JP2006250973A

JP2006250973A - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置

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Publication number: JP2006250973A
Application number: JP2005063267A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Watanabe; 靖晃渡辺; Shigeru Inaba; 繁稲葉; Shinichiro Fujimori; 信一郎藤森
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】現像装置の内圧上昇を抑制すると共に、小型化・ユニット化を容易とし、かつ、トナーの目詰り等により維持性に問題が有るフィルタ部との分離が容易な現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像ハウジングの上部５１Ｕには、現像領域の現像剤担持体５２の回転方向に沿った下流側に第一の空気抜き孔Ｈ１が形成されていると共に、この第一の空気抜き孔Ｈ１の上方には、該空気抜き孔Ｈ１より放出された空気流が通過する空気流路Ｒａを形成するカバー部材５１Ｃが配設されており、該空気流路Ｒａは現像剤排出流路Ｒｇと合流していることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に係り、特に、現像装置の内圧上昇を抑制すると共に、フィルタ部の分離を容易にするユニット構造の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。

特開２００３−２１５９１７号公報特開２００３−０７６１４３号公報

従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、感光ドラム等の静電潜像担持体上に画像露光を施して、画像情報に応じた静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によって可視像化し、可視像化されたトナー像を記録媒体上に転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。

このような画像形成装置に用いられる現像装置は、静電潜像担持体（例えば、感光ドラム）に対向して配設され、回転自在に形成された現像剤担持体（例えば、現像ロール）を有し、現像容器内に収容された現像剤を、この現像剤担持体上に担持させ、例えば、層厚規制部材により現像剤層を適正厚さに規制した後、現像領域へ供給するものである。

こうした現像装置において、例えば、現像剤担持体の回転に伴って生じる空気流により、現像容器内の圧力が上昇した場合には、容器内に収容された現像剤が容器外に飛散し易くなり、トナークラウド等が発生して、いわゆるかぶり等の画像障害の発生要因となる。

そこで、このような現像装置内の内圧上昇を抑制すると共に、現像剤の飛散を防止するためのフィルタや、吸引手段を設けた現像装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

例えば、特許文献１に開示された先行技術は、現像装置の現像剤収容部の天面に通気可能な開口部を配置し、その開口部を現像剤の通気が不可能な目を有するフィルタで覆い、現像装置内の気流の発生、内圧上昇を防止し現像剤の飛散を抑制したものである。

また、特許文献２に開示された先行技術は、現像容器の内部空間と外部空間とを連通させる連通部を備え、この連通部に現像容器内の空気を外部に吸引する吸引手段を設けたものである。

しかしながら、例えば、上述の特許文献１に開示された先行技術においては、フィルタを介した空気抜き穴により、現像装置の内圧上昇を抑えるという観点からは効果的であるものの、フィルタの維持性という観点からは問題が生じていた。

すなわち、現像装置本体の開口部を現像剤の通気が不可能な目を有するフィルタで覆った構成としているため、フィルタにトナー等による目詰りが生じ易く、このような目詰りがフィルタに生じた場合には、現像装置内の内圧が上昇し、トナークラウド等が発生し易いという問題が生じていた。さらに、フィルタを現像装置本体内部に配設しているため、交換作業性や、現像装置の適正な寿命の維持という点でも問題を生じていた。

また、特許文献２に開示された先行技術においては、現像装置に吸引手段を付加するものであり、これにより装置の大型化、トナー消費量の増大及びコストの増大といった問題を生じていた。

そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、現像装置の内圧上昇を抑制すると共に、小型化・ユニット化を容易とし、かつ、トナーの目詰り等により維持性に問題が有るフィルタ部との分離が容易な現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、トナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、内部に磁界発生手段を有して、該二成分現像剤を担持搬送する回転自在に形成された現像剤担持体と、前記現像剤収容部を形成すると共に前記現像剤担持体を収容する現像ハウジングと、前記現像剤収容部内の所定量以上の余剰現像剤を排出する現像剤排出流路とを備え、該現像剤担持体と対向配置された静電潜像担持体との間で形成される現像領域に前記現像剤担持体により二成分現像剤を搬送して、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置において、前記現像ハウジングの上部には、前記現像領域の現像剤担持体の回転方向に沿った下流側に第一の空気抜き孔が形成されていると共に、この第一の空気抜き孔の上方には、該空気抜き孔より放出された空気流が通過する空気流路を形成するカバー部材が配設されており、該空気流路は前記現像剤排出流路と合流していることを特徴とするものである。

このように構成した本発明の現像装置は、現像剤収容部と、現像剤担持体と、現像ハウジングと、現像剤排出流路とを備え、現像領域に二成分現像剤を搬送して静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置において、前記現像ハウジングの上部には、前記現像領域の現像剤担持体の回転方向に沿った下流側に第一の空気抜き孔が形成されていると共に、この第一の空気抜き孔の上方には、該空気抜き孔より放出された空気流が通過する空気流路を形成するカバー部材が配設されており、該空気流路は前記現像剤排出流路と合流しているので、空気抜き孔により現像装置の内圧上昇を抑制すると共に、空気流の排出経路を兼用化することによりコンパクトな構成で小型化・ユニット化を容易とし、かつ、トナーの目詰り等により維持性に問題が有るフィルタ部との分離が容易な現像装置を提供することができる。

また、前記現像剤排出流路を介して前記現像ハウジングと着脱可能に配設された廃現像剤回収ユニットをさらに備え、該廃現像剤回収ユニットには、前記空気流路を介して前記第一の空気抜き孔と連通する第二の空気抜き孔が設けられていると共に、該第二の空気抜き孔には、空気流の排出方向に沿って、上流側より慣性集塵機、及び、ろ布が順次配設されていてもよい。

このように構成した場合には、廃現像剤回収ユニットには、空気流路を介して第一の空気抜き孔と連通する第二の空気抜き孔が設けられていると共に、該第二の空気抜き孔には、空気流の排出方向に沿って、上流側より慣性集塵機、及び、ろ布が順次配設されているので、現像装置本体とフィルタ部を有する廃現像剤回収ユニットとの寿命を分離すると共に、廃現像剤回収ユニット内に導かれる空気流中のトナーの捕集効率を高め、かつ、フィルタの維持性を向上させることができる現像装置を実現することができる。

さらに、前記第一の空気抜き孔は、前記現像領域の現像剤担持体の回転方向に沿った下流側のハウジングに覆われた領域において、前記現像剤担持体の磁界発生手段により形成される接線方向磁束密度分布が最初に最大となる位置に略対応するように設けられていてもよい。

このように構成した場合には、現像剤担持体上に形成される磁気ブラシの運動により、現像ハウジング内の空気流の排出を促進することが可能となり、現像装置の内圧上昇を簡易な構成で抑制することができる。

なお、本発明は、上述した現像装置に限られるものではなく、このような現像装置と画像形成手段等を備える画像形成装置をも対象とするものである。

本発明によれば、現像装置の内圧上昇を抑制すると共に、小型化・ユニット化を容易とし、かつ、トナーの目詰り等により維持性に問題が有るフィルタ部との分離が容易な現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することが可能となる。

＜第一の実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

まず、本発明に係る現像装置が適用可能な画像形成装置の一例について、図１を参照して説明する。図１は本発明に係るタンデム型カラー画像形成装置１００の概略構成図である。

この画像形成装置１００においては、不図示の画像読取装置や、パーソナルコンピュータ、あるいは画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われる。

図１において、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー画像を形成する電子写真画像形成ユニットであり、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト９の進行方向に沿って１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの順で直列に配設されている。

本実施の形態に係る画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、例えば電子写真方式を採用したものであって、いわゆるタンデム型のフルカラー画像形成ユニットである。具体的には、四つの色（本実施の形態では、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック））のカラー画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋを横方向（図中右から左）に配列し、その上方には各画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋの配列方向に沿って所定の方向（本例の場合は、図中、時計回り方向）に循環搬送される中間転写ベルト９を配設する一方、さらに、その上方には各画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋに対応したカラートナーカートリッジ１０Ｙ〜１０Ｋが配設されている。

また、各画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋは、各成分のトナー像を形成担持する静電潜像担持体である、例えば、感光ドラム２Ｙ〜２Ｋを備え、この感光ドラム２Ｙ〜２Ｋの周囲には、感光ドラム２Ｙ〜２Ｋを帯電する帯電器３Ｙ〜３Ｋ、感光ドラム２Ｙ〜２Ｋ上に静電潜像を書き込むレーザ走査装置４Ｙ〜４Ｋなどの露光器、各成分のトナーが収容されて感光ドラム２Ｙ〜２Ｋ上の静電潜像を可視像化する現像装置５Ｙ〜５Ｋ、感光ドラム２Ｙ〜２Ｋ上の各成分トナー像を中間転写ベルト９上に転写せしめる例えば転写ロールから構成される一次転写装置６Ｙ〜６Ｋ、感光ドラム２Ｙ〜２Ｋ上の残留トナーを清掃するクリーナ７Ｙ〜７Ｋ及び除電装置８Ｙ〜８Ｋなどの電子写真用デバイスが各々配設されている。

また、中間転写ベルト９は複数の張架ロールに張架されて循環搬送されるものであり、各電子写真画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する静電潜像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれに対向して配設される転写手段６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋとの間に挿通されている。そして、この中間転写ベルト９を張架するバックアップロール１３と、バックアップロール１３と対向配置された二次転写ロール１２とにより二次転写装置が構成されている。なお、１４は中間転写ベルト９を清掃するクリーナである。

ここで、中間転写ベルト９への画像形成動作について、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１Ｙを代表例として説明する。

まず、感光ドラム２Ｙは、一様帯電器３Ｙによりその表面を一様に帯電される。次に、露光器４Ｙによりイエロー画像に対応する像露光がなされ、感光ドラム２Ｙの表面にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。

このイエロー画像に対応する静電潜像は現像装置５Ｙによってイエロートナー像となり、一次転写手段の一部を構成する一次転写ロール６Ｙの圧接力及び静電吸引力によって中間転写ベルト９上に転写される。転写後の感光ドラム２Ｙ上に残留したイエロートナーは、クリーニング装置７Ｙによって掻き取られる。感光ドラム２Ｙの表面は除電装置８Ｙによって除電された後、次の画像形成サイクルのために一様帯電器３Ｙにより再び帯電される。

そして、多色のカラー画像の形成を行う場合には、各電子写真画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が電子写真画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいても行われ、中間転写ベルト９上にフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト９上に形成されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録シート１８上に、中間転写ベルト９を支持するバックアップロール１３と、バックアップロール１３に圧接する二次転写手段の一部を構成する二次転写ロール１２の圧接力及び静電吸引力によって転写される。

記録シート１８は、画像形成装置１００内の下部に配置された記録シート収容部としての給紙カセット１７から、所定のサイズのものが給紙ロール１７ａによって給紙される。給紙された記録シート１８は、複数の搬送ロール１９及びレジストロール２０によって、所定のタイミングで中間転写ベルト９の二次転写位置まで搬送される。そして、記録シート１８には、上述したように、二次転写手段としてのバックアップロール１３と二次転写ロール１２とによって、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が一括して転写される。

また、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が転写された記録シート１８は、中間転写ベルト９から分離された後、二次転写手段の下流側に配設された定着装置１５へと搬送され、この定着装置１５によって熱及び圧力でトナー像が記録シート１８上に定着される。そして、定着装置１５において定着された記録シート１８は、その後、排出ロール２１，２２によって排紙トレイ２５上に排出されるようになっている。

また、二次転写手段により記録シート１８上に転写できなかった中間転写ベルト９上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト９上に付着した状態で中間転写体クリーニング装置１４まで搬送され、クリーニング手段１４により、中間転写ベルト９上から除去され次の画像形成に備える。

なお、本発明に係る画像形成装置は、上述のタンデム型の画像形成装置に限定されるものではなく、例えば、中間転写ベルトを用いずに、感光ドラムから記録媒体に直接転写する方式の画像形成装置についても同様に適用可能である。

次に、本実施の形態に係る現像装置の構成について、図２を参照して説明する。ここで、図２（ａ）は本実施の形態に係る現像装置の概略構成を示す断面図であり、図２（ｂ）は（ａ）の矢視方向から見た模式図である。

ここで、各画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋは同様な構成であり、これらの構成機器（例えば、現像装置５Ｙ〜５Ｋ）についても同様な構造であるため、以下、各符号は総称表記（例えば、現像装置５）する。

図２（ａ）において、現像装置５は、感光ドラム２（図１参照）に向かって開口する現像ハウジング５１を有し、この現像ハウジング５１の開口に面して現像剤担持体である現像ロール５２を配設し、現像ハウジング５１のうち、現像ロール５２に隣接した部位には二成分現像剤が収容される第一現像剤収容部５３ａと、この第一現像剤収容部５３ａと隔壁Ｗを介して隣接すると共に、その軸方向両端部において、第一現像剤収容部５３ａと連通している第二現像剤収容部５３ｂとを備えている。

なお、本実施の形態において、二成分現像剤は、トナーと磁性キャリアからなる現像剤であり、トナーは、例えば非磁性トナーを用いるが、磁性キャリアと帯電特性が異なるものであれば、磁性トナーを用いても差し支えない。

また、本実施の形態において、現像ロール５２は、回転可能な回転スリーブ５２１と、この回転スリーブ５２１の内部に固定的に配設された磁極ロール５２２とを備えている。磁極ロール５２２は、現像ハウジング５１の開口部であって、感光ドラム２と対向している現像領域に、現像磁極（本例では、Ｓ１）を備えている。そして、現像ロール５２の回転方向（本例では、時計回り方向）に沿って、現像磁極Ｓ１の下流側には、所定の角度間隔で搬送磁極Ｎ１及びピックオフ磁極Ｓ２が配設されている一方、現像磁極Ｓ１の上流側には、所定の角度間隔でトリミング磁極Ｎ２及びピックアップ磁極Ｓ３が配設されている。なお、磁界発生手段である磁極ロール５２２内の各々の磁極の配置や数は適宜選定して差し支えない。

一方、回転スリーブ５２１は、所定の方向（本例では、時計回り方向）に回転すると共に、磁極ロール５２２の現像磁極Ｓ１が配設される現像領域において、感光ドラム２と対向するようになっている。

また、本実施の形態では、現像ロール５２内のトリミング磁極Ｎ２の近傍には、現像ロール５２と対向するように層厚規制部材５４が配設されている。この層厚規制部材５４は、現像ロール５２と同程度の幅を有し、一端を現像ハウジング５１により支持され、先端部を所定の間隙で現像ロール５２に近接させている。

さらに、本実施の形態において、第一現像剤収容部５３ａ及び第二現像剤収容部５３ｂのそれぞれは、二成分現像剤が収容されるスペースを有すると共に、第一現像剤収容部５３ａには、二成分現像剤を所定の軸方向（例えば、図中、奥側から手前側）に搬送するスパイラル状のオーガ５６ａが配設されている。一方、第二現像剤収容部５３ｂには、二成分現像剤を、第一現像剤収容部５３ａのオーガ５６ａとは反対方向（例えば、図中、手前側から奥側）に搬送するスパイラル状のオーガ５６ｂが配設されている。そして、第一現像剤収容部５３ａと第二現像剤収容部５３ｂとは、軸方向両端部において互いに連通しており、二成分現像剤が、これらの第一現像剤収容部５３ａ及び第二現像剤収容部５３ｂ間を軸方向に循環するようになっている。

このように構成した本実施の形態に係る現像装置５の作動及び二成分現像剤の流路構成について、図２を参照して説明する。

図２（ａ）において、第一現像剤収容部５３ａにおける二成分現像剤は、オーガ５６ａにより撹拌され、現像ロール５２内のピックアップ磁極（本例では、Ｓ３）によって捕獲される。この後、捕獲された二成分現像剤は、ピックアップ磁極Ｓ３の磁気吸引力と現像ロール５２表面との摩擦力により、現像ロール５２（回転スリーブ５２１）の回転方向に搬送される。この搬送された二成分現像剤は、層厚規制部材５４の近傍に到達すると、トリミング磁極Ｎ２により穂立ちを形成する。さらに、この二成分現像剤の穂立ちは、層厚規制部材５４にて規制されることにより、所定の層厚の現像剤層として現像ロール５２上に形成されて、現像領域に搬送される。さらに、現像領域に搬送された二成分現像剤の現像剤層は、現像磁極Ｓ１の磁気吸引力により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを形成する二成分現像剤におけるトナーは、感光ドラム２と現像ロール５２との間に形成される現像電界によって、感光ドラム２上の静電潜像を可視像化する。また、本実施の形態において、現像により現像剤収容部５３ａ，５３ｂ内のトナー濃度が所定の範囲よりも低下した場合には、例えば、第二現像剤収容部５３ｂの底部に設けられた濃度センサＳ及び不図示の現像剤補給手段により、第二現像剤収容部５３ｂ内に二成分現像剤が供給されるようになっている。

さらに、本実施の形態における現像装置５は、図２（ｂ）に示されるように、第一現像剤収容部５３ａの軸方向一端部に現像剤排出流路Ｒｇを有し、第一現像剤収容部５３ａ内の現像剤量が所定量以上になった場合には、この現像剤排出流路Ｒｇより余剰現像剤を排出すると共に、二成分現像剤の消費に伴い、新たな二成分現像剤を第二現像剤収容部５３ｂに供給する、いわゆるトリクル現像方式を採用している。

具体的には、第一現像剤収容部５３ａ内のオーガ５６ａの回転軸中心の上方に対応する現像ハウジング５１の軸方向端部の一側面に、略水平な間隙Ｇが設定されており、第一現像剤収容部５３ａの現像剤量が所定の量を超えた場合に間隙Ｇより流出した余剰の二成分現像剤は、廃現像剤として、現像剤排出流路Ｒｇに流れ込むように構成されている。そして、この廃現像剤は、第一現像剤収容部５３ａのオーガ５６ａと同軸に構成され、現像剤排出流路Ｒｇ内に配置された排出オーガ５６ａ₁により、後述する廃現像剤回収ユニットに搬送されるようになっている。

次に、本発明に係る現像装置の空気抜き孔の位置及びその作用について、図面を参照して説明する。

図２（ｂ）に最もよく示されるように、本実施の形態に係る現像装置５は、現像ロール５２を上方から覆う上部現像ハウジング５１Ｕに、現像ロール５２と同程度の幅を有して軸方向に延在する第一の空気抜き孔Ｈ１が設けられている。この第一の空気抜き孔Ｈ１の位置としては、現像ロール５２の回転方向に対して、現像領域の下流側であって、現像ロール５２内の磁極によって形成される磁力が及ぶ範囲に設けることが好ましい。このような上部現像ハウジング５１Ｕの位置に第一の空気抜き孔Ｈ１を設けることにより、現像ハウジング内のキャリアを当該磁力により拘束し、空気抜き孔Ｈ１からのキャリアの流出を防止してトナークラウドのみの排出を可能とするからである。

なお、この第一の空気抜き孔Ｈ１の、より好ましい位置としては、現像ロール５２の回転方向に対して、現像領域の下流側であって、現像ロール５２内の磁極によって形成される接線方向の磁束密度が最初に最大となるような位置に形成することがよい。具体的には、本実施の形態においては、図２（ａ）に示されるような搬送磁極Ｎ１とピックオフ磁極Ｓ２との中間領域が、現像領域下流側のハウジングに覆われた領域で接線方向の磁束密度が最初に最大となるような領域に対応し、この領域の法線方向略直上に対応する上部現像ハウジング５１Ｕに第一の空気抜き孔Ｈ１が形成されている。

このような場所に第一の空気抜き孔Ｈ１を設けた場合の、現像ロール５２上に形成される磁気ブラシの運動及び空気流の流れについて、図３を参照して説明する。

図３に示されるように、現像磁極Ｓ１により、穂立ちを形成した磁気ブラシは、現像ロール５２の回転方向（本例では、時計回り方向）に沿って搬送され、現像磁極Ｓ１と搬送磁極Ｎ１との間の接線方向磁束密が最大となる領域で、現像ロール５２の周面に倒れ込むように移動する（ｍ₀）。その後、搬送磁極Ｎ１の磁力による法線方向磁束密度が最大となる箇所で、現像ハウジング５１の内壁面と接触するように立ち上がり（ｍ₁）、さらに、搬送磁極Ｎ１とピックオフ磁極Ｓ２との間の接線方向磁束密が最大となる領域で、再び、現像ロール５２の周面に沿うように倒れ込む（ｍ₂）。

ここで、磁気ブラシが現像ロールの周面に対して、立ち上がった状態（ｍ₁）にある場合には、磁気ブラシの高さは高いが密度が低い状態にあり、磁気ブラシが現像ロールの周面に沿って寝た状態（ｍ_0,ｍ₂）にある場合には、磁気ブラシの高さは低いが密度が高い状態にある。

そして、このような磁気ブラシの運動（タンブリング）により、磁気ブラシが寝た状態から立ち上がった状態に移行（ｍ₀〜ｍ₁）するにつれ、矢印Ａｔに示される方向に空気流が巻き込まれながら取り込まれ、その後、磁気ブラシが立ち上がった状態から寝た状態に移行（ｍ₁〜ｍ₂）するにつれ、取り込まれた空気流に圧力が加えられることとなる。この際、磁気ブラシが寝た状態（ｍ₂）の法線方向略直上に対応する現像ハウジング５１には、空気抜き孔Ｈ１が設けられていると共に、この空気抜き孔Ｈ１の下流側に設けられたピックオフ磁極Ｓ２の磁力により形成された磁気ブラシ群（ｍ_r）が壁（抵抗）となるため、矢印Ａｔ方向に取り込まれた空気流は、より流路抵抗の少ない（圧力損失の小さい）空気抜き孔Ｈ１より矢印Ａｒ方向に放出される。

すなわち、このように、現像ロール５２の回転方向に対して現像領域の下流側のハウジングに覆われた領域であって、現像ロール５２内の磁極によって形成される接線方向の磁束密度が最初に最大となるような位置に空気抜き孔Ｈ１を形成した現像装置５においては、磁気ブラシの運動のみで、取り込んだ空気流を空気抜き孔Ｈ１から放出することができ、これにより、何ら新たな部材を付加することなく、現像装置５の内圧の上昇を抑制することが可能となる。

なお、従来構成の現像装置と比較評価した結果、上部現像ハウジング５１Ｕのこのような位置に第一の空気抜き孔Ｈ１を設けることにより、感光ドラム２近傍におけるクラウド量が従来比で約１／３に減少することが確認されている（空気孔がない従来構成のハウジングを有する現像装置の感光ドラム２近傍のクラウド量が、約７ｍｇであったのに対し、本発明に係る所定の位置に第一の空気抜き孔Ｈ１が形成されたハウジングを有する現像装置の場合には、約２ｍｇ程度に減少した）。

次に、第一の空気抜き孔Ｈ１から排出された空気流の流路構成及び流れについて、図面を参照してさらに説明する。

再び、図２に戻って、本実施の形態における現像装置５では、上部現像ハウジング５１Ｕのさらに上方に、軸方向に延在する第一の空気抜き孔Ｈ１を覆うように上部現像ハウジングカバー５１Ｃが配設されている。そして、この上部現像ハウジング５１Ｕと上部現像ハウジングカバー５１Ｃとにより、第一の空気抜き孔Ｈ１から排出された空気流が通過する空気流路Ｒａが形成されている。さらに、この上部現像ハウジングカバー５１Ｃは、その下流側の下端Ｒａ₀にて、軸方向に屈曲した屈曲部Ｒｅ（図２（ｂ）参照）を有しており、この屈曲部Ｒｅは、前述した現像剤排出流路Ｒｇと一体となって形成されている。

すなわち、本実施の形態における現像装置５は、図４に最も良く示されるように、現像ハウジング５１の上部が二重構造となっており、この現像装置５と一体となったユニット構造の上部現像ハウジングにより、現像装置５内の空気流が排出される空気流路Ｒａが形成されていると共に、この空気流路Ｒａは現像ハウジング５１の軸方向端部において現像剤排出流路Ｒｇと連通し、さらに、この現像剤排出流路Ｒｇは、着脱自在に形成された廃現像剤回収ユニット６０に接続されている。これにより、排出流路の一体化、兼用化による装置のコンパクト化、コストダウン化を図ると共に、目詰まり等により、維持性（寿命）に問題のあるフィルタ部と現像装置本体部とを分離し、現像装置の適正な寿命の確保を実現している。

なお、本実施の形態においては、感光ドラム２上の残留トナーを清掃するクリーナ７から排出される廃トナーも不図示の搬送経路を介して、廃現像剤回収ユニット６０に導入するように構成されており、これにより、より一層のコンパクト化、各構成機器の保守性の向上及び寿命の適正化を図っている。

次に、本実施の形態における廃現像剤回収ユニットの構成について、図４及び図５を参照して、さらに説明する。ここで、図４は、現像ハウジング５１と廃現像剤回収ユニット６０との接続状態を模式的に示した図であり、図５は、廃現像剤回収ユニット６０の拡大図である。

図４に示されるように、本発明に係る廃現像剤回収ユニット６０は、現像剤排出流路Ｒｇを介して、現像装置５本体と着脱可能に形成されており、その上面に第二の空気抜き孔Ｈ２が形成されている。そして、図５に拡大して示されるように、この第二の空気抜き孔Ｈ２には、空気流の排出方向（図中、Ｔｃで示される矢印方向）に沿って、上流側から慣性集塵機Ｆｄ及びその後段の、ろ布Ｆｃが、交換可能なフィルタＦとして取り付けられている。ここで、慣性集塵機Ｆｄには、空気流の排出方向と略直交する方向に複数の衝突板Ｆｄ₀が配設されており、ろ布Ｆｃは、不織布で構成されている。

このように構成した本発明に係る廃現像剤回収ユニット６０においては、図４に示されるように、現像装置５本体から現像剤排出流路Ｒｇを介して導かれた廃現像剤Ｇｄは、自重により矢印ｂ方向に落下する。さらに、不図示の搬送経路を介して、クリーナ７から排出された感光ドラム２上の廃トナーＴｄも自重により下方に落下する。一方、空気流路Ｒａ中のトナークラウドＴｃは、矢印ａの経路を通り、空気流と共に矢印ｃの方向に放出される。

ここで、図５に示されるように、廃現像剤回収ユニット６０の上部には、第二の空気抜き孔Ｈ２が形成されており、さらに、この空気抜き孔Ｈ２には、慣性集塵機Ｆｄ及びろ布Ｆｃの組み合わせによる交換可能なフィルタＦが設けられているので、空気流路Ｒａを介して第一の空気抜き孔Ｈ１から放出され、第二の空気抜き孔Ｈ２に導かれた空気流は、外部との気圧差により気圧の低い方へ誘導され、まず、慣性集塵機Ｆｄ内の衝突板Ｆｄ₀に導かれる。そして、この空気流中にはトナーが混入しているため、比重の重いトナー粒子は、慣性より空気流が屈曲する位置において衝突板Ｆｄ₀に衝突し、静電気力等により衝突板Ｆｄ₀表面に付着する。従って、衝突板Ｆｄ₀の段数を増やすことにより、トナーの捕集率を高めることができる。

一方、慣性集塵機Ｆｄの後段に設けられた、ろ布Ｆｃにおいては、トナークラウドＴｃが繊維中を通過する際に、繊維との接触によりトナーが捕集されることとなる。しかし、ろ布Ｆｃ中にトナーを多く溜め込んでしまうと空気流を通さなくなり、フィルタ機能を果たさなくなる。

そこで、本実施の形態のように、空気流路の幅が十分に広いため圧力損失がほとんどなく、トナー捕集の維持性には何ら問題がない慣性集塵機Ｆｄと、ろ布Ｆｃとを組み合わせることにより、捕集効率が高く、かつ、維持性の高い交換可能なフィルタＦを実現することができる。

すなわち、第二の空気孔Ｈ２から排出される空気流中のトナーを、フィルタＦで捕集して、現像剤成分を含まない空気流のみを装置外へ排出させると共に、ほとんど圧力損失のない慣性集塵機Ｆｄとトナー捕集性の高い、ろ布Ｆｃとの組み合わせにより、空気流の排出を妨げることなく、かつ、ろ布Ｆｃの維持性を向上させた廃現像剤回収ユニットを実現することができる。

また、現像装置５本体とフィルタＦ部分とが完全に分離され、かつ、このフィルタＦ部分が着脱可能なユニット構造となっているので、現像装置５本体の寿命を適正に維持し、フィルタＦ部の交換保守性を向上させることができる現像装置を提供することができる。

上述のように構成した現像装置本体及び廃現像剤回収ユニットを用いて、第二の空気抜き孔Ｈ２におけるクラウド通過量を測定した結果を実施例として以下に示す。

なお、具体的な測定内容としては、カノマックス社製粉じん計を用いて、廃現像剤回収ユニット６０内に導かれたトナークラウドＴｃの単位体積当り重量と、廃現像剤回収ユニット６０から排出される排空気流の単位体積当り重量とから、クラウド通過量を算出した。測定データに基づいて、クラウド通過量を算出した結果を図６に示す。

図６に示されるように、慣性集塵機Ｆｄ内の衝突板Ｆｄ₀の段数を増やすに従って、クラウド通過率は低下し、衝突板を５段に構成した場合には、約２０％程度までクラウド通過率が低下することが分かる。さらに、慣性集塵機Ｆｄの後段に、ろ布を設けた場合には、廃現像剤回収ユニット６０内に導かれたトナークラウドＴｃ中の約９８％のトナーを捕集できると共に、十分な維持性を有するフィルタＦが実現されることが確認できた。

なお、本実施の形態においては、交換可能なフィルタＦの構成として、トナークラウドＴｃの排出方向に沿って、上流側から慣性集塵機Ｆｄ及び、ろ布Ｆｃを順次、組み合わせて配置したが、例えば、慣性集塵機Ｆｄの変わりに、圧力損失のほとんどない静電フィルタを用いてもよい。

また、このような圧力損失のほとんどない（流路抵抗の小さい）慣性集塵機や静電フィルタ等は、空気流の排出を妨げることがないので、空気流路Ｒａの途中や、例えば、第一の空気抜き孔Ｈ１部分に設けてもよい。

本発明に係る画像形成装置を示す概略構成図である。本発明に係る現像装置を示す図であり、（ａ）は概略構成を説明するための断面図であり、（ｂ）は（ａ）の矢視方向から見た模式図である。磁気ブラシの運動及び空気流の流れについて説明するための模式図である。本発明に係る現像装置本体と廃現像剤回収ユニットの接続状態を示す図である。本発明に係る廃現像剤回収ユニットを示す拡大図である。本発明に係る廃現像剤回収ユニットを用いて、クラウド透過率を測定算出した結果を示す図である。

符号の説明

１Ｙ-１Ｋ：カラー画像形成ユニット、２Ｙ-２Ｋ：感光ドラム、３Ｙ-３Ｋ：帯電器、４Ｙ-４Ｋ：露光装置、５Ｙ-５Ｋ：現像装置、６Ｙ-６Ｋ：一次転写装置、７Ｙ-７Ｋ：クリーナ、８Ｙ-８Ｋ：除電装置、９：中間転写ベルト、１０Ｙ-１０Ｋ：カラートナーカートリッジ、１２：二次転写ロール、１３：バックアップロール、１４：中間転写体クリーニング装置、１５：定着装置、１７：給紙カセット、１８：記録シート、５１：現像ハウジング、５１Ｕ：上部現像ハウジング、５１Ｃ：上部現像ハウジングカバー、５２：現像ロール、５３ａ，５３ｂ：現像剤収容部、５４：層厚規制部材、５６ａ，５６ｂ：オーガ、５６ａ₁：排出オーガ、６０：廃現像剤回収ユニット、１００：画像形成装置、５２１：回転スリーブ、５２２：磁極ロール、Ｆｃ：ろ布、Ｆｄ：慣性集塵機、Ｆｄ₀：衝突板、Ｈ１：第一の空気抜き孔、Ｈ２：第二の空気抜き孔、Ｒａ：空気流路、Ｒｇ：現像剤排出流路、Ｇｄ：廃現像剤、Ｔｃ：トナークラウド、Ｔｄ：廃トナー

Claims

トナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、内部に磁界発生手段を有して、該二成分現像剤を担持搬送する回転自在に形成された現像剤担持体と、前記現像剤収容部を形成すると共に前記現像剤担持体を収容する現像ハウジングと、前記現像剤収容部内の所定量以上の余剰現像剤を排出する現像剤排出流路とを備え、該現像剤担持体と対向配置された静電潜像担持体との間で形成される現像領域に前記現像剤担持体により二成分現像剤を搬送して、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置において、
前記現像ハウジングの上部には、前記現像領域の現像剤担持体の回転方向に沿った下流側に第一の空気抜き孔が形成されていると共に、この第一の空気抜き孔の上方には、該空気抜き孔より放出された空気流が通過する空気流路を形成するカバー部材が配設されており、該空気流路は前記現像剤排出流路と合流していることを特徴とする現像装置。
前記現像剤排出流路を介して前記現像ハウジングと着脱可能に配設された廃現像剤回収ユニットをさらに備え、
該廃現像剤回収ユニットには、前記空気流路を介して前記第一の空気抜き孔と連通する第二の空気抜き孔が設けられていると共に、該第二の空気抜き孔には、空気流の排出方向に沿って、上流側より慣性集塵機、及び、ろ布が順次配設されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記第一の空気抜き孔は、前記現像領域の現像剤担持体の回転方向に沿った下流側のハウジングに覆われた領域において、前記現像剤担持体の磁界発生手段により形成される接線方向磁束密度分布が最初に最大となる位置に略対応するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置と、
静電潜像担持体へ静電潜像を形成する画像形成手段と、
前記現像装置により可視像化されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。