JP2007286131A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナー濃度検知センサを備える現像装置において、トナー濃度検知センサのセンサ面への現像剤の付着、センサ面周辺における一時的な現像剤の不存在などに起因するトナー濃度の誤検知を防止し、現像槽内へのトナー補給を円滑に実行でき、かぶりなどの画像不良がなく、高濃度かつ高画質の画像を形成する。
【解決手段】 現像槽２と、現像ローラ３と、層厚規制部材４と、供給ローラ５と、攪拌ローラ６と、トナー残量検知センサ７とを含む現像装置１において、トナー残量検知センサ７のセンサ面７ａを現像槽内壁面７ａよりも突出させるとともに、回転軸１５と、攪拌羽根１６と、回転軸１５の外周面において、外周面から外方に延びるように設けられる複数のリブ状清掃部材１７とを含む供給ローラ５を用い、複数のリブ状清掃部材１７を供給ローラ５の回転に伴ってセンサ面７ａに順次当接させて清浄化を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式は、良好な画質品位を有する画像を容易に形成できることから、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に広く利用される。電子写真方式を用いた画像形成装置は、一般に、光導電性物質を含む電子写真感光体表面を一様に帯電させる帯電手段と、帯電状態にある電子写真感光体表面に画像情報に基づく光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、電子写真感光体表面の静電潜像にトナーを供給して可視像化する現像手段と、電子写真感光体表面に担持されるトナー像を記録媒体表面に転写する転写手段と、加熱、加圧などによって記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを含んで構成される。

ここで現像手段には、一般に、現像部とトナー補給部とを含む現像装置が用いられる。現像部は、電子写真感光体に近接または当接するように設けられ、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤（以後特に断らない限り単に「現像剤」と称す）を表面に担持して静電潜像にトナーを供給する現像ローラと、現像ローラ表面に近接または当接するように設けられ、現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する板状部材である層厚規制部材と、その回転駆動によりトナーと磁性キャリアとを摺擦してトナーを帯電させるとともに帯電状態のトナーを含む現像剤を現像ローラの周囲に送給する供給ローラと、現像ローラ、層厚規制部材および供給ローラを内蔵し、かつ現像剤を収容する容器状部材である現像槽と、供給ローラ近傍の現像槽壁に形成されるセンサ装着用の貫通孔に、センサ面の現像槽外壁面からの高さが現像槽内壁面とほぼ同じ高さになりかつ現像槽の内部空間にセンサ面が露出するように装着されて現像槽内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサとを含んで構成され、電子写真感光体上の静電潜像をトナーにより顕像化する。そして、供給ローラなどの現像剤の攪拌混合を主要機能にする部材には、現像槽の長手方向に延びる回転軸と、回転軸の外周面に回転軸の軸線方向に延びて螺旋状に形成される攪拌羽根とからなるスクリュー状ロール部材を用いるのが一般的である。スクリュー状ロール部材の攪拌羽根は金属よりも動摩擦係数の少ない硬質の合成樹脂で形成され、トナー補給部は、たとえば、現像槽に連接するように設けられて現像槽にトナーを供給する中間ホッパと、現像装置が装着される画像形成装置に対して着脱可能にかつ中間ホッパに接するように設けられ、中間ホッパにトナーを供給するトナーカートリッジを含む。中間ホッパの内部には、供給ローラなどと同様のスクリュー状ロール部材である攪拌ローラが設けられる。

従来の現像装置においては、供給ローラなどのスクリュー状ロール部材が回転する際に、硬質合成樹脂製の攪拌羽根が現像槽内壁面と接触することによって、攪拌羽根が損傷したり、トナー残量検知センサのセンサ面が損傷したり、回転トルクが上昇するのを防止するために、攪拌羽根先端部と現像槽内壁面とを離隔するような１ｍｍ程度の間隙を設けてスクリュー状ロール部材を配置する。ところが、この間隙に存在するトナーは、供給ローラを回転させてもそのまま滞留することが多く、トナー残量検知センサのセンサ面上にも付着または滞留してトナー残量の誤検知を生起し、トナー残量の正確な把握が困難になる。その結果、画像濃度の低下、かぶりなどの画像不良の発生頻度が高くなる。

このような従来技術の問題に鑑み、種々の提案がなされている。たとえば、トナーを貯留する現像槽と、現像槽底面の現像槽壁に形成される貫通孔にセンサ面が現像槽内部を臨むように装着されるトナー残量検知センサと、現像槽内部において現像槽に回転自在に支持されてトナーを攪拌および搬送する攪拌搬送部材とを含み、攪拌搬送部材が現像槽に回転自在に支持される攪拌手段と攪拌手段の回転中心とは反対側の先端に取り付けられた可撓性樹脂シート（以後単に「樹脂シート」と称す）とからなり、樹脂シートの攪拌手段とは反対側の端部が、トナー残量検知センサの装着された現像槽壁内面を摺擦することを特徴とする現像装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この現像装置においては、攪拌搬送部材の樹脂シートが、トナー残量検知センサの装着された現像槽内壁面を摺擦する前後で、該現像槽内壁面近傍のトナー量が変化することを利用して、トナー残量を検知する。すなわち、樹脂シートが摺擦を行う前は、該現像槽内壁面近傍にはトナーが存在し、センサによって検知されるトナー残量は大きくなる。そして、樹脂シートが摺擦を行った後は、樹脂シートが該現像槽内壁面近傍からトナーを掻き出すので、トナー残量はほぼ最小になる。現像槽内のトナー残量が減少するにつれて、樹脂シートの摺擦前後におけるトナー残量の差は小さくなる。このようにして、現像槽内のトナー残量が検知される。しかしながら、特許文献１の現像装置では、一枚の樹脂シートによって現像槽内部におけるトナーの攪拌および搬送を行う構成を採るため、該現像槽内壁面における樹脂シート摺擦前のトナー残量が現像槽内のトナー残量を反映しない場合が多々発生し、トナー残量の誤検知が起こり易いという欠点がある。特に、樹脂シートによって摺擦された直後のセンサ面周辺の現像槽内壁面では、樹脂シートによってトナーが押出され、一時的にトナーが存在しない状態になっているので、トナー残量の誤検知が起こり易い。

また、現像ローラ（現像器）と、現像槽（トナー補給室）と、現像ローラにトナーを搬送する供給ローラ（補給スクリュウ）と、現像槽壁に装着されるトナー残量検知用圧電センサと、圧電センサのセンサ面を覆うようにセンサ面近傍に設けられ、一端が現像槽壁内面に支持されかつ他端が供給ローラに接触し、センサ面と現像槽内部とを連通するスリット状開口部を有する樹脂シートとを含む現像装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。この現像装置によれば、供給ローラの回転駆動にて樹脂シートを振動させ、その振動にて圧電センサのセンサ面に付着するトナーを除去することによって、圧電センサのセンサ面が誤検知を防止しようとするものである。しかしながら、供給ローラの回転駆動に伴う樹脂シートの振動は、樹脂シートが可撓性であり、振動をある程度吸収することも相俟って、センサ面に付着するトナーを除去するには充分ではない。したがって、センサ面にトナーが残留し、トナー残量の誤検知が起こるのを免れ得ない。

特開平０７−３２５４７３号公報 特開平０９−２６５２３３号公報

本発明の目的は、トナー残量検知センサを備える現像装置において、トナー残量検知センサのセンサ面に付着するトナーを確実に除去することによって、トナー残量を正確に検知してトナーの消費状況に即するトナー補給を円滑に実行でき、画像濃度の低下、かぶりなどの画像不良の発生を伴うことなく、高画質画像の形成に寄与できる現像装置および該現像装置を備える画像形成装置を提供することである。

本発明は、
電子写真方式で画像形成する画像形成装置に搭載される現像装置において、
内部空間を有して現像剤を収容する現像槽と、
現像槽に回転自在に支持されて、画像形成装置に設けられる電子写真感光体の表面に形成される静電潜像にトナーを供給して現像する現像ローラと、
現像槽に支持されて現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する層厚規制部材と、
現像槽壁に形成される貫通孔に装着されて現像槽内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサと、
現像槽に回転自在に支持される回転軸と、回転軸の外周面に回転軸の軸線方向に延びて螺旋状に形成される攪拌羽根と、回転軸の外周面から回転軸の半径方向の外方に延びて現像槽内壁面に対向する先端部がトナー残量検知センサのセンサ面に当接するように形成される複数のリブ状清掃部材とを備える清掃機能付き攪拌搬送部材とを含むことを特徴とする現像装置である。

また本発明の現像装置は、
現像槽に回転自在に支持される回転軸と、回転軸の外周面に回転軸の軸線方向に延びて螺旋状に形成される攪拌羽根とを備える攪拌搬送部材をさらに含むことを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
攪拌搬送部材が、清掃機能付き攪拌搬送部材を介して現像ローラに対向するように設けられることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
清掃機能付き攪拌搬送部材が、攪拌搬送部材を介して現像ローラに対向するように設けられることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
現像槽壁底面から鉛直方向上方に延びて、攪拌搬送部材と清掃機能付き攪拌搬送部材との間の空間を仕切るように設けられる隔壁をさらに含むことを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
隔壁が、
長手方向の両端部と現像槽の長手方向両端の現像槽壁との間に空隙を有するように設けられることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
現像槽に連接するように設けられ、内部空間を有してトナーを貯留し、現像槽にトナーを供給する中間ホッパと、
中間ホッパ壁に形成される貫通孔に装着されて中間ホッパ内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサと、
中間ホッパに回転自在に支持される回転軸と、回転軸の外周面に回転軸の軸線方向に延びて螺旋状に形成される攪拌羽根と、回転軸の外周面から回転軸の半径方向の外方に延びて中間ホッパ内壁面に対向する先端部がトナー残量検知センサのセンサ面に当接するように形成され、少なくとも先端部が軟質材料からなる複数のリブ状清掃部材とを備える清掃機能付き攪拌部材とをさらに含むことを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
現像槽と中間ホッパとの連接部に形成される中間ホッパから現像槽へのトナー補給口の、トナー補給方向上流側の中間ホッパ壁に貫通孔が形成され、この貫通孔にトナー残量センサが装着されることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
複数のリブ状清掃部材が、
清掃機能付き攪拌搬送部材または清掃機能付き攪拌部材の回転軸の外周面における円周方向に等間隔で設けられることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
複数のリブ状清掃部材が、
清掃機能付き攪拌搬送部材または清掃機能付き攪拌部材の回転軸の外周面における回転軸の軸線方向に、攪拌羽根と同じ螺旋方向に設けられることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
リブ状清掃部材のトナー残量検知センサのセンサ面に当接する少なくとも先端部が、軟質材料から形成されることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
トナー残量検知センサのセンサ面が、
現像槽内壁面または中間ホッパ内壁面よりも高い位置に突出するように、現像槽壁または中間ホッパに形成される貫通孔に装着されることを特徴とする。

さらに本発明の現像装置は、
トナー残量検知センサが、圧電方式のトナー残量検知センサであることを特徴とする。

本発明は、
表面に静電潜像が形成される電子写真感光体と、電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電状態にある電子写真感光体表面に光を照射して画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、電子写真感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、電子写真感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを含む画像形成装置において、
現像手段が、
前述のいずれか１つの現像装置であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、現像剤を収容する現像槽と、電子写真感光体上の静電潜像にトナーを供給する現像ローラと、現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する層厚規制部材と、現像剤を攪拌および搬送する攪拌搬送部材と、トナー残量を検知するトナー残量検知センサとを含み、電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置において、攪拌搬送部材として、現像槽に回転自在に支持される回転軸と、回転軸の外周面に回転軸の軸線方向に延びて螺旋状に形成される攪拌羽根と、回転軸の外周面から回転軸の半径方向の外方に延びて現像槽内壁面に対向する先端部が軟質材料からなり、トナー残量検知センサのセンサ面に当接するように形成される複数のリブ状清掃部材とを含む清掃機能付き攪拌搬送部材を用いる現像装置が提供される。本発明の現像装置によれば、攪拌搬送部材の回転駆動に伴ってトナー残量検知センサのセンサ面に当接してセンサ面を清浄化するリブ状清掃部材を、攪拌搬送部材の回転軸の外周面において円周方向に複数設けることによって、１つのリブ状清掃部材を設けるだけでは該リブ状清掃部材によるセンサ面摺擦後に、センサ面周辺に一時的にトナーが無くなってトナー残量の誤検知が起こるのを防止できる。すなわち、１つのリブ状清掃部材がセンサ面を摺擦することによってセンサ面周辺のトナーが無くなっても、次のリブ状清掃部材によってセンサ面周辺に直ぐにトナーが供給される。すなわち、トナーがセンサ面に付着することによる誤検知およびセンサ面周辺のトナーが無くなることによる誤検知が防止される。したがって、トナー残量検知センサがトナーの消費状況を感度良く検知し、トナーの消費とほぼ同時に消費分に見合う新たなトナーが補給され、トナーの消費状況に応じた円滑なトナーの補給が可能になる。

本発明によれば、さらに攪拌搬送部材を含み、攪拌搬送部材が清掃機能付き攪拌搬送部材を介して現像ローラに対向するか、または清掃機能付き攪拌搬送部材が攪拌搬送部材を介して現像ローラに対向するように配置される。これによって、トナー残量の誤検知を防止できるとともに、現像槽内における現像剤の流過および現像槽内に供給されるトナーとキャリアとの混合が一層円滑に進行する。

本発明によれば、攪拌搬送部材と清掃機能付き攪拌搬送部材との間に、これら攪拌搬送部材の間の空間を仕切る隔壁を設けることによって、現像剤の現像ローラに向う流れがほぼ定まり、トナー残量の検知が一層正確になる。

本発明によれば、隔壁の長手方向両端部と、現像槽の長手方向両端部の現像槽壁（隔壁の長手方向両端部が臨む現像槽壁）との間に空隙を設けることによって、現像槽内における現像剤の流れが一層円滑になり、トナー残量の検知がより一層正確になる。

本発明によれば、前述の現像装置において、現像槽に連接するように設けられる中間ホッパと、中間ホッパに回転自在に支持されて中間ホッパ内部に設けられる清掃機能付き攪拌部材と、中間ホッパ壁に装着されるトナー残量検知センサとをさらに設けることによって、中間ホッパ内のトナー残量の誤検知が防止できる。たとえば、中間ホッパ内のトナー残量が低いと誤検知されると、中間ホッパを介して現像槽にトナーが過補給される。トナーの過補給は、清掃機能付き攪拌搬送部材のロック、各回転駆動部材に駆動力を伝達するギアの破損などの重大な故障を引き起こすおそれがある。

本発明によれば、中間ホッパを含む前述の現像装置において、現像槽と中間ホッパとの連接部に形成される中間ホッパから現像槽へのトナー補給口の、トナー補給方向上流側の中間ホッパ壁にトナー残量センサを装着することによって、トナー残量の検知が一層正確になり、中間ホッパを介する現像槽へのトナー補給を、トナー消費状況に応じてより円滑に実施できる。

本発明によれば、複数のリブ状清掃部材を、清掃機能付き攪拌搬送部材の回転軸の外周面における円周方向に等間隔に設けることによって、センサによるトナー残量検知能力が高い水準で安定的に維持されるとともに、構造が簡易であるため、清掃機能付き攪拌搬送部材または清掃機能付き攪拌部材の製造が容易になり、これらの長期的な耐用性も向上する。

本発明によれば、複数のリブ状清掃部材を、清掃機能付き攪拌搬送部材の回転軸の外周面における回転軸の軸線方向に、攪拌羽根と同じ螺旋方向に設けることによって、センサによるトナー残量検知能力が高い水準で安定的に維持されるとともに、トナーの現像ローラへ向けての搬送が一層円滑に行われる。

本発明によれば、リブ状清掃部材において、トナー残量検知センサのセンサ面に当接する少なくとも先端部を軟質材料にて形成することによって、トナー残量検知センサのセンサ面がリブ状清掃部材による当接を受けても損傷することがなく、長期にわたってトナー残量を正確に検知できる。

本発明によれば、トナー残量検知センサのセンサ面が、現像槽内壁面または中間ホッパ内壁面よりも高い位置に突出するように、現像槽壁または中間ホッパ壁に装着されることによって、複数のリブ状清掃部材によってセンサ面に付着するトナーを除去する効果が一層高まり、トナー残量の検知がより一層正確になる。

本発明によれば、トナー残量検知センサとして圧電方式のトナー残量検知センサを用いることによって、リブ状清掃部材がセンサ面を摺擦してもセンサ面を損傷させることがないので、センサ出力の低下、検知感度の低下などが防止され、長期にわたって現像槽内のトナー残量を正確に検知できる。

本発明によれば、電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含み、現像手段として前述の現像装置のいずれかを備える電子写真方式の画像形成装置が提供される。本発明の画像形成装置によれば、高画像濃度を有し、かぶりなどの画像不良のない高品位画像を長期にわたって安定的に形成することができる。

図１は、本発明の実施の第１形態である現像装置１の構成を簡略化して示す断面図である。図２は、図１に示す現像装置１の要部の構成を拡大して示す断面図である。図３は、図１に示す現像装置１の要部の構成をさらに拡大して示す断面図である。現像装置１は、電子写真方式で画像形成する画像形成装置に搭載され、電子写真感光体８の表面に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像装置１は、現像槽２と、現像ローラ３と、層厚規制部材４と、供給ローラ５と、攪拌ローラ６と、トナー残量検知センサ７とを含む。

現像槽２は、たとえば硬質の合成樹脂などからなる容器状部材であり、その内部空間に現像剤を収容する。ここで、現像剤はトナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤である。現像装置１が画像形成装置に装着された状態で、現像槽２の画像形成装置に備わる電子写真感光体８を臨む面には、電子写真感光体８の軸線方向と平行に延びて開口部９が形成される。また、攪拌搬送部材である攪拌ローラ６の上方の現像槽壁には、トナー受入口１０が形成される。トナー受入口１０が形成される現像槽壁の上部には、現像槽２にトナーを補給する図示しないトナー補給容器が連接され、トナー補給容器の下面にトナー受入口１０と連通するように形成されるトナー補給口からトナー受入口１０を介して現像槽２にトナーが補給される。

現像ローラ３は、現像槽２に電子写真感光体８を臨んで形成される開口部９を通して電子写真感光体８に対向し、かつ電子写真感光体８の軸線と現像ローラ３の軸線とが平行になるように設けられるローラ状部材である。現像ローラ３は、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属により構成され、現像槽２に回転自在に支持されて図示しない駆動手段により矢符１３の方向に回転駆動する現像スリーブ１２と、現像スリーブ１２の内部に設けられて、極性が異なる磁石部材をほぼ交互に周方向に配置して形成され、現像剤による静電潜像の現像に用いられるマグローラ１１とを含む。現像ローラ３は、現像スリーブ１２表面に現像剤からなる現像剤層を担持し、現像スリーブ１２の回転により現像ローラ３と電子写真感光体８との最近接部分に形成される現像領域に搬送し、電子写真感光体８表面の静電潜像にトナーを供給する。層厚規制部材４は、一端が現像槽２に支持され、他端が遊端部になって、遊端部の先端およびその近傍が現像ローラ３に当接するか、または遊端部の先端が現像ローラ３に近接するように設けられる薄板状部材である。層厚規制部材４、たとえば、金属、合成樹脂などの弾性材料から形成される。層厚規制部材４は、現像ローラ３表面に担持される現像剤層の厚さが所望の値になるように調整する。

供給ローラ５は、現像ローラ３を介して電子写真感光体８に対向し、かつ現像ローラ３表面から離隔するように設けられるスクリュー状ロール部材であり、清掃機能付き攪拌搬送部材として用いられる。供給ローラ５は、回転軸１５と、攪拌羽根１６と、３個のリブ状清掃部材１７とを含む。回転軸１５は、現像槽２に回転自在に支持されて図示しない駆動手段によりその軸線回りに回転駆動する。回転軸１５は、各種金属材料により形成される。また、回転軸１５のトナー残量検知センサ７のセンサ面７ａに対向する外周面には、図３に示すように、リブ状清掃部材１７を形成するための嵌合凸部材である突起１５ａが形成される。回転軸１５の外周面には、該外周面から回転軸１５の半径方向の外方に向けて延びるように３つの突起１５ａが設けられる。３つの突起１５ａは、回転軸１５の外周面において、１つの突起１５ａと回転軸１５の軸線とを結ぶ直線と、該突起１５ａに隣り合う突起１５ａと回転軸１５の軸線とを結ぶ直線とがなす角度が１２０°になる位置に形成される。さらに突起１５ａは、現像槽２の供給ローラ５が設けられる位置においてその先端部がセンサ面７ａとは離隔するように設けられる。突起１５ａは金属材料などからなる。本実施の形態では、突起１５ａは回転軸１５と一体的に形成される。なお、嵌合凸部材である突起１５ａに、軟質材料からなる嵌合凹部材２１を装着することによって、リブ状清掃部材１７が形成されるけれども、それについてはリブ状清掃部材１７の説明の際に詳述する。攪拌羽根１６は、回転軸１５の外周面に回転軸１５の軸線方向に延びて螺旋状に形成される。攪拌羽根１６は、従来から攪拌羽根の形成に用いられる樹脂材料にて形成され、該樹脂材料の具体例としては、たとえば、ポリカーボネート、ポリアミド、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。もちろん、後述する軟質材料によって攪拌羽根１６を形成することもできる。

リブ状清掃部材１７は、回転軸１５の外周面から回転軸１５の半径方向の外方に延びて、現像槽２内壁面に対向する先端部がトナー残量検知センサ７のセンサ面７ａに当接するように設けられる。リブ状清掃部材１７は３つのリブ状清掃部材からなり、回転軸１５の外周面の円周方向において、１つのリブ状清掃部材と回転軸１５の軸線とを結ぶ直線と、該リブ状清掃部材に隣り合うリブ状清掃部材と回転軸の軸線とを結ぶ直線との成す角度が１２０°になる位置に形成される。このような構成のリブ状清掃部材１７を用いることによって、１つのリブ状清掃部材がセンサ面７ａ周辺の現像剤を掻き取っても、次のリブ状清掃部材によってセンサ面７ａ周辺に新たに現像剤が供給されるので、センサ面７ａ周辺に現像剤が存在しないことに起因する誤検知が防止される。したがって、この構成を採ることによって、センサ面７ａに現像剤が付着することによる誤検知およびセンサ面７ａ周辺に現像剤が存在しないことによる誤検知の両方が防止される。リブ状清掃部材１７は、本実施の形態では、現像槽長手方向の幅が現像槽長手方向に垂直な方向の幅よりも大きい板状部材（またはシート状部材）として形成される。なお、リブ状清掃部材１７の現像槽長手方向の幅は、センサ面７ａの現像槽長手方向の幅よりも大きくなるように形成するのが好ましい。板状またはシート状のリブ状清掃部材１７は、センサ面７ａを清浄化しかつセンサ面７ａの損傷を防止するという観点から、他の形状のものよりも有利である。

リブ状清掃部材１７のセンサ面７ａに当接する少なくとも先端部は、軟質材料から形成されるのが好ましい。リブ状清掃部材１７を構成する軟質材料としては、従来から攪拌羽根の形成に用いられる樹脂材料に比べて、表面硬度が低いものであれば特に制限されないけれども、適度な機械的強度と弾性とを併せ持つゴム材料が好ましい。適度な機械的強度を持つことによって、センサ面７ａの清浄化能力およびトナー攪拌能力が良好に発現し、さらに長期的な使用によるリブ状清掃部材１７の著しい損耗が防止される。適度な弾性を持つことによって、トナー残量検知センサ７のセンサ面７ａの損傷およびトナー残量検知センサ７の検知感度の低下を防止でき、さらに供給ローラ５の回転トルクを上昇させることがない。このようなゴム材料の中でも、トナー残量検知センサ７のセンサ面７ａよりも表面硬度が低いゴム材料材料が好ましい。さらに具体的には、スプリング硬さＨｓ（Ａ）が２０〜８０°程度であるゴム材料が好ましく、２０〜３０°程度であるゴム材料が特に好ましい。なお本明細書において「スプリング硬さＨｓ（Ａ）」とは表面硬さを表わす指標であり、ＪＩＳ Ｋ ６３０１に規定される、Ａ型のスプリング式硬さ試験機による測定値である。このような範囲の表面硬度を持つゴム材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどが挙げられる。リブ状清掃部材１７を軟質材料にて形成することによって、トナー残量検知センサ７のセンサ面７ａの損傷、供給ローラ５の回転トルクの上昇などを著しく抑制できる。本実施の形態では、回転軸１５外周面に形成される突起１５ａの表面に軟質材料用接着剤を塗布した後、軟質材料からなる嵌合凹部材２１を装着して固定化することによって、回転軸１５の外周面にリブ状清掃部材１７が形成される。ただし、これに限定されることなく、回転軸１５の突起１５ａ表面に加硫用ゴム組成物などのリブ状部材形成用軟質材料を被覆し、この突起１５ａの部分のみを所定形状の金型に入れて加熱および加硫して突起１５ａの周囲にリブ状清掃部材１７を形成することもできる。また本実施の形態では、軟質材料からなる嵌合凹部材２１を突起１５ａに装着する。すなわち、リブ状清掃部材１７における突起１５ａを除く全体を軟質材料により形成する構成を採るけれども、それに限定されず、リブ状清掃部材１７の先端部のみを軟質材料により形成することもできる。

供給ローラ５によれば、その回転によりリブ状清掃部材１７とトナー残量検知センサ７のセンサ面７ａとを接触させ、センサ面７ａを清浄化するとともに、現像槽２内の現像剤を均一に攪拌混合し、トナーにほぼ均一な電荷量を付与し、均一な電荷量を付与されたトナーを含む現像剤を現像ローラ３の周辺に搬送する。

攪拌ローラ６は、供給ローラ５を介して現像ローラ３に対向し、かつ供給ローラ５から離隔するように設けられるスクリュー状ロール部材であって、回転軸１８と攪拌羽根１９とを含み、攪拌搬送部材として用いられる。回転軸１８は、現像槽２に回転自在に支持されて図示しない駆動手段によりその軸線回りに回転駆動する。攪拌羽根１９は、回転軸１８の現像槽長手方向の側面に回転軸１８の軸線方向に螺旋状に設けられる。なお、図１では、攪拌羽根１９の形状については図示を省略する。攪拌ローラ６は、その上部に位置するトナー受入口１０を介して、図示しないトナーホッパから現像槽２に補給されるトナーを現像槽２内の現像剤と攪拌混合するとともに、その攪拌混合した現像剤を供給ローラ５周辺に搬送する。本実施の形態では、攪拌羽根１９は、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、アクリル樹脂などの一般的な合成樹脂により形成されるけれども、攪拌羽根１９全体または攪拌羽根１９の現像槽内壁面２ａに対向する図示しない先端部が、供給ローラ５と同様の軟質材料により構成されてもよい。その場合には、攪拌羽根１９の図示しない先端部と現像槽内壁面２ａとの距離を小さくすることができる。なお、供給ローラ５および攪拌ローラ６のいずれかまたは両方に、軟質材料からなるリブ状部材を形成するかは、現像槽２に装着されるトナー残量検知センサの装着位置、装着数などに応じて適宜決定すればよい。

トナー残量検知センサ７は、供給ローラ５近傍の現像槽壁に形成される貫通孔であるセンサ装着孔２０に、センサ面７ａが現像槽２の内部空間に露出するように装着される。好ましくは、トナー残量検知センサ７は、現像槽外壁面２ｂからのセンサ面７ａの高さが現像槽内壁面２ａよりも高くなるように装着される。このように、センサ面７ａを現像槽内壁面２ａよりも高くすることによって、供給ローラ５の攪拌羽根１６と現像槽内壁面２ａとの間隙が従来の現像装置における間隙よりも広くすることができる。このため、この隙間部分に存在するトナーが攪拌羽根１６の回転による応力などを受け、現像槽内壁面２ａに圧着して粒状化するのが防止される。その結果、トナー粒状物が原因になる白斑など画像不良の発生を防止できる。トナー残量検知センサ７には、種々のセンサを使用できるけれども、たとえば、圧電方式、光学方式、透磁率測定方式などが挙げられる。これらの中でも、長期的な耐用性などを考慮すると、センサ面７ａが金属からなる圧電方式のトナー残量検知センサが好ましい。トナー残量検知センサ７のセンサ面７ａには、前述のように、供給ローラ５の回転によりリブ状清掃部材１７が当接し、センサ面７ａの損傷、感度低下などを起こすことなくセンサ面７ａを清浄化するので、トナー残量検知センサ７による検知結果の信頼性が向上し、トナーが消費されるとそれに見合う量のトナーが時間のずれなく新たに供給され、特に画像濃度などの点で有利である。なお、トナー残量検知センサ７による検知結果は、現像装置１が組み込まれる図示しない画像形成装置において、該画像形成装置の全動作を制御するＣＰＵに入力され、ＣＰＵはその検知結果に応じてトナー補給の可否、トナー補給量などを計算し、補給を要する場合は、その計算結果を信号化してトナーホッパに送付し、トナー補給を行う。

現像装置１によれば、まず、攪拌ローラ６が、トナー受入口１０から現像槽２内に供給されるトナーと現像槽２内の現像剤とを混合して供給ローラ５周辺へ搬送する。供給ローラ５はその周囲の現像剤を均一に混合し、トナーにほぼ均一な電荷を付与して現像ローラ３の周囲に搬送する。また、供給ローラ６の回転軸１５の外周面における軟質材料製リブ状清掃部材１７は、センサ面７ａの損傷および検知感度の低下を惹起することなく、センサ面７ａを清浄化すると共に、センサ面７ａ周辺に現像剤を供給し、トナー残量の誤検知を防止する。現像ローラ３は電子写真感光体８の表面の静電潜像にトナーを供給し、トナーが消費される。トナー残量検知センサ７がトナーの消費状況を感度良く検知し、トナーの消費とほぼ同時に消費分に見合う新たなトナーが補給される。

図４は、本発明の実施の第２形態である現像装置２１の構成を概略的に示す断面図である。現像装置２１は、現像装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。現像装置２１は、現像装置１における供給ローラ５に代えて供給ローラ２２を有することを特徴とする。また現像装置２１は、現像槽２内における供給ローラ２２（清掃機能付き攪拌搬送部材）と攪拌ローラ６（攪拌搬送部材）との間の空間を仕切る隔壁２６を有することを特徴とする。

供給ローラ２２は、回転軸１５ｂと、攪拌羽根１６と、リブ状清掃部材２３とを含み、清掃機能付き攪拌搬送部材として機能する。回転軸１５ｂは現像槽２に回転自在に支持されて図示しない駆動手段によりその軸線回りに回転駆動する。回転軸１５ｂは回転軸１５と同じ各種金属材料によって形成される。回転軸１５ｂの外周面には、回転軸１５ｂの軸線を介して対向する位置に、外周面から回転軸１５ｂの半径方向の外方に向けて、２つの突起２４が形成される。突起２４は、回転軸１５ｂの回転駆動に伴って回転する際に、現像槽壁の内壁面およびトナー残量検知センサ７のセンサ面７ａに接触しないように設けられる。突起２４は回転軸１５ｂとの一体成形で設けてもよいし、また回転軸１５ｂに突起２４となる部材を嵌合または挿通させるようにして設けてもよい。突起２４は回転軸１５ｂの軸線と平行に延びる板状部材として設けるのが好ましい。攪拌羽根１６は供給ローラ５における攪拌羽根１６と同様の構造を有する。リブ状清掃部材２３は、回転軸１５ｂの突起２４と、樹脂シート２５とを含む。突起２４については前述のとおりである。樹脂シート２５は、突起２４の厚み方向における一方の面に支持され、供給ローラ２２の回転駆動の際に、その端部がトナー残量検知センサ７のセンサ面７ａに当接するように設けられる。突起２４による樹脂シート２５の支持は、たとえば、接着剤を用いて樹脂シート２５を突起２４に接着することによって行われる。樹脂シート２５としては、可撓性を有する合成樹脂からなるシートであれば特に制限されないけれども、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリイミドなどの合成樹脂から形成される樹脂シートを好ましく使用できる。樹脂シート２５としては市販品をも使用でき、たとえば、テフロンシート、マイラーシート、カプトンシート（いずれも商品名）などが挙げられる。樹脂シート２５の厚みは特に制限はないけれども、好ましくは０．２〜２ｍｍ程度である。供給ローラ２２によれば、その回転駆動に伴って、２つのリブ状清掃部材２３が交互にトナー残量検知センサ７のセンサ面７ａに当接し、センサ面７ａに付着する現像剤を除去すると共に、センサ面７ａ周辺に新たに現像剤を供給する。これによって、トナー濃度の誤検知が防止され、現像槽２内に常に適正量のトナーが補給される。

現像装置２１によれば、まず、攪拌ローラ６がトナー受入口１０から現像槽２内に供給されるトナーと現像槽２内の現像剤とを混合して供給ローラ２２周辺へ搬送する。供給ローラ２２はその周囲の現像剤を均一に混合し、トナーにほぼ均一な電荷を付与して現像ローラ３の周囲に搬送する。また、供給ローラ２２の回転軸１５ｂの外周面におけるリブ状清掃部材２３は、センサ面７ａの損傷および検知感度の低下を惹起することなく、センサ面７ａを清浄化すると共に、センサ面７ａ周辺に現像剤を供給し、トナー残量の誤検知を防止する。現像ローラ３は電子写真感光体８の表面の静電潜像にトナーを供給し、トナーが消費される。トナー残量検知センサ７がトナー残量すなわちトナーの消費状況を感度良く検知し、トナーの消費とほぼ同時に消費分に見合う新たなトナーが補給される。

図５は、本発明の実施の第３形態である現像装置３０の構成を模式的に示す断面図である。図６は、図５に示す現像装置３０の要部の構成を拡大して示す断面図である。現像装置３０は現像装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。現像装置３０は、現像槽２と、現像ローラ３と、層厚規制部材４と、供給ローラ３１と、攪拌ローラ３２と、トナー残量検知センサ７と、トナー濃度検知センサ３３と、隔壁３５とを含む。現像装置３０は、イ）攪拌搬送部材である供給ローラ３１を用いること、ロ）清掃機能付き攪拌搬送部材である攪拌ローラ３２を用いること、ハ）供給ローラ３１が現像ローラ３を介して電子写真感光体８に対向するように配置されること、ニ）攪拌ローラ３２が供給ローラ３１を介して現像ローラ３に対向するように配置されること、ホ）トナー残量検知センサ７が攪拌ローラ３２近傍の現像槽壁に設けられること、ヘ）トナー濃度検知センサ３３が供給ローラ３１近傍の現像槽壁に設けられること、ト）供給ローラ３１と攪拌ローラ３２との間の空間を仕切る隔壁３５が設けられ、隔壁３５の長手方向両端部と、該両端部が臨む現像槽壁との間に空隙３６が形成されることを特徴とする。

供給ローラ３１は、現像ローラ３を介して電子写真感光体８に対向するように設けられ、回転軸１８と攪拌羽根１９とを含むスクリュー状ロール部材であり、攪拌搬送部材として用いられる。供給ローラ３１は、現像装置１における攪拌ローラ６と同様の構成である。攪拌ローラ３２は、供給ローラ３１を介して現像ローラ３に対向するように設けられ、回転軸１５と、攪拌羽根１６と、３個のリブ状清掃部材１７とを含むスクリュー状ロール部材であり、清掃機能付き攪拌搬送部材として用いられる。攪拌ローラ３２は、現像装置１における供給ローラ５と同様の構成である。トナー残量検知センサ７は、攪拌ローラ３２の長手方向周面を臨む現像槽壁に形成される貫通孔であるセンサ装着孔３４に装着される。そのセンサ面７ａには、攪拌ローラ３２の回転駆動に伴って３つのリブ状清掃部材１７の先端部が順次当接する。トナー濃度検知センサ３３は、攪拌ローラ３１の長手方向周面を臨む現像槽壁に形成されるセンサ装着孔２０に装着される。トナー濃度検知センサ３３は、現像槽２内のトナー濃度を検知するセンサである。トナー濃度検知センサ３３には、たとえば、光学方式、透磁率測定方式などのセンサが用いられる。トナー残量検知センサ７とトナー濃度検知センサ３３とを併用して現像槽２内へのトナー補給を行うことによって、一層きめ細かなトナー補給を実施できる。したがって、現像装置３０を装着した図示しない画像形成装置では、形成しようとする画像の画像濃度が一層正確に再現され、画像濃度の高い画像を連続的に長時間にわたって形成しても、画像濃度の低下などが起こることがない。隔壁３５は、供給ローラ３１と攪拌ローラ３２との間の現像槽壁底面から鉛直方向上方に延びて、供給ローラ３１と攪拌ローラ３２との間の空間を仕切るように設けられる。さらに、図６に示すように、隔壁３５の長手方向両端部には、該両端部が臨む現像槽壁との間に空隙３６が設けられる。空隙３６を設けることによって、現像槽２内部における現像剤の流れ、トナーとキャリアとの混合などを一層円滑に実施できる。

現像装置３０によれば、まず、攪拌ローラ３２がトナー受入口１０から現像槽２内に供給されるトナーと現像槽２内の現像剤とを混合して供給ローラ３１周辺へ搬送する。供給ローラ３１はその周囲の現像剤を均一に混合し、トナーにほぼ均一な電荷を付与して現像ローラ３の周囲に搬送する。また、撹拌ローラ３２の回転軸１５の外周面に設けられるリブ状清掃部材１７は、センサ面７ａの損傷および検知感度の低下を惹起することなく、センサ面７ａを清浄化すると共に、センサ面７ａ周辺に現像剤を供給し、トナー残量の誤検知を防止する。さらに、供給ローラ３１近傍の現像槽壁に設けられるトナー濃度検知センサ３３は、現像槽２内のトナー濃度を検知する。現像ローラ３は電子写真感光体８の表面の静電潜像にトナーを供給し、トナーが消費される。トナー残量検知センサ７およびトナー濃度検知センサ３３との協働によって、トナーの消費状況を感度良く検知し、トナーの消費とほぼ同時に消費分に見合う新たなトナーが補給される。

図７は、本発明の実施の第４形態である現像装置３９の要部の構成を示す断面図である。図８は、図７に示す現像装置３９の要部の構成を拡大して示す断面図であり、図８（ａ）は清掃機能付き攪拌部材４２のリブ状清掃部材５３が設けられる部分の断面図であり、図８（ｂ）は清掃機能付き攪拌部材４２のリブ状清掃部材５３が設けられる部分の側面図である。現像装置３９は現像装置１に類似し、対応する部分については図示および説明を省略する。現像装置３９は、現像装置１におけるトナー受入口１０の上部に連接するように設けられる中間ホッパ４０を含むことを特徴とする。すなわち、現像装置３９は、図示しない現像槽およびトナーカートリッジとともに、中間ホッパ４０を含むことを特徴とする。ここで、現像槽は、現像装置１における現像槽２と同様の構成であり、その内部に収容される各部材も現像槽２の内部に収容される各部材と同様の構成である。トナーカートリッジは、現像装置３９が装着される図示しない画像形成装置に着脱自在に設けられ、中間ホッパ４０にトナーを供給する。中間ホッパ４０は、中間ホッパ槽４１と、清掃機能付き攪拌部材４２と、攪拌部材４３と、ギア４７，４８と、第２の隔壁４９、トナー残量検知センサ７とを含み、トナーカートリッジから供給されるトナーを、現像槽内におけるトナー消費状況に応じて現像槽に供給する。

中間ホッパ槽４１は内部空間を有する直方体状容器部材であり、その内部空間に清掃機能付き攪拌部材４２と攪拌部材４３とを収容し、回転自在に支持する。中間ホッパ槽４１のギア４７，４８が取り付けられた側の端部とは反対側の端部には、中間ホッパ槽４１の長手方向に垂直な方向に中間ホッパ槽４１の内部空間を２つに仕切る第１の隔壁４１ａが形成される。第１の隔壁４１ａには、清掃機能付き攪拌部材４２、攪拌部材４３および第２の隔壁４９を中間ホッパ槽４１の長手方向に挿通させるための図示しない３つの貫通孔が形成される。また、中間ホッパ槽４１には、上部開口５１と底面開口５２とが形成される。上部開口５１は、中間ホッパ槽４１において、第１の隔壁４１ａで仕切られるギア４７，４８の取り付け側とは反対側の部分における上部壁（天井壁）に形成される。さらに詳しくは、上部開口５１は、清掃機能付き攪拌部材４２の上方であって、中間ホッパ槽４１の上部に連接するように設けられる図示しないトナーカートリッジのトナー排出口と連通する位置に形成され、トナーカートリッジからトナーが補給される。また、底面開口５２は、第１の隔壁４１ａで仕切られるギア４７，４８の取り付け側とは反対側の部分における底面壁に形成される。さらに詳しくは、底面開口５２は、攪拌部材４３の下方であって、中間ホッパ槽４１の下部に連接するように設けられる図示しない現像槽上部のトナー受入口と連通する位置に形成され、トナーを現像槽内に供給する。

清掃機能付き攪拌部材４２は、回転軸４４と、攪拌羽根４５と、２つのリブ状清掃部材５３とを含む。回転軸４４は、現像装置１の供給ローラ５における回転軸１５と同じ金属材料で構成される。回転軸４４の長手方向における一方の端部には、中間ホッパ４０の長手方向外部においてギア４８が取り付けられる。図示しない駆動手段からギア４８を介して伝達される回転駆動力によって清掃機能付き攪拌部材４２は回転駆動する。攪拌羽根４５は、現像装置１の供給ローラ６における攪拌羽根１６と同様の構成を有する。２つのリブ状部材は、回転軸４４の、ギア４７，４８取り付け側の端部とは反対側の端部外周面に設けられる。リブ状清掃部材５３は、突起５４と、樹脂シート５５とを含む。突起５４は、回転軸４４の外周面において、回転軸４４の軸線を介して対向しかつ回転軸の軸線方向にずれ、回転軸４４の回転に伴って回転する際にトナー残量センサ７のセンサ面７ａに当接しないように設けられる。２つの突起５４は、それぞれ、回転軸４４の軸線と平行な方向に幅を有する板状突起である。凸部材である突起５４は、樹脂シート５５を支持する。突起５４は、たとえば、その厚み方向の片面に樹脂シート５５に接合することによって、樹脂シート５５を支持する。樹脂シート５５は、たとえば、接着剤、熱融着などによって突起５４に接合される。樹脂シート５５における回転軸４４の軸線方向の幅は、２つの樹脂シート５５における幅の合計として、トナー残量検知センサ７のセンサ面７ａにおける回転軸４４の軸線方向の幅よりも大きくなるように設けられるのが好ましい。また、２つの樹脂シート５５が部分的に重複してセンサ面７ａに当接するように、２つの突起５４を設けるのが好ましい。このように構成することによって、センサ面７ａの全領域が均一に樹脂シート５５の当接を受け、センサ面７ａにおけるトナーなどの付着物を確実に除去できる。樹脂シート５５には、樹脂シート２５と同様のものを使用できる。清掃機能付き攪拌部材４２は、その回転駆動によって、図示しないトナーカートリッジから上部開口５１を介して供給されるトナーを、第１の隔壁４１ａを通して矢符５０の方向に流過させる。

攪拌部材４３は、回転軸４６と、攪拌羽根４５とを含む。回転軸４６は、現像装置１の攪拌ローラ６における回転軸１８と同じ金属材料で構成される。回転軸４６の長手方向における一方の端部には、中間ホッパ槽４１の長手方向外部においてギア４７が取り付けられる。図示しない駆動手段からギア４７を介して伝達される回転駆動力によって攪拌部材４３が回転駆動する。攪拌羽根４５は、現像装置１の供給ローラ５における攪拌羽根１６と同様の構成を有する。攪拌部材４３は、清掃機能付き攪拌部材４２の回転駆動によって送給されて来るトナーを、その回転駆動によって矢符５０の方向に搬送し、第１第１の隔壁４１ａの図示しない貫通孔を通過させ、底面開口５２を介して図示しない現像槽のトナー受入口から現像槽内に供給する。

第２の隔壁４９は、中間ホッパ槽４１の底面から鉛直方向上方に延び、清掃機能付き攪拌部材４２と攪拌部材４３との間の空間を仕切るように設けられる。第２の隔壁４９の長手方向における両端部と、該両端部が臨む中間ホッパ槽４１の長手方向端部の内壁との間には、空隙が設けられる。また、第２の隔壁４９の長手方向における、ギア４７，４８取り付け側の端部と反対側の端部は、第１の隔壁４１ａに形成される図示しない貫通孔を挿通し、第１の隔壁４１ａから、中間ホッパ槽４１の長手方向におけるギア４７，４８取り付け側とは反対側に突出するように設けられる。第２の隔壁４９を前述のように構成することによって、清掃機能付き攪拌部材４２および攪拌部材４３の回転駆動により生じる中間ホッパ槽４１内におけるトナーの流れが整流化され、現像槽内におけるトナー消費状況に見合うトナー供給が可能になる。トナー残量検知センサ７は、中間ホッパ槽４１に形成される上部開口５１近傍の、中間ホッパ槽４１側壁に形成される貫通孔に、そのセンサ面７ａと清掃機能付き攪拌部材４２のリブ状清掃部材５３とが当接するように装着される。すなわち、トナー残量検知センサ７は、トナーカートリッジからトナーを受け入れる上部開口５１近傍に設けられる。換言すれば、トナー残量センサ７は、中間ホッパ４０から現像槽へのトナー補給口である底面開口５２のトナー補給方向上流側の中間ホッパ壁に装着される。これによって、上部開口５１近傍におけるトナー残量が正確に検知されるので、トナーカートリッジからのトナーの過供給、トナーの補給不足などを防止できる。

中間ホッパ４０によれば、図示しないトナーカートリッジから上部開口５１を介して供給されるトナーが、清掃機能付き攪拌部材４２および攪拌部材４３の回転駆動によって中間ホッパ槽４１内を矢符５０の方向に送給され、最終的に底面開口５２から図示しない現像槽に供給される。その際、清掃機能付き攪拌部材４２の軸線方向周面に設けられる２つのリブ状清掃部材によって、上部開口５１近傍の中間ホッパ槽４１に装着されるトナー残量検知センサ７のセンサ面７ａが清浄化される。したがって、上部開口５１近傍におけるトナー残量が正確に検知され、トナーの過供給、補給不足などが防止され、中間ホッパ槽４１内におけるトナーの流れが一層円滑になる。その結果、現像槽におけるトナーの消費状況に応じて過不足ない量のトナーを、タイムラグなく現像槽に供給できる。このような中間ホッパ４０を含む現像装置を用いる画像形成装置においては、画像濃度の高い画像を長時間にわたって連続的に形成しても、画像濃度の低下などが発生せず、画像形成初期および終期でも画像濃度が変化しない。

本実施の形態では、２つのリブ状清掃部材５３を有する清掃機能付き撹拌部材４２を用いるけれども、それに限定されず、たとえば、清掃機能付き攪拌部材５６を使用できる。図９は、別形態の清掃機能付き攪拌部材５６の構成を模式的に示す図面である。図９（ａ）は清掃機能付き攪拌部材５６におけるリブ状清掃部材５３が設けられる部分の断面図である。図９（ｂ）は清掃機能付き攪拌部材５６におけるリブ状清掃部材５３が設けられる部分の側面図である。図９（ｃ）は清掃機能付き攪拌部材５６におけるリブ状清掃部材５３が設けられる部分の展開図である。清掃機能付き清掃部材５６は、回転軸５７と、攪拌羽根５８と、３つのリブ状清掃部材５３とを含む。回転軸５７は、供給ローラ５における回転軸１５と同じ金属材料で構成される。攪拌羽根５８は、現像装置３９の清掃機能付き清掃部材４２における攪拌羽根４５と同様の構成を有する。３つのリブ状部材５３は、回転軸５７の一端部の外周面に設けられる。リブ状清掃部材５３は、３つの突起５４と、樹脂シート５５とを含む。３つの突起５４は、回転軸５７の外周面において、回転軸５７の軸線方向に攪拌羽根５８と同じ螺旋方向に設けられる。さらに詳しくは、図９（ａ）に示すように、３つの突起５４は、回転軸５７の軸線に垂直な方向では、隣り合う突起５４の回転軸５７の軸心方向への延長線同士がなす角度がそれぞれ１２０°になるように回転軸５７の外周面に設けられる。また、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すように、３つの突起５４は、回転軸５７の軸線方向では、回転軸５７の一方の端部５７ａから図示しない他方の端部に向けて等間隔を空けてずれる位置に設けられる。また、図９（ｃ）に示すように、１８０°の位置にある真ん中の突起５４ｂよりも上方に位置する突起５４ａは、回転軸５７の軸心を基準にして回転軸５７の周面方向に突起５４ｂから１２０°の位置であって、回転軸５７の軸心方向において突起５４ｂよりも一方の端部５７ａから離反する方向に設けられる。図９（ｃ）において、突起５４ｂよりも位置する突起５４ｃは、回転軸５７の軸心を基準にして回転軸５７の周面方向に突起５４ｂから１２０°の位置であって、回転軸５７の軸心方向において突起５４ｂよりも一方の端部５７ａから近接する方向に設けられる。樹脂シート５５における回転軸５７の軸線方向の幅は、３つの樹脂シート５５における幅の合計として、トナー残量検知センサ７のセンサ面７ａにおける回転軸５７の軸線方向の幅よりも大きくなるように設けられるのが好ましい。また、３つの樹脂シート５５のうち、回転軸５７の軸線方向に隣り合う２つの樹脂シート５５（樹脂シート５５ａと樹脂シート５５ｂ、および樹脂シート５５ｂと樹脂シート５５ｃ）が部分的に重複してセンサ面７ａに当接するように、３つの突起５４を設けるのが好ましい。このように構成することによって、センサ面７ａの全領域が均一に樹脂シート５５の当接を受け、センサ面７ａにおけるトナーなどの付着物を確実に除去できる。清掃機能付き攪拌部材４２，５６は、中間ホッパ４０内だけでなく、現像槽２内においても使用可能である。

図１０は、本発明の他の実施形態である画像形成装置１００の構成を簡略化して示す断面図である。図１０に示す画像形成装置１００は、たとえば本発明の実施の第１形態である現像装置１を備え、たとえばパーソナルコンピュータ、ビデオレコーダ、デジタルカメラなどの外部機器から伝達される画像情報、画像形成装置１００に備えられる図示しないスキャナ装置により読み取られる画像情報などに応じて、記録紙などの記録媒体上に単色の画像として記録出力するものである。画像形成装置１００は、画像形成部６０と、記録材供給部６１と、画像定着部６２と、制御部６３とを含む。

画像形成部６０は、電子写真感光体６４と、電子写真感光体６４の周面に対向するように設けられる帯電手段６５、露光ユニット６６、現像装置１、転写手段６７、クリーニングユニット６８および除電手段６９とを含む。電子写真感光体６４は、図示しない駆動手段により軸線回りに回転自在に設けられ、図示しない円筒状または円柱状の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される図示しない光導電層とを含むローラ部材であり、その表面に、画像情報に応じて静電潜像が形成される。帯電手段６５は、帯電ローラ、帯電チャージャなどの接触式または非接触式の帯電器によって構成され、電子写真感光体６４の周面を所定の極性および電位に帯電させる。露光ユニット６６は、たとえば、半導体レーザなどのレーザユニットによって構成され、後述する制御部６３から伝達される画像情報に応じて、帯電手段６５によって帯電状態にある電子写真感光体６４の周面に光を照射し、該周面に静電潜像を書き込む。現像装置１は、本発明の現像装置であり、電子写真感光体６４の周面に書き込まれた静電潜像に、トナーホッパ７１から供給され、現像装置１内でキャリアとの混合されて帯電状態にあるトナーを供給して静電潜像を顕像化し、トナー像を形成する。転写手段６７は、たとえば、電子写真感光体６４周面に圧接しかつ回転自在に設けられる転写ローラ７０と、転写ローラ７０に転写バイアス電圧を印加する図示しない電源とを含んで構成され、記録材の転写ローラ７０側から転写バイアス電圧を印加して記録材を帯電させるとともに、転写ローラ７０により記録材を加圧することによって、電子写真感光体６４周面上のトナー像を記録材に転写する。トナー像が転写された記録材はなお、記録材は、露光ユニット６６による露光に同期して、後述する記録材供給部６１から、電子写真感光体６４と転写ローラ７０との圧接部（転写ニップ部）に送給される。クリーニングユニット６８は、たとえば、弾性材料からなり、電子写真感光体６４周面に当接するように設けられる板状部材であるクリーニングブレード６８ａを含んで構成され、トナー像を記録材に転写した後に、電子写真感光体６４周面に残留するトナー、紙粉などを除去する。除電手段６９は除電ランプなどによって構成され、クリーニング後の電子写真感光体６４周面の電荷を除去する。画像形成部６０では、まず電子写真感光体６４周面が帯電手段６５により帯電され、これに露光ユニット６６から画像情報に応じた光が照射され、静電潜像が書き込まれる。この静電潜像に現像装置１からトナーが供給されてトナー像が形成され、トナー像は転写手段６７により記録材に転写される。トナー転写後の電子写真感光体６４周面は、クリーニングユニット６８による残留トナーなどの除去および除電手段６９による電荷除去を受け、清浄化される。この一連の操作が繰返し実行され、画像が形成される。

記録材供給部６１は、記録材トレイ７２と、ピックアップローラ７３と、レジストローラ７４とを含む。記録材トレイ７２は、普通紙、カラーコピー専用紙、コート紙、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）フィルムなどの記録材を収容するトレイである。記録材トレイ７２への記録材の補給は、画像形成装置１００の正面側（操作側）に記録材トレイ７２を引き出して行われる。ピックアップローラ７３は、記録材トレイ７２内の記録材を１枚ずつ分離してレジストローラ７４に送給する。レジストローラ７４は、画像形成部６０における露光ユニット６６の電子写真感光体６４周面への露光に同期して、記録材を転写ニップ部に順次送給する。記録材供給部６１によれば、記録材トレイ７２に収容される記録材は、ピックアップローラ７３およびレジストローラ７４を介して、画像形成部１に供給される。

画像定着部６２は、定着装置７５と、搬送ローラ７６と、切換えゲート７７と、反転ローラ７８と、積載トレイ７９とを含んで構成される。定着装置７５は、定着ローラ８０と加圧ローラ８１とを含む。定着装置７５では、画像形成部６０の転写手段６７によりトナー像が転写された記録材が、定着ローラ８０と加圧ローラ８１との圧接部（定着ニップ部）に送給されて加熱加圧を受け、トナー像が記録材に定着され、画像が形成される。搬送ローラ７６は、定着装置７５により画像が形成された記録材（画像記録済み記録材）を切換えゲート７７に送給する。切換えゲート７７は、画像記録済み記録材の送給経路を切換える。切換えゲート７７を介して、画像記録済み記録材は、反転ローラ７８または図示しない中継搬送装置もしくは記録材再供給搬送装置のいずれかに搬送される。なお、これらの装置については後述する。反転ローラ７８は画像記録済み記録材を積載トレイ７９に排出する。その一方で、両面画像形成または後処理（たとえば、ステープル処理、穴あけ処理など）が指定される場合、反転ローラ７８は画像記録済み記録材を挟持した状態で、該記録材の一部を積載トレイ７９の方向に排出した後逆回転し、該記録材を切換えゲート７７および画像形成装置１００の側面に開口するように設けられる搬送路８４を介して図示しない中継搬送装置または記録材再供給搬送装置に送給する。このとき、切換えゲート７７は実線の位置から破線の位置に変位する。積載トレイ７９は、画像形成装置１００の外側上部に設けられ、画像形成装置１００から排出される画像記録済み記録材を貯留するためのトレイである。画像定着部６２によれば、定着装置７５によりトナー像が記録材に定着され、画像記録済み記録材は、搬送ローラ７６および切換えゲート７７を介して反転ローラ７８に搬送され、そのまま積載トレイ７９に排出されるかまたは反転ローラ７８により搬送方向を変更され、切換えゲート７７を介して図示しない中継搬送装置または記録材再供給搬送装置に送給される。

制御部６３は、画像形成装置１００の内部空間における露光ユニット６６の上部に設けられ、図示しない、制御手段、演算手段、メモリなどからなる中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータなどによって実現される処理回路を含み、現像装置１を備える画像形成装置１００の全動作を制御する。メモリには、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。制御部６３は、前述の処理回路とともに電源を含み、電源は制御部６３だけでなく、画像形成部６０、記録材供給部６１および画像定着部６２における各装置にも電力を供給する。ここで外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビ、ビデオレコーダ、ＤＶＤレコーダ、ファクシミリ装置などが挙げられる。さらに画像形成装置１００の下面および側面には搬送路８２，８３が設けられる。搬送路８２，８３および搬送路８４は、画像形成装置１００に外部装置を接続する際に、記録材を画像形成装置１００の外部または内部に搬送するために利用される。

また制御部６３は、本発明の現像装置において、トナー残量検知センサによる検知結果に応じて、現像槽および／または中間ホッパ内に収容される清掃機能付き攪拌搬送部材、攪拌搬送部材、清掃機能付き攪拌部材および攪拌部材の回転速度を制御し、これによって、中間ホッパまたはトナーカートリッジから現像槽へのトナー補給量を制御する。その際、記録媒体への画像形成が予定される画像情報に含まれる画像濃度情報を加味して、制御が行われる。たとえば、現像槽に装着されるトナー残量検知センサによる検知結果および画像形成が予定される画像情報が制御部５８のメモリに入力される。制御部５８の演算手段は、トナー残量検知センサの検知結果と画像情報に含まれる画像濃度情報とを比較し、現像槽内のトナー量が予定される画像形成に適する量であるか否かを判定する。演算手段による予定される画像形成に適しない量との判定結果に応じて、制御手段は現像槽および／または中間ホッパ内に収容される清掃機能付き攪拌搬送部材、攪拌搬送部材、清掃機能付き攪拌部材および攪拌部材を回転駆動させる駆動手段の少なくとも１つに制御信号を送付し、最も適切な１または２以上の部材を回転駆動させる。また、トナー残量の基準値およびトナー残量検知センサによる検知結果をメモリに入力し、演算部において基準値と検知結果とを比較し、検知結果が基準値を下回るとのとの判定結果に応じて、制御手段は現像槽および／または中間ホッパ内に収容される清掃機能付き攪拌搬送部材、攪拌搬送部材、清掃機能付き攪拌部材および攪拌部材を回転駆動させる駆動手段の少なくとも１つに制御信号を送付し、最も適切な１または２以上の部材を回転駆動させる。このような定量的な制御は、長時間にわたって大量に画像形成する場合などに有利である。

画像形成装置１００によれば、制御部６３に入力される画像情報に応じて、電子写真感光体６４の周面に静電潜像が書き込まれ、この静電潜像が現像されてトナー像として記録材に転写され、さらに定着され、そのまま積載トレイ７９に排出されるかまたは後処理工程、再度の画像形成工程などに供される。本実施の形態では、画像形成装置１００は単色画像を形成するプリンタとして構成されるけれども、それに限定されず、多色画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などとして構成できる。

本発明の実施の第１形態である現像装置の構成を簡略化して示す断面図である。 図１に示す現像装置の要部の構成を拡大して示す断面図である。 図１に示す現像装置の要部の構成をさらに拡大して示す断面図である。 本発明の実施の第２形態である現像装置の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の第３形態である現像装置の構成を簡略化して示す断面図である。 図５に示す現像装置の要部の構成を拡大して示す断面図である。 本発明の実施の第４形態である現像装置の要部の構成を示す断面図である。 図７に示す現像装置の要部の構成を拡大して示す断面図である。 別形態の清掃機能付き攪拌部材の構成を模式的に示す図面である。 本発明の他の実施形態である画像形成装置の構成を簡略化して示す図である。

符号の説明

１，２１，３０，３９ 現像装置
２ 現像槽
３ 現像ローラ
４ 層厚規制部材
５，２２，３１ 供給ローラ
６，３２ 攪拌ローラ
７ トナー残量検知センサ
７ａ センサ面
８ 電子写真感光体
９ 開口部
１０ トナー受入口
１５，１５ｂ，１８，４４，４６，５７ 回転軸
１６，１９，４５，５８ 攪拌羽根
１７，２３，５３ リブ状清掃部材
２０ センサ装着孔
２４，５４ 突起
２５，５５ 樹脂シート
３３ トナー濃度検知センサ
３５ 隔壁
３６ 空隙
４０ 中間ホッパ
４１ 中間ホッパ槽
４２，５６ 清掃機能付き攪拌部材
４３ 攪拌部材
５３ リブ状清掃部材
６０ 画像形成部
６１ 記録材供給部
６２ 画像定着部
６３ 制御部
１００ 画像形成装置

Claims (14)

1. 電子写真方式で画像形成する画像形成装置に搭載される現像装置において、
   内部空間を有して現像剤を収容する現像槽と、
   現像槽に回転自在に支持されて、画像形成装置に設けられる電子写真感光体の表面に形成される静電潜像にトナーを供給して現像する現像ローラと、
   現像槽に支持されて現像ローラ表面の現像剤層の層厚を規制する層厚規制部材と、
   現像槽壁に形成される貫通孔に装着されて現像槽内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサと、
   現像槽に回転自在に支持される回転軸と、回転軸の外周面に回転軸の軸線方向に延びて螺旋状に形成される攪拌羽根と、回転軸の外周面から回転軸の半径方向の外方に延びて現像槽内壁面に対向する先端部がトナー残量検知センサのセンサ面に当接するように形成される複数のリブ状清掃部材とを備える清掃機能付き攪拌搬送部材とを含むことを特徴とする現像装置。
2. 現像槽に回転自在に支持される回転軸と、回転軸の外周面に回転軸の軸線方向に延びて螺旋状に形成される攪拌羽根とを備える攪拌搬送部材をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 攪拌搬送部材は、
   清掃機能付き攪拌搬送部材を介して現像ローラに対向するように設けられることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
4. 清掃機能付き攪拌搬送部材は、
   攪拌搬送部材を介して現像ローラに対向するように設けられることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
5. 現像槽壁底面から鉛直方向上方に延びて、攪拌搬送部材と清掃機能付き攪拌搬送部材との間の空間を仕切るように設けられる隔壁をさらに含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
6. 隔壁は、
   長手方向の両端部と現像槽の長手方向両端の現像槽壁との間に空隙を有するように設けられることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
7. 現像槽に連接するように設けられ、内部空間を有してトナーを貯留し、現像槽にトナーを供給する中間ホッパと、
   中間ホッパ壁に形成される貫通孔に装着されて中間ホッパ内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサと、
   中間ホッパに回転自在に支持される回転軸と、回転軸の外周面に回転軸の軸線方向に延びて螺旋状に形成される攪拌羽根と、回転軸の外周面から回転軸の半径方向の外方に延びて中間ホッパ内壁面に対向する先端部がトナー残量検知センサのセンサ面に当接するように形成され、少なくとも先端部が軟質材料からなる複数のリブ状清掃部材とを備える清掃機能付き攪拌部材とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置。
8. 現像槽と中間ホッパとの連接部に形成される中間ホッパから現像槽へのトナー補給口の、トナー補給方向上流側の中間ホッパ壁に貫通孔が形成され、この貫通孔にトナー残量センサが装着されることを特徴とする請求項７記載の現像装置。
9. 複数のリブ状清掃部材は、
   清掃機能付き攪拌搬送部材または清掃機能付き攪拌部材の回転軸の外周面における円周方向に等間隔で設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の現像装置。
10. 複数のリブ状清掃部材は、
    清掃機能付き攪拌搬送部材または清掃機能付き攪拌部材の回転軸の外周面における回転軸の軸線方向に、攪拌羽根と同じ螺旋方向に設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の現像装置。
11. リブ状清掃部材は、
    トナー残量検知センサのセンサ面に当接する少なくとも先端部が、軟質材料から形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の現像装置。
12. トナー残量検知センサは、
    そのセンサ面が現像槽内壁面または中間ホッパ内壁面よりも高い位置に突出するように、現像槽壁または中間ホッパに形成される貫通孔に装着されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の現像装置。
13. トナー残量検知センサは、
    圧電方式のトナー残量検知センサであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれ１つに記載の現像装置。
14. 表面に静電潜像が形成される電子写真感光体と、電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電状態にある電子写真感光体表面に光を照射して画像情報に応じた静電潜像を形成する露光手段と、電子写真感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、電子写真感光体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる定着手段とを含む画像形成装置において、
    現像手段は、
    請求項１〜１３のいずれか１つの現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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