(57)【要約】【課題】簡便かつ安価な構成によって精度よくトナー濃度を検出することができる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置２０４内で仕切り板３０１によって区画された現像剤供給部３０２と現像剤攪拌部３０３とにそれぞれ配設された供給スクリュー３０４と攪拌スクリュー３０５にパドル３０７、３０８を固定し、パドル３０７、３０８の間にトナー濃度センサ３０６配設する。トナー濃度センサ３０６は透磁率センサでり、パドル３０７、３０８が現像剤を仕切り板３０１に押し付けることによって生じる透磁率の変化からトナー濃度を検出する。【選択図】図３
2012014034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置内に２成分系現像剤を収容し、感光体上に形成された静電潜像を顕像化する現像装置であって、
装置内の現像剤収容空間に、互いの搬送方向が異なる２つの搬送部材を平行して設けると共に、この２つの搬送部材の間に仕切り板を設けることによって形成された現像剤の循環路と、
前記仕切り板に取着され、通電されると、仕切り板を交差してその両側の収容空間に磁界を発生するコイルと、
前記コイルに通電して仕切り板両側の収容空間における現像剤の増減に応じて変化するインダクタンスを検出することにより現像剤濃度を検出する検出手段と、を備える
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記２つの搬送部材は、それぞれ、
前記コイルに隣り合う位置において、現像剤を掻き集めて、前記コイルに押し付けるパドル部材と、
前記コイルに隣り合う位置以外の位置において、現像剤を攪拌しながら、搬送するスクリュー部材と、を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記仕切り板によって区画された現像剤収容空間の一方における現像剤搬送方向の最上流位置においてトナー供給を受け、現像剤収容空間の他方において感光体にトナーを供給し、
前記コイルは、前記現像剤搬送方向において、仕切り板の中央部よりも上流側に配設されており、
前記２つの搬送部材は、パドル部材にて交互に現像剤を前記コイルに押し付け、
前記コイルは、現像剤が押し付けられたときのインダクタンスから、仕切り板によって区画された現像剤収容空間ごとのトナー濃度を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
コイルが仕切り板の内部に取着されており、
仕切り板を介して現像剤がコイルに押し付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
仕切り板とパドル部材と少なくとも一方が、現像剤よりも透磁率の低い材料からなっている
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載の現像装置を備える
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、現像装置及び画像形成装置に関し、特に、２成分系の現像剤を使用する現像装置内のトナー濃度を安価な構成で検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体上に形成された静電潜像に対して、現像装置を用いてトナーを供給することにより、静電潜像を現像したトナー像が形成される。
かかる現像装置としては、例えば、トナーとキャリアとからなる２成分系現像剤を用いる２成分現像方式の現像装置が知られている。２成分現像方式の現像装置においては、トナーとキャリアとが攪拌槽で攪拌され、帯電した後、現像剤担持体を収容する供給槽に搬送される。現像剤担持体は像担持体と対向する位置まで現像剤を搬送し、現像剤中のトナーのみを静電潜像に静電吸着させることによって、静電潜像が顕像化される。
【０００３】
このような現像動作を繰り返すと、現像装置内のトナーが消費されてゆくので、現像装置にはトナー補給装置が設けられており、また、攪拌層と供給槽とにそれぞれトナー濃度センサが配設され、トナー濃度を監視することによって、現像装置内のトナー濃度が一定に保たれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３９８７１６７号公報
【特許文献２】特開平３−４５９７３号公報
【特許文献３】特開２００８−１２９１３１号公報
【特許文献４】特開２００７−１４８２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、画像形成装置は常に低価格化が要求されており、そのためには、現像装置もコストを低減しなければならない。このため、冗長な構成があれば、これを可能な限り省いてゆく必要がある。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、簡便かつ安価な構成によって精度よくトナー濃度を検出することが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する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る現像装置は、装置内に２成分系現像剤を収容し、感光体上に形成された静電潜像を顕像化する現像装置であって、装置内の現像剤収容空間に、互いの搬送方向が異なる２つの搬送部材を平行して設けると共に、この２つの搬送部材の間に仕切り板を設けることによって形成された現像剤の循環路と、前記仕切り板に取着され、通電されると、仕切り板を交差してその両側の収容空間に磁界を発生するコイルと、前記コイルに通電して仕切り板両側の収容空間における現像剤の増減に応じて変化するインダクタンスを検出することにより現像剤濃度を検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、仕切り板にて区画された現像剤収容空間内の現像剤濃度に応じて変化するインダクタンスを１つのコイルを用いて計測することができるので、簡便かつ安価な構成によって精度よく現像剤濃度を検出することができる。
この場合において、前記２つの搬送部材は、それぞれ、前記コイルに隣り合う位置において、現像剤を掻き集めて、前記コイルに押し付けるパドル部材と、前記コイルに隣り合う位置以外の位置において、現像剤を攪拌しながら、搬送するスクリュー部材と、を備えているのが望ましい。このようにすれば、パドルにて現像剤を集めて、仕切り板に押し付けるので、現像剤収容空間内に現像剤が散在する場合と比べて、より大きなインダクタンスの変化を生じさせることができるので、現像剤濃度の検出精度を向上させることができる。
【０００８】
また、前記仕切り板によって区画された現像剤収容空間の一方における現像剤搬送方向の最上流位置においてトナー供給を受け、現像剤収容空間の他方において感光体にトナーを供給し、前記コイルは、前記現像剤搬送方向において、仕切り板の中央部よりも上流側に配設されており、前記２つの搬送部材は、パドル部材にて交互に現像剤を前記コイルに押し付け、前記コイルは、現像剤が押し付けられたときのインダクタンスから、仕切り板によって区画された現像剤収容空間ごとのトナー濃度を検出しても良い。
【０００９】
このようにすれば、仕切り板によって区画された現像剤収容空間それぞれの現像剤が交互にコイルに押し付けられるので、一方の現像剤収容空間内の現像剤がコイルに押し付けられた場合には当該現像剤収容空間内の現像剤濃度のみが検出され、他方の現像剤収容空間内の現像剤が押し付けられた場合には当該現像剤収容空間内の現像剤濃度のみが検出されるので、１つのコイルによって２つに区画された現像剤収容空間の双方の現像剤濃度をそれぞれ検出することができる。
【００１０】
また、コイルが仕切り板の内部に取着されており、仕切り板を介して現像剤をコイルに押し付ければ、現像剤が直接、コイルに触れることがないので、現像剤によるコイルの汚損を防止することができる。したがって、現像剤濃度の検出精度を向上させることができると共に、コイルの長寿命化を図ることができる。
また、仕切り板とパドル部材と少なくとも一方が、現像剤よりも透磁率の低い材料からなっていれば、更に精度良く現像剤濃度を検出することができる。
【００１１】
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る現像装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、上述のような効果を奏する画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るフルカラー電子写真方式の画像形成装置の主要な構成を示す図である。
【図２】作像部１０１Ｋの主要な構成を示す図である。
【図３】現像装置２０４の主要な構成を示す断面図である。
【図４】トナー濃度センサ３０６の構成を示す図であって、（ａ）はセンサ基板の正面図と側面図とを示し、（ｂ）は回路構成の概略を示す。
【図５】現像装置２０４の主要な構成を示す平面図である。
【図６】供給スクリュー３０４のパドル３０７を固定された部分を示す外観斜視図である。
【図７】パドル３０７、３０８の動きを説明する図であって、（ａ）から（ｄ）の順にパドル３０７、３０８が回転する。
【図８】トナー濃度センサ３０６の出力信号を例示する図である。
【図９】本発明の変形例に係るパドル３０７、３０８の動きを説明する図であって、（ａ）から（ｄ）の順にパドル３０７、３０８が回転する。
【図１０】本発明の変形例に係るトナー濃度センサ３０６の出力信号を例示する図である。
【図１１】断面形状が扇形状でないパドルを例示する図である。
【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及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］  画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係るフルカラー電子写真方式の画像形成装置の主要な構成を示す図である。図１に示されるように、画像形成装置１は作像部１０１Ｙ〜１０１Ｋ、制御部１０２、１次転写ローラ１０３Ｙ〜１０３Ｋ、中間転写ベルト１０４、２次転写ローラ対１０５、定着装置１０６、排紙ローラ対１０７、排紙トレイ１０８、クリーナ１０９及び給紙カセット１１０を備えている。また、画像形成装置１には、それぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（ブラック）の現像剤（トナー）を収容した現像剤収容器（いわゆるトナーカートリッジ）１１２Ｙ〜１１２Ｋが着脱可能に装着されている。
【００１４】
作像部１０１Ｙ〜１０１Ｋは、制御部１０２の制御の下、現像剤収容器１１２Ｙ〜１１２Ｋから現像剤の補給を受けて、それぞれＹＭＣＫ各色のトナー像を形成する。ＹＭＣＫ各色のトナー像は、中間転写ベルト１０４上に重なり合うように、１次転写ローラ１０３Ｙ〜１０３Ｋによってタイミングをとりながら静電転写（１次転写）される。中間転写ベルト１０４は、駆動ローラと受動ローラとに張架された無端状の回転体である。中間転写ベルト１０４は駆動ローラによって、矢印Ａ方向に回転し、トナー像を２次転写ローラ対１０５まで搬送する。
【００１５】
給紙カセット１１０は、記録シートＳを格納しており、ピックアップローラ１１１にて記録シートＳを上から１枚ずつ供給する。供給された記録シートＳは、中間転写ベルト１０４がトナー像を搬送するのに並行して、２次転写ローラ対１０５まで搬送される。２次転写ローラ対１０５は、電位差を有する１対のローラを互いに圧接させて転写ＮＩＰ部を形成している。この転写ＮＩＰ部において、中間転写ベルト１０４が担持するトナー像が記録シートＳ上へ静電転写（２次転写）される。２次転写後に中間転写ベルト１０４上に残留するトナーは、クリーナ１０９によって清掃、除去される。クリーナ１０９は、例えば、クリーナブレードを用いて中間転写ベルト１０４上の残留トナーを機械的に掻き取り、これを廃トナー容器に収容する。
【００１６】
トナー像を転写された記録シートＳは定着装置１０６へ搬送される。定着装置１０６は電磁誘導加熱方式の定着装置であって、トナー像を加熱、溶融して、記録シートＳに圧着する。トナー像を融着された記録シートＳは排紙ローラ対１０７によって排紙トレイ１０８上に排出される。
なお、電子写真方式による作像は温度や湿度などの環境条件やユーザの使用状況によって画質に変動を来たすので、制御部１０２は適宜、画像調整制御を実行して画像品位を一定に保つ。この他、制御部１０２は、画像形成装置１の動作を制御する。
【００１７】
［２］  作像部１０１Ｋの構成
次に、作像部１０１Ｋの構成について、作像部１０１Ｙ〜１０１Ｍにも共通する部分に着目して説明する。したがって、以下の説明は作像部１０１Ｙ〜１０１Ｋのいずれにも妥当する。
図２は、作像部１０１Ｋの主要な構成を示す図である。図２に示されるように、作像部１０１Ｋは感光体ドラム２０１、帯電装置２０２、露光装置２０３、現像装置２０４及び清掃装置２０５を備えており、感光体ドラム２０１の外周に沿って、周方向に帯電装置２０２、露光装置２０３、現像装置２０４及び清掃装置２０５の順に配設されている。
【００１８】
感光体ドラム２０１は不図示の駆動手段によって矢印Ｂ方向に回転駆動される。帯電装置２０２は、例えば、タングステンやステンレススチールからなるコロナワイヤや針状電極、鋸歯状電極などに高電圧を印加してコロナ放電を起こさせることによって、対向する感光体ドラム２０１の外周面を一様に帯電させる。また、コロナワイヤ等と感光体ドラム２０１の外周面との間に設けたグリッドに印加する電圧によって帯電電圧が調整される。露光装置２０３は半導体レーザ素子を有しており、制御部１０２の制御下、帯電した感光体ドラム２０１の外周面上にレーザ光を照射することによって、感光体ドラム２０１の外周面上に静電潜像を形成する。
【００１９】
現像装置２０４は、感光体ドラム２０１の外周面上にトナーを供給して、静電潜像を現像（顕像化）する。現像装置２０４は、現像ローラ２０６を備えており、現像ローラ２０６は、感光体ドラム２０１に対してカウンタ方向となる矢印Ｅ方向に回転駆動される。この回転に伴って、現像装置２０４内に貯留する現像在中のトナーが現像ローラ２０６の表面に付着する。また、不図示の電源から現像バイアスが印加されており、この現像バイアスによって感光体ドラム２０１との間に静電引力が作用することによって、現像ローラ２０６の外周面に付着したトナーが感光体ドラム２０１へ供給される。
【００２０】
清掃装置２０５はブレード２０７を感光体ドラム２０１の外周面に当接させることによって、１次転写後に感光体ドラム２０１の外周面上に残留するトナーを機械的に掻き取って清掃する。その後、不図示のイレーサランプによって感光体ドラム２０１が露光されることによって、感光体ドラム２０１の外周面が除電される。これを繰り返すことによって、次々と作像が実行される。
【００２１】
［３］  現像装置２０４の構成
次に、現像装置２０４の主要な構成について説明する。
図３は、現像装置２０４の主要な構成を示す断面図である。図３に示されるように、現像装置２０４の内部は、仕切り板３０１によって現像剤供給部３０２と現像剤攪拌部３０３とに区画されている。現像剤供給部３０２内には、矢印Ｅ方向に回転する現像ローラ２０６と、現像ローラ２０６の回転方向とはカウンタ方向となる矢印Ｃ方向に回転する供給スクリュー３０４と、が配設されている。現像ローラ２０６の回転軸と供給スクリュー３０４の回転軸とは互いに平行になっており、また、仕切り板３０１の長手方向にも平行になっている。供給スクリュー３０４が現像剤を攪拌しながら搬送し、現像ローラ２０６の外周面上に現像剤が供給される。
【００２２】
現像剤攪拌部３０３内には、現像剤収容器１１２から補給された現像剤を攪拌、帯電しながら搬送する攪拌スクリュー３０５を備えている。攪拌スクリュー３０５は、回転軸が仕切り板３０１の長手方向に平行になっており、矢印Ｄ方向に回転する。すなわち、供給スクリュー３０４と攪拌スクリュー３０５とは互いに回転軸が平行になっているおり、互いに反対方向に現像剤を搬送する。また、現像剤供給部３０２と現像剤攪拌部３０３とは、仕切り板３０１の長手方向両端において連通している。これによって、現像剤が現像剤供給部３０２と現像剤攪拌部３０３とを循環するようになる。
【００２３】
トナー濃度センサ３０６は、いわゆる透磁率センサである、透磁率の変化を検出することによって、現像剤供給部３０２内のトナー濃度と現像剤攪拌部３０３内のトナー濃度とを。検出する。
図４は、トナー濃度センサ３０６の構成を示す図であって、（ａ）はセンサ基板の正面図と側面図とを示し、（ｂ）は回路構成の概略を示す。図４に示されるように、トナー濃度センサ３０６は基板４０１上に外径ｄの１次コイル４０２が配設されてなり、その一端にコイル４０２に給電するための電極端子４０３が設けられている。また、１次コイル４０２の裏面には同じ大きさの２次コイル４０４が配設されている。
【００２４】
基板４０１はその主面が仕切り板３０１の主面に平行になるように仕切り板３０１の内部に設置される。これによって、基板４０１が現像剤供給部３０２や現像剤攪拌部３０３内の現像剤によって汚損するのが防止される。また、基板４０１の取り付けも容易になる。１次コイル４０２は、電極端子４０３を介して通電されることによって磁力線４０５を発生させる。磁力線４０５は仕切り板３０１の両側に向かって発生するので、現像剤供給部３０２内と現像剤攪拌部３０３内との両方を通過する。
【００２５】
また、図４（ｂ）に示されるように、１次コイル４０２の両端は、交流電源４１０に接続されている。また、１次コイル４０２の一方の端部は、位相比較回路４１１に接続されている。１次コイル４０２の２次側に配された２次コイル４０４は、互いに略同じ巻き数で逆極性の検出コイル４１４と基準４１５が直列に接続されてなる。１次コイル４０２および基準コイル４１５のコイル軸には高透磁率で平板なコア４１３が磁心として働くように挿入されている。
【００２６】
上述のように、基板４０１は仕切り板３０１の内部に埋め込まれているので、１次コイル４０２および検出コイル４１４の近くには、測定されるべき現像剤が流れており、その現像剤が磁心として働いて１次コイル４０２と検出コイル４１４との間のインダクタンスを変化させる。このインダクタンスの大きさは、磁心として働いている現像剤の量によって決まるので、検出コイル４１４の出力電圧によってトナー濃度を測定することができる。
【００２７】
基準コイル４１５と検出コイル４１４とは、直列に結ばれているので、その出力としては両コイルの差が取り出せる。位相比較回路４１２では、１次コイル４０２へ供給される交流電圧と２次側のコイルである基準コイル４１５および検出コイル４１４の出力との排他的論理和をとる。その後、その出力信号を平滑回路４１２で平滑化して出力信号とする。
【００２８】
図５は、現像装置２０４の主要な構成を示す平面図であって、説明のため、供給スクリュー３０４と攪拌スクリュー３０５とが省かれている。図５に示されるように、現像剤攪拌部３０３の現像剤搬送方向における最上流位置においてトナーホッパー５０３から供給されたトナーは不図示の攪拌スクリュー３０５に攪拌され、キャリアと混ぜ合わせられながら、仕切り板３０１に沿って矢印Ｇ方向に搬送される。これによって、帯電し、現像剤攪拌部３０３の端部まで搬送された現像剤は、現像剤供給部３０２へ押し出される。
【００２９】
現像剤供給部３０２においては、不図示の供給スクリュー３０４が仕切り板３０１並びに現像ローラ２０１に沿って矢印Ｆ方向に現像剤を搬送する。現像ローラ２０１の外周面は軸方向の全体に亘って現像剤供給部３０２に面しており、現像剤が矢印Ｆ方向に搬送されることによって、現像ローラ２０１の外周面全体に現像剤が供給される。現像剤供給部３０２の端部まで搬送された現像剤は、現像剤攪拌部３０３へ押し出され、攪拌スクリュー３０５によって再び矢印Ｇ方向へ搬送され、現像剤供給部３０２と現像剤攪拌部３０３とを循環する。
【００３０】
さて、トナーホッパー５０３は現像剤攪拌部３０３の現像剤搬送方向（矢印Ｇ方向）における最上流部にトナーを供給するので、現像剤攪拌部３０３においては現像剤搬送方向における上流ほどトナー濃度が高くなり、下流ほどトナー濃度が低くなる。また、現像剤供給部３０２においては、現像剤が矢印Ｆ方向に搬送されながら現像ローラ２０１に供給される。従って、現像剤供給部３０２においても現像剤搬送方向（矢印Ｆ方向）における上流ほどトナー濃度が高く、下流ほどトナー濃度が低い。
【００３１】
このため、現像剤供給部３０２における下流領域（以下、「トナー消費下流領域」という。）５０１と、現像剤攪拌部３０３における上流領域（以下、「トナー補給上流領域」という。）５０２と、を仕切る位置において、仕切り板３０１にトナー濃度センサ３０６を配設すれば、高い精度でトナー濃度を検出することができる。
さて、図３に戻って、供給スクリュー３０４と攪拌スクリュー３０５とはそれぞれトナー濃度センサ３０６に対向する位置にパドル３０７、３０８を備えており、他の部分は何れも現像剤を攪拌、搬送するためのスクリューになっている。なお、図２には、スクリュー部分の断面が示されている。
【００３２】
パドル３０７は供給スクリュー３０４に固定されており、供給スクリュー３０４と共に矢印Ｃ方向へ回転して、現像剤供給部３０２内の現像剤を仕切り板３０１に押し付ける。また、パドル３０８は攪拌スクリュー３０５に固定されており、攪拌スクリュー３０５と共に矢印Ｄ方向へ回転して、現像剤供給部３０２内の現像剤を仕切り板３０１に押し付ける。
【００３３】
パドル３０７、３０８は、回転軸に直交する断面において何れも半円形状（中心角が１８０度の扇形）になっている。図６は、供給スクリュー３０４のパドル３０７を固定された部分を示す外観斜視図である。図６に示されるように、パドル３０７は半円柱形状となっており、その側面は、現像装置２０４の内壁に沿って回転する半円筒面形状の部分（以下、「円筒部分」という。）と、仕切り板３０１に現像剤を押し付ける略平面形状の部分（以下、「平面部分」という。）と、からなっている。また、本実施の形態においては、トナー濃度センサ３０６のコイル４０２の外径ｄに略等しい高さとなっている。なお、パドル３０８もまたパドル３０７と同様の形状を有している。また、パドル３０７、３０８は何れも現像剤とは異なる透磁率を有する材料からなっている。本実施の形態においては、パドル３０７、３０８の材料は互いに透磁率が等しくなっている。
【００３４】
図７は、パドル３０７、３０８の動きを説明する図であって、（ａ）から（ｄ）の順にパドル３０７、３０８が回転する。図７（ａ）や図７（ｃ）に示されるように、パドル３０７、３０８は、平面部分が共に仕切り板３０１の主面に直交する状態においては、円筒部分が互いに平面部分の反対側となっている。また、図７（ｂ）や図７（ｄ）に示されるように、平面部分が共に仕切り板３０１の主面に平行になっている状態においては、円筒部分が何れも平面部分の同じ側に位置する。そして、パドル３０７、３０８は何れも同じ回転速度で、それぞれ矢印Ｃ、Ｄ方向に、すなわち反対向きに回転をする。
【００３５】
これによって、図７（ｂ）の状態においては、現像剤攪拌部３０３内においてパドル３０８の平面部分が仕切り板３０１に現像剤を押し付ける一方、現像剤供給部３０２内においてはパドル３０７の円筒部分が仕切り板３０１に対向するので、現像剤供給部３０２内の現像剤は仕切り板３０１から離隔される。同様に、図７（ｄ）の状態においては、現像剤供給部３０２内においてパドル３０７の平面部分が仕切り板３０１に現像剤を押し付ける一方、現像剤攪拌部３０３内においてはパドル３０８の円筒部分が仕切り板３０１に対向するので、現像剤攪拌部３０３内の現像剤は仕切り板３０１から離隔される。
【００３６】
したがって、パドル３０７、３０８によって、現像剤供給部３０２内の現像剤と現像剤攪拌部３０３内の現像剤が交互に仕切り板３０１に押し付けられることになる。本実施の形態においては、パドル３０７、３０８は現像剤とは異なる透磁率を有する材料からなっており、トナー濃度センサ３０６はパドル３０７、３０８の回転に伴う透磁率の変動を検出することによって、トナー濃度を検出することができる。
【００３７】
図８は、トナー濃度センサ３０６の出力信号を例示する図である。図８に示されるように、トナー濃度が安定している場合には、目標濃度８０１に対して、トナー濃度センサ３０６の出力信号（以下、「合成波形」という。）８０２を平均化した信号（以下、「動作平均濃度」という。）８０３が略一致する。
左手のグラフ８１１、８１２はそれぞれ安定時における現像剤攪拌部３０３内の現像剤による透磁率の変化と、現像剤供給部３０２内の現像剤による透磁率の変化とを、それぞれ示している。安定時には、現像剤供給部３０２にも現像剤攪拌部３０３にも十分な濃度のトナーが貯留しており、同程度の振幅のグラフとなる一方、パドル３０７、３０８が交互に現像剤を区切り板３０１に押し付けるので、グラフ８１１、８１２の位相は、ピーク位置に注目すれば、互いに１８０°ずれている。
【００３８】
次に、ベタ画像などのように現像剤を多く消費する画像を現像する際（以下、「供給側濃度低下時」という。）には、現像剤供給部３０２内の現像剤が急速に減少する。一方、この減少に追随して現像剤攪拌部３０３内の現像剤が減少するまでには多少の時間差がある。このため、左手のグラフ８３１のピークが高くなっていることからも分かるように、現像剤攪拌部３０３内ではトナー濃度が高い一方、現像剤供給部３０２内のトナー濃度が低いので、グラフ８３２のピークは低くなっている。
【００３９】
そして、グラフ８３１、８３２の合成波形８２２には、グラフ８３１、８３１の位相が互いに１８０°ずれていることから、グラフ８３１、８３２のピークがそれぞれ分かるようになっている。また、合成波形８２２を平均化した動作平均濃度８２３は、現像剤供給部３０２内のトナー濃度が低いので、目標濃度８０１を下回っている。
このように、本実施の形態によれば、パドル３０７、３０８を用いて現像剤供給部３０２並びに現像剤攪拌部３０３内の現像剤を交互に仕切り板３０１に押し付けることによって、現像剤供給部３０２と現像剤攪拌部３０３との双方のトナー濃度を個別に測定することができる。その結果、現像剤供給部３０２におけるトナー濃度の低下を検出した場合にはトナーホッパー５０３から現像剤攪拌部３０３にトナーが補給される。
【００４０】
供給側濃度低下後に現像剤攪拌部３０３にトナーが補給されると、直ちに現像剤攪拌部３０３のトナー濃度が上昇して、グラフ８５１のピークが更に高くなる一方、上述のようにタイムラグがあるので、現像剤供給部３０２のトナー濃度は低いままである（グラフ８５２）。このため、合成波形８４２におけるグラフ８５１のピークに対応するピークが更に高くなるが、グラフ８５２のピークに対応するピークは低いままである。また、合成波形８４２の動作平均濃度８４３はグラフ８５２のピークが高くなった分だけ上昇して、目標濃度８０１に等しくなっている。
【００４１】
このように、本実施の形態によれば、１つのトナー濃度センサ３０６で現像剤供給部３０２のトナー濃度と現像剤攪拌部３０３のトナー濃度との双方を検出することができる。
［４］  変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００４２】
（１）上記実施の形態においては、パドル３０７、３０８が交互に現像剤を仕切り板３０１に押し付ける場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて以下のようにしても良い。
図９は、本変形例に係るパドル３０７、３０８の動きを説明する図であって、（ａ）から（ｄ）の順にパドル３０７、３０８が回転する。なお、図９に示す核部材には、上記実施の形態における対応する部材と同じ符号が付与されている。
【００４３】
図９（ａ）や図９（ｃ）に示されるように、パドル３０７、３０８は、平面部分が共に仕切り板３０１の主面に直交する状態においては、円筒部分が互いに平面部分の同じ側となっている。また、図９（ｂ）や図９（ｄ）に示されるように、平面部分が共に仕切り板３０１の主面に平行になっている状態においては、円筒部分が互いに平面部分の反対側に位置する。なお、上記実施の形態と同様に、パドル３０７、３０８は何れも同じ回転速度で、それぞれ矢印Ｃ、Ｄ方向に、すなわち反対向きに回転をする。
【００４４】
これによって、図９（ｂ）の状態においては、現像剤供給部３０２内においてはパドル３０７の平面部分が、また、現像剤攪拌部３０３内においてはパドル３０８の平面部分が共に現像剤を仕切り板３０１に押し付ける。逆に、図９（ｄ）の状態においては、現像剤供給部３０２内においてはパドル３０７の円筒部分が、また、現像剤攪拌部３０３内においてはパドル３０８の円筒部分が何れも仕切り板３０１に対向するので、現像供給部３０２内でも現像剤攪拌部３０３内でも現像剤が仕切り板３０１から離隔される。
【００４５】
このように、現像剤供給部３０２内の現像剤と現像剤攪拌部３０３内の現像剤とが同時に仕切り板３０１に押し付けられたり、離隔されたりするので、トナー濃度センサ３０６はパドル３０７、３０８の回転に伴う透磁率の変動を検出することによって、現像剤供給部３０２と現像剤攪拌部３０３との全体のトナー濃度を検出することができる。
図１０は、本変形例に係るトナー濃度センサ３０６の出力信号を例示する図である。図１０に示されるように、トナー濃度が安定している場合には、目標濃度８０１に、合成波形１００２の動作平均濃度１００３が略一致する。
【００４６】
左手のグラフ１０１１、１０１２はそれぞれ安定時における現像剤攪拌部３０３内の現像剤による透磁率の変化と、現像剤供給部３０２内の現像剤による透磁率の変化とを、それぞれ示している。安定時には、現像剤供給部３０２にも現像剤攪拌部３０３にも十分な濃度のトナーが貯留しており、同程度の振幅のグラフとなっており、また、パドル３０７、３０８が同時に現像剤を区切り板３０１に押し付けるので、グラフ１０１１、１０１２の位相が一致する。
【００４７】
供給側濃度低下時には、現像剤供給部３０２における現像剤の急速な減少に追随して現像剤攪拌部３０３内の現像剤が減少するまでに多少の時間を要するため、現像剤攪拌部３０３内ではトナー濃度が高いままで、グラフ１０３１のピークが高くなる。一方、現像剤供給部３０２内のトナー濃度が低いので、グラフ１０３２のピークは低くなる。その結果、グラフ１０３２のピークが低くなった分だけグラフ１０３１、１０３２の合成波形１０２２のピークが低くなっている。また、動作平均濃度１０２３は、合成波形１０２２のピークが低くなった分だけ低くなって、目標濃度８０１を下回っている。
【００４８】
供給側濃度低下後に現像剤攪拌部３０３にトナーが補給されると、直ちに現像剤攪拌部３０３のトナー濃度が上昇して、グラフ１０５１のピークが高くなる一方、現像剤供給部３０２のトナー濃度が上昇するまでにはタイムラグがあるので、現像剤供給部３０２のトナー濃度は低いままである（グラフ１０５２）。このため、合成波形１０４２のピークも高くなり、動作平均濃度１０４３も上昇して、目標濃度８０１に等しくなる。
【００４９】
このように、本実施の形態によれば、１つのトナー濃度センサ３０６で動作平均濃度を検出することができるので、現像剤供給部３０２と現像剤攪拌部３０３との合計のトナー濃度を検出して、トナーの補給の要否を判定することができる。
（２）  上記実施の形態においては、回転軸に直行する断面における扇形状の中心角が１８０°である場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、中心角が１８０°以外の角度になっていても良いし、また、該断面形状が扇形状以外の形状であっても良い。断面形状が扇形状でない例を図１１に示す。図１１に示されるパドル１１０１は平板な板状となっており、その一辺において回転軸１１０２に固定されている。
【００５０】
なお、断面扇形状とする場合には、透磁率をより精度良く計測するためには、中心角が９０°以上で、かつ、１８０°以下の範囲とするのが望ましく、また、この範囲内であれば中心角が大きいほど好適である。また、中心角が１８０°を超えると現像剤の搬送を妨げる程度が甚だしくなるので、中心角は１８０°を超えないのが望ましい。
（３）  上記実施の形態においては、トナー消費下流領域５０１とトナー補給上流領域５０２とを仕切る位置においてトナー濃度センサ３０６を配設すれば、高い精度でトナー濃度を検出することができると述べたが、トナー消費下流域５０１とは、現像剤供給部３０２における現像剤搬送方向の下流側をいい、トナー補給上流領域５０２とは、現像剤攪拌部３０３における現像剤搬送方向の上流側を言う。
【００５１】
また、トナー濃度センサ３０６を配置する場合には、仕切り板３０１の長手方向中央部よりも、現像剤供給部３０２においては下流側、現像剤攪拌部３０３においては上流側とするのが特に望ましい。また、かかる範囲内においても、現像剤供給部３０２においてはより下流側、現像剤攪拌部３０３においてはより上流側にトナー濃度センサ３０６を配置すればより高い検出精度を達成することができる。
【００５２】
（４）  上記実施の形態においては、特に言及しなかったが、仕切り板３０１並びにパドル３０７、３０８及び１１０１は、トナー濃度センサ３０６にて現像剤と十分に区別ができる程度に、現像剤よりも低い透磁率を有する材料からなっているのが望ましい。仕切り板３０１やパドル３０７、３０８及び１１０１の透磁率が現像剤に近い透磁率や、現像剤よりも高い透磁率を有する材料からなる場合にはトナー濃度の検出精度が低下するからである。
【００５３】
（５）  上記実施の形態においては、差動トランスを用いた磁気ブリッジ型の透磁率センサを用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、他の磁気ブリッジ型センサや磁気ブリッジ型センサ以外の透磁率センサ、例えば、周波数型センサを用いても良い。透磁率センサの構成の如何に関わらず、仕切り板３０１にコイルを内蔵して、現像剤供給部３０２と現像剤攪拌部３０３との双方に磁界を発生させることによって、透磁率を検出することができるセンサを採用すれば、本発明の効果を得ることができる。
【００５４】
（６）  上記実施の形態においては、カラーの画像形成装置を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、モノクロの画像形成装置に本発明を適用しても効果を得ることができる。ただし、カラー画像形成装置においては複数色のそれぞれについて現像装置を有している関係上、必要となるトナー濃度センサの個数が多いので、その分、トナー濃度センサの個数を削減する効果が大きくなる。
【００５５】
また、プリンタであれ、ファクシミリであれ、複写機であれ、また、複数の機能を兼ね備えたＭＦＰ（Multi Function Peripheral）であれ、現像装置を有する装置であれば、本発明を適用して、その効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る現像装置及び画像形成装置は、２成分系の現像剤を使用する現像装置内のトナー濃度を安価な構成で検出する技術として有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１…………………画像形成装置
１０１……………作像部
１０２……………制御部
１１２……………現像剤収容器
２０４……………現像装置
２０６……………現像ローラ
３０１……………仕切り板
３０２……………現像剤供給部
３０３……………現像剤攪拌部
３０４……………供給スクリュー
３０５……………攪拌スクリュー
３０６……………トナー濃度センサ
４０１……………基板
４０２……………１次コイル
４０４……………２次コイル
４１４……………検出コイル
４１５……………基準コイル
４０３……………電極端子
４０５……………磁力線
４１０……………交流電源
４１１……………位相比較回路
４１２……………平滑化回路
４１３……………コア
５０３……………トナーホッパー
５０１……………トナー消費下流領域
５０２……………トナー補給上流領域
３０７、３０８…パドル
【図１】
2012014034.tif 000003
【図２】
2012014034.tif 000004
【図３】
2012014034.tif 000005
【図４】
2012014034.tif 000006
【図５】
2012014034.tif 000007
【図６】
2012014034.tif 000008
【図７】
2012014034.tif 000009
【図８】
2012014034.tif 000010
【図９】
2012014034.tif 000011
【図１０】
2012014034.tif 000012
【図１１】
2012014034.tif 000013