JP2012189811A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】潜像担持体1に対して現像剤を供給する現像装置3とは別に現像剤の攪拌混合を行うと共に現像装置3から回収される現像剤を収容可能な現像剤収容部40を備えた構成において、現像剤を気流搬送する際に用いられる気体が現像剤収容部40の現像剤の剤面上方空間に集約される位置に、気流搬送圧力以上の過剰圧となった気体を外部に排出するに必要な圧力まで下げると共に、気体と共に移動した現像剤を圧力低下時、自重により現像剤回収部40に向けて落下させて回収する構成100を備えていることを特徴とする。
【選択図】図4
Description
二成分系現像剤は、トナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。
このため、現像装置内には現像剤を攪拌しながら移動させることができる2本スクリューを設け、一方のスクリューは現像剤供給空間内に、そして、他方のスクリューは現像後に現像剤を回収する回収空間内にそれぞれ配置したうえで相反する方向に現像剤を移動させる構成が知られている。上述した回収される現像剤とは、磁気ブラシを担持する現像スリーブ内に配置されている反発磁極の作用により現像スリーブから反発飛翔して回収空間に導入される現像剤を意味している。
特許文献2に開示されている構成では、搬送経路の一部が正圧になるので搬送経路に用いられる管路などの接続部や現像装置内での圧力上昇により漏洩する虞がある。空気の漏洩は、搬送経路内での所定圧力の変化を来し、現像剤の所定搬送量を確保できなくなる虞がある。
しかも、回収部の交換は、環境問題として着目されている現像剤のリユースができないという問題もある。
(1)潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部と該収容部から前記現像部に至る搬送経路を気体により現像剤を搬送する気流搬送機構が設けられている現像装置において、
前記収容部における現像剤の剤面上方には、現像剤と気体とを分離する分離部が設けられ、該分離部は、前記気流搬送機構により生起される圧力により導入された気体が外部に排出され、現像剤が自重により前記収容部に落下することができる位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
前記現像剤供給部には、前記収容部との間に接続された連通路が設けられていることを特徴とする(1)記載の現像装置。
図1は、本発明による現像装置を用いる画像形成装置を示している。同図に示す画像形成装置は、タンデム方式によるフルカラープリンタであるが、本発明は、これに限らず、複写機やファクシミリ装置などにも適用することができる。
各作像部6は、潜像担持体としての感光体ドラム1と、感光体ドラム1の周囲に配設された帯電手段2、現像装置3、クリーニング手段4等で構成されている。
感光体ドラム1上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)が行われ、感光体ドラム1上に所望のトナー像が形成される。
感光体ドラム1は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段2の位置で表面が一様に帯電される(帯電工程)。
現像工程において可視像処理されたトナー像を担持する感光体ドラム1の表面は、中間転写ベルト10A及び1次転写バイアスローラ5との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト10A上に転写される(1次転写工程)。
上述した作像プロセスは、モノクロ画像のみの単一画像形成時およびフルカラー画像形成時にそれぞれ行われるが、フルカラー画像形成時には、図1に示した4つの作像部6Y、6M、6C、6Kにおいて各工程がそれぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部(光書き込み装置)から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部6Y、6M、6C、6Kの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト10A上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト10A上にカラー画像が形成される。
中間転写ベルト10Aは、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ5Y、5M、5C、5Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト10A上に重ねて1次転写される。
各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト10Aは、2次転写手段としての2次転写ローラ7との対向位置に達する。中間転写ベルト10A上に形成されたカラートナー像は、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙P上に一括転写される。
2次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Pは、定着部11へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙Pは、排紙ローラ対12により、装置本体100の上面に形成された排紙部100Aへ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。なお、図1において符号13は、中間転写ベルト10Aのクリーニング装置を示している。
現像槽30の内部には、縦方向に配置された2本の搬送スクリューからなる現像剤供給部材3Aおよび現像剤回収部材3Bがそれぞれ配置されている現像剤供給部30Aおよび現像剤回収部30Bが設けられている。
現像剤供給部材3Aには、現像剤担持体である現像スリーブ3Cが対峙しており、現像剤供給部材3Aから供給される現像剤がドクターブレード3Dにより層厚を規定されたうえで供給されるようになっている。
現像剤供給部材3Aと現像剤回収部材3Bとは、回転方向が逆方向に設定されており、回転時には相対する方向に現像剤が搬送される。
現像剤供給部30Aおよび現像剤回収部30Bは、図3に示す現像剤供給機構に示す構成において循環部に含まれる位置に配置されている。
同図において、現像装置3は、感光体ドラム1上の静電潜像を現像する現像剤を収容可能な現像槽30と、現像槽30から離れた位置で現像槽30から回収された現像剤および消費されたトナーに見合う新規トナーを撹拌混合する現像剤収容部40と、現像剤収容部40に向け新規トナーを補給するトナー供給部60と、現像剤収容部40から排出される撹拌混合後の現像剤を移送するためのロータリーフィーダ50と、現像剤を空気などの気体(以下、便宜上、空気の場合で説明する)により現像槽30に向け移送する、いわゆる、気流搬送機構を構成するための現像剤循環駆動源に相当する空気ポンプ51とを主要部として備えている。図3では、現像槽30がカートリッジ状に構成されている。なお、図3においては、便宜上、現像剤供給部材3A、現像剤回収部材3Bを、これらの回転軸を対象として符号を付して示してある。
現像槽30に接続されている現像剤供給流路42は、図4において説明するが、現像剤供給部材3Aの軸方向一端、詳しくは、現像剤供給部材3Aによる現像剤の搬送方向上流側が該当する現像剤搬送開始位置側に対峙するように接続されている。また、現像剤回収流路41は、現像槽30に設けられている現像剤回収部材3Bの軸方向で現像剤回収部材3Bによる現像剤の搬送方向下流側が該当する現像剤排出位置側に対応させて接続されている。
現像剤収容部40は、上部が円筒状であって、下部が下向き円錐状のサイロのような外観を呈しており、内部には、図4において詳述する攪拌部材が設けられている。
現像剤収容部40において攪拌混合された現像剤は、供給量を調整できるパドルを内部に備えて駆動モータ50Aにより回転駆動されるロータリーフィーダ50に給送され、この位置で供給量を調整される現像剤が空気ポンプ51により生成される気流により現像槽30に向け搬送される。
現像剤回収部材3Bによる現像剤移動方向の最下流には、図示しないトナー濃度検知手段が設置されており、その信号を基にトナータンク61から新規トナーの補給が行われる。トナーの補給は前述したように補給トナー搬送路62に接続されている空気ポンプ63による気流搬送によって行われる。
現像剤収容部40の内部空間には、攪拌部材としてモータ(図示されず)から垂下している回転軸44に一体化されて現像剤の流下方向と逆方向に現像剤を移動させる向きのスクリュー44Aと、回転軸44により駆動される減速ギヤ群(図示されず)の出力ギヤと連動可能な端板45を有する攪拌羽根45Aが設けられている。攪拌羽根45Aは、端板45の径方向に平行する板状部材に複数のスリットが形成されて現像剤の一部を通過させながら残りの現像剤を押し動かして攪拌できる構成が用いられている。
本発明の特徴は、気流搬送による現像剤の循環路において現像剤の搬送に用いられる空気が作用する箇所での圧力が所定圧、具体的には大気圧よりも高い過剰圧となった場合に過剰圧の空気を外部に排出できる圧力まで下げるとともに、過剰圧の空気と共に移動する現像剤を、排出により過剰圧が低下した際に移動速度が緩和されるのを利用して自重により再使用可能な箇所へ導入することにある。
図3及び図4において現像剤収容部40の現像剤の剤面上方に位置する天板には現像剤回収流路41とは別に、分離部200に連通する管路201が接続されている。なお、図4及び後述する図7において矢印は現像剤の移動方向を示している。
このため、空気の圧力が作用する箇所である現像剤収容部40の現像剤の剤面上方に過剰圧の空気及び現像剤を分離可能な分離部200を設ける意味がある。
圧力が排出に必要な圧力まで下げられた空気は、フィルタ202を通過して外部に排出される一方、空気により搬送されていた現像剤は、フィルタ202によって外部には排出されないで、圧力低下、換言すれば速度が低下することで自重の影響を受けやすくなり、現像剤収容部40に向けて落下し、回収されることになる。
本実施例の特徴は、現像剤供給部に、現像剤収容部40との連通部を設け、この連通部を介して気流搬送に用いられた空気を現像剤収容部40に導入することで現像剤供給部での圧力上昇を抑制する点にある。
しかも、この構成を付加したことによる現像剤収容部40での圧力上昇を分離部200及び管路201を設けることですることができるので、現像剤の循環経路内での圧力上昇による現像剤の吹き出しなどの不具合を解消することが可能となる。
なお、上記実施例では気体の例として空気を挙げたが、本発明では、これに限るものではなく、例えば、不活性ガスなどの気体であってもよい。
3A 現像剤供給部材
3B 現像剤回収部材
30 現像槽
30A 現像剤供給部
30A1 開口の近傍箇所
30A2 開口の近傍箇所以外の箇所
30B 現像剤回収部
40 現像剤収容部
41 現像剤回収搬流路
42 現像剤供給流路
200 分離部
201 管路
202 フィルタ
210 連通路
210A 開口
Claims (9)
- 潜像担持体に形成されている静電潜像をトナーとキャリアとからなる現像剤により可視像処理する現像部と、該現像部から回収した現像剤を再度該現像部の現像剤供給部に向け移送する循環部とを備え、該循環部には、上記現像部に至る前の位置に現像剤の一部を収容して攪拌する収容部と該収容部から前記現像部に至る搬送経路を気体により現像剤を搬送する気流搬送機構が設けられている現像装置において、
前記収容部における現像剤の剤面上方には、現像剤と気体とを分離する分離部が設けられ、該分離部は、前記気流搬送機構により生起される圧力により導入された気体が外部に排出され、現像剤が自重により前記収容部に落下することができる位置に設けられていることを特徴とする現像装置。 - 前記分離部には、前記収容部の現像剤の剤面上部との間に連結された管路が接続され、該管路は、導入された気体の圧力を導入開始時よりも低い圧力に変化させる、少なくとも長さ及びまたは断面積に設定されていることを特徴とする請求項1記載の現像装置。
- 前記分離部と前記収容部との接続されている管路は、トナーの安息角以上の角度を持たせて設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記分離部は、断面形状が下向き漏斗状とされ、断面積が前記管路よりも大きくされていることを特徴とする請求項1乃至3のうちの一つに記載の現像装置。
- 前記分離部は、外周囲に形成された外部との連通部に通気可能なフィルタが設けられ、該フィルタは、気体の排出圧力を前記気流搬送機構により生起される圧力以下に設定できる面積及びまたは個数を設定されて設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のうちの一つに記載の現像装置。
- 前記循環部は、前記気流搬送機構により前記収容部からの現像剤が供給される現像剤供給部と、前記現像部から回収される現像剤を前記収容部に搬送する現像剤回収部とを備え、
前記現像剤供給部には、前記収容部との間に接続された連通路が設けられていることを特徴とする請求項1記載の現像装置。 - 前記現像剤供給部は、常時、内部空間に現像剤がほぼ満たされた状態に維持されることを特徴とする請求項6記載の現像装置。
- 前記分離部と前記収容部との間を接続する管路は、前記現像剤回収部から前記収容部を接続する搬送路よりも大きい断面積を有することを特徴とする請求項2乃至6のうちに一つに記載の現像装置。
- 請求項1乃至8のうちの一つに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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