(57)【要約】【課題】搬送スクリュにより搬送される現像剤の嵩密度の安定化を図り、インダクタンスセンサによるトナー濃度の測定精度を向上する。【解決手段】トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、撹拌スクリュ１４と、撹拌スクリュ１４の周方向の一部に対向して配置されたインダクタンスセンサ１８と、を備える。撹拌スクリュ１４は、現像容器に収容された現像剤を回転により搬送方向Ｖ１に搬送する螺旋形状の第１羽根部４１と、インダクタンスセンサ１８に対向するスクリュ軸４０において径方向に突出して設けられたリブ４４と、搬送方向Ｖ１に関するリブ４４の上流側の端部４４ａに連続して設けられた螺旋形状の第２羽根部４２と、を有し、第２羽根部４２は、リブ４４の上流側の端部４４ａから撹拌スクリュ１４の回転方向Ｖ２の下流側に１／３周以下の長さを有する。【選択図】図９
2020201300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器に回転可能に設けられた軸部と、前記軸部と一体回転し、前記現像容器に収容された現像剤を回転により搬送方向に搬送する螺旋形状の第１羽根部と、を有する搬送スクリュと、
前記搬送スクリュの周方向の一部に対向して配置され、前記現像容器に収容された現像剤のトナー濃度に関する情報を検知するインダクタンスセンサと、を備える現像装置であって、
前記搬送スクリュは、前記インダクタンスセンサに対向する前記軸部において径方向に突出して設けられたリブと、前記搬送方向に関する前記リブの上流側の端部に連続して設けられた螺旋形状の第２羽根部と、を有し、
前記第２羽根部は、前記リブの上流側の端部から前記搬送スクリュの回転方向の下流側に１／３周以下の長さを有する、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記リブは、前記搬送方向に関する前記リブの下流側に隣り合って位置する前記第１羽根部との間に空隙を有して設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記第２羽根部は、前記リブの上流側の端部から前記搬送スクリュの回転方向の上流側に延長して設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第２羽根部は、前記第１羽根部に対して位相を異にして設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第１羽根部は、羽根の形成されていない不連続部を有し、
前記第２羽根部は、前記第１羽根部の前記不連続部に形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記第２羽根部は、前記第１羽根部に対してピッチ長さ及び外径がそれぞれ同じである、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記第２羽根部は、前記搬送スクリュの回転方向に１／１５周以上、１／５周以下の長さを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記リブは、前記第１羽根部の前記軸部からの高さを１００％とした場合に、前記軸部から８８％以上、１０７％以下の高さを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器に回転可能に設けられた軸部と、前記軸部と一体回転し、前記現像容器に収容された現像剤を回転により搬送方向に搬送する螺旋形状の第１羽根部と、を有する搬送スクリュであって、
前記搬送スクリュの周方向の一部に対向して配置され、前記現像容器に収容された現像剤のトナー濃度に関する情報を検知するインダクタンスセンサに対向する前記軸部において径方向に突出して設けられたリブと、前記搬送方向に関する前記リブの上流側の端部に連続して設けられた螺旋形状の第２羽根部と、を備え、
前記第２羽根部は、前記リブの上流側の端部から前記搬送スクリュの回転方向の下流側に１／３周以下の長さを有する、
ことを特徴とする搬送スクリュ。
【請求項１０】
前記リブは、前記搬送方向に関する前記リブの下流側に隣り合って位置する前記第１羽根部との間に空隙を有して設けられる、
ことを特徴とする請求項９に記載の搬送スクリュ。
【請求項１１】
前記第２羽根部は、前記リブの上流側の端部から前記搬送スクリュの回転方向の上流側に延長して設けられる、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の搬送スクリュ。
【請求項１２】
前記第２羽根部は、前記第１羽根部に対して位相を異にして設けられる、
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の搬送スクリュ。
【請求項１３】
前記第１羽根部は、羽根の形成されていない不連続部を有し、
前記第２羽根部は、前記第１羽根部の前記不連続部に形成される、
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の搬送スクリュ。
【請求項１４】
前記第２羽根部は、前記第１羽根部に対してピッチ長さ及び外径がそれぞれ同じである、
ことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の搬送スクリュ。
【請求項１５】
前記第２羽根部は、前記搬送スクリュの回転方向に１／１５周以上、１／５周以下の長さを有する、
ことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の搬送スクリュ。
【請求項１６】
前記リブは、前記第１羽根部の前記軸部からの高さを１００％とした場合に、前記軸部から８８％以上、１０７％以下の高さを有する、
ことを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の搬送スクリュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置に適用される現像装置及び搬送スクリュに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複数の機能を有する複合機等として広く応用されている。一般に、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する現像装置には、磁性トナーを主成分とした一成分現像剤、又は非磁性トナーと磁性キャリアとを主成分とした二成分現像剤のいずれかが用いられる。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー画像を形成する画像形成装置では、画像の色味などの観点から、殆どの現像装置で二成分現像剤が使用されている。
【０００３】
このような二成分現像剤を使用する現像装置において、補給されたトナーとキャリアとを十分に撹拌するための撹拌部材が開発されている。例えば、現像装置の現像容器内で現像剤を搬送する搬送スクリュに、撹拌部材として搬送方向に沿ったリブを設け、撹拌性能を向上させる構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７０９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の現像装置では、搬送スクリュの回転速度の違いや搬送スクリュにより搬送する現像剤量の違いにより、現像剤の嵩密度が安定しない場合、インダクタンスセンサによるトナー濃度の測定精度が、低下してしまう虞がある。そこで、搬送スクリュの回転速度の違いや搬送スクリュにより搬送する現像剤量の違いにかかわらず、搬送スクリュにより搬送される現像剤の嵩密度を安定化させることが可能な新たな構成が望まれている。
【０００６】
本発明は、搬送スクリュにより搬送される現像剤の嵩密度の安定化を図り、インダクタンスセンサによるトナー濃度の測定精度を向上できる現像装置及び搬送スクリュを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の現像装置は、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器に回転可能に設けられた軸部と、前記軸部と一体回転し、前記現像容器に収容された現像剤を回転により搬送方向に搬送する螺旋形状の第１羽根部と、を有する搬送スクリュと、前記搬送スクリュの周方向の一部に対向して配置され、前記現像容器に収容された現像剤のトナー濃度に関する情報を検知するインダクタンスセンサと、を備える現像装置であって、前記搬送スクリュは、前記インダクタンスセンサに対向する前記軸部において径方向に突出して設けられたリブと、前記搬送方向に関する前記リブの上流側の端部に連続して設けられた螺旋形状の第２羽根部と、を有し、前記第２羽根部は、前記リブの上流側の端部から前記搬送スクリュの回転方向の下流側に１／３周以下の長さを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の搬送スクリュは、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器に回転可能に設けられた軸部と、前記軸部と一体回転し、前記現像容器に収容された現像剤を回転により搬送方向に搬送する螺旋形状の第１羽根部と、を有する搬送スクリュであって、前記搬送スクリュの周方向の一部に対向して配置され、前記現像容器に収容された現像剤のトナー濃度に関する情報を検知するインダクタンスセンサに対向する前記軸部において径方向に突出して設けられたリブと、前記搬送方向に関する前記リブの上流側の端部に連続して設けられた螺旋形状の第２羽根部と、を備え、前記第２羽根部は、前記リブの上流側の端部から前記搬送スクリュの回転方向の下流側に１／３周以下の長さを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、搬送スクリュにより搬送される現像剤の嵩密度の安定化を図り、インダクタンスセンサによるトナー濃度の測定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置の断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る現像装置の縦断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る現像装置におけるトナー濃度とインダクタンスセンサの出力との関係を示すグラフである。
【図５】第１の実施形態に係る画像形成装置のインダクタンスセンサからの出力信号を処理する回路構成を示すブロック図である。
【図６】一般的な搬送スクリュの螺旋羽根のピッチと現像剤の搬送量との関係を示すグラフである。
【図７】一般的な搬送スクリュの螺旋羽根のピッチと現像剤の搬送量との関係を説明するための側面図である。
【図８】第１の実施形態に係る撹拌スクリュの主要部を示す斜視図である。
【図９】第１の実施形態に係る撹拌スクリュの主要部を示す側面図である。
【図１０】一般的な撹拌スクリュのリブを第１羽根部に連続させた場合を示す模式的な側面図であり、（ａ）は回転速度が大きいとき、（ｂ）は回転速度が小さいときである。
【図１１】第１の実施形態に係る撹拌スクリュのリブを第２羽根部に連続させた場合を示す模式的な側面図であり、（ａ）は回転速度が大きいとき、（ｂ）は回転速度が小さいときである。
【図１２】実施例及び比較例に係る撹拌スクリュを用いて現像剤を撹拌した場合における撹拌スクリュの回転時間とインダクタンスセンサの出力との関係を示すグラフである。
【図１３】実施例及び比較例に係る撹拌スクリュを用いて現像剤を撹拌した場合における撹拌スクリュの長さと回転の高速時及び低速時のインダクタンスセンサの出力差との関係を示すグラフである。
【図１４】第２の実施形態に係る撹拌スクリュの主要部を示す側面図である。
【図１５】第３の実施形態に係る撹拌スクリュの主要部を示す模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図１３を参照しながら詳細に説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１２】
［画像形成装置］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示す概略図である。画像形成装置１００は、中間転写ベルト２５に沿って画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式の画像形成エンジン１０１を備えたフルカラープリンタである。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材（以下、シートＳと略称する）が挙げられる。
【００１３】
各画像形成部ＰＹ〜ＰＫは、電子写真式の画像形成ユニットであり、電子写真プロセスを実行することでトナー像を形成する。即ち、画像形成部ＰＹは、感光体である感光ドラム１０の表面を帯電器２１によって一様に帯電させ、レーザースキャナ２２が照射するレーザ光によってドラム表面に静電潜像を書き込む。この静電潜像は、現像装置１から供給されるトナーによって現像され、イエローのトナー像が可視化される。
【００１４】
同様のプロセスは他の画像形成部ＰＭ，ＰＣ，ＰＫにおいても並行して進められ、マゼンタ・シアン・ブラックの各色のトナー像が形成される。各画像形成部ＰＹ〜ＰＫの構成は、現像に用いられるトナーの色を除いて実質的に同じであるため、説明を省略する。各画像形成部ＰＹ〜ＰＫの感光ドラム１０に担持されたトナー像は、一次転写ローラ２３により、一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト２５に一次転写される。このとき、最初に中間転写ベルト２５に転写されるイエローのトナー像に他の色のトナー像が重なるように転写されることで、中間転写ベルト２５の表面にフルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト２５に転写されずに感光ドラム１０に残った転写残トナー等の付着物は、ドラムクリーナ２４によって除去される。
【００１５】
中間転写体としての中間転写ベルト２５は、テンションローラ２６、二次転写内ローラ２７及び駆動ローラ２８に巻き回され、駆動ローラ２８により、感光ドラム１０の回転方向Ｒ１に連れ回る回転方向Ｒ２に搬送される。中間転写ベルト２５を挟んで二次転写内ローラ２７に対向する位置には二次転写ローラ２９が配置され、二次転写ローラ２９と中間転写ベルト２５との間のニップ部として二次転写部Ｔ２が形成されている。二次転写部Ｔ２には、カセット又はトレイ等からシートＳが１枚ずつ給送される。中間転写ベルト２５に担持されたトナー像は、二次転写部Ｔ２に形成されるバイアス電界により、シートＳへと二次転写される。シートＳに転写されずに中間転写ベルト２５に残った転写残トナー等の付着物は、ベルトクリーナ３０によって除去される。
【００１６】
その後、シートＳは定着装置３１へ搬送される。定着装置３１は、シートＳを挟持して搬送する回転体対と、ハロゲンランプ等の熱源とを有し、シートＳを搬送しながらトナー像を加熱及び加圧する。これにより、トナー粒子が溶融し、その後固着することで、シートＳに定着した画像が得られる。定着装置３１を通過したシートＳは、画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００１７】
各画像形成部ＰＹ〜ＰＫの現像装置１には、補給装置３２が接続される。補給装置３２は、補給用の現像剤を収容する収容容器と、収容容器から排出される現像剤を計量しながら現像装置１に補給するホッパ装置とを含む。収容容器に収容される現像剤は、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫに対応する色のトナーを含んでいる。後述するように、補給装置３２は、現像装置１に設けられたトナー濃度センサからの検知信号に基づいて現像装置１に現像剤を補給する動作を行う。
【００１８】
なお、以下で説明する現像装置１及び撹拌スクリュ１４の構成は、上述の画像形成エンジン１０１を有する画像形成装置に限らず、例えば感光体から記録材にトナー像を直接転写する方式の画像形成装置にも適用可能である。
【００１９】
［現像装置］
本実施形態の現像装置１について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、現像装置１を長手方向（感光ドラム１０の軸方向）に垂直な平面で切断した断面図であり、図３は現像装置１の内側を上方から見た様子を表している。
【００２０】
図２に示すように、現像装置１は、現像剤を収容する現像容器２と、現像スリーブ５及びマグネットローラ４からなる現像ローラ３と、ブレード６と、現像スクリュ１３と、撹拌スクリュ（搬送スクリュ）１４と、インダクタンスセンサ１８と、を備える。現像スリーブ５は、現像剤を担持する現像剤担持体である。撹拌スクリュ１４は現像剤を撹拌しながら搬送する。
【００２１】
現像容器２の内部には、現像スリーブ５に現像剤を供給する現像室１１と、現像室１１と共に現像剤の循環経路を構成する撹拌室１２とが設けられている。現像室１１及び撹拌室１２は、隔壁である仕切り部材１５によって空間的に仕切られている。
【００２２】
現像ローラ３は、現像容器２に対して固定された円柱状のマグネットローラ４と、マグネットローラ４の周囲を回転する現像スリーブ５とで構成される。磁界発生手段としてのマグネットローラ４は、周方向の複数の位置に磁極（Ｎａ，Ｎｂ，Ｎｃ，Ｓａ，Ｓｂ）を有する。現像スリーブ５は図中矢印方向に回転駆動され、吸引極Ｎａの位置で吸着した現像剤を現像ローラ３と感光ドラム１０とが対向する現像領域に向かって搬送する。ブレード６は、吸引極Ｎａと現像極Ｎｂとの間に配置された磁極Ｓａの付近で穂立ちした状態の現像剤の厚さを規制するドクターブレードであり、現像領域に到達する現像剤量を制御する。
【００２３】
現像領域に到達した現像剤は、現像極Ｎｂが発生する磁界によって現像ローラ３の径方向にキャリアが連なった磁気穂を形成する。この状態で、現像スリーブ５に印加されるバイアス電圧及びドラム表面の電位分布に従って、トナー粒子が感光ドラムへ向かって飛翔する。これにより、感光ドラムに帯電したトナー粒子が供給され、ドラム表面の静電潜像がトナー像として可視化される。現像に供された後の現像剤は剥離極Ｎｃと吸引極Ｎａとの間にある無磁力帯において現像スリーブ５から剥離され、現像室１１へと戻される。
【００２４】
本実施形態では二成分現像剤を使用しており、現像容器２に収容される現像剤はマイナス帯電極性の非磁性トナーとプラス帯電極性の磁性キャリアとを含んでいる。非磁性トナーは、例えばポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包させ、粉砕あるいは重合によって粉体としたものに、酸化チタン、シリカ等の微粉末を表面に添加したものである。磁性キャリアは、フェライト粒子のコア、又は磁性粉を混錬した樹脂粒子のコアの表層に、樹脂コートを施したものである。尚、未だ現像に供されたことがない新品（初期状態）の現像剤中のトナー濃度（現像剤の全重量に占めるトナーの重量の割合（ＴＤ比））は、本実施形態では１０％に設定される。
【００２５】
現像装置１は、現像によるトナー消費に伴うトナー濃度の低下を補うため、上述の補給装置３２からトナーを補給するように構成される。現像容器２には撹拌室１２と現像装置１の外部とを連通する開口部である補給口１９（図３参照）が設けられている。補給装置３２は、補給口１９を介して現像装置１にトナーを補給する。
【００２６】
図３に示すように、現像容器２の内部において、現像剤は現像スクリュ１３及び撹拌スクリュ１４によって撹拌されながら現像室１１及び撹拌室１２を循環搬送される。仕切り部材１５には、撹拌室１２から現像室１１への現像剤の流入を許容する第１連通口１６と、現像室１１から撹拌室１２への現像剤の流入を許容する第２連通口１７とが設けられている。補給口１９は、撹拌室１２における現像剤の搬送方向Ｖ１において第２連通口１７より上流に設けられている。補給口１９を介して撹拌室１２に落下したトナーは、撹拌スクリュ１４及び現像スクリュ１３の撹拌作用を受けて周囲の現像剤と混合されながら搬送される。これにより、現像容器２の内部におけるトナー濃度が均一化されると共に、トナーとキャリアとが摩擦帯電した状態の現像剤が現像スリーブ５に供給される。
【００２７】
本実施形態の現像装置１は、現像容器２から現像剤を少量ずつ排出し、補給装置３２からキャリアを含む現像剤を補給することで現像容器内のキャリアを徐々に置換する、所謂ＡＣＲ（Ａｕｔｏ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｒｅｆｒｅｓｈ）技術を採用している。一般に、二成分現像剤を用いる現像方式は、磁性トナーからなる一成分現像剤を用いる現像方式よりもトナーの受けるストレスが少ないという特徴を有している。現像剤中のキャリアの表面積はトナーよりも大きいことから、初期においてはトナーがキャリア表面に付着することによるキャリアの汚れはあまり生じない。しかし、長期間の使用により、キャリア表面に付着した汚れ（スペント）が増加し、そのためにトナーを帯電させるキャリアの能力が次第に低下する。その結果、かぶり（帯電量の小さいトナーが白地部に薄く付着する画像不良）又はトナー飛散の課題が発生する虞がある。現像装置１の長寿命化を図るために、現像容器２に封入するキャリアの量を増やすことも考えられるが、これは現像装置の大型化を招くため好ましくない場合がある。
【００２８】
ＡＣＲ構成を備えた現像装置１は、具体的には現像容器２から現像剤を排出するための排出口を備えている。排出口は、現像室１１又は撹拌室１２の底面に対して所定高さに設けられ、容器内の現像剤の剤面レベルが所定高さを超えた場合に余剰の現像剤として排出する。補給装置３２から補給されるキャリアの量と排出口から排出されるキャリアの量とが均衡することにより、現像容器２に収容されている各キャリア粒子の累積使用期間の平均値は一定値に収束する。即ち、現像装置１に収容された現像剤の嵩密度変動を利用して、余剰となった劣化現像剤を排出して現像装置１内の現像剤の嵩密度レベルを大略一定に保つ構成である。これにより、現像装置１内の劣化キャリアが少しずつ新規キャリアに置換され、キャリアの帯電性能を大略一定に保つことが可能となり、画質の安定性向上に貢献する。
【００２９】
［インダクタンスセンサ］
本実施形態のトナー濃度検知センサであるインダクタンスセンサ１８について、説明する。インダクタンスセンサ１８は、現像剤の透磁率に関する情報を検知するセンサであって、撹拌室１２に透磁率のセンサ面１８ａを突出させた状態（撹拌スクリュ１４に対向した状態）で現像容器２に取り付けられている。即ち、インダクタンスセンサ１８は、撹拌スクリュ１４の周方向の一部に対向して配置され、現像容器２に収容された現像剤のトナー濃度に関する情報を検知する。
【００３０】
また、センサ面１８ａの付近に現像剤が滞留することを防ぐため、インダクタンスセンサ１８はセンサ面１８ａが撹拌スクリュ１４に十分接近するように配置されている。本願発明者は、センサ面１８ａと撹拌スクリュ１４の外周面との間の距離をＧとしたとき、センサの感度の観点から、距離Ｇの値が０．２〜２．５［ｍｍ］であると好適であることを確認している。但し、インダクタンスセンサ１８を撹拌スクリュ１４に近づけすぎるとセンサ面１８ａが撹拌スクリュ１４の羽根に接触する虞がある。その場合、インダクタンスセンサ１８の変形、破損に伴う削り粉の現像剤への混入、又はセンサ面１８ａと羽根に挟まれた現像剤の凝集（凝集塊は現像された画像の劣化の原因となる）といった好ましくない影響が現れる可能性がある。これらの検討結果を鑑みて、本実施形態においては距離Ｇを０．５ｍｍに設定している。
【００３１】
インダクタンスセンサ１８はセンサ面１８ａから所定の検出範囲の透磁率を検出するので、現像剤のトナー濃度が一定であったとしても、撹拌スクリュ１４の回転に伴って検出される透磁率は変化する。具体的には、撹拌スクリュ１４の回転に伴って現像剤がインダクタンスセンサ１８のセンサ面１８ａの付近を通過するため、透磁率の検出値は撹拌スクリュ１４の回転周期に対応する周期で極大値と極小値とを繰り返す波形を描く。ここでは、インダクタンスセンサ１８による現像剤の透磁率の検出を１０ｍｓ毎に行う。そして、１０ｍｓ毎の検出値を、波形のある極大値から他の極大値までの間隔で規定される所定の時間（例えば、撹拌スクリュ１４の回転速度で１回転に要する時間）で平均化した値を、当該時間における透磁率の検出値とする。
【００３２】
本実施形態で使用している二成分現像剤は磁性キャリアと非磁性トナーを主成分としている。この現像剤のトナー濃度（キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合）が変化すると、磁性粒子であるキャリアが占める割合が変化するため、現像剤の透磁率も変化する。その透磁率の変化を、インダクタンスセンサ１８により検出する。図４に示すように、インダクタンスセンサ１８が出力する電気信号は、トナー濃度に応じてほぼ直線的に変化する。即ち、インダクタンスセンサ１８から出力される信号の値は、現像装置１に収容されている二成分現像剤のトナー濃度に対応している。
【００３３】
次に、インダクタンスセンサ１８からの出力信号を処理する回路構成を、図５のブロック図を用いて説明する。画像形成装置１００（図１参照）は、画像処理装置１０２及びエンジン調整機構１０６を有している。図５に示すように、画像処理装置１０２は、外部機器から画像形成装置１００に対して送信された画像情報１０７を解析して、エンジン調整機構１０６が処理可能な形式の画像データを生成する。また、エンジン調整機構１０６は、画像形成エンジン１０１（図１参照）を制御する制御部であり、ＣＰＵ（中央処理装置）１０４と、記憶回路１０３と、補給モータ電源１０５とを有している。ＣＰＵ１０４は、非一過性の記憶媒体を含む記憶回路１０３にアクセスしてプログラムを読み出し、これを実行することにより、画像形成エンジン１０１の各部の動作を制御する。例えば、外部機器から画像形成装置１００に対して画像情報１０７及び画像形成の指令が送信されると、画像処理装置１０２が画像情報１０７に基づいて画像データを生成して、エンジン調整機構１０６に出力する。画像処理装置１０２から画像データを受け取ったＣＰＵ１０４は、各色の単色画像を副走査方向及び主走査方向に展開したデータを、ビデオ信号として各画像形成部ＰＹ〜ＰＫのレーザースキャナ２２に伝送する処理により、画像形成を実行する。
【００３４】
インダクタンスセンサ１８からの出力信号は、ＣＰＵ１０４へと伝送される。そして、ＣＰＵ１０４にて、予め規定された濃度値（記憶回路１０３に初期設定値として記憶されているトナー濃度の値）と、インダクタンスセンサ１８の出力信号から求めたトナー濃度の測定値とを比較する。このとき、上述のようにトナー濃度を検出するとき、撹拌スクリュ１４の動きに伴って、検出される透磁率も変化する。そこで、トナー濃度の測定値は、撹拌スクリュ１４の回転に伴って周期的に変化するインダクタンスセンサ１８の出力信号を上述の方法で平均化した値を算出し、図４に示した対応関係を用いてトナー濃度に変換したものとして算出する。
【００３５】
［一般的な搬送スクリュ］
次に、撹拌スクリュ１４の構成を説明する前に、搬送スクリュのピッチと搬送性能との一般的な関係について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、搬送スクリュの螺旋状の羽根のピッチと、１回転当たりの現像剤搬送量の関係を表すグラフであり、搬送スクリュの例として、外径が１４ｍｍの単条スクリュを用いて測定した結果を示している。１回転当たりの現像剤搬送量は、スクリュ部材のピッチによって変化する。図６に示される通り、通常、１回転当たりの現像剤搬送量は搬送スクリュのピッチに対して上に凸なグラフを描く。この搬送スクリュの場合、ピッチが３０ｍｍの場合に１回転当たりの現像剤搬送量が最も多くなった。但し、スクリュ部材の外径を変えた際には、図６に表わされるグラフの形状は異なるものとなるので、本実施形態を適用可能なピッチはこれに限るものではない。
【００３６】
図７を用いて、このような現象が観測される理由を説明する。搬送スクリュ５０は、スクリュ軸（軸部）４０と、螺旋状の羽根５２とを有する。ピッチ５３は、羽根５２がスクリュ軸４０の周りを１周する際の軸方向（現像剤の搬送方向Ｖ１）の長さである。１ピッチ分の羽根５２の間に存在する全ての現像剤が、スクリュ軸４０の回転に伴う羽根５２の見かけ上の移動に追従して運ばれると仮定すると、搬送スクリュ５０が１回転する間に現像剤が進む距離はピッチ５３に等しい。しかしながら、実際には現像剤は羽根５２の表面を滑って移動する現像剤があるために、全ての現像剤が羽根５２に追従して搬送されるわけではない。
【００３７】
ピッチ５３を広げていくと、羽根５２の角度α（羽根５２の径方向外側の端部が描くつる巻き線が、軸方向に垂直な方向から見てスクリュの回転軸線と交差する角度）は小さくなる。すると、羽根５２の搬送面の法線ベクトルＦが含む径方向外向きの成分Ｆ２が増える一方で、軸方向に平行な成分Ｆ１は減少する。そのため、ピッチ５３が広すぎると、搬送スクリュ５０の回転エネルギの大部分が、羽根５２が現像剤を径方向外側に押し出す仕事に消費されてしまい、現像剤を軸方向に沿って搬送する能力が相対的に低下する。即ち、角度αが小さくなりすぎると、スクリュ軸４０に対して垂直方向に現像剤が跳ね上がる量が増える分、スクリュ軸４０の搬送方向Ｖ１に搬送される現像剤量は低下してしまう。一方、ピッチ５３が狭すぎると、角度αが大きいため羽根５２が効率的に現像剤を軸方向に移動させるようになるが、１回転当たりの羽根５２の軸方向の移動量が小さいため、この場合も搬送性能が低下する。その結果、図６に示すように、ピッチ５３が適切な値である場合に搬送性能が最大となる凸状の曲線が観察される。
【００３８】
［撹拌スクリュ］
以下、本実施形態に係る撹拌スクリュ１４の概略構成について、図８及び図９を用いて説明する。本実施形態では、撹拌スクリュ１４として、螺旋状の羽根が複数条設けられた（即ち、軸方向に垂直な断面に複数の羽根が存在する）多条スクリュを採用している。多条スクリュは、複数条の螺旋状の羽根を備えているため、スクリュが１回転した際にスクリュ近傍の一点を通過する羽根の枚数が増加し、結果として現像剤の搬送性能を向上可能であることが知られている。つまり、単条スクリュでは、上述のように羽根５２（図７参照）の角度αを適切な値に設定したとしても、現像剤が羽根５２の搬送面に対して滑ってしまい搬送性能に限界があるところ、羽根を複数条とすることで搬送性能が改善される。また、多条スクリュを用いることで、スクリュが１回転した際に撹拌室１２（図３参照）の現像剤が受ける撹拌作用の回数が増加するため、撹拌スクリュ１４の撹拌性能を向上することができる。撹拌性能とは、トナーとキャリアとを摺擦して摩擦帯電させる能力、及び補給口１９（図３参照）から補給されたトナーを周囲の現像剤と混合してトナー濃度を素早く均一化する能力を意味する。尚、複数の条数としては、例えば、２条〜４条などを適用することができる。
【００３９】
本実施形態では、図８及び図９に示すように、撹拌スクリュ１４は、多条スクリュとして３条スクリュを採用している。このため、撹拌スクリュ１４は、スクリュ軸４０と、１条目のスクリュである第１羽根部４１と、２条目のスクリュである第２羽根部４２と、３条目のスクリュである第３羽根部４３と、を有している。撹拌スクリュ１４は、例えばプラスチック製で射出成形により形成されている。スクリュ軸４０は、現像容器２（図３参照）に回転可能に設けられている。
【００４０】
第１羽根部４１、第２羽根部４２、第３羽根部４３は、いずれも同方向で同ピッチの螺旋形状を有し、スクリュ軸４０と一体回転し、現像容器２に収容された現像剤を回転により搬送方向Ｖ１に搬送する。第１羽根部４１、第２羽根部４２、第３羽根部４３は、位相を異なる状態にして配置されている。即ち、第２羽根部４２は、第１羽根部に対して位相を異にして設けられている。本実施形態で、羽根部同士の位相が異なる状態とは、撹拌スクリュ１４を回転軸線方向から視た場合に、羽根部同士の位置が異なる状態を意味するものとする。本実施形態では、第１羽根部４１、第２羽根部４２、第３羽根部４３は、位相を１２０°ずつ、ずらして配置されている。尚、本実施形態では、第１羽根部４１、第２羽根部４２、第３羽根部４３は、位相を１２０°ずつ、ずらして配置される場合について説明したが、これには限られず、他の角度であってもよい。
【００４１】
３条のうちの第２羽根部４２は、インダクタンスセンサ１８（図３参照）の近傍において、スクリュ軸４０に対して現像剤の搬送方向Ｖ１に長手方向で不連続な羽根となる領域をもつ構成をとっている。即ち、図８に示すように、多条スクリュの少なくとも１条の第２羽根部４２に切欠き部（羽根の径方向外側の端部が不連続となる不連続部）を有する形状としている。また、第２羽根部４２は、第１羽根部４１に対してピッチ長さ及び外径がそれぞれ同じである。
【００４２】
第２羽根部４２の不連続な羽根の領域としては、羽根の一周３６０度に対して不連続な羽根のある領域とない領域が混在しているものとして定義し、本実施形態では９０度ごとに羽根のある領域と羽根のない領域とが混在している構成をとっている。また、第３羽根部４３は、第２羽根部４２の近傍において切欠き部を有している。このため、第２羽根部４２の搬送方向Ｖ１の上流側及び下流側には、第１羽根部４１が位置している。尚、本実施形態では、スクリュ軸４０は直径６ｍｍであり、第１羽根部４１、第２羽根部４２、第３羽根部４３のいずれも、スクリュピッチ３０ｍｍとしている。
【００４３】
このような第２羽根部４２を設けることで、他の羽根部によって分断されていた現像剤が第２羽根部４２の周方向の切欠き部において搬送方向Ｖ１に合流し、現像剤は第２羽根部４２によって剪断されるように効果的に撹拌される。即ち、スクリュ軸４０がＶ２方向に回転するとき、第２羽根部４２の一方側に存在していた現像剤（白矢印）と他方側に存在していた現像剤（黒矢印）とが、第２羽根部４２の周方向の切欠き部において合流し、混ざり合う。その後、第２羽根部４２の切欠かれていない部分により、再度、現像剤は分断される。スクリュ軸４０の回転に伴ってこのような合流と分断とが繰り返されることにより、現像剤の効率的な撹拌が可能となり、例えば、補給口１９（図３参照）から補給されたトナーを周囲の現像剤と速やかに混合することができる。また、現像剤の搬送経路が分流されることで、トナーが補給された時などは補給トナーが現像剤中に広く分布する。即ち、補給トナーの現像剤中の分布が早く広がることで、補給トナーの現像剤への撹拌性を向上できる。
【００４４】
ここで、撹拌スクリュ１４のインダクタンスセンサ１８の近傍の一般的な構成について、図１０（ａ），（ｂ）を用いて説明する。撹拌スクリュ１４において、インダクタンスセンサ１８の対向部には、スクリュ軸４０と平行になるようにリブ４４が設けられている。即ち、リブ４４は、インダクタンスセンサ１８に対向するスクリュ軸４０において、径方向に突出して設けられている。リブ４４は、インダクタンスセンサ１８の検知領域であるセンサ面１８ａの対向領域に現像剤６０を溜めると共に、インダクタンスセンサ１８の近傍の現像剤６０を掻き取る機能を有している。インダクタンスセンサ１８の検知領域に現像剤６０を溜めるには、リブ４４の回転方向Ｖ２の上流側に相応の現像剤６０が送られてくることが必要になる。そのため、撹拌スクリュ１４に近接して配置されるリブ４４を、撹拌スクリュ１４の例えば第１羽根部４１に連続して設けられることが考えられる。リブ４４は現像剤６０を搬送方向Ｖ１に搬送させる力を持たないため、撹拌スクリュ１４によって搬送された現像剤６０は、そのままリブ４４に留まる。このため、リブ４４の上流に現像剤６０が溜められて、インダクタンスセンサ１８のトナー濃度検知に必要な現像剤６０を確保することできる。
【００４５】
しかしながら、連続した螺旋形状に形成されている第１羽根部４１とリブ４４とを連続して設けた一般的な構成では、撹拌スクリュ１４の回転速度が変わった場合に、リブ４４上の現像剤６０の嵩密度が変わってしまう虞がある。このときの現像剤６０の動きについて、図１０（ａ），（ｂ）に示すモデルを用いて説明する。図１０（ａ）に示すように、撹拌スクリュ１４の回転速度が大きい場合には、現像剤６０を撹拌スクリュ１４の搬送方向Ｖ１へ搬送する力Ｆ３は大きい。このため、リブ４４上に留まっている現像剤６０は、第１羽根部４１に搬送された勢いでリブ４４上に滞留し続けることなく、搬送方向Ｖ１に搬送されていく。一方、図１０（ｂ）に示すように、撹拌スクリュ１４の回転速度が小さい場合には、現像剤６０を撹拌スクリュ１４の搬送方向Ｖ１へ搬送する力Ｆ４は力Ｆ３より小さいので、回転速度が大きい場合に比べてリブ４４上に現像剤６０が滞留し続けてしまう。このため、回転速度が小さいときには、リブ４４上に残り続けた現像剤６０がリブ４４の圧縮効果で嵩密度を大きくしてしまい、その結果、インダクタンスセンサ１８の検出値が大きくなってしまうという課題があった。
【００４６】
そこで、本実施形態では、上記の課題を解決するために、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、不連続な第２羽根部４２をリブ４４に連続させて設けている。即ち、第２羽根部４２は、螺旋形状であって、搬送方向Ｖ１に関するリブ４４の上流側の端部４４ａに連続して設けられ、リブ４４の上流側の端部４４ａから撹拌スクリュ１４の回転方向Ｖ２の下流側に１／３周以下の長さを有する。これにより、上記のような撹拌スクリュ１４の回転速度の違いによる撹拌スクリュ１４上のリブ４４に溜まる現像剤６０の嵩密度の変化を抑制することができる。
【００４７】
本実施形態では、リブ４４のスクリュ軸４０からの高さは、第１羽根部４１のスクリュ軸４０からの高さと同じにしている。このため、リブ４４とインダクタンスセンサ１８のセンサ面１８ａとの接触を防止することができる。但し、リブ４４のスクリュ軸４０からの高さは、第１羽根部４１のスクリュ軸４０からの高さとは、同じであることには限られない。例えば、リブ４４は、第１羽根部４１のスクリュ軸４０からの高さを１００％とした場合に、スクリュ軸４０から８８％以上、１０７％以下の高さを有するようにできる。なぜなら、第１羽根部４１のスクリュ軸４０からの高さを１００％とし、リブ４４とインダクタンスセンサ１８のセンサ面１８ａとの距離が０．５ｍｍの場合には、以下のようになるためである。即ち、この場合には、例えば、リブ４４の高さを第１羽根部４１の高さに対して０．５ｍｍ以内の差を有するようにし、且つ、リブ４４とインダクタンスセンサ１８のセンサ面１８ａとの距離を０．２ｍｍ以上にする。このためには、第１羽根部４１の高さは３．５〜４．３ｍｍになるためである。
【００４８】
尚、本実施形態では、リブ４４には磁石が設けられているが、この磁石は無くてもよい。また、本実施形態では、第２羽根部４２をリブ４４に連続させて設けているが、ここでの連続とは、物理的に完全に連続している状態だけには限られないものとする。例えば、第２羽根部４２とリブ４４との間に、例えば、現像剤が殆ど通過できないような狭い隙間や切欠きが設けられている場合でも、第２羽根部４２とリブ４４とは実質的に連続であるとみなすものとする。
【００４９】
リブ４４と第２羽根部４２とを連続させた場合の動きについて、図１１（ａ），（ｂ）に示すモデルを用いて説明する。不連続な第２羽根部４２は、搬送方向Ｖ１の上流側の第１羽根部４１から分断された現像剤６０が送られて、これを撹拌する。第２羽根部４２自体も搬送力を有しているので、第２羽根部４２上の現像剤６０はそのまま搬送方向Ｖ１に搬送されていく。図１１（ａ）に示すように、撹拌スクリュ１４の回転速度が大きい場合には、リブ４４上に現像剤６０は一度は留まるが、現像剤６０はそのまま撹拌スクリュ１４の搬送方向Ｖ１に搬送されていく。これは、図１０（ａ）に示す連続する第１羽根部４１にリブ４４が連続する場合と同様である。一方、図１１（ｂ）に示すように、撹拌スクリュ１４の回転速度が小さい場合には、撹拌スクリュ１４の搬送する搬送力自体が小さくなるため、不連続な第２羽根部４２上に分断されてくる現像剤６０が少なくなる。そのため、不連続な第２羽根部４２とリブ４４が連続している場合にも、リブ４４上に留まる現像剤６０の量自体が少なくなり、リブ４４上の現像剤６０の量が多いことによる圧縮が抑制される。そして、撹拌スクリュ１４の回転速度が小さい場合でも、リブ４４にて現像剤６０の嵩密度が大きくなることが抑制される。これにより、撹拌スクリュ１４の回転速度が高速から低速に、あるいは低速から高速に変化しても、インダクタンスセンサ１８のトナー濃度の検出結果が安定し、ばらつくことを抑制できる。
【００５０】
本実施形態では、図９に示すように、搬送方向Ｖ１に関するリブ４４の下流側端部については、リブ４４と羽根部とは接することなく、空隙Ｓｐを設けている。即ち、リブ４４は、搬送方向Ｖ１に関するリブ４４の下流側に隣り合って位置する第１羽根部４１との間に、空隙Ｓｐを有して設けられている。仮に、リブ４４の搬送方向Ｖ１の下流端部で第１羽根部４１と接しているようになると、この領域で現像剤が搬送方向Ｖ１に搬送されるのが遮られるため、現像剤自体の搬送性が低下してしまう。そこで、本実施形態では、搬送方向Ｖ１に関するリブ４４の下流側端部については、リブ４４と第１羽根部４１とは接することなく、空隙Ｓｐを設けている。
【００５１】
また、本実施形態では、第２羽根部４２の回転方向Ｖ２の上流側には、リブ４４の搬送方向Ｖ１の上流側の端部４４ａよりも回転方向Ｖ２の上流側に螺旋形状を延長した延長部４２ａが設けられている。即ち、第２羽根部４２は、搬送方向Ｖ１に関するリブ４４の上流側の端部４４ａから撹拌スクリュ１４の回転方向Ｖ２の上流側に延長して設けられている。これにより、リブ４４がインダクタンスセンサ１８の近傍を回転した際にリブ４４に掻き取られずに残っている現像剤があった場合でも、搬送方向Ｖ１に搬送されるようにして、現像容器２の現像剤の搬送性を向上することができる。
【００５２】
［第１実施例］
上述のように構成された本実施形態の撹拌スクリュ１４による補給口１９（図３参照）から補給された補給トナーの撹拌性能を評価するため、撹拌スクリュ１４の回転速度を変化させて測定し、第２羽根部４２の長さを異ならせた場合の結果を比較した。ここでは、現像装置１へのトナー補給を行わずに、撹拌スクリュ１４の回転時の現像容器２内のインダクタンスセンサ１８によるトナー濃度の測定値の変化を測定した。
【００５３】
図３に示す現像容器２に対して、初期剤としてトナー濃度が１０％の現像剤を２００ｇ収容し、図１に示す画像形成装置１００において撹拌スクリュ１４を回転させ、その時のインダクタンスセンサ１８の出力を測定した。現像装置１の撹拌スクリュ１４の回転速度は、高速時６００［ｒｐｍ］及び低速時３００［ｒｐｍ］とし、撹拌スクリュ１４の回転速度を高速及び低速で５秒おきに切り換えて測定した。
【００５４】
図１２に示すように、横軸である撹拌スクリュ１４の回転時間［秒］と、縦軸であるインダクタンスセンサ１８の出力［Ｖ］（平均値）との関係を算出した。本実施形態で使用しているインダクタンスセンサ１８は最大５［Ｖ］出力のセンサを使用しており、最初に高速時のインダクタンスセンサ１８の出力が２．５［Ｖ］になるようにインダクタンスセンサ１８の抵抗を調整している。インダクタンスセンサ１８の出力は、上述のように初期の値に対し、高くなるとインダクタンスセンサ１８近傍のトナー濃度が低くなったことを示しており、低くなるとインダクタンスセンサ１８近傍のトナー濃度が高くなっていることを示す。この測定では、現像装置１へのトナー補給を行わずに撹拌スクリュ１４を回転させているので、インダクタンスセンサ１８の出力は常に一定であることが望ましい。
【００５５】
（実施例１）
実施例１では、第２羽根部４２の周方向の長さを、リブ４４の端部４４ａに連続している位置から回転方向Ｖ２の下流側に１／８周の長さとした。その結果を、図１２に実線で示す。図中実線で示すように、実施例１ではインダクタンスセンサ１８の出力が一定であることが確認された。
【００５６】
（比較例１）
比較例１では、第２羽根部４２の周方向の長さを、リブ４４の端部４４ａに連続している位置から回転方向Ｖ２の下流側に１周以上の長さとした。ここでは、図１０（ａ）に示すリブ４４が連続な第１羽根部４１に連続しているものについて測定した。その結果を、図１２に破線で示す。図中破線で示すように、比較例１では高速時に対して低速時のインダクタンスセンサ１８の出力が大幅に高くなった。これは、上述した図１０（ａ），（ｂ）の嵩密度の違いと一致する。
【００５７】
（比較例２）
比較例２では、第２羽根部４２の周方向の長さを、リブ４４の端部４４ａに連続している位置から回転方向Ｖ２の下流側に０周の長さとした。ここでは、リブ４４が独立していて、第２羽根部４２に連続していないものについて測定した。その結果を、図１２に点線で示す。図中点線で示すように、比較例２では比較例１とは逆に高速時に対して低速時のインダクタンスセンサ１８の出力が大幅に小さくなった。これは、リブ４４に現像剤が送られ難くなるためと考えられる。
【００５８】
［第２実施例］
次に、実施形態の撹拌スクリュ１４に関して、リブ４４に連続する第２羽根部４２の周方向のスクリュ長さと、回転速度の高速及び低速のインダクタンスセンサ１８の出力差との関係について測定し、第２羽根部４２の長さを異ならせた場合の結果を比較した。ここでは、リブ４４に連続する第２羽根部４２の周方向のスクリュ長さを、撹拌スクリュ１４の通常のピッチで除算した。また、インダクタンスセンサ１８の出力は５［Ｖ］であり、インダクタンスセンサ１８の高速低速の振れ幅としては、０．５〜４．５［Ｖ］の範囲とした。これは、出力が０［Ｖ］もしくは５［Ｖ］の状態まで使用すると、インダクタンスセンサ１８の出力が振り切れる場合があり、トナー濃度の判定が不正確になる虞があるためである。それぞれの結果を表１及び図１３に示す。
【００５９】
【表１】
2020201300.tif 000003
【００６０】
（実施例２）
実施例２では、第２羽根部４２として１／３周だけ連続するスクリュを用いた。第２羽根部４２の長さを通常のピッチで除算した算出値は、０．３３となった。測定の結果、高速時及び低速時のインダクタンスセンサ１８の出力変化の差分は、０．５［Ｖ］であった。
【００６１】
（実施例３）
実施例３では、第２羽根部４２として１／４周だけ連続するスクリュを用いた。第２羽根部４２の長さを通常のピッチで除算した算出値は、０．２５となった。測定の結果、高速時及び低速時のインダクタンスセンサ１８の出力変化の差分は、０．３３［Ｖ］であった。
【００６２】
（実施例４）
実施例４では、第２羽根部４２として１／５周だけ連続するスクリュを用いた。第２羽根部４２の長さを通常のピッチで除算した算出値は、０．２０となった。測定の結果、高速時及び低速時のインダクタンスセンサ１８の出力変化の差分は、０．２［Ｖ］であった。
【００６３】
（実施例５）
実施例５では、第２羽根部４２として１／８周だけ連続するスクリュを用いた。第２羽根部４２の長さを通常のピッチで除算した算出値は、０．１３となった。測定の結果、高速時及び低速時のインダクタンスセンサ１８の出力変化の差分は、０．０［Ｖ］であった。
【００６４】
（実施例６）
実施例６では、第２羽根部４２として１／１５周だけ連続するスクリュを用いた。第２羽根部４２の長さを通常のピッチで除算した算出値は、０．０７となった。測定の結果、高速時及び低速時のインダクタンスセンサ１８の出力変化の差分は、−０．２［Ｖ］であった。
【００６５】
（比較例３）
比較例３では、第２羽根部４２として１周以上連続するスクリュ、ここでは不連続な切欠き部を有さない連続なスクリュを長さ１周として用いた。第２羽根部４２の長さを通常のピッチで除算した算出値は、１．００となった。測定の結果、高速時及び低速時のインダクタンスセンサ１８の出力変化の差分は、１．２［Ｖ］であった。
【００６６】
（比較例４）
比較例４では、第２羽根部４２として１／２周だけ連続するスクリュを用いた。第２羽根部４２の長さを通常のピッチで除算した算出値は、０．５０となった。測定の結果、高速時及び低速時のインダクタンスセンサ１８の出力変化の差分は、０．８［Ｖ］であった。
【００６７】
（比較例５）
比較例５では、第２羽根部４２を設けないもの、即ち独立したリブ４４を有するものを第２羽根部４２の長さを０周として用いた。第２羽根部４２の長さを通常のピッチで除算した算出値は、０．００となった。測定の結果、高速時及び低速時のインダクタンスセンサ１８の出力変化の差分は、−０．５［Ｖ］であった。
【００６８】
ここで、本実施形態では、上述したように４［Ｖ］のレンジでトナー濃度を検出するようにしているため、検知のバラツキとしてはその５％程度の０．２［Ｖ］以内に収まることを目標とした。そのため、今回の結果における高速／低速時のインダクタンスセンサ１８の出力差としても、±０．２［Ｖ］以内に入っていることが望ましい（図１３中、破線の範囲内）。従って、図１３に示すように、本実施形態では、第２羽根部４２の長さとしては、撹拌スクリュ１４の回転方向Ｖ２に、スクリュ１周に対して１／１５周以上、１／５周以下の長さを有するのが望ましいことが確認された。また、その中でも、本実施形態の条件下では、第２羽根部４２の長さとしては１／８周が特に望ましいことが確認された。
【００６９】
上述したように本実施形態の現像装置１では、撹拌スクリュ１４において、螺旋形状の第２羽根部４２は、リブ４４の上流側の端部４４ａに連続して設けられている。また、第２羽根部４２は、リブ４４の上流側の端部４４ａから撹拌スクリュ１４の回転方向Ｖ２の下流側に１／３周以下の長さを有する。このため、撹拌スクリュ１４の回転速度の違いによる撹拌スクリュ１４上のリブ４４に溜まる現像剤６０の嵩密度の変化を抑制することができる。これにより、本実施形態の現像装置１によれば、撹拌スクリュ１４により搬送される現像剤の嵩密度の安定化を図り、インダクタンスセンサ１８によるトナー濃度の測定精度を向上することができる。
【００７０】
また、本実施形態の現像装置１によれば、リブ４４は、搬送方向Ｖ１に関するリブ４４の下流側に隣り合って位置する第１羽根部４１との間に、空隙Ｓｐを有して設けられている。このため、リブ４４とリブ４４の下流側に隣り合って位置する第１羽根部４１との間で現像剤が搬送方向Ｖ１に搬送されるのが遮られることを回避できるので、現像剤の搬送性を向上することができる。
【００７１】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を、図１４を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、多条スクリュが２条である点で、第１の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
【００７２】
本実施形態では、図１４に示すように、撹拌スクリュ１４は、位相の異なる第１羽根部４１と第２羽根部４２とを有する２条スクリュである。第１羽根部４１及び第２羽根部４２は、位相を例えば１８０°ずつ、ずらして配置されている。第１の実施形態と同様に、第２羽根部４２は、切欠き部（羽根の径方向外側の端部が不連続となる不連続部）を有する螺旋形状で、リブ４４の上流側の端部４４ａに連続して設けられている。また、第１羽根部４１としては、不連続な領域（不図示）が存在するスクリュを採用している。本実施形態では、２条スクリュである撹拌スクリュ１４として、ピッチ３０ｍｍ、螺旋の直径１４ｍｍ、スクリュ軸４０の直径６ｍｍで構成されたスクリュを使用している。撹拌スクリュ１４は、螺旋形状として不連続なスクリュ構成をもつことで撹拌性を上げている上に、２条スクリュにすることで全体的なスクリュの搬送性能が向上している。
【００７３】
この撹拌スクリュ１４を用いて、第１の実施形態での実施例５と同様に、第２羽根部４２として１／８周だけ連続するスクリュを用いて、回転速度を高速及び低速に切り換えたときのインダクタンスセンサ１８の出力差を測定した。その結果、第１の実施形態と同様に、不連続な第２羽根部４２をリブ４４に連続させた構成において、回転速度を高速及び低速に切り換えたときのインダクタンスセンサ１８の出力差が小さくなることが確認された。
【００７４】
上述したように本実施形態の現像装置１では、撹拌スクリュ１４において、螺旋形状の第２羽根部４２は、リブ４４の上流側の端部４４ａに連続して設けられている。また、第２羽根部４２は、リブ４４の上流側の端部４４ａから撹拌スクリュ１４の回転方向Ｖ２の下流側に１／３周以下の長さを有する。このため、撹拌スクリュ１４の回転速度の違いによる撹拌スクリュ１４上のリブ４４に溜まる現像剤６０の嵩密度の変化を抑制することができる。これにより、本実施形態の現像装置１によれば、撹拌スクリュ１４により搬送される現像剤の嵩密度の安定化を図り、インダクタンスセンサ１８によるトナー濃度の測定精度を向上することができる。
【００７５】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態を、図１５を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、多条スクリュではなく単条スクリュを使用する点で、第１の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
【００７６】
本実施形態では、図１５に示すように、撹拌スクリュ１４は、位相が一致する第１羽根部４１と第２羽根部４２とを有する１条スクリュである。即ち、第１羽根部４１は、羽根の形成されていない不連続部４１ａを有し、第２羽根部４２は、第１羽根部４１の不連続部４１ａに形成されている。第１の実施形態と同様に、第２羽根部４２は、切欠き部（羽根の径方向外側の端部が不連続となる不連続部）を有する螺旋形状で、リブ４４の上流側の端部４４ａに連続して設けられている。本実施形態では、撹拌スクリュ１４として、ピッチ３０ｍｍ、螺旋の直径１４ｍｍ、スクリュ軸４０の直径６ｍｍで構成された１条スクリュを使用している。
【００７７】
この撹拌スクリュ１４を用いて、第１の実施形態での実施例５と同様に、第２羽根部４２として１／８周だけ連続するスクリュを用いて、回転速度を高速及び低速に切り換えたときのインダクタンスセンサ１８の出力差を測定した。その結果、第１の実施形態と同様に、不連続な第２羽根部４２をリブ４４に連続させた構成において、回転速度を高速及び低速に切り換えたときのインダクタンスセンサ１８の出力差が小さくなることが確認された。
【００７８】
上述したように本実施形態の現像装置１では、撹拌スクリュ１４において、螺旋形状の第２羽根部４２は、リブ４４の上流側の端部４４ａに連続して設けられている。また、第２羽根部４２は、リブ４４の上流側の端部４４ａから撹拌スクリュ１４の回転方向Ｖ２の下流側に１／３周以下の長さを有する。このため、撹拌スクリュ１４の回転速度の違いによる撹拌スクリュ１４上のリブ４４に溜まる現像剤６０の嵩密度の変化を抑制することができる。これにより、本実施形態の現像装置１によれば、撹拌スクリュ１４により搬送される現像剤の嵩密度の安定化を図り、インダクタンスセンサ１８によるトナー濃度の測定精度を向上することができる。
【００７９】
また、上述した各実施形態の現像装置１でのスクリュ構成の条件については一例であり、スクリュの条数及びスクリュピッチ等の設定値は、使用する現像装置１や現像剤によって変わるものであり、上記の設定値に固定するものではない。
【符号の説明】
【００８０】
１…現像装置、２…現像容器、１４…撹拌スクリュ（搬送スクリュ）、１８…インダクタンスセンサ、４０…スクリュ軸（軸部）、４１…第１羽根部、４１ａ…不連続部、４２…第２羽根部、４４…リブ、４４ａ…端部、６０…現像剤、Ｓｐ…空隙、Ｖ１…搬送方向、Ｖ２…回転方向。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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