JP2013037196A - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置からのトナー飛散及び現像装置内でのトナーの滞留を効果的に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】現像装置３ａには、磁気ローラー３０の回転方向に対し穂切りブレード３５の対峙位置よりも下流側に隣接してトナー飛散防止部材４０が配置されている。トナー飛散防止部材４０には磁気ローラー３０と対向する対向面４０ａに開口する空気流入口４１ａから現像容器２０の外部に連通する空気流入路４１が設けられている。空気流入口４１ａに垂直な直線Ａと、空気流入路４１の穂切りブレード３５側に位置する内壁面４１ｂとのなす角度θは２５°以上４０°以下、空気流入口４１ａの開口幅ｗは、磁気ローラー３０の直径Ｌに対しＬ／１５以上Ｌ／１０以下、空気流入速度ｓは１．０ｍ／秒以上１．５ｍ／秒以下に設定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体に現像剤を供給する現像装置及びそれを備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、原稿画像を読み取った画像情報、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。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリア（以下、単にキャリアともいう）を用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像剤担持体上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより像担持体上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。

一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラートナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、カラー画像形成装置においてはキャリアを用いて非磁性トナーを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。

ところで、近年の画像処理速度の高速化に伴い、現像装置内でのトナー攪拌部材や現像剤担持体の高速回転が余儀なくされている。そのため、上記の二成分現像方式では、現像剤担持体上に担持されたトナーの一部が浮遊トナーとなって現像装置内の空間へ飛翔する。また、トナー攪拌部材や現像剤担持体の高速回転により現像装置内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、現像装置のケーシングと現像剤担持体との隙間から浮遊トナーが漏出し、画像形成装置の内部を汚染するとともに、現像装置内の特定箇所への付着や滞留が発生する。

また、浮遊トナーは外添剤の剥がれ等の要因により流動性が著しく低下しており、現像剤担持体の近傍への飛散であっても現像剤担持体によって完全に回収することは困難である。その結果、塊状の滞留トナーが現像剤担持体上へ落下し、必要なトナーが像担持体上の静電潜像に供給され難くなる、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。

このような不具合を解消するべく、特許文献１には、トナーの飛散及び漏洩を防止し得るように改良された現像装置が提案されている。この現像装置は、現像ローラーと磁気ローラーとを備え、感光体ドラムと現像ローラーの最近接位置の下方に現像剤の飛散を防止するカバーを設け、カバーの現像装置内部方向における面を磁気ローラーに向けて下向きの傾斜面としている。

特許文献１に記載されている現像装置にあっては、カバーの現像装置内部方向における面が磁気ローラーに向けて下向きに傾斜しているため、カバー上に溜まろうとする現像剤が磁気ローラーに向かって滑り落ち、磁気ローラー表面に形成される磁気ブラシによって回収される。これにより、現像ローラーまたは磁気ローラーとカバーとの間に溜まった現像剤が現像装置の開口から飛散及び漏出することを抑制できる。

また、特許文献２には、現像剤担持体の回転方向に対しブレードの下流側において現像剤担持体と対向する現像装置のケーシング壁面に空気流入孔を設け、壁面に堆積しようとする現像剤を空気流により流動させて壁面への堆積及びトナー落ち現象を防止するようにした現像装置が開示されている。

特開２００８−１１６４８３号公報 特開２０１０−２７６９５４号公報

しかし、特許文献１の現像装置においても、トナーの劣化により現像剤の流動性が低下した場合はカバーの傾斜面への現像剤の滞留は起こり得る。そのため、トナー落ち現象を完全に抑止することができなかった。

また、特許文献２の現像装置のように空気流によって現像剤の飛散や堆積を防止する場合、空気流の向きや強さ等の条件によっては現像剤の滞留を効果的に抑制することができず、トナー落ち現象が発生する場合があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、現像装置からのトナー飛散及び現像装置内でのトナーの滞留を効果的に抑制するとともに、塊状の滞留トナーが現像剤担持体へ再供給されることによるトナー落ち現象を防止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ことを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、静電潜像が形成される像担持体と対向して回転可能に配置され、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持するとともに前記像担持体との対向領域において直接若しくはトナー担持体を介して前記像担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体と所定の間隔を隔てて対峙し、前記現像剤担持体に担持される二成分現像剤の量を規制するブレードと、該ブレードと前記現像剤担持体を収容するケーシングと、を有する現像装置であって、前記ケーシングは、前記現像剤担持体の回転方向に対し前記ブレードの対峙位置よりも下流側において前記ブレードに隣接して配置されるトナー飛散防止部材を有し、前記トナー飛散防止部材には、前記現像剤担持体と対向する壁面に設けられ前記現像剤担持体の長手方向に沿って開口する長孔状の空気流入口を介して外部の空気を前記ケーシング内に流入させる空気流入路が形成されており、前記空気流入口の開口面と垂直な直線と前記空気流入路の前記ブレード側の内壁面とのなす角度をθ、前記現像剤担持体の長手方向と直交する方向の前記空気流入口の最小開口幅をｗ、前記現像剤担持体の直径をＬ、前記空気流入口を通過する空気流の流入速度をｓとするとき、以下の条件式（１）〜（３）を満たすことを特徴としている。
２５°≦θ≦４０° ・・・（１）
Ｌ／１５≦ｗ≦Ｌ／１０ ・・・（２）
１．０ｍ／秒≦ｓ≦１．５ｍ／秒 ・・・（３）

また本発明は、上記構成の現像装置において、前記空気流入口に、前記ケーシングから前記空気流入路へのトナーの漏出を防止するフィルターを設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の現像装置と、前記ケーシングの外面に沿って前記空気流入路に空気流を送り込む送風手段と、を備えた画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、空気流入口の開口面と垂直な直線と空気流入路のブレード側の内壁面とのなす角度θ、現像剤担持体の長手方向と直交する方向の空気流入口の最小開口幅ｗ、現像剤担持体の直径Ｌ、空気流入口を通過する空気流の流入速度ｓが条件式（１）〜（３）を満たすことにより、空気流入路及び空気流入口を介してケーシング内に吹き込まれる空気流により浮遊トナーを現像剤担持体側に押し戻す際の、空気流の流入角度、流入速度、及び現像剤担持体への吹き付け幅が適切なものとなる。その結果、ブレードの上面へのトナーの滞留、及びケーシングの隙間からのトナーの漏洩を効果的に防止することができる。

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、空気流入口にフィルターを設けることにより、空気流入路に空気流が流れていないときでもケーシング内のトナーの空気流入路への漏出を確実に防止することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の現像装置と、ケーシングの外面に沿って空気流入路に空気流を送り込む送風手段と、を備えた画像形成装置とすることによって、トナーの堆積に起因するトナー落ち等の画像不具合及び現像装置の内部から飛散したトナーによる装置内部の汚染を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る現像装置３ａ〜３ｄを備えた画像形成装置１００の概略構成図 本発明の一実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図 図２におけるトナー飛散防止部材周辺の部分拡大図

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画像形成装置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。

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。

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。

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ユニット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。

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（補給手段）４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄに現像剤（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。

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。

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。

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。

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。

図２は、本発明の一実施形態に係る現像装置の概略側面断面図である。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。

図２に示すように、現像装置３ａは、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（ケーシング）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。

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。

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は現像容器２０の開口側（図２の右側）において感光体ドラム１ａ（図１参照）に対向しており、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。

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。

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。

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とはその対面位置（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。

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）において、現像ローラー３１と磁気ローラー３０との対向位置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。

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。

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。

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。

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（対向領域）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。

現像に用いられずに残ったトナーは、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。

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。

現像容器２０における図２の右側壁において磁気ローラー３０の側方、且つ現像ローラー３１の下方には、トナー飛散防止部材４０が設けられている。また、現像容器２０の右側壁の外側下方にはファン４５が配置されている。ファン４５は、現像容器２０の右側壁に沿って上向きの空気流Ｆを発生させる。

また、トナー飛散防止部材４０の上端にはフィルム状のシール部材４４が設けられている。シール部材４４は、先端部が感光体ドラム１ａの表面に接触するようにトナー飛散防止部材４０の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）に延在しており、現像容器２０内のトナーが外部に漏出しないように遮蔽する機能を有している。

図３は、現像装置３ａのトナー飛散防止部材４０周辺の断面拡大図である。図３に示すように、トナー飛散防止部材４０は、現像容器２０の長手方向（図３の紙面と垂直な方向）に沿って設けられ、磁気ローラー３０の回転方向に対し穂切りブレード３５の対峙位置よりも下流側において穂切りブレード３５に隣接して配置されている。トナー飛散防止部材４０には、磁気ローラー３０と対向する対向面４０ａに開口する空気流入口４１ａから現像容器２０の外部に連通する空気流入路４１が設けられている。対向面４０ａには空気流入口４１ａを覆うように不織布製のフィルター４７が付設されており、現像容器２０内から空気流入路４１へのトナーの逆流を防止している。空気流入口４１ａは現像容器２０の長手方向全域に亘って設けられており、長手方向全域に連続して形成されていても良いし、所定の間隔で複数形成されていても良い。

ファン４５によって発生する空気流Ｆは、現像容器２０の右側壁に沿って直進する空気流Ｆ１と、空気流入路４１を通って空気流入口４１ａから現像容器２０の内部に吹き込む空気流Ｆ２とに分かれる。現像容器２０の内部に吹き込まれた空気流Ｆ２は、現像ローラー３１とシール部材４４との隙間Ｒ（図２参照）を通って現像容器２０の外部に流出し、再び空気流Ｆ１と合流する。

磁気ローラー３０上に形成された磁気ブラシは、穂切りブレード３５を通過した後、現像ローラー３１上に接触してトナー薄層を形成する。このとき、磁気ローラー３０の回転方向に対し穂切りブレード３５の下流側近傍にトナーの一部が飛散して浮遊トナーとなるが、現像装置３ａの駆動時にファン４５を回転させることにより、空気流入路４１を通って空気流入口４１ａから流入する空気流Ｆ２によって浮遊トナーが磁気ローラー３０側に押し戻される。これにより、現像容器２０と感光体ドラム１ａとの間の開口（隙間Ｒ）からのトナーの漏洩、及び穂切りブレード３５の上面へのトナーの滞留を防止することができる。

ここで、浮遊トナーを磁気ローラー３０側に押し戻す効果は、磁気ローラー３０に対する空気流Ｆ２の流入角度、磁気ローラー３０の表面に対する空気流Ｆ２の吹き付け幅（空気流入口４１ａの開口幅ｗ）、及び空気流Ｆ２の流入速度ｓによって大きく変化する。

磁気ローラー３０に対する空気流Ｆ２の流入角度は、トナー飛散防止部材４０の空気流入口４１ａの開口面（対向面４０ａ）に垂直な直線Ａと、空気流入路４１の穂切りブレード３５側に位置する内壁面４１ｂとのなす角度θで表される。角度θが２５°未満である場合、ファン４５（図２参照）からの空気流Ｆと空気流入路４１とのなす角度が直角に近づくため、空気流入路４１に入り込む空気流Ｆ２の風量を十分に確保できなくなる。一方、角度θが４０°よりも大きい場合、磁気ローラー３０に向かって空気流Ｆ２を送り込むことができない。従って、角度θは２５°以上４０°以下に設定する必要がある。

また、空気流入口４１ａの開口幅ｗは、磁気ローラー３０の直径Ｌに対する比率が重要となる。開口幅ｗがＬ／１５未満である場合、磁気ローラー３０に空気流Ｆ２が十分に当たらず、浮遊トナーを磁気ローラー３０側に押し戻す効果が低下する。一方、現像容器２０のレイアウト上、開口幅ｗをＬ／１０よりも大きくすることは困難である。従って、開口幅ｗはＬ／１５以上Ｌ／１０以下に設定する必要がある。なお、ここでいう開口幅ｗとは、空気流入口４１ａの最小開口幅（図３では最内側の開口幅）を指している。

なお、空気流入口４１ａの開口幅ｗと磁気ローラー３０の直径Ｌとの関係は、空気流入口４１ａから磁気ローラー３０までの距離によっても変化する。しかし、通常の現像容器２０では空気流入口４１ａから磁気ローラー３０までの距離は１ｍｍ〜５ｍｍ程度であるため、開口幅ｗを上記の範囲に設定することで、浮遊トナーを磁気ローラー３０側に押し戻す効果が得られる。

また、空気流Ｆ２の流入速度ｓが１．０ｍ／秒よりも小さい場合、浮遊トナーを磁気ローラー３０側に十分に押し戻すことができず、トナー落ち現象が発生し易くなる。一方、流入速度ｓが１．５ｍ／秒よりも大きい場合、現像容器２０内の気圧が高くなり、現像容器２０の隙間Ｒからのトナー飛散が発生する。従って、空気流入速度ｓは１．０ｍ／秒以上１．５ｍ／秒以下に設定する必要がある。

空気流Ｆ２の流入角度θ、流入速度ｓ、及び磁気ローラー３０の直径Ｌに対する空気流入口４１ａの開口幅ｗの比率が上記の範囲となるような構成の空気流入路４１をトナー飛散防止部材４０に設けることで、穂切りブレード３５の上面へのトナーの滞留を防止してトナー落ち現象を抑制することができる。また、トナーの飛散による画像形成装置１００内の汚染も抑制することができる。

その他本発明は、上記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、上記実施形態では、二成分現像剤を用い、磁気ローラー３０上に磁気ブラシを形成し、磁気ローラー３０から現像ローラー３１にトナーのみを移動させ、現像ローラー３１から感光体ドラム１ａ〜１ｄにトナーを供給する現像装置３ａ〜３ｄを例に挙げて説明したが、その他、現像ローラー３１を設けず磁気ローラー３０から感光体ドラム１ａ〜１ｄに直接トナーを供給する現像装置にも適用することができる。

また、上記実施形態では、タンデム型のカラー画像形成装置１００を例に挙げて説明したが、本発明は、その他、例えば複写機、複合機やファクシミリにも適用でき、モノクロの複合機、プリンターやファックス等にも適用できることはいうまでもない。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。

図２に示した現像装置において、磁気ローラー３０に対する空気流入路４１からの空気流の流入速度、流入角度、空気流入口４１ａの開口幅と、トナー落ち現象の抑制効果との関係について調査した。試験方法としては、空気流入孔４１からの空気流の流入速度ｓ、流入角度θ、磁気ローラー３０の直径Ｌに対する空気流入口４１ａの開口幅ｗの割合を変化させた現像装置を、図１に示したカラープリンター１００に搭載し、印字率１．５％のテスト画像を連続して１，０００枚印字したときに発生したトナー落ち画像の枚数を計測した。なお、試験はマゼンタの画像形成部Ｐａにおいて行った。

カラープリンター１００のプロセス速度（印字速度）は２５枚／分（感光体ドラム周速１３２ｍｍ／秒）とした。現像ローラー３１の直径は１６ｍｍとし、感光体ドラムに対する周速比１．６で順回転（ウィズ回転）させた。磁気ローラー３０の直径は１６ｍｍとし、現像ローラー３１に対する周速比１．１３で逆回転（カウンター回転）させた。磁気ローラー３０の主極磁力は８７ｍＴとし、現像ローラー−磁気ローラー間の距離を０．２７２ｍｍとした。

また、現像ローラー３１への電圧印加条件は、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）＝１５０Ｖ、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）のＶｐｐを１４００Ｖ、周波数を３．６ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝２７％とした。また、磁気ローラー３０にはＶｍａｇ（ＤＣ）＝４５０Ｖ、Ｖｍａｇ（ＡＣ）のＶｐｐを７４７Ｖ、周波数を３ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝７３％として逆位相で印加した。また、平均粒径６．８μｍ、比重１．２の正帯電トナーと、平均粒径３５μｍ、比重４．５のコーティングフェライトキャリアとから成る二成分現像剤を用い、キャリアに対するトナーの混合比率（Ｔ／Ｃ）を１０重量％とした。

トナー落ち現象の抑制効果の評価基準は、トナー落ち画像の枚数が３０枚以下であった場合を○、３１〜１００枚であった場合を△、１０１枚以上であった場合を×とした。流入速度ｓ、流入角度θ、磁気ローラー３０の直径Ｌに対する空気流入口４１ａの開口幅ｗの割合のいずれかのファクターを変化させ、他のファクターを固定した結果を表１〜表４に示す。また、複数のファクターを同時に変化させた場合の結果を表５に示す。

※流入角度θ＝３０°、開口幅ｗ＝１．３３ｍｍ（磁気ローラー直径Ｌの１／１２）

※開口幅ｗ＝１．３３ｍｍ（磁気ローラー直径Ｌの１／１２）、流入速度ｓ＝１．３ｍ／秒

※流入角度θ＝３０°、流入速度ｓ＝１．３ｍ／秒、磁気ローラー直径Ｌ＝１６ｍｍ

※流入角度θ＝３０°、流入速度ｓ＝１．３ｍ／秒、磁気ローラー直径Ｌ＝２０ｍｍ

※磁気ローラー直径Ｌ＝１６ｍｍ

表１〜表４、及び表５の本発明１〜５から明らかなように、空気流入孔４１からの空気流の流入速度ｓが１．０ｍ／秒以上１．５ｍ／秒以下、空気流の流入角度θが２５°以上４０°以下、空気流入口４１ａの開口幅ｗが磁気ローラー３０の直径Ｌの１／１５以上１／１０以下である場合にトナー落ち画像の発生を抑制できることが確認された。また、表３と表４の比較から、開口幅ｗと磁気ローラー３０の直径Ｌとの関係は、磁気ローラー３０の直径Ｌが変化しても成り立つことがわかった。

一方、表５の比較例１、２では、流入速度ｓと開口幅ｗ（風量）が範囲内で最大となる条件であり、流入角度θがそれぞれ４５°、２０°と範囲外であるため多数のトナー落ち画像が発生した。また、比較例３では流入角度θは範囲内であるが、流入速度ｓと開口幅が範囲を上回っているため、風量が過剰となってトナー飛散が発生した。また、比較例４では流入角度θは範囲内であるが、流入速度ｓと開口幅が範囲を下回っているため、風量不足となって多数のトナー落ち画像が発生した。

本発明は、ブレードと対向領域との間において現像剤担持体と対向する壁部を有する現像装置に利用可能である。本発明の利用により、現像装置内でのトナーの滞留、及び現像装置外部ｊへのトナー飛散を効果的に防止できる。また、上記現像装置を備えることによって、トナーの滞留に起因するトナー落ち等の画像不具合や、トナー飛散に起因する装置内部の汚れを効果的に防止可能な画像形成装置とすることができる。

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（ケーシング）
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（ブレード）
４０ トナー飛散防止部材
４１ 空気流入路
４１ａ 空気流入口
４１ｂ 内壁面（穂切りブレード側）
４５ ファン（送風手段）
４７ フィルター
１００ カラープリンター（画像形成装置）

Claims (3)

1. 静電潜像が形成される像担持体と対向して回転可能に配置され、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持するとともに前記像担持体との対向領域において直接若しくはトナー担持体を介して前記像担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、
   該現像剤担持体と所定の間隔を隔てて対峙し、前記現像剤担持体に担持される二成分現像剤の量を規制するブレードと、
   該ブレードと前記現像剤担持体を収容するケーシングと、
   を有する現像装置であって、
   前記ケーシングは、前記現像剤担持体の回転方向に対し前記ブレードの対峙位置よりも下流側において前記ブレードに隣接して配置されるトナー飛散防止部材を有し、
   前記トナー飛散防止部材には、前記現像剤担持体と対向する壁面に設けられ前記現像剤担持体の長手方向に沿って開口する長孔状の空気流入口を介して外部の空気を前記ケーシング内に流入させる空気流入路が形成されており、
   前記空気流入口の開口面と垂直な直線と前記空気流入路の前記ブレード側の内壁面とのなす角度をθ、前記現像剤担持体の長手方向と直交する方向の前記空気流入口の最小開口幅をｗ、前記現像剤担持体の直径をＬ、前記空気流入口を通過する空気流の流入速度をｓとするとき、以下の条件式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする現像装置。
   ２５°≦θ≦４０° ・・・（１）
   Ｌ／１５≦ｗ≦Ｌ／１０ ・・・（２）
   １．０ｍ／秒≦ｓ≦１．５ｍ／秒 ・・・（３）
2. 前記空気流入口に、前記ケーシングから前記空気流入路へのトナーの漏出を防止するフィルターを設けたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の現像装置と、前記ケーシングの外面に沿って前記空気流入路に空気流を送り込む送風手段と、を備えた画像形成装置。

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