JP2023058829A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像領域の近傍で飛散するトナーを効率的に検知する。【解決手段】感光体ドラム２１（像担持体）と、内部にトナーが収容されて所定の回転方向に回転して感光体ドラム２１に対向（又は、接触）する現像領域で感光体ドラム２１の表面に形成される潜像を現像する現像ローラ２６ａ（現像剤担持体）を具備した現像装置２６と、が設けられている。また、現像領域の近傍であって現像ローラ２６ａの回転方向に直交する幅方向の端部で、飛散したトナーを検知する検知装置４０がさらに設けられている。【選択図】図４

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される現像装置において、現像装置からのトナー飛散を検知するトナー飛散検知センサを、現像装置の下方に設置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１における現像装置は、トナー飛散検知センサが、現像領域の下流側であって、現像ケースの下方に設置されている。そして、トナー飛散検知センサによって、現像装置からのトナー飛散が光学的に検知される。

一方、特許文献２には、現像装置の内部のトナー残量を静電容量として検知する電極を、現像装置の内部に設置する技術が開示されている。

従来の技術は、現像領域の近傍で飛散するトナーを効率的に検知することができなかった。そのため、トナー飛散による画像不良などが生じてしまっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像領域の近傍で飛散するトナーが効率的に検知される、画像形成装置を提供することにある。

この発明における画像形成装置は、像担持体と、内部にトナーが収容されて、所定の回転方向に回転して前記像担持体に対向又は接触する現像領域で前記像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体を具備した現像装置と、前記現像領域の近傍であって前記回転方向に直交する幅方向の端部で、飛散したトナーを検知する検知装置と、を備えたものである。

本発明によれば、現像領域の近傍で飛散するトナーが効率的に検知される、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す断面図である。 現像装置を幅方向に示す図である。 現像装置の要部を示す拡大図である。 検知装置を示す図である。 画像形成装置本体に現像装置が装着される状態を示す概略図である。 変形例としての現像装置における、（Ａ）幅方向一端側を示す図と、（Ｂ）それ以外の幅方向の位置を示す図と、である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
本実施の形態における画像形成装置１は、複数のプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫが中間転写ベルト８に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。また、複数のプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１に対向するように現像装置２６（図２参照）が設置されている。

図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は原稿を原稿読込部３に搬送する原稿搬送部、３は原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、４は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、を示す。
また、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、４０は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、を示す。
また、６１は用紙等のシートＰが収納される給紙装置、６５は中間転写ベルト８上に形成されたトナー像をシートＰに転写する２次転写ローラ、６６はシートＰ上の未定着画像を定着する定着装置、を示す。
また、７０は複数のプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対応した各現像装置２６に各色のトナーを補給するためのトナー容器、８０はクリーニング装置２３（図２参照）や中間転写ベルトクリーニング装置８１で回収された未転写トナーが廃トナーとして回収される廃トナー回収容器、を示す。
また、１００は印刷（画像形成動作）に関わる種々の指令を入力したり画像形成装置１における種々の情報が表示されたりするための操作表示パネルを示す。

ここで、図２をも参照して、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム２１、帯電装置２２、クリーニング装置２３、が一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、寿命に達したときに画像形成装置本体１から取り外されて、新品のものに交換される。
また、各現像装置２６は、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１にそれぞれ対向するように設置されている。そして、現像装置２６は、寿命に達したときに画像形成装置本体１から取り外されて、新品のものに交換される。なお、画像形成装置本体１に対する現像装置２６の着脱操作と、画像形成装置本体１に対するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの着脱操作と、はそれぞれ別々に独立しておこなうことができる。
各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１（像担持体）上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿は、原稿搬送部２の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部３のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部３で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部４に送信される。そして、書込み部４からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１（図２参照）の表面に向けて照射される。

一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１、図２の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電装置２２（帯電ローラ）との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１の表面は、それぞれの書込み部４によるレーザ光の照射位置に達して、その位置で画像情報に基づいた静電潜像が形成される（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１の表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電装置２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
同様に、シアン成分のレーザ光は、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム２１の表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１の表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１の表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１の表面は、それぞれ、現像装置２６との対向位置に達する。そして、各現像装置２６から感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１の表面は、それぞれ、中間転写ベルト８との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト８の内周面に当接するように１次転写ローラ２４が設置されている。そして、１次転写ローラ２４の位置で、中間転写ベルト８上に、感光体ドラム２１上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、１次転写工程後の感光体ドラム２１の表面は、それぞれ、クリーニング装置２３との対向位置に達する。そして、クリーニング装置２３で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。なお、クリーニング装置２３で回収された未転写トナーは、不図示の廃トナー搬送経路を通過して、廃トナー回収容器８０内に回収される。
その後、感光体ドラム２１の表面は、除電装置（不図示）の位置で残留電位が除電されて、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム２１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト８の表面は、図中の矢印方向に走行して、２次転写ローラ６５の位置に達する。そして、２次転写ローラ６５の位置で、シートＰ上に中間転写ベルト８上のフルカラーの画像が２次転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト８の表面は、中間転写ベルトクリーニング装置８１の位置に達する。そして、中間転写ベルト８上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置８１に回収されて、中間転写ベルト８上の一連の転写プロセスが完了する。
なお、中間転写ベルトクリーニング装置８１で回収された未転写トナーは、不図示の廃トナー搬送経路を通過して、廃トナー回収容器８０内に回収される。

ここで、２次転写ローラ６５の位置に搬送されるシートＰは、給紙装置６１からレジストローラ６４等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、シートＰを収納する給紙装置６１から、給紙ローラ６２により給送されたシートＰが、搬送路を通過した後に、レジストローラ６４の位置に導かれる。レジストローラ６４の位置に達したシートＰは、中間転写ベルト８上のトナー像とタイミングを合わせて、２次転写ローラ６５の位置に向けて搬送される。

その後、フルカラー画像が転写されたシートＰは、定着装置２０の位置に導かれる。そして、定着装置２０において、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像がシートＰ上に定着される。
そして、定着工程後のシートＰは、排紙ローラ６９によって装置本体１外に出力画像として排出された後に、排紙トレイ５上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２及び図３にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
なお、画像形成装置本体１に設置される４つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジや現像装置などの構成部材における符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）を除して図示する。

図２に示すように、プロセスカートリッジ２０は、主として、像担持体としての感光体ドラム２１と、帯電装置２２と、クリーニング装置２３と、がケースに一体的に収納されている。
感光体ドラム２１は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
帯電装置２２は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。そして、この帯電装置２２（帯電ローラ）に電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム２１の表面を一様に帯電する。
クリーニング装置２３には、感光体ドラム２１に当接するクリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂが設置されている。クリーニングブレード２５ａは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム２１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。クリーニングローラ２５ｂは、芯金上にブラシ毛が周設されたブラシローラである。

図２、図３に示すように、現像装置２６は、主として、現像剤担持体としての現像ローラ２６ａ、現像ローラ２６ａに対向する第１搬送スクリュ２６ｂ１（第１搬送部材）、仕切部材２６ｅを介して第１搬送スクリュ２６ｂ１に対向する第２搬送スクリュ２６ｂ２（第２搬送部材）、現像ローラ２６ａに対向して現像ローラ２６ａ上に担持された現像剤の量を規制するドクターブレード２６ｃ（現像剤規制部材）、装置の内圧上昇を軽減するためのフィルタ２６ｔ（及び、開口部２６ｊ１）、トナー飛散を検知するための電極対２６ｒ、等で構成される。

現像装置２６内には、キャリアとトナーとからなる現像剤（２成分現像剤）が収容されている。
現像ローラ２６ａは、感光体ドラム２１に対して微小なギャップをあけて対向して現像領域を形成するように構成されている。現像ローラ２６ａは、図３に示すように、内部に固設されてローラ外周面上に複数の極（磁極）を形成するマグネット２６ａ１と、マグネット２６ａ１の周囲を回転するスリーブ２６ａ２と、で構成される。

搬送部材としての搬送スクリュ２６ｂ１、２６ｂ２は、現像装置２６の内部に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路（図３にて破線矢印で示す循環経路である。）を形成する。すなわち、第１搬送スクリュ２６ｂ１による第１搬送経路Ｂ１と、第２搬送スクリュ２６ｂ２による第２搬送経路Ｂ２と、による現像剤の循環経路が形成されている。
第１搬送経路Ｂ１と第２搬送経路Ｂ２とは仕切部材２６ｅ（壁部）によって隔絶されていて、２つの搬送経路Ｂ１、Ｂ２の長手方向両端部は互いに連通口２６ｆ、２６ｇを介して連通している。具体的に、図３を参照して、第１搬送経路Ｂ１の搬送方向上流側の端部と、第２搬送経路Ｂ２の搬送方向下流側の端部と、が第１連通口２６ｆを介して連通している。また、第１搬送経路Ｂ１の搬送方向下流側の端部と、第２搬送経路Ｂ２の搬送方向上流側の端部と、が第２連通口２６ｇを介して連通している。すなわち、仕切部材２６ｅは、長手方向両端部を除く位置に配設されている。
第１搬送スクリュ２６ｂ１（第１搬送経路Ｂ１）は現像ローラ２６ａに対向するように配設され、第２搬送スクリュ２６ｂ２（第２搬送経路Ｂ２）は仕切部材２６ｅを介して第１搬送スクリュ２６ｂ１（第１搬送経路Ｂ１）に対向するように配設されている。第１搬送スクリュ２６ｂ１は、現像剤を幅方向（図２の紙面垂直方向、図３の左右方向であって、長手方向である。）に搬送しながら、現像ローラ２６ａに向けて現像剤を供給するとともに、現像ローラ２６ａから離脱した現像工程後の現像剤を回収する。第２搬送スクリュ２６ｂ２は、第１搬送経路Ｂ１から搬送された現像工程後の現像剤と、補給口２６ｄから補給されたフレッシュなトナーと、を幅方向に搬送しながら撹拌・混合する。
本実施の形態において、２つの搬送スクリュ２６ｂ１、２６ｂ２は、水平方向に並設されている。２つの搬送スクリュ２６ｂ１、２６ｂ２は、いずれも、回転軸にスクリュ部が巻装されたものである。

先に述べた作像プロセスを、現像工程を中心にしてさらに詳しく説明する。
現像ローラ２６ａは、所定の回転方向（図２中の矢印方向である。）に回転している。現像装置２６内の現像剤は、図３に示すように、間に仕切部材２６ｅを介在するように配設された第１搬送スクリュ２６ｂ１及び第２搬送スクリュ２６ｂ２の矢印方向の回転によって、トナー容器７０からトナー補給経路を経て補給口２６ｄから補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図３中の破線矢印方向の循環である。）。
そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、現像ローラ２６ａ上に形成された剤汲上げ極によって、キャリアとともに現像ローラ２６ａ上に汲み上げられる。現像ローラ２６ａ上に担持された現像剤は、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード２６ｃとの対向位置に達する。そして、現像ローラ２６ａ上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム２１との対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム２１上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ２６ａ上に残った現像剤はスリーブの回転にともない第１搬送経路Ｂ１の上方に達して、この位置で現像ローラ２６ａから離脱される。ここで、現像領域における電界は、現像用の電源によって現像ローラ２６ａに印加される所定の電圧（現像バイアス）と、帯電工程と露光工程とによって感光体ドラム２１の表面に形成される表面電位（潜像電位）と、によって形成されるものである。

なお、トナー容器７０内のトナーは、現像装置２６内のトナーの消費にともない、トナー補給経路（不図示）を経由して補給口２６ｄから現像装置２６内に適宜に補給されるものである。現像装置２６内のトナーの消費は、現像装置２６内の現像剤のトナー濃度（現像剤中のトナーの割合である。）を磁気的に検知するトナー濃度センサ（不図示）によって検知される。
また、補給口２６ｄは、第２搬送スクリュ２６ｂ２の長手方向（図３の左右方向である。）の一端であって、第２搬送スクリュ２６ｂ２（第２搬送経路Ｂ２）の上方に設けられている。

図２を参照して、本実施の形態における現像装置２６は、装置内と装置外とを連通させる開口部２６ｊ１にフィルタ２６ｔが設置されている。
詳しくは、現像装置２６には、現像ケース（ハウジング）として機能する現像上ケース２６ｊと現像下ケース２６ｋとが着脱可能に設けられている。
現像下ケース２６ｋは、現像ローラ２６ａや搬送スクリュ２６ｂ１、２６ｂ２をそれぞれ回転可能に保持するとともに、ドクターブレード２６ｃを保持している。
現像上ケース２６ｊは、現像領域に対して現像ローラ２６ａの回転方向の下流側で現像ローラ２６ａの上方を覆う現像ケースとして機能している。現像上ケース２６ｊは、現像装置２６の上方を覆うように、現像下ケース２６ｋに接続されている。現像上ケース２６ｊには、内外に貫通する開口部２６ｊ１（通気路）が形成されている。そして、その開口部２６ｊ１を塞ぐようにフィルタ２６ｔが設けられている。フィルタ２６ｔは、トナー（及び、キャリア）を捕集して通気するためのものである。フィルタ２６ｔは、トナーやキャリアの粒径よりも小さなメッシュからなり、空気のみが通過できるように形成されている。

ここで、現像領域の下流側における現像ローラ２６ａと現像上ケース２６ｊとのギャップＨ（ケーシングギャップ）は、０．６～１．０ｍｍの範囲内になるように設定されている。
ケーシングギャップＨが０．６ｍｍより小さくなってしまうと、現像ローラ２６ａに担持された現像工程後の現像剤が、現像ローラ２６ａと現像ケース２６ｊとのギャップＨにスムーズに搬送されずに、そこから溢れて現像装置２６の外部に漏出してしまいやすくなる。
これに対して、ケーシングギャップＨが１．０ｍｍより大きくなってしまうと、現像ローラ２６ａに担持された現像剤が現像ケース２６ｊの内周面に摺接しにくくなって、ポンプ作用による現像装置２６の内部に向けての吸込み気流が形成されにくくなり、現像装置２６からのトナー飛散（現像領域の周囲へのトナー飛散である。）が生じやすくなってしまう。
ケーシングギャップＨを適正な範囲に維持することで、現像剤の漏出やトナー飛散を軽減することができる。
さらに、上述したケーシングギャップＨにおける吸込み気流（図４の白矢印方向の気流である。）によって、現像装置２６の内圧は高まる傾向にあり、内圧が高まってしまうと現像装置２６の隙間からトナー飛散が生じてしまうことになる。これに対して、本実施の形態では、フィルタ２６ｔが設置された開口部２６ｊ１が設けられているため、トナーを捕集して外部への飛散を防止しながら通気のみをおこなって、現像装置２６の内圧の上昇を抑えている。すなわち、現像装置２６の内圧の上昇によるトナー飛散を防止している。

ここで、図４を参照して、本実施の形態における現像装置２６には、現像領域に対して現像ローラ２６ａの回転方向の下流側で現像ローラ２６ａの表面に担持された現像剤にトレーディング方向に摺接するように、可撓性シート部材２６ｍが現像ケースとしての現像上ケース２６ｊに設置されている。
詳しくは、可撓性シート部材２６ｍは、厚さが０．１ｍｍ程度の略矩形のウレタンシートであって、現像ローラ２６ａの回転方向に沿うように現像ローラ２６ａ（現像剤担持体）と現像上ケース２６ｊ（現像ケース）との隙間（ケーシングギャップＷ）に配置されている。
可撓性シート部材２６ｍは、その一端側が、現像領域（現像ローラ２６ａが感光体ドラム２１に対向する位置である。）に対して図４の矢印で示す回転方向の下流側で現像上ケース２６ｊに、固定端として保持されている。具体的に、本実施の形態では、可撓性シート部材２６ｍの一端側が、両面テープなどによって現像上ケース２６ｊの端面（感光体ドラム２１に対向する端面である。）に貼着されている。また、可撓性シート部材２６ｍの他端側は、自由端である。そして、可撓性シート部材２６ｍは、現像ローラ２６ａに担持された現像剤Ｇに対して腹当りするように配置されている。
このように構成された可撓性シート部材２６ｍを設けることで、現像ローラ２６ａと現像上ケース２６ｊとの隙間に、安定した吸込み気流（図４の白矢印を参照）が形成されて、その隙間からトナーが吹き出してしまう不具合（トナー飛散）が軽減されることになる。

以下、本実施の形態において特徴的な、画像形成装置１の構成・動作について詳しく説明する。
先に図２等を用いて説明したように、画像形成装置１には現像装置２６が設置されている。そして、現像装置２６には、内部にトナー（及び、キャリア）が収容されている。また、現像装置２６には、所定の回転方向に回転して、像担持体としての感光体ドラム２１に対向する現像領域で、感光体ドラム２１の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体としての現像ローラ２６ａが設置されている。

ここで、図４等を参照して、本実施の形態における画像形成装置１には、飛散したトナー（現像領域の近傍であって、現像ローラ２６ａの回転方向に直交する幅方向の端部で飛散するトナーである。）を検知する検知装置４０が設置されている。
詳しくは、図４、図５等を参照して、検知装置４０は、電極対２６ｒ、測定部４１、ハーネス２６ｘ、４２、中継コネクタ４５、などで構成された静電容量センサである。

電極対２６ｒは、複数の電極２６ｒ１、２６ｒ２（図５参照）からなる略板状の部材である。
詳しくは、図５に示すように、電極対２６ｒは、銅、鉄などからなる略櫛歯状の２つの電極２６ｒ１、２６ｒ２が噛合うように配置されたものである。そして、この２つの電極２６ｒ１、２６ｒ２にそれぞれハーネス２６ｘ（２つの線が１つの線としてまとめられたものであって、電極２６ｒ１、２６ｒ２に接続される部分のみが分岐している。）が接続されている。
図４等に示すように、本実施の形態において、電極対２６ｒは、現像領域の近傍において現像ケースとしての現像上ケース２６ｊの上面に対向する位置に、隙間をあけて設置されている。なお、図示は省略するが、現像上ケース２６ｊの幅方向端部には、電極対２６ｒを保持する保持部が形成されている。

測定部４１は、電極対２６ｒにおける電極２６ｒ１と電極と２６ｒ２の間の静電容量を測定する部材である。
詳しくは、測定部４１は、ハーネス４２が電気的に接続された制御基板上にマイコンなどが設けられている。本実施の形態において、測定部４１は、現像装置２６ではなくて、画像形成装置本体１に固定して設置されている（図６（Ａ）参照）。
そして、電極対２６ｒで検知した静電容量の情報が、ハーネス２６ｘ、４２（及び、中継コネクタ４５）を介して、測定部４１に入力されて、現像上ケース２６ｊ上に堆積するトナー（飛散トナー）の量が測定部４１で測定される。

検知装置４０（静電容量センサ）は、電極対２６ｒの検知範囲に空気がいるかトナーがいるかで静電容量が変化することを原理として、トナー飛散量（トナー堆積量）を検知するものである。
空気の比誘電率が１であるのに対して、トナー（例えば、ポリエステル樹脂主体のものである。）の比誘電率は３～４程度であり、静電容量（Ｃ＝ε×Ｓ／Ｄ）の関係により静電容量値の差として、トナー飛散量の測定が可能である。
なお、電極２６ｒは、本実施の形態の形状や材料のものに限定されることなく、トナー飛散量を検知可能なものであれば種々のものを用いることができる。

このように、本実施の形態では、現像領域の近傍であって幅方向端部に飛散したトナーを検知可能な検知装置４０を設けているため、現像領域の近傍で飛散するトナーを効率的に検知することができる。そのため、トナー飛散による画像不良や装置の故障などの不具合も生じにくくなる。
以下、詳しく説明する。
現像領域の近傍で飛散トナーは、最終的に特定箇所に堆積する。そのため、その特定箇所に堆積したトナー量を検知することで、画像不良や装置の故障などの不具合の発生を予め予測することが可能になる。この場合、検知する特定箇所は、上述した不具合が直接的に生じる箇所でなくても、その箇所のトナー堆積量の増加と相関が強い箇所であれば充分である。
具体的に、本実施の形態において、現像領域の近傍で飛散したトナーは、感光体ドラム２１に対向する現像上ケース２６ｊの端面に堆積して、その量がある程度多くなった段階で感光体ドラム２１上に落下付着して、画像不良（トナー落ち画像）が生じてしまう。この場合、現像上ケース２６ｊと感光体ドラム２１との隙間は狭いため、現像上ケース２６ｊの端面に対向するように電極対２６ｒを配置するのは難しい。そのため、本実施の形態では、現像上ケース２６ｊの端面に近くて、現像上ケース２６ｊの端面におけるトナー堆積量と相関の強い、現像上ケース２６ｊの上面の位置（図４の位置である。）に電極対２６ｒを設置して、上述した画像不良などの不具合が発生する程度のトナー堆積量（トナー飛散量）であるか否かを予測している。特に、幅方向端部は、幅方向中央部に比べて、先に説明したケーシングギャップＨにおける吸い込み気流が弱かったり、可撓性シート部材２６ｍによるシール性が弱かったりして、トナー飛散量が多くなるため、電極対２６ｒを幅方向端部に設置することで、トナー飛散を効率的に検知することができる。

ここで、本実施の形態において、電極対２６ｒは、図３に示すように、幅方向の端部（図３の左方である。）における画像領域Ｍ外に配置されている。
すなわち、電極対２６ｒは、画像領域Ｍの領域内ではなくて、画像領域Ｍの領域外（非画像領域）に配置されている。
「画像領域Ｍ」は、画像形成装置１において通紙可能な最大サイズのシートＰに形成する画像に対応した画像形成可能な最大の範囲である。そのため、現像ローラ２６ａのマグネット２６ａ１における上述した磁極による作用は、画像領域Ｍに比べて非画像領域が弱くなり、トナー飛散量が多くなる。したがって、電極対２６ｒを非画像領域に設置することで、トナー飛散を効率的に検知することができる。

また、本実施の形態において、電極対２６ｒは、図３に示すように、幅方向の一端側（図３の左側である。）にのみ配置されている。
これにより、電極対２６ｒを幅方向両端部にそれぞれ設置する場合に比べて、装置を低コスト化、軽量化することができる。
特に、本実施の形態において、電極対２６ｒは、非駆動側ではなくて、駆動側（画像形成装置本体１から現像装置２６に駆動が入力される側である。）に設けられている。現像装置２６において、駆動側は非駆動側に比べて振動が大きくて、トナー飛散量が多くなるため、電極対２６ｒを駆動側に設置することで、トナー飛散を効率的に検知することができる。

ここで、本実施の形態において、現像装置２６は、図６（Ａ）に示すように、画像形成装置本体１に対して、幅方向の一端側（図６（Ａ）の左側であって、電極対２６ｒが設置された側である。）を装着方向奥側として着脱可能に設置される。
具体的に、画像形成装置本体１には、装着方向手前側に開閉カバー（不図示）が設置されている。そして、ユーザーは、その開閉カバーを開放して、画像形成装置本体１の内部を露呈した状態で、現像装置２６を図６の実線で示す位置から破線で示す位置に押し込んで、画像形成装置本体１への現像装置２６の装着をおこなうことになる。なお、画像形成装置本体１から現像装置２６を取り出すときには、上述した装着時の操作と逆の操作がおこなわれることになる。
このように構成することで、電極対２６ｒが配置される幅方向一端側を、その他の幅方向の位置に比べて、敢えてトナー飛散が生じやすくなるように構成した場合であっても、ユーザーが現像装置２６の取出し操作をおこなうときに、トナー飛散で汚れた部分を直接的に触ってしまう不具合を軽減することができる。

特に、図５、図６（Ａ）を参照して、本実施の形態において、電極対２６ｒは現像装置２６に設置されて、画像形成装置本体１に設置された測定部４１に対して電気的に接離可能に形成されている。
すなわち、画像形成装置本体１への現像装置２６の着脱動作に連動して、現像装置２６の電極対２６ｒが画像形成装置本体１の測定部４１に対して電気的に接続・接続解除されるように構成している。
具体的に、図４に示すように、現像装置２６には、電極対２６ｒと、一端側が電極対２６ｒに接続されて他端側がコネクタＡに接続されたハーネス２６ｘと、が固定して設置されている。これに対して、画像形成装置本体１には、測定部４１と、一端側が測定部４１に接続されて他端側がコネクタＢを介して中継コネクタ４５に接続されたハーネス４２と、中継コネクタ４５と、が固定して設置されている。そして、画像形成装置本体１への現像装置２６の着脱動作に連動して、現像装置２６のコネクタＡが画像形成装置本体１の中継コネクタ４５に接続・接続解除されることになる。
このように構成することで、電極２６ｒのメンテナンスを容易におこなうことができる。

なお、図６（Ｂ）に示すように、検知装置４０を、現像装置２６が着脱可能に設置される画像形成装置本体１に設置することもできる。
すなわち、図６（Ａ）のもののように、検知装置４０の一部（主として電極対２６ｒである。）を現像装置２６の側に設置するのではなくて、図６（Ｂ）に示すように、電極対４８を含めた検知装置４０の全部を画像形成装置本体１の側に設置している。
このように構成した場合には、画像形成装置本体１への現像装置２６の装着動作に連動して、画像形成装置本体１の電極対４８が、現像装置２６の現像上ケース２６ｊの幅方向一端側における所望の対向位置に位置することになる。
このように構成した場合には、画像形成装置本体１の寿命に対して、短い交換サイクルで交換される現像装置２６に電極対が設置されないことになり、現像装置２６を低コスト化することができるため、画像形成装置１におけるランニングコストを低廉化することができる。

ここで、本実施の形態では、検知装置４０によって飛散したトナー量が所定値を超えた状態が検知された場合に、現像装置２６のメンテナンスを促す旨の報知がされる。
詳しくは、図４等を参照して、検知装置４０（測定部４１）で測定されたトナー飛散量（静電容量）の情報は、画像形成装置本体１の制御部５０に送られる。そして、制御部５０で、トナー飛散量（静電容量）が所定値Ｚを超えているか否かが判別される。この所定値Ｚは、このまま現像装置２６の稼働を続けると、先に説明したトナー飛散による画像不良などの不具合が生じるか否かの観点に基づいて、予め設定された値である。
そして、制御部５０でトナー飛散量（静電容量）が所定値Ｚを超えているものと判別された場合には、操作表示パネル１００（図１、図４参照）に、現像装置２６のメンテナンスを促す旨の表示がされる。
このように構成することで、トナー飛散による画像不良などの不具合の発生を未然に防止することが可能になる。

＜変形例＞
図７を参照して、変形例としての現像装置２６において、可撓性シート部材２６ｍは、幅方向の一端側（電極対２６ｒが設置された側である。）におけるシール性が、他端側におけるシール性に比べて低くなるように形成されている。
詳しくは、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、可撓性シート部材２６ｍは、電極対２６ｒが設置された幅方向一端側の長さ（現像ローラ２６ａに向けて突き出す長さである。）が、その他の幅方向の位置における長さに比べて、短くなるように形成されている。そのため、可撓性シート部材２６ｍのシール性（先に説明したトナー飛散の発生を減ずる効果である。）は、幅方向一端側が、他端側を含むその他の部分に比べて、低くなる。したがって、幅方向一端側のトナー飛散量が多くなり、電極対２６ｒによって、トナー飛散（意図的に生じやすくしたトナー飛散である。）を、応答性を高めて効率的に検知することができる。そして、このトナー飛散が生じやすい幅方向一端側は、先に図３を用いて説明したように、画像領域Ｍの領域外（非画像領域）に位置するため、ここで生じたトナー飛散が画像不良に直接的に影響する不具合はない。
なお、この変形例では、可撓性シート部材２６ｍの長さによってシール性の差異を生じさせたが、可撓性シート部材２６ｍの厚さや接触圧などによってシール性の差異を生じさせることもできる。

以上説明したように、本実施の形態における画像形成装置１は、感光体ドラム２１（像担持体）と、内部にトナーが収容されて所定の回転方向に回転して感光体ドラム２１に対向（又は、接触）する現像領域で感光体ドラム２１の表面に形成される潜像を現像する現像ローラ２６ａ（現像剤担持体）を具備した現像装置２６と、が設けられている。また、現像領域の近傍であって現像ローラ２６ａの回転方向に直交する幅方向の端部で、飛散したトナーを検知する検知装置４０がさらに設けられている。
これにより、現像領域の近傍で飛散するトナーを効率的に検知することができる。

なお、本実施の形態では、現像装置２６をプロセスカートリッジ２０の構成部材とせずに、画像形成装置本体１に対して単独で着脱できるユニットとした。これに対して、現像装置２６をプロセスカートリッジ２０の構成部材の１つとして、画像形成装置本体１に対してプロセスカートリッジとして一体的に着脱されるように構成することもできる。すなわち、少なくとも感光体ドラム２１（像担持体）と現像装置２６とがプロセスカートリッジとして一体化されたものとすることもできる。
そして、このような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置と、のうち少なくとも１つと、像担持体と、が一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたユニットと定義する。

また、本実施の形態では、２つの搬送スクリュ２６ｂ１、２６ｂ２（搬送部材）が水平方向に並設されていて、ドクターブレード２６ｃが現像ローラ２６ａの下方に配置された現像装置２６に対して、本発明を適用した。しかし、本発明が適用される現像装置の構成はこれに限定されることなく、例えば、３つ以上の搬送部材が水平方向に並設された現像装置や、複数の搬送部材が上下方向に並設されている現像装置や、ドクターブレードが現像ローラの上方に配置された現像装置に対しても、本発明を適用することができる。ただし、本実施の形態における現像装置２６のように、ドクターブレード２６ｃが現像ローラ２６ａの下方に配置されたものは、現像領域の近傍で飛散したトナーが現像ケース（現像上ケース２６ｊ）上に堆積しやすいため、本発明の構成が有用になる。
また、本実施の形態では、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた現像装置２６に対して、本発明を適用した。これに対して、トナー（外添剤等も含む。）のみからなる１成分現像剤を用いた現像装置に対しても、本発明を適用することができる。このような場合、現像装置に設置される現像剤担持体（現像ローラ）として、像担持体（感光体ドラム）に接触するものを用いることができる（接触式１成分現像方式のものである）。
また、本実施の形態では、電極対２６ｒを幅方向一端側にのみ設置したが、電極対２６ｒを幅方向両端部にそれぞれ設置することもできる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態の中で示唆した以外にも、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ プロセスカートリッジ、
２１ 感光体ドラム（像担持体）、
２６ 現像装置、
２６ａ 現像ローラ（現像剤担持体）、
２６ｊ 現像上ケース（現像ケース）、
２６ｍ 可撓性シート部材、
２６ｒ 電極対、
２６ｒ１、２６ｒ２ 電極、
２６ｘ ハーネス、
４０ 検知装置、
４１ 測定部、
４２ ハーネス、
４５ 中継コネクタ、
Ａ、Ｂ コネクタ、
Ｍ 画像領域。

特開２００６－２２１０１２号公報 特開２００２－２４４４１４号公報

Claims (10)

1. 像担持体と、
   内部にトナーが収容されて、所定の回転方向に回転して前記像担持体に対向又は接触する現像領域で前記像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体を具備した現像装置と、
   前記現像領域の近傍であって前記回転方向に直交する幅方向の端部で、飛散したトナーを検知する検知装置と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検知装置は、複数の電極からなる電極対と、前記電極対における電極と電極との間の静電容量を測定する測定部と、を具備したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像装置は、前記現像領域に対して前記回転方向の下流側で前記現像剤担持体の上方を覆う現像ケースを具備し、
   前記電極対は、前記現像領域の近傍において前記現像ケースの上面に対向する位置であって、前記幅方向の端部における画像領域外に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記電極対は、前記幅方向の一端側にのみ配置されたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像装置は、画像形成装置本体に対して、前記幅方向の一端側を装着方向奥側として着脱可能に設置されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記現像装置は、前記現像領域に対して前記回転方向の下流側で前記現像剤担持体の表面に担持された現像剤に摺接するように、前記現像ケースに設置された可撓性シート部材を具備し、
   前記可撓性シート部材は、前記幅方向の一端側におけるシール性が、他端側におけるシール性に比べて低くなるように形成されたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記電極対は、前記現像装置に設置されて、画像形成装置本体に設置された前記測定部に対して電気的に接離可能に形成されたことを特徴とする請求項２～請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記検知装置は、前記現像装置が着脱可能に設置される画像形成装置本体に設置されたことを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記検知装置によって飛散したトナー量が所定値を超えた状態が検知された場合に、前記現像装置のメンテナンスを促す旨の報知がされることを特徴とする請求項１～請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 少なくとも前記像担持体と前記現像装置とがプロセスカートリッジとして一体化されたことを特徴とする請求項１～請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。

Images