(57)【要約】【課題】現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量を正確に検知すること。【解決手段】画像形成装置１００は、トナー９０を収容する現像容器３７と、トナーボトル３４から現像容器３７にトナー９０を供給する撹拌部材３６ａ及び撹拌部材３６ｂと、撹拌部材３６ａ及び撹拌部材３６ｂによりトナーボトル３４から供給されているトナー９０を検知するアンテナ残量値ＡＤ検出部４７と、アンテナ残量値ＡＤ検出部４７の検知結果のばらつき状態に基づいてトナーボトル３４内のトナー量を判定するＣＰＵ３９と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤収容部と、
現像剤補給容器から前記現像剤収容部に現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤供給手段により前記現像剤補給容器から供給されている現像剤を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果のばらつき状態に基づいて前記現像剤補給容器内の現像剤量を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検知手段は、前記現像剤収容部に配置されて所定電圧が印加される第１の電極と、前記第１の電極に対して所定の間隔を隔てて対向して設けられる第２の電極と、を備え、
前記判定手段は、前記第１の電極に前記所定電圧が印加された際の前記第１の電極と前記第２の電極との間の誘導電圧の前記検知結果のばらつき状態に基づいて、前記現像剤補給容器の現像剤量を判定す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】
前記検知結果のばらつき状態は、
所定回数検知した各々の前記誘導電圧が含まれる所定の複数の検知範囲毎の割合であり、
前記判定手段は、
前記割合に基づいて前記現像剤補給容器の現像剤量を判定する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の検知範囲毎の基準となる前記割合を示す判断基準を、前記現像剤補給容器の現像剤量毎に予め記憶する記憶部を更に有し、
前記判定手段は、
前記所定回数検知した各々の前記誘導電圧の前記割合が前記判断基準を満たしている前記現像剤補給容器の現像剤量を判定する、
ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記判定手段は、
前記現像剤補給容器の交換後において、前記現像剤供給手段が現像剤の供給を開始してから所定時間経過後に前記現像剤補給容器の現像剤量を判定する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか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、現像剤収容部に供給される現像剤を用いて画像を形成する複写機、プリンタ又はファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラムの表面に形成した静電潜像に対して、現像剤収容部に収納された現像剤（トナー）を現像スリーブによって供給することで、感光体ドラム上に現像剤像を形成（可視像化）している。
【０００３】
このような画像形成装置において、現像剤収容部内に蓄えられている現像剤は、画像形成動作が行われる度に消費される。そして、画像形成装置には、現像剤収容部内の現像剤の残量が所定量にまで減じたことを、現像剤収容部に設けた現像剤残量検知手段により検知し、現像剤の供給の必要性を表示して連絡する機構が設けられている。
【０００４】
現像剤残量検知手段としては、現像剤収容部の内部に設けた現像スリーブと現像スリーブに対して平行に配置された棒状のアンテナ電極との間の誘導電圧を測定し、その測定値から現像剤収容部内の現像剤残量を検知する構成が用いられている。
【０００５】
具体的には、現像スリーブに印加されて、アンテナ電極に誘導される電圧は、アンテナ電極と現像スリーブとによって形成されるコンデンサの静電容量の大きさによって変化する。すなわち、コンデンサの静電容量が大きくなると誘導電圧も大きくなり、コンデンサの静電容量が小さくなると誘導電圧も小さくなる。
【０００６】
現像スリーブとアンテナ電極とによって形成されるコンデンサの静電容量は、現像スリーブとアンテナ電極との間の距離によって変化する。具体的には、アンテナ電極と現像スリーブとによって形成されるコンデンサの静電容量Ｃは、Ｃ＝面積Ｓ×誘電率μ÷距離Ｌという関係式となる。また、現像スリーブとアンテナ電極とによって形成されるコンデンサの静電容量は、現像スリーブとアンテナ電極との間に存在する物質の誘電率などによって変化する。
【０００７】
現像スリーブ及びアンテナ電極は現像剤収容部に固定されているので、両者間の距離Ｌは変化しない。現像スリーブとアンテナ電極との間の空間に存在する現像剤の量は、現像剤収容部内の現像剤の残量に応じて変化する。このため、現像スリーブとアンテナ電極との間に生じる誘導電圧は、現像スリーブとアンテナ電極との間の空間に存在する現像剤の量の変化に応じて変化する。従って、現像スリーブとアンテナ電極との間に生じる誘導電圧の大きさを用いて、現像剤収容部内の現像剤の残量を検知することができる。
【０００８】
また、従来、現像スリーブとアンテナ電極との間の誘導電圧の積分平均値により現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量を検知し、検知した現像剤量に基づいて現像剤収容部内の現像剤の状態を判断する画像形成装置が知られている。ここで、現像剤収容部内の現像剤の状態は、例えば、現像剤収容部内の現像剤の残量が、現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量に応じて選択したトナー欠レベルに達した状態である（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３００６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、現像剤収容部内の現像剤の状態を判断する従来の画像形成装置においては、現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量が同じであっても、現像剤の凝集状態に応じて誘導電圧の積分平均値が異なる場合がある。この場合には、現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量を正確に検知することができず、現像剤収容部内の現像剤の状態を正確に判断することができないという課題を有する。
【００１１】
本発明の目的は、現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量を正確に検知することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る画像形成装置は、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤補給容器から前記現像剤収容部に現像剤を供給する現像剤供給手段と、前記現像剤供給手段により前記現像剤補給容器から供給されている現像剤を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果のばらつき状態に基づいて前記現像剤補給容器内の現像剤量を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、現像剤補給容器の現像剤量を正確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態に係る現像装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態に係る制御部の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態に係る現像装置に供給したトナーを消費する状態を示した図
【図５】本発明の実施の形態に係る誘導電圧とトナーの残量との関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態に係る現像容器に対するトナーの供給開始後の誘導電圧の時間推移を示す図
【図７】本発明の実施の形態に係るトナーボトルのトナー量毎及びトナーの性質毎の誘導電圧の乱れを示す図
【図８】本発明の実施の形態に係るトナー量判定処理を示すフロー図
【図９】本発明の実施の形態に係る誘導電圧の検知範囲毎の割合を示す図
【図１０】本発明の実施の形態に係る誘導電圧の検知範囲毎及びトナーボトルのトナー量毎の割合を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置につき、詳細に説明する。
【００１６】
＜画像形成装置の構成＞
本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００の構成につき、図１を用いて、詳細に説明する。
【００１７】
画像形成装置１００は、感光体ドラム１と、帯電ローラ２と、露光装置４と、現像装置５と、転写ローラ７と、クリーナ１０と、を有している。
【００１８】
像担持体である感光体ドラム１は、円筒状であり、表面に感光層を有している。感光体ドラム１は、図１の矢印Ａ方向に回転する。
【００１９】
帯電ローラ２は、感光体ドラム１の周囲に設けられ、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。
【００２０】
露光装置４は、一様に帯電した感光体ドラム１の表面に画像信号に対応した露光を行い、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００２１】
現像装置５は、現像剤収容部である現像容器３７に回転可能に取り付けられた現像スリーブ５ａと、現像容器３７に取り付けられたアンテナ電極３３と、を備えている。現像装置５は、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像に対して、現像スリーブ５ａにより現像剤であるトナーを供給してトナー像を形成することにより、静電潜像を可視化する。現像装置５は、現像スリーブ５ａ及びアンテナ電極３３を用いて、現像容器３７内の現像剤であるトナーの残量を検知する。なお、現像装置５の構成の詳細については後述する。
【００２２】
転写ローラ７は、トナー像の形成に同期して搬送される記録媒体Ｐを、感光体ドラム１との間で挟持して、感光体ドラム１に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する。
【００２３】
クリーナ１０は、トナー像の転写後の感光体ドラム１の表面に残った転写残トナー又は記録媒体Ｐから転移した紙粉を、クリーニングブレード１０ａにより除去する。
【００２４】
＜現像装置の構成＞
本発明の実施の形態に係る現像装置５の構成につき、図２を用いて、詳細に説明する。
【００２５】
現像装置５は、現像スリーブ５ａと、現像バイアス電源６と、アンテナ電極３３と、トナーボトル３４と、トナー規制部材３５と、撹拌部材３６ａと、撹拌部材３６ｂと、撹拌部材３６ｃと、現像容器３７と、を有している。
【００２６】
現像スリーブ５ａは、現像バイアス電源６から所定電圧の現像用バイアス電圧が印加される第１の電極を兼ねている。現像スリーブ５ａは、現像容器３７に回転可能に取り付けられ、図２の矢印Ｂ方向に回転する。現像スリーブ５ａは、現像容器３７に収容されているトナーを担持して感光体ドラム１に供給する。
【００２７】
現像バイアス電源６は、直流電圧と交流電圧とを重畳した現像用バイアス電圧（バイアス信号）を現像スリーブ５ａに印加して、現像スリーブ５ａ上にコートされたトナーを感光体ドラム１の表面の静電潜像に飛翔させる。
【００２８】
第２の電極であるアンテナ電極３３は、細い棒状であり、現像容器３７の内部に設けられている。アンテナ電極３３は、現像スリーブ５ａに対して所定の間隔（例えば、現像スリーブ５ａの表面から５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の間隔）となるように現像スリーブ５ａに対向して配置されている。アンテナ電極３３は、検知端子４０ａを介して後述する制御部１０１に接続されていると共に、抵抗器４０を介して接地されている。アンテナ電極３３には、交流電圧を印加した現像スリーブ５ａが近くに存在しているので、現像スリーブ５ａによって生じる交流電界によって静電誘導電流が流れる。
【００２９】
検知端子４０ａは、抵抗器４０とアンテナ電極３３との間に設けられ、後述する制御部１０１に接続されている。
【００３０】
現像剤補給容器であるトナーボトル３４は、現像容器３７に着脱自在に収容されて交換可能になっている。トナーボトル３４は、現像容器３７内のトナーが完全に無くなる前に、現像容器３７にトナーを供給する。
【００３１】
トナー規制部材３５は、現像スリーブ５ａに当接しており、現像スリーブ５ａ上に均一なトナーコートを形成する。トナー規制部材３５は、現像スリーブ５ａとの間でトナーを挟持して搬送することにより、トナーと現像スリーブ５ａとの摩擦帯電によってトナーに一定の電荷を帯びさせる。
【００３２】
現像剤供給手段である撹拌部材３６ａ及び撹拌部材３６ｂは、現像容器３７内のトナーを攪拌することにより、現像容器３７内のトナーを現像スリーブ５ａの方向に搬送する。撹拌部材３６ａは、現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３との間のトナー９０を撹拌する。撹拌部材３６ｃは、トナーボトル３４内のトナーを攪拌することにより、トナーボトル３４内のトナーを現像容器３７内に搬送する。
【００３３】
現像容器３７は、現像装置５の枠体をなしており、連続して多量の画像形成動作が可能となるように、トナーボトル３４から供給されたトナーを収容している。現像容器３７に蓄えられたトナーは、画像形成動作が行われることにより消費される。
【００３４】
現像装置５は、現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３との２つの部材を用いてトナーの残量を検知する。２本の電極であるアンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとによって形成される静電容量は、２本の電極間距離の公差、２本の電極の外径の公差及び２本の電極の直線性（線材のソリ）等によって決定される。このため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとによって形成される静電容量は、アンテナ電極３３及び現像スリーブ５ａ各々の個体差（２本の電極間距離の公差、外径の公差、直線性の公差）によってバラツキを生じる。
【００３５】
ここで、２本の電極間距離とは、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の距離である。また、２本の電極の外径とは、アンテナ電極３３及び現像スリーブ５ａ各々の外径である。また、２本の電極の直線性とは、アンテナ電極３３及び現像スリーブ５ａ各々の直線性である。
【００３６】
なお、現像装置５は、現像スリーブ５ａを用いてトナーの残量を検知する場合に限らず、専用の電極部材を別途設けてトナーの残量を検知するようにしてもよい。
【００３７】
＜制御部の構成＞
本発明の実施の形態に係る制御部１０１の構成につき、図３を用いて、詳細に説明する。
【００３８】
制御部１０１は、ＲＯＭ３８と、ＣＰＵ３９と、モータドライバ４１と、ＲＡＭ４２、アンテナ基準値ＡＤ検出部４５と、アンテナ残量値ＡＤ検出部４７と、を有している。制御部１０１は、現像装置５に含まれている。ここで、現像スリーブ５ａと、アンテナ電極３３と、アンテナ残量値ＡＤ検出部４７と、は検知手段を構成している。
【００３９】
ＲＯＭ３８は、プログラムやデータ（演算式）等が格納されている。ＲＯＭ３８は、後述するトナー量判定処理を実行する際に用いる判断基準を予め記憶している。
【００４０】
判定手段としてのＣＰＵ３９は、ＲＯＭ３８に格納されている所定のプログラムをＲＯＭ３８より読み出して、読み出したプログラムを実行する。ＣＰＵ３９は、現像バイアス電源６に制御信号を出力して、現像バイアス電源６より現像スリーブ５ａに現像用バイアス電圧を印加させる。ＣＰＵ３９は、モータドライバ４１に制御信号を出力して、モータドライバ４１の動作を制御する。
【００４１】
ＣＰＵ３９は、トナー量判定処理を実行してトナーボトル３４のトナー量（現像剤補給容器内の現像剤量）を判定する。具体的には、ＣＰＵ３９は、撹拌部材３６ａによりトナーが撹拌されている場合に、アンテナ残量値ＡＤ検出部４７から入力した検知結果のばらつき状態に基づいてトナーボトル３４のトナー量を判定する。ＣＰＵ３９は、アンテナ基準値ＡＤ検出部４５及びアンテナ残量値ＡＤ検出部４７から入力した検知結果と、ＲＯＭ３８に記憶されている判断基準と、に基づいて上記のばらつき状態を判定する。ＣＰＵ３９は、トナー量判定処理の実行により判定したトナーボトル３４のトナー量を示すトナー量情報をＲＡＭ４２に記憶させる。
【００４２】
ＣＰＵ３９は、ＲＡＭ４２に記憶させたトナー量情報に基づいて閾値を設定する。ＣＰＵ３９は、アンテナ基準値ＡＤ検出部４５から入力した検知結果とアンテナ残量値ＡＤ検出部４７から入力した検知結果とを比較して求めた電圧値と、設定した閾値と、を比較して、現像容器３７内のトナー９０の状態を判断する。ＣＰＵ３９は、上記の電圧値が閾値以下になった際に、トナーボトル３４の交換を促す報知等を行う。
【００４３】
モータドライバ４１は、モータ４３に接続されており、モータ４３を駆動することにより、感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像スリーブ５ａ、転写ローラ７、撹拌部材３６ａ、撹拌部材３６ｂ及び撹拌部材３６ｃを駆動する。
【００４４】
ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ３９の演算のワークエリア等として用いられる。ＲＡＭ４２は、トナー量情報を記憶する。
【００４５】
アンテナ基準値ＡＤ検出部４５は、現像バイアス電源６より現像スリーブ５ａに現像用バイアス電圧を印加した際における基準値となる基準電極４６の電圧を検知し、その検知結果をＣＰＵ３９に出力する。
【００４６】
アンテナ残量値ＡＤ検出部４７は、撹拌部材３６ａ及び撹拌部材３６ｂによりトナーボトル３４から現像容器３７に供給されているトナーを検知する。具体的には、アンテナ残量値ＡＤ検出部４７は、現像バイアス電源６より現像スリーブ５ａに現像用バイアス電圧を印加した際における現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３との間の誘導電圧を検知する。アンテナ残量値ＡＤ検出部４７は、検知結果をＣＰＵ３９に出力する。
【００４７】
＜トナーの残量の検知方法＞
本発明の実施の形態に係るトナーの残量の検知方法につき、図４及び図５を用いて、詳細に説明する。
【００４８】
図４において、図４（ａ）は、現像容器３７内にトナー９０が供給された後のトナー９０が消費される前のトナー９０の残量が１００％の状態を示している。図４（ｂ）は、現像容器３７内のトナー９０の消費が進み、トナー９０の残量が２０％になった状態を示している。図４（ｃ）は、現像容器３７内のトナー９０の消費が更に進み、トナー９０の残量が１５％になった状態を示している。
【００４９】
新品状態の場合、現像容器３７内にはトナー９０が入っていないため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の空間はすべて空気で満たされている。従って、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間に生じる静電容量は、空気の比誘電率の大きさに対応した値となる。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、現像容器３７内のトナー９０の残量が１００％である満杯状態の場合、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の空間は、トナー９０で満たされている。そのため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとによって形成された静電容量は、トナー９０の比誘電率の大きさに対応した値になる。
【００５１】
図４（ｂ）に示すように、現像容器３７内のトナー９０の残量が２０％の場合、アンテナ電極３３がトナー９０から露出するので、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の空間はトナー９０が存在する部分と空気が存在する部分とによって構成される。そのため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとによって形成された静電容量は、全てがトナー９０で満たされていた図４（ａ）の場合よりも小さくなる。
【００５２】
図４（ｃ）に示すように、現像容器３７内のトナー９０の残量が１５％の場合、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の空間の大部分が空気で占められる。そのため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとによって形成された静電容量は、全てがトナー９０で満たされていた図４（ａ）の場合よりも大幅に小さくなる。
【００５３】
現像容器３７内のトナー９０の残量が０％である空状態の場合、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の空間はすべて空気で満たされている。そのため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとによって形成された静電容量は、空気の比誘電率の大きさに対応した値となる。なお、空気の比誘電率は約１であり、トナー９０の比誘電率は約３である。
【００５４】
図５に示すように、現像容器３７内のトナー９０の残量が約２０％を下回る辺りから誘導電圧の大きさは徐々に減少する。トナー９０の残量が少なくなるほど誘導電圧は小さくなる。すなわち、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の誘導電圧の大きさを測定することで、現像容器３７内のトナー９０の残量を知ることができる。
【００５５】
例えば、図５において、誘導電圧が１．００Ｖのときのトナー９０の残量は０％、誘導電圧が１．２５Ｖのときのトナー９０の残量は１０％、誘導電圧が１．５０Ｖのときのトナー９０の残量は１５％である。さらに、誘導電圧が１．７５Ｖのときのトナー９０の残量は２０％、誘導電圧が２．００Ｖのときのトナー９０の残量は２３〜１００％である。
【００５６】
これより、画像形成装置１００は、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の誘導電圧が１．５Ｖを下回った際に、トナー９０無しが近づいたことを表示する。また、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の誘導電圧が１Ｖを下回った際に、トナー９０の供給が行われるまでプリント実行を禁止する等の動作を行う。
【００５７】
＜現像容器に対するトナー供給開始後の誘導電圧の時間推移＞
本発明の実施の形態に係る現像容器３７に対するトナー９０供給開始後の誘導電圧の時間推移につき、図６を用いて、詳細に説明する。
【００５８】
図６は、現像容器３７内のトナー９０の残量が０％の場合において、トナーボトル３４から現像容器３７にトナー９０を供給する際の誘導電圧と時間ｔとの関係を示している。図６において、実線は、５００ｇの流動性の良好なトナー９０をトナーボトル３４から現像容器３７に供給する場合を示している。また、破線は、５００ｇの流動性の悪いトナー９０をトナーボトル３４から現像容器３７に供給する場合を示している。更に、一点鎖線は、２５０ｇのトナー９０をトナーボトル３４から現像容器３７に供給する場合を示している。ここで、トナー９０の凝集状態は、トナー９０の流動性に応じて異なる。
【００５９】
図６より、実線の誘導電圧と破線の誘導電圧とは、６０ｓｅｃ経過後に異なってしまう。この理由は、トナーボトル３４よりトナー９０の供給を開始してから、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間にトナー９０が搬送されるまでの時間は、トナー９０の流動性に応じて異なるためである。
【００６０】
一方、実線の誘導電圧と破線４の誘導電圧とは、トナー９０の供給開始後から十分に時間が経過した１８０ｓｅｃ経過後に同じＥ１になる。従って、制御部１０１は、トナー９０の供給開始後から十分に時間が経過した場合、実線のトナーボトル３４及び破線のトナーボトル３４のトナー量を５００ｇと判断できる。しかしながら、この場合には、１８０ｓｅｃ以上もの長い時間に亘ってユーザを待たせることになる。
【００６１】
本実施の形態では、トナー量判定処理を実行することにより、長い時間に亘ってユーザを待たせることなく、トナーボトル３４のトナー９０の量を判定する。次に、本実施の形態のトナー量判定処理について詳細に説明する。
【００６２】
＜トナー量判定処理＞
本発明の実施の形態に係るトナー量判定処理につき、図７から図１０を用いて、詳細に説明する。図７は、図６の６０ｓｅｃ経過時点での誘導電圧の平均値及び状態を示している。
【００６３】
図７に示すように、初期のトナー量が５００ｇの場合及び２５０ｇの場合の両方において、流動性の悪いトナー９０におけるアンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の誘導電圧の平均値は、流動性の良好なトナー９０に比べて小さい。従って、誘導電圧の平均値を用いてトナー量を検知する場合、十分な時間が経過する前においては、トナー量の正確な検知ができないか、または、トナー量を誤検知する可能性がある。
【００６４】
ここで、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の誘導電圧の状態は、トナーボトル３４のトナー量、及び撹拌部材３６ａの撹拌周期によって異なる。本実施の形態において、制御部１０１は、トナーボトル３４から現像容器３７にトナー９０が搬送されている状態において、誘導電圧の乱れを計測する。
【００６５】
具体的には、初期のトナー量が５００ｇの場合、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間のトナー９０の密度は大きい。その結果、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間のトナー９０の状態は、撹拌部材３６ａで撹拌されても大きく変化しない。従って、誘導電圧は大きく変化しないため、誘導電圧の乱れは小さい。また、初期のトナー量が２５０ｇの場合、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間のトナー９０の密度は小さい。その結果、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間のトナー９０の状態は、撹拌部材３６ａで撹拌された場合に大きく変化する。従って、誘導電圧は大きく変化するため、誘導電圧の乱れは大きい。
【００６６】
本実施の形態では、アンテナ残量値ＡＤ検出部４７から入力した検知結果のばらつき状態を示す誘導電圧の乱れに着目することにより、十分な時間が経過する前の所定時間経過後であっても、初期のトナー量を正確に又は誤ることなく検知することができる。ここで、所定時間は、トナーボトル３４の交換後において、現像容器３７に対するトナーボトル３４からのトナー９０の供給開始から１８０ｓｅｃ経過前であることが好ましい。所定時間は、ここでは現像容器３７に対するトナーボトル３４からのトナー９０の供給開始から６０ｓｅｃを例示する。
【００６７】
以下に、本発明の実施の形態に係るトナー量判定処理につき、さらに具体的に説明する。
【００６８】
図８より、まず、制御部１０１のＣＰＵ３９は、アンテナ残量値ＡＤ検出部４７から入力するアンテナ電極３３と現像スリーブ５ａとの間の誘導電圧の検知結果より、誘導電圧を一定周期で所定回数サンプリングする（Ｓ１）。サンプリングの回数は、ここでは３０回を例示する。また、一定周期は、ここでは撹拌部材３６ａの撹拌周期と同一周期を例示する。
【００６９】
具体的には、ＣＰＵ３９は、時間ｔ１に検知した誘導電圧をＳ１として、安定検知の基準とする。その後、ＣＰＵ３９１０１は、一定周期毎に誘導電圧をサンプリングし、図９（ａ）に示すように、サンプリングにより検知した誘導電圧をＳ２、Ｓ３、・・・、Ｓ３０とする。なお、図９（ａ）において、横軸は時間を示し、縦軸は誘導電圧を示しており、１００ｍｓｅｃ毎に誘導電圧をサンプリングする。
【００７０】
次に、ＣＰＵ３９は、図９（ｂ）に示すように、Ｓ１からＳ３０までの各誘導電圧が各検知範囲に入る割合を、所定の複数の検知範囲毎に算出する（Ｓ２）。このようにして、ＣＰＵ３９は、誘導電圧の波形の特徴を抽出する。検知範囲は、現像装置５として安定した状態における誘導電圧のリップルを考慮して決定される。検知範囲は、ここでは１Ｖ間隔でＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つの区分にすることを例示する。
【００７１】
制御部１０１のＲＯＭ３８には、複数の検知範囲毎の基準となる割合を示す判断基準が、トナーボトル３４のトナー量毎（現像剤量毎）に予め記憶されている。具体的には、ＲＯＭ３８には、図１０（ａ）に示す初期のトナー量が５００ｇの場合の検知範囲毎の判断基準Ａ、及び図１０（ｂ）に示す初期のトナー量が２５０ｇの場合の検知範囲毎の判断基準Ｂが記憶されている。判断基準Ａ及び判断基準Ｂは、初期のトナー量に応じて異なる誘導電圧の乱れに基づいて、予め設定されている。
【００７２】
ＣＰＵ３９は、ＲＯＭ３８に記憶されている図１０（ａ）に示すテーブルを参照して、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Ａを満たすか否かを判定する（Ｓ３）。
【００７３】
ＣＰＵ３９は、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Ａを満たす場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、トナーボトル３４の初期のトナー量を５００ｇであると判断する（Ｓ４）。
【００７４】
具体的には、ＣＰＵ３９は、図１０（ａ）に示すように、トナーボトル３４のａタイプの検知範囲Ａに入る割合が７％であり、１０％以下である判断基準Ａを満たすと判断する。ＣＰＵ３９は、トナーボトル３４のａタイプの検知範囲Ｂに入る割合が４６％であり、５０％以下である判断基準Ａを満たすと判断する。ＣＰＵ３９は、トナーボトル３４のａタイプの検知範囲Ｃに入る割合が３９％であり、４０％以下である判断基準Ａを満たすと判断する。ＣＰＵ３９は、トナーボトル３４のａタイプの検知範囲Ｄに入る割合が８％であり、１０％以下である判断基準Ａを満たすと判断する。
【００７５】
従って、ＣＰＵ３９は、全ての検知範囲において判断基準Ａを満たすと判断できるため、ａタイプのトナーボトル３４の初期のトナー量を５００ｇであると判断する。
【００７６】
また、ＣＰＵ３９は、トナーボトル３４のｂタイプの検知範囲Ａに入る割合が５％であり、１０％以下である判断基準Ａを満たすと判断する。ＣＰＵ３９は、トナーボトル３４のｂタイプの検知範囲Ｂに入る割合が４９％であり、５０％以下である判断基準Ａを満たすと判断する。ＣＰＵ３９は、トナーボトル３４のｂタイプの検知範囲Ｃに入る割合が３７％であり、４０％以下である判断基準Ａを満たすと判断する。ＣＰＵ３９は、トナーボトル３４のｂタイプの検知範囲Ｄに入る割合が９％であり、１０％以下である判断基準Ａを満たすと判断する。
【００７７】
従って、ＣＰＵ３９は、全ての検知範囲において判断基準Ａを満たすと判断できるため、ｂタイプのトナーボトル３４の初期のトナー量を５００ｇであると判断する。
【００７８】
一方、ＣＰＵ３９は、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Ａを満たしていない場合（Ｓ３：Ｎｏ）、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Ｂを満たすか否かを判定する（Ｓ５）。
【００７９】
具体的には、ＣＰＵ３９は、図１０（ａ）に示すように、トナーボトル３４のｃタイプの検知範囲Ａに入る割合が２８％であり、１０％以下である判断基準Ａを満たしていないと判断する。従って、ＣＰＵ３９は、全ての検知範囲において判断基準Ａを満たしていないと判断できる。
【００８０】
ＣＰＵ３９は、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Ｂを満たしていない場合（Ｓ５：Ｎｏ）、Ｓ２の処理に戻る。
【００８１】
一方、ＣＰＵ３９は、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Ｂを満たす場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、トナーボトル３４の初期のトナー量を２５０ｇであると判断する（Ｓ６）。
【００８２】
具体的には、ＣＰＵ３９は、図１０（ｂ）に示すように、トナーボトル３４のｃタイプの検知範囲Ａに入る割合が２８％であり、１５％以上である判断基準Ｂを満たすと判断する。ＣＰＵ３９は、トナーボトル３４のｃタイプの検知範囲Ｂに入る割合が２０％であり、２０％以下である判断基準Ｂを満たすと判断する。ＣＰＵ３９は、トナーボトル３４のｃタイプの検知範囲Ｃに入る割合が１７％であり、２０％以下である判断基準Ｂを満たすと判断する。ＣＰＵ３９は、トナーボトル３４のｃタイプの検知範囲Ｄに入る割合が３５％であり、２０％以上である判断基準Ｂを満たすと判断する。
【００８３】
従って、ＣＰＵ３９は、全ての検知範囲において判断基準Ｂを満たすと判断できるため、ｃタイプのトナーボトル３４の初期のトナー量を２５０ｇであると判断する。
【００８４】
ＣＰＵ３９は、Ｓ４又はＳ６の処理の後、判断した初期のトナー量を示すトナー量情報を記憶部であるＲＡＭ４２に記憶させる（Ｓ７）。
【００８５】
なお、サンプリングの回数、検知範囲、判断基準Ａ又は判断基準Ｂは、現像装置５の構成やトナー９０の材質等により適切な値が設定される。
【００８６】
本実施の形態では、撹拌部材３６ａによりトナーが撹拌されている場合における現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３との間の誘導電圧を所定回数検知する。そして、本実施の形態では、所定回数検知した誘導電圧のばらつきの程度に基づいてトナーボトル３４のトナー量を検知し、トナー量に基づいて現像容器３７のトナーの状態を判断する。これにより、トナー９０の状態に関わらずトナーボトル３４の初期のトナー量を正確に検知することができる。
【００８７】
なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【００８８】
具体的には、上記実施の形態において、現像剤を検知する検知手段として、現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３との間の誘導電圧を測定する構成で説明したが、検知手段はこれに限定されない。例えば、ピエゾセンサ又は磁気センサ等のセンサを利用して現像剤を検知する検知手段でも良い。
【００８９】
また、本実施の形態において、トナー量が５００ｇ又は２５０ｇのトナーボトル３４のトナー量を検知したが、トナー量が５００ｇ及び２５０ｇ以外のトナーボトル３４のトナー量を検知してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、現像容器に収容された現像剤収容容器から現像容器に現像剤を供給する電子写真方式を用いた複写機、プリンタ又はファクシミリ等の画像形成装置に好適である。
【符号の説明】
【００９１】
１  感光体ドラム
２  帯電ローラ
４  露光装置
５  現像装置
５ａ  現像スリーブ
６  現像バイアス電源
７  転写ローラ
１０  クリーナ
１０ａ  クリーニングブレード
３３  アンテナ電極
３４  トナーボトル
３５  トナー規制部材
３６ａ  撹拌部材
３６ｂ  撹拌部材
３６ｃ  撹拌部材
３７  現像容器
３８  ＲＯＭ
３９  ＣＰＵ
４０  抵抗器
４０ａ  検知端子
４１  モータドライバ
４２  ＲＡＭ
４３  モータ
４５  アンテナ基準値ＡＤ検出部
４６  基準電極
４７  アンテナ残量値ＡＤ検出部
９０  トナー
１００  画像形成装置
１０１  制御部
【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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【図１０】
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