JP6872125B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置において、現像装置の内圧が高くなった場合の対策に関し以下の特許文献１〜３に記載の技術が従来公知である。

特許文献１としての特開２０１５−００４７７３号公報には、現像装置（８）の供給スクリュ（８１）の上方に圧抜き開口部（５）を形成して、フッ素樹脂製の多孔質膜で構成された圧抜きフィルタ（１５）を配置する構成が記載されている。特許文献１に記載の技術では、圧抜きフィルタ（１５）として、孔の口径がトナーよりも小径のものを使用することが記載されている。

特許文献２としての特許第４５０２７７１号公報には、トナー容器（１１）の側面に回収容器（１３）を装着して、トナー容器（１１）と回収容器（１３）を孔（１１ａ，１３ａ）で接続して、トナー容器（１１）の圧力を抜く構成が記載されている。特許文献２に記載の構成では、孔（１１ａ，１３ａ）の間に、フィルタ（１７）が配置されている。フィルタ（１７）としては、不織布や高密度ポリエチレンを使用する例が記載されており、現像剤がフィルタ（１７）を通過しても回収容器（１３）で回収する技術が記載されている。

特許文献３としての特許第４３３８５５３号公報には、平均粒径５μmのトナーに対して、トナー捕集用フィルタとして、ポリオレフィンやポリエステル等のフッ素非含有材料の多孔質膜または不織布で、粒径が１μm〜５μmの粒子を５．３ｃｍ／ｓｅｃの流速で透過させた時の捕集効率が６０％以上のものを使用することが記載されている。

特開２０１５−００４７７３号公報（「００４０」〜「００４５」、図１） 特許第４５０２７７１号公報（「００４７」〜「００５３」、図２、図４〜図９） 特許第４３３８５５３号公報（「００１６」、「００１９」、「０１０１」）

本発明は、孔の平均最短径がトナーの中心粒径以下の濾過部材を使用する場合に比べて、目詰りと現像剤の漏れを低減しつつ、現像装置の内圧上昇を抑制することを技術的課題とする。

前記技術的課題を解決するために、請求項１に記載の発明の現像装置は、
トナーとキャリアとを有する現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器の現像剤を表面に保持して回転する現像剤保持体と、
前記現像容器の内部と外部とを接続する通気部と、
気泡同士の壁に孔を有する連続気泡体において、前記孔の平均最短径がキャリアの中心粒径Ｄ５０（ｖｏｌ）以下且つトナーの中心粒径Ｄ５０（ｖｏｌ）よりも大きい第１の層と、前記孔の平均最短径がキャリアの中心粒径Ｄ５０（ｖｏｌ）よりも大きい第２の層とを有し、前記通気部に配置された濾過部材と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像装置において、
前記濾過部材の第１の層の厚み方向の壁の孔が、第２の層の厚み方向の壁の孔の平均最短径より小さくされた前記濾過部材、
を備えたことを特徴とする。

なお、厚み方向の孔の孔径（平均最短径）とは、試料を厚み方向にカットして、切断面を観察して算出できる孔の平均最短径を指す。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の現像装置において、
前記濾過部材の第１の層の厚み方向の壁の孔の平均最短径が１０〜３０μｍに設定された
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の現像装置において、
空気の通過方向に対して、前記第２の層の上流側および下流側に配置された前記第１の層、
を備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置において、
前記通気部に設けられ、空気の通過方向に対して前記濾過部材の一面側を支持する支持部と、
前記濾過部材の他面側を支持する庇状の脱落防止部材と、
を備えたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像剤保持体の表面の現像剤の層の厚さを規制する層厚規制部材と、
前記現像剤保持体の回転方向に対して前記層厚規制部材の上流側に配置された前記通気部と、
を備えたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の現像装置において、
前記現像剤保持体に隣り合って配置され、前記現像容器内で回転して現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌部材と、
前記撹拌部材の上方に配置された前記通気部と、
を備えたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の現像装置において、
前記現像剤保持体に隣り合って配置され、前記現像容器内で回転して現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌部材と、
前記現像剤保持体の回転方向に対して、潜像を可視像に現像する領域よりも下流側、且つ、前記現像剤保持体と前記撹拌部材との最近接位置よりも上流側に配置された前記通気部と、
を備えたことを特徴とする。

前記技術的課題を解決するために、請求項９に記載の発明の画像形成装置は、
像保持体と、
前記像保持体に保持された潜像を可視像に現像する請求項１ないし８の何れかに記載の現像装置と、
前記像保持体の可視像を媒体に転写する転写装置と、
前記媒体に転写された可視像を定着させる定着装置と、
を備えたことを特徴とする。

請求項１、２、３、９に記載の発明によれば、孔の平均最短径がトナーの中心粒径以下の濾過部材を使用する場合に比べて、目詰りと現像剤の漏れを低減しつつ、現像装置の内圧上昇を抑制することができる。
請求項４に記載の発明によれば、第２の層の下流側にさらに第１の層を有しない場合に比べて、現像剤の漏れ出しを低減することができる。

請求項５に記載の発明によれば、庇状の脱落防止部材を有しない場合に比べて、濾過部材と支持部との間を通過した現像剤が漏れ出すことを低減できる。
請求項６に記載の発明によれば、層厚規制部材の上流側の圧力が高い空間の空気を通気部から外部に抜くことができる。

請求項７に記載の発明によれば、現像剤が通常存在する位置に通気部を配置する場合に比べて、撹拌部材の上方で通常現像剤が存在しない位置に配置された濾過部材の目詰まりを低減できる。
請求項８に記載の発明によれば、現像剤保持体の回転に伴って現像容器に送り込まれた空気を、現像剤保持体の回転方向に対して潜像を可視像に現像する領域よりも下流側且つ現像剤保持体と撹拌部材との最近接位置よりも上流側に配置された通気部から速やかに排気できる。

図１は実施例１の画像形成装置の全体説明図である。 図２は実施例の現像装置の要部拡大図である。 図３は実施例１の通気部および濾過部材の説明図である。 図４は実施例１の現像装置の斜視図である。 図５は実施例１の濾過部材の説明図である。 図６は非圧縮、成型前の実施例１の濾過部材の説明図であり、図６Ａは全体の断面図、図６Ｂは一部の模式図である。 図７は成型後の濾過部材の説明図であり、図７Ａは全体の断面図、図７Ｂは表層の一部の模式図である。 図８は実施例１の濾過部材の実験例の説明図である。 図９は実施例１の実験結果を整理した図であり、横軸に表層の垂直又は斜め方向壁にあいた孔径を取り、縦軸に現像器の内圧と現像剤の漏れの評価結果を取ったグラフである。 図１０は発泡体として低硬度と高硬度のものを用いた実施例の特性を示す表である。 図１１は現像装置において内圧が上昇するメカニズムの説明図である。 図１２は実施例２の現像装置の説明図である。

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

図１は実施例１の画像形成装置の全体説明図である。
図１において、本発明の実施例１の電子機器の一例であって、画像形成装置の一例としてのプリンタＵでは、装置本体の一例であって、画像形成装置本体の一例としてのプリンタ本体Ｕ１を有する。プリンタ本体Ｕ１の前面には、開閉部材の一例としての前カバーＵ１ａが配置されている。前カバーＵ１ａは、回転中心を中心として開閉可能に支持されている。また、プリンタＵの上面には、排出部の一例としての排出トレイＴＲｈが形成されている。さらに、プリンタ本体Ｕ１の後面には、開閉部材の一例としての後カバーＵ１ｂが回転可能に支持されている。後カバーＵ１ｂは、実線で示す閉塞位置と、破線で示す開放位置との間で回転可能に支持されている。開閉部材の一例としての後カバーＵ１ｂは、紙詰まりや内部の点検等をする場合に、プリンタ本体Ｕ１の後面を開放可能である。

実施例１のプリンタＵは、制御部の一例としてのコントローラＣを有する。コントローラＣには、画像処理部ＩＰＳや、潜像形成回路の一例としてのレーザ駆動回路ＤＬ、電源回路Ｅが電気的に接続されている。したがって、コントローラＣは、画像処理部ＩＰＳ等に制御信号が出力可能である。
プリンタＵの後部には、回転駆動する像保持体の一例としての感光体ＰＲが支持されている。回転部材の一例としての感光体ＰＲの周囲には、感光体ＰＲの回転方向に沿って、帯電ロールＣＲ、潜像形成装置ＬＨ、現像装置Ｇ、転写装置の一例としての転写ロールＴｒ、像保持体用の清掃器の一例としての感光体クリーナＣＬが配置されている。

図１において、前記帯電ロールＣＲには、帯電器用の清掃器の一例としての帯電ロールクリーナＣＲｃが対向、接触して配置されている。
実施例１の潜像形成装置ＬＨは、左右方向に沿って、予め設定された間隔で潜像書込素子の一例としてのＬＥＤ：Light Emitting Diodeが線状に配置された装置、いわゆるＬＥＤヘッドにより構成されている。
現像装置Ｇは、内部に現像剤が収容される現像容器Ｖを有する。前記現像容器Ｖ内には、現像剤保持体の一例としての現像ロールＧａが、感光体ＰＲに対向して配置されている。現像容器Ｖ内には、現像ロールＧａと平行して、撹拌部材の一例として、一対の循環搬送部材Ｇｂ，Ｇｃが配置されている。また、現像容器Ｖには、層厚規制部材Ｇｅが現像ロールＧａに対向して配置されている。

前記現像容器Ｖの前側上面には、補給部の一例としてのトナー補給口Ｖ１が形成されている。トナー補給口Ｖ１には、トナー搬送路の一例としてのトナー補給路Ｖ３が連結されている。前記トナー補給路Ｖ３は前方に延びる筒状に形成されている。トナー補給路Ｖ３の内部には、トナー搬送部材の一例としての補給オーガＶ４が回転可能に支持されている。前記トナー補給路Ｖ３の前端には、トナーの収容容器の一例としてのトナーカートリッジＴＣが着脱可能に支持されている。トナーカートリッジＴＣには、流出口ＴＣ１が形成されており、トナーカートリッジＴＣからトナー補給路Ｖ３にトナーが流入可能に構成されている。

図１において、プリンタＵの下部には、媒体の収容部の一例としての給紙トレイＴＲ１が配置されている。給紙トレイＴＲ１の後部には、媒体取り出し部材の一例としてのピックアップロールＲｐが配置されている。ピックアップロールＲｐの後方には、媒体さばき部材の一例としてのさばきロールＲｓが配置されている。さばきロールＲｓの上方には、時期調節部材の一例としてのレジロールＲｒが配置されている。
感光体ＰＲと転写ロールＴｒとが対向する転写領域Ｑ４の上方には、定着装置Ｆが配置されている。定着装置Ｆは定着部材の一例としての一対の定着ロールＦｈ，Ｆｐを有し、前記一対の定着ロールＦｈ，Ｆｐの圧接領域によって定着領域Ｑ６が形成される。
定着装置Ｆの上方には、媒体の案内部材の一例としてのシートガイドＳＧ１，ＳＧ２が配置されている。シートガイドＳＧ１，ＳＧ２の前方には、排出部材の一例としての排出ロールＲ１が配置されている。

（画像形成動作の説明）
プリンタＵのコントローラＣには、外部の情報送信装置の一例としてのホストコンピュータ等から印刷情報が送信される。コントローラＣが印刷情報を受信すると画像形成動作が開始される。コントローラＣは、印刷情報を画像処理部ＩＰＳに出力する。画像処理部ＩＰＳは、印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して、予め設定された時期、すなわち、タイミングで、像書込回路の一例としてのレーザ駆動回路ＤＬに出力する。レーザ駆動回路ＤＬは、入力された画像情報に応じて駆動信号を潜像形成装置ＬＨに出力する。

画像形成動作が開始されると感光体ＰＲが回転を開始する。
帯電ロールＣＲには、電源回路Ｅから帯電電圧が印加される。帯電ロールＣＲと感光体ＰＲとが対向する帯電領域Ｑ１において、帯電ロールＣＲは感光体ＰＲの表面を帯電させる。
帯電ロールクリーナＣＲｃは、帯電ロールＣＲの表面を清掃する。
潜像形成装置ＬＨは、書き込み領域Ｑ２において、感光体ＰＲの表面に、画像情報に応じた静電潜像を形成する。

現像装置Ｇでは、一対の循環搬送部材Ｇｂ，Ｇｃが、現像容器Ｖの内部の現像剤を撹拌しながら循環搬送する。循環搬送部材Ｇｂ，Ｇｃで撹拌された現像剤は、現像ロールＧａに供給される。現像ロールＧａ表面の現像剤は、層厚規制部材Ｇｅとの対向領域を通過する際に、層厚を規制される。現像ロールＧａには、電源回路Ｅから現像電圧が印加される。現像ロールＧａと感光体ＰＲとが対向する現像領域Ｑ３において、感光体ＰＲの静電潜像は、現像ロールＧａの現像剤で可視像に現像される。
現像装置Ｇでのトナーの消費量に応じて、補給オーガＶ４が駆動して、トナーカートリッジＴＣから現像装置Ｇにトナーが補給される。

ピックアップロールＲｐは、給紙トレイＴＲ１に収容された記録シートＳを送り出す。
さばきロールＲｓは、ピックアップロールＲｐが記録シートＳを複数送り出した場合に、１枚づつ分離する。さばきロールＲｓで１枚ずつ分離された記録シートＳは、レジロールＲｒに送られる。レジロールＲｒは、予め設定されたタイミングで転写領域Ｑ４に記録シートＳを搬送する。
転写ロールＴｒには、電源回路Ｅから転写電圧が印加される。転写ロールＴｒは、転写領域Ｑ４を通過する記録シートＳに感光体ＰＲ上のトナー像を転写する。
感光体クリーナＣＬは、転写領域Ｑ４の下流側に設定された清掃領域の一例としてのクリーニング領域Ｑ５において、感光体ＰＲ表面の残留トナーを除去する。

転写領域Ｑ４においてトナー像が転写された記録シートＳは、トナー像が未定着の状態で定着装置Ｆに搬送される。
定着装置Ｆでは、定着ロールＦｈ，Ｆｐの圧接領域によって定着領域Ｑ６が形成される。定着装置Ｆに搬送された記録シートＳは、定着領域Ｑ６において一対の定着ロールＦｈ，Ｆｐによりトナー像が定着される。
トナー像が定着された記録シートＳは、シートガイドＳＧ１，ＳＧ２によってガイドされる。
排出ロールＲ１は、記録シートＳを、排出トレイＴＲｈに排出する。

（内圧上昇を抑制する構成の説明）
図２は実施例の現像装置の要部拡大図である。
図３は実施例１の通気部および濾過部材の説明図である。
図４は実施例１の現像装置の斜視図である。
図１、図２において、実施例の現像装置Ｇでは、現像ロールＧａに隣り合って、供給オーガＧｃが配置されている。図２〜図４において、供給オーガＧｃの上方には、現像容器Ｖの蓋部１に、通気部の一例としての通気口２が形成されている。図３、図４において、実施例１の通気口２は、支持部の一例として、蓋部１に形成された凹部１ａの底部に形成されている。凹部１ａの前後両端には、左右方向に延びる段差部１ｂが形成されている。図４において、通気口２は、左右方向に間隔をあけて複数形成されている。

図３、図４において、前記凹部１ａには、濾過部材の一例としてのフィルタ３が支持されている。フィルタ３は、通気口２の上方を覆うように配置されている。実施例１のフィルタ３は、段差部１ｂよりも内側に配置されている。
フィルタ３の上方には、脱落防止部材の一例としてのフィルタ落下防止部材４が配置されている。実施例１のフィルタ落下防止部材４は、段差部１ｂの上面に支持される。また、フィルタ落下防止部材４の中央部には、通気部の一例としての開口４ａが形成されている。よって、実施例１のフィルタ落下防止部材４は、フィルタ３の外周を押さえる枠状に形成されている。図３に示すように、フィルタ落下防止部材４の枠状の部分４ｂの内端は、フィルタ３の外端３ｄに対して、内側に配置されており、枠上の部分４ｂが庇状に配置されている。
したがって、実施例１の現像装置Ｇでは、通気口２およびフィルタ３および開口４ａを通じて、現像容器Ｖの内部と外部との間で空気が通過可能に構成されている。

（濾過部材の説明）
図５は実施例１の濾過部材の説明図である。
図５において、実施例１のフィルタ３は、第１の層の一例としての内層３ａと、第２の層の一例としての中間層３ｂと、第１の層の一例としての外層３ｃとを有する。実施例１のフィルタ３では、内層３ａが通気口２に対向し、外層３ｃが現像装置Ｇの外部に露出する。

図６は非圧縮、成型前の実施例１の濾過部材の説明図であり、図６Ａは全体の断面図、図６Ｂは一部の模式図である。
図７は成型後の濾過部材の説明図であり、図７Ａは全体の断面図、図７Ｂは表層の一部の模式図である。
図６、図７において、実施例１のフィルタ３は、発泡体の一例としての発泡ウレタンフォーム１１を使用している。発泡体には独立気泡体と連続気泡体とが存在するが、本発明の発泡体は連続気泡体である。即ち、一般的な製法で作られる連続気泡体（いわゆる連泡体）は層内部に気泡（セル）１３が存在するが、気泡１３同士の壁１４に小さな孔１６が開いていて、気泡１３同士が繋がっている。したがって気体や小さな粒子は通過できる。気泡１３は断面を顕微鏡観察した場合、水平方向と垂直方向の直径がほぼ同程度の円または円に近い楕円形、おむすび状、凹凸のある円形など種々の形状をしている。形状は種々であるが円の直径に該当するいわゆるセル径と呼ぶ目開きの大きさは、水平方向と垂直方向で概略同程度である。実施例１の発泡体セル径は十分な通気性を確保するために約２００から４００μｍが好ましい。なお、平均セル径の測定方法は、一例として、フィルタ３を所定の大きさにカットし、露出表面を顕微鏡等の観察装置にて、セルとセルがつながっている孔の径を直接観察法で測定し、平均値を算出することが可能である。

気泡１３同士の壁１４に開いている孔１６は円または楕円形、おむすび形状、凹凸のある円形など種々の形状をしている。中間層３ｂの気泡１３同士の壁１４に開いている孔１６は、垂直方向の壁と水平方向の壁とで孔形状に大差は無く、中間層３ｂの孔径は約２０から２００μｍであった。この一般的な連泡体を中間層（第２の層）３ｂとし、その中間層３ｂの表面に、中間層３ｂと同一のセル径の気泡１３を有する発泡層３ａ，３ｃを、厚み方向（空気の通過方向）に圧縮して積層した形態が本発明の濾過部材（フィルタ）３である。

一方、実施例１のフィルタ３の表層３ａ，３ｃにおいては、圧縮の影響により水平方向壁の孔の径は中間層３ｂの孔１６の径と概略同一であるが、垂直方向壁の孔１６′の径は垂直方向（厚み方向）圧縮により潰されて孔１６′の径が水平方向の数分の一から十分の一程度、すなわち平均最短径で１０〜３０μｍへと小さくなっている。また一部は完全に塞がっているものもある。なお、平均最短径は、孔１６，１６′について、孔の中心部を通過し且つ径がもっとも狭くなる箇所（方向）、もしくはその孔１６，１６′の内接円の直径に相当する。また、平均最短径は、平均セル径の算出の場合を同様にカットして撮影し、直接観察法で複数の孔１６，１６′をサンプリングして、その孔１６，１６′の最短径を孔ごとに複数回計測して、平均値を算出した。

発泡体の材料としては、通常のものが使用可能であり、例えばポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、その他一般汎用樹脂であるポリエチレン、ポリプロピレンなどを発泡させて作られる。

なお、実施例１では、現像剤として、トナーとキャリアとを含む、いわゆる２成分現像剤を使用している。実施例１のトナーは、一例として、中心粒径Ｄ５０（ｖｏｌ）が６μｍ程度である。また、キャリアは、一例として、中心粒径Ｄ５０（ｖｏｌ）が３５μｍである。なお、中心粒径Ｄ５０（ｖｏｌ）は、粒径の分布ヒストグラムの下側から頻度を累積していき５０％（中心）となる位置を「中心粒径」として、「Ｄ５０（ｖｏｌ）」を使用している。なお、「Ｄ」はDiameter、「５０」は５０％、ｖｏｌは体積（重量）基準を表す。

したがって、実施例１のフィルタ３では、中間層３ｂは、セル径の大きさが、トナーとキャリアの大きさよりも大きく、気泡（セル）１３同士の壁１４の孔１６の平均最短径は、トナーよりも大きいが、キャリアの大きさよりも大きいものと小さいものがある。
一方、内層３ａおよび外層３ｃは、水平方向セル径は、トナーとキャリアの大きさよりも大きいが、垂直方向のセル径は潰されて小さくなっており、垂直方向壁の孔１６′の平均最短径はキャリアの中心粒径よりは小さく、さらにトナーの中心粒径よりも小さいものがある。

本発明のフィルタ３を用いた場合、そのメカニズムの詳細は不明であるが、発泡体フィルタの表層３ａ，３ｃが高密度になっているため現像剤中のキャリア粒子およびトナー粒子の通過を妨害する確率が増加するものと推定される。ところが、この高密度の表層３ａ，３ｃの厚みは非常に薄いので、気体の通気性は低下しないと推定される。キャリア粒子およびトナー粒子は、一か所でも通過を阻害する発泡体壁面があればそこで捕獲されフィルタ３の表層（圧縮層）３ａ，３ｃを通過できないが、気体は移動時に通過を阻害する発泡体壁面があっても、通過できる孔が壁に少し開いていれば圧縮層３ａ，３ｃを通過できる。このように本発明の表層３ａ，３ｃのみ圧縮した発泡体フィルタ３においては、圧縮層３ａ，３ｃが薄いので通気性の低下に及ぼす影響は小さいと推定される。

高密度かつ垂直方向および斜め方向壁の孔径の小さな層と、中間層３ｂとして低密度かつ孔径の大きな層と、を積層してフィルタ３を作成することも可能である。

図８は実施例１の濾過部材の実験例の説明図である。
図８において、フィルタ３として、使用可能な材料や圧縮率を確認するための実験を行った。
実験では、ブリヂストン化成品株式会社製の発泡ウレタン（型番：ＤＧＺ、ＵＢＴＫ、ＲＧＺ、ＳＴＸＥ、ＳＰＧ、ＥＡＸ−５０、ＱＺＫ−７０）を使用し、圧縮率（＝成形後の厚さ／成形前の厚さ）を変えて現像装置の内圧を圧力計で測定し、現像剤の漏れを官能評価した。なお、成形前の特性値は、メーカーの型番の特性値である。なお、内圧は２８Ｐａ以下を合格とし、現像剤の漏れは５段階評価で０〜２を合格とした。なお、セル数はＪＩＳ Ｋ ６４００−１に基づいてセル径算出時と同様に濾過部材露出部を撮影して算出した。平均セル径はフィルタ３を１ｍｍ厚でカットし、露出表面を株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープＶＤＨ−９００（倍率１００倍）にて撮影し、セルとセルがつながっている孔１６，１６′について中心部を通過し且つ径が最も狭くなる箇所（方向）を直接観察法で測定し、４箇所の平均値を算出した。現像器の内圧は、株式会社キーエンス製の気体用圧力センサＡＰ−３０にて現像器の印刷中における内圧を測定した。

図９は実施例１の実験結果を整理した図であり、横軸に表層の垂直又は斜め方向壁にあいた孔径を取り、縦軸に現像器の内圧と現像剤の漏れの評価結果を取ったグラフである。
図８において、圧縮率がゼロの構成では、比較例１〜比較例１２に示すように、内圧が高かったり、現像剤の漏れが多い結果が得られた。図８の結果から得られる図９のグラフにおいて、垂直方向および斜め方向壁の平均孔径と現像器内圧及び現像剤漏れに相関が得られた。セル間壁のうち、水平方向の壁に開いた孔の平均径は、表層３ａ，３ｃでも図７に示すように、概略同一で実施例でも比較例でも平均孔径が１００〜２４０μｍである（比較例２は独立気泡体であるため除く）。ところが、垂直方向壁に開いている孔径についてみると、実施例が孔径２０〜３０μmであり、適度な通気性を保持している。比較例では垂直方向壁に開いている孔径は５μｍと小さいか、１００μｍ以上と大きいかであり、通気性が１以下か、１００以上である。

図１０は発泡体として低硬度と高硬度のものを用いた実施例の特性を示す表である。
図８、図９において、この部分の孔径が１０〜３０μｍの範囲において、現像器内圧も低く保たれつつ、現像剤の漏れも少ない。
次に、表層の特性の厚みに関して図１０で説明する。図１０において、全体厚み３ｍｍ程度になるように表層を形成したものである。表層は全体厚みの８％から２０％の厚みを占めていた。

（実施例１の作用）
図１１は現像装置において内圧が上昇するメカニズムの説明図である。
前記構成を備えた実施例１の現像装置Ｇでは、感光体ＰＲの表面の潜像を可視像に現像する際に現像ロールＧａが回転する。図１１において、現像ロールＧａの回転に伴って、現像領域Ｑ３の下流側では、穂立ちした現像剤２１の間の空気２２が現像容器Ｖの内部に送り込まれる。一方で、現像ロールＧａと層厚規制部材Ｇｅとの間は、現像剤の層厚規制に伴って、いわば、現像剤で塞がれた状態となっている。したがって、現像容器Ｖ内に送り込まれた空気が、現像ロールＧａと層厚規制部材Ｇｅとの間からほとんど抜けられず、現像容器Ｖ内の内圧が上昇する。現像容器Ｖの内圧が上昇して限界まで達すると、現像容器Ｖから現像剤とともに空気が吹き出すこととなる。現像容器Ｖ内の内圧が上昇すると、現像領域Ｑ３を経て現像容器Ｖに戻るはずの現像剤が影響を受ける。即ち現像容器Ｖに戻るはずの現像剤に含まれるトナー粒子の一部（特に帯電量が低いトナー）が、現像容器Ｖ入口部で内部から吹き出す空気のために、現像器外部へ吹き飛ばされ浮遊し、その後プリンタＵ内に付着し汚染してしまう。したがって、プリンタＵの内部が現像剤あるいはトナーで汚れたり、感光体ＰＲの画像に吹出した現像剤、トナーが付着して画像欠陥が発生する等の問題がある。

実施例１の現像装置Ｇでは、供給オーガＧｃの上方に通気口２が形成されている。したがって、現像容器Ｖの高圧の空気を外部に逃がすことが可能である。ここで、通気口２にフィルタ３が配置されていないと、空気とともに現像剤が外部に漏れ出すが、フィルタ３の通気性が低いと、空気が外部に移動しにくく内圧が上昇する問題がある。従来技術に示すように、従来のフィルタでは、通過させたくないもの（トナー）の大きさよりもセル径の小さいものを使用することが一般的であった。しかしながら、この構成では、セル径が小さいため、通気性が確保しにくいとともに、セルにトナーが詰まる目詰まりが発生すると、通気性がさらに悪化し、定期的に交換する必要があった。

これに対して、実施例１のフィルタ３では、表層（内層３ａ、外層３ｃ）の垂直方向セル間壁の孔１６，１６′の平均最短径がキャリアの中心粒径より小さく、トナーの中心粒径よりもやや大きい程度である。したがって、表層３ａ，３ｃにおいてキャリアの通過を十分阻止し、トナー粒子の通過も阻止される確率が高い。なお、孔１６，１６′の平均最短径が、キャリアの中心粒径と同一または少し大きくても、キャリアが孔１６，１６′の最短径の部分を正確に通過しないと、キャリアが孔１６，１６′を通過できず、少しでもずれると、壁１４に触れてフィルタ３を通過できない。また、キャリアに静電的にトナーが付着していると、実質的なキャリアの粒径は、中心粒径よりも大きくなる。よって、孔１６，１６′の平均最短径は、要求されるフィルタの性能に応じて、キャリアの中心粒径と同一（または少し大きく）することも可能である。
また、仮にトナー粒子が表層を通過できたとしても厚みがある中間層（３ｂ）で通過を阻止される。一方、表層は孔径が小さくなってはいるが気体の通過には十分な孔径であるため通気性は損なわれていない。よって、現像容器Ｖの内圧の上昇も抑制可能である。

実施例１では、層厚規制部材Ｇｅよりも現像ロールＧａの回転方向上流側で、供給オーガＧｃの上方に通気口２およびフィルタ３が配置されている。したがって、通気口２およびフィルタ３には、現像容器Ｖに収容されている現像剤が、通常は、接触せず、現像容器Ｖ内で浮遊している現像剤・トナーしか接触しない。したがって、現像剤が常時存在する位置、例えば、現像容器Ｖの底部等にフィルタ３を配置する場合に比べて、フィルタ３の目詰まりの発生が抑制される。

また、実施例１の現像装置Ｇでは、内層３ａの下流側に、内層３ａよりもセル間の垂直方向壁の孔径が大きく、低密度の中間層３ｂが配置されている。この中間層３ｂは内層３ａよりも厚みを大きくしてある。したがって、中間層３ｂへトナーが入り込んだとしても、トナー粒子が通過しなければならない経路長は内層３ａよりも長いので、内層３ａを通過したトナー８は中間層３ｂのセル間の壁表面に吸着されやすい。特に、中間層３ｂは、表層３ａ，３ｃに比べて、孔（空間）により断面積が大きくなる。したがって、中間層３ｂでは、表層３ａ，３ｃに比べて、流体における連続の式から流速が低下する。流速が低下するとトナー粒子８の移動速度が遅くなり、セル間壁に吸着されてトナー粒子８が捕捉されやすい。よって、中間層３ｂを有しない場合に比べて、現像装置Ｇから外部に漏れる現像剤およびトナーを減らすことも可能である。

さらに、実施例１のフィルタ３では、中間層３ｂの外側に内層３ａと同様に構成された外層３ｃが配置されている。したがって、セル間の垂直方向壁の孔が大径の中間層３ｂと、セル間の垂直方向壁の孔が小径の外層３ｃとの間で通気性が変化する。よって、中間層３ｂと外層３ｃとの境界部分で、トナー８が溜まったり、引っ掛かったりしやすく、外層３ｃを設けない場合に比べて、トナー８の外部への漏出がさらに低減可能である。

また、実施例１の現像装置Ｇでは、フィルタ３の外部にフィルタ落下防止部材４が配置されている。ここで、フィルタ落下防止部材４はフィルタ３の外端３ｄよりも内側に庇状に配置されている。ここで、フィルタ落下防止部材４が設けられていない構成では、フィルタ３の外端３ｄと、凹部１ａとの間の隙間から現像剤あるいはトナーが外部に漏れ出す可能性がある。これに対して、実施例１では、フィルタ落下防止部材４が庇状に配置されており、フィルタ３の外端３ｄと、凹部１ａとの間の隙間を通過した現像剤あるいはトナーは、フィルタ落下防止部材４でせき止められる。したがって、フィルタ落下防止部材４を有しない構成に比べて、現像剤あるいはトナーの外部への漏れ出しが抑制される。

さらに、実施例１の現像装置Ｇでは、ウレタン製のフィルタ３を使用可能であり、フッ素径樹脂を使用していた従来の構成に比べて、費用を削減することも可能である。

次に本発明の実施例２の説明をするが、この実施例２の説明において、前記実施例１の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この実施例は下記の点で、前記実施例１と相違しているが、他の点では前記実施例１と同様に構成される。
図１２は実施例２の現像装置の説明図である。
図１２において、実施例２の現像装置Ｇでは、通気口２およびフィルタ３の位置が、実施例１の現像装置Ｇとは異なる。すなわち、実施例２の現像装置Ｇでは、現像ロールＧａの回転方向に対して、現像領域Ｑ３よりも下流側、且つ、現像ロールＧａと供給オーガＧｃとの最近接位置３１よりも上流側に、通気部２およびフィルタ３が配置されている。

（実施例２の作用）
前記構成を備えた実施例２の現像装置Ｇでは、現像ロールＧａの回転に伴って現像容器Ｖの内部に送り込まれる空気が、実施例１の構成よりも、空気が送り込まれる領域に近い位置に配置された通気口２を通じて外部に逃される。したがって、実施例１の場合よりも内圧の上昇が抑制されることが期待できる。特に、現像剤またはトナー粒子が現像領域Ｑ３を経て現像容器Ｖに戻る現像容器Ｖの入口部近くの内圧の上昇が抑制されることは、現像容器Ｖ外部へトナーが浮遊してしまうことを抑制することになり好ましい。

（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例（Ｈ01）〜（Ｈ07）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、画像形成装置の一例としてのプリンタＵを例示したが、これに限定されず、例えば、複写機、ＦＡＸ、あるいはこれらの複数または全ての機能を有する複合機等により構成することも可能である。
（Ｈ02）前記実施例において、前記プリンタＵは、単色の現像剤が使用される構成を例示したが、これに限定されず、例えば、２色以上の多色の画像形成装置にも適用可能である。

（Ｈ03）前記実施例において、フィルタ３として、３層構造の構成を例示したがこれに限定されない。例えば、４層以上とすることも可能であるし、内層３ａと中間層３ｂの２層構造としたり、内層３ａのみとすることも可能である。
（Ｈ04）前記実施例において、表層３ａ，３ｃを厚み方向に圧縮して積層した構成や、発泡率を制御して作製する構成、すなわち、各層３ａ〜３ｃが一体的に形成された構成を例示したがこれに限定されない。例えば、各層３ａ〜３ｃを別個に作製しておいて、積み重ねておいてフィルタ落下防止部材４で押さえる構成とすることも可能である。したがって、各層３ａ〜３ｃの境界で孔が不連続な構成とすることも可能である。また、他にも、フィルタ落下防止部材４のような外枠状の部材で、中間層３ｂと同一の材料を圧縮した状態で保持することで表層３ａ，３ｃを作製して、中間層３ｂは圧縮しない状態で積み重ねる構成とすることも可能である。さらに、フィルタ落下防止部材４に代えて、中間層３ｂと同一の材料を圧縮した状態で、外枠の部分のみを接着剤や熱融着等で固めることで圧縮した状態で保持された表層３ａ，３ｃを作製することも可能である。

（Ｈ05）前記実施例において、フィルタ落下防止部材４は設けることが望ましいが、設けない構成とすることも可能である。
（Ｈ06）前記実施例において、通気口２の位置や形状、大きさ、数は、実施例に例示した構成に限定されず、設計や仕様等に応じて変更可能である。例えば、実施例では、キャリアとして、Ｄ５０（ｖｏｌ）が３５μｍのものを使用する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、２５μｍ〜６０μｍのものを好適に使用可能である。なお、キャリアの粒径に応じて、孔６の径も変更することが可能である。
（Ｈ07）前記実施例において、現像剤としてキャリア粒子とトナー粒子からなる２成分現像剤を使用する例を示したが、トナー粒子のみからなる１成分現像剤を使用する現像器においても通気口の位置や、形状、フィルタの構成は同様とすることも可能である。

１ａ…支持部、
２…通気部、
３…濾過部材、
３ａ，３ｃ…第１の層、
３ｂ…第２の層、
４…脱落防止部材、
６…孔、
３１…現像剤保持体と撹拌部材との最近接位置、
Ｇ…現像装置、
Ｇａ…現像剤保持体、
Ｇｃ…撹拌部材、
Ｇｅ…層厚規制部材、
Ｆ…定着装置、
ＰＲ…像保持体、
Ｑ３…現像する領域、
Ｓ…媒体、
Ｔｒ…転写装置、
Ｕ…画像形成装置、
Ｖ…現像容器。

Claims (9)

1. トナーとキャリアとを有する現像剤を収容する現像容器と、
   前記現像容器の現像剤を表面に保持して回転する現像剤保持体と、
   前記現像容器の内部と外部とを接続する通気部と、
   気泡同士の壁に孔を有する連続気泡体において、前記孔の平均最短径がキャリアの中心粒径Ｄ５０（ｖｏｌ）以下且つトナーの中心粒径Ｄ５０（ｖｏｌ）よりも大きい第１の層と、前記孔の平均最短径がキャリアの中心粒径Ｄ５０（ｖｏｌ）よりも大きい第２の層とを有し、前記通気部に配置された濾過部材と、
   を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 前記濾過部材の第１の層の厚み方向の壁の孔が、第２の層の厚み方向の壁の孔の平均最短径より小さくされた前記濾過部材、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記濾過部材の第１の層の厚み方向の壁の孔の平均最短径が１０〜３０μｍに設定された
   ことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 空気の通過方向に対して、前記第２の層の上流側および下流側に配置された前記第１の層、
   を備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。
5. 前記通気部に設けられ、空気の通過方向に対して前記濾過部材の一面側を支持する支持部と、
   前記濾過部材の他面側を支持する庇状の脱落防止部材と、
   を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置。
6. 前記現像剤保持体の表面の現像剤の層の厚さを規制する層厚規制部材と、
   前記現像剤保持体の回転方向に対して前記層厚規制部材の上流側に配置された前記通気部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置。
7. 前記現像剤保持体に隣り合って配置され、前記現像容器内で回転して現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌部材と、
   前記撹拌部材の上方に配置された前記通気部と、
   を備えたことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 前記現像剤保持体に隣り合って配置され、前記現像容器内で回転して現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌部材と、
   前記現像剤保持体の回転方向に対して、潜像を可視像に現像する領域よりも下流側、且つ、前記現像剤保持体と前記撹拌部材との最近接位置よりも上流側に配置された前記通気部と、
   を備えたことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
9. 像保持体と、
   前記像保持体に保持された潜像を可視像に現像する請求項１ないし８の何れかに記載の現像装置と、
   前記像保持体の可視像を媒体に転写する転写装置と、
   前記媒体に転写された可視像を定着させる定着装置と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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