(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤を担持して静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体との間でニップ部を形成するよう配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、を備える現像室と、
前記現像室の下方に配置され、前記現像剤を収容する収容室と、
前記収容室に収容された現像剤を前記現像室に設けられた開口部を通過させて前記供給部材上へ搬送する、回転自在な搬送部材と、
前記収容室に設けられ、現像剤残量を検知するための検知光が透過可能な透過部材と、を有し、
前記透過部材が設けられた前記収容室の壁面から前記搬送部材の回転中心までの間の領域における鉛直方向上方に前記開口部が位置し、
前記供給部材は、表面が前記ニップ部の上端から下端へ移動する方向に回転することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記透過部材は、前記収容室において前記開口部の下端を通る鉛直面に対して前記供給部材とは反対側の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】
前記開口部の下端が前記供給部材の下端よりも上方に位置することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
現像剤残量を検知するための電極部材が前記ニップ部の上方に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記供給部材は、表面に発泡層を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体は、表面が前記ニップ部の上端から下端へ移動する方向に回転することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記静電潜像を担持する像担持体と、請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記静電潜像を担持する像担持体と、請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置とを有し、記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７に記載のプロセスカートリッジを有し、記録材に画像を形成する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、電子写真画像形成装置、電子写真画像形成装置で用いられる現像装置、及び、電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ、並びにこれらの複合機（マルチファンクションプリンタ）が含まれる。
【０００３】
また、現像装置とは、電子写真感光体ドラム等の像担持体上の静電潜像を現像剤を用いて可視像化するものである。さらに、プロセスカートリッジとは、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【背景技術】
【０００４】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、電子写真感光体などの像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置により現像することでトナー像として可視化している。
【０００５】
電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。
【０００６】
また、近年、複数色の現像剤を用いてカラー画像を形成するカラー画像形成装置が普及してきている。カラー画像形成装置としては、複数色の現像剤を用いた画像形成動作のそれぞれに対応する感光体を、トナー像が転写される被転写体の表面移動方向に沿って一列に配置した、いわゆる、インライン方式の画像形成装置が知られている。インライン方式のカラー画像形成装置には、複数の感光体が鉛直方向（重力方向）と交差する方向（例えば水平方向）に一列に配置されたものがある。インライン方式は、画像形成速度の高速化やマルチファンクションプリンタへの展開などの要望に対応し易いなどの点で好ましい画像形成方式である。
【０００７】
また、複数の感光体を鉛直方向と交差する方向に一列に配置したインライン方式の画像形成装置として、複数の感光体を、被転写体としての中間転写体、又は被転写体としての記録材を搬送する記録材担持体の下方に配置したものがある（特許文献１参照）。
【０００８】
感光体を中間転写体や記録材担持体の下方に配置する場合、画像形成装置本体内において中間転写体や記録材担持体を間に挟む態様で、例えば定着装置と現像装置（或いは露光装置）とを離れた位置に配置することができる。そのため、現像装置（或いは露光装置）が定着装置の熱の影響を受け難いなどの利点がある。
【０００９】
更に、記録材へトナー像を転写するまでの中間転写体の移動距離を短くできるため、ＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ  Ｐｒｉｎｔ  Ｏｕｔ  Ｔｉｍｅ：  プリント印刷開始ボタンを押してから、最初の１枚目のプリント物が排出されるまでの所要時間）を短くできる利点もある。
【００１０】
例えば上述のように感光体を中間転写体又は記録材担持体の下方に配置するような場合に、現像装置内において重力に反して現像剤を搬送する必要が生じることがある。特許文献１の現像装置は、現像室と、現像室の下方に配置された現像剤収容室とを有する。現像室には、感光体に現像剤を供給する現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材とが設けられている。また、現像剤収容室には、現像剤収容室に収容された現像剤を現像室に設けられた開口部を通過させて供給部材上へ搬送する現像剤搬送部材と、現像装置の現像剤残量を検知光により検知するための光透過部材とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−２０９８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記従来構成のように、現像室の下方に配置された現像剤収容室において現像剤残量を検知光により検知する構成を採用する場合、現像室から現像剤収容室に落下したトナーが検知光を遮ってしまい、現像剤残量の検知精度が低下することがあった。
【００１３】
そこで、本出願に係る発明の目的は、現像室の下方に配置された現像剤収容室で現像剤残量を検知光により検知する構成において、現像剤残量の検知精度を向上する現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る第１の発明は、電子写真画像形成装置に用いられる現像装置であって、現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体との間でニップ部を形成するよう配置され、現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、を備える現像室と、現像室の下方に配置され、現像剤を収容する現像剤収容室と、現像剤収容室に収容された現像剤を現像室に設けられた開口部を通過させて供給部材上へ搬送する現像剤搬送部材と、現像剤収容室に設けられ、現像剤残量を検知するための検知光が透過可能な透過部材と、を有し、供給部材は、表面が前記ニップ部の上端から下端へ移動する方向に回転することを特徴とする現像装置。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本出願に係る発明によれば、現像室の下方に配置された現像剤収容室で現像剤残量を検知光により検知する構成において、供給部材を表面が現像剤担持体とのニップ部の上端から下端へ移動する方向に回転することで、現像剤残量の検知精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】実施例１における現像装置及びプロセスカートリッジの概略構成断面図。
【図３】従来のプロセスカートリッジの概略構成断面図。
【図４】実施例１のプロセスカートリッジにおけるトナー搬送部材の作動を説明する概略構成断面図１。
【図５】実施例１における第二貯留部にトナーが供給された後の現像装置及びプロセスカートリッジの概略構成断面図。
【図６】従来構成における第二貯留部にトナーが供給された後の現像装置及びプロセスカートリッジの概略構成断面図。
【図７】実施例１における、受光部で得られる時間と光量との関係を示した波形。
【図８】従来例における、受光部で得られる時間と光量との関係を示した波形。
【図９】実施例２における現像装置及びプロセスカートリッジの概略構成断面図。
【図１０】実施例２と従来例における撹拌回転数と静電容量との関係、および実施例２におけるトナー残量と静電容量との関係。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の第１の実施例について図１〜図８により説明する。
【００１９】
［画像形成装置］
先ず、本発明に係る電子写真画像形成装置（画像形成装置）の全体構成について説明する。
【００２０】
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体１００Ａに接続された画像読み取り装置、或いは、画像形成装置本体１００Ａに通信可能に接続されたパーンナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体１００Ａに入力される。
【００２１】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。
【００２２】
尚、本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。
即ち、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有する。感光体ドラム１は、図示矢印Ａ方向（時計方向）に図示しない駆動手段（駆動源）により回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の表面を均―に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２、画像情報に基づきレーザーを照射して感光体ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段としてのスキャナユニット（露光装置）３が配置されている。又、感光体ドラム１の周囲には、静電像をトナー像として現像する現像手段としての現像ユニット（現像装置）４、転写後の感光体ドラム１の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去するクリーニング手段としてのクリーニング部材６が配置されている。更に、４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト５が配置されている。
尚、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤として非磁性一成分現像剤のトナーを用いる。又、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤担持体としての現像ローラ（後述）を感光体ドラム１に対して接触させて反転現像を行うものである。即ち、本実施例では、現像ユニット４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを、感光体ドラム１上の露光により電荷が減衰した部分（画像部、露光部）に付着させることで静電像を現像する。
【００２３】
本実施例では、感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像ユニット４及びクリーニング部材６とは、一体化され、即ち、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体１００Ａに設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は、全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブランク（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。
【００２４】
中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５は、全ての感光体ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材として、駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３に掛け渡されている。
【００２５】
中間転写ベルト５の内周面側には、各感光体ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ８が並設されている。一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を感光体ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト５と感光体ドラム１とが当接する一次転写部Ｎ１を形成する。そして、一次転写ローラ８に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。
【００２６】
又、中間転写ベルト５の外周面側において二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は、中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に圧接し、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが当接する二次転写部Ｎ２を形成する。そして、二次転写ローラ９に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト５上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。
【００２７】
更に説明すれば、画像形成時には、先ず、感光体ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザー光によって、帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電像が形成される。次いで、感光体ドラム１上に形成された静電像は、現像ユニット４によってトナー像として現像される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。
【００２８】
例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が次に重ね合わせて一次転写される。
【００２９】
その後、中間転写ベルト５の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部Ｎ２へと搬送される。中間転写ベルト５上の４色トナー像は、記録材１２を介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用によって、一括して記録材１２上に二次転写される。
【００３０】
トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置１０に搬送される。定着装置１０において記録材１２に熱及び圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。
【００３１】
又、一次転写工程後に感光体ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニング部材６によって除去、回収される。又、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１１によって清掃される。
【００３２】
尚、画像形成装置１００は、所望の一つの画像形成部のみを用いて、又は、幾つか（全てではない）の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
【００３３】
［プロセスカートリッジ］
次に、本実施例の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。
【００３４】
図２は、感光体ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施例のプロセスカートリッジ７の概略断面（主断面）図である。図２のプロセスカートリッジ７の姿勢は、画像形成装置本体に装着された状態での姿勢であり、以下でプロセスカートリッジの各部材の位置関係や方向等について記載する場合はこの姿勢における位置関係や方向等を示している。尚、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成及び動作は実質的に同一である。
【００３５】
プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１等を備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ１７等を備えた現像ユニット４とを一体化して構成される。
【００３６】
感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、感光体ドラム１が図示しない軸受を介して回転可能に取り付けられている。
【００３７】
感光体ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モータの駆動力が感光体ユニット１３に伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。本実施例にて、画像形成プロセスの中心となる感光体ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光体ドラム１を用いている。
【００３８】
又、感光体ユニット１３には、感光体ドラム１の周面上に接触するように、クリーニング部材６、帯電ローラ２が配置されている。クリーニング部材６によって感光体ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体１４内に落下、収容される。
【００３９】
帯電手段である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光体ドラム１に加圧接触することで従動回転する。
【００４０】
ここで、帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム１に対して所定の直流電圧が印加されており、これにより感光ドラム１の表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。前述のスキャナユニット３からのレーザー光によって画像データに対応して発光されるレーザー光のスポットパターンは、感光ドラム１を露光し、露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（Ｖｌ）、未露光部位は所定の暗部電位（Ｖｄ）の静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。
【００４１】
一方、現像ユニット４は、現像剤（トナー）８０を担持するための現像剤担持体としての現像ローラ１７と、現像ローラ１７にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ２０と、を有している。更に、現像ユニット４は、供給ローラ２０よりも重力方向下方に配置され、トナー８０を収容する現像剤収容室、即ち、トナー収容室１９を備えている。そして、現像ローラ１７と供給ローラ２０などを設けられた現像室１８も備えている。この現像室１８は、トナー収容室１９からトナーを送り込むための開口部１８ｄを持つ。
【００４２】
さらに、トナー収容室１９には、収容されたトナーを撹拌するとともに供給ローラ２０の上方（供給部材上）へトナーを搬送するために、トナー収容室１９に回転自在に支持されたトナー搬送部材２２が設けられている。
【００４３】
トナー収容室１９は、カートリッジに装着された状態にて、即ち、図２に示す姿勢にて、トナー搬送部材２２の回転方向Ｇに沿って、底壁面Ｗ１と、底壁面Ｗ１に連接してトナー収容室１９の内方へと傾斜した第１壁面Ｗ２とを有する。
【００４４】
更に、トナー収容室１９は、第１壁面Ｗ２に連接し、開口部１８ｃへと至る第２壁面Ｗ３と、第２壁面Ｗ３から前記底壁面Ｗ１へと至る第３壁面Ｗ４とを有する。
【００４５】
トナー収容室１９にて、トナー搬送部材２２は、詳しくは後述するが、その先端部が底壁面Ｗ１及び第１壁面Ｗ２に接触して移動する。従って、トナー収容室１９のトナーＴは、底壁面Ｗ１から第１壁面Ｗ２へと持ち上げて搬送され、そして、第３壁面Ｗ３に沿って供給ローラ２０の上方へと案内される。
【００４６】
供給ローラ２０の上方へと送られたトナーは、現像ローラ１７と供給ローラ２０とのニップ部Ｎ（現像ローラ１７とトナー供給ローラ２０とでトナーを挟む部分）の上方の領域にある第二貯留部１８ｂへと貯められる。
【００４７】
供給ローラ上方へと導入されなかったトナーＴは、トナー収容室１９内へと落下するか、或いは、第３壁面Ｗ４に沿ってトナー収容室１９内方へと案内される。
本実施例において現像ユニットの長手幅は２３０ｍｍである。
【００４８】
また、供給ローラ２０と現像ローラ１７とは、ニップ部Ｎを持って接触して、お互いの表面が同方向（本実施例ではニップ部の上端から下端へ移動する方向）に移動するようにそれぞれ回転する。
【００４９】
現像ブレード２１が現像ローラ１７にカウンターで当接しており、供給ローラ２０によって供給されたトナーのコート量規制及び電荷付与を行っている。現像ブレード２１は薄い板状部材からなり、薄板のバネ弾性を利用して当接圧力を形成し、その表面がトナー及び現像ローラ１７に接触当接される。トナーは、現像ブレード２１と現像ローラ１７との摺擦により摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に層厚規制される。また、本実施例においては、現像ブレード２１に不図示のブレードバイアス電源から所定電圧を印加し、トナーコートの安定化を図っている。
【００５０】
現像ローラ１７と感光体ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。
【００５１】
尚、本実施例では、現像ローラ１７は、感光体ドラム１に接触して配置されているが、現像ローラ１７は、感光体ドラム１に対して所定間隔を開けて近接配置される構成であってもよい。
【００５２】
本実施例においては、現像ローラ１７に印加された所定のＤＣバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。
供給ローラ２０は、対向部において現像ローラ１７の周面上に所定の接触部（ニップ部）Ｎを形成して配設されており、図示矢印Ｅ方向（時計回り）に回転する。供給ローラ２０は、導電性芯金の外周に発泡体層を形成した弾性スポンジローラである。供給ローラ２０と現像ローラ１７は所定の侵入量、即ち、供給ローラ２０が現像ローラ１７により凹状とされるその凹み量△Ｅを持って接触している。接触部Ｎにおいて互いの表面が同じ方向に移動するよう回転しており、この動作により、供給ローラ２０による現像ローラ１７への供給及び現像残として残った現像ローラ１７上のトナーの剥ぎ取りを行っている。供給ローラ２０の上方へ導入されたトナーＴは、供給ローラ２０と現像ローラ１７の接触部（ニップ部）Ｎを通過することで帯電付与され、現像ローラ１７に供給されなかったトナーは、現像室１８内でトナーを貯留する第一貯留部１８ｃ（現像室１８内において、現像ローラ１７と供給ローラ２０の下側の領域）へと案内される。本実施例では、供給ローラが２００ｒｐｍで、現像ローラが１００ｒｐｍで駆動回転している。供給ローラ２０は図示矢印Ｅ方向に回転し、トナー搬送部材２２は図示矢印Ｇ方向に回転するように、同方向に回転している。
【００５３】
尚、本実施例においては、現像ローラ１７、供給ローラ２０は、共に外径１５ｍｍであり、供給ローラ２０の現像ローラ１７への侵入量、即ち、供給ローラ２０が現像ローラ１７により凹状とされるその凹み量△Ｅを１．０ｍｍに設定した。また、供給ローラ２０と現像ローラ１７は中心高さが同じになるように配置した。
【００５４】
以下、本実施例において用いられる供給ローラ２０の詳細について説明する。
本実施例における供給ローラ２０は、導電性支持体と、導電性支持体に支持される発泡層と、を備える。具体的には、導電性支持体たる外径φ５（ｍｍ）の芯金電極２０ａと、その周囲に気泡同士がつながっている連続気泡体（連泡）から構成される発泡層としての発泡ウレタン層２０ｂが設けられており、図中Ｅの方向に回転する。また、本実施例で用いた供給ローラの長手幅は２２０ｍｍである。
【００５５】
表層のウレタンを連続気泡体とすることで、供給ローラ２０内部にトナーが多量に進入可能となる。また、本実施例における供給ローラ２０の抵抗は１×１０９（Ω）である。
【００５６】
ここで、供給ローラ２０の抵抗の測定方法を説明する。供給ローラ２０を、直径３０ｍｍのアルミスリーブに対し、後述する侵入量が１．５ｍｍとなるように、当接させる。このアルミスリーブを回転させることにより、供給ローラ２０を３０ｒｐｍでアルミスリーブに対して従動回転させる。
【００５７】
次に、現像ローラ１７に、−５０Ｖの直流電圧を印加する。その際、アース側に１０ｋΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで電流を算出し、供給ローラ２０の抵抗を算出する。本実施例では、供給ローラ２０の表面セル径を５０μｍ〜１０００μｍ、空隙率０．６とした。
【００５８】
ここで、セル径とは、任意断面の発泡セルの平均径をいい、まず任意断面の拡大画像から最大である発泡セルの面積を測定し、この面積から真円相当径を換算し最大セル径を得る。そしてこの最大セル径の１／２以下である発泡セルをノイズとして削除した後、残りの個々のセル面積から同様に換算した個々のセル径の平均値のことを指す。また、空隙率とは、任意断面における発泡セルの割合をいい、まず任意断面の拡大画像からそれぞれの発泡セルの面積を測定し、発泡セルの総面積を求める。そして、この発泡セルの総面積が任意断面に占める割合を求め、その値を空隙率とした。
【００５９】
［トナー残量検知構成］
次に、図２を参照して、本実施例の光透過式現像剤残量検知（以下、「トナー残量検知」という。）について説明する。
【００６０】
図２に示すように、トナーを収容するトナー収容室１９内に設けられたトナー撹拌部
材２２は、Ｇ方向に回転することで供給ローラ２０の上方にトナーを搬送している。
【００６１】
図２に示すように、トナー搬送部材２２は、樹脂成形品の軸部材２２ａと、一端が軸部材２２ａに取り付けられた、トナー撹拌を行うための可撓性シート状部材である撹拌シート２２ｂで構成される。可撓性シート状部材２２ｂとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルムなどの可撓性の樹脂製シートを用いて好適に作製することができる。シート状部材２２ｂの厚みは、５０〜２５０μｍが好適である。
【００６２】
トナー収容室１９の底部のトナーまで撹拌、搬送できるように、撹拌シート２２ｂの短手方向の長さは、トナー搬送部材回転中心Ｏから、特に、トナー収容室壁面Ｗ１、Ｗ２、Ｗ４までより長くしている。また、撹拌シート２２ｂの長手方向長さＷ０は、搬送部材２２の回転軸方向の両側に位置するトナー収容室１９の両側壁面間の長さとされる。
【００６３】
搬送部材２２への駆動力の伝達は、軸部材２２ａ端部に設けた嵌合穴２２ｃに、トナー収容室１９側面を貫通して挿入される駆動ギア（不図示）によって行われる。
【００６４】
一方、トナー収容室１９には、光透過式トナー残量検知を行うためのトナー残量検知手段が配置される。本実施例では、トナー収容室１９を形成する壁面、特に、トナー供給下流側の側面の壁に、光透過式トナー残量検知を行うための現像剤検知部材としての一対の光透過部材４０が、現像ローラ１７の長手方向に沿って対向して配置されている。
【００６５】
光透過部材４０は、それぞれ出射部である透過窓及び入射部である透過窓を有する。
【００６６】
光透過部材４０は、電子写真画像形成装置本体１００Ａに設けられた発光部であるＬＥＤ（不図示）から発光された検知光Ｌをトナー収容室１９内部へ導くライトガイド（不図示）と、検知光Ｌを透過可能な透過窓と、が一体化されている。トナー収容室１９内部を透過した検知光Ｌは、ライトガイド（不図示）を通過し、電子写真画像形成装置本体１００Ａに設けられた受光部であるフォトトランジスタへ導かれる。
【００６７】
［トナー残量検知方法］
図４（ａ）〜（ｅ）、図７を用いて、トナー残量検知方法の詳細について説明する。
【００６８】
図４（ａ）は、トナー収容室１９内のトナーＴが所定量堆積しており、トナー搬送部材２２がトナーの剤面Ｈ１、Ｈ２よりも上方にいる状態を示す。また、図７は、フォトトランジスタ（不図示）で得られる波形を示している。そして、フォトトランジスタ（不図示）から光量に応じて得られた電気信号を受けた、画像形成装置本体に設けられた制御部（不図示）では、所定光量（閾値）以上の光量を受光している時間を透過時間として計測する。そして、その透過時間からトナー残量を推測する。
【００６９】
図４（ａ）の状態における、フォトトランジスタ（不図示）で得られる波形は、図７における（Ａ）の部分に該当する。即ち、トナーは、光透過部材４０の所には達していないため、検知光Ｌはトナー収容室１９内を透過している。
【００７０】
この状態では、トナー搬送部材２２が回転し、撹拌シート２２ｂが、図４（ａ）にて、トナー搬送部材右側のトナーの剤面Ｈ２を押すことにより、トナー搬送部材左側のトナーの剤面Ｈ１が上昇する。
【００７１】
トナーの剤面Ｈ１は、トナー収容室１９の傾斜壁面Ｗ２に沿って上昇していき、図４（ｂ）では、光透過部材４０へトナーの剤面Ｈ１が到達した状態である。
【００７２】
この直後より、トナー収容室壁面Ｗ２に設けた一対の光透過部材４０の間にトナーが介在することにより、ＬＥＤ（不図示）から発光された検知光Ｌが遮断され、図７に示すように、フォトトランジスタ（不図示）では検知光Ｌが受光されなくなる（（Ｂ）の状態）。
【００７３】
この後、トナー搬送部材２２の回転によりトナーの剤面Ｈ１は、トナー収容室壁面Ｗ２に沿って上昇していく。
【００７４】
図４（ｃ）に示すように、トナー撹拌シート２２ｂ上のトナーは、トナーの斜面が急になると、トナー撹拌シート２２ｂから落下し、再びトナー収容室１９上へと堆積する。
【００７５】
この時点では、まだトナー収容室壁面Ｗ２に設けた一対の光透過部材４０にはトナーが存在し、図７に示すように検知光Ｌは遮断された状態である（（Ｃ）の状態）。
【００７６】
図４（ｄ）の状態は、トナー搬送部材２２の回転により、撹拌シート２２ｂが光透過部材４０を通過した直後を示している。
【００７７】
トナー搬送部材２２の回転によりトナー収容室壁面Ｗ２に沿って押し上げられた撹拌シート２２ｂ上のトナーＴは、まだシート２２ｂ上に残っている。しかし、撹拌シート２２ｂが通過したためトナー収容室壁面Ｗ２に設けた一対の光透過部材４０にはトナーＴが無くなり、検知光Ｌは図７に示すように再び透過する状態になる（（Ｄ）の状態）。
【００７８】
ここで、前述の通り、撹拌シート２２ｂの短手方向の長さは、搬送部材２２の中心Ｏからトナー収容室壁面Ｗ２までの距離Ｒより長くしている。そのため、撹拌シート２２ｂ上に載って搬送されるトナーＴが撹拌シート２２ｂとトナー収容室壁面Ｗ２の隙間からこぼれ落ちることを極力防いでいる。
【００７９】
その後、トナー搬送部材２２の回転により、トナー撹拌シート２２ｂがトナー収容室壁面Ｗ２に沿ってトナーを搬送し続ける。そして、トナー搬送部材２２は、トナー撹拌シート２２ｂの先端部が壁面Ｗ２との接触が離れ、解放される位置に至る。
【００８０】
ここで、解放されることによって、それまで撓んで回転していたトナー撹拌シート２２ｂは、真っ直ぐに伸びるのと同時にトナー撹拌シート２２ｂ上に載っていたトナーＴが供給ローラ２０の上方へと跳ね飛ばされる（図４（ｅ）参照）。
【００８１】
詳しくは後述するが、本実施例では、トナー搬送部材２２によって供給ローラ２０の上方へと送られたトナーは矢印Ｈの方向に移動し、これと同じ方向（矢印Ｅ方向）に供給ローラ２０が回転するため、第二貯留部１８ｂに安定してトナーを貯めることができる。
【００８２】
従って、この時、供給ローラ２０の上方へと供給されたトナーが、図７に示すように一対の光透過部材４０の間に落下して光透過部材４０の検知光Ｌの透過を妨げることを抑制することができる（（Ｅ）の状態）。また、本実施例では、開口部１８ｄの下端が供給ローラ２０の下端端よりも上方に位置するように現像室を構成することで、第一貯留部１８ｃのトナー貯留量を増加させ、開口部１８ｄからのトナー落下を抑制している。
【００８３】
図３に示す従来構成の場合、供給ローラ２０に付着したトナーは、第一貯留部１８ｃ内にトナーが満たされていない時には、第二貯留部１８ｂへと送られたトナーの大部分は即座に第一貯留部１８ｃへと移動して貯められる。そのため、供給ローラ２０の上方に送られたトナーのうちトナー収容室１９に戻されるトナーはほとんどないため、検知光Ｌが遮断されることはない（図８（Ａ）の状態）。その後、第一貯留部１８ｃ内にトナーが満たされると、供給ローラ２０が開口部１８ｄの方向（図示矢印Ｅの方向）に移動しているため、供給ローラ２０の上方へと送られたトナーは供給ローラ２０の回転にともなって、第二貯留部１８ｂに貯められることなくトナー収容室１９へと戻される（図６参照）。その結果、ＬＥＤ（不図示）から発光された検知光Ｌが遮られ、トナー残量検知の精度が低下することがあった（図８（Ｂ）、（Ｃ）の状態）。特に、トナー収容室において、開口部１８ｄの下端を通る鉛直面に対して供給ローラ２０とは反対側の位置に光透過部材４０が設けられている場合、この課題が顕著となる。なぜなら、供給ローラ２０の上方へと送られたトナーは、供給ローラ２０の回転にともなう遠心力を受けて、光透過部材４０の方向へ向かって落下するからである。これにより、トナー収容室壁面Ｗ２に設けた一対の光透過部材４０の間にトナーが到達しやすくなってしまう。
【００８４】
本実施例では、図４（ｅ）に示すように、トナー搬送部材２２が図示矢印Ｇ方向に回転することで、トナーは開口部１８ｄを通り図示矢印Ｈ方向へと送られる。そして、供給ローラ２０は図示矢印Ｅ方向に回転することで、矢印Ｈ方向に送られたトナーに対して、第二貯留部１８ｂへの搬送をアシストしている。すなわち、供給ローラ２０の表面がニップ部の上端から下端に移動する方向に供給ローラ２０が回転することにより、第一貯留部１８ｃ内にトナーが満たされても、供給ローラ２０と現像ローラ１７とのニップ部上にある第二貯蔵部１８ｂにトナーを貯めることができる（図５参照）。従って、開口部１８ｄからトナーが溢れにくくなる。その結果、上記従来構成と比較して光透過部材にトナーが降りかかりにくく、トナー残量検知精度の低下を抑制することが可能となる。
【００８５】
なお、印字率が低い場合に、第一貯留部１８ｃだけでなく第二貯留部１８ｂにおいてもトナーで満たされてしまう時がある。このとき、トナーは、第二貯留部１８ｂや第一貯留部１８ｃから溢れてトナー収容室１９に戻される。しかし、供給ローラは、表面がニップ部の上端から下端へ移動する方向に回転しているため、供給ローラ上から光透過部材に向かってトナーが飛散することなく開口部１８ｄから重力方向に落下する。従って、上記従来構成と比較して光透過部材にトナーが降りかかりにくく、トナー残量検知精度の低下を抑制することが可能となる。
【００８６】
本実施例では、現像ローラ１７の回転方向を図示矢印Ｄ方向（反時計回り）に回転したが、逆方向に回転しても構わない。
【実施例２】
【００８７】
次に、本発明における実施例２について説明する。なお、実施例１と説明が重複する部分については説明を省略する。
【００８８】
実施例２について図９、図１０を用いて説明する。実施例１では、トナー収容室１９での光透過部材４０を使ったトナー残量検知の方法についての内容であったが、本実施例は、第二貯留部１８ｂでのトナー残量検知の方法を提案する。
【００８９】
本実施例では、第二貯留部１８ｂにトナー残量検知装置用の電極部材としてのアンテナを設けた構成になっている。その他の構成は、実施例１と同様である。図９に示すように、本実施例では、第二貯留部１８ｂのちょうどトナーが溜まるところに静電容量測定用のアンテナ５０を設けた。アンテナ５０に印加するトナー残量検知用バイアスとしては、周波数５０ＫＨｚ、Ｖｐｐ＝２００Ｖの交流バイアスを用いる。検出器（不図示）は、供給ローラ２０の芯金側の回路に設けた。
【００９０】
また、本実施例では、第二貯留部１８ｂへのトナー供給方法については、実施例１同様トナー搬送部材２２によるものとするが、本件においては、撹拌以外の手法を用いても構わない。
【００９１】
従来構成の場合、供給ローラ２０に付着したトナーは、供給ローラ２０が図示矢印Ｅ方向（反時計回り）に回転するため、供給ローラ２０の表面に付着したまま第一貯留部１８ｃへと送られてしまう。このことによって、第二貯留部１８ｂにトナーを安定して貯めることができなくなってしまう。この図１０（ａ）からも分かるように、トナー搬送部材２２が１回転することで瞬間的に静電容量は増加するが、その後第二貯留部１８ｂのトナーを第一貯留部１８ｃへ送ってしまうため静電容量が急激に減少してしまう。つまり、トナー搬送部材２２の回転周期で第二貯留部１８ｂのトナー量が大きく変化することから、トナー残量検知の測定バラツキが大きくなってしまう。
【００９２】
本実施例では、供給ローラ２０に付着したトナーは、本件の特徴である供給ローラ２０が図示矢印Ｅ方向（時計回り）に回転することによって、供給ローラ２０と現像ローラ１７との間にある第二貯留部１８ｂに安定して貯められる。このことにより、図１０（ａ）からも分かるように、１回の撹拌回転中に大きく第二貯留部１８ｂのトナー量の変化が小さい。また、現像装置内のトナー残量に対する第二貯留部１８ｂでの静電容量の変化をみると１０（ｂ）のようになる。この１０（ｂ）からも分かるように、特にトナー量が少なくなってきた領域で精度よく測定することができる。
【００９３】
本実施例では、現像ローラ１７の回転方向を図示矢印Ｄ方向（反時計回り）に回転したが、逆方向に回転しても構わない。
【符号の説明】
【００９４】
１  感光体ドラム（電子写真感光体）
４  現像ユニット（現像装置）
７  プロセスカートリッジ
１７  現像ローラ
１８  現像室
１８ｄ  開口部
１９  トナー収容室
２０  供給ローラ
２２  トナー搬送部材
４０  光透過部材
１００  画像形成装置
【図１】
0006012243.tif 000002
【図２】
0006012243.tif 000003
【図３】
0006012243.tif 000004
【図４】
0006012243.tif 000005
【図５】
0006012243.tif 000006
【図６】
0006012243.tif 000007
【図７】
0006012243.tif 000008
【図８】
0006012243.tif 000009
【図９】
0006012243.tif 000010
【図１０】
0006012243.tif 000011