(57)【要約】【課題】タンデム構成の画像形成装置に用いられても、小型化を損なわずに透磁率センサを現像剤の不動層が生じ難い現像容器の側壁に設けることが可能な現像装置の提供。【解決手段】凹部４５が、現像容器４０の側壁４０ａに形成される。透磁率センサ８０は、凹部４５に侵入するように現像容器４０に設けられる。凹部４５は、側壁４０ａの一部の外壁面４０ｂが現像容器４０の内側に凹み且つ一部の内壁面４０ｃが現像容器４０内に突出している。即ち、透磁率センサ８０は側壁４０ａに埋め込まれる。こうすると、透磁率センサ８０の外壁面４０ｂから飛び出す部分が従来に比べて短くなる。これにより、本実施形態の現像装置をタンデム構成の画像形成装置に用いれば、画像形成装置の小型化を損なわずに、透磁率センサ８０を現像剤の不動層が生じ難い現像容器４０の側壁４０ａに設けることが容易にできる。【選択図】図８
2017211612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器内の現像剤のトナー濃度を検出する検出手段と、
前記現像容器内に前記現像容器の側壁に対向して配置され、回転軸と前記回転軸の周りに形成された螺旋状の羽根とを有する搬送手段と、を備え、
前記現像容器は、前記側壁の一部の外壁面が内側に凹み且つ内壁面が前記現像容器内に突出するように形成された凹部を有し、
前記検出手段は、前記凹部に侵入するように前記現像容器に設けられ、
前記搬送手段は、前記側壁に対向する部分のうち前記凹部に対向する第一搬送部の外径が前記第一搬送部以外の第二搬送部の外径よりも小さく形成されている、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像容器は、前記凹部の底面部が前記凹部の形成されていない前記側壁の内壁面よりも内側に形成され、且つ前記凹部の形成された前記側壁の厚さと前記凹部の形成されていない前記側壁の厚さとが同じに形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記搬送手段は、前記第一搬送部の前記回転軸の軸径が前記第二搬送部の前記回転軸の軸径よりも細い、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記搬送手段は、前記回転軸の一部に前記羽根に加えて径方向に突出したリブ部材を有し、
前記リブ部材は、前記回転軸の径方向の長さに関し、前記凹部に対向する第一リブ部材が前記第一リブ部材以外の第二リブ部材よりも短く形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記検出手段は、板状の基板部と、前記基板部上に突出して設けられ通電に応じて磁界を発生する検出部とを有し、
前記凹部は、前記検出部を侵入させ前記現像容器内に露出させる開口部を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記搬送手段は、前記回転軸の一部に前記羽根に加えて径方向に突出したリブ部材を有し、
前記リブ部材は、前記検出部以外で前記凹部に対向する第一リブ部材と、前記凹部以外で前記側壁に対向する第二リブ部材と、前記検出部に対向する第三リブ部材とを有し、前記回転軸の径方向の長さに関し、前記第三リブ部材は前記第一リブ部材よりも短く且つ前記第一リブ部材は前記第二リブ部材よりも短く形成されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記凹部内に収容されるように前記側壁の外壁面よりも前記現像容器の内側に設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記凹部は、底面部から前記現像容器の外側に向かって突出する嵌合部を有し、
前記検出手段は、前記嵌合部と嵌合する被嵌合部を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像容器内を、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、前記第一室との間に現像剤の循環経路を形成する第二室とに隔てる隔壁と、を備え、
前記搬送手段は、前記第一室に配置され前記第一室で現像剤を搬送する第一搬送手段と、水平方向から視て前記第一搬送手段と少なくとも一部が重なるように前記第二室に配置され、前記第二室で前記第一搬送手段と反対方向に現像剤を搬送する第二搬送手段とを有し、
前記側壁は、前記隔壁と水平方向に前記第二搬送手段を挟んで対向して配置される側壁である、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に好適な現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいは複合機などの画像形成装置で使用される現像装置では、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤（以下、単に現像剤と記す）が用いられている。画像形成時、現像容器内を循環搬送される現像剤のトナーは現像に供されることによって消費されるが、それに伴い現像剤のトナー濃度（現像剤の全重量に占めるトナーの重量の割合（比率）、ＴＤ比とも呼ぶ）は低くなる。しかし、トナー濃度が低くなり過ぎた現像剤は画像不良を生じさせることから、画像形成装置では現像剤のトナー濃度に応じて随時に現像剤を補給できるようにしている。現像剤のトナー濃度を検出するため、現像容器には現像剤の透磁率を検出可能な透磁率センサ（インダクタンスセンサ）が設けられている。
【０００３】
通常、透磁率センサは、通電に応じて磁界を発生するコイルを有する検出部が現像容器内に露出するように、そして電子回路等を有する基板部が現像容器外に配置されるようにして、現像容器の側壁（容器側壁）に設けられる（特許文献１）。ただし、感光ドラムや現像装置等を有する画像形成部が複数並べられて配置された所謂タンデム構成の画像形成装置では、透磁率センサが現像容器の底部（容器底部）や現像容器下方の角部（容器角部）の現像容器外に設けられる場合がある（特許文献２）。あるいは、透磁率センサが現像容器内に配置される場合もある（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２５１４号公報
【特許文献２】特開平１１−８４８５３号公報
【特許文献３】特開２０００−２１４６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の容器底部や容器角部は、現像容器内を搬送される現像剤の不動層が生じやすい箇所であり、それらの箇所に現像剤の不動層が生じると、透磁率センサによるトナー濃度の検出結果に誤差が生じ得る。これを避けるためには、現像剤の不動層が生じ難い箇所つまりは現像剤の流動性の高い箇所に透磁率センサを設けるのがよく、そうした箇所として容器底部や容器角部よりも上方の容器側壁が考えられる。しかしながら、タンデム構成の画像形成装置に用いた場合に、画像形成部と画像形成部との間隔をより狭くすると、容器側壁の外側に透磁率センサを設ける余地がほとんどないため、透磁率センサを容器側壁の外側に設けるのが難しかった。他方、透磁率センサを現像容器内に設けることも考えられるが、その場合には現像剤が基板部に入り込みやすく、入り込んだ現像剤が電気ノイズを引き起こしトナー濃度の誤検出の原因となるので、透磁率センサを現像容器内に設けることも難しい。
【０００６】
従って、従来の現像装置はタンデム構成の画像形成装置に用いるような場合、画像形成装置をより小型化するのに向いていない。そこで、例えタンデム構成の画像形成装置に用いる場合でも、画像形成装置の小型化を損なうことなく、透磁率センサを現像剤の不動層が生じ難い容器側壁に設けることが可能な現像装置が従来から望まれていたが、未だそのような装置は提案されていない。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、例えタンデム構成の画像形成装置に用いられても、画像形成装置の小型化を損なうことなく、透磁率センサを現像剤の不動層が生じ難い現像容器の側壁に設けることが可能な現像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る現像装置は、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内の現像剤のトナー濃度を検出する検出手段と、前記現像容器内に前記現像容器の側壁に対向して配置され、回転軸と前記回転軸の周りに形成された螺旋状の羽根とを有する搬送手段と、を備え、前記現像容器は、前記側壁の一部の外壁面が内側に凹み且つ内壁面が前記現像容器内に突出するように形成された凹部を有し、前記検出手段は、前記凹部に侵入するように前記現像容器に設けられ、前記搬送手段は、前記側壁に対向する部分のうち前記凹部に対向する第一搬送部の外径が前記第一搬送部以外の第二搬送部の外径よりも小さく形成されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えタンデム構成のような画像形成部間の間隔が狭い画像形成装置に用いられるような場合でも、画像形成装置の小型化を損なわずに、トナー濃度を検出するための検出手段を不動層が生じ難い現像容器の側壁に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る現像装置を適用した画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】本実施形態の現像装置を示す断面図。
【図３】軸線方向を含む水平断面で見た現像装置を示す上面断面図。
【図４】透磁率センサの外観を示す斜視図。
【図５】センサの検出原理を説明する図。
【図６】センサ回路を示す回路図。
【図７】センサ配置について説明する模式図。
【図８】センサ及び撹拌スクリューの一部を拡大して示す断面図。
【図９】凹部の別の例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態に係る現像装置について説明する。まず、本実施形態に係る現像装置を適用した画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０に沿って画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１２】
＜画像形成部＞
画像形成部ＵＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１０に転写される。画像形成部ＵＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１０に転写される。画像形成部ＵＣ、ＵＫでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト１０に転写される。中間転写ベルト１０に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）へ一括転写される。
【００１３】
画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。そこで、以下では、画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、画像形成部ＵＹ〜ＵＫの構成及び動作を説明する。
【００１４】
画像形成部Ｕでは、感光ドラム１を囲むように、一次帯電器２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５、クリーニングブレード６が配置されている。感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成されており、所定のプロセススピードで図１の矢印Ｒ１方向に回転される。
【００１５】
一次帯電器２は例えばローラ状に形成された帯電ローラなどであり、帯電バイアス電圧が印加されて感光ドラム１に接触することで、感光ドラム１を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。露光装置３は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームをレーザー発光素子から発生し、これを回転ミラーで走査して帯電させた感光ドラム１の表面に画像の静電像を書き込む。現像装置４は、トナーを感光ドラム１に供給して、静電像をトナー像に現像する。現像装置４については後述する（図２及び図３参照）。
【００１６】
一次転写ローラ５は、中間転写ベルト１０を挟んで感光ドラム１に対向配置され、感光ドラム１と中間転写ベルト１０との間にトナー像の一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写部Ｔ１では、高圧電源（不図示）により一次転写ローラ５に転写電圧が印加されることで、トナー像が感光ドラム１から中間転写ベルト１０へ一次転写される。
【００１７】
一次転写後に感光ドラム１上に僅かに残る一次転写残トナーは、クリーニングブレード６によって除去される。クリーニングブレード６は、例えばポリウレタンなどの非磁性材料で構成された弾性を有する板状部材である。クリーニングブレード６は、一次転写部Ｔ１よりも感光ドラム１の回転方向下流側にまた一次帯電器２よりも感光ドラム１の回転方向上流側に配置され、感光ドラム１の回転軸線方向（長手方向）に沿うように設けられている。
【００１８】
中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１、テンションローラ１２及び二次転写内ローラ１３等のローラに掛け渡して支持され、駆動ローラ１１に駆動されて図１の矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写部Ｔ２は、二次転写内ローラ１３に支持された中間転写ベルト１０に二次転写外ローラ１４を当接して形成される記録材Ｐへのトナー像転写ニップ部である。二次転写部Ｔ２では、二次転写外ローラ１４に二次転写電圧が印加されることで、トナー像が中間転写ベルト１０から二次転写部Ｔ２に搬送される記録材Ｐへ二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト１０に付着したまま残る二次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１５が中間転写ベルト１０を摺擦することにより除去される。
【００１９】
二次転写部Ｔ２で四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１６へ搬送される。定着装置１６は、互いに対向する２つのローラもしくはベルト等による圧力と、一般的にはヒータ等の熱源（不図示）による熱を加えて記録材Ｐ上にトナー像を溶融固着する。定着装置１６によりトナー像の定着された記録材Ｐは、機体外へ排出される。
【００２０】
＜現像装置＞
本実施形態の現像装置４について、図２及び図３を用いて説明する。現像装置４は、図２に示すように、規制ブレード２０、ハウジングを形成する現像容器４０、現像剤担持体としての現像スリーブ５０、第一搬送手段としての現像スクリュー６０、第二搬送手段としての撹拌スクリュー６１などを備える。
【００２１】
現像容器４０には、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤が収容されている。つまり、本実施形態は現像方式として二成分現像方式を採用し、マイナス帯電極性の非磁性トナーとプラス帯電極性の磁性キャリアとが混合された現像剤を用いている。非磁性トナーはポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤さらにはワックスなどを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。初期状態の現像剤のトナー濃度（ＴＤ比）は、例えば８％である。
【００２２】
現像容器４０は感光ドラム１（図１参照）に対向した一部分が開口しており、図２に示すように、この開口部に一部が露出するようにして現像スリーブ５０が回転可能に配置されている。現像スリーブ５０はアルミニウムやステンレスなどのような非磁性材料で円筒状に形成され、感光ドラム１との対向面において同一方向に回転される。現像スリーブ５０の内部には、磁界発生手段としてのマグネットローラ５１が固定配置されている。マグネットローラ５１の磁力によって、現像スリーブ５０の表面には現像剤の磁気穂が形成される。現像スリーブ５０の表面に形成された磁気穂は、規制ブレード２０により層厚が規制されて所定の現像領域へと送られる。規制ブレード２０はアルミニウムなどの非磁性材料で構成された板状部材であって、現像スリーブ５０の回転軸線方向（長手方向）に沿って配設されている。現像領域へ送られた磁気穂が感光ドラム１を摺擦することにより、感光ドラム１に形成された静電潜像がトナー像に現像される。
【００２３】
現像容器４０は、略中央部において図面垂直方向に延在する隔壁７０によって、図２において図面左側の現像室４１と図面右側の撹拌室４２とに水平方向に区画されている。また、現像室４１と撹拌室４２とは、図３に示すように、隔壁７０の両端部に設けた第一連通部４３と第二連通部４４を通じて連通し、現像剤の循環経路を形成している。
【００２４】
第一室としての現像室４１には現像スクリュー６０が、第二室としての撹拌室４２には撹拌スクリュー６１がそれぞれ回転自在に配設されている。現像スクリュー６０及び撹拌スクリュー６１は、それぞれが回転軸６０ａ、６１ａの周りに螺旋状に設けられた羽根６０ｂ、６１ｂを有するスクリュー構造である。
【００２５】
現像スクリュー６０は現像室４１内に現像スリーブ５０の回転軸線方向に沿って略平行に配置され、撹拌スクリュー６１は撹拌室４２内に現像スクリュー６０と略平行に配置される。現像スクリュー６０と撹拌スクリュー６１は、水平方向から視て少なくとも一部が重なるようにして配置されていればよい。本実施形態では、現像スクリュー６０と撹拌スクリュー６１とが水平方向に並べて配置されている（図２参照）。
【００２６】
現像スリーブ５０、現像スクリュー６０、撹拌スクリュー６１はそれぞれ不図示のギア列によって連結駆動される構成になっていて、不図示の駆動モータからのギア列を介してそれぞれ回転する。現像スクリュー６０が回転すると、現像室４１内の現像剤は現像スクリュー６０の回転軸６０ａに沿って図３の右方から左方へ搬送される。現像室４１内を搬送される現像剤は、第一連通部４３で現像室４１から撹拌室４２へ受け渡される。他方、撹拌スクリュー６１が回転すると、撹拌室４２内の現像剤は撹拌スクリュー６１の回転軸６１ａに沿って図３の左方から右方へ、つまり現像室４１内の現像剤とは反対方向に搬送される。撹拌室４２内を搬送される現像剤は、第二連通部４４で撹拌室４２から現像室４１へ受け渡される。こうして現像スクリュー６０及び撹拌スクリュー６１に撹拌されながら搬送される現像剤は、トナーが負極性に、キャリアが正極性に帯電される。
【００２７】
＜ＡＴＲ制御＞
画像形成装置１００ではトナー帯電量が画像濃度に影響するが、トナー帯電量は現像剤のトナー濃度に相関する。そこで、現像容器４０内の現像剤のトナー濃度を所定範囲に維持するために、制御部１１０により自動トナー補給制御（ＡＴＲ：Ａｕｔｏ Ｔｏｎｅｒ Ｒｅｐｌｅｎｉｓｈ）が実行される。自動トナー補給制御が実行されると、画像形成時に消費された量に相当する分のトナーがホッパ１１１から現像容器４０に補給される。制御部１１０は、例えば画像形成する画像の濃度や面積などから１枚の記録材Ｐごとにトナー消費量を算出して、後述する透磁率センサ（インダクタンスセンサ）を用いて検出されるトナー濃度に応じて適切な量のトナー補給量を求めることができる。
【００２８】
＜透磁率センサ＞
現像容器４０内（現像容器内）に収容されている現像剤のトナー濃度を検出するために、透磁率センサ８０が用いられている。透磁率センサ８０を用いると、画像形成中でも随時にＡＴＲ制御が行われ得るので、もって画像形成装置１００の効率的な運用が実現される。
【００２９】
図３に示すように、透磁率センサ８０は、撹拌室４２と現像室４１とを連通する第二連通部４４よりも撹拌スクリュー６１の現像剤搬送方向の上流側に設けられている。ただし、透磁率センサ８０は、撹拌室４２において第二連通部４４に近い側に設けられるのが好ましい。これは、特にＡＴＲ制御時に補給されたトナーが既存の現像剤と十分に撹拌された状態で、現像剤のトナー濃度が適切に検出されるようにするためである。また、透磁率センサ８０は、検出部８０ａを現像容器４０内に露出させた状態で、詳しくは後述するように、隔壁７０と水平方向に撹拌スクリュー６１を挟んで対向する撹拌室４２側の側壁４０ａに埋め込まれるようにして設けられている。なお、透磁率センサ８０を設けた側壁４０ａ側で現像剤の流動性を確保する観点から、撹拌スクリュー６１は羽根６１ｂが側壁４０ａ側で上昇するように回転されるのが好ましい。
【００３０】
検出手段としての透磁率センサ８０はコイルのインダクタンスを利用して、現像剤の透磁率の変化に応じた出力値を出力する。透磁率センサ８０では、現像剤のトナー濃度が減少した場合、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの割合が大きくなり、現像剤の見かけの透磁率が高くなって出力値が高くなる。反対に、現像剤のトナー濃度が上昇した場合、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの割合が小さくなり、現像剤の見かけの透磁率が低くなって出力値が低くなる。こうした透磁率センサ８０の構成について、図４乃至図６を用いて説明する。
【００３１】
図４は、透磁率センサ８０の外観を示す斜視図である。図４に示すように、透磁率センサ８０は、円柱状の検出部８０ａと板状の基板部８０ｂとに大きく分けることができる。検出部８０ａは基板部８０ｂ上（基板部上）から突出して設けられ、検出部８０ａには通電に応じて磁界を形成するコイル（後述する駆動コイル、検出コイル、基準コイル、図６参照）が配置されている。検出部８０ａは、例えば基板部８０ｂからの高さが４ｍｍ、直径が８ｍｍ程度に形成される。他方、基板部８０ｂは、ＬＣ発振回路のうちコイル以外の電子部品（コンデンサ、半導体集積回路（ＩＣ）、抵抗等、図６参照）を有し、それらの電子部品は検出部８０ａのコイルに電気的に接続されている。透磁率センサ８０は、検出部８０ａが現像容器４０内に露出するようにして現像容器４０に取り付けられる。基板部８０ｂには、現像容器４０側に設けられた嵌合部としての嵌合突部９０（後述する図８参照）と嵌合する被嵌合部としての被嵌合孔９１が設けられ、透磁率センサ８０を現像容器４０に着脱自在に取り付けできるようにしている。
【００３２】
図５は、透磁率センサ８０の検出原理を説明する図である。本実施形態の場合、透磁率センサ８０として差動トランスの原理を採用したものを用いた。差動トランスは、駆動コイルＬ１、基準コイルＬ２、検出コイルＬ３を同一コアに設けて構成され、駆動コイルＬ１が高周波（例えば５００ｋＨｚ）の交流電圧で駆動されることに応じて「Ｖ０＝Ｖ２−Ｖ３」を差動出力する。ここで、基準コイルＬ２のピーク電圧を「Ｖ２」、検出コイルＬ３のピーク電圧を「Ｖ３」で表している。例えば初期のトナー濃度（例えば８％）での検出コイルＬ３と基準コイルＬ２のピーク電圧を「Ｖ３０」、「Ｖ２０」とすると、検出コイルＬ３の電圧変化「ΔＶ３」に対し、透磁率センサ８０は「Ｖ０＝Ｖ２０−（Ｖ３０＋ΔＶ３）＝−ΔＶ３」を出力する。
【００３３】
図６に、透磁率センサ８０の回路構成の一例を示す。図６に示したＬＣ発振回路は、上述した差動トランスを構成するコイル（駆動コイルＬ１、基準コイルＬ２、検出コイルＬ３）の他に、コンデンサ、半導体集積回路（ＩＣ）、抵抗等の電子部品を有する。図６に示した回路構成とすることにより、透磁率センサ８０は、上述したように検出コイルＬ３の電圧変化「ΔＶ３」をそのまま出力する。勿論、透磁率センサ８０は図６に示した回路構成に限られず、現像剤の透磁率の変化を検出できればどのような回路構成であってもよい。
【００３４】
最近では、タンデム構成の画像形成装置１００をより小型化するために、現像装置４Ｙ〜４Ｋを有する複数の画像形成部ＵＹ〜ＵＫそれぞれが、隣り合う画像形成部間の間隔をできる限り狭くして配置される。本実施形態では図１の左側から順に、画像形成部ＵＫと画像形成部ＵＣとの間隔、画像形成部ＵＣと画像形成部ＵＭとの間隔、画像形成部ＵＭと画像形成部ＵＹとの間隔がそれぞれ等間隔で且つより狭くなるように、画像形成部ＵＹ〜ＵＫが配置される。
【００３５】
上述した制御部１１０は、透磁率センサ８０からの現像容器４０内に収容された現像剤の透磁率の変化に応じた出力値に基づいて、現像剤のトナー濃度を判断する。そして、透磁率センサ８０から現像剤の透磁率の変化に応じた適切な出力値を得るには、現像容器４０内において検出部８０ａの近傍で現像剤を滞留させない必要がある。即ち、検出部８０ａ近傍に現像剤が滞留して現像剤の不動層が形成されてしまうと、例えＡＴＲ制御の実行に伴い現像容器４０内にトナーが補給されたとしても、検出部８０ａ近傍で現像剤の入れ替えが生じ難いがため、その結果、トナー濃度が誤検出され得る。特に、透磁率センサ８０が容器底部や容器角部に設けられている場合には、トナー濃度の誤検出が顕著であった。
【００３６】
上記点に鑑み、タンデム構成の画像形成装置１００の場合でも、透磁率センサ８０は、容器底部や容器角部に比べて現像剤が滞留し難いつまり現像剤の流動性が高い、現像容器４０の側壁４０ａに設けられるのが好ましい。しかし、既に述べたように、従来の現像装置ではタンデム構成の画像形成装置に用いたような場合に、画像形成部ＵＹ〜ＵＫ間の間隔が狭くなると、透磁率センサ８０を現像容器４０の側壁４０ａに設けることが難しかった。
【００３７】
そこで、本実施形態の現像装置４Ｙ〜４Ｋでは、画像形成部ＵＹ〜ＵＫ間の間隔が比較的に狭くても、現像容器４０の側壁４０ａに透磁率センサ８０を設けることができるようにした。以下、この点について図７及び図８を用いて説明する。
【００３８】
図７に示すように、透磁率センサ８０は、検出部８０ａが撹拌室４２側の側壁４０ａから例えば２ｍｍ程度、撹拌スクリュー６１側に突出するようにして設けられる。検出部８０ａは、先端面が撹拌スクリュー６１の回転軸６１ａに向けられている。透磁率センサ８０は、検出部８０ａの中心と撹拌スクリュー６１の回転軸中心とを結ぶ第一直線（図中点線Ｚ）と、撹拌スクリュー６１の回転軸中心を通る水平方向の第二直線（図中点線Ｙ）とのなす角度θが±１０度の範囲内に収まるように設けられる。第一直線と第二直線とのなす角度は０度により近い方が好ましく、図７では第一直線と第二直線とのなす角度が０度になるように、透磁率センサ８０を設けた場合を例に示している。
【００３９】
本実施形態では、透磁率センサ８０を上記した現像容器４０の側壁４０ａに設けるために、現像容器４０の側壁４０ａに透磁率センサ８０を着脱自在に保持する凹部４５が設けられている。凹部４５は、図８に示すように、側壁４０ａの一部の外壁面４０ｂが現像容器４０の内側に凹み且つ側壁４０ａの一部の内壁面４０ｃが現像容器４０内に突出するように形成されている。透磁率センサ８０は、この凹部４５に侵入するように現像容器４０の側壁４０ａに設けられる。
【００４０】
凹部４５は、底面部４５ａから現像容器４０の外側に向かって突出した嵌合突部９０を有する。また、凹部４５は底面部４５ａに現像容器４０内部に連通する開口部４５ｂを有する。嵌合突部９０が透磁率センサ８０の基板部８０ｂに形成された被嵌合孔９１（図４参照）と嵌合することで、透磁率センサ８０は凹部４５に保持される。そして、開口部４５ｂに透磁率センサ８０の検出部８０ａを侵入させることで、検出部８０ａを現像容器４０内に露出させた状態で、透磁率センサ８０は凹部４５に保持される。これは、検出部８０ａを現像容器４０内の現像剤に直接的に触れさせた方が、トナー濃度をより高い精度で検出できるからである。その一方で、基板部８０ｂを現像剤に触れさせてしまうと、基板部８０ｂに現像剤が入り込み、これに起因してトナー濃度が誤検出され得る。そこで、基板部８０ｂについては現像容器４０内の現像剤に触れないように、凹部４５によって隔てられた現像容器４０の外側に配置するようにしている。
【００４１】
凹部４５は、図８に示すように、底面部４５ａが凹部４５の形成されていない側壁４０ａの内壁面４０ｃよりも現像容器４０の内側に形成されるのが好ましい。そして、凹部４５の底面部４５ａの厚さと、凹部４５の形成されていない側壁４０ａの厚さとは、ほぼ同じ厚さに形成されるのが好ましい。こうすると、現像容器４０の強度を維持しながら現像装置４の軽量化を図ることができ、また凹部４５を含めた現像容器４０の一体的な生成が容易である。
【００４２】
凹部４５は、図９に示すように、透磁率センサ８０の基板部８０ｂを側壁４０ａに埋め込み可能な深さ、つまりは透磁率センサ８０が凹部４５内（凹部内）に収容される深さに形成されるのが好ましい。具体的に、透磁率センサ８０は、凹部４５が設けられていない側壁４０ａの外壁面４０ｂよりも現像容器４０の内側に設けられるのが好ましい。そうなるように、凹部４５は、外壁面４０ｂから底面部４５ａまでの深さが、透磁率センサ８０の検出部８０ａと基板部８０ｂとをあわせた厚みよりも大きくなるように形成されるとよい。こうすると、透磁率センサ８０（基板部８０ｂ）が側壁４０ａの外壁面４０ｂからはみ出すことがないので、本実施形態の現像装置４をタンデム構成の画像形成装置に用いた場合に、画像形成部間の間隔を従来に比べてより狭くすることができる。
【００４３】
上述のように、本実施形態では、凹部４５が側壁４０ａの一部の内壁面４０ｃが現像容器４０内に突出するように形成される。ただし、内壁面４０ｃを現像容器４０内に突出させると、凹部４５と撹拌スクリュー６１とが干渉しやすくなる。そこで、凹部４５（詳しくは内壁面４０ｃ）と撹拌スクリュー６１（詳しくは羽根６１ｂの外縁部）との間にクリアランスを確保する必要がある。そのためには、撹拌スクリュー６１のうち凹部４５に対向する第一搬送部６１１の外径（スクリュー径）を、第一搬送部６１１以外（第一搬送部以外）の第二搬送部６１２の外径よりも小さく形成すればよい。第一搬送部６１１及び第二搬送部６１２とも、内壁面４０ｃと撹拌スクリュー６１との間に例えば０．５ｍｍ程のクリアランスを確保できればよい。
【００４４】
上述のように、本実施形態では第一搬送部６１１の外径を第二搬送部６１２の外径よりも小さくするが、第一搬送部６１１及び第二搬送部６１２において最適な現像剤循環機能を確保する必要がある。ここでいう最適な現像剤循環機能とは、撹拌スクリュー６１の現像剤搬送方向上流から下流にかけて、単位時間当たりの現像剤搬送量（ｋｇ／ｈ）がほぼ均一であることをいう。現像剤搬送量が均一でないと、撹拌室４２内で撹拌スクリュー６１の現像剤搬送方向で現像剤に偏りが生じることに伴い、現像剤の撹拌が十分になされなかったり現像剤の不動層が生じたりし得るので、最適な現像剤循環機能を確保するのは重要である。ここで、単位時間当たりの現像剤搬送量は式１によって表される。
【００４５】
現像剤搬送量=６０ηπ（Ｄ２−Ｄｓ２）ｐｎρ／４…（式１）
【００４６】
式１において「η」は、撹拌スクリュー６１の現像剤搬送方向に関し透磁率センサ８０の検出部８０ａの位置での現像容器４０内における現像剤の充満率である。ここでは、例えば撹拌スクリュー６１が羽根６１ｂの上端側の外縁部まで現像剤に埋まった状態を充満率１００％とし、回転軸６１ａの中心まで埋まった状態を充満率５０％とする。「ρ」は、透磁率センサ８０の検出部８０ａ上での現像剤の嵩密度である。「Ｄ」は撹拌スクリュー６１の外径、「Ｄｓ」は撹拌スクリュー６１の回転軸６１ａの軸径、「ｐ」は撹拌スクリュー６１の羽根６１ｂのピッチ、「ｎ」は撹拌スクリュー６１の回転数である。
【００４７】
凹部４５を設けたことによって凹部４５近傍、特には撹拌スクリュー６１の現像剤搬送方向上流側で現像剤が滞りやすくなる。また、第一搬送部６１１の現像剤搬送量が第二搬送部６１２の現像剤搬送量よりも小さいと、第一搬送部６１１で現像剤の滞留がより生じやすくなる。現像剤の搬送が滞ると、現像剤が十分に撹拌されずに現像剤の不動層が生じやすくなる。そこで、第一搬送部６１１の現像剤搬送量を第二搬送部６１２の現像剤搬送量以上にして、凹部４５近傍で現像剤の搬送が滞らないようにする必要がある。ただし、第一搬送部６１１の現像剤搬送量と第二搬送部６１２の現像剤搬送量とはほぼ同じか、第一搬送部６１１の現像剤搬送量が第二搬送部６１２の現像剤搬送量よりもやや多いのが好ましい。
【００４８】
第一搬送部６１１の現像剤搬送量を第二搬送部６１２の現像剤搬送量以上にするには、第一搬送部６１１の「羽根径÷軸径」（又は「羽根径−軸径」）を、第二搬送部６１２の「羽根径÷軸径」（又は「羽根径−軸径」）以上にすればよい。ここでいう羽根径とは、回転軸６１ａの外周面から羽根６１ｂの外縁部までの長さである。本実施形態では、第一搬送部６１１の外径を第二搬送部６１２の外径よりも小さく形成するために、図８に示すように、第一搬送部６１１の回転軸６１ｆの軸径を第二搬送部６１２の回転軸６１ａの軸径よりも小さくしている。
【００４９】
なお、第一搬送部６１１の外径を第二搬送部６１２の外径よりも小さく形成するために、第一搬送部６１１の回転軸６１ｆの軸径を小さくせずに、第一搬送部６１１で羽根６１ｂの羽根径を小さくすることも考えられる。しかし、羽根６１ｂの羽根径を小さくした場合には、回転軸６１ｆの軸径を小さくすることに比べ現像剤搬送量が著しく低下するので、最適な現像剤循環機能を確保するのが難しい。そこで、本実施形態では、羽根６１ｂの羽根径を変えずに回転軸６１ｆの軸径を小さくした。
【００５０】
また、図８に示すように、撹拌スクリュー６１は回転軸６１ａの一部（回転軸６１ｆを含む）に、回転軸６１ａの径方向に突出した撹拌リブ６１ｃ〜６１ｅを羽根６１ｂのピッチ間に有している。これら撹拌リブ６１ｃ〜６１ｅのうち、第一搬送部６１１の撹拌リブ６１ｄ、６１ｅ（凹部に対向する第一リブ部材）は、第二搬送部６１２の撹拌リブ６１ｃ（第一リブ部材以外の第二リブ部材）よりも、回転軸６１ａの径方向の長さに関し短く形成されている。より詳しくは、透磁率センサ８０の検出部８０ａに対向する撹拌リブ６１ｅ（第三リブ部材）は、検出部８０ａ以外（検出部以外）で凹部４５に対向する撹拌リブ６１ｄ（第一リブ部材）よりも、回転軸６１ａの径方向の長さに関し短く形成されている。そして、検出部８０ａ以外で凹部４５に対向する撹拌リブ６１ｄ（第一リブ部材）は、第二搬送部６１２の撹拌リブ６１ｃ（凹部以外で側壁４０ａに対向する第二リブ部材）よりも、回転軸６１ａの径方向の長さに関し短く形成されている。
【００５１】
以上のように、現像容器４０の側壁４０ａに凹部４５が形成され、透磁率センサ８０は凹部４５に侵入するように現像容器４０に設けられる。凹部４５は、側壁４０ａの一部の外壁面４０ｂが現像容器４０の内側に凹み且つ一部の内壁面４０ｃが現像容器４０内に突出している。即ち、透磁率センサ８０は側壁４０ａに埋め込まれるようにして設けられている。こうすると、外壁面４０ｂからはみ出す透磁率センサ８０（詳しくは基板部８０ｂ）のはみ出し量が従来に比べて少なくなる。これにより、本実施形態の現像装置４をタンデム構成の画像形成装置に用いれば、画像形成装置の小型化を損なうことなく、透磁率センサ８０を現像剤の不動層が生じ難い現像容器４０の側壁４０ａに設けることができる。また、透磁率センサ８０は、トナー濃度を適切に検出できる側壁４０ａの所定位置に確実且つ簡単に配置される。
【００５２】
＜他の実施形態＞
なお、上述した実施形態では、各色の感光ドラム１Ｙ〜１Ｋから中間転写ベルト１０に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Ｐに各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置を説明したが、これに限らない。例えば、転写材搬送ベルトに担持され搬送される記録材Ｐに感光ドラム１Ｙ〜１Ｋから直接転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。
【００５３】
なお、上述した実施形態では、現像容器４０が現像室４１と撹拌室４２とに水平方向に区画されている横撹拌型の現像装置を例に説明したが、この構成に限定されない。即ち、現像容器４０が現像室４１と撹拌室４２とに上下方向に区画されている縦撹拌型の現像装置についても、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００５４】
４Ｙ〜４Ｋ…現像装置、４０…現像容器、４０ａ…側壁、４０ｂ…外壁面、４０ｃ…内壁面、４１…第一室（現像室）、４２…第二室（撹拌室）、４５…凹部、４５ａ…底面部、４５ｂ…開口部、６０…搬送手段（第一搬送手段、現像スクリュー）、６１…搬送手段（第二搬送手段、撹拌スクリュー）、６１ａ…回転軸、６１ｂ…羽根、６１ｃ…リブ部材（第一リブ部材、撹拌リブ）、６１ｄ…リブ部材（第二リブ部材、撹拌リブ）、６１ｅ…リブ部材（第三リブ部材、撹拌リブ）、６１１…第一搬送部、６１２…第二搬送部、８０…検出手段（透磁率センサ）、８０ａ…検出部、８０ｂ…基板部、９０…嵌合部（嵌合突部）、９１…被嵌合部（被嵌合孔）、１００…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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