JP4956309B2

JP4956309B2 - トナー濃度測定装置、攪拌装置、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、現像方法及び画像形成方法

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Publication number: JP4956309B2
Application number: JP2007188153A
Authority: JP
Inventors: 尚志菊地
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-07-19
Also published as: JP2009025528A

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられ像担持体にいわゆる２成分現像剤を供給する現像装置、この現像装置と像担持体とを備えたプロセスカートリッジ、これらを備えたかかる画像形成装置、かかる現像装置を用いた現像方法、かかる現像装置、プロセスカートリッジを用いた画像形成方法に関する。

従来より、〔特許文献１〕ないし〔特許文献６〕等に記載されているように、トナーと磁性キャリアとを含むいわゆる２成分現像剤（以下、現像剤という）を用いる現像装置が、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に広く用いられている。かかる現像装置は、内部で現像剤の摩擦によりトナーを帯電させ、トナーが帯電した状態の現像剤を現像ローラ等の現像剤担持体に担持して、電界による静電力で帯電したトナーを感光体等の像担持体に向けて移動させ、像担持体上の潜像を現像するようになっている。

現像剤の摩擦によりトナーを帯電させ、また現像剤を現像剤担持体に担持させるために、現像装置内には、現像剤の攪拌搬送部材が備えられている。攪拌搬送部材としては、回転軸に螺旋状の羽根を設けた搬送スクリュなどといわれるものが良く知られている。

また、現像によりトナーを消費すると現像剤のトナー濃度が下がっていくため、トナー濃度を現像に適した濃度に維持するために、トナー濃度を検知する手段が備えられているとともに、トナーを蓄えたトナー収容部が備えられており、トナー濃度がある値より低下したことがかかる手段によって検知されると、トナー収容部からトナーを現像剤収容部に補給するようになっている。

現像剤収容部には上述の攪拌搬送部材が備えられており、補給されたトナーは攪拌搬送部材により搬送されるとともに既存の現像剤と攪拌され徐々に均一に分散されていき、現像剤収納部内の現像剤は所望のトナー濃度に近づいていく。

このような現像装置では、高画像面積のプリント時などトナー消費量が多いときには、トナー補給量も多くなるが、特にトナー補給量が多いときなどには、補給されたトナーが十分に現像剤と攪拌されずに、現像剤に局所的なトナー濃度ムラが生じることがある。このトナー濃度ムラが残ったままの現像剤によって現像を行うと、トナー濃度ムラが画像濃度ムラとして画像に表れてしまう。また、またトナーが十分に混合されていない場合、トナー飛散が生じる場合がある。

このような問題に対処するため、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕では、搬送スクリュの形状による攪拌性の改善に関する技術が提案されている。具体的には、〔特許文献１〕では、搬送スクリュの螺旋状の羽根の間に板状の垂直羽根部材を設けることで現像剤の流れに乱流状態を生じさせ、補給されたトナーと現像剤の混合攪拌効率を向上させる技術が提案されている。また〔特許文献２〕では、螺旋状の羽根のピッチや切欠き、垂直羽根部材などの幅・高さを変えることで搬送速度と攪拌効率を両立させることが提案されている。

しかしながら搬送スクリュの形状を調整するだけでは、補給されたトナーが、トナーとキャリアの比重の違いによって、現像剤と混ざらずに、現像剤表面を搬送される、いわゆる上滑りが生じる場合がある。上滑りを生じたトナーは、十分に攪拌されていないため、帯電不良となる割合が多く、帯電不良のトナーは画像の濃度ムラや非画像部の地汚れ、トナー飛散の原因となるという問題がある。特にプリント速度の速い高速機や現像剤容量の小さい小型機ではトナー補給位置から現像剤担持体に供給されるまでの攪拌できる距離、時間が短く、またトナーの補給量も多いため高い攪拌能力が必要となる。

そこで、上滑り対策として、〔特許文献３〕に記載の技術では、現像剤の攪拌搬送領域の近傍に可変の磁界発生手段を設置し、現像剤の動きを変化させることでキャリアとトナーとの攪拌、帯電を促進している。

特開平６−１６７８７６号公報特開２００５−３４５８５８号公報特開２００６−２２７３９２号公報特開平９−１０６１６１号公報特開２００２−２７８２４８号公報特開２００６−３３０１９９号公報

しかし、〔特許文献３〕に記載の技術では、磁界発生手段として、マグネットローラおよび駆動機構などが必要であり、装置の大型化、コストアップに繋がる。
また〔特許文献４〕には、トナー補給時に飛散したトナーが直接現像担持体に到達しないように飛散防止部材で経路を遮断する技術が提案されている。この技術は、トナーの上滑りに対しても有効である。現像剤はトナー濃度や環境などにより嵩が変わるため、トナーの飛散を常時遮断するべく、かかる飛散防止部材に弾性を持たせるなどして、その形状が、現像剤面の高さの変化に対応して変化するように構成されている。しかしこのような構成でも、飛散防止部材が現像剤に接触する状態が、現像剤面の高さによって変わるので、安定してトナーの上滑りを防止することが出来ない。

本発明は、比較的簡易な構成でトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止する構成を採用した、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられ像担持体にいわゆる２成分現像剤を供給する現像装置、この現像装置と像担持体とを備えたプロセスカートリッジ、これらを備えたかかる画像形成装置、かかる現像装置を用いた現像方法、かかる現像装置、プロセスカートリッジを用いた画像形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、現像装置内において搬送される、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤の表面部の流れを堰き止める現像剤堰き止め部材であって、前記２成分現像剤を堰き止めるために前記表面部に当接し、前記２成分現像剤の表面位置に応じて、前記２成分現像剤に当接することによって変位する現像剤堰き止め部材と、この現像剤堰き止め部材の位置を検知する位置検知手段と、この位置検知手段が検知した前記現像剤堰き止め部材の位置から前記２成分現像剤のトナー濃度を測定するトナー濃度測定手段とを有するトナー濃度測定装置にある。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のトナー濃度測定装置において、前記現像剤堰き止め部材を、前記２成分現像剤の搬送方向における、同２成分現像剤に対するトナーの補給位置の下流側近傍に設けたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のトナー濃度測定装置において、前記現像剤堰き止め部材を、前記２成分現像剤の搬送方向における、同２成分現像剤に対するトナーの補給位置の上流側近傍に設けたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナー濃度測定装置において、前記現像剤堰き止め部材を、前記２成分現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材に対向するように設けたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載のトナー濃度測定装置において、前記攪拌搬送部材は、回転する軸部と、この軸部上に設けられ同軸部の回転により前記２成分現像剤を攪拌しながら搬送する羽根部とを有し、前記現像剤堰き止め部材を、前記軸部上における前記羽根部の非配設位置に対応して設けたことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載のトナー濃度測定装置において、前記現像剤堰き止め部材は、前記２成分現像剤に当接する側の端部が、同２成分現像剤の搬送方向下流側に向けて沿うように傾斜していることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし６記載のトナー濃度測定装置を有する２成分現像剤の攪拌装置にある。

請求項８記載の発明は、請求項１ないし６記載のトナー濃度測定装置、または、請求項７記載の攪拌装置を有する現像装置にある。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の現像装置と、この現像装置によって潜像を現像される像担持体とを備えたプロセスカートリッジであって、これを備える画像形成装置本体に対して着脱自在であるプロセスカートリッジにある。

請求項１０記載の発明は、請求項１ないし６記載のトナー濃度測定装置、または、請求項７記載の攪拌装置、または、請求項８記載の現像装置、または、請求項９記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にある。

請求項１１記載の発明は、請求項１ないし６記載のトナー濃度測定装置、または、請求項７記載の攪拌装置、または、請求項８記載の現像装置を用いる現像方法にある。

請求項１２記載の発明は、請求項１ないし６記載のトナー濃度測定装置、または、請求項７記載の攪拌装置、または、請求項８記載の現像装置、または、請求項９記載のプロセスカートリッジ、または、請求項１０記載の画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法にある。

本発明は、現像装置内において搬送される、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤の表面部の流れを堰き止める現像剤堰き止め部材であって、前記２成分現像剤を堰き止めるために前記表面部に当接し、前記２成分現像剤の表面位置に応じて、前記２成分現像剤に当接することによって変位する現像剤堰き止め部材と、この現像剤堰き止め部材の位置を検知する位置検知手段と、この位置検知手段が検知した前記現像剤堰き止め部材の位置から前記２成分現像剤のトナー濃度を測定するトナー濃度測定手段とを有するトナー濃度測定装置にあるので、２成分現像剤に当接することで変位するため変位のための駆動機構を要さず比較的簡易な構成で２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、トナー飛散も抑制ないし防止することが可能な現像剤堰き止め部材を備え、現像剤の表面位置の高さに応じてトナー濃度を測定することができる比較的簡易な構成のトナー濃度測定装置を提供することができる。

前記現像剤堰き止め部材を、前記２成分現像剤の搬送方向における、同２成分現像剤に対するトナーの補給位置の下流側近傍に設けたこととすれば、比較的簡易な構成で、２成分現像剤の搬送方向におけるトナーの補給位置の下流側に流れるトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、２成分現像剤の搬送方向におけるトナーの補給位置の下流側へのトナー飛散も抑制ないし防止することが可能なトナー濃度測定装置を提供することができる。

前記現像剤堰き止め部材を、前記２成分現像剤の搬送方向における、同２成分現像剤に対するトナーの補給位置の上流側近傍に設けたこととすれば、比較的簡易な構成で、トナーの上滑りが解消ないし緩和された状態にあるトナーの補給位置でトナーの補給を行うことで、トナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、２成分現像剤の搬送方向におけるトナーの補給位置の上流側へのトナー飛散も抑制ないし防止することが可能なトナー濃度測定装置を提供することができる。

前記現像剤堰き止め部材を、前記２成分現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材に対向するように設けたこととすれば、比較的簡易な構成でトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、また攪拌搬送部材との共働によって２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、トナー飛散も抑制ないし防止することが可能なトナー濃度測定装置を提供することができる。

前記攪拌搬送部材は、回転する軸部と、この軸部上に設けられ同軸部の回転により前記２成分現像剤を攪拌しながら搬送する羽根部とを有し、前記現像剤堰き止め部材を、前記軸部上における前記羽根部の非配設位置に対応して設けたこととすれば、比較的簡易な構成でトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、また攪拌搬送部材との共働によって２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、トナー飛散も抑制ないし防止することが可能であり、さらに羽根部との干渉を防止しつつ、対応可能な現像剤の表面位置の範囲が広いトナー濃度測定装置を提供することができる。

前記現像剤堰き止め部材は、前記２成分現像剤に当接する側の端部が、同２成分現像剤の搬送方向下流側に向けて沿うように傾斜していることとすれば、２成分現像剤の流れを利用して変位が行われ、変位のための駆動機構を要さず比較的簡易な構成で２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、トナー飛散も抑制ないし防止することが可能なトナー濃度測定装置を提供することができる。

本発明は、かかるトナー濃度測定装置を有する２成分現像剤の攪拌装置にあるので、２成分現像剤に当接することで変位するため変位のための駆動機構を要さず比較的簡易な構成で２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、トナー飛散も抑制ないし防止することが可能な現像剤堰き止め部材を備え、トナーの上滑りを安定して抑制ないし防止することができ、２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくその攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができる攪拌装置を提供することができる。

本発明は、かかるトナー濃度測定装置、または、かかる攪拌装置を有する現像装置にあるので、２成分現像剤に当接することで変位するため変位のための駆動機構を要さず比較的簡易な構成で２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、トナー飛散も抑制ないし防止することが可能な現像剤堰き止め部材を備え、トナーの上滑りを安定して抑制ないし防止することができ、２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくその攪拌性を向上することができ、画像濃度ムラが防止ないし抑制された良好な現像を行うことができる、良好な画像形成に寄与することができる現像装置を提供することができる。

本発明は、かかる現像装置と、この現像装置によって潜像を現像される像担持体とを備えたプロセスカートリッジであって、これを備える画像形成装置本体に対して着脱自在であるプロセスカートリッジにあるので、トナーの上滑りを安定して抑制ないし防止することができ、２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくその攪拌性を向上することができ、画像濃度ムラが防止ないし抑制された良好な現像を行うことができる現像装置を備え、良好な画像形成に寄与することができるプロセスカートリッジを提供することができる。

本発明は、かかるトナー濃度測定装置、または、かかる攪拌装置、または、かかる現像装置、または、かかるプロセスカートリッジを有する画像形成装置にあるので、２成分現像剤に当接することで変位するため変位のための駆動機構を要さず比較的簡易な構成で２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、トナー飛散も抑制ないし防止することが可能な現像剤堰き止め部材を備え、トナーの上滑りを安定して抑制ないし防止することができ、２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくその攪拌性を向上することができ、画像濃度ムラが防止ないし抑制された良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。

本発明は、かかるトナー濃度測定装置、または、かかる攪拌装置、または、かかる現像装置を用いる現像方法にあるので、２成分現像剤に当接することで変位するため変位のための駆動機構を要さず比較的簡易な構成で２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、トナー飛散も抑制ないし防止することが可能な現像剤堰き止め部材を用い、トナーの上滑りを安定して抑制ないし防止することができ、２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくその攪拌性を向上することができ、画像濃度ムラが防止ないし抑制された良好な現像を行うことができ、良好な画像形成に寄与することができる現像方法を提供することができる。

本発明は、かかるトナー濃度測定装置、または、かかる攪拌装置、または、かかる現像装置、または、かかるプロセスカートリッジ、または、かかる画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法にあるので、２成分現像剤に当接することで変位するため変位のための駆動機構を要さず比較的簡易な構成で２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくトナーの上滑りを安定して抑制ないし防止し、２成分現像剤の攪拌性を向上することができ、２成分現像剤中のトナー濃度ムラを防止ないし抑制することができるとともに、トナー飛散も抑制ないし防止することが可能な現像剤堰き止め部材を用い、トナーの上滑りを安定して抑制ないし防止することができ、２成分現像剤に過剰な負荷をかけることなくその攪拌性を向上することができ、画像濃度ムラが防止ないし抑制された良好な画像形成を行うことができる画像形成方法を提供することができる。

図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことができるようになっている。画像形成装置１００は、プリンタとして用いられる場合には、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置１００がファクシミリとして用いられる場合も同様である。

画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。画像形成装置１００は、記録媒体としてのシートの両面に画像形成可能な両面画像形成装置でもある。

画像形成装置１００は、上下方向において中央位置を占める本体１０１と、本体１０１の上側に位置し原稿を読み取るスキャナとしての読取装置２１および原稿を積載され積載された原稿を読取装置２１に向けて送り出すＡＤＦといわれる自動原稿給紙装置２２と、本体１０１の下側に位置し感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと中間転写ベルト１１との間に向けて搬送されるシートを積載した給紙テーブルとしてのシート給送装置２３とを有している。

画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを並設したタンデム構造を採用したタンデム型の画像形成装置である。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、同一径であり、画像形成装置１００の本体１０１の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである被転写体たる中間転写体としての中間転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に、等間隔で並んでいる。

中間転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対峙しながら図中時計方向である矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する中間転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、シートに一括転写されるようになっている。このように画像形成装置１００は中間転写方式言い換えると間接転写方式を採用している。

中間転写ベルト１１に対する重畳転写は、中間転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、中間転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫのそれぞれに対向する位置に配設された転写チャージャたる第１の転写手段としての１次転写装置である１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの真下の位置すなわち転写位置にて行われる。

各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、Ａ１方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。

画像形成装置１００は、４つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによって構成される画像形成部としての作像部６０と、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの下方に対向して配設され、中間転写ベルト１１を備えた中間転写ユニットとしての転写ベルトユニット１０と、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１に当接し、中間転写ベルト１１への当接位置において中間転写ベルト１１と同方向に回転して中間転写ベルト１１上のトナー像をシートに転写する第２の転写手段としての２次転写装置である２次転写ローラ１７と、２次転写ローラ１７によって中間転写ベルト１１上のトナー像を転写されたシートを搬送する搬送装置７６と、中間転写ベルト１１に対向して配設されトナー像がシートに転写された後の中間転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置１４とを有している。

画像形成装置１００はまた、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫの上方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての書込みユニットである露光装置たる光走査装置８と、シート給送装置２３から搬送されてきたシートを、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、中間転写ベルト１１と２次転写ローラ１７との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対１３と、シートの先端がレジストローラ対１３に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。

画像形成装置１００はまた、搬送装置７６によって搬送されてきたシートが進入し、シートにトナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着済みのシートを本体１０１外に排出する排紙経路と再度レジストローラ対１３に向けて搬送する反転経路とを備えシートを何れかの経路に搬送する排紙ユニット７９と、排紙ユニット７９が一方の面に画像を形成されたシートを反転経路に搬送した場合に、そのシートをスイッチバックして反転させ、再度、レジストローラ対１３に向けて搬送する再給紙ユニットとしてのシート反転装置である両面ユニット９６とを有している。

画像形成装置１００はまた、本体１０１外部に配設され画像形成済みのシートを積載する排紙トレイ７５と、図１における本体１０１の右側面に配設された手差し給紙装置３３と、画像形成装置１００の操作を行う図示しない操作パネルと、画像形成装置１００全体の動作を制御する図示しない制御手段とを有している。

転写ベルトユニット１０は、中間転写ベルト１１の他に、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、中間転写ベルト１１を巻き掛けられた、駆動ローラ７２、転写入口ローラ７３およびテンションローラ７４と、図示しない駆動手段とを有している。

転写ベルトユニット１０は、駆動手段により、図１において駆動ローラ７２を中心に反時計方向に揺動することで、中間転写ベルト１１に対する感光体ドラム２０ＢＫの当接状態を維持したまま、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを中間転写ベルト１１から離間させることができるようになっている。

図１に示す状態は、フルカラー画像形成を行う場合であり、黒色の単色画像形成を行う場合に、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを中間転写ベルト１１から離間させる。駆動手段の作動は制御手段により行われる。

画像形成装置１００は中間転写ベルトクリーニング装置１４を備えているので、原則的には、黒色の単色画像形成を行う場合にも、黒色の残留トナーが、中間転写ベルト１１から感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃに転移して感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを汚染することはないため、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを中間転写ベルト１１から離間させる必要はないが、何らかの原因で中間転写ベルトクリーニング装置１４をもっても残留トナーを完全に除去し得ない場合を考慮して、黒色の単色画像形成を行う場合に、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを中間転写ベルト１１から離間させるようにしている。黒色のトナーは目立ちやすく、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃに付着した場合に画像に与える影響が大きいためである。

同様の理由により、黒色の画像形成を行う感光体ドラム２０ＢＫは、Ａ１方向において他の感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃよりも下流側に配設されている。フルカラー画像形成を行う場合には中間転写ベルト１１と感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫとを当接させた状態に維持するため、黒色のトナーが中間転写ベルト１１を介して感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃに付着することを防止ないし抑制するには、感光体ドラム２０ＢＫをＡ１方向における最下流位置に配設し、かつ中間転写ベルト１１への転写を最後に行うのが最も好ましいからである。

搬送装置７６は、シートを搬送する無端状の搬送ベルト５と、搬送ベルト５を巻き掛けた駆動ローラ１５及び従動ローラ１６とを有している。
２次転写ローラ１７は、転写入口ローラ７３に対向し、転写入り口ローラ７３との間で中間転写ベルト１１に圧接している。２次転写ローラ１７は非接触のチャージャを採用した構成であっても良いし、搬送装置７６の従動ローラ１６と共通の部材として用いられシートを定着装置６に向けて搬送する転写搬送ユニットを構成するものであっても良い。

光走査装置８は、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしての図示しないレーザー光を発する図示しない発光源と、発光源によって発せられたレーザー光をその回転により走査する図示しないポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを回転駆動する図示しないポリゴンモータと、ポリゴンミラーによって走査されたレーザー光を感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂ上に結像させ走査する図示しない多数の光学素子とを有している。

定着装置６は、熱源を内部に有する加熱ローラ６２と、加熱ローラ６２に巻き掛けられた定着ベルト６４と、加熱ローラ６２とともに定着ベルト６４を巻き掛けた定着ローラ６５と、定着ローラ６５との間で定着ベルト６４を圧接する加圧ローラ６３とを有しており、トナー像を担持したシートを定着ベルト６４と加圧ローラ６３との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像をシートの表面に定着するようになっている。

排紙ユニット７９は、定着装置６から搬送されてきた定着済みのシートを、両面ユニット９６に向けて搬送する搬送ローラ９７と、本体１０１外に排出する排紙ローラ９８と、定着済みのシートを搬送ローラ９７のある排紙経路に導いて本体１０１外に排出するか、排紙ローラ９８のある反転経路に導いて両面ユニット９６に進入させるかを切り換える切換爪９４とを備えている。

両面ユニット９６は、排紙ユニット７９から搬送されてきた、一方の面に画像形成されたシートを一旦積載するトレイ９２と、トレイ９２上のシートをスイッチバックさせる反転ローラ９３と、反転ローラ９３によってスイッチバックされたシートをレジストローラ１３に向けて送り出す給紙ローラ９５等を有している。

シート給送装置２３は、多数枚のシートを積載した給紙カセット２５を有するペーパーバンク２６と、給紙カセット２５に積載されたシートのうち最上位のシートの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ２４と、給送ローラ２４により繰り出されたシートを１枚ずつ分離する分離ローラ２７と、給紙ローラ２４及び分離ローラ２７により送り出されたシートをレジストローラ対１３に向けて搬送する搬送ローラ２８と、搬送ローラ２８によって搬送されるシートが通過する給紙路２９とを有している。
給紙路２９はシート給送装置２３から本体１０１内に連続するように設けられており、本体１０１内の給紙路２９にも搬送ローラ２８が配設されている。

シート給送装置２３は、給送ローラ２４が図中反時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ２７が作用することにより、最上位のシートを給紙路２９内に導き、搬送ローラ２８の回転によりレジストローラ対１３に向けて給送し、搬送されたシートがレジストローラ対１３に突き当てて止められるようになっている。

手差し給紙装置３３は、シートを積載する手差しトレイ３４と、手差しトレイ３４に積載されたシートのうち最上位のシートの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３５と、給送ローラ３５により繰り出されたシートを１枚ずつ分離する分離ローラ３６と、手差しトレイ３４上にシートが載置されたことを検知する用紙センサとを有している。

手差し給紙装置３３は、給送ローラ３５が図中時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ３６が作用することにより、最上位のシートを本体１０１側の給紙路２９内に導くとともにレジストローラ対１３に向けて給送し、搬送されたシートがレジストローラ対１３に突き当てて止められるようになっている。

読取装置２１は、原稿を載置するコンタクトガラス２１ａ、コンタクトガラス２１ａに載置された原稿に光を照射する図示しない光源及び光源から原稿に照射され反射された光を反射する図示しない第１の反射体を備え図１における左右方向に走行する第１走行体２１ｂ、第１走行体２１ｂの反射体によって反射された光を反射する図示しない第２の反射体を備えた第２走行体２１ｃ、第２走行体２１ｃからの光を結像するための結像レンズ２１ｄ、結像レンズ２１ｄを経た光を受け原稿の内容を読み取る読み取りセンサ２１ｅ等を備えている。

自動原稿給紙装置２２は原稿を載置する原稿台２２ａを有し、読取装置２１に対して回動自在であって、上方に向けて回動したときコンタクトガラス２１ａを露出させるようになっている。画像形成装置１００を用いて複写を行うときには、原稿を自動原稿給送装置２２の原稿台２２ａにセットするか、自動原稿給送装置２２を上方に向けて回動して手動でコンタクトガラス２１ａ上に原稿を載置してから自動原稿給送装置２２を閉じて原稿をコンタクトガラス２１ａに押圧する。

操作パネルは、複写等を開始するためのスタートボタン、複写枚数等を入力するためのテンキー、フルカラー画像形成を行うか黒色の単色画像形成を行うか等の画像形成モードを選択するモード選択キー等を備えている。
制御手段は、ＣＰＵ、記憶手段としてのメモリ等を備えている。

画像ステーション６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーションの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋが付されたものはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。

図２に示すように、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中反時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、１次転写ローラ１２Ｙとクリーニング手段としてのクリーニング装置４０Ｙと、帯電手段である帯電ユニットとしての帯電装置３０Ｙと、現像手段としての現像ユニットである現像装置５０Ｙと、図示しない除電手段としての除電装置とを有している。

感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙと、除電装置とは一体化されており、プロセスカートリッジ９５Ｙを構成している。プロセスカートリッジ９５Ｙは本体１０１に固定された図示しないガイドレールに沿って本体１０１に対して引き出し自在であるとともに、本体１０１に押し込むことが可能であり、本体１０１に対して着脱自在に設置されている。

プロセスカートリッジ９５Ｙは、本体１０１に押し込むと、画像形成に適した所定の位置に装填され、位置決めされるようになっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。

プロセスカートリッジ９５Ｙは、感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙと、除電装置とのうち、少なくとも感光体ドラム２０Ｙと現像装置５０Ｙが一体化されることによって構成され、本体１０１に着脱自在に設置されるユニットである。

感光体ドラム２０Ｙは、アルミ等の素管の表面に感光性を発揮する有機感光層が形成されたものであり、図示しない駆動手段によってＢ１方向に回転駆動されるようになっている。

帯電装置３０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの表面に当接して従動回転する帯電ローラ３１Ｙと、帯電ローラ３１Ｙに当接し従動回転するクリーニングローラ３２Ｙとを有している。帯電ローラ３１Ｙには、直流に交流成分のバイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されており、感光体ドラム２０Ｙと対向する帯電領域において、感光体ドラム２０Ｙの表面を除電すると同時に、所定の極性に帯電するようになっている。

クリーニングローラ３２Ｙは帯電ローラ３１Ｙに従動回転することで帯電ローラ３１Ｙをクリーニングするようになっている。
このように、本形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、スコロトロン方式等の非接触型を採用したものであっても良い。

１次転写ローラ１２Ｙは、本体１０１に回転自在に支持され１次転写ローラ１２Ｙの回転中心となる軸３７Ｙを有している。１次転写ローラ１２Ｙには、図示しない電源を備えたバイアス印加手段とバイアス制御手段とによって１次転写に適した所定の電圧が印加されるようになっている。

図１に示した光走査装置８は、図２に示すように、感光体ドラム２０Ｙにおける帯電領域と現像領域との間の領域に、画像情報に応じて光変調されたレーザー光Ｌを照射して帯電ローラ３１Ｙにより帯電された後の感光体ドラム２０Ｙの表面を露光し、現像装置５０Ｙによってイエロートナー像として可視像化される静電潜像を形成するようになっている。

クリーニング装置４０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有するクリーニングケース４３Ｙと、感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の残留トナー、キャリア、紙粉等の不要物を掻き取ってクリーニングする回転ブラシとしてのブラシローラ４５Ｙと、感光体ドラム２０Ｙの回転方向Ｂ１において、ブラシローラ４５Ｙよりも下流側の位置で感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の不要物を掻き取ってクリーニングするためのブレードとしてのクリーニングブレード４１Ｙとを有している。

クリーニング装置４０Ｙはまた、クリーニングケース４３Ｙに回転自在に支持され、ブラシローラ４５Ｙ、クリーニングブレード４１Ｙによって掻き取られ、また除去されることによって生じた廃トナー等の不要物を図示しない廃トナータンクに向けて搬送するための図示しない廃トナー経路の一部を構成する排出スクリュ４２Ｙを有している。

現像装置５０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有する現像ケース５５Ｙと、かかる開口部から感光体ドラム２０Ｙに臨むよう一部が露出し感光体ドラム２０Ｙに近接対向して配設されトナーとキャリアとを含む２成分現像剤（以下、現像剤という）を担持する現像剤担持体としての現像ローラ５１Ｙと、現像ローラ５１Ｙ上の現像剤を一定の高さに規制する規制部材としてのドクタである現像ブレード５２Ｙとを有している。

現像装置５０Ｙはまた、現像ケース５５Ｙの下部に互いに対向するように配設され、互いに逆方向に回転駆動されることで現像剤を攪拌するとともに現像ローラ５１Ｙに現像剤を供給するための現像剤供給部材としての第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２攪拌スクリュ５４Ｙと、第１搬送スクリュ５３Ｙと第２搬送スクリュ５４Ｙとの間に設けられた仕切り壁５７Ｙと、仕切り壁５７Ｙによって仕切られ第１搬送スクリュ５３Ｙ、第２搬送スクリュ５４Ｙをそれぞれ収容した現像剤収容器としての現像剤収容部を構成する第１収容室５８Ｙ、第２収容室５９Ｙとを有している。

現像装置５０Ｙはまた、イエロー色のトナーを蓄えるトナーホッパー８０Ｙと、現像装置５０Ｙ内の、特に第２収容室５９Ｙにおいて搬送される現像剤の表面部の流れを堰き止める現像剤堰き止め手段としての現像剤堰き止め装置８６Ｙと、トナーホッパー８０Ｙと第２収容室５９Ｙとを連通させる、現像ケース５５Ｙに穿設されたトナー補給口８７Ｙと、現像装置５０Ｙ内において現像剤を攪拌する攪拌装置９９Ｙと、現像剤中のトナー濃度を測定する図５に示すトナー濃度検知装置５６Ｙとを有している。

現像装置５０Ｙはまた、直流成分の現像バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段と、現像ローラ５１Ｙを駆動する図示しない現像駆動手段と、第１搬送スクリュ５３Ｙと第２搬送スクリュ５４Ｙとを互いに逆方向に回転駆動する図示しない搬送駆動手段と、トナーをトナーホッパー８０Ｙから第２収容室５９Ｙに補給する図示しないトナー補給手段等を有している。

現像ローラ５１Ｙは、磁界発生手段としてのマグネットローラ８１Ｙと、マグネットローラ８１Ｙを内包し現像駆動手段により図中時計方向であるＣ１方向に駆動される非磁性の現像スリーブ８２Ｙとを有している。

マグネットローラ８１Ｙは、図示を省略するが、現像ケース５５Ｙに固定されたプラスチックローラと、プラスチックローラ８４Ｙに埋め込まれた複数の磁極を形成する複数の磁石であるマグネットブロックとを有している。

現像スリーブ８２Ｙは、現像ケース５５Ｙ及びマグネットローラ８１Ｙに回転自在に支持されている。現像スリーブ８２Ｙは、バイアス印加手段により感光体ドラム２０Ｙとの間に適当な大きさの現像バイアスを印加される。現像領域における現像スリーブ８２Ｙと感光体ドラム２０Ｙとのギャップすなわち現像ギャップは、０．３±０．０５ｍｍとなるように設定されている。

現像ブレード５２Ｙは、ＳＵＳ材料で形成されている。現像スリーブ８２Ｙと現像ブレード５２Ｙとのギャップすなわちドクターギャップは、０．５±０．０４ｍｍとなるように設定されている。

図２又は図３に示すように、第１搬送スクリュ５３Ｙ、第２搬送スクリュ５４Ｙは、現像ローラ５１Ｙの幅方向言い換えると現像ローラ５１Ｙの長手方向である、図２における紙面に垂直な方向、図３における左右方向に延在するように配設されている。

第１搬送スクリュ５３Ｙ、第２攪拌スクリュ５４Ｙはそれぞれ、搬送駆動手段による回転駆動作用を受けて回転する軸部５３ａＹ、５４ａＹと、軸部５３ａＹ、５４ａＹの周面上に突設した態様で一体的に成型され、軸部５３ａＹ、５４ａＹの回転によって現像剤を攪拌しながら搬送する羽根部５３ｂＹ、５４ｂＹとを有している。羽根部５３ｂＹ、５４ｂＹはスパイラル状をなしているが、軸部５３ａＹ、５４ａＹに対して傾斜した斜板状をなしているものであっても良い。

第１搬送スクリュ５３Ｙは、現像ローラ５１Ｙに隣接するように現像ローラ５１Ｙと対向配置されており、搬送駆動手段によって回転駆動されることで、第１収容室５８Ｙ内の現像剤を、図２における紙面手前側から奥側へ、図３における左方へと搬送しながら現像ローラ５１Ｙに供給する。第１搬送スクリュ５３Ｙによって第１収容室５８Ｙ内の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７Ｙ端部に形成された図３に示す開口部８８Ｙを通って第２収容室５９Ｙ内に進入し、第２搬送スクリュ５４Ｙに受け渡される。

第２搬送スクリュ５４Ｙは、第１搬送スクリュ５３Ｙを挟んで現像ローラ５１Ｙと逆側に配設されており、第２収容室５９Ｙ内において、搬送駆動手段によって回転駆動されることで第１収容室５８Ｙから送られてくる現像剤を第１搬送スクリュ５３Ｙとは逆方向に搬送する。第２搬送スクリュ５４Ｙによって第２収容室５９Ｙ内の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７Ｙ端部に形成された図３に示す開口部８９Ｙを通って第１収容室５８Ｙ内に進入し、第１搬送スクリュ５３Ｙに受け渡される。

このとき、トナーホッパー８０Ｙからトナー補給口８７Ｙを介してトナーが補給された場合には、第２搬送スクリュ５４Ｙは、補給されたこの新規トナーを現像剤中に攪拌混合しながら搬送を行う。これにより、補給されたトナーは、現像装置５０Ｙ内の現像剤全体に徐々に広がっていく。その過程で、供給されたトナーは、現像剤中のキャリアや他のトナーとの摩擦によって帯電される。

第１搬送スクリュ５３Ｙと現像ローラ５１Ｙとの対向領域において、第１搬送スクリュ５３Ｙによって搬送されている現像剤は、マグネットローラ８１Ｙによって汲み上げられて現像ローラ５１Ｙ表面に担持される。

現像ブレード５２Ｙによって現像剤の担持量を規制され層厚を規制された現像ローラ５１Ｙは、その回転及びバイアス印加手段による現像バイアスにより、現像ローラ５１Ｙと感光体ドラム２０Ｙとの間の現像領域に、現像ブレード５２Ｙによって量を適量とされた現像剤を運ぶ。

現像領域においては、現像剤がマグネットローラ８１Ｙによって現像スリーブ８２Ｙ上に穂立ちして磁気ブラシを形成し、バイアス印可手段によるバイアスにより、現像剤中の、特に磁気ブラシ先端部のトナーに現像ポテンシャルが作用し、磁性キャリアの表面からトナーが感光体ドラム２０Ｙの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像をイエロートナー像として可視像化するようになっている。なお、現像ブレード５２Ｙによる規制によっても、トナーの帯電が促進される。

現像によりイエロートナーを消費した現像剤は、現像ローラ５１Ｙの回転に伴って現像装置５０Ｙ内に戻される。
本形態では、バイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。

このように、現像装置５０Ｙにおいては、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙによって攪拌搬送された現像剤は、マグネットローラ８１Ｙの磁力により汲み上げられて現像スリーブ８２Ｙに担持され、感光体ドラム２０Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体ドラム２０Ｙ上の潜像にトナーが供給されて現像が行われる。現像後のトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ８２Ｙ表面から第１収容室５８Ｙ内に解放され、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙにより第１収容室５８Ｙ、第２収容室５９Ｙ内の現像剤と攪拌され、再び現像スリーブ８２Ｙ表面に汲み上げられるというサイクルを繰り返す。マグネットブロックはこのようなサイクルを繰り返すように配設されている。

このようなサイクルにおいて、現像剤中のトナーが消費されるため、トナー濃度が低下する。トナー濃度の低下はトナー濃度検知装置５６Ｙによって検知される。トナー濃度検知装置５６Ｙの詳細については後述するが、トナー濃度検知装置５６Ｙによってトナー濃度の低下が検知されると、制御手段は、トナー補給手段を駆動し、トナーホッパー８０Ｙから、トナーを第２収容室５９Ｙに供給する。

このようにして、現像剤中のトナー濃度は、約４〜１１重量％の所定の範囲内となるように制御され、キャリアに対するトナーの混合比率が常に適正値に保たれ、高品質の画像を得るのに寄与する。

現像剤堰き止め装置８６Ｙは、第２収容室５９Ｙにおいて搬送される現像剤の表面部に当接し同現像剤の流れを堰き止める現像剤堰き止め部材としての堰き止め部材１８Ｙと、堰き止め部材１８Ｙを上下方向にスライド自在に支持した支持部材１９Ｙとを有している。

図４に示すように、堰き止め部材１８Ｙは、厚さ０．２ｍｍの樹脂製であり、現像剤の表面部に当接し、現像剤の表面位置に応じて上下方向に変位する。同図において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、この順で、現像剤が少なくなっている。現像剤の体積は、トナー濃度の増減、温湿度等の環境、経時変化等によって増減するものである。

図５に示すように、堰き止め部材１８Ｙの現像剤に当接する側の端部は、支持部材１９Ｙによって垂直方向に支持された平板状の本体１８ａＹに対して屈曲した傾斜部１８ｂＹを有している。傾斜部１８ｂＹは、現像剤の搬送方向下流側に向けて沿うように、本体１８ａＹに対して４５度の角度で傾斜しており、堰き止め部材１８Ｙは、この傾斜部１８Ｙｂにおいて、現像剤を受け流すように現像剤に当接している。よって、堰き止め部材１８Ｙは、現像剤の搬送により上方に変位する方向の分力を受け、その自重、支持部材１９Ｙとの摩擦力等とのバランスにより、上下方向に変位するようになっている。
このようにして、図４に示したように、現像剤の表面位置に応じて、堰き止め部材１８Ｙは上下動する。

ここで、トナーホッパー８０Ｙから第２収容室５９Ｙに供給されたトナートナーは、すでに述べたように、第２搬送スクリュ５４Ｙ等の攪拌搬送作用により、既存の現像剤中に分散していく。しかしながら、トナーとキャリアとの比重の違いによって、既存の現像剤と混ざらずに、供給されたトナーが現像剤表面を搬送される、いわゆる上滑りが生じる場合がある。上滑りを生じたトナーは、十分に攪拌されていないため、帯電不良となる割合が多く、帯電不良のトナーは画像の濃度ムラや非画像部の地汚れ、トナー飛散の原因となる場合がある。

同図において、黒い太線は、かかる上滑りを生じている状態のトナーを示しているが、同図に示されているように、現像剤の搬送方向において堰き止め部材１８Ｙの下流側においては、上滑りは解消されている。これは、上滑りを生じ現像剤の表面部を占めているトナーが、堰き止め部材１８Ｙによって堰き止められ、徐々にそれよりも下方に位置する現像剤と混合されながら搬送されていくためである。

堰き止め部材１８Ｙは、支持部材１９Ｙによって上下方向に変位自在に支持され、現像剤表面の高さの変化に追従して変位するようになっているため、現像剤の体積すなわち現像剤の表面位置にかかわらず、現像剤の表面部に対して一定の姿勢、状態で現像剤に接触し、かかる上滑りトナーの混合機能を常時一定に作用させ、安定して現像剤の混合を行う。

また、かかる混合作用を効果的に発揮するように、堰き止め部材１８Ｙは、第２搬送スクリュ５４Ｙに対向するように、第２搬送スクリュ５４Ｙの上方に設けられているが、堰き止め部材１８Ｙの配設位置言い換えると現像剤の堰き止め位置はさらに、図５に示されているように、軸部５４ａＹ上の羽根部５４ｂＹの非配設位置に対応した位置となっており、図４（ｃ）に示したような、現像剤の表面位置が低いときでも、羽根部５４ｂＹに干渉することがないようになっている。

また、堰き止め部材１８Ｙは、現像剤表面より上の空間も仕切っているので、トナー飛散の抑止機能も果たしている。
これに関連して、現像剤堰き止め装置８６Ｙは、図３に示されているように、現像剤の搬送方向における、トナー補給口８７Ｙの配設位置すなわちトナーの補給位置の上流側及び下流側の近傍に配設されている。現像剤の搬送方向における上流側の現像剤堰き止め装置８６Ｙは、主に、トナー飛散抑止のために設けられている。本形態では、各現像剤堰き止め装置８６Ｙの構成は互いに同じであるが、現像剤の搬送方向における上流側の現像剤堰き止め装置８６Ｙは、その堰き止め部材１８Ｙの形状等を、トナー飛散抑止機能の高いものとしても良い。

堰き止め部材１８Ｙは、現像剤搬送方向の上流側、下流側の何れに用いられるものであっても、その形状、厚さ等は、現像剤の搬送速度、トナーの最大補給量等の条件や現像剤の比重などの特性に応じて、図６の（ａ）ないし（ｇ）に示すように、様々に変更可能である。

同図において（ａ）は本形態の形状であり、（ｂ）は（ａ）に比して傾斜部の角度が小さく上方への変位作用を受けにくいが攪拌作用の大きいもの、（ｃ）は（ａ）に比して傾斜部の角度が大きく上方への変位作用を受けやすいもの、（ｄ）は（ａ）に比して傾斜部の先端にさらに本体と平行な部分を設け攪拌作用を大きくしたもの、（ｅ）は（ａ）に比して厚みを厚くし傾斜部を傾斜面として備えているもの、（ｆ）は（ｅ）に比して傾斜面が湾曲面となっているもの、（ｇ）は（ｅ）に比して現像剤搬送方向上流側に平板部を突設したものである。
堰き止め部材１８Ｙの材質は、上述の樹脂製に限らず、トナーの帯電との関係を考慮して導電性を有する金属製、例えばアルミニウム製であっても良い。

トナー濃度検知装置５６Ｙは、現像剤の体積が、トナー濃度の増減によって増減し変動することを利用したものである。上述のように、現像剤の体積は、トナー濃度の増減のみならず、温湿度等の環境、経時変化等によっても増減するが、現像剤は、現像剤の流れに逆らおうとする作用を生じる堰き止め部材１８Ｙの重さによって軽く加圧されているため、堰き止め部材１８Ｙの位置変動は、トナー濃度の増減以外の影響は受けにくくなっている。そのため、堰き止め部材１８Ｙの上下方向における位置を検知すればトナー濃度が検知される。

そこで、トナー濃度検知装置５６Ｙは、現像剤堰き止め装置８６Ｙと、堰き止め部材１８Ｙの上下方向における位置を検知する位置検知手段としての位置検出センサ８５Ｙと、位置検出センサ８５Ｙが検知した堰き止め部材１８Ｙの位置から現像剤のトナー濃度を判別し測定するトナー濃度測定手段９１Ｙとを有している。

位置検出センサ８５Ｙは、堰き止め部材１８Ｙの上端位置を検出することで堰き止め部材１８Ｙの上下方向における位置を検出するものである。位置検出センサ８５Ｙは、光学式の反射型センサである。位置検出センサ８５はその他、堰き止め部材１８Ｙの位置変動を検知できるものであれば、渦電流式、接触式など、堰き止め部材１８Ｙの形状、材質に応じて種々のタイプのものが使用可能である。
トナー濃度測定手段９１Ｙは、制御手段の機能の一部として実現されている。

なお、トナー濃度検知装置は、現像剤堰き止め装置８６Ｙを備えず、現像剤の透磁率によりトナー濃度を測定する透磁率センサであっても良い。この場合、その出力を電圧Ｖｏｕｔとして取り出し、制御手段に入力して、電圧Ｖｏｕｔの大きさにより、トナー濃度を判別するようにすることができる。

トナーと磁性のキャリアとを含む現像剤において、トナー濃度が低いとキャリアの比率が増加するため透磁率が高くなり、トナー濃度が高いとキャリアの比率が低下するため透磁率が低くなることから、トナー濃度の低下と電圧Ｖｏｕｔの上昇とはほぼ正比例の関係にある。

よって、トナー濃度検知装置からの出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて制御手段がトナー濃度の低下を認識したときに、制御手段が、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の大きさに回復するまで、トナー補給手段を駆動し、トナーホッパー８０Ｙから、トナーを第２収容室５９Ｙに供給するように構成することで、現像剤中のトナー濃度が、所定の範囲内となるように制御可能となるものである。

この場合、透磁率センサの配置位置は、例えば図５において破線で示した位置とすることができる。この位置は、現像剤搬送方向においてトナーの補給位置より下流側であり、また、同方向において第２搬送スクリュ５４Ｙの下流側端部付近であるから、トナー濃度の検知精度がより向上する。

このようなトナー濃度検知装置は、上述のトナー濃度検知装置５６Ｙとともに用いるようにしてもよい。また、トナー濃度検知装置は、現像装置５０Ｙで現像する画素数によりトナー消費量を求め、トナー濃度を算出するものであっても良い。

攪拌装置９９Ｙは、現像剤堰き止め装置８６Ｙ又はトナー濃度検知装置５６Ｙの他、少なくとも第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２攪拌スクリュ５４Ｙを有している。攪拌装置９９Ｙは、他に、現像ケース５５Ｙ、仕切り壁５７Ｙ、第１収容室５８Ｙ、第２収容室５９Ｙを有している。

図７（ａ）に、本形態の構成の現像装置５０Ｙにトナーを補給して同現像装置５０Ｙ単体で駆動したときのトナー濃度の変化の様子を示す。同図（ｂ）は本形態の構成の現像装置５０Ｙから堰き止め部材１８Ｙを取り外した状態におけるトナー濃度の変化の様子を示している。

トナー濃度は、トナー補給の直後に、上述の透磁率センサを、現像剤搬送方向においてトナー補給口８７Ｙよりも下流側に配設して測定したものであり、トナー濃度は、かかる透磁率センサの出力電圧として検知されている。同図から分かるように、堰き止め部材１８Ｙを取り外した場合における出力電圧の変化の最大値は１．２６［Ｖ］であるのに対し、堰き止め部材１８Ｙを用いた場合における出力電圧の変化の最大値は０．８８［Ｖ］となっており、堰き止め部材１８Ｙを用いることで、トナー濃度の変動が約３０％減少している。

また、測定の際に、現像ケース５５Ｙ上部の一部を取り外し、補給トナーと既存の現像剤との攪拌状態を目視にて観察したところ、現像剤搬送方向における堰き止め部材１８Ｙの下流側では、補給トナーの上滑りや攪拌のムラがなく、攪拌状態が良好であることが確認された。

図８に、現像装置５０Ｙの別の構成例を示す。上述の構成と同様の構成には同じ符号を付して適宜説明を省略する。
同図に示した現像装置５０Ｙにおいては、第１搬送スクリュ５３Ｙ、第２攪拌スクリュ５４Ｙが上下方向に並設され、第１搬送スクリュ５３Ｙ、第２攪拌スクリュ５４Ｙがともに現像ローラ５１Ｙに隣接するように配置されており、この点が主に上述の構成と相違している。

この現像装置５０Ｙにおいては、第１攪拌スクリュ５３Ｙによって搬送された現像剤が、落下する態様で、第１収容室５８Ｙから、上述の開口部８８Ｙと同様の図示しない開口部を経て、第２収容室５９Ｙに移動するとともに、第２攪拌スクリュ５４Ｙによって攪拌搬送された現像剤は、押し上げられる態様で、第２収容室５９Ｙから、上述の開口部８９Ｙと同様の図示しない開口部を経て、第１収容室５８Ｙに移動し、このようにして現像剤の循環が行われる。

また、この現像装置５０Ｙにおいては、第２収容室５９Ｙに移動する現像剤には、現像ローラ５１Ｙから離脱し第１収容室５８Ｙを経ずに直接第２収容室５９Ｙに移動する現像剤が含まれる。そのため、第２収容室５９Ｙ内の現像剤量は、現像剤搬送方向下流側ほど多くなっている。この現像装置５０Ｙにおける図示しないトナー補給口の配置位置は、上述のトナー補給口８７Ｙと同様に、補給トナーの攪拌時間、距離を稼ぐために現像剤搬送方向において第２収容室５９Ｙの比較的上流位置に対応した位置であるため、トナーの補給位置は、現像剤の比較的少ない位置となっており、トナー補給位置近傍ではキャリアに対するトナー量が多くなって上滑りが発生しやすい状態となっている。

しかしながら、この現像装置５０Ｙにおいても、現像剤堰き止め装置８６Ｙを備えていることにより、現像剤搬送方向における堰き止め部材１８Ｙよりも下流側においては、上滑りが防止ないし抑制され、攪拌状態が良好となっている。このことは、目視による観察によって確認された。

このような構成の画像形成装置１００において、複写を行うときには、上述のように自動原稿給紙装置２２に原稿をセットするか、コンタクトガラス２１ａ上に原稿を載置した状態で、操作パネルのスタートボタンを押下する。画像形成装置１００をプリンタとして使用する場合には、画像形成装置１００に接続したＰＣ等の外部入力装置において画像形成を行う画像データを選択、入力等したうえで画像形成開始の操作を行う。

複写を行う場合であって、原稿を自動原稿給紙装置２２にセットした場合には、セットした原稿がコンタクトガラス２１ａ上に送り出されてから読取装置２１による原稿の読み取りが行われ、また、原稿をコンタクトガラス２１ａ上に載置したときにはスタートボタンの押下によって読取装置２１による原稿の読み取りが行われ、画像データが生成される。

原稿の読み取りに際しては、第１走行体２１ｂ、第２走行体２１ｃが走行し、光源からの光が原稿に向けて照射され、原稿面からの反射光が第１の反射体により第２走行体２１ｃの方向に反射され、これが第２の反射体によって１８０度方向を変えて結像レンズ２１ｄを通って読み取りセンサ２１ｅに入射し、読み取りセンサ２１ｅによって原稿の内容が読み取られる。

生成された画像データ又は入力された画像データに基づいて、上述の構成の画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫが作動する。

画像ステーション６０Ｙにおいては、感光体ドラム２０Ｙは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電ローラ３１Ｙにより表面を一様に帯電され、光走査装置８からのレーザー光Ｌの露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置５０Ｙによりイエロー色のトナーにより現像され、現像により得られたイエロー色のトナー像を１次転写ローラ１２ＹによりＡ１方向に移動する中間転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置４０Ｙにより除去されて除電装置、帯電ローラ３１Ｙによる次の除電、帯電に供される。

かかる現像の際、現像装置５０Ｙにおいては、トナーの上滑りが防止ないし抑制されていることにより、トナーが良好に帯電しており、感光体ドラム２０Ｙの現像が濃度ムラなく良好に行われる。また、トナー飛散も防止ないし抑制されていることから、地汚れ等が防止ないし抑制された良好な現像が行われる。連続して画像形成を行う場合も同様である。これらのことは、連続画像形成中に装置を止めて現像装置５０Ｙ内の現像剤の状態を目視確認した。

他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫにより、Ａ１方向に移動する中間転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写され、フルカラーの合成カラー画像が形成される。中間転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、中間転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ１７との対向位置である２次転写ニップまで移動し、シートに２次転写される。

中間転写ベルト１１と２次転写ローラ１７との間に搬送されてきたシートは、シート給送装置２３の１つの給送ローラ２４が選択されこの回転によって対応する給紙カセット２５から繰り出されてフィードされたものであるか、または、手差し給紙装置３３の給送ローラ３５の回転によって手差しトレイ３４から繰り出されてフィードされたものであるか、または、両面ユニット９６から給紙ローラ９５によって繰り出されてフィードされたものであるかの何れかであって、レジストローラ対１３によって、センサによる検出信号に基づいて、中間転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ローラ１７に対向するタイミングで送り出されたものである。

シートは、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、搬送装置７６に搬送されて定着装置６に進入し、定着ベルト６４と加圧ローラ６３との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、シート上にカラー画像が形成される。定着装置６を通過した定着済みのシートは、切換爪９４の態位に応じて、排紙ローラ９８を経て排紙トレイ７５上にスタックされるか、または搬送ローラ９７を経て両面ユニット９６に進入して両面画像形成に備える。一方、２次転写を終えた中間転写ベルト１１は、中間転写ベルトクリーニング装置１４によってこれに残留する残留トナー等を除去されてクリーニングされ、次の画像形成に備える。シート上の画像を目視確認したところ、画像濃度ムラのない良好な画像が形成されていた。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

たとえば、現像剤堰き止め部材、現像剤堰き止め装置は、必要に応じて、現像剤の搬送方向における、トナーの補給位置よりも上流側、下流側の何れか一方にのみ配設しても良い。

本発明にかかるトナー濃度測定装置、攪拌装置は、画像形成装置内において現像装置以外の部分に配設されても良い。例えば、トナーホッパー等のトナーの収納部やトナーの攪拌搬送を行う部分を現像装置から分離した構成では、現像剤の攪拌搬送部分に本発明にかかるトナー濃度測定装置、攪拌装置を適用可能である。

本発明は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。

いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写体を用いず、各色のトナー像をシート等に直接転写する直接転写方式を採用しても良い。すなわち被転写体はシートであっても良い。この場合、複数の像担持体上のトナー像は、直接、シートに転写される。

中間転写体はベルト状に限らずドラム状であってもよい。
画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。
画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。図１に示した画像形成装置に備えられた複数の像担持体のうち１つの像担持体周りの構成を示す概略正面図である。図２に示した現像装置の概略平面図である。図３に示した現像装置に備えられた現像剤堰き止め部材が現像剤の表面位置に応じて変位する様子を示す側視図である。図４に示した現像剤堰き止め部材を拡大して示しているとともにトナー濃度測定装置の構成を示した概略図である。現像剤堰き止め部材の種々の構成例を示す側面図である。現像剤堰き止め部材により上滑りが改善ないし解消されたことを示す相関図である。図１に示した画像形成装置に搭載することが可能な、本発明を適用した現像装置の別の構成例を示す概略正面図である。

符号の説明

１８Ｙ現像剤堰き止め部材
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ像担持体
５０Ｙ現像装置
５４Ｙ攪拌搬送部材
５４ａＹ軸部
５４ｂＹ羽根部
５６Ｙトナー濃度測定装置
８５Ｙ位置検知手段
９１Ｙトナー濃度測定手段
９５Ｙプロセスカートリッジ
９９Ｙ攪拌装置
１００画像形成装置
１０１画像形成装置本体

Claims

現像装置内において搬送される、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤の表面部の流れを堰き止める現像剤堰き止め部材であって、前記２成分現像剤を堰き止めるために前記表面部に当接し、前記２成分現像剤の表面位置に応じて、前記２成分現像剤に当接することによって変位する現像剤堰き止め部材と、
この現像剤堰き止め部材の位置を検知する位置検知手段と、
この位置検知手段が検知した前記現像剤堰き止め部材の位置から前記２成分現像剤のトナー濃度を測定するトナー濃度測定手段とを有するトナー濃度測定装置。
請求項１記載のトナー濃度測定装置において、
前記現像剤堰き止め部材を、前記２成分現像剤の搬送方向における、同２成分現像剤に対するトナーの補給位置の下流側近傍に設けたことを特徴とするトナー濃度測定装置。
請求項１又は２記載のトナー濃度測定装置において、
前記現像剤堰き止め部材を、前記２成分現像剤の搬送方向における、同２成分現像剤に対するトナーの補給位置の上流側近傍に設けたことを特徴とするトナー濃度測定装置。
請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナー濃度測定装置において、
前記現像剤堰き止め部材を、前記２成分現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材に対向するように設けたことを特徴とするトナー濃度測定装置。
請求項４記載のトナー濃度測定装置において、
前記攪拌搬送部材は、回転する軸部と、この軸部上に設けられ同軸部の回転により前記２成分現像剤を攪拌しながら搬送する羽根部とを有し、
前記現像剤堰き止め部材を、前記軸部上における前記羽根部の非配設位置に対応して設けたことを特徴とするトナー濃度測定装置。
請求項１ないし５の何れか１つに記載のトナー濃度測定装置において、
前記現像剤堰き止め部材は、前記２成分現像剤に当接する側の端部が、同２成分現像剤の搬送方向下流側に向けて沿うように傾斜していることを特徴とするトナー濃度測定装置。
請求項１ないし６の何れか１つに記載のトナー濃度測定装置を有する２成分現像剤の攪拌装置。
請求項１ないし６の何れか１つに記載のトナー濃度測定装置、または、請求項７記載の攪拌装置を有する現像装置。
請求項８記載の現像装置と、この現像装置によって潜像を現像される像担持体とを備えたプロセスカートリッジであって、これを備える画像形成装置本体に対して着脱自在であるプロセスカートリッジ。
請求項１ないし６の何れか１つに記載のトナー濃度測定装置、または、請求項７記載の攪拌装置、または、請求項８記載の現像装置、または、請求項９記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
請求項１ないし６の何れか１つに記載のトナー濃度測定装置、または、請求項７記載の攪拌装置、または、請求項８記載の現像装置を用いる現像方法。
請求項１ないし６の何れか１つに記載のトナー濃度測定装置、または、請求項７記載の攪拌装置、または、請求項８記載の現像装置、または、請求項９記載のプロセスカートリッジ、または、請求項１０記載の画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法。