(57)【要約】【課題】現像容器内のトナー濃度を精度良く検知することによりトナーの過剰供給に起因するカブリの発生を抑制できる現像装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置は、現像容器と、第１攪拌搬送部材と、第２攪拌搬送部材と、現像剤担持体と、トナー濃度センサーと、スクレーパーと、スクレーパー取付部と、を備える。第２攪拌搬送部材は、回転軸と、回転軸に形成され、回転軸の回転により現像剤を軸方向に搬送する第１螺旋羽根と、第１螺旋羽根の形成領域と重なるように回転軸に形成され、第１螺旋羽根と逆位相で第１螺旋羽根よりも径方向高さが低い第２螺旋羽根と、を有し、トナー濃度センサーと対向する第１螺旋羽根の１ピッチ間において第２螺旋羽根が欠損した欠損領域が形成される。スクレーパー取付部は、第１螺旋羽根と第２螺旋羽根の交点を通り回転軸に平行な直線に沿って欠損領域内に延在するように形成される。【選択図】図４
2018146695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列配置される第１搬送室、第２搬送室を含む複数の搬送室と、前記第１搬送室および前記第２搬送室の長手方向の両端部側で前記各搬送路を連通させる連通部と、を有し、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、
前記第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する第１攪拌搬送部材と、
前記第２搬送室内の現像剤を前記第１攪拌部材と逆方向に攪拌、搬送する第２攪拌搬送部材と、
前記現像容器に回転可能に支持され前記第１搬送室内または前記第２搬送室内の現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
前記第２搬送室の内壁面に配置され、現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサーと、
前記第２攪拌搬送部材に付設され、前記第２攪拌搬送部材と共に回転することにより自由端が前記トナー濃度センサーの検知面を清掃する可撓性のスクレーパーと、
を備えた現像装置において、
前記第２攪拌搬送部材は、
前記現像容器内に回転可能に支持される回転軸と、
該回転軸の外周面に形成され、前記回転軸の回転により現像剤を軸方向に搬送する第１螺旋羽根と、
該第１螺旋羽根の形成領域と重なるように前記回転軸の外周面に形成され、前記第１螺旋羽根と逆位相であり、且つ前記第１螺旋羽根よりも径方向高さが低い第２螺旋羽根と、
を有し、
前記トナー濃度センサーと対向する前記第１螺旋羽根の１ピッチ間において前記第２螺旋羽根が欠損した欠損領域が形成されており、
前記スクレーパーが固定されるスクレーパー取付部が、前記第１螺旋羽根と前記第２螺旋羽根の交点を通り前記回転軸に平行な直線に沿って前記欠損領域内に延在するように形成されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記スクレーパー取付部は、前記第２搬送室内の現像剤搬送方向に対し下流側の前記第１螺旋羽根と前記第２螺旋羽根の交点を起点として形成されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記スクレーパー取付部は、前記回転軸の外周面から略垂直に突設され、前記スクレーパーの基端部が固定される取付部材と、前記回転軸の外周面から前記取付部材の軸方向両端部に対向するように突設され、前記取付部材との間で前記スクレーパーを挟持する第１支持部材および第２支持部材と、で構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１支持部材および前記第２支持部材と前記第１螺旋羽根の上端部との間に隙間が形成されることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第１支持部材および前記第２支持部材は、それぞれ前記第２搬送室内の現像剤搬送方向に対し下流側と上流側に配置されており、前記第２支持部材は、前記第２搬送室内の現像剤搬送方向に対し上流側の辺が先端に向かって下流側に傾斜した側面視台形状であることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、二成分現像剤を用いる二成分現像方式が採用されている。この種の現像装置は、現像容器内にキャリアとトナーとからなる二成分現像剤（以下、単に現像剤とも言う）を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーを配設するとともに、現像容器内部の現像剤を攪拌搬送しながら現像ローラーへと供給する攪拌搬送部材を配設している。
【０００３】
二成分現像式の現像装置では、現像により消費された分のトナーを補給するために、現像容器内に配置されたトナー濃度センサーによって現像剤中のトナー濃度を測定する必要がある。例えば、トナー濃度センサーを現像剤の循環経路のうち現像ローラーへの現像剤の供給を行う側に配置し、トナー補給部を現像ローラーへの現像剤の供給を行わない側に設けた現像装置が提案されている。この構成によれば、補給されたトナーが現像容器内の現像剤と十分に攪拌された後にトナー濃度センサーに到達し、現像ローラーへ供給される部分の現像剤のトナー濃度を直接検知できるため、トナー補給精度をより向上させることができる。
【０００４】
そして、トナー濃度センサーの検知感度を維持するために、例えば特許文献１に開示されているように、攪拌搬送部材のトナー濃度センサーに対峙する部分にセンサー面（検知面）を清掃するスクレーパーを取り付ける方法が知られている。
【０００５】
一方、特許文献２には、軸部材の回転に伴って現像剤を軸線方向一方側の第１方向に搬送する主搬送羽根（第１螺旋羽根）と、軸部材の回転に伴って現像剤の一部に対して軸線方向他方側の第２方向への搬送作用を生じさせる副搬送羽根（第２螺旋羽根）とを備えた攪拌搬送部材が開示されている。この構成によれば、搬送される現像剤の一部に副搬送羽根によって対流が生じ、主螺旋羽根の搬送作用をほとんど阻害することなく攪拌作用が促進される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１６８２３２号公報
【特許文献２】特開２００８−３３１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように攪拌搬送部材にスクレーパーを設けた場合、スクレーパー部分で現像剤が圧縮されてキャリア密度が上昇し、トナー濃度を実際よりも低く検知してしまうことがある。この場合、現像装置へのトナーの補給量が過剰となり、トナー濃度が高くなり過ぎてカブリが発生するおそれがあった。特に、特許文献２に示されるような主搬送羽根と副搬送羽根とを備えた攪拌搬送部材を用いる場合にスクレーパー部分での現像剤の圧縮が顕著となる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像容器内のトナー濃度を精度良く検知することによりトナーの過剰供給に起因するカブリの発生を抑制できる現像装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、現像容器と、第１攪拌搬送部材と、第２攪拌搬送部材と、現像剤担持体と、トナー濃度センサーと、スクレーパーと、スクレーパー取付部と、を備えた現像装置である。現像容器は、互いに並列配置される第１搬送室、第２搬送室を含む複数の搬送室と、第１搬送室および第２搬送室の長手方向の両端部側で第１搬送室および第２搬送室を連通させる連通部と、を有し、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する。第１攪拌搬送部材は、第１搬送室内の現像剤を回転軸方向に攪拌、搬送する。第２攪拌搬送部材は、第２搬送室内の現像剤を第１攪拌部材と逆方向に攪拌、搬送する。第２攪拌搬送部材は、現像容器内に回転可能に支持される回転軸と、回転軸の外周面に形成され、回転軸の回転により現像剤を軸方向に搬送する第１螺旋羽根と、第１螺旋羽根の形成領域と重なるように回転軸の外周面に形成され、第１螺旋羽根と逆位相であり、且つ第１螺旋羽根よりも径方向高さが低い第２螺旋羽根と、を有し、トナー濃度センサーと対向する第１螺旋羽根の１ピッチ間において第２螺旋羽根が欠損した欠損領域が形成されている。現像剤担持体は、現像容器に回転可能に支持され第１搬送室内または第２搬送室内の現像剤を表面に担持する。トナー濃度センサーは、第２搬送室の内壁面に配置され、現像剤中のトナー濃度を検知する。スクレーパーは、可撓性であって第２攪拌搬送部材に付設され、第２攪拌搬送部材と共に回転することにより自由端がトナー濃度センサーの検知面を清掃する。スクレーパー取付部は、第１螺旋羽根と第２螺旋羽根の交点を通り回転軸に平行な直線に沿って欠損領域内に延在するように形成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の構成によれば、第２螺旋羽根が欠損した欠損領域に、第１螺旋羽根と第２螺旋羽根の交点を通り回転軸に平行な直線に沿ってスクレーパー取付部を形成することにより、トナー濃度センサーの近傍での現像剤の圧縮が緩和される。その結果、現像剤の圧縮に起因するキャリア密度の上昇も抑制されるため、トナー濃度を実際よりも低く検知してしまうことによるトナーの供給過剰、およびそれに伴うカブリの発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の現像装置３ａ〜３ｄが搭載されるカラープリンター１００の概略断面図
【図２】本発明の一実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図
【図３】現像装置３ａの攪拌部を示す平面断面図
【図４】本実施形態の現像装置３ａに用いられる第２スパイラル４４のスクレーパー７０付近をスクレーパー７０の先端方向から見た側面図
【図５】スクレーパー取付部５４からスクレーパー７０を取り外した状態を示す斜視図
【図６】本実施形態の現像装置３ａに用いられる第２スパイラル４４のスクレーパー７０付近を径方向に切断した断面図
【図７】本実施形態の現像装置３ａに用いられる第２スパイラル４４のスクレーパー７０付近をスクレーパー７０の面方向から見た状態を模式的に示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置３ａ〜３ｄが搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンターについて示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００１３】
これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。
【００１４】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、トナーコンテナ４ａ〜４ｄによりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が所定量充填されており、現像装置３ａ〜３ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像剤中のトナーが供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００１５】
そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等はクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。
【００１６】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００内の下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して転写紙Ｐが所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。
【００１７】
定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、そのまま（或いは分岐部１４によって反転搬送路１８に振り分けられ、両面に画像が形成された後）排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００１８】
図２は、カラープリンター１００に搭載される本発明の一実施形態に係る現像装置３ａの構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００１９】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤が収納される現像容器２２を備えている。現像容器２２は、現像ローラー２０を感光体ドラムに向けて露出させる開口２２ａが形成されており、仕切り部２２ｂによって第１攪拌室２２ｃおよび第２攪拌室２２ｄに区画されている。第１攪拌室２２ｃおよび第２攪拌室２２ｄには、トナーコンテナ４ａから供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１スパイラル４３および第２スパイラル４４から成る攪拌搬送部材４２が回転可能に配設されている。
【００２０】
そして、第１スパイラル４３および第２スパイラル４４によって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切り部２２ｂの両端に形成された連通部２２ｅ、２２ｆ（図３参照）を介して第１および第２攪拌室２２ｃ、２２ｄ間を循環する。図示の例では、現像容器２２は左斜め上方に延在しており、現像容器２２内において第２スパイラル４４の上方には磁気ローラー２１が配置され、磁気ローラー２１の左斜め上方には現像ローラー２０が対向配置されている。そして、現像ローラー２０は現像容器２２の開口２２ａ側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラー２１および現像ローラー２０は図２の時計回り方向に回転する。
【００２１】
磁気ローラー２１は、非磁性の回転スリーブ２１ａと、回転スリーブ２１ａに内包される複数の磁極を有する固定マグネット体２１ｂで構成されている。本実施形態では、固定マグネット体２１ｂの磁極は、主極３５、規制極（穂切り用磁極）３６、搬送極３７、剥離極３８、および汲上極３９の５極構成である。磁気ローラー２１と現像ローラー２０とはその対面位置（対向位置）において所定のギャップをもって対向している。
【００２２】
また、現像容器２２には穂切りブレード２５が磁気ローラー２１の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード２５は、磁気ローラー２１の回転方向（図２の時計回り方向）において、現像ローラー２０と磁気ローラー２１との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード２５の先端部と磁気ローラー２１の表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００２３】
現像ローラー２０は、非磁性の現像スリーブ２０ａと、現像スリーブ２０ａ内に固定された現像ローラー側磁極２０ｂで構成されている。現像ローラー側磁極２０ｂは、固定マグネット体２１ｂの対向する磁極（主極）３５と異極性である。
【００２４】
現像ローラー２０には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）および交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１電源回路３０が接続されており、磁気ローラー２１には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）および交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２電源回路３１が接続されている。また、第１電源回路３０および第２電源回路３１は共通のグランドに接地されている。
【００２５】
第２攪拌室２２ｃの底面には、第２スパイラル４４と対向してトナー濃度センサー２７が配置されている。トナー濃度センサー２７は、現像容器２２内のトナー濃度（現像剤中のキャリアに対するトナーの混合比率；Ｔ／Ｃ）を検知する。トナー濃度センサー２７としては、例えば、現像容器２０内におけるトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。トナー濃度センサー２７で検知されるトナー濃度に応じてトナーコンテナ４ａ（図１参照）からトナー補給口２２ｇを介して現像容器２２内にトナーが補給される。
【００２６】
前述のように、第１スパイラル４３および第２スパイラル４４によって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２２内を循環してトナーを帯電させ、第２スパイラル４４によって現像剤が磁気ローラー２１に搬送される。穂切りブレード２５には固定マグネット体２１ｂの規制極３６が対向するため、穂切りブレード２５として非磁性体或いは規制極３６と異なる極性の磁性体を用いることにより、穂切りブレード２５の先端と回転スリーブ２１ａとの隙間に引き合う方向の磁界が発生する。
【００２７】
この磁界により、穂切りブレード２５と回転スリーブ２１ａとの間に磁気ブラシが形成される。そして、磁気ローラー２１上の磁気ブラシは穂切りブレード２５によって層厚規制された後、現像ローラー２０に対向する位置に移動すると、固定マグネット体２１ｂの主極３５および現像ローラー側磁極２０ｂにより引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシは現像ローラー２０表面に接触する。そして、磁気ローラー２１に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラー２０に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、および磁界によって現像ローラー２０上にトナー薄層を形成する。
【００２８】
現像ローラー２０上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラー２１と現像ローラー２０との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラー２０上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００２９】
磁気ブラシによって現像ローラー２０上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー２０の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラー２０との対向部分に搬送される。現像ローラー２０にはＶｓｌｖ（ＤＣ）およびＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００３０】
さらに回転スリーブ２０ａが時計回り方向に回転すると、今度は主極３５に隣接する異極性の剥離極３８により発生する水平方向（ローラー周方向）の磁界により磁気ブラシは現像ローラー２０表面から引き離され、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラー２０から回転スリーブ２１ａ上に回収される。さらに回転スリーブ２１ａが回転すると、固定マグネット体２１ｂの剥離極３８およびこれと同極性の汲上極３９により反発する磁界が付与されるため、トナーは現像容器２２内で回転スリーブ２１ａから離脱する。そして、第２スパイラル４４により攪拌、搬送された後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として汲上極３９により再び回転スリーブ２１ａ上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード２５へ搬送される。
【００３１】
次に、現像装置３ａの攪拌部の構成について詳細に説明する。図３は、現像装置３ａの攪拌部を示す平面断面図（図２のＸＸ′矢視断面図）である。
【００３２】
現像容器２２には、前述のように、第１搬送室２２ｃと、第２搬送室２２ｄと、仕切り部２２ｂと、上流側連通部２２ｅ、および下流側連通部２２ｆが形成され、その他に、現像剤補給口２２ｇと、現像剤排出口２２ｈと、上流側壁部２２ｉ、および下流側壁部２２ｊが形成されている。なお、第１搬送室２２ｃにおいて、図３の左側を上流側、図３の右側を下流側とし、また、第２搬送室２２ｄにおいて、図３の右側を上流側、図３の左側を下流側とする。従って、連通部および側壁部は、第２搬送室２２ｄを基準として、上流および下流と呼称している。
【００３３】
仕切り部２２ｂは、現像容器２２の長手方向に延びて第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを並列させるように区画している。仕切り部２２ｂの長手方向の右側端部は、上流側壁部２２ｉの内壁部とともに上流側連通部２２ｅを形成し、一方、仕切り部２２ｂの長手方向の左側端部は、下流側壁部２２ｊの内壁部とともに下流側連通部２２ｆを形成している。現像剤は、第１搬送室２２ｃ、上流側連通部２２ｅ、第２搬送室２２ｄ、および下流側連通部２２ｆを順次通過して現像容器２２内を循環する。
【００３４】
現像剤補給口２２ｇは、現像容器２２の上部に設けられたトナーコンテナ４ａ（図１参照）から新たなトナーおよびキャリアを現像容器２２内に補給するための開口であり、第１搬送室２２ｃの上流側（図３の左側）に配置される。
【００３５】
現像剤排出口２２ｈは、現像剤の補給によって、第１および第２搬送室２２ｃ、２２ｄ内で余剰となった現像剤を排出するための開口であり、第２搬送室２２ｄの下流側で第２搬送室２２ｄの長手方向に連続して設けられる。
【００３６】
第１スパイラル４３は、回転軸４３ｂと、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第１螺旋羽根４３ａと、回転軸４３ｂの軸方向に第１螺旋羽根４３ａと同じピッチで第１螺旋羽根４３ａとは逆巻き（逆位相）の第２螺旋羽根４３ｃとを有する。また、第１螺旋羽根４３ａおよび第２螺旋羽根４３ｃは、第１搬送室２２ｃの長手方向の両端部側まで延び、上流側および下流側連通部２２ｅ、２２ｆにも対向して設けられている。回転軸４３ｂは現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。なお、第１螺旋羽根４３ａ、第２螺旋羽根４３ｃは合成樹脂によって回転軸４３ｂと一体に成型される。
【００３７】
第２スパイラル４４は、回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂの軸方向に第１螺旋羽根４４ａと、回転軸４４ｂの軸方向に第１螺旋羽根４４ａと同じピッチで第１螺旋羽根４４ａとは逆巻き（逆位相）の第２螺旋羽根４４ｃとを有する。第１螺旋羽根４４ａは、第１スパイラル４３の第１螺旋羽根４３ａと同じピッチで第１螺旋羽根４３ａとは逆巻き（逆位相）である。また、第１螺旋羽根４４ａ、第２螺旋羽根４４ｃは、磁気ローラー２１の軸方向長さ以上の長さを有し、更に、上流側連通部２２ｅに対向する位置まで延びて設けられている。回転軸４４ｂは、回転軸４３ｂと平行に配置され、現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。そして、第１螺旋羽根４４ａと第２螺旋羽根４４ｃが回転軸４４ｂを１周する間において１８０°隔てた２箇所の交点４７（図５参照）において交差するように形成されている。
【００３８】
また、第２スパイラル４４の回転軸４４ｂには、第１螺旋羽根４４ａ、第２螺旋羽根４４ｃとともに、規制部５２、排出羽根５３が一体形成されている。さらに、回転軸４４ｂにはトナー濃度センサー２７（図２参照）に対向する部分にスクレーパー７０が付設されている。スクレーパー７０は、回転軸４４ｂに一体形成されたスクレーパー取付部５４（図５参照）に固定されている。第１螺旋羽根４４ａ、第２螺旋羽根４４ｃ、およびスクレーパー取付部５４の詳細な構成については後述する。
【００３９】
規制部５２は、第２搬送室２２ｄ内で下流側に搬送された現像剤を塞き止め、且つ、所定量以上になった現像剤を現像剤排出口２２ｈに搬送する。規制部５２は、回転軸４４ｂに設けられる第１螺旋羽根４４ａと逆巻き（逆位相）、且つ外径が第１螺旋羽根４４ａと略同じであって、ピッチが第１螺旋羽根４４ａより小さい螺旋羽根からなる。また、下流側壁部２２ｊ等の現像容器２２の内壁部と規制部５２の外周部との間には所定の隙間が形成されている。この隙間を介して余剰の現像剤が現像剤排出口２２ｈに排出される。
【００４０】
回転軸４４ｂは現像剤排出口２２ｈ内まで延びている。現像剤排出口２２ｈ内の回転軸４４ｂには排出羽根５３が設けられている。排出羽根５３は、第１螺旋羽根４４ａと巻き方向が同方向（同位相）の螺旋羽根からなるが、第１螺旋羽根４４ａよりピッチおよび外径が小さくなっている。従って、回転軸４４ｂが回転すると排出羽根５３も回転し、規制部５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈ内に搬送された余剰現像剤は、図３の左側に送られて、現像容器２２の外部に排出される。
【００４１】
現像容器２２の外壁には、歯車６１〜６４が配設されている。歯車６１、６２は回転軸４３ｂに固着され、歯車６４は回転軸４４ｂに固着され、歯車６３は、現像容器２２に回転可能に保持されて、歯車６２、６４に噛合している。
【００４２】
上記構成の第１スパイラル４３によれば、回転軸４３ｂの外周面に第１螺旋羽根４３ａが設けられており、第１螺旋羽根４３ａは、回転軸４３ｂの回転によって第１の方向（図３の矢印Ｐ方向）に現像剤を攪拌しながら搬送する。また、回転軸４３ｂの外周面には、第１螺旋羽根４３ａのピッチ間（羽根と羽根との間）に第１螺旋羽根４３ａと逆位相であり、且つ第１螺旋羽根４３ａよりも小径の第２螺旋羽根４３ｃが設けられている。第２螺旋羽根４３ｃは、回転軸４３ｂの回転によって第１の方向とは逆方向の第２の方向（矢印Ｑ方向）への搬送作用を現像剤に生じさせる。
【００４３】
また、上記構成の第２スパイラル４４によれば、回転軸４４ｂの外周面に第１螺旋羽根４４ａが設けられており、第１螺旋羽根４４ａは、回転軸４４ｂの回転によって第１の方向（図３の矢印Ｑ方向）に現像剤を攪拌しながら搬送する。また、回転軸４４ｂの外周面には、第１螺旋羽根４４ａのピッチ間（羽根と羽根との間）に第１螺旋羽根４４ａと逆位相であり、且つ第１螺旋羽根４４ａよりも小径の第２螺旋羽根４４ｃが設けられている。第２螺旋羽根４４ｃは、回転軸４４ｂの回転によって第１の方向とは逆方向の第２の方向（矢印Ｐ方向）への搬送作用を現像剤に生じさせる。
【００４４】
第２螺旋羽根４３ｃ、４４ｃは、径方向において第１螺旋羽根４３ａ、４４ａの外周縁よりも内方に位置していることにより、第２螺旋羽根４３ｃ、４４ｃの回転によって生じる第２方向への搬送作用は回転軸４３ｂ、４４ｂ近傍に存在する現像剤の一部に対して生じる。そのため、第１螺旋羽根４３ａ、４４ａによる第１の方向への搬送作用を阻害しない。
【００４５】
このように、第２螺旋羽根４３ｃ、４４ｃを用いて、第１螺旋羽根４３ａ、４４ａによる現像剤の搬送方向（第１の方向）とは逆方向（第２の方向）の搬送作用を生じさせることにより、第１螺旋羽根４３ａ、４４ａのピッチ間において現像剤の対流が生じ、第１螺旋羽根４３ａ、４４ａの粉体（現像剤）搬送作用を阻害することなく第１螺旋羽根４３ａ、４４ａ間における現像剤の攪拌が促進される。従って、現像剤補給口２２ｇから補給される新たなトナーとキャリアを、第１搬送室２２ｃ、第２搬送室２２ｄ内の二成分現像剤と迅速に且つ十分に攪拌するとともに、第１搬送室２２ｃ、第２搬送室２２ｄ内の現像剤搬送速度の低下を有効に防止することができる。
【００４６】
図４は、本実施形態の現像装置３ａに用いられる第２スパイラル４４のスクレーパー７０付近の側面図、図５は、スクレーパー取付部５４からスクレーパー７０を取り外した状態を示す斜視図、図６は、本実施形態の現像装置３ａに用いられる第２スパイラル４４のスクレーパー７０付近を径方向に切断した断面図（図４のＡＡ′矢視断面図）である。図４に示すように、第２スパイラル４４には、第１螺旋羽根４４ａの１ピッチ間において第２螺旋羽根４４ｃが欠損した欠損領域Ｒが形成されている。欠損領域Ｒにはスクレーパー７０が取り付けられるスクレーパー取付部５４が形成されている。
【００４７】
スクレーパー取付部５４は、回転軸４４ｂの外周面から径方向に略垂直に突設される取付部材５４ａと、取付部材５４ａの幅方向（図４の左右方向）の両端部に対向するように回転軸４４ｂの外周面から径方向に略垂直に突設される第１支持部材５４ｂおよび第２支持部材５４ｃと、で構成される。取付部材５４ａ、第１支持部材５４ｂ、および第２支持部材５４ｃは、第１螺旋羽根４４ａと第２螺旋羽根４４ｃの交点４７（図６の０°の位置）を通り回転軸４４ｂに平行な直線Ｌに沿って形成されている。
【００４８】
取付部材５４ａは側面視略矩形状に形成されており、スクレーパー７０の基端部７０ａの近傍に形成された位置決め穴７０ｂに挿入される位置決めボス５５が形成されている。
【００４９】
第１支持部材５４ｂは側面視略矩形状に形成され、取付部材５４ａの下流側端部に対向して配置されている。第２支持部材５４ｃは、第１支持部材５４ｂから現像剤搬送方向の上流側（図５の右側）に所定の間隔を隔てて配置され、取付部材５４ａの上流側端部に対向して配置されている。第２支持部材５４ｃは現像剤搬送方向に対して上流側の辺５７が先端に向かって下流側に傾斜した側面視台形状に形成されている。取付部材５４ａと第１支持部材５４ｂおよび第２支持部材５４ｃとの間隔（隙間）ｄは、スクレーパー７０の厚み方向の寸法と略等しくなっている。
【００５０】
スクレーパー７０は、基端部７０ａを取付部材５４ａに固定されるとともに、幅方向（軸方向）両端部を取付部材５４ａと第１支持部材５４ｂおよび第２支持部材５４ｃとで挟持されることにより、回転軸４４ｂに対し略平行に取り付けられている。回転軸４４ｂの回転に伴いスクレーパー７０が回転することで、スクレーパー７０の先端部７０ｃによりトナー濃度センサー２７（図２参照）の検知面（第２スパイラル４４との対向面）が摺擦されて清掃されるとともに、検知面の周辺に新たな現像剤が送り込まれる。スクレーパー７０としては、例えばＰＥＴフィルム等の可撓性のフィルムから成る基材の回転方向下流側の面にフェルトや不織布等の繊維製シートを積層したものが用いられる。
【００５１】
本実施形態では、第２螺旋羽根４４ｃが欠損した欠損領域Ｒに、第１螺旋羽根４４ａと第２螺旋羽根４４ｃの交点４７を通り回転軸４４ｂに平行な直線Ｌに沿ってスクレーパー取付部５４を形成している。この構成により、スクレーパー７０が設けられる部分には第２螺旋羽根４４ｃが存在しないため、トナー濃度センサー２７の近傍での現像剤の圧縮が緩和される。その結果、現像剤の圧縮に起因するキャリア密度の上昇も抑制されるため、トナー濃度センサー２７の検知結果を実際のトナー濃度に近づけることができる。従って、トナーの供給過剰によるカブリの発生を効果的に抑制することができる。
【００５２】
また、スクレーパー取付部５４は、回転軸４４ｂの軸方向において欠損領域Ｒ内の任意の位置に形成可能であるが、スクレーパー取付部５４を現像剤搬送方向に対して欠損領域Ｒの上流側（図４の右側）寄りに形成した場合、スクレーパー７０付近へ流れ込む現像剤量が多くなり、スクレーパー７０の先端部が変形し易くなるため、トナー濃度センサー２７の検知面を摺擦する力が弱くなる。その結果、トナー濃度センサー２７の検知結果が実際のトナー濃度よりも高くなってしまい、現像容器２２内のトナー濃度が低下するおそれがある。そのため、図４に示すように、現像剤搬送方向に対して下流側（図４の左側）の交点４７を起点として第２搬送室２２ｄ内の現像剤搬送方向（矢印Ｑ方向）の上流側（欠損領域Ｒ方向）に延在するようにスクレーパー取付部５４を形成することが好ましい。
【００５３】
図７は、本実施形態の現像装置３ａに用いられる第２スパイラル４４のスクレーパー７０付近を模式的に示す側面図である。なお、図７では図４の状態から回転軸４４ｂを４５°回転させて、スクレーパー７０の面方向（図４の下側）から見た状態を示している。
【００５４】
第２スパイラル４４を回転させたとき、スクレーパー７０には現像剤の圧力が加わるため、スクレーパー取付部５４からスクレーパー７０が剥がれることがある。そこで、図７に示すように、第１支持部材５４ｂの上端部と第１搬送羽根４４ａとの間に隙間ｄ１を設けている。また、第２支持部材５４ｃの上端部と第１搬送羽根４４ａとの間に隙間ｄ２を設けている。
【００５５】
この構成によれば、第２スパイラル４４を回転させたときにスクレーパー７０によって押圧された現像剤が隙間ｄ１、ｄ２を通過して回転方向上流側へ逃げることができ、現像剤からスクレーパー７０に加わる圧力が低減される。その結果、取付部材５４ａからのスクレーパー７０の剥がれを抑制することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、現像剤搬送方向に対し第２支持部材５４ｃの上流側（図７の右側）の辺５７（図５参照）を、先端に向かって下流側に傾斜させている。これにより、第２支持部材５４ｃの上端部と第１搬送羽根４４ａとの隙間ｄ２を広げることができ、現像剤からスクレーパー７０に加わる圧力がより一層低減される。
【００５７】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本発明は図２に示したような磁気ローラー２１と現像ローラー２０を備えた現像装置に限定されるものではなく、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いる種々の現像装置に適用可能である。例えば、上記実施形態では現像容器２２内の現像剤循環経路として、互いに並列配置される第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄとを備えた２軸搬送式の現像装置について説明したが、磁気ローラー２１から引き剥がされた現像際を回収して第２搬送室２２ｄに合流させる回収搬送室を備えた３軸搬送式の現像装置にも適用可能である。また、上記実施形態では新たなトナーとキャリアとを補給するとともに余剰の現像剤を排出する現像装置を例示したが、印字によって消費された分のトナーのみを補給する現像装置にも同様に適用可能である。
【００５８】
また、上記実施形態では第２搬送室２２ｄの現像剤搬送方向に対して規制部５２の上流側にトナー濃度センサー２７を設けたが、トナー濃度センサー２７の配置はこれに限らず、例えば第１搬送室２２ｃに設けることもできる。この場合、トナー濃度センサー２７の検知面を清掃するスクレーパー７０も第１スパイラル４３側に設ける必要があるため、第１スパイラル４３の回転軸４３ｂのトナー濃度センサー２７に対向する位置に欠損部分Ｒおよびスクレーパー取付部５４を形成すればよい。
【００５９】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンター、カラー複写機、ファクシミリ等、二成分現像方式を用いた種々の画像形成装置に適用可能である。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明する。
【実施例１】
【００６０】
スクレーパー取付部５４の周方向位置を変化させた場合のカブリ画像の発生および現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー濃度との関係について調査した。なお、試験は感光体ドラム１ａおよび現像装置３ａを含むシアンの画像形成部Ｐａにおいて行った。
【００６１】
試験方法としては、第２スパイラル４４のスクレーパー取付部５４の周方向位置を図６の０°、４５°、９０°、１３５°とした現像装置３ａに、それぞれ平均粒子径６．８μｍの正帯電性トナーとフェライトキャリアとを含む現像剤を充填した。これらの現像装置３ａを試験機に搭載し、低温低湿環境下（１０℃、１０％）で印字率５％のテスト画像を１００ｋ枚（１０万枚）印字し、反射濃度計を用いて白地部の濃度（ＦＤ；カブリ濃度）を測定し、目標値（０．０１）以上である場合にカブリが発生したと判定した。また、現像装置３ａ内の現像剤をサンプリングしてトナー濃度を測定し、目標値（８％）との差を比較した。結果を表１に示す。
【００６２】
第２スパイラル４４の第１螺旋羽根４４ａは、外径１７ｍｍ（径方向高さ５．５ｍｍ）、ピッチ３０ｍｍであり、第２螺旋羽根４４ｃは、外径１０ｍｍ（径方向高さ２．０ｍｍ）、ピッチ３０ｍｍである。また、規制部５２は、外径１２ｍｍ、ピッチ５ｍｍの２枚の逆巻き（逆位相）の螺旋羽根で構成されており、規制部５２と第２搬送室２２ｄとの間隔は１．５ｍｍである。排出羽根５３は、外径８ｍｍ、ピッチ５ｍｍの螺旋羽根であり、排出羽根５３と現像剤排出口２２ｈとの間隔は１ｍｍである。
【００６３】
【表１】
2018146695.tif 000003
【００６４】
表１から明らかなように、スクレーパー取付部５４の周方向位置を図６の０°の位置とした現像装置３ａ（本発明）では、ＦＤ＝０．００６（＜０．０１）となりカブリが発生しなかった。また、現像装置３ａ内のトナー濃度も目標値である８％に近くなった。
【００６５】
これに対し、スクレーパー取付部５４の周方向位置を図５の４５°、９０°、１３５°の位置とした現像装置３ａ（比較例）では、ＦＤ＜０．０１となりカブリが発生した。また、現像装置３ａ内のトナー濃度も目標値である８％を大きく上回った。これは、０°の位置以外にスクレーパー取付部５４を配置した場合、スクレーパー７０によってトナー濃度センサー２７付近の現像剤が圧縮されてキャリア密度が上昇し、トナー濃度を実際よりも低く検知した結果、トナー補給量が過剰となったためと考えられる。
【実施例２】
【００６６】
スクレーパー取付部５４の軸方向位置を変化させた場合の画像濃度および現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー濃度との関係について調査した。なお、試験は実施例１と同様に感光体ドラム１ａおよび現像装置３ａを含むシアンの画像形成部Ｐａにおいて行った。
【００６７】
試験方法としては、第２スパイラル４４のスクレーパー取付部５４の周方向位置を図６の０°の位置とし、スクレーパー取付部５４の軸方向位置を、現像剤の搬送方向に対して欠損領域Ｒの下流側（図４の位置）、欠損領域Ｒの中央、欠損領域Ｒの上流側とした現像装置３ａに、それぞれ平均粒子径６．８μｍの正帯電性トナーとフェライトキャリアとを含む現像剤を充填した。これらの現像装置３ａを試験機に搭載し、低温低湿環境下（１０℃、１０％）で印字率５％のテスト画像を１００ｋ枚（１０万枚）印字し、反射濃度計を用いて画像濃度（ＩＤ；イメージデンシティ）を測定し、目標値（１．４０）未満である場合に画像濃度の低下が発生したと判定した。また、現像装置３ａ内の現像剤をサンプリングしてトナー濃度を測定し、目標値（８％）との差を比較した。結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
2018146695.tif 000004
【００６９】
表２から明らかなように、スクレーパー取付部５４の軸方向位置を欠損領域Ｒの下流側とした現像装置３ａでは、ＩＤ＝１．４２（＞１．４０）となり画像濃度の低下は発生しなかった。また、現像装置３ａ内のトナー濃度も目標値である８％に近くなった。一方、スクレーパー取付部５４の軸方向位置を欠損領域Ｒの中央部、上流側とした現像装置３ａでは、それぞれＩＤ＝１．３８、１．３０（＜１．４０）となり画像濃度の低下が発生した。また、現像装置３ａ内のトナー濃度も目標値である８％を下回った。
【００７０】
これは、スクレーパー取付部５４の軸方向位置が上流側になるにつれて、スクレーパー７０の先端部が現像剤の圧力によって変形し、トナー濃度センサー２７の検知面を掻き取る力が弱くなるため、トナー濃度を実際よりも高く検知してしまい、トナー補給量が不足したためと考えられる。
【実施例３】
【００７１】
スクレーパー取付部５４の第１支持部材５４ｂおよび第２支持部材５４ｃと第１螺旋羽根４４ａとの隙間の有無とスクレーパー７０の剥がれとの関係について調査した。なお、試験は実施例１と同様に感光体ドラム１ａおよび現像装置３ａを含むシアンの画像形成部Ｐａにおいて行った。
【００７２】
試験方法としては、第１支持部材５４ｂと第１螺旋羽根４４ａの下端部および上端部との隙間、第２支持部材５４ｃと第１螺旋羽根４４ａとの隙間の有無を種々変化させた現像装置３ａ（Ｎｏ．１〜８）に、それぞれ平均粒子径６．８μｍの正帯電性トナーとフェライトキャリアとを含む現像剤を充填した。これらの現像装置３ａを試験機に搭載し、常温常湿環境下（２３℃、５５％）で印字率５％のテスト画像を１００ｋ枚（１０万枚）印字し、スクレーパー７０の剥がれを観察した。結果を表３に示す。
【００７３】
【表３】
2018146695.tif 000005
【００７４】
表３から明らかなように、第１支持部材５４ｂと第１螺旋羽根４４ｃの上端部との間に隙間があり、且つ第２支持部材５４ｃと第１螺旋羽根４４ｃとの間に隙間がある現像装置３ａ（Ｎｏ．１、５）では、１００ｋ枚印字後にスクレーパー７０の剥がれが発生しなかった。一方、第１支持部材５４ｂと第１螺旋羽根４４ｃの上端部との間に隙間がない現像装置３ａ（Ｎｏ．３、４、７、８）、および第２支持部材５４ｃと第１螺旋羽根４４ｃとの間に隙間がない現像装置３ａ（Ｎｏ．２、６）では、１００ｋ枚印字後にスクレーパー７０の剥がれが発生した。
【００７５】
これは、第１支持部材５４ｂと第１螺旋羽根４４ｃの上端部との間に隙間がない場合、或いは第２支持部材５４ｃと第１螺旋羽根４４ｃとの間に隙間がない場合は、スクレーパー７０によって押圧された現像剤の逃げ場がなく、現像剤の圧力がスクレーパー７０に強く作用したためであると考えられる。なお、第１支持部５４ｂと第１螺旋羽根４４ｃの下端部との間の隙間の有無はスクレーパー７０の剥がれに関係していないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、現像容器内の二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサーと、攪拌搬送部材と共に回転してトナー濃度センサーの検知面を清掃するスクレーパーとを有する現像装置に利用可能である。本発明の利用により、現像容器内のトナー濃度を精度良く検知することができ、トナーの過剰供給に起因するカブリの発生を抑制できる現像装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１ａ〜１ｄ            感光体ドラム
３ａ〜３ｄ            現像装置
２０                  現像ローラー
２１                  磁気ローラー（現像剤担持体）
２２                  現像容器
２２ｂ                仕切り部
２２ｃ                第１搬送室
２２ｄ                第２搬送室
２２ｅ                上流側連通部
２２ｆ                下流側連通部
２７                  トナー濃度センサー
４２                  攪拌部材
４３                  第１スパイラル（第１攪拌搬送部材）
４４                  第２スパイラル（第２攪拌搬送部材）
４３ａ、４４ａ        第１螺旋羽根
４３ｂ、４４ｂ        回転軸
４３ｃ、４４ｃ        第２螺旋羽根
５２                  規制部
５３                  排出羽根
５４                  スクレーパー取付部
５４ａ                取付部材
５４ｂ                第１支持部材
５４ｃ                第２支持部材
７０                  スクレーパー
１００                画像形成装置
Ｒ                    欠損領域
【図１】
2018146695.tif 000006
【図２】
2018146695.tif 000007
【図３】
2018146695.tif 000008
【図４】
2018146695.tif 000009
【図５】
2018146695.tif 000010
【図６】
2018146695.tif 000011
【図７】
2018146695.tif 000012