(57)【要約】【課題】いかなる場合も現像装置内のトナー量を正確に検知し、結果補給される現像剤と現像装置内にある現像剤との混合を適切に行い、高品質の画像を得る。【解決手段】画像形成装置Ｘにおいて、トナー面検知手段４１５とトナー補給口４１８の間に隔壁を配置し、隔壁の下端４１７ａをトナーの剤面範囲下端αとトナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅上端ライン４１５ｅの攪拌室４１６ｂ内での最下点δのいずれか高い方（実施例ではδ）よりも下方、更には、トナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅下端ライン４１５ｄの攪拌室４１６ｂ内での最下点γよりも上方になるように配置する。【選択図】図２
2008275745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤補給手段により現像剤が補給される現像剤補給口と、
前記現像剤補給口から補給された現像剤と現像装置内に存在していた現像剤とを混合するために可動する現像剤攪拌手段と、
前記現像剤攪拌手段の近傍に向けて光を照射し、光透過の状態により前記現像剤攪拌手段の近傍の現像剤の剤面高さを検知する光学式の剤面検知手段と、
を備え、
前記剤面検知手段の検知結果に基づいて、前記現像剤補給手段により現像剤が補給され、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像装置において、
前記現像剤補給口と前記剤面検知手段との間に設けられ、前記現像剤補給口から補給された現像剤が、前記剤面検知手段の光透過の状態に影響を及ぼすことを防ぐ隔壁を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像装置の使用時の姿勢において、
前記隔壁は、前記現像剤攪拌手段が設けられた現像容器の上部から下方へ延出するように設けられ、
前記隔壁の下端の高さが、
前記剤面検知手段により照射された光の光路における上下方向の光路幅のうちの上端が前記現像容器内でとる位置のうちの最下点、
又は、
前記隔壁の上下方向の領域のうち、前記現像剤補給手段により現像剤が補給されることにより保持される現像剤の剤面高さの最下点、
のうちいずれか高い方よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記隔壁の下端の高さが、前記剤面検知手段により照射された光の光路における上下方向の光路幅のうちの下端が前記現像容器内でとる位置のうちの最下点よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
現像剤補給手段により現像剤が補給される現像剤補給口と、
前記現像剤補給口から補給された現像剤と現像装置内に存在していた現像剤とを混合するために可動する現像剤攪拌手段と、
前記現像剤攪拌手段の近傍に向けて光を照射し、光透過の状態により前記現像剤攪拌手段の近傍の現像剤の剤面高さを検知する光学式の剤面検知手段と、
を備え、
前記剤面検知手段の検知結果に基づいて、前記現像剤補給手段により現像剤が補給され、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像装置において、
前記現像剤補給口、前記現像剤攪拌手段及び前記剤面検知手段を含む攪拌室と、
現像剤を担持搬送する現像剤担持体を含む現像室と、
前記現像室に設けられ、前記現像室内の現像剤を前記攪拌室へ搬送する現像剤搬送手段と、
前記攪拌室内において前記現像剤補給口と前記剤面検知手段との間に設けられ、前記現像剤補給口から補給された現像剤が、前記剤面検知手段の光透過の状態に影響を及ぼすことを防ぐ隔壁と、
を備え、
前記現像剤搬送手段により搬送される前記現像室内の現像剤が、前記攪拌室内において前記剤面検知手段により検知される領域、前記攪拌室内の前記隔壁近傍の領域、前記攪拌室内の前記現像剤補給口の近傍の領域、前記現像室の順番に循環する構成となっていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
現像装置の使用時の姿勢において、
前記隔壁は、前記攪拌室の上部から下方へ延出するように設けられ、
前記隔壁の下端の高さが、
前記剤面検知手段により照射された光の光路における上下方向の光路幅のうちの上端が前記攪拌室内でとる位置のうちの最下点、
又は、
前記隔壁の上下方向の領域のうち、前記現像剤補給手段により現像剤が補給されることにより保持される現像剤の剤面高さの最下点、
のうちいずれか高い方よりも低いことを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記隔壁の下端の高さが、前記剤面検知手段により照射された光の光路における上下方向の光路幅のうちの下端が前記攪拌室内でとる位置のうちの最下点よりも高いことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像室内の内壁面の最上部よりも、前記攪拌室内の現像剤の剤面高さの方が高くなるように、前記現像室及び前記攪拌室が構成されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤攪拌手段は、現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材を回転可能に支持する回転軸と、を有し、
前記攪拌部材は、前記回転軸の軸方向に現像剤を搬送する搬送力を持たないことを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤は、形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１２０であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像剤の一部又は全部が、重合方法により形成されたことを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
少なくとも請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の現像装置を有し、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
像担持体と、前記像担持体に現像作用を行なう請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の現像装置と、を備え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、記録材（記録媒体）上に画像を形成する機能を備えた画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる現像装置、プロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の画像形成装置にあっては、次のようなものが知られている。それは、現像剤としてのトナーが使用され画像形成装置のトナーが消費された場合に、画像形成装置に着脱可能なトナー補給容器を新たなトナー補給容器に交換することにより装置にトナーを補給するものである。
【０００３】
図１０は、従来の画像形成装置の概略構成の一例を示す縦断面図である。
【０００４】
図１０に示すように、従来の画像形成装置のほぼ中心部には、像担持体としての例えばドラム状の電子写真感光体（以下、単に「感光ドラム」と称す）、即ち、感光ドラム１００が矢印方向に回転可能に支持されている。
【０００５】
画像形成動作が開始すると、帯電手段２００は、感光ドラム１００の表面を一様に帯電する。その後、露光手段としての例えばレーザ照射手段３００は、画像情報に応じたレーザにより帯電された表面を露光し、表面に静電潜像を形成する。現像装置４００は、形成された静電潜像を供給するトナーにより可視化し、所謂、トナー像を形成する。
【０００６】
このトナー像は、転写手段としての例えば転写ローラ６００によって感光ドラム１００と転写ローラ６００との間に形成される転写電界により静電的に記録材Ｐ上に転写される。その後、記録材Ｐ上の未定着トナー像は定着装置８００（加熱ローラ８００ａ、加圧ローラ８００ｂ）において熱及び圧力によって記録材Ｐ上に定着される。
【０００７】
又、トナー像の転写を終了した感光ドラム１００の表面に残留する転写残トナーなどは、例えば、ブレード状のクリーニング部材を備えるクリーニング装置７００により除去され、感光ドラム１００は引き続き画像形成を行える状態となる。
【０００８】
次に、上記従来の画像形成装置にて用いられる現像装置４００について更に説明する。
【０００９】
現像装置４００は、トナーを感光ドラム１００へと搬送する、弾性体からなる現像剤担持体４０１を有する。そして、現像剤担持体４０１を感光ドラム１００の表面に接触させて静電潜像の現像を行う。このような構成は、いわゆる接触現像方式として知られている。
【００１０】
また、現像装置に対し、現像室内のトナーの減少に応じて、逐次又は一括してトナーを補給する方式も知られている。現像装置４００は、現像剤として一成分現像剤を用いるものであり、特に、非磁性一成分現像剤を用いる。尚、以下、特に言及しない場合には、一成分現像剤を単に「トナー」と称す。
【００１１】
現像装置４００において、現像容器４０６にはトナーが収容されている。又、現像容器４０６は、感光ドラム１００と対向する側の一部が開口しており、この開口部から一部露出するようにして、現像剤担持体としての現像ローラ４０１が矢印Ｒ５方向に回転可能に支持されている。
【００１２】
現像容器４０６の開口部と反対側の奥部には、現像剤を攪拌及び搬送する手段である攪拌パドル４０４が、矢印Ｒ６方向に回転可能に設けられている。攪拌パドル４０４は、トナーを攪拌すると共に、現像ローラ４０１と後述の供給ローラ４０３との当接部近傍の領域Ｄへとトナーを搬送する。
【００１３】
現像剤供給手段としての供給ローラ４０３は、弾性体にて形成され、現像ローラ４０１に当接回転するように設けられている。攪拌パドル４０４によって搬送されたトナーは、供給ローラ４０３の矢印Ｒ７方向の回転に伴って、領域Ｄにおいて一度密な状態となることで均一化される。その後、互いにカウンタ回転にて当接する現像ローラ４０１と供給ローラ４０３との摺擦に伴い、トナーには摩擦により電荷が付与される。ここで、カウンタ回転とは、対向面（摺擦面）が互いに逆方向に進行する回転をいう。
【００１４】
現像ローラ４０１と供給ローラ４０３との摺擦域にて電荷を付与されたトナーは、この帯電電荷により鏡映力を受けて現像ローラ４０１上へと供給される。更に、現像容器４０６には、現像剤層厚規制部材としてのブレード４０２が現像ローラ４０１に押圧して設けられている。現像ローラ４０１上のトナーは、現像ローラ４０１の回転に伴ってブレード４０２との当接域を通り抜けることで層厚を規制されて現像ローラ４０１上に薄層状に塗布される。この際、トナーは、現像ローラ４０１及びブレード４０２との摩擦によって現像に十分な電荷を付与される。
【００１５】
その後、トナーは、現像ローラ４０１の回転に伴って、感光ドラム１００と現像ローラ４０１とが当接する現像領域（現像ニップ）Ｎへと搬送される。一方、感光ドラム１００と現像ローラ４０１との間には、電源（図示せず）から現像ローラ４０１へ電圧が印加され、現像電界が形成される。従って、現像ローラ４０１上のトナーは、この現像電界の作用によって感光ドラム１００上の静電潜像に転移し、トナー像が形成される。
【００１６】
このとき、図１０に示すように、例えば感光ドラム１００表面に現像ローラ４０１が当接回転する方式を採用する現像装置の場合、次に示すようなトナーが感光ドラム１００との摺擦を受けることになる。すなわち、潜像に選択的に付着しトナー像を形成するトナー、即ち現像に寄与するトナーのみならず、現像ローラ４０１上に担持されたトナーが、感光ドラム１００との摺擦を受けることになる。このような状態を、以下、トナー（現像剤）を感光ドラム１００上に「接触」させた状態という。
【００１７】
現像ローラ４０１上に塗布されて現像ニップＮへと担持搬送されたトナーの内、現像に寄与せずに現像ローラ４０１上に残留したトナーは、供給ローラ（現像剤供給及び剥ぎ取り手段）４０３による摺擦で現像ローラ４０１上から剥ぎ取られる。剥ぎ取られたトナーの一部は新たに供給ローラ４０３に供給されたトナーと共に、再び供給ローラ４０３によって現像ローラ４０１上へと供給され、残りは現像容器４０６内へと戻される。
【００１８】
また、現像容器４０６上方には、取り外し可能なトナーホッパー５００が設けられており、必要に応じてトナーが補給可能な構成となっている。
【００１９】
しかしながら、例えば上記従来の画像形成装置のように、トナーを像担持体に接触させた状態で現像を行う構成を有する画像形成装置などでは、以下のような問題点がある。
【００２０】
即ち、トナーは現像容器４０６から搬送される順に、次に示すような摺擦をそれぞれ受けて現像に供される。すなわち、供給ローラ４０３と現像ローラ４０１との間の摺擦、現像ローラ４０１とブレード４０２との間でトナーの層厚を規制される際の摺擦、及び感光ドラム１００と現像ローラ４０１との間で現像される際の摺擦をそれぞれ受けて現像に供される。更に、現像に寄与しなかったトナーは、現像ローラ４０１から剥ぎ取られて現像
容器４０６に回収されるために、供給ローラ４０３による摺擦を再び受ける。
【００２１】
このように、画像形成動作に伴うこれら一連の動作は、いずれもトナーと部材との接触を伴うものであり、このような接触の度にトナーは負荷を繰り返し受ける。このような負荷により、現像容器４０６内のトナーの一部或は全部が損傷を受けて、トナー表面に外添されたシリカなどの添加剤がトナー粒子自体に埋め込まれたり、或は遊離したりする。そのため、トナーは現像剤として求められる流動性、帯電性などの性能が次第に劣化してくる。
【００２２】
本発明者らの検討によれば、このように劣化したトナーは、帯電性、流動性などが低下することにより、劣化していないトナーを補給した際に、相互のトナーによる凝集を引き起こす可能性があることがわかった。そして、劣化していないトナーを補給することにより、相互のトナーによる凝集を引き起こした場合には、画像上において濃度ムラ、カブリ、トナーボタ落ち（斑点上にトナー塊が画像上に落下する）が発生する場合があった。
【００２３】
特にこの現象は、近年の画像形成装置のプリントスピードの高速化、省エネルギー化に対する要求により、特に定着特性の観点から、トナー特性としてトナーの融点を低下させることで現れる可能性がある。また、シリカ等の外添剤により、トナー自体に流動性や帯電性等を大きく付与している場合にも現れる可能性がある。
【００２４】
この問題点を防止する為には、現像容器内のトナーと補給されたトナーの混合攪拌を十分に行うこと、一度に補給するトナー量を極力少なくすること、が必要である。前者に関しては、攪拌部材に対するトナーの剤面を適正範囲に制御しそこにトナーを補給すること、後者に対してはトナー量の変化を正確に検知しそれに応じて細かく補給制御を行うこと、が非常に有効である（特許文献１参照）。
【００２５】
現像容器内の１成分トナーの量を検知する方法としては、次のようなものが挙げられる。それは、ピエゾ素子を用いる方法、電極間の静電容量の変化を測定する静電アンテナ方式、攪拌部材等のトルクを検知する方法、そして現像容器内を通る光路を設け、その透過光の状態によりトナー量を判断する光検知方式である。
【００２６】
この光検知方式の１つとして、現像容器に光透過用の窓を設け、現像容器内の攪拌部材等に連動して窓内面のトナーを清掃しつつトナーを流動させ、現像容器内のトナー量により変化する光の透過時間をカウントすることにより、トナー量を検知するものがある。これは、トナー量の変化を正確に検知する上で非常に有効である。
【特許文献１】特開２００５−１４８４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
ところで、前記現像装置では、補給されるトナーを十分に攪拌する為、また攪拌部材に対するトナー量を正確に検知するために、トナー補給口とトナー量検知手段が比較的近い位置に配置されることとなる。
【００２８】
さらに発明者らの検討では、補給後のトナーが迅速且つ十分に攪拌される為には、補給されるトナーが予め細かく分散された状態で補給されることが望ましいことが分かっている。
【００２９】
このような改良を加えた構成において、高濃度の画像を連続して出力し一時的にトナー補給量が増えた場合、この細かい補給トナーの拡散、飛散が霧状に発生する可能性がある。そして、前記したように光検知方式を用いてトナー量を検知する場合、光検知用の光路
がこの霧状の補給トナーにより遮光されてしまうという新たな懸念点が発生した。
【００３０】
このような場合には、トナーの消費が多いにもかかわらず、逆にトナー量検知としてはトナーが多いと誤判断してしまい、トナー補給を減らしてしまう事となる。
【００３１】
現像容器内トナー量の過度の減少は、トナーの攪拌混合の不足を引き起こし、濃度ムラ、カブリ、トナーボタ落ちなどの画像不良となってしまう。
【００３２】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、いかなる場合も現像装置内のトナー量を正確に検知し、結果補給される現像剤と現像装置内にある現像剤との混合を適切に行い、高品質の画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
現像剤補給手段により現像剤が補給される現像剤補給口と、
前記現像剤補給口から補給された現像剤と現像装置内に存在していた現像剤とを混合するために可動する現像剤攪拌手段と、
前記現像剤攪拌手段近傍に向けて光を照射し、光透過の状態により前記現像剤攪拌手段近傍の現像剤の剤面高さを検知する光学式の剤面検知手段と、
を備え、
前記剤面検知手段の検知結果に基づいて、前記現像剤補給手段により現像剤が補給され、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像装置において、
前記現像剤補給口と前記剤面検知手段との間に設けられ、前記現像剤補給口から補給された現像剤が、前記剤面検知手段の光透過の状態に影響を及ぼすことを防ぐ隔壁を備えることを特徴とする。
【００３４】
また、現像剤補給手段により現像剤が補給される現像剤補給口と、
前記現像剤補給口から補給された現像剤と現像装置内に存在していた現像剤とを混合するために可動する現像剤攪拌手段と、
前記現像剤攪拌手段近傍に向けて光を照射し、光透過の状態により前記現像剤攪拌手段近傍の現像剤の剤面高さを検知する光学式の剤面検知手段と、
を備え、
前記剤面検知手段の検知結果に基づいて、前記現像剤補給手段により現像剤が補給され、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像装置において、
前記現像剤補給口、前記現像剤攪拌手段及び前記剤面検知手段を含む攪拌室と、
現像剤を担持搬送する現像剤担持体を含む現像室と、
前記現像室に設けられ、前記現像室内の現像剤を前記攪拌室へ搬送する現像剤搬送手段と、
前記攪拌室内において前記現像剤補給口と前記剤面検知手段との間に設けられ、前記現像剤補給口から補給された現像剤が、前記剤面検知手段の光透過の状態に影響を及ぼすことを防ぐ隔壁と、
を備え、
前記現像剤搬送手段により搬送される前記現像室内の現像剤が、前記攪拌室内において前記剤面検知手段により検知される領域、前記攪拌室内の前記隔壁近傍の領域、前記攪拌室内の前記現像剤補給口近傍の領域、前記現像室の順番に循環する構成となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、いかなる場合も現像装置内のトナー量を正確に検知し、結果補給される現像剤と現像装置内にある現像剤との混合を適切に行い、高品質の画像を得ることが可
能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００３７】
本発明は、例えば電子写真方式或は静電記録方式を用いて像担持体上に形成した静電潜像を現像装置の現像作用により可視化して顕画像を形成し、その後この顕画像を記録材上に転写及び定着して永久画像を得る画像形成装置に関する。特には、このような画像形成装置にて用いられる現像装置及びプロセスカートリッジに関する。
【００３８】
ここで、電子写真方式の画像形成装置としては、例えば複写機、プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ等）、ファクシミリ装置、及び、ワードプロセッサ等が含まれる。
【００３９】
又、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像剤担持体又はクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。あるいは、帯電手段、現像剤担持体、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。あるいは、少なくとも現像剤担持体と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【実施例１】
【００４０】
図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す概略断面図である。本実施例においては、黒単色の画像形成を行う画像形成装置について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、複数色の画像形成を行うカラー画像形成装置にも適用出来る。
【００４１】
本実施例に係る画像形成装置Ｘは、静電潜像が形成される像担持体と、静電潜像を現像する現像装置と、現像装置に現像剤を補給する現像剤補給手段と、現像剤補給手段からの現像剤の補給を制御する制御手段と、を備える。ここで、本実施例では、像担持体として感光ドラム１１０を例示し、現像剤補給手段としてトナーホッパー５１０を例示する。
【００４２】
画像形成装置Ｘは、そのほぼ中心部に、ドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１１０を、矢印Ｒ１方向に回転可能に支持している。画像形成動作が開始すると、帯電手段としての帯電ローラ２１０は、感光ドラム１１０の表面を一様に帯電する。その後、露光手段としてのレーザ照射手段３１０が、感光ドラム１１０表面を画像情報に対応したレーザ光により露光を行い、感光ドラム１１０上に静電潜像を形成する。
【００４３】
本実施例では、感光ドラム１１０の帯電電荷は負極性である。そして、画像情報に対応した静電潜像は、レーザ照射手段３１０からのレーザ光による露光によって、負極性の帯電電荷が減衰した部分に形成される。
【００４４】
その後、静電潜像は、感光ドラム１１０の回転に伴って、現像装置４１０の現像作用により現像装置４１０が供給する現像剤の一種であるトナーにより可視化されて、感光ドラム１１０上にトナー像が形成される。
【００４５】
本実施例では、現像方式は反転現像方式である。そのため、帯電電荷と同極性（負極性）のトナーが、感光ドラム１１０上の負極性の帯電電荷が減衰した部分（画像部）に付着する。又、トナーは、現像剤収容手段としてのトナーホッパー５１０から現像装置４１０へ補給される。
【００４６】
一方、不図示のカセットに収容された記録材Ｐは、給送ローラ９１０によって感光ドラム１１０と転写手段としての転写ローラ６１０とが当接する転写領域へと、感光ドラム１１０上のトナー像が転写領域に至るのに同期して搬送される。
【００４７】
そして、感光ドラム１１０上のトナー像と記録材Ｐとが転写領域に至ると、転写ローラ６１０によって転写領域に形成される転写電界により、トナー像が記録材Ｐ上に転写される。その後、記録材Ｐに担持された未定着トナー像は、定着装置８１０の備える定着手段（ヒートローラ）８１０ａによる加熱、及び、加圧手段８１０ｂによる加圧を受けて、記録材Ｐ上に永久画像として定着される。
【００４８】
又、トナー像の転写を終了した感光ドラム１１０は、ブレード状のクリーニング手段を備えるクリーニング装置７１０によって、感光ドラム１１０表面に残留する転写残トナーが除去され、続く画像形成動作に備える。
【００４９】
次に、現像装置４１０、トナーホッパー５１０について更に説明する。
【００５０】
図２は、本実施例に係る現像装置４１０、トナーホッパー５１０の概略構成を示す要部断面図である。
【００５１】
本実施例では、現像装置４１０は、現像剤担持体と、現像剤供給手段と、現像剤規制手段と、現像剤攪拌手段と、剤面検知手段と、を有する。ここで、現像剤担持体としての現像ローラ４１１は、トナーを担持搬送し、トナーを感光ドラム１１０に接触させて静電潜像を現像する。現像剤供給手段としての供給ローラ４１３は、現像ローラ４１１へトナーを供給する。現像剤規制手段としてのブレード４１２は、供給ローラ４１３により供給されたトナーを規制して現像ローラ４１１上にトナーの薄層を形成する。現像剤攪拌手段は、攪拌部材４１４と、攪拌部材４１４を回転可能に支持する回転軸４１４ａと、を有し、現像剤補給手段から補給されたトナーと、前記現像装置内に存在していたトナーとを混合するために可動する。剤面検知手段としてのトナー面検知手段４１５は、攪拌部材４１４近傍に向けて光を照射し、光透過の状態により攪拌部材４１４近傍のトナーの剤面高さを検知する光学式の検知手段である。
【００５２】
また、現像装置４１０は、現像ローラ４１１を感光ドラム１１０に当接させ、トナーを感光ドラム１１０と「接触」させた状態で現像を行う接触現像方式を採用している。
【００５３】
また、本実施例にて用いられるトナーは、負帯電性の非磁性一成分現像剤（トナー）である。更に詳しくは、低軟化点物質を内包する内部構造を形成することで、定着装置における省エネルギー化を図ったトナーである。トナーの作製方法としては、例えば、特公昭６３−１０２３１号公報、特開昭５９−５３８５６号公報、特開昭５９−６１８４２号公報などに記載の懸濁重合方法による現像剤作製方法を用いることが出来る。トナーの一部又は全部が、このような重合方法により形成されている。
【００５４】
また、トナーは、体積平均粒径６μｍの球形トナーである。このトナーは、低軟化点物質を外殻樹脂で被覆した、所謂、コア／シェルの内部構造を有し、この構造中のシェル部分を重合法により形成したものである。
【００５５】
常温下或は加圧下での懸濁重合方式によれば、粒径が３〜８μｍの球形微粒子をシャープな粒度分布で、比較的容易に得られる。そのため、重量比電荷の分布もシャープなものとなり、現像コントラストに応じた一様な現像が行われる。
【００５６】
また、懸濁重合法以外にも、次のような方法を用いて製造したトナーの使用が可能である。それは、単量体は可溶で、重合して得られる重合体は不溶であるような水系有機溶剤を用いて直接トナーを生成する分散重合方法、又は水溶性極性重合開始剤の存在下で直接重合してトナーを生成する、ソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法等である。
【００５７】
尚、本実施例にて現像剤として使用するトナーは、その形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１２０の範囲にある実質的に球状形状である。
【００５８】
ここで、形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２とは、次のように定義する。まず、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いてトナー像を１００個無作為にサンプリングする。そして、その画像情報をインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に入力して解析を行い、以下の式（１）、式（２）より算出して得られた値と定義する。即ち、
ＳＦ−１＝（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ×（π／４）×１００  式（１）
ＳＦ−２＝（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ×（１／４π）×１００  式（２）
【００５９】
ここで、ＡＲＥＡとはトナー投影面積、ＭＸＬＮＧは投影像の絶対最大長、ＰＥＲＩは投影像の周長を意味する。また、形状係数ＳＦ−１は球形度合いを示し、これが１４０より大きいと球形から除々に離れ不定形となる。一方、形状係数ＳＦ−２は凹凸度合いを示し、これが１２０より大きいと表面の凹凸が顕著となる。
【００６０】
また、本実施例においては、上記のトナーには、帯電性及び流動性などの特性改善のために、シリカなどの添加剤を外添している。あるいは、同様の機能を有するものであれば別種の添加剤も適宜選択可能である。例えば、酸化アルミニウム、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムなどの金属酸化物、窒化ケイ素などの窒化物、炭化ケイ素などの炭化物及びカーボンブラック、グラファイトなどの炭素同素体も選択可能である。また、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの金属塩、及び脂肪酸金属塩なども選択可能である。
【００６１】
前述したように、コア／シェル構造を含む、内部構造を有するトナーは、画像形成動作に伴う負荷によってその構造が破壊されることがある。その場合、トナーは、その剛性が失われて、現像ローラ４１１及びブレード４１２などに融着し易くなる。
【００６２】
次に、現像装置４１０に配置されている各部材について説明する。
【００６３】
現像装置４１０は、現像容器４１６内にトナーを有している。現像容器４１６は、現像ローラ４１１と供給ローラ４１３とブレード４１２とが配置されている現像室４１６ａ、攪拌部材４１４が配置されている攪拌室４１６ｂ、攪拌室４１６ｂから現像室４１６ａへトナーが移動するために設けられた開口部４１６ｃ、を有する。ここで、攪拌室４１６ｂは、開口部４１６ｃを挟んで現像室４１６ａの上方に配置されている。
【００６４】
また、現像容器４１６は、感光ドラム１１０と対向する側の一部に開口部４１６ｄが設けられている。現像ローラ４１１は、開口部４１６ｄから一部露出し、かつ、矢印Ｒ２方向に回転可能なように現像容器４１６に支持されている。現像ローラ４１１は弾性体を含み所定の当接圧にて感光ドラム１１０に当接している。又、開口部４１６ｄには、現像ロ
ーラ４１１の下方からのトナーの飛散を防止するために、吹き出し防止シート４１９が設けられている。
【００６５】
現像ローラ４１１は、導電剤（カーボン等）を分散させた低硬度のゴム材（シリコーン、ウレタン等）或は発泡体、及びその組み合わせにより構成された半導電性弾性体ローラである。
【００６６】
攪拌部材４１４は、開口部４１６ｄと反対側の上部に、回転軸４１４ａを回転中心として、矢印Ｒ３方向に回転可能に設けられている。また、現像容器４１６内には、現像容器４１６内のトナーとトナーホッパー５１０から補給されるトナーを攪拌混合する攪拌領域Ｍが形成されている。
【００６７】
現像装置４１０は、攪拌領域Ｍのトナー面の高さを検知するための、発光部４１５ａ、透過窓４１５ｂ、受光部４１５ｃからなる光学方式を用いたトナー面検知手段４１５を備えている。発光部４１５ａ及び受光部４１５ｃは攪拌領域Ｍを挟んでそれぞれ反対側に設けられている。また、透過窓４１５ｂは、発光部４１５ａから発する光を攪拌領域Ｍに導き、更に、受光部４１５ｃに導くために、現像容器４１６に設けられている。その際、２つの透過窓４１５ｂは、発光部４１５ａと受光部４１５ｃとを結ぶ直線上に設けられている。このように配置されたトナー面検知手段４１５は、光透過の状態、すなわち、攪拌部材４１４の回転に伴ってトナーの剤面が変化するときの光の透過時間の割合を測定し、攪拌領域Ｍにおけるトナー面の高さを検知している。
【００６８】
攪拌領域Ｍの下方には、トナーの供給及び回収を行う供給ローラ４１３が現像ローラ４１１に当接するように配置されている。供給ローラ４１３は弾性発泡体からなる弾性ローラであり、現像ローラ４１１に対し当接点において逆方向に回転している。
【００６９】
トナーは攪拌領域Ｍにおいて攪拌部材４１４により十分に攪拌され、その後、主に重力による移動により開口部４１６ｃを通過し、供給ローラ４１３により搬送され、現像ローラ４１１に供給される。
【００７０】
現像容器４１６には、トナーの層厚を規制する規制部材としてのブレード４１２が、現像ローラ４１１を加圧するように設けられている。ブレード４１２は、板バネ状の金属薄板４１２ｂに現像ローラ４１１当接面側表面に絶縁層４１２ａを設けた弾性規制部材である。現像ローラ４１１上に供給されたトナーは、ブレード４１２によって層厚を規制され、且つ、塗布されて現像ローラ４１１上にトナーの薄層が形成する。更に、このときの現像ローラ４１１及びブレード４１２それぞれの表面との摩擦によって、トナーには現像に供するのに十分な電荷が付与される。
【００７１】
その後、現像ローラ４１１上のトナーの薄層は、現像ローラ４１１の回転に伴って、感光ドラム１１０と現像ローラ４１１とが当接する現像領域（現像ニップ）へと搬送される。そして、トナーは感光ドラム１１０に接触した状態で現像に供される。即ち、感光ドラム１１０と現像ローラ４１１との間に現像電界を形成するために、電源（図示せず）が接続されている。その結果、現像電界の作用により現像ローラ４１１上のトナーは感光ドラム１１０上に転移し、感光ドラム１１０表面の静電潜像に対応してトナー像を形成し、静電潜像を可視化する。
【００７２】
又、現像ローラ４１１上に塗布され、現像ニップへと担持搬送されたが、現像には寄与せず、現像ローラ４１１上に更に担持されたままのトナーは、供給ローラ４１３による摺擦で現像ローラ４１１上から剥ぎ取られる。その後、剥ぎ取られたトナーの一部は、新たに供給ローラ４１３上に供給されたトナーと共に再び供給ローラ４１３によって現像ロー
ラ４１１上へと供給され、残りは現像容器４１６内へと戻される。
【００７３】
尚、本実施例では、供給ローラ４１３は、トナー供給及び回収手段として２つの機能を兼ねているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、現像剤供給手段と現像剤回収手段とを別個に設けることも可能である。
【００７４】
本実施例における画像形成装置のプロセススピードは１５０ｍｍ／ｓｅｃであり、これに対する、現像ローラ４１１の周速は２２５ｍｍ／ｓｅｃである。
【００７５】
また、現像装置４１０は画像形成装置Ｘに対し着脱可能に構成されており、所定の寿命（本実施例ではＡ４サイズ換算にて３万枚が印刷された時点）に達すると交換される。
【００７６】
図３に現像装置４１０の長手方向の配置を示す。以下の説明では、現像装置４１０すなわち画像形成装置Ｘが使用される（動作する）場合（使用時）にとる姿勢（使用するために設置された状態）に対する鉛直方向を上下方向というものとする。また、現像ローラ４１１の回転軸の軸方向（記録材の搬送方向に直交する方向）を長手方向というものとする。
【００７７】
本実施例においては、図３に示すように、攪拌室４１６ｂには長手方向に、トナー面検知手段４１５、隔壁（遮断部、遮蔽部）４１７、トナーホッパー５１０によりトナーが補給される現像剤補給口としてのトナー補給口４１８が順に配置されている。すなわち、トナー面検知手段４１５とトナー補給口４１８の間に隔壁４１７が配置される。
【００７８】
隔壁４１７は、本実施例の特徴的な構成であり、トナー補給口４１８から補給されたトナーが、トナー面検知手段４１５の光透過の状態に影響を及ぼすことを防ぐために設けられたものである。
【００７９】
各構成要素の配置において、トナー面検知手段４１５の検知結果に基づいて画像形成装置のトナー補給制御手段により制御（保持）されるトナーの剤面高さの範囲のうち下端をα（以下、剤面範囲下端αと称す）、上端をβ（以下、剤面範囲上端βと称す）とする。さらに、トナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅下端ライン４１５ｄの攪拌室４１６ｂ内での最下点をγ、上下方向光路幅上端ライン４１５ｅの攪拌室４１６ｂ内での最下点をδ、とする。
【００８０】
このとき、現像容器４１６の上方壁（上部）から下方へ延出するように下ろされる隔壁４１７の下端４１７ａは、次のような位置に配置されている。それは、トナーの剤面範囲下端αとトナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅上端ライン４１５ｅの攪拌室４１６ｂ内での最下点δのいずれか高い方（本実施例ではδ）よりも下方（低い）である。さらに、トナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅下端ライン４１５ｄの攪拌室４１６ｂ内での最下点γよりも上方（高い）である。
【００８１】
ここで、トナー面高さの制御手段としては、例えば、ＣＰＵや専用の電気回路を用いることが出来る。
【００８２】
トナーホッパー５１０内には、トナーホッパー５１０内のトナーをほぐすための攪拌部材５１４と、トナーホッパー５１０から現像装置４１０にトナーを補給するための補給ローラ５１３が配置されている。そして、補給ローラ５１３は、制御手段からの補給指令により、所定駆動時間当たり一定量のトナーを現像装置４１０に補給する。
【００８３】
次に、トナー量の検出及びトナーの補給動作について説明する。
【００８４】
本実施例において、トナー面検知手段４１５は、少なくとも２つのトナー面高さ（トナーの剤面高さ）のレベル（本実施例においては、図２に示すα及びβであり、以下の説明ではレベルα，レベルβという場合もある）を検知可能である。
【００８５】
画像形成装置Ｘが備える制御手段は、基本的に画像情報から推測されるトナー使用量推測値に基づいてトナー補給の制御を行う。更に、制御手段は、トナー面検知手段４１５の検知結果に基づいて、トナーホッパー５１０によりトナーを現像装置４１０に補給する制御を行う。すなわち、画像形成動作によりトナー面高さが変化し、トナー面検知手段４１５が前記２つの剤面高さのレベルのうち低いレベルαを検知した際に、トナー補給制御パラメータを変更して、トナー使用量推測値当たりの補給ローラ５１３駆動量を増加させる。また、逆に補給過多となりトナー面検知手段４１５が前記２つの剤面高さのレベルのうち高いレベルβを検知した際に、トナー補給制御パラメータを再び変更して、トナー使用量推測値当たりの補給ローラ５１３駆動量を減少させる。
【００８６】
これにより現像容器４１６内のトナー面の高さは、図２に示すαからβの一定範囲に保たれるように制御される。
【００８７】
本実施例では、レベルαは攪拌部材４１４の可動範囲の中心より高い位置、レベルβは攪拌部材４１４の可動範囲の鉛直方向上端より低い位置に設定されている。
【００８８】
補給ローラ５１３は、攪拌領域Ｍの鉛直上方に配置されており、補給されたトナーが攪拌領域Ｍを確実に通過するように構成されている。
【００８９】
補給ローラ５１３からは、その後の現像容器内のトナーとの混合をしやすくする為に、トナーが細かく霧状に落下補給するように構成されている。
【００９０】
このような構成より、前記したように現像装置４１０内の攪拌領域Ｍにおいて、トナー面の高さは、攪拌部材４１４により現像装置内トナーと補給トナーとの混合攪拌が十分に行われる高さになるように制御されている。
【００９１】
また、補給されたトナーは、混合攪拌が十分なされた後に、攪拌領域Ｍと供給ローラ４１３、ブレード４１２の位置関係から画像形成によるトナー消費と主に重力による移動により供給ローラ４１３近傍にゆっくりと供給される。これにより、補給されたトナーが現像装置４１０内のトナーと十分に混合されない状態で現像ローラ４１１に供給されてしまうことがなく、濃度ムラ、カブリ、トナーボタ落ちの発生を防止することが出来る。
【００９２】
ここで、トナー面高さとトナー面検知手段４１５の出力（光透過時間）の関係、及びトナー面検知手段４１５とトナー補給口４１８の間の隔壁４１７の関係について図４を用いて述べる。
【００９３】
トナー面検知手段４１５の各構成要素の配置は、従来構成、実施例でほぼ同じ構成の為、トナー補給が無い状態でのトナー面検知結果もほぼ同じである。
【００９４】
ここで、従来構成に対しトナー補給を行うと、前記したようにトナー混合性を優先させてトナーを霧状に落下させた場合などは特に、トナー面検知手段４１５の光路（４１５ｄから４１５ｅの間）にこの補給トナーの細かい霧が入り込むことが懸念されていた。このような場合、光の透過が妨げられてしまい、出力結果が大きくばらついてしまうこととなった。
【００９５】
光透過がほぼ無くなるような場合には、トナー面がβ以上であると誤検知してしまうことなる。結果制御手段は、トナー補給制御パラメータを変更して、トナー使用量推測値当たりの補給ローラ５１３駆動量を減少させてしまい、トナー使用量に応じたトナー補給が出来なくなる。トナー補給量を誤って減少させてしまうと、現像容器内トナー量の過度の減少につながり、トナーの攪拌混合の不足を引き起こし、濃度ムラ、カブリ、トナーボタ落ちなどの画像不良となってしまった。
【００９６】
これに対し、本実施例では、トナー面検知手段４１５とトナー補給口４１８の間に隔壁４１７を配置している。そして、隔壁４１７の下端４１７ａが、トナーの剤面範囲下端αとトナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅上端ライン４１５ｅの攪拌室４１６ｂ内での最下点δのいずれか高い方（本実施例ではδ）よりも下方となるように配置している。さらに、隔壁４１７の下端４１７ａが、トナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅下端ライン４１５ｄの攪拌室４１６ｂ内での最下点γよりも上方になるように配置している。これにより、この補給トナーに影響されること無くトナー面高さを検知することが出来る。
【００９７】
本実施例の構成を用い、現像装置の耐久寿命である３万枚の耐久試験を行った。その耐久試験では、トナー面検知手段のトナー面誤検知、トナー補給誤制御も発生することなく、画像上補給トナーの混合不良による濃度ムラ、カブリ、トナーボタ落ちの発生なく、良好な画像を維持することが出来た。
【００９８】
本実施例の効果を得る為には、トナー補給制御手段の制御するトナー面の高さとトナー面検知手段の光路に対する隔壁下端の高さが非常に重要である。
【００９９】
少なくとも光路の一部は隔壁によりトナー補給口側と隔てられている必要がある為、
＜条件１＞  隔壁４１７の下端４１７ａは、トナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅上端ライン４１５ｅの攪拌室４１６ｂ内での最下点δよりも下方
である必要がある。
【０１００】
ここで、トナー面の制御範囲の下端αが、トナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅上端ライン４１５ｅの攪拌室４１６ｂ内での最下点δよりも上にある場合について説明する。この場合、正常動作中はこのδ高さ以上にトナーがある為、隔壁４１７の下端４１７ａがδ間であっても、補給トナーの霧がトナー面検知手段側に影響することは無い。
【０１０１】
すなわち、隔壁又は現像容器内トナーによって、トナー面検知手段への補給トナーの影響を抑制する条件としては、次のようになる。すなわち、
＜条件２＞  隔壁４１７の下端４１７ａは、トナーの剤面範囲下端αとトナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅上端ライン４１５ｅの攪拌室４１６ｂ内での最下点δのいずれか高い方（本実施例ではδ）よりも下方
ということとなる。
【０１０２】
また、攪拌部材に対するトナー面の高さを正確に検知するという目的において、トナー面検知手段側とトナー補給口側のトナーの行き来はある程度自由なほうが良い為、本実施例の効果を得られる範囲で隔壁４１７の下端４１７ａは上にあるほうが望ましい。トナー面検知手段の光路に落下する補給トナーが影響しない、という条件を加えて、
＜条件３＞  隔壁４１７の下端４１７ａは、トナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅下端ライン４１５ｄの攪拌室４１６ｂ内での最下点γよりも上方
であることが望ましい。
【０１０３】
よって、本実施例の効果を有する各構成要素の位置関係に関しては、次に示す（１）〜
（３）のようになる。
（１）トナー面検知手段４１５とトナー補給口４１８の間に隔壁４１７を配置する。
（２）隔壁４１７の下端４１７ａをトナーの剤面範囲下端αとトナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅上端ライン４１５ｅの攪拌室４１６ｂ内での最下点δのいずれか高い方（本実施例ではδ）よりも下方になるように配置する。
（３）更には、トナー面検知手段４１５の光路の上下方向光路幅下端ライン４１５ｄの攪拌室４１６ｂ内での最下点γよりも上方になるように配置する。
【０１０４】
ここで、補給ローラ５１３の攪拌領域Ｍに対する位置も、本実施例のように攪拌領域Ｍの鉛直上方だけに限るものではない。すなわち、補給ローラ５１３の攪拌領域Ｍに対する位置は、現像容器４１６の壁等により補給されたトナーが攪拌領域Ｍに導かれ、確実に攪拌領域Ｍを通過する構成であれば断面方向斜め上方等にずらして配置することも可能である。
【０１０５】
このように、本実施例によれば、補給トナーのトナー面検知への影響（光透過の状態に影響を及ぼすこと）を防止し、正確なトナー面検知、トナー補給制御が行えるようになる。したがって、画像不良を低減することが可能な現像装置、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が可能となる。
【実施例２】
【０１０６】
次に、本発明の他の態様である実施例２について説明する。なお、本実施例においては、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を用い、その説明は省略する。
【０１０７】
実施例２は、実施例１に対し、主に次に示す（１）〜（４）の点で異なっている。
（１）現像装置が感光ドラム、帯電ローラ、クリーナーユニットと一体的に構成され、所定の耐久寿命に達すると、画像形成装置Ｘに対し交換可能とされているプロセスカートリッジとして構成されていること。
（２）画像形成装置が、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のプロセスカートリッジが一列に並び、画像を形成するインラインフルカラー画像形成装置であること。
（３）現像装置が現像室と攪拌室に分けられており、現像室より攪拌室が上方に配置していること。
（４）現像装置内でトナーが現像室、攪拌室トナー面検知部（トナー面検知手段により検知される領域）、攪拌室隔壁部（隔壁近傍の領域）、攪拌室補給口部（トナー補給口近傍の領域）、現像室の順番に循環していること。
【０１０８】
図５は、本実施例に係る画像形成装置Ｙを示す概略断面図である。
【０１０９】
図５に示す画像形成装置Ｙはフルカラーレーザビームプリンタであり、感光ドラム上に形成された各色トナー像を多重転写しフルカラートナー像を形成する第二の像担持体である中間転写体６２０が配置されている。
【０１１０】
プロセスカートリッジＰＣは、所定の耐久寿命で画像形成装置Ｙに対し交換可能に構成されている。画像形成装置Ｙは、画像形成装置本体に着脱可能な、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーをそれぞれ収容した４つのプロセスカートリッジＰＣ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を備えている。
【０１１１】
プロセスカートリッジＰＣ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、現像装置４２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と、感光ドラム１２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と、帯電ローラ２２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と、クリーナーユニット７２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）とが一体となって構成されている。ここで
、図６にはブラック（Ｋ）のプロセスカートリッジを示している。また、感光ドラム１２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、それぞれ転写ローラ６２１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と転写部を構成している。
【０１１２】
感光ドラム１２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）表面に形成されたトナー像はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのプロセスカートリッジＰＣ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の配置順に従い中間転写体６２０上にカラートナー像として多重転写される。中間転写体６２０上のカラートナー像は、給送ローラ９２０により搬送される記録材に転写部６２２で転写され、次いで不図示の定着装置によって加熱・加圧定着されフルカラー画像となって排出される。
【０１１３】
各プロセスカートリッジＰＣ内の主な構成要素は、実施例１と同じため説明を省略する。すなわち、感光ドラム１２０、現像剤担持体としての現像ローラ４２１、帯電ローラ２２０、トナー面検知手段４２５等の構成や、その動作等は、実施例１の感光ドラム１１０、現像ローラ４１１、帯電ローラ２１０、トナー面検知手段４１５等と同じである。また、以下の説明において、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のプロセスカートリッジは、同様の構成のため、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略した符号を用いて説明する。
【０１１４】
図７は、画像形成装置に着脱可能に設けられた、実施例１と同様のトナーホッパー５２０を示す図であり、図７ではブラック（Ｋ）のトナーホッパー５２０Ｋについて示している。
【０１１５】
トナーホッパー５２０内には、トナーホッパー５２０内のトナーをほぐすための攪拌部材５２４と、トナーホッパー５２０から現像装置４２０にトナーを補給するための補給ローラ５２３が配置されている。そして、補給ローラ５２３は、制御手段からの補給指令により、トナーを現像装置４２０に補給する。
【０１１６】
次に、現像装置４２０の構成について、図８、９を用いて説明する。
【０１１７】
本実施例に係る現像装置４２０では、現像容器が現像室４２６ａと攪拌室４２６ｂとに分けられており、現像室４２６ａと攪拌室４２６ｂとの間に仕切り４２６ｇが設けられている。攪拌室４２６ｂには、トナー補給口４２８、回転軸４２４ａに回転可能に支持された攪拌部材４２４、トナー面検知手段４２５が設けられている。また、現像室４２６ａには、現像ローラ４２１が設けられている。
【０１１８】
仕切り４２６ｇの長手両端には攪拌室４２６ｂから現像室４２６ａへとトナーが移動する為の開口４２６ｆと、現像室４２６ａから攪拌室４２６ｂへとトナーが移動する為の開口４２６ｅがある。また、現像室４２６ａ内には、長手方向にトナーを搬送するとともに、仕切り４２６ｇに開口４２６ｅが設けられたことにより現像室４２６ａから攪拌室４２６ｂにトナーを移動（搬送）させる現像剤搬送手段としての搬送スクリュー４２９が設けられている。これにより、トナーは現像室４２６ａ、開口４２６ｅ、攪拌室内においてトナー面検知手段４２５により検知される領域、攪拌室内の隔壁４２７近傍の領域、攪拌室内の補給口４２８近傍の領域、開口４２６ｆ、現像室４２６ａの順に循環する構成となっている。
【０１１９】
本実施例では、現像室４２６ａの内壁面の最上点（最上部）４２６ｈに対し、攪拌室４２６ｂのトナー面（トナーの剤面高さ（剤面範囲下端α〜剤面範囲上端β））が高く制御できるように、現像室４２６ａ及び攪拌室４２６ｂが構成されている。このため、現像室４２６ａ内のトナーが減ると攪拌室４２６ｂからは重力によりトナーが移動することができる。
【０１２０】
現像剤攪拌手段は、攪拌部材４２４と、攪拌部材４２４を回転可能に支持する回転軸４２４ａと、を有して攪拌室４２６ｂに設けられている。そして、攪拌室４２６ｂ内の攪拌部材４２４は特にトナーを長手方向（回転軸４２４ａの軸方向）に搬送する力を持っていないが、長手方向のトナー面を馴らす効果は高い。実際には、現像室４２６ａ内の搬送スクリュー４２９により搬送されたトナーが攪拌室４２６ｂ側に盛り上がることで出来る攪拌室４２６ｂ内の長手方向トナー面高さの違いを、攪拌部材４２４が馴らすことによりトナーが攪拌室４２６ｂ内を長手方向に移動する。また現像室４２６ａ内のトナーが減少することにより開口４２６ｆから攪拌室４２６ｂのトナーが重力落下することで出来る攪拌室４２６ｂ内の長手方向トナー面高さの違いを、攪拌部材４２４が馴らすことによりトナーが攪拌室４２６ｂ内を長手方向に移動する。
【０１２１】
このように、トナーが長手方向に循環する構成においては、その長手の長さを利用して攪拌時間を長くすることが出来るが、さらに上記のように攪拌室を現像室の上方に配置し、攪拌室の搬送力を小さくすると、より効果的である。すなわち、このような構成により、機械的にトナーを搬送させることに比べ、攪拌室４２６ｂ内のトナーの移動を非常にゆっくりとさせることが出来、さらに長い時間トナー攪拌を行うことが出来るようになる。
【０１２２】
このような、トナー攪拌時間を長くとる利点を最大限に利用する為には、トナー補給口４２８は攪拌室４２６ｂにおいて循環方向の上流側に無くてはならない。従って、現像室内からのトナー戻り量を反映させてトナー面を検知したいために攪拌室４２６ｂの最上流に配置されているトナー面検知手段４２５と、トナー補給口４２８とが隣接することとなる。よって、補給トナーの影響をトナー面検知手段４２５が受けやすくなる（実施例１と同様）。
【０１２３】
本実施例においても、攪拌室４２６ｂ内での各構成要素、すなわち、隔壁４２７、隔壁４２７の下端４２７ａ、トナーの剤面範囲下端α、最下点δ、最下点γの位置関係に関しては、次に示す（１）〜（３）のようになる。ここで、最下点δは、トナー面検知手段４２５の光路の上下方向光路幅上端ライン４２５ｅの攪拌室４２６ｂ内での最下点であり、最下点γは、トナー面検知手段４２５の光路の上下方向光路幅下端ライン４２５ｄの攪拌室４２６ｂ内での最下点である。
（１）トナー面検知手段４２５とトナー補給口４２８の間に隔壁４２７を配置する。
（２）隔壁４２７の下端４２７ａをトナーの剤面範囲下端αとトナー面検知手段４２５の光路の上下方向光路幅上端ライン４２５ｅの攪拌室４２６ｂ内での最下点δのいずれか高い方（本実施例ではδ）よりも下方になるように配置する。
（３）且つ、トナー面検知手段４２５の光路の上下方向光路幅下端ライン４２５ｄの攪拌室４２６ｂ内での最下点γよりも上方になるように配置している。
これにより、この補給トナーに影響されること無くトナー面高さを検知することが出来る。
【０１２４】
本実施例の構成を用い、現像装置の耐久寿命である３万枚の耐久試験を行った。その耐久試験では、トナー面検知手段のトナー面誤検知、トナー補給誤制御も発生することなく、画像上補給トナーの混合不良による濃度ムラ、カブリ、トナーボタ落ちの発生なく、良好な画像を維持することが出来た。
【０１２５】
このように、本実施例によれば、補給トナーのトナー面検知への影響を防止し、正確なトナー面検知、トナー補給制御が行えるようになる。したがって、画像不良を低減することが可能な現像装置、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が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る現像装置、トナーホッパーの要部断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る現像装置の長手方向の配置を示す図である。
【図４】本発明の実施例１において、トナー面高さとトナー面検知手段の出力（光透過時間）の関係、及びトナー面検知手段とトナー補給口の間の隔壁の関係について説明するための図である。
【図５】本発明の実施例２に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図６】本発明の実施例２に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図７】本発明の実施例２に係るトナーホッパーの概略断面図である。
【図８】本発明の実施例２に係る現像装置、トナーホッパーの要部断面図である。
【図９】本発明の実施例２に係る現像装置、トナーホッパーの要部断面図である。
【図１０】従来の画像形成装置の概略構成の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１１０、１２０  感光ドラム（像担持体）
４１０、４２０  現像装置
４１１  現像ローラ（現像剤担持体）
４１２  ブレード
４１３  供給ローラ
４１４、４２４  攪拌部材（現像剤攪拌手段）
４１５、４２５  トナー面検知手段（剤面検知手段）
４１５ａ、４２５ａ  発光部
４１５ｂ、４２５ｂ  透過窓
４１５ｃ、４２５ｃ  受光部
４１６、４２６  現像容器
４１６ａ  現像室
４１６ｂ  攪拌室
４１６ｃ、４１６ｄ、４２６ｃ、４２６ｄ、４２６ｅ、４２６ｆ  開口部
４２６ｇ  現像室−攪拌室仕切り
４１７、４２７  隔壁
４１８、４２８  トナー補給口（現像剤補給口）
４２９  搬送スクリュー（現像剤搬送手段）
５１０、５２０  トナーホッパー（現像剤補給手段）
Ｐ  記録材
ＰＣ  プロセスカートリッジ
Ｘ、Ｙ  画像形成装置
【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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