JP5962970B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤や磁性を有するトナーを主成分とする磁性一成分現像剤が多く使用されている。この現像剤は、現像装置の現像剤収容部から搬送部材により現像ロール（現像手段の一例）に搬送され、現像ロールの周面上に磁気的に吸着された状態で感光体ドラム（像保持体の一例）と対向する位置（現像ロールの現像極が位置する現像ニップ部）に搬送されて感光体ドラムに転移され、これによって当該感光体ドラムに形成された静電潜像が現像されるようになっている。

このような構造の画像形成装置において、感光体ドラムに対向する部分において当該感光体ドラムの回転方向と反対方向に回転する現像ロールの場合には、現像ロールの上方に開口してサクションダクト（現像剤吸引部の一例）が設けられており、現像に供されることなく飛散している現像剤（クラウドトナー）を負圧吸引している。

したがって、吸引されたクラウドトナーがサクションダクトを通過する際に、一部がダクト内壁に付着・堆積する。そして、サクションダクトが下向きになっていると、この堆積したトナーが散発的に現像ロール上に落下する。現像ロールの回転方向が前述のような場合、落下トナーは現像ロールの搬送極によって現像装置内へと搬送されて回収される。

ここで、クラウドトナーの発生量が多くなると、一度に落下するトナーの量が多くなって現像ロールのトナー搬送能力を超えてしまい、現像ニップ部まで到達して当該現像ニップ部を通過するものが発生する。現像ニップ部を通過したトナーは、感光体ドラムに転移されたトナーの周辺部に薄く散らばり、部分的なトナー濃度上昇となって現れ、画像品質悪化の原因となる。

このような現象を回避するためには、落下したトナーが現像ニップ部に到達しないよう、現像ロールによるトナーの搬送・回収能力を上げる必要がある。そのためには、トナー落下位置を搬送極よりさらに下流側にすることが考えられる。しかしながら、このような構造を採用して搬送極よりもサクションダクトの先端が遠ざかると、搬送極で発生するクラウドトナーをもサクションダクトで吸引してしまう。

なお、トナーを吸引除去する技術としては、例えば特開平４−３５５４８１号公報に記載のものが知られている。

特開平４−３５５４８１号公報

本発明は、搬送極で飛散した現像剤の現像剤吸引部による吸引を回避しつつ当該現像剤吸引部から落下した現像剤による画像品質悪化を回避することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される像保持体と、周方向に沿って配置された現像極および搬送極を含む複数の磁極部、ならびに前記複数の磁極部の外周に回転可能に配置された回転部を備え、前記像保持体に対向して設けられるとともに当該像保持体に対向する部分において前記回転部が前記像保持体の回転方向と反対方向に回転し、前記現像極で前記像保持体の静電潜像に現像剤を供給して現像を行う現像手段と、吸引側の開口端である先端が前記現像手段の上方で且つ前記搬送極よりも前記現像手段の回転方向下流側に位置するようにして設けられ、現像に供されなかった現像剤を吸引する現像剤吸引部とを有し、前記回転部の回転方向に対して前記現像極の下流側で当該現像極と隣り合った前記搬送極の中心から前記回転部の回転方向下流側に位置して前記現像手段の回転中心と前記現像剤吸引部の前記先端とを結んだ直線の前記回転部と交わった位置までの距離をＸ（ｍ）、前記搬送極上の前記現像剤の穂立ち長さをＲ（ｍ）、前記現像手段の周速度をＷ（ｍ／ｓ）、係数をｋとしたとき、０≦Ｘ≦Ｒ＋ｋＲＷ（但し、ｋ＝１０〜１２の任意の値）の関係にある、ことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、搬送極で飛散した現像剤の現像剤吸引部による吸引を回避しつつ当該現像剤吸引部から落下した現像剤による画像品質悪化を回避することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置を示す概念図である。 図１の画像形成装置の現像装置とその周辺部分を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る画像形成装置での現像ロールとサクションダクトとの関係を示す説明図である。 現像ロールの搬送極からの距離とトナークラウド量との関係について示すグラフである。 現像ロールの搬送極からサクションダクトの先端までの距離とトナー落下量とが画質劣化（デフェクト）に及ぼす関係について示すグラフである。 現像ロールの回転中心とサクションダクトの先端とを結んだ直線が搬送極の中心の下流側にある場合の落下トナーの挙動を示す説明図である。 現像ロールの回転中心とサクションダクトの先端とを結んだ直線が搬送極の中心の上流側にある場合の落下トナーの挙動を示す説明図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の一例の概念図である。

この画像形成装置１は、転写材である連続用紙（被転写媒体の一例）Ｐに画像を高速で形成する大型機であり、連続用紙Ｐを搬送供給する用紙搬送部１０と、画像を形成し連続用紙Ｐに転写する画像形成部２０と、転写された画像を定着する定着部３０とを備えている。

用紙搬送部１０には、連続用紙Ｐを巻き回して搬送する複数の巻き回しロール１１が備えられており、連続用紙Ｐに張力を付与しながら画像形成部２０に搬送するようになっている。

画像形成部２０には、上流側から順にブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のトナーを転移させてトナー像を形成する４つの画像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙが連続用紙Ｐの搬送路に沿って備えられている。

各画像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙは、導電性材料からなる円筒状部材の外周面に光導電性層が形成された感光体ドラム（像保持体の一例）２２を備えており、この感光体ドラム２２の周囲に、感光体ドラム２２の表面を帯電させる帯電装置２３と、帯電された感光体ドラム２２に像光を照射して表面に静電潜像を形成する露光装置２４と、感光体ドラム２２上の静電潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像装置４０と、感光体ドラム２２と対向し、感光体ドラム２２上に形成されたトナー像を連続用紙Ｐ上に転写する転写ロール（転写手段の一例）２５と、転写工程後の感光体ドラム２２に残留するトナーを除去するクリーニング装置２６とを備えている。

なお、４つの画像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙのそれぞれは、現像装置４０が収容するトナーの色が異なっている以外の構成は同じである。そして、各現像装置４０の上方には、当該現像装置４０が収容するトナーと対応する色のトナーを現像装置４０に補給するトナー補給容器４１Ｋ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙが備えられており、現像により消費されるトナーが補充されるようになっている。

画像形成部２０の下流に設けられた上記定着部３０には、画像形成部２０で連続用紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を定着するフラッシュ定着装置３１が設けられており、トナー像が転写された連続用紙Ｐを搬送ロール３２に巻き回してフラッシュ定着装置３１に誘導するようになっている。フラッシュ定着装置３１は、加熱源からの放射熱によってトナーを加熱し、トナー像を連続用紙Ｐ上に定着するものである。トナー像が定着された連続用紙Ｐは排出ロール３３に巻き回されて装置外に排出される。

次に、図２は図１の画像形成装置１の現像装置４０とその周辺部分の断面図である。

現像装置４０は、支持枠体として機能するハウジング（装置筐体の一例）４２を備えている。このハウジング４２には、例えばトナーと磁性キャリアとを有する二成分の現像剤を収容する現像剤収容部４２ａと、感光体ドラム２２に対向する位置に形成された開口部４２ｂとが形成されている。

また、このハウジング４２の内部には、２本の現像ロール（現像手段の一例）４３ａ，４３ｂと、２本の搬送部材（搬送手段の一例）４４ａ，４４ｂと、層厚規制部材（層厚規制手段の一例）４５と、回転搬送体４６と、搬送ガイド４７とが支持された状態で設けられている。

現像ロール４３ａ，４３ｂは、現像剤を用いて感光体ドラム２２の表面に像を現像する部材であり、その各々の外周面の一部が開口部４２ｂを通じて露出される状態で上下方向に沿って並んで配置されている。各現像ロール４３ａ，４３ｂは、その各々の回転軸方向（図２の紙面に垂直な方向）が感光体ドラム２２の回転軸方向（図２の紙面に垂直な方向）に沿うように並んで配置されている。

各現像ロール４３ａ，４３ｂの外周面は、感光体ドラム２２の外周面に対して隙間を隔てて対向しており、その対向部分（現像ニップ部、現像極）を通じて各現像ロール４３ａ，４３ｂから感光体ドラム２２にトナーが供給されるようになっている。

また、上下の現像ロール４３ａ，４３ｂの各々の外周面は、互いに隙間を隔てて対向しており、その対向部分を通じて下段の現像ロール４３ａから上段の現像ロール４３ｂに現像剤が受け渡されるようになっている。

各現像ロール４３ａ，４３ｂは、マグネットロール４３ａａ，４３ｂａと、このマグネットロール４３ａａ，４３ｂａの外周に配置された筒状のスリーブ４３ａｂ，４３ｂｂ（回転部の一例）とを備えている。マグネットロール４３ａａ，４３ｂａはハウジング４２に固定支持され、スリーブ４３ａｂ、４３ｂｂはマグネットロール４３ａａ，４３ｂａの外周面に沿って回転自在に支持されている。

各マグネットロール４３ａａ，４３ｂａには、周方向に沿って着磁された複数の磁極部で構成されており、これにより、スリーブ４３ａｂ、４３ｂｂの外周面に現像剤が磁気的に吸着されるようになっている。

例えばマグネットロール４３ｂａを構成する複数の磁極部Ｚ１〜Ｚ７（磁極部の一例）は、現像剤を吸着する吸着極Ｚ１、隣接する極に現像剤を搬送する搬送極Ｚ２，Ｚ４，Ｚ５，Ｚ７、感光体ドラム２２の表面にトナーを供給する現像極Ｚ３、現像剤を剥離する剥離極Ｚ６が着磁されている（図６参照）。なお、磁極部Ｚ１〜Ｚ６の極性は、吸着極Ｚ１がＳ極、搬送極Ｚ２がＮ極、現像極Ｚ３がＳ極、搬送極Ｚ４がＮ極、搬送極Ｚ５がＳ極、剥離極Ｚ６がＳ極、搬送極Ｚ７がＮ極となっている。

これにより、２本の現像ロール４３ａ，４３ｂ間での現像剤の受け渡しと、感光体ドラム２２に対するトナーの供給とが行われるようになっている。なお、各磁極部はマグネットロール４３ａａ，４３ｂａの回転軸方向に着磁されており、その回転軸方向のいずれの位置でも周辺に磁界が形成されるようになっている。

スリーブ４３ａｂ，４３ｂｂは、例えばアルミニウム、真鍮、ステンレスあるいは導電性樹脂等のような非磁性体により形成されている。下段の現像ロール４３ａのスリーブ４３ａｂは、感光体ドラム２２に対向する部分において感光体ドラム２２の回転方向と同方向に回転し、上段の現像ロール４３ｂのスリーブ４３ｂｂは、感光体ドラム２２に対向する部分において感光体ドラム２２の回転方向と反対方向に回転するようになっている。

また、下段の現像ロール４３ａは、トナーを感光体ドラム２２に供給する最後の現像ロールになるので、良好な画像が形成されるように感光体ドラム２２に供給されるトナーの量が調整されるようになっている。

なお、ハウジング４２の開口部４２ｂにおいて上下二段の現像ロール４３ａ，４３ｂの間には、封止ロールＳＲが設けられている。封止ロールＳＲは、その回転軸方向（図２の紙面に垂直な方向）が現像ロール４３ａ，４３ｂに沿うように配置されている。この封止ロールＳＲは、現像装置４０内のトナーが現像ロール４３ａ，４３ｂ間を通じて外部に漏れないように封止する部材である。

上記した搬送部材４４ａ，４４ｂは、二成分の現像剤を攪拌および混合しながら現像ロール４３ａ，４３ｂに搬送する部材であり、下段の現像ロール４３ａの下方の現像剤収容部４２ａ内において隔壁４２ｃを挟んで左右両側の領域にそれぞれ回転自在の状態で配置されている。各搬送部材４４ａ，４４ｂは、その回転軸方向（図２の紙面に垂直な方向）が現像ロール４３ａ，４３ｂの回転軸方向に沿うように並んで配置されている。

各搬送部材４４ａ，４４ｂの回転軸の外周には、例えば螺旋状の回転翼が形成されており、現像剤収容部４２ａの各々の領域の二成分の現像剤が、搬送部材４４ａ，４４ｂの回転軸方向であって互いに反対方向に搬送されるようになっている。そして、隔壁４２ｃにおいて搬送部材４４ａ，４４ｂの回転軸方向の両端側には開口部（図示せず）が設けられており、その開口部を通じて、隔壁４２ｃで仕切られた領域の現像剤が受け渡され循環移動するようになっている。

この２本の搬送部材４４ａ，４４ｂのうち、図２において、左側の搬送下流の搬送部材４４ｂは、下段の現像ロール４３ａに対して隙間を隔てて対向した状態で配置されており、その対向部分を通じて搬送部材４４ｂから下段の現像ロール４３ａに二成分の現像剤が受け渡されるようになっている。なお、二成分の現像剤は、現像剤収容部４２ａの端部に形成された現像剤供給口（図示せず）を通じて現像剤収容部４２ａ内に供給されるようになっている。

上記した層厚規制部材４５は、搬送部材４４ａ，４４ｂから現像ロール４３ａ，４３ｂに搬送される二成分の現像剤の層厚を規制する板状部材であり、搬送下流の搬送部材４４ｂから下段の現像ロール４３ａに受け渡された二成分の現像剤は、層厚規制部材４５によって層厚（現像剤の量）が規制された後に各々の現像ロール４３ａ，４３ｂの感光体ドラム２２との対向部分（現像ニップ部、現像極部分）に搬送されるようになっている。

この層厚規制部材４５は、断面長方形の先端部４５ａと、その先端部４５ａに連続した状態で形成され断面長方形の後端部４５ｂとを持つ板状の部材からなり、搬送下流の搬送部材４４ｂの直上であって下段の現像ロール４３ａの斜め上方にボルト４８によって着脱自在の状態で固定されている。また、層厚規制部材４５は、その長手方向（図２の紙面に垂直な方向）が下段の現像ロール４３ｂの回転軸方向に沿うように並んで配置されている。

この層厚規制部材４５の先端部４５ａは、下段の現像ロール４３ａの外周に対して現像剤の層厚規定値に応じた隙間を隔てて対向した状態で配置されている。二成分の現像剤は、層厚規制部材４５の先端部４５ａと下段の現像ロール４３ａのマグネットロール４３ａａとの磁気的な相互作用により摩擦帯電されつつ、薄層化されて下段の現像ロール４３ａのスリーブ４３ａｂの表面に保持されるようになっている。

一方、層厚規制部材４５の後端部４５ｂは、先端部４５ａに対して交差する方向に折れ曲がるように形成されており、熱伝導性を持つ接合部材４９を通じて層厚規制部材４５の直上の上記搬送ガイド４７の一部に接続されている。この後端部４５ｂは、ハウジング４２内における層厚規制部材４５の位置合わせを容易にするとともに、接合部材４９との接触面積を増やし放熱性を向上させる機能を備えている。

上記した回転搬送体４６は、上段の現像ロール４３ｂに残留した現像剤を現像剤収容部４２ａ内に戻すための部材であり、搬送部材４４ａ，４４ｂ間の直上であって層厚規制部材４５の隣（図２の右隣）に時計回りの方向に回転自在の状態で設置されている。この回転搬送体４６は、その回転軸方向（図２の紙面に垂直な方向）が現像ロール４３ａ．４３ｂおよび搬送部材４４ａ，４４ｂの回転軸方向に沿うように配置されている。

この回転搬送体４６の回転軸４６ａの外周には４枚の回転翼４６ｂが形成されている。各回転翼４６ｂは、搬送された現像剤が保持されるように断面Ｌ字状に折り曲げられている。これは、回転搬送体４６を低速回転させて現像剤を回転搬送体４６に溜めるようにすることにより、現像装置４０の大型化を招くことなく現像剤の収容容量を増やせるようにするためである。

上記した搬送ガイド４７は、上段の現像ロール４３ｂに残留した現像剤を回転搬送体４６に搬送して現像剤収容部４２ａ内に戻す経路を形成するための部材である。この搬送ガイド４７は、例えばステンレス、アルミニウムまたは銅のような熱伝導性を持つ材料を主材料として形成されている。

搬送ガイド４７は、上段の現像ロール４３ｂと回転搬送体４６との間であって層厚規制部材４５の直上に上段の現像ロール４３ｂから回転搬送体４６に向かって下がるように傾斜した状態で設置されている。この搬送ガイド４７は、その長手方向（図２の紙面に垂直な方向）が現像ロール４３ｂおよび回転搬送体４６の回転軸方向に沿うように配置されている。そして、現像後に上段の現像ロール４３ｂに残留した現像剤は、マグネットロール４３ｂａの剥離極Ｚ４での反発力と現像ロール４３ｂの回転遠心力により搬送ガイド４７に移り、そのまま傾斜面を滑って回転搬送体４６に送られるようになっている。

搬送ガイド４７の直下には層厚規制部材４５が隣接して配置されており、上記したように接合部材４９を通じて層厚規制部材４５の後端部４５ｂが接続されている。これにより、現像装置４０の内側のほぼ中央にあり最も放熱性が低く、一番高温になる層厚規制部材４５の熱は接合部材４９を通じて搬送ガイド４７に流れるようになっている。

また、本実施の形態においては、図２に示すように、現像ロール４３ｂの上方に開口して、現像に供されることなく飛散している現像剤であるクラウドトナーを吸引するためのサクションダクト５０（現像剤吸引部の一例）が設けられている。

このサクションダクト５０は、ハウジング４２の開口部４２ｂにおいて現像ロール４３ａ，４３ｂから生じたクラウドトナーを吸引ファン（図示せず）により負圧吸引するアッパーダクトである。サクションダクト５０での空気流は、矢印で示すように開口部４２ｂから画像形成装置１の上方に向かって流れる。開口部４２ｂで吸引されたクラウドトナーは、途中でフィルタ（図示せず）により捕獲され、清浄な空気だけが画像形成装置１の外部に放出される。

なお、現像ロール４３ｂとサクションダクト５０との関係については後述する。

このような現像装置４０は、例えば、次のように動作する。

ハウジング４２の現像剤収容部４２ａ内に収容されている二成分の現像剤が搬送部材４４ａ，４４ｂによって撹拌および混合され、下段の現像ロール４３ａの表面に供給される。下段の現像ロール４３ａのマグネットロール４３ａａに設けられた磁極部である吸着極によって下段の現像ロール４３ａのスリーブ４３ａｂの表面に吸着された二成分の現像剤は、スリーブ４３ａｂの回転により層厚規制部材４５に送られ、層厚規制部材４５と現像ロール４３ａのマグネットロール４３ａａとの磁気的な相互作用により摩擦帯電されつつ、層厚（現像剤量）が規制されスリーブ４３ａｂの表面に保持される。

層厚規制部材４５を通過した現像剤は、薄層化されて下段の現像ロール４３ａのスリーブ４３ａｂ上に保持されて搬送され、上段の現像ロール４３ｂと対向する位置でほぼ２分割され、一方は磁極部の作用によって、上段の現像ロール４３ｂ上へと受け渡され、他方は、下段の現像ロール４３ａのスリーブ４３ａｂ上に保持され搬送される。

下段の現像ロール４３ａのスリーブ４３ａｂ上に保持された現像剤は、感光体ドラム２２との対向部分（現像ニップ部、現像極部分）に搬送され、下段の現像ロール４３ａと感光体ドラム２２との間に印加された現像バイアス電圧により現像剤のトナーが感光体ドラム２２の静電潜像に転移される。

一方、上段の現像ロール４３ｂのスリーブ４３ｂｂに保持された現像剤は、スリーブ４３ｂｂの回転により感光体ドラム２２との対向部分（現像ニップ部Ｎ、現像極Ｚ３の部分）に搬送され、上段の現像ロール４３ｂと感光体ドラム２２との間に印加された現像バイアス電圧により現像剤のトナーが感光体ドラム２２の静電潜像に転移される。

上段の現像ロール４３ｂのスリーブ４３ｂｂ上において感光体ドラム２２との対向部分を通過し残留した現像剤は、上段の現像ロール４３ｂのマグネットロール４３ｂａの剥離極Ｚ６の作用と現像ロール４３ｂのスリーブ４３ｂｂの遠心力とにより剥離され、搬送ガイド４７に受け渡される。

搬送ガイド４７に受け渡された現像処理後の現像剤は、当該搬送ガイド４７の傾斜面を滑って回転搬送体４６へ搬送される。搬送ガイド４７に渡された現像剤は、直接、現像剤収容部４２ａに戻されるのではなく、回転搬送体４６で一時的に保持されながら回転により搬送部材４４ａ，４４ｂの撹拌および混合作用が及ぶ現像剤収容部４２ａに戻される。その後、上記と同様の動作が繰り返される。

ここで、前述のように、吸引されたクラウドトナーがサクションダクト５０を通過する際に、一部がダクト内壁に付着・堆積する。なお、図２において、そのようなトナーを符号Ｔで示している。そして、サクションダクト５０が下向きになっていると、この堆積したトナーＴが散発的に現像ロール４３ｂ上に落下する。現像ロール４３ｂに落下したトナーＴは、当該現像ロール４３ｂの搬送極Ｚ４，Ｚ５によって現像装置４０内の現像剤収容部４２ａに戻される。

しかしながら、サクションダクト５０に堆積するトナーＴが多くなると、結果として一度に落下するトナーＴの量が多くなって現像ロール４３ｂのトナー搬送能力を超えてしまい、現像ニップ部Ｎを通過するようになる。そして、現像ニップ部Ｎを通過したトナーＴは、感光体ドラム２２に転移されたトナーの周辺部に薄く散らばり、部分的なトナー濃度上昇となって現れる。

当該現象を回避するために、サクションダクト５０の先端を後退させてトナー落下位置を搬送極Ｚ４よりさらに下流側にすると、搬送極Ｚ４で発生するクラウドトナーが増加してしまう。つまり、スリーブ４３ｂｂの回転に伴ってトナーが現像極Ｚ３（Ｓ極）から搬送極Ｚ４（Ｎ極）、搬送極Ｚ５（Ｓ極）へと移動していくとき、各極Ｚ３〜Ｚ４の中心でトナーの穂立ち長さ（現像ロール４３ｂの径方向外方に立ち上がったトナーの長さ）が最も長くなり、極性が変化する次の磁極部に移行するときに穂立ちが倒れる。そして、トナーの穂立ちが倒れたときにクラウドトナーが発生するので、サクションダクト５０の先端を後退させると、サクションダクト５０に吸引されるクラウドトナーが増加することになる。

そこで、本発明者は様々な検討を重ねた結果、現像ロール４３ｂとサクションダクト５０との関係について次のような関係にすれば、搬送極Ｚ４でのトナーの飛散を低減しつつサクションダクト５０によるトナーの吸引を行われることを見出した。

すなわち、図３において、搬送極Ｚ４（つまり、スリーブ４３ｂｂの回転方向に対して現像極Ｚ３の下流側で当該現像極Ｚ３と隣り合った搬送極）の中心Ｚ４−１からスリーブ４３ｂｂの回転方向下流側に位置して現像ロール４３ｂの回転中心とサクションダクト５０の先端とを結んだ直線（Ｌ）のスリーブ４３ｂｂと交わった位置までの距離をＸ（ｍ）、搬送極Ｚ４上のトナーＴの穂立ち長さをＲ（ｍ）、現像ロール４３ｂの周速度をＷ（ｍ／ｓ）、係数をｋとしたとき、０≦Ｘ≦Ｒ＋ｋＲＷ（但し、ｋ＝１０〜１２）の関係にあればよいことを見出した。

これは、トナーＴの穂立ちが倒れるとクラウドトナーが発生する点に着目したものである。

ここで、搬送極Ｚ４からの距離とトナークラウド量との関係について、図４に示す。ここでは、温度２８℃、湿度８５％、像密度７．５％の条件で画像形成を行ったときのトナークラウドの発生量について、搬送極を第１の位置としたときと、第１の位置から２０°下流側に移動したときについて観察を行ったものである。図示するように、第１の位置では搬送極Ｚ４の中心Ｚ４−１から３．５ｍｍのときにトナークラウドが立ち上がっており、第２の位置でもほぼ同様の結果となっているのが分かる。

なお、図３および後述する図６および図７において、現像ロール４３ｂで搬送されるトナーを白抜きで、サクションダクト５０に堆積したトナーおよびサクションダクト５０から落下したトナーを塗り潰しで、それぞれ示している。

次に、搬送極Ｚ４からサクションダクト５０の先端までの距離とトナー落下量とが画質劣化（デフェクト）に及ぼす関係について、図５に示す。グラフ中のＧ０，Ｇ１．５，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は画質劣化の程度を観念的に示す値であり、Ｇ０からＧ４に向かって画質劣化の程度が悪くなっていることを示す。図５によれば、搬送極Ｚ４からサクションダクト５０の先端位置までの距離が長くなるほどトナー落下量に対する画質劣化耐性が向上することが分かる。これにより、トナーの穂立ちが倒れることで発生するトナークラウドを考慮しなければ、サクションダクト５０の先端位置は搬送極Ｚ４から長くなるほど画質劣化耐性が向上することが分かる。

これらにより、距離Ｘを、搬送極Ｚ４の中心Ｚ４−１から回転方向下流側でトナーＴの穂立ちが倒れる位置、つまりトナークラウドが立ち上がる位置以下にすればよいとの結論が得られる。そうすれば、発生したトナークラウドはサクションダクト５０に吸引されることなく、現像ロール４３ｂによって搬送されて現像剤収容部４２ａに戻されるからである。

そして、トナークラウドが立ち上がる位置以下とは、図４において、横軸の符号Ｑで示す範囲となる。そこで、符号Ｑで示す範囲を規定すると、前述したＲ＋ｋＲＷ（但し、ｋ＝１０〜１２）が得られる。すなわち、本実施の形態において、例えばＲ＝０．０００８ｍ、Ｗ＝０．４０４ｍ/sとなるので、この数式に係数ｋとして１０を代入すると３．０ｍｍが得られ（符号Ｑで示す範囲の下限）、係数ｋとして１２を代入すると３．５ｍｍが得られるものである（符号Ｑで示す範囲の上限）。
なお、距離Ｘをトナークラウドが立ち上がる位置以下にするとは、距離Ｘが図４の符号Ｑで示す範囲のどこかにあればよいので、ｋ＝１０〜１２の任意の値で０≦Ｘ≦Ｒ＋ｋＲＷの関係が成立すれば足りる。

ここで、本実施の形態のように、直線Ｌが搬送極Ｚ４の中心Ｚ４−１の下流側にある場合の落下トナーの挙動を図６に示す。また、直線Ｌが搬送極Ｚ４の中心Ｚ４−１の上流側にある場合の落下トナーの挙動を図７に示す。

図６に示すように、直線Ｌが搬送極Ｚ４の中心Ｚ４−１の下流側にある場合には、サクションダクト５０から落下したトナーが現像ニップ部Ｎの穂立ちの前で現像剤に取り込まれるので現像ニップ部Ｎには侵入せず、現像ロール４３ｂの回転により搬送極Ｚ４へと搬送される。

これに対して、図７に示すように、直線Ｌが搬送極Ｚ４の中心Ｚ４−１の上流側にある場合には、サクションダクト５０から落下したトナーが現像ニップ部Ｎに侵入して通過し、前述のような画像品質の悪化を招来する。

このことから、直線Ｌが搬送極Ｚ４の中心Ｚ４−１の下流側にあることが必要となり、結果として、搬送極Ｚ４の中心Ｚ４−１から直線Ｌのスリーブ４３ｂｂと交わった位置までの距離をＸ（ｍ）、搬送極Ｚ４上のトナーＴの穂立ち長さをＲ（ｍ）、現像ロール４３ｂの周速度をＷ（ｍ／ｓ）、係数をｋとしたとき、０≦Ｘ≦Ｒ＋ｋＲＷ（但し、ｋ＝１０〜１２）の関係が導かれることになる。

そして、これにより、搬送極Ｚ４で飛散したトナーＴのサクションダクト５０による吸引を回避しつつ、このサクションダクト５０から落下したトナーＴによる画像品質悪化が回避される。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

例えば、前記実施の形態においては、感光体ドラムのトナー像を用紙に直接転写する直接転写方式の画像形成装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、中間転写ベルト（被転写媒体の一例）に転写されたトナー像を用紙に転写する二次転写方式の画像形成装置に適用してもよい。

また、前記実施の形態においては、現像装置に配置された現像ロールが２個の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、現像ロールが１個の場合や３個またはそれ以上の場合に適用してもよい。

以上の説明では、本発明の画像形成装置としてカラー画像を記録する画像形成装置に適用した場合が示されているが、モノクロ画像で記録する画像形成装置に適用しても良い。

１ 画像形成装置
１０ 用紙搬送部
２０ 画像形成部
２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙ 画像形成ユニット
２２ 感光体ドラム
２３ 帯電装置
２４ 露光装置
２５ 転写ロール
３０ 定着部
４０ 現像装置
４２ ハウジング
４２ａ 現像剤収容部
４２ｂ 開口部
４２ｃ 隔壁
４３ａ，４３ｂ 現像ロール
４３ａａ，４３ｂａ マグネットロール
４３ａｂ，４３ｂｂ スリーブ
４４ａ，４４ｂ 搬送部材
４５ 層厚規制部材
４５ａ 先端部
４５ｂ 後端部
４６ 回転搬送体
４６ａ 回転軸
４６ｂ 回転翼
４７ 搬送ガイド
４８ ボルト
４９ 接合部材
５０ サクションダクト
Ｐ 連続用紙
ＳＲ 封止ロール
Ｚ１ 吸着極（磁極部）
Ｚ２，Ｚ４，Ｚ５，Ｚ７ 搬送極
Ｚ３ 現像極
Ｚ６ 剥離極

Claims (1)

1. 静電潜像が形成される像保持体と、
   周方向に沿って配置された現像極および搬送極を含む複数の磁極部、ならびに前記複数の磁極部の外周に回転可能に配置された回転部を備え、前記像保持体に対向して設けられるとともに当該像保持体に対向する部分において前記回転部が前記像保持体の回転方向と反対方向に回転し、前記現像極で前記像保持体の静電潜像に現像剤を供給して現像を行う現像手段と、
   吸引側の開口端である先端が前記現像手段の上方で且つ前記搬送極よりも前記現像手段の回転方向下流側に位置するようにして設けられ、現像に供されなかった現像剤を吸引する現像剤吸引部とを有し、
   前記回転部の回転方向に対して前記現像極の下流側で当該現像極と隣り合った前記搬送極の中心から前記回転部の回転方向下流側に位置して前記現像手段の回転中心と前記現像剤吸引部の前記先端とを結んだ直線の前記回転部と交わった位置までの距離をＸ（ｍ）、前記搬送極上の前記現像剤の穂立ち長さをＲ（ｍ）、前記現像手段の周速度をＷ（ｍ／ｓ）、係数をｋとしたとき、０≦Ｘ≦Ｒ＋ｋＲＷ（但し、ｋ＝１０〜１２の任意の値）の関係にある、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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