(57)【要約】【課題】粉体の容量検知を高精度かつ安定に検知することができる現像装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】長尺の粉体収容部３５に粉体攪拌搬送部材３２が配設される。この際、粉体攪拌搬送部材３２の回転軸３２１が粉体収容部３５の長手方向に沿うように配設され、粉体攪拌搬送部材３２の軸線回りの回転によって粉体が粉体収容部３５の長手方向へ搬送される。また、粉体収容部３５における長手方向に沿った一対の長手壁面のうち、粉体攪拌搬送部材３２の軸線回りの回転によって粉体が偏る側の長手壁面（センサ面３５１）には、粉体検知センサ３６が設けられ、粉体収容部３５内の粉体の量が検知される。【選択図】図２
2008112006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体が収納される長尺の粉体収容部と、前記粉体収容部の長手方向に沿うように当該粉体収容部内に配設される粉体攪拌搬送部材とを有し、前記粉体攪拌搬送部材の軸線回りの回転によって粉体が前記粉体収容部の長手方向へ搬送されるように構成される現像装置であって、
前記粉体収容部における長手方向に沿った一対の長手壁面のうち、前記粉体攪拌搬送部材の軸線回りの回転によって粉体が偏る側の長手壁面に、粉体の量を検知する粉体検知センサが設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記粉体攪拌搬送部材に対して作用する弾性の掻き落とし部材を具備し、
前記掻き落とし部材は、揺動支点が前記粉体攪拌搬送部材の軸線を基準にして前記粉体検知センサが設けられた側で、かつ、前記粉体攪拌搬送部材の軸線よりも上方に位置していることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記掻き落とし部材は、自由端部が前記粉体収容部の幅方向に関して前記粉体攪拌搬送部材の軸線を越えていることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記掻き落とし部材は、前記粉体検知センサの直上または前記粉体検知センサを前記粉体収容部の長手方向に跨いだ位置に取り付けられることを特徴とする請求項２または３記載の現像装置。
【請求項５】
前記掻き落とし部材は、弾性の板状部材から形成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記掻き落とし部材は、弾性の線状部材から形成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を攪拌しつつ搬送する粉体攪拌搬送部材を備えた現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを含む現像剤等を用いて画像形成を行う複写機、プリンタまたはファクシミリ等の画像形成装置は、トナーを含む現像剤等の粉体を攪拌しつつ搬送する現像装置を有している。この現像装置には、粉体を攪拌しつつ搬送する粉体攪拌搬送部材が設けられる。粉体攪拌搬送部材は、軸部材に取り付けられたスクリュー羽根を有し、軸線回りに回転させることにより、粉体を攪拌しつつ搬送する。ここで、粉体攪拌搬送部材は、一般的に軸方向が平行となるように複数列（例えば２列）粉体収容部内に配置され、回転により粉体が互いに相手側の粉体攪拌搬送部材に向けて（相手側の粉体攪拌搬送部材に受け渡すように）攪拌されるように構成されている。こうして粉体が粉体収容部内を循環しつつ攪拌される。
【０００３】
この粉体収容部内で攪拌されつつ循環される粉体が使用され、所定量を下回ったとき、粉体を補充する必要性から粉体収容部内の粉体の量を検出するために圧電センサ等の粉体検知センサが設けられている。ここで、この粉体検知センサが粉体攪拌搬送部材の軸方向に平行な粉体収容部の側面に設けられているものがある。
【０００４】
しかしながら、このような構成においては、粉体収容部内の粉体の量が所定量を下回っていない状態のときでも粉体検知センサがトナーが無いと検知してしまう等の誤検知の問題が生じていた。
【０００５】
これに対し、粉体攪拌搬送部材においてスクリュー羽根の羽根径を場所によって他の部分の羽根径に比べて大きくしたり小さくすることにより、粉体の流動性を場所によって変化させることで、粉体検知センサ近傍における粉体の容積（滞留量）を安定化させて高精度に検知するとした構成が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。また、粉体攪拌搬送部材にリブやパドルを設け、粉体の流動性の低下を防止することにより安定化した粉体検知を行うこととした構成も公知となっている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１６７４２１号公報
【特許文献２】実開平７−３２６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、印字速度の上昇に伴い、粉体の攪拌速度も上昇している。これに対し、特許文献１のようなスクリュー羽根の形状変更や特許文献２のような粉体攪拌搬送部材にリブやパドルを設ける構成は、攪拌速度との最適化が難しく、攪拌速度（粉体攪拌搬送部材の回転速度）を上げることにより粉体の流動性が変化してしうまう問題があった。粉体の流動性が変化すると、粉体検知センサ近傍における粉体の容積も変化してしまい、安定した粉体検知が行うことができない。このことは、トナーのみで構成される一成分現像剤の場合、特に問題となる。これは、一般に一成分現像剤が二成分現像剤に比べて流動性が悪く粉体攪拌搬送部材に付着し易い性質を有するからである。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、粉体の容量検知を高精度かつ安定に検知することができる現像装置およびこ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】
【０００８】
本発明に係る現像装置は、粉体が収納される長尺の粉体収容部と、前記粉体収容部の長手方向に沿うように当該粉体収容部内に配設される粉体攪拌搬送部材とを有し、前記粉体攪拌搬送部材の軸線回りの回転によって粉体が前記粉体収容部の長手方向へ搬送されるように構成される現像装置であって、前記粉体収容部における長手方向に沿った一対の長手壁面のうち、前記粉体攪拌搬送部材の軸線回りの回転によって粉体が偏る側の長手壁面に、粉体の量を検知する粉体検知センサが設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成の現像装置によれば、長尺の粉体収容部に粉体攪拌搬送部材が配設される。この際、粉体攪拌搬送部材の回転軸が粉体収容部の長手方向に沿うように配設され、粉体攪拌搬送部材の軸線回りの回転によって粉体が粉体収容部の長手方向へ搬送される。また、粉体収容部における長手方向に沿った一対の長手壁面のうち、粉体攪拌搬送部材の軸線回りの回転によって粉体が偏る側の長手壁面には、粉体検知センサが設けられ、粉体収容部内の粉体の量が検知される。
【００１０】
このように、粉体攪拌搬送部材の軸線回りの回転によって粉体が偏る側に粉体検知センサが設けられるため、粉体検知センサ近傍における粉体の滞留量を可及的に最大とすることができる。したがって、粉体検知センサが設けられた粉体収容部の長手壁面近傍における粉体の滞留量変化を生じ難くさせることができ、粉体の容量検知を高精度かつ安定に検知することができる。
【００１１】
好ましくは、前記粉体攪拌搬送部材に対して作用する弾性の掻き落とし部材を具備し、前記掻き落とし部材は、揺動支点が前記粉体攪拌搬送部材の軸線を基準にして前記粉体検知センサが設けられた側で、かつ、前記粉体攪拌搬送部材の軸線よりも上方に位置しているように構成される。
【００１２】
この場合、弾性を有する掻き落とし部材が粉体攪拌搬送部材の軸線より粉体検知センサが設けられた側で、かつ、粉体攪拌搬送部材の軸線よりも上方を揺動支点として揺動し、粉体攪拌搬送部材に付着した粉体を掻き落とす。したがって、粉体攪拌搬送部材に付着した粉体を掻き落とすことにより、粉体攪拌搬送部材への粉体の付着および堆積を防止して粉体の流動性の低下を防止するとともに、粉体攪拌搬送部材の軸線回りの回転による粉体の浮き上がりを抑制することにより、粉体検知センサが取り付けられた粉体収容部の長手壁面近傍における粉体攪拌搬送部材の軸線回りの回転による粉体の滞留量変化をより生じ難くさせることができる。
【００１３】
より好ましくは、前記掻き落とし部材は、自由端部が前記粉体収容部の幅方向に関して前記粉体攪拌搬送部材の軸線を越えているように構成される。
【００１４】
この場合、掻き落とし部材の自由端部が前記粉体収容部の幅方向に関して粉体攪拌搬送部材の軸線を越えて延びている。したがって、粉体攪拌搬送部材の軸線よりも前記粉体検知センサが設けられた側の全域において掻き落とし作用を発揮することができる。
【００１５】
より好ましくは、前記掻き落とし部材は、前記粉体検知センサの直上または前記粉体検知センサを前記粉体収容部の長手方向に跨いだ位置に取り付けられるように構成される。
【００１６】
この場合、掻き落とし部材により、粉体検知センサの直上またはこれを前記粉体収容部の長手方向に跨いだ位置において粉体の掻き落としが行われる。これにより、粉体検知センサの近傍でより直接的に粉体の掻き落としが行われるため、粉体の容量検知をより安定化させることができる。
【００１７】
より好ましくは、前記掻き落とし部材は、弾性の板状部材から形成されているように構成される。あるいは、前記掻き落とし部材は、弾性の線状部材から形成されているように構成される。
【００１８】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記構成の現像装置を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る現像装置および画像形成装置によれば、粉体攪拌搬送部材の軸線回りの回転によって粉体が偏る側に粉体検知センサが設けられるため、粉体検知センサ近傍における粉体の滞留量を可及的に最大とすることができる。したがって、粉体検知センサが設けられた粉体収容部の長手壁面近傍における粉体の滞留量変化を生じ難くさせることができ、粉体の容量検知を高精度かつ安定に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の好ましい実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の一実施形態における概略図である。
【００２１】
本実施形態の画像形成装置１は、図１に示すように、搬送された枚葉紙等の転写材に印刷画像を転写する感光ドラム２と、感光ドラム２に印刷画像を現像する現像ローラ３１を備えた現像装置３と、現像装置３にトナーを供給するトナーカートリッジ４と、転写材を供給する給紙トレイ５と、印刷後の転写材を排紙する排紙トレイ６とを具備する。なお、本発明は、特に、粉体として一成分の現像剤（磁性粉を含んだ、磁性を有するトナー）を使用するレーザプリンタ、ファクシミリ、コピー機またはこれらの複合機等に適用可能であるが、二成分の現像剤を使用する場合等、広くトナー等の現像剤を使用するレーザプリンタ、ファクシミリ、コピー機またはこれらの複合機等に適用可能である。
【００２２】
図２は図１の現像装置を示す概略側方断面図である。また、図３は図１の現像装置を示す概略上面図である。
【００２３】
本実施形態の現像装置３は、図２および図３に示すように、トナーカートリッジ４（図１）からトナー供給口３０を介して供給された磁性を有するトナー（粉体に相当）を収納し、攪拌しつつ、内部に複数の磁極を有する現像ローラ３１にトナーを供給する長尺の粉体収容部３５を有している。粉体収容部３５内には、現像ローラ３１にトナーカートリッジ４（図１）から供給されたトナーを攪拌しつつ搬送する粉体攪拌搬送部材が２つ（３２，３３）、粉体収容部３５の長手方向に沿ってかつ軸線回りの回転によって粉体が長手方向に搬送される搬送方向が互いに反対となるように配置され、２つの粉体攪拌搬送部材３２，３３の間には、長手方向に平行な仕切り板３４が設けられている。この仕切り板３４により、トナーが現像装置３の粉体収容部３５に十分な攪拌を担保している（攪拌が不十分な状態でトナーが現像ローラ３１に供給されるのを防止する）。
【００２４】
トナーカートリッジ４側に配置された上流側粉体攪拌搬送部材３２は、トナーカートリッジ４から供給されたトナーを含む現像剤を長手方向に平行な所定の搬送方向Ｘ１に攪拌・搬送する。ここで、上流側粉体攪拌搬送部材３２の軸方向下流側端部近傍には、下流側粉体攪拌搬送部材３３との間に仕切り板３４を設けないことにより、下流側粉体攪拌搬送部材３３へと現像剤を受け渡し得る構成となっている。
【００２５】
上流側粉体攪拌搬送部材３２から現像剤を受け取った下流側粉体攪拌搬送部材３３は、上流側粉体攪拌搬送部材３２の現像剤の搬送方向Ｘ１と逆方向の搬送方向Ｘ２に現像剤を攪拌しつつ搬送する。
【００２６】
ここで、本発明の特徴部分についてより詳しく説明する。本実施形態の現像装置において、粉体収容部３５における長手方向に沿った一対の長手壁面のうち、上流側粉体攪拌搬送部材３２の軸線回りの回転によって粉体が偏る側の長手壁面（センサ面３５１）に、粉体であるトナーの量を検知する粉体検知センサ３６が設けられている。
【００２７】
上記構成の現像装置によれば、長尺の粉体収容部３５に粉体攪拌搬送部材３２，３３が配設される際、粉体攪拌搬送部材３２，３３の回転軸３２１，３３１が粉体収容部３５の長手方向に沿うように配設される。本実施形態においては、図２に示すように、上流側粉体攪拌搬送部材３２近傍において粉体収納部３５の底付近に堆積しているトナーをセンサ面３５１に向けて掻い出すように回転軸３２１の軸線回りに回転させる。これにより、上流側粉体攪拌搬送部材３２の軸線回りの回転によって粉体が粉体収容部３５の長手方向へ搬送される際、長手壁面であるセンサ面３５１側にトナーが偏る（トナーの最上面が仕切り板３４側よりも高くなる）。このようにトナーが偏る側のセンサ面３５１には、粉体であるトナーの量を検知する粉体検知センサ３６が設けられる。この粉体検知センサ３６は、例えば、トナーと接触可能に構成された圧電素子を用いた圧電センサや透磁率センサ等により構成され、トナーの有無を検知して、トナーカートリッジ４から新たなトナーを補充する制御に用いられる。なお、下流側粉体攪拌搬送部材３３については、いずれの方向に回転させても構わない。
【００２８】
このように、上流側粉体攪拌搬送部材３２の軸線回りの回転によってトナーが偏る側に粉体検知センサ３６が設けられるため、粉体検知センサ３６近傍におけるトナーの滞留量を可及的に最大とすることができる。したがって、粉体検知センサ３６が設けられた粉体収容部３５のセンサ面３５１近傍におけるトナーの滞留量変化を生じ難くさせることができ、トナーの容量検知を高精度かつ安定に検知することができる。
【００２９】
本実施形態においては、前記粉体攪拌搬送部材３２に対して作用する弾性の掻き落とし部材３７を具備し、前記掻き落とし部材３７は、揺動支点３７１が前記粉体攪拌搬送部材３２の軸線を基準にして前記粉体検知センサ３６が設けられた側で、かつ、前記粉体攪拌搬送部材３２の軸線よりも上方に位置しているように構成される。しかも、前記掻き落とし部材３７は、自由端部Ａが前記粉体収容部３５の幅方向に関して前記粉体攪拌搬送部材３２の軸線を越えているように構成される。本実施形態においては、弾性の板状部材３７２が弾性の樹脂フィルムにより複数形成され、板状部材３７２の他端部近傍がセンサ面３５１上方に取り付けられた共通の揺動支点３７１にそれぞれ固定されている。なお、板状部材３７２と揺動支点３７１とは、一体形成されることとしてもよい。
【００３０】
この場合、弾性を有する掻き落とし部材３７の板状部材３７２が粉体攪拌搬送部材３２の軸線より粉体検知センサ３６が設けられた側で、かつ、粉体攪拌搬送部材３２の軸線よりも上方を揺動支点２７１として揺動し、粉体攪拌搬送部材３２に付着したトナーを掻き落とす。つまり、粉体攪拌搬送部材３２の軸線回りの回転によりトナーが上昇し、板状部材３７２を上方に押し上げようとしても、弾性の板状部材３７２には、下方に向けて付勢力が生じ、トナーを下方に掻き落とす作用が生じる。なお、掻き落とし部材３７は、弾性を有するため、粉体攪拌搬送部材３２のスクリュー羽根と接触した際は、粉体攪拌搬送部材３２により押し上げられ、スクリュー羽根が通り過ぎた後、掻き落とし部材３７の弾性力により、もとの位置に復帰する。
【００３１】
このように、粉体攪拌搬送部材３２に付着したトナーを掻き落とし部材３７によって掻き落とすことにより、トナーが粉体攪拌搬送部材３２に付着・堆積することを防止してトナーの流動性の低下を防止することができる。加えて、粉体攪拌搬送部材３２の軸線回りの回転によるトナーの浮き上がりを抑制することにより、粉体検知センサ３６が取り付けられた粉体収容部３５のセンサ面３５１近傍における粉体攪拌搬送部材３２の軸線回りの回転によるトナーの滞留量変化をより生じ難くさせることができる。
【００３２】
しかも、掻き落とし部材３７の自由端部Ａが粉体攪拌搬送部材３２の軸線を越えて延びているため、粉体攪拌搬送部材３２の軸線よりも粉体検知センサ３５が設けられた側の全域において掻き落とし作用を発揮することができる。
【００３３】
また、前記掻き落とし部材３７は、前記粉体検知センサ３６を前記粉体収容部３５の長手方向に跨いだ位置に取り付けられるように構成される。本実施形態においては、複数の板状部材３７２がセンサ面３５１の長手方向（粉体攪拌搬送部材３２の軸方向）にわたって取り付けられている。
【００３４】
この場合、掻き落とし部材３７により、粉体検知センサ３６を粉体収容部３５の長手方向に跨いだ位置において粉体の掻き落としが行われる。これにより、粉体検知センサ３６の近傍でより直接的にトナーの掻き落としが行われるため、トナーの容量検知をより安定化させることができる。
【００３５】
以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
【００３６】
例えば、本実施形態においては、図３に示すように、粉体検知センサ３６を跨いだ位置に揺動支点３７１が存在する構成について例示したが、これに限られず、粉体検知センサ３６の直上に揺動支点３７１が存在する構成等、板状部材３７２が粉体検知センサ３６の直上または粉体検知センサ３６を粉体収容部３５の長手方向に跨いだ位置にある構成であれば、揺動支点３７１の位置は特に限定されない。
【００３７】
また、前記掻き落とし部材３７は、図４または図５に示すように、弾性の線状部材３７２’，３７２’’から形成されているように構成されてもよい。より具体的には、粉体攪拌搬送部材３２の羽根形状に沿うように折り曲げ加工されたピアノ線、硬鋼線等の弾性を有する線状部材３７２’，３７２’’により、掻き落とし部材３７を実現している。なお、図４に例示する線状部材３７２’のように、一平面内に含まれる形状に折り曲げてもよいし、図５に例示する線状部材３７２’’のように立体的な形状に折り曲げてもよい。
【００３８】
また、本実施形態においては、粉体攪拌搬送部材３２，３３として、図３に示すような、らせん状かつ連続な羽根を有するスクリュー羽根を例に説明したが、これに限られず、羽根の回転により軸方向の搬送作用を生じ得る羽根、すなわち、軸部材３２１，３３１の周方向変位に応じて軸線方向に羽根の位置が変位するように配置された羽根であれば、スクリュープロペラのような不連続なもの等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の一実施形態における概略図である。
【図２】図１の現像装置を示す概略側方断面図である。
【図３】図１の現像装置を示す概略上面図である。
【図４】本発明に係る現像装置における掻き落とし部材の他の例を示す図である。
【図５】本発明に係る現像装置における掻き落とし部材の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
３…現像装置
３２…（上流側）粉体攪拌搬送部材
３２１…回転軸
３５…粉体収容部
３５１…センサ面（長手壁面）
３６…粉体検知センサ
３７…掻き落とし部材
３７１…揺動支点
３７２…弾性の板状部材
３７２’，３７２’’…弾性の線状部材
A…自由端部
【図１】
2008112006.tif 000003
【図２】
2008112006.tif 000004
【図３】
2008112006.tif 000005
【図４】
2008112006.tif 000006
【図５】
2008112006.tif 000007