(57)【要約】【課題】フィルター部材５０の目詰まりを抑えつつ、返送路３１からロータリーフィーダー５１を介した撹拌器４０内への空気の逆流に起因する現像剤のトナー濃度不足の発生を抑え、且つ、地汚れの発生を長期間に渡って抑える。【解決手段】図示しない現像器から受け入れた現像剤に対して現像剤撹拌室４６内でトナー補給処理と撹拌処理とを施した後、処理後の現像剤をロータリーフィーダー５１によって返送管３１に排出し、エアーポンプ６０による送気で現像器に返送する構成において、空気受入室４７と、現像剤撹拌室４６から空気受入室４７に空気を導くための導気路４８と、空気受入室４７に設けられた排気用開口を覆うフィルター部材５０と、空気受入室４７に進入した現像剤を現像剤撹拌室４６に戻して回収するための回収路４９とを設けた。【選択図】図４
2013114181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に収容しているトナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて、画像形成装置の潜像担持体に担持される潜像を現像する現像器と、前記現像器とは別体として構成され、前記現像器から排出される現像剤を自らの現像剤撹拌室に受け入れて撹拌する撹拌器と、前記現像器から排出された現像剤を前記撹拌器に導入するための導入路と、前記撹拌器から排出された現像剤を前記現像器に返送するための返送路と、前記返送路内に送気することで、前記撹拌器から前記返送路に排出された現像剤を前記現像器に向けて送る送気手段と、前記導入路内又は前記撹拌器内にトナーを補給するためのトナー補給路とを有する現像装置において、
前記現像剤撹拌室の空気を受け入れる空気受入室と、前記現像剤撹拌室から前記空気受入室に空気を導くための導気路と、前記空気受入室に設けられた排気用開口と、前記排気用開口を覆うフィルター部材と、前記空気受入室に進入した現像剤を前記現像剤撹拌室に戻して回収するための回収路とを設け、前記現像剤撹拌室の空気を前記空気受入室の前記フィルター部材に通して外部に逃がすようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
前記空気受入室を前記現像剤撹拌室よりも鉛直方向の上側に配設し、前記現像剤撹拌室から前記空気受入室に進入した現像剤を、自重によって前記回収路を介して前記現像剤撹拌室に落下させるようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２の現像装置において、
前記導気路の横断面積を前記回収路の横断面積よりも大きくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２又は３の現像装置において、
現像剤撹拌室側から空気受入室側に向かう空気の流れであるエアー逆流を阻害する逆流阻害手段を前記回収路内に設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４の現像装置において、
前記逆流阻害手段として、前記回収路の横断面方向に延在する回転軸線を中心にして回転し、且つ所定の回転角度位置で前記回収路を閉塞する羽根車を用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項４の現像装置において、
前記逆流阻害手段として、前記回収路の横断面方向に延在する回転軸線を中心にして回転駆動されながら、自らの回転周面に現像剤を吸着させる剤吸着ローラと、前記剤吸着ローラの下方の回収路箇所に配設され、前記回転周面から現像剤を掻き落とす掻き落とし部材とを具備するものを用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかの現像装置において、
前記導気路と前記空気受入室とを連通させる連通開口を水平方向に向ける姿勢で配設し、前記排気用開口を前記連通開口との対向位置に配設し、前記連通口と前記排気用開口との間に介在する壁を前記空気受入室内に設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
表面に潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項１乃至７の何れかの現像装置を用いた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、潜像担持体に担持される潜像を現像する現像器を具備する現像装置や、かかる現像装置を備える複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアとを含有する現像剤を用いて潜像を現像する現像器においては、現像に伴ってトナーを消費する現像剤のトナー濃度を適切な範囲に維持するために、現像器内の現像剤に対して定期的にトナーが補給されるようになっている。現像器内において、所定の循環経路に沿って循環搬送される現像剤は、現像スリーブなどの現像剤担持体に対向する位置まで来ると、現像剤担持体の表面に汲み上げられて現像に寄与した後、再び循環経路内に戻される。その後、必要に応じてトナーが補給された後、再び現像剤担持体との対向位置まで戻ってくる。
【０００３】
かかる構成において、連続プリントモードの動作で高画像面積率の画像が現像され続けると、現像剤担持体上でトナー濃度を大きく低下させた現像剤が循環経路に戻された後、多量のトナー補給を受けてから現像剤担持体に再び汲み上げられるという現象が繰り返される。すると、循環経路で多量のトナー補給を受けた現像剤中のトナーが十分に摩擦帯電しないまま帯電不良の状態で現像担持体の表面に汲み上げられて、潜像担持体の非画像部に付着して地汚れを引き起こす。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の現像装置においては、現像剤を単に現像器の中だけで循環搬送するのではなく、現像器とは別体の撹拌器に移送して十分に撹拌してから現像器に戻すようになっている。具体的には、現像器内の循環経路の所定位置まで搬送された現像剤は、現像器に接続された導入路を介して撹拌器に送られる。撹拌器内には比較的多量の現像剤が収容されている。また、撹拌器には、前述した導入路に加えて、トナーを補給するためのトナー補給路が接続されている。現像器内から導入路を介して撹拌器内に送られた現像剤は、トナー補給路から補給されてくる新たなトナーを取り込みながら、器内の撹拌部材によって撹拌される。そして、撹拌器内で撹拌されながら滞留している間に、トナーの摩擦帯電が十分に促された後に、撹拌器から返送路に排出される。この返送路の末端には、返送路内に送気するためのエアーポンプが接続されている。また、返送路の先端は、現像器に接続されている。返送路内に排出された現像剤は、エアーポンプによる送気によって発生する気流に押されて現像器内に返送される。
【０００５】
かかる構成では、現像器内の現像剤が高画像面積率の画像を現像してトナー濃度を大きく低下させ、それに応じて現像剤に多量のトナーの補給を受けたとしても、撹拌器内で十分にトナーを帯電させてから現像器に戻されて現像に寄与するので、地汚れの発生を抑えることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、エアーポンプによって返送路内に送られた空気の一部が、返送路に沿って現像器に向けて進まずに、撹拌器内に進入して器内を逆流することがある。そして、逆流した空気が撹拌器に接続されたトナー補給路に進入して、トナー補給路をトナー補給方向とは逆方向に進むことで、トナー補給能力を低下させてトナー濃度不足を引き起こしてしまう。
【０００７】
なお、特許文献１に記載の現像装置では、トナー補給路を撹拌器に接続しているが、現像器内の現像剤を撹拌器に導入するための導入路にトナー補給路を接続した構成においても、同様のトナー濃度不足が発生する。返送路内から撹拌器に進入した空気が撹拌器内から導入路を経てトナー補給路に進入して、トナー補給路内をトナー補給方向とは逆方向に進むからである。
【０００８】
そこで、本発明者らは、現像剤を撹拌するための現像剤撹拌室の空気を逃がす排気部を撹拌器に設けた新規な現像装置を開発中である。排気部は、撹拌器の現像剤撹拌室の空気を受け入れる空気受入室と、空気受入室に設けられた排気用開口と、この排気用開口を覆うフィルター部材と、現像剤撹拌室の空気を空気受入室に導く導気路とを具備している。そして、返送路から撹拌器の現像剤撹拌室内に逆流した空気を、導気路と空気受入室とフィルター部材とに通して外部に逃がす。
【０００９】
排気用開口及びフィルター部材を撹拌器の現像剤撹拌室に設けるのではなく、現像剤撹拌室とは別の空気受入室に設けるのは、次に説明する理由による。即ち、現像剤撹拌室内には、上述したように、比較的多量の現像剤が収容されている。フィルター部材を現像剤撹拌室内の現像剤に直接接触させると、ごく短時間のうちに目詰まりを起こしてしまうため、排気用開口やフィルター部材については、現像剤撹拌室内の現像剤に直接接触させない位置に設ける必要がある。また、現像剤撹拌室では、現像剤が勢い良く撹拌されるのに伴って、一部の現像剤が室内の空間に舞い上がることから、空間内の空気には比較的多くの現像剤が含まれている。このため、排気用開口やフィルター部材を現像剤に直接接触させない現像剤撹拌室上部に設けたとしても、フィルター部材は、比較的短時間のうちに目詰まりを起こしてしまう。そこで、現像剤撹拌室とは別の空気受入室に排気用開口やフィルター部材を設けるとともに、現像剤撹拌室と空気受入室とを導気路によって繋いでいる。現像剤撹拌室から導気路に進入した空気が導気路内を空気受入室に向けて移動している間に、空気中の現像剤が導気路の内壁に接触して空気からの分離が促される。このように、現像剤をある程度分離した状態の空気を空気受入室のフィルター部材に通すことで、フィルター部材の目詰まりの頻度を少なくすることができる。
【００１０】
かかる構成においては、返送路から撹拌器に逆流してしまった空気を空気受入室のフィルター部材を介して外部に逃がすことで、トナー補給路内で空気の逆流を発生させ難くして、トナー濃度不足の発生を抑えることができる。更には、空気受入室を設けずに撹拌器から空気を直接逃がす場合に比べて、フィルター部材の目詰まりの頻度を少なくすることができる。
【００１１】
ところが、この開発中の現像装置においては、長期に渡って使用しているうちに、地汚れの発生を十分に抑えることが困難になってくるという新たな問題が発生してしまった。具体的には、撹拌器の現像剤撹拌室から空気受入室に空気を進入させる際に、導気路の内壁では除去し切れずに空気中に残ってしまった僅かな現像剤も空気受入室に移動してしまう。これにより、空気受入室内に現像剤が徐々に堆積していき、その分だけ、現像剤撹拌室内の現像剤の貯留量が減って、現像剤撹拌室内での現像剤の滞留時間（現像剤撹拌時間）が短くなる。このようにして、現像剤撹拌室内での現像剤の滞留時間が徐々に短くなっていくことで、撹拌器から現像器に返送される現像剤の帯電量が徐々に低下していくことから、地汚れの発生を十分に抑えることが困難になってしまうのである。
【００１２】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような現像装置や画像形成装置を提供することである。即ち、フィルター部材の目詰まりを抑えつつ、返送路から撹拌器内への空気の逆流に起因する現像剤のトナー濃度不足の発生を抑え、且つ、地汚れの発生を長期間に渡って抑えることができる現像装置等である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、現像剤収容部に収容している現像剤を用いて、画像形成装置の潜像担持体に担持される潜像を現像する現像器と、前記現像器とは別体として構成され、前記現像器から排出される現像剤を自らの現像剤撹拌室に受け入れて撹拌する撹拌器と、前記現像器から排出された現像剤を前記撹拌器に導入するための導入路と、前記撹拌器から排出された現像剤を前記現像器に返送するための返送路と、前記返送路内に送気することで、前記撹拌器から前記返送路に排出された現像剤を前記現像器に向けて送る送気手段とを有する現像装置において、前記現像剤撹拌室の空気を受け入れる空気受入室と、前記現像剤撹拌室から前記空気受入室に空気を導くための導気路と、前記空気受入室に設けられた排気用開口と、前記排気用開口を覆うフィルター部材と、前記空気受入室に進入した現像剤を前記現像剤撹拌室に戻して回収するための回収路とを設け、前記現像剤撹拌室の空気を前記空気受入室の前記フィルター部材に通して外部に逃がすようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、返送路から撹拌器の現像剤撹拌室内に逆流した空気を空気受入室とフィルター部材とに通して外部に逃がすことで、導入路又は撹拌器に接続されたトナー補給路内で空気の逆流を発生させ難くする。これにより、トナー補給路から導流路又は撹拌器へのトナー補給能力を低下させ難くすることで、現像剤のトナー濃度不足の発生を抑えることができる。
【００１５】
また、本発明においては、現像剤撹拌室から導気路に進入させた空気を導気路内で空気受入室に向けて移動させている間に、空気中の現像剤を導気路の内壁に接触させて空気からの現像剤の分離を促す。そして、導気路内で現像剤をある程度分離した状態の空気を空気受入室のフィルター部材に通すことで、フィルター部材の目詰まりの頻度を少なくすることができる。
【００１６】
また、本発明においては、空気と一緒に現像剤撹拌室から空気受入室に移動してしまった現像剤を、回収路によって空気受入室から現像剤撹拌室に戻す。これにより、空気受入室内での現像剤の堆積を抑えて、現像剤撹拌室内における現像剤貯留量を減少させ難くすることで、長期間に渡って現像剤を現像剤撹拌室内で十分に撹拌して地汚れの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】同画像形成装置の現像装置を示す斜視図。
【図３】同現像装置の現像器を示す断面図。
【図４】同現像装置の撹拌器とその周囲構成とを示す断面図。
【図５】第１実施例に係る画像形成装置の撹拌器における空気受入室とその周囲構成とを示す拡大断面図。
【図６】第２実施例に係る画像形成装置の撹拌器における空気受入室とその周囲構成とを示す拡大断面図。
【図７】第３実施例に係る画像形成装置の撹拌器における空気受入室とその周囲構成とを示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用したの画像形成装置の一実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図１の画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを備え、これらを所定のピッチで配列した、所謂、タンデム型の画像形成装置である。尚、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの色順は、図１に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
【００１９】
４つの画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、使用されるトナーの色が異なる以外は同じ構成である。例えば、イエロー用の画像形成ユニット１Ｙは、像担持体としての感光体２Ｙの周りに、帯電手段３Ｙ、後述する現像装置の現像器１０Ｙ、クリーニング手段７Ｙ等を備えている。他の画像形成ユニット１Ｍ、Ｃ、Ｂｋも同様の構成である。
【００２０】
画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの下方には、画像データに基づいてドラム状の感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの表面にレーザー光を走査しながら照射する光書込ユニット(不図示）が配置されている。また、画像形成ユニット１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの上方には各画像形成ユニットのトナー像を重ね合わせて転写するように搬送する中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５の左側には、記録シートにトナー像を転写する二次転写ローラ６が配置されている。その上方には定着装置８０が配置されている。中間転写ベルト５の右側には、外周面に接触するようにベルトクリーニング装置が接触するように配置されている。このベルトクリーニング装置により中間転写ベルト５上に付着したトナー等の異物が除去される。また、画像形成装置下部には、転写媒体である記録シートが載置された給紙カセット８０を備えている。
【００２１】
次に、画像形成装置の動作について説明する。
例えば、画像形成ユニット１Ｙでは、帯電手段３Ｙが感光体２Ｙ表面を帯電させる。所定の電位に帯電した各感光体２Ｙ表面には、光書込ユニット(不図示）により画像データに基づくレーザー光が走査され、静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した各感光体２Ｙ表面が現像器１０Ｙに到達すると、各感光体２Ｙ表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。このようなプロセスが画像形成ユニット１Ｍ、Ｃ、Ｂｋにおいても同様に行われる。これにより、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ表面にはそれぞれ所定の色のトナー像が形成される。
【００２２】
中間転写ベルト５を挟んで感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋに対向している１次転写ローラ９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋには、トナーの帯電極性とは逆極性の１次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋと１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋとの間には、トナーを感光体側からローラ側に静電移動させる１次転写電界が形成される。中間転写ベルト５上には、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像が順に重ね合わせて１次転写される。
【００２３】
給紙カセット８０は、内部に収容している記録シートを所定のタイミングで送り出す。送り出された記録シートは、給紙路内を搬送されて、給紙路の末端付近に配設されたレジストローラ対１８のレジストニップに突き当たる。このタイミングで、記録シートの搬送が一時中断される。
【００２４】
中間転写ベルト５のループ外側には、２次転写ローラ６が配設されている。この２次転写ローラ６は、中間転写ベルト５における周方向の全域のうち、ベルトループ内側に配設された駆動ローラに対する掛け回し箇所に当接して２次転写ニップを形成している。駆動ローラには、図示しない２次転写電源から出力される２次転写バイアスが印加される。そして、駆動ローラと、接地されている２次転写ローラ６との間には、トナーを駆動ローラ側から２次転写ローラ６側に静電移動させる２次転写電界が形成される。
【００２５】
レジストローラ対１８は、記録シートを２次転写ニップで中間転写ベルト５上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで回転駆動を再開する。この再開によってレジストニップから送り出された記録シートには、２次転写ニップ内でベルト上のトナー像が２次転写される。このようにしてトナー像が転写された記録シートは、２次転写ニップから排出されて定着装置９０に送られる。
【００２６】
定着装置９０は、加熱ローラや従動ローラなどによって張架している無端状の定着ベルトと、これに向けて押圧される加圧ローラとの当接によって定着ニップを形成している。そして、定着ニップに挟み込んだ記録シートを加熱及び加圧することで、シート表面にトナー像を定着させる。定着装置９０を通過した記録シートは、排紙ローラ対を経て機外へと排出される。
【００２７】
次に、現像装置について説明する。
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色の現像装置は、感光体（２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）に対向配置された現像器（１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）や、現像器（１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）とは別体として構成された撹拌器（４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）などを有している。
【００２８】
図２は、現像装置を示す斜視図である。なお、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ用の現像装置の構成は、互いにほぼ同じであるので、同図においては、何れの色にも共通の構成の現像装置を１つだけ示し、符号の末尾に添えるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋという添字を省略している。後述する図３〜図７においても、同様の理由により、符号の末尾に添えるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋという添字を省略している。
【００２９】
図２に示されるように、感光体２に対向している現像器１０は、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ１１を有している。現像器１０の下方には、撹拌器４０が配置され、撹拌器４０内の現像剤に補給するトナーを収容するトナーホッパー２２が画像形成装置本体に対して着脱可能に配設されている。
【００３０】
また、現像装置は、トナー補給管２１、トナーホッパー２２、トナー補給用モータ２８、導入管３０、返送管３１、トナー撹拌用モータ４５、ロータリーフィーダー５１、フィーダーモータ５５、エアーポンプ６０なども有している。
【００３１】
図３、現像装置の現像器を示す断面図である。現像器１０は、現像ローラ１１と、現像ローラ１１上の現像剤を規制する規制部材としてのドクタブレード１２と、現像剤を攪拌搬送しながら現像ローラ１１に供給する供給スクリュウ１４と、現像剤を攪拌搬送しながら現像ローラ１１から使用後の現像剤を回収する回収スクリュウ１３とを備えている。供給スクリュウ１４と回収スクリュウ１３とは上下に配置され、その間には仕切り壁１６が形成されている。また、供給スクリュウ１４の近傍には、供給スクリュウにより搬送される現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度検知センサー６３を有している。
【００３２】
現像ローラ１１は、外周部を構成する非磁性で円筒状の現像スリーブと、その内側に配置された磁界発生手段（複数の磁極が着磁されたマグネットローラ、あるいは複数の磁石）とからなる。現像ローラ１１を構成する現像スリーブは、固定（非回転）された磁界発生手段のまわりを回転駆動可能に構成される。現像ローラ１１は、現像スリーブを回転しながら、供給スクリュウ１４により供給された現像剤を磁力によってローラ表面に担持して、ドクタブレード１２で現像剤の高さを規制された後、感光体２上の潜像を現像剤中のトナーで現像する。
【００３３】
供給スクリュウ１４は、図３中手前側から奥側に現像剤を攪拌しながら搬送するとともに、現像ローラ１１に現像剤を供給する。現像ローラ１１に供給されずに供給スクリュウ１４により奥側まで搬送された現像剤は、仕切り壁１６の奥側端部に形成された開口部（不図示）を通って落下し、回収スクリュウ１３に受け渡される。回収スクリュウ１３は、図３の図紙面に直交する方向の奥側から手前側に現像剤を攪拌しながら搬送するとともに、現像ローラ１１から現像に使用後の現像剤を回収する。このように、現像器１０内では、現像ローラ１１に現像剤を供給・回収しながら、現像剤を攪拌しつつ循環搬送している。
【００３４】
回収スクリュウ１３により回収された現像剤は、現像によりトナーが消費されているのでトナー濃度が低下している。回収スクリュウ１３により、図紙面に直交する方方向の手前側端部まで搬送されたトナー濃度の低下した現像剤は、ケーシング底部に設けられた開口（不図示）から、図２に示される導入管３０を通って撹拌器４０に落下する。
【００３５】
図４は、現像装置の撹拌器４０とその周囲構成とを示す断面図である。撹拌器４０は、全体として鉛直方向に延在する円筒状の形状をしており、撹拌用モータ４５、現像剤撹拌室４６、空気受入室４７、導気路４８、回収路４９、フィルター部材５０、ロータリーフィーダー５１などを有している。
【００３６】
導入管３０から撹拌器４０内に落下した現像剤は、撹拌器４０の現像剤撹拌室４６内に進入する。現像剤撹拌室４６内には、比較的多量の現像剤が貯留されており、現像剤撹拌室４６内に新たに落下してきた現像剤は、内部の貯留現像剤の表層に取り込まれる。
【００３７】
撹拌器４０の上壁外面には、撹拌用モータ４５が固定されており、この撹拌用モータ４５のモータ軸４５ａが撹拌器４０の上壁を貫いて現像剤撹拌室４６内に至っている。現像剤撹拌室４６内では、モータ軸４５ａの先端部に撹拌スクリュウ４３が固定されており、モータ軸４５ａと同じ回転軸線上で回転する。また、モータ軸４５ａには、軸を中心に公転するように２枚の撹拌羽根４４が固定されている。現像剤撹拌室４６内の現像剤は、撹拌スクリュウ４３の回転や撹拌羽根４４の公転によって水平方向に円を描くような軌道で撹拌される。
【００３８】
先に図２に示したように、撹拌器４０の上壁には、現像器１０内の現像剤を撹拌器４０内に導入するための導入管３０の他に、現像剤撹拌室４６内にトナーを補給するためのトナー補給管２１が接続されている。このトナー補給管２１には、補給用のトナーを収容しているトナーホッパー２２が接続されており、トナーホッパー２２内のトナーは自重によってトナー補給管内に落下する。また、トナー補給管２１内には、図示しない搬送スクリュウが管長手方向に延在する姿勢で収容されており、トナー補給用モータ２８によって回転駆動される。
【００３９】
現像器１０に設けられたトナー濃度検知センサー（図３の６３）により、現像器１０内の現像剤について、トナー濃度が下限値を下回ったことが検知されると、トナー補給用モータ２８の駆動によって搬送スクリュウが回転して、トナー補給管２１内のトナーを撹拌器４０の現像剤撹拌室４６内に補給する。トナー補給用モータ２８の駆動時間は、トナー濃度検知センサー６３による検知結果と下限値との差分に応じて決定される。
【００４０】
図４において、現像剤撹拌室４６内では、図示しないトナー補給管（図２の２１）から補給されてくるトナーと、導入管３０から導入されてくる現像剤とが撹拌スクリュウ４３や撹拌羽根４４によって混合撹拌されて、トナーと磁性キャリアとの摩擦によってトナーの帯電が促される。具体的には、回転羽根４４の公転によってトナーを水平方向にかき回すとともに、攪拌スクリュウ４３によって鉛直方向下方から上方に向かう流れを起こす。これにより、撹拌スクリュウ４３の回転軸線に沿って鉛直方向下方から上方に向かった後、現像剤撹拌室４６の上部にて、回転軸線上から法線方向に向かってから、現像剤撹拌室４６の内壁付近で鉛直方向上方から下方に向かう対流を発生させる。この対流により、現像剤は現像剤撹拌室４６内で長期間撹拌されてトナーの摩擦帯電が十分になされた後、現像剤撹拌室４６の下部を通る際に、後述するロータリーフィーダー５１に取り込まれて、返送管３１内に排出される。
【００４１】
現像剤撹拌室４６の下端には、ロータリーフィーダー５１が接続されている。ロータリーフィーダー５１は、ステータ５３の内部空間に、羽根を具備するロータ５２を内包している。ロータ５２が回転すると、現像剤撹拌室４６の下端に位置している現像剤がロータ５２内に巻き込まれて、ロータ５２の回転に伴って返送管３１内まで移送される。なお、ロータリーフィーダー５１は、フィーダーモータ（図２の５５）の駆動力によって回転駆動される。
【００４２】
返送管３１の末端には、送気手段としてのエアーポンプ６０が接続されている。このエアーポンプ６０は自らの内部に取り込んだ外気を返送管３１内に吐き出すことで、送気管３１に向けて送気を行う。ロータリーフィーダー５１によって返送管３１内に移送された現像剤は、送気によって発生する気流に押されて現像器に返送される。
【００４３】
返送管３１の末端付近では、エアーポンプ６０による送気の力と、返送管３１の先端側に存在している現像剤との押し合いによって内圧が大気圧よりも上昇する。すると、ロータリーフィーダー５１のロータ５２内に返送管３１内の空気が移動し、ロータ５２内の空気が圧縮された状態で、ロータ５２の回転に伴って現像剤撹拌室４６内に戻る。このようにして、返送管３１から現像剤撹拌室４６内に空気が逆流する。そして、現像剤撹拌室４６内を鉛直方向下側から上側に向けて逆流して、現像剤撹拌室４６に接続されているトナー補給管（図２１）内に進入する。進入した空気は、トナー補給管内をトナー補給方向とは逆方向に進むことで、トナー補給能力を低下させてトナー濃度不足を引き起こしてしまう。
【００４４】
本発明者らの実験によれば、エアーポンプ６０による送気量の約３０％がロータリーフィーダー５１を介して現像剤撹拌室４６内に逆流した。このような逆流量では、現像剤撹拌室４６内の圧力を高めることによっても、トナー補給管のトナー補給能力を低下させてしまう。
【００４５】
そこで、実施形態に係る画像形成装置では、空気受入室４７を設けている。空気受入室４７には撹拌器４０から流入した空気を装置外へ排気する排気用開口が設けられており、この排気用開口は空気内の現像剤を捕捉するためのフィルター部材５０によって覆われている。現像剤撹拌室４６と、空気受入室４７とは、現像剤撹拌室４６内の空気を空気受入室４７に導くための導気路４８によって繋がれている。
【００４６】
返送管３１内からロータリーフィーダー５１を介して撹拌器４０内に流入した空気は、撹拌器４０から導気路４８を経由して空気受入室４７に流入する。このとき、空気は、現像剤撹拌室４６内で舞い上がった現像剤を取り込みながら空気受入室４７内に流入する。
【００４７】
空気受入室４７には、室内の空気を外部に逃がすための排気用開口と、この排気用開口を覆うフィルター部材５０とが設けられている。フィルター部材５０のメッシュ開口径は、トナー粒子や磁性キャリア粒子の粒径よりも小さくなっているため、フィルター部材５０は、空気中に含まれる現像剤を捕捉することが可能である。
【００４８】
現像剤撹拌室４６から空気受入室４７内に流入した空気は、フィルター部材５０を経由して外部に排出される。この際、フィルター部材５０は、空気中に含まれる現像剤を捕捉して空気から分離して、空気受入室４７の床に向けて落下させる。空気受入室４７の床には、フィルター部材５０によって分離された現像剤を撹拌器４０に戻して回収するための回収路４９が接続されている。空気受入室４７内で空気と分離された現像剤は、自重によって回収路４９を通って現像剤撹拌室４６に落下する。このように、空気と一緒に現像剤撹拌室４６から空気受入室４７に移動してしまった現像剤を、回収路４９によって空気受入室４７から現像剤撹拌室４６に戻す。これにより、空気受入室４６内での現像剤の堆積を抑えて、現像剤撹拌室４６内における現像剤貯留量を減少させ難くすることで、長期間に渡って現像剤を現像剤撹拌室４６内で十分に撹拌して地汚れの発生を抑えることができる。
【００４９】
実施形態に係る画像形成装置においては、空気受入室４７を現像剤撹拌室４６よりも鉛直方向の上側に配設している。そして、現像剤撹拌室４６から空気受入室４７に流入した現像剤を、自重によって回収路４９を介して現像剤撹拌室４６に落下させるようにしている。かかる構成では、空気受入室４７内の現像剤を現像剤撹拌室４６に移動するための特別な駆動源を駆動することなく、現像剤を空気受入室４７内から現像剤撹拌室４６内に移送することができる。
【００５０】
導気路４８の断面積（空間断面及びパイプ断面の合計）は、回収路４９の断面積よりも大きくなっている。具体的には、導気路４８の断面に対し、回収路４９の断面は１／３の大きさになっている。これにより、現像剤撹拌室４６内の空気を回収路４９よりも導気路４８に対して流れ込み易くすることで、現像剤撹拌室４６から回収路４９を介して空気受入室４７に向かう空気の逆流を発生し難くしている。このため、空気の逆流に起因する回収路４９による現像剤回収能力の低下を抑えることができる。
【００５１】
なお、実施形態においては、空気受入室４７を現像剤撹拌室４６と一体的に形成して撹拌器４０の一部としているが、空気受入室４７を撹拌器４０とは別体として設けてもよい。
【００５２】
次に、実施形態に係る画像形成装置に、より特徴的な構成を付加した各実施例の画像形成装置について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係る画像形成装置の構成は、実施形態と同様である。
［第１実施例］
図５は、第１実施例に係る画像形成装置の撹拌器における空気受入室４７とその周囲構成とを示す拡大断面図である。図示の撹拌器においては、現像剤撹拌室４６側から空気受入室４７側に向かう空気の流れであるエアー逆流を阻害する逆流阻害手段を回収路４９内に設けている。具体的には、逆流阻害手段として、羽根車６０を設けている。羽根車６０は、回収路４９の横断面方向に延在する回転軸線を中心にして回転する。回収路４９の長手方向の全域のうち、羽根車６０が設けられている領域は、羽根車６０の回転軸線に沿って延在する円筒状の空間になっている。羽根車６０の回転軸部材には、複数の羽根部材が放射状に立設せしめられており、それぞれ回転軸部材を中心にして公転する。羽根車６０が所定の回転角度位置で回転を停止すると、２枚の羽根部材がそれぞれ管内壁に近接する位置で停止して、回収路４９を閉塞する。これにより、回収路４９内での空気の逆流が阻止される。
【００５３】
空気受入室４７内から回収路４９内に落下した現像剤は、羽根車６０の上に堆積するが、羽根車６０が回転駆動されると、その回転に伴って羽根車６０の下方まで搬送されて現像剤撹拌室４６内に落下する。このように、羽根車６０の回転駆動により、回収路４９内における空気受入室４７側から現像剤撹拌室４６側への現像剤の移動を促すことができる。
【００５４】
なお、羽根車６０の回転速度を速くし過ぎると、羽根部材の公転によって現像剤撹拌室４６側から現像剤受入室４７側に向かう空気の流れを却って助長してしまうので、羽根車６０については、比較的低速で回転させる必要がある。
【００５５】
［第２実施例］
図６は、第２実施例に係る画像形成装置の撹拌器における空気受入室４７とその周囲構成とを示す拡大断面図である。図示の撹拌器においても、現像剤撹拌室４６側から空気受入室４７側に向かう空気の流れであるエアー逆流を阻害する逆流阻害手段を回収路４９内に設けている。具体的には、逆流阻害手段として、剤吸着ローラ６１を設けている。剤吸着ローラ６１は、磁力を帯びた部材からなり、回収路４９の横断面方向に延在する回転軸線を中心にして回転する。回収路４９の長手方向の全域のうち、剤吸着ローラ６１が設けられている領域は、剤吸着ローラ６１の回転軸線に沿って延在する円筒状の空間になっている。この円筒状の空間の内壁と、剤吸着ローラ６１砥の間には、ある程度の間隙が保持されている。
【００５６】
空気受入室４７から回収路４９内に流入した現像剤は、磁力によって剤吸着ローラ６１の周面に吸着する。これにより、剤吸着ローラ６１の周面上には現像剤層が形成される。この現像剤層が上記間隙を埋めることで、回収路４９を閉塞する。これにより、回収路４９内での空気の逆流が阻止される。
【００５７】
剤吸着ローラ６１の下方では、片持ち支持される剤掻き落としブレード６２の自由端が剤吸着ローラ６１に当接している。剤吸着ローラ６１が回転駆動されると、ローラ周面上の現像剤層のうち、剤吸着ローラ６１よりも上方に位置していた箇所が、剤吸着ローラ６１よりも下方の位置に移動する。そして、剤掻き落としブレード６２によってローラ表面から掻き落とされて現像剤撹拌室４６内に落下する。このように、剤吸着ローラ６１の回転駆動により、回収路４９内における空気受入室４７側から現像剤撹拌室４６側への現像剤の移動を促すことができる。
【００５８】
剤吸着ローラ６１が回転しても、剤吸着ローラ６１の側方では、現像剤層の現像剤が回収路４９内壁とローラ表面との間隙を常に埋めているので、回収路４９を閉塞させ続けることができる。よって、剤吸着ローラ６１の回転によって現像剤の回収搬送を促しているときにも、回収路４９内での空気の逆流を阻止することができる。
【００５９】
［第３実施例］
図７は、第３実施例に係る画像形成装置の撹拌器における空気受入室４７とその周囲構成とを示す拡大断面図である。同図において、導気路４８と空気受入室４７とを連通させる連通開口は、水平方向に向く姿勢で配設されている。この連通開口に対しては、フィルター部材５０によって覆われている排気用開口が対向している。このように、連通開口を排気用開口に対向させるレイアウトは、装置の小型化に有利である。但し、連通開口から空気受入室４７内に流入した空気が多量の現像剤を巻き込んだままの状態でフィルター部材５０に至ってしまうため、フィルター部材５０に対する現像剤入力量が比較的多くなってフィルター目詰まりが頻繁に発生してしまう。
【００６０】
そこで、連通開口と排気用開口との間に障壁６３を介在させ、空気中の現像剤を障壁６３との衝突によって落下させることで、空気中から現像剤を積極的に分離している。そして、現像剤を落下させた後の空気を、フィルター部材５０に通している。かかる構成では、装置の小型化を図りながら、フィルター目詰まりの頻度を少なくすることができる。
【００６１】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、内部に収容しているトナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて、画像形成装置の潜像担持体（例えば感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に担持される潜像を現像する現像器（例えば現像器１０Ｙ）と、現像器とは別体として構成され、現像器から排出される現像剤を自らの現像剤撹拌室（例えば４６）に受け入れて撹拌する撹拌器（例えば４０）と、現像器から排出された現像剤を撹拌器に導入するための導入路（例えば導入管３０）と、撹拌器から排出された現像剤を現像器に返送するための返送路（例えば返送管３１）と、返送路の末端に接続された状態で返送路内に送気することで、撹拌器から返送路に排出された現像剤を現像器に向けて送る送気手段（例えばエアーポンプ６０）と、導入路内又は撹拌器内にトナーを補給するためのトナー補給路（例えばトナー補給管２１）とを有する現像装置において、現像剤撹拌室の空気を受け入れる空気受入室（例えば４７）と、現像剤撹拌室から空気受入室に空気を導くための導気路（例えば４８）と、空気受入室に設けられた排気用開口と、排気用開口を覆うフィルター部材（例えば５０）と、空気受入室に進入した現像剤を現像剤撹拌室に戻して回収するための回収路（例えば４９）とを設け、現像剤撹拌室の空気を空気受入室のフィルター部材に通して外部に逃がすようにしたことを特徴とするものである。
【００６２】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記空気受入室を前記現像剤撹拌室よりも鉛直方向の上側に配設し、前記現像剤撹拌室から前記空気受入室に進入した現像剤を、自重によって前記回収路を介して前記現像剤撹拌室に落下させるようにしたことを特徴とするものである。かかる構成では、特別な駆動源を駆動することなく、空気受入室４７内の現像剤を現像剤撹拌室内に戻すことができる。
【００６３】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記導気路の横断面積を前記回収路の横断面積よりも大きくしたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、現像剤撹拌室から回収路に空気が逆流するのを抑えて、逆流による現像剤の回収不良の発生を抑えることができる。
【００６４】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｂ又は態様Ｃにおいて、現像剤撹拌室側から空気受入室側に向かう空気の流れであるエアー逆流を阻害する逆流阻害手段を前記回収路内に設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、現像剤撹拌室から回収路に空気が逆流するのを回避して、逆流による現像剤の回収不良の発生を回避することができる。
【００６５】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｄにおいて、前記逆流阻害手段として、前記回収路の横断面方向に延在する回転軸線を中心にして回転し、且つ所定の回転角度位置で前記回収路を閉塞する羽根車を用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、羽根車の回転によって回収路内で現像剤の空気受入室側から現像剤撹拌室側に向けての移動を促しながら、回収路に空気が逆流するのを回避することができる。
【００６６】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｄにおいて、前記逆流阻害手段として、前記回収路の横断面方向に延在する回転軸線を中心にして回転駆動されながら、自らの回転周面に現像剤を吸着させる剤吸着ローラと、前記剤吸着ローラの下方の回収路箇所に配設され、前記回転周面から現像剤を掻き落とす掻き落とし部材とを具備するものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、剤吸着ローラの回転によって回収路内で現像剤の空気受入室側から現像剤撹拌室側に向けての移動を促しながら、回収路に空気が逆流するのを回避することができる。
【００６７】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ａ〜Ｆの何れかにおいて、前記導気路と前記空気受入室とを連通させる連通開口を水平方向に向ける姿勢で配設し、前記排気用開口を前記連通開口との対向位置に配設し、前記連通口と前記排気用開口との間に介在する壁を前記空気受入室内に設け、且つ、前記壁にぶつかって重力落下した現像剤を直接受け入れる位置に前記回収路を配設したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、現像剤撹拌室から現像剤受入室に移動した空気中に含まれる現像剤を壁にぶつけて落とすことで、空気から積極的に分離することができる。
【符号の説明】
【００６８】
２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ：感光体（潜像担持体）
１０Ｙ：現像器
２１：トナー補給管（トナー補給路）
３０：導入管（導入路）
３１：返送管（返送路）
４０：撹拌器
４７：空気受入室
４８：導気路
４９：回収路
５０：フィルター部材
６０：エアーポンプ（送気手段）
６１：羽根車（逆流阻害手段）
６２：剤吸着ローラ（逆流阻止手段）
６３：障壁（壁）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開２００８−２９９２１７号公報
【図１】
2013114181.tif 000003
【図２】
2013114181.tif 000004
【図３】
2013114181.tif 000005
【図４】
2013114181.tif 000006
【図５】
2013114181.tif 000007
【図６】
2013114181.tif 000008
【図７】
2013114181.tif 000009