(57)【要約】【課題】コストを抑制し、トナー濃度の分解能を向上しつつ、トナー濃度を正確に検出する。【解決手段】プリンター１（画像形成装置）は、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置１１と、現像装置１１に収容された現像剤の透磁率を周波数として検知する透磁率センサー２４（検知部）と、透磁率センサー２４によって検知された周波数の変化回数を計数するアップカウンタ３０（計数部）と、変化回数が所定の設定回数に到達する毎の到達時間を計測するフリーランタイマ３１（計測部）と、を備える。プリンター１は、制御装置１６によって、到達時間と現像剤のトナー濃度とについて予め定められた対応関係に従って、フリーランタイマ３１によって計測された到達時間に基づいて、現像装置１１に収容されているトナー濃度を検出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置に収容された前記現像剤の透磁率を周波数として検知する検知部と、
前記検知部によって検知された前記周波数の変化回数を計数する計数部と、
前記変化回数が所定の設定回数に到達する毎の到達時間を計測する計測部と、
を備え、
前記到達時間と前記現像剤のトナー濃度とについて予め定められた対応関係に従って、前記計測部によって計測された前記到達時間に基づいて、前記現像装置に収容されている前記トナー濃度を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記対応関係は、トナー濃度の透磁率に対応する周波数と、前記設定回数と、前記計測部の動作周波数とに基づいて定められ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】
前記変化回数が前記設定回数に到達したときに前記計測部によって計測された前記到達時間をＤＭＡ転送によって記憶装置に記憶し、
所定の読み出し間隔毎に、前記記憶装置に記憶された前記到達時間を、前記トナー濃度の検出のために取得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。
【請求項４】
前記読み出し間隔は、前記計測部によって計測される前記到達時間よりも短く設定されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記到達時間が前記読み出し間隔より長くなるように、前記設定回数を増加させると共に、増加させた前記設定回数に基づいて前記対応関係を再算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
異なる色のトナー毎に複数の前記現像装置を備え、
前記複数の現像装置のそれぞれに対応して、複数の前記検知部と、複数の前記計数部とを備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項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、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置には、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置を備えたものがある。この現像装置では、収容される二成分現像剤のトナー量としてトナー濃度が検出され、その検出結果に基づいて、現像装置へのトナー補給が実行される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５０９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置の現像装置には、収容される二成分現像剤のトナー濃度（現像剤中のキャリアに対するトナーの割合Ｔ／Ｃ）を検出するために、二成分現像剤の透磁率を周波数として検知する透磁率センサーを備えるものがある。二成分現像剤の透磁率に応じた周波数は、数ＭＨｚと高速であるので、透磁率センサーがその周波数の周期で検知結果を出力するためには数百ＭＨｚの動作周波数を有するＣＰＵを用いる必要がある。しかしながら、そのようなＣＰＵは、コストを増加させるので採用することができない。そこで、現像装置では、所定の観測時間の間、透磁率センサーによって検知される周波数の変化回数を計数し、その変化回数に基づいてトナー濃度を検出するものがある。なお、周波数の変化回数とトナー濃度との対応関係は予め定めておく。
【０００５】
例えば、８％のトナー濃度の二成分現像剤について透磁率に応じた周波数が２ＭＨｚである場合、観測時間を２ｍｓとしたときの周波数の変化回数は、４０００回となる。また、９％のトナー濃度の二成分現像剤について透磁率に応じた周波数が２．００３ＭＨｚである場合、観測時間を２ｍｓとしたときの周波数の変化回数は、４００６回となる。この観測時間における周波数の変化回数は、トナー濃度の各値を識別する参照値となり、換言すれば、観測時間を２ｍｓとしたときの周波数の変化回数について、トナー濃度１％当たりの分解能は、４００６−４０００＝６である。このように、トナー濃度の分解能が比較的小さい値であると、トナー濃度を正確に検出することが困難であり、また短い観測時間内の周波数変化について精密な計数が要求されるので、現像装置の設計に負担が掛かる。
【０００６】
なお、観測時間を延長（例えば、２ｍｓから２０ｍｓに変更）することで、分解能も増加（例えば、１０倍に変更）することができる。しかし、現像装置では、撹拌及び搬送によって二成分現像剤の状態が変化するので、二成分現像剤の透磁率に応じた周波数も変化することになる。観測時間を延長することで、透磁率センサーの検知結果は、このような二成分現像剤の状態の変化の影響を受けることになり、トナー濃度の変化を正確に検知できないおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は上記事情を考慮し、コストを抑制し、トナー濃度の分解能を向上しつつ、トナー濃度を正確に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置と、前記現像装置に収容された前記現像剤の透磁率を周波数として検知する検知部と、前記検知部によって検知された前記周波数の変化回数を計数する計数部と、前記変化回数が所定の設定回数に到達する毎の到達時間を計測する計測部と、を備え、前記到達時間と前記現像剤のトナー濃度とについて予め定められた対応関係に従って、前記計測部によって計測された前記到達時間に基づいて、前記現像装置に収容されている前記トナー濃度を検出することを特徴とする。
【０００９】
上記の画像形成装置において、前記対応関係は、トナー濃度の透磁率に対応する周波数と、前記設定回数と、前記計測部の動作周波数とに基づいて定められるとよい。
【００１０】
上記の画像形成装置において、前記変化回数が前記設定回数に到達したときに前記計測部によって計測された前記到達時間をＤＭＡ転送によって記憶装置に記憶し、所定の読み出し間隔毎に、前記記憶装置に記憶された前記到達時間を、前記トナー濃度の検出のために取得するとよい。
【００１１】
上記の画像形成装置において、前記読み出し間隔は、前記計測部によって計測される前記到達時間よりも短く設定してもよい。
【００１２】
上記の画像形成装置において、前記計測部によって計測される前記到達時間が前記読み出し間隔より長くなるように、前記設定回数を増加させると共に、増加させた前記設定回数に基づいて前記対応関係を再算出してもよい。
【００１３】
上記の画像形成装置において、異なる色のトナー毎に複数の前記現像装置を備え、前記複数の現像装置のそれぞれに対応して、複数の前記検知部と、複数の前記計数部とを備えるとよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コストを抑制し、トナー濃度の分解能を向上しつつ、トナー濃度を正確に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプリンターの現像装置及びその周辺を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプリンターの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るプリンターの現像装置におけるトナー濃度検出の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係るプリンターの現像装置におけるフリーランタイマのカウント値及び透磁率センサーの出力周波数を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係るプリンターの現像装置における透磁率センサーの出力周波数を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係るプリンターの現像装置におけるトナー濃度の確定タイミング及び読み出しタイミングを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
先ず、本発明の一実施形態に係るプリンター１（画像形成装置）の全体の構成について図１を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、図１における紙面手前側をプリンター１の前側とする。各図に適宜付される矢印Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンター１の左側、右側、上側、下側を示している。
【００１７】
プリンター１は、略箱型状のプリンター本体２を備え、プリンター本体２内の下部には用紙を収納した給紙カセットが設けられ、プリンター本体２の上部には排紙トレイが設けられる。
【００１８】
プリンター本体２内の中央部には、所定方向に回転する環状の中間転写ベルト３が複数のローラー間に架設され、中間転写ベルト３の下側には、４つの画像形成部５がトナーの色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色）毎に設けられる。即ち、プリンター１は、カラープリンターである。また、本実施形態のプリンター１は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤（以下、現像剤と称する）を利用する。４つの画像形成部５の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）からなる露光ユニットが配置される。中間転写ベルト３の右端には、二次転写部が設けられ、中間転写ベルト３の左端には、中間転写ベルト３を清掃するためのクリーニングユニットが設けられる。二次転写部は、中間転写ベルト３の右端側の一部と二次転写ローラーとで構成される。
【００１９】
各画像形成部５には、図１及び図２に示すように、像担持体としての感光体ドラム１０が回転可能に設けられる。感光体ドラム１０は、例えば、前後方向に長い円柱状に形成され、前後方向が感光体ドラム１０の軸方向である。感光体ドラム１０の周囲には、帯電器と、現像装置１１と、一次転写部と、除電部と、クリーニング部とが、電子写真のプロセス順に配置されている。
【００２０】
プリンター本体２内の現像装置１１の上方には、各画像形成部５と対応するトナーコンテナ１２が、トナーの色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色）毎に設けられている。各トナーコンテナ１２は、各色のトナーを収容し、各現像装置１１は各色のトナーを含有する現像剤を収容する。各トナーコンテナ１２は、搬送スクリュー等の補給部材（図示せず）を備えていて、補給部材を回転させることで、収容しているトナーを現像装置１１へと補給する。一次転写部は、中間転写ベルト３の一部と一次転写ローラーとで構成される。
【００２１】
プリンター本体２内の一側（図面上右側）には、用紙の搬送経路１５が上下方向に設けられている。搬送経路１５の上流端には給紙部が設けられ、搬送経路１５の中流部には上記の二次転写部が設けられる。搬送経路１５の下流部には定着装置が設けられ、搬送経路１５の下流端には排紙部が排紙トレイの近傍に設けられる。更に、プリンター本体２内には、プリンター１の各部を制御する制御装置１６が備えられている。
【００２２】
次に、上記のようなプリンター１の画像形成動作について説明する。先ず、各画像形成部５において、感光体ドラム１０が、帯電器によって帯電された後、露光ユニットによって画像データに基づいて露光されることで、感光体ドラム１０上に静電潜像が形成される。感光体ドラム１０上の静電潜像は、現像装置１１によって各色のトナー像に現像される。感光体ドラム１０上のトナー像は、一次転写部によって中間転写ベルト３の表面に一次転写される。なお、感光体ドラム１０上に残留した電荷及びトナーは、除電部及びクリーニング部によって除去される。以上の動作を４つの画像形成部５が順次繰り返すことによって、中間転写ベルト３上にフルカラーのトナー像（カラートナー像）が形成される。カラートナー像は、中間転写ベルト３の回転によって、所定のタイミングで二次転写部へと供給される。
【００２３】
一方、給紙カセットに収納された用紙は、給紙部によって取り出されて搬送経路１５上を搬送される。搬送経路１５上の用紙は、カラートナー像とタイミングを合わせて二次転写部へと搬送される。二次転写部では、中間転写ベルト３上のカラートナー像が用紙に二次転写される。カラートナー像を二次転写された用紙は、搬送経路１５において定着装置へと搬送されて、定着装置によってカラートナー像が用紙に定着される。その後、カラートナー像が定着された用紙は、排紙部から排紙トレイへと排出される。
【００２４】
次に、現像装置１１について説明する。図１に示すように、４つの画像形成部５のそれぞれに対応して４つの現像装置１１が備えられるが、以下では、４つの現像装置１１を特定する場合を除いて、１つの現像装置１１について説明する。
【００２５】
図２に示すように、現像装置１１は、感光体ドラム１０の左側に配置されていて、現像剤を収容する筐体２０を備えている。また、現像装置１１は、筐体２０内に、トナーを感光体ドラム１０へ供給する現像ローラー２１と、現像剤を攪拌・搬送する撹拌部材２２及び搬送部材２３と、現像剤の透磁率を検知する透磁率センサー２４（検知部）とを備える。
【００２６】
筐体２０は、前後方向に長い略箱型形状に形成され、感光体ドラム１０と対向する右面に開口した開口部と、上面に開口した補給口とを有する。補給口は、供給路等を介してトナーコンテナ１２と連通している。
【００２７】
現像ローラー２１は、筐体２０の開口部を介して感光体ドラム１０と対向すると共に接触するように配置される。現像ローラー２１は、前後方向に長い回転軸を有して、筐体２０に対して回転可能に取り付けられる。現像ローラー２１は、筐体２０内の所定量の現像剤を担持すると共に、回転することによって、担持している現像剤中のトナーを感光体ドラム１０へ供給する。
【００２８】
撹拌部材２２及び搬送部材２３は、筐体２０の下部において左右に並べて配置され、特に搬送部材２３は、筐体２０の補給口の下方に配置される。撹拌部材２２及び搬送部材２３は、前後方向に長い回転軸を有して、筐体２０に対して回転可能に取り付けられる。撹拌部材２２及び搬送部材２３が回転することで、筐体２０内の現像剤を攪拌しつつ現像ローラー２１へ搬送する。
【００２９】
透磁率センサー２４は、筐体２０内の下部に取り付けられる。透磁率センサー２４は、筐体２０内のトナー量として現像剤のトナー濃度（現像剤中のキャリアに対するトナーの割合Ｔ／Ｃ）を検出するために、筐体２０内に収容された現像剤の透磁率を検知して、その透磁率に応じた周波数を検知結果として出力する。
【００３０】
次に、制御装置１６の電気的な構成について図３を参照しながら説明する。制御装置１６は、ＣＰＵ等で構成され、バス１９を介して記憶装置１７及びＤＭＡコントローラ１８に接続されている。また、制御装置１６は、プリンター１の各部に接続されていて、記憶装置１７に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御装置１６に接続された各部を制御する。記憶装置１７は、ＲＡＭ１７ａやＲＯＭ等の記憶媒体を備える。
【００３１】
例えば、制御装置１６は、現像装置１１の現像ローラー２１、撹拌部材２２及び搬送部材２３の回転を駆動する現像駆動部３２（図３参照）に接続されている。そして、制御装置１６は、現像装置１１の現像駆動部３２を制御して現像ローラー２１、撹拌部材２２及び搬送部材２３を回転させることで、現像処理を行う。
【００３２】
また、制御装置１６は、トナーコンテナ１２の補給部材（図示せず）の回転を駆動する補給駆動部３３（図３参照）に接続されている。そして、制御装置１６は、現像装置１１の筐体２０内の現像剤について検出されたトナー濃度が、所定の目標範囲の下限値よりも低い場合、筐体２０内の現像剤のトナー濃度が目標範囲内となるように、トナーコンテナ１２の補給駆動部３３を制御して補給部材を回転させることで、トナー補給処理を行う。なお、制御装置１６は、検出されたトナー濃度と目標範囲とに基づいてトナー補給処理時のトナー補給量を算出するとよい。
【００３３】
更に、制御装置１６は、現像装置１１の筐体２０内の現像剤のトナー濃度を検出するために、バス１９を介してアップカウンタ３０（計数部）及びフリーランタイマ３１（計測部）に接続されている。４つの現像装置１１の透磁率センサー２４のそれぞれに対応して、４つのアップカウンタ３０が備えられ、各アップカウンタ３０は各透磁率センサー２４に接続されている。
【００３４】
次に、現像装置１１のトナー濃度検出について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３５】
トナー濃度検出が行われる間、フリーランタイマ３１が、常時、時間を計測している（ステップＳ１）。フリーランタイマ３１は、図５に示すように、制御装置１６の動作周波数（例えば、２０ＭＨｚ）に依存した周期で０から上限値（例えば、１６ビットの場合には６５５３５の上限値）までの値をカウントしている。フリーランタイマ３１のカウント値は、上限値に達するとリセットされ、即ち、フリーランタイマ３１は、０から上限値までを繰り返しカウントする。
【００３６】
現像装置１１では、筐体２０内に収容された現像剤の透磁率に応じた周波数を、透磁率センサー２４によって検知（監視）している（ステップＳ２）。透磁率センサー２４で検知された周波数は、アップカウンタ３０に出力され、アップカウンタ３０は、検知された周波数の変化回数を計数する（ステップＳ３）。なお、透磁率センサー２４から出力された周波数信号の内、現像剤の透磁率に応じた周波数（例えば、数ＭＨｚ）の変化だけが計数されるように、目標周波数範囲を設定しておく。そして、透磁率センサー２４がこの目標周波数範囲の周波数を検知するように構成してもよく、あるいは、アップカウンタ３０がこの目標周波数範囲の周波数変化を計数するように構成してもよい。ここでは、周波数の変化回数とは、目標周波数範囲の周波数変化の回数を示す。
【００３７】
図５では、現像装置１１の撹拌部材２２や搬送部材２３の回転による現像剤の状態の変化に起因する周波数変化が図示され、このような周波数変化は、撹拌部材２２や搬送部材２３の回転周期のように比較的長い周期に依存している。しかし、詳細には、現像剤の透磁率に応じた周波数変化は、図６に示すように、撹拌部材２２や搬送部材２３の回転周期に比べて短い周期で変化している。なお、現像剤の透磁率に応じた周波数変化は、撹拌部材２２や搬送部材２３の回転に起因する周波数変化に比べて微小であるので、図５では、図示を省略する。アップカウンタ３０は、図６に示すような透磁率に応じた周波数変化を計数するが、撹拌部材２２や搬送部材２３の回転に起因する周期の長い周波数変化は計数しない。
【００３８】
制御装置１６は、アップカウンタ３０によって、透磁率センサー２４からの周波数の変化回数が所定の設定回数（例えば、４０００回）に到達するタイミングを検出している。
【００３９】
そして、制御装置１６は、周波数変化が設定回数に到達したとき（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ＤＭＡコントローラ１８を動作させて、図３の一点鎖線で示すように、フリーランタイマ３１で計測されたカウント値（設定回数への到達カウント値）を記憶装置１７のＲＡＭ１７ａへとＤＭＡ転送させて記憶させる（ステップＳ５）。ＲＡＭ１７ａには、少なくとも前回の到達カウント値と今回の到達カウント値が記憶され、これらの到達カウント値に基づいて今回の到達時間を算出可能になっている。即ち、今回の到達時間はＲＡＭ１７ａに記憶されている。更に、設定回数への到達に応じてアップカウンタ３０の計数はリセットされる。
【００４０】
また、制御装置１６は、所定の読み出しタイミングにおいて（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ＲＡＭ１７ａに記憶された直近の２つの到達カウント値（前回の到達カウント値と今回の到達カウント値）との差分を算出することで、今回の到達時間を算出する（ステップＳ７）。なお、前回から今回までの間にフリーランタイマ３１がリセットされている場合には、前回の到達カウント値が今回の到達カウント値よりも大きくなる（差分がマイナスになる）が、その場合、差分に対してフリーランタイマ３１の上限値を加算すればよい。
【００４１】
制御装置１６は、到達時間とトナー濃度とについて予め定めた対応関係に従って、算出された到達時間に基づいて現像装置１１のトナー濃度を検出する（ステップＳ８）。なお、到達時間とトナー濃度との対応関係は、テーブルや数式として予め記憶装置１７に記憶しておく。
【００４２】
例えば、８％のトナー濃度の現像剤の透磁率に応じた周波数が２ＭＨｚである場合、周波数変化の設定回数を４０００回としたときに２０ＭＨｚの動作周波数の制御装置１６とフリーランタイマ３１とを用いた条件で時間を計測すると、設定回数への到達時間は４００００μｓｅｃとなる。即ち、周波数の周期（１／２×１０６）と設定回数（４０００）と動作周波数（２０×１０６）を乗算して、到達時間４００００μｓｅｃが算出される。
【００４３】
また、９％のトナー濃度の現像剤の透磁率に応じた周波数が２．００３ＭＨｚである場合、上記と同じ条件で時間を計測すると、設定回数への到達時間は３９９４０μｓｅｃとなる。即ち、周波数の周期（１／２．００３×１０６）と設定回数（４０００）と動作周波数（２０×１０６）を乗算して、到達時間３９９４０が算出される。
【００４４】
上記した現像剤の透磁率に応じた周波数変化について設定回数分の到達時間は、トナー濃度の各値を識別する参照値となり、各トナー濃度に対応する各到達時間を予め定めることができるので、テーブルや数式によって到達時間とトナー濃度との対応関係を予め定めておくことができる。この対応関係では、例えば、到達時間（周波数の周期）が短くなる（周波数が大きくなる）に従って、トナー濃度はより高くなる。なお、上記のようなトナー濃度検出によれば、トナー濃度１％当たりの分解能は、４００００−３９９４０＝６０となり、比較的大きい分解能でトナー濃度を検出できることになる。
【００４５】
上記したように、透磁率センサー２４で検知される周波数変化の設定回数への到達タイミングが、フリーランタイマ３１で計数される今回の到達カウント値のＲＡＭ１７ａへの記憶タイミングであり、即ち、今回の到達時間の記憶タイミングであり、更には、現像装置１１のトナー濃度の確定タイミングと言える。図７に示すように、前回の確定タイミングと今回の確定タイミングとの間隔（確定間隔）は、一定ではなく、現像装置１１内の現像剤の状態によって変化することがある。一方、制御装置１６が、ＲＡＭ１７ａから到達カウント値を読み出し、即ち、到達時間を読み出して、到達時間に基づくトナー濃度を検出するタイミング（読み出しタイミング）は、確定タイミングと同じにする必要はない。制御装置１６は、この読み出しタイミングを所定の読み出し間隔毎に設定することができる。
【００４６】
また、制御装置１６は、ＲＡＭ１７ａに記憶された到達時間（到達カウント値）の取りこぼしをしないように、読み出し間隔を確定間隔（到達時間）よりも短く設定するとよい。例えば、現像剤の透磁率に応じた周波数が２〜３ＭＨｚであって、上記と同じ条件により確定間隔が２〜１．３ｍｓｅｃになる場合には、読み出し間隔をこのような確定間隔よりも短く設定する。具体的には、所定の読み出しタイミングを予め設定しておいて、トナー検出動作中に、制御装置１６が到達時間を算出する毎に、読み出し間隔を到達時間よりも短くなるように再設定してもよい。または、トナー検出動作前に現像剤の透磁率に応じた周波数の範囲を予め推定できる場合には、推定された周波数に基づいて確定間隔を予め推定し、推定された確定間隔よりも短い読み出し間隔を予め設定してもよい。
【００４７】
あるいは、制御装置１６は、ＲＡＭ１７ａに記憶された到達時間（到達カウント値）の取りこぼしをしないように、設定回数を増加させてもよい。設定回数を増加も、読み出し間隔の短縮と同様に、トナー検出中又はトナー検出動作中に行うことができる。この場合、上記の対応関係は、増加させた設定回数に基づいて再算出されて記憶装置１７に記憶される。
【００４８】
本実施形態によれば、上述のように、プリンター１（画像形成装置）は、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置１１と、現像装置１１に収容された現像剤の透磁率を周波数として検知する透磁率センサー２４（検知部）と、透磁率センサー２４によって検知された周波数の変化回数を計数するアップカウンタ３０（計数部）と、変化回数が所定の設定回数に到達する毎の到達時間を計測するフリーランタイマ３１（計測部）と、を備える。プリンター１は、制御装置１６によって、到達時間と現像剤のトナー濃度とについて予め定められた対応関係に従って、フリーランタイマ３１によって計測された到達時間に基づいて、現像装置１１に収容されているトナー濃度を検出する。
【００４９】
このように、現像剤の透磁率に応じた周波数変化について設定回数分の到達時間を、トナー濃度の各値を識別する参照値とすることにより、トナー濃度の分解能を比較的大きく設定することができ、トナー濃度を正確に検出することが可能となる。また、現像剤の透磁率に応じた周波数は周期が比較的短くなっているところ、短い観測時間での周波数変化の計数ではなく、設定回数分の周波数変化の計数を行うため、現像装置１１の設計の精密性を緩和して、簡易に構成することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、到達時間とトナー濃度との対応関係は、トナー濃度の透磁率に対応する周波数と、設定回数と、フリーランタイマ３１の動作周波数、即ち、制御装置１６の動作周波数とに基づいて定められる。これにより、トナー濃度の分解能の向上及びトナー濃度の正確な検出を、簡易で具体的な手法により実現することができる。
【００５１】
更に、本実施形態では、現像剤の透磁率に応じた周波数の変化回数が設定回数に到達したときにフリーランタイマ３１によって計測された到達時間をＤＭＡ転送によって記憶装置１７のＲＡＭ１７ａに記憶し、所定の読み出し間隔毎に、ＲＡＭ１７ａに記憶された到達時間を、トナー濃度の検出のために取得する。これにより、制御装置１６の処理状況に依存することなく、到達時間を即座に記憶することができ、ソフトウェアの処理負担を軽減すると共に処理遅延を抑制し、時間計測の誤差を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、ＲＡＭ１７ａに記憶された到達時間の読み出し間隔は、フリーランタイマ３１によって計測される到達時間よりも短く設定されるとよい。あるいは、到達時間が読み出し間隔より長くなるように、設定回数を増加させると共に、増加させた設定回数に基づいて対応関係を再算出するとよい。これにより、ＲＡＭ１７ａに記憶された到達時間の取りこぼしを抑制して、トナー濃度を遂次検出することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、プリンター１は、異なる色のトナー毎に複数の現像装置１１を備え、複数の現像装置１１のそれぞれに対応して、複数の透磁率センサー２４と、複数のアップカウンタ３０とを備える。これにより、現像剤の透磁率に応じた周波数の変化回数を現像装置１１毎（トナーの色毎）に計数するので、各現像装置１１に適したタイミングで、周波数変化の設定回数への到達を検出すると共に到達時間を検出することができる。
【００５４】
本実施形態では、カラープリンターの画像形成装置に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、モノクロのプリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  プリンター（画像形成装置）
５  画像形成部
１０  感光体ドラム
１１  現像装置
１２  トナーコンテナ
１６  制御装置
１７  記憶装置
１７ａ  ＲＡＭ
１８  ＤＭＡコントローラ
２０  筐体
２１  現像ローラー
２２  撹拌部材
２３  搬送部材
２４  透磁率センサー
３０  アップカウンタ
３１  フリーランタイマ
【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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