(57)【要約】【課題】摩擦に伴う劣化のおそれを低減し、ランニング時間と共に不具合が発生しやすくなるのを防ぐことができ、現像剤の密度を高精度に検知できる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤を収容する現像剤収容手段と、この現像剤収容手段に内蔵軸支されて現像剤を回転して攪拌する攪拌手段と、この攪拌手段に攪拌される現像剤の密度を現像剤収容手段の現像剤濃度検知部（５６）で検知する現像剤濃度検知センサ（６０）とを備え、現像剤収容手段をケーシング（５０）とするとともに、攪拌手段を現像剤搬送用のスクリュ（５７）とし、ケーシング（５０）の現像剤濃度検知部（５６）周辺に、スクリュ（５７）に非接触で近接する制御突起部（６１）を断面略逆Ｕ字形に突出形成し、この制御突起部（６１）内に、現像剤濃度検知センサ（６０）を配置し、制御突起部（６１）により、現像剤の密度を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤収容手段と、この現像剤収容手段に内蔵されて現像剤を回転して攪拌する攪拌手段と、この攪拌手段に攪拌される現像剤の密度を現像剤収容手段の現像剤濃度検知部で検知する現像剤濃度検知手段とを含み、
現像剤収容手段をケーシングとするとともに、攪拌手段を現像剤搬送用のスクリュとし、ケーシングの現像剤濃度検知部周辺に、スクリュに非接触で接近する制御突起部を設け、この制御突起部により、現像剤の密度を制御するようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
ケーシングに、現像剤濃度検知部にスクリュを介して対向する対向制御突起部を設けた請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
スクリュの軸部の現像剤濃度検知部に対向する対向部分に、現像剤の密度を制御する制御リブを設けた請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
現像剤が補給されるケーシングの上流側に、現像剤濃度検知部を含む制御突起部を大きく形成した請求項１、２、又は３記載の現像装置。
【請求項５】
制御突起部を、現像剤濃度検知部を含む断面略逆Ｕ字形に形成し、この制御突起部内に、現像剤濃度検知手段を配置した請求項４記載の現像装置。
【請求項６】
ケーシングの現像剤濃度検知部とスクリュとのギャップ寸法Ｌを、０．２ｍｍ＜Ｌ＜１．０ｍｍとした請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載した現像装置を有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、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分の現像剤を用いた現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、プリンタ、及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（特許文献１参照）。この画像形成装置の現像装置では、現像剤収容部内で攪拌混合して摩擦帯電させた二成分の現像剤、具体的には、非磁性のトナーと磁性キャリアとを含有する二成分の現像剤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。
【０００３】
しかしながら、現像により現像剤が消費され、現像剤中のトナー濃度が低下する場合には、高濃度の画像を得ることは困難である。これに対し、現像剤中のトナー濃度が高過ぎる場合には、地汚れ等の発生を招くこととなる。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の範囲内に制御することが必要である。
【０００４】
この点に鑑み、従来においては、現像剤収容部内のトナー濃度を検知面で検知する検知手段としてのトナー濃度検知装置と、現像剤収容部に対する現像剤補給量を制御する現像剤補給量制御装置とを備え、現像剤収容部内に対する現像剤の補給を制御する現像装置が提案されている。
しかしながら、この現像装置の現像剤濃度検知装置では、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、現像剤補給量制御装置の誤作動の原因となる。
【０００５】
この点に鑑み、従来においては、現像剤収容部内の現像剤を攪拌しながら搬送する搬送スクリュの軸部の検知面と対向する位置に、平板部材を軸部に対して平行になるように固定するとともに、この平板部材に弾性体シートが平行になるように固定し、これら平板部材と弾性体シートとを搬送スクリュと共に回転させ、弾性体シートを検知面に摺擦することにより、検知面の現像剤を攪拌し、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技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
しかし、この技術の場合には、攪拌動作時の弾性体シートが検知面を摺擦する周期に合わせ、トナー濃度センサの検出値が周期的に変化することとなる。これは、弾性体シートが検知面を摺擦する前後で、検知面での現像剤の剤密度が変化するためである。このように検知面での現像剤の剤密度が変化し、攪拌動作時の検知面での剤密度の差が大きいと、トナー濃度センサの検知精度が低下するので、検知面での剤密度の差を低減することが求められる。
【０００７】
そこで、トナーと磁性キャリア含有の現像剤を担持し、現像に用いる現像剤担持体と、この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を形成するケーシングと、軸部に螺旋状の羽部を固定し、軸部を中心に回転することによりケーシング内の現像剤を攪拌しながら軸部の軸線方向に搬送する搬送スクリュと、この搬送スクリュの軸部と平行なケーシングの内壁面の一部が検知面となり、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、搬送スクリュの検知面と対向する位置に固定され、搬送スクリュが回転することにより、検知面上の現像剤を攪拌する検知面攪拌部材とを備え、検知面攪拌部材を、弾性変形しながら検知面上の現像剤を攪拌する弾性体シートとし、この弾性体シートを、軸部に対し、軸部に対する羽部の傾きと同方向の傾きを有するように配置した現像装置が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８‐２０９５９２号公報
【特許文献２】特開平０５‐１５０６５０号公報
【特許文献３】特開２００９‐２０５１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来における現像装置は、以上のように検知面攪拌部材が弾性体シートとされ、この弾性体シートが軸部に対し、軸部に対する羽部の傾きと同方向の傾きを有するよう単に配置されるので、弾性体シートがケーシングに接触し、摩擦により劣化するおそれがあり、ランニング時間と共に不具合が発生しやすくなるという問題が生じる。
【００１０】
本発明は上記に鑑みなされたもので、摩擦に伴う劣化のおそれを低減し、ランニング時間と共に不具合が発生するのを抑制することができ、現像剤の密度を高精度に検知することのできる現像装置及び画像形成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】
【００１１】
本発明においては上記課題を解決するため、現像剤を収容する現像剤収容手段と、この現像剤収容手段に内蔵されて現像剤を回転して攪拌する攪拌手段と、この攪拌手段に攪拌される現像剤の密度を現像剤収容手段の現像剤濃度検知部で検知する現像剤濃度検知手段とを含み、
現像剤収容手段をケーシングとするとともに、攪拌手段を現像剤搬送用のスクリュとし、ケーシングの現像剤濃度検知部周辺に、スクリュに非接触で接近する制御突起部を設け、この制御突起部により、現像剤の密度を制御するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
なお、ケーシングに、現像剤濃度検知部にスクリュを介して対向する対向制御突起部を設けることができる。
また、スクリュの軸部の現像剤濃度検知部に対向する対向部分に、現像剤の密度を制御する制御リブを設けることができる。
また、現像剤が補給されるケーシングの上流側に、現像剤濃度検知部を含む制御突起部を大きく形成することもできる。
【００１３】
また、制御突起部を、現像剤濃度検知部を含む断面略逆Ｕ字形に形成し、この制御突起部内に、現像剤濃度検知手段を配置することが可能である。
また、ケーシングの現像剤濃度検知部とスクリュとのギャップ寸法Ｌを、０．２ｍｍ＜Ｌ＜１．０ｍｍとすることが好ましい。
【００１４】
また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１ないし６のいずれかに記載した現像装置を画像形成装置に有することを特徴としている。
【００１５】
ここで、特許請求の範囲におけるケーシングを略箱形に形成するとともに、このケーシングの底部に、ケーシングの内部を現像剤流通用の上流空間と下流空間とに区画する仕切り壁を立て設け、上流空間と下流空間とにスクリュをそれぞれ回転可能に支持させ、上流空間の上流部、中流部、及び下流部の少なくともいずれかの底部に、現像剤濃度検知部を形成することができる。ケーシングの現像剤濃度検知部周辺には、少なくともケーシングの現像剤濃度検知部、現像剤濃度検知部を含む近傍や周囲が含まれる。
【００１６】
また、対向制御突起部は、現像剤濃度検知部の全部にスクリュを介し対向しても良いし、現像剤濃度検知部の一部分にスクリュを介し対向しても良い。さらに、画像形成装置には、少なくとも複写機、プリンタ、ファクシミリ等が含まれる。
【００１７】
本発明によれば、ケーシングの現像剤濃度検知部周辺に制御突起部を形成してスクリュに非接触で対向させ、この制御突起部により、現像剤濃度検知部付近における現像剤の流通空間を狭め、制御突起部で現像剤の流れを絞ってその密度を制御する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、現像剤収容手段をケーシングとするとともに、攪拌手段を現像剤搬送用のスクリュとし、ケーシングの現像剤濃度検知部周辺に、スクリュに非接触で接近する制御突起部を設け、この制御突起部により、現像剤の密度を高精度に制御するので、摩擦に伴う劣化のおそれを低減し、ランニング時間と共に不具合が発生しやすくなるのを防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施形態を模式的に示す全体説明図である。
【図２】本発明に係る現像装置の実施形態を模式的に示す平面説明図である。
【図３】本発明に係る現像装置の実施形態におけるスクリュと制御突起部との関係を模式的に示す要部説明図である。
【図４】本発明に係る現像装置の実施形態におけるスクリュと制御突起部との関係を模式的に示す端面説明図である。
【図５】本発明に係る現像装置の実施形態における現像剤濃度検知センサと制御突起部との関係を模式的に示す要部説明図である。
【図６】本発明に係る現像装置の実施形態における上流空間中流部の現像剤濃度検知部付近に制御突起部を形成し、この制御突起部の現像剤濃度検知部とスクリュの羽根とのギャップ寸法Ｌを０．６０ｍｍに設定した後、上流空間中流部の現像剤濃度検知部付近に制御突起部を突出形成しない場合と比較したグラフである。
【図７】本発明に係る現像装置の実施形態における上流空間中流部の現像剤濃度検知部の上流側付近に制御突起部を形成し、この制御突起部の現像剤濃度検知部とスクリュの羽根とのギャップ寸法Ｌを０．６０ｍｍに設定した場合と、上流空間中流部の現像剤濃度検知部の下流側付近に制御突起部を形成し、この制御突起部の現像剤濃度検知部とスクリュの羽根とのギャップ寸法Ｌを０．６０ｍｍに設定した場合とを比較したグラフである。
【図８】本発明に係る現像装置の第２の実施形態におけるスクリュと制御突起部との関係を模式的に示す要部説明図である。
【図９】本発明に係る現像装置の第３実施形態におけるスクリュ、制御突起部、及び制御リブの関係を模式的に示す要部説明図である。
【図１０】本発明に係る現像装置の実施形態における上流空間中流部の現像剤濃度検知部付近に制御突起部を形成し、この制御突起部の現像剤濃度検知部表面とスクリュの羽根とのギャップ寸法Ｌを０．５４ｍｍに設定した後、スクリュの回転軸に、現像剤濃度検知部に対向する制御リブを装着した場合と、現像剤濃度検知部に対向する制御リブを装着しない場合とを比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における画像形成装置１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２と、この感光体ドラム２の表面を帯電させる帯電装置である帯電器３と、感光体ドラム２の表面に静電潜像を形成する露光装置である露光ユニット４と、感光体ドラム２の表面の静電潜像にトナーを含有した二成分の現像剤を供給してトナー像を形成する現像装置５と、この現像装置５に現像剤を補給する現像剤補給装置６と、感光体ドラム２の表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置である中間転写ベルトユニット９と、感光体ドラム２の表面に残存した余剰の現像剤を除去するクリーナユニット１６と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置である定着ユニット１７とを備え、電子写真方式により現像剤を用いて画像を形成する装置であり、外部から出力される画像データに応じて記録媒体である所定のシート（記録用紙や記録媒体等）に多色又は単色の画像を形成する。
【００２１】
画像形成装置１は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（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、イエロー画像が形成され、各々の色成分の画像を重畳することにより、カラー画像が形成される。したがって、画像形成装置１においては、各色成分の画像が形成されるように、感光体ドラム２、帯電器３、現像装置５、クリーナユニット１６がそれぞれ４個ずつ設置される。
【００２２】
すなわち、画像形成装置１には、感光体ドラム２、帯電器３、現像装置５、クリーナユニット１６を１つずつ含む画像形成ステーション（画像形成部）が４つ設置される。この画像形成装置１には、上記の他、給紙トレイ２０、シート搬送路２１、及び排紙トレイ２８が配設される。
【００２３】
感光体ドラム２は、円筒形に形成され、その上方に、中間転写ベルトユニット９が配設されており、現像、及び画像転写工程後に表面に残留している余分な現像剤がクリーナユニット１６により除去され、回収される。また、帯電器３は、感光体ドラム２の表面を所定の電位に均一に帯電させるよう機能する。この帯電器３としては、図１に示す接触ローラ型の他、接触ブラシ型、あるいは非接触チャージャー型等が適宜使用される。
【００２４】
露光ユニット４は、図１に示すように、レーザ照射部、及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）が使用される。但し、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４とすることも可能である。このような露光ユニット４は、帯電された感光体ドラム２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２の表面に画像データに応じた静電潜像を形成するよう機能する。
【００２５】
現像装置５は、感光体ドラム２に形成された静電潜像を現像剤の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）よう機能する。この現像装置５の上部には、現像剤補給装置６、現像剤移送機構７、及び現像槽（現像剤収容部）８が配設される。また、現像剤補給装置６は、未使用の現像剤（粉体状の現像剤）を貯蔵して現像槽８よりも上方に配置される。この現像剤補給装置６は、現像槽８に現像剤移送機構７を介して現像剤を供給する。
【００２６】
中間転写ベルトユニット９は、中間転写ローラ１０、中間転写ベルト１１、中間転写ベルト駆動ローラ１２、中間転写ベルト従動ローラ１３、中間転写ベルトテンション機構１４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット１５を備え、感光体ドラム２の上方に配設される。中間転写ローラ１０、中間転写ベルト駆動ローラ１２、中間転写ベルト従動ローラ１３、中間転写ベルトテンション機構１４は、中間転写ベルト１１を張架し、この中間転写ベルト１１を回転駆動させる。
【００２７】
中間転写ローラ１０は、中間転写ベルトユニット９の中間転写ベルトテンション機構１４における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持される。この中間転写ローラ１０には、感光体ドラム２のトナー像を中間転写ベルト１１上に転写するための転写バイアスが印加される。
【００２８】
中間転写ベルト１１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成され、各感光体ドラム２に接触するように設けられる。この中間転写ベルト１１上には、感光体ドラム２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。
【００２９】
感光体ドラム２から中間転写ベルト１１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト１１の裏側に接触する中間転写ローラ１０により実行される。この中間転写ローラ１０には、トナー像を転写するため、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）が印加される。
【００３０】
中間転写ローラ１０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）により被覆される。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ１０は、中間転写ベルト１１に対して均一に高電圧を印加するよう機能する。本実施形態では、転写電極としてローラ型（中間転写ローラ型）を使用するが、これ以外にブラシ等も用いることが可能である。
【００３１】
上記のように各感光体ドラム２上の静電潜像は、各色成分に応じた現像剤により顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらのトナー像が中間転写ベルト１１上に重ね合わされて積層される。このように積層されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転により、搬送されてきたシートと中間転写ベルト１１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によってシート上に転写される。
【００３２】
この場合、中間転写ベルト１１と転写ローラとは、所定のニップで互いに圧接され、転写ローラには、トナー像をシートに転写させるための電圧が印加される。この電圧は、現像剤のトナーの帯電極性（−）とは、逆極性（＋）の高電圧である。所定のニップを定常的に得るために、転写ローラと中間転写ベルト駆動ローラ１２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（弾性ゴムローラや発泡性樹脂ローラ等）から形成される。
【００３３】
中間転写ベルト１１と感光体ドラム２との接触により、中間転写ベルト１１に付着した現像剤、及び中間転写ベルト１１からシートへのトナー像の転写時に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存した現像剤は、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、中間転写ベルトクリーニングユニット１５により除去され、回収される。
【００３４】
中間転写ベルトクリーニングユニット１５には、中間転写ベルト１１に接触するクリーニングブレード（クリーニング部材）が備えられる。中間転写ベルト１１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１３により支持される。
【００３５】
定着ユニット１７は、相対向するヒートローラ１８と加圧ローラ１９とを備え、これらヒートローラ１８と加圧ローラ１９とがシートを挟持して回転する。ヒートローラ１８は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）により制御される。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き、ヒートローラ１８の温度を制御する。このようなヒートローラ１８は、加圧ローラ１９と共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よう機能する。
【００３６】
なお、多色トナー像（各色トナー像）が定着されたシートは、シート搬送路２１の複数の搬送ローラ２６により、シート搬送路２１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２８上に排出される。
【００３７】
給紙トレイ２０は、画像形成に使用するシート（例えば記録用紙）を蓄積しておくトレイであり、画像形成部及び露光ユニット４の下側に設置される。また、シート搬送路２１は、給紙トレイ２０のシート、及び手差しトレイ２２のシートを転写部や定着ユニット１７を経由させて排紙トレイ２８に案内するための搬送路である。このシート搬送路２１には、複数のピックアップローラ２７、レジストローラ２４、転写部、定着ユニット１７、複数の搬送ローラ２６等が配設される。
【００３８】
複数のピックアップローラ２７のうち、一方のピックアップローラ２７は、給紙トレイ２０の端部に備えられ、給紙トレイ２０からシートを１枚ずつシート搬送路２１に供給する呼び込みローラとして機能する。また、他方のピックアップローラ２７は、手差しトレイ２２の近傍に備えられ、手差しトレイ２２からシートを１枚ずつシート搬送路２１に供給する呼び込みローラとして機能する。
【００３９】
レジストローラ２４は、シート搬送路２１を搬送されているシートを一旦保持し、中間転写ベルト１１上のトナー像の先端とシートの先端とを整合させるタイミングでシートを転写部に搬送するローラである。また、転写部は、中間転写ベルト駆動ローラ１２と転写ローラとの間に介在して位置する。また、複数の搬送ローラ２６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２１に沿って軸支される。また、排紙トレイ２８は、画像形成装置１の上部に設けられるトレイであり、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するよう機能する。
【００４０】
次に、現像装置５について詳細に説明すると、本実施形態における現像装置５は、図２ないし図５に示すように、非磁性のトナーと磁性キャリアとを含有する二成分の現像剤収容用のケーシング５０と、このケーシング５０に内蔵されて現像剤を攪拌・搬送する複数のスクリュ５７・５７Ａと、スクリュ５７に攪拌される現像剤の密度をケーシング５０の現像剤濃度検知部５６で検知する現像剤濃度検知センサ６０とを備え、現像ローラに現像剤を供給する装置であり、ケーシング５０の現像剤濃度検知部５６周辺に、スクリュ５７に接近して現像剤の流れを絞る制御突起部６１を突出形成し、この制御突起部６１により、現像剤の密度を制御するようにしている。
【００４１】
ケーシング５０は、図２ないし図４に示すように、所定の樹脂含有の成形材料により平面略長方形の箱形に射出成形され、底部の内底面の中央部付近に、長手方向（図２の左右方向）に伸びる仕切り壁５１が立設されており、この仕切り壁５１により、内部幅方向（図２の上下方向）が現像剤の流れる上流空間５２と下流空間５３とに区画形成される。上流空間５２の上流部は、現像剤が上方から補給される。
【００４２】
仕切り壁５１の両端部には、上流空間５２と下流空間５３とを連通する連通口がそれぞれ開口形成され、この一対の連通口のうち、一方の連通口が現像剤を上流空間５２の下流部から下流空間５３の上流部に流入させる流入路５４に形成されており、他方の連通口が現像剤を下流空間５３の下流部から上流空間５２の上流部に流出・還流させる流出路５５に形成される。上流空間５２の上流部、中流部、あるいは下流部の底部の一部分は、現像剤の濃度や密度を検知する現像剤濃度検知部５６に形成される。これらの中では、現像剤の密度の安定が期待できる上流空間５２の中流部と下流部の底部の一部分のいずれかが現像剤濃度検知部５６に部分形成されるのが好ましい。
【００４３】
ケーシング５０の底部とその現像剤濃度検知部５６のうち、少なくとも現像剤濃度検知部５６の肉厚は、現像剤濃度検知センサ６０の検出感度を向上させる観点から、ケーシング５０の壁等の肉厚よりも薄肉に形成されるのが好ましい。例えば、ケーシング５０の壁等の肉厚が２ｍｍの場合には、１．８ｍｍ以下に形成され、ケーシング５０の壁等の肉厚が１．５ｍｍの場合には、１．２ｍｍ以下に形成される。
【００４４】
複数のスクリュ５７・５７Ａは、図２ないし図４に示すように、ケーシング５０の上流空間５２と下流空間５３とにそれぞれ水平に内蔵して軸支され、回転して現像剤の非磁性のトナーと磁性キャリアとを攪拌・混合して帯電させるとともに、現像剤を搬送するよう機能する。各スクリュ５７・５７Ａは、ケーシング５０の両端壁間に軸受を介し軸架される回転軸５８と、この回転軸５８の周面に一体形成されて現像剤を押し出すスパイラル形の羽根５９とを備え、回転軸５８がモータの駆動により歯車を介して回転する。
【００４５】
羽根５９は、その周縁部がケーシング５０の底部内底面や壁、仕切り壁５１との間に衝突回避の観点から、僅かな空隙を区画形成する。この羽根５９の周縁部は、現像剤濃度検知部５６とのギャップ寸法Ｌが０．２ｍｍ＜Ｌ＜１．０ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ＜Ｌ＜０．６ｍｍの範囲に設定される。これは、現像剤濃度検知部５６とのギャップ寸法Ｌが０．２ｍｍ＜Ｌ＜１．０ｍｍの範囲内であれば、現像剤濃度検知センサ６０の検出感度を向上させることができるからである。
【００４６】
これら一対のスクリュ５７・５７Ａのうち、上流側のスクリュ５７は、回転して上流空間５２の現像剤のトナーと磁性キャリアとを攪拌・混合して帯電させ、上流空間５２の現像剤を下流部の流入路５４を経由して下流空間５３に搬送する。これに対し、下流側のスクリュ５７Ａは、回転して下流空間５３の現像剤のトナーと磁性キャリアとを攪拌・混合して帯電させ、下流空間５３の現像剤を下流部の流出路５５を経由して上流空間５２に搬送する。
【００４７】
現像剤濃度検知センサ６０は、例えば現像剤の透磁率の変化により、現像剤の濃度や密度を検知する透磁率センサ等からなる。この現像剤濃度検知センサ６０は、図３や図５に示すように、ケーシング５０の現像剤濃度検知部５６に下方から設置される。
【００４８】
制御突起部６１は、図３ないし図５に示すように、ケーシング５０の上流空間５２の現像剤濃度検知部５６とその周辺に現像剤濃度検知部５６よりも大きい断面略逆Ｕ字形に屈曲形成されるとともに、スクリュ５７の羽根５９に下方から非接触で近接して上流空間５２を狭め、内部の中空に現像剤濃度検知センサ６０を内蔵しており、上流空間５２中の現像剤の密度を高精度に制御するよう機能する。この制御突起部６１は、必要に応じ、断面略Ｕ字形、断面略凸字形、断面略皿形等に形成される。
【００４９】
制御突起部６１は、現像剤濃度検知部５６と略同じ大きさでも良いが、現像剤濃度検知部５６付近の上流空間５２を部分的に狭め、現像剤の流れを絞ってその流速を上昇させる観点からすると、平面視で現像剤濃度検知部５６を前後左右から包囲して含むよう大きく形成されることが好ましい。この制御突起部６１の肉厚は、現像剤濃度検知センサ６０の検出感度を向上させるため、ケーシング５０の壁等の肉厚よりも薄肉に形成される。例えば、ケーシング５０の壁等の肉厚が２ｍｍの場合には、１．８ｍｍ以下に形成され、壁等の肉厚が１．５ｍｍの場合には、１．２ｍｍ以下とされる。
【００５０】
制御突起部６１の一部である現像剤濃度検知部５６の平坦な表面は、スクリュ５７の羽根周縁部とのギャップ寸法Ｌが０．２ｍｍ＜Ｌ＜１．０ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ＜Ｌ＜０．６ｍｍの範囲に調整される。これは、羽根５９の周縁部とのギャップ寸法Ｌが０．２ｍｍ＜Ｌ＜１．０ｍｍの範囲内であれば、現像剤濃度検知センサ６０の検出感度の向上が期待できるからである。
【００５１】
上記構成によれば、スクリュ５７・５７Ａの軸部に弾性体シートが羽根５９の傾きと同方向の傾きを有するよう配置されるのではなく、ケーシング５０の現像剤濃度検知部５６周辺に薄肉の制御突起部６１が突出形成されてスクリュ５７の羽根周縁部に非接触で対向し、この制御突起部６１に現像剤濃度検知センサ６０が内蔵されるので、弾性体シートや制御突起部６１がケーシング５０に接触し、摩擦により劣化するおそれを排除することができる。
【００５２】
また、ランニング時間と共に不具合が発生しやすくなるのを有効に防止することができるので、上流空間５２の現像剤濃度検知部５６周辺を流れる現像剤の密度を高精度に制御することができる。また、上流空間５２の中流部の現像剤濃度検知部５６付近に制御突起部６１を突出形成するとともに、この制御突起部６１の一部である現像剤濃度検知部５６表面とスクリュ５７の羽根周縁部とのギャップ寸法Ｌを０．６０ｍｍに設定した後、上流空間５２の中流部の現像剤濃度検知部５６付近に制御突起部６１を突出形成しない場合と比較したところ、現像剤濃度検知センサ６０の検出感度特性を大幅に向上させることができるのが判明した（図６参照）。
【００５３】
また、上流空間５２の中流部の現像剤濃度検知部５６の上流側付近に制御突起部６１を突出形成し、この制御突起部６１の一部である現像剤濃度検知部５６表面とスクリュ５７の羽根周縁部とのギャップ寸法Ｌを０．６０ｍｍに設定した場合には、上流空間５２の中流部の現像剤濃度検知部５６の下流側付近に制御突起部６１を突出形成し、この制御突起部６１の一部である現像剤濃度検知部５６表面とスクリュ５７の羽根周縁部とのギャップ寸法Ｌを０．６０ｍｍに設定した場合に比べ、現像剤濃度検知センサ６０の検出感度特性が高く、優れた相関（Ｒ２値）を得ることができるのが判明した（図７参照）。
【００５４】
次に、図８は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、ケーシング５０の上部に、制御突起部６１の現像剤濃度検知部５６にスクリュ５７を介し上方から対向する対向制御突起部６２を装着するようにしている。
【００５５】
対向制御突起部６２は、例えば平板に形成され、スクリュ５７の羽根５９の周縁部に上方から非接触で近接し、上流空間５２を部分的に狭めて現像剤の流れを絞るよう機能する。この対向制御突起部６２は、必要に応じ、断面略逆Ｕ字形、断面略凸字形、断面略皿形等に形成される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、上流空間５２の現像剤濃度検知部５６周辺を流れる現像剤の密度を高精度に制御することができるのは明らかである。
【００５６】
次に、図９は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、スクリュ５７の回転軸５８の現像剤濃度検知部５６や制御突起部６１に対向する周面に、現像剤の密度を制御する制御リブ６３を装着するようにしている。
【００５７】
制御リブ６３は、例えば断面矩形の小型のブロック形に形成され、上流空間５２を部分的に狭めて現像剤の流れを絞るよう機能する。この制御リブ６３と現像剤濃度検知部５６表面とのギャップ寸法Ｌ２は、現像剤濃度検知部５６表面とスクリュ５７の羽根周縁部とのギャップ寸法Ｌ１の関係で、Ｌ２≦Ｌ１の関係に設定される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、上流空間５２の現像剤濃度検知部５６周辺を流れる現像剤の密度を高精度に制御することができる。
【００５８】
また、上流空間５２の中流部の現像剤濃度検知部５６付近に制御突起部６１を突出形成するとともに、この制御突起部６１の一部である現像剤濃度検知部５６表面とスクリュ５７の羽根周縁部とのギャップ寸法Ｌを０．５４ｍｍに設定し、その後、スクリュ５７の回転軸５８周面に、現像剤濃度検知部５６に対向する制御リブ６３を装着した場合と、現像剤濃度検知部５６に対向する制御リブ６３を装着しない場合とを比較したところ、現像剤濃度検知部５６に対向する制御リブ６３を装着すれば、現像剤濃度検知センサ６０の検出感度を大幅に向上させることができるのが判明した（図１０参照）
【００５９】
なお、上記実施形態における画像形成装置１の上方には、スキャナ等を備えても良い。また、ケーシング５０の現像剤濃度検知部５６周辺に、制御突起部６１を一体形成しても良いし、別体の制御突起部６１を突出形成しても良い。また、断面略逆Ｕ字形の制御突起部６１の相対向する対向壁をそれぞれ傾斜させることにより、制御突起部６１を断面略皿形とし、直立した対向壁付近で現像剤が滞留するのを防止するようにしても良い。また、対向制御突起部６２や制御リブ６３は、単数でも良いが、複数でも良い。さらに、画像形成装置１は、カラー画像を形成する装置でも良いが、モノクロ画像を形成する装置でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る現像装置及び画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の製造分野で使用される。
【符号の説明】
【００６１】
１        画像形成装置
２        感光体ドラム
３        帯電器
４        露光ユニット
５        現像装置
６        現像剤補給装置
９        中間転写ベルトユニット
１６      クリーナユニット
１７      定着ユニット
５０      ケーシング
５１      仕切り壁
５２      上流空間（上流側）
５３      下流空間
５６      現像剤濃度検知部
５７      スクリュ
５７Ａ    スクリュ
５８      回転軸（軸部）
５９      羽根
６０      現像剤濃度検知センサ（現像剤濃度検知手段）
６１      制御突起部
６２      対向制御突起部
６３      制御リブ
【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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