JP2010054575A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー濃度センサの検知面に現像剤が滞留することによる誤検知を防止しつつ、攪拌動作時の検知面での剤密度の差を低減することができる現像装置、及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供する。
【解決手段】検知面攪拌部材７０Ｙは、第二搬送スクリュー６２Ｙの軸部６２ａＹから径方向に突出し、軸部６２ａＹと平行に配設された板状のフィン７２Ｙと、フィン７２Ｙの先端から軸部６２ａＹの径方向に延出するように貼付けられた弾性体シート７１Ｙとを備え、フィン７２Ｙには、中央部に四角形状の開口部７２ａＹが形成されている。第二搬送スクリュー６２Ｙが回転すると、開口部７２ａＹを現像剤が通過し、検知面８０Ｙを弾性体シート７１Ｙの先端部７１ａＹが摺擦して検知面８０Ｙ近傍に現像剤Ｇが滞留することなく確実に攪拌され、現像剤Ｇの剤密度変化を抑制可能としている。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に使用される現像装置、及びこれを備えたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置においては、現像装置として、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いるものが広く使用されている。この現像装置では、現像剤を収容する現像剤収容部内で攪拌混合して摩擦帯電させた二成分現像剤（以下、現像剤という）を現像剤担持体に担持させ、この現像剤より像担持体上の静電潜像に選択的にトナーを付着させてトナー像を得ている。このような現像によりトナーは消費され、現像剤中のトナー濃度が低下すると高濃度な画像が得られない。
一方、現像剤中のトナー濃度が高すぎると地汚れ等が発生する。このように、高画質な画像を得るためには、現像剤担持体に供給される現像剤収容部内の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御することが必要である。そこで、現像剤収容部内にトナーを補給するトナー補給装置を備えるものがある。このような現像装置では、現像剤収容部内のトナー濃度を検知する検知手段としてのトナー濃度検知装置（以下、トナー濃度センサという）と、現像剤収容部へのトナー補給量を制御するトナー補給量制御装置を設け、現像剤収容部内へのトナー補給を制御している。

トナー濃度センサとしては、現像剤収容部の内壁面の一部を検知面とし、この検知面周辺の現像剤中の透磁率変化を検知する磁気検知型が知られている。このトナー濃度センサでは検知面に現像剤が滞留すると正確なトナー濃度を検知することができなくなり、トナー補給量制御装置の誤作動を招く一因となる。
そこで、特許文献１においては、現像剤収容部内の現像剤を攪拌しながら搬送する搬送スクリューの軸部の検知面と対向する位置に平板部材を軸部に対して平行になるように固定し、この平板部材に弾性体シートが平行になるように固定されたものが提案されている。そして、平板部材及び弾性体シートが搬送スクリューとともに回転し、弾性体シートが検知面を摺擦することで検知面の現像剤を攪拌する。このように、検知面の現像剤を攪拌することによりトナー濃度センサの検知面に現像剤が滞留することによる誤検知を防止することができる。
特開平０５−１５０６５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているように弾性体シートよって検知面の現像剤を攪拌する構成の場合、攪拌動作時の弾性体シートが検知面を摺擦する周期に合わせてトナー濃度センサの検出値が周期的に変化する。これは、弾性体シートが検知面を摺擦する前後で、検知面での現像剤の剤密度が変化するためである。即ち、弾性体シートが検知面を摺擦する前は、弾性体シートが検知面に対して現像剤を押し付ける状態となって検知面での剤密度が上昇する。また、弾性体シートが検知面を摺擦するときに弾性体シートが検知面近傍の現像剤を跳ね上げるため、弾性体シートが検知面を摺擦した後は、検知面近傍に空隙が生じるような状態となり検知面での剤密度が低下する。
このような攪拌動作時の検知面での剤密度の差が大きいと、トナー濃度センサの検知精度が低下するため、検知面での剤密度の差を低減することが望まれる。また、攪拌動作時の検知面での剤密度の差は、搬送スクリューの回転数、設置環境、現像剤の経時劣化など使用条件の外乱によってばらつきが生じ、攪拌動作時の検知面での剤密度の差が大きいとユーザーの使用条件ごとのトナー濃度検知制度もばらつきも大きくなるため、検知面での剤密度の差を低減することが望まれる。
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー濃度センサの検知面に現像剤が滞留することによる誤検知を防止しつつ、攪拌動作時の検知面での剤密度の差を低減することができる現像装置、及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し、現像に用いる現像剤担持体と、当該現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容部を形成するケーシングと、螺旋状の羽部を有する軸部を中心に回転することによって当該羽部で前記ケーシング内の現像剤を攪拌しながら軸部の軸線方向に搬送する搬送スクリューと、当該搬送スクリューの軸部と平行な前記ケーシングの内壁面の一部を検知面として前記現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えた現像装置において、前記検知面と対向する位置の前記軸部に配設され、前記搬送スクリューの回転によって当該検知面上の現像剤を攪拌する検知面攪拌部材を有し、当該検知面撹拌部材は、前記軸部から径方向に突出して前記搬送スクリューの回転によって前記検知面に接触することなく回転する当該軸部と平行に配設される板状の支持部と、当該支持部の先端から軸部の径方向に延出して前記検知面と弾性的に摺接する攪拌部を有し、前記支持部は、前記搬送スクリューの回転によって前記現像剤の透過を許容する開口部を有していることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記支持部は、現像剤の撹拌動作によって変形しない剛性を有していることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の現像装置において、前記支持部の開口部は、当該支持部の中央部に形成され、当該支持部の枠部で形成された四角形状の透孔であることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置において、前記攪拌部は、前記搬送スクリューの回転によって弾性変形しながら前記検知面と摺接する弾性体シートであることを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の現像装置において、前記検知面は、前記ケーシングの底部内壁面の一部に形成されることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の現像装置において、前記検知面攪拌部材は、前記軸部から径方向に複数突出されていることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項６記載の現像装置において、前記複数の検知面攪拌部材は、前記軸部上に前記搬送スクリューの現像剤の搬送方向に沿ってずれた位置にそれぞれ配設されていることを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の現像装置において、前記内壁面に囲まれて前記搬送スクリューによって前記現像剤を搬送する現像剤搬送路の前記軸部に直交する平面における断面積を、前記搬送スクリューの搬送方向の前記検知面に対して上流側の当該断面積に比べて、該検知面の方で小さくしたことを特徴とする。
また、請求項９の発明は、請求項８記載の現像装置において、前記ケーシングの上蓋部の前記検知面に対応する内壁面に、前記軸部に向かって突出する突部を形成したことを特徴とする。

また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置において、前記検知面に対応する前記羽部の螺旋ピッチ幅が、前記搬送スクリューの現像剤の搬送方向における前記検知面に対して上流側の螺旋ピッチ幅に比べて、狭く形成されていることを特徴とする。
また、請求項１１の発明は、少なくとも、表面に静電潜像が形成される像担持体と、当該像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置とを一体的に連結したプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の現像装置であることを特徴とする。
また、請求項１２の発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、当該像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、前記現像装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の現像装置であることを特徴とする。
また、請求項１３の発明は、請求項１２記載の画像形成装置において、前記像担持体と前記現像装置は、一体的に連結され、当該画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジであること特徴とする。

本発明によれば、検知面と対向する位置の軸部に配設され、搬送スクリューの回転によって当該検知面上の現像剤を攪拌する検知面攪拌部材を有し、当該検知面撹拌部材は、前記軸部から径方向に突出して前記搬送スクリューの回転によって前記検知面に接触することなく回転する当該軸部と平行に配設される板状の支持部と、当該支持部の先端から軸部の径方向に延出して前記検知面と弾性的に摺接する攪拌部を有し、前記支持部は、前記搬送スクリューの回転によって前記現像剤の透過を許容する開口部を有していることによって、トナー濃度センサの検知面に現像剤が滞留することによる誤検知を防止しつつ、攪拌動作時の検知面での剤密度の差を低減することができる現像装置、及びこれを用いたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による一実施形態に係る画像形成装置である電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタ１００という）の概略構成を示す図である。図１において、このプリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像をそれぞれ生成するための４つの後述するプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、図２に示すように、プロセスカートリッジ６Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙを中心に、その周囲に、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を感光体１Ｙと一体に連結されている。従って、このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００本体に脱着可能であり、感光体１Ｙとドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙとをプリンタ１００本体から引き出して、保守、点検が可能となると共に、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等消耗部品を一度に交換できるようになっている。このプロセスカートリッジ６Ｙとしては、感光体１Ｙとドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙの全てを必ずしも一体に連結する必要がなく、本発明においては、少なくとも、感光体１Ｙと現像装置４Ｙとが一体に連結されたプロセスカートリッジであれば良い。

帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様に帯電せしめる。一様に帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、レーザ光ＬＹによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹ用の静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。
感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、一次転写バイアスローラ９Ｙによって中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、一次転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋのトナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。

先に示した図１においてプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中下方には露光装置７が配設されている。静電潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおけるそれぞれの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお露光装置７は、光源から発したレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを、それぞれ、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
露光装置７の図１中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８などを有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット２６は、記録体たる転写紙Ｐが複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。
給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、転写紙Ｐを挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の二次転写ニップに向けて送り出す。かかる構成の給紙手段においては、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対たるレジストローラ対２８との組合せによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Ｐを収容手段たる紙収容カセット２６から後述の二次転写ニップまで搬送するものである。

プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図１中上方には、中間転写体たる無端状の中間転写ベルト８が二次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３及びテンションローラ１４に張架されて二次転写バックアップローラ１２の回転駆動によって矢印Ａ方向に無端移動する中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの一次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、及びクリーニング装置１０などを備えている。
一次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。これらの一次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）に配置された一次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。
中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

二次転写バックアップローラ１２は、二次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで二次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この二次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。
二次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と二次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。二次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。そして、プリンタ１００本体の上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされる。
中間転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部３０との間には、ボトル収容器３１が配設されている。このボトル収容器３１は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを収容する補給用トナー収容部としてのトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋを収容している。トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、ボトル収容器３１上にトナー各色毎に上から置くようにして設置する。トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーは、後述するトナー搬送手段としてのトナー補給装置により、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにそれぞれ適宜補給される。これらのトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、４２Ｋは、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋとは独立してプリンタ１００本体に脱着可能である。

次に、プロセスカートリッジ６Ｙが備える現像装置５Ｙの構成について説明する。図２は、図１で示すプロセスカートリッジ６Ｙを感光体の回転軸６ａＹの軸線方向から見た概略断面図であり、後述する、制御部５７Ｙ及び駆動モータ４１Ｙは模式的に示している。また、図３は図２で示す現像装置５Ｙの上部カバー６７Ｙを取り外した状態の上面図である。
現像装置５Ｙは、内部に磁界発生手段を備え、磁性粒子とトナーを含む二成分系現像剤を表面に担持して搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ５１Ｙと、現像スリーブ５１Ｙ上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ５２Ｙとを備えている。現像スリーブ５１Ｙの下方には、ケーシング５５Ｙに囲まれた現像剤収容部があり、仕切り壁５９Ｙによって、現像スリーブ５１に現像剤を供給する第一現像剤収容部５３Ｙと、トナー補給部５８Ｙからトナーの補給を受ける第二現像剤収容部５４Ｙとに仕切られている。第一現像剤収容部５３Ｙ内にはトナーを撹拌搬送するための第一搬送スクリュー６１Ｙを備えており、第二現像剤収容部５４Ｙ内には第二搬送スクリュー６２Ｙを備えている。第二搬送スクリュー６２Ｙは、螺旋状の羽部６２ｂＹを軸部６２ａＹに固定した構造になっており（図３参照）、第一搬送スクリュー６１Ｙも同様の構成となっている。

また、第一現像剤収容部５３Ｙ内の現像剤は、第一搬送スクリュー６１Ｙの回転により、図３中の右から左（矢印Ｂ方向。また、図２中の手前側から奥側）へ搬送され、第二現像剤収容部５４Ｙ内の現像剤は第二搬送スクリュー６２Ｙの回転により、図３中の左から右（矢印Ｃ方向。また図２中の奥側から手前側）へ搬送される。そして、搬送スクリューの軸線方向（図３中の左右方向）における仕切り壁５９Ｙの両端部は開口部５９ａＹ及び５９ｂＹとなっており、これらの開口部５９ａＹ及び５９ｂＹを通じて現像剤Ｇは第一現像剤収容部５３Ｙと第二現像剤収容部５４Ｙとの間を循環するようになっている。
また、第二現像剤収容部５４Ｙのケース５５Ｙの下方外壁面５５ａＹには、第二現像剤収容部５４Ｙ内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ５６Ｙが取り付けられている。外壁面にトナー濃度センサ５６Ｙを取り付けた箇所のケース５５Ｙの底部内壁面５５ｂＹは、トナー濃度センサ５６Ｙのトナー濃度を検知する検知領域としての検知面８０Ｙとなる。第二搬送スクリュー６２の回転軸６２ａＹの検知面８０Ｙに対向する位置には、詳細は後述する検知面攪拌部材７０Ｙが固定されている。

なお、トナー濃度センサ５６Ｙは、センサの一部を現像剤と接触する位置に設けなくてもトナー濃度を検知することができる非接触型のトナー濃度センサである。このようなトナー濃度センサとしては、例えば、特開２００４−１３９０３８に記載されているもの等を用いることができる。また、トナー濃度センサ５６Ｙとしては、上記非接触のセンサに限るものではなく、例えば、ケーシング５５Ｙの外側からセンサ面がケーシング５５Ｙの内壁面５５ｂＹまで内側に突き出す形で取り付けられる接触型のセンサを用いてもよい。また、ケーシング５５Ｙの内壁面に配置するものであっても良い。
また、検知面８０Ｙとしては、現像剤収容部（本実施形態においては、第二現像剤収容部５４Ｙ）内のトナー濃度を検知する際のトナー濃度センサ５６Ｙが検知する領域の現像剤収容部を形成するケーシング５５Ｙの内壁面５５ｂＹであり、検知面として特別な部材を設けているわけではない。

次に、この現像装置の動作について説明する。現像装置５Ｙにおいては、現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内の現像剤Ｇにはキャリアとトナーが含まれており、トナーは現像剤に所定のトナー濃度範囲内になるように取り込まれる。トナーはトナーボトル３２Ｙから不図示のトナー搬送装置のトナー搬送パイプ４３Ｙを通過し、トナー補給部５８Ｙより第二現像剤収容部５４Ｙに補給される。その後、トナーは、第二搬送スクリュー６２Ｙ及び第一搬送スクリュー６１Ｙにより攪拌され現像剤中に取り込まれ、キャリアとの摩擦帯電により帯電される。
第一現像剤収容部５３Ｙ内の帯電したトナーを含む現像剤Ｇは、内部に磁極を有する現像スリーブ５１Ｙの表面に供給され、磁力により現像剤層を形成して担持される。現像スリーブ５１Ｙに担持された現像剤層は、現像スリーブ５１Ｙの回転に伴い矢印方向に搬送される。途中、現像ドクタ５２Ｙで現像剤層の層厚を規制されたのち、感光体１Ｙと対向する現像領域まで搬送される。そして、現像領域では、感光体１Ｙ上に形成された静電潜像にトナーが供給されて現像が行われる。
現像スリーブ５１Ｙ上に残った現像剤層は現像スリーブ５１Ｙの回転に伴い第一現像剤収容部５３Ｙの現像剤搬送方向上流部分に搬送される。現像によりトナーが消費され、現像装置５Ｙ内のトナー濃度が低下すると、検知面８０Ｙ周辺の現像剤のトナー濃度も低下し、第二現像剤収容部５４Ｙの下方底部のトナー濃度センサ５６Ｙによりトナー濃度の低下を検知する。その検知結果に基づいて、制御部５７Ｙは不図示のトナー補給装置の駆動モータ４１Ｙを駆動し、トナー搬送パイプ４３Ｙからトナーの補給がなされる。

次に、本発明の特徴部分である第１実施形態の検知面攪拌部材７０Ｙについて図４に基づいて説明する。図４は、本発明による実施形態に係る現像装置５Ｙで使用される第１実施形態の検知面攪拌部材７０Ｙが固定された部分の拡大斜視図である。
図５は、トナー濃度センサ５６Ｙを設けた位置での第二現像剤収容部５４Ｙの拡大断面図である。図５中の破線で示す６１ｃＹ及び６２ｃＹは、それぞれ第一搬送スクリュー６１Ｙの羽部６１ｂＹ及び第二搬送スクリュー６２Ｙの羽部６２ｂＹの径方向外側端部（図５中の６１ｅＹ及び６２ｅＹ）が描く軌道を示している。
図４に示すように、第１実施形態に係る検知面攪拌部材７０Ｙは、第二搬送スクリュー６２Ｙが図中矢印Ｄ方向に回転することによって共に回転し、検知面８０Ｙ（図３参照）上の現像剤Ｇを除去し、攪拌するものである。そして、本実施形態の検知面攪拌部材７０Ｙは、第二搬送スクリュー６２Ｙの軸部６２ａＹから径方向に突出し、軸部６２ａＹと平行に配設された板状の平面部材としての支持部であるフィン７２Ｙと、フィン７２Ｙの先端から軸部６２ａＹの径方向に延出するようにフィン７２Ｙに貼付けられた弾性体シート７１Ｙとを備えている。
フィン７２Ｙには、中央部に四角形状の開口部７２ａＹが形成されており、開口部７２ａＹの外周には、枠部７２ｂＹが形成されている。従って、第二搬送スクリュー６２Ｙが回転すると、フィン７２Ｙの開口部７２ａＹを現像剤が通過することが可能となっている。また、検知面８０Ｙを弾性体シート７１Ｙの先端部７１ａＹが摺擦するので検知面８０Ｙ近傍に現像剤Ｇが滞留することなく確実に攪拌され、現像剤Ｇの剤密度変化を抑制可能としている。

又、弾性体シート７１Ｙの先端７１ａＹは、検知面８０Ｙと弾性的に摺接して、検知面８０Ｙのクリーニングを行うことが可能となっている。このような検知面攪拌部材７０Ｙを使用することで、弾性体シート７１Ｙで検知面８０Ｙの現像剤を撹拌する際に、フィン７２Ｙの開口部７２ａＹから現像剤が通過できるので、撹拌時の現像剤の跳ね上げから生じる現像剤密度の差を抑制でき且つ、検知面８０Ｙ近傍に現像剤が滞留することを適切に抑制することが可能となる。
この場合、フィン７２Ｙは、弾性体シート７１Ｙによる現像材Ｇの攪拌を適切に行うために、現像剤Ｇの攪拌動作によって変形しない剛性を有することが好ましい。このような剛性を付与するために、フィン７２Ｙに形成される開口部７２ａＹの開口率（フィン７２Ｙの平面面積に対する開口部７２ａＹの面積比率）は、４０％〜８０％が好ましい。４０％未満の開口率では、開口部７２ａＹを通過する現像剤量が少なくなり、剤密度の変動を抑えることが困難になる。
一方、開効率が８０％を越す場合には、フィン７２Ｙの剛性が小さくなり、適切が開口部７２ａＹの現像剤の通過が困難となる。また、開口部７２ａＹの形状は、円形、楕円形、四角形等いずれの形状であっても良いが、中央部に四角形状の開口部７２ａＹが形成され、開口部７２ａＹの外周に、枠部７２ｂＹが形成されたフィン７２Ｙ形状とする場合には、フィン７２Ｙの剛性及び現像剤Ｇの通過を適切に行うことが可能となるので好適である。
また、弾性体シート７１Ｙは、ウレタンシート、ポリエステルシート等の合成樹脂シートを使用することができるが、検知面８０Ｙとの摺接部分の長さは、検知面８０Ｙの長さの半分以下となるようにすることが好ましい。この摺接部分の長さが検知面８０Ｙを全て被覆する長さとすると現像剤Ｇの剤密度の変動が生じるので好ましくない。

なお、本実施形態に係る第一搬送スクリュー６１Ｙ及び第二搬送スクリュー６２Ｙは合成樹脂からなり、軸部６１ａＹ、６２ａＹに羽部６１ｂＹ、６２ｂＹを取り付けた形状を一体成形により作成される。また、第二搬送スクリュー６２Ｙはフィン７２Ｙも一体成形により作成され、軸部６２ａＹにフィン７２Ｙが固定された形状となっている。弾性体シート７１Ｙは接着剤等によってフィン７２Ｙに貼り付けられて固定される。
図５に示すように、第１実施形態で示す検知面攪拌部材７０Ｙは、第二搬送スクリュー６２Ｙの軸部６２ａＹに固定され、四角形状の開口部７２ａＹを有するフィン７２Ｙとフィン７２Ｙに貼り付けられた弾性体シート７１Ｙとを備えている。そして、第二搬送スクリュー６２Ｙが図中矢印Ｄ方向に回転すると、弾性体シート７１Ｙによって検知面８０Ｙ上の現像剤Ｇが攪拌されるようになっている。
図５中の破線で示す弾性体シート７１Ｙは、弾性変形していない状態での弾性体シート７１Ｙを仮想的に描いたものであり、実際には、弾性体シート７１Ｙをフィン７２Ｙに取り付け、現像装置５Ｙ内に装填すると、図５中の実線で示すように弾性体シート７１Ｙは弾性変形した状態で、検知面８０Ｙを摺擦する。これにより、検知面上の現像剤を除去し、検知面上の現像剤を攪拌することができる。

また、図３中の符号Ｗで示す検知面攪拌部材７０Ｙの軸線方向の幅は、検知面８０Ｙよりも広く構成されており、第二搬送スクリュー６２Ｙが回転することにより、検知面８０Ｙ全体上の現像剤Ｇを攪拌することができるようになっている。トナー濃度センサの検知面８０Ｙの現像剤を除去する検知面攪拌部材として、弾性体シートを用いる従来の現像装置としては、上記特許文献１等に記載されているものがある。これらの現像装置でも、本実施形態の現像装置５Ｙと同様に、搬送スクリューの軸部に弾性体シートを設け、この弾性体シートをトナー検出部の検出面に接触させて付着した現像剤を拭き取るようにしている。
しかし、このような現像装置では、弾性体シートで検知面の現像剤を撹拌する際、弾性体シートの先端が検知面を通過する前後で生じる現像剤密度差が大きくなるという問題があった。これは、検知面攪拌部材である弾性体シートが一度に多くの現像剤を攪拌することに起因していると考えられる。また、現像剤密度差は、線速モード、環境、現像剤の流動性、などの外乱でばらつくため、ユーザーの使用条件ごとにトナー濃度検知精度もばらついてしまう。

一方、本実施形態の現像装置５Ｙでは、図４に示すようにフィン７２Ｙに開口部７２ａＹを持っている。このような構成とすると、弾性体シート７１によって現像剤を跳ね上げるものの開口部７２ａＹから現像剤が通過する。したがって、現像剤密度の急激な変動を抑えられる。つまりは、弾性体シート７１によって確実に検知面の現像剤を清掃・撹拌でき、且つ、弾性体シート７１が通過する前後で漸増剤密度の変動を減少出来る。
これにより、剤密度が最大となる弾性体シート７１Ｙの先端が検知面８０Ｙを通過する直前における検知面８０Ｙの現像剤密度の上昇、及び、剤密度が最小となる弾性体シート７１Ｙの先端が検知面８０Ｙを通過した直後における検知面８０Ｙの現像剤密度の低下を抑制することができる。剤密度の最大値の上昇、及び、最小値の低下を抑制することができるので、弾性体シート７１Ｙの先端が検知面８０Ｙを通過する前後で生じる現像剤密度差を抑制することができる。また、現像剤密度差を抑制できることにより、本実施形態の現像装置５Ｙでは、線速モード、環境、現像剤の流動性、などの外乱による現像剤密度差のばらつきを抑制することができる。

次に、本発明による現像装置５Ｙの第２の実施形態について、図６に基づいて説明する。図６は、本発明による実施形態に係る現像装置で使用される検知面８０Ｙ近傍の上部カバー６７Ｙの内壁面を下げる構成の説明図である。図６（ａ）は、現像装置５Ｙの第二現像剤収容部５４Ｙを図３中の矢印Ｅ方向から見た、第二現像剤収容部５４Ｙの側方断面図であり、図６（ｂ）は、上部カバー６７Ｙの内壁面を上方に載置した平面図である。
このような現像装置では、トナー濃度センサ検知領域近傍の現像剤の嵩密度が変動すると、同じトナー濃度であっても現像剤の磁束密度が変化し、検知誤差の原因になる問題があった。このような問題を改善するために、本第２実施形態においては、トナー濃度センサの設置位置およびその近傍領域における現像搬送路の軸部に直交する平面における断面積を、現像装置の上部カバー６７Ｙの内面位置を下げることにより、それ以外の現像剤搬送路の断面積に比べ小さくすることで、現像剤の嵩密度変動を低減するようにしている。
図６に示すように、第二現像剤収容部５４Ｙの検知面攪拌部材７０Ｙと対向する位置の上部カバー６７Ｙの内壁面（天井）が他の部分の天井よりも低くなるように、上部カバー６７Ｙに天井凸部６７ａＹを設けている。この天井凸部６７ａＹの断面形状は、図５に示すように、羽部６２ｂＹの径方向外側端部６２ｅＹが描く軌道に沿った形状となっている。このような天井凸部６７ａＹを設けた位置では第二現像剤収容部５４Ｙの他の位置よりも断面積が狭くなり、他の位置よりも現像剤が詰まった状態となり、現像剤の嵩密度の変動が生じにくくなる。

これにより、検知面８０Ｙは、検知面攪拌部材７０Ｙと対向する位置にあるため、上述のような天井凸部６７ａＹを設けることにより、検知面８０Ｙ近傍の現像剤の嵩密度が変動することを抑制している。このように、嵩密度の変動を抑制する構成であっても、検知面攪拌部材７０Ｙによって、検知面８０Ｙ上の現像剤Ｇを押し付け、及び、跳ね上げにより、嵩密度の変動を防止しきれない。
本実施形態においては、検知面攪拌部材７０Ｙである弾性体シート７１Ｙによって検知面８０Ｙ上の現像剤を攪拌する構成であって、フィン７２は開口部７２ａＹを持つ構成をとっている。このように開口部７２ａＹを具備させることで、現像剤の攪拌を行う際に開口部７２ａＹから現像剤Ｇが通過できるようになる。
つまりは、弾性体シート７１によって現像剤Ｇを跳ね上げても、現像剤Ｇがフィン７２の後方へ通過可能となっているため、検知面攪拌部材７０Ｙに開口部７２ａＹを有していない構成に比べて、検知面攪拌部材７０Ｙの攪拌動作に起因する嵩密度の変動を防止することができる。
なお、以上の本実施形態については、イエロー（Ｙ）トナーを用いるイエロー用の現像装置５Ｙ及びプロセスカートリッジ６Ｙについて説明したが、他色のトナーを用いるトナーについても同様の構成を用いることができる。

次に、本発明による第３実施形態に係る現像装置５Ｙについて、図７に基づいて説明する。図７は、第３実施形態に係る現像装置５Ｙが備える第二搬送スクリュー６２の検知面攪拌部材７０Ｙが固定された部分の近傍の拡大説明図である。この第３実施形態においては、検知面攪拌部材７０Ｙの構成のみが第１実施形態と異なり、他の構成は第１実施形態と共通するので、以下、相違する構成について説明し、共通する構成についての説明は省略する。
図７に示すように、第３実施形態においては、第二搬送スクリュー６２Ｙに前述の第１実施形態において説明した検知面攪拌部材７０Ｙを複数個取り付けた構成である。図７では具体例として二個の検知面攪拌部材７０ＹＡ、７０ＹＢを取り付けた場合を図示するが、検知面攪拌部材７０Ｙの個数はこれに限るものではない。第二搬送スクリュー６２Ｙが図中矢印Ｄ方向に回転すると、弾性体シート７１ＹＡ、７１ＹＢによって検知面８０Ｙ上の現像剤が攪拌されるようになっている。
トナー濃度センサ５６Ｙは、前述の第１実施形態と同様に、ケーシング５５の外壁面５５ａＹに取り付けられ、トナー濃度センサ５６Ｙを設けた箇所のケースシング５５Ｙの内壁面５５ｂＹはトナー濃度センサ５６Ｙの検知領域としての検知面８０Ｙとなる。

そして、検知面攪拌部材７０ＹＡ、７０ＹＢのそれぞれのフィン７１ＹＡ、７１ＹＢは第二搬送スクリュー６２Ｙの軸方向で互いにずらして取り付けられているが、完全にずらしているわけではなく一部分で重なっている部分がある。これは検知面８０Ｙを確実に撹拌・清掃を行うためであり、画像形成装置組立時や駆動中に不意に弾性シートが意図しない方向に破損してしまい検知面８０Ｙ全面を清掃できなくなることを未然に防いでいる。
また、前述の第１実施形態で述べたように、フィン７１ＹＡ、７１ＹＢに開口部７１ａＹＡ、７１ａＹＢを設けることで、一度に弾性体シート７１ＹＡ、７１ＹＢによって攪拌、清掃する検知面８０Ｙの面積を少なくすることが可能となるので、現像剤密度の変動をより防止することができる。したがって、検知面攪拌部材７０ＹＡ、７０ＹＢの攪拌動作に起因する嵩密度の変動を防止することができる。
このような第３実施形態の検知面攪拌部材７０ＹＡ、７０ＹＢは、第１実施形態の場合と同様に、弾性体シート７１ＹＡ、７１ＹＢの先端が検知面８０を通過する前後で生じる現像剤密度差を抑制することが出来る。また、このようにして現像剤密度差を抑制することが出来るので、前述の第１実施形態と同様に、線速モード、環境、現像剤の流動性などの外乱による現像剤密度差のばらつきを抑制することが出来る。

また、この第３実施形態の現像装置５Ｙでは、前述の第１実施形態の場合と異なりフィン７１が１個ではなく、２個取り付けられており、しかもこの２個のフィン７１ＹＡ、７１ＹＢは第二搬送スクリュー６２Ｙの軸方向にずらしている。これによって、一つの検知面攪拌部材７０ＹＡ、７０ＹＢが撹拌、清掃する現像剤量を少なくすることが可能となるためにより一層現像剤密度差を抑制することが出来る。
以上のような構成にすることで、検知面攪拌部材７０ＹＡ、７０ＹＢによる攪拌前後で起こる現像剤密度の変動を減少させつつ、流動性が低下した現像剤で起こりうる現像剤の滞留を解消することが可能となる。このような第３実施形態の検知面攪拌部材７０ＹＡ、７０ＹＢは、第１実施形態の場合と同様に、弾性体シート７１ＹＡ、７１ＹＢの先端が検知面８０Ｙを通過する前後で生じる現像剤密度差を抑制することができる。また、現像剤密度差を抑制することができることにより、第１実施形態と同様に、線速モード、環境、現像剤の流動性、などの外乱による現像剤密度差のばらつきを抑制することができる。

前述の第２実施形態においては、検知面８０Ｙでの現像剤の嵩密度の変動を抑制する構成として、天井凸部６７ａＹを形成し、検知面８０Ｙ近傍を第二現像剤収容部５４Ｙの他の位置よりも断面積が狭くしている。ここで、検知面８０Ｙでの現像剤の嵩密度の変動を抑制する構成として第２実施形態の場合とは異なる構成を備えた第４実施形態について、図８に基づいて説明する。図８は、第４実施形態に係る現像装置５Ｙの上部カバー６７Ｙを取り外した状態の上面図である。
図８に示すように、第４実施形態に係る現像装置５Ｙの第二搬送スクリュー６２Ｙは、検知面８０Ｙ近傍の領域Ｗにおける羽部６２ｂＹのピッチ幅を他の位置よりも狭める羽部６２ｃＹを有する構成となっている。このようにピッチ幅を狭めた羽部６２ｃＹを形成することにより、領域Ｗにおいて現像剤Ｇを滞留させることができ、他の位置よりも現像剤が詰まった状態となり、現像剤の嵩密度の変動が生じにくくなる。そして、このピッチ幅を狭めた羽部６２ｃＹの間の軸部６２ａＹに検知面攪拌部材７０Ｙが形成されている。従って、検知面８０Ｙは検知面攪拌部材７０Ｙと対向する位置にあるため、上述第２実施形態における天井凸部６７ａＹを設けた場合と同様に、この第４実施形態においても、検知面８０Ｙ近傍の現像剤の嵩密度が変動することを抑制可能としている。
なお、この第４実施形態における検知面攪拌部材７０Ｙとしては、前述の第３実施形態のように、複数個形成しても良いし、第２実施形態で示すように、天井突部６７ａＹを設けた構成としても良い。
また、上記実施形態においては、検知面攪拌部材７０Ｙは、第２搬送スクリュー６２Ｙに形成しているが、トナー濃度検知センサ５６を第１現像剤収容部５３Ｙの底部外壁部に取り付け、検知面攪拌部材７０Ｙを第１搬送スクリュー６１Ｙに取り付けても良い。

本発明による一実施形態に係る画像形成装置である電子写真方式のプリンタの概略構成を示す図である。 図１で示すプロセスカートリッジを感光体の回転軸の軸線方向から見た概略断面図である。 図２で示す現像装置の上部カバーを取り外した状態の上面図である。 本発明による実施形態に係る現像装置で使用される第１実施形態の検知面攪拌部材が固定された部分の拡大斜視図である。 図２で示す現像装置のトナー濃度センサを設けた位置での第二現像剤収容部の拡大断面図である。 本発明による実施形態に係る現像装置で使用される検知面近傍の上部カバーの内壁面を下げる構成の説明図で、（ａ）は、現像装置の第二現像剤収容部を図３中の矢印Ｅ方向から見た第二現像剤収容部の側方断面図であり、（ｂ）は、上部カバーの内壁面を上方に載置した平面図である。 本発明による第３実施形態に係る現像装置が備える第二搬送スクリューの検知面攪拌部材が固定された部分の近傍の拡大説明図である。 本発明による第４実施形態に係る現像装置の上部カバーを取り外した状態の上面図である。

符号の説明

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体、２ クリーニング装置、４ 帯電装置、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 現像装置、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ プロセスカートリッジ、７ 露光装置、８ 中間転写ベルト、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ 一次転写バイアスローラ、１９ 二次転写ローラ、２０ 定着装置、５１Ｙ 現像スリーブ、５２Ｙ 現像ドクタ、５３Ｙ 第一現像剤収容部、５４Ｙ 第二現像剤収容部、５５Ｙ ケーシング、５５ａＹ 外壁部、５５ｂＹ 内壁部、５６Ｙ トナー濃度センサ、５７Ｙ 制御部、５８Ｙ トナー補給部、５９Ｙ 仕切り壁、６１Ｙ 第１搬送スクリュー、６２Ｙ 第２搬送スクリュー、６２ａＹ 軸部、６２ｂＹ、６２ｃＹ 羽部、６７Ｙ 上部カバー、６７ａＹ 天井凸部、７０Ｙ、７０ＹＡ、７０ＹＢ 検知面攪拌部材、７１Ｙ、７１ＹＡ、７１ＹＢ 弾性体シート、７２Ｙ、７２ＹＡ、７２ＹＢ フィン、７２ａＹ、７２ａＹＡ、７２ａＹＢ 開口部、７２ｂＹ 枠部、８０Ｙ 検知面

Claims (13)

1. トナーとキャリアとを含む現像剤を担持し、現像に用いる現像剤担持体と、
   当該現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容部を形成するケーシングと、
   螺旋状の羽部を有する軸部を中心に回転することによって当該羽部で前記ケーシング内の現像剤を攪拌しながら軸部の軸線方向に搬送する搬送スクリューと、
   当該搬送スクリューの軸部と平行な前記ケーシングの内壁面の一部を検知面として前記現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、を備えた現像装置において、
   前記検知面と対向する位置の前記軸部に配設され、前記搬送スクリューの回転によって当該検知面上の現像剤を攪拌する検知面攪拌部材を有し、
   当該検知面撹拌部材は、前記軸部から径方向に突出して前記搬送スクリューの回転によって前記検知面に接触することなく回転する当該軸部と平行に配設される板状の支持部と、当該支持部の先端から軸部の径方向に延出して前記検知面と弾性的に摺接する攪拌部を有し、
   前記支持部は、前記搬送スクリューの回転によって前記現像剤の透過を許容する開口部を有していることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１記載の現像装置において、
   前記支持部は、現像剤の撹拌動作によって変形しない剛性を有していることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２記載の現像装置において、
   前記支持部の開口部は、当該支持部の中央部に形成され、当該支持部の枠部で形成された四角形状の透孔であることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置において
   前記攪拌部は、前記搬送スクリューの回転によって弾性変形しながら前記検知面と摺接する弾性体シートであることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の現像装置において、
   前記検知面は、前記ケーシングの底部内壁面の一部に形成されることを特徴とする現像装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項記載の現像装置において、
   前記検知面攪拌部材は、前記軸部から径方向に複数突出されていることを特徴とする現像装置。
7. 請求項６記載の現像装置において、
   前記複数の検知面攪拌部材は、前記軸部上に前記搬送スクリューの現像剤の搬送方向に沿ってずれた位置にそれぞれ配設されていることを特徴とする現像装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項記載の現像装置において、
   前記内壁面に囲まれて前記搬送スクリューによって前記現像剤を搬送する現像剤搬送路の前記軸部に直交する平面における断面積を、前記搬送スクリューの搬送方向の前記検知面に対して上流側の当該断面積に比べて、該検知面の方で小さくしたことを特徴とする現像装置。
9. 請求項８記載の現像装置において、
   前記ケーシングの上蓋部の前記検知面に対応する内壁面に、前記軸部に向かって突出する突部を形成したことを特徴とする現像装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置において、
    前記検知面に対応する前記羽部の螺旋ピッチ幅が、前記搬送スクリューの現像剤の搬送方向における前記検知面に対して上流側の螺旋ピッチ幅に比べて、狭く形成されていることを特徴とする現像装置。
11. 少なくとも、表面に静電潜像が形成される像担持体と、当該像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置とを一体的に連結したプロセスカートリッジにおいて、
    前記現像装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
12. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、当該像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、
    前記現像装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１２記載の画像形成装置において、
    前記像担持体と前記現像装置は、一体的に連結され、当該画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジであること特徴とする画像形成装置。

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