(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して表面移動し、潜像担持体に対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
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、
該現像剤収容部内の現像剤を搬送する複数の現像剤搬送部材と、
該現像剤収容部内に配置したトナー濃度検出部の近傍の現像剤中のトナーの比率を検出するトナー濃度検出手段とを有し、
上記現像剤収容部内の空間を仕切り、上記現像剤搬送部材が空間内に配置された複数の現像剤搬送路を形成する仕切り部材を有し、
上記複数の現像剤搬送部材として、該仕切り部材を挟んで上下に配置された上方現像剤搬送部材と下方現像剤搬送部材とを備え、
該現像剤収容部内の空間には該仕切り部材によって該下方現像剤搬送部材が配置された下方現像剤搬送路と、該上方現像剤搬送部材が配置された上方現像剤搬送路とが形成され、
該仕切り部材における該下方現像剤搬送路内の現像剤搬送方向下流側端部近傍となる位置に、該下方現像剤搬送路と該上方現像剤搬送路とを連通し、該下方現像剤搬送路内の現像剤搬送方向下流側端部近傍に到達した現像剤を該上方現像剤搬送路に受け渡す受渡開口部を設けた現像装置において、
上記トナー濃度検出部を該下方現像剤搬送路における上記受渡開口部の下方に配置し、
上記複数の現像剤搬送部材は、螺旋形状の羽部を備えたスクリュ部材であり、
上記下方現像剤搬送部材の搬送方向下流側端部は、螺旋形状の巻き方向が逆となる逆巻きスクリュ部となっており、
上記トナー濃度検出部を上記逆巻きスクリュ部と対向する位置に配置した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、
上記下方現像剤搬送部材の螺旋形状の羽部の巻き方向が搬送方向に対応した部分である正巻きスクリュ部の羽部と、上記逆巻きスクリュ部の羽部とが連続してい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の何れか１項に記載の現像装置において、
上記受渡開口部の搬送方向についての一端は、上記逆巻きスクリュ部の上方に位置していることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の現像装置において、
上記トナー濃度検出手段は、現像剤の見かけの透磁率を測定する透磁率センサであることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜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４のいずれか１項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。
【請求項６】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にした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４のいずれか１項に記載の現像装置を用いた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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置並びにこれを用いた画像形成装置及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】
従来から、トナーと磁性キャリアとを含む二成分の現像剤を用いた現像装置を備える画像形成装置が広く用いられている。この種の画像形成装置として、現像に伴ってトナーを消費する現像装置内の現像剤に対して、トナー補給装置によって必要に応じてトナーを補給することで、現像装置内の現像剤のトナー濃度を所定範囲内に維持するものがある。
トナー濃度が所定の範囲より低い場合は、画像濃度不足や文字・線画のかすれといった問題が生じ、反対にトナー濃度が所定の範囲より高い場合は画像濃度過多や文字・線画の太りによる潰れ、地汚れといった問題が生じる。更には複数の現像装置を使用したカラー画像形成装置における多色重ね画像でトナー濃度が変動した際には狙いの色相が得られないといった問題も生じる。これらの問題の発生を防止するためにはトナー補給量を適正に制御する必要があり、このためには現像装置内の現像剤のトナー濃度を正確に検出する必要がある。
【０００３】
トナーと磁性キャリアとを含む二成分の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段としては特許文献１に記載されたトナー濃度センサのようにトナー濃度変化によって現像剤の透磁率が変化することに着目したトナー濃度センサが知られている。このようなトナー濃度センサを備えた現像装置としては例えば特許文献２や特許文献３に記載された現像装置がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置によっては、時間当たりの出力枚数を二種類以上持つ装置がある。このような画像形成装置が備える現像装置は当該画像形成装置の時間当たり出力枚数に応じて、現像剤担持体である現像ローラの回転速度を変化させる。特許文献３に記載の現像装置では、現像剤搬送部材として、軸部に螺旋状の羽部が固定され、回転することによって回転軸方向に現像剤を搬送するスクリュ部材が用いられており、このスクリュ部材を回転させる駆動源は現像ローラの駆動源と共通となっている。このため、現像装で現像ローラの回転速度を変化させると、それに伴い、現像剤を搬送するスクリュ部材の回転速度も変化する。
このようにスクリュ部材の回転速度を変化させたときに、現像装置内のトナー濃度センサの検出部（以下、トナー濃度検出部と呼ぶ）を設ける位置によっては、スクリュ部材の回転速度が変化すると、現像剤のトナー濃度が同じ濃度であったとしても検出される透磁率が変化することがあった。詳しくは、スクリュ部材の回転速度を速くすると検出される透磁率が低くなった。
【０００５】
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、装置内の現像剤のトナー濃度を安定して正確に検出することができる現像装置、並びにこの現像装置を備えた画像形成装置、およ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を表面上に担持して表面移動し、潜像担持体に対向する箇所で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、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、該現像剤収容部内の現像剤を搬送する複数の現像剤搬送部材と、該現像剤収容部内に配置したトナー濃度検出部の近傍の現像剤中のトナーの比率を検出するトナー濃度検出手段とを有し、上記現像剤収容部内の空間を仕切り、上記現像剤搬送部材が空間内に配置された複数の現像剤搬送路を形成する仕切り部材を有し、上記複数の現像剤搬送部材として、該仕切り部材を挟んで上下に配置された上方現像剤搬送部材と下方現像剤搬送部材とを備え、該現像剤収容部内の空間には該仕切り部材によって該下方現像剤搬送部材が配置された下方現像剤搬送路と、該上方現像剤搬送部材が配置された上方現像剤搬送路とが形成され、該仕切り部材における該下方現像剤搬送路内の現像剤搬送方向下流側端部近傍となる位置に、該下方現像剤搬送路と該上方現像剤搬送路とを連通し、該下方現像剤搬送路内の現像剤搬送方向下流側端部近傍に到達した現像剤を該上方現像剤搬送路に受け渡す受渡開口部を設けた現像装置において、上記トナー濃度検出部を該下方現像剤搬送路における上記受渡開口部の下方に配置し、上記複数の現像剤搬送部材は、螺旋形状の羽部を備えたスクリュ部材であり、上記下方現像剤搬送部材の搬送方向下流側端部は、螺旋形状の巻き方向が逆となる逆巻きスクリュ部となっており、上記トナー濃度検出部を上記逆巻きスクリュ部と対向する位置に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記下方現像剤搬送部材の螺旋形状の羽部の巻き方向が搬送方向に対応した部分である正巻きスクリュ部の羽部と、上記逆巻きスクリュ部の羽部とが連続している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または２の何れか１項に記載の現像装置において、上記受渡開口部の搬送方向についての一端は、上記逆巻きスクリュ部の上方に位置している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乃至３の何れか１項に記載の現像装置において、上記トナー濃度検出手段は、現像剤の見かけの透磁率を測定する透磁率センサであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜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４のいずれか１項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６の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にした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４のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００７】
スクリュ部材は回転することで、羽部の搬送方向下流側に存在する現像剤を羽部が搬送方向下流側に向けて押し、現像剤を搬送する。このため、スクリュ部材の回転中には、羽部の搬送方向上流側は現像剤の存在しない空隙が形成される。そして、スクリュ部材の回転速度が速くなると、羽部の搬送方向上流側に形成される空隙が大きくなり、トナー濃度検出手段によって検出される領域における現像剤の密度が低下する。その結果、現像剤中のキャリアに対するトナーの量は同じでも見掛け上の透磁率が変化し、トナー濃度検出手段によって検出される透磁率が低くなる。
本発明においては、トナー濃度検出部を下方現像剤搬送路における受渡開口部の下方に配置しており、この位置に存在する現像剤は、後から来る現像剤に押し上げられて仕切り部材の受渡開口部の高さまで到達するために、圧縮力が作用している。よって、スクリュ部材の回転速度が速くなることで、羽部の搬送方向上流側に形成される空隙が大きくなろうとしても、圧縮力が作用した現像剤がその空隙を埋めるように移動する。このため、スクリュ部材の回転速度が速くなっても、トナー濃度検出手段によって検出される領域における現像剤の密度が低下することを抑制できる。よって、スクリュ部材による搬送速度が変化しても、トナー濃度検出手段によって検出される領域における現像剤の密度が変化することを抑制できる。
また、上述の説明では、現像剤搬送部材がスクリュ部材である場合について説明したが、他の現像剤搬送部材を用いる構成であっても、受渡開口部の下方の現像剤は圧縮力が作用しているため密度変化が生じ難い。よって、トナー濃度検出部を受渡開口部の下方に配置することで現像剤搬送部材による搬送速度が変化しても、トナー濃度検出手段によって検出される領域における現像剤の密度が変化することを抑制できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トナー濃度検出手段によって検出される領域における現像剤の密度が変化することを抑制できため、現像剤の密度が変化することに起因する透磁率の変化を抑制することができるので、現像剤搬送部材による搬送速度が変化しても、装置内の現像剤のトナー濃度を安定して正確に検出することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の現像装置の断面図。
【図２】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】作像装置の概略構成図。
【図４】法線磁束密度分布を追記した現像装置及び感光体の説明図。
【図５】現像ローラの回転軸方向に平行な断面の断面説明図。
【図６】現像装置の主要部の内部斜視図。
【図７】現像装置の主要部の外観斜視図。
【図８】現像容器中の現像剤の流れを説明する模式図。
【図９】現像装置の連通口部分の説明図。
【図１０】現像装置の持ち上げ口近傍の拡大概略図。
【図１１】本発明を適用した条件１と比較例の構成である条件２とで透磁率センサの出力を比較したグラフ。
【図１２】正巻きスクリュ部の羽部と、逆巻きスクリュ部の羽部とが離れている場合の持ち上げ口近傍の拡大概略図。
【図１３】供給室搬送部材と回収室搬送部材とを斜めに配置した現像装置の説明図。
【図１４】２つの現像剤攪拌搬送部材を現像ローラから離れる方向に２つ並べて配置した現像装置の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を画像形成装置としてのプリンタ（以下、プリンタ１００という）に適用した実施形態について説明する。
図２は、プリンタ１００の概略構成図である。プリンタ１００は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラー画像形成装置であり、ブラック、マゼンタ、イエロー、シアン（以下、Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃと記す）の各色トナー像を形成する作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）を備えている。これらの作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）の下方には、下流側張架ローラ１８及び上流側張架ローラ１９に掛け回されて転写紙Ｐを表面に担持して搬送し、各作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）に対向しながら表面移動する転写搬送ベルト１５が配設されている。転写搬送ベルト１５を挟んで各作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）と対向する転写バイアスローラ５（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）を備えている。
また、転写搬送ベルト１５による転写紙搬送方向について下流側張架ローラ１８よりも下流側には、転写搬送ベルト１５から分離した転写紙Ｐ上の未定着トナーを定着する定着装置２４を備えている。また、プリンタ１００の本体上部には、定着装置２４を通過しトナー像が定着した転写紙Ｐを積載するための排紙トレイ２５を備えている。
【００１１】
転写搬送ベルト１５の下方には、転写紙Ｐを収容する複数の給紙カセット２０を備えている。また、転写搬送ベルト１５と作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）とが対向する転写領域に各給紙カセット２０から転写紙Ｐを供給する転写紙供給手段としての給紙搬送装置２６と、給紙カセット２０から搬送されてきた転写紙Ｐを作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）による作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ対２３とを備えている。
【００１２】
なお、図２ではプリンタ１００が図２中の左右方向において小型になるよう、転写搬送ベルト１５が斜め方向に配設され、矢印Ａで示す転写紙Ｐの搬送方向が斜め方向となっている。これにより、プリンタ１００は、図２中の左右方向における筐体の幅が、Ａ３サイズの転写紙長手方向の長さよりも僅かに長い大きさとなっている。すなわち、プリンタ１００は、内部に転写紙を収容するために最低限必要な大きさとされることで大幅に小型化されている。
【００１３】
各作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）は、潜像担持体としてドラム状の感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）を有している。この感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）の回転方向に関して順に、それぞれ帯電装置２（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）、現像装置３（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）、クリーニング装置６（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）、等を有している。また、帯電装置２（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）と現像装置３（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）との間で書込光Ｌを露光装置１６（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）から照射される周知の構成である。感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）はドラム状でなく、ベルト状としても良い。
【００１４】
このような構成のプリンタ１００では、画像形成スタートとともに、各作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）で各色トナー像が形成される。各作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）では、感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）が、図示されないメインモータにより回転駆動され、帯電装置２（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）によって一様帯電された後、露光装置１６（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）より、画像を色分解した色毎の画像情報に応じて書込光Ｌが照射され、静電潜像が形成される。感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）上に形成された静電潜像は、現像装置３（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）により現像され、各感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）の表面上に各色トナー像が形成される。一方、複数ある給紙カセット２０のうちの１つから給紙搬送された転写紙Ｐは、レジストローラ対２３によって作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）による作像タイミングに合わせて、転写搬送ベルト１５の表面上に供給される。そして、転写搬送ベルト１５に担持された転写紙Ｐは転写搬送ベルト１５の表面移動によって各色の転写領域に搬送される。
【００１５】
各感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）上に形成されたトナー像は、感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）と転写搬送ベルト１５との対向部で転写バイアス手段である転写バイアスローラ５（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）によって転写搬送ベルト１５上に担持された転写紙Ｐに順次転写される。このようにしてＫ（黒）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）の順で各感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）上に形成されたトナー像が転写され、重ね合わせカラートナー像が転写紙Ｐ上に形成される。トナー像を転写された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト１５から分離され、定着装置２４に搬送され、トナー像が定着されて機外の排紙トレイ２５に排出される。
一方、転写紙Ｐ上にトナー像を転写した後の感光体１（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）は、クリーニング装置６（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）によって転写残トナーの除去がなされ、必要に応じて図示しない除電ランプで除電された後、再度、帯電装置２（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）で一様に帯電される動作を繰り返す。
図２に示すプリンタ１００では、転写搬送ベルト１５の搬送方向に沿って搬送方向上流側から、Ｋ（黒）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）の順に四つの作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）が配置されているが、各色の作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）を配置する順序はこの限りではない。例えば、黒用の作像装置１７Ｋを搬送方向最下流側に配置し、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の順に四つの作像装置１７（Ｍ，Ｙ，Ｃ，Ｋ）を配置してもよい。
【００１６】
次に、作像装置１７について詳しく説明する。本実施形態のプリンタ１００の作像装置１７（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）は、現像装置３内の画像形成物質として、互いに異なる色（Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、添字Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを省略し、作像装置１７として説明する。
【００１７】
図３は、本実施形態のプリンタ１００に適用可能な現像装置３を含む作像装置１７の概略構成図である。
現像装置３は感光体１に対向配置され、感光体１は図３中矢印ａに示すように図３における時計回り方向に回転駆動する。
感光体１の上方、時計の文字盤で表現すれば図３中の感光体１の略１１時の位置に帯電装置２が配置されている。帯電装置２は本例では感光体１と同じ表面移動速度で回転される回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。
【００１８】
この帯電装置２により感光体１の表面は暗中で一様に帯電された後、図示省略の書き込み手段である露光装置１６からの書込光Ｌの照射を受けて静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体１の回転と共に下流側に移動し現像装置３に至る。現像装置３は感光体１の右横に配置されている。
現像装置３はケーシング３０１内に、現像剤３２０を撹拌搬送する供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５、現像ローラ３０２などの回転部材及びその他の部材を具備している。
現像ローラ３０２は図３中の感光体１の２時と３時との間の位置（２時半の位置）で感光体１に近接して対向させることで現像領域αを構成するようにして近接配置されている。この感光体１との対向部位に相当するケーシング３０１の部位は現像ローラ３０２を露出させるため開口している。
【００１９】
現像ローラ３０２が図３中の矢印ｂ方向に表面移動することにより、ケーシング３０１内の現像剤３２０は現像ローラ３０２の表面上に担持され、図３中の矢印Ｂ方向に搬送され、現像領域αへ搬送されるようになっている。現像領域αで感光体１の表面に形成されている静電潜像に現像剤３２０中のトナーが付着してトナー像として顕像化される。 
このトナー像は感光体１の回転と共に感光体１の表面移動方向下流側に移動し、転写装置の転写バイアスローラ５との対向部である転写領域βに至る。転写バイアスローラ５は、感光体１の下方、図３中の感光体１の６時の位置に配置されている。本実施形態の転写装置は、転写部材として回転体からなる転写バイアスローラ５を備える構成であるが、転写部材としては回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。
【００２０】
感光体１上のトナー像は転写領域βにおいて転写紙Ｐに転写され、転写紙Ｐ上の画像となる。本実施形態のプリンタ１００は、感光体１上に形成したトナー像を転写紙Ｐに直接転写する構成である。感光体１上に形成したトナー像を転写紙Ｐに転写する構成としては、感光体上のトナー像を中間転写体(中間転写ベルトなど)に一旦転写し、中間転写体上で各色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、その後多色トナー像を一括して転写紙に転写する中間転写体方式の画像形成装置にも本発明の現像装置は適用可能である。この場合は、転写領域βで感光体上のトナーを中間転写体(中間転写ベルト)に転写することになる。
【００２１】
転写領域βを通過した感光体１表面は感光体１の回転に伴い、その表面移動方向下流側へ移動してクリーニング装置６との対向部に至る。
クリーニング装置６は図３中の感光体１に対して１０時の位置に配置されている。クリーニング装置６は、転写領域βで転写紙Ｐに転写し切れずに感光体１の表面に残ったトナーを、クリーニングブレード６０１により除去する。クリーニング装置６との対向部を通過した感光体１の表面は、その後、帯電装置２により一様に帯電され、次の画像形成工程を繰り返す。
【００２２】
次に、現像装置３について詳しく説明する。
図３に示すように、現像装置３は、ケーシング３０１の内部に現像ローラ３０２、供給室搬送部材３０４、回収室搬送部材３０５、現像剤規制部材３０３を有し、現像剤３２０を撹拌搬送して循環させている。 本実施形態の現像装置３では、供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５として、回転軸部に螺旋形状のスクリュ羽部を固定したスクリュ部材を用いており、スクリュ羽部の外径が１６［ｍｍ］以下のものを用いている。
【００２３】
図４は、現像ローラ３０２回りに形成される磁界の法線磁束密度分布を追記した現像装置３及び感光体１の説明図である。
図４に示すように、現像ローラ３０２は、円周方向に複数の磁石ＭＧ（ＭＧ１〜ＭＧ３）を配置したマグネットローラ３０２ｄを内部に有し、その周囲を円筒状の現像スリーブ３０２ｃが回転軸３０２ｅと一体的に回転する構成となっている。
現像スリーブ３０２ｃはアルミ等の非磁性の金属で形成されている。マグネットローラ３０２ｄは、各磁石ＭＧが所定の方向を向くように不動部材、例えば、ケーシング３０１に固定されており、その周囲を現像スリーブ３０２ｃが回転して、磁石ＭＧによって引き付けた現像剤３２０を搬送していく。
【００２４】
図５は、現像ローラ３０２の回転軸方向に平行な断面の断面説明図である。
図５に示すように、現像ローラ３０２は、不動部材であるケーシング３０１に固定されている固定軸３０２ａと、この固定軸３０２ａに一体的に形成され、円柱状をしたマグネットローラ３０２ｄと、マグネットローラ３０２ｄのまわりをギャップを介して覆っている現像スリーブ３０２ｃと、この現像スリーブ３０２ｃに一体的に構成された回転軸３０２ｅ等からなる。固定軸３０２ａに対して回転軸３０２ｅは軸受３０２ｆを介して回転自在であり、回転軸３０２ｅは図示省略の回転駆動手段から動力を伝達されて回転駆動される。
マグネットローラ３０２ｄの外周部には、図５に示すように所定の間隔をおいて複数の磁石ＭＧが固定されている。これらの磁石ＭＧの周囲を現像スリーブ３０２ｃが回転する構成となっている。 
【００２５】
マグネットローラ３０２ｄに配置された複数の磁石ＭＧは、現像スリーブ３０２ｃの周表面に現像剤３２０を穂立ちさせ、また穂切りなどさせるように磁界を形成するためのものである。これらの磁石ＭＧから発せられる法線方向磁力線に沿うように、磁性のキャリアが集合して磁気ブラシが形成される。
マグネットローラ３０２ｄとしては種々の構成が適用可能であるが、本実施形態の現像装置３では、図４に示すように、現像スリーブ３０２ｃの内部に３つの磁石ＭＧを有し、３つの磁極ＭＰ（磁力分布）が生じるマグネットローラ３０２ｄを備える。
図４に示すように、現像ローラ３０２の中心である現像ローラ中心線Ｏ―１と感光体１の中心である感光体中心Ｏ−２とを結ぶ仮想直線上で、感光体１と対向する位置に第一磁石ＭＧ１を配置し、現像領域αにおける現像磁極ＭＰ１を形成する。さらに、現像磁極ＭＰ１に対して図４中の反時計回り方向に、ケーシング対向極ＭＰ２を形成する第二磁石ＭＧ２、現像剤規制部材対向極ＭＰ３を形成する第三磁石ＭＧ３が配置されている。
【００２６】
本実施形態の現像装置３では、現像磁極ＭＰ１をＮ極、ケーシング対向極ＭＰ２及び現像剤規制部材対向極ＭＰ３をＳ極としているが、各磁極の極性は各磁極がこれと反対の極性であってもよい。現像磁極ＭＰ１は、感光体１に対向し、ケーシング対向極ＭＰ２はケーシングに対向しており、現像剤規制部材対向極ＭＰ３現像剤規制部材３０３に対向している。
現像領域αでは、現像ローラ３０２の表面と感光体１の表面とは直接には接触せず、現像に適する一定の間隔である現像ギャップＧＰを保持して対向している。現像装置３は、現像ローラ３０２表面上において、現像剤３２０を穂立ちさせ、現像剤３２０を感光体１に接触させることで、感光体１表面の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する。
【００２７】
現像装置３の現像ローラ３０２を構成する固定軸３０２ａには接地された不図示のバイアス用の電源が接続されている。固定軸３０２ａに接続された電源から電圧は、図５中に示す導電性の軸受３０２ｆ及び導電性の回転軸３０２ｅを経て現像スリーブ３０２ｃに印加される。一方、感光体１を構成する最下層の導電性支持体は接地されている。このような構成により、現像領域αには、キャリアから離脱したトナーを感光体１側へ移動させる電界が形成され、現像スリーブ３０２ｃと感光体１の表面に形成された静電潜像との電位差により、トナーを感光体１側に向けて移動させることができる。
【００２８】
本実施形態の現像装置３は、図２及び図３に示すように書込光Ｌで感光体１の表面上に潜像を書き込む方式の画像形成装置と組み合わせたものである。帯電装置２により感光体１の表面上に一様に負極性の電荷を乗せ、負極性の電位を低くするために画像部を書込光Ｌで露光し、電位が低下した画像部（静電潜像）に負極性のトナーで現像する、所謂反転現像方式を採用している。これは一例であり、本発明の特徴部を備えた現像装置を適用する構成としては、感光体１の表面上に乗せる帯電電荷の極性は大きな問題ではない。
【００２９】
現像領域αを通過した現像スリーブ３０２ｃの表面上に担持された現像剤３２０は、ケーシング対向極ＭＰ２の磁力によって現像スリーブ３０２ｃ上に担持され、現像スリーブ３０２ｃの回転と共に表面移動方向下流側に搬送され、ケーシング３０１内に引き入れられる。
ケーシング対向極ＭＰ２と現像剤規制部材対向極ＭＰ３とは同極性としており、図４に示すように、現像スリーブ３０２ｃの表面移動方向について、ケーシング対向極ＭＰ２と対向する位置よりも下流側で、且つ、現像剤規制部材対向極ＭＰ３と対向する位置よりも上流側となる現像スリーブ３０２ｃの表面上の領域では、現像剤３２０を穂立ちさせる磁界が形成されない。このため、この領域の現像スリーブ３０２ｃの表面上では、現像剤３２０の穂が寝た状態となり、それまで現像スリーブ３０２ｃの表面上に引き寄せていた現像剤３２０を現像ローラ３０２から引き離す「剤離し」の作用が働く。この穂が寝た状態となる現像スリーブ３０２ｃの表面上のケーシング対向極ＭＰ２と対向する位置よりも下流側で、且つ、現像剤規制部材対向極ＭＰ３と対向する位置よりも上流側となる領域は、図４に示すように、法線磁束密度分布の山形のピークが他領域と比べて極めて低い領域となり、この領域は、現像スリーブ３０２ｃから現像剤３２０を離す、剤離し領域γ（図３中に示す）を形成している。
【００３０】
感光体１にトナーを付着させた現像剤３２０は、現像剤３２０中のトナー濃度が下がっている。このため、仮に、このトナー濃度が低下した現像剤３２０が現像ローラ３０２から離れずに再び現像領域αに搬送され現像に供されると、狙いの画像濃度を得ることが出来ないという不具合が生じてしまう。
これを防止する構成として、本実施形態の現像装置３では、現像領域αを通過した現像スリーブ３０２ｃ表面上に担持された現像剤を剤離し領域γにおいて現像ローラ３０２から離脱させる。現像ローラ３０２から離脱した現像剤は、回収室３０５ａに回収され、その後、狙いのトナー濃度、トナー帯電量になるように、ケーシング３０１内で十分に撹拌混合される。このようにして、狙いのトナー濃度、帯電量にされた現像剤３２０は、供給室３０４ａ内から供給室搬送部材３０４によって現像剤貯留スペースεに供給される。現像剤貯留スペースεに供給された現像剤３２０は、現像剤規制部材対向極ＭＰ３の磁力によって現像スリーブ３０２ｃの表面に担持され、現像剤規制部材対向極ＭＰ３のピーク位置の直近下流部に位置する現像剤規制部材３０３との対向部を通過することにより、所定の厚さに整えられる。現像剤規制部材３０３との対向部を通過した現像剤３２０は、磁気ブラシを形成しながら現像領域αに搬送される。また、現像剤規制部材対向極ＭＰ３は、現像剤３２０を搬送する搬送極の機能を担っている。
【００３１】
図６は、現像装置３の主要部の内部斜視図であり、図７は、現像装置３の主要部の外観斜視図である。また、図８は、現像装置３を図７中の矢印Ｅ方向から見た、ケーシング３０１内の現像剤３２０の流れを説明する模式図である。また、図１は、現像装置３を図７中の矢印Ｅ方向からみた供給室搬送部材３０４の回転軸近傍の断面説明図である。図９は、現像装置３の長手方向両端部の仕切板３０６に連通孔を設けた部分を上方から見た説明図である。
図１及び図６中の矢印Ｄ１〜Ｄ４がケーシング３０１内の現像剤３２０の流れを示している。
【００３２】
図３及び図４に示すように、供給室搬送部材３０４は現像ローラ３０２のまわりの位置であって、図３及び図４中の現像ローラ３０２の２時の方向に配置されている。この位置は現像剤規制部材３０３との対向部に対して現像ローラ３０２の表面移動方向上流側でもある。図１及び図６にしめすように、供給室搬送部材３０４は回転軸の回りに螺旋状の羽部を設けたスクリュ形状をしており、現像ローラ３０２の現像ローラ中心線Ｏ―３０２ａと平行な供給スクリュ中心線Ｏ−３０４を中心に、図３及び図４中の矢印ｆで示す時計回り方向に回転する。この回転により、図中の矢印Ｄ４で示すように、供給スクリュ中心線Ｏ−３０４に沿って現像装置３の長手方向の手前側ＦＳから奥側ＢＳに向けて現像剤３２０を撹拌しながら搬送する。つまり、供給室搬送部材３０４は回転軸に回転駆動が入力されることにより現像剤３２０をその軸方向、手前側ＦＳから奥側ＢＳに向けて搬送する。
【００３３】
図３及び図４に示すように、回収室搬送部材３０５は現像ローラ３０２のまわりの位置であって、図３及び図４中の現像ローラ３０２の４時の方向で、剤離し領域γの近傍に配置されている。図１及び図６に示すように、回収室搬送部材３０５は回転軸の回りに螺旋状の羽部を設けたスクリュ形状をしており、現像ローラ中心線Ｏ−３０２ａと平行な回収スクリュ中心線Ｏ−３０５を中心に、図３及び図４中の矢印ｇで示す時計回り方向に回転する。この回転により、図中の矢印Ｄ２で示すように、回収スクリュ中心線Ｏ−３０５に沿って現像装置３の長手方向の奥側ＢＳから手前側ＦＳに向けて現像剤３２０を撹拌しながら搬送する。つまり、回収室搬送部材３０５は回転軸に回転駆動が入力されることにより現像剤３２０を供給室搬送部材３０４による搬送方向とは逆向きの奥側ＢＳから手前側ＦＳに向けて搬送する。
【００３４】
回収室搬送部材３０５に対して供給室搬送部材３０４は上方に位置する関係となっており、ケーシング３０１内で供給室搬送部材３０４の周囲の空間である供給室３０４ａと、回収室搬送部材３０５の周囲の空間である回収室３０５ａとは仕切板３０６を挟んで隣接している。 
図６及び図７に示すように、供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５の手前側端部は現像ローラ３０２の手前側端部よりも若干手前側に位置するように設定して、現像ローラ３０２の手前側端部への供給室３０４ａ内からの現像剤３２０の供給を確保している。また、供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５の奥側端部は現像ローラ３０２の奥側端部よりも奥側に位置するように設定している。これにより、後述するトナー補給のためのスペースを確保している。現像剤規制部材３０３の長手方向の長さは、現像ローラ３０２の長さに合わせて設定されている。
【００３５】
図１、図３、図４及び図８に示すように、供給室搬送部材３０４と回収室搬送部材３０５との間には、供給室３０４ａと回収室３０５ａとを空間的に仕切る仕切板３０６がケーシング３０１の内側に支持されている。この仕切板３０６の長手方向両側端部には、それぞれ連通口（４１及び４２）が設けられている。
回収室搬送部材３０５によって長手方向の奥側ＢＳから手前側ＦＳ（図中矢印Ｄ２方向）に搬送された現像剤３２０は、その搬送方向端部でケーシング３０１の側壁で進路を絶たれるため側壁に沿って盛り上がる。この盛り上がりによって、回収室３０５ａ内の搬送方向下流側端部に到達した現像剤３２０は、上述した仕切板３０６の長手方向両側端部に設けられた連通口のうちの長手方向手前側端部に設けられた持ち上げ口４１を通過し（図中矢印Ｄ３）、供給室３０４ａに受け渡される。供給室３０４ａに受け渡された現像剤３２０は、供給室搬送部材３０４によって供給室３０４ａ内を長手方向の手前側ＦＳから奥側ＢＳ（図中矢印Ｄ４方向）に搬送される。
回収室３０５ａの場合と同様に、供給室搬送部材３０４によって長手方向の手前側ＦＳから奥側ＢＳ（図中矢印Ｄ４方向）に搬送された現像剤３２０は、その搬送方向端部でケーシング３０１の側壁で進路を絶たれる。供給室３０４ａ内の搬送方向下流側端部に到達した現像剤３２０は、上述した仕切板３０６の長手方向両側端部に設けられた連通口のうちの長手方向奥側端部に設けられた落下口４２より落下し、回収室３０５ａに受け渡される。
【００３６】
このように、現像装置３は、現像ローラ３０２、供給室搬送部材３０４、回収室搬送部材３０５及び仕切板３０６等を備える構成である。現像ローラ３０２は、現像剤３２０を担持して回転し感光体１に形成された静電潜像を可視像化するものである。供給室搬送部材３０４は、現像ローラ３０２の現像ローラ中心線Ｏ−３０２ａに平行な供給スクリュ中心線Ｏ−３０４を中心に回転し、この供給スクリュ中心線Ｏ−３０４に沿って現像装置３の長手方向に現像剤３２０を撹拌しつつ搬送する。回収室搬送部材３０５は、現像ローラ３０２から現像剤３２０を離す剤離し領域γの近傍に配置され、現像ローラ中心線Ｏ−３０２ａと平行な回収スクリュ中心線Ｏ−３０５を中心に回転し、供給室搬送部材３０４が現像剤３２０を搬送する方向とは反対方向に現像剤３２０を撹拌しつつ搬送する。また、仕切板３０６は、供給室搬送部材３０４と回収室搬送部材３０５との間であって、供給室３０４ａと回収室３０５ａとの空間を仕切り、長手方向の両端部にそれぞれ連通口を有する。このような構成により、現像装置３は、図中の矢印Ｄ１〜Ｄ４に沿った現像剤３２０の循環経路を形成する。
【００３７】
また、本実施形態の現像装置３内で現像剤３２０を循環させる現像剤撹拌搬送部材（３０４及び３０５）が現像ローラ３０２の横に上下に二本並べて配置される。
従来の現像装置３としては、図１４に示すように２つの現像剤攪拌搬送部材（供給回収スクリュ４０４、循環スクリュ４０５）を現像ローラ３０２から離れる方向（水平方向）に２つ並べて配置する構成のものがある。このように、２つの現像剤攪拌搬送部材を水平方向に並べて配置する構成にくらべて、本実施形態の現像装置３は、装置の横方向（水平方向）の大きさを小さくすることができる。
また、本実施形態の現像装置３は、仕切板３０６により供給室３０４ａ回収室３０５ａとの空間が仕切られている。このため、現像ローラ３０２に対しては供給室搬送部材３０４により、トナーとキャリアを十分に撹拌混合された現像剤３２０のみが供給され、現像直後のトナー濃度の下がった現像剤３２０は専ら回収室搬送部材３０５により撹拌搬送され、直ぐに現像ローラ３０２に供給されることがない。よって、狙いの帯電量を持ったトナーを含み、狙いのトナー濃度となった現像剤３２０だけが現像ローラ３０２に供給され、現像に用いられることとなるため、高画質を得ることができる。
このように、本実施形態の現像装置３は、水平方向のコンパクト化を図りつつ、高画質を得ることができる。 
【００３８】
次に、現像装置３におけるトナー補給について説明する。
現像装置３内の現像剤３２０は、現像動作を繰り返す内にトナーが消費されていくため、現像装置３の外部から装置内の現像剤３２０に対してトナーを補給する必要がある。本実施形態の現像装置３は、長手方向の奥側ＢＳの端部近傍にトナー補給口３０９を備え、このトナー補給口３０９より図１及び図８中の矢印Ｔでしめすように、外部からのトナーの補給を行う。本実施形態の現像装置３では長手方向の奥側ＢＳの端部近傍は、現像ローラ３０２に現像剤を供給する供給室３０４ａ内の搬送方向下流側端部近傍となるため、トナー補給口３０９より補給されたトナーが直ちに現像に供されることはなく、落下口４２を通過して回収室３０５ａに供給されることとなる。回収室３０５ａに供給されたトナーは回収室搬送部材３０５で現像剤３２０と混合・撹拌され、所定のトナー濃度となった現像剤３２０に含有された状態で、持ち上げ口４１から供給室３０４ａへと受け渡され、現像に供される。また、回収室搬送部材３０５を配置した回収室３０５ａは、現像ローラ３０２の表面から離脱した現像剤３２０を回収して搬送するものであり、現像ローラ３０２への現像剤３２０の供給は行わない。このため、トナー補給口３０９から新しくトナーが補給されたことにより十分に撹拌されていない、トナー濃度が不均一な状態の現像剤３２０が現像に供されることを防止できる。
トナー補給口３０９から補給されたトナーは、落下口４２を通過して回収室３０５ａに供給され、現像ローラ３０２から離脱してトナー濃度の低下して回収室３０５ａに回収された現像剤３２０とともに、回収室搬送部材３０５によって撹拌混合されながら長手方向手前側ＦＳ（図中矢印Ｄ２方向）に向けて搬送される。新たに補給されたトナー及びトナー濃度が低下した現像剤３２０は、回収室３０５ａ内の搬送方向下流側端部である現像装置３の手前側ＦＳの端部に搬送されるまでの間に、トナー濃度が正常化され、持ち上げ口４１から供給室３０４ａへと受け渡される。供給室３０４ａでは、現像剤３２０は、供給室搬送部材３０４によって現像装置３の長手方向の奥側ＢＳ（図中矢印Ｄ４方向）に搬送されながら現像ローラ３０２に供給され現像に使用される。
【００３９】
次に、トナー濃度センサ２０１について説明する。
図１及び図８に示すように、現像装置３は、回収室３０５ａ内の持ち上げ口４１の下方にトナー濃度センサ２０１を配置している。本実施形態のトナー濃度センサ２０１は、透磁率を測定するセンサであり、現像剤のキャリア濃度(＝１００−トナー濃度)を検出することができる。このトナー濃度センサ２０１での検出結果に基づいて、不図示の制御部がキャリア濃度からトナー濃度センサ２０１の検出領域における現像剤３２０のトナー濃度が適正か否かを判断し、補給するトナーの量を決定する。
【００４０】
次に、本発明の現像装置３の特徴部について説明する。
図１０は、現像装置３の長手方向の手前側ＦＳの持ち上げ口４１近傍の拡大概略図である。図１０中の破線で示す「２０１」は後述する比較例のトナー濃度センサ２０１の配置であり、本実施形態の現像装置３は、図１０中の破線で示す「２０１」の位置にトナー濃度センサ２０１を配置している。
図１及び図１０に示すように、供給室３０４ａ及び回収室３０５ａには、搬送スクリュとしての、供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５が配置されており、回収室搬送部材３０５は、図１０に示すように、正巻きスクリュ部３０５ｆによる搬送方向下流側端部が逆巻きスクリュ部３０５ｒとなっている。回収室３０５ａの搬送方向下流側端部に到達した現像剤３２０は、図中の矢印Ｄ３でしめすように、持ち上げ口４１を通過して、供給室３０４ａへ搬送される。このとき、回収室３０５ａから供給室３０４ａに現像剤３２０が搬送されるためには持ち上げ口４１付近に現像剤３２０がたまり、回収室搬送部材３０５の搬送力が持ち上げ口４１付近の現像剤３２０を圧縮し、その圧縮力によって連通口である持ち上げ口４１を通過することになる。したがって、持ち上げ口４１付近の現像剤３２０は圧縮されており、現像剤３２０の密度が高い。
【００４１】
また、回収室搬送部材３０５の最下流部に設けた逆巻きスクリュ部３０５ｒは正巻きスクリュ部３０５ｆよりもスクリュピッチが短いため、この部分の現像剤搬送速度は他の部分よりも遅い。したがって、持ち上げ口４１の下方における正巻きスクリュ部３０５ｆを配置した部分よりも現像剤密度が高くなり、トナー濃度検知が安定する。
また、回収室搬送部材３０５は、図１及び図１０中の図中左側に現像剤３２０を搬送し、持ち上げ口４１付近で現像剤を圧縮するため、回収室搬送部材３０５の軸受け部３０５ｂに圧力がかかり、トナー漏れの原因となるおそれがある。このような問題に対して、回収室搬送部材３０５の逆巻きスクリュ部３０５ｒは、軸受け部３０５ｂにかかる圧力を低減する機能もある。
【００４２】
逆巻きスクリュ部３０５ｒを設けた領域の現像剤３２０は、逆巻きスクリュ部３０５ｒによって図１０中の右側に搬送され、その後現像剤圧によって上方に搬送される。その後上方に持ち上がった現像剤３２０の一部は図１０中の矢印Ｄ５で示すように、逆巻きスクリュ部３０５ｒを設けた領域に上方から落下する。この動作の繰り返しにより、逆巻きスクリュ部３０５ｒを設けた領域に存在する現像剤３２０は他の現像剤３２０と混ざるため、トナー濃度センサ２０１によるトナー濃度検出部を逆巻きスクリュ部３０５ｒを設けた領域に設けることで、現像装置３内のトナー濃度を常に正確に検出することが出来る。
【００４３】
次に逆巻きスクリュ部３０５ｒと持ち上げ口４１との位置関係について説明する。
逆巻きスクリュ部３０５ｒは軸受け部３０５ｂへの現像剤圧力低減の機能もある。そのため持ち上げ口４１よりも軸受け部３０５ｂの近くまで逆巻きスクリュ部３０５ｒがある必要がある。一方、トナー濃度センサ２０１によるトナー濃度検出部では現像剤３２０が入替わる必要があるため、トナー濃度検知部は持ち上げ口４１の下に位置する。つまり、トナー濃度検知部となる逆巻きスクリュ部３０５ｒを設けた領域は持ち上げ口４１の下方に位置することとなる。すなわち、持ち上げ口４１の一端（回収室搬送部材３０５の搬送方向下流側の端部）は逆巻きスクリュ部３０５ｒの上方に位置する。この構成にすることで、軸受け部３０５ｂへの現像剤圧力低減と、トナー濃度検出の安定性とを両立されることが出来る。
【００４４】
次に、トナー濃度センサ２０１の配置の違いによるトナー濃度の検出精度の違いを確認した実験について説明する。
本実施件では、本発明を適用した構成を条件１とし、本発明とは異なる比較例の構成を条件２とした場合に、トナー濃度センサ２０１に用いた透磁率センサの出力を比較した。条件１は、持ち上げ口４１の下方である、図１０中の実線で示す位置にトナー濃度センサ２０１を配置した条件である。一方、条件２は、持ち上げ口４１における回収室搬送部材３０５搬送方向上流側の端部よりも回収室搬送部材３０５搬送方向上流側となる位置の下方である図１０中の破線で示す位置にトナー濃度センサ２０１を配置した条件である。
また、各条件において、スクリュ部材からなる回収室搬送部材３０５の回転数を変更しており、図１１中の「高速」の条件は１４００［ｒｐｍ］、「低速」の条件は５００［ｒｐｍ］で回転させている。
各条件において、現像剤のトナー濃度を、４［％］、７［％］及び１０［％］と変化させたときの透磁率センサの出力値を表１に示す。
【００４５】
【表１】
0005692642.tif 000002
【００４６】
図１１は、表１に示す結果をグラフに示したものである。
図１１に示すように、条件２では、スクリュ部材の回転数を変えると、何れのトナー濃度の条件においても透磁率センサ出力が１［Ｖ］ほど変わっている。これは、以下の理由による。
すなわち、スクリュ部材の回転数が上がるとスクリュ部材の羽部の裏側（搬送方向上流側）にある空気層が厚くなることで空隙率が上がり、駆動時の現像剤密度が低下する。透磁率センサは見かけの透磁率を測定しているため、スクリュ部材の回転数が上がって見掛けの現像剤密度が下がると、見かけの透磁率も低下し、出力が低下する。
一方、条件１では、スクリュ部材の回転数が上がっても透磁率センサの出力はほとんど変わっていない。これは逆巻きスクリュ部３０５ｒを配置した領域には空気層がほとんど無く、スクリュ部材が高回転しても空隙率上昇がほとんど起きないためである。逆巻きスクリュ部３０５ｒを配置した領域では、スクリュ部材が高回転数になり搬送速度が上がっても持ち上げ口４１を通過し切れず、落下してくる現像剤３２０があるために、空隙率はほとんど上がらない。
【００４７】
図１１に示す条件１の「高速」と「低速」とは、透磁率センサ（トナー濃度センサ２０１）への入力電圧Ｖｃ１を同じ値としている。同様に条件２も「高速」と「低速」とは、透磁率センサ（トナー濃度センサ２０１）への入力電圧Ｖｃ２を同じ値としている。しかし、Ｖｃ１とＶｃ２とは同じ値ではないため、条件１と条件２とで透磁率センサ出力の大きさを比べることに意味は無い。
【００４８】
次に、条件１と条件２でのトナー濃度の変化に対する検出感度を比較する。
図１１のグラフにおける条件１と条件２とのトナー濃度の変化に対する透磁率センサ出力の変化量であるグラフの傾きを比較すると、条件１の方が傾きが大きい。つまり、トナー濃度の変化に対して透磁率センサ出力の変化が大きいため、より正確にトナー濃度を検出することが出来る。よって、条件２よりも条件１の方がトナー濃度変化やスクリュ部材の回転速度（回収室搬送部材３０５による現像剤の搬送速度）の変更に対して、正確にトナー濃度を検出することが出来る。
【００４９】
図１２は、回収室搬送部材３０５の正巻きスクリュ部３０５ｆの螺旋状の羽部と、逆巻きスクリュ部３０５ｒの螺旋状の羽部とが離れている場合の持ち上げ口４１近傍の拡大概略図である。図１２に示すように、正巻きスクリュ部３０５ｆと逆巻きスクリュ部３０５ｒとの間が開いている場合、この間が開いた部分の現像剤３２０に搬送力を加える螺旋状の羽部が無いため、この間が開いた部分に対して、搬送方向上流側と下流側との両方からの現像剤推進力によって現像剤３２０が動くことになる。そのため、螺旋状の羽部が無い部分と対向するケーシング３０１壁面近傍の領域（図１２中の領域η）は、搬送方向上流側と下流側との両方からの現像剤３２０への推進力を受けにくく、現像剤３２０の動きが停止気味になる。
【００５０】
図１２中の領域ηで現像剤３２０が停止気味になると、現像装置３内の現像剤３２０のトナー濃度が変わっていく過程では、トナー濃度センサ２０１によるトナー濃度検出部近傍に、現像装置３内を循環する現像剤３２０とはトナー濃度が異なる現像剤３２０が存在することになる。例えば、現像装置３内の現像剤３２０のトナー濃度があがっていく過程では、現像装置３内のトナー濃度が４［%］から７［%］まで上げたとしても、トナー濃度検出部近傍に、トナー濃度が４［％］の現像剤３２０が存在することになる。また、トナー濃度検出部には４［％］の現像剤３２０が存在しなくても、停止していた現像剤３２０が動き始めてトナー濃度検出部を通過するときに、透磁率センサによってそのトナー濃度を検出され、現像装置３内のトナー濃度とは異なるトナー濃度を検出する。(この場合は実際よりも低いトナー濃度)。このように、実際のトナー濃度よりも低くトナー濃度を検出すると、トナーを補給してトナー濃度を上げるように制御する。すると、本来は、現像に適したトナー濃度となっていても、上述した誤検出によって現像装置３内の現像剤３２０のトナー濃度が狙いの値からずれてしまう。したがって、トナー濃度検出部近傍には特に現像剤３２０の動きが停止しないような構成にする必要がある。
【００５１】
トナー濃度検出部を逆巻きスクリュ部の近傍に設ける構成は、図１４に示すように、２つのスクリュ部材（現像剤攪拌搬送部材）を水平方向に並べて配置する現像装置３には適用することができない。本発明を適用した現像装置３では、図１０に示すように、逆巻きスクリュ部３０５ｒを設けた領域に現像剤３２０が上から落下してくるために、逆巻きスクリュ部３０５ｒ近傍と現像装置３内全体とのトナー濃度は同じ値になる。一方、図１４に示す構成では、循環スクリュ４０５の搬送方向下流側端部近傍に逆巻きスクリュ部分を設けても、この逆巻きスクリュ部分には現像剤３２０が落下してこないために、現像剤が滞留してしまう。この滞留により、逆巻きスクリュ部分と現像装置３全体とのトナー濃度に差が生じてしまい、現像装置３内の現像剤３２０トナー濃度を検出できない。よって、トナー濃度検出部を逆巻きスクリュ部の近傍に設ける構成は、２つのスクリュ部材を水平に配置した構成には適用できず、スクリュ部材の位置関係として２つのスクリュ部材の回転軸を結んだ仮想線と水平面とが成す角を、現像剤３２０が自然と落下する安息角よりも大きくする（垂直配置に近づける）必要がある。
よって、本発明の特徴的な構成は、図１３に示すように、２つのスクリュ部材である供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５を垂直配置に近い斜め配置として現像装置３にも適用可能である。
【００５２】
以上、本実施形態の現像装置３は、現像ローラ３０２と、ケーシング３０１と、供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５と、トナー濃度センサ２０１とを有する。現像ローラ３０２は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤３２０を表面上に担持して表面移動し、潜像担持体である感光体１に対向する箇所で感光体１の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体である。ケーシング３０１は、現像ローラ３０２に供給する現像剤３２０を収容する現像剤収容部であり、供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５は、ケーシング３０１内の現像剤３２０を搬送する２つの現像剤搬送部材である。また、トナー濃度センサ２０１は、ケーシング３０１内に配置したトナー濃度検出部２０１ａの近傍の現像剤３２０中のトナーの比率を検出するトナー濃度検出手段である。また、現像装置３は、ケーシング３０１内の空間を仕切り、供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５が空間内に配置された複数の現像剤搬送路を形成する仕切り部材である仕切板３０６を有し、複数の現像剤搬送部材として、仕切板３０６を挟んで上下に配置された上方現像剤搬送部材である供給室搬送部材３０４と下方現像剤搬送部材である回収室搬送部材３０５とを備える。また、ケーシング３０１内の空間には仕切板３０６によって、回収室搬送部材３０５が配置された下方現像剤搬送路である回収室３０５ａと、供給室搬送部材３０４が配置された上方現像剤搬送路である供給室３０４ａとが形成される。さらに、現像装置３には、仕切板３０６における回収室３０５ａ内の現像剤搬送方向下流側端部近傍となる位置に、回収室３０５ａと供給室３０４ａとを連通し、回収室３０５ａ内の現像剤搬送方向下流側端部近傍に到達した現像剤３２０を供給室３０４ａに受け渡す受渡開口部である持ち上げ口４１を設けている。このような現像装置３において、トナー濃度検出部２０１ａを回収室３０５ａにおける持ち上げ口４１の下方に配置している。
現像装置３を小型化した場合、現像剤搬送部材としてのスクリュ部材の回転数を高回転で使う場合がある。しかし、画像形成装置によっては時間当たりの出力枚数を二種類以上持つ装置があり、たとえば毎分３０枚出力と毎分１０枚出力両方出来る画像形成装置では、出力枚数に応じて、現像装置のスクリュ部材の回転数を変更する。この回転数が単純に枚数倍だと３倍の開きがある。この極端なスクリュ回転数条件両方に対してトナー濃度検出を安定して検知する必要がある。すなわち、スクリュ部材の回転数差が大きい現像装置３であってもスクリュ部材の回転数差によるトナー濃度検出性能低下を起こさずに、安定してトナー濃度を検知することが求められる。本実施形態の現像装置３では、持ち上げ口４１の下方にトナー濃度検出部２０１ａを配置することで、現像剤３２０を上方に持ち上げるための圧縮力を利用して、正確にトナー濃度を検出することが出来る。
【００５３】
また、現像装置３が備える２つの現像剤搬送部材である供給室搬送部材３０４及び回収室搬送部材３０５は、螺旋形状の羽部を備えたスクリュ部材であり、回収室搬送部材３０５の搬送方向下流側端部は、正巻きスクリュ部３０５ｆとは螺旋形状の羽部の巻き方向が逆となる逆巻きスクリュ部３０５ｒとなっている。回収室３０５ａ内における回収室搬送部材３０５の搬送方向下流側端部の現像剤３２０には、上方に持ち上げるための圧縮力がかかるため、その圧力によっての軸受け部３０５ｂからトナー漏れが発生するおそれがある。これに対して、回収室搬送部材３０５の搬送方向下流側端部を逆巻きスクリュ部３０５ｒとすることにより、軸受け部３０５ｂにかかる圧力を低減し、トナー漏れを防止することができる。
【００５４】
また、現像装置３は、トナー濃度検出部２０１ａを回収室３０５ａにおける持ち上げ口４１の下方、且つ、逆巻きスクリュ部３０５ｒと対向する位置に配置している。逆巻きスクリュ部３０５ｒを配置した領域では現像剤は滞留しているため、スクリュ部材の回転数増加による見かけの現像剤の嵩密度低減（空隙率の上昇）が起こりにくく、この位置にトナー濃度検出部２０１ａを配置することで、トナー濃度を安定して検出することが出来る。
【００５５】
また、現像装置３は、回収室搬送部材３０５の螺旋形状の羽部の巻き方向が搬送方向に対応した部分である正巻きスクリュ部３０５ｆの羽部と、逆巻きスクリュ部３０５ｒの羽部とが連続している。これにより、図１２で示した領域ηのように、正巻きスクリュ部３０５ｆの羽部と、逆巻きスクリュ部３０５ｒの羽部との間で現像剤３２０に搬送力が付与されない領域が形成されることを防止し、トナー濃度検出部２０１ａの近傍に現像剤３２０の動きが停止した領域が形成されることを防止でき、トナー濃度の検出誤差を小さく出来る。
【００５６】
また、現像装置３では、受渡開口部である持ち上げ口４１の搬送方向についての一端（回収室搬送部材３０５の搬送方向下流側の端部）は、逆巻きスクリュ部３０５ｒの上方に位置している。持ち上げ口４１と逆巻きスクリュ部３０５ｒとの位置関係によっては、逆巻きスクリュ部３０５ｒ近傍の現像剤３２０の動きが停止してしまう場合がある。逆巻きスクリュ部３０５ｒ近傍の現像剤３２０の動きが停止して現像装置３内の全体のトナー濃度と異なるトナー濃度になると、正確にトナー濃度を検知できなくなってしまう。さらに、逆巻きスクリュ部３０５ｒは軸受け部３０５ｂへの現像剤圧を低減する機能もあり、位置関係を規定する必要がある。本実施形態の現像装置３では、持ち上げ口４１と逆巻きスクリュ部３０５ｒとが重なる位置にトナー濃度検出部２０１ａを設けている。これにより、軸受け部３０５ｂへの現像剤圧低減と、トナー濃度検出の安定性とを両立させることが出来る。
【００５７】
また、現像装置３は、トナー濃度センサ２０１としては、現像剤３２０の見かけの透磁率を測定する透磁率センサを用いている。トナー濃度センサ２０１としては透磁率センサを用いることが一般的であるが、検出部における現像剤３２０の見かけの現像剤の嵩密度（空隙率）が変化すると、センサ出力も変化する。これに対して、本発明の現像装置３は、トナー濃度センサ２０１のトナー濃度検出部２０１ａにおける現像剤３２０の嵩密度（空隙率）が変化することを抑制できるため、透磁率センサを用いた構成で、安定したトナー濃度の検出を行うことができる。
【００５８】
また、本実施形態のプリンタ１００は、潜像を担持する潜像担持体である感光体１と、感光体１を帯電する帯電手段である帯電装置２と、感光体１上の潜像を現像する現像手段と、感光体１に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段であるクリーニング装置６とを備える画像形成装置であり、プリンタ１００が備える現像手段として、現像装置３のように内部の現像剤３２０のトナー濃度を安定して検出できる現像装置を用いることにより、画像濃度が安定し、良好な画像形成を行うことができる。
【００５９】
また、本実施形態のプリンタ１００が備える作像装置１７は、潜像を担持する潜像担持体である感光体１と、感光体１上の潜像を現像する現像手段とを備えるプリンタ１００における少なくとも感光体１と現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させてプリンタ１００本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジである。安定したトナー濃度の検出を行うことができる現像装置３のプリンタ１００に対する交換性が高まる。
【符号の説明】
【００６０】
１  感光体
３  現像装置
１７  作像装置
２４  定着装置
４１  持ち上げ口
４２  落下口
１００  プリンタ
２０１  トナー濃度センサ
２０１ａ  トナー濃度検出部
３０１  ケーシング
３０２  現像ローラ
３０３  現像剤規制部材
３０４  供給室搬送部材
３０４ａ  供給室
３０５  回収室搬送部材
３０５ａ  回収室
３０５ｂ  軸受け部
３０５ｆ  正巻きスクリュ部
３０５ｒ  逆巻きスクリュ部
３０６  仕切板
３０９  トナー補給口
３２０  現像剤
ＭＧ  磁石
ＭＧ１  第一磁石
ＭＧ２  第二磁石
ＭＧ３  第三磁石
ＭＰ  磁極
ＭＰ１  現像磁極
ＭＰ２  ケーシング対向極
ＭＰ３  現像剤規制部材対向極
Ｐ  転写紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２００５−３１１１９号公報
【特許文献２】特開２００７−３４０４３号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１７３２８号公報
【図１】
0005692642.tif 000003
【図２】
0005692642.tif 000004
【図３】
0005692642.tif 000005
【図４】
0005692642.tif 000006
【図５】
0005692642.tif 000007
【図６】
0005692642.tif 000008
【図７】
0005692642.tif 000009
【図８】
0005692642.tif 000010
【図９】
0005692642.tif 000011
【図１０】
0005692642.tif 000012
【図１１】
0005692642.tif 000013
【図１２】
0005692642.tif 000014
【図１３】
0005692642.tif 000015
【図１４】
0005692642.tif 000016