現像装置及び画像形成装置
【課題】攪拌・搬送手段と現像器底面との間に滞留する現像剤の量を低減させ、より精度良くトナー濃度を測定する。
【解決手段】現像装置１０は攪拌・搬送手段として２本のスクリュー１３，１４を備え、トナー濃度センサー１５が設けられた側のスクリュー１４を取り巻くようにシート状の現像剤搬送補助手段１８を配置する。さらに、トナー濃度センサー１５と現像剤搬送補助手段１８との間にゴムパッキン２０を現像容器１１の内面に貼り付ける。これにより、トナー濃度センサー１５と現像剤搬送補助手段１８との間に現像剤が侵入せず、センサ部での現像剤の滞留が防止され、より正確なトナー濃度測定が可能となる。
【解決手段】現像装置１０は攪拌・搬送手段として２本のスクリュー１３，１４を備え、トナー濃度センサー１５が設けられた側のスクリュー１４を取り巻くようにシート状の現像剤搬送補助手段１８を配置する。さらに、トナー濃度センサー１５と現像剤搬送補助手段１８との間にゴムパッキン２０を現像容器１１の内面に貼り付ける。これにより、トナー濃度センサー１５と現像剤搬送補助手段１８との間に現像剤が侵入せず、センサ部での現像剤の滞留が防止され、より正確なトナー濃度測定が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置における現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平６−３０８８３３号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３０１号公報
【特許文献３】特開２００３−２９５５８９号公報
【特許文献４】特開２００３−３０７９１８号公報
【特許文献５】特開平１１−２０２６１０号公報
【特許文献６】特開２００６−３６８２号公報
【特許文献７】特許第３４３４１１８号公報
【０００３】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置の現像装置においては、攪拌・搬送手段を配設した部分の現像器底面の形状を、攪拌・搬送手段の外径とほぼ同心円状とした一部円弧形状に設けたものが多数開発されており、例えば特許文献１〜４等に記載されている。このような現像装置では、攪拌・搬送手段と現像器底面との間に０．５〜１ｍｍ程度の隙間を設けないと攪拌・搬送部材の摺動による異常音発生やトルク増大の原因となるため、上記の隙間を設ける必要があった。
【０００４】
また、近年の小型化された画像形成装置においては、上記攪拌・搬送手段は現像装置の幅に近い細長い形状のスクリュー等で構成されることが多く、部品自体での反りが発生しやすく、現像剤量が少ない条件では攪拌・搬送手段の下側部分で現像剤を攪拌・搬送するため、反力によって中央部が上に反った状態となるなどの原因で、攪拌・搬送手段と現像容器底面との間の部分が充分に攪拌されず、停留する現像剤ができ易くなっていた。
【０００５】
また、一般的に、現像容器内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサは現像器底面部に設けられるため、現像容器底面部すなわちトナー濃度センサ部で上記のような攪拌・搬送されにくい現像剤が有ると、（１）光学式トナー濃度センサを用いる場合には攪拌・搬送されないトナーの濃度を測定してしまう、（２）透磁率センサを用いる場合には攪拌・搬送されずに停留していた現像剤を含んだトナー濃度測定となり、トナー濃度変化に対する感度が低下する、（３）装置放置（停止）後の起動直後において、滞留している現像剤の影響で現像剤の嵩密度が安定するまでに時間がかかり、トナー濃度が変動していないにもかかわらず現像剤の嵩密度変化によりトナー濃度検出値が変化する時間が長い、等の、トナー濃度を安定に測定することができない問題を生じていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これを改善するため、トナー濃度センサ部分の攪拌手段に現像剤を掻き取る手段を設けることが、例えば特許文献５〜７等により提案されている。
しかしながら、（ａ）センサ部分の現像剤をスクレーパで掻き取るため、トナー濃度センサの出力波形が複雑となってしまう、（ｂ）センサ部分以外で滞留する現像剤があるため、スクレーパのない攪拌・搬送手段の部分での影響が残ってしまう、等の問題があった。
【０００７】
本発明は、従来の現像装置における上述の問題を解決し、トナー濃度検出精度低下の原因となる攪拌・搬送手段と現像器底面との間に滞留する現像剤の量を低減させ、より精度良くトナー濃度を測定することのできる現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００８】
また、攪拌・搬送手段の構造上起こりやすい反りや偏心運動が発生した場合でも攪拌・搬送手段と現像器底面との間に滞留する現像剤の量を低減させることの可能な設計自由度の高い現像装置を提供することも本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題は、本発明により、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、互いに逆方向に回転して現像剤を攪拌・搬送する攪拌・搬送手段と、該攪拌・搬送手段の下部に配置されて現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備える現像装置において、前記攪拌・搬送手段うちの少なくとも前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段と前記トナー濃度検出手段との間に設けられ、前記攪拌・搬送手段の回転軸に垂直な方向の断面においてその両端が前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段の両側に位置して該攪拌・搬送手段の外周部の下側を覆うように設けられたシート状の現像剤搬送補助手段と、該現像剤搬送補助手段と前記トナー濃度検出手段との間に配置され、前記トナー濃度検出手段部への現像剤の侵入を防止するシール部材とを有することにより解決される。
【００１０】
また、前記現像剤搬送補助手段の一端部が前記攪拌・搬送手段の回転方向上流側で現像容器内面に装着支持され、他端部が自由端として現像容器内面に当接すると好ましい。
【００１１】
また、前記現像剤搬送補助手段を弾性体を介して現像容器内面に装着支持させるとともに、前記弾性体が前記シール部材を兼ねると好ましい。
また、前記現像剤搬送補助手段の少なくとも前記トナー濃度検出手段部が透明部材として構成されていると好ましい。
【００１２】
また、前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段が前記現像剤担持体から遠い側の攪拌・搬送手段であると好ましい。
【００１３】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置により解決される。
また、前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像装置内のトナー濃度が所定濃度になるように前記現像装置内にトナー補給を行なうと好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の現像装置によれば、上記のような構成の現像剤搬送補助手段とシール部材とを有するので、攪拌・搬送手段と現像容器底面との間に滞留する現像剤の量を低減させることができ、より精度良くトナー濃度を測定することが可能となる。
【００１５】
また、攪拌・搬送手段の反りや偏心運動が発生する場合などにおいても攪拌・搬送手段と現像容器底面との間に滞留する現像剤の量を低減できるので、攪拌・搬送手段の機械的精度や回転動作時の影響を受けにくくすることができ、より設計自由度の高い現像装置を実現できる。
【００１６】
請求項２の構成により、現像剤搬送補助手段を簡単に現像容器に装着支持できるとともに、攪拌・搬送手段の回転によって現像剤搬送補助手段が攪拌・搬送手段回転方向に引っ張る力を受け、巻き付くようにして攪拌・搬送手段に安定して接触させることができる。したがって、現像剤の侵入が効果的に防止され、滞留現像剤をより低減させることができる。
【００１７】
請求項３の構成により、多様な素材を攪拌・搬送手段として使用することが可能となり、設計自由度を広くすることができる。また、弾性体がシール部材を兼ねることにより部品点数を少なくすることができる。
【００１８】
請求項４の構成により、トナー濃度検出手段として光学式トナー濃度センサの使用が可能となる。
請求項５の構成により、現像剤担持体から遠い側の攪拌・搬送手段でより精度良くトナー濃度を検出することができる。
【００１９】
請求項６の画像形成装置によれば、精度良くトナー濃度を検出できる現像装置を備えることにより、より良好な画像を形成することができる。
請求項７の構成により、現像装置内のトナー濃度を最適な濃度に維持することが可能となり、常に高品質な出力画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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、本発明に係る現像装置の一例を示す断面構成図である。この図に示す現像装置１０は、現像容器１１内にトナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容している。現像容器１１内には、現像剤担持体１２や２本の攪拌・搬送手段１３，１４が配設されている。本例の攪拌・搬送手段１３，１４は、直径５ｍｍの軸に螺旋状の突起を設けた回転外径１４ｍｍ，スクリューピッチ２０ｍｍのスクリューであり、２本のスクリュー１３，１４は互いに逆の方向に３００ｒｐｍで回転され、現像容器１１内で現像剤を還流させるよう構成されている。すなわち、現像剤収容部は現像容器１１の一部である分離板１１ａによって仕切られているが、その分離板１１ａの奥側（図面に垂直な方向の下側）と手前側（図面に垂直な方向の上側）には現像剤が通過できる（本例では幅２５ｍｍの）開口部が設けてあり、装置奥側では図の右側のスクリュー１３側から図の左側のスクリュー１４側へ、装置手前側ではスクリュー１４側からスクリュー１３へ現像剤が送られて還流する構造となっている。
【００２１】
図において左側の（現像剤担持体１２から遠い方の）スクリュー１４下方の現像容器底部にはトナー濃度センサ１５が設けられている。本例ではトナー濃度センサ１５として現像剤の透磁率を検知する透磁率センサを用いている。また、スクリュー１４の上方には、当該現像装置１０が装着される後述する画像形成装置のトナー補給装置からのトナーが補給されるトナー補給口１６が設けられている。そして、現像剤担持体１２の下方に位置して、現像剤量規制手段１７が設けられている。
【００２２】
本実施例では、トナー濃度センサ１５の検出結果に基づいて、現像装置内のトナー濃度が所定濃度（本例では７％）になるように現像容器１１内にトナー補給が行なわれる。そのトナー補給は、あらかじめトナー質量とキャリア質量を測定して作成した現像剤の「トナー質量／（キャリア質量＋トナー質量）」から求めたトナー濃度とトナー濃度センサー１５の出力の関係（図２に示す）を事前に確認し（テーブルとして備え）、トナー濃度センサ１５の出力から換算したトナー濃度が７％となるようにトナー補給量を制御することにより行なわれる。
【００２３】
現像容器１１内でトナーは、上記現像剤の還流中にキャリアとの摩擦により帯電（本例の場合は負に帯電）され、現像剤担持体１２の内部に配置された図示しない着磁ローラの汲み上げ磁極によって形成された磁界により現像剤の状態で引き寄せられ、現像剤担持体１２表面の回転スリーブにより搬送され、現像部の手前で現像剤量規制手段１７によって回転スリーブ上の現像剤量が適正な量に調整された状態で現像部に供給される。本実施例では、現像担持体１２には直流バイアス−３５０Ｖを印加し、後述する画像形成装置の潜像担持体に形成された背景部−５００Ｖ、画像部−１００Ｖの静電潜像と現像剤担持体１２との間にできる電界により、トナーが現像剤担持体１２から潜像担持体の画像部のみに移動し、静電潜像パターンを可視化する。
【００２４】
さて、本実施例では、図１に示すように、トナー濃度センサー１５が設けられた側の攪拌・搬送手段であるスクリュー１４の下側外周部を取り巻くようにシート状の現像剤搬送補助手段１８が設けられている。本実施例では現像剤搬送補助手段１８として厚さ０．１ｍｍのマイラーシート（商品名）を用いており、該現像剤搬送補助手段１８の一端部を両面テープ１９により現像容器１１の内面に貼り付けている。現像剤搬送補助手段１８の現像容器への貼り付け端部は、スクリュー１４が配置されている現像剤室の上端部付近であり、反対側端部は、スクリュー１４を回り込んで、貼り付け端部とは反対側でスクリュー１４よりも高くなるように設けられている。該反対側端部（他端部）は、自由端として現像容器１１の内面に当接されている。このように現像剤搬送補助手段１８を配置することで、マイラーシートからなる現像剤搬送補助手段１８がスクリュー１４の下側回転外径に接触するように設けられている。
【００２５】
そして、上記のように現像剤搬送補助手段１８を取り付けることにより、スクリュー１４の回転によって、現像剤搬送補助手段１８はスクリュー１４の回転方向に引っ張る力を受け、巻き付く形で現像剤搬送補助手段１８をスクリュー１４に安定して接触させることができる。さらに、トナー濃度センサー１５と現像剤搬送補助手段１８との間に現像剤が侵入しないように、シール部材ドーナツ状のゴムパッキン２０を現像容器１１の内面に貼り付けて設けてある。
【００２６】
本実施例の現像装置１０は、上記のように現像剤搬送補助手段１８を設けたことにより、トナー濃度センサー１５と現像剤搬送補助手段１８との間に現像剤が侵入せず、センサ部での現像剤の滞留が防止され、より正確なトナー濃度測定が可能となった。
【００２７】
図３は、本発明の現像装置と２つの比較例における、トナー濃度センサ出力と現像装置内の実測したトナー濃度との関係を示すグラフである。本発明の現像装置は、図１に示す実施例の現像装置１０である。比較例１（図４）は従来の現像装置の一例であり、図１の現像装置１０から現像剤搬送補助手段１８とその固定手段である両面テープ１９及びシール部材であるゴムパッキン２０を取り除いたものである。比較例２（図５）は、図１の現像装置１０からシール部材であるゴムパッキン２０のみを取り除いたものである。比較例１及び比較例２の現像装置は、上記各部材の有無以外は、実施例の現像装置１０と同一構造である。
【００２８】
また、比較は、上記の各現像装置（実施例、比較例１、比較例２）に対し、開始時点でトナー濃度７％の現像剤を充填した状態から、現像装置への（トナー補給装置による）トナー補給を手動制御とし、現像剤担持体１２から静電的にトナーを消費させたり、トナー補給装置からトナーを補給した後、トナーセンサ出力がほぼ安定する１５秒時点でのトナー濃度センサ１５の出力と、現像装置内のスクリュー１４側の現像剤を実測したトナー濃度とを、比較した。図中の黒丸印は実施例の現像装置１０、図中の四角印は比較例１、図中の三角印は比較例２をそれぞれ示す。なお、実線は図２のグラフであり、上記のように、あらかじめ現像装置の外部で作成した現像剤のトナー濃度とトナー濃度センサー１５の出力の関係（現像装置内全体でトナー濃度が均一になっている現像剤における、トナー濃度とトナー濃度センサー出力の関係）を示すものである。したがって、図３において、実線からの偏差が小さいものが、より正確なトナー濃度を示していることになる。
【００２９】
そこで、図３を見ると、比較例１（四角印）及び比較例２（三角印）では実線からの偏差が大きく、実測値とセンサ出力の関係が、現像装置の外でトナー濃度を均一に作成して現像装置に充填した場合と現像装置でトナー消費・補給した後で測定した場合とで変わり、ばらつきが大きくなっていることが判った。これに対し、実施例の現像装置（黒丸印）では、実線からの偏差が小さく、現像装置の外でトナー濃度を均一に作成して現像装置に充填した場合と現像装置でトナー消費・補給した後で測定した場合でも実測値とセンサ出力の関係にズレやバラツキが少なく、より正確なトナー濃度測定が可能であることが確認できた。
【００３０】
本発明の効果をより明確にするため、図５（比較例２）の現像装置において、装置外で作成したそれぞれトナー濃度が５ｗｔ％，７ｗｔ％，９ｗｔ％の現像剤を現像剤搬送補助手段１８のシートと容器底部（トナー濃度センサ１５取り付け部）の間に充填し、装置外で作成したトナー濃度３〜９ｗｔ％の現像剤を現像容器１１内に収納して駆動した場合のトナー濃度とトナー濃度センサ出力との関係を図６に示す。なお、現像装置内全体で均一な濃度の現像剤が入っている場合との差異を分かりやすくするため、図２のグラフ（図中の「実線：均一」）を同時に示した。
【００３１】
図６から分かるように、トナー濃度センサ１５と攪拌・搬送手段（スクリュー１４）の間にある現像剤と装置内で攪拌・搬送されている現像剤のトナー濃度が異なると、攪拌・搬送部にある現像剤のトナー濃度を正確に測定することができない。言い換えれば、トナー濃度センサ出力をもとにトナー濃度を所定の制御目標値に制御しようとした場合、トナー濃度センサ１５と攪拌・搬送手段（スクリュー１４）の間の現像剤が制御目標値と同一のトナー濃度でないと、トナー濃度を適正に制御できないことになる。また、トナー濃度センサ１５と攪拌・搬送手段（スクリュー１４）の間の現像剤は、トナー濃度センサの出力感度を低下させていることが分かり、トナー濃度制御の精度低下につながっていることが明らかになった。
【００３２】
従来の現像装置である比較例１（図４）の場合も同様に、攪拌・搬送手段（スクリュー１４）と現像容器１１との間に現像剤が滞留すると、攪拌・搬送されている現像剤のトナー濃度検出値に誤差が生じ、また、滞留する現像剤の量やトナー濃度が変動し、トナー濃度を制御目標値に制御できないという問題が生じている。
【００３３】
一方、本発明の現像装置では、上記した構成により、トナー濃度センサ１５と攪拌・搬送手段（スクリュー１４）の間の滞留現像剤をほぼ無くすことができるため、攪拌・搬送されている現像剤のトナー濃度をより正確に測定できることが確認できた。
【００３４】
図７は、本発明による現像装置の第２実施例を示す断面構成図である。
本第２実施例の現像装置１０Ｂでは、厚さ０．０５ｍｍのポリイミドシートからなる現像剤搬送補助手段１８Ｂを圧縮ポリウレタンフォームからなる弾性体２１に貼り付け、トナー濃度センサ１５部分に弾性体２１の開口部を合わせて現像容器１１の底面に貼り付けた。
【００３５】
厚さ０．０５ｍｍのポリイミドシートからなる現像剤搬送補助手段１８Ｂは、第１実施例の現像剤搬送補助手段１８（厚さ０．１ｍｍのマイラーシート）のような取り付け方が不可能であるため、弾性体２１を介して現像容器１１の底面に貼り付けた。
【００３６】
また、現像剤搬送補助手段１８Ｂは、第１実施例の現像剤搬送補助手段１８に比べて剛性が小さく、現像剤の重さで攪拌・搬送手段（スクリュー１４）に当接することができないことによって使用できないようなシート材料でも、弾性体を用いることで安定してに当接させることができ、同時に、弾性体２１がそのままシール部材（トナー濃度センサ１５と攪拌・搬送手段１４との間に現像剤が侵入しないようにする部材）の機能を兼ね備えることができた。この弾性体を用いて現像剤搬送補助手段を攪拌・搬送手段に当接させる方法により、さらに、ポリエチレンテレフタレートシートや円筒を半分に切った形状のガラス管あるいはジルコニアセラミクス等の材料でも現像剤搬送補助手段に使用可能とすることができる。
【００３７】
さらに、最大０．７ｍｍ程度の反りがある攪拌・搬送手段であっても、また、回転時に現像剤から受ける力で中央部が上方に反る攪拌・搬送手段であっても、また、非対称の攪拌羽根を付けたことにより偏心運動が発生する攪拌・搬送手段であっても、弾性体によって現像剤搬送補助手段１８Ｂを攪拌・搬送手段１４に安定して当接させることができ、センサ部に滞留する現像剤をほぼ無くすことができた。
【００３８】
また、トナー濃度センサとして光学式のセンサを用いた場合、検出光の反射がごく表面の現像剤でしか反射しないため、従来の現像装置では現像容器底面に滞留した現像剤のトナーを測定してしまっていたが、検出部に攪拌・搬送されている現像剤が来るため、本発明の現像装置で用いる現像剤搬送補助手段（１８，１８Ｂ）に透明なガラス材料やジルコンセラミクスを使用することにより、光学式トナー濃度センサでもトナー濃度をより正確に測定することが可能となった。
【００３９】
上記のように、本発明による現像装置は、攪拌・搬送手段と現像容器底面との間に滞留する現像剤の量を低減させることができることによって、より精度良くトナー濃度を測定することが可能となった。
【００４０】
また、攪拌・搬送手段の構成や形状による反りや偏心運動が発生する場合などにおいても攪拌・搬送手段と現像容器底面との間に滞留する現像剤の量を低減できることにより、攪拌・搬送手段の機械的精度や回転動作時の影響を受けにくくでき、より設計自由度の高い現像装置を提供することができた。
【００４１】
最後に、本発明による現像装置を備える画像形成装置の一例を図８により説明する。
図８に示すカラープリンタ１は、装置本体の下部に給紙部２が設けられ、その上方に作像部３を配置した構成となっている。装置上面には排紙トレイ６０が形成されている。図に破線で記録紙の搬送経路を示すように、給紙部２から用紙を給送し、作像部３にて形成した画像を用紙上に転写し、定着装置５０で定着して排紙トレイ６０に排紙する。装置側面からは手差し給紙も可能となっている。
【００４２】
作像部３には、給紙側を下に、排紙側を上となるように傾斜して配置された転写搬送ベルト３１が配設されている。この転写搬送ベルト３１の上部走行辺に沿って、下から順にマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋが並んで配置されている。各作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋの構成は同じであり、各色を示すアルファベット（Ｍ，Ｃ，Ｙ，４Ｂｋ）を省略して説明する。また、図では、シアン（Ｃ）の作像ユニット４Ｃにのみ作像ユニットを構成する機器に符号を付している。
【００４３】
各作像ユニット４は像担持体としての感光体ドラム５を備えており、該感光体ドラム５は図示していない駆動手段によって図中時計方向へ回転駆動される。感光体ドラム５の回りには帯電器６，クリーニング装置７，転写ブラシ８，現像装置１０等が設けられている。現像装置１０は上記説明した各実施例の現像装置を使用することができる。光書込み装置９からのレーザ光は、帯電器６と現像装置１０の間から感光体ドラム５に照射される。
【００４４】
無端ループ状の転写搬送ベルト３１は複数の支持ローラ及び補助ローラに巻回張架され、ベルト上に記録紙を静電的に吸着して搬送する。転写搬送ベルト３１の下方（上流側）にはレジストローラ４０が配置される。光書込み装置９の斜め上方に位置する部材（符号７０）はトナー収納部であり、図では１つのみを示しているが、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），黒（Ｂｋ）に対応する４つのトナーボトルが備えられる。また、本例のカラープリンタ１では、トナー収納部７０（各色トナーボトル）から各色現像装置１０へトナーを補給する、モーノポンプを利用したトナー補給装置（図示せず）が配備されている。
【００４５】
本例のカラープリンタ１におけるプリント動作について簡単に説明する。
マゼンタ用の作像ユニット４Ｍにおいて、感光体ドラム５の表面は帯電ロール６によって所定の電位に均一に帯電される。露光装置９においては、パソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいて図示しないＬＤ（レーザダイオード）を駆動してレーザ光をポリゴンミラーに照射し、シリンダーレンズ等を介して反射光を感光体ドラム５上に導き、感光体ドラム５上にマゼンタトナーで現像すべき静電潜像を形成する。この潜像に現像装置１０からトナーが付与され、マゼンタトナーの可視像となる。
【００４６】
一方、給紙部２からは転写材として指定された用紙が給紙され、給紙された用紙はレジストローラ対４０に一旦突き当てられる。そして、用紙は上記可視像に同期するようにしてベルト３１上に給送され、該ベルトの走行により感光体ドラム５に対向する転写位置に到る。この転写位置では、転写搬送ベルト３１の裏面側に配置された転写ブラシ８の作用によりマゼンタトナーの可視像が用紙に転写される。
【００４７】
マゼンタ色の場合と同様にして、他の作像ユニット４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋにおいてもそれぞれの感光体ドラム５の表面に各トナーによる可視像が形成され、これら可視像は転写搬送ベルト３１によって搬送される用紙が各転写位置に到来するごとに重ね転写される。したがって、本例のカラープリンタ１はフルカラーの画像がモノクロとほぼ同様な短時間で形成可能である。
【００４８】
いっぽう、モノクロプリントの場合は、黒用の作像ユニット４Ｂｋのみにおいて感光体ドラム５の表面にブラックトナーの可視像が形成され、このＢｋの可視像に同期するようにしてベルト３１上に給送された用紙に対してＢｋトナー像が転写される。
【００４９】
トナー像転写後の用紙は、転写搬送ベルト３１から分離されて、定着装置５０により定着される。本例の定着装置は、ベルト定着方式であって、剛性のある加圧ローラ５１上に比較的柔らかい、例えばスポンジローラからなる定着ローラ５２が圧接され、定着ローラ５２と、その用紙搬送方向上流側に配置された加熱ローラ５３とにベルト５４が巻き掛けられている。このベルト定着方式は、ローラ定着と比べてウォーミングアップ時間が短い等の利点を有するものである。
【００５０】
定着を終えた用紙は、装置本体の上面に設けられた排紙トレイ６０に排紙される。このとき用紙は反転されて裏面排紙される。プリンタにとって裏面排紙は、プリントをページ順に揃えるためのほぼ必須の条件となっている。
【００５１】
上記の本発明による現像装置を備える画像形成装置は、現像装置におけるトナー濃度を精度良く測定することができるので、トナー濃度を所定の濃度の維持してより良好な画像を得ることが可能となり、高品質な画像を形成することができる。
【００５２】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像装置の構成は本発明の範囲で適宜変更可能であり、攪拌・搬送手段をスクリュー状とする場合の条数や形状などは任意である。また、現像剤搬送補助手段を構成する部材の材質なども適宜なものを採用することができる。現像剤搬送補助手段の両端の高さ位置は、図示の各実施例では攪拌・搬送手段（スクリュー）の高さ以上としたが、一方側、好ましくは攪拌・搬送手段回転方向下流側の端部が攪拌・搬送手段の高さ以下であっても良い。
【００５３】
また、画像形成装置各部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの配置順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置した構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置でも良い。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る現像装置の一例を示す断面構成図である。
【図２】均一現像剤を用いたトナー濃度とトナー濃度センサー出力の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の現像装置と２つの比較例における、トナー濃度センサ出力と実測したトナー濃度との関係を示すグラフである。
【図４】比較例１の現像装置を示す断面図である。
【図５】比較例２の現像装置を示す断面図である。
【図６】本発明の効果を明確にするための実験におけるトナー濃度とトナー濃度センサ出力との関係を示すグラフである。
【図７】現像装置の第２実施例を示す断面構成図である。
【図８】本発明の現像装置を備える画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ カラープリンタ
３ 作像部
４ 作像ユニット
５ 感光体ドラム
９ 光書込み装置
１０，１０Ｂ 現像装置
１１ 現像容器
１２ 現像剤担持体
１３，１４ スクリュー（攪拌・搬送手段）
１５ トナー濃度センサ（トナー濃度検出手段）
１７ 現像剤量規制手段
１８，１８Ｂ 現像剤搬送補助手段
１９ 両面テープ
２０ ゴムパッキン（シール部材）
２１ 弾性体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置における現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平６−３０８８３３号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３０１号公報
【特許文献３】特開２００３−２９５５８９号公報
【特許文献４】特開２００３−３０７９１８号公報
【特許文献５】特開平１１−２０２６１０号公報
【特許文献６】特開２００６−３６８２号公報
【特許文献７】特許第３４３４１１８号公報
【０００３】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置の現像装置においては、攪拌・搬送手段を配設した部分の現像器底面の形状を、攪拌・搬送手段の外径とほぼ同心円状とした一部円弧形状に設けたものが多数開発されており、例えば特許文献１〜４等に記載されている。このような現像装置では、攪拌・搬送手段と現像器底面との間に０．５〜１ｍｍ程度の隙間を設けないと攪拌・搬送部材の摺動による異常音発生やトルク増大の原因となるため、上記の隙間を設ける必要があった。
【０００４】
また、近年の小型化された画像形成装置においては、上記攪拌・搬送手段は現像装置の幅に近い細長い形状のスクリュー等で構成されることが多く、部品自体での反りが発生しやすく、現像剤量が少ない条件では攪拌・搬送手段の下側部分で現像剤を攪拌・搬送するため、反力によって中央部が上に反った状態となるなどの原因で、攪拌・搬送手段と現像容器底面との間の部分が充分に攪拌されず、停留する現像剤ができ易くなっていた。
【０００５】
また、一般的に、現像容器内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサは現像器底面部に設けられるため、現像容器底面部すなわちトナー濃度センサ部で上記のような攪拌・搬送されにくい現像剤が有ると、（１）光学式トナー濃度センサを用いる場合には攪拌・搬送されないトナーの濃度を測定してしまう、（２）透磁率センサを用いる場合には攪拌・搬送されずに停留していた現像剤を含んだトナー濃度測定となり、トナー濃度変化に対する感度が低下する、（３）装置放置（停止）後の起動直後において、滞留している現像剤の影響で現像剤の嵩密度が安定するまでに時間がかかり、トナー濃度が変動していないにもかかわらず現像剤の嵩密度変化によりトナー濃度検出値が変化する時間が長い、等の、トナー濃度を安定に測定することができない問題を生じていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これを改善するため、トナー濃度センサ部分の攪拌手段に現像剤を掻き取る手段を設けることが、例えば特許文献５〜７等により提案されている。
しかしながら、（ａ）センサ部分の現像剤をスクレーパで掻き取るため、トナー濃度センサの出力波形が複雑となってしまう、（ｂ）センサ部分以外で滞留する現像剤があるため、スクレーパのない攪拌・搬送手段の部分での影響が残ってしまう、等の問題があった。
【０００７】
本発明は、従来の現像装置における上述の問題を解決し、トナー濃度検出精度低下の原因となる攪拌・搬送手段と現像器底面との間に滞留する現像剤の量を低減させ、より精度良くトナー濃度を測定することのできる現像装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００８】
また、攪拌・搬送手段の構造上起こりやすい反りや偏心運動が発生した場合でも攪拌・搬送手段と現像器底面との間に滞留する現像剤の量を低減させることの可能な設計自由度の高い現像装置を提供することも本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題は、本発明により、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、互いに逆方向に回転して現像剤を攪拌・搬送する攪拌・搬送手段と、該攪拌・搬送手段の下部に配置されて現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備える現像装置において、前記攪拌・搬送手段うちの少なくとも前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段と前記トナー濃度検出手段との間に設けられ、前記攪拌・搬送手段の回転軸に垂直な方向の断面においてその両端が前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段の両側に位置して該攪拌・搬送手段の外周部の下側を覆うように設けられたシート状の現像剤搬送補助手段と、該現像剤搬送補助手段と前記トナー濃度検出手段との間に配置され、前記トナー濃度検出手段部への現像剤の侵入を防止するシール部材とを有することにより解決される。
【００１０】
また、前記現像剤搬送補助手段の一端部が前記攪拌・搬送手段の回転方向上流側で現像容器内面に装着支持され、他端部が自由端として現像容器内面に当接すると好ましい。
【００１１】
また、前記現像剤搬送補助手段を弾性体を介して現像容器内面に装着支持させるとともに、前記弾性体が前記シール部材を兼ねると好ましい。
また、前記現像剤搬送補助手段の少なくとも前記トナー濃度検出手段部が透明部材として構成されていると好ましい。
【００１２】
また、前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段が前記現像剤担持体から遠い側の攪拌・搬送手段であると好ましい。
【００１３】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置により解決される。
また、前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像装置内のトナー濃度が所定濃度になるように前記現像装置内にトナー補給を行なうと好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の現像装置によれば、上記のような構成の現像剤搬送補助手段とシール部材とを有するので、攪拌・搬送手段と現像容器底面との間に滞留する現像剤の量を低減させることができ、より精度良くトナー濃度を測定することが可能となる。
【００１５】
また、攪拌・搬送手段の反りや偏心運動が発生する場合などにおいても攪拌・搬送手段と現像容器底面との間に滞留する現像剤の量を低減できるので、攪拌・搬送手段の機械的精度や回転動作時の影響を受けにくくすることができ、より設計自由度の高い現像装置を実現できる。
【００１６】
請求項２の構成により、現像剤搬送補助手段を簡単に現像容器に装着支持できるとともに、攪拌・搬送手段の回転によって現像剤搬送補助手段が攪拌・搬送手段回転方向に引っ張る力を受け、巻き付くようにして攪拌・搬送手段に安定して接触させることができる。したがって、現像剤の侵入が効果的に防止され、滞留現像剤をより低減させることができる。
【００１７】
請求項３の構成により、多様な素材を攪拌・搬送手段として使用することが可能となり、設計自由度を広くすることができる。また、弾性体がシール部材を兼ねることにより部品点数を少なくすることができる。
【００１８】
請求項４の構成により、トナー濃度検出手段として光学式トナー濃度センサの使用が可能となる。
請求項５の構成により、現像剤担持体から遠い側の攪拌・搬送手段でより精度良くトナー濃度を検出することができる。
【００１９】
請求項６の画像形成装置によれば、精度良くトナー濃度を検出できる現像装置を備えることにより、より良好な画像を形成することができる。
請求項７の構成により、現像装置内のトナー濃度を最適な濃度に維持することが可能となり、常に高品質な出力画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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、本発明に係る現像装置の一例を示す断面構成図である。この図に示す現像装置１０は、現像容器１１内にトナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容している。現像容器１１内には、現像剤担持体１２や２本の攪拌・搬送手段１３，１４が配設されている。本例の攪拌・搬送手段１３，１４は、直径５ｍｍの軸に螺旋状の突起を設けた回転外径１４ｍｍ，スクリューピッチ２０ｍｍのスクリューであり、２本のスクリュー１３，１４は互いに逆の方向に３００ｒｐｍで回転され、現像容器１１内で現像剤を還流させるよう構成されている。すなわち、現像剤収容部は現像容器１１の一部である分離板１１ａによって仕切られているが、その分離板１１ａの奥側（図面に垂直な方向の下側）と手前側（図面に垂直な方向の上側）には現像剤が通過できる（本例では幅２５ｍｍの）開口部が設けてあり、装置奥側では図の右側のスクリュー１３側から図の左側のスクリュー１４側へ、装置手前側ではスクリュー１４側からスクリュー１３へ現像剤が送られて還流する構造となっている。
【００２１】
図において左側の（現像剤担持体１２から遠い方の）スクリュー１４下方の現像容器底部にはトナー濃度センサ１５が設けられている。本例ではトナー濃度センサ１５として現像剤の透磁率を検知する透磁率センサを用いている。また、スクリュー１４の上方には、当該現像装置１０が装着される後述する画像形成装置のトナー補給装置からのトナーが補給されるトナー補給口１６が設けられている。そして、現像剤担持体１２の下方に位置して、現像剤量規制手段１７が設けられている。
【００２２】
本実施例では、トナー濃度センサ１５の検出結果に基づいて、現像装置内のトナー濃度が所定濃度（本例では７％）になるように現像容器１１内にトナー補給が行なわれる。そのトナー補給は、あらかじめトナー質量とキャリア質量を測定して作成した現像剤の「トナー質量／（キャリア質量＋トナー質量）」から求めたトナー濃度とトナー濃度センサー１５の出力の関係（図２に示す）を事前に確認し（テーブルとして備え）、トナー濃度センサ１５の出力から換算したトナー濃度が７％となるようにトナー補給量を制御することにより行なわれる。
【００２３】
現像容器１１内でトナーは、上記現像剤の還流中にキャリアとの摩擦により帯電（本例の場合は負に帯電）され、現像剤担持体１２の内部に配置された図示しない着磁ローラの汲み上げ磁極によって形成された磁界により現像剤の状態で引き寄せられ、現像剤担持体１２表面の回転スリーブにより搬送され、現像部の手前で現像剤量規制手段１７によって回転スリーブ上の現像剤量が適正な量に調整された状態で現像部に供給される。本実施例では、現像担持体１２には直流バイアス−３５０Ｖを印加し、後述する画像形成装置の潜像担持体に形成された背景部−５００Ｖ、画像部−１００Ｖの静電潜像と現像剤担持体１２との間にできる電界により、トナーが現像剤担持体１２から潜像担持体の画像部のみに移動し、静電潜像パターンを可視化する。
【００２４】
さて、本実施例では、図１に示すように、トナー濃度センサー１５が設けられた側の攪拌・搬送手段であるスクリュー１４の下側外周部を取り巻くようにシート状の現像剤搬送補助手段１８が設けられている。本実施例では現像剤搬送補助手段１８として厚さ０．１ｍｍのマイラーシート（商品名）を用いており、該現像剤搬送補助手段１８の一端部を両面テープ１９により現像容器１１の内面に貼り付けている。現像剤搬送補助手段１８の現像容器への貼り付け端部は、スクリュー１４が配置されている現像剤室の上端部付近であり、反対側端部は、スクリュー１４を回り込んで、貼り付け端部とは反対側でスクリュー１４よりも高くなるように設けられている。該反対側端部（他端部）は、自由端として現像容器１１の内面に当接されている。このように現像剤搬送補助手段１８を配置することで、マイラーシートからなる現像剤搬送補助手段１８がスクリュー１４の下側回転外径に接触するように設けられている。
【００２５】
そして、上記のように現像剤搬送補助手段１８を取り付けることにより、スクリュー１４の回転によって、現像剤搬送補助手段１８はスクリュー１４の回転方向に引っ張る力を受け、巻き付く形で現像剤搬送補助手段１８をスクリュー１４に安定して接触させることができる。さらに、トナー濃度センサー１５と現像剤搬送補助手段１８との間に現像剤が侵入しないように、シール部材ドーナツ状のゴムパッキン２０を現像容器１１の内面に貼り付けて設けてある。
【００２６】
本実施例の現像装置１０は、上記のように現像剤搬送補助手段１８を設けたことにより、トナー濃度センサー１５と現像剤搬送補助手段１８との間に現像剤が侵入せず、センサ部での現像剤の滞留が防止され、より正確なトナー濃度測定が可能となった。
【００２７】
図３は、本発明の現像装置と２つの比較例における、トナー濃度センサ出力と現像装置内の実測したトナー濃度との関係を示すグラフである。本発明の現像装置は、図１に示す実施例の現像装置１０である。比較例１（図４）は従来の現像装置の一例であり、図１の現像装置１０から現像剤搬送補助手段１８とその固定手段である両面テープ１９及びシール部材であるゴムパッキン２０を取り除いたものである。比較例２（図５）は、図１の現像装置１０からシール部材であるゴムパッキン２０のみを取り除いたものである。比較例１及び比較例２の現像装置は、上記各部材の有無以外は、実施例の現像装置１０と同一構造である。
【００２８】
また、比較は、上記の各現像装置（実施例、比較例１、比較例２）に対し、開始時点でトナー濃度７％の現像剤を充填した状態から、現像装置への（トナー補給装置による）トナー補給を手動制御とし、現像剤担持体１２から静電的にトナーを消費させたり、トナー補給装置からトナーを補給した後、トナーセンサ出力がほぼ安定する１５秒時点でのトナー濃度センサ１５の出力と、現像装置内のスクリュー１４側の現像剤を実測したトナー濃度とを、比較した。図中の黒丸印は実施例の現像装置１０、図中の四角印は比較例１、図中の三角印は比較例２をそれぞれ示す。なお、実線は図２のグラフであり、上記のように、あらかじめ現像装置の外部で作成した現像剤のトナー濃度とトナー濃度センサー１５の出力の関係（現像装置内全体でトナー濃度が均一になっている現像剤における、トナー濃度とトナー濃度センサー出力の関係）を示すものである。したがって、図３において、実線からの偏差が小さいものが、より正確なトナー濃度を示していることになる。
【００２９】
そこで、図３を見ると、比較例１（四角印）及び比較例２（三角印）では実線からの偏差が大きく、実測値とセンサ出力の関係が、現像装置の外でトナー濃度を均一に作成して現像装置に充填した場合と現像装置でトナー消費・補給した後で測定した場合とで変わり、ばらつきが大きくなっていることが判った。これに対し、実施例の現像装置（黒丸印）では、実線からの偏差が小さく、現像装置の外でトナー濃度を均一に作成して現像装置に充填した場合と現像装置でトナー消費・補給した後で測定した場合でも実測値とセンサ出力の関係にズレやバラツキが少なく、より正確なトナー濃度測定が可能であることが確認できた。
【００３０】
本発明の効果をより明確にするため、図５（比較例２）の現像装置において、装置外で作成したそれぞれトナー濃度が５ｗｔ％，７ｗｔ％，９ｗｔ％の現像剤を現像剤搬送補助手段１８のシートと容器底部（トナー濃度センサ１５取り付け部）の間に充填し、装置外で作成したトナー濃度３〜９ｗｔ％の現像剤を現像容器１１内に収納して駆動した場合のトナー濃度とトナー濃度センサ出力との関係を図６に示す。なお、現像装置内全体で均一な濃度の現像剤が入っている場合との差異を分かりやすくするため、図２のグラフ（図中の「実線：均一」）を同時に示した。
【００３１】
図６から分かるように、トナー濃度センサ１５と攪拌・搬送手段（スクリュー１４）の間にある現像剤と装置内で攪拌・搬送されている現像剤のトナー濃度が異なると、攪拌・搬送部にある現像剤のトナー濃度を正確に測定することができない。言い換えれば、トナー濃度センサ出力をもとにトナー濃度を所定の制御目標値に制御しようとした場合、トナー濃度センサ１５と攪拌・搬送手段（スクリュー１４）の間の現像剤が制御目標値と同一のトナー濃度でないと、トナー濃度を適正に制御できないことになる。また、トナー濃度センサ１５と攪拌・搬送手段（スクリュー１４）の間の現像剤は、トナー濃度センサの出力感度を低下させていることが分かり、トナー濃度制御の精度低下につながっていることが明らかになった。
【００３２】
従来の現像装置である比較例１（図４）の場合も同様に、攪拌・搬送手段（スクリュー１４）と現像容器１１との間に現像剤が滞留すると、攪拌・搬送されている現像剤のトナー濃度検出値に誤差が生じ、また、滞留する現像剤の量やトナー濃度が変動し、トナー濃度を制御目標値に制御できないという問題が生じている。
【００３３】
一方、本発明の現像装置では、上記した構成により、トナー濃度センサ１５と攪拌・搬送手段（スクリュー１４）の間の滞留現像剤をほぼ無くすことができるため、攪拌・搬送されている現像剤のトナー濃度をより正確に測定できることが確認できた。
【００３４】
図７は、本発明による現像装置の第２実施例を示す断面構成図である。
本第２実施例の現像装置１０Ｂでは、厚さ０．０５ｍｍのポリイミドシートからなる現像剤搬送補助手段１８Ｂを圧縮ポリウレタンフォームからなる弾性体２１に貼り付け、トナー濃度センサ１５部分に弾性体２１の開口部を合わせて現像容器１１の底面に貼り付けた。
【００３５】
厚さ０．０５ｍｍのポリイミドシートからなる現像剤搬送補助手段１８Ｂは、第１実施例の現像剤搬送補助手段１８（厚さ０．１ｍｍのマイラーシート）のような取り付け方が不可能であるため、弾性体２１を介して現像容器１１の底面に貼り付けた。
【００３６】
また、現像剤搬送補助手段１８Ｂは、第１実施例の現像剤搬送補助手段１８に比べて剛性が小さく、現像剤の重さで攪拌・搬送手段（スクリュー１４）に当接することができないことによって使用できないようなシート材料でも、弾性体を用いることで安定してに当接させることができ、同時に、弾性体２１がそのままシール部材（トナー濃度センサ１５と攪拌・搬送手段１４との間に現像剤が侵入しないようにする部材）の機能を兼ね備えることができた。この弾性体を用いて現像剤搬送補助手段を攪拌・搬送手段に当接させる方法により、さらに、ポリエチレンテレフタレートシートや円筒を半分に切った形状のガラス管あるいはジルコニアセラミクス等の材料でも現像剤搬送補助手段に使用可能とすることができる。
【００３７】
さらに、最大０．７ｍｍ程度の反りがある攪拌・搬送手段であっても、また、回転時に現像剤から受ける力で中央部が上方に反る攪拌・搬送手段であっても、また、非対称の攪拌羽根を付けたことにより偏心運動が発生する攪拌・搬送手段であっても、弾性体によって現像剤搬送補助手段１８Ｂを攪拌・搬送手段１４に安定して当接させることができ、センサ部に滞留する現像剤をほぼ無くすことができた。
【００３８】
また、トナー濃度センサとして光学式のセンサを用いた場合、検出光の反射がごく表面の現像剤でしか反射しないため、従来の現像装置では現像容器底面に滞留した現像剤のトナーを測定してしまっていたが、検出部に攪拌・搬送されている現像剤が来るため、本発明の現像装置で用いる現像剤搬送補助手段（１８，１８Ｂ）に透明なガラス材料やジルコンセラミクスを使用することにより、光学式トナー濃度センサでもトナー濃度をより正確に測定することが可能となった。
【００３９】
上記のように、本発明による現像装置は、攪拌・搬送手段と現像容器底面との間に滞留する現像剤の量を低減させることができることによって、より精度良くトナー濃度を測定することが可能となった。
【００４０】
また、攪拌・搬送手段の構成や形状による反りや偏心運動が発生する場合などにおいても攪拌・搬送手段と現像容器底面との間に滞留する現像剤の量を低減できることにより、攪拌・搬送手段の機械的精度や回転動作時の影響を受けにくくでき、より設計自由度の高い現像装置を提供することができた。
【００４１】
最後に、本発明による現像装置を備える画像形成装置の一例を図８により説明する。
図８に示すカラープリンタ１は、装置本体の下部に給紙部２が設けられ、その上方に作像部３を配置した構成となっている。装置上面には排紙トレイ６０が形成されている。図に破線で記録紙の搬送経路を示すように、給紙部２から用紙を給送し、作像部３にて形成した画像を用紙上に転写し、定着装置５０で定着して排紙トレイ６０に排紙する。装置側面からは手差し給紙も可能となっている。
【００４２】
作像部３には、給紙側を下に、排紙側を上となるように傾斜して配置された転写搬送ベルト３１が配設されている。この転写搬送ベルト３１の上部走行辺に沿って、下から順にマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋが並んで配置されている。各作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋの構成は同じであり、各色を示すアルファベット（Ｍ，Ｃ，Ｙ，４Ｂｋ）を省略して説明する。また、図では、シアン（Ｃ）の作像ユニット４Ｃにのみ作像ユニットを構成する機器に符号を付している。
【００４３】
各作像ユニット４は像担持体としての感光体ドラム５を備えており、該感光体ドラム５は図示していない駆動手段によって図中時計方向へ回転駆動される。感光体ドラム５の回りには帯電器６，クリーニング装置７，転写ブラシ８，現像装置１０等が設けられている。現像装置１０は上記説明した各実施例の現像装置を使用することができる。光書込み装置９からのレーザ光は、帯電器６と現像装置１０の間から感光体ドラム５に照射される。
【００４４】
無端ループ状の転写搬送ベルト３１は複数の支持ローラ及び補助ローラに巻回張架され、ベルト上に記録紙を静電的に吸着して搬送する。転写搬送ベルト３１の下方（上流側）にはレジストローラ４０が配置される。光書込み装置９の斜め上方に位置する部材（符号７０）はトナー収納部であり、図では１つのみを示しているが、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），黒（Ｂｋ）に対応する４つのトナーボトルが備えられる。また、本例のカラープリンタ１では、トナー収納部７０（各色トナーボトル）から各色現像装置１０へトナーを補給する、モーノポンプを利用したトナー補給装置（図示せず）が配備されている。
【００４５】
本例のカラープリンタ１におけるプリント動作について簡単に説明する。
マゼンタ用の作像ユニット４Ｍにおいて、感光体ドラム５の表面は帯電ロール６によって所定の電位に均一に帯電される。露光装置９においては、パソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいて図示しないＬＤ（レーザダイオード）を駆動してレーザ光をポリゴンミラーに照射し、シリンダーレンズ等を介して反射光を感光体ドラム５上に導き、感光体ドラム５上にマゼンタトナーで現像すべき静電潜像を形成する。この潜像に現像装置１０からトナーが付与され、マゼンタトナーの可視像となる。
【００４６】
一方、給紙部２からは転写材として指定された用紙が給紙され、給紙された用紙はレジストローラ対４０に一旦突き当てられる。そして、用紙は上記可視像に同期するようにしてベルト３１上に給送され、該ベルトの走行により感光体ドラム５に対向する転写位置に到る。この転写位置では、転写搬送ベルト３１の裏面側に配置された転写ブラシ８の作用によりマゼンタトナーの可視像が用紙に転写される。
【００４７】
マゼンタ色の場合と同様にして、他の作像ユニット４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋにおいてもそれぞれの感光体ドラム５の表面に各トナーによる可視像が形成され、これら可視像は転写搬送ベルト３１によって搬送される用紙が各転写位置に到来するごとに重ね転写される。したがって、本例のカラープリンタ１はフルカラーの画像がモノクロとほぼ同様な短時間で形成可能である。
【００４８】
いっぽう、モノクロプリントの場合は、黒用の作像ユニット４Ｂｋのみにおいて感光体ドラム５の表面にブラックトナーの可視像が形成され、このＢｋの可視像に同期するようにしてベルト３１上に給送された用紙に対してＢｋトナー像が転写される。
【００４９】
トナー像転写後の用紙は、転写搬送ベルト３１から分離されて、定着装置５０により定着される。本例の定着装置は、ベルト定着方式であって、剛性のある加圧ローラ５１上に比較的柔らかい、例えばスポンジローラからなる定着ローラ５２が圧接され、定着ローラ５２と、その用紙搬送方向上流側に配置された加熱ローラ５３とにベルト５４が巻き掛けられている。このベルト定着方式は、ローラ定着と比べてウォーミングアップ時間が短い等の利点を有するものである。
【００５０】
定着を終えた用紙は、装置本体の上面に設けられた排紙トレイ６０に排紙される。このとき用紙は反転されて裏面排紙される。プリンタにとって裏面排紙は、プリントをページ順に揃えるためのほぼ必須の条件となっている。
【００５１】
上記の本発明による現像装置を備える画像形成装置は、現像装置におけるトナー濃度を精度良く測定することができるので、トナー濃度を所定の濃度の維持してより良好な画像を得ることが可能となり、高品質な画像を形成することができる。
【００５２】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像装置の構成は本発明の範囲で適宜変更可能であり、攪拌・搬送手段をスクリュー状とする場合の条数や形状などは任意である。また、現像剤搬送補助手段を構成する部材の材質なども適宜なものを採用することができる。現像剤搬送補助手段の両端の高さ位置は、図示の各実施例では攪拌・搬送手段（スクリュー）の高さ以上としたが、一方側、好ましくは攪拌・搬送手段回転方向下流側の端部が攪拌・搬送手段の高さ以下であっても良い。
【００５３】
また、画像形成装置各部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの配置順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置した構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置でも良い。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る現像装置の一例を示す断面構成図である。
【図２】均一現像剤を用いたトナー濃度とトナー濃度センサー出力の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の現像装置と２つの比較例における、トナー濃度センサ出力と実測したトナー濃度との関係を示すグラフである。
【図４】比較例１の現像装置を示す断面図である。
【図５】比較例２の現像装置を示す断面図である。
【図６】本発明の効果を明確にするための実験におけるトナー濃度とトナー濃度センサ出力との関係を示すグラフである。
【図７】現像装置の第２実施例を示す断面構成図である。
【図８】本発明の現像装置を備える画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ カラープリンタ
３ 作像部
４ 作像ユニット
５ 感光体ドラム
９ 光書込み装置
１０，１０Ｂ 現像装置
１１ 現像容器
１２ 現像剤担持体
１３，１４ スクリュー（攪拌・搬送手段）
１５ トナー濃度センサ（トナー濃度検出手段）
１７ 現像剤量規制手段
１８，１８Ｂ 現像剤搬送補助手段
１９ 両面テープ
２０ ゴムパッキン（シール部材）
２１ 弾性体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、互いに逆方向に回転して現像剤を攪拌・搬送する攪拌・搬送手段と、該攪拌・搬送手段の下部に配置されて現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備える現像装置において、
前記攪拌・搬送手段うちの少なくとも前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段と前記トナー濃度検出手段との間に設けられ、前記攪拌・搬送手段の回転軸に垂直な方向の断面においてその両端が前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段の両側に位置して該攪拌・搬送手段の外周部の下側を覆うように設けられたシート状の現像剤搬送補助手段と、
該現像剤搬送補助手段と前記トナー濃度検出手段との間に配置され、前記トナー濃度検出手段部への現像剤の侵入を防止するシール部材と
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤搬送補助手段の一端部が前記攪拌・搬送手段の回転方向上流側で現像容器内面に装着支持され、他端部が自由端として現像容器内面に当接することを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤搬送補助手段を弾性体を介して現像容器内面に装着支持させるとともに、前記弾性体が前記シール部材を兼ねることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤搬送補助手段の少なくとも前記トナー濃度検出手段部が透明部材として構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段が前記現像剤担持体から遠い側の攪拌・搬送手段であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像装置内のトナー濃度が所定濃度になるように前記現像装置内にトナー補給を行なうことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項１】
現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体と、互いに逆方向に回転して現像剤を攪拌・搬送する攪拌・搬送手段と、該攪拌・搬送手段の下部に配置されて現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備える現像装置において、
前記攪拌・搬送手段うちの少なくとも前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段と前記トナー濃度検出手段との間に設けられ、前記攪拌・搬送手段の回転軸に垂直な方向の断面においてその両端が前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段の両側に位置して該攪拌・搬送手段の外周部の下側を覆うように設けられたシート状の現像剤搬送補助手段と、
該現像剤搬送補助手段と前記トナー濃度検出手段との間に配置され、前記トナー濃度検出手段部への現像剤の侵入を防止するシール部材と
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤搬送補助手段の一端部が前記攪拌・搬送手段の回転方向上流側で現像容器内面に装着支持され、他端部が自由端として現像容器内面に当接することを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤搬送補助手段を弾性体を介して現像容器内面に装着支持させるとともに、前記弾性体が前記シール部材を兼ねることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤搬送補助手段の少なくとも前記トナー濃度検出手段部が透明部材として構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナー濃度検出手段が配置された攪拌・搬送手段が前記現像剤担持体から遠い側の攪拌・搬送手段であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像装置内のトナー濃度が所定濃度になるように前記現像装置内にトナー補給を行なうことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２９２８２０（Ｐ２００８−２９２８２０Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３９１６４（Ｐ２００７−１３９１６４）
【出願日】平成１９年５月２５日（２００７．５．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２５日（２００７．５．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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