JP5779573B2 - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、現像剤を排出するための現像剤排出口を開閉する開閉部材を含む現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を現像装置により現像し、トナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、二成分現像剤を用いる二成分現像方式が採用されている。この種の現像装置は、現像容器内に磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーを配設するとともに、現像容器内部の現像剤を攪拌しながら搬送して現像ローラーへと供給する攪拌搬送部材を配設している。

二成分現像方式の現像装置では、トナーは現像動作によって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像装置内を循環するため、経時的に劣化する。その結果、トナーに対するキャリアの帯電付与性能が徐々に低下してしまう。

そこで、キャリアの帯電付与性能の低下を防止する方法が提案されており、例えば特許文献１、２には、現像容器内にキャリアを含む現像剤を補給するとともに、余剰となった現像剤を排出することで、帯電性能の低下を抑制するようにした現像装置が提案されている。

ところで、従来の現像装置では、初期駆動時における現像ローラー等の部材間の摩擦によるダメージの発生を防止する必要があるため、外部からトナーを供給する方式の現像装置においても、現像ローラー上にトナー層を形成可能な量の現像剤が予め充填されている。そのため、特許文献１、２に示すような現像剤排出口を備えた現像装置を画像形成装置本体に装着した状態で、或いは画像形成装置本体とは別個に梱包した状態で輸送すると、輸送中の振動や衝撃によって現像装置内に充填された現像剤が現像剤排出口から漏出して飛散し、画像形成装置内部等を汚染するおそれがあった。

そこで、現像装置の現像剤排出口を塞ぐシャッターを装着し、画像形成装置のセットアップ時に、シャッターを駆動して現像剤排出口を開放する方法が考えられる。

特開２００７−０３３６２１号公報 特開２０１０−０２５９８７号公報

しかしながら、画像形成装置のセットアップ時にサービスマンがシャッターを駆動して現像剤排出口を開放する方法では、現像剤排出口を開放し忘れた状態で現像装置を駆動すると、現像剤排出口付近で現像剤の逃げ場が無くなり現像剤圧が上昇する。そして、現像剤を搬送する搬送スクリュー等のトルクが上昇し、摩擦熱により現像剤の温度が上昇して凝固し、搬送スクリュー等がロックしてしまう（正常に動作しなくなる）という問題点がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、現像剤排出口からの現像剤の漏出を抑制するとともに、現像剤排出口の開け忘れを防止することが可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、キャリアおよびトナーを含む現像剤を収容する現像容器と、静電潜像が形成される像担持体に対向配置されるとともに、現像容器に回転可能に支持され、表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、現像容器内の現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送部材と、現像容器内の余剰現像剤を排出するための現像剤排出口を開閉する開閉部材と、開閉部材を駆動する駆動機構と、を備え、駆動機構は、現像剤担持体または撹拌搬送部材の駆動に連動して開閉部材を駆動することにより、現像剤排出口を開く。

本発明によれば、現像容器内の余剰現像剤を排出するための現像剤排出口を開閉する開閉部材を備えることによって、開閉部材により現像剤排出口を閉じることができるので、輸送中の振動や衝撃等によって現像剤が現像剤排出口から漏出するのを抑制することができる。また、開閉部材を駆動させる駆動機構を備え、駆動機構は、現像剤担持体または撹拌搬送部材の駆動に連動して開閉部材を駆動することにより、現像剤排出口を開く。これにより、現像剤担持体または撹拌搬送部材の駆動に連動して現像剤排出口を開くことができるので、現像剤排出口の開け忘れを防止することができる。このため、現像剤排出口付近で現像剤圧が上昇して現像剤を搬送する搬送スクリュー等がロックしてしまう（正常に動作しなくなる）のを防止することができる。

本発明の一実施形態の画像形成装置の全体構成を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態の現像装置の構造を示した側面断面図である。 本発明の一実施形態の現像装置の下部の構造を示した平面断面図である。 本発明の一実施形態の現像装置の現像剤排出部周辺の構造を示した平面断面図である。 本発明の一実施形態の現像装置のシャッター周辺の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の現像装置の排出口の閉状態を下方から示した斜視図である。 本発明の一実施形態の現像装置の排出口の開状態を下方から示した斜視図である。 本発明の一実施形態の現像装置のシャッターおよび駆動ギアの構造を示した断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態による画像形成装置１の構造について説明する。本実施形態の画像形成装置１はタンデム型のカラープリンターであり、回転自在である感光体ドラム（像担持体）１１ａ〜１１ｄは、例えば有機感光層が形成された有機感光体（ＯＰＣ感光体）やアモルファスシリコン感光層が形成されたアモルファスシリコン感光体が用いられ、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの各色に対応させて配設される。各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。

現像装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの右方に夫々対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。

露光ユニット１２は、パーソナルコンピューター等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザー光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザー光源から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側から、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザー光により、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。

無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラー６、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって循環駆動させられる。

この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各一次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して一次転写部を形成する。この一次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。

二次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して二次転写部を形成する。この二次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。

画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の二次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙を二次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。

給紙カセット３２は、画像形成装置１本体の外部（図１の表面側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラー３３ｂ及び捌きローラー３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に繰り出される。

第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラー対３３ｃの手前で合流しており、レジストローラー対３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが二次転写部に搬送される。二次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された二次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のフルカラーのトナー像を二次転写され、定着部１８に搬送される。

定着部１８は、ヒーターにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを挟んで定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、トナー像が定着部１８で定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙Ｐの裏面にも二次転写ローラー３４でトナー像が二次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラー対１９により用紙排出部３７に排出される。

次に、図２を参照して、現像装置２ａの詳細構造について説明する。以下の説明では、図１に示す感光体ドラム１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であるので、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。

図２に示すように、現像装置２は、現像ローラー（現像剤担持体）２０と、磁気ローラー２１と、規制ブレード２４と、攪拌搬送部材４２、及び現像容器２２等により構成されている。

現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部２２ｂによって第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄに仕切っている。第１搬送室２２ｃ及び第２搬送室２２ｄには、キャリアとトナーからなる現像剤が収容される。また、現像容器２２は、攪拌搬送部材４２、磁気ローラー２１及び現像ローラー２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体ドラム１１に向けて露出させる開口２２ａが形成されている。

現像ローラー２０は、感光体ドラム１１に対向し、一定の間隔を設けて感光体ドラム１１の右方に配設される。また、現像ローラー２０は、感光体ドラム１１に接近した対向位置において、感光体ドラム１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラー２１は、一定の間隔を設けて現像ローラー２０に対向し、現像ローラー２０の右斜め下方に配設される。また、磁気ローラー２１は、現像ローラー２０に接近した対向位置において、現像ローラー２０にトナーを供給する。攪拌搬送部材４２は磁気ローラー２１の略下方に配設される。また、規制ブレード２４は磁気ローラー２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。

攪拌搬送部材４２は、第１スパイラル４３と第２スパイラル４４の２本で構成される。第２スパイラル４４が磁気ローラー２１の下方で、第２搬送室２２ｄ内に設けられ、第１スパイラル４３が第２スパイラル４４の右方に隣接して、第１搬送室２２ｃ内に設けられる。

第１及び第２スパイラル４３、４４は現像剤を攪拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。また、第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを仕切る仕切り部２２ｂの長手方向（図２の紙面表裏方向）の両端部分には、連通部（後述する上流側連通部２２ｅおよび下流側連通部２２ｆ）が設けられており、第１スパイラル４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部２２ｂに設けた一方の連通部から第２スパイラル４４に搬送され、現像剤が第１搬送室２２ｃ内と第２搬送室２２ｄ内とを循環する。そして、第２スパイラル４４から磁気ローラー２１に現像剤が供給される。

磁気ローラー２１は、ローラー軸２１ａと磁極部材Ｍ及び非磁性材からなる非磁性スリーブ２１ｂを備え、攪拌搬送部材４２により供給された現像剤を担持し、担持した現像剤からトナーのみを現像ローラー２０に供給するものである。磁極部材Ｍは、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石が交互に配設され、ローラー軸２１ａに接着等により固着される。ローラー軸２１ａは、非磁性スリーブ２１ｂ内で、磁極部材Ｍと非磁性スリーブ２１ｂの間に所定の間隔を設けて、現像容器２２に回転不能に支持される。非磁性スリーブ２１ｂは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、現像ローラー２０と同方向（図２の時計回り方向）に回転し、また直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスを印加される。非磁性スリーブ２１ｂ表面において、帯電した現像剤は磁極部材Ｍの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制ブレード２４によって所定の高さに調節される。

非磁性スリーブ２１ｂが回転すると、磁気ブラシは、磁極部材Ｍによって非磁性スリーブ２１ｂ表面に担持されて搬送され、現像ローラー２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、非磁性スリーブ２１ｂに印加されたバイアスに応じて、現像ローラー２０に供給される。

現像ローラー２０は、固定軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。

固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。この固定軸２０ａには、現像スリーブ２０ｃが回転自在に保持され、更に、磁石よりなる磁極部材２０ｂが磁気ローラー２１と対向する位置に現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を設けて、接着等により固着される。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。

現像バイアスを印加された現像スリーブ２０ｃが図２の時計回り方向に回転すると、現像領域Ｄにおいて、現像バイアス電位と感光体ドラム１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃ表面に担持されたトナーが感光体ドラム１１に飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回転する感光体ドラム１１上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される。

次に、図３を用いて、現像装置の攪拌部について詳しく説明する。

現像容器２２には、前述のように、第１搬送室２２ｃと、第２搬送室２２ｄと、仕切り部２２ｂと、上流側連通部２２ｅと、下流側連通部２２ｆとが形成され、その他に、現像剤補給口２２ｇと、現像剤排出部２２ｈと、上流側壁部２２ｉと、下流側壁部２２ｊとが形成されている。なお、第１搬送室２２ｃにおいて、図３の左側を上流側、図３の右側を下流側とし、また、第２搬送室２２ｄにおいて、図３の右側を上流側、図３の左側を下流側とする。従って、連通部及び側壁部は、第２搬送室２２ｄを基準として、上流及び下流と呼称している。

仕切り部２２ｂは、現像容器２２の長手方向に延びて第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを並列させるように仕切っている。仕切り部２２ｂの長手方向の右側端部は、上流側壁部２２ｉの内壁部とともに上流側連通部２２ｅを形成し、一方、仕切り部２２ｂの長手方向の左側端部は、下流側壁部２２ｊの内壁部とともに下流側連通部２２ｆを形成している。そして現像剤は、第１搬送室２２ｃ、上流側連通部２２ｅ、第２搬送室２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆ内を循環することが可能である。

現像剤補給口２２ｇは、現像容器２２の上部に設けられた現像剤補給容器（図略）から新たなトナー及びキャリアを現像容器２２内に補給するための開口であり、第１搬送室２２ｃの上流側（図３の左側）の上部に形成される。

現像剤排出部２２ｈは、現像剤の補給によって、第１及び第２搬送室２２ｃ、２２ｄ内で余剰となった現像剤を排出するための部分であり、第２搬送室２２ｄの下流側で第２搬送室２２ｄの長手方向に連続して円筒状に設けられるパイプ状搬送路である。

第１搬送室２２ｃ内には第１スパイラル４３が配設され、第２搬送室２２ｄ内には第２スパイラル４４が配設されている。

第１スパイラル４３は、回転軸４３ｂと、回転軸４３ｂに一体に設けられ、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第１螺旋羽根４３ａとを有する。また、第１螺旋羽根４３ａは、第１搬送室２２ｃの長手方向の両端部側まで延び、上流側及び下流側連通部２２ｅ、２２ｆにも対向して設けられている。回転軸４３ｂは現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。

第２スパイラル４４は、回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂに一体に設けられ、回転軸４４ｂの軸方向に第１螺旋羽根４３ａと同じピッチで第１螺旋羽根４３ａとは逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成される第２螺旋羽根４４ａとを有する。また、第２螺旋羽根４４ａは、磁気ローラー２１の軸方向長さ以上の長さを有し、更に、上流側連通部２２ｅに対向する位置まで延びて設けられている。回転軸４４ｂは、回転軸４３ｂと平行に配置され、現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。

また、回転軸４４ｂには、第２螺旋羽根４４ａとともに、減速搬送部５１、規制部５２及び排出羽根５３が一体に配設されている。

減速搬送部５１は、第２螺旋羽根４４ａと同方向を向く羽根で螺旋状に形成されている。減速搬送部５１を構成する螺旋羽根は、第２螺旋羽根４４ａの外径と同じサイズで第２螺旋羽根４４ａのピッチより小さく設定されている。減速搬送部５１の羽根ピッチは第２螺旋羽根４４ａのピッチの１／６〜１／３となっており、これらの螺旋羽根が下流側連通部２２ｆの長手方向の開口に対向している。なお、減速搬送部５１の螺旋羽根は下流側連通部２２ｆの開口の全幅に対向しなくともよいが、この場合には、規制部５２側の羽根が下流側連通部２２ｆの開口に対向しているのがよい。

規制部５２は、第２搬送室２２ｄ内で下流側に搬送された現像剤を塞き止め、且つ、所定量以上になった現像剤を現像剤排出部２２ｈに搬送することを可能にするものである。規制部５２は、回転軸４４ｂに設けられる螺旋羽根からなり、第２螺旋羽根４４ａと逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成され、且つ、第２螺旋羽根４４ａの外径と略同じで第２螺旋羽根４４ａのピッチより小さく設定されている。また、規制部５２は、下流側壁部２２ｊ等の現像容器２２の内壁部と規制部５２の外周部において所定量の隙間を形成している。この隙間から余剰の現像剤が排出されることになる。

回転軸４４ｂは現像剤排出部２２ｈ内まで延びている。現像剤排出部２２ｈ内の回転軸４４ｂには排出羽根５３が設けられている。排出羽根５３は、第２螺旋羽根４４ａと同じ方向を向く螺旋状の羽根からなるが、第２螺旋羽根４４ａよりピッチが小さく、また羽根の外周が小さくなっている。従って、回転軸４４ｂが回転すると、排出羽根５３も回転し、規制部５２を乗り越えて現像剤排出部２２ｈ内に搬送された余剰現像剤は、図３の左側に送られて、現像容器２２外に排出されるようになっている。なお、排出羽根５３、規制部５２、及び第２螺旋羽根４４ａは合成樹脂によって回転軸４４ｂと一体に成型される。

また、現像剤排出部２２ｈの外周面下部には、回収容器（図示せず）まで現像剤を搬送する搬送パイプ（図示せず）に連通する排出口（現像剤排出口）６５（図４参照）が形成されており、現像剤排出部２２ｈの外周面には排出口６５を開閉するシャッター（開閉部材）７０が装着されている。

現像容器２２の外壁には、歯車６１〜６４が配設されている。歯車６１、６２は回転軸４３ｂに固着され、歯車６４は回転軸４４ｂに固着され、歯車６３は現像容器２２に回転可能に保持されて、歯車６２、６４に噛合している。

図３および図４に示すように、第２スパイラル４４には現像剤搬送方向（図４の白矢印方向）に対し規制部５２の上流側直近において下流側連通部２２ｆに対向するように減速搬送部５１が設けられている。

この構成によって、回転軸４４ｂが回転すると、第２螺旋羽根４４ａによって、第２搬送室２２ｄ内で現像剤が比較的に速く搬送されるが、減速搬送部５１の羽根ピッチが第２螺旋羽根４４ａのピッチより小さいので、減速搬送部５１が設けられている第２搬送室２２ｄ内では、第２螺旋羽根４４ａよりも現像剤の搬送速度が低下することになる。

従って、新たに現像剤を補給していない現像時には、モーター等の駆動源によって、歯車６１が回転すると、回転軸４３ｂとともに第１螺旋羽根４３ａが回転し、第１螺旋羽根４３ａによって、現像剤は、第１搬送室２２ｃ内を矢印Ｑ方向に搬送され、その後、上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送される。更に、回転軸４３ｂと連動する回転軸４４ｂとともに第２螺旋羽根４４ａが回転すると、第２螺旋羽根４４ａによって、現像剤は、第２搬送室２２ｄ内を矢印Ｒ方向に搬送され、減速搬送部５１に搬送される。

第１及び第２螺旋羽根４３ａ、４４ａの回転によって、現像剤は比較的に速く搬送される。一方、減速搬送部５１近傍では、現像剤は比較的にゆっくりと搬送されることによって、現像剤が規制部５２に衝突しても、現像剤の跳ね上がりが抑えられて、規制部５２の外周部を乗り越えることがない。その結果、現像剤は、規制部５２を乗り越えることなく下流側連通部２２ｆを通って第１搬送室２２ｃに搬送される。

このように現像剤は、第１搬送室２２ｃから、上流側連通部２２ｅ、第２搬送室２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆへと循環しながら攪拌されて、攪拌された現像剤が磁気ローラー２１に供給される。

次に、現像剤補給口２２ｇから現像剤が補給される場合について説明する。現像によってトナーが消費されると、現像剤補給口２２ｇから第１搬送室２２ｃ内にキャリアを含む現像剤が補給される。

補給された現像剤は、現像時と同様に、第１螺旋羽根４３ａによって、第１搬送室２２ｃ内を矢印Ｑ方向に搬送され、その後、上流側連通部２２ｅを通って第２搬送室２２ｄ内に搬送される。更に、第２螺旋羽根４４ａによって、現像剤は、第２搬送室２２ｄ内を矢印Ｒ方向に搬送され、減速搬送部５１に搬送される。回転軸４４ｂの回転にともなって規制部５２が回転すると、規制部５２によって、第２螺旋羽根４４ａによる現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与される。減速搬送部５１において搬送速度が減速された現像剤は、規制部５２の上流側に位置する減速搬送部５１近傍で塞き止められて嵩高となり、余剰の現像剤（現像剤補給口２２ｇから補給された現像剤より少量）が規制部５２を乗り越えて現像剤排出部２２ｈを介して現像容器２２外に排出される。

また、第２搬送室２２ｄ内には現像剤搬送方向（図４の白矢印方向）に対し減速搬送部５１の上流側に隣接してトナー濃度検知センサー８１が配置されている。なお、図４では第２スパイラル４４がトナー濃度検知センサー８１の手前側に位置するため、トナー濃度検知センサー８１を破線で表示している。

トナー濃度検知センサー８１としては、現像容器２２内における現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。トナー濃度検知センサー８１により現像剤の透磁率が検出されると、その検出結果に相当する電圧値を制御部（図示せず）に出力するよう構成されており、制御部によってトナー濃度検知センサー８１の出力値からトナー濃度が決定されるようになっている。

センサー出力値はトナー濃度に応じて変化し、トナー濃度が高くなるほど磁性キャリアに対するトナーの比率が高くなり、磁気を通さないトナーの割合が増加するため出力値が低くなる。一方、トナー濃度が低くなるほどキャリアに対するトナーの比率が低くなり、磁気を通すキャリアの割合が増加するため出力値が高くなる。

また、第２スパイラル４４には、トナー濃度検知センサー８１に対向する部分にスクレーパー８２が設けられている。スクレーパー８２は、例えば基材となる可撓性のフィルムに不織布を積層したものが用いられ、第２スパイラル４４の回転軸４４ｂに形成されたスクレーパー支持部（図示せず）に回転軸４４ｂに対し平行に貼り付けられている。回転軸４４ｂの回転に伴いスクレーパー８２が回転することで、トナー濃度検知センサー８１の検知面が摺擦されて清掃されるとともに、センサー配置部における現像剤の滞留が促進される。

シャッター７０は図４および図５に示すように、現像剤排出部２２ｈの中心軸（第２スパイラル４４の回転軸４４ｂの中心軸）を中心として周方向（Ｂ方向）に回動（または回転）可能に、現像剤排出部２２ｈに外挿される略円筒状の部材である。シャッター７０は図６および図７に示すように、現像剤排出部２２ｈの外周面に沿って摺動するとともに開口部７１ａが形成された円筒部７１を含んでいる。画像形成装置１の出荷時（または、画像形成装置１本体とは別に梱包された現像装置２の出荷時）には図６に示すように、開口部７１ａは水平方向を向くように配置されており、現像剤排出部２２ｈの排出口６５（図７参照）を閉じている。一方、現像時には図７に示すように、開口部７１ａが真下方向（下方）を向くように配置され、現像剤排出部２２ｈの排出口６５を開いている。なお、図６および図７は、現像装置２の排出口６５を下方から示した斜視図である。

図８に示すように、シャッター７０の円筒部７１の内周面には、内歯車が形成されている。図４および図８に示すように、第２スパイラル４４の回転軸４４ｂの排出口６５側端部には、シャッター７０の内歯車に係合する駆動ギア６６が固定されている。そして、現像装置２が駆動することにより第２スパイラル４４および駆動ギア６６が回転駆動し、これに連動してシャッター７０が駆動（回動）されて、現像剤排出部２２ｈの排出口６５が開かれる。なお、第２スパイラル４４および駆動ギア６６により、本発明の「駆動機構」が構成されている。

また、第２スパイラル４４および駆動ギア６６が回転駆動し、シャッター７０が図６に示した状態から図７に示した状態まで回転した際にそれ以上回転しないように構成されている。例えば、シャッター７０が図７に示した位置まで回転した際にシャッター７０の一部（後述する突起部７２等）が当接する当接部（図示せず）を現像容器２２に設けるとともに、シャッター７０にトルクリミッター（図示せず）を設ける。このように構成すれば、シャッター７０が図７に示した位置まで回転した際に、シャッター７０がそれ以上回転しないようにすることが可能であり、排出口６５を常時開放しておくことが可能である。

また、シャッター７０は、円筒部７１の外周面から突出する突起部７２を含んでいる。この突起部７２の近傍には、排出口６５の開閉を検知するための検知センサー８３が設けられている。検知センサー８３は画像形成装置１本体に固定されている。

検知センサー８３は、例えば光学式センサーであり、発光部８３ａと受光部８３ｂとを有する。検知センサー８３は、発光部３ａと受光部８３ｂとの間をシャッター７０の突起部７２が通過できるように形成されている。発光部８３ａと受光部８３ｂとの間に突起部７２が位置していない状態（図６の状態）では、発光部８３ａから出射した光Ｓは受光部８３ｂに届く。その一方、発光部８３ａと受光部８３ｂとの間に突起部７２が位置している状態（図７の状態）では、発光部８３ａから出射した光Ｓは突起部７２に遮られて受光部８３ｂに届かない。この検知センサー８３により、シャッター７０の回転角を検知することが可能であるので、排出口６５の開閉を検知することが可能である。例えば、本実施形態では、図６に示すように受光部８３ｂにより光Ｓが受光されることによって、排出口６５の閉状態が検知され、図７に示すように受光部８３ｂにより光Ｓが受光されないことによって、排出口６５の開状態が検知される。

検知センサー８３は、受光部８３ｂの検知結果に対応する電圧値を制御部（図示せず）に出力するように構成されている。そして、現像動作時に検知センサー８３により排出口６５が閉じていることが検知された場合、制御部は排出口６５が閉じていることをユーザーに対して警告するように構成されている。例えば、制御部には、ユーザーに対して警告を行うことが可能な警告部（図示せず）が電気的に接続されている。この警告部は、例えば、操作パネル等の表示部からなりユーザーに対して警告文を表示するように構成されていてもよいし、アラーム音発生器からなりユーザーに対して警告音を発するように構成されていてもよい。

次に、シャッター７０等の動作について説明する。図６に示すように、画像形成装置１の輸送時（出荷時）にはシャッター７０により排出口６５が閉じられている。このため、現像装置２を画像形成装置１本体に装着した状態で画像形成装置１を輸送しても、現像装置２内に充填された現像剤が輸送中の振動や衝撃によって排出口６５から漏出するおそれはない。このことは、画像形成装置１本体とは別に梱包された現像装置２を輸送（出荷）する場合も同じである。

画像形成装置１がユーザーの元へ搬入され、サービスマンによりセットアップ（初期設定）を行う際に、現像装置２が駆動を始めると、第２スパイラル４４が回転する。これにより、駆動ギア６６が回転し、シャッター７０が所定量回転する。そして、シャッター７０の開口部７１ａが真下方向（下方）を向くまで回転すると、排出口６５が開かれるとともに、突起部７２が当接部に当接してシャッター７０の回転が停止する。このとき、突起部７２が発光部８３ａと受光部８３ｂとの間に配置されることによって、検知センサー８３は排出口６５が開状態になったことを検知する。

また、排出口６５が開かれることにより、排出口６５と搬送パイプ（図示せず）とが連通して排出口６５からの現像剤の排出が可能となる。排出口６５から排出された現像剤は、搬送パイプ内を搬送されて回収容器（図示せず）内に貯留される。

本実施形態では、上記のように、現像容器２２内の余剰現像剤を排出するための排出口６５を開閉するシャッター７０を備えることによって、シャッター７０により排出口６５を閉じることができるので、輸送中の振動や衝撃等によって現像剤が排出口６５から漏出するのを抑制することができる。また、駆動機構（第２スパイラル４４および駆動ギア６６）は、攪拌搬送部材４２の駆動に連動してシャッター７０を駆動することにより、排出口６５を開く。これにより、排出口６５の開け忘れを防止することができるので、排出口６５付近で現像剤圧が上昇して現像剤を搬送する第２スパイラル４４がロックしてしまう（正常に動作しなくなる）のを防止することができる。

また、上記のように、第２スパイラル４４（撹拌搬送部材４２）が駆動機構を兼ねているので、シャッター７０を、攪拌搬送部材４２の駆動に連動するように容易に駆動させることができる。

また、上記のように、シャッター７０を現像剤排出部２２ｈの外周面に沿って摺動させることによって、排出口６５を容易に開くことができる。

また、上記のように、第２スパイラル４４（撹拌搬送部材４２）と、第２スパイラル４４の排出口６５側の部分に設けられる駆動ギア６６とにより駆動機構が構成されており、シャッター７０の内周面には、駆動ギア６６に係合する内歯車が形成されている。これにより、シャッター７０を、容易に、現像剤排出部２２ｈの中心軸を中心として現像剤排出部２２ｈの外周面に沿って摺動させることができる。

また、上記のように、排出口６５の開閉を検知する検知センサー８３を備える。これにより、駆動機構の故障等により排出口６５が閉状態になっている場合に、検知センサー８３により排出口６５の閉状態を検知することができる。このため、排出口６５付近で現像剤圧が上昇して現像剤を搬送する第２スパイラル４４がロックしてしまう（正常に動作しなくなる）のをより確実に防止することができる。

また、上記のように、現像動作時に検知センサー８３により排出口６５が閉じていることが検知された場合に、排出口６５が閉じていることをユーザーに対して警告する。これにより、排出口６５が閉じていることをユーザーに知らせることができる。そして、排出口６５が閉じた状態で現像動作が行われるのを防止することができるので、排出口６５付近で現像剤圧が上昇して現像剤を搬送する第２スパイラル４４がロックしてしまう（正常に動作しなくなる）のをより確実に防止することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、カラー複写機、ファクシミリ等の、現像剤排出口を開閉する開閉部材を含む現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。

また、上記実施形態では、シャッターが撹拌搬送部材および駆動ギアにより駆動される例について示したが、本発明はこれに限らず、シャッターは撹拌搬送部材や駆動ギア以外の駆動機構により駆動されてもよい。

また、上記実施形態では、シャッターがパイプ状搬送路の中心軸を中心としてパイプ状搬送路の外周面に沿って摺動する例について示したが、本発明はこれに限らず、シャッターはパイプ状搬送路の中心軸の延びる方向にパイプ状搬送路の外周面に沿って摺動してもよい。

また、上記実施形態では、シャッターが所定角度以上回転しないように、トルクリミッターを設けるとともに、現像容器に当接部を設ける例について示したが、本発明はこれに限らず、トルクリミッターや当接部を設けなくてもよい。この場合、シャッターは回転し続け、排出口（現像剤排出口）は開状態と閉状態とを繰り返すことになるが、現像剤排出口付近で現像剤圧が所定値以上に上昇するのを抑制することが可能である。

また、上記実施形態では、図６に示したように排出口が閉状態である場合に受光部により光が受光され、図７に示したように排出口が開状態である場合に受光部により光が受光されない例について示したが、本発明はこれに限らない。突起部または検知センサーの位置を変更して、排出口が閉状態である場合に受光部により光が受光されず、排出口が開状態である場合に受光部により光が受光されるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、検知センサーが光学式センサーである例について示したが、本発明はこれに限らず、検知センサーは例えば透磁率センサーであってもよい。この場合、突起部を磁性体で形成してもよい。また、シャッターの円筒部の側面を磁性体と非磁性体とで形成し、透磁率センサーをシャッターの円筒部の側面に向けて配置してもよい。この場合、透磁率センサーの出力から、シャッターの回転角を検知することが可能である。

また、上記実施形態では、排出口（現像剤排出口）の開閉を検知するために検知センサーを設けた例について示したが、検知センサーを設けなくてもよい。

また、上記実施形態では、排出口を開放だけするように、駆動機構やシャッターを構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、排出口を再度閉じることが可能なように、駆動機構やシャッターを構成してもよい。このように構成すれば、現像装置の交換時や、画像形成装置の設置場所を移動する時などに、排出口から現像剤が漏出するのを防止することができる。なおこの場合、例えば操作パネル等に排出口閉鎖ボタンや画像形成装置搬送ボタン等を設けておく。そして、これらのボタンをユーザーが押すことによって、駆動機構およびシャッターを逆回転させ、排出口を再度閉じるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、撹拌搬送部材の駆動に連動して開閉部材を駆動するように、駆動機構を構成した例について示したが、現像剤担持体の駆動に連動して開閉部材を駆動するように、駆動機構を構成してもよい。

また、排出口の周縁部において、現像剤排出部の外周面とシャッターの内周面との間にシール部材を配置してもよい。この場合、現像剤排出部とシャッターとの隙間からの現像剤の漏出を防止することが可能である。

１ 画像形成装置
２、２ａ〜２ｄ 現像装置
１１、１１ａ〜１１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２０ 現像ローラー（現像剤担持体）
２２ 現像容器
２２ｈ 現像剤排出部（パイプ状搬送路）
４２ 撹拌搬送部材
６５ 排出口（現像剤排出口）
６６ 駆動ギア
７０ シャッター（開閉部材）
８３ 検知センサー

Claims (8)

1. キャリアおよびトナーを含む現像剤を収容する現像容器と、
   静電潜像が形成される像担持体に対向配置されるとともに、前記現像容器に回転可能に支持され、表面に前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像容器内の前記現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送部材と、
   前記現像容器内の余剰現像剤を排出するための現像剤排出口を開閉する開閉部材と、
   前記開閉部材を駆動する駆動機構と、
   を備え、
   前記現像容器には、前記現像剤を搬送するとともに外周面に前記現像剤排出口が形成されたパイプ状搬送路が設けられており、
   前記開閉部材は、前記パイプ状搬送路の中心軸を中心として前記パイプ状搬送路の外周面に沿って摺動し、
   前記駆動機構は、前記現像剤担持体または前記撹拌搬送部材の駆動に連動して前記開閉部材を駆動することにより、前記現像剤排出口を開き、
   前記現像容器は、前記開閉部材が前記現像剤排出口を開放する位置まで回転した際に前記開閉部材の一部に当接する当接部を有し、
   前記開閉部材は、前記開閉部材が前記現像剤排出口を開放する位置まで回転した際に前記開閉部材がそれ以上回転しないようにするためのトルクリミッターを有することを特徴とする現像装置。
2. 前記撹拌搬送部材は、前記駆動機構を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記撹拌搬送部材の前記現像剤排出口側の部分には駆動ギアが設けられており、
   前記撹拌搬送部材および前記駆動ギアにより前記駆動機構が構成されており、
   前記開閉部材の内周面には、前記駆動ギアに係合する内歯車が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤排出口の開閉を検知する検知センサーを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記検知センサーは、光学式センサーであることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記開閉部材の少なくとも一部は、磁性体により形成されており、
   前記検知センサーは、透磁率センサーであることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
8. 前記現像剤排出口の開閉を検知する検知センサーを備え、
   現像動作時に前記検知センサーにより前記現像剤排出口が閉じていることが検知された場合に、前記現像剤排出口が閉じていることをユーザーに対して警告することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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