JP2012008374A - 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より簡単な方法で低減させ、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】供給搬送路２ａ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。回収搬送路２ｂの圧力を機外に逃がすための吸引ダクト３５を現像スリーブ１１の下部に設け、回収搬送路と吸引ダクトを通気するための開口部３６を回収搬送路と吸引ダクトとの仕切り部材３７に設ける。
【選択図】図６

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。特許文献６では以上の問題点を踏まえ、特許文献１の構成において、回収搬送路及び攪拌搬送路の内圧を開放するために、攪拌搬送路及び供給搬送路に接続するトナー搬送部を現像装置に一体形成している。

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より簡単な方法で低減させ、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、かつフィルタが目詰まりしない現像装置及び画像形成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し、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を有し、該第１現像剤搬送路、該第２現像剤搬送路及び該第３現像剤搬送路は仕切り部材により仕切られる現像装置において、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、画像形成装置の外側に通じた通気路が、該現像剤担持体の下部に設けられ、該第２現像剤搬送路と該通気路は仕切り部材により仕切られ、該第２現像剤搬送路と該通気路を通気するための通気用開口部が、該第２現像剤搬送路と該通気路との該仕切り部材に設けられることによって解決される。

また、上記通気路は、トナーを通過させずに空気を通過させるフィルタと、上記通気路内部の空間を吸引する吸引手段とに接続していると好ましい。
さらに、上記通気用開口部は、上記現像剤担持体の長手方向に見て、現像剤が汲み上げられる範囲の外側に位置すると好ましい。

また、上記通気用開口部は、上記第２現像剤攪拌搬送手段の回転中心よりも上部に位置すると好ましい。
さらに、上記通気用開口部は、上記第２現像剤搬送路の搬送方向下流側であって、上記通気路の気流搬送方向の最上流部に配置されると好ましい。
また、本発明に従う画像形成装置は前述した現像装置を備えると好ましい。

本発明によれば、現像装置の供給搬送路の上部に設けられたフィルタを介して供給搬送路における内圧が装置外に開放されると共に、回収搬送路における内圧が開口部を介して吸引ダクトに導かれ、吸引ダクトから装置外へ開放されるため、回収搬送路における内圧の上昇も効果的に抑制される。従って、回収搬送路から感光体ドラムへのトナー飛散を長期にわたって低減することができる。また、フィルタも目詰まりし難くなる。また、構造の最も簡単な回収搬送路に開口部を１つ増設するだけで良いため、装置の構造が簡単になり、装置の小型化と良好な組み立て性が実現される。さらに、回収搬送路と開口部及び吸引ダクトとの位置が近いため、回収搬送路の内圧を装置外へ効果的に排出することができる。

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。 回収搬送路の内圧とトナー濃度の関係を示す図である。 現像スリーブ手前側近傍位置の粉塵量とトナー濃度の関係を示す図である。 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５のトナー搬送部及び圧抜き用フィルタを有する現像装置の断面図である。 本発明との別な比較例であり、特許文献６の攪拌搬送路及び供給搬送路に接続するトナー搬送部が一体形成されている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第１現像剤搬送路としての供給搬送路２ａ、第２現像剤搬送路としての回収搬送路２ｂ、第３現像剤搬送路としての攪拌搬送路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。

本発明の特徴部として、現像スリーブ１１近傍及び回収搬送路２ｂにおける飛散トナーを雰囲気ごと吸引して装置外に排出する通気路としての吸引ダクト３５が、現像スリーブ１１の下方に配置されている。吸引ダクト３５は、画像形成装置の外装カバー近くに設置された、トナーを通過させずに空気を通過させるフィルタ（不図示）及び吸引手段としてのファン（不図示）に接続され、現像装置１から画像形成装置の外側に通じている。吸引ダクト３５内部の空間は、このファンによって吸引されており、飛散トナーを含む空気は、ファンの手前に設置されたこのフィルタを通り、飛散トナーはフィルタに吸着され、最終的に空気のみ画像形成装置外へ排出されるようになっている。ここで、画像形成装置の外装カバー近くに設置されたフィルタは、その設計の自由度が大きく、小型化が求められる現像装置のフィルタよりも大きいものを使用することができる。

また、図６に示すように、現像装置の供給搬送路２ｂの搬送方向下流部において、吸引ダクト３５と回収搬送路２ｂとの第４仕切り部材３７には、飛散トナーを含む空気を回収搬送路２ｂから吸引ダクト３５に通気するための通気用開口部としての開口部３６が少なくとも１つ形成されており、これにより吸引ダクト３５と回収搬送路２ｂは連通している。ここで、開口部３６は、現像スリーブ１１の長手方向に見て、現像剤が汲み上げられる範囲の外側に位置するのが好ましい。開口部３６が現像剤が汲み上げられる幅よりも外側になければ、現像スリーブ１１から回収搬送路２ｂへ落ちる現像剤がそのまま吸引ダクト３５内に落ちてしまい、吸引ダクト３５に落ちた現像剤は、有効に利用されずに無駄になるだけでなく、場合によっては開口部３６を塞いで気流を遮断してしまうからである。同様に、開口部３６は、回収スクリュー６の回転中心よりも上部に位置するのが好ましい。上部にないと回収スクリュー６によって回転搬送された現像剤が、やはり開口部３６を介して吸引ダクト３５内に落ちてしまうからである。

このように開口部３６の位置を画定することによって、回収搬送路２ｂで発生した圧力が開口部３６及び吸引ダクト３５を介して画像形成装置外へ排出されるため、現像スリーブ１１下部及び回収搬送路２ｂにおいて内圧が上昇せず、回収搬送路２ｂから感光体ドラム１００へのトナー飛散が増大することもない。さらに、開口部３６が現像剤で塞がることが無いので、長期にわたって回収搬送路２ｂから感光体ドラム１００へのトナー飛散を抑制することができる。

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７は、現像装置１内での現像剤の流れの模式図である。図７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。

以上のように、現像剤は、３つの搬送室２ａ，２ｂ，２ｃ内と現像スリーブ１１上を図中矢印の方向に移動し、現像剤と同じく現像装置１内の空気の流れも矢印のように移動する。さらに、フィルタ５から現像装置１外に排出される空気流れと、開口部３６及び吸引ダクト３５を介して現像装置１外に排気される空気流れも存在する。第４仕切り部材３７における開口部３６により、回収搬送路２ｂと吸引ダクト３５は連通しており、吸引ダクト３５内の空間は図中点線矢印の方向にファン（不図示）によって引かれているため、吸引ダクト３５及び回収搬送路２ｂ内の飛散トナーを含んだ空気はフィルタ（不図示）を介して画像形成装置外へと排出される。

また、開口部３６は、回収搬送路２ｂの搬送方向下流側であって、吸引ダクト３５の気流搬送方向の最上流部に配置されるのが好ましい。回収搬送路２ｂでは現像剤と空気が搬送される下流側ほど内圧が高くなり易いため、この位置に開口部３６を設けることで、開口部３６及び吸引ダクト３５を介して回収搬送路２ｂの内圧を効率的に画像形成装置外へ逃がすことができる。

このように、フィルタ５により供給搬送路２ａにおける内圧を逃がし、開口部３６及び吸引ダクト３５により回収搬送路２ｂにおける内圧を逃がすことができるため、現像装置内に収容された現像剤によって各開口部が十分に連通していない場合でも、現像装置の内圧を効果的に逃がすことができる。

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本発明のような開口部３６が無いと、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８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９に示すような現像剤分布になり得る。図９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又は増大してしまう。

本発明によれば、前述のように現像装置に吸引ダクト３５及び開口部３６を設けることで、この問題を解決することができる。現像装置に吸引ダクト３５及び開口部３６を設けることによる効果を以下のようにして比較・検証した。

カラーコピー機として「Ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ７５００」（商品名：株式会社リコー製）を使用し、この現像装置に吸引ダクトを追加して、吸引ダクトと回収搬送路の間の仕切り部材に現像スリーブの手前側端部の直下位置で５ｍｍ角の開口部を形成し、現像剤排出スクリューを取り外し、本発明の実施例の現像装置とした。また、比較例として、単に吸引ダクトと回収搬送路の間の仕切り部材の穴を塞いだものを使用した。また、吸引ダクトとして「Ｄ２Ｘ−０５ＴＬ」（商品名：日本電産株式会社製）を使用して、現像装置の奥側から吸引ダクトを吸引した。現像装置には、カラーコピー機に同梱されたブラック現像剤をセットし、トナーは同様に同梱されたブラックトナー「ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｐトナーブラック Ｃ７５００」（商品名：株式会社リコー製）を使用した。

この現像装置において、各スクリューと現像スリーブを回転駆動させ、トナーを足しながら、現像剤のトナー濃度に対する現像装置の内圧とトナー飛散量を測定した。トナー濃度が上昇すると、現像剤の嵩が増えるので、図９に示すような現像剤状態になり、内圧の上昇とトナー飛散が生じ易い。トナーをトナー補給口から追加し、スクリューにより現像装置内の現像剤を１分間攪拌し、次の１分間攪拌時の内圧測定値とトナー飛散量測定値を平均して比較した。

現像スリーブ手前側（回収搬送路２ｂの下流部、画像形成装置本体手前側）の現像装置内圧は、回収搬送路の、現像スリーブ手前端部の直下位置から約１０ｍｍ手前の位置であって、回収スクリュー６の真上位置に開口部を開け、その位置の圧力を「精密デジタル圧力計 ＧＣ１５」（商品名：長野計器株式会社製）を使用して測定した。
現像スリーブ近傍のトナー飛散量は、現像スリーブの手前側端部に向かって水平に５０ｍｍ離れた位置で、「デジタル粉塵計 ＤｕｓｔＴｒａｋ Ｍｏｄｅｌ ８５２０」（商品名：ＴＳＩ社製）を使用して測定した。

測定結果として、回収搬送路の内圧とトナー濃度の関係を図１０に、現像スリーブ手前側近傍位置の粉塵量とトナー濃度の関係を図１１にそれぞれ示す。図示のように、実施例における吸引ダクトと回収搬送路の間の仕切り部材に開口部を形成した構成では、飛散トナーを含む空気をこの開口部を介して吸引ダクトに導き、トナーをフィルタ（不図示）で吸着して、空気のみを現像装置及び画像形成装置外へ排出するため、トナー濃度上昇時でも現像装置内圧とトナー飛散量の上昇は共に抑制されていた。しかしながら、比較例である吸引ダクトと回収搬送路の間の仕切り部材に開口部が形成されていない構成では、トナー濃度が１０重量％以上になると現像装置内圧は上昇し、トナー飛散量も増大していた。このように、本発明によればトナー濃度上昇時でも従来よりも現像装置内圧が抑えられ、トナー飛散量も上昇しないことが判明した。

なお、特許文献４、特許文献５及び特許文献６は本発明と同様の課題を解決しようとしているが、それぞれ次のような問題を残している。
図１２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７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。また、回収搬送路２ｂと開口部２ｇとの位置が遠いため、回収搬送路２ｂの現像スリーブ位置での内圧を十分に抜き難い。一方、本発明の現像装置１の構成を示す図６では、回収搬送路２ｂと開口部３６及び吸引ダクト３５との位置が近いため、回収搬送路２ｂにおける内圧を十分に抜くことができる。

図１３は、本発明との別な比較例として、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を備えた現像装置を示している。回収搬送路２ｂにおいて発生した圧力はトナー補給口３及びトナー搬送部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、現像剤を上方へ持ち上げる必要のある現像装置で図９の状態となると、現像装置内の空気が流通しないため、特許文献５の現像装置よりも遥かに内圧が高まる。よって、トナー補給口３を通じて装置外に空気を逃がす場合、トナー混じりの空気の排気量が増え、フィルタが早く寿命に達してしまう。また、特許文献５では狭い空間に小さいフィルタを配置するのでフィルタの目詰まりが発生し易いが、本発明では、大きめのフィルタ５及び吸引ダクト３５の大きい排出口に備えられた大きめのフィルタ（不図示）を使用するので、これらのフィルタの目詰まりが生じ難い。また、回収搬送路２ｂと攪拌搬送路２ｃに設けられたトナー補給口３との位置が遠いため、回収搬送路２ｂの現像スリーブ位置での内圧を十分に抜き難い。

図１４は、本発明との比較例として特許文献６の現像装置の構成を示す図である。この現像装置には、トナー搬送部９０が一体形成されており、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。圧力バイパス経路３ｂを介して供給搬送路２ａへ導かれた装置内圧は、供給搬送路２ａの大きめの空間により減圧されて、減圧後にフィルタ５を通じて装置外に排出される。トナー補給口３付近で発生した高い内圧は減圧されてからフィルタ５を通過するために、トナーが飛散せずに下方に落ち易く、フィルタ５の目詰まりも発生し難い。しかし、供給搬送路２ａにおける開口が増えている分、やや複雑な構成になっている。また、回収搬送路２ｂとトナー補給口３や圧力バイパス経路３ｂとの位置が遠いため、回収搬送路２ｂの現像スリーブ位置での内圧を十分に抜き難い。

前述のように、現像装置１には、供給搬送路２ａに現像剤、トナー又は空気が通過する開口を４つ（フィルタ５の部分、開口部２ｅ、開口部２ｆ、現像スリーブ１１の部分）有し、回収搬送路２ｂに現像剤、トナー又は空気が通過する開口を２つ（開口部２ｄ、現像スリーブ１１の部分）有し、攪拌搬送路２ｃに現像剤、トナー又は空気が通過する開口を４つ（開口部２ｄ、トナー補給口３、開口部２ｅ、開口部２ｆ）有するものがある。このような現像装置１において、本発明によれば、吸引ダクト３５を設け、最も構造の簡単な回収搬送路２ｂに開口部３６を形成するため、現像装置１は設計が簡単になり、従来よりも単純な構造で実現され、低コストで済む。

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）
１１ 現像スリーブ（現像剤担持体）
３５ 吸引ダクト（通気路）
３６ 開口部（通気用開口部）
１００ 感光体ドラム（潜像担持体）

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 特願２０１０−０３７１７９号明細書

Claims (6)

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し、
   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を有し、
   該第１現像剤搬送路、該第２現像剤搬送路及び該第３現像剤搬送路は仕切り部材により仕切られる現像装置において、
   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、
   画像形成装置の外側に通じた通気路が、該現像剤担持体の下部に設けられ、
   該第２現像剤搬送路と該通気路は仕切り部材により仕切られ、
   該第２現像剤搬送路と該通気路を通気するための通気用開口部が、該第２現像剤搬送路と該通気路との該仕切り部材に設けら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、上記通気路は、トナーを通過させずに空気を通過させるフィルタと、上記通気路内部の空間を吸引する吸引手段とに接続してい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、上記通気用開口部は、上記現像剤担持体の長手方向に見て、現像剤が汲み上げられる範囲の外側に位置することを特徴とする現像装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像装置において、上記通気用開口部は、上記第２現像剤攪拌搬送手段の回転中心よりも上部に位置することを特徴とする現像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置において、上記通気用開口部は、上記第２現像剤搬送路の搬送方向下流側であって、上記通気路の気流搬送方向の最上流部に配置されることを特徴とする現像装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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