JP2009031596A - 現像装置、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 現像装置4は、供給スクリュ8の回転速度を複数種の設定に制御するスクリュ回転速度制御手段であるコントロールボード88を画像形成装置である複写機500に有し、コントロールボード88がソレノイド98を制御して、排出開口部である現像剤排出口94を備えた排出開口部材135の高さを調節することによって、供給スクリュ8の回転速度に応じて現像剤排出口94の高さを調節する。
【選択図】 図1
Description
図12は、現像剤の剤面の高さ(以下、「現像剤面高さ」と呼ぶ)と、跳ね上げられた現像剤が到達する高さ(以下、「跳ね上げ到達高さ」と呼ぶ)との関係を示すグラフである。図12から、現像剤面高さが高い方が跳ね上げ到達高さが高くなることが分かる。
図13(a)に示すように、供給搬送路9内の現像剤Tの現像剤面Tfが低い場合、供給スクリュ8に付着した現像剤は現像剤排出口94の方向に跳ね上げられるまでに自重で供給スクリュ8の回転軸の方向に移動する。このため、図13(a)中の矢印で示すように、現像剤が供給スクリュ8によって跳ね上げられる腕の長さが短くなり、高く跳ね上げることができない。
一方、図13(b)に示すように、現像剤面Tfが高い場合は、供給スクリュ8に付着した現像剤は落ちる間もなく跳ね上げられる。このため、図13(b)中の矢印で示すように現像剤が供給スクリュ8によって跳ね上げられる腕の長さが長くなり、高く跳ね上げることができる。
このように設定することにより、プレミックス現像剤が供給されて現像剤Tが増加した場合、図13(b)の状態となり、跳ね上げられた現像剤は現像剤排出口94に到達し、増加した分の現像剤Tが現像剤排出口94から排出される。これにより、現像装置内の現像剤中のキャリアを少しずつ新たなものに交換していくことができる。
一方、現像剤量が増加せず、図13(a)のように必要量のみの現像剤量である状態では、跳ね上げられた現像剤は現像剤排出口94に到達しないため、供給スクリュ8の跳ね上げで必要な現像剤まで排出されることを防止できる。
図14は、現像剤面高さが一定である場合の、供給スクリュ8の回転数と跳ね上げ到達高さとの関係を示すグラフである。図14に示すように、供給スクリュ8の回転数が高いほど跳ね上げ到達高さは高くなり、供給スクリュ8の回転数が少ないほど跳ね上げ到達高さは低くなる。これは、供給スクリュ8によって跳ね上げられる初速が速い方が高く跳ね上げられるためと思われる。
このときには、現像装置の供給スクリュ8の回転数も少なくする。このような現像装置で、通常時の供給スクリュ8の回転速度に合せて現像剤排出口94の位置等を設定すると、次のような不具合が生じる。すなわち、画像形成の速度を遅くした場合に供給スクリュ8によって跳ね上げられた現像剤が現像剤排出口94に到達しない、または、到達しても通常時よりも到達量が少なくなる。この場合、現像装置内の現像剤量が増加して、必要量を越えて過剰な現像剤が存在しても増加した分の現像剤が排出されないという不具合が生じる。現像装置内に過剰な量の現像剤が存在すると、供給搬送路内の現像剤量が増加し、過剰な現像剤が現像スリーブ上を連れ回って濃度ムラを引き起こしたり、現像剤が現像装置のケーシングから溢れ出て装置内に飛散したりする。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記排出下端高さ調節手段は、上記供給スクリュの回転速度に応じて上記排出開口部の位置の高さを調節する開口位置高さ調節手段であることを特徴する現像装置。
また、請求項3の発明は、請求項2の現像装置において、上記供給搬送路を形成するケーシングは上記排出開口部を設ける位置に該排出開口部よりも大きな開口部であるケーシング開口部を備え、遮蔽部材に該排出開口部を設けた形状で、該ケーシング開口部と対向する位置に上下方向に移動可能となるように配置され、該排出開口部と対向する領域以外の該ケーシング開口部を遮蔽する排出開口部材を備え、上記開口位置高さ調節手段として、該排出開口部材を上下方向に移動させる排出開口部材昇降手段と、上記スクリュ回転速度制御手段による供給スクリュの回転速度の設定に基づいて該排出開口部材昇降手段を制御する排出開口部材昇降制御手段とを備えることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1の現像装置において、上記排出下端高さ調節手段は、上記供給スクリュの回転速度に応じて上記排出開口部の現像剤が通過可能な実質開口幅の下端を調節する実質開口幅下端調節手段であることを特徴する現像装置。
また、請求項5の発明は、請求項4の現像装置において、上記実質開口幅下端調節手段として、上記供給搬送路内の現像剤搬送方向について上記排出開口部と同位置の上記供給スクリュの上記羽部よりも外周側に上記回転軸の軸線を中心に回転可能に配置され、回転することによって該供給スクリュと該排出開口部との間の空間の一部を遮るシャッター部材と、該供給スクリュの回転方向の力を該シャッター部材に伝達するスクリュ回転力伝達手段と、該シャッター部材が該供給スクリュの回転方向とは逆方向に回転するように付勢するシャッター付勢部材とを有し、該スクリュ回転力伝達手段は該供給スクリュの回転速度が速いほど該シャッター部材を供給スクリュの回転方向に回転させる力が強まるものであり、該スクリュ回転力伝達手段の該シャッター部材を回転させる力が該シャッター付勢部材の該シャッター部材を付勢する力よりも大きくなると、該シャッター部材が該供給スクリュの回転方向に回転して該シャッター部材が該排出開口部の下部と該供給スクリュとの間の空間を遮ることで上記実質開口幅を狭め、該スクリュ回転力伝達手段の該シャッター部材を回転させる力が該シャッター付勢部材の該シャッター部材を付勢する力よりも小さくなると、該供給スクリュの回転方向に回転した該シャッター部材が該シャッター付勢部材の付勢により該供給スクリュの回転方向とは逆方向に回転して、該排出開口部の下部と該供給スクリュとの間の空間の該シャッター部材によって遮られた部分を開放することにより該実質開口幅を広めることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の現像装置において、上記スクリュ回転力伝達手段は、上記シャッター部材に設けられツバ部と、上記供給スクリュの回転によって回転して該ツバ部を押圧する現像剤とからなり、該ツバ部は、上記供給スクリュの上記羽部よりも外周側の上記供給搬送路内の現像剤と常に接触する位置に配置され、該供給スクリュが回転することによって回転する現像剤から該供給スクリュの回転方向に押圧され、シャッター部材に該供給スクリュの回転方向の力を伝達することを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項5の現像装置において、上記スクリュ回転力伝達手段は、上記回転軸の軸線方向について上記シャッター部材の両端に設けられた円筒状のガイド部材と、該ガイド部材の内周面を摺擦する摺擦部材とからなり、該摺擦部材は、上記供給スクリュに付勢部材を介して取り付けられ、該供給スクリュの回転による遠心力によって該供給スクリュの外周方向に飛び出し、その先端が該ガイド部材の内周面に接触して摺擦することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1、2、3、4、5、6または7の現像装置において、上記排出開口部の下端が上記供給スクリュの上端よりも高い位置となるように上記排出開口部を設けることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7または8に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
図2は、本実施形態に係る複写機500の概略構成図である。複写機500はプリンタ部100、これを載せる給紙装置200、プリンタ部100の上に固定されたスキャナ300などを備えている。また、このスキャナ300の上に固定された原稿自動搬送装置400なども備えている。
帯電手段たる帯電装置によって、感光体1Yの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体1Yの表面には、光書込ユニット21によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部(露光部)の電位が減衰する。この減衰により、感光体1Y表面にY用の静電潜像が形成される。形成されたY用の静電潜像は現像手段たる現像装置4Yによって現像されてYトナー像となる。
Y用の感光体1Y上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルト110に一次転写される。一次転写後の感光体1Yの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Y用のプロセスカートリッジ18Yにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体1Yは、除電器によって除電される。そして、帯電装置によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ18M,C,Kについても同様である。
中間転写ユニット17は、中間転写ベルト110やベルトクリーニング装置90などを有している。また、張架ローラ14、駆動ローラ15、二次転写バックアップローラ16、4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kなども有している。
中間転写ベルト110は、張架ローラ14を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ15の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kは、それぞれ中間転写ベルト110の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト110をその内周面側から感光体1Y,M,C,Kに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体1と一次転写バイアスローラ62との間に一次転写電界が形成される。
Y用の感光体1Y上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト110上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体1M,C,K上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト110上には多重トナー像たる4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト110の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ15との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置90によってクリーニングされる。
中間転写ユニット17の図中下方には、2本の張架ローラ23によって紙搬送ベルト24を張架している二次転写装置22が配設されている。紙搬送ベルト24は、少なくとも何れか一方の張架ローラ23の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。2本の張架ローラ23のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット17の二次転写バックアップローラ16との間に、中間転写ベルト110及び紙搬送ベルト24を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット17の中間転写ベルト110と、二次転写装置22の紙搬送ベルト24とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ23には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット17の中間転写ベルト110上の4色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ23側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対49によって中間転写ベルト110上の4色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた4色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ23に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
図1に示すように感光体1は図中矢印G方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体1の表面は露光装置である光書込ユニット21から照射されたレーザ光によって静電潜像を形成される。静電潜像を形成された感光体1の表面上の静電潜像に現像装置4からトナーを供給され、トナー像を形成する。
現像ローラ5の供給スクリュ8との対向部から表面移動方向下流側の現像ローラ5と対向する位置には、現像ローラ5に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ12を備えている。
現像ローラ5の感光体1との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ8と同方向に搬送する回収搬送部材としての回収スクリュ6を備えている。供給スクリュ8を備えた供給搬送路9は現像ローラ5の横方向に、回収スクリュ6を備えた現像剤回収搬送路としての回収搬送路7は現像ローラ5の下方に並設されている。
供給搬送路9と攪拌搬送路10とは仕切り部材としての第一仕切り壁133によって仕切られている。第一仕切り壁133の供給搬送路9と攪拌搬送路10とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路9と攪拌搬送路10とが連通している。
なお、供給搬送路9と回収搬送路7とも第一仕切り壁133によって仕切られているが、第一仕切り壁133の供給搬送路9と回収搬送路7とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路10と回収搬送路7との2つの搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁134によって仕切られている。第二仕切り壁134は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路10と回収搬送路7とが連通している。
現像剤搬送部材である供給スクリュ8、回収スクリュ6及び攪拌スクリュ11は樹脂もしくは金属のスクリュからなっている。各スクリュのスクリュ径、スクリュピッチ幅、羽部の条数等は、すべてのスクリュで共通のものを用いてもよいし、各スクリュで異なるものを用いてもよい。
現像後の現像剤は回収搬送路7にて回収を行い、図1中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第二仕切り壁134の開口部で、攪拌搬送路10へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路10における現像剤搬送方向上流側の第二仕切り壁134の開口部の付近で攪拌搬送路10の上側に設けられたトナー補給口95から攪拌搬送路10にトナーが補給される。
図3は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置4の斜視断面図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
また、図4は、現像装置4内の現像剤の流れの模式図であり、図3と同様、図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
現像ローラ5から回収搬送路7に送られ、回収スクリュ6によって回収搬送路7の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第二仕切り壁134の回収開口部93より攪拌搬送路10に供給される(図4中矢印F)。
そして、攪拌搬送路10は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ11の搬送方向下流側であり、供給スクリュ8の搬送方向上流側に搬送し、第一仕切り壁133の供給開口部91より供給搬送路9に供給される(図4中矢印D)。
攪拌搬送路10では攪拌スクリュ11によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路9の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路10の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。
このような現像剤の移動は、現像剤に対してストレスを与えることになり、現像剤の寿命低下の一因となる。
このような、現像剤を下方から上方に持ち上げる際に現像剤にストレスがかかり現像剤中のキャリアの膜削れやトナーのスペント化がその個所で発生し、それに伴い画像品質の安定性が保たれなくなってしまう。
よって、矢印Dで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することで現像剤の長寿命化を図ることが出来る。現像剤の長寿命化を図ることにより、現像剤の劣化を防止して常に画像濃度ムラの無い画像品質の安定した現像装置を提供することができる。
図5に示すように、トナーを補給するトナー補給口95を攪拌スクリュ11が配置された攪拌搬送路10の搬送方向上流端部の上方に設けている。
また、トナー補給口95としては、攪拌搬送路10の搬送方向上流端部の上方に限らず、回収搬送路7の下流端部の上方に設けても良い。
さらに、回収搬送路7から攪拌搬送路10へ現像剤の受渡しを行う箇所である回収開口部93の真上にトナー補給口95を設けるようにしても良い。さらに、受渡し部である回収開口部93では現像剤が混ざりやすいため、この位置で補給を行うことによりより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
現像剤補給手段である不図示のトナー補給制御装置は、不図示のトナー収容部内のトナーをトナー補給口95から現像装置4に補給する。本実施形態の現像装置4では現像装置4のトナー補給口95からトナーとキャリアとを含む現像剤が補給される。以降、現像装置4に補給されるトナーとキャリアとが混合された現像剤をプレミックストナーと称する。なお、プレミックストナーを補給するものに限らず、キャリアとトナーとを別々に現像装置4に補給するものであっても良い。
また、供給搬送路9には、プレミックストナーなどの補給により現像装置4内の現像剤量が必要以上に多くなった場合に現像装置4の外部へ供給搬送路9内の現像剤の一部を排出する現像剤排出口94と、現像剤排出口94から排出された現像剤を現像装置4の外部に搬送する排出搬送スクリュ2aを備えた排出搬送路2とを有する。排出搬送路2は、供給搬送路9の搬送方向下流側で詳細は後述する排出開口部材135を挟んで供給搬送路9と隣り合うように配置され、現像剤排出口94は供給搬送路9と排出搬送路2とを連通するように排出開口部材135に設けられた開口である。
なお、本実施形態においては、現像剤排出口94として現像剤の搬送方向後端から39[mm]の幅で開口させているが、これに限るものではなく後述するような跳ね上げられた現像剤を排出搬送路2へ排出できるように開口させれば良い。
このように、現像装置4では、プレミックストナーの補給により、現像装置4内の現像剤量が必要以上に多くなった場合に現像装置4の外部へ供給搬送路9内の現像剤の一部を排出する。これにより、キャリアの交換作業を行うことなく、現像装置4内の現像剤を徐々に入れ替えることができるため、メンテナンスの簡略化を図ることができる。
本実施形態の現像装置4では、現像剤排出口94を供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に備えている。
なお、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍とは、例えば、供給搬送路9から攪拌搬送路10へと現像剤が受け渡される現像剤受渡し部と供給搬送路9の搬送方向で同位置となる箇所である。
特に本実施形態の現像装置4のように現像ローラ5に供給した現像剤を供給搬送路9へ戻さず、回収搬送路7へ回収するものでは、現像剤量は供給搬送路9の下流に行くにしたがって減少していく。このため、現像剤がたまっている下方からくみ上げて現像ローラ5に供給するもののほうが現像剤の供給性の面では優れている。
現像剤補給手段である不図示のトナー補給制御装置は、不図示のトナー収容部内のプレミックストナーをトナー補給口95から現像装置4に補給する。
本実施形態の現像装置4では、供給搬送路9の搬送方向下流端に到達した余剰現像剤を供給搬送路9の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路は攪拌搬送路10である。また、循環搬送路である攪拌搬送路10内の現像剤に対して搬送力を付与する循環搬送部材は攪拌スクリュ11である。さらに、供給搬送路9の搬送方向下流端近傍に設けられ、通過した現像剤が循環搬送路である攪拌搬送路10に受け渡される循環開口部は余剰開口部92である。また、現像装置4は、通過した現像剤が現像装置4の装置外に排出される排出開口部としての現像剤排出口94を供給搬送路9に備える。現像剤排出口94を通過した現像剤は排出搬送路2に受け渡され、排出搬送部材である排出搬送スクリュ2aが回転することによって現像装置4の装置外に搬送され、現像装置4からの排出がなされる。
また、不図示のトナー補給装置によるプレミックストナーの補給は、Pセンサや濃度センサの検出結果に基づいてコントロールボード88がトナー補給装置のトナークラッチを制御することにより、補給量の制御がなされる。
現像装置4は、供給スクリュ8の回転速度を複数種の設定に制御するスクリュ回転速度制御手段としてのコントロールボード88を、3つの現像剤搬送路を形成するケーシングの外部に備えている。コントロールボード88によってメインモータ89の駆動速度を制御することにより、作像時の感光体1、現像ローラ5及び各現像剤搬送スクリュ等の回転速度が決定される。また、図14を用いて説明したように供給スクリュ8が現像剤を跳ね上げる高さは、供給スクリュ8の回転速度が速いほど高くなり、回転速度が遅いほど低くなる。
このように、調節することによって供給スクリュ8の跳ね上げによって排出される現像剤の排出量は、現像装置4内の現像剤量の増加量が同じであれば、略一定とすることができる。すなわち、作像速度が異なっていても形成する画像の画像面積率が同じであれば、枚数当りの現像剤の排出量をほぼ同じとすることができる。これにより、現像装置4内の現像剤が必要量よりも少なくなって画像が欠けることを防止することが出来る。さらに、逆に現像剤量が多くなりすぎて現像ローラ5上を連れ回って濃度ムラを引き起こしたり、現像剤が現像装置4から溢れ出て複写機500の装置内に飛散したりすることなく、安定した画像出力を維持できる。
現像装置4の排出下端高さ調節手段は、供給スクリュ8の回転速度に応じて現像剤排出口94の位置の高さを調節する開口位置高さ調節手段である。
図1に示すように、現像装置4の供給搬送路9を形成するケーシングは、現像剤排出口94を設ける位置に現像剤排出口よりも大きな開口部であるケーシング開口部97を設けている。また、遮蔽部材に現像剤排出口94を設けた形状の排出開口部材135が、ケーシング開口部97と対向する位置に配置されている。この排出開口部材135は、現像剤排出口94と対向する領域以外のケーシング開口部97を遮蔽し、現像剤排出口94とケーシング開口部97とが対向する領域のみで現像剤が通過可能とする。また、この排出開口部材135は図1中の矢印A及び矢印Bで示すように上下方向に移動可能となっている。そして、排出開口部材135を上下に移動させる排出開口部材昇降手段としてのソレノイド98とスプリング99とを備え、排出開口部材昇降制御手段としてのコントロールボード88がソレノイド98を制御する。
このメインモータ89の作像スピードに基づいて、供給スクリュ8の回転速度が速くなる場合は、ソレノイド98を駆動させずに、排出開口部材135が図1中矢印A方向の高い位置となるように設定する。一方、供給スクリュ8の回転速度が遅くなる場合は、ソレノイド98を駆動させて、排出開口部材135を下方に引いて、排出開口部材135が図1中矢印B方向の低い位置となるように設定する。
これにより、供給スクリュ8の回転速度が速い場合は、現像剤排出口94の高さを高くし、現像剤排出口94における現像剤を排出する下端部を高くすることができる。また、供給スクリュ8の回転速度が遅い場合には、現像剤排出口94の高さを低くし、現像剤排出口94における現像剤を排出する下端部を低くすることができる。
なお、現像剤排出口94の下端の高さが供給スクリュ8の羽部の上端の高さよりも常に高くなるように設定することにより、供給スクリュ8の羽根による現像剤の跳ね上げによって常に微量の剤が排出され続けることを抑制することができる。
上述の実施形態では、現像剤排出口94の位置の高さを調節することで、現像剤排出口94における現像剤を排出する下端部の高さを調節するものである。以下、変形例1として現像剤排出口94の位置は変更せずに、現像剤排出口94の現像剤が通過可能な実質開口幅の下端を調節する構成について説明する。
図7及び図8に示すように、シャッター部材70はシャッター支持部材72に固定されており、図9に示すように、シャッター支持部材72はシャッター軸受81を介して供給スクリュ8の回転軸8aと接続されている。これにより、図7及び図8に示すように、シャッター部材70は、供給搬送路9内の現像剤搬送方向について現像剤排出口94と同位置の供給スクリュ8の羽部8bよりも外周側に回転軸8aの軸線8rを中心に回転可能に配置されている。また、シャッター部材70は回転することによって供給スクリュ8と現像剤排出口94との間の空間の一部をシャッター部71で遮る。
なお、シャッター軸受81は、回転部分にトナー等が入らないようにシールされた軸受である。また、供給スクリュ8の回転軸8aはシャッター軸受部81を設けた位置よりも軸線方向外側で、スクリュ軸受82を介して現像装置4の側板4cに対して位置決めが成されている。
また、シャッター付勢スプリング75は、シャッター部材70が供給スクリュ8の回転方向とは逆方向に回転するように付勢するものである。
一方、供給スクリュ8の回転速度が遅くなると、スクリュ回転力伝達手段のシャッター部材70を回転させる力がシャッター付勢スプリング75のシャッター部材70を付勢する力よりも小さくなる。この場合は、供給スクリュ8の回転方向に回転したシャッター部材70がシャッター付勢スプリング75の付勢により供給スクリュ8の回転方向とは逆方向に回転する。そして、現像剤排出口94の下部と供給スクリュ8との間の空間のシャッター部71によって遮られた部分を開放することにより実質開口幅を広める。
このように、変形例1の現像装置4では、供給スクリュ8の回転速度に応じて、実質開口幅を調節することができる。
図10は、供給スクリュ8の回転速度の違いにより、シャッター部71の位置の変化を説明する模式図である。図10(a)は、供給スクリュ8の回転速度が比較的速い場合(通常の用紙に画像形成するときの回転速度)の模式図であり、図10(b)は供給スクリュ8の回転速度が比較的遅い場合(厚紙に画像形成するときの回転速度)の模式図である。
図10(a)に示すように、現像剤排出口94の下部と供給スクリュ8との間の空間がシャッター部71によって遮られると、現像剤排出口94のうち供給スクリュ8との間が遮られていない実質開口幅Wからのみ現像剤を排出できる。よって、通常の用紙の作像スピードのときの供給スクリュ8の回転速度では、実質開口幅Wが狭くなるため、供給スクリュ8の回転による現像剤の跳ね上げ量が多い割に現像剤の排出量は少なくなる。
そして、図10(a)の状態で有れば、供給搬送路9内の現像剤量が多く現像剤Tの現像剤面Tfが高い場合は、供給スクリュ8によって跳ね上げられた現像剤は、実質開口幅Wから排出される。一方、供給搬送路9内の現像剤量が少なく、現像剤Tの現像剤面Tfが低い場合は、現像剤が供給スクリュ8によって跳ね上げられてもシャッター部71に当って排出されない。
図10(b)の状態では、シャッター部71がRの位置に退避しているため、実質排出開口幅Wは現像剤排出口94全体となる。よって、厚紙の作像スピードのときの供給スクリュ8の回転速度では、実質開口幅Wが広くなるため、供給スクリュ8の回転による現像剤の跳ね上げ量が少ない割に現像剤の排出量は多くなる。これにより、供給搬送路9内の現像剤量が多く現像剤Tの現像剤面Tfが高い場合は、供給スクリュ8によって跳ね上げられた現像剤は、供給スクリュ8の回転速度が速いときよりも跳ね上げ到達高さが低くても実質開口幅Wから排出される。一方、供給搬送路9内の現像剤量が少なく、現像剤Tの現像剤面Tfが低い場合は、供給スクリュ8によって跳ね上げられた現像剤は現像剤排出口94の下端部まで到達できず、排出されない。
よって、変形例1の現像装置4では、供給スクリュ8の回転速度が速い場合でも現像装置4内の現像剤の必要量を維持することができ、回転速度が遅い場合に現像装置4内の現像剤量が過剰となることを防止することができる。このため、現像装置4内の現像剤量を一定の範囲内に保った状態で装置内の現像剤を交換することができる。
次に、変形例2として、変形例1とは異なる機構によって、現像剤排出口94の位置は変更せずに、現像剤排出口94の現像剤が通過可能な実質開口幅の下端を調節する構成について説明する。
図11に示すように、シャッター部材70変形例1と同様にはシャッター支持部材72に固定されている。また、シャッター支持部材72と供給スクリュ8との接続は、変形例1と同様であり、図9に示すように、シャッター支持部材72はシャッター軸受81を介して供給スクリュ8の回転軸8aと接続されている。これにより、シャッター部材70は、供給搬送路9内の現像剤搬送方向について現像剤排出口94と同位置の供給スクリュ8の羽部8bよりも外周側に回転軸8aの軸線8rを中心に回転可能に配置されている。また、シャッター部材70は回転することによって供給スクリュ8と現像剤排出口94との間の空間の一部をシャッター部71で遮る。
一方、供給スクリュ8の回転速度が遅いと摺擦ピン78に働く遠心力が小さくなり、摺擦ピン78は弱い押圧力でガイド部材76に接触する。これにより、摺擦ピン78の先端部とガイド部材76の内周面との摩擦力が小さくなり、スクリュ回転力伝達手段のシャッター部材70を回転させる力が小さくなる。よって、供給スクリュ8の回転速度が遅いほどシャッター部材70を供給スクリュの回転方向に回転させる力が弱まる。
また、シャッター付勢スプリング75は、変形例1と同様にシャッター部材70が供給スクリュ8の回転方向とは逆方向に回転するように付勢するものである。
一方、供給スクリュ8の回転速度が遅くなると、スクリュ回転力伝達手段のシャッター部材70を回転させる力がシャッター付勢スプリング75のシャッター部材70を付勢する力よりも小さくなる。この場合は、供給スクリュ8の回転方向に回転したシャッター部材70がシャッター付勢スプリング75の付勢により供給スクリュ8の回転方向とは逆方向に回転する。そして、現像剤排出口94の下部と供給スクリュ8との間の空間のシャッター部71によって遮られた部分を開放することにより実質開口幅を広める。
このように、変形例2の現像装置4でも、供給スクリュ8の回転速度に応じて、実質開口幅を調節することができる。
よって、変形例2の現像装置4でも、供給スクリュ8の回転速度が速い場合でも現像装置4内の現像剤の必要量を維持することができ、回転速度が遅い場合に現像装置4内の現像剤量が過剰となることを防止することができる。このため、現像装置4内の現像剤量を一定の範囲内に保った状態で装置内の現像剤を交換することができる。
また、現像装置4は、排出下端高さ調節手段は、供給スクリュの回転速度に応じて排出開口部である現像剤排出口94の位置の高さを調節する開口位置高さ調節手段である。そして、現像剤排出口94の位置の高さを調節することにより、現像剤排出口94の下端部自体の高さを調節することができるので、現像剤排出口94における現像剤を排出する下端部の高さを調節することができる。
また、現像装置4は、供給搬送路9を形成するケーシングは排出開口部である現像剤排出口94を設ける位置に現像剤排出口94よりも大きな開口部であるケーシング開口部97を備える。また、遮蔽部材に現像剤排出口94を設けた形状で、ケーシング開口部97と対向する位置に上下方向に移動可能となるように配置され、現像剤排出口94と対向する領域以外のケーシング開口部97を遮蔽する排出開口部材135を備える。また、開口位置高さ調節手段として、排出開口部材135を上下方向に移動させる排出開口部材昇降手段であるソレノイド98及びスプリング99を備える。また、スクリュ回転速度制御手段であるコントロールボード88による供給スクリュ8の回転速度の設定に基づいて排出開口部材昇降手段のソレノイド98を排出開口部材昇降制御手段としての機能も備えるコントロールボード88によって制御する。これにより、ソレノイド98の駆動を制御して排出開口部材135を上下方向に移動させることで、排出開口部材135に設けられた現像剤排出口94の位置の高さを調節することができる。
また、変形例1及び変形例2の現像装置4では、排出下端高さ調節手段は、供給スクリュ8の回転速度に応じて排出開口部である現像剤排出口94の現像剤が通過可能な実質開口幅Wの下端を調節する実質開口幅下端調節手段である。これにより、現像剤排出口94自体の位置を動かさなくても現像剤排出口94における現像剤を排出する下端部の高さを調節することができる。
また、変形例1及び変形例2の現像装置4は、記実質開口幅下端調節手段として、シャッター部材70と、スクリュ回転力伝達手段と、シャッター付勢部材であるシャッター付勢スプリング75とを有する。また、シャッター部材70は、供給搬送路9内の現像剤搬送方向について排出開口部である現像剤排出口94と同位置の供給スクリュ8の羽部8bよりも外周側に回転軸8aの軸線8rを中心に回転可能に配置されている。さらに、シャッター部材70は、シャッター部材70が回転することによって供給スクリュ8と現像剤排出口94との間の空間の一部を遮るシャッター部71を備える。また、スクリュ回転力伝達手段は、供給スクリュ8の回転方向の力をシャッター部材70に伝達し、シャッター付勢スプリング75はシャッター部材70が供給スクリュ8の回転方向とは逆方向に回転するように付勢する。また、スクリュ回転力伝達手段は供給スクリュ8の回転速度が速いほどシャッター部材70を供給スクリュ8の回転方向に回転させる力が強まるものである。そして、スクリュ回転力伝達手段のシャッター部材70を回転させる力がシャッター付勢スプリング75のシャッター部材70を付勢する力よりも大きくなると、シャッター部材70が供給スクリュ8の回転方向に回転する。これにより、シャッター部材70のシャッター部71が現像剤排出口94の下部と供給スクリュ8との間の空間を遮ることで実質開口幅Wを狭める。一方、スクリュ回転力伝達手段のシャッター部材70を回転させる力がシャッター付勢スプリング75のシャッター部材70を付勢する力よりも小さくなると、供給スクリュ8の回転方向に回転したシャッター部材70が戻る。すなわち、シャッター部材70がシャッター付勢スプリング75の付勢により供給スクリュ8の回転方向とは逆方向に回転する。これにより、現像剤排出口94の下部と供給スクリュ8との間の空間のシャッター部71によって遮られた部分を開放することにより実質開口幅Wを広める。このような構成によって、供給スクリュ8の回転速度に応じて現像剤排出口94の現像剤が通過可能な実質開口幅Wの下端を調節することができる。
また、変形例1の現像装置4は、スクリュ回転力伝達手段は、シャッター部材70に設けられツバ部74と、供給スクリュ8の回転によって回転してツバ部74を押圧する現像剤Tである。ツバ部74は、供給スクリュ8の羽部8bよりも外周側の供給搬送路9内の現像剤Tと常に接触する位置に配置され、供給スクリュ8が回転することによって回転する現像剤Tから供給スクリュ8の回転方向に押圧される。このように、ツバ部74が現像剤Tに押圧されることにより、シャッター部材70に供給スクリュ8の回転方向の力を伝達する。このようなスクリュ回転力伝達手段であれば、供給スクリュ8の回転速度が速いほどシャッター部材70を供給スクリュ8の回転方向に回転させる力が強まらせることができる。
また、変形例2の現像装置4は、スクリュ回転力伝達手段は、回転軸8aの軸線8r方向についてシャッター部材70の両端に設けられた円筒状の排ガイド部材76と、排ガイド部材76の内周面を摺擦する摺擦部材である摺擦ピン78とからなる。摺擦ピン78は、供給スクリュ8に付勢部材である摺擦スプリング77を介して取り付けられ、供給スクリュ8の回転による遠心力によって供給スクリュ8の外周方向に飛び出す。そして、摺擦ピン78の先端がガイド部材76の内周面に接触して摺擦することにより、シャッター部材70に供給スクリュ8の回転方向の力を伝達する。このようなスクリュ回転力伝達手段であれば、供給スクリュ8の回転速度が速いほどシャッター部材70を供給スクリュ8の回転方向に回転させる力が強まらせることができる。
また、排出開口部である現像剤排出口94の下端が供給スクリュ8の上端よりも高い位置となるように現像剤排出口94を設けることにより、供給スクリュ8の羽根による現像剤の跳ね上げによって常に微量の剤が排出され続けることを抑制することができる。
また、画像形成装置である複写機500は、少なくとも潜像担持体である感光体1と、帯電手段としての帯電装置と、潜像形成手段である光書込ユニット21と、現像手段とを有する。そして、複写機500の現像手段として現像装置4を用いることにより、画像の欠け、濃度ムラ、及び現像剤の飛散を防止することができるので安定した画像出力を維持できる。
2 排出搬送路
2a 排出搬送スクリュ
4 現像装置
5 現像ローラ
6 回収スクリュ
7 回収搬送路
8 供給スクリュ
8a 回転軸
8b 羽部
8r 軸線
9 供給搬送路
10 攪拌搬送路
11 攪拌スクリュ
12 現像ドクタ
14 張架ローラ
15 駆動ローラ
16 二次転写バックアップローラ
17 中間転写ユニット
18 プロセスカートリッジ
20 画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
23 張架ローラ
24 紙搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
70 シャッター部材
71 シャッター部
72 シャッター支持部材
74 ツバ部
75 シャッター付勢スプリング
76 ガイド部材
76a ガイド間フレーム
77 摺擦スプリング
78 摺擦ピン
79 シャッターフレーム
90 ベルトクリーニング装置
91 供給開口部
92 余剰開口部
93 回収開口部
94 現像剤排出口
95 トナー補給口
97 ケーシング開口部
98 ソレノイド
99 スプリング
100 プリンタ部
110 中間転写ベルト
133 第一仕切り壁
134 第二仕切り壁
135 排出開口部材
Claims (9)
- 現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に現像剤を供給しながら該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送する供給搬送路と、
回転軸とらせん状の羽部とからなり、回転軸を中心に回転することにより、該供給搬送路内の現像剤に対して搬送力を付与する供給スクリュと、
該供給搬送路の搬送方向下流端に到達した現像剤を該供給搬送路の搬送方向上流端に搬送する循環搬送路と、
該循環搬送路内の現像剤に対して搬送力を付与する循環搬送部材とを有し、
通過した現像剤が現像装置の外に排出される排出開口部を該供給搬送路に備える現像装置において、
該供給スクリュの回転速度を複数種の設定に制御するスクリュ回転速度制御手段と、
該供給スクリュの回転速度に応じて該排出開口部における現像剤を排出する下端部の高さを調節する排出下端高さ調節手段とを有することを特徴とする現像装置。 - 請求項1の現像装置において、
上記排出下端高さ調節手段は、上記供給スクリュの回転速度に応じて上記排出開口部の位置の高さを調節する開口位置高さ調節手段であることを特徴する現像装置。 - 請求項2の現像装置において、
上記供給搬送路を形成するケーシングは上記排出開口部を設ける位置に該排出開口部よりも大きな開口部であるケーシング開口部を備え、
遮蔽部材に該排出開口部を設けた形状で、該ケーシング開口部と対向する位置に上下方向に移動可能となるように配置され、該排出開口部と対向する領域以外の該ケーシング開口部を遮蔽する排出開口部材を備え、
上記開口位置高さ調節手段として、該排出開口部材を上下方向に移動させる排出開口部材昇降手段と、上記スクリュ回転速度制御手段による供給スクリュの回転速度の設定に基づいて該排出開口部材昇降手段を制御する排出開口部材昇降制御手段とを備えることを特徴とする現像装置。 - 請求項1の現像装置において、
上記排出下端高さ調節手段は、上記供給スクリュの回転速度に応じて上記排出開口部の現像剤が通過可能な実質開口幅の下端を調節する実質開口幅下端調節手段であることを特徴する現像装置。 - 請求項4の現像装置において、
上記実質開口幅下端調節手段として、上記供給搬送路内の現像剤搬送方向について上記排出開口部と同位置の上記供給スクリュの上記羽部よりも外周側に上記回転軸の軸線を中心に回転可能に配置され、回転することによって該供給スクリュと該排出開口部との間の空間の一部を遮るシャッター部材と、
該供給スクリュの回転方向の力を該シャッター部材に伝達するスクリュ回転力伝達手段と、
該シャッター部材を該供給スクリュの回転方向とは逆方向に回転するように付勢するシャッター付勢部材とを有し、
該スクリュ回転力伝達手段は該供給スクリュの回転速度が速いほど該シャッター部材を供給スクリュの回転方向に回転させる力が強まるものであり、
該スクリュ回転力伝達手段の該シャッター部材を回転させる力が該シャッター付勢部材の該シャッター部材を付勢する力よりも大きくなると、該シャッター部材が該供給スクリュの回転方向に回転して該シャッター部材が該排出開口部の下部と該供給スクリュとの間の空間を遮ることで上記実質開口幅を狭め、
該スクリュ回転力伝達手段の該シャッター部材を回転させる力が該シャッター付勢部材の該シャッター部材を付勢する力よりも小さくなると、該供給スクリュの回転方向に回転した該シャッター部材が該シャッター付勢部材の付勢により該供給スクリュの回転方向とは逆方向に回転して、
該排出開口部の下部と該供給スクリュとの間の空間の該シャッター部材によって遮られた部分を開放することにより該実質開口幅を広めることを特徴とする現像装置。 - 請求項5の現像装置において、
上記スクリュ回転力伝達手段は、上記シャッター部材に設けられツバ部と、上記供給スクリュの回転によって回転して該ツバ部を押圧する現像剤とからなり、
該ツバ部は、上記供給スクリュの上記羽部よりも外周側の上記供給搬送路内の現像剤と常に接触する位置に配置され、該供給スクリュが回転することによって回転する現像剤から該供給スクリュの回転方向に押圧され、シャッター部材に該供給スクリュの回転方向の力を伝達することを特徴とする現像装置。 - 請求項5の現像装置において、
上記スクリュ回転力伝達手段は、上記回転軸の軸線方向について上記シャッター部材の両端に設けられた円筒状のガイド部材と、該ガイド部材の内周面を摺擦する摺擦部材とからなり、
該摺擦部材は、上記供給スクリュに付勢部材を介して取り付けられ、該供給スクリュの回転による遠心力によって該供給スクリュの外周方向に飛び出し、その先端が該ガイド部材の内周面に接触して摺擦することを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6または7の現像装置において、
上記排出開口部の下端が上記供給スクリュの上端よりも高い位置となるように上記排出開口部を設けることを特徴とする現像装置。 - 少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7または8に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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