JP2010191357A - 現像装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー濃度センサの検出面上の現像剤の入れ替わりを十分に行わせると共に、現像剤の嵩高さが大きくなることを防止することができるようにする。
【解決手段】攪拌スクリュー２３におけるトナー濃度センサ２９の検出面２９ａに対向する位置に掻き取りリブ７１を設ける。この掻き取りリブは、攪拌スクリューの軸方向に対して羽根部６７と同じ側に傾斜し、且つ攪拌スクリューの周方向に対して傾斜した向きに延在するように形成されると共に、現像剤を攪拌スクリューの軸方向に押し出す側の搬送面を平面に形成され、現像剤を攪拌スクリューの軸方向に押し出しつつ、トナー濃度センサの検出面との間隙にある現像剤を掻き取るものとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、トナー及びキャリアを含む現像剤を現像槽内で攪拌スクリューにより循環搬送しながら攪拌するようにした現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式による画像形成装置（プリンタ、ファクシミリ装置、複写機、及び複合機など）では、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を用いた現像装置が広く普及しており、このような２成分方式の現像装置では、画質を維持するために現像剤のトナー濃度を一定範囲に保つトナー濃度制御が行われており、このトナー濃度制御では、トナー濃度センサにより現像剤のトナー濃度を検出し、このトナー濃度が規定値を下回ると、補給用のトナーを収容したトナー容器からトナーを現像装置に補給してトナー濃度の回復を図るようにしている。

また、２成分方式の現像装置では、劣化したキャリアを交換する面倒をなくすため、現像装置から現像剤を徐々に排出する一方で、補給トナーに適当な量のキャリアを混入した現像剤を現像装置に供給してキャリアの交換を徐々に行うようにした、いわゆるトリクル（trickle）方式が広く採用されている。

また、２成分方式の現像装置では、摩擦によりトナーを帯電させると共に、感光体にトナーを供給する現像剤担持体（現像ローラなど）に現像剤をトナー濃度が均一化された状態で接触させるため、現像剤を循環搬送しながら攪拌する機構が設けられており、この攪拌機構には、軸部の周囲に螺旋状の羽根部を形成した攪拌スクリューが用いられている。

ところで、トナー濃度センサには、トナーとキャリアの比率に応じて変化する透磁率によりトナー濃度を検出するものが多用されているが、この透磁率によるトナー濃度センサでは、その検出面と攪拌スクリューとの間隙のある直近の現像剤のトナー濃度を検出するため、この部分の現像剤が攪拌スクリューにより十分に入れ替わらない状態となると、正確なトナー濃度の検出ができない。特に攪拌スクリューの搬送力が現像剤を圧縮するように作用するため、トナー濃度センサの検出面上の現像剤の嵩密度が高くなって、トナー濃度を実際よりも低く検出する誤検知が発生する。

そこで、攪拌スクリューにおけるトナー濃度センサに対向する位置に、螺旋状の羽根部の間を軸方向に延在する態様のリブ（攪拌部材）を設けて、トナー濃度センサの検出面上の現像剤を掻き出して入れ替えるようにした技術が提案されている（特許文献１・２参照）。
特開２００２−３０４０５０号公報 特開２００８−１５１８３９号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された従来の技術では、軸方向に延在するリブにより、攪拌スクリューの羽根部に沿った現像剤の流れが阻害されるため、リブの配設領域で現像剤が停滞して現像剤の嵩高さ（堆積高）が大きくなり、この現像剤の嵩高さの上昇は、重力の影響による圧縮作用により嵩密度の上昇を招くため、現像剤の嵩密度の変化によるトナー濃度の検出精度の低下を十分に防止することができないという問題があった。

一方、前記特許文献２に開示された従来の技術では、特許文献１の技術と同様に、リブ（攪拌板）を設けているが、ここではさらに、リブの下流側近傍の攪拌スクリューの羽根部に切り欠き（開口部）を設けて、リブにより流れを阻害された現像剤が円滑に下流側に送られるようにしており、これによりリブの配設領域での現像剤の停滞を抑制することができるが、現像剤の嵩高さが大きくなることを十分に抑制することができない。

特にトリクル方式の現像装置では、現像剤の嵩高さに応じて排出部から現像剤が排出される構造となっているため、前記のようにリブの配設領域での嵩高さの上昇が上流側にも影響して、現像剤の排出部の近傍においても現像剤の嵩高さが大きくなると、過剰に現像剤が排出されるという問題が生じる。このため、トリクル方式の現像装置では、現像剤の嵩高さを小さい適正な状態に保持することが厳しく要求され、このような要求を前記の従来の技術では十分に満足することができなかった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、トナー濃度センサの検出面上の現像剤の入れ替わりを十分に行わせると共に、現像剤の嵩高さが大きくなることを防止することができるように構成された現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明の現像装置は、トナー及びキャリアを含む現像剤を搬送しながら攪拌するように羽根部が軸部の周囲に螺旋状に形成された攪拌スクリューと、現像剤を循環搬送するように前記攪拌スクリューが配置された攪拌室と、この攪拌室内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサとが設けられた現像槽を有し、前記攪拌スクリューは、前記トナー濃度センサの検出面に対向する位置に、前記攪拌スクリューの軸方向に対して前記羽根部と同じ側に傾斜し、且つ前記攪拌スクリューの周方向に対しても傾斜した向きに延在するように形成されると共に、現像剤を前記攪拌スクリューの軸方向に押し出す側の搬送面を平面に形成された掻き取りリブを備え、現像剤を前記攪拌スクリューの軸方向に押し出しつつ、前記トナー濃度センサの検出面との間隙にある現像剤を掻き取るようにした構成とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記のように構成された現像装置を備えた構成とする。

本発明によれば、掻き取りリブにより、現像剤が攪拌スクリューの軸方向に押し出されると共に、トナー濃度センサの検出面との間隙にある現像剤が掻き取られるため、トナー濃度センサの検出面上の現像剤の入れ替わりを十分に行わせて正確で且つ安定したトナー濃度の検出が可能になると共に、現像剤の嵩高さが大きくなることを避けて現像剤の過剰な排出を防止することができる。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、トナー及びキャリアを含む現像剤を搬送しながら攪拌するように羽根部が軸部の周囲に螺旋状に形成された攪拌スクリューと、現像剤を循環搬送するように前記攪拌スクリューが配置された攪拌室と、この攪拌室内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサとが設けられた現像槽を有し、前記攪拌スクリューは、前記トナー濃度センサの検出面に対向する位置に、前記攪拌スクリューの軸方向に対して前記羽根部と同じ側に傾斜し、且つ前記攪拌スクリューの周方向に対しても傾斜した向きに延在するように形成されると共に、現像剤を前記攪拌スクリューの軸方向に押し出す側の搬送面を平面に形成された掻き取りリブを備え、現像剤を前記攪拌スクリューの軸方向に押し出しつつ、前記トナー濃度センサの検出面との間隙にある現像剤を掻き取るようにした構成とする。

これによると、掻き取りリブが攪拌スクリューの軸方向に対して羽根部と同じ側に傾斜するため、攪拌スクリューの回転に伴って掻き取りリブが回転することにより、現像剤を軸方向に押し出す機能を得ることができ、また掻き取りリブが攪拌スクリューの周方向に対して傾斜するため、トナー濃度センサの検出面との間隙にある現像剤を掻き取る機能を得ることができ、特に掻き取りリブの搬送面が平面に形成されているため、高い掻き取り機能を得ることができ、これによりトナー濃度センサの検出面上の現像剤の入れ替わりを十分に行わせると共に、現像剤の嵩高さが大きくなることを避けることができる。

前記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記第１の発明において、前記現像槽は、トナー収容部からのトナーを前記攪拌室内に供給する補給部と、現像剤の嵩高さに応じて前記攪拌室内の現像剤を排出する排出部とを備えた構成とする。

このような構成では、攪拌室内の現像剤の嵩高さが大きくなることで、過剰に現像剤が排出される不都合が生じるが、前記のように掻き取りリブを構成することで、現像剤の嵩高さが大きくなることを避けることができることから、現像剤の過剰な排出を防止することができる。

この場合、トナー収容部（トナーボトルなど）内のトナーを補給部に送り込む補給動作を行わせるトナー補給手段（モータなど）と、トナー濃度センサの出力からトナー補給の要否を判断してトナー補給手段による補給動作を制御する制御手段とを有する構成とすれば良く、これにより現像槽内の現像剤のトナー濃度を一定範囲に保持することができる。

前記課題を解決するためになされた第３の発明は、前記第１・第２の発明において、前記掻き取りリブの搬送面が、軸方向に対して略直交する断面形状に形成された構成とする。

これによると、トナー濃度センサの検出面上の現像剤を掻き取る機能を高めることができる。

前記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記第１〜第３の発明において、前記掻き取りリブは、前記羽根部の一部を置換した態様で、前記羽根部に連続した状態に形成された構成とする。

これによると、攪拌スクリューの羽根部に沿った現像剤の流れが円滑になり、掻き取りリブの配設領域での現像剤の停滞をより一層抑制して、現像剤の嵩高さが大きくなることを確実に防止することができる。

この場合、羽根部を所要の角度範囲（例えば１８０°）に渡って切除し、その切除部分を全体的に補完するように掻き取りリブを設ける構成が可能である。この構成では、掻き取りリブにおける搬送面の周方向に対する傾斜角度が、羽根部のリード角により規定される。一方、搬送面の周方向に対する傾斜角度を大きく設定すると、搬送面の軸方向に対する傾斜角度が小さくなることから、トナー濃度センサの検出面上の現像剤を掻き取る機能を高めることができるが、このように搬送面の傾斜角度を任意に設定すると、搬送面の傾斜角度が羽根部のリード角に対応しないことから、掻き取りリブのみでは羽根部と連続した状態にならないため、掻き取りリブの両端と羽根部との間を、掻き取りリブとは異なる角度で配置された接続リブで接続する構成とすれば良い。

なお、掻き取りリブは、羽根部の一部を置換した態様で形成される他に、羽根部における攪拌スクリューの軸方向に隣り合う部分を相互に連結する態様で形成された構成も可能である。

前記課題を解決するためになされた第５の発明は、前記第１〜第４の発明において、前記掻き取りリブに、前記トナー濃度センサの検出面に当接する可撓性の掻き取りシートが取り付けられた構成とする。

これによると、トナー濃度センサの検出面上の現像剤を掻き取る機能をより一層高めて、トナー濃度センサの検出面上の現像剤の入れ替わりをより一層確実に行わせることができる。

この場合、掻き取りシートは、ウレタン樹脂などの可撓性に富む樹脂材料にて形成されたものが好ましい。ＰＥＴなどの剛性が高い樹脂材料にて形成されたものでは、掻き取りシートの動作が現像剤をトナー濃度センサの検出面に押し付けるように作用して、トナー濃度センサの検出面に現像剤が固着する不具合が生じることから、望ましくない。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明が適用される画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置１は、電子写真方式、すなわち帯電、露光、現像、転写及び定着の各プロセスを経て用紙（記録媒体）Ｓに画像を形成する画像形成部２を備え、この画像形成部２には、紙収容部３に収容された用紙Ｓが逐次送り込まれ、画像形成部２にて所要の画像が形成された用紙Ｓが排紙部４に排出される。

画像形成部２は、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の各色のトナー像を形成する複数のプロセスユニット５〜８と、このプロセスユニット５〜８内の感光体ドラム５ａ〜８ａの作像面に対して露光用のレーザ光を走査するＬＳＵ（レーザ・スキャニング・ユニット）９と、感光体ドラム５ａ〜８ａ上に作像された各色のトナー像が順次転写される中間転写ベルト（像担持体）１０とを有し、各色の感光体ドラム５ａ〜８ａが中間転写ベルト１０に沿って並んで配置されたタンデム型の構造となっている。

プロセスユニット５〜８内では、帯電器５ｂ〜８ｂにより均一に帯電させた感光体ドラム５ａ〜８ａの作像面に対してＬＳＵ９から露光用のレーザ光が走査されることで静電潜像が形成され、この感光体ドラム５ａ〜８ａの静電潜像が、現像装置５ｃ〜８ｃから供給される各色のトナーで現像されて各色のトナー像が感光体ドラム５ａ〜８ａの作像面に形成される。現像装置５ｃ〜８ｃにはトナーボトル１５から各色のトナーが補給される。

感光体ドラム５ａ〜８ａ上に作像された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０上に順次転写され、さらに中間転写ベルト１０と転写ローラ１３との間に送り込まれた用紙Ｓに転写される。そして、各色のトナー像が転写された用紙Ｓが定着部１４に搬送され、ここで熱及び圧力の作用により用紙Ｓ上のトナー像を用紙Ｓに定着させる処理が行われる。

図２は、図１に示した現像装置の概略構成図である。現像装置５ｃ〜８ｃは、トナー及びキャリアを含む現像剤を用いるものであり、現像剤を担持して感光体ドラム（潜像担持体）５ａ〜８ａにトナーを供給する現像ローラ（現像剤担持体）２１と、現像剤を搬送しながら攪拌して摩擦によりトナーを帯電させる第１・第２の攪拌スクリュー２２・２３と、これらを収容保持する現像槽２４とを有している。

現像ローラ２１は、現像スリーブの内部に固定磁石を備えた構成のものであり、この現像ローラ２１に所定のバイアス電圧を印可することで、感光体ドラム５ａ〜８ａと現像ローラ２１との間に所要の電位差が発生し、この電位差によりトナーに生じる静電力を利用して、感光体ドラム５ａ〜８ａの潜像部に選択的にトナーを付着させて現像が行われる。現像ローラ２１の近傍には、その外周面に形成される現像剤層を所定の層厚に規制すると共に摩擦により現像剤を帯電させるドクタブレード２５が設けられている。

現像槽２４は、第１・第２の攪拌スクリュー２２・２３がそれぞれ配設される第１・第２の攪拌室２７・２８を備え、第１の攪拌室２７は、現像ローラ２１に近接配置されて現像剤を現像ローラ２１に接触させるようにしている。この第１の攪拌室２７では、経時劣化したキャリアを回収する目的で、現像ローラ２１との接触によりトナー濃度が低下した現像剤が徐々に排出されて排出現像剤容器３５に収容されるようになっている。

第２の攪拌室２８には、トナーボトル１５内のトナーがホッパー３２を介して送り込まれる。トナーボトル１５は、内周面に螺旋状のリブを設けるなどして、トナー補給用モータ（トナー補給手段）３３により回転駆動されることで、内部のトナーを排出するようになっている。なお、トナーボトル１５に収容される補給トナーには、現像槽２４内のキャリア濃度が低下しないように適当な量のキャリアが混入されている。

第２の攪拌室２８には、トナーとキャリアの比率に応じて変化する現像剤の透磁率に基づいてトナー濃度を検出するトナー濃度センサ２９が設けられており、このトナー濃度センサ２９の出力信号は、制御部（制御手段）４１に送られる。制御部４１は、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４３及びＲＡＭ４４を有し、トナー濃度センサ２９によるトナー濃度を所定のしきい値と比較してトナー補給の要否を判断し、トナー濃度が所定のしきい値を下回り、トナー補給が必要と判断されると、トナー補給用モータ３３を作動させて、トナーボトル１５内のトナーを現像槽２４に供給する。

図３は、図１に示した現像装置を詳しく示す平面図である。第１・第２の攪拌スクリュー２２・２３は、図示しないモータ及びギア５０により回転駆動され、この第１・第２の攪拌スクリュー２２・２３により、第１・第２の攪拌室２７・２８内の現像剤が互いに逆向きに搬送される。また、第１・第２の攪拌室２７・２８を仕切る仕切壁５１の両端には、両攪拌室２７・２８を連通する連通口５２・５３が形成されており、第１の攪拌室２７で現像剤を現像ローラ２１に接触させながら、両攪拌室２７・２８間で現像剤が循環搬送される。

第２の攪拌室２８の一端側には、ホッパー３２からのトナーを受け入れる補給口５４を備えた補給部５５が設けられており、補給口５４から導入されたトナーが、第２の攪拌スクリュー２３と同軸的に設けられた補給スクリュー５６により第２の攪拌室２８内に送り込まれ、連通口５２から第２の攪拌室２８に送り込まれた現像剤と合流した後、第２の攪拌室２８内で第２の攪拌スクリュー２３により攪拌されつつ搬送される。

第１の攪拌室２７の一端側には、現像剤を排出する排出口５８を備えた排出部５９が設けられており、第１の攪拌スクリュー２２と同軸的に設けられ排出スクリュー６０により搬送された現像剤が排出口５８から排出される。排出部５９の入口側には、第１の攪拌スクリュー２２と逆向きの螺旋状をなす排出規制スクリュー６１が第１の攪拌スクリュー２２と同軸的に設けられており、排出部５９内に送り込まれる現像剤の量を制限するようになっている。

この排出部５９の入口側周辺では、排出規制スクリュー６１により現像剤が停滞し、ここでの現像剤の嵩高さ（堆積高）に応じて排出部５９内に送り込まれて排出される現像剤の量が変化し、現像剤の嵩高さが大きくなると排出量が大きくなり、現像剤の嵩高さが小さくなると排出量が小さくなる。

トナー濃度センサ２９は、第２の攪拌室２８における連通口５２及び補給部５５の下流側の近傍位置に配置されており、補給部５５から第２の攪拌室２８に送り込まれた補給トナーと、連通口５２から第２の攪拌室２８に送り込まれた現像剤とが合流した直後で、補給トナーが現像剤中にあまり分散されない段階での現像剤のトナー濃度を検出するようになっており、トナー補給によるトナー濃度の変化状況からトナーボトル１５のトナー残量を検知することができる。

第１の攪拌スクリュー２２では、軸部６３の周囲に山形状断面をなす羽根部６４が螺旋状に形成されている。また、第２の攪拌スクリュー２３でも、軸部６５の周囲に山形状断面をなす羽根部６６が螺旋状に形成されている。

特に第２の攪拌スクリュー２３では、連通口５２の近傍に部分的に副羽根部６７が設けられており、この副羽根部６７は、羽根部６６と同様に山形状断面をなすと共に羽根部６６と同じ向きに螺旋状に形成されており、副羽根部６７と羽根部６６とにより２条の羽根構造が形成され、この２条の羽根構造により２つのトナー搬送路が画成される。

羽根部６６によるトナー搬送路には、補給口５４から導入された補給トナーが送り込まれ、さらに連通口５２から現像剤が送り込まれる。他方、副羽根部６７によるトナー搬送路には、補給口５４からの補給トナーは入り込まず、連通口５２からの現像剤のみが送り込まれる。これにより補給トナーと混合される現像剤の量が制限され、補給トナーによりトナー濃度が高くなった現像剤が羽根部６６により搬送されてトナー濃度センサ２９の検出面２９ａ上を通過するようになる。このため、トナー補給の前後でのトナー濃度の変動が大きくなり、補給トナーの有無をトナー濃度センサ２９で検知する際の検知感度を向上させることができる。

図４は、図３に示した現像装置における現像剤の嵩高さの状態を示す断面図である。図４（Ａ）は、現像剤の嵩高さが小さく適正である正常状態を示している。図４（Ｂ）は、現像剤の嵩高さが大きくなった異常状態を示している。このように第２の攪拌室２８で現像剤の嵩高さが大きくなると、この嵩高さの上昇は上流側、すなわち第１の攪拌室２７にも影響を及ぼし、排出部５９の近傍においても現像剤の嵩高さが大きくなり、排出部５９から過剰に現像剤が排出されるという問題が生じる。

また、トナー濃度センサ２９は、その検出面２９ａと攪拌スクリュー２３との間隙にある直近の現像剤のトナー濃度を検出するが、攪拌スクリュー２３の搬送力が現像剤を圧縮するように作用する上に、図４（Ｂ）に示したように、現像剤の嵩高さが大きくなると、重力の影響による圧縮作用も大きくなるため、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａ上の現像剤の嵩密度が高くなり、この状態では、現像剤中のキャリアの間隔が近くなるため、透磁率が上昇して、トナー濃度を実際よりも低く検出する誤検知が発生する。

そこで、この現像装置５ｃ〜８ｃでは、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａ上の現像剤の入れ替わりを十分に行わせると共に、現像剤の嵩高さが大きくなることを避けるため、以下に詳述する構成が採用される。

＜第１の実施形態＞
図５は、図３に示した攪拌スクリューの要部側面図である。図６は、図５に示した攪拌スクリューの要部斜視図である。図７は、図５に示した攪拌スクリューをVII−VII線に沿って切断した要部断面図である。

ここでは、攪拌スクリュー２３におけるトナー濃度センサ２９の検出面２９ａに対向する位置に、現像剤を攪拌スクリュー２３の軸方向に押し出しつつ、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａとの間隙にある現像剤を掻き取る機能を備えた掻き取りリブ７１が設けられている。この掻き取りリブ７１は、攪拌スクリュー２３の軸方向に対して副羽根部６７と同じ側に傾斜し、且つ攪拌スクリュー２３の周方向に対して傾斜した向きに延在するように形成されている。

このように掻き取りリブ７１が攪拌スクリュー２３の軸方向に対して副羽根部６７と同じ側に傾斜するため、現像剤を軸方向に押し出す機能を得ることができ、また掻き取りリブ７１が攪拌スクリュー２３の周方向に対して傾斜するため、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａとの間隙にある現像剤を掻き取る機能を得ることができる。

また、掻き取りリブ７１は、副羽根部６７の一部を置換した態様で、副羽根部６７に連続した状態で形成されている。特にここでは、副羽根部６７が概ね１８０°の角度範囲に渡って切除され、その切除部分を全体的に補完するように掻き取りリブ７１が設けられている。これにより攪拌スクリュー２３の副羽根部６７に沿った現像剤の流れが円滑になり、掻き取りリブ７１の配設領域での現像剤の停滞を抑制して、現像剤の嵩高さが大きくなることを防止することができる。

さらにここでは、掻き取りリブ７１における現像剤を軸方向に押し出す側の搬送面７１ａが平面に形成されている。これによりトナー濃度センサ２９の検出面２９ａとの間隙にある現像剤を掻き取る機能を高めることができる。羽根部６６や副羽根部６７では、搬送面６６ａ・６７ａが螺旋状に湾曲した曲面をなすため、現像剤を軸方向に押し出す機能が強く、いわば現像槽２４内の現像剤にトンネルを掘るように作用するが、掻き取りリブ７１では、軸方向に対して傾斜した平面状の搬送面７１ａにより、現像剤を軸方向に押し出す力を得ると共に、周方向に現像剤を押し出す力が大きくなり、この周方向の押し出し力が、現像槽２４の壁面やトナー濃度センサ２９の検出面２９ａに現像剤を押し付けるように作用して、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａとの間隙にある現像剤が効果的に掻き取られる。

また、掻き取りリブ７１の搬送面７１ａは、攪拌スクリュー２３の中心軸線を通る平面で切断した断面形状が軸方向に対して略直交するように形成されている（図７参照）。これにより周方向に現像剤を押し出す力が最も大きくなり、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａとの間隙にある現像剤を掻き取る機能をより一層高めることができる。

なおここでは、掻き取りリブ７１が平板状をなし、掻き取りリブ７１における搬送面７１ａと相反する側の面７１ｂは、搬送面７１ａと平行な平面に形成され、軸方向に対して略直交する断面形状をなしているが、この面７１ｂは、副羽根部６７と同様にテーパー状に傾斜した断面形状に形成されていても良い。

また、この構成では、掻き取りリブ７１の搬送面７１ａの周方向に対する傾斜角度α（攪拌スクリュー２３の軸線に直交する平面に対する傾斜角度）は、副羽根部６７のリード角βにより規定され、副羽根部６７のリード角βよりわずかに大きくなっている。

このように掻き取りリブ７１を設けることにより、現像剤が攪拌スクリュー２３の軸方向に押し出されると共に、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａとの間隙にある現像剤が掻き取られるため、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａ上の現像剤の入れ替わりを十分に行わせて正確で且つ安定したトナー濃度の検出が可能になり、さらに現像剤の嵩高さが大きくなることを避けて現像剤の過剰な排出を防止することができる。

＜第１の実施形態の変形例＞
図８は、図５に示した攪拌スクリューの変形例を示す要部断面図である。ここでは、掻き取りリブ７１に、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａに当接する可撓性の掻き取りシート８１が取り付けられている。これによりトナー濃度センサ２９の検出面２９ａとの間の間隙にある現像剤を確実に掻き取ることができる。

この掻き取りシート８１は、ウレタン樹脂などの可撓性に富む樹脂材料にて形成されたものが好ましい。ＰＥＴなどの剛性が高い樹脂材料にて形成されたものでは、掻き取りシート８１の掻き取る動作が現像剤をトナー濃度センサ２９の検出面２９ａに押し付けるように作用して、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａに現像剤が固着する不具合が生じることから、望ましくない。

＜第２の実施形態＞
図９は、本発明による掻き取りリブの別の例を示す攪拌スクリューの要部側面図である。図１０は、図９に示した攪拌スクリューの要部斜視図である。

この攪拌スクリュー９１では、第１の実施形態と同様に、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａに対向する位置に、掻き取りリブ９２が設けられており、この掻き取りリブ９２は、攪拌スクリュー９１の軸方向に対して副羽根部６７と同じ側に傾斜し、且つ攪拌スクリュー９１の周方向に対して傾斜した向きに延在するように形成されると共に、現像剤を軸方向に押し出す側の搬送面９２ａを平面に形成されているが、特にここでは、掻き取りリブ９２の搬送面９２ａの周方向に対する傾斜角度αが副羽根部６７のリード角βより大きくなるように形成されている。

また、この掻き取りリブ９２は、第１の実施形態と同様に、副羽根部６７の一部を置換した態様で形成されているが、特にここでは、掻き取りリブ９２を副羽根部６７に連続した状態にするために、掻き取りリブ９２の両端に接続リブ９３・９４が形成されている。この接続リブ９３・９４は、周方向に対する傾斜角度が掻き取りリブ９２より小さくなるように形成され、特に上流側の接続リブ９３は掻き取りリブ９２と同じ側に傾斜し、下流側の接続リブ９４は掻き取りリブ９２と逆向きに傾斜した状態となっている。

なお、第１の実施形態と同様に、副羽根部６７が概ね１８０°の角度範囲に渡って切除され、その切除部分を補完するように掻き取りリブ７１及び接続リブ９３・９４が設けられている。また、第１の実施形態と同様に、掻き取りリブ９２は平板状をなし、搬送面９２ａと相反する側の面９２ｂは、搬送面９２ａと平行な平面に形成され、軸方向に対して略直交する断面形状をなしている。

この構成では、第１の実施形態と比較すると、掻き取りリブ９２の軸方向に対する傾斜角度（αの余角）が小さくなるため、周方向に現像剤を押し出す力が大きくなり、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａとの間隙にある現像剤を掻き取る機能を高めることができる。

＜第３の実施形態＞
図１１は、本発明による掻き取りリブの別の例を示す攪拌スクリューの要部側面図である。図１２は、図１１に示した攪拌スクリューの要部斜視図である。

この攪拌スクリュー１１１では、第１・第２の実施形態と同様に、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａに対向する位置に、掻き取りリブ１１２が設けられており、この掻き取りリブ１１２は、攪拌スクリュー１１１の軸方向に対して副羽根部６７と同じ側に傾斜し、且つ攪拌スクリュー１１１の周方向に対して傾斜した向きに延在するように形成されると共に、現像剤を軸方向に押し出す側の搬送面１１２ａを平面に形成され、さらに第２の実施形態と同様に、掻き取りリブ１１２の搬送面１１２ａの周方向に対する傾斜角度αが副羽根部６７のリード角βより大きくなるように形成されているが、特にここでは、掻き取りリブ１１２が、羽根部６６及び副羽根部６７における軸方向に隣り合う部分を相互に連結する態様で形成されている。

なお、第１・第２の実施形態と同様に、掻き取りリブ１１２は平板状をなし、搬送面１１２ａと相反する側の面１１２ｂは、搬送面１１２ａと平行な平面に形成され、軸方向に対して略直交する断面形状をなしている。

この構成では、第２の実施形態と同様に、第１の実施形態と比較すると、掻き取りリブ１１２の軸方向に対する傾斜角度が小さくなるため、周方向に現像剤を押し出す力が大きくなり、トナー濃度センサ２９の検出面２９ａとの間隙にある現像剤を掻き取る機能を高めることができる。

なお、第２・第３の実施形態のように、掻き取りリブの軸方向に対する傾斜角度を小さく設定することで、現像剤を掻き取る機能を高めることができるが、その反面、現像剤を軸方向に押し出す機能が低下することになり、現像剤の特性などに応じて、掻き取り機能と押し出し機能とが適切な割合で得られるように、掻き取りリブの軸方向に対する傾斜角度を適宜に設定すると良い。

図１３は、本発明に基づく実施例及び従来の構成に基づく比較例でのトナー濃度センサの出力変化状況を示している。なお、トナー濃度センサ２９の出力電圧は、トナー濃度が低くなるのに応じて上昇する。

実施例は、第１の実施形態に基づくものであり、攪拌スクリュー２３に現像剤の押し出し機能と掻き取り機能を備えた掻き取りリブ７１を設けたものである。比較例は、従来の構成によるものであり、攪拌スクリューには羽根部６６及び副羽根部６７が螺旋状に設けられたものである。この比較例では、攪拌を継続するのにしたがって、トナー濃度センサ２９の出力電圧Ｖが上昇しており、これはトナー濃度センサ２９の検出面２９ａ上の現像剤が圧縮されて嵩密度が次第に高くなったことによるものである。これに対して、実施例では、トナー濃度センサ２９の出力電圧Ｖに大きな変化は現れず、掻き取りリブ７１により、トナー濃度センサの検出面上の現像剤の入れ替わりが十分に行われて、嵩密度が高くなることが抑制されたものと考えられる。

本発明にかかる現像装置及びこれを備えた画像形成装置は、トナー濃度センサの検出面上の現像剤の入れ替わりを十分に行わせると共に、現像剤の嵩高さが大きくなることを防止することができる効果を有し、トナー及びキャリアを含む現像剤を現像槽内で攪拌スクリューにより循環搬送しながら攪拌するようにした現像装置及びこれを備えた画像形成装置などとして有用である。

本発明が適用される画像形成装置の概略構成図 図１に示した現像装置の概略構成図 図１に示した現像装置を詳しく示す平面図 図３に示した現像装置における現像剤の嵩高さの状態を示す断面図 図３に示した攪拌スクリューの要部側面図 図５に示した攪拌スクリューの要部斜視図 図５に示した攪拌スクリューをVII−VII線に沿って切断した要部断面図 図５に示した攪拌スクリューの変形例を示す要部断面図 本発明による掻き取りリブの別の例を示す攪拌スクリューの要部側面図 図９に示した攪拌スクリューの要部斜視図 本発明による掻き取りリブの別の例を示す攪拌スクリューの要部側面図 図１１に示した攪拌スクリューの要部斜視図 本発明に基づく実施例及び従来の構成に基づく比較例でのトナー濃度センサの出力変化状況を示す図

１ 画像形成装置
５ｃ〜８ｃ 現像装置
２１ 現像ローラ
２２・２３ 攪拌スクリュー
２４ 現像槽
２７・２８ 攪拌室
２９ トナー濃度センサ、２９ａ 検出面
５５ 補給部
５９ 排出部
６５ 軸部
６６ 羽根部
６７ 副羽根部
７１ 掻き取りリブ、７１ａ 搬送面
８１ 掻き取りシート
９１ 攪拌スクリュー
９２ 掻き取りリブ、９２ａ 搬送面
９３ 接続リブ
１１１ 攪拌スクリュー
１１２ 掻き取りリブ、１１２ａ 搬送面

Claims (6)

1. トナー及びキャリアを含む現像剤を搬送しながら攪拌するように羽根部が軸部の周囲に螺旋状に形成された攪拌スクリューと、現像剤を循環搬送するように前記攪拌スクリューが配置された攪拌室と、この攪拌室内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサとが設けられた現像槽を有し、
   前記攪拌スクリューは、前記トナー濃度センサの検出面に対向する位置に、前記攪拌スクリューの軸方向に対して前記羽根部と同じ側に傾斜し、且つ前記攪拌スクリューの周方向に対しても傾斜した向きに延在するように形成されると共に、現像剤を前記攪拌スクリューの軸方向に押し出す側の搬送面を平面に形成された掻き取りリブを備え、現像剤を前記攪拌スクリューの軸方向に押し出しつつ、前記トナー濃度センサの検出面との間隙にある現像剤を掻き取るようにしたことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像槽は、トナー収容部からのトナーを前記攪拌室内に供給する補給部と、現像剤の嵩高さに応じて前記攪拌室内の現像剤を排出する排出部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記掻き取りリブの搬送面が、軸方向に対して略直交する断面形状に形成されたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の現像装置。
4. 前記掻き取りリブは、前記羽根部の一部を置換した態様で、前記羽根部に連続した状態に形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記掻き取りリブに、前記トナー濃度センサの検出面に当接する可撓性の掻き取りシートが取り付けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。

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