JP2005092059A - トナー濃度検出装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 過剰な２成分現像剤を押し出して排出口から排出する構成の現像装置におけるトナー濃度を測定するトナー濃度センサの出力をより安定させる。
【解決手段】 トナー濃度検出装置は、キャリア及びトナーを含む現像剤ＤＹを略柱状の攪拌搬送空間内で攪拌しつつ順方向攪拌搬送空間５４Ｙの一方の端面を為す排出口５７Ｙに向けて搬送するオーガ５６Ｙと、オーガ５６Ｙによる現像剤ＤＹの搬送方向において排出口５７Ｙの近傍手前に設けられた、上端を有する規制部材５８Ｙとを有し、オーガ５６Ｙは、過剰な現像剤ＤＹを規制部材５８Ｙの上端を越えて押し出して排出口５７Ｙから排出する。さらに、トナー濃度検出装置は、現像剤ＤＹの量が攪拌搬送空間内で最も多くなる予め特定された部分の近傍に、この部分に向けて配置され、透磁率を利用して当該部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像形成装置内の現像装置におけるトナー濃度を検出するための技術に関する。

トナー及びキャリア（磁性粉）を含む２成分現像剤を攪拌することによりトナーを帯電させて現像を行う２成分現像方式が普及している。この方式を採る現像装置の中には、現像剤が現像装置内で長期にわたって攪拌されて劣化するのを防止するために、現像剤の供給を受けつつ過剰な現像剤を排出口から排出する方式を採用しているものもある（例えば、特許文献１参照。）。以降、この方式を、トリクル現像方式と呼ぶ。

また、２成分現像方式を採る現像装置を内蔵した電子写真装置の多くは、現像装置において現像剤が攪拌されつつ搬送される攪拌搬送空間内のトナー濃度を測定し、測定結果に基づいて現像装置へのトナーの供給量を変化させる、という方式を採用している。この方式を採った電子写真装置では、攪拌搬送空間近傍に、攪拌搬送空間に向けて、透磁率を利用してトナー濃度を検知するトナー濃度センサが配置されている。

トナー濃度センサの出力は、実際には同じトナー濃度であっても、現像装置内、特にトナー濃度センサに対向している部分（以後、センサ対向部）内の現像剤の量および密度が違えば、異なる。したがって、トナー濃度の測定精度を安定させるには、現像装置内、特にセンサ対向部内の現像剤の量および密度を安定させる必要がある。特にトリクル現像方式を採用した現像装置では、センサ対向部内の現像剤の量が不安定になり易いため、現像剤を貯めるための部材を排出口の手前に設けて現像装置内の現像剤の量を安定させることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、トリクル現像方式を採用した現像装置において、センサ対向部における現像剤の密度を安定させる技術も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３に記載の技術では、トナー濃度センサを、現像剤の攪拌に用いられる容器の下部に配置している。このトナー濃度センサの配置位置は、この容器の上部に設けられた排出口の下側でもある。このようにトナー濃度センサを配置することにより、センサ対向部内の現像剤の密度を安定させようとしている。

上述のように、現像装置内の現像剤の量やセンサ対向部内の現像剤の密度を安定させることによりトナー濃度の測定精度を安定させる技術が存在するが、これらが安定していても、測定精度が安定しない場合がある。センサ対向部内の現像剤の量が少ない場合である。

図７は、現像剤量に対するトナー濃度センサの出力特性を示す特性図であり、この図に示すように、トナー濃度センサの出力は、センサ対向部内の現像剤の量が減少するにつれて低下し、最後には急激に低下する。
図８は、現像剤量に対するトナー濃度センサの出力特性を、現像装置内に標準的に存在する現像剤量（以降、標準現像剤量）毎に示す特性図である。この図において、特性線Ａは標準現像剤量が５００ｇの時の特性線であり、特性線Ｂは標準現像剤量が３００ｇの時の特性線である。特性線Ｂでは、５０ｇ減少時のトナー濃度センサ出力レベルが急激に低下している。もちろん、トナー濃度が急激に低下している訳ではないから、トナー濃度センサ出力レベルが不適切である。これに対し、特性線Ａでは、そのような急激な低下は見られない。
これらのことから、トナー濃度センサの出力を安定させるためには、センサ対向部における現像剤量がより多くなるようにすべきであることが分かる。

前述の特許文献３に記載の技術を用いれば、センサ対向部における現像剤量をより多くすることができるかのように見える。しかし、トリクル現像方式を採用した現像装置の多くは、特許文献２や特許文献４に開示されているように、搬送されてきた現像剤を排出口の手前に設けられた部材でせき止め、この部材を越えて押し出された現像剤（オーバーフローした現像剤）を排出口から排出する、という構成を採っているから、このような現像装置に、特許文献３に記載の技術、すなわち現像剤の攪拌に用いられる容器の上部に排出口が設けられていることを前提とした技術を適用することはできない。
特開２０００−９８７１５号公報 特開平８−２２１９０号公報 特開平６−２５０５２４号公報 特開２００１−２６５０９８号公報

本発明は、上述した背景の下になされたものであり、過剰な２成分現像剤を押し出して排出口から排出する構成の現像装置におけるトナー濃度を測定するトナー濃度センサの出力をより安定させることができる技術を提供することを目的とする。

本発明は、キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を略柱状の攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記攪拌搬送空間の一方の端面を為す排出口に向けて搬送する攪拌搬送手段と、前記攪拌搬送空間内の過剰な前記２成分現像剤を押し出して前記排出口から排出する排出手段と、前記２成分現像剤の量が前記攪拌搬送空間内で最も多くなる予め特定された部分の近傍に、前記部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有するトナー濃度検出装置を提供する。
このトナー濃度検出装置によれば、攪拌搬送空間内で２成分現像剤の量が最も多くなる部分におけるトナー濃度が検出される。

本発明は、キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を略柱状の攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記攪拌搬送空間の一方の端面を為す排出口に向けて搬送する攪拌搬送手段と、前記攪拌搬送手段による現像剤の搬送方向において前記排出口の近傍手前に設けられた、上端を有する規制部材と、前記攪拌搬送空間内の過剰な前記２成分現像剤を前記規制部材の上端を越えて押し出して前記排出口から排出する排出手段と、前記規制部材によりせき止められた前記２成分現像剤が貯まる部分の近傍に、前記部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有するトナー濃度検出装置を提供する。
このトナー濃度検出装置によれば、当該部分が攪拌搬送空間内で２成分現像剤の量が最も多くなる部分であるから、攪拌搬送空間内で２成分現像剤の量が最も多くなる部分におけるトナー濃度が検出される。

本発明は、キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を略柱状の攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記攪拌搬送空間の一方の端面を為す排出口に向けて搬送する攪拌搬送手段と、前記攪拌搬送空間内の過剰な前記２成分現像剤を押し出して前記排出口から排出する排出手段と、前記攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向において前記排出口の近傍手前の位置に、前記攪拌搬送空間において該位置に近接する部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有するトナー濃度検出装置を提供する。
このトナー濃度検出装置によれば、当該部分が攪拌搬送空間内で２成分現像剤の量が最も多くなる部分であるから、攪拌搬送空間内で２成分現像剤の量が最も多くなる部分におけるトナー濃度が検出される。

本発明は、キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を略柱状の攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記攪拌搬送空間の一方の端面を為す排出口に向けて搬送する攪拌搬送手段と、前記攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向において前記排出口の近傍手前に設けられた、上端を有する規制部材と、前記攪拌搬送空間内の過剰な前記２成分現像剤を前記規制部材の上端を越えて押し出して前記排出口から排出する排出手段と、前記攪拌搬送手段による現像剤の搬送方向において前記規制部材の近傍手前の位置に、前記攪拌搬送空間において該位置に近接する部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有するトナー濃度検出装置を提供する。
このトナー濃度検出装置によれば、当該部分が攪拌搬送空間内で２成分現像剤の量が最も多くなる部分であるから、攪拌搬送空間内で２成分現像剤の量が最も多くなる部分におけるトナー濃度が検出される。

本発明は、キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を略柱状の順方向攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記順方向攪拌搬送空間の一方の端面を為す排出口に向けて搬送する順方向攪拌搬送手段と、前記順方向攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向において前記排出口の近傍手前に設けられた、上端を有する規制部材と、前記順方向攪拌搬送空間内の過剰な前記２成分現像剤を前記規制部材の上端を越えて押し出して前記排出口から排出する排出手段と、前記順方向攪拌搬送手段により前記規制部材の近傍に搬送されてきた前記２成分現像剤のうち、前記排出口から排出されず、前記順方向攪拌搬送空間に繋がっている空隙を通じて送り込まれた前記２成分現像剤を、略柱状の逆方向攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記順方向攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向と逆の向きで搬送し、前記順方向攪拌搬送空間内に戻す逆方向攪拌搬送手段と、前記順方向攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向において前記規制部材の近傍手前となる範囲内で前記空隙の手前の位置に、前記順方向攪拌搬送空間において該位置に近接する部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有するトナー濃度検出装置を提供する。
このトナー濃度検出装置によれば、当該部分が攪拌搬送空間内で２成分現像剤の量が最も多くなる部分であるから、攪拌搬送空間内で２成分現像剤の量が最も多くなる部分におけるトナー濃度が検出される。

本発明は、前記のトナー濃度検出装置のいずれかを備え、このトナー濃度センサにより検出されたトナー濃度に基づいて、前記攪拌搬送空間内へ送り込むトナーの量を調節する画像形成装置を提供する。

本発明によれば、攪拌搬送空間内で２成分現像剤の量が最も多くなる部分におけるトナー濃度が検出されるから、トナー濃度センサの出力をより安定させることができる。

本発明の実施形態に係るトナー濃度検出装置について、図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号が付されている。

［第１実施形態］
［画像形成装置１００の構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係るトナー濃度検出装置を有する画像形成装置１００の構成を模式的に示す図である。この画像形成装置１００は、中間転写ベルトを用いるタンデム構成の画像形成装置であり、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンダ）Ｃ（シアン）Ｋ（ブラック）の各色に対応した４系統の処理系を備えている。以降の説明では、処理系を構成する部品の符号に、当該処理系の系統を示すアルファベットを用いる。また、以降の説明では、特に断らない限り、画像形成装置１００を構成する部品は、画像形成装置１００の筐体（図示略）に支持されているものとする。なお、画像形成装置１００が一般的なタンデム構成の画像形成装置と異なる点は、トナー濃度検出装置の構成のみである。

画像形成装置１００は、トナー像が一次転写される中間転写ベルト２０を備えている。中間転写ベルト２０は、一方向に回転する駆動ロール（図示略）と、従動ロール２２と、中間転写ベルト２０に張力を加えるテンションロール２３とに張架され、駆動ロールにより上流から下流へ駆動される。また、トナー像が一次転写される位置の上流には、中間転写ベルト２０をクリーニングするベルトクリーニング装置（図示略）が設けられている。

また、画像形成装置１００は、上流から下流へ順に配設された、各色のトナー像を形成するユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｋと、中間転写ベルト２０をユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｋに押し付けることにより、ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｋに形成された４色分のトナー像を重ね合わせて中間転写ベルト２０に一次転写する１次転写ロール５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ及び５Ｋと、４色分のトナー像が重ね合わせて一次転写された中間転写ベルト２０に図示しない搬送ロールにより搬送された用紙Ｐを押し付ける２次転写ロール１５と、２次転写ロール１５によりトナー像が２次転写された用紙Ｐを過熱および加圧することにより当該トナー像を用紙Ｐに定着させる定着器（図示略）とを備えている。

ユニット１０Ｙは、トナー像が形成される感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙを帯電させる帯電器２Ｙと、ユニット１０Ｙに対応する色（Ｙ）の画像信号の供給を受けると当該画像信号を用いて変調した露光光を当該色に対応したタイミングで感光体ドラム１Ｙに照射し、静電潜像を形成する露光部３と、静電潜像が形成された感光体ドラム１Ｙに、ユニット１０Ｙに対応する色（Ｙ）のトナーを付着させてトナー像を形成する２成分現像方式の現像装置４Ｙと、透磁率を利用して現像装置４Ｙ内のトナー濃度を測定するトナー濃度センサ８Ｙと、形成されたトナー像が中間転写ベルト２０に１次転写された後に感光体ドラム１Ｙをクリーニングして残留トナーを取り除くクリーニング装置（図示略）とを備えている。

現像装置４Ｙの長手方向は図中奥行き方向と一致している。また、トナー濃度センサ８Ｙは現像装置４Ｙの近傍に設けられており、両者は、本実施形態に係るトナー濃度検出装置５０Ｙを構成している。また、トナー濃度センサ８Ｙの出力信号は濃度制御部３５に入力されるようになっている。

現像装置４Ｙには、オーガが内蔵されたパイプを介してトナーボックス７Ｙが接続されており、トナーボックス７Ｙからユニット１０Ｙに対応する色（Ｙ）のトナーが当該パイプを通じて現像装置４Ｙへ供給される。現像装置４Ｙへ供給されるトナーの量は、ディスペンスモータ９Ｙの回転時間により調整される。

ユニット１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｋは、それぞれ、ユニット１０Ｙと同様の構成を備えており、露光部３を除いて、他のユニットを構成しない部品から構成されている。また、ユニット１０Ｙにトナーボックス７Ｙが接続されているように、他のユニットにも、他の色のトナーを収容するトナーボックスが接続されている。

露光部３は、ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｋに共通する部品であるが、その機能はユニット毎に異なる。例えば、ユニット１０Ｍの部品として機能する場合には、ユニット１０Ｍに対応する色（Ｍ）の画像信号の供給を受けると当該画像信号を用いて変調した露光光を当該色に対応したタイミングで感光体ドラム１Ｍに照射する。

また、画像形成装置１００は、複写する原稿画像を読み取って画像信号を出力するＩＩＴ（画像読取部）３０と、ＩＩＴ３０から出力された画像信号を入力し、この画像信号にスクリーン処理等の画像処理を行い、画像処理後の画像信号を出力する画像処理部３１と、画像処理部３１から出力された画像信号を入力し、この画像信号に色変換を行ってＹＭＣＫ各色の画像信号を生成し、生成した画像信号を露光部３へ供給するコントローラ３２とを備えている。コントローラ３２には、画像形成装置内の温度および湿度を測定する温・湿度センサ６からの出力信号が入力されるようになっている。また、コントローラ３２は、画像処理部３１から出力された画像信号のみならず、画像形成装置１００の外部の機器（例えばパーソナルコンピュータ）からの画像信号を入力し、この画像信号に色変換を行ってＹＭＣＫ各色の画像信号を生成し、生成した画像信号を露光部３へ供給する、という機能をも有する。

また、画像形成装置１００は画素カウンタ３３を備えている。画素カウンタ３３は、コントローラ３２から露光部３へ供給される画像信号を用いて、色毎に、画像の画素数をカウントして画像密度を算出し、算出結果を示す信号を出力する。画素カウンタ３３の出力信号は、濃度制御部３５に入力されるようになっている。

また、画像形成装置１００は、使用者が各種設定を行うためのＵＩ（ユーザインターフェイス）３６を備えており、ＵＩ３６を用いて設定された濃度を示す信号が濃度制御部３５に入力されるように構成されている。

濃度制御部３５は、ＵＩ３６からの信号と、トナー濃度センサ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８Ｋからの信号と、温・湿度センサ６からの信号と、画素カウンタ３３からの信号とを入力し、これらの信号が示す値に応じた回転時間となるようにディスペンスモータ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ及び９Ｋの回転を制御する。なお、濃度制御部３５は、画素カウンタ３３からの信号が示す画像密度からトナーの消費量を予測し、ディスペンスモータ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ及び９Ｋの回転時間を定める際には、この予測値を用いる。

［トナー濃度検出装置５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ及び５０Ｋの構成］
図２及び図３は、それぞれ、現像装置４Ｙの一部の構成を示す一部断面図であり、図２の手前方向が鉛直上方、図２及び図３中の左右方向が現像装置４Ｙの長手方向、図３中の上下方向が鉛直方向に相当する。現像装置４Ｙは、トリクル現像方式を採用した一般的な現像装置の１つであり、壁５１Ｙと壁５１Ｙの底部から立ち上がった仕切り板５２Ｙとを有する。仕切り板５２Ｙは壁５１Ｙにより形成された空間を、現像装置４Ｙの長手方向に延びた略円柱状の逆方向攪拌搬送空間５３Ｙ及び順方向攪拌搬送空間５４Ｙに分けている。

各攪拌搬送空間には、現像装置４Ｙの長手方向に延びた回転軸の周りに螺旋状に設けられた羽根を備え、回転軸を中心にして回転駆動されることにより周囲の現像剤ＤＹを攪拌しつつ搬送するオーガ５５Ｙ，５６Ｙが設けられている。なお、オーガ５５Ｙは逆方向攪拌搬送空間５３Ｙに、オーガ５６Ｙは順方向攪拌搬送空間５４Ｙに設けられている。また、仕切り板５２Ｙの長手方向の両端と各端に対向する壁５１Ｙとの間にはそれぞれ空隙が形成されており、各攪拌搬送空間は、これらの空隙を介して相互に繋がっている。これらの空隙を有することにより、現像装置４Ｙは、トナーボックス７Ｙからパイプを通じて送り込まれた現像剤ＤＹを逆方向攪拌搬送空間５３Ｙにてオーガ５５Ｙにより攪拌しつつ排出口５７Ｙから遠ざかる方向（以後、逆方向ｖ２という）へ搬送し、さらに順方向攪拌搬送空間５４Ｙにてオーガ５６Ｙにより排出口５７Ｙに近づく方向（以後、順方向ｖ１という）へ搬送することができる。排出口５７Ｙは、順方向攪拌搬送空間５４Ｙにおける現像材ＤＹの出口となっており、順方向ｖ１に略直交する仮想的な面上に存在する。

また、順方向ｖ１において排出口５７Ｙの手前には、現像剤ＤＹをせき止める規制部材５８Ｙが設けられている。規制部材５８Ｙは、順方向攪拌搬送空間５４Ｙを形成する底部の壁５１Ｙから立ち上がって設けられている。つまり、現像装置４Ｙは、オーガ５６Ｙにより規制部材５８Ｙの上端を越えて押し出された過剰な現像剤ＤＹ（オーバーフローした現像剤）が回収部５９Ｙの内部空間に流れ込むように構成されている。なお、規制部材５８Ｙは順方向ｖ１において壁５１Ｙの手前に存在するから、前述の空隙のうち、排出口５７Ｙ側の空隙の、順方向攪拌搬送空間５４Ｙ寄りの幅は、仕切り板５２Ｙの長手方向の一端（排出口５７Ｙ側の一端）と規制部材５８Ｙとの間の距離に一致する。ただし、上記の幅および距離は現像装置４Ｙの長手方向における長さである。

規制部材５８Ｙに接する空隙の底は規制部材５８Ｙの上端よりも低くなっている。つまり、順方向攪拌搬送空間５４Ｙにてオーガ５６Ｙにより順方向ｖ１へ搬送されてきた現像剤ＤＹのうち、規制部材５８Ｙによりせき止められた現像剤ＤＹが、逆方向攪拌搬送空間５３Ｙへ流れ込む、というようになっている。よって、多くの現像剤ＤＹは現像装置４Ｙ内で攪拌されつつ循環搬送されることになる。なお、現像装置４Ｙは、現像装置４Ｙ内の循環搬送されている現像剤ＤＹを磁気吸引力で引き付ける現像ロール（図示略）を有する。現像ロールは、自身に付着した現像剤ＤＹ中のトナーが静電吸引力により感光体ドラム１Ｙに引き付けられるように配置されている。

図４は、トナー濃度検出装置５０Ｙの一部の構成を示す一部断面図である。この図に示すように、トナー濃度検出装置５０Ｙは、トナー濃度センサ８Ｙを、現像装置４Ｙの順方向攪拌搬送空間５４Ｙの外部下側、かつ排出口５７Ｙの近傍、かつ順方向ｖ１における規制部材５８Ｙの上流側の位置に、順方向攪拌搬送空間５４Ｙの当該位置に近接する部分に向けて配置することにより構成されている。

トナー濃度センサ８Ｙの大まかな配置位置は上述の通りであり、このような配置位置としてもよいが、本実施形態では、更に、順方向ｖ１において、トナー濃度センサ８Ｙと規制部材５８Ｙとの距離が予め定められた距離（ｄ１）となるようにトナー濃度センサ８Ｙが配置されている。この距離（ｄ１）は、センサ対向部における現像剤量がより多くなるように予め求められた距離である。距離（ｄ１）の求め方、すなわち距離（ｄ１）で定まる位置の求め方は任意であり、試行錯誤により求めてもよい。試行錯誤により求める方法としては、トナー濃度センサ８Ｙを上記の大まかな配置位置の範囲で動かし、各位置において、攪拌搬送空間内の現像剤ＤＹの量の変化に対するトナー濃度センサ８Ｙの出力信号の変化を監視し、トナー濃度センサ８Ｙの出力信号の変化が現像剤ＤＹの量の変化にともなって当然に生じる変化となる位置（すなわち、トナー濃度センサ８Ｙの出力信号が安定する位置）をトナー濃度センサ８Ｙの配置位置とする方法が挙げられる。もちろん、試行錯誤に限らず、画像形成装置１００の一部を透明または半透明の部材で構成した実験機を用い、攪拌搬送空間内の現像剤ＤＹの挙動を目視して、最も多くの現像剤ＤＹがセンサ対向部に入るような位置を見つけ出すようにしてもよい。

トナー濃度センサ８Ｙの取り付け方は任意であり、現像装置４Ｙに取り付けるようにしてもよいし、現像装置４Ｙが消耗品であることを考慮して画像形成装置１００の筐体や交換される可能性の無い部品に取り付けるようにしてもよい。
トナー濃度検出装置５０Ｙの構成は以上の通りであり、他のトナー濃度検出装置５０Ｍ，５０Ｃ及び５０Ｋは、それぞれ、トナー濃度検出装置５０Ｙと同様の構成を備えている。

［画像形成装置１００の動作］
次に、本実施形態の動作について説明する。ただし、以降の説明において、既に、ＵＩ３６を用いて濃度が設定され、ＩＩＴ３０により原稿画像が読み取られているものとする。

原稿画像に応じた画像信号がＩＩＴ３０から出力される。この画像信号は、画像処理部３１にて画像処理を施されてからコントローラ３２へ供給される。コントローラ３２は、供給された画像信号に色変換を行ってＹＭＣＫ各色の画像信号を生成し、生成した画像信号を露光部３へ供給する。露光部３は、供給されたＹ色の画像信号を用いて変調した露光光を、帯電器２Ｙにより帯電させられた感光体ドラム１Ｙに照射する。露光部３は、ＭＣＫ各色についても、上述と同様の処理を行う。これにより、回転している感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ及び１Ｋに、各色に応じたタイミングで、静電潜像が形成される。

一方、画素カウンタ３３が、コントローラ３２から露光部３へ供給される各色の画像信号について、画像の画素数をカウントして各色の画像密度を算出し、算出結果を示す信号を出力する。この信号は濃度制御部３５に入力される。濃度制御部３５は、他に、ＵＩ３６を用いて設定された濃度を示す信号と、トナー濃度センサ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８Ｋの出力信号と、温・湿度センサ６の出力信号とを入力しており、入力した信号に基づいて、ディスペンスモータ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ及び９Ｋの回転時間を求め、求めた回転時間だけディスペンスモータ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ及び９Ｋを回転させるための信号を出力する。

濃度制御部３５からの出力信号を入力したディスペンスモータ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ及び９Ｋは、濃度制御部３５にて求められた回転時間だけ回転する。これにより、ディスペンスモータ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ及び９Ｋの回転時間に応じた量のトナーが、トナーボックス７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ及び７Ｋから、パイプを介して、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ及び４Ｋへ供給される。

現像装置４Ｙでは、トナーボックス７Ｙから供給されたトナーとキャリアとを含む現像剤ＤＹが補給口から攪拌搬送空間へ送り込まれる。順方向攪拌搬送空間５４Ｙ内の現像剤ＤＹは、回転軸を中心にして回転駆動されているオーガ５６Ｙにより攪拌されつつ順方向ｖ１に搬送される。順方向ｖ１において、排出口５７Ｙの手前には規制部材５８Ｙが存在するから、規制部材５８Ｙを越えて押し出された過剰な現像剤ＤＹだけが回収部５９Ｙの内部空間に流れ込む。

規制部材５８Ｙに接する空隙の底は規制部材５８Ｙの上端よりも低いから、規制部材５８Ｙを越えていない現像剤ＤＹは、この空隙を通って逆方向攪拌搬送空間５３Ｙへ流れ込む。逆方向攪拌搬送空間５３Ｙ内の現像剤ＤＹは、回転軸を中心にして回転駆動されているオーガ５５Ｙにより攪拌されつつ逆方向ｖ２に搬送され、もう一方の空隙を通って順方向攪拌搬送空間５４Ｙ内に戻る。このように、現像剤ＤＹは、攪拌搬送空間内を循環して搬送される。循環搬送される現像剤ＤＹの一部は、磁気吸引力により、回転している現像ロールに付着する。現像ロールに付着した現像剤ＤＹに含まれているトナーは、静電吸引力により、静電潜像が形成された感光体ドラム１Ｙに引き付けられて付着する。これと同様のことが他の現像装置４Ｍ，４Ｃ及び４Ｋでも起こり、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ及び１Ｋに各色のトナー像が形成される。

感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ及び１Ｋに形成されたトナー像は、中間転写ベルト２０の同一部分に重ね合わせて一次転写された後に、用紙Ｐに２次転写され定着する。なお、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ及び１Ｋからは、トナー像が中間転写ベルト２０に１次転写された後に、残留トナーが取り除かれ、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ及び４Ｋの各現像ロールからは、トナーが感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ及び１Ｋに付着した後に、付着したキャリアが取り除かれる。

一方、トナー濃度センサ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８Ｋは、センサ対向部におけるトナー濃度を示す信号を出力し続ける。

図３に示すように、現像装置４Ｙの順方向攪拌搬送空間５４Ｙにおいて、現像剤ＤＹは、重力により鉛直下方に引かれるから下部に多く存在する。また、現像装置４Ｙは、順方向ｖ１における規制部材５８Ｙの手前の空域にて、現像剤ＤＹをせき止め、オーバーフローした現像剤ＤＹを排出口５７Ｙから排出する一方、オーバーフローしなかった現像剤ＤＹを規制部材５８Ｙに接する空隙を通じて逆方向攪拌搬送空間５３Ｙへ送り込むように構成されているため、現像剤ＤＹは、規制部材５８Ｙの上流側においては規制部材５８Ｙから遠く離れた位置よりも規制部材５８Ｙの近傍一帯に多く集まる。

このような事情に鑑みて、トナー濃度センサ８Ｙは、現像装置４Ｙの順方向攪拌搬送空間５４Ｙの真下近く、かつ排出口５７Ｙの近傍、かつ順方向ｖ１における規制部材５８Ｙの上流側の位置（規制部材５８Ｙからｄ１だけ手前の位置）に、順方向攪拌搬送空間５４Ｙの当該位置に近接する部分に向けて配置されているから、センサ対向部には、トナー濃度センサ８Ｙを他の位置に配した場合に比較してより多くの現像剤ＤＹが存在することになる。

このように、センサ対向部に多くの現像剤ＤＹが存在すると、攪拌搬送空間における現像剤ＤＹの量がある程度の量（例えば±５０ｇ）だけ変化しても、トナー濃度センサ８Ｙの出力信号が急激に変化することはない。つまり、トナー濃度センサ８Ｙは正確なトナー濃度を示す出力信号を安定して出力することができる。このような事情は、トナー濃度検出装置５０Ｍ，５０Ｃ及び５０Ｋでも同様である。

前述したように、トナー濃度センサ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８Ｋの出力信号は濃度制御部３５に入力され、濃度制御部３５において、ディスペンスモータ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ及び９Ｋの回転時間の決定に用いられる。したがって、トナー濃度センサ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８Ｋの出力信号が安定して正確なトナー濃度を示すことにより、ディスペンスモータ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ及び９Ｋの回転時間が安定して適切な長さとなり、結果として、適切なトナー濃度での印刷が安定して行われる。

［第２実施形態］
［画像形成装置２００の構成］
図５は、本発明の第２実施形態に係るトナー濃度検出装置を有する画像形成装置２００の構成を模式的に示す図である。この画像形成装置２００が図１の画像形成装置１００と異なる点は、トナー濃度検出装置５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ及び５０Ｋに代えてトナー濃度検出装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ及び６０Ｋを有する点のみである。

［トナー濃度検出装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ及び６０Ｋの構成］
図６は、トナー濃度検出装置６０Ｙの一部の構成を示す一部断面図であり、図中の上下方向が鉛直方向、左右方向が現像装置４Ｙの長手方向に相当する。このトナー濃度検出装置６０Ｙが図４のトナー濃度検出装置５０Ｙと異なる点は、現像装置４Ｙとトナー濃度センサ８Ｙとの位置関係のみである。トナー濃度検出装置６０Ｙにおけるトナー濃度センサ８Ｙの配置位置は、大まかには、トナー濃度検出装置５０Ｙにおけるトナー濃度センサ８Ｙの配置位置と同様である。ただし、本実施形態では、トナー濃度センサ８Ｙは、順方向ｖ１において規制部材５８Ｙから上流側に予め定められた距離（ｄ２）だけ離れた位置に配置されている。この距離（ｄ２）は、規制部材５８Ｙに接する空隙の順方向ｖ１における長さである。つまり、トナー濃度センサ８Ｙは、この空隙を避けて配置されている。このような事情は、他のトナー濃度検出装置６０Ｍ，６０Ｃ及び６０Ｋでも同様である。

［画像形成装置２００の動作］
画像形成装置２００の動作が画像形成装置１００の動作と相違し得る点は、トナー濃度センサが出力する信号がｄ１ではなくｄ２に応じた信号となる点のみである。前述したように、現像装置４Ｙは、順方向ｖ１における規制部材５８Ｙの手前の空域にて現像剤ＤＹをせき止め、オーバーフローした現像剤ＤＹを排出口５７Ｙから排出する一方、オーバーフローしなかった現像剤ＤＹを規制部材５８Ｙに接する空隙を通じて逆方向攪拌搬送空間５３Ｙへ送り込むように構成されている。したがって、順方向ｖ１において、現像剤ＤＹの量が最も多くなるのは、規制部材５８Ｙの直前ではなく、規制部材５８Ｙに接する空隙の直前である。このような事情に鑑みて、トナー濃度センサ８Ｙは、順方向ｖ１において規制部材５８Ｙから予め定められた距離（ｄ２）だけ上流側、すなわち規制部材５８Ｙに接する空隙の直前に配置されているから、センサ対向部には、より多くの現像剤ＤＹが存在することになる。このような事情は、トナー濃度検出装置６０Ｍ，６０Ｃ及び６０Ｋでも同様である。よって、適切なトナー濃度での印刷が安定して行われる。

［変形］
本発明の実施の形態は上述した形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内の任意の形態であってもよい。

例えば、タンデム構成ではなく、複数サイクル構成の画像形成装置に本発明を適用して実施するようにしてもよい。

また、中間転写ベルト２０に代えて他の中間転写体を用いる画像形成装置に本発明を適用して実施するようにしてもよい。

また、中間転写方式ではなく搬送ベルトや搬送ロール等の記録媒体搬送手段により搬送される記録媒体にトナー像を直接的に転写する方式の画像形成装置に本発明を適用して実施するようにしてもよい。

また、画素カウンタ３３及び温・湿度センサ６を持たない画像形成装置に本発明を適用して実施するようにしてもよい。この場合、濃度制御部３５は、ＵＩ３６からの信号とトナー濃度センサ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８Ｋからの信号のみに基づいてディスペンスモータ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ及び９Ｋの回転を制御することになる。

また、上述した実施形態では、トナー濃度センサ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８Ｋの出力信号を、ディスペンス制御のみに用いるようにしたが、この用途に限らず、他の任意の制御に用いるようにしてもよい。他の制御に用いた場合でも、トナー濃度センサ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８Ｋの出力信号が安定しているから、好適な制御結果が得られる。

また、オーガとは異なる攪拌搬送手段を用いて現像剤を攪拌しつつ搬送するトリクル現像方式の装置に本発明を適用して実施するようにしてもよい。ただし、過剰な現像剤を押し出して排出口から排出する構成は必須である。

また、現像剤が攪拌搬送空間の下部に多く存在するとは限らない現像装置や、現像剤の搬送方向の上流側よりも下流側に現像剤が多く存在するとは限らない現像装置に、本発明を適用して実施するようにしてもよい。この場合、攪拌搬送空間における現像剤の量的な分布に基づいて、充分に多くの現像剤がセンサ対向部内に安定して存在するようにトナー濃度センサを設けることになる。トナー濃度センサの最適な配置位置や向きを見つけ出す方法としては、第１実施形態にて説明した方法が挙げられる。

本発明の第１実施形態に係るトナー濃度検出装置を有する画像形成装置１００の構成を模式的に示す図である。 同画像形成装置１００を構成する現像装置４Ｙの一部の構成を示す一部断面図である。 同画像形成装置１００を構成する現像装置４Ｙの一部の構成を示す一部断面図である。 同画像形成装置１００を構成するトナー濃度検出装置５０Ｙの一部の構成を示す一部断面図である。 本発明の第２実施形態に係るトナー濃度検出装置を有する画像形成装置２００の構成を模式的に示す図である。 同画像形成装置２００を構成するトナー濃度検出装置６０Ｙの一部の構成を示す一部断面図である。 現像剤量に対するトナー濃度センサの出力特性を示す特性図である。 現像剤量に対するトナー濃度センサの出力特性を標準現像剤量毎に示す特性図である。

符号の説明

４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…現像装置、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ，６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋ…トナー濃度検出装置、５２Ｙ…仕切り板、５３Ｙ…逆方向攪拌搬送空間、５４Ｙ…順方向攪拌搬送空間、５５Ｙ，５６Ｙ…オーガ（攪拌搬送手段、順方向攪拌搬送手段、逆方向攪拌搬送手段、排出手段）、５７Ｙ…排出口、５８Ｙ…規制部材、８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ…トナー濃度センサ、ＤＹ…現像剤（２成分現像剤）。

Claims (7)

1. キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を略柱状の攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記攪拌搬送空間の一方の端面を為す排出口に向けて搬送する攪拌搬送手段と、
   前記攪拌搬送空間内の過剰な前記２成分現像剤を押し出して前記排出口から排出する排出手段と、
   前記２成分現像剤の量が前記攪拌搬送空間内で最も多くなる予め特定された部分の近傍に、前記部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサと
   を有するトナー濃度検出装置。
2. キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を略柱状の攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記攪拌搬送空間の一方の端面を為す排出口に向けて搬送する攪拌搬送手段と、
   前記攪拌搬送手段による現像剤の搬送方向において前記排出口の近傍手前に設けられた、上端を有する規制部材と、
   前記攪拌搬送空間内の過剰な前記２成分現像剤を前記規制部材の上端を越えて押し出して前記排出口から排出する排出手段と、
   前記規制部材によりせき止められた前記２成分現像剤が貯まる部分の近傍に、前記部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサと
   を有するトナー濃度検出装置。
3. キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を略柱状の攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記攪拌搬送空間の一方の端面を為す排出口に向けて搬送する攪拌搬送手段と、
   前記攪拌搬送空間内の過剰な前記２成分現像剤を押し出して前記排出口から排出する排出手段と、
   前記攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向において前記排出口の近傍手前の位置に、前記攪拌搬送空間において該位置に近接する部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサと
   を有するトナー濃度検出装置。
4. キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を略柱状の攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記攪拌搬送空間の一方の端面を為す排出口に向けて搬送する攪拌搬送手段と、
   前記攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向において前記排出口の近傍手前に設けられた、上端を有する規制部材と、
   前記攪拌搬送空間内の過剰な前記２成分現像剤を前記規制部材の上端を越えて押し出して前記排出口から排出する排出手段と、
   前記攪拌搬送手段による現像剤の搬送方向において前記規制部材の近傍手前の位置に、前記攪拌搬送空間において該位置に近接する部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサと
   を有するトナー濃度検出装置。
5. 前記トナー濃度センサは、前記攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向において前記規制部材の近傍手前となる範囲内で予め定められた距離だけ前記規制部材から離間した位置に、前記攪拌搬送空間において該位置に近接する部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出する
   ことを特徴とする請求項４に記載のトナー濃度検出装置。
6. キャリア及びトナーを含む２成分現像剤を略柱状の順方向攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記順方向攪拌搬送空間の一方の端面を為す排出口に向けて搬送する順方向攪拌搬送手段と、
   前記順方向攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向において前記排出口の近傍手前に設けられた、上端を有する規制部材と、
   前記順方向攪拌搬送空間内の過剰な前記２成分現像剤を前記規制部材の上端を越えて押し出して前記排出口から排出する排出手段と、
   前記順方向攪拌搬送手段により前記規制部材の近傍に搬送されてきた前記２成分現像剤のうち、前記排出口から排出されず、前記順方向攪拌搬送空間に繋がっている空隙を通じて送り込まれた前記２成分現像剤を、略柱状の逆方向攪拌搬送空間内で攪拌しつつ前記順方向攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向と逆の向きで搬送し、前記順方向攪拌搬送空間内に戻す逆方向攪拌搬送手段と、
   前記順方向攪拌搬送手段による前記２成分現像剤の搬送方向において前記規制部材の近傍手前となる範囲内で前記空隙の手前の位置に、前記順方向攪拌搬送空間において該位置に近接する部分に向けて配置され、透磁率を利用して前記部分におけるトナー濃度を検出するトナー濃度センサと
   を有するトナー濃度検出装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のトナー濃度検出装置を備え、前記トナー濃度センサにより検出されたトナー濃度に基づいて、前記攪拌搬送空間内へ送り込むトナーの量を調節する画像形成装置。

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