JP5954022B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上の静電潜像を現像する現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関し、特に空気圧を利用して現像剤を搬送するものに関する。

現像装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いて潜像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視化する装置である。現像領域で現像処理を終了してトナーが消費された現像剤は回収され、補給されるトナーと混合、攪拌され、再び現像に供される。このような構成の現像装置に用いられる現像剤は、安定したトナー画像を得るために、一定のトナー濃度と帯電量を維持する必要がある。トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー量により調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合時の摩擦帯電により付与される。つまり、現像装置では、二成分現像剤の攪拌を充分に行い、トナー濃度分布を均一化するとともに、トナー帯電を付与し、トナー画像の安定化を行っている。

一般的な現像装置では、補給されたトナーが現像スリーブに汲み上がるまでのわずかな時間の間に２本のスクリュの回転による攪拌効果を利用してトナーの分散・帯電付与を行っているため、特にトナー収支が多い場合、補給されたトナーが十分に分散せずに、現像スリーブに汲み上がり、地汚れ、トナー飛散といった品質課題が発生している。

これを解決するために、現像部から離れた場所に別途攪拌部を設け、現像部と攪拌部とを現像剤循環手段によって接続し、攪拌部で現像剤の状態に応じた攪拌を行い、トナー濃度、帯電量を適切に調整した現像剤を現像部に供給する現像装置が、例えば特許文献１、２で提案されている。

このような現像装置では、現像剤攪拌部から現像部に向けての現像剤の搬送量が変化すると、現像部内の現像剤量が変化してしまい、現像等に支障をきたし易いという問題がある。このため、現像剤攪拌部から現像部に向けて現像剤を定量搬送する手段として、エアポンプより供給されたエアの流れ（空気流）を用いるものが知られている。エアを用いて現像剤を搬送する場合、現像剤を空気の圧力（正圧）と流速を利用して搬送するため、エアポンプが接続される現像剤供給部（撹拌部の下端部）と、攪拌室（大気圧）には差圧が発生する。そのため、攪拌室と現像剤供給部をエア流路的に遮蔽しつつ攪拌室から空気搬送元へ現像剤を搬送する必要がある。このような方式において攪拌室から空気搬送元へ現像剤を供給する供給装置として一般的に用いられるものに、ロータリーフィーダがある。

一般的なロータリーフィーダは、回転する複数の羽根を持ったロータと、ロータを覆うステータとからなり、定量性と制御性に優れた方式である。しかし、空気を用いて現像剤を搬送する場合、現像剤を空気の圧力（正圧）と流速を利用して搬送するため、ロータリーフィーダの下部にありエアポンプが接続される現像剤供給部内は正圧となるため、現像剤供給部からロータリーフィーダ内への空気が流入（エアリーク）する。また、ロータとステータとのシール性が不足しても空気がロータリーフィーダ内に漏洩してしまう。ロータリーフィーダ内の現像剤は、現像剤供給部へ自由落下にて供給されるため、流入する空気の気流方向と現像剤の落下方向が対向関係となり、現像剤の落下が流入する空気の圧力に阻害され、ロータリーフィーダ内部の落下すべき現像剤が落下しきれずに残留してしまう。そのためロータリーフィーダからの現像剤供給量が低下するという問題があった。

ロータリーフィーダ内への現像剤の残留を防止する方法としては特許文献３，４が挙げられる。特許文献３では、空気供給源の空気を分流し、その一部をロータリーフィーダ排出口の縁辺の回転方向下流側に吹き込む構成が開示されているが、これはロータリーフィーダ内部へと上昇する空気の侵入を阻止し、粉粒体の戻りを防止するためのものであり、ロータリーフィーダ内に形成された区間内に空気を吹き込むものではなく、ロータリーフィーダ内部の現像剤が落下しきらずに残留し、粉粒体の供給量が低下するという問題を解消するには至らない。

特許文献４では、ロータリーフィーダのロータとロータを覆うステータにより形成される小部屋内の紛体を機械的に掻き取る羽根車を設けた構成が開示されている。しかし、この構成を、現像剤の搬送に用いるロータリーフィーダで用いた場合、機械的に現像剤を掻き取ることにより現像剤に対してストレスが掛かり、キャリアやトナーの劣化を引き起こす課題がある。

本発明は、現像剤に与えるストレスを低減しながらロータリーフィーダ内に残留する現像剤を低減して、現像剤の搬送量の低下の改善を図ることを、その目的とする。

上述の目的を達成するため、像担持体上の潜像を現像する現像部と、該現像部の外側に設けられ、現像剤の一部を収容して現像剤を攪拌する攪拌部と、前記攪拌部の現像剤を定量に排出するロータリーフィーダと、ロータリーフィーダから排出された現像剤を、空気圧を利用して現像部に搬送する現像剤搬送部とを備えた現像装置において、ロータリーフィーダは、ロータとロータを覆うステータとを備え、ロータとステータにより形成される区画内に向けて空気を吹き付ける空気吹付け部を有することを特徴としている。

本発明によれば、ロータリーフィーダのロータとステータにより形成される区画内に向けて空気を吹き付ける空気吹付け部を有するので、現像剤が空気の圧力でロータリーフィーダ内から押し出されるので、機械的に現像剤を掻き取るものに比べて現像剤に対するストレスが低減するとともに、空気が現像剤の落下を補助するので、ロータリーフィーダ内に現像剤が残留することが少なくなり、現像剤の搬送量の低下の改善を図ることができる。

本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成図。 本発明に係る現像装置の一形態を示す斜視図。 現像装置内部の概略構成図。 ロータリーフィーダと、現像剤搬送部の構成を示す拡大断面図。 (ａ)は本発明の第１の実施形態に係る構成を示す拡大図、(ｂ)は(ａ)に示す構成を空気供給側から見たときに断面図。 (ａ)は本発明の第２の実施形態に係る構成を示す拡大図、(ｂ)は(ａ)に示す構成を軸線方向に切断したときの断面図。 (ａ)は本発明の第３の実施形態に係る構成を示す拡大図、(ｂ)は(ａ)に示す構成を軸線方向に切断したときの断面図。 (ａ)は本発明の第４の実施形態に係る構成を示す拡大図、(ｂ)は(ａ)に示す構成を軸線方向に切断したときの断面図。 本発明の本発明の第５の実施形態に係る構成を示す拡大断面図。 空気吹付け部から空気が供給された状態でロータが回転したときの課題を説明する拡大断面図。 (ａ)は本発明の本発明の第６の実施形態に係る構成を示す部分破断断面図、(ｂ)は(ａ)に示す構成においてロータが回転したときの状態を示す拡大断面図。 第６の実施形態に係るロータリーフィーダ部分を軸線歩行に部分破断した断面図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。各実施の形態において、同一部材には同一の符号を付し、重複説明は省略する。図１を用いて本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の全体構成と機能について説明し、その後に現像装置の各実施形態の構成について説明する。

実施の形態としては、現像装置が気流供給手段と、ロータリーフィーダが備えるロータとステータにより形成される区画内に向けて空気を吹き付ける空気吹付け部を備えていて、この気流供給手段と空気吹付け部の形態が各実施の形態で異なっている。本発明に係る現像装置が適用される画像形成装置としては、図１に示す４色カラーの現像剤を用いる画像形成装置に限定されるものではなく、単色の現像剤を用いる画像形成装置であっても無論かまわない。

図１において、画像形成装置は、カラー複写機を例示するが、画像形成装置としてはカラー複写機に限定されるものではなく、プリンター、ファクシミリ、プロッタ、あるいは、プリンター、スキャナ、複写機能やファクシミリ機能を備えた複合機であってもよい。

図１は、画像形成装置としてのカラー複写機は、中間転写ユニット１０における未定着像担持体としての中間転写ベルト８の下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋを備えている。各作像部は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。各作像部は、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋと、各感光体ドラムの周囲に配設された図示しない帯電手段、現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋ、図示しないクリーニング手段等で構成されている。各作像部てば、各感光体ドラム上で、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、各感光体ドラム上に所望のトナー像が形成される。

各感光体ドラムは、図示しない駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、各感光体ドラムの表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程）。その後、各感光体ドラムの表面は、各現像装置との対向位置に達し、この位置での静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される（現像工程）。その後、各感光体ドラムの表面は、複数のローラ部材に巻きかけられた無端状の中間転写ベルト８及び中間転写ベルト８の内側ループ内で各感光体ドラムと大綱位置されている１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋとの対向位置に達して、この位置で各感光体ドラム上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。その後、各感光体ドラムの表面は、クリーニング手段との対向位置に達し、この位置でその表面上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後の各感光体ドラムの表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。こうして、各感光体ドラム上で行われる一連のプロセスが終了する。

上述した作像プロセスは、図１に示すように、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋで、それぞれ行われる。すなわち、各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、６Ｂｋの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ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８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋ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、１Ｂｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写手段としての２次転写ローラ１９との対向位置に達する。中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、２次転写ローラ１９と中間転写ベルト８の間に形成される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上に転写される。こうして、中間転写ベルト８上で行われる、一連のプロセスが終了する。

画像形成装置本体１００の下部に配設された給紙部２６には、転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ２７により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｐはレジストローラ対２８で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対２８により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、上記のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

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２０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２９により、装置本体１００の上面に形成された排紙部３０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３２は読み取り部を示している。

図２は、現像攪拌・循環システムとしての現像装置の基本的構成を説明する図である。各現像装置は、トナーの色が異なる以外は同一構成あるので、色を識別するための符号であるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを割愛して説明する。各現像装置５は、各感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像部５０と、現像部５０から離れた位置で現像剤の状態に応じた攪拌を行う攪拌部５１と、攪拌部５１に現像剤となるトナーを補給するためのトナーカートリッジ５２と、攪拌部５１の下方に設けられたロータリーフィーダ５３と、現像剤を空気圧で搬送する気流供給手段としてのエアポンプ（空気供給源）５４等を有している。なお図１では現像部５０のみを示している。
現像部５０と攪拌部５１との間は循環路５５で接続され、ロータリーフィーダ５３と現像部５０との間は循環路５６等で接続されている。トナーカートリッジ５２と攪拌部攪拌部５１はトナー補給路５７で接続され、エアポンプ５４とロータリーフィーダ５３は管路５８で接続されている。図２において、符号５９はトナー補給駆動源としてのモータを、符号６０は攪拌駆動源としてのモータを、６１はロータリーフィーダ５３の駆動源としてのモータをそれぞれ示している。

図３を用いて現像部５０の構成について説明する。現像部５０は、ケーシング６２と、ケーシング６２内に回転可能に支持され、螺旋状のフィンを有する現像剤搬送部材としての搬送スクリュ６３、６４と、現像剤を担持して感光体ドラムへと搬送する現像剤担持体としての現像ローラ６５を有している。ケーシング６２内には、トナーとキャリアを混合した２成分現像剤が入っている。搬送スクリュ６３、６４によりこの現像剤はケーシング６２内で循環搬送される。搬送スクリュ６４によって、現像剤が図中手前から奥側に搬送され、この一部が、現像ローラ６５によって磁力で吸い上げられてその表面に吸着され、ドクターブレード６６で均一な厚さに均されてから、感光体ドラム１に接することで感光体ドラム１上の静電潜像をトナーで現像してトナー像が形成される。

現像後の現像剤は、搬送スクリュ６３の端部に構成された排出口６７（図２参照）から、循環路５５を通って攪拌部５１に搬送される。搬送スクリュ６３の最下流には図示しないトナー検知手段が設置されており、その信号を基にトナーカートリッジ５２からトナー補給が行われる。トナー補給はモータ５９によってトナー補給路５７内の図示しないスクリュを回転させることで行われる。トナー補給は循環経路内で攪拌部５１の入り口直前の部位で行われる。攪拌部５１では現像後の現像剤と、補給されたトナーとが混合され適切なトナー濃度と帯電量を持つ現像剤とする。

現像後の現像剤と、補給されたトナーとが混合され適切なトナー濃度と帯電量を持つ現像剤は、図４に示すように攪拌部５１の下部に形成された排出口７０を通り、ロータリーフィーダ５３内に落下する。

ロータリーフィーダ５３は、放射状に延び、円周方向に配置された複数の羽根７５Ａを有するロータ７５と、ロータ７５を覆うステータ７６と、ロータ７５を回転駆動するモータ６０を備えている。ロータリーフィーダ５３と、循環路５６及び、管路５８は現像剤搬送部となる継手管路７７で接続されている。ロータリーフィーダ５３では、内部のロータ７５の回転により、現像剤を下方に定量的に排出する。排出された現像剤は、エアポンプ５４から供給される空気によって循環路５６から受取口６８（図２参照）を介して再び現像部５０に搬送されて供給される。攪拌部５１の上部には、上面に現像剤補給口６９が、下面には排出口７０が設けられている。攪拌部５１を構成する攪拌部本体５１aは、排出７０に向かうほど径が細くなる逆円錐型の形状を有している。攪拌部本体５１a内の中心には、下から上に現像剤を搬送するスクリュ７１が、その外側には回転可能な２本の攪拌部材７２が設けられている。攪拌部５１では、これら攪拌部材７２の回転動作によって現像剤が攪拌・混合される。スクリュ７１はモータ６０と直結されており、攪拌部材７２は、減速ギヤ列７３を介してモータ６０と連結されている。攪拌部５１の補給口６９から、排出口７０までの現像剤の搬送は重力を利用している。攪拌部５１にはバッファとして常に現像剤が存在するため、未混合の現像剤がそのまま排出されることはない。

次に本発明の特徴部分について説明する。
(第１の実施形態)
図５(ａ)、図５(ｂ)は本発明の第１の実施形態の特徴部分を示すものである。図５において、ロータリーフィーダ５３内のロータ７５とステータ７６は、ロータ７５の羽根７５Ａの先端とステータ７６の内面との間にクリアランスを持って設けられている。ロータ７５とステータ７６とのシール性が不足することで、エアポンプ５４からの空気は、前記のクリアランスを通過し上部の攪拌部５１へと漏れる。さらに継手管路７７内部では前述の漏洩空気によって、図中の上向きの気流が発生し、この上向きの空気の圧力が原因となりロータ７５内部に充填された現像剤が落下しきれいな現象が生じる。

そのため、本形態では、継手管路７７内部において、エアポンプ５４の空気を管路７８と管路７９に分流し、吹き付け部となる管路７８を流れる空気を、ロータリーフィーダ５３の排出口５３Ａの縁辺の回転方向上流側でロータ７５に吹き付ける構成とした。具体的には、管路７８の一端をステータ７６からロータリーフィーダ５３内に開口し、管路７８を流れる空気を、ロータ７５の隣接する羽根７５Ａとステータ７６によって形成される区間部としての空間Ｓに向って吹き付けるようにしている。空間Ｓの内部の現像剤Ｔは、継手管路７７の下部に落下させた後、循環路５６で管路７９を流れる空気と合流する。すなわち、ロータリーフィーダ５３は、ロータ７５とステータ７６により形成される区画内に向けて空気を吹き付ける空気吹付け部として管路７８を備えている。

このように、ロータリーフィーダ５３の回転方向上流側で空間Ｓ内に空気を吹き付けることにより、ロータ７５の回転速度に対して現像剤を押し出す時間を比較的長く確保することができ、ロータリーフィーダ５３からの現像剤供給量を向上させることができる。また、現像剤Ｔが空気の圧力でロータリーフィーダ５３内から押し出されるので、機械的に現像剤Ｔを掻き取るものに比べて現像剤Ｔに対するストレスが低減するとともに、空気が現像剤Ｔの落下を補助するので、ロータリーフィーダ５３内に現像剤Ｔが残留することが少なくなり、現像剤Ｔの搬送量の低下の改善を図ることができる。この様な観点からすめと、エアポンプ５４と管路５８と継手管路７７の管路７８によって、現像剤落下補助手段が構成されることになる。
(第２の実施形態)
図６(ａ)、図６(ｂ)は本発明の第２の実施形態の特徴部分を示すものである。本形態では、継手管路７７内部において、エアポンプ５４の空気を管路７８と管路７９に分流し、吹き付け部となる管路７８を流れる空気を、ロータリーフィーダ５３の排出口５３Ａ縁辺の回転方向上流側でロータ７５に吹き付ける構成とした。さらに、ロータ７５の軸方向に対して平行に空気が流れるように継手管路７７を配置するとともに、継手管路７７よりもエアポンプ５４側に、空気吹付け部となる管路７８を設置して接続した。

このような構成にすることで、ロータ７５内部の現像剤Ｔが押し出される方向は、ロータ７５の軸方向に対して平行となり、また管路７９の空気の流れ方向と同方向となる。そのため、現像剤Ｔが空気の圧力でロータリーフィーダ５３内から押し出されるので、機械的に現像剤Ｔを掻き取るものに比べて現像剤Ｔに対するストレスが低減するとともに、空気が現像剤Ｔの落下を補助するので、ロータリーフィーダ５３内に現像剤Ｔが残留することが少なくなり、現像剤Ｔの搬送量の低下の改善を図ることができる。また、押し出された現像剤Ｔは循環路５６へと比較的スムーズに搬送することができる。
(第３の実施形態)
図７(ａ)、図７(ｂ)は本発明の第３の実施形態の特徴部分を示すものである。本形態では、ロータリーフィーダ５３の排出口５３Ａ縁辺の回転方向上流側でステータ７６に管路８０を設け、エアポンプ５４からの空気を管路８０と管路８１に分流し、管路８０に流れる空気をロータ７５に吹き付ける構成とした。つまり、管路８０の一端はステータ７６からロータリーフィーダ５３内に開口し、管路８０を流れる空気を、ロータ７５の隣接する羽根７５Ａとステータ７６によって形成される区間部としての空間Ｓに向って吹き付けるようにしている。さらに、ロータ７５の軸方向に対して平行に空気が流れるように継手管路７７を配置するとともに、継手管路７７よりもエアポンプ５４側に、空気吹付け部となる管路８０を配置して接続した。

本形態の場合、吹き付けた空気は、ロータ内部となる空間Ｓ内の現像剤Ｔを継手管路７７の下部に落下させた後、循環路５６で管路８１を流れる空気と合流する。

このように、ロータリーフィーダ５３の回転方向上流側で空間Ｓ内に空気を吹き付けることにより、ロータ７５の回転速度に対して現像剤Ｔを押し出す時間を比較的長く確保することができ、ロータリーフィーダ５３からの現像剤の供給量を向上させることができる。また、現像剤Ｔが空気の圧力でロータリーフィーダ５３内から押し出されるので、機械的に現像剤Ｔを掻き取るものに比べて現像剤Ｔに対するストレスが低減するとともに、空気が現像剤Ｔの落下を補助するので、ロータリーフィーダ５３内に現像剤Ｔが残留することが少なくなり、現像剤Ｔの搬送量の低下の改善を図ることができる。さらに、ステータ７６に管路８０を設けることで、継手管路７７の寸法およびロータリーフィーダ５３の排出口５３Aの寸法に関係なく、自由に管路８０を配置できる。

また、エアポンプ５４からの空気を、ロータ７５の軸方向に対して平行に流す構成とし、さらにステータ５３円周面で管路５８側に管路８０を設置したので、ロータ７５内部の現像剤が押し出される方向が、ロータ７５の軸方向に対して平行となり、また管路８１の空気の流れ方向と同方向となる。そのため、押し出された現像剤Ｔは循環路５６へと比較的スムーズに搬送することができる。
(第４の実施形態)
図８(ａ)、図８(ｂ)は本発明の第４の実施形態の特徴部分を示すものである。本形態では、管路５８において、エアポンプ５４の空気を管路８１と管路８２に分流し、空気吹付け部となる管路８２を流れる空気をロータリーフィーダ５３の排出口５３Ａの縁辺の回転方向上流側でロータ７５(空間Ｓ内)に吹き付ける構成とした。

本形態の場合、吹き付けた空気は、ロータ内部の現像剤を継手管路７７の下部に落下させた後、循環路５６で管路８１を流れる空気と合流する。また管路８２は、その他端８２ｂが継手管路７７の壁面に接続されており、ロータ７５の羽根７５Ａとの近接部分となる管路８２の先端８２ａの断面形状を、円形あるいは多角形と様々な断面形状に形成してもよい。本形態においても、ロータ７５の軸方向に対して平行に空気が流れるように継手管路７７を配置するとともに、継手管路７７よりもエアポンプ５４側に、空気吹付け部となる管路８２を配置して接続した。

このような構成とすると、ロータリーフィーダ５３の回転方向上流側でロータ７５(空間Ｓ内)に空気を吹き付けることになり、ロータ７５の回転速度に対して現像剤Ｔを押し出す時間を比較的長く確保することができ、ロータリーフィーダ５３からの現像剤供給量を向上させることができる。また、エアポンプ５４からの空気を、ロータ７５の軸方向に対して平行に流す構成とし、さらに管路５８側に管路８２を接続して設置した。このような構成にすることで、ロータ７５内部の現像剤Ｔが押し出される方向が、ロータ７５の軸方向に対して平行となり、また管路８１の空気の流れ方向と同方向となる。そのため、押し出された現像剤Ｔは循環路５６へと比較的スムーズに搬送できる。さらには、現像剤Ｔが空気の圧力でロータリーフィーダ５３内から押し出されるので、機械的に現像剤Ｔを掻き取るものに比べて現像剤Ｔに対するストレスが低減する。
(第５の実施形態)
図９(ａ)、図９(ｂ)は本発明の第５の実施形態の特徴部分を示すものである。本形態では、ロータリーフィーダ５３の下部にあり、継手管路７７と連通する排出口５３Ａのロータリーフィーダ５３内にあるロータ７５の回転方向下流側の縁辺５３Ｂに近接し、且つ、縁辺５３Ｂに対しロータ７５の回転方向の下流側に、ロータリーフィーダ５３のロータ７５の隣接する羽部７５とロータ７５を覆うステータ７６により形成される空間Ｓ内に向けて空気を吹き付ける空気吹付け部８３を設けている。本形態において、空気吹付け部８３からロータリーフィーダ５３の空間Ｓに吹き付ける空気は、現像剤の搬送に使用するエアポンプ５４からの空気を分流している。

現像剤循環時、ロータリーフィーダ５３内のロータ７５が回転すると、ロータリーフィーダ５３の下部にある継手管路７７へ現像剤を排出している状態において、空気吹付け部８３からロータリーフィーダ５３に形成され、現像剤Ｔが内部にある空間Ｓ内に向けて空気を吹き付けることで、空気吹付け部８３から吹付けられる空気によりロータリーフィーダ５３内の現像剤Ｔがロータリーフィーダ５３の排出口５３Ａへと運ばれる。これにより、ロータリーフィーダ５３内に現像剤Ｔが残留することを防止することでき、ロータリーフィーダ５３からロータリーフィーダ５３の下部にある継手管路７７への現像剤Ｔの排出量が向上し、現像剤の搬送量の低下を防止することができる。また、空気の吹き付けによりロータリーフィーダ５３内への現像剤Ｔの残留を解消しているので、機械的に現像剤Ｔを掻き取るものに比べて現像剤Ｔに対するストレスが低減するとともに、キャリアやトナーの劣化を引き起こすことも少なくなる。

ところで、ロータリーフィーダ５３内のロータ７５が回転し、ロータリーフィーダ５３の下部にある継手管路７７へ現像剤Ｔを排出している状態において、空間Ｓ内に向けて常にロータ７５の回転方向下流側に設けた空気吹付け部８３から空気を吹き付けていると、図１０に示すように、ロータ７５の回転により空間Ｓを形成するロータ７５の羽根７５Ａのうち、ロータ７５の回転方向上流側に位置する羽根７５Ａ２が、ロータリーフィーダ５３の下部にある継手管路７７と連通する排出口５３Ａのロータリーフィーダ５３内にあるロータ７５の回転方向下流側の縁辺５３Ｂに近接し、空間の開口部Ｓ１のロータリーフィーダ５３の排出口５３Ａに対して開口している面積が小さくなる。すると、空気吹付け部８３から空間Ｓ内に向けて吹き付けている空気の排出口５３Ａ方向への流れが阻害され、ロータ７５の回転方向上流側の羽根７５Ａ１に当たるなどして空間内で空気が戻る動きをする等により、ロータリーフィーダ５３内に残留している現像剤Ｔを排出口５３Ａに運ぶことができず、結果としてロータリーフィーダ５３内に現像剤が残留する可能性がある。
(第６の実施形態)
そこで、本発明の第６の実施形態では、ロータリーフィーダ５３のロータ７５の回転に合わせて空気吹付け部８３からの空気の吹き付けの開始時期と停止時期を行う構成とした。

具体的な実施例としては、図１１(ａ)、図１１(ｂ)に示すように、空気吹き付け部８３から吹き出す空気の空気供給源としてのエアポンプ８４を現像剤搬送用のエアポンプ５４とは個別に設け、エアポンプ５４と空気吹付け部８３とを管路８５を介して接続している。管路８５には、例えば電磁弁等の開閉可能な開閉弁８６が設けられている。本形態では、ロータ７５の回転による羽根７５Ａの位置変位を検知するため、ロータ位置検出手段が設けられている。ロータ位置検出手段は、ロータ７５と一体回転するように設けたエンコーダスリット板８７とエンコーダスリット板８７を検知する検知センサ８８（例えばフォトインタラプタ）とを組み合わせることで構成することができる。本形態ではロータ７５を回転自在に支持する軸８９にエンコーダスリット板８７を一体回転可能に設け、この軸８９を支持しているロータリーフィーダ５３の側板９０におけるエンコーダスリット板８７の回転移動範囲内に検知センサ８８を取付けて配置している。

ロータ７５の羽根７５Ａと空気吹付け部８３の開口部８３ａ、及び、ロータリーフィーダの排出口５３Ａとの位置関係に付いては、ロータ７５の羽根７５Ａの枚数、角度、厚み等の形状と、ロータリーフィーダの排出口５３Ａのロータ回転方向における配置位置との関係からエンコーダスリット板８７のスリットを構成することで検知が可能である。

エアポンプ８４、検知センサ８８及び開閉弁８６は、制御手段１００と信号線によって接続されている。制御手段１００はコンピュータで構成されていて、検知センサ８８で検知した羽根７５Ａの位置情報に基づいて開閉弁８６の開閉動作とエアポンプ８４の作動を制御するものである。

本形態において、制御手段１００は、ロータリーフィーダ５３の空間Ｓを形成するロータ７５の羽根７５のうち、ロータ７５の回転方向下流側の羽根７５Ａ２が空気吹付け部８３の開口部８３ａを過ぎた位置になると、エアポンプ８４を作動して空気の吹き付けを開始し、空間Ｓの開口部Ｓａのロータリーフィーダの排出口５３Ａに対して開口している面積が全開口面積の１／３以下となる位置に空間Ｓを形成するロータ７５の羽根のうち、ロータ７５の回転方向上流側の羽根７５Ａ１が到達したときに、エアポンプ８４の作動を停止して空気の吹き付けを停止するように構成されている。

図１１(ａ)に示すように、ロータ７５が回転し、空間Ｓを形成するロータ７５の羽根７５Ａのうち、ロータ７５の回転方向下流側の羽根７５Ａ２が空気吹付け部８３の開口部８３ａを過ぎた位置になったことを、検知センサ８８からの検知信号に基づいて制御手段１００が判断すると、開閉弁８６が開かれる。このためエアポンプ８４からの空気が空気吹付け部８３へと流れ込み、ロータ７５の空間Ｓ内に空気が吹き付けられる。

図１１(ｂ)に示すように、ロータ７５の回転が進み、空間Ｓの開口部Ｓａのロータリーフィーダの排出口５３Ａに対して開口している面積が全開口面積の１／３以下となる位置に、ロータ７５の回転方向上流側の羽根７５Ａ１が来たことを検知センサ８８からの検知信号に基づいて制御手段１００が判断すると、開閉弁８６が閉じられる。このため、ロータ７５の空間Ｓへの空気の吹き付けが停止する。

このような構成とすると、ロータ７５の回転により空間Ｓを形成するロータ７５の回転方向上流側の羽根７５Ａ１が、ロータリーフィーダ５３の下部にある継手管路７７と連通する排出口５３Ａのロータリーフィーダ５３内にあるロータ７５の回転方向下流側の縁辺５３Ｂに近接し、空間Ｓの開口部Ｓａの排出口５３Ａに対する開口面積が小さくなり、空気吹付け部８３から空間Ｓ内に向けて吹き付けている空気の排出口５３Ａ方向への流れが阻害される状態となったときには、空気吹付け部８３から空間Ｓへの空気の吹き付けは停止される。このため、ロータ７５の回転により空間Ｓを形成するロータ７５の回転方向下流側の羽根７５Ａ２に空気が当たることで、空間Ｓ内で空気が戻る動きをすることがなく、ロータリーフィーダ５３内に残留した現像剤Ｔを排出口５３Ａに確実に排出することができ。よって、ロータリーフィーダ５３から継手管路７７への現像剤Ｔの排出量が向上し、現像剤Ｔの搬送量の低下を防止することができる。

空気吹付け部８３からの空気の吹き付けの効率の良い開始時期と停止時期は、吹き付ける空気の量や、ロータリーフィーダ５３の容量等により異なる可能性があるが、エンコーダスリット板８７のスリット構成を吹き付ける空気の量や、ロータリーフィーダ５３の容量に合わせて調整することによりタイミングの調整が可能である。

図１２に示すように、空気吹付け部８３をロータリーフィーダ５３のロータ７５の羽根７５Ａの軸線方向への幅の全域に対して形成することで、現像剤Ｔが残留しやすいロータ７５の空間Ｓにおけるロータ７５の軸性方向に位置する端部にも空気を吹き付けることができる。このため、より確実にロータリーフィーダ５３内に残留している現像剤Ｔを排出口５３Ａに確実から排出することができ、ロータリーフィーダ５３から継手管路７７への現像剤の排出量が向上し、現像剤の搬送量の低下を防止することができる。

さらには図９に示すように、空気吹付け部８３を、空気吹付け部８３からの空気がロータリーフィーダ５３のロータ７５の回転中心Оに向って吹き出すように形成し、ロータ７５の空間Ｓの奥（ロータ７５の中心に近い部分）に向けて空気を吹き付けることで、空間Ｓの奥にある残留した現像剤Ｔも空気により押し出すことができる。このため、より確実にロータリーフィーダ５３内の残留した現像剤Ｔを排出口５３Ａに確実に運ぶことができ、ロータリーフィーダ５３から継手管路７７への現像剤の排出量が向上し、現像剤の搬送量の低下を防止することができる。

第５、第６の実施形態においても、ロータ７５の空間Ｓ内の現像剤Ｔが空気吹付け部８３からの空気の圧力でロータリーフィーダ５３内から押し出されるので、機械的に現像剤Ｔを掻き取るものに比べて現像剤Ｔに対するストレスを低減することができる。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ 像担持体
５(Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ) 現像装置
５０ 現像部
５１ 攪拌部
５３ ロータリーフィーダ
５３Ｂ 排出口縁辺
７５ ロータ
７６ ステータ
７７ 現像剤搬送部
Ｓ 区画(空間)
７８、８０、８２、８３ 空気吹付け部
О 回転中心

特許２００８−２９９２１７号公報 特開２００９−１０３７５１号公報 特開２００３−３４１８４０号公報 特開２００８−３７５０８号号公報

Claims (8)

1. 像担持体上の潜像を現像する現像部と、該現像部の外側に設けられ、現像剤の一部を収容して現像剤を攪拌する攪拌部と、前記攪拌部の現像剤を定量に排出するロータリーフィーダと、前記ロータリーフィーダから排出された現像剤を、空気圧を利用して前記現像部に搬送する現像剤搬送部とを備えた現像装置において、
   前記ロータリーフィーダは、ロータと前記ロータを覆うステータとを備え、前記ロータと前記ステータにより形成される区画内に向けて空気を吹き付ける空気吹付け部を有することを特徴とする現像装置。
2. 前記空気吹付け部は、前記ロータリーフィーダの排出口縁辺の回転方向上流側から前記区画内に向けて空気を吹き付けることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記現像剤搬送部内を流れる空気が、前記ロータの軸方向に対して平行に流れるように前記現像剤搬送部を配置するとともに、前記現像剤搬送部よりも空気供給側に、前記空気吹付け部を構成する吹きつけ用の管路を設置したことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記空気吹付け部は、前記ロータリーフィーダの排出口縁辺の回転方向下流側から前記区画内に向けて空気を吹き付けることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
5. 前記空気吹付け部から前記区画内に向けての前記空気の吹き付けの開始時期と停止時期を、前記ロータの回転に合わせて行うことを特徴とする請求項４記載の現像装置。
6. 前記空気吹付け部は、前記ロータの軸線方向への幅の全域に対して延在して形成されていることを特徴とする請求項４または５記載の現像装置。
7. 前記吹付け部は、前記吹付け部からの空気が前記ロータリーフィーダのロータの回転中心に向かって吹き出すように形成されていることを特徴とする請求項４、５または６記載の現像装置。
8. 請求項１ないし７の何れか１項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。

Images