(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像を形成される潜像担持体と、前記静電潜像を顕像化するための現像手段と、前記現像手段に供給され前記静電潜像を顕像化するために用いられる粉体のトナーを貯留するトナー貯留手段とを装置本体の内部に具備した画像形成装置において、
前記トナー貯留手段と前記現像手段とが別体であり、
前記トナー貯留手段と前記現像手段とを連結する前記トナーの供給管と、
スクリュー状に形成されたローターと、ゴム材料等の弾性体で形成され該ローターを包み込むように設けられたステイターとを有するスクリューポンプユニットからなり、前記供給管に連結され前記トナー貯留手段内の前記トナーを前記現像手段に移送するトナー移送手段と、
前記トナー貯留手段と前記現像手段との間のトナーに空気を供給する空気供給手段とを有し、
前記現像手段は、前記トナー移送手段から移送されるトナーを受け入れるトナー供給口と、前記トナー供給口とは別位置に設けられ前記現像手段内部の減圧を行う空気抜き孔及び該空気抜き孔を覆うエアーフィルターとを有し、
前記空気供給手段による前記空気の供給量が０．５〜２リットル／分であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真方式を用いた現像装置に関し、詳しくは、乾式現像剤を用いたプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いる現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電潜像を顕像化するための現像装置に関する技術として次のものがある。
▲１▼．現像手段と一体に設けられたトナー貯留手段と補給装置とを具備し、現像手段より上部に取り付けられたトナー貯留手段から現像手段へのトナーの移送において、トナーの重力を利用した２成分現像装置に係る技術（特開昭６３−３０１０７１号公報参照）。
▲２▼．現像手段と別体に設けられたトナー貯留手段と、トナー貯留手段と現像手段との間に配設され、内部にトナー移送用スクリューを有するトナー供給パイプとを具備し、現像装置より上部に取り付けられたトナー貯留手段から現像手段へのトナーの移送において、スクリューとトナーの重力とを利用した２成分現像装置に係る技術（特公昭６４−８３３０号、特開平４−７８８７６号各公報参照）。
▲３▼．感光体ドラムの内部に現像剤の撹拌手段を有し、現像器とパイプで連結し、現像剤の循環を行う２成分現像装置に係る技術（特公平５−２１０８２号公報参照）。
▲４▼．現像容器へ現像剤またはキャリアを供給し、同時にこれと同量の現像剤を排出し、現像で消費されたトナーを体積検知手段で検知してトナーを供給し、現像容器内の現像剤濃度を簡単に常時一定に保つ技術（特公昭６０−１８０６５号公報参照）。
▲５▼．現像部と、該現像部に所定現像時間あるいは所定複写量に応じて定量のキャリアを供給する手段と、現像剤中のキャリアとトナーの比率変化を検知して信号を発する検知手段と、該信号によりトナーを現像部に供給する手段と、現像部内の所定量以上の現像剤を排出する手段とを有する現像装置に係る技術（特開昭５１−１３２４９号公報参照）。
▲６▼．トナー及びキャリアを含む追加現像剤を現像装置内の現像剤に供給することにより、現像剤の寿命を引き伸ばすことに係る技術（特開平４−３５３８８１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の現像装置では、静電潜像担持体としての感光体に対向して設けられる現像スリーブに現像剤を供給するべく現像剤を貯留しておく貯留部分や、トナーを補給するタンクが現像スリーブの近傍に、この現像スリーブを収めたユニットとして構成される現像手段と一体的に構成されるため、この構成部分が大型となり、装置構成が複雑になると共に、装置のメンテナンス時における操作性が低下するという問題点があった。
【０００４】
従って、本発明は、静電潜像に対向してユニット状に構成される現像手段を小型化し、構成を容易とし、メンテナンス時の操作性を向上させることのできる現像装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、表面に静電潜像を形成される潜像担持体と、前記静電潜像を顕像化するための現像手段と、前記現像手段に供給され前記静電潜像を顕像化するために用いられる粉体のトナーを貯留するトナー貯留手段とを装置本体の内部に具備した画像形成装置において、前記トナー貯留手段と前記現像手段とが別体であり、前記トナー貯留手段と前記現像手段とを連結する前記トナーの供給管と、スクリュー状に形成されたローターと、ゴム材料等の弾性体で形成され該ローラーを包み込むように設けられたステイターとを有するスクリューポンプユニットからなり、前記供給管に連結され前記トナー貯留手段内の前記トナーを前記現像手段に移送するトナー移送手段と、前記トナー貯留手段と前記現像手段との間のトナーに空気を供給する空気供給手段とを有し、前記現像手段は、前記トナー移送手段から移送されるトナーを受け入れるトナー供給口と、前記トナー供給口とは別位置に設けられ前記現像手段内部の減圧を行う空気抜き孔及び該空気抜き孔を覆うエアーフィルターとを有し、前記空気供給手段による前記空気の供給量が０．５〜２リットル／分であることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、現像手段から離れた任意の部位に、トナー貯留手段、トナー供給手段、トナー移送手段をそれぞれ配置し、トナー移送手段により、トナー供給手段から現像手段にトナーと空気との混合気を移送する。
【００１２】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例を採用した現像装置と潜像担持体の概略側断面図を、また、図２は、図１に示した現像手段の斜視図をそれぞれ示している。
【００１３】
図１において、符号１は、潜像担持体としての感光体ドラムを示す。感光体ドラム１は、図示しない側板に回転自在に支持されており、駆動手段により、図において時計方向に回転駆動される。感光体ドラム１の幅方向の長さは、この感光体ドラム１を具備した画像形成装置が使用可能な転写シートの最大幅と対応するように設定されている。感光体ドラム１上には、周知の電子写真作像工程により帯電、露光が行われて静電潜像が形成される。この静電潜像は、周知の乾式２成分現像方式で磁気ブラシ現像方式を採用した現像装置により供与される現像剤により可視像化される。この感光体ドラム１は、ドラム状以外にベルト状に構成してもよい。
【００１４】
現像装置は、現像手段２、トナー貯留手段３、トナー供給手段４、トナー移送手段５等から主に構成されている。
【００１５】
現像手段２は、現像剤を感光体ドラム１に供与する現像スリーブ６、現像剤撹拌部材８，９、現像剤層規制部材１０、撹拌搬送手段１１及びこれらを収容保持するケース１２等から構成されており、トナー補給手段７を備えている。現像手段２は、感光体ドラム１の周りであって、光像Ｐを照射して感光体ドラム１上に静電潜像を形成する露光位置と、該静電潜像を可視像化したトナー像を転写シートに転写する転写チャージャーＱが配置された転写位置との間に、図１において現像スリーブ６を感光体ドラム１に対向させた状態で配置されている。また、この現像手段２には、減圧手段としての空気抜き孔７ｄがトナー補給手段７に設けられており、現像手段２内部の圧力を減圧して現像剤が現像スリーブ６とケース１２との隙間から外部に飛散しないように構成されている。
【００１６】
現像スリーブ６は、非磁性体からなるスリーブ、及びこのスリーブの内部に配置された磁石からなる周知の構成を有しており、駆動手段により反時計方向に回転駆動される。現像スリーブ６の幅方向長さは、感光体ドラム１の幅方向長さと略同じ長さに設定されている。
【００１７】
トナー補給手段７は、トナー搬送用のスクリュー７ａと、周面に母線方向の溝を有するトナー吐出用のパドル７ｂとを有する周知の構成であり、トナー移送手段５によって供給されたトナーを、図示しないトナー検知手段からの信号に基づいて現像手段２の内部に均一に供給する。トナー補給部材７は、図２に示すように、現像手段２の側板１３から突出した位置に、トナー移送手段５より移送されるトナーを受け入れるトナー供給口１４を具備している。トナー供給口１４より取り入れられたトナーは、スクリュー７ａの一端部に供給される。また、トナー補給手段７には、その上板７ｃのパドル７ｂの上方に空気抜き孔７ｄが形成されており、この空気抜き孔７ｄには、エアーフィルター１５が嵌合している。
【００１８】
現像剤撹拌部材８，９は、現像手段２内部のトナーとキャリアとを撹拌して現像スリーブへと送る、パドルからなる周知の構成である。
現像剤層規制部材１０は、現像スリーブ６上に形成された現像剤の穂の高さを規制する。現像剤層規制部材１０によって削り取られた余剰の現像剤は、図１に矢印で示すように撹拌搬送部材１１の上部へと搬送される。
撹拌搬送部材１１は、スクリュー１１ａとフィン１１ｂとによって搬送された現像剤を現像剤撹拌部材８，９へとそれぞれ振り分けて搬送する。
【００１９】
図３は、本発明のトナー貯留手段３、トナー供給手段４、トナー移送手段５を示す側断面図である。
【００２０】
トナー貯留手段３は、上部に開口３ａを、下部に開口３ｂを有する略漏斗状に形成された貯留手段本体１６と、開口３ａを塞ぐように設けられた開閉自在の蓋１７とから構成されている。開口３ａから貯留手段本体１６の内部へトナー１８が適宜供給される。
【００２１】
トナー貯留手段３と連結して、トナー供給手段４が配置されている。トナー供給手段４は、供給手段本体１９、モーター２０、スクリュー２１等から主に構成されている。
【００２２】
トナー収納容器である供給手段本体１９は、下部が筒状、上部が漏斗状に形成されており、右上方において開口３ｂと接続するように、貯留手段本体１６と連結されている。貯留手段本体１６に開口３ａから供給されたトナー１８は、開口３ｂより供給手段１９内部へと自重により流下する。
【００２３】
供給手段本体１９の左上方には、モーター２０を支持するモーター取付部材２２が取り付けられている。モーター２０の出力軸には、スリーブ２３を介してスクリュー２１が取り付けられている。スクリュー２１は、供給手段本体１９を上部から下部へと貫き、その下端は供給手段本体１９の下端部と略同じ位置まで延出している。供給手段１９内のトナー１８は、このスクリュー２１により撹拌されながら下方へと搬送される。
【００２４】
トナー供給手段４の下端には、トナー移送手段５が接続されている。トナー移送手段５は粉体ポンプユニットであり、スクリューポンプ（通称モーノポンプ、従来周知）によって構成されている。
このトナー移送手段５は、スクリュー状に形成されたローター２４、ステイター２５、上ポンプホルダー２６、下ポンプホルダー２７、空気供給手段２８等から主に構成されている。
【００２５】
ローター２４は、スクリュー２１を介してモーター２０に連結されている。ローター２４の周りには、ゴム材料等の弾性体で形成されたステイター２５が、ローター２４を包み込むように設けられており、ステイター２５には、ローター２４が回転しながらトナー１８を送る通路が形成されている。ステイター２５は、上ポンプホルダー２６と下ポンプホルダー２７とで保持されている。
【００２６】
上ポンプホルダー２６は筒状に形成され、トナー移送手段５とトナー供給手段４とを連結しており、その側部には、トナー移送手段５とトナー供給手段４との接続部と外部とを連通する空気供給口２９が形成されている。下ポンプホルダー２７は段付きの筒状に形成され、上部にはステイター２５が隙間を持ってはめ込まれており、下部にはローター２４が搬送してきたトナー１８を吐出するトナー通路３０が形成されている。下ポンプホルダー２７の側部には、外部とトナー通路３０とを連通する空気供給口３１が形成されている。
【００２７】
モーター２０の上方に配置された空気供給手段としてのファン２８は、モーター２０により駆動され、上部に設けられた空気取り入れ口２８ａより外気を吸入し、側部に設けられた空気吐出口２８ｂ，２８ｃより空気を吐出する。空気吐出口２８ｂ，２８ｃは、管を通じて空気供給口２９，３１とそれぞれ連通されており、ファン２８の回転によって、トナー移送手段５に入るトナー１８には空気供給口２８より、また、トナー移送手段５より出るトナー１８には空気供給口３１より、それぞれ０．５〜２リットル／分程度の空気が送り込まれる。この空気流により、トナー１８は流動化が促進されて、トナー移送手段５での移送が確実に行われる。トナー移送手段５より吐出されたトナー１８は、供給管３２を介してトナー補給手段７に送られる。ファン２８で供給される空気量は微量であり、この空気は、トナー１８の移送に寄与した後、エアーフィルター１５を介して空気抜き孔７ｄより外部へ排出される。空気を空気抜き孔７ｄより外部へ排出させることにより、トナー移送の安定化とトナー補給の安定化、及び現像手段２からのトナー飛散を防止する効果がある。このファン２８は、本実施例においてはモーター２０と同軸に配置したが、モーター２０の他に駆動手段を用い、他の任意の場所に配置してもよい。
【００２８】
本実施例で使用しているモーノポンプとして周知のスクリューポンプは、回転容積式で圧送式移送によるものであり、極小空気による高い固気比で移送するので、粉体であるトナー１８は供給管３２内部を充満して連続的に移送される。従って、高い定量性と連続移送の高精度流量コントロールが可能であり、かつ、使用する移送用空気も、粉体の流動化の促進と移送ライン全長に均一の流動状態を保持させるためのごく少量の空気量でよい。さらに、低速・高濃度移送であるので、粉体の破砕もなく、小径の配管で済み、かつ、移送管の摩耗のトラブルがない、騒音が少ない、構造が簡易で、経済性、信頼性、メンテナンス性に優れる等の特徴を有している。
【００２９】
本実施例において、トナー貯留手段３、トナー供給手段４、トナー移送手段５は、それぞれ現像手段２とは別体でユニット化され、供給管３２で連結しているだけであるので、設置場所の制約が少なく、レイアウト上の自由度が拡大するため、経済的なトナー収納容量の確保とトナー補給の作業性の向上、組み付け・調整等の作業性の向上を図ることができる。
【００３０】
トナー貯留手段３においては、貯留手段本体１６に代えて従来用いられている着脱可能なトナーカートリッジ方式を用いることで、トナー補給の作業性を一層向上させることができる。この場合、トナーカートリッジの形状は現像手段２には依存しないので、トナー補給の作業性を向上させると共に、他機種間との標準化も容易となり、コストダウンが可能となる。
また、トナー貯留手段３を、トナー供給手段４及びトナー移送手段５とは別体とし、異なる位置に配置してトナー１８のみをトナー供給手段４に移送させてもよい。
【００３１】
図４は、本発明の他の実施例を説明する側断面図であり、上記実施例と同様の部位には同じ符号を付し、個々の詳細な説明は省略する。
この実施例において上記実施例と相違する点は、貯留手段本体１６に代えて貯留手段本体３３を、供給手段本体１９に代えて供給手段本体３４を設け、トナー供給手段４とトナー移送手段５とを横置きにした点のみ相違する。
【００３２】
貯留手段本体３３は漏斗状に形成されており、上部に開口３３ａを、下部に開口３３ｂをそれぞれ有している。貯留手段本体３３の上部には、開口３３ａを塞ぐように、開閉自在の蓋３５が設けられている。貯留手段本体３３の下方には、開口３３ｂと接続して筒状に形成された供給手段本体３４が配置されている。図４に示す構成とすることで、図３に示した構成よりも、貯留手段３３を大きく形成することができる。
この実施例においても、貯留手段本体３３を、供給手段本体３４とは別体とし、異なる位置に配置してトナー１８のみを供給手段本体３４に移送させてもよい。
【００３３】
なお、上記各実施例では、２成分現像方式を採用した例を説明したが、１成分現像方式を採用してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、現像手段から離れた任意の部位に、トナー貯留手段、トナー供給手段、トナー移送手段をそれぞれ配置し、トナー移送手段により、トナー供給手段から現像手段にトナーと空気との混合気を移送するので、設置場所の制約が少なく、レイアウト上の自由度が拡大するため、静電潜像に対向してユニット状に構成される現像手段を小型化し、構成を容易とし、経済的なトナー収納容量の確保とトナー補給の作業性の向上、組み付け・調整等の作業性の向上を図ることができる。
さらに、本発明によれば、トナー補給手段に減圧手段としての空気抜き孔を有しているから、トナー移送の安定化とトナー補給の安定化、及び現像手段からのトナー飛散を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を採用した潜像担持体と現像装置の概略側面図である。
【図２】本発明の一実施例を説明する現像手段の斜視図である。
【図３】本発明の一実施例を説明するトナー貯留手段、トナー供給手段、トナー移送手段の概略側断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を説明するトナー貯留手段、トナー供給手段、トナー移送手段の概略側断面図である。
【符号の説明】
１    静電潜像担持体（感光体ドラム）
２    現像手段
３    トナー貯留手段
４    トナー供給手段
５    トナー移送手段
７    トナー補給手段
７ｄ  空気抜き孔
２４    ローター
２５    ステイター
２８    空気供給手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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