JP7043229B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

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関する。

画像形成装置には、感光ドラム上に形成された静電潜像を現像剤により現像して可視像化する現像装置が装置本体に着脱自在に設けられている。現像装置では、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が現像容器に収容されており、この現像剤が現像に供される。そして、トナーは現像に供されることにより消費される一方で、キャリアは消費されることなく繰り返し用いられる。そのため、同じ現像剤が長期にわたって繰り返し使用されると、現像剤のトナー濃度（トナー及びキャリアの合計重量（Ｄ）に対するトナー重量（Ｔ）の割合：ＴＤ比とも呼ぶ）が次第に低くなる。しかしながら、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やすい。そこで、現像剤のトナー濃度が適切な画像を形成可能な適正範囲を下回らないように、現像装置にトナーを適宜に補給してトナー濃度を調整する制御が適時に行われている。従来、現像容器内の現像剤のトナー濃度を検出すべく、トナー濃度センサは現像装置に配設されている（特許文献１、特許文献２）。

特開平１１－７１８９号公報 特開平１１－３５２７６４号公報

上述したように、従来ではトナー濃度センサが装置本体に着脱自在な現像装置に配置されている。この場合、現像装置にはトナー濃度センサに加えて、トナー濃度センサの検出結果（電気信号）を伝達する信号線、信号線の中継コネクタあるいは信号線ガイド等の様々な部品が実装される。そのため、これらを配置するためのスペースを現像装置に確保しなければならず、どうしても現像装置が大型化してしまい、これは昨今の小型化の要望に反する。また、現像装置は定期的に交換が必要な交換パーツである故に、できる限りのコストダウンが望まれている。しかしながら、従来では現像装置に付随して、まだ使用可能であるにも関わらず、トナー濃度センサ（また、上記の信号線、中継コネクタ、信号線ガイド等）までもが一緒に交換されるため、現像装置のコストダウンを実現し難かった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、現像容器に収容された現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサを有する構成である場合に、交換パーツである現像装置の小型化やコストダウンを実現可能な画像形成装置の提供を目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、画像形成装置であって、静電潜像が形成される感光体と、前記画像形成装置に着脱自在に設けられ、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器を有し、前記現像容器に収容された現像剤により前記感光体に形成される静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、水平方向に挿抜自在に設けられ、前記画像形成装置から引き出された状態で前記現像装置を設置可能な枠体と、前記枠体に配置され、前記現像容器の当接面に当接して前記現像容器に収容されている現像剤のトナー濃度を検出可能な検出手段と、を備え、前記検出手段は、前記現像装置が前記枠体の所定位置に装着される装着動作に伴って前記当接面に当接される、ことを特徴とする。

本発明によれば、現像容器に収容された現像剤のトナー濃度を検出する検出手段が現像装置でなく装置本体に配設されることから、装置本体に着脱自在な現像装置の小型化やコストダウンを実現することができる。

本実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図。 本実施形態の現像装置を示す断面図。 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。 第一実施形態の画像形成装置を示す斜視図であり、（ａ）は現像装置の装着完了前、（ｂ）は現像装置の装着完了後、（ｃ）は筐体への収容後。 第一実施形態におけるトナー濃度センサ近傍を拡大して示す斜視図。 第二実施形態における現像装置の装着完了前を示す図であり、（ａ）は現像装置を示す斜視図、（ｂ）はトナー濃度センサ近傍を拡大して示す斜視図。 第二実施形態における現像装置の装着完了後を示す図であり、（ａ）は現像装置を示す斜視図、（ｂ）はトナー濃度センサ近傍を拡大して示す斜視図。

［第一実施形態］
＜画像形成装置＞
第一実施形態について説明する。まず、本実施形態の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７に沿って画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ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。

画像形成部Ｓａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト７に転写される。画像形成部Ｓｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト７に転写される。画像形成部Ｓｃ、Ｓｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄ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７に転写される。中間転写ベルト７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）へ二次転写される。

画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ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。以下では、画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの区別を表す符号末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄを省略して、画像形成部Ｓａ～Ｓｄの構成及び動作を説明する。

画像形成部Ｓには、感光体としての感光ドラム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、二次帯電器６が配置されている。感光ドラム１は、円筒状（ドラム型）のアルミニウム製シリンダの外周面に負帯電特性の有機光半導体である感光層が形成されたもので、所定のプロセススピード（例えば２５０ｍｍ／ｓｅｃ）で図１の矢印Ｒ１方向に回転される。感光ドラム１は、例えば直径が３０ｍｍ、回転軸線方向（長手方向）の長さが３６０ｍｍに形成される。

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、不図示の高圧電源により帯電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。一次帯電器２としての帯電ローラは、不図示の加圧ばねによって感光ドラム１に向けて付勢されているため、感光ドラム１に従動回転する。帯電ローラに印加される帯電電圧は、例えば－９００Ｖの直流電圧にピーク間電圧１５００Ｖの交流電圧を重畳した重畳電圧が印加される。帯電ローラは、例えば直径が１４ｍｍ、回転軸線方向（長手方向）の長さが３２０ｍｍに形成される。

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潜像を書き込むレーザービームスキャナである。一次帯電器２よりも感光ドラム１の回転方向上流に配置される二次帯電器６は、一次帯電器２の帯電を補助する帯電補助器である。現像装置４は、トナーを感光ドラム１に供給して静電潜像をトナー像に現像する。本実施形態の場合、現像装置４は装置本体に着脱自在に設けられている。現像装置４については後述する（図２及び図３）。

一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７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７との間にトナー像の一次転写部（一次転写ニップ部）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に一次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７へ一次転写される。

中間転写ベルト７は、二次転写内ローラ８、テンションローラ１７、１８等のローラに掛け渡して支持され、駆動ローラを兼ねる二次転写内ローラ８に駆動されて図１の矢印Ｒ２方向に回転される。中間転写ベルト７は、感光ドラム１の回転速度（プロセススピード）とほぼ同じ速度で回転される。二次転写部Ｔ２は、二次転写内ローラ８に支持された中間転写ベルト７に二次転写外ローラ９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９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７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。記録材Ｐは給紙カセット１０に積載された状態で収納されており、不図示の給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラ等により給紙カセット１０から二次転写部Ｔ２へ搬送される。

二次転写後に中間転写ベルト７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１１が中間転写ベルト７を摺擦することにより除去される。ベルトクリーニング装置１１は、中間転写ベルト７にクリーニングブレードを摺擦させて二次転写残トナーを除去する。

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１３へ搬送される。定着装置１３は、定着ローラ１４、１５が当接して定着ニップＴ３を形成し、定着ニップＴ３で記録材Ｐを搬送しつつ当該、記録材Ｐにトナー像を定着する。定着装置１３では、内部からランプヒータ等（不図示）で加熱される定着ローラ１４に、付勢機構（不図示）によって定着ローラ１５を圧接させて定着ニップＴ３を形成している。記録材Ｐが定着ニップＴ３で挟持搬送されることにより加熱／加圧されて、トナー像が記録材Ｐに定着される。定着装置１３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。

＜現像装置＞
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、ハウジングを形成する現像容器４１、規制ブレード４２、現像スリーブ３０、現像スクリュー３１、撹拌スクリュー３２などを備えている。

現像容器４１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、本実施形態では現像方式として二成分現像方式を用い、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を混合して現像剤として用いる。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（現像剤の全重量に占めるトナーの重量の割合、ＴＤ比）は、例えば８％である。

現像容器４１は感光ドラム１に対向した一部分が開口しており、この開口部に一部が露出するようにして現像スリーブ３０が回転可能に配置されている。現像スリーブ３０は、感光ドラム１に対し所定の隙間（ＳＤギャップ）を空けて近接する近接位置に配置することが可能である。現像スリーブ３０と感光ドラム１との最近接距離つまりＳＤギャップの距離は、回転軸線方向に沿って例えば２６０μｍに保たれる。本実施形態では、ＳＤギャップを介して感光ドラム１と現像スリーブ３０とが相対する領域をＳＤギャップ部（現像領域）と呼ぶ。現像スリーブ３０は、ＳＤギャップ部において感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）と反対方向に移動するように回転駆動される（矢印Ｒ３方向）。即ち、本実施形態ではカウンタ現像方式が採用されている。現像スリーブ３０はアルミニウムやステンレスなどの非磁性材料で円筒状に形成され、所定のプロセススピード（例えば２５０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。現像スリーブ３０は、例えば直径が２０ｍｍ、回転軸線方向（長手方向）の長さが３３４ｍｍに形成されている。

現像スリーブ３０の内部には、複数の磁極により構成されるマグネットローラ３０ａが回転不能に配置されている。マグネットローラ３０ａ内に配置された複数の磁石（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ１、Ｓ２）の磁力によって、現像スリーブ３０の表面には現像剤の磁気穂（磁気ブラシとも呼ばれる）が形成される。現像スリーブ３０の表面に形成された磁気穂は、非磁性材料で構成された板状の規制ブレード４２により層厚が規制される。規制ブレード４２は、現像スリーブ３０の表面との間隙が調整されている。現像スリーブ３０は、規制ブレード４２によって層厚を規制された現像剤を担持したまま矢印Ｒ３方向に回転し、ＳＤギャップ部において感光ドラム１を磁気穂により摺擦して感光ドラム１に現像剤を供給する。現像スリーブ３０には、不図示の高圧電源から直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアス電圧が印加される。これにより、感光ドラム１に形成された静電像にトナーが供給されて、静電像がトナー像に現像される。

現像容器４１は、図２に示すように、第一室としての現像室２１と第二室としての撹拌室２２とが形成され、現像室２１と撹拌室２２との間に、現像室２１と撹拌室２２とを区画する隔壁７０が設けられている。隔壁７０は、現像容器４１内（現像容器内）に底面部４１ａから突出するようにして現像室２１と撹拌室２２とを隔てている。隔壁７０は、現像スリーブ３０の回転軸線方向（長手方向）に延在している。なお、本実施形態では、現像室２１と撹拌室２２とがほぼ水平方向に並ぶように隔壁７０が設けられた現像装置４を例に示したが（所謂、横撹拌型）、これに限らない。例えば、現像室２１と撹拌室２２とが鉛直方向で上下に並ぶように、隔壁７０が底面部４１ａに並行して略水平方向に設けられた現像装置４であってもよい（所謂、縦撹拌型）。

隔壁７０は、図３に示すように、長手方向両端側にそれぞれ現像室２１と撹拌室２２とを連通させる第一連通部２３と第二連通部２４とを有する。本実施形態の場合、隔壁７０の両端は、現像容器４１の内部の長手方向両端部の側壁までは達しておらず、これにより第一連通部２３と第二連通部２４が形成されている。第一連通部２３は撹拌室２２から現像室２１へ現像剤が受け渡される経路であり、第二連通部２４は現像室２１から撹拌室２２へ現像剤が受け渡される経路である。

現像室２１には、現像室２１で現像剤を所定の第一方向に搬送する現像スクリュー３１が配設されている。撹拌室２２には、撹拌室２２で現像スクリュー３１の現像剤搬送方向（第一方向）と反対の第二方向に現像剤を搬送する撹拌スクリュー３２が配設されている。現像スクリュー３１及び撹拌スクリュー３２には、それぞれ回転軸３１ａ、３２ａの周囲に羽根３１ｂ、３２ｂが螺旋状に形成されている。回転軸３１ａ、３２ａの両端部は、現像容器４１に対し回転自在に支持されている。

現像スリーブ３０、現像スクリュー３１、撹拌スクリュー３２は例えば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３１及び撹拌スクリュー３２が回転することで、現像剤は現像容器４１内を循環搬送される。このとき、撹拌スクリュー３２の現像剤搬送方向（第二方向）に関し、第二方向下流側の第一連通部２３で現像剤が撹拌室２２から現像室２１に、第二方向上流側の第二連通部２４で現像剤が現像室２１から撹拌室２２に、それぞれ現像剤が受け渡される。このように、現像室２１と撹拌室２２とで現像剤の循環経路を形成し、現像剤はこの循環経路を循環することで混合撹拌される。

本実施形態の場合、図２に示すように、現像容器４１はその外面に当接面４１ｂと案内面４１ｃとが形成される。当接面４１ｂと案内面４１ｃとは、ここでは当接面４１ｂが案内面４１ｃの鉛直方向で上方側に位置するように、現像容器４１に連続して形成されている。案内面４１ｃは現像容器４１の底面部４１ａから当接面４１ｂにかけて湾曲あるいは傾斜した形状に形成されている。案内面４１ｃは現像装置４の装着動作に伴い、装置本体に配設されているトナー濃度センサ４５（後述する図４（ａ）参照）に摺動し、現像容器４１側（現像容器側）に向く向きに付勢されているトナー濃度センサ４５を付勢方向と反対方向に移動させ得る。

当接面４１ｂには、現像装置４が装置本体の所定位置に装着されることに応じて、装置本体に配設されているトナー濃度センサ４５が当接される。本実施形態では、現像容器４１の外面側から現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を検出させるため、検出手段として、センサ検出面を現像剤に直接触れさせることなくトナー濃度を検出可能な非接触式のトナー濃度センサ４５が採用されている。

なお、当接面４１ｂはトナー濃度センサ４５が現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を検出可能な高さ、具体的には現像容器４１内を搬送中の現像剤の高さよりも鉛直方向で低い高さ位置に形成される。また、当接面４１ｂにおける現像容器４１の厚みは、トナー濃度センサ４５が現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を検出できるように、案内面４１ｃ等の他の箇所よりも薄いのが好ましい。そうするために、当接面４１ｂは例えば案内面４１ｃよりも現像容器４１の内側に凹んだ溝部を有し、トナー濃度センサ４５がその溝部に嵌合されるようにしてもよい。

また、現像装置４の装着動作に伴い当接面４１ｂにトナー濃度センサ４５を確実に当接させるため、図２及び図３に示すように、現像容器４１の外面にはトナー濃度センサ４５を当接面４１ｂに案内する検出案内部としてのガイド部８０が設けられている。ガイド部８０については後述する（図５参照）。

＜現像剤の補給と排出＞
ところで、二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置４の場合、現像によりトナーが消費されるので、現像容器４１に収容されている現像剤のトナー濃度は適正範囲（例えば６～９％）の下限よりも低下し得る。トナー濃度が低下し適正範囲から外れた現像剤を用いた場合、画像不良が生じやすくなる。そこで、トナー濃度を適正範囲に回復すべく、現像装置４に接続された補給装置（不図示）から例えばトナーとキャリアが重量比で９：１に混合された補給用の現像剤（補給剤）を補給して、トナー濃度を回復させる制御が行われる。

図３に示すように、現像容器４１には撹拌室２２の第二連通部２４よりも第二方向上流側に、補給装置からの補給剤を受け入れる補給部５１が形成されている。補給剤は補給装置により補給されるが、補給剤の補給に伴い現像容器４１内に現像剤が多くなり過ぎると、現像剤の撹拌が不十分となって画像不良が生じやすくなる。そこで、補給剤の補給に伴い余剰になった現像剤が現像容器４１から排出されるように、現像容器４１には現像剤の排出部５０が例えば撹拌室２２の第一連通部２３よりも第二方向下流側に形成されている。

上記したトナー濃度を回復させる制御を行うには、現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を検出する必要があり、そのためにトナー濃度センサ４５が用いられる。本実施形態の画像形成装置１００では、トナー濃度センサ４５が現像装置４に配設されていた従来と異なり、装置本体に非接触式のトナー濃度センサ４５が配設される。ただし、非接触式のトナー濃度センサ４５を装置本体に配設した場合、トナー濃度を精度よく検出させるべく、トナー濃度センサ４５を現像容器４１に確実に当接させる必要がある。そこで、本実施形態では、現像容器４１に形成した当接面４１ｂに、現像装置４の装着動作に伴いトナー濃度センサ４５を当接させることで、トナー濃度センサ４５による現像剤のトナー濃度の検出を可能にしている。トナー濃度センサ４５を当接面４１ｂに当接させるため、トナー濃度センサ４５を案内するガイド部８０が現像容器４１に設けられている。以下、第一実施形態の詳細を、図４（ａ）乃至図５を用いて説明する。なお、説明を理解しやすくするために、図４（ａ）乃至図４（ｃ）では装置本体の一部（側板など）の図示を省略している。

図４（ａ）に示すように、画像形成装置１００は、筐体に対し水平方向に挿抜自在に設けられ、筐体から引き出された状態のときに複数の現像装置４ａ～４ｄを個別に着脱可能な枠体１００ａを有している。枠体１００ａは、画像形成装置１００の前面を開放した開放位置と遮蔽した遮蔽位置とに移動可能なカバー３００が開放位置にあるときに筐体から引き出されることで、現像装置４ａ～４ｄを個別に鉛直方向上方から下方に向かう装着方向Ｆに設置可能に設けられている。本実施形態では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すようにして、現像装置４ａ～４ｄを枠体１００ａに載置する動作が現像装置の装着動作に相当する。装着される際に現像装置４ａ～４ｄは上記の案内面４１ｃにトナー濃度センサ４５を摺動させながら、枠体１００ａの載置位置（所定位置）に装着される。

装置本体の一部である枠体１００ａには、各現像装置４ａ～４ｄ内（詳しくは現像容器内）の現像剤のトナー濃度を検出するために、現像装置４ａ～４ｄをそれぞれ載置可能な載置位置毎にトナー濃度センサ４５が配設されている。トナー濃度センサ４５は遊嵌部６０に遊嵌されており、図４（ｂ）に示すように、現像装置４ａ～４ｄの装着動作に伴って遊嵌部６０がガイド部８０に挟持されることで、トナー濃度センサ４５は当接面４１ｂ（図２参照）に当接可能になる。そして、図４（ｃ）に示すように、枠体１００ａが筐体に収納された状態で（収納方向は図中Ｙ方向）、カバー３００は開放位置から遮蔽位置に移動され得る。枠体１００ａが筐体に収納されても、トナー濃度センサ４５は当接面４１ｂに当接した状態に維持される。

＜ガイド部＞
図５は、当接面４１ｂに当接した状態のトナー濃度センサ４５の近傍を拡大して示す斜視図である。図５に示すように、ガイド部８０は、現像容器４１の外面から装着方向Ｆ（図４（ａ）参照）に延びるように且つ間隔を空けて立設された一対の第一ガイド８０ａと、水平方向（長手方向）に延びるように立設された第二ガイド８０ｂとを有する。これら第一ガイド８０ａと第二ガイド８０ｂとは、遊嵌部６０が侵入可能に当接面４１ｂの周りに配置されている。

トナー濃度センサ４５は、遊嵌部６０に遊嵌されている、そのため、そのままでは現像容器４１に対し位置固定されず、トナー濃度センサ４５の当接面４１ｂへの当接が不安定になる虞がある。当接が不安定であると、トナー濃度センサ４５によるトナー濃度の検出に影響して、検出精度を低下させ得る。これを防止するために、ガイド部８０は遊嵌部６０に遊嵌されているトナー濃度センサ４５を当接面４１ｂに誘導すると共に、トナー濃度センサ４５を確実に当接面４１ｂに当接可能な位置に位置決める。具体的には、現像装置４の所定位置への装着完了後、第一ガイド８０ａにより略Ｙ方向の位置が決められ、第二ガイド８０ｂにより略Ｚ方向の位置が決められる。こうすることにより、後述する押圧ばね６１による押圧と相まって、トナー濃度センサ４５はその動きが規制されて、安定して且つ確実に当接面４１ｂに当接される。

＜遊嵌部＞
遊嵌部６０には、遊嵌したトナー濃度センサ４５を、現像装置４の装着動作に伴って当接面４１ｂに移動させる移動機構２００が設けられる。本実施形態の場合、移動機構２００には押圧ばね６１が用いられている。付勢部としての押圧ばね６１は例えば板ばねやコイルばねであり、遊嵌部６０に遊嵌されたトナー濃度センサ４５を現像容器４１側に向く向きに付勢する。それ故、現像装置４の所定位置への装着完了までは、遊嵌部６０に遊嵌されているトナー濃度センサ４５は、遊嵌部６０に規制される範囲に限定されるが、いずれの方向にも比較的に自由に動き得る。現像装置４の所定位置への装着完了後、トナー濃度センサ４５は押圧ばね６１に押圧され現像容器４１に突き当てられることにより、略Ｘ方向の動きが規制される。また、上述したように、略Ｙ方向の動きは第一ガイド８０ａにより、略Ｚ方向の動きは第二ガイド８０ｂによりそれぞれ規制される。こうして、トナー濃度センサ４５は安定して当接面４１ｂに当接される。さらに、トナー濃度センサ４５は押圧ばね６１によって現像容器４１の壁面（当接面４１ｂ）に押圧されることによって安定度が増し、トナー濃度の検出精度がより高められる。

以上のように、本実施形態では、現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ４５を装置本体に配設した。そして、現像装置４の装着動作に伴いトナー濃度センサ４５を現像容器４１（詳しくは当接面４１ｂ）に当接させ、現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を検出可能にしている。トナー濃度センサ４５を装置本体に配設することで、現像装置４にはトナー濃度センサ４５、それに付随する信号線などを配置するスペースを現像装置４に確保する必要がないので、現像装置４の小型化が実現できる。また、現像装置４を交換するときに、トナー濃度センサ４５、それに付随する信号線などが装置本体側に残るので、これらを再利用することが容易である。つまり、交換される現像装置４にトナー濃度センサ４５や信号線などは含まれないため、交換パーツとしての現像装置４のコストダウンを実現できる。

なお、本実施形態の場合、移動機構２００に押圧ばね６１を用いることに限らず、例えば枠体１００ａの一部を現像容器４１側に突出させた弾性自在な突出部として、この突出部によりトナー濃度センサ４５を現像容器４１側に向く向きに付勢させてもよい。移動機構２００は、現像装置４の装着動作に伴って装置本体に配設されているトナー濃度センサ４５を当接面４１ｂに移動させるものであれば、どのような機構であってもよい。

なお、現像容器４１のトナー濃度センサ４５を当接させる当接面４１ｂは、撹拌室２２側に形成することに限らず、現像室２１側に形成してもよい。また、複数の当接面４１ｂを形成し、それぞれの当接面４１ｂにトナー濃度センサ４５を当接させてもよい。つまり、トナー濃度センサ４５は１個に限らず複数個であってよく、撹拌室２２側と現像室２１側のどちらに配置してもよい。なお、枠体１００ａの収納は画像形成装置１００の前面からに限らず、画像形成装置１００の側面や背面から、あるいは画像形成装置１００の上面や下面から可能であってもよい。

［第二実施形態］
第二実施形態について、図６（ａ）乃至図７（ｂ）を用いて説明する。第二実施形態は、上述した第一実施形態に比較してみると、枠体１００ａ（図４（ａ）参照）に設置することなく現像装置４ａ～４ｄを装着可能な構成とし、そのために移動機構２００の構成が異なっている。その他の構成及び作用は第一実施形態と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、図６（ａ）乃至図７（ｂ）では説明を理解しやすくするために、装置本体の一部（側板やレール部材３５の一部など）の図示を省略している。

図６（ａ）に示すように、本実施形態の画像形成装置１００Ａは、上述した第一実施形態と同様に、現像容器４１はその外面に当接面４１ｂが形成され、またトナー濃度センサ４５を当接面４１ｂに案内するガイド部８０が設けられている。そして、装置本体には、現像装置４Ａを水平方向から装着方向（Ｙ方向）に挿入して設置可能に、装置案内部としてのレール部材３５が設けられている。レール部材３５は現像装置４Ａをスライド移動可能に保持し、現像装置４を装置本体の装着位置（所定位置）まで案内する。なお、現像装置４Ａはカバー３００が開放位置にあるときに挿抜自在に設けられている。

装置本体の一部であるレール部材３５には、現像装置４内（詳しくは現像容器内）の現像剤のトナー濃度を検出するために、トナー濃度センサ４５が配置される。トナー濃度センサ４５は遊嵌部１１０に遊嵌され、付勢部としての押圧ばね（不図示）により現像容器４１側に向く向きに付勢されている。ただし、本実施形態では第一実施形態と異なり、遊嵌部１１０が上下動可能に設けられ、現像装置４Ａの装着動作に伴って遊嵌部１１０が移動されることにより、トナー濃度センサ４５が当接面４１ｂに当接されるようにしている。本実施形態の場合、遊嵌部１１０を上下動する移動機構２００として、現像容器４１の外面にボス形状の突起部４１０が形成され、レール部材３５に揺動レバー９０が設けられている。

係合部としての突起部４１０は、現像容器４１の外面から現像装置４Ａの装着方向（Ｙ方向）に交差する方向且つ鉛直方向（Ｚ方向）に交差する方向に突出するように形成されている。他方、揺動部材としての揺動レバー９０は、現像装置４Ａの装着動作に伴って突起部４１０に係合されることにより、揺動中心９０ｃを支点に揺動可能に設けられている。そうするために、揺動レバー９０は突起部４１０に摺動される被係合部９０ｂを有する。また、揺動レバー９０は揺動に伴い遊嵌部１１０を上下動するレバー部９０ａを有している。

揺動レバー９０による遊嵌部１１０の上下動について説明する。図６（ｂ）に示すように、現像装置４Ａの装着動作に伴い、突起部４１０が揺動レバー９０の被係合部９０ｂに当接する。この状態からさらに現像装置４Ａの装着動作が続けられると、突起部４１０に被係合部９０ｂがＹ方向へ押され、揺動レバー９０が揺動し始める。すると、揺動レバー９０のレバー部９０ａが遊嵌部１１０に接し、遊嵌部１１０を押し上げる。押し上げられた遊嵌部１１０はガイド部８０に沿って移動する。

現像装置４Ａの装着が完了すると、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、遊嵌部１１０はレバー部９０ａにより下方から支持された状態に維持される。この状態で、遊嵌部１１０がガイド部８０に挟持され、トナー濃度センサ４５は当接面４１ｂ（図６（ａ）参照）に当接される。即ち、本実施形態の場合、現像装置４Ａの装着動作開始前は、トナー濃度センサ４５が現像容器４１（詳しくは当接面４１ｂ）と当接しない位置に退避されている。そして、現像装置４Ａの装着動作の途中で、揺動レバー９０により遊嵌部１１０が持ち上げられることに応じて、トナー濃度センサ４５が当接面４１ｂに向かって上昇される。現像装置４Ａが所定位置に装着されると、トナー濃度センサ４５は当接面４１ｂに到達し、当接面４１ｂに当接される。

本実施形態においても、上述した第一実施形態と同様に（図５参照）、現像装置４の所定位置への装着完了後、トナー濃度センサ４５は押圧ばね６１に押圧され現像容器４１に突き当てられることにより、略Ｘ方向の動きが規制される。また、略Ｙ方向の動きは第一ガイド８０ａにより、略Ｚ方向の動きは第二ガイド８０ｂによりそれぞれ規制される。こうして、トナー濃度センサ４５は安定して当接面４１ｂに当接される。さらに、トナー濃度センサ４５は押圧ばね６１によって現像容器４１の壁面（当接面４１ｂ）に押圧されることによって、トナー濃度の検出精度がより高められている。

以上のように、第二実施形態でも上述した第一実施形態と同様に、現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ４５が装置本体に配設される。そして、現像装置４の装着動作に伴いトナー濃度センサ４５を現像容器４１（詳しくは当接面４１ｂ）に当接させ、現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を検出可能にしている。ただし、第一実施形態と異なり、トナー濃度センサ４５を遊嵌している遊嵌部１１０を揺動レバー９０により移動させることにより、トナー濃度センサ４５を現像容器４１に当接させている。こうした第二実施形態でも、交換パーツとしての現像装置４の小型化やコストダウンを実現できる、という第一実施形態と同様の効果が得られる。

＜他の実施形態＞
なお、上述した第一、第二実施形態では、現像装置４を装置本体に単体で装着する場合を例に示したが、これに限られない。例えば感光ドラム１と現像装置４とが一体の画像形成ユニットである場合、画像形成ユニットの装着動作に伴い、装置本体に設けられたトナー濃度センサ４５が画像形成ユニットの現像装置４の現像容器４１（詳しくは当接面４１ｂ）に当接する構成としてもよい。

なお、図４（ａ）に示した実施形態の変形例として、遊嵌部６０を含めトナー濃度センサ４５を筐体に配設してもよい。そして、例えば枠体１００ａの筐体への収納後に、筐体内で枠体１００ａごと現像装置４ａ～４ｄを鉛直方向に移動させ所定位置へ装着する装着動作に伴って、トナー濃度センサ４５を当接面４１ｂに当接させるとよい。

１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）…感光体（感光ドラム）、４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）…現像装置、３５…装置本体（装置案内部、レール部材）、４１…現像容器、４１ｂ…当接面、４１ｃ…案内面、４５…検出手段（トナー濃度センサ）、６０（１１０）…遊嵌部、６１…付勢部（押圧ばね）、８０…検出案内部（ガイド部）、９０…揺動部材（揺動レバー）、１００…画像形成装置、１００ａ…装置本体（枠体）、２００…移動機構、３００…カバー、４１０…係合部（突起部）

Claims (6)

1. 画像形成装置であって、
   静電潜像が形成される感光体と、
   前記画像形成装置に着脱自在に設けられ、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器を有し、前記現像容器に収容された現像剤により前記感光体に形成される静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
   水平方向に挿抜自在に設けられ、前記画像形成装置から引き出された状態で前記現像装置を設置可能な枠体と、
   前記枠体に配置され、前記現像容器の当接面に当接して前記現像容器に収容されている現像剤のトナー濃度を検出可能な検出手段と、を備え、
   前記検出手段は、前記現像装置が前記枠体の所定位置に装着される装着動作に伴って前記当接面に当接される、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検出手段は、前記現像装置の装着動作に伴って移動可能に設けられ、
   前記現像装置の装着動作に伴って、前記検出手段を前記当接面に移動させる移動機構を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記検出手段を遊嵌する遊嵌部を備え、
   前記移動機構は、前記遊嵌部に遊嵌された前記検出手段を前記現像容器側に向く向きに付勢する付勢部を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像容器は、前記現像装置の装着動作に伴い前記検出手段に摺動して、前記検出手段を前記付勢部の付勢方向と反対方向に移動させるように形成された案内面を有する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記移動機構は、前記現像容器に設けられ、前記現像容器の外面から前記現像装置の装着方向に交差する方向に突出する係合部と、前記現像装置の装着動作に伴って前記係合部に係合され揺動可能な揺動部材とを有する、
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像容器は、前記現像装置の装着動作に伴って前記検出手段を前記当接面に案内する案内部を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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