JP2021182038A - 排出路用の弁体を有する現像装置、及び、現像装置を有する画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】劣化した現像剤を現像装置の筐体から排出することができる現像装置。【解決手段】現像装置２０は、現像剤を担持する現像剤担持体１１０と、現像剤を循環させると共に現像剤担持体に供給する搬送路１６０と、搬送路から延在し、現像剤の一部を排出するための排出口１５３ｈを有する排出路１７０と、搬送路と排出口との間に設けられた弁体２００であり、搬送路側に向けられた入口側と入口側の反対側に配置された出口側とを有し、入口側にかかる圧力が圧力閾値よりも高い場合に搬送路からの現像剤の一部を通過させる、該弁体と、を備える。【選択図】図２

Description

画像形成システムは、印刷媒体を搬送する搬送装置と、静電潜像が形成される感光体と、静電潜像を現像する現像装置と、トナー像を印刷媒体に転写する転写装置と、トナー像を印刷媒体に定着させる定着させる定着装置と、印刷媒体を排出する排出装置と、を備える。

本明細書に開示された種々の例を実施するために使用することができる例示的な画像形成システムの概略図である。 例示的な現像装置を示す断面図である。 現像装置及び現像剤回収装置の斜視図である。 現像装置の排出路の周辺を拡大して示す断面図である。 弁体の正面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 第１の搬送部材の一部分及び弁体を示す側面図である。 弁体の別の例を示す正図である。 弁体の更に別の変形例を示す正図である。 弁体の更に別の例を示す正図である。 現像装置の別の例を示す断面図である。 実施例１及び比較例１における単位時間あたり現像剤の排出量を示す図である。 実施例２及び比較例２における現像剤の量の経時的変化を示すグラフである。 実施例３及び比較例３における現像剤の量の経時的変化を示すグラフである。

以下、図面を参照して、例示的な画像形成システムについて説明する。この画像形成システムは、現像装置内の現像剤が過剰に排出されることを抑制する弁体を有する。画像形成システムは、プリンタ等の画像形成システムであってもよく、画像形成システム等に用いられる現像装置であってもよい。なお、図面に基づいて説明するにあたり、同一する要素又は同一の機能を有す類似する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

まず、画像形成システムの概略構成について説明する。図１は、例示的な画像形成システムの概略図である。図１に示す画像形成システム１は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。画像形成システム１は、印刷媒体である用紙Ｐを搬送する搬送装置１０と、静電潜像を現像する複数の現像装置２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙ，２０Ｋ（以下、個々の構成要素を区別する必要がない場合には、「現像装置２０」と称する。）と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写装置３０と、表面（周面）に静電潜像が形成される複数の感光体４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋ（以下、個々の構成要素を区別する必要がない場合には、「感光体４０」と称する。）と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着装置５０と、用紙Ｐを排出する排出装置６０とを備える。

搬送装置１０は、画像が形成される印刷媒体である用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容され、給紙ローラ１１によりピックアップされて搬送される。搬送装置１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が転写領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して転写領域Ｒ２に用紙Ｐを到達させる。

現像装置２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙ，２０Ｋは、色ごとに設けられている。後述するように、各現像装置２０は、トナーを感光体４０に担持させる現像剤担持体１１０を備えている。現像装置２０では、現像剤として、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いる。つまり、現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像剤担持体１１０に担持させる。そして、現像剤担持体１１０の回転により現像剤が感光体４０と対向する現像領域まで搬送されると、現像剤担持体１１０に担持された現像剤に含まれるトナーが感光体４０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。

転写装置３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する転写領域Ｒ２に搬送する。転写装置３０は、感光体４０からトナー像が一次転写される転写ベルト３１と、転写ベルト３１を張架する張架ローラ３４と、アイドラローラ３５，３６と、転写ベルト３１を駆動する駆動ローラ３７と、感光体４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋと共に転写ベルト３１をそれぞれ挟持する一次転写ローラ３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｙ，３２Ｋと、駆動ローラ３７と共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３とを備えている。

感光体４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋは、静電潜像担持体、感光体ドラム等とも呼ばれる。感光体４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋは、色ごとに設けられている。各感光体４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。感光体４０の周上には、現像装置２０と、帯電装置４１と、露光ユニット４２と、クリーニング装置４３と、が設けられている。

帯電装置４１は、例えば感光体４０に対して当接する帯電ローラであり、感光体４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光ユニット４２は、帯電装置４１によって帯電した感光体４０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。現像装置２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙ，２０Ｋは、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナータンク１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙ，１８Ｋから供給されたトナーによって感光体４０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンク１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙ，１８Ｋ内には、それぞれ、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが充填されている。クリーニング装置４３は、感光体４０上に形成されたトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に感光体４０上に残存するトナーを回収する。

定着装置５０は、加熱及び加圧する定着ニップ領域に用紙Ｐを通過させることで、転写ベルト３１から用紙Ｐに二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着装置５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ５２と、加熱ローラ５２を押圧して回転駆動する加圧ローラ５４と、を備えている。加熱ローラ５２及び加圧ローラ５４は円筒状に形成されており、加熱ローラ５２は内部にハロゲンランプ等の熱源を備えている。加熱ローラ５２と加圧ローラ５４との間には接触領域である定着ニップ領域が設けられ、定着ニップ領域に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。

排出装置６０は、定着装置５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ６２，６４を備えている。

画像形成システム１は、制御部６８を更に備えている。制御部６８は、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、画像形成システム１の全体の動作を制御する機能を有している。制御部６８の記憶部には、画像形成システム１で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムが格納されている。

続いて、画像形成システム１による印刷工程について説明する。画像形成システム１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成システム１の制御部６８は、給紙ローラ１１を回転させて、カセットＫに積層された用紙Ｐをピックアップして搬送する。そして、帯電装置４１により感光体４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる（帯電工程）。その後、受信した画像信号に基づいて、露光ユニット４２により感光体４０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。

現像装置２０では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程）。こうして形成されたトナー像は、感光体４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、感光体４０から転写ベルト３１へ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、４個の感光体４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、駆動ローラ３７と二次転写ローラ３３とが対向する転写領域Ｒ２において、搬送装置１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。

積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着装置５０へ搬送される。そして、定着装置５０は、用紙Ｐが定着ニップ領域を通過する際に、用紙Ｐを加熱ローラ５２と加圧ローラ５４との間で加熱及び加圧することにより、積層トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、用紙Ｐは、排出ローラ６２，６４によって画像形成システム１の外部へ排出される。

次に、現像装置２０についてより詳細に説明する。現像装置２０は、現像剤として、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いている。現像装置２０には、いわゆるトリクル現像方式が採用されている。現像装置２０は、現像剤の長寿命化のため、古くなった現像剤を排出口から排出し、新しい現像剤を筐体内に補給する。

図２は、例示的な現像装置２０の断面図を示している。図２に示すように、現像装置２０は、筐体１００、現像剤担持体１１０、第１の搬送部材１２０、及び、第２の搬送部材１３０を備えている。

筐体１００は、第１の筐体部１５１、第２の筐体部１５２及び第３の筐体部１５３を含んでいる。第１の筐体部１５１は、第１の空間１５１ｓを画成している。第２の筐体部１５２は、第１の空間１５１ｓに連続する第２の空間１５２ｓを画成している。第２の筐体部１５２には、現像剤補給口１５２ａが形成されている。第２の空間１５２ｓには、現像剤補給口１５２ａを介して補給用の現像剤が供給される。

第１の筐体部１５１と第２の筐体部１５２との間には、第１の空間１５１ｓと第２の空間１５２ｓとを区画する仕切板１０６が設けられている。仕切板１０６には、開口１０６ａ及び開口１０６ｂが形成されている。すなわち、第１の空間１５１ｓと第２の空間１５２ｓとは、開口１０６ａ及び開口１０６ｂを介して互いに連通している。後述するように、第１の空間１５１ｓ及び第２の空間１５２ｓは、現像剤担持体１１０に供給されるべき現像剤を循環させる搬送路１６０を構成する。

第３の筐体部１５３は、第３の空間１５３ｓを画成する。第３の筐体部１５３は、第３の空間１５３ｓが第１の空間１５１ｓに連通するように第１の筐体部１５１に対して接続されている。第３の筐体部１５３には、劣化した現像剤を排出するための排出口１５３ｈが形成されている。後述するように、これら第３の空間１５３ｓ及び排出口１５３ｈは、現像剤を排出するための排出路１７０を構成する。

現像剤担持体１１０は、第１の空間１５１ｓ内に設けられている。現像剤担持体１１０は、例えば、感光体４０の周面上に形成された静電潜像に対してトナーを供給する現像ローラである。現像剤担持体１１０は、駆動モータの動作によって第１の空間１５１ｓ内で回転可能なように第１の筐体部１５１に支持されている。現像剤担持体１１０が回転すると、第１の空間１５１ｓに空気が取り込まれ、筐体１００の内部圧力が高くなることがある。この筐体１００の内部圧力を逃がすために、第１の筐体部１５１には圧抜き孔１５０ａが形成されていてもよい。現像剤の漏出を防止するために、圧抜き孔１５０ａはフィルター１０１によって覆われていてもよい。

第１の搬送部材１２０は、第１の空間１５１ｓ及び第３の空間１５３ｓ内に設けられている。第１の搬送部材１２０は、駆動モータの動作によって第１の空間１５１ｓ及び第３の空間１５３ｓ内で回転可能なように第１の筐体部１５１及び第３の筐体部１５３に支持されている。第１の搬送部材１２０は、第１の空間１５１ｓ及び第３の空間１５３ｓに亘って延在する軸部１２２を有している。

第１の搬送部材１２０の軸部１２２は、第１の空間１５１ｓ内に配置される第１の部分１２２ａと、第３の空間１５３ｓ内に配置される第２の部分１２２ｂとを有している。第１の部分１２２ａには、搬送翼１２４及びカウンター翼１２６が形成されている。搬送翼１２４は、第１の部分１２２ａの外周面に螺旋状に設けられ、第１の空間１５１ｓ内の現像剤を第３の空間１５３ｓへ向けて搬送する。カウンター翼１２６は、搬送翼１２４と第３の空間１５３ｓ（排出路１７０）との間に設けられている。カウンター翼１２６は、搬送翼１２４とは逆方向に現像剤を搬送する。すなわち、カウンター翼１２６は、第１の空間１５１ｓから第３の空間１５３ｓへ向かう現像剤を第１の空間１５１ｓ側へ押し戻す機能を有する。

第２の部分１２２ｂには、排出翼１２８が形成されている。排出翼１２８は、第２の部分１２２ｂの外周面に螺旋状に設けられ、第３の空間１５３ｓ内の現像剤を排出口１５３ｈ側に向けて搬送する。

第２の搬送部材１３０は、第２の空間１５２ｓ内に設けられている。第２の搬送部材１３０は、駆動モータの動作によって第２の空間１５２ｓ内で回転可能なように第２の筐体部１５２に支持されている。第２の搬送部材１３０は、軸部１２２に対して略平行に配置された軸部１３２を有している。軸部１３２の外周面には、搬送翼１３４が形成されている。搬送翼１３４は、軸部１３２の長さ方向の略全域に亘って形成され、螺旋状の搬送面を有している。第２の搬送部材１３０は、駆動モータの動作によって軸線周りに回転することで、現像剤補給口１５２ａを介して供給された現像剤を混合攪拌して十分に帯電させながら、第１の搬送部材１２０の搬送翼１２４とは反対方向に現像剤を搬送する。なお、第２の搬送部材１３０の開口１０６ｂ側の端部には、搬送翼１３４による現像剤の搬送方向とは反対方向に当該現像剤を押し戻すカウンター翼１３６が設けられていてもよい。

次に、現像装置２０内の現像剤の動きについて説明する。現像剤補給口１５２ａから補給された現像剤は、第２の空間１５２ｓ内で第２の搬送部材１３０の搬送翼１３４によって撹拌されながら開口１０６ｂ側へ搬送される。搬送翼１３４によって搬送された現像剤は、カウンター翼１３６によって押し戻されることで開口１０６ｂを介して第１の空間１５１ｓに導入される。第１の空間１５１ｓに導入された現像剤は、第１の搬送部材１２０によって第３の空間１５３ｓ側へ搬送される。このとき、第１の搬送部材１２０によって搬送された現像剤の一部は現像剤担持体１１０に供給される。

残りの現像剤は、カウンター翼１２６に到達する。カウンター翼１２６は、第１の空間１５１ｓ（搬送路１６０）から第３の空間１５３ｓ（排出路１７０）へ向かう現像剤を第１の空間１５１ｓ側へ押し戻す。カウンター翼１２６によって押し戻された現像剤は、開口１０６ａを介して第２の空間１５２ｓへ戻される。そして、第２の空間１５２ｓへ戻された現像剤は、再び第２の搬送部材１３０によって搬送される。すなわち、筐体１００内の現像剤は、第１の搬送部材１２０及び第２の搬送部材１３０が協働することによって第１の空間１５１ｓと第２の空間１５２ｓとの間で循環する。これら第１の空間１５１ｓと第２の空間１５２ｓは、現像剤を循環させると共に現像剤担持体１１０に現像剤を供給する搬送路１６０を構成する。

ここで、現像剤補給口１５２ａから現像剤が補給されることによって、搬送路１６０内を循環する現像剤の量が所定の量よりも多くなると、カウンター翼１２６に到達した現像剤の一部がカウンター翼１２６を乗り越えて第３の空間１５３ｓ内に導入される。第３の空間１５３ｓに導入された現像剤は、第１の搬送部材１２０の排出翼１２８によって排出口１５３ｈに向けて搬送される。排出口１５３ｈに到達した現像剤は、当該排出口１５３ｈから排出される。すなわち、第３の空間１５３ｓ及び排出口１５３ｈは、現像剤を排出するための排出路１７０を構成する。

上記のように、現像装置２０では、現像剤補給口１５２ａから供給される現像剤の量と排出口１５３ｈから排出される現像剤の量とのバランスを取ることによって、搬送路１６０を循環する現像剤の量が所定の量に維持される。その結果、現像剤担持体１１０に対して適切な量の現像剤が供給される。

ところで、現像剤担持体１１０の回転によって筐体１００の内部に空気が取り込まれると筐体１００の内部圧力が上昇することがある。筐体１００の内部圧力が上昇すると、搬送路１６０から排出路１７０へ向かう空気の流れが生じ、この流れに乗って搬送路１６０を循環する現像剤が意図せずに排出口１５３ｈから過剰に排出されることがある。

筐体１００内の空気の流れに起因する現像剤の過剰排出を抑制するために、現像装置２０は、弁体２００を更に備えている。弁体２００は、カウンター翼１２６と排出口１５３ｈとの間で排出路１７０に設けられている。弁体２００の詳細については、後述する。

図３に示すように、画像形成システム１は、現像剤を回収する現像剤回収装置７０を更に備えている。現像剤回収装置７０は、現像装置２０に接続されている。より詳細には、現像剤回収装置７０は、複数の差込孔７１を有しており、各差込孔７１には、排出口１５３ｈが現像剤回収装置７０の回収空間Ｌの内部に配置されるように、現像装置２０の第３の筐体部１５３が挿入されている（図４参照）。なお、現像剤の漏出を防止するために、差込孔７１と第３の筐体部１５３と間にはシール部材が設けられていてもよい。

図４に示すように、弁体２００は、第３の筐体部１５３によって画成された排出路１７０に設けられている。図４に示すように、排出路１７０の断面積は、排出口１５３ｈへ近づくにつれて段階的に小さくなっていてもよい。すなわち、第３の筐体部１５３には、現像剤の排出方向に直交する方向に延在する段差面１５３ａが形成されている。弁体２００は、この段差面１５３ａに当接するように配置されていてもよい。

弁体２００は、搬送路１６０側に向けられた入口側と当該入口側の反対側に配置された出口側とを有し、入口側にかかる圧力が圧力閾値よりも高い場合に搬送路１６０からの現像剤の一部を通過させる機能を有する。

図５は、例示的な弁体２００の正面図であり、図６は、図５に示すＶＩ−ＶＩ線に沿った弁体２００の断面図である。図５及び図６に示すように、弁体２００は、円環状（ドーナツ型）のシート部材２０２を有している。このシート部材２０２は、ウレタン等の弾性体によって構成され、搬送路１６０側に位置する入口面２０２ａ及び排出口１５３ｈ側に位置する出口面２０２ｂを有している。シート部材２０２の入口面２０２ａは、弁体２００の入口側を構成している。

シート部材２０２の中央部には、入口面２０２ａから出口面２０２ｂまで貫通する開口２０４が形成されている。開口２０４は、第１の搬送部材１２０の軸部１２２の外径よりも僅かに大きな径を有している。この開口２０４には、第１の搬送部材１２０の軸部１２２が嵌合される。

図５に示すように、シート部材２０２には複数のスリット２０６が形成されている。複数のスリット２０６は、シート部材２０２の入口面２０２ａから出口面２０２ｂまで形成された切り込みであり、シート部材２０２の中心軸線ＡＸに対して放射方向に延在している。これら複数のスリット２０６は、シート部材２０２の周方向において略等間隔で形成されている。図５に示す例では、シート部材２０２には、８つのスリット２０６が形成されている。

図５に示すように、複数のスリット２０６は、シート部材２０２の内周面から当該シート部材２０２の径方向における途中位置まで延びている。すなわち、シート部材２０２は、複数のスリット２０６が形成されない外周部２０７を有している。

シート部材２０２の出口面２０２ｂ側には補強部材２１０が設けられている。補強部材２１０は、ポリエステルといったシート部材２０２よりも高い強度を有する材料によって構成されている。補強部材２１０は、円環状をなし、シート部材２０２の内径よりも大きな内径を有している。補強部材２１０の表面２１０ａは、円環状の両面テープ２２０によってシート部材２０２の出口面２０２ｂに貼り付けられている。この補強部材２１０によって弁体２００の強度が高められる。補強部材２１０の裏面２１０ｂは、円環状の両面テープ２２２によって第３の筐体部１５３の段差面１５３ａに貼り付けられている（図４参照）。すなわち、弁体２００は、第３の筐体部１５３の内壁に対して固定されている。なお、補強部材２１０の裏面２１０ｂは、弁体２００の入口側の反対側に配置された出口側を構成している。

弁体２００は、第１の搬送部材１２０に対して嵌合されることで、排出路１７０内において第１の搬送部材１２０の軸部１２２の周囲を囲むように配置される。より詳細には、図７に示すように、軸部１２２の第２の部分１２２ｂには、排出翼１２８が部分的に切り欠かれた切欠部１４０が形成されており、弁体２００は、この切欠部１４０に配置されている。切欠部１４０に弁体２００を配置することにより、弁体２００の前後に設けられた排出翼１２８によって弁体２００の位置が第１の搬送部材１２０の軸線方向にずれることが防止される。

この弁体２００では、シート部材２０２の入口面２０２ａにかかる圧力が所定の圧力閾値よりも低いときには、シート部材２０２の弾性力によって複数のスリット２０６は閉じている。したがって、入口面２０２ａにかかる圧力が所定の圧力閾値よりも低いときには、排出路１７０内の現像剤は、弁体２００を通過せずに、弁体２００の上流側に留められる。

これに対して、入口面２０２ａにかかる圧力が所定の圧力閾値よりも高くなると、その圧力によってシート部材２０２の弾性力に抗して複数のスリット２０６が押し広げられ、シート部材２０２に現像剤が流れる通路が形成される。これにより、排出路１７０内の現像剤は、弁体２００を通過可能となる。すなわち、弁体２００は、入口面２０２ａにかかる圧力が所定の圧力閾値よりも高い場合に、搬送路１６０からの現像剤を通過させる機能を有する。

ここで、筐体１００内の内部圧力に起因して発生する空気の流れによって弁体２００の入口面２０２ａにかかる圧力をＰＡとし、第１の搬送部材１２０の排出翼１２８によって搬送された現像剤の流れによって弁体２００の入口面２０２ａにかかる圧力をＰＤとする。このとき、一般的に圧力ＰＡは圧力ＰＤよりも小さい。そこで、複数のスリット２０６が開く所定の圧力閾値は、圧力ＰＡよりも大きく圧力ＰＤよりも小さく設計される。これにより、筐体１００内の内部圧力の上昇によって当該筐体１００内に空気の流れが生じた場合であっても、弁体２００が閉鎖された状態となるので現像剤の過剰排出が抑制される。一方、第１の搬送部材１２０の排出翼１２８によって排出路１７０内の現像剤が弁体２００に押し込まれると、その圧力によって弁体２００が開放され、現像剤が当該弁体２００を通過して排出される。

なお、弁体２００が開放される圧力閾値は、シート部材２０２の厚み、又は、シート部材２０２に形成される複数のスリット２０６の数によって調整することが可能である。例えば、シート部材２０２の厚みは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に設定されてもよい。また、複数のスリット２０６の数は、例えば５以上１６以下としてもよい。例えば、シート部材２０２の中心軸線ＡＸの周方向において、複数のスリット２０６のうち隣り合う２つのスリット２０６のなす角度θが２２．５°以上４５°以下になるように、複数のスリット２０６が形成されていてもよい（図５参照）。このように、シート部材２０２の厚み、及び、複数のスリット２０６の数を設定することで、筐体１００内の空気の流れに起因する現像剤の過剰排出を抑制しつつ、劣化した現像剤を筐体１００から排出することができる。

上記のように、現像装置２０では、入口面２０２ａにかかる圧力が所定の圧力閾値よりも高い場合に搬送路１６０からの現像剤の一部を通過させる弁体２００が排出路１７０に設けられている。この弁体２００は、搬送路１６０から排出路１７０へ向かう空気の流れを遮断するので、この空気の流れによって筐体１００内の現像剤が過剰に排出されることを抑制することができる。一方、カウンター翼１２６を乗り越えた現像剤が排出翼１２８によって弁体２００に押し込まれると、弁体２００が開放され、現像剤が弁体２００を通過する。弁体２００を通過した現像剤は、排出翼１２８によって排出口１５３ｈまで搬送され、現像剤回収装置７０に回収される。したがって、筐体１００内の空気の流れに起因する現像剤の過剰排出を抑制しつつ、劣化した現像剤を筐体１００から排出することができる。

なお、図５に示す弁体２００は、円環形状を有しているが、弁体の形状は円環形状に限定されず、様々な形状を有し得る。図８は、弁体の別の例を示している。図８（ａ）に示す弁体２００Ａ、及び、図８（ｂ）に示す弁体２００Ｂのシート部材２０２は、互いに非対称な形状を有する上部２００ｕ及び下部２００ｌを有している。例えば、弁体２００Ａの上部２００ｕは、正面視で矩形をなし、弁体２００Ａの下部２００ｌは、正面視で半円形をなしている。また、弁体２００Ｂの上部２００ｕは、正面視において一部が欠けた半円形をなし、弁体２００Ｂの下部２００ｌは、正面視において半円形をなしている。弁体２００Ａ及び弁体２００Ｂのように、上部２００ｕ及び下部２００ｌを互いに非対称な形状にすることにより、上下の向きを誤って弁体２００Ａ及び弁体２００Ｂを取り付けることが防止される。

さらに、図８に示すように、上部２００ｕ及び下部２００ｌのうち下部２００ｌのみに複数のスリット２０６が形成されていてもよい。排出路１７０内の現像剤は、重力によって排出路１７０内の下部に溜まった状態で搬送されるので、複数のスリット２０６を下部２００ｌのみに形成した場合であっても、入口面２０２ａにかかる圧力に応じて現像剤を介して通過させることが可能となる。

図９は、弁体の更に別の例を示している。図９（ａ）に示す弁体２００Ｃ、及び、図９（ｂ）に示す弁体２００Ｄのシート部材２０２は、位置決め用の凸部２０８を有している。例えば、図９（ａ）に示す弁体２００Ｃの上部２００ｕには、当該弁体２００Ｃの径方向に突出する１つの凸部２０８が形成されている。図９（ｂ）に示す弁体２００Ｄの上部２００ｕには、当該弁体２００Ｄの径方向に突出する１つの凸部２０８が形成され、弁体２００Ｄの下部２００ｌには、当該弁体２００Ｄの径方向に突出する２つの凸部２０８が形成されている。これらの凸部２０８は、第３の筐体部１５３に形成された凹部に嵌合するように配置される。このような凸部２０８を備えることにより、弁体２００Ｃ，２００Ｄの位置決めをすることができる。

図１０は、弁体の更に別の例を示している。図１０（ａ）に示す弁体２００Ｅは、弁体２００Ｅの内周面から外周面まで延在する切離スリット２０９が更に形成されている。この切離スリット２０９から弁体２００Ｅを広げることで、弁体２００Ｅの開口２０４に第１の搬送部材１２０の軸部１２２を容易に取り付けることができる。

複数のスリット２０６は、シート部材２０２の外周部に形成されていてもよい。例えば、図１０（ｂ）に示す弁体２００Ｆには、シート部材２０２の外周面から当該シート部材２０２の径方向の途中位置まで延在する複数のスリット２０６が形成されている。

また、弁体の設置を容易にするために、図１１に示すように、現像装置２０の第３の筐体部１５３には弁体２００Ｅを差し込むための差込孔１５１ａが形成されていてもよい。図１１に示すように、弁体２００Ｅを差込孔１５１ａを介して第３の空間１５３ｓ内に差し込むことで、第１の搬送部材１２０の軸部１２２に取り付けてもよい。このように、差込孔１５１ａを介して弁体２００Ｅを第１の搬送部材１２０の軸部１２２取り付けることで、弁体２００Ｅの設置を容易にすることができる。

次に、実施例及び比較例に基づいて、現像装置２０の作用効果についてより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

まず、筐体１００内の空気の流れによって排出される現像剤の量について評価した。実施例１では、図５に示す弁体２００を有する現像装置２０に対して現像剤を補給せず、印刷処理も行わない状態で現像装置２０を動作させた。また、実施例１では、筐体１００内の内部圧力が上昇した状態を再現するために、フィルター１０１にテープを貼り付けて圧抜き孔１５０ａから空気が漏れ出さないようにした。そして、排出口１５３ｈからの現像剤の単位時間あたりの排出量を測定した。一方、比較例１では、弁体２００を有しない以外は、実施例１と同じ条件で現像剤の単位時間あたりの排出量を測定した。すなわち、実施例１及び比較例１において測定された単位時間あたりの現像剤の排出量は、筐体１００内の空気の流れに起因する現像剤の過剰排出量に相当する。図１２は、実施例１及び比較例１で測定された単位時間あたり現像剤の排出量を示している。図１２に示すように、弁体２００を用いない比較例１では、単位時間あたり現像剤の排出量は１．１０［ｇ／ｍｉｎ］であったのに対し、弁体２００を用いた実施例１では、単位時間あたり現像剤の排出量は、０．０８［ｇ／ｍｉｎ］であった。これらの結果から、排出路１７０に弁体２００を設けることにより、筐体１００内の空気の流れに起因する現像剤の過剰排出量を大幅に低下させることができることが確認された。

次に、第１の搬送部材１２０の排出翼１２８によって排出路１７０を介して排出される現像剤の量について評価した。実施例２では、図５に示す弁体２００を有する現像装置２０において印刷処理を行わず、筐体１００内に現像剤を供給しながら現像装置２０を動作させた。より詳細には、測定開始時点から８分が経過するまでは１０［ｇ／ｍｉｎ］の現像剤を筐体１００内に供給し、その後は現像剤の供給を停止させた。また、実施例２では、筐体１００内の空気の流れによって現像剤が過剰に排出されることを防ぐために、フィルター１０１を機能させて圧抜き孔１５０ａから筐体１００内の空気が抜けるようにした。そして、排出口１５３ｈから排出される現像剤の量に基づいて筐体１００内の現像剤の量の経時的変化を測定した。比較例２では、弁体２００を有しない以外は、実施例２と同じ条件で筐体１００内の現像剤の量の経時的変化を測定した。図１３は、実施例２及び比較例２で測定された現像剤の量の経時的変化を示している。

図１３に示すように、比較例２では、筐体１００内への現像剤供給量の増加に伴って現像剤の一部が排出されて現像剤の量が減少し、時間の経過と共に筐体１００内の現像剤の量が略一定量に収束した。一方、実施例２でも、筐体１００内への現像剤供給量の増加に伴って、現像剤の一部が排出されて現像剤の量が減少し、時間の経過と共に筐体１００内の現像剤の量が略一定量に収束した。これらの結果から、排出路１７０に弁体２００を設けた場合であっても、排出翼１２８によって弁体２００に付与される圧力により搬送路１６０内の現像剤の一部が弁体２００を通過して適切に排出され、現像剤の供給量と排出量との間でバランスを取ることができることが確認された。

次に、筐体１００内の空気の流れに起因する現像剤の過剰排出の抑制効果について評価した。実施例３では、図５に示す弁体２００を有する現像装置２０に対して現像剤の供給しながら画像密度１％で印刷処理を行った。また、実施例３では、フィルター１０１を機能させて圧抜き孔１５０ａから筐体１００内の空気が抜けるようにした。そして、現像装置２０の重量に基づいて筐体１００内の現像剤の量の経時的変化を測定した。比較例３では、弁体２００を有しない以外は、実施例３と同じ条件で筐体１００内の現像剤の量の経時的変化を測定した。図１４は、実施例３及び比較例３で測定された現像剤の量の経時的変化を示している。

図１４に示すように、比較例３では、印刷枚数が増えるにつれて筐体１００内の現像剤の量が減少し、現像剤の量が２００［ｇ］以下になった時点で印刷不良が生じた。この結果は、印刷枚数が増えるにつれてフィルター１０１の機能が低下して筐体１００の内部圧力が上昇し、これにより筐体１００内に生じた空気の流れによって筐体１００内の現像剤が過剰に排出されたことに起因していると考えられる。これに対して、実施例３では、印刷枚数が増加しても筐体１００内の現像剤の量は約２４２［ｇ］で一定に維持された。この結果は、弁体２００によって筐体１００内の空気の流れに起因する現像剤の過剰排出が抑制されたためであると考えられる。これらの結果から、排出路１７０に弁体２００を設けることにより、現像装置２０内の現像剤が過剰に排出されること抑制することができることが確認された。

本明細書に記載の全ての側面、利点及び特徴が、必ずしも、いずれかひとつの特定の例及び実施形態により達成される又は含まれるわけではないことは理解されたい。実際、本明細書において様々な例を記載し示したが、他の例もその配置及び詳細について修正することができることは明らかであるべきだ。ここに請求される保護主題の精神及び範囲に包含される全ての修正及び変形を請求する。

例えば、上述の例では、弁体２００が、第３の筐体部１５３の内壁に対して固定されているが、弁体２００は、第１の搬送部材１２０に対して固定され、第１の搬送部材１２０と共に回転するように構成されていてもよい。

Claims (15)

1. 現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤を循環させると共に、前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する搬送路と、
   前記搬送路から延在し、前記現像剤の一部を排出するための排出口を有する排出路と、
   前記搬送路と前記排出口との間に設けられた弁体であり、前記搬送路側に向けられた入口側と前記入口側の反対側に配置された出口側とを有し、前記入口側にかかる圧力が圧力閾値よりも高い場合に前記搬送路からの前記現像剤の一部を通過させる、該弁体と、
   を備える、現像装置。
2. 前記現像剤を搬送する第１の搬送部材であり、前記搬送路内に配置された第１の部分と前記排出路内に配置された第２の部分とを含む軸部を有する、該第１の搬送部材と、
   前記搬送路内に配置され、前記第１の部分と協働して前記現像剤を前記搬送路内で循環させる第２の搬送部材と、
   を更に備え、
   前記弁体は、前記排出路内で前記第２の部分の周囲を囲むように配置されている、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第１の搬送部材は、前記搬送路内の前記現像剤を前記排出路側へ搬送する搬送翼と、前記搬送翼と前記排出路との間に設けられ、前記搬送路から前記排出路へ向かう前記現像剤を前記搬送路へ押し戻すカウンター翼とを有し、
   前記弁体は、前記カウンター翼と前記排出口との間に配置されている、請求項２に記載の現像装置。
4. 前記第２の部分には、前記現像剤の一部を前記排出口へ搬送する排出翼と、前記排出翼の一部が切り欠かれた切欠部とが形成され、
   前記弁体は、前記切欠部上に配置されている、請求項２に記載の現像装置。
5. 前記弁体は、前記排出路を画成する筐体の内壁に対して固定されている、請求項１に記載の現像装置。
6. 前記弁体は、複数のスリットが形成されたシート部材を含む、請求項１に記載の現像装置。
7. 前記複数のスリットは、前記シート部材の中心軸線に対して放射方向に延在している、請求項６に記載の現像装置。
8. 前記シート部材は、ウレタンによって構成されている、請求項６に記載の現像装置。
9. 前記弁体は、ポリエステルによって構成され、前記出口側において前記シート部材に貼り付けられた補強部材を更に含む、請求項６に記載の現像装置。
10. 前記シート部材は、互いに非対称な形状を有する上部及び下部を有する、請求項６に記載の現像装置。
11. 前記複数のスリットが、前記上部及び前記下部のうち前記下部にのみ形成されている、請求項１０に記載の現像装置。
12. 前記シート部材が、位置決め用の凸部を有する、請求項１０に記載の現像装置。
13. 前記シート部材が、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の厚みを有する、請求項６に記載の現像装置。
14. 前記中心軸線の周方向において、前記複数のスリットのうち隣り合う２つのスリットのなす角度が、２２．５°以上４５°以下である、請求項７に記載の現像装置。
15. 静電潜像が形成される表面を有する感光体と、
    前記感光体の前記表面に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
    前記現像装置から排出された現像剤を回収する現像剤回収装置と、
    を備え、
    前記現像装置は、
    前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤を循環させると共に、前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する搬送路と、
    前記搬送路から延在し、前記現像剤の一部を排出するための排出口を有する排出路と、
    前記搬送路と前記排出口との間に設けられた弁体であり、前記搬送路側に向けられた入口側と前記入口側の反対側に配置された出口側とを有し、前記入口側にかかる圧力が圧力閾値よりも高い場合に前記搬送路からの前記現像剤の一部を通過させる、該弁体と、
    を備える、画像形成システム。

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