JP4563329B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤量を検知するセンサを備えた現像装置に関し、特に、センサの検知面を清掃する清掃部材を備えた現像装置に関するものである。

コピー機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置が作成する画像の品質が維持されるためには、環境温度や環境湿度等に応じて、適宜現像剤を現像装置に補給し、現像剤量（または現像剤中のトナー濃度）が調整される必要がある。そのため、通常、現像装置には、現像剤量（またはトナー濃度）を測定する検知センサが設けられている。

しかしながら、トナーを含む現像剤が、検知センサの測定箇所（例えば検知面）に付着してしまうと、現像装置内部の正確なトナー量が測定できなくなる。そこで、現像装置内部における攪拌スクリューに清掃部材を設け、その攪拌スクリューの回転に応じて、検知面を清掃する現像装置が種々提案されている。

例えば、特許文献１の現像装置では、コイルスプリングのコイル部を棒状の攪拌スクリューの回転軸に取り付け、コイルスプリングの一端から伸び出した摺接部を検知面に摺接させ、センサの検知面を清掃している。
実公平１−２３１４８号公報

しかしながら、特許文献１に示す現像装置では、線状の摺接部を用いて検知面を清掃するため、流動性の劣化した現像剤がセンサ近傍にて滞留した場合、滞留した現像剤を良好に分散させることができなくなる。特に１成分現像方式の場合、環境条件や使用期間によって現像剤中のトナーの流動性が変化し、検知面の近傍に滞留（堆積）し易くなると、センサの誤検知を引き起こすという問題が生じ得る。

また、センサの検知面の取り付け位置が攪拌スクリューから離れると、少量のトナーでも強い圧力がかかってしまうので、現像機内のトナー量が少ないにもかかわらずトナーが十分にあると検知してしまう。逆に、攪拌スクリューに近すぎると、トナーの動きが悪く、さらに現像側面に押しつける方向の力が働き難く、センサの検知面の清掃用の針金部が通過した部分に微小な空隙が出来た状態が続き、トナーがあるにも関わらず、トナー無しの検知をしてしまう。

この現象は、トナーの劣化が進みトナー表面に酸化チタンやシリカなどの表面処理剤が深く埋め込まれた場合に顕著に現れる。トナーに表面処理剤が深く埋め込まれてしまうと流動性が悪化し、流体ではなくゲル状になってしまう。特に、この現象は粉砕トナーの場合に顕著に現れる。したがって、現像剤の長寿命化を図るには、検知センサを攪拌スクリューに近づけ過ぎない様にするのが好ましい。

トナーが少ないのに有ると検知した場合は、現像ローラ上現像剤の薄層形成不良による画像不良が発生する。トナーが十分あるのに無いと検知した場合は、トナーの過補給が行われ、トナーの急激な劣化や現像装置がロックしたり破損したりする虞がある。

したがって、センサの取り付け位置は、上記問題が発生しないように横方向や高さ方向について、スペースなども考慮して最適化される。従来、攪拌スクリューの軸心から針金部の最遠部までの距離は、攪拌スクリューの軸心から現像ハウジングの内壁面までの距離よりも短くなるように形成されている。そのため、センサの取り付け位置を最適化した結果、攪拌スクリューから針金部の最遠部までの距離が、攪拌スクリューからセンサの検知面の最遠部までの距離よりも短くなってしまう場合がある。この場合、センサの検知面に清掃することが出来ない未清掃エリアが発生する。

通常、未清掃エリアが多少あっても実用可能であるが、トナーが劣化して流動性が悪化した場合、この未清掃エリアの検知面にブロック状にトナーがこびり付き、検知不良を引き起こしてしまう。このような検知不良は、現像ローラ上における現像剤の薄層形成不良を招き、その結果、画像不良が発生することとなる。

未清掃エリアを無くすためには、攪拌スクリューから清掃用の針金部の最遠部までの距離を長くすれば良いが、現像ハウジングの内壁面に針金部の先端が強く擦られ、トナーの凝集物が発生し、凝集物が薄層形成部に引っかかり白筋が発生してしまったり、凝集物による黒点や転写部での白抜け（いわゆるホタル現象）が発生したりする。トナーの凝集を抑制する為に針金部の径を細くすれば良いが、耐久性の問題が発生し、使用時間が長くなると疲労により針金部が破損したり変形してしまったりする虞がある。現像ハウジングの内壁面の半径を大きくすればこのような問題は発生しないが、装置が大型化してしまう。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、装置を大型化することなく、センサの検知精度の安定化を図り、画像品質の安定化を実現することが出来る現像装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る現像装置は、現像剤を貯留する筐体と、前記筐体内の側面に設けられ現像剤量を検知する検知手段と、前記筐体内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材の回転に伴い前記検知手段の検知面を清掃する清掃部材とを備えた現像装置であって、前記清掃部材は、前記筐体内の側面に固定され前記検知面に平行な方向に弾性変形可能な弾性部と、前記弾性部に接続され前記攪拌部材の回転に伴い前記検知面に摺接する清掃部とを備え、前記攪拌部材は、前記回転軸と一体となって回転する突起部を備え、前記突起部は、前記攪拌部材の回転に伴い前記清掃部を揺動させ、前記弾性部は、前記筐体内の側面に設けられた支持部材に挿入される第１の巻きばね部と、前記第１の巻きばね部の一端を前記筐体内の側面に係止する係止部とを含み、前記清掃部は、接線方向に延ばした前記第１の巻きばね部の他端で構成される第１清掃部と、前記第１清掃部の先端を前記検知手段の検知面に対して略垂直に折り曲げ、さらにその先端を前記第１清掃部と略垂直となる方向に折り曲げ、さらにその先端を前記第１清掃部と所定の角度を有する方向に折り曲げて形成される第２清掃部と、前記第２清掃部の先端を前記検知面の方向へ略垂直に折り曲げて形成される第３清掃部とを含む。

また、本発明に係る現像装置は、２成分現像剤を貯留する筐体と、前記筐体内の側面に設けられ前記２成分現像剤のトナーとキャリアとの混合比を検知する検知手段と、前記筐体内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材の回転に伴い前記検知手段の検知面を清掃する清掃部材とを備えた現像装置であって、前記清掃部材は、前記筐体内の側面に固定され前記検知面に平行な方向に弾性変形可能な弾性部と、前記弾性部に接続され前記攪拌部材の回転に伴い前記検知面に摺接する清掃部とを備え、前記攪拌部材は、前記回転軸と一体となって回転する突起部を備え、前記突起部は、前記攪拌部材の回転に伴い前記清掃部を揺動させ、前記弾性部は、前記筐体内の側面に設けられた支持部材に挿入される第１の巻きばね部と、前記第１の巻きばね部の一端を前記筐体内の側面に係止する係止部とを含み、前記清掃部は、接線方向に延ばした前記第１の巻きばね部の他端で構成される第１清掃部と、前記第１清掃部の先端を前記検知手段の検知面に対して略垂直に折り曲げ、さらにその先端を前記第１清掃部と略垂直となる方向に折り曲げ、さらにその先端を前記第１清掃部と所定の角度を有する方向に折り曲げて形成される第２清掃部と、前記第２清掃部の先端を前記検知面の方向へ略垂直に折り曲げて形成される第３清掃部とを含む。

これらの構成によれば、清掃部材は、弾性部により筐体内の側面に固定され、検知面に平行な方向に弾性変形可能であり、弾性部に接続された清掃部により攪拌部材の回転に伴い検知面に摺接する。そして、回転軸と一体となって回転する突起部は、攪拌部材の回転に伴い清掃部を揺動させる。

したがって、回転軸と一体となって回転する突起部によって、攪拌部材の回転に伴い清掃部が揺動されるので、センサの検知面を確実に清掃することができ、装置を大型化することなく、センサの検知精度の安定化を図り、画像品質の安定化を実現することができる。

また、第１の巻きばね部が筐体内の側面に設けられた支持部材に挿入され、係止部により第１の巻きばね部の一端が筐体内の側面に係止される。清掃部が、接線方向に延ばした第１の巻きばね部の他端で構成される。したがって、第１の巻きばね部の弾性変形により、清掃部を検知面に摺動させることができる。

また、第１清掃部が接線方向に延ばした第１の巻きばね部の他端で構成される。そして、第２清掃部が、第１清掃部の先端を検知手段の検知面に対して略垂直に折り曲げ、さらにその先端を第１清掃部と略垂直となる方向に折り曲げ、さらにその先端を第１清掃部と所定の角度を有する方向に折り曲げて形成される。また、第３清掃部が第２清掃部の先端を検知手段の検知面の方向へ略垂直に折り曲げて形成される。

したがって、第１清掃部、第２清掃部及び第３清掃部により、検知面の近傍に滞留した現像剤をさらに効果的に分散させることができ、センサの検知精度の安定化を図ることができる。

また、上記の現像装置において、前記第２清掃部は、前記第１の巻きばね部の付勢力により前記筐体の底部に押しつけられており、前記突起部は、前記回転軸と一体となって回転することにより、前記第２清掃部を押し上げ、前記第１清掃部を前記検知面に摺動させることが好ましい。

この構成によれば、第２清掃部は、第１の巻きばね部の付勢力により筐体の底部に押しつけられている。そして、突起部が、回転軸と一体となって回転することにより、第２清掃部を押し上げ、第１清掃部を検知面に摺動させる。したがって、突起部が第２清掃部を押し上げ、第１清掃部により検知面を清掃した後、突起部が第２清掃部を離れ、第１の巻きばね部が弾性復帰することにより、再度検知面が第１清掃部により清掃されるので、検知面の近傍に滞留した現像剤をさらに効果的に分散させることができる。

また、上記の現像装置において、前記回転軸の軸心から前記筐体の内壁面までの距離は、前記回転軸の半径と、前記軸心に最も近い前記検知手段の検知面の縁部から前記軸心に最も遠い前記検知面の縁部までの長さと、前記回転軸と前記検知手段との間の厚みとを加算した距離よりも短いことが好ましい。

この構成によれば、回転軸の軸心から筐体の内壁面までの距離が、回転軸の半径と、軸心に最も近い検知手段の検知面の縁部から軸心に最も遠い検知面の縁部までの長さと、回転軸と検知手段との間の厚みとを加算した距離よりも短くなるように形成されるので、装置の小型化を実現することができる。

また、上記の現像装置において、前記攪拌部材の回転軸を支持する支持手段をさらに備え、前記支持手段は、前記検知面と同一の前記筐体の側面に設けられており、前記側面に対して内側又は外側に突起していることが好ましい。

この構成によれば、攪拌部材の回転軸を支持する支持手段は、検知面と同一の筐体の側面に設けられており、側面に対して内側又は外側に突起している。したがって、攪拌部材の回転軸を支持する支持手段を、筐体の側面に対して内側又は外側に突起させた場合であっても、上記のように清掃部材を構成することにより、センサの検知精度の安定化を図ることができる。特に、支持手段を外側に突起させた場合、支持手段にある程度の厚みが必要であるため検知手段を回転軸に近づけることに限界があるが、上記のように清掃部材を構成することにより、検知手段が回転軸から僅かに離れたとしても、検知面を確実に清掃することができる。また、支持手段を内側に突起させた場合、通常、検知手段を回転軸から遠ざけて配置するため装置が大型化するが、上記のように清掃部材を構成することにより、装置を大型化することなく検知面を確実に清掃することができる。

また、上記の現像装置において、前記検知手段は、圧電センサであることが好ましい。この構成によれば、検知手段として圧電センサを用いることにより、現像剤の存在をより正確に検知することができ、現像装置内の現像剤量を適切な量に調節することができる。

本発明によれば、回転軸と一体となって回転する突起部によって、攪拌部材の回転に伴い清掃部が揺動されるので、センサの検知面を確実に清掃することができ、装置を大型化することなく、センサの検知精度の安定化を図り、画像品質の安定化を実現することができる。

また、第１の巻きばね部の弾性変形により、清掃部を検知面に摺動させることができる。

また、第１清掃部、第２清掃部及び第３清掃部により、検知面の近傍に滞留した現像剤をさらに効果的に分散させることができ、センサの検知精度の安定化を図ることができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る現像装置について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る現像装置を用いたプリンタの構成を示す図である。なお、図１に示すプリンタは、画像形成装置の一例である。このプリンタ１００は、現像装置１０１、感光体ドラム１０２、帯電部１０３、画像書込部１０４、トナー貯留部１０５、転写部１０６、クリーニング部１０７、記録紙収容部１０８、搬送部１０９、定着部１１０及び排紙部１１１から構成されている。

感光体ドラム１０２は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部１０３により、表面を帯電させるようになっている。そして、画像書込部１０４からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ―Ｓｉ）等が好ましい。

帯電部１０３は、放電（例えばコロナ放電）することで感光体ドラム１０２の表面を帯電させるものである。例えば帯電部１０３は、細いワイヤー等を有しており、これを電極として、高電圧を印加されることで放電する。

画像書込部１０４は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム１０２に照射させ、その感光体ドラム１０２に静電潜像を形成させる。なお、画像データは不図示のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から送信される。

現像装置１０１は、感光体ドラム１０２の静電潜像にトナーを付着させて、トナー像を形成させる。なお、本実施形態において、現像装置１０１に収容されている現像剤としては、例えば磁性トナーのみから構成される磁性１成分現像剤が挙げられる。また、トナーは、粉砕トナーであり、流動性向上のための外添処理が施されている。現像装置１０１の詳細については後述する。

トナー貯留部１０５は、現像剤（以下、単にトナーという）を貯留するとともに、現像装置１０１内部のトナーが不足した場合にその現像装置１０１にトナーを供給する。転写部１０６は、感光体ドラム１０２表面に形成したトナー像を、搬送部１０９を搬送されてくる記録紙に移行させるものである。

クリーニング部１０７は、トナー像が記録紙に移行（転写）された後に、感光体ドラム１０２の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。例えば、クリーニング部１０７は、感光体ドラム１０２の長手方向に線接触するブレード材等を含む。記録紙収容部１０８は、最終的に画像（トナー像）が印刷される記録紙（用紙やＯＨＰ等）を収容するとともに、搬送部１０９に記録紙を送り出す。

搬送部１０９は、記録紙収容部１０８から排紙部１１１まで記録紙を搬送する。定着部１１０は、例えば熱や圧力等のエネルギーを付与することにより、粉体状態のトナー像を溶融させ、記録紙に転写されたトナー像を定着させる。排紙部１１１は、定着部１１０を経た記録紙、すなわちトナー像が印刷され装置外部に排出された記録紙を収容する。

そして、このようなプリンタ１００では、画像データに基づいて、画像書込部１０４が感光体ドラム１０２にレーザビーム（光線）を発することで、その画像データに基づく静電潜像をその感光体ドラム１０２の表面に形成させる。その後、現像装置１０１が、静電潜像にトナーを付着させるとともに（トナー像を形成するとともに）、転写部１０６が、記録紙にそのトナー像を転写する。次に、定着部１１０が、そのトナー像の転写された記録紙に熱等を加え、トナー像を定着させる。

次に、現像装置１０１の構成について説明する。図２は、本発明に係る現像装置の概略構成を示す斜視図であり、図３は、図２に示す現像装置の概略構成を示す側面図であり、図４は、図２に示す現像装置を上方から見た正面図である。図５は、図３のＣ−Ｃ線断面図であり、図６は、図４に示す矢印Ｄ方向から清掃部材を見た図であり、図７は、図４のＥ−Ｅ線断面図である。なお、図２は、便宜上、蓋部分（カバー部分）を除外して表現し、図４及び図５は後述する第１攪拌スクリューを重点的に表現している。

これらの図に示すように、現像装置１０１は、ケーシング（筐体）５、カバー（筐体）６、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８、現像ローラ１１、規制ブレード１２及びトナー量検知センサ１３を備える。

ケーシング５は、トナーを貯留するとともに、上記の第１攪拌スクリュー７等を収容している。そして、このケーシング５内には、仕切り板９によって分けられた第１貯留室１５と第２貯留室１６とが形成されている。第１貯留室１５には第１攪拌スクリュー７が配設されており、第２貯留室１６には第２攪拌スクリュー８が配設されている。カバー６は、ケーシング５に収容されたトナーが外部に漏れないように封止するものである。ケーシング５及びカバー６は、一体となって現像装置１０１の筐体を構成する。

第１攪拌スクリュー７は、第１貯留室１５に貯留されているトナーを攪拌しながら、図２の矢印Ｐ方向へと搬送して第２貯留室１６に導く。第２攪拌スクリュー８は、第２貯留室１６に搬送されてきたトナーを攪拌しながら、図２の矢印Ｑ方向へと搬送して現像ローラ１１に供給する。また、第２攪拌スクリュー８によって送られたトナーは、仕切り板９により側壁５ａに強く押し当てられることとなる。

なお、第１攪拌スクリュー７及び第２攪拌スクリュー８は、それぞれ回転軸７ａ，８ａを中心とし、そのまわりに螺旋羽７ｂ，８ｂを設けた構成になっており、互いに平行な状態でケーシング５に回転可能に軸支されている。また、図５に示すように、第１攪拌スクリュー７の回転軸７ａの端部７１は、側壁５ａに突出しており、側壁５ａに形成された突起部５ｂ内に挿入される。突起部５ｂは、検知面１３ａと同一のケーシング５の側壁５ａに設けられており、側壁５ａに対して外側に突起しており、第１攪拌スクリュー７の回転軸７ａを回転自在に支持する。なお、本実施形態において突起部５ｂは、ケーシング５の側壁５ａに対して外側に突起しているが、本発明は特にこれに限定されず、ケーシング５の側壁５ａに対して内側に突起してもよい。

このように、第１攪拌スクリュー７の回転軸７ａを支持する突起部５ｂは、検知面１３ａと同一のケーシング５の側壁５ａに設けられており、側壁５ａに対して内側又は外側に突起している。したがって、第１攪拌スクリュー７の回転軸７ａを支持する突起部５ｂを、ケーシング５の側壁５ａに対して内側又は外側に突起させた場合であっても、後述するように清掃部材１を構成することにより、トナー量検知センサ１３の検知精度の安定化を図ることができる。

特に、突起部５ｂを外側に突起させた場合、突起部５ｂにある程度の厚みが必要であるためトナー量検知センサ１３を回転軸７ａに近づけることに限界があるが、後述するように清掃部材１を構成することにより、トナー量検知センサ１３が回転軸７ａから僅かに離れたとしても、検知面１３ａを確実に清掃することができる。また、突起部５ｂを内側に突起させた場合、通常、トナー量検知センサ１３を回転軸から遠ざけて配置するため装置が大型化するが、後述するように清掃部材１を構成することにより、装置を大型化することなく検知面１３ａを確実に清掃することができる。

現像ローラ１１は、感光体ドラム１０２（図１参照）の回転に応じて回転することで、その感光体ドラム１０２の感光層にトナーを供給する。なお、磁性方式のトナーを用いる現像装置の場合、現像ローラ１１として、内面に永久磁石から成る磁界発生部材（図示せず）が固定されたマグネットローラが使用される。この磁界発生部材の磁力により現像ローラ１１の表面にトナーを付着（担持）させてトナー薄層を形成する。一方、非磁性方式のトナーを用いる現像装置の場合は、現像ローラ１１としてゴムローラ等が使用される。

現像ローラ１１は、第１攪拌スクリュー７及び第２攪拌スクリュー８と平行な状態で、ケーシング５に回転可能に軸支されている。第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８及び現像ローラ１１は、図示しない駆動手段により回転駆動される。

規制ブレード１２は、感光体ドラム１０２に供給するトナー量を規制する。規制ブレード１２は、磁性方式のトナーを用いる現像装置の場合、例えばＳＵＳ４３０等の磁性体のＳＵＳ（ステンレス）が用いられる。そして、規制ブレード１２の先端に対向して設けられた磁界発生部材により現像ローラ１１と規制ブレード１２との間に磁界を発生させ、規制ブレード１２と現像ローラ１１との間隔だけでなく、磁界の強さによって現像ローラ１１へのトナー付着量を厳密に規制している。これにより、数十ミクロンのトナー薄層の形成が可能となる。

トナー量検知センサ１３は、例えば圧電センサで構成され、ケーシング５内に貯留されるトナー量（またはトナー濃度等）を検知する。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、小型、軽量、高感度という特長を有する。そして、このトナー量検知センサ１３は、第１貯留室１５と第２貯留室１６との連通付近のケーシング５の側壁５ａに設けられている。また、このトナー量検知センサ１３は、後述する検知面１３ａが第１貯留室１５及び第２貯留室１６側、即ち内側に向くように設けられている。

このトナー量検知センサ１３の検知面１３ａは、第１貯留室１５及び第２貯留室１６に充分に現像剤が貯留されているとき、その現像剤によって一定の圧をかけられることで、トナーが充分に貯留されているものと検知する。一方、充分なトナー量が第１貯留室１５、第２貯留室１６に貯留されていないとき、トナー量検知センサ１３はトナーによって一定以上の圧をかけられることはない。かかる場合、トナー量検知センサ１３はトナー量が充分に足りていないと検知するようになっている。

トナー量検知センサ１３によりトナーが充分に貯留されていると検知された場合は、検知信号を画像形成装置に設けられたＣＰＵ等の制御手段に送信し、制御手段はトナー貯留部１０５（図１参照）から現像装置１０１内へのトナーの供給を停止させる。そして現像装置１０１内のトナー量が減少し、トナーが検知面１３ａに接触しなくなると、制御手段はトナー貯留部１０５よりトナーの供給を再開する。

なお、上述の説明では、圧電センサを用いて説明しているが、本発明の現像装置１０１に用いられるセンサは、圧電センサに限定されるものではない。例えば、光学式のセンサや磁気式のセンサであっても構わない。また、本発明の現像装置１０１に使用されるトナーも特に限定されるものではなく、１成分のトナーであっても２成分のトナーであっても良く、さらに磁性方式でも非磁性方式でも構わない。

また、一般的に、２成分現像剤の場合、透磁率センサを用いてＴ／Ｃ（トナーとキャリアとの混合比）が検出される。そこで、現像装置１０１は、トナー量検知センサ１３に換えて、２成分現像剤のトナーとキャリアとの混合比を検知する透磁率センサを備えてもよい。透磁率センサは、現像装置内における一定量の現像剤を共振回路のコイルが設けられた流路を通過させることで，キャリアへのトナー付着量の多少をインダクタンスの変化として検知する。

ここで、本発明の現像装置１０１の特徴的な構成について説明する。この現像装置１０１では、ケーシング５の側壁５ａに、第１巻きばね部１ａと、係止部１ｂと、第１清掃部１ｃとを備えた清掃部材１が設けられている。清掃部材１の第１清掃部１ｃが第１攪拌スクリュー７の回転に伴い図３の矢印Ｂ方向に揺動するため、第１清掃部１ｃによりトナー量検知センサ１３の検知面１３ａが清掃される。第１清掃部１ｃの先端は、検知面１３ａと反対方向に１回、第１清掃部１ｃに略垂直な方向に略垂直に１回、第１清掃部と所定の角度を有する方向に１回、さらにトナー量検知センサ１３方向に１回の計４回直角に折り曲げられて、第１折曲部１７、第２折曲部１８、第２清掃部１９及び第３清掃部２０が形成されている。

第１攪拌スクリュー７は、回転軸７ａよりも検知面１３ａ側に設けられた突起部７ｃを備える。突起部７ｃは、回転軸７ａと一体となって回転する。また、突起部７ｃは、回転軸７ａと一体に形成され、回転軸７ａの軸心に平行な略円柱状の部材である。

清掃部材１は、弾性を有する１本の金属製の線材（ばね材）を用いて一体形成される第１巻きばね部１ａ、係止部１ｂ及び第１清掃部１ｃから構成されている。線材の線径は、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲が好ましい。線材の線径がこの範囲より細くなると、変形、破損及びトナー抵抗による動作不良などが発生する虞がある。また、線材の線径がこの範囲より太くなると、トナー凝集が発生しやすくなる。なお、より好ましい線材の線径は、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲である。また、線材の材質は、ばね用ステンレス鋼線が好ましい。

ケーシング５の検知面１３ａを含む側壁５ａには、円柱状の支持部材５ｃが形成されている。第１巻きばね部１ａは、清掃部材１をケーシング５の検知面１３ａを含む側壁５ａに取り付けるための部材であり、線材をコイル状に巻き回すことにより形成され、内部を支持部材５ｃが貫通している。第１巻きばね部１ａの伸縮方向は、トナー量検知センサ１３の検知面１３ａに垂直な方向であり、第１攪拌スクリュー７の軸方向と同一である。

係止部１ｂは、第１の巻きばね部１ａの一端をケーシング５内の側壁５ａに係止する。図６に示すように、巻きばね部１ａの一端は、接線方向に延ばされ、先端が係止部１ｂに係止される。即ち、第１巻きばね部１ａ及び係止部１ｂは、清掃部材１をケーシング５内の側壁５ａに固定する。

第１清掃部１ｃは、第１巻きばね部１ａの他端を接線方向に延ばして形成される。第１清掃部１ｃは、第１巻きばね部１ａから検知面１３ａの全域（直径）を含む程度の長さのピン（針金）状に形成されており、トナー量検知センサ１３の検知面１３ａに摺接する。第１清掃部１ｃは、第１巻きばね部１ａの付勢力により側壁５ａに向かって押進（押圧）される。その結果、第１清掃部１ｃは検知面１３ａを摺接できるように、ケーシング５の側壁５ａに近接して配置される。

また、第１清掃部１ｃの先端を検知面１３ａと反対方向に略垂直に折り曲げて第１折曲部１７が形成され、第１折曲部１７の先端を第１清掃部１ｃと略垂直となる方向に折り曲げて第２折曲部１８が形成されている。さらに、第２折曲部１８の先端を検知面１３ａに平行であり第１清掃部１ｃと所定の角度を有する方向に折り曲げて第２清掃部１９が形成されている。この構成により、回転軸７ａの回転に伴い清掃部材１が揺動すると、第１清掃部１ｃが検知面１３ａに摺接するとともに第２清掃部１９が検知面１３ａから第１折曲部１７の長さだけ離れた位置を通過するため、第１清掃部１ｃにより検知面１３ａ上の現像剤を掻き落とすとともに、第２清掃部１９により検知面１３ａからやや離れた位置に発生するトナーのブリッジを効果的に崩すことができる。

第２清掃部１９は、第１巻きばね部１ａの付勢力によりケーシング５の底部に押しつけられており、突起部７ｃは、回転軸７ａと一体となって回転することにより、第２清掃部１９を図３の矢印Ｂ方向へ押し上げ、第１清掃部１ｃを検知面１３ａに摺動させる。さらに、突起部７ｃが第２清掃部１９から離れると、第２清掃部１９は矢印Ｂ’方向へ弾性復帰し、第２清掃部１９がケーシング５の底部に押しつけられた状態に戻る。

また、図３に示すように、第１清掃部１ｃと第２清掃部１９とは互いに平行ではなく、ねじれの位置となっている。第１清掃部１ｃと第２清掃部１９とを平行とした場合は、第１清掃部１ｃと第２清掃部１９との間隔が狭くなり、第１清掃部１ｃ、第１折曲部１７及び第２清掃部１９で囲まれたコ字状部分にトナーがブリッジを形成する可能性がある。

この状態で清掃部材１が揺動すると、コ字状部分が通過する範囲のトナーが一度に除去されてしまい、トナー量が十分であるにも係わらず、検知面１３ａに圧力が掛からずトナー量検知センサ１３がトナー不足であると誤検知するおそれがある。一方、第１清掃部１ｃと第２清掃部１９とをねじれの位置とした場合は、第１清掃部１ｃと第２清掃部１９との間隔が広くなるため、トナーのブリッジが形成されにくくなり、トナー量検知センサ１３の誤検知を防止することができる。

さらに本実施形態では、攪拌スクリュー７の回転方向を反時計回り方向としているので、図３に示すように、第２清掃部１９は第１折曲部１７に対し攪拌スクリュー７の回転方向上流側に位置している。第２清掃部１９が回転方向下流側となるようにしても良いが、清掃部材１の揺動時にトナーの抵抗を受けて、第２清掃部１９の先端に付着した異物等が外れにくくなるため、本実施形態のように第２清掃部１９が回転方向上流側となるように配置する方が好ましい。なお、仮に異物等が第２清掃部１９の先端に付着したとしても、第２清掃部１９は矢印Ｂ及びＢ’方向へ揺動するので、異物等が外れやすくなる。

さらにまた、本実施形態では、清掃部材１の第２清掃部１９の先端をさらにトナー量検知センサ１３方向に略垂直に折り曲げて第３清掃部２０が形成されている。清掃部材１が揺動したとき、トナー量検知センサ１３の検知面１３ａを通過する位置に第３清掃部２０を形成することにより、トナー量検知センサ１３の検知面１３ａ付近に付着したトナーを効率良く掻き落とすことができ、さらに第３清掃部２０の先端で検知面１３ａを傷つけるおそれもなくなる。

また、回転軸７ａの軸心からケーシング５の内壁面までの距離は、第１攪拌スクリュー７の回転軸７ａの端部７１の半径と、トナー量検知センサ１３の検知面１３ａの径と、回転軸７ａとトナー量検知センサ１３との間の厚みとを加算した距離よりも短くなるように形成されている。例えば、第１攪拌スクリュー７の回転軸７ａの端部７１の半径が１．５ｍｍであり、トナー量検知センサ１３の検知面１３ａの径が１１ｍｍであり、回転軸７ａとトナー量検知センサ１３との間の厚みが２ｍｍである場合、回転軸７ａの軸心からケーシング５の内壁面までの距離を１２ｍｍ（＜１．５ｍｍ＋１１ｍｍ＋２ｍｍ）とする。

このように、第１攪拌スクリュー７の回転軸７ａの軸心からケーシング５の内壁面までの距離が、回転軸７ａの端部７１の半径と、回転軸７ａの軸心に最も近いトナー量検知センサ１３の検知面１３ａの縁部から軸心に最も遠い検知面１３ａの縁部までの長さと、回転軸７ａとトナー量検知センサ１３との間の厚みとを加算した距離よりも短くなるように形成されるので、装置の小型化を実現することができる。

現像装置の構成によっては、回転軸７ａとトナー量検知センサ１３との間の厚みがない場合がある。この場合、回転軸７ａの軸心からケーシング５の内壁面までの距離は、第１攪拌スクリュー７の回転軸７ａの端部７１の半径と、回転軸７ａの軸心に最も近いトナー量検知センサ１３の検知面１３ａの縁部から軸心に最も遠い検知面１３ａの縁部までの長さとを加算した距離よりも短くなるように形成してもよい。また、本実施の形態におけるトナー量検知センサ１３の検知面１３ａは円形状であるが、本発明は特にこれに限定されず、四角形状、多角形状及び楕円形状などの他の形状であってもよい。

なお、本実施形態において、ケーシング５及びカバー６が筐体の一例に相当し、トナー量検知センサ１３が検知手段の一例に相当し、第１攪拌スクリュー７が攪拌部材の一例に相当し、清掃部材１が清掃部材の一例に相当し、第１巻きばね部１ａ及び係止部１ｂが弾性部の一例に相当し、第１清掃部１ｃが清掃部の一例に相当し、突起部７ｃが突起部の一例に相当し、支持部材５ｃが支持部材の一例に相当し、第１巻きばね部１ａが第１の巻きばね部の一例に相当し、係止部１ｂが係止部の一例に相当し、第１清掃部１ｃが第１清掃部の一例に相当し、第２清掃部１９が第２清掃部の一例に相当し、第３清掃部２０が第３清掃部の一例に相当し、突起部５ｂが支持手段の一例に相当する。

ここで、清掃部材１の動作について説明する。図８は、清掃部材の動作について説明するための図である。

第１攪拌スクリュー７の回転に伴い、回転軸７ａに設けられた突起部７ｃが矢印Ａの方向へ回転する。突起部７ｃが清掃部材１に接触しない通常状態において、第２清掃部１９は、第１巻きばね部１ａの付勢力によりケーシング５の底部の第１貯留室１５及び第２貯留室１６の境界部分に押しつけられている。そして、突起部７ｃは、回転軸７ａと一体となって回転することにより、第２清掃部１９を矢印Ｂ方向へ押し上げ、第１清掃部１ｃを検知面１３ａに摺動させる。第１清掃部１ｃが検知面１３ａを通過する際に、当該検知面１３ａ付近に滞留した現像剤が第１清掃部１ｃによって掻き取られる。

そして、第１清掃部１ｃが検知面１３ａの全面を通過した後、突起部７ｃは、第２清掃部１９から離れる。突起部７ｃが第２清掃部１９から離れると、清掃部材１は、元の通常状態に弾性復帰する。すなわち、第１清掃部１は、先程とは逆方向の矢印Ｂ’方向に検知面１３ａを再度通過する。突起部７ｃが第２清掃部１９から離れるとき、清掃部材１は急激に弾性回復する。このように、清掃部材１が急激に弾性回復することにより、検知面１３ａ付近に滞留した現像剤を弾き飛ばすことができ、トナー量検知センサ１３の検知精度の安定化を図ることができる。

また、清掃部材１が弾性復帰する際に、第２清掃部１９がケーシング５の底部（第１貯留室１５及び第２貯留室１６の境界部分）に当たることとなる。このとき、第２清掃部１９がケーシング５の底部に当たることで第１巻きばね部１ａが振動し、この振動が検知面１３ａに伝わる。したがって、トナー量検知センサ１３付近のトナーが崩れやすくなり、トナーを容易に掻き取ることができるようになる。さらに、第２清掃部１９がケーシング５の底部に当たることでケーシング５が振動し、トナー量検知センサ１３付近のトナーが崩れやすくなる。さらにまた、第１巻きばね部１ａ全体が振動することにより、第１巻きばね部１ａ付近のトナーが崩れやすくなる。

このように、清掃部材１は、係止部１ｂにより筐体内の側面に固定され、第１巻きばね部１ａにより検知面１３ａに平行な方向に弾性変形可能であり、第１巻きばね部１ａに接続された清掃部１ｃにより攪拌スクリュー７の回転に伴い検知面１３ａに摺接する。そして、回転軸７ａと一体となって回転する突起部７ｃは、攪拌スクリュー７の回転に伴い清掃部１ｃを揺動させる。

したがって、回転軸７ａと一体となって回転する突起部７ｃによって、攪拌スクリュー７の回転に伴い清掃部１ｃが揺動されるので、トナー量検知センサ１３の検知面を確実に清掃することができ、装置を大型化することなく、トナー量検知センサ１３の検知精度の安定化を図り、画像品質の安定化を実現することができる。

また、トナーに表面処理剤が深く埋め込まれて流動性が悪化したトナーであっても、センサの検知不良を起こすことが無く、トナーの長寿命化を図ることができる。さらに、トナーの流動性が悪化した場合であっても、トナー量検知センサ１３の検知不良を改善することができるので、高温高湿の特殊環境におけるトナー量検知センサ１３の検知性能を向上させることができる。

さらにまた、トナー量検知センサ１３の検知面１３ａに未清掃エリアがある場合、検知不良が発生する虞がある。そのため、開発時において、性能確認及び改善に多大な時間を要することとなる。しかしながら、本発明では、トナー量検知センサ１３の検知面１３ａを確実に清掃することができるので、性能確認に要する時間が少なくて済み、開発効率を向上させることができる。また、流動性の悪化したトナーであっても安定してトナー量を検知することができるので、トナーの設計の自由度が広がり、トナーの小粒径化に伴う画像品質の向上やトナーの製造コスト低減に寄与することができる。

また、第１巻きばね部１ａがケーシング５内の側壁５ａに設けられた支持部材５ｃに挿入され、係止部１ｂにより第１巻きばね部１ａの一端がケーシング５内の側壁５ａに係止される。また、清掃部１ｃが、接線方向に延ばした第１巻きばね部１ａの他端で構成される。したがって、第１巻きばね部１ａの弾性変形により、清掃部１ｃを検知面１３ａに摺動させることができる。

さらに、第１清掃部１ｃが接線方向に延ばした第１巻きばね部１ａの他端で構成される。そして、第２清掃部１９が、第１清掃部１ｃの先端をトナー量検知センサ１３の検知面１３ａに対して略垂直に折り曲げ、さらにその先端を第１清掃部１ｃと略垂直となる方向に折り曲げ、さらにその先端を第１清掃部１ｃと所定の角度を有する方向に折り曲げて形成される。また、第３清掃部２０が第２清掃部１９の先端をトナー量検知センサ１３の検知面１３ａの方向へ略垂直に折り曲げて形成される。

したがって、第１清掃部１ｃ、第１折曲部１７、第２折曲部１８、第２清掃部１９及び第３清掃部２０により、検知面１３ａの近傍に滞留した現像剤をさらに効果的に分散させることができ、トナー量検知センサ１３の検知精度の安定化を図ることができる。

さらにまた、第２清掃部１９は、第１巻きばね部１ａの付勢力によりケーシング５の底部に押しつけられている。そして、突起部７ｃが、回転軸７ａと一体となって回転することにより、第２清掃部１９を押し上げ、第１清掃部１ｃを検知面１３ａに摺動させる。したがって、突起部７ｃが第２清掃部１９を押し上げ、第１清掃部１ｃにより検知面１３ａを清掃した後、突起部７ｃが第２清掃部１９を離れ、第１巻きばね部１ａが弾性復帰することにより、再度検知面１３ａが第１清掃部１ｃにより清掃されるので、検知面１３ａの近傍に滞留した現像剤をさらに効果的に分散させることができる。

なお、本実施形態では、磁性１成分現像剤を用いているが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、非磁性トナーのみから構成される非磁性１成分現像剤であってもよい。また、トナーとキャリアとから構成される２成分現像剤、平均粒径が７０μｍ以下、好ましくは６０〜７０μｍの小粒径キャリアを用いた現像剤、及び樹脂キャリアを用いた現像剤であってもよい。これらの現像剤を用いた場合、劣化により流動性が悪化する。そこで、本発明に係る現像装置を適用することにより、本発明と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態における第１攪拌スクリュー７及び第２攪拌スクリュー８は、それぞれ回転軸７ａ，８ａのまわりに螺旋羽７ｂ，８ｂを設けたスパイラル構造であるが、本発明は特にこれに限定されず、パドル構造、シート羽根を用いた構造、スパイラルとパドルとを用いた構造、及び棒状部材を屈曲させた構造などであってもよい。

また、本実施形態では、現像ローラ１１から離れた第１攪拌スクリュー７に突起部７ｃを設けているが、本発明は特にこれに限定されず、現像ローラ１１に近い第２攪拌スクリュー８に突起部を設けてもよい。この場合、少量のトナーであっても、トナー量検知センサ１３の検知面１３ａに対して強い圧力がかかる。そこで、検知不良を防止するために、第２攪拌スクリュー８の回転軸８ａから多少離れた位置にトナー量検知センサ１３を設ける必要がある。したがって、このような場合にも本発明を適用することにより、本発明と同様の効果を得ることができる。

本発明に係る現像装置を用いたプリンタの構成を示す図である。 本発明に係る現像装置の概略構成を示す斜視図である。 図２に示す現像装置の概略構成を示す側面図である。 図２に示す現像装置を上方から見た正面図である。 図３のＣ−Ｃ線断面図である。 図４に示す矢印Ｄ方向から清掃部材を見た図である。 図４のＥ−Ｅ線断面図である。 清掃部材の動作について説明するための図である。

１ 清掃部材
１ａ 第１巻きばね部
１ｂ 係止部
１ｃ 第１清掃部
５ ケーシング
５ａ 側壁
５ｂ 突起部
５ｃ 支持部材
６ カバー
７ 第１攪拌スクリュー
７ａ，８ａ 回転軸
７ｂ，８ｂ 螺旋羽
７ｃ 突起部
８ 第２攪拌スクリュー
９ 仕切り板
１１ 現像ローラ
１２ 規制ブレード
１３ トナー量検知センサ
１３ａ 検知面
１５ 第１貯留室
１６ 第２貯留室
１７ 第１折曲部
１８ 第２折曲部
１９ 第２清掃部
２０ 第３清掃部
１０１ 現像装置

Claims (6)

1. 現像剤を貯留する筐体と、前記筐体内の側面に設けられ現像剤量を検知する検知手段と、前記筐体内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材の回転に伴い前記検知手段の検知面を清掃する清掃部材とを備えた現像装置であって、
   前記清掃部材は、前記筐体内の側面に固定され前記検知面に平行な方向に弾性変形可能な弾性部と、前記弾性部に接続され前記攪拌部材の回転に伴い前記検知面に摺接する清掃部とを備え、
   前記攪拌部材は、前記回転軸と一体となって回転する突起部を備え、
   前記突起部は、前記攪拌部材の回転に伴い前記清掃部を揺動させ、
   前記弾性部は、前記筐体内の側面に設けられた支持部材に挿入される第１の巻きばね部と、前記第１の巻きばね部の一端を前記筐体内の側面に係止する係止部とを含み、
   前記清掃部は、接線方向に延ばした前記第１の巻きばね部の他端で構成される第１清掃部と、前記第１清掃部の先端を前記検知手段の検知面に対して略垂直に折り曲げ、さらにその先端を前記第１清掃部と略垂直となる方向に折り曲げ、さらにその先端を前記第１清掃部と所定の角度を有する方向に折り曲げて形成される第２清掃部と、前記第２清掃部の先端を前記検知面の方向へ略垂直に折り曲げて形成される第３清掃部とを含むことを特徴とする現像装置。
2. ２成分現像剤を貯留する筐体と、前記筐体内の側面に設けられ前記２成分現像剤のトナーとキャリアとの混合比を検知する検知手段と、前記筐体内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材の回転に伴い前記検知手段の検知面を清掃する清掃部材とを備えた現像装置であって、
   前記清掃部材は、前記筐体内の側面に固定され前記検知面に平行な方向に弾性変形可能な弾性部と、前記弾性部に接続され前記攪拌部材の回転に伴い前記検知面に摺接する清掃部とを備え、
   前記攪拌部材は、前記回転軸と一体となって回転する突起部を備え、
   前記突起部は、前記攪拌部材の回転に伴い前記清掃部を揺動させ、
   前記弾性部は、前記筐体内の側面に設けられた支持部材に挿入される第１の巻きばね部と、前記第１の巻きばね部の一端を前記筐体内の側面に係止する係止部とを含み、
   前記清掃部は、接線方向に延ばした前記第１の巻きばね部の他端で構成される第１清掃部と、前記第１清掃部の先端を前記検知手段の検知面に対して略垂直に折り曲げ、さらにその先端を前記第１清掃部と略垂直となる方向に折り曲げ、さらにその先端を前記第１清掃部と所定の角度を有する方向に折り曲げて形成される第２清掃部と、前記第２清掃部の先端を前記検知面の方向へ略垂直に折り曲げて形成される第３清掃部とを含むことを特徴とする現像装置。
3. 前記第２清掃部は、前記第１の巻きばね部の付勢力により前記筐体の底部に押しつけられており、
   前記突起部は、前記回転軸と一体となって回転することにより、前記第２清掃部を押し上げ、前記第１清掃部を前記検知面に摺動させることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
4. 前記回転軸の軸心から前記筐体の内壁面までの距離は、前記回転軸の半径と、前記軸心に最も近い前記検知手段の検知面の縁部から前記軸心に最も遠い前記検知面の縁部までの長さと、前記回転軸と前記検知手段との間の厚みとを加算した距離よりも短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記攪拌部材の回転軸を支持する支持手段をさらに備え、
   前記支持手段は、前記検知面と同一の前記筐体の側面に設けられており、前記側面に対して内側又は外側に突起していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記検知手段は、圧電センサであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。

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