JP2015022169A - 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】現像剤溜りによる吸込み気流の遮断を防止し、トナー飛散を防止する。
【解決手段】表面に現像剤Ｇを担持した状態で像担持体２に対向しながら該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２２１Ｂと、内部に現像剤を収容するための内部空間２０３を形成し、現像剤担持体回転方向における現像剤担持体の表面の一部を該像担持体に対向させるための開口部２００ａが設けられたケーシング２００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２００ｂと現像剤担持体表面との間に形成される流入空隙Ｐ１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、ケーシングを、対向する現像剤担持体の磁極による穂立ち領域においては現像剤担持体との間を流入空隙Ｐ１とすべく該現像剤担持体と同心円となるように形成し、穂立ち領域以降においては、流入空隙Ｐ１よりも広い空間空隙Ｐ２となるように形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、これら複数の機能を備えた複合機等に用いられる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

乾式電子写真方式の画像形成装置では、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としての現像ローラ上に担持した粉体のトナーを用いて現像を行っている。そのため、トナーが機内外に飛散し、周囲を汚すことがある。
トナー飛散による汚れを抑制する手段の一つとして、気流でトナーを現像装置内に回収する方法がある。例えば特許文献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、感光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。

特許文献１のような飛散トナーを回収する気流ユニットを備えている場合でも、現像ローラと、これが配置されたケーシングとの空隙が狭いと現像剤溜りが発生してしまうことがある。現像剤溜りが発生すると、現像剤をケーシング内部に流入させる吸込み気流が遮断されてしまい、現像剤、すなわちトナーが現像装置外部に飛散してしまう。特に、現像ローラの周囲に、現像ローラ外径の最下点より高い位置にその最上点が位置する回転部材が配置されている場合、現像剤溜りが発生し易くなる。
本発明は、現像剤溜りによる吸込み気流の遮断を防止し、トナー飛散を防止することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る現像装置は、表面に現像剤を担持した状態で、像担持体に対向しながら該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の表面の一部を該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前記開口部の縁部と前記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、前記現像剤担持体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、ケーシングを、対向する現像剤担持体の磁極による穂立ち領域においては現像剤担持体との間を流入空隙とすべく該現像剤担持体と同心円となるように形成し、穂立ち領域以降においては、流入空隙よりも広い空間空隙となるように形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、現像装置のケーシング形状を、ケーシングと対向する現像剤担持体の磁極による穂立ち領域においては現像剤担持体との間を流入空隙とすべく該現像剤担持体と同心円となるように形成し、穂立ち領域以降においては、流入空隙よりも広い空間空隙となるように形成すると、現像剤溜りの発生を抑制することができので、現像剤溜りによる吸い込み気流の遮断が防止されるため、トナー飛散を防止することができる。

本発明の一実施形態に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の概略構成を示す図。 (ａ)本発明の一実施形態に係る現像装置単体の概略構成を示す拡大図、(ｂ)は(ａ)に示した現像装置が像担持体と対向配置した状態を示す拡大図。 (ａ)は現像剤担持体と像担持体とが対向する現像領域近傍の構成と、トナー飛散と現像装置への吸い込み気流を示す拡大図、(ｂ)は吸い込み気流の現像装置内へ押し込まれる状態を示す拡大図。 本発明の主要部となる現像剤担持体とケーシングとの間に形成される気流空隙と空間空隙の関係を説明するための拡大図。 現像剤担持体とケーシングとの間に形成された空間空隙と現像装置内に流入する気流の関係を示す図。

本実施形態の特徴は、現像装置のケーシング形状を、同ケーシングと対向する現像剤担持体の磁極による穂立ちまでは、現像剤担持体との間に流入空隙を形成するように、現像剤担持体と同心円となるように形成し、穂立ち以降においては流入空隙よりも広い空間空隙となるように形成することで、現像剤担持体外径の最下点より高い位置にその最上点が位置する回転部材が現像剤担持体の周囲に配置されている場合でも、現像剤溜りによる吸込み気流の遮断を防止してトナー飛散を防止する点にある。

以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。各図面において、同一部材には、基本的には同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略図である。この画像形成装置は、４連タンデム型の中間転写方式で両面印刷可能なフルカラー機である。図１に示す画像形成装置は１つの実施形態であり、画像形成装置としては、周知の４連タンデム型の直接転写方式、１ドラム型の中間転写方式等のフルカラー機、あるいは、１ドラム型の直接転写方式等のモノクロ機でも良い。画像形成装置としては、記録媒体の両面に画像をプリントする両面機に限定されるものでもなく、記録媒体の片面に画像をプリントする片面機であってもよい。

図１において、画像形成装置は、装置本体１００内に、表面２ａに潜像を担持して表面移動する像担持体としてのドラム状の感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと対向する現像領域で感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面の潜像に対して現像剤を供給して該潜像を現像する現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとを備え、各現像装置により現像されて得られる画像を記録材としての記録紙２０上に転移させて画像を形成する画像形成装置である。
この画像形成装置は、像担持体であり中間転写体でもある中間転写ベルト１が、複数のローラ１１、１２、１３間に巻きかけられて配置されている。中間転写ベルト１の展張面には、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを備えた複数のプロセスカートリッジ４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋが並設配置されている。各プロセスカートリッジの構成は、トナーの色が異なる以外は同一構成であるので、以下代表してイエローのプロセスカートリッジを用いて説明する。なお、符号Ｙはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｋはブラックに係る部材を示す添え字であり、適宜省略する。本形態にいて、プロセスカートリッジ４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋは画像形成手段として機能する。

感光体２Ｙの回りには、その回転方向順に、帯電手段としての帯電チャージャ３Ｙ、露光手段としての書込みユニット４からの書込み光ＬＹが照射される露光部、現像装置としての現像ユニット５Ｙ、一次転写部を形成する一次転写部材としての一次転写ローラ６Ｙ、感光体クリーニングユニット７Ｙ、除電手段としてのクエンチングランプ８Ｙが配置されている。これらのうち、感光体２Ｙ、帯電チャージャ３Ｙ、現像ユニット５Ｙ、感光体クリーニングユニット７Ｙ及びクエンチングランプ８Ｙは、１つのユニットとされていて、装置本体１００に対して着脱可能なプロセスカートリッジ４０Ｙとして構成されている。他の色のプロセスカートリッジ４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋにおいても同様の構成である。各プロセスカートリッジの構成としては、現像装置５と、帯電チャージャ３Ｙ、現像ユニット５Ｙ、感光体クリーニングユニット７Ｙ又はクエンチングランプ８Ｙの少なくとも１つを一体に構成し、装置本体１００に対して着脱自在であればよく、本実施形態のものに限定されるものではない。

中間転写ベルト１は、複数のローラ１１、１２、１３で回転可能に支持されており、ローラ１２に対向する部位にはクリーニング手段としてのベルトクリーニングユニット１５が設けられている。ローラ１３に対向する部位には、二次転写部を形成する転写手段としての二次転写ローラ１６が設けられている。装置本体の下部には、記録材としての記録紙２０が収納された複数の給紙トレイ１７が設けられている。これら給紙トレイ１７に収容された記録紙２０は、ピックアップローラ２１、給紙ローラ２２で給紙され、搬送ローラ対２３で搬送され、レジストローラ対２４により所定のタイミングで二次転写部へ送られる。二次転写部よりも用紙搬送方向下流側には、定着手段としての定着ユニット２５が設けられている。図１において、符号２６は排紙トレイを、符号２７はスイッチバックローラ対をそれぞれ示している。

次に画像形成装置による画像形成動作について説明する。
プリント開始命令が画像形成装置に入力されると、感光体周辺・中間転写ベルト周辺・給紙搬送経路等にある各ローラが既定のタイミングで回転し始め、給紙トレイ１７から記録紙２０の給紙が開始される。
一方、各感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは帯電チャージャ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによってその表面を一様な電位に帯電され、書込ユニット４から照射される書込み光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫによってその表面が画像データに従って露光される。露光された後の電位パターンを静電潜像と呼ぶが、この静電潜像をその表面に担持した各感光体は、各現像ユニット５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋからトナーを供給されることにより、担持している静電潜像を特定色に現像される。図１においては感光体が四色分あるので、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（色順はシステムによって異なる）のトナー像が各感光体上に現像されることになる。

感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上に現像されたトナー像は、中間転写ベルト１との接点において、各感光体に対向して設置された一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋに印加される一次転写バイアス、及び各一次転写ローラの押圧力によって中間転写ベルト１上に転写される。この一次転写動作のタイミングを合わせながら四色分繰り返すことにより、中間転写ベルト１上にフルカラートナー像が形成される。
中間転写ベルト１上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ローラ１６と中間転写ベルト１の間に形成される二次転写部において、レジストローラ対２４によってタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙２０に転写される。すなわち、二次転写ローラ１６に印加される二次転写バイアス及びローラ１３と二次転写ローラ１６による押圧力によってフルカラートナー像が記録紙２０に二次転写される。フルカラートナー像を転写された記録紙２０は、定着ユニット２５を通過することにより、表面に担持しているトナー像を加熱定着される。

記録紙２０の片面にプリントする片面プリントならば、定着後の記録紙２０はそのまま直線搬送されて排紙トレイ２６へ排出される。記録紙２０の両面にプリントする両面プリントならば、定着後の記録紙２０は搬送方向を下向きに変えられ、用紙反転部２８へ搬送されていく。用紙反転部２８へ到達した記録紙２０は、ここでスイッチバックローラ対２７により搬送方向を逆転されて記録紙２０の後端から用紙反転部２８を排出される。これをスイッチバック動作と呼び、この動作によって記録紙２０の表裏を反転させることができる。表裏反転された記録紙２０は定着ユニット方向には戻らず、再給紙搬送経路２９を通過して本来の給紙経路に合流する。この後は片面プリントの時と同じ様にフルカラートナー像を二次転写部で転写されて、定着ユニット２５を通過して排紙トレイ２６へ排紙される。これが両面プリント動作である。

一方、各一次転写部を通過した感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、その表面に一次転写残トナーを担持しており、これをブレード及びブラシ等で構成された感光体クリーニングユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより除去される。その後、各クエンチングランプ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋによってその表面を一様に除電されて次の画像のための帯電に備える。また、二次転写部を通過した中間転写ベルト１に関しても、その表面に二次転写残トナーを担持しているが、こちらもブレード及びブラシ等で構成されたベルトクリーニングユニット１５によってこれを除去され、次のトナー像の転写に備える。画像形成装置は、この様な一連の電子写真プロセスによる画像形成動作の繰り返すことで、片面プリント若しくは両面プリントが、予めユーザーによって設定された所定枚数分、行なわれる。

次に図２（ａ）、図２（ｂ）を用いて現像ユニットの構成について説明する。各色の現像ユニットの構成もトナーの色を異にする以外は同一構成であるので、色を識別する添え字は省略する。
本実施形態における現像ユニット５は、第１の現像剤担持体としての第１の現像ロール２２１Ａ（以下「現像ロール２２１Ａ」と記す）と、第２の現像剤担持体としての第２の現像ロール２２１Ｂ（以下「現像ロール２２１Ｂ」と記す）という２つの現像剤担持体が設けられた多段現像方式の現像ユニットである。現像ロール２２１Ａ、２２１Ｂは、磁石が固定された磁気ローラと、磁気ローラの外周面で回転自在に支持された現像スリーブとでそれぞれ構成されている。現像ロール２２１Ａ、２２１Ｂは、現像ユニット５のケーシング２００において感光体２と対向する部分に形成された開口部２００ａから、その一部が感光体２の表面２ａに向かって露出されている。開口部２００ａは現像ローラ２２１Ａ、２２１Ｂの回転方向下流側（現像剤担持体回転方向）における現像ローラの表面の一部を感光体２に対向させるために設けられたものである。

現像ロール２２１Ａ、２２１Ｂは、各感光体２の回転に対して連れ回り方向に回転するように構成されている。現像ロール２２１Ａ、２２１Ｂは、互いに平行であり、それぞれ感光体２の表面２ａに近接するように対向配置されていて、その対向位置が現像領域とされている。現像領域では、現像ロール２２１Ａ、２２１Ｂの表面に穂立ちした現像剤からなる磁気ブラシが感光体２の表面２ａに接触する。
現像ユニット５のケーシング２００は、その内部に現像剤Ｇを収容するための内部空間２０３が形成されている。本実施形態において、現像剤Ｇは、トナーＴと磁性キャリアとを含む二成分現像剤である。現像ユニット５は、感光体２の表面２ａ上に形成される静電潜像を現像してトナー像化する現像処理を行う。
ここで、本実施形態における現像ユニット５は、プレミックス現像方式のものであって、現像ユニット５内に適宜に新品の現像剤Ｇが図示しない剤カートリッジから供給されるとともに、劣化した現像剤Ｇが現像ユニット５の外部に設置された剤貯留容器に向けて排出される。剤カートリッジは、その内部に現像ユニット５内に供給するための現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリア）を収容している。剤カートリッジからは、現像ユニット５に設置された磁気センサ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）の情報に基づいて、現像ユニット５内に向けて現像剤Ｇが適宜に供給される。剤カートリッジ内の現像剤Ｇは、キャリアに対するトナーＴの混合率（トナー濃度）が比較的高く設定されている。

本実施形態に係る現像ユニット５のケーシング２００内には、現像剤Ｇを搬送して循環経路を形成する３つの現像剤搬送路２２７、２２８、２２９が形成されている。各現像剤搬送路２２７、２２８、２２９内には、それぞれ搬送部材としての供給スクリュー２３２と、受取スクリュー２３５と攪拌スクリュー２３８が配置されている。各スクリューは、いずれも軸部上に螺旋状にスクリュー部が形成されたものであって、現像ユニット５のケーシング２００内に収容された現像剤Ｇをその軸部に沿って搬送する。

供給スクリュー２３２は、現像剤供給搬送路２２７の内部に配設されていて、現像剤供給搬送路２２７内の現像剤Ｇを長手方向へと搬送する。供給スクリュー２３２により搬送されている間に、現像剤供給搬送路２２７内の現像剤Ｇは第１現像ロール２２１Ａの表面に順次汲み上げられる。
受取スクリュー２３５は、現像剤回収搬送路２２８の内部に設置されている。受取スクリュー２３５は、供給スクリュー２３２の鉛直方向下方に位置している。第２現像ロール２２１Ｂから離脱して現像剤回収搬送路２２８内に回収された現像処理後の現像剤Ｇは、現像剤回収搬送路２２８内を長手方向へと搬送される。供給スクリュー２３２及び受取スクリュー２３５は、その軸部が現像ロール２２１Ａ、２２１Ｂの回転軸とほぼ平行になるように配設されている。
本形態において、受取スクリュー２３５は、現像ロール２２１Ｂと平行に配置され、現像ロール２２１Ｂの外径の最下点より高い位置に、その最上点が位置する回転部材であり、現像ロール２２１Ｂの周囲（斜め下方）に配置されている。

攪拌スクリュー２３８は、現像剤攪拌搬送路２２９の内部に設置されている。攪拌スクリュー２３８は、現像剤回収搬送路２２８の現像剤搬送方向下流部と現像剤供給搬送路２２７の現像剤搬送方向上流部とを直線的に結ぶように、供給スクリュー２３２及び受取スクリュー２３５に対して斜めに配置されている。攪拌スクリュー２３８は、受取スクリュー２３５によって現像剤回収搬送路内を搬送されてきた現像剤Ｇを現像剤供給搬送路２２７の現像剤搬送方向上流側へと搬送する。また、攪拌スクリュー２３８は、供給スクリュー２３２によって現像剤供給搬送路２２７の現像剤搬送方向下流端まで搬送されて落下経路を通過した現像剤Ｇも、現像剤供給搬送路２２７の現像剤搬送方向上流側へと搬送する。
本形態において、現像ユニット５は、現像ロール２２１Ｂの回転方向下流側に位置する開口部２００ａの縁部２００ｂと現像ロール２２１Ｂの表面２２１Ｂａとの間に形成される流入空隙となる第１のギャップＰ１を通じて、現像ロール２２１Ｂの回転に伴って外気が内部空間２０３に向かって流入し得る構造を備えている。

次に、本実施形態における感光体２上で行われる作像プロセスについて説明する。
感光体２が反時計方向に回転駆動されると、まず、帯電装置４（図１参照）の位置で感光体２の表面２ａが一様に帯電される。その後、帯電された感光体２の表面部分は、光書込ユニット４により露光されて静電潜像が形成される。その後、静電潜像が形成された感光体２の表面部分は、現像ユニット５との対向位置に達する。感光体２上の静電潜像は、２つの現像ロール２２１Ａ、２２１Ｂ上の磁気ブラシと順次接触して、磁気ブラシ中のトナーＴが付着されて可視化される。

詳しくは、図２中上方に配置されている第１現像ロール２２１Ａ上に汲み上げられた現像剤Ｇは、現像剤規制部材としてのドクターブレード２２５によって適量化された後に、図２（ｂ）に示すように感光体２との対向部である第１現像領域Ｚ１に搬送される。第１現像領域では、第１現像ロール２２１Ａ上の現像剤Ｇが第１現像ロール内の現像磁極の磁気力によって穂立ちし、これにより形成される磁気ブラシで感光体２の表面を摺擦する。このとき、現像剤Ｇ中のトナーＴは、不図示の電源部から第１現像ロール２２１Ａに対して印加されている所定の現像バイアスによって形成される現像電界の作用により、感光体２上の画像部にのみ選択的に付着してトナー像を形成する。

第１現像領域Ｚ１を通過した第１現像ロール２２１Ａ上の現像剤Ｇは、第１現像ロール２２１Ａの回転に伴い、第２現像ロール２２１Ｂの内部に配置された受渡磁極と対向する現像剤受渡領域まで搬送される。この現像剤受渡領域では、第１現像ロール２２１Ａ上の一部又は全部の現像剤Ｇが受渡磁極の磁気力（受渡磁気力）の作用を受けて第２現像ロール２２１Ｂの表面２２１Ｂａに移動し、第２現像ロール２２１Ｂの表面上に担持される。
このようにして第２現像ロール２２１Ｂに担持された現像剤Ｇは、感光体２の表面２ａと対向する第２現像領域Ｚ２へと搬送される。第２現像領域Ｚ２でも、第２現像ロール２２１Ｂ上の現像剤Ｇが第２現像ロール内の現像磁極の磁気力によって穂立ちし、これにより形成される磁気ブラシで感光体２の表面２ａを摺擦する。このとき、現像剤Ｇ中のトナーＴは、不図示の電源部から第２現像ロール２２１Ｂに対して印加されている所定の現像バイアスによって形成される現像電界の作用により、感光体２上の画像部にのみ選択的に付着してトナー像を形成する。その後、第２現像領域Ｚ２を通過した第２現像ロール２２１Ｂ上の現像剤Ｇは、第２現像ロール２２１Ｂの表面から離脱して現像ユニット５のケーシング２００内に戻される。

一連の現像剤Ｇの流れの中で、トナー飛散が問題となるのは第２の現像ロール２２１Ｂ周りの第２現像ローラ２２１Ｂと感光体２との対向部位である第２現像領域Ｚ２の第２現像ロール２２１Ｂの回転方向下流の領域Ｘである。飛散トナーが現像ユニット５の外部へと漏れた場合には、機械内部、外部の汚れ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２の構成の中で、第２現像領域Ｚ２の第２現像ロール２２１Ｂの回転方向下流の領域Ｘで生じた飛散トナーを回収は、ケーシング２００の第２現像ロール２２１Ｂの回転方向下流側に位置する開口部２００ａの縁部２００ｂと第２現像ローラ２２１の表面２２１ａとの間に形成される流入空隙である第１ギャップＰ１を通じて、第２現像ロール２２１Ｂの回転に伴って外気がケーシング２００内（現像ユニット５内）の内部空間２０３に向かって流入する吸い込み気流で行なわれる。

図３（ａ）に示した現像ユニットの参考構成例を用いて、第２現像ロール２２１Ｂから飛散したトナーの経路や、第２現像ロール２２１Ｂとケーシング２００との第１ギャップＰ１での吸い込み気流について説明する。
第２現像ロール２２１Ｂからの飛散トナーは図中矢印Ａの方向へと流れる。図中矢印Ｂは、第２現像ロール２２１Ｂとケーシング２００との間に形成される第１ギャップＰ１から現像ユニット５内へと吸い込まれる吸い込み気流を示す。図３（ｂ）は、第２現像ロール２２１Ｂとケーシング２００との間に形成される第１ギャップＰ１近傍の拡大図である。第１ギャップＰ１での吸い込み気流Ｂは、第２現像ロール２２１Ｂの回転に伴って第２現像ロール２２１Ｂの表面２２１Ｂａに沿う気流Ｖが発生したものである。つまり第２現像ロール２２１Ｂが図中時計回りに回転して現像剤Ｇを搬送する際に、第２現像ロール２２１Ｂ上で現像剤Ｇの穂立ち部Ｇ１がケーシング２００と接触していることで、第２現像ロール２２１Ｂ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。

図４は、本発明に係る現像ユニット５のケーシング２００の形状を示す。ケーシング２００の穂立ち部Ｇ１より下流の現像ロール２２１Bとケーシング２００の間に形成される空間空隙となる第２ギャップＰ２を第１ギャップＰ１よりも広く形成している。
すなわち、ケーシング２００は、ケーシング２００と対向する現像ロール２２１Ｂの磁極による穂立ちまでの範囲の形状が、現像ロール２２１Bとの間に第１ギャップＰ１を形成するように、現像ロール２２１Bと回転中心Ｏを中心とする同心円となる曲面２０１に形成され、穂立ち部Ｇ１以降においては第１ギャップＰ１よりも広い第２ギャップＰ２となるように形成されている。つまり、曲面２０１の形成された領域は穂立ち領域であり、この穂立ち領域範囲を超えた容器空間２０３内において、現像ロール２２１Ｂの表面２２１Ｂａと対向するケーシング面２０２との間に第２ギャップＰ２が形成されている。第１ギャップＰ１とは、曲面２０１から回転中心Ｏに向かって延びる破線で示した線分上における空隙であり、第２ギャップＰ２はケーシング面２０２に対して破線で示す垂線上における空隙を示す。

本実施形態において、第１ギャップＰ１の寸法は０．７〜２ｍｍの範囲を想定し、第２ギャップＰ２の寸法は５ｍｍとしている。また、第２ギャップＰ２を形成する、ケーシング面２０３は、現像ロール２２１Bの外径（表面２２１Ｂａ）から離間するように傾斜して形成されている。ケーシング２０２と対向する現像ロール２２１Bの部位には磁石が配置されておらず、第１ギャッＰ１を現像ロール２２１Bの表面２２１Ｂａが通過すると、穂立ち部Ｇ１が直ちに減少するように現像ブラシの発生が切れられるように構成されている。

第１ギャップＰ１を形成する曲面２０１と第２ギャップＰ２を形成するケーシング面２０２との間には段差部２０５が形成されていて、曲面２０１を図４において破線で示すように延長して受取スクリュー２３５の外周に位置するケーシング面２０６と連続する部分を傾斜面２１２と形成する場合よりも、曲面２０１との寸法差が形成されるようは形成されている。
これは、受取スクリュー２３５の外径の最上点が現像ロール２２１Ｂの外径より高いと、現像ロール２２１Ｂと受取スクリュー２３５とを水平方向に離す必要があるため、ケーシング２００の同心円の部分である曲面２０１の端部から受取スクリュー２３５まで続く部分に底面となるケーシング面２０２が存在し、そこに現像剤Ｇが溜りやすくなり、気流Ｖの派生の妨げになるという課題がある。また、傾斜面２１２のようになだらかに連続していると第１ギャップＰ１に近い部分（十分に広くなっていない部分）において、剤が溜まってしまうことがあり、気流Ｖの吸い込みが弱くなる。

このため、本実施形態では、より現像剤Ｇの剤溜りが発生しないように、ケーシング面２０２を傾斜面とするとともに、曲面２０１との間に段差部２０５を形成している。別な表現をすると、現像ユニット５には、第１ギャップＰ１と、第１ギャップＰ１より広い第２ギャップＰ２という領域が存在し、第２ギャップＰ２は現像ロール２２１Bの回転方向下流に存在する。第２ギャップＰ２という領域は第１ギャップＰ１を形成する曲面２０１から段差部２０５が形成されて一段下がるケーシング面２０２（現像ロール２２１Bから遠ざかった）とすることで形成されており、ケーシング面２０２は受取スクリュー２３５に向かって傾斜している。

このような構成のケーシング２００の形状による、第２ギャップＰ２と吸込み気流Ｂの強さの関係を図５に示す。図５においては、第１ギャップＰ１の寸法は一定とし、第２ギャップＰ２の寸法を変更して吸込み気流Ｂの強さを計測した。図５によると、第２ギャップＰ２が狭いと現像ロール２２１Ｂとケーシング２００の間に現像剤Ｇが溜まって滞留してしまい、気流Ｖを遮断してしまう。これに対し、第２ギャップＰ２が３．５ｍｍ以上で吸い込み気流Ｂの強さは一定になり、トナー飛散を防ぐことが出来た。

本実施形態によると、現像ユニット５のケーシング２００の形状を、ケーシング２００と対向する現像ロール２２１Ｂの磁極による穂立ち領域（曲面２０１）においては、現像ロール２２１Ｂとの間を第１ギャップＰ１とすべく、現像ロール２２１Ｂと同心円となるように形成し、穂立ち領域（曲面２０１）以降においては、第１ギャップＰ１よりも広い第２ギャップＰ２となるように形成しているので、現像剤溜りの発生を抑制することができので、現像剤溜りによる吸い込み気流の遮断が防止されるため、トナー飛散を防止することができる。

本実施形態では、第２ギャップＰ２を形成する、現像ロール２２１Ｂの穂立ち領域となる曲面２０１以降のケーシング面２０２を、現像ロール２２１Ｂの外径となる表面２２１Ｂａから離間するように傾斜して形成しているので、内部空間２０３におけるケーシング面２０２での現像剤Ｇが、受取スクリュー２３５に向かって流れ易くなる。このため、現像剤Ｇの流れをスムーズにすることが可能であり、現像剤溜りの発生をより抑制することができ、トナー飛散防止をより確実なものにすることができる。
第２ギャップの寸法を３．５ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上とすることで、現像剤溜りによる吸込み気流遮断をより効果的に防止することができる。
また図４に示すように、底面となるケーシング面２０２を、受取スクリュー２３５に向かって下り傾斜する複数の傾斜面で構成すると、一度に大量の現像剤Ｇがケーシング面２０２に落下してきた場合でも、現像剤溜りの発生を抑制することが出来るという作用効果を得ることもできるので好ましい。

２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ） 像担持体
２ａ 表面
３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ） 帯電手段
５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ） 現像装置
７（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ） クリーニング手段
２０ 記録材
４０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ） プロセスカートリッジ
１００ 装置本体
２００ ケーシング
２０１ 穂立ち領域（同心円に形成されたケーシングの部位）
２０２ ケーシング面
２００ａ 開口部
２００ｂ 開口部の縁部
２０３ 内部空間
２２１Ｂ 現像剤担持体
２２１Ｂａ 表面
２３５ 回転部材
Ｇ 現像剤
Ｐ１ 流入空隙
Ｐ２ 空間空隙
Ｚ１、Ｚ２ 現像領域

特開２００２−２６８４８２号公報

Claims (7)

1. 表面に現像剤を担持した状態で、像担持体に対向しながら該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前記現像剤担持体の表面の一部を前記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を有し、
   現像剤担持体回転方向下流側に位置する前記開口部の縁部と前記現像剤担持体の表面との間に形成される流入空隙を通じて、前記現像剤担持体の回転に伴って外気が前記内部空間に向かって流入し得る構造を備える現像装置において、
   前記ケーシングは、対向する現像剤担持体の磁極による穂立ち領域に位置おいては、前記現像剤担持体との間を前記流入空隙とすべく該現像剤担持体と同心円となるように形成され、前記穂立ち領域以降においては、前記流入空隙よりも広い空間空隙となるように形成されていることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、
   前記現像剤担持体と平行に配置され、前記現像剤担持体外径の最下点より高い位置にその最上点が位置する回転部材を有することを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２に記載の現像装置において、
   前記空間空隙を形成する、前記現像剤担持体の穂立ち領域以降のケーシング面は、前記現像剤担持体の外径から離間するように傾斜して形成されていることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１、２又は３記載の現像装置において、
   前記空間空隙は３．５ｍｍ以上であることを特徴とする現像装置。
5. 表面に潜像を担持して表面移動する像担持体と、前記像担持体と対向する現像領域で該像担持体の表面の潜像に対して現像剤を供給して該潜像を現像する現像装置とを備え、前記現像装置により現像されて得られる画像を記録材上に転移させて画像を形成する画像形成装置において、
   前記現像装置が、請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
6. 現像装置と、像担持体、帯電手段またはクリーニング手段の少なくとも１つを一体に構成し、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
   前記現像装置が、請求項１乃至４の何れか１項に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 請求項６記載のプロセスカートリッジを複数個有することを特徴とする画像形成装置。

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