(57)【要約】【課題】画像面積が高い画像を連続して出力しても現像スリーブ上のトナー濃度偏差が発生せず、コンパクトなサイズと良好な組み立て性を維持し、攪拌搬送路や回収搬送路の内圧上昇による感光体ドラムへのトナー飛散やフィルタの目詰まりが発生し難く、発生した内圧に加えて熱をも効率的に装置外に排出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】トナーを通過させずに空気を通過させる第１フィルタ５が供給搬送路２ａの上方に設けられ、トナー補給口３が攪拌搬送路２ｃにおいて開口部２ｆよりも上流側に設けられる。トナー補給経路９０が該トナー補給口に接続され、該トナー補給経路に排気路が接続される。該排気路は、現像装置１外に位置する容器であって、トナーを通過させずに空気を通過させる第２フィルタを備えた容器９４に接続している。【選択図】図９
2012053386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を担持して回転により潜像担持体との対向部まで搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を攪拌搬送して該現像剤担持体に供給する第１現像剤攪拌搬送手段を有する第１現像剤搬送路と、
該第１現像剤攪拌搬送手段よりも下方に配置され該潜像担持体との対向部通過後の該現像剤担持体から現像剤を回収して、該第１現像剤攪拌搬送手段と同方向に搬送する第２現像剤攪拌搬送手段を有する第２現像剤搬送路と、
該第１現像剤攪拌搬送手段よりも下方に配置され、該第１現像剤攪拌搬送手段により該現像剤担持体に供給されずに該第１現像剤搬送路の搬送方向下流部まで搬送された現像剤と、該第２現像剤攪拌搬送手段により該現像剤担持体から回収され該第２現像剤搬送路の搬送方向下流部まで搬送された現像剤との供給を受け、該第１現像剤攪拌搬送手段と逆方向に現像剤を攪拌搬送して下流側で該第１現像剤攪拌搬送手段に受け渡す第３現像剤攪拌搬送手段を有する第３現像剤搬送路とを有し、
該第１現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第３現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第１現像剤供給用開口部と、該第２現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第３現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第２現像剤供給用開口部と、該第３現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第１現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第３現像剤供給用開口部とを有する現像装置において、
トナーを通過させずに空気を通過させる第１フィルタが該第１現像剤搬送路の上方に設けられ、
トナー補給口が該第３現像剤搬送路において該第１現像剤供給用開口部よりも上流側に設けられ、
トナー補給経路が該トナー補給口に接続され、該トナー補給経路に排気路が接続され、該排気路は、現像装置外に位置する容器であって、トナーを通過させずに空気を通過させる第２フィルタを備えた容器に接続していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記排気路は、前記トナー補給経路から分岐した排気部と該排気部に一端が接続した弾性体により形成され、該弾性体の他端が前記容器に接続され、前記容器は画像形成装置内に設けられ、前記第２フィルタは画像形成装置の外側空間に面して配置されてい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】
前記トナー補給経路は直線状の基体を有し、前記排気部は該基体から斜め上方に延在してい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】
前記排気路内の空気を前記第２フィルタを介して前記容器から排出するためのファンが、前記容器の内部に取り付けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記排気部は、現像装置内に新品の現像剤を投入するときの現像剤投入口としても機能することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成装置は、複数の現像装置を用いるタンデム型のフルカラー画像形成装置であり、各現像装置における各トナー補給経路の各排気路が単一の容器に接続していることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【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、プリンタ等に用いられる現像装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いる現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記現像装置の一つとして、現像剤担持体の軸方向に現像剤を搬送しながら現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送路と、現像剤を攪拌しながら供給搬送路とは逆方向に搬送する攪拌搬送路とを設けて、現像剤を循環させるものが知られている。このような現像装置において、現像領域を通過した現像剤担持体上の現像剤を供給搬送路で回収すると、現像領域でトナーが消費された現像剤と供給搬送路内の現像剤とが混ざり、供給搬送路の下流側ほど現像領域を通過した現像剤が多くなる。このため、供給搬送路の下流側ほど現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度が低下し、搬送方向上流側と下流側とで画像濃度が異なるという問題があった。
【０００３】
この問題は、特許文献１に記載の現像装置のように、供給搬送路及び攪拌搬送路とは別に現像剤を回収する回収搬送路を設けることで解決できる。この現像装置では、現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送路と、供給搬送路の下方に配置され供給搬送路と反対方向に現像剤を搬送する攪拌搬送路と、現像剤担持体の下方に配置され現像剤担持体から現像剤を回収しながら供給搬送路と同方向に現像剤を搬送する回収搬送路とを備えている。供給搬送路、回収搬送路及び攪拌搬送路は、それぞれ仕切り部材によって仕切られており、攪拌搬送路の下流側端部の供給搬送路との仕切り部材には、供給搬送路に攪拌した現像剤を受け渡す開口部を設けている。また、供給搬送路の下流側端部の攪拌搬送路との仕切り部材には攪拌搬送路に余剰現像剤を受け渡す開口部、回収搬送路の下流側端部の攪拌搬送路との仕切り部材には攪拌搬送路に回収現像剤を受け渡す開口部をそれぞれ設けて、現像剤を循環させている。このように、現像剤担持体への現像剤の供給と回収との機能を分離して行うことにより、現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度が一定となり、濃度ムラの発生を防止することができる。
【０００４】
また、一般的に現像装置では、現像剤担持体の回転により発生した気流により周辺空気が装置内に吸い込まれて装置内の内圧が上昇し、装置内外の圧力差によって、装置内に浮遊するトナーが、例えば現像スリーブと装置筐体の間の僅かな隙間から装置外へ飛散してしまうという不具合がある。装置内の内圧の上昇を抑えるために、特許文献２には、現像装置の内圧上昇を抑えて現像装置から感光体ドラムへのトナー飛散を抑制するものとして、トナーを通過させず空気を通過させるフィルタを設けた現像装置が記載されている。これは、フィルタを介して現像装置内の気流を装置外に排出して現像装置内の内圧の上昇を抑えると共に、浮遊するトナーを気流に乗せてフィルタで捕集することで、現像装置から感光体ドラムへのトナー飛散を抑制するものである。また、フィルタは、十分な通気を確保すると共に、フィルタの目詰まりをし難くするために、現像装置の上側に設置し、効率よく現像装置内の気流を装置外に排出して内圧の上昇を抑えている。
【０００５】
しかし、特許文献１の構成と特許文献２の構成を組み合わせても、開口部が現像剤の通り道となるために、攪拌搬送路の内圧が装置内上方の供給搬送路に速やかに通気せず、結局攪拌搬送路の内圧が上昇してしまう。そこで、特許文献３では、この問題を解決するために、攪拌搬送路と供給搬送路の間に連通する２つの開口部に加えて、別な開口部を、現像剤を供給搬送路から攪拌搬送路に移動させるための開口部よりも下流側かつ上方に配置している。この別な開口部によって、現像装置内で現像剤が偏り状態にならず、攪拌搬送路から現像装置上方に設けられたフィルタへの通気が確保される。しかし、各搬送路間の開口部が多いため、現像装置の構造は複雑であり、その製造コストと組み立て容易性の点で改善の余地がある。
【０００６】
また、特許文献４では現像装置のトナー補給口に接続したトナー搬送部に圧抜き用フィルタを設置している。この構成を特許文献１の構成に適用すれば、攪拌搬送路と現像装置上部との間で気流が通らなくても、トナー補給口及び圧抜き用フィルタを介して回収搬送路から攪拌搬送路トナー補給口付近の内圧を外側に逃がすことができる。しかし、特許文献１のタイプの現像装置では特許文献４のタイプの現像装置よりもその内圧が高く、圧抜き用フィルタへのトナーの流入量はより多くなり、圧抜き用フィルタの寿命は短くなる。
【０００７】
特許文献５では、トナー補給経路としてのトナー搬送部がトナー補給口に接続され、トナー搬送部は、トナーが攪拌搬送路に自由落下するための直線状の基体と、基体の側面から斜め上方に突出してから鉛直下方に延在する圧抜き部分を有している。この基体から分岐した圧抜き部分内に圧力バイパス経路が形成されている。これにより、攪拌搬送路のトナー補給口付近で発生した内圧を供給搬送路に逃すことができる。しかし、この現像装置では、圧抜き部分が供給搬送路に接続しているため、特許文献１の現像装置よりも供給搬送路における開口部が増えており、特許文献３ほどではないが現像装置は複雑化している。
【０００８】
特許文献６では、現像装置内の空気を現像装置外に設けられたポンプで強制的に吸引し、フィルタ付のトナー回収ボトルに導くことで、現像装置内の浮遊トナーを吸引し、現像装置からのトナー飛散を防止し、また現像装置の内圧を逃している。このようにポンプを使用すれば内圧を逃す機能は十分確保されるが、ポンプ自体が高価であり、タンデム型のフルカラー画像形成装置の場合には４つのポンプが必要になるため製造コストが増大してしまう。
【０００９】
また、現像装置は連続駆動されるため、現像剤同士または現像剤と現像装置の摩擦により発熱する。使用環境や印刷頻度によっては、現像装置内では現像剤中のトナーが軟化するほど温度が上昇し、トナーの外添剤がトナー樹脂に埋まり込み、トナーの転写性が悪化することが起こり得る。よって、このような現象を防ぐために、現像装置の駆動時に生じる摩擦力と発熱を極力低減することが求められている。そこで、現像装置内の熱を機外に排出するために、ファンなどを使用して現像装置の周囲に空気を流し、気流を画像形成装置外へと排出することができるように画像形成装置本体を設計する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、画像面積が高い画像を連続して出力しても現像スリーブ上のトナー濃度偏差が発生せず、コンパクトなサイズと良好な組み立て性を維持し、攪拌搬送路や回収搬送路の内圧上昇による感光体ドラムへのトナー飛散やフィルタの目詰まりが発生し難く、発生した内圧に加えて熱をも効率的に装置外に排出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】
【００１１】
本発明によれば、この課題は、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を担持して回転により潜像担持体との対向部まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を攪拌搬送して該現像剤担持体に供給する第１現像剤攪拌搬送手段を有する第１現像剤搬送路と、該第１現像剤攪拌搬送手段よりも下方に配置され該潜像担持体との対向部通過後の該現像剤担持体から現像剤を回収して、該第１現像剤攪拌搬送手段と同方向に搬送する第２現像剤攪拌搬送手段を有する第２現像剤搬送路と、該第１現像剤攪拌搬送手段よりも下方に配置され、該第１現像剤攪拌搬送手段により該現像剤担持体に供給されずに該第１現像剤搬送路の搬送方向下流部まで搬送された現像剤と、該第２現像剤攪拌搬送手段により該現像剤担持体から回収され該第２現像剤搬送路の搬送方向下流部まで搬送された現像剤との供給を受け、該第１現像剤攪拌搬送手段と逆方向に現像剤を攪拌搬送して下流側で該第１現像剤攪拌搬送手段に受け渡す第３現像剤攪拌搬送手段を有する第３現像剤搬送路とを有し、該第１現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第３現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第１現像剤供給用開口部と、該第２現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第３現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第２現像剤供給用開口部と、該第３現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第１現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第３現像剤供給用開口部とを有する現像装置において、トナーを通過させずに空気を通過させる第１フィルタが該第１現像剤搬送路の上方に設けられ、トナー補給口が該第３現像剤搬送路において該第１現像剤供給用開口部よりも上流側に設けられ、トナー補給経路が該トナー補給口に接続され、該トナー補給経路に排気路が接続され、該排気路は、現像装置外に位置する容器であって、トナーを通過させずに空気を通過させる第２フィルタを備えた容器に接続していることにより解決される。
【００１２】
また、前記排気路は、前記トナー補給経路から分岐した排気部と該排気部に一端が接続した弾性体により形成され、該弾性体の他端が前記容器に接続され、前記容器は画像形成装置内に設けられ、前記第２フィルタは画像形成装置の外側空間に面して配置されていると好ましい。
また、前記トナー補給経路は直線状の基体を有し、前記排気部は該基体から斜め上方に延在していると好ましい。
【００１３】
また、前記排気路内の空気を前記第２フィルタを介して前記容器から排出するためのファンが、前記容器の内部に取り付けられると好ましい。
また、前記排気部は、現像装置内に新品の現像剤を投入するときの現像剤投入口としても機能すると好ましい。
【００１４】
また、本発明に従う画像形成装置は前述した現像装置を備えると好ましい。
また、前記画像形成装置は、複数の現像装置を用いるタンデム型のフルカラー画像形成装置であり、各現像装置における各トナー補給経路の各排気路が単一の容器に接続していると好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、現像装置のトナー補給口の付近の高圧及び高温の空気は、トナー補給口に接続したトナー補給経路の排気路を通って現像装置外の容器に案内され、フィルタを介して画像形成装置外に排出される。従って、内圧の低減により現像装置から感光体ドラムへのトナー飛散が抑制され、さらに温度上昇の抑制によりトナーの表面性が熱で劣化し難くなり、長期にわたって良好な画像品質を維持することができる。また、現像装置に新たな機構や開口部を追加形成しなくて済むため、現像装置の製造コストを低く維持し、部品の組み付けも容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成図である。
【図２】現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】回収搬送路の搬送方向下流部における回収搬送路と攪拌搬送路との断面図である。
【図４】現像装置の供給搬送路の搬送方向上流部における断面図である。
【図５】現像装置の供給搬送路の搬送方向下流部における断面図である。
【図６】現像装置内における現像剤の流れの模式図である。
【図７】供給搬送路と攪拌搬送路の長手方向の断面図である。
【図８】供給搬送路と攪拌搬送路の長手方向の断面図であり、開口部２ｆがトナーで塞がれた状態を示す図である。
【図９】本発明に従うトナー補給経路を有する現像装置の概略断面図である。
【図１０】タンデム型のフルカラー画像形成装置内に設けられ、フィルタを備えた単一の容器の概略図である。
【図１１】本発明に従うファンを有する容器の概略断面図である。
【図１２】３時間連続印刷後のトナー飛散状態と現像剤温度の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成図である。画像形成装置は、潜像担持体である感光体ドラム１００の周囲に、帯電装置２１、現像装置１、中間転写装置２３、クリーニング装置２８等が配設されている。現像装置１は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを有し、画像形成装置内には各色に対応する画像形成部が設けられている。また、これらの下方には露光装置２２が設けられている。また、中間転写装置２３の側方には２次転写装置２５と定着装置２７とが設けられている。
【００１８】
感光体ドラム１００は、図中時計回りに回転しながら、帯電装置２１で一様に帯電され、露光装置２２よりレーザーのような発光素子によって情報信号を露光されて静電潜像を形成される。感光体ドラム１００上の静電潜像は、現像装置１によりトナー像化され、形成されたトナー像は中間転写装置２３によって中間転写ベルト２４の上に転写される。中間転写ベルト２４上には、図示しない他の現像装置によるトナー像も転写可能であり、異なる色のトナーを重ねたカラー画像を作成することもできる。中間転写ベルト２４上のトナー像は２次転写装置２５によって転写紙２６の上に転写され、更に定着装置２７にて定着して永久画像を得る。感光体ドラム１００上の転写残トナーはクリーニング装置２８により除去され、感光体ドラム１００は次の画像形成に供される。
【００１９】
図２は、現像装置の概略構成を示す断面図である。この現像装置１は、２成分現像剤を収容した現像容器２を備え、感光体ドラム１００と対面した現像容器２の開口部に、現像剤担持体としての現像スリーブ１１が感光体ドラム１００と所定の間隔を開けて回転自在に設置されている。現像スリーブ１１は非磁性材料の円筒部材からなり、矢印の方向に回転する感光体ドラム１００に対して、対向部が同方向に移動する向きに回転する。現像スリーブ１１の内側には磁界発生手段のマグネットローラが、現像スリーブ１１の回転に対して非回転に配置されている。マグネットローラは５つの磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２を有している。現像スリーブ１１上方の現像容器２の部分には磁性部材の規制ブレード３０が取付けられ、この規制ブレード３０は、マグネットローラの鉛直方向最上点に略位置した磁極Ｓ２の近傍に向けて、現像スリーブ１１と非接触に配置されている。
【００２０】
現像容器２内には第１現像剤攪拌搬送手段である供給スクリュー４、第２現像剤攪拌搬送手段である回収スクリュー６、第３現像剤攪拌搬送手段である攪拌スクリュー７をそれぞれ収容する第１現像剤搬送路としての供給搬送路２ａ、第２現像剤搬送路としての回収搬送路２ｂ、第３現像剤搬送路としての攪拌搬送路２ｃの３つの現像剤搬送路が設けられている。供給搬送路２ａと攪拌搬送路２ｃとは、斜め上下方向に配置されている。また、回収搬送路２ｂは、現像スリーブ１１の現像領域下流側で、攪拌搬送路２ｃと略水平な側方に配置されている。
【００２１】
現像容器２内に収容された２成分現像剤は、供給スクリュー４、回収スクリュー７、攪拌スクリュー６の撹拌、搬送により供給搬送路２ａ、回収搬送路２ｂ、攪拌搬送路２ｃを循環搬送されながら、供給搬送路２ａより現像スリーブ１１に供給される。現像スリーブ１１に供給された現像剤は、マグネットローラの磁極Ｎ２により現像スリーブ１１上に汲み上げられる。現像スリーブ１１の回転にともない、現像スリーブ１１上を磁極Ｓ２から磁極Ｎ１、磁極Ｎ１から磁極Ｓ１と搬送され、現像スリーブ１１と感光ドラム１００とが対向した現像領域にいたる。その搬送の途上で現像剤は、規制ブレード３０により磁極Ｓ２と共同して磁気的に層厚を規制され、現像スリーブ１１上に現像剤の薄層が形成される。現像スリーブ１１内の現像領域に位置されたマグネットローラの磁極Ｓ１は現像主極であり、現像領域に搬送された現像剤は、磁極Ｓ１によって穂立ちして感光ドラム１００の表面に接触し、感光ドラム１００の表面に形成された静電潜像を現像する。潜像を現像した現像剤は、現像スリーブ１１の回転にともない現像領域を通過し、搬送極Ｎ３を経て現像容器２内に戻され、磁極Ｎ２、Ｎ３の反発磁界により現像スリーブ１１から離脱し、回収スクリュー６により回収搬送路２ｂに回収される。
【００２２】
また、装置内で発生した内圧は、供給搬送路２ａの上方に設置された、トナーの通過を阻止し空気の通過のみを許容するフィルタ５を介して装置外に排出される。
供給搬送路２ａと斜め下方の回収搬送路２ｂとは第１仕切り部材３１によって仕切られている。
【００２３】
回収搬送路２ｂと側方に配置される攪拌搬送路２ｃとは第２仕切り部材３２によって仕切られているが、回収搬送路２ｂの回収スクリュー６による搬送方向下流部には、回収された現像剤を攪拌搬送路２ｃに供給するための現像剤供給用開口部が設けられている。図３は、回収スクリュー６による搬送方向下流部における回収搬送路２ｂと攪拌搬送路２ｃとの断面図であり、回収搬送路２ｂと攪拌搬送路２ｃとを連通する開口部２ｄが設けられている。
【００２４】
また、供給搬送路２ａと斜め下方に配置される攪拌搬送路２ｃとは第３仕切り部材３３により仕切られているが、供給搬送路２ａの供給スクリュー４による搬送方向上流部と下流部には、現像剤を供給するための現像剤供給用開口部が設けられている。図４は、供給スクリュー４による搬送方向上流部における現像装置１の断面図であり、第３仕切り部材３３に攪拌搬送路２ｃと供給搬送路２ａとを連通する開口部２ｅが設けられており、現像剤は攪拌スクリュー７の回転によって供給搬送路２ａに持ち上げられる。また、図５は、供給スクリュー４による搬送方向下流部における現像装置１の断面図であり、第３仕切り部材３３に攪拌搬送路２ｃと供給搬送路２ａとを連通する開口部２ｆが設けられている。図５に示すように、開口部２ｆはある水準（高さ）で設けられており、この水準を越えた現像剤は開口部２ｆを介して攪拌搬送路２ｃに戻される。現像剤は、供給搬送路２ａの最下流部に向かって供給スクリュー４による搬送力を受けるが、現像剤が搬送力によって下流側でパッキングされることはなく、現像剤の水準は、開口部２ｆの水準と、供給スクリュー４の搬送力及び現像スリーブ１１の搬送力とによって決まるある水準になる。
【００２５】
次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図６は、現像装置１内での現像剤の流れの模式図である。図６中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。攪拌搬送路２ｃから現像剤の供給を受けた供給搬送路２ａでは、現像スリーブ１１に現像剤を供給しながら、供給スクリュー４の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像スリーブ１１に供給されずに供給搬送路２ａの搬送方向下流部まで搬送された余剰現像剤は第３仕切り部材３３に設けられた第１現像剤供給用開口部としての開口部２ｆより攪拌搬送路２ｃに供給される。
【００２６】
また、回収スクリュー６により現像スリーブ１１から回収搬送路２ｂに回収され、供給搬送路２ａの現像剤と同方向に搬送方向下流部まで搬送された回収現像剤は第２仕切り部材３２に設けられた第２現像剤供給用開口部としての開口部２ｄより攪拌搬送路２ｃに供給される。
攪拌搬送路２ｃでは、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌スクリュー７により攪拌し、回収搬送路２ｂ及び供給搬送路２ａの現像剤と逆方向に搬送する。そして、攪拌搬送路２ｃの搬送方向下流側に搬送された現像剤は、第３仕切り部材３３に設けられた第３現像剤供給用開口部としての開口部２ｅより供給搬送路２ａの搬送方向上流部に供給される。
【００２７】
また、攪拌搬送路２ｃの下方には、トナー濃度センサ（不図示）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、トナー収容部（不図示）からトナー補給を行っている。攪拌搬送路２ｃには、トナー補給口３が、開口部２ｆよりも上流側であって供給搬送路２ａの外側に設けられている。攪拌搬送路２ｃでは攪拌スクリュー７によって、トナー補給口３から必要に応じて補給されるトナーを、回収現像剤及び余剰現像剤と攪拌しながら搬送方向下流側へ搬送する。トナーを補給する際には攪拌スクリュー７の上流にて補給すると補給から現像までの攪拌時間を長くとれるので良い。
【００２８】
このように現像装置１では、供給搬送路２ａと回収搬送路２ｂとを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路２ａに混入することがない。よって、供給搬送路２ａの搬送方向下流側ほど現像スリーブ１１に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路２ｂと攪拌搬送路２ｃとを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路２ａに供給されるため、供給搬送路２ａに供給される現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路２ａ内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路２ａ内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
【００２９】
また、図４に示す供給搬送路２ａの搬送方向上流部では、斜め下方に配置される攪拌搬送路２ｃから上方の供給搬送路２ａへ現像剤を供給するものである。この現像剤の受け渡しは、攪拌スクリュー７の回転で現像剤を押し込むことにより、現像剤を盛り上がらせて開口部２ｅより現像剤を溢れさせて供給搬送路２ａに現像剤を供給するものである。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。現像装置１では、供給搬送路２ａを攪拌搬送路２ｃの斜め上方になるように配置することにより、供給搬送路２ａを攪拌搬送路２ｃの垂直上方に設け、現像剤を持ち上げるものに比べて、上方への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ができる。
【００３０】
しかしながら、現像剤の供給搬送路２ａ内でのバランスによっては、現像装置の攪拌搬送路２ｃや回収搬送路２ｂで発生した内圧が下がらなくなることがある。供給搬送路２ａと攪拌搬送路２ｃの長手方向の断面図は図７に示されるようになっている。一般に、現像剤の流動性の変化とトナー濃度の変化により現像装置内の現像剤の分布は変化するため、図８に示すような現像剤分布になり得る。図８に示すように開口部２ｆが現像剤によって完全に塞がれてしまうと、攪拌搬送路２ｃや回収搬送路２ｂで発生した内圧が装置上方のフィルタ５まで達することができず、回収搬送路２ｂと現像スリーブ１１の間のギャップを介して、回収搬送路２ｂから感光体ドラム１００へのトナー飛散が発生又は増大してしまう。
【００３１】
特許文献３〜５はこのような問題を解決しようとしているが、前述したような課題が残っている。そこで、本発明では、トナー補給口付近に発生した現像装置内圧を効果的に抜き、かつ発生した熱を排出することができるように、現像装置を改良した。
【００３２】
図９は、本発明に従うトナー補給経路を有する現像装置１の概略断面図である。図示のように、現像装置１のトナー補給口３には、トナー補給経路９０が着脱可能に装着されている。トナー補給経路９０は、トナーが攪拌搬送路２ｃに落下するための直線状の基体９１と、排気路を形成する、基体９１の側面から分岐して斜め上方に延在する排気部９２とを有している。排気部９２は基体９１の側面から斜め上方に突出しているため、補給トナーが排気部９２に流入し難く、また大部分はトナー補給口３を通って攪拌搬送路２ｃに落下するため、トナーが現像剤と混ざらずに直接現像スリーブ１１近傍に達することによるトナー飛散悪化を防ぐことができる。
【００３３】
ここで、排気部９２の形成箇所が現像装置１に近すぎると、排気部９２の根元部分が現像剤で塞がれる恐れがあるため、これを防止するために排気部９２は十分上方に、例えば現像装置１の高さよりも上方に形成されると好ましい。
【００３４】
トナー補給経路９０を装着した現像装置１を画像形成装置本体に取り付けると、基体９１の上方開口部は、装置本体側の別なトナー補給経路（不図示）に接続され、これに接続された、装置本体内であって現像装置１の上方に設置されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの各色のトナーカートリッジ（不図示）から、トナーがトナー補給経路９０を介して現像装置１に補給されるようになっている。
なお、これに代えて、トナー補給経路９０を装置本体側に固定しておき、現像装置１を装置本体に装着したときに現像装置１がトナー補給経路９０に対して着脱可能に装着されてもよい。
【００３５】
また、排気部９２の先端には、排気路を形成する弾性体からなるチューブ９３の一端が取り付けられている。図１０に示すように、このチューブ９３は現像装置１の外側に延在し、その他端は、トナーを通過させず空気を通過させるフィルタ９５を備え画像形成装置内に設けられた容器９４に接続されている。フィルタ９５は画像形成装置の外側空間に面して配置されている。従って、トナー補給口３の付近の高圧及び高温の空気は、排気部９２及びチューブ９３により形成される排気路を通って現像装置外に位置する容器９４に案内され、フィルタ９５を介して画像形成装置外に排気される。このようにして、現像装置内の高い内圧を抜いて減圧するとともに、高温の空気をも効果的に排気することができる。よって、内圧の低減により現像装置１から感光体ドラム１００へのトナー飛散が抑制され、さらには温度上昇の抑制によりトナーの表面性が熱で劣化しにくく、長期にわたって良好な画像品質を維持することができる。また、現像装置１に新たな機構や開口部を追加形成しなくて済むため、現像装置１の製造コストを低く抑えられ、部品の組み付けも容易になる。
【００３６】
図１０は、タンデム型のフルカラー画像形成装置内に設けられ、フィルタ９５を備えた単一の容器９４の概略図である。図示のように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）などの各色の現像装置１のトナー補給経路９０の排気部９２から、チューブ９３Ｙ，９３Ｍ，９３Ｃ，９３Ｋが延び、単一の容器９４の上面に接続しており、排気部９２とチューブにより排気路が形成されている。各色の現像装置１の排気部９２から延びたチューブが１つの容器９４に接続しているため、１枚のフィルタ３１で済み、また限られた装置本体内のスペースを有効活用することができる。前述したように、容器９４は装置本体内に設置されており、設置場所は任意であるが、容器９４を現像装置１よりも下方に設置すれば、現像装置内で舞い上がったトナーを含む空気を収集し易く、好ましい。容器９４の一側面には、トナーを通過させず空気を通過させるフィルタ９５が設けられ、フィルタ９５は画像形成装置の外側空間に面しているため、高温の空気のみ外部に排出される。
【００３７】
図１１は、本発明に従うファンを有する容器９４の概略断面図である。図示のように、排気路及び現像装置内の空気をフィルタ９５を介して容器９４から排出するためのファン９６が、容器９４内部の上面に排気部９７の近傍に設けられている。複数のファン９６が設けられてもよい。また、ファン９６はフィルタ９５に対向する位置に設けられ、フィルタ９５に向かって送風してもよい。密閉空間を形成する容器９４は、トナーを含む空気を収集するが、トナーはフィルタ９５に付着され、空気のみ容器外に排出される。ファン９６は、図示しない電源により回転駆動され、チューブ９３などの排気路内の空気を容器９４に向かって送るようになっている。これにより、現像装置内の高温及び高圧の空気をフィルタ９５を介して容器９４から装置外に排出する流れが促進され、空気の排出速度が上がる。従って、内圧の低減により現像装置１から感光体ドラム１００へのトナー飛散が抑制されるとともに、温度上昇の抑制によりトナーの表面性が保たれ、長期にわたって良好な画像品質が維持される。
【００３８】
ところで、画像形成装置の出荷時・設置時及びメンテナンス時などは、通常サービスマンが空の現像剤収容部にトナーとキャリアからなる二成分現像剤を現像装置の現像剤投入口から充填するようになっている。現像剤を収容する現像装置の現像剤収容部に予め現像剤を充填して画像形成装置を出荷しないのは、輸送時に振動を受けたり、装置全体が傾いたりして、現像ローラを部分的に露出させるための現像装置の開口部から現像剤が飛散するなどの恐れがあるからである。また、二成分現像剤は、繰り返して使用すると次第にキャリア成分が劣化し、現像能力が低下してくるため、劣化したキャリアを含む現像剤の交換が通常サービスマンにより行われている。
【００３９】
本発明では、トナー補給経路９０を有する現像装置１が装置本体に装着されると、図９における現像装置１の左側が画像形成装置本体の手前側になる。従って、排気部９２の開口部は、現像装置内に新品の現像剤を投入するときの現像剤投入口としても機能することができる。このためには、サービスマン又はユーザーは、装置本体の前面ドア（不図示）を開け、手前側にあるチューブ９３を取り外して排気部９２の開口部を露出させ、ここから現像剤を投入すればよい。そして、スクリュー４，６，７を回転させることで、現像装置１の奥まで現像剤を行き渡らせることができる。これにより、現像装置１に現像剤投入用の開口部を新たに設ける必要がない。
【００４０】
以上のように現像装置１を構成することで、特許文献１のように現像スリーブ上のトナー濃度の均一性を確保し、特許文献５のように現像装置の攪拌搬送路で発生した内圧を速やかにフィルタを介して現像装置外へと排出する機能を確保した上で、さらに現像装置内の熱を下げることができ、現像装置の構成もより簡単になる。
【００４１】
なお、特許文献５の現像装置は本発明の構成と似ているが、特許文献５の現像装置では、圧抜き部分が供給搬送路に接続しているため、供給搬送路における開口部が増えており、その分現像装置の構成は特許文献１の現像装置よりも複雑になっている。一方、本発明の現像装置は、この点では特許文献１の現像装置と同じであり、簡単な構成を有している。また、攪拌搬送路に取り込まれた空気は現像剤と混合されて加熱されるが、特許文献５の現像装置ではその空気が供給搬送路に取り込まれるため、熱が現像装置内に蓄積されてしまう。しかし、本発明では攪拌搬送路に取り込まれた空気を現像装置外に排出するため、現像装置の熱を下げることができる。
【００４２】
本発明の現像装置の排気路を、本発明の現像装置の構成とは異なる、内圧の上昇し難い一般的な現像装置に適用した場合、トナー補給口近辺の内圧はあまり上昇しないために、排気路における空気やトナーの流量もそれほど多くない。よって、現像装置内の熱の排出効率も低い。しかし、本発明のように内圧の上昇し易い現像装置に排気路を適用することにより、高い内圧のために排気路を通って外部に排出される空気やトナーの流量が増大し、効率的に熱が排出されることになる。
【００４３】
本発明の現像装置に排気路を設けることによる効果を以下のようにして比較・検証した。
カラーコピー機として「Ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ７５００」（商品名：株式会社リコー製）を使用した。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像装置のトナー補給口の近くに排気路のための開口部を設け、内径７ｍｍ、長さ１ｍのチューブ９３Ｙ，９３Ｍ，９３Ｃ，９３Ｋの一端を各開口部にそれぞれ接続し、チューブの他端を画像形成装置内に設けられた、フィルタ９５を備えた単一の容器９４に接続し、本発明の実施例とした。比較例としては、現像装置にチューブ９３や容器９４などを設けない「Ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ７５００」（商品名：株式会社リコー製）そのものを使用した。
【００４４】
現像装置からトナーが飛散し易く、かつ現像装置内の熱が上がりやすい使用条件で、現像装置からのトナー飛散状態と現像剤温度の評価を行った。画像形成装置の使用環境として、３０℃の高温の実験室において、Ａ４の画像面積６％の画像を両面印刷するモードで３時間連続印刷した。トナー飛散状態として、現像スリーブの周りのトナー汚れを、汚れた面積に応じて５段階のランクで評価し、５を最高の評価とし、１を最低の評価とした。また、温度を電位差として出力する測定プローブであるＫ熱電対を現像装置内の現像剤に接触する位置に取り付け、その電位差出力を記録する装置として「ロガーＡＭ−７０５２」（商品名：安立計器製）を使用して、現像剤の温度を測定した。
【００４５】
図１２は、３時間連続印刷後のトナー飛散状態と現像剤温度の評価結果を示す図である。実施例では、トナーの飛散量は比較例よりも少なくなり、２ランク程度より良好な評価結果が得られた。また、実施例の現像剤の温度は、比較例よりも１．９℃程度下がっていることが確認された。以上のように、本発明の現像装置に排気路を設けることが有効であることが確認された。
【００４６】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、容器、フィルタ、チューブなどの形状、大きさ（面積）、数は適宜設定できるものである。また、画像形成装置の作像方式もタンデム型に限らず任意の方式を採用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  現像装置
２ａ  供給搬送路（第１現像剤搬送路）
２ｂ  回収搬送路（第２現像剤搬送路）
２ｃ  攪拌搬送路（第３現像剤搬送路）
２ｄ  開口部（第２現像剤供給用開口部）
２ｅ  開口部（第３現像剤供給用開口部）
２ｆ  開口部（第１現像剤供給用開口部）
３  トナー補給口
４  供給スクリュー（第１現像剤攪拌搬送手段）
５  フィルタ（第１フィルタ）
６  回収スクリュー（第２現像剤攪拌搬送手段）
７  攪拌スクリュー（第３現像剤攪拌搬送手段）
１１  現像スリーブ（現像剤担持体）
９０  トナー補給経路
９２  排気部
９３  チューブ（弾性体）
９４  容器
９５  フィルタ（第２フィルタ）
９６  ファン
１００  感光体ドラム（潜像担持体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２００１−２９０３６８号公報
【特許文献２】特開昭６０−５１８６１号公報
【特許文献３】特開２００９−１３９４７６号公報
【特許文献４】特開２００６−８４４８７号公報
【特許文献５】特願２０１０−０３７１７９号明細書
【特許文献６】特開２００３−２１５９１８号公報
【図１】
2012053386.tif 000003
【図２】
2012053386.tif 000004
【図３】
2012053386.tif 000005
【図４】
2012053386.tif 000006
【図５】
2012053386.tif 000007
【図６】
2012053386.tif 000008
【図７】
2012053386.tif 000009
【図８】
2012053386.tif 000010
【図９】
2012053386.tif 000011
【図１０】
2012053386.tif 000012
【図１１】
2012053386.tif 000013
【図１２】
2012053386.tif 000014