(57)【要約】【課題】現像容器内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動のリップルが少なく真のトナー濃度との誤差が小さくなり、現像容器内のトナー濃度が一定の値に保たれて、高品質のトナー画像が形成される小型化で低コストの現像装置、及び、その現像装置を具備する画像形成装置を提供する。【解決手段】磁性体キャリアとトナーからなる現像剤を収容する現像容器１と、現像容器内に回転可能に保持されて現像ローラに供給する現像剤を搬送する搬送スクリュー３と、搬送スクリューの回転により搬送される現像剤中のキャリアとトナーの混合比を検知してトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）として出力するトナー濃度検知手段４と、トナー濃度検知手段近傍の現像剤を掻き取るために搬送スクリューを構成するスクリュー羽根３ｂの外周部間に設置された掻き取り部材１０と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を顕像化する現像装置において、磁性体キャリアとトナーからなる現像剤を収容する現像容器と、上記現像容器内に配置され且つ該現像容器の開口部を介して上記像担持体と対面しつつ回転してトナーを供給する現像ローラと、上記現像容器内に回転可能に保持されて上記現像ローラに供給する現像剤を搬送する搬送スクリューと、上記搬送スクリューの回転により搬送される現像剤中のキャリアとトナーの混合比を検知してトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）として出力するトナー濃度検知手段と、上記トナー濃度検知手段近傍の現像剤を掻き取るために上記搬送スクリューを構成するスクリュー羽根の外周部間に設置された掻き取り部材と、を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記トナー濃度検知手段が検知するトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動の大きさが、トナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の最大値の１０％以下になるように、上記掻き取り部材の径方向幅を設定したことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
上記搬送スクリューのスクリュー軸に対する上記掻き取り部材の姿勢を、０度から４５度までの角度範囲に設置したことを特徴とする請求項１、又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
上記掻き取り部材の一部を、上記スクリュー羽根よりも外径方向へ突出させたことを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の現像装置。
【請求項５】
上記掻き取り部材に弾性体を設置したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
上記掻き取り部材に設置した弾性体を上記現像容器に接触させたことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする電子写真式画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真式の画像形成装置に用いられる現像装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真式画像形成装置に装備される現像装置においては、画像形成装置から出力される画像品質を保つために、現像ローラ、現像スリーブ、ドクターブレード、搬送スクリューを収容する現像容器内の二成分現像剤中のトナー濃度を一定の値に保つための制御が行なわれている。
特許文献１乃至７には、トナーとキャリアからなる二成分現像剤の透磁率の変化をトナー濃度変化として検知し、これを電圧値として出力するトナー濃度検知手段を用いて現像剤中のトナー濃度をモニタし、現像容器内の現像剤のトナー濃度を一定の値に保つようにした技術が開示されている。
更に、近年、電子写真複写機等の画像形成装置が広く普及するに従い、その用途も多種多様に広がり、高精細、高画質化の要求が高まっている。そこで、トナーとして、分散重合等によって合成できるために製造が容易であり、球形であるため流動性が優れ、トナー個々の特性のばらつきが少なく、且つトナーの粒径を細かくした、いわゆる重合法トナーを使用して高画質化の達成が図られている（特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１）。
【０００３】
ところで、一般的に、トナー濃度検知手段は、現像容器内の現像剤中のトナー濃度を精度よく、しかも安定して検出できるように、現像容器内の最適な箇所に取り付けられる。
このトナー濃度検知手段によって、充分に攪拌されていない現像剤を検知すると、実際のトナー濃度変化に対してトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の感度が小さくなるため、精度の良いトナー濃度の制御ができなくなる。
また、硬質な部材で現像容器が構成されていれば、所定の機械的精度が保たれるため、現像容器内壁と接触しない近傍まで搬送スクリューのスクリュー羽根が到達し、現像容器内の現像剤をスムーズに搬送することができる。
然し、実際には現像容器の構成材料として安価で比較的軟質な材料が使用されているため、撓みや歪みなどが生じ易く、搬送スクリューと現像容器内壁とが接触することによってトナー固着などの不具合を発生させてしまう恐れがある。
【０００４】
そこで、現像容器内壁と搬送スクリューのスクリュー羽根との間に余裕度をもたせるため、接触を避けるための距離が設けられている。然し、このようにスクリュー羽根と容器内壁と離間させると、容器内壁から離れた位置までしか搬送スクリューが到達しないため、容器内壁近傍の現像剤は滞ってしまう。
そこで、トナー濃度検知手段を現像容器に取り付けてトナー濃度を検知することによりトナー濃度制御を行なう際に、軟質材料から成る現像容器の撓みなどの機械的精度が保てない場合には、検知面近傍の現像剤を充分に攪拌するための攪拌部材を搬送スクリューの局所に取り付け、充分に攪拌の行き届いた現像剤を検知できるような方式が使用されている。攪拌部材は、搬送スクリューのスクリュー軸からスクリュー羽根の外周縁に達する範囲を埋めた状態で局所に固定されているため、掻き取る現像剤量が多くなる。
トナー濃度検知手段のトナー濃度検知面上の現像剤を攪拌する攪拌部材としては、ウレタンなどの樹脂製で、耐久性があり、トナー固着を起さず充分に攪拌できる攪拌部材が、決められた条件の下で搬送スクリューのスクリュー羽根に取り付けられる。
【０００５】
ところで、スクリュー軸からスクリュー羽根の外周縁にまで達する径方向幅を有した攪拌部材により現像剤が攪拌された後に生じる空隙には、新たな現像剤が搬送スクリューによって搬送されてくるため、攪拌部材により掻き出した部分だけでなく、その前後の現像剤中（容器内壁の近傍層）にも現像剤の流れが生じる。  攪拌部材により攪拌された部分周辺のトナー濃度を検知すると、トナー濃度検知手段のトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）に出力変動のリップルが生じ易くなる。
トナー濃度が高い場合に低い検知電圧（Ｖｔ）を出力し、トナー濃度が低い場合に高い検知電圧（Ｖｔ）を出力するタイプのトナー濃度検知手段を用いた場合、攪拌部材によって現像剤が掻き出された直前では検知電圧（Ｖｔ）が低くなり、掻き出された直後は検知面上に現像剤がなくなるため、検知電圧（Ｖｔ）が高く出力される。このため、従来の現像装置のトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）においては大きな出力変動のリップルが発生していた（図７を参照）。
【０００６】
トナー濃度検知手段からの出力値は画像形成装置のソフト上で処理され、所定のトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）としてトナー濃度の制御に使用されるが、上記の如き大きな出力変動のリップルが発生するために真のトナー濃度との誤差が大きくなる。この出力値に基づいて濃度制御を行うと、現像容器内のトナー濃度を一定の値に保つことができなくなり、形成されるトナー画像の品質を低下させる原因となっていた。
【特許文献１】特開２０００−１１２２２１公報
【特許文献２】特開平５−２８９４９９号公報
【特許文献３】特開平８−２４８７６４号公報
【特許文献４】特開２００２−２９６２３６公報
【特許文献５】特開２００２−２９６２４０公報
【特許文献６】特開２００２−２９６８９０公報
【特許文献７】特開２００２−２９６８９３公報
【特許文献８】特開２００２−２４４３５５公報
【特許文献９】特開平５−１８８６４３号公報
【特許文献１０】特開平６−１８０５１２号公報
【特許文献１１】特開２００２−３２８５５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
搬送スクリューに攪拌部材を取り付けた現像装置においては、攪拌部材の径方向幅が大きいため、攪拌部材により掻き出される現像剤量が多くなり、掻き出された部位のトナー濃度をトナー濃度検知手段により検知すると、トナー濃度検知電圧（Ｖｔ）に大きな出力変動のリップルが生じて真のトナー濃度との誤差が大きくなり、現像容器内のトナー濃度を一定の値に保つことができなくなり、形成されるトナー画像の品質が低下すると言う問題が発生していた。
そこで本発明の課題は、このような問題点を解決するものである。即ち、現像容器内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動のリップルが少なく真のトナー濃度との誤差が小さくなり、現像容器内のトナー濃度が一定の値に保たれて、高品質のトナー画像が形成される小型化で低コストの現像装置、及び、その現像装置を具備する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】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係る現像装置は、像担持体上の静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を顕像化する現像装置において、磁性体キャリアとトナーからなる現像剤を収容する現像容器と、上記現像容器内に配置され且つ該現像容器の開口部を介して上記像担持体と対面しつつ回転してトナーを供給する現像ローラと、上記現像容器内に回転可能に保持されて上記現像ローラに供給する現像剤を搬送する搬送スクリューと、上記搬送スクリューの回転により搬送される現像剤中のキャリアとトナーの混合比を検知してトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）として出力するトナー濃度検知手段と、上記トナー濃度検知手段近傍の現像剤を掻き取るために上記搬送スクリューを構成するスクリュー羽根の外周部間に設置された掻き取り部材と、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、上記トナー濃度検知手段が検知するトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動の大きさが、トナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の最大値の１０％以下になるように、上記掻き取り部材の径方向幅を設定したことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１、又は２において、上記搬送スクリューのスクリュー軸に対する上記掻き取り部材の姿勢を、０度から４５度までの角度範囲に設置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１、２、又は３において、上記掻き取り部材の一部を、上記スクリュー羽根よりも外径方向へ突出させたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、上記掻き取り部材に弾性体を設置したことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５において、上記掻き取り部材に設置した弾性体を上記現像容器に接触させたことを特徴とする。
請求項７の発明に係る電子写真式画像形成装置は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の本発明では、搬送スクリューを構成するスクリュー羽根の隣接する外周先端部間に掻き取り部材を配置して、搬送スクリュー軸との間に空間を形成したので、搬送スクリューの回転によるトナー濃度検知手段と対向する位置の現像剤量変動を小さくできる。このため、トナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動のリップルを小さくでき、現像容器内のトナー濃度検知誤差を小さくでき、トナー濃度を一定に保つことができる。
請求項２の本発明では、現像容器内のトナー濃度検知手段と対向する位置に設けている掻き取り部材の径方向幅を、トナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動のリップルが１０％以下になる様に設定しているので、現像容器内のトナー濃度を一定に保つことができ、高品位のトナー画像を得ることができる。
請求項３の発明では、スクリュー羽根の外周先端部間に設けた掻き取り部材を、スクリュー軸に対して０°から４５°傾けて設置しているので、搬送スクリューの回転によるトナー濃度検知手段と対向する位置の現像剤量変動を小さくでき、且つ現像剤の搬送性に影響することもなくトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動のリップルを小さくでき、現像容器内のトナー濃度検知誤差を小さくすることができ、トナー濃度を一定に保つことができる。
【００１１】
請求項４の発明では、スクリュー羽根の外周先端部間に掻き取り部材をスクリュー外周より突出させているので、現像剤の滞留によるトナー濃度検知誤差を少なくでき、トナー濃度を一定に保つことができる。
請求項５の発明では、掻き取り部材に弾性体を取付けたことにより、現像剤の滞留によるトナー濃度検知誤差を少なくでき、トナー濃度を一定に保つことができる。
請求項６の発明では、弾性体を現像容器の内壁に接触させているので、現像剤の滞留によるトナー濃度検知誤差を少なくでき、トナー濃度を一定に保つことができる。
請求項７の発明では、上記各請求項に記載された効果を奏する現像装置を画像形成装置に組み込むことにより、優れた画質を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る現像装置の内部構成を示す断面図であり、図２はその要部拡大図である。
電子写真方式の画像形成装置においては、帯電装置によって一様に帯電された像担持体上に光学的な画像データを照射することによって形成された静電潜像に対して、現像装置からトナーを供給することによって現像する。像担持体上の現像像は、転写装置によって転写紙上に転写された後で、定着装置により定着されて、機外に排出される。
【００１３】
現像装置０は、磁性体を含むキャリアとトナーからなる現像剤を収容すると共に像担持体５と対向する部位に開口部１ａを備えた現像容器１と、現像容器１内に回転自在に保持されると共に開口部１ａを介して対面する像担持体５（感光体ドラム）の表面５ａに当接するか、又は、微少間隔を保持しながら、作像時に回転してトナーを像担持体表面に供給する現像ローラ２と、現像容器１内に回転可能に保持されて現像ローラ２に供給する現像剤を搬送する搬送スクリュー３と、搬送スクリュー３の回転により搬送される現像剤中のキャリアとトナーとの混合比を検知してトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）として出力するトナー濃度検知手段４と、を有する。
【００１４】
搬送スクリュー３は、スクリュー軸３ａと、スクリュー軸３ａの回りに螺旋状に突設された薄板から成るスクリュー羽根３ｂとから構成されており、スクリュー羽根３ｂには、トナー濃度検知手段の検知面４ａに近い位置にある現像剤を攪拌、掻き取りできるように掻き取り部材（攪拌部材）１０が固定配置されている。掻き取り部材１０は、隣接し合う羽根の外周部間に差し渡されて配置されている。この結果、スクリュー羽根の外周部にのみ掻き取り部材１０が配置され、掻き取り部材１０とスクリュー軸３ａとの間に空所（現像剤流通空間）が形成されることとなり、搬送スクリューの回転時には、この空所内を現像剤が通過することとなり、掻き取り部材によって掻き取られる現像剤量が少なくなる。一方、検知面近傍の現像剤だけを充分に攪拌することができることとなり、充分に攪拌の行き届いた現像剤の濃度を検知できるようになる。
【００１５】
本発明では、更に、トナー濃度検知手段４の検知面４ａで検知されて出力されるトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動のリップルの大きさ（Ｖｔｒ）が、トナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の最大値（Ｖｔ０）の１０％以下になるように、掻き取り部材１０の径方向寸法（幅）を最適値Ｈとしたことにより、トナー濃度検知手段４の検知面４ａのトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動のリップルが少なく真の（検知時点での現実の）トナー濃度との誤差を小さくし、現像容器１内のトナー濃度が一定の値に保たれて、高品質のトナー画像が形成される。つまり、常に実際のトナー濃度と対応した濃度値が検知できるために、この濃度値に基づいて行われるトナー濃度の制御（トナー供給量の調整）を正確に行うことができる。
更に、現像容器１内に収容する現像剤中のトナーとしては、分散重合等によって合成され、球形であるため流動性が優れ、トナー個々の特性のばらつきが少なく、平均粒径が４μｍ乃至８μｍの小粒径トナーを使用することにより、高品質のトナー画像を得ることが可能となる。
【００１６】
透磁率検知方式を用いたトナー濃度検知手段４においては、現像剤の動きやすさ、即ち、現像剤の流動性が検知精度の維持に寄与しているとする説もあるが、現像剤の動きそのものではなく、キャリアが多い、少ない、といった磁性体の分布状態を検知しているのが実体である。トナー濃度検知手段４は、現像容器１内の、現像剤が攪拌され、分布が著しく変化する箇所で検知するが、搬送スクリュー３に設置した掻き取り部材１０をスクリュー羽根３ｂの外周部に変位した局所に極限して配置し、その径方向幅Ｈを極力狭くしているので、回転方向の反対側面に発生する空間（掻き取り部材による現像剤攪拌後に形成される空間）を少なくでき、トナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動のリップルが大きくなることが無い。また、掻き取り部材１０とスクリュー軸３ａとの間に現像剤が通過する空間が形成されるため、掻き取り部材によって掻き取られる現像剤量を減少させて、トナー濃度検知に伴う誤差を解消することができる。
【００１７】
次に、図３は本発明の現像装置における掻き取り部材１０の具体的構成例を示す図であり、トナー濃度検知手段４の検知面４ａに対応（対面）する搬送スクリューの羽根３ｂの外周縁に沿って設置される掻き取り部材１０を、搬送スクリュー３のスクリュー軸３ａと平行に（０度に）して配置することにより、現像剤の搬送スピードを落とすことなく検知することができる。
次に、図４は本発明の現像装置における掻き取り部材１０の他の具体的構成例を示す図であり、トナー濃度検知手段４の検知面４ａに対応（対面）する搬送スクリュー羽根３ｂの外周縁に沿って設置される掻き取り部材１０を、スクリュー軸３ａに対して０度から４５°の範囲内で傾けて配置することにより、現像剤の搬送スピードを落とすことなく検知することができる。
このように本発明では、搬送スクリュー３を構成するスクリュー羽根３ｂのうち互いに隣接する２つのスクリュー羽根の外周先端部間に掻き取り部材１０を差し渡して設置することにより（スクリュー軸との間に空間を形成することにより）、トナー濃度検知手段の検知面４ａと対向する位置の現像剤量変動を小さくできる。このため、搬送スクリューの回転に伴うトナー濃度検知電圧（Ｖｔ）の出力変動のリップルを小さくでき、現像容器内のトナー濃度検知誤差を小さくして、トナー濃度を一定に保つことができる。
【００１８】
次に、図５は掻き取り部材の他の構成例を示す図であり、この例では、掻き取り部材１０の外径側端部を、搬送スクリューのスクリュー羽根３ｂの外周縁よりも幅Ｈ１だけ外径側に突き出すことにより、搬送スクリュー３と現像容器１の内壁１ｂとのクリアランスを小さくし、この部位における現像剤の滞留を防止している。このため、検知精度をより向上させることができる。
次に、図６は掻き取り部材の他の構成例を示す図であり、この例では、掻き取り部材１０に弾性体１５からなるマイラー等を設置して、弾性体１５の一部を外径側へ突出させることにより、搬送スクリュー３と現像容器１の内壁１ｂとのクリアランスを小さくし、この部位における現像剤の滞留を更に防止して検知精度の向上が図れる。図示のように弾性体１５の先端部を現像容器内壁に摺接させてクリアランスをなくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置の内部構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の現像装置における掻き取り部材の具体的構成例を示す図である。
【図４】本発明の現像装置における掻き取り部材の他の具体的構成例を示す図である。
【図５】掻き取り部材の他の構成例を示す図である。
【図６】掻き取り部材の他の構成例を示す図である。
【図７】従来のトナー濃度検知手段を用いたトナー濃度検知において出力変動のリップルが発生している状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
０…現像装置、１…現像容器、１ａ…開口部、２…現像ローラ、３…搬送スクリュー、
３ａ…スクリュー軸、３ｂ…スクリュー羽根、４…トナー濃度検知手段、４ａ…検知面、５…像担持体、５ａ…表面、１０…掻き取り部材、１５…弾性体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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