(57)【要約】      （修正有）【課題】現像剤を磁力により吸着する吸着手段の一方の極性の磁極のみが濃度検知手段と対向する搬送路に露出する場合に比較して、現像剤濃度の検知精度を向上させた現像装置を提供する。【解決手段】磁性キャリアを含む現像剤４ａを撹拌しつつ搬送する撹拌搬送部材１４３と、撹拌搬送部材１４３の搬送路において現像剤４ａの濃度を検知する濃度センサ１５４と、撹拌搬送部材１４３に設けられ、濃度センサ１５４と対向する搬送路に両極性の磁極が露出して現像剤４ａを磁力により吸着する永久磁石１７０と、を備える。【選択図】図９
2020016833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアを含む現像剤を撹拌しつつ搬送する撹拌搬送手段と、
前記撹拌搬送手段の搬送路において前記現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記撹拌搬送手段に設けられ、前記濃度検知手段と対向する前記搬送路に両極性の磁極が露出して前記現像剤を磁力により吸着する吸着手段と、
を備えた現像装置。
【請求項２】
前記撹拌搬送手段は、前記濃度検知手段と対向する位置に前記現像剤を前記撹拌搬送手段の周方向に沿って搬送することで滞留させる平板状の滞留手段を有し、
前記吸着手段は、前記滞留手段に保持されている請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った両端部が前記滞留手段より内側に位置している請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記滞留手段は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った中央部が凹んだ凹部を有し、前記吸着手段は、前記滞留手段の凹部において前記両極性の磁極が前記搬送路に露出する請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記滞留手段は、前記濃度検知手段の前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った中心が、前記撹拌搬送手段の前記凹部内に位置するよう配置される請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記滞留手段は、前記濃度検知手段の前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った中心と、前記凹部の前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った中心とが一致するよう配置される請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記滞留手段は、その一部が前記吸着手段よりも前記撹拌搬送手段の半径方向に沿った外側に向けて突出した突出部を有し、
前記吸着手段は、前記滞留手段の前記突出部に保持されている請求項１に記載の現像装置。
【請求項８】
前記突出部は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った長さが前記吸着手段よりも短く設定されている請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記吸着手段は、前記滞留手段に弾性変形可能に設けられた係止片によって係止されている請求項２に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の搬送羽根自体から構成されている請求項１に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記吸着手段は、前記滞留手段の表裏両面を挟持するように設けられている請求項２に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った複数の搬送羽根にそれぞれ設けられた切欠部に挿入された状態で設けられている請求項１に記載の現像装置。
【請求項１３】
前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の軸部に設けられた凹部に挿入された状態で設けられている請求項１に記載の現像装置。
【請求項１４】
前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った複数の搬送羽根に掛け渡された状態で設けられている請求項１に記載の現像装置。
【請求項１５】
静電潜像を保持する像保持手段と、
前記像保持手段の静電潜像を現像する現像手段と、
を備え、
前記現像手段として、請求項１乃至１４のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像装置には、撹拌搬送手段によって搬送される現像剤の濃度を検知する濃度検知手段を備えたものがある。かかる現像装置において、濃度検知手段による現像剤濃度の検知精度を向上させる技術としては、例えば、特許文献１乃至３等に開示されたものが既に提案されている。
【０００３】
特許文献１は、トナー粒子と磁性粒子とを含有する現像剤の混合比を検出する磁気式トナー濃度センサと，軸回りの回転により前記磁気式トナー濃度センサの検出面上の現像剤を撹拌する撹拌手段と，前記撹拌手段とともに回転しつつ磁気ブラシ作用により前記磁気式トナー濃度センサの検出面を摺擦する清掃用磁石とを有する磁気式トナー濃度センサ付現像装置において，前記清掃用磁石による前記磁気式トナー濃度センサの磁化状態に起因する出力変動を抑制して混合比の検出を行うように構成したものである。
【０００４】
特許文献２は、現像剤の密度変動による透磁率変動を抑制するため、非磁性トナー及び磁性キャリアを含む二成分の現像剤を撹拌しつつ搬送する撹拌搬送部材の第１パドル及び第２パドルの形状を工夫するように構成したものである。
【０００５】
特許文献３は、現像剤に半径方向外方への搬送力を作用させない非作用部を有し、搬送部材の検出手段に対応した領域に現像剤を滞留させる滞留部材を備えるように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２６８６２３号公報
【特許文献２】特開２０１７−１１６７７８号公報
【特許文献３】特開２０１７−１３８５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、現像剤を磁力により吸着する吸着手段の一方の極性の磁極のみが濃度検知手段と対向する搬送路に露出する場合に比較して、現像剤濃度の検知精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された発明は、磁性キャリアを含む現像剤を撹拌しつつ搬送する撹拌搬送手段と、
前記撹拌搬送手段の搬送路において前記現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記撹拌搬送手段に設けられ、前記濃度検知手段と対向する前記搬送路に両極性の磁極が露出して前記現像剤を磁力により吸着する吸着手段と、
を備えた現像装置である。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、前記撹拌搬送手段は、前記濃度検知手段と対向する位置に前記現像剤を前記撹拌搬送手段の周方向に沿って搬送することで滞留させる平板状の滞留手段を有し、
前記吸着手段は、前記滞留手段に保持されている請求項１に記載の現像装置である。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った両端部が前記滞留手段より内側に位置している請求項２に記載の現像装置である。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、前記滞留手段は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った中央部が凹んだ凹部を有し、前記吸着手段は、前記滞留手段の凹部において前記両極性の磁極が前記搬送路に露出する請求項２に記載の現像装置である。
【００１２】
請求項５に記載された発明は、前記滞留手段は、前記濃度検知手段の前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った中心が、前記撹拌搬送手段の前記凹部内に位置するよう配置される請求項４に記載の現像装置である。
【００１３】
請求項６に記載された発明は、前記滞留手段は、前記濃度検知手段の前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った中心と、前記凹部の前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った中心とが一致するよう配置される請求項５に記載の現像装置である。
【００１４】
請求項７に記載された発明は、前記滞留手段は、その一部が前記吸着手段よりも前記撹拌搬送手段の半径方向に沿った外側に向けて突出した突出部を有し、
前記吸着手段は、前記滞留手段の前記突出部に保持されている請求項１に記載の現像装置である。
【００１５】
請求項８に記載された発明は、前記突出部は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った長さが前記吸着手段よりも短く設定されている請求項７に記載の現像装置である。
【００１６】
請求項９に記載された発明は、前記吸着手段は、前記滞留手段に弾性変形可能に設けられた係止片によって係止されている請求項２に記載の現像装置である。
【００１７】
請求項１０に記載された発明は、前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の搬送羽根自体から構成されている請求項１に記載の現像装置である。
【００１８】
請求項１１に記載された発明は、前記吸着手段は、前記滞留手段の表裏両面を挟持するように設けられている請求項２に記載の現像装置である。
【００１９】
請求項１２に記載された発明は、前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った複数の搬送羽根にそれぞれ設けられた切欠部に挿入された状態で設けられている請求項１に記載の現像装置である。
【００２０】
請求項１３に記載された発明は、前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の軸部に設けられた凹部に挿入された状態で設けられている請求項１に記載の現像装置である。
【００２１】
請求項１４に記載された発明は、前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った複数の搬送羽根に掛け渡された状態で設けられている請求項１に記載の現像装置である。
【００２２】
請求項１５に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持手段と、
前記像保持手段の静電潜像を現像する現像手段と、
を備え、
前記現像手段として、請求項１乃至１４のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載された発明によれば、現像剤を磁力により吸着する吸着手段の一方の極性の磁極のみが濃度検知手段と対向する搬送路に露出する場合に比較して、現像剤濃度の検知精度を向上させることができる。
【００２４】
請求項２に記載された発明によれば、吸着手段を滞留手段に保持させない場合に比較して、現像剤濃度の検知精度を更に向上させることができる。
【００２５】
請求項３に記載された発明によれば、前記吸着手段は、前記撹拌搬送手段の軸方向に沿った両端部が前記滞留手段より内側に位置していない場合に比較して、吸着手段の撹拌搬送手段の軸方向に沿った両端部を滞留手段に確実に保持することができる。
【００２６】
請求項４に記載された発明によれば、吸着手段は、滞留手段の凹部において両極性の磁極を搬送路に露出させない場合に比較して、吸着手段が滞留手段から離脱するのを防止することができる。
【００２７】
請求項５に記載された発明によれば、滞留手段は、濃度検知手段の撹拌搬送手段の軸方向に沿った中心が、撹拌搬送手段の凹部内に位置しない場合に比較して、現像剤濃度の検知精度を向上させることができる。
【００２８】
請求項６に記載された発明によれば、滞留手段は、濃度検知手段の撹拌搬送手段の軸方向に沿った中心と、凹部の撹拌搬送手段の軸方向に沿った中心とが一致しない場合に比較して、現像剤濃度の検知精度を更に向上させることができる。
【００２９】
請求項７に記載された発明によれば、吸着手段は、滞留手段の突出部に保持されていない場合に比較して、吸着手段の撹拌搬送手段の半径方向に沿った外側の端部を滞留手段の突出部によって確実に保持することができる。
【００３０】
請求項８に記載された発明によれば、突出部は、撹拌搬送手段の軸方向に沿った長さが吸着手段よりも長く設定されている場合に比較して、吸着手段に多くの現像剤を吸着させることができる。
【００３１】
請求項９に記載された発明によれば、吸着手段は、滞留手段に弾性変形可能に設けられた係止片によって係止されていない場合に比較して、吸着手段を容易に装着することができる。
【００３２】
請求項１０に記載された発明によれば、吸着手段は、撹拌搬送手段の搬送羽根自体から構成されていない場合に比較して、吸着手段を容易に設けることができる。
【００３３】
請求項１１に記載された発明によれば、吸着手段は、滞留手段の表裏両面を挟持するように設けられていない場合に比較して、吸着手段の両極性の磁極を搬送路に確実に露出させることができる。
【００３４】
請求項１２に記載された発明によれば、吸着手段は、撹拌搬送手段の軸方向に沿った複数の搬送羽根にそれぞれ設けられた切欠部に挿入された状態で設けられていない場合に比較して、吸着手段が滞留手段としての機能を兼ねることができる。
【００３５】
請求項１３に記載された発明によれば、吸着手段は、撹拌搬送手段の軸部に設けられた凹部に挿入された状態で設けられていない場合に比較して、撹拌搬送手段の搬送羽根のピッチと無関係に吸着手段を設けることができる。
【００３６】
請求項１４に記載された発明によれば、吸着手段は、撹拌搬送手段の軸方向に沿った複数の搬送羽根に掛け渡された状態で設けられていない場合に比較して、吸着手段が現像剤の搬送性を低下させることが抑制できる。
【００３７】
請求項１５に記載された発明によれば、現像手段として、請求項１乃至１４のいずれかに記載の現像装置を用いない場合に比較して、現像剤濃度の検知精度を向上させることができ、現像剤濃度の検知精度が低いことに起因して不具合が発生するのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る画像形成装置のプロセスカートリッジを示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る現像装置を示す断面構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る現像装置を示す断面構成図である。
【図５】撹拌供給部材を示す正面構成図である。
【図６】撹拌搬送部材を示す構成図である。
【図７】トナー供給装置を示す断面構成図である。
【図８】撹拌搬送部材の要部を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る現像装置の要部を示す拡大断面図である。
【図１０】比較例に係る現像装置の要部を示す構成図である。
【図１１】実験例１及び比較例１，２の結果を示すグラフである。
【図１２】従来の現像装置の要部を示す断面構成図である。
【図１３】実験例２の結果を示すグラフである。
【図１４】実験例３の結果を示すグラフである。
【図１５】この発明の実施の形態１に係る現像装置の変形例の要部を示す構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態２に係る現像装置の要部を示す構成図である。
【図１７】この発明の実施の形態３に係る現像装置の要部を示す構成図である。
【図１８】この発明の実施の形態４に係る現像装置の要部を示す斜視構成図である。
【図１９】この発明の実施の形態５に係る現像装置の要部を示す構成図である。
【図２０】この発明の実施の形態６に係る現像装置の要部を示す斜視構成図である。
【図２１】この発明の実施の形態７に係る現像装置の要部を示す斜視構成図である。
【図２２】この発明の実施の形態８に係る現像装置の要部を示す斜視構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４０】
[実施の形態１]
図１及び図２は、実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置を示すものである。図１はその画像形成装置の全体の概略を示し、図２はその画像形成装置における要部（画像形成ユニット）を拡大して示している。なお、図中、矢印Ｘは水平方向に沿った奥行方向を、Ｙは鉛直方向を、Ｚは水平方向に沿った幅方向をそれぞれ示している。
【００４１】
＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばモノクロプリンタとして構成されたものである。この画像形成装置１は、図１に示されるように、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する作像装置１０と、作像装置１０の転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して供給する給紙装置２０と、給紙装置２０から供給された記録用紙５を図中に一点鎖線で示す搬送経路に沿って搬送する搬送装置３０と、作像装置１０で転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。
【００４２】
作像装置１０は、像保持手段の一例としての回転する感光体ドラム１１を備えている。この感光体ドラム１１の周囲には、次のような画像形成手段の一例としての各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある静電潜像を形成する露光装置１３と、その静電潜像をブラック色の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像装置１４と、そのトナー像を記録用紙５に転写する転写装置１５と、転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１６等である。
【００４３】
感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するよう支持されている。
【００４４】
帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。帯電ロール１２の背面側には、帯電ロール１２の表面を清掃する清掃ロール１２１が接触するように配置されている。なお、帯電装置１２としては、感光体ドラム１１の表面に非接触状態で配置されるスコロトロン等の非接触型の帯電装置を用いてもよい。
【００４５】
露光装置１３は、感光体ドラム１１の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）により感光体ドラム１１に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドからなる。なお、露光装置１３としては、画像情報に応じて構成されるレーザー光を感光体ドラム１１の軸方向に沿って偏向走査するものを用いても良い。
【００４６】
現像装置１４は、図２に示されるように、開口部と現像剤４の収容室が形成された装置ハウジング１４０の内部に、現像剤４を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４１と、現像剤４を攪拌しながら現像ロール１４１を通過させるよう搬送する２つのスクリューオーガー等の攪拌供給部材１４２及び撹拌搬送部材１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成したものである。この現像装置１４には、現像ロール１４１と感光体ドラム１１の間に現像バイアス電圧が図示しない電源装置から供給される。現像剤４としては、例えば、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。なお、現像装置１４の構成については、後に詳述する。
【００４７】
転写装置１５は、図１に示されるように、画像形成時に感光体ドラム１１の周囲に記録用紙５を介して接触し回転するとともに転写用電圧が供給される転写ロールを備えた接触型の転写装置である。転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。
【００４８】
ドラム清掃装置１６は、図２に示されるように、一部が開口する容器状の本体１６０と、一次転写後の感光体ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１６１と、清掃板１６１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収容器に送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材１６２等で構成されている。清掃板１６１としては、ゴム等の材料からなる板状の部材（例えばブレード）が使用される。
【００４９】
定着装置４０は、図１に示されるように、記録用紙５の導入口及び排出口が形成された筐体４３の内部に、矢印で示す方向に回転するとともに表面温度が所定の温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して回転するベルト形態又はロール形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部（ニップ部）Ｎとなる。
【００５０】
給紙装置２０は、作像装置１０の鉛直方向Ｙに沿った下方側の位置に存在するよう配置される。この給紙装置２０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載板２１上に積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体２２と、用紙収容体２２から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置２３とで主に構成される。給紙装置２０は、用紙収容体２２の前面に設けられた把持部２４を手で把持して引き出すことにより画像形成装置１の装置本体１ａに対して着脱可能となっている。
【００５１】
記録用紙５としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙やトレーシングペーパー等の薄紙、あるいはＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録用紙５の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども好適に使用することができる。
【００５２】
給紙装置２０と転写装置１５との間には、図１に示されるように、給紙装置２０から送り出される記録用紙５を転写位置Ｔまで搬送する複数（又は単数）の用紙搬送ロール対３１ａ，３１ｂや図示しない搬送ガイドで構成される給紙搬送路３２が、装置本体１ａの正面の鉛直方向Ｙに沿った上方に向かい、途中から装置本体１ａの内部に水平方向Ｘへ向けて湾曲した形状に設けられている。給紙搬送路３２において転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対３１ｂは、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。また、転写装置１５から定着装置４０までは、転写装置１５から送り出される転写後の記録用紙５を定着装置４０へと搬送するため用紙搬送路３３が水平方向Ｘに沿って設けられている。
【００５３】
また、定着装置４０の斜め上部には、１つの搬送ロールが共通に構成された２組の搬送ロール対３４，３５のうち、一方の搬送ロール対３４を介して記録用紙５を用紙排出部３６へと搬送して排出する排出搬送路３７が設けられている。用紙排出部３６は、装置本体１ａの上端面に傾斜した状態で設けられている。
【００５４】
排出搬送路３７の出口３７ａには、記録用紙５を排出すると共に表裏を反転させる排出ロール対３７ｂが配置されている。排出ロール対３７ｂは、その回転方向が正転方向と逆転方向に切替可能となっている。
【００５５】
また、排出ロール対３７ｂの手前には、記録用紙５の搬送方向を切り替える図示しない切替ゲートが設けられている。記録用紙５の両面に画像を形成する場合には、記録用紙５の搬送方向が図示しない切替ゲートによって排出搬送路３７から両面搬送路３８へと切り替えられる。このとき、排出ロール対３７ｂは、排出方向に搬送される記録用紙５の後端が図示しない切替ゲートを通過した後、回転方向が正転方向（排出方向）から逆転方向へ切り替わる。排出ロール対３７ｂによって逆転方向に搬送される記録用紙５は、図示しない切替ゲートによって搬送経路が鉛直方向Ｙの下方に切り替えられ、他方の搬送ロール対３５を介して画像形成装置１の装置本体１ａの背面に沿って鉛直方向Ｙから水平方向Ｘに沿うよう湾曲して形成された両面搬送路３８へと搬送される。両面搬送路３８は、表裏を反転させた状態で記録用紙５を用紙搬送ロール対３１ｂへと搬送する用紙搬送ロール対３９ａ，３９ｂや図示しない搬送ガイド等を備えている。
【００５６】
現像装置１４の背面側の上部には、図１に示されるように、当該現像装置１４に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収容手段の一例としてのトナーカートリッジ１４５が配置されている。トナーカートリッジ１４５の下方には、図２に示されるように、当該トナーカートリッジ１４５のトナー供給口１４５ａからトナーを現像装置１４へ供給するトナー供給装置１４６が設けられている。
【００５７】
また、図１中符号２００は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御装置を示している。制御装置２００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access Memory）、あるいはこれらＣＰＵやＲＯＭ等を接続するバス、通信インターフェイスなどを備えている。
【００５８】
＜プロセスカートリッジ＞
この実施の形態では、図２に示されるように、露光装置１３及び転写装置１５を除いた作像装置１０が、画像形成装置１の装置本体１ａに対して着脱可能な画像形成ユニットの一例としてのプロセスカートリッジ３００を構成している。プロセスカートリッジ３００は、感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、現像装置１４と、トナーカートリッジ１４５と、清掃装置１６が一体的に装着されたカートリッジ本体３０１を備えている。カートリッジ本体３０１の一側には、トナーカートリッジ１４５を単独で着脱可能に収容する凹形状の収容部３０２が設けられている。
【００５９】
なお、露光装置１３は、図１に示されるように、プロセスカートリッジ３００を装置本体１ａに対して着脱する際に開閉されるフロントカバー１０１の開閉動作に連動して破線で示した退避位置へと移動可能に構成されている。
【００６０】
＜画像形成装置の基本的な動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。
【００６１】
画像形成装置１は、制御装置２００によって制御され、装置本体１ａに装着された図示しない操作パネル、あるいは図示しないユーザインターフェイスやプリンタドライバ等からモノクロの画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、作像装置１０、給紙装置２０、搬送装置３０及び定着装置４０等が始動する。
【００６２】
そして、作像装置１０においては、図１に示されるように、まず感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、帯電装置１２が感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位に帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される静電潜像を形成する。
【００６３】
続いて、現像装置１４が、感光体ドラム１１に形成された静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電されたブラック色のトナーを現像ロール１４１から供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、感光体ドラム１１に形成された静電潜像は、ブラック色のトナーで現像されたトナー像として顕像化される。プロセスカートリッジ３００の現像装置１４には、所要のタイミングでトナーカートリッジ１４５からトナー供給装置１４６を介してトナーが供給される。
【００６４】
続いて、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が転写位置まで搬送されると、転写装置１５が、そのトナー像を記録用紙５に対して転写させる。
【００６５】
また、転写が終了した作像装置１０では、ドラム清掃装置１６が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、作像装置１０は、次の作像動作が可能な状態にされる。
【００６６】
給紙装置２０は、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路３２に送り出す。給紙搬送路３２では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対３１ｂが記録用紙５を転写時期に合わせて転写位置Ｔに送り出して供給する。
【００６７】
続いて、トナー像が転写された記録用紙５は、用紙搬送路３３を介して定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱用回転体４１と加圧用回転体４２との間の定着処理部Ｎに転写後の記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）を施して未定着のトナー像を記録用紙５に定着させる。定着が終了した後の記録用紙５は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、排出搬送路３７に沿って排出ロール対３７ｂにより装置本体１ａの上端部に設けられた用紙排出部３６へ排出される。
【００６８】
また、記録用紙５の両面に画像を形成する場合は、片面に画像が形成された記録用紙５を図示しない切替ゲートによって排出ロール対３７ｂへと搬送し、排出ロール対３７ｂによって記録用紙５が一旦排出方向に搬送される。その後、排出ロール対３７ｂが記録用紙５の後端を挟持したままの状態で当該排出ロール対３７ｂの回転方向を逆転させ、記録用紙５の表裏を反転させた後に図示しない切替ゲートにより両面搬送路３８を介して再度転写装置１５へと搬送し、記録用紙５の裏面にトナー像を転写する。裏面にトナー像が転写された記録用紙５は、用紙搬送路３３を介して定着装置４０へ搬送され、定着装置４０により定着処理（加熱及び加圧）を施され、排出ロール対３７ｂにより用紙排出部３６へ排出される。
【００６９】
以上の動作により、モノクロ画像が片面又は表裏両面に形成された記録用紙５が出力される。
【００７０】
＜現像装置の構成＞
この実施の形態１に係る現像装置１４は、いわゆる二成分現像方式を採用している。現像装置１４は、図３に示されるように、感光体ドラム１１と対向する領域に開口部１４０ａを有する現像装置本体の一例としての装置ハウジング１４０を備えている。装置ハウジング１４０の開口部１４０ａには、現像剤保持手段の一例としての現像ロール１４１が配置されている。現像ロール１４１は、内部に固定した状態で配置され、周方向に沿った所要の位置に所要の極性の磁極が着磁された円柱形状又は円筒形状のマグネットロール１４１ａと、マグネットロール１４１ａの外周に回転可能に配置され、マグネットロール１４１ａの磁力により吸着された現像剤４を周方向に沿って感光体ドラム１１と対向する現像領域を通過するよう搬送する円筒形状の現像スリーブ１４１ｂとから構成されている。
【００７１】
装置ハウジング１４０は、図３及び図４に示されるように、現像ロール１４１の斜め下方に隣接した部位に現像剤４が収容される第一現像剤収容部１４８と、この第一現像剤収容部１４８と斜めに傾斜した仕切壁１４９を介して重力方向に沿った斜め上方に隣接して配置される第二現像剤収容部１５０とを備えている。第一及び第二現像剤収容部１４８，１５０は、その断面形状の下半部が円筒形状に形成されている。第二現像剤収容部１５０は、その軸方向に沿った両端部において連通口１５１，１５２を介して第一現像剤収容部１４８と連通している。
【００７２】
第一及び第二現像剤収容部１４８，１５０には、二成分の現像剤４がそれぞれ収容されている。第一現像剤収容部１４８には、図４に示されるように、現像剤４を予め定められた軸方向（例えば、図４中、右側から左側）に搬送する螺旋状の第一現像剤撹拌搬送手段の一例としての撹拌供給部材１４２が配置されている。撹拌供給部材１４２は、図５に示されるように、合成樹脂を用いた射出成形等により、円柱形状や円筒形状の回転軸１４２ａと、回転軸１４２ａの外周に一体に形成された螺旋状の２条の搬送羽根１４２ｂを有して回転可能に形成された、いわゆるスクリューオーガーである。搬送羽根１４２ｂは、回転軸１４２ａの外周に位相を１８０度異ならせて２条にわたり設けられており、現像剤４の撹拌搬送性を向上させている。撹拌供給部材１４２は、トナーの撹拌混合機能に加えて現像剤４を現像ロール１４１へ供給する供給機能を担ったサプライオーガーである。撹拌供給部材１４２の搬送方向に沿った下流側の端部には、当該撹拌供給部材１４２によって搬送された現像剤４を逆方向に搬送して撹拌搬送部材１４３へと受け渡す逆搬送羽根１４２ｃが軸方向に沿って短く設けられている。また、撹拌供給部材１４２の回転軸１４２ａは、搬送方向に沿った上流側の端部１４２ａ’の外径が他の部分に比較して小さく小径に形成されている。その結果、撹拌供給部材１４２は、回転軸１４２ａの上流側の端部１４２ａ’外周に空間が形成されており、撹拌搬送部材１４３からの現像剤４の受け渡し性を向上させている。
【００７３】
また、第二現像剤収容部１５０には、図４に示されるように、現像剤４を予め定められた軸方向（例えば、図４中、左側から右側）に搬送する螺旋状の第二現像剤撹拌搬送手段の一例としての撹拌搬送部材１４３が配置されている。撹拌搬送部材１４３は、図６に示されるように、合成樹脂を用いた射出成形等により、円柱形状や円筒形状の回転軸１４３ａと、回転軸１４３ａの外周に一体に形成された螺旋状の２条の搬送羽根１４３ｂを有して回転可能に形成された、いわゆるスクリューオーガーである。搬送羽根１４３ｂは、回転軸１４３ａの外周に位相を１８０度異ならせて２条にわたり設けられており、現像剤４の搬送性を向上させている。撹拌搬送部材１４３は、搬送羽根１４３ｂのピッチが撹拌供給部材１４２より僅かに大きく設定されている。また、搬送羽根１４３ｂには、当該搬送羽根１４３ｂの一部を切り欠いた切欠き部１４３ｂ’、及び搬送羽根１４３ｂの外径を他の部分に比較して小さく設定した小径部１４３ｂ”が設けられている。切欠き部１４３ｂ’は、撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂの小径部１４３ｂ”にも形成されている。撹拌搬送部材１４３は、搬送羽根１４３ｂに切欠き部１４３ｂ’及び小径部１４３ｂ”を設けることで、軸方向のみならず周方向への搬送羽根１４３ｂを越えた現像剤４の交差した移動を可能とすることで現像剤４の撹拌混合能力を増大させている。撹拌搬送部材１４３は、第二現像剤収容部１５０に収容された現像剤４と補給されたトナーを撹拌混合することを主眼としたアドミックスオーガーである。
【００７４】
撹拌搬送部材１４３の搬送方向に沿った下流側の端部には、当該撹拌搬送部材１４３によって搬送された現像剤４を逆方向に搬送して撹拌供給部材１４２へと受け渡す逆搬送羽根１４３ｃが設けられている。また、撹拌搬送部材１４３の搬送方向に沿った上流側の端部には、斜め下方に位置する撹拌供給部材１４２から連通口１５１を介して受け渡される現像剤４を掬い挙げるための断面十字形状の掬い上げ部１４３ｄが形成されている。
【００７５】
第一及び第二現像剤収容部１４８，１５０は、連通口１５１，１５２を介して現像剤４が循環する現像剤搬送路を形成している。第一及び第二現像剤収容部１４８，１５０に収容された現像剤４は、一対のスパイラル状の撹拌供給部材１４２及び撹拌搬送部材１４３により現像剤搬送路内を撹拌混合されながら循環搬送されるようになっている。
【００７６】
第二現像剤収容部１５０の現像剤４の搬送方向に沿った上流側の端部近傍には、図４に示されるように、トナーカートリッジ１４５から供給されるトナーを補給するトナー補給口１５３が斜め上方に向けて開口されている。また、第二現像剤収容部１５０の現像剤４の搬送方向に沿った中央より下流側には、現像剤４中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段の一例としてのトナー濃度センサ１５４が配置されている。トナー濃度センサ１５４は、図３に示されるように、第二現像剤収容部１５０を形成する装置ハウジング１４０の外壁に接触するよう配置されている。トナー濃度センサ１５４としては、例えば、現像剤４中のトナー濃度の変化に伴う現像剤４の透磁率の変化を利用して現像剤４中のトナー濃度を検出するものが用いられる。トナー濃度センサ１５４は、現像剤４中のトナー濃度に応じて出力信号の周波数や電圧が変化する。トナー濃度センサ１５４としては、現像剤４中のトナー濃度を検出可能なものであれば、任意の方式のものを採用することができる。
【００７７】
トナーカートリッジ１４５のトナー供給口１４５ａからは、図７に示されるように、トナー供給装置１４６を介して現像装置１４の装置ハウジング１４０の内部にトナーが供給される。トナー供給装置１４６は、両端が閉塞された円筒形状に形成された供給装置本体１４６ａを備えている。供給装置本体１４６ａの内部には、トナーカートリッジ１４５から供給されるトナーを現像装置１４の装置ハウジング１４０のトナー補給口１５３へと搬送する螺旋状の搬送羽根を有する搬送部材１４６ｂが回転可能に配置されている。
【００７８】
ところで、この実施の形態１に係る現像装置１４の撹拌搬送部材１４３は、図４及び図６に示されるように、トナー濃度センサ１５４と対向する位置に現像剤４を撹拌搬送部材１４３の周方向に沿って搬送することで一時的に滞留させる平板状の滞留手段の一例としてのパドル部材１６０を備えている。パドル部材１６０は、図６（ｂ）に示されるように、撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂのうち、切欠き部１４３ｂ’及び小径部１４３ｂ”が設けられた位置に対応して配置されている。図示の実施の形態では、撹拌搬送部材１４３の搬送方向に沿った下流側の小径部１４３ｂ”がパドル部材１６０に到達するように設けられている。しかし、搬送羽根１４３ｂには、同図（ｃ）に示されるように、小径部１４３ｂ”をパドル部材１６０から離間した位置で切り欠いた切欠き部１４３ｂ’を設けるよう構成しても良い。また、パドル部材１６０は、撹拌搬送部材１４３の回転方向に沿った上流側の側面においても、同様に、小径部１４３ｂ”をパドル部材１６０から離間した位置で切り欠いた切欠き部１４３ｂ’を設けるよう構成しても良い。
【００７９】
パドル部材１６０は、図８に拡大して示されるように、平面矩形状の平板として形成されている。パドル部材１６０は、撹拌搬送部材１４３の回転軸１４３ａの外周に半径方向外方に向けて一体的に設けられている。パドル部材１６０の突出高さＨ１は、撹拌搬送部材１４３の螺旋羽根１４３ｂの外径と等しい値に設定可能である。ただし、パドル部材１６０の突出高さＨ１は、必ずしも撹拌搬送部材１４３の螺旋羽根１４３ｂの外径と等しい値である必要はなく、現像剤搬送路の内周面に接触しない程度であれば、螺旋羽根１４３ｂの外周径より大きくても逆に小さくても良い。パドル部材１６０の撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った長さＬ１は、トナー濃度センサ１５４の検出部１５４ａの長さより長く設定されている。
【００８０】
パドル部材１６０には、その外周端に向けて開口され正面矩形状に切り欠いた凹所１６１が設けられている。その結果、パドル部材１６０は、撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った両端部に位置する２つの垂直板部１６０ａ，１６０ｂと、２つの垂直板部１６０ａ，１６０ｂを一体的に連結する水平板部１６０ｃとに区画されている。凹所１６１は、パドル部材１６０の撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った中央部に配置されている。凹所１６１の高さＨ２は、例えば、パドル部材１６０の突出高さＨ１の１／２程度に設定可能である。また、凹所１６１の撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った長さＬ２は、トナー濃度センサ１５４の検出部１５４ａの長さと同程度又は検出部１５４ａより長く設定可能である。
【００８１】
パドル部材１６０には、その回転方向に沿った下流側の側面１６０ａに、吸着手段の一例として正面矩形の平板状の永久磁石（マグネット）１７０が図示しない両面テープを用いた粘着や接着剤を用いた接着等の手段により固定した状態で保持されている。永久磁石１７０は、一方の表面がＳ極及び他方の表面がＮ極にそれぞれ着磁された平板状の磁石である。永久磁石１７０の高さＨ３は、例えば、パドル部材１６０の突出高さＨ１より低く、凹所１６１の下端部より高く設定可能である。永久磁石１７０は、凹所１６１を除いた領域にてパドル部材１６０の表面に図示しない両面テープにより粘着又は接着されている。
この実施の形態では、パドル部材１６０に凹所１６１を設けることにより、パドル部材１６０の凹所１６１を除いたすべての領域で永久磁石１７０を保持することができ、永久磁石１７０の保持面を増加させることができ、パドル部材１６０と永久磁石１７０との固定力を増加させることができる。また、永久磁石１７０が現像剤から受ける押圧力がパドル部材１６０に作用し、永久磁石１７０がパドル部材１６０から分離するのを防止することができる。
【００８２】
永久磁石１７０は、軸方向に沿った中心位置がパドル部材１６０の凹所１６１の中心位置と一致するよう配置されている。また、永久磁石１７０は、軸方向に沿った中心位置がトナー濃度センサ１５４の検出部１５４ａの軸方向に沿った中心位置と一致している。
【００８３】
永久磁石１７０の上端部は、図８（ａ）に示されるように、その表裏両面がパドル部材１６０の凹所１６１から外部に露出している。更に付言すると、永久磁石１７０は、パドル部材１６０の凹部１６１において、Ｓ極とＮ極の両極性の磁極が第二現像剤収容部１５０からなる現像剤搬送路に露出している。その結果、現像剤搬送路に存在する現像剤４は、永久磁石１７０の表裏両面のＳ極とＮ極の間に形成される磁力線に沿って吸着されて磁気ブラシを形成する。永久磁石１７０に吸着された現像剤４の磁気ブラシは、パドル部材１６０の半径方向に沿った外方に突出している。現像剤４の磁気ブラシがパドル部材１６０の半径方向に沿った外方に突出する程度は、現像剤４の磁気ブラシの外周端が第二現像剤収容部１５０の内周面に接触しても良いが、必ずしも第二現像剤収容部１５０の内周面に接触しなくとも良い。
【００８４】
＜現像装置の動作＞
この実施の形態に係る現像装置１４では、次のようにして、現像剤４を磁力により吸着する吸着手段の一方の極性の磁極のみが濃度検知手段と対向する搬送路に露出する場合に比較して、現像剤濃度の検知精度を向上させるようになっている。
【００８５】
現像装置１４は、図３に示されるように、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像を現像ロール１４１の表面に保持された現像剤４により現像することで、装置ハウジング１４０内に収容された現像剤４中のトナーが徐々に消費される。現像装置１４では、装置ハウジング１４０内の現像剤４のトナー濃度が、第二現像剤収容部１５０の外部に装着されたトナー濃度センサ１５４により検出される。
【００８６】
制御装置２００は、トナー濃度センサ１５４の検出結果に基づいて、所要のタイミングでトナー供給装置１４６を駆動させ、トナーカートリッジ１４５から現像装置１４の装置ハウジング１４０の内部にトナー補給口１５３を介してトナーを供給する。装置ハウジング１４０の内部に供給されたトナーは、図４に示されるように、第二現像剤収容部１５０に配置された撹拌搬送部材１４３によって軸方向に沿った下流側へと搬送される。その間、装置ハウジング１４０の内部に供給されたトナーは、第二現像剤収容部１５０内に既に存在する現像剤４と撹拌されるとともに、トナーが現像剤４中の磁性キャリアと摺摩されることで摩擦帯電される。
【００８７】
撹拌搬送部材１４３によって軸方向に沿った下流側に搬送された現像剤４は、その搬送方向に沿った下流側に設けられたパドル部材１６０の位置へと到達する。パドル部材１６０は、図８に示されるように、撹拌搬送部材１４３の回転軸１４３ａの外周に半径方向外方へ向けた平板状に形成されている。そのため、パドル部材１６０の位置に到達した現像剤４は、当該パドル部材１６０の回転動作に伴って周方向に搬送される。と同時に、パドル部材１６０に対応した装置ハウジング１４０の外部に配置されたトナー濃度センサ１５４によって現像剤４中のトナー濃度が検出される。
【００８８】
ところで、パドル部材１６０の表面には、図８に示されるように、平板状の永久磁石１７０が設けられている。そのため、パドル部材１６０の近傍に存在する現像剤４は、永久磁石１７０に磁力により吸着される。
【００８９】
その際、パドル部材１６０には、その先端側に凹所１６１が形成されており、永久磁石１７０の先端部は、Ｓ極及びＮ極の両極性の磁極が凹所１６１を介して第二現像剤収容部１５０の内周面からなる現像剤搬送路に露出している。永久磁石１７０に吸着された現像剤４は、図９に示されるように、永久磁石１７０の表裏両面に露出したＳ極及びＮ極の磁極間に形成される磁力線に沿った磁気ブラシ４ａを形成する。現像剤４の磁気ブラシ４ａは、パドル部材１６０の半径方向外方に向けて現像剤搬送路に突出した状態となる。
【００９０】
パドル部材１６０と第二現像剤収容部１５０の内周面との間に存在する現像剤４は、撹拌搬送部材１４３と共に回転するパドル部材１６０の永久磁石１７０に付着した現像剤４の磁気ブラシ４ａによって摺擦されて周方向に沿って移動する。そのため、パドル部材１６０と第二現像剤収容部１５０の内周面との間に存在する現像剤４は、新たな現像剤４と入れ替えられることとなる。
【００９１】
よって、トナー濃度センサ１５４では、通常の現像動作時は勿論のこと、トナーの補給動作が実行された場合等であっても、パドル部材１６０と第二現像剤収容部１５０の内周面との間の間隙を含む領域に供給される現像剤４の濃度が検出される。
【００９２】
実験例１及び比較例１，２
本発明者は、図３に示されるような現像装置１４を試作し、装置ハウジング１４０内の現像剤４のトナー濃度を変化させてトナー濃度センサ１５４により検出する実験を常温常湿である実験室環境下において行った。なお、現像装置１４は、撹拌搬送部材１４３の回転速度を、大別して高速であるＨｉと中速であるＭｉｄと低速であるＬｏｗの３種類に設定し、且つ３種類の速度を普通紙用の全速と厚紙用の低速に切り替え可能とし、最も速い回転速度である高速であるＨｉの全速と、最も遅い回転速度である低速であるＬｏｗの半速とにおいて動作させた。
【００９３】
実験例１は、図８（ａ）に示されるように、撹拌搬送部材１４３のパドル部材１６０に永久磁石１７０を設けるとともに、パドル部材１６０に凹所１６１を形成して永久磁石１７０の先端部が第二現像剤収容部１５０からなる現像剤搬送路に露出するように構成した現像装置１４を用いて行った。
【００９４】
また、比較例１は、図１０（ａ）に示されるように、撹拌搬送部材１４３のパドル部材１６０に永久磁石１７０を設けたが、パドル部材１６０に凹所１６１を形成せず永久磁石１７０の一方の極性の磁極のみが現像剤搬送路に露出し、他方の極性の磁極はパドル部材１６０によって閉塞されるように構成した現像装置１４を用いた。
【００９５】
さらに、比較例２は、図１０（ｂ）に示されるように、撹拌搬送部材１４３のパドル部材１６０に永久磁石１７０を設けず、パドル部材１６０のみを配置した現像装置１４を用いた。
【００９６】
図１１は、上記実験例１及び比較例１，２の結果を示すグラフである。
【００９７】
この図１１から明らかなように、実験例１の場合には、トナー濃度が上昇するに従ってトナー濃度センサ１５４からの出力値が直線状に増加しており、トナー濃度を精度良く検出できることが判った。なお、撹拌搬送部材１４３の回転速度がＨｉの全速とＬｏｗの半速とにおいて、同じトナー濃度であってもトナー濃度センサ１５４の出力値が異なるのは、撹拌搬送部材１４３の回転速度に応じてトナー濃度センサ１５４の検出領域に単位時間当たりに搬送される現像剤４の量が異なるためである。
【００９８】
また、比較例１の場合には、トナー濃度が約３％から８％の領域においてはトナー濃度が上昇するに従って、トナー濃度センサ１５４の出力値が略直線状に増加しているが、トナー濃度が１０％以上に達すると、トナー濃度センサ１５４の出力値が上昇する勾配が低下してしまい、トナー濃度の高濃度領域においてトナー濃度を精度良く検出することができないことが判った。
【００９９】
その理由としては、図１０（ｃ）に示されるように、撹拌搬送部材１４３のパドル部材１６０に永久磁石１７０が設けられているが、永久磁石１７０の一方の極性の磁極のみが現像剤搬送路に露出した状態であり、永久磁石１７０に吸着される現像剤４の磁気ブラシ４ａがパドル部材１６０の外周端を越えることがない。そのため、撹拌搬送部材１４３の外周と第二現像剤収容部１５０からなる現像剤搬送路の内周面との間には、図１２に示されるように、現像剤４が滞留して殆ど移動しない所謂デッドスペースＳが存在することとなる。その結果、現像剤４中のトナー濃度が変化しても、デッドスペースＳに存在する現像剤４の影響により、トナー濃度を精度良く検出することができないためであると考えられる。
【０１００】
さらに、比較例２の場合には、トナー濃度が約６％から８％の領域にわたってはトナー濃度が高くなるに従って、トナー濃度センサ１５４の出力値の上昇がみられるが、トナー濃度が１０％以上に達すると、トナー濃度センサ１５４の出力値が殆ど変化せず、トナー濃度を精度良く検出することができないことが判った。その理由としては、上述したように、撹拌搬送部材１４３にパドル部材１６０を設けたのみでは、撹拌搬送部材１４３の外周と第二現像剤収容部１５０からなる現像剤搬送路の内周面との間に存在する現像剤４のデッドスペースＳを解消することができないことが挙げられる。
【０１０１】
実験例２
次に、本発明者は、図３に示されるような現像装置１４を試作し、装置ハウジング１４０内の現像剤４の濃度をトナー濃度センサ１５４によって検出する実験を行った。実験例２は、環境外乱の影響をみるため、現像装置１４を常温常湿である実験室環境及び高温高湿環境下において動作させてトナー濃度を検出する実験を行った。
【０１０２】
図１３は実験例２の結果を示すグラフである。
【０１０３】
この図１３から明らかなように、実験例２では、常温常湿である実験室環境Ｌａｂ及び高温高湿環境Ａｚ下のいずれにおいても、トナー濃度の上昇に伴ってトナー濃度センサ１５４の出力値が略直線状に増加しており、環境変動にかかわらずトナー濃度を精度良く検出することができることが判る。
【０１０４】
実験例３
次に、本発明者は、図３に示されるような現像装置１４を試作し、装置ハウジング１４０内の現像剤４の濃度をトナー濃度センサ１５４によって検出する実験を行った。実験例３は、永久磁石１７０の形状及び永久磁石１７０の取付位置に公差が存在する場合に、トナー濃度センサ１５４の出力がどのように変動するかを確認するものである。
【０１０５】
具体的には、実験例３−１は、永久磁石１７０の形状が許容値の中心となる値であり、且つ永久磁石１７０の取付位置が許容位置の中心となる位置である場合、実験例３−２は、永久磁石１７０の形状が許容値の下限となる値であり、且つ永久磁石１７０の取付位置が目標位置の下限となる位置である場合をそれぞれ示している。
【０１０６】
図１４は実験例３の結果を示すグラフである。
【０１０７】
この図１４から明らかなように、実験例３では、永久磁石１７０の形状が許容値の中心となる値であり、且つ永久磁石１７０の取付位置が許容位置の中心となる位置である場合は勿論のこと、永久磁石１７０の形状が許容値の下限となる値であり、且つ永久磁石１７０の取付位置が目標位置の下限となる位置である場合においても、同様に、トナー濃度の上昇に伴ってトナー濃度センサ１５４の出力値が略直線状に増加しており、永久磁石１７０の取付位置及び形状の変動にかかわらずトナー濃度を精度良く検出することができることが判る。
【０１０８】
このように、上記実施の形態１に係る現像装置１４では、現像剤４を磁力により吸着する吸着手段の一方の極性の磁極のみが濃度検知手段と対向する搬送路に露出する場合に比較して、トナー濃度センサ１５４による現像剤濃度の検知精度を向上させることができる。
【０１０９】
また、この実施の形態１では、永久磁石１７０の撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った長さＬ３がパドル部材１６０の長さＬ１より短く設定されている。これに対して、永久磁石１７０の撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った長さＬ３がパドル部材１６０の長さＬ１と同じであると、デッドスペースＳの現像剤４を掻き取るのに不要な現像剤４までが、永久磁石１７０の撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った両端部に付着することになり、滞留する現像剤４の量が増加して誤検知が発生し得る。そこで、永久磁石１７０の撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った長さＬ３がパドル部材１６０の長さＬ１より短く設定することにより、永久磁石１７０の撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った両端部に付着することによる誤検知の発生を抑制することができる。
【０１１０】
変形例
図１５はこの発明の実施の形態１に係る現像装置の変形例を示す構成図である。
【０１１１】
この変形例では、図１５に示されるように、パドル部材１６０に設けられた凹所が撹拌搬送部材１４３の回転軸１４３ａの表面に達するように構成されている。その結果、パドル部材１６０は、撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った２つの垂直板部１６０ａ，１６０ｂに分割されている。永久磁石１７０は、パドル部材１６０の２つの垂直板部１６０ａ，１６０ｂにそれぞれ両面テープ等により固定した状態で保持されている。
【０１１２】
この変形例では、永久磁石１７０の全域が現像剤搬送路に露出しているため、実施の形態１に比較して、現像剤４の磁気ブラシ４ａを良好に形成することができ、撹拌搬送部材１４３の外周と第二現像剤収容部１５０からなる現像剤搬送路の内周面との間に存在する現像剤４のデッドスペースＳをより確実に解消することができる。
【０１１３】
[実施の形態２]
図１６は、実施の形態２に係る現像装置の要部を示す構成図である。この実施の形態２では、滞留手段は、吸着手段よりも撹拌搬送手段の半径方向に沿った外側に向けて突出した突出部を有し、突出部は、撹拌搬送手段の軸方向に沿った長さが吸着手段よりも短く設定されている。
【０１１４】
すなわち、この実施の形態２に係る現像装置１４では、図１６に示されるように、パドル部材１６０に凹所１６１を設けるのではなく、パドル部材１６０を半径方向外方へ突出した突出部の一例としての垂直板部１６０ａと、垂直板部１６０ａと交差する方向に垂直板部１６０ａより低く設けられた水平板部１６０ｃとから正面略Ｌ字形状に形成し、永久磁石１７０の上部がパドル部材１６０の水平板部１６０ｃから突出するように構成したものである。
【０１１５】
永久磁石１７０は、パドル部材１６０の垂直板部１６０ａと水平板部１６０ｃに両面テープ等により固定されている。垂直板部１６０ａは、撹拌搬送手段１４３の軸方向に沿った長さが永久磁石１７０よりも短く設定されている。
【０１１６】
この実施の形態２では、永久磁石１７０がパドル部材１６０から突出した突出領域を撹拌搬送手段１４３の軸方向に沿って大きくとることができ、現像剤４の磁気ブラシ４ａを撹拌搬送手段１４３の軸方向に沿って長い領域にわたり形成することができる。
【０１１７】
なお、パドル部材１６０には、図１６（ｂ）に示されるように、水平板部１６０ｃを省略して、垂直板部１６０ａのみから構成しても良い。
【０１１８】
[実施の形態３]
図１７は、実施の形態３に係る現像装置を示す構成図である。この実施の形態３では、吸着手段は、滞留手段に弾性変形可能に設けられた係止片によって係止されるように構成されている。
【０１１９】
この実施の形態３に係る現像装置は、パドル部材１６０の正面形状が実施の形態１と同様に、パドル部材１６０の先端側に凹所１６１を有する形状に形成されている。ただし、永久磁石１７０は、パドル部材１６０の表面に両面テープ等により固定されるのではなく、パドル部材１６０の先端に弾性変形可能に設けられた係止片１６２によって係止されるように構成されている。
【０１２０】
パドル部材１６０の両端部に位置する垂直板部１６０ａ，１６０ｂには、図１７（ｂ）に示されるように、永久磁石１７０側に向けて断面略三角形の爪状に突出した係止片１６２が一体的に設けられている。パドル部材１６０は、垂直板部１６０ａ，１６０ｂを弾性変形させて係止片１６２によって永久磁石１７０の上端を係止することにより固定した状態で保持するよう構成されている。
【０１２１】
この実施の形態３の場合には、両面テープ等が不要となり、永久磁石１７０の固定が容易に行える。
【０１２２】
[実施の形態４]
図１８は、実施の形態４に係る現像装置を示す構成図である。この実施の形態４では、吸着手段が、撹拌搬送手段の搬送羽根自体から構成されている。
【０１２３】
すなわち、この実施の形態４に係る現像装置の撹拌搬送部材１４３は、図１８に示されるように、トナー濃度センサ１５４の検出部１５４ａに対応した位置に配置される搬送羽根１４３ｂ’”が磁性材料により形成されている。磁性材料からなる搬送羽根１４３ｂ’”は、その表裏両面がそれぞれＳ極及びＮ極に着磁されて永久磁石１７０を構成している。搬送羽根１４３ｂ’”は、接着等の手段により撹拌搬送部材１４３の回転軸１４３ａに固定した状態で設けられている。
【０１２４】
この実施の形態４では、撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂの一部１４３ｂ’”が永久磁石１７０からなるため、撹拌搬送部材１４３により搬送される現像剤４は、搬送羽根の一部１４３ｂ’”を構成する永久磁石１７０に磁力により吸着されて磁気ブラシを形成する。
【０１２５】
この実施の形態４では、永久磁石１７０を容易に設けることができ、しかもパドル部材１６０を設ける必要がない。
【０１２６】
[実施の形態５]
図１９は、実施の形態５に係る現像装置を示す構成図である。この実施の形態５では、吸着手段は、滞留手段の表裏両面を挟持するように設けられている。
【０１２７】
すなわち、この実施の形態５に係る現像装置１４は、図１９に示されるように、パドル部材１６０が実施の形態１に比較して高さが低い平板状に形成されている。このパドル部材１６０には、当該パドル部材１６０を挟持するように永久磁石１７０が取り付けられている。永久磁石１７０は、パドル部材１６０より厚い平板状に形成されている。永久磁石１７０の下端面には、パドル部材１６０に嵌め合われる凹溝１７１が設けられている。永久磁石１７０は、凹溝１７１にパドル部材１６０を嵌め合されることで撹拌搬送部材１４３に固定される。永久磁石１７０を固定する際には、必要に応じて接着剤等を用いても勿論良い。
【０１２８】
この実施の形態５では、永久磁石１７０の両極性の磁極を搬送路に確実に露出させることができる。
【０１２９】
なお、永久磁石１７０は、必ずしも１つの部材から構成する必要はなく、図１９（ｄ）に示されるように、断面平板状の第１部材１７０ａと断面略Ｌ字形状の第２部材１７０ｂとからなる２つの部材に分割して構成しても良い。
【０１３０】
[実施の形態６]
図２０は、実施の形態６に係る現像装置を示す構成図である。実施の形態６では、吸着手段は、撹拌搬送手段の軸方向に沿った複数の搬送羽根にそれぞれ設けられた切欠部に挿入された状態で設けられている。
【０１３１】
すなわち、この実施の形態６に係る現像装置は、図２０に示されるように、撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂに平板状の永久磁石１７０を嵌め合わせる切欠き部１７２が設けられている。切欠き部１７２は、撹拌搬送部材１４３の回転軸１４３ａの外周に２条にわたり形成される搬送羽根１４３ｂのうち、隣接する同一条の搬送羽根１４３ｂに形成されている。また、隣接する同一条の搬送羽根１４３ｂの間に位置する他の１条の搬送羽根１４３ｂには、永久磁石１７０を挿通するための切欠部１４３ｂ’が設けられている。
【０１３２】
永久磁石１７０は、隣接する同一条の搬送羽根１４３ｂに形成された切欠き部１７２に嵌め合わされた状態で固定されている。
【０１３３】
この実施の形態６では、永久磁石１７０が滞留手段としての機能を兼ねることができる。
【０１３４】
[実施の形態７]
図２１は、実施の形態７に係る現像装置を示す構成図である。実施の形態７は、吸着手段は、撹拌搬送手段の軸部に設けられた凹部に挿入された状態で設けられている。
【０１３５】
すなわち、この実施の形態７に係る現像装置１４は、図２１に示されるように、撹拌搬送部材１４３の回転軸１４３ａに軸方向に沿って凹溝１７３が形成されており、当該凹溝１７３に平板状の永久磁石１７０が嵌め込まれて固定されている。
【０１３６】
この実施の形態７では、撹拌搬送歩合１４３の搬送羽根１４３ｂのピッチと無関係に永久磁石１７０を設けることができる。
【０１３７】
[実施の形態８]
図２２は、実施の形態８に係る現像装置を示す構成図である。実施の形態８は、吸着手段が、撹拌搬送手段の軸方向に沿った複数の搬送羽根に掛け渡された状態で設けられている。
【０１３８】
すなわち、この実施の形態８に係る現像装置１４は、図２２に示されるように、撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂの外周端に細長い平板状の永久磁石を装着するための切欠き部１７４が形成されている。切欠き部１７４は、撹拌搬送部材１４３の回転軸１４３ａの外周に２条にわたり形成される搬送羽根１４３ｂのうち、隣接する同一条の搬送羽根１４３ｂの外周端に周方向に沿って形成されている。
【０１３９】
永久磁石１７０は、その両端が搬送羽根１４３ｂの切欠き部１７４に嵌め合わされた状態で固定して設けられている。その際、永久磁石１７０は、必要に応じて搬送羽根１４３ｂの切欠き部１７４に接着剤により固定される。
【０１４０】
永久磁石１７０は、図２２（ｃ）に示されるように、その外周側の表面に長手方向に沿ってＳ極及びＮ極が交互に着磁されており、隣接するＳ極とＮ極との間に磁力線が形成される。
【０１４１】
この実施の形態７に係る現像装置１４では、永久磁石１７０が隣接する同一条の搬送羽根１４３ｂの間に掛け渡した状態で設けられているため、永久磁石１７０が現像剤４の搬送性に与える影響を軽減しつつ、現像剤４の磁気ブラシ４ａを確実に形成することが可能となる。
【０１４２】
なお、前記実施の形態では、ブラック（Ｋ）の作像装置１０のみからなるモノクロの画像形成装置の現像装置について説明したが、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を有するフルカラーの画像形成装置の現像装置についても同様に適用することができることは勿論である。
【０１４３】
また、前記実施の形態では、吸着手段として永久磁石を用いた場合について説明したが、吸着手段としては永久磁石に限定されるものではなく、撹拌搬送部材を介して通電する必要性はあるが、電磁石を用いても良い。
【符号の説明】
【０１４４】
１…画像形成装置
１ａ…装置本体
１０…作像装置
１１…感光体ドラム
１４…現像装置
１４０…装置ハウジング
１４２…撹拌供給部材
１４２ａ…回転軸
１４２ｂ…搬送羽根
１４３…撹拌搬送部材
１４３ａ…回転軸
１４３ｂ…搬送羽根
１６０…パドル部材
１６１…凹所
１７０…永久磁石
【図１】
2020016833.tif 000003
【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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【図１１】
2020016833.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2020016833.tif 000015
【図１４】
2020016833.tif 000016
【図１５】
2020016833.tif 000017
【図１６】
2020016833.tif 000018
【図１７】
2020016833.tif 000019
【図１８】
2020016833.tif 000020
【図１９】
2020016833.tif 000021
【図２０】
2020016833.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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