JP2009223075A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１にユーザーが現像装置を交換するときにトナーが詰まったフィルタに触れにくく、第２にトナーがフィルタをすり抜けてしまってもトナーが方々に飛散することがなく、第３にフィルタが現像剤で塞がれることがない、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】壁部に囲まれた空間を現像装置５の上方に有するとともに現像装置５の内圧を減ずる減圧部６０と、減圧部６０の内部に設置されたフィルタ６３と、を備える。減圧部６０は、現像剤搬送部材５５の上方であって現像剤担持体５１と現像剤搬送部材５５との対向領域に開口する吸気口６１と、現像装置５の長手方向端部側に向けて開口する排気口６２と、を具備する。減圧部６０の壁部は、現像剤担持体５１と現像剤搬送部材５５との対向領域に向かって下方に傾斜する傾斜面６４を具備する。
【選択図】図４

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、そこに設置される現像装置及びプロセスカートリッジと、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤（外添剤等を添加する場合も含むものとする。）や、トナーのみからなる１成分現像剤（外添剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容して現像工程をおこなう現像装置が多く用いられている。
そして、このような現像装置では、装置内の圧力が上昇して装置外にトナーが飛散する問題が知られている（例えば、特許文献１等参照。）。

特許文献１等において、現像装置は、現像ローラ（現像剤担持体）、２つの搬送スクリュ（現像剤搬送部材）、ドクターブレード等で構成され、その内部には２成分現像剤が収容されている。
そして、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一端に設けられたトナー補給口から装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、２つの搬送スクリュによって、装置内を長手方向（現像ローラの長手方向と同方向である。）に循環しながら混合される。その混合された現像剤は、その一部が、一方の搬送スクリュに対向する現像ローラ上に担持される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その現像剤中のトナーが感光体ドラム（像担持体）との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。

ここで、特許文献１等における現像装置には、装置内の圧力を減ずるための排気機構（減圧部）が設けられている。この排気機構は、ケースの上方に開口する開口部、開口部を覆うフィルタ、現像ローラの側方を覆うようにケースに一体的に設けられた壁部、等で構成されている。また、排気機構は、搬送スクリュの上方であって、搬送スクリュと現像ローラとの対向領域の近傍に配設されている。

特開２００７−１４８３３５号公報

上述した従来の現像装置は、フィルタが現像装置の外部に露呈しているために、ユーザーが現像装置を交換するときにトナーが詰まったフィルタに触れてしまい汚れてしまうことがあった。
また、フィルタで捕集しきれない超微粒子トナーや、経時でフィルタのトナー捕集性が低下してしまったときにフィルタをすり抜けたトナーが、現像装置の上方に飛散した後に、現像装置や画像形成装置本体の予期せぬ場所（出力画像の画質や装置の動作に影響を及ぼす場所や、ユーザーの手が触れる可能性の高い場所等である。）に付着してしまうことがあった。
さらに、フィルタの近傍の壁部に現像剤が溜まってしまい、フィルタが塞がれて現像装置の内圧が上昇してしまうことがあった。特に、２成分現像剤を用いた現像装置であって、ベタ比率の小さい画像を連続して出力する場合や、低温環境で装置を稼動する場合等には、現像装置内の現像剤の嵩が上昇して内圧が高まるため、無視できない問題となっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１にユーザーが現像装置を交換するときにトナーが詰まったフィルタに触れにくく、第２にトナーがフィルタをすり抜けてしまってもトナーが方々に飛散することがなく、第３にフィルタが現像剤で塞がれることがない、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向するとともに、現像剤を搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、壁部に囲まれた空間を装置の上方に有するとともに、装置の内圧を減ずる減圧部と、前記減圧部の内部に設置されたフィルタと、を備え、前記減圧部は、前記現像剤搬送部材の上方であって前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との対向領域に開口する吸気口と、装置の長手方向端部側に向けて開口する排気口と、を具備し、前記減圧部の前記壁部は、前記対向領域に向かって下方に傾斜する傾斜面を具備するものである。

また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記フィルタは、前記現像剤搬送部材に対向するように設置されたものである。

また、請求項３記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記傾斜面は、前記フィルタの位置から前記吸気口に向かって連続的に傾斜するものである。

また、請求項４記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記減圧部の前記壁部は、前記傾斜面とそれに対向する対向面との距離が前記吸気口から前記フィルタの位置に向けて漸増するように形成され、前記フィルタは、前記傾斜面側又は前記対向面側に傾斜するように配設されたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記フィルタは、前記吸気口及び前記排気口から離れた位置に配設されたものである。

また、請求項６記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、仕切部材を介して前記現像剤搬送部材に対向するとともに、前記現像剤搬送部材とともに現像剤の循環経路を形成する第２現像剤搬送部材を備え、前記減圧部は、前記第２現像剤搬送部材の上方に配設されたものである。

また、請求項７記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記現像剤搬送部材は、長手方向に現像剤を搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給するように構成され、前記減圧部は、前記現像剤搬送部材による現像剤の搬送方向上流側に対応する位置から長手方向に延設されたものである。

また、請求項８記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、画像形成装置本体に対して長手方向に着脱自在に設置されるように構成され、前記減圧部の前記排気口は、装置の着脱方向奥側に向けて開口するように配設されたものである。

また、請求項９記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記減圧部は、前記排気口から排出された空気の流路の方向を変えて装置のケースに沿わせて空気を排出するための流路変更部を具備したものである。

また、請求項１０記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記現像剤は、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０になり形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０になるように形成されたトナーを有するものである。

また、この発明の請求項１１記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたものである。

また、この発明の請求項１２記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたものである。

また、請求項１３記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１２に記載の発明において、前記現像装置の前記排出口に対向する位置に吸気ファンを備えたものである。

なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。

本発明は、現像装置の上方に壁部に囲まれた減圧部を設けている。そして、第１に、減圧部の内部にフィルタを設けているために、ユーザーが現像装置を交換するときにトナーが詰まったフィルタに触れにくい、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。第２に、減圧部の排気口を現像装置の長手方向端部側に向けて開口するように配設しているために、トナーがフィルタをすり抜けてしまってもトナーが方々に飛散することがない、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。第３に、減圧部の壁部に現像剤担持体と現像剤搬送部材との対向領域に向かって下方に傾斜する傾斜面を設けているために、フィルタが現像剤で塞がれることがない、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１〜図３にて、画像形成装置について詳細に説明する。
図１は、画像形成装置としてのレーザプリンタを示す構成図である。図２は、そこに設置されるプロセスカートリッジ６の近傍を示す断面図である。図３は、現像装置５及び感光体ドラム１を上方からみた長手方向（図２の紙面垂直方向である。）の断面図である。

図１に示すように、中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部としてのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。なお、装置本体１００に設置される４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ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ほぼ同一構造であるので、図２及び図３において、プロセスカートリッジ６と感光体ドラム１と１次転写バイアスローラ９とにおける符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を省略して図示する。

図２を参照して、プロセスカートリッジ６は、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部４、現像装置５（現像部）、クリーニング部２と、が一体化されたものであって、装置本体１００に対して着脱自在に構成されている。このように作像部の構成部を一体化することで、作像部のメンテナンス性が向上する。そして、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、除電工程）がおこなわれて、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成されることになる。

なお、本実施の形態では、感光体ドラム１、帯電部４、現像装置５、クリーニング部２を、一体化してプロセスカートリッジ６を構成したが、各構成部を単独のユニットとして、装置本体１００に着脱自在に設置することもできる。具体的に、現像装置５を、単独のユニットとして、装置本体１００に対して着脱自在に構成することもできる。さらに、感光体ドラム１、帯電部４、クリーニング部２のうち少なくとも１つと、現像装置５と、を一体化したユニットとして、装置本体１００に対して着脱自在に構成することもできる。

図２を参照して、感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図２中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４の位置で、感光体ドラム１の表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１の表面は、露光部７（図１を参照できる。）から発せられたレーザ光Ｌ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（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置５との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される（現像工程である。）。
詳しくは、現像装置５内には、トナーとキャリア（磁性キャリア）とからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。現像装置５内の現像剤Ｇは、トナー濃度検知手段としての磁気センサ５７によって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）が所定の範囲内になるように調整される。すなわち、現像装置５内のトナー消費に応じて、トナー搬送パイプ４３（トナー搬送部）からトナー補給口４４を介して第２搬送経路５４内に、トナーが補給される。なお、磁気センサ５７は、その周囲を流動する現像剤の透磁率の変化からトナー濃度の変化を検知するセンサである。

トナー搬送パイプ４３は、図１を参照して、装置本体１００の上方のボトル収容器３１に設置されたトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋのうち対応するトナーボトルに連通している。図示は省略するが、トナー搬送部は、トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋを回転駆動する駆動部や、トナー搬送パイプ４３や、トナー搬送パイプ４３に接続されたエアーポンプ等で構成される。このように構成されたトナー搬送部によって、各色のトナーが収容されたトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋから、トナー搬送パイプ４３を介して、各現像装置５にそれぞれ各色のトナーが搬送される。
なお、トナー搬送部は、上述した構成のものに限定されることなく、種々の構成のものを用いることができる。例えば、トナー搬送パイプを用いずに、トナーボトルから中継ホッパを介して現像装置５にトナーを供給する構成にすることもできる。

その後、第２搬送経路５４内に補給されたトナーは、第２搬送スクリュ５６及び第１搬送スクリュ５５によって、現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、仕切部材５８で隔絶された第１搬送経路５３、第２搬送経路５４を循環する（図３中の破線矢印方向の循環である。）。

詳しくは、図３を参照して、第１搬送経路５３（第１現像剤収容部）内の現像剤Ｇは、現像剤搬送部材としての第１搬送スクリュ５５によって、紙面の右側から左側に現像ローラ５１の長手方向に沿って搬送される。これに対して、第２搬送経路５４（第２現像剤収容部）内の現像剤Ｇは、第２現像剤搬送部材としての第２搬送スクリュ５６によって、紙面の左側から右側に第１搬送経路とは逆方向に搬送される。

また、第１搬送経路５３と第２搬送経路５４とは、長手方向両端部を除く領域に配設された仕切部材５８によって隔絶されるとともに、仕切部材５８の介在しない長手方向両端部（第１中継部Ａ及び第２中継部Ｂ）で連通する。すなわち、第１搬送スクリュ５５によって第１搬送経路５３の下流側に搬送された現像剤は、第１中継部Ａを介して第２搬送経路５４の上流側に流動して、その後に第２搬送スクリュ５６によって搬送される。第２搬送スクリュ５６によって第２搬送経路５４の下流側に搬送された現像剤は、第２中継部Ｂを介して第１搬送経路５３の上流側に流動して、その後に第１搬送スクリュ５５によって搬送される。こうして、２つの搬送経路５３、５４の間に現像剤の循環経路が形成される。

このように循環経路中を循環する現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１上に形成された複数の磁極によってキャリアとともに現像ローラ５１上に担持される。
ここで、図３を参照して、現像ローラ５１は、内部に固設されてローラ周面に複数の磁極を形成するマグネット５１ｂと、マグネット２３ａ１の周囲を回転するスリーブ５１ａと、で構成される。そして、複数の磁極が形成されたマグネット５１ｂの周囲をスリーブ５１ａが回転することで、その回転にともない現像剤Ｇが現像ローラ５１上（スリーブ５１ａ上である。）を移動することになる。

現像剤担持体としての現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、現像ローラ５１の矢印方向の回転にともなって搬送されて、現像剤規制部材としてのドクターブレード５２の位置に達する。そして、現像ローラ５１上の現像剤Ｇは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム１との対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界（現像電界）によって、感光体ドラム１上に形成された潜像にトナーが吸着される。
なお、本実施の形態では、現像ローラ５１に印加される現像バイアスとして、ＡＣ成分の現像バイアスは印加されておらず、ＤＣ成分の現像バイアスのみが印加されている。これにより、現像バイアスを供給する電源部の構成と制御とが比較的簡易化されるとともに、抵抗の低いキャリアに対してボソツキ画像の発生を軽減することができる。

なお、本実施の形態における現像ローラ５１は、外径が１８ｍｍ、長手方向の長さが３２６ｍｍに設定されている。また、現像ローラ５１のスリーブ５１ａの表面は、Ｖ字状の溝を円周方向に等ピッチ間隔で形成してもよいし、ブラスト加工を施してもよい。
また、現像ローラ５１と感光体ドラム１とのギャップ（現像ギャップ）は０．３±０．０５ｍｍに設定され、現像ローラ５１とドクターブレード５２とのギャップ（ドクターギャップ）は０．５±０．０４ｍｍに設定されている。なお、ドクターブレード５２は、ステンレス材料で形成された板状部材である。
さらに、第１搬送スクリュ５５及び第２搬送スクリュ５６は、いずれも、外径が５ｍｍの軸部上に、外径が１４ｍｍのスクリュ部（羽根）が２０ｍｍピッチで螺旋状に形成されたものである。

図示は省略するが、マグネット５１ｂによって現像ローラ５１（スリーブ５１ａ）の周囲には、複数の磁極が形成されている。複数の磁極は、感光体ドラム１との対向位置に形成された主磁極、第１搬送スクリュ５５との対向位置からドクターブレード５２との対向位置にかけて形成された汲上げ磁極（ドクタ対向磁極）、第１搬送経路５３の上方に形成された剤離れ磁極、主磁極と剤離れ磁極との間に形成された搬送磁極、等で構成される。
まず、汲上げ磁極が磁性体としてのキャリアに作用して、第１搬送経路５３内を移動する現像剤Ｇの一部が現像ローラ５１上に担持される。現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、その一部がドクターブレード５２（現像剤規制部材）の位置で掻き取られて、第１搬送経路５３に戻される。一方、汲上げ磁極による磁力が作用するドクターブレード５２の位置で、ドクターブレード５２と現像ローラ５１とのドクターギャップを通過して現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、主磁極の位置で穂立ちして現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム１に摺接する。こうして、現像ローラ５１に担持された現像剤Ｇ中のトナーが感光体ドラム１上の潜像に付着する。その後、主磁極の位置を通過した現像剤Ｇは、搬送磁極によって剤離れ磁極の位置まで搬送される。そして、剤離れ磁極の位置で、反発磁界がキャリアに作用して、現像ローラ５１上に担持されていた現像工程後の現像剤Ｇが現像ローラ５１から脱離される。脱離後の現像剤Ｇは、再び第１搬送経路５３に戻されて、第１搬送経路５３の下流側に向けて搬送され、第１中継部Ａを介して第２搬送経路５４の上流側に移動する。さらに、第２搬送経路５４の上流側に移動した現像剤は、トナー補給口４４から補給された補給トナーとともに、第２搬送経路５４の下流側に達して、第２中継部Ｂを介して第１搬送経路５３の上流側に移動する。このような一連の現像剤Ｇの循環が繰り返される。

上述した現像工程の後、感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９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８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体１の表面は、クリーニング部２との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１の表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

なお、上述した作像プロセスは、４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋで、それぞれおこなわれる。すなわち、図１を参照して、プロセスカートリッジの下方に配設された露光部７から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。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。

ここで、図１を参照して、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、対向ローラ１３、テンションローラ１４、クリーニング部１０等で構成される。中間転写ベルト８は、３つのローラ部材１２〜１４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ部材１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ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次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト８は、中間転写ベルト８用のクリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、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が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置本体１００外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
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。

以下、図４〜図８にて、本実施の形態において特徴的な、現像装置５の構成・動作について詳しく説明する。
図４は、現像装置５を示す断面図である。図５は現像装置５の減圧部６０の一部を示す斜視図であって、図６は減圧部６０の一部を示す断面図である。また、図７は、減圧部６０に設置されたフィルタ６３の近傍を示す拡大図である。さらに、図８（Ａ）は画像形成装置本体１００にプロセスカートリッジが設置された状態を示す概略上面図であり、図８（Ｂ）はその概略側面図である。

図４〜図８を参照して、本実施の形態における現像装置５（プロセスカートリッジ６）には、現像装置５の内圧を減ずるための減圧部６０が設けられている。減圧部６０は、壁部に囲まれた空間（圧抜き用スペース）を有していて、現像装置５の上方に配設されている。また、減圧部６０には、第１搬送スクリュ５５（現像剤搬送部材）の上方であって現像ローラ５１と第１搬送スクリュ５５との対向領域に開口する吸気口６１と、現像装置の長手方向端部側に向けて開口する排気口６２（図６等を参照できる。）と、が設けられている。また、減圧部６０の壁部は、現像ローラ５１と第１搬送スクリュ５５との対向領域に向かって下方に傾斜する傾斜面６４が設けられている。さらに、減圧部６０の内部には、第１搬送スクリュ５５に対向するようにフィルタ６３が設置されている。なお、フィルタ６３は、その目がトナーの粒径よりも小さく形成されていて、トナーを捕集して空気のみが通過できるように形成されている。

このような構成により、現像ローラ５１や搬送スクリュ５５、５６の回転によって現像装置５の内圧が上昇しそうになると、現像装置５内の空気が吸気口６１から減圧部６０に流入して、フィルタ６３によって空気中に浮遊するトナーが捕集された後に、フィルタ６３を通過した空気が排気口６２から現像装置５の外部に排出されることになる。こうして、現像装置５の内圧の上昇が抑止されて、現像装置５からのトナー飛散が低減される。
このように、本実施の形態では、第１に、減圧部６０（現像装置５）の内部にフィルタ６３を設けているために、ユーザーが現像装置５（プロセスカートリッジ６）を交換するときにトナーが詰まったフィルタ６３に触れて汚れる不具合が抑止される。
第２に、減圧部６０の排気口６２を現像装置５の長手方向端部側に向けて開口するように配設しているために、トナーがフィルタ６３をすり抜けてしまってもトナーが方々に飛散する不具合が抑止される。具体的に、現像装置５の長手方向端部側（図５の領域Ｒである。）のみがトナーで汚れるために、現像装置５や画像形成装置本体１００の予期せぬ場所（出力画像の画質や装置の動作に影響を及ぼす場所や、ユーザーの手が触れる可能性の高い場所等である。）にトナーが付着する不具合が軽減される。
第３に、減圧部６０の壁部に、現像ローラ５１と第１搬送スクリュ５５との対向領域に向かって下方に傾斜する傾斜面６４を設けているために、フィルタ６３の近傍に舞い上がった現像剤やトナーは、傾斜面６４に沿って滑落して第１搬送経路５３に戻されることになる。したがって、フィルタ６３の入口側が現像剤やトナーで塞がれる不具合を抑止することができる。なお、このような効果を確実にするために、本実施の形態では、傾斜面６４が、フィルタ６３の位置から吸気口６１に向かって、現像剤やトナーが確実に滑落する傾斜角度にて、連続的に傾斜するように形成されている。

ここで、本実施の形態では、図４及び図７を参照して、減圧部６０の壁部が、傾斜面６４とそれに対向する対向面６５との距離が吸気口６１からフィルタ６３の位置に向けて漸増するように形成されている。さらに、フィルタ６３は、傾斜面６４の側に傾斜するように配設されている。すなわち、傾斜面６４側が下方になるように、フィルタ６３を傾斜して配設している。
このような構成により、フィルタ６３を水平方向に設置した場合（図７の１点鎖線の位置に設置した場合である。）に比べて、フィルタ６３の捕集面積（図７中の両矢印方向の大きさ）を広げることができるために、フィルタ６３のトナー捕集効率が向上する。なお、本実施の形態では、フィルタ６３を傾斜面６４の側に傾斜するように配設したが、フィルタ６３を対向面６５の側に傾斜するように配設することもできる。
なお、図４を参照して、減圧部６０の対向面６５は、現像ローラ５１を覆うように配設されている。これにより、吸気口６１からフィルタ６３に至る経路に、現像ローラ５１の磁力が及びにくくなるために、その経路に現像剤が磁力によって侵入する不具合が軽減される。

また、本実施の形態では、フィルタ６３が、吸気口６１及び排気口６２から離れた位置に配設されている。詳しくは、図４を参照して、フィルタ６３は、吸気口６１及び排気口６２のいずれに対しても、高さ方向に所定距離以上離れた位置に配設されている。
このような構成により、減圧部６０における吸気効率や排気効率が低下することなく、フィルタ６３の機能が効果的に発揮されることになる。すなわち、吸気口６１や排気口６２をフィルタ６３に近接させてしまうと、減圧部６０における吸気効率や排気効率が低下して、フィルタ６３のトナー捕集効率も低下してしまう。

また、本実施の形態では、図４を参照して、減圧部６０が、第２搬送スクリュ５６（第２現像剤搬送部材）の上方に配設されている。これにより、現像装置５をそれほど大型化することなく、減圧部６０を設置することができる。

また、本実施の形態では、図３及び図８を参照して、減圧部６０が、第１搬送スクリュ５５（現像剤搬送部材）による現像剤の搬送方向上流側（図３の右側である。）に対応する位置から長手方向に延設されている。
詳しくは、現像装置５（プロセスカートリッジ６）は画像形成装置本体１００に対して長手方向（図８の白矢印方向である。）に着脱自在に設置できるように構成されていて、減圧部６０の排気口６２が現像装置５の着脱方向奥側（図８の左側である。）に向けて開口するように配設されている。
これにより、トナーがフィルタ６３をすり抜けてしまってもトナーが方々に飛散する不具合が抑止される。具体的に、現像装置５の長手方向端部側（図８の領域Ｒである。）のみがトナーで汚れることになり、現像装置５や画像形成装置本体１００の予期せぬ場所（出力画像の画質や装置の動作に影響を及ぼす場所や、プロセスカートリッジ６の交換時にユーザーが触れる取手６ａやプロセスカートリッジ６の長手方向手前側等である。）にトナーが付着する不具合が軽減される。

さらに、本実施の形態では、図６を参照して、減圧部６０に、排気口６２から排出された空気の流路の方向を変えて現像装置５のケース５ａに沿わせて空気を排出するための流路変更部７０が設けられている。
詳しくは、図５及び図６を参照して、減圧部６０の排気口６２の近傍には、排出口６２が形成された壁部に対して段状に突出した段状壁部７１が設けられている。そして、フィルタ６３や段状壁部７１を上方から覆うようにフィルタカバー６６が設置されている。これにより、減圧部６０の排気口６２の近傍に、排気口６２から排出された空気の流路の方向を変える流路変更部７０が形成される。すなわち、図５及び図６の太線矢印で示すように、フィルタ６３を通過した空気は、排出口６２から排出された後に、段状壁部７１に沿うように流路方向を変えて、流路変更部７０の第２排出口７２から排出されて、現像装置５のケース５ａを沿うように移動することになる。したがって、トナーがフィルタ６３をすり抜けてしまっても、そのトナーは、方々に飛散することなく、現像装置５の長手方向奥側のケース５ａ上（図８の領域Ｒである。）のみに付着することになる。
なお、上述したように減圧部６０には、着脱可能なフィルタカバー６６が設置されているために、フィルタ６３が減圧部６０の内部に設置されていても、フィルタカバー６６を取り外すことでフィルタ６３の交換作業を容易におこなうことができる。

さらに、本実施の形態では、図８を参照して、画像形成装置本体１００には、現像装置５（プロセスカートリッジ６）の排出口６２に対向する位置に吸気ファン９０が設置されている。これにより、吸気ファン９０によって、現像装置５内の空気が積極的に吸引されるとともに、トナーがフィルタ６３をすり抜けてしまってもそのトナーが現像装置５の長手方向奥側のケース５ａ上（図８の領域Ｒである。）のみに付着しやすくなる。
なお、画像形成装置本体１００に設置する吸気ファン９０は、画像形成装置本体１００内の温度上昇を低減するための気流ファン等と共用することができる。

最後に、本実施の形態における現像装置５で用いられるトナーについて説明する。
本実施の形態におけるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０、ＳＦ−２が１００〜１８０に設定されている。これにより、トナー１粒子に付着する外添剤の量を増加することができ、キャリアとの衝突等による外部ストレスからトナー母体表面を保護する無機微粒子を増加させることができる。
また、本実施の形態におけるトナーは、２μｍ以下のトナー微分が３０％以下含有されたものである。トナー中にトナー微粉が３０％を超えて含有されていると、トナー１粒子に付着する無機微粒子の個数が減少するため、トナー間の凝集力が増大して、現像剤の流動性悪化が生じてしまう。そして、補給トナーの現像剤中への分散性が悪くなってしまう。
なお、トナーの形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２は、以下のように求められたものである。
形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して１００π／４を乗じた値である。すなわち、次式で表すことができる。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）²／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
ＳＦ−１の値が１００の場合はトナーの形状が真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して１００／４πを乗じた値である。 なわち、次式で表すことができる。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）²／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
ＳＦ−２の値が１００の場合はトナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的に、走査型電子顕微鏡「Ｓ−８００」（日立製作所社製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置「ＬＵＳＥＸ３」（ニレコ社製）に導入して解析して計算したものである。

以上説明したように、本実施の形態における現像装置５は、現像装置５の上方に壁部に囲まれた減圧部６０を設けている。そして、第１に、減圧部６０の内部にフィルタ６３を設けているために、ユーザーが現像装置５（プロセスカートリッジ６）を交換するときにトナーが詰まったフィルタ６３に触れて汚れる不具合が軽減される。第２に、減圧部６０の排気口６２を現像装置５の長手方向端部側に向けて開口するように配設しているために、トナーがフィルタ６３をすり抜けてしまってもトナーが方々に飛散するのを抑止することができる。第３に、減圧部６０の壁部に現像ローラ５１と第１搬送スクリュ５５との対向領域に向かって下方に傾斜する傾斜面６４を設けているために、フィルタ６３が現像剤で塞がれる不具合を抑止することができる。

なお、本実施の形態では、搬送スクリュが２つ設置された現像装置に対して本発明を適用したが、搬送スクリュが３つ以上設置された現像装置や、現像剤を長手方向に搬送する第１搬送スクリュ５５の代わりに現像剤を短手方向に搬送するパドル状の現像剤搬送部材が設置された現像装置、等に対しても本発明を適用することができる。その場合も、本実施の形態と同様に構成された減圧部６０を現像装置の上方に配設することで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、２成分現像剤が収容された現像装置に対して本発明を適用したが、１成分現像剤が収容された現像装置に対しても本発明を適用することができる。その場合も、本実施の形態と同様に構成された減圧部６０を現像装置の上方に配設することで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 プロセスカートリッジを示す構成図である。 現像装置及び感光体ドラムを上方からみた断面図である。 現像装置を示す断面図である。 現像装置の減圧部を示す斜視図である。 現像装置の減圧部を示す断面図である。 フィルタの近傍を示す拡大図である。 画像形成装置本体にプロセスカートリッジが設置された状態を示す概略図である。

符号の説明

１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体ドラム（像担持体）、
５ 現像装置（現像部）、
６、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ プロセスカートリッジ（作像部）、
５１ 現像ローラ（現像剤担持体）、
５２ ドクターブレード、
５５ 第１搬送スクリュ（現像剤搬送部材）、
５６ 第２搬送スクリュ（第２現像剤搬送部材）、
６０ 減圧部、
６１ 吸気口、 ６２ 排気口、
６３ フィルタ、
６４ 傾斜面、 ６５ 対向面、
６６ フィルタカバー、
７０ 流路変更部、
７１ 段状壁部、 ７２ 第２排気口、
９０ 吸気ファン、
１００ 画像形成装置本体（装置本体）、 Ｇ 現像剤。

Claims (13)

1. 現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
   前記像担持体に対向するとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に対向するとともに、現像剤を搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、
   壁部に囲まれた空間を装置の上方に有するとともに、装置の内圧を減ずる減圧部と、
   前記減圧部の内部に設置されたフィルタと、
   を備え、
   前記減圧部は、
   前記現像剤搬送部材の上方であって前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との対向領域に開口する吸気口と、
   装置の長手方向端部側に向けて開口する排気口と、
   を具備し、
   前記減圧部の前記壁部は、前記対向領域に向かって下方に傾斜する傾斜面を具備することを特徴とする現像装置。
2. 前記フィルタは、前記現像剤搬送部材に対向するように設置されたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記傾斜面は、前記フィルタの位置から前記吸気口に向かって連続的に傾斜する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。
4. 前記減圧部の前記壁部は、前記傾斜面とそれに対向する対向面との距離が前記吸気口から前記フィルタの位置に向けて漸増するように形成され、
   前記フィルタは、前記傾斜面側又は前記対向面側に傾斜するように配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記フィルタは、前記吸気口及び前記排気口から離れた位置に配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置。
6. 仕切部材を介して前記現像剤搬送部材に対向するとともに、前記現像剤搬送部材とともに現像剤の循環経路を形成する第２現像剤搬送部材を備え、
   前記減圧部は、前記第２現像剤搬送部材の上方に配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置。
7. 前記現像剤搬送部材は、長手方向に現像剤を搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給するように構成され、
   前記減圧部は、前記現像剤搬送部材による現像剤の搬送方向上流側に対応する位置から長手方向に延設されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の現像装置。
8. 画像形成装置本体に対して長手方向に着脱自在に設置されるように構成され、
   前記減圧部の前記排気口は、装置の着脱方向奥側に向けて開口するように配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像装置。
9. 前記減圧部は、前記排気口から排出された空気の流路の方向を変えて装置のケースに沿わせて空気を排出するための流路変更部を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の現像装置。
10. 前記現像剤は、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０になり形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０になるように形成されたトナーを有することを特徴とする請求項１〜請求項９に記載の現像装置。
11. 画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
    請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
12. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
13. 前記現像装置の前記排出口に対向する位置に吸気ファンを備えたことを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。

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