(57)【要約】【課題】現像剤の飛散を抑制できる構成を提供する。【解決手段】現像容器４１は、現像スリーブ４４の剥離領域との間に隙間を有して対向する隔壁４１ｃと、現像スリーブ４４の表面のうち、剥離領域の少なくとも一部を含む領域で、且つ、現像スリーブ４４が現像剤を担持可能なコート領域Ａｒ３において、回転方向と交差する長手方向Ｘに関し、コート領域Ａｒ３の両端からそれぞれコート領域のＡｒ３長さの３％の長さを有する一対の端部領域Ａｒ４同士の間の領域である中間領域Ａｒ５に、少なくとも流通空間４１ｓの一部を塞ぐように長手方向Ｘに複数設けられた突出部４８と、を有する。【選択図】図９
2019109360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性のトナーと磁性を有するキャリアを含む二成分現像剤が収容される現像容器と、
前記現像容器内の現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の内部に非回転に配置され、前記現像剤担持体の回転方向に並んだ複数の磁極を有し、前記現像剤担持体に現像剤を担持させる磁界を発生させると共に、前記複数の磁極のうち、前記回転方向に順に配置された同極の第１磁極と第２磁極により形成された剥離領域で前記現像剤担持体から現像剤を剥離させる磁界を発生させる磁界発生手段と、を備え、
前記現像容器は、
前記現像剤担持体の前記剥離領域との間に隙間を有して対向する壁部と、
前記現像剤担持体の表面のうち、前記剥離領域の少なくとも一部を含む領域で、且つ、前記現像剤担持体が現像剤を担持可能な担持領域において、前記回転方向と交差する長手方向に関し、前記担持領域の両端からそれぞれ前記担持領域の長さの３％の長さを有する一対の端部領域同士の間の領域である中間領域に、少なくとも前記隙間の一部を塞ぐように長手方向に複数設けられた塞ぎ部と、を有する、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
非磁性のトナーと磁性を有するキャリアを含む二成分現像剤が収容される現像容器と、
前記現像容器内の現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の内部に非回転に配置され、前記現像剤担持体の回転方向に並んだ複数の磁極を有し、前記現像剤担持体に現像剤を担持させる磁界を発生させると共に、前記複数の磁極のうち、前記回転方向に順に配置された同極の第１磁極と第２磁極により形成された剥離領域で前記現像剤担持体から現像剤を剥離させる磁界を発生させる磁界発生手段と、を備え、
前記現像容器は、
前記現像剤担持体の前記剥離領域との間に隙間を有して対向する壁部と、
前記現像剤担持体の表面のうち、前記剥離領域の少なくとも一部を含む領域で、且つ、前記現像剤担持体が現像剤を担持可能な担持領域において、前記回転方向と交差する長手方向に関し、前記担持領域の両端からそれぞれ所定の長さを有する一対の端部領域同士の間の領域である中間領域に、少なくとも前記隙間の一部を塞ぐように長手方向に複数設けられた塞ぎ部と、を有し、
前記一対の端部領域は、前記剥離領域において剥離した現像剤が前記長手方向に１ｍｍ移動する所定時間における平均速度を、重力方向成分と、前記長手方向に関して前記現像剤担持体の端部方向に向かう長手端部方向成分に分けた場合に、前記長手端部方向成分が前記重力方向成分に対して３％以上の割合を有する領域である、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記複数の塞ぎ部は、前記長手方向に関し、前記担持領域の両端から中央側に向かってそれぞれ前記担持領域の長さの１５％以下の長さを有する領域に、それぞれ少なくとも１つずつ設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記複数の塞ぎ部は、前記長手方向に関し、前記中間領域の中央を境界として両側に１つずつ設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記複数の塞ぎ部は、前記長手方向に関し、前記中間領域の中央を境界として両側に複数個ずつ設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記複数の塞ぎ部は、下端部が、前記第２磁極の磁界の大きさの前記現像剤担持体の法線方向成分が極大となる点よりも低い位置、且つ、前記現像剤担持体の下方において前記長手方向と略平行な方向に現像剤を搬送する搬送部材の最上部より高い位置に設けられている、
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】
前記複数の塞ぎ部は、前記現像剤担持体に対向する平面状の対向面を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤担持体は円筒形状であり、
前記複数の塞ぎ部は、前記現像剤担持体に周方向に沿って湾曲した曲面状の対向面を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記塞ぎ部は、前記壁部から前記現像剤担持体に向けて突出した突出部である、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアを含む二成分現像剤を用いた現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置は、現像剤により像担持体としての感光ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像装置を有する。現像装置は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての現像スリーブを有し、現像スリーブに担持された現像剤を感光ドラムに供給するようにしている。
【０００３】
このような現像装置の場合、現像スリーブの回転により現像装置を構成する現像容器内に空気が流入し、現像容器内の気圧が上昇し、現像容器内の現像剤が現像スリーブを露出する開口部から容器外に飛散する虞がある。このため、現像容器の開口部よりも現像スリーブの回転方向に関して下流側において、現像容器と現像スリーブとの隙間を、現像スリーブの長手方向両端部で中央部よりも小さくした構成が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１３４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の構成の場合、現像容器の開口部の現像スリーブの回転方向に関して下流側の縁部において、現像スリーブに担持された現像剤が、現像容器と現像スリーブとの隙間が小さい長手方向両端部で現像容器の内外に別れて、容器外に飛散する虞がある。
【０００６】
本発明は、現像剤の飛散を抑制できる構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアを含む二成分現像剤が収容される現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に非回転に配置され、前記現像剤担持体の回転方向に並んだ複数の磁極を有し、前記現像剤担持体に現像剤を担持させる磁界を発生させると共に、前記複数の磁極のうち、前記回転方向に順に配置された同極の第１磁極と第２磁極により形成された剥離領域で前記現像剤担持体から現像剤を剥離させる磁界を発生させる磁界発生手段と、を備え、前記現像容器は、前記現像剤担持体の前記剥離領域との間に隙間を有して対向する壁部と、前記現像剤担持体の表面のうち、前記剥離領域の少なくとも一部を含む領域で、且つ、前記現像剤担持体が現像剤を担持可能な担持領域において、前記回転方向と交差する長手方向に関し、前記担持領域の両端からそれぞれ前記担持領域の長さの３％の長さを有する一対の端部領域同士の間の領域である中間領域に、少なくとも前記隙間の一部を塞ぐように長手方向に複数設けられた塞ぎ部と、を有することを特徴とする現像装置にある。
【０００８】
また、本発明は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアを含む二成分現像剤が収容される現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に非回転に配置され、前記現像剤担持体の回転方向に並んだ複数の磁極を有し、前記現像剤担持体に現像剤を担持させる磁界を発生させると共に、前記複数の磁極のうち、前記回転方向に順に配置された同極の第１磁極と第２磁極により形成された剥離領域で前記現像剤担持体から現像剤を剥離させる磁界を発生させる磁界発生手段と、を備え、前記現像容器は、前記現像剤担持体の前記剥離領域との間に隙間を有して対向する壁部と、前記現像剤担持体の表面のうち、前記剥離領域の少なくとも一部を含む領域で、且つ、前記現像剤担持体が現像剤を担持可能な担持領域において、前記回転方向と交差する長手方向に関し、前記担持領域の両端からそれぞれ所定の長さを有する一対の端部領域同士の間の領域である中間領域に、少なくとも前記隙間の一部を塞ぐように長手方向に複数設けられた塞ぎ部と、を有し、前記一対の端部領域は、前記剥離領域において剥離した現像剤が前記長手方向に１ｍｍ移動する所定時間における平均速度を、重力方向成分と、前記長手方向に関して前記現像剤担持体の端部方向に向かう長手端部方向成分に分けた場合に、前記長手端部方向成分が前記重力方向成分に対して３％以上の割合を有する領域であることを特徴とする現像装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像剤の飛散を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】第１の実施形態に係る画像形成部の概略構成断面図。
【図３】第１の実施形態に係る現像装置の概略構成横断面図。
【図４】第１の実施形態に係る現像装置の概略構成縦断面図。
【図５】第１の実施形態に係る補給装置及び現像装置の概略構成断面図。
【図６】現像装置のトナー飛散を説明するための現像剤の状態及び気流を模式的に示す図。
【図７】現像装置の長手方向に関する気流を模式的に示す図。
【図８】（ａ）現像装置の長手方向中央部の断面図、（ｂ）現像装置の長手方向端部の断面図。
【図９】第１の実施形態に係る現像装置の突出部を含むように切断した概略構成縦断面図。
【図１０】第１の実施形態に係る現像装置の概略構成横断面図。
【図１１】実施例１及び比較例における現像スリーブ長手方向位置における飛散トナー数を示す図。
【図１２】第２の実施形態に係る現像装置の突出部を含むように切断した概略構成縦断面図。
【図１３】第３の実施形態に係る現像装置の概略構成横断面図。
【図１４】実施例１及び実施例２における現像スリーブ長手方向位置における飛散トナー数を示す図。
【図１５】第４の実施形態に係る現像装置の突出部を含むように切断した概略構成縦断面図。
【図１６】実施例２及び実施例３における現像スリーブ長手方向位置における飛散トナー数を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１〜図１０を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１２】
［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置１００は、それぞれ像担持体としての感光ドラム１を有する４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを備えた電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。画像形成装置１００は、装置本体１００Ａに接続された原稿読み取り装置（図示せず）又は装置本体１００Ａに対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。また、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。
【００１３】
なお、画像形成装置１００が備える４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、代表して画像形成部ＰＹについて説明し、その他の画像形成部については説明を省略する。
【００１４】
図２に示すように、画像形成部ＰＹには、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光ドラム１が配設されている。感光ドラム１は、図中矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には帯電手段としての帯電ローラ２と、現像装置４、転写手段としての一次転写ローラ５２、クリーニング手段としてのクリーニング装置７が配置されている。感光ドラム１の図中下方には、露光手段としての露光装置（本実施形態ではレーザースキャナ）３が配置されている。
【００１５】
図１に示すように、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの上方には、転写装置５が配置されている。転写装置５は、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト５１が複数のローラに張設されて、矢印方向に周回移動（回転）するように構成されている。そして、中間転写ベルト５１は、後述するように中間転写ベルト５１に一次転写されたトナー像を担持して搬送する。中間転写ベルト５１を張架するローラのうちの二次転写内ローラ５３と中間転写ベルト５１を挟んで対向する位置には、二次転写手段としての二次転写外ローラ５４が配置され、中間転写ベルト５１上のトナー像を記録材に転写する二次転写部Ｔ２を構成している。二次転写部Ｔ２の記録材搬送方向下流には定着装置６が配置される。
【００１６】
画像形成装置１００の下部には、記録材Ｓが収容されたカセット９が配置されている。カセット９から給送された記録材Ｓは、搬送ローラ９１によりレジストレーションローラ９２に向けて搬送される。そして、停止状態のレジストレーションローラ９２に記録材Ｓの先端が突き当たり、ループを形成することで記録材Ｓの斜行を補正する。その後、中間転写ベルト５１上のトナー像と同期してレジストレーションローラ９２の回転を開始させ、記録材Ｓを二次転写部Ｔ２に搬送する。
【００１７】
上述のように構成される画像形成装置１００により、例えば４色フルカラーの画像を形成するプロセスについて、図１に基づいて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、感光ドラム１は、露光装置３から発せられる画像信号に対応したレーザー光により露光される。これにより、感光ドラム１上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム１上の静電潜像は、現像装置４内に収容された現像剤としてのトナーによって顕像化され、可視像となる。
【００１８】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１を挟んで配置される一次転写ローラ５２との間で構成される一次転写部Ｔ１（図２参照）にて、中間転写ベルト５１に一次転写される。この際、一次転写ローラ５２には一次転写バイアスが印加される。一次転写後に感光ドラム１の表面に残った転写残トナーは、クリーニング装置７によって除去される。
【００１９】
このような動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部で順次行い、中間転写ベルト５１上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせて、カセット９に収容された記録材Ｓが二次転写部Ｔ２に搬送される。そして、二次転写外ローラ５４に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト５１上の４色のトナー像を、記録材Ｓ上に一括で二次転写する。二次転写部Ｔ２で転写しきれずに中間転写ベルト５１に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ５５により除去される。
【００２０】
次いで、記録材Ｓは定着手段としての定着装置６に搬送される。定着装置６は、内部にハロゲンヒータなどの熱源を有する定着ローラ６１及び加圧ローラ６２を備え、定着ローラ６１と加圧ローラ６２とで定着ニップ部を形成する。この定着装置６の定着ニップ部にトナー像が転写された記録材Ｓを通過させることで、記録材Ｓが加熱及び加圧される。そして、記録材Ｓ上のトナーは溶融及び混合されて、フルカラーの画像として記録材Ｓに定着される。その後、記録材Ｓは、排出ローラ１０１により排出トレイ１０２に排出される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。
【００２１】
なお、本実施形態の画像形成装置１００は、例えばブラック単色の画像など、所望の単色または４色のうちいくつかの色用の画像形成部を用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することも可能である。
【００２２】
［現像装置］
次に、現像装置４の詳しい構成について、図３及び図４を用いて説明する。現像装置４は、非磁性トナーと磁性を有するキャリアを含む現像剤を収容する現像容器４１と、現像容器内の現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての円筒形状の現像スリーブ４４とを有する。現像容器４１内には、現像容器４１内の現像剤を攪拌・搬送しつつ現像容器内を循環させる搬送部材としての搬送スクリュー４３ａ、４３ｂが配置されている。また、現像スリーブ４４の内部には、回転方向に並んだ複数の磁極を有する磁界発生手段としてのマグネットローラ４４ａが非回転に配置されている。更に、現像スリーブ４４の表面に現像剤の薄層を形成する規制部材としての現像ブレード４２が配置されている。
【００２３】
現像容器４１の内部は、その略中央部が現像スリーブ４４の回転軸線方向に延在する隔壁（壁部）４１ｃによって現像室４１ａと攪拌室４１ｂに水平方向の左右に区画されており、現像剤は現像室４１ａ及び攪拌室４１ｂに収容されている。隔壁４１ｃは、現像スリーブ４４の後述する剥離領域Ａｒ２との間に隙間を有して対向している。現像室４１ａ及び攪拌室４１ｂには、搬送スクリュー４３ａ、４３ｂがそれぞれ配置されている。隔壁４１ｃの長手方向両端部（現像スリーブ４４の回転軸線方向両端部、図４の左側部及び右側部）には、現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの間での現像剤の通過を許す受渡し部４１ｄ、４１ｅが設けられている。尚、本明細書中では、現像スリーブ４４の回転軸線方向を長手方向Ｘとして示す。
【００２４】
搬送スクリュー４３ａ、４３ｂは、それぞれ、軸（回転軸）の周りに、搬送部としての螺旋状の羽根を設けて形成されている。また、搬送スクリュー４３ｂには、螺旋状の羽根に加えて、軸からその半径方向に突出し、現像剤の搬送方向に所定の幅を有する攪拌リブ４３ｂ１が設けられている。攪拌リブ４３ｂ１は、軸の回転に伴って現像剤を攪拌する。
【００２５】
搬送スクリュー４３ａは、現像室４１ａの底部に現像スリーブ４４の長手方向Ｘ（図７参照）に沿って配置されており、不図示のモータによって回転軸を回すことで現像室４１ａ内の現像剤を軸線方向に沿って搬送しつつ、現像スリーブ４４に現像剤を供給する。現像スリーブ４４に担持され、現像工程でトナーが消費された現像剤は、現像室４１ａに回収される。即ち、搬送スクリュー４３ａは、現像スリーブ４４の下方において長手方向Ｘと略平行な方向に現像剤を搬送する。
【００２６】
また、搬送スクリュー４３ｂは、攪拌室４１ｂ内の底部に現像スリーブ４４の長手方向Ｘに沿って配置され、攪拌室４１ｂ内の現像剤を搬送スクリュー４３ａとは反対に軸線方向に沿って搬送する。現像剤は、このようにして、搬送スクリュー４３ａ、４３ｂによって搬送され、受渡し部４１ｄ、４１ｅを介して現像容器４１内を循環する。
【００２７】
攪拌室４１ｂの搬送スクリュー４３ｂの搬送方向上流端部には、現像容器４１内にトナーを含む現像剤を補給するための現像剤補給口４６が設けられている。現像剤補給口４６は、後述する図５に示す現像剤補給装置８０の補給搬送部８３に接続されている。したがって、補給用の現像剤は、現像剤補給装置８０から補給搬送部８３及び現像剤補給口４６を介して攪拌室４１ｂ内に供給される。搬送スクリュー４３ｂは、現像剤補給口４６から補給された現像剤と、既に攪拌室４１ｂ内にある現像剤とを攪拌しつつ搬送し、トナー濃度を均一化する。
【００２８】
したがって、搬送スクリュー４３ａ、４３ｂの搬送力により、現像工程でトナーが消費されてトナー濃度が低下した現像室４１ａ内の現像剤が、一方の受渡し部４１ｄ（図４の左側）を介して攪拌室４１ｂ内へ移動する。そして、攪拌室４１ｂ内に移動した現像剤は、補給された現像剤と攪拌されつつ搬送され、他方の受渡し部４１ｅ（図４の右側）を介して現像室４１ａへ移動する。
【００２９】
現像容器４１の現像室４１ａには、感光ドラム１に対向した対向領域（現像領域）Ａｒ１に相当する位置に開口部４１ｈがあり、この開口部４１ｈにおいて現像スリーブ４４が感光ドラム１の方向に一部露出するように回転自在に配設されている。一方、現像スリーブ４４に内包されたマグネットローラ４４ａは、非回転に固定されている。このような現像スリーブ４４は、不図示のモータにより回転させられて、現像剤を対向領域Ａｒ１に搬送可能で、対向領域Ａｒ１において現像剤を感光ドラム１に供給する。本実施形態では、現像スリーブ４４は、非磁性材料として例えばアルミニウムやステンレスにより円筒状に形成されている。また、現像スリーブ４４は、対向領域Ａｒ１において重力方向下方から上方に向かって、即ち、図３の反時計回り方向に回転する。
【００３０】
開口部４１ｈの現像スリーブ４４の回転方向上流側には、現像スリーブ４４に担持された現像剤の量（層厚）を規制する規制部材としての現像ブレード４２が固定されている。本実施形態では、現像スリーブ４４が対向領域Ａｒ１において重力方向下方から上方に向かって回転するため、現像ブレード４２は、対向領域Ａｒ１の重力方向下方に位置する。
【００３１】
マグネットローラ４４ａは、図３に示すように、周方向に複数の磁極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｎ１、Ｎ２極の合計５極を有して、ローラ状に形成されている。このようなマグネットローラ４４ａは、現像スリーブ４４に現像剤を担持させる磁界を発生させると共に、後述する剥離領域Ａｒ２で現像スリーブ４４から現像剤を剥離させる磁界を発生させる。即ち、現像室４１ａ内の現像剤は、搬送スクリュー４３ａにより現像スリーブ４４に供給される。そして、現像スリーブ４４に供給された現像剤は、マグネットローラ４４ａの吸着用磁極Ｓ２（第２磁極）が発生する磁界により、現像スリーブ４４上に所定の量が担持され、現像剤溜まりを形成する。
【００３２】
現像スリーブ４４上の現像剤は、現像スリーブ４４が回転することによって、現像剤溜まりを通過し、規制用磁極Ｎ１にて穂立ちして、規制用磁極Ｎ１と対向する現像ブレード４２によって層厚が規制される。そして、層厚が規制された現像剤は、感光ドラム１と対向する対向領域Ａｒ１へと搬送され、現像用磁極Ｓ１にて穂立ちして磁気穂を形成する。この磁気穂が、対向領域Ａｒ１において現像スリーブ４４と同方向に回転する感光ドラム１に接触し、帯電したトナーによって静電潜像をトナー像として現像する。
【００３３】
その後、現像スリーブ４４上の現像剤は、搬送用磁極Ｎ２により、現像スリーブ４４の表面に対する現像剤の吸着を維持されつつ、現像スリーブ４４の回転により現像容器４１内へと搬送される。そして、現像スリーブ４４に担持された現像剤は、現像スリーブ４４の回転方向に順に配置された同極の剥離用磁極Ｓ３（第１磁極）と吸着用磁極Ｓ２とにより形成された剥離領域Ａｒ２で、現像スリーブ４４の表面から剥離される。尚、本実施形態で、剥離領域Ａｒ２とは、例えば、磁力の現像スリーブ４４の回転中心方向成分が０Ｎ以下の領域としている。剥離された現像剤は、現像容器４１の現像室４１ａに回収される。
【００３４】
なお、現像容器４１には、図４に示すように、現像容器４１内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサとしてのインダクタンスセンサ４５が設けられている。本実施形態では、インダクタンスセンサ４５は、攪拌室４１ｂの現像剤搬送方向下流側に設けられている。
【００３５】
［現像剤補給装置］
次に、現像剤補給装置８０について、図５を用いて説明する。現像剤補給装置８０は、補給用の現像剤を収容する収容容器８と、補給機構８１と、補給搬送部８３とを有する。収容容器８は、円筒状の容器の内壁に螺旋状の溝を掘った構成となっており、収容容器８自体が回転することで長手方向（回転軸線方向）へと現像剤の搬送力を発生させる。収容容器８の現像剤搬送方向下流端部には、補給機構８１に接続されている。補給機構８１は、収容容器８から現像剤が搬送される排出口８２から現像剤を排出するポンプ部８１ａを有する。ポンプ部８１ａは、蛇腹状に形成され、回転駆動されることで容積が変化して空気圧を発生し、収容容器８から搬送された現像剤を排出口８２から排出する。
【００３６】
排出口８２には、補給搬送部８３の上端部が接続されており、補給搬送部８３の下端部は、現像装置４の現像剤補給口４６に接続されている。即ち、補給搬送部８３は、排出口８２と現像剤補給口４６とを連通させている。したがって、ポンプ部８１ａにより排出口８２から排出された現像剤は、補給搬送部８３を通って現像装置４の現像容器４１内に補給される。
【００３７】
なお、図４に示すように、上述の現像装置４において、現像剤補給口４６は、攪拌室４１ｂの現像剤搬送方向上流端部で、且つ、現像室４１ａと攪拌室４１ｂとで形成される現像剤の循環経路の外側に備えられている。具体的には、現像剤補給口４６は、一方の受渡し部４１ｄよりも攪拌室４１ｂの現像剤搬送方向上流側に設けられている。したがって、現像剤補給口４６の近傍は、現像剤の循環経路の現像剤は殆ど存在せず、補給用の現像剤が通過するのみである。
【００３８】
このような図５に示す現像剤補給装置８０による補給は、自動トナー補給制御（以下、「ＡＴＲ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｏｎｅｒ  Ｒｅｐｌｅｎｉｓｈｅｒ）制御」という）により行われる。このＡＴＲ制御は、画像形成時の画像比率、インダクタンスセンサ４５、トナー像の濃度を検知する濃度センサ１０３（図１参照）によるパッチ画像の濃度検知結果に応じて、現像剤補給装置８０の動作を制御して、現像剤を現像装置４に補給するものである。
【００３９】
濃度センサ１０３は、図１に示すように、中間転写ベルト５１の回転方向に関し、画像形成部ＰＫの下流で、二次転写部Ｔ２の上流に、中間転写ベルト５１の表面と対向して配置されている。濃度センサ１０３を用いる制御では、例えば、画像形成ジョブの開始時や所定枚数の画像形成毎などのタイミングで、制御用のトナー像（パッチ画像）を中間転写ベルト５１上に転写し、濃度センサ１０３によりパッチ画像の濃度を検知する。そして、この検知結果に基づいて、現像剤補給装置８０による現像剤の補給制御を行う。
【００４０】
なお、現像装置４に現像剤を補給する構成は、このような構成に限らず、従来から知られている構成を用いても良い。
【００４１】
［現像剤の飛散］
ここで、現像装置から発生する現像剤の飛散について説明する。まず、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共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現像剤による汚染の低減が挙げられる。画像形成装置内部が現像剤で汚染されると、出力画像の汚れなどの画像不良が発生したり、現像装置や感光ドラムユニットなどの交換時などに清掃作業が発生したりする。また、現像剤がギアなどの各駆動系に付着した場合、駆動系に滑りなどが発生する虞がある。
【００４２】
このような画像形成装置内部の現像剤による汚染の原因の一つとして、現像剤が現像装置内から飛散してしまうことが挙げられる。例えば、二成分現像剤の場合、通常、現像装置内部では、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気流とともに排出されてしまう現像剤の飛散が発生する虞がある。
【００４３】
このような現像剤の飛散について、図６を用いて説明する。なお、図６の矢印は気流の流れを、梨地部分は現像剤ｄを示す。現像容器４１は、現像スリーブ４４の上方を覆う上壁４１ｋを備える。そして、上壁４１ｋと現像スリーブ４４とで構成される現像容器４１内部と外部を連通する連通口４７には、現像スリーブ４４の回転により空気が現像容器４１内に流入する空気の流路が形成される。この流路は、感光ドラム１と対向した位置で開口しており、現像容器４１内からの現像剤の飛散は、主としてこの流路から発生する。これは、この流路と反対側（図６の下側）は、現像ブレード４２が現像スリーブ４４と近接して対向しているためである。即ち、この位置では、現像スリーブ４４に担持された現像剤が現像ブレード４２に層厚が規制されている状態であり、現像スリーブ４４と現像ブレード４２との隙間からは空気が流出しにくいためである。
【００４４】
ここで、現像剤の飛散とは、現像剤の攪拌・搬送や現像剤の補給によって現像容器４１内に生じる遊離トナーなどの現像剤が流路の開口を通って、現像容器４１の外部に排出され、現像容器４１内に回収しきれないもののことをさす。
【００４５】
まず、トナー遊離について説明する。現像容器４１に収容されているトナー及びキャリアは、攪拌室４１ｂ及び現像室４１ａにおいて摩擦帯電され、摩擦帯電により生じる静電付着力及び表面性などにより生じる非静電付着力によって、互いに付着している。このキャリアに付着しているトナーに対し衝撃やせん断力を加えられると、トナーがキャリアから引き剥がされ現像容器４１内で遊離する。この時の衝撃やせん断力として、現像スリーブ４４による現像剤搬送の際の現像剤挙動がある。
【００４６】
現像剤は、現像スリーブ４４上で、内部の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。この磁気穂は、現像スリーブ４４の回転により、磁極直前に回転方向前方に立ち上がり、磁極上を通過すると回転方向前方に倒れる。このとき、磁気穂の回転方向は現像スリーブ４４の回転方向と同一方向である。この磁気穂が倒れるときの衝撃や遠心力あるいは慣性力によって、トナーがキャリアから引き剥がされることがトナー遊離の原因となっている。
【００４７】
現像スリーブ４４による現像剤搬送の際にトナー遊離への寄与の大きい磁極は、吸着用磁極Ｓ２との間で反発磁界を生成する剥離用磁極Ｓ３である。この剥離用磁極Ｓ３では、現像剤を現像スリーブ４４から剥離するため、磁極によって現像スリーブ４４の回転方向と逆方向の磁気力を加え、搬送される現像剤の速度を落とし、現像剤を滞留させる。そして、現像スリーブ４４の外周面のうち、剥離用磁極Ｓ３の磁界の大きさの現像スリーブ４４の法線方向成分が極大（接線方向成分が極小）となる点を中心とした現像剤滞留部（現像剤溜り）αが形成される。このとき、現像スリーブ４４の表面を搬送される現像剤流量は保存されるため、磁気穂の長さが長くなる。磁気穂が長くなると、磁気穂が倒れるときの衝撃や遠心力あるいは慣性力が大きくなり、トナー遊離量が増加する傾向がある。なお、磁気穂が倒れるときの衝撃は、現像用磁極Ｓ１や搬送用磁極Ｎ２でも発生するため、剥離用磁極Ｓ３よりは少ないものの現像用磁極Ｓ１や搬送用磁極Ｎ２でもトナー遊離は発生する。
【００４８】
また、現像剤補給装置８０からの現像剤補給口４６に現像剤が補給される際に、十分に攪拌される前に舞い上がった現像剤も、現像容器４１内で遊離トナーの要因となっている。現像剤補給口４６に供給されたトナーは、既に攪拌室４１ｂ内にある現像剤と攪拌されつつ搬送される。このとき、補給現像剤と既にある現像剤の混合領域では、一時的にトナーと現像剤の混合比が高くなる。トナーと現像剤の混合比が高い場合、トナーの帯電量が低下し、トナーとキャリア間の静電付着力が低下する。現像剤と混合しきれなかったトナーはそのまま、若しくは、搬送スクリュー４３ａ、４３ｂによる現像剤の攪拌・搬送時の衝撃で遊離され、遊離トナーが現像容器４１内で舞い上がる。
【００４９】
更に、ポンプ部８１ａによって発生する空気圧で排出される現像剤補給装置８０を用いた場合、その空気圧が補給搬送部８３を通じて伝搬し、現像剤補給口４６から現像容器４１に空気の流入を生じる場合がある。このとき流入した気流は、現像剤補給口４６近傍のトナーと現像剤の混合比が高い部分での遊離トナーを現像容器４１内に巻き上げる。また、この現像容器４１への空気圧伝搬は、現像剤補給口４６から攪拌室４１ｂにかけて非定常な気圧の上昇を生じさせる。この気圧の上昇は、後述するように、遊離トナーを現像容器４１の外部に流出させる要因になる。特に、このような現像剤補給による流入空気は、現像容器４１の長手方向（現像スリーブ４４の回転方向と交差する方向、回転軸線方向）Ｘに関し、現像剤補給口４６を含む側の端部における現像剤の飛散の原因の一つとなる。
【００５０】
次に、現像装置４の内部及び近傍の気流について説明する。現像装置４の近傍において気流を生成するのは、現像スリーブ４４及び感光ドラム１である。ここでは、それぞれ説明する。まず、現像スリーブ４４の回転及び磁極上の磁気穂の挙動により、現像スリーブ４４の回転方向と略同方向に気流が生成される。この現像スリーブ４４の回転方向と略同方向に生成される気流は、現像容器４１の連通口４７を介して現像容器４１の内部に空気を取り込む。また、現像容器４１には、現像剤の補給によっても空気が流入する。
【００５１】
現像容器４１を略閉空間と仮定すると、空気は流体であるため連続の方程式を適用できる。空気の流速をｖ、密度をρとすると、次の数式（１）が成り立つ。
【００５２】
【数１】
2019109360.tif 000003
更に、定常状態を考えると、内圧が大気圧より高い状態で一定で安定するため、現像容器４１内の各領域において密度ρは時間変化がないとみなせ、数式（１）は次の数式（２）のように記述できる。
【００５３】
【数２】
2019109360.tif 000004
この数式（２）から、空気の流量ρｖは保存される。現像装置４の近傍の長手方向Ｘの断面では流量ρｖの収支は０となり、現像スリーブ４４と補給によって流入する空気流量と同一の量を、現像装置４の外部に排出することになる。ここで、現像容器４１の上壁４１ｋと現像スリーブ４４とで構成される連通口４７を通して現像スリーブ４４の回転に伴い現像容器４１内に流入する空気流量を、Ｉａ（スリーブ流入）とする。また、現像容器４１の連通口４７から排出される空気は、この連通口４７から取り込まれる流れに対向するように上壁４１ｋ側を通る。このように排出される空気流量を、Ｉｂ（スリーブ排出）とする。更に、現像装置４への補給に伴って流入する空気流量をＩｄ（補給流入）とすると、次の数式（３）の関係が成り立つ。
【００５４】
Ｉａ（スリーブ流入）＋Ｉｄ（補給流入）＝Ｉｂ（スリーブ排出）・・・（３）
現像スリーブ４４によって取り込まれ、現像スリーブ４４に沿って流れる気流は、現像容器４１内で折り返して排出される。この際、剥離用磁極Ｓ３の現像剤滞留部αで、現像スリーブ４４から剥離した現像剤を含んで、気流が折り返されると、その気流は、現像容器４１内で発生した遊離トナーなどの現像剤を多く含んで排出方向に向かうことになる。
【００５５】
このＩｂ（スリーブ排出）に含有した遊離トナーが現像容器４１の外部へ排出される工程としては、以下の３つが挙げられる。第１の工程は、連通口４７より現像装置４の外部に排出されたＩｂ（スリーブ排出）が上壁４１ｋと感光ドラム１との間隙より直接排出されるものである。第２の工程は、Ｉｂ（スリーブ排出）が感光ドラム１の近傍で混合され、感光ドラム１が生成する気流に乗って排出されるものである。第３の工程は、Ｉｂ（スリーブ排出）に含有される遊離トナーが慣性力で感光ドラム１が生成する気流に移ることで現像容器４１の外部に排出されるものである。飛散トナーは、上述した３つの工程のうちの少なくとも１つ以上の要因により現像容器４１の外部に排出されて、現像装置４の周囲を汚染してしまう虞がある。
【００５６】
［現像装置の長手方向における気流］
次に、図７及び図８を用いて、現像装置４の近傍の長手方向Ｘにおける気流について説明する。図７の矢印は、現像装置４内における気流の流れを示している。上述のように現像容器４１の内圧が上昇した状態で気流収支の均衡が保たれる。この気流収支の均衡において、現像容器４１内の上壁４１ｋ側を通って排出される空気流量Ｉｂに対して、反発磁界を生成する剥離用磁極Ｓ３の近傍で滞留している現像剤（図６の現像剤滞留部α）が気流の流路を制限し圧力損失を生じている。
【００５７】
この剥離用磁極Ｓ３の近傍の現像剤滞留部αの現像剤量は、現像容器４１の長手方向Ｘの位置によって異なる。図７のＬ１で示す位置である現像容器４１の長手方向Ｘの中央部においては、剥離用磁極Ｓ３の近傍の現像剤滞留部αの現像剤量が多い。観察用に用いた現像装置（後述する検証実験に用いたものと同様のもの）では、現像剤滞留部αと現像容器４１との距離が約２ｍｍとなっていた。一方、図７のＬ２、Ｌ３で示す位置である現像容器４１の長手方向Ｘの両端部における剥離用磁極Ｓ３近傍の現像剤滞留部αの現像剤量は、長手方向Ｘの中央部に比べて少ない。そのため、現像剤滞留部αと現像容器４１との距離が約３ｍｍとなっていた。
【００５８】
なお、現像剤滞留部αと現像容器４１の距離とは、次のように形成された現像剤滞留部αの先端と、この先端と対向する現像容器４１の壁部４１ｆとの最短距離である。壁部４１ｆは、現像スリーブ４４の感光ドラム１と反対側で、且つ、隔壁４１ｃ及び現像室４１ａの上方に配置され、上端部が上壁４１ｋと連続する壁である。現像剤滞留部αと現像容器４１の距離を測る際には、後述する検証実験と同様に、現像装置４を通常使用される角度（例えば、水平）で設置した状態で所定時間（例えば、Ａ４用紙１枚以上）駆動して停止する。このとき、現像スリーブ４４の周面に担持されている現像剤のうち、剥離用磁極Ｓ３近傍に、図６に示すように、現像剤滞留部αが現像スリーブ４４に担持された状態で形成される。現像スリーブ４４と現像容器４１との距離は既知であるため、現像剤滞留部αの高さを計測することで、現像剤滞留部αと現像容器４１との距離を測ることができる。
【００５９】
一般的には、図８に示すように、マグネットローラ４４ａの隣り合う同極の磁極（ここでは、剥離用磁極Ｓ３と吸着用磁極Ｓ２）の磁力線は交叉しないように伸びることが知られている。内部にマグネットローラ４４ａが配置される現像スリーブ４４の長手方向Ｘの中央部においては、磁界が長手方向Ｘに均一であるので、剥離用磁極Ｓ３からの磁力線はマグネットローラ４４ａの中心線に直交する断面内に留まる。
【００６０】
しかし、現像スリーブ４４の長手方向Ｘの両端部においては、マグネットローラ４４ａの端面の外側には磁極が存在しないため、剥離用磁極Ｓ３からの磁力線はマグネットローラ４４ａの中心線に直交する断面内に留まらない。そして、剥離用磁極Ｓ３からの磁力線は、３次元的に現像スリーブ４４の端部方向に向けて伸びる。このため、剥離用磁極Ｓ３近傍の現像剤滞留部αの磁気穂は、磁力線の影響で現像スリーブ４４の端部方向に流れる。
【００６１】
この結果、現像スリーブ４４の長手方向Ｘの両端部における剥離用磁極Ｓ３の近傍の現像剤滞留部αの現像剤量が、長手方向Ｘの中央部における剥離用磁極Ｓ３の近傍の現像剤滞留部αの現像剤量より相対的に少なくなる。その結果、図８の白抜き矢印で示すように、長手端部における現像スリーブ４４の断面方向の流路は中央部に比べて広くなる。現像剤滞留部αの現像剤量が少ない長手方向Ｘの両端部の領域は、現像スリーブ４４が現像剤を担持可能なコート領域（担持領域）Ａｒ３（図９参照）の両端から、それぞれ長くてもコート領域Ａｒ３の長さの１５％以下（例えば、５０ｍｍ以下）の領域である。なお、コート領域Ａｒ３は、現像スリーブ４４の表面上に現像剤が担持される領域であり、例えば、現像スリーブ４４の両端部に現像剤の担持領域を規制する規制板（例えば磁性板）がある場合には、この規制板の位置がコート領域Ａｒ３の両端となる。また、本実施形態では、コート領域Ａｒ３の長手方向Ｘの長さは、例えば、３３０ｍｍとしている。
【００６２】
このように現像剤滞留部αの現像剤量が長手方向Ｘの両端部で中央部よりも少ないと、図７に矢印で示すように、長手方向Ｘの両端部における現像スリーブ４４の長手方向Ｘに直交する断面の流路は中央部に比べて広くなる。したがって、長手方向Ｘの中央部では相対的に現像容器４１の内圧の上昇に対して気流を排出しづらく、長手方向Ｘの両端部では気流を排出しやすい。そして、現像容器４１内の現像スリーブ４４の回転方向に関して剥離用磁極Ｓ３よりも下流の空間、即ち剥離領域Ａｒ２あるいはその近傍において、長手方向Ｘの中央部から両端部に向かう横流れの気流が発生する。この結果、現像容器４１の連通口４７（図６参照）から排出される気流は、現像容器４１の長手方向Ｘの両端部の方が中央部よりも大きくなり、長手方向Ｘの両端部におけるトナー飛散が増加する。
【００６３】
［現像容器の突出部の構成］
そこで、本実施形態では、現像容器４１の内部における長手方向Ｘの中央部から両端部に向かう横流れの気流が発生する流通空間（隙間）４１ｓの途中を塞いで、横流れの気流を堰き止めるようにしている。この点について、図９及び図１０を用いて説明する。
【００６４】
上述のように、現像装置４の長手方向Ｘの両端部では、剥離用磁極Ｓ３近傍の現像剤滞留部αの現像剤量が中央部よりも少なく、圧力損失が小さいため、排出気流が大きくなり、長手方向Ｘの中央部から両端部に向かう横流れの気流が発生する。そこで、本実施形態では、横流れの気流が発生する流通空間４１ｓの途中を塞ぐことで、長手方向Ｘの中央部からの横流れの気流が長手方向Ｘの両端部まで達しないようにして、長手方向Ｘの両端部から飛散するトナーの量を低減するようにしている。即ち、現像容器４１の一対の端部領域Ａｒ４同士（端部領域同士）の間の領域である中間領域Ａｒ５に複数の突出部４８を設けることにより、少なくとも流通空間４１ｓの一部を塞ぐようにしている。
【００６５】
具体的には、現像スリーブ４４の表面のうち、剥離領域Ａｒ２の少なくとも一部を含む領域で、且つ、コート領域Ａｒ３において、長手方向Ｘに関して一対の端部領域Ａｒ４を設けている。一対の端部領域Ａｒ４は、コート領域Ａｒ３の両端から、それぞれコート領域Ａｒ３の長さの３％（例えば、１０ｍｍ）の長さを有して設けられている。そして、現像スリーブ４４の長手方向Ｘに関し、一対の端部領域Ａｒ４同士の間の領域である中間領域Ａｒ５に、少なくとも流通空間４１ｓの一部を塞ぐように、突出部（塞ぎ部）４８が複数設けられている。突出部４８が中間領域Ａｒ５に設けられていることにより、中間領域Ａｒ５から端部領域Ａｒ４への横流れの気流を抑えながらも、端部領域Ａｒ４における排出気流を確保することができる。
【００６６】
本実施形態では、突出部４８は中間領域Ａｒ５の両端部の近傍に１つずつ設けられている。即ち、突出部４８は、長手方向Ｘに関し、中間領域Ａｒ５の中央を境界として両側に１つずつ設けられている。このため、長手方向Ｘの中央部から両方の端部領域Ａｒ４に対する横流れの気流を抑えることができ、トナー飛散を効果的に抑えることができる。
【００６７】
突出部４８は、隔壁４１ｃから現像スリーブ４４に向けて突出し、現像スリーブ４４の長手方向Ｘを厚さ方向とし、現像容器４１の縦方向を長手方向として設けられた平板形状である。突出部４８は、現像スリーブ４４に対向する平面状の対向面４８ａを有し、現像スリーブ４４の剥離用磁極Ｓ３と吸着用磁極Ｓ２との間の剥離領域Ａｒ２の少なくとも一部に対向した流通空間４１ｓを塞ぐように配置されている。尚、本実施形態では、突出部４８は、例えば、現像容器４１とは別部材からなり、上壁４１ｋに固着されて設けられている。突出部４８は平板形状であるので、現像容器４１への組付けを容易に行うことができる。但し、突出部４８は上壁４１ｋに固着されていることには限られず、例えば、隔壁４１ｃに固着されていたり、あるいは上壁４１ｋ又は隔壁４１ｃと一体形成されていてもよい。
【００６８】
ここで、本実施形態では、突出部４８は平板形状で、剥離領域Ａｒ２の少なくとも一部に対向した流通空間４１ｓを塞ぐように配置されている。上述したように、現像剤溜まりαは剥離用磁極Ｓ３の近傍に形成されるが（図８（ａ）参照）、剥離用磁極Ｓ３よりも下流の空間である剥離領域Ａｒ２あるいはその近傍において、長手方向Ｘの中央部から両端部に向かう横流れの気流が発生する。このため、突出部４８は、特に剥離領域Ａｒ２の少なくとも一部に対向した流通空間４１ｓを塞ぐことで、長手方向Ｘの中央部から両端部に向かう横流れの気流を効果的に抑えるようにしている。
【００６９】
突出部４８の下端部は、吸着用磁極Ｓ２の磁界の大きさの現像スリーブ４４の法線方向成分が極大となる点（磁力最大点）よりも低い位置に位置するように設けられている。これにより、突出部４８は剥離領域Ａｒ２の少なくとも一部に対向した流通空間４１ｓを十分に塞ぐことができる。また、突出部４８の下端部は、搬送スクリュー４３ａの最上部より高い位置に位置するように設けられている。これにより、突出部４８が現像室４１ａにおける現像剤の搬送を妨げてしまうことを防止できる。
【００７０】
次に、突出部４８を形成する長手方向Ｘの位置について説明する。現像スリーブ４４の長手方向Ｘにおいては、上述したように、横流れの気流が発生し、現像スリーブ４４の長手方向Ｘの両端部における剥離用磁極Ｓ３近傍の現像剤滞留部αの現像剤量が少ない領域から内圧が抜ける傾向がある。これは、上述した通り、現像スリーブ４４の長手方向Ｘの両端部では、磁力線が端部方向に流れ込み、現像剤の剥離方向が磁力線に引っ張られて端部側に流れるためである。そこで、現像スリーブ４４の長手方向Ｘの両端部に対して長手方向Ｘの中央部から横流れに気流が入り込まないように、突出部４８を設ける位置は、現像スリーブ４４の長手方向Ｘの両端部よりも中央部側に設けることが好ましい。即ち、突出部４８を設ける位置は、剥離領域Ａｒ２において剥離された現像剤の落下方向が端部側に流れている領域に対応する領域よりも長手方向Ｘの中央部側とすることが好ましい。
【００７１】
ここで、現像スリーブ４４から剥離された現像剤の落下方向が端部側に流れている領域とは、以下の通りである。まず、現像剤が剥離して落下する面に対して、剥離領域（磁力の現像スリーブ４４回転中心方向成分が０Ｎ以下の領域）Ａｒ２を投影した範囲の現像剤挙動を観察する。このとき、剥離した現像剤の移動速度の方向成分を重力方向とそれに垂直な長手方向Ｘとに分けた場合、長手方向１ｍｍ当たりの平均速度が重力方向成分に対し、長手方向Ｘの端部に向かう長手端部方向に３％以上の割合を持つ領域を指す。即ち、剥離領域Ａｒ２において剥離した現像剤が長手方向Ｘに１ｍｍ移動する所定時間（例えば、５〜１０秒）における平均速度を、重力方向成分と、長手方向Ｘに関して現像スリーブ４４の端部方向に向かう長手端部方向成分とに分ける。この場合に、一対の端部領域Ａｒ４は、長手端部方向成分が重力方向成分に対して３％以上の割合を有する領域である。また、公差などを含み十分な効果を発揮するには、この範囲から長手方向内側に５ｍｍ以上の領域を近接させることが好ましい。このために本実施形態では、一対の端部領域Ａｒ４は、現像スリーブ４４の長手方向Ｘに関し、コート領域Ａｒ３の両端からそれぞれコート領域Ａｒ３の長さの３％（例えば、１０ｍｍ）の長さを有する領域としている。
【００７２】
突出部４８は、端部領域Ａｒ４同士の間の領域である中間領域Ａｒ５に設けられている。このため、突出部４８は、長手方向Ｘに関し、コート領域Ａｒ３の両端から中央側に向かってそれぞれコート領域Ａｒ３の長さの３％以上（例えば、１０ｍｍ以上）の長さを有する領域に設けられている。
【００７３】
一方、長手方向Ｘにおいて一対の突出部４８を設ける領域が中央側に寄りすぎる場合は、一対の突出部４８よりも長手方向Ｘの端部側で中央側から端部側に横流れの気流が発生してしまい、上述のような対策を行っても端部からトナーが飛散する可能性がある。このため、突出部４８は、長手方向Ｘに関し、コート領域Ａｒ３の両端から中央側に向かってそれぞれコート領域Ａｒ３の長さの１５％以下（例えば、５０ｍｍ以下）の長さを有する領域に設けられている。このように、突出部４８を設ける位置としては、コート領域Ａｒ３の両端から中央側に向かってそれぞれコート領域Ａｒ３の長さの３％以上（例えば、１０ｍｍ以上）、１５％以下（例えば、５０ｍｍ以下）であることが好ましい。また、より好ましくは、突出部４８を設ける位置としては、コート領域Ａｒ３の両端から中央側に向かってそれぞれコート領域Ａｒ３の長さの４．５％以上（例えば、１５ｍｍ以上）、１０％以下（例えば、３３ｍｍ以下）である。更に、より好ましくは、突出部４８を設ける位置としては、コート領域Ａｒ３の両端から中央側に向かってそれぞれコート領域Ａｒ３の長さの６％（例えば、２０ｍｍ）程度である。本実施形態では、突出部４８は、突出部４８の長手方向Ｘの外側の側面とコート領域Ａｒ３の端部との距離がコート領域Ａｒ３の長さの６％（例えば、２０ｍｍ）になるように設けられている。これにより、長手方向Ｘの両端部への気流の集中がなくなり、両端部からの排出気流の増加を抑制し、飛散トナー量を低減できる。
【００７４】
突出部４８は、現像スリーブ４４が担持する現像剤、特に剥離用磁極Ｓ３の現像剤溜まりαと接触する。このため、突出部４８の長手方向Ｘの幅が大きすぎる場合は、現像剤溜まりαとの接触部で詰まりを発生し、現像剤の劣化促進や離間不良による欠陥画像が発生してしまう虞がある。このため、突出部４８の長手方向Ｘの幅は、小さい方が好ましく、約１０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましい。本実施形態では、突出部４８の長手方向Ｘの幅は、３ｍｍとしている。尚、突出部４８の対向面４８ａと現像スリーブ４４との最近接距離は、流通空間４１ｓを塞ぐ観点からは小さい方が好ましく、本実施形態では１ｍｍとしている。
【００７５】
上述のように本実施形態では、中間領域Ａｒ５の両端部の近傍にそれぞれ突出部４８を設けている。このため、現像装置４の長手方向Ｘの横流れ気流の発生を抑えることができ、長手方向Ｘの両端部からの現像剤の飛散を抑制できる。
【００７６】
［検証実験］
次に、上述の実施形態の効果を確認するために行った検証実験について説明する。検証では、上述の第１の実施形態の構成の現像装置４を用いて、現像装置４の駆動時の現像容器４１の開口部近傍からのトナー飛散量の測定を実施した。現像装置４の条件は、以下の通りである。
【００７７】
現像スリーブ４４の長手方向Ｘについて、現像容器４１を外し、現像スリーブ４４から剥離した現像剤を撮影し、ＰＩＶ（粒子追跡法）を用いて速度成分を導出した。その結果、コート領域Ａｒ３の両端より約４ｍｍの部分で長手方向１ｍｍ当たりの現像剤の平均速度が、重力方向成分に対し長手端部方向成分が３％以上の割合を持っていた。このため、コート領域Ａｒ３の両端からそれぞれ１０ｍｍの領域を端部領域Ａｒ４とした。
【００７８】
次に、今回の検証実験で採用したトナー飛散量の計測方法の概略について述べる。現像装置４の飛散トナーは、上壁４１ｋのドラム対向領域と感光ドラム１との間である気流を通過し外部へ飛散する。そこで、現像スリーブ４４や感光ドラム１と垂直になるように気流の略中央に対してラインレーザーを照射した。ラインレーザーとは、一定の線幅を持つライン状に照射され扇形の２次元平面の光路を形成するレーザーであり、通常ドットレーザーをシリンドリカルレンズによって一定方向に散乱させることによって作成する。ラインレーザーの光路上を飛翔している飛散トナーは、レーザー光を散乱させる。そのためラインレーザーの照射方向と略垂直な方向からハイスピードカメラなどで観察することにより、レーザーを照射した範囲に存在する飛散トナーの個数や軌跡を計測することが可能である。
【００７９】
ラインレーザーは、光源として日本レーザー社製のＹＡＧレーザーを使用し、シリンドリカルレンズをライン幅が０．５ｍｍとなるように調整し照射した。観察は、フォトロン社製のハイスピードカメラＳＡ−３を使用し、ラインレーザー上の飛散トナーが観察できるようにハイスピードカメラの設定値（フレームレートや露光時間）や光学系（レンズなど）を選定した。
【００８０】
以上の方法で、現像装置４からの飛散トナー数を測定し、ライン幅と観察時間からＡ４用紙１枚当たりに相当する飛散トナー数に換算した。
【００８１】
検証実験において、現像装置４は、Ｃａｎｏｎ製ｉｍａｇｅＲＵＮＮＥＲ  ＡＤＶＡＮＣＥ  Ｃ３５３０の現像装置を改装し、第１の実施形態の構成（実施例１）とし、第１の実施形態のような突出部４８がない構成を比較例とした。トナーは、ポリエステルを母体とした中心粒径６．６μｍのものに外添剤としてシリカや酸化チタンを加え流動性や帯電量を調整したものを使用した。キャリアは、フェライトをアクリル樹脂でコートした中心粒径３５μｍのものを使用した。トナー濃度は、現像剤の総量に対してトナー重量が１０％となるように調整した。
【００８２】
現像装置４と感光ドラム１をｉｍａｇｅＲＵＮＮＥＲ  ＡＤＶＡＮＣＥ  Ｃ３５３０本体と同様な位置関係で保持・駆動できる切り出し実験機を製作し、感光ドラムを線速度２６４ｍｍ／ｓで駆動した。室温２３度、湿度５０％の環境のもと、画像濃度４０％で１００枚出力した後、上述の条件で検証実験を行った。
【００８３】
図１１に検証実験の結果を示す。図１１の横軸は現像スリーブ４４のコート領域の長手方向位置で、縦軸がＡ４用紙１枚当たりに相当する飛散トナー数である。図１１から明らかなように、比較例では、長手方向中央部に比べて両端部における飛散トナー数が極端に多かった。実施例１の構成では、長手方向両端部（片端部、他端部）での飛散トナー数が比較例に比べて減少し、中央部では微増した。以上より、実施例１の構成は、比較例の構成と比較して、汚れの主要因である長手方向両端部からのトナー飛散を抑制できることがわかった。
【００８４】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１２を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、突出部４８の形状は、平面視において、長手方向Ｘの幅が現像スリーブ４４との距離に関わらず一定な平板形状であった。これに対して第２の実施形態では、突出部４８の形状は、平面視において、長手方向Ｘの幅が現像スリーブ４４に近いほど細くなる略三角形状である点で、第１の実施形態と構成を異にしている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、同じ構成については同じ符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００８５】
本実施形態では、突出部４８の設置位置は、第１の実施形態と同様にしている。突出部４８は、隔壁４１ｃから現像スリーブ４４に向けて突出し、現像スリーブ４４の長手方向Ｘを厚さ方向とし、現像容器４１の縦方向を長手方向として設けられた略三角柱形状である。突出部４８は、平面視において、長手方向Ｘの幅が隔壁４１ｃ側で約３ｍｍであり、現像スリーブ４４側に向けて細くなり、現像スリーブ４４側の先端部には角部が形成されている。
【００８６】
本実施形態によっても、中間領域Ａｒ５の両端部の近傍にそれぞれ突出部４８を設けている。このため、現像装置４の長手方向Ｘの横流れ気流の発生を抑えることができ、長手方向Ｘの両端部からの現像剤の飛散を抑制できる。また、本実施形態によれば、突出部４８の現像スリーブ４４側が細くなっているので、現像スリーブ４４との間における現像剤の劣化促進や離間不良による欠陥画像の発生を抑えることができる。本実施形態についても、上述した検証実験を行った結果、実施例１と同等のトナー飛散の抑制効果を確認できた。
【００８７】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図１３を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、突出部４８の対向面４８ａは、現像スリーブ４４に対向する平面状であった。これに対して第３の実施形態では、突出部４８の対向面４８ａは、現像スリーブ４４に周方向に沿って湾曲した曲面状としている点で、第１の実施形態と構成を異にしている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、同じ構成については同じ符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００８８】
本実施形態では、突出部４８の設置位置及び突出部４８の長手方向Ｘの幅は、第１の実施形態と同様にしている。突出部４８の対向面４８ａは、現像スリーブの円弧に沿って１ｍｍの間隔を保った形状になっている。これにより、第１及び第２の実施形態に比べて、剥離領域Ａｒ２の少なくとも一部に対向した流通空間４１ｓをより大きく塞ぐことができ、横流れの気流の発生をより効果的に抑制することができる。
【００８９】
突出部４８と現像スリーブ４４との間隔は、小さい方が横流れの気流の発生の抑制効果は大きい。しかしながら、突出部４８は、現像スリーブ４４が担持する現像剤、特に剥離用磁極Ｓ３の現像剤溜まりαと接触する。このため、突出部４８と現像スリーブ４４との間隔が小さすぎる場合は、現像剤溜まりαとの接触部で詰まりを発生し、現像剤の劣化促進や離間不良による欠陥画像が発生してしまう虞がある。このため、突出部４８と現像スリーブ４４との間隔は、５ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上が好ましい。本実施形態では、現像剤搬送に影響しない最適な構成として１ｍｍを採用している。
【００９０】
本実施形態によっても、中間領域Ａｒ５の両端部の近傍にそれぞれ突出部４８を設けている。このため、現像装置４の長手方向Ｘの横流れ気流の発生を抑えることができ、長手方向Ｘの両端部からの現像剤の飛散を抑制できる。また、本実施形態によれば、突出部４８の対向面４８ａは現像スリーブ４４に周方向に沿って湾曲した曲面状であるので、流通空間４１ｓをより大きく塞ぐことができ、横流れの気流の発生をより効果的に抑制することができる。
【００９１】
なお、本実施形態の構成（実施例２）についても、上述の実施例１と同様に検証実験を行った。検証実験の条件は、上述した場合と同じである。この検証実験の結果を、図１４に示す。実施例２を実施例１と比較した場合、実施例２の方がコート領域Ａｒ３の端部の飛散トナー数がより少なくなり、コート領域Ａｒ３の端部の飛散抑止により適した構成であることが分かった。以上より、実施例２の構成も実施例１の構成と同様に、比較例の構成と比較して、汚れの主要因である長手方向両端部からのトナー飛散を抑止できることがわかった。
【００９２】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態について、図１５を用いて説明する。上述の第１〜第３の実施形態では、突出部４８は、長手方向Ｘに関し、中間領域Ａｒ５の中央を境界として両側に１つずつ設けられていた。これに対して第４の実施形態では、突出部４８は、長手方向Ｘに関し、中間領域Ａｒ５の中央を境界として両側に複数個ずつ設けられている点で、第１〜第３の実施形態と構成を異にしている。その他の構成及び作用は、上述の第１〜第３の実施形態と同様であるため、同じ構成については同じ符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９３】
第１の実施形態では、剥離用磁極Ｓ３の現像剤溜まり量が長手方向Ｘの両端部で少なくなる境界に突出部４８を１つずつ設置することで横流れ気流を抑制している。しかし、画像形成装置１００の全体の稼働により発生する気流や搬送スクリュー４３ａ、４３ｂの回転駆動によって生じる気流によって、突出部４８に気流が集中してトナー飛散を起こしてしまう虞がある。
【００９４】
そこで、第２の実施形態では、図１５に示すように、中央部から両端部に掛けて一定間隔で突出部４８を複数設けている。具体的には、第３の実施形態と同等の形状及び寸法を有する突出部４８を、長手方向Ｘに３０ｍｍ間隔で１０個備えている。この実施形態では、突出部４８によって区切られた各領域内で流入した気流と同じ量が排出され、長手方向Ｘの一部からの局所的な気流排出を抑制する。なお、突出部４８の数や間隔は、上述したものには限られない。また、突出部４８の設定間隔は等間隔でなくてもよい。
【００９５】
本実施形態によっても、中間領域Ａｒ５の両端部の近傍を含んで長手方向Ｘに等間隔に突出部４８を設けている。このため、現像装置４の長手方向Ｘの横流れ気流の発生を抑えることができ、長手方向Ｘの両端部からの現像剤の飛散を抑制できる。また、本実施形態によれば、突出部４８は、中間領域Ａｒ５の中央を境界として両側に複数個ずつ設けられているので、両端部の近傍に設けた突出部４８に気流が集中してしまうことはなく、トナー飛散をより効果的に抑制することができる。
【００９６】
なお、本実施形態の構成（実施例３）についても、上述の実施例１，２と同様に検証実験を行った。検証実験の条件は、上述した場合と同じである。この検証実験の結果を、図１６に示す。実施例３を実施例２と比較した場合、実施例３の方がコート領域Ａｒ３の端部の飛散トナー数がより少なくなり、コート領域Ａｒ３の端部の飛散抑止により適した構成であることが分かった。特に、実施例３の方が、長手方向Ｘの全域における飛散量が均一になり、局所的に大きいトナー飛散抑止に効果的であった。以上より、実施例３の構成も実施例１，２の構成と同様に、比較例の構成と比較して、汚れの主要因である長手方向両端部からのトナー飛散を抑止できることがわかった。
【００９７】
＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、画像形成装置としてプリンタを用いた場合について説明したが、本発明は、プリンタ以外に、複写機、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置にも適用可能である。
【００９８】
また、上述の各実施形態では、現像装置として、現像室から現像スリーブに現像剤を供給し、現像スリーブから剥離された現像剤を現像室で回収する構成について説明した。但し、本発明は、現像スリーブに現像剤を供給する現像室と、現像スリーブから現像剤を回収する回収室とを分けた、所謂、機能分離型の構成にも適用可能である。
【符号の説明】
【００９９】
４…現像装置、４１…現像容器、４１ｃ…隔壁（壁部）、４１ｓ…流通空間（隙間）、４４…現像スリーブ（現像剤担持体）、４４ａ…マグネットローラ（磁界発生手段）、４８…突出部（塞ぎ部）、４８ａ…対向面、Ａｒ２…剥離領域、Ａｒ３…コート領域（担持領域）、Ａｒ４…端部領域、Ａｒ５…中間領域、ｄ…現像剤（二成分現像剤）、Ｓ２…吸着用磁極（第２磁極）、Ｓ３…剥離用磁極（第１磁極）、Ｘ…長手方向。
【図１】
2019109360.tif 000005
【図２】
2019109360.tif 000006
【図３】
2019109360.tif 000007
【図４】
2019109360.tif 000008
【図５】
2019109360.tif 000009
【図６】
2019109360.tif 000010
【図７】
2019109360.tif 000011
【図８】
2019109360.tif 000012
【図９】
2019109360.tif 000013
【図１０】
2019109360.tif 000014
【図１１】
2019109360.tif 000015
【図１２】
2019109360.tif 000016
【図１３】
2019109360.tif 000017
【図１４】
2019109360.tif 000018
【図１５】
2019109360.tif 000019
【図１６】
2019109360.tif 000020