JP2017138527A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー濃度検出手段の検出面と攪拌搬送部材との間の間隙が変化することに起因したトナー濃度の検出誤差を抑制し、トナー濃度の検出精度を向上させる現像手段を提供する。【解決手段】装置ハウジング１４０の内部には、現像ロール１４１と、現像ロール１４１に現像剤４を供給する供給搬送部材１４２と、供給搬送部材１４２との間で現像剤４を受け渡しつつ搬送する撹拌搬送部材１４３と、装置ハウジング１４０の内壁に露出しトナー濃度を検出するトナー濃度センサー１７０を有する。撹拌搬送部材１４３は、トナー濃度センサー１７０と対向する位置に設けられ、先端が装置ハウジング１４０の内壁に突き当てられて間隙を保持する複数の間隙保持部材を備える。【選択図】図４

Description

この発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。

従来、現像装置としては、装置筐体の内部にトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を収容し、二成分現像剤を撹拌搬送部材により撹拌しつつ搬送するとともに、二成分現像剤中のトナー濃度をトナー濃度検出手段により検出するよう構成したものがある。かかる現像装置に関連する技術としては、例えば、特許文献１等に開示されたものが既に提案されている。

特許文献１は、現像装置内に収容されたトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を撹拌しつつ搬送する現像剤攪拌搬送部材と、前記二成分現像剤の透磁率を検出することによって二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記トナー濃度検出手段の検出面と前記現像剤攪拌搬送部材との間の間隙を検出する間隙検出手段とを有するように構成したものである。

また、特許文献１は、間隙検出手段を現像剤攪拌搬送部材に取り付けられた磁性部材から構成する態様を含んでいる。

特開２００８−１２９４２２号公報

この発明の目的は、撹拌搬送部材に磁性部材を取り付けてトナー濃度検出手段の検出面と撹拌搬送部材との間の間隙を検出する間隙検出手段を構成し、トナー濃度検出手段の検出面と撹拌搬送部材との間の間隙が変化することに起因したトナー濃度の検出誤差を抑制する場合に比較して、磁性部材を用いることなくトナー濃度の検出精度を向上させることにある。

請求項１に記載された発明は、二成分の現像剤が収容される現像容器と、
前記現像容器の内壁に露出した検出部により前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記現像容器内に配置され、前記トナー濃度検出手段の検出部の大きさ以下のピッチを有する搬送羽根で前記現像剤を撹拌しながら搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の前記トナー濃度検出手段と対向する位置に設けられ、先端が前記現像容器の内壁に突き当てられて間隙を保持する複数の間隙保持部材とを備える現像装置である。

請求項２に記載された発明は、前記搬送部材は、前記トナー濃度検出手段の検出部と間隙を介して対向する平板状の撹拌部材を有し、
前記間隙保持部材は、前記撹拌部材と一体的に設けられる請求項１に記載の現像装置である。

請求項３に記載された発明は、前記現像剤に混入する異物より間隙が小さく設定された複数のスリットを有するスクリーン部材と、
前記搬送部材に設けられ、前記スクリーン部材を通過できない前記異物を清掃する清掃部材と、
を有し、
前記間隙保持部材は、前記搬送部材の周方向に沿って前記清掃部材と同一方向及び反対方向にそれぞれ設けられている請求項１又は２に記載の現像装置である。

請求項４に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の静電潜像を現像する現像手段と、
を備え、
前記現像手段として請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置である。

請求項５に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の静電潜像を現像する現像手段と、
前記像保持体上に現像された現像像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記像保持体上に残留した現像剤を除去する清掃手段と、
前記清掃手段により除去された前記現像剤を前記現像手段へ搬送して再度現像に利用する再利用手段と、
を備え、
前記現像手段として請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、現像剤撹拌搬送部材に磁性部材を取り付けてトナー濃度検出手段の検出面と現像剤撹拌搬送部材との間の間隙を検出する間隙検出手段を構成し、トナー濃度検出手段の検出面と現像剤撹拌搬送部材との間の間隙が変化することに起因したトナー濃度の検出誤差を抑制する場合に比較して、磁性部材を用いることなくトナー濃度の検出精度を向上させることができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記搬送部材が、前記トナー濃度検出手段の検出部と間隙を介して対向する平板部を有しない場合に比較して、トナー濃度検出手段の検出部に現像剤が付着することに伴いトナー濃度の誤検出を抑制することができる。

請求項３に記載された発明によれば、前記現像剤に混入する異物より間隙が小さい複数のスリットを有するスクリーン部材と、前記搬送部材に設けられ、前記スクリーン部材を通過できない前記異物を除去する清掃部材とを有しない場合に比較して、現像剤に混入する異物により画質欠陥が生じるのを抑制することができる。

請求項４に記載された発明によれば、現像剤撹拌搬送部材に磁性部材を取り付けてトナー濃度検出手段の検出面と現像剤撹拌搬送部材との間の間隙を検出する間隙検出手段を構成し、トナー濃度検出手段の検出面と現像剤撹拌搬送部材との間の間隙が変化することに起因したトナー濃度の検出誤差を抑制する場合に比較して、磁性部材を用いることなくトナー濃度の検出精度を向上させることができ、現像剤のトナー濃度を適正に制御可能となる。

請求項５に記載された発明によれば、前記清掃手段により除去された前記現像剤を前記現像手段へ搬送して再度現像に利用する再利用手段を備えない場合に比較して、現像剤に混入する異物により画質欠陥が生じるのを抑制しつつ、現像剤を有効利用することができる。

この発明の実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置を示す全体構成図である。 この発明の実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置の画像形成部を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置の要部を示す一部破断の斜視構成図である。 この発明の実施の形態１に係る現像装置を示す断面構成図である。 この発明の実施の形態１に係る現像装置の上部ハウジングを除去した状態を示す平面構成図である。 この発明の実施の形態１に係る現像装置を示す断面構成図である。 異物捕獲スクリーン部材を示す模式図である。 清掃部材を示す平面図である。 撹拌搬送部材を示す構成図である。 撹拌搬送部材を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る現像装置の要部を示す断面構成図である。 トナー濃度とトナー濃度センサーの出力との関係を示すグラフである。 トナー濃度センサーの出力波形を示すグラフである。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[実施の形態１]
図１はこの発明の実施の形態１に係る現像装置を適用した画像形成装置の全体の概要を示す構成図、図２は画像形成装置の作像装置を拡大して示す断面構成図、図３は画像形成装置の作像装置を示す一部破断の斜視構成図である。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばモノクロ複写機として構成されたものである。この画像形成装置１は、装置本体１ａの上部に、図示しない原稿を１枚ずつ分離した状態で搬送する自動原稿搬送装置２と、自動原稿搬送装置２によって搬送される原稿や図示しないプラテンガラス上に載置される原稿の画像を読み取る画像読取装置３を備えている。また、画像形成装置１は、装置本体１ａの内部に、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する作像装置１０と、作像装置１０で形成されたトナー像を記録媒体の一例としての記録用紙５に転写する転写装置１５と、転写装置１５の転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、転写装置１５で転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。なお、装置本体１ａは、支持構造部材や外装カバー等で形成されている。

作像装置１０は、図１に示されるように、像保持体の一例としての回転する感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、次のようなトナー像形成手段の一例としての各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある静電潜像を形成する静電潜像形成手段の一例としての露光装置１３と、その静電潜像を現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置１４と、そのトナー像を記録用紙５に転写する転写手段の一例としての転写装置１５と、転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１６等である。

感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。

帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。また、帯電装置１２には、その表面を清掃する清掃ロール１２１が接触するよう配置されている。なお、帯電装置１２としては、感光体ドラム１１の表面に非接触状態で配置されるスコロトロン等の非接触型の帯電装置を用いてもよい。

露光装置１３は、画像読取装置３で読み取られた原稿の画像情報や、画像形成装置１に外部のパーソナルコンピュータ等から入力される画像の情報に応じて構成される光を、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると画像読取装置３で読み取られた原稿の画像情報や画像形成装置１に任意の手段で入力される画像の情報（信号）が送信される。

露光装置１３は、感光体ドラム１１の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）により感光体ドラム１１に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドからなるものである。なお、露光装置１３としては、画像情報に応じて構成されるレーザー光を感光体ドラム１１の軸方向に沿って偏向走査するものを用いても良い。

現像装置１４は、図２に示されるように、開口部と現像剤４の収容室が形成された現像容器の一例としての装置ハウジング１４０の内部に、現像剤４を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像剤保持体の一例としての現像ロール１４１と、現像剤４を撹拌しながら現像ロール１４１に供給するスクリューオーガー等の供給搬送部材１４２と、供給搬送部材１４２との間で現像剤４を受け渡しつつ撹拌しながら搬送するスクリューオーガー等の撹拌搬送部材１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成したものである。上記現像剤４としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。なお、現像装置１４については、後に詳述する。

転写装置１５は、感光体ドラム１１の周囲に接触し回転するとともに転写用電圧が供給される転写ロールを備えた接触型の転写装置である。転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

ドラム清掃装置１６は、図２及び図３に示されるように、下端面の一部が開口する容器状の本体１６０と、転写後の感光体ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１６１と、清掃板１６１で取り除いたトナー等の付着物を回収して現像装置１４や図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材１６２等で構成されている。この実施の形態では、清掃板１６１で取り除いたトナー等の付着物を回収し、後述する再利用装置１８０を介して現像装置１４に送り出すように構成されている。清掃板１６１としては、ゴム等の材料からなる板状の部材（例えばクリーニングブレード）が使用される。

定着装置４０は、表面温度が所要の温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるベルト形態又はロール形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して回転するロール形態又はベルト形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。定着装置４０は、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。

給紙装置５０は、作像装置１０の下方側の位置に存在するように配置される。給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体５１と、用紙収容体５１から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２，５３とで主に構成されている。用紙収容体５１は、例えば、装置本体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。

記録用紙５としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙やＯＨＰシート、あるいはトレーシングペーパーなどの薄紙が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録用紙５の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども使用することができる。

給紙装置５０と転写装置１５との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を転写位置まで搬送する単数（又は複数）の用紙搬送ロール対５４，５５や図示しない搬送ガイド等で構成される給紙搬送路５６が設けられている。用紙搬送ロール対５５は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。また、転写装置１５と定着装置４０との間には、転写装置１５から送り出される転写後の記録用紙５を定着装置４０まで搬送するための用紙搬送路５７が設けられている。さらに、装置本体１ａに形成される記録用紙５の排出口に近い部分には、定着装置４０の出口ロール４３から送り出される定着後の記録用紙５を装置本体１ａの上部に設けられた用紙排出部５８に排出するための用紙排出ロール対５９が配置されている。

定着装置４０と用紙排出ロール対５９との間には、用紙搬送路を切り替える図示しない切替ゲートを備えている。用紙排出ロール対５９は、その回転方向が正転方向（排出方向）と逆転方向に切り替え可能に構成されている。記録用紙５の両面に画像を形成する場合には、片面に画像が形成された記録用紙５の後端が図示しない切替ゲートを通過した後、用紙排出ロール対５９の回転方向を正転方向（排出方向）から逆転方向に切り替える。用紙排出ロール対５９によって逆転方向に搬送される記録用紙５は、図示しない切替ゲートによって搬送経路が切り替えられ、装置本体１ａの側面に沿って略鉛直方向に沿うように形成された両面用搬送経路６０へと搬送される。両面用搬送経路６０は、表裏を反転させた状態で記録用紙５を用紙搬送ロール対５５へと搬送する複数の用紙搬送ロール対６１と図示しない搬送ガイド等を備えている。

また、定着装置４０の上部には、定着装置４０の出口ロール４３から送り出される定着後の記録用紙５を、用紙搬送ロール対６２を介して装置本体１ａの上部に設けられたフェイスダウン排出用の第２の用紙排出部６３に排出するための用紙排出ロール対６４と、切替ゲート６５により搬送方向を切り替えて定着後の記録用紙５を装置本体１ａの上部側面に設けられたフェイスアップ排出用の第３の用紙排出部６６に排出するための用紙排出ロール対６７とが設けられている。

図１中、符号７０は画像形成装置１の装置本体１ａの左側面に開閉自在に設けられた手差しトレイを示している。手差しトレイ７０と用紙搬送ロール対５４との間には、手差しトレイ７０に収容された記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置７１と、送出装置７１により送り出された記録用紙５を１枚ずつ分離する分離ロール７２等が配置されている。

また、図１中符号１４５は、紙面に直交する方向に沿って配列され、現像装置１４に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容したトナーカートリッジを示している。

また、図１中符号１００は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御装置を示している。制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、あるいはこれらＣＰＵやＲＯＭ等を接続するバス、通信インターフェイスなどを備えている。

ところで、この実施の形態に係る画像形成装置１では、図３に示されるように、ドラム清掃装置１６の清掃板１６１により除去され、スクリューオーガー等の送出部材１６２により感光体ドラム１１の軸方向に沿った一方の端部へと搬送されるトナー等の付着物を、現像装置１４へと搬送して再度現像に利用する再利用手段の一例としての再利用装置１８０を備えている。再利用装置１８０は、円筒状の搬送路形成部材１８１と、搬送路形成部材１８１の内部に回転自在に配置され、回収されたトナー等の付着物を搬送して現像装置１４の供給口１５８ａへ落下させるように供給するスクリューオーガー１８２とを有している。また、スクリューオーガー１８２の軸方向に沿った一方の端部には、清掃装置１６の送出部材１６２により搬送されたトナー等を搬送路形成部材１８１内へ掻き落とすマイラーフィルム１８３が取り付けられている。また、スクリューオーガー１８２の軸方向に沿った他方の端部には、当該スクリューオーガー１８２を回転駆動するギア１８４が設けられている。

＜画像形成装置の動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、作像装置１０、転写装置１５、定着装置４０等が始動する。また、画像形成動作に伴って必要に応じ、自動原稿搬送装置２によって搬送される図示しない原稿の画像やプラテンガラス上に置かれた図示しない原稿の画像が画像読取装置３により読み取られる。

そして、作像装置１０では、まず感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、帯電装置１２が感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位に帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像読取装置３で読み取られた原稿の画像情報や、画像形成装置１に入力される画像の情報を白黒成分に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される静電潜像を形成する。

続いて、現像装置１４が、感光体ドラム１１に形成された静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電されたトナーを現像ロール１４１から供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、感光体ドラム１１に形成された静電潜像は、ブラック色のトナーで現像されたモノクロのトナー像として顕像化される。

続いて、作像装置１０の感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が転写位置まで搬送されると、転写装置１５が、そのトナー像を記録用紙５に転写させる。

また、転写が終了した作像装置１０では、ドラム清掃装置１６がトナー等の付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、作像装置１０は、次の作像動作が可能な状態にされる。ドラム清掃装置１６で掻き取られたトナー等は、再利用装置１８０によって現像装置１４へと搬送され、再度現像に利用される。

一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５６に送り出す。給紙搬送路５６では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５５が記録用紙５を転写時期に合わせて転写位置に送り出して供給する。

続いて、感光体ドラム１１からトナー像が転写された記録用紙５は、図示しない搬送ガイドを介して定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱用回転体４１と加圧用回転体４２との間の接触部に転写後の記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）を施して未定着のトナー像を記録用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、用紙排出ロール対５９等により、装置本体１ａの上部に設置された用紙排出部５８などに排出される。

また、記録用紙５の両面に画像を形成するときは、片面に画像が形成された記録用紙５を用紙排出ロール対５９により用紙排出部５８に排出せず、用紙排出ロール対５９が記録用紙５の後端を保持している間に当該用紙排出ロール対５９の回転方向を逆転方向に切り替える。用紙排出ロール対５９により逆転方向に搬送される記録用紙５は、図示しない切替ゲートを通過した後、用紙搬送ロール対６１や図示しない搬送ガイド等を備えた両面用搬送経路６０を介して表裏が反転された状態で用紙搬送ロール対５５へと再度搬送される。用紙搬送ロール対５５は、記録用紙５を転写時期に合わせて転写位置に送り出して供給し、記録用紙５の裏面に画像を形成して、用紙排出ロール対５９等により装置本体１ａの上部に設置された用紙排出部５８などに排出する。

以上の動作により、モノクロの画像が形成された記録用紙５が出力される。

＜現像装置の構成＞
図４はこの実施の形態１に係る現像装置を示す断面構成図である。

現像装置１４は、現像容器の一例としての装置ハウジング１４０を備えている。装置ハウジング１４０は、大別して、現像装置１４の下部に配置される下部ハウジング１４０ａと、現像装置１４の上部に配置される上部ハウジング１４０ｂとにより構成されている。下部ハウジング１４０ａと上部ハウジング１４０ｂは、スペーサ部材１５０を介して接合されている。装置ハウジング１４０の内部には、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分の現像剤４を収容する現像剤収容室１５１が形成されている。装置ハウジング１４０の感光体ドラム１１と対向する領域には、開口部１５２が設けられている。装置ハウジング１４０の内部には、現像剤保持体の一例としての現像ロール１４１が開口部１５２に一部が露出するよう矢印方向に沿って回転可能に配置されている。現像ロール１４１は、内部に固定して配置され、周方向に沿った所要の位置に所要極性の複数の磁極が配置されたマグネットロール１４１ａと、マグネットロール１４１ａの外周に矢印方向に沿って所要の回転速度で回転可能に配置される現像スリーブ１４１ｂとを有している。現像スリーブ１４１ｂは、アルミニウムや非磁性ステンレス等からなる非磁性材料により円筒形状に形成されている。

この実施の形態では、現像スリーブ１４１ｂの回転方向が感光体ドラム１１の回転方向と逆方向に設定されている。すなわち、感光体ドラム１１の回転方向は、図４に示されるように、時計回り方向に設定されているのに対して、現像スリーブ１４１ｂの回転方向は、反時計回り方向に設定されている。その結果、現像スリーブ１４１ｂの外周面は、感光体ドラム１１と対向する現像領域において、感光体ドラム１１表面の移動方向と同方向に移動する。なお、現像スリーブ１４１ｂの回転方向は、感光体ドラム１１の回転方向と同方向に設定しても良い。この場合、現像スリーブ１４１ｂの外周面は、感光体ドラム１１と対向する現像領域において、感光体ドラム１１表面の移動方向と逆方向に移動する。

装置ハウジング１４０の内部には、現像剤収容室１５１内に収容された現像剤４を汲み上げて現像ロール１４１に供給するスクリューオーガー（サプライオーガー）等からなる供給搬送部材１４２が現像ロール１４１の斜め下方に配置されている。供給搬送部材１４２は、図示しない駆動装置により時計回り方向に回転駆動される。現像ロール１４１の側面には、当該現像ロール１４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制する円柱形状の層厚規制部材１４４が配置されている。また、装置ハウジング１４０の内部には、当該装置ハウジング１４０の内部に供給される現像剤４を撹拌しつつ搬送するスクリューオーガー（アドミックスオーガー）等からなる撹拌搬送部材１４３が供給搬送部材１４２の背面側に配置されている。撹拌搬送部材１４３も図示しない駆動装置によって時計回り方向に回転駆動される。

図５は現像装置の上部ハウジングを除去した状態を示す平面構成図である。

供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３は、同様に構成されている。ここでは、代表して撹拌搬送部材１４３の構成について説明する。撹拌搬送部材１４３は、図５に示されるように、円柱形状に形成された回転軸１４３ａと、回転軸１４３ａの外周に螺旋状に一体的に設けられた搬送羽根１４３ｂとを備えている。撹拌搬送部材１４３は、例えば、射出成形された合成樹脂により一体的に形成される。撹拌搬送部材１４３には、現像剤４の搬送方向に沿った下流側の端部に、当該撹拌搬送部材１４３によって搬送された現像剤４を搬送方向に沿った上流側に押し戻す逆送用の搬送羽根１４３ｃが２〜３ピッチ程度と短く設けられている。

この実施の形態では、画像形成装置１において単位時間あたりに画像形成が可能な記録用紙５の枚数で決定される生産性を高めるため、感光体ドラム１１、現像装置１４の現像ロール１４１、供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３等の回転速度を相対的に増速して高速化することが可能に構成されている。

具体的には、供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂのピッチＰを相対的に小さく設定し、供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３の回転速度を高速化した場合であっても、現像剤４を安定して軸方向に沿って搬送することが可能に構成されている。供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂのピッチＰは、後述するように、トナー濃度センサー１７０の検出部１７２の直径Ｄ以下に設定される。この実施の形態では、図９に示されるように、供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３の搬送羽根１４３ｂのピッチＰが、トナー濃度センサー１７０の検出部１７２の直径Ｄより小さく設定されている。

下部ハウジング１４０ａには、図４に示されるように、供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３を収容するため、断面略半円筒形状に形成された第１の収容部１５３及び第２の収容部１５４が設けられている。第１の収容部１５３及び第２の収容部１５４は、下部ハウジング１４０ａに設けられた仕切り壁１５５により仕切られている。

供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３は、図５に示されるように、その軸方向に沿った長さが現像ロール１４１よりも長くなるよう長尺に設定されている。供給搬送部材１４２及び撹拌搬送部材１４３は、その両端部が下部ハウジング１４０ａに回転自在に支持されている。撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った一方の端部には、装置ハウジング１４０の角筒形状に形成された供給部１５８が突出するように設けられている。供給部１５８には、トナーカートリッジ１４５から搬送部材１５９により搬送された現像剤４を、装置ハウジング１４０の内部に落下させるように供給する供給口１５８ａが開口されている。搬送部材１５９は、図３に示されるように、円筒状の搬送路形成部材１５９ａと、搬送路形成部材１５９ａの内部に回転自在に配置され、現像剤４を搬送するスクリューオーガー１５９ｂとを備えている。

供給搬送部材１４２と撹拌搬送部材１４３とを仕切る仕切り壁１５５には、図５及び図６に示されるように、その長手方向に沿った両端部に、供給搬送部材１４２と撹拌搬送部材１４３との間で現像剤４の受け渡しを行う第１及び第２の通路部１５６，１５７がそれぞれ設けられている。撹拌搬送部材１４３によって軸方向に沿った端部まで搬送された現像剤４は、図６に示されるように、第１の通路部１５６を介して供給搬送部材１４２へと搬送され、供給搬送部材１４２によって撹拌されつつ搬送される間に現像ロール１４１へ供給される。また、供給搬送部材１４２によって軸方向に沿った端部まで搬送された現像剤４は、第２の通路部１５７を介して撹拌搬送部材１４３へと搬送されて循環移動する。また、供給口１５８ａから装置ハウジング１４０の内部に供給されたトナーは、撹拌搬送部材１４３によって搬送される間に、装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４と撹拌される。

ところで、この実施の形態では、上述したように、ドラム清掃装置１６で除去されたトナー等の付着物を再利用装置１８０によって現像装置１４へと搬送し、現像装置１４において再度現像に利用するように構成されている。このとき、ドラム清掃装置１６で除去される付着物は、感光体ドラム１１の表面に残留した転写残トナーのみではなく、感光体ドラム１１の転写位置において当該感光体ドラム１１の表面に付着した記録用紙５の繊維や紙粉等の異物が含まれる。この異物は、現像装置１４の内部を循環して現像剤４とともに現像ロール１４１によって現像領域へと搬送されると、現像ロール１４１の表面に異物が存在する領域のみトナーが現像されずに白抜け等の画像欠陥が発生する虞れがある。

そこで、この実施の形態では、図６に示されるように、異物除去スクリーン部材１９０が第１の通路部１５６を閉塞するように設けられている。異物除去スクリーン部材１９０は、図７に示されるように、現像剤４に混入する異物より間隙（０．１ｍｍ程度）が小さく設定された複数のスリット１９１がエッチング処理等により形成された金属製薄板からなる。また、撹拌搬送部材１４３には、異物除去スクリーン部材１９０を通過できない異物を清掃する清掃部材１９２が取り付けられている。清掃部材１９２は、所要の厚さを有するマイラーフィルム等のＰＥＴ製の樹脂フィルムから構成されている。また、清掃部材１９２は、図６及び図８に示されるように、撹拌搬送部材１４３に設けられた平板状の取付部１９３に設けられた複数の突起部１９４ａ，１９４ｂ，１９４ｃに、当該清掃部材１９２に設けられた位置決め孔１９５ｂ及び取付用のスリット１９５ａ，１９５ｃを介して圧入することで取り付けられている。

清掃部材１９２は、撹拌搬送部材１４３の回転に伴って現像剤４を異物除去スクリーン部材１９０に擦り付けることにより、異物除去スクリーン部材１９０の複数のスリット１９１を通過する現像剤４のみを濾すようにして第１の通路部１５６を通過させる。現像剤４中に混入した記録用紙５の繊維や紙粉等の異物、あるいは凝集した現像剤４等は、異物除去スクリーン部材１９０を通過できずに当該異物除去スクリーン部材１９０により捕獲される。異物除去スクリーン部材１９０により捕獲された異物は、清掃部材１９２の回転に伴って現像剤４の上部へと掻き上げられ、現像剤４よりも比重が小さいため当該現像剤４層の上部に滞留する。なお、記録用紙５の紙粉等の異物のうち、粒径が小さいものは、異物除去スクリーン部材１９０を通過する虞れがあるが、当該記録用紙５の紙粉等の異物は、比重が現像剤４に比して大幅に小さいため、清掃部材１９２によって異物除去スクリーン部材１９０の上部へ掻き上げられ、異物除去スクリーン部材１９０を通過することが抑制される。

また、装置ハウジング１４０の内部には、図４に示されるように、当該装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段の一例としてのトナー濃度センサー１７０が設けられている。トナー濃度センサー１７０は、略細長い扁平な直方体形状に形成されたセンサー本体１７１と、センサー本体１７１の一側面から円筒形状に突出するように形成された検出部１７２を有している。

トナー濃度センサー１７０は、図５に示されるように、第２の収容部１５４の内部において、撹拌搬送部材１４３の現像剤４の搬送方向に沿った下流側の端部寄りの位置であって第１の通路１５６の上流側に隣接して配置されている。トナー濃度センサー１７０は、非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤４の透磁率を検出することにより現像剤４のトナー濃度を検出する。トナー濃度センサー１７０の検出部１７２は、図４に示されるように、下部ハウジング１４０ａの第２の収容部１５４の外壁に設けられた開口部１５４ａを介して、当該検出部１７２の端面１７２ａが第２の収容部１５４の内壁に露出するよう取り付けられている。

また、撹拌搬送部材１４３には、トナー濃度センサー１７０の検出部１７２に対応した位置に現像剤４を撹拌する平板状の撹拌部材１７３が一体的に設けられている。撹拌部材１７３は、図９に示されるように、撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った隣接する搬送羽根１４３ｂの間に、当該撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿って平行に一体的に設けられた平板部から構成されている。撹拌部材１７３は、トナー濃度センサー１７０の検出部１７２の前面に位置する現像剤４を撹拌することにより、当該トナー濃度センサー１７０の検出部１７２に現像剤４が付着（固着）して誤検出が生じるのを防止乃至抑制する。

ところで、上記の如く構成される現像装置１４では、図６に示されるように、現像剤４中に混入した記録用紙５の繊維や紙粉等の異物を捕獲する異物除去スクリーン部材１９０が第１の通路部１５６に設けられており、撹拌搬送部材１４３には、異物除去スクリーン部材１９０を清掃する清掃部材１９２が設けられている。そのため、撹拌搬送部材１４３には、図１１に示されるように、清掃部材１９２が異物除去スクリーン部材１９０の表面に接触して撓んだ状態で清掃する際に、清掃部材１９２の弾性変形に伴う反力を受けて撓みが生じる虞れがある。

撹拌搬送部材１４３に撓みが生じた場合には、トナー濃度センサー１７０と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙を所要の値に保持することができず、撹拌搬送部材１４３の回転に伴ってトナー濃度センサー１７０と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙が変動する。

図１２はトナー濃度センサー１７０と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙が正常な値である場合と、間隙が正常な値よりも大きい（広い）場合において、現像装置１４の装置ハウジング１４０に収容された現像剤４のトナー濃度を変化させた場合のトナー濃度センサー１７０の出力変化をそれぞれ示したグラフである。因みに、トナー濃度センサー１７０の出力は、現像剤４のトナー濃度が高い程小さい（低い）値となる。

図１２から明らかなように、トナー濃度センサー１７０と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙が正常な値である場合は、トナー濃度センサー１７０の出力値が全体的に低く、且つ勾配も大きい。これに対して、トナー濃度センサー１７０と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙が正常な値よりも広い場合は、トナー濃度センサー１７０の出力値が全体的に高く、且つ勾配も小さい。

そのため、トナー濃度センサー１７０と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙が正常な値よりも広い場合には、トナー濃度センサー１７０の出力値に基いて現像装置１４内のトナー濃度を制御すると、トナー濃度センサー１７０によって検出されるトナー濃度が本来の値（間隙が正常な場合）に比較して相対的に低く検出され、しかもトナーの補給に伴うトナー濃度の上昇も、実際の勾配よりも低く検出される。その結果、現像装置１４内には、実際のトナー濃度よりも過剰にトナーが供給されてしまい、場合によっては、現像装置１４からトナーの吹き出しが発生する虞れがある。

そこで、この実施の形態では、撹拌搬送部材１４３のトナー濃度センサー１７０と対向する位置に設けられ、先端が現像装置１４の装置ハウジング１４０の内壁に突き当てられて、トナー濃度センサー１７０と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙を所要の値に保持する複数（２つ）の間隙保持部材１７５を備えている。

間隙保持部材１７５は、図９及び図１０に示されるように、撹拌部材１７３に一体的に設けられている。更に説明すると、撹拌部材１７３には、撹拌搬送部材１４３の軸方向に沿った一端部に、当該撹拌搬送部材１４３の半径方向の外方向に向けて先細りの角柱状に形成された間隙保持部材１７５が１８０度異なる位置にそれぞれ設けられている。また、間隙保持部材１７５は、トナー濃度センサー１７０の検出部１７２の近傍に位置する第２の収容部１５４の内壁に接触するように配置されている。さらに、間隙保持部材１７５は、図６に示されるように、撹拌搬送部材１４３の周方向に沿って清掃部材１９２と同一方向及び反対方向にそれぞれ設けられている。

＜現像装置の特徴部分の動作＞
実施の形態１に係る現像装置１４は、図２に示されるように、感光体ドラム１１の周面に形成された静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電されたトナーを現像ロール１４１から供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、感光体ドラム１１に形成された静電潜像は、ブラック色のトナーで現像されたモノクロのトナー像として顕像化される。

その際、現像装置１４の装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４は、感光体ドラム１１の周面に形成された静電潜像に対し現像ロール１４１からトナーを供給して静電的に付着させる現像工程に伴ってトナーが消費される。装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４のトナー濃度は、撹拌搬送部材１４３の現像剤４の搬送方向に沿った下流側に配置されたトナー濃度センサー１７０により検出される。

制御装置１００は、トナー濃度センサー１７０により検出された装置ハウジング１４０内の現像剤４のトナー濃度が所要の閾値未満になったと判定すると、トナーカートリッジ１４５から搬送装置１５９を介して装置ハウジング１４０の内部にトナーを供給する。装置ハウジング１４０の内部に供給されたトナーは、図５に示されるように、撹拌搬送部材１４３により搬送される間に、装置ハウジング１４０の内部に収容された現像剤４と撹拌される。

また、この実施の形態では、撹拌搬送部材１４３に間隙保持部材１７５が設けられているため、トナー濃度センサー１７０の検出部１７２と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙が常に所要の値に維持される。

そのため、トナー濃度センサー１７０からは、装置ハウジング１４０内の現像剤４のトナー濃度に応じて、図１３に示されるような信号が出力される。

図１３中、実線は、本実施の形態の撹拌搬送部材１４３が間隙保持部材１７５を備えている場合のトナー濃度センサー１７０の出力波形を示したものである。本実施の形態の撹拌搬送部材１４３が間隙保持部材１７５を備えている場合には、トナー濃度センサー１７０の出力波形が最も低い値となり、当該トナー濃度センサー１７０の出力波形のピーク２００が装置ハウジング１４０内の現像剤４のトナー濃度に対応しており、現像剤４のトナー濃度を精度良く検出できることが判明した。

これに対して、図１３中、一点鎖線は、撹拌搬送部材１４３が間隙保持部材１７５を備えておらず、しかもトナー濃度センサー１７０と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙が正常な値よりも広い場合のトナー濃度センサー１７０の出力波形を示したものである。

また、図１３中、破線は、撹拌搬送部材１４３が間隙保持部材１７５を備えておらず、しかもトナー濃度センサー１７０と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙が正常な値よりも広く、且つ装置ハウジング１４０内の現像剤４のトナー濃度が高い場合におけるトナー濃度センサー１７０の出力波形を示したものである。

このように、本実施の形態の撹拌搬送部材１４３が間隙保持部材１７５を備えている場合には、装置ハウジング１４０内の現像剤４のトナー濃度を精度良く検出できることが判る。

これに対して、撹拌搬送部材１４３が間隙保持部材１７５を備えておらず、しかもトナー濃度センサー１７０と撹拌搬送部材１４３の撹拌部材１７３との間隙が正常な値よりも広い場合には、トナー濃度センサー１７０の出力波形が適正な場合に比較して相対的に大きな値を示し、装置ハウジング１４０内の現像剤４のトナー濃度を実際の値よりも低い値として誤検出していることが判る。

よって、本実施の形態の場合には、撹拌搬送部材に磁性部材を取り付けてトナー濃度検出手段の検出面と撹拌搬送部材との間の間隙を検出する間隙検出手段を構成し、トナー濃度検出手段の検出面と撹拌搬送部材との間の間隙が変化することに起因したトナー濃度の検出誤差を抑制する場合に比較して、磁性部材を用いることなくトナー濃度の検出精度が向上する。

なお、前記実施の形態では、画像形成装置としてモノクロの画像を形成する場合について説明したが、作像装置を複数備えてフルカラーの画像を形成する画像形成装置にも同様に適用することができることは勿論である。

また前記実施の形態では、間隙保持部材を撹拌搬送部材の外周に１８０度異なる位置にそれぞれ合計２つ設けた場合について説明したが、間隙保持部材を撹拌搬送部材の外周に例えば１２０度異なる位置にそれぞれ合計３つ設けるなど、間隙保持部材を３つ以上配置しても良い。

１…画像形成装置
１ａ…画像形成装置本体
１１…感光体ドラム
１４…現像装置
１４１…現像ロール
１４３…撹拌搬送部材
１７０…トナー濃度センサー
１７５…間隙設定部材

Claims (5)

1. 二成分の現像剤が収容される現像容器と、
   前記現像容器の内壁に露出した検出部により前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
   前記現像容器内に配置され、前記トナー濃度検出手段の検出部の大きさ以下のピッチを有する搬送羽根で前記現像剤を撹拌しながら搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材の前記トナー濃度検出手段と対向する位置に設けられ、先端が前記現像容器の内壁に突き当てられて間隙を保持する複数の間隙保持部材とを備える現像装置。
2. 前記搬送部材は、前記トナー濃度検出手段の検出部と間隙を介して対向する平板状の撹拌部材を有し、
   前記間隙保持部材は、前記撹拌部材と一体的に設けられる請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤に混入する異物より間隙が小さく設定された複数のスリットを有するスクリーン部材と、
   前記搬送部材に設けられ、前記スクリーン部材を通過できない前記異物を清掃する清掃部材と、
   を有し、
   前記間隙保持部材は、前記搬送部材の周方向に沿って前記清掃部材と同一方向及び反対方向にそれぞれ設けられている請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 静電潜像を保持する像保持体と、
   前記像保持体の静電潜像を現像する現像手段と、
   を備え、
   前記現像手段として請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置。
5. 静電潜像を保持する像保持体と、
   前記像保持体の静電潜像を現像する現像手段と、
   前記像保持体上に現像された現像像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記像保持体上に残留した現像剤を除去する清掃手段と、
   前記清掃手段により除去された前記現像剤を前記現像手段へ搬送して再度現像に利用する再利用手段と、
   を備え、
   前記現像手段として請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置を用いた画像形成装置。

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