(57)【要約】【課題】２成分系現像剤を対象としたプレミックス現像方式を対象する場合における問題に鑑み、無駄なキャリアの消費や排出剤の増大を抑え、且つ、高速化と小型化が可能な画像形成装置を提供することにある。【解決手段】トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置７と、該現像装置７の外部に収納された現像剤を補給する補給手段と、現像装置７の外部に現像剤を排出する排出手段とを有する画像形成装置において、排出手段によって排出された現像剤の中から劣化した現像剤を分離回収する現像剤分離回収手段４１，５１と、分離回収されなかった現像剤を現像装置７へ戻す現像剤リサイクル手段５０を備えている。【選択図】  図９
2009042546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置と、該現像装置の外部に収納された現像剤を補給する補給手段と、前記現像装置の外部に現像剤を排出する排出手段とを有する画像形成装置において、
前記排出手段によって排出された現像剤の中から劣化した現像剤を分離回収する現像剤分離回収手段と、分離回収されなかった現像剤を前記現像装置へ戻す現像剤リサイクル手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像剤分離回収手段が前記現像装置と別体で、かつ現像装置から離して配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記現像装置が複数個設けられ、かつ直線上に並列に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の画像形成装置において、前記現像剤分離回収手段が電界発生手段を具備し、低抵抗化した劣化現像剤を分離回収すること特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし３の何れかに記載の画像形成装置において、前記現像剤分離回収手段が電界発生手段を具備し、低帯電化した劣化現像剤を分離回収すること特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし３の何れかに記載の画像形成装置において、前記現像剤分離回収手段として、低抵抗化した劣化現像剤を分離回収する手段と低帯電化した劣化現像剤とを分離回収する両方の手段を備えること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、プリンタ、ファクシミリ、複写機、これらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記形式の画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に担持されている静電潜像に対してトナーなどの現像剤を用いて可視像処理が行われる。この可視像処理に用いられる現像剤の一つとして、トナーとキャリアからなる現像剤を用いる現像装置及びトナーとキャリアとからなる２成分系現像剤が知られている。２成分系現像剤を用いる場合には、可視像処理に用いられることで消費されたトナーを補給して現像剤濃度を一定に保つことが必要であり、このためトナーボトルやトナータンク等のトナー収容容器から現像装置に新規トナー等が補給される。
２成分系現像剤はトナーが消費されると、現像剤濃度の変化を防止するために新規トナーが補給されるが、その一方、キャリアは概ね新規トナーの補給に拘わらす使用されることが多い。
【０００３】
このため、キャリアの経時的な変化として、攪拌頻度の増加による劣化がある。キャリアの劣化はトナー消費量と関連があり、トナー消費量が少ないとき、つまり、画像面積率が小さい場合は、キャリアコート層の摩耗による低抵抗化の劣化が起こる。また、トナー消費量が多いとき、つまり、画像面積率が大きい場合には、トナーが表面に融着してしまうトナーフィルミングによる低帯電化の劣化が起こり易い。低抵抗化した場合は、ベタ部へのキャリア付着が発生する。一方、低帯電化した場合は、帯電不足による地肌汚れやトナー飛散が発生する。このようなキャリアの劣化による低抵抗化や低帯電化を防止するために、トナーの補給とは別にキャリアを補給することにより過剰となった現像剤を現像槽内から排出して劣化したキャリアを含む現像剤を新規な現像剤に置換するプレミックス現像方式と称される現像剤交換システムが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特公平２−２１５９１号公報
【特許文献２】特開平９−１６６９１２号公報
【特許文献３】特開平９−２１８５７５号公報
【特許文献４】特開平９−２４４３７６号公報
【特許文献５】特開平９−２０４１０５号公報
【特許文献６】特開平９−２５１２３５号公報
【特許文献７】特開平９−２６９６４４号公報
【特許文献８】特開平１０−６３０７４号公報
【特許文献９】特開平１０−６３０７５号公報
【特許文献１０】特開平７−２３４５７５号公報
【特許文献１１】特開２００１−１９４８６０号公報
【特許文献１２】特開平１１−１４３１９６号公報
【特許文献１３】特開平１１−２７２０７５号公報
【特許文献１４】特開２００６−２０１４７４号公報
【０００５】
現像剤交換システムにおいては、現像装置にトナーとキャリアとの混合剤（通称、プリミックス現像剤と称されている）を補給する方式、（例えば、特許文献１、２、３及び４）、また、現像装置にトナーとキャリアとを独立して補給し、現像槽内の余剰現像剤を回収する方式（例えば、特許文献５、６及び７）、さらに、トナー消費量に対応したトナー補給、補給トナー量に対応したキャリアの補給及び現像剤の排出をそれぞれ制御する方式（例えば、特許文献８及び９報）、さらには、キャリア補給部を複数の現像装置に対して共通化した方式（例えば、特許文献１０及び１１）、そして現像手段と異なる箇所に配置されているトナー及びキャリアを、その混合比を調合して現像槽内に供給する方式（例えば、特許文献１２及び１３）がある。
【０００６】
しかし、上記各特許文献に開示されている構成及び方式においては、次のような問題がある。
プレミックス現像方式においては、キャリアの補給に伴い過剰となった現像剤を排出するため劣化していなキャリアまでも排出してしまう。そのためキャリアの消費量が増大し経済的でないばかりか、排出される剤も増大し破棄コストや環境負荷の問題が発生する。
【０００７】
このような問題の解決するものとして、特許文献１４には、少なくともトナーとキャリアを含む現像剤を収容するとともにその現像剤を現像剤担持体まで循環させながら搬送する現像器と、この現像器に補給するための補給用現像剤を収容するとともにその補給用現像剤を当該現像器に補給する補給手段と、前記現像器に収容される現像剤の一部を排出させて回収するとともにその回収される回収現像剤を前記補給手段に存在する補給用現像剤と混合させて再利用するように当該補給手段に送り込む回収手段とを有する現像装置が開示されている。
【０００８】
しかしながら、このような方法によれば回収されたキャリアの中には長期間使用され低抵抗化や低帯電化したものも含まれる。よって、低抵抗化した場合はベタ画像作像中にキャリアへの電荷注入が発生し、ベタ部へのキャリア付着が発生する。一方、低帯電化した場合は、帯電不足による地肌汚れやトナー飛散が発生することとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した２成分系現像剤を対象としたプレミックス現像方式を対象する場合における問題に鑑み、無駄なキャリアの消費や排出剤の増大を抑え、且つ、高速化と小型化が可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置と、該現像装置の外部に収納された現像剤を補給する補給手段と、前記現像装置の外部に現像剤を排出する排出手段とを有する画像形成装置において、前記排出手段によって排出された現像剤の中から劣化した現像剤を分離回収する現像剤分離回収手段と、分離回収されなかった現像剤を前記現像装置へ戻す現像剤リサイクル手段を備えたことを特徴とする画像形成装置を提案する。
【００１１】
なお、本発明は、前記現像装置が複数個設けられ、かつ直線上に並列に配置されていると、効果的である。
さらに、本発明は、前記現像剤分離回収手段が電界発生手段を具備し、低抵抗化した劣化現像剤を分離回収すると、効果的である。
【００１２】
さらにまた、本発明は、前記現像剤分離回収手段が電界発生手段を具備し、低帯電化した劣化現像剤を分離回収すると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記現像剤分離回収手段として、低抵抗化した劣化現像剤を分離回収する手段と低帯電化した劣化現像剤とを分離回収する両方の手段を備えると、効果的である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のよれば、２成分系現像剤を対象としたプレミックス現像方式を対象する場合における無駄なキャリアの消費や破棄コストや環境負荷の問題の発生を抑えることができ、しかも現像剤劣化による画像品質の低下やトナー飛散を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る現像装置を用いる画像形成装置の一例を示す模式図であり、同図に示す画像形成装置は、色分解に対応する色の補色現像剤による複数の色画像を形成可能なカラープリンタである。本発明では、カラープリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置あるいは印刷機などの画像形成装置に適用可能である。
【００１５】
図１において、カラープリンタ１は、色分解毎の画像を形成可能な画像形成ユニット２（便宜上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを意味する頭文字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂを符号２に添えて表示する）が並置されており、これら各画造形性ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂの下方には、露光ユニット３が配置されている。なお、複数の現像装置７は直線上に並列に配置されているので装置が小型化されている。
【００１６】
各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂはいずれも同じ構成を備えており、今、イエロー画像を形成するユニットを代表してその構成を説明すると次の通りである。画像形成ユニット２Ｙには、潜像担持体である感光体ドラム４Ｙが備えられており、感光体ドラム４Ｙの周囲には、図示矢印方向に沿って画像形成プロセスを実行するための帯電装置５Ｙ、露光ユニット３からの書き込み光の入射部６Ｙ、現像装置７Ｙ、転写装置８、クリーニング装置９Ｙがそれぞれ配置されている。
【００１７】
図１に示すカラープリンタにおける現像装置７Ｙは、トナーとキャリアとを含む２成分系現像剤が用いられ、現像剤の濃度補正のため、トナー補給に加えてキャリアも補給することにより、補給量分の古い現像剤を排出して現像剤を交換するプレミックス現像方式が採用されている。
【００１８】
図１において転写装置８は、各画像形成ユニットの感光体ドラムと対向当接しながら移動することができる転写ベルト８Ａを備えており、転写ベルト８Ａをはさんで感光体ドラム４Ｙと対向する位置に転写バイアスを印加可能な転写ローラ８Ｙが設けられている。
【００１９】
本実施形態における転写装置８は、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂにおいて感光体ドラム上に担持されている可視像を転写ベルト８Ａに順次重畳転写する１次転写行程と、重畳された画像を給紙装置１０から繰り出される記録紙などに対して一括転写する２次転写行程とを実施する構成とされている。このため、２次転写行程を実施できる位置には、転写バイアスを印加可能な転写ローラを備えた２次転写装置１１が配置されている。
【００２０】
給紙装置１０には、記録紙を収容している給紙カセット１０Ａ及び給送路中に配置されているレジストローラ１０Ｂとが備えられており、レジストローラ１０Ｂは、手差し給紙トレイ１０Ｃから導入される記録紙の搬送路が給紙カセット１０Ａからの搬送路と合流する位置に設けられている。図１において符号１２は２次転写行程後に転写ベルト８Ａに残留するトナー等を除去するクリーニング装置であり、また転写ベルト８Ａは図示していない除電装置によって残留電荷が除去される。
【００２１】
図１に示すカラープリンタ１では、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂにおいて形成された色画像が転写装置８の転写ベルト８Ａに対して１次転写行程により順次重畳転写され、重畳画像が２次転写行程において記録紙に一括転写され、一括転写された記録紙が定着装置１４に移動することにより画像を定着されて排紙トレイ１Ａ上に排出されるようになっている。
【００２２】
カラープリンタ１の内部において各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂの上方空間には、プレミックス現像方式に用いられるトナー補給部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂおよびこれら各トナー補給部と共用されるキャリア補給部１６が配置されている。トナー補給部は、感光体ドラムに供給されようとしているトナーとは別に新規なトナーを現像装置（便宜上、図１に示した符号７Ｙを用いる）に補給するための構成であり、その構成が図２及び図３に示されている。図２において、トナー補給部（便宜上、符号１５Ｙを用いて説明するが、他の色のトナー補給部に関しても同様な構成である）１５Ｙは、減容可能な袋体で構成されて内部に新規トナーＴを収容している収容部材１５Ｙ１と、収容部材１５Ｙ１を載置した状態で往復動可能な収容部材支持構造体１５Ｙ２とを備えている。収容部材１５Ｙ１は、図２及び図３に示すように、５０μｍ〜３００μｍ程度の厚さを有して一部に開口１５Ｙａが形成されている樹脂フィルムなどの柔軟性材質が用いられた袋体であり、開口１５Ｙａには、接着若しくは溶着されて一体化された吐出部材１５Ｙ３が設けられている。収容部材１５Ｙ１には底板１５Ｙ４が一体化されており、底板１５Ｙ４は、収容部材１５Ｙ１に比べて厚さが厚く剛性が高められる０．５ｍｍ程度の樹脂により構成されている。
【００２３】
収容部材１５Ｙ１および底板１５Ｙ４との組み合わせにより、収容部材１５Ｙ１の減容により内部に収容されているトナーが全消費されると丈が小さくなり廃棄処分時での回収の際に収容部材１５Ｙ１同士を比較的大量に積層することができるので回収効率を上げることが可能となり、また、底板１５Ｙ４が比較的剛性が高い構成であることにより収容部材支持構造体１５Ｙ２への装着を容易化できるとともに収容部材支持構造体１５Ｙ２の往復動時での変形を抑えてトナーの排出が阻害されるのを防止できるようになっている。
【００２４】
吐出部材１５Ｙ３には、漏斗状の底面が形成され、その底面の一部には吐出開口１５Ｙ３Ａが形成されている。吐出開口１５Ｙ３Ａの下方には、長手方向一端が閉塞しているパイプ部１５Ｙ３Ｂが設けられている。パイプ部１５Ｙ３Ｂの内部には、閉塞端側から順に、コイルバネなどの弾性体１７，キャップ１８，シールホルダ（図３参照）１９，シール２０および吐出ノズル２１が装填されるようになっている。パイプ部１５Ｙ３Ｂは、収容部材１５Ｙ３側に設けられており、上記各部材のうちで、弾性体１７，キャップ１８，シールホルダ１９及びシール２０が予め装填され、キャップ１８が弾性体１７の付勢により吐出開口１５Ｙ３Ａを閉鎖するようになっており、この状態はキャップ１８の頭部がシールホルダ１９に衝止されることにより保持される。これにより、底板１５Ｙ４と一体の収容部材１５Ｙ１が収容部材支持構造体１５Ｙ２に搭載されるまでの間、収容部材１５Ｙ１内部からのトナーの漏出を防ぐようになっている。吐出ノズル２１は、吐出部材１５Ｙ３のパイプ部１５Ｙ３Ｂ内に挿入されると、図２に示すように、吐出部材１５Ｙ３の吐出開口１５Ｙ３Ａと連通することができ、吐出開口１５Ｙ３Ａと反対側の端部には、後述する吸引ポンプとの間に連結されるチューブ２２の一端が装着されている。
【００２５】
吐出ノズル２１は、収容部材支持構造体１５Ｙ２に一体化されて設けられている作動片２３に締結されて共に移動する構成を備えている。作動片２３が一体化されている収容部材支持構造体１５Ｙ２は、図２に示すように、トナー補給部１５Ｙに設けられている支持台２４に対してコイルバネなどの弾性体２５により押圧付勢されており、押圧付勢による移動は作動片２３の一端が対向当接している作動カム２６によって規制されている。
【００２６】
作動カム２６は、収容部材支持構造体１５Ｙを符号Ｂ−Ｃで示す方向に往復動させる駆動部材であり、小径部が作動片２３に対向した場合には、符号Ｂで示す方向に収容部材支持構造体１５Ｙ２を移動させ、大径部が作動片２３に対向した場合には、符号Ｃで示す方向に収容部材支持構造体１５Ｙ２を移動させる。図２では、作動カム２６の小径部に作動片２３が対向した状態が示されており、この状態では、吐出部材１５Ｙ３の吐出開口１５Ｙ３Ａと吐出ノズル２１とが連通する。
【００２７】
収容部材支持構造体１５Ｙ２は、その底面に配置されている転動体２７を介して支持台２３上を往復動することができ、さらに、作動カム２６が配置されている側には作動片２３と平行する片部２４Ａが設けられている。片部２４Ａには、作動片２３を衝止するための緩衝部材２８が取り付けられている。緩衝部材２８は、作動カム２５の大径部から小径部に当接状態が変化した場合に作動片２３が衝突するストッパであり、ゴムやスポンジ等の弾性部材が用いられる。
【００２８】
収容部材支持構造体１５Ｙ２は、作動片２３が作動カム２６の大径部から小径部に対向状態を変化させるときに弾性体２５の押圧付勢を介して緩衝部材２８に衝突する。このため、収容部材支持構造体１５Ｙ２は衝突により急激な加速度変化を来す。従って、収容部材支持構造体１５Ｙ２に搭載されている収容部材１５Ｙ１内のトナーには、大きな慣性力が発生し、一方向、つまり、図２において吐出部材１５Ｙ３側に向けて大きく移動することができ、この移動に際しても、突き崩された状態で流動性が高められて移動することになる。
【００２９】
図２において吐出ノズル２１に一端が装着されているチューブ２２を備えたトナー移送手段としての吸引ポンプ２９は、粉体ポンプを構成するものであり、一軸偏心スクリューポンプ（通称、モーノポンプ）が用いられている。吸引ポンプ２９の構成としては、金属または剛性部材を用いて偏心させたスクリュー形状のロータ２９Ａと、ゴム材料により内側が２条のスクリュー形状とされたステータ２９Ｂと、これら両部材を内包するホルダ２９Ｃとを備えている。吸引ポンプ２９では、ロータ２９Ａが回転すると、ポンプに自吸力（吸引圧力）が発生し、チューブ２２内を吸引負圧化傾向とすることにより収容部材１５Ｙ１内のトナーを吸引することができる。
【００３０】
吸引ポンプ２９の吸引吐出側には、図２に示すように現像装置（便宜上、図１において用いた符号７Ｙで示す）が連結されており、収容部材１５Ｙ１から吸引されたトナーを導入できるようになっている。現像装置７Ｙには、図４及び図５に示すように、吸引ポンプ２９側に対向する壁面に開口７Ｙ１が形成されており、トナーを導入できるようになっている。現像装置７Ｙには、感光体ドラム４Ｙと対向して２成分系現像剤を供給可能な現像ローラ７Ｙ２及び一対の攪拌供給ローラ７Ｙ３，７Ｙ４および現像ローラ７Ｙ２での現像剤層厚を規定するドクター部材７Ｙ５がそれぞれ配置され、現像ローラ７Ｙ２に供給される現像剤濃度は、現像槽７Ｙ６に設けられている現像剤濃度センサ３０により検出されるようになっている。本実施形態では、トナーとキャリアとの混合比率が１．５〜５．０重量％に設定された現像剤が用いられる。現像剤中のトナー量は現像剤濃度センサ３０による透磁率変化を検出することで行われ、不足した場合には吸引ポンプ２９側に設けられている駆動モータＭ１（図２参照）および作動カム２６の駆動モータ（図示されず）の回転量を制御することが行われる。
【００３１】
現像装置７Ｙおける現像槽７Ｙ６には、槽内に収容される現像剤の量を一定化するために過剰な現像剤を溢れ出さすための堰部７Ｙ７が設けられており、堰部７Ｙ７からオーバーフローした現像剤が図示しない回収部に排出されるようになっている。オーバフローする現像剤の回収部は、現像槽内に設けることに限らず、図５に示すように、堰部７Ｙ７を現像装置７Ｙの外部に取り付けることも可能である。
【００３２】
図６は、収容部材１５Ｙ１内のトナーが吸引移送される際の挙動を示す図であり、同図では、トナーが吸引移送されるに従い減少するのに伴い、収容部材１５Ｙ１の減容状態が（Ａ）から（Ｄ）の順で示されている。吸引ポンプ２９により吸引負圧化傾向とされた収容部材１５Ｙ１の内部からはトナーが順次吐出されることになるが、作動片２３と作動カム２６の小径部とが対向する際には作動片２３と一体の収容部材支持構造体１５Ｙ２に加速度変化が発生する。このため、トナーには、大きな衝撃慣性力が生起されることにより一方向、つまり、吐出部材１５Ｙ３側に向けて流動することになる。衝撃慣性力はトナーの残量に関係なく発生し、残量が多い場合でもその重量による慣性力が大きくなるので、トナーの流動は阻害されることなく安定した移送が行われることになる。
【００３３】
本実施形態では、衝撃慣性力の大きさについて検討したところ、剛体を対象とした場合に比べてトナーなどの流動性がある物質においては大きな加速度が必要となることを考慮して、９００ｇ程度の収容量である場合には４０ｍ／ｓｅｃ２（重力加速度の約４倍）以上の加速度が設定されている。これ以下の加速度である場合には安定した流動性が得られないことが実験により確認されており、逆に加速度が大き過ぎる場合には、衝撃力が強すぎて吐出海溝付近でトナーの凝集固化による吐出開口の閉塞現象が発生し、トナーの補給量が不安定となる。このような結果から、実験により確認された加速度の上限値は、２００ｍ／ｓｅｃ２であった。収容部材支持構造体１５Ｙ２の往復動の繰り返しにより内部からトナーが流出すると、収容部材１５Ｙ１は吸引ポンプ２９による負圧化傾向により内部が減容し、殆ど全てのトナーが排出された場合には、未補給時での容積の１車線１０〜１／５程度に減少させることができ、使用後の廃棄処分時に減容した収容部材を重畳する数を増大させて回収効率の向上と保管スペースの低減化が図れる。
【００３４】
次に、プレミックス現像方式で用いられるキャリア補給部の構成について説明する。
図７及び図８は、キャリア補給部の構成を示す図であり、本実施形態においては、キャリア補給部１６が、各色毎のトナー補給部全てを対象として共用できる構成とされている。
【００３５】
図７に示すキャリア補給部の構成は、図２及び図３に示したトナー補給部の構成と一部を除いて同様である。その一部とは、収容部材の底板側に設けられる吐出部と吐出ノズル（便宜上、符号２１’で示す）である。キャリア補給部１６では、トナー補給部１５で説明したと同様な構成を備えたキャリア補給容器をなす収容部材１６Ａおよび底板１６Ｂを備えており、収容部材１６Ａは、トナー補給部１５Ｙにおける収容部材支持構造体１５Ｙ２と同様な構成を備えた収容部材支持構造体１６Ｃに載置されるようになっている。
【００３６】
収容部材１６Ａの底面及びこれに対向する底板１６Ｂの位置にはキャリア吐出部の一構成部である吐出開口（図７では、便宜上、底板１６Ｂ側の開口のみに符号１６Ｂ１を付けて示す）が形成されており、該吐出開口１６Ｂ１に対応する底板１６Ｂの下面にはシャッター用シール１６Ｃをはさんでシャッタ１６Ｄが配置されている。
【００３７】
シャッタ１６Ｄは、キャリア吐出部の他の構成部に相当し、トナー補給部１５Ｙにおけるキャップ１８に相当している。このため、シャッタ１６Ｄは、底板１６Ｂの下面に形成されている係止部１６Ｂ１Ａとの間に配置されている弾性体１６Ｅの付勢により常時、吐出開口１６Ｂ１を閉鎖する習性が付与されている。シャッター１６Ｄによる吐出開口１６Ｂ１の開放は、キャリア吐出ノズル２１’が底板１６Ｂの下面に形成されている摺動ガイド部１６Ｂ２（図８参照）内に挿入されることにより行われる。
【００３８】
キャリア吐出ノズル２１’は、底板１６Ｂに有する摺動ガイド部１６Ｂ１内に挿入される上面部に、図８に示すように、吐出開口１６Ｂ１に連通可能なキャリア導入開口２１Ａ’が形成され、該キャリア導入開口２１Ａ’の下方に位置する空間がキャリア溜まり部２１Ｂ’として構成されている。
【００３９】
キャリア溜まり部２１Ｂ’には、色毎の現像剤を収容している現像装置の現像槽内に対してチューブ（便宜上、符号２２’を用いて示す）を介して連通可能な複数のノズル２１Ｃ’の一端が連通している。吐出ノズル２１’は、底板１６Ｂの摺動ガイド部１６Ｂ２に対してノズル用シール２１Ｄ’をはさんで摩擦的係合することにより抜け止め及び気密された状態で保持されるようになっている。
【００４０】
キャリア吐出ノズル２１’に装備されているノズル２１Ｃ’に一端が装着されているチューブ２２’は、キャリア移送手段としての吸引ポンプ（便宜上、符号２９’で示す）に連結されている。吸引ポンプ２９’は、トナー補給部に設けられているものと同様な構成であるので、その詳細な説明は省略して符号に’（ダッシュ）を付けて表示する。
【００４１】
キャリア補給部１６では、トナー補給部１５Ｙに関して説明した場合と同様に、収容部材支持構造体１６Ｃに対して作動片（便宜上、符号２３’で示す）が一体化されており、作動片２３’は作動カム（便宜上、符号２６’で示す）のカムプロフィールに従って収容部材支持構造体１６Ｃを往復動させることができるようになっている。作動片２３’に対向する位置には、トナー補給部での構成と同様な緩衝部材（便宜上、符号２８’で示す）が支持台（便宜上、符号２４’で示す）の片部２４Ａ’に設けられて衝突時での緩衝を行うようになっている。  キャリア補給部１６においても、トナー補給部と同様に、作動片２３’と作動カム２６’との対向関係により収容部材支持構造体１６Ｃに大きな加速度変化が生じた場合に収容部材１６Ａ内のキャリアに慣性力が生起されて吐出開口側に向けてキャリアを流動させることができ、吸引ポンプ２９’による負圧化傾向によってキャリア吐出ノズル２１’のトナー溜まり部２１Ｂ’内に流出したキャリアが現像装置（便宜上、図７において符号７Ｙで示す）の現像槽内に供給される。図５及び図６に示すように、現像装置７Ｙでは、トナー補給部からのトナーと同様に、現像槽の上面に設けられている開口７Ｙ１を介してキャリアが導入されるようになっている。
【００４２】
トナー補給部及びキャリア補給部では、吸引ポンプ２９，２９’でのロータとステータとの歯の位相が異なる噛み合い状態により間欠的に吸引力が発生するので、この発生時期に整合するように収容部材支持構造体１５Ｙ２及び１６Ｂの往復動サイクルが規定されており、吸引力が発生してチューブ２２，２２’内が負圧化傾向とされた時期に収容部材１５Ｙ１，１６Ａの内部からトナーあるいはキャリアが吐出される状態を設定されている。これにより、吐出開口が開放された際にはトナーあるいはキャリアのみがチューブ２２，２２’内に導入されることになるので、外気の取り込みが防止され、空気の存在によるとトナーあるいはキャリアの吐出量に変化がない状態を維持できるようになっている。なお、複数のトナー補給部を対象とした場合のキャリア補給部においては、ノズル毎に開閉部材を設け、色毎での現像剤濃度あるいはキャリアの劣化度に応じて補給制御するようにしても良い。
【００４３】
ところで、上記画像形成装置において、図９に示すように、現像装置７にトナーとキャリアを補給し、それによって過剰となった現像剤は堰部７７からオーバーフローさせて現像剤分離回収装置４０に送られる。現像剤分離回収装置４０は現像剤に劣化したキャリアと劣化しておらず十分に使用できる非劣化キャリアが混在しているので、これら劣化キャリアと非劣化キャリアを分離する現像剤分離回収手段４１、５１を備えている。分離を終えて得られた非劣化キャリアは、例えば粉体ポンプ、搬送スクリュー等の現像剤移送手段からなる現像剤リサイクル手段５０を介して現像装置７に戻され、また劣化キャリアは収容手段６０に搬送して回収されるように構成されている。なお、現像剤分離回収装置４０は現像装置７から離して任意の位置に配置することができ装置の小型化に寄与する。
【００４４】
このように構成された画像形成装置は、プレミックス現像方式においてすべて現像剤を回収して破棄する場合と比べて廃棄コストや環境負荷の問題が大幅に軽減されるという利点がある。
【００４５】
このように構成される本発明の画像形成装置において、上記現像剤分離回収手段４１、５１が重要な役目を背負っており、図１０はその現像剤分離回収手段４１の一実施形態を示す構成説明図である。
【００４６】
図１０において、現像剤は現像剤分離回収手段４１の取り込み口４１Ａからスリーブ４２上へ落下する。内部に固定配置されたマグネット４３の磁気吸引力により現像剤はスリーブ４２上に吸着される。現像剤はスリーブ４２の回転により劣化キャリア回収ローラ４４近傍に搬送される。ここで、キャリアはプラス帯電キャリアとすると劣化キャリア回収ローラ４４をプラス５００Ｖ、スリーブ４２をアースとし相対的に電位差を発生させてある。非劣化キャリアはプラス帯電であり、磁気吸引力もあることからスリーブ４２に吸着され続ける。一方、低抵抗化した劣化キャリアは電荷注入により劣化キャリア回収ローラ４４に移行し、回転により搬送され、スクレーパ４５により掻き落とされ落下し、劣化現像剤収容手段へ収容する。一方、残った非劣化キャリアはスリーブ４２上に保持されるがマグネットが無い部分で落下し、現像剤リサイクル手段５０により現像装置内へ搬送され、再利用される。
【００４７】
本方式により劣化していないキャリアを破棄することなく、トナー消費量が少ないとき、つまり、画像面積率が小さい場合のキャリアコート層の摩耗による低抵抗化によるベタ部へのキャリア付着の防止が可能となる。
【００４８】
また、図１１は現像剤分離回収手段５１の一実施形態を示す構成説明図であり、図１１を用いて低帯電化した劣化キャリアの分離回収方法について説明する。
図１１において、現像剤は現像剤分離回収手段５１の取り込み口５１Ａからスリーブ５２上へ落下する。内部に固定配置されたマグネット５３の磁気吸引力により現像剤はスリーブ５２上に吸着される。現像剤はスリーブ５２の回転により非劣化キャリア回収ローラ５４近傍に搬送される。ここで、キャリアはプラス帯電キャリアとすると非劣化キャリア回収ローラ５４をマイナス５００Ｖ、スリーブ５２をアースとし相対的に電位差を発生させてある。十分帯電した非劣化キャリアはプラス帯電であり、マイナスの非劣化キャリア回収ローラ５４に吸着され、スクレーパ５５により掻き落とされ、現像剤リサイクル手段５０により現像装置内へ搬送され、再利用される。一方、低帯電化した劣化キャリアは吸着されることなくそのままスリーブ５２に残留しマグネットが無い部分で落下し、劣化現像剤収容手段へ収容する。
【００４９】
本方式により劣化していないキャリアを破棄することなく、トナー消費量が多いとき、つまり、画像面積率が大きい場合にトナーが表面に融着してしまうトナーフィルミングによる低帯電化による地肌汚れやトナー飛散の防止が可能となる。
【００５０】
低抵抗化および低帯電化した劣化キャリアの分離回収する場合は、図１０に示す現像剤分離回収手段４１により分離回収されなかった非劣化キャリアを更に図１１に示す現像剤分離回収手段５１で分離回収することにより、劣化していないキャリアを破棄することなく、トナー消費量が少ないとき、つまり、画像面積率が小さい場合のキャリアコート層の摩耗による低抵抗化によるベタ部へのキャリア付着の防止が可能となる。更には、トナー消費量が多いとき、つまり、画像面積率が大きい場合にトナーが表面に融着してしまうトナーフィルミングによる低帯電化による地肌汚れやトナー飛散の防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置が用いられる画像形成装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置に用いられるトナー補給部の構成を示す図である。
【図３】図２に示したトナー補給部の要部の一部を示す斜視図である。
【図４】図１に示した現像装置の一つの構成を説明するための模式図である。
【図５】図５に示した現像装置におけるトナ及びキャリアの導入部を示す斜視図である。
【図６】図２に示したトナー補給部に後いられる収容部材におけるトナーの挙動を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態に係る現像装置に用いられるキャリア補給部の構成を示す図である。
【図８】図７に示したキャリア補給部の要部の一部を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置のキャリア回収する構成を示すブロック説明図である。
【図１０】低抵抗化した劣化キャリアの分離回収する現像剤分離回収手段を示す構成説明図である。
【図１１】低帯電化した劣化キャリアの分離回収する現像剤分離回収手段を示す構成説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  画像形成装置
７  現像装置
１５  トナー補給部
１６  キャリア補給部
４０  現像剤分離回収装置
４１，５１  現像剤分離回収手段
５０  現像剤リサイクル手段
６０  収容手段
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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