(57)【要約】【課題】透磁率センサの検出面上で現像剤が緩凝集することによって現像剤が滞留し、センサ出力が不安定になることを防止し、透磁率センサの出力が安定し、高精度なトナー濃度制御ができる現像装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】搬送路と、該搬送路の二成分現像剤を感光体ドラムへ供給する現像ローラと、該搬送路の二成分現像剤を撹拌しながら前記現像ローラに二成分現像剤を供給する搬送部材と、前記搬送路に設けられ前記二成分現像剤のトナー濃度を検知する透磁率センサを備えた現像装置において、前記透磁率センサと隣接する位置に電磁石を設け、断続的に電流を流し、現像剤の動きを活性化させる。【選択図】図８
2010117390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路と、該搬送路の二成分現像剤を感光体ドラムへ供給する現像ローラと、該搬送路の二成分現像剤を撹拌しながら前記現像ローラに二成分現像剤を供給する搬送部材と、前記搬送路に設けられ前記二成分現像剤のトナー濃度を検知する透磁率センサを備えた現像装置において、前記透磁率センサと隣接する位置に電磁石を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記電磁石が形成する磁界を収束する強磁性体が、前記電磁石と対をなして透磁率センサを挟む位置に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】
前記電磁石と対をなして磁界を形成する対向電磁石が、前記電磁石と対をなして透磁率センサを挟む位置に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４】
前記搬送部材が、透磁率センサとの近接位置に、攪拌板を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記攪拌板が、前記搬送部材の回転軸に対して垂直に設けられることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記電磁石が、交流電流によって駆動されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記交流電流の周波数が、１Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下であることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記搬送路に並設して前記二成分現像剤を搬送する他の搬送路が設けられ、前記搬送路と他の搬送路とが前記二成分現像剤の搬送方向の両端部においてそれぞれ互いに連通する連通路を有し、前記搬送路と前記他の搬送路を搬送される前記二成分現像剤の搬送方向が互いに逆方向であることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、詳細には電子写真方式を利用した現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタおよびファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラム（トナー像担持体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって感光体ドラムに対してトナーを供給して前記静電潜像を現像し、現像によって感光体ドラムに形成されたトナー像を記録用紙等のシートに転写して、定着装置によってシートにトナー像を定着させるようになっている。
【０００３】
近年、フルカラー化や高画質化に対応した画像形成装置では、トナーの帯電安定性に優れる二成分現像剤がよく使用されている。この二成分現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらを現像装置内で撹拌することによりトナーとキャリアとが摩擦し、この摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。
現像装置において、帯電したトナーは、例えば現像ローラの表面に供給される。この現像ローラに供給されたトナーは、静電的吸引力によって感光体ドラムに形成された静電潜像に移動する。これにより、感光体ドラム上に静電潜像に基づいたトナー像が形成される。
【０００４】
さらに、最近では、画像形成装置の高速化および小型化が要求されており、二成分現像剤の帯電を迅速かつ充分に行い、二成分現像剤の搬送も迅速に行う必要が生じている。
そこで、画像形成装置において、補給されたトナーを二成分現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与するために、特許文献１に開示されているような循環方式の現像装置が採用されている。循環方式の現像装置は、二成分現像剤が循環搬送される経路である二成分現像剤搬送路と、二成分現像剤搬送路にて二成分現像剤を撹拌しながら搬送する二成分現像剤搬送部材とを備えている。
【特許文献１】特開平１０−６３０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した循環方式の現像装置においては、現像装置を小型化できるメリットがある一方で、大量にトナーが消費された場合、補給されたトナーが現像領域に達するまでの時間が長くなるために搬送ローラを高速で回転しなければならない。しかし、搬送ローラを高速で回転させると、現像装置内壁と搬送ローラとの隙間で現像剤が緩く凝集した状態を形成し、現像剤の動きが鈍くなる現象すなわち滞留が起こる。
そして、現像装置内壁に設けた透磁率センサで二成分現像剤のトナー濃度を検出する際に、透磁率センサの表面（検出面）で現像剤の流れが悪くなると、センサ出力が不安定になるといった課題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、透磁率センサの出力が安定し、高精度なトナー濃度制御ができる現像装置および画像形成装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、搬送路と、該搬送路の二成分現像剤を感光体ドラムへ供給する現像ローラと、該搬送路の二成分現像剤を撹拌しながら前記現像ローラに二成分現像剤を供給する搬送部材と、前記搬送路に設けられ前記二成分現像剤のトナー濃度を検知する透磁率センサを備えた現像装置において、前記透磁率センサと隣接する位置に電磁石を設けたことを特徴としたものである。
【０００８】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記電磁石が形成する磁界を収束する強磁性体が、前記電磁石と対をなして透磁率センサを挟む位置に設けられることを特徴としたものである。
【０００９】
第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記電磁石と対をなして磁界を形成する対向電磁石が、前記電磁石と対をなして透磁率センサを挟む位置に設けられることを特徴としたものである。
【００１０】
第４の技術手段は、第１から３までのいずれかの技術手段において、前記搬送部材が、透磁率センサとの近接位置に、攪拌板を有することを特徴としたものである。
【００１１】
第５の技術手段は、第４の技術手段において、前記攪拌板が、前記搬送部材の回転軸に対して垂直に設けられることを特徴としたものである。
【００１２】
第６の技術手段は、第１から５までのいずれかの技術手段において、前記電磁石が、交流電流によって駆動されることを特徴としたものである。
【００１３】
第７の技術手段は、第６の技術手段において、前記交流電流の周波数が、１Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下であることを特徴としたものである。
【００１４】
第８の技術手段は、第１から７までのいずれかの技術手段において、前記搬送路に並設して前記二成分現像剤を搬送する他の搬送路が設けられ、前記搬送路と他の搬送路とが前記二成分現像剤の搬送方向の両端部においてそれぞれ互いに連通する連通路を有し、前記搬送路と前記他の搬送路を搬送される前記二成分現像剤の搬送方向が互いに逆方向であることを特徴としたものである。
【００１５】
第９の技術手段は、第１から８までのいずれかの技術手段である現像装置を備えたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明にあっては、搬送部材の届かない透磁率センサの検出面に滞留（緩く凝集）した二成分現像剤を、磁力で強制的に運動させることができる。その結果、二成分現像剤現像剤が透磁率センサの検出面付近で緩い凝集状態を形成し、透磁率センサの検出面上の現像剤の流れが不安定になる場合であっても、緩い凝集状態が解消されるので、センサ出力が安定化し、高精度なトナー濃度の検出が可能となる。
また、この発明にあっては、電磁石から発生する磁束が強磁性体に収束したり、あるいは、電磁石と対向電磁石によって強力な磁界が形成されるため、透磁率センサ表面の磁束密度を高めることができる。
また、この発明にあっては、攪拌板が透磁率センサ検出面の摺擦力を高め、現像剤の動きを活性化させるので、現像剤の滞留を抑える効果がある。
さらに、この発明にあっては、トナー濃度を安定して制御できるので、画像濃度が高く、カブリがない安定した画像が形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る現像装置を有する画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【００１８】
画像形成装置１００は、図１に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）と、感光体ドラム３表面を帯電させる帯電器５（５ａ〜５ｄ）と、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成する露光ユニット１と、感光体ドラム３表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２（２ａ〜２ｄ）と、現像装置２にトナーを補給するトナー補給装置２２（２２ａ〜２２ｄ）と、感光体ドラム３表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット８と、トナー像を記録媒体に定着させる定着ユニット１２を備えている。
【００１９】
この画像形成装置１００は、外部から伝達される画像データに応じて所定のシート（記録用紙，記録媒体）に、電子写真方式によりトナーを用いて多色または単色の画像を形成するものである。なお、画像形成装置１００の上方にスキャナ等を備えてもよい。
画像形成装置１００は、図１に示すように、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）および黄（Ｙ）の色成分毎の画像データが取り扱われ、黒画像、シアン画像、マゼンタ画像、黄画像が形成され、各々の色成分の画像を重畳することによってカラー画像が形成されるようになっている。
【００２０】
したがって、画像形成装置１００においては、図１に示すように、各色成分の画像が形成されるように、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、帯電器５（５ａ〜５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ〜４ｄ）がそれぞれ４個ずつ設けられている。言い換えると、現像装置２と感光体ドラム３とクリーナユニット４と帯電器５とを１つずつ含む画像形成ステーション（画像形成部）が４つ設けられていることになる。
なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａが黒画像形成用の部材、ｂがシアン画像形成用の部材、ｃがマゼンタ画像形成用の部材、ｄが黄画像形成用の部材であることを示したものである。また、画像形成装置１００には、露光ユニット１、定着ユニット１２、シート搬送路Ｓ、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５が備えられている。
【００２１】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
帯電器５としては、図１に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、あるいは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。
露光ユニット１は、図１に示すように、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。ただし、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＥＤ書込みヘッドを露光ユニット１とすることもできる。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００２２】
現像装置２（２ａ〜２ｄ）は、感光体ドラム３に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのいずれかのトナーにより顕像化する（現像する）ものである。現像装置２の上部には、トナー移送機構１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、トナー補給装置２２（２２ａ〜２２ｄ）が備えられ、現像装置２は現像槽１１１（１１１ａ〜１１１ｄ）を備えている。
クリーナユニット４は、現像および画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。
【００２３】
感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００２４】
中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３は、中間転写ベルト７を張架し、図１の矢印Ｂ方向に中間転写ベルト７を回転駆動させるものである。
中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。
【００２５】
中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。中間転写ベルト７は、厚さが例えば１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を中間転写ベルト７上に転写するために、高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。
【００２６】
中間転写ローラ６は、直径が例えば８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００２７】
上述のように各感光体ドラム３上の静電潜像は各色成分に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上に重ねて合わされ積層される。このように、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト７との接触位置（転写部）に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。
上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料から形成され、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）から形成される。
【００２８】
中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、および中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。
中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレード（クリーニング部材）が備えられている。中間転写ベルト７におけるクリーニングブレードに接触している部分は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。
【００２９】
給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート（例えば記録用紙）を蓄積しておくためのものであり、画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。
また、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０のシートおよび手差しトレイ２０のシートを転写部や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に案内するためのシート搬送路Ｓが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラ７１と転写ローラ１１との間に位置する。
【００３０】
さらに、シート搬送路Ｓには、ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）、レジストローラ１４、転写部、定着ユニット１２、搬送ローラ２５（２５ａ〜２５ｈ）等が配置されている。
【００３１】
搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に備えられ、手差しトレイ２０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。
【００３２】
定着ユニット１２は、ヒートローラ８１および加圧ローラ８２等を備え、これらヒートローラ８１および加圧ローラ８２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ８１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ８１の温度を制御する。
ヒートローラ８１は、加圧ローラ８２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融、混合、圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像（各色トナー像）が定着されたシートは、複数の搬送ローラ２５によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態（多色トナー像を下側に向けた状態）にて、排紙トレイ１５上に排出される。
【００３３】
次に、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。
画像形成装置１００には、図１に示すように、上述したように予めシートを収納する給紙トレイ１０、および少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ２０が配置されている。これら両トレイには各々ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）が配置され、これらピックアップローラ１６によってシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給するようになっている。
【００３４】
片面印字の場合は、給紙トレイ１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５ａによってレジストローラ１４まで搬送され、レジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とが整合するタイミングで転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト７との接触位置）に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５ｂを経て排紙ローラ２５ｃから排紙トレイ１５上に排出される。
【００３５】
また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５ｆ，２５ｅ，２５ｄ）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降のシート搬送動作は、上述した給紙トレイ１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。
【００３６】
一方、両面印字の場合は、上記のようにして片面印字が終了し定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５ｃにてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ２５ｃが逆回転することによって搬送ローラ２５ｇ，２５ｈに導かれ、再びレジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。
【００３７】
次に、現像装置について図面を参照して説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ’断面矢視図、図４は図２のＢ−Ｂ’断面矢視図である。
【００３８】
現像装置２は、図２に示すように、現像槽１１１内に、感光体ドラム３と対向するように配置された現像ローラ１１４を有し、現像ローラ１１４によって感光体ドラム３の表面にトナーを供給して、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像を現像（顕像化）する装置である。
【００３９】
現像装置２は、現像ローラ１１４の他に、現像槽１１１、現像槽カバー１１５、トナー供給口１１５ａ、ドクターブレード１１６、第１搬送部材１１２、第２搬送部材１１３、仕切り板（仕切り壁）１１７、透磁率センサ１１８、電磁石１１９、対向電磁石１２０を備えている。
電磁石１１９および対向電磁石１２０は、図示しない電源から電流の供給を受けることによって、電磁石１１９から対向電磁石１２０へ向かう磁界（または、その逆向きの磁界）を形成する。電磁石の作用については後述する。
【００４０】
現像槽１１１は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する槽である。また、現像槽１１１には、現像ローラ１１４、第１搬送部材１１２、第２搬送部材１１３等が配設されている。なお、本実施形態のキャリアは、磁性を有する磁性キャリアである。
【００４１】
現像ローラ１１４は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するマグネットローラであり、現像槽１１１内の二成分現像剤を感光体ドラム３へと搬送するものである。また、現像ローラ１１４は、感光体ドラム３に対向し、感光体ドラム３に対して間隙を有して離隔するように設けられる。現像ローラ１１４で搬送される二成分現像剤は最近接部分で感光体ドラム３と接触する。この接触領域が現像ニップ部であり、現像ニップ部では、現像ローラ１１４に接続される図示しない電源から現像ローラ１１４に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ１１４表面の二成分現像剤から感光体ドラム３表面の静電潜像へトナーが供給される。
【００４２】
ドクターブレード１１６は現像ローラ１１４の軸線方向に平行に延びる板状部材であり、現像ローラ１１４の鉛直方向下方において、その短手方向の一端が現像槽１１１によって支持され、かつ他端が現像ローラ１１４表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。ドクターブレード１１６の材料としては、ステンレス鋼が使用できるが、アルミニウムや合成樹脂なども使用できる。
【００４３】
透磁率センサ１１８は、第２搬送部材１１３の鉛直方向下方の現像槽１１１底面に装着され、センサ面が現像槽１１１の内部に露出するように設けられる。透磁率センサ１１８は図示しないトナー濃度制御手段に電気的に接続される。透磁率センサ１１８には一般的な透磁率センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。トナー濃度制御手段の機能については後述する。
【００４４】
透磁率検知センサには図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。
このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）社製）などが挙げられる。
【００４５】
また、現像槽１１１の上側には、図２，図４に示すように、取り外し可能な現像槽カバー１１５が設けられている。さらに、現像槽カバー１１５には、図４に示すように、現像槽１１１に未使用のトナーを補給するためのトナー供給口１１５ａが形成されている。図１に示すように、トナー補給装置２２に収容されているトナーは、トナー移送機構１０２およびトナー供給口１１５を介して現像槽１１１に移送され、これにより現像槽１１１にトナーが補給されるようになっている。
【００４６】
第１搬送部材１１２は、螺旋状の第１搬送羽根１２２ａと第１回転軸１１２ｂからなるスクリューオーガにより構成されており、第２搬送部材１１３は、螺旋状の第２搬送羽根１１３ａと第２回転軸１１３ｂからなるスクリューオーガにより構成されている。第１搬送羽根１２２ａおよび第２搬送羽根１１３ａがそれぞれ回転することにより、二成分現像剤を撹拌すると共に搬送するようになっている。
現像槽１１１には、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３との間に仕切り板１１７が配設されている。仕切り板１１７は、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の各回転軸方向に平行に延設されている。現像槽１１１の内部は、仕切り板１１７によって、第１搬送部材１１２が配されている第１搬送路Ｐと、第２搬送部材１１３が配されている第２搬送路Ｑとに区画される。このように、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとは並設されている。
【００４７】
仕切り板１１７は、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の各軸方向の両端部において、現像槽１１１の内側の壁面から離間して配置されている。これにより、現像槽１１１には、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の各軸方向の両端部付近において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する連通路が形成されている。以下では、図４に示されるように、矢印Ｘ方向側に形成されている連通路を第１連通路Ｖ、矢印Ｙ方向側に形成されている連通路を第２連通路Ｗと称する。
【００４８】
第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３は、互いの周面同士が仕切り板１１７を介して対向するようにかつ互いの軸同士が平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。そして、第１搬送部材１１２は、図３に示すように、矢印Ｘ方向に二成分現像剤を搬送し、第２搬送部材１１３は、矢印Ｘ方向とは逆の矢印Ｙ方向に二成分現像剤を搬送するように設定されている。
また、トナー供給口１１５ａは第１搬送路Ｐ内の領域でありかつ第２連通路Ｗよりも矢印Ｘ方向側の位置に形成されている。つまり、第１搬送路Ｐにおいて、第２連通路Ｗの下流側にトナーが補給されることになる。
【００４９】
現像槽１１１において、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３は、それぞれ第１搬送部材駆動モータ１３２および第２搬送部材駆動モータ１３３によって回転駆動され、二成分現像剤を搬送する。
具体的には、第１搬送路Ｐにおいて、二成分現像剤は、第１搬送部材１１２によって撹拌されながら矢印Ｘ方向へ搬送され、第１連通路Ｖに到達する。第１連通路Ｖに到達した二成分現像剤は、第１連通路Ｖを通過して第２搬送路Ｑへ搬送される。
【００５０】
一方、第２搬送路Ｑにおいて、二成分現像剤は、第２搬送部材１１３によって、撹拌されながら矢印Ｙ方向へ搬送され、第２連通路Ｗに到達する。そして、第２連通路Ｗに到達した二成分現像剤は、第２連通路Ｗを通過して第１搬送路Ｐへ搬送される。
つまり、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３とは、互いに逆方向に二成分現像剤を撹拌しながら搬送している。
【００５１】
このようにして、二成分現像剤は、現像槽１１１において、第１搬送路Ｐと第１連通路Ｖと第２搬送路Ｑと第２連通路Ｗとを、第１搬送路Ｐ→第１連通路Ｖ→第２搬送路Ｑ→第２連通路Ｗ、という順序にて循環移動していることになる。そして、二成分現像剤は、第２搬送路Ｑにて搬送されている間に、現像ローラ１１４の回転にてその表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた二成分現像剤中のトナーが感光体ドラム３へと移動して、順次消費されていく。
このように消費されるトナーを補うべく、未使用のトナーがトナー供給口１１５ａから第１搬送路Ｐへ補給され、補給されたトナーは第１搬送路Ｐにおいて従前より存在する二成分現像剤と混合撹拌される。
【００５２】
また、第２搬送路Ｐに設けた透磁率センサ１１８の近傍位置の第２搬送部材１１３には、第２回転軸１１３ｂに対して垂直な攪拌板１１３ｃが設けられており、この攪拌板１１３ｃによって透磁率センサ１１８の検出面の摺擦力を高め、二成分現像剤の動きを活性化させて現像剤の滞留を抑えている。
【００５３】
図５は、図１に示すトナー補給装置２２の構成を示す断面図であり、図６は、図５に示すトナー排出部材周辺を拡大したＣ−Ｃ’断面矢視図である。
図５において、トナー補給装置２２は、トナー収容容器１２１、トナー攪拌部材１２５、トナー排出部材１２２およびトナー排出口１２３を含む。
【００５４】
トナー補給装置２２は、現像槽１１１の上側に配され、未使用トナー（粉体状のトナー）を貯蔵している。トナー補給装置２２内のトナーはトナー排出部材（排出スクリュー）１２２を回転させることによって、トナー排出口１２３からトナー移送機構１０２を介して現像槽１１１へ供給されるようになっている。
トナー収容容器１２１は、内部空間を有するほぼ半円筒状の容器部材であり、トナー攪拌部材１２５、トナー排出部材１２２を回転自在に支持し、トナーを収容する。トナー排出口１２３は、トナー排出部材１２２の下部、軸方向中央部よりに設けられる略長方形の開口部であり、トナー移送機構１０２を臨む位置に配置される。
【００５５】
トナー攪拌部材１２５は、回転軸１２５ａを中心に回転することにより、トナー収容容器１２１内に収容されるトナーを攪拌しながら、トナー収容容器１２１内のトナーを汲み上げてトナー排出部材１２２へ搬送する板状の部材で、先端にトナー汲み上げ部材１２５ｂを備える。トナー汲み上げ部材１２５ｂは、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートからなり、トナー攪拌部材１２５の両端に取付けられる。
【００５６】
トナー排出部材１２２は、トナー収容容器１２１内のトナーをトナー排出口１２３から現像槽１１１に供給するもので、図６に示すようにトナー排出部材回転軸１２２ｂとトナー搬送羽根１２２ａとを含むスクリューオーガで構成される。トナー排出部材１２２は、トナー排出部材駆動モータ１３４によって回転駆動されるようになっている。スクリューオーガの向きは、トナー排出部材１２２の軸方向両端からトナー排出口１２３側に向けて、トナーが搬送されるように設定されている。
【００５７】
トナー排出部材１２２とトナー攪拌部材１２５との間には、トナー排出部材隔壁１２４が設けられる。これによって、トナー攪拌部材１２５によって汲み上げられたトナーがトナー排出部材１２２の周辺に適量のトナーを保持できる。
図５において、トナー攪拌部材１２５は矢印方向に回転してトナーを撹拌し、トナー排出部材１２２の方へ汲み上げる。このとき、トナー汲み上げ部材１２５ｂは、その可撓性によって、トナー収容容器１２１の内壁を摺動して変形しつつ回転し、トナーをトナー排出部材１２２に供給する。そして、トナー排出部材１２２が、供給されたトナーを、自身の回転によってトナー排出口１２３へと導くようになっている。
【００５８】
ここで、先述したトナー濃度制御手段は、透磁率センサ１１８が検知するトナー濃度測定値に応じて、トナー排出部材１２２を回転駆動させ、トナー排出口１２３を介して現像槽１１１内部にトナーを供給するように制御する。
透磁率センサ１１８によるトナー濃度測定値がトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、トナー排出部材１２２を回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、トナー排出部材１２２を回転駆動させている。
【００５９】
図７および図８は、本発明の一実施形態に係る現像装置の現像槽内における現像剤の状態を模式的に示す説明図である。
図７は電磁石１１９および対向電磁石１２０に電流が流れていない時（通常の画像形成時）の状態を示し、図８は、電磁石１１９および対向電磁石１２０に電流が流れ、電磁石１１９から対向電磁石１２０へ向かう磁界が形成されている時（非画像形成時）の状態を示している。
【００６０】
図７に示すように、電磁石１１９および対向電磁石１２０に通電していない通常の画像形成時では、第２搬送路Ｑの現像槽１１１と第２搬送部材１１３との間には間隙が形成されるため、この間隙部分での現像剤Ｄａの動きが鈍くなり、現像剤Ｄａが緩く凝集した状態が生じやすくなっている。このため。透磁率センサ１１８表面（検出面）の現像剤の流れも悪くなり、センサ出力も不安定になっていた。
【００６１】
そこで、電磁石１１９および対向電磁石１２０に通電すると、図８に示すように、電磁石１１９から対向電磁石１２０へ向かう磁界が形成されることにより、緩く凝集した状態にある現像剤Ｄａ（図７）が、磁界によって強制的に動かされ、磁界に沿って現像剤ブリッジＤｂが形成される。現像剤ブリッジＤｂは、流動性が極めて低くなるため、第２攪拌部材１１３で搬送される現像剤は、現像剤ブリッジＤｂによってブロックされ、行き場を失った現像剤は、第２攪拌部材１１３の上部に堆積することになる。
【００６２】
その状態で、電磁石１１９および対向電磁石１２０の電流が遮断されると、上部に堆積した現像剤が、透磁率センサ１１８の検出面に向けて一気に流れ、摺擦力が高まり、現像剤Ｄａの緩凝集状態が解消される。そのため、透磁率センサ１１８の出力が安定化し、高精度なトナー濃度の検出が可能となる。
【００６３】
ここで、電磁石１１９に流す電流は、交流電流が望ましい。交流電流で電磁石を駆動することにより、磁束密度が経時的に変化するので、直流電流に比べて現像剤の動きが活発になり、センサ面のクリーニング効果を高めることができる。また、交流電流の周波数としては、１Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下が望ましい。周波数が２０Ｈｚを超えると、現像剤の追従性が低くなり、交流電流を流すことによる先述の効果が得られにくく、逆に、周波数が低すぎると、現像剤の動きが活発にならないからである。
【００６４】
なお、電磁石１１９および対向電磁石１２０の駆動は任意のタイミングで行うことが可能であるが、攪拌板１１３ｃを設けた場合は、電磁石１１９と対向電磁石１２０によって作られた現像剤ブリッジＤｂが一時的に崩れるため、攪拌板１１３ｃがブリッジＤｂから遠い位置に来た時に、電磁石１１９と対向電磁石１２０の電流を切るようにすればよい。
また、対向電磁石１２０の代わりに電磁石１１９の磁束を吸収する強磁性体を設けてもよい。
【００６５】
さらに、対向電磁石１２０や強磁性体を用いることなく、電磁石１１９のみを設けた構成としてもよい。この場合、電磁石１１９に電流を流すことにより、電磁石１１９が作る磁界に沿って透磁率センサ１１８近傍の現像剤Ｄａが動かされ、動かされた現像剤Ｄａによって第２攪拌部材１１３で搬送される現像剤がブロックされる。したがって、行き場を失った現像剤は、第２攪拌部材１１３の上部に堆積することになる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置を有する画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面矢視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ’断面矢視図である。
【図５】図１に示すトナー補給装置２２の構成を示す断面図である。
【図６】図５に示すトナー排出部材周辺を拡大したＣ−Ｃ’断面矢視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る現像装置の現像槽内における現像剤の状態を模式的に示す説明図であり、電磁石が非通電時の状態を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る現像装置の現像槽内における現像剤の状態を模式的に示す説明図であり、電磁石が通電時の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…露光ユニット、２（２ａ〜２ｄ）…現像装置、３（３ａ〜３ｄ）…感光体ドラム、４（４ａ〜４ｄ）…クリーナユニット、５（５ａ〜５ｄ）…帯電器、６（６ａ〜６ｄ）…中間転写ローラ、７…中間転写ベルト、８…中間転写ベルトユニット、９…中間転写ベルトクリーニングユニット、１０…給紙トレイ、１１…転写ローラ、１２…定着ユニット、１４…レジストローラ、１５…排紙トレイ、１６（１６ａ，１６ｂ）…ピックアップローラ、２０…手差しトレイ、２２（２２ａ〜２２ｄ）…トナー補給装置、２５（２５ａ〜２５ｈ）…搬送ローラ、７１…中間転写ベルト駆動ローラ、７２…中間転写ベルト従動ローラ、７３…中間転写ベルトテンション機構、８１…ヒートローラ、８２…加圧ローラ、１００…画像形成装置、１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）…トナー移送機構、１１１（１１１ａ〜１１１ｄ）…現像槽、１１２…第１搬送部材、１１２ａ…第１搬送羽根、１１２ｂ…第１回転軸、１１３…第２搬送部材、１１３ａ…第２搬送羽根、１１３ｂ…第２回転軸、１１３ｃ…攪拌板、１１４…現像ローラ、１１５…現像槽カバー、１１５ａ…トナー供給口、１１６…ドクターブレード、１１７…仕切り板、１１８…透磁率センサ、１１９…電磁石、１２０…対向電磁石、１２１…トナー収容容器、１２２…トナー排出部材、１２２ａ…トナー搬送羽根、１２２ｂ…トナー排出部材回転軸、１２３…トナー排出口、１２４…トナー排出部材隔壁、１２５…トナー攪拌部材、１２５ａ…回転軸、１２５ｂ…トナー汲み上げ部材、１３２…第１搬送部材駆動モータ、１３３…第２搬送部材駆動モータ、１３４…トナー排出部材駆動モータ。
【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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