JP2020112690A - 画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置からのトナーの飛散を抑制できる画像形成システムを提供する。【解決手段】回転可能な像担持体４０と、回転可能な現像剤担持体２４と、前記現像剤担持体２４を収容する収容容器２１と、前記像担持体４０と前記現像剤担持体２４の間に位置する現像領域Ｒ４において、前記収容容器２１から間隙を介して離間し、前記現像剤担持体２４の回転方向と反対の回転方向に回転し、回転した際に前記間隙に気流を送る気流発生器２６と、を備える。【選択図】図２

Description

画像形成システムには、現像装置本体内の気圧の上昇を抑制して、現像装置本体外へのトナーの飛散を抑制するために、トナー移動機構の現像スリーブと現像装置本体の内壁との間に、現像スリーブの回転方向に長い流路形成部材を備えたものがある。

本明細書に開示された種々の例を実施するために使用することができる例示的な画像形成装置の概略図である。 一例の現像装置の模式断面図である。 像担持体、現像剤担持体、収容容器、及び気流発生器の位置関係を説明するための模式断面図である。 一例の気流発生器の斜視図である。 図４におけるＶ−Ｖ線における断面図である。 一例の気流発生器の斜視図である。 図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。 図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）及び図８（ｄ）は、一例の気流発生器の断面図である。 第一ロッド部の断面形状と空間断面比率との関係を示す図である。 計測結果を示すグラフである。 計測結果を示すグラフである。 計測結果を示すグラフである。 計測結果を示すグラフである。 計測結果を示すグラフである。 一例の気流発生器の平面図である。 図１５に示す気流発生器の一部を示す斜視図である。 気流発生器の形状と送り量との関係を示す図である。 計測結果を示すグラフである。 一例の気流発生器の平面図である。 図２０（ａ）は、図１９に示す気流発生器の第一ブレード形成部の一部を示す斜視図、図２０（ｂ）は、図１９に示す気流発生器のパドル形成部の一部を示す斜視図、図２０（ｃ）は、図１９に示す気流発生器の第二ブレード形成部の一部を示す斜視図である。 一例の現像装置の模式断面図である。 計測結果を示すグラフである。

以下、図面を参照して、例示的な画像形成システムについて説明する。画像形成システムは、プリンタ等の画像形成装置であってもよく、画像形成装置等に用いられる現像装置であってもよい。なお、図面に基づいて説明するにあたり、同一する要素又は同一の機能を有す類似する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

まず、画像形成装置の例の概略構成を説明する。図１は、例示的な画像形成装置の概略図である。図１に示す画像形成装置１は、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色を用いてカラー画像を形成する装置である。画像形成装置１は、記録媒体である用紙Ｐを搬送する搬送装置１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写装置３０と、表面（周面）に静電潜像が形成される像担持体４０と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着装置５０と、用紙Ｐを排出する排出装置６０と、を備える。

搬送装置１０は、画像が形成される記録媒体としての用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容され、給紙ローラ１１によりピックアップされて搬送される。搬送装置１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が転写ニップ領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して転写ニップ領域Ｒ２に用紙Ｐを到達させる。

現像装置２０は、各色に対応して４個設けられている。各現像装置２０は、トナーを像担持体４０に担持させる現像剤担持体２４を備えている。現像装置２０では、現像剤として、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いる。つまり、現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像剤担持体２４に担持させる。そして、現像剤担持体２４の回転により現像剤が像担持体４０と対向する現像領域Ｒ４（図２参照）まで搬送されると、現像剤担持体２４に担持された現像剤のうちのトナーが像担持体４０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。

転写装置３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ニップ領域Ｒ２に搬送する。転写装置３０は、像担持体４０からトナー像が一次転写される転写ベルト３１と、転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３４，３５，３６，３７と、像担持体４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３７と共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３と、を備えている。

転写ベルト３１は、懸架ローラ３４，３５，３６，３７により循環移動する無端ベルトである。懸架ローラ３４，３５，３６，３７は、それぞれの軸線周りに回転可能なローラである。懸架ローラ３７は、軸線周りに回転駆動する駆動ローラであり、懸架ローラ３４，３５，３６は、懸架ローラ３７の回転駆動により従動回転する従動ローラである。一次転写ローラ３２は、転写ベルト３１の内周側から像担持体４０を押圧するように設けられる。二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１を挟んで懸架ローラ３７と平行に配置されて、転写ベルト３１の外周側から懸架ローラ３７を押圧するように設けられる。これにより、二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１との間に転写ニップ領域Ｒ２を形成する。

像担持体４０は、静電潜像担持体、感光体ドラム等とも呼ばれる。像担持体４０は、各色に対応して４個設けられている。各像担持体４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。像担持体４０の周上には、現像装置２０と、帯電ローラ４１と、露光ユニット４２と、クリーニングユニット４３と、が設けられている。

帯電ローラ４１は、像担持体４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ４１は、像担持体４０の回転に追従して動く。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した像担持体４０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、像担持体４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナータンクＮから供給されたトナーによって像担持体４０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンクＮ内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナーが充填されている。クリーニングユニット４３は、像担持体４０上に形成されたトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に像担持体４０上に残存するトナーを回収する。

定着装置５０は、加熱及び加圧する定着ニップ領域に用紙Ｐを通過させることで、転写ベルト３１から用紙Ｐに二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着装置５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ５２と、加熱ローラ５２を押圧して回転駆動する加圧ローラ５４と、を備えている。加熱ローラ５２及び加圧ローラ５４は円筒状に形成されており、加熱ローラ５２は内部にハロゲンランプ等の熱源を備えている。加熱ローラ５２と加圧ローラ５４との間には接触領域である定着ニップ領域が設けられ、定着ニップ領域に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。

排出装置６０は、定着装置５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ６２，６４を備えている。

続いて、画像形成装置１による印刷工程について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１の制御部は、給紙ローラ１１を回転させて、カセットＫに積層された用紙Ｐをピックアップして搬送する。そして、帯電ローラ４１により像担持体４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる（帯電工程）。その後、受信した画像信号に基づいて、露光ユニット４２により像担持体４０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。

現像装置２０では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程）。こうして形成されたトナー像は、像担持体４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、像担持体４０から転写ベルト３１へ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、４個の像担持体４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ３７と二次転写ローラ３３とが対向する転写ニップ領域Ｒ２において、搬送装置１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。

積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着装置５０へ搬送される。そして、定着装置５０は、用紙Ｐが定着ニップ領域を通過する際に、用紙Ｐを加熱ローラ５２と加圧ローラ５４との間で加熱及び加圧することにより、積層トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、用紙Ｐは、排出ローラ６２，６４によって画像形成装置１の外部へ排出される。

図２は、一例の現像装置の模式断面図である。図２に示す現像装置２０は、回転可能な像担持体４０と、収容容器２１と、第一攪拌搬送部材２２と、第二攪拌搬送部材２３と、回転可能な現像剤担持体２４と、担持量規制部２５と、回転可能な気流発生器２６と、を備えている。

像担持体４０は、静電潜像が表面に形成される。像担持体４０は、例えば、収容容器２１に対して回転可能に支持されており、モータ等の駆動源（不図示）により回転駆動される。像担持体４０は、例えば、円柱状に形成されている。

収容容器２１は、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する。つまり、収容容器２１は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する現像剤収容室Ｈを形成している。収容容器２１は、第一攪拌搬送部材２２、第二攪拌搬送部材２３、現像剤担持体２４、担持量規制部２５、及び気流発生器２６を収容する。収容容器２１は、現像剤担持体２４が像担持体４０と対向する位置に開口を有しており、現像剤収容室Ｈ内のトナーは、この開口から像担持体４０に供給される。収容容器２１は、フィルタ２７を備える。フィルタ２７は、収容容器２１に形成された貫通孔に設けられており、収容容器２１の内外を通気するとともに現像剤の通過を阻止する。収容容器２１には、古くなった現像剤を現像剤収容室Ｈから排出させる現像剤排出口（不図示）が形成されている。

第一攪拌搬送部材２２及び第二攪拌搬送部材２３は、現像剤収容室Ｈ内において、現像剤を構成する磁性体のキャリアと非磁性体のトナーとを攪拌して、キャリアとトナーとを摩擦帯電させる。また、第一攪拌搬送部材２２及び第二攪拌搬送部材２３は、現像剤収容室Ｈ内で現像剤を攪拌しながら搬送する。第一攪拌搬送部材２２は、現像剤収容室Ｈの底部に配置された第一搬送路（不図示）に配置されており、第二攪拌搬送部材２３は、第一搬送路の上段に配置された第二搬送路（不図示）に配置されている。第一搬送路及び第二搬送路は、現像剤担持体２４の回転軸２４Ａと平行な方向に延びている。そして、第一攪拌搬送部材２２は、現像剤を、攪拌しながら第一搬送路に沿って第一方向に搬送して、第二搬送路に供給する。第二攪拌搬送部材２３は、第一搬送路から供給された現像剤を、第二搬送路に沿って第一方向とは逆方向である第二方向に搬送して、現像剤担持体２４に供給する。

現像剤担持体２４は、像担持体４０との間に間隙が形成されるように像担持体４０と対向して配置されて、収容容器２１に収容された現像剤を表面に担持して回転する。現像剤担持体２４は、例えば、円柱状、半円柱状等に形成されている。現像剤担持体２４は、現像剤担持体２４の回転軸２４Ａと像担持体４０の回転軸４０Ａとが平行となり、かつ、現像剤担持体２４と像担持体４０との間隔が回転軸２４Ａ方向（回転軸４０Ａ方向）において同じとなるように、配置されている。現像剤担持体２４は、第一攪拌搬送部材２２及び第二攪拌搬送部材２３で攪拌された現像剤を表面に担持する。現像剤担持体２４は、担持している現像剤を現像領域Ｒ４に搬送することで、像担持体４０の静電潜像を現像する。現像領域Ｒ４は、現像剤担持体２４と像担持体４０との間に位置する領域であって、現像剤担持体２４と像担持体４０とが対向している領域である。現像領域Ｒ４は、現像剤担持体２４と像担持体４０とが最も接近している領域であってもよい。

現像剤担持体２４は、現像剤担持体２４の表層を形成する現像スリーブ２４ａと、現像スリーブ２４ａの内部に配置されたマグネット２４ｂと、を備える。現像スリーブ２４ａは、非磁性の金属からなる筒状部材である。現像スリーブ２４ａは、回転軸２４Ａを中心として回転可能である。現像スリーブ２４ａは、例えば、マグネット２４ｂに回転可能に支持されており、モータ等の駆動源（不図示）により回転駆動される。マグネット２４ｂは、収容容器２１に固定されおり、複数の磁極を有している。現像剤は、マグネット２４ｂの磁気力により、現像スリーブ２４ａの表面に担持される。現像剤担持体２４は、現像スリーブ２４ａが回転することで、現像剤を現像スリーブ２４ａの回転方向に搬送する。

現像スリーブ２４ａ上では、マグネット２４ｂの各磁極の磁気力によって現像剤の穂立ちが形成される。現像剤担持体２４は、現像領域Ｒ４において、磁極により形成された現像剤の穂立ちを、像担持体４０の静電潜像に接触または近接させる。これにより、現像剤担持体２４に担持された現像剤のうちのトナーが、像担持体４０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。

担持量規制部２５は、現像剤担持体２４に担持される現像剤の担持量を規制する。担持量規制部２５は、現像領域Ｒ４を基準として、現像スリーブ２４ａの回転方向上流側に設けられている。担持量規制部２５は、現像剤担持体２４の回転軸２４Ａよりも下方側に位置している。担持量規制部２５は、現像スリーブ２４ａとの間に所定の間隙を形成する。このため、担持量規制部２５は、現像スリーブ２４ａが回転することで、現像スリーブ２４ａの周面上に担持された現像剤の層厚を規制し、当該層厚を均一な厚さの層に均す。担持量規制部２５と現像スリーブ２４ａとの間隔を調整することで、現像領域Ｒ４に搬送される現像剤担持体２４の現像剤の搬送量を調整することができる。

気流発生器２６は、現像領域Ｒ４と転写ベルト３１との間に位置して、現像剤担持体２４、像担持体４０及び収容容器２１から隙間を介して離間されている。気流発生器２６は、例えば、収容容器２１のうち、気流発生器２６の上方に位置するケース上壁２１ａと対向する。ケース上壁２１ａの気流発生器２６側の面は、例えば、平面状に形成されている。気流発生器２６は、棒状に形成されており、現像剤担持体２４の回転軸２４Ａと平行な方向に延びている。

また、気流発生器２６は、現像剤担持体２４の回転方向において、現像領域Ｒ４の下流側に近接して配置されている。このため、気流発生器２６は、現像剤担持体２４、像担持体４０及び収容容器２１との間に、収容容器２１から排出される現像剤を収容容器２１に戻すように働く空気の循環路を形成する。

図３に示すように、気流発生器２６と現像剤担持体２４との間の間隙にある空気は、現像剤担持体２４の現像スリーブ２４ａが回転することで、現像剤担持体２４の表面に担持されて穂立ちを形成している現像剤により収容容器２１内に取り込まれる。収容容器２１内に取り込まれた現像剤は、その多くが収容容器２１内で折り返して、気流発生器２６と収容容器２１との間の間隙を通って収容容器２１から排出され、気流発生器２６と像担持体４０との間の間隙を通って気流発生器２６と現像剤担持体２４との間の間隙に戻る。つまり、気流発生器２６の周りにおいて、気流発生器２６と現像剤担持体２４との間の間隙、気流発生器２６と収容容器２１との間の間隙、及び気流発生器２６と像担持体４０との間の間隙をこの順で流れる空気の循環流が発生する。

そして、気流発生器２６は、表面に凹凸が形成されて、現像剤担持体２４の回転方向と反対の回転方向に回転する。つまり、気流発生器２６は、現像剤担持体２４の回転方向と反対の回転方向に回転し、回転した際に収容容器２１との間の隙間に気流を送る。これにより、気流発生器２６の周りの空気の循環流が促進される。

気流発生器２６は、例えば、非磁性体からなってもよい。気流発生器２６を形成する非磁性材料としては、例えば、ＳＵＳ３０４等を用いることができる。

気流発生器２６は、例えば、棒状に形成されて、現像剤担持体２４の回転軸２４Ａ及び像担持体４０の回転軸４０Ａと平行な方向に延びている。

図４〜図７に示すように、気流発生器２６は、気流発生器２６の回転軸２６Ａを中心に回転するパドル１０１を有してもよい。パドル１０１は、気流発生器２６が回転することにより回転し、これにより収容容器２１との間の隙間に気流を送る。パドル１０１は、例えば、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿う方向において、気流発生器２６の両端部を除く気流発生器２６の全域に形成されている。気流発生器２６において、パドル１０１が形成された部分を第一ロッド部１０３という。

パドル１０１は、収容容器２１との間の隙間に気流を送るための推進面１０２を有している。推進面１０２は、気流発生器２６の回転方向における、パドル１０１の前側の面である。推進面１０２の形状は特に限定されるものではない。例えば、推進面１０２は、平面状、曲面状、段状であってもよい。また、推進面１０２は、気流発生器２６の回転軸２６Ａに対して実質的に半径方向に延びていてもよい。また、推進面１０２は、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行に延びていてもよい。

図４〜図７に示す気流発生器２６は、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿って延びる断面円形の棒状部材に、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な溝を形成することで、パドル１０１が形成されていている。これらのパドル１０１の推進面１０２は、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行に延びていている。図４及び図５に示す気流発生器２６では、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿って延びる断面円形の棒状部材に、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な１２本の円弧状の溝を形成することで、１２個のパドル１０１が形成されている。このパドル１０１の推進面１０２は、外周面側の端部が、気流発生器２６の回転軸２６Ａに対して実質的に半径方向に延びている。図６及び図７に示す気流発生器２６では、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿って延びる断面円形の棒状部材に、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な４本のＬ字状の溝を形成することで、４個のパドル１０１が形成されている。このパドル１０１の推進面１０２は、気流発生器２６の回転軸２６Ａに対して実質的に半径方向に延びている。

気流発生器２６に設けられるパドル１０１の数（棒状部材に形成する溝の数）、パドル１０１の形状、パドル１０１の大きさ等は、特に限定されるものではない。例えば、図８（ａ）に示す気流発生器２６では、図４及び図５に示す気流発生器２６と同様に、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿って延びる断面円形の棒状部材に、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な４本のＬ字状の溝を形成することで、４個のパドル１０１が形成されている。しかしながら、図８（ａ）に示す気流発生器２６は、図４及び図５に示す気流発生器２６と比較して、棒状部材に形成する溝が深くなることで、パドル１０１の幅が狭くなっている。図８（ｂ）に示す気流発生器２６では、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿って延びる断面円形の棒状部材に、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な４本の円弧状の溝を形成することで、４個のパドル１０１が形成されている。図８（ｃ）に示す気流発生器２６では、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿って延びる断面円形の棒状部材に、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な４本の矩形状の溝を形成することで、４個のパドル１０１が形成されている。図８（ｄ）に示す気流発生器２６では、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿って延びる断面正方形の棒状部材の四隅に、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な４本のＬ字状の溝を形成することで、４個のパドル１０１が形成されている。

このように、気流発生器２６が、回転した際に収容容器２１との間の隙間に気流を送ることで、気流発生器２６の周りの空気の循環流を促進することができる。これにより、収容容器２１からトナーが飛散するのを抑制することができる。

また、気流発生器２６がパドル１０１を備えることで、気流発生器２６の周りの空気の循環流を更に促進することができる。この場合、パドル１０１が、気流発生器２６の回転軸２６Ａに対して実質的に半径方向に延びる推進面１０２を有することで、また、この推進面１０２が、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行に延びていることで、この効果を更に向上させることができる。

また、気流発生器２６が、現像剤担持体２４の回転方向に対する下流側である現像領域Ｒ４の下流側に近接して配置されることで、気流発生器２６と収容容器２１との間の間隙から排出されたトナーを、適切に収容容器２１に戻すことができる。

ここで、本発明者らは、空間断面比率とトナー飛散量との関係を調べた。空間断面比率は、第一ロッド部１０３の、気流発生器２６の回転軸２６Ａと直交する断面における、第一ロッド部１０３の外接円の面積（Ａ）に対する空間の面積（Ｂ）の比率（Ｂ／Ａ）である。つまり、空間断面比率は、気流発生器２６の回転軌跡における空間の割合を示している。空間は、気流発生器２６の回転軸２６Ａと直交する断面において、第一ロッド部１０３の無い部分である。このため、空間の面積（Ｂ）は、気流発生器２６の回転軸２６Ａと直交する断面において、第一ロッド部１０３の外接円の面積（Ａ）から、第一ロッド部１０３の面積を引いた値となる。そして、空間断面比率の異なる５つの気流発生器２６をサンプルとして、トナー飛散量を計測した。各気流発生器２６の第一ロッド部１０３の断面形状は、図９のサンプルａ〜ｅに示すものとした。サンプルａの第一ロッド部１０３の空間断面比率は０．０３、サンプルｂに示す第一ロッド部１０３の空間断面比率は０．１５、サンプルｃに示す第一ロッド部１０３の空間断面比率は０．３、サンプルｄに示す第一ロッド部１０３の空間断面比率は０．２、サンプルｅに示す第一ロッド部１０３の空間断面比率は０．３５であった。トナー飛散量は、次のように計測した。像担持体４０を停止状態として現像剤担持体２４を回転させたときの、収容容器２１の上部に堆積したトナーを回収し、この回収したトナーの重量測定を行った。速度は１分間で８０ｐｖ相当の速度とし、測定時間は３０分とした。つまり、２．４ｋｐｖのトナー飛散量を測定した。測定結果を図１０に示す。図１０以降のトナー飛散量の結果は、トナー重量測定結果を１００ｋｐｖあたりに換算したものを用いている。つまり、図１０以降のトナー飛散量の結果は、３０分のトナー重量測定結果×１００×１０００／８０／３０となる。また、ｐｖはプリント枚数を意味する。

図１０に示すように、空間断面比率が０．１以上０．４以下、百分率で表すと１０％以上４０％以下だと、トナー飛散量が０．０７ｇ／１００ｋｐｖ以下となった。０．０７ｇ／１００ｋｐｖは、トナー飛散量の目標値の一例である。これは、空間断面比率が０．１以上であると、気流発生器２６により循環気流を好適に発生させることができ、空間断面比率が０．４以下であると、この気流が速くなり過ぎるのを抑制してトナーが外部に漏れだすのを抑制できたものと考えられる。このような結果から、空間断面比率を０．１以上０．４以下としてもよい。

次に、現像剤担持体２４の表面の線速度（Ｃ）に対するパドル１０１の外周端の線速度（Ｄ）の比率（Ｄ／Ｃ）とトナー飛散量との関係について調べた。気流発生器２６としては、図６及び図７のものを用いた。現像剤担持体２４の表面の線速度に対するパドル１０１の外周端の線速度の比率を、線速比という。トナー飛散量の計測は、上記と同様に行った。計測結果を図１１〜図１３に示す。図１２及び図１３は、図１１の一部を拡大したものである。

図１１に示すように、線速比が１以下だと、トナー飛散量が０．０７ｇ／１００ｋｐｖ以下となった。０．０７ｇ／１００ｋｐｖは、トナー飛散量の目標値の一例である。これは、線速比が１以下であると、気流発生器２６により循環気流を好適に発生させることができるとともに、この気流が速くなり過ぎるのを抑制してトナーが外部に漏れだすのを抑制できたものと考えられる。このような結果から、線速比を１以下としてもよい。

図１２及び図１３に示すように、線速比が１を下回ると、暫くはトナー飛散量の低下度合いが小さい。しかしながら、線速比が０．１以上０．３以上の範囲では、トナー飛散量が大幅に低下した。これは、線速比が１ｍｍ以上１．７ｍｍ以下であると、気流発生器２６により循環気流を好適に発生させることができるとともに、現像剤担持体２４とパドル１０１との間に適切なエアカーテンが形成されることで、トナーが外部に漏れだすのを抑制できたものと考えられる。つまり、好適な循環気流の量は、多くとも現像剤担持体２４とパドル１０１との間の空間に全て通過することができ、少なくとも内部からの空気が外に出るのを防ぐ効果のある最低限の流量である。この循環気流が多すぎると、現像剤担持体２４とパドル１０１との間の空間に入りきらずに外部に吹き出しトナー飛散が悪化する可能性がある。一方、この循環気流が少なすぎると、内部からの吹き出しを防ぐことができずに、トナー飛散が発生してしまう可能性がある。このような結果から、線速比を０．１以上０．３以上としてもよい。

次に、現像剤担持体２４とパドル１０１との最近接距離とトナー飛散量の関係について調べた。気流発生器２６としては、図６及び図７のものを用いた。現像剤担持体２４とパドル１０１との最近接距離は、気流発生器２６が回転することによりパドル１０１が現像剤担持体２４に最も近接した時の、現像剤担持体２４とパドル１０１との離間距離である。トナー飛散量の計測は、上記と同様に行った。計測結果を図１４に示す。

図１４に示すように、現像剤担持体２４とパドル１０１との最近接距離が１ｍｍ以上１．７ｍｍ以下だと、トナー飛散量が０．０７ｇ／１００ｋｐｖ以下となった。０．０７ｇ／１００ｋｐｖは、トナー飛散量の目標値の一例である。これは、現像剤担持体２４とパドル１０１との最近接距離が１ｍｍ以上１．７ｍｍ以下であると、気流発生器２６により循環気流を好適に発生させることができるとともに、現像剤担持体２４とパドル１０１との間に適切なエアカーテンが形成されることで、トナーが外部に漏れだすのを抑制できたものと考えられる。このため、現像剤担持体２４とパドル１０１との最近接距離を１ｍｍ以上１．７ｍｍ以下としてもよい。

図１５及び図１６に示すように、気流発生器２６は、気流発生器２６の回転軸２６Ａの周りに螺旋状に延びるブレード１１１を有してもよい。ブレード１１１は、気流発生器２６が回転することにより回転し、これにより収容容器２１との間の隙間に気流を送るとともに、この気流を気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な方向にも送る。ブレード１１１は、例えば、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿う方向において、気流発生器２６の両端部を除く気流発生器２６の全域に形成されている。気流発生器２６において、ブレード１１１が形成された部分を第二ロッド部１１３という。

ブレード１１１は、収容容器２１との間の隙間に気流を送るとともに、この気流を気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な方向にも送るための推進面１１４を有している。推進面１１４は、気流発生器２６の回転方向における、ブレード１１１の前側の面である。推進面１１４の形状は特に限定されるものではない。例えば、推進面１１４は、平面状、曲面状、段状であってもよい。また、推進面１１４は、気流発生器２６の回転軸２６Ａに対して実質的に半径方向に延びていてもよい。

図１５及び図１６に示す気流発生器２６は、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿って延びる断面円形の棒状部材に、気流発生器２６の回転軸２６Ａの周りに螺旋状の溝を形成することで、ブレード１１１が形成されていている。これらのブレード１１１の推進面１１４は、気流発生器２６の回転軸２６Ａの周りに螺旋状に延びている。

このように、気流発生器２６がブレード１１１を備えることで、収容容器２１との間の隙間に気流を送るだけでなく、この気流を気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な方向にも送ることができる。これにより、例えば、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な方向において、トナーが集中しやすい位置からトナーが集中し難い位置に気流を送ることで、トナーの集中を緩和して、収容容器２１からトナーが飛散するのを抑制することができる。例えば、現像剤収容室Ｈにおいては、第二攪拌搬送部材２３が現像剤を第二搬送路に沿って現像剤担持体２４に供給するため、第二攪拌搬送部材２３による現像剤の搬送方向における下流側に、トナーが集中しやすくなる。そこで、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な方向において、第二攪拌搬送部材２３による現像剤の搬送方向とは反対方向に気流を送るように、ブレード１１１の螺旋方向を設定することで、トナーの集中を緩和して、収容容器２１からトナーが飛散するのを抑制することができる。

ここで、本発明者らは、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な方向への空気の送り量とトナー飛散量との関係を調べた。なお、以下では、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な方向への空気の送り量を、単に「送り量」ともいう。送り量の異なる３つの気流発生器２６をサンプルとして、トナー飛散量を計測した。各気流発生器２６の第二ロッド部１１３の形状は、図１７のサンプルｆ〜ｈに示すものとした。サンプルｆの気流発生器２６に、ブレード１１１ではなくパドル１０１が設けられている。このため、サンプルｆの送り量は０ｍｍ^３／ｍｉｎとなっている。サンプルｇに示す第二ロッド部１１３の送り量は１５０ｍｍ^３／ｍｉｎ、サンプルｈに示す第二ロッド部１１３の送り量は２００ｍｍ^３／ｍｉｎであった。サンプルｇ及びサンプルｈの気流発生器２６は、第二攪拌搬送部材２３による現像剤の搬送方向とは反対方向に気流を送るものとした。トナー飛散量の計測は、上記と同様に行った。計測結果を図１８に示す。

図１８に示すように、送り量が１５０ｍｍ^３／Ｍｉｎを超えると、トナー飛散量が低下し、送り量が１６５ｍｍ^３／Ｍｉｎ以上になると、トナー飛散量が０．０７ｇ／１００ｋｐｖ以下となり、送り量が１８０ｍｍ^３／Ｍｉｎ以上になると、０．０７ｇ／１００ｋｐｖ以下の安定したトナー飛散量となった。０．０７ｇ／１００ｋｐｖは、トナー飛散量の目標値の一例である。これは、送り量が１６５ｍｍ^３／Ｍｉｎ以上になると、更には１８０ｍｍ^３／Ｍｉｎ以上になると、第二攪拌搬送部材２３による現像剤の搬送によるトナーの集中が緩和されたことにより、トナーが外部に漏れだすのを抑制できたものと考えられる。このような結果から、送り量が１６５ｍｍ^３／Ｍｉｎ以上になるように、更には１８０ｍｍ^３／Ｍｉｎ以上になるように、ブレード１１１の形状を設定してもよい。

図１９及び図２０に示すように、気流発生器２６は、上述したパドル１０１と同様のパドルと、上述したブレード１１１と同様のブレードと、の双方を有してもよい。

図１９及び図２０に示す気流発生器２６は、気流発生器２６の回転軸２６Ａの沿う方向における中央部に位置して、気流発生器２６の回転軸２６Ａを中心に回転するパドル１２１が形成されたパドル形成部１２４と、気流発生器２６の回転軸２６Ａに沿う方向におけるパドル形成部１２４の両側に位置して、気流発生器２６の回転軸２６Ａの周りに螺旋状に延びるブレード１２２及びブレード１２３が形成された第一ブレード形成部１２５及び第二ブレード形成部１２６と、を有する。パドル１２１は、上述したパドル１０１と同様のものである。ブレード１２２及びブレード１２３は、上述したブレード１１１と同様のものである。

そして、第一ブレード形成部１２５に形成されたブレード１２２の螺旋方向と第二ブレード形成部１２６に形成されたブレード１２３の螺旋方向とは、互いに逆方向、かつ、気流発生器２６が回転した際に気流をパドル形成部１２４側に送る方向となっている。

このため、パドル形成部１２４に形成されたパドル１２１、第一ブレード形成部１２５に形成されたブレード１２２及び第二ブレード形成部１２６に形成されたブレード１２３は、気流発生器２６が回転することにより、気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な方向における中央側に気流を寄せながら、気流発生器２６と収容容器２１との間の隙間に当該気流を送る。

収容容器２１及び現像剤担持体２４は像担持体４０と対向しているため、収容容器２１から排出されるトナーは、現像剤担持体２４の回転軸２４Ａと平行な方向における両側に排出されやすい。このため、ブレード１２２及びブレード１２３により気流発生器２６の回転軸２６Ａと平行な方向における中央側に気流を寄せることで、トナーの飛散を抑制することができる。

図２１に示すように、現像装置２０は、像担持体４０と気流発生器２６との間に延びるガイド部材１３１を備えてもよい。

ガイド部材１３１は、収容容器２１に設けられて、収容容器２１から像担持体４０と気流発生器２６との間に延びている。ガイド部材１３１は、気流がガイド部材１３１と気流発生器２６との間を通過できるように、気流発生器２６から離間されている。ガイド部材１３１は、気流がガイド部材１３１と像担持体４０との間を通過できるように、像担持体４０から離間されている。ガイド部材１３１は、像担持体４０から離間して、収容容器２１の外側から現像領域Ｒ４へのチャネルを形成している。

ガイド部材１３１としては、例えば、厚さ０．０５〜０．５ｍｍ程度のＰＥＴフィルム、厚さ０．１〜０．５ｍｍ程度のウレタンゴムシート等の薄板状の部材により形成することができる。ガイド部材１３１は、収容容器２１と一体に形成されていてもよく、収容容器２１とは別体に形成されていてもよい。ガイド部材１３１が収容容器２１とは別体に形成されている場合、ガイド部材１３１は、収容容器２１に着脱可能に取り付けられていてもよい。収容容器２１に対するガイド部材１３１の着脱可能な取り付けは、例えば、嵌合、ねじ止め等により行うことができる。

ガイド部材１３１の先端は、像担持体４０と気流発生器２６との間に位置してもよく、像担持体４０と気流発生器２６との間よりも現像剤担持体２４側に位置してもよい。

このように、ガイド部材１３１を備える場合は、気流発生器２６と収容容器との間の間隙を通過した気流が、ガイド部材１３１によって、気流発生器２６と現像剤担持体２４との間の間隙に向かうように案内される。このため、当該気流が現像装置２０外に排出されることによるトナーの飛散を抑制することができる。

また、気流発生器２６に対する現像領域Ｒ４の反対側に、転写ベルト３１が配置されているため、転写ベルト３１の駆動に伴う気流が、気流発生器２６と像担持体４０との間の間隙に流れ込むことがある。しかしながら、ガイド部材１３１が、像担持体４０と気流発生器２６との間に延びているため、気流発生器２６の周りの気流が、転写ベルト３１の駆動に伴う気流に乱されるのを抑制することができる。

また、気流発生器２６の周りの気流の速度が過剰に高くなった場合に、ガイド部材１３１がカーテンとなって、当該気流が現像装置２０外に流れ出すのを抑制することができる。これにより、トナーの飛散を抑制することができる。

ここで、本発明者らは、ガイド部材１３１と現像剤担持体２４との最近接距離とトナー飛散量との関係を調べた。ガイド部材１３１と現像剤担持体２４との最近接距離は、ガイド部材１３１の最も現像剤担持体２４に近接した位置と現像剤担持体２４との離間距離である。トナー飛散量の計測は、上記と同様に行った。計測結果を図２２に示す。

図２２に示すように、ガイド部材１３１と現像剤担持体２４との最近接距離が１ｍｍ以上３ｍｍ以下だと、トナー飛散量が０．０７ｇ／１００ｋｐｖ以下となった。０．０７ｇ／１００ｋｐｖは、トナー飛散量の目標値の一例である。これは、ガイド部材１３１と現像剤担持体２４との最近接距離が１ｍｍ以上３ｍｍ以下であると、気流発生器２６により循環気流を好適に発生させることができるとともに、現像剤担持体２４とパドル１０１との間に適切なエアカーテンが形成されることで、トナーが外部に漏れだすのを抑制できたものと考えられる。このため、ガイド部材１３１と現像剤担持体２４との最近接距離を１ｍｍ以上３ｍｍ以下としてもよい。

本明細書に記載の全ての側面、利点及び特徴が、必ずしも、いずれかひとつの特定の例及び実施形態により達成される又は含まれるわけではないことは理解されたい。実際、本明細書において様々な例を記載し示したが、他の例もその配置及び詳細について修正することができることは明らかであるべきだ。ここに請求される保護主題の精神及び範囲に包含される全ての修正及び変形を請求する。

前述した例の全部又は一部は、以下に記載する各クローズによって表現することができるが、以下の記載に限定されない。

［クローズ１］
回転可能な像担持体と、
回転可能な現像剤担持体であって、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に位置する現像領域において、トナーを前記像担持体に転写する前記現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を収容する収容容器と、
前記収容容器から間隙を介して離間される気流発生器であって、前記現像剤担持体の回転方向と反対の回転方向に回転し、回転した際に前記間隙に気流を送る前記気流発生器と、を備える、
画像形成システム。
［クローズ２］
前記気流発生器は、前記気流発生器の回転軸を中心に回転するパドルを備える、
クローズ１に記載の画像形成システム。
［クローズ３］
前記パドルは、前記気流発生器の前記回転軸に対して実質的に半径方向に延びる推進面を有する、
クローズ２に記載の画像形成システム。
［クローズ４］
前記パドルの前記推進面は、前記気流発生器の前記回転軸と平行に延びている、
クローズ３に記載の画像形成システム。
［クローズ５］
前記気流発生器は、前記パドルが形成された第一ロッド部を有し、
前記第一ロッド部の、前記気流発生器の前記回転軸と直交する断面における、前記第一ロッド部の外接円の面積に対する空間の比率が、０．１以上０．４以下である、
クローズ２〜４の何れか一に記載の画像形成システム。
［クローズ６］
前記現像剤担持体の表面の線速度に対する前記パドルの外周端の線速度の比率は、１以下である、
クローズ２〜５の何れか一に記載の画像形成システム。
［クローズ７］
前記気流発生器は、前記パドルが形成された第一ロッド部を有し、
前記第一ロッド部と前記現像剤担持体との最近接距離は、１ｍｍ以上１．７ｍｍ以下である、
クローズ２〜６の何れか一に記載の画像形成システム。
［クローズ８］
前記気流発生器は、前記気流発生器の回転軸の周りに螺旋状に延びるブレードを備える、
クローズ１〜７の何れか一項に記載の画像形成システム。
［クローズ９］
前記気流発生器は、
前記気流発生器の回転軸の沿う方向における中央部に位置して、前記気流発生器の回転軸を中心に回転するパドルが形成されたパドル形成部と、
前記気流発生器の前記回転軸の沿う方向における前記パドル形成部の両側に位置して、前記気流発生器の回転軸の周りに螺旋状に延びるブレードが形成された第一ブレード形成部及び第二ブレード形成部と、を有し、
前記第一ブレード形成部及び前記第二ブレード形成部の前記ブレードの螺旋方向は、互いに逆方向、かつ、前記気流発生器が回転した際に前記気流を前記パドル形成部側に送る方向である、
クローズ１〜８の何れか一に記載の画像形成システム。
［クローズ１０］
前記気流発生器は、前記現像剤担持体の前記回転方向に対する下流側である現像領域の下流側に近接して配置されている、
クローズ１〜９の何れか一に記載の画像形成システム。
［クローズ１１］
収容容器は、前記像担持体と前記気流発生器との間に延びるガイド部材を備える、
クローズ１〜１０の何れか一項に記載の画像形成システム。
［クローズ１２］
前記ガイド部材は、前記気流が前記ガイド部材と前記気流発生器との間を通過できるように前記気流発生器から離間されている、
クローズ１１に記載の画像形成システム。
［クローズ１３］
前記ガイド部材は、前記像担持体から離間して、前記収容容器の外側から前記現像領域へのチャネルを形成している、
クローズ１１又は１２に記載の画像形成システム。
［クローズ１４］
前記ガイド部材と前記現像剤担持体との最近接距離は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下である、
クローズ１１〜１３の何れか一に記載の画像形成システム。
［クローズ１５］
回転可能な像担持体と、
回転可能な現像剤担持体であって、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に位置する現像領域において、トナーを前記像担持体に転写する前記現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を収容する収容容器と、
前記収容容器から離間される気流発生器であって、表面に凹凸が形成されて、前記現像剤担持体の回転方向と反対の回転方向に回転する前記気流発生器と、を備える、
画像形成システム。

Claims (15)

1. 回転可能な像担持体と、
   回転可能な現像剤担持体であって、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に位置する現像領域において、トナーを前記像担持体に転写する前記現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体を収容する収容容器と、
   前記収容容器から間隙を介して離間される気流発生器であって、前記現像剤担持体の回転方向と反対の回転方向に回転し、回転した際に前記間隙に気流を送る前記気流発生器と、を備える、
   画像形成システム。
2. 前記気流発生器は、前記気流発生器の回転軸を中心に回転するパドルを備える、
   請求項１に記載の画像形成システム。
3. 前記パドルは、前記気流発生器の前記回転軸に対して実質的に半径方向に延びる推進面を有する、
   請求項２に記載の画像形成システム。
4. 前記パドルの前記推進面は、前記気流発生器の前記回転軸と平行に延びている、
   請求項３に記載の画像形成システム。
5. 前記気流発生器は、前記パドルが形成された第一ロッド部を有し、
   前記第一ロッド部の、前記気流発生器の前記回転軸と直交する断面における、前記第一ロッド部の外接円の面積に対する空間の面積の比率が、０．１以上０．４以下である、
   請求項２に記載の画像形成システム。
6. 前記現像剤担持体の表面の線速度に対する前記パドルの外周端の線速度の比率は、１以下である、
   請求項２に記載の画像形成システム。
7. 前記気流発生器は、前記パドルが形成された第一ロッド部を有し、
   前記第一ロッド部と前記現像剤担持体との最近接距離は、１ｍｍ以上１．７ｍｍ以下である、
   請求項２に記載の画像形成システム。
8. 前記気流発生器は、前記気流発生器の回転軸の周りに螺旋状に延びるブレードを備える、
   請求項１に記載の画像形成システム。
9. 前記気流発生器は、
   前記気流発生器の回転軸の沿う方向における中央部に位置して、前記気流発生器の回転軸を中心に回転するパドルが形成されたパドル形成部と、
   前記気流発生器の前記回転軸の沿う方向における前記パドル形成部の両側に位置して、前記気流発生器の回転軸の周りに螺旋状に延びるブレードが形成された第一ブレード形成部及び第二ブレード形成部と、を有し、
   前記第一ブレード形成部及び前記第二ブレード形成部の前記ブレードの螺旋方向は、互いに逆方向、かつ、前記気流発生器が回転した際に前記気流を前記パドル形成部側に送る方向である、
   請求項１に記載の画像形成システム。
10. 前記気流発生器は、前記現像剤担持体の前記回転方向に対する下流側である現像領域の下流側に近接して配置されている、
    請求項１に記載の画像形成システム。
11. 収容容器は、前記像担持体と前記気流発生器との間に延びるガイド部材を備える、
    請求項１に記載の画像形成システム。
12. 前記ガイド部材は、前記気流が前記ガイド部材と前記気流発生器との間を通過できるように前記気流発生器から離間されている、
    請求項１１に記載の画像形成システム。
13. 前記ガイド部材は、前記像担持体から離間して、前記収容容器の外側から前記現像領域へのチャネルを形成している、
    請求項１１に記載の画像形成システム。
14. 前記ガイド部材と前記現像剤担持体との最近接距離は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下である、
    請求項１１に記載の画像形成システム。
15. 回転可能な像担持体と、
    回転可能な現像剤担持体であって、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に位置する現像領域において、トナーを前記像担持体に転写する前記現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体を収容する収容容器と、
    前記収容容器から間隙を介して離間される気流発生器であって、表面に凹凸が形成されて、前記現像剤担持体の回転方向と反対の回転方向に回転する前記気流発生器と、を備える、
    画像形成システム。

Images