(57)【要約】【課題】  凝集トナーの発生に起因する異常画像を防止でき、且つ、トナー濃度検知手段の検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することができる検知面クリーニング部材を有する現像装置を提供する。【解決手段】  攪拌板７１Ｙに第１シート７２Ｙ及び第２シート７３Ｙを固定した構造の検知面クリーニング部材７０Ｙで、第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとが重なった領域の曲げ剛性をρ１、第２シート７３Ｙのみの領域の曲げ剛性をρ２としたときに、ρ２＜ρ１を満たすようにする。【選択図】  図４
2006154001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し、現像に用いる現像剤担持体と、
該現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容部と、
軸部を中心に回転することにより該現像剤収容部内の該現像剤を攪拌する攪拌部材と、
該攪拌部材の軸部と平行な該現像剤収容部の内壁面の一部が検知面となり、該現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
該攪拌部材に固定され、該攪拌部材が回転することにより該検知面に接触し、該検知面上の該現像剤を除去し、攪拌する検知面クリーニング部材とを有し、
該検知面クリーニング部材が、該攪拌部材に固定され、該内壁面に接触することなく回転し、該現像剤を攪拌する動作では変形し難い剛性を有する基体部材と、
該基体部材に固定され、且つ、該検知面に接触し、弾性変形しながら該検知面上の該現像剤を攪拌するシート状の弾性部材とから構成される現像装置において、
該弾性部材の該基体部材の端部よりも先端側は変形可能な弾性部であり、
該弾性部は該基体部材側の弾性部根元領域と該検知面に接触する弾性部先端領域とでは曲げ剛性が異なり、
該弾性部根元領域の曲げ剛性をρ１、該弾性部先端領域の曲げ剛性をρ２としたときに、
ρ２＜ρ１
の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
なお、曲げ剛性ρ１及びρ２はρとして、以下の式より求めることができる。
ρ＝Ｅ×Ｉ＝Ｅ×（ｂｈ３／１２）
ρ：曲げ剛性［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｅ：圧縮弾性係数（ヤング率）［ＭＰａ］
Ｉ：断面二次モーメント［ｍｍ４］
ｂ：部材幅（攪拌部材回転軸方向の部材の長さ）［ｍｍ］
ｈ：部材厚（軸方向断面から見た部材の厚さ）［ｍｍ］
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記弾性部根元領域の曲げ剛性ρ１に係る圧縮弾性係数（ヤング率）Ｅ１と、上記弾性部先端領域の曲げ剛性ρ２に係る圧縮弾性係数（ヤング率）Ｅ２としたときに、
Ｅ２＜Ｅ１
の関係を満たすことにより、
ρ２＜ρ１
の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１の現像装置において、
上記弾性部根元領域の曲げ剛性ρ１に係る弾性部厚ｈ１と、上記弾性部先端領域の曲げ剛性ρ２に係る弾性部厚ｈ２としたときに、
ｈ２＜ｈ１
の関係を満たすことにより、
ρ２＜ρ１
の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１の現像装置において、
少なくとも１枚は長さの異なる複数枚の上記弾性部材を上記基体部材に貼り付けることで、
ρ２＜ρ１
の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４の現像装置において、
上記弾性部根元領域までの長さを有する第１弾性部材と上記弾性部先端領域までの長さ有する第２弾性部材とを有し、
該第１弾性部材の厚みをｈ３、該第２弾性部材の厚みをｈ４とし、
ｈ３＞ｈ４
であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項４の現像装置において、
上記弾性部根元領域までの長さを有する第１弾性部材と上記弾性部先端領域までの長さ有する第２弾性部材とを有し、
該第１弾性部材の圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ３、該第２弾性部材の圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ４とし、
Ｅ３＞Ｅ４
であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項４の現像装置において、
上記弾性部根元領域までの長さを有する第１弾性部材と上記弾性部先端領域までの長さ有する第２弾性部材とを有し、
該第１弾性部材の幅をｂ３、該第２弾性部材の幅３とし、
ｂ３＞ｂ４
であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項４の現像装置において、
上記弾性部根元領域までの長さを有する第１弾性部材と上記弾性部先端領域までの長さ有する第２弾性部材とを有し、
該第１弾性部材の枚数と該第２弾性部材の枚数とが異なることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項４、５、６、７または８の現像装置において、
上記第１弾性部材の先端は上記第２弾性部材に対して固定されていないことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１の現像装置において、
上記弾性部は一枚の弾性部材からなることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項１０の現像装置において、
上記弾性部材の上記弾性部根元領域の圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ５、該シート部材の上記弾性部先端領域の圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ６とするとき、
Ｅ５＞Ｅ６
であることを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項１０の現像装置において、
上記弾性部材の上記弾性部根元領域の厚さをｈ５、該シート部材の上記弾性部先端領域の厚さをｈ６とするとき、
ｈ５＞ｈ６
であることを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
請求項１０の現像装置において、
上記弾性部材の上記弾性部根元領域の幅をｂ５、該シート部材の上記弾性部先端領域の幅をｂ６とするとき、
ｂ５＞ｂ６
であることを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の現像装置において、
上記トナー濃度検知手段が上記現像剤収容部の外壁面にトナー濃度センサを固定し、現像剤と接触せずに現像剤中のトナー濃度を検知する非接触型トナー濃度検知装置であることを特徴とする現像装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の現像装置において、
上記基体部材は上記攪拌部材の軸部に固定され、
該軸部から上記検知面までの距離が６．４［ｍｍ］であり、
該基体部材の長さが４．０［ｍｍ］であり、
該基体部材が該検知面に対向した状態での上記弾性部根元領域の最も先端側から該検知面までの距離をＬ１［ｍｍ］としたとき、
０．２［ｍｍ］＜Ｌ１＜２．０［ｍｍ］
の関係を満たし、かつ、
該弾性部根元領域の曲げ剛性ρ１［ＭＰａ・ｍｍ４］が、
０．１５［ＭＰａ・ｍｍ４］＜ρ１
の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項１６】
請求項１５の現像装置において、
上記弾性部材が曲がっていない状態での上記検知面クリーニング部材の上記基体部材の根元から該弾性部材の先端までの長さをクリーニング部材全長Ｌ３とし、
該クリーニング部材全長Ｌ３から上記軸部から上記検知面までの距離６．４［ｍｍ］を引いた距離をクリーニング部材接触部長Ｌ２（Ｌ２＝Ｌ３−６．４）［ｍｍ］としたとき、
０．２［ｍｍ］＜Ｌ２＜１０．０［ｍｍ］
の関係を満たし、且つ、
上記弾性部材先端領域の曲げ剛性ρ２［ＭＰａ・ｍｍ４］が、
０［ＭＰａ・ｍｍ４］＜ρ２＜０．１０［ＭＰａ・ｍｍ４］
の関係を満たし、さらに、
Ｌ２×ρ２＜０．１５
の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項１７】
少なくとも、像担持体と該像担持体上の潜像を現像する現像手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
該現像手段として、請求項１乃至１６に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１８】
像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１乃至１６に記載の現像装置を用い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、複写機、ファックス、プリンタ等に用いられる現像装置並びにこれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像装置として、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いるものが広く使用されている。この現像装置では、現像剤収容部内で攪拌混合して摩擦帯電させた２成分現像剤（以下、現像剤という）を現像剤担持体に担持させ、この現像剤より像担持体上の静電潜像に選択的にトナーを付着させてトナー像を得ている。現像によりトナーは消費され、現像剤中のトナー濃度が低下すると高濃度な画像が得られない。一方、現像剤中のトナー濃度が高すぎると地汚れ等が発生する。このように、高画質な画像を得るためには、現像剤担持体に担持される現像剤収容部内の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御することが必要である。そこで、現像剤収容部内のトナー濃度を検知する検知手段としてのトナー濃度検知装置（以下、トナー濃度センサという）と、現像剤収容部へのトナー補給量を制御するトナー補給量制御装置を設け、現像剤収容部内へのトナー補給を制御している。
【０００３】
トナー濃度センサとしては、現像剤収容部の内壁面の一部を検知面とし、この検知面周辺の現像剤中の透磁率変化を検知する磁気検知型が知られている。このトナー濃度センサでは検知面に現像剤が滞留すると正確なトナー濃度を検知することができなくなり、トナー補給量制御装置の誤作動の原因となる。
【０００４】
そこで、特許文献１では、攪拌部材の軸部の検知面と対向する位置に攪拌板を固定し、この攪拌板にブレード状の弾性部材を固定した検知面クリーニング部材とした構成が提案されている。この検知面クリーニング部材が攪拌部材とともに回転し、弾性部材が検知面を摺擦することで検知面の現像剤を除去し、攪拌する。このように、検知面の現像剤を除去し、攪拌することによりトナー濃度センサの検知面に現像剤が滞留することによる誤検知を防止することができる。なお、攪拌板の曲げ剛性は弾性部材に比べて十分大きく、現像剤を除去し、攪拌する動作による攪拌板の変形は無視できるものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−１５０６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような曲げ剛性が一様な弾性部材で検知面を摺擦し、現像剤を除去・攪拌しようとすると、その曲げ剛性の値によっては、凝集トナーが生成されたり、弾性部材が滞留した現像剤に屈してしまったりするという問題があった。検知面を摺擦する弾性部材の曲げ剛性が大きいと、弾性部材で検知面を摺擦したときに弾性部材と検知面との摩擦とその押圧力により、凝集トナーが生成される。凝集トナーが生成され、画像形成に用いられると、いわゆるホタルと呼ばれる異常画像が生じる。また、検知面を摺擦する弾性部材の曲げ剛性が小さいと、検知面等弾性部材が摺擦する現像剤収容部のケース内壁面に滞留した現像剤があると容易に屈してしまう。弾性部材が滞留した現像剤に屈してしまうと、検知面での攪拌不良となり、正確なトナー濃度が検知できず、安定した画像品質が得られなくなる。
【０００７】
以下、上述の問題点について具体的に説明する。図１６は攪拌板９１に曲げ剛性が一様な低剛性弾性部材９２または高剛性弾性部材９３を固定した検知面クリーニング部材９０の説明図である。低剛性弾性部材９２は検知面８０を含むケース５５内壁面と摺擦しても凝集トナーが生成されないような曲げ剛性ρＡの弾性部材である。また、高剛性弾性部材９３は滞留した現像剤に屈することのない曲げ剛性ρＢを備えた弾性部材である。この２つの弾性部材を用いた検知面クリーニング部材について、４パターンの検討を行った。この４パターンの説明図を図１６（ａ）〜（ｄ）に示す。図中の領域Ｓは不図示のトナー濃度センサがトナー濃度をセンスする検知領域である。なお、低剛性弾性部材９２の曲げ剛性ρＡよりも高剛性弾性部材９３の曲げ剛性ρＢの方が大きい。
【０００８】
図１６（ａ）は、領域Ｓの現像剤をより確実に除去し、攪拌するために攪拌板９１の先端が領域Ｓに入るぐらいまで攪拌板９１を長くし、検知面と摺擦する先端は凝集トナーを生成しない曲げ剛性ρＡの低剛性弾性部材９２とした検知面クリーニング部材９０の説明図である。このような構成の検知面クリーニング部材９０は、曲げ剛性が十分に高い攪拌板９１を領域Ｓまで延ばしているため、現像剤の除去・攪拌を確実に行うことができる。そして、その先端は曲げ剛性を抑えた低剛性弾性部材９２であるのでトナー凝集を抑えることができる。
しかし、領域Ｓの高さは低いため、攪拌板９１と検知面とは近接した状態であり、攪拌板９１の設置誤差や装置駆動の振動による攪拌部材の軸部の位置ずれにより、攪拌板９１が検知面を含むケース５５内壁面に接触してしまう。攪拌板９１がケース５５内壁面に接触すると弾性部材である低剛性弾性体９２が削れてしまい、部材寿命が低下する。さらに、削れた粉が現像剤に混入する恐れがある。弾性部材の粉が現像剤に混入し、現像剤に混じって現像領域まで達すると異常画像となる。
【０００９】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）と同様に、攪拌板９１の先端が領域Ｓに入るぐらいまで攪拌板９１を長くしており、低剛性弾性部材９２の代わりに滞留した現像剤に屈しない曲げ剛性ρＢの高剛性弾性部材９３を用いている。このような構成の検知面クリーニング部材９０は、図１６（ａ）で示した構成と同様に、攪拌板９１が検知面に接触することにより高剛性弾性部材９３が削れてしまうという問題が生じる。
【００１０】
このように、攪拌板９１は設置誤差があり、攪拌板９１を固定する攪拌部材の軸部は装置駆動の振動により位置ずれが起こるので、設置誤差や位置ずれが生じても攪拌板９１が検知面に接触しないように、攪拌板９１の先端から検知面まではある程度の距離をおく必要がある。
図１６（ｃ）及び図１６（ｄ）は、設置誤差や位置ずれが生じても攪拌板９１が検知面に接触しない状態まで、攪拌板９１を検知面から離したものである。
【００１１】
特に、図１６（ｃ）は滞留した現像剤に屈することのない曲げ剛性ρＢを備えた高剛性弾性部材９３を攪拌板９１に固定した構成である。高剛性弾性部材９３はその曲げ剛性ρＢが滞留した現像剤に屈することのない値であるため、現像剤を良好に除去し、攪拌することができる。しかし、滞留した現像剤に屈することのない曲げ剛性ρＢを有する弾性部材で現像剤の除去及び攪拌を行うと、現像剤が高剛性弾性部材９３により検知面８０等のケース５５内壁面に押し付けられた状態となり、その押圧力と摩擦とにより凝集トナーが発生する。
図１６（ｃ）の凝集トナーの発生を防止する方法として、図１６（ｄ）のように、検知面８０等ケース内壁面と摺擦しても凝集トナーが生成されないように、曲げ剛性の値を抑えた曲げ剛性ρＡの低剛性弾性部材９２を用いることが考えられる。しかし、攪拌板９１がケース５５内壁面に接触しない程度に離れた状態で凝集トナーが生じないような曲げ剛性ρＡの低剛性弾性部材９２を用いると、現像剤の流動性が悪化した場合に低剛性弾性部材９２が滞留した現像剤に屈してしまい、現像剤の攪拌が十分になされず攪拌不良となる。
【００１２】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、凝集トナーの発生に起因する異常画像を防止でき、且つ、トナー濃度検知手段の検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することができる検知面クリーニング部材を有する現像装置、並びにこれを用いた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である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し、現像に用いる現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容部と、軸部を中心に回転することにより該現像剤収容部内の該現像剤を攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材の軸部と平行な該現像剤収容部の内壁面の一部が検知面となり、該現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該攪拌部材に固定され、該攪拌部材が回転することにより該検知面に接触し、該検知面上の該現像剤を除去し、攪拌する検知面クリーニング部材とを有し、該検知面クリーニング部材が、該攪拌部材に固定され、該内壁面に接触することなく回転し、該現像剤を攪拌する動作では変形し難い剛性を有する基体部材と、該基体部材に固定され、且つ、該検知面に接触し、弾性変形しながら該検知面上の該現像剤を攪拌するシート状の弾性部材とから構成される現像装置において、該弾性部材の該基体部材の端部よりも先端側は変形可能な弾性部であり、該弾性部は該基体部材側の弾性部根元領域と該検知面に接触する弾性部先端領域とでは曲げ剛性が異なり、該弾性部根元領域の曲げ剛性をρ１、該弾性部先端領域の曲げ剛性をρ２としたときに、ρ２＜ρ１の関係を満たすことを特徴とするものである。なお、曲げ剛性ρ１及びρ２はρとして、以下の式より求めることができる。  ρ＝Ｅ×Ｉ＝Ｅ×（ｂｈ３／１２）ρ：曲げ剛性［ＭＰａ・ｍｍ４］Ｅ：圧縮弾性係数（ヤング率）［ＭＰａ］Ｉ：断面二次モーメント［ｍｍ４］ｂ：部材幅（攪拌部材回転軸方向の部材の長さ）［ｍｍ］ｈ：部材厚（軸方向断面から見た部材の厚さ）［ｍｍ］
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記弾性部根元領域の曲げ剛性ρ１に係る圧縮弾性係数（ヤング率）Ｅ１と、上記弾性部先端領域の曲げ剛性ρ２に係る圧縮弾性係数（ヤング率）Ｅ２としたときに、Ｅ２＜Ｅ１の関係を満たすことにより、ρ２＜ρ１の関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の現像装置において、上記弾性部根元領域の曲げ剛性ρ１に係る弾性部厚ｈ１と、上記弾性部先端領域の曲げ剛性ρ２に係る弾性部厚ｈ２としたときに、ｈ２＜ｈ１の関係を満たすことにより、ρ２＜ρ１の関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の現像装置において、少なくとも１枚は長さの異なる複数枚の上記弾性部材を上記基体部材に貼り付けることで、ρ２＜ρ１の関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の現像装置において、上記弾性部根元領域までの長さを有する第１弾性部材と上記弾性部先端領域までの長さ有する第２弾性部材とを有し、該第１弾性部材の厚みをｈ３、該第２弾性部材の厚みをｈ４とし、ｈ３＞ｈ４であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４の現像装置において、上記弾性部根元領域までの長さを有する第１弾性部材と上記弾性部先端領域までの長さ有する第２弾性部材とを有し、該第１弾性部材の圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ３、該第２弾性部材の圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ４とし、Ｅ３＞Ｅ４であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項４の現像装置において、上記弾性部根元領域までの長さを有する第１弾性部材と上記弾性部先端領域までの長さ有する第２弾性部材とを有し、該第１弾性部材の幅をｂ３、該第２弾性部材の幅３とし、ｂ３＞ｂ４であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項４の現像装置において、上記弾性部根元領域までの長さを有する第１弾性部材と上記弾性部先端領域までの長さ有する第２弾性部材とを有し、該第１弾性部材の枚数と該第２弾性部材の枚数とが異なることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項４、５、６、７または８の現像装置において、上記第１弾性部材の先端は上記第２弾性部材に対して固定されていないことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１の現像装置において、上記弾性部は一枚の弾性部材からなることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の現像装置において、上記弾性部材の上記弾性部根元領域の圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ５、該シート部材の上記弾性部先端領域の圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ６とするとき、Ｅ５＞Ｅ６であることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１０の現像装置において、上記弾性部材の上記弾性部根元領域の厚さをｈ５、該シート部材の上記弾性部先端領域の厚さをｈ６とするとき、ｈ５＞ｈ６であることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１０の現像装置において、上記弾性部材の上記弾性部根元領域の幅をｂ５、該シート部材の上記弾性部先端領域の幅をｂ６とするとき、ｂ５＞ｂ６であることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１乃至１３の現像装置において、上記トナー濃度検知手段が上記現像剤収容部の外壁面にトナー濃度センサを固定し、現像剤と接触せずに現像剤中のトナー濃度を検知する非接触型トナー濃度検知装置であることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１乃至１４の現像装置において、上記基体部材は上記攪拌部材の軸部に固定され、該軸部から上記検知面までの距離が６．４［ｍｍ］であり、該基体部材の長さが４．０［ｍｍ］であり、該基体部材が該検知面に対向した状態での上記弾性部根元領域の最も先端側から該検知面までの距離をＬ１［ｍｍ］としたとき、０．２［ｍｍ］＜Ｌ１＜２．０［ｍｍ］の関係を満たし、かつ、該弾性部根元領域の曲げ剛性ρ１［ＭＰａ・ｍｍ４］が、０．１５［ＭＰａ・ｍｍ４］＜ρ１の関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１５の現像装置において、上記弾性部材が曲がっていない状態での上記検知面クリーニング部材の上記基体部材の根元から該弾性部材の先端までの長さをクリーニング部材全長Ｌ３とし、該クリーニング部材全長Ｌ３から上記軸部から上記検知面までの距離６．４［ｍｍ］を引いた距離をクリーニング部材接触部長Ｌ２（Ｌ２＝Ｌ３−６．４）［ｍｍ］としたとき、０．２［ｍｍ］＜Ｌ２＜１０．０［ｍｍ］の関係を満たし、且つ、上記弾性部材先端領域の曲げ剛性ρ２［ＭＰａ・ｍｍ４］が、０［ＭＰａ・ｍｍ４］＜ρ２＜０．１０［ＭＰａ・ｍｍ４］の関係を満たし、さらに、Ｌ２×ρ２＜０．１５の関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、少なくとも、像担持体と該像担持体上の潜像を現像する現像手段とが一体的に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、該現像手段として、請求項１乃至１６に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項１乃至１６に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【００１４】
上記請求項１乃至１８の現像装置においては、検知面クリーニング部材の弾性部材は、剛性が高い基体部材側の弾性部材根元領域と検知面に接触する弾性部材先端領域とでは曲げ剛性が異なり、弾性部材根元領域の曲げ剛性をρ１、弾性部材先端領域の曲げ剛性をρ２としたときに、ρ２＜ρ１の関係を満たしている。
弾性部材根元領域の曲げ剛性をρ１とし、その値を現像剤の流動性が悪化した状態でも滞留した現像剤に屈しない値にすることにより、検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することができる。
また、弾性部材先端領域の曲げ剛性をρ２とし、その値を壁面と摺擦しても過度の押圧力が生じない値にすることのより、検知面を摺擦しても凝集トナーを生成することがない。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至１８の発明によれば、検知面クリーニング部材の弾性部材の根元領域と先端領域との曲げ剛性を異ならせ、根元領域の曲げ剛性を先端領域の曲げ剛性よりも大きくすることにより、凝集トナーの発生に起因する異常画像の発生を防止でき、検知面を良好に除去し、攪拌することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態の一例として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。なお、作像部に関してはプロセスカートリッジとして説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタの概略構成図である。図において、このプリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、図２に示すようにドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【００１７】
帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様に帯電せしめる。一様に帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｍ、Ｃ、Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ、Ｃ、Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋトナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。
【００１８】
先に示した図１においてプロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの図中下方には露光装置７が配設されている。
潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお露光装置７は、光源から発したレーザ光（Ｌ）を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
【００１９】
露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８などを有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット２６は、記録体たる転写紙Ｐが複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。
レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
かかる構成の給紙手段においては、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対たるレジストローラ対２８との組合せによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Ｐを収容手段たる紙収容カセット２６から後述の２次転写ニップまで搬送するものである。
【００２０】
プロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの図中上方には、中間転写体たる中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。また２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。
中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。
【００２１】
１次転写バイアスローラ９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。
中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００２２】
２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。
【００２３】
２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。
２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。
プリンタ本体の上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされる。
【００２４】
中間転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部３０との間には、ボトル収容器３１が配設されている。このボトル収容器３１は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを収容する補給用トナー収容部としてのトナーボトル３２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを収容している。トナーボトル３２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、ボトル収容器３１上にトナー各色毎に上から置くようにして設置する。トナーボトル３２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ内のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーは、それぞれ後述するトナー搬送手段としてのトナー補給装置により、プロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像装置に適宜補給される。これらのトナーボトル３２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、プロセスカートリッジ６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとは独立してプリンタ１００本体に脱着可能である。
【００２５】
次に、プロセスカートリッジ６Ｙ内の現像装置５Ｙの構成について説明する。図２は、プロセスカートリッジ６Ｙを感光体の回転軸方向から見た概略断面図である。また、図３は現像装置５Ｙの上部カバー６７Ｙを取り外した状態を、図２中の矢印α方向から見た概略図である。
現像装置５Ｙは、内部に磁界発生手段を備え、磁性粒子とトナーを含む二成分系現像剤を表面担持して搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ５１Ｙと、現像スリーブ５１Ｙ上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクター５２Ｙとを備えている。
現像スリーブ５１Ｙの下方には、ケース５５Ｙに囲まれた現像剤収容部があり、仕切り壁５９Ｙによって、現像スリーブ５１に現像剤を供給する第１現像剤収容部５３Ｙと、トナー補給部５８Ｙからトナーの補給を受ける第２現像剤収容部５４Ｙとに仕切られている。第１現像剤収容部５３Ｙ内にはトナーを撹拌搬送するための第１搬送スクリュ６１Ｙを備えており、第２現像剤収容部５４Ｙ内には第２搬送スクリュ６２Ｙを備えている。第２搬送スクリュ６２Ｙは、羽根６２−２Ｙを回転軸６２−１Ｙに固定した構造になっており、第１搬送スクリュ６１Ｙも同様の構成となっている。また、仕切り壁５９Ｙの軸方向両端部は開口部となっており、現像剤は第１現像剤収容部５３Ｙと第２現像剤収容部５４Ｙとの間を循環するようになっている。
【００２６】
また、第２現像剤収容部５４Ｙのケース５５Ｙの下方外壁面には第２現像剤収容部５４Ｙ内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ５６Ｙがある。外壁面にトナー濃度センサ５６Ｙを設けた箇所のケース５５Ｙの内壁面はトナー濃度センサ５６Ｙの検知領域としての検知面８０となる。第２搬送スクリュ６２の回転軸６２−１Ｙの検知面８０に対向する位置には、検知面クリーニング部材７０Ｙが固定されている。
なお、トナー濃度センサ５６Ｙはセンサの一部を現像剤と接触する位置に設けなくても、トナー濃度を検知することができる非接触型のトナー濃度センサである。このようなトナー濃度センサとしては、特開２００４−１３９０３８に記載されているもの等を用いることができる。
また、検知面８０Ｙとは非接触のトナー濃度センサ５６Ｙが検知する領域の現像剤収容部の内壁面であり、検知面として特別な部材を設けているわけではない。
【００２７】
次に、この現像装置の動作について説明する。現像装置５Ｙにおいては、現像剤収容部内の現像剤にはキャリアとトナーが含まれており、トナーは現像剤が所定のトナー濃度範囲内になるように取り込まれる。トナーはトナーボトル３２Ｙから不図示のトナー搬送装置のトナー搬送パイプ４３Ｙを通し、トナー補給部５８Ｙより第２現像剤収容部５４Ｙに補給される。その後第２搬送スクリュ６２Ｙ及び第１搬送スクリュ６１Ｙにより攪拌され現像剤中に取り込まれ、キャリアとの摩擦帯電により帯電される。第１現像剤収容部５３Ｙ内の帯電したトナーを含む現像剤は、内部に磁極を有する現像スリーブ５１Ｙの表面に供給され、磁力により担持される。現像スリーブ５１Ｙに担持された現像剤層は、現像スリーブ５１Ｙの回転に伴い矢印方向に搬送される。途中、ドクター５２Ｙで現像剤層の層厚を規制されたのち、感光体１Ｙと対向する現像領域まで搬送される。
現像領域では、感光体１Ｙ上に形成された潜像にトナーが供給され現像が行われる。現像スリーブ５１Ｙ上に残った現像剤層は現像スリーブ５１Ｙの回転に伴い現像剤収容部５３Ｙの現像剤搬送方向上流部分に搬送される。
【００２８】
現像によりトナーが消費され、現像装置５Ｙ内のトナー濃度が低下すると、検知面８０周辺の現像剤のトナー濃度も低下し、第２現像剤収容部５４Ｙの下方のトナー濃度センサ５６Ｙ及び制御部５７Ｙによりトナー濃度の低下を検知する。その検知結果に基づいて、制御部５７Ｙは不図示のトナー補給装置の駆動モータ４１Ｙを駆動し、トナー搬送パイプ４３Ｙからトナーの補給がなされる。
【００２９】
次に、検知面クリーニング部材７０Ｙについて説明する。図４は第２搬送スクリュ６２Ｙの回転軸６２−１Ｙに検知面クリーニング部材７０Ｙを固定した状態の、拡大説明図である。
検知面クリーニング部材７０Ｙは、第２搬送スクリュ６２Ｙが図中矢印方向に回転することにより共に回転し、先端部で検知面８０Ｙを摺擦し、検知面８０Ｙ上の現像剤を除去し、攪拌するものである。
検知面クリーニング部材７０Ｙは、板状の基体部材としての攪拌板７１Ｙが回転軸６２−１Ｙに固定されており、攪拌板７１Ｙの回転方向上流の面に弾性部材としての第１シート７２Ｙ、第２シート７３Ｙとを貼り付けている。
【００３０】
次に、部材の張りの強さ（曲がりにくさ）を示す部材の曲げ剛性について説明する。曲げ剛性ρは以下の式により求めることができる。
ρ＝Ｅ×Ｉ＝Ｅ×（ｂｈ３／１２）
ρ：曲げ剛性［ＭＰａ・ｍｍ４］・・・部材の曲がりにくさ
Ｅ：圧縮弾性係数（ヤング率）［ＭＰａ］・・・部材の材料に依存する部材の硬さ
Ｉ：断面２次モーメント［ｍｍ４］・・・部材の断面形状に依存する部材の座屈しにくさ
ｂ：部材の幅［ｍｍ］
ｈ：部材の厚さ［ｍｍ］
【００３１】
図５は、２つのシートを貼り付けていない状態の攪拌板７１Ｙの説明図である。図５（ａ）は攪拌板７１Ｙの寸法説明図であり、図５（ｂ）は図２で示した現像装置５Ｙの断面図の第２現像剤収容部５４Ｙの下方の拡大説明図である。
図５（ａ）に示すように、攪拌板７１Ｙ寸法は次のとおりである。
長さ：４．０［ｍｍ］
幅  ：８．０［ｍｍ］
厚さ：１．４［ｍｍ］
また、図中斜線の面に弾性部材であるシートを貼り付ける。
【００３２】
攪拌板７１Ｙの材料としては、ポリカーボネイト樹脂とＡＢＳ樹脂とに無機フィラー３０％を添加して生成される商品名「ＤＮ−１５３０Ｂ（帝人化学）」を用いる。この材料はヤング率が９０００ＭＰａであり、図５（ａ）に示した寸法で成型するとその曲げ剛性ρ７１は、
ρ７１＝９０００［ＭＰａ］×８．０［ｍｍ］×１．４［ｍｍ］３／１２＝１６４６４［ＭＰａ・ｍｍ４］
となり、現像剤を除去し、攪拌する動作では変形し難い剛性を有する部材にすることができる。
【００３３】
図５（ｂ）に示すように、第２現像剤収容部５４Ｙにおいて、第２搬送スクリュ６２Ｙの回転軸６２−１Ｙから検知面８０Ｙまでの距離は６．４［ｍｍ］であり、攪拌板７１Ｙの先端から検知面８０Ｙまでの距離は２．４［ｍｍ］である。
また、検知面８０Ｙを含むケース５５Ｙはポリカーボネイト樹脂とＡＢＳ樹脂とにからなる商品名「ＴＮ−７５００Ｆ（帝人化学）」を用いている。
第２搬送スクリュ６２Ｙは、両端支持で回転して現像剤を攪拌搬送するため、第２現像剤収容部５４Ｙ内の現像剤の状況や機械的振動によって、ケース５５の内壁面に対しての回転軸６１−１Ｙの位置は変動する。この回転軸６１−１Ｙの位置の変動により、剛性の高い攪拌板７１Ｙがケース５５の内壁面を摺擦すると部材が削れ、その粉が現像剤に混入する恐れがある。しかし、図５（ｂ）に示すように、攪拌板７１Ｙの先端から検知面８０Ｙまで２．４［ｍｍ］と十分にはなれているので、攪拌板７１Ｙがケース５５の内壁面を摺擦することはない。
【００３４】
図６は、検知面クリーニング部材７０Ｙの説明図である。図６（ａ）は、検知面クリーニング部材７０Ｙのみの拡大説明図であり、図６（ｂ）は、検知面クリーニング部材７０Ｙが検知面８０Ｙの現像剤を除去し、攪拌している状態の第２現像剤収容部５４Ｙの部分断面図である。なお部材の寸法としては、図中ｘ軸方向の長さを部材の厚さ、ｙ軸方向の長さを部材の幅、そして、ｚ軸方向の長さを部材の長さとする。
第１シート７２Ｙは、ヤング率が１５０［ＭＰａ］のポリエチレンテレフタレートからなる以下の寸法のシート部材である。
長さ：６．０［ｍｍ］
幅  ：６．０［ｍｍ］
厚さ：０．３［ｍｍ］
なお、第１シート７２Ｙの曲げ剛性ρ７２は以下のとおりである。
ρ７２＝１５０［ＭＰａ］×６．０［ｍｍ］×０．３［ｍｍ］３／１２＝２．０２５［ＭＰａ・ｍｍ４］
第２シート７３Ｙは、ヤング率が５．０［ＭＰａ］のウレタンゴムからなる以下の寸法のシート部材である。
長さ：７．５［ｍｍ］
幅  ：６．０［ｍｍ］
厚さ：０．３［ｍｍ］
なお、第２シート７３Ｙの曲げ剛性ρ７３は以下のとおりである。
ρ７３＝５．０［ＭＰａ］×６．０［ｍｍ］×０．３［ｍｍ］３／１２＝０．０６７５［ＭＰａ・ｍｍ４］
【００３５】
ρ７２及びρ７３共に現像剤を攪拌する動作で弾性変形する曲げ剛性であり、攪拌部材に貼り付いている箇所の端部よりも先端側の領域Ａは弾性変形する弾性部である。弾性部である領域Ａは第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙが重なった弾性部根元領域Ｂと、第２シート７３Ｙだけである弾性部先端領域Ｃとに区別することができる。
回転軸６２−１Ｙから検知部までの距離が６．４［ｍｍ］であるのに対して、第１シート７２Ｙの長さは６．０［ｍｍ］である。よって、弾性部根元領域Ｂは図６（ｂ）に示すように検知面８０Ｙを含むケース５５Ｙの内壁面に通常は接触しない状態とすることができる。なお、回転軸６２−１Ｙの位置が大きく変動するとケース５５Ｙの内壁面に接触し得る。
一方、回転軸６２−１Ｙから検知部までの距離が６．４［ｍｍ］であるのに対して、第２シート７３Ｙの長さは６．０［ｍｍ］である。よって、弾性部が弾性変形した状態で、弾性部先端領域Ｃは図６（ｂ）に示すように、少なくとも部分的に検知面８０Ｙを含むケース５５Ｙの内壁面に接触する。これにより、検知面８０Ｙを摺擦することができ、検知面８０Ｙ周辺の現像剤の攪拌を行うことができる。
【００３６】
また、弾性部根元領域Ｂは第１シート７２Ｙと第２シート７２Ｙとが重なった状態であるのに対して、弾性部先領域Ｃは第２シート７２Ｙのみである。よって、弾性部根元領域Ｂと弾性部先端領域Ｃとでは、曲げ剛性が異なる。弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１とすると、
ρ１＝ρ７２＋ρ７３
である。
一方、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性をρ２とすると、
ρ２＝ρ７３
である。よって、
ρ２＜ρ１
を満たす。
【００３７】
このように、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性をρ２としたときに、ρ２＜ρ１を満たす構成であれば、ρ１を現像剤の流動性が悪化した状態でも滞留した現像剤に屈しない値にしつつ、ρ２を壁面と摺擦しても過度の押圧力が生じない値にすることができる。よって、検知面の現像剤を良好に除去・攪拌しつつ、凝集トナーの生成を抑制することができる。
これにより、凝集トナーの発生に起因する異常画像の発生を防止でき、かつ、検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することができる。
また、検知面クリーニング部材７０は、長さが異なる２つのシート状の弾性部材である第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとを攪拌板７１Ｙに貼り付けるという容易な構成で、ρ２＜ρ１を満たす構成を実現している。
さらに、弾性部根元領域Ｂまでの長さを有する第１弾性部材である第１シート７２Ｙと、弾性部先端領域Ｃまでの長さ有する第２弾性部材である第２シート７３Ｙとを有し、第１シート７２Ｙの圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ３、第２シート７３Ｙの圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ４とすると、Ｅ３＝１５０［ＭＰａ］であり、Ｅ４＝５．０［ＭＰａ］であるので、
Ｅ４＜Ｅ３
を満たす。このように、２枚のシート状の弾性部材を重ねる構成であって、第２シート７３Ｙよりも第１シート７２Ｙの方にヤング率が高い部材を用いることにより、弾性部根元領域Ｂでの曲げ剛性と弾性部先端領域Ｃでの曲げ剛性との差が広がる。よって、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性を高めることができるので、検知面の現像剤をより良好に除去し、攪拌することができる。さらに、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性を低く抑えることができるので、より確実に凝集トナーの生成を防止することができる。
【００３８】
検知面クリーニング部材７０Ｙでは、２つの弾性部材である第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとを同じ厚さにしているが、この厚さを異ならせても良い。厚さを異ならせる際には、第１シート７２Ｙの厚さをｈ３、第２シート７３Ｙの厚さをｈ４とし、
ｈ３＞ｈ４
の関係を満たす第１シート７２Ｙ及び第２シート７３Ｙを用いる。
このように、２枚のシート状の弾性部材を重ねる構成であって、第２シート７３Ｙよりも第１シート７２Ｙの方に厚さが大きい部材を用いることにより、弾性部根元領域Ｂでの曲げ剛性と弾性部先端領域Ｃでの曲げ剛性との差が広がる。よって、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性を高めることができるので、検知面の現像剤をより良好に除去し、攪拌することができる。さらに、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性を低く抑えることができるので、より確実に凝集トナーの生成を防止することができる。
【００３９】
また、検知面クリーニング部材７０Ｙでは、２つの弾性部材である第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとを同じ幅にしているが、この幅を異ならせても良い。幅を異ならせる際には、第１シート７２Ｙの幅ｂ３、第２シート７３Ｙの幅をｂ４とし、
ｂ３＞ｂ４
の関係を満たす第１シート７２Ｙ及び第２シート７３Ｙを用いる。
このように、２枚のシート状の弾性部材を重ねる構成であって、第２シート７３Ｙよりも第１シート７２Ｙの方に幅が大きい部材を用いることにより、弾性部根元領域Ｂでの曲げ剛性と弾性部先端領域Ｃでの曲げ剛性との差が広がる。よって、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性を高めることができるので、検知面の現像剤をより良好に除去し、攪拌することができる。さらに、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性を低く抑えることができるので、より確実に凝集トナーの生成を防止することができる。
【００４０】
第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとは弾性部根元領域Ｂで重なっているが、第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとは貼り付けていない。つまり、第１シート７２Ｙの先端は第２シート７３Ｙに対して固定されていない状態である。弾性部根元領域Ｂで第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとを貼り付けるとすると、貼り付けるための接着剤で弾性部根元領域Ｂでの弾性が悪化する恐れがある。一方、検知面クリーニング部材７０Ｙのように、弾性部根元領域Ｂで第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙは貼り付けていない構成だと、弾性部である領域Ａでは接着剤が使われていない状態なので、第１シート７２Ｙ及び第２シート７３Ｙが有する弾性を活用することができる。
また、製造時に細かい弾性体同士を張り合わせる、手間とコストとを削減することができる。
【００４１】
次に、弾性部根元領域Ｂで第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとを貼り付けない構成により期待できる他の作用について説明する。
図７は、検知面クリーニング部材７０Ｙが摺擦する範囲で、第２搬送スクリュ６２Ｙの羽根６２−２Ｙや攪拌板７１Ｙでは届かない範囲に、弾性部材で一度に取り除くには多すぎる現像剤ｄが滞留した状態である。そして、図７（ａ）は弾性部根元領域Ｂで第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとを貼り付けた構成の説明図、図７（ｂ）は、弾性部根元領域Ｂで第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとを貼り付けていない構成の説明図である。なお、図７では第２搬送スクリュ６２Ｙの羽根６２−２Ｙの記載は省略している。
【００４２】
弾性部根元領域Ｂで第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとを貼り付けた構成であると第２シート７３Ｙが変形する自由度は制限され、過剰な現像剤ｄが滞留した状態でも図７（ａ）に示すように回転方向下流側に撓むような変形しかすることができない。このような変形しかできない状態だと、攪拌板７１と弾性部との境目や、第２シート７３Ｙの第１シート７２Ｙの先端が貼り付いている箇所など特定の箇所での負荷が集中し、部材寿命の低下につながる。
【００４３】
一方、弾性部根元領域Ｂで第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとを貼り付けていない構成であると第２シート７３Ｙの変形に自由度が広がる。そして、過剰な現像剤ｄが滞留した状態に例えば図７（ｂ）に示すように変形することも可能である。このように、第２シート７３Ｙの変形に自由度が広がることにより、特定の箇所に負荷が集中することがないため、部材の長寿命化を図ることができる。
【００４４】
弾性部材として、第１シート７２Ｙはポリエチレンテレフタレート、第２シート７３Ｙはウレタンゴムを用いている。弾性部である領域Ａを構成するの材料として使用可能な具体的な材料とその特徴について表１にまとめる。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
表１に示すように、ウレタンゴムは弾性部根元領域Ｂを構成する材料としても、弾性部先端領域Ｃを構成する材料としても使用可能である。しかし、ヤング率が低いためウレタンゴムを単独で弾性部根元領域Ｂを構成する場合は、厚みを大きめに設定する必要がある。
ポリエチレンテレフタレートは、そのヤング率から弾性部根元領域Ｂに用いることに適しているが、その厚さを０．０５［ｍｍ］以下に設定することにより、弾性部先端領域Ｃを構成する材料としても使用可能である。
ポリプロピレンはヤング率が高いため、その作成可能な最小厚さの範囲では、弾性部根元領域Ｂを構成する材料としてのみ使用することができる。また、ポリプロピレンは金型一体性成型可能であるため容易に作成することができる。
【００４７】
現像装置５Ｙではトナー濃度センサ５６Ｙをケース５５Ｙの外壁面に設ける非接触型のトナー濃度センサである。トナー濃度センサとしては、センシング部の少なくとも一部を収容部の内壁面に設ける接触型のトナー濃度センサを採用しても良い。
接触型のトナー濃度センサを用いると、収容部の内壁面にセンシング部を設けるため、検知面であるセンシング部とケースの内壁面との間に部材間の凹凸が生じる。
一方、現像装置５Ｙではトナー濃度センサ５６Ｙをケース５５Ｙの外壁面に設けており、検知面には壁面以外に部材を設けていないため、接触型のトナー濃度センサのようケースの内壁面の検知面周辺に部材間の凹凸が生じることがない。これにより、部材間に凹凸があることに起因する現像剤の滞留を防止することができる。
さらに、トナー濃度センサを現像装置５Ｙのケース５５Ｙの外壁面に設けているため、トナー濃度センサの取り付けが容易である。
【００４８】
外壁面にトナー濃度センサを設ける非接触型のトナー濃度センサは、トナーを検知する検知面からの検知可能な距離が短いため、検知面の現像剤の除去及び攪拌はより確実に行う必要がある。現像装置５Ｙのトナークリーニング部材７０Ｙでは、弾性部根元領域Ｂを検知可能な領域に達し、且つ、ケース内壁面には接触しない形状にすることにより、検知面８０Ｙの現像剤の除去及び攪拌を確実に行うことができる。
【００４９】
以上、実施形態１によれば、現像装置５Ｙにおいて、検知面クリーニング部材７０Ｙは、基体部材である攪拌板７１Ｙに弾性部材である第１シート７２Ｙ及び第２シート７３Ｙを固定した構造である。第１シート７２Ｙ及び第２シート７３Ｙの攪拌板７１Ｙに固定されている部分よりも先端側は弾性部である領域Ａとなっている。弾性部である領域Ａは、第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとが重なった弾性部根元領域Ｂと、第２シート７３Ｙのみの弾性部先端領域Ｃとに分けることができ、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性をρ２とすると、ρ２＜ρ１を満たす。このように、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性をρ２としたときに、ρ２＜ρ１を満たす構成であれば、ρ１を現像剤の流動性が悪化した状態でも滞留した現像剤に屈しない値にしつつ、ρ２を壁面と摺擦しても過度の押圧力が生じない値にすることができる。よって、検知面の現像剤を良好に除去・攪拌しつつ、凝集トナーの生成を抑制することができる。これにより、凝集トナーの発生に起因する異常画像の発生を防止でき、かつ、検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することができる。
また、第１シート７２Ｙの圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ３、第２シート７３Ｙの圧縮弾性係数（ヤング率）をＥ４とすると、Ｅ４＜Ｅ３を満たす。このように、２枚のシート状の弾性部材を重ねる構成であって、第２シート７３Ｙよりも第１シート７２Ｙの方にヤング率が高い部材を用いることにより、弾性部根元領域Ｂでの曲げ剛性と弾性部先端領域Ｃでの曲げ剛性との差が広がる。よって、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性を高めることができるので、検知面の現像剤をより良好に除去し、攪拌することができる。さらに、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性を低く抑えることができるので、より確実に凝集トナーの生成を防止することができる。
また、第１シート７２Ｙの厚さをｈ３、第２シート７３Ｙの厚さをｈ４とし、ｈ４＜ｈ３を満たすようにしてもよい。このように、２枚のシート状の弾性部材を重ねる構成であって、第２シート７３Ｙよりも第１シート７２Ｙの方に厚さが大きい部材を用いることにより、弾性部根元領域Ｂでの曲げ剛性と弾性部先端領域Ｃでの曲げ剛性との差が広がる。よって、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性を高めることができるので、検知面の現像剤をより良好に除去し、攪拌することができる。さらに、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性を低く抑えることができるので、より確実に凝集トナーの生成を防止することができる。
また、第１シート７２Ｙの幅をｈ３、第２シート７３Ｙの幅をｂ４とし、ｂ４＜ｂ３を満たすようにしてもよい。このように、２枚のシート状の弾性部材を重ねる構成であって、第２シート７３Ｙよりも第１シート７２Ｙの方に幅が大きい部材を用いることにより、弾性部根元領域Ｂでの曲げ剛性と弾性部先端領域Ｃでの曲げ剛性との差が広がる。よって、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性を高めることができるので、検知面の現像剤をより良好に除去し、攪拌することができる。さらに、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性を低く抑えることができるので、より確実に凝集トナーの生成を防止することができる。
また、第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとが重なる弾性部根元領域Ｂで、第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙとを貼り付けていない。このように、弾性部で接着を行わないことにより、第１シート７２Ｙ及び第２シート７３Ｙが有する弾性を活用することができる。さらに、第２シート７３Ｙの変形の自由度高めることができるので、弾性部の特定の箇所に負荷が集中することがないため、部材の長寿命化を図ることができる。
また、トナー濃度検知手段として、非接触型のトナー濃度センサ５６Ｙを用いることにより、部材間に凹凸があることに起因する現像剤の滞留を防止することができる。
また、現像装置５Ｙは少なくとも感光体１Ｙとともにプロセスカートリッジ６Ｙとして、プリンタ１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。これにより、凝集トナーの発生に起因する異常画像の発生を防止しつつ、収容する現像剤中のトナー濃度を正確に検知することができるプロセスカートリッジを提供することができる。
また、プリンタ１００は現像装置５Ｙ及びこれと同様の構成を有する現像装置５Ｍ、Ｃ、Ｋ備えることにより、凝集トナーの発生に起因する異常画像の発生を防止しつつ、使用する現像剤中のトナー濃度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ができる。
【００５０】
［変形例１］
実施形態１の検知面クリーニング部材７０Ｙでは、弾性部根元領域Ｂまでの長さを有する第１弾性部材として第１シート７２Ｙを設け、弾性部先端領域Ｃまでの長さを有する第２弾性部材として第２シート７３Ｙを設けた、弾性部材を２枚用いる構成である。
以下、変形例１として、第１弾性部材と第２弾性部材との枚数が異なる構成について説明する。図８は実施形態１では一枚の第１シート７２Ｙを用いていたのに対して、複数毎の第１シート７２−１Ｙ、７２−２Ｙ、７２−３Ｙを用いる構成である。
このように第１シート７２Ｙが複数枚からなる構成でも、実施形態１と同様に検知面の現像剤を良好に除去・攪拌しつつ、凝集トナーの生成を抑制することができる。これにより、凝集トナーの発生に起因する異常画像の発生を防止でき、かつ、検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することができる。また、複数枚のシートを重ねて曲げ剛性を調節することができるので、一枚で所望の曲げ剛性を求めるものと比べて、曲げ剛性の調節が容易となる。
変形例１では、第１シート７２Ｙを複数枚としたが第２シート７３Ｙを複数枚で構成しても良い。第２シート７３Ｙを複数枚とすると実施形態１よりも第２シート７３Ｙの変形の自由度がさらに広がり、部材寿命を延ばしつつ、より良好な現像剤の除去と、攪拌を行うことができる。
【００５１】
［実施形態２］
上述の実施形態１では、長さが異なる２枚の弾性部材である第１シート７２Ｙ及び第２シート７３Ｙを、基体部材である攪拌板７１に貼り付けることで、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性ρ１と弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性ρ２とがρ２＜ρ１の関係を満たしている。
弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性ρ２よりも弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性ρ１が大きいことで、凝集トナー防止し、トナー濃度検知手段の検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することが可能になる。弾性部を１枚の弾性部材で構成し、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性ρ１と弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性ρ２とがρ２＜ρ１の関係を満たすようにしてもよい。以下、実施形態２として、弾性部を１枚の弾性部材で構成する検知面クリーニング部材７０を備えた現像装置５Ｙについて説明する。なお、実施形態２に係るプリンタに係る基本構成は、実施形態１のものと同様であり、現像装置５Ｙ内の検知面クリーニング部材７０Ｙの形状が異なる点で相違する。実施形態１と共通する点についての説明は省略し、その相違点について説明する。
【００５２】
図９は、実施形態２の現像装置５Ｙで用いる検知面クリーニング部材７０Ｙの説明図である。図９（ａ）は、検知面クリーニング部材７０Ｙのみの拡大説明図であり、図９（ｂ）は、検知面クリーニング部材７０Ｙが検知面８０Ｙの現像剤を除去し、攪拌している状態の第２現像剤収容部５４Ｙの部分断面図である。
図９（ａ）に示すように、基体部材である攪拌板７１Ｙの回転方向上流側の面に弾性部材である弾性板７４Ｙを貼り付けて固定した構成である。弾性板７４Ｙは攪拌板７１Ｙに固定されている位置よりも先端側の図中領域Ａは弾性変形する弾性部となっている。弾性板７４Ｙは領域Ａの途中でその厚みが変化する形状であり、ヤング率及び幅は一様な構成である。弾性板７４Ｙの厚みが変化する位置よりも攪拌板７１Ｙ側の領域を弾性部根元領域Ｂ、弾性板７４Ｙの厚みが変化する位置よりも先端側を弾性部先端領域Ｃとする。弾性部根元領域Ｂの厚さをｈ５、曲げ剛性をρ１とし、弾性部先端領域Ｃの厚さをｈ６、曲げ剛性をρ２とすると、ｈ５＞ｈ６である。そして、弾性部根元領域Ｂと弾性部先端領域Ｃとのヤング率及び部材の幅は同じであるため、ρ１＞ρ２を満たす。
【００５３】
このように、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性をρ２としたときに、ρ２＜ρ１を満たす構成であれば、ρ１を現像剤の流動性が悪化した状態でも滞留した現像剤に屈しない値にしつつ、ρ２を壁面と摺擦しても過度の押圧力が生じない値にすることができる。よって、検知面の現像剤を良好に除去・攪拌しつつ、凝集トナーの生成を抑制することができる。
これにより、凝集トナーの発生に起因する異常画像の発生を防止でき、かつ、検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することができる。
また、弾性部材を１つの弾性部材である弾性板７４Ｙで構成することにより、複数枚の弾性部材を用いる構成に比べて、攪拌板７１Ｙに弾性部材を貼り付けることが容易になる。
弾性板７４Ｙの材料としては、ウレタンゴムやポリエチレンテレフタレートなどを用いることができる。ウレタンゴムを用いる場合は、ヤング率が低いので所望のρ２を確保するためには、ｈ５をある程度大き目の値とする必要がある。また、ポリエチレンテレフタレートを用いる場合は、ｈ６が大きすぎると検知面に対する押圧力が過剰になってしまうので、ｈ６≦０．０５となる範囲で作成する。
【００５４】
以上、実施形態２によれば、現像装置５Ｙにおいて、検知面クリーニング部材７０Ｙは、基体部材である攪拌板７１Ｙに弾性部材であり、長さ方向の途中から厚さが変わる弾性板７４Ｙを固定した構造である。弾性板７４Ｙの攪拌板７１Ｙに固定されている部分よりも先端側は弾性部である領域Ａとなっている。弾性部である領域Ａは、弾性板７４Ｙの厚さがｈ５である弾性部根元領域Ｂと、弾性板７４Ｙの厚さがｈ５である弾性部先端領域Ｃとに分けることができる。そして、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性をρ２とすると、ρ２＜ρ１を満たす。このように、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性をρ２としたときに、ρ２＜ρ１を満たす構成であれば、ｈ５及びｈ６の値を調節することにより、ρ１を現像剤の流動性が悪化した状態でも滞留した現像剤に屈しない値にしつつ、ρ２を壁面と摺擦しても過度の押圧力が生じない値にすることが可能である。よって、検知面の現像剤を良好に除去・攪拌しつつ、凝集トナーの生成を抑制することができる。これにより、凝集トナーの発生に起因する異常画像の発生を防止でき、かつ、検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することができる。
【００５５】
［変形例２］
実施形態２では、弾性板７４Ｙの厚さを途中で変化させることにより、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性をρ２としたときに、ρ２＜ρ１を満たす構成としている。一枚の弾性部材を用いて、ρ２＜ρ１を満たす構成としてはこれに限るものではない。
以下、一枚の弾性部材を用いた構成で、弾性板７４Ｙのヤング率を途中から変化させることで、ρ２＜ρ１を満たす変形例２について説明する。
図１０は、実施形態２では弾性板７４Ｙの弾性根元部Ｂと弾性先端部Ｃとで厚さを異ならせていたのに対して、弾性根元部Ｂと弾性先端部Ｃとでは異なる材料からなる弾性板７４Ｙを用いる構成である。なお、弾性板７４Ｙは幅及び厚さは一様な形状である。
弾性板７４Ｙは材料が異なる２板状の部材７４−１Ｙ及び７４−２Ｙをつなぎ合わせており、そのつなぎ合わせた箇所よりも攪拌板７１Ｙ側の領域を弾性部根元領域Ｂ、つなぎ合わせた箇所よりも先端側を弾性部先端領域Ｃとする。弾性部根元領域Ｂのヤング率Ｅ５、曲げ剛性をρ１とし、弾性部先端領域Ｃのヤング率をＥ６、曲げ剛性をρ２とすると、Ｅ５＞Ｅ６である。そして、弾性部根元領域Ｂと弾性部先端領域Ｃとの部材の幅及び部材の幅は同じであるため、ρ１＞ρ２を満たす。
弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性ρ２としたときに、ρ２＜ρ１の関係を満たすため、変形例２の構成においても、実施形態２と同様に検知面の現像剤を良好に除去・攪拌しつつ、凝集トナーの生成を抑制することができる。これにより、凝集トナーの発生に起因する異常画像の発生を防止でき、かつ、検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することができる。
【００５６】
［変形例３］
次に、一枚の弾性部材を用いた構成で、弾性板７４Ｙの幅を途中から変化させることで、弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性をρ２としたときに、ρ２＜ρ１を満たす変形例３について説明する。
図１１は、変形例３における検知面クリーニング部材７０Ｙの斜視図である。図１１に示す検知面クリーニング部材７０Ｙは実施形態２では弾性板７４Ｙの弾性根元部Ｂと弾性先端部Ｃとで厚さを異ならせていたのに対して、弾性根元部Ｂと弾性先端部Ｃとで幅を異ならせた弾性板７４Ｙを用いる構成である。なお、弾性板７４Ｙは、厚さが一様な形状でヤング率も一様な部材である。
弾性部である領域Ｂについて、弾性板７４Ｙの幅が変化する位置よりも攪拌板７１Ｙ側の領域を弾性部根元領域Ｂ、弾性板７４Ｙの厚みが変化する位置よりも先端側を弾性部先端領域Ｃとする。弾性部根元領域Ｂの幅をｂ５、曲げ剛性をρ１とし、弾性部先端領域Ｃの幅をｂ６、曲げ剛性をρ２とすると、ｂ５＞ｂ６である。そして、弾性部根元領域Ｂと弾性部先端領域Ｃとのヤング率及び部材の厚さは同じであるため、ρ１＞ρ２を満たす。
弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性ρ２としたときに、ρ２＜ρ１の関係を満たすため、変形例３の構成においても、実施形態２と同様に検知面の現像剤を良好に除去・攪拌しつつ、凝集トナーの生成を抑制することができる。これにより、凝集トナーの発生に起因する異常画像の発生を防止でき、かつ、検知面の現像剤を良好に除去し、攪拌することができる。
また、ケース５５Ｙの内壁面に接触する弾性部先端領域Ｃの幅ｂ６を狭くすることで、トナーが弾性板７４Ｙとケース５５Ｙの内壁面とに挟まれる確率が低くなり、凝集トナーの発生量も少なくなる。幅ｂ６を狭めることにより凝集トナーの発生量を少なくすることができるので、検知面８０Ｙを摺擦するために必要な最小限の幅であることが望ましい。よって、検知面８０Ｙの位置ばらつきや検知面クリーニング部材７０Ｙの幅のばらつきを見越して、ばらつきが生じても確実に検知面８０Ｙをクリーニングできる程度の幅にしておくことが望ましい。
【００５７】
本発明者らは、攪拌板に弾性部材を固定し、弾性変形する弾性部の弾性部根元領域Ｂの曲げ剛性をρ１、弾性部先端領域Ｃの曲げ剛性をρ２としたときに、ρ２＜ρ１を満たす検知面クリーニング部材について、以下の２つの条件を満たす、部材の数値条件について検討を行った。
条件１：正確にトナー濃度を検知する。
条件２：凝集トナーの生成を最小限に抑える。
【００５８】
図１２は上述の検討のために行った実験に用いた現像装置５の検知面クリーニング部材７０周辺を部分的に拡大した模式図である。
図１２中のＦは攪拌板７１の長さであり、Ｆ＝４．０［ｍｍ］である。Ｇは取り付け位置からケース５５内壁面までの距離であり、Ｇ＝６．４［ｍｍ］である。攪拌板に固定した弾性部材である弾性シート８１の材質はウレタンゴムである。
図１３は、弾性シート８１の寸法の説明図である。図中ｈは弾性シート８１のシート厚を示す。そして、図中Ｌは弾性シート８１が撓んでいない状態を仮定し、弾性シート８１の先端のケース５５内壁面からの位置を示すものである。なお、Ｌはケース５５内壁面を基準に弾性シート８１の先端が図中下方にある場合は正、弾性シート８１の先端が図中上方にある場合は負の値をとる。
【００５９】
条件１について、現像剤の流動性が悪化する場合や撹拌板７１の回転速度が遅くなる場合、弾性体シート８１がセンサ検知面に滞留した現像剤に屈してしまい、正確にトナー濃度を検知できなくなる。これを解決するために必要な構成は以下の通りである。
構成Ａ：現像剤の流動性が悪化した場合や回転速度が遅くなった場合でも、滞留した現像剤に屈することなく正確にトナー濃度を検知できる効果を得るため、弾性体の壁面に接触しない部分である弾性部根元領域の曲げ剛性ρ１を大きくするよう調節する。
構成Ｂ：弾性体の弾性部根元領域のケース５５内壁面に最も近い箇所について、ケース５５内壁面を基準点としてその位置をＬ１（弾性部の元領域はケース５５内壁面と接触しない位置なのでＬ１＜０）としたとき、検知面８０の近傍に現像剤が滞留しすぎないよう、弾性部根元領域をケース５５内壁面に近づける方向にＬ１を調節する。
【００６０】
［実験１］
構成Ａについて、正確にトナー濃度検知するために充分な曲げ剛性ρを見積もるために、弾性シート８１のシート厚ｈの値を振って、トナー濃度センサの感度を確認する実験を行った。
実験１に使用した弾性シート８１の条件は以下のとおりである。
シート枚数：１枚
圧縮弾性係数（ヤング率）：Ｅ≒１０［ＭＰａ］
シート幅：ｂ＝８．０［ｍｍ］
ケース壁面を基準点とする位置：Ｌ＝３．６［ｍｍ］
また、実施形態１で述べたプリンタ１００は、感光体１の線速として、通常線速と解像度が高い画像形成を行うときに用いる半線速との２種類使い分けることができる。よって、実験１では通常線速で現像装置を駆動させた場合と、半線速で駆動させた場合との両方において検証した。
シート厚ｈの水準毎に、トナー濃度センサ感度の関係をまとめた結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】
2006154001.tif 000004
【００６２】
シート厚ｈ＝０．３［ｍｍ］の弾性体シート８１を使用すると、トナー濃度検知に不利な半線速７７．５［ｍｍ／ｓ］でも検知できていることが分かった。
一方、シート厚ｈ＝０．２［ｍｍ］の弾性体シート３０２を使用すると、半線速７７．５［ｍｍ／ｓ］かつ高トナー濃度では現像剤に屈してしまい、検知面上の現像剤を撹拌できず、感度が無くなってしまうことが分かる。
よって、実験１の条件においては、シート厚ｈ＝０．３［ｍｍ］であれば確実にトナー濃度検知可能である。
シート厚ｈ＝０．３［ｍｍ］より曲げ剛性ρに換算すると次のようになる。
ρ≒Ｅ×Ｉ
＝Ｅ×(ｂｈ３／１２)
＝１０×(８×０．３３／１２)
＝０．１８[ＭＰａ／ｍｍ４]
以上より、０．１８≦ρ以上の弾性体シートならば確実にトナー濃度検知が可能であることがわかった。
【００６３】
［実験２］
構成Ｂについて、撹拌板７１にケース５５内壁面に接触しない弾性体シートＡを一枚貼り付ける。その外側にケース５５内壁面に接触する弾性体シートＢを一枚貼り付ける。概略は先に述べた図６（ｂ）と略同じ形状である。
それぞれの弾性体シートの条件は以下のとおりである。
シート枚数：１枚
弾性体シートＡの圧縮弾性係数（ヤング率）ＥＡ＝弾性体シートＢの圧縮弾性係数（ヤング率）ＥＢ≒１０［ＭＰａ］
弾性体シートＡのシート幅ｂＡ＝弾性体シートＡのシート幅ｂＢ＝８．０［ｍｍ］
弾性体シートＡのケース５５内壁面を基準点とする位置ＬＡ＝−１．０［ｍｍ］
弾性体シートＡのケース５５内壁面を基準点とする位置ＬＢ＝１．６［ｍｍ］
この条件でトナー濃度センサ感度測定を行ったところ、トナー濃度検知に厳しい条件である半線速、かつ高トナー濃度であっても正確にトナー濃度検知可能であることを確認できた。
組付け公差を考慮すれば、弾性体シートＡのケース５５内壁面を基準点とする位置ＬＡ＝−０．５［ｍｍ］までは弾性シートＡがケース５５内壁面に接触することなくケース５５内壁面との距離を短く保てる。
よって、実験２の条件においては、
−１．０［ｍｍ］＜ＬＡ＜−０．５［ｍｍ］
を満たす弾性体シートＡならば確実にトナー濃度検知が可能であることがわかった。
【００６４】
実験１及び実験２より、弾性体シート８１の弾性部根元領域について、その曲げ剛性をρ１、ケース５５内壁面からの距離をＬ１おとしたときに、
ρ１＞０．１８［ＭＰａ・ｍｍ４］、
かつ、
−１．０［ｍｍ］＜Ｌ１＜−０．５［ｍｍ］
を満たせば確実にトナー濃度検知を行うことができることがわかった。
【００６５】
条件２について、弾性体シート８１がケース５５内壁面と接触すると、現像剤を押し付けたまま回転方向へ摩擦するため現像剤凝集を生成してしまう。これを解決するために必要な構成は以下の通りである。
構成Ｃ：凝集体生成を最小限に抑えたまま検知面８０近傍の現像剤を除去し、撹拌できる効果を得るため、弾性体シート８１の弾性部先端領域の曲げ剛性ρ２とし、このρ２が弾性部根元領域の曲げ剛性ρ１よりも小さくなるように調節する。
構成Ｄ：凝集した現像剤の生成量は、ケース５５内壁面に押し付ける圧力だけではなく、ケース５５内壁面に押し付ける距離にも関係する。弾性体シート８１の弾性部先端領域がケース５５内壁面より突き出す距離を、ケース５５内壁面を基準として、Ｌ２としたとき（シート貼り付け位置からケース壁面方向を正とするのでＬ２＞０）、ケース内壁面を基準点とする位置Ｌ２が遠いほど現像剤をケース５５内壁面に長く摩擦することになり、凝集した現像剤の生成を抑えられない。そこでケース５５内壁面を基準点とする位置Ｌ２をρ２の大きさに対応させて短くし、凝集した現像剤の生成を抑制する。
【００６６】
［実験３］
構成Ｃについて、現像剤凝集を抑えるのに充分な曲げ剛性ρを見積もるため、シート厚ｈの水準を振って弾性体シート８１の曲げ剛性ρを変化させて、凝集した現像剤の生成を確認する実験を行った。
実験３に使用した弾性体シート８１の条件は以下の通りである。
シート枚数：１枚
圧縮弾性係数（ヤング率）：Ｅ≒１０［ＭＰａ］
シート幅：ｂ＝８．０［ｍｍ］
ケース壁面を基準点とする位置Ｌ＝３．６［ｍｍ］
この条件で現像装置５Ｙを３０分空撹拌し、撹拌後の現像剤を開口１５０μｍの篩に掛ける。シート厚ｈの水準毎に、篩に残った凝集体重量をまとめたグラフを図１４に示す。なお、凝集体重量の有効桁数は０．１［ｍｇ／ｍ２］である。
図１４より、シート厚ｈ＝０．０［ｍｍ］(弾性体シート８１を使用しない場合)からシート厚ｈ＝０．２［ｍｍ］までは、凝集現像剤の生成量は最小限に抑えられている。一方、シート厚ｈ＝０．３ｍｍの場合は凝集体生成量が約４倍にまで増加することが分かる。
上述の条件において、シート厚ｈ＝０．２ｍｍならば確実に凝集体生成を最小限に抑えられることがわかった。このシート厚の値より曲げ剛性ρに変換すると、
ρ≒Ｅ×Ｉ
＝Ｅ×(ｂｈ３／１２)
＝１０×(８×０．２３／１２)
＝０．０５[ＭＰａ／ｍｍ４]
つまり、ρ≦０．０５[ＭＰａ／ｍｍ４]の弾性体シートならば確実に凝集体生成を最小限に抑えられることがわかった。
【００６７】
［実験４］
構成Ｄについて、弾性体シート８１の弾性部先端領域について、現像剤凝集を抑えるのに有効なケース壁面を基準点とする位置Ｌ２を見積もるために、ケース５５内壁面を基準点とする位置Ｌ２を変化させ、凝集した現像剤の生成量を確認する実験を行った。
実験３に使用した弾性体シート８１の条件は以下の通りである。尚、凝集体生成傾向を評価するため、敢えて凝集生成量が増えるよう実験３の結果を考慮してシート厚ｈ＝０．３［ｍｍ］としている。
シート枚数：一枚
圧縮弾性係数（ヤング率）：Ｅ≒１０［ＭＰａ］
シート幅：ｂ＝８．０［ｍｍ］
シート厚：ｈ＝０．３［ｍｍ］
この条件で現像装置５Ｙを３０分空撹拌して、撹拌後の現像剤を開口１５０［μｍ］の篩に掛ける。ケース壁面を基準点とする位置Ｌの水準毎に、篩に残った凝集体重量をまとめたグラフを図１５に示す。なお、凝集体重量の有効桁数は０．１［ｍｇ／ｍ２］である。
図１５より、位置Ｌが基準点のケース壁面に近くなるほど凝集体生成を抑えられる。凝集生成しやすいｈ＝０．３の結果であることを踏まえると、ｈ＜０．３［ｍｍ］の場合、Ｌ＝２．０［ｍｍ］ならば凝集生成量を確実に２．０［ｍｇ／ｍ２］以下に抑えられるといえる。
更に、曲げ剛性ρが大きくなればなるほど凝集体生成を最小限に抑えられる位置Ｌが基準点のケース壁面に近くなることから、曲げ剛性ρとケース壁面を基準点とする位置Ｌは反比例の関係をもつといえる。上述の実験結果ρ＝０．０５［ＭＰａ・ｍｍ４］、Ｌ＝２．０［ｍｍ］の関係から換算すると、Ｌ×ρ＝０．１０ならば確実に凝集体生成を最小限に抑えられるといえる。但し、ρ≒０の場合は現像容器に対してＬが大きくなるので、Ｌの最大値は１０．０［ｍｍ］とする。
また、組付け公差を考慮すると、弾性体シート８１の先端部分はケース５５内壁面にＬ＝０．５［ｍｍ］まで近づくことができる。
【００６８】
実験３及び実験４より、弾性体シート８１のケース５５内壁面に接触する先端部分が、
０．０［ＭＰａ・ｍｍ４］＜ρ２＜０．０５［ＭＰａ・ｍｍ４］、
かつ、
Ｌ２×ρ２＜０．１０［ＭＰａ・ｍｍ５］、
かつ、
０．５［ｍｍ］＜Ｌ２＜１０．０［ｍｍ］
の関係を満たせば確実に凝集体生成を最小限に抑えることができる。
【００６９】
実験１乃至４より、条件１解決する数値条件は、
０．１８［ＭＰａ・ｍｍ４］＜ρ１、
かつ、
−１．０［ｍｍ］＜Ｌ１＜−０．５［ｍｍ］である。
そして、条件２を満たす数値条件は、
０．０［ＭＰａ・ｍｍ４］＜ρ２＜０．１０［ＭＰａ・ｍｍ４］、
かつ、
Ｌ２×ρ２＜０．１５［ＭＰａ・ｍｍ５］、
かつ、
０．２［ｍｍ］＜Ｌ２＜１０．０［ｍｍ］
である。
余裕度を見積もって、条件１を満たす数値条件として、
０．１８［ＭＰａ・ｍｍ４］＜ρ１、
かつ
−１．０［ｍｍ］＜Ｌ１＜−０．５［ｍｍ］
とする。
条件２を満たす数値条件として、
０．０［ＭＰａ・ｍｍ４］＜ρ２＜０．１０［ＭＰａ・ｍｍ４］
かつ、
Ｌ２×ρ２＜０．１５［ＭＰａ・ｍｍ５］、
かつ、
０．２［ｍｍ］＜Ｌ２＜１０．０［ｍｍ］
とする。
【００７０】
次に、実験１乃至４で求めた数値条件満たす具体的な実施例について説明する。弾性体シートを加工する手間を省いて達成条件を両立するために、複数枚構成とした弾性体シートの具体的な実施例を以下に示す。
形状は、先に述べた図６（ｂ）と略同じ形状である。弾性体シートである第１シート７２Ｙと第２シート７３Ｙについて、圧縮弾性係数(ヤング率)Ｅ、シート幅ｂを統一し、シート厚hを調節することで、達成したい二条件を両立するものである。具体的な設計例としてを以下に述べる。
第１シート７２Ｙのヤング率Ｅ５＝第２シート７３Ｙのヤング率Ｅ６＝１０．０［ＭＰａ］
第１シート７２Ｙのシート幅ｂ５＝第２シート７３Ｙのシート幅ｂ６＝８．０［ｍｍ］
第１シート７２Ｙのシート厚ｈ５＝０．３［ｍｍ］
第２シート７３Ｙのシート厚ｈ６＝０．２［ｍｍ］
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした第１シート７２Ｙの先端の位置Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした第２シート７３Ｙの先端の位置Ｌ１＝１．６［ｍｍ］
とする。
このとき
第１シート７２Ｙについて、
ρ１＝１０×｛８×（０．３＋０．２）３／１２｝＝０．８３［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
第２シート７３Ｙについて、
ρ２＝１０×（８×０．２３／１２）＝０．０５［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ２＝１．６［ｍｍ］
となり、一種類の材質、一定のシート幅の加工条件で達成したい条件１及び条件２を両立させることができる。
【００７１】
次に、上述の具体例と同様に、形状は図６と略同じ形状で、第１シート７２Ｙと、第２シート７３Ｙとについて、シート幅及び、シート厚を統一し、圧縮弾性係数(ヤング率)Ｅを異ならせることで、達成したい二条件を両立させる。
具体的な設計例としては、
第１シート７２Ｙのヤング率Ｅ５＝３０［ＭＰａ］
第２シート７３Ｙのヤング率Ｅ６＝１０［ＭＰａ］
第１シート７２Ｙのシート幅ｂ５＝第２シート７３Ｙのシート幅ｂ６＝８．０［ｍｍ］
第１シート７２Ｙのシート厚ｈ５＝第２シート７３Ｙのシート厚ｈ６＝０．２［ｍｍ］
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした第１シート７２Ｙの先端の位置Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした第２シート７３Ｙの先端の位置Ｌ１＝１．６［ｍｍ］
とする。
このとき
第１シート７２Ｙについて、
ρ１＝｛（３０＋１０）／２｝×｛８×｛０．２＋０．２｝３／１２｝＝０．８５［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
第２シート７３Ｙについて、
ρ２＝1０×｛８×０．２３／１２｝＝０．０５［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ２＝１．６［ｍｍ］
となり、一種類の材質、一定のシート厚の加工条件で達成したい条件１および条件２を両立させることができる。
【００７２】
次に、形状が先に述べた図８と略同じ形状で、弾性シートの圧縮弾性係数(ヤング率)Ｅ、シート幅ｂ、シート厚ｈを統一し、第２シート７２Ｙの枚数を調節することで、達成したい二条件を両立するものについてのべる。具体的な設計例を以下に述べる。
第１シート７２Ｙのヤング率Ｅ５＝第２シート７３Ｙのヤング率Ｅ６＝１０．０［ＭＰａ］
第１シート７２Ｙのシート幅ｂ５＝第２シート７３Ｙのシート幅ｂ６＝８．０［ｍｍ］
第１シート７２Ｙのシート厚ｈ５＝第２シート７３Ｙのシート厚ｈ６＝０．２［ｍｍ］
第１シート７２Ｙの枚数：３枚
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした第１シート７２Ｙの先端の位置Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした第２シート７３Ｙの先端の位置Ｌ１＝１．６［ｍｍ］
とする。
このとき、
第１シート７２Ｙについて、
ρ１＝１０×｛８×(０．２＋０．２＋０．２＋０．２)３／１２｝＝３．４１［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
第２シート７３Ｙについて、
ρ２＝１０×(８×０．２３／１２)＝０．０５［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ２＝１．６［ｍｍ］
となり、一種類の材質、一定のシート幅の加工条件で達成したい条件１及び条件２を両立させることができる。
【００７３】
次に、弾性体シートを貼り付ける手間を省いて達成条件を両立するために、単数枚から成る弾性体シート単数枚構成とし、ヤング率を調節するものについて検討する。その形状は先に述べた、図１０と略同じである。弾性板７４Ｙについて、弾性部根元領域と弾性部先端領域とで、シート幅、シート厚を統一し、ヤング率を調節したものである。具体的な設計例を以下に述べる。
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域７４−１Ｙのヤング率Ｅ５＝４０［ＭＰａ］
弾性板７４Ｙの弾性部先端領域７４−２Ｙのヤング率Ｅ６＝１０［ＭＰａ］
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域７４−１Ｙのシート幅ｂ５＝弾性板７４Ｙの弾性部先端領域７４−１Ｙのシート幅ｂ６＝８．０[ｍｍ]
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域７４−１Ｙのシート厚ｈ５＝弾性板７４Ｙの弾性部先端領域７４−２Ｙのシート厚ｈ６＝０．２[ｍｍ]
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした弾性板７４Ｙの弾性部根元領域７４−１Ｙの先端の位置Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした弾性板７４Ｙの弾性部根元領域７４−２Ｙの先端の位置Ｌ２＝１．６［ｍｍ］
とする。
このとき、
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域７４−１Ｙについて、
ρ１＝４０×（８×０．２３／１２）＝０．２０［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
弾性板７４Ｙの弾性部先端領域７４−２Ｙについて、
ρ２＝１０×（８×０．２３／１２）＝０．０５［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ２＝１．６［ｍｍ］
となり、一種類の材質、一定のシート厚の加工条件で達成したい条件１および条件２を両立させることができる。
【００７４】
次に、弾性体シートを貼り付ける手間を省いて達成条件を両立するために、単数枚から成る弾性体シート単数枚構成とし、シート厚を調節するものについて検討する。その形状は先に述べた、図９（ｂ）と略同じである。弾性板７４について、弾性部根元領域と弾性部先端領域とで、シート幅、ヤング率を統一し、シート厚を調節したものである。具体的な設計例を以下に述べる。
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｂのヤング率Ｅ５＝弾性板７４Ｙの弾性部先端領域Ｃのヤング率Ｅ６＝１０［ＭＰａ］
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｂのシート幅ｂ５＝弾性板７４Ｙの弾性部先端領域Ｃのシート幅ｂ６＝８．０[ｍｍ]
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｂのシート厚ｈ５＝０．３［ｍｍ］
弾性板７４Ｙの弾性部先端領域Ｃのシート厚ｈ６＝０．２［ｍｍ］
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｂの先端の位置Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｃの先端の位置Ｌ２＝１．６［ｍｍ］
とする。
このとき、
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｂについて、
ρ１＝１０×(８×０．３３／１２)＝０．１８［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
弾性板７４Ｙの弾性部先端領域Ｃについて、
ρ２＝１０×（８×０．２３／１２）＝０．０５［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ２＝１．６［ｍｍ］
となり、一種類の材質、一定のシート厚の加工条件で達成したい条件１および条件２を両立させることができる。
【００７５】
次に、弾性体シートを貼り付ける手間を省いて達成条件を両立するために、単数枚から成る弾性体シート単数枚構成とし、シート幅を調節するものについて検討する。その形状は先に述べた、図１１と略同じである。弾性板７４Ｙについて、弾性部根元領域と弾性部先端領域とで、ヤング率、シート厚を統一し、シート幅を調節したものである。具体的な設計例を以下に述べる。
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｂのヤング率Ｅ５＝弾性板７４Ｙの弾性部先端領域Ｃのヤング率Ｅ６＝１０［ＭＰａ］
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｂのシート幅ｂ５＝８．０［ｍｍ］
弾性板７４Ｙの弾性部先端領域Ｃのシート幅ｂ６＝４．０[ｍｍ]
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｂのシート厚ｈ５＝弾性板７４Ｙの弾性部先端領域Ｃのシート厚ｈ６＝０．３ｍｍ］
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｂの先端の位置Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
ケース５５Ｙ内壁面を基準とした弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｃの先端の位置Ｌ２＝１．６［ｍｍ］
とする。
このとき、
弾性板７４Ｙの弾性部根元領域Ｂについて、
ρ１＝１０×（８×０．３３／１２）＝０．１８［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ１＝−１．０［ｍｍ］
弾性板７４Ｙの弾性部先端領域Ｃについて、
ρ２＝１０×（４×０．３３／１２）＝０．０９［ＭＰａ・ｍｍ４］
Ｌ２＝１．６［ｍｍ］
となり、一種類の材質、一定のシート厚の加工条件で達成したい条件１および条件２を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施形態１に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタのＹ用のプロセスカートリッジと、その周囲とを示す拡大構成図。
【図３】同プリンタのＹ用の現像装置の図２中矢印α方向から見た斜視図。
【図４】同プリンタのＹ用の現像装置のトナー濃度センサ周辺の斜視図。
【図５】（ａ）は攪拌板の寸法説明図、（ｂ）は、トナー濃度センサ周辺の断面図。
【図６】実施形態１に係る検知面クリーニング部材の説明図、（ａ）検知面クリーニング部材のみ、（ｂ）は検知面クリーニング部材を搬送スクリュに設置した状態の説明図。
【図７】過度の現像剤が滞留した状態の説明図。（ａ）は弾性部根元領域で２つのシートを貼り付けた弾性体を用いたもので、（ｂ）は弾性部根元領域で２つのシートを貼り付けていない弾性体を用いたもの。
【図８】変形例１に係る検知面クリーニング部材の説明図。
【図９】実施形態２に係る検知面クリーニング部材の説明図、（ａ）検知面クリーニング部材のみ、（ｂ）は検知面クリーニング部材を搬送スクリュに設置した状態の説明図。
【図１０】変形例２に係る検知面クリーニング部材の説明図。
【図１１】変形例３に係る検知面クリーニング部材の説明図。
【図１２】実験１乃至４に用いた現像装置のトナー濃度センサ周辺の説明図。
【図１３】実験１乃至４に用いた弾性部材の説明図。
【図１４】実験３の結果を示すグラフ。
【図１５】実験４の結果を示すグラフ。
【図１６】攪拌板に曲げ剛性が一様な弾性部材を固定した検知面クリーニング部材の説明図。
【符号の説明】
【００７７】
１      感光体
２      ドラムクリーニング装置
４      帯電装置
５      現像装置
６      プロセスカートリッジ
７      露光装置
８      中間転写ベルト
９      １次転写バイアスローラ
１０    クリーニング装置
１２    ２次転写バックアップローラ
１３    クリーニングバックアップローラ
１４    テンションローラ
１５    中間転写ユニット
１９    ２次転写ローラ
２０    定着装置
２６    紙収容カセット
２７    給紙ローラ
２８    レジストローラ対
２９    排紙ローラ対
３０    スタック部
３１    ボトル収容器
３２    トナーボトル
５１Ｙ  現像ローラ
５２Ｙ  現像ドクタ
５３Ｙ  第１現像剤収容部
５４Ｙ  第２現像剤収容部
５５Ｙ  ケース
５６Ｙ  トナー濃度検知センサ
５８Ｙ  トナー補給部
５９Ｙ  仕切壁
６１Ｙ  第１搬送スクリュ
６２Ｙ  第２搬送スクリュ
７０Ｙ  検知面クリーニング部材
７１Ｙ  攪拌板
７２Ｙ  第１シート
７３Ｙ  第２シート
７４Ｙ  弾性板
８０Ｙ  検知面
１００  プリンタ
【図１】
2006154001.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006154001.tif 000008
【図５】
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【図６】
2006154001.tif 000010
【図７】
2006154001.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006154001.tif 000014
【図１１】
2006154001.tif 000015
【図１２】
2006154001.tif 000016
【図１３】
2006154001.tif 000017
【図１４】
2006154001.tif 000018
【図１５】
2006154001.tif 000019
【図１６】
2006154001.tif 000020