JP2007086674A - 現像剤搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

現像剤搬送装置及び画像形成装置 Download PDF

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智之 市川
Nobuo Iwata
信夫 岩田
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純一 松本
Yasushi Takahashi
泰史 高橋
Emi Kita
恵美 北
Noriyuki Koinuma
宣之 鯉沼
Hirotaka Kato
宏隆 加藤
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Abstract

【課題】 現像剤にダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても現像剤の搬送性が低下することがない現像剤搬送装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像収容部40に収容された現像剤Gを現像剤排出口52から排出する現像剤搬送装置30であって、現像剤排出口52の近傍であって現像剤Gに埋没する位置に配設された多孔質部材72を介して現像剤収容部40の内部に気体を送入する送気手段60を備える。
【選択図】 図4

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において現像剤収容部に収容された現像剤を所定位置に移送する現像剤搬送装置とそれを備えた画像形成装置とに関し、特に、トリクル現像方式に係わる現像剤搬送装置及び画像形成装置に関するものである。
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤(添加剤等を添加する場合も含むものとする。)を収容した現像部に、適宜に新しい2成分現像剤を補給して現像剤の入替えをおこなう技術(これをトリクル現像方式という。)が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
2成分現像剤を用いた現像部は、現像部内におけるトナー消費に応じて、現像部の一部に設けられた開口から現像部内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像部内の現像剤とともに、搬送スクリュ等の撹拌部材によって撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラに供給される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その2成分現像剤中のトナーが感光体ドラムとの対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。
このように、通常の現像工程において現像部内に収容された2成分現像剤中のキャリアは消費されることなく現像部内に残るために、キャリアに経時劣化が生じてしまう。詳しくは、キャリアが現像部内で長時間かけて撹拌・混合されることでキャリアのコーティング層が磨耗又は剥離してキャリアの帯電能力が低下する「膜削れ現象」や、キャリアの表面にトナーの成分や添加剤が付着してキャリアの帯電能力が低下する「スペント現象」が生じてしまう。
トリクル現像方式は、このようなキャリアの経時劣化による出力画像の画質低下を防止するためのものである。すなわち、現像部内に新しい2成分現像剤(又は新しいキャリア)を適宜に補給するとともに、現像部内に収容された2成分現像剤の一部を適宜に現像部外に排出することで、現像部内の劣化キャリアを減じて現像部内に収容された現像剤の量と帯電能力とを維持するものである。
このようなトリクル現像方式を用いた画像形成装置は、キャリアの経時劣化が生じるごとに現像部や現像剤を新品のものに交換する必要のある装置に比べて、経時においても出力画像の画質が安定化することになる。
一方、特許文献1等には、トリクル現像方式を用いた画像形成装置であって、新品現像剤の搬送元となる現像剤容器から搬送先となる現像部に至る搬送経路にコイルスクリュ(搬送スクリュ)を設置する技術が開示されている。詳しくは、離間している搬送元と搬送先とを結ぶ中空パイプの内部にコイルスクリュを設置して、コイルスクリュによる機械的な搬送力によって現像剤の搬送をおこなっている。
他方、特許文献2等には、トナー収容器に収容されたトナーを、スクリューポンプ(モーノポンプ)を用いて現像部に搬送するトナー搬送装置が開示されている。
詳しくは、画像形成装置本体には、トナー収容器が着脱自在に設置される。装置本体に設置されたトナー収容器は、トナー排出口を有するノズルを介してチューブに連通する。チューブの一端には、スクリューポンプが接続されている。スクリューポンプは、ロータ、ステータ、吸引口、ユニバーサルジョイント、モータ、等で構成される。そして、モータによってステータ内のロータを所定方向に回転駆動させることでチューブ内に負圧(吸引圧力)を発生させて、トナー収容器に収容されたトナーがトナー排出口から排出されてチューブ内を空気とともに移動することになる。チューブ内を移動したトナーは、スクリューポンプの吸引口から吸引された後に、ステータとロータとの隙間に送入されてロータの回転に沿って他端側に送出される。送出されたトナーは、スクリューポンプの送出口から排出されて、現像部内に補給される。
このようなトナー搬送装置は、トナーの搬送元となるトナー収容器と、トナーの搬送先となる現像部と、の間のトナー搬送経路をフレキシブルなチューブで形成するために、画像形成装置全体のレイアウトの自由度が向上することが知られている。すなわち、スクリューポンプを用いたトナー搬送装置は、フレキシブルなチューブ内から空気を送出してチューブ内に圧力(負圧又は正圧である。)を発生させてトナーを搬送するものであるために、トナー収容器、現像部(現像装置)、トナー搬送経路のレイアウトを比較的自由に設定することができて、画像形成装置を小型化することができる。
さらに、特許文献2等には、トナー収容器内に挿脱自在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空気を送入するエアーポンプを設置する技術が開示されている。この技術は、エアーポンプによってノズルを介してトナー収容器内に空気を送入することで、トナー収容器に収容されたトナーを定期的に撹拌して、トナーの嵩密度が過剰に上昇するのを抑止することを目的としている。
特開2001−194860号公報 特開2003−330218号公報
上述した特許文献1等の技術は、現像剤の搬送元と搬送先とがある程度離間している場合であっても、コイルスクリュの機械的搬送力によって現像剤を搬送することができる。しかし、コイルスクリュを用いる場合、重力に逆らった搬送経路(低位置から高位置への垂直経路又は傾斜経路である。)や、複雑に屈曲した搬送経路を形成するのが難しかった。すなわち、コイルスクリュを用いた現像剤搬送装置は、レイアウト上の制約が多かった。
さらに、コイルスクリュを用いて現像剤を搬送する場合、現像剤がコイルスクリュによって機械的ストレスを受けるために、新品の現像剤(キャリア)でありながら上述の「膜削れ現象」が生じる可能性もあった。
このような問題を解決するために、特許文献2等の技術を応用して、コイルスクリュを用いることなく、エアーポンプやスクリューポンプ等のポンプを用いて、トナーとキャリアとが混合された現像剤を気体(空気)とともに搬送する方策が考えられる。しかし、その場合であっても、現像剤の搬送元と搬送先とを結ぶ搬送管(搬送経路)中に現像剤を停滞させることなくスムーズに搬送することが必要になる。
ポンプを用いて現像剤を搬送する場合は、キャリアの比重がトナーの比重に対して大きいために、搬送時にトナーとキャリアとが分離しやすくなってしまう。トナーとキャリアとの割合(トナー濃度)を一定に維持できないまま現像剤を現像部に向けて搬送してしまうと、画像濃度等の画像品質が安定しなくなってしまう。
また、現像剤はトナーに比べて流動性が低いために、経時において現像剤収容部に収容された現像剤の嵩密度が過剰に上昇した場合に、現像剤搬送装置による現像剤の搬送性が大きく低下してしまう可能性が高い。特に、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合には、そのような現象が顕著になることが予想される。
このような問題を解決するために、エアーポンプによってノズルを介して現像剤収容部内に空気を定期的に送入して、現像剤収容部に収容された現像剤を定期的に撹拌する方策も考えられる。
しかし、空気を定期的に送入することによって現像剤収容部内の現像剤の嵩密度を一時的に低下させても、その後にスクリューポンプによる現像剤の吸引がおこなわれることで、現像剤収容部内の現像剤の嵩密度が再び上昇してしまう可能性が高い。
これは、現像剤収容部における現像剤排出口の周囲に存在する現像剤やその周りの空気を吸引する際に、それらだけではなく、現像剤排出口から比較的離れた位置にある現像剤の周りの空気も一緒に吸引してしまうためである。すなわち、現像剤収容部内の現像剤間に存在する空気が、現像剤よりも優先的にスクリューポンプによって吸引されるために、現像剤収容部における現像剤の嵩密度が短時間で上昇してしまう可能性が高い。
そして、嵩密度の高い現像剤が搬送管内に残留したままで画像形成装置が長期間放置されると、現像剤間の付着力が増加して現像剤の大きな塊が形成されて、それが搬送管内に詰まって現像剤搬送性を低下させてしまう。そして、現像剤搬送装置における現像剤搬送性が低下すると、現像部内への現像剤補給量が低下して、出力画像上の画像濃度も低下してしまう。
このような搬送管内の現像剤の目詰まりを抑止するために、ノズルから現像剤収容部へ空気を送入する頻度を高めたり、送入する空気量を増加したりする方策も考えられる。しかし、ノズルから送入された空気は現像剤収容部内に均一に行き渡るわけではなくて、空気の行き渡らない箇所が発生してしまう。そのため、やはり嵩密度が上昇した現像剤が搬送管内に流入してしまい、搬送管内の現像剤の目詰まりが生じてしまうことになる。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像剤にダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても現像剤の搬送性が低下することがない現像剤搬送装置及び画像形成装置を提供することにある。
この発明の請求項1記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、現像収容部に収容されたトナー及びキャリアからなる現像剤を現像剤排出口から排出する現像剤搬送装置であって、前記現像剤排出口の近傍であって前記現像剤に埋没する位置に配設された多孔質部材を介して前記現像剤収容部の内部に気体を送入する送気手段を備えたものである。
また、請求項2記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記多孔質部材は、その開口率が5〜40%になるように形成されたものである。
また、請求項3記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記多孔質部材は、その平均開口径が0.3〜20μmになるように形成されたものである。
また、請求項4記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記多孔質部材は、その孔部の平均空孔径が前記トナーの体積平均粒径の0.1〜5倍の大きさになるように形成されたものである。
また、請求項5記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記多孔質部材は、前記現像剤排出口の周囲を囲む前記現像剤収容部の壁面に配設されたものである。
また、請求項6記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項4に記載の発明において、前記多孔質部材は、前記現像剤収容部の底面に配設されたものである。
また、請求項7記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記送気手段を、チューブを介して前記多孔質部材に接続されたエアーポンプとしたものである。
また、請求項8記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項7に記載の発明において、前記現像剤排出口は、前記現像剤収容部に挿脱自在に設置されるノズルに具備され、前記エアーポンプは、前記ノズル内にも気体を送入するように構成されたものである。
また、請求項9記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項8のいずれかに記載の発明において、前記現像剤排出口から排出されたトナーを気体とともに移送する搬送管と、前記搬送管に対して前記気体を送出又は送入するポンプと、を備えたものである。
また、請求項10記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項9に記載の発明において、前記ポンプを、前記搬送管から前記気体を送出するスクリューポンプとしたものである。
また、請求項11記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項10に記載の発明において、前記現像剤収容部は、前記スクリューポンプのトナー送出口側に配設されるとともに、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部に連通するように配設されたものである。
また、請求項12記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項11のいずれかに記載の発明において、前記現像剤収容部を、画像形成装置本体の内部又は外部に設置される現像剤容器としたものである。
また、請求項13記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項12のいずれかに記載の発明において、前記現像剤収容部は、その内部の気圧を減ずる減圧手段を備えたものである。
また、請求項14記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項13に記載の発明において、前記減圧手段は、前記現像剤収容部内の気体を外部に排出するために当該現像剤収容部に配設された排気口と、前記排気口を覆うフィルタと、を備えたものである。
また、請求項15記載の発明にかかる現像剤搬送装置は、前記請求項1〜請求項14のいずれかに記載の発明において、前記現像剤収容部に収容された前記現像剤は、前記トナーに対する前記キャリアの重量比が10〜30重量%になるように形成されたものである。
また、この発明の請求項16記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項15のいずれかに記載の現像剤搬送装置を備えたものである。
また、請求項17記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項16に記載の発明において、現像剤が収容されるとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像部を備え、前記現像部は、内部に収容された前記現像剤の一部を排出する排出手段を備えたものである。
また、請求項18記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項17に記載の発明において、前記現像剤搬送装置は、前記現像部に向けて現像剤を搬送するように構成されたものである。
また、請求項19記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項17又は請求項18に記載の発明において、前記現像剤搬送装置は、前記排出手段によって排出された現像剤を搬送するように構成されたものである。
本発明は、現像剤排出口の近傍であって現像剤に埋没する位置に多孔質部材を設置して、その多孔質部材を介して現像剤収容部内に気体を送入している。これによって、現像剤にダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても現像剤の搬送性が低下することがない現像剤搬送装置及び画像形成装置を提供することができる。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態1.
図1〜図4にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す全体構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図であり、図3はその現像剤搬送経路を示す概略図であり、図4は現像剤搬送装置を示す構成図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の上方にある現像剤容器保持部50には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つの現像剤容器40Y、40M、40C、40Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。
現像剤容器保持部50の下方には中間転写ユニット15が配設されている。その中間転写ユニット15の中間転写ベルト8に対向するように、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。
図2を参照して、イエローに対応した作像部6Yは、感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配設された帯電部4Y、現像装置5Y(現像部)、クリーニング部2Y、除電部(不図示である。)等で構成されている。そして、感光体ドラム1Y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)がおこなわれて、感光体ドラム1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明をおこなうことにする。
図2を参照して、感光体ドラム1Yは、不図示の駆動モータによって図2中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光装置7(図1を参照できる。)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、現像装置5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び第1転写バイアスローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング部2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによって機械的に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様におこなわれる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部7から、画像情報に基いたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光部7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
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8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
ここで、図1を参照して、中間転写ユニット15は、中間転写ベルト8、4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9K、2次転写バックアップローラ12、クリーニングバックアップローラ13、テンションローラ14、中間転写クリーニング部10、等で構成される。中間転写ベルト8は、3つのローラ12〜14によって張架・支持されるとともに、1つのローラ12の回転駆動によって図1中の矢印方向に無端移動される。
4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8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。そして、1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9K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8上に重ねて1次転写される。
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8は、2次転写ローラ19との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ12が、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材P上に転写される。このとき、中間転写ベルト8には、被転写材Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング部10の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
ここで、2次転写ニップの位置に搬送された被転写材Pは、装置本体100の下方に配設された給紙部26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の被転写材Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
レジストローラ対28に搬送された被転写材Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、被転写材Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、被転写材P上に、所望のカラー画像が転写される。
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Pは、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、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が被転写材P上に定着される。
その後、被転写材Pは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
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。
次に、図2にて、作像部における現像装置(現像部)の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ501Y、現像ローラ501Yに対向するドクターブレード502Y、現像剤収容部503Y、504Y内に配設された2つの搬送スクリュ505Y、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ506Y、排出手段としての現像剤吐出口511Y、等で構成される。現像ローラ501Yは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部503Y、504Y内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤Gが収容されている。現像剤収容部504Yは、その上方に形成された開口510Yを介して現像剤搬送装置に連通している。
このように構成された現像装置5Yは、次のように動作する。
現像ローラ501Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ501Y上に担持された現像剤Gは、スリーブの回転にともない現像ローラ501Y上を移動する。
ここで、現像装置5Y内の現像剤Gは、現像剤中のトナーの割合が所定の範囲内(トナー濃度が1.5〜5.0重量%である。)になるように調整される。詳しくは、現像装置5Y内のトナー消費に応じて、現像剤容器40Yに収容されている現像剤G(トナー濃度が10〜30重量%程度に設定されている。)が、現像剤搬送装置30を介して現像剤収容部504Y内に補給される。なお、現像剤搬送装置30及び現像剤容器40の構成・動作については、後で詳しく説明する。
その後、現像剤収容部504Y内に補給された新品現像剤は、2つの搬送スクリュ505Yによって、既設の現像剤Gとともに混合・撹拌されながら、2つの現像剤収容部503Y、504Yを循環する(図2の紙面垂直方向の移動である。)。そして、現像剤G中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ501Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ501Y上に担持される。
現像ローラ501Y上に担持された現像剤Gは、図2中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード502Yの位置に達する。そして、現像ローラ501Y上の現像剤Gは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ501Y上に残った現像剤Gはスリーブの回転にともない現像剤収容部503Yの上方に達して、この位置で現像ローラ501Yから離脱される。
図3を参照して、現像剤収容部としての現像剤容器40Yが装置本体の現像剤容器保持部にセットされると、現像剤容器40Yにノズル51(中継部材)が接続される(図4を参照できる。)。そして、現像剤容器40Y内に収容された現像剤Gが、現像剤搬送装置30によって、現像装置5Y内に搬送されることになる。
なお、装置本体100の現像剤容器保持部50に設置された各現像剤容器40Y、40M、40C、40K内の現像剤は、各色の現像装置内のトナー消費に応じて、トナー色ごとに設けられた現像剤搬送装置30によってそれぞれの現像剤搬送経路を経て適宜に各現像装置内に補給される。4つの現像剤搬送経路(現像剤搬送装置)は、搬送されるトナー(現像剤)の色が異なる以外はほぼ同一構造である。
さらに、本実施の形態1における現像装置5Yは、トリクル現像方式が用いられている。
図2及び図3に示すように、本実施の形態1における画像形成装置には、現像装置5Y内に収容された現像剤Gの一部を現像装置5Y外に排出する排出手段としての現像剤吐出口511Yが設けられている。
詳しくは、現像剤収容部504Yにおける壁面の上端近傍には、排出手段としての現像剤吐出口511Yが設けられている。
そして、現像剤容器40Yから現像剤搬送装置30を介して現像装置5Y内に新品現像剤Gが補給されて現像装置5Y内の現像剤量が所定量を超えると、過剰になった現像剤Gが現像剤吐出口511Yから現像装置5Y外に排出される(オーバーフロー法である。)。現像剤吐出口511Yから排出された現像剤Gは、現像剤回収経路85を経由して現像剤回収部86まで搬送される。
このように、新品現像剤G(新品キャリア)の補給にともない現像剤面が上昇して、現像剤吐出口511Yの高さを超えた現像剤Gが現像装置5Y外に排出されるので、現像装置5Y内の現像剤面(現像剤量)は常に一定に保たれることになる。
すなわち、本実施の形態1では、現像装置5Y内に新品現像剤(新品キャリア)を適宜に補給するとともに、現像装置5Y内に収容された現像剤の一部を適宜に現像装置5Y外に排出しているので、現像装置5Y内の劣化キャリアを減じて現像装置5Y内に収容された現像剤の量と帯電能力とを維持することができる。
なお、本実施の形態1では、現像装置5Yから現像剤を排出する排出手段としてオーバーフロー法を用いたが、現像剤吐出口に開閉自在なシャッタを設けて、シャッタの開閉によって現像剤の排出をおこなうこともできる。
次に、図3及び図4にて、現像剤容器40内のトナーを現像装置5Yに導く、現像剤搬送装置40について詳述する。
なお、図4では、現像剤容器及び現像装置における符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を省略して図示する。
図4に示すように、現像剤搬送装置30は、スクリューポンプ32〜38、搬送管としてのチューブ31、中継部材としてのノズル51、エアーポンプ60、等で構成されている。
本実施の形態1におけるスクリューポンプは、ロータ34及びステータ33を備えた吸引型ポンプであって、ロータ34を作動することにより吸引口36に吸引力を発生させる(チューブ31内から空気を送出して負圧を発生させる。)。
スクリューポンプ主部32は、ステータ33とロータ34とで構成される。ステータ33は、ゴム等の弾性材料からなる雌ねじ状部材であって、その内部にはダブルピッチの螺旋溝が形成されている。ロータ34は、金属や樹脂等からなる雄ねじ状部材であって、ステータ33内に回動自在に嵌挿されている。ロータ34は、駆動軸37にスプリングピン38を介して連結されていて、駆動軸37が回転されることによって回転駆動される。ここで、駆動軸37による回転運動は偏心運動であることから、スクリューポンプを一軸偏心スクリューポンプとも呼ぶ。ロータ34が回転することによって、吸引口36には吸引圧力が発生して、吸引口36から吸い込んだ現像剤が駆動軸37の方向(現像剤収容部39である。)へ吐出されることになる。
搬送管としてのチューブ31は、柔軟性と耐トナー性とに優れた材料からなり、その内径が2〜8mmになるように形成されている。チューブ31の材料としては、ポリウレタン、ニトリル、EPDM、シリコン等のゴム材料や、エラストマー樹脂を用いることができる。
このようなフレキシブルなチューブ31を用いることで、現像剤搬送経路のレイアウトの自由度が増して、画像形成装置が小型化される。また、本実施の形態1における現像剤搬送装置30は、スクリューポンプによってチューブ31内に圧力を発生させることによって現像剤を移送するものであるために、現像剤容器40を現像装置5よりも低い位置に配設することもできる。
チューブ31は、その一端がスクリューポンプの吸引口36に接続され、他端がノズル51に接続されている。ノズル51には現像剤収容部としての現像剤容器40が着脱可能に設置される。そして、現像剤容器40内の現像剤Gが、ノズル51の先端に設けられた現像剤排出口52を介して、チューブ31内に移送されることになる。
ノズル51には、多孔質管70を介してエアーポンプ60が接続されている。詳しくは、ノズル51の多孔質管70には、チューブ71、電磁弁61、チューブ63を介して、エアーポンプ60が接続されている。多孔質管70は、多孔質焼結ガラス等の多孔質材料で構成されている。多孔質材料としては、トナーの平均体積粒径よりも小さな細孔、例えば、平均孔径が10μm程度のガラス製、金属製、樹脂製の焼結多孔質板やメッシュを用いることができる。
このような構成によって電磁弁61の開閉制御によってエアーポンプ60からノズル51内に空気が供給されて、ノズル51内における現像剤搬送性が高められることになる。
なお、エアーポンプ60は、チューブ63、電磁弁61、チューブ73を介して、多孔質部材72に対して着脱自在に接続される。そして、電磁弁61の開閉制御によってエアーポンプ60から多孔質部材72を介して現像剤容器40内に空気が供給されて、現像剤容器40内の現像剤排出口52近傍における現像剤の流動性が高められることになる。これについては、後で詳しく説明する。
また、ノズル51の搬送経路53中には、現像剤容器40内の現像剤Gの残量を検知する残量検知手段80〜82(エンド検知手段)が設けられている。残量検知手段は、発光素子80、受光素子81、ガラス管82等で構成される。搬送経路53内に現像剤がある場合には、現像剤がない場合に比べて、受光素子81の受光量が多くなるために、搬送経路53内の現像剤の有無を検知することができる。
以下、ノズル51(画像形成装置本体100)に着脱される現像剤容器40について詳述する。
図4を参照して、現像剤容器40は、装置本体100の現像剤容器保持部50に保持される。現像剤容器40は、袋状の容器主部42と、口金部材43を備えた保護ケース41と、で構成される。容器主部42は、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂材料又は紙からなるフレキシブルなシート材(厚さが50〜250μm程度であって、単層構造又は複層構造である。)を折り込んで(又は、4枚を溶着して)、気密性を保持して袋状に形成したものである。保護ケース41は、剛性を有する紙、段ボールやプラスチック等の材料で形成され、容器主部42の周囲を覆うとともに、一部に口金部材43が一体的に設置されている。
口金部材43は、袋状の容器主部42の口部に熱溶着(又は接着)されている。口金部材43は、樹脂、紙等からなるケース44、発泡ポリウレタン等からなるシール45、シャッタ46、スプリング47、シャッタケース48、等からなる。一方、装置本体側のノズル51は、先端部に現像剤排出口52(開口)が形成され、軸芯部に搬送経路53(現像剤排出路)が形成されている。
そして、現像剤収容部としての現像剤容器40が現像剤容器保持部50にセットされると(現像剤容器を装着するときである。)、ノズル51が口金部材43のシャッタ46を押し上げて現像剤容器40内に挿入される(図4の状態である。)。これによって、容器主部42とノズル51の搬送経路53とが現像剤排出口52を介して連通する。このとき、シール45がノズル51に密着して、現像剤容器40からの現像剤の漏出を防止する。
これに対して、現像剤容器40が現像剤容器保持部50の上方に引き抜かれると(現像剤容器を取出するときである。)、スプリング47の付勢力によってシャッタ46がシール45の位置まで押し戻される。これによって、容器主部42と搬送経路53との連通が遮断される。このとき、シール45がシャッタ46に密着して、現像剤容器40からの現像剤の漏出を防止する。
このような現像剤容器40の着脱動作は、既設の現像剤容器40内の現像剤がすべて消費されて(残量がゼロになって)、既設の現像剤容器40を新品のものに交換するときにおこなわれる。なお、本実施の形態1における現像剤容器40は、フレキシブルであって減容して折り畳むことが可能であるために、運搬時や保管時における取扱性を向上させることができるとともに、収納スペースが低減されて回収物流コストを低廉化することができる。
ここで、本実施の形態1では、現像剤収容部としての現像剤容器40の傾斜壁面に多孔質部材72が設けられている。多孔質部材72は、現像剤容器40がセットされた状態で、現像剤排出口52の近傍であって現像剤容器40内に収容された現像剤に埋没する位置(現像剤排出口52の周囲を囲む現像剤容器40の傾斜壁面である。)に配設されている。ここで、現像剤排出口52の周囲を囲む現像剤容器40の壁面は、現像剤容器40内の現像剤を現像剤排出口52に向けて効率的に滑落させるためのものであって、その構造としてロート構造、逆裁頭円錐型構造、円錐、楕円錐、三角錐等を逆にした構造、少なくとも一面が傾斜壁面となっている多面側壁を有する多角構造、等を用いることができる。
また、多孔質部材72は、現像剤容器40がセットされた状態で、チューブ73、電磁弁61、チューブ63を介して送気手段としてのエアーポンプ60に接続されるように構成されている。多孔質部材72は、空気を通す微細な多孔質材料からなり、その開口率が5〜40%(好ましくは10〜20%である。)になるように形成され、その平均開口径が0.3〜20μm(好ましくは、5〜15μmである。)になるように形成され、その孔部の平均空孔径が前記トナーの体積平均粒径の0.1〜5倍(好ましくは、0.5〜3倍である。)の大きさになるように形成されている。多孔質材料としては、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、等を用いることができる。
このように構成された多孔質部材72を介して現像剤排出口52の近傍に空気を送入することで、多孔質部材72からの現像剤の漏出(特にトナーの漏出である。)を抑止しつつ、現像剤排出口52近傍の現像剤の嵩密度を恒常的に低下させることができる。また、現像剤容器40内に収容されている現像剤のうち、底面側にあるものから順番に流動化されて現像剤排出口52から排出されることになる。これによって、現像剤容器40の底面に現像剤を長期間堆積させる不具合が回避される。
また、本実施の形態1では、現像剤容器40の上部に排気口が形成され、その排気口にはフィルタ49(通気性フィルタ)が覆設されている。これにより、送気手段としてのエアーポンプ60によって多孔質部材72を介して現像剤容器40内に空気が送入されても、現像剤容器40から外部への現像剤漏出(トナー漏出)を抑止しつつ、現像剤容器40内の内圧が上昇するのを抑止することができる。すなわち、現像剤容器40の上部に形成された排気口が現像剤容器40内の気圧を減ずる減圧手段として機能することになる。なお、フィルタ49としては、フッ素樹脂製の連続多孔質構造体である「ゴアテックス(登録商標)」(ジャパンゴアテックス社製)等を用いることができる。
以上のように構成された現像剤搬送装置30及び現像剤容器40は、次のように動作することになる。
スクリューポンプ30が作動すると、現像剤容器40内の現像剤Gは、ノズル51、チューブ31(搬送管)を介して、スクリューポンプの吸引口36まで搬送される。ここで、容器主部42からノズル51、チューブ31を介してスクリューポンプに至る現像剤搬送路は密閉されているために、スクリューポンプが作動して発生した吸引力がチューブ31、ノズル51を介して容器主部42内の現像剤排出口52近傍の現像剤に伝達されて、現像剤の移送が可能となる。
このとき、送気手段としてのエアーポンプ60から多孔質部材72を介して、容器主部42内の現像剤排出口52近傍の現像剤中に空気が供給され続ける。多孔質部材72を介して現像剤容器40内に送入された空気は、多孔質部材72に存在する無数の微細孔に進入した後に多方向に分岐する。そして、これら無数の微細孔内を通過して多孔質部材72から送出された気体は、無数に分岐した気泡のような状態で現像剤排出口52近傍の現像剤と混合されることになる。このようにして形成された現像剤と空気とからなる混合体は、嵩密度が低く非常に高い流動性を有するために、現像剤排出口52から現像装置5に至る現像剤搬送性(現像剤排出性)が向上することになる。
具体的に、エアーポンプ60によって現像剤排出口52(開口径が5mmである。)近傍に送入される空気の送量は100〜500ml/分(好ましくは、100〜300ml/分である。)に設定されている。
また、エアーポンプ60から多孔質管70を介して、ノズル51内に空気が供給される。多孔質管70を介してノズル51内に送入された空気は、多孔質管70に存在する無数の微細孔に進入した後に多方向に分岐する。そして、これら無数の微細孔内を通過して多孔質管70から送出された気体は、無数に分岐した気泡のような状態でノズル51内の現像剤と混合されることになる。このようにして形成された現像剤と空気とからなる混合体は、嵩密度が低く非常に高い流動性を有するために、ノズル51内における現像剤搬送性が向上することになる。
このように、本実施の形態1では、現像剤容器40の多孔質部材72とノズル51の多孔質管70との両方に空気が送入されるために、現像剤容器40内の現像剤を流動化しながらノズル51内に流入させるとともに、ノズル51内に流入した現像剤を多孔質管70の位置でさらに流動化していることになる。したがって、チューブ31内での現像剤の詰まりを確実に抑止することができる。
なお、本実施の形態1では、上述したエアーポンプ60による2つの空気供給制御が、スクリューポンプ30の稼動中に常時おこなわれているが、所定時間ごとにおこなうこともできる。
また、現像剤容器40の上方には排気口及びフィルタ49が設置されていて、エアーポンプ60による空気供給によって容器主部42内が正圧に上昇するのが抑止される。
その後、図3を参照して、チューブ31を介してスクリューポンプの吸引口36まで移送された現像剤は、ステータ33とロータ34との隙間に送入されてロータ34の回転に沿って他端側(駆動軸側37である。)に送出される。送出された現像剤は、スクリューポンプの現像剤送出口側下方に設置された現像剤収容部39(第2の現像剤収容部)内に排出される。その後、現像剤収容部39に排出されて貯蔵された現像剤は、ノズル95に設けられた現像剤排出口96から排出されて、開口510Yを介して現像装置5Y内に補給される。
なお、現像剤搬送装置30による現像装置5Yへの現像剤補給は、現像装置5Yに設置された濃度検知センサ506Yのセンサ出力に応じておこなわれる。詳しくは、濃度検知センサ506Yが現像剤中のトナー濃度が低いものと検知した場合には、補給信号が発信されて、スクリューポンプがセンサ出力に応じて必要な時間だけ駆動される。
ここで、本実施の形態1では、スクリューポンプの現像剤送出口側に設置された現像剤収容部39(第2の現像剤収容部)の現像剤排出口96近傍にも、送気手段としてのエアーポンプ90によって空気(気体)が送入される。
詳しくは、ロート状に形成された現像剤収容部39の底面には、多孔質部材98が設置されている。この多孔質部材98は、先に説明した現像剤容器40の多孔質部材72と同じ材料で形成されている。多孔質部材98は、チューブ91を介して、送気手段としてのエアーポンプ90に接続されている。
そして、エアーポンプ90から多孔質部材98を介して、現像剤収容部39内の現像剤排出口96近傍の現像剤中に空気が供給される。このようにして現像剤排出口96近傍に形成された現像剤と空気とからなる混合体は、嵩密度が低く非常に高い流動性を有するために、現像剤排出口96からの現像剤搬送性(現像剤排出性)が向上することになる。また、現像剤収容部39内に収容されている現像剤のうち、底面側にあるものから順番に流動化されて現像剤排出口96から排出されることになる。これによって、現像剤収容部39の底面に現像剤を長期間堆積させる不具合が回避される。
なお、本実施の形態1において、現像剤容器40に収容された現像剤Gは、トナーに対するキャリアの重量比が10〜30重量%になるように形成されている。
トナーに対するキャリアの重量比が30重量%より大きい場合には、キャリアの比重が大きいために、空気を送入しても現像剤排出口52近傍における現像剤の流動性を充分に向上させることが難しくなってしまう。これに対して、トナーに対するキャリアの重量比が10重量%より小さい場合には、現像装置5内における現像剤の入れ替えが不充分になるために、現像装置5内に劣化した現像剤が残留して、現像装置5外にトナー飛散が生じたり、出力画像上に地肌汚れが生じたりしてしまう。すなわち、現像剤容器40に収容された現像剤Gを、トナーに対するキャリアの重量比が10〜30重量%になるように形成することで、現像装置5内における現像剤の入れ替えが充分におこなわれるとともに、現像剤搬送装置における現像剤搬送性を良好に維持することができる。
以上説明したように、本実施の形態1においては、現像剤排出口52、96の近傍であって現像剤Gに埋没する位置に多孔質部材72、98を設置して、その多孔質部材72、98を介して現像剤収容部40、39内に空気を送入している。これによって、現像剤Gにダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても現像剤の搬送性が低下することがない現像剤搬送装置を提供することができる。
なお、本実施の形態1では、現像剤容器40に収容された現像剤を現像装置5に搬送する現像剤搬送装置30に対して、本発明を適用した。これに対して、現像剤吐出口511Y(排出手段)から排出された現像剤Gを現像剤回収部86まで搬送する現像剤搬送装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。そして、その場合にも、現像剤収容部における現像剤排出口の近傍であって現像剤に埋没する位置に多孔質部材を設置して、その多孔質部材を介して現像剤収容部内に空気を送入することで、比較的レイアウトの自由度が高く、現像剤搬送装置におけるトナー搬送性が低下するのを抑止することができる。
さらには、スクリューポンプを備えた現像剤搬送装置ではなく、別種類のポンプを備えた現像剤搬送装置であっても、本発明を適用することができる。
また、本実施の形態1では、多孔質管70を介してノズル51内に空気を送入して、ノズル51内における現像剤の搬送性を向上させた。これに対して、搬送管としてのチューブ31に単数又は複数の多孔質管を設置して、その多孔質管を介してチューブ31内に空気を送入することもできる。その場合にも、チューブ31内における現像剤の搬送性を向上させることができる。
実施の形態2.
図5にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図5は、実施の形態2における現像剤搬送装置30の一部を示す構成図である。本実施の形態2における現像剤搬送装置は、現像剤収容部40の底面に設置された多孔質部材72を介して現像剤収容部40内に気体を送入する点と、現像剤容器40の傾斜壁面にフィルタ49が設置されている点と、が前記実施の形態1のものとは相違する。
図5に示すように、本実施の形態2における現像剤容器40Yは、その底面に多孔質部材72が設置されている。詳しくは、前記実施の形態1で説明した現像剤容器40の口金部材の一部又は全部が、多孔質部材72によって形成されている。多孔質部材72は、チューブ63、73、電磁弁61を介して、送気手段としてのエアーポンプ60に接続されている。
そして、エアーポンプ60から多孔質部材72を介して、現像剤容器40Y内の現像剤排出口52近傍の現像剤中に空気が供給される。このようにして現像剤排出口52近傍に形成された現像剤と空気とからなる混合体は、嵩密度が低く非常に高い流動性を有するために、現像剤搬送経路が現像剤で詰まることなく、現像剤排出口52からの現像剤搬送性が向上することになる。
ここで、本実施の形態2では、減圧手段としての排気口及びフィルタ49が、現像剤容器40Yの上部ではなくて、現像剤に埋没する傾斜壁面に設けられている。このような減圧手段の構成であっても、現像剤容器40Yからの現像剤漏出(トナー漏出)を抑止しつつ、エアーポンプ60からの空気供給による現像剤容器40Y内の圧力上昇を抑止することができる。
以上説明したように、本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、現像剤排出口52の近傍であって現像剤Gに埋没する位置に多孔質部材72を設置して、その多孔質部材72を介して現像剤容器40Y内に空気を送入している。これによって、現像剤Gにダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても現像剤の搬送性が低下することがない現像剤搬送装置を提供することができる。
実施の形態3.
図6にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図6は、実施の形態3における画像形成装置を示す構成図である。本実施の形態3は、現像剤収容部40が画像形成装置本体100の外部に設置されている点が、現像剤収容部40が画像形成装置本体100の内部に設置されている前記実施の形態1のものとは相違する。
図6に示すように、本実施の形態3における画像形成装置は、画像形成装置本体100の外部に現像剤バンク200が設置されている。図示は省略するが、現像剤バンク200には、複数(各色)の大容量の現像剤容器が設置されている。現像剤バンク200に設置された現像剤容器40Yは、現像剤搬送装置のチューブ(搬送管)31を介して画像形成装置本体100内に設置された現像装置5Yに接続されている。
そして、本実施の形態3における現像剤容器40Yも、前記実施の形態1のものと同様に、その傾斜壁面に多孔質部材72が設置されている。多孔質部材72は、チューブ73、電磁弁61を介して、送気手段としてのエアーポンプ60に接続されている。
そして、エアーポンプ60から多孔質部材72を介して、現像剤容器40Y内の現像剤排出口52近傍の現像剤中に適宜に空気が供給される。このようにして現像剤排出口52近傍に形成された現像剤と空気とからなる混合体は、嵩密度が低く非常に高い流動性を有するために、現像剤排出口52からの現像剤搬送性が向上することになる。
ここで、本実施の形態3では、減圧手段としての排気口、排気管210、フィルタ211、ゲート弁212が、現像剤容器40Yの上部に設けられている。そして、現像剤容器40Yからの現像剤漏出(トナー漏出)をフィルタ211で抑止しつつ、ゲート弁212による開閉制御をおこないながら現像剤容器40Y内の圧力上昇を抑止している。
以上説明したように、本実施の形態3においても、前記各実施の形態と同様に、現像剤排出口52の近傍であって現像剤Gに埋没する位置に多孔質部材72を設置して、その多孔質部材72を介して現像剤容器40Y内に空気を送入している。これによって、現像剤Gにダメージを与えることなく、比較的レイアウトの自由度が高く、画像形成装置が長期間未使用状態で放置された場合等であっても現像剤の搬送性が低下することがない現像剤搬送装置を提供することができる。
実験例.
以下、前記各実施の形態で述べた効果(現像剤Gのキャリア重量比を10〜30重量%にする効果である。)を確認するための実験例について説明する。
図7は、実験例1〜5の実験条件及び実験結果を示す表図である。
実験例1〜5は、前記実施の形態1における画像形成装置を用いて、現像剤容器40に収容する現像剤の混合比率(トナーに対するキャリアの重量比である。)を振って、現像剤搬送装置における現像剤搬送性と、トナー飛散及び地肌汚れの発生度と、を評価したものである。
図7に示すように、実験例1〜5において現像剤容器40に収容する現像剤1〜5のキャリア重量比は、それぞれ、9.3、10.2、19.1、29.8、30.6%とした。「現像剤搬送性」は、現像剤容器内から現像剤が安定して排出されるか否かを評価したものであって、現像剤容器から現像剤が残量なく排出されたものを良好と評価して、排出不良が生じて現像剤容器内に現像剤が残留したものを不良と評価した。また、「品質」は、プリント枚数が10000枚に達するまでに、現像装置外へのトナー飛散と出力画像上の地肌汚れとが発生しないときは良好と評価して、トナー飛散又は地肌汚れが発生したときは不良と評価した。なお、図7中の、「○」は良好な状態を示し、「×」は不良な状態を示すものである。
図7から、実験例2〜4に示すように、トナーに対するキャリアの重量比を10〜30重量%にしたときには、現像剤搬送性、トナー飛散、地肌汚れのいずれも良好であることがわかる。これに対して、実験例1、5に示すように、トナーに対するキャリアの重量比が10〜30重量%の範囲にないときには、現像剤搬送性、トナー飛散、地肌汚れのいずれかが不良であることがわかる。
すなわち、現像剤容器40に収容された現像剤Gにおけるキャリア重量比を10〜30重量%にすることで、現像装置5内における現像剤の入れ替えが充分におこなわれるとともに、現像剤搬送装置における現像剤搬送性を良好に維持することができることが確認された。
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
この発明の実施の形態1における画像形成装置を示す全体構成図である。 図1の画像形成装置における作像部を示す断面図である。 図1の画像形成装置における現像剤搬送経路を示す概略図である。 現像剤搬送装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態2における現像剤搬送装置の一部を示す構成図である。 この発明の実施の形態3における画像形成装置を示す構成図である。 実験条件及び実験結果を示す表図である。
符号の説明
5、5Y 現像装置(現像部)、 30 現像剤搬送装置、
31 チューブ(搬送管)、 32 スクリューポンプ主部、
33 ステータ、 34 ロータ、 36 吸引口、 37 駆動軸、
39 現像剤収容部、
40、40Y、40M、40C、40K 現像剤容器(現像剤収容部)、
49 フィルタ(通気性フィルタ)、
51、95 ノズル、 52、96 現像剤排出口、
60、90 エアーポンプ(送気手段)、
63、71、73、91 チューブ、 70 多孔質管、
72、98 多孔質部材、
85 現像剤回収経路、 86 現像剤回収部、
100 画像形成装置本体、 200 現像剤バンク、
511Y 現像剤吐出口(排出手段)。

Claims (19)

  1. 現像収容部に収容されたトナー及びキャリアからなる現像剤を現像剤排出口から排出する現像剤搬送装置であって、
    前記現像剤排出口の近傍であって前記現像剤に埋没する位置に配設された多孔質部材を介して前記現像剤収容部の内部に気体を送入する送気手段を備えたことを特徴とする現像剤搬送装置。
  2. 前記多孔質部材は、その開口率が5〜40%になるように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の現像剤搬送装置。
  3. 前記多孔質部材は、その平均開口径が0.3〜20μmになるように形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像剤搬送装置。
  4. 前記多孔質部材は、その孔部の平均空孔径が前記トナーの体積平均粒径の0.1〜5倍の大きさになるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
  5. 前記多孔質部材は、前記現像剤排出口の周囲を囲む前記現像剤収容部の壁面に配設されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
  6. 前記多孔質部材は、前記現像剤収容部の底面に配設されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
  7. 前記送気手段は、チューブを介して前記多孔質部材に接続されたエアーポンプであることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
  8. 前記現像剤排出口は、前記現像剤収容部に挿脱自在に設置されるノズルに具備され、
    前記エアーポンプは、前記ノズル内にも気体を送入するように構成されたことを特徴とする請求項7に記載の現像剤搬送装置。
  9. 前記現像剤排出口から排出されたトナーを気体とともに移送する搬送管と、
    前記搬送管に対して前記気体を送出又は送入するポンプと、
    を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
  10. 前記ポンプは、前記搬送管から前記気体を送出するスクリューポンプであることを特徴とする請求項9に記載の現像剤搬送装置。
  11. 前記現像剤収容部は、前記スクリューポンプのトナー送出口側に配設されるとともに、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部に連通するように配設されたことを特徴とする請求項10に記載の現像剤搬送装置。
  12. 前記現像剤収容部は、画像形成装置本体の内部又は外部に設置される現像剤容器であることを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
  13. 前記現像剤収容部は、その内部の気圧を減ずる減圧手段を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
  14. 前記減圧手段は、前記現像剤収容部内の気体を外部に排出するために当該現像剤収容部に配設された排気口と、前記排気口を覆うフィルタと、を備えたことを特徴とする請求項13に記載の現像剤搬送装置。
  15. 前記現像剤収容部に収容された前記現像剤は、前記トナーに対する前記キャリアの重量比が10〜30重量%になるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項14のいずれかに記載の現像剤搬送装置。
  16. 請求項1〜請求項15のいずれかに記載の現像剤搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  17. 現像剤が収容されるとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像部を備え、
    前記現像部は、内部に収容された前記現像剤の一部を排出する排出手段を備えたことを特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。
  18. 前記現像剤搬送装置は、前記現像部に向けて現像剤を搬送するように構成されたことを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。
  19. 前記現像剤搬送装置は、前記排出手段によって排出された現像剤を搬送するように構成されたことを特徴とする請求項17又は請求項18に記載の画像形成装置。
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JP2012058612A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

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