現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】現像容器からのトナーの漏洩を効果的に防止可能であり、且つ、現像容器内のトナーを吸引するダクト内へのトナーの過剰な吸引も抑制可能な現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向部分Ｒ１の上方に位置する現像容器２０の上端部２０ｄに、現像容器２０の内部とダクト４３とを連通する空気流出路４５を設けるとともに、空気流出路４５を、現像ローラー３１の回転軸中心Ｏと空気流出口４５ａとを通る直線Ｌ１に対し、現像ローラー３１の回転方向下流側に向かって傾斜させる。
【解決手段】現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向部分Ｒ１の上方に位置する現像容器２０の上端部２０ｄに、現像容器２０の内部とダクト４３とを連通する空気流出路４５を設けるとともに、空気流出路４５を、現像ローラー３１の回転軸中心Ｏと空気流出口４５ａとを通る直線Ｌ１に対し、現像ローラー３１の回転方向下流側に向かって傾斜させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用い、像担持体にトナーを供給する現像装置およびそれを備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、原稿画像から読み取られた画像情報、或いはコンピューター等の外部機器から伝送等された画像情報に基づく光を、感光層が形成された像担持体（感光体ドラム）の周面に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置からトナーを供給してトナー像を形成させた後、当該トナー像を用紙に転写する。転写処理後の用紙は、トナー像の定着処理が施されたのち外部へ排出される。
【０００３】
ところで、近年、画像形成装置において、カラー印刷化や高速処理化の進行に伴い装置構成が複雑になると共に、高速処理化に対応するべく現像装置内でのトナー攪拌部材の高速回転が余儀なくされ、これにより現像装置の内圧が大気圧より高い正圧になり易くなっている。現像装置内が正圧になると、現像装置内のトナーが感光体ドラムへ供給されるに際し、トナーの一部が飛散トナーとなって感光体ドラムに対向する現像装置の開口部（トナー供給口）から漏出し、画像形成装置の内部を汚染する。
【０００４】
特に、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用い、現像剤を担持する磁気ローラー（現像剤担持体）と、トナーのみを担持する現像ローラー（トナー担持体）とを用いる現像方式では、現像ローラーと磁気ローラーとの対向部分において、磁気ローラー上に形成された磁気ブラシによって現像ローラーから現像に使用されなかったトナーが引き剥がされる。そのため、現像ローラーと磁気ローラーとの対向部分の近傍においてトナーの浮遊が発生し易くなり、浮遊したトナーが飛散トナーとなって漏出する。また、現像装置内部に堆積した浮遊トナーが塊となって現像ローラー上に落下し、現像ローラー上のトナー薄層が乱されることで、感光体ドラムの周面におけるトナーが付着されるべき部分にトナーが供給されない、いわゆるトナー落ち現象が発生する等の不具合が生じ易くなる。
【０００５】
上述したような不具合を解消するべく、特許文献１には、トナー担持体と、トナー担持体外周面の一部を覆う被覆部材との間隔内の空気を強制吸引することによって、現像工程を高速化してもトナー飛散や現像装置の発熱を抑える技術が開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の現像装置は、攪拌スクリューから現像ローラー上に供給された二成分現像剤中のトナーを感光体ドラムに供給しており、現像剤担持体とトナー担持体とを有する現像方式ではない。また、現像剤担持体の有無によって、現像装置内で正圧が発生する部分も、発生する正圧の大きさも異なる。
【０００７】
従って、特許文献１の方法では、現像剤担持体とトナー担持体とを有する現像方式に特有である、現像剤担持体とトナー担持体と現像容器内面とで囲まれた空間に発生する浮遊トナーを効果的に解消することはできなかった。また、特許文献１の方法では浮遊トナーを含む空気流が穂切りブレード上を通過する構成のため、ブレード上に浮遊トナーが堆積してしまい、堆積したトナーが凝集してトナー担持体に付着した場合には、トナー落ちとなって画像不具合が発生するおそれもあった。
【０００８】
また、特許文献２には、現像容器のトナー担持体の下方に対向する壁部に現像装置外側から空気を取り入れるための空気流入孔を設けることにより、現像容器外側から内側に流入する空気流が負圧となった穂切りブレード近傍に流れ込み、流れ込んだ空気流が穂切りブレード近傍の浮遊トナーを上方に向かう空気流に乗せることで、穂切りブレード上へのトナーの堆積を防止するようにした現像装置が開示されている。
【０００９】
特許文献２の方法によれば、現像容器のトナー担持体の下方に対向する壁部に設けられた空気流入孔からの空気流の流れ込みにより、現像剤担持体及びトナー担持体の回転によって正圧となった部分の圧力を低下させて現像剤の漏出を抑制することが可能となる。また、流れ込んだ空気流を上方に向かう空気流と繋げることにより、穂切りブレード近傍の浮遊トナーを上方に向かう空気流に乗せて、穂切りブレード上へのトナーの堆積を防止することができる。
【００１０】
さらに特許文献３には、現像容器のトナー担持体の下方に対向する壁部に現像装置外側から空気を取り入れるための貫通孔を設けるとともに、現像容器の上端部であってトナー担持体と現像剤担持体との境界の上方に、ダクトと連通する空気排出孔を設けた画像形成装置が開示されている。
【００１１】
特許文献３の方法によれば、現像容器のトナー担持体の下方に対向する貫通孔から現像容器の上端部に設けられた空気排出孔を介してダクトに空気を流すことで、トナー浮遊量が大きい場合であっても、現像剤担持体とトナー担持体と現像容器内面とで囲まれた空間に発生する浮遊トナーを効果的に排出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−２７８２６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７６９５４号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９７２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献２の構成のように空気流入孔を設けた場合であっても、装置本体が高速化し、トナー浮遊量が大きい場合には、現像剤担持体及びトナー担持体の回転によって生じた空気流に浮遊トナーを十分に乗せることが困難となり、トナーの堆積を十分に防止することが困難であった。また、特許文献２の構成では、現像剤担持体とトナー担持体との対向部分の下方に位置する穂切りブレード近傍の浮遊トナーを解消することはできるが、現像剤担持体とトナー担持体と現像容器の上面とで囲まれた空間に発生する浮遊トナーの外部への漏出を効果的に防止することはできなかった。
【００１４】
また、特許文献３の方法では、発生した浮遊トナーを空気排出孔からダクトへ全て吸引してしまうと、ダクト内にトナーが堆積したり、ダクトの排出口側に取り付けられたフィルターの目詰まりが顕著となってフィルターの交換回数が多くなったりするなどの問題点があった。一方、ダクト内への浮遊トナーの吸引が十分でない場合は、浮遊トナーが現像装置の開口部から外部に漏出してしまい、画像形成装置内部のトナー汚染が発生するおそれがあった。
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像装置からのトナーの漏出を効果的に防止可能であり、且つ、現像容器内のトナーを吸引するダクト内へのトナーの過剰な吸引も抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器の開口部から外周面の一部が露出することで像担持体に対向配置され、前記像担持体との対向面が上方向に移動するように回転しながら前記像担持体にトナーを供給するトナー担持体と、該トナー担持体に対向配置され、前記トナー担持体との対向面が前記トナー担持体と逆方向に移動するように回転するとともに、表面に担持した二成分現像剤から成る磁気ブラシを用いて前記トナー担持体上にトナー層を形成する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する規制部材と、前記トナー担持体と対向する前記現像容器の上端部に形成された空気流出口から前記現像容器の上部に配置されたダクト内に連通する空気流出路と、を備えた現像装置において、前記空気流出路は、前記トナー担持体の回転軸中心と前記空気流出口とを通る直線に対し、前記トナー担持体の回転方向下流側に傾斜していることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記空気流出口は、前記トナー担持体の回転方向に対し、前記トナー担持体の回転軸中心を通る垂線よりも下流側であり、且つ、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との対向部分から上流側に９０°離れた位置よりもさらに上流側の位置に設けられることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体の回転方向に対し、前記トナー担持体と前記現像剤担持体との対向部分よりも上流側の前記トナー担持体の外周面と、前記現像剤担持体の回転方向に対し、前記対向部分よりも下流側の前記現像剤担持体の外周面と、前記現像容器の内壁面と、で囲まれた空間の容積を小さくする充填部材を配置したことを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記充填部材は導電性材料で形成されており、トナーと同極性のバイアスが印加されることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記充填部材はローラー形状であり、回転しないことを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の現像装置と、該現像装置に設けられた前記空気流出路に連通する前記ダクトと、該ダクト内に空気流を発生させて前記現像容器内の空気を装置本体外部に排出する排気手段と、前記ダクトの空気流排出側に配置され、前記現像容器内の空気と共に前記ダクト内を通過したトナーを捕集するフィルターと、を備えた画像形成装置である。
【００２２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記空気流出路は、前記現像容器の長手方向全域に亘って複数設けられており、前記ダクト内には、前記ダクト内を長手方向の複数の流路に分割する整流板を設けたことを特徴としている。
【００２３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記整流板は、前記ダクトの長手方向に沿って略同一直線上に配置されることを特徴としている。
【００２４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記空気流出路と連通する前記ダクトの空気流入口は、前記ダクト内の底面の最下部よりも上方に形成されており、前記空気流入口の開口縁と前記底面の最下部とが傾斜面または垂直面で連結されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の第１の構成によれば、トナー担持体の回転軸中心と空気流出口とを通る直線に対し、空気流出路をトナー担持体の回転方向下流側に傾斜させることにより、現像容器の開口部から現像容器内部に向かう空気流が、現像容器内部から開口部に向かう浮遊トナーの流れを遮るエアカーテンとして機能する。そのため、ダクト内には現像領域周辺に浮遊するトナーが吸引されるだけで、現像容器内に浮遊するトナーは殆ど吸引されない。従って、現像容器内に浮遊するトナーの空気流出路への過剰な吸引を抑制するとともに、現像容器内に浮遊するトナーの開口部からの漏出を効果的に防止することができる。
【００２６】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、トナー担持体の回転方向に対し、トナー担持体の回転軸中心を通る垂線よりも下流側であり、且つ、現像剤担持体とトナー担持体との対向部分から上流側に９０°離れた位置よりもさらに上流側の位置に空気流出口を設けたので、空気流出口が現像容器内側に入り過ぎることにより現像容器内に浮遊するトナーを多量に吸引してしまう不具合と、空気流出口が現像領域に近くなり過ぎることにより空気流出路に堆積したトナーが現像容器の開口部から外部に落下する不具合の両方を防止することができる。
【００２７】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像装置において、トナー担持体の回転方向に対しトナー担持体と現像剤担持体との対向部分よりも上流側のトナー担持体の外周面と、現像剤担持体の回転方向に対し対向部分よりも下流側の現像剤担持体の外周面と、現像容器の内壁面と、で囲まれた空間の容積を小さくする充填部材を配置することにより、トナー担持体から引き剥がされたトナーのうち現像剤担持体上に回収されなかったトナーが浮遊する空間が小さくなるためトナー浮遊量が減少する。従って、現像容器の開口部からのトナーの漏出をより効果的に抑制することができる。
【００２８】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の現像装置において、充填部材を導電性材料で形成するとともにトナーと同極性のバイアスを印加することにより、充填部材へのトナーの静電気的な付着を抑制できる。従って、充填部材に堆積して塊状となったトナーが現像剤担持体やトナー担持体上に落下するトナー落ち現象による画像不具合の発生を防止することができる。
【００２９】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第３又は第４の構成の現像装置において、充填部材を回転しないローラー形状とすることにより、充填部材の表面が曲面となりトナーがより堆積し難くなるとともに、現像容器内の空気流が充填部材の回転によって複雑化するおそれもない。
【００３０】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の現像装置と、該現像装置に設けられた空気流出路に連通するダクトと、該ダクト内に空気流を発生させて現像容器内の空気を装置本体外部に排出する排気手段と、ダクトの空気流排出側に配置され、現像容器内の空気と共にダクト内を通過したトナーを捕集するフィルターと、を備えることにより、現像装置からのトナーの漏出による画像形成装置内部または外部のトナー汚染を効果的に防止することができる。また、ダクト内へのトナーの堆積やフィルターの目詰まりが抑制され、メンテナンス性も向上した画像形成装置となる。
【００３１】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成の画像形成装置において、現像容器の長手方向全域に亘って空気流出路が複数設けられており、ダクト内に、ダクト内を長手方向の複数の流路に分割する整流板を設けることにより、ダクトの長手方向における空気流の流速差を解消することができる。従って、現像容器の長手方向全域に亘って設けられた空気流出路内の空気流の流速も略均一となり、空気流出路内の空気流の流速不足による現像容器の開口部からのトナーの漏出、及び、流速過剰によるダクト内への多量のトナーの吸引を抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の第８の構成によれば、上記第７の構成の画像形成装置において、整流板を、ダクトの長手方向に沿って略同一直線上に配置することにより、ダクトの断面積を広げずにダクト内を複数の流路に分割することができる。
【００３３】
また、本発明の第９の構成によれば、上記第６乃至第８のいずれかの構成の画像形成装置において、空気流出路と連通するダクトの空気流入口を、ダクト内の底面の最下部よりも上方に形成し、空気流入口の開口縁と底面の最下部とを傾斜面または垂直面で連結することにより、空気流出路を通ってダクト内へ吸引されたトナーが空気流入口周辺に堆積しそうになっても、傾斜面または垂直面を滑り落ちてダクト底面の最下部に堆積するため、空気流入口にトナーが詰まり空気流出路が閉塞するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄが搭載されるカラープリンター１００の概略構成図
【図２】第１実施形態の現像装置３ａの側面断面図
【図３】第１実施形態の現像装置３ａを図２の左上方から見た外観斜視図
【図４】図３から現像装置３ａのダクトカバー４３ａを取り外した状態を示す外観斜視図
【図５】第１実施形態の現像装置３ａ〜３ｄから集塵部５０までの通気経路を示す斜視図
【図６】現像装置３ａから集塵部５０までの通気経路を示す側面断面図
【図７】図２における、現像ローラー３１周辺の部分拡大図
【図８】空気流出路４５を垂直に形成した従来の構成における、現像ローラー３１上方の空気流の方向を示すシミュレーション図。
【図９】空気流出路４５を現像ローラー３１の回転方向下流側に向かって傾斜させた本発明の構成における、現像ローラー３１上方の空気流の方向を示すシミュレーション図。
【図１０】図７における空気流出路４５周辺の部分拡大図
【図１１】空気流出路４５周辺の他の構成を示す部分拡大図
【図１２】空気流出路４５周辺のさらに他の構成を示す部分拡大図
【図１３】第１実施形態の現像装置３ａ〜３ｄに装着されるダクトカバー４３ａを裏面側から見た斜視図
【図１４】本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンター１００について示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００３６】
これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラー９の作用によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写され、さらに、定着部１３において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００３７】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａ及びレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と後述する中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。
【００３８】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｄが設けられている。
【００３９】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００４０】
そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。
【００４１】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されており、駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が転写紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。
【００４２】
定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００４３】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部１３を通過した転写紙Ｐは一旦排出ローラー対１５方向に搬送され、転写紙Ｐの後端が分岐部１４を通過した後に排出ローラー対１５を逆回転させるとともに分岐部１４の搬送方向を切り換えることで、転写紙Ｐの後端から反転搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００４４】
図２は、本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図、図３は、現像装置３ａを図２の左上方から見た外観斜視図、図４は、図３の現像装置３ａからダクトカバーを取り外した状態を示す外観斜視図である。なお、図２は図１の背面側から見た状態を示しており、現像装置３ａ内の各部材の配置は図１と左右が逆になっている。また、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００４５】
図２に示すように、現像装置３ａは、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって攪拌搬送室２１、供給搬送室２２に区画されている。攪拌搬送室２１及び供給搬送室２２には、トナーコンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナー（正帯電トナー）を磁性キャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー２５ａ及び供給搬送スクリュー２５ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。
【００４６】
そして、攪拌搬送スクリュー２５ａ及び供給搬送スクリュー２５ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向（図２の紙面と垂直な方向）に搬送され、仕切壁２０ａの両端部に形成された不図示の現像剤通過路を介して攪拌搬送室２１、供給搬送室２２間を循環する。即ち、攪拌搬送室２１、供給搬送室２２、現像剤通過路によって現像容器２０内に現像剤の循環経路が形成されている。
【００４７】
現像容器２０は図２の右斜め上方に延在しており、現像容器２０内において供給搬送スクリュー２５ｂの上方には磁気ローラー（現像剤担持体）３０が配置され、磁気ローラー３０の右斜め上方には現像ローラー（トナー担持体）３１が対向配置されている。そして、現像ローラー３１の外周面の一部が現像容器２０の開口部２０ｂから露出し、感光体ドラム１ａ（図１参照）に対向している。磁気ローラー３０、現像ローラー３１は、それぞれ図２において反時計回り方向に回転する。
【００４８】
攪拌搬送室２１には攪拌搬送スクリュー２５ａと対面して不図示のトナー濃度センサーが配置されており、トナー濃度センサーの検知結果に基づいてトナーコンテナ４ａから不図示のトナー補給口を介して攪拌搬送室２１にトナーが補給されるようになっている。トナー濃度センサーとしては、例えば、現像容器２０内におけるトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。
【００４９】
磁気ローラー３０は、図２において反時計回り方向に回転する非磁性の回転スリーブと、回転スリーブに内包される複数の磁極を有する固定マグネット体で構成されている。
【００５０】
現像ローラー３１は、図２において反時計回り方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された現像ローラー側磁極で構成されており、磁気ローラー３０と現像ローラー３１とはその対向位置において所定のギャップをもって対向している。現像ローラー側磁極は、固定マグネット体の対向する磁極（主極）と異極性である。
【００５１】
また、現像容器２０には穂切りブレード３５が磁気ローラー３０の長手方向（図２の紙面と垂直方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード３５は、磁気ローラー３０の回転方向（図２の反時計回り方向）に対し、現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向部分よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード３５の先端部と磁気ローラー３０表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００５２】
現像ローラー３１には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）が印加され、磁気ローラー３０には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）が印加されている。これらの直流電圧及び交流電圧は、現像バイアス電源からバイアス制御回路（いずれも図示せず）を経由して現像ローラー３１及び磁気ローラー３０に印加される。
【００５３】
前述のように、攪拌搬送スクリュー２５ａ及び供給搬送スクリュー２５ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内の攪拌搬送室２１及び供給搬送室２２を循環してトナーを帯電させ、供給搬送スクリュー２５ｂによって現像剤が磁気ローラー３０に搬送される。そして、磁気ローラー３０上に磁気ブラシ（図示せず）を形成し、磁気ローラー３０上の磁気ブラシは穂切りブレード３５によって層厚規制された後、磁気ローラー３０と現像ローラー３１との対向部分に搬送され、磁気ローラー３０に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラー３１に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラー３１上にトナー薄層を形成する。
【００５４】
現像ローラー３１上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラー３０と現像ローラー３１との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラー３１上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００５５】
磁気ブラシによって現像ローラー３１上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー３１の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラー３１との対向部分（現像領域）に搬送される。現像ローラー３１にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００５６】
現像に用いられずに残ったトナーは、現像ローラー３１の回転により再度現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向部分に搬送され、磁気ローラー３０上の磁気ブラシによって回収される。そして、磁気ブラシは固定マグネット体の同極部分で磁気ローラー３０から引き剥がされた後、供給搬送室２２内に落下する。
【００５７】
その後、トナー濃度センサー（不図示）の検知結果に基づいてトナー補給口（不図示）から所定量のトナーが補給され、供給搬送室２２及び攪拌搬送室２１を循環する間に再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤となる。この現像剤が再び供給攪拌スクリュー２５ｂにより磁気ローラー３０上に供給されて磁気ブラシを形成し、穂切りブレード３５へ搬送される。
【００５８】
また、現像容器２０の上方にはダクト４３が配置されている。ダクト４３は、現像容器２０の上端部２０ｄとダクトカバー４３ａとによって形成されている。図３及び図４に示すように、ダクトカバー４３ａの長手方向の側端縁（図の奥側、手前側）から下方に突設された係合孔４３ａａが、上端部２０ｄに形成された係合爪２０ｄａに係合することにより、ダクトカバー４３ａが上端部２０ｄに対して固定される。また、ダクトカバー４３ａの一端には連結部４３ａｂが形成されており、ダクト４３と集合ダクト４７（図５参照）とが連結部４３ａｂを介して連結される。
【００５９】
また、上端部２０ｄには、現像ローラー３１との対向面に開口する空気流出口４５ａからダクト４３内に連通する空気流出路４５が設けられている。空気流出路４５は、現像容器２０の長手方向に沿って、上端部２０ｄを貫通するように複数形成されており、現像容器２０内の空気が空気流出口４５ａから空気流出路４５を通ってダクト４３内に排出されるようになっている。
【００６０】
図５は、現像装置３ａ〜３ｄから集塵部５０までの通気経路を示す斜視図であり、図６は、現像装置３ａから集塵部５０までの通気経路を示す側面断面図である。現像装置３ａ〜３ｄの上方に配置された各ダクト４３は、集合ダクト４７を介して集塵部５０に接続されている。集塵部５０には排気ファン５１が配設されており、排気ファン５１と集合ダクト４７の間にはフィルター５３が設けられている。現像装置３ａ〜３ｄから空気流出路４５を通ってダクト４３に排出された空気は集合ダクト４７によって合流し、集塵部５０から画像形成装置１００の本体外側に排出される。また、現像装置３ａ〜３ｄ内の空気と共に集塵部５０内に吸引されたトナーはフィルター５３に捕集されるため、画像形成装置１００の外部を汚染するおそれはない。
【００６１】
図７は、図２における磁気ローラー３０と現像ローラー３１の対向部分Ｒ１の上方付近の部分拡大図である。現像容器２０内では、現像ローラー３１の回転方向に対し、現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向部分Ｒ１よりも上流側の現像ローラー３１の外周面、及び磁気ローラー３０の回転方向に対し、対向部分Ｒ１よりも下流側の磁気ローラー３０の外周面と、現像容器２０の内壁面とで囲まれた空間Ｓにおいて内圧が高くなる。
【００６２】
また、対向部分Ｒ１では、現像に用いられなかったトナーが磁気ローラー３０の磁気ブラシによって現像ローラー３１から引き剥がされるため、引き剥がされたトナーのうち磁気ローラー３０上に回収されなかったトナーが空間Ｓ内に浮遊する。また、その浮遊量は、現像処理が高速化される程多くなる。そのため、空間Ｓに浮遊するトナーが内圧によって現像容器２０の開口部２０ｂから漏出するおそれがある。
【００６３】
空間Ｓに浮遊するトナーをダクト４３内に効率良く吸引するためには、空気流出口４５ａを空間Ｓに面するように設けることが好ましい。しかし、空間Ｓに発生した浮遊トナーを全て吸引してしまうと、ダクト４３内に吸引されるトナー量が多くなり、ダクト４３内においてトナーが堆積したり、集塵部５０のフィルター５３の目詰まりが早くなって交換回数が多くなったりする等の問題がある。
【００６４】
そこで、本実施形態では、現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向部分Ｒ１の上方に位置する現像容器２０の上端部２０ｄに、現像容器２０の内部とダクト４３とを連通する空気流出路４５を設けるとともに、空気流出路４５を、現像ローラー３１の回転軸中心Ｏと空気流出口４５ａとを通る直線Ｌ１に対し、現像ローラー３１の回転方向下流側（図７の左方向）に向かって傾斜させている。
【００６５】
図８は、空気流出路４５を垂直に形成した従来の構成における、現像ローラー３１上方の空気流の方向を示すシミュレーション図であり、図９は、空気流出路４５を現像ローラー３１の回転方向下流側に向かって傾斜させた第１実施形態の構成における、現像ローラー３１上方の空気流の方向を示すシミュレーション図である。なお、図８及び図９において矢印の濃淡は空気流の速度差を示しており、濃度の濃い部分は薄い部分に比べて流速が速くなっている。
【００６６】
図８に示すように空気流出路４５を垂直に形成した場合、現像容器２０の開口部２０ｂ側（図８の右方向）から現像容器２０と現像ローラー３１の隙間を通過して空気流出路４５に向かう空気流Ａと、空間Ｓ方向（図８の左下方向）から現像容器２０と現像ローラー３１の隙間を通過して空気流出路４５に向かう空気流Ｂとが発生することがわかる。そのため、空間Ｓ内に浮遊するトナーも空気流Ｂと共に空気流出路４５に引き込まれ、多量のトナーがダクト４３内に吸引される。
【００６７】
これに対し、図９に示すように空気流出路４５を現像ローラー３１の回転方向下流側（図７の左方向）に向かって傾斜させた場合、現像容器２０の開口部２０ｂから現像容器２０と現像ローラー３１の隙間に引き込まれた空気流Ａは、空気流出路４５へ向かう空気流Ａ１と、空間Ｓ方向に向かう空気流Ａ２とに分岐する。このうち、空間Ｓ方向に向かう空気流Ａ２が、空間Ｓから空気流出路４５に向かう浮遊トナーの流れを遮るエアカーテンとして機能する。そのため、ダクト４３内には空気流Ａ１と共に現像領域周辺に飛散するトナーが吸引されるだけで、空間Ｓ内に浮遊するトナーは殆ど吸引されない。
【００６８】
従って、本実施形態の構成によれば、空間Ｓ内に浮遊するトナーの空気流出路４５への吸引を抑制するとともに、空間Ｓに浮遊するトナーの開口部２０ｂからの漏出を効果的に防止することができる。なお、空間Ｓ内に浮遊するトナーは時間の経過と共に磁気ローラー３０上に自然落下して磁気ブラシに取り込まれる。
【００６９】
また、空気流出口４５ａが空間Ｓに近づき過ぎると、空間Ｓ内に浮遊するトナーを多量に吸引してしまうおそれがある。一方、空気流出口４５ａが現像ローラー３１と感光体ドラム１ａとの対向領域（現像領域）に近くなると、空気流出路４５にトナーが堆積してしまった場合に、堆積したトナーが現像容器２０の開口部２０ｂから外部に落下するおそれがある。
【００７０】
そのため、図７に示すように、空気流出口４５ａは、現像ローラー３１の回転方向に対し磁気ローラー３０と現像ローラー３１との対向部分Ｒ１から上流側に９０°離れた位置Ｒ２よりもさらに上流側であり、且つ、現像ローラー３１の回転軸中心Ｏを通る垂線Ｌ２に対し、現像ローラー３１の回転方向下流側（図７の左方向）の位置に設けることが好ましい。
【００７１】
図１０は、図７における空気流出路４５周辺の部分拡大図である。図１０に示すように、空気流出路４５と連通するダクト４３内の空気流入口４５ｂは、ダクト４３内の底面の最下部４３ｂよりも上方に形成されており、空気流入口４５ｂの開口縁４５ｂａと最下部４３ｂとが傾斜面５４ａ（図１０に太線で表示）で連結されている。この構成により、空気流出路４５を通ってダクト４３内へ吸引されたトナーが空気流入口４５ｂ周辺に堆積しそうになっても、傾斜面５４ａを滑り落ちて最下部４３ｂに堆積するため、空気流入口４５ｂにトナーが詰まり空気流出路４５が閉塞するのを防止することができる。
【００７２】
なお、図１１に示すように、開口縁４５ｂａと最下部４３ｂとが垂直面５４ｂで連結された構成であっても良いし、図１２に示すように、開口縁４５ｂａと最下部４３ｂとを連結する傾斜面５４ａが逆方向（空気流出路４５方向）に傾斜した構成であっても良い。これらの構成においても、空気流入口４５ｂ周辺に堆積しそうになったトナーが、傾斜面５４ａ或いは垂直面５４ｂを滑り落ちて最下部４３ｂに堆積する。
【００７３】
ところで、現像装置３ａ〜３ｄは細長い形状であるため、現像容器２０の長手方向（図３の左右方向）において、空気流出路４５からダクト４３に向かう空気流の流速差が生じる。具体的には、排気ファン５１に近い連結部４３ａｂ側（図３の右側）の端部では空気流の流速が速くなり、反対側（図３の左側）の端部では空気流の流速が遅くなる。
【００７４】
そのため、空気流出路４５からダクト４３に向かう空気流を連結部４３ａｂ側において適切な流速に調整すると、反対側（図３の左側）の端部では流速が不足する。流速が不足する部分では、空間Ｓから空気流出路４５に向かう浮遊トナーの流れを遮るエアカーテンを十分に形成できなくなり、浮遊トナーが開口部２０ｂから漏出するおそれがある。一方、流速が不足する側（図３の左側）の端部において空気流を適切な流速に調整すると、連結部４３ａｂ側では過剰な流速となる。流速が過剰となる部分では、空間Ｓから空気流出路４５へ向かう空気流が発生してしまい、空間Ｓ内に浮遊するトナーがダクト４３内に吸引されてダクト４３の詰まりやフィルター５３の目詰まりが発生し易くなる。
【００７５】
そこで、本実施形態では、図１３に示すように、ダクトカバー４３ａの内面に整流板５５を設けている。整流板５５は、ダクトカバー４３ａを現像容器２０の上端部２０ａに装着してダクト４３を形成したときダクト４３内に突出し、ダクト４３内を長手方向の複数の流路に分割する。これにより、ダクト４３内を流れる空気流の流速がダクト４３の長手方向全域に亘って略均一となり、ダクト４３の長手方向における空気流の流速差を解消し、流速不足による開口部２０ｂからのトナーの漏出、流速過剰によるダクト４３内への多量のトナーの吸引を抑制することができる。
【００７６】
なお、整流板５５をダクト４３内に並列に配置した場合、ダクト４３内に吸引されたトナーが詰まらないように整流板５５の間隔を広くする必要があり、ダクト４３の断面積が増大してダクト４３の配置スペースが大きくなる。そこで、図１３のように、複数の整流板５５をダクト４３の長手方向に沿って略同一直線上に配置することにより、ダクト４３の断面積を広げずにダクト４３内を複数の流路に分割することができる。
【００７７】
図１４は、本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、空間Ｓ内にローラー状の充填部材６０を設けている。現像装置３ａの他の部分の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７８】
本実施形態の構成によれば、磁気ローラー３０と現像ローラー３１と現像容器２０の内壁面とで囲まれた空間Ｓの容積を第１実施形態に比べて小さくすることができる。従って、空間Ｓ内に浮遊するトナー量も少なくなるため、開口部２０ｂからのトナーの漏出も抑制することができる。
【００７９】
充填部材６０の材質や形状については特に制限はないが、樹脂製の充填部材６０を用いた場合、現像剤との摩擦によって充填部材６０が静電気を帯び、トナーが充填部材６０に静電気的に付着して堆積することがある。そして、堆積した塊状のトナーが磁気ローラー３０や現像ローラー３１上に落下するとトナー落ち現象により画像不具合が発生するおそれがある。そのため、静電気を帯びにくい金属製の充填部材６０を用い、トナーが堆積し難いローラー形状とすることが好ましい。また、充填部材６０を回転させると、充填部材６０の回転による空気流が発生して現像容器２０内の空気の流れが複雑になるため、充填部材６０はローラー形状で回転しないものが好ましい。
【００８０】
また、充填部材６０を金属や導電性樹脂等の導電性材料で形成し、充填部材６０にトナーと同極性（ここでは正）の直流バイアスを印加することで、充填部材６０へのトナーの静電気的な付着をより効果的に防止することができる。
【００８１】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態に示した空気流出路４５やダクト４３の形状や大きさ等は、現像容器２０内でのトナーの浮遊量や空気流の経路の形成状況、排気ファン５１の出力等に応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではない。
【００８２】
また、本発明は、図２に示したような、二成分現像剤を担持する磁気ローラー３０とトナーのみを担持する現像ローラー３１とを備えた現像装置が搭載される構成であれば、図１に示したタンデム型のカラープリンター１００に限らず、例えばモノクロ及びカラー複写機、デジタル複合機やファクシミリ等の、他の画像形成装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用い、現像剤を担持する現像剤担持体と、トナーのみを担持するトナー担持体とを用いる現像装置に利用可能である。本発明の利用により、現像装置からのトナーの漏洩による画像形成装置内部のトナー汚染を効果的に防止するとともに、現像装置内に浮遊するトナーを吸引するダクト内へのトナー吸引量を低減できるため、画像形成装置のメンテナンス性を向上することができる。
【符号の説明】
【００８４】
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
４ａ〜４ｄ トナーコンテナ
２０ 現像容器
２０ａ 仕切壁
２０ｂ 開口部
２０ｄ 上端部
２０ｄａ 引っ掛け部
３０ 磁気ローラー（現像剤担持体）
３１ 現像ローラー（トナー担持体）
３５ 穂切りブレード（規制部材）
４３ ダクト
４３ａ ダクトカバー
４３ａａ 係合孔
４３ａｂ 連結部
４３ｂ 最下部
４５ 空気流出路
４５ａ 空気流出口
４５ｂ 空気流入口
４５ｂａ （空気流入口の）開口縁
４７ 集合ダクト
５０ 集塵部
５１ 排気ファン（排気手段）
５３ フィルター
５４ａ 傾斜面
５４ｂ 垂直面
５５ 整流板
６０ 充填部材
１００ カラープリンター（画像形成装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用い、像担持体にトナーを供給する現像装置およびそれを備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、原稿画像から読み取られた画像情報、或いはコンピューター等の外部機器から伝送等された画像情報に基づく光を、感光層が形成された像担持体（感光体ドラム）の周面に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置からトナーを供給してトナー像を形成させた後、当該トナー像を用紙に転写する。転写処理後の用紙は、トナー像の定着処理が施されたのち外部へ排出される。
【０００３】
ところで、近年、画像形成装置において、カラー印刷化や高速処理化の進行に伴い装置構成が複雑になると共に、高速処理化に対応するべく現像装置内でのトナー攪拌部材の高速回転が余儀なくされ、これにより現像装置の内圧が大気圧より高い正圧になり易くなっている。現像装置内が正圧になると、現像装置内のトナーが感光体ドラムへ供給されるに際し、トナーの一部が飛散トナーとなって感光体ドラムに対向する現像装置の開口部（トナー供給口）から漏出し、画像形成装置の内部を汚染する。
【０００４】
特に、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用い、現像剤を担持する磁気ローラー（現像剤担持体）と、トナーのみを担持する現像ローラー（トナー担持体）とを用いる現像方式では、現像ローラーと磁気ローラーとの対向部分において、磁気ローラー上に形成された磁気ブラシによって現像ローラーから現像に使用されなかったトナーが引き剥がされる。そのため、現像ローラーと磁気ローラーとの対向部分の近傍においてトナーの浮遊が発生し易くなり、浮遊したトナーが飛散トナーとなって漏出する。また、現像装置内部に堆積した浮遊トナーが塊となって現像ローラー上に落下し、現像ローラー上のトナー薄層が乱されることで、感光体ドラムの周面におけるトナーが付着されるべき部分にトナーが供給されない、いわゆるトナー落ち現象が発生する等の不具合が生じ易くなる。
【０００５】
上述したような不具合を解消するべく、特許文献１には、トナー担持体と、トナー担持体外周面の一部を覆う被覆部材との間隔内の空気を強制吸引することによって、現像工程を高速化してもトナー飛散や現像装置の発熱を抑える技術が開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の現像装置は、攪拌スクリューから現像ローラー上に供給された二成分現像剤中のトナーを感光体ドラムに供給しており、現像剤担持体とトナー担持体とを有する現像方式ではない。また、現像剤担持体の有無によって、現像装置内で正圧が発生する部分も、発生する正圧の大きさも異なる。
【０００７】
従って、特許文献１の方法では、現像剤担持体とトナー担持体とを有する現像方式に特有である、現像剤担持体とトナー担持体と現像容器内面とで囲まれた空間に発生する浮遊トナーを効果的に解消することはできなかった。また、特許文献１の方法では浮遊トナーを含む空気流が穂切りブレード上を通過する構成のため、ブレード上に浮遊トナーが堆積してしまい、堆積したトナーが凝集してトナー担持体に付着した場合には、トナー落ちとなって画像不具合が発生するおそれもあった。
【０００８】
また、特許文献２には、現像容器のトナー担持体の下方に対向する壁部に現像装置外側から空気を取り入れるための空気流入孔を設けることにより、現像容器外側から内側に流入する空気流が負圧となった穂切りブレード近傍に流れ込み、流れ込んだ空気流が穂切りブレード近傍の浮遊トナーを上方に向かう空気流に乗せることで、穂切りブレード上へのトナーの堆積を防止するようにした現像装置が開示されている。
【０００９】
特許文献２の方法によれば、現像容器のトナー担持体の下方に対向する壁部に設けられた空気流入孔からの空気流の流れ込みにより、現像剤担持体及びトナー担持体の回転によって正圧となった部分の圧力を低下させて現像剤の漏出を抑制することが可能となる。また、流れ込んだ空気流を上方に向かう空気流と繋げることにより、穂切りブレード近傍の浮遊トナーを上方に向かう空気流に乗せて、穂切りブレード上へのトナーの堆積を防止することができる。
【００１０】
さらに特許文献３には、現像容器のトナー担持体の下方に対向する壁部に現像装置外側から空気を取り入れるための貫通孔を設けるとともに、現像容器の上端部であってトナー担持体と現像剤担持体との境界の上方に、ダクトと連通する空気排出孔を設けた画像形成装置が開示されている。
【００１１】
特許文献３の方法によれば、現像容器のトナー担持体の下方に対向する貫通孔から現像容器の上端部に設けられた空気排出孔を介してダクトに空気を流すことで、トナー浮遊量が大きい場合であっても、現像剤担持体とトナー担持体と現像容器内面とで囲まれた空間に発生する浮遊トナーを効果的に排出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−２７８２６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７６９５４号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９７２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献２の構成のように空気流入孔を設けた場合であっても、装置本体が高速化し、トナー浮遊量が大きい場合には、現像剤担持体及びトナー担持体の回転によって生じた空気流に浮遊トナーを十分に乗せることが困難となり、トナーの堆積を十分に防止することが困難であった。また、特許文献２の構成では、現像剤担持体とトナー担持体との対向部分の下方に位置する穂切りブレード近傍の浮遊トナーを解消することはできるが、現像剤担持体とトナー担持体と現像容器の上面とで囲まれた空間に発生する浮遊トナーの外部への漏出を効果的に防止することはできなかった。
【００１４】
また、特許文献３の方法では、発生した浮遊トナーを空気排出孔からダクトへ全て吸引してしまうと、ダクト内にトナーが堆積したり、ダクトの排出口側に取り付けられたフィルターの目詰まりが顕著となってフィルターの交換回数が多くなったりするなどの問題点があった。一方、ダクト内への浮遊トナーの吸引が十分でない場合は、浮遊トナーが現像装置の開口部から外部に漏出してしまい、画像形成装置内部のトナー汚染が発生するおそれがあった。
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像装置からのトナーの漏出を効果的に防止可能であり、且つ、現像容器内のトナーを吸引するダクト内へのトナーの過剰な吸引も抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器の開口部から外周面の一部が露出することで像担持体に対向配置され、前記像担持体との対向面が上方向に移動するように回転しながら前記像担持体にトナーを供給するトナー担持体と、該トナー担持体に対向配置され、前記トナー担持体との対向面が前記トナー担持体と逆方向に移動するように回転するとともに、表面に担持した二成分現像剤から成る磁気ブラシを用いて前記トナー担持体上にトナー層を形成する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する規制部材と、前記トナー担持体と対向する前記現像容器の上端部に形成された空気流出口から前記現像容器の上部に配置されたダクト内に連通する空気流出路と、を備えた現像装置において、前記空気流出路は、前記トナー担持体の回転軸中心と前記空気流出口とを通る直線に対し、前記トナー担持体の回転方向下流側に傾斜していることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記空気流出口は、前記トナー担持体の回転方向に対し、前記トナー担持体の回転軸中心を通る垂線よりも下流側であり、且つ、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との対向部分から上流側に９０°離れた位置よりもさらに上流側の位置に設けられることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー担持体の回転方向に対し、前記トナー担持体と前記現像剤担持体との対向部分よりも上流側の前記トナー担持体の外周面と、前記現像剤担持体の回転方向に対し、前記対向部分よりも下流側の前記現像剤担持体の外周面と、前記現像容器の内壁面と、で囲まれた空間の容積を小さくする充填部材を配置したことを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記充填部材は導電性材料で形成されており、トナーと同極性のバイアスが印加されることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記充填部材はローラー形状であり、回転しないことを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の現像装置と、該現像装置に設けられた前記空気流出路に連通する前記ダクトと、該ダクト内に空気流を発生させて前記現像容器内の空気を装置本体外部に排出する排気手段と、前記ダクトの空気流排出側に配置され、前記現像容器内の空気と共に前記ダクト内を通過したトナーを捕集するフィルターと、を備えた画像形成装置である。
【００２２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記空気流出路は、前記現像容器の長手方向全域に亘って複数設けられており、前記ダクト内には、前記ダクト内を長手方向の複数の流路に分割する整流板を設けたことを特徴としている。
【００２３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記整流板は、前記ダクトの長手方向に沿って略同一直線上に配置されることを特徴としている。
【００２４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記空気流出路と連通する前記ダクトの空気流入口は、前記ダクト内の底面の最下部よりも上方に形成されており、前記空気流入口の開口縁と前記底面の最下部とが傾斜面または垂直面で連結されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の第１の構成によれば、トナー担持体の回転軸中心と空気流出口とを通る直線に対し、空気流出路をトナー担持体の回転方向下流側に傾斜させることにより、現像容器の開口部から現像容器内部に向かう空気流が、現像容器内部から開口部に向かう浮遊トナーの流れを遮るエアカーテンとして機能する。そのため、ダクト内には現像領域周辺に浮遊するトナーが吸引されるだけで、現像容器内に浮遊するトナーは殆ど吸引されない。従って、現像容器内に浮遊するトナーの空気流出路への過剰な吸引を抑制するとともに、現像容器内に浮遊するトナーの開口部からの漏出を効果的に防止することができる。
【００２６】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、トナー担持体の回転方向に対し、トナー担持体の回転軸中心を通る垂線よりも下流側であり、且つ、現像剤担持体とトナー担持体との対向部分から上流側に９０°離れた位置よりもさらに上流側の位置に空気流出口を設けたので、空気流出口が現像容器内側に入り過ぎることにより現像容器内に浮遊するトナーを多量に吸引してしまう不具合と、空気流出口が現像領域に近くなり過ぎることにより空気流出路に堆積したトナーが現像容器の開口部から外部に落下する不具合の両方を防止することができる。
【００２７】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像装置において、トナー担持体の回転方向に対しトナー担持体と現像剤担持体との対向部分よりも上流側のトナー担持体の外周面と、現像剤担持体の回転方向に対し対向部分よりも下流側の現像剤担持体の外周面と、現像容器の内壁面と、で囲まれた空間の容積を小さくする充填部材を配置することにより、トナー担持体から引き剥がされたトナーのうち現像剤担持体上に回収されなかったトナーが浮遊する空間が小さくなるためトナー浮遊量が減少する。従って、現像容器の開口部からのトナーの漏出をより効果的に抑制することができる。
【００２８】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の現像装置において、充填部材を導電性材料で形成するとともにトナーと同極性のバイアスを印加することにより、充填部材へのトナーの静電気的な付着を抑制できる。従って、充填部材に堆積して塊状となったトナーが現像剤担持体やトナー担持体上に落下するトナー落ち現象による画像不具合の発生を防止することができる。
【００２９】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第３又は第４の構成の現像装置において、充填部材を回転しないローラー形状とすることにより、充填部材の表面が曲面となりトナーがより堆積し難くなるとともに、現像容器内の空気流が充填部材の回転によって複雑化するおそれもない。
【００３０】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の現像装置と、該現像装置に設けられた空気流出路に連通するダクトと、該ダクト内に空気流を発生させて現像容器内の空気を装置本体外部に排出する排気手段と、ダクトの空気流排出側に配置され、現像容器内の空気と共にダクト内を通過したトナーを捕集するフィルターと、を備えることにより、現像装置からのトナーの漏出による画像形成装置内部または外部のトナー汚染を効果的に防止することができる。また、ダクト内へのトナーの堆積やフィルターの目詰まりが抑制され、メンテナンス性も向上した画像形成装置となる。
【００３１】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成の画像形成装置において、現像容器の長手方向全域に亘って空気流出路が複数設けられており、ダクト内に、ダクト内を長手方向の複数の流路に分割する整流板を設けることにより、ダクトの長手方向における空気流の流速差を解消することができる。従って、現像容器の長手方向全域に亘って設けられた空気流出路内の空気流の流速も略均一となり、空気流出路内の空気流の流速不足による現像容器の開口部からのトナーの漏出、及び、流速過剰によるダクト内への多量のトナーの吸引を抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の第８の構成によれば、上記第７の構成の画像形成装置において、整流板を、ダクトの長手方向に沿って略同一直線上に配置することにより、ダクトの断面積を広げずにダクト内を複数の流路に分割することができる。
【００３３】
また、本発明の第９の構成によれば、上記第６乃至第８のいずれかの構成の画像形成装置において、空気流出路と連通するダクトの空気流入口を、ダクト内の底面の最下部よりも上方に形成し、空気流入口の開口縁と底面の最下部とを傾斜面または垂直面で連結することにより、空気流出路を通ってダクト内へ吸引されたトナーが空気流入口周辺に堆積しそうになっても、傾斜面または垂直面を滑り落ちてダクト底面の最下部に堆積するため、空気流入口にトナーが詰まり空気流出路が閉塞するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄが搭載されるカラープリンター１００の概略構成図
【図２】第１実施形態の現像装置３ａの側面断面図
【図３】第１実施形態の現像装置３ａを図２の左上方から見た外観斜視図
【図４】図３から現像装置３ａのダクトカバー４３ａを取り外した状態を示す外観斜視図
【図５】第１実施形態の現像装置３ａ〜３ｄから集塵部５０までの通気経路を示す斜視図
【図６】現像装置３ａから集塵部５０までの通気経路を示す側面断面図
【図７】図２における、現像ローラー３１周辺の部分拡大図
【図８】空気流出路４５を垂直に形成した従来の構成における、現像ローラー３１上方の空気流の方向を示すシミュレーション図。
【図９】空気流出路４５を現像ローラー３１の回転方向下流側に向かって傾斜させた本発明の構成における、現像ローラー３１上方の空気流の方向を示すシミュレーション図。
【図１０】図７における空気流出路４５周辺の部分拡大図
【図１１】空気流出路４５周辺の他の構成を示す部分拡大図
【図１２】空気流出路４５周辺のさらに他の構成を示す部分拡大図
【図１３】第１実施形態の現像装置３ａ〜３ｄに装着されるダクトカバー４３ａを裏面側から見た斜視図
【図１４】本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンター１００について示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００３６】
これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラー９の作用によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写され、さらに、定着部１３において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００３７】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａ及びレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と後述する中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。
【００３８】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｄが設けられている。
【００３９】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００４０】
そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。
【００４１】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されており、駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が転写紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。
【００４２】
定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００４３】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部１３を通過した転写紙Ｐは一旦排出ローラー対１５方向に搬送され、転写紙Ｐの後端が分岐部１４を通過した後に排出ローラー対１５を逆回転させるとともに分岐部１４の搬送方向を切り換えることで、転写紙Ｐの後端から反転搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００４４】
図２は、本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図、図３は、現像装置３ａを図２の左上方から見た外観斜視図、図４は、図３の現像装置３ａからダクトカバーを取り外した状態を示す外観斜視図である。なお、図２は図１の背面側から見た状態を示しており、現像装置３ａ内の各部材の配置は図１と左右が逆になっている。また、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００４５】
図２に示すように、現像装置３ａは、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって攪拌搬送室２１、供給搬送室２２に区画されている。攪拌搬送室２１及び供給搬送室２２には、トナーコンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナー（正帯電トナー）を磁性キャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー２５ａ及び供給搬送スクリュー２５ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。
【００４６】
そして、攪拌搬送スクリュー２５ａ及び供給搬送スクリュー２５ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向（図２の紙面と垂直な方向）に搬送され、仕切壁２０ａの両端部に形成された不図示の現像剤通過路を介して攪拌搬送室２１、供給搬送室２２間を循環する。即ち、攪拌搬送室２１、供給搬送室２２、現像剤通過路によって現像容器２０内に現像剤の循環経路が形成されている。
【００４７】
現像容器２０は図２の右斜め上方に延在しており、現像容器２０内において供給搬送スクリュー２５ｂの上方には磁気ローラー（現像剤担持体）３０が配置され、磁気ローラー３０の右斜め上方には現像ローラー（トナー担持体）３１が対向配置されている。そして、現像ローラー３１の外周面の一部が現像容器２０の開口部２０ｂから露出し、感光体ドラム１ａ（図１参照）に対向している。磁気ローラー３０、現像ローラー３１は、それぞれ図２において反時計回り方向に回転する。
【００４８】
攪拌搬送室２１には攪拌搬送スクリュー２５ａと対面して不図示のトナー濃度センサーが配置されており、トナー濃度センサーの検知結果に基づいてトナーコンテナ４ａから不図示のトナー補給口を介して攪拌搬送室２１にトナーが補給されるようになっている。トナー濃度センサーとしては、例えば、現像容器２０内におけるトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。
【００４９】
磁気ローラー３０は、図２において反時計回り方向に回転する非磁性の回転スリーブと、回転スリーブに内包される複数の磁極を有する固定マグネット体で構成されている。
【００５０】
現像ローラー３１は、図２において反時計回り方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された現像ローラー側磁極で構成されており、磁気ローラー３０と現像ローラー３１とはその対向位置において所定のギャップをもって対向している。現像ローラー側磁極は、固定マグネット体の対向する磁極（主極）と異極性である。
【００５１】
また、現像容器２０には穂切りブレード３５が磁気ローラー３０の長手方向（図２の紙面と垂直方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード３５は、磁気ローラー３０の回転方向（図２の反時計回り方向）に対し、現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向部分よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード３５の先端部と磁気ローラー３０表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００５２】
現像ローラー３１には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）が印加され、磁気ローラー３０には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）が印加されている。これらの直流電圧及び交流電圧は、現像バイアス電源からバイアス制御回路（いずれも図示せず）を経由して現像ローラー３１及び磁気ローラー３０に印加される。
【００５３】
前述のように、攪拌搬送スクリュー２５ａ及び供給搬送スクリュー２５ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内の攪拌搬送室２１及び供給搬送室２２を循環してトナーを帯電させ、供給搬送スクリュー２５ｂによって現像剤が磁気ローラー３０に搬送される。そして、磁気ローラー３０上に磁気ブラシ（図示せず）を形成し、磁気ローラー３０上の磁気ブラシは穂切りブレード３５によって層厚規制された後、磁気ローラー３０と現像ローラー３１との対向部分に搬送され、磁気ローラー３０に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラー３１に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラー３１上にトナー薄層を形成する。
【００５４】
現像ローラー３１上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラー３０と現像ローラー３１との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラー３１上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００５５】
磁気ブラシによって現像ローラー３１上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー３１の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラー３１との対向部分（現像領域）に搬送される。現像ローラー３１にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００５６】
現像に用いられずに残ったトナーは、現像ローラー３１の回転により再度現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向部分に搬送され、磁気ローラー３０上の磁気ブラシによって回収される。そして、磁気ブラシは固定マグネット体の同極部分で磁気ローラー３０から引き剥がされた後、供給搬送室２２内に落下する。
【００５７】
その後、トナー濃度センサー（不図示）の検知結果に基づいてトナー補給口（不図示）から所定量のトナーが補給され、供給搬送室２２及び攪拌搬送室２１を循環する間に再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤となる。この現像剤が再び供給攪拌スクリュー２５ｂにより磁気ローラー３０上に供給されて磁気ブラシを形成し、穂切りブレード３５へ搬送される。
【００５８】
また、現像容器２０の上方にはダクト４３が配置されている。ダクト４３は、現像容器２０の上端部２０ｄとダクトカバー４３ａとによって形成されている。図３及び図４に示すように、ダクトカバー４３ａの長手方向の側端縁（図の奥側、手前側）から下方に突設された係合孔４３ａａが、上端部２０ｄに形成された係合爪２０ｄａに係合することにより、ダクトカバー４３ａが上端部２０ｄに対して固定される。また、ダクトカバー４３ａの一端には連結部４３ａｂが形成されており、ダクト４３と集合ダクト４７（図５参照）とが連結部４３ａｂを介して連結される。
【００５９】
また、上端部２０ｄには、現像ローラー３１との対向面に開口する空気流出口４５ａからダクト４３内に連通する空気流出路４５が設けられている。空気流出路４５は、現像容器２０の長手方向に沿って、上端部２０ｄを貫通するように複数形成されており、現像容器２０内の空気が空気流出口４５ａから空気流出路４５を通ってダクト４３内に排出されるようになっている。
【００６０】
図５は、現像装置３ａ〜３ｄから集塵部５０までの通気経路を示す斜視図であり、図６は、現像装置３ａから集塵部５０までの通気経路を示す側面断面図である。現像装置３ａ〜３ｄの上方に配置された各ダクト４３は、集合ダクト４７を介して集塵部５０に接続されている。集塵部５０には排気ファン５１が配設されており、排気ファン５１と集合ダクト４７の間にはフィルター５３が設けられている。現像装置３ａ〜３ｄから空気流出路４５を通ってダクト４３に排出された空気は集合ダクト４７によって合流し、集塵部５０から画像形成装置１００の本体外側に排出される。また、現像装置３ａ〜３ｄ内の空気と共に集塵部５０内に吸引されたトナーはフィルター５３に捕集されるため、画像形成装置１００の外部を汚染するおそれはない。
【００６１】
図７は、図２における磁気ローラー３０と現像ローラー３１の対向部分Ｒ１の上方付近の部分拡大図である。現像容器２０内では、現像ローラー３１の回転方向に対し、現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向部分Ｒ１よりも上流側の現像ローラー３１の外周面、及び磁気ローラー３０の回転方向に対し、対向部分Ｒ１よりも下流側の磁気ローラー３０の外周面と、現像容器２０の内壁面とで囲まれた空間Ｓにおいて内圧が高くなる。
【００６２】
また、対向部分Ｒ１では、現像に用いられなかったトナーが磁気ローラー３０の磁気ブラシによって現像ローラー３１から引き剥がされるため、引き剥がされたトナーのうち磁気ローラー３０上に回収されなかったトナーが空間Ｓ内に浮遊する。また、その浮遊量は、現像処理が高速化される程多くなる。そのため、空間Ｓに浮遊するトナーが内圧によって現像容器２０の開口部２０ｂから漏出するおそれがある。
【００６３】
空間Ｓに浮遊するトナーをダクト４３内に効率良く吸引するためには、空気流出口４５ａを空間Ｓに面するように設けることが好ましい。しかし、空間Ｓに発生した浮遊トナーを全て吸引してしまうと、ダクト４３内に吸引されるトナー量が多くなり、ダクト４３内においてトナーが堆積したり、集塵部５０のフィルター５３の目詰まりが早くなって交換回数が多くなったりする等の問題がある。
【００６４】
そこで、本実施形態では、現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向部分Ｒ１の上方に位置する現像容器２０の上端部２０ｄに、現像容器２０の内部とダクト４３とを連通する空気流出路４５を設けるとともに、空気流出路４５を、現像ローラー３１の回転軸中心Ｏと空気流出口４５ａとを通る直線Ｌ１に対し、現像ローラー３１の回転方向下流側（図７の左方向）に向かって傾斜させている。
【００６５】
図８は、空気流出路４５を垂直に形成した従来の構成における、現像ローラー３１上方の空気流の方向を示すシミュレーション図であり、図９は、空気流出路４５を現像ローラー３１の回転方向下流側に向かって傾斜させた第１実施形態の構成における、現像ローラー３１上方の空気流の方向を示すシミュレーション図である。なお、図８及び図９において矢印の濃淡は空気流の速度差を示しており、濃度の濃い部分は薄い部分に比べて流速が速くなっている。
【００６６】
図８に示すように空気流出路４５を垂直に形成した場合、現像容器２０の開口部２０ｂ側（図８の右方向）から現像容器２０と現像ローラー３１の隙間を通過して空気流出路４５に向かう空気流Ａと、空間Ｓ方向（図８の左下方向）から現像容器２０と現像ローラー３１の隙間を通過して空気流出路４５に向かう空気流Ｂとが発生することがわかる。そのため、空間Ｓ内に浮遊するトナーも空気流Ｂと共に空気流出路４５に引き込まれ、多量のトナーがダクト４３内に吸引される。
【００６７】
これに対し、図９に示すように空気流出路４５を現像ローラー３１の回転方向下流側（図７の左方向）に向かって傾斜させた場合、現像容器２０の開口部２０ｂから現像容器２０と現像ローラー３１の隙間に引き込まれた空気流Ａは、空気流出路４５へ向かう空気流Ａ１と、空間Ｓ方向に向かう空気流Ａ２とに分岐する。このうち、空間Ｓ方向に向かう空気流Ａ２が、空間Ｓから空気流出路４５に向かう浮遊トナーの流れを遮るエアカーテンとして機能する。そのため、ダクト４３内には空気流Ａ１と共に現像領域周辺に飛散するトナーが吸引されるだけで、空間Ｓ内に浮遊するトナーは殆ど吸引されない。
【００６８】
従って、本実施形態の構成によれば、空間Ｓ内に浮遊するトナーの空気流出路４５への吸引を抑制するとともに、空間Ｓに浮遊するトナーの開口部２０ｂからの漏出を効果的に防止することができる。なお、空間Ｓ内に浮遊するトナーは時間の経過と共に磁気ローラー３０上に自然落下して磁気ブラシに取り込まれる。
【００６９】
また、空気流出口４５ａが空間Ｓに近づき過ぎると、空間Ｓ内に浮遊するトナーを多量に吸引してしまうおそれがある。一方、空気流出口４５ａが現像ローラー３１と感光体ドラム１ａとの対向領域（現像領域）に近くなると、空気流出路４５にトナーが堆積してしまった場合に、堆積したトナーが現像容器２０の開口部２０ｂから外部に落下するおそれがある。
【００７０】
そのため、図７に示すように、空気流出口４５ａは、現像ローラー３１の回転方向に対し磁気ローラー３０と現像ローラー３１との対向部分Ｒ１から上流側に９０°離れた位置Ｒ２よりもさらに上流側であり、且つ、現像ローラー３１の回転軸中心Ｏを通る垂線Ｌ２に対し、現像ローラー３１の回転方向下流側（図７の左方向）の位置に設けることが好ましい。
【００７１】
図１０は、図７における空気流出路４５周辺の部分拡大図である。図１０に示すように、空気流出路４５と連通するダクト４３内の空気流入口４５ｂは、ダクト４３内の底面の最下部４３ｂよりも上方に形成されており、空気流入口４５ｂの開口縁４５ｂａと最下部４３ｂとが傾斜面５４ａ（図１０に太線で表示）で連結されている。この構成により、空気流出路４５を通ってダクト４３内へ吸引されたトナーが空気流入口４５ｂ周辺に堆積しそうになっても、傾斜面５４ａを滑り落ちて最下部４３ｂに堆積するため、空気流入口４５ｂにトナーが詰まり空気流出路４５が閉塞するのを防止することができる。
【００７２】
なお、図１１に示すように、開口縁４５ｂａと最下部４３ｂとが垂直面５４ｂで連結された構成であっても良いし、図１２に示すように、開口縁４５ｂａと最下部４３ｂとを連結する傾斜面５４ａが逆方向（空気流出路４５方向）に傾斜した構成であっても良い。これらの構成においても、空気流入口４５ｂ周辺に堆積しそうになったトナーが、傾斜面５４ａ或いは垂直面５４ｂを滑り落ちて最下部４３ｂに堆積する。
【００７３】
ところで、現像装置３ａ〜３ｄは細長い形状であるため、現像容器２０の長手方向（図３の左右方向）において、空気流出路４５からダクト４３に向かう空気流の流速差が生じる。具体的には、排気ファン５１に近い連結部４３ａｂ側（図３の右側）の端部では空気流の流速が速くなり、反対側（図３の左側）の端部では空気流の流速が遅くなる。
【００７４】
そのため、空気流出路４５からダクト４３に向かう空気流を連結部４３ａｂ側において適切な流速に調整すると、反対側（図３の左側）の端部では流速が不足する。流速が不足する部分では、空間Ｓから空気流出路４５に向かう浮遊トナーの流れを遮るエアカーテンを十分に形成できなくなり、浮遊トナーが開口部２０ｂから漏出するおそれがある。一方、流速が不足する側（図３の左側）の端部において空気流を適切な流速に調整すると、連結部４３ａｂ側では過剰な流速となる。流速が過剰となる部分では、空間Ｓから空気流出路４５へ向かう空気流が発生してしまい、空間Ｓ内に浮遊するトナーがダクト４３内に吸引されてダクト４３の詰まりやフィルター５３の目詰まりが発生し易くなる。
【００７５】
そこで、本実施形態では、図１３に示すように、ダクトカバー４３ａの内面に整流板５５を設けている。整流板５５は、ダクトカバー４３ａを現像容器２０の上端部２０ａに装着してダクト４３を形成したときダクト４３内に突出し、ダクト４３内を長手方向の複数の流路に分割する。これにより、ダクト４３内を流れる空気流の流速がダクト４３の長手方向全域に亘って略均一となり、ダクト４３の長手方向における空気流の流速差を解消し、流速不足による開口部２０ｂからのトナーの漏出、流速過剰によるダクト４３内への多量のトナーの吸引を抑制することができる。
【００７６】
なお、整流板５５をダクト４３内に並列に配置した場合、ダクト４３内に吸引されたトナーが詰まらないように整流板５５の間隔を広くする必要があり、ダクト４３の断面積が増大してダクト４３の配置スペースが大きくなる。そこで、図１３のように、複数の整流板５５をダクト４３の長手方向に沿って略同一直線上に配置することにより、ダクト４３の断面積を広げずにダクト４３内を複数の流路に分割することができる。
【００７７】
図１４は、本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、空間Ｓ内にローラー状の充填部材６０を設けている。現像装置３ａの他の部分の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７８】
本実施形態の構成によれば、磁気ローラー３０と現像ローラー３１と現像容器２０の内壁面とで囲まれた空間Ｓの容積を第１実施形態に比べて小さくすることができる。従って、空間Ｓ内に浮遊するトナー量も少なくなるため、開口部２０ｂからのトナーの漏出も抑制することができる。
【００７９】
充填部材６０の材質や形状については特に制限はないが、樹脂製の充填部材６０を用いた場合、現像剤との摩擦によって充填部材６０が静電気を帯び、トナーが充填部材６０に静電気的に付着して堆積することがある。そして、堆積した塊状のトナーが磁気ローラー３０や現像ローラー３１上に落下するとトナー落ち現象により画像不具合が発生するおそれがある。そのため、静電気を帯びにくい金属製の充填部材６０を用い、トナーが堆積し難いローラー形状とすることが好ましい。また、充填部材６０を回転させると、充填部材６０の回転による空気流が発生して現像容器２０内の空気の流れが複雑になるため、充填部材６０はローラー形状で回転しないものが好ましい。
【００８０】
また、充填部材６０を金属や導電性樹脂等の導電性材料で形成し、充填部材６０にトナーと同極性（ここでは正）の直流バイアスを印加することで、充填部材６０へのトナーの静電気的な付着をより効果的に防止することができる。
【００８１】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態に示した空気流出路４５やダクト４３の形状や大きさ等は、現像容器２０内でのトナーの浮遊量や空気流の経路の形成状況、排気ファン５１の出力等に応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではない。
【００８２】
また、本発明は、図２に示したような、二成分現像剤を担持する磁気ローラー３０とトナーのみを担持する現像ローラー３１とを備えた現像装置が搭載される構成であれば、図１に示したタンデム型のカラープリンター１００に限らず、例えばモノクロ及びカラー複写機、デジタル複合機やファクシミリ等の、他の画像形成装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用い、現像剤を担持する現像剤担持体と、トナーのみを担持するトナー担持体とを用いる現像装置に利用可能である。本発明の利用により、現像装置からのトナーの漏洩による画像形成装置内部のトナー汚染を効果的に防止するとともに、現像装置内に浮遊するトナーを吸引するダクト内へのトナー吸引量を低減できるため、画像形成装置のメンテナンス性を向上することができる。
【符号の説明】
【００８４】
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
４ａ〜４ｄ トナーコンテナ
２０ 現像容器
２０ａ 仕切壁
２０ｂ 開口部
２０ｄ 上端部
２０ｄａ 引っ掛け部
３０ 磁気ローラー（現像剤担持体）
３１ 現像ローラー（トナー担持体）
３５ 穂切りブレード（規制部材）
４３ ダクト
４３ａ ダクトカバー
４３ａａ 係合孔
４３ａｂ 連結部
４３ｂ 最下部
４５ 空気流出路
４５ａ 空気流出口
４５ｂ 空気流入口
４５ｂａ （空気流入口の）開口縁
４７ 集合ダクト
５０ 集塵部
５１ 排気ファン（排気手段）
５３ フィルター
５４ａ 傾斜面
５４ｂ 垂直面
５５ 整流板
６０ 充填部材
１００ カラープリンター（画像形成装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、
該現像容器の開口部から外周面の一部が露出することで像担持体に対向配置され、前記像担持体との対向面が上方向に移動するように回転しながら前記像担持体にトナーを供給するトナー担持体と、
該トナー担持体に対向配置され、前記トナー担持体との対向面が前記トナー担持体と逆方向に移動するように回転するとともに、表面に担持した二成分現像剤から成る磁気ブラシを用いて前記トナー担持体上にトナー層を形成する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する規制部材と、
前記トナー担持体と対向する前記現像容器の上端部に形成された空気流出口から前記現像容器の上部に配置されたダクト内に連通する空気流出路と、
を備えた現像装置において、
前記空気流出路は、前記トナー担持体の回転軸中心と前記空気流出口とを通る直線に対し、前記トナー担持体の回転方向下流側に傾斜していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記空気流出口は、前記トナー担持体の回転方向に対し、前記トナー担持体の回転軸中心を通る垂線よりも下流側であり、且つ、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との対向部分から上流側に９０°離れた位置よりもさらに上流側の位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー担持体の回転方向に対し、前記トナー担持体と前記現像剤担持体との対向部分よりも上流側の前記トナー担持体の外周面と、前記現像剤担持体の回転方向に対し、前記対向部分よりも下流側の前記現像剤担持体の外周面と、前記現像容器の内壁面と、で囲まれた空間の容積を小さくする充填部材を配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記充填部材は導電性材料で形成されており、トナーと同極性のバイアスが印加されることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記充填部材はローラー形状であり、回転しないことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置と、
該現像装置に設けられた前記空気流出路に連通する前記ダクトと、
該ダクト内に空気流を発生させて前記現像容器内の空気を装置本体外部に排出する排気手段と、
前記ダクトの空気流排出側に配置され、前記現像容器内の空気と共に前記ダクト内を通過したトナーを捕集するフィルターと、
を備えた画像形成装置。
【請求項７】
前記空気流出路は、前記現像容器の長手方向全域に亘って複数設けられており、前記ダクト内には、前記ダクト内を長手方向の複数の流路に分割する整流板を設けたことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記整流板は、前記ダクトの長手方向に沿って略同一直線上に配置されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記空気流出路と連通する前記ダクトの空気流入口は、前記ダクト内の底面の最下部よりも上方に形成されており、前記空気流入口の開口縁と前記底面の最下部とが傾斜面または垂直面で連結されることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、
該現像容器の開口部から外周面の一部が露出することで像担持体に対向配置され、前記像担持体との対向面が上方向に移動するように回転しながら前記像担持体にトナーを供給するトナー担持体と、
該トナー担持体に対向配置され、前記トナー担持体との対向面が前記トナー担持体と逆方向に移動するように回転するとともに、表面に担持した二成分現像剤から成る磁気ブラシを用いて前記トナー担持体上にトナー層を形成する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する規制部材と、
前記トナー担持体と対向する前記現像容器の上端部に形成された空気流出口から前記現像容器の上部に配置されたダクト内に連通する空気流出路と、
を備えた現像装置において、
前記空気流出路は、前記トナー担持体の回転軸中心と前記空気流出口とを通る直線に対し、前記トナー担持体の回転方向下流側に傾斜していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記空気流出口は、前記トナー担持体の回転方向に対し、前記トナー担持体の回転軸中心を通る垂線よりも下流側であり、且つ、前記現像剤担持体と前記トナー担持体との対向部分から上流側に９０°離れた位置よりもさらに上流側の位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー担持体の回転方向に対し、前記トナー担持体と前記現像剤担持体との対向部分よりも上流側の前記トナー担持体の外周面と、前記現像剤担持体の回転方向に対し、前記対向部分よりも下流側の前記現像剤担持体の外周面と、前記現像容器の内壁面と、で囲まれた空間の容積を小さくする充填部材を配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記充填部材は導電性材料で形成されており、トナーと同極性のバイアスが印加されることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記充填部材はローラー形状であり、回転しないことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置と、
該現像装置に設けられた前記空気流出路に連通する前記ダクトと、
該ダクト内に空気流を発生させて前記現像容器内の空気を装置本体外部に排出する排気手段と、
前記ダクトの空気流排出側に配置され、前記現像容器内の空気と共に前記ダクト内を通過したトナーを捕集するフィルターと、
を備えた画像形成装置。
【請求項７】
前記空気流出路は、前記現像容器の長手方向全域に亘って複数設けられており、前記ダクト内には、前記ダクト内を長手方向の複数の流路に分割する整流板を設けたことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記整流板は、前記ダクトの長手方向に沿って略同一直線上に配置されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記空気流出路と連通する前記ダクトの空気流入口は、前記ダクト内の底面の最下部よりも上方に形成されており、前記空気流入口の開口縁と前記底面の最下部とが傾斜面または垂直面で連結されることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−９７２１７（Ｐ２０１３−９７２１７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０７５３（Ｐ２０１１−２４０７５３）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]