(57)【要約】【課題】安価な構成で、確実、且つ早期に現像装置の駆動伝達手段の故障を検知できるようにする。【解決手段】プリンタ３０は、トナーを含む現像剤を収納する現像剤容器１０と現像剤容器内の現像剤の透磁率を検知してトナーの濃度を検知する現像剤トナー濃度検知部９とを有する現像装置２２と、この現像剤トナー濃度検知部によって検知されたトナー濃度に基づいて、現像剤容器内のトナーの濃度を制御するエンジンコントローラ２７と、を備え、エンジンコントローラ２７は、現像剤トナー濃度検知部９によって検知されたトナー濃度に基づいて、現像装置２２の故障を判断するようになっている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを含む現像剤を収納する現像剤容器と前記現像剤容器内の現像剤の透磁率を検知して前記トナーの濃度を検知する濃度検知手段とを有する現像装置と、
前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像剤容器内のトナーの濃度を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度の最大値と最小値とに基づいて前記現像装置の故障を判断す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】
前記制御手段は、前記トナー濃度の最大値と最小値との差の値が所定値よりも小さいときに、前記現像装置の故障を判断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】
前記制御手段は、所定のタイミングで前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断する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】
前記現像剤容器内の現像剤を回転させて循環させる現像剤攪拌部材を有し、前記制御手段は、前記現像剤攪拌部材を所定回転数回転しながら前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断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】
前記制御手段は、前記濃度検知手段によって検知されるトナー濃度を統計的処理によって求めることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
現像剤を収納する現像剤容器と、
前記現像剤容器内の現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記現像剤容器内の現像剤を回転させて循環させる現像剤攪拌部材とを有する現像装置と、
前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記現像剤攪拌部材を所定回転数回転しながら前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度の最大値と最小値とに基づいて前記現像装置の故障を判断することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記現像剤濃度の最大値と最小値との差の値が所定値よりも小さいときに、前記現像装置の故障を判断することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、所定のタイミングで前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記濃度検知手段によって検知される現像剤濃度を統計的処理によって求めることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記所定のタイミングとは、装置本体に電源を投入したことを検知したときであることを特徴とする請求項４又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記所定のタイミングとは、装置本体の扉を開閉したことを検知したときであることを特徴とする請求項４又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記所定のタイミングとは、画像形成を実行しているときであることを特徴とする請求項４又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記現像装置は、前記画像形成装置に着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
トナーを含む現像剤を収納する現像剤容器と前記現像剤容器内の現像剤の透磁率を検知して前記トナーの濃度を検知する濃度検知手段とを有する現像装置と、前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像剤容器内のトナーの濃度を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記濃度検知手段で前記現像剤容器内のトナー濃度を検知する工程と、
前記濃度検知手段で検知したトナー濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断する工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１７】
前記濃度検知手段で検知したトナー濃度の最大値と最小値を算出する工程を有し、前記故障を判断する工程は、前記算出したトナー濃度の最大値と最小値とに基づいて前記現像装置の故障を判断する工程であることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１８】
前記故障を判断する工程は、前記濃度検知手段で検知したトナー濃度の最大値と最小値の差の値が所定値よりも小さい場合に、前記現像装置の故障を判断する工程であることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１９】
前記現像装置が故障したことを表示する工程を有することを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれかの項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２０】
現像剤を収納する現像剤容器と、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、前記現像剤容器内の現像剤を回転させて循環させる現像剤攪拌部材とを有する現像装置と、前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記現像剤攪拌部材を所定回転数回転しながら前記濃度検知手段によって前記現像剤容器内の現像剤の濃度を検知する工程と、
前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断する工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項２１】
前記濃度検知手段で検知した現像剤濃度の最大値と最小値を算出する工程を有し、前記故障を判断する工程は、前記算出した現像剤濃度の最大値と最小値とに基づいて前記現像装置の故障を判断する工程であることを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２２】
前記故障を判断する工程は、前記濃度検知手段で検知した現像剤濃度の最大値と最小値の差の値が所定値よりも小さい場合に、前記現像装置の故障を判断する工程であることを特徴とする請求項２１に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２３】
前記現像装置が故障したことを表示する工程を有することを特徴とする請求項２０乃至２２に記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスに基づいて被記録画像に対応して像担持体に形成した静電潜像を、現像剤によって現像して転写材等に記録する、プリンタ、複写機、ファックス、及びこれらの複合機等の画像形成装置と、画像形成装置の制御方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用する画像形成装置は、一般に、像担持体の表面に形成した静電潜像に帯電した現像剤であるトナーを吸着させてトナー像を形成して、像担持体に当接するように搬送された転写紙にトナー像を転写し、そして、転写紙に加熱定着処理を行ってトナー像を転写紙上に定着して、画像形成動作を完了するようになっている。
【０００３】
この場合、現像剤としては、キャリアと呼ばれる磁性を有する粉末にトナーを混合したものが一般的に使用される。現像剤の内、トナーは、現像装置内で帯電されて、像担持体の表面の静電潜像に吸着するようになっている。
【０００４】
このため、画像形成処理を行うと、現像剤中のトナーが減少することになる。画像形成装置は、一般に、現像剤のトナー濃度を検知する現像剤トナー濃度検知部を備えている。現像剤トナー濃度検知部は、現像装置に備えた現像剤容器内のトナーの残量が一定量以下になったとき、トナー残量が少ないことを検知して、制御手段によってトナー補給装置にトナーの補給動作を行わせるようになっている。
【０００５】
このように、従来の画像形成装置は、現像剤トナー濃度検知部によって、現像剤のトナー濃度を適時検出し、そのトナー濃度の変動に応じて適切なトナー補給を行う自動トナー補給制御手段（ＡＴＲ）によって、トナー濃度が、所定の基準値に対して、常に、一定の許容範囲内に収まるようにする必要があった。
【０００６】
ところで、自動トナー補給制御手段（ＡＴＲ）は、一般に、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、このトナー濃度検知手段の出力データを処理してトナー補給量を決定するトナー補給量制御手段と、このトナー補給量制御手段で決定したトナー補給量に基づいて実際にトナーを補給するトナー補給手段とで構成されている。
【０００７】
特に、トナー濃度検知手段には、様々な方式のものが実用化されている。トナー濃度検知手段には、例えば、現像剤容器内、又は現像剤担持体上の現像剤の光反射率がトナー濃度により変化するのを利用した光センサによるトナー濃度検知装置、現像剤の透磁率がトナー濃度により変化することを利用して透磁率を電気信号に変換する透磁率センサによるトナー濃度検知装置、像担持体上に所定の条件下で形成された所定のパッチ画像の光反射率変化を検知して間接的に現像剤のトナー濃度を推定するトナー濃度検知装置等がある。
【０００８】
レーザスキャナやＬＥＤアレイを用いてデジタル潜像を像担持体に形成するタイプの画像形成装置では、１頁当たりの画像情報信号における印字画素数の累計値（ビデオカウント数）から１頁当たりのトナー消費量を比較的正確に推定できるため、この推定した消費量に対応してトナー補給量を決定する方式の自動トナー補給制御手段（以下、「ビデオカウントＡＴＲ」と言う）も知られている。
【０００９】
このビデオカウントＡＴＲは、現像剤トナー濃度検知部を必要としないことから、コストを下げることができるという大きな利点がある。しかし、このビデオカウントＡＴＲは、トナー補給量の誤差が徐々に累積されていく問題点を有しており、これを補正する何らかの手段を必要として、現在のところ単独で使用することが困難であった。
【００１０】
一方、現像装置に現像剤トナー濃度検知部を設置する場合には、現像装置の小型化が望まれている。従って、透磁率センサによるトナー濃度検知装置は、現像剤トナー濃度検知部として、透磁率センサの設置スペースだけで済み、小型化に有利な構成であるので、自動トナー補給制御装置に選択されて使用されることが多い。
【００１１】
この透磁率センサは、検知部であるコイルを内包したセンサのヘッド部が常に現像剤に触れるようにするため、現像装置内部の現像剤搬走路等の一部分に設置してある。透磁率センサは検出用コイルを有しており、このコイルは発信用の巻線と検出用の巻線から構成されている。ここで、ヘッド内部の検出用コイルの発信部である発信用巻線に高周波発信出力を印加することによって、ヘッド周りにある現像剤の濃度に応じた透磁率の変化に応じて、検出用の巻線のインダクタンスが変化するため、そのインダクタンスの変化を測定することによって、ヘッドの周りにある現像剤の透磁率を電気出力値（電圧値）に変換することができるようになっている。
【００１２】
また、上記透磁率センサは、一般に回転して現像剤を搬送する現像剤搬送部材に対向して設置されている。従って、現像剤搬送部材の回転にともなって現像剤の透磁率から検出される電圧出力値が変動する。よって、現像剤の透磁率から検出される電圧出力値を現す場合、一般に、現像剤搬送部材１回転における透磁率センサからの出力電圧値の平均値を用いていることが多い。このようにして、自動トナー補給制御手段は、この平均値とトナー濃度基準値とに応じて現像装置へのトナー補給制御を行っている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の現像装置は、現像装置の駆動伝達手段であるギアの間に異物が挟まることによってギアの破損、現像剤担持体の軸受部のロック、現像剤搬送部材の軸受部のロック等の故障が発生したことを検知する手段を有していないため、故障に気付きにくにかった。
【００１４】
また、画像形成装置においても、上記のような故障が発生したことにより、現像装置のギアを駆動するモータのトルクが大きくなった場合、そのトルク大を検知することができなかった。このため、例えば、モータ自身に故障が発生した場合でも早期に検知できなかった。
【００１５】
このように、従来の現像装置は故障を検知することができないため、実際に印字を行って画像不良などが発生して、しばらくしてから現像装置が故障したことが分かるため、ユーザが故障に気付くのが遅くなりがちであった。
【００１６】
また、上記いずれの故障であっても発生すると、現像剤搬送部材の回転が停止して、透磁率センサから検出される出力電圧値の変動が無くなり、透磁率センサは、ある一定の値を出力し続けることになる。
【００１７】
この一定値が平均値（トナー濃度の基準値）より大きい場合、透磁率センサは、トナー補給装置へトナーを補給するよう信号を出し続けることになる。この場合、トナー補給装置から、現像剤容器内に多量のトナーが補給されることになる。従って、現像装置の駆動伝達手段であるギア破損、現像剤担持体軸受部ロック、現像剤搬送部材軸受部ロック等の故障が発生した場合、現像剤容器内の多量のトナーが浪費されることになる。また、画像形成装置本体の駆動伝達手段である現像装置駆動モータが故障した場合には、画像形成装置本体側のモータなどの修繕後に、画像形成装置が画像形成動作を再開すると、現像剤中のトナー濃度が異常に大きくなっているため、被画像部にトナーが付着する「カブリ」という現象の発生、トナー飛散等の画像不良の発生や、最悪の場合、現像装置が使用不可能になることがあった。
【００１８】
また、上記一定値が平均値（トナー濃度の基準値）より小さい場合、透磁率センサは、トナー補給装置へトナーを全く補給しないように信号を出し続けることになる。この場合、トナー補給装置は、現像剤容器内にトナーを補給しなくなり、現像剤容器内のトナーが無くなることになる。従って、画像形成装置本体の駆動伝達手段である現像駆動モータが故障した場合には、画像形成装置本体側のモータなどの修繕後に、その状態で画像形成装置が画像形成動作を再開すると、現像剤中のトナー濃度が異常に小さくなっているため、トナー補給装置から現像剤容器内に急激にトナーが補給されて、カブリ、トナー飛散等の画像不良が発生することがあった。
【００１９】
本発明の目的は、トナー濃度センサを用いて現像装置内のトナー濃度を制御する画像形成装置において、現像装置の故障を安価、確実、早期に検知可能とする画像形成装置およびその制御方法を提供するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、トナーを含む現像剤を収納する現像剤容器と前記現像剤容器内の現像剤の透磁率を検知して前記トナーの濃度を検知する濃度検知手段とを有する現像装置と、前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像剤容器内のトナーの濃度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断するようになっている。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明の他の画像形成装置は、現像剤を収納する現像剤容器と、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、前記現像剤容器内の現像剤を回転させて循環させる現像剤攪拌部材とを有する現像装置と、前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記現像剤攪拌部材を所定回転数回転しながら前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断するようになっている。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置の制御方法は、トナーを含む現像剤を収納する現像剤容器と前記現像剤容器内の現像剤の透磁率を検知して前記トナーの濃度を検知する濃度検知手段とを有する現像装置と、前記濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に基づいて、前記現像剤容器内のトナーの濃度を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、前記濃度検知手段で前記現像剤容器内のトナー濃度を検知する工程と、前記濃度検知手段で検知したトナー濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断する工程と、を有している。
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置の制御方法は、現像剤を収納する現像剤容器と、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、前記現像剤容器内の現像剤を回転させて循環させる現像剤攪拌部材とを有する現像装置と、前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像剤容器内の現像剤の濃度を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、前記現像剤攪拌部材を所定回転数回転しながら前記濃度検知手段によって前記現像剤容器内の現像剤の濃度を検知する工程と、前記濃度検知手段によって検知された現像剤濃度に基づいて、前記現像装置の故障を判断する工程と、を有している。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の画像形成装置であるプリンタを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態で取り上げている数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
【００２５】
プリンタ３０において、像担持体である感光ドラム１は、潜像を担持するようになっている。感光ドラム１は、外径が約３０ｍｍで、矢印方向に周速約１００ｍｍ／Ｓで回転するようになっている。帯電器２０は、感光ドラム１を帯電するようになっている。露光器２１は、感光ドラム１上に潜像を形成するようになっている。現像装置２２は、感光ドラム１の潜像をトナーで可視化するようになっている。
【００２６】
トナー補給装置１２は、現像装置２２内にトナーを補給するようになっている。転写手段である転写器２５は、可視化されたトナー像を転写材上に転写するようになっている。定着器２６は、転写材上に転写されたトナー像を転写材に熱と圧力を加えることによって転写材に定着するようになっている。クリーニング装置２３は、感光ドラム１上に残った転写残トナーを除去するようになっている。
【００２７】
現像装置２２は、現像剤容器１０を有している。現像剤容器１０の内部は、仕切り壁７によって、現像スリーブ２に最も近接する現像剤搬送部材（以下、「現像スクリュー」という）５を有する現像室１０ａと、現像剤搬送部材（以下、「攪拌スクリュー」という）６を有する攪拌室１０ｂとに区画されている。
【００２８】
現像スクリュー５は、軸径が約６ｍｍ、そのフィンの外径が約１３ｍｍで、矢印方向に回転数約２５０ｒｐｍで回転するようになっている。現像剤搬送手段である攪拌スクリュー６は、外径が約１４ｍｍで、矢印方向に回転数約３００ｒｐｍで回転するようになっている。また、攪拌スクリュー６は、フィンとフィンとの間には、リブを有している。そのリブの外径は、約１１ｍｍである。
【００２９】
現像室１０ａ内と、攪拌室１０ｂ内とには、トナーと磁性キャリアとが混合された現像剤Ｇを収容してある。また、現像装置２２は、プリンタ３０の本体３１に着脱自在にユニット化されたプロセスカートリッジである。現像装置２２は、本体３１の扉３２を開閉することによって、本体に対して着脱することができるようになっている。
【００３０】
トナーには、バインダー樹脂に着色剤や帯電制御剤等を添加した公知のものを使用している。体積平均粒径としては、約５μｍ乃至約１５μｍであることが好ましい。
【００３１】
一方、磁性キャリアには、フェライトなどの磁性体粒子などを使用している。その他に、磁性キャリアには、磁性体粒子の表面に極めて薄い樹脂コーティングを施したもの等を使用することもできる。体積平均粒径としては、約５μｍ乃至約７０μｍであることが好ましい。
【００３２】
攪拌室１０ｂの上方には、トナー補給装置１２を配設してある。トナー補給装置１２には、補給用の非磁性トナーを収容してある。なお、現像剤容器１０の側部には、補給口１１を設けてある。この補給口１１を通じて、トナー補給装置１２から現像装置２２に、現像で消費されたトナー量に見合った量のトナーが落下補給されるようになっている。トナー補給装置１２内のトナーは、制御手段であるエンジンコントローラ２７の補給トナーの要求に応じて、適正量が随時補給されるようになっている。
【００３３】
攪拌室１０ｂ内には、現像剤Ｇのトナー濃度を透磁率の変化から検知する現像剤トナー濃度検知部（以下、「透磁率センサ」という）９を設置してある。透磁率センサ９は、現像装置２２の故障を検知する現像装置故障検知部を兼ねている。
【００３４】
透磁率センサ９の測定面は、攪拌スクリュー６に対向して攪拌室１０ｂ内に位置している。透磁率センサ９の測定面９ａと攪拌スクリュー６のフィンの外径との間の距離は、約０．５ｍｍである。攪拌スクリュー６は、回転することによって現像剤を搬送するようになっている。従って、攪拌スクリュー６の回転にともなって、透磁率センサ９における測定面近傍の現像剤の嵩密度が変動するようになっている。よって、透磁率センサ９から検出される出力電圧値が、攪拌スクリュー６の回転にともなって変動することになる。このため、透磁率センサ９から検出される出力電圧値は、平均化されて、その平均値を出力電圧として使用している。本実施形態における出力電圧は、一例として、攪拌スクリュー６の１回転にともなって、透磁率センサ９から検出される出力電圧値の平均値を出力電圧値としている。この平均値がある値の範囲から外れたとき、トナー補給装置１２は、トナーの補給、停止を行うようになっている。また、出力電圧の平均値がトナー無しに相当する電圧値を超えた場合には、トナー無しを警告するための信号が制御手段であるエンジンコントローラ２７から出力される。なお、この平均値は、現像装置２２の異常状態を検知するのに使用する値ではなく、あくまでも、トナーを補給するか、否かの判断に使用されるものである。
【００３５】
現像装置２２に設置した記憶装置１７には、読み書き可能な不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭを使用している。なお、不揮発性メモリとしてはＥＥＰＲＯＭに限らずＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリ）や、磁気記憶媒体などを用いても良い。記憶装置１７は、現像装置２２をプリンタ３０の装置本体３１にセットすることによって、エンジンコントローラ２７と電気的に接続されて、現像装置２２の情報をプリンタ３０の装置本体３１のエンジンコントローラ２７から読み書きできるようになっている。
【００３６】
図６はエンジンコントローラと現像装置の記憶装置１７との関係を示したものである。
【００３７】
記憶装置１７には、現像装置２２の初期設置時に記憶されるトナー濃度基準値（標準値）や、トナー濃度の基準値（標準値）を印字枚数に応じて補正した補正後のトナー濃度基準値（標準値）や、任意のトナー濃度基準値検出電圧値等を格納するようにしてある。また、これらの情報をエンジンコントローラ２７内の記憶部Ｍに記憶しても良い。なお、記憶部Ｍとしては不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどデータを一時的に記憶可能なものが用いられる。エンジンコントローラ２７は透磁率センサ９からの出力電圧値と記憶装置１７または記憶部Ｍに記憶されている情報に応じて現像装置へのトナー補給制御を実行する。
【００３８】
現像剤容器１０の感光ドラム１に近接対向する部位には、開口部を設けてある。この開口部には、アルミニウムや非磁性ステンレス鋼等の非磁性の現像剤担持体である現像スリーブ２を設けてある。
【００３９】
現像スリーブ２は、マグネット３の外周に設けられて、外径が約１６ｍｍで、矢印方向に周速約２００ｍｍ／Ｓで回転してトナー及びキャリアの混合された現像剤Ｇを現像部に担持搬送するようになっている。現像剤層厚規制ブレード４で規制されて形成された現像剤薄層は、現像部で矢印方向に回転する感光ドラム１に磁気ブラシとなって接触して、感光ドラム１上に静電潜像として現像される。
【００４０】
図３は、正常時の透磁率センサ９からの出力（電圧値）波形を示している。透磁率センサ９の出力（電圧値）波形は、回転して現像剤を搬送する攪拌スクリュー６の回転周期に基づいて得られたものである。
【００４１】
すなわち、透磁率センサ９の測定面９ａに攪拌スクリュー６のフィンが最も近接したとき、透磁率センサ９の測定面近傍の現像剤嵩密度が最も大きくなり、その出力電圧値が最大になる。攪拌スクリュー６のフィンとフィンとの間が透磁率センサ９の測定面９ａに位置するとき、透磁率センサ９の測定面近傍の現像剤嵩密度が最も小さくなり、その出力電圧値が最小になる。攪拌スクリュー６のフィンとフィンとの間にあるリブが透磁率センサ９の測定面９ａに近接したとき、透磁率センサ９の測定面近傍の現像剤嵩密度が若干大きくなり、その出力電圧値が中間の値を示す。
【００４２】
本実施形態では、透磁率センサ９から検出される出力電圧値の平均値が、約２．５ｖになるように設定してある。現像剤の様々な状態において透磁率センサ９から検出される出力電圧値は、実験結果からすると、最大値としては約３．１ｖ乃至約３．３ｖ、最小値としては約１．７ｖ乃至約２．０ｖであることが分かった。
【００４３】
図４は、現像装置２２が故障したときの透磁率センサ９からの出力波形を示している。現像装置２２が故障すると、攪拌スクリュー６は回転しない。このため、透磁率センサ９の測定面９ａの近傍における現像剤の嵩密度に変動がなく、透磁率センサ９の出力電圧値が一定の任意の値を示すようになる。
【００４４】
図４の実線Ａは、現像装置２２の故障時に、攪拌スクリュー６が１回転したときの透磁率センサ９の出力電圧値であり、出力電圧値の平均値である約２．５ｖよりも大きい値を示している。すなわち、攪拌スクリュー６のフィン及びリブが透磁率センサ９の測定面９ａの近傍に静止しているときの出力値を示している。
【００４５】
この場合、透磁率センサ９が、現像剤中のトナー濃度が薄いものと誤検知して、エンジンコントローラ２７にそのことを報せるので、エンジンコンローラ２７は、トナー補給装置１２を制御して、トナー補給装置１２にトナーを現像剤容器１０内に補給し続けさせる。
【００４６】
図４の破線Ｂは、現像装置２２が故障したときに、攪拌スクリュー６が１回転したときの透磁率センサ９の出力電圧値であり、出力電圧値の平均値である約２．５ｖよりも小さい値を示している。すなわち、攪拌スクリュー６のフィンとフィンの間が透磁率センサ９の測定面９ａに対向して静止しているときの出力値を示している。
【００４７】
この場合、透磁率センサ９が、現像剤中のトナー濃度が濃いものと誤検知して、エンジンコントローラ２７にそのことを報せるので、エンジンコンローラ２７は、トナー補給装置１２を制御して、トナー補給装置１２による現像剤容器１０内へのトナーの補給を停止させる。
【００４８】
このように、本実施形態の現像装置２２は、透磁率センサ９によって検出される出力電圧の変動の差異に基づいて、現像装置２２の駆動伝達手段である不図示のギア破損、現像剤担持体である現像スリーブ２の軸受部のロック、現像スクリュー５の軸受部のロック、攪拌スクリュー６の軸受け部のロック等の故障、或いは、プリンタ本体の駆動伝達手段である不図示の現像装置駆動モータの故障等によって、現像装置が不作動状態になっているか否かを検知できるようになっている。
【００４９】
図５は、現像装置２２の故障検知動作説明用のフローチャートである。所定のタイミングで透磁率センサ９の出力電圧値を検知し（Ｓ１０１）、任意の時間（本実施形態では、約１０秒間）の透磁率センサ９からの出力電圧値を記録装置１７、もしくは、エンジンコントローラ２７内の記憶部Ｍに記録する（Ｓ１０２）。その出力電圧の最大値Ｖｍａｘ（ｖ）、最小値Ｖｍｉｎ（ｖ）を算出し（Ｓ１０３）、記憶装置１７、もしくは、エンジンコントローラ２７内の記憶部Ｍに記録する（Ｓ１０４）。
【００５０】
エンジンコントローラ２７は、この最大値Ｖｍａｘ（ｖ）、最小値Ｖｍｉｎ（ｖ）を比較（Ｓ１０５）して、
Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ＜Ｘ（ｖ）
の式を満たすとき（Ｓ１０６）、現像装置が故障であると判断（Ｓ１０７）して、現像装置が故障であることを表示部２８に表示し（Ｓ１０８）、そして、プリンタ３０の動作を停止させる（Ｓ１０９）。なお、Ｘ（ｖ）は、故障を判断するためのしきい値である。
【００５１】
Ｘ（ｖ）の値は、実験結果によると、約０．３（ｖ）であることが望ましい。しかし、現像装置２２は，特に、透磁率センサ９の近傍の構成によっては、約０．１（ｖ）乃至１．０（ｖ）であっても充分に現像装置が故障であるか否かを検知することができる。
【００５２】
以上の実施形態では、現像装置２２の故障検知を行うのに、エンジンコントローラ２７が、透磁率センサ９からの出力電圧値を任意の時間（例えば、約１０秒間）取得した出力電圧値から検出電圧値の最大値と最小値を算出するようになっているが、これに限定されるものではない。攪拌スクリュー６が１回転する間に、任意の数（本実施形態では１０点）の出力電圧値から算出するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記所定のタイミングは、プリントを実行する毎に攪拌スクリュー６が回転したことを検知したときであるが、プリンタ３０に電源を投入したことを検知したときであってもよい。さらに、プリンタ３０の本体３１の扉３２を開閉したことを検知したときであってもよい。なお、プリンタ３０に電源を投入すると、同時に現像装置２２にも電源が投入される。
【００５４】
また、故障であることを表示部２８に表示するようにしたが、これ以外に、図６に示すホストコンピュータなどの外部機器（不図示）とのデータ通信を制御するビデオコントローラ４０に対して故障であることを示す信号を出力して、ホストコンピュータの表示部などに故障を表示するようにしてもよい。
【００５５】
また、本実施形態の現像装置は、現像装置の故障を検知した場合に、再度、現像装置の故障判断を行う機能を設けた構成にしてもよい。すなわち、本実施形態の現像装置は、現像装置が故障しているか否かを判断する動作を複数回行ってから、現像装置が故障しているか否かの最終判断を下すようにしてもよい。例えば、一度、図５のフローチャートに基づいて故障検知を行い、透磁率センサ９からの出力電圧値の最大値と最小値を比較した結果、故障が検知された場合でも、すぐに故障と判断しないで、現像スリーブ、攪拌スクリューを任意の時間回転させて、再度、図５の制御を実行して、その結果、故障が検知された場合に現像装置を故障と判断してもよい。これにより、故障検知の精度を更に向上させることができ、より確実に現像装置の故障検知を行うことができるようになる。
【００５６】
以上のように、本実施形態の現像装置２２は、回転することによって現像剤を搬送する現像剤攪拌部材である攪拌スクリュー６の回転にともなって、濃度検知手段である透磁率センサ９が所定のタイミングで検出する出力電圧の変動を検知することにより、現像装置の駆動伝達手段及びプリンタ３０の本体３１側の駆動伝達手段の故障を確実に、且つ早期に発見することができる。また、構成が簡単になり、安価にすることができる。
【００５７】
本発明の画像形成装置用現像装置は、現像装置の駆動伝達手段の故障を確実に、且つ早期に発見することができる。
【００５８】
本発明の画像形成装置は、装置本体の駆動伝達手段の故障を早期に発見することができる。しかも、早期に発見することができる現像装置を備えているので、故障時に発生するトナーの浪費、及び非画像部にトナーが付着するカブリ、トナー飛散などの画像不良等を防止することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、現像剤の濃度を測定するために透磁率センサを用いた構成について説明したが、現像剤の濃度を検知する方式としては、例えば、現像剤の光反射率（または透過率など）がトナー濃度により変化するのを利用した光センサによるトナー濃度検知装置、像担持体上に所定の条件下で形成された所定のパッチ画像の光反射率変化を検知して間接的に現像剤のトナー濃度を推定するトナー濃度検知装置等を用いて現像剤の濃度を測定してもよい。光センサを用いる場合には、トナーとキャリアを含む現像剤だけでなく、トナーのみを現像剤として用いる（一成分現像剤）場合でも、トナー濃度を測定することが可能となる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、現像装置の駆動伝達手段の故障を確実に、且つ早期に発見することができる。
【００６１】
本発明の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、早期に発見することができるので、故障時に発生するトナーの浪費、及び非画像部にトナーが付着するカブリ、トナー飛散などの画像不良等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置であるプリンタの概略正面断面図である。
【図２】図１に組み込まれている現像装置の概略正面断面図である。
【図３】現像装置が正常に動作しているときの透磁率センサの出力電圧波形図である。
【図４】現像装置或いはプリンタの駆動伝達手段が故障したときの透磁率センサの出力電圧波形である。
【図５】現像装置の故障検知動作を説明するフローチャートである。
【図６】エンジンコントローラと現像装置の記憶装置との関係を示した制御ブロック図である。
【符号の説明】
Ｇ      現像剤
Ｍ      記憶部
１      感光ドラム（像担持体）
５      現像スクリュー
６      攪拌スクリュー（現像剤攪拌部材）
９      現像剤トナー濃度検知部、透磁率センサ（濃度検知手段）
１０      現像剤容器
１０ａ    現像スクリューを有する現像室
１０ｂ    攪拌スクリューを有する攪拌室
１１      補給口
１２      トナー補給装置
１７      記憶装置
２２      現像装置
２５      転写器（転写手段）
２６      定着器
２７      エンジンコントローラ（制御手段）
２８      表示部
３０      プリンタ（画像形成装置）
３１      プリンタ本体（画像形成装置本体）
３２      扉
４０      ビデオコントローラ
【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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