(57)【要約】【課題】  センサーの検出面に現像剤が直接接触する場合であっても検出面に現像剤が付着することを防ぐ現像装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像剤搬送路６７内に充填された現像剤は、オーガ６４が軸６４ｂ回りに回転することにより一方向に搬送される。撹拌羽７４は軸６４ｂ回りに回転し、これによりトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂに現像剤を押し付ける。トナー濃度センサー７２は、検出面７２ｂに押し付けられた現像剤のトナー濃度を検出する。トナー濃度を検出してないときには、トナー濃度センサー７２の検出面７２ｂを可動シャッタ７５で覆い、これによって現像剤が検出面７２ｂに接触しないようにしている。【選択図】  図５
2005250172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の粒子と当該第１の粒子とは物性が異なる第２の粒子とからなる現像剤が充填される充填領域と、
前記充填領域内に設けられ、現像剤を搬送する搬送手段と、
前記充填領域内の現像剤における第１の粒子又は第２の粒子の濃度を、当該充填領域に臨む検出面を介して当該第１の粒子と第２の粒子の物性の違いに基づいて検出する濃度検出手段と、
前記濃度検出手段による検出時に当該濃度検出手段の検出面を露出する可動シャッタとを含む現像装置。
【請求項２】
前記現像装置内の被駆動部品を駆動するための駆動系と、
前記被駆動部品又は前記駆動系に接触して回転するとともに、その回転軸が、接触する当該被駆動部品又は当該駆動系に対して離れる方向にスライド可能であるカムとを更に備え、
前記可動シャッタが前記カムの回転軸に取り付けられ、これにより前記被駆動部品又は前記駆動系と同期して当該可動シャッタを開閉させ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】
前記可動シャッタを駆動して前記濃度検出手段の検出面を露出させるためのモータを更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１の粒子が磁性を有し、前記第２の粒子が非磁性を有し、
前記濃度検出手段が、現像剤の透磁率変化に基づいて前記第１の粒子又は前記第２の粒子の濃度を検出するものであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
磁性キャリアと非磁性トナーとからなる現像剤が充填される充填領域と、
前記充填領域内に設けられて回転することにより現像剤を搬送する搬送手段と、
現像剤の透磁率変化に基づいて前記充填領域内の現像剤におけるトナー濃度を、当該充填領域に臨む検出面を介して検出するトナー濃度センサーと、
前記トナー濃度センサーの検出面を覆う可動シャッタと
を含む現像装置。
【請求項６】
前記可動シャッタは前記トナー濃度センサーにより検出するときに前記トナー濃度センサーの検出面を露出することを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記充填領域内で回転して前記現像剤を前記トナー濃度センサーの検出面に押し付ける撹拌羽と、
前記撹拌羽を回転させるための駆動系と、
前記駆動系に接触して回転するとともにその回転軸が前記駆動系に対して離れる方向にスライド可能であるカムと
を更に備え、前記可動シャッタが前記カムの回転軸に取り付けられ、これにより前記駆動系と同期して前記可動シャッタを開閉させることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項８】
前記可動シャッタを駆動して前記トナー濃度センサーの検出面を露出させるためのモータを更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項９】
像担持体と、
前記像担持体で形成された静電潜像を現像剤で現像する現像ロールと、
現像剤を前記現像ロールへ搬送する搬送手段と、
現像剤の成分量を検出面を介して検出するセンサーと、
前記センサーにより現像剤の成分量を検出するときに当該センサーの検出面を露出させる可動シャッタと
を含む画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成装置内の被駆動部品を駆動するための駆動系と、
前記被駆動部品又は前記駆動系に接触して回転するとともにその回転軸が、接触する前記被駆動部品又は前記駆動系に対して離れる方向にスライド可能であるカムと
を更に備え、前記可動シャッタが前記カムの回転軸に取り付けられ、これにより前記駆動系と同期して前記可動シャッタを開閉させることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記可動シャッタを駆動して前記センサーの検出面を露出させるためのモータを更に備えたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置の現像装置に関し、より詳しくは、現像剤中のトナー濃度を精度よく検出することを可能とした現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記電子写真方式を適用した複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、例えば、感光体ドラム上に形成された静電潜像を、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた現像装置によって現像して、感光体ドラム上にトナー像を形成し、この感光体ドラム上に形成されたトナー像を、転写用紙上に転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。
【０００３】
かかる画像形成装置に使用される現像装置では、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像していくのに伴って、二成分現像剤中のトナーが消費され、トナー濃度が次第に低下していく。このため、現像装置内のトナー濃度をトナー濃度検出手段（トナー濃度センサー）によって検出し、当該現像装置内のトナー濃度が一定の範囲に入るように、トナーの補給動作を行なうように構成されている。
【０００４】
ところで、上記の如く二成分現像剤を用いた現像装置において、感光体ドラム上に形成された静電潜像に接触した全てのトナーが現像されるわけではないため、現像に用いられなかったトナーはキャリアとともに現像装置内に戻されて、再び現像装置内を搬送される。そのような搬送が繰り返しなされると、トナー表面に付着させた無機粒子または有機樹脂粒子からなる外添剤が、キャリア表面や現像装置内部の部材表面に静電的に転移したり、キャリア粒子から受ける圧力でトナー粒子内に埋没したりすることがある。このように外添剤が他の部材表面に転移したトナー粒子または外添剤が内部に埋没したトナー粒子は、他のトナー粒子、キャリア、現像装置部材の表面と付着しやすくなり、現像装置内で撹拌、搬送される間に現像剤の嵩密度が変化したり、凝集物を生成しやすくなったりする。
【０００５】
ここで、現像剤の透磁率の変化に基づいて現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度センサーを用いると、現像剤の嵩の変化に起因する現像剤の密度のバラツキによりトナー濃度が変化したかのように誤検出されてしまう。
このような現像剤の嵩密度の変化に起因する問題を解決するために検出部付近の現像剤に振動を与える手段を備え、振動によって現像剤の嵩密度を一定にする方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、現像剤の嵩密度変化によるトナー濃度の誤検出を防止するため、現像剤を搬送する搬送部材としてスパイラル翼を備えた撹拌ローラに沿ってトナー濃度センサーを配置し、撹拌ローラの軸と直交する方向に突出する撹拌羽根をトナー濃度センサーと対向する位置に設け、これにより一定の圧力でトナー濃度センサーに現像剤を押し付ける方法が提案されている。
【０００６】
また、押し付けによるトナー濃度センサー検出面の付着に対応するために、トナー濃度センサー検出面にフッ素樹脂層を設けて現像剤の付着を防止し、さらにトナー濃度センサー検出面をクリーニングブレードで拭う方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
また、トナー濃度センサー検出面を覆うように無端状ベルトもしくは回転体を設け、トナー濃度センサー検出面に現像剤が直接接触しないような構造が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２２９３２３号公報(第８頁、図３)
【特許文献２】特開平５−１５０６５０号公報(第３頁、図４〜図５)
【特許文献３】特開２００２−２０７３５８号公報(第４頁、図１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記クリーニングブレードを用いる方法では、長時間使用しているとクリーニングブレードで拭われた現像剤中の磁性キャリアがフッ素樹脂層を摩耗させ、現像剤付着防止効果が低下してしまうという課題が残されている。また、クリーニングブレード自体も磁性キャリア粒子によって摩耗するため、クリーニングブレードの拭取り効果が低下する場合があった。
また、上記現像剤の直接接触しない構造においては、透磁率の変化を計測してトナー濃度を検出するセンサーはその検出面直上の現像剤の透磁率変化を検出するため、現像剤が付着しないというメリットがあるものの、トナー濃度センサー検出面と現像剤との間にできる距離により透磁率の検出感度が低下してしまうおそれがあった。
【０００９】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、検出面に現像剤が直接接触する場合であっても検出面に現像剤が付着することを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的のもと、本発明が適用される画像処理装置の現像装置は、汚れやすい現像剤検出面を非検出時には可動シャッタで被覆する一方で、検出面にて現像剤の検出を行うときには検出面を露出させることを特徴とするものである。すなわち、第１の粒子と第１の粒子とは物性が異なる第２の粒子とからなる現像剤が充填される充填領域と、充填領域内に設けられ、現像剤を搬送する搬送手段と、充填領域内の現像剤における第１の粒子又は第２の粒子の濃度を、充填領域に臨む検出面を介して第１の粒子と第２の粒子の物性の違いに基づいて検出する濃度検出手段と、濃度検出手段による検出時に濃度検出手段の検出面を露出する可動シャッタとを含む。可動シャッタは、検出時（計測時）には検出面の全面を露出して現像剤を検出面に接触させ、非検出時（非計測時）には検出面全面を被覆することが望ましい。第１の粒子と第２の粒子との物性の違いとしては、例えば磁性の有無や帯電性の差、樹脂における分子量の差、熱伝導率の差などである。
ここで、現像装置内の被駆動部品を駆動するための駆動系と、被駆動部品又は駆動系に接触して回転するとともに、その回転軸が、接触する被駆動部品又は駆動系に対して離れる方向にスライド可能であるカムとを更に備え、可動シャッタがカムの回転軸に取り付けられ、これにより被駆動部品又は駆動系と同期して可動シャッタを開閉させることを特徴とすることができる。また、可動シャッタを駆動して濃度検出手段の検出面を露出させるためのモータを更に備えたことを特徴とすることもできる。
例えば第１の粒子が磁性を有し、第２の粒子が非磁性を有する場合には、濃度検出手段として、現像剤の透磁率変化に基づいて第１の粒子又は第２の粒子の濃度を検出するセンサーを用いることができる。
【００１１】
他の観点から捉えると、本発明は、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる現像剤が充填される充填領域と、充填領域内に設けられて回転することにより現像剤を搬送する搬送手段と、現像剤の透磁率変化に基づいて充填領域内の現像剤におけるトナー濃度を、充填領域に臨む検出面を介して検出するトナー濃度センサーと、トナー濃度センサーの検出面を覆う可動シャッタとを含む。これによって、トナー濃度センサの検出面上に現像剤（及びトナー）の付着が起こることを防止し、現像剤の透磁率の変化を敏感に検出し、その結果現像剤のトナー濃度を正確に測定できる現像装置を提供することができる。
ここで、充填領域内で回転して現像剤をトナー濃度センサーの検出面に押し付ける撹拌羽と、撹拌羽を回転させるための駆動系と、駆動系に接触して回転するとともにその回転軸が駆動系に対して離れる方向にスライド可能であるカムとを更に備え、可動シャッタがカムの回転軸に取り付けられ、これにより駆動系と同期して可動シャッタを開閉させることを特徴とすることができる。
【００１２】
更に本発明を別の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、像担持体と、像担持体で形成された静電潜像を現像剤で現像する現像ロールと、現像剤を現像ロールへ搬送する搬送手段と、現像剤の成分量を検出面を介して検出するセンサーと、センサーにより現像剤の成分量を検出するときにセンサーの検出面を露出させる可動シャッタとを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、検出面に現像剤が直接接触する場合であっても検出面に現像剤が付着することを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここに説明するのは本発明を利用した実施形態の例であり、本発明の要件を満たす方法であれば、実施形態に限定されるものではない。
図１は実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０と、記録用紙(シート)を搬送するシート搬送系４０と、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ(Image Processing System)５０とを備えている。
【００１５】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋと、この画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０と、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ(Raster Output Scanner)３０とを備えている。また本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙(シート)上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器２９を備えている。更に、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋが設けられている。
【００１６】
転写ユニット２０は、中間転写体である中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置２５を備えている。中間転写ベルト２１は、このドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。クリーニング装置２５は、クリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【００１７】
ＲＯＳ３０は、図示しない半導体レーザ、変調器の他、半導体レーザから出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている。図１に示す例では、ＲＯＳ３０は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの下方に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ３０は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム３２を設け、また、レーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)が通過するガラス製のウィンドウ３３をこのフレーム３２の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【００１８】
シート搬送系４０は、画像が記録される記録用紙(シート)を積載して供給する給紙装置４１と、給紙装置４１から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール４２と、ナジャーロール４２から供給された記録用紙を１枚ずつ分離して搬送するフィードロール４３と、フィードロール４３により１枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路４４とを備えている。また、搬送路４４を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール４５と、二次転写位置に設けられバックアップロール２４に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール４６とを備えている。更に、定着器２９によってトナー画像が定着された記録用紙を本体１の機外に排出する排出ロール４７と、排出ロール４７によって排出された記録紙を積載する排出トレイ４８とを有する。また、定着器２９によって定着された記録用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。
【００１９】
次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋについて詳述する。
図２は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Ｙ)の画像形成ユニット１１Ｙとマゼンタ(Ｍ)の画像形成ユニット１１Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット１１Ｃ,１１Ｋもほぼ同様に構成されている。
【００２０】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１２と、帯電ロール１３ａを用いて感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３と、帯電器１３によって帯電され、ＲＯＳ３０からのレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)によって感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像ロール１４ａによって現像する現像器１４と、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２に対向して設けられ、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する一次転写ロール１５と、転写後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置１６とを備えている。
【００２１】
尚、本実施の形態では、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２、帯電器１３、およびクリーニング装置１６を一体化し、カートリッジ化することで、画像形成装置の本体１からこのカートリッジだけを取り外し、また、カートリッジだけを本体１に対して取り付け可能に構成されている。そして、この各々のカートリッジには、不揮発性メモリ(図示せず)が搭載されている。この不揮発性メモリには、例えば、感光体ドラム１２の回転数、高圧電圧印加時間、プリント枚数など、所定の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて、そのカートリッジが装着された際の、各々のカートリッジ使用履歴情報が格納されている。これらのカートリッジは、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの間で差し替えて用いることもできる。各々のカートリッジに夫々不揮発性メモリが搭載されていることにより、カートリッジが異なるユニットで用いられた場合であっても、トータルとしての自らの使用履歴情報を、カートリッジ自らが保存することができる。その結果、カートリッジ毎に、例えば、正しい寿命を判断することができる。
【００２２】
次に、図１に示す画像形成装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ５０に入力される。ＩＰＳ５０では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。
【００２３】
ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、半導体レーザ(図示せず)から出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を、ｆ−θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー３１に出射している。ポリゴンミラー３１では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。
【００２４】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト２１上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット１１Ｋは、中間転写ベルト２１の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト２１に対して最後に一次転写される。
【００２５】
一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール４３により１枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路４４を経てレジストロール４５に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール４５が回転し、記録用紙は、バックアップロール２４および二次転写ロール４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール４７によって本体１の上部に設けられた排出トレイ４８に排出される。尚、排出トレイ４８にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって搬送方向を切り替え、定着器２９によって定着された記録用紙を両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙をレジストロール４５に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙の両面に画像を形成することが可能となる。
【００２６】
次に、図２に示した画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおける各現像器（以下、現像装置ともいう）１４について説明する。
図３及び図４は、画像形成ユニットにおける現像装置の構成を説明するための図であり、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおける現像装置はほぼ同様に構成されている。図４は、図３の矢印IVから現像装置内を見た場合の図である。
現像装置１４は、図３に示すように、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分系の現像剤を内部に有する。現像装置１４は、現像装置ハウジング６２の感光体ドラム１２側に配設される現像剤担持体としての現像ロール１４ａと、搬送経路（充填領域）である現像剤搬送路６６，６７内に配置され、軸方向に沿ってスパイラル板が形成され、現像剤を回転して撹拌搬送する搬送手段として互いに平行に配設された一対のオーガ（オーガ６３,オーガ６４）と、現像ロール１４ａにて搬送される現像剤を層厚規制するブレード６５と、現像剤搬送路６６と現像剤搬送路６７とを互いに仕切る仕切り板６８と、仕切り板６８の両端部に設けられた通路６９,７０（図４参照）とを備えている。なお、現像ロール１４ａは、例えば、アルミニウム合金やステンレス鋼等の非磁性導電性部材からなる図示しない現像スリーブと、その内部に固定状態に配置された図示しないマグネットロールとから構成されている。
また、現像装置１４の内部には、当該現像装置１４とは別体に構成された図示しないトナーボックスから、トナー補給用のモータを回転駆動することにより、図示しない補給用のオーガによって、図４に示すように、非磁性トナー中に磁性キャリアを混合した現像剤が現像剤搬送兼撹拌用のオーガ６４の一端部６４ａに供給されるようになっている。この現像装置１４の内部に供給された非磁性トナーを多く含む現像剤は、オーガ６４によって、当該現像装置１４の軸方向（長手方向）に沿って搬送されつつ現像剤と撹拌混合され、仕切り板６８の一端部に設けられた通路６９を通して、もう一つの現像剤搬送兼撹拌用のオーガ６３に受け渡される。このオーガ６３に受け渡された現像剤は、オーガ６３の軸方向に沿って搬送されつつ現像剤と撹拌混合され、仕切り板６８の他端部に設けられた通路７０を通して、一方のオーガ６４に再度供給される。
【００２７】
このように、現像装置１４の内部に供給された現像剤は、現像装置１４内の現像剤と共に、２つのオーガ６３,６４によって搬送され撹拌混合されるとともに、現像剤の磁性キャリアによって所定の極性の帯電量に摩擦帯電され、現像ロール１４ａへと搬送され、感光体ドラム１２上の静電潜像の現像に使用される。
【００２８】
なお、現像装置１４では、図４に示すように、オーガ６３の軸方向の端部に設けられた排出口７１から、現像剤のうちの劣化したものを所定のタイミングで排出することにより、現像剤の寿命を延ばすことが可能な、所謂トリクル現像方式（ディスペンスするトナー中にキャリアを混合して供給する一方、現像剤の排出を行ない、現像剤のトータル的な寿命を延ばす技術）を採用している。しかし、この実施形態は、トリクル現像方式を採用した現像装置に限定されるものではなく、通常の現像方式を採用した現像装置にも適用できることは勿論である。
【００２９】
この実施の形態では、現像装置１４内の二成分現像剤のトナー濃度を検知する濃度センサーとして、二成分現像剤中のトナー濃度を透磁率によって検出する透磁率センサー（トナー濃度センサー）７２を用いている。
この透磁率センサー７２は、図３及び図４に示すように、現像装置ハウジング６２のオーガ６４の外側であって、図４に示すように、オーガ６４の軸方向に沿ったトナー供給側の一端部６４ａとは反対側の他端部近傍における外壁に取り付けられている。
【００３０】
この現像装置ハウジング６２の外壁には、図３に示すように、トナー濃度センサー７２を取り付けるための取付部７３が設けられている。この取付部７３は、トナー濃度センサー７２を取り付ける側の面７３ａが平坦状に形成されており、当該平坦状の面７３ａにトナー濃度センサー７２がネジ止め等によって取り付けられている。
トナー濃度センサー７２は、検出部７２ａの検出面７２ｂを通じて二成分現像剤中のトナー濃度に応じた透磁率の変化を計測し、例えば、アナログ出力電圧が変化するため、当該アナログ出力電圧を検出することによって、トナー濃度を検知するものである。なお、検出面７２ｂは、現像剤搬送路６７に面している。なお、検出面７２ｂは直径５〜６ｍｍ程度の大きさである。
【００３１】
図３に示すように、オーガ６４にはトナー濃度センサー７２と対面する部位に、オーガ６４の軸６４ｂと直交する方向に突出して軸６４ｂ回りに回転する撹拌羽７４が設けられている。
現像剤は、オーガ６４によって現像剤搬送方向（軸方向）に搬送されるとともに、撹拌羽７４によってオーガ６４の回転方向にも搬送される。回転方向への搬送のときに現像剤は、撹拌羽７４と対面する部位に配置したトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂに押し付けられる。
【００３２】
この現像装置１４では、トナー濃度センサー７２の検出面７２ｂに可動シャッタ７５を設けている。可動シャッタ７５は撹拌羽７４が搬送した現像剤のトナー濃度を測定する時間のみ開き、検出面７２ｂに現像剤を接触させてトナー濃度を測定する。すなわち、トナー濃度を測定しないときは、可動シャッタ７５を閉じ、トナー濃度センサー７２の検出面７２ｂに現像剤を接触させないようにする。なお、可動シャッタ７５として、可撓性のある樹脂フィルム、例えばＰＥＴ(polyethylene terephthalate)により製造することができる。
【００３３】
図５は、可動シャッタ７５の開閉時間と撹拌羽７４の位置関係を説明する模式図であり、図６はトナー濃度センサー７２の出力を説明する模式的なグラフであり、縦軸がトナー濃度センサー出力、横軸は撹拌羽の位置を示している。
一方向に回転する撹拌羽７４が（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各位置においては可動シャッタ７５が閉じている状態であり、現像剤がトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂに搬送されてもトナー濃度センサー７２は出力を発生しない。そして撹拌羽７４が（ｄ）の位置に達したときに可動シャッタ７５が開いて、現像剤とトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂとを接触させて出力を得る。得られた複数個の出力を予め設定されたトナー濃度との検量線から換算され、現像装置１４内の現像剤のトナー濃度として、図示しないトナー濃度制御系に送られる。
可動シャッタ７５は、撹拌羽７４とトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂとの間に入る厚みであればよく、本実施形態の場合、撹拌羽７４とトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂとの間の間隔０．５ｍｍに対して可動シャッタ７５の厚みは０．３ｍｍである。また、撹拌羽７４とトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂとの間の間隔を０．７ｍｍにして可動シャッタ７５の厚みを０．５ｍｍとしてもよい。
なお、可動シャッタ７５の形状は、トナー濃度センサー７２の検出面７２ｂと現像剤を接触させないようにすることができれば、矩形、円形、楕円形の他どのような形状でも良い。また、可動シャッタ７５は、トナー濃度センサー７２の検出面７２ｂが露出してトナー濃度を計測するときには全面露出が好ましいが、トナー濃度を検出できるのであれば必ずしも検出面７２ｂの全面を露出させる必要はない。
【００３４】
可動シャッタ７５を開閉するための機構について説明する。
図７は、本実施形態における駆動系及び駆動系に連結したカムを概略的に示した図であり、図８はカムによる可動シャッタの動きを示した図である。
この駆動系（駆動手段）は、現像ロール１４ａ、オーガ６３,６４を駆動するためのもので、現像ロール１４ａと同軸に取り付けられた歯車８０と、オーガ６３と同軸に取り付けられた歯車８２と、オーガ６４と同軸に取り付けられた歯車８４と、歯車８０から歯車８２へ駆動力を伝達する歯車８１と、歯車８２から歯車８４へ駆動力を伝達する歯車８３とを備えている。さらに、ベルト８５を介して歯車８４と連結するプーリー８６を備えている。プーリー８６の周面には、現像装置１４内の可動シャッタ７５が取り付けられたスパイラルカム８７が当接している。スパイラルカム８７の回転軸８８は、プーリー８６の周面から離れる方向（上下方向）に移動可能に保持されている。
このように構成された駆動系と開閉機構の作用について説明する。現像ロール１４ａ（図３参照）を回転させる駆動系（駆動手段）が、現像ロール１４ａと同軸上に取り付けられた歯車８０を回転させる。歯車８０の回転力は歯車８１を介して、オーガ６３と同軸上に取り付けられた歯車８２を回転させ、歯車８２の回転力は歯車８３を介してオーガ６４の同軸上に取り付けられた歯車８４へと伝えられる。歯車８４の回転は、ベルト８５を介してプーリー８６を取り付けた軸へ伝えられ、プーリー８６がスパイラルカム８７を回転させる。スパイラルカム８７及び回転軸８８はプーリー８６の回転によって上下に可動することで、スパイラルカム８７に取り付けられた可動シャッタ７５がトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂを開閉する。
また、可動シャッタ７５が開閉するタイミングは、歯車８４からプ−リー８６に回転を伝えるベルト８５を取り付ける際、図５で示したように撹拌羽７４の位置関係となるようにする。
【００３５】
本実施形態では上記の構成及び作用を有するので、現像剤で汚れやすいトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂを非計測時に可動シャッタ７５で被覆し、トナー濃度センサー７２で計測するときに可動シャッタ７５をスライドして検出面７２ｂを露出させるので、必要以上に現像剤が検出面７２ｂに接触しないようになり、検出面７２ｂへの現像剤の付着を効果的に防止することができる。
また、可動シャッタ７５を駆動するための駆動手段として装置の駆動系を利用するので、別途駆動装置を設ける必要がなく、装置の構成が複雑化することを回避することができる。また、可動シャッタ７５を撹拌羽７４の回転に同期して確実にスライドして作動させる構成であるので、その制御手段を特に設けなくても済み、簡易な構成で上記効果を奏することができる。
【００３６】
すなわち、現像剤搬送路６６,６７内のトナー濃度を計測するトナー濃度検知手段を備える現像装置１４において、現像剤の透磁率の変化に基づいて現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度センサー７２を用い、当該トナー濃度センサー７２の検出面７２ｂに可動シャッタ７５を設け、トナー濃度を計測しないときは、トナー濃度センサー７２の検出面７２ｂに現像剤を接触させず、トナー濃度を計測するときだけ接触させることで、現像剤とトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂとの接触する機会を最小限にすることができるため、長い間現像装置１４内を搬送され付着力が増加した現像剤がトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂに付着するという問題を解決することが可能となる。また、同時に長い間現像装置１４内を搬送され嵩密度が変化した現像剤であっても撹拌羽７４から一定の圧力でトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂに直接現像剤を押し付けることが可能であるので、トナー濃度を検出する感度が損なわれることもない。
以上の結果から明らかなように、本実施形態は、トナー濃度センサー７２の検出面７２ｂ上で現像剤のトナーの付着が起こることを防止し、現像剤の透磁率の変化を敏感に検出し、その結果現像剤のトナー濃度を正確に測定できる現像装置１４を提供することが可能である。
【００３７】
なお、本実施形態では、トナー濃度センサー７２を用いているが、その代わりに現像剤の成分量を検出するセンサーを用いることもできる。また、本実施形態では、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を用いており、磁性の有無による現像剤の透磁率変化に着目して濃度（混合割合）を検出しているが、磁性の有無以外の他の物性が異なる２成分からなる現像剤を用いることも考えられる。この場合のトナー濃度センサー７２としては、そのような物性の違いに基づいて濃度（混合割合）を検出するセンサーを使用することになる。例えば検出面の外面をクリーニングする装置とともに光学センサーを用いることも考えられる。
また、本実施形態では、２成分現像剤を用いているが、１成分の現像剤の場合に適用することも可能である。この場合のセンサーは、現像剤の量を検出する現像剤成分量検出センサーとなる。
また、本実施形態では、可動シャッタ７５を検出面７２ｂの被覆のために用いているが、可動シャッタ７５自体または可動シャッタ７５に図示しないクリーニング部材を取り付け、可動シャッタ７５のスライドに伴って検出面７２ｂをクリーニングするように構成することも考えられる。
【００３８】
次に、可動シャッタ開閉機構の他の実施形態について説明する。
図９は、他の一実施形態に係る現像装置の構成を示した図であり、図１０はモータによる可動シャッタの動きを示した図である。なお、基本的な構成は前述の図３及び図４に示す実施形態と同じであるので、重複する説明は省略するものとする。
可動シャッタ９０は、図９に示すように、現像装置１４の外部に設けた回転モータ９１に回転軸９２を介して設置されている。可動シャッタ９０は、図１０に示すように一部を切り欠いた円形状であり、具体的には、トナー濃度センサー７２の検出面７２ｂの全面を露出できるようにその一部に切り欠き部を持った円形状である。
可動シャッタ９０は、撹拌羽７４の位置と同期してトナー濃度センサー７２の検出面７２ｂを覆い隠すように回転し、図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の位置に撹拌羽７４があるときには、図１０の（ａ）の位置になるように可動シャッタ９０が位置決めされ（可動シャッタ閉）、図５の（ｄ）の位置に撹拌羽７４が達すると、図１０の（ｂ）の位置になるように可動シャッタ９０が位置決めされるようになっている（可動シャッタ開）。
【００３９】
本実施形態では、可動シャッタ９０の駆動源として回転モータ９１を設けたので、可動シャッタ９０を任意のタイミングで開閉することができる。たとえば、撹拌羽７４が１回転するごとに可動シャッタ９０を開くのではなく、撹拌羽７４が複数回（例えば３回）回転することに可動シャッタ９０を開くようにすることもできる。なお、撹拌羽７４と同期する機構として、周知慣用の技術を用いることができる。例えば撹拌羽７４の位置を検出してその結果に基づいて可動シャッタ９０を作動させることもでき、また、撹拌羽７４の位置を検出することなく所定の時間経過後に可動シャッタ９０を作動させるようにすることも考えられる。
【００４０】
本実施形態においても可動シャッタ９０は、撹拌羽７４とトナー濃度センサー７２との間に入る厚みであればよく、本実施形態の場合、撹拌羽７４とトナー濃度センサー７２との間隔０．５ｍｍに対して可動シャッタ９０の厚みは０．２ｍｍとすることができる。
可動シャッタ９０の形状は、トナー濃度センサー７２の検出面７２ｂに現像剤を接触させないようにすることができれば、矩形、円形、楕円形を元に加工した形状の他どのような形状でも良い。また、本実施形態では可動シャッタ９０を回転して開閉しているが、これ以外の動き、例えばスライドして可動シャッタ９０を開閉するような構造にすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の活用例としては、現像剤で画像形成を行う現像装置や、プリンタまたは複写機等の画像形成装置への活用がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】画像形成ユニットの構成を説明するための図である。
【図３】画像形成ユニットにおける現像装置の構成を説明するための図である。
【図４】画像形成ユニットにおける現像装置の構成を説明するための図である。
【図５】可動シャッタの開閉時間と撹拌羽の位置関係を説明するための図である。
【図６】撹拌羽の位置とトナー濃度センサーの出力との関係を説明するグラフである。
【図７】駆動系及び駆動系に連結したカムを概略的に示した図である。
【図８】図７に示したカムによる可動シャッタの動きを示した図である。
【図９】他の一実施形態に係る現像装置の構成を示した図である。
【図１０】モータによる可動シャッタの動きを示した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１２…感光体ドラム、１４…現像器（現像装置）、１４ａ…現像ロール、６２…現像装置ハウジング、６３,６４…オーガ、６４ａ…一端部、６４ｂ…軸、６５…ブレード、６６,６７…現像剤搬送路、６８…仕切り板、６９，７０…通路、７１…排出口、７２…透磁率センサー（トナー濃度センサー）、７２ａ…検出部、７２ｂ…検出面、７３…取付部、７３ａ…面、７４…撹拌羽、７５,９０…可動シャッタ、８０,８１,８２,８３,８４…歯車、８５…ベルト、８６…プーリー、８７…スパイラルカム、８８…回転軸、９１…回転モータ、９２…回転軸
【図１】
2005250172.tif 000003
【図２】
2005250172.tif 000004
【図３】
2005250172.tif 000005
【図４】
2005250172.tif 000006
【図５】
2005250172.tif 000007
【図６】
2005250172.tif 000008
【図７】
2005250172.tif 000009
【図８】
2005250172.tif 000010
【図９】
2005250172.tif 000011
【図１０】
2005250172.tif 000012