JPH1124380A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でトナー濃度制御を正しく行うこ
とができる現像装置を提供する。 【解決手段】 現像装置の２本の搬送攪拌部材は夫々３
条以上のスパイラル羽根部材１１を有するが、一方の搬
送攪拌部材８はその下流側端部の一部を１条のスパイラ
ル羽根１０として構成する。その部分（濃度検出部Ｓ）
に対応してトナー濃度センサ６を配置する。これによ
り、センサ６上部における現像剤量を増加させ、安定か
つ正確なトナー濃度の検出を行うことができる。また、
濃度検出部Ｓを搬送攪拌部材８からもう１本の搬送攪拌
部材（図示せず）への現像剤受け渡し部に設けることに
より、現像剤搬送性・攪拌性に影響を与えない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写装置、ファク
シミリ、プリンタ等の画像形成装置における現像装置に
関し、さらに詳しくいえば二成分現像剤を用いる現像装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像形成装置の小型化・低コスト
化が求められており、それに伴って現像装置も小型のも
のが要求されている。そのような現像装置として、羽根
状部材を取り付けた搬送攪拌部材で互いに異なる方向に
現像剤を搬送・循環させ、現像剤の搬送途中に濃度セン
サ（透磁率センサ）を配置してトナー濃度を検出し、そ
の検出値に基づいてトナー濃度制御（トナー補給制御）
を行うように構成されたものがある。

【０００３】ところが、そのような小型の現像装置で
は、現像装置内に充分な現像剤量を確保することができ
ず、また、濃度センサの取り付け位置も限られてしま
い、トナー濃度が低くなって現像剤の嵩が減ったときや
機械本体の水平が取れていないときなど、濃度センサ部
における現像剤の量が安定せず、正確な検出ができない
ことからトナー濃度制御を正しく行うことが困難であっ
た。さらに攪拌搬送部材がスクリュー（１条スクリュ
ー）もしくは切欠き楕円板等により形成されている場合
には攪拌効率が悪く、地肌汚れなどの異常画像の発生に
つながっている。

【０００４】図５は、従来の現像装置における搬送攪拌
部材の一例を示す側面図である。この図に示す搬送攪拌
部材１７は、軸１９に多数の羽根１８が装着されたもの
である。羽根１８は一部（１２０〜１８０度位）を切り
欠いた楕円板であり、各羽根１８が軸１９に対して傾斜
して取り付けられている。搬送攪拌部材１７をその軸方
向から見ると、半楕円（切り欠かれた楕円）が軸１９に
装着されている状態となる。この搬送攪拌部材１７は矢
印方向に回転されて、図の左から右方向に現像剤を移動
させる。トナー濃度センサ１６は、この搬送攪拌部材１
７を下方から臨むように設置してある。

【０００５】このように構成されているため、羽根１８
がトナー濃度センサ１６の検出面側にきたとき（半楕円
がセンサ１６側にきたとき）にはキャリア密度が高くな
り、図６のＡのようにトナー濃度は上限値となり、羽根
１８が検出面を過ぎた後はキャリア密度が低くなり、図
６のＢのようにトナー濃度は下限値となる。そして、ト
ナー濃度が低くなりトナーの嵩が少なくなったときに、
トナー濃度の出力値のバラツキが出やすくなる。従っ
て、トナー濃度制御を正しく行うことができない。

【０００６】また、搬送攪拌部材を、３条以上の羽根部
材をスパイラル状に形成した多条スクリューとした場合
でも、羽根部の間で攪拌される現像剤量は、羽根枚数が
増えるにつれて必然的に少なくなる。この現像剤量が少
なくなると、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）の検出値が
無くなってしまう。多条スクリューの場合、羽根枚数を
増やすことにより攪拌・搬送力が向上するが、濃度セン
サが正しいトナー濃度を検出できないので、トナー濃度
制御が困難となる。

【０００７】このような不具合の対策として、濃度セン
サ（トナー濃度センサ）に対応する部分の搬送攪拌部材
の羽根を取り去ったり、濃度センサに対応する部分のみ
搬送攪拌部材の軸径を太くして、現像剤をセンサ部に溜
める等の方法が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記濃
度センサに対応する部分の羽根を取り去ったり、搬送攪
拌部材の軸径を太くしたりした場合には、濃度センサの
出力は安定するが、トナー濃度が高めのときに嵩が増
え、現像剤があふれたり搬送攪拌性が低下するという問
題があった。

【０００９】また、複数枚のスパイラル状羽根部材によ
る搬送攪拌部材では、濃度センサ部に現像剤量が少な
く、濃度センサ出力が無かったり検出のレスポンスが悪
いために正しいトナー濃度が検出できず、トナー濃度制
御ができない場合があるという問題があった。

【００１０】本発明は、従来の現像装置における上述の
問題を解決し、簡単な構成でトナー濃度制御を正しく行
うことができる現像装置を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の課題は本発明によ
り、現像器内に貯留された２成分現像剤を攪拌しつつ像
担持体側へ送り出すために平行に配置され夫々回転駆動
される２本の搬送攪拌部材と、上記現像器内に貯留され
た現像剤の濃度を検出する濃度センサとを備える現像装
置において、上記２本の搬送攪拌部材のうち、一方の搬
送攪拌部材はその軸に装着された３条以上のスパイラル
状羽根部材を有し、他方の搬送攪拌部材はその軸に装着
された３条以上のスパイラル状羽根部材を有する部分と
２条以下のスパイラル状羽根部材を有する部分とで構成
され、該他方の搬送攪拌部材の上記２条以下のスパイラ
ル状羽根部材を有する部分に対応して上記濃度センサを
配置したことにより解決される。

【００１２】また、本発明は、前記の課題を解決するた
め、上記他方の搬送攪拌部材における上記２条以下のス
パイラル状羽根部材を有する部分の上記軸方向の長さ
を、上記濃度センサの検出面の上記軸方向に対応する方
向の長さよりも大きくすることを提案する。

【００１３】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ため、上記他方の搬送攪拌部材における上記２条以下の
スパイラル状羽根部材を有する部分を、上記２本の搬送
攪拌部材における現像剤受け渡し部に設けることを提案
する。

【００１４】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ため、上記他方の搬送攪拌部材における上記２条以下の
スパイラル状羽根部材は、当該搬送攪拌部材の上記３条
以上のスパイラル状羽根部材の中の何れかの羽根部材か
ら連続して形成されることを提案する。

【００１５】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ため、上記２本の搬送攪拌部材のうちの上記２条以下の
スパイラル状羽根部材を有さない一方の搬送攪拌部材
を、当該現像装置の現像剤担持部材に対向して設けるこ
とを提案する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明が適用される現像
装置の一例を備えた画像形成装置の作像部付近を示す断
面構成図である。

【００１７】この図において、画像形成装置の感光体ド
ラム１の周囲には現像装置２，転写手段４，クリーニン
グユニット５等が配設されている。電子写真プロセスの
実行に必要なこれ以外の部材については説明を省略す
る。現像装置２はその内部で現像剤を攪拌し、感光体ド
ラム１にトナーを供給する。転写手段４は、感光体ドラ
ム１上に形成されたトナー像を転写紙（記録媒体）に転
写させる。クリーニングユニット５は、転写後に感光体
ドラム１に残ったトナーを除去する。なお、現像装置２
は、トナーを感光体ドラム１に付与するための現像剤担
持体である現像ローラ（現像スリーブ）３，現像装置内
のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ６，現像装置
内のトナーを攪拌しつつ感光体ドラム１側へ搬送する２
本の搬送攪拌部材７，８及びトナー補給部９を備えてい
る。

【００１８】この画像形成装置における作像動作を簡単
に説明すると、まず、図示しない帯電手段により感光体
ドラム１を一様に帯電させ、その感光体ドラム１に、図
示しない光学部より、原稿走査光または形成画像に対応
するレーザ光が選択的に照射されることによって露光が
行われ、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。カ
ートリッジ化された現像装置２の現像ローラ３からトナ
ーが付与されて静電潜像が可視化される。ここで、現像
装置２の搬送攪拌部材８の下に配置されるトナー濃度セ
ンサ６は現像装置内のトナー濃度を検出し、その検出値
が基準値（基準センサ出力）より低い場合はトナー補給
部９からトナーを補給し、搬送攪拌部材７，８により現
像ローラ３に現像剤を搬送する。感光体ドラム１上に形
成されたトナー像は、転写手段４により記録材に転写さ
れる。その後に感光体ドラム１上に残った未転写トナー
は、クリーニングユニット５によってクリーニングされ
る。トナー像が転写された記録材は、図示しない定着装
置により未定着トナー像の定着が行われ、機外に排出さ
れる。

【００１９】図２は、現像装置２の搬送攪拌部材８の構
造を説明する部分側面図である。この図は搬送攪拌部材
８の軸方向の端部付近を示す図で、現像装置の側板１４
に搬送攪拌部材８が回転可能に支持されている。図２に
おける側板１４は図１における装置奥側の側板（図示せ
ず）である。すなわち、この図に示す搬送攪拌部材８の
端部は、図１において装置奥側の端部となる。搬送攪拌
部材８の軸１２には、１条（１枚）のスパイラル羽根１
０と５条（５枚）のスパイラル羽根１１とが設けられて
いる。スパイラル羽根１０は、５条のスパイラル羽根１
１のうちの一つから連続するものである。スパイラル羽
根１０に連ならない他の４条のスパイラル羽根１１は中
途で途切れた状態になっている。

【００２０】ここで、スパイラル羽根１０が１条のみ設
けられている範囲（軸方向の範囲）を濃度検出部Ｓと呼
ぶことにする。そして、軸１２の端部には剤止め１３が
設けられている。また、搬送攪拌部材８の下方にはトナ
ー濃度センサ６が設けられ、その検出面６ａが濃度検出
部Ｓ内にあるように配置されている。１条のスパイラル
羽根１０の軸方向の長さ、すなわちここで言う濃度検出
部Ｓの幅は、濃度センサの検出面６ａの幅（図２におけ
る左右方向の長さ）よりも大きく構成されている。

【００２１】なお、濃度検出部Ｓ以外におけるスパイラ
ル羽根の条数、すなわちスパイラル羽根１１の条数は５
条に限定されるものではなく、搬送性及び攪拌性を確保
できる３条以上であれば良い。

【００２２】搬送攪拌部材８が図１の矢印方向（反時計
回り）に回転すると、図２において、現像剤は左から右
方向に搬送される。従って、１条のスパイラル羽根１０
は、搬送攪拌部材８の下流側端部に設けられていること
になる。同時に、トナー濃度センサ６も、搬送攪拌部材
８の下流側端部に設けられていることになる。

【００２３】ところで、スパイラル状の羽根部材が設け
られている搬送攪拌部材では、羽根の条数（枚数）が増
えるとともに、羽根部の間で攪拌される現像剤の量、あ
るいは羽根部の間に保持される現像剤の量は減少する。
このような場合、搬送攪拌部材の近傍にトナー濃度セン
サを設けても、現像剤量が少ないので、図４に示すよう
に、無出力（または低出力）状態：Ｄが継続し、センサ
出力を得ることができない。一方、搬送性・攪拌性を確
保するためにはスパイラル羽根の条数はある程度多い方
（３条以上）が好ましい。

【００２４】そこで、本実施形態においては、搬送攪拌
部材８の一部における羽根部材の条数を２条以下（本実
施形態では１条のスパイラル羽根１０）にして、その部
分にトナー濃度センサ６を設けて、センサ検出部におけ
る現像剤量を増やすことによって正しい検出ができるよ
うに構成している。それと同時に、濃度検出部Ｓ以外に
おけるスパイラル羽根の条数を３条以上（本実施形態で
は５条）にして搬送性・攪拌性を確保している。

【００２５】また、１条のスパイラル羽根１０の軸方向
の長さ（図２における濃度検出部Ｓの幅）を濃度センサ
の検出面６ａの幅（図２における左右方向の長さ）より
も大きく構成することにより、センサ検出面上部の現像
剤量を増加並びに安定させることができ、正確なトナー
濃度の検出を行うことができる。

【００２６】図３は、本実施形態の現像装置におけるト
ナー濃度センサ（Ｔセンサ）６の出力を示すグラフであ
る。この図に示すように、センサ出力は、スパイラル羽
根１０の羽根部がセンサの検出面６ａに対したときのリ
ップル以外は、高出力：Ｃで安定した出力を得ている。
従って、安定かつ確実なトナー濃度検出が行われ、適切
なトナー濃度制御を可能にして現像品質を向上させるこ
とができる。

【００２７】さらに、１条のスパイラル羽根１０を５条
のスパイラル羽根１１の１枚から連続させることによ
り、搬送性への悪影響を防ぐことが出来、現像剤滞留の
原因を発生させることが無い。もし、１条のスパイラル
羽根１０を、その上流側の５条のスパイラル羽根１１と
無関係に（連続させずに）設けた場合には、その境界部
分において５条のスパイラル羽根１１の羽根と羽根の間
に１条のスパイラル羽根１０の端部が位置することにな
り、その１条のスパイラル羽根１０の端部（本実施形態
では存在しないものである）に現像剤が当接することに
より搬送性が阻害される。また、１条のスパイラル羽根
１０と５条のスパイラル羽根１１の、両者の間に空隙が
できることによっても現像剤の停滞を招き、その空隙部
での現像剤の停滞による装置内の剤寄りが生じ、画像劣
化が生じてしまう。しかし、本実施形態では前述の如く
１条のスパイラル羽根１０が５条のスパイラル羽根１１
の１枚から連続しているので、その様な不具合を防ぐこ
とができる。

【００２８】なお、本発明においては、一方の搬送攪拌
部材の濃度検出部における羽根枚数は２条以下であれば
よく、また、その搬送攪拌部材の濃度検出部以外におけ
る羽根枚数は３条以上であれば良い。従って、濃度検出
部におけるスパイラル羽根を２条にした場合には、その
２条のスパイラル羽根が濃度検出部以外の３条以上の羽
根部材のうちの２枚から夫々連続するように設けてやれ
ば良い。

【００２９】ところで、現像装置２のもう１本の搬送攪
拌部材７には１条のスパイラル羽根１０は設けられてお
らず、軸方向全域にわたって５条のスパイラル羽根が設
けられている。ただし、５条に限定されるものではな
く、搬送性及び攪拌性を確保できる３条以上であれば良
い。現像剤担持体である現像ローラ３に対向する搬送攪
拌部材７では、現像ローラ３に均一に現像剤を供給する
必要があるので、羽根枚数を少なくした場合にはその部
分で現像剤の搬送性が低下するなど均一性が損なわれる
ため、均一性を阻害しないように羽根枚数減少部を設け
ない必要がある。

【００３０】搬送攪拌部材７は、搬送攪拌部材８と同
様、図１の矢印方向（反時計回り）に回転駆動される
が、搬送攪拌部材７と搬送攪拌部材８の現像剤搬送方向
は逆になっている。すなわち、搬送攪拌部材７に設けら
れたスパイラル羽根は、搬送攪拌部材８のスパイラル羽
根とはひねり方向（ねじり方向）が逆向きになっている
ものである。本実施形態の現像装置２においては、この
２本の搬送攪拌部材７，８によって、互いに逆方向に現
像剤を搬送することで、現像装置内の現像剤を充分に攪
拌・循環させるように構成されている。

【００３１】なお、２本の搬送攪拌部材７，８の回転方
向あるいはスパイラル羽根のひねり方向（ねじり方向）
は本実施形態に限定されるものではなく、現像剤を互い
に逆方向に搬送できるような任意の組合せを採用するこ
とができる。例えば、２本の搬送攪拌部材７，８のスパ
イラル羽根のひねり方向（ねじり方向）を同じにして回
転方向を逆にしても良い。また、現像剤の搬送方向につ
いても、本実施形態では、搬送攪拌部材８が図１におい
て手前側から奥に向かって、搬送攪拌部材７が奥側から
手前側に現像剤を搬送しているが、これを夫々逆方向に
しても良い。その場合でも、１条のスパイラル羽根部１
０とトナー濃度センサ６は、搬送攪拌部材８の下流側
（現像剤搬送方向の下流側）端部に設けるものとする。

【００３２】１条のスパイラル羽根部１０及びトナー濃
度センサ６を搬送攪拌部材８の下流側端部に配設するこ
とにより、必然的に、１条のスパイラル羽根部１０及び
トナー濃度センサ６は搬送攪拌部材７の上流側端部付近
に配置されることになる。すなわち、１条のスパイラル
羽根部１０及びトナー濃度センサ６は、搬送攪拌部材８
から搬送攪拌部材７への現像剤受け渡し部に設けられて
いる。

【００３３】搬送攪拌部材の現像剤搬送力はスパイラル
状羽根枚数が減少すれば低下する。しかし、本実施形態
では１条のスパイラル羽根１０を搬送攪拌部材８から搬
送攪拌部材７への現像剤受け渡し部に設けることによ
り、現像剤が羽根間（搬送攪拌部材８と搬送攪拌部材７
の間）で滞留することなく搬送できる。すなわち、搬送
攪拌部材８の１条スパイラル羽根部１０及びトナー濃度
センサ６を搬送攪拌部材８から搬送攪拌部材７への現像
剤受け渡し部に配設することにより、濃度検出部におけ
る現像剤の滞留（２本の搬送攪拌部材間での滞留）を防
ぐことができる。

【００３４】また、その受け渡し部すなわち１条のスパ
イラル羽根１０に対応する位置にトナー濃度センサ６を
配置することにより、受け渡し部における現像剤量の安
定によって、センサ位置における現像剤量が安定するこ
とになり、トナー濃度の正確な検出を行うことができ
る。

【００３５】もし、１条スパイラル羽根部１０を搬送攪
拌部材８から搬送攪拌部材７への現像剤受け渡し部（搬
送攪拌部材８の下流側端部）に設けずに、搬送攪拌部材
８の軸方向の中途部分に設けた場合には、搬送攪拌部材
８における軸方向の搬送性がその１条スパイラル羽根部
で低下する、あるいは１条スパイラル羽根部から多条部
への現像剤の流入がスムーズに行われないので、現像剤
滞留の原因となる。しかし、本実施形態では１条スパイ
ラル羽根部１０を搬送攪拌部材８から搬送攪拌部材７へ
の現像剤受け渡し部（搬送攪拌部材８の下流側端部）に
設けているので、この部分では搬送攪拌部材８の軸方向
ではなく並行して配設されたもう一方の搬送攪拌部材７
の方向へ現像剤が受け渡され、もう一方の搬送攪拌部材
７の多条の羽根間に現像剤がスムーズに入り込んでいく
ので、現像剤搬送性への影響が無い。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
によれば、２本のうちの他方の搬送攪拌部材の一部にお
ける羽根部材の条数を２条以下にして、その部分にトナ
ー濃度センサを配置することにより、センサ検出部にお
ける現像剤量を増やすことによって正しい検出を行うこ
とができる。それと同時に、現像剤の搬送性・攪拌性を
確保することができる。

【００３７】また、スパイラル羽根の条数を減らした部
分の軸方向の長さを濃度センサの検出面の長さよりも大
きく構成することにより、センサ検出面上部の現像剤量
を増加並びに安定させることができ、正確なトナー濃度
の検出を行うことができる。

【００３８】さらに、そのスパイラル羽根の条数を減ら
した部分を２本の搬送攪拌部材における現像剤受け渡し
部に設けることにより、現像剤搬送性への影響を無くす
ことができる。

【００３９】さらに、条数を減らしたスパイラル羽根が
多条部分のスパイラル羽根から連続して形成されること
により、現像剤を滞留させることなく搬送することが可
能となり、現像器内で剤溜りが発生しないので現像品質
を向上させることができる。

【００４０】さらに、スパイラル羽根の条数を減らさな
い方の搬送攪拌部材を現像スリーブに対向させることに
より、現像スリーブに均一に現像剤を供給することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される現像装置の一例を備えた画
像形成装置の作像部付近を示す断面構成図である。

【図２】図１に示す現像装置の搬送攪拌部材の構造を説
明する部分側面図である。

【図３】図１に示す現像装置におけるトナー濃度センサ
の出力を示すグラフである。

【図４】従来の搬送攪拌部材を用いた場合のトナー濃度
センサの出力を示すグラフである。

【図５】従来の現像装置における搬送攪拌部材の一例を
示す側面図である。

【図６】その現像装置におけるトナー濃度センサの出力
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 現像装置 ３ 現像ローラ（現像剤担持部材） ６，１６ トナー濃度センサ ６ａ センサ検出面 ７，８ 搬送攪拌部材 １０ （１条）スパイラル羽根 １１ （多条）スパイラル羽根 １２ 軸 １７ 搬送攪拌部材 １８ 切り欠き楕円板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像器内に貯留された２成分現像剤を攪
   拌しつつ像担持体側へ送り出すために平行に配置され夫
   々回転駆動される２本の搬送攪拌部材と、上記現像器内
   に貯留された現像剤の濃度を検出する濃度センサとを備
   える現像装置において、 上記２本の搬送攪拌部材のうち、一方の搬送攪拌部材は
   その軸に装着された３条以上のスパイラル状羽根部材を
   有し、他方の搬送攪拌部材はその軸に装着された３条以
   上のスパイラル状羽根部材を有する部分と２条以下のス
   パイラル状羽根部材を有する部分とで構成され、該他方
   の搬送攪拌部材の上記２条以下のスパイラル状羽根部材
   を有する部分に対応して上記濃度センサを配置したこと
   を特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 上記他方の搬送攪拌部材における上記２
   条以下のスパイラル状羽根部材を有する部分の上記軸方
   向の長さを、上記濃度センサの検出面の上記軸方向に対
   応する方向の長さよりも大きくすることを特徴とする、
   請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 上記他方の搬送攪拌部材における上記２
   条以下のスパイラル状羽根部材を有する部分を、上記２
   本の搬送攪拌部材における現像剤受け渡し部に設けるこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 上記他方の搬送攪拌部材における上記２
   条以下のスパイラル状羽根部材は、当該搬送攪拌部材の
   上記３条以上のスパイラル状羽根部材の中の何れかの羽
   根部材から連続して形成されることを特徴とする、請求
   項１に記載の現像装置。
5. 【請求項５】 上記２本の搬送攪拌部材のうちの上記２
   条以下のスパイラル状羽根部材を有さない一方の搬送攪
   拌部材を、当該現像装置の現像剤担持部材に対向して設
   けることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。