JP2018036538A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の濃度検知手段の検知面における剤溜まりを除去し、高精度に現像剤の濃度を検知可能な現像装置を提供する。【解決手段】現像剤を収容する現像容器２１と、現像容器２１に回転自在に設けられた軸部２３ａと、軸部２３ａと一体回転し、回転により現像容器２１内の現像剤を搬送方向Ｄ１に搬送する螺旋状の搬送翼２３ｂと、を有する第２の搬送スクリュ２３と、現像容器２１の内部に検知面７５ａを露出して配置され、現像容器２１内を搬送される現像剤の濃度を検知する濃度検知センサ７５と、検知面７５ａに対向する第２の搬送スクリュの軸部２３ａにおいて径方向に突出して設けられ、径方向から視て回転方向Ｒ１の下流側及び径方向に開口する凹形状に形成された攪拌部３１と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置に用いられる現像装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、及びこれらの複数の機能を有する複合機等として広く応用されている。この種の画像形成装置では、現像装置において帯電したトナーを像担持体に接近させ、静電的にトナーを像担持体上の静電潜像に付着させることにより現像が行なわれ、画像が形成される。静電潜像を現像するために、画像形成装置には現像装置が組み込まれている。現像装置での現像にあたっては、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤が用いられ、現像剤担持体上の現像剤からトナーを像担持体上の静電潜像に転移させることでトナー像を得る。現像装置内の現像剤は、攪拌搬送部材の一例である搬送スクリュによって搬送される。その際、トナー濃度検知センサ等の濃度検知手段によって、トナー濃度が検知される。画像形成装置の制御部は、検知されたトナー濃度に基づいて適正なトナー量となるように現像装置に現像剤を補給する。

ところで、周辺環境やトナー帯電量の変動によって現像剤中のトナー嵩密度は変化して、トナー濃度が一定であっても濃度検知手段の検知結果が変動して誤検知してしまうことがある。そのため、濃度検知手段の検知面の対向部においては安定した現像剤の搬送を行う必要があり、搬送スクリュの濃度検知手段の検知面との対向部には板状の攪拌部材が設けられている場合がある。

しかしながら、現像装置においては濃度検知手段の検知面と攪拌部材とには隙間があり、その隙間に存在する現像剤は、攪拌部材の端部によって濃度検知手段の検知面の表面に押し付けられて剤溜まりを生じてしまうことがある。剤溜まりの嵩密度は周囲の搬送されている現像剤よりも大きいため、濃度検知手段が誤検知してしまう虞がある。特に、耐久によって現像剤の流動性が小さくなると、誤検知を発生する可能性が高くなる。

また、近年、画像形成装置の小型化のために、濃度検知手段を現像容器の下方に設ける場合が増えてきている。濃度検知手段の位置が下方であるほど、濃度検知手段の検知面の表面の現像剤を攪拌搬送することが困難になってしまい、誤検知を誘発しやすくなってしまう。このように、濃度検知手段が誤検知すると適正なトナー帯電量を維持できずに、かぶり等の画像不良を引き起こしてしまう虞がある。これを解決するために、攪拌部材に磁性板を設けて、現像剤中の磁性キャリアにより磁気ブラシを形成し、磁気ブラシによって濃度検知手段の検知面の対向部位での剤溜まりを除去する技術が開発されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−２２５１４号公報

しかしながら、上述した特許文献１の現像装置では、攪拌部材に磁性板を設けているので、磁性板の欠片が現像剤中に混入することにより、異常画像を発生する虞がある。また、攪拌部材に磁性板を設けているので、濃度検知手段が磁性板自体を検知してしまい、検知精度が低下する虞がある。更に、攪拌部材に磁性板を設けているので、部材追加によるコストアップを引き起こすこともある。

本発明は、現像剤の濃度検知手段の検知面における剤溜まりを除去し、高精度に現像剤の濃度を検知可能な現像装置を提供することを目的とする。

本発明の現像装置は、現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器に回転自在に設けられた軸部と、前記軸部と一体回転し、回転により前記現像容器内の現像剤を搬送方向に搬送する螺旋状の搬送翼と、を有する搬送手段と、前記現像容器の内部に検知面を露出して配置され、前記現像容器内を搬送される現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、前記検知面に対向する前記搬送手段の前記軸部において径方向に突出して設けられ、径方向から視て回転方向の下流側及び径方向に開口する凹形状に形成された凹形状部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、搬送手段が回転すると、凹形状部の凹形状の部分に現像剤が捕集され、凹形状部及び捕集された現像剤が回転に伴って濃度検知手段の検知面の近傍に貯留する現像剤を押し出すように動作する。これにより、濃度検知手段の検知面の近傍に貯留する現像剤は、直接押し出されるか、あるいは剪断される。このため、現像剤の濃度検知手段の検知面における剤溜まりを除去し、高精度に現像剤の濃度を検知することができる。

実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 実施の形態に係る画像形成装置の概略の制御ブロック図である。 実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。 実施の形態に係る現像装置の循環経路を示す平面図である。 実施の形態に係る現像装置の濃度検知センサにおいて、（ａ）は濃度検知センサ及び攪拌部を示す平面図であり、（ｂ）は現像装置の駆動時間と濃度検知センサの検知出力との関係を示すグラフである。 実施の形態に係る現像装置における攪拌部の変形例を示す平面図であり、（ａ）は他の形状の攪拌部、（ｂ）は更に他の形状の攪拌部である。 従来の現像装置において、（ａ）は濃度検知センサを示す平面図であり、（ｂ）は現像装置の駆動時間と濃度検知センサの検知出力との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、画像形成装置１の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置１に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施することができる。また、本実施の形態では、画像形成装置１は、中間転写ベルト４４ｂを有し、感光ドラム５１から中間転写ベルト４４ｂに各色のトナー像を一次転写した後、各色の複合トナー像をシートＳに一括して二次転写する方式としている。但し、これには限られず、シート搬送ベルトで搬送されたシートに感光ドラムから直接に転写する方式を採用してもよい。

図１に示すように、画像形成装置１は、装置本体１０と、不図示のシート給送部と、画像形成部４０と、不図示のシート搬送部及びシート排出部と、制御部７０とを備えている。尚、記録材であるシートＳは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である合成樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。

画像形成部４０は、画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋと、トナーボトル４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋと、露光装置４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋと、中間転写ユニット４４と、二次転写部４５と、定着部４６とを備えている。画像形成部４０は、画像情報に基づいてシートＳに画像を形成可能である。なお、本実施の形態の画像形成装置１は、フルカラーに対応するものであり、画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋは、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図１中では４色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、図２、図３及び明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合もある。

本実施の形態では、現像剤として、負帯電性の非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物である二成分現像剤を使用している。トナーは、ポリエステル、スチレン等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって生成している。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て生成している。

画像形成ユニット５０は、４色のトナー画像を形成するための４個の画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋを含んでいる。各画像形成ユニット５０は、トナー画像を形成する感光ドラム５１と、帯電ローラ５２と、現像装置２０と、清掃ブレード５９とを備えている。

感光ドラム５１は、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持つよう形成された感光層を有し、所定のプロセススピード（周速度）で矢印方向に回転する。帯電ローラ５２は、感光ドラム５１の表面に接触して、感光ドラム５１の表面が均一に帯電される。感光ドラム５１の表面では、帯電後、露光装置４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋによって画像情報に基づいて静電像が形成される。感光ドラム５１は、形成された静電像を担持して、周回移動し、現像装置２０によってトナーで現像される。現像装置２０の詳細な構成については、後述する。

現像されたトナー像は、後述する中間転写ベルト４４ｂに一次転写される。一次転写後の感光ドラム５１は、不図示の前露光部によって表面を除電される。清掃ブレード５９は、感光ドラム５１の表面に接して配置され、一次転写後の感光ドラム５１の表面に残留する転写残留トナー等の残留物を清掃する。

中間転写ユニット４４は、画像形成ユニット５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋの下方に配置されている。中間転写ユニット４４は、駆動ローラ４４ａや従動ローラ４４ｄ、１次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋ等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられた中間転写ベルト４４ｂとを備えている。１次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋは、感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト４４ｂに当接する。

中間転写ベルト４４ｂに１次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋによって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋ上のそれぞれの負極性を持つトナー像が順次中間転写ベルト４４ｂに多重転写される。これにより、中間転写ベルト４４ｂは、感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋの表面で静電像を現像して得られたトナー像を転写して移動する。

二次転写部４５は、二次転写内ローラ４５ａと、二次転写外ローラ４５ｂとを備えている。二次転写外ローラ４５ｂに正極性の二次転写バイアスを印加することによって、中間転写ベルト４４ｂに形成されたフルカラー画像をシートＳに転写する。定着部４６は、定着ローラ４６ａ及び加圧ローラ４６ｂを備えている。定着ローラ４６ａと加圧ローラ４６ｂとの間をシートＳが挟持され搬送されることにより、シートＳに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートＳに定着される。

制御部７０はコンピュータにより構成され、図２に示すように、例えばＣＰＵ７１と、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ７２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７３と、外部と信号を入出力する入出力回路（Ｉ／Ｆ）７４とを備えている。ＣＰＵ７１は、画像形成装置１の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。ＣＰＵ７１は、入出力回路７４を介して、画像形成部４０や不図示の操作部等に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。制御部７０には、後述する濃度検知センサ７５が接続されている。ＲＯＭ７２は不揮発性メモリを有し、相対湿度やその時刻を含む画像形成条件が格納される。ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２に対して画像形成条件を書き込んだり、あるいはＲＯＭ７２から読み出して利用する。

次に、このように構成された画像形成装置１における画像形成動作について説明する。

図１に示すように、画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム５１が回転して表面が帯電ローラ５２により帯電される。そして、露光装置４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋにより画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム５１に対して発光され、感光ドラム５１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーが付着することにより、現像されてトナー画像として可視化され、中間転写ベルト４４ｂに転写される。

一方、このようなトナー像の形成動作に並行して、シートカセットの最上位のシートＳを分離しながら給送する。そして、中間転写ベルト４４ｂのトナー画像にタイミングを合わせて、搬送経路を介してシートＳが二次転写部４５に搬送される。更に、中間転写ベルト４４ｂからシートＳに画像が転写され、シートＳは、定着部４６に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートＳの表面に定着され、装置本体１０から排出される。

次に、現像装置２０について、図３及び図４に基づいて詳細に説明する。現像装置２０は、現像剤を収容する現像容器２１と、第１の搬送スクリュ２２と、第２の搬送スクリュ（搬送手段）２３と、現像スリーブ２４と、規制部材２５と、濃度検知センサ（濃度検知手段）７５と、を有している。現像装置２０は、現像剤を収容すると共に、感光ドラム５１上に形成された静電像を現像する。現像容器２１は、感光ドラム５１に対向する位置に、現像スリーブ２４が露出する開口部２１ａを有している。本実施の形態では、円筒形状の現像スリーブ２４を採用しているが、これには限られず、例えば可撓性のベルトを適用してもよい。

現像容器２１は、略中央部にて長手方向に延在する隔壁２７を有している。現像容器２１は、この隔壁２７によって水平方向に現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとに区画されている。現像剤は、これら現像室２１ｂ及び攪拌室２１ｃに収容されている。現像室２１ｂは、現像スリーブ２４に現像剤を供給する。攪拌室２１ｃは、現像室２１ｂに連通し、現像スリーブ２４からの現像剤を回収して攪拌する。現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとの間の隔壁２７には、両端部において現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとを相互に連通させる２つの連絡部２７ａ，２７ｂが形成されている。尚、本実施の形態の現像装置２０では、現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとは水平方向に配置されているが、これには限られず、現像室と撹拌室とが上下に配置されていたり、あるいは、その他の形態の現像装置であってもよい。

第１の搬送スクリュ２２は、現像室２１ｂに現像スリーブ２４の軸方向に沿って現像スリーブ２４と略平行に配置され、現像室２１ｂ内の現像剤を攪拌しつつ搬送する。第１の搬送スクリュ２２は、現像容器２１に回転自在に設けられた軸部２２ａと、軸部２２ａと一体回転し、回転により現像容器内の現像剤を搬送方向Ｄ１に搬送する螺旋状の搬送翼２２ｂと、を有している。

第２の搬送スクリュ２３は、攪拌室２１ｃ内に第１の搬送スクリュ２２の軸と略平行に配置され、攪拌室２１ｃ内の現像剤を第１の搬送スクリュ２２と反対方向に搬送する。第２の搬送スクリュ２３は、現像容器２１に回転自在に設けられた軸部２３ａと、軸部２３ａと一体回転し、回転により現像容器２１内の現像剤を搬送方向Ｄ１に搬送する螺旋状の搬送翼２３ｂと、を有している。現像室２１ｂと攪拌室２１ｃとは、現像剤を撹拌しつつ搬送する現像剤の循環経路を構成している。トナーは、各スクリュ２２，２３によって攪拌されることにより、キャリアと摺擦して負極性に摩擦帯電される。

第２の搬送スクリュ２３の搬送方向Ｄ１の下流側の端部には、搬送方向Ｄ１を逆にした返しスクリュ２３ｃが設けられている。攪拌室２１ｃにおいて、上流側から搬送される現像剤の大部分は、返しスクリュ２３ｃに押し戻されて連絡部２７ａから現像室２１ｂに搬送される。また、攪拌室２１ｃにおいて、現像剤の搬送方向Ｄ１の下流側の端部には下方に開口した排出口２９が形成されており、攪拌室２１ｃで余剰になった現像剤は、返しスクリュ２３ｃを乗り越えて排出口２９から不図示の排出装置に排出される。

攪拌室２１ｃにおいて、現像剤の搬送方向Ｄ１の上流側の端部には、上方に開口した補給口２８が形成され、補給口２８にはトナーボトル４１のホッパ４１ａが接続されている。ホッパ４１ａは、トナーとキャリアを混合した補給用二成分現像剤（通常はトナー／補給用現像剤＝１００％〜８０％）を収容する。トナーボトル４１から供給されたトナーは、ホッパ４１ａを介して補給口２８から攪拌室２１ｃに補給される。ホッパ４１ａは、下部にスクリュ状の不図示の補給スクリュを内蔵しており、補給スクリュから補給口２８まで現像剤を供給可能である。尚、ホッパ４１ａから現像容器２１に補給される補給現像剤の量は、補給スクリュの回転数によっておおよそ定められる。この回転数は、画像データのビデオカウント値や、現像容器２１に設置された濃度検知センサ７５の検知結果等に基づいて、制御部７０によって定められる。

現像スリーブ２４は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを有する現像剤を担持して、感光ドラム５１に対向する現像領域に搬送する。現像スリーブ２４は、例えばアルミニウムや非磁性ステンレス等の非磁性材料で構成され、本実施の形態ではアルミニウム製としている。現像スリーブ２４の内側には、ローラ状のマグネットローラ２４ｍが、現像容器２１に対して非回転状態で固定設置されている。マグネットローラ２４ｍは、表面に複数の磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｓ２，Ｎ３を有している。

現像装置２０内の現像剤は、マグネットローラ２４ｍにより現像スリーブ２４上に担持される。その後、現像スリーブ２４上の現像剤は規制部材２５により層厚を規制され、現像スリーブ２４が回転することによって感光ドラム５１と対向した現像領域に搬送される。現像領域で現像スリーブ２４上の現像剤は穂立ちして磁気穂を形成する。磁気穂を感光ドラム５１に接触させることにより、トナーを感光ドラム５１に供給することで、感光ドラム５１の静電潜像をトナー像として現像する。

濃度検知センサ７５は、現像容器２１の外側に取り付けられ、現像容器２１の攪拌室２１ｃの側壁に形成された透孔２１ｄ（図５参照）から現像容器２１の内部に検知面７５ａを露出して配置されている。濃度検知センサ７５の検知面７５ａの現像容器２１の内部における露出位置は、軸部２３ａの中心線より下方である。濃度検知センサ７５は、制御部７０に接続されており（図２参照）、現像容器２１の攪拌室２１ｃ内を搬送される現像剤の濃度を検知して、電気信号を制御部７０に送信する。

本実施の形態では、濃度検知センサ７５として透磁率センサを用いている。透磁率センサは、現像剤のトナー濃度が高くなることで低下する現像剤の見かけの透磁率変化を検知（インダクタンス検知）することで、トナー濃度を判別する。制御部７０は、トナー濃度の算出の際に、透磁率センサの出力値を複数点サンプリングした上で平均化して、振動成分をキャンセルする等によって透磁率センサの出力値の直流成分を取り出す。そして、制御部７０は、その値とトナー濃度の関係を、予め調べて用意されたテーブルを参照することによってトナー濃度を算出する。

ここで、図７（ａ）に示すように、第２の搬送スクリュ２３の軸部２３ａの濃度検知センサ７５の検知面７５ａの検知領域に、板状の攪拌板３０が設けられている場合について説明する。即ち、濃度検知センサ７５の検知領域の現像剤を攪拌して検知結果を良好に安定させるために、軸部２３ａの搬送翼２３ｂの間において濃度検知センサ７５の検知面７５ａとの対向領域に、板状の攪拌板３０が設けられている。しかしながら、濃度検知センサ７５の検知面７５ａと攪拌板３０との間には空隙があり、空隙に存在する現像剤には搬送翼２３ｂの回転方向Ｒ１に送る力が大きくは作用せず、濃度検知センサ７５の検知面７５ａに押圧するように力が作用してしまう。これにより、動かない現像剤が検知面７５ａの表面近傍に貯留してしまい、特に現像剤が劣化して流動性が低下すると現像剤が更に溜まりやすくなる。

図７（ａ）に示す攪拌板３０を有する第２の搬送スクリュ２３を搭載した現像装置２０を利用して、トナーを消費及び補給せず、一定のトナー濃度を保った状態で駆動し続け、濃度検知センサ７５の出力値の推移を検出した。その結果を、図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）に示すように、駆動開始〜２０分では、トナーとキャリアとの摩擦によっての帯電量が増加するため、現像剤中の嵩密度が低下して検知出力が低下した。その後、２０分〜６０分では、トナーの帯電量が安定したため、検知出力も安定した。しかし、６０分以降は、現像剤の劣化に伴って検知出力が上昇した。

６０分までの流動性が高い時は、濃度検知センサ７５の検知面７５ａに現像剤が溜まらずに搬送され、出力も安定する。しかし、その後、現像剤の劣化とともに剤溜まりが発生して検知出力が上昇してしまい、誤検知を起こしてトナーを過剰に補給してしまい、かぶり等の画像不良を引き起こしてしまう可能性がある。また、濃度検知センサ７５の検知面７５ａの近傍に剤溜まりが発生すると、消費と補給の繰り返しにより現像剤の流動性を良化したとしても、検知面７５ａと攪拌板３０との間の空隙の剤溜まりを崩して搬送することは難しく、誤検知が解消されない場合もある。近年、画像形成装置の小型化のために濃度検知センサ７５を現像容器２１の下方に設ける場合が増えてきており、濃度検知センサ７５の検知面７５ａの剤溜まりの発生による誤検知がより顕著に発生しやすくなっている。

そこで、本実施の形態では、第２の搬送スクリュ２３の軸部２３ａに攪拌部（凹形状部、攪拌手段）３１を設け、濃度検知センサ７５の検知面７５ａの剤溜まりを除去し、高精度に現像剤の濃度を検知可能にしている。以下、攪拌部３１の構成について、詳細に説明する。

図５（ａ）に示すように、攪拌部３１は、検知面７５ａに対向する第２の搬送スクリュ２３の軸部２３ａにおいて径方向に突出して設けられ、下流側部（第１の側部）３１ａと、上流側部（第２の側部）３１ｂと、を有している。下流側部３１ａは、第２の搬送スクリュ２３の回転により、現像剤を搬送方向Ｄ１とは反対方向に搬送する向きに傾斜して設けられている。上流側部３１ｂは、第２の搬送スクリュ２３の回転により、現像剤を搬送方向Ｄ１に搬送する向きに傾斜して設けられている。これら下流側部３１ａ及び上流側部３１ｂは、軸部２３ａに対して別部材を接着、溶着、圧入などの方法で固着して設けてもよく、あるいは第２の搬送スクリュ２３を形成する際に一体形成してもよい。

下流側部３１ａと上流側部３１ｂとは、回転方向Ｒ１の上流部で連結されている。このため、攪拌部３１は、径方向から視て回転方向Ｒ１の下流側及び径方向に開口する凹形状に形成されている。これにより、攪拌部３１は、第２の搬送スクリュ２３の回転により現像剤を回転方向に捕集すると共に、捕集した現像剤を濃度検知センサ７５の検知面７５ａに押し当てるように回転する。また、捕集した現像剤は、第２の搬送スクリュ２３と濃度検知センサ７５との間の現像剤を回転方向Ｒ１に押し出して攪拌可能である。

尚、本実施の形態では、第２の搬送スクリュ２３の軸部２３ａの軸径は８ｍｍ、搬送翼２３ｂの外径は１６ｍｍであり、搬送翼２３ｂと現像容器２１の内壁の間には１ｍｍのクリアランスが設けられている。また、濃度検知センサ７５の検知面７５ａは、現像容器２１の内壁から２ｍｍ突出している。下流側部３１ａと上流側部３１ｂとは、いずれも軸部２３ａの周面に沿った方向の厚みが１ｍｍで、軸部２３ａの中心からの高さが６ｍｍで、軸部２３ａの周面からの高さは２ｍｍで、濃度検知センサ７５の検知面７５ａとの間には１ｍｍの隙間がある。

また、下流側部３１ａと上流側部３１ｂとは、例えば、９０°＜θ≦１２０°程度の鈍角θを形成して連結されている。このため、攪拌部３１に捕集された現像剤が、下流側部３１ａと上流側部３１ｂとの角部から脱落しやすくなるので、角部で凝集して他の現像剤に混入してしまうことが抑制される。

また、攪拌部３１は、第２の搬送スクリュ２３の搬送翼２３ｂとの間に空隙を有して配置されている。これにより、攪拌部３１が第２の搬送スクリュ２３の軸部２３ａの上側に位置した時に捕集した現像剤が攪拌部３１から脱落し、第２の搬送スクリュ２３によって搬送されるようにして、捕集した現像剤の凝集が抑制される。

上述した現像装置２０において、第２の搬送スクリュ２３が回転して現像剤を攪拌及び搬送する際の動作について説明する。図５（ａ）に示すように、攪拌室２１ｃに収容された現像剤は、第２の搬送スクリュ２３の回転により攪拌されながら搬送方向Ｄ１に搬送される。攪拌部３１は回転により周囲の現像剤を捕集して、現像剤を濃度検知センサ７５側に押し集めながら攪拌する。これにより、捕集された現像剤が濃度検知センサ７５の検知面７５ａの近傍の剤溜まりを直接あるいは剪断して押し出して除去する。押し出された現像剤は、隣り合う第２の搬送スクリュ２３の搬送翼２３ｂにより搬送方向Ｄ１に搬送される。

上述したように本実施の形態の現像装置２０によれば、第２の搬送スクリュ２３が回転すると、攪拌部３１の凹形状の部分に現像剤が捕集される。そして、攪拌部３１及び捕集された現像剤が、第２の搬送スクリュ２３の回転に伴って濃度検知センサ７５の検知面７５ａの近傍に貯留する現像剤を押し出すように動作する。これにより、濃度検知センサ７５の検知面７５ａの近傍に貯留する現像剤は、直接押し出されるか、あるいは剪断される。このため、現像剤の濃度検知センサ７５の検知面７５ａにおける剤溜まりを除去し、高精度に現像剤の濃度を検知することができる。

また、本実施の形態の現像装置２０によれば、攪拌部３１は、下流側部３１ａと上流側部３１ｂとを有して形成されている。このため、攪拌部３１を簡易な形状で実現できるので、攪拌部３１の大型化や設計の複雑化を抑制できる。

また、本実施の形態の現像装置２０によれば、下流側部３１ａと上流側部３１ｂとは、鈍角θを形成して連結されている。このため、攪拌部３１が軸部２３ａの上側に位置する際に、攪拌部３１に捕集された現像剤が、下流側部３１ａと上流側部３１ｂとの角部から脱落しやすくなるので、角部で凝集して他の現像剤に混入してしまうことを抑制できる。

ここで、図５（ａ）に示す攪拌部３１を有する第２の搬送スクリュ２３を搭載した現像装置２０を利用して、トナーを消費及び補給せず、一定のトナー濃度を保った状態で駆動し続け、濃度検知センサ７５の出力値の推移を検出した。その結果を、図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）に示すように、駆動開始から６０分以上経過しても、検知出力は誤検知することなく安定していた。したがって、攪拌部３１を設けたことにより、攪拌板３０を設けた場合に比べて、現像剤の濃度検知センサ７５の検知面７５ａにおける剤溜まりを除去し、高精度に現像剤の濃度を検知できることが確認された。

尚、上述した実施の形態の現像装置２０では、第２の搬送スクリュ２３の攪拌部３１は下流側部３１ａと上流側部３１ｂとを有する場合について説明したが、これには限られない。例えば、図６（ａ）に示すように、攪拌部（凹形状部、攪拌手段）３２は、連結部３３と、下流側部（第１の側部）３２ａと、上流側部（第２の側部）３２ｂとを有するものとしてもよい。連結部３３は、軸部２３ａの軸方向に沿って設けられている。下流側部３２ａは、連結部３３の搬送方向Ｄ１の下流側端部３３ａに連結され、第２の搬送スクリュ２３の回転により現像剤を搬送方向Ｄ１とは反対方向に搬送する向きに傾斜して設けられている。上流側部３２ｂは、連結部３３の搬送方向Ｄ１の上流側端部３３ｂに連結され、第２の搬送スクリュ２３の回転により現像剤を搬送方向Ｄ１に搬送する向きに傾斜して設けられている。また、攪拌部３２は、第２の搬送スクリュ２３の搬送翼２３ｂとの間に空隙を有して配置されている。

この場合も、第２の搬送スクリュ２３が回転すると、攪拌部３１の凹形状の部分に現像剤が捕集され、濃度検知センサ７５の検知面７５ａの近傍に貯留する現像剤は、直接押し出されるか、あるいは剪断される。このため、現像剤の濃度検知センサ７５の検知面７５ａにおける剤溜まりを除去し、高精度に現像剤の濃度を検知することができる。しかも、軸部２３ａの軸方向に沿って連結部３３が設けられているので、連結部３３が設けられていない場合に比べてより多くの現像剤を攪拌部３１で捕集でき、より効果的に濃度検知センサ７５の検知面７５ａの剤溜まりを除去することができる。

また、図６（ａ）に示す攪拌部３２では、下流側部３２ａと上流側部３２ｂとの少なくとも一方と、連結部３３とは、例えば、９０°＜θ≦１２０°程度の鈍角θを形成して配置されている。このため、攪拌部３２が軸部２３ａの上側に位置する際に、攪拌部３２に捕集された現像剤が、鈍角の角部から脱落しやすくなるので、角部で凝集して他の現像剤に混入してしまうことを抑制できる。

また、上述した実施の形態の現像装置２０では、第２の搬送スクリュ２３の攪拌部３１は複数の平板状の側部を有する場合について説明したが、これには限られない。例えば、図７（ｂ）に示すように、攪拌部（凹形状部、攪拌手段）３４は、径方向から視て、曲線状あるいは円弧形状に形成されていてもよい。

２０…現像装置、２１…現像容器、２３…第２の搬送スクリュ（搬送手段）、２３ａ…軸部、２３ｂ…搬送翼、３１，３２，３４…攪拌部（凹形状部、攪拌手段）、３１ａ，３２ａ…下流側部（第１の側部）、３１ｂ，３２ｂ…上流側部（第２の側部）、３３…連結部、３３ａ…連結部の下流側端部、３３ｂ…連結部の上流側端部、７５…濃度検知センサ（濃度検知手段）、７５ａ…検知面、Ｄ１…搬送方向、Ｒ１…回転方向。

Claims (8)

1. 現像剤を収容する現像容器と、
   前記現像容器に回転自在に設けられた軸部と、前記軸部と一体回転し、回転により前記現像容器内の現像剤を搬送方向に搬送する螺旋状の搬送翼と、を有する搬送手段と、
   前記現像容器の内部に検知面を露出して配置され、前記現像容器内を搬送される現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、
   前記検知面に対向する前記搬送手段の前記軸部において径方向に突出して設けられ、径方向から視て回転方向の下流側及び径方向に開口する凹形状に形成された凹形状部と、を備える、
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記凹形状部は、前記搬送手段の回転により現像剤を前記搬送方向とは反対方向に搬送する向きに傾斜して設けられる第１の側部と、前記搬送手段の回転により現像剤を前記搬送方向に搬送する向きに傾斜して設けられ、前記第１の側部に対して前記回転方向の上流部で連結される第２の側部と、を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第１の側部と前記第２の側部とは、鈍角を形成して連結される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記凹形状部は、前記軸部の軸方向に沿った連結部と、前記連結部の前記搬送方向の下流側端部に連結され、前記搬送手段の回転により現像剤を前記搬送方向とは反対方向に搬送する向きに傾斜して設けられる第１の側部と、前記連結部の前記搬送方向の上流側端部に連結され、前記搬送手段の回転により現像剤を前記搬送方向に搬送する向きに傾斜して設けられる第２の側部と、を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 前記第１の側部と前記第２の側部との少なくとも一方と、前記連結部とは、鈍角を形成して配置される、
   ことを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記凹形状部は、前記搬送手段の前記搬送翼との間に空隙を有して配置される、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記濃度検知手段の前記検知面の前記現像容器の内部における露出位置は、前記軸部の中心線より下方である、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 現像剤を収容する現像容器と、
   前記現像容器に回転自在に設けられた軸部と、前記軸部と一体回転し、回転により前記現像容器内の現像剤を搬送方向に搬送する螺旋状の搬送翼と、を有する搬送手段と、
   前記現像容器の内部に検知面を露出して配置され、前記現像容器内を搬送される現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、
   前記搬送手段の前記軸部に設けられ、前記搬送手段の回転により現像剤を回転方向に捕集すると共に、捕集した現像剤が前記搬送手段と前記濃度検知手段との間の現像剤を前記回転方向に押し出して攪拌可能な攪拌手段と、を備える、
   ことを特徴とする現像装置。
   

Images