JP2021043311A - 搬送路に係る制御部材を有する画像形成システム - Google Patents

Abstract

【解決手段】現像室を有する筐体と、前記現像室内に配置されると共に、前記筐体から間隔を空けて配置されて現像剤を運ぶ現像ローラであって、前記筐体に対して固定された位置において前記現像剤が放出される剥離極を含む前記現像ローラと、前記現像剤を含む空気の流れを提供するために、前記現像ローラの周囲の少なくとも一部に延びる搬送路と、前記現像ローラの前記剥離極に近接して前記搬送路に配置され、前記搬送路を流れる空気の流量を低減させる制御部材と、を備える画像形成システム。【選択図】図４

Description

現像装置は、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る。そして、流路形成部材と現像スリーブとの間に形成された流入用流路部の流入口と、流路形成部材と現像装置本体の内壁との間に形成された排出用流路部の排出口とが、互いに隣り合うように配置されている。これにより、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している。

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。 例示的な現像装置の模式図である。 磁気ブラシによる循環空気内のトナーの捕集を説明する図である。 例示的な制御部材の模式図である。 例示的な制御部材の模式図である。 例示的な制御部材の模式図である。 例示的な制御部材の模式図である。 例示的な制御部材の模式図である。 図８の一部拡大図である。 例示的な制御部材の模式図である。 例示的な制御部材の模式図である。 例示的な制御部材の模式図である。 例示的な制御部材の模式図である。 例示的な制御部材の模式図である。 例示的な制御部材の模式図である。 例示的な現像装置の効果の一例を示す図である。 例示的な現像装置の効果の一例を示す図である。

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定着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、ブラックの各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部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部Ｒ２に用紙Ｐを到達させる。

現像装置２０は、色ごとに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に担持させる現像ローラ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。この現像剤を現像ローラ２４に担持させる。そして、現像ローラ２４の回転により現像剤が像担持体４０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ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部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状のベルトである。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部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、色ごとに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とトナー重量に対し一定比率のキャリアが充填されている。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部に用紙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部が設けられ、定着ニップ部に用紙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、受信した画像信号に基づいて、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、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部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が定着ニップ部を通過する際に、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、例示的な現像装置の模式図である。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（筐体）と、攪拌搬送部材２２と、収容容器２１から間隔を空けて配置された現像ローラ２４と、バイパス流路２７と、を備えている。なお、図２においては、後述する制御部材（詳細にはカバー部材２５（図４参照））の図示を省略している。

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（現像室）を有している。収容容器２１は、攪拌搬送部材２２及び現像ローラ２４を収容する。収容容器２１は、現像ローラ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。現像ローラ２４が回転することに伴って、収容容器２１の内部には空気が取り込まれる。取り込まれた空気は、搬送路２３を介して後述するバイパス流路２７を流れることにより、図２中の矢印で示す循環空気となる。搬送路２３は、現像剤を含む循環空気の流れを提供するために現像ローラ２４の周囲の一部に延びる空間である。具体的には、搬送路２３は、収容容器２１と現像ローラ２４との間の空間であって、より詳細には、現像ローラ２４の搬送極Ｎ１及び剥離極Ｓ２（後述）に対向する空間であってもよい。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。現像装置２０では、例えばＡＤＲ（Auto Developer Refill）技術により、一定以上の高さとなった現像剤をオーバーフローさせて、上述した現像剤排出口（不図示）から排出する。

攪拌搬送部材２２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。攪拌搬送部材２２は、現像剤収容室Ｈ内で現像剤を攪拌しながら搬送する。なお、図２においては攪拌搬送部材２２を一つのみ記載しているが、実際には、現像装置２は、攪拌搬送部材２２をさらにもう一つ有している。

現像ローラ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。現像ローラ２４は、例えば、円柱状等に形成されている。現像ローラ２４は、現像ローラ２４の軸線２４Ａと像担持体４０の軸線（不図示）とが平行となり、かつ、現像ローラ２４と像担持体４０との間隔が軸線２４Ａ方向において同じとなるように、現像剤収容室Ｈ内に配置されている。現像ローラ２４は、攪拌搬送部材２２で攪拌された現像剤を表面に担持する。現像ローラ２４は、担持している現像剤を現像領域に搬送する（運ぶ）ことで、像担持体４０の静電潜像を現像する。現像領域は、現像ローラ２４と像担持体４０とが対向している領域である。現像領域は、現像ローラ２４と像担持体４０とが最も接近しているニップ領域であってもよい。

現像ローラ２４は、現像ローラ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、軸線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。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。現像ローラ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。

マグネット２４ｂは、収容容器２１に固定されており、複数の磁極を有している。すなわち、マグネット２４ｂは、予め定められた角度位置に、軸方向に沿った磁極を形成する。現像スリーブ２４ａがマグネット２４ｂの各磁極に応じた場所（収容容器２１に対して固定された位置）を通過する際に、現像スリーブ２４ａ上の現像剤に対して磁力が作用する。図２に示すように、マグネット２４ｂは、複数の磁極として、主極Ｓ１と、搬送極Ｎ１と、剥離極（ピックオフ極）Ｓ２とを有する。なお、実際には、さらに、Ｓ極である剥離極（ピックオフ極）と、Ｎ極である層規制極とを有している。主極Ｓ１は、Ｓ極であり、現像剤を像担持体４０に供給するために像担持体４０に向かって起立する磁気ブラシ（図３参照）を形成するための磁極である。搬送極Ｎ１は、Ｎ極であり、現像剤を供給し終えた磁気ブラシを収容容器２１の内部へと搬送するための磁極である。剥離極Ｓ２は、Ｓ極であり、収容容器２１の内部に搬送された磁気ブラシを現像スリーブ２４ａの表面から剥離させ、攪拌搬送部材２２によって攪拌される攪拌領域に戻すための磁極である。すなわち、剥離極Ｓ２は、現像剤が放出される磁極である。なお、上述した磁性（Ｓ極及びＮ極）は、互いに反対（逆）になっていてもよい。

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磁気ブラシ（穂立ち）が形成される。現像ローラ２４は、現像領域において、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、現像ローラ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。

バイパス流路２７は、搬送路２３に流入した空気を取り込み、該空気を現像ローラ２４の現像領域（ニップ領域）の上流側に排出するように形成された流路である。バイパス流路２７は、現像ローラ２４の回転に伴って収容容器２１の内部に流入した空気を、搬送路２３を介して取り込み、図２に示す矢印の方向に循環させて、現像ローラ２４の現像領域の上流に排出する。例えばバイパス流路２７が設けられていない場合においては、現像ローラ２４が回転することによって、空気が流入する搬送路２３側の領域では正圧が発生し、反対に、現像ローラ２４の現像領域の上流側では負圧が発生する。この状態においては、現像装置２０の内部の圧力が上がり、気密性が弱い箇所から空気が流出することによるトナー飛散（詳細は後述）等が発生し得る。この点、バイパス流路２７が設けられていることにより、搬送路２３から流入した空気が現像ローラ２４の現像領域の上流側に排出されるため、搬送路２３の下流側の圧力が減少し、現像装置２０の内部の圧力が上昇することを抑制することができる。また、バイパス流路２７が設けられていることによって、現像ローラ２４の回転に伴って流入した空気が搬送路２３及びバイパス流路２７を介して現像ローラ２４の現像領域に戻され再度搬送路２３に流入するという、循環空気の流れを作ることができる。そして、循環空気に含まれるトナー（浮遊トナー）は、現像ローラ２４の現像スリーブ２４ａの表面に構成された磁気ブラシによって捕集される。

図３は、磁気ブラシによる循環空気内のトナーの捕集を説明する図である。図３は、現像ローラ２４の現像スリーブ２４ａの表面を示している。図３に示すように、磁気ブラシは、現像ローラ２４に磁気的に保持されたキャリア１０１と、キャリア１０１周辺に静電的に保持されたトナー１０２ａとで構成されている。そして、磁気ブラシによって、循環空気内のトナー１０２ｂ（浮遊トナー）が捕集される。

図４は、例示的な制御部材の模式図である。図４に示すように、現像装置２０は、搬送路２３を流れる空気の流量を低減させる制御部材として、カバー部材２５を更に備える。カバー部材２５は、現像ローラ２４の剥離極Ｓ２に近接して搬送路２３に配置されている。剥離極Ｓ２の近傍は、反発磁界の影響等によって現像剤の層厚が厚く、収容容器２１と現像ローラ２４とのギャップが広くなるように構成されている。カバー部材２５は、収容容器２１に取り付けられ、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向に沿って設けられており、現像ローラ２４に向かって延びている。カバー部材２５は、現像ローラ２４からの離間距離（詳細には、現像スリーブ２４ａの表面とカバー部材２５の先端とのギャップ）が一定に保たれるように、搬送路２３に配置されている。カバー部材２５が設けられていることによって、搬送路２３における空気の流入スペースが減少し、現像装置２０内に取り込まれる空気の流量を抑制することができる。

図５は、例示的な制御部材の模式図である。図５に示すように、現像装置２０は、搬送路２３を流れる空気の流量を低減させる制御部材として、カバー部材２５に代えて（又は加えて）制御部材１２５を備えていてもよい。制御部材１２５は、現像ローラ２４の剥離極Ｓ２に近接して搬送路２３に配置されている。制御部材１２５は、弾性シート部材１２５ａと、重り部材１２５ｂとを含んで構成されている。弾性シート部材１２５ａは、例えばウレタンフィルム等の弾性を有するシート状の部材であり、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向に沿って設けられている。弾性シート部材１２５ａは、その一端が収容容器２１に取り付けられている。重り部材１２５ｂは、例えばＡＢＳ樹脂等の合成樹脂（樹脂変）であり、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向に沿って設けられている。重り部材１２５ｂは、弾性シート部材１２５ａの他端（収容容器２１に取り付けられていない方の端部）に取り付けられている。

制御部材１２５では、重り部材１２５ｂの自重によって、弾性シート部材１２５ａの他端が現像ローラ２４の現像スリーブ２４ａの表面に押さえつけられている。制御部材１２５は、重り部材１２５ｂの自重に応じた一定の荷重（一定の圧力）を現像ローラ２４の現像スリーブ２４ａの表面に付与する。このような定荷重型の制御部材では、例えば現像ローラ２４における単位面積当たりの現像剤の搬送量（現像スリーブ２４ａの表面における現像剤の厚さ）が変化した場合であっても、常に一定の圧力が現像スリーブ２４ａの表面に付与されるので、取り込む空気の流量を一定にすることができる。以下では、図６〜図９を参照して、定荷重型の制御部材の他の例を説明する。

図６は、例示的な制御部材の模式図である。図６に示すように、現像装置２０は、搬送路２３を流れる空気の流量を低減させる制御部材として、制御部材１２５等の上述した構成に代えて（又は加えて）制御部材２２５を備えていてもよい。制御部材２２５は、現像ローラ２４の剥離極Ｓ２に近接して搬送路２３に配置されている。制御部材２２５は、弾性シート部材２２５ａと、弾性部材２２５ｂを含んで構成されている。弾性シート部材２２５ａは、例えば上述した弾性シート部材１２５ａと同様にウレタンフィルム等の弾性を有するシート状の部材であり、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向に沿って設けられている。弾性シート部材２２５ａは、その一端が収容容器２１に取り付けられている。弾性部材２２５ｂは、例えばスポンジ等の弾性を有する部材により構成されており、収容容器２１に取り付けられている。そして、制御部材２２５では、弾性部材２２５ｂの弾性力によって、弾性シート部材２２５ａが現像ローラ２４の現像スリーブ２４ａの表面に押さえつけられている。制御部材２２５では、弾性部材２２５ｂが弾性を有する部材により構成されていることによって、現像剤の搬送量の変化により柔軟に対応することができる。

図７は、例示的な制御部材の模式図である。図７に示すように、現像装置２０は、搬送路２３を流れる空気の流量を低減させる制御部材として、制御部材１２５等の上述した構成に代えて（又は加えて）弾性シート部材３２５を備えていてもよい。弾性シート部材３２５は、現像ローラ２４の剥離極Ｓ２に近接して搬送路２３に配置されている。弾性シート部材３２５は、例えばＰＥＴ等の弾性を有するシート状の部材であり、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向に沿って設けられている。弾性シート部材３２５は、その一端が収容容器２１に取り付けられると共に、折り曲げられた状態で他端が現像ローラ２４に押し付けられている。このようにして折り曲げられた弾性シート部材３２５は、その弾性力により、現像剤の搬送量が変化した場合には柔軟に変位し、現像ローラ２４への一定の圧力付与を適切に実施することができる。

図８は、例示的な制御部材の模式図である。図９は、図８の一部（図８中の領域Ａ１）の拡大図である。図８及び図９に示すように、現像装置２０は、搬送路２３を流れる空気の流量を低減させる制御部材として、制御部材１２５等の上述した構成に代えて（又は加えて）制御部材４２５を備えていてもよい。制御部材４２５は、現像ローラ２４の剥離極Ｓ２に近接して搬送路２３に配置されている。制御部材４２５は、弾性シート部材４２５ａと、磁性体４２５ｂとを含んで構成されている。弾性シート部材４２５ａは、例えばウレタンフィルム等の弾性を有するシート状の部材であり、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向に沿って設けられている。弾性シート部材４２５ａの厚みは例えば０．２ｍｍ以下であり、例えば０．１ｍｍ程度である。なお、上述した弾性シート部材１２５ａ，２２５ａ，３２５についても、弾性シート部材４２５ａと同程度の厚みであってもよい。弾性シート部材４２５ａは、その一端が収容容器２１に取り付けられている。

磁性体４２５ｂは、例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の磁性金属であり、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向に沿って設けられている。磁性体４２５ｂは、弾性シート部材４２５ａの他端（収容容器２１に取り付けられていない方の端部）に取り付けられている。磁性体４２５ｂの厚みは、例えば０．２ｍｍ以下であり、例えば０．１ｍｍ程度である。磁性体４２５ｂの厚みは、図１７（ａ）に示すように、０．１ｍｍ程度までは、厚くなるほど空気の取り込み抑制（現像装置２０の内圧低減）効果がある。なお、図１７（ｂ）に示すように、磁性体４２５ｂと弾性シート部材４２５ａとの間に樹脂薄板（例えばＡＢＳ）を挟むことにより、薄板の厚みに応じて現像装置２０の内圧を上げることができる。磁性体４２５ｂは、剥離極Ｓ２〜搬送極Ｎ１の間に配置されており、例えば剥離極Ｓ２から搬送極Ｎ１に向かって１０°〜３０°の位置に配置されていてもよい。磁性体４２５ｂにおける弾性シート部材４２５ａと接触する面と反対側の面は、現像剤付着防止及び錆防止を目的としてコーティングされていてもよい（又は樹脂等のシートを有していてもよい）。磁性体４２５ｂは、例えばスマートフォン等のノイズ抑制に用いられる磁性フィルムであってもよい。

制御部材４２５では、現像ローラ２４のマグネット２４ｂに引き付けられる磁性体４２５ｂの磁力を利用することにより、現像ローラ２４に対して適切に一定の圧力が付与される。

以下では、空気の取り込み量を抑制することに加えて、図２に示すような空気の循環（矢印で示した循環）をより活性化させることができる制御部材の態様について、図１０〜図１５を参照して説明する。

図１０は、例示的な制御部材の模式図である。図１０に示すように、現像装置２０は、搬送路２３を流れる空気の流量を低減させる制御部材として、弾性シート部材５２５を備えていてもよい。弾性シート部材５２５は、その一端が収容容器２１に取り付けられている。弾性シート部材５２５は、上述した弾性シート部材１２５ａ等と比較して搬送極Ｎ１（図２参照）寄りの領域に設けられており、収容容器２１における像担持体４０と対向する領域に取り付けられている。弾性シート部材５２５は、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向に沿って設けられている。

図１１は、図１０に示す弾性シート部材５２５を像担持体４０側からみた、弾性シート部材５２５の正面図である。すなわち、図１０においては、横方向が現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向である。図１０に示すように、弾性シート部材５２５は、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向（回転軸方向）において所定間隔で切れ込みが形成されて櫛歯状に形成されている。すなわち、弾性シート部材５２５では、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向において、空気を流入させない流入抑制領域である櫛部５２５ｘと、空気を流入させる流入領域である非櫛部５２５ｙとが交互に形成されている。ここでの「空気を流入させない」とは、空気を完全に流入させないことだけでなく、無視できる程度の微量の空気だけしか流入させないことも含んでいる。櫛部５２５ｘは、取り込まれる空気（流入気流）を低減する部分である。非櫛部５２５ｙは、空気を循環させる部分である。

例えば、弾性シート部材が設けられることによって空気の取り込み量を抑制する効果があるものの、蓋をしたような状態となり空気の循環が阻害されるため、トナー飛散が発生することが考えられる。この点、櫛歯状に形成された弾性シート部材５２５では、櫛部５２５ｘによって取り込まれる空気を低減しつつ、櫛部５２５ｘと隣り合う非櫛部５２５ｙによって適切に空気を循環させ、上述したトナー飛散の発生を抑制することができる。すなわち、櫛部５２５ｘは空気循環を行うことができないためトナー飛散に弱いが、櫛部５２５ｘにおけるトナー飛散を、隣り合う非櫛部５２５ｙにてカバーリング（抑制）することができる。櫛部５２５ｘの比率が非櫛部５２５ｙの比率を上回ると、上述したカバーリングの能力が足りずにトナー飛散が発生しやすくなるため、櫛部５２５ｘの幅≦非櫛部５２５ｙの幅とされることが好ましい。また、櫛部５２５ｘの幅が広くなると上述したカバーリングの能力が足りずにトナー飛散が発生しやすくなるため、櫛部５２５ｘの幅は例えば１５ｍｍ以下とされることが好ましい。

図１２は、弾性シート部材５２５の様々なバリエーションを示す図である。図１２においては、横方向が現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向である。図１２（ａ）に示す例では、弾性シート部材５２５における櫛部５２５ｘの根本部分がエッジ形状とされている。一方で、図１２（ｂ）に示す例では、弾性シート部材５２５における櫛部５２５ｘの根本部分がＲ形状とされている。Ｒ形状とされることによって、櫛部５２５ｘの根本部分が千切れるリスクを軽減することができる。また、図１２（ｃ）に示される例では、弾性シート部材５２５の上下端が固定されてアーチ形状とされている。弾性シート部材は経時によって弾性的な特性を失い流入気流削減能力が低下するリスクがあるところ、弾性シート部材５２５がアーチ形状とされることによって、当該リスクを軽減することができる。

なお、弾性シート部材５２５は、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向（回転軸方向）における両端が、上述した流入領域である非櫛部５２５ｙとなるように、搬送路２３に配置されていてもよい。現像装置２０においては軸線２４Ａ方向の端部領域は大気解放となっており、空気循環による流入する力が働きにくいところ、このような端部領域が流入抑制領域である櫛部５２５ｘとされるとトナー飛散による汚染が悪化し易い。反対に、端部領域に非櫛部５２５ｙが配置されることにより、トナー飛散による汚染を軽減することができる。弾性シート部材５２５では、例えば現像ローラ２４が現像剤を保持する端部から１０ｍｍ以上の領域を非櫛部５２５ｙとされることが好ましい。

図１３は、例示的な制御部材の模式図である。図１３に示すように、現像装置２０は、搬送路２３を流れる空気の流量を低減させる制御部材として、カバー部材６２５を備えていてもよい。カバー部材６２５は、現像ローラ２４の剥離極Ｓ２に近接して搬送路２３に配置されている。カバー部材６２５は、収容容器２１に取り付けられ、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向に沿って設けられており、現像ローラ２４に向かって延びている。カバー部材６２５は、現像ローラ２４からの離間距離（詳細には、現像スリーブ２４ａの表面とカバー部材６２５の先端とのギャップ）が一定に保たれるように、搬送路２３に配置されている。

図１４は、図１３に示すカバー部材６２５を像担持体４０側からみた、カバー部材６２５の正面図である。すなわち、図１４においては、横方向が現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向である。図１４に示すように、カバー部材６２５は、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向（回転軸方向）において、現像ローラ２４に向かって第１の突出量で延びる第１部分６２５ｘと、現像ローラ２４に向かって第１の突出量よりも小さい第２の突出量で延びる第２部分６２５ｙと、が交互に形成されている。すなわち、カバー部材６２５は、凹凸状の空気流入経路を有している。第１部分６２５ｘは、現像ローラ２４上の穂立ちと接触する部分であり、空気の取り込み量を抑制する。第２部分６２５ｙは、空気を積極的に流入させて空気を循環させる部分である。カバー部材６２５においては、第１部分６２５ｘ及び第２部分６２５ｙ（すなわち凸部及び凹部）の幅を変更することにより、内圧（流入気流量）を調整することができる。

図１５は、例示的な制御部材の模式図である。図１５に示すように、現像装置２０は、搬送路２３を流れる空気の流用を低減させる制御部材として、磁性体７２５を備えていてもよい。磁性体７２５は、一方の面が収容容器２１に取り付けられ、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向に沿って設けられている。磁性体７２５は、他方の面においてＮ極とＳ極が交互に着磁された片面多極マグネットである。磁性体７２５では、Ｎ極及びＳ極は現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向（回転軸方向）において交互に着磁されている。このような磁性体７２５では、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向（回転軸方向）に沿って現像剤の山部（現像剤が多く溜まった箇所）と谷部（現像剤が溜まっていない場所）とが交互に形成されることになる。そして、磁性体７２５に形成された現像剤の山部は、現像ローラ２４上の穂立ちと接触し空気の取り込み量を抑制する。一方で、磁性体７２５に形成された谷部は、空気を積極的に流入させて空気を循環させる部分である。このようにして、現像剤によって、取り込まれる空気を低減する部分と空気を循環させる部分とを形成することにより、例えば大量に空気が流入してきた場合には磁性体７２５における磁性体がくずれて空気の流入量を調整することができ、ロバスト性を向上させることができる。なお、磁性体７２５においては、磁性体７２５の幅を変更することにより、内圧（流入気流量）を調整することができる。

次に、本実施形態に係る現像装置２０（及び画像形成装置１）の作用効果について説明する。

本実施形態に係る現像装置２０は、現像剤収容室Ｈを有する収容容器２１と、現像剤収容室Ｈ内に配置されると共に、収容容器２１から間隔を空けて配置されて現像剤を運ぶ現像ローラ２４であって、収容容器２１に対して固定された位置において現像剤が放出される剥離極Ｓ２を含む現像ローラ２４と、現像剤を含む空気の流れを提供するために、現像ローラ２４の周囲の少なくとも一部に延びる搬送路２３と、現像ローラ２４の剥離極Ｓ２に近接して搬送路２３に配置され、搬送路を流れる空気の流量を低減させる制御部材と、を備える。

このような構成によれば、搬送路２３に配置された制御部材によって、搬送路２３を介して現像装置２０内に取り込まれる空気の流量が抑制される。このことで、現像装置２０内の圧力が上がることを抑制することができる。現像装置２０内が高圧となった場合には、現像剤を含んだ空気が現像剤排出口（不図示）へ流出して、本来のＡＤＲの制御とは関係無く（すなわちオーバーフロー以外で）現像剤を減少させてしまう。このことによって画像濃度ムラやトナーセンサの誤検知等の問題を生じさせるおそれがある。また、現像装置２０内が高圧となった場合には、現像剤を含んだ空気が現像剤排出口（不図示）以外の気密性が弱い箇所からも流出するおそれがあり、この場合にはトナー飛散が生じて機内汚染が問題となる。この点、本実施形態に係る現像装置２０では、制御部材によって取り込まれる空気の流量を適切に抑制し現像装置２０内の圧力が上がることを抑制できるため、上述した、現像剤排出口（不図示）からの空気の過剰流出による現像剤の減少、及び、気密性が弱い箇所からの空気の流出によるトナー飛散を効果的に抑制することができる。

制御部材は、収容容器２１に取り付けられ、現像ローラ２４に向かって延びるカバー部材２５（図４参照）を有していてもよい。これにより、簡易な構成によって、制御部材と現像ローラ２４との離間距離（ギャップ）を一定に保ち、空気の取り込みを抑制することができる。また、収容容器２１及びカバー部材２５の一体成型が可能となるため、成形コストを低減させることができる。

上述したカバー部材２５は、現像ローラ２４からの離間距離が一定に保たれるように、搬送路２３に配置されている。このように、制御部材（カバー部材２５）と現像ローラ２４との離間距離（ギャップ）を一定に保つことにより、所望の空気取り込み抑制を実現することができる。

制御部材は、現像ローラ２４に一定の圧力を付与するものであってもよい。制御部材によって現像ローラ２４に一定の圧力が付与されることにより、現像ローラ２４の表面における単位面積あたりの現像剤の搬送量が変化した場合であっても、取り込む空気の量を一定にすることができる。

図５に示すように、制御部材１２５は、一端が収容容器２１に取り付けられた弾性シート部材１２５ａと、弾性シート部材１２５ａの他端に取り付けられ弾性シート部材１２５ａの他端を現像ローラ２４に押し付ける重り部材１２５ｂと、を有していてもよい。これにより、重り部材１２５ｂの自重を利用して、現像ローラ２４に一定の圧力を付与することができる。

図６に示すように、弾性部材２２５ｂは、弾性を有している。弾性部材２２５ｂが弾性を有することにより、現像剤の搬送量の変化に柔軟に対応し、現像ローラ２４への一定の圧力付与をより確実に実施できる。

図７に示すように、制御部材は、一端が収容容器２１に取り付けられると共に、折り曲げられた状態で他端が現像ローラ２４に押し付けられた弾性シート部材３２５を有していてもよい。折り曲げられた弾性シート部材３２５が現像ローラ２４に押し付けられていることにより、現像剤の搬送量の変化があった際には弾性シート部材３２５が柔軟に変位し、現像ローラ２４への一定の圧力付与を適切に実施することができる。

図８及び図９に示すように、制御部材４２５は、一端が収容容器２１に取り付けられた弾性シート部材４２５ａと、弾性シート部材４２５ａの他端に取り付けられた磁性体４２５ｂと、を有していてもよい。現像ローラ２４に引き付けられる磁性体４２５ｂの磁力を利用することにより、現像ローラ２４への一定の圧力付与を適切に実施することができる。

図１６は例示的な現像装置２０の効果の一例を示す図である。図１６（ａ）に示すように、例えばバイパス流路２７を設けることによって、バイパス流路２７が設けられていない現像装置と比べて、内圧を大きく低減（例えば１／３程度に）することができている。更に、図１６（ａ）において「バイパス＋α」（ここでは制御部材４２５を有する現像装置２０を意味している）で示されるグラフが示すように、制御部材４２５を有する現像装置２０においては、バイパス流路２７のみを設けた現像装置よりも内圧を大きく低減（例えば更に１／２程度に）することができている。

図１６（ｂ）は制御部材４２５を備えない現像装置の各内圧におけるトナー飛散量及びＡＤＲ排出量を示しており、図１６（ｃ）は制御部材４２５を備える現像装置２０の各内圧におけるトナー飛散量及びＡＤＲ排出量を示している。図１６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、制御部材４２５を備える現像装置２０においては、トナー飛散量及びＡＤＲ排出量を大きく低減することができている。そして、本実施形態の態様では、排出経路断面を大きくすることがないため、現像装置を小型化することができる。

図１０及び図１１に示すように、弾性シート部材５２５は、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向において、空気を流入させない流入抑制領域である櫛部５２５ｘと、空気を流入させる流入領域である非櫛部５２５ｙとが交互に形成されるように、搬送路２３に配置されていてもよい。これにより、流入抑制領域において空気の取り込み量を抑制することに加えて、流入領域から空気が流入することにより空気を適切に循環させることができる。そして、現像ローラ２４の回転軸方向において流入抑制領域と流入領域とが交互に形成されていることにより、領域の偏りなくバランスよく空気を循環させることが可能になる。

図１０及び図１１に示すように、弾性シート部材５２５は、一端が収容容器２１に取り付けられた弾性シート部材５２５を有し、弾性シート部材５２５は、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向において所定間隔で切れ込みが形成されて櫛歯状に形成されていてもよい。空気の取り込みを抑制する弾性シート部材５２５に切れ込みが形成されることにより、簡易な構成で、空気の取り込み抑制と適切な循環とを両立させることができる。

弾性シート部材５２５は、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向における両端が、流入領域とされるように、搬送路２３に配置されていてもよい。現像装置２０の端部領域は大気解放とされているため、空気を循環させる（流入させる）力が働きにくい。このため、端部領域に空気の取り込み抑制を行う構成が設けられると、空気循環が過度に阻害されることによるトナー飛散が問題となりうる。この点、端部領域が上述した流入領域とされることにより、トナー飛散を適切に抑制することができる。

図１３及び図１４に示すように、制御部材は、収容容器２１に取り付けられ、現像ローラ２４に向かって延びるカバー部材６２５を有し、カバー部材６２５は、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向において、現像ローラ２４に向かって第１の突出量で延びる第１部分６２５ｘと、現像ローラ２４に向かって第１の突出量よりも小さい第２の突出量で延びる第２部分６２５ｙと、が交互に形成されていてもよい。この場合、第１部分６２５ｘのみが現像ローラ２４上の穂立ちと接触することになり、簡易な構成で、空気の取り込み抑制と適切な循環とを両立させることができる。

図１５に示すように、制御部材は、収容容器２１に取り付けられた磁性体７２５を有し、磁性体７２５は、片面多極マグネットであり、現像ローラ２４の軸線２４Ａ方向においてＮ極とＳ極とが交互に着磁されていてもよい。この場合、磁性体７２５には現像剤の山部と谷部とが形成されることになる。そして、山部のみが現像ローラ２４上の穂立ちと接触することにより、簡易な構成で、空気の取り込み抑制と適切な循環とを両立させることができる。

現像装置２０は、搬送路２３に流入した空気を取り込み、該空気を現像ローラ２４のニップ領域に排出するように形成されたバイパス流路２７を更に備えていてもよい。現像ローラ２４が回転することによって、現像ローラ２４のニップ領域上流には負圧が発生し、反対に、空気が流入する搬送路の下流には正圧が発生する。この点、搬送路２３に流入した空気をニップ領域に排出するバイパス流路２７が設けられることによって、搬送路の下流における圧力が減少し、現像装置２０内の圧力上昇を適切に抑制すると共に、空気を好適に循環させることができる。

Claims (15)

1. 現像室を有する筐体と、
   前記現像室内に配置されると共に、前記筐体から間隔を空けて配置されて現像剤を運ぶ現像ローラであって、前記筐体に対して固定された位置において前記現像剤が放出される剥離極を含む前記現像ローラと、
   前記現像剤を含む空気の流れを提供するために、前記現像ローラの周囲の少なくとも一部に延びる搬送路と、
   前記現像ローラの前記剥離極に近接して前記搬送路に配置され、前記搬送路を流れる空気の流量を低減させる制御部材と、を備える画像形成システム。
2. 前記制御部材は、前記現像ローラからの離間距離が一定に保たれるように、前記搬送路に配置されている、請求項１記載の画像形成システム。
3. 前記制御部材は、前記筐体に取り付けられ、前記現像ローラに向かって延びるカバー部材を有する、請求項２記載の画像形成システム。
4. 前記制御部材は、前記現像ローラに一定の圧力を付与する、請求項１記載の画像形成システム。
5. 前記制御部材は、一端が前記筐体に取り付けられたシート部材と、前記シート部材の他端に取り付けられ前記シート部材の他端を前記現像ローラに押し付ける重り部材と、を有する、請求項４記載の画像形成システム。
6. 前記重り部材は、弾性を有する、請求項５記載の画像形成システム。
7. 前記制御部材は、一端が前記筐体に取り付けられると共に、折り曲げられた状態で他端が前記現像ローラに押し付けられた弾性シート部材を有する、請求項４記載の画像形成システム。
8. 前記制御部材は、一端が前記筐体に取り付けられたシート部材と、前記シート部材の他端に取り付けられた磁性体と、を有する、請求項４記載の画像形成システム。
9. 前記制御部材は、前記現像ローラの回転軸方向において、空気を流入させない流入抑制領域と、空気を流入させる流入領域とが交互に形成されるように、前記搬送路に配置されている、請求項１記載の画像形成システム。
10. 前記制御部材は、一端が前記筐体に取り付けられたシート部材を有し、
    前記シート部材は、前記現像ローラの回転軸方向において所定間隔で切れ込みが形成されて櫛歯状に形成されている、請求項９記載の画像形成システム。
11. 前記制御部材は、前記筐体に取り付けられ、前記現像ローラに向かって延びるカバー部材を有し、
    前記カバー部材は、前記現像ローラの回転軸方向において、前記現像ローラに向かって第１の突出量で延びる第１部分と、前記現像ローラに向かって前記第１の突出量よりも小さい第２の突出量で延びる第２部分と、が交互に形成されている、請求項９記載の画像形成システム。
12. 前記制御部材は、前記筐体に取り付けられた磁性体を有し、
    前記磁性体は、片面多極マグネットであり、前記現像ローラの回転軸方向においてＮ極とＳ極とが交互に着磁されている、請求項９記載の画像形成システム。
13. 前記制御部材は、前記現像ローラの回転軸方向における両端が、前記流入領域とされるように、前記搬送路に配置されている、請求項９記載の画像形成システム。
14. 前記搬送路に流入した空気を取り込み、該空気を前記現像ローラのニップ領域に排出するように形成されたバイパス流路を更に備える、請求項１記載の画像形成システム。
15. 現像室を有する筐体と、
    前記現像室内に配置されると共に、前記筐体から間隔を空けて配置されて現像剤を運ぶ現像ローラであって、前記筐体に対して固定された位置において前記現像剤が放出される剥離極を含む前記現像ローラと、
    前記現像剤を含む空気の流れを提供するために、前記現像ローラの周囲の少なくとも一部に延びる搬送路と、
    前記現像ローラの前記剥離極に近接して前記搬送路に配置され、前記搬送路を流れる空気の流量を低減させる制御部材と、を備える現像装置。
    
    

Images