(57)【要約】  【課題】  現像装置内部からのトナークラウドの漏出を抑制する。  【解決手段】  現像剤を収容するハウジング４１と、ハウジング４１の開口部に設けられ、現像剤を担持して回動する現像スリーブ４２と、現像スリーブ４２上の現像剤を担持する領域の長手方向外側の領域に設けられ、ハウジング４１内部の空気を外部に流出させる通風路と、通風路に現像スリーブ４２と間隔を持って配置された静電フィルタ電極４８とを備えている。  【選択図】  図２
2006003412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容するハウジングと、
前記ハウジングの開口部に設けられ、前記現像剤を担持して回動する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の現像剤を担持する領域の長手方向外側の領域に設けられ、前記ハウジング内部の空気を外部に流出させる通風路と、
前記通風路に前記現像剤担持体と間隔を持って配置された電極と
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記電極は、前記現像剤担持体との間で、前記ハウジング内部の空気に含まれるトナーを静電的に吸着する電界を形成することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記通風路内であって、前記電極の前記現像剤担持体の回動方向下流側に、前記現像剤担持体上のトナーを除去するトナー除去部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記トナー除去部材は、前記現像剤担持体の回動方向に対して、当該現像剤担持体上の現像剤を担持する領域側を下流側に傾けて配置されたことを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項５】
前記電極は、前記現像剤担持体との間で、当該電極に捕集されたトナーを当該現像剤担持体に転移させるクリーニング電界を形成することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段とを有し、
前記現像手段は、
現像剤を収容するハウジングと、
前記ハウジングの開口部に設けられ、前記現像剤を担持して回動する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の現像剤を担持する領域の長手方向外側の領域に、当該現像剤担持体と前記ハウジングとの間に設けられる間隙と、
前記間隙の前記ハウジング側に設けられる電極と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記現像手段は、前記電極と前記現像剤担持体との間に、前記ハウジング内部の空気に含まれるトナーを当該電極に静電的に吸着する電界と、当該電極に捕集されたトナーを当該現像剤担持体に転移させる電界とを形成可能な電源をさらに備えたことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電源は、前記像担持体に形成された静電潜像を現像していない期間、または所定の回数の現像動作を経る毎に、前記電極と前記現像剤担持体との間に、当該電極に捕集されたトナーを当該現像剤担持体に転移させる電界を形成することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置等に関し、より詳しくは例えば電子写真方式を利用した画像形成装置において静電潜像を現像する現像装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置によって可視像（トナー像）とし、さらにこのトナー像を記録紙に転写し、これを定着して画像形成を行っている。
【０００３】
かかる画像形成装置に用いられる現像装置では、磁性トナーを使用する一成分現像方式や、トナーと磁性キャリアとが混合された二成分現像剤を使用する二成分現像方式が用いられているが、特にカラー画像形成装置においては、鮮明なカラー画像を形成するためには磁性体粒子を含まないカラートナーを使用する必要があることから、二成分現像方式が主流となっている。この二成分現像方式を用いた現像装置（二成分現像装置）では、トナーと磁性キャリアとを混合した現像剤を現像剤担持体によって感光体ドラムまで搬送し、感光体ドラムに現像剤を接触させることで、帯電したトナーを静電潜像に付着させて現像を行なう。
【０００４】
かかる二成分現像装置においては、高品質な画像を形成するために、トナーを充分に帯電させ、かつトナー濃度（トナー／磁性キャリア）を所定の範囲に維持しておく必要がある。そのために、二成分現像装置では、現像剤担持体が１回転する間に、静電潜像の現像に供した後の現像剤は現像剤担持体から離脱させ、その後直ちに新たな現像剤が供給されるように構成して、現像剤の入れ替えを行なっている。そして、現像剤担持体から離脱させた現像剤は、機械的な攪拌手段によってトナーと磁性キャリアとが新たに攪拌混合されて、トナー濃度の適正化や、トナーへの充分な摩擦帯電が行なわれ、その後、再度現像剤担持体への供給が行なわれる。このような現像剤の循環サイクルによって、静電潜像の現像は、常に所定のトナー濃度および帯電量をもった現像剤により行なわれるように構成されている。その際、現像剤の循環サイクルに伴って、現像剤担持体に対する現像剤の離脱・供給や、トナーと磁性キャリアとの攪拌混合が行なわれるので、現像装置の内部では、トナー粒子が内部空間に浮遊して、トナークラウドが発生している。
【０００５】
一方、二成分現像装置では、現像剤担持体が回転することにより、二成分現像装置の内部へ流れる空気流が発生し、二成分現像装置の内部は外気圧よりも高い気圧状態が形成されている。そのため、二成分現像装置の内部から例えば現像剤担持体の周囲等にある現像装置の僅かな隙間を通って空気が漏出している。その際に、二成分現像装置内部に発生したトナークラウドも、この漏出する空気とともに漏れ出て、画像形成装置の内部を汚染したり、記録紙に汚れを生じさせる場合がある。
【０００６】
そこで、現像装置内部からトナークラウドの漏出を防ぐための技術として、現像スリーブ内に設けた磁気ロール外周部に、軸方向に延在するＮ、Ｓ極を周方向に順次着磁するとともに、隣接する磁極が同極の同極着磁部を少なくとも一箇所設け、この同極着磁部の少なくとも現像スリーブ回転方向上流側に位置する磁極を、現像領域から現像スリーブと現像剤攪拌ロールとの対向部に至る間で、現像装置のケーシングと対向して設けた構成とした技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。かかる技術では、同極着磁部の現像スリーブ回転方向上流側に位置する磁極によって、現像スリーブとケーシングとの間には現像剤溜りが形成され、これによってケーシング内のトナーが外部に飛散するのが防止される。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−０８３７７８号公報(第２-３頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、現像装置の内部における高い気圧状態に起因するトナークラウドの漏出に対して、上記した特許文献１に記載された技術のように、現像スリーブとケーシングとの間に現像剤溜りを形成して、現像装置内部からの空気流を遮蔽する方法では、現像剤溜りが形成されない領域、特に、磁極が配設されていない現像剤担持体の長手方向両端部の領域からは、現像装置内部の空気が集中的に漏出することとなり、その領域においては却ってトナークラウドの漏出量が増加することとなる。そのために、全体として画像形成装置の内部へのトナークラウドの漏出量を減少させる効果は小さく、画像形成装置の内部の汚染や、記録紙への汚れを抑制することは難しいという不都合があった。
【０００９】
そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、現像装置内部からのトナークラウドの漏出を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的のもと、本発明の現像装置は、現像剤を収容するハウジングと、ハウジングの開口部に設けられ、現像剤を担持して回動する現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤を担持する領域の長手方向外側の領域に設けられ、ハウジング内部の空気を外部に流出させる通風路と、通風路に現像剤担持体と間隔を持って配置された電極とを備えたことを特徴としている。
ここで、電極は、現像剤担持体との間で、ハウジング内部の空気に含まれるトナーを静電的に吸着する電界を形成することを特徴とすることができる。また、通風路内であって、電極の現像剤担持体の回動方向下流側に、現像剤担持体上のトナーを除去するトナー除去部材をさらに備えた構成とすることができる。特に、トナー除去部材は、現像剤担持体の回動方向に対して、現像剤担持体上の現像剤を担持する領域側を下流側に傾けて配置された構成とすることもできる。
さらに、電極は、現像剤担持体との間で、電極に捕集されたトナーを現像剤担持体に転移させるクリーニング電界を形成することを特徴とすることができる。
【００１１】
また、本発明を画像形成装置と捉え、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段とを有し、現像手段は、現像剤を収容するハウジングと、ハウジングの開口部に設けられ、現像剤を担持して回動する現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤を担持する領域の長手方向外側の領域に、現像剤担持体とハウジングとの間に設けられる間隙と、間隙のハウジング側に設けられる電極とを備えたことを特徴としている。
ここで、現像手段は、電極と現像剤担持体との間に、ハウジング内部の空気に含まれるトナーを電極に静電的に吸着する電界と、電極に捕集されたトナーを現像剤担持体に転移させる電界とを形成可能な電源をさらに備えたことを特徴とすることができる。特に、電源は、像担持体に形成された静電潜像を現像していない期間、または所定の回数の現像動作を経る毎に、電極と現像剤担持体との間に、電極に捕集されたトナーを現像剤担持体に転移させる電界を形成することを特徴とすることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、現像装置内部からのトナークラウドの漏出を抑制して、画像形成装置の内部の汚染や、記録紙への汚れを許容範囲に抑えることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、像担持体ユニットの一例として電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ、各感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋに静電潜像を書込む露光ユニット３Ｙ,３Ｍ,３Ｃ,３Ｋ、各感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋに形成された各色静電潜像を現像する現像装置（現像手段）としての現像器ユニット４Ｙ,４Ｍ,４Ｃ,４Ｋ、各感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１４】
本実施の形態の画像形成装置において、各感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋには、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器の一例としての帯電ロール１２、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するクリーニング部材の一例としてのドラムクリーナ１７が配設されている。これらの感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。そして、各感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０において中間転写ベルト１５に転写するように、感光体ドラム１１が中間転写ベルト１５を介して一次転写ロール１６に当接するように配置されている。
本実施の形態の各感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、画像形成装置に対して着脱自在に構成され、それぞれの感光体ドラム１１の寿命に合わせて、容易に交換することが可能なように構成されている。
【００１５】
また、各露光ユニット３Ｙ,３Ｍ,３Ｃ,３Ｋには、ＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１３が配設されている。そして、各露光ユニット３Ｙ,３Ｍ,３Ｃ,３Ｋは、それぞれが各感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋに対応して配置され、ＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１３から照射した光を感光体ドラム１１表面に結像させ、感光体ドラム１１表面上に静電潜像を形成する。
さらに、各現像器ユニット４Ｙ,４Ｍ,４Ｃ,４Ｋも、同様にそれぞれが各感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋに対応して配置され、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を、収容された各色トナーによって可視像化する。
【００１６】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０6〜１０14Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０．１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えるとともに中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。
【００１７】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される転写器の一例としての一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００１８】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される転写器の一例としての二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とによって構成される。バックアップロール２５は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７〜１０１０Ω／□となるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカーＣ）に設定される。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。
【００１９】
一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００２０】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの感光体ユニット１Ｙの上流側には、各感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）３８が配設されている。基準センサ３８は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ、各露光ユニット３Ｙ,３Ｍ,３Ｃ,３Ｋ、および各現像器ユニット４Ｙ,４Ｍ,４Ｃ,４Ｋは画像形成を開始するように構成されている。さらに、ブラックの感光体ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ３９が配設されている。
【００２１】
加えて、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを内部に配設されたファンで吸引しながら定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）により所定の画像処理が施された後、感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ、露光ユニット３Ｙ,３Ｍ,３Ｃ,３Ｋおよび現像器ユニット４Ｙ,４Ｍ,４Ｃ,４Ｋによって作像作業が実行される。画像処理装置（ＩＰＳ）では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、露光ユニット３Ｙ,３Ｍ,３Ｃ,３Ｋに出力される。
【００２３】
感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電ロール１２によって表面が一様に帯電されている。そして、各露光ユニット３Ｙ,３Ｍ,３Ｃ,３Ｋでは、入力された色材階調データに応じて、ＬＰＨ１３から各々の感光体ドラム１１に対して露光光を出射する。すなわち、ＬＰＨ１３は、ＬＰＨ駆動部、発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）、セルフォックレンズ（登録商標）アレイによって主要部が構成され、色材階調データに基づいて制御された信号をＬＰＨ駆動部からＬＥＤアレイに出力し、ＬＥＤアレイはＬＰＨ駆動部からの信号に基づいた光を照射して、セルフォックレンズ（登録商標）アレイによって感光体ドラム１１表面に結像している。
感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各感光体ドラム１１では、このＬＰＨ１３によって表面が露光されることで静電潜像が形成される。その後、形成された静電潜像は、各々の現像器ユニット４Ｙ,４Ｍ,４Ｃ,４Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色トナーにより現像され、トナー像が形成される。
【００２４】
感光体ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００２５】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００２６】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００２７】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを吸引しながら定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００２８】
次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる現像器ユニット４Ｙ,４Ｍ,４Ｃ,４Ｋについて説明する。以下では、イエロー（Ｙ）トナーを現像する現像器ユニット４Ｙを例に説明するが、現像器ユニット４Ｍ,４Ｃ,４Ｋも同様に構成され、それぞれマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーにより現像し、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像を形成する。
図２は、現像器ユニット４Ｙの概略断面図である。図２に示すように、現像器ユニット４Ｙは、現像剤を収容する現像剤保持容器および現像器ユニット４Ｙの筺体としてのハウジング４１、現像剤担持体としての現像スリーブ４２、現像剤を現像スリーブ４２に吸着させる現像マグネット４３、現像剤の層厚（塗布量）を規制するブレード４４、現像剤を攪拌しながら現像器ユニット４Ｙの長手方向に循環移動させる現像剤供給オーガー４５および現像剤攪拌オーガー４６、トナーをハウジング４１へ供給するトナー供給路４７を備えている。
【００２９】
ハウジング４１は、感光体ドラム１１側に向けて開口を有し、内部にはトナーと磁性粒子であるキャリアとを混合させた現像剤を収容する現像剤収容部が設けられている。現像剤収容部は、現像器ユニット４Ｙの長手方向に設けられた収容部壁４１ａによって第１現像剤収容部４１ｂと第２現像剤収容部４１ｃとに分けられている。
そして、第１現像剤収容部４１ｂには現像剤供給オーガー４５が配置され、第２現像剤収容部４１ｃには現像剤攪拌オーガー４６が配置されている。収容部壁４１ａは現像器ユニット４Ｙの長手方向の両端部には設けられておらず、第１現像剤収容部４１ｂと第２現像剤収容部４１ｃとはこの両端部で連結されて、現像剤が互いに流通するように構成されている。
【００３０】
現像スリーブ４２は、アルミニウム、ＳＵＳ等の非磁性材料で構成され、図示しない駆動手段によって矢印Ｃ方向に回転する。現像スリーブ４２には、図示しない電源から直流電圧からなる現像バイアス、または交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアスが印加され、感光体ドラム１１との間に現像電界を形成している。
また、現像スリーブ４２の内部には、現像マグネット４３が内包されている。現像マグネット４３には、感光体ドラム１１と略対向して設けられた現像極Ｎ１、ブレード４４と略対向して設けられ、現像剤の塗布量を規制するトリミング極Ｓ１、現像された現像剤をハウジング４１内に搬送する搬送極Ｓ２、現像スリーブ４２に担持された現像剤を離脱させるために反発磁界を形成するべく、現像スリーブ４２の回転方向上流側から順に隣り合って配置された同極性（同極反発極）の第１反発磁極Ｎ２と第２反発磁極Ｎ３とが円周方向に配置されている。
ブレード４４は、非磁性材料または磁性材料で構成され、現像マグネット４３のトリミング極Ｓ１とともに現像スリーブ４２に担持される現像剤の層厚を一定量に規制する。これにより、感光体ドラム１１へは現像スリーブ４２の軸方向に亘って所定量の現像剤が均一に供給され、現像電界の作用の下で感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像する。
【００３１】
かかる現像マグネット４３を内包した現像スリーブ４２では、同極反発極の下流側の第２反発磁極Ｎ３によって第１現像剤収容部４１ｂに保持されている現像剤を現像スリーブ４２に吸着させた後、現像スリーブ４２上の現像剤量（塗布量）をトリミング極Ｓ１とブレード４４とによって所定量に規制する。そして、現像スリーブ４２が回転することによって現像剤を感光体ドラム１１に搬送し、現像電界の下、現像極Ｎ１によって現像剤を穂立ちさせて感光体ドラム１１に接触させ、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像する。現像を終えた現像剤は、搬送極Ｓ２によってハウジング４１内に搬送され、第１反発磁極Ｎ２および第２反発磁極Ｎ３の反発磁界によって現像スリーブ４２から離脱される。さらに現像スリーブ４２から離脱した現像剤は、第１現像剤収容部４１ｂに回収される。
【００３２】
一方、第１現像剤収容部４１ｂの現像剤供給オーガー４５および第２現像剤収容部４１ｃの現像剤攪拌オーガー４６はそれぞれ軸の周囲にスクリューが設けられている。そして現像剤供給オーガー４５と現像剤攪拌オーガー４６とは、図示しない駆動手段によって互いに反対方向に回転して、トナーとキャリアとを攪拌しながら互いに反対方向に搬送する。第１現像剤収容部４１ｂと第２現像剤収容部４１ｃとは現像器ユニット４Ｙの両端部で連結されているために現像剤が互いに流れ込み、現像剤供給オーガー４５と現像剤攪拌オーガー４６とによって第１現像剤収容部４１ｂと第２現像剤収容部４１ｃとの間を循環するように構成されている。したがって、現像スリーブ４２から離脱して第１現像剤収容部４１ｂに回収された現像剤は、現像剤供給オーガー４５と現像剤攪拌オーガー４６とによって、第２現像剤収容部４１ｃに搬送される。
【００３３】
また、ハウジング４１には、第２現像剤収容部４１ｃの長手方向中央部の上部に、第２現像剤収容部４１ｃへトナーを供給するトナー供給路４７が形成されている。トナー供給路４７は現像器ユニット４Ｙの上部に配置されたトナー容器５Ｙと連結されている。そしてトナー容器５Ｙにはイエロー（Ｙ）トナーが貯蔵され、トナー容器５Ｙからトナー供給路４７を通ってトナーを落下させることで、現像器ユニット４Ｙの第２現像剤収容部４１ｃにトナーを供給している。なお、それぞれ現像器ユニット４Ｍ,４Ｃ,４Ｋには、マゼンタ（Ｍ）トナーが貯蔵されたトナー容器５Ｍ、シアン（Ｃ）トナーが貯蔵されたトナー容器５Ｃ、ブラック（Ｋ）トナーが貯蔵されたトナー容器５Ｋがトナー供給路４７を介して連結され、各色トナーを第２現像剤収容部４１ｃに供給している。
【００３４】
第２現像剤収容部４１ｃにおいて現像剤に対しトナー容器５Ｙから新たにトナーが供給される際には、図示しないトナー濃度検知センサによってトナー濃度が所定の範囲に制御されるようにトナー供給量が調整される。そして、新たにトナーが供給された現像剤は、現像剤攪拌オーガー４６によってトナーと磁性キャリアとが充分に攪拌混合され、現像剤供給オーガー４５と現像剤攪拌オーガー４６とによる第１現像剤収容部４１ｂと第２現像剤収容部４１ｃとの間の循環によって、第１現像剤収容部４１ｂに再び搬送される。そして、第１現像剤収容部４１ｂから、トナー濃度が所定の範囲に調整され、トナーに充分な帯電が付与された現像剤が現像スリーブ４２に供給される。このようにして、現像剤の循環が行なわれている。
【００３５】
ここで、本実施の形態の現像器ユニット４Ｙでは、現像スリーブ４２の両端部の現像剤が担持されていない領域（現像剤非担持領域）に対向するハウジング４１の上部内壁に、現像スリーブ４２と所定の間隔を形成するように、静電フィルタ電極４８が配設されている。
かかる静電フィルタ電極４８は、現像スリーブ４２との間で静電フィルタを構成している。すなわち、静電フィルタ電極４８は、フィルタ電源４８ａから電圧が印加されることで現像スリーブ４２との間で電界を形成して、静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２との間を通過する空気流の中に含まれるトナークラウドを、静電フィルタ電極４８または現像スリーブ４２に静電的に吸着させて捕集する機能を有している。
【００３６】
図３は、現像スリーブ４２の一方の端部を現像器ユニット４Ｙの上方から表した概略構成図である。図３に示したように、現像スリーブ４２においては、現像剤非担持領域である両端部を除いて現像剤が担持されている。この現像剤が担持されている領域（現像剤担持領域）では、現像剤が現像ニップ（現像スリーブ４２上の現像剤が感光体ドラム１１と接触する領域）を通過した後、現像剤がハウジング４１内部に搬送される際に、ハウジング４１内壁と摺擦しながら搬送されるために、現像剤とともにハウジング４１内部には空気が流入する。そのため、ハウジング４１内部では空気圧が外気圧よりも高い状態が形成される。そして、このハウジング４１内部の高くなった空気圧は、現像スリーブ４２とハウジング４１との隙間から外部に流出する。その際のハウジング４１内部から流出する空気流には、ハウジング４１内部で発生したトナークラウドも含まれる。その空気流とともに現像器ユニット４Ｙから漏出するトナークラウドが、用紙Ｐ上の画像に汚れを生じさせたり、機内汚染を発生させる要因となる。
【００３７】
そこで、本実施の形態の現像器ユニット４Ｙでは、現像剤非担持領域である両端部において、通風路となるような現像スリーブ４２とハウジング４１の上部内壁との間に間隙を形成しておき、この間隙に現像スリーブ４２と間隔を持って静電フィルタ電極４８を配設している。このような構成により、現像剤非担持領域に形成された通風路がハウジング４１内の空気圧を外気圧まで減圧する圧抜き孔となり、ハウジング４１内部からの空気流は主としてこの通風路から排気されることとなる。そのため、現像剤非担持領域の通風路以外から外部に流出する空気流は殆ど抑えられ、トナークラウドの漏出源をこの通風路に集約することができる。
【００３８】
加えて、空気流が通風路を通過する際には、静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２との間に電界を形成することによって、空気流中のトナークラウドを静電フィルタ電極４８または現像スリーブ４２に捕集することが可能となる。ここで図４は、静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２との間に、静電フィルタ電極４８から現像スリーブ４２に向かう電界が形成された場合のトナークラウドの状態を説明する図である。図４に示したように、静電フィルタ電極４８にはフィルタ電源４８ａからプラスの電圧が印加され、マイナスの現像バイアスが印加されている現像スリーブ４２との間に、静電フィルタ電極４８から現像スリーブ４２に向かう（静電フィルタ電極４８の電位が現像スリーブ４２よりも高い）電界強度５００Ｖ／ｍｍ以上の電界が形成される。トナークラウドに含まれるトナー粒子は、本実施の形態の現像器ユニット４Ｙに用いるトナーがマイナス帯電特性を有するように形成されているため、大部分がマイナス帯電している。そのため、静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２との間の電界によって、トナークラウドに含まれるトナー粒子の殆どは、静電フィルタ電極４８の表面に静電的に吸着されることとなる。
【００３９】
一方、マイナス帯電特性を有するトナーであっても、僅かではあるがトナー同士の摩擦によりプラスに帯電しているものも含まれる。このようなプラスに帯電したトナー粒子は、静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２との間の電界によって、現像スリーブ４２表面に静電的に吸着される。そして、現像スリーブ４２表面に静電的に吸着されたトナー粒子は、静電フィルタ電極４８の現像スリーブ４２回転方向下流側に配設されたトナー除去部材の一例としてのクリーナ４９（図３も参照）により、現像スリーブ４２の回転に伴って現像スリーブ４２表面から剥ぎ取られる。
かかるクリーナ４９は、ブレード状に形成されたウレタンゴムからなり、通風路を確保するようにハウジング４１の上部内壁や静電フィルタ電極４８との間に隙間を形成するとともに、クリーナ４９の端部エッジが現像スリーブ４２表面を摺擦するようにして、ハウジング４１の側壁に支持されている。さらに、クリーナ４９は、図３に示したように、現像スリーブ４２回転方向に対して現像剤担持領域側を下流側に傾けて配設されている。このような構成により、クリーナ４９は現像スリーブ４２表面からトナー粒子を剥ぎ取る。そして、剥ぎ取られたトナー粒子は、クリーナ４９の上流側側面に沿って次第に現像剤担持領域まで運ばれ、現像剤に取り込まれてハウジング４１内部に回収されるように構成されている。
なお、クリーナ４９は、ブレード状の他に、スクレーパ状に形成することもでき、さらにはテフロン（登録商標）織布や発泡ウレタン等によって拭き取る形態のものでもよい。また、磁性キャリアを保持したマグネットによって拭き取るように構成することもできる。
【００４０】
また、本実施の形態の現像器ユニット４Ｙでは、画像形成と画像形成との間の非画像形成時（現像していない期間）、または所定回数の画像形成サイクルを経る毎に、静電フィルタ電極４８表面に付着したトナーを現像スリーブ４２表面に静電的に転移させるクリーニングモードを設定することができる。ここで図５は、クリーニングモードが設定された場合のトナークラウドの状態を説明する図である。図５に示したように、静電フィルタ電極４８にはフィルタ電源４８ａからマイナスの電圧が印加され、マイナスの現像バイアスが印加されているか、または接地されている現像スリーブ４２との間に、現像スリーブ４２から静電フィルタ電極４８に向かう（現像スリーブ４２の電位が静電フィルタ電極４８よりも高い）電界強度５００Ｖ／ｍｍ以上の電界（クリーニング電界）が形成される。
【００４１】
そのため、静電フィルタ電極４８表面に付着したマイナスに帯電しているトナー粒子は、静電フィルタ電極４８から静電的な反発力を受けて離脱し、現像スリーブ４２表面に転移する。そして、現像スリーブ４２表面に転移したトナー粒子は、現像スリーブ４２の回転に伴ってクリーナ４９によって現像スリーブ４２表面から剥ぎ取られる。さらに、クリーナ４９によって現像スリーブ４２表面から剥ぎ取られたトナー粒子は、クリーナ４９の上流側側面に沿って次第に現像剤担持領域まで運ばれ、現像剤に取り込まれてハウジング４１内部に回収される。
なお、クリーニングモードの際に、現像スリーブ４２表面に付着しているプラスに帯電したトナー粒子は、逆に静電フィルタ電極４８に転移するが、静電フィルタ電極４８に転移したプラス帯電のトナー粒子は、通常モードのトナークラウド捕集時に、再度現像スリーブ４２表面に転移し、クリーナ４９によって現像スリーブ４２表面から回収することができる。
【００４２】
このように構成することにより、ハウジング４１内部の高くなった空気圧に起因してハウジング４１内部から外部に流出する空気流は、現像剤非担持領域に形成された通風路に集約され、空気流に含まれるトナークラウドは、現像剤非担持領域の通風路に配置された静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２との間で構成される静電フィルタによって除去することができる。そのため、ハウジング４１内部から流出する空気流の清浄化を図ることができ、現像器ユニット４Ｙの隙間からのトナークラウドの漏出量を極めて少なく抑えることができる。それによって、用紙Ｐ上の画像の汚れの発生や、機内汚染の発生を許容レベルに低下させることが可能となる。
また、クリーニングモードを設定することで、静電フィルタ電極４８に捕集されたトナーを定期的に回収することができるので、静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２との間の電界を常に効果的に作用させることができる。そのため、静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２とで構成される静電フィルタのトナークラウド捕集効果を高く維持することができる。また、静電フィルタ電極４８を清掃する作業も不要となる。
【００４３】
次に、画像形成装置内部におけるトナークラウド濃度に関して、本実施の形態の現像器ユニット４Ｙと、静電フィルタ電極４８を配設しない従来の現像器ユニットとを比較した実験を行なった。その結果を図６に示す。本実験では、現像スリーブ４２として外径２０ｍｍのものを用い、現像剤非担持領域の通風路に配置された静電フィルタ電極４８は、幅５ｍｍ、長さ１２ｍｍに形成した。また、静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２との間隔は２．０ｍｍとし、５００Ｖ／ｍｍの電界を形成した。そして、画像形成装置内部のトナークラウド濃度の測定は、ダストトラック  エアロゾルモニター（ＭＯＤＥＬ  ３４５１）（カノマックス（株）製）を用いて測定した。
図６に示したように、本実施の形態の現像器ユニット４Ｙを用いた場合には、発生するトナークラウド濃度は、従来の現像器ユニットに比べて４５％程度減少し、画像形成装置内部のトナークラウド濃度を充分に抑えることが可能となることが確認できた。
さらには、本実施の形態の現像器ユニット４Ｙ,４Ｍ,４Ｃ,４Ｋを搭載した画像形成装置を用いて画像形成した際の画像の目視テストでは、従来の画像形成装置においては約８０ｋＰＶ（kilo Print Volume）において画像汚れが発生したが、本実施の形態の画像形成装置では、画像汚れの発生は認められなかった。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態の現像器ユニット４Ｙ,４Ｍ,４Ｃ,４Ｋでは、ハウジング４１内部から外部に流出する空気流は、現像剤非担持領域に形成された通風路に集約され、空気流に含まれるトナークラウドは、現像剤非担持領域の通風路に配置された静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２との間で構成される静電フィルタによって捕集することができる。そのため、現像器ユニット４Ｙ,４Ｍ,４Ｃ,４Ｋ内部からのトナークラウドの漏出量も極めて少なく抑えることができ、用紙Ｐ上の画像の汚れの発生や、機内汚染の発生を許容レベルに低下させることが可能となる。
また、クリーニングモードを設定することで、静電フィルタ電極４８に捕集されたトナーを定期的に回収することができるので、静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２との間の電界を常に効果的に作用させることができるため、静電フィルタ電極４８と現像スリーブ４２とで構成される静電フィルタのトナークラウド捕集効果を高く維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置への適用がある。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の画像形成装置を示した概略構成図である。
【図２】現像器ユニットの概略断面図である。
【図３】現像スリーブの一方の端部を現像器ユニットの上方から表した概略構成図である。
【図４】静電フィルタ電極と現像スリーブとの間に、静電フィルタ電極から現像スリーブに向かう電界が形成された場合のトナークラウドの状態を説明する図である。
【図５】クリーニングモードが設定された場合のトナークラウドの状態を説明する図である。
【図６】画像形成装置内部におけるトナークラウド濃度を比較した結果を示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ…感光体ユニット、３Ｙ,３Ｍ,３Ｃ,３Ｋ…露光ユニット、４Ｙ,４Ｍ,４Ｃ,４Ｋ…現像器ユニット、５Ｙ,５Ｍ,５Ｃ,５Ｋ…トナー容器、１１…感光体ドラム、１２…帯電ロール、１３…ＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、４１…ハウジング、４２…現像スリーブ、４３…現像マグネット、４４…ブレード、４５…現像剤供給オーガー、４６…現像剤攪拌オーガー、４７…トナー供給路、４８…静電フィルタ電極、４８ａ…フィルタ電源、４９…クリーナ
【図１】
2006003412.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006003412.tif 000005
【図４】
2006003412.tif 000006
【図５】
2006003412.tif 000007
【図６】
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