現像装置および画像形成装置
【課題】劣化したトナーを現像剤から分離して除去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】表面に静電的な潜像が形成され、帯電されたトナーでその潜像が現像され、その現像された像を保持する像保持体の表面に沿って延び、そのトナーを含む現像剤を表面に保持し、その現像剤をその延びた方向に交わる方向へと搬送することで上記潜像を現像する現像剤保持体と、内部に上記現像剤を収容してその現像剤を攪拌しつつ循環経路に沿って搬送する、その循環経路の一部である供給箇所で現像剤を現像剤保持体に供給し、その循環経路のその供給箇所を除く他の一部である振動箇所が供給箇所とは独立に振動可能な攪拌搬送器と、上記攪拌搬送器の上記振動箇所を振動させる振動器と、上記攪拌搬送器内に浮遊しているトナーを吸引する吸引器と、を備える。
【解決手段】表面に静電的な潜像が形成され、帯電されたトナーでその潜像が現像され、その現像された像を保持する像保持体の表面に沿って延び、そのトナーを含む現像剤を表面に保持し、その現像剤をその延びた方向に交わる方向へと搬送することで上記潜像を現像する現像剤保持体と、内部に上記現像剤を収容してその現像剤を攪拌しつつ循環経路に沿って搬送する、その循環経路の一部である供給箇所で現像剤を現像剤保持体に供給し、その循環経路のその供給箇所を除く他の一部である振動箇所が供給箇所とは独立に振動可能な攪拌搬送器と、上記攪拌搬送器の上記振動箇所を振動させる振動器と、上記攪拌搬送器内に浮遊しているトナーを吸引する吸引器と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、帯電されたトナーを含んだ現像剤で静電的な潜像を現像することでトナー像を形成する画像形成装置や、その画像形成装置に用いられる現像装置が知られている。
【０００３】
この現像装置は、内部に現像剤を収容し、その現像剤を潜像の近くに搬送することで潜像を現像する装置である。
【０００４】
そのような現像装置として、現像装置の交換時にスクレーパを現像ローラに当接させ、現像ローラの表面に残る劣化した現像剤を掻き取って現像剤収容部に流下させ、さらに現像ローラの周辺の現像剤を、現像剤収容部の下部に設けられた回収口、回収経路、回収剤収容部、およびフィルターを介して外部の吸引装置によって吸引する現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、現像剤分離手段を備えた現像装置も提案されている。この現像剤分離手段は、現像剤供給部材と対応する位置若しくは現像剤を搬送する位置に設けられていて、移動する現像剤を磁力により担持しながら移動する現像剤に対して気流を用いて該現像剤の一部を他の部分と分離する（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９２１２８号公報
【特許文献２】特開２００５−２０２３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、劣化したトナーを現像剤から分離して除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る現像装置は、
表面に静電的な潜像が形成され、帯電されたトナーでその潜像が現像され、その現像された像を保持する像保持体の表面に沿って延び、そのトナーを含む現像剤を表面に保持し、その現像剤をその延びた方向に交わる方向へと搬送することで上記潜像を現像する現像剤保持体と、
内部に上記現像剤を収容してその現像剤を攪拌しつつ循環経路に沿って搬送する、その循環経路の一部である供給箇所で現像剤を現像剤保持体に供給し、その循環経路のその供給箇所を除く他の一部である振動箇所が供給箇所とは独立に振動可能な攪拌搬送器と、
上記攪拌搬送器の上記振動箇所を振動させる振動器と、
上記攪拌搬送器内に浮遊しているトナーを吸引する吸引器と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る現像装置は、請求項１に係る現像装置に更に、
上記現像剤保持体の表面に対面し、現像剤保持体によって攪拌搬送器の外部へと搬送される現像剤のうち現像剤保持体の表面から離れた部分に当たって止めることで、現像剤保持体によって搬送される現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
上記層厚規制部材に対して、現像剤保持体による現像剤の搬送の下流側から空気を吹き付けることにより、空気流を攪拌搬送器内で形成し、その空気流は、現像剤保持体によって搬送される現像剤の表面に沿って層厚規制部材側へと流れ、さらに層厚規制部材の表面に沿って現像剤保持体から離れる方向へと流れ、その後層厚規制部材側から上記搬送の下流側へと戻ってくる空気流である吹き付け器とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る現像装置は、請求項１に係る現像装置に更に、
上記攪拌搬送器の上記振動箇所の振動を抑制する抑制体を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る画像形成装置は、
表面に像が形成され、その形成された像を保持する像保持体と、
上記像保持体の表面に静電的な潜像を形成する潜像形成部と、
帯電されたトナーを含む現像剤を内部に収容し、上記像保持体の表面に形成された上記潜像をそのトナーで現像することによりトナー像を形成する現像装置とを備え、
上記現像装置が、
上記像保持体の表面に沿って延び、上記現像剤を表面に保持し、その現像剤をその延びた方向に交わる方向へと搬送することで上記潜像を現像する現像剤保持体と、
内部に上記現像剤を収容してその現像剤を攪拌しつつ循環経路に沿って搬送する、その循環経路の一部である供給箇所で現像剤を現像剤保持体に供給し、その循環経路のその供給箇所を除く他の一部である振動箇所が供給箇所とは独立に振動可能な攪拌搬送器と、
上記攪拌搬送器の上記振動箇所を振動させる振動器と、
上記攪拌搬送器内に浮遊しているトナーを吸引する吸引器と、
を備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る現像装置および請求項４に係る画像形成装置によれば、劣化したトナーを現像剤から分離して除去することができる。
【００１３】
請求項２に係る現像装置によれば、上記吹き付け器を有さない場合に較べ、トナーの劣化を抑制することができる。
【００１４】
請求項３に係る現像装置によれば、上記抑制体を有さない場合に較べ、振動器による振動停止後の振動を速やかに止めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の具体的な第１実施形態に相当するプリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示す現像器をレーザ露光器側から透視した透視図である。
【図３】図２に示す現像器のＢ−Ｂ断面を矢印方向に見た断面図である。
【図４】図２に示す現像器のＡ−Ａ断面を矢印方向に見た断面図である。
【図５】第２収容槽の現像ロールとは逆側の外観を示した外観図である。
【図６】第１収容槽に設けられた、トナーの劣化を防ぐ機構を示した上面図である。
【図７】第２実施形態における空気の噴出形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の現像装置および画像形成装置に対する具体的な実施形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、画像形成装置の具体的な第１実施形態に相当するプリンタの概略構成図である。
【００１８】
図１に示すプリンタ１は、矢印Ａ方向に回転する感光体１０と、この感光体１０の表面に電荷を付与する帯電器１１と、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザ光を生成するレーザ露光器１２とを備えている。これら帯電器１１とレーザ露光器１２によって感光体１０上に静電的な潜像が形成される。感光体１０が本発明にいう像保持体の一例に相当し、帯電器１１とレーザ露光器１２との組合せが本発明にいう潜像形成部の一例に相当する。
【００１９】
図１に示すプリンタ１は更に、トナーを含む現像剤を内部に収容し、感光体１０上の潜像をその現像剤中のトナーで現像することでトナー像を形成する現像器１３と、現像器１３にトナーを補給する補給器２とを備えている。この現像器１３は、本発明の現像装置の第１実施形態に相当する。現像器１３は、現像剤を表面に保持し、感光体１０に対向して回転することで現像剤を感光体１０との間に搬送する現像ロール１３３を有している。この現像ロール１３３は、感光体１０の表面に沿って延びていて、現像剤を、その延びた方向に交わる方向へと搬送する。この現像ロール１３３が本発明にいう現像剤保持体の一例に相当する。この現像器１３に収容されている現像剤には、トナーの他に、このトナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある磁性キャリアも含まれている。さらに現像剤には、トナーの帯電性を制御する帯電制御剤等というような外添剤も含まれている。
【００２０】
更に、プリンタ１は、記録用紙を収容した用紙カセット１６と、用紙カセット１６から記録用紙を引き出して矢印Ｂ方向に搬送する用紙搬送装置１７と、搬送されてきた記録用紙上に感光体１０上のトナー像を転写する転写ロール１４と、記録用紙上のトナー像を加熱および加圧することでその記録用紙上にそのトナー像を定着させる定着器１５とを備えている。
【００２１】
更にまた、プリンタ１は、プリンタ１内の各部の動作を制御する中央制御部１００と、感光体ロール１０の表面から不要なトナーなどを除去するクリーニング装置５０とを備えている。クリーニング装置５０は、感光体ロール１０表面の、トナー像の転写を終えた部分に対向した位置、即ち、矢印Ａの向きの回転おける転写ロール１４よりも下流側、かつ帯電器１１よりも上流側の位置に配備されており、クリーニングブレード５１と付着物収容箱５２を有している。クリーニングブレード５１は、感光体１０の回転中心に沿った全幅にわたって先端が感光体１０表面に接触していて、トナーや紙粉などといった付着物を掻き取て感光体１０表面から除去するものであり、付着物収容箱５２は、除去された付着物を収容するものである。
【００２２】
ここで、このプリンタ１における画像形成の動作の流れを簡単に説明する。
【００２３】
図１に示すプリンタ１では、感光体１０の表面に帯電器１１により電荷が付与され、電荷が付与された感光体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザ光がレーザ露光器１２により照射される。この照射により、感光体１０の表面に付与された電荷の一部が除電されて、感光体１０の表面に静電的な潜像が形成される。
【００２４】
現像器１３に収容されている現像剤は現像ロール１３３によって、現像器１３と感光体１０との間の領域に運ばれ、運ばれた現像剤中のトナーが感光体１０の表面の潜像に静電的に付着することでこの潜像は現像される。この現像により得られたトナー像が、矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１４によって転写される。そして、記録用紙上のトナー像が定着器１５により加熱および加圧されることによって溶融されて記録用紙上に定着される。
【００２５】
このような動作によってプリンタ１は記録用紙上に画像を形成する。尚、このプリンタ１は、モノクロ画像専用機であるが、本発明は、カラー画像機や中間転写体を備えた画像形成装置に適用されてもよい。
【００２６】
以下、現像器１３の詳細構造について説明する。
【００２７】
図２は、図１に示す現像器をレーザ露光器側から透視した透視図である。
【００２８】
現像器１３は、上述した現像ロール１３３と、各々の内部に現像剤を収容した第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂと、それら第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂを繋いだゴム管１３２ｃ，１３２ｄと、第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂの内部で現像剤を撹拌しながら、第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂを経る巡回経路に沿って現像剤を搬送する撹拌搬送部材１３１とを備えている。これら第１収容槽１３２ａ、第２収容槽１３２ｂ、ゴム管１３２ｃ，１３２ｄ、および撹拌搬送部材１３１を合わせたものが本発明にいう攪拌搬送器の一例に相当する。
【００２９】
第１収容槽１３２ａは、現像ロール１３３に隣り合って延びており、第２収容槽１３２ｂは、第１収容槽１３２ａに隣り合って延びている。図２では、第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂは互いに平行に延びているように見えるが、実際は、以下説明するように、第１収容槽１３２ａが延びる方向と第２収容槽１３２ｂが延びる方向とは、図２の奥行き方向にずれている。
【００３０】
図３は、図２に示す現像器のＢ−Ｂ断面を矢印方向に見た断面図であり、図４は、図２に示す現像器のＡ−Ａ断面を矢印方向に見た断面図である。以下、図２，３，４を併せて説明する。
【００３１】
第１収容槽１３２ｃと第２収容槽１３２ｂとを繋いでいる２つのゴム管のうち一方のゴム管１３２ｃは、図３に示すように、第１収容槽１３２ａから第２収容槽１３２ｂの方へと下るように傾いている。また、図４に示すように、もう一方のゴム管１３２ｄは、第２収容槽１３２ｂから第１収容槽１３２ａの方へと下るように傾いている。そして、第２収容槽１３２ｂは、一方のゴム管１３２ｃ側（図２の左側）が、もう一方のゴム管１３２ｄ側よりも下に傾いている。
【００３２】
図２に示すように、第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂそれぞれには、撹拌搬送部材１３１が１つずつ配備されており、これら撹拌搬送部材１３１は、具体的には、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有している。この棒に、図示しないモータによって回転駆動力が加えられることで撹拌搬送部材１３１は棒を中心として回転する。このように撹拌搬送部材１３１が回転することで、現像剤は、撹拌搬送部材１３１の上記棒に沿って搬送されると共に攪拌されることとなる。また、第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂそれぞれに配備された撹拌搬送部材１３１が互いに逆向きに現像剤を搬送することで、現像剤は、第１収容槽１３２ａ、ゴム管１３２ｃ、第２収容槽１３２ｂ、ゴム管１３２ｄをこの順に経る循環経路上を循環する。即ち、図３に示すように、現像器１３内の現像剤２０は、一方のゴム管１３２ｃ側（図２の左側）では、第１収容槽１３２ａから第２収容槽１３２ｂの方へと流れ落ち、図４に示すように、現像剤２０は、網一方のゴム管１３２ｄ側（図２の右側）では、第２収容槽１３２ｂから第１収容槽１３２ａの方へと流れ落ちる。第１収容槽１３２ａは、本発明にいう循環経路上の供給箇所の一例に相当し、第２収容槽１３２ｂは、本発明にいう循環経路上の振動箇所の一例に相当する。
【００３３】
撹拌搬送部材１３１によってトナーと磁性キャリアとが撹拌されることで、現像器１３の内部でトナーがマイナス帯電し、磁性キャリアはプラス帯電する。このため、マイナス帯電したトナーは磁性キャリアに静電的に付着する。これにより、現像器１３の内部では、トナーと磁性キャリアが渾然一体となっている。
【００３４】
現像ロール１３３は、矢印Ｃ方向に回転する円筒部材１３３１と、この円筒部材１３３１の内部に、この円筒部材１３３１とは独立に固定された永久磁石ロール１３３２とを有している。この永久磁石ロール１３３２は、円筒部材１３３１の周回方向に複数の磁極が配列されたものであり、現像剤の吸着および解放を規定する磁力分布を有している。現像ロール１３３は、第１収容槽１３２ａから一部が露出した状態に保持されており、円筒部材１３３１は回転に伴って、第１収容槽１３２ａの内部と外部とを交互に通過する。また、円筒部材１３３１には、永久磁石ロール１３３２の磁力分布により、第１収容槽１３２ａ内を通過中に表面に現像剤が供給され、この供給された現像剤を、現像ロール１３３と上記感光体との対面箇所へと搬送する。
【００３５】
第２収容槽１３２ｂ内のトナー補給箇所１３４には、上述した補給器２によってトナーが補給される。
【００３６】
補給器２によるトナーの補給量は、現像によって消費されたトナーを補う量になるように、上述した中央制御部１００によって制御されている。具体的には、図示を省略した濃度センサや画像データに基づいて画像密度を検知する方式によって現像器１３内のトナー濃度が検知されていて、このトナー濃度が目標濃度に一致するように補給量が制御されている。このようにトナーの補給が制御されているプリンタ１では、画像密度の低い画像形成が長く続くと、新たなトナーの補給があまり行われない状況も続く。その結果、既存のトナーと磁性キャリアとの度重なる攪拌により、トナー表面の外添剤がトナー表面に対して埋没あるいは離脱することとなり、現像器内部のトナーの帯電性能の劣化が早まる。帯電性能が劣化したトナーは、磁性キャリアと摩擦されても帯電量の上昇は鈍い。また、このようにトナーが劣化した状態が続くと、本来であれば狭いトナーの帯電量分布が、新しいトナーが小量供給され劣化トナーの帯電を奪い高帯電化することで広くなってしまい、帯電量が上昇しすぎた過帯電トナーが少量ではあるが生じる。
【００３７】
このような広い帯電量分布が生じた後で、例えば高画像密度の画像形成が行われると、それまでよりも多量のトナーを必要とするため多量の新たなトナーが供給されることとなる。このように供給される新たなトナーは、帯電性能が劣化トナーよりも高く、未だ帯電されていないトナーである。このため、現像器１３に収容されている劣化したトナーのうちの過帯電側のトナーが有する電荷は、新たに供給されてきた多量のトナーに低画像時が続いていた時よりも急速に奪い取られる。そして、現像器１３内の現像剤は、新たに供給されてきたトナーに電荷を奪われた上に、劣化のために磁性キャリアとの摩擦によっても帯電量の上昇が鈍い低帯電トナーと、電荷を奪われたことで逆極化した逆極トナーと、帯電が充分な新たなトナーとが混在した状態となる。
【００３８】
このようなトナーが混在した現像剤が現像ロール１３３上に保持されて現像に用いられると、帯電量が不足している低帯電トナーは、磁性キャリアから離れても潜像に付着せず脱離（クラウド）が発生する。また、逆極性に転じた逆極トナーは、感光体１０の表面に形成された潜像以外の部分である背景領域に付着してカブリが発生する。
【００３９】
本実施形態の現像器１３は、このようなクラウドやカブリの発生を防ぐために、劣化したトナーを回収するための機構と、トナーの劣化を防ぐ機構とを備えている。
【００４０】
以下、これらの機構について説明する。
【００４１】
現像器１３の第２収容槽１３２ｂ側には、現像剤２０中から劣化したトナーを分離して回収するための機構が備えられている。
【００４２】
図５は、第２収容槽の現像ロールとは逆側の外観を示した外観図である。以下、図３，４，５を併せて説明する。
【００４３】
第２収容槽１３２ｂの上部には上述した補給器２が繋がっていて、この補給器２は、図示を省略したトナー収容器に繋がっている。補給器２は、トナー収容器に収容されているトナーを、必要に応じて第２収容槽１３２ｂ内に供給する。
【００４４】
第２収容槽１３２ｂには、加振部材１５０が取り付けられていて、この加振部材１５０は突起１５０ａを備えている。そして、この突起１５０ａにはカム１５６が接触している。このカム１５６は駆動シャフト１５５に固定されており、図示を省略したモータによって駆動シャフト１５５が駆動されることによりカム１５６が回転して突起１５０ａを押す。第２収容槽１３２ｂにはばね１５１が取り付けられており、カム１５６の回転で突起１５０ａが押されることで第２収容槽１３２ｂは図３，４の上下方向に振動する。第２収容槽１３２ｂは、上述したようにゴム管１３２ｃ，１３２ｄで第１収容槽１３２ａと繋がっているので、第２収容槽１３２ｂは第１収容槽１３２ａとは独立に振動し、しかも第２収容槽１３２ｂの振動は第１収容槽１３２ａには伝わりにくい。また、駆動シャフト１５５の駆動が止まると第２収容槽１３２ｂは、振動がばね１５１によって抑制されて速やかに停止する。このため、不要な振動が第１収容槽１３２ａに伝わることが防止される。
【００４５】
カム１５６と駆動シャフト１５５を合わせたものが、本発明にいう振動器の一例に相当する。また、ばね１５１は本発明にいう抑制体の一例に相当する。
【００４６】
第２収容槽１３２ｂが振動されると、第２収容槽１３２ｂ内の現像剤２０がほぐされる。現像剤２０中のトナーのうち劣化したトナーは、現像剤２０から遊離しやすくなっている。低帯電トナーは、帯電量が不足しているために磁性キャリアとの静電的な結びつきが弱く、逆極トナーは、逆極化しているために磁性キャリアとは静電的に反発するからである。そして、第２収容槽１３２ｂの振動でほぐされることにより、現像剤２０から劣化トナー２１が遊離して第２収容槽１３２ｂ内を浮遊する。
【００４７】
第２収容槽１３２ｂの上部にはダクト１５２が設けられており、このダクト１５２はトナー回収室１５３を経由して、図示を省略した吸引装置に接続されている。そして、吸引装置によって内部の空気が吸引されることによりダクト１５２は、第２収容槽１３２ｂ内を浮遊している劣化トナー２１を吸引スリット１５２ａから吸い込む。第２収容槽１３２ｂには吸引フィルタ１５４を介して空気が入る。
【００４８】
ダクト１５２に吸い込まれた劣化トナー２１は、トナー回収フィルタ１５３ａによって濾されてトナー回収室１５３内に溜まる。このように溜まった劣化トナー２１は、図１に示すプリンタ１が停止している時にユーザなどによって廃棄される。ダクト１５２は本発明にいう吸引器の一例に相当する。
【００４９】
このように、第２収容槽１３２ｂ側に設けられた機構によって現像剤２０中から劣化トナー２１が選択的に分離されて回収される。第２収容槽１３２ｂ側に設けられた機構は、単独の機能としては、低帯電トナーも逆極トナーも回収する。但し、第２収容槽１３２ｂの振動が強すぎると、現像器から外部への浮遊トナーの噴き出しが発生してしまう。このため、低帯電トナーと逆極トナーの双方が第２収容槽１３２ｂ側で回収される場合には、振動の強さは、この噴き出しを回避する程度に抑制される。
【００５０】
本実施形態では、上述したように、劣化したトナーを回収するための機構の他に、以下説明する、トナーの劣化を防ぐ機構も備えられている。このトナーの劣化を防ぐ機構との相乗効果により、本実施形態の第２収容槽１３２ｂ側では主に低帯電トナーが回収される。
【００５１】
現像器１３の第１収容槽１３２ａ側には、トナーの劣化を防ぐ機構が備えられている。
【００５２】
図６は、第１収容槽に設けられた、トナーの劣化を防ぐ機構を示した上面図である。以下、図３および図６を併せて説明する。
【００５３】
第１収容槽１３２ａには、板状の層厚規制部材１４０が備えられており、この層厚規制部材１４０は、現像ロール１３３の回転軸に沿って延びて現像ロール１３３の表面に対面している。そして、現像ロール１３３によって搬送される現像剤２０のうち、現像ロール１３３の表面から部分に層厚規制部材１４０が当たってその部分を止めることで、現像ロール１３３によって第１収容槽１３２ａの外部へと搬送される現像剤２０の層厚が規制される。この層厚規制部材１４０が、本発明にいう層厚規制部材の一例に相当する。
【００５４】
第１収容槽１３２ａ内には、中空の噴気部材１４２が備えられている。この噴気部材１４２は、層厚規制部材１４０に沿って延びていて、層厚規制部材１４０側を向いたスリット１４２ａを有している。
【００５５】
第１収容槽１３２ａの、層厚規制部材１４０に繋がる天井１４１は中空になっていて、その天井１４１には、第１収容槽１３２ａの内面側の各所に噴気穴１４１ａが空いている。この天井１４１は、層厚規制部材１４０の後ろ側、即ち、現像ロール１３３による現像剤搬送の上流側の空間を覆うものである。
【００５６】
第１収容槽１３２ａの両端にはエア供給器１４３が設けられており、このエア供給器１４３内のファン１４４は、第１収容槽１３２ａ内の空気を吸い込んで噴気部材１４２と中空の天井１４１に空気を供給する。更に、噴気部材１４２の両端にはエアポンプ１４５も設けられており、ファン１４４による空気の供給がエアポンプ１４５によって増強されている。
【００５７】
空気が送り込まれた噴気部材１４２はスリット１４２ａから層厚規制部材１４０側に空気を噴き出して、第１収容槽１３２ａ内で空気流を形成する。この空気流は、現像剤２０の表面に沿って層厚規制部材１４０側へと流れ、さらに層厚規制部材１４０の表面に沿って現像ロール１３３から離れる方向（即ち図３の上方）へと流れ、その後層厚規制部材１４０側から戻ってくる循環的な空気流である。噴気部材１４２とエア供給器１４３とエアポンプ１４５を合わせたものが、本発明にいう吹きつけ器の一例に相当する。
【００５８】
本実施形態では、天井１４１の噴気穴１４１ａからも空気が噴き出すことにより、この循環的な空気流の形成が促進されている。即ち、噴気穴１４１ａからは、層厚規制部材１４０から離れる方向へと空気が噴き出し、この空気により、層厚規制部材１４０側から第１収容槽１３２ａの奥側へと戻る流れが促進される。
【００５９】
第１収容槽１３２ａ内の循環的な空気流は、現像ロール１３３による現像剤の搬送を補助し、層厚規制部材１４０の付近での現像剤２０の動きを円滑化するので、層厚規制部材１４０によって止められた現像剤２０は、滞留することなく速やかに流れ落ちることになる。その結果、空気流が存在しない場合よりもトナー劣化が抑制される。このようにトナー劣化が抑制されると、上述した劣化トナーの完全な防止はできないものの、特に、逆極性トナーの発生抑制に寄与する。
【００６０】
このように第１収容槽１３２ａ側で逆極性トナーの発生が抑制されることにより、上述したように、第２収容槽１３２ｂ側では主に低帯電トナーが回収されることとなる。逆極トナーが少ないので、振動を充分に強くしても上述した噴き出しは発生し難い。このため、第２収容槽１３２ｂ側での劣化トナー２１の回収は、第２収容槽１３２ｂ側の機構が単独で備えられる場合よりも効率がよい。
【００６１】
以上で第１実施形態の説明を終了し、以下、第２実施形態について説明する。
【００６２】
この第２実施形態は、層厚規制部材の裏側における空気の噴出形態が異なる点を除いて、第１実施形態と同様の形態である。以下では、第２実施形態との相違点に着目した説明を行う。
【００６３】
図７は、第２実施形態における空気の噴出形態を示す図である。
【００６４】
この第２実施形態では、図３，４に示す噴気部材１４２に替えて、丸い管状の噴気部材１４６が採用されている。そして、この第２実施形態の噴気部材１４６には、スリットではなく噴気穴１４６ａが空いていて、この噴気穴１４６ａから噴き出した空気が層厚規制部材１４０側へと吹き付けられる。このような噴気穴１４６ａからの空気の噴き出しによっても、第１実施形態と同様に空気流が形成されることとなる。
【００６５】
なお、上述した各実施形態では、振動のタイミングや空気噴出のタイミングについては特に限定しないが、トナー劣化に合わせたタイミングで振動や空気噴出を行うという形態もあり得る。このようなタイミングを認識するため、即ちトナー劣化の程度を認識するためには、以下に述べるような種々の方式が考えられる。
【００６６】
第１の方式は、撹拌搬送部材１３１を駆動する駆動力を検知する方式である。トナーが劣化すると現像剤が詰まってくるので、現像剤を搬送する撹拌搬送部材１３１に負荷が掛かる。このため、駆動力の検知によりトナーの劣化が認識されることになる。そして、振動は、トナーの劣化が認識された後で高画像密度の画像形成が始まると実施され、エア噴出は、トナーの劣化し始めが認識されると実施される。以下の方式でも同様である。
【００６７】
第２の方式は、層厚規制部材に圧力センサを取り付けて、層厚規制部材に掛かる現像剤の圧力を検知する方式である。トナーが劣化すると現像剤が詰まってくるので、層厚規制部材に掛かる圧力が増加する。このため、圧力の検知によりトナーの劣化が認識されることになる。
【００６８】
第３の方式は、プリンタで形成される画像の密度を検知する方式である。具体的には、センサで画像の密度を直接に検出する方式と、プリンタに外部から送信されてきた画像データに基づいて画像の密度を検知する方式がある。上述したように、密度の低い画像を繰り返し形成するとトナーの劣化が進むので、画像密度の検知によりトナーの劣化が認識されることになる。
【００６９】
第４の方式は、現像器におけるトナー消費量を算出する方式である。現像器におけるトナー消費量は、上述した濃度センサの検知結果から容易に算出される。トナー消費量が少ない状態が続くとトナーの劣化が進むので、トナー消費量の算出によりトナーの劣化が認識されることになる。
【符号の説明】
【００７０】
１ プリンタ
１０ 感光体
１１ 帯電器
１２ レーザ露光器
１３ 現像器
１４ 転写ロール
１５ 定着器
１６ 用紙カセット
１７ 用紙搬送装置
２０ 現像剤
１３１ 撹拌搬送部材
１３２ａ 第１収容槽
１３２ｂ 第２収容槽
１３２ｃ，１３２ｄ ゴム管
１３３ 現像ロール
１３３１ 円筒部材
１３３２ 永久磁石ロール
１４０ 層厚規制部材
１４１ 天井
１４２，１４６ 噴気部材
１４３ エア供給器
１４４ ファン
１４５ エアポンプ
１５０ 加振部材
１５１ ばね
１５２ ダクト
１５３ トナー回収室
１５５ 駆動シャフト
１５６ カム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、帯電されたトナーを含んだ現像剤で静電的な潜像を現像することでトナー像を形成する画像形成装置や、その画像形成装置に用いられる現像装置が知られている。
【０００３】
この現像装置は、内部に現像剤を収容し、その現像剤を潜像の近くに搬送することで潜像を現像する装置である。
【０００４】
そのような現像装置として、現像装置の交換時にスクレーパを現像ローラに当接させ、現像ローラの表面に残る劣化した現像剤を掻き取って現像剤収容部に流下させ、さらに現像ローラの周辺の現像剤を、現像剤収容部の下部に設けられた回収口、回収経路、回収剤収容部、およびフィルターを介して外部の吸引装置によって吸引する現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、現像剤分離手段を備えた現像装置も提案されている。この現像剤分離手段は、現像剤供給部材と対応する位置若しくは現像剤を搬送する位置に設けられていて、移動する現像剤を磁力により担持しながら移動する現像剤に対して気流を用いて該現像剤の一部を他の部分と分離する（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９２１２８号公報
【特許文献２】特開２００５−２０２３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、劣化したトナーを現像剤から分離して除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る現像装置は、
表面に静電的な潜像が形成され、帯電されたトナーでその潜像が現像され、その現像された像を保持する像保持体の表面に沿って延び、そのトナーを含む現像剤を表面に保持し、その現像剤をその延びた方向に交わる方向へと搬送することで上記潜像を現像する現像剤保持体と、
内部に上記現像剤を収容してその現像剤を攪拌しつつ循環経路に沿って搬送する、その循環経路の一部である供給箇所で現像剤を現像剤保持体に供給し、その循環経路のその供給箇所を除く他の一部である振動箇所が供給箇所とは独立に振動可能な攪拌搬送器と、
上記攪拌搬送器の上記振動箇所を振動させる振動器と、
上記攪拌搬送器内に浮遊しているトナーを吸引する吸引器と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る現像装置は、請求項１に係る現像装置に更に、
上記現像剤保持体の表面に対面し、現像剤保持体によって攪拌搬送器の外部へと搬送される現像剤のうち現像剤保持体の表面から離れた部分に当たって止めることで、現像剤保持体によって搬送される現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
上記層厚規制部材に対して、現像剤保持体による現像剤の搬送の下流側から空気を吹き付けることにより、空気流を攪拌搬送器内で形成し、その空気流は、現像剤保持体によって搬送される現像剤の表面に沿って層厚規制部材側へと流れ、さらに層厚規制部材の表面に沿って現像剤保持体から離れる方向へと流れ、その後層厚規制部材側から上記搬送の下流側へと戻ってくる空気流である吹き付け器とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る現像装置は、請求項１に係る現像装置に更に、
上記攪拌搬送器の上記振動箇所の振動を抑制する抑制体を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る画像形成装置は、
表面に像が形成され、その形成された像を保持する像保持体と、
上記像保持体の表面に静電的な潜像を形成する潜像形成部と、
帯電されたトナーを含む現像剤を内部に収容し、上記像保持体の表面に形成された上記潜像をそのトナーで現像することによりトナー像を形成する現像装置とを備え、
上記現像装置が、
上記像保持体の表面に沿って延び、上記現像剤を表面に保持し、その現像剤をその延びた方向に交わる方向へと搬送することで上記潜像を現像する現像剤保持体と、
内部に上記現像剤を収容してその現像剤を攪拌しつつ循環経路に沿って搬送する、その循環経路の一部である供給箇所で現像剤を現像剤保持体に供給し、その循環経路のその供給箇所を除く他の一部である振動箇所が供給箇所とは独立に振動可能な攪拌搬送器と、
上記攪拌搬送器の上記振動箇所を振動させる振動器と、
上記攪拌搬送器内に浮遊しているトナーを吸引する吸引器と、
を備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る現像装置および請求項４に係る画像形成装置によれば、劣化したトナーを現像剤から分離して除去することができる。
【００１３】
請求項２に係る現像装置によれば、上記吹き付け器を有さない場合に較べ、トナーの劣化を抑制することができる。
【００１４】
請求項３に係る現像装置によれば、上記抑制体を有さない場合に較べ、振動器による振動停止後の振動を速やかに止めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の具体的な第１実施形態に相当するプリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示す現像器をレーザ露光器側から透視した透視図である。
【図３】図２に示す現像器のＢ−Ｂ断面を矢印方向に見た断面図である。
【図４】図２に示す現像器のＡ−Ａ断面を矢印方向に見た断面図である。
【図５】第２収容槽の現像ロールとは逆側の外観を示した外観図である。
【図６】第１収容槽に設けられた、トナーの劣化を防ぐ機構を示した上面図である。
【図７】第２実施形態における空気の噴出形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の現像装置および画像形成装置に対する具体的な実施形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、画像形成装置の具体的な第１実施形態に相当するプリンタの概略構成図である。
【００１８】
図１に示すプリンタ１は、矢印Ａ方向に回転する感光体１０と、この感光体１０の表面に電荷を付与する帯電器１１と、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザ光を生成するレーザ露光器１２とを備えている。これら帯電器１１とレーザ露光器１２によって感光体１０上に静電的な潜像が形成される。感光体１０が本発明にいう像保持体の一例に相当し、帯電器１１とレーザ露光器１２との組合せが本発明にいう潜像形成部の一例に相当する。
【００１９】
図１に示すプリンタ１は更に、トナーを含む現像剤を内部に収容し、感光体１０上の潜像をその現像剤中のトナーで現像することでトナー像を形成する現像器１３と、現像器１３にトナーを補給する補給器２とを備えている。この現像器１３は、本発明の現像装置の第１実施形態に相当する。現像器１３は、現像剤を表面に保持し、感光体１０に対向して回転することで現像剤を感光体１０との間に搬送する現像ロール１３３を有している。この現像ロール１３３は、感光体１０の表面に沿って延びていて、現像剤を、その延びた方向に交わる方向へと搬送する。この現像ロール１３３が本発明にいう現像剤保持体の一例に相当する。この現像器１３に収容されている現像剤には、トナーの他に、このトナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある磁性キャリアも含まれている。さらに現像剤には、トナーの帯電性を制御する帯電制御剤等というような外添剤も含まれている。
【００２０】
更に、プリンタ１は、記録用紙を収容した用紙カセット１６と、用紙カセット１６から記録用紙を引き出して矢印Ｂ方向に搬送する用紙搬送装置１７と、搬送されてきた記録用紙上に感光体１０上のトナー像を転写する転写ロール１４と、記録用紙上のトナー像を加熱および加圧することでその記録用紙上にそのトナー像を定着させる定着器１５とを備えている。
【００２１】
更にまた、プリンタ１は、プリンタ１内の各部の動作を制御する中央制御部１００と、感光体ロール１０の表面から不要なトナーなどを除去するクリーニング装置５０とを備えている。クリーニング装置５０は、感光体ロール１０表面の、トナー像の転写を終えた部分に対向した位置、即ち、矢印Ａの向きの回転おける転写ロール１４よりも下流側、かつ帯電器１１よりも上流側の位置に配備されており、クリーニングブレード５１と付着物収容箱５２を有している。クリーニングブレード５１は、感光体１０の回転中心に沿った全幅にわたって先端が感光体１０表面に接触していて、トナーや紙粉などといった付着物を掻き取て感光体１０表面から除去するものであり、付着物収容箱５２は、除去された付着物を収容するものである。
【００２２】
ここで、このプリンタ１における画像形成の動作の流れを簡単に説明する。
【００２３】
図１に示すプリンタ１では、感光体１０の表面に帯電器１１により電荷が付与され、電荷が付与された感光体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザ光がレーザ露光器１２により照射される。この照射により、感光体１０の表面に付与された電荷の一部が除電されて、感光体１０の表面に静電的な潜像が形成される。
【００２４】
現像器１３に収容されている現像剤は現像ロール１３３によって、現像器１３と感光体１０との間の領域に運ばれ、運ばれた現像剤中のトナーが感光体１０の表面の潜像に静電的に付着することでこの潜像は現像される。この現像により得られたトナー像が、矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１４によって転写される。そして、記録用紙上のトナー像が定着器１５により加熱および加圧されることによって溶融されて記録用紙上に定着される。
【００２５】
このような動作によってプリンタ１は記録用紙上に画像を形成する。尚、このプリンタ１は、モノクロ画像専用機であるが、本発明は、カラー画像機や中間転写体を備えた画像形成装置に適用されてもよい。
【００２６】
以下、現像器１３の詳細構造について説明する。
【００２７】
図２は、図１に示す現像器をレーザ露光器側から透視した透視図である。
【００２８】
現像器１３は、上述した現像ロール１３３と、各々の内部に現像剤を収容した第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂと、それら第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂを繋いだゴム管１３２ｃ，１３２ｄと、第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂの内部で現像剤を撹拌しながら、第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂを経る巡回経路に沿って現像剤を搬送する撹拌搬送部材１３１とを備えている。これら第１収容槽１３２ａ、第２収容槽１３２ｂ、ゴム管１３２ｃ，１３２ｄ、および撹拌搬送部材１３１を合わせたものが本発明にいう攪拌搬送器の一例に相当する。
【００２９】
第１収容槽１３２ａは、現像ロール１３３に隣り合って延びており、第２収容槽１３２ｂは、第１収容槽１３２ａに隣り合って延びている。図２では、第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂは互いに平行に延びているように見えるが、実際は、以下説明するように、第１収容槽１３２ａが延びる方向と第２収容槽１３２ｂが延びる方向とは、図２の奥行き方向にずれている。
【００３０】
図３は、図２に示す現像器のＢ−Ｂ断面を矢印方向に見た断面図であり、図４は、図２に示す現像器のＡ−Ａ断面を矢印方向に見た断面図である。以下、図２，３，４を併せて説明する。
【００３１】
第１収容槽１３２ｃと第２収容槽１３２ｂとを繋いでいる２つのゴム管のうち一方のゴム管１３２ｃは、図３に示すように、第１収容槽１３２ａから第２収容槽１３２ｂの方へと下るように傾いている。また、図４に示すように、もう一方のゴム管１３２ｄは、第２収容槽１３２ｂから第１収容槽１３２ａの方へと下るように傾いている。そして、第２収容槽１３２ｂは、一方のゴム管１３２ｃ側（図２の左側）が、もう一方のゴム管１３２ｄ側よりも下に傾いている。
【００３２】
図２に示すように、第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂそれぞれには、撹拌搬送部材１３１が１つずつ配備されており、これら撹拌搬送部材１３１は、具体的には、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有している。この棒に、図示しないモータによって回転駆動力が加えられることで撹拌搬送部材１３１は棒を中心として回転する。このように撹拌搬送部材１３１が回転することで、現像剤は、撹拌搬送部材１３１の上記棒に沿って搬送されると共に攪拌されることとなる。また、第１収容槽１３２ａおよび第２収容槽１３２ｂそれぞれに配備された撹拌搬送部材１３１が互いに逆向きに現像剤を搬送することで、現像剤は、第１収容槽１３２ａ、ゴム管１３２ｃ、第２収容槽１３２ｂ、ゴム管１３２ｄをこの順に経る循環経路上を循環する。即ち、図３に示すように、現像器１３内の現像剤２０は、一方のゴム管１３２ｃ側（図２の左側）では、第１収容槽１３２ａから第２収容槽１３２ｂの方へと流れ落ち、図４に示すように、現像剤２０は、網一方のゴム管１３２ｄ側（図２の右側）では、第２収容槽１３２ｂから第１収容槽１３２ａの方へと流れ落ちる。第１収容槽１３２ａは、本発明にいう循環経路上の供給箇所の一例に相当し、第２収容槽１３２ｂは、本発明にいう循環経路上の振動箇所の一例に相当する。
【００３３】
撹拌搬送部材１３１によってトナーと磁性キャリアとが撹拌されることで、現像器１３の内部でトナーがマイナス帯電し、磁性キャリアはプラス帯電する。このため、マイナス帯電したトナーは磁性キャリアに静電的に付着する。これにより、現像器１３の内部では、トナーと磁性キャリアが渾然一体となっている。
【００３４】
現像ロール１３３は、矢印Ｃ方向に回転する円筒部材１３３１と、この円筒部材１３３１の内部に、この円筒部材１３３１とは独立に固定された永久磁石ロール１３３２とを有している。この永久磁石ロール１３３２は、円筒部材１３３１の周回方向に複数の磁極が配列されたものであり、現像剤の吸着および解放を規定する磁力分布を有している。現像ロール１３３は、第１収容槽１３２ａから一部が露出した状態に保持されており、円筒部材１３３１は回転に伴って、第１収容槽１３２ａの内部と外部とを交互に通過する。また、円筒部材１３３１には、永久磁石ロール１３３２の磁力分布により、第１収容槽１３２ａ内を通過中に表面に現像剤が供給され、この供給された現像剤を、現像ロール１３３と上記感光体との対面箇所へと搬送する。
【００３５】
第２収容槽１３２ｂ内のトナー補給箇所１３４には、上述した補給器２によってトナーが補給される。
【００３６】
補給器２によるトナーの補給量は、現像によって消費されたトナーを補う量になるように、上述した中央制御部１００によって制御されている。具体的には、図示を省略した濃度センサや画像データに基づいて画像密度を検知する方式によって現像器１３内のトナー濃度が検知されていて、このトナー濃度が目標濃度に一致するように補給量が制御されている。このようにトナーの補給が制御されているプリンタ１では、画像密度の低い画像形成が長く続くと、新たなトナーの補給があまり行われない状況も続く。その結果、既存のトナーと磁性キャリアとの度重なる攪拌により、トナー表面の外添剤がトナー表面に対して埋没あるいは離脱することとなり、現像器内部のトナーの帯電性能の劣化が早まる。帯電性能が劣化したトナーは、磁性キャリアと摩擦されても帯電量の上昇は鈍い。また、このようにトナーが劣化した状態が続くと、本来であれば狭いトナーの帯電量分布が、新しいトナーが小量供給され劣化トナーの帯電を奪い高帯電化することで広くなってしまい、帯電量が上昇しすぎた過帯電トナーが少量ではあるが生じる。
【００３７】
このような広い帯電量分布が生じた後で、例えば高画像密度の画像形成が行われると、それまでよりも多量のトナーを必要とするため多量の新たなトナーが供給されることとなる。このように供給される新たなトナーは、帯電性能が劣化トナーよりも高く、未だ帯電されていないトナーである。このため、現像器１３に収容されている劣化したトナーのうちの過帯電側のトナーが有する電荷は、新たに供給されてきた多量のトナーに低画像時が続いていた時よりも急速に奪い取られる。そして、現像器１３内の現像剤は、新たに供給されてきたトナーに電荷を奪われた上に、劣化のために磁性キャリアとの摩擦によっても帯電量の上昇が鈍い低帯電トナーと、電荷を奪われたことで逆極化した逆極トナーと、帯電が充分な新たなトナーとが混在した状態となる。
【００３８】
このようなトナーが混在した現像剤が現像ロール１３３上に保持されて現像に用いられると、帯電量が不足している低帯電トナーは、磁性キャリアから離れても潜像に付着せず脱離（クラウド）が発生する。また、逆極性に転じた逆極トナーは、感光体１０の表面に形成された潜像以外の部分である背景領域に付着してカブリが発生する。
【００３９】
本実施形態の現像器１３は、このようなクラウドやカブリの発生を防ぐために、劣化したトナーを回収するための機構と、トナーの劣化を防ぐ機構とを備えている。
【００４０】
以下、これらの機構について説明する。
【００４１】
現像器１３の第２収容槽１３２ｂ側には、現像剤２０中から劣化したトナーを分離して回収するための機構が備えられている。
【００４２】
図５は、第２収容槽の現像ロールとは逆側の外観を示した外観図である。以下、図３，４，５を併せて説明する。
【００４３】
第２収容槽１３２ｂの上部には上述した補給器２が繋がっていて、この補給器２は、図示を省略したトナー収容器に繋がっている。補給器２は、トナー収容器に収容されているトナーを、必要に応じて第２収容槽１３２ｂ内に供給する。
【００４４】
第２収容槽１３２ｂには、加振部材１５０が取り付けられていて、この加振部材１５０は突起１５０ａを備えている。そして、この突起１５０ａにはカム１５６が接触している。このカム１５６は駆動シャフト１５５に固定されており、図示を省略したモータによって駆動シャフト１５５が駆動されることによりカム１５６が回転して突起１５０ａを押す。第２収容槽１３２ｂにはばね１５１が取り付けられており、カム１５６の回転で突起１５０ａが押されることで第２収容槽１３２ｂは図３，４の上下方向に振動する。第２収容槽１３２ｂは、上述したようにゴム管１３２ｃ，１３２ｄで第１収容槽１３２ａと繋がっているので、第２収容槽１３２ｂは第１収容槽１３２ａとは独立に振動し、しかも第２収容槽１３２ｂの振動は第１収容槽１３２ａには伝わりにくい。また、駆動シャフト１５５の駆動が止まると第２収容槽１３２ｂは、振動がばね１５１によって抑制されて速やかに停止する。このため、不要な振動が第１収容槽１３２ａに伝わることが防止される。
【００４５】
カム１５６と駆動シャフト１５５を合わせたものが、本発明にいう振動器の一例に相当する。また、ばね１５１は本発明にいう抑制体の一例に相当する。
【００４６】
第２収容槽１３２ｂが振動されると、第２収容槽１３２ｂ内の現像剤２０がほぐされる。現像剤２０中のトナーのうち劣化したトナーは、現像剤２０から遊離しやすくなっている。低帯電トナーは、帯電量が不足しているために磁性キャリアとの静電的な結びつきが弱く、逆極トナーは、逆極化しているために磁性キャリアとは静電的に反発するからである。そして、第２収容槽１３２ｂの振動でほぐされることにより、現像剤２０から劣化トナー２１が遊離して第２収容槽１３２ｂ内を浮遊する。
【００４７】
第２収容槽１３２ｂの上部にはダクト１５２が設けられており、このダクト１５２はトナー回収室１５３を経由して、図示を省略した吸引装置に接続されている。そして、吸引装置によって内部の空気が吸引されることによりダクト１５２は、第２収容槽１３２ｂ内を浮遊している劣化トナー２１を吸引スリット１５２ａから吸い込む。第２収容槽１３２ｂには吸引フィルタ１５４を介して空気が入る。
【００４８】
ダクト１５２に吸い込まれた劣化トナー２１は、トナー回収フィルタ１５３ａによって濾されてトナー回収室１５３内に溜まる。このように溜まった劣化トナー２１は、図１に示すプリンタ１が停止している時にユーザなどによって廃棄される。ダクト１５２は本発明にいう吸引器の一例に相当する。
【００４９】
このように、第２収容槽１３２ｂ側に設けられた機構によって現像剤２０中から劣化トナー２１が選択的に分離されて回収される。第２収容槽１３２ｂ側に設けられた機構は、単独の機能としては、低帯電トナーも逆極トナーも回収する。但し、第２収容槽１３２ｂの振動が強すぎると、現像器から外部への浮遊トナーの噴き出しが発生してしまう。このため、低帯電トナーと逆極トナーの双方が第２収容槽１３２ｂ側で回収される場合には、振動の強さは、この噴き出しを回避する程度に抑制される。
【００５０】
本実施形態では、上述したように、劣化したトナーを回収するための機構の他に、以下説明する、トナーの劣化を防ぐ機構も備えられている。このトナーの劣化を防ぐ機構との相乗効果により、本実施形態の第２収容槽１３２ｂ側では主に低帯電トナーが回収される。
【００５１】
現像器１３の第１収容槽１３２ａ側には、トナーの劣化を防ぐ機構が備えられている。
【００５２】
図６は、第１収容槽に設けられた、トナーの劣化を防ぐ機構を示した上面図である。以下、図３および図６を併せて説明する。
【００５３】
第１収容槽１３２ａには、板状の層厚規制部材１４０が備えられており、この層厚規制部材１４０は、現像ロール１３３の回転軸に沿って延びて現像ロール１３３の表面に対面している。そして、現像ロール１３３によって搬送される現像剤２０のうち、現像ロール１３３の表面から部分に層厚規制部材１４０が当たってその部分を止めることで、現像ロール１３３によって第１収容槽１３２ａの外部へと搬送される現像剤２０の層厚が規制される。この層厚規制部材１４０が、本発明にいう層厚規制部材の一例に相当する。
【００５４】
第１収容槽１３２ａ内には、中空の噴気部材１４２が備えられている。この噴気部材１４２は、層厚規制部材１４０に沿って延びていて、層厚規制部材１４０側を向いたスリット１４２ａを有している。
【００５５】
第１収容槽１３２ａの、層厚規制部材１４０に繋がる天井１４１は中空になっていて、その天井１４１には、第１収容槽１３２ａの内面側の各所に噴気穴１４１ａが空いている。この天井１４１は、層厚規制部材１４０の後ろ側、即ち、現像ロール１３３による現像剤搬送の上流側の空間を覆うものである。
【００５６】
第１収容槽１３２ａの両端にはエア供給器１４３が設けられており、このエア供給器１４３内のファン１４４は、第１収容槽１３２ａ内の空気を吸い込んで噴気部材１４２と中空の天井１４１に空気を供給する。更に、噴気部材１４２の両端にはエアポンプ１４５も設けられており、ファン１４４による空気の供給がエアポンプ１４５によって増強されている。
【００５７】
空気が送り込まれた噴気部材１４２はスリット１４２ａから層厚規制部材１４０側に空気を噴き出して、第１収容槽１３２ａ内で空気流を形成する。この空気流は、現像剤２０の表面に沿って層厚規制部材１４０側へと流れ、さらに層厚規制部材１４０の表面に沿って現像ロール１３３から離れる方向（即ち図３の上方）へと流れ、その後層厚規制部材１４０側から戻ってくる循環的な空気流である。噴気部材１４２とエア供給器１４３とエアポンプ１４５を合わせたものが、本発明にいう吹きつけ器の一例に相当する。
【００５８】
本実施形態では、天井１４１の噴気穴１４１ａからも空気が噴き出すことにより、この循環的な空気流の形成が促進されている。即ち、噴気穴１４１ａからは、層厚規制部材１４０から離れる方向へと空気が噴き出し、この空気により、層厚規制部材１４０側から第１収容槽１３２ａの奥側へと戻る流れが促進される。
【００５９】
第１収容槽１３２ａ内の循環的な空気流は、現像ロール１３３による現像剤の搬送を補助し、層厚規制部材１４０の付近での現像剤２０の動きを円滑化するので、層厚規制部材１４０によって止められた現像剤２０は、滞留することなく速やかに流れ落ちることになる。その結果、空気流が存在しない場合よりもトナー劣化が抑制される。このようにトナー劣化が抑制されると、上述した劣化トナーの完全な防止はできないものの、特に、逆極性トナーの発生抑制に寄与する。
【００６０】
このように第１収容槽１３２ａ側で逆極性トナーの発生が抑制されることにより、上述したように、第２収容槽１３２ｂ側では主に低帯電トナーが回収されることとなる。逆極トナーが少ないので、振動を充分に強くしても上述した噴き出しは発生し難い。このため、第２収容槽１３２ｂ側での劣化トナー２１の回収は、第２収容槽１３２ｂ側の機構が単独で備えられる場合よりも効率がよい。
【００６１】
以上で第１実施形態の説明を終了し、以下、第２実施形態について説明する。
【００６２】
この第２実施形態は、層厚規制部材の裏側における空気の噴出形態が異なる点を除いて、第１実施形態と同様の形態である。以下では、第２実施形態との相違点に着目した説明を行う。
【００６３】
図７は、第２実施形態における空気の噴出形態を示す図である。
【００６４】
この第２実施形態では、図３，４に示す噴気部材１４２に替えて、丸い管状の噴気部材１４６が採用されている。そして、この第２実施形態の噴気部材１４６には、スリットではなく噴気穴１４６ａが空いていて、この噴気穴１４６ａから噴き出した空気が層厚規制部材１４０側へと吹き付けられる。このような噴気穴１４６ａからの空気の噴き出しによっても、第１実施形態と同様に空気流が形成されることとなる。
【００６５】
なお、上述した各実施形態では、振動のタイミングや空気噴出のタイミングについては特に限定しないが、トナー劣化に合わせたタイミングで振動や空気噴出を行うという形態もあり得る。このようなタイミングを認識するため、即ちトナー劣化の程度を認識するためには、以下に述べるような種々の方式が考えられる。
【００６６】
第１の方式は、撹拌搬送部材１３１を駆動する駆動力を検知する方式である。トナーが劣化すると現像剤が詰まってくるので、現像剤を搬送する撹拌搬送部材１３１に負荷が掛かる。このため、駆動力の検知によりトナーの劣化が認識されることになる。そして、振動は、トナーの劣化が認識された後で高画像密度の画像形成が始まると実施され、エア噴出は、トナーの劣化し始めが認識されると実施される。以下の方式でも同様である。
【００６７】
第２の方式は、層厚規制部材に圧力センサを取り付けて、層厚規制部材に掛かる現像剤の圧力を検知する方式である。トナーが劣化すると現像剤が詰まってくるので、層厚規制部材に掛かる圧力が増加する。このため、圧力の検知によりトナーの劣化が認識されることになる。
【００６８】
第３の方式は、プリンタで形成される画像の密度を検知する方式である。具体的には、センサで画像の密度を直接に検出する方式と、プリンタに外部から送信されてきた画像データに基づいて画像の密度を検知する方式がある。上述したように、密度の低い画像を繰り返し形成するとトナーの劣化が進むので、画像密度の検知によりトナーの劣化が認識されることになる。
【００６９】
第４の方式は、現像器におけるトナー消費量を算出する方式である。現像器におけるトナー消費量は、上述した濃度センサの検知結果から容易に算出される。トナー消費量が少ない状態が続くとトナーの劣化が進むので、トナー消費量の算出によりトナーの劣化が認識されることになる。
【符号の説明】
【００７０】
１ プリンタ
１０ 感光体
１１ 帯電器
１２ レーザ露光器
１３ 現像器
１４ 転写ロール
１５ 定着器
１６ 用紙カセット
１７ 用紙搬送装置
２０ 現像剤
１３１ 撹拌搬送部材
１３２ａ 第１収容槽
１３２ｂ 第２収容槽
１３２ｃ，１３２ｄ ゴム管
１３３ 現像ロール
１３３１ 円筒部材
１３３２ 永久磁石ロール
１４０ 層厚規制部材
１４１ 天井
１４２，１４６ 噴気部材
１４３ エア供給器
１４４ ファン
１４５ エアポンプ
１５０ 加振部材
１５１ ばね
１５２ ダクト
１５３ トナー回収室
１５５ 駆動シャフト
１５６ カム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電的な潜像が形成され、帯電されたトナーで該潜像が現像され、その現像された像を保持する像保持体の表面に沿って延び、前記トナーを含む現像剤を表面に保持し、該現像剤をその延びた方向に交わる方向へと搬送することで前記潜像を現像する現像剤保持体と、
内部に前記現像剤を収容して該現像剤を攪拌しつつ循環経路に沿って搬送する、該循環経路の一部である供給箇所で該現像剤を前記現像剤保持体に供給し、該循環経路の該供給箇所を除く他の一部である振動箇所が該供給箇所とは独立に振動可能な攪拌搬送器と、
前記攪拌搬送器の前記振動箇所を振動させる振動器と、
前記攪拌搬送器内に浮遊しているトナーを吸引する吸引器と、
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤保持体の表面に対面し、該現像剤保持体によって前記攪拌搬送器の外部へと搬送される現像剤のうち該現像剤保持体の表面から離れた部分に当たって止めることで、該現像剤保持体によって搬送される現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記層厚規制部材に対して、前記現像剤保持体による現像剤の搬送の下流側から空気を吹き付けることにより、空気流を前記攪拌搬送器内で形成し、その空気流は、該現像剤保持体によって搬送される現像剤の表面に沿って該層厚規制部材側へと流れ、さらに該層厚規制部材の表面に沿って前記現像剤保持体から離れる方向へと流れ、その後該層厚規制部材側から該搬送の下流側へと戻ってくる空気流である吹き付け器とを備えたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記攪拌搬送器の前記振動箇所の振動を抑制する抑制体を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
表面に像が形成され、その形成された像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面に静電的な潜像を形成する潜像形成部と、
帯電されたトナーを含む現像剤を内部に収容し、前記像保持体の表面に形成された前記潜像を該トナーで現像することによりトナー像を形成する現像装置とを備え、
前記現像装置が、
前記像保持体の表面に沿って延び、前記現像剤を表面に保持し、該現像剤をその延びた方向に交わる方向へと搬送することで前記潜像を現像する現像剤保持体と、
内部に前記現像剤を収容して該現像剤を攪拌しつつ循環経路に沿って搬送する、該循環経路の一部である供給箇所で該現像剤を前記現像剤保持体に供給し、該循環経路の該供給箇所を除く他の一部である振動箇所が該供給箇所とは独立に振動可能な攪拌搬送器と、
前記攪拌搬送器の前記振動箇所を振動させる振動器と、
前記攪拌搬送器内に浮遊しているトナーを吸引する吸引器と、
を備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
表面に静電的な潜像が形成され、帯電されたトナーで該潜像が現像され、その現像された像を保持する像保持体の表面に沿って延び、前記トナーを含む現像剤を表面に保持し、該現像剤をその延びた方向に交わる方向へと搬送することで前記潜像を現像する現像剤保持体と、
内部に前記現像剤を収容して該現像剤を攪拌しつつ循環経路に沿って搬送する、該循環経路の一部である供給箇所で該現像剤を前記現像剤保持体に供給し、該循環経路の該供給箇所を除く他の一部である振動箇所が該供給箇所とは独立に振動可能な攪拌搬送器と、
前記攪拌搬送器の前記振動箇所を振動させる振動器と、
前記攪拌搬送器内に浮遊しているトナーを吸引する吸引器と、
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤保持体の表面に対面し、該現像剤保持体によって前記攪拌搬送器の外部へと搬送される現像剤のうち該現像剤保持体の表面から離れた部分に当たって止めることで、該現像剤保持体によって搬送される現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記層厚規制部材に対して、前記現像剤保持体による現像剤の搬送の下流側から空気を吹き付けることにより、空気流を前記攪拌搬送器内で形成し、その空気流は、該現像剤保持体によって搬送される現像剤の表面に沿って該層厚規制部材側へと流れ、さらに該層厚規制部材の表面に沿って前記現像剤保持体から離れる方向へと流れ、その後該層厚規制部材側から該搬送の下流側へと戻ってくる空気流である吹き付け器とを備えたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記攪拌搬送器の前記振動箇所の振動を抑制する抑制体を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
表面に像が形成され、その形成された像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面に静電的な潜像を形成する潜像形成部と、
帯電されたトナーを含む現像剤を内部に収容し、前記像保持体の表面に形成された前記潜像を該トナーで現像することによりトナー像を形成する現像装置とを備え、
前記現像装置が、
前記像保持体の表面に沿って延び、前記現像剤を表面に保持し、該現像剤をその延びた方向に交わる方向へと搬送することで前記潜像を現像する現像剤保持体と、
内部に前記現像剤を収容して該現像剤を攪拌しつつ循環経路に沿って搬送する、該循環経路の一部である供給箇所で該現像剤を前記現像剤保持体に供給し、該循環経路の該供給箇所を除く他の一部である振動箇所が該供給箇所とは独立に振動可能な攪拌搬送器と、
前記攪拌搬送器の前記振動箇所を振動させる振動器と、
前記攪拌搬送器内に浮遊しているトナーを吸引する吸引器と、
を備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１３３１４７（Ｐ２０１２−１３３１４７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８５３８１（Ｐ２０１０−２８５３８１）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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