(57)【要約】【課題】  現像槽内からの現像剤の不所望な排出を抑制することができる現像装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像装置（２００）に、現像剤面が所定の高さを超えたときに一部の現像剤を外部へ排出するための排出口（２０１ｄ）が形成された現像槽（２０１）と、現像槽（２０１）内の現像剤を流動させる第１搬送部材（２０２）と、現像槽（２０１）の内側において排出口（２０１ｄ）を開閉するシャッタ部（２０９）であって、現像剤面の高さが排出口（２０１ｄ）よりも低いときに排出口（２０１ｄ）を閉じ、現像剤面の高さが排出口（２０１ｄ）よりも高いときに排出口（２０１ｄ）を開くシャッタ部（２０９）と、を設ける。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
現像剤を貯留する現像槽であって、貯留された現像剤の現像剤面が所定の高さを超えたときに、一部の現像剤を該現像槽の外へ排出するための排出口が形成された現像槽と、
前記現像槽内に設けられ、前記現像槽内の現像剤を流動させる現像剤搬送部と、
前記現像槽の内側において前記排出口を開閉するシャッタ部であって、現像剤面の高さが前記排出口よりも低いときに前記排出口を閉じ、現像剤面の高さが前記排出口よりも高いときに前記排出口を開くシャッタ部と、を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記シャッタ部は、前記現像剤よりも密度が小さい浮遊部材を有し、
前記浮遊部材は、現像剤面の高さに応じて変位することにより、前記排出口を開閉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】
前記シャッタ部は、角変位軸部材を有し、
前記浮遊部材は、前記角変位軸部材の軸線まわりに角変位するように設けられることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記浮遊部材は、中空部材または発泡部材から構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。
【請求項５】
電子写真方式の画像形成装置において、
請求項１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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置および該現像装置を用いて画像を形成する画像形成装置が広く知られている。画像形成の際には、トナーは記録用紙に定着して消費されるが、キャリアはほとんどが消費されずに現像装置内に残る。したがって、現像装置にトナーのみを補給してキャリアを繰り返し使用すると、キャリアが摩耗劣化し、その結果、形成される画像の画質が劣化してしまう。
【０００３】
このような問題を解決するための装置として、特許文献１，２には、劣化したキャリアを新しいキャリアに交換可能な現像装置が記載されている。特許文献１，２に記載の現像装置は、トナーと新しいキャリアとからなる２成分現像剤を貯留する補給装置と接続され、この補給装置から少量ずつ２成分現像剤を補給しつつ、トナーと劣化したキャリアとからなる２成分現像剤を少量ずつ排出している。また、特許文献１，２に記載の現像装置は、排出する２成分現像剤の量が不所望に増加するのを防ぐための機構を備えている。この機構により、特許文献１，２に記載の現像装置は、補給される２成分現像剤の量に比べて排出される２成分現像剤の量が多くなるのを防いでいる。
【０００４】
具体的には、特許文献１に記載の現像装置は、２成分現像剤を貯留する現像槽と、現像剤を像担持体（感光体）に供給するための現像ローラと、現像槽内の２成分現像剤を現像ローラへと搬送するための、回転軸部材および螺旋羽根からなるオーガスクリューとを備えており、劣化したキャリアを排出するための排出口が現像槽に形成される。特許文献１に記載のオーガスクリューは、回転軸部材の軸線方向において、排出口に臨む部分を含む広い範囲において、螺旋羽根が設けられない部分が形成される。これによって、特許文献１に記載の現像装置は、排出口付近で螺旋羽根によって２成分現像剤が飛散し、２成分現像剤の排出量が不所望に多くなってしまうのを抑制している。
【０００５】
特許文献２に記載の現像装置は、２成分現像剤を貯留する現像槽と、現像剤を像担持体（感光体）に供給するための現像ローラと、現像槽内の２成分現像剤を現像ローラへと搬送するための、回転軸部材および螺旋羽根からなるオーガスクリューとを備えており、劣化したキャリアを排出するための排出口が現像槽に形成される。特許文献２に記載の現像槽は、その内側において排出口から離間して設けられるブロック部材を備えており、螺旋羽根によって飛散した２成分現像剤が排出口を介して排出されて２成分現像剤の排出量が不所望に多くなってしまうのを、該ブロック部材によって抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−５８６４９号公報
【特許文献２】特開２００９−６３９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現像槽内の２成分現像剤量が少ないと、現像槽内で、オーガスクリューによって２成分現像剤がより大きく飛散する。特許文献１に記載の現像装置は、現像槽の排出口付近に螺旋羽根が設けられていないけれども、現像槽内の２成分現像剤量が少なく、その結果、排出口から離れた位置に設けられる螺旋羽根によって２成分現像剤がより大きく飛散すると、排出口から２成分現像剤が不所望に流出してしまう。
【０００８】
また、特許文献２に記載の現像装置は、ブロック部材により２成分現像剤の不所望な排出を抑制しているが、ブロック部材は排出口から離間して設けられており、排出口は常に開いているので、２成分現像剤が大きく飛散するときには、２成分現像剤の不所望な排出を抑制する効果は小さい。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、現像槽内からの現像剤の不所望な排出を抑制することができる現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
現像剤を貯留する現像槽であって、貯留された現像剤の現像剤面が所定の高さを超えたときに、一部の現像剤を該現像槽の外へ排出するための排出口が形成された現像槽と、
前記現像槽内に設けられ、前記現像槽内の現像剤を流動させる現像剤搬送部と、
前記現像槽の内側において前記排出口を開閉するシャッタ部であって、現像剤面の高さが前記排出口よりも低いときに前記排出口を閉じ、現像剤面の高さが前記排出口よりも高いときに前記排出口を開くシャッタ部と、を備えることを特徴とする現像装置である。
【００１１】
また本発明は、前記シャッタ部は、前記現像剤よりも密度が小さい浮遊部材を有し、
前記浮遊部材は、現像剤面の高さに応じて変位することにより、前記排出口を開閉することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記シャッタ部は、角変位軸部材を有し、
前記浮遊部材は、前記角変位軸部材の軸線まわりに角変位するように設けられることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記浮遊部材は、中空部材または発泡部材から構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シャッタ部は、現像剤面の高さが排出口よりも低いときに排出口を閉じ、現像剤面の高さが排出口よりも高いときに排出口を開く。したがって、現像剤量が少なく、現像剤面の高さが低いときに、現像剤搬送部によって現像剤が大きく飛散したとしても、排出口が閉じているので、現像槽内からの現像剤の不所望な排出を抑制することができる。
【００１６】
また本発明によれば、シャッタ部は、現像剤よりも密度が小さく、現像剤面の高さに応じて変位する浮遊部材によって排出口を開閉する。したがって、現像槽内へ新たな現像剤が補給されたときに、補給された量に応じて排出口の開放面積を変化させることができるので、現像槽内からの現像剤の不所望な排出をより抑制することができる。
【００１７】
また本発明によれば、シャッタ部は、角変位軸部材と、該角変位軸部材の軸線まわりに角変位する浮遊部材とから構成されるので、シャッタ部の構成を単純化することができる。
【００１８】
また本発明によれば、浮遊部材が中空部材または発泡部材から構成されているので、浮遊部材が変位し易くなり、速やかに排出口を開閉することが可能になる。
【００１９】
また本発明によれば、現像装置は、現像槽内からの現像剤の不所望な排出を抑制することができるので、現像槽に補給される現像剤量と現像槽から排出される現像剤量とのバランスをとることができ、その結果、良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】画像形成装置１００の構成を示す模式図である。
【図２】現像剤カートリッジ３００の構成を示す模式図である。
【図３】図２に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩを切断面線とする現像剤カートリッジ３００の断面図である。
【図４】現像装置２００の構成を示す模式図である。
【図５】図４に示す線Ｖ−Ｖを切断面線とする現像装置２００の断面図である。
【図６】図５に示す線ＶＩ−ＶＩを切断面線とする現像装置２００の断面図である。
【図７】図６に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩを切断面線とする現像装置２００の断面図である。
【図８】図７で示す断面に対して垂直な方向に見たときの現像装置２００の外観図である。
【図９】シャッタ部２０９の斜視図である。
【図１０】図７のシャッタ部２０９付近の部分を拡大して示す図である。
【図１１】図１０に対応し、浮遊部材２０９ｂの一部が現像剤Ｄｖに浸かった状態を示す図である。
【図１２】浮遊部材２０９ｂの第２方向Ｘ１上流側が先細となるように構成されるときのシャッタ部２０９の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
はじめに、本発明に係る現像装置２００を備える画像形成装置１００の全体的な構成について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す模式図である。画像形成装置１００は、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。画像形成装置１００は、コピアモード（複写モード）、プリンタモード、およびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録媒体、メモリ装置を用いた外部機器などからの印刷ジョブの受信に応じて、図示しない制御ユニット部によって、印刷モードが選択される。
【００２２】
画像形成装置１００は、トナー像形成部２０と、転写部３０と、定着部４０と、記録媒体供給部５０と、排出部６０と、図示しない制御ユニット部とを含む。トナー像形成部２０は、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙと、帯電部２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、露光ユニット２３と、現像装置２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙと、クリーニングユニット２５ｂ，２５ｃ，２５ｍ，２５ｙと、現像剤カートリッジ３００ｂ，３００ｃ，３００ｍ，３００ｙと、現像剤供給パイプ２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｍ，２５０ｙとを含む。転写部３０は、中間転写ベルト３１と、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、中間転写ローラ３４ｂ，３４ｃ，３４ｍ，３４ｙと、転写ベルトクリーニングユニット３５と、転写ローラ３６とを含む。
【００２３】
感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２００、クリーニングユニット２５、現像剤カートリッジ３００、現像剤供給パイプ２５０、および中間転写ローラ３４は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材を区別する場合は、各部材を表す数字の末尾に各色を表すアルファベットを付して参照符号とし、各部材を総称する場合は、各部材を表す数字のみを参照符号とする。
【００２４】
感光体ドラム２１は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に支持され、導電性基体と該導電性基体の表面に形成される光導電層とを含む、像担持体である。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。光導電層は、光を照射されることで導電性を示す材料によって形成される。感光体ドラム２１としては、たとえば、アルミニウムで形成された円筒状部材（導電性基体）と、この円筒状部材の外周面上に形成される、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、または有機光半導体（ＯＰＣ）からなる薄膜（光導電層）とを含むものを用いることができる。
【００２５】
帯電部２２、現像装置２００、およびクリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１の回転方向回りに、この順序で配置され、帯電部２２は、現像装置２００およびクリーニングユニット２５よりも鉛直方向下方に配置される。
【００２６】
帯電部２２は、感光体ドラム２１表面を所定の極性および電位に帯電させる装置である。帯電部２２は、感光体ドラム２１に臨む位置に、感光体ドラム２１の長手方向に沿って設置される。接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面に接するように設置される。非接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面から離隔するように設置される。
【００２７】
帯電部２２は、現像装置２００、クリーニングユニット２５などとともに、感光体ドラム２１の周囲に設置される。帯電部２２は、現像装置２００、クリーニングユニット２５などよりも、感光体ドラム２１に近い位置に設置されることが好ましい。これによって、感光体ドラム２１の帯電不良の発生を確実に防止することができる。
【００２８】
帯電部２２としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを使用できる。ブラシ型帯電装置およびローラ型帯電装置は、接触帯電方式の帯電装置である。ブラシ型帯電装置には、帯電ブラシを用いるもの、磁気ブラシを用いるものなどがある。コロナ放電装置およびイオン発生装置は、非接触帯電方式の帯電装置である。コロナ放電装置には、ワイヤ状の放電電極を用いるもの、鋸歯状の放電電極を用いるもの、針状の放電電極を用いるものなどがある。
【００２９】
露光ユニット２３は、露光ユニット２３から出射される光が、帯電部２２と現像装置２００との間を通過して感光体ドラム２１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット２３は、帯電状態にある感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙ表面に、各色の画像情報に対応するレーザ光をそれぞれ照射することによって、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙそれぞれの表面に、各色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット２３には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用できる。露光ユニット２３としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。
【００３０】
現像装置２００は、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像をトナーによって現像することで、感光体ドラム２１上にトナー像を形成する装置である。現像装置２００の鉛直方向上部には、筒状部材である現像剤供給パイプ２５０が接続される。現像装置２００の詳細については後述する。
【００３１】
現像剤カートリッジ３００は、現像装置２００よりも鉛直方向上方に配され、未使用のトナーおよびキャリアからなる２成分現像剤を貯蔵する。現像剤カートリッジ３００の鉛直方向下部には現像剤供給パイプ２５０が接続される。現像剤カートリッジ３００は、現像剤供給パイプ２５０を介して、現像装置２００へ２成分現像剤を供給する。現像剤カートリッジ３００の詳細については後述する。
【００３２】
クリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１から中間転写ベルト３１にトナー像が転写された後に、感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム２１の表面を清浄化する部材である。クリーニングユニット２５としては、たとえば、トナーを掻き取るための板状部材と、掻き取ったトナーを回収する容器状部材とが用いられる。
【００３３】
トナー像形成部２０によれば、帯電部２２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム２１の表面に、露光ユニット２３から画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム２１上の静電潜像に現像装置２００からトナーが供給されることでトナー像が形成される。このトナー像は後述する中間転写ベルト３１に転写される。トナー像が中間転写ベルト３１に転写された後に、感光体ドラム２１表面に残留するトナーは、クリーニングユニット２５によって除去される。
【００３４】
中間転写ベルト３１は、感光体ドラム２１の鉛直方向上方に配置される無端ベルト状部材である。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とによって張架されてループ状の経路を形成し、矢符Ａ４方向に移動する。
【００３５】
駆動ローラ３２は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。駆動ローラ３２は、その回転によって、中間転写ベルト３１を矢符Ａ４方向へ移動させる。従動ローラ３３は、駆動ローラ３２の回転に従動して回転可能に設けられ、中間転写ベルト３１が弛まないように、中間転写ベルト３１に一定の張力を発生させる。
【００３６】
中間転写ローラ３４は、中間転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１に圧接し、かつ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。中間転写ローラ３４としては、たとえば、直径８ｍｍ〜１０ｍｍの金属（たとえば、ステンレス）ローラの表面に、導電性の弾性部材が形成されたものを用いることができる。中間転写ローラ３４は、転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム２１表面のトナー像を中間転写ベルト３１に転写する機能を有する。
【００３７】
転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１を介して駆動ローラ３２に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に設けられる。転写ローラ３６と駆動ローラ３２との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト３１に担持されて搬送されるトナー像は、後述する記録媒体供給部５０から送給される記録媒体に転写される。
【００３８】
転写ベルトクリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３１を介して従動ローラ３３に対向し、中間転写ベルト３１のトナー像担持面に接触するように設けられる。転写ベルトクリーニングユニット３５は、記録媒体へのトナー像の転写後に、中間転写ベルト３１表面のトナーを除去し回収するために設けられる。記録媒体へのトナー像の転写後に中間転写ベルト３１にトナーが付着したまま残っていると、中間転写ベルト３１の移動によって、残留トナーが転写ローラ３６に付着するおそれがある。転写ローラ３６にトナーが付着すると、該トナーは、次に転写する記録媒体の裏面を汚染してしまう。
【００３９】
転写部３０によれば、中間転写ベルト３１が感光体ドラム２１に接しながら移動するとき、中間転写ローラ３４に、感光体ドラム２１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３１上へ転写される。感光体ドラム２１ｙ、感光体ドラム２１ｍ、感光体ドラム２１ｃ、感光体ドラム２１ｂでそれぞれ形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト３１上に、この順番で順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の移動によって転写ニップ部に搬送され、転写ニップ部において、記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、後述する定着部４０に搬送される。
【００４０】
記録媒体供給部５０は、給紙ボックス５１と、ピックアップローラ５２ａ，５２ｂと、搬送ローラ５３ａ，５３ｂと、レジストローラ５４と、給紙トレイ５５とを含む。給紙ボックス５１は、画像形成装置１００の鉛直方向下部に設けられ、画像形成装置１００内部において記録媒体を貯留する容器状部材である。給紙トレイ５５は、画像形成装置１００外壁面に設けられ、画像形成装置１００外部において記録媒体を貯留するトレイ状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。
【００４１】
ピックアップローラ５２ａは、給紙ボックス５１に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ１に送給する部材である。搬送ローラ５３ａは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ１において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。ピックアップローラ５２ｂは、給紙トレイ５５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ２に送給する部材である。搬送ローラ５３ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ２において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。
【００４２】
レジストローラ５４は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、搬送ローラ５３ａ，５３ｂから送給される記録媒体を、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【００４３】
記録媒体供給部５０によれば、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、給紙ボックス５１または給紙トレイ５５から記録媒体が転写ニップ部に送給され、この記録媒体にトナー像が転写される。
【００４４】
定着部４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備える。加熱ローラ４１は、所定の定着温度となるように制御される。加圧ローラ４２は、加熱ローラ４１に圧接するローラである。加熱ローラ４１は、加圧ローラ４２とともに記録媒体を加熱しながら挟持することにより、トナー像を構成するトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、排出部６０に搬送される。
【００４５】
排出部６０は、搬送ローラ６１と、排出ローラ６２と、排出トレイ６３とを含む。搬送ローラ６１は、定着部４０よりも鉛直方向上方において、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。搬送ローラ６１は、画像が定着した記録媒体を排出ローラ６２に向けて搬送する。
【００４６】
排出ローラ６２は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。排出ローラ６２は、片面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出ローラ６２は、両面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を、用紙搬送路Ａ３を介してレジストローラ５４へ搬送し、両面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出トレイ６３は、画像形成装置１００の鉛直方向上面に設けられ、画像が定着した記録媒体を貯留する。
【００４７】
画像形成装置１００は、図示しない制御ユニット部を含む。制御ユニット部は、たとえば、画像形成装置１００の内部空間における鉛直方向上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、画像形成装置１００の鉛直方向上面に配置される図示しない操作パネルを介した各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、記憶部には、各種処理を実行するプログラムが書き込まれる。各種処理とは、たとえば、記録媒体判定処理、付着量制御処理、定着条件制御処理などである。
【００４８】
記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）レコーダ、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。
【００４９】
演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種処理のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて画像形成装置１００に設けられる各装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。
【００５０】
制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニット部は、この処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニット部だけでなく、画像形成装置１００に設けられる各装置にも電力を供給する。
【００５１】
図２は、現像剤カートリッジ３００の構成を示す模式図である。図３は、図２に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩを切断面線とする現像剤カートリッジ３００の断面図である。現像剤カートリッジ３００は、現像剤供給パイプ２５０を介して、現像装置２００へ２成分現像剤を供給する装置である。現像剤カートリッジ３００は、現像剤収容容器３０１と、現像剤汲み上げ部材３０２と、現像剤排出部材３０３と、現像剤排出容器３０４とを含む。
【００５２】
現像剤収容容器３０１は、略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、該内部空間において、現像剤汲み上げ部材３０２を回転自在に支持し、未使用のトナーおよびキャリアからなる２成分現像剤を収容する。なお、現像剤収容容器３０１内の２成分現像剤における、キャリアに対するトナーの混合率（トナー濃度）は、現像装置２００内の２成分現像剤と比較して、高く設定されている。
【００５３】
現像剤排出容器３０４は、現像剤収容容器３０１の長手方向に沿って設けられる略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、該内部空間において、現像剤排出部材３０３を回転自在に支持する。現像剤収容容器３０１の内部空間と現像剤排出容器３０４の内部空間とは、現像剤収容容器３０１の長手方向に沿って形成される連通口３０５を介して連通する。
【００５４】
現像剤排出容器３０４は、その鉛直方向下部に、排出口３０６が形成される。現像剤排出容器３０４には、排出口３０６において、現像剤供給パイプ２５０が接続される。
【００５５】
現像剤汲み上げ部材３０２は、回転軸３０２ａと、基体３０２ｂと、摺動部３０２ｃとを含む。回転軸３０２ａは、現像剤収容容器３０１の長手方向に沿って延びる円柱状の部材である。基体３０２ｂは、現像剤収容容器３０１の長手方向に沿って延びる板状の部材であり、その幅方向および厚さ方向の中央部において、回転軸３０２ａに取り付けられる。摺動部３０２ｃは、基体３０２ｂの幅方向両端部に取り付けられる可撓性を有する部材であり、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成される。現像剤汲み上げ部材３０２は、回転軸３０２ａがその軸線回りに回転するのに伴って基体３０２ｂが回転運動し、これによって基体３０２ｂの幅方向両端部に設けられる摺動部３０２ｃが現像剤収容容器３０１の内壁面を摺擦することで、現像剤収容容器３０１内の２成分現像剤を、現像剤排出容器３０４へ汲み上げる。
【００５６】
現像剤排出部材３０３は、現像剤排出容器３０４内の２成分現像剤を攪拌しながら排出口３０６に向けて搬送する部材である。現像剤排出部材３０３は、円柱状部材である排出回転軸３０３ａと、この排出回転軸３０３ａを螺旋状に取り巻いて設けられる部材である排出羽根３０３ｂとを含む、オーガスクリュー状部材である。
【００５７】
現像剤カートリッジ３００によれば、現像剤収容容器３０１内の未使用の２成分現像剤が、現像剤汲み上げ部材３０２によって現像剤排出容器３０４に汲み上げられる。そして、現像剤排出容器３０４に汲み上げられた２成分現像剤は、現像剤排出部材３０３が回転することで、該現像剤排出部材３０３の排出羽根３０３ｂによって、排出口３０６に搬送される。排出口３０６に搬送された２成分現像剤は、この排出口３０６から現像剤排出容器３０４外へ排出され、現像剤供給パイプ２５０を介して、現像装置２００に供給される。
【００５８】
なお、画像形成装置１００では、現像剤カートリッジ３００からトナーおよびキャリアが現像装置２００に同時に補給されるように構成されているけれども、現像剤カートリッジ３００の代わりにトナーカートリッジおよびキャリアカートリッジを設け、トナーおよびキャリアが現像装置２００にそれぞれ個別に補給されるように構成されてもよい。
【００５９】
図４は、現像装置２００の構成を示す模式図である。図５は、図４に示す線Ｖ−Ｖを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図６は、図５に示す線ＶＩ−ＶＩを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図７は、図６に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図８は、図７で示す断面に対して垂直な方向に見たときの現像装置２００の外観図である。
【００６０】
現像装置２００は、感光体ドラム２１の表面にトナーを供給することで、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像を現像する装置である。現像装置２００は、現像槽２０１と、第１搬送部材２０２と、第２搬送部材２０３と、現像ローラ２０４と、現像槽カバー２０５と、ドクターブレード２０６と、隔壁２０７と、トナー濃度検知センサ２０８と、シャッタ部２０９と、廃現像剤搬送容器２１０と、廃現像剤搬送部材２１１と、廃現像剤回収容器２１２とを含む。
【００６１】
現像槽２０１は、側壁部２０１ａ，２０１ｂと底壁部２０１ｃとによって内部空間が形成される部材であり、該内部空間にトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を貯留する。側壁部２０１ａ，２０１ｂと底壁部２０１ｃとは一体成形されていてもよいし、別部材であってもよい。現像槽２０１は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）などの樹脂材料から形成される。
【００６２】
現像槽２０１には、その鉛直方向上方に現像槽カバー２０５が設けられ、内部空間に、第１搬送部材２０２、第２搬送部材２０３、現像ローラ２０４、ドクターブレード２０６、隔壁２０７、およびシャッタ部２０９が設けられる。また、現像槽２０１の鉛直方向下部（底部）には、トナー濃度検知センサ２０８が設けられる。
【００６３】
現像槽２０１は、感光体ドラム２１と現像ローラ２０４との間に開口部が設けられる。現像ローラ２０４は、マグネットローラを含み、現像槽２０１内の２成分現像剤を表面に担持して、担持した２成分現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム２１へ供給する。現像ローラ２０４には、図示しない電源が接続され、現像バイアス電圧が印加される。現像ローラ２０４に担持されたトナーは、感光体ドラム２１近傍において、現像バイアス電圧による静電気力によって、感光体ドラム２１へ移動する。
【００６４】
ドクターブレード２０６は、現像ローラ２０４の軸線方向に延びる矩形板状部材であり、その幅方向の一端が現像槽２０１に固定され、かつ他端が現像ローラ２０４の表面に対して間隔を空けて設けられる。ドクターブレード２０６と現像ローラ２０４との間隔（ドクターギャップ）は、たとえば０．４ｍｍ〜２．０ｍｍである。ドクターブレード２０６は、現像ローラ２０４の表面に対して間隔を空けて設けられることで、現像ローラ２０４に担持される２成分現像剤の量を所定量に規制する。ドクターブレード２０６の材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、合成樹脂などが挙げられる。
【００６５】
隔壁２０７は、現像槽２０１の幅方向略中央部において、現像槽２０１の長手方向に沿って延びる形状の部材である。隔壁２０７は、現像槽２０１の底壁部２０１ｃと現像槽カバー２０５との間にわたって設けられ、かつ、長手方向両端部が現像槽２０１の側壁部２０１ａ，２０１ｂから離間するように設けられる。隔壁２０７によって、現像槽２０１の内部空間は、第１搬送路Ｐと、第２搬送路Ｑと、第１連通路Ｒと、第２連通路Ｓとに区分されている。
【００６６】
第２搬送路Ｑは、隔壁２０７の長手方向に沿って延びる略半円柱状の空間であって、現像ローラ２０４に臨む空間である。第１搬送路Ｐは、隔壁２０７の長手方向に沿って延びる略半円柱状の空間であって、隔壁２０７を挟んで第２搬送路Ｑに対向する空間である。第１連通路Ｒは、隔壁２０７の長手方向一端部２０７ａ側において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する空間である。第２連通路Ｓは、隔壁２０７の長手方向他端部２０７ｂ側において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する空間である。
【００６７】
現像槽２０１の底壁部２０１ｃには、現像槽２０１の底部を下方とし、現像槽２０１の天井部を上方とする第１方向Ｚ（鉛直方向）において現像剤面が所定の高さを超えたときに一部の２成分現像剤を現像槽２０１の外へ排出するための排出口２０１ｄが形成される。現像装置２００において、排出口２０１ｄは、第１搬送路Ｐの、第１連通路Ｒに連なる部分に臨んで形成される。
【００６８】
現像槽カバー２０５は、現像槽２０１の天井部であり、現像槽２０１の鉛直方向上方に着脱自在に設けられ、供給口部２０５ａを有する。現像槽カバー２０５には、供給口部２０５ａにおいて、現像剤供給パイプ２５０が接続される。供給口部２０５ａは、現像槽２０１に２成分現像剤を供給するための開口が形成される開口部であり、現像剤カートリッジ３００に収容されている２成分現像剤は、現像剤供給パイプ２５０および該開口を経て、現像槽２０１内に供給される。
【００６９】
供給口部２０５ａは、第１搬送路Ｐの鉛直方向上方において第２連通路Ｓの近傍に設けられる。より詳細には、供給口部２０５ａに形成される開口が、第１搬送路Ｐに臨み、かつ、隔壁２０７の長手方向において第２連通路Ｓと同じ位置となるように設けられる。
【００７０】
現像槽カバー２０５は、供給口部２０５ａとは異なるもう１つの開口部であるシャッタ部設置用開口部２０５ｂを有する。シャッタ部設置用開口部２０５ｂは、シャッタ部２０９を設置するための開口部であり、シャッタ部２０９の後述する角変位軸部材２０９ａが、該角変位軸部材２０９ａの軸線まわりに角変位可能に軸支される。
【００７１】
シャッタ部設置用開口部２０５ｂは、第１搬送路Ｐの鉛直方向上方において第１連通路Ｒの近傍に設けられる。より詳細には、シャッタ部設置用開口部２０５ｂに形成される開口が、第１搬送路Ｐの、後述する第１回転軸部材２０２ａよりも隔壁２０７から離間した部分に臨み、かつ、隔壁２０７の長手方向において第１連通路Ｒと同じ位置となるように設けられる。
【００７２】
シャッタ部２０９は、角変位軸部材２０９ａと浮遊部材２０９ｂとを有する。浮遊部材２０９ｂは、角変位軸部材２０９ａが挿通および固定されており、該角変位軸部材２０９ａとともに、該角変位軸部材２０９ａの軸線まわりに角変位可能に設けられる。浮遊部材２０９ｂは、現像槽２０１内の現像剤面の高さが排出口２０１ｄの鉛直方向下端よりも低いときに該排出口２０１ｄを閉じるように位置し、現像槽２０１内の現像剤面の高さが該排出口２０１ｄの鉛直方向下端よりも高いときに該排出口２０１ｄの少なくとも一部を開くように位置する。シャッタ部２０９については、後に詳述する。
【００７３】
第１搬送部材２０２は、第１搬送路Ｐ内に設けられる。第１搬送部材２０２は、隔壁２０７の長手方向他端部２０７ｂ側から長手方向一端部２０７ａ側へ向けて、現像槽２０１内の２成分現像剤を搬送して流動させる。以下では、第１搬送部材２０２による２成分現像剤の搬送方向を、第２方向Ｘ１と称する。第２方向Ｘ１は、第１方向Ｚに垂直に交差する方向であり、第２連通路Ｓから第１連通路Ｒへ向かう方向でもある。なお、第１方向Ｚと第２方向Ｘ１とに垂直な方向を、「第３方向Ｙ」と称する。
【００７４】
第１搬送部材２０２は、第１回転軸部材２０２ａと、第１螺旋羽根２０２ｂと、第１ギア２０２ｃとを含むオーガスクリュー状部材である。第１回転軸部材２０２ａは、直径４ｍｍ〜１０ｍｍの円柱状部材であり、第２方向Ｘ１下流端において、第１ギア２０２ｃと接続される。第１回転軸部材２０２ａは、現像槽２０１の側壁部２０１ａに固定される図示しない軸受および現像槽２０１の側壁部２０１ｂに固定される図示しない軸受によって、軸線まわりに回転自在に支持される。第１回転軸部材２０２ａの側面には、この側面を螺旋状に取り巻く形状の部材である第１螺旋羽根２０２ｂが設けられる。
【００７５】
第１回転軸部材２０２ａ、第１螺旋羽根２０２ｂ、および第１ギア２０２ｃは、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタールなどの樹脂材料から形成される。また、第１回転軸部材２０２ａは、ＳＵＳやＳＵＭなどの金属材料から形成されてもよい。第１回転軸部材２０２ａおよび第１螺旋羽根２０２ｂは、同一の材料から一体成形されることが好ましい。
【００７６】
このような第１搬送部材２０２は、画像形成装置１００が備える図示しないモータなどの回転駆動源によって、第１ギア２０２ｃを介して、第１回転軸部材２０２ａの軸線まわりに、１５０ｒｐｍ〜６００ｒｐｍで回転する。このとき、第１螺旋羽根２０２ｂが第１回転軸部材２０２ａの軸線を中心として回転運動する。具体的には、第１螺旋羽根２０２ｂの第１方向Ｚ最上部に位置する部分が、隔壁２０７から遠ざかり、現像槽２０１の底壁部２０１ｃに近づく回転方向Ｇ１に回転運動する。このような回転運動の結果、第１搬送路Ｐに貯留される２成分現像剤は、第２方向Ｘ１下流側に搬送される。上述したように、現像槽カバー２０５の供給口部２０５ａは、第１搬送路Ｐの鉛直方向上方において第２連通路Ｓの近傍に形成されるので、現像剤カートリッジ３００内の未使用の２成分現像剤は、まず、第１搬送路Ｐに供給され、その後、第１搬送部材２０２によって、第１搬送路Ｐの第２方向Ｘ１下流側に搬送されることになる。
【００７７】
第１螺旋羽根２０２ｂは、第２方向Ｘ１において排出口２０１ｄに臨まない位置に設けられる上流螺旋羽根２０２ｂａ、中流螺旋羽根２０２ｂｂ、および下流螺旋羽根２０２ｂｃを含む。排出口２０１ｄよりも第２方向Ｘ１下流側に下流螺旋羽根２０２ｂｃが設けられ、第２方向Ｘ１上流側に中流螺旋羽根２０２ｂｂが設けられ、さらにその上流側に上流螺旋羽根２０２ｂａが設けられる。上流螺旋羽根２０２ｂａ、中流螺旋羽根２０２ｂｂ、および下流螺旋羽根２０２ｂｃの外径Ｌ１は、たとえば２０ｍｍ〜３０ｍｍである。
【００７８】
中流螺旋羽根２０２ｂｂは、多重螺旋構造となっている。ここで、多重螺旋構造とは、第１回転軸部材２０２ａの軸線方向において同じ位置、かつ第１回転軸部材２０２ａの周方向において異なる位置で、複数の螺旋羽根が、第１回転軸部材２０２ａの側面を取り巻いている構造を指す。現像装置２００において、中流螺旋羽根２０２ｂｂは、２つの螺旋羽根を含む２重螺旋構造であるが、３重以上の螺旋構造であることがより好ましい。また、現像装置２００において、中流螺旋羽根２０２ｂｂの第２方向Ｘ１における長さは、排出口２０１ｄの第２方向Ｘ１における長さよりも大きいことが好ましい。
【００７９】
第２搬送部材２０３は、第２搬送路Ｑ内に設けられる。第２搬送部材２０３は、隔壁２０７の長手方向一端部２０７ａ側から長手方向他端部２０７ｂ側へ向けて、現像槽２０１内の２成分現像剤を搬送して流動させる。以下では、第２搬送部材２０３による２成分現像剤の搬送方向を、方向Ｘ２と称する。
【００８０】
第２搬送部材２０３は、第２回転軸部材２０３ａと、第２螺旋羽根２０３ｂと、第２ギア２０３ｃとを含むオーガスクリュー状部材である。第２回転軸部材２０３ａは、直径４ｍｍ〜１０ｍｍの円柱状部材であり、方向Ｘ２上流端において、第２ギア２０３ｃと接続される。第２回転軸部材２０３ａは、現像槽２０１の側壁部２０１ａに固定される図示しない軸受および現像槽２０１の側壁部２０１ｂに固定される図示しない軸受によって、軸線まわりに回転自在に支持される。
【００８１】
第２回転軸部材２０３ａの側面には、この側面を螺旋状に取り巻く形状の部材である第２螺旋羽根２０３ｂが設けられる。第２螺旋羽根２０３ｂの外径Ｌ２は、たとえば２０ｍｍ〜３０ｍｍである。
【００８２】
第２回転軸部材２０３ａ、第２螺旋羽根２０３ｂ、および第２ギア２０３ｃは、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタールなどの樹脂材料から形成される。また、第２回転軸部材２０３ａは、ＳＵＳやＳＵＭなどの金属材料から形成されてもよい。第２回転軸部材２０３ａおよび第２螺旋羽根２０３ｂは、同一の材料から一体成形されることが好ましい。
【００８３】
このような第２搬送部材２０３は、画像形成装置１００が備える図示しないモータなどの回転駆動源によって、第２ギア２０３ｃを介して、第２回転軸部材２０３ａの軸線まわりに、１５０ｒｐｍ〜６００ｒｐｍで回転する。このとき、第２螺旋羽根２０３ｂが第２回転軸部材２０３ａの軸線を中心として回転運動する。具体的には、第２螺旋羽根２０３ｂの第１方向Ｚ最上部に位置する部分が、隔壁２０７から遠ざかり、現像槽２０１の底壁部２０１ｃに近づく回転方向Ｇ２に回転運動する。このような回転運動の結果、第２搬送路Ｑに貯留される２成分現像剤は、方向Ｘ２下流側に搬送される。
【００８４】
トナー濃度検知センサ２０８は、現像槽２０１の底部において、第２搬送部材２０３の鉛直方向下方に装着され、センサ面が第２搬送路Ｑの中央部に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ２０８は、図示しないトナー濃度制御部に電気的に接続される。
【００８５】
トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサ２０８が検知するトナー濃度検知結果に応じて、現像剤カートリッジ３００の現像剤排出部材３０３を回転させ、現像槽２０１内にトナーを含む２成分現像剤を供給する制御を行う。より具体的には、トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサ２０８によるトナー濃度検知結果が所定の設定値よりも低いか否かを判断し、低いと判断した場合に、現像剤排出部材３０３を回転させる回転駆動源に制御信号を送り、現像剤排出部材３０３を回転させ、現像槽２０１内に２成分現像剤を供給させる。
【００８６】
トナー濃度検知センサ２０８には、図示しない電源が接続される。電源は、トナー濃度検知センサ２０８を駆動させるための駆動電圧、およびトナー濃度検知結果をトナー濃度制御部に出力するための制御電圧を、トナー濃度検知センサ２０８に印加する。電源によるトナー濃度検知センサ２０８への電圧の印加は、画像形成装置１００の図示しない制御部によって制御される。
【００８７】
トナー濃度検知センサ２０８としては、一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどを使用できる。これらのトナー濃度検知センサの中でも、透磁率検知センサを使用することが好ましい。透磁率検知センサとしては、たとえば、ＴＳ−Ｌ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）、ＴＳ−Ａ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）、ＴＳ−Ｋ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）などが挙げられる。
【００８８】
廃現像剤搬送容器２１０は、排出口２０１ｄから排出されたトナーやキャリアを収容し、廃現像剤回収容器２１２へ導くための容器であり、内部に廃現像剤搬送部材２１１を備える。廃現像剤搬送容器２１０は、略Ｌ字状に折れ曲がった筒状部材であり、第１筒部２１０ａと、該第１筒部２１０ａに連なる第２筒部２１０ｂとを含む。
【００８９】
第１筒部２１０ａは、一端部が排出口２０１ｄに臨み、該一端部から第１方向Ｚ下方に延びる。第１筒部２１０ａの内部空間は、排出口２０１ｄを介して現像槽２０１の内部空間と連通する。第２筒部２１０ｂは、一端部が第１筒部２１０ａの他端部に連なり、該一端部から第２方向Ｘ１に延びる。第２筒部２１０ｂ内には、該第２筒部２１０ｂの底部に沿って、廃現像剤搬送部材２１１が設けられる。第２筒部２１０ｂの内部空間は、該第２筒部２１０ｂの底部に形成される第２排出口２１０ｂａを介して廃現像剤回収容器２１２の内部空間と連通する。
【００９０】
廃現像剤搬送部材２１１は、円柱状の回転軸部材と該回転軸部材を螺旋状に取り巻く螺旋羽根とを含むオーガスクリュー状部材である。廃現像剤搬送部材２１１は、画像形成装置１００が備える図示しないモータなどの回転駆動源によって、回転軸部材の軸線まわりに回転する。廃現像剤搬送部材２１１は、排出口２０１ｄから排出され、廃現像剤搬送容器２１０に収容されたトナーやキャリアを、回転することによって第２排出口２１０ｂａに向けて搬送し、第２排出口２１０ｂａから排出させる。
【００９１】
廃現像剤回収容器２１２は、第２排出口２１０ｂａから排出されたトナーやキャリアを収容するための容器であり、上部に形成される受入口２１２ａを介して、廃現像剤搬送容器２１０と連通する。廃現像剤回収容器２１２は、廃現像剤搬送容器２１０に対して着脱可能に構成される。廃現像剤回収容器２１２は、内部に図示しないセンサを有し、廃現像剤回収容器２１２内がトナーやキャリアで満杯になると、このセンサが感知し、その結果、画像形成装置１００は、ユーザに対して、廃現像剤回収容器２１２内が満杯になったことを報知する。これによって、ユーザは、廃現像剤回収容器２１２内が満杯になったときに、廃現像剤回収容器２１２を交換することができる。
【００９２】
以上のように構成される現像装置２００によれば、現像槽２０１内において、２成分現像剤は、第１搬送路Ｐ、第１連通路Ｒ、第２搬送路Ｑ、第２連通路Ｓ、という順序で循環搬送される。循環搬送される２成分現像剤のうちの一部は、第２搬送路Ｑにおいて、現像ローラ２０４の表面に担持され、担持された２成分現像剤中のトナーは、感光体ドラム２１へと移動して順次消費される。所定量のトナーが消費されたことをトナー濃度検知センサ２０８が検知すると、未使用のトナーおよびキャリアが現像剤カートリッジ３００から第１搬送路Ｐ内へ供給されることになる。
【００９３】
未使用のトナーおよびキャリアが現像剤カートリッジ３００から第１搬送路Ｐ内へ供給されると、供給されたトナーおよびキャリアは、第１搬送路Ｐ内で搬送されながら、既に貯留されていた２成分現像剤中に拡散する。これによって、現像槽２０１に貯留される２成分現像剤のトナー濃度が上昇するとともに、現像槽２０１に貯留される２成分現像剤の嵩が増し、現像剤面が高くなる。現像剤面が排出口２０１ｄの鉛直方向下端よりも高くなるとき、シャッタ部２０９が該排出口２０１ｄを開くので、余剰の２成分現像剤が排出口２０１ｄから排出されることになり、その結果、未使用のトナーおよびキャリアの代わりに、劣化したトナーやキャリアを現像槽２０１から排出することができる。
【００９４】
現像剤カートリッジ３００から第１搬送路Ｐ内へトナーおよびキャリアが供給されるまでは、現像槽２０１に貯留される２成分現像剤の嵩は減り、現像剤面は低くなっていく。現像剤面の高さが低いときには、第１搬送部材２０２によって現像剤が大きく飛散しがちであるが、現像装置２００においては、現像剤面が排出口２０１ｄの鉛直方向下端よりも低いとき、シャッタ部２０９により排出口２０１ｄが閉じている。したがって、現像剤が大きく飛散したとしても、現像槽２０１内からの現像剤の不所望な排出を抑制することができる。
【００９５】
また、現像装置２００では、シャッタ部２０９は、角変位軸部材２０９ａと、該角変位軸部材２０９ａの軸線まわりに角変位する浮遊部材２０９ｂとから構成され、浮遊部材２０９ｂの角変位によって排出口２０１ｄの開閉が行われる。したがって、シャッタ部２０９の構成が単純であり、シャッタ部２０９を容易に製造することができる。
【００９６】
また、現像装置２００では、排出口２０１ｄよりも第２方向Ｘ１上流側に多重螺旋構造の中流螺旋羽根２０２ｂｂが設けられるので、未使用のトナーおよびキャリアが供給されたときに、現像剤面を速やかに平坦化させることができる。これにより、シャッタ部２０９による排出口の開閉が速やかに行われるので、現像装置２００は、現像槽２０１内からの現像剤の不所望な排出をより抑制することができる。
【００９７】
次に、図９および図１０、ならびに、既に説明した図４〜図７を用いて、シャッタ部２０９について詳細に説明する。図９は、シャッタ部２０９の斜視図である。図１０は、図７のシャッタ部２０９付近の部分を拡大して示す図である。
【００９８】
上述したように、シャッタ部２０９は、現像槽カバー２０５に軸支される角変位軸部材２０９ａと該角変位軸部材２０９ａが挿通されて固定される浮遊部材２０９ｂとを有する。角変位軸部材２０９ａは、第３方向Ｙを軸線方向として延びる円柱状の部材であり、樹脂などから形成される。角変位軸部材２０９ａと浮遊部材２０９ｂとは一体成形されてもよい。
【００９９】
浮遊部材２０９ｂは、中心角が９０°の扇形を底面とする柱状の部材であり、第３方向Ｙを軸線方向として延びる。浮遊部材２０９ｂは、第３方向Ｙにおいて、第１搬送路Ｐの、第１回転軸部材２０２ａよりも隔壁２０７から離間した部分に設けられており、シャッタ部設置用開口部２０５ｂとの間には隙間が形成される。
【０１００】
浮遊部材２０９ｂの扇形の底面の角部に、角変位軸部材２０９ａが挿通される。図１０に示すように、現像槽２０１内の現像剤Ｄｖの現像剤面が浮遊部材２０９ｂの第１方向Ｚ下端よりも第１方向Ｚ下方に位置する状態のとき、浮遊部材２０９ｂの扇形の底面の角部を挟む２つの線分が第１方向Ｚまたは第２方向Ｘ１にそれぞれ延びるように、浮遊部材２０９ｂが設けられる。この状態のとき、浮遊部材２０９ｂの扇形の底面は、現像槽２０１の排出口２０１ｄを囲む部分に当接し、排出口２０１ｄを全て塞ぐ。排出口２０１ｄは、たとえば、浮遊部材２０９ｂの扇形の底面よりも一回り小さい相似形の扇形に形成され、該扇形の半径は３ｍｍ〜７ｍｍである。扇形の排出口２０１ｄの角部を挟む２つの線分は、第１方向Ｚまたは第２方向Ｘ１にそれぞれ延びる。
【０１０１】
浮遊部材２０９ｂは、たとえば樹脂材料から形成される発泡部材または中空部材であり、現像剤Ｄｖよりも密度が小さく構成される。ここで、浮遊部材２０９ｂの密度とは、浮遊部材２０９ｂが発泡部材である場合には、浮遊部材２０９ｂの全質量を浮遊部材２０９ｂの内部の気泡の体積を含めた全体積で除することで算出され、浮遊部材２０９ｂが中空部材である場合には、浮遊部材２０９ｂの全質量を浮遊部材２０９ｂの内部空間を含めた全体積で除することで算出される値である。このようにして算出される浮遊部材２０９ｂの密度は、たとえば、０．９ｇ／ｃｍ３〜３ｇ／ｃｍ３である。浮遊部材２０９ｂの密度は、各部分で均一であることが好ましい。より具体的には、浮遊部材２０９ｂが発泡部材である場合には、気泡が均一に分散されることが好ましく、浮遊部材２０９ｂが中空部材である場合には、内部空間を囲む底面部および側面部の厚みが、それぞれ均一であることが好ましい。
【０１０２】
このような浮遊部材２０９ｂは、現像剤Ｄｖの現像剤面の高さに応じて角変位し、排出口２０１ｄを開閉する。図１０および図１１を用いて、浮遊部材２０９ｂによる排出口２０１ｄの開閉動作について説明する。図１１は、図１０に対応し、浮遊部材２０９ｂの一部が現像剤Ｄｖに浸かった状態を示す図である。
【０１０３】
図１０に示すように、現像槽２０１内の現像剤Ｄｖの現像剤面が浮遊部材２０９ｂの第１方向Ｚ下端よりも第１方向Ｚ下方に位置する状態のときは、浮遊部材２０９ｂによって排出口２０１ｄが全て閉鎖される。これに対して、図１１に示すように、現像槽２０１内の現像剤Ｄｖの現像剤面が浮遊部材２０９ｂの第１方向Ｚ下端よりも第１方向Ｚ上方に位置し、浮遊部材２０９ｂの一部が現像剤Ｄｖに浸かる状態のときには、浮遊部材２０９ｂに現像剤Ｄｖからの浮力が生じ、該浮力によって、浮遊部材２０９ｂの第１方向Ｚ下端が第２方向Ｘ１に移動するように浮遊部材２０９ｂが角変位方向Ｇ３に角変位する。その結果、排出口２０１ｄの少なくとも一部分が開放される。排出口２０１ｄの一部分が開放されることにより、余剰の現像剤を廃現像剤搬送容器２１０へ排出可能となる。
【０１０４】
浮遊部材２０９ｂは、角変位方向Ｇ３への角変位しか許容されていないので、現像剤Ｄｖの現像剤面が高くなるにつれて、開放される部分の面積（開放面積）は大きくなる。したがって、現像装置２００によれば、現像槽２０１内へ新たな現像剤が補給されたときに、補給量に応じて排出口２０１ｄの開放面積を変化させることができるので、開放面積が不必要に大きくならず、現像槽２０１内からの現像剤の不所望な排出をより抑制することができる。
【０１０５】
また、現像装置２００によれば、浮遊部材２０９ｂは、底面が扇形であり、扇形の角部を中心に角変位方向Ｇ３に角変位することで、扇形の排出口２０１ｄを開閉するように構成されるので、浮遊部材２０９ｂの変位の方向が、浮遊部材２０９ｂおよび排出口２０１ｄの第１方向Ｚ下端部に沿う方向となる。その結果、排出口２０１ｄの開放部分の形状が歪な形状にならないので、余剰の現像剤を速やかに排出することができる。なお、現像装置２００の変形態様としては、浮遊部材２０９ｂの底面および排出口２０１ｄの形状を、三角形状や四角形状にしてもよい。
【０１０６】
また、現像装置２００によれば、浮遊部材２０９ｂが中空部材または発泡部材から構成されているので、他の部材から構成される同体積の浮遊部材と比較して、現像剤からの浮力によって角変位し易くなり、速やかに排出口２０１ｄを開閉することが可能になる。
【０１０７】
現像装置２００では、浮遊部材２０９ｂとシャッタ部設置用開口部２０５ｂとの間には隙間が形成される。仮に、隙間が形成されていない場合、現像槽２０１内への現像剤の補給により現像槽２０１の内圧が高まった状態のときに、排出口２０１ｄが開放されると、廃現像剤搬送容器２１０へ現像剤が雪崩れ込む可能性がある。これに対して、現像装置２００では、排出口２０１ｄの近傍に、浮遊部材２０９ｂとシャッタ部設置用開口部２０５ｂとの間の隙間が形成されるので、現像槽２０１の内圧の上昇を抑制し、廃現像剤搬送容器２１０へ現像剤が雪崩れ込む可能性を低減することができる。なお、現像装置２００の変形態様としては、シャッタ部設置用開口部２０５ｂを形成せずに、現像槽２０１内において角変位軸部材２０９ａが軸支されるように構成してもよい。
【０１０８】
また、現像装置２００では、排出口２０１ｄに臨む位置には、第１回転軸部材２０２ａを取り巻く螺旋羽根が設けられていない。その結果、現像剤が補給されたときに、螺旋羽根の搬送力によって浮遊部材２０９ｂが角変位するのを、抑制することができる。仮に、排出口２０１ｄに臨む位置に、第１回転軸部材２０２ａを取り巻く螺旋羽根が設けられている場合、現像剤が補給されたときに、現像剤面の高さが均一化される前に、該螺旋羽根によって搬送される現像剤に押圧されて、浮遊部材２０９ｂが角変位し、これによって排出口２０１ｄが開放されて、不所望な量の現像剤が排出される可能性がある。これに対して、現像装置２００では、排出口２０１ｄに臨む位置には、第１回転軸部材２０２ａを取り巻く螺旋羽根が設けられないので、第１搬送部材２０２の搬送力による浮遊部材２０９ｂの角変位が抑制され、現像剤面が均一化されて浮遊部材２０９ｂに浮力が作用したときに該浮遊部材２０９ｂが角変位するようになり、不所望な量の現像剤が排出される可能性を低減することができる。なお、現像装置２００の変形態様としては、排出口２０１ｄに臨む位置に、第１回転軸部材２０２ａを取り巻く螺旋羽根を設けてもよい。
【０１０９】
さらに、現像装置２００では、浮遊部材２０９ｂは、第３方向Ｙにおいて、第１搬送路Ｐの、第１回転軸部材２０２ａよりも隔壁２０７から離間した部分に設けられており、これにより、第１搬送部材２０２による搬送力で浮遊部材２０９ｂが角変位するのが抑制されている。仮に、第３方向Ｙにおいて、第１搬送路Ｐの全体にわたって浮遊部材２０９ｂが設けられている場合、現像剤が補給されたときに、現像剤面の高さが均一化される前に、第１回転軸部材２０２ａによって搬送される現像剤に押圧されて、浮遊部材２０９ｂが角変位し、これによって排出口２０１ｄが開放されて、不所望な量の現像剤が排出される可能性がある。これに対して、現像装置２００では、浮遊部材２０９ｂは、第３方向Ｙにおいて、第１搬送路Ｐの、第１回転軸部材２０２ａよりも隔壁２０７から離間した部分に設けられるので、第１搬送部材２０２の搬送力による浮遊部材２０９ｂの角変位が抑制され、現像剤面が均一化されて浮遊部材２０９ｂに浮力が作用したときに該浮遊部材２０９ｂが角変位するようになり、不所望な量の現像剤が排出される可能性を低減することができる。
【０１１０】
現像装置２００の変形態様として、第１搬送部材２０２による搬送力で浮遊部材２０９ｂがより角変位し難くなるように、浮遊部材２０９ｂを、第２方向Ｘ１上流側が第３方向Ｙにおいて先細となるように構成してもよい。図１２に、浮遊部材２０９ｂの第２方向Ｘ１上流側が先細となるように構成されるときのシャッタ部２０９の斜視図である。図１２に示すように、浮遊部材２０９ｂの第２方向Ｘ１上流側の部分を、第２方向Ｘ１上流側になるにつれて第３方向Ｙにおいて先細となるように構成することで、浮遊部材２０９ｂの、第１搬送部材２０２によって搬送される現像剤に押圧される部分の面積が小さくなり、浮遊部材２０９ｂは、第１搬送部材２０２による搬送力でより角変位し難くなる。なお、第２方向Ｘ１において、浮遊部材２０９ｂを、全体にわたって細く構成すると、現像剤面が上昇したときに、現像剤に浸かる体積が減少し、浮遊部材２０９ｂに作用する浮力が減少してしまうので、浮遊部材２０９ｂは、第２方向Ｘ１において全体にわたって細く構成するのではなく、図１２に示すように、浮遊部材２０９ｂの第２方向Ｘ１上流側の部分が、第３方向Ｙにおいて先細となり、第２方向Ｘ１下流側の部分が、第３方向Ｙにおいて厚くなるように構成するのが好ましい。
【０１１１】
以上に説明した現像装置２００を備える画像形成装置１００は、現像槽２０１内からの現像剤の不所望な排出を抑制することができるので、現像槽２０１に補給される現像剤量と現像槽２０１から排出される現像剤量とのバランスをとることができ、その結果、良好な画像を形成することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
２０  トナー像形成部
３０  転写部
４０  定着部
５０  記録媒体供給部
６０  排出部
１００  画像形成装置
２００，２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙ  現像装置
２０１  現像槽
２０１ｄ  排出口
２０２  第１搬送部材
２０２ａ  第１回転軸部材
２０２ｂ  第１螺旋羽根
２０２ｂａ，２０２ｂｂ，２０２ｂｃ  大径螺旋羽根
２０２ｂｄ  小径螺旋羽根
２０４  現像ローラ
２０５  現像槽カバー
２０７  隔壁
２０９  シャッタ部
２０９ａ  角変位軸部材
２０９ｂ  浮遊部材
２５０，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｍ，２５０ｙ  現像剤供給パイプ
３００，３００ｂ，３００ｃ，３００ｍ，３００ｙ  現像剤カートリッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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