(57)【要約】【課題】現像装置と画像形成装置の大型化の防止と、材料コストの低減化とを図りつつ、トナーの粉煙による機内の汚染を確実に防止する。【解決手段】現像装置３４に、静電潜像担持体１２にトナーを供給する第１の搬送部材４８と、第１の搬送部材４８にトナーを供給する第２の搬送部材５４と、第１の搬送部材４８と第２の搬送部材５４とを収容するハウジング４２とを設け、ハウジング４２に、第１の領域９６または第２の領域８８において発生するトナーの粉煙を回収するための粉煙回収部２２０を設け、粉煙回収部２２０に、第１の領域９６近傍の空間または第２の領域８８近傍の空間のうち少なくとも一方の空間と粉煙回収部２２０の内部空間とを連通させる気流導入用の開口部２０２と、トナーの通過を防止するためのフィルタ２０６で塞がれ、且つ、ベルト状部材２３０近傍の空間と粉煙回収部２２０の内部空間とを連通させる気流排出用の開口部２０４とを設ける。【選択図】図１２
2008225274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成動作の際に所定の移動方向に移動するベルト状部材と、該ベルト状部材の表面に接触可能に配置された静電潜像担持体とを備えた画像形成装置に搭載され、上記ベルト状部材の近傍で、且つ、上記ベルト状部材の上記移動方向において上記静電潜像担持体よりも上流側の位置に配置される現像装置であって、
第１の領域を介して上記静電潜像担持体に対向し、該静電潜像担持体にトナーを供給する、所定の回転方向に回転可能な第１の搬送部材と、
第２の領域を介して上記第１の搬送部材に対向し、該第１の搬送部材にトナーを供給する第２の搬送部材と、
上記第１の搬送部材と上記第２の搬送部材とを収容するハウジングとを備え、
該ハウジングは、上記第１の領域または上記第２の領域において発生するトナーの粉煙を回収するための粉煙回収部を備え、
該粉煙回収部は、
上記第１の領域近傍の空間または上記第２の領域近傍の空間のうち少なくとも一方の空間と上記粉煙回収部の内部空間とを連通させる気流導入用の開口部と、
トナーの通過を防止するためのフィルタで塞がれ、且つ、上記ベルト状部材近傍の空間と上記粉煙回収部の内部空間とを連通させる気流排出用の開口部とを備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記粉煙回収部は、上記ベルト状部材に対向するベルト対向部を有し、該ベルト対向部に上記気流排出用の開口部が形成されてい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】
上記ベルト対向部は、上記ベルト状部材へ向かって膨出した流線型の湾曲部を有し、該湾曲部において上記ベルト状部材に最も近接した部分または該部分の周辺部に上記気流排出用の開口部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
上記粉煙回収部は、上記第１の搬送部材の上記回転方向において上記第１の領域よりも下流側で且つ上記第２の領域よりも上流側の上記第１の搬送部材の表面部分に対向する第１の搬送部材対向部を有し、
該第１の搬送部材対向部に上記気流導入用の開口部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
トナーとキャリアを含み、上記トナーとキャリアは相互の摩擦接触によって上記トナーが第１の極性に帯電されるとともに上記キャリアが上記第１の極性とは異なる第２の極性に帯電される現像剤と、
上記第１の搬送部材と上記第２の搬送部材との間に第１の電界を形成して、上記第２の搬送部材が保持しているトナーを上記第１の搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、
上記第１の搬送部材と上記静電潜像担持体との間に第２の電界を形成して、上記第１の搬送部材が保持しているトナーを上記静電潜像担持体の静電潜像に移動させて該静電潜像を可視像化する第２の電界形成手段とを備えた現像装置であって、
上記第２の搬送部材は、磁石体と該磁石体の周囲を回転する回転円筒体を有し、
上記粉煙回収部と上記第１の搬送部材との間に形成される気流の通路が、上記第１の搬送部材の上記回転方向における上記気流導入用の開口部よりも下流側において、上記回転円筒体の外周面に保持された上記現像剤により塞がれるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
上記粉煙回収部の内部空間に、トナーを所定の廃トナー回収部へ搬送するための第３の搬送部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置と、
所定の移動方向に移動可能なベルト状部材と、
該ベルト状部材の表面に接触可能に配置された静電潜像担持体とを備え、
上記現像装置が、上記ベルト状部材の表面の近傍で、且つ、上記ベルト状部材の上記移動方向において上記静電潜像担持体よりも上流側の位置に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及びこの画像形成装置に使用される現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に採用される現像方式として、ハイブリッド現像と呼ばれる現像方式が特許文献１等で提案されている。ハイブリッド現像を採用した画像形成装置は、磁気ローラと現像ローラとを備えた現像装置を有し、磁気ローラの外周面に保持された非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤からトナーだけを選択的に現像ローラの外周面に供給し、この現像ローラの外周面に保持されたトナーを用いて感光体上の静電潜像（静電潜像画像部）を現像するように構成される。
【０００３】
図１９を参照しながら具体的に説明すると、ハイブリッド現像では、磁気ローラ３５４の外周面に保持された現像剤が、磁気ローラ３５４の周囲に形成される磁力線に沿って配置され、このように配置された状態の現像剤は磁気ブラシと呼ばれる。磁気ローラ３５４と現像ローラ３４８との近接領域（供給回収領域）３８８では、磁気ブラシの先端が現像ローラ３４８の外周面に接触し、磁気ブラシを構成する現像剤のうちトナーだけが、磁気ローラ３５４と現像ローラ３４８との間に形成された電界により、現像ローラ３４８の外周面へ移動する。現像ローラ３４８の外周面に保持されたトナーの一部は、感光体３１２との近接領域（現像領域）３９６において、現像ローラ３４８と感光体３１２との間に形成された電界により感光体３１２の静電潜像画像部へ移動し、現像ローラ３４８上の残りのトナーは、現像ローラ３４８の回転により供給回収領域３８８に搬送されると、磁気ブラシの先端により機械的に掻き取られ、現像ローラ３４８の外周面から除去される。
【０００４】
ハイブリッド現像では、このような態様で現像が行われるため、従来から知られている一成分現像や二成分現像と比較して、トナーが受けるストレスを小さくすることができ、帯電量がより均一なトナー層を現像ローラの外周面に形成できる。そのため、ハイブリッド現像は、一成分現像や二成分現像と比較して、高品質の画像を得ることができ、供給回収領域や現像領域においてトナーの飛散を少なくすることができる利点を有する。
【０００５】
しかし、現像方式としてハイブリッド現像を採用した場合であっても、現像ローラに担持されたトナーの一部は、劣化に伴い十分に帯電されなくなると、供給回収領域や現像領域で空気中に飛散して粉煙となってしまう恐れがある。このようにして発生するトナーの粉煙は、気流や重力の作用により画像形成装置の機内を漂い、機内汚染の原因となる。そのため、採用する現像方式に関わらず、トナーの粉煙による機内汚染を防止するための技術の開発が求められている。
【０００６】
このような問題に鑑みて、特許文献２において、トナーの粉煙による機内汚染を防止するための技術が提案されている。
【０００７】
特許文献２の技術は、現像装置にファンを設けて、このファンにより、現像装置のハウジングの開口部周辺の空気をハウジング内部に引き込む気流を形成し、現像領域で発生するトナーの粉煙を気流と共にハウジングの内部に吸引することで、トナーの粉煙がハウジングの外部で飛散することを防止するものであり、これにより、画像形成装置の機内の汚染を防止できる。
【特許文献１】特開２００６−３０８６８７号公報
【特許文献２】特開２００５−８４３７２号公報
【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、特許文献２の技術を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像装置が搭載されたカラー画像形成装置に適用すると、４個の現像装置のそれぞれにファンを設けた場合、現像装置の大型化と材料コストの増大を招いてしまう。一方、４個の現像装置に対応させてファンを１つだけ設ける場合であっても、各現像装置からファンに導くためのダクトが必要となるため、ダクトの設置スペースを確保しなければならず、画像形成装置の大型化を招くとともに、ダクトを設置する分だけ材料コストが増大してしまう。
【０００９】
また、特許文献２の技術では、トナーの粉煙が、ファンによる吸引により現像装置のハウジング内部に戻されるが、ハウジングの内部に戻されたトナーの多くは、劣化が進行しているため、ハウジング内で現像ローラに担持されると、現像領域または供給回収領域で再び飛散しやすい欠点を有する。
【００１０】
そこで、本発明は、現像装置と画像形成装置の大型化の防止と、材料コストの低減化とを図りつつ、トナーの粉煙による機内の汚染を確実に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る現像装置は、
画像形成動作の際に所定の移動方向に移動するベルト状部材と、該ベルト状部材の表面に接触可能に配置された静電潜像担持体とを備えた画像形成装置に搭載され、上記ベルト状部材の近傍で、且つ、上記ベルト状部材の上記移動方向において上記静電潜像担持体よりも上流側の位置に配置される現像装置であって、
第１の領域を介して上記静電潜像担持体に対向し、該静電潜像担持体にトナーを供給する、所定の回転方向に回転可能な第１の搬送部材と、
第２の領域を介して上記第１の搬送部材に対向し、該第１の搬送部材にトナーを供給する第２の搬送部材と、
上記第１の搬送部材と上記第２の搬送部材とを収容するハウジングとを備え、
該ハウジングは、上記第１の領域または上記第２の領域において発生するトナーの粉煙を回収するための粉煙回収部を備え、
該粉煙回収部は、
上記第１の領域近傍の空間または上記第２の領域近傍の空間のうち少なくとも一方の空間と上記粉煙回収部の内部空間とを連通させる気流導入用の開口部と、
トナーの通過を防止するためのフィルタで塞がれ、且つ、上記ベルト状部材近傍の空間と上記粉煙回収部の内部空間とを連通させる気流排出用の開口部とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る画像形成装置は、
上記の現像装置と、
所定の移動方向に移動可能なベルト状部材と、
該ベルト状部材の表面に接触可能に配置された静電潜像担持体とを備え、
上記現像装置が、上記ベルト状部材の表面の近傍で、且つ、上記ベルト状部材の上記移動方向において上記静電潜像担持体よりも上流側の位置に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１の搬送部材と静電潜像担持体との間の第１の領域、または、第１の搬送部材と第２の搬送部材との間の第２の領域で発生するトナーの粉煙を、画像形成動作の際に現像装置周辺に生じる気圧差を利用して、現像装置に設けられた粉煙回収部の内部空間に回収できる。具体的に、画像形成動作の際にベルト状部材が所定の移動方向に移動することに伴い、ベルト状部材近傍に気流が生じることにより、ベルト状部材近傍の気圧が低下するため、第１の領域または第２の領域の近傍の空間と、ベルト状部材近傍の空間との間に気圧差が生じる。第１の領域または第２の領域の近傍の空間は、粉煙回収部に形成された気流導入用の開口部、粉煙回収部の内部空間、および粉煙回収部に形成された気流排出用の開口部を介して、ベルト状部材近傍の空間に連通しているため、画像形成動作の際、上述の気圧差が生じることに伴い、第１の領域または第２の領域の近傍の空間からベルト状部材近傍の空間へ向かって流れる気流が生じ、この気流により、第１の領域または第２の領域で発生するトナーの粉煙は、粉煙回収部の内部空間に導かれ、この内部空間に回収される。したがって、本発明によれば、トナーの粉煙を吸引するためのファンやダクト等を設けなくても、上述の気圧差を利用してトナーの粉煙を粉煙回収部に確実に回収して、トナーの粉煙による画像形成装置の内部の汚染を確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語（例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」）を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。また、以下に説明する画像形成装置及び現像装置では、同一又は類似の構成部分には同一の符号を用いている。
【００１５】
〔１．画像形成装置〕
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す。画像形成装置２は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置であり、より具体的には、所謂タンデム方式のカラー画像形成装置である。
【００１６】
画像形成装置１は、無端状の中間転写ベルト２３０（請求項のベルト状部材に相当する。）を有する。中間転写ベルト２３０には、転写性能に優れた素材が用いられ、具体的には、例えばポリイミドが用いられる。また、中間転写ベルト２３０としては、厚みが例えば５０μｍ以上１５０μｍ以下であるものが好適に用いられる。
【００１７】
本実施形態では、中間転写ベルト２３０は図面の右側と左側にそれぞれ配置された一対のローラ２３２，２３４に巻回されている。図面の右側のローラ２３２は、図示しないモータに駆動連結された駆動ローラであり、モータの駆動に基づいて該モータに連結された駆動ローラ２３２が回転し、ベルト２３０とこれに接する他方のローラ２３４が図中反時計回り方向に回転するようにしてある。
【００１８】
駆動ローラ２３２と中間転写ベルト２３０との摩擦力を十分に確保するため、中間転写ベルト２３０は、複数のローラ２３２，２３４により所定の張力が与えられている。中間転写ベルト２３０に与える張力の大きさは、例えば１５Ｎ以上５０Ｎ以下とすることが好ましい。
【００１９】
図中右側に配置されている駆動ローラ２３２に支持されているベルト部分の外側には、ベルト２３０と共に記録媒体３６を挟圧する二次転写ローラ２４０が設けてある。二次転写ローラ２４０は、図示したようにベルト２３０の外周面に接触した位置と、ベルト２３０の外周面から離間した位置との間で切り替え可能に配置されている。二次転写ローラ２４０がベルト２３０外周面に接触した状態において、その接触部（ニップ部）は二次転写領域２４１を形成する。二次転写ローラ２４０としては、例えばイオン導電性ローラが用いられるが、電子導電性ローラを用いることもできる。
【００２０】
図中左側に配置されているローラ２３４に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト用のクリーニング部材２４２が設けられている。なお、クリーニング部材２４２としては、例えば回転型のブラシ式クリーニング部材が用いられるが、これに限定されず、例えば、固定型のブラシ式クリーニング部材または板状のクリーニングブレードを用いることもできる。
【００２１】
図中左側のローラ２３４から図中右側のローラ２３２に移動するベルト部分の下には、図中左側から右側に向かって順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー像を作成する４つの作像部３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ）が、中間転写ベルト２３０に沿って配置されている。
【００２２】
各作像部３は、静電潜像担持体として円筒状の感光体１２を有する。感光体１２の周囲には、その回転方向（図中時計回り方向）に沿って順に、帯電器２０８、露光装置２１０、現像装置３４、一次転写ローラ２１４、および感光体クリーニング部材２１６が配置されている。なお、クリーニング部材２１６としては、例えば回転型のブラシ式クリーニング部材が用いられるが、これに限定されず、例えば、固定型のブラシ式クリーニング部材または板状のクリーニングブレードを用いることもできる。
【００２３】
一次転写ローラ２１４は無端状中間転写ベルト２３０の内側に配置されている。一次転写ローラ２１４は、図示したように中間転写ベルト２３０に接触した位置と、中間転写ベルト２３０から離間した位置との間で切り替え可能に配置されている。なお、一次転写ローラ２１４には、図示しない高圧電源が接続されており、画像形成時において高圧電源により一次転写ローラ２１４に一次転写電圧が印加される。
【００２４】
画像形成装置１の上部には、プリントに関する各種動作を制御する制御部２７０が設けられている。
【００２５】
画像形成装置１の下部には、給紙装置として給紙カセット２４４が着脱可能に配置されている。給紙カセット２４４内に積載収容された用紙等の記録媒体２３６は、給紙カセット２４４の近傍に配置された給紙ローラ２５２の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路２５０に送り出される。
【００２６】
給紙ローラ２５２の近傍には、所定のタイミングで記録媒体２３６を二次転写領域２４１へ送り出すためのレジストローラ２５４が設けられている。
【００２７】
搬送路２５０は、給紙カセット２４４から、レジストローラ対２５４のニップ部、二次転写領域２４１、定着ローラ対２５６のニップ部、および排紙ローラ対２６０のニップ部を通って、画像形成装置１の上部に設けられた排紙部２６１まで延びている。
【００２８】
カラーモードにおける画像形成動作の一例について説明する。
【００２９】
先ず、各作像部３において、所定の周速度で回転駆動されている感光体１２の外周面が帯電器２０８により帯電される。次に、帯電された感光体１２の外周面には、制御部７０から出力された駆動信号を受けた露光装置２１０から光が投射され、静電潜像が形成される。続いて、静電潜像は、現像装置３４から供給される現像剤のトナーにより顕在化される。このようにして感光体１２上に形成された各色のトナー像は、感光体１２の回転により一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体１２から中間転写ベルト２３０上へ転写（一次転写）されて重ねられる。
【００３０】
中間転写ベルト２３０に転写されることなく感光体１２上に残留している未転写トナーは、感光体１２とクリーニング部材２１６との接触部に達すると、クリーニング部材２１６で掻き取られ、感光体１２の外周面から除去される。
【００３１】
ベルト２３０上で重ね合わされた４色のトナー像は、中間転写ベルト２３０の移動によって二次転写領域２４１に搬送される。
【００３２】
一方、給紙カセット２４４に収容された記録媒体２３６は、給紙ローラ２５２の回転により搬送路２５０に送り出され、レジストローラ対２５４のニップ部に搬送される。レジストローラ対２５４のニップ部に搬送された記録媒体２３６は、トナー像が中間転写ベルト２３０によって二次転写領域２４１に搬送されるタイミングに合わせて、二次転写領域２４１に搬送される。
【００３３】
記録媒体２３６が二次転写領域４１に搬送されると、トナー像が、中間転写ベルト２３０から記録媒体２３６に転写（二次転写）される。二次転写を終えた記録媒体２３６は、二次転写領域２４１のさらに下流側の定着ローラ対２５６のニップ部に搬送され、定着ローラ２５６によってトナー像が定着された後、排紙ローラ２６０によって排紙部２６１に送り出される。
【００３４】
二次転写領域２４１で記録媒体２３６に転写されることなく中間転写ベルト２３０の外周面に残留した未転写トナーは、クリーニング部材２４２により中間転写ベルト２３０から除去される。
【００３５】
〔２．現像装置〕
図２に示すように、現像装置３４は、中間転写ベルト３０の下側の近傍部で、且つ、ベルト３０の移動方向において対応する感光体１２よりも上流側の位置に配置されている。
【００３６】
現像装置３４は、第１の成分粒子である非磁性トナーと第２の成分粒子である磁性キャリアを含む２成分現像剤を備え、所謂ハイブリッド現像を行うように構成されている。
【００３７】
現像装置３４は、以下に説明する種々の部材を収容するハウジング４２を備えている。図面を簡略化することで発明の理解を容易にするため、ハウジング４２の一部は削除してある。
【００３８】
ハウジング４２は感光体１２に向けて開放された開口部４４を備えており、この開口部４４の近傍に現像ローラ４８（請求項の第１の搬送部材に相当する。）が設けてある。現像ローラ４８は、円筒状の部材であり、感光体１２と平行に且つ感光体１２の外周面と所定の現像ギャップを介して、所定の回転方向に回転可能に配置されている。
【００３９】
現像ローラ４８の背後の空間には、搬送ローラ（請求項の第２の搬送部材に相当する。）５４が、現像ローラ４８と平行に且つ現像ローラ４８の外周面と所定の供給回収ギャップを介して配置されている。搬送ローラ５４は、回転不能に固定された磁石体５８と、磁石体５８の周囲を回転可能に支持された円筒スリーブ６０（請求項の回転円筒体に相当する。）を有する。スリーブ６０の下方には、ハウジング４２に固定され、スリーブ６０の中心軸と平行に伸びる規制板６２が、所定の規制ギャップを介して対向配置されている。
【００４０】
磁石体５８は、搬送ローラ５４の内面に対向し、搬送ローラ５４の中心軸方向に伸びる、複数の磁極を有する。実施形態では、複数の磁極は、規制板６２の近傍にある搬送ローラ５４の下部内周面部分に対向する磁極Ｓ１、供給回収ギャップの近傍にある搬送ローラ５４の右側内周面部分に対向する磁極Ｎ１、搬送ローラ５４の上部内周面部分に対向する磁極Ｓ２、搬送ローラ５４の左側内周面部分に対向する、２つの隣接する同極性の磁極Ｎ２，Ｎ３を含む。
【００４１】
搬送ローラ５４の背後には、現像剤攪拌室６６が形成されている。現像剤撹拌室６６には、現像剤を攪拌する攪拌部材であるスクリュー７２が回転可能に配置されている。
【００４２】
ハウジング４２は、現像ローラ４８と搬送ローラ５４が対向する供給回収領域（請求項の第２の領域に相当する。）８８、または、感光体１２と現像ローラ４８が対向する現像領域（請求項の第１の領域に相当する。）９６で発生するトナーの粉煙を回収するための粉煙回収部２２０を備えている。粉煙回収部２２０の具体的な構成は後に説明する。
【００４３】
このように構成された現像装置３４の動作を説明する。画像形成時、図示しないモータの駆動に基づいて、現像ローラ４８とスリーブ６０はそれぞれ矢印７８，８０方向に回転する。スクリュー７２は矢印８２方向に回転し、これにより、現像剤攪拌室６６に収容されている現像剤２は攪拌される。その結果、現像剤に含まれるトナーとキャリアが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電される。実施形態では、キャリアは正極性、トナーは負極性に帯電されるものとする。図３に示すように、キャリア４はトナー６に比べて相当大きい。そのため、図４に示すように、正極性に帯電したキャリア４の周囲に、負極性に帯電したトナー６が、主として両者の電気的な吸引力に基づいて付着している。
【００４４】
図２に戻り、帯電された現像剤２は、スクリュー７２によって現像剤撹拌室６６で撹拌される過程で搬送ローラ５４に供給される。スクリュー７２から搬送ローラ５４に供給された現像剤２は、磁極Ｎ３の近傍で、磁極Ｎ３の磁力によって、スリーブ６０の外周面に保持される。スリーブ６０に保持された現像剤２は、磁石体５８によって形成された磁力線に沿って磁気ブラシを構成しており、スリーブ６０の回転に基づいて反時計周り方向に搬送される。規制板６２の対向領域（規制領域８６）で磁極Ｓ１に保持されている現像剤２は、規制板６２により、規制ギャップを通過する量が所定量に規制される。規制ギャップを通過した現像剤２は、磁極Ｎ１が対向する供給回収領域８８に搬送される。後に詳細に説明するように、供給回収領域８８のうち、主にスリーブ６０の回転方向に関して上流側の領域（供給領域）では、現像ローラ４８とスリーブ６０との間に形成された電界の存在により、キャリア４に付着しているトナー６が現像ローラ４８に電気的に供給される。また、供給回収領域８８のうち、主にスリーブ６０の回転方向に関して下流側の領域（回収領域）では、後に説明するように、現像に寄与することなく供給回収領域８８に送り戻された現像ローラ４８上のトナーが、磁極Ｎ１の磁力線に沿って形成されている磁気ブラシに掻き取られてスリーブ６０に回収される。キャリア４は磁石体５８の磁力によってスリーブ６０の外周面に保持されており、スリーブ６０から現像ローラ４８に移動することはない。供給回収領域８８を通過した現像剤２は、磁石体５８の磁力に保持され、スリーブ６０の回転と共に磁極Ｓ２の対向部を通過して磁極Ｎ２とＮ３の対向領域（放出領域９４）に到達すると、磁極Ｎ２とＮ３によって形成される反発磁界によってスリーブ６０の外周面から現像剤撹拌室６６に放出され、現像剤撹拌室６６で撹拌されている現像剤２に混合される。
【００４５】
供給回収領域８８で現像ローラ４８に保持されたトナー６は、現像ローラ４８の回転と共に反時計周り方向に搬送され、現像領域９６で、感光体１２の外周面に形成されている静電潜像画像部に付着する。実施形態の画像形成装置では、感光体１２の外周面は帯電器２０８で負極性の所定の電位ＶＨが付与され、露光装置２１０で画像光が投射された静電潜像画像部が所定の電位ＶＬまで減衰し、露光装置２１０で画像光が投射されていない静電潜像非画像部はほぼ帯電電位ＶＨを維持している。したがって、現像領域９６では、感光体１２と現像ローラ４８との間に形成されている電界の作用を受けて、負極性に帯電したトナー６が静電潜像画像部に付着し、この静電潜像を現像剤像として可視像化する。
【００４６】
このようにして現像剤２からトナー６が消費されると、消費された量に見合う量のトナーが現像剤２に補給されることが好ましい。そのために、現像装置３４は、ハウジング４２に収容されているトナーとキャリアの混合比を測定する手段と、トナーとキャリアの混合比を測定する手段の出力に基づいて、トナーを現像剤撹拌室６６に補給する手段とを備えることが好ましい。
【００４７】
〔３．電界形成手段〕
供給回収領域８８でスリーブ６０から現像ローラ４８にトナー６を効率的に移動させるために、現像ローラ４８とスリーブ６０は電界形成装置１１０と電気的に接続されている。電源の具体例が図６Ａ〜図１０に示してある。
【００４８】
図６Ａに示す実施形態の電界形成装置１１０は、現像ローラ４８に接続された第１の電源１１２（請求項の第２の電界形成手段に相当する。）とスリーブ６０に接続された第２の電源１１４（請求項の第１の電界形成手段に相当する。）を有する。第１の電源１１２は、現像ローラ４８とグランド１１６との間に接続された直流電源１１８を有し、トナー６の帯電極性と同一極性の第１の直流電圧ＶＤＣ１（例えば、−２００ボルト）を現像ローラ４８に印加している。第２の電源１１４は、スリーブ６０とグランド１１６との間に接続された直流電源１２０を有し、トナー６の帯電極性と同一極性で且つ第１の直流電圧よりも高圧の第２の直流電圧ＶＤＣ２（例えば、−４００ボルト）をスリーブ６０に印加する。この結果、供給回収領域８８では、現像ローラ４８とスリーブ６０との間に形成された直流電界の作用を受けて、負極性に帯電しているトナー６がスリーブ６０から現像ローラ４８に電気的に吸引される。このとき、正極性に帯電しているキャリア４は、スリーブ６０から現像ローラ４８に吸引されることはない。また、現像領域９６では、現像ローラ４８に保持されている負極性トナーが、図６Ｂに示すように、現像ローラ４８（ＶＤＣ１：−２００ボルト）と静電潜像画像部（ＶＬ：−８０ボルト）との電位差に基づき、静電潜像画像部に付着する。このとき、負極性トナーは、現像ローラ４８（ＶＤＣ１：−２００ボルト）と静電潜像非画像部（ＶＨ：−６００ボルト）との電位差により、静電潜像非画像部に付着することはない。
【００４９】
図７Ａに示す実施形態の電界形成装置１２２において、第１の電源１２４は、図６Ａに示す電源と同様に、現像ローラ４８とグランド１２６との間に接続された直流電源１２８を有し、トナー６の帯電極性と同一極性の第１の直流電圧ＶＤＣ１（例えば、−２００ボルト）を現像ローラ４８に印加している。第２の電源１３０は、スリーブ６０とグランド１２６との間に直流電源１３２と交流電源１３４を有する。直流電源１３２は、トナー６の帯電極性と同一極性で且つ第１の直流電圧よりも高圧の第２の直流電圧ＶＤＣ２（例えば、−４００ボルト）をスリーブ６０に印加している。図７Ｂに示すように、交流電源１３４は、スリーブ６０とグランド１２６との間にピーク・ツー・ピーク電圧ＶＰ−Ｐが例えば３００ボルトの交流電圧ＶＡＣを印加する。その結果、供給回収領域８８では、現像ローラ４８とスリーブ６０との間に形成された脈流電界の作用を受けて、負極性に帯電しているトナー６がスリーブ６０から現像ローラ４８に電気的に吸引される。このとき、正極性に帯電しているキャリア４は、スリーブ６０の内部の固定磁石の磁力によってスリーブ６０に保持され、現像ローラ４８に供給されることはない。また、現像領域９６では、現像ローラ４８に保持されている負極性トナーは、現像ローラ４８（ＶＤＣ１：−２００ボルト）と静電潜像画像部（ＶＬ：−８０ボルト）との電位差に基づき、静電潜像画像部に付着する。
【００５０】
図８Ａに示す電界形成装置１３６において、第１の電源１３８は、現像ローラ４８とグランド１４０との間に直流電源１４２と交流電源１４４を有する。直流電源１４２は、トナー６の帯電極性と同一極性の第１の直流電圧ＶＤＣ１（例えば、−２００ボルト）を現像ローラ４８に印加する。交流電源１４４は、現像ローラ４８とグランド１４０との間に振幅（ピーク・ツー・ピーク電圧）ＶＰ−Ｐが例えば１，６００ボルトの交流電圧ＶＡＣを印加する。第２の電源１４６は、現像ローラ４８と交流電源１４４との間の端子１４８とスリーブ６０との間に接続された直流電源１５０を有する。直流電源１５０は、所定の直流電圧ＶＤＣ２を出力することができ、陽極が端子１４８、陰極がスリーブ６０に接続されており、これにより、スリーブ６０が現像ローラ４８に対して負極性にバイアスされている（図８Ｂ参照）。したがって、供給回収領域８８では、現像ローラ４８とスリーブ６０との間に形成された脈流電界の作用を受けて、負極性に帯電しているトナー６がスリーブ６０から現像ローラ４８に電気的に吸引される。また、現像領域９６では、現像ローラ４８上の負極性トナーが、現像ローラ４８（ＶＤＣ１：−２００ボルト）と静電潜像画像部（ＶＬ：−８０ボルト）との電位差に基づき、静電潜像画像部に付着する。
【００５１】
図９に示す電源１５２は、図５Ａに示す実施形態の電源において、第１の電源１１２と第２の電源１１４にそれぞれ交流電界形成装置１５４，１５６を追加したものである。交流電界形成装置１５４，１５６の出力電圧はＶＡＣ１，ＶＡＣ２である。電圧ＶＡＣ１，ＶＡＣ２は同一であってもよいし、違ってもよい。図１０に示す電界形成装置１５８は、図６Ａに示す実施形態の電源において、第１の電源１１２に交流電源１６０を追加したものである。交流電源１６０の出力電圧はＶＡＣである。これらの形態の電界形成装置１５２，１５８も、電源１１０，１２２，１３６と同様に、現像ローラ４８とスリーブ６０との間に形成された脈流電界の作用を受けて、供給回収領域８８では負極性に帯電しているトナー６をスリーブ６０から現像ローラ４８に供給し、現像領域９６では負極性に帯電しているトナー６を現像ローラ４８から静電潜像画像部（ＶＬ：−８０ボルト）との電位差に基づき、静電潜像画像部に供給する。
【００５２】
〔４．現像剤〕
一般に、トナーとキャリアを主成分とする２成分現像剤は、キャリアの表面にトナーが付着してできる汚れ（スペント）が発生し、これがキャリアの寿命を低下させる。そこで、この問題を解消するために、２成分現像剤に第３の成分として荷電粒子（インプラント粒子）が添加されている。
【００５３】
図３〜５を参照して具体的に説明すると、本発明の画像形成装置及び現像装置は、トナー６とキャリア４の他に、トナー６との摩擦接触によりトナー６を正規の極性（実施形態では負極性）に帯電する、トナー６よりも小径の荷電粒子８を含む。実施の形態において、荷電粒子８は、トナー６の外周面に離脱可能に保持されており、トナー補給部９８からトナー６と共に補給される。
【００５４】
画像形成時、荷電粒子８はトナー６やキャリア４とともに、ハウジング４２の中を搬送された後、スリーブ６０に保持されて規制領域８６、供給回収領域８８、放出領域９４を移動する。この搬送過程で、トナー６の表面に保持されて正極性に帯電している荷電粒子８は、供給回収領域８８の電界中に置かれると、トナー６に作用する電気的な力とは逆の方向の電気的な力を受けてトナー６の外周面から離脱する。離脱した荷電粒子８は、該分離した荷電粒子８とキャリア４との間に作用するストレスによってキャリア４の外周面に保持される又は打ち込まれる。図５に示すように、キャリア４の外周面の一部又は全体がスペント１０で覆われている場合、荷電粒子８はスペント１０に打ち込まれる。キャリア４の外周面に保持され又は打ち込まれた荷電粒子８は、トナー６との摩擦接触によりトナー６と逆の極性に帯電する。実施形態では、トナー６は負極性に帯電されるため、荷電粒子８は正極性に帯電される。その結果、荷電粒子８が打ち込まれたキャリア４は、たとえその外周面の少なくとも一部がスペント１０に被覆されていても、スペント１０の無い状態と同様の荷電性を維持し、トナー６を所定の極性に帯電する。
【００５５】
上述のように、荷電粒子８は、トナー６と逆の極性に帯電される。そのため、図１１に示すように、供給回収領域８８では、現像ローラ４８とスリーブ６０の間に形成される電界に基づいてトナー６はスリーブ６０から現像ローラ４８に移動する。また、トナー６から分離した荷電粒子８は、供給領域９０でトナー６が奪われることによって比較的キャリアリッチとなっている現像剤のキャリア表面に素早く保持されて、トナー６と共に現像ローラ４８に供給されることがない、または現像ローラ６に供給されるとしてもその量は極めて僅かである。
【００５６】
なお、実施形態では、トナー６とキャリア４との摩擦接触によりトナー６は負極性、キャリア４は正極性に帯電される。また、荷電粒子８は、トナー６との接触により該トナーを負極性に帯電するとともに、荷電粒子８は正極性に帯電する。ただし、トナー、キャリア、荷電粒子の帯電性は、そのような組み合わせに限るものでない。具体的に、トナー６とキャリア４との摩擦接触によりトナー６は正極性、キャリア４は負極性に帯電され、荷電粒子８は、トナー６との接触により該トナーを正極性に帯電するとともに、荷電粒子８は負極性に帯電する組み合わせも考えられる。
【００５７】
〔５．具体的な材料〕
トナー、キャリア、荷電粒子、および現像剤に含まれる他の粒子の具体的な材料を説明する。
【００５８】
〔荷電粒子〕
好適に使用される荷電粒子は、トナーの帯電極性に応じて適宜選択される。荷電粒子の個数平均粒径は、例えば、１００〜１０００ｎｍである。キャリアとの摩擦接触により負極性に帯電するトナーを用いる場合、荷電粒子は、トナーとの接触により正極性に帯電する微粒子が用いられる。そのような微粒子は、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、アルミナ等の無機微粒子やアクリル樹脂、ベンゾグァナミン樹脂、ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成できる。微粒子を構成する樹脂にトナーとの接触により正極性に帯電する正荷電制御剤を含有させてもよい。正荷電制御剤には、例えば、ニグロシン染料、四級アンモニウム塩等が使用できる。荷電粒子は含窒素モノマーで構成してもよい。含窒素モノマーを構成する材料には、例えば、アクリル酸２−ジメチルアミノエチル、アクリル酸２−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸２−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸２−ジエチルアミノエチル、ビニールピリジン、Ｎ−ビニールカルバゾール、ビニールイミダゾールがある。
【００５９】
キャリアとの摩擦接触により正極性に帯電するトナーの場合、荷電粒子は、トナーとの接触により負極性に帯電する微粒子が用いられる。このような微粒子は、例えば、シリカ、酸化チタン等の無機微粒子、また、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等の、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂で構成された微粒子が使用できる。トナーとの接触により負極性に帯電する負荷電制御剤を、荷電粒子を構成する樹脂に含有させてもよい。負荷電制御剤には、例えば、サリチル酸系、ナフトール系のクロム錯体、アルミニウム錯体、鉄錯体、亜鉛錯体等を使用できる。荷電粒子は、含フッ素アクリル系モノマーや含フッ素メタクリル系モノマーの共重合体であってもよい。
【００６０】
荷電粒子の帯電性および疎水性を制御するために、無機微粒子の表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理してもよい。特に、無機微粒子に正極帯電性を付与する場合、アミノ基含有カップリング剤で表面処理することが好ましい。微粒子に負極性帯電性を付与する場合、フッ素基含有カップリング剤で表面処理することが好ましい。
【００６１】
〔トナー〕
トナーには、画像形成装置で従来から一般に使用されている公知のトナーを使用できる。トナー粒径は、例えば約３〜１５μｍである。バインダー樹脂中に着色剤を含有させたトナー、荷電制御剤や離型剤を含有するトナー、表面に添加剤を保持するトナーも使用できる。
【００６２】
トナーは、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等の公知の方法で製造できる。
【００６３】
〔バインダー樹脂〕
トナーに使用されるバインダー樹脂は、限定的ではないが、例えば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、またはそれらの樹脂を任意に混ぜ合わせたものである。バインダー樹脂は、軟化温度が約８０〜１６０℃の範囲、ガラス転移点が約５０〜７５℃の範囲であることが好ましい。
【００６４】
〔着色剤〕
着色剤は、公知の材料、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができる。着色剤の添加量は、一般に、バインダー樹脂１００重量部に対して、２〜２０重量部であることが好ましい。
【００６５】
〔荷電制御剤〕
荷電制御剤は、従来から荷電制御剤として知られている材料が使用できる。具体的に、正極性に帯電するトナーには、例えばニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂が荷電制御剤として使用できる。負極性に帯電するトナーには、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物が荷電制御剤として使用できる。荷電制御剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００６６】
離型剤は、従来から離型剤として使用されている公知のものを使用できる。離型剤の材料には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス、又はそれらを適宜組み合わせた混合物が用いられる。離型剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００６７】
〔その他の添加剤〕
その他、現像剤の流動化を促進する流動化剤を添加してもよい。流動化剤には、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子が使用できる。特にシランカップリング剤、チタンカップリング剤、およびシリコンオイル等で疎水化した材料を用いるのが好ましい。流動化剤は、トナー１００重量部に対して、０．１〜５重量部の割合で添加させることが好ましい。これら添加剤の個数平均一次粒径は９〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００６８】
〔キャリア〕
キャリアは、従来から一般に使用されている公知のキャリアを使用できる。バインダー型キャリアやコート型キャリアのいずれを用いてもよい。キャリア粒径は、限定的ではないが、約１５〜１００μｍが好ましい。
【００６９】
バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、表面に正極性または負極性に帯電する微粒子又はコーティング層を有するものが使用できる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御できる。
【００７０】
バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。
【００７１】
バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。キャリアの形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に５０〜９０重量％の量で添加することが適当である。
【００７２】
バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられる。これらの樹脂をキャリア表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、キャリアの電荷付与能力を向上できる。
【００７３】
バインダー型キャリアの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与えることにより微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むことで行われる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部が磁性樹脂キャリア表面から突出するように固定される。帯電性微粒子には、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的に、有機系の絶縁性材料としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子がある。電荷付与能力および帯電極性は、帯電性微粒子の素材、重合触媒、表面処理等に調整できる。無機系の絶縁性材料としては、シリカ、二酸化チタン等の負極性に帯電する無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正極性に帯電する無機微粒子が用いられる。
【００７４】
コート型キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子を樹脂で被覆したキャリアであり、バインダー型キャリア同様に、キャリア表面に正極性または負極性に帯電する帯電性微粒子を固着することができる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子の選択により調整できる。コーティング樹脂は、バインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。
【００７５】
トナーとキャリアの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー比はトナーとキャリアとの合計量に対して３〜５０重量％、好ましくは６〜３０重量％が好ましい。
【００７６】
〔６．粉煙回収部〕
以下、図１２〜図１８に基づき、現像装置３４のハウジング４２の粉煙回収部の構成について具体的に説明する。
【００７７】
〔第１の実施形態〕
図１２を参照しながら、第１の実施形態に係る粉煙回収部２２０について説明する。
【００７８】
粉煙回収部２２０は、現像装置３４の右上端部に設けられ、中間転写ベルト２３０と感光体１２とに近接して配置されている。
【００７９】
粉煙回収部２２０は、中間転写ベルト２３０に対向するベルト対向部２２２と、感光体１２に対向する感光体対向部２２４と、現像ローラ４８に対向する現像ローラ対向部（請求項の第１の搬送部材対向部に相当する。）２２６と、搬送ローラ５４に対向する搬送ローラ対向部２２８とを有する。
【００８０】
ベルト対向部２２２は、その外側の表面が中間転写ベルト２３０の下面と略平行となるように配置されている。ベルト対向部２２２には、気流排出用の開口部２０４が形成されており、気流排出用の開口部２０４を介して、中間転写ベルト２３０の下側近傍の空間と粉煙回収部２２０の内部空間とが連通している。気流排出用の開口部２０４は、ベルト対向部２２２を上下方向に貫通する貫通穴であり、現像ローラ４８の軸方向に間隔を空けて複数設けられている。気流排出用の開口部２０４は、トナーの通過を防止するためのフィルタ２０６で塞がれている。なお、気流排出用の開口部２０４は、上述の貫通穴に限られず、現像ローラ４８の軸方向に伸びるスリット状の開口部であってもよい。
【００８１】
感光体対向部２２４は、ベルト対向部２２２の右端部から垂下しており、感光体対向部２２４の下端部は、ハウジング４２の開口部４４の上側周縁部を構成している。
【００８２】
現像ローラ対向部２２６は、感光体対向部２２４の下端部から供給回収領域８８の近傍に向かって現像ローラ４８の外周面の一部に沿うように伸びる形状となっており、現像ローラ４８の回転方向７８において現像領域９６よりも下流側で且つ供給回収領域８８よりも上流側の現像ローラ表面部分に対向している。現像ローラ対向部２２６と現像ローラ４８との間には空間が確保されており、これにより、現像ローラ対向部２２６と現像ローラ４８との間には気流の通路２３７が形成されている。現像ローラ対向部２２６には、気流導入用の開口部２０２が形成されている。これにより、粉煙回収部２２０の内部空間と現像領域９６とが、気流導入用の開口部２０２と気流の通路２３７とを介して連通している。また、粉煙回収部２２０の内部空間と供給回収領域８８とが、気流導入用の開口部２０２と気流の通路２３７とを介して連通している。
【００８３】
気流導入用の開口部２０２は、現像ローラ対向部２２６を上下方向に貫通する貫通穴であり、現像ローラ４８の軸方向に間隔を空けて複数設けられている。気流導入用の開口部２０２は、気流排出用の開口部２０４に対応して設けられ、例えば、気流排出用の開口部２０４の直下に設けられている。なお、気流導入用の開口部２０２は、上述の貫通穴に限られず、現像ローラ４８の軸方向に伸びるスリット状の開口部であってもよい。
【００８４】
搬送ローラ対向部２２８は、現像ローラ対向部２２６の供給回収領域８８近傍の端部から斜め上方へ向かって且つ搬送ローラ５４の外周面の一部に沿うように伸びる形状となっている。
【００８５】
続いて、画像形成動作時の粉煙回収部２２０の周辺で生じる気流について説明する。
【００８６】
画像形成動作が行われる際、中間転写ベルト２３０は図中右方向へ移動するため、これに伴って、中間転写ベルト２３０とベルト対向部２２２との間において図中右方向へ進む気流が発生する。こうした気流が生じると、中間転写ベルト２３０とベルト対向部２２２との間の空気は、運動エネルギーが増加するため、ベルヌーイの定理に従い圧力が低下する。
【００８７】
中間転写ベルト２３０とベルト対向部２２２との間に生じた右方向の気流は、感光体１２によって堰き止められて方向を変え、感光体対向部２２４と感光体１２との間の空間を下方へ進む気流となる。この下方向の気流は、感光体１２と現像ローラ４８とのニップ部によって堰き止められ、現像ローラ４８の外周面に沿って現像ローラ４８の回転方向７８に進む気流となる。現像ローラ４８の回転方向７８の気流は、開口部４４を通って気流の通路２３７へ入り、気流導入用の開口部２０２に向かって進む。
【００８８】
このとき、搬送ローラ５４の外周面には磁気ブラシが形成されており、気流の通路２３７は、気流導入用の開口部２０２よりも現像ローラ４８の回転方向７８下流側にある供給回収領域８８近傍部において磁気ブラシによって塞がれているため、気流の通路２３７の気圧が高められている。そのため、比較的高圧である気流の通路２３７と、比較的定圧である中間転写ベルト２３０とベルト対向部２２２との間の空間との間に圧力差が生じており、この圧力差に伴い、気流の通路２３７から、気流導入用の開口部２０２、粉煙回収部２２０の内部空間、および気流排出用の開口部２０４を通って、中間転写ベルト２３０とベルト対向部２２２との間の空間へ流れる上方向への気流が生じる。
【００８９】
画像形成の際はこうした気流が生じるため、仮に現像領域９６でトナーが飛散して粉煙が発生しても、トナーの粉煙は、上述の気流により気流の通路２３７と気流導入用の開口部２０２を通って粉煙回収部２２０の内部空間へ導かれ、フィルタ２０６により堰き止められた後、粉煙回収部２２０の内部空間に滞留する。また、仮に供給回収領域８８でトナーの粉煙が発生した場合も、トナーの粉煙は、上述の気流により気流の通路２３７から粉煙回収部２２０の内部空間に導かれ、同様に粉煙回収部２２０の内部空間に滞留する。このように、本発明によれば、画像形成動作に伴って生じる圧力差を利用することで、動力を用いなくても、現像装置３４に設けた粉煙回収部２２０の内部空間に、トナーの粉煙を確実に回収できる。
【００９０】
〔第２の実施形態〕
図１３に示す第２の実施形態に係る粉煙回収部２６２では、ベルト対向部２２２が、中間転写ベルト２３０へ向かって膨出した流線型の湾曲部となっている。気流排出用の開口部２０４は、ベルト対向部２２２において中間転写ベルト２３０に最も近接した部分に形成されている。
【００９１】
本実施形態では、ベルト対向部２２２の表面が流線型となっているため、画像形成動作に伴って第１の実施形態と同様の気流が生じるとき、ベルト対向部２２２と中間転写ベルト２３０との間を空気が流れる際のエネルギーロスが極めて小さくなり、ベルト対向部２２２と中間転写ベルト２３０との間の気流の速度が大きくなる。特に、ベルト対向部２２２においてベルト２３０に最も近接した部分と、ベルト２３０との間の空間は、断面積が最小であるため、気流の速度が最大となり、これにより気圧が最小となる。なお、図１７および図１８は、画像形成動作の際に生じる粉煙回収部２６２周辺の空気の流れを数値解析により可視化した図である。具体的に、図１７は、空気の流れを流線で表し、図１８は、図１７に示す気流の流速ベクトルを表している。
【００９２】
画像形成動作の際、ベルト対向部２２２においてベルト２３０に最も近接した部分とベルト２３０との間の空間、すなわちベルト対向部２２２とベルト２３０との間の空間のうち気圧が最小である部分（最小気圧部）と、気流の通路２３７との間には一層大きな気圧差が生じており、気流排出用の開口部２０４は、最小気圧部と粉煙回収部２６２の内部空間とを連通している。そのため、画像形成動作の際、気流の通路２３７から気流導入用の開口部２０２、粉煙回収部２６２の内部空間、および気流排出用の開口部２０４を通って、ベルト対向部２２２とベルト２３０との間の空間へ進む上方向の気流は、一層大きな気圧差により流速が高められ、トナーの粉煙の回収性能が一層向上する。
【００９３】
なお、第２の実施形態では、ベルト対向部２２２の全体が、流線型の湾曲部である構成について説明したが、ベルト対向部２２２の一部を、流線型の湾曲部としてもよい。また、気流排出用の開口部２０４は、ベルト対向部２２２においてベルト２３０に最も近接した部分のみならず、当該部分の周辺部に形成してもよい。
【００９４】
〔第３の実施形態〕
図１４に示す第３の実施形態に係る粉煙回収部２６３では、その内部空間に搬送スクリュー（請求項の第３の搬送部材に相当する。）２３８が設けられている。より具体的に、搬送スクリュー２３８は、粉煙回収部２６３の内部空間においてトナーが最も滞留しやすい現像ローラ対向部２２６の下端部近傍に設けられている。搬送スクリュー２３８は、例えば現像ローラ４８の軸方向に平行に伸びる長尺部材であり、別の搬送部材を介して、画像形成装置１内に設けられた図示しない廃トナーボックス（請求項の廃トナー回収部に相当する。）に接続されている。搬送スクリュー２３８を回転駆動すると、粉煙回収部２６３の内部空間に滞留するトナーは、搬送スクリュー２３８によって廃トナーボックスへ搬送され、廃トナーボックスに回収される。
【００９５】
このように、本実施形態では、粉煙回収部２６３の内部空間に滞留したトナーが、廃トナーボックスへ適宜搬送されるため、粉煙回収部２６３の内部空間にトナーが充満することを防止できる。したがって、現像装置３４の長寿命化を図ることができ、粉煙回収部２６３の小型化、すなわち現像装置３４の小型化を図ることができる。
【００９６】
〔第４の実施形態〕
図１５に示す第４の実施形態に係る粉煙回収部２６４では、粉煙回収部２６４の内部空間に回収されたトナーが気流導入用の開口部２０２を通って外部へ流出することを防止するため、気流導入用の開口部２０２の周縁部に、回収トナー流出防止用の突出部２４４が設けられている。突出部２４４は、気流導入用の開口部２０２を囲むように、且つ、粉煙回収部２６４の内側に向かって突設されている。したがって、粉煙回収部２６４の内部空間に回収されたトナーは、突出部２４４により気流導入用の開口部２０２への移動が妨げられるため、気流導入用の開口部２０２を介したトナーの流出を極力防止できる。
【００９７】
〔第５の実施形態〕
図１６に示す第５の実施形態に係る粉煙回収部２６５では、気流導入用の開口部２０２が、感光体対向部２２４に形成されている。これにより、粉煙回収部２６５の内部空間は、気流導入用の開口部２０２を介して、感光体対向部２２４と感光体１２との間の空間に連通している。画像形成動作の際、ベルト対向部２２２とベルト２３０との間の空間は、上述の第１〜第４の実施形態と同様、図中右方向への気流の発生に伴い気圧が低下し、感光体対向部２２４と感光体１２との間の空間よりも低い気圧となる。そのため、画像形成動作の際、感光体対向部２２４と感光体１２との間の空間と、ベルト対向部２２２とベルト２３０との間の空間との間に気圧差が生じ、これに伴い、感光体対向部２２４と感光体１２との間の空間から、気流導入用の開口部２０２、粉煙回収部２６５の内部空間、および気流排出用の開口部２０４を通って、ベルト対向部２２２とベルト２３０との間の空間へ進む気流が発生する。そのため、画像形成動作の際、仮に現像領域９６でトナーが飛散して粉煙が生じても、トナーの粉煙は、上述の気流により感光体対向部２２４と感光体１２との間の空間から気流導入用の開口部２０２を通って粉煙回収部２６５の内部空間に導かれ、粉煙回収部２６５の内部空間に回収される。したがって、第１〜第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００９９】
例えば、上述の実施形態では、現像方式として所謂ハイブリッド現像を採用した場合について説明したが、本発明は、現像方式として所謂一成分現像または二成分現像、或いはその他の現像方式を採用した場合にも同様に適用できる。
【０１００】
また、上述の実施形態では、現像装置が中間転写ベルトに近傍して配置された構成について説明したが、本発明では、現像装置が、画像形成動作の際に所定の移動方向に移動するベルト状部材の近傍に配置される構成であればよく、ベルト状部材は中間転写ベルトに限られない。中間転写ベルト以外のベルト状部材としては、例えば、用紙等の記録媒体を搬送する無端ベルト状の搬送部材等が挙げられる。
【０１０１】
さらに、上述の実施形態では、粉煙回収部の内部空間が、気流導入用の開口部を介して、現像領域（第１の領域）と供給回収領域（第２の領域）の両者に連通する構成（第１〜第４の実施形態）と、粉煙回収部の内部空間が、気流導入用の開口部を介して、現像領域（第１の領域）のみに連通する構成（第５の実施形態）とについて説明したが、本発明は、粉煙回収部の内部空間が、気流導入用の開口部を介して供給回収領域（第２の領域）のみに連通する構成も含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明に係る現像装置の断面を示す図。
【図３】現像剤の組成を模式的に説明する図。
【図４】キャリアの表面に、荷電粒子を保持したトナーが付着している状態を模式的に示す図。
【図５】スペントが付着したキャリアの表面に荷電粒子が打ち込まれた状態を模式的に示す図。
【図６Ａ】電界形成装置の一実施形態を示す図。
【図６Ｂ】図６Ａに示す電界形成装置からスリーブと現像スリーブに供給されている電圧の関係を示す図。
【図７Ａ】電界形成装置の他の実施形態を示す図。
【図７Ｂ】図７Ａに示す電界形成装置からスリーブと現像スリーブに供給されている電圧の関係を示す図。
【図８Ａ】電界形成装置の他の実施形態を示す図。
【図８Ｂ】図８Ａに示す電界形成装置からスリーブと現像スリーブに供給されている電圧の関係を示す図。
【図９】電界形成装置の他の実施形態を示す図。
【図１０】電界形成装置の他の実施形態を示す図。
【図１１】供給回収領域におけるトナーと荷電粒子の動きを模式的に示す図。
【図１２】第１の実施形態に係る粉煙回収部の断面を示す図。
【図１３】第２の実施形態に係る粉煙回収部の断面を示す図。
【図１４】第３の実施形態に係る粉煙回収部の断面を示す図。
【図１５】第４の実施形態に係る粉煙回収部の断面を示す図。
【図１６】第５の実施形態に係る粉煙回収部の断面を示す図。
【図１７】図１３に示す粉煙回収部の周辺の空気の流れを示す図。
【図１８】図１７に示す気流の流速ベクトルを示す図。
【図１９】現像装置の従来例を示す断面図。
【符号の説明】
【０１０３】
１：画像形成装置、２：現像剤、４：キャリア、６：トナー、８：荷電粒子、１０：スペント、１２：感光体、３４：現像装置、３６：転写装置、３８：シート、４０：クリーニング装置、４２：ハウジング、４４：開口部、４８：現像ローラ、５４：搬送ローラ、５８：磁石体、６０：スリーブ、６３：規制板、６６：現像剤攪拌室、７２：スクリュー、８６：規制領域、８８：供給回収領域、９４：放出領域、９６：現像領域、１１０：電界形成装置、１１２：第１の電源、１１４：第２の電源、１１６：グランド、１１８：直流電源、１２０：直流電源、１２２：電界形成装置、１２４：第１の電源、１２６：グランド、１２８：直流電源、１３０：第２の電源、１３２：直流電源、１３４：交流電源、１３６：電界形成装置、１３８：第１の電源、１４０：グランド、１４２：直流電源、１４４：交流電源、１４６：第２の電源、１４８：端子、１５０：直流電源、１５２：電界形成装置、１５４：交流電源、１５６：交流電源、１５８：電界形成装置、１６０：交流電源、２０２：気流導入用の開口部、２０４：気流排出用の開口部、２０６：フィルタ、２０８：帯電器、２１０：露光装置、２２０：粉煙回収部、２２２：ベルト対向部、２２４：感光体対向部。２２６：現像ローラ対向部、２２８：搬送ローラ対向部、２３０：中間転写ベルト、２３６：記録媒体、２３７：気流の通路、２３８：搬送スクリュー、２４４：回収トナー流出防止用の突出部、２６２〜２６５：粉煙回収部。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１７】
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