(57)【要約】【課題】  トナー濃度センサの検出域を通過する２成分現像剤の量のばらつきを抑え、トナー濃度センサの出力を安定させることにより、適切なトナー補給を行い、トナーの帯電を適切に行うことを課題とする。【解決手段】  前記攪拌室４３の内面と前記規制面５０との間に形成される一定間隔の間隙を２成分現像剤が通過する検出用流路５２とし、前記検出用流路５２の断面積を、攪拌室４３内の他の位置における流路の断面積より小として、トナー濃度センサの検出域を通過する２成分現像剤８１の量を一定とする。これにより、前記トナー濃度センサの検出域６３を通過する２成分現像剤８１の量のばらつきが抑えられる。よって、透磁率のばらつきを抑え、トナー濃度センサの出力を安定させることができ、適切なトナー補給を行って、トナーの帯電を適切に行うことができる。【選択図】図２
2007298824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置であって、
前記２成分現像剤を攪拌及び循環させて現像に供する攪拌室と、
回転軸の軸方向に沿って螺旋状の撹拌羽根が形成され、前記攪拌室内で軸周りに回転することにより、攪拌室内の２成分現像剤を攪拌及び搬送する攪拌搬送部材と、
前記攪拌室に設けられ、前記攪拌室内で攪拌及び搬送される２成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、
前記攪拌搬送部材の回転軸の周囲であって、かつ前記トナー濃度センサの検出域に形成され、攪拌搬送部材の回転軸からの半径方向距離が一定に形成された規制面を有する規制部材と、
を備え、
前記攪拌室の内面と前記規制面との間に形成される一定間隔の間隙を２成分現像剤が通過する検出用流路とし、前記検出用流路の断面積を、攪拌室内の他の位置における流路の断面積より小として、トナー濃度センサの検出域を通過する２成分現像剤の量を一定としたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置であって、
前記規制部材は円柱状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３】
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置であって、
２成分現像剤の搬送方向の上流側に、前記規制面から連続する案内面が形成され、前記案内面は、前記攪拌搬送部材の回転軸の周囲に、攪拌搬送部材の回転軸からの半径方向距離を搬送方向上流側から下流側に向けて漸次増大するように形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に関し、より詳細にはトナー濃度センサを備えた現像装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複合機、及びファクシミリ等の画像形成装置には現像装置が設けられており、現像剤として、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤が用いられているものがある。２成分現像剤が用いられる現像装置の内部には、２成分現像剤を攪拌及び循環させて現像に供する攪拌室と、現像剤を攪拌及び搬送するための攪拌搬送部材とが設けられている。攪拌搬送部材には回転軸の軸方向に沿って螺旋状の撹拌羽根が形成されており、攪拌搬送部材が前記攪拌室内で軸周りに回転する。攪拌搬送部材により、トナーとキャリアとが攪拌室内を搬送され、その間にキャリアとトナーとが混合・攪拌されてトナーが帯電される。
【０００３】
前記２成分現像剤のトナーとキャリアとの混合比は、トナーの適切な帯電電位を得て、良好な画像を得るために、適切な範囲に設定されることが必要である。このため、トナー濃度を検出するトナー濃度センサを攪拌室に設け、攪拌室内のトナー濃度を連続的に検出するようにした現像装置が公知である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
前記従来の現像装置によれば、現像によってトナーを消費することにより、キャリアに対するトナーの割合が減少して、トナー濃度が所定の基準値より低下したことが検出されると、トナー室から攪拌室内に新たなトナーが適宜補給される。新たに補給されたトナーは、攪拌室内の既存の２成分現像剤とともに攪拌搬送部材によって混合・攪拌され、逐次現像に供される。前記トナー濃度センサは、現像剤中のキャリアの透磁率を検出する磁気センサであり、攪拌室の壁面にセンサ面が設けられており、磁気センサの出力からトナー濃度を検出している。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３２３７９４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、上記従来の現像装置では、攪拌搬送部材が回転することによって２成分現像剤が螺旋状の攪拌羽根により送り出されるため、２成分現像剤の送り量には、攪拌羽根の送り速度やピッチなどに起因した周期的なうねりや脈打ちなどの波がある。このため、トナー濃度センサのセンサ面を通過する２成分現像剤の量が変動し、これが磁気センサの読取、出力を不安定にさせて出力の周期的変化、いわゆるリップルが生じ、その結果、トナー補給量に過不足が生じ、トナーの帯電過多あるいは不足が生じるという問題がある。
【０００７】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、トナー濃度センサの検出域を通過する２成分現像剤の量のばらつきを抑え、トナー濃度センサの出力を安定させることにより、適切なトナー補給を行い、トナーの帯電を適切に行うようにした現像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１に記載の発明では、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置であって、
前記２成分現像剤を攪拌及び循環させて現像に供する攪拌室と、
回転軸の軸方向に沿って螺旋状の撹拌羽根が形成され、前記攪拌室内で軸周りに回転することにより、攪拌室内の２成分現像剤を攪拌及び搬送する攪拌搬送部材と、
前記攪拌室に設けられ、前記攪拌室内で攪拌及び搬送される２成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、
前記攪拌搬送部材の回転軸の周囲であって、かつ前記トナー濃度センサの検出域に形成され、攪拌搬送部材の回転軸からの半径方向距離が一定に形成された規制面を有する規制部材と、
を備え、
前記攪拌室の内面と前記規制面との間に形成される一定間隔の間隙を２成分現像剤が通過する検出用流路とし、前記検出用流路の断面積を、攪拌室内の他の位置における流路の断面積より小として、トナー濃度センサの検出域を通過する２成分現像剤の量を一定としたことを特徴とする現像装置とした。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置であって、前記規制部材は円柱状であることを特徴とする現像装置とした。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２のいずれか１項に記載の発明において、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置であって、
２成分現像剤の搬送方向の上流側に、前記規制面から連続する案内面が形成され、前記案内面は、前記攪拌搬送部材の回転軸の周囲に、攪拌搬送部材の回転軸からの半径方向距離を搬送方向上流側から下流側に向けて漸次増大するように形成されていることを特徴とする現像装置とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、トナー濃度センサの検出域において攪拌搬送部材の螺旋状の攪拌羽根を無くし、その代わりに攪拌搬送部材の回転軸からの半径方向距離を一定とした規制面を有する規制部材を設け、攪拌室の内面と規制面との間に形成される一定間隔の間隙を２成分現像剤が通過する検出用流路とする。そして、前記検出用流路の断面積を、攪拌室内の他の位置における流路の断面積より小として、トナー濃度センサの検出域を通過する２成分現像剤の量を一定としている。このため、検出用流路では、攪拌羽根の送り速度やピッチなどに起因した２成分現像剤の量の周期的なうねりや脈打ちなどの波が抑えられ、前記トナー濃度センサの検出域を通過する２成分現像剤の量のばらつきが抑えられる。よって、透磁率のばらつきを抑え、トナー濃度センサの出力を安定させることができ、適切なトナー補給を行って、トナーの帯電を適切に行うことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、規制部材を円柱状とすることにより、規制部材の側面部を、攪拌搬送部材の回転軸からの半径方向距離が一定に形成された規制面とすることができる。攪拌室の内面と規制面との間に形成される一定間隔の間隙は２成分現像剤が通過する検出用流路となり、前記検出用流路の断面積を、攪拌室内の他の位置における流路の断面積より小として、トナー濃度センサの検出域を通過する２成分現像剤の量を一定としている。このため、検出用流路では、攪拌羽根の送り速度やピッチなどに起因した２成分現像剤の量の周期的なうねりや脈打ちなどの波が抑えられ、前記トナー濃度センサの検出域を通過する２成分現像剤の量のばらつきが抑えられる。よって、透磁率のばらつきを抑え、トナー濃度センサの出力を安定させることができ、適切なトナー補給を行って、トナーの帯電を適切に行うことができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、２成分現像剤の搬送方向の上流側に、前記規制面から連続する案内面が形成され、前記案内面は、前記攪拌搬送部材の回転軸の周囲に、攪拌搬送部材の回転軸からの半径方向距離を搬送方向上流側から下流側に向けて漸次増大するように形成されていることにより、案内面の部分では、搬送方向上流側から下流に向けて、２成分現像剤が通過する流路が漸次狭くなっていき、連続する規制面に円滑に案内される。このため、規制面における流路の断面積と、攪拌羽根が形成されている流路の断面積との変化が、案内面によって緩やかに変化することとなり、規制面の上流部において２成分現像剤の停滞を生じにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例１に係る現像装置について、図を用いて説明する。図１は本実施例の現像装置を含む画像形成装置１１の全体的な構成を示した断面図、図２は現像装置としての現像器ユニット４１の平面図、図３は攪拌室４３と攪拌搬送部材４４の平面簡略図、図４は図３の４−４線における端面図である。
【００１８】
まず、本実施例の現像装置を含む画像形成装置１１の全体構成について説明すると、図１に示すように、画像形成装置１１は、給紙カセット１２の上方に配置され、給紙カセット１２から繰り込まれた記録紙上に画像情報を顕像化したトナー画像が転写され、トナー画像が定着された記録紙が、画像形成装置１１の上部に設けられる排紙トレイ１３に主搬送経路１４を経て排出されるように構成されている。また、主搬送経路１４の外側には両面印刷時の反転経路１５が形成され、この反転経路１５が該主搬送経路１４と分岐・合流する構成とされている。この主搬送経路１４に沿って、感光ドラムユニット２１、露光器３１、現像装置としての現像器ユニット４１及び定着器ユニット７１等が配置されている。
【００１９】
前記感光ドラムユニット２１は、図１に示すように、記録紙に接触してトナーを転写する感光体ドラム２２と、感光体ドラム２２の表面を帯電させる帯電器２３と、感光体ドラム２２の表面をクリーニングするクリーニング装置２４等とを備えている。この感光ドラムユニット２１の感光体ドラム２２の表面に静電潜像が形成される。
【００２０】
前記露光器３１は、図１に示すように、感光体ドラム２２の斜下方に配設されている。本実施例では、露光ヘッドとしてＬＥＤヘッドを用いた固定走査型のものが配設されている。ＬＥＤヘッドが、前記帯電器２３によって帯電された感光体ドラム２２の外周面にデジタル化された画像情報に基づいて像露光することによって、感光体ドラム２２の外周面に静電潜像が形成される。
【００２１】
前記現像装置としての現像器ユニット４１は、図１に示すように、ケーシング４２、攪拌室４３、攪拌搬送部材４４、現像ローラ５４、搬送ローラ５５が備えられている。この現像器ユニット４１では、現像ローラ５４の磁力により２成分現像剤８１が現像ローラ５４の外周面に吸着・担持されて磁気ブラシが形成される。２成分現像剤８１は搬送ローラ５５により現像ローラ５４に供給される。現像ローラ５４は、図１において時計回りへ回転され、現像ローラ５４の外周面に担持されたブラシ状の２成分現像剤８１が感光体ドラム２２との間に移動される。そして、現像ローラ５４の外周面に積層されたキャリアに付着したトナーは、現像ローラ５４と感光体ドラム２２の静電潜像との間に形成される電界によって、感光体ドラム２２の静電潜像の方向に移動してトナー現像される。
【００２２】
前記定着器ユニット７１は、図１に示すように、ヒートローラ７２と、ヒートローラ７２の外周面に圧接するように主搬送経路１４を挟んで配設されたプレスローラ７３等とからなるユニット体として構成されている。定着器ユニット７１では、ヒートローラ７２とプレスローラ７３とのニップ部にトナー転写された記録紙が送り込まれて加熱・加圧され、記録紙上のトナー画像が定着される。
【００２３】
次に、現像装置としての現像器ユニット４１について詳細に説明する。図１に示すように、前記ケーシング４２は、内部に攪拌室４３が形成されるとともに、現像ローラ５４、攪拌搬送部材４４、搬送ローラ５５等を回動可能に支持する部分である。感光体ドラム２２に対向する側が開口され、開口された部分には、現像ローラ５４がその外周面を感光体ドラム２２の外周面に対向させて配置されている。
【００２４】
前記攪拌室４３は、ケーシング４２内部に形成され、磁性のキャリアと非磁性のトナーとから成る２成分現像剤８１を収容し、２成分現像剤８１を攪拌及び循環させて現像に供する部分である。図２に示すように、攪拌室４３の上面のケーシング４２には平面視略矩形状に開口部４７が開口されており、この開口部４７を覆うようにしてトップカバー（図示せず）が開閉自在に取り付けられている。図２はトップカバーを外した状態を示している。図３に示すように、攪拌室４３の内部には攪拌室４３より短い隔壁４８が形成され、攪拌室４３が２区画に区分されているとともに、隔壁４８の両端部で相互に連通している。攪拌室４３を隔壁４８の両端部で連通させていることにより、２成分現像剤８１は前記連通した部分を通過して攪拌室４３内を循環できるようにしている。また、攪拌室４３に連通するようにトナー供給口４９が形成されており、トナー供給口４９は開閉自在の蓋体（図示せず）で閉鎖されている。現像器ユニット４１を画像形成装置１１に装着すると（図１参照）、前記蓋体が開放されてトナー供給口４９にトナー室５６が連結され、必要に応じてトナー室５６から攪拌室４３にトナーが供給される。
【００２５】
攪拌搬送部材４４は、前記攪拌室４３内の２成分現像剤８１を攪拌及び搬送する部材である。図２に示すように、攪拌搬送部材４４は、前記攪拌室４３内の各区画にそれぞれ配置されている。図３に示すように、各攪拌搬送部材４４には、回転軸４６の軸方向に沿って所定のピッチで螺旋状に形成した攪拌羽根４５が設けられているとともに、後記トナー濃度センサのセンサ面６２に対向する検出域６３（図４参照）には、攪拌羽根４５の代わりに後記規制部材５１が設けられている。駆動手段（図示せず）により２本の攪拌搬送部材４４はそれぞれ軸周りに回転するが、回転方向は相互に反対方向に回転するものとされており、トナー供給口４９から補給されたトナーはキャリアとともに図示矢印方向に循環する。トナーとキャリアは攪拌室４３内を循環しながら攪拌され、摩擦帯電されて、静電気により互いに吸着される。
【００２６】
トナー濃度センサとしての磁気センサ６１は、２成分現像剤中のキャリアの透磁率を検出してトナー濃度を検出するものである。図３に示すように、磁気センサ６１のセンサ面６２は、攪拌室４３の側面であって、前記トナー供給口４９からやや離隔した位置に設けられている。トナー濃度の変化は、トナーとキャリアの混合比率の変化であり、これは２成分現像剤８１の透磁率の変化として現れる。磁気センサ６１は、センサ面６２に対向する検出域６３（図４参照）を通過する２成分現像剤８１の透磁率の変化を電圧の変化として連続的に検出している。
【００２７】
規制部材５１は、磁気センサ６１の検出域６３に規制面５０を配置して、攪拌室４３の内面と規制面５０との間に検出用流路５２を形成する部材である。図３、図４に示すように、規制部材５１は、外形が円柱状であり、前記攪拌搬送部材４４の回転軸４６と一体に形成されており、設置位置は、前記磁気センサ６１の検出域６３である。この部分には攪拌羽根４５は形成されておらず、攪拌羽根４５の代わりに規制部材５１が設けられる。また、規制部材５１は、円柱の中心軸と攪拌搬送部材４４の回転軸４６の中心が一致するように形成されている。規制面５０は規制部材５１の側面部に形成されており、攪拌搬送部材４４の回転軸４６から規制面５０までの半径方向距離は一定である。このため、図４に示すように、前記攪拌室４３の内面と規制面５０の間に形成される検出用流路５２は、攪拌搬送部材４４の回転角度に関わらず一定となる。
【００２８】
図４に示すように、磁気センサ６１の検出域６３に形成された検出用流路５２の断面積（図示右側）と、攪拌室４３内の他の位置における流路の断面積（図示左側）を比較すると、検出用流路５２の断面積は、他の位置における流路の断面積より小となっており、２成分現像剤８１は磁気センサ６１のセンサ面６２の位置より高い位置まで流路の空間を満たしながら、トナー濃度センサの検出域６３を通過する。このため、攪拌羽根４５の送り速度やピッチなどに起因した２成分現像剤８１量の周期的なうねりや脈打ちなどの波は、検出用流路５２では抑えられ、磁気センサ６１の検出域６３を通過する２成分現像剤８１の量は一定となる。
【００２９】
尚、攪拌搬送部材４４の回転軸４６から規制面５０までの半径方向距離により、検出用流路５２の断面積が決定されるため、検出用流路５２の断面積が２成分現像剤８１の量に応じて適切な断面積となるように、半径方向距離を設定するものとする。また、規制部材５１の長手方向の長さは、少なくとも磁気センサ６１のセンサ面６２より長く形成するようにし、磁気センサ６１の検出域６３を通過する２成分現像剤８１量が一定となるようにする。
【００３０】
以上説明した本実施例に係る現像装置によれば、前記検出用流路５２の断面積を、攪拌室４３内の他の位置における流路の断面積より小として、磁気センサ６１の検出域６３を通過する２成分現像剤８１の量を一定としているため、攪拌羽根４５の送り速度やピッチなどに起因した２成分現像剤８１量の周期的なうねりや脈打ちなどの波が抑えられ、前記磁気センサ６１の検出域６３を通過する２成分現像剤８１量のばらつきが抑えられる。よって、透磁率のばらつきを抑え、磁気センサ６１の出力を安定させることができ、適切なトナー補給を行って、トナーの帯電を適切に行うことができる。
【００３１】
次に、本発明の実施例２に係る現像装置について説明する。実施例２では、前記規制面５０に連続する案内面５３が形成されている点が実施例１に係る現像装置と大きく異なっている。実施例１と同一部分は同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００３２】
図５は実施例２に係る現像装置の攪拌室４３と攪拌搬送部材４４の平面簡略図である。図５に示すように、２成分現像剤８１の搬送方向の上流側に、前記規制面５０から連続する案内面５３を形成する。案内面５３は、攪拌室４３の内面と規制面５０との間に形成される検出用流路５２に、２成分現像剤８１を円滑に導入するものである。案内面５３の外形は、略截頭円錐形状であり、前記攪拌搬送部材４４の回転軸４６の周囲に、攪拌搬送部材４４の回転軸４６からの半径方向距離を搬送方向上流側から下流側に向けて漸次増大するように形成される。このため、案内面５３と攪拌室４３の内面との間に形成される２成分現像剤８１の流路は、搬送方向上流側から下流に向けて、２成分現像剤８１が通過する流路が漸次狭くなっていく形状である。尚、案内面５３は、前記規制面５０に円滑に連続するように形成される。
【００３３】
実施例２に係る現像装置によれば、以下の効果を有する。すなわち、２成分現像剤８１の搬送方向の上流側に、前記規制面５０から円滑に連続する案内面５３が形成され、前記案内面５３は、前記攪拌搬送部材４４の回転軸４６の周囲に、攪拌搬送部材４４の回転軸４６からの半径方向距離を搬送方向上流側から下流側に向けて漸次増大するように形成されていることにより、案内面５３の部分では、搬送方向上流側から下流に向けて、２成分現像剤８１が通過する流路が漸次狭くなっていき、連続する規制面５０に円滑に案内される。このため、規制面５０における検出用流路５２の断面積と、その他の位置における流路の断面積との変化が、案内面５３によって緩やかに変化することとなり、規制面５０の上流部において２成分現像剤８１の停滞を生じにくくすることができる。
【００３４】
本発明の実施の形態は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、円柱状の規制部材５１は攪拌搬送部材４４と一体に形成したが、これに限定されず、攪拌搬送部材４４と別体に形成した円筒状の規制部材５１を攪拌搬送部材４４に取り付けるようにしてもよい。
【００３５】
また、本実施例では、規制部材５１は円柱状としたが、これに限定されず、回転軸４６から規制面５０までの半径方向距離は、回転軸４６のある位置において、規制面５０の全周について半径距離が一定であればよく、回転軸４６の長手方向の各位置における半径距離は一定でなくてもよい。すなわち、トナー濃度センサの検出域６３を通過する２成分現像剤８１の量が、攪拌搬送部材４４の回転によって変化せず、一定であればよい。従って、規制部材５１の形状は、例えば、截頭円錐形状や、樽形、紡錘形などの形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施例の現像装置を含む画像形成装置１１の全体的な構成を示した断面図。
【図２】現像装置としての現像器ユニット４１の平面図。
【図３】攪拌室４３と攪拌搬送部材４４の平面簡略図。
【図４】図３の４−４線における端面図。
【図５】実施例２に係る現像装置の攪拌室４３と攪拌搬送部材４４の平面簡略図。
【符号の説明】
【００３７】
１１    画像形成装置
１２    給紙カセット
１３    排紙トレイ
１４    主搬送経路
１５    反転経路
２１    感光ドラムユニット
２２    感光体ドラム
２３    帯電器
２４    クリーニング装置
３１    露光器
４１    現像装置としての現像器ユニット
４２    ケーシング
４３    攪拌室
４４    攪拌搬送部材
４５    攪拌羽根
４６    回転軸
４７    開口部
４８    隔壁
４９    トナー供給口
５０    規制面
５１    規制部材
５２    検出用流路
５３    案内面
５４    現像ローラ
５５    搬送ローラ
５６    トナー室
６１    トナー濃度センサとしての磁気センサ
６２    センサ面
６３    検出域
７１    定着器ユニット
７２    ヒートローラ
７３    プレスローラ
８１    ２成分現像剤
【図１】
2007298824.tif 000003
【図２】
2007298824.tif 000004
【図３】
2007298824.tif 000005
【図４】
2007298824.tif 000006
【図５】
2007298824.tif 000007