(57)【要約】【課題】現像電圧の交流成分の有無に拘らず、コストの増加を抑えながら現像剤におけるトナー飛散を抑制し、画像形成装置内のトナー汚染を低減することでメンテナンス頻度を下げることができる現像装置を提供する。【解決手段】マグネットロールを備える現像剤担持体と、現像剤担持体から離間した位置にあって、現像剤担持体の回転により生成される気流に関し、第１の方向に沿う第１の流路と、第１の方向と異なる第２の方向に沿う第２の流路と、を分離する分離壁と、分離壁に対し現像剤担持体と反対側で分離壁から離間しない位置に設けられる第１の電極と、第１の電極に対し現像剤担持体と反対側であって第１の電極から離間した位置に設けられる第２の電極と、を有し、第１の電極は、現像剤担持体と同じ第１の電位を備え、第２の電極は、第１の電極の電位の絶対値よりも小さい絶対値の第２の電位を備える。【選択図】図６
2018173488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にマグネットロールとして像担持体との最近接部である現像領域に対応する第１の磁極と、前記第１の磁極と異なる第２の磁極を備え、現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体から離間した位置にあって、前記現像剤担持体の回転により生成される気流に関して、第１の方向に沿う第１の流路と、前記第１の方向と異なる第２の方向に沿う第２の流路と、を分離する分離壁と、
前記分離壁に対し前記現像剤担持体と反対側で前記分離壁から離間しない位置に設けられる第１の電極と、
前記第１の電極に対し前記現像剤担持体と反対側であって前記第１の電極から離間した位置に設けられる第２の電極と、
を有し、
前記第１の電極は、前記現像剤担持体と同じ第１の電位を備え、
前記第２の電極は、前記第１の電極の電位の絶対値よりも小さい絶対値の第２の電位を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１の電極は、前記分離壁に設けられることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記第２の電極は、前記現像剤を収容した現像容器に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体の回転軸線方向から見て、前記分離壁と前記現像容器との距離は、前記分離壁と前記現像剤担持体の距離から前記現像剤担持体に担持されている現像剤の厚みを覗いた距離より大きいことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第２の電位は、ＧＮＤ電位であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記第１の電極および前記第２の電極は、前記現像剤担持体の回転軸線方向に延在して設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体の回転軸線方向から見て、前記分離壁と前記第２の電極は水平面に対し４５度以上傾いて設けられる請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤を収容した現像容器を有し、前記現像容器は前記現像剤担持体が設けられる現像室と前記現像室の隣室である攪拌室の間に隔壁を有し、前記現像剤担持体の回転軸線方向から見て前記分離壁は前記現像室に設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤を収容した現像容器を有し、前記現像容器は前記現像剤担持体が設けられる現像室と前記現像室の隣室である攪拌室の間に隔壁を有し、前記現像剤担持体の回転軸線方向から見て前記分離壁は、前記隔壁から離間した位置で前記現像室と前記攪拌室を跨いで設けられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像剤担持体に担持された前記現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に関し、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、或いは、これら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
オフィスやオンデマンドの軽印刷で用いられるレーザープリンタやレーザー複合機などと呼ばれる電子写真方式を用いた画像形成装置において、現像装置として高速出力や高画質出力を行う機種では二成分現像方式を採用しているものがある。二成分現像装置では、現像装置内でトナーと磁性粒子であるキャリアを攪拌搬送することで摩擦帯電させ、現像部では静電潜像に対しトナーのみを付着させる。
【０００３】
画像形成装置では、出力画像の高速化や高画質化を求められるとともに、メンテナンスの簡略化が求められている。このメンテナンス簡略化の中の一つとして、画像形成装置内部のトナー汚染の低減化が挙げられる。画像形成装置内部がトナー汚染すると、出力画像の汚れなどの不良とともに、現像ユニットや感光ドラムユニットの交換時に清掃が必要になる。また、各駆動系に付着した場合、滑りなどが発生し、正確な駆動ができなくなってしまう。
【０００４】
画像形成装置内部のトナー汚染の原因の一つとして、二成分現像ではトナーが現像装置内から飛散してしまうトナー飛散という問題がある。通常、現像装置内部では上述したようにトナーとキャリアとが摩擦帯電しているため、トナーとキャリアは静電気力で付着している。しかし、何らかの衝撃でこの付着が解放され、キャリアから遊離したトナーが現像装置内部から空気とともに排出されてしまう場合にトナー飛散となる。
【０００５】
このトナー飛散に対する対策として、トナーは摩擦帯電により電荷を有しているため、現像装置内部からの空気排出経路に電圧を印加することで、排出空気からトナー取り除くことが従来より知られている。
【０００６】
特許文献１には、現像スリーブに導電性部材を対向配置させ、導電性部材に電源より現像剤の摩擦帯電極性と同極性の電圧を印加するものが記載されている。そして。これにより導電部材と現像スリーブ間に電位差を発生させ、トナーが現像スリーブ方向に押し付けられて、排出空気からトナーが取り除かれることが記載されている。この結果、トナー飛散が効果的に抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１７１２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のような方式は非常に効果的な反面、導電性部への電圧印加のために現像電圧と別に電源が必要となりコストの増加を招く。そして、このコスト上昇を抑える手段として、現像電圧として直流電圧に交流電圧を重畳する形式のものでは、専用の基板を設置して交流成分を整流し直流成分を取り出すことが必要となる。
【０００９】
本発明の目的は、現像電圧の交流成分の有無に拘らず、コストの増加を抑えながら現像剤におけるトナー飛散を抑制し、画像形成装置内のトナー汚染を低減することでメンテナンス頻度を下げることができる現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る現像装置は、内部にマグネットロールとして像担持体との最近接部である現像領域に対応する第１の磁極と、前記第１の磁極と異なる第２の磁極を備え、現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体から離間した位置にあって、前記現像剤担持体の回転により生成される気流に関して、第１の方向に沿う第１の流路と、前記第１の方向と異なる第２の方向に沿う第２の流路と、を分離する分離壁と、前記分離壁に対し前記現像剤担持体と反対側で前記分離壁から離間しない位置に設けられる第１の電極と、前記第１の電極に対し前記現像剤担持体と反対側であって前記第１の電極から離間した位置に設けられる第２の電極と、を有し、前記第１の電極は、前記現像剤担持体と同じ第１の電位を備え、前記第２の電極は、前記第１の電極の電位の絶対値よりも小さい絶対値の第２の電位を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現像電圧の交流成分の有無に拘らず、コストの増加を抑えながら現像剤におけるトナー飛散を抑制し、画像形成装置内のトナー汚染を低減することでメンテナンス頻度を下げることができる現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置を搭載した画像形成装置を説明する図
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置の長手断面を説明する図
【図３】第１の実施形態に係る現像装置の短手断面を説明する図
【図４】第１の実施形態に係る現像装置の長手方向における分離壁の端部の効果を説明する図
【図５】第１の実施形態における飛散防止電圧を説明する図
【図６】第１の実施形態における機能・作用を説明する図
【図７】第１の実施形態の検証実験結果を示す図
【図８】第２の実施形態に係る現像装置の短手断面を説明する図
【図９】従来構成の現像装置の短手断面を説明する図
【図１０】従来構成の現像装置の短手断面で現像剤坦持体近傍の気流を説明する図
【図１１】従来構成の飛散防止電圧を説明する図
【図１２】従来構成の飛散防止電圧の印加を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
《第１の実施形態》
（画像形成装置の全体構成）
先ず図１を用い、画像形成装置全体の動作を説明する。この画像形成装置は、ＰＣなどの情報端末からの信号に従って画像を形成し出力することを目的とした、二成分接触現像方式の電子写真方式のカラーレーザビームプリンタである。
【００１５】
図１の構成では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色によるカラー画像形成装置の構成例である。この画像形成装置では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションの像坦持体上にそれぞれの色に対応した画像を造り、中間転写体２４上に４色の画像を重ねた後、一括で記録体である紙面に転写し定着しカラー画像を出力する方式を用いている。
【００１６】
図１に示すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションは、それぞれほぼ同様の構成である。以下の説明において、例えば現像装置１とあれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各ステーションにおける現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃ、現像装置１Ｋを共通して指すものとする。
【００１７】
ここで、各ステーションでの画像形成動作を説明する。図中の１０が、本画像形成装置における像担持体の感光ドラムである。この感光ドラム１０は、まず帯電部２１によって一様に表面を負電荷に帯電される。次に、感光ドラム１０に対しＰＣなどからの画像情報に応じた位置に光源２２からレーザー光またはＬＥＤ光で露光されることにより、感光ドラム１０は内部の電荷生成層において正電荷を生成する。生成された正電荷が、電荷輸送層を通じ感光ドラム表面に輸送されて前記負電荷を打ち消し、感光ドラム１０は表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００１８】
感光ドラム１０は、現像部で静電潜像に着色樹脂であるトナーを付着され、トナー像を形成する。この現像過程及びこれを実行する現像装置１については、後に詳述する。表面にトナー像を形成された感光ドラム１０は、一次転写装置２３によって、圧力と静電気力を用い中間転写体２４にトナー像を転写する。転写後、感光ドラム１０は、クリーニング装置２６によって中間転写体２４に転写されずに残ったトナーが除去される。その後、感光ドラム１０は除電装置５１の光源によって一様に露光され、全域に渡り正電荷を生成し、感光ドラム１０表面は除電され、静電潜像が消去される。
【００１９】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションで転写された画像は、順次中間転写体２４上に重ねられることになる。中間転写体２４に写されたトナー像は、二次転写装置２７において圧力と静電気力を用い、４色同時に紙面に転写される。紙面に転写されたトナー像は、定着部２５において熱と圧力が加えられる。これにより、溶融圧縮されることで紙面に定着がされて、最終的な画像形成がされる。
【００２０】
（現像装置）
従来構成の現像装置１の構成について、図２に示す長手断面は本実施形態と同様であるが、短手断面を図９に示す。二成分現像では、現像剤として着色樹脂であるトナーと磁性粒子であるキャリアが一定の比率で混合されている二成分現像剤を用いる。現像過程でこの現像剤を現像装置１と感光ドラム１０が近接し対向する現像部に輸送し、感光ドラム１０表面の静電潜像にトナーのみを付着させ、トナー像を形成することで顕像化する。
【００２１】
この現像剤は、現像装置１の現像容器１１内に収容されている。現像容器１１内は、略中央部に延在する隔壁１７によって、現像室とその隣室の攪拌室に区画されている。そして、それぞれ回転可能な状態で現像室に第１の搬送スクリュー１５、攪拌室には第１の搬送スクリュー１５と対向するように第２の搬送スクリュー１６が設置されている。第１及び第２の搬送スクリュー１５、１６はともに回転軸にらせん形状の羽根が巻付いた形状をしている。この回転軸とらせん羽根の形状は、その場所に求めるスクリューの性能によって適宜変更される。
【００２２】
第１及び第２の搬送スクリュー１５、１６は、回転軸に対し現像装置１外部に位置する駆動源から駆動されることによって回転し、現像剤を撹拌しながら予め決めた一定方向に搬送する。第１及び第２の搬送スクリュー１５、１６は、外部駆動源からの駆動によってそれぞれ逆方向に現像剤を搬送するよう配置されている。
【００２３】
現像容器１は、隔壁１７の端部付近に位置し現像室の第１の搬送スクリュー１５の搬送方向上流かつ攪拌室の第２の搬送スクリュー１６の搬送方向下流に位置する第１の連通口１３１を備える。また、現像室の第１の搬送スクリュー１５の搬送方向下流かつ攪拌室の第１の搬送スクリュー１６の搬送方向上流に位置する第２の連通口１３２とを備える。
【００２４】
第１及び第２の搬送スクリュー１５、１６で搬送された現像剤は、この第１及び第２の連通口１３１、１３２を通じて、対向するスクリューに受け渡される。現像剤は、これらの第１の連通口１３１と第２の連通口１３２を通じて、現像室と攪拌室との間で一定方向に回転するように循環する。
【００２５】
現像容器１１の感光ドラム１０に対向した位置には、開口部が設けられている。現像剤担持体である現像スリーブ１８は、この開口部を介して現像剤を現像容器１１内の現像室から現像領域へ輸送する工程を担っている。
【００２６】
（現像スリーブ）
現像スリーブ１８は円筒構造の非磁性金属であり、回転可能な状態で現像容器１１の開口部に面するように配設されている。現像スリーブ１８表面には現像剤の搬送性を大きくする加工（ブラスト加工やローレット加工など）が施されており、現像スリーブ１８は坦持する現像剤を摩擦力によって搬送する。現像スリーブ１８内部には５つの磁極を有する非回転のマグネットローラー（マグネットロール）１８’が配されている。現像スリーブ１８における現像剤の担持や剥離は、このマグネットローラー１８’の磁極を利用している。
【００２７】
ここで、現像スリーブ１８に担持・搬送される現像剤の動きに従って、マグネットローラー１８’の磁極とその機能を説明する。先ず、現像室で攪拌搬送されている現像剤は、くみ上げ極Ｓ３の磁力によって現像スリーブ１８に坦持される。現像スリーブ１８によって坦持された現像剤は、現像スリーブ１８の回転によってくみ上げ極Ｓ３下流に位置するカット極Ｎ２付近に搬送される。
【００２８】
マグネットローラー１８’の磁極近傍の現像剤は、マグネットローラー１８’の磁極の作る磁力線に従って、キャリアがチェーン状に整列する磁気穂と呼ばれる状態になる。磁気穂にはそれぞれ斥力が働いており、この斥力によって一定間隔以上の距離が保たれる。この磁力線に従った磁気穂の状態で、現像剤は、現像スリーブ１８とカット極Ｎ２に略対向する現像ブレード１２間の間隙を通過することで、磁気穂の高さが制限される。そして、
現像スリーブ１８に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としての現像ブレード１２を用いることで、現像スリーブ１８上で薄層化し現像剤搬送量が規制される。
【００２９】
カット極Ｎ２で流量を規制された現像剤は、現像容器１１の開口を通過し現像容器１１外部に露出される。そして、現像剤は、現像スリーブ１８の回転によって、感光ドラム１０の現像部（感光ドラム１０との最近接部）に略対向している現像極（第１の磁極）Ｓ１の位置へ輸送される。この現像部において、感光ドラム１０の静電潜像に対し静電気力でトナーのみを飛翔させ現像する。このとき、静電気力を用いるために、現像スリーブ１８には負の直流電圧、もしくは負の直流電圧に交流電圧を重畳させたものを印加する。
【００３０】
すなわち、上述した露光によって、感光ドラム１のトナーを載せるべき領域の電位がこの直流電圧よりも正の電位差にすることで、負帯電のトナーを感光ドラム１０に飛翔させる。また、トナーを載せるべきでない領域の電位を直流電圧よりも負の電位差にすることで、トナーを飛翔させないままにすることができる。
【００３１】
以上により、感光ドラム１０の静電潜像に対し選択的にトナーを飛翔させ現像することができる。なお、このとき、キャリアは静電気力とともに現像極Ｓ１の磁気力によって現像スリーブ１８側に引き寄せられているため、感光ドラム１０に飛翔することはなく現像スリーブ１８表面上にとどまっている。
【００３２】
現像後の現像剤は、搬送極Ｎ１の磁力によって、現像スリーブ１８に坦持したまま搬送される。この搬送極Ｎ１前後で、現像剤は、再び現像容器１１の開口を通過し現像容器１１内に取り込まれる。この現像スリーブ１８上の現像剤が、現像容器１１に取り込まれる開口部分を、取り込み部と呼ぶ。搬送極Ｎ１によって搬送されながら現像容器に取り込まれた現像剤は、はぎ取り極（第２の磁極）Ｓ２に輸送される。はぎ取り極Ｓ２はくみ上げ極Ｓ３と同極であり、極間には反発力を生じている。
【００３３】
この極間の反発力により、はぎ取り極Ｓ２の下流で、現像剤は現像スリーブ１８の回転方向に対し逆方向に磁気力を受ける。現像スリーブ１８の回転方向に対し逆方向に働く磁気力の影響で現像剤の回転は止められ、はぎ取り極Ｓ２からその下流付近に現像剤は滞留部を生じる。ここで、この現像剤滞留部をはぎ取り滞留部と呼ぶ。はぎ取り滞留部の最大滞留量は、はぎ取り極Ｓ２の磁力その他で決定する。しかし、はぎ取り滞留部には現像スリーブ１８上流より現像剤が供給され続けるので、どこかのタイミングで現像剤は最大滞留量を超えることになる。
【００３４】
最大滞留量を超えて供給される現像剤は、現像スリーブ１８に坦持できなくなり落下する。そして、落下した現像剤を現像室に回収することで、再び現像室で攪拌搬送されることになる。このプロセスを繰り返すことにより、現像装置１は感光ドラム１０にトナーを供給し、静電潜像をトナー像化している。
【００３５】
上述したように、現像後の現像剤は画像形成装置の出力画像に応じた量のトナーを消費し、トナー濃度が下がっている。このトナー濃度が下がった現像剤が現像室に戻され、再び現像容器１１内に循環する。そのため、現像容器１１内を循環する現像剤のトナー濃度を一定に保つには、出力画像に応じたトナー消費分と同量のトナーを循環する現像剤として補給する必要がある。そこで、現像容器１１には消費されたトナーを補給するための補給口１４にトナーカートリッジが取り付けられ、該トナーカートリッジ内のトナーが補給口１４を介して現像剤循環路に補給される。
【００３６】
（現像スリーブ近傍の気流）
次に、現像スリーブ１８近傍の気流の発生について説明する。基本的に上記現像剤を坦持した現像スリーブ１８の回転は、回転方向に空気を巻き込み気流を生成する。さらに、上述したように、現像極Ｓ１や搬送極Ｎ１といった磁極上では現像剤は、各磁極の磁力線に沿ったチェーン状の構造である磁気穂を形成する。磁極直前に磁気穂が前方に立ち上がり、磁極上を通過すると磁気穂は前傾し倒れる。このとき、磁気穂の回転は現像スリーブ１８の方向と同一方向であり、先端速度は現像スリーブ１８の回転速度より早い。さらに、磁気穂の状態では間隙が大きく且最大高さが高い。
【００３７】
よって、この極上の磁気穂となる領域は、磁気穂以外の領域と比較し、気流を生成する駆動力が大きいと考えられる。したがって、現像スリーブ１８上の気流駆動力は現像極Ｓ１や搬送極Ｎ１上で大きく、現像極Ｓ１−搬送極Ｎ１間や搬送極Ｎ１−はぎ取り極Ｓ２間で小さいと予測される。
【００３８】
本実施形態において、現像スリーブ１８の回転により、搬送極Ｎ１前後の取り込み部から現像容器１１内部に空気が取り込まれる。搬送極Ｎ１を通過した気流は、現像スリーブ１８に担持された現像剤とともにはぎ取り極Ｓ２部へ流れる。しかし、はぎ取り極Ｓ２で現像剤ははぎ取り滞留部を形成している。上述したとおり、このはぎ取り滞留部では現像スリーブ１８上の現像剤流速が抑えられて滞留し、定常的に最大滞留量を坦持した状態となる。
【００３９】
現像スリーブ１８近傍の気流にとって、このはぎ取り滞留部は障害となる。障害であるはぎ取り滞留部Ｈにぶつかった気流は、はぎとり滞留部に沿って流れ、現像スリーブ１８近傍から離れる。ここで、はぎとり滞留部に沿って流れ、現像スリーブ１８近傍から離れた後の気流を予測する。空気は流体であるため、連続の方程式が適用できる。現像容器１１内の内圧をｐ、空気の流速をｖ、密度をρとすると、現像室内で空気の湧き出しがないため、以下のように記述できる。
【００４０】
【数１】
2018173488.tif 000003
【００４１】
上述した搬送極Ｎ１前後の取り込み部からの空気流入を考えると、次第に内圧ｐは上昇する。内圧ｐの上昇は時間とともに緩和され、定常状態になる。定常状態を考えると、現像室内の各領域において密度ρは一定となっている。そのため、上記式は以下のように記述できる。
【００４２】
【数２】
2018173488.tif 000004
【００４３】
この式から空気の流量ρｖは保存されることが分かり、閉空間を仮定した場合の流量ρｖの収支は０となることが分かる。すなわち、流量ρｖの収支は０であることから、図９のように現像装置の短手断面が略閉空間であり且開口が取り込み部のみの場合、平衡状態では取り込み部から流入する気流と同一流量の気流が取り込み部から外部に対し発生することになる。
【００４４】
気流の駆動要素は、現像スリーブ１８及びそれに搬送される現像剤である。このことから、図１０に示すように、取り込み部の現像スリーブ１８と近い側に現像容器１１に流入する気流（気流１）、取り込み部の現像スリーブ１８と遠い側に現像容器１１から排出する気流（気流２）を生じることになる。
【００４５】
（トナー飛散）
ここで、本実施形態において解決しようとするトナー飛散について説明する。トナーは、上述したように摩擦帯電によるキャリアに、静電付着力、及び表面の非静電付着力によって付着している。しかし、強い衝撃やせん断力を受ける場合、これらの付着力を超えてトナーがキャリアから遊離する。トナー遊離の箇所は大きく２つに分類され、一つは現像容器１１の開口の外、もう一つは現像容器１１の内部である。
【００４６】
前者としては、現像スリーブ１８のカット極Ｎ１、現像ブレード１２で現像スリーブ１８上の流量を規制する部位、現像スリーブ１８上の現像剤挙動のうち磁極上で磁気穂が倒れる部位が挙げられ、そのままトナー飛散となる。この対策としては、これら部位をマイラなどのシール部材を用い、飛散トナーを留めておく手法で対策がとられている。
【００４７】
後者としては、現像容器１１内で第１及び第２の搬送スクリュー１５、１６によって攪拌搬送される部位、現像スリーブ１８のはぎ取り極Ｓ２によってはぎ取り滞留部を形成する部位などが挙げられる。そして、現像容器１１内部から現像装置１１外部へ排出される上述した気流２によって輸送されてトナー飛散となる。
【００４８】
現像容器１１から排出された飛散トナーは、画像形成装置内を汚染し様々な良くない影響を及ぼす。中でも、現像工程の前後工程である露光工程や転写工程で影響が出易い。特に、転写部ではトナー飛散は中間転写体２４の汚れを生じさせる。また、トナーの汚れが蓄積した場合、中間転写体２４や一次転写装置２３の端部などにトナー塊を形成することもある。さらに、中間転写体２４体の裏に付着した場合、駆動ローラーが汚れ駆動不良を生じる。
【００４９】
これらにより、成果物である印刷画像のスジやかぶりなどの品質不良につながる。また、トナー飛散によって現像装置１自身も汚染される。そのため、現像装置１の交換時に汚れの問題を引き起こし、清掃や調整などの作業が必要となる。
【００５０】
（飛散防止電極）
ここで、搬送極Ｎ１前後の上述した取り込み部からの空気の排出に伴い発生する現像装置１内部からのトナー飛散による問題を解決するために、従来、飛散防止電極１９を用いた構成が用いられている。飛散防止電極１９は、図１１に示すように、現像スリーブ１８に対しトナー帯電と同極に飛散防止電圧Ｖｆを印加し、飛散トナーを現像スリーブ１８側に押しつけ、電界フィルターの効果を得るものである。
【００５１】
飛散防止電極１９の周りの構成について、図１２に示す。飛散防止電極１９は導電性の電極であり、上述した取り込み部において搬送極に対向し長手方向に延在するように現像容器１１に設置する。このような従来例においては、現像電圧が印加された現像スリーブ１８よりも電圧の絶対値において大きくなるように、現像装置１外部の飛散防止電極用の電源部からこの飛散防止電極１９に対しトナーの帯電と同極に電圧を印加する。
【００５２】
その結果、トナーから見て、飛散防止電極１９から現像スリーブ１２の方向に電位差が生じる。この電位差の作用により、現像容器１１内部から気流２によって排出されつつあるトナーは、取り込み部で現像スリーブ１８側に押し付けられ気流１に合流することにより、現像容器１１内部に戻される。なお、取り込み部は上述したように現像剤が通過するため、キャリアが通電しリークの可能性がある。そのため、飛散防止電極１９の表面に絶縁処理が従来されている。
【００５３】
このような従来の飛散防止電極１９を用いる場合の課題として、上述したように現像とは別に電源が必要となり、画像形成装置のコスト上昇や大型化につながる。そして、現像に交流電圧を重畳して用いる方式では、交流電圧を整流して負の直流電圧を形成する場合があり、この場合についても整流基盤が必要となりコストが上昇する。
【００５４】
（トナー飛散の抑制）
本実施形態では、現像電圧の交流成分の有無にかかわらずコストの上昇を抑えながら、図６（ｂ）に示すように第１の電極１９１および第２の電極１９２との間で電界フィルターの機能を備える。現像スリーブ１８の回転軸線方向（長手方向）から見たときの、本実施形態の構成を図３に示す。
【００５５】
本実施形態では、現像スリーブ１８のはぎ取り極Ｓ２に対応する現像スリーブ１８上のはぎ取り剤だまり（はぎ取り滞留部）と、はぎ取り滞留部に対向する現像容器１１との間に、現像容器１１の長手方向に延在した分離壁１１１を設ける。分離壁１１１は、現像スリーブ１８から離間した位置にあって、現像スリーブ１８の回転により生成される気流に関して、第１の方向に沿う第１の流路と、第１の方向と異なる第２の方向に沿う第２の流路と、を分離する。
【００５６】
現像スリーブ１８の回転により生成される気流に関し、本実施形態では、はぎ取り滞留部に衝突し現像スリーブ１８から離間した気流をこの分離壁１１１と現像容器１１との間を通して取り込み部へ戻す。この分離壁１１１と現像容器１１の間とに気流を通すことを考慮すると、現像スリーブ１８上の現像剤薄層を除いた現像スリーブ１８と分離壁１１１との間隙よりも、分離壁１１１と現像容器１１との間隙を大きくすることが望ましい。分離壁１１１により気流が現像スリーブ１８と逆方向に回転する経路（上述した第２の流路）を、ここでは気流循環経路と呼ぶ。
【００５７】
ここで、図４を用いて、現像容器１１の長手方向における端部近傍の気流を考える。現像スリーブ１８の長手方向において、気流循環経路の端部が現像スリーブ１８の現像剤坦持領域の端部よりも内側（中央部側）となることが望ましい。現像スリーブ１８最端部で取り込まれてはぎ取り剤だまりで離脱した気流は、現像容器１１に衝突し圧力の抜け道である気流循環経路に向かう。そのため、気流としては長手方向で中央方向に向かう。
【００５８】
ここで、気流循環経路の端部が現像スリーブ１８の現像剤坦持領域よりも端部側（外側）である場合、現像スリーブ１８最端部で取り込まれてはぎ取り剤だまりで離脱した気流は、やはり圧力の抜け道である気流循環経路に向かう。しかし、現像スリーブ１８現像剤坦持領域外側は気流の搬送力がなく気圧が低いため、気流は端部（外側）方向に向かう。そして、この気流につられ端部方向の現像容器１１内を汚染するトナーの発生が懸念される。
【００５９】
以上、気流循環経路は現像スリーブ１８の現像剤坦持領域より中央部側（内側）にあること、つまり長手方向において分離壁１１１の端部は現像スリーブ１８の現像剤坦持領域の端部より内側にあることが望ましい。
【００６０】
本実施形態では、この分離壁１１１上にトナーの飛散防止電極（第１の電極）１９１を設置する。この第１の電極１９１には、現像電圧（図５）を分岐して印加している。さらに、分離壁１１１と対向する部位の現像容器１１に第２の電極）１９２を配置する。そして、この第２の電極１９２に第１の電極１９１の電位の絶対値よりも小さい絶対値の第２の電位となるよう、現像電圧よりも小さい値の電圧を印加する。この場合、最も現像電圧との差を確保できるのは電極を接地して０Ｖにする（第２の電極を接地電極とする）場合である。
【００６１】
本実施形態において、第２の電極）１９２には捕集したトナーが堆積するが、この堆積したトナーは分離壁１１１及び第１の電極１９１に落下する。このとき、分離壁１１１及び第１の電極１９１が水平の場合は、分離壁１１１及び第１の電極１９１上にトナーが堆積し続ける。そのため、分離壁１１１及び第１の電極１９１は、水平面よりも４５度以上傾いて配置されることが望ましい。
【００６２】
以下、図６（ｂ）において、気流循環路中でトナーを第２の電極１９２にて補足するための条件を考える。現像スリーブ１８の回転軸線方向から見て、第１の電極１９１と第２の電極１９２の距離（間隔）をｄ、第１の電極１９１及び第２の電極１９２の幅をＤ、トナーの電荷をｑ、気流に乗って排出されるトナーのｘ方向の速度ｖ、トナーの重量をｍとする。また、第１の電極１９１と第２の電極１９２との電位差（本実施形態では現像電圧）をＶとする。
【００６３】
図６（ｂ）で、第１の電極１９１の上流付近の電荷ｑが、電場Ｅの中で第２の電極１９２のＤｘの位置に時間ｔ（＝Ｄｘ／ｖ）で到達するとする。電荷ｑが受ける力をＦ、ｘ方向に直交するｙ方向の加速度をαとすると、Ｆ＝ｑＥ＝ｍαであり、Ｅ＝Ｖ／ｄであることから、α＝ｑＶ／ｍｄとなる。また、ｙ方向における速度（＝αｔ）の時間積分がｄとなることから、以下の式が成立する。
【００６４】
【数３】
2018173488.tif 000005
【００６５】
ここで、トナーを第２の電極１９２にて補足するためには、ＤｘがＤより小さいことが必要である。よって、以下の式が私立することとなる。
【００６６】
【数４】
2018173488.tif 000006
【００６７】
これより、必要なｄは、以下のようになる。
【００６８】
【数５】
2018173488.tif 000007
【００６９】
ここで、具体例として、トナーの電荷量（ｑ／ｍ）を２０μＣ／ｇ、現像電圧Ｖを２００Ｖ、ｖを前記流量の関係より最大で現像スリーブ１８の速度と同等な速度と推測されるため５００ｍｍ／ｓ、Ｄを５ｍｍとした。この場合、ｄは４．４ｍｍ以下であればよい。この距離ｄは、十分に実現可能なものであるといえる。
【００７０】
この構成について、検証実験を行った。画像形成装置はキヤノン製の画像形成装置ｉｍａｇｅ  ＲＵＮＮＥＲ  ＡＤＶＡＮＣＥ  Ｃ５２５５を改造し用いた。ｉｍａｇｅ  ＲＵＮＮＥＲ  ＡＤＶＡＮＣＥ  Ｃ５２５５自体は、上市済みの製品のため、基本的な構成については割愛し、本実施形態への改造個所を中心に説明する。
【００７１】
先ず、分離壁１１１の材質は現像容器１１と同様のＡＢＳ剤を用い、奥行き（幅）を８ｍｍ、厚さを２ｍｍで形成した。そして、形成した分離板１１１を、現像スリーブ１８の回転軸線方向から見て、分離壁１１１と現像スリーブ１８の離間距離（距離）を２ｍｍ、分離壁１１１と現像容器１１の離間距離（距離）を３ｍｍとなるように配置した。さらに、分離壁１１１の両端（現像スリーブ１８の長手方向）は、対向する現像スリーブ１８の現像剤坦持領域の長手方向の端部より１ｍｍ内側(中央部に近い側の位置）になるように設置した。
【００７２】
第１の電極１９１は、分離壁１１１に対し現像スリーブ１８と反対側に、分離壁１１１から離間しないように配置した。そして、第１の電極１９１はアルミ製で、幅は分離壁１１１と同一長さで８ｍｍ、厚さは０．３ｍｍであり、表面には絶縁テープを張り付けてある。この第１の電極１９１に対し、現像容器１１の長手方向の端部（外側）で現像スリーブ１８に対する回路と分岐して、現像電位と同一の電位となるよう現像電圧を印加している。
【００７３】
また、第２の電極１９２は第１の電極１９１と同じものを使用し、現像容器１１の内側に貼り付けている。そして、この第２の電極１９２を接地して０Ｖ（ＧＮＤ電位）としている。
【００７４】
温度が２３°Ｃで湿度が５０％の環境の試験室において、１００００枚出力後、以下の項目について官能的に比較を行ったところ、図７の結果が得られた。画像汚れ（出力画像汚れ）、現像器汚れ（現像装置１を取り出し汚れ）、転写部汚れについては、従来例構成と本実施形態（実施例１）では、ほぼ同等であった。つまり、本実施形態は、外部電源のコストをかけずして、従来構成と同等にトナー飛散に対して有効であると考えられる。
【００７５】
《第２の実施形態》
本発明の第２の実施形態では、基本的に第１の実施形態における現像装置１の構成を変化させずに、分離板１１１の位置を変えている。第１の実施形態では、上述したように第２の電極１９２で捕捉した飛散トナーが分離壁１１１及び第１の電極１９１に落下するが、水平より４５度の角度をつけ現像室に戻す構成を採った。この状態で大量のトナーが画像形成中に現像室に投下された場合には、現像室の反オス現像剤において部分的にトナー濃度が高い領域が発生する。
【００７６】
そして、上述したようにトナーとキャリアは摩擦帯電しているため、部分的にトナー濃度が高い領域が生じると、キャリアに対するトナーの個数が減少し、トナーあたりの帯電量が減少する。帯電量が少ないトナーが現像スリーブ１８に担持され現像された場合、部分的に感光体上のトナー載り量が増加し現像シミとなる。実際、第１の実施形態の検証検討では、実質的に問題とならないレベルではあるが現像シミが確認できた。
【００７７】
本実施形態では、第１の実施形態の更なる改善として、図８に示すように分離板１１１の位置を隔壁１７上方にした。すなわち、分離板１１１は、隔壁から離間した位置で現像室と撹拌室を跨いで設けられる。これにより、現像容器１１が大型化するものの、第２の電極１９２に堆積したトナーは分離壁１１１及び第１の電極１９１を伝い、攪拌室に落下する。攪拌室は補給剤の攪拌能力が高く、かつ現像スリーブ１８から遠いため、上述した出力画像への影響は無い。
【００７８】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、ｉｍａｇｅ  ＲＵＮＮＥＲ  ＡＤＶＡＮＣＥ  Ｃ５２５５を改造し検証検討を行った。本実施形態の具体的な構成として、隔壁１７情報を１０ｍｍ切り欠き、間隙を開けて分離板１１１を配置した。分離板１１１の寸法は、第１の実施形態と同等ではあるが、２ｍｍ攪拌室にせり出すように配置した。
【００７９】
検証実験としては、第１の実施形態と同様に、温度が２３°Ｃで湿度が５０％の環境の試験室において、１００００枚出力後、以下の項目について官能的に比較を行った。第１の実施形態の項目に加え、現像シミの項目を追加した。この結果を図７に併記する。この結果、画像汚れ、現像器汚れ、転写部汚れの項目については、従来例構成や第１の実施形態（実施例１）とほぼ同等であった。さらに、現像シミの項目について、第１の実施形態に対する改善がみられた。以上、本実施形態は、現像部上流のトナー飛散に対しても有効で、且つ画像不良にも強いと考えられる。
【００８０】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００８１】
（変形例１）
上述した実施形態では、第２の電極１９２を接地電極として説明をしたが、本発明はこれに限られない。第２の電極１９２に第１の電極１９１の電位の絶対値よりも小さい絶対値の第２の電位となるよう、現像電圧よりも小さい値の電圧を印加するようにしても良い。例えば、第１の電極１９１に現像電圧Ｖとしてマイナス２００Ｖ（絶対値が２００Ｖ）、第２の電極１９２にプラス１０Ｖもしくはマイナス１０Ｖ（絶対値が２００Ｖより小さい１０Ｖ）を印加するようにしても良い。
【００８２】
（変形例２）
上述した現像装置は、画像形成装置の中で使用されるものとしたが、画像形成装置本体の内部に常時固設されるものに限られない。現像装置をカートリッジとして、画像形成装置本体に着脱可能に設けるものであっても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１８・・現像スリーブ、１１１・・分離壁、１９１・・第１の電極、１９２・・第２の電極（設置電極）、Ｓ１・・現像極（第１の磁極）、Ｓ２・・はぎ取り極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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