(57)【要約】【課題】現像剤の流動性が低下してもトナー濃度センサの検出位置の周囲の現像剤のかさ密度の変動を抑制して、トナー濃度を精密に制御できる現像装置を提供する。【解決手段】攪拌スクリュー４３は、一定の螺旋ピッチのスクリュー羽根を有し、トナー濃度センサ４７の検出位置を含む搬送方向に連続した領域では、スクリュー羽根の１ピッチにおける空間体積がその前後の領域よりも小さく設定されている。攪拌スクリュー４３は、一定の厚み形状のスクリュー羽根を有し、トナー濃度センサ４７の検出位置を含む搬送方向に連続した領域では、一定の螺旋ピッチのスクリュー羽根の間隔に同一の螺旋ピッチの別のスクリュー羽根を配置している。【選択図】図６
2011248127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を現像容器内で攪拌しつつ前記現像剤担持体に沿って循環させる循環経路の一部を構成する搬送路と、
スクリュー羽根を有して回転することにより長手方向に等しい搬送速度が得られるように前記搬送路の現像剤を搬送する搬送部材と、
前記スクリュー羽根の稜線の包絡面に透磁率の検出面を対向させて配置したトナー濃度センサと、を備え、
前記スクリュー羽根は、前記透磁率の検出面を含む搬送方向の所定範囲について前記スクリュー羽根の１ピッチ当たりの空間体積がその上流側における前記空間体積よりも小さいことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記所定範囲では、一定の螺旋ピッチに形成された前記スクリュー羽根の間隔に、同一の螺旋ピッチに形成された別のスクリュー羽根が配置されてい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】
前記所定範囲では、その上流側よりも前記スクリュー羽根のスクリュー軸径が大きい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】
前記搬送部材の長手方向の中間位置に前記所定範囲が設定され、
前記所定範囲の上流側と下流側とは、前記スクリュー羽根の１ピッチ当たりの空間体積が等しい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】
前記搬送部材の長手方向の下流側で現像剤を持ち上げて別の搬送部材が配置された別の搬送路へ受け渡す位置に前記所定範囲が設定されてい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーとキャリアを含む現像剤の透磁率を検出してトナー濃度が制御される現像装置、詳しくはトナー濃度の検出精度を高めるトナー濃度センサの配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアを含む現像剤（二成分現像剤）を、回転する現像剤担持体に担持させて、像担持体の静電像を現像する画像形成装置が広く用いられている。二成分現像剤を用いる画像形成装置では、画像形成に伴って現像剤中のトナーだけが消費されるため、現像剤に占めるトナーの比率（トナー濃度）が低下する。このため、画像形成中、現像装置には、画像形成に伴うトナー濃度の低下を補うだけのトナーが補給される。
【０００３】
ここで、二成分現像剤を用いる現像装置では、現像容器内で現像剤を攪拌しつつ循環させてトナーとキャリアを摩擦帯電させ、これにより、トナーに所定の帯電量を付与している。このため、現像剤に占めるトナーの重量比であるトナー濃度が低下すると、トナーの摩擦機会が増えてトナーの帯電量が高まり、等しい静電像に付着するトナー量が減って画像濃度が低下する。逆に、現像剤のトナー濃度が上昇すると、トナーの摩擦機会が減ってトナーの帯電量が低下し、等しい静電像に付着するトナー量が増えて画像濃度が高くなる。
【０００４】
このため、現像装置では、現像容器内を循環する現像剤の透磁率を検出するトナー濃度センサを設けて、トナー濃度を継続的に測定し、トナー濃度が所定範囲に維持されるようにリアルタイムにトナー補給量を制御している。
【０００５】
しかし、トナー濃度センサは、透磁率の検出面に位置するキャリア（磁性体）の密度に応じた出力を発生するため、透磁率の検出面に位置する現像剤の密度が変化すると出力が安定しない。スクリュー羽根の回転に伴って透磁率の検出面に位置する現像剤の圧力状態が変化して現像剤のかさ密度が変化すると、トナー濃度が変化しなくても出力が変化して、トナー濃度の検出精度が低下する。
【０００６】
そのため、従来の現像装置では、現像容器内を循環する現像剤がある程度圧縮されてかさ密度が安定するような位置を選んで、トナー濃度センサを配置している（特許文献１、２）。
【０００７】
特許文献１には、現像剤をスクリュー羽根で搬送して現像容器内に循環経路を構成する第１搬送経路と第２搬送経路とを縦に重ねて配置した現像装置が示される。ここでは、下側に配置された第２搬送経路の下流側で現像剤を押し上げて第１搬送経路へ受け渡す位置にトナー濃度センサが配置される。第２搬送経路の下流側では、天井まで現像剤が詰まって加圧状態となり、スクリュー羽根の回転に伴って発生する現像剤の隙間が速やかに解消される。このため、透磁率の検出面に隣接する現像剤のかさ密度が比較的に安定するからである。
【０００８】
特許文献２には、現像剤をスクリュー羽根で搬送して現像容器内に循環経路を構成する第１搬送経路と第２搬送経路とを水平に並べて配置した現像装置が示される。ここでは、スクリュー羽根の長手方向の一部に搬送方向が逆向きの攪拌羽根を配置して現像剤の意図的な滞留部を形成し、ここにトナー濃度センサを配置している。現像剤の滞留部では、天井まで現像剤が詰まって加圧状態となり、スクリュー羽根の回転に伴って発生する現像剤の隙間が速やかに解消される。このため、透磁率の検出面に隣接する現像剤のかさ密度が比較的に安定するからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２８７９５０号公報
【特許文献２】特開２００８−１０２４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１、２に示されるようにトナー濃度センサを配置した場合、現像剤が古くなったり、高温高湿度環境で運転したりして現像剤の流動性が低下すると、現像剤のトナー濃度を精度良く制御できなくなることが判明した。
【００１１】
現像剤の流れが停滞する位置にトナー濃度センサを配置した場合、スクリュー羽根の回転に伴って発生する現像剤の隙間、すなわちかさ密度の低下は、圧力差に伴う現像剤の流動に頼って埋め合わせられる。このため、現像剤の流動性が低下した場合、発生したかさ密度の低下を速やかに埋め切ることができず、透磁率の検出面に隣接する現像剤現像剤のかさ密度の変動が大きくなって、トナー濃度センサの出力が不安定になる（図１０の（ｃ）参照）。
【００１２】
本発明は、現像剤の流動性が低下してもトナー濃度センサの検出位置の周囲の現像剤のかさ密度の変動を抑制して、トナー濃度を精密に制御できる現像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の現像装置は、現像剤担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を現像容器内で攪拌しつつ前記現像剤担持体に沿って循環させる循環経路の一部を構成する搬送路と、スクリュー羽根を有して回転することにより長手方向に等しい搬送速度が得られるように前記搬送路の現像剤を搬送する搬送部材と、前記スクリュー羽根の稜線の包絡面に透磁率の検出面を対向させて配置したトナー濃度センサとを備える。そして、前記スクリュー羽根は、前記透磁率の検出面を含む搬送方向の所定範囲について前記スクリュー羽根の１ピッチ当たりの空間体積がその上流側における前記空間体積よりも小さい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の現像装置では、現像剤を搬送路に沿った一定の搬送速度が得られるように搬送させる一方で、スクリュー羽根の１ピッチにおける空間体積を小さくすることで、停滞を伴わない現像剤の加圧状態が形成される。スクリュー羽根が透磁率の検出面の対向位置で現像剤を搬送方向に加圧しつつ搬送することで、スクリュー羽根の回転に伴って発生したかさ密度の低下が、現像剤の流動性に頼ることなく速やかに埋め合わされる。
【００１５】
従って、現像剤が古くなったり、高温高湿度環境で運転したりして、現像剤の流動性が低下しても、トナー濃度センサの検出位置の周囲の現像剤のかさ密度の変動を抑制してトナー濃度を正確に検出し、精密に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成部の構成の説明図である。
【図３】現像装置の斜視図である。
【図４】現像装置の長手方向に沿った断面構成の説明図である。
【図５】現像装置の長手方向に垂直な断面構成の説明図である。
【図６】実施例１の現像装置の構成の説明図である。
【図７】実施例２の現像装置の構成の説明図である。
【図８】実施例３の現像装置の水平断面構成の説明図である。
【図９】実施例３の現像装置の長手方向に垂直な断面構成の説明図である。
【図１０】実施例４の現像装置における現像剤の搬送状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、トナー濃度センサ対向領域のスクリュー羽根の１ピッチにおける空間体積がその上流側よりも小さい限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１８】
従って、第１搬送路と第２搬送路を上下に配置する縦型（図５）のみならず、第１搬送路と第２搬送路を水平に並べる横型の現像装置（図９）でも実施できる。そのような現像装置は、タンデム型／１ドラム型、中間転写型／直接転写型の画像形成装置において、区別無く実施できる。
【００１９】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
【００２０】
なお、特許文献１、２に示される現像装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００２１】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図２は画像形成部の構成の説明図である。
【００２２】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２３】
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト５１に転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト５１上のイエロートナー像に重ねて転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト５１上に転写される。
【００２４】
中間転写ベルト５１に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ二次転写される。ピックアップローラ１２によって記録材カセット１１から取り出された記録材Ｐは、分離ローラ１３で１枚ずつに分離してレジストローラ１４へ給送される。レジストローラ１４は、中間転写ベルト５１のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ記録材を送り出す。トナー像を転写された記録材Ｐは、定着装置７で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、機体外部へ排出される。
【００２５】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹについて説明し、画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、画像形成部ＰＹの構成部材に付した符号末尾のＹをＭ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００２６】
図２に示すように、画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙの周囲に、コロナ帯電器２Ｙ、露光装置３、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、ドラムクリーニング装置６Ｙを配置している。
【００２７】
像担持体の一例である感光ドラム１Ｙは、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持たせた感光層が形成され、所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。コロナ帯電器２Ｙは、感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の電位に帯電させる。露光装置３Ｙは、レーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１Ｙの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置４Ｙは、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて静電像を現像して感光ドラム１Ｙにトナー像を形成する。
【００２８】
一次転写ローラ５Ｙは、中間転写ベルト５１の内側面を押圧して、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト５１との間に一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ５Ｙに正極性の直流電圧を印加することにより、感光ドラム１Ｙに担持された負極性のトナー像が中間転写ベルト５１へ一次転写される。ドラムクリーニング装置６Ｙは、記録材Ｐへの転写を逃れて感光ドラム１Ｙに残った転写残トナーを回収する。
【００２９】
タンデム型の画像形成装置は、一つの感光ドラムに対して各色トナー像を順番に現像する１ドラム型に比べて、スペースやコストなどが不利であるものの、画像形成速度の高速化が容易であるというメリットがある。そのため、フルカラー画像形成装置の高速化のニーズが高い近年では１ドラム型よりも注目されている。
【００３０】
＜現像装置＞
図３は現像装置の斜視図である。図４は現像装置の長手方向に沿った断面構成の説明図である。図５は現像装置の長手方向に垂直な断面構成の説明図である。
【００３１】
図３に示すように、現像装置４Ｙは、現像剤担持体の一例である現像スリーブ４４にトナーとキャリアを含む現像剤を担持させて感光ドラム（１Ｙ：図２）の静電像を現像する。現像装置４Ｙは、現像剤として非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを混合した二成分現像剤を使用する。二成分現像剤を使用する場合、トナーに磁性体を含ませなくてもよいため、カラー画像形成において色味が良好である。
【００３２】
図４に示すように、現像容器４１は、第１搬送路の一例である現像室４１ａと第２搬送路の一例である攪拌室４１ｂとを縦に並べて有する。攪拌室４１ｂは、現像室４１ａに並行して両端部を現像室４１ａに連通させている。第１搬送部材の一例である現像スクリュー４２は、現像室４１ａの現像剤を搬送しつつ現像スリーブ４４に供給する。第２搬送部材の一例である攪拌スクリュー４３は、攪拌室４１ｂの現像剤を現像スクリュー４２とは逆方向に搬送して現像室４１ａとの間で現像剤を循環させる。
【００３３】
隔壁４１ｃの長手方向の両端部には、垂直方向の現像剤の通過を許す受け渡し開口部４１ｄ、４１ｅが設けられている。現像スクリュー４２と攪拌スクリュー４３は、現像剤を攪拌搬送しながら現像容器４１内を循環させる。攪拌室４１ｂから現像室４１ａへ現像剤を受け渡している受け渡し部４１ｅの近傍には、攪拌室４１ｂを搬送される現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ４７が設けられている。
【００３４】
図５に示すように、現像剤が収容された現像容器４１における感光ドラム１Ｙに対向する位置に現像スリーブ４４が回転可能に配置されている。現像スリーブ４４が感光ドラム１に対向する現像領域の回転方向上流には層厚規制ブレード４６が配置され、現像スリーブ４４に担持される現像剤の厚さを規制している。
【００３５】
現像容器４１内は、水平に設けた隔壁４１ｃによって現像室４１ａと攪拌室４１ｂとに仕切られ、現像室４１ａの下方に攪拌室４１ｂが配置されている。現像室４１ａには現像スクリュー４２が回転可能に設けられ、攪拌室４１ｂには攪拌スクリュー４３が回転可能に設けられている。トナー濃度センサ４７は、攪拌スクリュー４３のスクリュー羽根の稜線に対向する位置で攪拌室４１ｂを搬送される現像剤の透磁率を検出する。
【００３６】
現像スリーブ４４の内側には、図９を参照して示すように、表面に複数の磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ３、Ｎ２、Ｓ２を配置して非回転に支持されたマグネット４５が配置される。現像剤は、磁性体のキャリアがマグネット４５の磁極間に形成された磁束に拘束されて現像スリーブ４４の表面に担持され、正極性に帯電したキャリアの表面に負極性に帯電したトナーが静電気的に拘束されて磁気ブラシを形成している。
【００３７】
＜トナー補給制御＞
図２に示すように、画像形成に伴ってトナーが消費されると、制御部３０は、現像で消費されたトナー量に応じてホッパ２０Ｙから補給トナーを取り出して現像装置４Ｙへ供給する。制御部３０は、いわゆるビデオカウント方式のトナー補給制御を行っており、露光に用いた画像データに基づいて１枚の画像ごとに消費されるトナー量を演算して、次の１枚の画像形成時に演算しただけの補給トナーを現像装置４Ｙへ補給している。
【００３８】
しかし、ビデオカウント方式だけでは、トナー補給量の誤差が累積して、現像剤に占めるトナー重量比率（トナー濃度）が適正範囲から外れる可能性がある。このため、トナー濃度センサ４７を現像装置４Ｙに設けてトナー濃度を実測し、トナー濃度が適正範囲を割り込むとビデオカウント方式によるトナー補給量を割り増し、トナー濃度が適正範囲を超えるとビデオカウント方式によるトナー補給量を削減している。
【００３９】
また、制御部３０は、所定枚数の画像形成ごとに、露光装置３Ｙを制御して感光ドラム１Ｙに所定の静電像を形成し、現像装置４Ｙで現像してトナー現像量測定用のカラーパッチを形成する。そして、制御部３０は、反射光センサ３１によるカラーパッチの測定結果に基いて、トナー現像量が所定値となるように、トナー濃度センサ４７を用いたトナー濃度の誘導目標値を変化させている。
【００４０】
トナー濃度センサ４７は、現像装置４Ｙ内の現像剤のトナー濃度を検出し、制御部３０は、トナー濃度センサ４７が測定する現像装置４Ｙ内のトナー濃度が、所望のトナー濃度となるようホッパ２０Ｙを制御する。
【００４１】
現像剤のトナー濃度検出方式としては、これまでいくつかの方式が提案されているが、従来から広く普及している方式として磁気検知方式があげられる。磁気検知方式は、現像装置内に磁気センサを設け、磁気センサの検知面近傍の現像剤のトナー濃度の違いによる透磁率の変化を検知することにより、現像剤のトナー濃度を検出する。磁気センサは、磁性体の磁束密度の違いに応答して出力を変化させるため、磁気センサの検出面にどの程度の密度で磁性体が存在しているかを検出できる。
【００４２】
現像剤中のトナーは非磁性であるがキャリアが磁性体であるため、磁気センサは、現像剤中のキャリアの存在確率に応じた出力を発生する。その結果として、磁気センサの出力から相対的にトナー濃度を検出することができる。
【００４３】
しかし、磁気検知方式では、直接的には、トナーの量ではなくキャリアの量を検知しているため、現像剤中のトナー濃度が変化した場合だけではなく、現像剤のかさ密度が変化した場合にも磁気センサの出力が変化する。そのため、磁気センサの検出面の近傍では、現像剤をある程度圧縮し、現像剤のかさ密度の変化を少なくする必要がある。
【００４４】
そのため、特許文献１（特開２００３−２８７９５０号公報）では、図４の現像剤受け渡し部４１ｅのように現像剤がある程度圧縮されるような場所に磁気センサを設けてトナー濃度の検知を行っていた。
【００４５】
また、特許文献２（特開２００８−１０２４９２号公報）では、磁気センサの検出面付近のスクリューに逆向きの短いハネを設け、磁気センサの検出面に現像剤を押し付けるようにしていた。
【００４６】
しかし、図４に示す現像剤受け渡し部４１ｅのように、現像スクリュー４２と攪拌スクリュー４３の中間位置に磁気センサを設ける特許文献１では、磁気センサの配置に制約が出てしまうことがある。さらに、現像装置４Ｙ内のトナーが消費されて現像剤の剤面が低くなってきた際に、現像剤受け渡し部４１ｅでは、現像剤の圧縮が弱くなってかさ密度が下がり、トナー濃度の検出精度が落ちてしまうことがある。
【００４７】
また、磁気センサの検出面の付近に逆向きの短いハネを設けた特許文献２では、短いハネを設けた部分で現像剤が停滞するため、滞留した箇所でスクリューに現像剤が付着して現像剤の詰まりや現像剤の凝集が生じ易くなる。その結果、現像剤の攪拌不良や搬送不良が起こり、画像の濃度ムラや濃度変動が生じる場合がある。
【００４８】
以下の実施例では、スクリュー羽根の稜線が至近距離で通過する位置へトナー濃度センサの検出面を配置することで、トナー濃度センサの検出面に搬送方向の加圧状態を形成している。スクリュー羽根を一定の螺旋ピッチとすることで現像剤に一定の搬送速度を保ちつつ、スクリュー羽根の１ピッチにおける空間体積を小さくすることで、停滞を伴わない現像剤の加圧状態を実現している。このため、スクリュー羽根の移動を追うように発生するかさ密度の低下は、現像剤の流動性に頼ることなく速やかに搬送方向に埋め合わされる。
【００４９】
＜実施例１＞
図６は実施例１の現像装置の構成の説明図である。図６は図４の長手方向断面におけるトナー濃度センサ近傍の拡大図である。実施例１では、トナー濃度センサの検出面近傍の攪拌スクリューは、他の部分に比べてスクリューの条数が多い。
【００５０】
図４に示すように、搬送路の一例である攪拌室４１ｂは、トナーとキャリアを含む現像剤を攪拌しつつ循環させる現像容器内の循環経路の一部を構成する。搬送部材の一例である攪拌スクリュー４３は、スクリュー羽根を有して回転することにより長手方向に等しい搬送速度が得られるように攪拌室４１ｂの現像剤を搬送する。ただし、実際の搬送速度は、現像剤の状態や循環経路の分岐、合流等の影響を受けるため、長手方向で厳密に一定になるとは限らない。
【００５１】
図５に示すように、トナー濃度センサ４７は、回転に伴うスクリュー羽根の稜線の包絡面に透磁率の検出面を対向させて現像容器４１に配置される。
【００５２】
図６に示すように、実施例１では、攪拌スクリュー４３のスクリュー羽根は、透磁率の検出面に対応させた所定範囲についてスクリュー羽根の１ピッチ当たりの空間体積がその上流側における１ピッチ当たりの空間体積よりも小さい。具体的には、一定の螺旋ピッチに形成されたスクリュー羽根の間隔に、同一の螺旋ピッチに形成された別のスクリュー羽根が配置されている。また、攪拌スクリュー４３の長手方向の下流側で現像剤を持ち上げて別の搬送部材の一例である現像スクリュー４２が配置された別の搬送路の一例である現像室４１ａへ受け渡す位置にトナー濃度センサ４７を配置している。
【００５３】
実施例１では、現像スクリュー４２及び攪拌スクリュー４３の回転速度は３７０ｒｐｍ、スクリュー口径はφ２７．６ｍｍ、攪拌室４１ｂの内径はφ３０ｍｍである。スクリュー羽根の１ピッチは３０ｍｍ、スクリュー羽根の厚みは先端部分が０．６ｍｍ、根本部分が６．２ｍｍ、スクリュー軸径がφ８ｍｍである。
【００５４】
実施例１では、攪拌室４１ｂから現像室４１ａへ現像剤を持ち上げて受け渡す受け渡し部４１ｅの攪拌室４１ｂにトナー濃度センサ４７が設けられている。トナー濃度センサ４７の配置領域では、攪拌スクリュー４３の１回転当たりの進み量（リード）が等しいスクリュー羽根が２条並列に設けられている。攪拌スクリュー４３のスクリュー羽根を２条にすることにより、現像剤の搬送速度を落すことなくトナー濃度センサ４７近傍の攪拌室４１ｂの空間体積を約５０％にしてある。トナー濃度センサ４７近傍の空間体積を５０％にすることで、トナー濃度センサ４７近傍まで広い体積を使って搬送されてきた現像剤が、トナー濃度センサ４７近傍で同じ搬送速度のまま搬送方向に５０％の体積に圧縮される。これにより、トナー濃度センサ４７の検知面に位置する現像剤のかさ密度を高くすることが可能となる。
【００５５】
実施例１では、攪拌スクリュー４３のスクリュー羽根の稜線がトナー濃度センサ４７の検出面を通過する際にはトナー濃度センサ４７の出力値が変動する（図１０の（ｂ）参照）。しかし、それ以外のスクリュー羽根の間隔では、現像剤が搬送方向に圧縮されてトナー濃度センサ４７の出力値が安定するため、トナー濃度の測定精度を高めることが可能である。
【００５６】
実施例１によれば、攪拌スクリュー４３のスクリュー羽根を２条にした領域では、現像剤の循環経路内の場所にかかわらず、現像剤を搬送する速度を落すことなく現像剤の圧縮量を高めることができる。このため、トナー濃度センサ４７を設置する場所の自由度を広げることが可能となり、現像装置４Ｙをさらに小型化できる可能性がでてくる。
【００５７】
また、現像剤の受け渡し部の近傍に配置した場合でも、スクリュー羽根を２条にした領域では現像剤の搬送方向の圧縮速度を高めることができるため、トナーが消費されて現像剤が少なくなった場合でも、トナー濃度をより正確に測定可能となる。
【００５８】
そして、現像装置４Ｙ内の現像剤の量にかかわらずトナー濃度を正確に測定できることで、トナー濃度を最適に保つことができる温度湿度の許容範囲が広くなる。現像装置４Ｙ内の現像剤の量や流動性が変化することで発生する濃度ムラ等の現像不良を削減できる。
【００５９】
＜実施例２＞
図７は実施例２の現像装置の構成の説明図である。図７は図４の長手方向断面におけるトナー濃度センサ近傍の拡大図である。図７に示すように、現像装置４Ｙの基本構成は実施例１と同様であるため、実施例１と共通する構成には図６と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００６０】
実施例２では、トナー濃度センサ４７を配置した所定範囲では、所定範囲の上流側よりもスクリュー羽根のスクリュー軸径が大きい。トナー濃度センサの検出面近傍の攪拌スクリュー４３の軸径を前後の部分に比べて大きくすることで、スクリュー羽根の１ピッチに占める空間体積を小さく設定している。実施例２の特徴とするところは、攪拌スクリュー４３のトナー濃度センサ４７近傍の軸径が回りの部分に比べて太くなっていることである。
【００６１】
具体的には、攪拌スクリュー４３の軸径が８ｍｍに対し、トナー濃度センサ４７近傍の軸径は１８mmとなっている。これにより、空間体積を約３５％減らすことができ、トナー濃度センサ４７近傍まで広い体積を使って搬送されてきた現像剤が、トナー濃度センサ４７近傍で同じ搬送速度のまま６５％の体積に圧縮されることにより、現像剤のかさ密度を高くすることが可能となる。
【００６２】
実施例２では、現像剤の搬送速度を変更することなく、トナー濃度の検知時間の短縮を最小限として、スクリュー羽根の１ピッチに占める空間体積を小さくすることが可能となる。このことから、滞留する現像剤の量は最小限に押えながら、現像剤のかさ密度を高くし、トナー濃度センサ４７の出力を安定させることが可能となる。
【００６３】
＜比較例＞
（１）攪拌スクリュー４３の１ピッチに占める空間体積を小さくする方法としては、他に、攪拌スクリュー４３のピッチ間にパドルを設ける方法も考えられる。しかし、パドルを設ける場合は、特許文献２のように、パドル前後で現像剤のかさ密度が変化するため、トナー濃度センサ４７の出力値にパドルによる変動が生じてしまい、トナー濃度の測定精度が良くない。
【００６４】
（２）攪拌スクリュー４３の１ピッチに占める空間体積を小さくする方法としては、他に、トナー濃度センサ４７近傍で攪拌スクリュー４３のスクリュー羽根の螺旋ピッチを小さくする方法も考えられる。しかし、攪拌スクリュー４３のピッチを小さくすると現像剤の搬送速度も小さくなるため、攪拌スクリュー４３のピッチが小さくなった直後で現像剤の滞留が起こり易くなる。結果として、特許文献２と同様に、現像剤の劣化や詰まりの可能性が高くなる。
【００６５】
（３）攪拌スクリュー４３の１ピッチに占める空間体積を小さくする方法としては、他に、攪拌スクリュー４３のスパイラルオーガの厚みを大きくする方法がある。確かに、攪拌スクリュー４３のスパイラルオーガの厚みを大きくする方法によれば、搬送速度を落さずに現像剤を圧縮することが可能である。しかし、攪拌スクリュー４３は回転するため、トナー濃度センサ４７の検出面に対して、攪拌スクリュー４３のスパイラルオーガの厚みが増した分、スパイラルオーガに対向する時間が長くなる。そして、攪拌スクリュー４３のスパイラルオーガがトナー濃度センサ４７の検出面に対向している間は、正確なトナー濃度を測定することが出来ないため、トナー濃度を検知するための検知時間が短縮される。その結果、トナー濃度の検出精度が悪くなってしまう。
【００６６】
＜実施例３＞
図８は実施例３の現像装置の水平断面構成の説明図である。図９は実施例３の現像装置の長手方向に垂直な断面構成の説明図である。
【００６７】
実施例１、２では、現像スクリュー４２を配置した現像室４１ａと攪拌スクリュー４３を配置した攪拌室４１ｂとを上下に配置しているが、その配置は上下の配置には限定されない。
【００６８】
図８を参照して図９に示すように、実施例３の現像装置４Ｙは、現像室４１ａと攪拌室４１ｂとを水平に配置して、現像剤を循環させる現像容器４１を有する。現像容器４１は、垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室４１ａと攪拌室４１ｂとに仕切られる。現像室４１ａには現像スクリュー４２が配され、攪拌室４１ｂには攪拌スクリュー４３が配される。隔壁４１ｃの長手方向の両端部には、現像室４１ａと攪拌室４１ｂの間で現像剤の水平な通過を許す受け渡し部４１ｄ、４１ｅが設けられている。
【００６９】
現像スクリュー４２と攪拌スクリュー４３は、現像剤を攪拌しながら搬送して現像容器４１内を水平に循環させる。現像容器４１の感光ドラム（１：図１）に対向する位置には、現像スリーブ４４が回転可能に配置されている。
【００７０】
実施例３の現像装置４Ｙにおいても実施例１と同様に、トナー濃度センサ４７の検出面近傍の攪拌スクリュー４３を、他の部分に比べてスクリュー羽根の条数が多いものとすることができる。これにより、トナー濃度センサ４７の検知面に位置する現像剤のかさ密度を高くして、トナー濃度センサ４７の出力を安定させることが可能となる。
【００７１】
実施例３の現像装置４Ｙにおいても実施例２と同様に、トナー濃度センサ４７の検出面近傍の攪拌スクリュー４３を、他の部分に比べてスクリュー軸の口径が大きいものとすることができる。これにより、トナー濃度センサ４７の検知面に位置する現像剤のかさ密度を高くして、トナー濃度センサ４７の出力を安定させることが可能となる。
【００７２】
＜実施例４＞
図１０は実施例４の現像装置における現像剤の搬送状態の説明図である。実施例４の現像装置は、実施例１と同様な構成を、攪拌スクリューの長手方向の中間位置に配置している。図１０中、（ａ）はスクリュー羽根の長手方向の断面、（ｂ）はトナー濃度センサの出力の説明図である。
【００７３】
図１０の（ａ）に示すように、実施例４では、搬送部材の一例である攪拌スクリュー４３の長手方向の中間位置にトナー濃度センサ４７が配置される。スクリュー羽根を２条にした所定範囲の上流側と下流側とは、スクリュー羽根の１ピッチ当たりの空間体積が等しい。攪拌室４１ｂの途中にトナー濃度センサ４７を設置し、トナー濃度センサ４７の対向位置で攪拌スクリュー４３のスクリュー羽根を２条にして、１ピッチ当たりの空間体積を５０％以下にしている。
【００７４】
図１０の（ｂ）に示すように、実施例４（Ａ）では、スクリュー羽根を２条にしていない場合（Ｂ）よりもトナー濃度センサ４７の出力が安定する。このため、トナー濃度の検出精度が高くなってトナー濃度を精密に制御できる。
【００７５】
実施例４の現像装置では、特許文献２のようにトナー濃度を正確に測るために攪拌室４１ｂ内に現像剤の搬送速度を遅くする部分を設ける必要がない。このため、現像剤が滞留することによって生じる不具合も抑制することが可能となった。
【００７６】
＜実施例５＞
カラー画像形成装置では、主に２種類の画像形成装置が知られている。１つ目は１つの感光体の周りに複数色用の現像装置を備え、各現像装置から各々の色のトナーを感光体の静電潜像に供給して合成トナー画像を形成する１ドラム型のカラー画像形成装置である。そして、もう一つは、複数の感光体を隣接配置し、各感光体それぞれに一つの現像装置を有し、それぞれが単色のトナー画像を形成して記録材あるいは中間転写体に合成トナー画像を形成するタンデム型のカラー画像形成装置である。
【００７７】
実施例１〜４では、タンデム型のカラー画像形成装置に搭載された現像装置４Ｙにおける実施形態を説明した。しかし、本発明の現像装置は、１ドラム型のカラー画像形成装置でも実施できる。
【符号の説明】
【００７８】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光ドラム
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  一次転写ローラ
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ  ホッパ
４１  現像容器
４１ａ  現像室（第１搬送経路）
４１ｂ  攪拌室（第２搬送経路）
４２  現像スクリュー（第１搬送奉材）
４３  攪拌スクリュー（第２搬送奉材）
４４  現像スリーブ（現像剤担持体）
４５  規制ブレード（現像剤規制部材）
４７  トナー濃度センサ
４８  マグネットシート(磁力発生部材)
【図１】
2011248127.tif 000003
【図２】
2011248127.tif 000004
【図３】
2011248127.tif 000005
【図４】
2011248127.tif 000006
【図５】
2011248127.tif 000007
【図６】
2011248127.tif 000008
【図７】
2011248127.tif 000009
【図８】
2011248127.tif 000010
【図９】
2011248127.tif 000011
【図１０】
2011248127.tif 000012