(57)【要約】【課題】トナー濃度センサ近傍に於いて、より効果的に現像剤を圧縮状態とすることができ、現像剤のかさ密度や流動性の変化の影響をより受けにくい、トナー濃度センサを備えた現像装置、その現像装置を有する画像形成装置及びトナー濃度検出方法を提供する。【解決手段】現像装置５は、前記現像剤のトナー濃度を前記現像剤の透磁率として検出するトナー濃度センサ５９と、前記トナー濃度センサ５９に対して相対的に移動し、前記トナー濃度センサ５９との最近接位置近傍に於いて、前記トナー濃度センサ５９の検出面６０と対向し、前記現像剤に前記トナー濃度センサ５９の検出面６０方向への圧縮力を作用させる圧縮面６７を備えた圧縮部材６４を有する。【選択図】図２
2009244534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともトナー粒子と磁性体粒子とからなる現像剤を内部に収容し、静電潜像担持体上の静電潜像を前記現像剤で現像する為の現像装置であって、該現像装置は、前記現像剤のトナー濃度を前記現像剤の透磁率として検出するトナー濃度センサと、前記トナー濃度センサに対して相対的に移動し、前記トナー濃度センサとの最近接位置近傍に於いて、前記トナー濃度センサの検出面と対向し、前記現像剤に前記トナー濃度センサの検出面方向への圧縮力を作用させる圧縮面を備えた圧縮部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記圧縮面及び前記検出面が略平面であり、前記最近接位置における前記圧縮部材の前記トナー濃度センサに対する相対移動方向が、前記最近接位置における前記圧縮面を含む平面と前記検出面を含む平面との交線と直行する方向で、かつ、前記検出面に平行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】
前記圧縮部材がさらに、前記検出面に沿い、かつ前記再近接位置における前記相対移動方向と直行方向への前記現像剤の移動を阻止する、阻止部材を有する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】
前記阻止部材は、前記圧縮面と連続して形成され、前記圧縮面及び前記検出面双方と直交し、前記圧縮部材の前記相対移動方向と平行で、前記相対移動方向と直行する方向に見て、前記検出面に対し対称に配された、一対の平行平面を有するものであ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】
前記圧縮部材が、前記現像剤の撹拌又は搬送部材に設けられたものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置を有する画像形成装置。
【請求項７】
少なくともトナー粒子と磁性体粒子とからなる現像剤のトナー濃度を、該現像剤の透磁率として検出するトナー濃度センサを用いたトナー濃度検出方法であって、前記トナー濃度センサに対して相対的に移動する圧縮部材によって、前記トナー濃度センサの検出面方向に前記現像剤に圧縮力を作用させながら、前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二成分現像剤を用いて、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置、その現像装置を有する画像形成装置、及びトナー濃度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の現像方式には、トナーのみを主成分とする現像剤を用いる一成分現像方式と、トナーとキャリアを主成分とする現像剤を用いる二成分現像方式の二方式がよく用いられている。
【０００３】
一成分現像方式は、現像装置の機構が比較的簡単で小型、安価であることから、比較的低速、小型の電子写真装置によく用いられている。一方、二成分現像方式は、現像装置の機構的にはやや複雑で高価なものとなることはあるが、一成分現像方式に比べ高速のプロセス速度への対応が可能で、比較的大型、高速の画像形成装置に用いられることが多い。
【０００４】
二成分現像方式は、少なくともトナー粒子とキャリア粒子とを混合した現像剤を用いる。キャリア粒子は多くの場合は磁性を有した磁性体粒子であり、磁力を用いてキャリア粒子（即ち現像剤）を静電潜像担持体表面へ搬送し、該静電潜像を現像剤中のトナー粒子で現像する。現像によってトナーのみが消費されるため、現像剤中に含まれるトナーの割合を検出し、消費分のトナーを適宜補給する必要がある。現像剤中のトナーの割合はトナー濃度等と呼ばれる。本明細書においては、現像剤中のトナーの重量割合をトナー濃度と称することとする。
【０００５】
トナー濃度の測定には、現像剤の透磁率を測定するセンサが用いられることが多い。これは、キャリア粒子が磁性を持つのに対し、トナー粒子は非磁性である場合が多く、現像剤中のトナーの割合即ちトナー濃度によって、現像剤の透磁率が変化する。よって、現像剤の透磁率によってトナー濃度を検出することが可能である。なお、トナーの中には、若干の磁性を持たせた磁性トナーもあるが、その磁化の大きさはキャリアのそれと比べて十分小さく、磁性トナーであっても、透磁率センサでトナー濃度の検出が出来る場合が多い。
【０００６】
現像剤のトナー濃度は、印字品質に密接に関係しており、適正な印字が行える適正トナー濃度範囲が存在する。トナー濃度が高すぎると、印字濃度は高くなるものの、白地汚れが発生したり、又、現像装置からのトナー飛散が多くなると言った問題が発生する。一方、トナー濃度が低すぎると印字濃度が低くなると言った問題が発生する。よってトナー濃度を、トナー濃度センサによって検出し、その結果に基づいて適宜補給トナーを現像剤に補給することで、トナー濃度を上記適正トナー濃度範囲内に保つようにしていることが多い。
【０００７】
さて、透磁率によってトナー濃度を検出するトナー濃度センサに於いて、特許文献１にも記載されているように、トナー濃度が一定であるにもかかわらず、そのセンサ出力が変動する現象がよく知られている。これは、トナー濃度センサは直接には現像剤の透磁率を検出しているためである。即ち、トナー濃度センサの検出体積内に存在する磁性体粒子であるキャリア粒子の個数を検出していることとなる。従って、トナー濃度、即ちトナー粒子とキャリア粒子の重量割合が一定であったとしても、トナー濃度センサの検出体積内に存在するキャリアの個数が変われば、センサの出力も変わってくることとなる。
【０００８】
このことは、現像剤のトナー濃度が同じであったとしても、そのかさ密度或いは流動性が変わると、検出体積内にあるキャリア粒子の個数が変化し、トナー濃度センサの出力が変動し、トナー濃度を誤検出することがあることを示している。
【０００９】
二成分現像剤は、トナー粒子とキャリア粒子の混合物であり、両者が混合即ち、接触や摩擦することで、トナー粒子が所定の極性に帯電する。この帯電量の多少によって、現像剤のかさ密度や流動性が変化することが多く、同じトナー濃度であってもトナー濃度センサ出力が変化し、誤検出することが起こりうる。
【００１０】
このような、現像剤のかさ密度や流動性の変化に伴うトナー濃度センサの誤検出に対し、トナー濃度センサによる検出時に、現像剤を圧縮状態とすることで、誤検出を防止する技術が特許文献２に公開されている。これは、現像剤を強制的に圧縮することで、常に同じ圧縮状態に近付け、センサの測定体積内に存在するキャリア個数を極力おなじとすることで、かさ密度や流動性の変化が影響しないトナー濃度の検出を行おうとする思想である。
【００１１】
そして、特許文献２における実施例では、現像剤の撹拌部材の撹拌羽根による現像剤の圧縮効果、さらには、該撹拌羽根に設けられトナー濃度センサ表面に接触するセンサースクレーパによる現像剤の圧縮効果を用いている。
【００１２】
【特許文献１】特開平７−１７５３１５号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、撹拌羽根やそれに取り付けられたセンサスクレーパは、トナー濃度センサとの再近接位置近傍においては、その検出面と直交した状態で、かつ、検出面と平行に移動する。従って、現像剤に作用する圧縮力も、ほとんどはセンサの検出面と平行に作用しており、効果的に現像剤の圧縮が行えないという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、現像剤をトナー濃度センサ近傍に於いてより効果的な圧縮状態とすることができ、現像剤のかさ密度や流動性の変化の影響をより受けにくい、トナー濃度センサを備えた現像装置、その現像装置を有する画像形成装置及びトナー濃度検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明においては、少なくともトナー粒子と磁性体粒子とからなる現像剤を内部に収容し、静電潜像担持体上の静電潜像を前記現像剤で現像する為の現像装置であって、該現像装置は前記現像剤のトナー濃度を前記現像剤の透磁率として検出するトナー濃度センサと、前記トナー濃度センサに対して相対的に移動し、前記トナー濃度センサとの最近接位置近傍に於いて、前記トナー濃度センサの検出面と対向し、前記現像剤に前記トナー濃度センサの検出面方向への圧縮力を作用させる圧縮面を備えた圧縮部材を有することを特徴とする現像装置が提供される。
【００１６】
本発明の好ましい実施態様においては、前記圧縮面及び前記検出面が略平面であり、前記最近接位置における前記圧縮部材の前記トナー濃度センサに対する相対移動方向が、前記最近接位置における前記圧縮面を含む平面と前記検出面を含む平面との交線と直行する方向で、かつ、前記検出面に平行であることを特徴とする現像装置が提供される。
【００１７】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記圧縮部材がさらに、前記検出面に沿い、かつ前記再近接位置における前記相対移動方向と直行方向への前記現像剤の移動を阻止する、阻止部材を有することを特徴とする現像装置が提供される。
【００１８】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記阻止部材は、前記圧縮面と連続して形成され、前記圧縮面及び前記検出面双方と直交し、前記圧縮部材の前記相対移動方向と平行で、前記相対移動方向と直行する方向に見て、前記検出面に対し対称に配された、一対の平行平面を有するものであることを特徴とする現像装置が提供される。
【００１９】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記圧縮部材が、前記現像剤の撹拌又は搬送部材に設けられたものであることを特徴とする現像装置が提供される。
【００２０】
本発明の別の実施態様においては、上記いずれかの現像装置を有する画像形成装置が提供される。
【００２１】
さらに、本発明の別の実施態様においては、少なくともトナー粒子と磁性体粒子とからなる現像剤のトナー濃度を、該現像剤の透磁率として検出するトナー濃度センサを用いたトナー濃度検出方法であって、前記トナー濃度センサに対して相対的に移動する圧縮部材によって、前記トナー濃度センサの検出面方向に前記現像剤に圧縮力を作用させながら、前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本願発明によれば、現像剤のトナー濃度を現像剤の透磁率として検出するトナー濃度センサと、トナー濃度センサに対して相対的に移動し、トナー濃度センサとの最近接位置近傍に於いて、トナー濃度センサの検出面と対向し、現像剤にトナー濃度センサの検出面方向への圧縮力を作用させる圧縮面を備えた圧縮部材を有することにより、現像剤をトナー濃度センサ近傍に於いてより効果的な圧縮状態とすることができるので、現像剤のかさ密度や流動性の変化の影響を受けること無く効果的なトナー濃度の検出ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による画像形成装置の一実施態様を図１以下に基づいて説明する。
【００２４】
画像形成装置である電子写真プリンタ１は、静電潜像担持体たる感光ドラム２の回りに主帯電器３、ＬＥＤプリントヘッド４、現像器５、転写部材たる転写帯電器６、分離帯電器７、クリーニング前帯電器８、キャリア回収ユニット９、クリーニングユニット１０及び除電ランプ１１が配置され、記録媒体ＭRCが搬送される搬送経路の感光ドラム２下流側に定着手段たる定着ユニット２０が配置されており、主帯電器３は感光ドラム２の表面を一様に帯電する。
【００２５】
記録媒体ＭRCの搬送経路の感光ドラム２の上流側に、記録媒体MRCの搬送手段であるガイド板１３と、同じく搬送手段であるトラクタ１４が、感光ドラム２の下流側に定着ユニット２０と対向する位置に別の搬送手段である搬送ユニット１５が、それぞれ設けられている。
【００２６】
感光ドラム２は図示しない駆動モータ及び減速機構によって図中矢印Ａ方向に、回転駆動されている。感光ドラム２の周速、即ちプロセス速度は４２３．３３３３ｍｍ／ｓに設定されている。
【００２７】
ここで、電子写真プリンタ１では、記録媒体ＭRCはその両端部に送り孔（図示せず）を有する連続紙が使用される。記録媒体ＭRCは、図示のように、電子写真プリンタ１の右側の導入口１ｂから導入され、左側の排出口１ｃから排出される。そして、トラクタ１４は図示しない駆動モータによって駆動されて記録媒体MRCが図中矢印Ｂ方向に搬送される。
【００２８】
感光ドラム２は、円筒形のドラムの表面にプラス帯電型の有機感光材料からなる感光層を形成したもので、ＬＥＤプリントヘッド４から照射される光によって静電潜像が表面に形成される。主帯電器３は、ＬＥＤプリントヘッド４による感光ドラム２上への潜像形成に先立って、放電で発生させたイオンにより感光ドラム２の表面を一様に帯電させる。ＬＥＤプリントヘッド４は、光ビームによって感光ドラム２の表面を露光し、記録情報に対応した静電潜像を形成する。
【００２９】
現像装置５は、感光ドラム２と対向配置され、トナー粒子とキャリア粒子を適宜の重量比で混合した二成分現像剤（図示せず）で、感光ドラム２上の静電潜像を現像する。ここで、二成分現像剤は、以下のようにして製造されるトナー粒子とキャリア粒子を用いた。
【００３０】
トナー粒子：
ポリエステル樹脂（「タフトン」ＴＴＲ−２、花王（株）社製）５０重量％、ポリエステル樹脂（「タフトン」ＴＴＲ−５、花王（株）社製）２５重量％、磁性体（ＥＰＴ−１０００、戸田工業社製）２０重量％、カーボンブラック（「リーガル」３３０Ｒ、キャボット社製）２重量％、ニグロシン系荷電制御剤（「ボントロン」Ｎ−０１、オリエント化学社製）１重量％、ポリエチレンワックス（「ハイワックス」４０５ＭＰ、三井石油化学工業社製）２重量％、前記の各成分を十分混合した後、２軸押出機で（ＰＣＭ−３０、池貝鉄鋼株式会社製）で溶融、混練後、ジェットミル粉砕機（ＰＪＭ−１００、日本ニューマチック工業株式会社製）で微粉砕した。これを風力分級機（Ａ−１２、アルピネ社製）で分級し、重量平均粒径が９．０μｍの樹脂微粒子を得た。
【００３１】
更に、上記樹脂微粒子に対し、疎水性シリカ微粉末（ＲＥＡ２００、日本アエロジル社製）を０．４重量部、ポリフッ化ビニリデン粒子（「ＫＹＮＥＲ」５００、エルフ・アトケム・ジャパン（株）社製）を０．４重量部、それぞれ添加し、スーパーミキサー（ＳＭＶ−２０、カワタ社製）で混合することによりトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の重量平均粒径は９．０μｍで、重量分布の標準偏差は３．２μｍであった。
【００３２】
キャリア粒子：
ポリエステル樹脂（「タフトン」ＴＴＲ−２、花王（株）社製）２３重量％、 磁性体（ＫＢＦ−１００ＳＲ、関東電化工業社製）７３重量％、 荷電制御剤（「ボントロン」Ｓ−３４、オリエント化学社製）２重量％、 ワックス（ＬＵＶＡＸ−１１５１、日本精蝋社製）２重量％、前記の各成分を十分混合した後、２軸押出機（ＰＣＭ−３０、池貝鉄鋼株式会社製）で溶融混練を行った。この混練物を冷却後、直径２ｍｍのスクリーンを有する粗粉砕機（ＵＧ−２１０ＫＧＳ、朋来鉄工所製）を用いて粗粉砕した。更に、これを中粉砕機（「ファインミル」ＦＭ−３００Ｎ、日本ニューマチック工業株式会社製）で中粉砕した後、微粉砕機（「セパレーター」ＤＳ−５ＵＲ、日本ニューマチック工業株式会社製）を用いて分級し、体積平均粒径５２μｍの樹脂微粒子を得た。
【００３３】
次いで、この樹脂微粒子を高速攪拌型混合造粒器（ＯＤＭ−２５型、奈良機械製作所（株）製）を用い、７５℃で１５分攪拌して球状化処理を行った。更に、疎水性シリカ微粉末（ＲＥＡ２００、日本アエロジル社製）を上記樹脂微粒子に対して０.１重量部添加し、スーパーミキサー（ＳＭＶ−２０、カワタ社製）で混合することにより体積平均粒径５３μｍのキャリア粒子を得た。
【００３４】
上記トナー粒子とキャリアを粒子を、トナー濃度が８．０％となるように計量、混合し現像剤を作成した。
【００３５】
転写帯電器６は、放電で発生させたイオンを利用して感光ドラム２上に現像された未定着のトナー像を記録媒体ＭRCに転写する。分離帯電器７は、記録媒体ＭRCを感光ドラム２から電気的に分離させる帯電器で、例えば、交番電圧が印加されるコロトロン帯電器が使用される。転写帯電器６と分離帯電器７は共通のシールド板部材Ｓでもって一体に構成されている。
【００３６】
ここで、感光ドラム２外周に沿って見て、分離帯電器７とクリーニング前帯電器８との間には記録媒体ＭRCを感光ドラム２から機械的に分離させる分離爪１２が設けられている。
【００３７】
本実施態様に於いては、主帯電器３および転写帯電器６以外にもクリーニング前帯電器８を有し、このクリーニング前帯電器８は、感光ドラム２の表面をクリーニングに先立って帯電させ、記録媒体ＭRCに転写されずに感光ドラム２の表面に残留したトナー粒子をクリーニングユニット１０で回収し易くする目的で使用される。
【００３８】
キャリア回収ユニット９は、感光ドラム２の回転方向に見て、転写帯電器６とクリーニングユニット１０との間に設けられ、記録媒体ＭRCに転写されずに感光ドラム２の表面に残留したキャリア粒子や、後述のブラシローラ１０ｂに因って、感光ドラム２の表面からはたき落とされたキャリアを回収する。キャリア回収ユニット９は、内部に磁気ローラである回収ローラ９ａを有し、キャリア粒子を磁気的に吸着して回収する。
【００３９】
クリーニングユニット１０は、記録媒体ＭRCに転写されずに感光ドラム２の表面に残留したトナー粒子を主として除去するもので、ハウジング１０ａ内にブラシローラ１０ｂと回収ローラ１０ｃが設けられている。ブラシローラ１０ｂは、トナー粒子と逆極性のバイアス電圧が印加され、感光ドラム２の表面に残留したトナー粒子をブラシで掻き取ると共に、静電的に吸着してクリーニングする。回収ローラ１０ｃは、ブラシローラ１０ｂ以上の絶対値のバイアス電圧が印加され、ブラシローラ１０ｂに吸着されたトナー粒子を静電的に回収する。回収されたトナー粒子は、図示しないブレードによって回収ローラ１０ｃから掻き落とされ、紙面表裏いずれか一方向に設けた回収部（図示せず）へ移送される。
【００４０】
除電ランプ１１は、複数個の小形の電球からなり、光照射によって感光ドラム２の表面から残留電荷を除去する。尚、電球の替わりにＬＥＤ等の発光素子を用いる事も出来る。搬送ユニット１５は、２本の搬送ローラ１５ａ間に搬送ベルト１５ｂを掛け渡した構造を持ち、搬送ローラ１５ａが図示しない駆動モータによって図中矢印方向に回転駆動されており、これにより搬送ベルト１５ｂ上に載置された記録媒体MRCを搬送する。
【００４１】
搬送ユニット１５の後方には、スカフローラ対１６が存在する。スカフローラ対１６を構成する２本のローラの内、記録媒体MRCの下方に位置するローラのみが図示しない駆動モータによって回転駆動されている。他方のローラは記録媒体MRCを挟んで自重により下方に付勢され、従動回転している。
【００４２】
図１に示すように電子写真プリンタ１に於いては、感光ドラム２上に現像された未定着のトナー像が転写帯電器６によって転写される転写位置から、定着ユニット２０によって該トナー像が定着される定着位置までの間を含め、記録媒体ＭRCが搬送される搬送経路が、略直線状で、かつ略水平となるように構成されている。このように記録媒体ＭRCの搬送経路を略直線状とすれば、記録媒体の搬送に当たって、該記録媒体を折り曲げることがなく、厚紙、薄紙、合成紙、樹脂フィルム媒体など、いわゆる特殊媒体の搬送も容易とすることが出来る。
【００４３】
定着ユニット２０は、ハウジング２０ａ内に輻射熱源となる２本の定着ランプ２１、反射板２２、反射板２２を冷却する放熱フィン２３が設けられ、搬送ユニット１５に対向するハウジング２０ａの前面には保護ガラス２４が配置されている。また、定着ユニット２０の下流側に、空気を吸引する吸引ダクト２６が設けられている。
【００４４】
定着ランプ２１は、例えば、キセノンランプやハロゲンランプが使用される。反射板２２は、内面が高い反射率を有するアルミニウム等の金属を板金加工して成形されている。但し、反射板２２は、金属であると板金加工のため形状の自由度が低く任意の形状に成形することができないうえ重くなる。このため、反射板２２は、金属蒸着したポリイミド等の耐熱性樹脂で成形してもよい。例えば、厚０．１〜０．５ｍｍ程度の厚さを有するポリイミドフィルムを真空成形によって所望の反射板形状に一体成形し、アルミニウム、銀、金等の金属を内面に蒸着して製造してもよい。
【００４５】
吸引ダクト２６は、図１において電子写真プリンタ１の紙面表裏方向に配置され、搬送ユニット１５側に開口を有し、内部には脱臭、脱煙用のフィルタとブロワ等の吸引手段が設けられている。吸引ダクト２６は、定着ユニット２０周りの空気を吸引し、電子写真プリンタ１の外部へ排出することで、主として定着ユニット２０における未定着トナー像の定着によって発生するトナー成分の不快な臭気や煙を除去する。
【００４６】
電子写真プリンタ１は以上のように構成され、以下に述べる電子写真方法により記録媒体ＭRCに未定着トナー像を定着して所望のプリントを行う。
【００４７】
先ず、クリーニングユニット１０で表面が清掃され、矢印方向に一定の速度で回転する感光ドラム２は、除電ランプ１１で表面の残留電荷が除去され、主帯電器３で一様に帯電される。
【００４８】
次に、ＬＥＤプリントヘッド４が、感光ドラム２に光ビームを照射し、記録情報に対応した静電潜像を感光ドラム２の表面に形成する。この静電潜像は感光ドラム２の回転により、現像器５で現像され、未定着トナー像（可視像）となる。
【００４９】
そして、感光ドラム２上に現像された未定着トナー像は、矢印で示した搬送経路に沿って搬送されてくる記録媒体ＭRC上に転写帯電器６で転写される。未定着トナー像が転写された記録媒体ＭRCは、分離帯電器７で感光ドラム２から離され、搬送ユニット１５によって定着ユニット２０へ搬送される。定着ユニット２０では、定着ランプ２１が発光し、発生した熱により未定着トナー像が溶融し記録媒体ＭRC上に定着される。
【００５０】
電子写真プリンタ１においては、上記のようにして、記録情報に対応した画像が記録媒体ＭRC上に形成され、クリーニング前帯電器８での帯電、キャリア回収ユニット９でのキャリア回収、クリーニングユニット１０での感光ドラム２の表面クリーニングの後、除電ランプ１１によって感光ドラム２の残留潜像が消去されて、引き続く次の画像形成に供される。
【実施例】
【００５１】
次に現像装置５の断面図である図２を用いて、現像装置５について詳述する。
【００５２】
現像装置５は上部に補給トナー（図示せず）を収容する補給トナー槽５１が配され、該補給トナー槽５１の下部に現像剤（図示せず）を収容する現像剤槽５３が存する。両者を連通するトナー補給開口５６にトナー補給ローラ５７が現像器側壁に回転自在に軸支され、トナー補給開口５６を封止している。
【００５３】
トナー補給ローラ５７は、外径２１．５ｍｍ、直径８ｍｍのＳＵＳ製シャフト外周に６．７５mm肉厚の単泡性ウレタンフォーム（ブリヂストン化成社製、ＡＲ６０）層を設けた構造を有し、図示しない駆動機構によって、図中矢印Ｄの方向に回転駆動される。トナー補給ローラ５７の回転に伴い、ウレタンフォーム層最外周のセルが保持する補給トナーが補給開口５６から現像剤槽５３内に落下し、現像剤にトナーが補給される。
【００５４】
トナー補給ローラ５７の回転角度、又は回転回数に補給トナー量がほぼ比例することから、いずれかを所定の値に設定して適量のトナーを補給することが可能である。尚、補給トナー槽５１には補給トナーを内部に収容したトナーカートリッジ５２が紙面表裏方向に着脱自在に装着され、補給トナーを補給トナー槽５１内に補給する。
【００５５】
現像剤槽５３内には、現像剤を撹拌、混合するための、撹拌部材たる撹拌オーガ５８が、現像剤側壁に回転自在に軸支されており、図示しない駆動機構によって図中矢印Ｃ方向に回転数１２０ｒｐｍで回転駆動される。撹拌オーガ５８の軸方向から見た攪拌オーガ５８の直径は５０ｍｍあり、現像剤槽内壁と攪拌オーガ５８とは最小１ｍｍの間隙が設けられている。
【００５６】
トナー補給開口５６から落下してくる補給トナーは、撹拌オーガ５８によって現像剤と混合、撹拌される。現像剤槽５３下部の開口部に現像ローラ５４が設けられており、図示しない駆動機構によって図中矢印Ａ方向に２１０ｒｐｍで回転駆動されることで、現像剤を感光ドラム2との対向部である現像領域に搬送し、感光ドラム2上の静電潜像を現像する。
【００５７】
現像ローラ５４は、前記２成分現像剤を感光ドラム２上に担持して搬送しながら前記静電潜像を現像する回転自在なスリーブ（外径３１．４mmの非磁性ＳＵＳ製管）からなるローラで、内部に回転自在な磁石体５５を有している。磁石体５５は、軸方向に長い永久磁石で複数の極が周方向に配置され、現像ローラ５４とは逆方向の図中矢印Ｂで示す方向に１７８９ｒｐｍで回転駆動される。
【００５８】
現像剤槽５３の底壁斜め下方に、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ５９が、その検出面６０を撹拌オーガ５８の軸に向けて取り付けられている。検出面６０は直径１０ｍｍの円形で、検出面６０と現像剤槽５３底壁はほぼ同一面を形成し、撹拌オーガ５８及び後述する圧縮部材６４とは１ｍｍの間隙を持って対向する。
【００５９】
尚、トナー濃度センサ５９は、攪拌オーガ５８の回転軸方向（図１においては紙面表裏方向、すなわち記録媒体ＭＲＣの幅方向）の略中央に位置している。トナー濃度センサ５９は透磁率によって現像剤のトナー濃度を検出する方式のもので、日立金属社製５Ｔ１１５型を用いている。
【００６０】
トナー濃度センサ５９は現像剤のトナー濃度、正しくは現像剤の透磁率に依存したアナログ電圧を出力する。該出力電圧はＡＤ変換器でデジタル信号に変化され、後述する出力波形のピーク検出を行って、該ピーク電圧をＣＰＵ（図示せず）が基準電圧と比較する。尚、ピーク電圧の検出に当たっては複数個のピーク電圧の平均化処理を行ってもよい。
【００６１】
トナー濃度センサ５９はトナー濃度が低いほど高いアナログ電圧を出力するもので、基準電圧よりも低い出力となった場合に、ＣＰＵがトナー補給ローラの駆動モータに所定時間の駆動を指示する、これによりトナー補給ローラ５７が所定時間駆動され、現像剤に所定量の補給トナーが補給される。
【００６２】
撹拌オーガ５８は、図３（ａ）に示すように、軸部６２と回転軸方向に対し90度でない角度（θ）に傾けて設けられた楕円板からなる撹拌羽根６１とを有するオーガブロックＡを、図３（ｂ）に示すように支持軸６３に複数連結して嵌挿したものである。この傾けて設けられた撹拌羽根６１によって撹拌羽根６１の回転方向（円周方向）だけでなく、撹拌オーガ軸方向へも現像剤を移動させて、撹拌、混合することが出来る。オーガブロックAは、軸部６２と攪拌羽根６１とのＡＢＳ樹脂による一体成型品であり、図２に示すように該撹拌羽根６１のオーガ回転軸方向への投影断面は支持軸６３を中心とする直径５０ｍｍの円形である。
【００６３】
また、図３（ｂ）に示すように、撹拌オーガ５８の軸方向中央に位置し、トナー濃度センサ５９と対向するオーガブロックＢが設けられ、圧縮部材６４を有している。
【００６４】
オーガブロックＢは、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、オーガブロックＡとは異なり、攪拌羽根６５が軸部６２の片側のみに存し、他方に圧縮部材６４が設けられる。圧縮部材６４は１mm厚のアルミ板（Ａ２０２４）を折り曲げた構造で、取り付け部６６、圧縮面６７、阻止部材たる側壁部６８からなり、オーガブロックＢの軸部６２にねじ止め（図示せず）されている。尚、本実施態様ではオーガブロックＢの軸部６２にアルミ材からなる圧縮部材６４を取り付ける構成としたが、ＡＢＳ樹脂等を用いて、圧縮部材６４、撹拌羽根６５、軸部６２を一体成型する構造としてももちろん構わない。また、トナー濃度センサ５９が透磁率センサであるので、該圧縮部材６４もアルミ、樹脂材等、非磁性の材料が好ましい。
【００６５】
図４（ａ）、（ｂ）は圧縮部材６４がトナー濃度センサ５９との最近接位置にある場合の両者の位置関係（正面と側面の関係）を示している。尚、図２とは異なり、トナー濃度センサ５９が鉛直下方に位置するように描いている。
【００６６】
トナー濃度センサ５９との最近接位置において、圧縮部材６４はトナー濃度センサ５９の検出面６０とは１ｍｍの間隙を有している。圧縮面６７はトナー濃度センサとの最近接位置に於いて、トナー濃度センサ検出面に対し４５度傾いており、かつ、オーガ回転軸方向（紙面表裏方向）とは平行である。この圧縮面６７に連続して、阻止部材たる側壁部６８が設けられている。側壁部６８は圧縮面６７及び検出面６０、さらにオーガ回転軸に対し垂直、すなわち、圧縮部材６４の移動方向に平行に配された小三角形板で、両圧縮面６８の間隔は１２ｍｍ。オーガ回転軸方向に見て直径１０ｍｍの検出面６０に対し対称に配され、トナー濃度センサ検出面６０直上で、圧縮面６７、両側壁部６８、トナー濃度センサ検出面６０（現像剤槽５３底壁）でくさび状空間を形成する。
【００６７】
トナー濃度センサ６０との最近接位置に於いては、攪拌オーガ５８の回転に伴い圧縮面６７はその接線方向である、図中矢印Ｚ方向に移動する。このとき現像剤に対し圧縮面６７がその法線方向に圧縮力を作用させるが、該圧縮面６７がトナー濃度センサ検出面６０に対し傾いて（本実施態様では４５度）いるため、トナー濃度検出面方向（トナー濃度センサ検出面６０の法線方向）へ圧縮力の分力が発生する。よって、圧縮面６７はその方向へも現像剤を圧縮しながら、トナー濃度センサ検出面６０上を通過していく。
【００６８】
本実施例においては、圧縮面６７はトナー濃度検出面６０に対し４５度傾ける配置としたが、この傾き角を用いる現像剤の安息角以下にすると尚効果的に検出面６０方向への圧縮が行える場合もある。
【００６９】
さらに、圧縮面６７と連続して、阻止部材たる側壁部６８が設けられている。この側壁部６８がないと、圧縮面６７の移動に伴い、前記のくさび上空間内の現像剤の一部は、撹拌オーガ５８の軸方向に移動しようとするが、それをこの側壁部６８が効果的に阻止している。よって、現像剤に対しより効果的に、トナー濃度センサ検出面６０方向への圧縮力を作用させ、現像剤のかさ密度、流動性の変化の影響を受けにくいトナー濃度の検出が可能となる。
【００７０】
尚、図２に於いて現像剤が図示されていないが、圧縮部材６４が撹拌オーガ５８の回転につれて該回転軸の鉛直上方付近に位置したときには、圧縮部材６４の少なくとも圧縮面６７は、収容されている現像剤面より上方にも位置するようになっている。すなわちこの状態で、前記のくさび状空間内に存在した現像剤は、該くさび状空間からは脱落、排出される。そして、圧縮部材６４が再度現像剤中に潜り込む時に、くさび状空間内の現像剤が入れ代わる様になっている。このようにして、くさび状空間内の現像剤を、撹拌オーガ５８の回転毎に入れ替え、該くさび状空間内に現像剤が長期に滞留することを防止している。
【００７１】
図５（ａ）、（ｂ）はトナー濃度センサ５９のアナログ電圧出力波形を示す。図５（ａ）が従来技術によるオーガブロックＡをトナー濃度センサ５９に対向させた場合、図５（ｂ）が本発明に基づくオーガブロックＢをトナー濃度センサ５９に対向させた場合である。図５（ａ）、（ｂ）において縦軸の出力電圧が高い程トナー濃度は低い。尚、本波形は攪拌オーガ５８を６０ｒｐｍで回転させた場合のものである。撹拌オーガ５８の半回転に相当する０．５秒周期で変動する出力波形が得られている。この波形のピーク位置が、オーガ羽根６１もしくは圧縮部材６４により、現像剤が圧縮された状態に対応する。
【００７２】
図５（ａ）では、同じ高さのピークが出力されているが、図５（ｂ）では高いピークと低いピークが交互に現れる。また、低いピークの高さは図５（ａ）のそれと同じである。これは、図５（ｂ）においては、オーガ羽根６５による圧縮と、圧縮部材６４による現像剤の圧縮が撹拌オーガ５８の半回転毎に交互に現れていることを示しており、かつ、圧縮部材６４による現像剤の圧縮が、オーガ羽根６５による圧縮よりも大きく、より効果的に現像剤が圧縮され、高いピークが出力されていること示している。補足となるが、現像剤が圧縮されると、かさ密度が小さくなり（キャリア粒子間の距離が小さく）なり、トナー濃度センサ５９はキャリアが多い、すなわちトナー濃度が低いと判断し、高いアナログ電圧を出力する。
【００７３】
さらに補足するが、トナー濃度センサ５９は、検出したトナー濃度に応じ０〜５Ｖのアナログ電圧を出力する。本トナー濃度センサ５９に関わらず、一般に透磁率を検出する方式のトナー濃度センサは、トナー濃度に応じて、上下限を有するアナログ電圧を出力するものが多い。よって、使用する現像剤の標準のトナー濃度に於いて、アナログ出力範囲の中央付近の出力が得られることが好ましい。
【００７４】
本実施例においては、トナー濃度８％の現像剤に対し、２．５Ｖ近辺アナログ電圧が出力されることが好ましい。しかしながら出力電圧の絶対値は使用する現像剤の種類によって当然異なってくる。従って、使用する現像剤に応じてトナー濃度センサの出力を調整する必要がある。これを、トナー濃度センサ内の検出コイルのコア位置や、センサコントロール電圧によって調整するのは周知の通りである。
【００７５】
図５（ａ）、（ｂ）は共に、従来技術によるオーガブロックＡを対向させた場合に、ピーク電圧が２．５Ｖ付近となるように、調整を行ったトナー濃度センサ５９を用いた場合のものである。従って、圧縮部材６４によって、より現像剤が圧縮される図５（ｂ）の方が、２．５Ｖより高いピークが出力されている訳である。圧縮部材６４を有するオーガブロックＢを用いる場合には、此のピーク電圧の絶対値が２．５Ｖ近辺となるようにトナー濃度センサ５９を調整すればよい。
【００７６】
さらに、図５（ｂ）の波形においては、ピーク検出は高いピークのみを検出する様にすればよいことはいうまでもない。また、図５（ｂ）における低いピークは、撹拌羽根６５による圧縮に相当する出力ピークであるので、現像剤の使用に伴う経時変化で現像剤のかさ密度や流動性が変化していくと、圧縮状態の異なる２つのピーク差もそれに応じて変化していくことがある。これより現像剤の経時変化を検出することが可能な場合もある。
【００７７】
図６は、実施態様に述べた前述の電子写真プリンタ１、現像装置５、現像剤を用い、連続運転を行った場合のトナー濃度とかさ密度の推移を示したものである。尚、かさ密度はＪＩＳ−Ｚ２５０４に準ずる方法で測定している。すなわち直径５mmのオリフィスを有する漏斗より、現像剤を容積２５ｃｍ３（直径３ｃｍ、高さ４．２４ｃｍ）の円筒容器内に自然落下させたときのかさ密度である。印字枚数に連れてかさ密度が減少する傾向を示しているが、その傾向はオーガブロックＡ、Ｂとも大差ない。
【００７８】
しかしながら、従来技術によるオーガブロックＡでは、かさ密度の現象につれてトナー濃度も低下していく。これはかさ密度の減少のため、トナー濃度センサが、トナー濃度が高いと誤検出し、よってトナーが補給されずにトナー濃度が減少している状態を示している。そして、４０万頁で適正トナー濃度範囲（７〜８％）を逸脱する。一方、本発明に基づくオーガブロックＢでは、トナー濃度は６０万頁にわたり適正範囲内に維持されており、現像剤のかさ密度の変化の影響を受けないトナー濃度検出が行われていることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に関わる画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に関わる画像形成装置の現像器の概略構成を示す図である。
【図３】本発明に関わる現像器の撹拌オーガを示す図である。
【図４】本発明に関わる圧縮部材を示す図である。
【図５】本発明に関わるトナー濃度センサのアナログ出力波形を示す図である。
【図６】本発明の効果を示す連続印字におけるトナー濃度推移を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１．電子写真プリンタ
１a、1ｄ．側板
１ｅ、１ｆ．ステー
１ｇ、１ｈ．遮蔽板
２．感光ドラム
３．主帯電器
４．ＬＥＤプリントヘッド
５．現像装置
５１．補給トナー槽
５２．補給トナーカートリッジ
５３．現像剤槽
５４．現像ローラ
５５．磁石体
５６．トナー補給開口
５７．トナー補給ローラ
５８．撹拌オーガ
５９．トナー濃度センサ
６０．検出面
６１．撹拌羽根
６２．軸部
６３．支持軸
６４．圧縮部材
６５．撹拌羽根
６６．取り付け部
６７．圧縮面
６８．側壁部
６. 転写帯電器
７．分離帯電器
８．クリーニング前帯電器
９．キャリア回収ユニット
９ａ．キャリア回収ローラ
１０．クリーニングユニット
１０ｂ．ブラシローラ
１１．除電ランプ
１２．分離爪
１３．ガイド板
１４．トラクタ
１４ａ．トラクタピン
１４ｂ．トラクタベルト
１５．搬送ユニット
１５ａ．搬送ローラ
１５ｂ．搬送ベルト
１６．スカッフローラ対
２０．定着ユニット
２１．フラッシュランプ
２２．反射板
２３．放熱フィン
２４．保護ガラス
２６．吸引ダクト
【図１】
2009244534.tif 000003
【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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