(57)【要約】【課題】トナー濃度検出センサー付近に滞留したトナーを撹拌する。【解決手段】現像装置は、現像剤を収容および循環させるための容器と、容器内の現像剤を撹拌するための、回転軸７０１と回転軸７０１の周囲の螺旋状の撹拌部とを含む撹拌部材と、像担持体に撹拌された現像剤を供給するための現像ローラーと、撹拌部材の回転軸に設けられたパドル４０５Ａと、容器においてパドル４０５Ａの回転半径方向１０５０の外側の位置に設けられ、パドルにより撹拌されたトナーの濃度を検出するトナー濃度センサー４０５とを備える。パドル４０５Ａの回転方向の面は、パドル４０５Ａの半径方向に対して、パドル４０５Ａの回転方向とは逆向きに傾斜しており、パドル４０５Ａは、パドル４０５Ａの傾斜した面１０６０により、トナー濃度センサー４０５の周囲の現像剤を撹拌する。【選択図】図１０
2020170132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容および循環させるための容器と、
前記容器内の現像剤を撹拌するための、回転軸と前記回転軸の周囲の螺旋状の撹拌部とを含む撹拌部材と、
像担持体に撹拌された現像剤を供給するための現像ローラーと、
前記回転軸に設けられたパドルと、
前記容器において前記パドルの回転半径方向の外側の位置に設けられ、前記パドルにより撹拌されたトナーの濃度を検出するトナー濃度センサーとを備え、
前記パドルの回転方向の面は、前記パドルの回転半径方向に対して、前記パドルの回転方向とは逆向きに傾斜しており、
前記パドルは、前記パドルの傾斜した面により、前記トナー濃度センサーの周囲の現像剤を撹拌する、現像装置。
【請求項２】
前記パドル全体が、前記パドルの回転半径方向に対して、前記パドルの回転方向とは逆向きに傾斜している、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記パドルは、前記パドルの根元から先端方向に向けて内向きの勾配がある、請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記パドルの回転方向の面は、曲面である、請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記パドルの回転方向の面は、それぞれ傾斜の異なる第１の面および第２の面を含む、請求項１に記載の現像装置。
【請求項６】
前記パドルとは異なる他のパドルをさらに備える、請求項１に記載の現像装置。
【請求項７】
前記パドルと、前記他のパドルとは、それぞれ異なる形状をしている、請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
現像剤を収容および循環させるための容器と、
前記容器内の現像剤を撹拌するための、回転軸と前記回転軸の周囲の螺旋状の撹拌部とを含む撹拌部材と、
像担持体に撹拌された現像剤を供給するための現像ローラーと、
前記回転軸に設けられたパドルと、
前記容器において前記パドルの回転半径方向の外側の位置に設けられ、前記パドルにより撹拌されたトナーの濃度を検出するトナー濃度センサーとを備え、
前記パドルの回転方向の面は、前記パドルの半径方向に対しての傾斜がそれぞれ異なる第１の面と、第２の面とを含み、
前記第１の面および前記第２の面は、それぞれ前記パドルの根元側の面および前記パドルの先端側の面であり、
前記第２の面は、前記パドルの回転方向とは逆向きに傾斜しており、
前記パドルは、前記第２の面により、前記トナー濃度センサーの周囲の現像剤を撹拌する、現像装置。
【請求項９】
前記第２の面は、前記パドルの先端方向に向けて内向きの勾配がある、請求項８に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記第２の面は、曲面である、請求項８に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記パドルとは異なる他のパドルをさらに備える、請求項８に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記パドルと、前記他のパドルとは、それぞれ異なる形状をしている、請求項１１に記載の現像装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の現像装置を含む、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、現像装置に関し、より特定的には、現像剤のトナー濃度を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリやプリンタ、複写機及びこれらの複合機などの画像形成装置では、トナーを用いて画像形成を行うことが一般的である。画像形成装置は、トナーを用いた現像のために、トナーおよびトナーを現像ローラーに吸着させるためのキャリアの２成分からなる現像剤を使用する。現像剤は、画像形成装置が備える現像装置の現像剤容器内に入れられる。
【０００３】
トナーを用いた画像形成においては、画像形成装置は、感光体表面に形成された静電潜像を現像剤によって現像し、現像されたトナー像を用紙等に転写し、加熱・加圧して定着させる。画像形成装置が画像形成を行うごとに、現像剤容器内のトナーは消費されて減り、キャリアの割合が増えていく。その結果、現像剤容器内のトナー濃度は低下する。
【０００４】
トナー濃度の低下は画像形成の品質に影響するため、画像形成装置は定期的にトナーの補給を必要とする。通常、画像形成装置は、現像剤容器内のトナー濃度をトナー濃度検出センサーにより検出する。画像形成装置は、トナー濃度検出センサーによる現像剤濃度の検出結果に基づいて、現像剤を現像剤収納容器から現像装置に補給することで、現像剤容器内の現像剤濃度を一定に維持し、画像形成の品質を安定させることができる。
【０００５】
しかし、気温や湿度等の環境変化、長時間の現像剤の放置および印刷する画像のカバレッジ等の影響により、トナー濃度検出センサー付近の現像剤が滞留することがある。当該現像剤の滞留が発生すると、トナー濃度検出センサーは、トナー濃度を正確に検出できなくなる場合がある。
【０００６】
トナーの滞留防止に関し、例えば、特開平５−１５０６５０号公報（特許文献１）は、「現像剤を収容するためのケースと、ケース内に配置された現像剤を攪拌するためのスパイラルと、現像剤を外部に供給するための現像スリーブとを備え、そして、ケース内に露出する検出面を有するトナー濃度センサーと、スパイラルに設けられた、センサーの検出面を拭うためのブレードと、ケースの内面のうちブレードが接触する部分とセンサー検出面とに設けられたフッ素樹脂層とを備えている」現像装置を開示している（［要約］参照）。その他のトナーの滞留防止に関する技術は、例えば、特開２００８−１７０８１６号公報（特許文献２）および特開２０１１ー１３７８７０号公報（特許文献３）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１５０６５０号公報
【特許文献２】特開２００８−１７０８１６号公報
【特許文献３】特開２０１１ー１３７８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜３に開示された技術によると、トナー濃度検出センサー付近に滞留したトナーを取り除くことはできない。したがって、トナー濃度検出センサー付近に滞留したトナーを撹拌する技術が必要とされている。
【０００９】
本開示は、上記のような背景に鑑みてなされたものであって、ある局面における目的は、トナー濃度検出センサー付近に滞留したトナーを撹拌する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ある実施の形態に従う現像装置は、現像剤を収容および循環させるための容器と、容器内の現像剤を撹拌するための、回転軸と回転軸の周囲の螺旋状の撹拌部とを含む撹拌部材と、像担持体に撹拌された現像剤を供給するための現像ローラーと、撹拌部材の回転軸に設けられたパドルと、容器においてパドルの回転半径方向の外側の位置に設けられ、パドルにより撹拌されたトナーの濃度を検出するトナー濃度センサーとを備える。パドルの回転方向の面は、パドルの半径方向に対して、パドルの回転方向とは逆向きに傾斜しており、パドルは、パドルの傾斜した面により、トナー濃度センサーの周囲の現像剤を撹拌する。
【００１１】
ある局面において、パドル全体が、パドルの回転半径方向に対して、パドルの回転方向とは逆向きに傾斜している。
【００１２】
ある局面において、パドルは、パドルの根元から先端方向に向けて内向きの勾配がある。
【００１３】
ある局面において、パドルの回転方向の面は、曲面である。
ある局面において、パドルの回転方向の面は、それぞれ傾斜の異なる第１の面および第２の面を含む。
【００１４】
ある局面において、パドルとは異なる他のパドルをさらに備える。
ある局面において、パドルと、他のパドルとは、それぞれ異なる形状をしている。
【００１５】
他の実施の形態に従う現像装置は、現像剤を収容および循環させるための容器と、容器内の現像剤を撹拌するための、回転軸と回転軸の周囲の螺旋状の撹拌部とを含む撹拌部材と、像担持体に撹拌された現像剤を供給するための現像ローラーと、撹拌部材の回転軸に設けられたパドルと、容器においてパドルの回転半径方向の外側の位置に設けられ、パドルにより撹拌されたトナーの濃度を検出するトナー濃度センサーとを備える。パドルの回転方向の面は、パドルの半径方向に対しての傾斜がそれぞれ異なる第１の面と、第２の面とを含み、第１の面および第２の面は、それぞれパドルの根元側の面およびパドルの先端側の面であり、第２の面は、パドルの回転方向とは逆向きに傾斜しており、パドルは、第２の面により、トナー濃度センサーの周囲の現像剤を撹拌する。
【００１６】
ある局面において、第２の面は、パドルの先端方向に向けて内向きの勾配がある。
ある局面において、第２の面は、曲面である。
【００１７】
ある局面において、パドルとは異なる他のパドルをさらに備える。
ある局面において、パドルと、他のパドルとは、それぞれ異なる形状をしている。
【００１８】
他の実施の形態に従うと、上述したいずれかの現像装置を含む、画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本技術によれば、トナー濃度検出センサー付近に滞留したトナーを撹拌することが可能である。
【００２０】
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ある実施の形態に従う画像形成装置１００の一構成例を示す図である。
【図２】画像形成装置１００の一部の回路構成の一例を示す図である。
【図３】イメージングユニット１０の一部の構成の断面図の一例を示す図である。
【図４】現像剤容器３００の撹拌部材３０３Ａ，３０３Ｂの軸に対して垂直方向から見た断面図である。
【図５】トナー濃度センサー２０４の構成の一例を示す図である。
【図６】トナー濃度センサー２０４の論理回路の一例を示す図である。
【図７】現像剤容器３００のセンサー取付部４０４付近の断面図の一例を示す図である。
【図８】現像剤の滞留によるトナー濃度センサー２０４の計測結果の変化の一例を示す図である。
【図９】検出パドル４０５が現像剤を撹拌するときの力の向きの一例を示す図である。
【図１０】改良型の検出パドル４０５Ａの形状の一例を示す図である。
【図１１】検出パドル４０５Ａの傾斜角度と、回転方向の外側１００２の力との関係の一例を示す図である。
【図１２】改良型の検出パドル４０５Ｂの形状の一例を示す図である。
【図１３】改良型の検出パドル４０５Ｃの形状の一例を示す図である。
【図１４】改良型の検出パドル４０５Ｄの形状の一例を示す図である。
【図１５】改良型の検出パドル４０５Ｅ，４０５Ｆの形状の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本開示に係る技術思想の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２３】
［第１の実施の形態］
図１は、本実施の形態に従う画像形成装置１００の一構成例を示す図である。図１を参照して、画像形成装置１００の機能について説明し、次に、画像形成装置１００の個々の構成ついて詳細に説明する。
【００２４】
画像形成装置１００は、シートに画像を形成するプリントエンジン１０１と、読み取った原稿から画像データを生成するための原稿読取部１０２とを備える。
【００２５】
プリントエンジン１０１は、外部のＰＣや原稿読取部１０２から取得した画像データに基づいて、シートに画像を印刷する。本実施の例に従うプリントエンジン１０１は、トナーとキャリアを含む２成分の現像剤を後述する現像部４の内部に保有する。プリントエンジン１０１は、現像部４の現像剤を使用することにより、シートに画像を印刷することができる。
【００２６】
プリントエンジン１０１がシートに画像を印刷するごとに、現像剤に含まれるトナーは消費され、その結果、現像剤に含まれるトナーの割合が低くなり、トナー濃度が下がる。トナー濃度が低くなると、印刷される画像の品質が劣化するため、プリントエンジン１０１は、現像部４にトナーを補給してトナー濃度を一定以上に保つ必要がある。
【００２７】
原稿読取部１０２は、原稿読み取り台（図示しない）の上に置かれた原稿を読み取って、その読み取り結果をプリントエンジン１０１に対する入力画像として出力する。ある局面において、原稿読取部１０２は、原稿給紙台に配置された原稿を連続的にスキャンする自動原稿送り装置を備えていてもよい。
【００２８】
次に、プリントエンジン１０１の個々の構成について詳細に説明する。プリントエンジン１０１は、イメージングユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ（以下、総称する場合は「イメージングユニット１０」と呼ぶ）と、現像剤収納容器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ（以下、総称する場合は「現像剤収納容器２０」と呼ぶ）と、露光部３と、１次転写ローラー６と、中間転写ベルト３０と、ベルト駆動ローラー３１と、トナー濃度検出センサー３２と、ベルトクリーニング部３４と、給紙部４１と、手差しトレイ４２と、送出ローラー４３と、レジストローラー４４と、２次転写ローラー４５と、定着部４６と、排出トレイ４７と、制御部５０と、記憶部５１とを備える。
【００２９】
イメージングユニット１０は、感光体１と、帯電部２と、現像部４と、クリーニング部５とを含む。図１に示す例では、各イメージングユニット１０は共通の露光部３を使用するが、露光部３の形態はこれに限られない。各イメージングユニット１０が、個別に露光部３を含んでいてもよい。
【００３０】
給紙部４１は、印刷に使用するシートを格納する。手差しトレイ４２は、ユーザーがシートを載置するためのトレイである。プリントエンジン１０１は、給紙部４１内のシートまたは手差しトレイ４２に載置されたシートに画像を印刷する。
【００３１】
送出ローラー４３は、給紙部４１内のシートまたは手差しトレイ４２に載置されたシートを搬送路の下流側に送り出す。レジストローラー４４は、転写処理のために、２次転写ローラー４５までのシートの転送速度を調整する。２次転写ローラー４５は、中間転写ベルト３０上のトナー像をシートに転写し、シートを定着部４６に向けて搬送する。
【００３２】
定着部４６は、定着ローラーを内部に含む。シートは、定着ローラーによりニップされる。ニップとは、ある程度の圧力をかけて挟み込むことである。定着ローラーは、その内部にハロゲンヒーター等の熱源を有する。シートに転写されたトナーは、定着ローラーから伝わる熱により溶けて、シートに定着する。排出トレイ４７は、定着処理が行なわれたシートが排出されるトレイである。
【００３３】
各イメージングユニット１０は、ＹＭＣＫのカラーごとのトナー像を感光体１上に形成する。次に、各感光体１上のトナー像が、中間転写ベルト３０上で重ね合わせられることにより、カラーのトナー像が中間転写ベルト３０上に形成される。中間転写ベルト３０は、カラーのトナー像を２次転写ローラー４５まで移動させる。
【００３４】
帯電部２は、感光体１の表面を一様に帯電する。露光部３は、帯電部２により所定の帯電電位に帯電された感光体１に対して、印刷予定の画像情報に基づいた露光用ビームを照射する。この露光用ビームの光源としては主にＬＤ（Laser Diode）が使用される。感光体１の表面のビームが照射された部分の表面電位は、感光体１が有する光導電性により所定のレベルまで減少する。この感光体１の表面電位が変化することにより、露光部３によって露光された感光体の表面には、印刷予定の画像情報に基づいた静電潜像が形成される。
【００３５】
現像部４は、現像剤に含まれるトナーを感光体１に供給することにより、感光体１上に形成された静電潜像をトナー像として現像する。感光体１にトナーが供給されるごとに、現像部４内の現像剤のトナー濃度は少しずつ低くなる。
【００３６】
現像剤収納容器２０は現像剤を収容しており、現像部４に現像剤を補給する。現像剤収納容器２０が現像部４に現像剤を補給すると、現像部４内のキャリアに対するトナーの割合が増えるため、現像部４内のトナー濃度は高くなる。
【００３７】
１次転写ローラー６は、各感光体１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト３０上に転写する。各感光体１上のトナー像が中間転写ベルト３０に順次転写されることにより、中間転写ベルト３０上で４色のトナー像が重ね合わされることになる。クリーニング部５は、中間転写ベルト３０へのトナー像の転写後に、感光体１の表面を清掃する。
【００３８】
中間転写ベルト３０はベルト駆動ローラー３１により駆動され、トナー像を２次転写ローラー４５まで移動させる。トナー濃度検出センサー３２は、中間転写ベルト３０上のトナーの濃度を検出する。ベルトクリーニング部３４は、２次転写後の中間転写ベルト３０を清掃する。
【００３９】
制御部５０は、画像形成装置１００全体を制御する。記憶部５１は、画像形成装置１００のファームウェアや各種設定を記憶する。制御部５０は、記憶部５１から必要なデータやプログラムを参照する。
【００４０】
図２は、画像形成装置１００の一部の回路構成の一例を示す図である。図２に示す例では、制御部５０は、記憶部５１と、各イメージングユニット１０に搭載されたトナー濃度センサー２０４と、複数のアクチュエータ２０５と、操作制御部２００とに接続される。操作制御部２００は、通信部２０１と、スキャナー部２０２と、入出力部２０３とに接続される。
【００４１】
通信部２０１は、外部のコンピュータ等の端末から画像や印刷指令を受信し、また、端末に対して通知をする。スキャナー部２０２は、原稿読取部１０２から画像データを取得する回路である。入出力部２０３は、画像形成装置１００の筐体に設けられたタッチパネルやボタン（図示しない）からの入力を受け付け、また、画像形成装置１００の筐体に設けられたモニター（図示しない）に情報を表示する。
【００４２】
操作制御部２００は、通信部２０１、スキャナー部２０２および入出力部２０３のいずれかから受信した画像データや印刷指令に基づいて、制御部５０に印刷指示を送信する。また、操作制御部２００は、ドットカウントや画像データ等を制御部５０に送信する。
【００４３】
制御部５０は、操作制御部２００からの印刷指示を受信したことに基づいて、各アクチュエータ２０５を制御することにより、画像データの印刷を行う。制御部５０は、必要なデータやプログラムを記憶部５１または制御部５０に内蔵されるメモリから取得してもよい。
【００４４】
トナー濃度センサー２０４は、イメージングユニット１０内に設置されており、現像部４内の現像剤のトナー濃度を検出する。制御部５０は、トナー濃度センサー２０４から取得したトナー濃度に基づいて、現像剤収納容器２０から現像部４への現像剤の供給を制御する。
【００４５】
各アクチュエータ２０５は、例えば、イメージングユニット１０や各種ローラーを駆動させるためのモーター、定着部４６のハロゲンヒーター、帯電部２および露光部３であってもよい。
【００４６】
図３は、イメージングユニット１０の一部の構成の断面図の一例を示す図である。図３を参照して、現像部４の構成について詳細に説明する。図３に示す例では、現像部４は、感光体１に隣接している。
【００４７】
現像部４は、現像剤容器３００と、現像ローラー３０１とを備える。現像剤容器３００は、その内部に現像剤を循環させるための区画３０２Ａ，３０２Ｂを含む。区画３０２Ａは、撹拌部材３０３Ａを有する。区画３０２Ｂは、撹拌部材３０３Ｂを有する。撹拌部材３０３Ａは、区画３０２Ａ内の現像剤を撹拌する。撹拌部材３０３Ｂは、区画３０２Ｂ内の現像剤を撹拌する。
【００４８】
現像ローラー３０１は、印刷時に、区画３０２Ａの現像剤を感光体１に供給する。このとき、現像剤に含まれるトナーは消費されるが、キャリアは消費されない。トナー濃度センサー２０４は、区画３０２Ｂ側のトナー濃度を検出する。また、トナー濃度センサー２０４を取り付けるためのセンサー取付部が、区画３０２Ｂ側に設けられている。
【００４９】
次に、図４〜図８を参照して、現像剤容器３００内を循環する現像剤のトナー濃度の検出方法および従来の方法の問題点について説明する。
【００５０】
図４は、現像剤容器３００の撹拌部材３０３Ａ，３０３Ｂの軸に対して垂直方向から見た断面図である。図４を参照して、現像剤の濃度検出について説明する。撹拌部材３０３Ａ，３０３Ｂはスクリュー状になっており、それぞれ回転軸の周囲に羽根を備える。現像剤は矢印４０１の向きに循環する。
【００５１】
接続路４０２は、区画３０２Ａ，３０２Ｂの両端に設けられており、区画３０２Ａ，３０２Ｂは当該接続路４０２を介して互いに繋がっている。現像剤は、撹拌部材３０３Ａ，３０３Ｂに撹拌されることにより、区画３０２Ａ，３０２Ｂの中を循環する。撹拌部材３０３Ａ，３０３Ｂによる搬送の向きは互いに逆向きである。撹拌部材３０３Ａは、現像剤を区画３０２Ａの右から左に搬送し、また、撹拌部材３０３Ｂは、現像剤を区画３０２Ｂの左から右に搬送する。そうすることにより、現像剤は、現像剤容器３００内を循環し、混合攪拌される。
【００５２】
排出口４０３は、現像剤容器３００内の余剰な現像剤を廃棄するための排出口である。現像剤容器３００には、現像剤を補給する補給口（図示しない）も別途設けられている。補給口は、現像剤収納容器２０に接続されている。
【００５３】
センサー取付部４０４は、トナー濃度センサー２０４が取り付けられる場所である。後述するトナー濃度センサー２０４のアンテナ部５０１が、センサー取付部４０４に設置される。図４に示す例では、センサー取付部４０４は、区画３０２Ｂ側に設けられているが、センサー取付部４０４の位置はこれに限られない。ある局面において、センサー取付部４０４は、区画３０２Ａ側に設けられてもよい。
【００５４】
検出パドル４０５は、撹拌部材３０３Ｂの回転軸上に設けられる。検出パドル４０５は、センサー取付部４０４付近の現像剤を撹拌し、センサー取付部４０４付近の現像剤のトナー濃度を均一に保つ。図４に示す例では、検出パドル４０５は、区画３０２Ｂ側に設けられているが、検出パドル４０５の位置はこれに限られない。ある局面において、センサー取付部４０４が区画３０２Ａ側に設けられている場合は、検出パドル４０５も区画３０２Ａ側に設けられてもよい。
【００５５】
図５は、トナー濃度センサー２０４の構成の一例を示す図である。トナー濃度センサー２０４は、アンテナ部５０１と、回路部５０２とを備える。アンテナ部５０１は、直接トナー濃度を検出する部分であり、センサー取付部４０４に設けられる。
【００５６】
回路部５０２は、アンテナ部５０１と組み合わせられることで、信号を発生させる。また、回路部５０２は、ケーブルまたは基板を介して、制御部５０に接続される。ある局面において、回路部５０２はトナー濃度を表すアナログ信号を制御部５０に送信してもよいし、もしくは、回路部５０２はトナー濃度を表すデジタル信号を生成し、制御部５０に当該デジタル信号を送信してもよい。
【００５７】
図６は、トナー濃度センサー２０４の論理回路の一例を示す図である。トナー濃度センサー２０４は、発振回路６０１を含む。発振回路６０１は、例えば、コルピッツ発振回路であってもよい。コルピッツ発振回路は１個のコイルと２個のコンデンサから成るＬＣ同調型の発振回路であり、２個のコンデンサの容量とコイルのインダクタンスによって発振周波数が決まる。発信周波数は式「ｆ＝1/(2π√(LC))」で表される。
【００５８】
図６に例示するトナー濃度センサー２０４において、アンテナ部５０１はコイル（Ｌ−１）になっており、現像剤中のキャリア量の変動を検出する。現像剤が発振回路６０１の付近を通過することにより、発振回路６０１内のコイルが信号を発生させる。現像剤容器３００内のトナーおよびキャリアの比率（トナー濃度）が変化することにより、発振回路６０１内のコイルが発生させる信号も変化する。そのため、制御部５０は、トナー濃度センサー２０４の信号の周波数の変化量を検出することで、現像剤容器３００内のトナー濃度を推定することができる。
【００５９】
図７は、現像剤容器３００のセンサー取付部４０４付近の断面図の一例を示す図である。撹拌部材３０３Ｂの回転軸７０１の周囲には、羽根７０２と、検出パドル４０５とが設けられている。検出パドル４０５は、検出パドル４０５の回転半径方向に対して、センサー取付部４０４とその一部または全てが重なる位置に設けられている。トナー濃度センサー２０４のアンテナ部５０１は、センサー取付部４０４に設けられている。
【００６０】
領域７０３は、トナー濃度センサー２０４の検出範囲である。領域７０４は、トナー濃度センサー２０４の感度が特に高い領域であり、また、現像剤が滞留しやすい領域でもある。検出パドル４０５は、領域７０３，７０４の現像剤を撹拌することで、現像剤の滞留を無くし、かつ、トナー濃度センサー２０４に信号を発生させる。
【００６１】
トナー濃度センサー２０４は、検出範囲に存在する現像剤のキャリアの量を検出している。トナー濃度センサー２０４、アンテナ部５０１に近い現像剤により強く反応する。そのため、センサー取付部４０４付近に現像剤が滞留すると、現像剤容器３００内全体のトナー濃度が正確に計測できなくなる。
【００６２】
撹拌部材３０３Ｂおよび検出パドル４０５と、区画３０２Ｂの内壁との間には、互いに接触しないように隙間が設けられている。この隙間にある現像剤の流動性が悪くなることにより、領域７０４内の現像剤が滞留することがある。
【００６３】
この隙間にある現像剤の流動性が悪くなる主な条件として、「画像形成装置１００が、高カバレッジの画像を印刷し続け、現像剤容器３００内のトナー濃度が低いとき」、「画像形成装置１００が、低カバレッジの画像を印刷し続け、現像剤容器３００内のトナーの帯電量が高いとき」、「現像剤が、長期間使用され続けて劣化したとき」および「現像剤が、長期間放置されることにより固まったとき」の４つがある。
【００６４】
これらの現象が発生したとき、区画３０２Ｂの内壁に現像剤の滞留が発生し、現像剤が循環しなくなる。現像剤が循環しなくなると、トナー濃度センサー２０４は、アンテナ部５０１付近に滞留した現像剤の影響を大きく受けてしまう。そのため、トナー濃度センサー２０４の計測値は、実際の現像剤容器３００内全体のトナー濃度と大きくずれる場合がある。
【００６５】
図８は、現像剤の滞留によるトナー濃度センサー２０４の計測結果の変化の一例を示す図である。現像剤の滞留が起こっていない場合におけるトナー濃度の検出結果（精度の高い検出結果）と、現像剤の滞留が起こっている場合のトナー濃度の検出結果（精度の低い検出結果）とを比較すると、明らかな差があることがわかる。そのため、精度の高いトナー濃度を検出するためには、センサー取付部４０４付近の現像剤の滞留を抑制する必要がある。
【００６６】
図９は、検出パドル４０５が現像剤を撹拌するときの力の向きの一例を示す図である。一般的に、検出パドル４０５は、回転軸７０１の半径方向に伸びる平板である。検出パドル４０５が現像剤を撹拌するときの力は、検出パドル４０５の回転方向９０１の力が大きくなり、回転方向の外側９０２の力は小さくなる。そのため、区画３０２Ｂの内壁付近に滞留した現像剤を撹拌する能力に乏しく、現像剤の滞留を抑制することができない。このことから、回転方向の外側９０２の力を大きくすれば、現像剤の滞留を抑制できることがわかる。図１０〜１５を参照して、回転方向の外側９０２の力を大きくする方法について説明する。
【００６７】
図１０は、改良型の検出パドル４０５Ａの形状の一例を示す図である。検出パドル４０５Ａは、検出パドル４０５Ａの回転半径方向１０５０に対して、検出パドル４０５全体が傾斜している。また、当該傾斜は、検出パドル４０５の回転半径方向１０５０に対して、検出パドル４０５の回転方向１００１とは逆向きに傾斜している。
【００６８】
検出パドル４０５Ａは、検出パドル４０５Ａの回転方向１００１とは逆向きに傾斜することで、回転方向１００１の力が小さくなり、回転方向の外側１００２の力が大きくなる。その結果、センサー取付部４０４付近の現像剤を撹拌する力が向上し、現像剤の滞留を抑制することができる。
【００６９】
図１１は、検出パドル４０５Ａの傾斜角度と、回転方向の外側１００２の力の関係の一例を示す図である。回転方向の外側１００２の力は、式「F＝M／（L＊sinθ）」で表現される。「F」は、回転方向の外側１００２の力であり、「Ｍ」は、検出パドル４０５Ａの回転モーメントであり、「L」は、軸線中心からの距離であり、「θ」は、検出パドル４０５Ａの、回転円周の接線方向からの角度であり、「θ=９０−傾斜角度」とも表現できる。
【００７０】
図１１を参照すると、「θ=９０−傾斜角度」が大きくなるほど、回転方向の外側１００２の力が小さくなっていることがわかる。すなわち、検出パドル４０５Ａの傾斜角度が大きいほど、回転方向の外側１００２の力は大きくなることがわかる。
【００７１】
図１０に示す例では、検出パドル４０５Ａは、その全体が検出パドル４０５の回転半径方向１０５０に対して、検出パドル４０５の回転方向１００１とは逆向きに傾斜していたが、検出パドル４０５Ａの形状はこれに限られない。
【００７２】
検出パドル４０５Ａの回転方向１００１の面１０６０が、検出パドル４０５Ａの半径方向に対して、検出パドル４０５Ａの回転方向１００１とは逆向きに傾斜していればよい。そのため、検出パドル４０５Ａの回転方向１００１の面１０６０のみが傾斜を持っていればよく、検出パドル４０５Ａの回転方向１００１とは逆側の面１０７０が傾斜を持つ必要は無い。
【００７３】
以上説明したとおり、本実施の形態に従う画像形成装置１００において、検出パドル４０５Ａは、少なくとも検出パドル４０５Ａの回転方向１００１の面１０６０が、検出パドル４０５Ａの半径方向に対して、検出パドル４０５Ａの回転方向１００１とは逆向きに傾斜している。これにより、検出パドル４０５Ａの回転方向の外側１００２の力が向上し、かつ、検出パドル４０５Ａのセンサー取付部４０４付近の現像剤を撹拌する力が増大する。その結果、検出パドル４０５Ａは、センサー取付部４０４またはトナー濃度センサー２０４のアンテナ部５０１付近の現像剤の滞留を抑制することができる。
【００７４】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に従う画像形成装置１００のハードウェア構成は、検出パドルを除いて、第１の実施の形態で示された画像形成装置１００と同じである。したがって、同じ構成の説明は繰り返さない。本実施の形態において、センサー取付部４０４またはトナー濃度センサー２０４のアンテナ部５０１付近の現像剤の滞留を抑制することができる検出パドルの他の形状について説明する。
【００７５】
図１２は、改良型の検出パドル４０５Ｂの形状の一例を示す図である。検出パドル４０５Ｂは、検出パドル４０５Ｂの回転方向１２０１の面１２６０が曲面となっており、かつ、面１２６０は、その先端に向かうほど、検出パドル４０５Ｂの回転半径方向１２５０に対して、検出パドル４０５Ｂの回転方向１２０１とは逆向きに傾斜している。
【００７６】
検出パドル４０５Ｂにおいて、回転方向１２０１側の面１２６０は曲面となっている。そのため、検出パドル４０５Ｂの先端に向かうほど、回転方向の外側１２０２の力が向上し、かつ、検出パドル４０５Ｂのセンサー取付部４０４付近の現像剤を撹拌する力が増大する。その結果、検出パドル４０５Ｂは、センサー取付部４０４またはトナー濃度センサー２０４のアンテナ部５０１付近の現像剤の滞留を抑制することができる。
【００７７】
図１３は、改良型の検出パドル４０５Ｃの形状の一例を示す図である。検出パドル４０５Ｃにおいて、検出パドル４０５Ｃの回転方向１３０１の面は、傾斜の異なる複数の面１３６０Ａ，１３６０Ｂからなる。
【００７８】
面１３６０Ａ，１３６０Ｂは、検出パドル４０５Ｂの回転半径方向１３５０に対して、検出パドル４０５Ｂの回転方向１３０１とは逆向きに傾斜しており、面１３６０Ｂは、面１３６０Ａよりもより傾斜角度が大きい。本実施の形態においては、面１３６０Ａ，１３６０Ｂはいずれも傾斜しているが、検出パドル４０５Ｃの形状はこれに限られない。ある局面において、面１３６０Ａが傾斜せず、面１３６０Ｂのみが傾斜していてもよい。
【００７９】
検出パドル４０５Ｃにおいて、回転方向１３０１の面は、傾斜の異なる複数の面１３６０Ａ，１３６０Ｂからなる。これにより、例えば、検出パドル４０５Ｃは、傾斜の小さい又は傾斜の無い面１３６０Ａにより、現像剤の回転方向１３０１への撹拌能力を維持することができる。さらに、検出パドル４０５Ｃは、傾斜角度の大きい面１３６０Ｂにより、回転方向の外側１３０２の力を増大させることができる。検出パドル４０５Ｃは、少なくとも面１３６０Ｂにより、センサー取付部４０４付近の現像剤を撹拌する力を増大させることができる。その結果、検出パドル４０５Ｃは、センサー取付部４０４またはトナー濃度センサー２０４のアンテナ部５０１付近の現像剤の滞留を抑制することができる。
【００８０】
図１４は、改良型の検出パドル４０５Ｄの形状の一例を示す図である。検出パドル４０５Ｄは、検出パドル４０５Ｄの回転半径方向１４５０に伸びており、かつ、検出パドル４０５Ｄの根元から先端にかけて内向きの勾配が設けられている。そのため、検出パドル４０５Ｄの回転方向の面１４６０は、検出パドル４０５Ｄの回転半径方向１４５０に対して、検出パドル４０５Ｄの回転方向１４０１とは逆向きに傾斜することになる。
【００８１】
図１４に示す例では、検出パドル４０５Ｄの回転方向とは逆側の面１４７０にも内向きの勾配が設けられているが、検出パドル４０５Ｄの形状はこれに限られない。ある局面において、面１４７０には勾配が設けられず、面１２６０のみに勾配が設けられていてもよい。
【００８２】
検出パドル４０５Ｄにおいて、少なくとも面１２６０は検出パドル４０５Ｄの回転半径方向１４５０に対して、検出パドル４０５Ｄの回転方向１４０１とは逆向きに傾斜している。これにより、検出パドル４０５Ｄの回転方向の外側１４０２の力が向上し、かつ、検出パドル４０５Ｄのセンサー取付部４０４付近の現像剤を撹拌する力が増大する。その結果、検出パドル４０５Ｄは、センサー取付部４０４またはトナー濃度センサー２０４のアンテナ部５０１付近の現像剤の滞留を抑制することができる。
【００８３】
図１５は、改良型の検出パドル４０５Ｅ，４０５Ｆの形状の一例を示す図である。図１５に示す例では、回転軸７０１に、それぞれ形状の異なる検出パドル４０５Ｅ，４０５Ｆが設けられている。
【００８４】
検出パドル４０５Ｅは、検出パドル４０５Ｅの回転半径方向１５５０に対して、検出パドル４０５Ｅの回転方向１５０１とは逆向きに傾斜している。これに対して、検出パドル４０５Ｆは、傾斜していなくてもよい。
【００８５】
検出パドル４０５Ｅは、回転方向の外側１５０２の力が大きく、検出パドル４０５Ｆは、回転方向１５０１の力が大きい。そのため、これら形状又は傾斜角度の異なる複数の検出パドル４０５Ｅ，４０５Ｆは、センサー取付部４０４またはトナー濃度センサー２０４のアンテナ部５０１付近の現像剤の滞留を抑制すると共に、現像剤の撹拌能力も維持することができる。
【００８６】
上述した第１および第２の実施の形態に従う各検出パドルは、その一部のみが図１０〜図１５に示されるように傾斜を持っていてもよい。例えば、検出パドルの先端付近のみが、検出パドルの回転半径方向に対して、検出パドルの回転方向とは逆向きに傾斜していてもよい。また、検出パドルの先端付近のみが、さらに、曲面であってもよい。あるいは、検出パドルの回転方向の面が複数の角度の面を持ち、その先端付近の面のみが検出パドルの回転半径方向に対して、検出パドルの回転方向とは逆向きに傾斜していてもよい。もしくは、検出パドルの先端付近のみが、先端方向に向けて内向きの勾配を設けられていてもよい。また、形状の異なる複数の検出パドルが回転軸７０１に設けられ、少なくとも片方の検出パドルの先端付近のみが、検出パドルの回転半径方向に対して、検出パドルの回転方向とは逆向きに傾斜していてもよい。また、検出パドルは、上述した形状を組み合わせたものであってもよい。
【００８７】
なお、検出パドルの形状は、上述したものに限られるわけではない。ある局面において、検出パドルは、検出パドルの回転方向の面の少なくとも一部が、検出パドルの半径方向に対して、検出パドルの回転方向とは逆向きに傾斜していればよい。
【００８８】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内で全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８９】
１  感光体、２  帯電部、３  露光部、４  現像部、５  クリーニング部、６  １次転写ローラー、１０，１０Ｃ，１０Ｋ，１０Ｍ，１０Ｙ  イメージングユニット、２０，２０Ｃ，２０Ｋ，２０Ｍ，２０Ｙ  現像剤収納容器、３０  中間転写ベルト、３１  ベルト駆動ローラー、３２  トナー濃度検出センサー、３４  ベルトクリーニング部、４１  給紙部、４２  手差しトレイ、４３  送出ローラー、４４  レジストローラー、４５  ２次転写ローラー、４６  定着部、４７  排出トレイ、５０  制御部、５１  記憶部、１００  画像形成装置、１０１  プリントエンジン、１０２  原稿読取部、２００  操作制御部、２０１  通信部、２０２  スキャナー部、２０３  入出力部、２０４  トナー濃度センサー、２０５  アクチュエータ、３００  現像剤容器、３０１  現像ローラー、３０２Ａ，３０２Ｂ  区画、３０３，３０３Ａ，３０３Ｂ  撹拌部材、４０１Ａ，４０１Ｂ  矢印、４０２  接続路、４０３  排出口、４０４  センサー取付部、４０５，４０５Ａ，４０５Ｂ，４０５Ｃ，４０５Ｄ，４０５Ｅ，４０５Ｆ  検出パドル、５０１  アンテナ部、５０２  回路部、６０１  発振回路、７０１  回転軸、７０２  羽根、７０３，７０４  領域、９０１，１００１，１２０１，１３０１，１４０１，１５０１  回転方向、９０２，１００２，１２５０，１４０２  回転方向の外側、１０６０，１０７０，１２６０，１３６０Ａ，１３６０Ｂ，１４６０，１４７０  面。
【図１】
2020170132.tif 000003
【図２】
2020170132.tif 000004
【図３】
2020170132.tif 000005
【図４】
2020170132.tif 000006
【図５】
2020170132.tif 000007
【図６】
2020170132.tif 000008
【図７】
2020170132.tif 000009
【図８】
2020170132.tif 000010
【図９】
2020170132.tif 000011
【図１０】
2020170132.tif 000012
【図１１】
2020170132.tif 000013
【図１２】
2020170132.tif 000014
【図１３】
2020170132.tif 000015
【図１４】
2020170132.tif 000016
【図１５】
2020170132.tif 000017