JP2017207723A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プレミックス現像方式の現像装置において、吸引手段によって吸引口から現像装置の内部の空気を吸引する場合であっても、現像剤を装置外に排出するための排出口から装置内に空気が流入してしまう不具合が生じにくい、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】排出口２３ｊから現像装置２３外への現像剤Ｇの排出を妨げることなく、吸引手段７５、７７、７８によって吸引口２３ｋから現像装置２３内の空気が吸引されて排出口２３ｊから現像装置２３外の空気が現像装置２３内に流入しないように制限する弁部材２３ｍ（制限手段）が設けられている。
【選択図】図５

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の画像形成装置と、そこに設置される現像装置、及び、プロセスカートリッジと、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の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。）を収容した現像装置に、適宜に新しいキャリアを補給する技術（これをプレミックス現像方式という。）が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このようなプレミックス現像方式の現像装置は、現像装置内に新しいキャリア（又は、新しい２成分現像剤）が適宜に補給されて、現像装置内に収容された２成分現像剤の余剰分が入れ替わるように排出口から適宜に現像装置外に排出されるため、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ことができる。

一方、特許文献２等には、プレミックス現像方式ではない現像装置において、現像装置の内圧が高まって現像装置からトナーが飛散する不具合を防止することを目的として、現像装置の外部に通じる吸引口（吸込み口）を設けて、ファンなどの吸引手段によって吸引口から現像装置の内部の空気を吸引する技術が開示されている。また、吸引口（又は、吸引経路）には、トナーを捕集するフィルタが設置されていて、吸引口から空気とともにトナーが装置外に排出される不具合が防止されている。

従来は、プレミックス現像方式の現像装置において、現像装置の内圧の高まりによるトナー飛散を防止するために、現像装置の外部に通じる吸引口を設けて、吸引手段によって吸引口から現像装置の内部の空気を吸引する技術を採用した場合に、現像剤を装置外に排出するための排出口から装置内に空気が流入してしまう不具合が生じてしまっていた。そして、そのように吸引手段による吸引によって排出口から装置内に空気が流入してしまうと、実質的に現像装置の内圧の上昇をそれほど抑えることができずにトナー飛散が生じてしまう不具合や、装置外の現像剤回収容器から空気とともに流入した浮遊トナーによって排出口が汚れて現像剤を排出する機能が低下してしまう不具合が生じていた。

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、プレミックス現像方式の現像装置において、吸引手段によって吸引口から現像装置の内部の空気を吸引する場合であっても、現像剤を装置外に排出するための排出口から装置内に空気が流入してしまう不具合が生じにくい、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明における現像装置は、キャリアとトナーとからなる現像剤を収容して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向して、現像剤を担持する現像剤担持体と、装置内に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材と、装置内に新たにキャリアを供給する供給手段と、前記複数の搬送部材のうち１つの搬送部材による搬送経路の壁部に形成されて、その位置に搬送される現像剤の剤面が所定高さを超えたときにその現像剤を外部に排出するための排出口と、吸引手段に接続されて、装置内の空気を吸引して装置外に向けて排出するための吸引口と、前記排出口から装置外への現像剤の排出を妨げることなく、前記吸引手段によって前記吸引口から装置内の空気が吸引されて前記排出口から装置外の空気が装置内に流入しないように制限する制限手段と、を備えたものである。

本発明によれば、プレミックス現像方式の現像装置において、吸引手段によって吸引口から現像装置の内部の空気を吸引する場合であっても、現像剤を装置外に排出するための排出口から装置内に空気が流入してしまう不具合が生じにくい、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部の要部を示す概略構成図である。 現像装置を示す拡大図である。 現像装置における、（Ａ）第１現像剤搬送部と第３現像剤搬送部とを長手方向に示す概略図と、（Ｂ）第２現像剤搬送部と第３現像剤搬送部とを長手方向に示す概略図と、である。 現像装置において、（Ａ）弁部材が排出口を閉鎖した状態を示す概略図と、（Ｂ）弁部材が排出口を開放した状態を示す概略図と、である。 変形例としての現像装置において、（Ａ）シャッタ部材が排出口を閉鎖した状態を示す概略図と、（Ｂ）シャッタ部材が排出口を開放した状態を示す概略図と、である。

以下、この発明を実施するための形態について、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。

まず、図１にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、４はコンタクトガラス５上に載置された原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ（タイミングローラ）、１４は各感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１７上に重ねて転写する１次転写バイアスローラ、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ（作像部）、２１は各色のプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに設置された像担持体としての感光体ドラム、２２は各感光体ドラム２１の表面を帯電する帯電部、２３は各感光体ドラム２１の表面に形成される静電潜像を現像する現像装置、２４は各感光体ドラム２１の表面電位を除電する除電部、２５は各感光体ドラム２１の表面に残留する未転写トナーを回収するクリーニング部、３０は記録媒体Ｐ上に２次転写されたトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。
また、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの上方には、各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）に対応した現像剤（トナーとキャリアとを含む２成分現像剤である。）を現像装置２３に供給するための供給手段（現像剤容器２８と現像剤補給装置８０とで構成されている。）がそれぞれ設置されている（図２を参照できる）。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。なお、プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫでおこなわれる作像プロセスについては、図２をも参照することができる。
まず、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒色）のカラー画像情報を得る。
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（図２を参照できる。）が、それぞれ、対応する感光体ドラム２１上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１及び図２の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１の表面は、それぞれのレーザ光Ｌの照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光Ｌが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、図１の紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向、長手方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム２１表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１の表面は、それぞれ、現像装置２３との対向位置に達する。そして、各現像装置２３から感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程である。）。

詳しくは、図２を参照して、上方の現像ローラ２３ａ１の磁極による磁力で汲み上げられた現像剤Ｇは、ドクターブレード２３ｃによって適量化された後に、感光体ドラム２１との対向部である現像領域（２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２と感光体ドラム２１との対向領域である。）に搬送される。現像領域において穂立ちされたキャリアＣ（現像剤Ｇ）が感光体ドラム２１を摺擦する。このとき、キャリアＣに混合されているトナーＴは、キャリアＣとの摩擦によって負帯電されている。これに対して、キャリアＣは正帯電されている。また、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２は、電源部から所定の現像バイアスが印加されている。これによって、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２と感光体ドラム２１との間に電界が形成されて、負帯電されたトナーＴが電界によって感光体ドラム２１上の画像部にのみ選択的に付着してトナー像を形成する。現像剤Ｇは上方の現像ローラ２３ａ１から下方の現像ローラ２３ａ２に移動するように搬送されて、現像工程後の現像剤Ｇが下方の現像ローラ２３ａ２から離脱されて現像装置２３内（第２現像剤搬送部Ｂ２）に戻されることになる。

その後、現像工程後の感光体ドラム２１の表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、１次転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、１次転写工程後の感光体ドラム２１の表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１上に残留する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１の表面は、除電部２４を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、各感光体ドラム２１上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送された記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ローラに搬送されて、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルトによって定着装置３０に導かれる。定着装置３０では、定着ローラ（熱源としてのヒータが内設されている。）と加圧ローラとのニップにて、記録媒体Ｐ上のトナー像（カラー画像）が加熱・溶融されて記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって、画像形成装置１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図４等を用いて、画像形成装置における、プロセスカートリッジ２０（作像部）、現像剤容器２８、現像剤補給装置８０、吸引手段７５、７７、７８（吸引装置）、について説明する。
なお、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫはほぼ同一構造であって、各現像剤容器２８や各現像剤補給装置８０や吸引手段７５、７７、７８、もほぼ同一構造であるために、図２にてプロセスカートリッジ、現像剤容器、現像剤補給装置、第２吸引装置、は、符号のアルファベット（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）を除して図示する。
図２は、画像形成装置本体１に設置されたプロセスカートリッジ２０、現像剤容器２８、現像剤補給装置８０、吸引手段７５、７７、７８、を示す概略構成図である。図３は、プロセスカートリッジ２０に設置された現像装置２３を示す拡大図である。また、図４（Ａ）は、現像装置２３における第１現像剤搬送部Ｂ１と第３現像剤搬送部Ｂ３とを長手方向に示す概略図であって、図４（Ｂ）は、現像装置２３における第２現像剤搬送部Ｂ２と第３現像剤搬送部Ｂ３とを長手方向に示す概略図である。

図２に示すように、プロセスカートリッジ２０は、像担持体としての感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２３（現像部）、クリーニング部２５が一体化されたものであって、プレミックス現像方式（キャリアの補給・排出を適宜におこなう現像方式である。）が採用されている。
像担持体としての感光体ドラム２１は、負帯電の有機感光体であって、回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。

帯電部２２は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成した弾性を有する帯電ローラである。帯電部２２の中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。なお、本実施の形態では、帯電部２２として帯電ローラを用いたが、帯電部２２としてコロナ放電方式のワイヤ帯電器を用いることもできる。
クリーニング部２５は、感光体ドラム２１に圧接するクリーニングブレードが設置されていて、感光体ドラム２１上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。クリーニング部２５の内部に回収された未転写トナーは、搬送コイルによってクリーニング部２５の外部に搬送されて、排出経路７１を経て回収容器７０の内部に廃トナーとして回収される。

現像装置２３は、現像剤担持体としての２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２が開口部Ａ（現像ケースに形成されている。）を介して感光体ドラム２１に近接するように配置されていて、双方の対向部分には感光体ドラム２１と磁気ブラシとが接触する現像領域が形成される。現像装置２３内には、トナーＴとキャリアＣとからなる現像剤Ｇ（２成分現像剤であって、添加剤等も含まれる。）が収容されている。そして、現像装置２３は、感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する（トナー像を形成する。）。

ここで、本実施の形態における現像装置２３は、プレミックス現像方式のものであって、現像剤補給装置８０を介して現像剤容器２８から現像装置２３の内部に適宜に新品の現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）が供給されるとともに、劣化した現像剤Ｇ（主としてキャリアＣである。）が排出口２３ｊから現像装置２３の外部に排出されて、落下経路を経て回収容器７０（上述した廃トナーも回収される。）の内部に廃現像剤として回収される。
図２を参照して、現像剤容器２８は、その内部に現像装置２３内に補給するための現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を収容している。そして、現像剤容器２８は、現像装置２３に新品のトナーＴを補給するように機能するとともに、現像装置２３に新品のキャリアＣを補給するように機能する。具体的に、現像装置２３に設置された磁気センサ（第３現像剤搬送部Ｂ３に設置されている。）によって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）の情報に基いて、現像剤補給装置８０の搬送スクリュ８２を回転駆動して、貯留部８１に貯留された現像剤Ｇを落下経路部８５に向けて搬送して、落下経路部８５から現像装置２３内に向けて現像剤Ｇを自重落下させて補給する。

以下、現像装置２３の構成・動作について詳述する。
図３、図４を参照して、現像装置２３は、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２（現像剤担持体）、３つの搬送スクリュ２３ｂ１〜２３ｂ３（搬送部材）、ドクターブレード２３ｃ（現像剤規制部材）、等で構成されている。また、現像装置２３内には、現像剤Ｇを搬送して循環経路を形成する３つの現像剤搬送部Ｂ１〜Ｂ３（搬送経路）が形成されている。

現像ローラ２３ａ１、２３ａ２は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブ２３ａ１２、２３ａ２２が回転駆動機構によって図２、図３の時計方向に回転されるように構成されている。現像ローラ２３ａ１、２３ａ２のスリーブ２３ａ１２、２３ａ２２内には、スリーブ２３ａ１２、２３ａ２２の周面に現像剤Ｇの穂立ちを生じるように磁界を形成するマグネット２３ａ１１、２３ａ２１が固設されている。マグネット２３ａ１１、２３ａ２１から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤Ｇ中のキャリアＣがスリーブ２３ａ１２、２３ａ２２上にチェーン状に穂立ちする。このチェーン状に穂立ちしたキャリアＣに帯電したトナーＴが付着されて、磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、スリーブ２３ａ１２、２３ａ２２の回転によってスリーブ２３ａ１２、２３ａ２２と同方向（時計方向）に移送される。
なお、本実施の形態では、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２として、スリーブ２３ａ１２、２３ａ２２内にマグネット２３ａ１１、２３ａ２１が固設されたものを用いたが、スリーブ内においてスリーブの回転方向とは逆方向にマグネットが回転する公知のものを用いることもできる。

ドクターブレード２３ｃは、現像領域の上流側に設置されていて、第１の現像ローラ２３ａ１上の現像剤を適量に規制する。

３つの搬送部材としての搬送スクリュ２３ｂ１〜２３ｂ３は、軸部上に螺旋状にスクリュ部が形成されたものであって、現像装置２３内に収容された現像剤Ｇを長手方向（図３の紙面垂直方向、図４の左右方向であって、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２の回転軸方向に一致する方向である。）に循環しながら撹拌・混合する。
第１搬送部材としての第１搬送スクリュ２３ｂ１は、上方の現像ローラ２３ａ１に対向するように配設されていて、上方の現像ローラ２３ａ１に現像剤Ｇを供給する。第２搬送部材としての第２搬送スクリュ２３ｂ２は、第１搬送スクリュ２３ｂ１の下方であって下方の現像ローラ２３ａ２に対向する位置に配設されていて、下方の現像ローラ２３ａ２から離脱された現像剤Ｇ（現像工程後の現像剤Ｇである。）を搬送する。第３搬送部材としての第３搬送スクリュ２３ｂ３は、第２搬送スクリュ２３ｂ２によって搬送されて中継部（第３中継部２３ｈ）を介して流入された現像剤Ｇを第１現像剤搬送部Ｂ１（第１搬送部材による搬送経路）の上流側に搬送する。
第１搬送スクリュ２３ｂ１（第１現像剤搬送部Ｂ１）と第２搬送スクリュ２３ｂ２（第２現像剤搬送部Ｂ２）とは、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２と同様に、その回転軸方向が水平方向に対して平行になるように設置されている。これに対して、第３搬送スクリュ２３ｂ３（第３現像剤搬送部Ｂ３）は、図４の左方が低くて右方が高くなるように、回転軸方向が水平方向に対して傾斜して設置されている。

さらに詳しくは、第１搬送スクリュ２３ｂ１（第１搬送部材）による搬送経路（第１現像剤搬送部Ｂ１）と、第２搬送スクリュ２３ｂ２（第２搬送部材）による搬送経路（第２現像剤搬送部Ｂ２）と、第３搬送スクリュ２３ｂ３（第３搬送部材）による搬送経路（第３現像剤搬送部Ｂ３）と、は壁部によって隔絶されている。そして、第３現像剤搬送部Ｂ３の下流側と、第１現像剤搬送部Ｂ１の上流側と、は第１中継部２３ｆを介して連通している。また、第１現像剤搬送部Ｂ１の下流側と、第２現像剤搬送部Ｂ２の下流側と、は第２中継部２３ｇ（落下経路）を介して連通している。また、第２現像剤搬送部Ｂ２の下流側と、第３現像剤搬送部Ｂ３の上流側と、は中継部としての第３中継部２３ｈを介して連通している。そして、これらの中継部２３ｆ、２３ｇ、２３ｈで、それぞれ、異なる現像剤搬送部への現像剤Ｇの受け渡しがおこなわれることになる。
なお、これらの中継部２３ｆ、２３ｇ、２３ｈにおける現像剤Ｇの搬送性（受け渡し）を向上させるために、受け渡す側の搬送スクリュ２３ｂ１〜２３ｂ３の下流側の位置に、パドル形状部や、スクリュの巻き方向が逆方向に形成されたスクリュ部、を設けることもできる。

また、第１現像剤搬送部Ｂ１の上方（天井部）には、現像装置２３内に新たにトナーＴとともにキャリアＣを供給する供給手段として機能する現像剤容器２８及び現像剤補給装置８０に連通する補給口２３ｅが形成されている。

このような構成により、３つの現像剤搬送部Ｂ１〜Ｂ３（搬送スクリュ２３ｂ１〜２３ｂ３）によって、現像装置２３において現像剤Ｇを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。
具体的に、図４（Ａ）を参照して、第１現像剤搬送部Ｂ１では、第１搬送スクリュ２３ｂ１によって現像剤Ｇが右方から左方に向けて長手方向（水平方向）に搬送されながら上方の現像ローラ２３ａ１に現像剤Ｇが供給される。第１現像剤搬送部Ｂ１の上流側では、第１中継部２３ｆを介して、第３現像剤搬送部Ｂ３から現像剤Ｇが供給（流入）される。第１現像剤搬送部Ｂ１の下流側では、第２中継部２３ｇを介して第２現像剤搬送部Ｂ２の下流側に現像剤Ｇが供給（流入）されて、補給口２３ｅを介して新たな現像剤Ｇが適宜に補給される。
また、図４（Ｂ）を参照して、第２現像剤搬送部Ｂ２では、下方の現像ローラ２３ａ２から離脱された現像剤Ｇが、第２搬送スクリュ２３ｂ２によって右方から左方に向けて長手方向（水平方向）に搬送される。第２現像剤搬送部Ｂ２の下流側では、第２中継部２３ｇを介して、第１現像剤搬送部Ｂ１から現像剤Ｇが供給（流入）される。
また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照して、第３現像剤搬送部Ｂ３の上流側では、第３中継部２３ｈを介して、第２現像剤搬送部Ｂ２から現像剤Ｇが供給（流入）される。この第３中継部２３ｈから流入される現像剤Ｇには、第２搬送スクリュ２３ｂ２によって回収された現像工程後の現像剤Ｇに、補給口２３ｅから適宜に補給される新しい現像剤Ｇが含まれることになる。そして、第３現像剤搬送部Ｂ３では、第３搬送スクリュ２３ｂ３によって現像剤Ｇが左方から右方に向けて長手方向（傾斜方向）に搬送されて、その下流側で第１中継部２３を介して第１現像剤搬送部Ｂ１に現像剤Ｇが供給されることになる。

ここで、図２、図５（Ｂ）等を参照して、第３現像剤搬送部Ｂ３の壁部（複数の搬送部材のうち１つの搬送部材による搬送経路の壁部である。）には、その位置に搬送される現像剤Ｇの剤面が所定高さを超えたときに、その現像剤Ｇを外部に排出するための排出口２３ｊが形成されている。
詳しくは、排出口２３ｊは、第３中継部２３ｈ（中継部）の近傍であって、第２搬送スクリュ２３ｂ２（第２搬送部材）に対して第３搬送スクリュ２３ｂ３（第３搬送部材）を介した側で略垂直方向に起立する壁部（感光体ドラム２１から最も離れた現像装置２３の背面に相当する壁部である。）に形成されている。排出口２３ｊは、略矩形状の貫通穴であって、現像剤補給装置８０によって現像装置２３内に新しい現像剤Ｇが補給されて現像装置２３内の現像剤量が増加して現像剤Ｇの剤面（上面）が所定高さ（排出口２３ｊの下端の位置である。）を超えたときに、その余剰分の現像剤Ｇを回収容器７０に向けて排出するためのものである。このように、トナーＴの母体樹脂や外添剤によって汚染されて劣化したキャリアＣが自動的に現像装置２３の外部に排出されるので、経時においても画像品質の劣化を抑止することができる。

このように、本実施の形態では、プレミックス現像方式の現像装置２３を用いているため、現像装置２３におけるキャリアＣの劣化のスピードが見かけ上遅くなって、現像剤Ｇの交換サイクルを長期化することができる。

なお、図２を参照して、本実施の形態における現像剤容器２８は、略箱状の容器であって、排出口を開閉するシャッタや、搬送スクリュ２８５や、撹拌部材２８６、等が設けられている。
現像剤容器２８は、ユーザーの手動操作によって、略水平方向を着脱方向として現像剤補給装置８０（画像形成装置１）に対して着脱される。現像剤容器２８の底部には、現像剤容器２８の内部に収容された現像剤Ｇを現像剤補給装置８０の貯留部８１に向けて排出するための、排出口が下方に向けて開口するように形成されている。また、現像剤容器２８には、現像剤補給装置８０に対する着脱方向と同じ方向に移動して排出口を開閉するシャッタが設けられている。

ここで、図２、図５等を参照して、本実施の形態における現像装置２３には、吸引手段７５、７７、７８（吸引装置）に接続されて、現像装置２３内の空気を吸引して現像装置２３外に向けて排出するための吸引口２３ｋが形成されている。詳しくは、吸引口２３ｋは、第３中継部２３ｈ（中継部）の近傍であって、第３現像剤搬送部Ｂ３（第３搬送部材による搬送経路）の天井部に形成されている。

さらに具体的に、吸引手段７５、７７、７８（吸引装置）は、現像装置２３の外部に連通する吸引口２３ｋから現像装置２３の空気を吸引するものであって、吸引ファン７５、吸引ダクト７７、フィルタ７８（トナーフィルタ）、等で構成されている。吸引ダクト７７は、その一端側開口が現像装置２３（第３現像剤搬送部Ｂ３）の天井部の位置でフィルタ７８を介して内部に連通していて、その他端側開口が吸引ファン７５に接続されている。このような構成により、吸引ファン７５が稼働されることにより、現像装置２３内の空気が吸引されて、現像装置２３の内圧の上昇が抑えられるため、現像装置２３における現像ケースの隙間などから外部にトナーが飛散する不具合が抑止される。特に、本実施の形態では、図３の黒矢印で示すように、現像ケースの開口部Ａから現像ローラ２３ａ２の回転に沿うように現像装置２３の内部に空気が吸い込まれて吸込み気流が生じやすいことなどから、現像装置２３の内圧が高まりやすいため、吸引手段７５、７７、７８による減圧が有用になる。

なお、フィルタ７８は、吸引口２３ｋを覆うように設置されていて、吸引口２３ｋから現像剤Ｇを現像装置２３の外に通過させることなく空気のみを通過させるものである。すなわち、フィルタ７８は、吸引手段によって吸引される空気にトナーＴ（現像剤Ｇ）が混ざっていても、それらが現像装置２３の外部に飛散しないように捕集して、空気のみを通過させるものである。このようなフィルタ７８としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などのフッ素樹脂からなる多孔質膜で形成された公知のものを用いることができる。

以下、図５等を参照して、本実施の形態において特徴的な、現像装置２３の構成・動作について詳述する。
図５は、現像装置２３の長手方向端部（図４の左方端部である。）を示す概略断面図である。
図５を参照して、本実施の形態における現像装置２３には、排出口２３ｊから現像装置２３外への現像剤Ｇの排出を妨げることなく、吸引手段７５、７７、７８によって吸引口２３ｋから現像装置２３内の空気が吸引されて排出口２３ｊから現像装置２３外の空気が現像装置２３内に流入しないように制限する制限手段としての弁部材２３ｍ（可撓性シート部材）が設けられている。
詳しくは、制限手段としての弁部材２３ｍは、厚さが０．０５〜０．８ｍｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂材料からなる可撓性を有するシート状の部材である。弁部材２３ｍは、その周囲が排出口２３ｊの縁部に外側（図５の左方側である。）から当接するように設置されていて、その上部（図５にて破線で囲んだ部分である。）が排出口２３ｊの縁部の上部に片持ち支持されている。すなわち、弁部材２３ｍは、排出口２３ｊの縁部の上部に貼着された部分を基点にして、排出口２３ｊを開閉可能に構成されている。

そして、図５（Ａ）に示すように、排出口２３ｊの位置に搬送される現像剤Ｇの剤面が所定高さ（排出口２３ｊの下端の位置である。）を超えていないときに、弁部材２３ｍ（制限手段）は、吸引手段７５、７７、７８によって吸引口１３ｋから現像装置２３内の空気が吸引されることにより排出口２３ｊの縁部に当接して排出口２３ｊを閉鎖することになる。したがって、この状態のときには、排出口２３ｊを介して現像装置２３の内外に空気が出入りすることはない。
これに対して、図５（Ｂ）に示すように、排出口２３ｊの位置に搬送される現像剤Ｇの剤面が所定高さ（排出口２３ｊの下端の位置である。）を超えたとき場に、弁部材２３ｍ（制限手段）は、その現像剤Ｇ（所定高さを超えた現像剤Ｇである。）によって吸引手段７５、７７、７８による吸引力に抗するように排出口２３ｊを開放することになる。これにより、開放された排出口２３ｊから余剰の現像剤Ｇが、回収容器７０に向けて現像装置２３から排出されることになる。なお、この状態のとき、弁部材２３ｍは、余剰の現像剤Ｇに押動されて、その現像剤Ｇに密着するように、必要最小限の範囲で排出口２３ｊを開放することになるため、排出口２３ｊを介して現像装置２３の内外に多くの空気が出入りすることはない。

このように、本実施の形態では、排出口２３ｊから現像剤Ｇを排出しなければならない状態になったときにのみ排出口２３ｊを開放する弁部材２３ｍ（制限手段）を設けているため、吸引ファン７５（吸引手段）を稼働して吸引口２３ｋから現像装置２３の内部の空気を吸引しても、排出口２３ｊから現像装置２３の内部に空気が流入してしまう不具合を確実に軽減することができる。そのため、実質的に現像装置２３の内圧の上昇をそれほど抑えることができずにトナー飛散が生じてしまう不具合や、装置外の回収容器７０から空気とともに流入した浮遊トナーによって排出口２３ｊが汚れて（詰まって）しまい現像剤Ｇを排出する排出口２３ｊの機能が低下してしまう不具合が確実に軽減されることになる。さらに、トナー飛散が生じて画像形成装置１の内部がトナーで汚染されてしまい、装置が故障したり出力画像が汚れてしまう不具合が軽減されるとともに、排出口２３ｊから余剰の現像剤Ｇを排出しにくくなってしまい、キャリアの経時劣化による出力画像の画質低下が生じたり現像装置２３の駆動トルクが上昇してしまう不具合が軽減されることになる。
特に、回収容器７０は、クリーニング部２５から搬送経路７１を介して搬送された廃トナー（未転写トナー）も内部に回収されていて、その内部に回収されたトナーが浮遊しやすいため、それらの浮遊トナーによって排出口２３ｊを汚さないように、弁部材２３ｍを設置する効果は大きい。

＜変形例＞
図６（Ａ）は、変形例としての現像装置２３においてシャッタ部材２３ｎが排出口２３ｊを閉鎖した状態を示す概略図であって、図６（Ｂ）は、シャッタ部材２３ｎが排出口２３ｊを開放した状態を示す概略図とであって、それぞれ本実施の形態における図５（Ａ）、図５（Ｂ）に対応する図である。
図６に示すように、変形例における現像装置２３には、排出口２３ｊから現像装置２３外への現像剤Ｇの排出を妨げることなく、吸引手段７５、７７、７８によって吸引口２３ｋから現像装置２３内の空気が吸引されて排出口２３ｊから現像装置２３外の空気が現像装置２３内に流入しないように制限する制限手段として、弁部材２３ｍの代わりに、シャッタ部材２３ｎが用いられている。

図６に示すように、制限手段としてのシャッタ部材２３ｎは、開閉手段としてのモータ１２０によって排出口２３ｊを開閉可能に構成されていて、排出口２３ｊの位置に搬送される現像剤Ｇの剤面が所定高さ（排出口２３ｊの下端の位置である。）を超えたときに排出口２３ｊを開放するように制御部１００によって制御される。
詳しくは、シャッタ部材２３ｎは、金属材料又は樹脂材料で形成されて、ある程度の剛性を有する略矩形の板状部材であって、回転軸２３ｎ１（排出口２３ｊの縁部の上部に設置されている。）を中心に回動可能に現像ケースに保持されている。シャッタ部材２３ｎは、その周囲が排出口２３ｊの縁部に外側から当接（密着）するように設置されている。シャッタ部材２３ｎの回転軸２３ｎ１はモータ１２０（開閉手段）のモータ軸に接続されていて、モータ１２０の正逆方向の回転にともないシャッタ部材２３ｎが回転軸２３ｎ１を中心に時計方向・反時計方向に回転して、排出口２３ｊの開閉がおこなわれることになる。
なお、シャッタ部材２３ｎと排出口２３ｊの縁部との密着性を高めるために、シャッタ部材２３ｎと排出口２３ｊの縁部とのいずれかにシール材を設置することが好ましい。

さらに具体的に、図６（Ａ）に示すように、排出口２３ｊの位置に搬送される現像剤Ｇの剤面が所定高さ（排出口２３ｊの下端の位置である。）を超えていないときに、制御部１００によるモータ１２０の制御によって、シャッタ部材２３ｎ（制限手段）は、排出口２３ｊの縁部に当接して排出口２３ｊを閉鎖することになる。したがって、この状態のときには、排出口２３ｊを介して現像装置２３の内外に空気が出入りすることはない。
これに対して、図６（Ｂ）に示すように、排出口２３ｊの位置に搬送される現像剤Ｇの剤面が所定高さ（排出口２３ｊの下端の位置である。）を超えたとき場に、制御部１００によるモータ１２０の制御によって、シャッタ部材２３ｎ（制限手段）は、排出口２３ｊを開放することになる。これにより、開放された排出口２３ｊから余剰の現像剤Ｇが、回収容器７０に向けて現像装置２３から排出されることになる。なお、このときにシャッタ部材２３ｎが回動する角度は、余剰の現像剤Ｇが排出される必要最小限の角度に設定されているため、開放された排出口２３ｊを介して現像装置２３の内外に多くの空気が出入りすることはない。
そして、このように制限手段としてシャッタ部材２３ｎを用いた場合にも、上述した本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

ここで、図６を参照して、シャッタ部材２３ｎは、供給手段（現像剤容器２８、現像剤補給装置８０）によって現像装置２３内に新たにキャリアが供給される回数（又は、時間）が所定値に達するごとに排出口２３ｊを開放するように制御されている。具体的に、現像剤補給装置８０から現像装置２３に現像剤Ｇを供給するための搬送スクリュ８２（図２を参照できる。）を回転駆動する補給モータ１１０が稼働される回数（又は、時間）が所定値に達したときに、現像装置２３内に補給された新しい現像剤Ｇの総量が一定量に達して、排出口２３ｊの位置に搬送される現像剤Ｇの剤面が所定高さ（排出口２３ｊの下端の位置である。）を超えるものとして、制限手段としてのシャッタ部材２３ｎによって排出口２３ｊが開放されることになる。
なお、図６の変形例において、シャッタ部材２３ｎの開閉制御は上述したものに限定されることはなく、排出口２３ｊの位置に搬送される現像剤Ｇの剤面が所定高さを超えた状態を、圧電センサなどの検知手段によって直接的に検知して、それらの検知結果に基いてシャッタ部材２３ｎの開閉制御をおこなうこともできる。

以上説明したように、本実施の形態における現像装置２３（プロセスカートリッジ２０）には、排出口２３ｊから現像装置２３外への現像剤Ｇの排出を妨げることなく、吸引手段７５、７７、７８によって吸引口２３ｋから現像装置２３内の空気が吸引されて排出口２３ｊから現像装置２３外の空気が現像装置２３内に流入しないように制限する弁部材２３ｍ（制限手段）が設けられている。
これにより、プレミックス現像方式の現像装置２３において、吸引手段７５、７７、７８によって吸引口２３ｋから現像装置２３の内部の空気を吸引する場合であっても、現像剤Ｇを装置外に排出するための排出口２３ｊから装置内に空気が流入してしまう不具合を生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態では、現像剤Ｇ（２成分現像剤）が収容された現像剤容器２８から現像剤Ｇが供給される２成分現像方式の現像装置２３に対して、本発明を適用した。これに対して、キャリアＣのみが収容されたキャリア容器と、トナーＴのみが収容されたトナー容器と、からそれぞれ別のタイミングでキャリアＣとトナーＴとが供給される２成分現像方式の現像装置２３に対しても、当然に本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２（現像剤担持体）が設置された現像装置２３に対して、本発明を適用した。これに対して、１つ又は３つ以上の現像剤担持体が設置された現像装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、現像装置２３が感光体ドラム２１（像担持体）と帯電部２２とクリーニング部２５とともに、プロセスカートリッジ２０として一体化されているものに対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、これらの構成部材２１〜２３、２５の全部又は一部が、それぞれ単体で画像形成装置本体１に対して着脱されるユニットして構成されている場合であっても、当然に本発明を適用することができる。そして、そのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部（帯電装置）と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置（現像部）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部（クリーニング装置）とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。

なお、本発明が本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、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本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、形状等は本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。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ プロセスカートリッジ、
２１ 感光体ドラム（像担持体）、
２３ 現像装置（現像部）、
２３ａ１、２３ａ２ 現像ローラ（現像剤担持体）、
２３ｂ１ 第１搬送スクリュ（第１搬送部材）、
２３ｂ２ 第２搬送スクリュ（第２搬送部材）、
２３ｂ３ 第３搬送スクリュ（第３搬送部材）、
２３ｃ ドクターブレード（現像剤規制部材）、
２３ｅ 補給口、
２３ｆ 第１中継部、
２３ｇ 第２中継部、
２３ｈ 第３中継部（中継部）、
２３ｊ 排出口、
２３ｋ 吸引口、
２３ｍ 弁部材（制限手段）、
２３ｎ シャッタ部材（制限手段）、
２３ｎ１ 回転軸、
２８ 現像剤容器（供給手段）、
７５ 吸引ファン（吸引手段）、
７７ 吸引ダクト（吸引手段）、
７８ フィルタ、
８０ 現像剤補給装置（供給手段）、
１２０ モータ（開閉手段）、
Ｇ 現像剤（２成分現像剤）、 Ｔ トナー、 Ｃ キャリア。

特開２００５−２９２５１１号公報 特許第４１３７１６６号公報

Claims (9)

1. キャリアとトナーとからなる現像剤を収容して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像装置であって、
   前記像担持体に対向して、現像剤を担持する現像剤担持体と、
   装置内に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材と、
   装置内に新たにキャリアを供給する供給手段と、
   前記複数の搬送部材のうち１つの搬送部材による搬送経路の壁部に形成されて、その位置に搬送される現像剤の剤面が所定高さを超えたときにその現像剤を外部に排出するための排出口と、
   吸引手段に接続されて、装置内の空気を吸引して装置外に向けて排出するための吸引口と、
   前記排出口から装置外への現像剤の排出を妨げることなく、前記吸引手段によって前記吸引口から装置内の空気が吸引されて前記排出口から装置外の空気が装置内に流入しないように制限する制限手段と、
   を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 前記制限手段は、可撓性を有するシート状の弁部材であって、その周囲が前記排出口の縁部に外側から当接するように設置されて、その上部が前記排出口の縁部の上部に片持ち支持されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記弁部材は、
   前記吸引手段によって前記吸引口から装置内の空気が吸引されることにより前記排出口の縁部に当接して前記排出口を閉鎖して、
   前記排出口の位置に搬送される現像剤の剤面が前記所定高さを超えたときに、その現像剤によって前記吸引手段による吸引力に抗するように前記排出口を開放することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記制限手段は、開閉手段によって前記排出口を開閉可能に構成されたシャッタ部材であって、前記排出口の位置に搬送される現像剤の剤面が前記所定高さを超えたときに前記排出口を開放するように制御されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 前記シャッタ部材は、前記供給手段によって装置内に新たにキャリアが供給される回数又は時間が所定値に達するごとに前記排出口を開放するように制御されることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記複数の搬送部材は、前記現像剤担持体に対向するとともに当該現像剤担持体に現像剤を供給する第１搬送部材と、前記第１搬送部材の下方であって前記現像剤担持体に対向する位置に配設されるとともに当該現像剤担持体から離脱された現像剤を搬送する第２搬送部材と、前記第２搬送部材によって搬送されて中継部を介して流入された現像剤を前記第１搬送部材による搬送経路の上流側に搬送する第３搬送部材と、であって、
   前記第１搬送部材による搬送経路と前記第２搬送部材による搬送経路と前記第３搬送部材による搬送経路とを隔絶する壁部を備え、
   前記１つの搬送部材は、前記第３搬送部材であって、
   前記排出口は、前記中継部の近傍であって、前記第２搬送部材に対して前記第３搬送部材を介した側で略垂直方向に起立する壁部に形成され、
   前記吸引口は、前記中継部の近傍であって、前記第３搬送部材による搬送経路の天井部に形成され、
   前記吸引口から現像剤を装置外に通過させることなく空気のみを通過させるフィルタが、前記吸吸引口を覆うように設置されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。
7. 前記供給手段は、装置内に新たにトナーを前記キャリアとともに供給す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装置。
8. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
   請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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