(57)【要約】【課題】透磁率センサのオフセットとゲインを調整してトナー濃度の制御に適する透磁率センサ特性に設定する。【解決手段】制御ユニットが、現像装置のトナー攪拌室内の対比用トナー濃度の混合物を、透磁率センサの駆動周波数を複数段階に変更した毎に検出する。現像装置の攪拌部材を動作させて適正現像用トナー濃度の混合物にした後、駆動周波数を複数段階に変更した毎に検出する。駆動周波数毎に対比用トナー濃度の混合物の検出値と適正現像用トナー濃度の混合物の検出値との差であるゲインの値を算出し、記憶部に記憶されているゲインの基準の値に近いものの駆動周波数を、透磁率センサの駆動周波数に設定する。この駆動周波数で駆動された透磁率センサによる適正現像用トナー濃度の混合物の検出値を記憶部に記憶されたオフセットの基準の出力値に合わせるよう透磁率センサの出力調整信号を設定する。【選択図】図９
2012242738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二成分現像剤を用いた現像装置を備えた画像形成装置において、
前記現像装置は、
トナーの攪拌室内に攪拌部材によってトナー粉と磁性体粉とを移動させながら攪拌可能に構成され、
前記トナーの攪拌室内に充填された前記磁性体粉に対する前記トナー粉の比率であるトナー濃度を検知する透磁率センサが装着され、
前記透磁率センサの調整用として、前記トナーの攪拌室内に、前記攪拌部材が攪拌動作したときに現像に適したトナー濃度に混合されたものとされる適正現像用トナー濃度の混合物と、適正現像用トナー濃度と異なる濃度に調整された対比用トナー濃度の混合物と、が区分けして充填され、
前記画像形成装置は、
前記現像装置に対するトナー濃度を一定に保つためのトナー濃度制御に適するように予め求められた対比用トナー濃度と適正現像用トナー濃度との前記透磁率センサの出力の差である、制御に適するゲインの基準の値が記憶部に記憶され、
トナー濃度制御に適するように予め求められた現像に適したトナー濃度の混合物に対する前記透磁率センサにおけるオフセットの基準の出力値が前記記憶部に記憶され、
前記透磁率センサの調整を行う際に、前記画像形成装置の制御ユニットは、前記透磁率センサの調整用として前記トナーの攪拌室内に充填された前記対比用トナー濃度の混合物を、前記透磁率センサの駆動周波数を複数段階に変更した毎にトナー濃度の検出を実行し、
前記制御ユニットは、前記攪拌部材を攪拌動作させて前記透磁率センサが前記適正現像用トナー濃度の混合物を検出可能な状態としてから、前記透磁率センサの駆動周波数を複数段階に変更した毎にトナー濃度の検出を実行し、
前記制御ユニットは、複数段階に変更された駆動周波数毎に、前記対比用トナー濃度の混合物の検出値と前記適正現像用トナー濃度の混合物の検出値との差であるゲインの値を算出し、
前記制御ユニットは、複数段階に変更された駆動周波数毎に算出された前記ゲインの値が、前記記憶部に記憶されている制御に適するゲインの基準の値に最も近いものの駆動周波数を、前記透磁率センサの駆動周波数に設定し、
前記制御ユニットは、決定された前記透磁率センサの駆動周波数で駆動された前記透磁率センサによる前記適正現像用トナー濃度の混合物の検出値を前記記憶部に記憶された前記オフセットの基準の出力値に合わせるための、透磁率センサに入力する出力調整信号を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像装置は、トナーの攪拌室内における前記透磁率センサの検出範囲に、前記磁性体粉が充填されており、前記透磁率センサから離れた部分にトナー粉が充填されていて、前記攪拌部材によって攪拌された後に、現像に適したトナー濃度に混合された適正現像用トナー濃度の混合物となることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置は、トナーの攪拌室内における前記透磁率センサの検出範囲に、前記対比用トナー濃度の混合物が充填されており、前記透磁率センサより前記混合物の搬送方向上流側に適正現像用トナー濃度の混合物が充填されていて、前記攪拌部材によって前記混合物を移動されることにより前記透磁率センサが前記適正現像用トナー濃度の混合物を検出可能となるように構成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
二成分現像剤を用いた現像装置が
トナーの攪拌室内に攪拌部材によってトナー粉と磁性体粉とを移動させながら攪拌可能に構成され、
前記トナーの攪拌室内に充填された前記磁性体粉に対する前記トナー粉の比率であるトナー濃度を検知する透磁率センサが装着され、
前記透磁率センサの調整用として、前記トナーの攪拌室内に、前記攪拌部材が攪拌動作したときに現像に適したトナー濃度に混合されたものとされる適正現像用トナー濃度の混合物と、適正現像用トナー濃度と異なる濃度に調整された対比用トナー濃度の混合物と、が区分けして充填されて構成され、
前記現像装置を備えた画像形成装置が、
前記現像装置に対するトナー濃度を一定に保つためのトナー濃度制御に適するように予め求められた対比用トナー濃度と適正現像用トナー濃度との前記透磁率センサの出力の差である、制御に適するゲインの基準の値が記憶部に記憶され、
トナー濃度制御に適するように予め求められた現像に適したトナー濃度の混合物に対する前記透磁率センサにおけるオフセットの基準の出力値が前記記憶部に記憶されて構成された、画像形成装置の透磁率センサ調整方法において、
前記透磁率センサの調整を行う際に、前記画像形成装置の制御ユニットが前記透磁率センサの調整用として前記トナーの攪拌室内に充填された前記対比用トナー濃度の混合物を、前記透磁率センサの駆動周波数を複数段階に変更した毎にトナー濃度を検出するステップと、
前記制御ユニットが、前記攪拌部材を攪拌動作させて前記透磁率センサが前記適正現像用トナー濃度の混合物を検出可能な状態としてから、前記透磁率センサの駆動周波数を複数段階に変更した毎にトナー濃度を検出するステップと、
前記制御ユニットが、複数段階に変更された駆動周波数毎に、前記対比用トナー濃度の混合物の検出値と前記適正現像用トナー濃度の混合物の検出値との差であるゲインの値を算出するステップと、
前記制御ユニットが、複数段階に変更された駆動周波数毎に算出された前記ゲインの値が、前記記憶部に記憶されている制御に適するゲインの基準の値に最も近いものの駆動周波数を、前記透磁率センサの駆動周波数に設定するステップと、
前記制御ユニットが、決定された前記透磁率センサの駆動周波数で駆動された前記透磁率センサによる前記適正現像用トナー濃度の混合物の検出値を前記記憶部に記憶された前記オフセットの基準の出力値に合わせるための、透磁率センサに入力する出力調整信号を設定するステップとを、実行することを特徴とする画像形成装置の透磁率センサ調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二成分現像剤におけるトナーと磁性体の比率を測定するための高周波電流によって誘起された磁束を利用した透磁率センサの出力を調整する画像形成装置及びその透磁率センサ調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーと磁性体の比率を測定するための透磁率センサは、検知対象とする磁性体に高周波磁束を作用させ、そのときに磁束が受ける影響の量を検知することを原理としている。この透磁率センサでは、発生させる磁束の量が、磁性体の透磁率・導電率などの物性値、磁性体との距離及び磁束を発生させるための駆動電流の周波数等によって決定される。
【０００３】
二成分現像方式の画像形成装置では、高画質の画像形成を行うためにトナーと磁性体の比率（以下、トナー濃度と称す）を一定にする必要がある。そのため二成分現像方式の画像形成装置では、現像装置の容器に取り付けた磁性体検知センサの検出値を利用して、トナー濃度を一定に保つように制御している。このような二成分現像方式の画像形成装置では、磁性体検知センサを利用する際に、同じタイプの装置間におけるバラツキによる影響を抑えるために初期調整を行っている。
【０００４】
従来、この初期調整の方法としては、既知のトナー濃度の状態になっている現像材を検知して、それが所定の値になるように外部入力を調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１７１２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
二成分現像方式の画像形成装置では、機種が変わっても、汎用されている磁性体検知センサを装着できるようにすることが望ましい。
【０００７】
しかし、このような画像形成装置では、機種が変わると、現像剤に使用される磁性体及び透磁率センサを取り付ける位置等の透磁率センサの検知に大きく影響を及ぼす要因が異なるので共通の透磁率センサを使うのが困難である。
【０００８】
そこで画像形成装置では、機種が変わる毎に必要最小限の変更、例えば、高周波磁束を発生するための駆動周波数の変更により対応してきた。この駆動周波数の変更による調整方法を用いる場合には、特定のトナー濃度に対する透磁率センサの出力を１点で調整することになる。このため、このような調整方法を用いる場合には、トナー濃度が変わったときの透磁率センサの出力の変化まで調整できないので、バラツキの範囲として許容することになり誤差が大きくなる。このような誤差が大きな透磁率センサを装着した画像形成装置では、この透磁率センサの検出値に基づいて制御した場合に、トナー濃度の誤差が広がり高画質の画像形成を行う上で不都合である。
【０００９】
本発明は、画像形成装置に装着される透磁率センサを、トナー濃度を一定に保つ制御に適した透磁率センサ特性に調整してトナー濃度の検出誤差を低減し、制御の精度を向上し、高画質の画像形成を実行可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、二成分現像剤を用いた現像装置を備えた画像形成装置において、前記現像装置は、トナーの攪拌室内に攪拌部材によってトナー粉と磁性体粉とを移動させながら攪拌可能に構成され、前記トナーの攪拌室内に充填された前記磁性体粉に対する前記トナー粉の比率であるトナー濃度を検知する透磁率センサが装着され、前記透磁率センサの調整用として、前記トナーの攪拌室内に、前記攪拌部材が攪拌動作したときに現像に適したトナー濃度に混合されたものとされる適正現像用トナー濃度の混合物と、適正現像用トナー濃度と異なる濃度に調整された対比用トナー濃度の混合物と、が区分けして充填され、前記画像形成装置は、前記現像装置に対するトナー濃度を一定に保つためのトナー濃度制御に適するように予め求められた対比用トナー濃度と適正現像用トナー濃度との前記透磁率センサの出力の差である、制御に適するゲインの基準の値が記憶部に記憶され、トナー濃度制御に適するように予め求められた現像に適したトナー濃度の混合物に対する前記透磁率センサにおけるオフセットの基準の出力値が前記記憶部に記憶され、前記透磁率センサの調整を行う際に、前記画像形成装置の制御ユニットは、前記透磁率センサの調整用として前記トナーの攪拌室内に充填された前記対比用トナー濃度の混合物を、前記透磁率センサの駆動周波数を複数段階に変更した毎にトナー濃度の検出を実行し、前記制御ユニットは、前記攪拌部材を攪拌動作させて前記透磁率センサが前記適正現像用トナー濃度の混合物を検出可能な状態としてから、前記透磁率センサの駆動周波数を複数段階に変更した毎にトナー濃度の検出を実行し、前記制御ユニットは、複数段階に変更された駆動周波数毎に、前記対比用トナー濃度の混合物の検出値と前記適正現像用トナー濃度の混合物の検出値との差であるゲインの値を算出し、前記制御ユニットは、複数段階に変更された駆動周波数毎に算出された前記ゲインの値が、前記記憶部に記憶されている制御に適するゲインの基準の値に最も近いものの駆動周波数を、前記透磁率センサの駆動周波数に設定し、前記制御ユニットは、決定された前記透磁率センサの駆動周波数で駆動された前記透磁率センサによる前記適正現像用トナー濃度の混合物の検出値を前記記憶部に記憶された前記オフセットの基準の出力値に合わせるための、透磁率センサに入力する出力調整信号を設定することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置の透磁率センサ調整方法は、二成分現像剤を用いた現像装置がトナーの攪拌室内に攪拌部材によってトナー粉と磁性体粉とを移動させながら攪拌可能に構成され、前記トナーの攪拌室内に充填された前記磁性体粉に対する前記トナー粉の比率であるトナー濃度を検知する透磁率センサが装着され、前記透磁率センサの調整用として、前記トナーの攪拌室内に、前記攪拌部材が攪拌動作したときに現像に適したトナー濃度に混合されたものとされる適正現像用トナー濃度の混合物と、適正現像用トナー濃度と異なる濃度に調整された対比用トナー濃度の混合物と、が区分けして充填されて構成され、前記現像装置を備えた画像形成装置が、前記現像装置に対するトナー濃度を一定に保つためのトナー濃度制御に適するように予め求められた対比用トナー濃度と適正現像用トナー濃度との前記透磁率センサの出力の差である、制御に適するゲインの基準の値が記憶部に記憶され、トナー濃度制御に適するように予め求められた現像に適したトナー濃度の混合物に対する前記透磁率センサにおけるオフセットの基準の出力値が前記記憶部に記憶されて構成された、画像形成装置の透磁率センサ調整方法において、前記透磁率センサの調整を行う際に、前記画像形成装置の制御ユニットが前記透磁率センサの調整用として前記トナーの攪拌室内に充填された前記対比用トナー濃度の混合物を、前記透磁率センサの駆動周波数を複数段階に変更した毎にトナー濃度を検出するステップと、前記制御ユニットが、前記攪拌部材を攪拌動作させて前記透磁率センサが前記適正現像用トナー濃度の混合物を検出可能な状態としてから、前記透磁率センサの駆動周波数を複数段階に変更した毎にトナー濃度を検出するステップと、前記制御ユニットが、複数段階に変更された駆動周波数毎に、前記対比用トナー濃度の混合物の検出値と前記適正現像用トナー濃度の混合物の検出値との差であるゲインの値を算出するステップと、前記制御ユニットが、複数段階に変更された駆動周波数毎に算出された前記ゲインの値が、前記記憶部に記憶されている制御に適するゲインの基準の値に最も近いものの駆動周波数を、前記透磁率センサの駆動周波数に設定するステップと、前記制御ユニットが、決定された前記透磁率センサの駆動周波数で駆動された前記透磁率センサによる前記適正現像用トナー濃度の混合物の検出値を前記記憶部に記憶された前記オフセットの基準の出力値に合わせるための、透磁率センサに入力する出力調整信号を設定するステップとを、実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像形成装置に装着される透磁率センサをトナー濃度を一定に保つ制御に適した透磁率センサ特性に調整してトナー濃度の検出誤差を低減できる。よって、この画像形成装置では、透磁率センサで検出された誤差の少ない検出値に基づいて制御することにより、トナー濃度を高精度で一定に保つことができるので、高画質の画像形成を実行できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略構成を例示する概略構成説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における操作部の部分を取り出して示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の現像装置の部分を取り出して示す概略断面説明図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の現像装置の部分を取り出して示す概略断面説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における透磁率センサの制御系を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像形成装置に装着された透磁率センサの入出力を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る画像形成装置に装着される透磁率センサの内部構成を示す回路図である。
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置に装着される透磁率センサの特性を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態に係る画像形成装置で用いる透磁率センサの調整処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態に係る画像形成装置で用いる透磁率センサの調整時における操作部の表示内容を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置で透磁率センサの駆動周波数を決定する原理を説明するためのグラフ、（ｂ）は、透磁率センサの出力を調整して決定する原理を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。電子写真方式の画像形成装置の構成を示す図１で、１は感光ドラム、２は感光ドラムを帯電するための帯電装置である。１８は露光装置であり、画像情報に応じて変調されたレーザー光を帯電された感光ドラム１上に照射することにより露光し、静電潜像を形成する。
【００１５】
このように感光ドラム１に形成された静電潜像は、現像装置３により可視化される。この現像装置３は、トナー濃度を検知する透磁率センサ１３の検出値に基づいて現像装置３にトナーを補給するためのトナー補給装置であるホッパー１４を備える。この現像装置３は、感光ドラム１上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に転写する転写装置１９及び記録媒体Ｐに転写されたトナー像を定着するための定着装置２０を備える。この現像装置３は、感光ドラム１上に残った転写残トナーを除去するためのクリーニング装置２１を備える。
【００１６】
このように構成された画像形成装置の電子写真画像形成プロセスでは、まず、感光ドラム１の表面に静電潜像形成手段により静電潜像を形成する。すなわち、帯電装置２が感光ドラム１の表面を一様に帯電した後、画像情報に応じて露光装置１８が露光することによって感光ドラム１上には、静電潜像が形成される。その後、この感光ドラム１上の静電潜像は、現像装置３によって、磁性体と（非磁性）トナーとを含む二成分現像材中のトナーが附着され、トナー像として可視化される。
【００１７】
感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１と転写装置１９とが対応する転写部に所定のタイミングで給紙手段により給紙された記録媒体Ｐ上に、転写装置１９によって転写される。この給紙手段は、給紙カセット２６に積載されている記録媒体Ｐを給紙ローラ２２で一枚づつ引き出してレジストローラ対２３等で転写部に搬送するよう構成されている。
【００１８】
次に、このトナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０まで搬送され、熱及び圧力によって未定着トナー像が記録媒体Ｐ上に定着され、永久定着画像とされる。
【００１９】
なお、感光ドラム１上に残留した転写残トナーは、クリーニングブレードおよび回収トナー容器を備えたクリーニング装置２１によってクリーニングされる。
【００２０】
この画像形成装置では、上述した電子写真画像形成プロセスを繰り返すことで画像形成動作を繰り返し行う。なお、実際に画像形成動作をさせるときには、図２に示すような操作部のテンキー３０５からプリント枚数等を入力し、スタートボタン３０３を押下することによって、上述した画像形成がなされる。
【００２１】
次に、二成分現像剤の現像装置の構成について、図３に示す現像装置の概略断面を現像装置の上方から見たところを示す概略断面図を参照して説明する。
【００２２】
二成分現像剤を収容する現像剤容器７の内部には、トナーの攪拌室内に充填されたトナー粉と磁性体粉とを移動させながら攪拌可能に構成された、第１の攪拌部材１１、第２の攪拌部材１２が配設されている。両攪拌部材１１、１２は、外部のモータ等の駆動装置（図示せず）によって回転駆動され、現像装置内部に収納されているトナーと磁性体を矢印の方向に搬送しながらトナーと磁性体を十分に均一な状態に混ぜ合わせる。この攪拌動作により十分に混ぜ合わせられたトナーは、現像スリーブ４を介して感光ドラム１上に供給されて現像に供される。
【００２３】
このように感光ドラム上に現像のためトナーが供給されると、現像スリーブ４及び現像剤容器７内のトナーの量が減り、磁性体とトナーの比率（以降、トナー濃度と呼ぶ）が変化する。ここで、画像形成装置では、画像形成の性能を保つために、トナー濃度を一定に保つ必要がある。
【００２４】
そこで、この画像形成装置では、透磁率センサ１３によってトナー濃度を検知し、ホッパーであるトナー供給装置（図３に図示せず）によって、現像装置のトナー供給穴１５からトナーを供給し、トナー濃度を適正に保つ。
【００２５】
この現像装置３を装着した画像形成装置では、初めて使用を開始するとき又は現像装置を交換したときに、装置と透磁率センサが初めて組み合わされるため、トナー濃度を適切に検知するためのキャリブレーションを実行する。このキャリブレーションにおいて、透磁率センサの駆動周波数と出力の調整を行うため、未使用の現像装置３の内部には、トナーと磁性体とを、例えば図４（ａ）に例示するように、調整用の初期状態でセットしておく。なお、調整用の初期状態にセットした未使用の現像装置３は、その内部に図４（ａ）と逆に透磁率センサ１３の直下にトナーだけを充填し、その他の部分に磁性体を充填して構成しても良い。
【００２６】
この調整用の初期状態にセットされた現像装置３の内部には、攪拌部材で攪拌動作していない状態のときに、透磁率センサ１３の検出範囲内に対比用のトナー濃度に設定されたものを充填しておく。この対比用のトナー濃度に設定されたものは、現像に適したトナー濃度から透磁率センサ１３のいわゆるゲインを調整可能な程度以上に離れた対比用のトナー濃度比に混合されている。なお、ここで対比用のトナー濃度比には、磁性体が１００パーセントでトナーが０パーセントのもの及びトナーが１００パーセントで磁性体が０パーセントのものを含むものとする。
【００２７】
この現像装置３では、図４（ａ）に示す使用前の状態（調整用の初期状態）において、磁性体が１００パーセントでトナーが０パーセントのものが、透磁率センサ１３の検出範囲以上に渡って充填されている。また、トナーは、その全量が、調整用の初期状態の現像装置３における透磁率センサ１３を配置した場所と反対側の透磁率センサ１３から最も離れたところに充填されている。また、この調整用の初期状態の現像装置３では、上述のようにそれぞれ偏在する磁性体とトナーとが図４（ｂ）に示すように万遍無く混合されたときに、現像に適したトナー濃度となるように設定されている。
【００２８】
上述のように、調整用の初期状態にセットされた現像装置３を利用してキャリブレーションを実行する場合には、攪拌しない調整用の初期状態のままで、透磁率センサ１３により対比用のトナー濃度を検出する。さらに、現像装置３で磁性体とトナーとを万遍無く攪拌して現像に適したトナーの混合状態となってから、現像に適したトナー濃度を検出する。
【００２９】
そして後述するように、キャリブレーションを実行する場合には、検出された対比用のトナー濃度と現像に適したトナー濃度とから、透磁率センサ１３におけるトナー濃度の増加に対するセンサ出力の変化率(ゲイン)を求める。また、キャリブレーションを実行する場合には、現像に適したトナー濃度の検出値を利用してトナー濃度に対するセンサ出力のオフセット量を調整する。
【００３０】
また、この現像装置３で用いる透磁率センサ１３は、トナー濃度に対するセンサ出力が図８（ａ）のような傾向をもって変化する。このため、透磁率センサ１３は、トナー濃度１００パーセント又はトナー濃度０パーセント近くでのセンサ出力がリニアに推移しなくなる。そこで、透磁率センサ１３で調整用の初期状態にある略磁性体だけを検出するような場合には、このときの検出値をセンサ出力がリニアに推移する範囲内での値となるように修正して利用する。
【００３１】
なお、現像装置３は、調整用の初期状態において、透磁率センサ１３の検出対象をセンサ出力がリニアに推移する範囲内の値となるトナー濃度に設定して、対比用のトナー濃度を検知するようにしても良い。
【００３２】
この場合のキャリブレーションでは、詳細を後述するように、対比用のトナー濃度の検出値と、現像に適したトナー濃度の検出値との差を、複数段階に変更された駆動周波数毎に求める。そして、このキャリブレーションでは、駆動周波数毎の差が、予め求められているトナー濃度の制御に適した変化率に対応した差となる駆動周波数を選択して設定することになる。
【００３３】
次に、透磁率センサを調整するための制御部について、図５の制御ブロック図を参照して説明する。
【００３４】
この透磁率センサを調整するための制御は、制御ユニット４０１に備えられたＣＰＵ４０２が司る。このＣＰＵ４０２には、透磁率センサの調整要素である駆動周波数と出力調整信号がＩ／Ｏ４０３を介して供給される。また、このＣＰＵ４０２には、センサの出力が、調整要素とは逆のルートで、Ｉ／Ｏ４０３を介して入力される。
【００３５】
この制御ユニット４０１は、その内部に設けたＲＡＭ４０５に、透磁率センサ４０６の調整を行うため後述する数々の試行を行った結果を蓄積する。また、この制御ユニット４０１は、その内部に設けた記憶部である不揮発メモリ４０４に、透磁率センサ４０６の最終的な調整値として確定された緒量を書き込む。このように不揮発メモリ４０４に書き込まれた最終的な調整値の緒量は、以降、トナー濃度制御の調整値として用いられる。
【００３６】
また、この制御ユニット４０１では、ＣＰＵ４０２が、Ｉ／Ｏ４０３を介して現像装置の攪拌モータ４０７に制御信号を送信し、回転制御を実行可能に構成されている。
【００３７】
次に、この画像形成装置で用いる透磁率センサについて、図６を参照して説明する。なお、ここで用いる透磁率センサの動作の原理に関しては、多くの文献に記載されて公知であるので、その説明を省略する。
【００３８】
この画像形成装置で用いる透磁率センサは、現像剤の磁性体とトナーの比率（以降、トナー濃度と呼ぶ）を検出するために、調整要素としてセンサのコイルを励磁する電流の周波数（駆動周波数）の調整の機能を備える。これと共に、この画像形成装置で用いる透磁率センサは、出力をオフセットさせる出力調整の機能を備える。
【００３９】
この画像形成装置で用いる透磁率センサの内部構造の概略は、図７に示すように構成されている。この透磁率センサでは、駆動周波数ｆ７０１でコイルＬ０を励磁するとトナー濃度に応じて磁束が変化する。すなわち、この透磁率センサでは、コイルＬ０を励磁したときのトナー濃度に対応した透磁率の変化を回路インピーダンスの変化としてＯＰ１で検知し、ＯＰ２と出力調整電圧７０２で出力をオフセットさせてセンサ出力７０３とする。この透磁率センサでは、トナー濃度とそれぞれの調整要素に対してセンサ出力が前述した図８（ａ）（ｂ）（ｃ）のような傾向をもって変化する。
【００４０】
次に、この画像形成装置において、上述した透磁率センサを用いて色を正確にかつ安定して再現させるための調整であるキャリブレーションを行う方法について説明する。
【００４１】
このキャリブレーションは、透磁率センサの駆動周波数と出力の調整によってなされる。調整の目標は、所定のトナー濃度において、所定のセンサ出力にし、トナー濃度を変化させたときに所定の変化率にすることである。すなわち、調整の目標は、トナー濃度に対してセンサ出力のゲインとオフセットを調整することである。
【００４２】
従来のキャリブレーションでは、所定のトナー濃度で所定のセンサ出力になるように調整していた。すなわち従来のキャリブレーションでは、オフセットだけを調整して、ゲインに関してはセンサが持っている特性に頼っていたので調整を行っていなかった。その理由は、センサに調整機能を有していなかったことと、基準トナー濃度を一つしか持てなかったためである。
【００４３】
そこで、本実施の形態では、調整機能（駆動周波数）が追加された透磁率センサを使い、トナー濃度を２つ持つことにより、透磁率センサのゲインとオフセットを調整できるようにしている。
【００４４】
この画像形成装置では、画像形成装置を初めて使うときや、現像装置を交換したときに、ユーザが操作して、透磁率センサの調整処理を実行させる。このため、画像形成装置には、図２に例示するような装置を操作するための操作部が用意されている。ユーザは、この操作部を操作して指令を入力することにより、調整モードに入ると、図１０のように表示され、数々の調整が行える状態に移行する。ユーザは、その中から透磁率センサ調整に相当する数字を選択して入力することによって、透磁率センサのゲイン・オフセットの調整が開始される。
【００４５】
次に、透磁率センサの調整処理の手順について、図９のフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
この画像形成装置では、先に述べたように、ユーザが入力した指令に従って、透磁率センサを制御する制御ユニットが透磁率センサの調整処理を開始する。
【００４７】
この透磁率センサの調整処理では、制御ユニットが、出力調整信号を一定として、透磁率センサ４０６に対して複数段階の内の第１の駆動周波数を供給する。そして制御ユニットは、その時のセンサ出力を読み取り、周波数とセンサの出力を組にしてＲＡＭに記憶する。
【００４８】
さらに、複数段階の内の第２の周波数をセンサに対して供給し、その時のセンサ出力を読み取って、周波数とセンサの出力を組にして記憶する。この作業を選択可能な複数段階の周波数に対して実施する。ここで言う選択可能な周波数とは、磁性体の物性や大きさ、センサの取り付け位置など、様々な要因を勘案して所望のセンサ特性を得るために、可能性のあるセンサのコイル駆動周波数の取り得る範囲のことである。ここでは一例として５つの段階の周波数を準備している仮定で話しを進める。記憶しているデータの組は、（駆動周波数、センサ出力）の形で表現すると、（ｆ０、Ｏ１０）、（ｆ１、Ｏ１１）、（ｆ２、Ｏ１２）（ｆ３、Ｏ１３）（ｆ４、Ｏ１４）である（ステップＳ１０１）。
【００４９】
次に、制御ユニットは、現像装置の攪拌モータを回すよう制御して、トナーと磁性体を十分に攪拌する（ステップＳ１０２）。十分に攪拌することによって、トナーと磁性体の偏りが無くなってトナー濃度が変わる。
【００５０】
次に、制御ユニットは、前述したステップＳ１０１の処理と同様に、出力調整信号を一定として、透磁率センサ４０６に対して第１の駆動周波数を供給する。そして制御ユニットは、その時のセンサ出力を読み取り、周波数とセンサの出力を組にしてＲＡＭに記憶する。さらに、この作業を選択可能な例えば５つの周波数に対して繰り返し実施する。このとき記憶されるデータの組は、（駆動周波数、センサ出力）の形で表現すると、（ｆ０、Ｏ２０）、（ｆ１、Ｏ２１）、（ｆ２、Ｏ２２）（ｆ３、Ｏ２３）（ｆ４、Ｏ２４）となる（ステップＳ１０３）。
【００５１】
次に、制御ユニットは、各周波数毎に、前述した攪拌前のトナー濃度の状態であるステップＳ１０１と攪拌後のトナー濃度の状態であるステップＳ１０３で得られたセンサの出力の差を計算する。例えば、周波数ｆ０の場合に、その差はＯ２０−Ｏ１０である。制御ユニットは、その他の周波数についても同様にセンサの出力の差を計算する。
【００５２】
ここで、現像容器内のトナーと磁性体を攪拌する前と攪拌した後のトナー濃度比は既知であるので、センサ出力の差がセンサ出力の濃度に対する傾きと等価になる。よって、制御ユニットは、図１１（ａ）に例示するように、この差が所望の差に近い周波数を透磁率センサの駆動周波数に決定する（ステップＳ１０４）。
【００５３】
次に、制御ユニットは、センサの出力の絶対値を合わせるためにオフセットを調整する。このオフセットの調整では、図１１（ｂ）に示すように、トナー濃度をステップＳ１０３の状態とし駆動周波数をステップＳ１０４で決定した周波数にしたときに所望の出力になるように、制御ユニットが出力調整信号を決定する。この制御ユニットは、オフセットの調整で決定された出力調整信号をステップＳ１０４で決定した駆動周波数と共に不揮発メモリ等に記憶し（ステップＳ１０５）この透磁率センサの調整処理を終了させる。
【００５４】
要するに、本実施の形態における二成分現像方式の画像形成装置で用いる透磁率センサ１３は、図７に示すように、オフセットとゲインとの両方を調整可能に構成されている。ここでオフセットの調整とは、トナー濃度が目標値であるときのセンサ出力値が設定されるべき所定の出力値となるように調整することである。また、ゲインの調整とは、トナー濃度を増加させる比率と、このトナー濃度の増加を検出している透磁率センサ１３のセンサ出力値が増加する比率とを、制御に適した変化率に一致させるように調整するものである。
【００５５】
本実施の形態の画像形成装置では、透磁率センサ１３のオフセットを調整することにより、現像装置３において混合後のトナー濃度が目標値に到達したことを正確に検出できる。しかし、透磁率センサ１３は、磁性体の物性及び取り付け位置等の検知に大きく影響を及ぼす要因により、オフセットを調整しても、トナー濃度が低い状態から目標値に達するまでの過程におけるトナー濃度を正確に検出できるとは限らない。
【００５６】
また、トナー濃度の制御についてみると、透磁率センサ１３における混合前のトナー濃度の検出値と混合後のトナー濃度の検出値との出力の差が少ないと、不足するトナー量を算出してトナーを補給する制御が困難となる。さらに、混合前後でトナー濃度の検出値の出力の差が大きすぎる場合には、不足するトナー量を算出してトナーを補給する制御が不安定になる。よって、トナー濃度の制御では、この制御を実行するのに適した透磁率センサ１３のゲインがあるので、これを予め求めておく。そして、トナー濃度の制御に最適なように、透磁率センサ１３のゲインを調整する。
【００５７】
すなわち、透磁率センサ１３の調整要素である駆動周波数を変更調整することによりゲインを調整して、トナー濃度が低い状態から目標値に達するまでの過程でトナー濃度をトナー濃度の制御に最適なように検出可能とする。これにより、画像形成装置では、現像装置３でトナー濃度が低下したときに目標値に戻すための制御において、トナー濃度が低い状態でも透磁率センサ１３でトナー濃度を正確に検出して、補給すべきトナー量を正確に算出できる。よって、トナー濃度が目標値を上回るよう補給してしまうとトナーを削減不能のため困難な制御を強いられていた画像形成装置では、不足しているトナー量を正確に補給して迅速かつ適正にトナー濃度の調整制御を実行できる。これにより画像形成装置では、画像形成の品位を向上できる。
【００５８】
この画像形成装置における、透磁率センサ１３が装着される現像装置３は、図１及び図３に示すように構成されている。この現像装置３は、矩形ループ状の容器に形成されたトナーの攪拌室内にねじ送り機構を構成する第１の攪拌部材１１と第２の攪拌部材１２とを並列に配置して構成する。この現像装置３は、第１の攪拌部材１１と第２の攪拌部材１２とを回転駆動することによってトナー粉と磁性体粉とを、矩形ループ状の容器内を図３の矢印の方向に何回か巡回させるよう移動させながら攪拌する。
【００５９】
この現像装置３では、第１の攪拌部材１１側に現像スリーブ４が配置されており、この現像スリーブ４を介して二成分現像剤に混合されたトナーを感光ドラム１に供給して現像を行わせるよう構成されている。このようにしてトナーが現像に消費されると、トナー供給穴１５からトナーを補給して現像用のトナー濃度に調整する。
【００６０】
このトナー供給穴１５は、現像装置３の第２の攪拌部材１２側における中央よりトナーの搬送方向上流側に寄った位置に配置されている。さらに、現像装置３の第２の攪拌部材１２側におけるトナー供給穴１５よりトナーの搬送方向上流側に寄った位置に、透磁率センサ１３が配置されている。すなわち透磁率センサ１３は、現像装置３の第２の攪拌部材１２側におけるトナーの搬送方向上流側の端部の近くに配置されている。
【００６１】
次に、本実施の形態の画像形成装置で、現像装置３に装着された透磁率センサ１３を調整する他の方法について説明する。
【００６２】
この透磁率センサ１３を調整するのに当たって、現像装置３の内部には、２種類のトナー濃度比に調整された二成分現像剤におけるトナーと磁性体との混合物を充填しておく。このトナーと磁性体との混合物の一方は、現像に適したトナー濃度である混合後のトナー濃度に混合されたものである。この現像に適したトナー濃度に混合されたトナーと磁性体との混合物は、透磁率センサ１３が検出したときの検出値が、トナー濃度の目標値となるように設定されている。
【００６３】
また、このトナーと磁性体との混合物の他方は、現像に適したトナー濃度から透磁率センサ１３のいわゆるゲインを調整可能な程度以上に離れた対比用のトナー濃度に混合されたものである。この対比用のトナー濃度に混合されたトナーと磁性体との混合物は、透磁率センサ１３が検出したときの検出値が、センサ出力がリニアに推移する範囲内での値となるように設定されている。例えば、この対比用のトナー濃度は、磁性体に対するトナーの混合率を低下させていったときに透磁率センサ１３が検出可能な最低限のトナー濃度又はこれ以上の値に設定されている。また例えば、この対比用のトナー濃度は、磁性体に対するトナーの混合率を増加させていったときに透磁率センサ１３が検出可能な最大限のトナー濃度又はこれ以下の値に設定しても良い。
【００６４】
この対比用のトナー濃度に混合されたトナーと磁性体との混合物は、現像装置３における透磁率センサ１３の検出範囲と同等又はそれ以上を含む範囲に渡って充填する。また、現像に適したトナー濃度である混合後のトナー濃度に混合されたトナーと磁性体との混合物は、現像装置３における対比用のトナー濃度に混合されたトナーと磁性体との混合物が充填されている以外の範囲に充填する。
【００６５】
これにより、現像装置３には、少なくとも透磁率センサ１３の検出範囲に対比用のトナー濃度に混合されたトナーと磁性体との混合物が充填される。これと共に、現像装置３には、透磁率センサ１３の検出範囲よりトナーの搬送方向上流側に透磁率センサ１３の検出範囲をカバーし得る以上の量の現像に適したトナー濃度に混合されたトナーと磁性体との混合物が充填される。
【００６６】
画像形成装置では、制御ユニットが、このように２種類のトナーと磁性体との混合物が区分けして充填された状態で、現像装置３に装着された透磁率センサ１３の調整を開始する。この透磁率センサ１３の調整では、初めに、制御ユニットが、第１及び第２の攪拌部材１１、１２を駆動する前に、透磁率センサ１３によって、対比用のトナー濃度に混合されたトナーと磁性体との混合物に対する検出を行う。
【００６７】
この透磁率センサの調整では、制御ユニットが、出力調整信号を一定として、透磁率センサ４０６に対して第１乃至第５の駆動周波数（図１１（ａ）に示すｆ０乃至ｆ４の駆動周波数）を順次供給する。そして制御ユニットは、それぞれ検出したセンサ出力を読み取り、各周波数とこれに対応した各センサの出力とを組にしてＲＡＭに記憶する。
【００６８】
次に、この透磁率センサの調整では、制御ユニットが、第１及び第２の攪拌部材１１、１２を駆動制御して、透磁率センサ１３の検出範囲内にある対比用のトナー濃度に混合されたトナーと磁性体との混合物を検出範囲外へ移動する。そして、制御ユニットは、透磁率センサ１３の検出範囲内が現像に適したトナー濃度に混合されたトナーと磁性体との混合物で満たされる状態となったときに、第１及び第２の攪拌部材１１、１２の駆動を停止する。
【００６９】
次に、制御ユニットは、出力調整信号を一定として、透磁率センサ４０６に対して第１乃至第５の駆動周波数（図１１（ａ）に示すｆ０乃至ｆ４の駆動周波数）を順次供給する。そして制御ユニットは、それぞれ検出したセンサ出力を読み取り、各周波数とこれに対応した各センサの出力とを組にしてＲＡＭに記憶する。
【００７０】
次に制御ユニットは、第１乃至第５の駆動周波数毎に、対比用のトナー濃度の混合物に対するセンサの出力と、現像に適したトナー濃度の混合物に対するセンサの出力との差を計算する。
【００７１】
ここで、この画像形成装置では、現像装置３に装着された透磁率センサ１３を用いてトナー濃度を検出する際に、最も適した透磁率センサ１３のセンサ出力の範囲が実験等で求められている。このセンサ出力の範囲は、対比用のトナー濃度の混合物（例えば、透磁率センサ１３が検出可能な最低限のトナー濃度のもの）に対するセンサの出力と、現像に適したトナー濃度の混合物に対するセンサの出力との差になる。これらのセンサの出力の差であるセンサ出力の範囲が小さい場合には、検出精度が低下する。また、これらのセンサの出力の差であるセンサ出力の範囲が大きすぎる場合には、感度が敏感になりすぎて、このセンサの出力を利用した制御が不安定となってしまう。そこで、画像形成装置の現像装置３に装着した透磁率センサ１３でトナー濃度を制御する場合に最も望ましい、対比用トナー濃度と適正現像用トナー濃度とのセンサの出力の差であるセンサ出力の範囲を予め実験等で定めておく。
【００７２】
そして、制御ユニットは、予め定められた対比用トナー濃度と適正現像用トナー濃度とのセンサの出力の差に最も近いセンサの出力の差となった透磁率センサ１３の駆動周波数を透磁率センサの駆動周波数に決定する。
【００７３】
次に、制御ユニットは、センサの出力の絶対値を合わせるためにオフセットを調整する。この場合には、上述のように決定した透磁率センサの駆動周波数で透磁率センサ１３を駆動したときに検出された現像に適したトナー濃度の混合物に対するセンサの出力が、所望の出力になるよう、出力調整信号を決定する。ここでは、制御ユニットは、現像に適したトナー濃度の混合物に対するセンサの出力が、透磁率センサ１３でトナー濃度を制御する場合に最も望ましい所望のセンサ出力の値となるよう、出力調整信号を決定する。
【００７４】
上述のようにして現像装置３に装着された透磁率センサ１３を調整した場合には、現像装置３内のトナー濃度が低下した場合のトナー濃度を正確に検出できる。よって、制御ユニットは、適正現像用トナー濃度に復活させるために補給するトナー量を正確に算出して補給する制御を容易かつ迅速に行うことが可能となる。また、現像装置３に対する透磁率センサ１３の取付精度を低く設定しても、透磁率センサ１３の検出状態を調整して高精度で検出可能にセットできるので、透磁率センサ１３の組み付け作業を容易にすることができる。
【符号の説明】
【００７５】
３  現像装置
７  現像剤容器
１１  第１の攪拌部材
１２  第２の攪拌部材
１３  透磁率センサ
１４  ホッパー
１５  トナー供給穴
４０２  ＣＰＵ
４０５  ＲＡＭ
４０６  透磁率センサ
６０２  磁性体と十分に混ざり合ったトナー
７０１  駆動周波数
７０２  出力調整部
７０３  センサ出力
【図１】
2012242738.tif 000003
【図２】
2012242738.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】
2012242738.tif 000009
【図８】
2012242738.tif 000010
【図９】
2012242738.tif 000011
【図１０】
2012242738.tif 000012
【図１１】
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