JP4397734B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を、トナーとキャリアよりなる２成分現像剤を用いて現像剤担持体により現像し可視化する現像装置、およびこの現像装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、現像容器に収容された現像剤を現像ローラ（現像剤担持体）により供給することによって、静電潜像が形成されて回転する感光体ドラム（像担持体）上にトナー画像を形成する現像装置を備えている。

現像装置には、現像剤として、トナーとキャリアと呼ばれる２種類の現像剤の粒からなる２成分現像剤を用いるものがある。このような現像装置では、トナーとキャリアとを、現像容器内で混合、攪拌、帯電等する。そして、トナーは、現像ローラにより感光体ドラムに供給され、感光体ドラム上への画像形成の頻度（印字枚数）に伴って消費される。このため、消費された分だけ、トナー補給装置から新たなトナーを現像容器内に補給するようにしている。一方、キャリアは、ある一定の印字枚数まで入れ替えられることなく使用される。

ところが、長期間キャリアを入れ替えずに使用していると、キャリアは外部から様々なストレスを受けるため、劣化する。外部からのストレスは、例えば、画像形成装置が設置されている環境変化（温度、湿度等）や画像形成装置を長時間稼動させることによる画像形成装置の各部からの発熱、現像ローラと現像剤穂高さ規制用部材との狭い間隙に高速で現像剤を移動させることによる圧力等である。これらのストレスにより、キャリア表面にトナーが付着し、キャリア表面の同じ場所から離れることなく時間とともにキャリア表面を覆ってしまう。このため、キャリア本来の帯電能力が発揮されず、結果的に画質不良を引き起こしてしまう。このような現象がいわゆるスペントトナーと呼ばれるキャリア劣化現象である。

したがって、キャリア表面の同じ領域に付着し続けるトナーを分離して、キャリア劣化を防止することが必要である。トナーとキャリアとを分離するようにした技術として、次のような装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特許文献１には、現像剤担持体に圧縮空気を吹き付けることによって、現像剤担持体上に担持された現像剤を吹き落とす空気吹き付け手段と、トナーのみ通過可能なメッシュを有し、トナーを収容するトナー回収容器と、吹き落とされた現像剤をトナー回収容器内に吸引して導く吸引手段とを備えた現像装置が示されている。そして、このような現像装置により、トナーとキャリアとを分離して、現像剤担持体上に現像剤が付着した状態で長時間現像動作を繰り返すことをなくして、キャリア劣化を防止するようにしている。

特許文献２には、現像剤収容部より落下する現像剤に電界を付与することでトナーとキャリアとの帯電電荷を除去してトナーとキャリアとを分離し、キャリアから分離されたトナーを気流により吸集する装置が示されている。
特開平１０−２６８８５号公報 特開平２−２４２２７６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の現像装置は、現像剤が現像剤担持体上に長時間付着した状態をなくすことで、キャリア劣化を防止するようにしているものの、現像容器内に収容されている現像剤について、トナーとキャリアとを分離する構成については示されていない。つまり、現像容器内でキャリア表面の同じ領域に付着し続けるトナーを分離して、キャリア劣化を防止する構成については示されていない。

また、特許文献２に記載の装置は、トナーとキャリアとを単に分離するための装置であり、同様に現像容器内でキャリア表面の同じ領域に付着し続けるトナーを分離して、キャリア劣化を防止する構成については示されていない。

さらに、従来の現像装置においては、現像ローラの回転動作による空気の流れによって、現像ローラの両端部と現像容器との間隙からトナーが現像装置外へ飛散する可能性があった。また、感光体ドラムの回転動作により、感光体ドラムと現像容器との隙間部分では、感光体ドラムの軸方向中央部の圧力が高くなり、この中央部から現像ローラの両端部へ生じる空気の流れによって、両端部近傍でのトナーの飛散が引き起こされる可能性があった。

本発明は、上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、現像容器内でキャリア表面の同じ領域にトナーが付着し続けることがなく、キャリア表面を常にフレッシュに保つことができるような具体的な構成を備える現像装置およびこの現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。加えて、現像装置外へトナーが飛散することを防止できるようにすることを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、像担持体上に形成された静電潜像を、トナーとキャリアよりなる２成分現像剤を用いて現像剤担持体により現像し可視化する現像装置において、前記２成分現像剤を収容する現像容器内の所定の領域に、空気を流出してトナーとキャリアとを分離する空気流出手段を備えることを特徴とする現像装置。より具体的には、前記領域は、前記静電潜像の現像に用いられない余剰の現像剤と、現像容器内に新たに供給されるトナーとが混合される領域である。

このような構成の現像装置によれば、空気流出手段により流出される空気の流れにより、現像容器内においてトナーとキャリアとが分離される。これにより、キャリア表面の同じ領域にトナーが付着し続けることがなく、キャリア表面を常にフレッシュに保つことができる。この結果、劣化キャリアの増加を軽減し、ひいては画質劣化を防ぐことができる。

また、前記空気流出手段には、現像容器内に設けられた現像剤担持体の軸方向に沿って複数の空気流出孔が設けられていることを特徴とする。

このような構成の現像装置によれば、空気流出手段に設けられた複数の空気流出孔から流出される空気の流れにより、現像容器内においてトナーとキャリアとが分離され、キャリア表面の同じ領域にトナーが付着し続けることがなくなり、キャリア表面を常にフレッシュに保つことができる。

また、前記空気流出手段には、前記空気流出孔は、前記現像剤担持体の軸方向の両端部には設けられていないことを特徴とする。

このような構成の現像装置によれば、空気流出手段による空気の流路が、現像容器の長手方向の中央部近傍（両端部近傍以外の部分）にのみ形成される。これにより、現像剤担持体の両端部と現像容器との間隙からトナーが現像装置外へ飛散することを軽減できる。

また、本発明の現像装置において、前記現像容器には、前記空気流出手段から流出された空気の流れを調整する空気偏向用部材が設けられていることを特徴とする。

このような構成の現像装置によれば、空気偏向用部材により、空気流出手段から流出された空気が現像容器内に効率よく循環する。このように循環される空気の流れにより、前記所定の領域において混合される、静電潜像の現像に用いられない余剰の現像剤と、現像容器に供給される新しいトナーと、空気流出手段により分離されたトナーとキャリアとを、現像容器内の特定の場所にトナーが滞留、固着することなく、効率よくトナーとキャリアを混合、帯電させることができる。

また、本発明の現像装置において、前記現像容器には、当該現像容器内の空気を吸引して現像容器外へ排出する吸引手段が設けられていることを特徴とする。

このような構成の現像装置によれば、吸引手段を設けて、現像容器内で吸引手段に至る空気の流れを発生させることによって、現像容器内を強制的に空冷することができる。

また、本発明の現像装置において、前記現像剤担持体と対向する前記現像容器の壁面部分には、前記吸引手段に連通する吸気口が設けられていることを特徴とする。具体的に言えば、前記現像剤担持体と対向する前記現像容器の壁面部分には、前記現像剤担持体の軸方向における中央部分に第１の吸気口が設けられ、両端部近傍にそれぞれ第２の吸気口が設けられている。

このような構成の現像装置によれば、現像容器内に流入した空気は、現像剤担持体と現像容器との隙間を通って第１の吸気口に流れる第１の流路と、現像剤担持体と現像容器との隙間を通って第２の吸気口に流れる第２の流路とを経て吸引手段に至り、さらに、現像装置外へ排出される。このように、現像容器内に吸引手段に至る空気の流路が、前記現像剤担持体の軸方向における中央部分と両端部近傍のそれぞれに形成されることによって、現像容器内を強制的に空冷することができる。

また、本発明の現像装置において、前記像担持体に対向する前記現像容器の開口部から前記第１の吸気口までの距離が、前記開口部から前記第２の吸気口までの距離より短いことを特徴とする。

このような構成の現像装置によれば、前記中央部分での第１の流路における空気の流れがやや強く（速く）なり、現像容器の開口部と第１の吸気口との間の区間、および、第１の吸気口と第２の吸気口との間の区間が高圧となることを防止することができる。つまり、前記中央部分では、第１の吸気口に向かって（第１の流路に沿って）空気が流れることによって、この中央部分の圧力が高くなることを極力防止できる。また、前記両端部近傍では、第２の吸気口に向かって（第２の流路に沿って）空気が流れることよって、この両端部近傍から現像装置の外部へトナーが飛散することを防止できる。

また、本発明の画像形成装置は、以上のような構成の本発明の現像装置を備えている。すなわち、本発明は、現像装置に限定されるものではなく、本発明の現像装置を適用した画像形成装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等）を包含する。

このような本発明の画像形成装置によれば、上述した本発明の現像装置と同様の作用および効果を奏することができ、キャリア表面が常にリフレッシュされるのでトナーの帯電量が安定し、品質のよい画像を出力することができる。

本発明の現像装置は、上述のような構成であるから、現像容器内でキャリア表面の同じ領域にトナーが付着し続けることがなく、キャリア表面を常にフレッシュに保つことができる。これにより、劣化キャリアの増加を軽減し、ひいては画質劣化を防ぐことができる。また、現像装置外へトナーが飛散することを防止できる。

また、本発明の画像形成装置は、上述のような構成であるから、キャリア表面が常にリフレッシュされるのでトナーの帯電量が安定し、品質のよい画像を出力することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘを備えた画像形成装置Ｚの全体構成を示す断面図である。この図１により、画像形成装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等）Ｚの全体構成について説明する。画像形成装置Ｚは、印刷モードとして、コピアモード（複写モード）、プリンタモード、ＦＡＸモードを有しており、不図示の操作部からの操作入力や、パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷モードが、図示しない制御部により選択される。

図１に示すように、画像形成装置Ｚは、原稿読み取り部１０、給紙部２０、印刷部３０、排紙部４０に大別され、原稿読み取り部１０が給紙部２０の上方に配設され、排紙部４０が原稿読み取り部１０と給紙部２０の中間部位に配設されている。

以下では、上記印刷モードの中からコピアモードを例にとって説明する。

ユーザが、原稿読み取り部（スキャナ部）１０のプラテンガラス１１上に原稿を載置し、給紙部２０の給紙カセット２１、または装置側面に設けられた手差しトレイ２３に用紙（記録紙）を装着して、さらに、装置の外装前面部に配置される操作パネル（不図示）上の条件入力キー（印刷枚数／印刷倍率等）を入力した後に、操作パネルのスタートキーを操作するとコピー動作が開始される。

スタートキーが操作されると、メイン駆動モータ（不図示）が始動し、各駆動ギヤが回転する。その後、給紙ローラ２２または２２ａが回転して用紙が装置内へ送出（給紙）され、給紙された用紙はレジストローラ３１に到達して捕捉される。このレジストローラ３１により、用紙は、感光体ドラム（像担持体）３２上に形成される画像の先端部（画像形成開始部）と同期をとるために一時停止され、用紙の先端部が均一にレジストローラ３１に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行われる。

一方、原稿読み取り部１０においては、コピーランプ（光源）１２ａが点灯し、コピーランプユニット１２が矢印Ｃ方向へ移動することで露光が開始される。コピーランプ１２ａにより原稿に照射された照射光は、原稿の画像情報を含む反射光（原稿からの反射光）となり、この反射光は、コピーランプユニット１２に設けられた第１ミラー１２ｂから第２ミラー１３、第３ミラー１４、光学レンズ１５、さらに、ＣＣＤ１６へ入力されることによって、原稿読み取りが行われる。

このようにして読み取られた画像情報は、図示しない制御部に備えられるＣＣＤ回路で、光の画像情報が電気的信号に変換され、その画像情報信号は、設定された条件で画像処理が行われ、レーザスキャナユニット３３へプリントデータとして送信される。

他方、印刷部３０においては、帯電ユニット（帯電手段）３４により、感光体ドラム３２の周面の一部が軸方向全体に渡って所定の帯電電位に帯電され、感光体ドラム３２が回転することによって、その周面全体が所定の帯電電位に帯電される。

次に、レーザスキャナユニット（露光手段）３３では、回転方向に複数の反射面を有するポリゴンミラー（回転多面鏡）、および各種光学系により、半導体レーザから出射されたレーザ光が偏向されながら感光体ドラム３２へ照射される。これにより、レーザ光が帯電した感光体ドラム３２上を走査して、感光体ドラム３２上に静電潜像が形成される。

その後、現像装置（現像手段）Ｘが備える現像槽６１内のマグネットローラ（現像剤担持体）６２により、現像容器６１内のトナーが、回転する感光体ドラム３２表面上に供給される。このトナーにより、感光体ドラム３２上に形成された静電潜像は、感光体ドラム３２上の電位ギャップに応じて顕像化（現像）される。現像装置Ｘの詳細については、後述する。

また、作像される用紙は、レジストローラ３１によりタイミングを合わせて感光体ドラム３２方向へ搬送される。この用紙には、転写ユニット（コロナチャージャ）３６により感光体ドラム３２上のトナーが転写される。感光体ドラム３２上の残留したトナーは、クリーニングブレード３７ａにより掻き取られ、クリーナーユニット３７により回収される。このように、クリーニングブレード３７ａによりトナーが掻き取られた感光体ドラム３２の表面は、帯電ユニット３４へ移動する途中で、除電装置（除電手段）３９により必要に応じて除電される。

上述のようにトナーが転写された用紙は、定着装置（定着手段）３８の加熱ローラ３８ａと加圧ローラ３８ｂとの間を通過して、熱と圧力が加えられ、用紙上の未定着トナーが用紙に溶融・固着される。加熱ローラ３８ａは、その内部に設けられた加熱ヒータ３８ｃによって加熱される。定着後、用紙は排紙ローラ４１により排紙トレイ４２に排出される。

以上では、原稿読み取り部１０のプラテンガラス１１上に原稿が載置されている場合について述べたが、原稿読み取り部１０に備えられる原稿トレイ１９に原稿が載置されている場合には、次のように原稿読み取りが行われる。原稿読み取り部１０の原稿トレイ１９に原稿が載置されていることが、センサ等により検出されている場合には、操作パネルのスタートキーが操作されたとき、給紙ローラ５１が回転し、原稿トレイ１９上に載置された原稿が原稿読み取り部１０内へ送出されて搬送経路Ｒｔ１中を搬送される。この搬送経路Ｒｔ１には、レジストローラ５３が設けられており、このレジストローラ５３により原稿が捕捉され、原稿先端の位置決めが行われた後、原稿が所定のタイミングで原稿読み取り位置へ搬送される。そして、コピーランプユニット１２が所定の停止位置（原稿読み取り位置）で停止したまま搬送中の原稿を露光する。この露光により得られた原稿からの反射光により原稿画像を読み取るようにしている。このようにして原稿読み取りが行われた後、原稿が原稿排出部１８へ排出される。

次に、現像装置Ｘについて、図２、図３、図４を用いて詳しく説明する。図２は、現像装置Ｘの概略構成を示す断面図、図３は、現像装置Ｘに備えられる現像容器６１の感光体ドラム３２に近接する側の部分を示す平面断面図、図４は、現像装置Ｘに備えられる現像剤流し板７１および空気流出手段７２の長手方向を上方より見た図である。なお、以下では、便宜上、現像装置Ｘにおいて、現像容器６１の開口部６１ａ側（感光体ドラム３２と対向する側）を前方とし、その逆側（感光体ドラム３２と対向しない側）を後方とする。

図２に示すように、現像装置Ｘには、現像容器６１、マグネットローラ（現像ローラ）６２、パドル６３、排気ファン６４ａが設けられている。現像容器６１は、回転する感光体ドラム３２に開口部６１ａを対向させて近接配置されており、この現像容器６１内に現像剤が収容されている。マグネットローラ６２は、開口部６１ａに臨むように配置されており、感光体ドラム３２表面にトナーを供給する。パドル６３は、マグネットローラ６２の後方に配置されており、現像容器６１内の現像剤を攪拌搬送してマグネットローラ６２に供給する。排気ファン６４ａは、現像容器６１下部の一方の側部に設けられている（図３）。この排気ファン６４ａは、現像装置Ｘ外の空気が感光体ドラム３２と現像容器６１との隙間６１ｂから開口部６１ａを通じて現像容器６１内に流入するように、現像容器６１内を負圧に維持すべく現像容器６１内の空気を吸引して現像容器６１外へ排出する。

現像装置Ｘは、２成分現像装置として構成されており、現像容器６１には２成分現像剤が収容されている。２成分現像剤は、トナーとキャリアと呼ばれる２種類の現像剤の粒からなる。トナーとキャリアとは、現像容器６１内で混合、攪拌、帯電等される。トナーは、マグネットローラ６２により感光体ドラム３２に供給され、感光体ドラム３２上への画像形成の頻度（印字枚数）に伴って消費される。このため、消費された分だけ、図示しないトナー補給装置から新たなトナーを現像容器６１内に補給するようにしている。一方、キャリアは、ある一定の印字枚数まで入れ替えられることなく使用される。

マグネットローラ６２の上方には、現像剤穂高さ規制用部材７０が設けられている。現像剤穂高さ規制用部材７０は、マグネットローラ６２に近づけて配置されており、マグネットローラ６２と現像剤穂高さ規制用部材７０との間隙７０ａから現像剤が感光体ドラム３２の現像部位へ搬送される。一方、現像剤穂高さ規制用部材７０に規制されて、感光体ドラム３２側へ搬送されなかった余剰の現像剤（現像に用いられない余剰の現像剤）は、矢印Ａの方向へ戻される。マグネットローラ６２の後上方であって、現像剤穂高さ規制用部材７０の後方には、現像剤流し板７１が設けられている。現像剤流し板７１は、その後部が下方に傾けて配置されており、この現像剤流し板７１上を上述の余剰の現像剤が流れて矢印Ａの方向へ戻されるようになっている。

ここで、現像装置Ｘに備えられる空気流出手段７２と空気偏向用部材６１ｆ，６１ｇについて詳しく説明する。

流し板７１後部の下方には、空気流出手段７２が設けられている。空気流出手段７２は、例えば、中空のパイプ状部材で形成されており、パイプ中心軸がマグネットローラ６２の軸方向（以下、「長手方向」という。）と平行となるように配置されている。この空気流出手段７２には、長手方向に沿って複数の空気流出孔７２ａが設けられている。空気流出孔７２ａは、空気流出手段７２の長手方向において、マグネットローラ６２の両端から距離Ｌの間には設けられていない（図４）。また、空気流出孔７２ａは、図２に示す断面視において、パイプ状の空気流出手段７２の中心から後述する領域γに向かう所定の方向に設けられている。このような空気流出手段７２の長手方向の一方には、空気流出手段７２の内部へ空気を送る空気発生手段７４が設けられている。空気発生手段７４により、空気流出手段７２の内部へ送られた空気は、空気流出孔７２ａから矢印Ｐの方向へ流出され、後述する領域γに吹き付けられる。なお、排気ファン６４ａにより吸引され、現像容器６１外へ排出される空気を、空気流出手段７２に導いて、現像容器６１内に戻すようにしてもよい。

現像容器６１後方上部の内壁には、空気偏向用部材６１ｆが設けられている。また、現像容器６１前方上部の内壁には、空気偏向用部材６１ｇが設けられている。これらの空気偏向用部材６１ｆ，６１ｇは、空気流出孔７２ａから矢印Ｐ方向へ流出された空気の流れを調整し、空気を現像容器６１内に効率よく循環させるために設けられている。空気偏向用部材６１ｆは、頂部６１ｈより上方（前上方）へ向かう傾斜部６１ｊと、頂部６１ｈより後下方へ向かう傾斜部６１ｋとを有している。空気偏向用部材６１ｇは、現像剤穂高さ規制用部材７０の後方に設けられている。なお、空気偏向用部材６１ｆ，６１ｇを、現像容器６１の内壁と一体的に形成するようにしてもよく、現像容器６１と別体として現像容器の内壁に取り付けるようにしてもよい。また、空気偏向用部材６１ｆの形状は、上述のようなものに限定されず、例えば、頂部６１ｈを有しないで曲面を有するような形状としてもよい。

空気流出手段７２から吹き出された空気が、後述する領域γを通過して、空気偏向用部材６１ｆへ達すると、この空気偏向用部材６１ｆにより、傾斜部６１ｊに沿って流れる矢印Ｑの方向への空気と、傾斜部６１ｋに沿って流れる矢印Ｒの方向への空気とに分流される。矢印Ｑの方向へ流れる空気は、現像容器６１の上部の内壁に沿って、矢印Ｓの方向へ流れる。さらに、矢印Ｓの方向へ流れる空気は、空気偏向用部材６１ｇ（および現像剤穂高さ規制用部材７０）により、その向きが変更され、矢印Ｔの方向への流れとなる。

上述したように、現像に用いられない余剰の現像剤は、現像剤流し板７１上を流れ、矢印Ａの方向へ戻される。一方、図示しないトナー補給装置から補給されるトナーを現像容器６１内に導くための通路７３が現像容器６１の後部上壁に設けられており、この通路７３を通ってトナーが現像容器６１内に新たに供給される。この新たに供給されたトナーは、矢印Ｂの方向、つまり下方へ落下する。そして、領域γにおいて、現像容器６１内に新たに供給されたトナーと、現像に用いられない余剰の現像剤とが混合される。この領域γは、上述した空気流出手段７２の空気流出孔７２ａから空気が流出される方向（矢印Ｐをそのまま後上方に延長した方向）にあり、また、空気流出手段７２と、上記空気偏向用部材６１ｆとの間にある。このため、領域γにおいて、空気流出手段７２により、新たに供給されたトナーと余剰の現像剤に空気が吹き付けられる。上述したように、空気流出孔７２ａは、断面視において、パイプ状の空気流出手段７２の中心から領域γに向かう所定の方向に設けられているため、新たに供給されたトナーと余剰の現像剤に効率よく空気が吹き付けられる。

このような空気流出手段７２によれば、キャリア表面にトナーが付着してキャリアが劣化するいわゆるスペントトナーの発生を効果的に防止することができる。スペントトナーの発生およびその防止について、図５、図６、図７を用いて詳しく述べる。

上述したように、トナーは、感光体ドラム３２上への画像形成の頻度（印字枚数）に伴って消費されるが、キャリアは、ある一定の印字枚数まで入れ替えられることなく使用される。現像容器６１内では、キャリアの表面には常にその帯電鏡像力により、トナーが電気的に付着している。ところが、長期間キャリアを入れ替えずに使用していると、キャリアは外部より様々なストレスを受ける。例えば、画像形成装置Ｚが設置されている環境変化（温度、湿度等）や画像形成装置Ｚを長時間稼動させることによる画像形成装置Ｚの各部からの発熱や、マグネットローラ６２と現像剤穂高さ規制用部材７０との狭い間隙７０ａに高速で現像剤を移動させることによる圧力等である。

これらのストレスにより、図５に示すように、キャリア表面にトナーが付着し、キャリア表面の同じ場所から離れることなく時間とともにキャリア表面を覆ってしまう。このため、キャリア本来の帯電能力が発揮されず、結果的に画質不良を引き起こしてしまう。このような現象がいわゆるスペントトナーと呼ばれるキャリア劣化現象である。

現像装置Ｘでは、空気流出手段７２により領域γに向けて空気を流出することで、現像容器６１内においてトナーとキャリアとを分離して、キャリア表面の同一場所に同一トナーが付着し続けることを防止するようにしている。つまり、図６に示すように、空気の流れにより、トナーが付着していた領域αから引き剥がして、スペントトナーを効果的に防止するようにしている。領域αから一旦トナーを引き剥がせば、その後に別のトナーが付着したとしても、図７に示すように、別の領域、例えば領域βに付着する可能性が高く、同一の領域αに再び付着する可能性は低いと考えられる。

以上のように、現像装置Ｘにおいて、キャリア表面の同じ領域にトナーが付着し続けることがなく、キャリア表面を常にフレッシュに保つことができる。これにより、劣化キャリアの増加を軽減し、画質劣化を防ぐことができる。また、このように、キャリア表面が常にリフレッシュされるのでトナーの帯電量が安定し、画像形成装置Ｚにおいて、品質のよい画像を出力することができる。

さらに、現像容器６１内に空気偏向用部材６１ｆ，６１ｇを設けて、空気流出手段により流出された空気を現像容器６１内に効率よく循環させることによって、次のような利点がある。領域γにおいて混合されるトナー補給装置から補給された新しいトナーと、現像に用いられない余剰の現像剤と、上述した空気流出手段７２により分離されたトナーとキャリアとを、循環される空気の流れにより、現像容器６１内の特定の場所にトナーが滞留、固着することなく、効率よくトナーとキャリアを混合、帯電させることができる。

ここで、通常では、マグネットローラ６２の回転動作による空気の流れによって、マグネットローラ６２の両端部と現像容器６１との間隙Ｍからトナーが飛散される可能性がある。

これに対し、現像装置Ｘでは、上述したように、空気流出手段７２の長手方向において、マグネットローラ６２の両端から距離Ｌの間には、空気流出孔７２ａが設けられていない。つまり、空気流出手段７２の長手方向の両端部近傍には空気流出孔７２ａが設けられていない。このため、空気流出手段７２による空気の流路が、現像容器６１の長手方向の中央部近傍（両端部近傍以外の部分）にのみ形成される。これにより、マグネットローラ６２の両端部と現像容器６１との間隙Ｍからトナーが現像装置Ｘ外部へ飛散することを軽減できる。

次に、現像装置Ｘに備えられる吸引手段６４について詳しく説明する。

現像容器６１の前方下部には、上述した排気ファン６４ａによって吸引された空気を排気する排気ダクト６４ｂが、現像容器６１の長手方向の略全体に渡って設けられている。このような排気ファン６４ａおよび排気ダクト６４ｂが吸引手段６４の一例を構成している。

また、マグネットローラ６２と対向する現像容器６１の前方側底面には、現像容器６１の長手方向における両端部近傍にそれぞれ第２の吸気口６１ｄが設けられ、前方側底面から前方側壁面にかけて形成された傾斜面には、現像容器６１の長手方向における中央部近傍に第１の吸気口６１ｃが設けられている。すなわち、中央部近傍に設けられた第１の吸気口６１ｃは、両端部近傍に設けられた第２の吸気口６１ｄよりもやや上方に設けられている。つまり、第１の吸気口６１ｃが第２の吸気口６１ｄよりも現像容器６１の開口部６１ａ（縁部６１ｅ）により近い位置に設けられている。

このように、マグネットローラ６２と対向する現像容器６１の壁面部分に、吸引手段６４に連通する吸気口６１ｃ，６１ｄを設ける構成とすることにより、感光体ドラム３２と現像容器６１の間隙６１ｂから開口部６１ａを通じて現像容器６１内に流入した空気は、マグネットローラ６２と現像容器６１との隙間を通って第１の吸気口６１ｃに流れる第１の流路と、マグネットローラ６２と現像容器６１との隙間を通って第２の吸気口６１ｄに流れる第２の流路とを経て排気ダクト６４ｂに入った後、排気ファン６４ａにより現像装置Ｘ外へ排出される。つまり、現像容器６１内において、開口部６１ａから排気ファン６４ａに至る空気の流路が、現像容器６１の長手方向における両端部近傍と中央部近傍のそれぞれに形成されている。排気ファン６４ａにより排出される空気は、現像容器６１内の流路中において、図示しないフィルタ等により除塵された後に排出される。

ここで、通常では、感光体ドラム３２の回転動作により、感光体ドラム３２と現像容器６１との隙間６１ｂ部分では、現像容器６１の長手方向における中央部の圧力が高くなり、この中央部から両端部へ生じる空気の流れによって、両端部近傍でのトナーの飛散が引き起こされる可能性がある。

これに対し、上記のような吸引手段６４を備える現像装置Ｘでは、中央部近傍の第１の吸気口６１ｃが両端部近傍の第２の吸気口６１ｄよりも上方に設けられているため、隙間６１ｂ（開口部６１ａの縁部６１ｅ）から両端部近傍の第２の吸気口６１ｄに至る第２の流路の流路長よりも、中央部近傍の第１の吸気口６１ｃに至る第１の流路の流路長の方が短くなる。これにより、中央部近傍での第１の流路における空気の流れがやや強く（速く）なり、縁部６１ｅと第１の吸気口６１ｃとの間の区間、および、第１の吸気口６１ｃと第２の吸気口６１ｄとの間の区間が高圧となることを防止することができる。つまり、上記中央部近傍では、第１の吸気口６１ｃに向かって（上記中央部近傍に形成された第１の流路に沿って）空気が流れることによって、この中央部近傍の圧力が高くなることを極力防止できる。また、上記両端部近傍では、第２の吸気口６１ｄに向かって（上記両端部近傍に形成された第２の流路に沿って）空気が流れることよって、この両端部近傍から現像装置Ｘの外部へトナーが飛散することを防止できる。

また、マグネットローラ６２を回転させ連続して現像を行うと、マグネットローラ６２とトナーとの摩擦熱により、現像容器６１内の温度が上昇し、マグネットローラ６２の回転トルクの上昇や、トナーの凝集、固化、融着等のトラブルが引き起こされる可能性がある。

現像装置Ｘでは、吸引手段６４を設けて、現像容器６１内に開口部６１ａから排気ファン６４ａに至る空気の流路を、上記中央部近傍と両端部近傍のそれぞれに形成することによって、現像容器６１内を強制的に空冷するようにしている。これにより、現像容器６１内の温度が上昇することによる上記トラブルの発生を未然に防ぐことができる。このような強制空冷では、冷却空気の流速が大きくなるほど、放熱面から周辺空気への熱抵抗が減少し、より効率的に冷却できる。なお、上述した空気流出手段７２へ冷却空気を送ることによって、現像容器６１内を冷却することで、さらに効率よく現像容器６１内の温度上昇を抑えることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘを備えた画像形成装置Ｚの全体構成を示す断面図である。 現像装置Ｘの概略構成を示す断面図である。 現像装置Ｘに備えられる現像容器６１の感光体ドラム３２に近接する側の部分を示す平面断面図である。 現像装置Ｘに備えられる現像剤流し板７１および空気流出手段７２の長手方向を上方より見た図である。 キャリア表面にトナーが付着していることを示す図である。 空気により、キャリア表面からトナーを分離したことを示す図である。 キャリア表面にトナーが再付着したことを示す図である。

符号の説明

３２ 感光体ドラム
６１ 現像容器
６１ｃ 第１の吸気口
６１ｄ 第２の吸気口
６１ｆ，６１ｇ 空気偏向用部材
６２ マグネットローラ
６４ 吸引手段
６４ａ 排気ファン
６４ｂ 排気ダクト
７２ 空気流出手段
７２ａ 空気流出孔
Ｘ 現像装置
Ｚ 画像形成装置

Claims (8)

1. トナーとキャリアよりなる２成分現像剤を収容してなる現像容器と、前記現像容器の開口部に対向させて近接配置された像担持体の表面に前記現像剤を供給する現像剤担持体とを備え、前記像担持体上に形成された静電潜像を前記現像剤により現像し可視化する現像装置において、
   前記現像容器内に新らたなトナーを補給するためのトナー補給手段と、
   前記現像剤担持体によって搬送される現像剤の現像剤穂高さを規制する現像剤穂高さ規制用部材と、
   該現像剤穂高さ規制用部材によって規制された静電潜像の現像に用いられない余剰の現像剤を戻すための流し板と、
   該流し板上を流れた余剰の現像剤と新らたなトナーが混合される領域に、空気を流出してトナーとキャリアとを分離する空気流出手段とを備え、
   前記空気流出手段は、前記現像容器内に設けられた現像剤担持体の軸方向に沿って複数の空気流出孔が設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 前記空気流出孔は、前記現像剤担持体の軸方向の両端部に設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像容器には、前記空気流出手段から流出された空気の流れを調整する空気偏向用部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 前記現像容器には、当該現像容器内の空気を吸引して現像容器外へ排出する吸引手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記現像剤担持体と対向する前記現像容器の壁面部分には、前記吸引手段に連通する吸気口が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記現像剤担持体と対向する前記現像容器の壁面部分には、前記現像剤担持体の軸方向における中央部分に第１の吸気口が設けられ、両端部近傍にそれぞれ第２の吸気口が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
7. 前記像担持体に対向する前記現像容器の開口部から前記第１の吸気口までの距離が、前記開口部から前記第２の吸気口までの距離より短いことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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