JP4765341B2 - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に係り、特に、現像装置の内圧上昇を抑制し、トナークラウドの飛散を抑制する現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

特開２００３−０７６１４３号公報 特開２００１−０６６８８６号公報

従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、感光ドラム等の静電潜像担持体上に画像露光を施して、画像情報に応じた静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によって可視像化し、可視像化されたトナー像を記録媒体上に転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。

このような画像形成装置に用いられる現像装置は、静電潜像担持体（例えば、感光ドラム）に対向して配設され、回転自在に形成された現像剤担持体（例えば、現像ロール）を有し、現像容器内に収容された現像剤を、この現像剤担持体上に担持させ、例えば、層厚規制部材により現像剤層を適正厚さに規制した後、現像領域へ供給するものである。

こうした現像装置において、例えば、現像剤担持体の回転に伴って生じる空気流により、現像容器内の圧力が上昇した場合には、容器内に収容された現像剤が容器外に飛散し易くなり、トナークラウド等が発生して、いわゆるかぶり等の画像障害の発生要因となる。

そこで、このような現像装置内の内圧上昇を抑制して、現像剤の飛散を防止した現像装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

例えば、特許文献１では、現像容器の内部空間と外部空間とを連通させる連通部を備え、この連通部に現像容器内の空気を外部に吸引する吸引手段を設けた現像装置が開示されている。

また、特許文献２では、現像スリーブと電極間に電界を生じさせてクラウド流出を抑制した現像装置が開示されている。

ところで、上述のような現像装置においては、近年の画像形成スピードの高速化に伴い、現像剤担持体の回転速度も速くなり、現像容器内の内圧がより上昇し易くなってきている。

しかしながら、上記特許文献に開示された先行技術においては、近年の現像装置内のより一層の内圧上昇及び現像剤の飛散を抑制するために、いずれも現像装置に吸引手段や電界制御手段を付加するものであり、これにより装置の大型化、トナー消費量の増大、制御の煩雑化及びコストの増大といった問題を生じていた。

そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、簡易な構成で、現像装置の内圧上昇を抑制すると共に、現像剤の飛散を抑制することができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置によれば、内部に磁界発生手段を有して、トナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を担持搬送する回転自在に形成された現像剤担持体と、該現像剤担持体及び二成分現像剤を収容する現像ハウジングとを備え、該現像剤担持体と対向する静電潜像担持体との間で形成される現像領域に前記現像剤担持体により二成分現像剤を搬送して、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置において、前記現像ハウジングには、前記現像領域の現像剤担持体の回転方向に沿った下流側のハウジングに覆われた領域において、前記現像剤担持体の磁界発生手段により形成される接線方向磁束密度が、最初に最大となる領域に対応する位置に開口部が設けられていることを特徴とするものである。

このように構成した本発明の現像装置は、現像剤担持体と、現像ハウジングとを備え、現像剤担持体と対向する静電潜像担持体との間で形成される現像領域に現像剤担持体により二成分現像剤を搬送して、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置において、現像ハウジングには、現像領域の現像剤担持体の回転方向に沿った下流側のハウジングに覆われた領域において、現像剤担持体の磁界発生手段により形成される接線方向磁束密度が、最初に最大となる領域に対応する位置に開口部が設けられているので、磁気ブラシの運動のみで、トナークラウドを含んだ空気流をキャリアを放出することなく該開口部から排出することが可能となり、これにより、現像装置内の内圧上昇を抑制すると共に、静電潜像担持体へのクラウドトナーの付着によるかぶり等を防止することができる現像装置を簡易な構成で安価に提供することができる。

また、前記現像ハウジングには、前記現像領域の下流側であって前記開口部の上流側に、前記現像剤担持体による法線方向磁束密度が最大となる位置に対応する内壁面に、第一の導電性部材が配設されていると共に、該第一の導電性部材には、静電潜像担持体に対して現像剤担持体に印加されるバイアス電圧よりも絶対値が大きいバイアス電圧が印加されてもよい。

このように構成した場合には、現像ハウジングには、現像領域の下流側であって開口部の上流側に、現像剤担持体による法線方向磁束密度が最大となる位置に対応する内壁面に、第一の導電性部材が配設されていると共に、該第一の導電性部材には、静電潜像担持体に対して現像剤担持体に印加されるバイアス電圧よりも絶対値が大きいバイアス電圧が印加されるので、トナークラウド中の正規帯電と逆極性に帯電された逆帯電トナーを第一の導電性部材で捕集すると共に、捕集されたトナーを磁気ブラシの運動のみで回収することが可能となる。

さらに、前記現像ハウジングの内壁面には、前記第一の導電性部材の下流側であって前記開口部の上流側近傍に、第一の導電性部材とは絶縁された第二の導電性部材が配設されていると共に、該第二の導電性部材には、静電潜像担持体に対して現像剤担持体に印加されるバイアス電圧よりも絶対値が小さいバイアス電圧が印加されてもよい。

このように構成した場合には、さらに、現像ハウジングの内壁面に、第一の導電性部材の下流側であって開口部の上流側近傍に、第一の導電性部材とは絶縁された第二の導電性部材が配設されていると共に、該第二の導電性部材には、静電潜像担持体に対して現像剤担持体に印加されるバイアス電圧よりも絶対値が小さいバイアス電圧が印加されるので、空気流が開口部から排出される前に、空気流中の正規帯電及び逆帯電のトナーをいずれも捕集することができ、空気流中に含まれる現像剤成分を除去することが可能となり、これにより、現像装置の内圧上昇を抑制すると共に、現像剤の飛散による機内汚染を防止することができる。

さらにまた、所定の場合に、前記第二の導電性部材に、静電潜像担持体に対して現像剤担持体に印加するバイアス電圧よりも絶対値が大きいバイアス電圧を印加して、第二の導電性部材に捕集された現像剤を現像剤担持体側に戻す吐き出しモードを備えていてもよい。

このように構成した場合には、所定の場合に、第二の導電性部材に、静電潜像担持体に対して現像剤担持体に印加するバイアス電圧よりも絶対値が大きいバイアス電圧を印加して、第二の導電性部材に捕集された現像剤を現像剤担持体側に戻す吐き出しモードを備えているので、例えば、正規帯電と同極性に帯電したクラウドトナーを第二の導電性部材に現像することなく、確実に回収することが可能となる。

以上において、前記開口部には、交換可能なフィルタが設けられていてもよい。

このように構成した場合には、開口部に交換可能なフィルタが設けられているので、トナークラウドによる目詰り等により現像装置本体よりも寿命が短くなるフィルタを、現像装置本体とは独立して交換することができ、現像装置の適正な寿命の維持を図ることができる。

ここで、前記フィルタは、静電フィルタであってもよいし、慣性集塵機であってもよい。

このように構成した場合には、開口部に設けられたフィルタが、ほとんど圧力損失がないフィルタであるので、開口部から排出される空気流に対して流路抵抗を生じさせずに、より効率的に空気流を排出させると共にトナー成分を除去することができる。

なお、本発明は、上述した現像装置に限られるものではなく、このような現像装置と画像形成手段等を備える画像形成装置をも対象とするものである。

本発明によれば、トナークラウドを含んだ空気流を、磁気ブラシの運動のみでキャリアを放出することなく現像装置の所定の開口部から排出することが可能となり、これにより、現像装置内の内圧上昇を抑制すると共に、トナークラウドによる静電潜像担持体へのかぶり等を防止することができる現像装置を簡易な構成で安価に実現することができる。

＜第一の実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

まず、本発明に係る現像装置が適用可能な画像形成装置の一例について、図１を参照して説明する。図１は本発明に係るタンデム型カラー画像形成装置１００の概略構成図である。

この画像形成装置１００においては、不図示の画像読取装置や、パーソナルコンピュータ、あるいは画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われる。

図１において、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー画像を形成する電子写真画像形成ユニットであり、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト９の進行方向に沿って１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの順で直列に配設されている。

本実施の形態に係る画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、例えば電子写真方式を採用したものであって、いわゆるタンデム型のフルカラー画像形成ユニットである。具体的には、四つの色（本実施の形態では、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック））のカラー画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋを横方向（図中右から左）に配列し、その上方には各画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋの配列方向に沿って所定の方向（本例の場合は、図中、時計回り方向）に循環搬送される中間転写ベルト９を配設する一方、さらに、その上方には各画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋに対応したカラートナーカートリッジ１０Ｙ〜１０Ｋが配設されている。

また、各画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋは、各成分のトナー像を形成担持する静電潜像担持体である、例えば、感光ドラム２Ｙ〜２Ｋを備え、この感光ドラム２Ｙ〜２Ｋの周囲には、感光ドラム２Ｙ〜２Ｋを帯電する帯電器３Ｙ〜３Ｋ、感光ドラム２Ｙ〜２Ｋ上に静電潜像を書き込むレーザ走査装置４Ｙ〜４Ｋなどの露光器、各成分のトナーが収容されて感光ドラム２Ｙ〜２Ｋ上の静電潜像を可視像化する現像装置５Ｙ〜５Ｋ、感光ドラム２Ｙ〜２Ｋ上の各成分トナー像を中間転写ベルト９上に転写せしめる例えば転写ロールから構成される一次転写装置６Ｙ〜６Ｋ、感光ドラム２Ｙ〜２Ｋ上の残留トナーを清掃するクリーナ７Ｙ〜７Ｋ及び除電装置８Ｙ〜８Ｋなどの電子写真用デバイスが各々配設されている。

また、中間転写ベルト９は複数の張架ロールに張架されて循環搬送されるものであり、各電子写真画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する静電潜像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれに対向して配設される転写手段６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋとの間に挿通されている。そして、この中間転写ベルト９を張架するバックアップロール１３と、バックアップロール１３と対向配置された二次転写ロール１２とにより二次転写装置が構成されている。なお、１４は中間転写ベルト９を清掃するクリーナである。

ここで、中間転写ベルト９への画像形成動作について、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１Ｙを代表例として説明する。

まず、感光ドラム２Ｙは、一様帯電器３Ｙによりその表面を一様に帯電される。次に、露光器４Ｙによりイエロー画像に対応する像露光がなされ、感光ドラム２Ｙの表面にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。

このイエロー画像に対応する静電潜像は現像装置５Ｙによってイエロートナー像となり、一次転写手段の一部を構成する一次転写ロール６Ｙの圧接力及び静電吸引力によって中間転写ベルト９上に転写される。転写後の感光ドラム２Ｙ上に残留したイエロートナーは、クリーニング装置７Ｙによって掻き取られる。感光ドラム２Ｙの表面は除電装置８Ｙによって除電された後、次の画像形成サイクルのために一様帯電器３Ｙにより再び帯電される。

そして、多色のカラー画像の形成を行う場合には、各電子写真画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が電子写真画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいても行われ、中間転写ベルト９上にフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト９上に形成されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録シート１８上に、中間転写ベルト９を支持するバックアップロール１３と、バックアップロール１３に圧接する二次転写手段の一部を構成する二次転写ロール１２の圧接力及び静電吸引力によって転写される。

記録シート１８は、画像形成装置１００内の下部に配置された記録シート収容部としての給紙カセット１７から、所定のサイズのものが給紙ロール１７ａによって給紙される。給紙された記録シート１８は、複数の搬送ロール１９及びレジストロール２０によって、所定のタイミングで中間転写ベルト９の二次転写位置まで搬送される。そして、記録シート１８には、上述したように、二次転写手段としてのバックアップロール１３と二次転写ロール１２とによって、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が一括して転写される。

また、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が転写された記録シート１８は、中間転写ベルト９から分離された後、二次転写手段の下流側に配設された定着装置１５へと搬送され、この定着装置１５によって熱及び圧力でトナー像が記録シート１８上に定着される。そして、定着装置１５において定着された記録シート１８は、その後、排出ロール２１，２２によって排紙トレイ２５上に排出されるようになっている。

また、二次転写手段により記録シート１８上に転写できなかった中間転写ベルト９上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト９上に付着した状態で中間転写体クリーニング装置１４まで搬送され、クリーニング手段１４により、中間転写ベルト９上から除去され次の画像形成に備える。

なお、本発明に係る画像形成装置は、上述のタンデム型の画像形成装置に限定されるものではなく、例えば、中間転写ベルトを用いずに、感光ドラムから記録媒体に直接転写する方式の画像形成装置についても同様に適用可能である。

次に、本実施の形態に係る現像装置の構成について、図２を参照して説明する。

ここで、各画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋは同様な構成であり、これらの構成機器（例えば、現像装置５Ｙ〜５Ｋ）についても同様な構造であるため、以下、総称表記（例えば、現像装置５）する。

図２において、現像装置５は、感光ドラム２（図１参照）に向かって開口する現像ハウジング５１を有し、この現像ハウジング５１の開口に面して現像剤担持体である現像ロール５２を配設し、現像ハウジング５１のうち、現像ロール５２に隣接した部位には二成分現像剤が収容される第一現像剤収容部５３ａと、この第一現像剤収容部５３ａと隔壁Ｗを介して隣接すると共に、その軸方向両端部において、第一現像剤収容部５３ａと連通している第二現像剤収容部５３ｂとを備えている。

なお、本実施の形態において、二成分現像剤は、トナーと磁性キャリアからなる現像剤であり、トナーは、例えば非磁性トナーを用いるが、磁性キャリアと帯電特性が異なるものであれば、磁性トナーを用いても差し支えない。

また、本実施の形態において、現像ロール５２は、回転可能な回転スリーブ５２１と、この回転スリーブ５２１の内部に固定的に配設された磁極ロール５２２とを備えている。磁極ロール５２２は、現像ハウジング５１の開口部であって、感光ドラム２と対向している現像領域に、現像磁極（本例では、Ｓ１）を備えている。そして、現像ロール５２の回転方向（本例では、時計回り方向）に沿って、現像磁極Ｓ１の下流側には、所定の角度間隔で搬送磁極Ｎ１及びピックオフ磁極Ｓ２が配設されている一方、現像磁極Ｓ１の上流側には、所定の角度間隔でトリミング磁極Ｎ２及びピックアップ磁極Ｓ３が配設されている。そして、このように内部に各磁極が固定配置された磁極ロール５２２により、現像ロール５２には、各磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｎ２に対応して、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５で示されるような法線方向磁束密度分布がそれぞれ生じる。なお、磁界発生手段である磁極ロール５２２内の各々の磁極の配置や数は適宜選定して差し支えない。

一方、回転スリーブ５２１は、所定の方向（本例では、時計回り方向）に回転すると共に、磁極ロール５２２の現像磁極Ｓ１が配設される現像領域において、感光ドラム２と対向するようになっている。

また、本実施の形態において、第一現像剤収容部５３ａ及び第二現像剤収容部５３ｂのそれぞれは、二成分現像剤が収容されるスペースを有すると共に、第一現像剤収容部５３ａには、二成分現像剤を所定の軸方向（例えば、図中、奥側から手前側）に搬送するスパイラル状のオーガ５６ａが配設されている。一方、第二現像剤収容部５３ｂには、二成分現像剤を、第一現像剤収容部５３ａのオーガ５６ａとは反対方向（例えば、図中、手前側から奥側）に搬送するスパイラル状のオーガ５６ｂが配設されている。そして、第一現像剤収容部５３ａと第二現像剤収容部５３ｂとは、軸方向両端部において互いに連通しており、二成分現像剤が、これらの第一現像剤収容部５３ａ及び第二現像剤収容部５３ｂ間を軸方向に循環するようになっている。

さらに、本実施の形態では、現像ロール５２内のトリミング磁極Ｎ２の近傍には、現像ロール５２と対向するように層厚規制部材５４が配設されている。この層厚規制部材５４は、現像ロール５２と同程度の幅を有し、一端を現像ハウジング５１により支持され、先端部を所定の間隙で現像ロール５２に近接させている。

また、本実施の形態においては、上述の現像ロール５２に形成された磁束密度分布に基づき、現像領域の下流側の磁束密度分布曲線Ｂ２と磁束密度分布曲線Ｂ３との間で、曲線の変化率が最大となる点Ａの法線方向略直上に対応する現像ハウジング５１には、現像ロール５２と同程度の幅を有して軸方向に延在する開口部５５が設けられている。この点Ａは、現像領域下流側で最初に接線方向磁束密度分布が最大となる点であり、言い換えれば、開口部５５は、現像領域下流側のハウジングで覆われた領域で最初に接線方向磁束密度分布が最大となる領域に対応する現像ハウジング５１に軸方向に延在する空気抜き孔として形成されている。

次に、本実施の形態に係る現像装置５の作動について、図２を参照してさらに説明する。

図２において、第一現像剤収容部５３ａにおける二成分現像剤は、オーガ５６ａにより撹拌され、現像ロール５２内のピックアップ磁極（本例では、Ｓ３）によって捕獲される。この後、捕獲された二成分現像剤は、ピックアップ磁極Ｓ３の磁気吸引力と現像ロール５２表面との摩擦力により、現像ロール５２（回転スリーブ５２１）の回転方向に搬送される。この搬送された二成分現像剤は、層厚規制部材５４の近傍に到達すると、トリミング磁極Ｎ２により穂立ちを形成する。さらに、この二成分現像剤の穂立ちは、層厚規制部材５４にて規制されることにより、所定の層厚の現像剤層として現像ロール５２上に形成されて、現像領域に搬送される。さらに、現像領域に搬送された二成分現像剤の現像剤層は、現像磁極Ｓ１の磁気吸引力により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを形成する二成分現像剤におけるトナーは、感光ドラム２と現像ロール５２との間に形成される現像電界によって、感光ドラム２上の静電潜像を可視像化する。また、本実施の形態において、現像により現像剤収容部５３ａ，５３ｂ内のトナー濃度が所定の範囲よりも低下した場合には、例えば、第二現像剤収容部５３ｂの底部に設けられた濃度センサＳ及び不図示の現像剤補給手段により、第二現像剤収容部５３ｂ内に二成分現像剤が供給されるようになっている。

次に、本発明に係る現像装置５における磁気ブラシの運動及びトナークラウドの流れについて、図３を参照して説明する。

図３に示されるように、現像磁極Ｓ１により、穂立ちを形成した磁気ブラシは、現像ロール５２の回転方向に沿って搬送され、現像磁極Ｓ１と搬送磁極Ｎ１との間の接線方向磁束密が最大となる領域で、現像ロール５２の周面に倒れ込むように移動する（ｍ₀）。その後、搬送磁極Ｎ１の磁力による法線方向磁束密度が最大となる箇所で、現像ハウジング５１の内壁面と接触するように立ち上がり（ｍ₁）、さらに、搬送磁極Ｎ１とピックオフ磁極Ｓ２との間の接線方向磁束密が最大となる領域で、再び、現像ロール５２の周面に沿うように倒れ込む（ｍ₂）。

ここで、磁気ブラシが現像ロールの周面に対して、立ち上がった状態（ｍ₁）にある場合には、磁気ブラシの高さは高いが密度が低い状態にあり、磁気ブラシが現像ロールの周面に沿って寝た状態（ｍ_0,ｍ₂）にある場合には、磁気ブラシの高さは低いが密度が高い状態にある。

そして、このような磁気ブラシの運動（タンブリング）により、磁気ブラシが寝た状態から立ち上がった状態に移行（ｍ₀〜ｍ₁）するにつれ、矢印Ａｔに示される方向に空気流が巻き込まれながら取り込まれ、その後、磁気ブラシが立ち上がった状態から寝た状態に移行（ｍ₁〜ｍ₂）するにつれ、取り込まれた空気流に圧力が加えられることとなる。この際、磁気ブラシが寝た状態（ｍ₂）の法線方向略直上に対応する現像ハウジング５１には、開口部５５が設けられていると共に、この開口部５５の下流側に設けられたピックオフ磁極Ｓ２の磁力により形成された磁気ブラシ群（ｍ_r）が壁（抵抗）となるため、矢印Ａｔ方向に取り込まれた空気流は、より流路抵抗の少ない（圧力損失の小さい）開口部５５より矢印Ａｒ方向に放出される。

すなわち、このように構成された本実施の形態に係る現像装置５においては、磁気ブラシの運動のみで、取り込んだ空気流を開口部５５から放出することができ、これにより、何ら新たな部材を付加することなく、現像装置５の内圧の上昇を抑制することが可能となる。

上述のように構成した現像装置５を用いて、現像ハウジング５１の複数個所に開口部（空気抜き孔）を設け、開口部の位置における現像剤の放出量について、比較評価した結果を実施例として以下に示す。

具体的な比較評価の内容としては、図４に示されるように、ハウジングに覆われた領域で接線方向磁束密度が最大となる最初の位置に対応する現像ハウジング５１に開口部Ａを設け、さらに、隣接する磁極による接線方向磁束密度が最大となる位置に対応する現像ハウジング５１に開口部Ｂ、第一現像剤収容部５３ａのオーガ５６ａの斜め上方に対応する現像ハウジング５１に開口部Ｃ、第二現像剤収容部５３ｂのオーガ５６ｂの上方に対応する現像ハウジング５１に開口部Ｄをそれぞれ設け、それぞれの開口部におけるトナークラウド放出量及びキャリア放出量を測定した。トナークラウド放出量の測定結果を図５（ａ）に示し、キャリア放出量の測定結果を図５（ｂ）に示す。

図５（ａ）に示されるように、最もクラウド放出量が多い箇所は、開口部Ｃ（８ｍｇ）であり、次に、開口部Ａ（約７ｍｇ）、続いて、開口部Ｂ（５ｍｇ）、開口部Ｄ（４ｍｇ）であることが理解される。

開口部Ｃにおけるクラウド放出量が最も多いのは、第一現像剤収容部５３ａ内で、内圧が上昇したクラウドが、オーガ５６ａの回転に助長されて、クラウドの装置外への排出が促進されたためであると考えられる。

また、図５（ｂ）に示されるように、最もキャリア放出量が多い箇所は、開口部Ｄ（約９ｇ）であり、次に、開口部Ｂ（７ｇ）、開口部Ｃ（４ｇ）であり、開口部Ａについては、全くキャリアの放出が観測されなかった。

これは、開口部Ｂ，Ｃ，Ｄに関しては、磁極ロール５２２の磁界による磁気拘束力が及ばないため、現像剤の運動によりキャリアが一緒に放出されてしまうのに対し、開口部Ａに関しては、キャリアが磁極ロール５２２の磁界により拘束され、トナークラウドのみが放出されるためであると考えられる。

従って、上述の図５（ａ），（ｂ）に示される検証結果より、現像ハウジング５１のＡ位置に開口部を設けることにより、キャリアを放出することなく、トナークラウドのみを現像装置５外に放出し、磁気ブラシの運動のみで現像装置５内の内圧の上昇を抑制できることが理解される。

また、本実施の形態の変形例としては、開口部５５に交換可能なフィルタを設けてもよい。交換可能なフィルタとしては、図６に示されるような静電フィルタＦ１や、慣性集塵機Ｆ２を用いることが好ましい。

このような圧力損失のほとんどない静電フィルタＦ１や、慣性集塵機Ｆ２を、開口部５５に交換可能に取り付けることで、開口部５５から放出される空気流に対して、流路抵抗をほとんど生じさせずに、効果的に空気流中のクラウドトナーを捕集することができると共に、フィルタのみを交換可能とすることより、現像装置の適正な寿命を確保することが可能となる。
＜第二の実施形態＞

次に、本発明に係る現像装置の第二の実施形態について、図７を参照して説明する。

なお、本実施の形態に係る現像装置は、先の実施の形態に係る現像装置の現像ハウジング５１の所定の位置の内壁に、第一の導電性部材と、この第一の導電性部材とは絶縁された第二の導電性部材とを設けたものであり、先の実施の形態と同様な機能を有する部材には、同様な符号を付し、その説明は省略する。

図７に示されるように、本実施の形態に係る現像装置５Ａは、現像ロール５２の回転方向に沿って現像領域の下流側のハウジングに覆われた領域であって開口部５５の上流側の現像ハウジング５１の内壁面に、法線方向磁束密度が最大となる位置（図２参照）で、かつ、磁気ブラシの先端がその表面を摺擦するように第一の導電性部材５７ａが配設されている。さらに、この第一の導電性部材５７ａの下流側であって、開口部５５の上流側近傍の現像ハウジング５１の内壁面には、接線方向磁束密度が最大となる位置で、かつ、磁気ブラシと接触しないように第二の導電性部材５７ｂが、第一の導電性部材とは絶縁されて配設されている。

このように構成した現像装置５Ａにおいて、例えば、トナーが負帯電を正規帯電とし、現像バイアスが感光ドラム２に対して、例えば、−５００Ｖの場合には、−６００Ｖを第一の導電性部材５７ａに印加する。さらに、第二の導電性部材５７ｂには、−４００Ｖを印加する。すなわち、第一の導電性部材５７ａには、感光ドラム２に対して現像ロール５２に印加される現像バイアス電圧よりも、絶対値が大きいバイアス電圧を印加する一方、第二の導電性部材５７ｂには、感光ドラム２に対して現像ロール５２に印加される現像バイアス電圧よりも、絶対値が小さいバイアス電圧を印加する

これにより、磁気ブラシのタンブリングに伴い現像装置５内にとりこまれた空気流に含まれるトナークラウドのうち、正規帯電とは逆極性に帯電されたトナー（本例では、正帯電トナー）は第一の導電性部材５７ａにより捕獲され、正規帯電と同極性に帯電されたトナー（本例では、負帯電トナー）は第二の導電性部材５７ｂにより捕獲される。つまり、現像剤クラウドが開口部５５から排出される前に、正帯電トナー及び負帯電トナーを捕集すると共に、キャリアの放出を防止することができる。これにより、現像剤成分を含まない空気流のみを開口部５５から放出して、現像装置５内の内圧上昇を抑制すると共に、現像剤の飛散による機内汚染を防止することができる。

また、各導電性部材５７ａ，５７ｂに捕獲されたクラウドトナーの内、正規帯電と逆極性に帯電されたトナー（本例では、正帯電トナー）については、磁気ブラシによる第一の導電性部材５７ａの摺擦により現像装置５内に回収される。また、正規帯電と同極性に帯電されたトナー（本例では、負帯電トナー）については、所定の場合に、第二の導電性部材５７ｂから現像ロール５２へと転移させる吐き出しモードを設けることにより回収する。具体的には、例えば、現像装置５の待機状態等において、現像ロール５２が−５００Ｖ印加されている時に、約−６００Ｖを第二の導電性部材５７ｂに印加することにより、該負帯電トナーが第二の導電性部材５７ｂとは非接触に形成された磁気ブラシ側へ転移し、負帯電トナーを第二の導電性部材５７ｂに現像させる（転移させる）ことなく、現像装置５内に確実に回収される。

このように構成した本実施の形態に係る現像装置５Ａにおいては、先の実施の形態における開口部５５に加えて、第一の導電性部材５７ａ及び第二の導電性部材５７ｂを設けることにより、磁気ブラシのタンブリング作用により空気流を現像装置５内に取り込み、該空気流に含まれるクラウドの中から正規帯電及び逆帯電トナーのいずれをも捕集した後、磁気ブラシ中に効率良く回収することができる。さらに、現像剤（キャリア）を放出することなく現像装置５の内圧上昇を磁気ブラシの運動のみで抑制すると共に、空気流のみを現像装置５外へ放出し、トナークラウドによる感光体かぶりや機内汚染の発生を防止することができる。

なお、当然に、先の実施の形態と同様に、開口部５５に交換可能なフィルタを設けて、空気流中のトナーの捕集を促進するように構成してもよい。

本発明に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 本発明の第一の実施形態に係る現像装置を示す概略構成図である。 現像ロール上の磁気ブラシの運動と空気流の流れを説明するための模式図である。 実施例で用いた現像装置の構成を示す概略構成図である。 開口部の位置による現像剤の放出量を測定した結果であり、（ａ）はトナークラウド放出量の測定結果を示し、（ｂ）はキャリア放出量の測定結果を示す図である。 圧力損失のほとんどない交換可能なフィルタの取りつけ例を示す図であり、（ａ）は静電フィルタの例を示す模式図であり、（ｂ）は慣性集塵機の例を示す模式図である。 本発明の第二の実施形態に係る現像装置の構成を示す模式図である。

符号の説明

１Ｙ-１Ｋ：カラー画像形成ユニット、２Ｙ-２Ｋ：感光ドラム、３Ｙ-３Ｋ：帯電器、４Ｙ-４Ｋ：露光装置、５Ｙ-５Ｋ：現像装置、６Ｙ-６Ｋ：一次転写装置、７Ｙ-７Ｋ：クリーナ、８Ｙ-８Ｋ：除電装置、９：中間転写ベルト、１０Ｙ-１０Ｋ：カラートナーカートリッジ、１２：二次転写ロール、１３：バックアップロール、１４：中間転写体クリーニング装置、１５：定着装置、１７：給紙カセット、１７ａ：給紙ロール、１８：記録シート、１９：搬送ロール、２０：レジストロール、２１，２２：排出ロール、５１：現像ハウジング、５２：現像ロール、５２１：回転スリーブ、５２２：磁極ロール、５３ａ，５３ｂ：現像剤収容部、５４：層厚規制部材、５５：開口部、５６ａ，５６ｂ：オーガ、５７ａ：第一の導電性部材、５７ｂ：第二の導電性部材、１００：画像形成装置、ｍ：磁気ブラシ

Claims (6)

1. 内部に磁界発生手段を有して、トナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を担持搬送する回転自在に形成された現像剤担持体と、該現像剤担持体及び二成分現像剤を収容する現像ハウジングとを備え、該現像剤担持体と対向する静電潜像担持体との間で形成される現像領域に前記現像剤担持体により二成分現像剤を搬送して、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置において、
   前記磁界発生手段は、前記現像領域に配置され予め定められた極性を有する第一の磁極と、前記現像剤担持体の回転方向に沿って、前記第一の磁極の下流側に隣接して配置され前記予め定められた極性と逆極性を有する第二の磁極と、前記第二の磁極の下流側に隣接して配置され前記予め定められた極性と同極性を有する第三の磁極とを含み、
   前記現像ハウジングには、前記第二の磁極と第三の磁極との間に対応する位置に開口部が設けられており、かつ、
   前記開口部の上流側の前記現像剤ハウジングの内壁面には、静電潜像担持体に対して現像剤担持体に印加されるバイアス電圧よりも絶対値が大きいバイアス電圧が印加される第一の導電性部材が配設されていると共に、
   前記第一の導電性部材の下流側であって前記開口部の上流側近傍の前記現像ハウジングの内壁面には、静電潜像担持体に対して現像剤担持体に印加されるバイアス電圧よりも絶対値が小さいバイアス電圧が印加される、第一の導電性部材とは絶縁された第二の導電性部材が配設されていることを特徴とする現像装置。
2. 予め定められた場合に、前記第二の導電性部材に、静電潜像担持体に対して現像剤担持体に印加するバイアス電圧よりも絶対値が大きいバイアス電圧を印加して、第二の導電性部材に捕集された現像剤を現像剤担持体側に戻す吐き出しモードを備えていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記開口部には、交換可能なフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記フィルタは、静電フィルタであることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記フィルタは、慣性集塵機であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置と、
   静電潜像担持体へ静電潜像を形成する画像形成手段と、
   前記現像装置により可視像化されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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