(57)【要約】【課題】簡易な構成で現像剤の滞留を防止して円滑に循環させることができる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置１６は、現像剤が収容される筐体３１内に、第１攪拌搬送部材３２、第２攪拌搬送部材３３、現像ローラ３５、規制ブレード３６、第１圧電センサ４４及び第２圧電センサ４５が備えられている。第１又は第２圧電センサ４４、４５からの出力値Ｖが所定の出力基準値Ｖ0よりも大きいとき、第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３を逆回転させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を第１貯留室と第２貯留室とに区画された筐体と、
前記第１貯留室に像担持体と対向するように配設された現像剤担持体と、
前記第１貯留室に前記現像剤担持体と略平行に配設され、前記現像剤担持体のスラスト方向に現像剤を攪拌搬送する第１攪拌搬送部材と、
前記第２貯留室に前記第１攪拌搬送部材と略平行とに配設され、前記第１攪拌搬送部材と反対方向に現像剤を攪拌搬送する第２攪拌搬送部材と、
を有し、前記第１及び第２攪拌搬送部材によって現像剤が前記第１貯留室と前記第２貯留室とを循環するように構成された現像装置において、
前記筐体内における現像剤の滞留を検知する検知手段を設け、該検知手段の検知結果に基づいて前記第１及び第２攪拌搬送部材の回転方向又は回転速度を制御することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記検知手段により現像剤の滞留が検知されたとき、前記第１及び第２攪拌搬送部材の回転方向を反転す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】
前記検知手段により現像剤の滞留が検知されたとき、前記第２攪拌搬送部材の回転速度を初期速度である第１の速度から該第１の速度よりも低速の第２の速度へ、または該第２の速度から前記第１の速度へ切り換えることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記検知手段は、現像剤が所定方向に循環したときの圧力を検知する第１圧電センサと、現像剤が反対方向に循環したときの圧力を検知する第２圧電センサから成ることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第１及び第２圧電センサは、前記第１及び第２攪拌搬送部材と直交する前記第１又は第２貯留室の内壁面に配設されることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記第１又は第２圧電センサにより所定以上の圧力が所定時間連続して検知されたとき、前記第１及び第２攪拌搬送部材の回転方向を反転させるか、若しくは前記第２攪拌搬送部材の回転速度を切り換えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記検知手段は、前記第１及び第２攪拌搬送部材を回転させる駆動装置に流れる電流値に基づいて前記第１及び第２攪拌搬送部材のトルクを検知するトルク検知機構であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像装置。
【請求項８】
前記トルク検知機構により所定以上のトルクが所定時間連続して検知されたとき、前記第１及び第２攪拌搬送部材の回転方向を反転させるか、若しくは前記第２攪拌搬送部材の回転速度を切り換えることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に使用される現像装置に関し、特に現像装置内における現像剤の搬送制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置に使用される２成分現像装置１０１は、図１１に示すように感光体ドラム２００に対向するように配置され、現像剤を担持する現像ローラ１０２と、この現像ローラ１０２のスラスト方向に一方の端部から他端部へと現像剤を攪拌搬送する第１攪拌搬送部材１０３と、第１攪拌搬送部材１０３と平行に配置され、第１攪拌搬送部材１０３とは逆方向に現像剤を攪拌搬送する第２攪拌搬送部材１０４とを有している。
【０００３】
また、第１攪拌搬送部材１０３と第２攪拌搬送部材１０４との間には仕切板１０５が設けられ、第１貯留室１０６と第２貯留室１０７に区画されている。そして、図１２に示すように、現像装置１０１の左右の端部において、第１貯留室１０６と第２貯留室１０７の間を現像剤が移動することができるよう仕切板１０５のない領域が設けられており、現像剤は第１及び第２攪拌搬送部材１０３、１０４の回転によって第１貯留室１０６と第２貯留室１０７とを矢印Ａ、Ｂ方向に循環するように構成されている。
【０００４】
このような従来の現像装置１００においては、現像剤の劣化や使用環境等により現像剤の流動性が低下した場合、第１及び第２攪拌搬送部材１０３、１０４の搬送力が伝達されにくい現像装置１０１の左右の端部に現像剤が嵩高く滞留することがある。その結果、現像剤の循環が悪くなって現像ローラ１０２上に形成される現像剤薄層に乱れが生じ、濃度むら等の不具合が発生するおそれがあった。
【０００５】
そこで、現像装置内部の現像剤の循環を円滑にして濃度むらの発生を抑制する技術が種々提案されており、例えば特許文献１、２には、現像直前或いは現像終了後に攪拌搬送部材（搬送スクリュー）を一定時間逆回転させることにより、現像剤溜まりを解消可能とした現像装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、現像剤を攪拌搬送する２本の攪拌軸の長手方向中央に対して対称的（シンメトリ）に攪拌羽を形成することにより、現像剤を装置両端から中央に向かって循環させ、隔壁を乗り越えて再び両端に循環させるという構成で現像装置の左右の搬送バランスを取るようにした現像装置が開示されている。
【特許文献１】特開平４−１９０３７９号公報
【特許文献２】特開平８−２５４８９１号公報
【特許文献３】特開平１１−１１９５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２の方法では、攪拌搬送部材を逆回転させるタイミングが現像直前或いは現像終了後に固定されているため、現像動作中に発生した現像剤溜まりを効果的に解消することができなかった。
【０００８】
また、特許文献３に記載の現像装置では、装置両端における現像剤の搬送バランスは取れるものの、両端から流れ込む現像剤が合流する中央部において現像剤の流れが不安定になり、現像ローラ上のトナー薄層の乱れが生じ易くなるという問題点があった。また、攪拌搬送部材の構成を変更する必要があるため、図１１に示したような既存の現像装置を改良するにはコスト面で不利となっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成で現像剤の滞留を防止して円滑に循環させることができる現像装置及びそ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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、内部を第１貯留室と第２貯留室とに区画された筐体と、前記第１貯留室に像担持体と対向するように配設された現像剤担持体と、前記第１貯留室に前記現像剤担持体と略平行に配設され、前記現像剤担持体のスラスト方向に現像剤を攪拌搬送する第１攪拌搬送部材と、前記第２貯留室に前記第１攪拌搬送部材と略平行とに配設され、前記第１攪拌搬送部材と反対方向に現像剤を攪拌搬送する第２攪拌搬送部材と、を有し、前記第１及び第２攪拌搬送部材によって現像剤が前記第１貯留室と前記第２貯留室とを循環するように構成された現像装置において、前記筐体内における現像剤の滞留を検知する検知手段を設け、該検知手段の検知結果に基づいて前記第１及び第２攪拌搬送部材の回転方向又は回転速度を制御することを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記検知手段により現像剤の滞留が検知されたとき、前記第１及び第２攪拌搬送部材の回転方向を反転することを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記検知手段により現像剤の滞留が検知されたとき、前記第２攪拌搬送部材の回転速度を、初期速度である第１の速度から該第１の速度よりも低速の第２の速度へ、または該第２の速度から前記第１の速度へ切り換えることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記検知手段は、現像剤が所定方向に循環したときの圧力を検知する第１圧電センサと、現像剤が反対方向に循環したときの圧力を検知する第２圧電センサから成ることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記第１及び第２圧電センサは、前記第１及び第２攪拌搬送部材と直交する前記第１又は第２貯留室の内壁面に配設されることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記第１又は第２圧電センサにより所定以上の圧力が所定時間連続して検知されたとき、前記第１及び第２攪拌搬送部材の回転方向を反転させるか、若しくは前記第２攪拌搬送部材の回転速度を切り換えることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記検知手段は、前記第１及び第２攪拌搬送部材を回転させる駆動装置に流れる電流値に基づいて前記第１及び第２攪拌搬送部材のトルクを検知するトルク検知機構であることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トルク検知機構により所定以上のトルクが所定時間連続して検知されたとき、前記第１及び第２攪拌搬送部材の回転方向を反転させるか、若しくは前記第２攪拌搬送部材の回転速度を切り換えることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の構成によれば、現像装置駆動中における現像剤の滞留を検知するとともに、現像剤の循環方向又は循環速度を滞留が解消する方向に制御することができるため、筐体内の現像剤の搬送バランスが保持される。また、現像剤への機械的ストレスも低減されるため、現像剤寿命も長くなる。
【００２０】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、検知手段により現像剤の滞留が検知されたとき、第１及び第２攪拌搬送部材の回転方向を反転することにより、現像剤の循環方向を、滞留を解消する方向に簡単に切り換えることができる。
【００２１】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、検知手段により現像剤の滞留が検知されたとき、第２攪拌搬送部材の回転速度を第１の速度から第２の速度へ、または第２の速度から第１の速度へ切り換えることにより、現像剤の循環経路のうち現像剤担持体から遠い部分で循環速度を変化させることができ、現像性に影響を及ぼさずに現像剤の滞留を解消することができる。
【００２２】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の現像装置において、現像剤が所定方向に循環したときの圧力を検知する第１圧電センサと、現像剤が反対方向に循環したときの圧力を検知する第２圧電センサとで検知手段を構成することにより、現像剤の循環方向や循環速度によらず、現像剤の滞留を検出することができる。また、どちらの圧電センサが圧力を検知したかによって、循環方向又は循環速度を滞留が解消する方向に確実に切り換えることができる。
【００２３】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第４の構成の現像装置において、第１及び第２圧電センサを第１及び第２攪拌搬送部材と直交する第１又は第２貯留室の内壁面に配設することにより、第１攪拌搬送部材と第２攪拌搬送部材の搬送力が作用しにくく現像剤の搬送バランスが崩れやすい筐体の両端部における現像剤の圧力を検知できる。
【００２４】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第４又は第５の構成の現像装置において、第１又は第２圧電センサにより所定以上の圧力が所定時間連続して検知されたときに攪拌搬送部材の回転方向又は回転速度の制御を実行することにより、回転方向又は回転速度の切り換えが頻繁に行われることによる制御部の負荷を軽減するとともに、圧電センサの誤検知による誤動作を防止することができる。
【００２５】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第２又は第３の構成の現像装置において、検知手段を、第１及び第２攪拌搬送部材を回転させる駆動装置に流れる電流値に基づいてトルクを検知するトルク検知機構とすることにより、圧電センサ等の検知手段を別途設けることなく筐体内の現像剤の滞留を簡単に検知することができる。
【００２６】
また、本発明の第８の構成によれば、上記第７の構成の現像装置において、トルク検知機構により所定以上のトルクが所定時間連続して検知されたときに攪拌搬送部材の回転方向の制御を実行することにより、回転方向又は回転速度の切り換えが頻繁に行われることによる制御部の負荷を軽減するとともに、電流の誤検知による誤動作を防止することができる。
【００２７】
また、本発明の第９の構成によれば、上記第１乃至第８のいずれかに記載の構成の現像装置を画像形成装置に搭載することにより、現像剤の搬送バランスが一定に保持されて現像剤担持体上に形成される現像剤薄層が安定化されるため、濃度むら等の不具合の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略構成図であり、右側を画像形成装置の前方側として図示している。図１に示すように、画像形成装置１００は、本体下部に積載された用紙を収容する給紙カセット２が備えられている。この給紙カセット２の上方には、本体前方から本体後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて本体上面に形成された排紙部３に至る用紙搬送路４が形成されており、この用紙搬送路に沿って上流側から順に、ピックアップローラ５、フィードローラ６、中間搬送ローラ７、レジストローラ対８、画像形成部９、定着部１０及び排出ローラ対１１が配置されている。更に、画像形成装置１００内には、上記の各ローラ、画像形成部９、定着部１０等の動作を制御する制御部（ＣＰＵ）３０が配置されている。
【００２９】
給紙カセット２には、用紙搬送方向後端部に設けられた回動支点１２ａによって、給紙カセット２に対して回動自在に支持された用紙積載板１２が備えられており、用紙積載板１２上に積載された用紙がピックアップローラ５に押圧されるようになっている。また、給紙カセット２の前方側には、フィードローラ６に圧接するようにリタードローラ１３が配設されており、ピックアップローラ５によって複数枚の用紙が同時に給装された場合には、これらフィードローラ６とリタードローラ１３とによって用紙が捌かれ、最上位の１枚のみが搬送されるよう構成されている。
【００３０】
そして、フィードローラ６とリタードローラ１３とによって捌かれた用紙は、中間搬送ローラ７によって搬送方向を装置後方へと変えられてレジストローラ対８へと搬送され、レジストローラ対８によってタイミングを調整されて画像形成部９へと供給される。
【００３１】
画像形成部９は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、図１において時計方向に回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム１４と、この感光体ドラム１４の周囲に配置される帯電装置１５、現像装置１６、クリーニング装置１７、用紙搬送路４を挟んで感光体ドラム１４に対向するように配置される転写ローラ１８及び感光体ドラム１４の上方に配置される露光ユニット（ＬＳＵ）１９から構成されており、現像装置１６の上方には、現像装置１６へトナーを補給するトナーコンテナ２０が配置されている。
【００３２】
帯電装置１５には、図示しない電源が接続された導電性ゴムローラ１５ａが備えられており、この導電性ゴムローラ１５ａが感光体ドラム１４に当接するよう配置されている。そして、感光体ドラム１４が回転すると、導電性ゴムローラ１５ａが感光体ドラム１４の表面に接触して従動回転し、この時、導電性ゴムローラ１５ａに所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム１４の表面が一様に帯電させられることとなる。
【００３３】
次いで、露光ユニット（ＬＳＵ）１９からのレーザビームにより感光体ドラム１４上に入力された画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置１６により静電潜像にトナーが付着されて感光体ドラム１４の表面にトナー像が形成され、転写ローラ１８により感光体ドラム１４の表面のトナー像が、感光体ドラム１４と転写ローラ１８とのニップ部に形成された転写位置に供給された用紙へと転写される。
【００３４】
トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム１４から分離されて定着部１０に向けて搬送される。この定着部１０は、画像形成部９の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部９においてトナー像が転写された用紙は、定着部１０に備えられた加熱ローラ２１、及びこの加熱ローラ２１に圧接される加圧ローラ２２によって加熱、加圧され、用紙に転写されたトナー像が定着される。
【００３５】
そして、画像形成部９及び定着部１０において画像形成がなされた用紙は、排出ローラ対１１によって排紙部３に排出される。一方、転写後に感光体ドラム１４の表面に残留しているトナーはクリーニング装置１７により除去される。そして、感光体ドラム１４は帯電装置１５によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。
【００３６】
続いて、図２及び図３を参照して本発明に係る現像装置１６について詳述する。図２は本発明の第１実施形態に係る現像装置の側面断面図であり、図３は第１実施形態の現像装置を上方から見た平面図である。なお、図２は図３におけるＸＸ′矢視断面図に相当し、図３においては説明の便宜上、カバー３１ｂを外した状態を示している。
【００３７】
図２及び図３に示すように、現像装置１６は、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤が収容されるケーシング３１ａと、ケーシング３１ａに収容された現像剤が外部に漏れないように封止するカバー３１ｂとから構成される筐体３１内に、第１攪拌搬送部材３２、第２攪拌搬送部材３３、現像ローラ３５、規制ブレード３６、第１圧電センサ４４及び第２圧電センサ４５が備えられている。
【００３８】
ケーシング３１ａの内部は、長手方向に延在する仕切板３７によって第１貯留室３８と第２貯留室３９とに区画されており、第１貯留室３８には第１攪拌搬送部材３２が、第２貯留室３９には第２攪拌搬送部材３３がそれぞれ配設されている。また、仕切板３７は、図３に示すようにケーシング３１ａの左右両端部には設けられておらず、この部分が第１貯留室３８と第２貯留室３９の間を現像剤が移動する通路４０となっている。
【００３９】
第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３は、それぞれ回転軸３２ａ、３３ａと、その外周面に一体形成された螺旋羽３２ｂ、３３ｂから構成され、互いに略平行となるようにケーシング３１ａ内に回転可能に軸支されており、通常は第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３が所定方向に回転することによって第１貯留室３８内の現像剤を矢印Ａ方向に搬送し、第２貯留室３９内の現像剤を矢印Ｂ方向に搬送するよう構成されている。また、トナー濃度センサ（図示せず）の検出結果に応じてケーシング３１ａ内にトナーを補給できるように、カバー３１ｂにはトナーコンテナ２０（図１参照）からトナーが供給されるトナー補給口３４が設けられている。
【００４０】
そして、第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３の回転軸３２ａ、３３ａには駆動入力ギヤ４１ａ、４１ｂが連結されており、駆動入力ギヤ４１ａ、４１ｂは駆動力の伝達方向を切り換え可能なクラッチ４２を介してモータ４３が接続されている。このクラッチ４２及びモータ４３により第１及び第２攪拌搬送部材３２、３３を所定方向に回転駆動することによって、現像剤が第１貯留室３８及び第２貯留室３９内を搬送され、また、上述したようにケーシング３１ａの左右両端部に設けられた通路４０を通過して、第１貯留室３８と第２貯留室３９とを循環するようになっている。
【００４１】
現像ローラ３５は、第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３と略平行となるように第１貯留室３８内に回転可能に軸支され、モータ４２とは別個の駆動手段（図示せず）が接続されている。この現像ローラ３５には、内面に永久磁石から成る磁界発生部材（図示せず）が固定されており、感光体ドラム１４の回転に応じて現像ローラ３５の回転自在なスリーブが回転すると、この磁界発生部材の磁力により現像ローラ３５の表面に現像剤が付着（担持）されて現像剤層が形成される。そして、所定の現像域において現像ローラ３５に付着した現像剤中のトナーが、感光体ドラム１４の表面電位と現像ローラ３５に印加される現像バイアスとの電位差により感光体ドラム１４へと飛翔して感光層に付着し、感光体ドラム１４表面にトナー像が形成される。
【００４２】
規制ブレード３６は、感光体ドラム１４に供給するトナー量、すなわち現像ローラ３５への現像剤付着量を規制するものであり、例えばＳＵＳ３０３等の非磁性体のＳＵＳ（ステンレス）が用いられる。そして、規制ブレード３６は、その先端と現像ローラ３５との間に所定の隙間が形成されるように配設されており、この規制ブレード３６と現像ローラ３５との隙間によって現像ローラ３５への現像剤付着量が規制され、現像ローラ３５の表面には数百ミクロンの現像剤薄層が形成される。
【００４３】
第２貯留室３９の第２攪拌搬送部材３３と直交する内壁面３９ａ、３９ｂには、ケーシング３１ａ内を搬送される現像剤の圧力を検知する第１圧電センサ４４及び第２圧電センサ４５が配置されている。圧電センサは、外部から衝撃や振動が加わると、その大きさに比例した電圧が発生するという圧電素子の性質を利用し、衝撃や振動を電気信号として取り出すものである。第１及び第２圧電センサ４４、４５は、センサ面を内側にして内壁面３９ａ、３９ｂとほぼ面一となるように配置されており、第１圧電センサ４４は現像剤が第２貯留室３９内を矢印Ｂ方向に循環したときの圧力を検知し、第２圧電センサ４５は現像剤が第１貯留室３８内を矢印Ｂと反対方向に循環したときの圧力を検知して、その検知結果に相当する電圧値を制御部３０に出力する。
【００４４】
図４は、図３における第１圧電センサ４４周辺の部分拡大図である。必要に応じて図１〜図３を参照しながら、図４を用いて本実施形態の現像装置における現像剤の搬送制御について説明する。なお、図４中の矢印は現像剤の循環方向を示している。
【００４５】
画像形成動作が開始されると、モータ４３からクラッチ４２、駆動入力ギヤ４１ａ、４１ｂを介して第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３に駆動力が入力され、現像剤は第１貯留室３８内を矢印Ａ方向に、第２貯留室３９内を矢印Ｂ方向に循環する。装置外部の温湿度変化や現像装置１６の長時間の駆動により現像剤の流動性が低下すると、図４（ａ）に示すように、現像剤の循環方向が直角に曲がる通路４０の直前、即ち第２貯留室３９の現像剤搬送方向下流端部において現像剤の滞留部分Ｃ（図の濃色部分）が発生する。なお、ここでは図示しないが、第１貯留室３８の現像剤搬送方向下流端部（図３の左端）においても現像剤の滞留部分Ｃが発生する。
【００４６】
この滞留部分Ｃにより内壁面３９ａに配設された第１圧電センサ４４に圧力がかかり、第１圧電センサ４４から制御部３０（図１参照）に所定の電圧値を出力する。そして、制御部３０は、第１圧電センサ４４からの出力値Ｖが所定の出力基準値Ｖ0よりも大きいとき、現像剤の滞留が発生していると判断し、クラッチ４２（図３参照）に制御信号を送信して第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３を逆回転させる。その結果、図４（ｂ）に示すように、第１及び第２攪拌搬送部材３２、３３の螺旋羽３２ｂ、３３ｂの位相の進行方向、即ちケーシング３１ａ内の現像剤の循環方向が切り換わり、第１貯留室３８内の現像剤は矢印Ａ′方向に搬送され、第２貯留室３９内の現像剤は矢印Ｂ′方向に搬送される。そして、図４（ｃ）に示すように現像剤が分散されて滞留部分Ｃが解消する。
【００４７】
図４（ｃ）の状態で搬送を継続すると、今度は第２貯留室３９の反対側（内壁面３９ｂ側）に滞留部分Ｃが発生する。また、第１貯留室３８の反対側（図３の右端）にも滞留部分Ｃが発生する。すると、滞留部分Ｃにより第２圧電センサ４５に圧力がかかるため、制御部３０は、上記と同様に第２圧電センサ４５からの出力値Ｖが所定の出力基準値Ｖ0よりも大きいとき、クラッチ４２（図３参照）に制御信号を送信して第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３を逆回転させ、再び図４（ａ）の状態に現像剤の循環方向を切り換える。
【００４８】
これにより、現像装置の駆動中における現像剤の滞留を検知するとともに、現像剤の循環方向を滞留が解消する方向に切り換えることができ、ケーシング３１ａ内の現像剤の搬送バランスが保持される。また、現像剤に高いトルクが掛かる時間が短くなって現像剤への機械的ストレスも低減されるため、現像剤寿命も長くなる。
【００４９】
このとき、図５に示すように、第１圧電センサ４４又は第２圧電センサ４５からの出力値Ｖが所定時間ｔ以上連続して出力基準値Ｖ0を超えたときに第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３を逆回転させることが好ましい。これにより、現像剤の循環方向の切り換えが頻繁に行われることによる制御部３０の負荷を軽減するとともに、圧電センサの誤検知を防止することができる。出力基準値Ｖ0及び連続検知時間ｔは、圧電センサの性能や現像装置１６の仕様に応じて適宜設定可能である。
【００５０】
図６は、本発明の第２実施形態に係る現像装置を上方から見た平面図である。第１実施形態と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第１実施形態のクラッチ４２に代えて、第２攪拌搬送部材３３の回転速度を可変するための変速クラッチ４６が設けられている。他の部分の構成は第１実施形態と同様である。
【００５１】
図７は、図６における第１圧電センサ４４周辺の部分拡大図である。必要に応じて図１及び図６を参照しながら、図７を用いて本実施形態の現像装置における現像剤の搬送制御について説明する。なお、図７中の矢印は現像剤の循環方向を示し、矢印の長さは循環速度を示している。
【００５２】
画像形成動作が開始されると、モータ４３から変速クラッチ４６、駆動入力ギヤ４１ａ、４１ｂを介して第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３に駆動力が入力され、現像剤は第１貯留室３８内を矢印Ａ方向に、第２貯留室３９内を矢印Ｂ方向に循環する。なお、初期段階においては第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３の回転速度は等速（第１の速度Ｓ１）に設定されている。
【００５３】
現像剤の流動性が低下すると、図７（ａ）に示すように、現像剤の循環方向が直角に曲がる通路４０の直前、即ち第２貯留室３９の現像剤搬送方向下流端部において現像剤の滞留部分Ｃ（図の濃色部分）が発生する。同様に、第１貯留室３８の現像剤搬送方向下流端部（図６の左端）においても現像剤の滞留部分Ｃが発生する。
【００５４】
そして、この滞留部分Ｃにより内壁面３９ａに配設された第１圧電センサ４４に圧力がかかり、第１圧電センサ４４から制御部３０（図１参照）に所定の電圧値を出力する。そして、制御部３０は、第１圧電センサ４４からの出力値Ｖが所定の出力基準値Ｖ0よりも大きいとき、現像剤の滞留が発生していると判断し、変速クラッチ４６（図６参照）に制御信号を送信して第２攪拌搬送部材３３の回転速度を第２の速度Ｓ２（Ｓ２＜Ｓ１）とする。その結果、図７（ｂ）に示すように、第２貯留室３９内の現像剤の搬送速度が低下する。一方、第１攪拌搬送部材３２の回転速度はＳ１に維持されるため、第１貯留室３８内と第２貯留室３９内で現像剤の循環速度差が生じる。そして、図７（ｃ）に示すように現像剤が分散されて滞留部分Ｃが解消する。
【００５５】
図７（ｃ）の状態で搬送を継続すると、今度は第２貯留室３９の反対側（内壁面３９ｂ側）に滞留部分Ｃが発生する。また、第１貯留室３８の反対側（図６の右端）にも滞留部分Ｃが発生する。すると、滞留部分Ｃにより第２圧電センサ４５に圧力がかかるため、制御部３０は、上記と同様に第２圧電センサ４５からの出力値Ｖが所定の出力基準値Ｖ0よりも大きいとき、変速クラッチ４６（図３参照）に制御信号を送信して再び図４（ａ）のように第２攪拌搬送部材３３の回転速度を第１の速度Ｓ１に戻す。
【００５６】
これにより、第１実施形態と同様に、現像装置の駆動中における現像剤の滞留を検知するとともに、第２貯留室３９内の現像剤の搬送速度を現像剤の滞留が解消する方向に可変させることができ、ケーシング３１ａ内の現像剤の搬送バランスが保持される。第２の速度Ｓ２は、滞留部分Ｃを所定時間内に解消可能であり、且つ現像剤の円滑な循環を妨げない任意の速度に設定すれば良い。
【００５７】
ここで、第２攪拌搬送部材３３に代えて第１攪拌搬送部材３２の回転速度を変化させても現像剤の滞留の解消は可能であるが、その場合、現像ローラ３５への現像剤の供給量が変動して画像濃度の低下や濃度むら等が発生するおそれがある。従って、本実施形態のように現像ローラ３５への現像剤の供給に直接関与しない第２攪拌搬送部材３３の回転速度を変化させることが好ましい。また、ここでは第２攪拌搬送部材３３の初期速度（＝第１の速度Ｓ１）が第１攪拌搬送部材３２と等しい場合を例に挙げて説明したが、第１攪拌搬送部材３２と第２攪拌搬送部材３３の初期速度が異なっていても良い。
【００５８】
なお、第１実施形態と同様の理由により、第１圧電センサ４４又は第２圧電センサ４５からの出力値Ｖが所定時間ｔ以上連続して出力基準値Ｖ0を超えたときに第２攪拌搬送部材３３の回転速度を可変させることが好ましい。また、変速クラッチ４６を用いずに、第１攪拌搬送部材３２と第２攪拌搬送部材３３をそれぞれ別個のモータに接続して独立駆動させるようにしても良い。
【００５９】
図８は、本発明の第３実施形態に係る現像装置を上方から見た平面図である。第１及び第２実施形態と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では第１圧電センサ４４、第２圧電センサ４５が設けられておらず、モータ４３に流れる電流値を検知するための電流計４７が設けられている。他の部分の構成は第１実施形態と同様である。
【００６０】
図９に示すように、モータ４３に掛かるトルクＴとモータ４３に流れる電流値Ｉとの関係（Ｔ−Ｉ曲線）は、モータ４３毎に固有の曲線となる。そこで、予め使用するモータ４３のＴ−Ｉ曲線を求めておけば、電流計４７の実測値ＩからトルクＴが算出できる。制御部３０は、電流計４７の電流値Ｉから算出されたトルクＴが所定の基準値Ｔ0よりも大きいときケーシング３１ａ内に現像剤の滞留が発生したとみなし、クラッチ４２に制御信号を送信して第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３を逆回転させる。現像剤の滞留が解消する仕組みは第１実施形態の図４と同様であるため説明を省略する。
【００６１】
これにより、第１及び第２実施形態と同様に、現像装置の駆動中における現像剤の滞留を検知するとともに現像剤の滞留を解消することができ、ケーシング３１ａ内の現像剤の搬送バランスが保持される。また、現像剤への機械的ストレスも低減されるため、現像剤寿命も長くなる。さらに、高価な圧電センサを用いる必要がないため第１及び第２実施形態に比べて現像装置の低コスト化も可能となる。
【００６２】
なお、図１０に示すように、本実施形態においても第１及び第２実施形態と同様の理由により、電流の実測値から算出されるトルクＴが所定時間ｔ以上連続して閾値Ｔ0を超えたときに第１攪拌搬送部材３２及び第２攪拌搬送部材３３を逆回転させることが好ましい。閾値Ｔ0及び連続検知時間ｔは、モータ４３の特性値や現像装置１６の仕様に応じて適宜設定可能である。
【００６３】
例えば、モータ４３としてＡＸＨ０１５−Ｋ（ＯＲＩＥＮＴＡＬ社製）を用いた場合、第１及び第２攪拌搬送部材３２、３３の螺旋羽３２ｂ、３３ｂの径を２５ｍｍ、現像装置内を循環する現像剤重量を６５０ｇ、現像剤の流動性を１．６ｇ／ｃｍ2とすると、トルクＴの閾値Ｔ0を０．６ｋｇｆ・ｃｍ、連続検知時間ｔを５ｓｅｃに設定すれば良い。
【００６４】
なお、第３実施形態においても、電流計４７の電流値Ｉから算出されたトルクＴが所定の基準値Ｔ0よりも大きいとき、第２実施形態と同様に第２攪拌搬送部材３３の回転速度を第１の速度Ｓ１から第２の速度Ｓ２へ、または第２の速度Ｓ２から第１の速度Ｓ１へと切り換えるようにしても良い。
【００６５】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、第１及び第２実施形態においては、第１圧電センサ４４及び第２圧電センサ４５をそれぞれ内壁面３９ａ、３９ｂに配置したが、現像剤の循環に伴う圧力を検知可能な他の位置に配置することもできる。しかし、一般的に現像剤の搬送バランスが崩れやすいのは第１攪拌搬送部材３２と第２攪拌搬送部材３３の搬送力が作用しにくいケーシング３１ａの両端部であるため、上記実施形態のように第２貯留室３９の内壁面３９ａ、３９ｂに配置することが好ましい。なお、第１貯留室３８側の第１攪拌搬送部材３２と直交する内壁面に配置しても良い。
【００６６】
また、現像剤が第１及び第２貯留室３８、３９を循環する構成であれば、図３、図６、及び図８に示した構成に限定されるものではなく、例えば第１攪拌搬送部材３２と現像ローラ３５との間に攪拌パドルを備えた現像装置であっても良いし、第１攪拌搬送部材３２と現像ローラ３５との間に供給ローラ（磁気ローラ）を備えたタッチダウン方式の現像装置であっても良い。
【００６７】
また、上記実施形態では、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を用いる現像装置を例に挙げて説明したが、トナーのみから成る１成分現像剤を用いる現像装置にも同様に適用可能である。さらに、本発明の現像装置が搭載される画像形成装置としては、図１に示したようなモノクロプリンタに限らず、モノクロ及びカラー複写機、カラープリンタ、ファクシミリ等の他の画像形成装置であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、内部を第１貯留室と第２貯留室とに区画された筐体と、第１貯留室に像担持体と対向するように配設された現像剤担持体と、第１貯留室に現像剤担持体と平行に配設され、現像剤担持体のスラスト方向に現像剤を攪拌搬送する第１攪拌搬送部材と、第２貯留室に第１攪拌搬送部材と平行となるように配設され、第１攪拌搬送部材と反対方向に現像剤を攪拌搬送する第２攪拌搬送部材と、を有し、第１及び第２攪拌搬送部材により、現像剤が第１貯留室と第２貯留室とを循環するように構成された現像装置において、筐体内における現像剤の滞留を検知する検知手段を設け、該検知手段の検知結果に基づいて第１及び第２攪拌搬送部材の回転方向又は回転速度を制御する。
【００６９】
これにより、筐体内における現像剤の滞留を検知して、現像剤の循環方向又は循環速度を滞留が解消する方向に制御することができるため、簡単な構成で現像剤の搬送バランスが保持されるとともに現像剤の長寿命化も達成可能な現像装置を提供できる。現像剤の循環速度を制御する場合は、現像剤担持体から遠い第２攪拌搬送部材の回転速度を変化させることで、現像性に影響を与えずに現像剤の滞留を解消できる。
【００７０】
また、現像剤の滞留を検知する手段としては、現像剤が所定方向又はそれと反対方向に循環したときの圧力を検知できるように２つの圧電センサを配置したり、駆動装置に流れる電流値によって攪拌搬送部材のトルクを検出したりする方法がある。いずれの方法においても、所定以上の圧力若しくはトルクが所定時間以上連続したとき現像剤の循環方向又は循環速度を制御するようにすれば、制御が頻繁に入ることによる負荷を軽減でき、誤動作も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】は、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態に係る現像装置の側面断面図である。
【図３】は、第１実施形態の現像装置を上方から見た平面図である。
【図４】は、図３における第１圧電センサ周辺の部分拡大図である。
【図５】は、第１圧電センサ又は第２圧電センサからの出力値Ｖと経過時間との関係を示すグラフである。
【図６】は、本発明の第２実施形態に係る現像装置を上方から見た平面図である。
【図７】は、図６における第１圧電センサ周辺の部分拡大図である。
【図８】は、本発明の第３実施形態に係る現像装置を上方から見た平面図である。
【図９】は、モータに掛かるトルクＴとモータに流れる電流値Ｉとの関係を示すグラフ（Ｔ−Ｉ曲線）である。
【図１０】は、モータに掛かるトルクＴと経過時間との関係を示すグラフである。
【図１１】は、従来の現像装置の側面断面図である。
【図１２】は、従来の現像装置を上方から見た平面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１      画像形成装置
１４    感光体ドラム（像担持体）
１６    現像装置
３０    制御部
３１    筐体
３１ａ  ケーシング
３１ｂ  カバー
３２    第１攪拌搬送部材
３３    第２攪拌搬送部材
３５    現像ローラ（現像剤担持体）
３６    規制ブレード
３７    仕切板
３８    第１貯留室
３９    第２貯留室
４０    通路
４２    クラッチ
４３    モータ（駆動装置）
４４    第１圧電センサ（検知手段）
４５    第２圧電センサ（検知手段）
４６    変速クラッチ
４７    電流計（トルク検出機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図４】
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【図７】
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