JP6119323B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上に形成された潜像を現像して可視像化する現像装置、その現像装置を収容するプロセスカートリッジ及びそれらを備える複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、あるいはこれらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関するものである。

現像装置を搭載する画像形成装置は、像担持体としての感光体に、露光手段により画像情報に基づいて静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置によりトナー像として可視化している。トナー像は、直接に、あるいは中間転写体を介して記録媒体に転写され、定着装置を通ることにより、トナー像は記録媒体に定着される。
このような画像形成装置において、トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤（外添剤等を添加する場合も含むものとする。）や、トナーのみからなる１成分現像剤（外添剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容して現像工程をおこなう現像装置が多く用いられている。

例えば、現像装置は、装置内においてトナーと磁性キャリアとを混合、撹拌して、適正なトナー濃度に調整制御した二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を現像ローラ（現像剤担持体）上に担持させる。現像ローラ上に担持された現像剤は、ドクターブレード（現像剤規制部材）によってその量が規制された後に、感光体（潜像担持体）と対向する現像領域において感光体上の静電潜像に付着して、トナー像が形成される。現像装置内におけるトナーの大部分は、キャリアとの摩擦帯電によってキャリア表面に静電的に吸着し、現像領域において、現像ローラと感光体との間に形成された現像電界の影響を受けて、感光体上の静電潜像に付着する。
ここで粉体であるトナーの中には充分な帯電能力を有しないトナーや、キャリアとの摩擦帯電が不充分なトナーがあり、さらに、現像装置内の現像剤中のキャリアは長期間の使用にともない帯電能力が低下するものもある。このような点より帯電不足のトナーは電気的な力による拘束を受けにくいため、装置内に生じる気流に乗って装置内を浮遊する。このように浮遊したトナーは、現像装置内全体の平均的な圧力（以下、単に「内圧」という。）が高いと、現像装置の隙間から装置外へ吹き出して、トナー飛散を生じるという問題が知られている。

ここで、現像ユニットからのトナー飛散の要因の一つとしての現像装置（現像ユニット）内部の内圧上昇について説明する。
内圧上昇の発生としては、搬送ローラ／現像ローラ等の回転による気流変化であり、特に現像ローラは外気と接しており、回転方向に対し、外気に出る側は、ドクターブレードと現像剤で塞がれている。入る側はケーシングギャップ（ＣＧ）と呼ばる現像ローラとケースの開口縁とのギャップがあり、回転に伴う吸い込み気流が発生し、内圧を高めることとなる。なお、このＣＧは現像重要特性値の１つとなっている。
現像ローラの回転による吸い込み気流により内圧上昇となる訳だが、現像ローラ長手方向に対して均一に吸い込みが行われている訳では無い。それは、ＣＧのギャップ差にもよるが、端部／中央との差はＣＧよりも現像ローラ端部のケース側板が近いという点が内圧上昇の影響となっている。ここで中央は吸い込まれても左右に流れられる為に圧上昇が発生しないが、端部は壁がある為に、吸い込まれた圧が上昇し易くなる点が考えられる。

更に、現像ローラに内蔵しているマグネットは現像ローラの長さよりも短いため、磁力範囲外領域となる現像ローラ両端部では現像剤が搬送されないことに起因し、磁力範囲内領域で発生した気流が、気流の発生しない端部側に押し寄せる。しかも、現像ローラ下方の現像剤搬送部材（搬送スクリュ）の横方向への循環による気流変化の影響も無視できず、両端部が同じ現象にならず片方から飛散が多い等々はこの影響によるものと考えられる。
ここで、特許文献１には、現像ローラが回転することで現像ローラと現像ケースの開口縁の隙間より気流が流入し、装置内における内圧が上昇しトナー飛散が顕著となる点が記載される。ここでは現像ケースの内部の壁部に現像ケースの長手方向に長く吸気口が形成され、同吸気口からの気流が通過するフィルタを備え、フィルタカバーで覆われた現像ケースの長手方向に排気空間が設けられている。ここでは現像ケース内の気流を現像現像装置長手方向端部の開口に導き、機外に排出し、内圧増を抑えているが、ここでの開口部は現像ケースの長手方向の端部に形成されるのみであり、内圧の排出性に偏りが生じやすい。

一方、特許文献２には、現像ローラが回転して該現像ローラと現像ケースの開口縁より気流が流入するが、像担持体とは反対側の現像ケースの傾斜した壁部に気流を機外に導く吸気口が形成される。この吸気口は現像ケース長手方に沿い等間隔で同一形状の貫通孔を左右対称に複数配備し、現像ケース内の気流を現像ケース長手方に分散する複数の貫通孔よりフィルタを通して機外に排気して、内圧増を抑えている。
更に、特許文献３には現像ケースの上部で現像槽内気流を上向きの開口より上方に排出する構成が、特許文献４には現像ケースの上部の流通口の気流を上向きのスリット開口より上方に排出する構成が記載される。

更に、特許文献５には現像ケース内気流をケース上部の圧抜き用の開口より上方に排出する構成が、特許文献６には現像ケース内気流をケース上部の圧抜き用の開口より上方に排出する構成が記載される。更に、特許文献７には現像ケース内気流をケース上部の傾斜壁に設けた圧抜き用の開口より斜め上方に排出する構成が記載される。なお、特許文献８の現像装置では、現像ローラと現像ケースの上開口縁の隙間であるケーシングギャップに開口の幅方向中央で気流が現像ケースの内部に向かい、幅方向両端部で外へ向かう気流が生じる。そこで、ケース部の上開口縁の現像ローラとの対向面の現像剤担持体の回転方向に沿った長さを開口の幅方向中央部より端部を長くして外へ向かう気流を抑制し、トナー飛散を防止している。

上述のように、従来の現像装置においては、現像装置内全体の内圧が高いと、現像ケースの隙間から装置外へ気流が吹き出して、トナー飛散が生じることに対処する必要がある。そこで、現像ケースにエア抜きファンを取り付けて現像ケースの内圧上昇を抑制することが考えられるが、この場合、効果は期待できるが、他の駆動系ユニット等との干渉を回避することが出来るようなスペース確保が難しいという問題がある。
そこで、従来の特許文献２〜７の現像装置では現像ケースに設けた現像装置長手方向に長い減圧用空間に気流を導き、その減圧用空間の気流を現像ケース長手方に長く設けられた開口部より機外に内圧の偏りなく排出するようにしている。この際、開口は現像ケースの長手方に沿ってほぼ等間隔で複数配備され、複数開口部を分散させることで現像ケースの剛性確保を図れるようにしている。その上で、現像ケースの長手方向にほぼ均一な開口面積を確保するよう分散して開口部を設けることで排気の排出性に偏りが生じないようにしている。

ところが、上述のように、現像ケース内のケース側板に近いという影響や、現像ローラの磁力配置による影響や、現像剤が現像剤容器の長手方向に流動することによる影響が加わり、減圧用空間の気流は端部側に偏向する。
このため、特許文献２〜７の現像ケースに設けた開口のように、現像ケースの長手方に均一な開口面積を確保する構成では、減圧用空間の長手方向で端部の内圧が長手方向中央部より高まる。このように減圧用空間の端部の内圧が高まると、現像ケースの端部のシール性が不充分な隙間からトナーが噴出し飛散する。このような不具合を特許文献１〜８の現像装置では解決できていない。

更に、特許文献１〜８の現像装置では、その現像ケース内より気流が、上壁や傾斜上壁に設けた開口部よりほぼ上方に向けて排出される。ところが、カラー複写機等の場合で、複数各色の現像装置が中間転写ベルトの下側に列状に配備された画像形成部を採用する構成のものがある。このようなレイアウト構成を採る場合、上流側で転写されたトナー像が下流側の他の現像装置内の現像ケースより上流に吹き出す気流にあたり、トナー飛散が生じる場合があり、これが低濃度画像の要因となり、問題となっている。
このような、現像ケースより吹き出す気流の向きが低濃度画像の発生要因となる点について、特許文献１〜８の現像装置では解決できていない。

本発明は、現像装置内の減圧部における長手方向端部側の圧力上昇を開口部の面積を調整することで抑制し、現像装置の内圧低減によるトナー飛散防止を図るようにした現像装置を提供する。更にそのような現像装置を収容するプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は前記課題を達成するため以下の構成とした。
本発明である現像装置は、現像剤を収容し該現像剤を撹拌した上で像担持体上に形成される潜像の現像に供するようにした現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向するとともに、現像剤を搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、装置の上部の壁部により囲まれた空間を有する減圧部と、を備え、前記減圧部は内部に設置されたフィルタと、現像装置長手方向に対し直交する方向に向けて開口する開口部と、を有し、該開口部は、上記現像装置長手方向に並んで複数設置されるとともに、長手方向中央部よりも端部に多く設けられることを特徴とする。

本発明によれば、装置上部に設けた減圧部の開口部が現像装置長手方向での中央部よりも端部に多く設けられる。このため、減圧部の長手方向中央部より端部側に押し寄せる傾向にある気流による端部圧力の上昇があるとしても、端部に多く設けられた開口部が開口面積を比較的大きく確保でき、容易に機外への気流放出性を向上させるので、端部が昇圧することを抑制でき、現像装置内の内圧低減による、トナー飛散防止を図れ、フィルタの端部側のトナーによる目詰まりを防止でき、メンテナンス期間の短縮を防止できる。

本発明に係る実施形態である現像装置と同装置を付設した画像形成装置としての複写機の全体構成図である。 図１の現像装置の概略側断面図である。 図１の現像装置を収容するプロセスカートリッジの側断面図である。 図１の画像形成装置の各色のプロセスカートリッジの配列説明図である。 図１の現像装置の開口側斜視図である。 図１の現像装置の現像上ケースとカバー部材の分解斜視図である。 図１の現像装置のカバー部材の開放時の斜視図である。 図１の現像装置の気流排出特性の説明図である。 本発明の他の実施形態としての現像装置の気流排出特性の説明図である。 図１の現像装置内の現像剤搬送部材の機能説明図である。 他の実施形態の現像装置の概略側断面図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１に基づいて第１の実施形態に係るフルカラー画像の形成が可能なフルカラー複写機１００（以下、「画像形成装置」という）の構成の概要を説明する。
なお、以下、本発明の実施形態及び変形例等に亘り、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
ここでの画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を記録媒体としての転写紙５０に形成する。この画像形成装置１００は、中間転写ベルト１２９を用いたタンデム型の構成を有している。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色に対応するユニットなどを、以下、符号の末尾に各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付けて示す。
画像形成装置１００は、装置本体１０２と、給紙ユニット１０３と、レジストローラ対１１０と、中間転写ユニット１０４と、二次転写手段としての二次転写ローラ１２６とを備えている。

また、画像形成装置１００は、図３に示すように定着装置１０５と、露光手段としてのレーザ書き込みユニット１２２とを備えている。
レーザ書き込みユニット１２２は、感光体ドラム上に画像情報に基づいて静電潜像を形成する。
この画像形成装置は、図１、４に示すように、中間転写ベルト１２９の下部に作像装置を成すプロセスカートリッジ１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ（以後符号を１０６Ｙ〜１０６Ｋとも記す）を直列状に配備する。ここで各作像装置としてのプロセスカートリッジ１０６Ｙ〜１０６Ｋは装置本体１０２に対して着脱自在に設けられている。

図１に示すように、給紙ユニット１０３は、転写紙５０を重ねて収容するとともに装置本体１０２に出し入れ自在な給紙カセット１２３と、給紙ローラ１２４とを備えている。
給紙ローラ１２４は、給紙カセット１２３内の一番上の転写紙５０に押し当てられており、図示しない分離部材との協働作用で最上紙を１枚ずつ分離し、レジストローラ対１１０へ送り出す。
レジストローラ対１１０は、給紙ユニット１０３から二次転写部位へ搬送される転写紙５０の搬送経路に設けられている。
レジストローラ対１１０は、ローラ間に転写紙５０を挟み込み、中間転写体としての中間転写ベルト１２９上の画像を転写させ得るタイミングで送り出す。

中間転写ユニット１０４は、プロセスカートリッジ１０６Ｙ〜１０６Ｋの上方に設けられている。
中間転写ユニット１０４は、駆動ローラ１２８と、従動ローラ１２７と、中間転写ベルト１２９と、一次転写手段としての一次転写ローラ１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋ（以後符号を１３０Ｙ〜１３０Ｋとも記す）とを備えている。
駆動ローラ１２８は、二次転写ローラ１２６の対向位置に配置されており、駆動源としてのモータなどによって回転駆動される。
従動ローラ１２７は、装置本体１０２に回転自在に支持されている。

中間転写ベルト１２９は、無端ベルト状に形成されており、駆動ローラ１２８と従動ローラ１２７との双方に掛け渡されている。
中間転写ベルト１２９は、駆動ローラ１２８が回転駆動されることで、図中反時計回り方向に循環移動する。

一次転写ローラ１３０Ｙ〜１３０Ｋは、それぞれ、各プロセスカートリッジ１０６の像担持体としての感光体ドラム１０８の対向位置に中間転写ベルトを挟むように配置されている。
中間転写ユニット１０４では、各プロセスカートリッジ１０６にて形成された各色トナー像が各一次転写ローラ１３０にて中間転写ベルト上でカラーのトナー像として重ね合わせられる。
カラートナー像は中間転写ベルト１２９の移動によって二次転写部位へ搬送され、該二次転写部位で二次転写ローラ１２６により転写紙５０へ転写される。
トナー像が転写された転写紙５０は定着装置１０５に向けて搬送される。

定着装置１０５は、搬送されてきた転写紙５０を加熱・加圧することで、転写紙５０上に転写されたトナー像を、該転写紙５０に定着させる。
本実施形態ではベルト定着方式の定着装置を例示しているが、定着ローラと加圧ローラとで定着ニップを形成する熱ローラ方式でもよい。
定着を終えた転写紙５０は排紙ローラ対１５２により排紙トレイ部１５３へ排出される。図１において、符号１５４は画像読み取り部を示している。

レーザ書き込みユニット１２２は、プロセスカートリッジ１０６Ｙ〜１０６Ｋの下部に取り付けられている。
レーザ書き込みユニット１２２は、各プロセスカートリッジ１０６Ｙ〜１０６Ｋに対応している。
レーザ書き込みユニット１２２は、後述の帯電ローラ１０９により一様に帯電された感光体ドラム１０８の外表面が露光位置Ｐ（図２参照）に達した際にレーザ光を照射して、画像情報に基づいて静電潜像を形成する。
プロセスカートリッジ１０６Ｙ〜１０６Ｋは、中間転写ユニット１０４と、レーザ書き込みユニット１２２との間に設けられており、中間転写ベルト１２９の搬送方向に沿って互いに並設されている。

各プロセスカートリッジ１０６は、カートリッジケース(ハウジング)１０６の中に像担持体としての感光体ドラム（以下、単に「感光体」ともいう）１０８と現像装置１１３とを纏めて収容可能な形状を有する。図３に示すように、感光体ドラム１０８の回りには、帯電手段としての帯電ローラ１０９と、露光位置Ｐと、現像装置１１３と、クリーニング手段としてのクリーニングブレード１１２とを対向配備する。

帯電ローラ１０９は、感光体ドラム１０８の外表面を一様に帯電する。
感光体ドラム１０８は、現像装置１１３の現像ローラ１１５と間隔（現像ギャップ）をおいて配置されている。
クリーニングブレード１１２は、図１に示す中間転写ベルト１２９に感光体ドラム１０８のトナー像を転写した後に、感光体ドラム１０８の外表面に残留した転写残トナーを除去する。

図２、３に示すように、現像装置１１３はそのケーシングを成す現像ケース４１を備える。ここで、現像ケース４１は現像剤担持体と現像剤搬送部材とを保持する現像下ケース４１２と、現像下ケース４１２に対してその上方に取り付けられる現像上ケース４１１と、を備え、両者は互いが適所で一体的に結合されている。
現像ケース４１を成す上下ケースの間で感光体ドラム１０８との対向側に現像装置長手方向に長く所定幅の開口４１３（図２，５参照）が形成される。この開口４１３からは、内部にマグネットローラ４１４を備えた現像剤担持体としての現像ローラ１１５の回転面の一部が突き出すよう配備される。
図２に示すように、現像下ケース４１２には現像ローラ１１５に対して下部側に位置し、現像ローラ１１５(現像剤担持体)に現像剤を供給する現像剤搬送部材である第１の攪拌スクリュ１１８ａ、第２の攪拌スクリュ１１８ｂが配備される。更に、現像下ケース４１２には現像剤規制部材としてのドクターブレード１１６が収容支持される。
現像下ケース４１２の下部には第１の攪拌スクリュ１１８ａ、第２の攪拌スクリュ１１８ｂを互いの流路を区分して並列状に形成する現像剤収容器４２１が一体形成され、そこにはトナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容し、搬送攪拌可能としている。

ここで、図１の画像形成装置の作動を概略説明する。
感光体ドラム１０８は、不図示の駆動部によって図２中の時計方向に回転駆動され、これに連動して、帯電部１０９で、感光体ドラムの表面が一様に帯電され、露光位置Ｐで露光部１２２から発せられたレーザ光による露光走査によって静電潜像が形成される。
その後、感光体ドラム１０８の表面は現像装置１１３と対向して、静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される。
詳しくは、現像装置１１３内には、トナーとキャリア（磁性キャリア）とからなる２成分現像剤が収容され、トナー濃度（現像剤中のトナーの割合である。）が所定の範囲内になるように調整される。すなわち、現像装置１１３のトナー消費に応じて、トナー搬送パイプ（不図示）からトナー補給口４１８（図５参照）を介して第２搬送経路ｒ２内に、トナーが補給される。

トナー搬送パイプ（不図示）は、図１を参照して、装置本体１００の上方のボトル収容器３１に設置されたトナーボトル１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃ、１５５Ｋ（以後符号を１５５Ｙ〜１５５Ｋとも記す）のうち対応するトナーボトルに連通し、トナー搬送部が構成される。このトナー搬送部によって、各色のトナーが収容されたトナーボトル１５５Ｙ〜１５５Ｋから、不図示のトナー搬送パイプを介して、各現像装置１１３にそれぞれ搬送される。
その後、第２搬送経路ｒ２内に補給されたトナーは、第２搬送スクリュ１１８ｂ及び第１搬送スクリュ１１８ａによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、仕切部材４１２ｃで隔絶された第１、第２搬送経路ｒ１、ｒ２（図２、図１０参照）を循環する。

このように循環経路中を循環する現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ１１５上に形成された複数の磁極によってキャリアとともに現像ローラ１１５上に担持される。
ここで、図２に示すように、現像ローラ１１５は、内部にマグネット４１４と、マグネット４１４の周囲を回転するスリーブ４１５とで構成される。そして、複数の磁極が形成されたマグネット４１４の周囲をスリーブ４１５が回転することで、現像剤が現像ローラ１１５を移動する。
現像ローラ１１５上に担持された現像剤は、矢印方向の回転（図３参照）にともなって搬送されて、ドクターブレード１１２の位置で適量に規制された後に、感光体ドラム１０８との対向位置（現像領域である）まで搬送される。その現像領域に形成された電界（ＤＣ成分の現像バイアスによる電界）によって、感光体ドラム１０８上に形成された潜像にトナーが吸着される。

なお、本実施の形態における現像ローラ１１５は、外径が１８ｍｍ、長手方向の長さが３２６ｍｍに設定されている。また、現像ローラ１１５のスリーブ４１５の表面は、Ｖ字状の溝を円周方向に等ピッチ間隔で形成してもよいし、ブラスト加工を施してもよい。
また、現像ローラ１１５と感光体ドラム１０８とのギャップ（現像ギャップ）は０．３±０．０５ｍｍに設定され、現像ローラ１１５とドクターブレード１１２とのギャップ（ドクターギャップ）は０．５±０．０４ｍｍに設定されている。なお、ドクターブレード１１２は、ステンレス材料で形成された板状部材である。
さらに、第１搬送スクリュ１１８ａ及び第２搬送スクリュ１１８ｂは、いずれも、外径が５ｍｍの軸部上に、外径が１４ｍｍのスクリュ部（羽根）が２０ｍｍピッチで螺旋状に形成されたものである。

ここでマグネット４１４によって現像ローラ１１５の周囲には、複数の磁極が形成されている。複数の磁極は、感光体ドラム１０８との対向位置に形成された主磁極Ｐ１、第１搬送スクリュ１１８ａとの対向位置からドクターブレード１１２との対向位置にかけて形成された汲上げ磁極（ドクタ対向磁極）Ｐ５、第１搬送経路ｒ１の上方に形成された剤離れ磁極Ｐ４、主磁極Ｐ１と剤離れ磁極４との間に形成された搬送磁極Ｐ２，Ｐ３、等で構成される。

まず、汲上げ磁極Ｐ５が磁性体としてのキャリアに作用して、第１搬送経路ｒ１内を移動する現像剤の一部が現像ローラ１１５上に担持される。現像ローラ１１５上に担持された現像剤は、その一部がドクターブレード１１２で掻き取られて、第１搬送経路ｒ１に戻される。一方、ドクターギャップを通過して現像ローラ１１５上に担持された現像剤は、主磁極Ｐ１の位置で穂立ちして現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム１０８に摺接する。こうして、現像ローラ１１５に担持された現像剤中のトナーが感光体ドラム１０８の潜像に付着する。その後、主磁極Ｐ１の位置を通過した現像剤は、搬送磁極Ｐ２によって剤離れ磁極の位置Ｐ４まで搬送される。そして、剤離れ磁極Ｐ４の位置で、反発磁界がキャリアに作用して、現像ローラ１１５上に担持されていた現像工程後の現像剤が脱離される。脱離後の現像剤は、再び第１搬送経路ｒ１に戻される。図１０に示すように、現像剤は第１搬送経路ｒ１を下流側に向けて搬送され、第１中継部Ｕ１を介して第２搬送経路ｒ２の上流側に移動する。さらに、第２搬送経路ｒ２の上流側に移動した現像剤は、トナー補給口４１８側から補給された補給トナーとともに、第２搬送経路５４の下流側に達して、第２中継部Ｕ２を介して第１搬送経路ｒ１の上流側に移動する。このような一連の現像剤の循環が繰り返される。

上述した現像工程の後感光体ドラム１０８上には、僅かながら未転写トナーが残存するので、その後、クリーニング部を成すクリーニングブレード１１２との対向位置において残存した未転写トナーがこのクリーニングブレードによって回収される。
このような駆動をする図１の画像形成装置に配備の現像装置１１３には該現像装置１１３の内圧を減ずるための減圧部６０が設けられる。

図２に示すように、減圧部６０は、現像上ケース４１の上部より上方に開口し、現像装置長手方向に連続して長い凹空間を形成し、その開口を密閉蓋状のカバー部材４２で閉鎖して、現像装置長手方向に連続して長い圧抜き空間Ｅを形成している。
図６、７に示すように、減圧部６０は現像装置長手方向に連続して長いフィルタ４５を配設し、該フィルタ上方を隙間を介してカバー部材(密閉蓋)４２（図２，６参照）が覆う。この際、フィルタ４５の複数個所が密閉蓋４２の不図示の突起ｇにより押圧され、ずれを防止する。
図２に示すように、現像上ケース４１１は減圧部６０の圧抜き空間Ｅより下方に延び、マグネット４１４の剤離れ磁極近傍の剤離れ位置に向けて吸気口４１７を形成する。この吸気口４１７は、現像装置長手方向に連続して長く形成され、剤離れ位置近傍の空気を圧抜き空間Ｅに導く。この吸気口４１７からの気流はフィルタ４５を通過して圧抜き空間Ｅの現像装置長手方向に分散して流入する。
図2に示すように、現像上ケース４１１の一部であって、感光体ドラム１０８とは反対側に位置し、減圧部６０の外壁を成し、現像装置長手方向に長い排気側壁部(現像上ケースの一部)４１9が形成されている。この排気側壁部４１9は圧抜き空間Ｅの気流を機外に排出するため、複数の排気用の開口溝４１５が形成される。

図２、６に示すように、減圧部６０の上部を成すカバー部材４２は現像装置長手方向に連続する圧抜き空間Ｅを覆う主部４２１と、主部４２１の一端より下方に突き出す差込フック４２２を備える。しかも、圧抜き空間Ｅより外側であり、排気側壁部４１9より突き出ると共に、主部４２１の他端、即ち、カバーの外縁部より突き出た位置より下方に延出するガイド部４２３を一体形成している。
図６に示すように、主部４２１は現像装置長手方向に延びる排気側壁部４１9（図２参照）の突端に形成される複数の係止片４１６を嵌合させる係止穴４２４が複数形成され、これら両者が係合することでカバー部材４２のガイド部４２３及び主部４２１が離脱規制されて取り付けられる。なお、主部４２１の一端の差込フック４２２（図２参照）は現像上ケース４１の減圧部６０の内壁に押し込まれ、弾性変位の上で内壁側の凹溝に係合し、離脱規制されて取り付けられる。

このように、図１，２に示す現像装置１１３では、カバー部材４２で閉鎖された減圧部６０の内部にフィルタ４５を設けている。このため、ユーザーが現像装置１１３（プロセスカートリッジ１０６Ｙ〜１０６Ｋ）を交換するときにトナーが詰まったフィルタ４５に触れて汚れる不具合が抑止される。
更に、図１，２に示す現像装置１１３では、図６，７に示すように、感光体ドラム１０８(像担持体)を有する側と逆側の装置の壁部である排気側壁部４１９に形成される複数の排気用の開口溝４１５が形成される。しかも、開口溝４１５は現像装置長手方向に並んで複数設置されるとともに、図８に示すように、長手方向中央部ａよりも端部ｂに多く設けられている。開口部である排出口ｍ１

これにより、カバー部材４２が一体結合されることで、ガイド部４２３と対向し、現像装置長手方向に対し直交する方向に向けて開口部である排出口ｍ１が複数形成される。更に、これら排出口ｍ１は現像装置長手方向中央部ａよりも端部ｂに多く設けられる。このような排出口ｍ１はガイド部４２３と対向するため、排出口ｍ１から排出された気流が下方に向かう下向流ｆｄとなり、ここでのガイド部４２３が下向きダクトのように機能する。
このような現像装置１１３の内圧を減ずるための減圧部６０の作動を説明する。
現像ローラ１１５や搬送スクリュ１１８ａ、１１８ｂの回転によって現像装置１１３の内圧が上昇しそうになると、現像装置１１３内の空気が吸気口４１７から減圧部６０に流入して、フィルタ４５によって空気中に浮遊するトナーが捕集された後に、図８に示すように、フィルタ４５を通過した空気が排出口ｍ１から現像装置１１３の外部に排出されることになる。こうして、現像装置５の内圧の上昇が抑止されて、現像装置１１３からのトナー飛散が低減される。

ここで、現像装置１１３内の空気は、図８に示すように、吸気口４１７からフィルタ（不図示）を通過して現像装置長手方向に延びる圧抜き空間Ｅ（減圧部６０内）に流入する。この際、流入気流ａは現像上ケース４１２の両端側のケース側板ｗ１に近いという影響や、現像ローラ１１５の磁力配置（中央部が両端より搬送能力が高い点）による影響や、現像剤が第１、第２搬送経路ｒ１、ｒ２に沿って流動することによる影響（図１０の矢視気流参照）を受ける。これらの影響が加わり、図８に示すように、圧抜き空間Ｅの気流ａは両端側に偏向する。
ここで、減圧部６０の複数の開口部ｍ１が現像装置長手方向での中央ａｐよりも端部ｂｐに多く設けられている。このように端部に多く設けられた開口部ｍ１により端部側の開口面積が比較的大きく確保されているので、減圧部６０の長手方向中央部より端部側に押し寄せる傾向にある気流ａは容易に機外への気流放出性を向上させることが出来る。このため、端部が昇圧することを抑制でき、現像装置内の内圧低減による、トナー飛散を確実に防止できる。更に、フィルタ４５の現像装置長手方向での端部側がトナーによる目詰まりを早期に生じることを防止でき、メンテナンス期間の短縮を防止できる。

更に、ここでの現像装置１１３の排出口ｍ１から外部に排出される気流はガイド部４２により下向きに流れる。
ここで、現像装置１１３に対して重力方向で上方に中間転写ベルト１２９(中間転写部材)が配置される。
これに対し、ここでの排出口ｍ１が排出する下向流ｆｄは現像装置の下方に排出され、現像装置の上方を移動する中間転写ベルト１２９（図１、４参照）の下面には向かわない。

即ち、図４に示すように、各プロセスカートリッジ１０６Ｙ〜１０６Ｋは中間転写ベルト１２９に対して上流側より下流側に向けて直列配備され、各プロセスカートリッジで各色のトナー像が順次転写される。この際、上流側プロセスカートリッジで転写されたトナー像が下流側のプロセスカートリッジで別色のトナー像を転写されるに先立ち下流側の現像装置１１３の上部を通過する。この際、下流側の現像装置１１３の排出口ｍ１から排出された気流は下向流ｆｄとなり排出されるので、排出口ｍ１からの排出気流が上流側プロセスカートリッジで転写されたトナー像に向かうことが無い。このように、現像装置１１３側の現像ケースのガイド部４２３は下向きダクトのように機能することが出来る。このため、タンデム型の画像形成装置にここでの現像装置１１３が採用された場合、中間転写ベルト１２９の下面に一次転写されているトナー像が気流で吹き飛ばされ、画像濃度が低下するという不具合を確実に防止できる。

最後に、本実施の形態における現像装置１１３で用いられるトナーについて説明する。
本実施の形態におけるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０、ＳＦ−２が１００〜１８０に設定されている。これにより、トナー１粒子に付着する外添剤の量を増加することができ、キャリアとの衝突等による外部ストレスからトナー母体表面を保護する無機微粒子を増加させることができる。
また、本実施の形態におけるトナーは、２μｍ以下のトナー微分が３０％以下含有されたものである。トナー中にトナー微粉が３０％を超えて含有されていると、トナー１粒子に付着する無機微粒子の個数が減少するため、トナー間の凝集力が増大して、現像剤の流動性悪化が生じてしまう。そして、補給トナーの現像剤中への分散性が悪くなってしまう。

なお、トナーの形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２は、以下のように求められたものである。
形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して１００π／４を乗じた値である。すなわち、次式で表すことができる。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
ＳＦ−１の値が１００の場合はトナーの形状が真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。

また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して１００／４πを乗じた値である。すなわち、次式で表すことができる。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
ＳＦ−２の値が１００の場合はトナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的に、走査型電子顕微鏡「Ｓ−８００」（日立製作所社製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置「ＬＵＳＥＸ３」（ニレコ社製）に導入して解析して計算したものである。

上述のように、第１実施形態では、減圧部６０の複数の開口部ｍ１は現像装置長手方向での中央部よりも端部に多く設けられるとの構成を採っていた。これに代えて第２実施形態として、図９に示すように、現像装置１１３ａを構成してもよい。ここで現像装置１１３ａの減圧部６０ａの外壁を成す排気側壁部４１９ａに現像装置長手方向に並んで複数開口部を設置するにあたり、長手方向中央部ａｐに設けた開口部ｍ２ｃよりも端部ｂｐに設けた開口部ｍ２ｓの方が開口面積が大きくなるよう構成する。この場合、中央部の開口部ｍ２ｃの長さＬｍｃよりも端部に設けられた開口部ｍ２ｓの方が長さＬｍｓが大きく、高さ同一で形成される。
なお、場合により、高さも端部に設けられた開口部ｍ２ｓの方が高くなるように構成してもよく、いずれの場合も、中央より端部の開口面積を拡大させ、端部からの気流排出を向上させるようにすればよい。

この場合も、第１実施形態と同様に、圧抜き空間Ｅの気流ａが両端側に偏向するが、この両端側に向かう気流は開口面積の大きい端部の開口部ｍ２ｓより容易に機外に排出される。このため、減圧部６０の長手方向中央部より端部側に押し寄せる傾向にある気流ａは容易に機外へ排出され、放出性を向上させることが出来、端部が昇圧することを抑制できる。この第２実施形態の現像装置１１３ａも第１実施形態の現像装１１３と同様の作用効果が得られる。

上述のところにおいて、開口部ｍ１、ｍ２からの気流はカバー部材４２に一体形成されたガイド部４２３により下方に排気されていたが、これに代えて、図１１に示すように、第３実施形態として、カバー部材４２ｂよりガイド部を排除し、下向流ｆｄを形成できるダクトｄ１を設けてもよい。この場合も、第１実施形態と同様に、中間転写ベルト１２９の下面に一次転写されているトナー像が上向き気流で吹き飛ばされることを防止でき、画像濃度が低下するという不具合を確実に防止できる。
なお、画像形成装置としてカラー複写機を説明したが、これに代えて、プリンタ、ファクシミリ装置等、の画像処理装置に適用することができる。
なお、上記実施形態では、二成分系現像剤を対象として説明したが、本発明はこれに限ることなく攪拌動作などによって現像槽内の圧力が上昇する構成を対象として一成分系現像剤に対しても適用可能である。

４２ カバー部材
４５ フィルタ
６０ 減圧部
１００ カラー複写機（画像形成装置）
１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ プロセスカートリッジ
１０８ 像担持体
１１３ 現像装置
１１５ 現像剤担持体
１１８ａ、１１８ｂ 現像剤搬送部材
ｍ１、ｍ２、ｍ２ｓ、ｍ２ｃ 開口部

特許５１０６１９１号公報 特開２０１０−２３７６３５号公報 特開２０１０−００８９７８号公報 特開２０１０−０５４９３２号公報 特開２００７−１４０２８８号公報 特開２００９−０２０２７６号公報 特開２０１０−２１７４２５号公報 特許４５３５８５２号公報

Claims (11)

1. 現像剤を収容し該現像剤を撹拌した上で像担持体上に形成される潜像の現像に供するようにした現像装置であって、
   前記像担持体に対向するとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に対向するとともに、現像剤を搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、
   装置の上部の壁部により囲まれた空間を有する減圧部と、を備え、
   前記減圧部は内部に設置されたフィルタと、現像装置長手方向に対し直交する方向に向けて開口する開口部と、を有し、
   該開口部は、上記現像装置長手方向に並んで複数設置されるとともに、長手方向中央部よりも端部に多く設けられることを特徴とする現像装置。
2. 現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
   前記像担持体に対向するとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に対向するとともに、現像剤を搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤搬送部材と、
   壁部に囲まれた空間を装置の上方に有する減圧部と、を備え、
   前記減圧部は、内部に設置されたフィルタと、現像装置長手方向に対し直交する方向に向けて開口する開口部と、を有し、
   該開口部は、上記現像装置長手方向に並んで複数設置されるとともに、長手方向中央部に設けられた開口部よりも端部に設けられた開口部の方が開口面積が大きいことを特徴とする現像装置。
3. 請求項１または２に記載の現像装置において、
   上記開口部は、前記現像剤担持体を有する側と逆側の装置の壁部に設けられていることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の現像装置において、
   前記フィルタは、前記現像剤搬送部材に対向するように設置されたことを特徴とする現像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の現像装置において、
   上記開口部からの気流が、下方に向けて流れるようにガイドするガイド部を有することを特徴とする現像装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載の現像装置において、
   該現像装置は前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材とを保持する現像下ケースと、
   前記減圧部を有し該現像下ケースに対して取り付けられる現像上ケースと、を備え、
   該現像上ケースには、前記フィルタを覆うカバーが取り付けられることを特徴とする現像装置。
7. 請求項６に記載の現像装置において、
   前記現像上ケースであって前記現像剤担持体を有する側と逆側の壁部に前記開口部が設置されることを特徴とする現像装置。
8. 請求項６又は７に記載の現像装置において、
   前記カバーの外縁部であって前記現像上ケースの開口部が形成された逆側の壁部より突き出た上で下方に延出する部位が前記開口部からの気流を下方に向けて流れるようにガイドするガイド部を成すことを特徴とする現像装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載の現像装置を収容するプロセスカートリッジであって、少なくとも像担持体を纏めて収容するハウジングを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 請求項１〜８のいずれか一つに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０に記載の画像形成装置において、
    前記現像装置は上記開口部からの気流が、下方に向けて流れるようにガイドするガイド部を有し、且つ、中間転写部材が現像装置に対して重力方向で上方に配置されることを特徴とする画像形成装置。

Images