JP7467861B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）においては、画像データに基づくレーザー光が、一様に帯電した感光体（例えば感光ドラム）に対して照射（露光）されることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体に現像装置からトナー（現像剤）が供給されることにより、静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。このトナー像が、直接又は中間転写体を介して間接的に用紙に転写された後、定着装置で加熱、加圧されることにより、用紙に画像が形成される。

現像剤の主成分としてトナーとキャリアーを用いる二成分現像方式においては、現像剤の劣化を抑えるために、トナーカートリッジ内のトナーにキャリアーを一定の比率で混合させておき、トナーの供給と同時に新しいキャリアーを現像装置内へ供給し、劣化したキャリアーは現像装置内から排出することで、現像装置内の現像剤の嵩（液面）を一定に保持する技術であるトリクル現像方式が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、現像装置内の現像剤量の嵩を検出する現像剤嵩検出部が知られている（例えば、特許文献２を参照）。

また、現像装置内には現像剤撹拌経路が設けられている。現像剤撹拌経路には軸方向に沿って撹拌スクリューが配置される。撹拌スクリューが回転することで、現像剤が撹拌されつつ一方向に搬送され、現像剤に含まれるトナーとキャリアーが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電する。この摩擦接触によって、現像装置の温度が上昇する。この温度上昇は、画像形成プロセスの高速化に伴って顕著になる。しかし、現像装置の温度上昇は、現像剤のストレスによる劣化を進行させるため、抑える必要がある。

現像装置の温度上昇を抑えるため、現像装置の現像剤収容部を熱伝導率の高いアルミニウムなどの金属材で成形することが考えられる。例えば、特許文献３には、金属材で成形された現像剤収容部を有する現像装置が記載されている。

特開２０１９－２８２２１号公報 国際公開第２００４／０８３９６５号 特開平０３－１６０４８２号公報

ところで、特許文献３に記載された現像装置においては、現像装置内の現像剤の嵩を検出する現像剤嵩検出部を、金属材で成形された現像剤収容部（ケース）に設ける必要がある。金属材で成形された現像剤収容部は、例えば透磁率により現像剤の嵩を検出する場合に悪影響を与えるため、現像剤の嵩を検出する精度が低下するという問題点があった。

本発明の目的は、現像装置の温度上昇を抑えつつ、現像剤の嵩の検出精度を向上させることが可能な現像装置および画像形成装置を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る現像装置は、
像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する現像装置において、
金属で構成された金属部と、非金属で構成された非金属部とを有し、前記トナーを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記非金属部に配置され、前記現像剤収容部内の現像剤の嵩を検出する現像剤嵩検出部と、
を備え、
前記現像剤収容部は、前記現像剤が循環する循環経路を有し、
前記循環経路は、所定方向に並行に延在する現像剤撹拌経路および現像剤供給経路と、現像剤が循環搬送されるように現像剤撹拌経路および現像剤供給経路を一方向両端部において互いに連結する二つの折り返し部と、を有し、
前記所定方向における前記循環経路の中央部は、前記金属部で構成され、
前記所定方向における前記循環経路の端部は、少なくとも前記非金属部で構成され、
前記二つの折り返し部の一方は、前記現像剤の一部を排出する排出路に連通し、前記非金属部で構成され、
前記非金属部は、前記折り返し部から前記現像剤撹拌経路の方へ延在し、前記現像剤撹拌経路を構成する金属部の一部に代えて配置される。

本発明に係る画像形成装置は、上記現像装置を備え、当該現像装置によって像担持体上にトナー像を形成する。

本発明の現像装置によれば、現像装置の温度上昇を抑えつつ、現像剤の嵩の検出精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態における画像形成装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態における現像装置の一例を概略的に示す平面図である。 図２に示す現像装置のＡ－Ａ線断面図である。 図３の部分拡大断面図である。 図２に示す現像装置のＢ－Ｂ線断面図である。 変形例に係る現像装置を概略的に示す平面図である。 図６に示す現像装置のＣ－Ｃ線断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態における画像形成装置１の全体構成を示す図である。
図１に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向（鉛直方向）に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させる縦型タンデム方式が採用されている。

すなわち、画像形成装置１は、感光ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、及び制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部（図示略）に格納されている各種データが参照される。記憶部（図示略）は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

また、制御部１００は、通信部（図示略）を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピュータ）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部（図示略）は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備える。
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿の画像（両面を含む）を連続して読み取ることが可能となる。原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う（画像濃度制御）。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１及び中間転写ユニット４２等を備える。画像形成部４０によって形成される画像の書込範囲は予め設定される。

画像形成ユニット４１は、Ｙ成分用、Ｍ成分用、Ｃ成分用、Ｋ成分用の４つの画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋで構成される。画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有するので、図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素についての符号は省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。
電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光を受けて一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネート樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

帯電装置４１４は、例えばスコロトロン帯電装置やコロトロン帯電装置等のコロナ放電発生器で構成される。帯電装置４１４は、コロナ放電によって感光ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成される。露光装置４１１は、感光ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光ドラム４１３の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。これにより、感光ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、各色成分の現像剤（小粒径のトナーとキャリアーとからなる二成分現像剤）を収容しており、感光ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。具体的には、現像剤担持体に現像バイアス電圧が印加され、感光ドラム４１３の表面と現像剤担持体との電位差によって現像剤担持体上の帯電トナーが感光ドラム４１３の表面の露光された部分に移動し、付着する。
なお、現像装置４１２の詳細については後述する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光ドラム４１３に圧接されることにより、感光ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

なお、中間転写ユニット４２において、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用してもよい。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。

上側定着部６０Ａがベルト加熱方式である場合（図１参照）、定着ベルトが定着面側部材となり、ローラー加熱方式である場合、定着ローラーが定着面側部材となる。また、下側定着部６０Ｂがローラー加圧方式である場合（図１参照）、加圧ローラーが裏面側支持部材となり、ベルト加圧方式である場合、加圧ベルトが裏面側支持部材となる。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアーを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエアー分離ユニットが配置されていてもよい。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、第１の搬送部５３、及び第２の搬送部５４等を備える。
給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１１～５１３には、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。

第１の搬送部５３は、中間搬送ローラー部５３１、ループローラー部５３２、及びレジストローラー部５３３を含む複数の搬送ローラー部を備える。第１の搬送部５３は、給紙部５１、又は外部給紙装置（図示略）から給紙された用紙Ｓを画像形成部４０（二次転写部）に搬送する。

第２の搬送部５４は、複数の搬送ローラー部が配置されたスイッチバック経路５４１及び裏面用搬送路５４２を備える。第２の搬送部５４は、用紙Ｓをスイッチバック経路５４１に一旦搬送した後、スイッチバックさせて裏面用搬送路５４２に搬送することにより用紙Ｓを反転させ、第１の搬送部５３（ループローラー部５３２の上流）に供給する。

給紙部５１、又は外部給紙装置（図示略）から給紙された用紙Ｓは、第１の搬送部５３によって画像形成部４０に搬送される。そして、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓの一方の面（表面）に一括して二次転写され、定着部６０において定着処理が施される。画像が形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

図２は、実施の形態に係る現像装置４１２の一例を概略的に示す平面図である。図３は、図２に示す現像装置４１２のＡ－Ａ線断面図である。図４は、図３の部分拡大断面図である。図５は、図２に示す現像装置４１２のＢ－Ｂ線断面図である。図２において、左右方向を「軸方向」、「一方向」又は「長軸方向」という。また、図２において、上下方向を「短軸方向」という。なお、図３では、現像ローラー８４を省略して示す。

図２に示すように、現像装置４１２は、現像装置本体８０、現像装置本体８０にトナーを供給するトナー供給部（図示略）、及び現像装置本体８０にキャリアーを供給するキャリアー供給部（図示略）を備える。

現像装置本体８０は、現像剤収容部８１、撹拌スクリュー８２、供給スクリュー８３、現像ローラー８４（本発明の「現像剤担持体」に対応）、現像剤嵩検出部８５、および、トナー濃度検出部８６を備える。

現像剤収容部８１は、トナーとキャリアーからなる二成分現像剤を収容する。現像剤収容部８１は、現像剤が循環する循環経路８１０を有する。循環経路８１０は、現像ローラー８４の軸方向に平行に延在する現像剤撹拌経路８１１および現像剤供給経路８１２と、経路８１１，８１２を軸方向左端部において互いに連結する折り返し部８１３と、経路８１１，８１２を軸方向右端部において互いに連結する折り返し部８１４とを有する。

図２、図３および図５に示すように、現像剤撹拌経路８１１と現像剤供給経路８１２とは隔壁８７によって区画される。現像剤撹拌経路８１１は、現像剤供給経路８１２よりも現像ローラー８４から離れている。現像剤撹拌経路８１１における現像剤搬送方向と現像剤供給経路８１２における現像剤搬送方向とは、互いに反対である。本実施の形態において、現像剤撹拌経路８１１および現像剤供給経路８１２の軸方向の長さは、隔壁８７の軸方向の長さに相当している。

図２および図５に示すように、折り返し部８１３は、隔壁８７の軸方向左端部に配置された開口部８８を有している。折り返し部８１３は、現像剤撹拌経路８１１および現像剤供給経路８１２を軸方向左端部において開口部８８を介して互いに連通する。本実施の形態において、折り返し部８１３の軸方向の長さは、開口部８８の軸方向の幅に相当している。

図２および図５に示すように、折り返し部８１４は、隔壁８７の軸方向右端部に配置された開口部８９を有している。折り返し部８１４は、現像剤撹拌経路８１１および現像剤供給経路８１２を軸方向右端部において開口部８９を介して互いに連通する。折り返し部８１４は、現像剤の一部を排出する排出路（図２に矢印で現像剤の排出方向を示す）に連通している。本実施の形態において、折り返し部８１４の軸方向の長さは、開口部８９の軸方向の幅に相当している。

図２に示すように、現像剤撹拌経路８１１には、軸方向に沿って撹拌スクリュー８２が配置される。撹拌スクリュー８２は、駆動モーター（不図示）に接続された軸心８２１のほぼ全長にわたって所定のピッチで螺旋状に羽根８２２が形成された構成を有する。なお、現像剤撹拌経路８１１から現像剤供給経路８１２に向かう開口部８８の近傍に配置される羽根８２２ａは、現像剤を現像剤供給経路８１２に循環させるために、羽根８２２とは逆向きの螺旋状に形成される。撹拌スクリュー８２が回転することにより、トナーとキャリアーとが撹拌されつつ軸方向（図２では右から左）に搬送される。

図２に示すように、現像剤供給経路８１２には、軸方向に沿って供給スクリュー８３が配置される。供給スクリュー８３は、撹拌スクリュー８２と同様の構成を有し、すなわち駆動モーター（不図示）に接続された軸心８３１のほぼ全長にわたって所定のピッチで螺旋状に羽根８３２が形成された構成を有する。なお、現像剤供給経路８１２から現像剤撹拌経路８１１に向かう開口部８９の近傍に配置される羽根８３２ａは、現像剤を現像剤撹拌経路８１１に循環させるために、羽根８３２とは逆向きの螺旋状に形成される。供給スクリュー８３が回転することにより、トナーとキャリアーとが撹拌されつつ軸方向（図２では左から右）に搬送される。

現像剤撹拌経路８１１及び現像剤供給経路８１２において現像剤が搬送される際、現像剤に含まれるトナーとキャリアーが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電する。ここでは、キャリアーは正極性、トナーは負極性に帯電される。正極性に帯電したキャリアーの周囲に、負極性に帯電したトナーが、主として両者の電気的な吸引力により付着する。そして、現像剤は、現像剤供給経路８１２を搬送される過程で、現像ローラー８４に供給される。

現像ローラー８４は、例えば回転不能に固定された磁石体（図示略）と、磁石体の周囲に回転可能に配置された円筒状の搬送スリーブ（図示略）を有する、いわゆるマグネットローラーである。現像ローラー８４は、静電潜像が形成された感光ドラム４１３に現像剤を供給する。搬送スリーブに担持されたトナーが感光ドラム４１３に供給されることにより、感光ドラム４１３上の静電潜像が現像される。

現像剤収容部８１は、金属部および非金属部により一体的に構成される。ここで、金属部は、熱伝導率の高い、例えば、アルミニウムなどの金属材で成形される。また、非金属部は、例えば、樹脂材で成形される。

現像剤収容部８１の循環経路８１０は、図２に示すように、隔壁８７により区画された現像剤撹拌経路８１１および現像剤供給経路８１２と、折り返し部８１３，８１４とを有している。現像剤撹拌経路８１１において、図２における右方向を「現像剤搬送方向上流側」、左方向を「現像剤搬送方向下流側」という。また、現像剤供給経路８１２において、図２における左方向を「現像剤搬送方向上流側」、右方向を「現像剤搬送方向下流側」という。

図２に示すように、循環経路８１０の軸方向中央部ＰＣは金属部で構成されている。また、軸方向中央部ＰＣは、現像ローラー８４に対して軸方向と直交する方向で対向している。循環経路８１０の軸方向左端部ＰＬは非金属部で構成されている。循環経路８１０の軸方向右端部ＰＲは非金属部で構成されている。

現像剤撹拌経路８１１および現像剤供給経路８１２は、軸方向中央部ＰＣの一部および軸方向右端部ＰＲの一部を含んでいる。したがって、現像剤撹拌経路８１１および現像剤供給経路８１２は、金属部および非金属部で構成されている。

折り返し部８１３は、軸方向左端部ＰＬおよび軸方向中央部ＰＣの一部を含んでいる。したがって、折り返し部８１３は、金属部および非金属部で構成されている。

折り返し部８１４は、軸方向右端部ＰＲに含まれている。したがって、折り返し部８１４は、非金属部で構成されている。

図２から図４に示すように、金属部で構成された軸方向中央部ＰＣの壁部８１７は現像剤収容部８１の内外方向（図２において上下方向）に貫通する貫通穴ＨＬを有している。非金属部９０（樹脂部材）は、現像剤収容部８１の外から貫通穴ＨＬを塞ぐように配置される。

現像剤嵩検出部８５は、非金属部９０を介して軸方向中央部ＰＣの壁部８１７に装着されている。現像剤嵩検出部８５は、開口部８８よりも現像剤搬送方向上流側に離れた位置に配置される。現像剤嵩検出部８５には、現像剤収容部８１内の現像剤の嵩（液面）を検出する公知のセンサーが用いられる。現像剤嵩検出部８５は、例えば、現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーである。現像剤嵩検出部８５は、例えば、センサー面と被検出物との間の距離と、検出値との関係を示すテーブルを参照して現像剤収容部８１内の現像剤の嵩を検出する。

現像剤嵩検出部８５の右端部にはセンサー部が配置されている。現像剤嵩検出部８５の左端部にはコネクター部が配置されている。つまり、コネクター部は、現像剤搬送方向下流側に配置される。センサー部は、現像剤搬送方向上流側に配置される。

トナー濃度検出部８６は、図２および図３に示すように、非金属部９０を介して、折り返し部８１３の底部８１８に配置されている。トナー濃度検出部８６は、トナー濃度を検出する。トナー濃度検出部８６には、公知のセンサーが用いられる。トナー濃度検出部８６は、例えば、現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーである。トナー濃度検出部８６は、例えば、トナー濃度と検出値との関係を示すテーブルを参照してトナー濃度を検出する。

トナー濃度検出部８６は、現像剤嵩検出部８５よりも現像剤搬送方向下流側に配置される。換言すれば、現像剤嵩検出部８５は、トナー濃度検出部８６よりも現像剤搬送方向上流側に配置される。

上記実施の形態における現像装置４１２は、像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する現像装置において、金属で構成された金属部と、非金属で構成された非金属部とを有し、トナーを含む現像剤を収容する現像剤収容部８１と、非金属部に配置され、現像剤収容部８１内の現像剤の嵩を検出する現像剤嵩検出部８５と、を備える。

上記構成によれば、金属部に現像剤嵩検出部８５が配置された場合と比較して、現像剤の嵩を検出する場合にこうむる悪影響が少ないため、現像剤の嵩の検出精度を向上させることが可能となる。

また、上記実施の形態においては、現像剤収容部８１は、現像剤収容部８１の内外方向に貫通する貫通穴ＨＬを有し、現像剤嵩検出部８５は、貫通穴ＨＬを閉塞する非金属部９０に配置される。これより、現像剤収容部８１を熱伝導率の高い金属部で構成することができるため、トナーとキャリアーとの摩擦接触によって発生した熱が現像剤収容部８１を介して外部に移動する。これにより、現像装置４１２の温度上昇を防止ことができる。

また、上記実施の形態においては、循環経路８１０は、金属部および非金属部９０により一体的に構成される。これにより、現像剤の嵩の検出精度を上げること、および、現像装置４１２の温度上昇を防止することの両立を図ることができる。

また、上記実施の形態においては、循環経路８１０の軸方向の中央部は、金属部で構成される。これにより、循環経路８１０における温度上昇を防止することができる。また、循環経路８１０の軸方向の端部は、少なくとも非金属部で構成される。これにより、非金属部に現像剤嵩検出部８５を配置することが可能となる。

また、上記実施の形態においては、折り返し部８１４は、現像剤の一部を排出する排出路に連通し、非金属部で構成されている。これにより、非金属部９０を排出路まで比較的容易に延在することができる。また、非金属部に現像剤嵩検出部８５を配置することが可能となる。

さらに、上記実施の形態においては、現像剤供給経路８１２における現像ローラー８４に対向する領域（ここでは、単に「領域」という）は、金属部で構成される。具体的には、領域が、例えばアルミニウムの押し出し材などで構成される。これに対して、領域が、例えば樹脂で構成される場合、樹脂に反りなどが発生し、領域の加工精度が出し難い場合がある。本実施の形態では、領域がアルミニウムの押し出し材などで構成されるため、領域の加工精度が、樹脂の場合と比較して出し易く、領域と現像ローラー８４との間のギャップが均等になり易いという利点がある。これにより、現像ローラー８４の表面に現像剤をムラなく搬送することが可能となる。

さらに、上記実施の形態においては、現像剤嵩検出部８５は、現像剤の搬送方向において開口部８８よりも上流側に離れた位置に配置される。開口部８８においては、撹拌スクリュー８２で現像剤が送り込まれる領域であって、現像剤の嵩（液面）が安定しないため、現像剤の嵩の検出精度が低下する。本実施の形態では、現像剤嵩検出部８５を開口部８８から上流側に離れた位置に配置されているため、現像剤の嵩が安定し、現像剤の嵩の検出精度を上げることができる。

さらに、上記実施の形態においては、現像剤嵩検出部８５は、現像剤の搬送方向においてトナー濃度検出部８６よりも上流側に配置される。換言すれば、トナー濃度検出部８６は、現像剤嵩検出部８５よりも搬送方向下流側（開口部８８に近い方）に配置される。搬送方向下流側の領域は、現像剤が滞留し易い領域であるが、現像剤の嵩の変動が少ない領域であるため、トナーの濃度を検出する領域として用いることが可能である。

さらに、上記実施の形態においては、センサー部は、現像剤の搬送方向の上流側に配置されている。センサー部は、現像剤の嵩に応じた検出信号を出力する。コネクター部は、現像剤の搬送方向の下流側に配置される。コネクター部は、検出信号を伝達するためのものである。これにより、現像剤の嵩の検出精度をさらに上げることが可能となる。また、例えば、コネクターから搬送方向下流側に延在する配線の長さが短くなるため、現像剤嵩検出部８５を設置するためのスペースを広く取る必要がなく、設置スペースの効率化を図ることができる。

次に、変形例について図６を参照して説明する。図６は、変形例に係る現像装置を概略的に示す平面図である。図７は、図６に示す現像装置４１２のＣ－Ｃ線断面図である。図６において、非金属部９１の形状を分かり易くするため、撹拌スクリュー８２の羽根８２２の一部を破線で示す。また、図７では、現像ローラー８４を省略して示す。また、図７では、ハッチングにより非金属部９１を示す。なお、変形例においは、上記実施の形態と異なる構成について主に説明し、同じ構成については同一符号を付してその説明を省略する。

変形例においては、非金属部９１は、折り返し部８１３から現像剤撹拌経路８１１の方へ延在している。非金属部９１は、現像剤撹拌経路８１１を構成する金属部の一部に代えて配置されている。金属部の一部に代えて配置された非金属部９１に、現像剤嵩検出部８５が配置されている。これにより、現像剤収容部８１に貫通穴ＨＬを設ける必要も、貫通穴ＨＬを非金属部９０で閉塞する必要もない。また、現像剤嵩検出部８５を開口部８８からより遠い上流側に配置することが可能となる。その結果、現像剤の嵩の検出精度をさらに上げることが可能となる。

また、図３に示す現像剤撹拌経路８１１の断面形状と、図７に示す現像剤撹拌経路８１１の断面形状とを比較すればわかるように、変形例においては、非金属部９１が金属部の一部に代えて配置される位置における現像剤撹拌経路８１１の横断面形状は、非金属部９１が金属部の一部に代えて配置されない位置における現像剤撹拌経路８１１の横断面形状と同一である。これにより、現像剤撹拌経路８１１の幅を、短軸方向に広げる必要がなく、現像装置４１２が大型になるのを防止できる。

上記の実施の形態および変形例では、現像剤嵩検出部８５が配置される場所は、現像剤撹拌経路８１１における非金属部であるが、本発明はこれに限らず、現像剤の嵩の変化が少ない領域であって、かつ、非金属部であればよい。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、画像形成装置１を含む複数のユニットで構成される画像形成システムに適用できる。複数のユニットには、例えば、後処理装置、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置が含まれる。

ＰＣ 軸方向中央部
ＰＬ 軸方向左端部
ＰＲ 軸方向右端部
１ 画像形成装置
８０ 現像装置本体
８１ 現像剤収容部
８２ 撹拌スクリュー
８３ 供給スクリュー
８４ 現像ローラー
８５ 現像剤嵩検出部
８６ トナー濃度検出部
８７ 隔壁
８８，８９ 開口部
９０ 非金属部
９１ 非金属部
１００ 制御部
４１２ 現像装置
８１０ 循環経路
８１１ 現像剤撹拌経路
８１２ 現像剤供給経路
８１３，８１４ 折り返し部

Claims (9)

1. 像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する現像装置において、
   金属で構成された金属部と、非金属で構成された非金属部とを有し、前記トナーを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、
   前記非金属部に配置され、前記現像剤収容部内の現像剤の嵩を検出する現像剤嵩検出部と、
   を備え、
   前記現像剤収容部は、前記現像剤が循環する循環経路を有し、
   前記循環経路は、所定方向に並行に延在する現像剤撹拌経路および現像剤供給経路と、現像剤が循環搬送されるように現像剤撹拌経路および現像剤供給経路を一方向両端部において互いに連結する二つの折り返し部と、を有し、
   前記所定方向における前記循環経路の中央部は、前記金属部で構成され、
   前記所定方向における前記循環経路の端部は、少なくとも前記非金属部で構成され、
   前記二つの折り返し部の一方は、前記現像剤の一部を排出する排出路に連通し、前記非金属部で構成され、
   前記非金属部は、前記折り返し部から前記現像剤撹拌経路の方へ延在し、前記現像剤撹拌経路を構成する金属部の一部に代えて配置される、
   現像装置。
2. 前記現像剤嵩検出部は、前記金属部の一部に代えて配置された前記非金属部に、配置されている、
   請求項１に記載の現像装置。
3. 前記非金属部が前記金属部の一部に代えて配置される位置における現像剤搬送経路の横断面形状は、前記非金属部が前記金属部の一部に代えて配置されない位置における前記現像剤撹拌経路の横断面形状と同一である、
   請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤嵩検出部は、前記現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーである、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の現像装置。
5. 前記現像剤収容部のうち現像剤担持体に対向する領域は、前記金属部で構成される、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の現像装置。
6. 前記循環経路は、前記現像剤撹拌経路と前記現像剤供給経路とを区画する隔壁を有し、
   前記折り返し部は、前記隔壁の一方向両端部に配置され、前記現像剤撹拌経路と前記現像剤供給経路とが互いに連通する開口部を有し、
   前記現像剤嵩検出部は、前記現像剤収容部における前記現像剤の搬送方向において前記開口部の上流側に離れた位置に配置される、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の現像装置。
7. 前記折り返し部の底部に配置されたトナー濃度を検出するトナー濃度検出部をさらに備え、
   前記現像剤嵩検出部は、前記現像剤収容部における前記現像剤の搬送方向においてトナー濃度検出部の上流側に配置される、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の現像装置。
8. 前記現像剤嵩検出部は、現像剤の嵩に応じた検出信号を出力するセンサー部、および、検出信号伝達用のコネクター部を有し、
   前記センサー部は、前記現像剤収容部における前記現像剤の搬送方向の上流側に配置され、
   前記コネクター部は、前記現像剤収容部における前記現像剤の搬送方向の下流側に配置される、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の現像装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の現像装置を備え、当該現像装置によって像担持体上にトナー像を形成する、画像形成装置。

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