置本体への装着後、前記透磁率検出部の検出範囲に現像剤が無い状態で、前記透磁率検出部に所定電圧を印加して前記被検出部の透磁率を検出した結果に基づいて、前記透磁率検出部の前記制御電圧を設定する設定モードを実行する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記被検出部は、磁性を有する回転軸と、前記回転軸に設けられた非磁性の羽根とを有し、前記現像容器に収容された現像剤を攪拌及び搬送可能な攪拌手段である、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記攪拌手段の停止中に前記設定モードを実行する、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定電圧は、前記制御電圧より大きい、
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。
【請求項５】
前記装置本体に装着された前記現像装置が未使用であることを検知可能な未使用検知部を備え、
前記制御部は、前記現像装置が未使用である場合に、前記設定モードを実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記透磁率検出部は、前記装置本体に設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記装置本体の内部の環境情報を検知可能な環境情報検知部を備え、
前記制御部は、前記設定モードにおいて、前記被検出部の透磁率を検出した結果と、前記環境情報検知部の環境情報を検知した結果と、に基づいて、前記透磁率検出部の前記制御電圧を設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像装置は、前記現像容器の内部に開いた開口を有すると共に使用前の現像剤を封入可能な現像剤封入部と、前記開口を封止することで現像剤を前記現像剤封入部に封入する封止手段と、前記封止手段を前記開口から除去可能な除去部と、を有し、
前記制御部は、前記除去部により前記開口から前記封止手段の除去が開始される前に、前記設定モードを実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
装置本体と、
前記装置本体に着脱可能で、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器の内部に設けられ、磁性を有する回転軸と前記回転軸に設けられた非磁性の羽根とを有し前記現像容器に収容された現像剤を攪拌及び搬送可能な攪拌手段と、を有する現像装置と、
制御電圧の印加により、前記現像容器の内部の現像剤の透磁率を検出可能な透磁率検出部と、
前記現像装置及び前記透磁率検出部を制御可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、前記現像装置の前記装置本体への装着後、前記透磁率検出部の検出範囲に現像剤が無い状態で、前記透磁率検出部に前記制御電圧より大きい所定電圧を印加して前記回転軸の透磁率に関する値を検出する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等により記録材に画像を形成するために現像装置を利用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体上に形成された静電潜像を顕画像化するに際して、非磁性トナーと磁性キャリアの二成分現像剤を用いた二成分現像方法が広く用いられている。二成分現像剤のトナー濃度は、画像品質を安定化させる上で重要な要素である。トナー濃度は、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、あるいはその重量百分率表示であるＴ／Ｄ（ｗｔ％）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比は変化する。そのため、トナー自動補給装置（ＡＴＲ）により、適時、Ｔ／Ｄ比を検知し、その変化に応じてトナー補給を行い、Ｔ／Ｄ比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。
【０００３】
二成分現像剤のトナー濃度を測定するにあたり、特に現像装置内においてはインダクタンス検知方式が広く用いられている。インダクタンス検知方式では、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比を検知し、基準値との比較によりトナーを補給する。
【０００４】
近年では、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を図るようにしたものが開発されている。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。 
【０００５】
これを解決するために、現像装置を装置本体に装着後、搬送スクリュにより現像剤を攪拌し、その後にインダクタンスセンサに制御電圧を増加させつつ印加し、検出電圧を得て、その結果に基づいて検出感度を決定する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術によれば、装置本体に設けられたインダクタンスセンサであっても、着脱可能な現像装置に収容された現像剤のＴ／Ｄ比を高精度に検出可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１５４１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１の現像装置では、現像剤を攪拌した後にインダクタンスセンサに制御電圧を増加させつつ印加し、検出電圧を得て、その結果に基づいて検出感度を決定している。このため、例えば、未使用品の現像装置を装置本体に装着し、現像剤が現像容器内の現像剤封入部から現像容器内に放出されると、現像剤封入部の内外の温湿度の違いの影響を受けて現像剤の透磁率が不安定になってしまう虞がある。現像剤の透磁率が不安定になると、インダクタンスセンサの出力が不安定になり、現像剤のＴ／Ｄ比を高精度に検出できなくなってしまう。
【０００８】
本発明は、現像装置内の二成分現像剤とインダクタンスセンサとの距離が現像装置の着脱により変動する場合でも、温湿度の影響を受けることなく現像装置内の現像剤のトナー濃度を高精度に検知できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、装置本体と、前記装置本体に着脱可能で、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器の内部に設けられた磁性を有する被検出部と、を有する現像装置と、制御電圧の印加により、前記現像容器の内部の現像剤の透磁率を検出可能な透磁率検出部と、前記現像装置及び前記透磁率検出部を制御可能な制御部と、を備え、前記制御部は、前記現像装置の前記装置本体への装着後、前記透磁率検出部の検出範囲に現像剤が無い状態で、前記透磁率検出部に所定電圧を印加して前記被検出部の透磁率を検出した結果に基づいて、前記透磁率検出部の前記制御電圧を設定する設定モードを実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、制御部は、透磁率検出部の検出範囲に現像剤が無い状態で、透磁率検出部に所定電圧を印加して被検出部の透磁率を検出した結果に基づいて、透磁率検出部の制御電圧を設定する設定モードを実行する。このため、未使用の現像剤が現像装置内の温湿度の影響を受けることがなく、現像装置内の二成分現像剤とインダクタンスセンサとの距離が現像装置の着脱により変動する場合でも、現像装置内の現像剤のトナー濃度を高精度に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置の制御ブロック図である。
【図３】実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態に係る現像装置を示す平面視の断面図である。
【図５】実施の形態に係る現像装置を示す側面視の断面図である。
【図６】実施の形態に係るインダクタンスセンサにおける制御電圧と出力電圧との関係を示すグラフである。
【図７】実施の形態に係るインダクタンスセンサにおける現像剤の絶対水分量と出力電圧との関係を示すグラフである。
【図８】実施の形態に係るインダクタンスセンサにおけるセンサギャップと出力電圧との関係を示すグラフである。
【図９】実施の形態に係るインダクタンスセンサの制御電圧を設定する手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態の現像装置を、図１〜図９を参照しながら詳細に説明する。尚、本実施の形態では、現像装置を、画像形成装置の一例としてタンデム型のフルカラープリンタに適用した場合について説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置の現像装置に限られず、他の方式の画像形成装置の現像装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施することができる。また、本実施の形態では、画像形成装置１は、中間転写ベルト４４ｂを有し、感光ドラム８１から中間転写ベルト４４ｂに各色のトナー像を一次転写した後、各色の複合トナー像をシートＳに一括して二次転写する方式としている。但し、これには限られず、シート搬送ベルトで搬送されたシートに感光ドラムから直接に転写する方式を採用してもよい。
【００１３】
また、本実施の形態では、現像剤として、非磁性のトナーと磁性のキャリアとの混合物である二成分現像剤を使用している。トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、本実施の形態では、体積平均粒径は７．０μｍとしている。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て生成されている。キャリアは、例えば表面酸化あるいは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、あるいは酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に限定されない。本実施の形態では、体積平均粒径４５μｍで酸化物フェライトをコアに持つキャリアを使用している。本実施の形態における現像剤の混合比は、トナー対総重量比で１０％のものを使用している。但し、これらに限られないのは勿論である。
【００１４】
図１に示すように、画像形成装置１は、筐体としての画像形成装置本体（以下、装置本体という）１０を備えている。装置本体１０は、シート給送部３０と、画像形成部４０と、シート搬送部１５と、シート排出部１１と、制御部７０と、を備えている。なお、記録材であるシートＳは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。装置本体１０には、温湿度センサ（環境情報検知部）１２や、インダクタンスセンサ（透磁率検出部）２６、現像装置２０の駆動源２９などが設けられている（図２参照）。温湿度センサ１２は、装置本体１０の内部の環境情報として温湿度を検知可能である。
【００１５】
シート給送部３０は、装置本体１０の下部に配置されており、記録紙等のシートＳを積載して収容するシートカセット３１と、給送ローラ３２とを備え、収容されたシートＳを画像形成部４０に給送する。
【００１６】
画像形成部４０は、画像形成ユニット８０と、トナーボトル４１と、トナー容器４２と、レーザスキャナ４３と、中間転写ユニット４４と、二次転写部４５と、定着装置４６とを備えている。画像形成部４０は、画像情報に基づいてシートＳに画像を形成可能である。なお、本実施の形態の画像形成装置１は、フルカラーに対応するものであり、画像形成ユニット８０ｙ，８０ｍ，８０ｃ，８０ｋは、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。トナーボトル４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋ及びトナー容器４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋも同様に、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図１中では４色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合がある。
【００１７】
トナー容器４２は、例えば円筒形状のボトルであり、トナーが収容され、各画像形成ユニット８０の上方に、トナーボトル４１を介して連結して配置されている。レーザスキャナ４３は、帯電ローラ８２により帯電された感光ドラム８１の表面を露光して、感光ドラム８１の表面上に静電潜像を形成する。
【００１８】
画像形成ユニット８０は、４色のトナー画像を形成するための４個の画像形成ユニット８０ｙ，８０ｍ，８０ｃ，８０ｋを含んでいる。各画像形成ユニット８０は、トナー画像を形成する感光ドラム８１と、帯電ローラ８２と、現像装置２０と、不図示のクリーニングブレードとを備えている。また、感光ドラム８１と、帯電ローラ８２と、現像装置２０と、後述する現像スリーブ２４とについても、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。
【００１９】
感光ドラム８１は、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持つよう形成された感光層を有し、所定のプロセススピード（周速度）で矢印方向に回転する。帯電ローラ８２は、感光ドラム８１の表面に接触して、感光ドラム８１の表面を、例えば、一様な負極性の暗部電位に帯電させる。感光ドラム８１の表面では、帯電後、レーザスキャナ４３によって画像情報に基づいて静電像が形成される。感光ドラム８１は、形成された静電像を担持して、周回移動し、現像装置２０によってトナーで現像される。現像装置２０の詳細な構成については、後述する。現像されたトナー像は、後述する中間転写ベルト４４ｂに一次転写される。一次転写後の感光ドラム８１は、不図示の前露光部によって表面を除電される。
【００２０】
中間転写ユニット４４は、画像形成ユニット８０ｙ，８０ｍ，８０ｃ，８０ｋの上方に配置されている。中間転写ユニット４４は、駆動ローラ４４ａ、１次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋ等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられた中間転写ベルト４４ｂとを備えている。１次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋは、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト４４ｂに当接する。
【００２１】
中間転写ベルト４４ｂに１次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋを介して正極性の転写バイアスが印加されることにより、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋ上のそれぞれの負極性を持つトナー像が順次中間転写ベルト４４ｂに多重転写される。これにより、中間転写ベルト４４ｂは、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋの表面で静電像を現像して得られたトナー像を転写して移動する。
【００２２】
二次転写部４５は、二次転写内ローラ４５ａと、二次転写外ローラ４５ｂとを備えている。二次転写外ローラ４５ｂに正極性の二次転写バイアスを印加することによって、中間転写ベルト４４ｂに形成されたフルカラー画像をシートＳに転写する。定着装置４６は、定着ローラ４６ａ及び加圧ローラ４６ｂを備えている。定着ローラ４６ａと加圧ローラ４６ｂとの間をシートＳが挟持され搬送されることにより、シートＳに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートＳに定着される。
【００２３】
シート搬送部１５は、シート給送部３０から給送されたシートＳを画像形成部４０からシート排出部１１に搬送する。シート排出部１１は、フェイスダウントレイになっており、排出口１０ａから矢印Ｘ方向に排出されたシートＳを積載する。
【００２４】
図２に示すように、制御部７０はコンピュータにより構成され、例えばＣＰＵ７１と、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ７２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７３と、外部と信号を入出力する入出力回路（Ｉ／Ｆ）７４とを備えている。ＣＰＵ７１は、画像形成装置１の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。ＣＰＵ７１は、入出力回路７４を介して、シート給送部３０、画像形成部４０、シート搬送部１５、操作部に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。制御部７０には、温湿度センサ１２、後述するインダクタンスセンサ２６、現像装置２０の駆動源２９、未使用検知センサ７５などが接続されている。制御部７０は、現像装置２０やインダクタンスセンサ２６などを制御可能である。
【００２５】
制御部７０は、現像装置２０の装置本体１０への装着後、インダクタンスセンサ２６の検出範囲に現像剤が無い状態で、設定モードを実行する。設定モードでは、制御部７０は、インダクタンスセンサ２６に所定電圧を印加して第２の搬送スクリュ２３の軸部２３ａの透磁率を検出した結果に基づいて、インダクタンスセンサ２６の制御電圧を設定する。制御部７０は、第２の搬送スクリュ２３の停止中に設定モードを実行する。制御部７０は、設定モードにおいて、第２の搬送スクリュ２３の軸部２３ａの透磁率を検出した結果と、温湿度センサ１２の温湿度を検知した結果と、に基づいて、インダクタンスセンサ２６の制御電圧を設定する。また、制御部７０は、現像装置２０の装置本体１０への装着後、インダクタンスセンサ２６の検出範囲に現像剤が無い状態で、インダクタンスセンサ２６に制御電圧より大きい所定電圧を印加して第２の搬送スクリュ２３の透磁率に関する値を検出する。
【００２６】
次に、このように構成された画像形成装置１における画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム８１が回転して表面が帯電ローラ８２により帯電される。そして、レーザスキャナ４３により画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム８１に対して発光され、感光ドラム８１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーが付着することにより、現像されてトナー画像として可視化され、中間転写ベルト４４ｂに転写される。
【００２７】
一方、このようなトナー像の形成動作に並行して給送ローラ３２が回転し、シートカセット３１の最上位のシートＳを分離しながら給送する。そして、中間転写ベルト４４ｂのトナー画像にタイミングを合わせて、シートＳが二次転写部４５に搬送される。更に、中間転写ベルト４４ｂからシートＳに画像が転写され、シートＳは、定着装置４６に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートＳの表面に定着され、排出口１０ａから排出されてシート排出部１１に積載される。
【００２８】
次に、現像装置２０について、図３、図４、図５に基づいて詳細に説明する。現像装置２０は、装置本体１０に着脱可能で、現像剤を収容する現像容器２１と、第１の搬送スクリュ２２と、第２の搬送スクリュ（被検出部）２３と、現像スリーブ２４と、規制ブレード２５と、インダクタンスセンサ２６と、を有している。現像装置２０は、感光ドラム８１上に形成された静電像を現像する。現像容器２１は、感光ドラム８１に対向する位置に、現像スリーブ２４が露出する開口部２１ａを有している。
【００２９】
現像容器２１は、略中央部にて長手方向に延在する隔壁２７を有している。現像容器２１は、この隔壁２７によって水平方向に現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとに区画されている。現像剤は、これら現像室２１ｂ及び攪拌室２１ｃに収容されている。現像室２１ｂは、現像スリーブ２４に現像剤を供給する。攪拌室２１ｃは、現像室２１ｂに連通し、現像スリーブ２４からの現像剤を回収して攪拌する。現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとの間の隔壁２７には、両端部において現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとを相互に連通させる２つの連絡部２７ａ，２７ｂが形成されている。尚、本実施の形態の現像装置２０では、現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとは水平方向に配置されているが、これには限られず、現像室と攪拌室とが上下に配置されていたり、あるいは、その他の形態の現像装置であってもよい。
【００３０】
第１の搬送スクリュ２２は、現像室２１ｂに現像スリーブ２４の軸方向に沿って現像スリーブ２４と略平行に配置され、現像室２１ｂ内の現像剤を攪拌しつつ搬送する。第１の搬送スクリュ２２は、現像容器２１に回転自在に設けられ磁性を有する軸部２２ａと、軸部２２ａと一体回転し、回転により現像容器２１の内部の現像剤を搬送方向Ｄ１に搬送する螺旋状の搬送翼２２ｂと、を有している。
【００３１】
第２の搬送スクリュ２３は、攪拌室２１ｃ内に第１の搬送スクリュ２２の軸と略平行に配置され、攪拌室２１ｃ内の現像剤を第１の搬送スクリュ２２と反対方向に搬送する。第２の搬送スクリュ２３は、現像容器２１に回転自在に設けられ磁性を有する軸部（回転軸）２３ａと、軸部２３ａと一体回転し、回転により現像容器２１内の現像剤を搬送方向Ｄ１に搬送する螺旋状の非磁性の搬送翼（羽根）２３ｂと、を有している。現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとは、現像剤を攪拌しつつ搬送する現像剤の循環経路を構成している。各スクリュ２２，２３は、現像剤を相反する方向に搬送するとともに、これらのスクリュ２２，２３の対向位置においては現像剤を相互に反対方向に搬送する。トナーは、各スクリュ２２，２３によって攪拌されることにより、キャリアと摺擦して負極性に摩擦帯電される。即ち、各スクリュ２２，２３は、現像容器２１に収容された現像剤を攪拌及び搬送可能である。
【００３２】
本実施の形態では、第１の搬送スクリュ２２は、軸部２２ａの周りに非磁性材料で構成された搬送翼２２ｂをスパイラル状に設けたスクリュ構造であって、スクリュ径は直径２０ｍｍでスクリュピッチは２０ｍｍで、回転数は４００ｒｐｍに設定している。第２の搬送スクリュ２３も、軸部２３ａの周りに非磁性材料で構成された搬送翼２３ｂをスパイラル状に設けたスクリュ構造である。第２の搬送スクリュ２３のスクリュ径は直径２０ｍｍで、スクリュピッチは補給口２８が配置されている側は３０ｍｍで、補給口２８が配置されていない側のピッチを２０ｍｍとしており、補給口２８を設けた方の搬送性を大きくしている。回転数は４００ｒｐｍに設定している。
【００３３】
攪拌室２１ｃにおいて、現像剤の搬送方向Ｄ１の上流側の端部には、上方に開口した補給口２８が形成され、補給口２８にはトナーボトル４１（図１参照）が接続されている。トナーボトル４１は、トナーとキャリアを混合した補給用二成分現像剤（通常はトナー／補給用現像剤＝１００％〜８０％）を収容する。トナーボトル４１から供給されたトナーは、補給口２８から攪拌室２１ｃに補給される。
【００３４】
現像スリーブ２４は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを有する現像剤を担持して、感光ドラム８１に対向する現像領域に回転搬送する。現像スリーブ２４は、例えばアルミニウムや非磁性ステンレス等の非磁性材料で構成され、本実施の形態では直径２０ｍｍのアルミニウム製としている。現像スリーブ２４の内側には、ローラ状のマグネットローラ２４ｍが、現像容器２１に対して非回転状態で固定設置されている。マグネットローラ２４ｍは、現像磁極Ｓ２と、現像剤を搬送する磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３と、を有している。このうち同極であるＮ３極とＮ１極は、隣り合って現像容器２１の内部側に設置されており、極間に反発磁界が形成されているため、現像スリーブ２４の表面から現像剤が離間されるよう剥ぎ取られた現像剤は現像室２１ｂに回収される。
【００３５】
現像装置２０内の現像剤は、マグネットローラ２４ｍにより現像スリーブ２４上に担持される。その後、現像スリーブ２４上の現像剤は規制ブレード２５により層厚を規制され、現像スリーブ２４が回転することによって感光ドラム８１と対向した現像領域に搬送される。現像領域で現像スリーブ２４上の現像剤は穂立ちして磁気穂を形成する。磁気穂を感光ドラム８１に接触させることにより、トナーを感光ドラム８１に供給することで、感光ドラム８１の静電潜像をトナー像として現像する。
【００３６】
規制ブレード２５は、現像スリーブ２４の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材で構成され、現像領域よりも現像スリーブ２４の回転方向上流側に配設されている。そして、この規制ブレード２５の先端部と現像スリーブ２４との間を、現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域へと送られる。尚、規制ブレード２５の現像スリーブ２４の表面との間隙（ギャップ）を調整することによって、現像スリーブ２４上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて、現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施の形態においては、規制ブレード２５によって、現像スリーブ２４上の単位面積当りの現像剤コート量を、３０ｍｇ／ｃｍ２に規制している。
【００３７】
図３及び図５に示すように、現像容器２１の内部で攪拌室２１ｃの上部には、現像剤封入部５０が設けられている。現像剤封入部５０は、磁性キャリアと非磁性トナーとを所定の比率で混合した二成分現像剤Ｄをスタート剤（初期現像剤）として収容している。現像剤封入部５０の底部には、その長手方向のほぼ全域に亘る開口５１が形成されており、現像剤封入部５０の下方には、開口５１を塞ぐようにシール部材（封止手段）５２が貼り付けられている。即ち、現像剤封入部５０は、現像容器２１内に開いた開口５１を有すると共に、使用前の現像剤Ｄを封入可能である。また、シール部材５２は、開口５１を封止することで現像剤Ｄを現像剤封入部５０に封入する。シール部材５２の長手方向に沿った一方の縁部は、巻き取り部材（除去部）５３に取り付けられている。巻き取り部材５３は、シール部材５２を開口５１から除去可能である。巻き取り部材５３が回転駆動によりシール部材５２を巻き取ることで、開口５１が開放され、現像剤封入部５０の内部の現像剤Ｄは開口５１を通って攪拌室２１ｃに充填される。
【００３８】
シール部材５２としては、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、これらのラミネート品、若しくはポリエステルフィルムとアルミ箔のラミネート品等が好適に用いられる。本実施の形態では、シール部材５２として、ポリエステルフィルムとナイロンフィルムとポリエチレンフィルムのラミネート品が用いられている。シール部材５２の貼り付け方法としては、熱溶着や接着等があるが、本実施の形態では熱溶着が採用されている。尚、本実施の形態では、現像装置２０の現像スリーブ２４、第１の搬送スクリュ２２、第２の搬送スクリュ２３、巻き取り部材５３などは、制御部７０に制御される駆動源２９（図２参照）により駆動される。また、現像装置２０には、不図示のメモリが内蔵されている。装置本体１０には、現像装置２０のメモリに接続して情報を読み出し可能な未使用検知センサ（未使用検知部）７５が設けられている（図２参照）。未使用検知センサ７５は、装置本体１０に装着された現像装置２０から情報を読み出すことで、その現像装置２０が未使用か、既に使用されたものであるかを検知可能である。
【００３９】
インダクタンスセンサ２６は、装置本体１０に設けられており、装置本体１０に装着された現像容器２１の側面に当接し、現像容器２１の側壁を介在して第２の搬送スクリュ２３の軸部２３ａに対向して配置される。インダクタンスセンサ２６は、制御部７０に接続されており、攪拌室２１ｃ内を搬送される現像剤のトナー濃度を検知して、電気信号を制御部７０に送信する。感光ドラム８１上の静電潜像の現像により、現像装置２０内の現像剤のトナー濃度が低下するので、攪拌室２１ｃ内の現像剤に対向して設けたインダクタンスセンサ２６により、攪拌室２１ｃで現像剤Ｄのトナー濃度を検出する。インダクタンスセンサ２６は、制御電圧の印加により、現像容器２１の内部の現像剤の透磁率を検出可能である。制御部７０は、インダクタンスセンサ２６を利用して、自動トナー補給制御（ＡＴＲ）を実行可能としている。これにより、制御部７０は、第２の搬送スクリュ２３によって、補給口２８から供給されたトナーと攪拌室２１ｃ内にある現像剤とを攪拌及び搬送して、現像剤Ｄのトナー濃度を一定に制御している。
【００４０】
ここで、インダクタンスセンサ２６によるＴ／Ｄ比の検出について説明する。二成分現像剤は磁性キャリアと非磁性トナーを主成分とするので、現像剤ＤのＴ／Ｄ比が変化すると、キャリアとトナーの混合比率による見かけの透磁率が変化する。従って、見かけの透磁率をインダクタンスセンサ２６で検知すれば、Ｔ／Ｄ比に対応した出力信号がインダクタンスセンサ２６から得られる。
【００４１】
図６に、本実施の形態で適用するインダクタンスセンサ２６において、２３℃、６０％ＲＨの標準環境におけるＴ／Ｄ比が８％の現像剤に対する入力電圧（制御電圧）と出力電圧の関係を示す。図６に示すように、出力電圧の変化率は制御電圧１２．５Ｖ付近で最も大きい。そこで本実施の形態では、インダクタンスセンサ２６の標準環境下の制御電圧を１２．５Ｖとし、そのときの出力電圧２．５Ｖを標準出力電圧としている。尚、インダクタンスセンサ２６の出力電圧（Ｖ）は、Ｔ／Ｄ比に応じてほぼ直線的に変化する。
【００４２】
ところで、インダクタンスセンサ２６は、現像剤の見かけの透磁率が変化すると出力電圧が変化するので、環境の温湿度が変化して現像剤の状態が変化すると、出力電圧が変化してしまう。低温低湿環境下では、現像剤の含む水分量が減って、トナーとキャリアとの摩擦によるトナー帯電電荷が増加するので、現像剤間の反発が大きくなり、このため現像剤の嵩密度が減少して出力値は小さくなる。逆に、高温高湿環境下では、現像剤の含む水分量が増加して、トナーとキャリアとの摩擦によるトナー帯電電荷が減少するので、現像剤間の反発が小さくなり、このため現像剤の嵩密度が増加して出力値が大きくなる。
【００４３】
図７に、Ｔ／Ｄ比が８％の現像剤に対して、一定の制御電圧１２．５Ｖをインダクタンスセンサ２６に入力した場合の環境の絶対水分量と出力電圧の関係を示す。環境の絶対水分量が多くなると、上述したように、出力電圧が増大することが分かる。また、一定の出力電圧２．５Ｖとなるように、制御電圧を変えることも可能である。即ち、環境の絶対水分量が小さいときは、制御電圧を標準環境下での標準制御電圧１２．５Ｖよりも大きくし、逆に絶対水分量が大きいときは制御電圧を小さくすれば、出力電圧を２．５Ｖに一定に維持できる。
【００４４】
図８に、二成分現像剤のＴ／Ｄ比を一定とし、インダクタンスセンサ２６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出力電圧との関係を示す。図８に示すように、センサギャップが数十μｍ程度変化しただけでも、インダクタンスセンサ２６の出力電圧が大幅に変化することが分かる。また、インダクタンスセンサ２６の検出感度もセンサギャップに依存し、センサギャップが広がるとインダクタンスセンサ２６の検出感度が低下する。
【００４５】
これらのように、インダクタンスセンサ２６の制御電圧と出力電圧との関係が変わる原因として、装置本体１０の内部の温湿度や、現像容器２１の交換による現像容器２１とインダクタンスセンサ２６の位置関係の変化がある。また、現像剤封入部５０の内部の温湿度と現像容器２１の温湿度に差があるときは、現像剤Ｄが現像容器２１の内部の温湿度になるまでに時間を要するので、正しい補正を実現するために長時間を要してしまう。そこで、本実施の形態では、現像容器２１の交換時のインダクタンスセンサ２６の補正制御として、現像剤Ｄの透磁率ではなく、搬送スクリュ２３の軸部２３ａの透磁率を検出する。これにより、未使用の現像剤Ｄが、現像装置２０の内部の温湿度の影響を受けることがない。そして、現像装置２０の内部の二成分現像剤とインダクタンスセンサ２６との距離が現像装置２０の着脱により変動する場合でも、現像装置２０の内部の現像剤のトナー濃度を高精度に検知できる。
【００４６】
次に、現像装置２０、あるいは現像装置２０を備えたプロセスカートリッジを装置本体１０に装着して使用する際のシーケンス（初期設置時のシーケンス）を、図９のフローチャートを参照して説明する。画像形成装置１の電源をオンにすると（ステップＳ１）、制御部７０は、装置本体１０に装着された現像装置２０が未使用品であるか否かを判断する（ステップＳ２）。これは、現像装置２０に設けられた不図示のメモリ内に予め格納してあった現像装置２０に関する製品情報を制御部７０が読み出して、それに基づいて判断する。制御部７０が、現像装置２０は未使用品ではないと判断した場合は、設定モードを実行せず通常の動作に移行する。尚、この時点では、駆動源２９は作動しておらず、各スクリュ２２，２３は停止している。
【００４７】
制御部７０が、現像装置２０は未使用品であると判断した場合は、現像装置２０の使用後に現像装置２０のメモリを書き換えて、使用品として記録し、設定モードを実行する。また、制御部７０は、巻き取り部材５３により開口５１からシール部材５２の除去が開始される（ステップＳ９参照）前に、設定モードを実行する。この時、攪拌室２１ｃでは、現像剤は攪拌されておらず、インダクタンスセンサ２６の検出範囲に現像剤が無い状態であり、インダクタンスセンサ２６は、磁性体である軸部２３ａの透磁率を検出する。このため、制御部７０は、インダクタンスセンサ２６に位置補正用電圧として所定電圧、例えば２４Ｖを印加して、出力電圧を検知する（ステップＳ３）。即ち、通常時にインダクタンスセンサ２６の間近の現像剤の透磁率を検出するよりも遠くに位置する軸部２３ａの透磁率を検出するために、ここで印加する所定電圧は通常の制御電圧より大きい電圧値とする。また、制御部７０は、現像装置２０の装置本体１０への装着後、インダクタンスセンサ２６の検出範囲に現像剤が無い状態で、インダクタンスセンサ２６に制御電圧より大きい所定電圧を印加して第２の搬送スクリュ２３の透磁率に関する値を検出する。
【００４８】
制御部７０は、インダクタンスセンサ２６の出力電圧を検出する（ステップＳ４）。制御部７０は、検出した出力電圧に基づいて、制御電圧の第１の制御電圧Ｖ１を算出する(ステップＳ５)。即ち、第１の制御電圧Ｖ１は、現像容器２１とインダクタンスセンサ２６との距離に基づいて補正した制御電圧となる。
【００４９】
次いで、制御部７０は、温湿度センサ１２を用いて装置本体１０の内部の温湿度を検出する（ステップＳ６）。制御部７０は、検出した温湿度に基づいて、制御電圧の第２の制御電圧Ｖ２を算出する(ステップＳ７)。即ち、第２の制御電圧Ｖ２は、検出した温湿度に応じた絶対水分量に基づいて補正した制御電圧となる。第２の制御電圧Ｖ２の算出は、制御部７０に予め記憶された温湿度と第２の制御電圧Ｖ２とのテーブルに基づいて行う。そして、これらの制御電圧Ｖ１，Ｖ２を考慮して、インダクタンスセンサ２６への制御電圧を設定する（ステップＳ８）。
【００５０】
制御電圧の設定後、制御部７０は、現像装置２０を駆動させて、巻き取り部材５３によりシール部材５２を巻き取り、現像剤封入部５０から攪拌室２１ｃに現像剤Ｄを投入する（ステップＳ９）。制御部７０は、各スクリュ２２，２３により現像剤を攪拌し、３０秒の経過後、インダクタンスセンサ２６によりトナー濃度を検出する（ステップＳ１０）。本実施の形態では、制御部７０は、インダクタンスセンサ２６の出力値Ｖｓを比較器に入力し、これを比較器で基準濃度値の先の標準出力電圧値Ｖｒと比較して、その検出信号差（Ｖｓ−Ｖｒ）／Ｖｒが５％以下か否かを判断する（ステップＳ１１）。制御部７０は、検出信号差が５％以下であると判断した場合は、現像装置２０の駆動を停止して、設定モードを終了する。この場合、装置本体１０の設置された環境と現像剤Ｄの馴染んだ環境とが異なっていても、テーブルから算出された値に集束していることで、現像剤Ｄが装置本体１０の設置された環境に馴染んだと判断される。一方、制御部７０は、検出信号差が５％以下でないと判断した場合は、更に攪拌を続行する（ステップＳ１０）。
【００５１】
上述したように本実施の形態の現像装置２０によれば、制御部７０は、インダクタンスセンサ２６の検出範囲に現像剤が無い状態で、設定モードを実行する。この設定モードは、インダクタンスセンサ２６に所定電圧を印加して軸部２３ａの透磁率を検出した結果に基づいて、インダクタンスセンサ２６の制御電圧を設定する。このため、未使用の現像剤が現像装置２０の内部の温湿度の影響を受けることがなく、現像装置２０の二成分現像剤とインダクタンスセンサ２６との距離が現像装置２０の着脱により変動する場合でも、現像装置２０の現像剤のトナー濃度を高精度に検知できる。
【００５２】
また、本実施の形態の現像装置２０によれば、現像容器２１とインダクタンスセンサ２６との距離に基づいて補正した第１の制御電圧Ｖ１と、検出した温湿度に基づいて補正した第２の制御電圧Ｖ２と、の２つの制御電圧に基づいて制御電圧を設定する。このため、センサギャップのみならず、温湿度も加味しているので、より高精度に制御電圧を設定することができる。
【００５３】
上述した実施の形態の現像装置２０では、第１の制御電圧Ｖ１と第２の制御電圧Ｖ２との２つの制御電圧に基づいて制御電圧を設定した場合について説明したが、これには限られない。例えば、検出した温湿度に基づいて補正した第２の制御電圧Ｖ２は、必ずしも参照しなくてもよい。この場合、例えば、図９に示すフローチャートでは、ステップＳ６〜Ｓ８を省略することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…画像形成装置、１０…装置本体、１２…温湿度センサ（環境情報検知部）、２０…現像装置、２１…現像容器、２３…第２の搬送スクリュ（攪拌手段、被検出部）２３ａ…軸部（回転軸）、２３ｂ…搬送翼（羽根）、２６…インダクタンスセンサ（透磁率検出部）、５０…現像剤封入部、５１…開口、５２…シール部材（封止手段）、５３…巻き取り部材（除去部）、７０…制御部、７５…未使用検知センサ（未使用検知部）。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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