JP2011170288A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダクトの大型化を抑えつつ、現像剤担持体周りに飛散した現像剤を回収できる現像装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤担持体と、現像剤担持体表面の一部を潜像担持体に対向させるための開口部が設けられたケーシングとを有し、現像剤担持体回転方向下流側に位置する開口部の縁部と現像剤担持体表面との間に形成される流入空隙を通じて、現像剤担持体の回転に伴って外気がケーシングの内部空間に向かって流入し得る構造を備え、流入空隙の現像剤担持体長手方向の第１領域で発生される流入空隙からケーシング内に飛散現像剤を回収し得る気流の強さよりも第２領域で発生される気流の強さが弱く、現像剤担持体回転方向上流側または下流側に設けられ、第２領域の現像剤担持体長手方向にわたって開口が形成されたダクトと、開口からダクト内に気体が吸い込まれるような吸い込み気流を発生させる気流発生手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられる現像装置、及び、その現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。

乾式電子写真方式の画像形成装置では潜像担持体である感光体上に形成された潜像を、現像装置のケーシングの感光体と対向する部分に形成された開口部から一部が露出された現像剤担持体である現像ローラ上に担持した粉体のトナーを用いて現像が行なわれる。そのため、これが機内外に飛散し、周囲を汚染することがある。このトナー飛散による汚染を抑制する手段の一つとして気流でトナーを回収する方法がある。特に、トナー飛散が多い現像ローラ周りに、吸入口が形成されたダクトを配して集中的にトナーを回収する方法が知られている。

特許文献１に記載の画像形成装置には、現像ローラ周りの飛散トナーを回収するために、像担持体と現像ローラの接する箇所の現像ローラ回転方向上流側や下流側に、吸い込み気流を生じさせて飛散トナーを回収する気流ユニットを配置する構成が開示されている。この気流ユニットは、現像ローラ長手方向に長尺なダクトに現像ローラ長手方向全域わたって開口を設け、現像ローラ長手方向一端側に設けられたポンプにより吸い込み気流を発生させることで、現像ローラ長手方向全域にわたって現像ローラ周りの飛散トナーを前記開口からダクト内に気流で吸引して回収している。また、ダクト内に気流の流路を仕切る仕切り板を設けて現像ローラ長手方向全域で飛散トナーが吸い込め得る適切な吸い込み気流が得られるようにしている。

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置のように、ダクト内に仕切り板を設けるためにはダクト内にある程度の大きさのスペースが必要となり、その結果、ダクトが大型化してしまうといった問題が生じる。このようにダクトが大型化してしまうと、画像形成装置内でダクト近辺に設けられる現像装置などの形状やレイアウトの自由度が低減したり、画像形成装置の大型化を招いてしまったりする虞がある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ダクトの大型化を抑えつつ、現像剤担持体周りに飛散した現像剤を回収できる現像装置、及び、その現像装置を備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、現像装置において、表面に現像剤を担持した状態で、潜像担持体に対向しながら該潜像担持体の回転に対して連れ回り方向に回転する現像剤担持体と、内部に現像剤を収容するための内部空間を形成し、現像剤担持体回転方向における該現像剤担持体表面の一部を該潜像担持体に対向させるための開口部が設けられたケーシングとを有し、現像剤担持体回転方向下流側に位置する該開口部の縁部と該現像剤担持体表面との間に形成される流入空隙を通じて、現像剤担持体の回転に伴って外気が該ケーシングの内部空間に向かって流入し得る構造を備え、前記流入空隙の現像剤担持体長手方向の第１領域で発生される該流入空隙からケーシング内に飛散現像剤を回収し得る気流の強さよりも、前記流入空隙の現像剤担持体長手方向の第２領域で発生される気流の強さが弱く、前記現像剤担持体回転方向上流側または下流側に設けられ、前記第２領域の現像剤担持体長手方向にわたって開口が形成された、気流の通路となる現像剤担持体長手方向に長尺なダクトと、前記開口からダクト内に気体が吸い込まれるような吸い込み気流を発生させる気流発生手段と、を有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記流入空隙の現像剤担持体長手方向の間隔は、上記第２領域のほうが上記第１領域よりも広くなっていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記流入空隙よりも現像剤担持体回転方向下流側に上記現像剤担持体から回収された現像剤を搬送する、現像剤担持体長手方向に長尺な現像剤搬送部材を有しており、前記現像剤搬送部材上の上記第１領域に対応する箇所の現像剤の嵩が、該現像剤搬送部材上の上記第２領域に対応する箇所の現像剤の嵩よりも低くなるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の現像装置において、上記現像剤搬送部材上に現像剤を受け渡すのが上記現像剤担持体のみであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の現像装置において、上記現像剤搬送部材は、現像剤担持体長手方向に長尺な回転軸と、該回転軸上に形成された複数の羽根部材とからなり、前記現像剤搬送部材の上記第１領域に対応する箇所の前記羽根部材のピッチが、該現像剤搬送部材の上記第２領域に対応する箇所の該羽根部材のピッチよりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記現像手段として、請求項１、２、３、４または５の現像装置を用いることを特徴とするものである。

ここで、現像剤担持体の回転に伴って現像剤担持体長手方向全域にわたって流入空隙からケーシング内（現像装置内）に向かって強い吸い込み気流を発生させて、その吸い込み気流により現像剤担持体長手方向全域にわたって現像剤担持体周りの飛散現像剤をケーシング内（現像装置内）に回収することも考えられる。しかしながら、現像剤担持体の回転に伴って現像剤担持体長手方向全域にわたって強い吸い込み気流を発生させて多量の空気がケーシング内（現像装置内）に吸い込まれてしまうと、ケーシング内（現像装置内）の内圧が著しく上がってしまう。これにより、前記流入空隙の現像剤担持体長手方向のどこかで吸い込み気流とケーシング内（現像装置内）の内圧とが均衡してしまったり、吸い込み気流よりもケーシング内（現像装置内）の内圧が勝ってケーシング内（現像装置内）の気体が外へ噴出してしまったりして、飛散現像剤を現像剤担持体の回転に伴う吸い込み気流でケーシング内（現像装置内）に回収できなくなる虞がある。

本発明においては、前記領域Ｂで流入空隙からケーシング内（現像装置内）に吸い込まれる気流の強さが前記領域Ａよりも弱く、ケーシング内（現像装置内）の領域Ｂ側の内圧が上がりにくくなる。そのため、ケーシング内（現像装置内）の領域Ａ側で現像剤担持体の回転に伴う吸い込み気流とケーシング内（現像装置内）の内圧とが均衡してしまったり、前記吸い込み気流よりもケーシング内（現像装置内）の内圧が勝ってケーシング内（現像装置内）の気体が外へ噴出してしまったりすることを抑制でき、前記領域Ａ側で強い吸い込み気流を確保することができる。よって、前記第１領域では現像剤担持体の回転に伴って生じる吸い込み気流によって現像剤担持体周りの飛散現像剤をケーシング内に回収することができる。また、前記第２領域ではダクトに形成された開口からの吸い込み気流によって現像剤担持体周りの飛散現像剤をダクト内に回収することができる。これにより、現像剤担持体長手方向全域にわたってダクトに開口を設ける場合よりも現像剤担持体長手方向でダクトの開口の開口領域を小さくできる分、従来のようにダクト内に仕切り壁を設けなくとても、前記開口における開口領域の現像剤担持体長手方向にわたって飛散現像剤を吸い込み回収し得る適切な吸い込み気流を得ることが可能となる。よって、ダクト内のスペースを小さくすることができるのでダクトの大型化を抑えつつ、現像剤担持体周りの飛散現像剤を回収することができる。

以上、本発明によれば、ダクトの大型化を抑えつつ、現像剤担持体周りに飛散した現像剤を回収できるという優れた効果がある。

本発明に用いる現像装置内の現像剤の流れの説明図。 実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 現像装置の断面図。 参考構成例の現像装置を用いた吸い込み気流についての説明図。 現像ローラとケーシングとのギャップでの吸い込み気流についての説明図。 飛散トナーを回収する気流についての説明図。 ダクト内の気流の偏差の説明図。 内部に複数の仕切り壁を設けて気流の流路を分割したダクトの模式図。 本発明における飛散トナーの吸い込み気流の説明図。 本発明に用いる現像装置内の現像剤の流れの説明図。 回収スクリュ上の領域Ａに対応する箇所の現像剤量の説明図。 回収スクリュ上の領域Ｂに対応する箇所の現像剤量の説明図。 ギャップと吸い込み気流ＩＩの強さとの関係を示したグラフ。 現像ローラとケーシングとのギャップの設定例を示す模式図。 現像装置長手方向の位置と吸い込み気流ＩＩの強さとの関係を示したグラフ。 スクリュピッチを途中で変化させた回収スクリュの模式図。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機」という）の一実施形態について説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機の概略構成図である。この複写機はプリンタ部１００、これを載せる給紙装置１１１、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ１１２などを備えている。また、このスキャナ１１２の上に固定された原稿自動搬送装置４００なども備えている。

プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。

光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。

プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、ドラム状の感光体２、帯電器、現像装置２００、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。

以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８について説明する。
帯電手段たる帯電器によって、感光体２Ｙの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体２Ｙの表面には、光書込ユニット２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部（露光部）の電位が減衰する。この減衰により、感光体２Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段たる現像装置２００Ｙによって現像されてＹトナー像となる。
Ｙ用の感光体２Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト６０に一次転写される。一次転写後の感光体２Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。

Ｙ用のプロセスカートリッジ１８Ｙにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体２Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ，Ｃ，Ｋについても同様である。

次に、中間転写ユニット１７について説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト６０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、張架ローラ６４、駆動ローラ６５、二次転写バックアップローラ６６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。

中間転写ベルト６０は、張架ローラ６４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ６５の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。

４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト６０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト６０をその内周面側から感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体と一次転写バイアスローラとの間に一次転写電界が形成される。

Ｙ用の感光体２Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト６０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体２Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト６０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

中間転写ベルト６０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト６０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ６５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。

次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３ａ，２３ｂによって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。張架ローラ２３ａは、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ６６との間に、中間転写ベルト６０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト６０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この張架ローラ２３ａには、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト６０上の４色トナー像を中間転写ベルト６０側から張架ローラ２３ａ側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト６０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように張架ローラ２３ａに二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。

複写機本体の下部に設けられた給紙装置１１１には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路４６に向けて送り出される。

給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６は、複数の搬送ローラ対４７と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト６０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト６０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。

定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。これら定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおいける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト２６を加圧する。加圧された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。

定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。

図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ１１２のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。

本複写機は、複写機内の各機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。

上述したように原稿がセットされた後、図示しない操作表示部のコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ１１２による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。

このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各機器や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト６０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。

また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置１１１内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。

本複写機は、２色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト６０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト６０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４つの感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体２Ｋだけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体２だけでなく、現像器も駆動を停止させて、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。

図３は現像装置２００の断面図を示したものである。

この現像装置２００では、内部に現像剤を収容するための内部空間が形成され、現像ローラ表面の一部を感光体２に対向させるための開口部が設けられたケーシング３内で現像剤が一方向に循環するＯＤ現像方式を採用している。現像剤は攪拌スクリュ５によって図面奥方向へ向かって搬送され、突き当りで持ち上げられて供給スクリュ６によって手前へと搬送される。現像ローラ１は供給スクリュ６によって搬送されてきた現像剤を汲み上げて潜像担持体である感光体２へとトナーを現像する。現像に使用された後の現像剤は回収スクリュ４によって回収されてまた攪拌スクリュ５へと循環する。

一連の現像剤の流れの中でトナー飛散が問題となるのは現像ローラ周りの現像ローラ１と感光体２とのニップ部１５の現像ローラ回転方向下流の領域である。飛散トナーが現像装置外部へと漏れた場合には機械内部、外部の汚染や異常画像の原因となるためこれを抑制する必要がある。

図３の構成の中で、ニップ部１５の現像ローラ回転方向下流の領域で生じた飛散トナーを回収は、ケーシング３の現像ローラ回転方向下流側に位置する前記開口部の縁部と現像ローラ１の表面との間に形成される流入空隙であるギャップ１０を通じて、現像ローラ１の回転に伴って外気がケーシング３内（現像装置内）の内部空間に向かって流入する吸い込み気流や、ニップ１５よりも現像ローラ１の回転方向下流側に設けられた現像ローラ長手方向に長尺なダクト７に形成された開口部８からダクト７内に気体が吸い込まれるような図示しないポンプによって発生させた吸い込み気流で行なわれる。なお、ダクト７はニップ１５よりも現像ローラ１の回転方向上流側に設けても良い。

図４に示した現像装置の参考構成例を用いて、現像ローラ１から飛散したトナーの経路や、現像ローラ１とケーシング３とのギャップ１０での吸い込み気流や、ダクト７に設けられた開口部８での吸い込み気流について説明する。現像ローラ１からの飛散トナーは図中矢印Ｉの方向へと流れる。図中矢印ＩＩは、現像ローラ１とケーシング３とのギャップ１０から現像装置内へと吸い込まれる吸い込み気流ＩＩである。また、図中矢印ＩＩＩが、ダクト７の図中奥側の端部に取付けられる図示しないポンプにより発生させた、ダクト７の開口部８からダクト７内に気体が吸い込まれる吸い込み気流ＩＩＩである。

図５は、現像ローラ１とケーシング３とのギャップ１０近傍の拡大図である。ギャップ１０での吸い込み気流ＩＩは、現像ローラ１の回転に伴って現像ローラ表面に沿う気流が発生したものである。つまり、現像ローラ１が図中時計回りに回転して現像剤１１を搬送する際に、現像ローラ１上で現像剤１１の穂立ち部１２がケーシング３と接触していることで、現像ローラ１の回転により図中矢印Ｖ方向に穂立ち部１２によって空気を現像装置内へかき込まれるために発生するものである。この吸い込み気流ＩＩの強さはギャップ１０の広さによって調整できるものであるが、あまり強い気流を設定することはできない。これは、多量の空気をケーシング３内（現像装置内）に吸い込んでしまうとケーシング３内（現像装置内）の内圧が上がってしまう。これにより、ギャップ１０の現像ローラ長手方向のどこかで吸い込み気流とケーシング３内（現像装置内）の内圧とが均衡してしまったり、吸い込み気流ＩＩよりもケーシング３内（現像装置内）の内圧が勝ってケーシング３内（現像装置内）の気体が外へ噴出してしまったりといった不具合がおきるためである。このため、ギャップ１０で設定できる吸い込み気流の強さには限界がある。

次に図６を用いて、飛散トナーを回収するためのダクト７の開口部８からダクト７内に吸い込まれる吸い込み気流ＩＩＩについて説明する。図５を用いて説明したように、吸い込み気流ＩＩの強さには限界があるため、吸い込み気流ＩＩだけでは飛散トナーを回収するのに不十分である場合がある。そのため、漏れてしまった飛散トナーをダクト７の開口部８からダクト７内に吸い込み気流ＩＩＩによって吸い込み回収する。

図７は、ダクト７内のタクト長手方向で生じる気流の偏差を説明する図である。図７に示すようにダクト７の内部構造が単純な形状である場合、ダクト７内を流れる気流ＶＩの強さは、図７のように開口部８の気流流れ方向下流側（根元に近い側）で強く、開口部８の気流流れ方向上流側（遠い側）で弱くなるという偏差をもってしまう。

図８は、従来技術でダクト７内のダクト長手方向の位置、言い換えれば、開口部８の気流長手方向の位置で気流の強さに生じる偏差を解消する手段として、ダクト７内に複数の仕切り壁１３を設けて気流の流路を分割した場合のダクト７の模式図である。この場合、ダクト７内のダクト長手方向、言い換えれば、開口部８の気流流れ方向で比較的均一な強さの気流を得られ、現像ローラ長手方向全域にわたって開口部８を形成した場合でも、現像ローラ長手方向全域にわたって開口部８からダクト７内に飛散トナーが吸い込め得る適切な吸い込み気流を得ることが可能となる。しかしながら、この場合には複数の仕切り壁１３をダクト７内に設ける分、ダクト７内の容積が減少し気流の流路が狭くなるため、圧損が大きな流路となってしまう。そのため、ダクト７内に仕切り板１３を設けるためにはダクト７内にある程度の大きさのスペースが必要となるが、その分、ダクト７の大型化を招いてしまう。また、ダクト７内仕切り壁１３によって仕切られた各流路を流れる気流の流量が足りず現像ローラ周りの飛散トナーを回収する性能を充分に発揮できなくなる虞がある。

図９は、本発明における飛散トナーの吸い込み気流を説明する図である。本発明では、図９のように吸い込み気流ＩＩと吸い込み気流ＩＩＩとで、飛散トナーを回収する領域を分割し少ないスペースと風量とで効率よく飛散トナーの回収を可能としている。この説明をするために、まず本発明に用いる現像装置内の現像剤の流れを図１０で説明する。

図１及び図１０は、現像装置２００内の現像剤の流れを説明する図である。
現像装置２００は現像剤を現像装置内で一方向に循環させるものである。現像剤は図１０中矢印に従って搬送される。すなわち、図１０に示すように回収スクリュ４上の現像剤は図中手前方向に搬送された後、攪拌スクリュ５側へ渡されて攪拌スクリュ５によって図１０中奥側に搬送され、攪拌スクリュ５の現像剤搬送方向最下流側にあるケーシング３の壁に突き当たった現像剤はそこで矢印ＶＩＩ方向に押し上げられて供給スクリュ６へと受け渡される。供給スクリュ６へと受け渡された現像剤は図１中手前へと搬送されながら現像ローラ１によって現像に用いられる。現像に用いられなかった現像ローラ１上の現像剤はギャップ１０を通ってギャップ１０よりも現像ローラ回転方向下流側にある回収スクリュ４へと受け渡される。この際、回収スクリュ４へ現像剤を受け渡すのは現像ローラ１のみであるため、回収スクリュ４上の現像剤の量は現像剤搬送方向上流側（奥側）で少なく、現像剤搬送方向下流側（手前側）で多くなる。図１中の領域Ａと領域Ｂそれぞれでの回収スクリュ４上の現像剤の量のイメージをそれぞれ図１１、図１２に示す。

図１１は回収スクリュ４上の図１の領域Ａに対応する箇所での現像剤１１の量のイメージである。回収スクリュ４上の現像剤の嵩は低く、回収スクリュ４の上部に大きな空きスペースがある。このため、ギャップ１０から回収スクリュ４の上部のスペースに気流が流れ込み易く、ギャップ１０からケーシング３内（現像装置内）に吸い込まれる吸い込み気流ＩＩが発生しやすい条件となっている。

図１２は回収スクリュ４上の図１の領域Ｂに対応する箇所での現像剤１１の量のイメージである。回収ローラ４上の現像剤１１の嵩が高く、回収スクリュ４の上部にはスペースが少ない。このため、ギャップ１０から回収スクリュ４の上部のスペースに気流が流れ込み難く、ギャップ１０からケーシング３内（現像装置内）に吸い込まれる吸い込み気流ＩＩが少なくなる条件となっている。

以上の条件の下、本発明では、図９で説明したように吸い込み気流ＩＩと吸い込み気流ＩＩＩとで飛散トナーを回収する領域を分けて飛散トナーの回収を行う。

まず、図９の領域Ａでは図１１を用いて説明したように回収スクリュ４上の現像剤の嵩が少ないため、飛散トナーを回収できるほどの吸い込み気流ＩＩが発生しやすい。これに加えてギャップ１０を適正値に調整することで強い吸い込み気流を得ることができる。なお、ギャップ１０の広さと吸い込み気流ＩＩの強さとの関係は図１３のようなカーブを描き、ギャップ１０の広さを０．９［ｍｍ］に設定することで強い吸い込み気流が得られるのがわかる。

次に、図９の領域Ｂでは図１２を用いて説明したように回収スクリュ４上の現像剤の嵩が多いため、ギャップ１０からケーシング３内（現像装置内）に吸い込まれる吸い込み気流ＩＩが弱く、飛散トナーを回収できるほどの強さの吸い込み気流ＩＩが期待できない。

そこで、領域Ｂでの吸い込み気流ＩＩによる飛散トナーの回収よりも領域Ａで強い吸い込み気流ＩＩを充分に確保し飛散トナーを回収することを優先させるために、領域Ｂにおけるギャップ１０の広さを領域Ａで設定した適正値よりも広く設定する。

図１４にギャップ１０の設定例を示す。図１３に従って、領域Ａ側では最大の吸い込み気流ＩＩができるようにギャップ１０の広さを設定し、領域Ｂ側ではそれを阻害しない程度にギャップ１０の広さを設定する。このように設定した際の領域Ｂ側から領域Ａ側に向かう現像装置長手方向と吸い込み気流ＩＩの強さとの関係の一例を図１５に示す。

上述したように領域Ａと領域Ｂとのギャップ１０を設定することによって、図１５からわかるように、領域Ｂでギャップ１０からケーシング３内（現像装置内）に吸い込まれる吸い込み気流ＩＩの強さが領域Ａよりも弱くなり、ケーシング３内（現像装置内）の領域Ｂ側の内圧が上がりにくくなる。そのため、ケーシング３内（現像装置内）の領域Ａ側で吸い込み気流ＩＩとケーシング３内（現像装置内）の内圧とが均衡してしまったり、吸い込み気流ＩＩよりもケーシング３内（現像装置内）の内圧が勝ってケーシング３内（現像装置内）の気体が外へ噴出してしまったりすることを抑制でき、領域Ａ側で強い吸い込み気流ＩＩを確保することができる。

一方、本実施形態では、図９に示すように領域Ｂにのみダクト７の開口部８を設けて、開口部８からダクト７内に吸い込まれる吸い込み気流ＩＩＩによって、領域Ｂ側で飛散したトナーを回収する。

また、本実施例のような一方向循環による回収スクリュ４の現像剤搬送方向での現像剤の嵩の偏差では、現像装置長手方向での吸い込み気流ＩＩの偏差が十分でない場合、図１６に示すように、回転軸４ａと回転軸４ａ上に複数の羽根部材４ｂが形成された回収スクリュ４の隣り合う羽根部材４ｂの間隔であるスクリュピッチを、回収スクリュ４の軸宝庫で途中で変化させることで、回収スクリュ４上の現像剤の嵩の偏差を現像剤搬送方向で作ることができる。このとき、吸い込み気流ＩＩを発生させたい領域Ａでは、回収スクリュ４のスクリュピッチＰ１を広くして現像剤の搬送速度を上げることにより、回収スクリュ４上の領域Ａに対応する箇所の現像剤の嵩を低くすることができる。また、吸い込み気流ＩＩが必要でない領域Ｂでは、回収スクリュ４のスクリュピッチＰ２を狭くして現像剤の搬送速度を遅くすることにより、回収スクリュ４上の領域Ｂに対応する箇所の現像剤の嵩を高くすることができる。これにより、ギャップ１０の現像装置長手方向で十分な吸い込み気流ＩＩの偏差を与えることができる。

なお、この方法であれば、通常の２軸現像装置においても現像剤の嵩の偏差を持たせることができ、現像装置長手方向で十分な吸い込み気流ＩＩの偏差を与えることができる。

以上のように、吸い込み気流ＩＩと吸い込み気流ＩＩＩとで飛散したトナーを吸引する領域を分割することにより、吸い込み気流ＩＩＩに要求される均一な気流という条件が緩和される。そのため、図８を用いて説明した吸い込み気流ＩＩＩの強さを均一にする代わりに流量が減ってしまうような方法をとらずに済む。これによって、ダクト７内が図８に示した仕切り壁１３を設けることができない小さなスペースであっても、効率的に飛散トナーを回収することができる構成が実現できる。

以上、本実施形態によれば、現像装置２００において、表面に現像剤を担持した状態で、潜像担持体である感光体２に対向しながら感光体２の回転に対して連れ回り方向に回転する現像剤担持体である現像ローラ１と、内部に現像剤を収容するための内部空間を形成し、現像ローラ回転方向における現像ローラ表面の一部を感光体２に対向させるための開口部が設けられたケーシングとを有し、現像ローラ回転方向下流側に位置する前記開口部の縁部と現像ローラ表面との間に形成される流入空隙であるギャップ１０を通じて、現像ローラ１の回転に伴って外気が前記ケーシングの内部空間に向かって流入し得る構造を備え、ギャップ１０の現像ローラ長手方向の第１領域である領域Ａで発生されるギャップ１０からケーシング３内（現像装置内）に飛散トナーを回収し得る気流である吸い込み気流ＩＩの強さよりも、ギャップ１０の現像ローラ長手方向の第２領域である領域Ｂで発生される吸い込み気流ＩＩの強さが弱く、現像ローラ回転方向上流側または下流側に設けられ、領域Ｂの現像ローラ長手方向にわたって開口である開口部８が形成された、吸い込み気流ＩＩＩの通路となる現像ローラ長手方向に長尺なダクト７と、開口部８からダクト７内に気体が吸い込まれるような吸い込み気流ＩＩＩを発生させる気流発生手段であるポンプと、を有する。これにより、前記領域Ａでは現像ローラ２の回転に伴って生じる吸い込み気流ＩＩによって現像ローラ周りに飛散したトナーをケーシング内に回収することができる。また、前記領域Ｂではダクト７に形成された開口部８からの吸い込み気流ＩＩＩによって現像ローラ周りに飛散したトナーをダクト７内に回収することができる。よって、現像ローラ長手方向全域にわたってダクト７に開口部８を設ける場合よりもダクト７の開口領域が小さくなる分、従来のようにダクト内に仕切り壁を設けなくとても、開口部８における開口領域の現像ローラ長手方向にわたって飛散トナーを吸い込み回収し得る適切な吸い込み気流を得ることが可能となる。ゆえに、ダクト７の大型化を抑えつつ、現像ローラ周りに飛散したトナーを回収することができる。
また、本実施形態によれば、ギャップ１０の現像ローラ長手方向の間隔は、前記領域Ｂのほうが前記領域Ａよりも狭くなっていることで、領域Ｂでギャップ１０からケーシング３内（現像装置内）に吸い込まれる吸い込み気流ＩＩの強さが領域Ａよりも弱くなり、ケーシング３内（現像装置内）の領域Ｂ側の内圧が上がりにくくなる。そのため、ケーシング３内（現像装置内）の領域Ａ側で吸い込み気流ＩＩとケーシング３内（現像装置内）の内圧とが均衡してしまったり、吸い込み気流ＩＩよりもケーシング３内（現像装置内）の内圧が勝ってケーシング３内（現像装置内）の空気が外へ噴出してしまったりすることを抑制でき、領域Ａ側で強い吸い込み気流ＩＩを確保することができる。
また、本実施形態によれば、ギャップ１０よりも現像ローラ下流側に現像ローラ１から回収された現像剤を搬送する、現像ローラ長手方向に長尺な現像剤搬送部材である回収スクリュ４を有しており、回収スクリュ４上の前記領域Ａに対応する箇所の現像剤の嵩が、回収スクリュ４上の前記領域Ｂに対応する箇所の現像剤の嵩よりも低くなるように構成することで、回収スクリュ４の前記領域Ａに対応する箇所の上部に大きな空きスペースが形成され、前記領域Ａでギャップ１０からケーシング３内（現像装置内）に吸い込まれる吸い込み気流ＩＩが発生しやすい条件となる。一方、回収スクリュ４の前記領域Ｂに対応する箇所の上部にはスペースが少なく、ギャップ１０からケーシング３内（現像装置内）に吸い込まれる吸い込み気流ＩＩが少なくなる条件となる。よって、領域Ｂでギャップ１０からケーシング３内（現像装置内）に吸い込まれる吸い込み気流ＩＩの強さが領域Ａよりも弱くなり、ケーシング３内（現像装置内）の領域Ｂ側の内圧が上がりにくくなる。そのため、ケーシング３内（現像装置内）の領域Ａ側で吸い込み気流ＩＩとケーシング３内（現像装置内）の内圧とが均衡してしまったり、吸い込み気流ＩＩよりもケーシング３内（現像装置内）の内圧が勝ってケーシング３内（現像装置内）の空気が外へ噴出してしまったりすることを抑制でき、領域Ａ側で強い吸い込み気流ＩＩを確保することができる。
また、本実施形態によれば、回収スクリュ４上に現像剤を受け渡すのが現像ローラ１のみであることで、回収スクリュ４上の現像剤の量を、回収スクリュ４の現像剤搬送方向上流側で少なく現像剤搬送方向下流側で多くすることができる。
また、本実施形態によれば、回収スクリュ４は、現像ローラ長手方向に長尺な回転軸４ａと、回転軸４ａに設けられた螺旋状の羽根部材４ｂとからなり、回収スクリュ４の前記領域Ａに対応する箇所の記羽根部材４ａのピッチであるスクリュピッチＰ１が、回収スクリュ４の前記領域Ｂに対応する箇所の羽根部材４ｂのピッチであるスクリュピッチＰ２よりも大きいことで、回収スクリュ４の前記領域Ａに対応する箇所の現像剤の搬送速度を上げて回収スクリュ４上の前記領域Ａに対向する箇所の現像剤の嵩を低くすることができる。一方、回収スクリュ４の前記領域Ｂに対応する箇所の現像剤の搬送速度を下げて回収スクリュ４上の前記領域Ｂに対向する箇所の現像剤の嵩を高くすることができる。
また、本実施形態によれば、潜像担持体である感光体２と、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段である光書込ユニット２１と、前記潜像を現像してトナー像化する現像手段とを備えた複写機などの画像形成装置において、前記現像手段として、本発明の現像装置２００を用いることにより、画像形成装置内でダクト７近辺に設けられる現像装置２００などの形状やレイアウトの自由度が低減したり、画像形成装置の大型化を招いてしまったりするのを抑えつつ、現像ローラ周りの飛散トナーを回収することができる。

１ 現像ローラ
２ 感光体
３ ケーシング
４ 回収スクリュ
５ 攪拌スクリュ
６ 供給スクリュ
７ ダクト
８ 開口部
１０ ギャップ
１１ 現像剤
１３ 仕切り壁
１５ ニップ部
１７ 中間転写ユニット
１８ プロセスカートリッジ
２０ 画像形成ユニット
２１ 光書込ユニット
２２ 二次転写装置
２３ａ 張架ローラ
２３ｂ 張架ローラ
２４ 紙搬送ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
３０ 原稿台
３２ コンタクトガラス
３３ 走行体
３４ 走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取センサ
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ対
４９ レジストローラ対
５０ 給紙ローラ
５１ トレイ
５２ 分離ローラ
５３ 給紙路
５７ スタック部
６０ 中間転写ベルト
６２ 一次転写バイアスローラ
６４ 張架ローラ
６５ 駆動ローラ
６６ 二次転写バックアップローラ
９０ ベルトクリーニング装置
１００ プリンタ部
１１１ 給紙装置
１１２ スキャナ
２００ 現像装置
４００ 原稿自動搬送装置

特開２００２−２６８４８２号公報

Claims (6)

1. 表面に現像剤を担持した状態で、潜像担持体に対向しながら該潜像担持体の回転に対して連れ回り方向に回転する現像剤担持体と、
   内部に現像剤を収容するための内部空間を形成し、現像剤担持体回転方向における該現像剤担持体表面の一部を該潜像担持体に対向させるための開口部が設けられたケーシングとを有し、
   現像剤担持体回転方向下流側に位置する該開口部の縁部と該現像剤担持体表面との間に形成される流入空隙を通じて、現像剤担持体の回転に伴って外気が該ケーシングの内部空間に向かって流入し得る構造を備え、
   前記流入空隙の現像剤担持体長手方向の第１領域で発生される該流入空隙からケーシング内に飛散現像剤を回収し得る気流の強さよりも、前記流入空隙の現像剤担持体長手方向の第２領域で発生される気流の強さが弱く、
   前記現像剤担持体回転方向上流側または下流側に設けられ、前記第２領域の現像剤担持体長手方向にわたって開口が形成された、気流の通路となる現像剤担持体長手方向に長尺なダクトと、
   前記開口からダクト内に気体が吸い込まれるような吸い込み気流を発生させる気流発生手段と、を有することを特徴とする現像装置。
2. 請求項１の現像装置において、
   上記流入空隙の現像剤担持体長手方向の間隔は、上記第２領域のほうが上記第１領域よりも広くなっていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１または２の現像装置において、
   上記流入空隙よりも現像剤担持体回転方向下流側に上記現像剤担持体から回収された現像剤を搬送する、現像剤担持体長手方向に長尺な現像剤搬送部材を有しており、
   前記現像剤搬送部材上の上記第１領域に対応する箇所の現像剤の嵩が、該現像剤搬送部材上の上記第２領域に対応する箇所の現像剤の嵩よりも低くなるように構成したことを特徴とする現像装置。
4. 請求項１、２または３の現像装置において、
   上記現像剤搬送部材上に現像剤を受け渡すのが上記現像剤担持体のみであることを特徴とする現像装置。
5. 請求項１、２、３または４の現像装置において、
   上記現像剤搬送部材は、現像剤担持体長手方向に長尺な回転軸と、該回転軸上に形成された複数の羽根部材とからなり、
   前記現像剤搬送部材の上記第１領域に対応する箇所の前記羽根部材のピッチが、該現像剤搬送部材の上記第２領域に対応する箇所の該羽根部材のピッチよりも大きいことを特徴とする現像装置。
6. 潜像担持体と、
   該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
   該静電潜像を現像してトナー像化する現像手段とを備えた画像形成装置において、
   前記現像手段として、請求項１、２、３、４または５の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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