(57)【要約】【課題】装置が高速化された場合等であっても、出力画像上にピッチ状のムラ画像が生じることがなく、トナー濃度を検知する検知手段の検知精度が高精度化かつ安定化して地肌汚れやトナー飛散が生じることのない、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。【解決手段】回転軸８４ｂに対して傾斜した複数の楕円板８４ａが回転軸方向に間隔を空けて配設されるとともに現像剤を回転軸方向に撹拌する撹拌部材８４と、撹拌部材８４に対向するとともに現像剤のトナー濃度を検知する検知手段１００と、を備える。撹拌部材８４は、その回転径に対して検知手段１００側に突出するとともに回転軸方向にみて検知手段１００の検知面１００ａの一部に対向する突出部８４ｄを回転方向に複数備える。【選択図】図４
2007249122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとからなる現像剤が収容されるとともに像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置であって、
回転軸に対して傾斜した複数の楕円板が回転軸方向に間隔を空けて配設されるとともに前記現像剤を回転軸方向に撹拌する撹拌部材と、
前記撹拌部材に対向するとともに前記現像剤のトナー濃度を検知する検知手段と、を備え、
前記撹拌部材は、その回転径に対して前記検知手段側に突出するとともに回転軸方向にみて前記検知手段の検知面の一部に対向する突出部を回転方向に複数備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記複数の突出部は、前記撹拌部材の回転方向に１８０度ずれるように配設された２つの突出部であって、
前記２つの突出部のうち一方の突出部は回転軸方向にみて前記検知手段の検知面の中心から一端にかけて対向するように配設され、前記２つの突出部のうち他方の突出部は回転軸方向にみて前記検知手段の検知面の中心から他端にかけて対向するように配設されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記撹拌部材は、前記複数の楕円板の外周部を回転軸方向に結ぶリブ部を回転方向に複数備え、
前記突出部は、前記リブ部に配設されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記撹拌部材は、前記突出部が配設された前記リブ部と隣接する２つの前記楕円板と前記回転軸とで包囲される空間の面積が、前記突出部が配設されていない前記リブ部と隣接する２つの前記楕円板と前記回転軸とで包囲される空間の面積よりも小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記撹拌部材は、前記突出部が配設された前記リブ部が前記回転軸に対して傾斜するように形成されたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記突出部は、その長さが回転軸方向にみて前記検知手段の検知面の長さよりも短くなるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記像担持体に対向するとともに前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と前記撹拌部材とに対向するとともに、前記現像剤担持体に向けて前記現像剤を供給する供給部材と、を備え、
前記撹拌部材は、その回転径の周線速が前記供給部材の回転径の周線速の１／２以下になるように回転駆動されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記撹拌部材の回転数を可変する可変手段を備え、
前記可変手段は、前記像担持体上に形成された潜像を現像する現像工程をおこなうために装置が駆動されているときの前記撹拌部材の回転数が現像工程をおこなうことなく装置が駆動されているときの前記撹拌部材の回転数よりも高くなるように制御することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
前記撹拌部材は、前記回転軸に対する前記楕円板の傾斜角が６０±１５度となり、前記複数の楕円板の回転軸方向の間隔が１５±１０ｍｍとなるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
前記検知手段は、磁気センサであることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置を備えた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】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に設置される現像装置と、それを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤（外添剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容した現像装置が多く用いられている。
このような２成分現像方式の現像装置において、回転軸に対して傾斜した複数の楕円板が回転軸方向に間隔を空けて配設された撹拌部材を用いて、装置内に収容された現像剤を回転軸方向（長手方向）に撹拌する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
詳しくは、現像装置には、現像剤担持体（現像ローラ）、現像剤を現像ローラに向けて搬送・供給する供給部材（パドルローラ）、現像剤を回転軸方向（長手方向）に撹拌する撹拌部材（撹拌パドル）、装置内に収容された現像剤のトナー濃度を検知する検知手段（トナー濃度センサ）、等が設置されている。
【０００４】
このように構成された現像装置は、トナー濃度センサによって検知されるトナー濃度に応じて、現像装置に設けられたトナー補給口から装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、撹拌部材やパドルローラ等によって、長手方向とそれに直交する方向に撹拌・混合される。そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーが、パドルローラによってキャリアとともに現像ローラに供給され、その現像剤が現像ローラ上に担持される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その現像剤中のトナーが感光体ドラム（像担持体）との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。ここで、トナー濃度センサは、その検知精度を高めるために撹拌部材に対向する位置に配設される場合が多い。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１９９６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の現像装置は、画像形成装置の高速化にともない撹拌部材の回転数を高くすると、出力画像上に楕円板ピッチ（撹拌部材に設けられた楕円板同士の間隔である。）のムラ画像が発生する場合があった。これは、撹拌部材の高速回転化にともない撹拌部材による回転軸方向の撹拌性が大きくなり過ぎて、装置内の現像剤の剤面に楕円板ピッチ状の大きな高低差が生じてしまうためである。
【０００７】
このような現象を回避するために、撹拌部材に設けられた楕円板の傾斜角（回転軸に対する傾斜角である。）を大きくして、撹拌部材による回転軸方向の撹拌性を適正化する方策が考えられる。
しかし、楕円板の傾斜角を大きくした場合には、撹拌部材に対向するトナー濃度センサ（検知手段）近傍における現像剤の流れが停滞ぎみになって、トナー濃度センサによる検知精度が低下してしまう（トナー濃度センサの追従性が低下してしまう。）。トナー濃度センサの検知精度が低下すると、現像装置内に過剰にトナーが補給されて狙いのトナー濃度よりも高くなって、出力画像上や像担持体上に地肌汚れ（トナーの付着を予定していない領域にトナーが付着する現象である。）が発生したり、現像装置からトナーが飛散したりしてしまう。
【０００８】
このようにトナー濃度センサの検知精度が低下してしまう現象は、特に、現像装置からのトナー消費がほとんどされない空回転時（現像工程をおこなうことなく現像装置が駆動されるときである。）に顕著にあらわれる。このような現像装置の空回転は、記録媒体の搬送経路が長く設定されている画像形成装置（例えば、フィニッシャ等の後処理装置や両面プリント用の搬送経路が設けられている画像形成装置である。）等では頻繁におこなわれるために、上述の問題は特に無視できないものになる。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、装置が高速化された場合等であっても、出力画像上にピッチ状のムラ画像が生じることがなく、トナー濃度を検知する検知手段の検知精度が高精度化かつ安定化して地肌汚れやトナー飛散が生じることのない、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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、トナーとキャリアとからなる現像剤が収容されるとともに像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置であって、回転軸に対して傾斜した複数の楕円板が回転軸方向に間隔を空けて配設されるとともに前記現像剤を回転軸方向に撹拌する撹拌部材と、前記撹拌部材に対向するとともに前記現像剤のトナー濃度を検知する検知手段と、を備え、前記撹拌部材は、その回転径に対して前記検知手段側に突出するとともに回転軸方向にみて前記検知手段の検知面の一部に対向する突出部を回転方向に複数備えたものである。
【００１１】
また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記複数の突出部は、前記撹拌部材の回転方向に１８０度ずれるように配設された２つの突出部であって、前記２つの突出部のうち一方の突出部は回転軸方向にみて前記検知手段の検知面の中心から一端にかけて対向するように配設され、前記２つの突出部のうち他方の突出部は回転軸方向にみて前記検知手段の検知面の中心から他端にかけて対向するように配設されたものである。
【００１２】
また、請求項３記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記撹拌部材は、前記複数の楕円板の外周部を回転軸方向に結ぶリブ部を回転方向に複数備え、前記突出部は、前記リブ部に配設されたものである。
【００１３】
また、請求項４記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項３に記載の発明において、前記撹拌部材は、前記突出部が配設された前記リブ部と隣接する２つの前記楕円板と前記回転軸とで包囲される空間の面積が、前記突出部が配設されていない前記リブ部と隣接する２つの前記楕円板と前記回転軸とで包囲される空間の面積よりも小さくなるように形成されたものである。
【００１４】
また、請求項５記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記撹拌部材は、前記突出部が配設された前記リブ部が前記回転軸に対して傾斜するように形成されたものである。
【００１５】
また、請求項６記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記突出部は、その長さが回転軸方向にみて前記検知手段の検知面の長さよりも短くなるように形成されたものである。
【００１６】
また、請求項７記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記像担持体に対向するとともに前記現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体と前記撹拌部材とに対向するとともに、前記現像剤担持体に向けて前記現像剤を供給する供給部材と、を備え、前記撹拌部材は、その回転径の周線速が前記供給部材の回転径の周線速の１／２以下になるように回転駆動されるものである。
【００１７】
また、請求項８記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記撹拌部材の回転数を可変する可変手段を備え、前記可変手段は、前記像担持体上に形成された潜像を現像する現像工程をおこなうために装置が駆動されているときの前記撹拌部材の回転数が現像工程をおこなうことなく装置が駆動されているときの前記撹拌部材の回転数よりも高くなるように制御するものである。
【００１８】
また、請求項９記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記撹拌部材は、前記回転軸に対する前記楕円板の傾斜角が６０±１５度となり、前記複数の楕円板の回転軸方向の間隔が１５±１０ｍｍとなるように形成されたものである。
【００１９】
また、請求項１０記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記検知手段は、磁気センサとしたものである。
【００２０】
また、この発明の請求項１１記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置を備えたものである。
【００２１】
また、この発明の請求項１２記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置を備えたものである。
【００２２】
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置（現像部）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部と、のうち少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたユニットと定義する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、撹拌部材の回転径に対して検知手段側に突出するとともに検知手段の検知面の一部に対向する突出部を、撹拌部材の回転方向に複数設置しているために、検知手段近傍の現像剤の流動性を効率的に向上させることができる。これにより、装置が高速化された場合等であっても、出力画像上にピッチ状のムラ画像が生じることがなく、トナー濃度を検知する検知手段の検知精度が高精度化かつ安定化して地肌汚れやトナー飛散が生じることのない、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できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
実施の形態．
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２５】
まず、図１にて、本実施の形態における画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、５０は画像形成装置としてのデジタル複写機の装置本体、５１はセットされた原稿Ｄを原稿読込部５２に搬送する原稿搬送部、５２は原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、５３は原稿読込部５２で読み込んだ画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム５４上に照射する露光部、５４は像担持体としての感光体ドラム、５５は感光体ドラム５４上を帯電する帯電部、５８は感光体ドラム５４上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、５９は感光体ドラム５４上の未転写トナーを回収するクリーニング部、６１〜６４は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、６５は記録媒体Ｐ上の未定着トナーを定着する定着部、７０は現像装置８０内の気体を吸気する吸気装置、８０は感光体ドラム５４上に形成された静電潜像を現像する現像装置（現像部）、１２０は複数のトナーボトル１２１が設置されたトナーバンク、１２２はクリーニング部５９や転写部５８で回収された廃トナーを収納する廃トナーボトルを示す。
【００２６】
図１を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５２上を通過する。このとき、原稿読込部５２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
そして、原稿読込部５２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部５３（書込部）に送信される。そして、露光部５３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、感光体ドラム５４上に向けて発せられる。
【００２７】
一方、感光体ドラム５４は、図中の時計方向に回転しており、まず、帯電部５５との対向位置でその表面が一様に帯電される。そして、帯電部５５で帯電された感光体ドラム５４表面は、露光光Ｌの照射位置に達する。そして、この位置で原稿Ｄの画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００２８】
その後、潜像が形成された感光体ドラム５４表面は、現像装置８０との対向位置に達する。そして、現像装置８０によって、感光体ドラム５４上の潜像が現像される。
ここで、現像装置８０内のトナーは、トナー補給部から供給されたトナーとともに、パドルローラ等によってキャリアと混合される。そして、摩擦帯電したトナーは、キャリアとともに現像ローラ上に供給される。トナー補給部のトナーは、現像装置８０内のトナーの消費にともない、現像装置８０内に適宜に供給されるものである。現像装置８０内のトナーの消費は、現像装置８０内に設置されたトナー濃度センサによって検出される。さらに、トナー補給部内のトナーは、複数のトナーボトル１２１が着脱自在に設置されたトナーバンク１２０から適宜に補給されるものである。
【００２９】
その後、現像装置８０で現像された感光体ドラム５４表面は、転写部５８との対向位置に達する。そして、この位置で、記録媒体Ｐ上に感光体ドラム５４上のトナー像が転写される。このとき、感光体ドラム５４上には、記録媒体Ｐに転写されない未転写トナーが僅かながら残存する。
【００３０】
その後、転写部５８を通過した未転写トナーを有する感光体ドラム５４表面は、クリーニング部５９との対向位置に達する。そして、感光体ドラム５４に当接するクリーニングブレードにより、未転写トナーがクリーニング部５９内に回収される。なお、クリーニング部５９で回収されたトナーは、廃トナーとして、不図示の廃トナー搬送経路を経て廃トナーボトル１２２に向けて搬送される。
その後、クリーニング部５９を通過した感光体ドラム５４表面は、不図示の除電部に達する。そして、ここで感光体ドラム５４表面の電位は除電されて、一連の作像プロセスを終了する。
【００３１】
一方、転写部５８に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、複数の給紙部６１〜６４のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、上段の給紙部６１が選択されたものとする。）。
そして、給紙部６１に収納された記録媒体Ｐの１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。
【００３２】
その後、搬送経路Ｋを通過した記録媒体Ｐは、レジストローラの位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム５４上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写位置（転写部５８と感光体ドラム５４との対向位置である。）に向けて搬送される。
そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部５８の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着部６５に達する。そして、この位置で、記録媒体Ｐ上の未定着トナー像が熱と圧力とによって定着される。その後、定着工程後の記録媒体Ｐは、出力画像として装置本体１から排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
なお、本実施の形態における画像形成装置は、高速機であって、記録媒体Ｐの搬送速度（又は、感光体ドラム５４の外周面における線速）が６３０ｍｍ／秒程度に設定されている。
【００３３】
ここで、図１を参照して、吸気装置７０は、主として、ダクト７５、吸気チューブ７１、エアーポンプ７２（ダイヤフラム式エアーポンプ）、排気チューブ７３、回収タンク７４等で構成されている。
ダクト７５は、現像装置８０内に連通するように、現像装置８０の開口部に着脱自在に接続されている。排気チューブ７１は、フレキシブルな材料で形成されていて、ダクト７５から吸引した空気（現像装置８０内に浮遊するトナーも同時に吸引される。）をエアーポンプ７２まで搬送する。
【００３４】
エアーポンプ７２は、吸気弁と排気弁とを備えたポンプ本体、ポンプ本体の凹部に覆設されたゴム材料、ゴム材料を可動させてポンプ本体の内容積を変化させる駆動部等で構成される。
排気チューブ７３は、フレキシブルな材料で形成されていて、エアーポンプ７２から排出された空気（トナーも同時に排出される。）を回収タンク７４まで搬送する。
【００３５】
回収タンク７４は、給紙部６１〜６４の近傍であって、装置本体１に対して着脱自在に設置されている。回収タンク７４には装置本体１外に連通する開口が設けられていて、その開口にはフィルタ７４ａが覆設されている。フィルタ７４ａは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）を延伸加工して形成される。フィルタ７４ａは、微細な連続多孔質構造を有していて、空気を通してトナーを捕集する。
【００３６】
このように構成された吸気装置７０は、先に説明した画像プロセスがおこなわれている間、エアーポンプ７２が稼働して現像装置８０内を吸気する。これにより、感光体ドラム５４に対向する現像ローラ８１、８２が設置された現像装置８０の開口８６（図２を参照できる。）では、現像装置８０外から現像装置８０内への吸い込み気流が発生して、開口８６からのトナー飛散が低減される。
【００３７】
ダクト７５から吸気された現像装置８０内の空気は、吸気チューブ７１、エアーポンプ７２、排気チューブ７３を通過して回収タンク７４内に搬送される。このとき、現像装置８０内の空気とともに現像装置８０内で浮遊していたトナーも、回収タンク７４に搬送される。そして、回収タンク７４に搬送された空気は、フィルタ７４ａを通過して装置本体１外に排出される。回収タンク７４に搬送されたトナーは、フィルタ７４ａに捕集されて回収タンク７４内に蓄積される。
【００３８】
次に、図２にて、現像装置８０の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
図２を参照して、８１は感光体ドラム５４に対向する現像剤担持体としての第１現像ローラ、８２は感光体ドラム５４に対向する現像剤担持体としての第２現像ローラ、８３は第１現像ローラ８１に現像剤を供給する供給部材としてのパドルローラ、８４は回転軸方向（長手方向）に複数の楕円板８４ａを有する撹拌部材としての撹拌ローラ、８５は第１現像ローラ８１に先端部が対向するように配設されたドクターブレード、８６は第１現像ローラ８１及び第２現像ローラ８２が露呈する開口、８７は感光体ドラム５４に向けて突出して当接する入口シール、８８は現像剤を長手方向に撹拌するための撹拌板、８９は現像剤を長手方向に撹拌するための搬送スクリュ、１００は現像装置８０内に収容された現像剤のトナー濃度を検知する検知手段としてのトナー濃度センサ（磁気センサ）、を示す。
現像装置８０内には、磁性材としてのキャリア（磁性キャリア）と、トナー（非磁性トナー）と、を有する現像剤（２成分現像剤）が収容されている。
【００３９】
２つの現像ローラ８１、８２は、図２中の矢印方向に回転している。現像剤は、矢印方向に回転する撹拌ローラ８４及び搬送スクリュ８９や撹拌板８８によって、回転軸方向（長手方向）に均一に撹拌・混合される。そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーが、パドルローラ８３（供給部材）によってキャリアとともに第１現像ローラ８１に供給され、その現像剤が第１現像ローラ８１上に担持される。
【００４０】
このとき、トナー補給部９０内に収容されたトナーが搬送部材９１によって補給ローラ９２（ノコ歯ローラ）の位置に搬送されて、補給ローラ９２からスリット板９３に形成された複数の孔部を介して現像装置８０内に適宜にトナーが補給される。なお、トナー補給部９０内のトナーは、現像装置８０内のトナー濃度（現像剤中のトナーの割合である。）を検知するトナー濃度センサ１００の検知結果に基いて、現像装置８０内に適宜に補給されるものである。
ここで、検知手段としてのトナー濃度センサ１００は、その検知面１００ａの近傍を流動する現像剤の透磁率を検出して電圧に変換する磁気センサである。詳しくは、現像剤のトナー濃度が低い場合には透磁率の増加にともないトナー濃度センサ１００のセンサ出力（出力電圧）が高くなって、現像剤のトナー濃度が高い場合には透磁率の減少にともないトナー濃度センサ１００のセンサ出力（出力電圧）が低くなる。
【００４１】
その後、第１現像ローラ８１に担持された現像剤は、ドクターブレード８５の位置で適量化された後に、感光体ドラム５４との対向位置（第１現像領域である。）に達する。さらに、その対向位置を通過した現像剤は、第１現像ローラ８１から第２現像ローラ８２に移動した後に、感光体ドラム５４との対向位置（第２現像領域である。）に達する。そして、それらの対向位置で、現像剤中のトナーが、感光体ドラム５４表面に形成された静電潜像に付着する。こうして、現像装置８０による現像工程が終了する。
なお、現像工程後の第２現像ローラ８２上の現像剤は、第２現像ローラ８２から離脱した後に、パドルローラ８３によって撹拌ローラ８４の位置まで搬送される。また、ドクターブレード８５の位置で第１現像ローラ８１から離脱した現像剤は、撹拌板８８及び搬送スクリュ８９によって長手方向に撹拌された後に、撹拌ローラ８４の位置まで搬送される。
【００４２】
次に、本実施の形態において特徴的な、撹拌ローラ８４の構成・動作について詳述する。
図３は、現像装置に設置される撹拌部材としての撹拌ローラ８４（楕円板ローラ）を示す斜視図である。図４は、撹拌ローラ８４の要部（トナー濃度センサ１００が配設された位置近傍である。）を示す側面図である。
【００４３】
図３及び図４を参照して、撹拌ローラ８４は、回転軸８４ｂ（軸部）に対して傾斜した複数の楕円板８４ａが回転軸方向（図２の紙面垂直方向であって、図４の左右方向である。）に間隔を空けて配設されている。このように構成された撹拌ローラ８４が回転軸８４ｂを中心にして回転することで、現像剤が回転軸方向に撹拌・混合されて、現像装置８０内に収容された現像剤のトナー濃度が回転軸方向で均一化される。
【００４４】
ここで、本実施の形態において、撹拌ローラ８４は、回転軸８４ｂに対する楕円板８４ａの傾斜角が６０度に設定されていて、複数の楕円板８４ａの回転軸方向の間隔（楕円板ピッチ）が１５ｍｍに設定されている。なお、本実施の形態のように高速の画像形成装置において、楕円ローラ８４の高速回転化にともなう楕円板ピッチのムラ画像の発生を抑止するためには、楕円板８４ａの傾斜角を６０±１５度として、楕円板ピッチを１５±１０ｍｍとすることが好ましい。
また、楕円板８４ａの外径は３４ｍｍに設定されていて、楕円板８４ａの肉厚は２ｍｍに設定されている。さらに、撹拌ローラ８４の回転数は、３００〜４６０ｒｐｍに設定されている。
【００４５】
図３及び図４を参照して、本実施の形態における撹拌ローラ８４は、複数の楕円板８４ａの外周部を回転軸方向に結ぶリブ部８４ｃ（縦搬送手段）が回転方向に複数設置されている（回転方向に９０度間隔で４本設けられている。）。このように撹拌ローラ８４にリブ部８４ｃを設けることで、楕円板８４ａによる回転軸方向の撹拌能力（横撹拌能力）に加えて、パドルローラ８３方向への搬送能力（縦搬送能力）が得られることになる。すなわち、撹拌ローラ８４によって回転軸方向に現像剤が撹拌されるとともに、供給部材としてのパドルローラ８３に向けて現像剤が積極的に搬送されることになる。
【００４６】
図２及び図４を参照して、トナー濃度センサ１００は、撹拌ローラ８４に対向する位置であって、回転軸方向のほぼ中央部に配設されている。なお、本実施の形態では、トナー濃度センサ１００を撹拌ローラ８４の下方に配設したが、トナー濃度センサ１００を撹拌ローラ８４の斜め下方（例えば、撹拌ローラ８４の中心と検知面１００ａとを結ぶ仮想線分が垂線に対して２０度傾斜する位置である。）に配設することもできる。
【００４７】
図４を参照して、本実施の形態における撹拌ローラ８４には、その回転径に対してトナー濃度センサ１００側（楕円板８４ａの外周よりも外側である。）に突出するとともに回転軸方向にみてトナー濃度センサ１００の検知面１００ａの一部に対向する突出部８４ｄが回転方向に複数設けられている。
【００４８】
詳しくは、撹拌ローラ８４には、その回転方向に１８０度ずれるように２つの突出部８４ｄが配設されている。２つの突出部８４ｄのうち一方の突出部（図４の下方にある突出部８４ｄである。）は、回転軸方向にみて検知面１００ａの中心Ｙから一端（図４の左端である。）にかけて対向するように配設されている。これに対して、２つの突出部８４ｄのうち他方の突出部（図４の上方にある突出部８４ｄである。）は、回転軸方向にみて検知面１００ａの中心Ｙから他端（図４の右端である。）にかけて対向するように配設されている。
なお、突出部８４ｄは、リブ部８４ｃ１上に一体的に形成されたものであって、その長さが回転軸方向にみて検知面１００ａの長さよりも短くなるように形成されている。また、突出部８４ｄと検知面１００ａとのギャップＧは、０．７ｍｍ程度に設定されている。
【００４９】
このように構成された撹拌ローラ８４の突出部８４ｄは、楕円ローラ８４の高速回転化にともなう楕円板ピッチのムラ画像の発生を抑止するために楕円板８４ａの傾斜角が大きく設定されている場合であっても、トナー濃度センサ１００の近傍における現像剤の流動性を効率的に向上することができる。特に、突出部８４ｄが検知面１００ａの全部ではなくて一部にのみ対向するように配設されるとともに、突出部８４ｄが回転方向に間隔を空けて配設されることで、トナー濃度センサ１００によって高精度にトナー濃度を検知するために必要である適度な現像剤の流動性が得られることになる。
【００５０】
ここで、図４に示すように、撹拌ローラ８４は、突出部８４ｄが配設されたリブ部８４ｃ１と隣接する２つの楕円板８４ａと回転軸８４ｂとで包囲される空間の面積（開口面積）が、突出部８４ｄが配設されていないリブ部８４ｃと隣接する２つの楕円板８４ａと回転軸８４ｂとで包囲される空間の面積（開口面積）よりも、小さくなるように形成することが好ましい。これにより、トナー濃度センサ１００近傍の現像剤の流動性をさらに効率的に向上させることができる。
さらに、撹拌ローラ８４の回転径（楕円板８４ａの外径部である。）の周線速を、パドルローラ８３の回転径（パドルローラ８３の外径部である。）の周線速に対して、１／２以下に設定することが好ましい。これにより、撹拌ローラ８４による横撹拌能力及び縦搬送能力を維持しつつ、トナー濃度センサ１００近傍の現像剤の流動性を向上させることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、図４に示すように、回転軸８４ｂに対して平行に設置されたリブ部８４ｃ１上に矩形状の突出部８４ｄを設けた。これに対して、図５に示すように、回転軸８４ｂに対して傾斜するように設置されたリブ部８４ｃ１上に突出部８４ｄを設けることもできる。このように構成された撹拌ローラ８４（突出部８４ｄ及びリブ部８４ｃ１）であっても、本実施の形態のものと同様に、トナー濃度センサ１００によって高精度にトナー濃度を検知するために必要である適度な現像剤の流動性が得られることになる。
【００５２】
図６は、上述した本実施の形態における効果を実験的に確認したものであって、トナー濃度センサ１００（検知手段）の感度を示すグラフである。
図６において、横軸は現像装置８０内に収容された現像剤のトナー濃度を示し、縦軸はトナー濃度センサ１００のセンサ出力を示す。図６において、実線Ｒ１は本実施の形態における撹拌ローラ８４において突出部８４ｄが設けられたリブ部８４ｃ１近傍の開口面積を、突出部８４ｄが設けられていないリブ部８４ｃ１近傍の開口面積と同等にしたときの、トナー濃度センサ１００の感度を示すグラフである。実線Ｒ２は本実施の形態における撹拌ローラ８４（図４のものである。）を用いたときの、トナー濃度センサ１００の感度を示すグラフである。実線Ｒ３は本実施の形態における撹拌ローラ８４（図４のものである。）を用いて、さらにその回転数を減速（７８％程度の回転数である。）したときの、トナー濃度センサ１００の感度を示すグラフである。図６におけるグラフの傾きが大きいほど、トナー濃度センサ１００の感度（追従性）が高く、高精度にトナー濃度を検知できることになる。
【００５３】
図６に示すように、本実施の形態における楕円ローラ８４を用いることで、トナー濃度センサ１００の充分な感度（追従性）が得られることがわかる。特に、実線Ｒ１と実線Ｒ２とを比較して、突出部８４ｄが設けられたリブ部８４ｃ１近傍の開口面積を、突出部８４ｄが設けられていないリブ部８４ｃ１近傍の開口面積よりも、小さくした方がトナー濃度センサ１００の感度が高まることがわかる。さらに、実線Ｒ２と実線Ｒ３とを比較して、撹拌ローラ８４の回転数を僅かに低くした方がトナー濃度センサ１００の感度が高まることがわかる。
なお、上述した実線Ｒ１〜Ｒ３に係わる実験において、出力画像上に、楕円ローラ８４の高速回転化にともなう楕円板ピッチのムラ画像の発生はまったくなかった。
【００５４】
また、上述の実験において、突出部８４ｄが設けられていない撹拌ローラ８４を用いてトナー濃度センサ１００の感度を確認したところ、トナー濃度制御の暴走（トナー濃度センサ１００の追従性が低下して、トナー濃度が狙いよりも極端に高く制御されてしまう現象である。）してしまった。
さらに、上述の実験において、楕円板８４ａの傾斜角が４５度であって楕円板ピッチが２６ｍｍに設定された撹拌ローラ８４を用いて出力画像の画質を確認したところ、楕円板ピッチ（約２６ｍｍピッチである。）のムラ画像が発生してしまった。
【００５５】
なお、上述したトナー濃度制御の暴走は、特に、現像装置８０からのトナー消費がほとんどされない空回転時（現像工程をおこなうことなく現像装置８０が駆動されるときである。）に顕著にあらわれる。具体的に、両面プリントモードや間欠プリントモード等をおこなうときには、現像装置８０が空回転される比率が増加するために、トナー濃度制御の暴走が生じやすくなる。
このような現象を考慮して、撹拌ローラ８４の回転数を可変する可変手段を設けて、現像工程をおこなっていないとき（空回転時である。）には撹拌ローラ８４の回転数が通常時（現像工程をおこなっているときである。）の回転数よりも低くなるように制御することもできる。これにより、より高精度なトナー濃度制御が可能になる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態では、撹拌ローラ８４（撹拌部材）の回転径に対してトナー濃度センサ１００（検知手段）側に突出するとともにトナー濃度センサ１００の検知面１００ａの一部に対向する突出部８４ｄを、撹拌ローラ８４の回転方向に複数設置しているために、トナー濃度センサ１００近傍の現像剤の流動性を効率的に向上させることができる。これにより、画像形成装置が高速化された場合等であっても、出力画像上にピッチ状のムラ画像が生じることがなく、トナー濃度を検知するトナー濃度センサ１００の検知精度が高精度化かつ安定化して、地肌汚れやトナー飛散の発生を抑止することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、現像装置８０を、装置本体１に対して独立して着脱されるユニットとした。これに対して、現像装置８０、感光体ドラム５４、帯電部５５、クリーニング部５９を一体化して、プロセスカートリッジを構成することもできる。この場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置における現像装置とその近傍を示す断面図である。
【図３】図２の現像装置に設置される撹拌部材を示す斜視図である。
【図４】撹拌部材の要部を示す側面図である。
【図５】別の撹拌部材の要部を示す側面図である。
【図６】トナー濃度センサの感度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
５０  画像形成装置本体（装置本体）、
５４  感光体ドラム（像担持体）、  ５８  転写部、
８０  現像装置（現像部）、  ８１  第１現像ローラ、  ８２  第２現像ローラ、
８３  パドルローラ（供給部材）、
８４  撹拌ローラ（撹拌部材）、
８４ａ  楕円板、  ８４ｂ  回転軸、
８４ｃ  リブ部、  ８４ｃ１  リブ部（センサ位置のリブ部）、
８４ｄ  突出部、
８５  ドクターブレード、
８６  開口、  ８７  入口シール、  ８８  撹拌板、
８９  搬送スクリュ、  ９１  搬送部材、
９２  補給ローラ、  ９３  スリット板
１００  トナー濃度センサ（検知手段、磁気センサ）、  １００ａ  検知面。
【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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