JP2011174983A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像面積が高い画像を連続して出力しても現像スリーブ上のトナー濃度偏差が生じず、回収搬送路の内圧上昇による感光体ドラムへのトナー飛散を防止し、コンパクトなサイズを維持し、良好な組み立て性が実現され、かつ回収搬送路において発生した内圧を外側に排出するためのフィルタが目詰まりしない現像装置を提供する。
【解決手段】現像剤を現像スリーブ１１に供給する供給搬送路２ａと、供給搬送路より下方に配置され現像剤を回収する回収搬送路２ｂと、供給搬送路より下方に配置され供給搬送路下流部と回収搬送路下流部とから供給された現像剤を攪拌搬送して供給搬送路上流部に受け渡す攪拌搬送路２ｃとが、仕切り部材により仕切られる。供給搬送路上方にトナーを通過させずに空気を通過させるフィルタ５を設ける。トナーを搬送するためのトナー搬送部９０を攪拌搬送路に接続し、トナー搬送部から分岐した圧抜き部分９２を供給搬送路に接続する。
【選択図】図９

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いる現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

従来、上記現像装置の一つとして、現像剤担持体の軸方向に現像剤を搬送しながら現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送路と、現像剤を攪拌しながら供給搬送路とは逆方向に搬送する攪拌搬送路とを設けて、現像剤を循環させるものが知られている。このような現像装置において、現像領域を通過した現像剤担持体上の現像剤を供給搬送路で回収すると、現像領域でトナーが消費された現像剤と供給搬送路内の現像剤とが混ざり、供給搬送路の下流側ほど現像領域を通過した現像剤が多くなる。このため、供給搬送路の下流側ほど現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度が低下し、搬送方向上流側と下流側とで画像濃度が異なるという問題があった。

この問題は、特許文献１に記載の現像装置のように、供給搬送路及び攪拌搬送路とは別に現像剤を回収する回収搬送路を設けることで解決できる。この現像装置では、現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送路と、供給搬送路の下方に配置され供給搬送路と反対方向に現像剤を搬送する攪拌搬送路と、現像剤担持体の下方に配置され現像剤担持体から現像剤を回収しながら供給搬送路と同方向に現像剤を搬送する回収搬送路とを備えている。供給搬送路、回収搬送路及び攪拌搬送路は、それぞれ仕切り部材によって仕切られており、攪拌搬送路の下流側端部の供給搬送路との仕切り部材には、供給搬送路に攪拌した現像剤を受け渡す開口部を設けている。また、供給搬送路の下流側端部の攪拌搬送路との仕切り部材には攪拌搬送路に余剰現像剤を受け渡す開口部、回収搬送路の下流側端部の攪拌搬送路との仕切り部材には攪拌搬送路に回収現像剤を受け渡す開口部をそれぞれ設けて、現像剤を循環させている。このように、現像剤担持体への現像剤の供給と回収との機能を分離して行うことにより、現像剤担持体に供給する現像剤のトナー濃度が一定となり、濃度ムラの発生を防止することができる。

また、一般的に現像装置では、現像剤担持体の回転により発生した気流により周辺空気が装置内に吸い込まれて装置内の内圧が上昇し、装置内外の圧力差によって、装置内に浮遊するトナーが、例えば現像スリーブと装置筐体の間の僅かな隙間から装置外へ飛散してしまうという不具合がある。装置内の内圧の上昇を抑えるために、特許文献２では、装置に設けた圧抜き用穴を真空吸引装置に連結することで圧力を逃がしている。しかし、真空ポンプは大型かつ高コストであり、商品の魅力を下げることになる。特許文献３には、現像装置の内圧上昇を抑えて現像装置から感光体ドラムへのトナー飛散を抑制するものとして、トナーを通過させず空気を通過させるフィルタを設けた現像装置が記載されている。これは、フィルタを介して現像装置内の気流を装置外に排出して現像装置内の内圧の上昇を抑えると共に、浮遊するトナーを気流に乗せてフィルタで捕集することで、現像装置から感光体ドラムへのトナー飛散を抑制するものである。また、フィルタは、十分な通気を確保すると共に、フィルタの目詰まりをし難くするために、現像装置の上側に設置し、効率よく現像装置内の気流を装置外に排出して内圧の上昇を抑えている。

しかし、特許文献１の構成と特許文献３の構成を組み合わせても、開口部が現像剤の通り道となるために、攪拌搬送路の内圧が装置内上方の供給搬送路に速やかに通気せず、結局攪拌搬送路の内圧が上昇してしまう。そこで、特許文献４では、この問題を解決するために、攪拌搬送路と供給搬送路の間に連通する２つの開口部に加えて、別な開口部を、現像剤を供給搬送路から攪拌搬送路に移動させるための開口部よりも下流側かつ上方に配置している。この別な開口部によって、現像装置内で現像剤が偏り状態にならず、攪拌搬送路から現像装置上方に設けられたフィルタへの通気が確保される。また、特許文献５では現像装置のトナー補給口に接続したトナー搬送部に圧抜き用フィルタを設置している。この構成を特許文献１の構成に適用すれば、回収搬送路及び攪拌搬送路と現像装置上部との間で気流が通らなくても、回収搬送路に通じたトナー補給口及び圧抜き用フィルタを介してトナー補給口付近の内圧を外側に逃がすことができる。

本発明は、画像面積が高い画像を連続して出力しても現像スリーブ上のトナー濃度偏差が生じず、回収搬送路の内圧上昇による感光体ドラムへのトナー飛散を防止し、コンパクトなサイズを維持し、良好な組み立て性が実現され、かつ回収搬送路において発生した内圧を外側に排出するためのフィルタが目詰まりしない現像装置を提供することを目的とする。

この課題は、本発明によれば、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を担持して回転により潜像担持体との対向部まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を攪拌搬送して該現像剤担持体に供給する第１現像剤攪拌搬送手段を有する第１現像剤搬送路と、該第１現像剤攪拌搬送手段よりも下方に配置され該潜像担持体との対向部通過後の該現像剤担持体から現像剤を回収して、該第１現像剤攪拌搬送手段と同方向に搬送する第２現像剤攪拌搬送手段を有する第２現像剤搬送路と、該第１現像剤攪拌搬送手段よりも下方に配置され、該第１現像剤攪拌搬送手段により該現像剤担持体に供給されずに該第１現像剤搬送路の搬送方向下流部まで搬送された現像剤と、該第２現像剤攪拌搬送手段により該現像剤担持体から回収され該第２現像剤搬送路の搬送方向下流部まで搬送された現像剤との供給を受け、該第１現像剤攪拌搬送手段と逆方向に現像剤を攪拌搬送して下流側で該第１現像剤攪拌搬送手段に受け渡す第３現像剤攪拌搬送手段を有する第３現像剤搬送路とを有する現像装置において、該第１現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第３現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第１現像剤供給用開口部と、該第２現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第３現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第２現像剤供給用開口部と、該第３現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第１現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第３現像剤供給用開口部とが設けられ、トナーを通過させずに空気を通過させるフィルタが該第１現像剤搬送路の上方に設けられ、トナーを搬送するためのトナー搬送部が該第３現像剤搬送路に設けられたトナー補給口に接続され、該トナー搬送部は、トナーを該第３現像剤搬送路内に落下させるための基体と、該基体から分岐した圧抜き部分とを有し、該圧抜き部分は該第１現像剤搬送路に接続されることにより解決される。

また、上記圧抜き部分は上記基体から斜め上方に又は水平に分岐すると好ましい。
さらに、上記圧抜き部分は弾性を有するパイプ部材からなると好ましい。

また、上記トナー搬送部は現像装置に一体形成されていると好ましい。
さらに、本発明に従う画像形成装置は、潜像担持体と、該潜像担持体を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有し、上記現像手段として、上記現像装置を採用すると好ましい。

本発明によれば、トナー補給口付近の高い内圧が圧抜き部分を介して現像装置の供給搬送路に導かれるため、供給搬送路に導かれた現像装置内圧は供給搬送路の広い空間によって減圧され、減圧後にフィルタを通じて現像装置外に排出される。また、減圧後のトナーがフィルタを通過する速度は遅いため、多くのトナーは供給搬送路の下方に落ちて現像剤に回収されることになり、フィルタの目詰まりも生じない。さらに、現像装置内の攪拌搬送路と供給搬送路の間の開口部は２つで足りるため、構造的にコンパクトになり装置の組み立てが容易化される。

本実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成図である。 現像装置の概略構成を示す断面図である。 回収搬送路の搬送方向下流部における回収搬送路と攪拌搬送路との断面図である。 現像装置の供給搬送路の搬送方向上流部における断面図である。 現像装置の供給搬送路の搬送方向下流部における断面図である。 現像装置内における現像剤の流れの模式図である。 供給搬送路と攪拌搬送路の長手方向の断面図である。 供給搬送路と攪拌搬送路の長手方向の断面図であり、開口部２ｆがトナーで塞がれた状態を示す。 トナー搬送部を有する現像装置の第１の実施形態を示す断面図である。 トナー搬送部を有する現像装置の第２の実施形態を示す断面図である。 本発明との比較例であり、特許文献４の現像装置内における現像剤の流れの模式図である。 本発明との別な比較例であり、特許文献６の現像装置に特許文献５のトナー搬送部及び圧抜き用フィルタを適用した現像装置の断面図である。

以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成図である。画像形成装置は、潜像担持体である感光体ドラム１００の周囲に、帯電装置２１、現像装置１、中間転写装置２３、クリーニング装置２８等が配設されている。現像装置１は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを有し、画像形成装置内には各色に対応する画像形成部が設けられている。また、これらの下方には露光装置２２が設けられている。また、中間転写装置２３の側方には２次転写装置２５と定着装置２７とが設けられている。

感光体ドラム１００は、図中反時計回りに回転しながら、帯電装置２１で一様に帯電され、露光装置２２よりレーザーのような発光素子によって情報信号を露光されて静電潜像を形成される。感光体ドラム１００上の静電潜像は、現像装置１によりトナー像化され、形成されたトナー像は中間転写装置２３によって中間転写ベルト２４の上に転写される。中間転写ベルト２４上には、図示しない他の現像装置によるトナー像も転写可能であり、異なる色のトナーを重ねたカラー画像を作成することもできる。中間転写ベルト２４上のトナー像は２次転写装置２５によって転写紙２６の上に転写され、更に定着装置２７にて定着して永久画像を得る。感光体ドラム１００上の転写残トナーはクリーニング装置２８により除去され、感光体ドラム１００は次の画像形成に供される。

図２は、現像装置の概略構成を示す断面図である。この現像装置１は、２成分現像剤を収容した現像容器２を備え、感光体ドラム１００と対面した現像容器２の開口部に、現像剤担持体としての現像スリーブ１１が感光体ドラム１００と所定の間隔を開けて回転自在に設置されている。現像スリーブ１１は非磁性材料の円筒部材からなり、矢印の方向に回転する感光体ドラム１００に対して、対向部が同方向に移動する向きに回転する。現像スリーブ１１の内側には磁界発生手段のマグネットローラが、現像スリーブ１１の回転に対して非回転に配置されている。マグネットローラは５つの磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２を有している。現像スリーブ１１上方の現像容器２の部分には磁性部材の規制ブレード３０が取付けられ、この規制ブレード３０は、マグネットローラの鉛直方向最上点に略位置した磁極Ｓ２の近傍に向けて、現像スリーブ１１と非接触に配置されている。

現像容器２内には第１現像剤攪拌搬送手段である供給スクリュー４、第２現像剤攪拌搬送手段である回収スクリュー６、第３現像剤攪拌搬送手段である攪拌スクリュー７をそれぞれ収容する供給搬送路２ａ、回収搬送路２ｂ、攪拌搬送路２ｃの３つの現像剤搬送路が設けられている。供給搬送路２ａと攪拌搬送路２ｃとは、斜め上下方向に配置されている。また、回収搬送路２ｂは、現像スリーブ１１の現像領域下流側で、攪拌搬送路２ｃと略水平な側方に配置されている。

現像容器２内に収容された２成分現像剤は、供給スクリュー４、回収スクリュー７、攪拌スクリュー６の撹拌、搬送により供給搬送路２ａ、回収搬送路２ｂ、攪拌搬送路２ｃを循環搬送されながら、供給搬送路２ａより現像スリーブ１１に供給される。現像スリーブ１１に供給された現像剤は、マグネットローラの磁極Ｎ２により現像スリーブ１１上に汲み上げられる。現像スリーブ１１の回転にともない、現像スリーブ１１上を磁極Ｓ２から磁極Ｎ１、磁極Ｎ１から磁極Ｓ１と搬送され、現像スリーブ１１と感光ドラム１００とが対向した現像領域にいたる。その搬送の途上で現像剤は、規制ブレード３０により磁極Ｓ２と共同して磁気的に層厚を規制され、現像スリーブ１１上に現像剤の薄層が形成される。現像スリーブ１１内の現像領域に位置されたマグネットローラの磁極Ｓ１は現像主極であり、現像領域に搬送された現像剤は、磁極Ｓ１によって穂立ちして感光ドラム１００の表面に接触し、感光ドラム１００の表面に形成された静電潜像を現像する。潜像を現像した現像剤は、現像スリーブ１１の回転にともない現像領域を通過し、搬送極Ｎ３を経て現像容器２内に戻され、磁極Ｎ２、Ｎ３の反発磁界により現像スリーブ１１から離脱し、回収スクリュー６により回収搬送路２ｂに回収される。

また、装置内で発生した内圧は、供給搬送路２ａの上方に設置された、トナーの通過を阻止し空気の通過のみを許容するフィルタ５を介して装置外に排出される。
供給搬送路２ａと斜め下方の回収搬送路２ｂとは第１仕切り部材３１によって仕切られている。

回収搬送路２ｂと側方に配置される攪拌搬送路２ｃとは第２仕切り部材３２によって仕切られているが、回収搬送路２ｂの回収スクリュー６による搬送方向下流部には、回収された現像剤を攪拌搬送路２ｃに供給するための現像剤供給用開口部が設けられている。図３は、回収スクリュー６による搬送方向下流部における回収搬送路２ｂと攪拌搬送路２ｃとの断面図であり、回収搬送路２ｂと攪拌搬送路２ｃとを連通する開口部２ｄが設けられている。

また、供給搬送路２ａと斜め下方に配置される攪拌搬送路２ｃとは第３仕切り部材３３により仕切られているが、供給搬送路２ａの供給スクリュー４による搬送方向上流部と下流部には、現像剤を供給するための現像剤供給用開口部が設けられている。図４は、供給スクリュー４による搬送方向上流部における現像装置１の断面図であり、第３仕切り部材３３に攪拌搬送路２ｃと供給搬送路２ａとを連通する開口部２ｅが設けられており、現像剤は攪拌スクリュー７の回転によって供給搬送路２ａに持ち上げられる。また、図５は、供給スクリュー４による搬送方向下流部における現像装置１の断面図であり、第３仕切り部材３３に攪拌搬送路２ｃと供給搬送路２ａとを連通する開口部２ｆが設けられている。図５に示すように、開口部２ｆはある水準（高さ）で設けられており、この水準を越えた現像剤は開口部２ｆを介して攪拌搬送路２ｃに戻される。現像剤は、供給搬送路２ａの最下流部に向かって供給スクリュー４による搬送力を受けるが、現像剤が搬送力によって下流側でパッキングされることはなく、現像剤の水準は、開口部２ｆの水準と、供給スクリュー４の搬送力及び現像スリーブ１１の搬送力とによって決まるある水準になる。

次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図６は、現像装置１内での現像剤の流れの模式図である。図６中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。攪拌搬送路２ｃから現像剤の供給を受けた供給搬送路２ａでは、現像スリーブ１１に現像剤を供給しながら、供給スクリュー４の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像スリーブ１１に供給されずに供給搬送路２ａの搬送方向下流部まで搬送された余剰現像剤は第３仕切り部材３３に設けられた第１現像剤供給用開口部としての開口部２ｆより攪拌搬送路２ｃに供給される。
また、回収スクリュー６により現像スリーブ１１から回収搬送路２ｂに回収され、供給搬送路２ａの現像剤と同方向に搬送方向下流部まで搬送された回収現像剤は第２仕切り部材３２に設けられた第２現像剤供給用開口部としての開口部２ｄより攪拌搬送路２ｃに供給される。
攪拌搬送路２ｃでは、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌スクリュー７により攪拌し、回収搬送路２ｂ及び供給搬送路２ａの現像剤と逆方向に搬送する。そして、攪拌搬送路２ｃの搬送方向下流側に搬送された現像剤は、第３仕切り部材３３に設けられた第３現像剤供給用開口部としての開口部２ｅより供給搬送路２ａの搬送方向上流部に供給される。

また、攪拌搬送路２ｃの下方には、トナー濃度センサ（不図示）が設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、トナー収容部（不図示）からトナー補給を行っている。攪拌搬送路２ｃでは攪拌スクリュー７によって、必要に応じてトナー補給口３から補給されるトナーを、回収現像剤及び余剰現像剤と攪拌しながら搬送方向下流側へ搬送する。トナーを補給する際には攪拌スクリュー７の上流にて補給すると補給から現像までの攪拌時間を長くとれるので良い。

このように現像装置１では、供給搬送路２ａと回収搬送路２ｂとを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路２ａに混入することがない。よって、供給搬送路２ａの搬送方向下流側ほど現像スリーブ１１に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路２ｂと攪拌搬送路２ｃとを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路２ａに供給されるため、供給搬送路２ａに供給される現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路２ａ内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路２ａ内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。

また、図４に示す供給搬送路２ａの搬送方向上流部では、斜め下方に配置される攪拌搬送路２ｃから上方の供給搬送路２ａへ現像剤を供給するものである。この現像剤の受け渡しは、攪拌スクリュー７の回転で現像剤を押し込むことにより、現像剤を盛り上がらせて開口部２ｅより現像剤を溢れさせて供給搬送路２ａに現像剤を供給するものである。このような現像剤の移動は、現像剤に対してストレスを与えることになり、現像剤の寿命低下の一因となる。現像装置１では、供給搬送路２ａを攪拌搬送路２ｃの斜め上方になるように配置することにより、供給搬送路２ａを攪拌搬送路２ｃの垂直上方に設け、現像剤を持ち上げるものに比べて、上方への現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することができる。

しかしながら、このような構成において、現像剤の供給搬送路２ａ内でのバランスによっては、現像装置の回収搬送路２ｂ及び攪拌搬送路２ｃで発生した内圧が下がらなくなることがある。
供給搬送路２ａと攪拌搬送路２ｃの長手方向の断面図は図７に示されるようになっている。一般に、現像剤の流動性の変化とトナー濃度の変化により現像装置内の現像剤の分布は変化するため、図８に示すような現像剤分布になり得る。図８に示すように開口部２ｆが現像剤によって完全に塞がれてしまうと、回収搬送路２ｂ及び攪拌搬送路２ｃで発生した内圧が装置上方のフィルタ５まで達することができず、回収搬送路２ｂと現像スリーブ１１の間のギャップを介して、回収搬送路２ｂから感光体ドラム１００へのトナー飛散が発生してしまう。

前記のように特許文献４では、このような問題を回避するために、現像剤が供給搬送路２ａから攪拌搬送路２ｃに移動するための第２の開口部よりも下流側かつ上方に、第３の開口部を配置している。しかし、開口部が増えると装置構成が複雑となり、装置の大型化や組み付け性の低下を招いてしまう。そこで、特許文献５では、より単純に問題を解決するために、現像装置のトナー補給口に接続したトナー搬送部に圧抜き用フィルタを設け、現像装置の内圧を圧抜き用フィルタを介して外部に逃がすことができる構成を採用している。

しかしながら、現像剤を下方から上方へ持ち上げる必要のある上記の構成の現像装置においては、図８のように開口部２ｆが現像剤によって完全に塞がれてしまうと、現像装置内の空気が流通しなくなるため、２本のスクリューを使用しており、現像剤を下方から上方へ持ち上げる必要のない特許文献５の構成の現像装置よりも内圧が大幅に高まる。よって、トナー補給口を通じて現像装置外に空気を逃がす構成を採用すると、特許文献５の構成よりもトナー混じりの空気の排気量が増えるため、フィルタの寿命がより短くなってしまう。

よって、本発明はこれらの問題を解決するために以下の特徴部を有する。
図９は、本発明に従う現像装置の第１の実施形態を示す図である。図示のように、現像装置は、そこに着脱可能なトナー搬送部９０を有している。トナー搬送部９０は、トナーが攪拌搬送路２ｃに自由落下するための直線状の基体９１と、基体９１の側面から斜め上方に突出してから鉛直下方に延在する圧抜き部分９２を有し、この基体９１から分岐した圧抜き部分９２内に圧力バイパス経路３ａが形成されている。圧抜き部分９２は基体９１の側面から斜め上方に突出しているため、補給トナーが圧抜き部分９２に流入し難く、また大部分はトナー補給口３を通って攪拌搬送路２ｃに落下するため、トナーが現像剤と混ざらずに直接現像スリーブ１１近傍に達することによるトナー飛散悪化を防ぐことができる。

基体９１の上方開口部は、トナー補給経路（不図示）を介して、装置本体内であって現像装置の上方に設置されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの各色のトナーカートリッジ（不図示）に接続されており、これらのトナーカートリッジからのトナーが、トナー搬送部９０を介して現像装置１に補給されるようになっている。基体９１の上方開口部から補給されるトナーは、基体９１に沿って自由落下してトナー補給口３から攪拌搬送路２ｃに供給されるため、屈曲した圧抜き部分９２内の圧力バイパス経路３ａを通って供給搬送路２ａに入ってくることはない。

なお、これに代えて、現像装置１は画像形成装置本体側に固定されたトナー搬送部９０に着脱可能に固定されてもよい。
また、圧抜き部分９２はゴムなどの弾性を有するパイプ部材からなると好ましく、これにより圧抜き部分の取り付けの作業性が良くなり、圧抜き部分を自由なレイアウトで配置でき、現像装置及び画像形成装置の大型化を回避することができる。

図示のように、圧力バイパス経路３ａの一方の端部は基体９１に接続し、他方の端部は供給搬送路２ａに接続している。従って、互いに連通した供給搬送路２ａと攪拌搬送路２ｃにおけるトナー補給口３の付近の現像装置内圧は、トナー搬送部９０の圧力バイパス経路３ａを介して供給搬送路２ａに導かれる。そして、供給搬送路２ａに導かれた現像装置内圧は、供給搬送路２ａの広い空間によって減圧され、減圧後にフィルタ５を通じて現像装置外に排出される。このようにして、トナー補給口３の付近の高い内圧は、減圧された後フィルタ５を通過するために、現像装置内圧を効果的に抜くことができ、また減圧後のトナーがフィルタを通過する速度は遅いため、多くのトナーは供給搬送路２ａの下方に落ちて現像剤に回収されることになり、フィルタ５の目詰まりも生じない。

このように、トナー補給口３付近の高い内圧を供給搬送路２ａに案内するためのトナー搬送部９０を現像装置１に装着することで、現像装置内の仕切り部材にさらなる開口部を増設する必要がなくなる。よって、装置を複雑化することなく、トナー補給口３とトナー搬送部９０を介して現像装置内圧を緩和し、フィルタ５を通して空気を現像装置外に排出することができる。

なお、圧力バイパス経路３ａは、現像装置内に現像剤を投入又は交換するときの現像剤投入口を兼ねてもよい。これにより、現像剤投入用の開口部を新たに設ける必要がない。この場合、図９の構成と異なり、作業性を考慮して経路３ａを画像形成装置手前側（図９における最も左側）に配置すると好ましい。これにより、サービスマンは、装置本体の開閉ドア（不図示）を開けて経路３ａに直接アクセスし、圧力バイパス経路３ａを途中で外して現像剤を投入することができる。そして、スクリュー４，６，７及び現像スリーブ１１を回転させることで、現像装置の奥まで現像剤を行き渡らせることができる。

ところで、画像形成装置の出荷時・設置時及びメンテナンス時などは、通常サービスマンが空の現像剤収容部にトナーとキャリアからなる二成分現像剤を現像装置の現像剤投入口から充填するようになっている。現像剤を収容する現像装置の現像剤収容部に予め現像剤を充填して画像形成装置を出荷しないのは、輸送時に振動を受けたり、装置全体が傾いたりして、現像ローラを部分的に露出させるための現像装置の開口部から現像剤が飛散するなどの恐れがあるからである。また、二成分現像剤は、繰り返して使用すると次第にキャリア成分が劣化し、現像能力が低下してくるため、劣化したキャリアを含む現像剤の交換がサービスマンにより行われている。

図１０は、本発明に従う現像装置の第２の実施形態を示す図である。図示のように、現像装置には、トナー搬送部９０が一体形成されている。トナー搬送部９０は、トナーが攪拌搬送路２ｃに自由落下するための直線状の基体９１とそこから水平方向に延在した圧抜き部分９２を有し、基体９１の側面の一部は圧抜き部分９２によって供給搬送路２ａに接続し、圧抜き部分９２内に圧力バイパス経路３ｂが形成されている。従って、前記と同様に、トナー補給口３の付近の高い内圧は、トナー搬送部９０の圧力バイパス経路３ｂを介して供給搬送路２ａに導かれる。そして、供給搬送路２ａに導かれた内圧は、供給搬送路２ａの広い空間によって減圧され、減圧後にフィルタ５を通じて現像装置外に排出される。このように圧力バイパス経路３ｂを形成することにより、図８に示すように開口部２ｆが現像剤によって完全に塞がれてしまい、回収搬送路２ｂ及び攪拌搬送路２ｃで発生した内圧が装置上方のフィルタ５まで達することができない場合でも、圧力バイパス経路３ｂを介してトナー補給口３付近の現像装置内圧を効果的に抜くことができる。また、トナーは供給搬送路２ａの下方に落ちやすくなり、フィルタ５の目詰まりも生じない。さらに、現像装置にトナー搬送部９０が一体形成されているため、トナー搬送部９０と現像装置１の供給搬送路２ａの接続を解除する必要なく、現像装置を取り出すことでトナー搬送部９０と現像装置が共に取り出されるため、現像装置の交換又はメンテナンス時の作業性が著しく向上する。

ここで、圧抜き部分９２は、トナー搬送部９０の基体９１から斜め上方に延在して供給搬送路２ａに接続してもよい。

なお、トナー搬送部９０を有する現像装置１が、図１０の右側を装置本体の奥側にして装置本体に装着されると、トナー搬送部９０はトナー補給経路（不図示）に接続するようになっており、従って各色のトナーカートリッジ（不図示）からのトナーが、トナー搬送部９０を介して現像装置１に補給されるようになっている。

図１１は、本発明との比較例として特許文献４の現像装置の構成を示す図である。図示のように、攪拌搬送路２ｃと供給搬送路２ａを連通する３つの開口部が設けられているため、装置は比較的複雑となり、現像装置の組み立ての工数が増大してしまう。一方、本発明の現像装置１の構成を示す図６では、攪拌搬送路２ｃと供給搬送路２ａを連通する開口部は２つで足りるため、現像装置１の組み立てはより容易である。

図１２は、本発明との別な比較例として、特許文献６に記載されたような、３本のスクリューを備え現像剤を下方から上方へ持ち上げるタイプの現像装置に、特許文献５に記載されたような、現像装置のトナー補給口３に接続する、圧抜き用フィルタ５ａを有するトナー搬送部１２０を適用したものを示している。回収搬送路２ｂにおいて発生した圧力はトナー搬送部１２０のフィルタ５ａを介して現像装置の外部に排出される。しかしながら、特許文献６及び本発明のような、回収搬送路２ｂで回収した現像剤をその上方に配置された供給搬送路２ａに溢れさせる現像装置では、回収搬送路２ｂ及び攪拌搬送路２ｃにおける内圧は、特許文献５の構成の現像装置よりも遥かに高くなる。これは、現像剤を上方に持ち上げるために、スクリューの搬送力が高められており、かつスクリューと壁面の隙間を詰めているからである。

また、多数の構成部品が密接して配置されているためトナー搬送部１２０内の空間は一般的に狭くなり、フィルタ５ａの面積も制限されがちである。そして、高い圧力の気流が狭いフィルタ５ａを通過するため、フィルタ５ａの単位面積当たりの通過空気量が多くなり、また通過速度が速いために、トナーの混在する空気からトナーが沈降する時間が無く、多くのトナーがフィルタ５ａを通過することになり、フィルタ５ａは早期に目詰まりを起こしてしまう。

これに対して本発明では、トナー補給口３の付近の内圧を、大きい空間を有する供給搬送路２ａに導くことで減少させると共に、この供給搬送路２ａに設けられた大きい面積を有するフィルタ５を通過させるので、フィルタ５の単位面積当たりの通過空気量は少なくなり、また通過速度も遅くなるため、トナーの混在する空気からトナーが沈降する時間が十分にあって、多くのトナーは供給搬送路２ａの下方に落ちて現像剤に回収されることになり、フィルタ５の耐久性が向上する。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、トナー搬送部やスクリューの形状、大きさ（面積）、数は適宜設定できるものである。また、画像形成装置の作像方式も任意である。

１ 現像装置
２ａ 供給搬送路（第１現像剤搬送路）
２ｂ 回収搬送路（第２現像剤搬送路）
２ｃ 攪拌搬送路（第３現像剤搬送路）
２ｄ 開口部（第２現像剤供給用開口部）
２ｅ 開口部（第３現像剤供給用開口部）
２ｆ 開口部（第１現像剤供給用開口部）
３ トナー補給口
４ 供給スクリュー（第１現像剤攪拌搬送手段）
５ フィルタ
６ 回収スクリュー（第２現像剤攪拌搬送手段）
７ 攪拌スクリュー（第３現像剤攪拌搬送手段）
９０ トナー搬送部
９１ 基体
９２ 圧抜き部分
１００ 感光体ドラム（現像剤担持体）

特開２００１−２９０３６８号公報 特開昭５６−４６２７２号公報 特開昭６０−５１８６１号公報 特開２００９−１３９４７６号公報 特開２００６−８４４８７号公報 特開２００７−１８３３４０号公報

Claims (5)

1. トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を担持して回転により潜像担持体との対向部まで搬送する現像剤担持体と、
   該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を攪拌搬送して該現像剤担持体に供給する第１現像剤攪拌搬送手段を有する第１現像剤搬送路と、
   該第１現像剤攪拌搬送手段よりも下方に配置され該潜像担持体との対向部通過後の該現像剤担持体から現像剤を回収して、該第１現像剤攪拌搬送手段と同方向に搬送する第２現像剤攪拌搬送手段を有する第２現像剤搬送路と、
   該第１現像剤攪拌搬送手段よりも下方に配置され、該第１現像剤攪拌搬送手段により該現像剤担持体に供給されずに該第１現像剤搬送路の搬送方向下流部まで搬送された現像剤と、該第２現像剤攪拌搬送手段により該現像剤担持体から回収され該第２現像剤搬送路の搬送方向下流部まで搬送された現像剤との供給を受け、該第１現像剤攪拌搬送手段と逆方向に現像剤を攪拌搬送して下流側で該第１現像剤攪拌搬送手段に受け渡す第３現像剤攪拌搬送手段を有する第３現像剤搬送路とを有する現像装置において、
   該第１現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第３現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第１現像剤供給用開口部と、該第２現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第３現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第２現像剤供給用開口部と、該第３現像剤搬送路の搬送方向下流部から該第１現像剤搬送路の搬送方向上流部に現像剤を供給するための第３現像剤供給用開口部とが設けられ、
   トナーを通過させずに空気を通過させるフィルタが該第１現像剤搬送路の上方に設けられ、
   トナーを搬送するためのトナー搬送部が該第３現像剤搬送路に設けられたトナー補給口に接続され、該トナー搬送部は、トナーを該第３現像剤搬送路内に落下させるための基体と、該基体から分岐した圧抜き部分とを有し、該圧抜き部分は該第１現像剤搬送路に接続されることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、上記圧抜き部分は上記基体から斜め上方に又は水平に分岐することを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２に記載の現像装置において、上記圧抜き部分は弾性を有するパイプ部材からなることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１又は２に記載の現像装置において、上記トナー搬送部は現像装置に一体形成されていることを特徴とする現像装置。
5. 潜像担持体と、該潜像担持体を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
   上記現像手段として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置を採用することを特徴とする画像形成装置。

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