JP2015011051A - 現像装置、プロセスユニット、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤量の誤検知を減少させて、検知精度を向上させることが可能な現像装置を提供する。【解決手段】トナーを循環搬送する現像ハウジング４０の内部を、トナーが補給される第１空間Ａと、現像剤ローラが配設される第２空間Ｂに分割する仕切り壁４６を備えた現像装置４である。仕切り壁４６の両端部に主連通口４６ａが設け、仕切り壁４６の中間部に補助連通口４６ｂが設けた。そして、第１空間Ａの補助連通口４６ｂに隣接する位置に、トナー量を検知する検知エリアを設けた。【選択図】図４

Description

本発明は、現像装置、プロセスユニット、及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置には、トナーカートリッジが設けられており、使用に伴って現像装置内のトナーが消費されると、トナーカートリッジから現像装置にトナーが補給されるように構成されている。このような構成において、補給したトナーとすでに現像装置内にあるトナーとを十分に混ぜずに使用すると、現像装置内のトナー補給口付近の領域とそれ以外の領域とで現像装置内のトナーに含まれる補給トナーの割合が異なることにより、現像条件が一定にならず、色ムラや地汚れ等が生じる問題がある。

そこで、現像装置内のトナーの状態（補給トナーの割合）を均一にするために、現像装置内でトナーを循環させるようにしている。例えば、特許文献１には、トナーを循環させる構成として、現像装置のハウジング内を、仕切り壁によって両端部において互いに連通した第１空間と第２空間に分け、これら各空間内にトナー搬送手段としてのスクリューを配設する構成が開示されている。第１空間にはトナーカートリッジからトナーが補給され、第２空間には現像ローラが配設される。そして、各空間内のトナーをスクリューによって互いに反対方向に搬送することにより、それぞれの空間の端部まで搬送されたトナーは、仕切り壁の両端部に設けられた連通口を通って他方の空間内に送り込まれる。各空間に送り込まれたトナーは、スクリューによって各空間の上記端部とは反対側の端部へと搬送された後、再び仕切り壁の両端部に設けられた連通口を通って元の空間内に戻される。これを繰り返し行うことにより、トナーが第１空間と第２空間で循環する。その結果、補給されたトナーが現像装置内のトナーと混合し、現像装置内のトナーの状態が均一になる。

また、現像装置内でトナーを循環させる構成であっても、現像装置内へのトナーの補給タイミングが悪いと、現像装置内でトナーが減りすぎて、画像のかすれ等が生じる問題がある。

そこで、特許文献１には、補給タイミングを管理するために、現像装置のハウジング内において、トナーが補給される第１空間に現像剤量検知手段としての光学式センサを配置し、その検知エリアにおける光量変化に基づいてトナーの残量を検知する構成が開示されている。

ところで、現像装置のハウジング内で、スクリューを回転させながらトナーを搬送する場合、スクリューの回転軌道外（スクリューの搬送羽根の外周とハウジングの内壁面との間の隙間）では、スクリューによるトナーを搬送する力がほとんど働かない。すなわち、スクリューの回転軌道外のトナーは、スクリューの回転軌道内のトナーの移動に僅かに追随するように緩やかに移動する程度である。そのため、スクリューの回転軌道外では、トナーが凝集して塊の状態（いわゆるブリッジの状態）で滞留しやすくなる。従って、スクリューの回転軌道外に、光学式センサなどの現像剤量検知手段の検知エリアを設けた場合には、検知エリアにおけるトナー量の変化が生じ難く、現像装置のハウジング全体ではトナーが所定量以下になっているにもかかわらず、トナーが十分であると誤検知する場合がある。

一方、特許文献１では、スクリューの回転軌道内において、トナーの搬送力とトナーのほぐし効果が得られることに着目し、現像剤量検知手段の検知エリアをスクリューの回転軌道内に設けることが開示されているが、この場合でもトナー残量の誤検知の問題は依然として生じ得る。

すなわち、特許文献１では、現像剤量検知手段の検知エリアをスクリューの回転軌道内に設けるために、スクリューの軸方向の一部に、搬送羽根を設けない領域を形成し、当該領域に検知エリアを設けている。しかしながら、搬送羽根を設けない領域ではスクリューの回転軌道内であってもトナーの搬送力が得られ難く、その回転軌道外ではトナーの凝集による滞留が顕著になる。そのため、スクリューの回転軌道内の搬送羽根を設けない領域に、現像剤量検知手段の検知エリアを設けた場合には、検知エリアにスクリューの回転軌道外からのトナーの流れ込みが極端に少なく、現像装置のハウジング全体ではトナーが所定量以上になっているにもかかわらず、トナーが不十分であると誤検知する場合がある。

また近年では、画像形成装置の小型化に伴って、現像装置のハウジングも小型化が進められおり、ハウジング内で安定してトナーを循環搬送させることが難しくなっている。そのため、ハウジング内の第１空間と第２空間で、トナー量に差が生じる場合があるが、第１空間の検知エリアでは、第２空間のトナー量を正確に把握できず、トナー量の誤検知に繋がるおそれがある。

ここで、第２空間に検知手段の検知エリアを設けることも考えられるが、この場合には、第２空間に配設される検知手段の構成要素が邪魔になって、画質に影響を与える現像ローラの直近でトナーの流れが悪化するおそれがあり、好ましくない。

そして、以上のような誤検知に基づいてトナー補給を行えば、現像装置内のトナー量が過多又は過少になりやすい。現像装置内のトナーは多すぎると、装置内の粉圧が上昇し、装置内からトナー漏れが生じやすく、現像装置内のトナーは少なすぎると、画像のかすれが生じやすい。いずれの場合も、画質や装置品質に悪影響を及ぼすおそれがある。

なお、上記の問題は、現像剤として、トナーから成る一成分現像剤を用いる場合に限らず、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いる場合にも同様に生じる。

以上の実情に鑑み、本発明は、現像剤量の誤検知を減少させて、検知精度を向上させることが可能な現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために創案された本発明は、現像剤を収容する現像剤収容部と、表面に現像剤を担持する現像剤担持体とを備えた現像装置であって、前記現像剤収容部の内部を、現像剤が補給される第１空間および前記現像剤担持体が設けられた第２空間に分割する仕切り壁と、前記仕切り壁の両端部において前記第１空間と前記第２空間を連通する主連通口と、前記第１空間と前記第２空間のそれぞれに設けられ、回転することにより前記第１空間と前記第２空間の間で現像剤を循環搬送する現像剤搬送部材と、前記第１空間に現像剤量を検知する検知エリアを有する現像剤量検知手段とを備え、前記現像剤担持体の軸方向と直交する方向から見て、前記現像剤担持体とオーバーラップする前記仕切り壁の中間部に、前記第１空間と前記第２空間を連通する補助連通口を設けると共に、前記第１空間において、前記検知エリアを前記補助連通口に隣接させたものである。

本発明によれば、第１空間の検知エリア周辺で現像剤が凝集して滞留している場合であっても、仕切り壁に設けられた補助連通口を通じて、第２空間から第１空間の検知エリア内に現像剤が流れ込む。そして、このような現像剤の流れ込みを生む補助連通口は、現像剤担持体の軸方向と直交する方向から見ると、現像剤担持体とオーバーラップする位置に設けられている。従って、補助連通口を通じた現像剤の流れ込み作用によって、第１空間の検知エリアにおける現像剤量は、第２空間の現像剤担持体周辺の現像剤量も反映した適正なレベルに維持されるため、現像剤量の誤検知が減少し、現像剤量を高精度に検知することができる。

本発明を適用する画像形成装置の実施の一形態を示す概略断面図である。 プロセスユニットの着脱方法を示す図である。 現像装置の概略断面図である。 現像装置の上部を開口した状態の斜視図である。 現像装置の上部を開口した状態の平面図である。 現像装置の上部を閉鎖した状態の斜視図である。 図５のＡ−Ａ断面を示す概略断面図である。 第１現像剤搬送部材と各導光部材の位置関係を示す斜視図である。 第２現像剤搬送部材を示す側面図である。 （ａ）は図９のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図９のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は図９のＤ−Ｄ断面図である。 間接転写方式のカラー画像形成装置の概略構成図である。 直接転写方式のカラー画像形成装置の概略構成図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、本発明を適用する画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。まず、図１を参照して、画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。

図１に示す画像形成装置は、モノクロ画像形成装置である。その装置本体（画像形成装置本体）１００には、作像ユニットとしてのプロセスユニット１が着脱可能に装着されている。プロセスユニット１は、表面に画像を担持する像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５等を備える。また、感光体２に対向する位置に、感光体２の表面を露光する露光手段としてのＬＥＤヘッドアレイ６が設けられている。

また、プロセスユニット１には、現像剤収容器としてのトナーカートリッジ７が着脱可能に設けられている。トナーカートリッジ７は、その容器本体２２に、現像装置４へ補給する現像剤であるトナーを収容する現像剤収容部８を有する。さらに、本実施形態のトナーカートリッジ７は、クリーニングブレード５で除去されたトナー（廃トナー）を回収する現像剤回収部９も一体的に有している。

また、画像形成装置は、記憶媒体としての用紙に画像を転写する転写装置１０と、用紙を供給する給紙装置１１と、用紙に転写された画像を定着させる定着装置１２と、用紙を装置外へ排出する排紙装置１３とを備える。

転写装置１０は、転写部材としての転写ローラ１４を備える。転写ローラ１４は、プロセスユニット１を装置本体１００に装着した状態で感光体２と当接しており、両者の当接部において転写ニップが形成されている。また、転写ローラ１４は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加されるようになっている。

給紙装置１１は、用紙Ｐを収容した給紙カセット１５や、給紙カセット１５に収容されている用紙Ｐを給送する給紙ローラ１６を備える。また、給紙ローラ１６に対して用紙搬送方向下流側には、搬送タイミングを計って用紙を二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１７が設けてある。なお、用紙Ｐには、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等も含まれる。また、用紙以外の記録媒体として、ＯＨＰシート等を用いることも可能である。

定着装置１２は、定着部材としての定着ローラ１８と、加圧部材としての加圧ローラ１９とを備える。定着ローラ１８は、ヒータ等の加熱源（図示省略）によって加熱されるようになっている。加圧ローラ１９は、定着ローラ１８側へ加圧されて定着ローラ１８に当接し、その当接箇所において定着ニップが形成されている。

排紙装置１３は、一対の排紙ローラ２０を備える。排紙ローラ２０によって装置外に排出された用紙は、装置本体１００の上面を凹ませて形成された排紙トレイ２１上に積載されるようになっている。

続けて、図１を参照しつつ、本実施形態に係る画像形成装置の作像動作について説明する。

作像動作が開始されると、感光体２が回転駆動され、帯電ローラ３によって感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。そして、図示しない読取装置又はコンピュータ等からの画像情報に基づいて、ＬＥＤヘッドアレイ６からの露光により、感光体２の帯電面に静電潜像が形成される。このように感光体２上に形成された静電潜像に、現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１６の回転駆動が開始し、給紙カセット１５から用紙Ｐが送り出される。送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１７によって搬送を一旦停止される。その後、所定のタイミングでレジストローラ１７の回転駆動が開始し、感光体２上のトナー画像が転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙Ｐを転写ニップへ搬送する。

このとき、転写ローラ１４には、感光体２上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、転写部において転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、感光体２上のトナー画像が用紙Ｐ上に転写される。なお、用紙Ｐに転写しきれなかった感光体２上の残留トナーは、クリーニングブレード５によって除去され、トナーカートリッジ７内の現像剤回収部９へ回収される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置１２へと搬送され、定着ローラ１８と加圧ローラ１９との間の定着ニップを通過することにより加熱及び加圧されて、用紙Ｐ上のトナー画像が定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ２０によって装置外に排出され、排紙トレイ２１上にストックされる。

図２は、プロセスユニットの着脱方法を示す図である。図２に示すように、本実施形態では、装置本体１００の後部に設けられたカバー１０１が開閉可能となっている。また、カバー１０１を開いた状態にすると、図示しないリンク機構を介してＬＥＤヘッドアレイ６が上方へ退避するようになっている。このように構成されていることで、カバー１０１を開いた状態で、プロセスユニット１をＬＥＤヘッドアレイ６との干渉を回避しつつ後方（側方）から取り外すことが可能となっている。また、本実施形態では、トナーカートリッジ７がプロセスユニット１に装着された状態で、これらを一体的に装置本体１００の後方（側方）から着脱可能となっている。さらに、トナーカートリッジ７は、プロセスユニット１が装置本体１００に装着された状態と取り外された状態のいずれにおいても、プロセスユニット１に対して着脱可能となっている。

図３は、現像装置の概略断面図である。図３に示すように、現像装置４は、トナーを収容する現像剤収容部としての現像ハウジング４０と、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像ローラ４１にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ４２と、現像ローラ４１上に担持されたトナー量を規制する規制部材としての現像ブレード４３と、トナーを搬送する第１現像剤搬送部材４４及び第２現像剤搬送部材４５等を備える。

現像ローラ４１は、図３において反時計回りの方向に回転し、表面に保持した現像剤を現像ブレード４３及び感光体２との対向位置へと搬送する。

供給ローラ４２は、現像ローラ４１に当接しており、現像ローラ４１に対してカウンター方向（図３において反時計回り）に回転することで、現像ハウジング４０内のトナーを現像ローラ４１の表層まで供給する。なお、本実施形態では、現像ローラ４１と供給ローラ４２の回転数比を１に設定することで、良好なトナー供給機能を確保している。

現像ブレード４３は、その先端側で現像ローラ４１の表面に当接しており、供給ローラ４２によって現像ローラ４１上に供給されたトナーは、現像ローラ４１と現像ブレード４３とのニップ部を通過することにより、厚さが規制されると同時に摩擦荷電させられる。

また、現像ハウジング４０の上部には、補給用のトナーを収容する現像剤収容器としてのトナーカートリッジ７が着脱可能に装着されている。なお、現像装置４及びトナーカートリッジ７とは、一体化されていてもよい。

現像ハウジング４０の上部には、トナーカートリッジ７内のトナーを現像ハウジング４０内へ補給するための補給口４０ａが形成されている。

トナーの補給は、後述の現像剤量検知手段による現像ハウジング４０内のトナー残量の検知結果に基づいて行われる。具体的には、現像ハウジング４０内のトナーが消費されてトナー量が所定値以下になったことを現像剤量検知手段によって検知されると、予め設定されている時間だけトナーカートリッジ７が駆動され、所定量のトナーが現像ハウジング４０へ補給されるようになっている。

また、現像ハウジング４０の内部は、現像ローラ４１の軸方向とほぼ平行に配設された仕切り壁４６によって、補給口４０ａを配設した第１空間Ａと、現像ローラ４１や現像ブレード４３等の現像手段を配設した第２空間Ｂとに分割されている。本実施形態では、仕切り壁４６が上下方向に立設しており、第１空間Ａと第２空間Ｂが水平方向に隣接して配設されている。第１空間Ａ内には、第１現像剤搬送部材４４が配設され、第２空間Ｂ内には、第２現像剤搬送部材４５が配設されている。

図４に示すように、第１現像剤搬送部材４４及び第２現像剤搬送部材４５は、第１空間Ａ及び第２空間Ｂを分割する仕切り壁４６を挟んでほぼ対向する位置に配設されている。仕切り壁４６は、現像ローラ４１の軸方向の長さよりも短い。仕切り壁４６の両端部には、それぞれ主連通口４６ａが設けられ、これら主連通口４６ａの間に位置する仕切り壁４６の中間部には、補助連通口４６ｂが設けられている。そして、これら主連通口４６ａ及び補助連通口４６ｂを介して、第１空間Ａと第２空間Ｂが互いに連通している。第１現像剤搬送部材４４と第２現像剤搬送部材４５は、回転することによりトナーを軸方向に搬送するように構成されている。

第１空間Ａには、仕切り壁４６の補助連通口４６ｂに隣接する位置に検知エリア（図７の透過光路Ｌ）を有する光透過方式の現像剤量検知手段５０が配設されている。現像剤量検知手段５０は、光学素子としての発光素子５１及び受光素子５２と、現像ハウジング４０に設けられた第１導光部材５３及び第２導光部材５４を有する。発光素子５１及び受光素子５２は、例えば、現像ハウジング４０の外側で画像形成装置本体１００に取り付けられる。導光部材５３，５４としては、例えば、アクリル材やＰＣ材などの光透過性に優れた材料や、光ファイバーが利用できる。

本実施形態では、第１導光部材５３及び第２導光部材５４のそれぞれが、第１空間Ａの上方から第１空間Ａの内部に導入されている。そして、第１導光部材５３の一端部は、現像ハウジング４０から外側に露出し、発光素子５１と対向するように配設されている。一方、第１導光部材５３の他端部は、現像ハウジング４０の第１空間Ａ内に配設されている。また、第２導光部材５４の一端部は、第１空間Ａ内で、前記第１導光部材５３の他端部に対して、仕切り壁４６の長手方向に所定の間隔をおいて配設されている。一方、第２導光部材５４の他端部は、現像ハウジング４０から外側に露出し受光素子５２と対向するように配設されている。

発光素子５１から発する光は、第１導光部材５３の一端部に入射した後、第１の導光部材５３の他端部から出射する。そして、第１導光部材５３から出射した光は、第２導光部材５４の一端部から入射した後、第２導光部材５４の他端部から出射し、受光素子５２へと到達する。ここで、現像ハウジング４０内にトナーが十分に存在する状態では、各導光部材５３，５４の互いに対向する端部の間にトナーが存在することにより光が遮断されるため、受光素子５２まで光が到達しない。しかし、印刷などでトナーが消費されると、トナーの上面が各導光部材５３，５４の位置よりも低下し、互いに対向する端部の間にトナーが存在しなくなるので、受光素子５２まで光が到達するようになる。このような受光素子５２における出力値の変化に基づいて、現像ハウジング４０内のトナー量を検知する仕組みとなっている。具体的には、トナー量が既知の場合に受光素子５２で得られる基準波形と、トナー量を検知する際に得られる測定波形とを比較して、トナー量の検知を行う。本実施形態では、図７に示すように、第１導光部材５３と第２導光部材５４との間の透過光路Ｌ（図７でクロスハッチングを付した領域）が、トナー量を検知する検知エリアとして機能する。

図５に示すように、第１及び第２の現像剤搬送部材４４，４５が回転すると、図中の矢印Ｘに示すように、それらは互いに反対方向にトナーを搬送する。各現像剤搬送部材４４，４５によって第１空間Ａと第２空間Ｂのそれぞれの端部まで搬送されたトナーは、それ以上軸方向に移動できないので、各主連通口４６ａを通って他方の空間内（空間Ａから空間Ｂ、又は空間Ｂから空間Ａ）に送り込まれる。そして、各空間Ａ，Ｂ内に送り込まれたトナーは、第１及び第２現像剤搬送部材４４，４５によって各空間Ａ，Ｂの上記端部とは反対側の端部へと搬送され後、各主連通口４６ａを通って元の領域内に戻される。この動作を繰り返し行うことにより、トナーが第１空間Ａと第２空間Ｂとの間で循環する。

ここで、補給されたトナーと現像ハウジング４０内のトナーとを十分に混合するには、トナーが補給口４０ａから現像領域である第２空間Ｂに達するまでの搬送距離を長くして、混合する時間を長く確保する方がよい。従って、補給口４０ａは、第２空間Ｂに配設されるより第１空間Ａに配設される方が好ましい。さらに好ましくは、図６に示すように、補給口４０ａを、第１空間Ａ内で現像剤搬送方向の上流側に配設するとよい。

また、図５に示すように、上記のトナーの循環過程で、図中の矢印Ｙに示すように、補助連通口４６ｂを通じて、第２空間Ｂから第１空間Ａの透過光路Ｌ（図７を参照）へトナーが流れ込むようになっている。これにより、第１空間Ａの透過光路Ｌ周辺でトナーが凝集して滞留している場合であっても、補助連通口４６ｂを通じて、第２空間Ｂから第１空間Ａの透過光路Ｌ内にトナーが流れ込む。そして、補助連通口４６ｂは、現像ローラ４１の軸方向と直交する方向から見て、現像ローラ４１とオーバーラップする仕切り壁４６の中間部に設けられている。従って、上記のように補助連通口４６ｂからトナーが流れ込むと、第１空間Ａの透過光路Ｌにおけるトナー量が、第２空間Ｂの現像ローラ４１周辺のトナー量も反映した適正なレベルに維持されるため、第１空間Ａの透過光路Ｌにおけるトナー量の誤検知が減少し、トナー量を高精度に検知することができる。そして、このような構成は、現像装置４が小型化された場合に特に有用である。現像装置４の小型化に伴って現像ハウジング４０内のトナー搬送路が狭小化されると、トナーが凝集して滞留しやすくなるが、補助連通口４６ｂによって透過光路Ｌ周辺のトナーの流れを良好に維持できるためである。

そして、図７に示すように、本実施形態では、現像装置４のコンパクト化によるスペース的な制約により、第１導光部材５３と第２導光部材５４のそれぞれが、第１空間Ａの上方から第１空間Ａの内部に導入されている。その結果、第１空間Ａでは、これら導光部材５３，５４が邪魔部材となって、透過光路Ｌに現像剤搬送方向の上流側上方部からトナーが流れ込み難くなっている。従って、補助連通口４６ｂを通じた透過光路Ｌへのトナーの流れ込みが特に有効となる。換言すれば、補助連通口４６ｂを設けることで、現像装置４のコンパクト化と、トナー量検知の高精度化を確実に両立することができる。

また、図７に示すように、補助連通口４６ｂの開口面積は、主連通口４６ａの開口面積よりも小さくなっている。これにより、トナーが、補助連通口４６ｂよりも主連通口４６ａを通じて流れやすくなる。そのため、主連通口４６ａを通じたトナーの循環搬送に悪影響を与えることなく、透過光路Ｌにトナーを流れ込ませることができる。

補助連通口４６ｂの幅Ｗ１は、透過光路Ｌの幅Ｗ２よりも大きくなっている。これにより、トナーが流れ込んでくる範囲が、透過光路Ｌの範囲よりも大きくなるので、透過光路Ｌ内に確実にトナーを流れ込ませることができる。

補助連通口４６ｂの下端４６ｂ１は、主連通口４６ａの下端４６ａ１よりも高い位置にある。これにより、トナー量が所定量を超えた場合にのみ、補助連通口４６ｂを通じたトナーの流れ込みを生じさせることができる。従って、トナー量が所定量よりも少ない場合には、補助連通口４６ｂを通じたトナーの流れ込みを生じさせることなく、主連通口４６ａを通じたトナーの循環搬送のみを行うことができる。なお、補助連通口４６ｂの下端４６ｂ１の高さにより、補助連通口４６ｂを通じたトナーの流れ込みが開始するトナー量を調整することができる。

図８に示すように、第１現像剤搬送部材４４は、回転軸４４ａの外周に螺旋状に搬送羽根４４ｂを設けたスクリューで構成される。この第１現像剤搬送部材４４の回転軸４４ａには、各導光部材５３，５４の互いに対向する端部を清掃する清掃部材６０が設けられている。清掃部材６０は、例えばＰＥＴシートなどの可撓性を有する部材で構成されている。軸方向における清掃部材６０の軸方向の幅は、各導光部材５３，５４の互いに対向する端部間の間隔よりも若干大きく設定されている。従って、第１現像剤搬送部材４４が回転すると、これに伴って清掃部材６０は各導光部材５３，５４の端部の両方に接触し、それらの表面に付着したトナーが掻き取られるようになっている。これにより、第１導光部材５３から第２導光部材５４への光の透過が良好に維持されるようになっている。なお、清掃部材６０は、第１現像剤搬送部材４４の回転軸４４ａに対して傾斜して配設されていないため、搬送羽根４４ｂとは異なり、軸方向へのトナー搬送機能は有していない。清掃部材６０は省略してもよい。

更に、第１現像剤搬送部材４４は、軸方向の一部に搬送羽根４４ｂを設けない領域Ｑを有しおり、この領域Ｑに第１及び第２導光部材５３，５４の互いに対向する端部を配設している。このように、搬送羽根４４ｂを設けない領域Ｑに各導光部材５３，５４の対向する端部を配設することで、各導光部材５３，５４が搬送羽根４４ｂに干渉することなく、各導光部材５３，５４間の透過光路Ｌ（図７を参照）を搬送羽根４４ｂの回転軌跡内に配設することができる。すなわち、各導光部材５３，５４間の透過光路Ｌは、回転軸４４ａの軸方向から見て搬送羽根４４ｂの外周よりも内側に配設されている。なお、本実施形態では、各導光部材５３，５４間の透過光路Ｌの全部を搬送羽根４４ｂの回転軌跡内に配設しているが、当該透過光路Ｌの一部又は全部を搬送羽根４４ｂの回転軌跡外に配設してもよい。また、各導光部材５３，５４間の透過光路Ｌは、第１現像剤搬送部材４４の搬送方向、すなわち軸方向とほぼ平行に配設されている。なお、透過光路Ｌは、第１現像剤搬送部材４４の軸方向と交差する方向（例えば、直交する方向）に配設されていてもよい。

また、図８に示すように、第１現像剤搬送部材４４には、清掃部材６０よりもトナー搬送方向上流側に位置する回転軸４４ａ上に、トナーを撹拌するための可撓性を有する撹拌羽根７０が取り付けられている。この撹拌羽根７０は、回転軸４４ａから搬送羽根４４ｂの外周よりも外側に延出しており、撹拌羽根７０の先端部の回転軌道は、搬送羽根４４ｂの回転軌道よりも外側になるように構成されている。撹拌羽根７０は、例えばＰＥＴシートなどの可撓性を有する部材で構成されており、本実施形態では上記清掃部材６０と一体化されている。もちろん、この撹拌羽根７０は、清掃部材６０と別体で構成してもよい。このように、撹拌羽根７０を取り付けることにより、補給されたトナーと現像ハウジング４０内のトナーとの混合が促進される。なお、撹拌羽根７０は、回転軸４４ａに対して傾斜して配設されていないため、搬送羽根４４ｂとは異なり、軸方向へのトナー搬送機能を有していない。また、撹拌羽根７０が回転した際（撹拌時）に、撹拌羽根７０がトナーから受ける負荷を軽減するために、撹拌羽根７０には、トナーを通過させる通過孔７０ａを設けてもよい。また同様の目的で、撹拌羽根７０を軸方向で複数の片に分割するように、撹拌羽根７０に１又は複数の切り込みを設けてもよい。撹拌羽根７０は省略してもよい。

一方、図９に示すように、第２現像剤搬送部材４５は、回転軸４５ａの外周に螺旋状に搬送羽根４５ｂを設けたスクリューで構成されるが、その搬送羽根４５ｂは軸方向で不連続になっている。そして、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２現像剤搬送部材４５を軸方向から見ると、軸方向に隣接する各搬送羽根４５ｂを設けた領域Ｒが、周方向にずれている。すなわち、回転軸４５ａの外周に螺旋状に搬送羽根４５ｂを設けた現像剤搬送部材４５において、搬送羽根４５ｂの螺旋状の領域に搬送羽根４５ｂを設けない領域を形成して、搬送羽根４５ｂを複数に分割すると共に、軸方向に隣接する各搬送羽根４５ｂを設けた領域を、互いに周方向にずらしたものである。これにより、搬送羽根４５ｂが軸方向で連続している場合に比して、トナー搬送速度を相対的に遅く調整することができる。また、各搬送羽根４５ｂを設けた領域Ｒが周方向にずれているので、トナーに連続的に搬送力を付与して、トナーの安定的な搬送を実現することができる。

詳細には、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、各搬送羽根４５ｂを設けた領域Ｒの大きさをその中心角αの大きさで定義すると、各搬送羽根４５ｂを設けた領域Ｒの大きさは、１８０度〜３１５度であることが好ましく（本実施形態では１８０度）、使用現像剤の流動特性に合わせて適宜範囲内で選定することがより好ましい。また、同図に示すように、軸方向に隣接する各搬送羽根４５ｂを設けた領域Ｒの周方向のずれを、上流側の搬送羽根４５ｂの終端縁ｅ２と、その下流側に隣接する搬送羽根４５ｂの始端縁ｅ１とのなす差βと定義すると、軸方向に隣接する各搬送羽根４５ｂを設けた領域Ｒの周方向のずれは、４５度〜１８０度であることが好ましく（本実施形態では１３５度）、使用現像剤の流動特性に合わせて適宜範囲内で選定することがより好ましい。なお、本実施形態では、第２現像剤搬送部材４５を軸方向から見ると、軸方向に隣接する各搬送羽根４５ｂを設けた領域Ｒの一部が周方向で重なっており、搬送羽根４５ｂを設けない領域のみが重なった領域は形成されていない。各搬送羽根４５ｂを設けた領域Ｒの大きさと周方向のずれは、全て同一であることが好ましい。

ここで、上記のように第２現像剤搬送部材４５を構成した理由を説明する。すなわち、近年の画像形成装置の小型化に伴って、現像剤搬送部材に回転駆動力を与えるギアも小径化されつつある。そのため、現像剤搬送部材の回転速度が増大し、トナー搬送速度が速くなりすぎる場合がある。従って、ギアなどの回転駆動力伝達系とは別の構成で、トナーの搬送速度を調整してトナーの安定的な搬送を実現することが課題となる。そこで、本実施形態では、第２現像剤搬送部材４５の搬送羽根４５ｂのように構成することで、この課題を解決した。このようにすれば、回転駆動力伝達系に変更を加えなくても、トナーの搬送速度を調整することができる。なお、このような構成は、第２空間Ｂに配設された第２現像材搬送部材４５に限られず、第１空間Ａに配設される第１現像剤搬送部材４４に適用してもよい。

以上のように、本発明によれば、仕切り壁４６に設けた補助連通口４６ｂを通じたトナーの流れ込み作用によって、第１空間Ａの検知エリア（透過光路Ｌ）におけるトナー量が、第２空間Ｂの現像ローラ４１周辺のトナー量も反映した適正なレベルに維持されるため、トナー量の誤検知が減少し、トナー量を高精度に検知することができる。

なお、本発明の実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは可能である。上述の実施形態は、第１空間Ａと第２空間Ｂが、仕切り壁４６を介して水平方向に隣接する場合を説明したが、第１空間Ａと第２空間Ｂを、仕切り壁４６を介して上下方向に隣接させてもよい。この場合、第１空間Ａが上方、第２空間Ｂが下方となる。

また、上述の実施形態では、現像剤量検知手段として透過光検知センサを用いた場合を説明したが、例えば、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどを用いてもよい。

また、上述の実施形態では、トナーから成る一成分現像剤を用いる場合を説明したが、現像剤としては、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いてもよい。

また、上述の実施形態では、トナーカートリッジをプロセスユニットの被装着部に対して着脱可能な構成を説明したが、トナーカートリッジを装置本体の被装着部に直接着脱可能に構成してもよい。

また、上述の実施形態では、画像形成装置として、モノクロ画像形成装置を説明したが、これに限られるものではない。例えば、本発明は、図１１に示すような、複数の感光体２上の画像を、中間転写ベルト（中間転写体）８０を介して用紙に間接的に転写する間接転写方式のカラー画像形成装置や、図１２に示すような、複数の感光体２上の画像を、搬送ベルト（搬送体）８１で搬送される用紙に直接的に転写する直接転写方式のカラー画像形成装置などにも適用可能である。また、本発明を適用可能な画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等も含まれる。

１ プロセスユニット
４ 現像装置
４０ 現像ハウジング
４０ａ 補給口
４１ 現像ローラ
４４ 第１現像剤搬送部材
４５ 第２現像剤搬送部材
４６ 仕切り壁
４６ａ 主連通口
４６ｂ 補助連通口
５０ 現像剤量検知手段
６０ 清掃部材
７０ 撹拌羽根
Ａ 第１空間
Ｂ 第２空間
Ｌ 透過光路（検知エリア）

特開２０１２−１５５１４１号公報

Claims (9)

1. 現像剤を収容する現像剤収容部と、表面に現像剤を担持する現像剤担持体とを備えた現像装置であって、
   前記現像剤収容部の内部を、現像剤が補給される第１空間および前記現像剤担持体が設けられた第２空間に分割する仕切り壁と、
   前記仕切り壁の両端部において前記第１空間と前記第２空間を連通する主連通口と、
   前記第１空間と前記第２空間のそれぞれに設けられ、回転することにより前記第１空間と前記第２空間の間で現像剤を循環搬送する現像剤搬送部材と、
   前記第１空間に現像剤量を検知する検知エリアを有する現像剤量検知手段とを備え、
   前記現像剤担持体の軸方向と直交する方向から見て、前記現像剤担持体とオーバーラップする前記仕切り壁の中間部に、前記第１空間と前記第２空間を連通する補助連通口を設けると共に、前記第１空間において、前記検知エリアを前記補助連通口に隣接させたことを特徴とする現像装置。
2. 前記補助連通口の開口面積が、前記主連通口の開口面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 仕切り壁の長手方向において、前記補助連通口の幅が、前記検知エリアの幅よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記仕切り壁が上下方向に立設され、前記第１空間と前記第２空間が水平方向に隣接配置され、
   前記補助連通口の下端が、前記主連通口の下端よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記現像剤検知手段が、発光素子と、受光素子と、前記発光素子からの光を前記第１空間内に導く第１導光部材と、前記第１空間内に導かれた光を前記受光素子に導く第２導光部材とを備え、
   前記検知エリアが、前記第１導光部材から前記第２導光部材へ光を透過させる前記第１空間内の透過光路によって構成され、
   前記透過光路が、前記仕切り壁の長手方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記第１導光部材及び前記第２導光部材が、前記現像剤収容部の上部から前記第１空間内に導入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。
7. 前記第１空間の前記現像剤搬送部材の回転軸に設けられ、回転に伴って、前記透過光路を介して対向する前記第１導光部材の端面と前記第２導光部材の端面の少なくとも一方に接触して清掃する清掃部材を備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の現像装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像装置と、表面に潜像を担持する潜像担持体とを備えたことを特徴とするプロセスユニット。
9. 請求項８に記載のプロセスユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。