JP4185769B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置、並びに該装置に用いる現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。詳しくは、現像領域に搬送される現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材を備えた現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の現像装置として、現像ローラ等の現像剤担持体に現像剤を担持し、感光体等の像担持体に対向する現像領域に搬送する現像装置が知られている。この現像装置では、現像剤担持体上に担持された現像剤をドクターブレード等の現像剤規制部材で規制した後、現像領域に搬送される。ところが、この現像剤規制部材による剤規制位置から現像領域に至る間で現像剤担持体表面に隣接している現像剤規制部材下流側領域では、トナー飛散が発生しやすいという問題があった。このトナー飛散は次のようにして発生すると考えられる。図１４に示す従来の現像装置において、像担持体（感光体）４０の表面に接している空気は像担持体表面と一緒に移動しようとするため、空気の粘性流からなる層状の気流Ｆが発生する。この気流は例えば１ｍｍ程度の厚さを有し、像担持体表面の移動に伴って現像領域Ｄに向かって移動する。この現像領域Ｄでは現像剤担持体（現像スリーブ）６５上の現像剤が像担持体１に接しているため、上記像担持体表面上の気流Ｆ１は現像領域Ｄの現像剤でせき止められ、現像剤規制部材７３’側へ向かって移動する。このような空気の移動により、上記現像剤規制部材下流側領域Ａ１に空気のうずＦ２が発生し、この現像剤規制部材下流側領域Ａ１で現像剤担持体６５上の現像剤中のトナーＴがまき上げられ、トナー飛散が発生する。このトナー飛散は、トナーによる機内の汚染を招いたり、異常画像を誘発させてしまったりするおそれがある。そこで、従来、上記ドクター通過領域からのトナー飛散を低減できる現像装置として、現像剤規制部材下流側領域で露出している現像剤担持体表面を覆うようにカバー部材を設けたものが知られている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２０２４６４号公報
【特許文献２】
特開平６−０８９０６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１等の現像装置のように上記カバー部材を設けた場合、そのカバー部材の内面にトナーが次第に堆積していき、ある程度の量が堆積したときに、トナーがひとかたまりとなって現像剤担持体上に落下する場合があった。このようにトナーのかたまりが落下すると、そのトナーのかたまりが現像領域に搬送され、点状の異常画像が発生してしまうという問題点があった。
【０００５】
また、上記現像剤規制部材を設けた場合は次のような問題点もあった。即ち、現像剤規制部材で現像剤を規制している規制位置では、現像剤規制部材と現像剤との摩擦、現像剤担持体表面と現像剤との摩擦、及び現像剤同士の摩擦によって熱が発生するという問題点もあった。この現像剤の温度上昇は、現像剤の現像能力を低下させたり、現像剤を劣化させて寿命を短くしたりする。
例えば、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤の場合、上記規制位置での現像剤の温度上昇により、トナーの帯電量が低下して現像剤の現像能力が低下する。
また、トナーの流動性を高めるためにトナーに外添剤を添加する場合があるが、この外添剤は磁性キャリア間にも存在することになるため磁性キャリア同士が直に接触する機会を減少させて磁性キャリアの摩耗を緩和する機能も有する。ところが、上記規制位置での現像剤の温度上昇が発生すると、軟化したトナーに上記外添剤が埋没してしまい磁性キャリア間に存在する外添剤が減少する。この磁性キャリア間の外添剤の減少により、磁性キャリア同士が直に接触する機会が増えて互いに摩耗し、磁性キャリアの形状が変化して現像剤が劣化してしまう。
また、上記現像剤を構成するトナーの温度上昇は、現像剤担持体表面上のトナーフィルミングの原因にもなる。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的は、現像剤担持体上へのトナーのかたまりの落下を発生させることなく現像剤規制位置から現像領域に至る現像剤担持体表面からのトナー飛散を防止するとともに、現像剤規制位置における現像剤の温度上昇を抑制することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体と像担持体とが対向している現像領域に向けて搬送される該現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、該現像剤規制部材は、該現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空を有し且つ該現像剤担持体表面移動方向の下流側の壁部に開口を有するものであり、該現像剤規制部材の中空の延在方向における一方の端部に、その中空内の空気を吸引し外部に排気する吸引手段を有し、該現像剤規制部材の開口は、該中空の延在方向における該吸引手段が設けられた端部側の開口面積がその反対側の端部側の開口面積よりも小さくなるように形成され、該現像剤担持体表面移動方向における該現像剤規制部材から該現像領域に至る間で該現像剤担持体表面に隣接し且つ該現像剤規制部材の中空に該開口を介して連通している現像剤規制部材下流側領域の気圧よりも、該中空内の気圧を低くくしたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤規制部材の上記中空に面している壁部内面に、該現像剤規制部材に生じた熱を該中空に放熱するためのフィンを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記フィンは、上記現像剤規制部材の開口から入ってきた気流を該現像剤規制部材の上記現像剤担持体側の壁部内面に沿って上記中空内の該開口とは反対側へ向かう方向にガイドする形状を有していることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、上記現像剤規制部材の上記開口に隣接している部分を、該開口から入ってきた気流を上記現像剤担持体に対向している剤規制部へ向かう方向にガイドするように形成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの現像装置において、上記現像剤規制部材は金属であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像装置において、上記現像剤規制部材の少なくとも上記現像剤担持体に対向している剤規制部を、板部材に曲げ加工を施して形成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの現像装置において、上記現像剤が、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、該磁性キャリアが、磁性体の芯材に対して樹脂コート層を有するものであり、該樹脂コート層が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させたものであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の現像装置において、上記磁性キャリアの粒径が、２０μｍ以上且つ５０μｍ以下であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、少なくとも該像担持体と該現像手段とが一体的に支持されたプロセスカートリッジにおいて、該現像手段が、請求項１乃至８のいずれかの現像装置であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、該現像手段が、請求項１乃至８のいずれかの現像装置であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を互いに異なる色のトナーで現像する複数の現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えたカラー画像を形成する画像形成装置において、該現像手段が、請求項１乃至８のいずれかの現像装置であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項１乃至８の現像装置、請求項９のプロセスカートリッジ、請求項１０及び１１の画像形成装置では、現像剤担持体と像担持体とが対向している現像領域に向けて搬送される現像剤担持体上の現像剤を現像剤規制部材で規制する。この現像剤規制部材が有している現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空内の空間は、現像剤規制部材の現像剤担持体表面移動方向の下流側の壁部にある開口を介して現像剤規制部材下流側領域に連通している。この現像剤規制部材下流側領域は、現像剤担持体表面移動方向における現像剤規制部材から現像領域に至る間で現像剤担持体表面に隣接している領域である。この現像剤規制部材下流側領域に連通している現像剤規制部材の中空内の気圧を、上記現像剤規制部材下流側領域の気圧よりも低くすることにより、現像剤規制部材下流側領域から現像剤規制部材の開口を介して中空内に流れる気流を発生させる。この気流により、上記現像剤規制部材下流側領域において現像剤担持体表面から飛散しようとする現像剤を、現像剤規制部材の開口から中空内に取り込むことができるとともに、現像剤規制部材を中空側から冷却することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機（以下「カラー複写機」という）に適用した場合の実施形態について説明する。
まず、本実施形態のカラー複写機に用いる現像剤について説明する。本実施形態では、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いる。この現像剤を構成する磁性キャリアの粒径は２０μｍ以上且つ５０μｍ以下が好ましい。このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像剤担持体（現像スリーブ）上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、像担持体（感光体）上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。
【００１０】
また、上記磁性キャリアとしては、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有するものであって、その樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂と、メラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分、帯電調整剤を含有させたものが好ましい。かかる磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像剤担持体との摩擦係数低下による剤搬送性の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
【００１１】
次に、本実施形態に係るタンデム型間接転写方式のカラー複写機の全体構成及び動作について説明する。
図２は、同カラー複写機の概略構成図である。図中符号１００はカラー複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００はカラー複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
カラー複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設けている。この中間転写体１０は、３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回され、図中時計回りに回転搬送可能となっている。３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ１５の左には、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７が設けられている。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの４つの画像形成部１８が横に並べて配置されている。
上記タンデム画像形成部２０における個々の画像形成部１８は、像担持体としての感光体ドラム４０のまわりに、帯電装置、現像装置、１次転写手段としての１次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。また、タンデム画像形成部２０の上には、露光装置２１が設けられている。
これらの４つの画像形成部１８により、各感光体ドラム４０上に互いに異なる色のトナー画像を形成する画像形成手段としてのタンデム画像形成部２０が構成されている。
【００１２】
また、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写手段としての２次転写装置２２を備えている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像を転写材としての転写紙に転写する。
また、２次転写位置の転写紙搬送方向下流側には、転写紙上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。
また、２次転写装置２２及び定着装置２５の下側には、タンデム画像形成部２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する転写紙反転装置２８を備えている。
【００１３】
上記構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成部１８で像担持体としての感光体ドラム４０を回転して各感光体ドラム４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写紙を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間に転写紙を送り込み、２次転写装置２２で転写して転写紙上にカラー画像を記録する。
【００１４】
画像転写後の転写紙は、搬送ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像が定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で表面に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
【００１５】
次に、タンデム画像形成部２０の個々の画像形成部１８について説明する。
図３は、画像形成部１８の概略構成図である。画像形成部１８は、像担持体としてのドラム状の感光体４０のまわりに、帯電手段としての帯電装置６０、現像手段としての現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを備えてなる。感光体４０は、図示例では、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状であるが、無端ベルト状であってもよい。
【００１６】
なお、画像形成部１８は、少なくとも感光体４０と現像装置６１とを一体的に支持してプロセスカートリッジを形成し、複写機本体１００に対して一括して着脱自在としてメンテナンス性を向上するようにしてもよい。例えば、図４に示すように、感光体４０と現像装置６１と帯電装置６０と感光体クリーニング装置６３とを一体的に支持してプロセスカートリッジ１８０を形成してもよい。
また、複数の画像形成部１８又は全ての画像形成部１８を一体的に支持してプロセスカートリッジ１８０を形成してもよい。
【００１７】
上記画像形成部１８を構成する部分のうち、帯電装置６０はローラ状であり、感光体４０に接触して電圧を印加することによりその感光体４０の帯電を行う。もちろん、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うこともできる。
【００１８】
上記現像装置６１は、磁性キャリアと非磁性のトナーとを含む二成分現像剤を使用し、攪拌部６６と現像部６７とを備えている。
上記攪拌部６６は、二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ６５に二成分現像剤を供給付着させるものであり、現像部６７よりも低い位置にある。この攪拌部６６には、平行な２本のスクリュー６８が設けられ、２本のスクリュー６８の間は、両端部を除いて仕切り板６９で仕切られている。また、現像ケース７０にはトナー濃度センサ７１が取り付けられている。
【００１９】
上記現像部６７は、現像スリーブ６５に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体４０に転移させるものであり、現像ケース７０の開口を通して感光体４０と対向する現像剤担持体としての現像スリーブ６５が設けられている。また、現像スリーブ６５の表面に対して一定距離で離間した隙間をもって保持された現像剤規制部材７３が設けられている。
【００２０】
上記現像スリーブ６５は、非磁性の回転可能なスリーブ状の形状を持ち、内部には複数のマグネット７２が配設されている。マグネット７２は、固定されているために現像剤が所定の場所を通過するときに磁力を作用させられるようになっている。マグネット７２は、例えば、現像剤規制部材７３の箇所から現像スリーブ６５の回転方向にＳ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ３、Ｎ４の７磁極を有する。現像剤は、マグネット７２により磁気ブラシを形成され、現像スリーブ６５上に担持される。現像スリーブ６５は、現像剤の磁気ブラシを形成した、マグネット７２のＳ２側の現像領域に、感光体４０に対向して配設されている。
【００２１】
上記構成の現像装置６１において、２成分現像剤を２本のスクリュー６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネット７２により汲み上げて保持され、現像スリーブ６５上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ６５の回転とともに、現像剤規制部材７３によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部６６に戻される。
他方、現像スリーブ６５上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ６５に印加された現像バイアス電圧により感光体４０に転移して感光体４０上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ６５上に残った現像剤は、マグネット７２の磁力がないところで現像スリーブ６５から離れて攪拌部６６に戻る。この繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１で検知して攪拌部６６にトナーが補給される。
【００２２】
感光体クリーニング装置６３は、先端が感光体４０に押し当てられる例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、クリーニング性を高めるために外周を感光体４０に接触ブラシを併用している。図３では外周を感光体４０に接触導電性のファーブラシ７６を矢印方向に回転自在に備える。また、ファーブラシ７６にバイアスを印加する金属製の電界ローラ７７を矢印方向に回転自在に備え、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。さらに、感光体クリーニング装置６３には、感光体４０から除去したトナーを回収する回収スクリュー７９が設けられている。
【００２３】
上記構成の感光体クリーニング装置６３において、感光体４０に対してカウンタ方向に回転するファーブラシ７６によって感光体４０上の残留トナーが除去される。ファーブラシ７６に付着したトナーは、ファーブラシ７６に対してカウンタ方向に接触して回転するバイアスを印加された電界ローラ７７によって取り除かれる。電界ローラ７７に付着されたトナーは、スクレーパ７８でクリーニングされる。感光体クリーニング装置６３で回収したトナーは、回収スクリュー７９で感光体クリーニング装置６３の片側に寄せ、トナーリサイクル装置８０で現像装置６１へと戻されて再利用される。
【００２４】
上記構成の画像形成部１８において、感光体４０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体４０の表面が一様に帯電され、次いでスキャナ３００の読み取り内容に応じて上述した露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌが照射され、感光体４０上に静電潜像が形成される。
その後、現像装置６１によりトナーが付着され静電潜像が可視像化され、その可視像が１次転写装置６２で中間転写体１０上に転写される。画像転写後の感光体４０の表面は、感光体クリーニング装置６３で残留トナーが除去されて清掃され、除電装置６４で除電されて再度の画像形成に備える。
【００２５】
次に、本発明の特徴部に係る現像剤規制部材７３及び現像装置６１の構成について説明する。
図１は、本実施形態の現像装置６１の概略構成図である。本実施形態の現像装置６１は、現像スリーブ表面移動方向における現像剤規制部材７３から現像領域Ｄに至る間で現像スリーブ表面に隣接している現像剤規制部材下流側領域Ａ１で、現像スリーブ６５の表面が露出するような構造になっている。図１中の二点鎖線は、マグネット７２の各磁極で発生する現像スリーブ表面における磁束密度の法線方向成分の大きさを示している。
かかる構成の現像装置を用いた場合、前述のように感光体表面の粘性流からなる層状の気流によって現像剤規制部材下流側領域Ａ１に空気の渦が生じ、現像スリーブ６５上の現像剤からトナーが飛散するおそれがある。
また、現像剤規制部材による規制位置の前後では、現像剤は詰まった状態から現像スリーブ６５の回転とその表面との摩擦によって無理やり押し出されるような状態になり、現像剤はかなりの圧力を受けることとなる。もちろん、この規制位置で発生する摩擦は、現像剤と現像スリーブ表面との間だけでなく、現像剤と現像剤規制部材との間や現像剤同士の間でも発生している。この摩擦というものは必ずそのエネルギーを摩擦熱という熱、もしくは音に変換して発散しようとするので、この規制位置においてはかなりの発熱が生じているものと考えられる。このように現像剤規制部材による規制位置で発熱すると、前述のように現像剤の温度が上昇し、現像剤の現像能力の低下、現像剤の寿命の低下、現像スリーブ上のトナーフィルミング等の不具合が発生するおそれがある。
【００２６】
そこで、本実施形態の現像装置６１では、上記トナー飛散及び発熱を防止するために、現像スリーブ表面移動方向と直交する長手方向に延在する中空Ａ２を有し且つ現像スリーブ表面移動方向の下流側の壁部にスリット状の開口７３ａを有する現像剤規制部材７３を用いている。そして、この現像剤規制部材７３の中空Ａ２内の気圧を、その中空Ａ２の空間に開口７３ａを介して連通している現像剤規制部材下流側領域Ａ１の気圧よりも低くくしている。
【００２７】
上記現像剤規制部材７３は、金属（合金を含む）からなる単一部材をプレス曲げ加工することにより形成されている。この金属としては、例えばアルミニウム（熱伝導率ｋ：２３６Ｗ・ｍ−１・℃−１）、銅（熱伝導率ｋ：４０３Ｗ・ｍ−１・℃−１）、鉄（熱伝導率ｋ：８３．５Ｗ・ｍ−１・℃−１）等を用いることができる。金属は、合成樹脂（熱伝導率ｋ：１〜３Ｗ・ｍ−１・℃−１）等と比較して熱伝導率が大きいため、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａで発生した熱を現像剤規制部材７３の中空に面する内面全体に速やかに伝達して逃がすことができる。また、現像剤規制部材７３の材質として金属を用いると、剛性が優れ、０．０１ｍｍ程度の加工精度も容易に出すことができる。
また、上記現像剤規制部材７３は、例えば図５に示す金属からなる単一の板部材７３０を図中の一点鎖線で示す５カ所Ｂ１〜Ｂ５で折り曲げるプレス曲げ加工で簡単に作ることができる。現像剤規制部材７３の５つのプレス曲げ部の一つが、現像スリーブ表面に所定の間隙で対向する剤規制部７３ｄとなる。また、現像剤規制部材７３の長手方向の両端部には、現像ケース７０の側板に取り付けるための孔７３１を有する取付け用突起部７３２が設けられている。そして、この現像剤規制部材７３の両端部の取付け用突起部７３２が、現像ケース７０の側板にネジ等で固定される。この現像ケース７０の側板には、現像スリーブ６５が位置決めされているため、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ｄが現像スリーブ表面に対して一定の間隙で離間対向するように現像剤規制部材７３を固定することができる。
【００２８】
図６は加工成型後の現像剤規制部材７３の斜視図である。上記現像剤規制部材７３の長手方向の一方の端部７３ｂは密閉され、もう一方の端部７３ｃはダクト９０を介して、現像剤規制部材７３の中空７３ａ内の気圧を減圧する減圧手段としてのファン９１が接続されている。このファン９１の吸い込み口側にはトナー等を除去するための集塵フィルター９２が取り付けられている。このファン９１で現像剤規制部材７３の中空Ａ２内の空気を排気することにより、中空Ａ２内が現像剤規制部材下流側領域Ａ１よりも減圧状態になる。これにより、現像剤規制部材下流側領域Ａ１から開口７３ａを介して現像剤規制部材７３の中空Ａ２内へ向かう気流Ｆ３が発生し、現像剤規制部材下流側領域Ａ１に浮遊しているトナーが現像剤規制部材７３の中空Ａ２内に吸い込まれる。従って、現像剤規制部材下流側領域Ａ１からのトナー飛散を防止することができる。
また、上記開口７３ａから吸い込まれる空気により、現像剤規制部材７３の中空Ａ２内に気流が発生するため、現像剤規制部材７３を中空側から冷却することができる。現像剤規制部材７３の中空Ａ２に面している内面から熱伝導や熱輻射によって熱が伝えられた空気は、上記ファン９１によって排気される。
【００２９】
なお、上記現像剤規制部材７３のスリット状の開口７３ａの開口幅は、図７のようにダクト９０が接続されている端部側の開口幅Ｗ１がもう一方の端部側の開口幅Ｗ２よりもにひろくなるように設定するのが好ましい。例えば、ダクト９０が接続されている端部側からもう一方の端部側に向かって次第に広くなるように、上記現像剤規制部材７３のスリット状の開口７３ａを形成する。このように開口７３ａを形成することにより、ダクト９０が接続されている端部側では開口７３ａの長手方向単位長当たりの吸い込み面積が狭く、もう一方の端部側にいくに従って上記吸い込み面積が広くなっていく。一方、上記ファン９１による空気の吸い込み力は、ダクト９０が接続されている端部側では強く、もう一方の端部側にいくに従って弱くなっていく。その結果、上記スリット状の開口７３ａの長手方向全体にわたって単位時間当たりの空気の吸い込み量が一定になり、長手方向全体にわたって上記トナー飛散を確実に防止できるとともに、現像剤規制部材７３の発熱を抑制することができる。
【００３０】
また、図８に示すように、現像剤規制部材７３の開口７３ａに隣接している部分７３ｅ、７３ｆは、開口７３ａから入ってきた気流Ｆ３を現像スリーブ表面に対向している剤規制部７３ｄへ向かう方向にガイドするように形成してもよい。この場合は、現像剤との摩擦でより発熱しやすい剤規制部７３ｄを、開口７３ａから吸い込んだ気流で効率的に冷却することができる。
【００３１】
また、上記現像剤規制部材７３の内部には、現像剤規制部材７３に生じた熱を中空Ａ２内に放熱するためのフィンを設け、中空Ａ２への放熱効果を高めてもよい。
例えば、図９の構成例では、現像剤規制部材７３の開口７３ａから入ってきた気流Ｆ３を現像剤規制部材の現像スリーブ側の壁部内面に沿って開口７３ａとは反対側にガイドする形状を有するように、フィン７３ｇを設けている。現像剤規制部材７３の現像スリーブ側の壁部は、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ｄで規制されて現像スリーブ表面移動方向とは逆方向に循環するように移動している現像剤が接するため、この現像剤との摩擦で発熱しやすい。上記気流をガイドする形状のフィン７３ｇを設けた場合は、現像剤規制部材７３の現像スリーブ側の壁部で生じた熱をフィン７３ｇで放熱し、気流で逃がすことができるため、現像剤規制部材７３に対する冷却効果を高めることができる。
また、図１０の構成例では、現像剤規制部材７３の長手方向に延在するようにフィン７３ｈを形成している。この場合は、フィン付きの現像剤規制部材７３を引き抜き可能で作製することできる。
【００３２】
図１１は、他の実施形態に係る現像装置６１の部分斜視図である。上記図１及び図６に示す実施形態では、現像剤規制部材７３の中空の空間Ａ２を減圧する減圧手段を設けているが、上記現像剤規制部材下流側領域Ａ１に密閉状の空間を形成し、この現像剤規制部材下流側領域Ａ１の気圧を加圧する加圧手段を設けてもよい。図１１の構成例では、現像剤規制部材下流側領域Ａ１に、現像剤規制部材７３の表面と現像スリーブ表面と感光体表面とともに密閉状の空間Ａ１’を形成するようにケース部材７０を設けている。このケース部材７０の一方の端部（図１１中の手前側の端部）の側面には、図示しない加圧ポンプからの空気を矢印方向に導入する導入パイプ９３が形成されている。このケース部材７０の長手方向両端部と感光体４０の両端部表面との隙間には毛ブラシシール９４が設けられ、感光体の潜像が形成される外周面に上方から対向しているケース部材７０の端部と感光体表面との隙間にはゴムシール９５が設けられている。この現像剤規制部材下流側領域Ａ１に形成した密閉状の空間Ａ１’に空気を送り込んで加圧することにより、図１２に示すように現像剤規制部材下流側領域Ａ１から現像剤規制部材７３の開口７３ａを介して中空Ａ２に向って流れる気流Ｆ３を発生させることができる。
【００３３】
図１３は、他の実施形態に係る現像装置６１の概略構成図である。この現像装置６１では、図１１のように現像剤規制部材下流側領域Ａ１に形成した密閉状の空間Ａ１’に空気を送り込んで加圧する導入パイプ９３や図示しない加圧ポンプを設けずに、感光体４０の表面に発生する粘性流からなる層状の気流Ｆ１を利用している。図１３において、感光体４０の潜像が形成される外周面に上方から対向しているケース部材７０の端部と感光体表面との隙間ｄを、感光体４０の表面に発生する粘性流からなる層状の気流Ｆ１の厚さ程度（例えば１ｍｍ程度）に設定している。この感光体表面の層状の気流Ｆ１は、感光体４０の回転に伴って、現像剤規制部材下流側領域Ａ１に形成した密閉状の空間Ａ１’へ送り込まれ、この密閉状の空間Ａ１’内の気圧が高まる。これにより、図１３に示すように現像剤規制部材下流側領域Ａ１から現像剤規制部材７３の開口７３ａを介して中空Ａ２に向って流れる気流Ｆ３を発生させることができる。
【００３４】
以上、上記各実施形態によれば、現像剤担持体としての現像スリーブ６５と像担持体としての感光体４０とが対向している現像領域Ｄに向けて搬送される現像スリーブ６５上の現像剤を現像剤規制部材７３で規制する。この現像剤規制部材７３は、現像スリーブ表面移動方向と直交する長手方向に延在する中空を有し、現像スリーブ表面移動方向の下流側の壁部に開口７３ａを有している。この現像剤規制部材７３の中空内の空間Ａ２は、現像剤規制担持体７３の開口７３ａを介して、現像スリーブ表面移動方向における現像剤規制部材７３から現像領域Ｄに至る間で現像スリーブ表面に隣接している現像剤規制部材下流側領域Ａ１に連通している。そして、現像剤規制部材７３の中空Ａ２内の気圧を現像剤規制部材下流側領域Ａ１の気圧よりも低くすることにより、現像剤規制部材下流側領域Ａ１から現像剤規制部材７３の開口７３ａを介して中空Ａ２内に流れる気流が発生する。この気流により、現像剤規制部材下流側領域Ａ１において現像スリーブ表面から飛散しようとする現像剤を、現像剤規制部材７３の開口７３ａから中空Ａ２内に取り込むことができる。従って、現像剤規制部材下流側領域Ａ１における現像スリーブ表面からのトナー飛散を防止することができる。しかも、現像剤規制部材下流側領域Ａ１で露出している現像スリーブ表面を覆うカバー部材を設ける必要がないため、カバー部材の内面に堆積したトナーのかたまりが現像スリーブ上に落下するという問題も生じない。
更に、上記気流により、現像剤規制部材７３を中空Ａ２側から冷却することができるため、現像剤規制位置における発熱による現像剤の温度上昇を抑制することができる。
【００３５】
特に、上記各実施形態によれば、現像剤規制部材７３が合成樹脂よりも熱伝導率が高い金属で形成されている。そのため、現像剤規制部材７３に合成樹脂を用いた場合に比して、現像剤規制部材７３による規制位置で発生した熱を現像剤規制部材７３の中空Ａ２に面する内面側に速やかに伝達し、速やかに逃がすことができる。
また特に、現像剤規制部材７３を単一部材で形成した場合は、複数部材で構成した場合のような部材間の境界での熱抵抗がなく、上記現像剤規制位置で発生した発熱を現像剤規制部材７３の中空に面する内面側に更に速やかに伝達させることができる。
また、上記各実施形態において、上記現像剤規制部材７３の少なくとも現像スリーブ６５に対向している剤規制部７３ａを、板部材に曲げ加工を施して形成してもよい。この板部材の曲げ加工により、上記中空を有する現像剤規制部材７３の製造が容易になる。この場合、熱伝導率が大きく剛性の高い金属等からなる板部材を現像剤規制部材７３に使用できる。従って、現像剤規制部材７３による規制位置における現像剤の温度上昇を効率よく抑制できるとともに、現像剤規制部材７３の強度等を確保することができる。
また、上記各実施形態において、図９及び図１０に示すように、上記現像剤規制部材９３の内部に、現像剤規制部材７３に生じた熱を中空Ａ２に放熱するためのフィン７３ｇ、７３ｈを設けてもよい。この場合は、現像剤規制部材７３で生じた熱をフィンで放熱し、気流で逃がすことができるため、現像剤規制部材７３に対する冷却効果を高めることができる。
特に、図９に示すフィン７３ｇは、現像剤規制部材７３の開口７３ａから入ってきた気流Ｆ３を該現像剤規制部材７３の現像スリーブ６５側の壁部内面に沿って開口７３ａとは反対側にガイドする形状を有している。この形状のフィン７３ｇを形成した場合は、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ｄで規制されて現像スリーブ表面移動方向とは逆方向に循環するように移動している現像剤が接する現像剤規制部材７３の壁部を効率的に冷却できる。
また、上記各実施形態において、図８に示すように、上記現像剤規制部材７３の開口７３ａに隣接している部分を、その開口７３ａから入ってきた気流Ｆ３を現像スリーブに対向している剤規制部７３ｄへ向かう方向にガイドするように形成してもよい。この場合は、現像剤との摩擦でより発熱しやすい剤規制部７３ｄを、開口７３ａから吸い込んだ気流で効率的に冷却することができる。
【００３６】
また、本実施形態において、二成分現像剤の磁性キャリアの粒径は２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。この場合は、このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像剤担持体（現像スリーブ）上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、像担持体（感光体）上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。
また、本実施形態において、二成分現像剤の磁性キャリアは、磁性体の芯材に対して樹脂コート層を有するものであり、該樹脂コート層が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させたものが好ましい。この場合は、かかる磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像剤担持体との摩擦係数低下による剤搬送性の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１乃１１の発明によれば、現像剤規制位置と現像領域との間の現像剤規制部材下流側領域から現像剤規制部材の開口を介して中空内に流れる気流が発生する。この気流により、現像剤担持体表面から飛散しようとするトナーを、現像剤規制部材の開口から中空内に取り込むことができるため、現像剤規制部材下流側領域における現像剤担持体表面からの現像剤の飛散を防止することができる。しかも、現像剤規制部材下流側領域で露出している現像剤担持体表面を覆うカバー部材を設ける必要がないため、カバー部材の内面に堆積したトナーのかたまりが現像剤担持体上に落下することもない。更に、上記気流により、現像剤規制部材を中空側から冷却することができるため、現像剤規制位置における発熱による現像剤の温度上昇を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー複写機の現像装置の概略構成図。
【図２】同カラー複写機の概略構成図。
【図３】同カラー複写機の画像形成部の概略構成図。
【図４】同カラー複写機に使用可能なプロセスカートリッジの概略構成図。
【図５】同現像装置の現像剤規制部材の製造に用いる板部材の展開図。
【図６】同現像装置の現像剤規制部材の斜視図。
【図７】変形例に係る現像剤規制部材の斜視図。
【図８】他の変形例に係る現像剤規制部材の開口近傍の断面図。
【図９】更に他の変形例に係る現像剤規制部材の内部の部分斜視図。
【図１０】更に他の変形例に係る現像剤規制部材の内部の部分斜視図。
【図１１】他の実施形態に係る現像装置の部分斜視図。
【図１２】同現像装置の現像剤規制部材下流側領域における気流の様子を示す説明図。
【図１３】更に他の実施形態に係る現像装置の部分斜視図。
【図１４】従来例に係る現像装置の概略構成図。
【符号の説明】
４０ 感光体（像担持体）
６１ 現像装置
６５ 現像スリーブ（現像剤担持体）
６６ 攪拌部
６７ 現像部
６８ スクリュー
７０ 現像ケース
７１ トナー濃度センサ
７２ マグネット
７３ 現像剤規制部材
７３ａ 開口
７３ｄ 剤規制部
７３ｇ、７３ｈ フィン
９０ ダクト
９１ ファン
９２ 集塵フィルター
９３ 導入パイプ
９４ 毛ブラシシール
９５ ゴムシール
１００ 複写機本体
１８０ プロセスカートリッジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置、並びに該装置に用いる現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。詳しくは、現像領域に搬送される現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材を備えた現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の現像装置として、現像ローラ等の現像剤担持体に現像剤を担持し、感光体等の像担持体に対向する現像領域に搬送する現像装置が知られている。この現像装置では、現像剤担持体上に担持された現像剤をドクターブレード等の現像剤規制部材で規制した後、現像領域に搬送される。ところが、この現像剤規制部材による剤規制位置から現像領域に至る間で現像剤担持体表面に隣接している現像剤規制部材下流側領域では、トナー飛散が発生しやすいという問題があった。このトナー飛散は次のようにして発生すると考えられる。図１４に示す従来の現像装置において、像担持体（感光体）４０の表面に接している空気は像担持体表面と一緒に移動しようとするため、空気の粘性流からなる層状の気流Ｆが発生する。この気流は例えば１ｍｍ程度の厚さを有し、像担持体表面の移動に伴って現像領域Ｄに向かって移動する。この現像領域Ｄでは現像剤担持体（現像スリーブ）６５上の現像剤が像担持体１に接しているため、上記像担持体表面上の気流Ｆ１は現像領域Ｄの現像剤でせき止められ、現像剤規制部材７３’側へ向かって移動する。このような空気の移動により、上記現像剤規制部材下流側領域Ａ１に空気のうずＦ２が発生し、この現像剤規制部材下流側領域Ａ１で現像剤担持体６５上の現像剤中のトナーＴがまき上げられ、トナー飛散が発生する。このトナー飛散は、トナーによる機内の汚染を招いたり、異常画像を誘発させてしまったりするおそれがある。そこで、従来、上記ドクター通過領域からのトナー飛散を低減できる現像装置として、現像剤規制部材下流側領域で露出している現像剤担持体表面を覆うようにカバー部材を設けたものが知られている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２０２４６４号公報
【特許文献２】
特開平６−０８９０６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１等の現像装置のように上記カバー部材を設けた場合、そのカバー部材の内面にトナーが次第に堆積していき、ある程度の量が堆積したときに、トナーがひとかたまりとなって現像剤担持体上に落下する場合があった。このようにトナーのかたまりが落下すると、そのトナーのかたまりが現像領域に搬送され、点状の異常画像が発生してしまうという問題点があった。
【０００５】
また、上記現像剤規制部材を設けた場合は次のような問題点もあった。即ち、現像剤規制部材で現像剤を規制している規制位置では、現像剤規制部材と現像剤との摩擦、現像剤担持体表面と現像剤との摩擦、及び現像剤同士の摩擦によって熱が発生するという問題点もあった。この現像剤の温度上昇は、現像剤の現像能力を低下させたり、現像剤を劣化させて寿命を短くしたりする。
例えば、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤の場合、上記規制位置での現像剤の温度上昇により、トナーの帯電量が低下して現像剤の現像能力が低下する。
また、トナーの流動性を高めるためにトナーに外添剤を添加する場合があるが、この外添剤は磁性キャリア間にも存在することになるため磁性キャリア同士が直に接触する機会を減少させて磁性キャリアの摩耗を緩和する機能も有する。ところが、上記規制位置での現像剤の温度上昇が発生すると、軟化したトナーに上記外添剤が埋没してしまい磁性キャリア間に存在する外添剤が減少する。この磁性キャリア間の外添剤の減少により、磁性キャリア同士が直に接触する機会が増えて互いに摩耗し、磁性キャリアの形状が変化して現像剤が劣化してしまう。
また、上記現像剤を構成するトナーの温度上昇は、現像剤担持体表面上のトナーフィルミングの原因にもなる。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的は、現像剤担持体上へのトナーのかたまりの落下を発生させることなく現像剤規制位置から現像領域に至る現像剤担持体表面からのトナー飛散を防止するとともに、現像剤規制位置における現像剤の温度上昇を抑制することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体と像担持体とが対向している現像領域に向けて搬送される該現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、該現像剤規制部材は、該現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空を有し且つ該現像剤担持体表面移動方向の下流側の壁部に開口を有するものであり、該現像剤規制部材の中空の延在方向における一方の端部に、その中空内の空気を吸引し外部に排気する吸引手段を有し、該現像剤規制部材の開口は、該中空の延在方向における該吸引手段が設けられた端部側の開口面積がその反対側の端部側の開口面積よりも小さくなるように形成され、該現像剤担持体表面移動方向における該現像剤規制部材から該現像領域に至る間で該現像剤担持体表面に隣接し且つ該現像剤規制部材の中空に該開口を介して連通している現像剤規制部材下流側領域の気圧よりも、該中空内の気圧を低くくしたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤規制部材の上記中空に面している壁部内面に、該現像剤規制部材に生じた熱を該中空に放熱するためのフィンを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記フィンは、上記現像剤規制部材の開口から入ってきた気流を該現像剤規制部材の上記現像剤担持体側の壁部内面に沿って上記中空内の該開口とは反対側へ向かう方向にガイドする形状を有していることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、上記現像剤規制部材の上記開口に隣接している部分を、該開口から入ってきた気流を上記現像剤担持体に対向している剤規制部へ向かう方向にガイドするように形成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの現像装置において、上記現像剤規制部材は金属であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の現像装置において、上記現像剤規制部材の少なくとも上記現像剤担持体に対向している剤規制部を、板部材に曲げ加工を施して形成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの現像装置において、上記現像剤が、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、該磁性キャリアが、磁性体の芯材に対して樹脂コート層を有するものであり、該樹脂コート層が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させたものであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の現像装置において、上記磁性キャリアの粒径が、２０μｍ以上且つ５０μｍ以下であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、少なくとも該像担持体と該現像手段とが一体的に支持されたプロセスカートリッジにおいて、該現像手段が、請求項１乃至８のいずれかの現像装置であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、該現像手段が、請求項１乃至８のいずれかの現像装置であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を互いに異なる色のトナーで現像する複数の現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えたカラー画像を形成する画像形成装置において、該現像手段が、請求項１乃至８のいずれかの現像装置であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項１乃至８の現像装置、請求項９のプロセスカートリッジ、請求項１０及び１１の画像形成装置では、現像剤担持体と像担持体とが対向している現像領域に向けて搬送される現像剤担持体上の現像剤を現像剤規制部材で規制する。この現像剤規制部材が有している現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空内の空間は、現像剤規制部材の現像剤担持体表面移動方向の下流側の壁部にある開口を介して現像剤規制部材下流側領域に連通している。この現像剤規制部材下流側領域は、現像剤担持体表面移動方向における現像剤規制部材から現像領域に至る間で現像剤担持体表面に隣接している領域である。この現像剤規制部材下流側領域に連通している現像剤規制部材の中空内の気圧を、上記現像剤規制部材下流側領域の気圧よりも低くすることにより、現像剤規制部材下流側領域から現像剤規制部材の開口を介して中空内に流れる気流を発生させる。この気流により、上記現像剤規制部材下流側領域において現像剤担持体表面から飛散しようとする現像剤を、現像剤規制部材の開口から中空内に取り込むことができるとともに、現像剤規制部材を中空側から冷却することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機（以下「カラー複写機」という）に適用した場合の実施形態について説明する。
まず、本実施形態のカラー複写機に用いる現像剤について説明する。本実施形態では、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いる。この現像剤を構成する磁性キャリアの粒径は２０μｍ以上且つ５０μｍ以下が好ましい。このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像剤担持体（現像スリーブ）上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、像担持体（感光体）上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。
【００１０】
また、上記磁性キャリアとしては、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有するものであって、その樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂と、メラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分、帯電調整剤を含有させたものが好ましい。かかる磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像剤担持体との摩擦係数低下による剤搬送性の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
【００１１】
次に、本実施形態に係るタンデム型間接転写方式のカラー複写機の全体構成及び動作について説明する。
図２は、同カラー複写機の概略構成図である。図中符号１００はカラー複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００はカラー複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
カラー複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設けている。この中間転写体１０は、３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回され、図中時計回りに回転搬送可能となっている。３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ１５の左には、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７が設けられている。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの４つの画像形成部１８が横に並べて配置されている。
上記タンデム画像形成部２０における個々の画像形成部１８は、像担持体としての感光体ドラム４０のまわりに、帯電装置、現像装置、１次転写手段としての１次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。また、タンデム画像形成部２０の上には、露光装置２１が設けられている。
これらの４つの画像形成部１８により、各感光体ドラム４０上に互いに異なる色のトナー画像を形成する画像形成手段としてのタンデム画像形成部２０が構成されている。
【００１２】
また、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写手段としての２次転写装置２２を備えている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像を転写材としての転写紙に転写する。
また、２次転写位置の転写紙搬送方向下流側には、転写紙上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。
また、２次転写装置２２及び定着装置２５の下側には、タンデム画像形成部２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する転写紙反転装置２８を備えている。
【００１３】
上記構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成部１８で像担持体としての感光体ドラム４０を回転して各感光体ドラム４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写紙を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間に転写紙を送り込み、２次転写装置２２で転写して転写紙上にカラー画像を記録する。
【００１４】
画像転写後の転写紙は、搬送ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像が定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で表面に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
【００１５】
次に、タンデム画像形成部２０の個々の画像形成部１８について説明する。
図３は、画像形成部１８の概略構成図である。画像形成部１８は、像担持体としてのドラム状の感光体４０のまわりに、帯電手段としての帯電装置６０、現像手段としての現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４などを備えてなる。感光体４０は、図示例では、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状であるが、無端ベルト状であってもよい。
【００１６】
なお、画像形成部１８は、少なくとも感光体４０と現像装置６１とを一体的に支持してプロセスカートリッジを形成し、複写機本体１００に対して一括して着脱自在としてメンテナンス性を向上するようにしてもよい。例えば、図４に示すように、感光体４０と現像装置６１と帯電装置６０と感光体クリーニング装置６３とを一体的に支持してプロセスカートリッジ１８０を形成してもよい。
また、複数の画像形成部１８又は全ての画像形成部１８を一体的に支持してプロセスカートリッジ１８０を形成してもよい。
【００１７】
上記画像形成部１８を構成する部分のうち、帯電装置６０はローラ状であり、感光体４０に接触して電圧を印加することによりその感光体４０の帯電を行う。もちろん、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うこともできる。
【００１８】
上記現像装置６１は、磁性キャリアと非磁性のトナーとを含む二成分現像剤を使用し、攪拌部６６と現像部６７とを備えている。
上記攪拌部６６は、二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ６５に二成分現像剤を供給付着させるものであり、現像部６７よりも低い位置にある。この攪拌部６６には、平行な２本のスクリュー６８が設けられ、２本のスクリュー６８の間は、両端部を除いて仕切り板６９で仕切られている。また、現像ケース７０にはトナー濃度センサ７１が取り付けられている。
【００１９】
上記現像部６７は、現像スリーブ６５に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体４０に転移させるものであり、現像ケース７０の開口を通して感光体４０と対向する現像剤担持体としての現像スリーブ６５が設けられている。また、現像スリーブ６５の表面に対して一定距離で離間した隙間をもって保持された現像剤規制部材７３が設けられている。
【００２０】
上記現像スリーブ６５は、非磁性の回転可能なスリーブ状の形状を持ち、内部には複数のマグネット７２が配設されている。マグネット７２は、固定されているために現像剤が所定の場所を通過するときに磁力を作用させられるようになっている。マグネット７２は、例えば、現像剤規制部材７３の箇所から現像スリーブ６５の回転方向にＳ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ３、Ｎ４の７磁極を有する。現像剤は、マグネット７２により磁気ブラシを形成され、現像スリーブ６５上に担持される。現像スリーブ６５は、現像剤の磁気ブラシを形成した、マグネット７２のＳ２側の現像領域に、感光体４０に対向して配設されている。
【００２１】
上記構成の現像装置６１において、２成分現像剤を２本のスクリュー６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネット７２により汲み上げて保持され、現像スリーブ６５上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ６５の回転とともに、現像剤規制部材７３によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部６６に戻される。
他方、現像スリーブ６５上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ６５に印加された現像バイアス電圧により感光体４０に転移して感光体４０上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ６５上に残った現像剤は、マグネット７２の磁力がないところで現像スリーブ６５から離れて攪拌部６６に戻る。この繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１で検知して攪拌部６６にトナーが補給される。
【００２２】
感光体クリーニング装置６３は、先端が感光体４０に押し当てられる例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、クリーニング性を高めるために外周を感光体４０に接触ブラシを併用している。図３では外周を感光体４０に接触導電性のファーブラシ７６を矢印方向に回転自在に備える。また、ファーブラシ７６にバイアスを印加する金属製の電界ローラ７７を矢印方向に回転自在に備え、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。さらに、感光体クリーニング装置６３には、感光体４０から除去したトナーを回収する回収スクリュー７９が設けられている。
【００２３】
上記構成の感光体クリーニング装置６３において、感光体４０に対してカウンタ方向に回転するファーブラシ７６によって感光体４０上の残留トナーが除去される。ファーブラシ７６に付着したトナーは、ファーブラシ７６に対してカウンタ方向に接触して回転するバイアスを印加された電界ローラ７７によって取り除かれる。電界ローラ７７に付着されたトナーは、スクレーパ７８でクリーニングされる。感光体クリーニング装置６３で回収したトナーは、回収スクリュー７９で感光体クリーニング装置６３の片側に寄せ、トナーリサイクル装置８０で現像装置６１へと戻されて再利用される。
【００２４】
上記構成の画像形成部１８において、感光体４０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体４０の表面が一様に帯電され、次いでスキャナ３００の読み取り内容に応じて上述した露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌが照射され、感光体４０上に静電潜像が形成される。
その後、現像装置６１によりトナーが付着され静電潜像が可視像化され、その可視像が１次転写装置６２で中間転写体１０上に転写される。画像転写後の感光体４０の表面は、感光体クリーニング装置６３で残留トナーが除去されて清掃され、除電装置６４で除電されて再度の画像形成に備える。
【００２５】
次に、本発明の特徴部に係る現像剤規制部材７３及び現像装置６１の構成について説明する。
図１は、本実施形態の現像装置６１の概略構成図である。本実施形態の現像装置６１は、現像スリーブ表面移動方向における現像剤規制部材７３から現像領域Ｄに至る間で現像スリーブ表面に隣接している現像剤規制部材下流側領域Ａ１で、現像スリーブ６５の表面が露出するような構造になっている。図１中の二点鎖線は、マグネット７２の各磁極で発生する現像スリーブ表面における磁束密度の法線方向成分の大きさを示している。
かかる構成の現像装置を用いた場合、前述のように感光体表面の粘性流からなる層状の気流によって現像剤規制部材下流側領域Ａ１に空気の渦が生じ、現像スリーブ６５上の現像剤からトナーが飛散するおそれがある。
また、現像剤規制部材による規制位置の前後では、現像剤は詰まった状態から現像スリーブ６５の回転とその表面との摩擦によって無理やり押し出されるような状態になり、現像剤はかなりの圧力を受けることとなる。もちろん、この規制位置で発生する摩擦は、現像剤と現像スリーブ表面との間だけでなく、現像剤と現像剤規制部材との間や現像剤同士の間でも発生している。この摩擦というものは必ずそのエネルギーを摩擦熱という熱、もしくは音に変換して発散しようとするので、この規制位置においてはかなりの発熱が生じているものと考えられる。このように現像剤規制部材による規制位置で発熱すると、前述のように現像剤の温度が上昇し、現像剤の現像能力の低下、現像剤の寿命の低下、現像スリーブ上のトナーフィルミング等の不具合が発生するおそれがある。
【００２６】
そこで、本実施形態の現像装置６１では、上記トナー飛散及び発熱を防止するために、現像スリーブ表面移動方向と直交する長手方向に延在する中空Ａ２を有し且つ現像スリーブ表面移動方向の下流側の壁部にスリット状の開口７３ａを有する現像剤規制部材７３を用いている。そして、この現像剤規制部材７３の中空Ａ２内の気圧を、その中空Ａ２の空間に開口７３ａを介して連通している現像剤規制部材下流側領域Ａ１の気圧よりも低くくしている。
【００２７】
上記現像剤規制部材７３は、金属（合金を含む）からなる単一部材をプレス曲げ加工することにより形成されている。この金属としては、例えばアルミニウム（熱伝導率ｋ：２３６Ｗ・ｍ−１・℃−１）、銅（熱伝導率ｋ：４０３Ｗ・ｍ−１・℃−１）、鉄（熱伝導率ｋ：８３．５Ｗ・ｍ−１・℃−１）等を用いることができる。金属は、合成樹脂（熱伝導率ｋ：１〜３Ｗ・ｍ−１・℃−１）等と比較して熱伝導率が大きいため、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ａで発生した熱を現像剤規制部材７３の中空に面する内面全体に速やかに伝達して逃がすことができる。また、現像剤規制部材７３の材質として金属を用いると、剛性が優れ、０．０１ｍｍ程度の加工精度も容易に出すことができる。
また、上記現像剤規制部材７３は、例えば図５に示す金属からなる単一の板部材７３０を図中の一点鎖線で示す５カ所Ｂ１〜Ｂ５で折り曲げるプレス曲げ加工で簡単に作ることができる。現像剤規制部材７３の５つのプレス曲げ部の一つが、現像スリーブ表面に所定の間隙で対向する剤規制部７３ｄとなる。また、現像剤規制部材７３の長手方向の両端部には、現像ケース７０の側板に取り付けるための孔７３１を有する取付け用突起部７３２が設けられている。そして、この現像剤規制部材７３の両端部の取付け用突起部７３２が、現像ケース７０の側板にネジ等で固定される。この現像ケース７０の側板には、現像スリーブ６５が位置決めされているため、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ｄが現像スリーブ表面に対して一定の間隙で離間対向するように現像剤規制部材７３を固定することができる。
【００２８】
図６は加工成型後の現像剤規制部材７３の斜視図である。上記現像剤規制部材７３の長手方向の一方の端部７３ｂは密閉され、もう一方の端部７３ｃはダクト９０を介して、現像剤規制部材７３の中空７３ａ内の気圧を減圧する減圧手段としてのファン９１が接続されている。このファン９１の吸い込み口側にはトナー等を除去するための集塵フィルター９２が取り付けられている。このファン９１で現像剤規制部材７３の中空Ａ２内の空気を排気することにより、中空Ａ２内が現像剤規制部材下流側領域Ａ１よりも減圧状態になる。これにより、現像剤規制部材下流側領域Ａ１から開口７３ａを介して現像剤規制部材７３の中空Ａ２内へ向かう気流Ｆ３が発生し、現像剤規制部材下流側領域Ａ１に浮遊しているトナーが現像剤規制部材７３の中空Ａ２内に吸い込まれる。従って、現像剤規制部材下流側領域Ａ１からのトナー飛散を防止することができる。
また、上記開口７３ａから吸い込まれる空気により、現像剤規制部材７３の中空Ａ２内に気流が発生するため、現像剤規制部材７３を中空側から冷却することができる。現像剤規制部材７３の中空Ａ２に面している内面から熱伝導や熱輻射によって熱が伝えられた空気は、上記ファン９１によって排気される。
【００２９】
なお、上記現像剤規制部材７３のスリット状の開口７３ａの開口幅は、図７のようにダクト９０が接続されている端部側の開口幅Ｗ１がもう一方の端部側の開口幅Ｗ２よりもにひろくなるように設定するのが好ましい。例えば、ダクト９０が接続されている端部側からもう一方の端部側に向かって次第に広くなるように、上記現像剤規制部材７３のスリット状の開口７３ａを形成する。このように開口７３ａを形成することにより、ダクト９０が接続されている端部側では開口７３ａの長手方向単位長当たりの吸い込み面積が狭く、もう一方の端部側にいくに従って上記吸い込み面積が広くなっていく。一方、上記ファン９１による空気の吸い込み力は、ダクト９０が接続されている端部側では強く、もう一方の端部側にいくに従って弱くなっていく。その結果、上記スリット状の開口７３ａの長手方向全体にわたって単位時間当たりの空気の吸い込み量が一定になり、長手方向全体にわたって上記トナー飛散を確実に防止できるとともに、現像剤規制部材７３の発熱を抑制することができる。
【００３０】
また、図８に示すように、現像剤規制部材７３の開口７３ａに隣接している部分７３ｅ、７３ｆは、開口７３ａから入ってきた気流Ｆ３を現像スリーブ表面に対向している剤規制部７３ｄへ向かう方向にガイドするように形成してもよい。この場合は、現像剤との摩擦でより発熱しやすい剤規制部７３ｄを、開口７３ａから吸い込んだ気流で効率的に冷却することができる。
【００３１】
また、上記現像剤規制部材７３の内部には、現像剤規制部材７３に生じた熱を中空Ａ２内に放熱するためのフィンを設け、中空Ａ２への放熱効果を高めてもよい。
例えば、図９の構成例では、現像剤規制部材７３の開口７３ａから入ってきた気流Ｆ３を現像剤規制部材の現像スリーブ側の壁部内面に沿って開口７３ａとは反対側にガイドする形状を有するように、フィン７３ｇを設けている。現像剤規制部材７３の現像スリーブ側の壁部は、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ｄで規制されて現像スリーブ表面移動方向とは逆方向に循環するように移動している現像剤が接するため、この現像剤との摩擦で発熱しやすい。上記気流をガイドする形状のフィン７３ｇを設けた場合は、現像剤規制部材７３の現像スリーブ側の壁部で生じた熱をフィン７３ｇで放熱し、気流で逃がすことができるため、現像剤規制部材７３に対する冷却効果を高めることができる。
また、図１０の構成例では、現像剤規制部材７３の長手方向に延在するようにフィン７３ｈを形成している。この場合は、フィン付きの現像剤規制部材７３を引き抜き可能で作製することできる。
【００３２】
図１１は、他の実施形態に係る現像装置６１の部分斜視図である。上記図１及び図６に示す実施形態では、現像剤規制部材７３の中空の空間Ａ２を減圧する減圧手段を設けているが、上記現像剤規制部材下流側領域Ａ１に密閉状の空間を形成し、この現像剤規制部材下流側領域Ａ１の気圧を加圧する加圧手段を設けてもよい。図１１の構成例では、現像剤規制部材下流側領域Ａ１に、現像剤規制部材７３の表面と現像スリーブ表面と感光体表面とともに密閉状の空間Ａ１’を形成するようにケース部材７０を設けている。このケース部材７０の一方の端部（図１１中の手前側の端部）の側面には、図示しない加圧ポンプからの空気を矢印方向に導入する導入パイプ９３が形成されている。このケース部材７０の長手方向両端部と感光体４０の両端部表面との隙間には毛ブラシシール９４が設けられ、感光体の潜像が形成される外周面に上方から対向しているケース部材７０の端部と感光体表面との隙間にはゴムシール９５が設けられている。この現像剤規制部材下流側領域Ａ１に形成した密閉状の空間Ａ１’に空気を送り込んで加圧することにより、図１２に示すように現像剤規制部材下流側領域Ａ１から現像剤規制部材７３の開口７３ａを介して中空Ａ２に向って流れる気流Ｆ３を発生させることができる。
【００３３】
図１３は、他の実施形態に係る現像装置６１の概略構成図である。この現像装置６１では、図１１のように現像剤規制部材下流側領域Ａ１に形成した密閉状の空間Ａ１’に空気を送り込んで加圧する導入パイプ９３や図示しない加圧ポンプを設けずに、感光体４０の表面に発生する粘性流からなる層状の気流Ｆ１を利用している。図１３において、感光体４０の潜像が形成される外周面に上方から対向しているケース部材７０の端部と感光体表面との隙間ｄを、感光体４０の表面に発生する粘性流からなる層状の気流Ｆ１の厚さ程度（例えば１ｍｍ程度）に設定している。この感光体表面の層状の気流Ｆ１は、感光体４０の回転に伴って、現像剤規制部材下流側領域Ａ１に形成した密閉状の空間Ａ１’へ送り込まれ、この密閉状の空間Ａ１’内の気圧が高まる。これにより、図１３に示すように現像剤規制部材下流側領域Ａ１から現像剤規制部材７３の開口７３ａを介して中空Ａ２に向って流れる気流Ｆ３を発生させることができる。
【００３４】
以上、上記各実施形態によれば、現像剤担持体としての現像スリーブ６５と像担持体としての感光体４０とが対向している現像領域Ｄに向けて搬送される現像スリーブ６５上の現像剤を現像剤規制部材７３で規制する。この現像剤規制部材７３は、現像スリーブ表面移動方向と直交する長手方向に延在する中空を有し、現像スリーブ表面移動方向の下流側の壁部に開口７３ａを有している。この現像剤規制部材７３の中空内の空間Ａ２は、現像剤規制担持体７３の開口７３ａを介して、現像スリーブ表面移動方向における現像剤規制部材７３から現像領域Ｄに至る間で現像スリーブ表面に隣接している現像剤規制部材下流側領域Ａ１に連通している。そして、現像剤規制部材７３の中空Ａ２内の気圧を現像剤規制部材下流側領域Ａ１の気圧よりも低くすることにより、現像剤規制部材下流側領域Ａ１から現像剤規制部材７３の開口７３ａを介して中空Ａ２内に流れる気流が発生する。この気流により、現像剤規制部材下流側領域Ａ１において現像スリーブ表面から飛散しようとする現像剤を、現像剤規制部材７３の開口７３ａから中空Ａ２内に取り込むことができる。従って、現像剤規制部材下流側領域Ａ１における現像スリーブ表面からのトナー飛散を防止することができる。しかも、現像剤規制部材下流側領域Ａ１で露出している現像スリーブ表面を覆うカバー部材を設ける必要がないため、カバー部材の内面に堆積したトナーのかたまりが現像スリーブ上に落下するという問題も生じない。
更に、上記気流により、現像剤規制部材７３を中空Ａ２側から冷却することができるため、現像剤規制位置における発熱による現像剤の温度上昇を抑制することができる。
【００３５】
特に、上記各実施形態によれば、現像剤規制部材７３が合成樹脂よりも熱伝導率が高い金属で形成されている。そのため、現像剤規制部材７３に合成樹脂を用いた場合に比して、現像剤規制部材７３による規制位置で発生した熱を現像剤規制部材７３の中空Ａ２に面する内面側に速やかに伝達し、速やかに逃がすことができる。
また特に、現像剤規制部材７３を単一部材で形成した場合は、複数部材で構成した場合のような部材間の境界での熱抵抗がなく、上記現像剤規制位置で発生した発熱を現像剤規制部材７３の中空に面する内面側に更に速やかに伝達させることができる。
また、上記各実施形態において、上記現像剤規制部材７３の少なくとも現像スリーブ６５に対向している剤規制部７３ａを、板部材に曲げ加工を施して形成してもよい。この板部材の曲げ加工により、上記中空を有する現像剤規制部材７３の製造が容易になる。この場合、熱伝導率が大きく剛性の高い金属等からなる板部材を現像剤規制部材７３に使用できる。従って、現像剤規制部材７３による規制位置における現像剤の温度上昇を効率よく抑制できるとともに、現像剤規制部材７３の強度等を確保することができる。
また、上記各実施形態において、図９及び図１０に示すように、上記現像剤規制部材９３の内部に、現像剤規制部材７３に生じた熱を中空Ａ２に放熱するためのフィン７３ｇ、７３ｈを設けてもよい。この場合は、現像剤規制部材７３で生じた熱をフィンで放熱し、気流で逃がすことができるため、現像剤規制部材７３に対する冷却効果を高めることができる。
特に、図９に示すフィン７３ｇは、現像剤規制部材７３の開口７３ａから入ってきた気流Ｆ３を該現像剤規制部材７３の現像スリーブ６５側の壁部内面に沿って開口７３ａとは反対側にガイドする形状を有している。この形状のフィン７３ｇを形成した場合は、現像剤規制部材７３の剤規制部７３ｄで規制されて現像スリーブ表面移動方向とは逆方向に循環するように移動している現像剤が接する現像剤規制部材７３の壁部を効率的に冷却できる。
また、上記各実施形態において、図８に示すように、上記現像剤規制部材７３の開口７３ａに隣接している部分を、その開口７３ａから入ってきた気流Ｆ３を現像スリーブに対向している剤規制部７３ｄへ向かう方向にガイドするように形成してもよい。この場合は、現像剤との摩擦でより発熱しやすい剤規制部７３ｄを、開口７３ａから吸い込んだ気流で効率的に冷却することができる。
【００３６】
また、本実施形態において、二成分現像剤の磁性キャリアの粒径は２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。この場合は、このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像剤担持体（現像スリーブ）上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、像担持体（感光体）上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。
また、本実施形態において、二成分現像剤の磁性キャリアは、磁性体の芯材に対して樹脂コート層を有するものであり、該樹脂コート層が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させたものが好ましい。この場合は、かかる磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像剤担持体との摩擦係数低下による剤搬送性の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１乃１１の発明によれば、現像剤規制位置と現像領域との間の現像剤規制部材下流側領域から現像剤規制部材の開口を介して中空内に流れる気流が発生する。この気流により、現像剤担持体表面から飛散しようとするトナーを、現像剤規制部材の開口から中空内に取り込むことができるため、現像剤規制部材下流側領域における現像剤担持体表面からの現像剤の飛散を防止することができる。しかも、現像剤規制部材下流側領域で露出している現像剤担持体表面を覆うカバー部材を設ける必要がないため、カバー部材の内面に堆積したトナーのかたまりが現像剤担持体上に落下することもない。更に、上記気流により、現像剤規制部材を中空側から冷却することができるため、現像剤規制位置における発熱による現像剤の温度上昇を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー複写機の現像装置の概略構成図。
【図２】同カラー複写機の概略構成図。
【図３】同カラー複写機の画像形成部の概略構成図。
【図４】同カラー複写機に使用可能なプロセスカートリッジの概略構成図。
【図５】同現像装置の現像剤規制部材の製造に用いる板部材の展開図。
【図６】同現像装置の現像剤規制部材の斜視図。
【図７】変形例に係る現像剤規制部材の斜視図。
【図８】他の変形例に係る現像剤規制部材の開口近傍の断面図。
【図９】更に他の変形例に係る現像剤規制部材の内部の部分斜視図。
【図１０】更に他の変形例に係る現像剤規制部材の内部の部分斜視図。
【図１１】他の実施形態に係る現像装置の部分斜視図。
【図１２】同現像装置の現像剤規制部材下流側領域における気流の様子を示す説明図。
【図１３】更に他の実施形態に係る現像装置の部分斜視図。
【図１４】従来例に係る現像装置の概略構成図。
【符号の説明】
４０ 感光体（像担持体）
６１ 現像装置
６５ 現像スリーブ（現像剤担持体）
６６ 攪拌部
６７ 現像部
６８ スクリュー
７０ 現像ケース
７１ トナー濃度センサ
７２ マグネット
７３ 現像剤規制部材
７３ａ 開口
７３ｄ 剤規制部
７３ｇ、７３ｈ フィン
９０ ダクト
９１ ファン
９２ 集塵フィルター
９３ 導入パイプ
９４ 毛ブラシシール
９５ ゴムシール
１００ 複写機本体
１８０ プロセスカートリッジ
Claims (11)
- 現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体と像担持体とが対向している現像領域に向けて搬送される該現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、
該現像剤規制部材は、該現像剤担持体表面における移動方向と直交する方向に延在する中空を有し且つ該現像剤担持体表面移動方向の下流側の壁部に開口を有するものであり、
該現像剤規制部材の中空の延在方向における一方の端部に、その中空内の空気を吸引し外部に排気する吸引手段を有し、
該現像剤規制部材の開口は、該中空の延在方向における該吸引手段が設けられた端部側の開口面積がその反対側の端部側の開口面積よりも小さくなるように形成され、
該現像剤担持体表面移動方向における該現像剤規制部材から該現像領域に至る間で該現像剤担持体表面に隣接し且つ該現像剤規制部材の中空に該開口を介して連通している現像剤規制部材下流側領域の気圧よりも、該中空内の気圧を低くくしたことを特徴とする現像装置。 - 請求項１の現像装置において、
上記現像剤規制部材の上記中空に面している壁部内面に、該現像剤規制部材に生じた熱を該中空に放熱するためのフィンを設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項１又は２の現像装置において、
上記フィンは、上記現像剤規制部材の開口から入ってきた気流を該現像剤規制部材の上記現像剤担持体側の壁部内面に沿って上記中空内の該開口とは反対側へ向かう方向に流すようにガイドする形状を有していることを特徴とする現像装置。 - 請求項１乃至３のいずれかの現像装置において、
上記現像剤規制部材の上記開口に隣接している部分を、該開口から入ってきた気流を上記現像剤担持体に対向している剤規制部へ向かう方向にガイドするように形成したことを特徴とする現像装置。 - 請求項１乃至４のいずれかの現像装置において、
上記現像剤規制部材は金属であることを特徴とする現像装置。 - 請求項５の現像装置において、
上記現像剤規制部材の少なくとも上記現像剤担持体に対向している剤規制部を、板部材に曲げ加工を施して形成したことを特徴とする現像装置。 - 請求項１乃至６のいずれかの現像装置において、
上記現像剤が、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤であり、
該磁性キャリアが、磁性体の芯材に対して樹脂コート層を有するものであり、
該樹脂コート層が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させたものであることを特徴とする現像装置。 - 請求項７の現像装置において、
上記磁性キャリアの粒径が、２０μｍ以上且つ５０μｍ以下であることを特徴とする現像装置。 - 像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、少なくとも該像担持体と該現像手段とが一体的に支持されたプロセスカートリッジにおいて、
該現像手段が、請求項１乃至８のいずれか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。 - 像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
該現像手段が、請求項１乃至８のいずれかの現像装置であることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体上の潜像を互いに異なる色のトナーで現像する複数の現像手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備えたカラー画像を形成する画像形成装置において、
該現像手段が、請求項１乃至８のいずれかの現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
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