(57)【要約】【課題】トナーとキャリアとを含む現像剤を用いた現像装置において、簡易で自由度のある構成で、長期に渡って安定して、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測する。【解決手段】剤規制部材３６よりも下流側で現像ローラ３１上に担持された現像剤の透磁率を検出する透磁率センサ４１の検出結果と、現像剤収容部３７ｂ内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ４０の検知結果とを用いて、現像領域における現像ローラ上の現像剤量の変動を推測し、推測結果に基づき、剤規制部材と現像ローラとの間隙を変化させて、現像剤量の変動を抑制するよう制御する。【選択図】図２
2015014749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界発生手段を内包する回転可能なスリーブからなり、表面にトナーとキャリアとを含む現像剤を担持して潜像担持体と対向する現像領域まで搬送して現像をおこなう現像剤担持体と、該現像領域よりも上流側で該現像剤担持体上の現像剤量を規制する剤規制部材とを備えた現像装置において、
上記現像剤担持体の回転方向に関して上記剤規制部材よりも下流側において該現像剤担持体上に担持された現像剤の透磁率を検出する透磁率センサと、装置内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサとを備え、該透磁率センサの検出結果と該トナー濃度センサの検知結果とを用いて、上記現像領域における該現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、上記透磁率センサを、上記現像剤担持体の回転方向に関して、該現像剤担持体に担持された現像剤を離脱させる上記磁界発生手段の剤離れ極よりも上流側に配置することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、上記透磁率センサは、上記現像剤担持体の回転方向に関して上記現像領域よりも下流側に配置され、該現像領域で上記潜像担持体に対して現像をおこなっていない現像剤の透磁率を検出することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の何れかの現像装置において、上記現像領域における上記現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測した推測結果に基づき、該現像領域における該現像剤担持体上の現像剤量を変化させる条件を制御する制御手段を備えた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、上記現像領域における上記現像剤担持体上の現像剤量を変化させる条件は、上記剤規制部材と該現像剤担持体との間隙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、上記現像領域における上記現像剤担持体上の現像剤量を変化させる条件は、該現像剤担持体の回転方向に関して上記剤規制部材よりも上流側に配置された磁性部材と該現像剤担持体との距離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、上記透磁率センサと、上記現像領域における上記現像剤担持体上の現像剤量を変化させる条件を調整する機構とを、該現像剤担持体の軸方向に関して複数設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１、２または３の何れかの現像装置において、上記現像領域における上記現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測した推測結果に基づき、上記潜像担持体に対する現像能力を変化させる条件を制御する制御手段を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
潜像担持体と、該潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、
上記現像手段として請求項１乃至請求項８に記載の何れかの現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
少なくとも潜像担持体と、現像手段とを一体的に形成し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
上記現像手段として請求項１乃至請求項８に記載の何れか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いた現像装置、この現像装置を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置およびプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーとキャリアとを含む現像剤を、磁界発生手段を内包する回転可能な現像スリーブ等の現像担持体上に担持させ、現像剤担持体と対向する剤規制部材により現像剤量を規制した後に、潜像担持体と対向する現像領域に搬送して現像をおこなう。そして、現像に伴いトナーが消費された装置内の現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサにより検知して、検知結果に応じてトナー濃度が一定の範囲となるよう装置内の現像剤にトナー補給をおこなう現像装置が知られている。
【０００３】
この現像装置では、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量が大きく変化すると、画像濃度が変化してしまうため、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量を安定させることが重要である。しかし、経時における現像剤の流動性変化や、剤規制部材へのトナー固着などにより、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量は経時変動してしまう。
【０００４】
特許文献１には、次のような画像形成装置が記載されている。すなわち、この画像形成装置では、現像剤担持体上に現像剤を担持した状態で、磁界発生手段の主磁極が配置された位置の現像剤担持体表面が視認できる地肌面積の割合を検知する。そして、検知結果に基づき、現像剤担持体と剤規制部材との間隙や、現像剤担持体と潜像担持体との間隙を変化させる。
【０００５】
特許文献２には、剤規制部材による現像剤の量の規制中に剤規制部材に負荷された圧力を検知し、検知結果に基づき潜像担持体と現像剤担持体との線速比を変化させる画像形成装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の画像形成装置では、主磁極が配置された位置の現像剤担持体表面の地肌面積の割合を検知し、検知結果から現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測する。そして、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動を抑制するよう、現像剤担持体と剤規制部材との間隙を変化させることで、画像濃度の変動を抑制している。或いは、現像剤量の変動があっても所望の画像濃度が得られるよう、現像剤担持体と潜像担持体との間隙を変化させて現像能力を調整することで、画像濃度の変動を抑制している。
また、この画像形成装置では、主磁極が配置された位置の現像剤担持体表面の地肌面積の割合を検知して、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測している。主磁極が配置された位置の現像剤担持体表面の地肌面積の割合を検知する検知手段としては、現像領域よりも下流側の離れた位置で現像剤担持体に対向するよう光学センサを配置する。そして、現像剤担持体上に現像剤を担持させた状態で、所定タイミングで、主磁極が光学センサに対向するように、現像スリーブとともに内包する磁界発生手段を回転機構により回転させ、光学センサにより現像剤担持体の地肌面積の割合を検知する。
【０００７】
現像領域の近傍は、潜像体担持体への書き込み光学系の経路や、飛散トナーのシール部材などの部材が多く配置されており、レイアウト的に光学センサを配置することが難しい。また、現像領域の近傍では、光学センサの受光面の飛散トナーによる汚れが著しく、正確な検知をすることが困難である。このため、現像領域よりも下流側の離れた位置に光学センサを設けて、回転機構により主磁極を移動させているが、回転機構を設けることで構成が複雑化してしまう。さらに、現像領域よりも下流側の離れた位置で現像ケースを介して現像剤担持体に対向するよう光学的センサを設けている。しかし、現像領域近傍に比較すると少ないとしても経時で光学センサの受光面に飛散トナーによる汚れが発生する。このように、検知手段として現像剤担持体近傍の光学センサを用いる限りは、トナー汚れにより検知精度が悪くなるという問題は避けることは難しい。
【０００８】
一方、特許文献２の画像形成装置では、剤規制部材による現像剤の量の規制中に剤規制部材に負荷された圧力を検知して、現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測する。そして、現像剤量の変動があっても所望の画像濃度が得られるよう、現像剤担持体と潜像担持体との線速比を変化させることで現像能力を調整することで、画像濃度の変動を抑制している。この構成では、圧力を検知する検知手段を剤規制部材に接触させて設ける必要があり、センサの配置にレイアウト的な制限がある。
【０００９】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いた現像装置において、簡易で自由度のある構成で、長期に渡って安定して、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測できる現像装置、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、磁界発生手段を内包する回転可能なスリーブからなり、表面にトナーとキャリアとを含む現像剤を担持して潜像担持体と対向する現像領域まで搬送して現像をおこなう現像剤担持体と、該現像領域よりも上流側で該現像剤担持体上の現像剤量を規制する剤規制部材とを備えた現像装置において、
上記現像剤担持体の回転方向に関して上記剤規制部材よりも下流側において該現像剤担持体上に担持された現像剤の透磁率を検出する透磁率センサと、装置内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサとを備え、該透磁率センサの検出結果と該トナー濃度センサの検知結果とを用いて、上記現像領域における該現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いた現像装置において、簡易で自由度のある構成で、長期に渡って安定して、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】作像ユニットの概略構成図。
【図３】現像剤のトナー濃度とトナー濃度センサの出力値の関係の一例を示すグラフ。
【図４】予め設定したトナー濃度における透磁率センサの出力値と汲み上げ量との関係の一例を示すグラフ。
【図５】内包されるマグネットによる現像ローラ表面における法線方向の磁束密度を示す図。
【図６】現像領域における汲み上げ量を変化させる他の実施例の概略構成図。
【図７】現像領域における汲み上げ量を変化させる他の実施例の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る現像装置を中間転写方式のタンデム型のフルカラー画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という。）に適用した一実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成図である。図１を用いて画像形成装置１の概略について説明する。この画像形成装置１は、その本体上部から、自動原稿搬送装置３、原稿読取部４を備えている。原稿読取部４の下方には、画像形成済みの記録媒体としての記録紙Ｐを積載するスタック部５を備えている。スタック部５の下方には、原稿読取部４によって読み取った原稿画像に基づいて画像を形成する画像形成部２と、画像形成部２に記録紙Ｐを給紙する給紙部６とを備えている。
【００１５】
自動原稿搬送装置３は原稿束から原稿を１枚ずつ分離して原稿読取部４のコンタクトガラス上に自動給紙し、原稿読取部４によりコンタクトガラス上に搬送された原稿を読み取る。
【００１６】
画像形成部２は、複数の支持ローラに張架され、図中反時計回りに表面移動する中間転写ベルト１７を備えている。中間転写ベルト１７の下側の張架面に対して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが並列に配置されている。各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、各色のトナー像が形成される感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを備えている。中間転写ベルト１７の各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対向位置の内周面に接するよう、１次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを備えている。また、中間転写ベルト１７の表面移動方向に関して、１次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋよりも下流側の外周面に接するよう、２次転写ローラ１８を備えている。さらに、２次転写ローラ１８よりも下流側の中間転写ベルト１７の外周面に接するよう、ベルトクリーニング装置（不図示）を備えている。２次転写ローラ１８の上方には、定着装置２０を備えている。
【００１７】
各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの下方には、各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋにレーザ光を照射するための光書込ユニット(不図示)を備えている。また、中間転写ベルト１７の上方には、トナー補給装置２８が設けられている。トナー補給装置２８には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーカートリッジ（トナー容器）が着脱自在（交換自在）に設置されている。このトナー補給装置２８におけるトナーカートリッジ以外の部分は、トナーカートリッジから排出されるトナーを現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに搬送するトナー搬送装置である。
【００１８】
図２は、作像ユニット１０の概略構成図である。なお、各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、収容されるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同様の構成であるため、図２では符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略している。作像ユニット１０は、感光体１１のまわりに、帯電装置１２、現像装置１３、感光体クリーニング装置１５等を備えている。
【００１９】
給紙部６は、積層された複数枚の記録紙Ｐを収容する給紙カセット７と、積層された複数枚の記録紙Ｐからその最上位に位置する記録紙Ｐを画像形成部２に向けて給紙する給紙ローラ８と備えている。
【００２０】
上記構成の画像形成装置１の画像形成動作を説明する。
各作像ユニット１０では、各色トナー像の形成がおこなわれる。各感光体１１の回転とともに、まず帯電装置１２で感光体１１の表面を一様に帯電する。次いで、光書込ユニット(不図示)から、原稿読取部４によって読み取った原稿の画像データを色毎に分解した画像情報データに基づきレーザ光が感光体１１上に照射し、静電潜像を形成する。その後、現像装置１３によりトナーを静電潜像に付着させ可視像化することで各感光体１１上に各色トナー像を形成する。
【００２１】
各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上の各色トナー像を、１次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにより中間転写ベルト１７上に順次転写して、重ね合せカラートナー像を形成する。トナー画像転写後の各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上の表面は感光体クリーニング装置１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍ、１５Ｋで残留トナーを除去して清掃し、再度の画像形成に備える。
【００２２】
一方、給紙部６では、給紙カセット７に収容された記録紙Ｐを１枚づつ分離して給紙ローラ８にて画像形成部２に向けて送り出し、レジストローラ９に突き当てて止める。そして、画像形成部２のトナー像形成のタイミングに合わせて、レジストローラ９に突き当てて止めた転写紙Ｐを中間転写ベルト１７と２次転写ローラ１８との間の２次転写部に送り出す。２次転写部では、中間転写ベルト１７上の重ね合せカラートナー像が供給された転写紙Ｐに転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは、定着装置２０によりトナー像を定着後、スタック部５へ排出される。一方、トナー像転写後の中間転写ベルト１７の表面はベルトクリーニング装置(不図示)で残留トナーを除去して清掃し、再度の画像形成に備える。
【００２３】
なお、本実施形態では、各作像ユニット１０は、感光体１１、帯電装置１２、現像装置１３、感光体クリーニング装置１５とが共通の支持体上に支持され、プリンタ本体に対して一体的に着脱自在に構成されたプロセスカートリッジの形態をとっている。このようなプロセスカートリッジの形態とすることで、メンテナンス性を向上させることができる。
【００２４】
次に、本発明の特徴部である現像装置１３について、図２に基づき説明する。なお、各色を表す符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略している。
現像装置１３は、感光体１１に対向する現像剤担持体である現像ローラ３１、現像ローラ３１に対向する剤規制部材３６、トナーと磁性粒子であるキャリアを含有する現像剤を収容する現像剤収容部３７ａ，３７ｂ等を備えている。現像ローラ３１は、内部に固設されたマグネット（不図示）と、マグネットの周囲を回転するスリーブから構成される。
【００２５】
現像ローラ３１のスリーブは、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転しながら、マグネットにより形成された磁界によって現像剤収容部３７ａ，３７ｂ内の現像剤を担持し、担持した現像剤を回転に伴い搬送する。ここで、現像装置１３内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合であるトナー濃度を、現像剤収容部３７ｂの底面に配置されたトナー濃度センサ４０により検知し、トナー濃度が所定の範囲内になるように調整する。詳しくは、現像装置１３内のトナー消費量に応じて、トナー補給装置２８の各トナーカートリッジから、現像剤収容部３７ｂにトナーが補給される。
【００２６】
現像剤収容部３７ａ、３７ｂは、仕切り壁３８により中央部を現像ローラ側と反対側に仕切られ、仕切り壁３８の軸方向端部に設けられた開口（不図示）により連通している。現像剤収容部３７ａ，３７ｂには、現像剤を互いに逆方向に攪拌しながら搬送するスクリュウ部材３９ａ、３９ｂがそれぞれ設けられている。
【００２７】
現像剤収容部３７ｂ内に補給されたトナーは、スクリュウ部材３９ａ、３９ｂが回転することで、現像剤とともに混合、攪拌されながら、２つの現像剤収容部３７ａ、３７ｂを図２中の紙面に垂直な方向に移動して循環する。そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、磁力によりキャリアとともに現像ローラ３１上に担持される。
【００２８】
現像ローラ３１上に担持された現像剤は、図２中の矢印方向に搬送されて、剤規制部材３６の位置に達し、現像剤量が適量化された後に、感光体１１との対向位置である現像領域まで搬送される。現像領域においては、磁力により現像ローラ３１上に穂立ちした現像剤から、現像領域に形成された電界によって、感光体１１上に形成された静電潜像にトナーを供給して現像をおこなう。その後、現像ローラ３１上に残った現像剤は現像ローラ３１の回転に伴い現像剤収容部３７ａの上方に達し、この位置で現像ローラ３１から離脱する。
【００２９】
現像領域で現像剤は感光体１１へ摺擦されるが、その際にキャリアより離脱したトナーは感光体１へ供給されるものと、空間上へ浮遊するものとが発生する。現像領域から下方、つまり現像領域から感光体１１回転方向上流側に向けて浮遊するトナーは、現像装置１３の現像ケースに基端部が支持され、先端部が感光体１１に表面に当接した入口シール４８により、装置外への飛散が防止されている。一方、現像領域から上方に向けて浮遊するトナーは、現像ケース内壁と現像ローラ３１上に穂立ちした現像剤を接触させて、現像ケース内壁と現像ローラ３１との間を装置内に向けて流れる吸い込み気流により装置内に吸引されて回収される。
【００３０】
上記構成の現像装置１３においては、経時における現像剤の流動性変化や、剤規制部材３６へのトナー固着などにより、現像領域における現像ローラ３１上の現像剤量（以下、汲み上げ量という）が経時変動してしまう場合がある。汲み上げ量が狙いの値よりも減少すると、画像濃度の低下する。また、汲み上げ量が狙いの値よりも著しく増大すると、現像領域における穂立ちした現像剤の動きが阻害されるため画像濃度が逆に低下する場合がある。このように、経時において現像領域における汲み上げ量が変動すると、画像濃度が変動して画質劣化をひきおこしてしまう。
【００３１】
本実施形態の現像装置１３では、剤規制部材３６よりも下流側で現像ローラ３１上に担持された現像剤の透磁率を検出する透磁率センサ４１を設けている。この透磁率センサ４１の検出結果と、上記トナー濃度センサ４０の検知結果とを用いて、現像領域における汲み上げ量の変動を推測している。
【００３２】
詳しくは、現像ローラ３１上に担持される現像剤量が多くなると、透磁率センサ４１による検出範囲内における剤密度は上がるため、透磁率μは大きく検出される。一方、現像ローラ３１上に担持される現像剤量が少なくなると、透磁率センサ４１による検出範囲内における剤密度が下がる為、透磁率μは小さく検出される。しかし、透磁率センサ４１の検出値は、検出する現像剤のトナー濃度によっても変化する。このため、現像剤収容部３７ｂの現像剤のトナー濃度を検知したトナー濃度センサ４０の検知結果に基づき、透磁率センサ４１の検出結果のうちトナー濃度による変化を補正する必要がある。
【００３３】
図３、４に基づき、透磁率センサ４１とトナー濃度センサ４０とによる汲み上げ量の推測の流れを説明する。図３は、現像剤収容部３７ｂ内の現像剤のトナー濃度と、トナー濃度センサ４０の出力値の関係の一例を示すグラフである。図４は、予め設定したトナー濃度における透磁率センサ４１の出力値と汲み上げ量との関係の一例を示すグラフである。
まず、図３に基づき、トナー濃度センサ４０の出力値より現像剤収容部３７ｂ内の現像剤のトナー濃度を検知する。ついで、透磁率センサ４１により現像ローラ３１上の現像剤の透磁率μを検出し、図４に基づき、検知したトナー濃度のデータと、透磁率センサ４１の出力値（透磁率μ）より、現像ローラ３１上の汲み上げ量を推測する。
【００３４】
この現像装置１３は、現像ローラ３１上の汲み上げ量の変動の推測するために、剤規制部材３６よりも下流側に設けた透磁率センサ４１と、現像剤収容部３７ｂの底面に設けたトナー濃度センサ４０とを用いている。従来のように、現像ローラ３１上の汲み上げ量の変動の推測するために、現像ローラ３１に対向する光学的センサを用いる構成ではない。このため、飛散トナーなどによる受光面の汚れにより、経時で検出精度が悪くなるという問題がなく、長期に渡って安定した検出が可能である。透磁率センサ４１は、剤規制部材３６よりも下流側で現像ローラ３１上に担持された現像剤の透磁率を検出できれば良く、レイアウト的な自由度が大きい。また、透磁率センサ４１は、現像ケースを隔てた状態でも、内部の現像剤の透磁率を検出できるため、レイアウト上の自由度が光学的センサと比較して広い。
【００３５】
図５は、内包されるマグネットによる現像ローラ３１表面における法線方向の磁束密度を示した図である。この現像ローラ３１では、現像剤が現像ローラ３１上から分離されて現像剤収容部３７ａ内に回収される剤離れ極はＹ極である。通常、剤離れ極には現像剤が多く抱え込まれた状態になり、現像領域における汲み上げ量が変動しても、剤離れ極の領域で現像ローラ３１上に担持される現像剤量は変化し難い。このため、透磁率センサ４１は、剤規制部材３６よりも下流側であって、剤離れ極であるＹ極よりも上流側に設置することが好ましい。これにより、透磁率センサ４１により、現像領域における汲み上げ量の変化に起因する現像ローラ３１上の現像剤の剤密度変化を高精度で検出することができ、その結果、現像領域における汲み上げ量を精度良く推測できる。
【００３６】
また、透磁率センサ４１を現像領域よりも下流側に配置した場合は、現像領域において現像を行っていない、所謂、白紙部を通過した現像剤を使用して検出することが望ましい。これは、現像領域よりも下流側では、画像出力後の現像剤のトナー濃度が大きく低下している虞がある。このため、トナー濃度センサ４０により検知した現像剤収容部３７ｂ内の現像剤のトナー濃度と、透磁率センサ４１により検出する現像剤のトナー濃度とに差が生じ、推測される現像領域における汲み上げ量の精度が劣ってしまう。透磁率センサ４１が、現像領域において現像を行っていない白紙部を通過した現像剤を検出することで、トナー濃度センサ４０により検知した現像剤のトナー濃度と、透磁率センサ４１により検出する現像剤のトナー濃度とに差が生じ難くする。これにより、現像領域における汲み上げ量の変動を精度良く推測することができる。
【００３７】
また、現像ローラ３１の軸方向に関して、透磁率センサ４１を複数設けても良い。これにより、現像領域における汲み上げ量の変動を精度良く推測することができる。
【００３８】
トナー濃度センサ４０としては、種々の検知方式を用いるものが知られている。その一つとして、トナー濃度によって現像剤の透磁率が変化することを利用する、透磁率センサが知られている（例えば、特開２００６‐２６７５９３公報参照）。トナー濃度センサ４０としても透磁率センサを用いる場合は、検出範囲内の剤量変動が起きない、または、起きにくい箇所に設置される。本実施形態では、図２にしめすように、スクリュウ部材３９ｂよって常に安定した剤量が循環する現像剤収容部３７ｂの底面にトナー濃度センサ４０を設置することで、検出範囲内の剤量が常に確保される。また、搬送中の剤挙動変化、剤状態変化（緩みなど）を抑える為にセンサ面上に位置するスクリュウ部材３９ｂは、検知面内の剤に圧を掛けるよう現像剤を押し当てる為の弾性部材（パドルなど）を軸に設けている。このため、検知範囲内の剤密度の変化は一様であり、トナー濃度センサ４０として用いた透磁率センサは、剤量変化の影響を受けずに安定してトナー濃度変動由来の出力変化を得ることができ、結果としてトナー濃度を良好に検知することができる。
【００３９】
一方、現像ローラ３１上の現像剤の透磁率を検出する透磁率センサ４１は、センサ面近傍に剤量を一定にする機構を設けないため、キャリアの密度変化とトナー濃度変化の両方を検出する。このため、透磁率センサ４１の検出値を、トナー濃度センサ４０で検知したトナー濃度の値で補正することで、汲み上げ量による変動分を推測することができる。
【００４０】
また、トナー濃度センサ４０としては、反射光を読み取る光学センサ方式（カラーセンサ等）を用いることもできる（例えば、特開２００１?３４０５６公報参照）。
【００４１】
以上のようにして推測した汲み上げ量を、狙いの汲み上げ量と比較し、その差分が予め設定された閾値を超えた場合に、現像領域における汲み上げ量を変化させる条件、或いは、感光体１１に対する現像能力を変化させる条件を制御する制御手段を有している。
【００４２】
感光体１１に対する現像能力を変化させる条件としては、感光体１１に対する現像ローラ３１の線速比、感光体１１との間隙、現像領域に電界を形成する現像バイアス値等が挙げられる。制御手段は、推測した汲み上げ量においても所望の画像濃度が得られるよう、これらの条件を変化させて現像能力を調整する。これにより、現像装置１３においては、経時における汲み上げ量の変動があっても、画像濃度の変動が抑制される。
【００４３】
現像領域における汲み上げ量を変化させる条件としては、現像ローラ３１と剤規制部材３６との間隙が挙げられる。制御手段は、現像ローラ３１と剤規制部材３６との間隙を変化させて、汲み上げ量を調整する。例えば、図２に示すように剤規制部材３６にピエゾ素子４２を設ける。汲み上げ量が上記閾値を超えて少ない推測された場合は、ピエゾ素子４２に印加する電圧を調整することで、現像ローラ３１と剤規制部材３６との間隙を広げ、汲み上げ量を増加させる。一方、汲み上げ量が上記閾値を超えて多いと推測された場合は、ピエゾ素子４２に印加する電圧を調整することで、現像ローラ３１と剤規制部材３６との間隙を狭め、汲み上げ量を減少させる。
【００４４】
図６、７は、現像領域における汲み上げ量を変化させる他の実施例の概略構成図である。図６に示すように、剤規制部材３６の上流側に近接するよう磁性部材４４を設け、磁性部材４４と現像ローラ３１との距離を調整することで、汲み上げ量を変化させることができる。また、図７に示すように、剤規制部材３６を、ブレード状ではなく、楕円形筒状の回転体からなる剤規制部材３６’とする。この楕円形筒状の剤規制部材３６’を回転させることで、現像ローラ３１と剤規制部材３６’との隙間を調整して、汲み上げ量を変化させることができる。
【００４５】
現像領域における汲み上げ量を安定させて狙いの値に保つことは、画像濃度の変動に加え、他の問題に対しても有効である。例えば、汲み上げ量が狙いの値よりも減少すると、画像濃度の低下に加え、画像が無い白紙部（地肌部）へのトナー汚れが増大する『地汚れ』という問題が増大する。また、上述のように、現像ケース内壁に現像ローラ３１上の穂立ちした現像剤を接触させて吸い込み気流を作り出してトナー飛散を抑制する構成では、汲み上げ量の低下により吸い込み気流が作り出せずにトナー飛散が悪化するという問題が発生する。一方、汲み上げ量が狙いの値よりも著しく増大すると、現像領域における穂立ちした現像剤の動きが阻害されるため画像濃度が逆に低下する場合がある。また、ライン画像などの画像品質が悪化することも知られている。現像領域における汲み上げ量を変化させる条件を制御する構成では、汲み上げ量の変動に起因する、画像濃度の変動に加え、これらの問題も抑制することができる。すなわち、本実施形態の、現像領域における汲み上げ量の変動を推測し、推測結果に基づき汲み上げ量を変化させる条件を制御する構成では、画像濃度の変動の抑制に加え、地汚れ、ライン画像の劣化、トナー飛散を抑制できる現像装置１３を提供することができる。
【００４６】
また、現像ローラ３１の軸方向に関して、透磁率センサ４１を複数設け、現像領域における汲み上げ量を変化させる機構を複数設けても良い。汲み上げ量の変動は、軸方向で一定とは限らない。このため、軸方向に配置された複数の透磁率センサ４１を用いて汲み上げ量の変動を推測し、これに対応するよう現像領域における汲み上げ量を変化させる機構を駆動することで、軸方向の偏差を防ぐことができる。なお、現像領域における汲み上げ量を変化させる機構は、透磁率センサ４１の個数より少なくとも良い。
【００４７】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する、
（態様Ａ）
マグネットなどの磁界発生手段を内包する回転可能なスリーブからなり、表面にトナーとキャリアとを含む現像剤を担持して感光体１１などの潜像担持体と対向する現像領域まで搬送して現像をおこなう現像ローラ３１などの現像剤担持体と、現像領域よりも上流側で現像剤担持体上の現像剤量を規制する剤規制部材３６とを備えた現像装置である。この現像装置において、現像剤担持体の回転方向に関して剤規制部材３６よりも下流側に現像剤担持体上に担持された現像剤の透磁率を検出する透磁率センサ４１と、装置内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ４０とを備え、透磁率センサの検出結果と、トナー濃度センサの検知結果とを用いて、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測する。
【００４８】
（態様Ａ）においては、剤規制部材３６よりも下流側の現像剤担持体上に担持された現像剤の透磁率を検出する透磁率センサ４１の検出結果を用いて、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測する。この透磁率センサ４１の検出結果は、現像剤担持体上に担持された現像剤量が多くなると検出範囲内の剤密度の増加に伴い大きくなり、現像剤量が少なくなると検出範囲内の剤密度の減少に伴い小さくなる。しかし、この透磁率センサ４１の検出結果は、検知する現像剤のトナー濃度の影響も受け、トナー濃度が高い現像剤では透磁率は低く検出され、トナー濃度が低い現像剤では透磁率は高く検出される。このため、現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知したトナー濃度センサ４０の検知結果に基づき、透磁率センサ４１の検出結果のうちトナー濃度による変化分を補正することで、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動分を精度良く推測できる。
本発明においては、現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測する手段として、現像剤担持体の回転方向に関して剤規制部材よりも下流側に設けた透磁率センサと、既存のトナー濃度センサとを用いており、現像剤担持体に対向する光学的センサを用いるものではない。このため、飛散トナーなどによる受光面の汚れにより、経時で検知精度が悪くなるという問題がなく、長期に渡って安定した検知が可能である。また、透磁率センサは、剤規制部材よりも下流側で現像剤担持体上に担持された現像剤の透磁率を検知できれば良く、レイアウト的な自由度が大きい。このため、特許文献１の構成に比べて、簡易でレイアウト的に自由度の大きい構成で現像剤担持体上の現像剤量の変動の推測できる。また、特許文献２の構成に比べても、レイアウト的に自由度の大きい構成で現像剤担持体上の現像剤量の変動の推測できる。
【００４９】
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、透磁率センサ４１を、現像剤担持体の回転方向に関して、現像剤担持体に担持された現像剤を離脱させる、磁界発生手段のＹ極などの剤離れ極よりも上流側に配置する。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤を抱え込む剤離れ極よりも上流側で、透磁率センサにより現像剤担持体上の現像剤の透磁率を検出することで、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動分を精度良く推測できる。
【００５０】
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、透磁率センサは、現像剤担持体の回転方向に関して現像領域よりも下流側に配置され、現像領域で潜像担持体に対して現像をおこなっていない現像剤を検知する。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像領域よりも下流側では、画像出力後の現像剤のトナー濃度は大きく低下している虞がある。透磁率センサ４１が、現像領域において現像を行っていない現像剤を検知することで、トナー濃度センサ４０により検知した現像剤のトナー濃度と、透磁率センサ４１により検知する現像剤のトナー濃度とに差が生じ難くする。これにより、現像領域における汲み上げ量を精度良く推測することができる。
【００５１】
（態様Ｄ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）のいずれかにおいて、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測した推測結果に基づき、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量を変化させる条件を制御する制御手段を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動に起因する画像濃度の変動を抑制できる。さらに、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動に起因する地汚れ、ライン画像の劣化、トナー飛散なども抑制することができる。
【００５２】
（態様Ｅ）
（態様Ｄ）において、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量を変化させる条件は、剤規制部材と現像剤担持体との間隙である。これによれば、上記実施形態について説明したように、剤規制部材と現像剤担持体との間隙を広げることで現像剤量は増加し、狭くすることで現像剤量は減少する。このように、容易に現像領域における現像剤担持体上の現像剤量を制御できる。
【００５３】
（態様Ｆ）
（態様Ｄ）において、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量を変化させる条件は、現像剤担持体の回転方向に関して剤規制部材よりも上流側に配置された磁性部材４４と現像剤担持体との距離である。これによれば、上記実施形態について説明したように、磁性部材を現像剤担持体に近づけることで現像剤量は減少し、磁性部材を現像剤担持体から遠ざけることで現像剤量は増加する。このように、容易に現像領域における現像剤担持体上の現像剤量を制御できる。
【００５４】
（態様Ｇ）
（態様Ｄ）において、現像剤担持体の軸方向に関して、透磁率センサと、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量を変化させる条件を調整する機構とを複数設ける。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤担持体の軸方向における現像剤量の偏差を抑制することができる。
【００５５】
（態様Ｈ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）のいずれかにおいて、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動を推測した推測結果に基づき、潜像担持体に対する現像能力を変化させる条件を制御する制御手段を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像領域における現像剤担持体上の現像剤量の変動に起因する画像濃度の変動を抑制できる。
【００５６】
（態様Ｉ）
感光体１１などの潜像担持体と、潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、静電潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、現像手段として（態様Ａ）乃至（態様Ｈ）の何れかの用いる。これによれば、長期に渡って、現像剤担持体上の現像剤量の変動に起因する濃度変動のない高品位な画像を得ることができる。
【００５７】
（態様Ｊ）
少なくとも潜像担持体と、現像手段とを一体的に形成し、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、現像手段として（態様Ａ）乃至（態様Ｈ）の何れかを用いる。これによれば、メンテナンス性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    画像形成装置
２    画像形成部
１０    作像ユニット
１１    感光体
１３    現像装置
１４    一次転写ローラ
１７    中間転写ベルト
２８    トナー補給装置
３１    現像ローラ
３６    剤規制部材
３７    現像剤収容部
３８    仕切り壁
３９    スクリュウ部材
４０    トナー濃度センサ
４１    透磁率センサ
４２    ピエゾ素子
４４    磁性部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開２００９−２１７２０１号公報
【特許文献２】特開２０１１−０８１１７２号公報
【図１】
2015014749.tif 000003
【図２】
2015014749.tif 000004
【図３】
2015014749.tif 000005
【図４】
2015014749.tif 000006
【図５】
2015014749.tif 000007
【図６】
2015014749.tif 000008
【図７】
2015014749.tif 000009