(57)【要約】【課題】  複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた現像装置であって現像部の外部に設けられた現像剤収容部を備え、現像剤を現像部に向けて搬送する空気流の現像剤収容部側への漏れ防止を図る現像装置及びこれを有するかかる画像形成装置の提供。【解決手段】像担持体に対向して配置された現像部の外部に設けられ、現像部において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部９３と、現像剤収容部９３側から現像部側に向けて搬送される現像剤が通過する複数の現像剤搬送路９０ａ、９０ｂと、複数の現像剤搬送路９０ａ、９０ｂにそれぞれ複数配置され、現像剤搬送路９０ａ、９０ｂを経た現像剤を現像部に搬送するための空気流の現像剤収容部９３側への流入を遮断するように現像剤搬送路９０ａ、９０ｂを開閉する開閉部材９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２とを有する。【選択図】図４
2010134340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向して配置され同像担持体を現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部の外部に設けられ、同現像部において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部と、
前記現像剤収容部側から前記現像部側に向けて搬送される現像剤が通過する複数の現像剤搬送路と、
前記複数の現像剤搬送路にそれぞれ複数配置され、前記現像剤搬送路を経た現像剤を前記現像部に搬送するための空気流の前記現像剤収容部側への流入を遮断するように該現像剤搬送路を開閉する開閉部材とを有する現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記複数の現像剤搬送路のそれぞれに配置された前記複数の開閉部材の少なくとも１つが当該現像剤搬送路を閉じるように、当該複数の開閉部材が開閉されることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記複数の開閉部材による前記複数の現像剤搬送路の開閉は同複数の現像剤搬送路の何れかを現像剤が通過するように行なわれることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の現像装置において、
前記複数の現像剤搬送路にそれぞれ接続され、同複数の現像剤搬送路のそれぞれに配置された前記複数の開閉部材の間に、当該現像剤搬送路内の空気を逃がすための通気路を有することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４記載の現像装置において、
前記通気路は前記現像剤収容部に接続されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の現像装置において、
前記通気路を遮断可能な遮断手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた現像装置であって現像部の外部に設けられた現像剤収容部を備えた現像装置及びこれを有するかかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であって像担持体を用いて画像形成を行う画像形成装置は、像担持体を現像剤によって現像する現像装置を備えている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕参照）。
【０００３】
かかる現像装置において、担持した現像剤を像担持体に供給する現像剤担持体を備えた現像部の外部に設けられ、現像剤を収容した現像剤収容部を備えた現像装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕参照）。この現像装置では、スペースの限られる像担持体周りに配置される現像部を小型化可能であるという利点の他、現像剤が例えばトナーとキャリアとを含む２成分現像剤である場合に次の利点がある。
【０００４】
一般に、２成分現像剤を用いる現像装置では、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域において現像処理が終了しトナーが消費された現像剤は、現像剤担持体から回収されて新たに補給されるトナーと混合、撹拌された後に再び現像剤担持体に担持され現像に供される。２成分現像剤は、安定したトナー画像を得るために一定のトナー濃度と帯電量とを維持する必要があり、トナー濃度は現像による消費分のトナーを新たに補給することによって調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合時における摩擦帯電により付与される。従って２成分現像剤を用いる現像装置では、現像剤の撹拌を十分に行いトナー濃度分布を均一化すると共に、トナーに帯電量を付与してトナー画像の安定化を行うようになっている。
そこで、２成分現像剤を用いる現像装置において、たとえば、補給されたトナーが現像剤担持体によって汲み上げられるまでの僅かな時間の間に２本のスクリュの回転による撹拌効果を利用してトナーの分散及び帯電量付与を行う構成を採用したものが知られている。
しかし、このような構成を用いても、特にトナーの収支が多い場合には補給されたトナーが十分に分散することなく現像剤担持体に汲み上げられ、地汚れやトナー飛散といった品質を低下させる問題が生じる場合がある。
現像部から離れた場所に現像剤収容部を備えた現像装置は、たとえばこの問題を解決し得る構成となっているものであり、現像剤収容部にて現像剤の状態に応じた撹拌を行い、トナー濃度及び帯電量を適切に調整した現像剤を現像部に供給することを可能とするという利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特許第３７３４０９６号公報
【特許文献２】特許第３３４９２８６号公報
【特許文献３】特開平１１−１４３１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、現像部から離れた場所に現像剤収容部を備えた現像装置では、一般に、ポンプ等を用い現像剤を空気流によって現像剤収容部から現像部に圧送することで搬送するようになっているが、このような構成を採用した従来の現像装置では次のような問題があることが分かった。
【０００７】
すなわち、現像剤を搬送する空気流が現像剤収容部に漏れると、現像部に向かう空気流量が減少したり、現像剤が現像剤収容部に逆流したりして、現像剤の搬送量の不足、バラツキが生じ、これにより現像部内の現像剤量の不足、バラツキが生じて現像に支障をきたすという問題である。
【０００８】
たとえば、現像部から離れた場所に現像剤収容部を備えた構成の現像装置として、ロータリフィーダを用いて現像剤収容部から適量の現像剤を排出し、この現像剤を空気流によって現像剤収容部から現像部に搬送する現像装置が知られている。ロータリフィーダは回転する複数の羽根を有するロータとロータを覆うステータとを備えており、これを用いると現像剤供給の定量性及び制御性に優れるという利点がある。しかし、ロータリフィーダを通して現像剤収容部に空気が漏れると上述のような問題がある。ロータリフィーダにおけるシール性を確保するためにロータの羽根を弾性体で構成してステータと所定の食い込みを持たせる構成も考えられるが、経時劣化によるロータ及びステータの削れを考慮すると実用的でない。特に２成分現像剤を用いる場合は、これに含まれるキャリアは鉄やフェライトによって構成されているため、硬度が高くこの方法で経時劣化に対する十分な耐久性を得ることは困難である。
【０００９】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた現像装置であって現像部の外部に設けられた現像剤収容部を備え、現像剤を現像部に向けて搬送する空気流の現像剤収容部側への漏れ防止を図る現像装置及びこれを有するかかる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】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体に対向して配置され同像担持体を現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部の外部に設けられ、同現像部において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部と、前記現像剤収容部側から前記現像部側に向けて搬送される現像剤が通過する複数の現像剤搬送路と、前記複数の現像剤搬送路にそれぞれ複数配置され、前記現像剤搬送路を経た現像剤を前記現像部に搬送するための空気流の前記現像剤収容部側への流入を遮断するように該現像剤搬送路を開閉する開閉部材とを有する現像装置にある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記複数の現像剤搬送路のそれぞれに配置された前記複数の開閉部材の少なくとも１つが当該現像剤搬送路を閉じるように、当該複数の開閉部材が開閉されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、前記複数の開閉部材による前記複数の現像剤搬送路の開閉は同複数の現像剤搬送路の何れかを現像剤が通過するように行なわれることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の現像装置において、前記複数の現像剤搬送路にそれぞれ接続され、同複数の現像剤搬送路のそれぞれに配置された前記複数の開閉部材の間に、当該現像剤搬送路内の空気を逃がすための通気路を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の現像装置において、前記通気路は前記現像剤収容部に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の現像装置において、前記通気路を遮断可能な遮断手段を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像装置を有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、像担持体に対向して配置され同像担持体を現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部の外部に設けられ、同現像部において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部と、前記現像剤収容部側から前記現像部側に向けて搬送される現像剤が通過する複数の現像剤搬送路と、前記複数の現像剤搬送路にそれぞれ複数配置され、前記現像剤搬送路を経た現像剤を前記現像部に搬送するための空気流の前記現像剤収容部側への流入を遮断するように該現像剤搬送路を開閉する開閉部材とを有する現像装置にあるので、現像剤を現像部に向けて搬送する空気流の現像剤搬送路を通じた現像剤収容部側への漏れを防止ないし抑制することで、現像部に向かう空気流量が減少したり、現像剤が現像剤収容部に逆流したりすることを防止ないし抑制し、現像剤の搬送量の不足、バラツキ、これによる現像部内の現像剤量の不足、バラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与することが可能な現像装置を提供することができる。
【００１８】
前記複数の現像剤搬送路のそれぞれに配置された前記複数の開閉部材の少なくとも１つが当該現像剤搬送路を閉じるように、当該複数の開閉部材が開閉されることとすれば、何れかの開閉部材によって各現像剤搬送路を常に閉じることで、現像剤を現像部に向けて搬送する空気流の現像剤搬送路を通じた現像剤収容部側への漏れを防止ないし抑制することで、現像部に向かう空気流量が減少したり、現像剤が現像剤収容部に逆流したりすることを防止ないし抑制し、現像剤の搬送量の不足、バラツキ、これによる現像部内の現像剤量の不足、バラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与することが可能な現像装置を提供することができる。
【００１９】
前記複数の開閉部材による前記複数の現像剤搬送路の開閉は同複数の現像剤搬送路の何れかを現像剤が通過するように行なわれることとすれば、現像剤を現像部に向けて搬送する空気流の現像剤搬送路を通じた現像剤収容部側への漏れを防止ないし抑制しつつ、現像剤搬送路における現像剤の連続的な通過を確保することで、現像部に向かう空気流量が減少したり、現像剤が現像剤収容部に逆流したりすることを防止ないし抑制し、現像剤の搬送量の不足、バラツキ、これによる現像部内の現像剤量の不足、バラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与することが可能な現像装置を提供することができる。
【００２０】
前記複数の現像剤搬送路にそれぞれ接続され、同複数の現像剤搬送路のそれぞれに配置された前記複数の開閉部材の間に、当該現像剤搬送路内の空気を逃がすための通気路を有することとすれば、現像剤を現像部に向けて搬送する空気流の現像剤搬送路を通じた現像剤収容部側への漏れを防止ないし抑制しつつ、現像剤搬送路における現像剤の通過が速やかに行なわれるようにすることで、現像部に向かう空気流量が減少したり、現像剤が現像剤収容部に逆流したりすることを防止ないし抑制し、現像剤の搬送量の不足、バラツキ、これによる現像部内の現像剤量の不足、バラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与することが可能な現像装置を提供することができる。
【００２１】
前記通気路は前記現像剤収容部に接続されていることとすれば、現像剤を現像部に向けて搬送する空気流の現像剤搬送路を通じた現像剤収容部側への漏れを防止ないし抑制しつつ、現像剤搬送路における現像剤の通過が速やかに行なわれるようにすることで、現像部に向かう空気流量が減少したり、現像剤が現像剤収容部に逆流したりすることを防止ないし抑制し、現像剤の搬送量の不足、バラツキ、これによる現像部内の現像剤量の不足、バラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、また通気路からの現像剤の外部への飛散を防止することができ、良好な画像形成に寄与することが可能な現像装置を提供することができる。
【００２２】
前記通気路を遮断可能な遮断手段を有することとすれば、現像剤を現像部に向けて搬送する空気流の現像剤搬送路を通じた現像剤収容部側への漏れを防止ないし抑制するとともに、かかる空気流の通気路を通じた現像剤収容部側への漏れを防止することを可能としつつ、現像剤搬送路における現像剤の通過が速やかに行なわれるようにすることで、現像部に向かう空気流量が減少したり、現像剤が現像剤収容部に逆流したりすることを防止ないし抑制し、現像剤の搬送量の不足、バラツキ、これによる現像部内の現像剤量の不足、バラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与することが可能な現像装置を提供することができる。
【００２３】
本発明は、かかる現像装置を有する画像形成装置にあるので、現像剤を現像部に向けて搬送する空気流の現像剤搬送路を通じた現像剤収容部側への漏れを防止ないし抑制することで、現像部に向かう空気流量が減少したり、現像剤が現像剤収容部に逆流したりすることを防止ないし抑制し、現像剤の搬送量の不足、バラツキ、これによる現像部内の現像剤量の不足、バラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能とされ、良好な画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１に本発明を適用した、カラー画像を形成可能な多色画像形成装置である画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、カラーレーザプリンタとファクシミリとの複合機であるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置１００がファクシミリとして用いられる場合も同様である。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。
【００２５】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての潜像担持体である円筒状の感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを並設したタンデム構造を採用したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式すなわちタンデム型の画像形成装置である。
【００２６】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、同一径であり、画像形成装置１００の本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の作像面である外周面側に等間隔で並んでいる。
【００２７】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、転写ベルト１１の移動方向であるＡ１方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としての作像部たる画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。
【００２８】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である転写媒体たる転写紙に一括転写されるようになっている。
【００２９】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫのそれぞれに対向する位置に配設された転写チャージャとしての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと転写ベルト１１と対向位置である転写位置にて行われる。
【００３０】
転写ベルト１１は、その全層をゴム剤等の弾性部材を用いて構成した弾性ベルトである。転写ベルト１１は、単層の弾性ベルトであっても良いし、その一部を弾性部材とした弾性ベルトであっても良いし、従来から用いられている、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等を用いても良く、非弾性ベルトであっても良い。
【００３１】
画像形成装置１００は、４つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの上方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写装置であるベルトユニットとしての転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に当接し、転写ベルト１１への当接位置において転写ベルト１１と同方向に回転する転写部材としての転写装置たる２次転写ローラ５とを有している。
【００３２】
画像形成装置１００はまた、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写クリーニングブラシを備えた中間転写ベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１８と、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫの下方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての書込装置たる光走査装置８とを有している。
【００３３】
画像形成装置１００はまた、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙を積載したシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙を、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト１１と２次転写ローラ５の間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対１３と、転写紙の先端がレジストローラ対１３に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００３４】
画像形成装置１００はまた、トナー像を転写された転写紙に同トナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着装置６を経た転写紙を本体９９の外部に排出する排紙ローラ７と、本体９９の上部に配設され排紙ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙を積載する排紙部としての排紙トレイ１７と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーホッパとしてのトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫとを有している。
画像形成装置１００はまた、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段等とを備え画像形成装置１００の動作全般を制御する制御手段６５を有している。
【００３５】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられた、複数の巻き掛け部材としての、駆動部材である駆動ローラを兼ねた転写入口ローラ７３と、従動ローラ７２とを有している。転写入口ローラ７３は、図示しない駆動源としてのモータの駆動により回転駆動され、これによって、転写ベルト１１がＡ１方向に回転駆動される。
【００３６】
定着装置６は、図示しない熱源を有する定着ユニット６３と、定着ユニット６３に圧接された加圧ローラ６２とを有しており、トナー像を担持した転写紙を定着ユニット６３と加圧ローラ６２の圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
【００３７】
光走査装置８は、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしてのレーザー光であるビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢＫを発するものである。
シート給送装置６１は、転写紙を積載した給紙トレイ１５と、給紙トレイ１５上に積載された転写紙を送り出す給紙コロ１６とを有している。
【００３８】
画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像ステーション６０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、また詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが付されたものはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
【００３９】
感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中反時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、１次転写ローラ１２Ｙと、感光体ドラム２０Ｙをクリーニングするためのクリーニング手段としてのクリーニング装置７０Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを高圧に帯電するための帯電手段である帯電装置３０Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを現像するための現像手段としての現像装置５０Ｙとを有している。
【００４０】
感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置７０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙとは一体化されており、プロセスカートリッジを構成している。プロセスカートリッジは本体９９に対して着脱自在となっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
【００４１】
以上のような構成により、感光体ドラム２０Ｙは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０Ｙにより表面を一様に帯電され、光走査装置８からのビームＬＹの露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成される。この静電潜像の形成は、ビームＬＹが、紙面垂直方向である主走査方向に走査するとともに、感光体ドラム２０ＹのＢ１方向への回転により、感光体ドラム２０Ｙの円周方向である副走査方向へも走査することによって行われる。
【００４２】
このようにして形成された静電潜像には、現像装置５０Ｙにより供給される帯電したイエロー色のトナーが付着し、イエロー色に現像されて顕像化され、現像により得られたイエロー色の可視画像たるトナー像は、１次転写ローラ１２ＹによりＡ１方向に移動する転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナー等の異物はクリーニング装置７０Ｙにより掻き取り除去され備蓄されて、感光体ドラム２０Ｙは、帯電装置３０Ｙによる次の帯電に供される。
【００４３】
他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫにより、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。
【００４４】
転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写部である転写部まで移動し、この転写部において転写紙に２次転写される。
【００４５】
転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙は、シート給送装置６１から繰り出され、レジストローラ対１３によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ローラ５に対向するタイミングで送り出されたものである。
【００４６】
転写紙は、すべての色のトナー像を一括転写され、担持すると、定着装置６に進入し、定着ユニット６３と加圧ローラ６２との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、この定着処理により、転写紙上に合成カラー画像たるカラー画像が形成される。定着装置６を通過した定着済みの転写紙は、排紙ローラ７を経て、排紙トレイ１７上にスタックされる。一方、２次転写を終えた転写ベルト１１は、クリーニング装置１８によってクリーニングされ、次の１次転写に備える。
【００４７】
画像形成装置１００において、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫは互いに略同様の構成となっている。以下、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫを現像装置５０として説明する。また感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを感光体ドラム２０として説明し、トナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫをトナーボトル９として説明する。
【００４８】
図２に示すように、現像装置５０は、感光体ドラム２０に対向して配置され、トナーとキャリアとを含む乾式の２成分現像剤である現像剤を担持する現像剤担持体としての図３に示す現像ローラ５１を備えた現像部８１と、現像部８１に供給する現像剤を撹拌する撹拌部８２と、現像部８１と撹拌部８２との間に現像剤を還流させ循環させるための還流部８３と、トナーボトル９を着脱自在に備えトナーボトル９内の新規トナーを撹拌部８２に供給するためのトナー補給手段としてのトナー補給部７９とを有している。
このように、現像装置５０は、現像撹拌分離型の現像装置である。
【００４９】
還流部８３は、撹拌部８２から現像部８１への現像剤の流路を形成する第１の流路形成部を構成する循環復路８４と、現像部８１から撹拌部８２への現像剤の流路を形成する第２の流路形成部を構成する循環往路８５とを有している。
【００５０】
図３に示すように、現像部８１は、感光体ドラム２０に対向する部分に開口部を有し同開口部から現像ローラ５１の一部を感光体ドラム２０に望むように露出させたケーシングである現像ケース５５と、現像ケース５５に支持され現像ローラ５１上の現像剤を一定の高さに規制する規制部材としてのドクタであるドクタブレードとしての現像ブレード５２とを有している。
【００５１】
現像部８１はまた、現像剤中のトナー濃度を測定するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ５６と、直流成分の現像バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段と、現像ローラ５１を駆動する図示しない現像駆動手段と、第１搬送スクリュ５３及び第２搬送スクリュ５４と、第１搬送スクリュ５３及び第２搬送スクリュ５４を回転駆動する図示しない搬送駆動手段等を有している。トナー濃度検知センサ５６が検知した、トナー濃度に関する信号は、制御手段６５に入力される。バイアス印加手段、現像駆動手段、搬送駆動手段は何れも、制御手段６５によって駆動を制御される。
【００５２】
現像ローラ５１は、図３における紙面に垂直な方向に延在している。この方向は、現像ローラ５１の幅方向、言い換えると軸方向であり、感光体ドラム２０の延在方向即ち感光体ドラム２０の幅方向、言い換えると軸方向と平行な方向である。現像ローラ５１は、詳細な図示を省略するが、磁界発生手段としてのマグネットローラと、マグネットローラを内包し現像駆動手段により図中反時計方向であるＣ１方向に駆動される非磁性の現像スリーブとを有している。
【００５３】
マグネットローラは、図示を省略するが、現像ケース５５に固定されたプラスチックローラと、プラスチックローラに埋め込まれた複数の磁極を形成する複数の磁石であるマグネットブロックとを有している。
【００５４】
現像スリーブは、現像ケース５５及びマグネットローラに回転自在に支持されている。現像スリーブは、バイアス印加手段により感光体ドラム２０との間に適当な大きさの現像バイアスを印加される。現像領域における現像スリーブと感光体ドラム２０とのギアップすなわち現像ギアップは、０．３ｍｍとなるように設定されている。
【００５５】
現像ブレード５２は、ＳＵＳ材料で形成されている。現像ブレード５２と現像スリーブとのギアップすなわちドクターギアップは、０．５ｍｍとなるように設定されている。
【００５６】
第１搬送スクリュ５３と第２搬送スクリュ５４とは、現像ローラ５１の幅方向言い換えると現像ローラ５１の長手方向である、図３における紙面に垂直な方向に延在するように配設されている。第１搬送スクリュ５３と第２搬送スクリュ５４とは、搬送駆動手段による回転駆動作用を受けて回転する回転軸としての軸部５３ａ、５４ａと、軸部５３ａ、５４ａの表面、具体的には軸部５３ａ、５４ａの周面上に突設した態様で一体的に成型され、軸部５３ａ、５４ａの回転によって現像剤を撹拌しながら搬送する搬送部としての羽根部５３ｂ、５４ｂとを有している。羽根部５３ｂ、５４ｂは螺旋状、言い換えるとスパイラル状をなしているが、軸部５３ａ、５４ａに対して傾斜した斜板状をなしているものであっても良い。
【００５７】
第１搬送スクリュ５３は、現像ローラ５１に隣接するように現像ローラ５１と対向配置されており、搬送駆動手段によってＤ１方向に回転駆動されることで、第１収容室５８内の現像剤を、現像ローラ５１の幅方向に沿って、図３における紙面手前側から奥側へ搬送しながら現像ローラ５１に供給する。第１搬送スクリュ５３によって第１収容室５８内の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７の図３における奥側の端部に形成された図示しない開口部を通って第２収容室５９内に進入し、第２搬送スクリュ５４に受け渡される。
【００５８】
第２搬送スクリュ５４は、第１搬送スクリュ５３を挟んで現像ローラ５１と逆側に配設されており、第２収容室５９内において、搬送駆動手段によってＥ１方向に回転駆動されることで、第１収容室５８から送られてくる現像剤を、現像ローラ５１の幅方向に沿って、第１搬送スクリュ５３とは逆方向に搬送する。なお、仕切り壁５７の図３における手前側の端部は現像ケース５５と一体であり、開口部などは形成されていない。
【００５９】
図２に示すように、現像ケース５５は、図３における紙面手前側に相当する部分に、第１収容室５８に連通するように、撹拌部８２によって撹拌された現像剤を受け入れる現像剤搬入口を構成する現像剤搬入部８６を有しているとともに、第２収容室５９に連通するように、第２搬送スクリュ５４によって第２収容室５９内を図３における手前側の端部まで搬送された現像剤を撹拌部８２に向けて送り出す現像剤搬出口を構成する現像剤搬出部８７を有している。トナー濃度検知センサ５６は第２収容室５９内において現像剤搬出部８７に進入する直前の現像剤のトナー濃度を検知する。
【００６０】
循環復路８４は、撹拌部８２と現像剤搬入部８６とを接続し、循環往路８５は、撹拌部８２と現像剤搬出部８７とを接続している。
よって、循環往路８５によって搬送された現像剤は、落下により現像剤搬入部８６を経て第１収容室５８内に進入し、第１搬送スクリュ５３に受け渡される。また、第２搬送スクリュ５４によって第２収容室５９内を図３における手前側の端部付近まで搬送された現像剤は、落下により現像剤搬出部８７から循環往路８５に進入する。
【００６１】
循環往路８５は、現像剤搬出部８７から垂下された垂下部８８と、垂下部８８下端を接続され撹拌部８２に直結された直結部８９とを有している。循環往路８５は、トナー補給部７９からの新規トナーの補給を直結部８９で受けるようになっている。よって、トナー補給部７９からの新規トナーの補給位置は、現像剤搬出部８７と撹拌部８２との間に位置している。
【００６２】
垂下部８８は、ゴムチューブ等の、柔軟な素材によって形成されたチューブによって構成されている。垂下部８８内は中空であり、現像剤搬出部８７から搬出された現像剤が自由落下により直結部８９内に進入する。
直結部８９は、上端において垂下部８８を接続されているとともに、側方においてトナー補給部７９を接続された硬質のパイプである。
【００６３】
循環復路８４は、撹拌部８２に接続され撹拌部８２から搬出される撹拌済みの現像剤を一時的に蓄えるとともに送り出して現像部８１に供給する現像剤供給手段である現像剤供給部としての供給部９０と、供給部９０に接続され供給部９０から送り出された現像剤を現像剤搬入部８６に向けて搬送する搬送部９２とを有している。
【００６４】
搬送部９２は、一端が現像剤搬入部８６に接続された、ゴムチューブ等の、柔軟な素材によって形成されたチューブ９２ａと、一端がチューブ９２ａの他端に接続され、中間部が供給部９０に接続された継手管路９２ｃと、継手管路９２ｃの他端が接続され供給部９０から継手管路９２ｃに進入した現像剤をチューブ９２ａを介して現像部８１に搬送するための空気流を形成する空気流形成手段としてのエアポンプ１０１とを有している。なお、エアポンプ１０１は、図１に示すように、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫにおいて、それぞれ、エアポンプ１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫとして備えられている。
【００６５】
図２に示すように、撹拌部８２は、内部の現像剤を撹拌する撹拌器９３と、撹拌器９３の上方に配設された減速ギア列９５ｂと、減速ギア列９５ｂを回転駆動するモータ９５ａとを有している。
【００６６】
図４に示すように、撹拌器９３は上面に現像剤補給口９３ｂを、下面に排出口９３ｃを設けられており、排出口９３ｃに向かうほど径が細くなる逆円錐型の形状を有している。現像剤補給口９３ｂは図２に示した直結部８９を接続されている。
【００６７】
撹拌器９３内の中心には下から上に現像剤を搬送する撹拌部材としてのスクリュ９６が、その外側には回転可能な２本の撹拌部材９７が設けられており、これらの回転動作によって現像剤が撹拌・混合される。
【００６８】
スクリュ９６と撹拌部材９７とはモータ９５ａによって回転駆動される。スクリュ９６はモータ９５ａと直結されており、撹拌部材９７は、減速ギア列９５ｂを介して回転する。撹拌部材９７は、減速ギア列９５ｂに直結された支持部９８に回転方向に対して斜めに固定されている。
【００６９】
補給口９３ｂから排出口９３ｃまでの搬送は重力を利用している。撹拌器９３はバッファとして機能しその内部に常に現像剤が存在する。よって、撹拌器９３は、現像部８１の外部に設けられ現像部８１において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部として機能し、搬出する現像剤量のムラや、搬出する現像剤の粒子間の空気量を一定化させて現像剤の嵩密度を安定化させ、現像部８１に向けて搬送部９２に進入する現像剤量にムラが生じることを抑制する。また現像部８１に収容すべき現像剤量を低減可能であり、現像部８１を小型化可能であるため、スペースの限られた感光体ドラム２０周りに配置する点においても有利である。
【００７０】
このような撹拌器９３においては、現像剤は、スクリュ９６の回転によって下から上に持ち上げられるとともに、スクリュ９６の外側を回転する撹拌部材９７の回転に伴い下方及びスクリュ９６に向けて移動し、再びスクリュ９６によって下から上に持ち上げられる。
【００７１】
このように撹拌器９３では絶えず現像剤が対流している。この対流により、内部の現像剤全体が均一に混合される仕組みである。トナーの帯電はトナーとキャリアの摩擦によって付与されるため、帯電量をすばやく得るためにはトナーとキャリアの接触確率を上げることが重要であるが、本発明者らの検討によって、撹拌器９３内における現像剤の対流ではかかる接触確率が上がり、かつ、現像剤へのダメージも少ないことが分かった。
【００７２】
供給部９０は、撹拌器９３と継手管路９２ｃとを連結した円筒状の筐体９０ｃと、筐体９０ｃ内の空間を２分割した仕切り板９０ｄと、仕切り板９０ｄによって２分割された筐体９０ｃ内の空間によって形成され撹拌器９３側から現像部８１側に向けて搬送される現像剤が通過する２つの現像剤搬送路としての排出経路９０ａ、９０ｂとを有している。
【００７３】
供給部９０はまた、排出経路９０ａ、９０ｂのそれぞれに配置され排出経路９０ａ、９０ｂを開閉する開閉部材としての開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２と、開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２を駆動する開閉部材駆動手段６６とを有している。
【００７４】
開閉部材駆動手段６６は制御手段６５によって動作を制御される図示しないモータと、モータの駆動を開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２のそれぞれに伝達する図示しない駆動伝達系とを有している。
【００７５】
開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２は、開閉部材駆動手段６６によってそれぞれ回転駆動されることで、排出経路９０ａ、９０ｂを互いに独立して開閉する。開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２は、開閉部材駆動手段６６によって、同図に示した水平状態とこの状態から９０度回転した垂直状態との何れかで姿勢を保つように構成されており、水平状態では排出経路９０ａ、９０ｂを閉塞して現像剤、空気の通過を遮断し、垂直状態では排出経路９０ａ、９０ｂを開放して現像剤、空気の通過を許容する。
【００７６】
よって開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２は排出経路９０ａ、９０ｂを閉じた状態では撹拌器９３から継手管路９２ｃに向けて自由落下する現像剤を堰き止めて排出経路９０ａ、９０ｂを通過することを禁止し、排出経路９０ａ、９０ｂを開いた状態では撹拌器９３から継手管路９２ｃに向けて自由落下する現像剤を堰き止めることなく排出経路９０ａ、９０ｂを通過させる。
【００７７】
仕切り板９０ｄは、筐体９０ｃ内の空間を２等分し、排出経路９０ａ、９０ｂの容積を同じとしている。開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２は互いに同形状、同サイズであり、開閉弁９０ａ１、９０ｂ１は上下方向において互いに同位置を占め、開閉弁９０ａ２、９０ｂ２は上下方向において互いに同位置を占めている。
【００７８】
制御手段６５は、開閉部材駆動手段６６の動作を制御して、開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２による排出経路９０ａ、９０ｂの開閉を制御し、撹拌器９３から供給部９０、搬送部９２を経て現像部８１に供給される現像剤の所定時間当たりの量が定量となるように制御する。この点、制御手段６５は開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２の駆動制御により排出経路９０ａ、９０ｂを開閉する開閉制御手段として機能する。また撹拌器９３から供給部９０、搬送部９２を経て現像部８１に供給される現像剤の量を制御する点において、開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２は現像剤供給量制御部材として機能し、制御手段６５は現像剤供給量制御手段として機能する。制御手段６５はこれら制御手段として機能するときなど、供給部９０、現像装置５０の制御を行うときには供給部９０、現像装置５０の構成の一部として動作する。
【００７９】
開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２による排出経路９０ａ、９０ｂの開閉の態様、この開閉によってもたらされる利点など、供給部９０のその余の詳細については後述する。
【００８０】
チューブ９２ａ内は中空であり、供給部９０から継手管路９２ｃ内に進入した現像剤は、エアポンプ１０１によって、その内部を圧送され、現像剤搬入部８６内に供給される。
【００８１】
エアポンプ１０１は、本形態ではダイヤフラム型エアポンプを用いているが、現像剤をそれによって発生する空気流でチューブ９２ａを経て現像部８１に搬送できるのであれば、バタフライ型エアポンプ、ロータリー型エアポンプなど、他の手段であっても良い。
【００８２】
トナー補給部７９は、一端が直結部８９に接続されトナーボトル９が着脱自在なパイプ７９ａと、パイプ７９ａ内に配設され、トナーボトル９からパイプ７９ａ内に落下した新規トナーを、所定の方向に回転することにより直結部８９内に搬送する搬送部材としての図示しない螺旋状のコイルと、パイプ７９ａの他端側に設けられ制御手段６５によって駆動を制御されコイルを所定の方向に回転駆動するモータ７９ｂとを有している。
【００８３】
コイルはモータ７９ｂによって定速で回転駆動され、新規トナーの搬送量が駆動時間あたり一定となるように構成されており、パイプ７９ａの一端側に搬送した新規トナーを直結部８９から自由落下させ撹拌器９３内に進入させる。
【００８４】
以上のような構成の現像装置５０にあっては、撹拌部８２でトナーが均一に分散され現像に適した帯電状態とされた現像剤が、循環復路８４によって、後述のように適量搬送され、現像剤搬入部８６から現像部８１に供給される。
【００８５】
現像部８１では、第１搬送スクリュ５３の回転により、現像剤が現像剤搬入部８６から現像ローラ５１に沿って搬送され、この過程で、搬送スクリュ５３と現像ローラ５１との対向領域において、マグネットローラによって汲み上げられて現像ローラ５１表面に担持される。
【００８６】
現像ブレード５２によって現像剤の担持量を規制され層厚を規制された現像ローラ５１は、その回転及びバイアス印加手段による現像バイアスにより、現像ローラ５１と感光体ドラム２０との間の現像領域に、現像ブレード５２によって量を適量とされた現像剤を運ぶ。
【００８７】
現像領域においては、現像剤がマグネットローラによって現像スリーブ上に穂立ちして磁気ブラシを形成し、バイアス印可手段によるバイアスにより、現像剤中の、特に磁気ブラシ先端部のトナーに現像ポテンシャルが作用し、磁性キャリアの表面からトナーが感光体ドラム２０の表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像を所定の色のトナー像として可視像化する。なお、現像ブレード５２による規制によっても、トナーの帯電が促進され、撹拌部８２から現像部８１への搬送過程で帯電量が低下したとしても、その低下分が補われる。
【００８８】
現像によりトナーを消費した現像剤は、現像ローラ５１の回転に伴って現像ケース５５の収容室５８内に戻される。第１搬送スクリュ５３の回転により、第１収容室５８の端部まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７の開口部を通って第２収容室５９内に進入し、第２搬送スクリュ５４に受け渡され、第２収容室５９内において、第２搬送スクリュ５４は、現像剤を第１搬送スクリュ５３とは逆方向に搬送する。第２収容室５９の端部まで搬送された現像剤は、現像剤搬出部８７から現像部８１外に送り出され、循環往路８５を経て再度撹拌部８２内に進入する。
【００８９】
このように、現像部８１においては、第１搬送スクリュ５３及び第２搬送スクリュ５４によって撹拌搬送された現像剤は、マグネットローラの磁力により汲み上げられて現像スリーブに担持され、感光体ドラム２０と対向する現像領域まで搬送され、感光体ドラム２０上の潜像にトナーが供給されて現像が行われる。現像後のトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ表面から第１収容室５８内に解放され、第２収容室５９、循環往路８５を経て撹拌部８２に進入し、撹拌部８２にて現像剤に適した状態となり、再度現像部８１に供給され、再び現像スリーブ表面に汲み上げられるというサイクルを繰り返す。マグネットブロックはこのようなサイクルを繰り返すように配設されている。
【００９０】
このようなサイクルにおいて、現像剤中のトナーが消費されるため、トナー濃度が低下する。トナー濃度の低下はトナー濃度検知センサ５６によって検知される。トナー濃度検知センサ５６によってトナー濃度の低下が検知されると、制御手段６５は、トナー補給部７９を駆動し、トナーホッパ９から、新規トナーを循環往路８５を介して撹拌部８２に供給する。
【００９１】
このとき、撹拌器９３は、補給されたこの新規トナーを現像剤中に撹拌混合する。これにより、補給された新規トナーは、撹拌器９３内の既存の現像剤中に拡散する。その過程で、供給された新規トナーは、現像剤中のキャリアや他のトナーとの摩擦によって帯電される。このようにして、新規トナーは現像装置５０にて既存の現像剤中に均一に分散されるとともに、現像に適した帯電状態とされる。
【００９２】
よって、画像面積率の高い画像の形成時など、トナー消費量が多い場合でも、補給された新規トナーが十分に分散することなく現像ローラ５１に汲み上げられることによる地汚れやトナー飛散といった画像品質の低下が防止ないし抑制される。
【００９３】
制御手段６５による、フィードバック制御あるいはトナー補給部７９を所定時間駆動するフィードフォワード制御により、現像剤中のトナー濃度が約４〜１１重量％の所定の範囲内となるように制御され、キャリアに対するトナーの混合比率が常に適正値に保たれ、高品質の画像が得られることとなる。
【００９４】
ここで、かりに、エアポンプ１０１によって取り込まれる空気が、本体９９内の空気であるとすると、かかる空気の温度が高い場合には、これによって現像部８１に搬送される現像剤の温度が上昇し、現像剤の特性が変化して、現像剤の流動性の低下、凝集体の発生等、現像性能の低下の原因となる現象が発生し、画像品質の低下が生じ得る。
【００９５】
本体９９内の空気の温度は、例えば、光走査装置８、定着装置６、その他モータにおいて発熱するため外気温よりも高くなりやすい。また、現像装置５０でも、現像剤の撹拌混合時における現像剤同士、あるいは現像剤と他の部材との摩擦熱や、現像スリーブがマグネットローラの周囲で高速回転する際に生じる渦電流に起因する発熱が生じ、現像剤の温度が上昇し易い。本体９９内部では、これらが現像剤の温度上昇の原因となり得る。
特に、画像形成装置１００では、現像装置５０が光走査装置８の直上に配設されているため、高温になり易い光走査装置８の熱の影響を受け易い。
【００９６】
そこで、画像形成装置１００は、図１、図２、図４に示すように、本体９９外とエアポンプ１０１すなわちエアポンプ１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫとを接続し、本体９９内の空気に比べて低温傾向にある本体９９外の空気を取り入れてエアポンプ１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫに供給するための外部空気吸引路としての外気取込手段１０２を有している。
【００９７】
外気取込手段１０２は、一端が本体９９、具体的には外装カバーの開口のすぐ内側に配設され同開口から外側に露出し本体９９外の空気を取り入れる空気取入口としての取入口を形成するパイプ状の取入部１０３と、取入部１０３の他端を接続され、本体９９外から取り入れた空気の除湿を行ってエアポンプ１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫに供給するための除湿手段としての除湿部１０４とを有している。
【００９８】
外気取込手段１０２はまた、除湿部１０４を経た空気が通過する、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共通の主ダクト１０５と、主ダクト１０５から分岐してエアポンプ１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１ＢＫに接続されたチューブ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６ＢＫとを有している。チューブ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６ＢＫは、図２、図４においては符号１０６で示している。
【００９９】
取入部１０３は、本体９９の最下部に配設され、同最下部から、本体９９外の空気を取り入れるようになっている。これにより、本体９９外でも低温傾向にある、画像形成装置１００が通常設置される床面近傍の空気を取り入れるとともに、取り入れた空気が本体９９内を通過する位置を本体９９内でも低温傾向にあるその最下部とすることで、極力低温の空気を導入するようになっている。
【０１００】
同様の理由で、除湿部１０４も本体９９の最下部に配設されている。
除湿部１０４は、取入部１０３から進入した空気が通過するその内部の空間に除湿剤としてのシリカゲルが充填してあり、このシリカゲルを用いて、本体９９外から取り入れ、取入部１０３を介して進入して来た空気の除湿を行う。これにより、特別な駆動源を用いることなく、簡易な方式で、簡単かつ安価に取り入れた空気中の水分が除去され、搬送する現像剤が湿って帯電性能が低下することを防止ないし抑制し、帯電性能を安定させる。除湿剤としてはシリカゲルが一般的かつ安価で使い易く好ましいが、他のものであっても良い。
【０１０１】
主ダクト１０５及びチューブ１０６は、柔軟な材料によって形成された中空のチューブによって構成されており、取入部１０３、除湿部１０４を含め、その取り回しが容易になっている。
【０１０２】
取入部１０３、除湿部１０４、主ダクト１０５及びチューブ１０６内を流れる空気流は、エアポンプ１０１の駆動によって生じる、現像剤を現像部８１に向けて圧送する空気流の反作用による負圧によって、取入部１０３により本体９９外から外気が引き込まれることによって発生するものである。
【０１０３】
これら外気取込手段１０２の各構成は、本体９９外から取り入れた外気が本体９９内を通過する際に昇温することを極力防止すべく、断熱材等の、断熱性を有する被覆部材によって覆うことが好ましい。これは、熱を発生させない非発熱部であるトナーボトル９、垂下部８８、チューブ９２ａ、継手管路９２ｃ等についても同様である。特に、主ダクト１０５及びチューブ１０６は、発熱源たる光走査装置８の近傍を取り回されているため、被覆部材による断熱効果が大きい。
【０１０４】
このような外気取込手段１０２を有することにより、エアポンプ１０１から圧送された空気は比較的低温である。一方、現像装置５０内の現像剤、あるいはトナーボトル９内のトナーは本体９９内の雰囲気温度によって、通常、外気温よりも高い温度となっている。よってエアポンプ１０１によって形成された外気による空気流によって搬送される現像剤は、通常、冷却作用を受け、外気温に近い低温となって現像部８１に進入する。よって、現像部８１内における現像剤の温度は比較的低温に保たれ、この現像剤を用いて感光体ドラム２０の良好な現像が行われる。
なお、取入部１０３の一端には、塵等の異物が進入することを防止するために異物進入防止手段としてのメッシュフィルタ等のフィルタ等を設けることが望ましい。
【０１０５】
以上のように、撹拌器９３内の現像剤は、供給部９０を経てエアポンプ１０１による空気流によって現像部８１に向けて圧送されるが、かかる空気流が供給部９０を経て撹拌器９３に漏れると、現像部８１に向かう空気流量が減少したり、現像剤が撹拌器９３に逆流したりして、現像剤の搬送量の不足、バラツキが生じ、これにより現像部８１内の現像剤量の不足、バラツキが生じて現像に支障をきたす可能性がある。
【０１０６】
そこで、供給部９０は、撹拌器９３から搬送部９２、現像部８１への現像剤の供給を行ないながら、かかる空気流の撹拌器８３側への流入を遮断するように、開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２によって排出経路９０ａ、９０ｂを開閉するようになっている。
【０１０７】
具体的には、図５に示すように、開閉弁９０ａ１、９０ａ２の何れか一方が排出経路９０ａを閉じた状態とし他方が排出経路９０ａを開いた状態とするとともに、開閉弁９０ｂ１、９０ｂ２の何れか一方が排出経路９０ｂを閉じた状態とし他方が排出経路９０ｂを開いた状態とする。この状態は、少なくともエアポンプ１０１が動作し空気流が発生しているときに形成される。エアポンプ１０１が非動作の場合はすべての開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２が排出経路９０ａ、９０ｂを閉じた状態としてもよい。
【０１０８】
図５に示した状態を形成するために、開閉部材駆動手段６６は、開閉弁９０ａ１、９０ａ２が排出経路９０ａを開閉する位相が互いに１８０度ずれるように構成され、また開閉弁９０ｂ１、９０ｂ２が排出経路９０ｂを開閉する位相が互いに１８０度ずれるように構成されているとともに、開閉弁９０ａ１、９０ｂ１の位相が互いに１８０度ずれるように構成され、また開閉弁９０ａ２、９０ｂ２の位相が１８０度ずれるように構成されている。このような位相関係が保たれるのであれば、開閉部材駆動手段６６の構成は適宜選択されるものであり、モータを開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２のそれぞれに対応して設け上述の位相関係を保つように制御手段６５によって駆動しもよいし、モータを開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２の全てに対応して１つ設け駆動伝達系が上述の位相関係を保つように構成されていてもよいし、その他の構成となっていてもよい。
なお、開閉部材駆動手段６６は、たとえばモータを、複数の現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共通して用いることで部品を共通化し、省スペース化、コストの低減を図ることも可能である。
【０１０９】
そして、図５において状態番号０で示す、エアポンプ１０１が停止している状態では、図６（ａ）にも示すように開閉弁９０ａ１、９０ｂ２が開状態、開閉弁９０ａ２、９０ｂ１が閉状態となり、現像剤は開閉弁９０ａ２、９０ｂ１によって排出経路９０ａ、９０ｂ内で堰き止められている。
【０１１０】
図５において状態番号１で示す、エアポンプ１０１が動作を開始した状態では、図６（ｂ）にも示すように開閉弁９０ａ１、９０ｂ２が閉状態、開閉弁９０ａ２、９０ｂ１が開状態となり、現像剤は、開閉弁９０ａ２によって堰き止められていたものが排出経路９０ａを通過して空気流によって現像部８１に搬送され、排出経路９０ｂにおいては開閉弁９０ｂ１を通過するものの開閉弁９０ｂ２によって堰き止められて現像剤の充填が行なわれ、また、空気流は、排出経路９０ａについては開閉弁９０ａ１によって撹拌器９３側への流入が遮断され、排出経路９０ｂについては開閉弁９０ｂ２によって撹拌器９３側への流入が遮断され、撹拌器９３側に流入することはない。
【０１１１】
図５において状態番号２で示す、状態番号１で示した状態に続いてエアポンプ１０１が動作を継続している状態では、開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２の開閉状態が逆転し、図６（ｃ）にも示すように開閉弁９０ａ１、９０ｂ２が開状態、開閉弁９０ａ２、９０ｂ１が閉状態となり、現像剤は、開閉弁９０ｂ２によって堰き止められていたものが排出経路９０ｂを通過して空気流によって現像部８１に搬送され、排出経路９０ａにおいては開閉弁９０ａ１を通過するものの開閉弁９０ａ２によって堰き止められて現像剤の充填が行なわれ、また、空気流は、排出経路９０ｂについては開閉弁９０ｂ１によって撹拌器９３側への流入が遮断され、排出経路９０ａについては開閉弁９０ａ２によって撹拌器９３側への流入が遮断され、撹拌器９３側に流入することはない。
【０１１２】
以降、エアポンプ１０１が停止する状態番号６で示す状態となるまで、状態番号１と同じ状態と状態番号２と同じ状態が交互に形成される。これによって空気流が撹拌器９３側に流入することが遮断された状態が維持されたまま、現像剤は排出経路９０ａ、９０ｂの何れかを交互に通過し、現像部８１に連続的に供給される。
【０１１３】
すでに述べたように、排出経路９０ａ、９０ｂの容積は互いに同じであり、開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２は互いに同形状、同サイズであるとともに、開閉弁９０ａ１、９０ｂ１は上下方向において互いに同位置を占め、開閉弁９０ａ２、９０ｂ２は上下方向において互いに同位置を占めているため、開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２の開閉状態を逆転すると、同量の現像剤が現像部８１に供給される。
【０１１４】
よって、状態番号１、２のワンサイクルで定量の現像剤が現像部８１に供給される。また、開閉弁９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２の開閉状態の切換を同じ時間間隔で行なえば、かかる時間間隔が、定量の現像剤を現像部８１に供給するワンサイクルとなる。これらワンサイクルの時間は、トナー濃度検知センサ５６によって検知されたトナー濃度と目標値との差の大小に応じて制御手段６５によって随時変更可能であり、かかる差が大きいときにはかかる時間間隔を短くして、時間当たりの現像剤供給量を多くすることも可能である。かかるワンサイクルの時間を短くするほど、連続して定量の現像剤が現像部８１に供給される。
【０１１５】
なお、排出経路の数は、複数であれば、本形態のように２つに限らず、３つ以上であってもよく、それぞれの排出経路に備えられた開閉弁の開閉切換のタイミングを排出経路ごとにずらせば、排出経路の数が多いほど、現像部８１への現像剤供給の連続性が向上する。また、開閉弁の数も、複数であれば、本形態のように２つに限らず、３つ以上であってもよく、それぞれの排出経路に備えられた複数の開閉弁のうちの少なくとも１つが当該排出経路を閉じるという条件を満たしつつ、それらの開閉切換のタイミングを互いにずらせば、開閉弁の数が多いほど、撹拌部９３への空気流の遮断状態を維持しつつ現像部８１への現像剤供給の連続性が向上する。
【０１１６】
図７に、現像装置５０の他の構成例を示す。この構成例は、排出経路９０ａ、９０ｂ内の空気を逃がすための通気路６７ａ、６７ｂと、通気路６７ａ、６７ｂをそれぞれ遮断可能な遮断手段としてのバルブ６８ａ、６８ｂを備えている点でのみ上述の構成例と異なっている。
【０１１７】
通気路６７ａ、６７ｂは、たとえば、状態番号１の動作説明において述べた、排出経路９０ｂにおいて開閉弁９０ｂ１を通過した現像剤が開閉弁９０ｂ２によって堰き止められ現像剤の充填が行なわれるとき、また、状態番号２の動作説明において述べた、排出経路９０ａにおいて開閉弁９０ａ１を通過した現像剤が開閉弁９０ａ２によって堰き止められ現像剤の充填が行なわれるときに、かかる現像剤の充填がスムーズに行なわれるようにするために設けられている。かかる充填は、充填が行なわれる空間を占めていた空気が現像剤に取って代わられることによって行なわれるため、かかる空気の逃げ場がないと、この空気と現像剤との交換が生じにくくなる。そこで、通気路６７ａ、６７ｂを設け、かかる空気の逃げ道を形成したものである。
【０１１８】
通気路６７ａは、柔軟なチューブによって形成されており、排出経路９０ａ内における開閉弁９０ａ１と開閉弁９０ａ２との間の空間に連通するようにその一端を接続され、その他端を、撹拌器８３内の、現像剤の上面位置よりも上方の空間に連通するように接続されている。通気路６７ｂは、柔軟なチューブによって形成されており、排出経路９０ｂ内における開閉弁９０ｂ１と開閉弁９０ｂ２との間の空間に連通するようにその一端を接続され、その他端を、撹拌器８３内の、現像剤の上面位置よりも上方の空間に連通するように接続されている。
【０１１９】
通気路６７ａ、６７ｂの他端は、本体９９内外の空間に開放してもよいが、そうすると、かかる充填の際に現像剤が空気とともにその空間に放出され、その空間が現像剤によって汚染され得るため、撹拌器８３に接続されている。通気路６７ａ、６７ｂの他端を、撹拌器８３内の、現像剤の上面位置よりも上方の空間に接続したのは、撹拌器８３内の現像剤が通気路６７ａ、６７ｂに流入することを防止ないし抑制するためであるが、かかる流入が防止されるのであれば、現像剤の上面位置よりも上方の空間に接続してもよい。
【０１２０】
バルブ６８ａ、６８ｂは、開閉弁９０ａ２、９０ｂ２が開いた状態において、エアポンプ１０１によって形成された空気流が、通気路６７ａ、６７ｂを通じて撹拌器８３に流入することによる、空気流の漏れを防止するために設けられている。よって、図８に示すように、開閉弁９０ａ２が開いた状態となっているとき、すなわちたとえば状態番号１、３においては、バルブ６８ａが動作して通気路６７ａを閉じて空気漏れを防止し、同図においてたとえば状態番号２、４で示す、開閉弁９０ａ２が閉じ、開閉弁９０ａ１が開いて現像剤が充填されるときには、バルブ６８ａは動作せず通気路６７ａを開放し、充填が速やかに行なわれるようにする。また、開閉弁９０ｂ２が開いた状態となっているとき、すなわちたとえば状態番号２、４においては、バルブ６８ｂが動作して通気路６７ｂを閉じて空気漏れを防止し、同図においてたとえば状態番号１、３で示す、開閉弁９０ｂ２が閉じ、開閉弁９０ｂ１が開いて現像剤が充填されるときには、バルブ６８ｂは動作せず通気路６７ｂを開放し、充填が速やかに行なわれるようにする。このようなバルブ６８ａ、６８ｂの切り換えは、制御手段６５によって行われる。この点、制御手段６５は通気切換制御手段として機能する。
【０１２１】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２２】
たとえば、現像剤は、２成分現像剤に限らず、１成分現像剤でもよく、この場合にも、上述の例と同様の現像部と撹拌部とを適用できる。
上述の例では、新規トナーを撹拌部の直前位置に供給したが、新規トナーは撹拌部に直接補給しても良い。
【０１２３】
上述の例では、現像装置においてバイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
【０１２４】
いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。また、カラー画像形成装置でなく、モノクロ画像形成装置にも適用することができる。いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写体を用いず、各色のトナー像を転写紙等に直接転写しても良い。
【０１２５】
開閉部材が現像剤搬送路を閉じた状態における気密性は、開閉部材等の摩擦による経時劣化等を考慮して適宜定められるものであって、その程度は現像剤の供給性能担保について有意であることが認められればよい。
【０１２６】
また、本発明は、現像装置に対するロータリフィーダ等の他の現像剤供給手段の設置を排除するものではなく、かかる他の現像剤供給手段を通じて空気流の漏れが生じることのないように、たとえばかかる他の現像剤供給手段を現像剤収容部に対し開閉部材を配置した現像剤搬送路に直列に接続することが可能である。
【０１２７】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明を適用した現像装置及びこれを有する画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した現像装置の概略斜視図である。
【図３】図２に示した現像装置に備えられた現像部の正断面図である。
【図４】図２に示した現像装置の要部の内部構造を示す断面図である。
【図５】図２に示した現像装置の動作のタイミングチャートである。
【図６】図２に示した現像装置の状態の推移を示す断面図である。
【図７】図１に示した現像装置の変形例の要部の内部構造を示す断面図である。
【図８】図８に示した現像装置の動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１２９】
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ    像担持体
５０、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫ    現像装置
５１、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１ＢＫ    現像剤担持体
６７ａ、６７ｂ    通気路
６８ａ、６８ｂ    遮断手段
８１、８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１ＢＫ    現像部
９０ａ、９０ｂ    現像剤搬送路
９０ａ１、９０ａ２、９０ｂ１、９０ｂ２    開閉部材
９３    現像剤収容部
１００    画像形成装置
【図１】
2010134340.tif 000003
【図２】
2010134340.tif 000004
【図３】
2010134340.tif 000005
【図４】
2010134340.tif 000006
【図５】
2010134340.tif 000007
【図６】
2010134340.tif 000008
【図７】
2010134340.tif 000009
【図８】
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