JP2010224017A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電潜像現像域で発生する浮遊トナーの回収装置部分を現像装置の格別の大型化やコストアップを招くことなく従来より長期にわたりトナー回収性良好に用いることができ、それだけ現像装置全体として使い易い現像装置を提供する。
【解決手段】静電潜像現像域で発生する飛散トナーを吸引ダクト９１を介してフィルタ装置９２で回収する飛散トナー回収装置９Ａ（９Ｂ、９Ｃ）を付設した現像装置４及び該現像装置４を採用した画像形成装置１０。現像装置４は、ダクト９１の内壁面に隆起するトナー捕捉用突出部９１ａ（９１ｂ、９１ｃ）を有している。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式などによって静電潜像を形成し、これを現像してトナー画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関し、特に現像装置に関係している。

電子写真方式等の複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置では、静電潜像担持体表面に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像して可視トナー像を形成する。

この現像装置の代表的なものとして、トナーを主体とする所謂１成分現像剤を用いる現像装置（所謂１成分現像装置）と、トナー及びキャリアを主体とする所謂２成分現像剤を用いる現像装置（所謂２成分現像装置）を挙げることができる。

１成分現像装置は、一般的には、トナーを、トナー担特体とトナー担特体に押圧された規制板とによって形成される規制部を通過させることでトナーを帯電させることができるとともに所望のトナー薄層を得ることができるため、現像器の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である。

２成分現像装置は、トナーを、キャリアとの混合による摩擦帯電で帯電させるため、トナーを帯電させるにあたっての現像剤のストレスが小さく、１成分現像方式と比べるとトナーが劣化しにくく、トナー劣化に対して有利である等の利点がある。

このように１成分現像装置、２成分現像装置にはそれぞれ固有の利点があるが、いずれの現像装置でも、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像域からトナーが飛散し、これが画像形成装置内を汚染したり、トナー像が転写される記録媒体を汚染して画像不良を発生させることがある。

このようなトナー飛散が生じるのは、トナーの帯電を適正な帯電量となるように制御しても、現像装置長手方向においてトナーの帯電量に分布が生じ、弱帯電トナーや逆帯電トナーが存在し、正規帯電トナーは現像バイアスによって静電潜像担持体に形成された静電潜像に飛翔して画像を形成するが、飛翔した正規帯電トナーが現像スリーズ或いは現像ローラと静電潜像担持体との間を往復するとき等に弱帯電トナー及び逆帯電トナーが遊離、浮遊するからである。

このような静電潜像現像域におけるトナー浮遊は、１成分現像装置でも起こり得るが、２成分現像装置において発生しやすい。何故なら、２成分現像装置では、トナーとキャリアからなる現像剤の穂を現像スリーブ上に形成し、この現像剤の穂で静電潜像担持体表面を摺擦して静電潜像を現像するからである。

このような静電潜像現像域からのトナー飛散を抑制するため、例えば、特開２００６−２７６１４７号公報や特開２００６−２７６１５１号公報に記載されているように、飛散しようとするトナーを吸引ダクトで吸引し、該吸引ダクトを介してフィルタで回収することが提案されてきた。

特開２００６−２７６１４７号公報 特開２００６−２７６１５１号公報

しかしながら、従来の、浮遊トナーを吸引ダクトを介してフィルタへ排出する方法では、使用を重ねるうちにフィルタにトナーが大量に蓄積し、フィルタ目詰りによりエアー排出効率が低下し、浮遊トナーの回収が次第に困難になっていく。

この問題を解決するには、フィルタ面積を大型化したり、フィルタを交換式にすること等が考えられるが、それでは現像装置の大型化やコストアップを招き、ユーザビリティの悪化などを引き起こしてしまう。

そこで本発明は、静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いることができ、静電潜像現像域で発生する浮遊トナーを吸引ダクトを介してフィルタで回収する浮遊トナー回収装置を付設した現像装置であって、浮遊トナー回収装置の部分を現像装置の格別の大型化やコストアップを招くことなく従来より長期にわたりトナー回収性良好に機能させることができ、それだけ現像装置全体として使い易い現像装置を提供することを第１の課題とする。

また本発明は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、装置内のトナー汚染が格別の現像装置大型化やコストアップを招くことなく従来より長期にわたり抑制される画像形成装置を提供することを第２の課題とする。

本発明は前記第１の課題を解決するため、
静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いることができ、静電潜像現像域で発生する浮遊トナーを吸引ダクトを介してフィルタで回収する浮遊トナー回収装置を付設した現像装置であって、前記吸引ダクトは前記静電潜像現像域から吸気するための吸気口を有するとともにダクト内壁面に隆起するトナー捕捉用突出部を１又は２以上有している現像装置を提供する。

また本発明は前記第２の課題を解決するため、静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置は本発明に係る現像装置である画像形成装置を提供する。

本発明に係る現像装置は、画像形成装置の静電潜像担持体上の静電潜像を現像する位置に配置して用いることができ、その状態では、従来の浮遊トナー回収装置付設の現像装置と同様に、静電潜像現像域で発生する浮遊トナーを空気とともに浮遊トナー回収装置の吸気口から吸引ダクト内へ吸引し、フィルタで回収することができる。

この浮遊トナー回収装置は、吸引ダクト内部にダクト内壁面に隆起するトナー捕捉用突出部を１又は２以上有している。各トナー捕捉用突出部はダクト内壁に隆起しているため、その部分で気流速度が一旦減速されるが、トナー捕捉用突出部を通過したところでは気流速度が増す一方、トナー捕捉用突出部を通過したところに減圧空間部が発生するとともにその減圧空間部に乱流も発生し、かくして気流に乗って運ばれてきた静電潜像現像域からの浮遊トナーの少なくとも一部が該減圧空間部において遊離停滞し、蓄積される。

このようにして吸引ダクト内を気流で運ばれる浮遊トナーのうちフィルタへ到達するもの量が低減され、それだけフィルタ寿命が増し、浮遊トナー回収装置は長期にわたり回収性良好な状態に維持され、それだけ現像装置全体としもて使い易い。

また、本発明に係る画像形成装置では、少なくとも本発明に係る現像装置に関しては、その浮遊トナー回収装置の部分が長期にわたりトナー回収性良好に使用できる状態に維持されるので、それだけ画像形成装置内のトナー汚染が、格別の現像装置大型化やコストアップを招くことなく従来より長期にわたり抑制され、トナー汚染の抑制された良好な画像を形成できる。

本発明に係る現像装置の浮遊トナー回収装置におけるトナー捕捉用突出部の例として、（１）吸引ダクト内気流方向において上流側端から下流側端へ向け次第にダクト内壁面より隆起し、下流側端においてダクト内壁面へ落ち込む段差を提供している突出部や
（２）吸引ダクト内の気流路を絞る絞りゲートを形成していて、該ゲートは前記フィルタ側及び前記フィルタとは反対側のそれぞれに開口を有しており、該フィルタ側開口面積の方が該反対側開口面積より小さいもの
を挙げることができる。

本発明に係る現像装置はこのようなトナー捕捉用突出部を適宜採用したものとすることができ、例えば、次の現像装置とすることができる。
（ａ）少なくとも一つの前記トナー捕捉用突出部が吸引ダクト内気流方向において上流側端から下流側端へ向け次第にダクト内壁面より隆起し、下流側端においてダクト内壁面へ落ち込む段差を提供している突出部である現像装置。
（ｂ）少なくとも一つの前記トナー捕捉用突出部が前記吸引ダクト内の気流路を絞る絞りゲートを形成しており、該ゲートは前記フィルタ側及び前記フィルタとは反対側のそれぞれに開口を有しており、該フィルタ側開口面積の方が該反対側開口面積より小さい現像装置。

いずれにしても、トナー捕捉用突出部はダクト内壁と一体的に形成されていてもよく、ダクト内壁に取り付けられる、嵌め込まれる等して形成されていてもよい。
また、本発明に係る現像装置として、前記吸引ダクトが、現像装置本体長手方向に沿って現像装置本体に設けられたダクト部分を含んでおり、少なくとも一つの前記トナー捕捉用突出部が該現像装置本体に設けられたダクト部分に設けられているものを例示できる。

現像装置本体に設けられたダクト部分は例えば現像装置ハウジングの一部を利用する等してコンパクトに安価に形成でき、浮遊トナー回収装置を有する現像装置のコンパクト化、低コスト化に寄与できる。

以上説明したように本発明によると、静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いることができ、静電潜像現像域で発生する浮遊トナーを吸引ダクトを介してフィルタで回収する浮遊トナー回収装置を付設した現像装置であって、浮遊トナー回収装置の部分を現像装置の格別の大型化やコストアップを招くことなく従来より長期にわたりトナー回収性良好に機能させることができ、それだけ現像装置全体として使い易い現像装置を提供することができる。

また本発明によると、静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、装置内のトナー汚染が格別の現像装置大型化やコストアップを招くことなく従来より長期にわたり抑制される画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。 図１の画像形成装置における現像装置の長手方向を横切る断面の構造の概略を示す図である。 図２に示す現像装置における浮遊トナー回収装置の例を示す斜視図である。 図（Ａ）は図３の浮遊トナー回収装置の、長手方向に沿って切断した断面図であり、図（Ｂ）はトナー捕捉の説明図である。 図（Ａ）は浮遊トナー回収装置の他の例の断面図であり、図（Ｂ）はトナー捕捉の説明図である。 浮遊トナー回収装置のさらに他の例の断面図である。 浮遊トナー回収装置のさらに他の例を示す図である。 図（Ａ）〜図（Ｄ）のそれぞれはトナー捕捉用突出部の他の例を示す図である。 実験に用いた図４に示すタイプの浮遊トナー回収装置のダクト各部寸法を示す図である。 浮遊トナー回収装置におけるトナー捕捉用突出部の大きさに応じたトナー回収量（トナー捕捉量）を測定した結果を示す図である。 浮遊トナー回収装置における吸引ダクト内のトナー捕捉用突出部の有無によるフィルタ装置でのトナー捕集量を測定した結果を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及びそこで用いられている本発明に係る現像装置の例について説明する。
図１は画像形成装置の１例１０の構成の概略を示している。画像形成装置１０はタンデム型のフルカラープリンタである。

このプリンタ１０は、駆動ローラ８１とこれに対向するローラ８２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト８を有している。転写ベルト８は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ８１により図中反時計方向（図中矢印方向）ＣＣＷに回される。

ローラ８２には転写ベルト８上の２次転写残トナー等を清掃するクリーニング装置８３が臨んでおり、駆動ローラ８１には２次転写ローラ７が臨んでいる。

２次転写ローラ７は図示省略の押圧手段にて駆動ローラ８１に支持された中間転写ベルト８の部分に押圧され、中間転写ベルト８との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト８の回転に従動して、或いは後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して、又は図示省略の駆動部に駆動されて回転することができる。
２次転写ローラ９へは、図示省略の電源から２次転写バイアスを印加することができる。

中間転写ベルト８及び２次転写ローラ７の上方には定着装置ＦＸが配置されており、下方にはタイミングローラ対ＴＲが配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセットＳＣが配置されている。

定着装置ＦＸは熱源にて加熱される定着加熱部材とこれに圧接される加圧部材とを含むものである。
記録媒体収容カセットＳＣに収容された記録媒体Ｓは、媒体供給ローラＳＣｒにて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対ＴＲへ供給することができる。

中間転写ベルト８を巻き掛けたローラ８１、８２の間には、転写ベルト８に沿って、ローラ８２からローラ８１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電装置２、露光装置３、現像装置４及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。

各画像形成部の感光体１にはベルト８を間にして１次転写ローラ６が対向配置されている。各１次転写ローラ６は、本例では図示省略の押圧手段にて感光体１の方向へ押圧され、ベルト８に接触して従動回転するとともにベルト８を感光体１に接触させることができる。カラー画像形成モードでは、１次転写ローラ６がベルト８を画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光体１へ接触させることができ、モノクロ画像形成モードでは、モノクロ画像形成に用いる画像形成部（本例では画像形成部Ｋ）に対応する１次転写ローラがベルト８を該画像形成部の感光体１へ接触させることができる。

１次転写ローラ６には、感光体１上に形成されるトナー像をベルト８へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から印加できる。

露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ、画像読取装置等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施せるものである。

各画像形成部における感光体１は、それとは限定されないが、本例では負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。

各画像形成部における帯電装置２は、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用の電圧が印加される。なお、帯電器２は帯電ローラを用いるもの等であってもよい。

各画像形成部における現像装置４は、磁性キャリアと、該キャリアとの摩擦帯電で負に帯電する非磁性トナーを主成分とする所謂２成分現像剤を用いて、感光体１上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加される現像スリーブ４１で反転現像することができる。現像装置４については後ほどさらに説明する。

このプリンタによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト８に１次転写する。

すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電装置２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置４の現像バイアスが印加された現像スリーブ４１にて現像されて可視イエロートナー像となる。該イエロートナー像は１次転写ローラ６にて転写ベルト８上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ６には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。

同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト８に転写される。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト８上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト８上に形成された多重トナー像は転写ベルト８の回動により２次転写ローラ７へ向け移動する。

一方、記録媒体Ｓが記録媒体収容カセットＳＣから媒体供給ローラＳＣｒにて引き出され、タイミングローラ対ＴＲへ供給され、待機している。

このようにタイミングローラ対ＴＲのところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト８にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト８と２次転写ローラ７とのニップ部に供給される。該多重トナー像は図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ７にて記録媒体Ｓ上に２次転写される。

その後記録媒体Ｓは定着装置ＦＸに通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、排出ローラ対ＤＲにて排出トレイＤＴに排出される。

トナー像のベルト８への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置５で清掃され、２次転写によりベルト８上に残留する２次転写残トナー等はクリーニング装置８３で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

以上説明したように画像形成されるのであるが、２成分現像剤を用いる現像装置４についてさらに説明する。現像装置４は図２及び図３に示すもので、本発明に係る現像装置の１例である。

図２は現像装置４の断面構造の概略を示している。図３は現像装置４の現像スリーブ４１と飛散トナー回収装置９とを示している。

現像装置４は、現像スリーブ４１とその内部に固定配置された磁石体４２を有している。現像スリーブ４１は、ここでは非磁性材料で形成された断面円形の中空ローラ形態のスリーブであり、磁石体４２に外嵌され、図示を省略した左右の軸受け部を介して磁石体４２に回転自在に支持されているとともに、左側、右側のうち片方側から図示省略の駆動手段にて図２中時計方向ＣＷに回転駆動可能となっている。磁石体４２はここでは概ねローラ形態に形成されている。

現像装置４は、さらに現像スリーブ４１へ現像剤を、そのトナーとキャリアを均一に攪拌しつつ供給する第１攪拌搬送部材４３及び第２攪拌搬送部材４４を含んでいる。第１攪拌搬送部材４３はここでは回転軸４３１にスクリュー羽根（螺旋羽根）４３２を周設したスクリュー搬送部材であり、第２攪拌搬送部材４４も回転軸４４１にスクリュー羽根（螺旋羽根）４４２を周設したスクリュー搬送部材である。

現像スリーブ４１、攪拌搬送部材４３、４４はいずれも現像装置ハウジング４０に収められ、該ハウジングに回転可能に支持されている。現像スリーブ４１は、現像装置４が画像形成装置１０に設置されると感光体１に臨むように、一部がハウジング４０の外側へ出ている。攪拌搬送部材４３、４４は現像装置ハウジング４０内に収容されている。

第１攪拌搬送部材４３は現像スリーブ４１に臨んで、現像スリーブと平行に配置されており、第２攪拌搬送部材４４は隔壁４５を間にして第１攪拌搬送部材４３と平行に、部材４３の下方に配置されている。隔壁４５は奥側と手前側にそれぞれ現像剤流通開口部（図示省略）を有している。

現像装置ハウジング４０内の現像剤は、攪拌搬送部材４４の回転により奥側から手前側へ攪拌されつつ搬送されて手前側開口部から攪拌搬送部材４３側へ移行し、部材４３にて奥側へ攪拌されつつ搬送され、奥側開口部から再び部材４４側へ移行する。このように現像剤は攪拌循環され、部材４３による搬送途中で現像スリーブ４１へ供給される。

ローラ４１は内部の磁石体４２の作用で現像剤の穂（現像剤からなる磁気ブラシ）を周面に保持して、途中で現像剤規制部材４００にて現像剤量を規制されつつ、感光体１に臨む現像域へ搬送し、静電潜像の現像に供することができる。

図１では図示を省略しているが図２に破線で示すトナー補給装置Ｔから下側の第２攪拌搬送部材４４へトナー補給できるようになっている。

現像装置４について注目すべきは、図３及び図４に示すように、浮遊トナー回収装置９Ａを備えている点である。

浮遊トナー回収装置９Ａは、現像スリーブ４１が感光体１上の静電潜像を現像する現像域において浮遊することがあるトナーを吸引回収するためのもので、吸引ダクト９１と、吸引ダクト９１の片側の端部に接続されたフィルタ装置９２と、フイルタ装置９２を介してダクト９１内へその吸気口９１１、９１２から吸気するための吸気ファン装置９３とを含んでいる。

吸引ダクト９１は現像装置本体の長手方向（感光体１及び現像スリーブ４１の回転軸線方向に同じ）に沿って形成されたものである。本例では、吸引ダクト９１の殆どの部分が、現像装置ハウジング４０を利用して該ハウジングの頂部に形成されている。

吸引ダクト９１は、本例では断面四角形状のダクトで、両端部に、静電潜像現像域から空気とともに浮遊トナーを吸引するための吸気口９１１、９１２を有している。

また、吸引ダクト９１は、その内部に、複数のトナー捕捉用突出部９１ａを有している。各トナー捕捉用突出部９１ａは図４（Ａ）に示すように、図中矢印で示す吸引ダクト内気流方向において上流側端から下流側端へ向け次第にダクト内底壁面９１３より上方へ隆起し、下流側端においてダクト内底壁面９１３へ落ち込む段差を提供している突出部である。

この浮遊トナー回収装置９Ａを有するタイプの現像装置４は、図１に示すように、プリンタ１０の各画像形成部に設置し、感光体１上の静電潜像を現像する位置に配置して用いることができる。その状態では、図３に示すように、感光体１上の静電潜像現像域で発生する浮遊トナーが空気とともに現像スリーブ４１表面に沿って現像装置長手方向左右の吸気口９１１、９１２へ流れ、該吸気口からダクト９１内へ吸引され、フィルタ装置９２に回収される。

しかし、浮遊トナー回収装置９Ａには、吸引ダクト９１内部にダクト内底壁面に隆起するトナー捕捉用突出部９１ａを複数段に設けてある。図４（Ｂ）に示すように、各トナー捕捉用突出部９１ａはダクト内底壁面９１３から隆起しているため、その部分で気流速度が一旦減速されるが、突出部９１ａを通過したところでは気流速度が増す一方、減圧空間部９１ａ’が発生するとともにその減圧空間部９１ａ’に乱流も発生し、かくして気流に乗って運ばれてきた静電潜像現像域からの浮遊トナーｔの少なくとも一部が該減圧空間部において遊離落下し、蓄積される。

かくして吸引ダクト９１内を気流で運ばれる浮遊トナーｔのうちフィルタ装置９２へ到達するものの量が低減され、それだけフィルタ寿命が増し、浮遊トナー回収装置９Ａは長期にわたり回収性良好に使用できる状態に維持され、それだけ現像装置４は使い易いものとなる。

また、この現像装置４を採用した画像形成装置１０では、現像装置４の浮遊トナー回収装置９Ａの部分が長期にわたりトナー回収性良好な状態に維持されるので、それだけ画像形成装置１０内のトナー汚染が、格別の現像装置大型化やコストアップを招くことなく従来より長期にわたり抑制され、トナー汚染の抑制された良好な画像を形成できる。

また、現像装置４によると、浮遊トナー回収装置９Ａにおけるフィルタ装置９２でのトナー回収量を低減させることができるので、それだけ吸気フアン装置９３の吸引力を低減でき、それによりパワーダウン及びコストダウンが図れる利点もある。さらに、吸気ファン装置９３のパワーダウンによりそれだけ騒音を低減できる利点もある。
さらに、画像形成装置１０外へのトナー飛散も抑制できる。

図５は浮遊トナー回収装置の他の例９Ｂを示している。この回収装置９Ｂは、前記回収装置９Ａにおいて、トナー捕捉用突出部９１ａに代えてトナー捕捉用突出部９１ｂを吸気ダクト９１に設けたものである。それ以外の点は、装置９Ａと同構成である。装置９Ａと同じ部品、部分等には同じ参照符号を付してある。

回収装置９Ｂにおけるトナー捕捉用突出部９１ｂは吸引ダクト９１内の気流路を絞る絞りゲートの形態のものである。ゲート９１ｂは、ダクト９１内の側壁面９１４のそれぞれからダクト中央部へ向け横方向に隆起する一対の突出部ｂ１からなっている。

さらに説明すると、ゲート９１ｂは、平面から見ると、図５に示すように、フィルタ装置９２側の（下流側の）、上下に延びる開口ｂ３及びフィルタ装置とは反対側の（上流側の）上下に延びる開口ｂ２を有しており、開口ｂ３の開口面積の方が開口ｂ２の開口面積より小さいものである。

この回収装置９Ｂにおいては、図５（Ｂ）に示すように、各トナー捕捉用突出部（ゲート）９１ｂにおいて、その出口側開口ｂ３の手前で気流速度が一旦減速されるが、開口ｂ３を出たところで、気流速度が増す一方、減圧空間部９１ｂ’が発生するとともにその減圧空間部９１ｂ’に乱流も発生し、かくして気流に乗って運ばれてきた静電潜像現像域からの浮遊トナーｔの少なくとも一部が該減圧空間部において遊離落下し、蓄積される。

図６は浮遊トナー回収装置の他の例９Ｃを示している。この回収装置９Ｃは、前記回収装置９Ａにおいて、トナー捕捉用突出部９１ａに代えてトナー捕捉用突出部９１ｃを吸気ダクト９１に設けたものである。それ以外の点は、装置９Ａと同構成である。装置９Ａと同じ部品、部分等には同じ参照符号を付してある。

回収装置９Ｃにおけるトナー捕捉用突出部９１ｃは吸引ダクト９１内の気流路を絞る絞りゲートの形態のものである。該ゲート９１ｃは、ダクト９１内の天井壁面９１５及び底壁面９１３のそれぞれからダクト中央部へ向け上下方向に隆起する一対の突出部ｃ１からなっている。

ゲート９１ｃは、側面から見ると、図６に示すように、フィルタ装置９２側の、横方向延びる開口ｃ３及びフィルタ装置とは反対側の、横方向に延びる開口ｃ２を有しており、開口ｃ３の開口面積の方が開口ｃ２の開口面積より小さいものである。

この回収装置９Ｃにおいては、図６に示すように、各トナー捕捉用突出部（ゲート）９１ｃにおいて、その出口側開口ｃ３の手前で気流速度が一旦減速されるが、開口ｃ３を出たところで、気流速度が増す一方、減圧空間部が発生するとともにその減圧空間部に乱流も発生し、かくして気流に乗って運ばれてきた静電潜像現像域からの浮遊トナーｔの少なくとも一部が該減圧空間部において遊離落下し、蓄積される。

図７は浮遊トナー回収装置のさらに他の例９Ｄを示している。浮遊トナー回収装置９Ｄは、前記回収装置９Ａにおいて、フィルタ装置９２及び吸気ファン装置９３をダクト９１の中央部に接続するとともに、トナー捕捉用突出部９１ａをダクト９１内で左右対象に、且つ、個々の突出部９１ａが矢印で示すダクト内気流方向において上流側端から下流側端へ向け次第にダクト内底壁面９１３より上方へ隆起し、下流側端においてダクト内底壁面９１３へ落ち込む段差を提供するように設けたものである。それ以外の点は、装置９Ａと同構成である。装置９Ａと同じ部品、部分等には同じ参照符号を付してある。なお、装置９Ｄにおけるフィルタ装置９２及び吸気ファン装置９３は実際には現像装置本体と干渉しないように設けるとよい。

この回収装置９Ｄにおいても装置９Ａの場合と同様に、各突出部９１ａにより形成される減圧空間部において少なくとも浮遊トナーの一部が遊離落下し、蓄積される。

かくして、回収装置９Ｂ、９Ｃ、９Ｄを備えた現像装置４においても、吸引ダクト９１内を気流で運ばれる浮遊トナーｔのうちフィルタ装置９２へ到達するものの量が低減され、それだけフィルタ寿命が増し、浮遊トナー回収装置９Ｂ（９Ｃ、９Ｄ）は長期にわたり回収性良好に使用できる状態に維持され、それだけ現像装置４は使い易いものとなる。

また、この現像装置４を採用した画像形成装置では、現像装置４の浮遊トナー回収装置９Ｂ（９Ｃ、９Ｄ）の部分が長期にわたりトナー回収性良好に使用できる状態に維持されるので、それだけ画像形成装置内のトナー汚染が、格別の現像装置大型化やコストアップを招くことなく従来より長期にわたり抑制され、トナー汚染の抑制された良好な画像を形成できる。

また、浮遊トナー回収装置９Ｂ、９Ｃ、９Ｄにおいても、吸気フアン装置９３のパワーダウン及びコストダウン、さらにはパワーダウンによる騒音低減を図ることができる。

ゲートタイプのトナー捕捉用突出部はダクト内壁面を一周するように形成されていてもよい。いずれにしても、トナー捕捉用ゲートを採用する場合には、ダクト９１内中央部でフィルタ装置９２へ向かう気流の速度の減衰を大幅に損なわないように設置することが望ましい。

なお、回収装置９Ｂや９Ｃについても、回収装置９Ｄのように、フィルタ装置９２及び吸気ファン装置９３をダクト９１の端部以外の中央部等に設置し、トナー捕捉用突出部をその向きを調整して設けることで、該突出部で浮遊トナーの少なくとも一部を捕捉できる。

また、トナー捕捉用突出部の形状は前記したものに限定されることはなく、例えば、図８（Ａ）に示すように、矢印で示す気流方向において下流側が上流側より高くなった台形状のもの、図８（Ｂ）のように三角形状ではあるが気流方向において下流側の面がダクト内壁面へ向け、且つ、上流側へ戻るように傾斜しているもの、図８（Ｃ）のように気流方向において上流側へ向けられる断面凸円弧状の面を有するもの、図８（Ｄ）のように気流方向において上流側へ向けられる断面凹円弧状の面を有するもの等も採用できる。
さらに、トナー捕捉用突出部は、ダクト内気流が接触通過する傾斜面等の面にトナー捕捉を可能にする微小な凹凸（例えば凹凸粗さＲａが５０μｍ〜５００μｍ程度のもの）を形成してもよい。

次に、図４に示す浮遊トナー回収装置９Ａによるトナー捕捉用突出部の大きさに応じた浮遊トナー回収性を評価する実験を行ったので、そのことについて説明する。
実験で用いた浮遊トナー回収装置９Ａにおける吸引ダクト９１の各部の寸法は図９に示してある。すなわち、ダクト９１の断面は１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形であり、ダクト９１の長手方向の全長（現像スリーブ４１の回転軸線と同じ方向の全長）は２８０ｍｍであり、両端から５ｍｍずつ入った各部位に５ｍｍ×２０ｍｍサイズの吸気口９１１、９１２が形成されている。それら吸気口９１１、９１２の間のダクト部分が画像領域に対応しており、その部分の長さは２３０ｍｍである。換言すれば、吸気口９１１、９１２は画像領域の直ぐ外側に対応して設けられている。トナー捕捉用突出部９１ａは、該２３０ｍｍの部分に４６ｍｍおきにダクト内部を５分割するように４個設けられている。ファン装置９３は吸引能力０．５ｍ／秒〜０．６ｍ／秒である。

以上の条件のもとに、しかし、突出部９１ａについてはダクト内底壁面９１３より上方への隆起高さ（最大高さ）を１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍと変えた５種類の浮遊トナー回収装置をそれぞれ設けた図２に示すタイプの２成分現像装置を実験用に準備した画像形成ユニットへ搭載して白紙条件で連続駆動し、ダクト内のトナー回収量を測定したところ、図１０に示す結果を得た。この結果から、トナー捕捉用突出部の高さは、概ね３ｍｍ以上とすることで、ダクト内で効率よくトナー捕捉を行えることが分かる。

また、図９に示す各部寸法を有するダクトを用いた装置９Ａと同タイプの浮遊トナー回収装置（但しトナー捕捉用突出部の高さは２ｍｍ）と、その回収装置においてダクトからトナー捕捉用突出部を取り除いた回収装置とを準備し、各回収装置を前記と同じ実験用に準備した画像形成ユニットへ搭載して白紙条件で連続駆動し、各回収装置におけるフィルタ装置でのトナー捕集量を測定した。図１１はその結果を示している。図１１らか分かるように、吸引ダクト内にトナー捕捉用突出部を設けると、ダクト内気流速度を低下させて、トナーを捕捉することができ、それだけ長期にわたり、フィルタ装置を使用できることが分かる。

図１を参照して説明した画像形成装置１０はタンデム型のフルカラープリンタであったが、本発明はモノクロ画像形成装置にも適用でき、また、他のタイプの多色画像形成装置等にも適用できる。また、現像装置を複数備えている画像形成装置では、該複数の現像装置の全数より少ない数の現像装置だけが本発明に係る現像装置であってもよい。

また、以上説明した現像装置４は２成分現像装置であったが、本発明は１成分現像装置にも適用可能である。

本発明は、静電潜像現像域における浮遊トナーを長期にわたり吸引回収できる現像装置及び該現像装置を採用する画像形成装置を提供することに利用できる。

１０ プリンタ
Ｙ イエロー画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
１ 感光体
２ 帯電装置 ３ 画像露光装置
４ 現像装置
４０ 現像装置ハウジング
４１ 現像スリーブ
４２ 固定磁石体
４３ 第１攪拌搬送部材
４４ 第２攪拌搬送部材
４５ 隔壁
４００ 現像剤規制部材
Ｔ トナー補給装置
９Ａ 浮遊トナー回収装置
９１ 吸引ダクト
９１１、９１２ 吸気口
９１３ ダクト内部の底壁面
９１ａ トナー捕捉用突出部
９１ａ’ 減圧空間部
ｔ トナー
９２ フィルタ装置
９３ 吸気ファン装置
９Ｂ 浮遊トナー回収装置
９１４ ダクト内部の側壁面
９１ｂ ゲート形態のトナー捕捉用突出部
ｂ１ 突出部
ｂ２、ｂ３ ゲート開口
９Ｃ 浮遊トナー回収装置
９１５ ダクト内部の天井壁面
９１ｃ ゲート形態のトナー捕捉用突出部
ｃ１ 突出部
ｃ２、ｃ３ ゲート開口

５ クリーニング装置
６ １次転写ローラ
７ ２次転写ローラ
８ 中間転写ベルト
８１ 駆動ローラ
８２ 対向ローラ
８３ クリーニング装置
ＳＣ 記録媒体供給カセット
ＳＣｒ 記録媒体供給ローラ
ＴＲ タイミングローラ対
ＦＸ 定着装置
ＤＲ 記録媒体排出ローラ対
ＤＴ 記録媒体排出トレイ
Ｓ 記録媒体

Claims (5)

1. 静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いることができ、静電潜像現像域で発生する浮遊トナーを吸引ダクトを介してフィルタで回収する浮遊トナー回収装置を付設した現像装置であり、前記吸引ダクトは前記静電潜像現像域から吸気するための吸気口を有するとともにダクト内壁面に隆起するトナー捕捉用突出部を１又は２以上有していることを特徴とする現像装置。
2. 少なくとも一つの前記トナー捕捉用突出部は、吸引ダクト内気流方向において上流側端から下流側端へ向け次第にダクト内壁面から隆起し、下流側端においてダクト内壁面へ落ち込む段差を提供している突出部である請求項１記載の現像装置。
3. 少なくとも一つの前記トナー捕捉用突出部は、前記吸引ダクト内の気流路を絞る絞りゲートを形成しており、該ゲートは前記フィルタ側及び前記フィルタとは反対側のそれぞれに開口を有しており、該フィルタ側開口面積の方が該反対側開口面積より小さい請求項１又は２記載の現像装置。
4. 前記吸引ダクトは現像装置本体長手方向に沿って現像装置本体に設けられたダクト部分を含んでおり、少なくとも一つの前記トナー捕捉用突出部は該現像装置本体に設けられたダクト部分に設けられている請求項１、２又は３記載の現像装置。
5. 静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置は請求項１、２、３又は４記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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