JP2020076832A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置からの現像剤の飛散を抑制できる構成を提供する。【解決手段】現像装置は、現像容器４１と、現像スリーブ４４とを有する。現像容器４１は、現像剤を収容可能である。現像スリーブ４４は、感光ドラム１Ａと対向して配置され、回転することで現像容器４１内の現像剤を担持して感光ドラム１Ａとの対向領域に搬送し、感光ドラム１Ａ上の静電潜像を現像する。そして、現像スリーブ４４の回転方向に関し、現像スリーブ４４の下流側の現像容器４１と感光ドラム１Ａとの最近接位置における距離（隙間ｄ１）を、２．５ｍｍ以下とする。【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。

画像形成装置は、感光ドラムなどの像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像装置を備える。このような現像装置は、現像容器に収容された現像剤を現像スリーブなどの現像剤担持体に担持させて感光ドラムと対向する領域に搬送することで画像を形成する。この際、現像剤が現像容器内から飛散して装置内部を汚す場合がある。このため、現像容器の現像剤担持体と対向する部分の形状や隙間などを工夫することで、現像剤の飛散を抑制する構成が提案されている（特許文献１）。

特開２０１５−２５９２５号公報

しかしながら、現像容器の現像剤担持体と対向する部分の形状や隙間などを工夫しても、現像容器と現像剤担持体との隙間から現像剤が飛散することを十分に抑制することは難しい。

本発明は、現像装置からの現像剤の飛散を抑制できる構成を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、回転する像担持体と、現像剤を収容可能な現像容器と、前記像担持体と対向して配置され、回転することで前記現像容器内の現像剤を担持して前記像担持体との対向領域に搬送し、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、を有する現像装置と、を備え、前記現像剤担持体の回転方向に関し、前記現像剤担持体の下流側の前記現像容器と前記像担持体との最近接位置における距離が２．５ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、現像装置からの現像剤の飛散を抑制できる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。 第１の実施形態に係る現像装置の概略構成断面図。 比較例１における現像スリーブと感光ドラムとの間の気流及びトナーの流れの様子を示す模式図。 第１の実施形態における現像スリーブと感光ドラムとの間の気流及びトナーの流れの様子を示す模式図。 第２の実施形態における感光ドラムと現像容器との最近接位置における位置関係を、現像スリーブの回転軸線方向に関して示す模式図。 第３の実施形態における現像スリーブと感光ドラムとの間の気流及びトナーの流れの様子を示す模式図。 第４の実施形態における現像スリーブの現像剤の穂立ちの状態を示す模式図。 第４の実施形態における現像スリーブと感光ドラムとの間の気流及びトナーの流れの様子を示す模式図。 第５の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。 第５の実施形態に係る現像装置の概略構成断面図。 比較例２における現像スリーブと感光ドラムとの間の気流及びトナーの流れの様子を示す模式図。 第５の実施形態における現像スリーブと感光ドラムとの間の気流及びトナーの流れの様子を示す模式図。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図４を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

［画像形成装置］
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を作像する画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが中間転写ベルト６２の回転方向に沿って併設された、所謂タンデム方式の構成である。画像形成装置１００は、装置本体に接続された原稿読取装置（図示せず）又は装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。

なお、画像形成装置１００が備える４つの画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、以下、代表して画像形成部Ｙについて説明し、他の画像形成部の説明を省略する。

画像形成部Ｙには、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光ドラム１Ａが配設されている。感光ドラム１Ａは、図中矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１Ａの周囲には帯電ローラ２Ａ（帯電装置）、現像装置４Ａ、一次転写ローラ６１Ａ、クリーニング装置８Ａが配置されている。感光ドラム１Ａの図中上方にはレーザスキャナ（露光装置）３Ａが配置されている。

また、感光ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄと対向して、中間転写体としての中間転写ベルト６２が配置されている。中間転写ベルト６２は、複数の張架ローラにより張架され、複数の張架ローラのうちの駆動ローラの駆動により図中矢印方向に周回移動（回転）する。複数の張架ローラのうちの二次転写内ローラ６３と中間転写ベルト６２を挟んで対向する位置には、二次転写外ローラ６４が配置され、中間転写ベルト６２上のトナー像を記録材に転写する二次転写部Ｔ２を構成している。二次転写部Ｔ２の記録材搬送方向下流には定着装置７が配置される。

このように構成される画像形成装置１００における画像形成は、以下のようにして行われる。まず、感光ドラム１Ａの表面が帯電ローラ２Ａにより均一に帯電される。この帯電された表面をレーザスキャナ３Ａによって露光することで感光ドラム１Ａ上に静電潜像が形成される。このようにして得られた静電潜像に現像装置４Ａからトナーを付着させることにより、静電潜像がトナー像として現像される。このトナー像は一次転写ローラ６１Ａによって中間転写ベルト６２上に転写される。このような動作を画像形成部Ｍ、Ｃ、Ｋでも順次行い、中間転写ベルト６２上で４色のトナー像を重ね合わせる。

そして、４色のトナー像を中間転写ベルト６２上に重ねて転写した後に、給送カセット（不図示）から二次転写部Ｔ２に搬送された記録材に４色のトナー像を転写する。この記録材は、定着装置７により加熱、加圧されて定着された後、画像形成装置１００外に排出される。転写後に感光ドラム１Ａ上に残った残トナーは、クリーニング装置８Ａにより除去される。

［現像装置］
次に、本実施形態の現像装置４Ａについて、図２を用いて説明する。なお、他の現像装置４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、現像装置４Ａと同様の構成を有するため、説明及び図示を省略する。

現像装置４Ａは、現像容器４１と、現像剤担持体としての円筒状の現像スリーブ４４と、規制部材４２とを有する。現像容器４１は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤を収容可能である。現像容器４１は、感光ドラム１Ａ（図１）に対向した部分が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ４４が回転可能に配置されている。

現像スリーブ４４は、感光ドラム１Ａと対向して配置され、回転することで現像容器内の現像剤を担持して感光ドラム１Ａとの対向領域（現像領域）に搬送し、感光ドラム１Ａ上（像担持体上）の静電潜像を現像する。現像スリーブ４４は、回転軸線方向が感光ドラム１Ａの回転軸線方向と略平行となるように配置されている。また、不図示のモータにより図２の矢印α方向に回転駆動される。現像スリーブ４４の回転方向は、感光ドラム１Ａと対向する位置において感光ドラム１Ａの回転方向（図３、４などの矢印β方向）と同方向（順方向）である。

現像スリーブ４４は、内部に磁界発生手段としてのマグネットロール４８が非回転に設けられている。マグネットロール４８は、現像スリーブ４４の回転方向に沿って複数の磁極を有し、現像スリーブ４４の表面に現像剤を磁気的に吸着させる。規制部材４２は、現像スリーブ４４の所定の隙間を介して配置され、現像スリーブ４４上に形成された現像剤の磁気穂の高さ（現像剤の層厚）を規制する。なお、磁気穂は、現像スリーブ４４上に、トナーが付着したキャリアが穂のように連なった状態で担持されたものである。

更に、現像容器４１は、水平方向に延在する隔壁４３によって第１の現像剤搬送経路４５ａと、第２の現像剤搬送経路４５ｂとに区画されている。第１の現像剤搬送経路４５ａには、第１の搬送部材としての第１のスクリュー４６ａが、第２の現像剤搬送経路４５ｂには、第２の搬送部材としての第２のスクリュー４６ｂが、それぞれ配置されている。

第１のスクリュー４６ａは、トナー補給装置（不図示）から現像容器４１に補給されたトナーと、第１の現像剤搬送経路４５ａ中の現像剤を攪拌し且つ搬送してトナー濃度を均一化する。第２のスクリュー４６ｂは、第２の現像剤搬送経路４５ｂにある現像剤を攪拌し且つ搬送する。隔壁４３の幅方向（現像スリーブ４４の回転軸線方向）の両端部には、それぞれ第１の現像剤搬送経路４５ａと第２の現像剤搬送経路４５ｂとを連通する連通口が形成されている。これにより、第１の現像剤搬送経路４５ａと第２の現像剤搬送経路４５ｂとで現像剤が循環する循環経路を構成する。

本実施形態において現像容器４１内に収容される現像剤は、負帯電性の非磁性トナーと、磁性キャリアとが混合される二成分現像剤である。非磁性トナーは、ポリエステル、スチレン等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものである。本実施形態では、平均粒径が５μｍのものを用いた。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。

現像領域における、感光ドラム１Ａへのトナーの現像過程について説明する。図１に示したように、感光ドラム１Ａは、帯電ローラ２Ａによって帯電電位Ｖｄ［Ｖ］に一様に帯電された後、感光ドラム１Ａ上の画像が形成される画像部は、レーザスキャナ３Ａによって露光され露光電位Ｖｌ［Ｖ］になる。現像スリーブ４４には直流電圧、または直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧が印加される。現像スリーブ４４の直流成分の電圧をＶｄｃとしたとき、露光電位との差分の絶対値｜Ｖｄｃ−Ｖｌ｜をＶｃｏｎｔとよび、これがトナーを画像部へと運ぶ電界を作る。

また、直流電圧Ｖｄｃと帯電電位Ｖｄとの差分の絶対値｜Ｖｄｃ−Ｖｄ｜はＶｂａｃｋとよばれ、トナーに対しては感光ドラム１Ａから現像スリーブ４４方向に引き戻す電界を作る。これは、トナーが非画像部へと付着する所謂かぶり現象を抑制するために設けられている。

また、本実施形態のマグネットロール４８は、５つの磁極Ｓ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｓ３からなる。現像スリーブ４４は、図２中の矢印α方向に回転し、規制磁極Ｓ１極によって現像剤を吸着、規制部材４２方向へ搬送する。穂立ちさせられた現像剤は規制部材４２によってその層厚が規制され、現像スリーブ４４と規制部材４２の間隙を通過すると現像スリーブ４４上に所定の層厚の現像剤層を形成する。

現像剤層は、搬送磁極Ｎ２極を経て感光ドラム１Ａと対向する現像領域に担持搬送され、現像磁極Ｓ２極によって磁気穂を形成した状態で感光ドラム１Ａの表面に形成されている静電潜像を現像する。現像に供された後の現像剤は、搬送磁極Ｎ２極を経て、剥離磁極Ｓ３極と、規制磁極Ｓ１極とが反発することによって作られた剥離領域にて現像スリーブ４４から剥離され、現像容器４１内に戻る。

［トナーの飛散］
ここで、現像装置４Ａからの現像剤（主としてトナー）の飛散について説明する。近年、画像形成装置はさらなる高画質化を市場から要請されている。この高画質化を達成するためには、静電潜像に忠実にトナーを乗せることが求められ、その有効手段としてトナーの小粒径化による高精細なトナー配置が行われている。しかし、この小粒径トナーは、トナー１個当たりの重さが小さく、トナーが現像装置から離れて飛散し、画像形成装置内や出力画像を汚す虞がある。

特に、現像スリーブ４４と感光ドラム１Ａとの間においてトナー飛散が発生する場合があり、このような飛散トナーは、画像形成装置内に蓄積し易い。そして、飛散トナーは、画像形成装置内の記録材を搬送するローラなどを汚し、出力画像にローラ跡などの画像汚れ（以下、「ローラ汚れ」ともいう）が発生させる場合がある。

現像スリーブ４４と感光ドラム１Ａとの間における飛散トナーのメカニズムについて、図３に示す比較例１を用いて説明する。図３は、現像スリーブ４４の回転軸線方向に直交する断面において、現像スリーブ４４と感光ドラム１Ａとの間で、現像領域よりも感光ドラム１Ａの回転方向下流側の気流及びトナーの流れの様子を示した図である。

図中、点線は感光ドラム１Ａと現像容器４１Ａとの最近接位置における隙間ｄ２を示す。なお、比較例１の構成は、感光ドラム１Ａと現像容器４１Ａとの最近接位置における隙間ｄ２以外は、第１の実施形態と同様である。また、図中、実線の矢印はトナーを含む気流の流れを表し、その太さは流れるトナー量を示す。また、点線の矢印はトナーを殆ど含まない気流を示し、その太さは気流の流速を示している。

現像スリーブ４４及び感光ドラム１Ａは、その回転駆動により表面に気流を発生させる。現像スリーブ４４の回転により発生する気流をスリーブ流４１０、４２０とし、感光ドラム１Ａの回転により発生する気流をドラム流１１０、１２０とする。現像容器４１内は、スリーブ流４２０が流入するため気圧が上がり、現像容器４１内から外へ向かう気流４３０が発生する。その気流４３０に乗って現像容器４１内のトナーが外部へ流出し、気流４４０を経てドラム流１２０に沿ってトナー飛散となる。ドラム流１２０に乗ったトナーは、特に現像スリーブ４４の回転軸線方向端部においては、外部に広がり、ローラ跡などの画像不良につながる。

図３における比較例１の場合、現像スリーブ４４と感光ドラム１Ａ間の現像領域の隙間は、現像剤で埋められており空気の出入りがない。このため、現像領域の感光ドラム１Ａの回転方向下流の現像スリーブ４４と感光ドラム１Ａとの領域の空気は、スリーブ流４１０及びドラム流１１０により出るのみである。したがって、この領域の気圧は負圧となる。この結果、負圧箇所に向かいドラム流１１０、１２０と反対方向のドラム戻り流１３０が発生する。但し、比較例１の場合、感光ドラム１Ａと現像容器４１Ａとの最近接位置における隙間ｄ２が大きいため、このドラム戻り流１３０の力は非常に弱く、飛散トナーを押し戻すほどの力はなかった。

［本実施形態の構成］
これに対して本実施形態の構成の場合、図４に示すように、現像スリーブ４４の回転方向に関し、現像スリーブ４４の下流側の感光ドラム１Ａと現像容器４１との最近接位置における隙間（距離）ｄ１が、比較例１の隙間ｄ２よりも小さくなっている。なお、この隙間ｄ１は、現像スリーブ４４の回転軸線に対する現像スリーブ４４を含む任意の垂直面内における現像容器４１と感光ドラム１Ａとの距離である。

また、最近接位置は、現像スリーブ４４の回転方向に交差する幅方向に関し、現像容器４１が感光ドラム１Ａと対向する領域の少なくとも端部である。なお、幅方向は、現像スリーブ４４の回転軸線方向であり、現像スリーブ４４及び現像装置４Ａの長手方向である。

本実施形態では、最近接位置は、幅方向に関し、現像容器４１が感光ドラム１Ａと対向する領域の全域である。即ち、現像スリーブ４４の回転方向に関し、現像スリーブ４４の下流側で感光ドラム１Ａに最も近接している現像容器４１の部分を最近接部４１ａとする。この場合に、最近接部４１ａは、幅方向全域において感光ドラム１Ａと隙間ｄ１を介して対向している。

現像容器４１は、図２に示したように、感光ドラム１Ａと対向する部分が開口しており、この開口部に一部が露出するように現像スリーブ４４が配置されている。上述の最近接部４１ａは、この現像容器４１の開口部のうち、規制部材４２が配置された側と反対側の部分で、最も、感光ドラム１Ａに近い部分である。本実施形態では、図４に示すように、最近接部４１ａは、現像容器４１の開口部で現像スリーブ４４と対向する縁部４１ｂよりも更に感光ドラム１Ａに近く、且つ、縁部４１ｂよりも感光ドラム１Ａの回転方向下流側に位置している。即ち、最近接部４１ａは、現像スリーブ４４の下流側で感光ドラム１Ａと対向する現像容器４１の部分のうち、現像スリーブ４４の回転方向上流端部よりも下流側に位置する。

ここで、上述の比較例１の場合、隙間ｄ２が３．５ｍｍであった。これに対して本実施形態の場合、隙間ｄ１、即ち、最近接位置における現像容器４１と感光ドラム１Ａとの距離が２．５ｍｍ以下である。なお、隙間ｄ１は、２．０ｍｍ以下とすることが好ましい。但し、隙間ｄ１は、現像スリーブ４４と感光ドラム１Ａとが最も近づく位置の隙間（現像ギャップ）以上である。ここで、現像ギャップは、現像領域における現像スリーブ４４と感光ドラム１Ａとの隙間であり、例えば、３００μｍである。したがって、隙間ｄ１は、３００μｍ以上とすることが好ましく、１．０ｍｍ以上とすることがより好ましい。

なお、現像容器４１と感光ドラム１Ａとの間の隙間ｄ１は、厚みを予め測定しておいた隙間測定用シートを図４の下側からこの隙間に入れることで確認した。また、本実施形態の場合、現像スリーブ４４と現像容器４１の隙間は１ｍｍに設定した。

このように本実施形態の場合、現像容器４１と感光ドラム１Ａとの間の隙間ｄ１を小さくすることで、現像装置４Ａからの現像剤の飛散を抑制できる。即ち
（１）隙間ｄ１を狭くすることでドラム戻り流１３０の流速が上昇する
（２）上昇したドラム戻り流１３０が飛散トナーを現像スリーブ４４側に押し戻す
（３）押し戻されたトナーはスリーブ流４１０に乗って現像容器４１内に戻る
という３ステップにより、現像装置４Ａからトナー飛散が減少する。なお、（１）〜（３）のステップは、図４に示す（１）〜（３）の位置に概ね対応する。

以上、本実施形態では、現像容器４１と感光ドラム１Ａとの間の隙間ｄ１を小さくすることで、ドラム戻り流１３０の流速を大きくし、トナー飛散を減少させることができる。この結果、飛散トナーにより記録材上にローラ跡が発生しにくくなる。

［実施例１］
次に、本実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。実験では、図１に示した画像形成装置１００を使用し、現像装置４Ａ〜４Ｄの位置に、比較例１の現像装置及び本実施形態の構成である実施例１の現像装置を装着して行った。そして、画像比率５０％の画像をＡ４サイズの用紙に形成する画像形成を４００００枚行い、出力画像にローラ汚れが発生するか否かを確認した。実験は、温湿度３０℃、８０％の実験室内で行った。また、比較例１の隙間ｄ２は３．５ｍｍ、実施例１の隙間ｄ１は２．０ｍｍとした。実験結果を表１に示す。

表１に示したように、比較例１では、ローラ汚れが発生した。これに対し、実施例１では、ローラ汚れは軽微であった。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図５を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、現像容器４１と感光ドラム１Ａとの最近接位置における隙間は、幅方向全域において小さくした。これに対して本実施形態では、最近接位置における隙間は、幅方向両端部においてのみ小さくした。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、同様の構成について同じ符号を付し、説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図５は、本実施形態における現像装置の現像容器４１Ｂと感光ドラム１Ａとの位置関係を、現像スリーブ４４（図２など参照）の回転軸線方向において示した図である。本実施形態の場合、現像スリーブ４４の回転方向に関し、現像スリーブ４４の下流側の現像容器４１Ｂと感光ドラム１Ａとの幅方向両端部の隙間を幅方向中央部の隙間よりも小さくしている。図示の例では、現像容器４１Ｂの幅方向両端部に、幅方向中央部よりも感光ドラム１Ａに向けて突出した突部４１Ｂａをそれぞれ設けている。

本実施形態では、幅方向中央部の隙間ｄ２を比較例１と同じとし、幅方向両端部の隙間ｄ１を第１の実施形態と同じ２．５ｍｍ以下、好ましくは２．０ｍｍ以下としている。隙間ｄ１となる幅方向両端部の幅（幅方向の長さ）は、感光ドラム１Ａの幅方向両端からそれぞれ５０ｍｍである。なお、この場合における、現像スリーブ４４の幅方向の長さは３３０ｍｍである。

前述したように、現像容器から飛散するトナーは、現像スリーブ４４の回転軸線方向（幅方向）端部において外部に広がり易い。このため、本実施形態のように、最近接位置における幅方向両端部のみ隙間ｄ１を小さくすることで、現像装置からのトナー品差を抑制でき、ローラ汚れの発生を抑制できる。

［実施例２］
本実施形態の効果を確認するため、実施例１と同様の実験を行った。実験結果を表２に示す。なお、実施例２が本実施形態の構成である。実施例２の隙間ｄ１は２．０ｍｍ、ｄ２は３．５ｍｍとした。また、表２には、比較例１と実施例１の結果も併せて示している。また、比較例１及び実施例１では、最近接位置が幅方向全域であるのに対し、実施例２では、最近接位置が幅方向両端部のみである。

表２に示したように、実施例２において、実施例１と同様に、ローラ汚れは軽微であった。したがって、幅方向両端部のみ隙間を小さくしても、現像剤の飛散抑制の効果が得られることが分かった。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図６を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、最近接部４１ａは、現像スリーブ４４の下流側で感光ドラム１Ａと対向する現像容器４１の部分のうち、現像スリーブ４４の回転方向上流端部よりも下流側に位置した。これに対して本実施形態では、最近接部４１Ｃａは、現像スリーブ４４の下流側で感光ドラム１Ａと対向する現像容器４１Ｃの部分のうち、現像スリーブ４４の回転方向上流端部とした。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、同様の構成について同じ符号を付し、説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図６に示すように、本実施形態の場合、現像スリーブ４４の回転方向に関し、現像スリーブ４４の下流側の現像容器４１Ｃと感光ドラム１Ａとの最近接位置は、現像容器４１が現像スリーブ４４と対向する領域の上流端部である。このために本実施形態では、現像容器４１Ｃの感光ドラム１Ａと対向する開口部の現像スリーブ４４の下流側部分のうち、現像スリーブ４４と対向する縁部を最近接部４１Ｃａとしている。したがって、最近接部４１Ｃａは、現像スリーブ４４の下流側で現像容器４１Ｃが現像スリーブ４４と対向する対向面４１Ｃｂの感光ドラム１Ａ側の端部にある。

そして、現像容器４１Ｃと感光ドラム１Ａとの最近接位置における隙間ｄ１は、第１の実施形態と同様に、幅方向全域において２．５ｍｍ以下、好ましくは２．０ｍｍ以下とした。このように本実施形態の場合も、現像容器４１Ｃと感光ドラム１Ａとの間の隙間ｄ１を小さくすることで、第１の実施形態と同様に、現像装置４Ａからの現像剤の飛散を抑制できる。図６に示す（１）〜（３）は、図４に示した（１）〜（３）と同じ意味である。

特に本実施形態では、現像容器４１Ｃと感光ドラム１Ａとの間の隙間ｄ１が２．５ｍｍ以下となる最近接部４１Ｃａが、現像容器４１が現像スリーブ４４と対向する領域の上流端部にあることで、トナー飛散をより抑制することができる。即ち、図６の（２）でドラム戻り流１３０がトナーを現像スリーブ４４側に押し戻す際、（１）で流速が上昇したドラム戻り流１３０が、第１の実施形態の構成と比べて流速が減衰しないうちにトナーを含む気流４４０にぶつかる。このため、第１の実施形態よりも（３）でスリーブ流４１０に戻るトナーの量が増え、ドラム流１２０に沿って飛散するトナーを更に抑制することができる。

［実施例３］
本実施形態の効果を確認するため、実施例１と同様の実験を行った。実験結果を表３に示す。なお、実施例３が本実施形態の構成である。実施例３の隙間ｄ１は２．０ｍｍとした。また、表３には、比較例１と実施例１、２の結果も併せて示している。また、比較例１及び実施例１、３では、最近接位置が幅方向全域であるのに対し、実施例２では、最近接位置が幅方向両端部のみである。

比較例１及び実施例１、２では、最近接位置が感光ドラム１Ａと対向する現像容器の部分のうち、現像スリーブ４４の回転方向上流端部よりも下流側に位置する。これに対し、実施例３では、最近接位置が感光ドラム１Ａと対向する現像容器の部分のうち、現像スリーブ４４の回転方向上流端部に位置する。表３では、これを「最近接位置（断面）」の欄で、比較例１及び実施例１、２の場合を「容器中間」、実施例３の場合を「容器先端」として表した。

表３に示したように、実施例３においては、実施例１、２と比較し、ローラ汚れは非常に軽微となっていた。したがって、最近接部４１Ｃａを現像容器４１の現像スリーブ４４の回転方向最上流部にすることで、現像剤の飛散抑制の効果をより良く得られることが分かった。

＜第４の実施形態＞
第４の実施形態について、図７及び図８を用いて説明する。本実施形態の場合、上述の第３の実施形態の構成において、現像スリーブ４４内のマグネットロール４８Ａの磁極の位置を変更した。その他の構成及び作用は、上述の第３の実施形態と同様であるため、同様の構成について同じ符号を付し、説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第３の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

まず、図７を用いて、現像スリーブ４４上の現像剤の動きとトナー飛散の様子について説明する。なお、図７は、現像スリーブ４４の表面を拡大して、現像スリーブ４４の表面で担持搬送される現像剤の磁気穂の様子を模式的に示している。また、図７では、感光ドラム１Ａを省略した。現像スリーブ４４上の磁気穂の姿勢は、それぞれの磁極によって作られる磁力線に沿うように移動する。

ここで、現像スリーブ４４内に固定配置される磁界発生手段としてのマグネットロール４８Ａは、図２に示したマグネットロール４８と同様に複数の磁極を有する。そして、マグネットロール４８Ａは、現像スリーブ４４の回転方向に関し、現像スリーブ４４が感光ドラム１Ａと対向する位置に現像磁極Ｓ２（第１磁極）が配置されている。また、マグネットロール４８Ａは、現像磁極Ｓ２と異なる極であって、現像磁極Ｓ２の下流側に隣接し、且つ、現像スリーブ４４が現像容器４１Ｃと対向する位置に搬送磁極Ｎ２（第２磁極）が配置されている。

図７に示すように、現像磁極Ｓ２（第１磁極）、搬送磁極Ｎ２（第２磁極）においては磁気穂が立っているが、極間（磁束密度の現像スリーブ４４に対する垂直成分Ｂｒ＝０の点）においては穂は横になっている。即ち、現像磁極Ｓ２と搬送磁極Ｎ２との極間で磁束密度が０となる位置では、磁気穂が倒れた状態となる。この部分を穂倒れ部という。

このため、現像磁極Ｓ２から搬送されてきた現像剤の磁気穂は極間に向け倒れていき、現像スリーブ４４や他の穂と衝突し、その際にトナーが飛散する。したがって、現像スリーブ４４上から発生するトナー飛散は主に現像磁極Ｓ２と搬送磁極Ｎ２の極間で発生する。本実施形態では、このように発生する現像スリーブ４４上からの飛散トナーを、ドラム戻り流１３０を用いて抑制する。

本実施形態の構成を図８に示す。マグネットロール４８Ａ内の直線は、現像磁極Ｓ２と搬送磁極Ｎ２の極間で磁束密度が０となる位置（Ｎ２−Ｓ２極の極間位置）を示す。その他の構成は、第３の実施形態と同じである。ここで、図３に示す比較例１では、Ｎ２−Ｓ２極の極間位置は、現像容器４１Ａと対向する領域内にある。即ち、Ｎ２−Ｓ２極の極間位置は、現像容器４１Ａに覆われている。第１ないし第３の実施形態も同様である。

これに対して本実施形態の場合、図８に示すように、Ｎ２−Ｓ２極の極間位置は、現像スリーブ４４の回転方向に関し、現像容器４１Ｃが現像スリーブ４４と対向する領域の上流端部よりも更に上流に位置する。図示の例では、Ｎ２−Ｓ２極の極間位置は、現像スリーブ４４の回転方向に関し、現像領域よりも下流で、最近接部４１Ｃａよりも上流に位置している。このため、現像スリーブ４４上のトナー飛散源であるＮ２−Ｓ２極の極間位置を、ドラム戻り流１３０の下流側（直下）に配置することができ、飛散トナーが飛散する前にスリーブ流４１０に戻せる。この結果、現像スリーブ４４上からの飛散トナーを抑制できる。

このように本実施形態では、マグネットロール４８ＡのＮ２−Ｓ２極の極間位置を比較例１の構成に対して変更する事で、現像容器４１Ｃ内部から気流に乗って飛散するトナーだけでなく、現像スリーブ４４上の現像剤からのトナー飛散も抑制できる。なお、本実施形態の極間位置の構成は、上述の第１、第２の実施形態及び後述する第５の実施形態にも適用可能である。

［実施例４］
本実施形態の効果を確認するため、実施例１と同様の実験を行った。実験結果を表４に示す。なお、実施例４が本実施形態の構成である。実施例４の隙間ｄ１は２．０ｍｍとした。また、表４には、比較例１と実施例１〜３の結果も併せて示している。また、実施例４も実施例３と同様に、最近接位置（断面）は「容器先端」である。

表４では、Ｎ２−Ｓ２極の極間位置は、「磁束０ポイント」として表した。比較例１及び実施例１〜３は、磁束０ポイントが現像容器４１Ａと対向する領域内にあるため、表４では「容器対向」として表した。一方、実施例４は、磁束０ポイントが現像容器４１Ｃが現像スリーブ４４と対向する領域の上流端部よりも更に上流に位置しているため、表４では「容器ドラム間」として表した。

表４に示したように、実施例４においては、実施例３と比較し、ローラ汚れは殆ど発生しなかった。即ち、ローラ汚れが殆どわからない水準となっていた。したがって、現像スリーブ４４上のトナー飛散源であるＮ２−Ｓ２極の極間位置をドラム戻り流１３０の直下に配置することで、現像スリーブ４４からのトナー飛散を抑制できることが分かった。

＜第５の実施形態＞
第５の実施形態について、図９ないし図１２を用いて説明する。上述の第１〜第４の実施形態では、感光ドラムと対向する位置における現像スリーブの回転方向が下向きであったため、現像剤が下向きに飛散する構成であった。これに対して本実施形態では、現像剤が上向きに飛散する構成である。このために、画像形成装置１００Ａの各構成の配置関係が、第１の実施形態の画像形成装置１００の各構成の配置関係と異なるが、各構成の基本的な構成及び動作は同様である。このため、同様の構成について同じ符号を付し、説明を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

まず、本実施形態の画像形成装置１００Ａを図９に示す。図１に示した画像形成装置１００は、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが中間転写ベルト６２の上方に配置されていたのに対し、本実施形態の画像形成装置１００Ａは、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが中間転写ベルト６２の下方に配置されている。また、図１の画像形成装置１００は、トナー像が転写される記録材が図１の横方向に搬送されているのに対し、本実施形態の画像形成装置１００Ａは、トナー像が転写される記録材が図１の縦方向に搬送されている。また、本実施形態の画像形成装置１００Ａの現像装置４０Ａ〜４０Ｄは、図１の画像形成装置１００の現像装置４Ａ〜４Ｄと構成が異なる。画像形成装置１００Ａのその他の構成については、配置位置が異なるだけで、基本的な構成及び機能は、図１の画像形成装置１００と同様である。

［現像装置］
次に、本実施形態の現像装置４０Ａについて、図１０を用いて説明する。なお、他の現像装置４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄは、現像装置４０Ａと同様の構成を有するため、説明及び図示を省略する。なお、現像装置４０Ａは、第１の現像剤搬送経路４５ａと、第２の現像剤搬送経路４５ｂとが図の左右方向に並べて配置されており、そのために、隔壁４３が図の上下方向に設けられている。

また、現像スリーブ４４は、図１０の矢印α方向に回転し、感光ドラム１Ａ（図９）と対向する位置では、図の下から上に向かう回転方向となる。このため、規制部材４２は、現像スリーブ４４の下方に配置される。更に、現像スリーブ４４の回転方向に合わせて、マグネットロール４８の複数の磁極の現像スリーブ４４の回転方向の配置が、図２の構成と逆になっている。このような各部の配置関係以外の現像装置４０Ａの各部の構成及び機能は、図２の現像装置４Ａの各部の構成及び機能と同じであるため、同じ構成に同じ符号を付して、更なる説明を省略する。なお、現像剤を収容する現像容器については、第１の実施形態と符号を異ならせているが、基本的な構成及び機能は同じである。

図１１に、比較例２の構成を示す。図１１は、図３と同様の図であり、比較例２は、図３の比較例１と現像スリーブ４４の回転方向が異なるため、現像剤が飛散する方向も異なる。なお、比較例２の構成は、感光ドラム１Ａと現像容器４１Ｅとの最近接位置における隙間ｄ２以外は、本実施形態と同様である。また、図中の矢印、実線、点線の意味は、図３と同じである。このような比較例２の場合、現像剤が飛散する方向が異なるだけで、現像剤が飛散するメカニズムは図３の比較例１と同じである。そして、比較例２の場合も、感光ドラム１Ａと現像容器４１Ｅとの最近接位置における隙間ｄ２が大きいため、ドラム戻り流１３０の力は非常に弱く、飛散トナーを押し戻すほどの力はなかった。

これに対して本実施形態の構成の場合、図１２に示すように、現像スリーブ４４の回転方向に関し、現像スリーブ４４の下流側の感光ドラム１Ａと現像容器４１Ｄとの最近接位置における隙間（距離）ｄ１が、比較例２の隙間ｄ２よりも小さくなっている。

また、本実施形態の場合も、最近接位置は、幅方向に関し、現像容器４１Ｄが感光ドラム１Ａと対向する領域の全域である。即ち、現像スリーブ４４の回転方向に関し、現像スリーブ４４の下流側で感光ドラム１Ａに最も近接している現像容器４１Ｄの部分を最近接部４１Ｄａとする。この場合に、最近接部４１Ｄａは、幅方向全域において感光ドラム１Ａと隙間ｄ１を介して対向している。

また、隙間ｄ１は、第１の実施形態と同様に、２．５ｍｍ以下、好ましくは２．０ｍｍ以下である。なお、比較例２の場合、隙間ｄ２が３．５ｍｍであった。また、本実施形態の場合も、現像スリーブ４４と現像容器４１Ｄの隙間は１．０ｍｍに設定した。

このように本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様のメカニズムにより、現像容器４１Ｄと感光ドラム１Ａとの間の隙間ｄ１を小さくすることで、現像装置４Ａからの現像剤の飛散を抑制できる。即ち、本実施形態の場合も、ドラム戻り流１３０の流速を大きくし、トナー飛散を減少させることができる。この結果、飛散トナーにより記録材上にローラ跡が発生しにくくなる。

［実施例５］
本実施形態の効果を確認するため、実施例１と同様の実験を行った。実験結果を表５に示す。なお、実施例５が本実施形態の構成である。実施例５の隙間ｄ１は２．０ｍｍ、比較例２の隙間ｄ２は３．５ｍｍとした。

表５に示したように、比較例２では、ローラ汚れが発生した。これに対し、実施例５では、ローラ汚れは軽微であった。したがって、現像剤が上向きに飛散する構成であっても、実施例１と同様に、現像剤の飛散抑制効果が得られることが分かった。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ・・・感光ドラム（像担持体）／４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ・・・現像装置／４１、４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄ、４１Ｅ・・・現像容器／４１ａ、４１Ｃａ、４１Ｄａ・・・最近接部／４４・・・現像スリーブ（現像剤担持体）／４８、４８Ａ・・・マグネットロール（磁界発生手段）／１００、１００Ａ・・・画像形成装置

Claims (8)

1. 回転する像担持体と、
   現像剤を収容可能な現像容器と、前記像担持体と対向して配置され、回転することで前記現像容器内の現像剤を担持して前記像担持体との対向領域に搬送し、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、を有する現像装置と、を備え、
   前記現像剤担持体の回転方向に関し、前記現像剤担持体の下流側の前記現像容器と前記像担持体との最近接位置における距離が２．５ｍｍ以下である、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記最近接位置における距離は、２．０ｍｍ以下である、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記最近接位置における距離は、前記現像剤担持体と前記像担持体とが最も近づく位置の隙間よりも大きい、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記最近接位置における距離は、３００μｍ以上である、
   ことを特徴とする、請求項１ないし３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記最近接位置は、前記現像剤担持体の回転方向に交差する幅方向に関し、前記現像容器が前記像担持体と対向する領域の少なくとも端部である、
   ことを特徴とする、請求項１ないし４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記最近接位置は、前記幅方向に関し、前記現像容器が前記像担持体と対向する領域の全域である、
   ことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記最近接位置は、前記現像剤担持体の回転方向に関し、前記現像容器が前記現像剤担持体と対向する領域の上流端部である、
   ことを特徴とする、請求項１ないし６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤担持体の内部に非回転に設けられ、前記現像剤担持体の回転方向に沿って複数の磁極を有し、前記現像剤担持体の表面に現像剤を磁気的に吸着させる磁界発生手段を備え、
   前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体の回転方向に関し、前記現像剤担持体が前記像担持体と対向する位置に第１磁極を、前記第１磁極と異なる極であって、前記第１磁極の下流側に隣接し、且つ、前記現像剤担持体が前記現像容器と対向する位置に第２磁極を有し、
   前記第１磁極と前記第２磁極との極間で磁束密度が０となる位置が、前記現像剤担持体の回転方向に関し、前記現像容器が前記現像剤担持体と対向する領域の上流端部よりも更に上流に位置する、
   ことを特徴とする、請求項１ないし７の何れか１項に記載の画像形成装置。
   

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