JP2007079250A - 現像装置及びプロセスカートリッジ並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】常に流動性の良い状態にある現像剤を現像装置へ供給することのできる現像装置及びプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１に対向配置される現像スリーブ１７と、該現像スリーブ１７に供給するトナーが収容される現像部１２やトナーホッパ１１を有する現像装置５であり、現像部１２やトナーホッパ１１現像剤収容部に収容されたトナーに対し空気を供給してトナーの流動性を促す現像剤流動化手段を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、現像装置及びプロセスカートリッジ並びにプリンタ、複写機、ファクシミリ、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。

コンピュータやワークステーションの出力装置として、現像剤を用いて記録媒体に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置には、静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラムと、この感光体ドラムに形成された静電潜像に現像剤を供給する現像装置と、現像像を記録媒体に転写してこの記録媒体に画像を形成する画像形成部などが備えられている。

図６は、従来の現像装置を示す模式図であり、図６を参照して従来の現像装置の一例を説明する。
現像装置５１は、静電潜像が形成される感光体ドラム５２の近傍に配置されており、現像剤（トナー）を収納するホッパ部５３と、このホッパ部５３に収納された現像剤が搬送されてくる現像部５４とに大別される。

ホッパ部５３には、回転軸５５を中心にして矢印Ａ方向に回転する第１撹拌部材５６が配置されている。この第１撹拌部材５６が矢印Ａ方向に回転することにより、ホッパ部５３に収納された現像剤が撹拌されながら現像部５４に搬送される。 現像部５４には、ホッパ部５３から送られてきた現像剤５７を感光体ドラム５２に向けて撹拌しながら搬送する第２撹拌部材５８が配置されており、この第２撹拌部材５８が回転軸５９を中心にして矢印Ｂ方向に回転することにより現像剤５７が撹拌されながら搬送される。第２撹拌部材５８に搬送された現像剤５７は、矢印Ｃ方向に回転する円筒状の現像スリーブ６０に送られる。現像スリーブ６０の内部には、円柱状のマグネットローラ６１が同軸に固定されている。このマグネットローラ６１は、交互に反対の磁性を有する４つの磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｓ２，Ｎ２からなる。現像スリーブ６０は回転するが、マグネットローラ６１は回転しない。 第２撹拌部材５８によって搬送されてきた現像剤５７は、磁極Ｓ２（取り込み極）の磁力によって現像スリーブ６０の表面に付着して拘束され、現像スリーブ６０の回転に伴って磁極Ｎ１（カット極）に搬送される。カット極Ｎ１のうち、現像スリーブ６０の回転方向下流側部分の近傍には、現像剤の厚みを規制するドクターブレード６２が固定されている。このドクターブレード６２によって、現像スリーブ６０の表面に付着して搬送されてきた現像剤の高さが規制されて所定の高さになる。この所定の高さになった現像剤は、現像スリーブ６０の回転に伴って磁極Ｓ１（現像極）に搬送される。磁極Ｓ１のうち現像スリーブ６０の回転方向下流側部分に対向して感光体ドラム５２が配置されている。この磁極Ｓ１と感光体ドラム５２とに挟まれた領域は、静電潜像が現像される現像領域である。 現像スリーブ６０には、直流と交流が重畳されたバイアス電圧がバイアス電源（図示せず）によって印加されている。このバイアス電圧により、現像スリーブ６０の磁極Ｓ１部分に付着している現像剤が感光体ドラム５２の静電潜像に移動し、これにより静電潜像が現像されて現像像が形成される。 一方、磁極Ｎ１によって搬送されてきた現像剤のうちドクターブレード６２によって省かれて磁極Ｓ１に到達できなかった現像剤は、板状のブレード台６３に沿って矢印Ｄ方向に流動する流動層６４を形成する。流動層６４を形成する現像剤は磁極Ｓ２にまで流動し、この磁極Ｓ２によって再び現像スリーブ６０の表面に付着し、現像スリーブ６０の回転に伴って磁極Ｎ１に再び搬送される。

ところで、上記した流動層６４を形成している現像剤は、その流動中に均一な帯電を得られると言われている。その流動層６４の一部は第２撹拌部材５８によって掻き崩されて新しい現像剤と入れ替えが行われ、現像剤が過剰に帯電することを防止している。しかし、流動層６４が大きく成長すると流動層６４の流動が遅くなり、現像剤の循環が遅れて流動性が著しく悪くなってしまう。この結果、流動層６４を形成している現像剤は過剰な帯電や不均一な帯電となり、この状態で現像スリーブ６０に供給される。 また、過剰な帯電をした現像剤や同じ現像剤がドクターブレード６２の近傍で循環している場合、これらの現像剤に電気的・機械的ストレスが溜まって現像剤が劣化することがある。このような過剰帯電や不均一帯電した現像剤もしくは劣化した現像剤が静電潜像に供給されると、一様な画像濃度が得られないなどの画像不良が生じるという問題がある。

特開２０００−１３１９４９号公報 特開２００３−３３０２１８号公報

上記の問題を解決する手段として、例えば特許文献１に見られる現像装置が提案されている。
図７はこの現像装置５１を示す模式図である。

第２撹拌部材５８が現像スリーブ６０と同期して回転軸５９を中心に矢印Ｂ方向に回転すると、補助撹拌アーム（図示せず）も支点６５に規制されながら回転する。 この結果、２本の補助撹拌棒６６，６７が揺動し、このうち補助撹拌棒６６はドクターブレード６２の近傍（距離Ｌが例えば３．０ｍｍになる位置）であって第２撹拌部材５８の側を揺動し、この付近にトナーが滞留することを防止するものである。

しかしながら、上記したトナー収容部内の補助攪拌部材を用いても、流動性の悪い現像剤の場合、流動層の内部において現像剤がスムーズに循環しないことがある。この場合、流動層ののうち、特にドクターブレードの近傍の部分において現像剤が部分的に凝集する事があり、このため、現像スリーブに均一な量の現像剤を供給できず、画像不良が発生する恐れがある。さらに、流動性の悪い現像剤の場合、上記した補助撹拌部材を用いても、長期間にわたって現像装置を使用していると、ドクターブレードの近傍の現像剤が滞留することがある。この場合、流動層の内部の現像剤が劣化して画像不良が発生するおそれがある。

このように、特許文献１に記載の現像装置では現像剤の流動性を完全に高めることが難しく、しかも機械的に撹拌するため現像剤に無用なストレスを与えてしまうという問題がある。

次に、トナーの流動性悪化を改善する別の方法の従来例について説明する。
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、スクリュー状のオーガなどの可動部材が設けられた搬送管にトナー収容部内のトナーを通して搬送するトナー供給搬送装置を備えた画像形成装置が知られている。このトナー供給搬送装置では、可動部材と搬送管内壁との間でトナーを激しく擦って、軟化によるトナー塊を形成した、表面の外添剤をトナーから離脱させてトナーの動的な物性を変化させたりして画像に悪影響を及ぼすことがあった。近年、定着装置によるトナー像の定着温度をできるだけ低く抑える目的で、より低い温度で軟化するトナーを使用することから、該トナーに使用される樹脂特性等によりトナー塊、所謂、二次粒子が特に発生し易い傾向にある。

このような問題を回避するため、例えば、特許文献２に見られるトナー供給搬送装置が提案されている。該トナー供給搬送装置は、現像剤のトナーを現像装置やこれに付属するトナー補給タンク等のトナー収納装置へ搬送する手段として、現像部から離れた任意の位置に配置したトナー貯留手段、トナー供給手段、トナー移送手段から、コイルスクリュー等を用いずに、トナーを空気との混合気として粉体移送が可能な、一軸偏芯スクリュー（ロータ）が二条螺旋貫通孔を有する弾性体（ステータ）内を回転することにより、空隙を移動させて圧力を発生する。ここで、発生する圧力によりトナーを空気との混合気を移送するポンプ、通称モーノポンプと呼ばれるスクリューポンプを用いて搬送する技術が知られている。

この搬送技術によれば、トナー補給等に際して搬送間隔を延長できるという長所の他、装置の小型化、構成の簡易化、メンテナンス時の操作性の向上を図れる等の多くの長所を発揮させることができる。

具体的には、図８に示すように、トナーを空気との混合体として粉体移送が可能なモーノポンプ等を使用したスクリューポンプ７０のトナー移送手段では、トナーの搬送に用いられる空気がトナー入り容器７１の下部に密封状態で嵌合されるトナー吸引のためのノズル７２を介して供給される。外部の空気ポンプ７３は空気を断続的に容器内のトナー塊に与え、ノズル７２周辺部において、トナーと空気との混合体を形成せしめる。そして、流動性を高められた状態のトナーと空気との混合体が、前記のスクリューポンプ７０の吸引機能により、トナー搬送経路７４を介して現像装置５１にまで導かれる。なお、図８中、７５はトナー入り容器７１の内圧上昇を防止する等のためのフィルタである。

上記トナー供給搬送手段によれば、トナーと空気との混合体が形成され、その流動性によって、比較的、トナー収納装置に供給するための負荷が低く、また、トナー入り容器に残存し未使用状態で終わるトナーが多くなるという問題は解決されるものである。

しかしながら、このようなトナー供給搬送手段における問題点としては、ノズル近傍から供給される気体が、トナー塊の中で大きな気泡を形成し、該大きな気泡のトナー塊中での移動、破裂により、ノズル近傍のトナー塊を解すとともにトナーと空気との混合体が形成される。該混合体の流動性は比較的高いものの、容器内に既に存在していた微細なトナー粒子の凝集によって形成されたより大きな二次粒子までも解すまでに至らず、該二次粒子が現像ユニット（現像装置）まで搬送され、静電潜像の現像に供されることで忠実な画像形成が成し得ないという問題がある。この問題は最近の小粒径トナーを用いる高精細な画像形成の場合において、特に重要な問題となる。

また、トナーを吸引手段によって吸引搬送する方式においては、連休等によって画像形成装置を数日間使用しないで放置した場合に、搬送ホース内にトナーを詰まらせてトナー搬送装置によるトナー搬送ができなくなるという問題がある。これは、前回の複写操作と次回の複写操作の装置が稼動しない期間が長くなると、容器から現像ユニットにいたるまでの搬送パイプ内で滞留トナーが固定し、その後のトナー搬送が円滑に実行されないものである。

また、前記従来のトナー供給搬送手段を備えた画像形成装置は、トナーと空気からなる流動体はそれなりの流動性は有するものの、トナー入り容器と複写機のトナー収納装置との経路が長すぎたり、トナー入り容器が複写機のトナー収納装置よりも低い位置に存在すると、トナー搬送の応答性、及び搬送円滑性が低下する。このことから、トナー入り容器の配置位置が制限されるなど、複写機内の各ユニットのレイアウトも希望のものとならないことがあった。

更に、搬送ホースを詰まらせる原因について、トナー収容部内には、トナーの攪拌状態や攪拌後の経過時間によって、トナー収容部内から搬送ホース内に流入するトナーの嵩密度が変化する。嵩密度が相当に高くなったトナーは、搬送ホース内で詰まり易いという問題がある。

このため、前記特許文献２に記載の画像形成装置においては、トナー収容部内にノズルを配設するとともに、このノズルに向けて定期的に送気するブロワ等の送気手段を設けている。そして、ノズルからの空気吹き出しによってトナー収容部内のトナーを定期的に攪拌することで、トナーの嵩密度が過剰に上昇するといった事態を抑えるようになっている。

しかしながら、空気吹き出しによってトナーの嵩密度を低下させても、その後、吸引手段によるトナー吸引に伴って、トナー収容部内のトナーの嵩密度をすぐに上昇させてしまうことがある。これは、トナー収容部内のトナー吸引口の周囲に存在するトナー粒子やその周りの空気を吸引する際に、それらだけでなく、トナー吸引口から比較的離れた位置にあるトナー粒子の周りの空気も一緒に吸引してしまうためである。このような吸引により、トナー収容部内のトナー粒子間に存在する空気がトナーよりも優先的に吸引される結果、トナーの嵩密度をすぐに上昇させていた。そして、嵩密度の高いトナーを搬送ホース内に残したままで画像形成装置本体を停止させて数日間放置すると、トナー粒子間で付着力が増して大きな塊が形成されて、それが搬送ホース内に詰まってしまうという問題がある。

また、搬送ホース内でのトナーの目詰まりを抑えるべく、ノズルからの空気吹き出し頻度を高めることが試みられている。しかし、このようにしても、詰まりを良好に抑えることは困難である。これは、ノズルから吹き出された空気はトナー収容部内に均一に行き渡るわけではなく、どうしても空気の行き渡らない箇所が発生する。その結果、嵩密度が上昇したトナーが搬送ホース内に流入し、搬送ホース内で滞留したまま画像形成装置本体が数日間放置されると、大きな塊となって搬送ホース内に詰まってしまうという問題がある。

したがってトナーと空気との混合体の嵩密度をより制御し、該混合体の流動性を高めるとともに、該混合体がトナー搬送経路に長期滞留した場合でも、流動性ある状態を均一に維持でき、画像形成装置の長期使用でも、高い画質を得ることができ、かつ、画像形成装置の長期未使用後における初期の複写操作でもトナー搬送経路でのトナー搬送が円滑に実行できるトナー供給搬送装置及びその関連技術は、未だ提供されていないのが現状である。

本発明は、上記した従来の事情に鑑み、常に流動性の良い状態にある現像剤を現像装置へ供給することのできる現像装置及びプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体に対向配置される現像剤担持体と、該像担持体に供給する現像剤が収容される現像剤収容部と、を有する現像装置において、前記現像剤収容部に収容された現像剤に対し空気を供給して現像剤の流動性を促す現像剤流動化手段を設けたことを特徴とする現像装置を提案する。

なお、本発明の現像装置において、前記現像剤流動化手段が、前記現像剤収容部の底部に設けられた空気が通過可能な多孔質部材と、該多孔質部材を介して前記現像剤収容部に空気を送る送気手段とを有すると、効果的である。

さらに、本発明の現像装置において、前記多孔質部材が前記現像剤収容部の底部の長手方向ほぼ全幅に渡って設けられていると、効果的である。
さらにまた、本発明の現像装置において、前記現像剤収容部が、供給用の現像剤を貯えるホッパ部と、前記現像剤担持体に供給する直前の現像剤が収容する現像部とを有し、前記現像剤流動化手段が少なくとも前記現像部の現像剤の流動性を促すと、効果的である。

さらにまた、本発明の現像装置において、前記現像剤収容部の上部に、内部圧の上昇を防ぐためのフィルタ手段を設けると、効果的である。
また、上記の目的を達成するため、本発明は、請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置と他の少なくとも１つの画像形成手段と具備することを特徴とするプロセスカートリッジを提案する。

さらにまた、上記の目的を達成するため、本発明は、請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジを用いる画像形成装置であって、現像装置またはプロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された際、前記多孔質部材が送気手段に接続されることを特徴とする画像形成装置を提案する。

なお、本発明の画像形成装置において、請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジが装着され、前記現像剤流動化手段が画像形成装置の電源がＯＮになっている間は常時作動されると、効果的である。
さらに、本発明の画像形成装置において、請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジが装着され、前記現像剤流動化手段が新しい現像剤収納容器の装着時から所定の期間、作動されると、効果的である。

さらにまた、本発明の画像形成装置において、請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジが装着され、前記現像剤流動化手段が電源ＯＮのときであってウォームアップ待機の間、作動されると、効果的である。
さらにまた、本発明の画像形成装置において、請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジが装着され、前記現像剤流動化手段が画像形成動作の前処理がされている間、常時稼動されると、効果的である。

本発明によれば、常に流動性の良い状態にある現像剤を用いて現像することが可能となり、流動性の悪い現像剤を用いることにより生ずるブロッキングや画像不良を防止することができる。

以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略垂直断面図である。
図１において、符号１は像担持体としての感光体ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成されている。感光体ドラム１は矢印の方向に回転駆動され、そのとき、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。次に、光書込み装置３により画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビーム４による走査露光が施され、感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置５により可視像化され、可視像化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ６により、装置本体の下部に配置された給紙部より給紙され所定のタイミングで搬送された記録媒体上に転写される。

このトナー像が転写された記録媒体は定着装置８へと搬送され、永久画像として定着される。一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１表面より除去される。以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。

図２は、本発明に係る現像装置５の一実施形態を示す説明図であり、図２に示す現像装置５は１成分現像方式を採用している。
本現像装置５は、現像剤としてのトナー１０を収納する現像剤収納部としてホッパ部１１と、このホッパ部１１に収納されたトナーが搬送されてくる現像部１２とを有する。そして、ホッパ部１１は、回転軸１３を中心にして矢印Ａ方向に回転する第１撹拌部材１４、現像部１２には矢印Ｂ方向に回転する第２撹拌部材１５がそれぞれ配置されている。感光体ドラム１と対向配置される矢印Ｃ方向に回転する円筒状の現像スリーブ１７の内部には、交互に反対の磁性を有する４つの磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｓ２，Ｎ２を有する円柱状のマグネットローラ１８が同軸に固定されている。現像スリーブ１７の近傍には、現像剤の厚みを規制するドクターブレード１９が固定されている。

ここまで説明した現像装置５は、図６に示す従来の現像装置５１とほぼ同じ構成であり、よって説明の煩雑さを避けるため、各部材の詳しい説明は省略する。そして、かかる構成の現像装置では現像部１２或いはトナーホッパ１１に収容されているトナーの流動性が悪化し、それに起因して画像不良を生ずるという問題があることは先に説明した。

本発明は、かかる問題を解消すべく、次のように措置を講じている。図２に示す現像装置５は、その現像部１２の下部に収容されたトナーを流動化する空気を供給する空気供給部としての多孔質部材２０が設けられている。この多孔質部材２０は、例えば平均孔径が１０μｍ、厚みが３ｍｍの焼結ガラス体であり、現像装置５の長手方向全長にわたって設けられている。 この多孔質部材２０の下部には空気供給路２１が設けられ、この空気供給路２１は図１に示す送気手段としてエアポンプ２３に接続される。この多孔質部材２０とエアポンプ２３とにより本実施形態の現像剤流動化手段を構成している。

かかる構成を図３及び図４により詳しく説明すると、この多孔質部材２０は現像ケーシングの一部を断面コの字状に形成した樋状部２２の上部開放部を蓋うように設けられ、この樋状部２２と多孔質部材とで、空気供給路２１の一部が構成されている。この樋状部２２の長手方向の一端は、行き止まりで閉じられているが、他端には開口部２５が設けられている。この開口部２５は、現像装置５もしくは現像装置５を含むプロセスカートリッジが装置本体に装着されると、エアポンプ２３に通ずるダクト２６の開口２７に接続される。これにて、多孔質部材２０から空気の供給が可能となり、エアポンプ２３から空気を圧力０．０８ｋｇｆ／ｃｍ^２、送量１００〜３００ｍｌ／ｍｉｎ、好ましくは１００〜２００ｍｌ／ｍｉｎの範囲で送り、多孔質部材２０上部の領域をトナーと空気からなる、例えば嵩密度０．０２〜０．３／ｃｍ^２の範囲の流動体領域を形成することができる。

上記多孔質部材２０は、空気の通過が可能な微細な多孔質な部材であり、該多孔質部材２０の開口率は５〜４０％が好ましく、１０〜２０％がより好ましい。
また、一般にトナーはその粒径が３〜１５μｍの体積平均粒径のものが使用されることから、多孔質部材２０の平均開口径は０．３〜２０μｍが好ましく、５〜１５μｍがより好ましい。そして、多孔質部材２０の孔部の平均空孔径は、供給搬送対象トナーの体積平均粒径の０．１〜５倍が好ましく、０．５〜３倍がより好ましい。なお、トナー粒子１個あたりの重量は微々たる一方でエア圧は強力であるため、微粉トナーが多孔質部材２０の孔部に入り込んでも次回の噴出時に吐き出すことは可能であり、また大きなトナーが孔の排出口を塞いでも同様の原理で吹き飛ばすことが可能である。

前記多孔質部材２０の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス、樹脂粒子の焼結体、フォトエッチングされた樹脂、熱的に穿孔された樹脂等の多孔質樹脂材料；金属製の焼結体、穿孔処理された金属板状材料、網積層体、易熔融性金属糸束の周囲に電気化学的方法により金属銅を析出させて易熔融性金属糸束が貫通植設された形に作製した銅版を加熱することにより、該易熔融性金属糸部分が選択的に除去された跡の孔部分を有する選択的熔融跡孔を有する金属材料、などが挙げられる。

ところで、上記のごとく多孔質部材２０を介して現像装置に空気を供給すると、供給される空気がトナーホッパ１１内及び現像部１２内の上部に溜まり、容器内の内圧を過度に高めてしまうことが予想される。そこで、現像装置５のケースには、本実施形態では現像部１２の上部に、トナーの通過を阻止し、滞留する空気を通過せしめるフィルタ２４を備えている。このフィルタ２４を設けたことにより、現像装置５の内圧上昇を防止することができる。なお、フィルタ２４は現像装置のケースならば任意であるが、トナーと常に接している箇所であるとフィルタ２４の目詰まりを招くおそれがあるため、現像装置５のケースの上面に設けることが有利である。このフィルタ２４としては、例えば、フッ素樹脂製の連続多孔質構造体であるゴアテックス（商品名、登録商標、ジャパンゴアテックス社製）のシートで構成することができる。

図５は、本発明に係る現像装置を備えたプロセスカートリッジの実施形態を示す断面説明図である。本実施形態のプロセスカートリッジは現像装置５の他に画像形成構成部材として感光体ドラム１、帯電ローラ２、クリーニング装置７を備えているが、プロセスカートリッジは現像装置５と少なくとも１つの画像形成構成部材を備えたものであっても良い。

図５に示す現像装置５は２成分現像方式であって、像担持体である円筒状の感光体ドラム１の側方に配設されており、該感光体ドラム１に対向するように開口部３２ａが形成された現像ケーシング３２を備えている。この現像ケーシング３２には、トナー及び磁性粒子（キャリア）からなる現像剤３１を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性体からなる現像スリーブ３４が、その一部を該開口部３２ａから露出させて、図５の反時計方向に回転するように回転自在に配設されている。この現像スリーブ３４の内部には、固定磁界発生手段としての周面に複数の磁極が形成されたマグネットローラ３５が固定配置されている。

また、上記現像ケーシング３２には、その開口部３２ａに向けて上記現像スリーブ３４により担持搬送される現像剤の層厚を規制するための第１の現像剤規制部材としての第１ドクタ３６が、該現像ケーシング３２の上方側の開口部３２ａを塞ぐように配設されている。該第１ドクタ３６の端部３６ａは、該現像スリーブ３４の表面に対して略直交し、且つ、該第１ドクタ３６の端部３６ａと該現像スリーブ３４の表面とで所定の隙間（この隙間の大きさによって該現像スリーブ４により担持搬送される現像剤の層厚が決定される）を形成するように延出されている。

さらに、上記現像ケーシング３２には、上記第１ドクタ３６によって掻き落とされた現像剤を収容する現像部３７が形成されている。該現像ケーシング３２には、該現像部３７に向けて上記現像スリーブ３４により担持搬送される現像剤の量を規制するための第２の現像剤規制部材としての第２ドクタ３８が、該現像部３７に通ずるトナー補給路４１を形成するように配設されている。

また、上記現像ケーシング３２の上記感光体ドラム１と反対側の部位には、上記トナー補給路４１を通して上記現像スリーブ３４に向けて供給するトナーを収容したトナーホッパ４３が配設されている。このトナーホッパ４３には、該トナーホッパ４３内に収容されているトナーを攪拌・搬送するためのアジテータ４４が配設されている。また、このトナーホッパ４３の上記現像ケーシング３２のトナー補給路４１と対面する部位には、該アジテータ４４の回転により攪拌・搬送されるトナーを、該トナー補給路４１に向けて取り込むトナー取り込み口４０が形成されている。

この現像装置５は、アジテータ４４の回転によって上記トナーホッパ４３の内部から送り出されたトナーは、該トナーホッパ４３のトナー取り込み口４０、及び上記現像ケーシング３２のトナー補給路４１を通って、上記現像スリーブ３４に担持された現像剤に供給され、上記現像部３７へ運ばれる。該現像部３７内の現像剤３は、該現像スリーブ３４に担持搬送されることにより、上記第１ドクタ３６により所定の層厚に薄層化された後、上記感光体ドラム１の外周面と対向する位置（現像部位）に向けて搬送される。そして、該現像部位において、該現像剤中のトナーのみが、該感光体ドラム１上に予め形成された静電潜像と静電的に結合することにより、該感光体ドラム１上にトナー像が形成される。

このように構成される現像装置５においても、上記実施形態と同様に、現像部３７の底に空気供給部としての多孔質部材３０が設けられている。この多孔質部材３０は、例えば平均孔径が１０μｍ、厚みが８ｍｍの焼結ガラス体であり、現像装置５の長手方向ほぼ全長にわたって設けられている。そして、本プロセスカートリッジには多孔質部材３０の下部に図示していないエアポンプに接続された空気供給路４５が設けられている。エアポンプから空気を圧力０．０８ｋｇｆ／ｃｍ^２、送量１００〜３００ｍｌ／ｍｉｎ、好ましくは１００〜２００ｍｌ／ｍｉｎの範囲で送り、多孔質部材３０から空気の供給が可能となり、これにて多孔質部材３０上部の領域をトナーと空気からなる、例えば嵩密度０．０２〜０．３／ｃｍ^２の範囲の流動体領域を形成することができる。すなわち、現像部３７やトナーホッパ４３のトナーの流動性を高められる。なお、多孔質部材３０の形態及び材質は上記実施形態の多孔質部材２０と同様であるので、その説明を省略する。

ところで、上記のごとく多孔質部材３０を介して現像部３７に空気を供給すると、供給される空気がトナーホッパ４３内等の上部に溜まり、容器内の内圧を過度に高めてしまうことが予想される。そこで、現像装置５のケーシング３２には、本実施形態ではトナーホッパ４３の上部に、トナーの通過を阻止し、滞留する空気を通過せしめるフィルタ３１を備えている。このフィルタ３１を設けたことにより、上記実施形態と同様に現像装置５の内圧上昇を防止することができる。なお、フィルタ３１は現像装置のケースならば任意であるが、トナーと常に接している箇所であるとフィルタ３１の目詰まりを招くおそれがあるため、現像装置５のケースの上面に設けることが有利である。このフィルタ３１としては、例えば、フッ素樹脂製の連続多孔質構造体であるゴアテックス（商品名、登録商標、ジャパンゴアテックス社製）のシートで構成することができる。

このように構成された現像装置５を備えたプロセスカートリッジも現像スリーブ３４への供給する直前のトナーに対して流動化させることが画像不良の発生を抑えるのに有効であり、このため空気は少なくとも現像部３７を通るように供給することが好ましい。

次に、画像形成装置に現像装置またはプロセスカートリッジが装着されているときのトナーを流動化させるタイミング、すなわちエアポンプをＯＮするタイミングについて説明する。電源ＯＮ時は常時空気を供給、すなわち常時エアポンプをＯＮする。このように構成するとエアポンプをＯＮ・ＯＦＦするための制御をしないため構成が簡単であり、トナーも常に安定した流動性が得られる。

しかし、画像形成中にエア供給することで不具合が発生することがまったく無いとは言い難いので、画像形成動作外や画像形成動作前のメインモータ回転時に供給することが良い。そして、トナーの流動性が悪くなる条件は、回転動作が無い状態で放置された後であるので、用紙への画像形成動作が始まる前に前処理時にエアを供給することが有効である。したがって、具体的には新品のトナーカートリッジを装着したとき、朝１番等で電源ＯＮされたときの定着装置のウォームアップ時間、さらには通常印字動作の前処理時間にエア供給することが有効である。

本発明に係る画像形成装置の概略説明図である。 本発明に係る現像装置を示す断面平面図である。 多孔質部材を示す斜視図である。 多孔質部材に接続されるダクトを示す斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの実施形態を示す説明図である。 従来の現像装置の一例を示す断面説明図である。 図６の現像装置の改良例を示す断面説明図である。 従来の他の現像装置を示す断面説明図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
５ 現像装置
１０ トナー
１１、４３ トナーホッパ
１２、３７ 現像部
１７，３４ 現像スリーブ
２０、３０ 多孔質部材
２３ エアポンプ
２４、３１ フィルタ

Claims (11)

1. 像担持体に対向配置される現像剤担持体と、
   該像担持体に供給する現像剤が収容される現像剤収容部と、
   を有する現像装置において、
   前記現像剤収容部に収容された現像剤に対し空気を供給して現像剤の流動性を促す現像剤流動化手段を設けたことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤流動化手段が、前記現像剤収容部の底部に設けられた空気が通過可能な多孔質部材と、該多孔質部材を介して前記現像剤収容部に空気を送る送気手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記多孔質部材が前記現像剤収容部の底部の長手方向ほぼ全幅に渡って設けられていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤収容部が、供給用の現像剤を貯えるホッパ部と、前記現像剤担持体に供給する直前の現像剤が収容する現像部とを有し、
   前記現像剤流動化手段が少なくとも前記現像部の現像剤の流動性を促すことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 前記現像剤収容部の上部に、内部圧の上昇を防ぐためのフィルタ手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の現像装置。
6. 請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置と他の少なくとも１つの画像形成手段と具備することを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジを用いる画像形成装置であって、現像装置またはプロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された際、前記多孔質部材が送気手段に接続されることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７に記載の画像形成装置において、
   請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジが装着され、前記現像剤流動化手段が画像形成装置の電源がＯＮになっている間は常時作動されることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項７に記載の画像形成装置において、
   請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジが装着され、前記現像剤流動化手段が新しい現像剤収納容器の装着時から所定の期間、作動されることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項７に記載の画像形成装置において、
    請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジが装着され、前記現像剤流動化手段が電源ＯＮのときであってウォームアップ待機の間、作動されることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項７に記載の画像形成装置において、
    請求項１ないし５の何れかに記載の現像装置または請求項６に記載のプロセスカートリッジが装着され、前記現像剤流動化手段が画像形成動作の前処理がされている間、常時稼動されることを特徴とする画像形成装置。

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