(57)【要約】 【課題】  現像剤を収容する容器内の内圧増加を防止することによって現像剤の飛散を防止し、現像剤による汚染を防止することのできる現像装置を提供する。【解決手段】  電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置１には、エアポンプ１１が設けられる。エアポンプ１１は、現像槽６に形成される空気吸引孔７から現像槽６内の空気を吸引し、吸引した空気を、トナーホッパ８に形成される空気流入孔９からトナーホッパ８内へ排出する。このようにエアポンプ１１による吸引によって、現像ローラ２と撹拌ローラ３との回転に起因する現像槽６の内圧増大を防止する。【選択図】      図１
2006284878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置に搭載され、画像形成装置の感光体に形成される静電潜像を現像する現像装置において、
現像剤を担持する現像ローラと、
現像剤を撹拌するとともに現像ローラへ供給する撹拌ローラと、
現像ローラの外周面に形成される現像剤の穂を規制する現像剤規制部材と、
現像ローラおよび撹拌ローラが回転自在に支持されるとともに現像剤規制部材が装着される現像槽であって、空気を吸引するための開口部である空気吸引孔が形成される現像槽と、
現像剤の成分であるトナーが収容され現像槽にトナーを補給するトナーホッパであって、空気が流入される空気流入孔が形成されるトナーホッパと、
現像槽の空気吸引孔から現像槽内の空気を吸引し、吸引した空気をトナーホッパの空気流入孔へ排出してトナーホッパ内へ流入させるエアポンプとを含むことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
エアポンプと撹拌ローラとは、１つの駆動源で回転駆動されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
トナーホッパには空気を排気する排気孔が形成され、該排気孔にはトナーを通さないフィルタが設けられることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
現像槽の空気吸引孔およびトナーホッパの空気流入孔には、トナーを通すフィルタが設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか１つ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、現像装置およびそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、画像形成装置に備わる感光体の表層に形成される静電潜像に、現像装置から現像剤の成分であるトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。現像装置には、現像剤を担持し感光体に現像剤のトナーを供給する現像ローラと、現像ローラに現像剤を供給する撹拌ローラとが備えられる。
【０００３】
画像形成動作すなわち現像動作を実行しているとき、現像装置内で現像ローラおよび撹拌ローラは、毎秒数回乃至それ以上の速度で回転しているので、現像装置の現像剤を収容する空間の内圧が増加する。したがって、画像形成時には、現像ローラから感光体へトナーを移行させるために形成される現像装置の開口部から、前記内圧の増加によって現像剤特にトナーが噴出するようにして飛散する現象があり、長時間画像形成動作が継続されると、トナーの飛散量も多くなるので、装置内のトナー汚染が問題になる。
【０００４】
現像装置の外であって画像形成装置内へ飛散したトナーは、感光体、転写装置、露光ユニット、記録紙の搬送系などに付着し、トナー汚れによる装置各部の機能低下および形成される画像に汚れを招来して画質低下の原因となる。
【０００５】
このようなトナーの飛散を防止することを目的とする従来技術に、現像ケーシングに現像ケーシングの内外を連通させる開口を穿設し、該開口から空気を流出させることによって、現像ケーシングの内圧を下げ、トナーの飛散防止を図るものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、画像形成装置の画像形成能力の向上、いわゆる高速機への移行に伴い、現像に供しなければならないトナーの量が増加するので、現像ローラおよび撹拌ローラの回転速度が一層高速化する。このことによって、現像装置の内圧は一層高くなり、単に開口部を形成して空気を流出させるだけでは充分に内圧を低下させることができないので、トナー飛散を防ぎ装置内のトナー汚染を防止することができないという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３３２３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、現像剤を収容する容器内の内圧増加を防止することによって現像剤の飛散を防止し、現像剤による汚染を防止することのできる現像装置およびそれを備える画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に搭載され、画像形成装置の感光体に形成される静電潜像を現像する現像装置において、
現像剤を担持する現像ローラと、
現像剤を撹拌するとともに現像ローラへ供給する撹拌ローラと、
現像ローラの外周面に形成される現像剤の穂を規制する現像剤規制部材と、
現像ローラおよび撹拌ローラが回転自在に支持されるとともに現像剤規制部材が装着される現像槽であって、空気を吸引するための開口部である空気吸引孔が形成される現像槽と、
現像剤の成分であるトナーが収容され現像槽にトナーを補給するトナーホッパであって、空気が流入される空気流入孔が形成されるトナーホッパと、
現像槽の空気吸引孔から現像槽内の空気を吸引し、吸引した空気をトナーホッパの空気流入孔へ排出してトナーホッパ内へ流入させるエアポンプとを含むことを特徴とする現像装置である。
【００１０】
また本発明は、エアポンプと撹拌ローラとは、１つの駆動源で回転駆動されることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、トナーホッパには空気を排気する排気孔が形成され、該排気孔にはトナーを通さないフィルタが設けられることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、現像槽の空気吸引孔およびトナーホッパの空気流入孔には、トナーを通すフィルタが設けられることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記いずれか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である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、現像装置には、現像槽の空気吸引孔から現像槽内の空気を吸引し、吸引した空気をトナーホッパの空気流入孔へ排出してトナーホッパ内へ流入させるエアポンプが設けられる。エアポンプが現像槽内の空気を吸引するので、現像ローラおよび撹拌ローラが設けられる現像槽内の内圧を低下させることができる。したがって、現像ローラおよび撹拌ローラが高速回転する場合であっても、現像槽の内圧を確実に低下させ、現像槽外へのトナーの飛散を防止することができる。また、エアポンプが、現像槽内から吸引した空気をトナーホッパ内へ流入させるので、流入される空気によってトナーホッパ内に収容されるトナーを撹拌し、トナーが凝集している場合であっても該凝集トナーを分散させることができる。
【００１５】
また本発明によれば、エアポンプと撹拌ローラとが１つの駆動源で回転駆動されるので、駆動源の数を低減することができ、組立作業を簡素化できるとともに部材コストを低減することができる。
【００１６】
また本発明によれば、トナーホッパには空気を排気する排気孔が形成され、該排気孔にはトナーを通さないフィルタが設けられるので、トナーホッパ内の異常昇圧を防止するとともに、トナーの外部空間への流出を防止することができる。
【００１７】
また本発明によれば、現像槽の空気吸引孔およびトナーホッパの空気流入孔には、トナーを通すフィルタが設けられるので、空気とともに現像槽から吸引されるトナーをトナーホッパに回収し、現像に再利用することができる。
【００１８】
また本発明によれば、前記いずれかの現像装置を備え、現像装置の現像槽からの現像剤のトナーが飛散することが防止されるので、装置内のトナー汚染が防止され、トナー汚染に基づく装置トラブルを抑制し画像品質の低下を来すことのない画像形成装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施の第１形態である現像装置１の構成を簡略化して示す図である。現像装置１は、電子写真方式の画像形成装置に搭載され、画像形成装置の感光体１２に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成することに用いられる。
【００２０】
現像装置１は、現像剤を担持する現像ローラ２と、現像剤を撹拌するとともに現像ローラ２へ供給する撹拌ローラ３と、現像ローラ２の外周面に形成される現像剤の穂を規制する現像剤規制部材４と、現像剤規制部材４によって現像ローラ２の外周面上から離脱される現像剤を撹拌ローラ３に向って流下させる流れ板５と、現像ローラ２および撹拌ローラ３が回転自在に支持されるとともに現像剤規制部材４が装着される現像槽６であって、空気を吸引するための開口部である空気吸引孔７が形成される現像槽６と、現像剤の成分であるトナーが収容され現像槽６にトナーを補給するトナーホッパ８であって、空気が流入される空気流入孔９および空気を排気する排気孔１０が形成されるトナーホッパ８と、現像槽６の空気吸引孔７から現像槽６内の空気を吸引し、吸引した空気をトナーホッパ８の空気流入孔９へ排出してトナーホッパ８内へ流入させるエアポンプ１１とを含む。
【００２１】
現像槽６は、たとえば硬質の合成樹脂などから成る中空の容器状部材である。現像槽６の中には、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤が収容される。現像装置１が画像形成装置に装着された状態で、現像槽６の画像形成装置に備わる感光体１２を臨む面には、感光体１２の軸線方向と平行に延びて開口部が形成され、該開口部を介して現像ローラ２が、感光体１２を臨み感光体１２の軸線と平行になるようにして回転自在に現像槽６に設けられる。
【００２２】
現像ローラ２は、極性が異なる磁石部材を略交互に周方向に配置して形成され、二成分現像剤の現像に用いられるいわゆるマグローラである。現像ローラ２は、その磁力によって現像剤すなわちトナーを担持するキャリアを吸着し、ローラの外周面上に現像剤の穂を形成する。現像ローラ２は、矢符２１方向に回転することによって現像剤を、現像ローラ２と感光体１２との最近接対向部である現像部へと搬送し、感光体電位と現像ローラ２のバイアス電位との差を利用してトナーのみを感光体１２に供給し、静電潜像を現像してトナー像を形成する。
【００２３】
現像剤規制部材４は、薄板部材であり、たとえばステンレス鋼の薄板などで構成される。現像剤規制部材４は、一端部である遊端部が、現像ローラ２の外周面に対して、予め定める距離すなわち形成したい穂の長さだけ離隔するようにして、他端部が現像槽６に装着される。
【００２４】
撹拌ローラ３は、現像ローラ２の軸線とその軸線が平行になるようにして回転自在に現像槽６に設けられる。撹拌ローラ３は、現像ローラ２の回転方向２１と同方向である矢符２２方向に回転することによって、キャリアとトナーとが均一に混合されるように撹拌するとともに、現像剤を現像ローラ２へと供給する。現像槽６には、この撹拌ローラ３を臨んで現像槽６中の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ２３が設けられる。トナー濃度センサ２３は、現像剤のキャリアに対するトナーの混合比を検出するものであり、この検出値が予め定める基準値以下になると、不図示の制御部の動作指令に従ってトナーホッパ８が駆動し、トナーホッパ８中のトナーが現像槽６に補給される。
【００２５】
現像剤規制部材４よりも現像ローラ２の回転方向２１上流側であって、現像剤規制部材４および現像ローラ２付近に一端部が配置され、他端部が撹拌ローラ３の上方に位置するように延びて流れ板５が現像槽６内に設けられる。
【００２６】
現像ローラ２の外周面に形成される現像剤の穂は、現像に適した量が感光体１２に供給されるように、予め定める長さに現像剤規制部材４によって規制される。現像剤規制部材４によって現像ローラ２の外周面上から除去された余剰の現像剤は、現像槽６内でさらに使用されるけれども、流れ板５を設けることによって、除去された現像剤が流れ板５に導かれて撹拌ローラ３まで回収されるので、撹拌ローラ３から現像ローラ２に対して均一に供給される。現像槽６には、この流れ板５の上方位置に、貫通孔である空気吸引孔７が形成される。
【００２７】
また現像槽６内には、撹拌ローラ３に関して現像ローラ２の反対側にトナー受けローラ２４が設けられる。現像槽６のトナー受けローラ２４の上方部分には、トナーホッパ８からトナーの補給を受ける現像槽トナー補給口２５が形成される。トナー受けローラ２４は、現像槽トナー補給口２５を介して補給されるトナーを、矢符３２方向に回転する回転力によって分散させるとともに、現像槽６内特に撹拌ローラ３へと供給する。
【００２８】
トナーホッパ８は、現像槽６と同様に硬質の合成樹脂からなる中空の容器状部材であるホッパ本体２０を有する。ホッパ本体２０には、現像槽６へトナーを補給するためのトナーホッパ側のホッパ補給口２６が形成され、トナーホッパ８は、ホッパ補給口２６と現像槽６側の現像槽トナー補給口２５とが整合し、トナーホッパ８の内部空間と現像槽６の内部空間とが連通するようにして、現像槽６に隣接して設けられる。
【００２９】
ホッパ本体２０の内部には、ホッパ補給口２６の直上に設けられるトナー補給ローラ２７と、トナー補給ローラ２７にトナーを供給する供給ローラ２８と、ホッパ本体２０の内部に収容されるトナーを撹拌し搬送する撹拌羽根部材２９とが、それぞれ回転自在に装着される。
【００３０】
ホッパ本体２０の内部に収容されるトナーは、撹拌羽根部材２９の回転によって、大きく撹拌されるとともに、トナー供給ローラ２８へと搬送され、トナー供給ローラ２８の回転によってトナー補給ローラ２７に供給される。トナー補給ローラ２７は、供給されるトナーを、ホッパ補給口２６および現像槽トナー補給口２５を介して、現像槽６内にトナーを補給する。なお、トナーホッパ８に対しては、トナーカートリッジ３１からトナーが補給される。
【００３１】
このホッパ本体２０の天板部２０ａに、貫通孔である前記空気流入孔９および排気孔１０が形成される。本実施の形態では、排気孔１０にトナーを通さない排気フィルタ３０が設けられ、トナーホッパ８内のトナーが外部空間に流出しないように構成される。
【００３２】
エアポンプ１１は、吸引側が可撓性配管によって現像槽６に形成される空気吸引孔７に接続され、排出側が可撓性配管によってトナーホッパ８のホッパ本体２０に形成される空気流入孔９に接続される。エアポンプ１１としては、特に限定されることなく公知のものを使用することができ、たとえばケニス社製の吸排気両用タイプの電磁式エアポンプＥＢＳ型などが挙げられる。エアポンプ１１は、前述のように現像槽６の空気吸引孔７から現像槽６内の空気を吸引し、吸引した空気をトナーホッパ８の空気流入孔９へ排出してトナーホッパ８内へ流入させる。
【００３３】
このエアポンプ１１を設けることによって、現像槽６内で現像ローラ２と撹拌ローラ３とが、それぞれ矢符２１，２２方向に回転し、その回転に起因して現像槽６の内圧が増加する方向に向う場合であっても、エアポンプ１１が現像槽６内の空気を吸引してその内圧を減少させるように作用するので、内圧の増加を確実に防止することができる。このように、強制的に現像槽６内の空気を吸引することによって、画像処理の高速化に伴い現像ローラ２および撹拌ローラ３の回転速度が速くされた場合でも、充分に内圧の増加を抑制することが可能である。したがって、現像槽６内の圧力増加に起因するトナーの飛散を防止し、装置内のトナー汚染を防止することができる。
【００３４】
また、エアポンプ１１が、空気流入孔９を介してトナーホッパ８内へ排出する空気が、トナーホッパ８内のトナーを撹拌する作用を発揮するので、トナーホッパ８内のトナーは、撹拌羽根部材２９に加えて流入空気によっても撹拌され、凝集することなく充分に分散された状態で、現像槽６へ補給される。
【００３５】
トナーホッパ８内に流入した空気は、排気孔１０から排気されるので、トナーホッパ８の内圧を異常に高くすることがない。またトナーホッパ８からの排気に際しては、排気孔１０にトナーを通さない排気フィルタ３０が設けられるので、トナーホッパ８内のトナーが外部空間に流出されることがない。
【００３６】
なお、トナーを通さないとは、トナー粒度の分布を考慮するとき、最小粒度のものまで全く通さないことを意味するのではなく、たとえば体積平均粒径以上のものは通さないということを意味する。フィルタを、使用するトナー粒度の最小粒度のものまで通さないメッシュにすると、目詰まりを起こし易く、排気能を充分に確保できなくなるからである。
【００３７】
図２は、本発明の実施の第２形態である現像装置３５の構成を簡略化して示す図である。本実施形態の現像装置３５は、実施の第１形態の現像装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３８】
現像装置３５は、現像槽６の空気吸引孔７およびトナーホッパ８の空気流入孔９に、トナーを通す第１および第２フィルタ３６，３７がそれぞれ設けられることを特徴とする。第１フィルタ３６は、二成分現像剤のトナーを通し、キャリアを通さないメッシュのものが設けられる。第１フィルタ３６のメッシュをトナーも通さない寸法にすると、現像槽６内の空気を吸引するためのエアポンプ１１に容量が大きいものを用いなければならないので、設置空間の増大、またコストの増大を招く。
【００３９】
現像槽６内のトナーが若干吸引されても、後述のように吸引されたトナーをトナーホッパ８へ回収することができ、またトナーホッパ８からトナーを補給することができるので、第１フィルタ３６のメッシュがトナーを通す寸法であっても問題ない。しかし、現像槽６内のキャリアを吸引すると、現像槽６内で減少したキャリアを補給する手段が設けられていないので、第１フィルタ３６のメッシュは、キャリアを通さない寸法に設定される。
【００４０】
第２フィルタ３７は、トナーを通し、キャリアおよび紙粉を通さないメッシュのものが設けられる。第２フィルタ３７もトナーを通すメッシュとすることによって、空気吸引孔７からエアポンプ１１によって空気とともに吸引されたトナーが、エアポンプ１１によって形成される空気流に乗ってトナーホッパ８の空気流入孔９からトナーホッパ８内へ回収され、再びトナーホッパ８から現像槽６へ補給して現像に用いることが可能になる。
【００４１】
また第２フィルタ３７は、トナーホッパ８内に回収されるトナーを再使用するに際して、キャリアだけでなく、いわゆるごみである紙粉が混入しないように、紙粉も通さないメッシュのものが選ばれる。紙粉の寸法は、その発生工程と発生後の経過に依るので一概に定めることはできないけれども、トナーを通し紙粉とキャリアとを通さないために、第２フィルタ３７は、たとえば数十μｍのメッシュが選定されることが好ましい。
【００４２】
現像装置３５に用いるフィルタとしては、不織布の濾過部材、たとえば日本工業規格（ＪＩＳ）Ｐ８１１７に規定される透気抵抗度が４．０秒程度のものが挙げられる。より具体的には、アンビック社製のヒメロンＨＮ−Ｅシリーズの「ＨＮ６１６Ｂ（商品名）」、デュポン社製の高密度ポリエチレン１００％から成る「タイベック（商品名）」、ポリエステルメッシュ等がある。
【００４３】
なお、不織布とは、織機を使わずに各種の繊維のウエッブを機械的、化学的、熱的またはそれらの組合せによって処理し、接着剤または繊維自身の融着力によって、構成繊維を互いに接合して作った布である。不織布は、糸の状態を経ることなく繊維を直接布にするので、その構造は織物および編物とは全く異なる。不織布の原料繊維は、木綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル等が単一または混合して用いられる。不織布は、乾式法または湿式法のいずれで製造されたものが用いられてもよい。この不織布をフィルタとして用いることによって、目詰まりしにくくまた損傷しにくくして耐久寿命を長くすることができる。
【００４４】
図３は、本発明の実施の第３形態である現像装置４０の構成を簡略化して示す図である。本実施の形態の現像装置４０は、実施の第１形態の現像装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施形態の現像装置４０では、エアポンプ４１の回転軸を撹拌ローラ３の回転軸とたとえば歯車列などを介して接続し、撹拌ローラ３の回転駆動力をエアポンプ４１の回転駆動力と兼用し、エアポンプ４１と撹拌ローラ３とが、１つの駆動源で回転駆動されることを特徴とする。
【００４６】
このように、エアポンプ４１と撹拌ローラ３とが１つの駆動源で回転駆動される構成とすることによって、駆動源の数を低減することができ、組立作業を簡素化できるとともに部材コストを低減することができる。
【００４７】
前述の現像装置１，３５，４０のいずれかを、電子写真方式の画像形成装置に搭載することができる。現像装置１，３５，４０のいずれかが搭載される画像形成装置は、現像装置からのトナーの飛散が無いので、装置内のトナー汚染が防止され、装置トラブルを抑制し、長期間稼動した場合にも画像品質の低下を来すことがない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の第１形態である現像装置１の構成を簡略化して示す図である。
【図２】本発明の実施の第２形態である現像装置３５の構成を簡略化して示す図である。
【図３】本発明の実施の第３形態である現像装置４０の構成を簡略化して示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１，３５，４０  現像装置
２  現像ローラ
３  撹拌ローラ
４  現像剤規制部材
５  流れ板
６  現像槽
７  空気吸引孔
８  トナーホッパ
９  空気流入孔
１０  排気孔
１１，４１  エアポンプ
１２  感光体
３０  排気フィルタ
３１  トナーカートリッジ
３６  第１フィルタ
３７  第２フィルタ
【図１】
2006284878.tif 000003
【図２】
2006284878.tif 000004
【図３】
2006284878.tif 000005