(57)【要約】【課題】現像剤収容容器内の劣化現像剤を、補給用の新しい現像剤を排出する恐れなく回収できる現像装置を提供する。【解決手段】現像装置２は、磁性キャリアとトナーからなる二成分現像剤４を収容し、像担持体に対向する位置に開口部７を有する収容部６と、開口部７に配置され、像担持体にトナーを供給して像担持体上の潜像を顕像化する現像剤担持体８とを備える。収容部６は、所定の位置に第２の開口部１６を有する。第２の開口部１６には回転体２０が設けてある。非画像形成時に回転体２０を回転させることにより、収容部６内の現像剤４の一部を排出部１８に排出する。現像剤を排出後、補給ユニット１２から新しい現像剤を収容部６に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアとトナーからなる二成分現像剤を収容し、像担持体に対向する位置に開口部を有する収容容器と、
前記開口部に配置され、像担持体にトナーを供給して像担持体上の潜像を顕像化する現像剤担持体とを備えた現像装置において、
前記収容容器は、所定の位置に第２の開口部を有し、
前記第２の開口部には回転体が設けてあり、
非画像形成時に前記回転体を回転させることにより、前記収容容器内の現像剤の一部を該容器外に排出することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記収容容器から排出された現像剤を収容する収容部をさらに備えた請求項１の現像装置。
【請求項３】
前記回転体は、前記収容容器内の現像剤と常に接触する位置に設けられることを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
【請求項４】
前記回転体の表面に当接し、前記回転体表面に担持された状態で前記収容容器外に搬送された現像剤を回転体から剥離する手段をさらに備えた請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記回転体の回転駆動を制御して、前記収容容器外に排出する現像剤量を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリやこれらの複合機などの画像形成装置に用いられる現像装置に関する。本発明は特に、磁性キャリアとトナーからなる二成分現像剤を収容する容器を備えた現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
像担持体上に静電潜像を形成し、現像装置によりトナーを供給することで静電潜像を現像し、トナー画像を記録媒体に転写する画像形成装置において、静電潜像を顕像化するために用いる現像剤として、磁性粒子であるキャリア粒子と着色樹脂であるトナー粒子からなる二成分現像剤が広く用いられている。この場合、現像装置の現像剤担持体上に磁気キャリアで磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシで像担持体を摺擦することで、像担持体上の静電潜像を顕像化する。
【０００３】
現像剤のうちトナーは、現像を繰り返す毎に消費されるので、画像形成に用いられたトナー消費量に相当する量のフレッシュトナーを適宜補給する必要がある。
【０００４】
一方、磁性キャリアに関し、画像形成が繰り返されることでキャリアが使用されるにつれて、キャリア表面が磨耗したり、キャリア表面にトナー粒子が付着堆積したりして、キャリアの摩擦帯電特性が劣化する。このようにキャリアの摩擦帯電特性が劣化すると、キャリアとトナーを混合撹拌してトナーを像担持体に供給する処理に支障が生じ、その結果画質品質の保持に支障が出る。すなわち、キャリアには寿命が存在する。
【０００５】
画像品質を保持するためには、トナーを補給するだけでなくキャリアも使用程度に応じて交換する必要があるが、キャリアとトナーを含む現像剤を総入れ替えする作業には時間を要するため、現像装置自体の交換が適宜行われている。しかしながら、このように現像装置自体を交換すると現像剤中の使用可能なトナーまで大量に破棄する可能性がある。
【０００６】
そこで、予めキャリアとトナーを混合した補給用現像剤を現像装置の現像剤収容容器に適宜供給し、収容容器でオーバフローした過剰な現像剤を除去して回収することで、現像装置自体の交換を行わない方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法では、補給した新しい現像剤が過剰な現像剤として排出される可能性がある。そこで、補給用現像剤の補給位置から離れた位置に回収機構を設けることが考えられるが、新しい現像剤が排出される可能性は残っている。また、オーバフローして排出される現像剤の量は、現像剤収容容器内の現像剤の流動性やトナー消費量の変動により変化しやすいため、現像剤収容容器内の現像剤の量が変動する可能性がある。収容容器内の現像剤量が変動すると、現像剤のトナー濃度が変化したり、現像剤の摩擦帯電特性が変化したりするため、画像品質に不良が発生する可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、現像剤収容容器内の劣化現像剤を、補給用の新しい現像剤を排出する恐れなく回収できる現像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、
磁性キャリアとトナーからなる二成分現像剤を収容し、像担持体に対向する位置に開口部を有する収容容器と、
前記開口部に配置され、像担持体にトナーを供給して像担持体上の潜像を顕像化する現像剤担持体とを備えた現像装置において、
収容容器は、所定の位置に第２の開口部を有し、
第２の開口部には回転体が設けてあり、
非画像形成時に回転体を回転させることにより、収容容器内の現像剤の一部を該容器外に排出することを特徴とする。
【００１０】
かかる装置では、非画像形成時に収容容器内の劣化現像剤の排出を行い、その後に新しい現像剤を例えば現像装置に付設した補給ユニットから供給することができるので、新しい現像剤が排出プロセスにおいて排出されることはない。
【００１１】
現像装置は、現像剤担持体に現像剤を供給するために現像剤を収容する収容容器（現像剤収容部）から排出された現像剤を収容する収容部（現像剤排出部）をさらに備えた構造、すなわち現像剤収容部と現像剤排出部を一体として備えた構造を有してもよい。
【００１２】
回転体は、収容容器内の現像剤と常に接触する位置に設けられるのが好ましい。この場合、収容容器内の現像剤の流動性やトナー消費量に関係なく、劣化現像剤の一定量の排出が可能である。
【００１３】
現像装置は、回転体の表面に当接し、回転体表面に担持された状態で収容容器外に搬送された現像剤を回転体から剥離する手段をさらに備えてもよい。この場合、回転体に担持された状態で収容容器外に搬送された現像剤を確実に回収することができる。
【００１４】
回転体の回転駆動を制御して、収容容器外に排出する現像剤量を制御するようにするのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。なお、本願明細書では、方向を表す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、およびこれらの用語を含む別の用語）を適宜用いるが、説明に用いる図面中の方向を示すだけのものであって、これらの用語によって本発明が限定的に解釈されるべきでない。
【００１６】
図１〜３を参照して本発明に係る現像装置の一実施形態を説明する。図１において、全体を符号２で表す現像装置は、磁性キャリアとトナーからなる二成分現像剤４を収容する現像剤収容部６と、該収容部６の左壁６ａ上部に形成した開口部７に配置された現像スリーブ８とを備える。現像スリーブ８は、図示しないモータにより矢印１０の方向に回転駆動可能となっている。図示は省略するが、現像スリーブ８内部には、周方向に複数の磁極が配置されたマグネットロールが固定されている。現像剤収容部６内には、搬送スクリュ９ａ，９ｂが配置されており、現像剤４を循環させながら撹拌するようになっている。開口部７を形成する収容部６の上壁６ｂ左端部から現像スリーブ８に向けてドクターブレード１１が突出して設けてある。
【００１７】
現像剤収容部６の上壁６ｂ上には補給ユニット１２が設けてあり、上壁６ｂに設けた開口部１４を介して新しい現像剤が収容部６に適宜補給されるようになっている。
【００１８】
現像剤収容部６の右壁６ｃには開口部１６が形成され、この開口部１６には、現像剤収容部６内の現像剤４を該収容部６の右側に設けた排出部１８に排出するための排出ローラ２０が配置されている。排出ローラ２０は、図示しないモータにより矢印２２の方向に回転駆動可能となっている。より詳しくは、排出ローラ２０の拡大図である図２に示すように、排出ローラ２０は、ロール２４とロール２４の外周面に設けた複数の突起部２６とを有し、突起部２６が現像剤収容部６の右壁６ｃに当接するようになっている。
【００１９】
このような現像装置２を組み込んだ画像形成装置の画像形成プロセスにおいて、現像剤４は、搬送スクリュ９ａ，９ｂにより撹拌されながら摩擦帯電し、矢印１０方向に回転する現像スリーブ８に担持されて磁気ブラシを形成する。現像スリーブ８に担持された磁気ブラシは、ドクターブレード１１によりその量や高さが規制された後、現像スリーブ８の左上側に形成された現像領域に搬送される。摩擦帯電したトナーは、トナーと逆極性に帯電した像担持体上の静電潜像に引き寄せられ、現像が行われる。画像形成プロセスにおいては、排出ローラ２０は、図２に示すように突起部２６が現像剤収容部６の右壁６ｃに当接した状態で停止しているため、収容部６内の現像剤４が排出部１８に排出されることはない。
【００２０】
図２、３を参照して画像形成装置の非画像形成時における現像剤排出・補給プロセスを説明する。まず、図３（ａ）に示すように、排出ローラ２０を矢印２２の方向に回転させる。この結果、現像剤収容部６で隣り合う突起部２６の間の凹部２８に入り込んだ現像剤は、排出部１８に搬送され、自重により凹部２８から落下して排出部１８に堆積する。排出される現像剤量は、例えば、現像剤収容部６に収容される現像剤量の５〜２０％程度である。排出量は、排出ローラ２０の回転速度や回転時間などを制御することで調整できる。
【００２１】
排出ローラ２０を停止後［図３（ｂ）］、現像剤収容部６の上壁６ｂに設けた開口部１４を介して、排出された現像剤と同量の新しい現像剤が補給ユニット１２から補給される［図３（ｃ）］。このように、本実施形態に係る現像装置２では、現像剤収容部６内の劣化現像剤４を、補給用の新しい現像剤を排出することなく排出部１８に排出できる。
【００２２】
現像剤の排出から補給までのプロセス中、現像ローラ８は、停止させるのが好ましいが、回転させていてもよい。搬送スクリュ９ａ，９ｂは回転させ、現像剤収容部６内の現像剤を常に均一な撹拌状態にしておくのが好ましい。
【００２３】
非画像形成時における回転指令は、例えば、画像形成終了後や画像形成前に自動的になされる場合、現像装置２の使用が所定の時間（例えば２０時間）を経過する毎に自動的になされる場合、メンテナンス時などに画像形成装置に設けたパネル操作により手動でなされる場合などがある。
【００２４】
本実施形態では、現像剤収容部６と現像剤排出部１８は一体構成となっているが、図４に示す現像装置２Ａのように、排出された現像剤の収容容器１８Ａを現像装置２Ａから取り外し可能としてもよい。また、図５に示す現像装置２Ｂのように、排出部１８Ｂの少なくとも一部を画像形成装置本体側に設けるとともに、排出部１８Ｂに排出現像剤搬送手段（図の例では搬送ベルト３０）を設けてもよい。図５の構成を、複数の現像装置を備えたカラー画像形成装置に適用する場合、各色の排出現像剤を一度に回収することが可能である。図５の構成において、排出部に、画像形成装置のクリーニング時に像担持体上から除去した残留現像剤を合わせて回収させてもよい。
【００２５】
排出ローラは一つに限らず複数設けてもよい。図６に示す現像装置２Ｃは、一対の排出ローラ２０Ａ，２０Ｂを備え、それぞれ独立して回転駆動可能となっている。この場合、両方のローラ２０の駆動あるいは片方のローラのみの駆動を選択的に行うことで、図１の現像装置２に比べて、現像剤の排出量の制御をより高精度に行うことができる。
【００２６】
現像剤収容部内の現像剤を排出部に排出する手段として、回転体であれば排出ローラ２０（図１）に限らず、マグネットローラ、ブラシローラ、磁気ブラシローラ、ベルト、羽根車などを用いることができる。
【００２７】
例えば、図７を参照して、マグネットローラ４２は、現像ローラ８と略同一の構成を有し、矢印４３の方向に回転駆動可能なスリーブ４４内に、周方向に複数の磁極を有するロール（図示せず）が固定して配置されている。スリーブ４２を回転することでスリーブ４２上には磁気ブラシが形成され、現像剤は排出部１８に搬送される。開口部１６を形成する収容部右壁６ｃ下部からスリーブ４２の外周面に当接するようにスクレーパ４６が突出して設けてあり、矢印４３方向に回転するスリーブ４２上に担持された磁気ブラシは、スクレーパ４６により掻き落とされ、排出部１８に堆積する。一方、開口部１６を形成する収容部右壁６ｃ上部とスリーブ４２との間には、現像剤収容部６内の現像剤が収容部６外に搬送できるように僅かに隙間が設けてある。但し、収容部右壁６ｃの上部は、磁性部材から形成されており、スリーブ４２内部に固定されたロールと協働し、スリーブ４４が停止した状態では、磁力の作用により現像剤が収容部６外に漏れないようになっている。
【００２８】
スクレーパ４６は、現像剤が排出部１８に漏れないための手段を兼用しているが、スクレーパを、マグネットローラ４２の回転方向に関し現像剤収容部右壁６ｃ上部から右壁６ｃ下部の間に配置し、漏れ防止手段を別に設けてもよい。
【００２９】
図示は省略するが、ブラシローラでは、ブラシはローラを配置する開口部を形成する現像剤収容部右壁部分と当接し、これにより、現像剤が現像剤収容部外に漏れるのが防止される。また、ブラシローラを回転することで、現像剤収容部内の現像剤を排出部に搬送し、そこでスクレーパなどでブラシに付着した現像剤を掻き落とす。なお、磁気ブラシローラの場合、ブラシが繊維の代わりに磁気ブラシである点を除き、ブラシローラの場合と同じ構成である。
【００３０】
羽根車４８は、図８に示すように回転可能な中心軸５０に複数の羽根５２を取付けた構成を有し、現像剤収容部６内の現像剤は、隣り合う羽根５２間の空間に収容された状態で排出部１８に搬送され、自重により落下し排出部１８に堆積する。
【００３１】
現像剤収容部内の現像剤を排出部に排出するための回転体は、常に現像剤収容部の現像剤と接触できる位置であれば、図１に示すように現像剤収容部６の右壁６ｃの中央部分に限らず、例えば、図９に示す排出ローラ２０のように現像剤収容部６の右壁６ｃの下側部分に配置するなど、いずれに配置してもよい。あるいは、現像剤収容部からの現像剤の漏れを防止できれば、現像剤収容部の底部に配置する（これとともに排出部を上記底部の下側に配置する）ことも可能である。このように、回転体の配置位置や構成は、収容容器の形状等に応じて選択すればよい。
【００３２】
なお、これまでの説明では、図面上下方向を鉛直方向としており、排出ローラ２０（図１）などの回転体から排出部に排出される現像剤、及び補給ユニットから供給される新しい現像剤は、図面下方向に落下するようになっていた。しかしながら、実際には、現像装置は、図面上下方向を鉛直方向として画像形成装置に組み込まれるとは限らない。そこで、画像形成装置に組み込まれた状態での現像装置の空間位置・方向を考慮して、回転体の位置や補給ユニットなどの位置が設定される。
【００３３】
現像剤排出用の回転体の軸方向長さは本発明を限定しない。例えば、図１０（ａ）の回転体６０Ａのように、現像ローラ８や搬送スクリュ９の軸方向長さと同程度の長さを有してもよいし、図１０（ｂ）の回転体６０Ｂのように、現像ローラ８や搬送スクリュ９の軸方向長さと比べて短く設定してもよい。なお、図１０（ａ），（ｂ）及び以下に説明する図１０（ｃ），（ｄ）において現像剤排出用の回転体は透視して示してある。また、図の矢印は、現像剤収容部６からの現像剤排出方向を示す。
【００３４】
現像剤排出用の回転体は複数の位置に設けてもよい。図１０（ｃ）に示す例は、現像剤収容部６と排出部１８の間の壁６ｃの２ヶ所に回転体６０Ｃ，６０Ｄを配置したものである。
【００３５】
回転体と現像剤との広い接触面積を確保しつつ、回転体の体積を小さくし、省スペース化を図るために、例えば１０（ｄ）に示すように、現像剤排出用の回転体６０Ｅに長手方向にわたって当接するように別の回転体６０Ｆを現像剤収容部６に設けてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に係る現像装置によれば、現像剤収容容器内の劣化現像剤を、補給用の新しい現像剤を排出する恐れなく回収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像装置の一実施形態の概略断面図。
【図２】図１の排出ローラの拡大断面図。
【図３】（ａ）図１の現像装置の現像剤排出プロセスを示す図。
（ｂ）図１の現像装置の現像剤排出プロセス停止状態を示す図。
（ｃ）図１の現像装置の現像剤補給プロセスを示す図。
【図４】排出現像剤の収容容器が取り外し可能な現像装置を示す概略断面図。
【図５】排出部の少なくとも一部が画像形成装置側に設けられた現像装置を示す概略断面図。
【図６】排出ローラを複数設けた本発明に係る現像装置の概略断面図。
【図７】本発明に係る現像装置に設けられた、現像剤排出用の回転体である磁気ローラの概略断面図。
【図８】現像剤排出用の回転体として羽根車を用いた現像装置を示す概略断面図。
【図９】図１の現像装置の変形例を示す概略断面図。
【図１０】図１のＸ−Ｘ線に沿った概略断面図であり、（ａ）は、現像剤排出用の回転体の軸方向長さが現像ローラや搬送スクリュと同程度の長さを有する例を示し、（ｂ）は、回転体の軸方向長さが現像ローラや搬送スクリュより短く設定されている例を示し、（ｃ）は、回転体が複数位置に配置された例を示し、（ｄ）は、現像剤排出用の回転体に当接して現像剤収容部に別の回転体を設けた例を示す。
【符号の説明】
２：現像装置、４：現像剤、６：現像剤収容部（収容容器）、７：開口部、８：現像スリーブ（現像剤担持体）、１２：補給ユニット、１６：開口部（第２の開口部）、１８：現像剤排出部、２０：回転体。
【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】
2004085785.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004085785.tif 000011
【図１０】
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