JPH05150650A - 現像装置のトナー濃度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー濃度検出装置の検出面でのトナーの付
着及び融着を防止し、正確なトナー濃度の検出を実現す
る。 【構成】 この装置は、現像剤を収容するためのケース
３０と、ケース３０内に配置された現像剤を攪拌するた
めのスパイラル３３，３４と、現像剤を外部に供給する
ための現像スリーブ３２とを備えている。そして、ケー
ス３０内に露出する検出面を有するトナー濃度センサ４
８と、スパイラル３３に設けられた、センサ４８の検出
面を拭うためのブレード５０と、ケース３０の内面のう
ちブレード５０が接触する部分とセンサ検出面とに設け
られたフッ素樹脂層４９，５３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、濃度検出装置、特に現
像装置のトナー濃度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば複写機等の画像形成装置では、
感光体ドラム表面に形成した静電潜像にトナーを付着さ
せてこれを顕像化するための現像装置が設けられてい
る。現像装置に用いられる現像剤として、トナーと磁性
キャリアとからなる２成分系現像剤が従来から広く使用
されている。このような装置においては、トナーとキャ
リアとの混合比率（トナー濃度）が現像効果の上から重
要な要素となる。すなわち、トナー濃度が適正値以下に
なると画像濃度が低くなり、また、トナー濃度が適正値
以上になるといわゆるカブリが発生する等の不都合が生
じる。

【０００３】したがって、良好な画像を得るためには、
トナー濃度を正確に検知し、トナー濃度を適正値に制御
する必要がある。トナー濃度を検出する構成としては、
現像剤中の透磁率変化を検知する磁気検知装置や、現像
剤の反射光を検知する光検知装置等が従来から使用され
ている。前記濃度検知装置では、トナー補給口を有する
容器の内面に検出部の検出面を通常有しているが、トナ
ーが検出部の検出面に付着すると正確な検知ができなく
なり誤差の原因になる。

【０００４】そこで、前記検出面を清掃するためのクリ
ーニング部材を前記容器の内面に設けられたものが既に
提案されている（実開昭５８−３６７５２号公報）。こ
の装置では、現像剤を収容する容器の中心部に回転する
クリーニングブレードを設け、このクリーニングブレー
ドをトナー濃度検出部の検出面に摺接させて付着した現
像剤を拭き取るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記トナー濃度検出装
置では、クリーニングブレードと検出部の検出面との間
に摩擦熱が生じるために、検出面上のトナーが摩擦熱に
よって一部溶融し検出面に融着してしまう。この融着し
たトナーが固化してしまうと、クリーニングブレードに
よって拭き取ることが困難となり、このためトナーの正
確な濃度検知ができなくなる。

【０００６】本発明の目的は、トナー濃度を絶えず正確
に検知し画像濃度を適正に維持することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るトナー濃度
検出装置は、現像剤を収容するための容器と、容器内に
配置された現像剤を攪拌するための回転攪拌部と、現像
剤を外部に供給するためのローラとを備えた現像装置に
使用されている。この濃度検出装置は、容器内に露出す
る検出面を有するトナー濃度検知部と、回転攪拌部に設
けられトナー濃度検知部の検出部を拭うためのクリーニ
ングブレードと、容器の内面のうちクリーニングブレー
ドが接触する部分とトナー濃度検出部の検出面とに設け
られたフッ素樹脂層とを備えている。

【０００８】

【作用】本発明に係るトナー濃度検出装置では、容器に
収容された現像剤は容器内に配置された回転攪拌部で攪
拌され、濃度を均一にされてローラによって外部に供給
される。トナー濃度検出装置の検出部は容器内に露出す
る検出面を有し、この検出面に付着するトナーはクリー
ニングブレードによって拭われる。また、回転攪拌部の
回転によりクリーニングブレードと検出面及び容器内面
とが摺動を続けても、両部材が接触する部分には摩擦係
数の小さいフッ素樹脂層が設けられているので、両部材
の摩擦熱によるトナーの融着は防止される。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例によるトナー濃度
検出装置が採用されたカラー複写機の概略断面構成図で
ある。図１において、複写機本体１の上部には、原稿が
載置される原稿台２が配置されており、その上面には原
稿押え３が開閉自在に設けられている。複写機本体１の
図左側部には、排紙トレイ４が配置されている。また、
図下部及び右側部には、複数の給紙カセット５及びバイ
パス給紙トレイ６が配置されている。

【００１０】複写機本体１内の中央部には、感光体ドラ
ム７が配置されている。感光体ドラム７の周囲には、帯
電装置、転写装置、用紙分離装置及びクリーニング装置
に加えて、上下方向に並べて配置された現像装置１０，
１１，１２及び１３を有する現像装置群８が設けられて
いる。これらの現像装置１０〜１３は、移動枠体９に固
定されており、移動枠体９は駆動機構１６により上下方
向に駆動されるようになっている。駆動機構１６は、ス
テッピングモータ（図示せず）と、ステッピングモータ
に連結された１対のかさ歯車１７，１８と、一方のかさ
歯車１８に固定され上下方向に延びるボールスクリュー
１９と、移動枠体９に固定されかつボールスクリュー１
９に螺合するナット２０とから構成されている。

【００１１】感光体ドラム７の上方には、レーザユニッ
ト２２が配置されている。レーザユニット２２からのレ
ーザビームは、感光体ドラム７の表面に照射されるよう
になっている。一方、原稿台２の下方には、ＣＣＤ及び
各現像色に対応する４種類の切り換えフィルタ（図示せ
ず）を備えた読取器２３が配置されている。読取器２３
は、図２の左右方向に駆動され、原稿台２上に載置され
た原稿の画像情報を読み取る。読取器２３で得られた画
像情報は、レーザユニット２２に電気信号として送り出
される。

【００１２】感光体ドラム７の下方には、転写ドラム２
１が配置されている。転写ドラム２１の下部と給紙カセ
ット５及びバイパス給紙トレイ６との間には、それぞれ
給紙搬送装置２４，２５が配置されている。各給紙搬送
装置２４，２５は、給紙ガイドや複数の給紙ローラから
構成されている。転写ドラム２１と排紙トレイ４との間
には、転写ドラム２１側から順に、排紙搬送装置２６及
び画像定着装置２７が配置されている。

【００１３】次に、現像装置群８の現像装置１０〜１３
の構造について説明する。なお、各現像装置１０〜１３
は、トナー収納部（後述）の形状がスペースの関係上異
なるだけで、その他は同一の構造を有しているので、こ
こでは現像装置１０のみについて詳細に説明する。図２
に示すように、現像装置１０は、下側に配置されたケー
ス３０と、ケース３０の後部上方に配置されたトナー収
納部３１とを有している。ケース３０内において、感光
体ドラム７側（図２の左側）には現像スリーブ３２が配
置されている。現像スリーブ３２は、感光体ドラム７の
中心軸と平行な軸の回りに回転可能である。また、ケー
ス３０内には、現像スリーブ３２と平行な１対のスパイ
ラル３３，３４が配置されている。両スパイラル３３，
３４間には、ケース３０と一体に形成された立壁３５が
配置されている。図３に示すように、立壁３５の両端部
とケース３０との間には隙間３６，３７が設けられてい
る。

【００１４】ケース３０内において、スパイラル３３，
３４が配置される空間と隙間３６，３７とで構成される
環状の空間がトナー経路３８である。トナー経路３８の
うち、スパイラル３４が配置された部分がトナー供給部
３８ａとなっており、トナー供給部３８ａに現像スリー
ブ３２が配置されている。スパイラル３３側において、
トナー経路３８にはトナー受入れ部３８ｂが配置されて
いる。トナー受入れ部３８ｂの上方には、図２に示すよ
うに、ケース３０に設けられた孔３９が配置されてい
る。孔３９は、補給されたトナーが落下する経路であ
る。

【００１５】トナー収納部３１は、側方から見て下方に
いくほど狭くなる概ね逆三角形状の収納部本体４０を有
している。収納部本体４０の上端部には開閉可能な蓋４
１が設けられており、蓋４１を開けることによって収納
部本体４０内に新たなトナーを外部から補給し得る。収
納部本体４０の下端部には、トナー搬送路４２が配置さ
れている。トナー搬送路４２は円筒状の部材であり、装
置の前後方向に延びて配置されるとともに、装置後部で
湾曲し、孔３９上方に連続している。また、搬送路４２
は、収納部本体４０内においてその上部に開口４１を有
しており、さらに、孔３９上部において孔４３を有して
いる。

【００１６】トナー搬送路４２内には、トナー搬送用の
スプリング４４が配置されている。スプリング４４の直
径は、搬送路４２の内径よりも僅かに小さく、その結果
収納部本体４０及び搬送路４２内でスプリング４４は回
転可能となっている。スプリング４４の図２手前側端部
には駆動モータ（図示せず）が接続されており、これに
よってスプリング４４が回転駆動される。

【００１７】さらに、ケース３０の側壁において、トナ
ー受入れ部３８ｂと隙間３６との間には、トナー濃度セ
ンサ４８が配置されている。トナー濃度センサ４８は、
図４に示すように、本体４７と、本体４７から突出する
検出部４６とから構成されている。検出部４６の検出表
面はフッ素樹脂シート４９により被覆されており、ケー
ス３０の側壁に形成された孔３０ａ内に検出部４６が挿
入されている。一方、スパイラル３３の軸３３ａには、
図４及び図５に示すように、回転方向でトナーを攪拌す
るための攪拌板５１が固定されている。攪拌板５１は、
軸方向に３か所設けられており、そのうちの１つがトナ
ー濃度センサ４８の検出部４６と対向する位置に配置さ
れている。この攪拌板５１にはブレード５０の基端部が
固定されており、攪拌板５１及びブレード５０によりク
リーニングブレード５２が構成されている。ブレード５
０の先端は、ケース３０の壁面に当接し得るような長さ
に設定されている。また、このブレード５０は、可撓性
を有するウレタン樹脂等で構成され、トナー濃度センサ
４８の検出部４６の検出表面よりやや広い幅で構成され
ている。ブレード５０の摺接するケース３０の内壁面に
は、ブレード５０の幅よりも広い幅の帯状のフッ素樹脂
層５３が形成されている。

【００１８】マイナス帯電系の現像剤を使用している本
実施例においては、フッ素は現像剤中のトナーの帯電特
性に近く、トナーはフッ素樹脂層に付着しない。特に、
フッ素樹脂中で最も強いマイナス帯電性を示すポリテト
ラフルオロエチレンの使用が望ましい。次に現像装置の
動作を説明する。

【００１９】現像装置１０においては、スパイラル３
３，３４が回転し、トナー経路３８内を図３に示す矢印
方向にトナーが循環する。トナー経路３８内を循環する
現像剤のトナー濃度が、トナー濃度センサ４８によって
検出される。この検出結果によって、たとえばトナー濃
度が基準値より低い場合は、スプリング４４を回転さ
せ、トナー収納部３１内のトナーを搬送路４２、孔３９
及びトナー受入れ部３８ｂを介してトナー経路３８に供
給する。

【００２０】トナー経路３８内においては、前述のよう
にスパイラル３３によって軸方向にトナーを搬送しなが
ら攪拌し、また攪拌板５１によって回転方向に攪拌す
る。このとき、クリーニングブレード５２のブレード５
０先端が、ケース３０内壁面に摺接しながら回転する。
このため、トナー濃度センサ４８の検出部４６の検出面
は絶えずクリーニングされる。また、センサ４８の検出
部４６表面には、フッ素樹脂シート４９が被覆されてい
るので、ブレード５０とシート４９との間の摩擦係数が
小さくなり、両者の摺接による摩擦熱は従来装置に比較
して低い。このため、トナーが検出部４６の表面に融着
するのを防止できる。また、フッ素樹脂シート４９及び
樹脂層５３は、その帯電特性が現像剤中のトナーと近い
ので、トナーがシート４９や樹脂層５３に付着しにく
く、長期にわたって正確なトナー濃度の検出を行うこと
ができる。

【００２１】さらに、ブレード５０先端が摺接するケー
ス３０の内壁面にもフッ素樹脂層５３が形成されている
ので、ブレード５０との摺接によってケース３０壁面が
異常磨耗するのを防止できる。また、このクリーニング
ブレード５２は、スパイラル３３の回転方向に現像剤を
攪拌するので、この部分では現像剤の軸方向搬送速度が
他の部分に比較して遅くなる。このため、トナー濃度セ
ンサ４８の検出部４６に現像剤が滞留する量が多く、か
つ滞留する時間が長くなり、誤検知を防止できる。

【００２２】このような実施例では、摩擦係数が小さく
かつ現像剤中のトナーと帯電特性が近いフッ素樹脂層を
センサ検出部４６及びケース内壁面に形成しているの
で、トナーの付着及び融着が防止される。 〔他の実施例〕 （ａ）ブレード５０とフッ素樹脂層５３との接触圧力を
緩和し、両部材の磨耗を防ぐための構成として、たとえ
ば、図６に示すようなブレード５４を用いてもよい。こ
のブレード５４は、前記実施例同様にその基端部が攪拌
板５１に固定されている。また、その先端部には、複数
の孔５４ａ（図６では２個）が形成されている。

【００２３】この場合には、孔５４ａが形成されている
ことによってブレード５０の弾性力が小さくなり、ブレ
ード５０のケース３０壁面に対する圧力が小さくなる。
したがって、前記実施例と同様の効果に加え、ブレード
５０及びケース３０内壁面の磨耗をより抑えることがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明では、トナー濃度検
出部の検出面及び容器内面のクリーニングブレードが接
触する部分に摩擦係数の小さいフッ素樹脂層を設けたの
で、摩擦熱によるトナーの融着が防止され、長期にわた
って正確にトナー濃度を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を採用した複写機の縦断面概
略図。

【図２】本発明の一実施例の一部縦断側面図。

【図３】本発明の一実施例の横断面部分図。

【図４】図２の部分拡大図。

【図５】トナー濃度センサ及びクリーニングブレードの
平面部分図。

【図６】本発明の他の実施例の斜視部分図。

【符号の説明】

１０〜１３ 現像装置 ３０ ケース ３３，３４ スパイラル ４６ 検出部 ４８ トナー濃度センサ ４９ フッ素樹脂シート ５０ ブレード ５２ クリーニングブレード ５３ フッ素樹脂層

フロントページの続き (72)発明者 丸山 浩規 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤を収容するための容器と、前記容器
   内に配置された前記現像剤を攪拌するための回転攪拌部
   と、前記現像剤を外部に供給するためのローラとを備え
   た現像装置のトナー濃度検出装置であって、 前記容器内に露出する検出面を有するトナー濃度検出部
   と、 前記回転攪拌部に設けられた、前記トナー濃度検出部の
   検出面を拭うためのクリーニングブレードと、 前記容器の内面のうち前記クリーニングブレードが接触
   する部分と前記トナー濃度検出部の検出面とに設けられ
   たフッ素樹脂層と、を備えた現像装置のトナー濃度検出
   装置。