現像装置および画像形成装置
【課題】気流搬送機構を用いる構成における問題に鑑み、空気などの気体の漏洩による搬送量の変化を防止できると共に、回収現像剤のリサイクルが可能な構成を備えた現像装置を提供する。
【解決手段】潜像担持体１に対して現像剤を供給する現像装置３とは別に現像剤の攪拌混合を行うと共に現像装置３から回収される現像剤を収容可能な現像剤収容部４０を備えた構成において、現像剤を気流搬送する際に用いられる気体が現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方空間に集約される位置に、気流搬送圧力以上の過剰圧となった気体を外部に排出するに必要な圧力まで下げると共に、気体と共に移動した現像剤を圧力低下時、自重により現像剤回収部４０に向けて落下させて回収する構成１００を備えていることを特徴とする。
【解決手段】潜像担持体１に対して現像剤を供給する現像装置３とは別に現像剤の攪拌混合を行うと共に現像装置３から回収される現像剤を収容可能な現像剤収容部４０を備えた構成において、現像剤を気流搬送する際に用いられる気体が現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方空間に集約される位置に、気流搬送圧力以上の過剰圧となった気体を外部に排出するに必要な圧力まで下げると共に、気体と共に移動した現像剤を圧力低下時、自重により現像剤回収部４０に向けて落下させて回収する構成１００を備えていることを特徴とする。
【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し、さらに詳しくは、二成分系現像剤の気流搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機など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形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
【０００３】
現像に用いられる現像剤には磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。
二成分系現像剤は、トナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。
【０００４】
現像装置に用いられる二成分系現像剤は、攪拌混合により帯電電荷を保持した状態で、例えば、磁気現像方式を用いる現像装置の場合に現像剤担持体に用いられる現像スリーブに内蔵されている磁極の作用により表面に形成された磁気ブラシを感光体表面に接触させることで磁気ブラシ中のトナーを感光体上の潜像担持体に静電吸着させて可視像処理する。
【０００５】
現像装置に収容されている現像剤でのトナー濃度及び感光体上での画像濃度の安定化により画像品質の安定化のためには、現像装置内での攪拌混合性を高く維持することが必要となる。
このため、現像装置内には現像剤を攪拌しながら移動させることができる２本スクリューを設け、一方のスクリューは現像剤供給空間内に、そして、他方のスクリューは現像後に現像剤を回収する回収空間内にそれぞれ配置したうえで相反する方向に現像剤を移動させる構成が知られている。上述した回収される現像剤とは、磁気ブラシを担持する現像スリーブ内に配置されている反発磁極の作用により現像スリーブから反発飛翔して回収空間に導入される現像剤を意味している。
【０００６】
しかし、上述した構成では、２本のスクリューによる回転によって現像剤の攪拌混合が行われることから、トナー消費量が急増するなどのトナーの収支が多い場合には、現像装置という限られた攪拌混合空間内では補給されたトナーが十分に分散しないことがある。このため、トナーの帯電量が十分でなく、地汚れや飛散トナーにより周辺部への汚損等を招く虞がある。
【０００７】
そこで、このような不具合を解消する目的で、現像装置とは別の位置の場所に攪拌部を設け、攪拌された現像剤を搬送スクリューを用いて現像装置に供給する構成（例えば、特許文献１）、あるいは、現像部に加えて空気などの気体を利用して新規トナーを補給する構成を備えた撹拌部を循環手段によって接続し、撹拌部で現像剤の状態に応じた撹拌を行い、トナー濃度、帯電量を適切に調整した現像剤を現像部に供給する構成が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００８】
特許文献２に開示されている構成は、現像装置外部からの空気を導入して、いわゆる現像剤の循環手段内で現像剤を搬送する構成であるが、これとは別に、吸引ポンプを用いて現像装置内を負圧化して現像装置内に発生している飛散トナーを現像装置とは別の位置に設けられた回収部に向け搬送する構成も提案されている（特許文献３）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２，３に開示されているように現像装置に対して現像剤の搬送を気流搬送により行う構成では、現像装置を含めた現像剤搬送経路での空気の漏洩が問題となる。
特許文献２に開示されている構成では、搬送経路の一部が正圧になるので搬送経路に用いられる管路などの接続部や現像装置内での圧力上昇により漏洩する虞がある。空気の漏洩は、搬送経路内での所定圧力の変化を来し、現像剤の所定搬送量を確保できなくなる虞がある。
【００１０】
これに対して、特許文献３に開示されている構成では、現像装置内が負圧化傾向となるので現像装置内での圧力上昇は避けられる反面、回収部には現像剤が貯留されることになるので、その回収量が所定量となった時点で回収部の交換が必要となる。そこで、交換頻度を低くするには回収部の容積を大きくしなければならず、結果として回収部を配置するスペースの大型化により画像形成装置の大型化を招くことになる。
しかも、回収部の交換は、環境問題として着目されている現像剤のリユースができないという問題もある。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来の現像装置における問題、特に、気流搬送機構を用いる構成における問題に鑑み、空気などの気体の漏洩による搬送量の変化を防止できると共に、回収現像剤のリサイクルが可能な構成を備えた現像装置および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】
【００１２】
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部と該収容部から前記現像部に至る搬送経路を気体により現像剤を搬送する気流搬送機構が設けられている現像装置において、
前記収容部における現像剤の剤面上方には、現像剤と気体とを分離する分離部が設けられ、該分離部は、前記気流搬送機構により生起される圧力により導入された気体が外部に排出され、現像剤が自重により前記収容部に落下することができる位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
【００１３】
（２）前記分離部には、前記収容部の現像剤の剤面上部との間に連結された管路が接続され、該管路は、導入された気体の圧力を導入開始時よりも低い圧力に変化させる、少なくとも長さ及びまたは断面積に設定されていることを特徴とする（１）記載の現像装置。
【００１４】
（３）前記分離部と前記収容部との接続されている管路は、トナーの安息角以上の角度を持たせて設けられていることを特徴とする（１）または（２）に記載の現像装置。
【００１５】
（４）前記分離部は、断面形状が下向き漏斗状とされ、断面積が前記管路よりも大きくされていることを特徴とする（１）乃至（３）のうちの一つに記載の現像装置。
【００１６】
（５）前記分離部は、外周囲に形成された外部との連通部に通気可能なフィルタが設けられ、該フィルタは、排出圧力を前記気流搬送機構により生起される圧力以下に設定できる面積及びまたは個数を設定されて設けられていることを特徴とする（１）乃至（４）のうちの一つに記載の現像装置。
【００１７】
（６）前記循環部は、前記気流搬送機構により前記収容部からの現像剤が供給される現像剤供給部と、前記現像部から回収される現像剤を前記収容部に搬送する現像剤回収部とを備え、
前記現像剤供給部には、前記収容部との間に接続された連通路が設けられていることを特徴とする（１）記載の現像装置。
【００１８】
（７）前記現像剤供給部は、常時、内部空間に現像剤がほぼ満たされた状態に維持されることを特徴とする（６）記載の現像装置。
【００１９】
（８）前記分離部と前記収容部との間を接続する管路は、前記現像剤回収部から前記収容部を接続する搬送路よりも大きい断面積を有することを特徴とする（２）乃至（６）のうちに一つに記載の現像装置。
【００２０】
（９）（１）乃至（８）のうちの一つに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、収容部において過剰圧が発生した場合、気体と現像剤は分離部に向け導入され、分離部にて気体が排出され、そして現像剤は気体の排出による圧力低下によって自重により収容部に落下することで再使用に供することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、分離部と収容部との間に設けられている管路において収容部で発生した過剰圧を低下させる構成とされているので、気体と現像剤との分離を良好に行わせることで現像剤の自重落下による収容部への再回収を良好に行うことができる。
【００２３】
さらに分離部が漏斗状とされているので、過剰圧が作用した場合の体積膨張を利用した圧力低下により上述した現像剤の分離が良好に行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明実施例による現像装置が用いられる画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明実施例による現像装置の構成を説明するための模式図である。
【図３】図２に示した現像装置を対象とした現像剤の供給機構の構成を説明するための図である。
【図４】図３に示した供給機構の展開図である。
【図５】本発明の別実施例による現像装置を対象とした供給機構の構成を説明するための図３相当の図である。
【図６】図５に示した供給機構の展開図である。
【図７】図５に示した現像装置における要部変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図示実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による現像装置を用いる画像形成装置を示している。同図に示す画像形成装置は、タンデム方式によるフルカラープリンタであるが、本発明は、これに限らず、複写機やファクシミリ装置などにも適用することができる。
【００２６】
図１に示す画像形成装置は、装置本体１００内で中間転写ユニット１０に設けられている未定着像担持体としての中間転写ベルト１０Ａの下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。
【００２７】
これらの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。なお、以下の説明では、各作像部で共通する数字の符号のみを挙げて説明し、トナーの色を示すアルファベットの符号は省く。
各作像部６は、潜像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電手段２、現像装置３、クリーニング手段４等で構成されている。
感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。
感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段２の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。
【００２８】
感光体ドラム１の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成され（露光工程）、現像装置３と対向する位置に達すると、そこから供給される現像剤に含まれるトナーにより可視像処理されて現像工程が実行される。
現像工程において可視像処理されたトナー像を担持する感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト１０Ａ及び１次転写バイアスローラ５との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト１０Ａ上に転写される（１次転写工程）。
【００２９】
転写を終えて感光体１の表面は、クリーニング手段４との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後、感光体ドラム１の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。このような工程を経過することで、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
上述した作像プロセスは、モノクロ画像のみの単一画像形成時およびフルカラー画像形成時にそれぞれ行われるが、フルカラー画像形成時には、図１に示した４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいて各工程がそれぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部（光書き込み装置）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト１０Ａ上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト１０Ａ上にカラー画像が形成される。
【００３０】
４つの１次転写バイアスローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト１０Ａを感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト１０Ａは、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト１０Ａ上に重ねて１次転写される。
各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト１０Ａは、２次転写手段としての２次転写ローラ７との対向位置に達する。中間転写ベルト１０Ａ上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙Ｐ上に一括転写される。
【００３１】
装置本体１００の下部に配設された給紙部８には、転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ９により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｐはレジストローラ対１０で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対１０により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、前記のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Ｐは、定着部１１へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙Ｐは、排紙ローラ対１２により、装置本体１００の上面に形成された排紙部１００Ａへ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。なお、図１において符号１３は、中間転写ベルト１０Ａのクリーニング装置を示している。
【００３２】
図２は、本発明による一実施例において対象とする現像装置３を示しており、同図に示す現像装置３は、作像部での現像部として用いられる。
現像槽３０の内部には、縦方向に配置された２本の搬送スクリューからなる現像剤供給部材３Ａおよび現像剤回収部材３Ｂがそれぞれ配置されている現像剤供給部３０Ａおよび現像剤回収部３０Ｂが設けられている。
現像剤供給部材３Ａには、現像剤担持体である現像スリーブ３Ｃが対峙しており、現像剤供給部材３Ａから供給される現像剤がドクターブレード３Ｄにより層厚を規定されたうえで供給されるようになっている。
現像剤供給部材３Ａと現像剤回収部材３Ｂとは、回転方向が逆方向に設定されており、回転時には相対する方向に現像剤が搬送される。
現像剤供給部３０Ａおよび現像剤回収部３０Ｂは、図３に示す現像剤供給機構に示す構成において循環部に含まれる位置に配置されている。
【００３３】
図３は、現像剤供給機構の全体構成を示している。
同図において、現像装置３は、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像剤を収容可能な現像槽３０と、現像槽３０から離れた位置で現像槽３０から回収された現像剤および消費されたトナーに見合う新規トナーを撹拌混合する現像剤収容部４０と、現像剤収容部４０に向け新規トナーを補給するトナー供給部６０と、現像剤収容部４０から排出される撹拌混合後の現像剤を移送するためのロータリーフィーダ５０と、現像剤を空気などの気体（以下、便宜上、空気の場合で説明する）により現像槽３０に向け移送する、いわゆる、気流搬送機構を構成するための現像剤循環駆動源に相当する空気ポンプ５１とを主要部として備えている。図３では、現像槽３０がカートリッジ状に構成されている。なお、図３においては、便宜上、現像剤供給部材３Ａ、現像剤回収部材３Ｂを、これらの回転軸を対象として符号を付して示してある。
【００３４】
現像槽３０と現像剤収容部４０とは、現像槽３０内の現像剤回収部３０Ｂに接続されている現像剤回収流路４１およびロータリーフィーダ５０と現像槽３０内の現像剤供給部３０Ａの上部に接続された現像剤供給流路４２とで接続されて現像剤の循環路を構成し、循環路に設けられている部材を含めた循環部が構成されている。
現像槽３０に接続されている現像剤供給流路４２は、図４において説明するが、現像剤供給部材３Ａの軸方向一端、詳しくは、現像剤供給部材３Ａによる現像剤の搬送方向上流側が該当する現像剤搬送開始位置側に対峙するように接続されている。また、現像剤回収流路４１は、現像槽３０に設けられている現像剤回収部材３Ｂの軸方向で現像剤回収部材３Ｂによる現像剤の搬送方向下流側が該当する現像剤排出位置側に対応させて接続されている。
現像剤収容部４０は、上部が円筒状であって、下部が下向き円錐状のサイロのような外観を呈しており、内部には、図４において詳述する攪拌部材が設けられている。
【００３５】
現像剤収容部４０の上部には、攪拌部材の駆動部をなす駆動モータおよび減速ギヤ群（いずれも図示されず）が設けられている。
現像剤収容部４０において攪拌混合された現像剤は、供給量を調整できるパドルを内部に備えて駆動モータ５０Ａにより回転駆動されるロータリーフィーダ５０に給送され、この位置で供給量を調整される現像剤が空気ポンプ５１により生成される気流により現像槽３０に向け搬送される。
【００３６】
トナー供給部６０は、トナータンク６１と、このトナータンク６１と現像剤収容部４０との間に接続されている補給トナー搬送路６２と補給トナー搬送路６２内にて補給されたトナーを補給路内に配置されている搬送スクリュー（図示されず）を駆動する駆動モータ６３とを備えている
【００３７】
現像後の現像剤は、現像剤回収部３０Ｂに装備されている現像剤回収部材３Ｂの端部に接続されている現像剤回収流路４１（図３参照）から現像剤収容部４０に搬送される。
現像剤回収部材３Ｂによる現像剤移動方向の最下流には、図示しないトナー濃度検知手段が設置されており、その信号を基にトナータンク６１から新規トナーの補給が行われる。トナーの補給は前述したように補給トナー搬送路６２に接続されている空気ポンプ６３による気流搬送によって行われる。
【００３８】
図３に示す現像剤収容部４０は、図４に示すように、上部が円筒状で縦断面が下向き錐状をなす漏斗状の形状とされた容器４３が用いられており、最下部に位置して最も小径の排出口４００がロータリーフィーダ５０に連通している。
現像剤収容部４０の内部空間には、攪拌部材としてモータ（図示されず）から垂下している回転軸４４に一体化されて現像剤の流下方向と逆方向に現像剤を移動させる向きのスクリュー４４Ａと、回転軸４４により駆動される減速ギヤ群（図示されず）の出力ギヤと連動可能な端板４５を有する攪拌羽根４５Ａが設けられている。攪拌羽根４５Ａは、端板４５の径方向に平行する板状部材に複数のスリットが形成されて現像剤の一部を通過させながら残りの現像剤を押し動かして攪拌できる構成が用いられている。
【００３９】
容器４３の最下部に位置する排出口４００に接続されているロータリーフィーダ５０は、モータ５０Ａ（図２参照）の回転量に応じて現像剤の排出量を制御するために設けられており、モータ５０Ａの回転軸に固定されて放射状に延長された複数の羽根５０Ｂ１を有するロータリーバルブ部材５０Ｂを備えている。
【００４０】
以上のような構成を対象として、本発明実施例の特徴について説明すると次の通りである。
本発明の特徴は、気流搬送による現像剤の循環路において現像剤の搬送に用いられる空気が作用する箇所での圧力が所定圧、具体的には大気圧よりも高い過剰圧となった場合に過剰圧の空気を外部に排出できる圧力まで下げるとともに、過剰圧の空気と共に移動する現像剤を、排出により過剰圧が低下した際に移動速度が緩和されるのを利用して自重により再使用可能な箇所へ導入することにある。
【００４１】
以下、この特徴を得るための構成について説明する。
図３及び図４において現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方に位置する天板には現像剤回収流路４１とは別に、分離部２００に連通する管路２０１が接続されている。なお、図４及び後述する図７において矢印は現像剤の移動方向を示している。
【００４２】
分離部２００は、外部と連通する開口で構成された連通部２００Ａが外周の少なくとも１カ所に設けられた縦断面形状が漏斗状をなす容器が用いられている。分離部２００は、縦断面形状が漏斗状とされていることで、内部が空気の体積膨張部として用いられ、導入された空気の圧力を下げる機能を有している。
【００４３】
連通部２００Ａは、現像剤の排出を阻止して空気のみを外部に排出可能なフィルタ２０２により覆われており、連通部１０１Ａ及びフィルタ２０２は、現像剤収容部４０から管路２０１内に導入される空気の圧力が気流搬送機構において生起される圧力以下に設定できる面積及び個数を設定されている。
【００４４】
また、管路２０１は、トナーの安息角以上の角度を持たせて分離部２００と現像剤収容部４０との間に設けられていると共に、この内部を流れる空気の圧力、位置及び速度を用いたエネルギーの関係から、分離部２００内で、排出を可能にするために大気圧よりも僅かに高い圧力が得られるように、分離部２００までの距離および速度に影響する管径の何れかあるいは両方がそれぞれ決められるようになっている。
【００４５】
また、管路２０１は、現像剤収容部４０内での過剰圧の低下を促す目的で、現像剤回収部３０Ｂと現像剤収容部４０とを連通させている現像剤回収流路４１の管径よりも大きくすることが望ましい。
【００４６】
上述した構成では、空気が流れる位置として、気流搬送による現像剤供給位置である現像剤供給部３０Ａが該当しているが、現像剤供給部３０Ａは、現像剤回収部３０Ｂと搬送スクリューの軸方向一端側で接続されていることから、現像剤回収部３０Ｂと現像剤回収流路４１を介して連通されている現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方が該当している。
このため、空気の圧力が作用する箇所である現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方に過剰圧の空気及び現像剤を分離可能な分離部２００を設ける意味がある。
【００４７】
本実施例は以上のような構成であるから、気流搬送された現像剤は現像装置３の現像剤供給部３０Ａに達すると現像スリーブ３Ｃに向け供給され、現像後の現像剤は現像剤回収部３０Ｂから現像剤収容部４０に帰還する。
【００４８】
気流搬送に用いられる空気は、現像剤供給部３０Ａから現像剤回収部３０Ｂを通過して現像剤収容部４０に至るが、現像剤収容部４０が現像剤を充満させていることから現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方での圧力が上昇し、その圧力が現像装置３に作用して空気の漏洩により現像装置３から現像剤が吹き出すなどの不具合を生じる虞がある。また、空気の漏洩による現像剤の吹き出しは、循環搬送路内での現像剤の搬送量にも変化が生じる虞がある。
【００４９】
本実施例では、現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方に接続された管路２０１を介して分離部２００が設けられているので、現像剤の剤面上方空間で過剰圧力となった空気が分離部２００に向け導入される。この導入に際しては、現像剤回収流路４１よりも管路２０１の断面積が大きいことにより円滑化、つまり、抜気しやすくされる。
【００５０】
管路２０１を介して分離部２００に導入された空気及びこれに運ばれる現像剤は分離部の縦断面形状及び管路２０１の長さや断面積に設定により排出に必要な圧力まで下げられる。
圧力が排出に必要な圧力まで下げられた空気は、フィルタ２０２を通過して外部に排出される一方、空気により搬送されていた現像剤は、フィルタ２０２によって外部には排出されないで、圧力低下、換言すれば速度が低下することで自重の影響を受けやすくなり、現像剤収容部４０に向けて落下し、回収されることになる。
【００５１】
本実施例においては、分離部２００に達した現像剤は、自重により落下することで現像剤収容部４０に回収されることになるので、分離部２００に蓄積されることがない。これにより、分離部２００の交換頻度をきわめて低いものとすることができる。しかも、過剰圧を解消する際に移動する現像剤がそのまま現像剤収容部４０に回収されて再使用に供されることになるので、頻繁な現像剤の補充も抑えることが可能となる。
【００５２】
また、分離部２００と現像剤収容部４０とを接続する管路２０１がトナーの安息角以上を持たせて配置されているので、垂直方向に延長できない場合でも、現像剤の自由落下が可能であるので、分離部２００の設置位置の自由度が高められる。つまり、現像剤とトナーとでは、トナーの安息角の方が大きいので、トナーの安息角以上の傾斜があれば、現像剤は自由落下ができることが理由である。
【００５３】
さらに、過剰圧力による空気の漏洩が現像剤の吹き出しの原因となるのを防止することにより、現像剤の搬送量の変化を抑制することも可能となる。
【００５４】
次に、本発明の別実施例について説明する。
本実施例の特徴は、現像剤供給部に、現像剤収容部４０との連通部を設け、この連通部を介して気流搬送に用いられた空気を現像剤収容部４０に導入することで現像剤供給部での圧力上昇を抑制する点にある。
【００５５】
図５及び６は、本実施例を説明するための図であり、図５において、現像装置３の現像艘０の一部、具体的には、図６に示すように、現像剤供給部３０Ａには、現像剤収容部４０との間に連通路２１０が設けられている。
【００５６】
連通路２１０は、図６（Ｂ）に示すように、現像剤供給部３０Ａに配置されている現像剤供給部材３Ａのスクリュー羽根上部に開口２１０Ａが形成されており、重力により現像剤供給部３０Ａに堆積する現像剤の上方に溜まる空気を排出（以下、排気ともいう）できるようになっている。
【００５７】
ところで、本実施例では、上述した連通路２１０を設けるにあたり、連通路２１０の開口２１０Ａが設けられている位置近傍で現像剤供給部３０Ａの断面形状をこれ以外の位置と異ならせている。現像剤供給部材３０Ａの軸方向で現像剤の移動開始側に連通路２１０の開口２１０Ａが設けられ、連通路２１０の開口２１０Ａが設けられている箇所３０Ａ１の断面積がこれ以外の軸方向での箇所３０Ａ２の断面積よりも大きくされている。
【００５８】
連通路２１０が設けられている箇所以外の断面積が小さい箇所３０Ａ２は、現像剤供給部材３Ａのスクリュー羽根外周面と近接する内径を有しており、これにより現像剤が充満するようになっている。
【００５９】
このような構成においては、現像剤供給流路４２を介して現像剤の気流搬送に用いられた空気が現像剤供給部３０Ａに導入された直後に現像剤収容部４０に向けて排気されることになるので、現像剤供給部３０Ａ内での圧力上昇を抑制して現像剤の吹き出しなどを防止することができる。
【００６０】
一方、このような構成においては、現像剤供給部３０Ａからの空気が直接現像剤収容部４０内に導入されることから、現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方空間での圧力上昇が顕著となる。
【００６１】
そこで、本実施例においても、図４に示した構成と同様に、現像剤収容部４０との間に接続された管路２０１を介して分離部２００を設けることで、気流搬送に用いられた空気が現像剤収容部４０における現像剤の剤面上方において気流搬送圧力以上に達した場合にその圧力を排出に必要な圧力に低下させることで現像剤収容部４０内の圧力上昇を抑えると共に、気流搬送に用いられた空気と共に分離部２００に移動する現像剤を現像剤収容部４０に回収することができる。
【００６２】
本実施例においては、連通路２１０を設けることで、現像槽３０の現像剤供給部３０Ａ内での圧力上昇をより効果的に抑制することが可能となる。
しかも、この構成を付加したことによる現像剤収容部４０での圧力上昇を分離部２００及び管路２０１を設けることですることができるので、現像剤の循環経路内での圧力上昇による現像剤の吹き出しなどの不具合を解消することが可能となる。
なお、上記実施例では気体の例として空気を挙げたが、本発明では、これに限るものではなく、例えば、不活性ガスなどの気体であってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
３ 現像装置
３Ａ 現像剤供給部材
３Ｂ 現像剤回収部材
３０ 現像槽
３０Ａ 現像剤供給部
３０Ａ１ 開口の近傍箇所
３０Ａ２ 開口の近傍箇所以外の箇所
３０Ｂ 現像剤回収部
４０ 現像剤収容部
４１ 現像剤回収搬流路
４２ 現像剤供給流路
２００ 分離部
２０１ 管路
２０２ フィルタ
２１０ 連通路
２１０Ａ 開口
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特許３７３４０９６号
【特許文献２】特開２００８−３５６１号公報
【特許文献３】特開２００３−２１５９１８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、二成分系現像剤の気流搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機など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形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
【０００３】
現像に用いられる現像剤には磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。
二成分系現像剤は、トナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。
【０００４】
現像装置に用いられる二成分系現像剤は、攪拌混合により帯電電荷を保持した状態で、例えば、磁気現像方式を用いる現像装置の場合に現像剤担持体に用いられる現像スリーブに内蔵されている磁極の作用により表面に形成された磁気ブラシを感光体表面に接触させることで磁気ブラシ中のトナーを感光体上の潜像担持体に静電吸着させて可視像処理する。
【０００５】
現像装置に収容されている現像剤でのトナー濃度及び感光体上での画像濃度の安定化により画像品質の安定化のためには、現像装置内での攪拌混合性を高く維持することが必要となる。
このため、現像装置内には現像剤を攪拌しながら移動させることができる２本スクリューを設け、一方のスクリューは現像剤供給空間内に、そして、他方のスクリューは現像後に現像剤を回収する回収空間内にそれぞれ配置したうえで相反する方向に現像剤を移動させる構成が知られている。上述した回収される現像剤とは、磁気ブラシを担持する現像スリーブ内に配置されている反発磁極の作用により現像スリーブから反発飛翔して回収空間に導入される現像剤を意味している。
【０００６】
しかし、上述した構成では、２本のスクリューによる回転によって現像剤の攪拌混合が行われることから、トナー消費量が急増するなどのトナーの収支が多い場合には、現像装置という限られた攪拌混合空間内では補給されたトナーが十分に分散しないことがある。このため、トナーの帯電量が十分でなく、地汚れや飛散トナーにより周辺部への汚損等を招く虞がある。
【０００７】
そこで、このような不具合を解消する目的で、現像装置とは別の位置の場所に攪拌部を設け、攪拌された現像剤を搬送スクリューを用いて現像装置に供給する構成（例えば、特許文献１）、あるいは、現像部に加えて空気などの気体を利用して新規トナーを補給する構成を備えた撹拌部を循環手段によって接続し、撹拌部で現像剤の状態に応じた撹拌を行い、トナー濃度、帯電量を適切に調整した現像剤を現像部に供給する構成が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００８】
特許文献２に開示されている構成は、現像装置外部からの空気を導入して、いわゆる現像剤の循環手段内で現像剤を搬送する構成であるが、これとは別に、吸引ポンプを用いて現像装置内を負圧化して現像装置内に発生している飛散トナーを現像装置とは別の位置に設けられた回収部に向け搬送する構成も提案されている（特許文献３）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２，３に開示されているように現像装置に対して現像剤の搬送を気流搬送により行う構成では、現像装置を含めた現像剤搬送経路での空気の漏洩が問題となる。
特許文献２に開示されている構成では、搬送経路の一部が正圧になるので搬送経路に用いられる管路などの接続部や現像装置内での圧力上昇により漏洩する虞がある。空気の漏洩は、搬送経路内での所定圧力の変化を来し、現像剤の所定搬送量を確保できなくなる虞がある。
【００１０】
これに対して、特許文献３に開示されている構成では、現像装置内が負圧化傾向となるので現像装置内での圧力上昇は避けられる反面、回収部には現像剤が貯留されることになるので、その回収量が所定量となった時点で回収部の交換が必要となる。そこで、交換頻度を低くするには回収部の容積を大きくしなければならず、結果として回収部を配置するスペースの大型化により画像形成装置の大型化を招くことになる。
しかも、回収部の交換は、環境問題として着目されている現像剤のリユースができないという問題もある。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来の現像装置における問題、特に、気流搬送機構を用いる構成における問題に鑑み、空気などの気体の漏洩による搬送量の変化を防止できると共に、回収現像剤のリサイクルが可能な構成を備えた現像装置および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】
【００１２】
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部と該収容部から前記現像部に至る搬送経路を気体により現像剤を搬送する気流搬送機構が設けられている現像装置において、
前記収容部における現像剤の剤面上方には、現像剤と気体とを分離する分離部が設けられ、該分離部は、前記気流搬送機構により生起される圧力により導入された気体が外部に排出され、現像剤が自重により前記収容部に落下することができる位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
【００１３】
（２）前記分離部には、前記収容部の現像剤の剤面上部との間に連結された管路が接続され、該管路は、導入された気体の圧力を導入開始時よりも低い圧力に変化させる、少なくとも長さ及びまたは断面積に設定されていることを特徴とする（１）記載の現像装置。
【００１４】
（３）前記分離部と前記収容部との接続されている管路は、トナーの安息角以上の角度を持たせて設けられていることを特徴とする（１）または（２）に記載の現像装置。
【００１５】
（４）前記分離部は、断面形状が下向き漏斗状とされ、断面積が前記管路よりも大きくされていることを特徴とする（１）乃至（３）のうちの一つに記載の現像装置。
【００１６】
（５）前記分離部は、外周囲に形成された外部との連通部に通気可能なフィルタが設けられ、該フィルタは、排出圧力を前記気流搬送機構により生起される圧力以下に設定できる面積及びまたは個数を設定されて設けられていることを特徴とする（１）乃至（４）のうちの一つに記載の現像装置。
【００１７】
（６）前記循環部は、前記気流搬送機構により前記収容部からの現像剤が供給される現像剤供給部と、前記現像部から回収される現像剤を前記収容部に搬送する現像剤回収部とを備え、
前記現像剤供給部には、前記収容部との間に接続された連通路が設けられていることを特徴とする（１）記載の現像装置。
【００１８】
（７）前記現像剤供給部は、常時、内部空間に現像剤がほぼ満たされた状態に維持されることを特徴とする（６）記載の現像装置。
【００１９】
（８）前記分離部と前記収容部との間を接続する管路は、前記現像剤回収部から前記収容部を接続する搬送路よりも大きい断面積を有することを特徴とする（２）乃至（６）のうちに一つに記載の現像装置。
【００２０】
（９）（１）乃至（８）のうちの一つに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、収容部において過剰圧が発生した場合、気体と現像剤は分離部に向け導入され、分離部にて気体が排出され、そして現像剤は気体の排出による圧力低下によって自重により収容部に落下することで再使用に供することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、分離部と収容部との間に設けられている管路において収容部で発生した過剰圧を低下させる構成とされているので、気体と現像剤との分離を良好に行わせることで現像剤の自重落下による収容部への再回収を良好に行うことができる。
【００２３】
さらに分離部が漏斗状とされているので、過剰圧が作用した場合の体積膨張を利用した圧力低下により上述した現像剤の分離が良好に行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明実施例による現像装置が用いられる画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明実施例による現像装置の構成を説明するための模式図である。
【図３】図２に示した現像装置を対象とした現像剤の供給機構の構成を説明するための図である。
【図４】図３に示した供給機構の展開図である。
【図５】本発明の別実施例による現像装置を対象とした供給機構の構成を説明するための図３相当の図である。
【図６】図５に示した供給機構の展開図である。
【図７】図５に示した現像装置における要部変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図示実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による現像装置を用いる画像形成装置を示している。同図に示す画像形成装置は、タンデム方式によるフルカラープリンタであるが、本発明は、これに限らず、複写機やファクシミリ装置などにも適用することができる。
【００２６】
図１に示す画像形成装置は、装置本体１００内で中間転写ユニット１０に設けられている未定着像担持体としての中間転写ベルト１０Ａの下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。
【００２７】
これらの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。なお、以下の説明では、各作像部で共通する数字の符号のみを挙げて説明し、トナーの色を示すアルファベットの符号は省く。
各作像部６は、潜像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電手段２、現像装置３、クリーニング手段４等で構成されている。
感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。
感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段２の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。
【００２８】
感光体ドラム１の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成され（露光工程）、現像装置３と対向する位置に達すると、そこから供給される現像剤に含まれるトナーにより可視像処理されて現像工程が実行される。
現像工程において可視像処理されたトナー像を担持する感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト１０Ａ及び１次転写バイアスローラ５との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト１０Ａ上に転写される（１次転写工程）。
【００２９】
転写を終えて感光体１の表面は、クリーニング手段４との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後、感光体ドラム１の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。このような工程を経過することで、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
上述した作像プロセスは、モノクロ画像のみの単一画像形成時およびフルカラー画像形成時にそれぞれ行われるが、フルカラー画像形成時には、図１に示した４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいて各工程がそれぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部（光書き込み装置）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト１０Ａ上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト１０Ａ上にカラー画像が形成される。
【００３０】
４つの１次転写バイアスローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト１０Ａを感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト１０Ａは、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト１０Ａ上に重ねて１次転写される。
各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト１０Ａは、２次転写手段としての２次転写ローラ７との対向位置に達する。中間転写ベルト１０Ａ上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙Ｐ上に一括転写される。
【００３１】
装置本体１００の下部に配設された給紙部８には、転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ９により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｐはレジストローラ対１０で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対１０により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、前記のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Ｐは、定着部１１へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙Ｐは、排紙ローラ対１２により、装置本体１００の上面に形成された排紙部１００Ａへ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。なお、図１において符号１３は、中間転写ベルト１０Ａのクリーニング装置を示している。
【００３２】
図２は、本発明による一実施例において対象とする現像装置３を示しており、同図に示す現像装置３は、作像部での現像部として用いられる。
現像槽３０の内部には、縦方向に配置された２本の搬送スクリューからなる現像剤供給部材３Ａおよび現像剤回収部材３Ｂがそれぞれ配置されている現像剤供給部３０Ａおよび現像剤回収部３０Ｂが設けられている。
現像剤供給部材３Ａには、現像剤担持体である現像スリーブ３Ｃが対峙しており、現像剤供給部材３Ａから供給される現像剤がドクターブレード３Ｄにより層厚を規定されたうえで供給されるようになっている。
現像剤供給部材３Ａと現像剤回収部材３Ｂとは、回転方向が逆方向に設定されており、回転時には相対する方向に現像剤が搬送される。
現像剤供給部３０Ａおよび現像剤回収部３０Ｂは、図３に示す現像剤供給機構に示す構成において循環部に含まれる位置に配置されている。
【００３３】
図３は、現像剤供給機構の全体構成を示している。
同図において、現像装置３は、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像剤を収容可能な現像槽３０と、現像槽３０から離れた位置で現像槽３０から回収された現像剤および消費されたトナーに見合う新規トナーを撹拌混合する現像剤収容部４０と、現像剤収容部４０に向け新規トナーを補給するトナー供給部６０と、現像剤収容部４０から排出される撹拌混合後の現像剤を移送するためのロータリーフィーダ５０と、現像剤を空気などの気体（以下、便宜上、空気の場合で説明する）により現像槽３０に向け移送する、いわゆる、気流搬送機構を構成するための現像剤循環駆動源に相当する空気ポンプ５１とを主要部として備えている。図３では、現像槽３０がカートリッジ状に構成されている。なお、図３においては、便宜上、現像剤供給部材３Ａ、現像剤回収部材３Ｂを、これらの回転軸を対象として符号を付して示してある。
【００３４】
現像槽３０と現像剤収容部４０とは、現像槽３０内の現像剤回収部３０Ｂに接続されている現像剤回収流路４１およびロータリーフィーダ５０と現像槽３０内の現像剤供給部３０Ａの上部に接続された現像剤供給流路４２とで接続されて現像剤の循環路を構成し、循環路に設けられている部材を含めた循環部が構成されている。
現像槽３０に接続されている現像剤供給流路４２は、図４において説明するが、現像剤供給部材３Ａの軸方向一端、詳しくは、現像剤供給部材３Ａによる現像剤の搬送方向上流側が該当する現像剤搬送開始位置側に対峙するように接続されている。また、現像剤回収流路４１は、現像槽３０に設けられている現像剤回収部材３Ｂの軸方向で現像剤回収部材３Ｂによる現像剤の搬送方向下流側が該当する現像剤排出位置側に対応させて接続されている。
現像剤収容部４０は、上部が円筒状であって、下部が下向き円錐状のサイロのような外観を呈しており、内部には、図４において詳述する攪拌部材が設けられている。
【００３５】
現像剤収容部４０の上部には、攪拌部材の駆動部をなす駆動モータおよび減速ギヤ群（いずれも図示されず）が設けられている。
現像剤収容部４０において攪拌混合された現像剤は、供給量を調整できるパドルを内部に備えて駆動モータ５０Ａにより回転駆動されるロータリーフィーダ５０に給送され、この位置で供給量を調整される現像剤が空気ポンプ５１により生成される気流により現像槽３０に向け搬送される。
【００３６】
トナー供給部６０は、トナータンク６１と、このトナータンク６１と現像剤収容部４０との間に接続されている補給トナー搬送路６２と補給トナー搬送路６２内にて補給されたトナーを補給路内に配置されている搬送スクリュー（図示されず）を駆動する駆動モータ６３とを備えている
【００３７】
現像後の現像剤は、現像剤回収部３０Ｂに装備されている現像剤回収部材３Ｂの端部に接続されている現像剤回収流路４１（図３参照）から現像剤収容部４０に搬送される。
現像剤回収部材３Ｂによる現像剤移動方向の最下流には、図示しないトナー濃度検知手段が設置されており、その信号を基にトナータンク６１から新規トナーの補給が行われる。トナーの補給は前述したように補給トナー搬送路６２に接続されている空気ポンプ６３による気流搬送によって行われる。
【００３８】
図３に示す現像剤収容部４０は、図４に示すように、上部が円筒状で縦断面が下向き錐状をなす漏斗状の形状とされた容器４３が用いられており、最下部に位置して最も小径の排出口４００がロータリーフィーダ５０に連通している。
現像剤収容部４０の内部空間には、攪拌部材としてモータ（図示されず）から垂下している回転軸４４に一体化されて現像剤の流下方向と逆方向に現像剤を移動させる向きのスクリュー４４Ａと、回転軸４４により駆動される減速ギヤ群（図示されず）の出力ギヤと連動可能な端板４５を有する攪拌羽根４５Ａが設けられている。攪拌羽根４５Ａは、端板４５の径方向に平行する板状部材に複数のスリットが形成されて現像剤の一部を通過させながら残りの現像剤を押し動かして攪拌できる構成が用いられている。
【００３９】
容器４３の最下部に位置する排出口４００に接続されているロータリーフィーダ５０は、モータ５０Ａ（図２参照）の回転量に応じて現像剤の排出量を制御するために設けられており、モータ５０Ａの回転軸に固定されて放射状に延長された複数の羽根５０Ｂ１を有するロータリーバルブ部材５０Ｂを備えている。
【００４０】
以上のような構成を対象として、本発明実施例の特徴について説明すると次の通りである。
本発明の特徴は、気流搬送による現像剤の循環路において現像剤の搬送に用いられる空気が作用する箇所での圧力が所定圧、具体的には大気圧よりも高い過剰圧となった場合に過剰圧の空気を外部に排出できる圧力まで下げるとともに、過剰圧の空気と共に移動する現像剤を、排出により過剰圧が低下した際に移動速度が緩和されるのを利用して自重により再使用可能な箇所へ導入することにある。
【００４１】
以下、この特徴を得るための構成について説明する。
図３及び図４において現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方に位置する天板には現像剤回収流路４１とは別に、分離部２００に連通する管路２０１が接続されている。なお、図４及び後述する図７において矢印は現像剤の移動方向を示している。
【００４２】
分離部２００は、外部と連通する開口で構成された連通部２００Ａが外周の少なくとも１カ所に設けられた縦断面形状が漏斗状をなす容器が用いられている。分離部２００は、縦断面形状が漏斗状とされていることで、内部が空気の体積膨張部として用いられ、導入された空気の圧力を下げる機能を有している。
【００４３】
連通部２００Ａは、現像剤の排出を阻止して空気のみを外部に排出可能なフィルタ２０２により覆われており、連通部１０１Ａ及びフィルタ２０２は、現像剤収容部４０から管路２０１内に導入される空気の圧力が気流搬送機構において生起される圧力以下に設定できる面積及び個数を設定されている。
【００４４】
また、管路２０１は、トナーの安息角以上の角度を持たせて分離部２００と現像剤収容部４０との間に設けられていると共に、この内部を流れる空気の圧力、位置及び速度を用いたエネルギーの関係から、分離部２００内で、排出を可能にするために大気圧よりも僅かに高い圧力が得られるように、分離部２００までの距離および速度に影響する管径の何れかあるいは両方がそれぞれ決められるようになっている。
【００４５】
また、管路２０１は、現像剤収容部４０内での過剰圧の低下を促す目的で、現像剤回収部３０Ｂと現像剤収容部４０とを連通させている現像剤回収流路４１の管径よりも大きくすることが望ましい。
【００４６】
上述した構成では、空気が流れる位置として、気流搬送による現像剤供給位置である現像剤供給部３０Ａが該当しているが、現像剤供給部３０Ａは、現像剤回収部３０Ｂと搬送スクリューの軸方向一端側で接続されていることから、現像剤回収部３０Ｂと現像剤回収流路４１を介して連通されている現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方が該当している。
このため、空気の圧力が作用する箇所である現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方に過剰圧の空気及び現像剤を分離可能な分離部２００を設ける意味がある。
【００４７】
本実施例は以上のような構成であるから、気流搬送された現像剤は現像装置３の現像剤供給部３０Ａに達すると現像スリーブ３Ｃに向け供給され、現像後の現像剤は現像剤回収部３０Ｂから現像剤収容部４０に帰還する。
【００４８】
気流搬送に用いられる空気は、現像剤供給部３０Ａから現像剤回収部３０Ｂを通過して現像剤収容部４０に至るが、現像剤収容部４０が現像剤を充満させていることから現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方での圧力が上昇し、その圧力が現像装置３に作用して空気の漏洩により現像装置３から現像剤が吹き出すなどの不具合を生じる虞がある。また、空気の漏洩による現像剤の吹き出しは、循環搬送路内での現像剤の搬送量にも変化が生じる虞がある。
【００４９】
本実施例では、現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方に接続された管路２０１を介して分離部２００が設けられているので、現像剤の剤面上方空間で過剰圧力となった空気が分離部２００に向け導入される。この導入に際しては、現像剤回収流路４１よりも管路２０１の断面積が大きいことにより円滑化、つまり、抜気しやすくされる。
【００５０】
管路２０１を介して分離部２００に導入された空気及びこれに運ばれる現像剤は分離部の縦断面形状及び管路２０１の長さや断面積に設定により排出に必要な圧力まで下げられる。
圧力が排出に必要な圧力まで下げられた空気は、フィルタ２０２を通過して外部に排出される一方、空気により搬送されていた現像剤は、フィルタ２０２によって外部には排出されないで、圧力低下、換言すれば速度が低下することで自重の影響を受けやすくなり、現像剤収容部４０に向けて落下し、回収されることになる。
【００５１】
本実施例においては、分離部２００に達した現像剤は、自重により落下することで現像剤収容部４０に回収されることになるので、分離部２００に蓄積されることがない。これにより、分離部２００の交換頻度をきわめて低いものとすることができる。しかも、過剰圧を解消する際に移動する現像剤がそのまま現像剤収容部４０に回収されて再使用に供されることになるので、頻繁な現像剤の補充も抑えることが可能となる。
【００５２】
また、分離部２００と現像剤収容部４０とを接続する管路２０１がトナーの安息角以上を持たせて配置されているので、垂直方向に延長できない場合でも、現像剤の自由落下が可能であるので、分離部２００の設置位置の自由度が高められる。つまり、現像剤とトナーとでは、トナーの安息角の方が大きいので、トナーの安息角以上の傾斜があれば、現像剤は自由落下ができることが理由である。
【００５３】
さらに、過剰圧力による空気の漏洩が現像剤の吹き出しの原因となるのを防止することにより、現像剤の搬送量の変化を抑制することも可能となる。
【００５４】
次に、本発明の別実施例について説明する。
本実施例の特徴は、現像剤供給部に、現像剤収容部４０との連通部を設け、この連通部を介して気流搬送に用いられた空気を現像剤収容部４０に導入することで現像剤供給部での圧力上昇を抑制する点にある。
【００５５】
図５及び６は、本実施例を説明するための図であり、図５において、現像装置３の現像艘０の一部、具体的には、図６に示すように、現像剤供給部３０Ａには、現像剤収容部４０との間に連通路２１０が設けられている。
【００５６】
連通路２１０は、図６（Ｂ）に示すように、現像剤供給部３０Ａに配置されている現像剤供給部材３Ａのスクリュー羽根上部に開口２１０Ａが形成されており、重力により現像剤供給部３０Ａに堆積する現像剤の上方に溜まる空気を排出（以下、排気ともいう）できるようになっている。
【００５７】
ところで、本実施例では、上述した連通路２１０を設けるにあたり、連通路２１０の開口２１０Ａが設けられている位置近傍で現像剤供給部３０Ａの断面形状をこれ以外の位置と異ならせている。現像剤供給部材３０Ａの軸方向で現像剤の移動開始側に連通路２１０の開口２１０Ａが設けられ、連通路２１０の開口２１０Ａが設けられている箇所３０Ａ１の断面積がこれ以外の軸方向での箇所３０Ａ２の断面積よりも大きくされている。
【００５８】
連通路２１０が設けられている箇所以外の断面積が小さい箇所３０Ａ２は、現像剤供給部材３Ａのスクリュー羽根外周面と近接する内径を有しており、これにより現像剤が充満するようになっている。
【００５９】
このような構成においては、現像剤供給流路４２を介して現像剤の気流搬送に用いられた空気が現像剤供給部３０Ａに導入された直後に現像剤収容部４０に向けて排気されることになるので、現像剤供給部３０Ａ内での圧力上昇を抑制して現像剤の吹き出しなどを防止することができる。
【００６０】
一方、このような構成においては、現像剤供給部３０Ａからの空気が直接現像剤収容部４０内に導入されることから、現像剤収容部４０の現像剤の剤面上方空間での圧力上昇が顕著となる。
【００６１】
そこで、本実施例においても、図４に示した構成と同様に、現像剤収容部４０との間に接続された管路２０１を介して分離部２００を設けることで、気流搬送に用いられた空気が現像剤収容部４０における現像剤の剤面上方において気流搬送圧力以上に達した場合にその圧力を排出に必要な圧力に低下させることで現像剤収容部４０内の圧力上昇を抑えると共に、気流搬送に用いられた空気と共に分離部２００に移動する現像剤を現像剤収容部４０に回収することができる。
【００６２】
本実施例においては、連通路２１０を設けることで、現像槽３０の現像剤供給部３０Ａ内での圧力上昇をより効果的に抑制することが可能となる。
しかも、この構成を付加したことによる現像剤収容部４０での圧力上昇を分離部２００及び管路２０１を設けることですることができるので、現像剤の循環経路内での圧力上昇による現像剤の吹き出しなどの不具合を解消することが可能となる。
なお、上記実施例では気体の例として空気を挙げたが、本発明では、これに限るものではなく、例えば、不活性ガスなどの気体であってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
３ 現像装置
３Ａ 現像剤供給部材
３Ｂ 現像剤回収部材
３０ 現像槽
３０Ａ 現像剤供給部
３０Ａ１ 開口の近傍箇所
３０Ａ２ 開口の近傍箇所以外の箇所
３０Ｂ 現像剤回収部
４０ 現像剤収容部
４１ 現像剤回収搬流路
４２ 現像剤供給流路
２００ 分離部
２０１ 管路
２０２ フィルタ
２１０ 連通路
２１０Ａ 開口
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特許３７３４０９６号
【特許文献２】特開２００８−３５６１号公報
【特許文献３】特開２００３−２１５９１８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部と該収容部から前記現像部に至る搬送経路を気体により現像剤を搬送する気流搬送機構が設けられている現像装置において、
前記収容部における現像剤の剤面上方には、現像剤と気体とを分離する分離部が設けられ、該分離部は、前記気流搬送機構により生起される圧力により導入された気体が外部に排出され、現像剤が自重により前記収容部に落下することができる位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記分離部には、前記収容部の現像剤の剤面上部との間に連結された管路が接続され、該管路は、導入された気体の圧力を導入開始時よりも低い圧力に変化させる、少なくとも長さ及びまたは断面積に設定されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記分離部と前記収容部との接続されている管路は、トナーの安息角以上の角度を持たせて設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記分離部は、断面形状が下向き漏斗状とされ、断面積が前記管路よりも大きくされていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記分離部は、外周囲に形成された外部との連通部に通気可能なフィルタが設けられ、該フィルタは、気体の排出圧力を前記気流搬送機構により生起される圧力以下に設定できる面積及びまたは個数を設定されて設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のうちの一つに記載の現像装置。
【請求項６】
前記循環部は、前記気流搬送機構により前記収容部からの現像剤が供給される現像剤供給部と、前記現像部から回収される現像剤を前記収容部に搬送する現像剤回収部とを備え、
前記現像剤供給部には、前記収容部との間に接続された連通路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤供給部は、常時、内部空間に現像剤がほぼ満たされた状態に維持されることを特徴とする請求項６記載の現像装置。
【請求項８】
前記分離部と前記収容部との間を接続する管路は、前記現像剤回収部から前記収容部を接続する搬送路よりも大きい断面積を有することを特徴とする請求項２乃至６のうちに一つに記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちの一つに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部と該収容部から前記現像部に至る搬送経路を気体により現像剤を搬送する気流搬送機構が設けられている現像装置において、
前記収容部における現像剤の剤面上方には、現像剤と気体とを分離する分離部が設けられ、該分離部は、前記気流搬送機構により生起される圧力により導入された気体が外部に排出され、現像剤が自重により前記収容部に落下することができる位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記分離部には、前記収容部の現像剤の剤面上部との間に連結された管路が接続され、該管路は、導入された気体の圧力を導入開始時よりも低い圧力に変化させる、少なくとも長さ及びまたは断面積に設定されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記分離部と前記収容部との接続されている管路は、トナーの安息角以上の角度を持たせて設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記分離部は、断面形状が下向き漏斗状とされ、断面積が前記管路よりも大きくされていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記分離部は、外周囲に形成された外部との連通部に通気可能なフィルタが設けられ、該フィルタは、気体の排出圧力を前記気流搬送機構により生起される圧力以下に設定できる面積及びまたは個数を設定されて設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のうちの一つに記載の現像装置。
【請求項６】
前記循環部は、前記気流搬送機構により前記収容部からの現像剤が供給される現像剤供給部と、前記現像部から回収される現像剤を前記収容部に搬送する現像剤回収部とを備え、
前記現像剤供給部には、前記収容部との間に接続された連通路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤供給部は、常時、内部空間に現像剤がほぼ満たされた状態に維持されることを特徴とする請求項６記載の現像装置。
【請求項８】
前記分離部と前記収容部との間を接続する管路は、前記現像剤回収部から前記収容部を接続する搬送路よりも大きい断面積を有することを特徴とする請求項２乃至６のうちに一つに記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちの一つに記載の現像装置を用い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２０１２−１８９８１１（Ｐ２０１２−１８９８１１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３３５２（Ｐ２０１１−５３３５２）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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