(57)【要約】【課題】磁気ブラシの挙動と局所的な現像器ケーシングとの相互作用によって現像器ケーシングの下流側位置から発生する異常な吹き出し気流に起因するトナーやキャリアの飛散を防止ないしは軽減させる。【解決手段】補助極４ｂが形成する磁気ブラシ１１はこの補助極４ｂ前後において立ち上がりと倒伏の運動によりその内部に空気を取り込むので、現像器ケーシング７内の薄い空気層１４中の流速が増加するが、補助極４ｂに対応する部分の現像器ケーシング７は磁気ブラシ１１の突出方向に凹む凹部１２による凹構造１５を有することで、圧力抜き空間１３を形成する形状が最適化されているので、この領域での流速の増加を抑制することができる。よって、磁気ブラシの挙動と局所的な現像器ケーシングとの相互作用によって現像器ケーシング７の開口部６に向けて発生する吹き出し気流の流量を抑制でき、結果的に、離脱したトナーやキャリアの飛散を抑制できるようにした。【選択図】　　　　図２
2004020772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に対する対向位置に主極となる永久磁石が固定状態で内蔵された現像剤担持体を回転させながら、前記主極の磁界によりトナー及び磁性キャリアからなる現像剤で磁気ブラシを形成して前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
前記潜像担持体に対向する部分で前記現像剤担持体を露出させるように開口部が形成されてこの現像剤担持体を覆う現像器ケーシングと、
前記主極となる永久磁石よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側位置かつ前記現像器ケーシングの開口部近傍位置に前記現像剤担持体内に固定状態で内蔵されて補助極となる永久磁石と、
を備え、
前記現像器ケーシングの前記補助極となる永久磁石に対向する部分は、前記潜像担持体に接近して前記開口部を形成する先端部よりも前記潜像担持体から離れるよう前記補助極の磁界により形成される磁気ブラシの突出方向に凹んで圧力抜き空間を形成する凹構造を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記凹構造は、前記現像器ケーシングの前記補助極となる永久磁石に対向する対向面に形成した凹部よりなることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記凹構造は、前記現像器ケーシング自身の湾曲形状よりなることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記補助極となる永久磁石に対向する部分の前記現像剤担持体表面から前記凹構造の底部までの距離が、前記補助極により形成される前記現像剤担持体上の磁気ブラシの高さ以上であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像器ケーシングは、前記圧力抜き空間に対して多孔質通気性シートを介してケーシング外空間に連通する連通路を有することを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の現像装置。
【請求項６】
前記多孔質通気性シートは、高密度ポリエチレン不織布繊維シートであることを特徴とする請求項５記載の現像装置。
【請求項７】
前記多孔質通気性シートは、そのシート面が重力方向に直交しない方向に設置されていることを特徴とする請求項５又は６記載の現像装置。
【請求項８】
潜像担持体に対する対向位置に主極となる永久磁石が固定状態で内蔵された現像剤担持体を回転させながら、前記主極の磁界によりトナー及び磁性キャリアからなる現像剤で磁気ブラシを形成して前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
前記潜像担持体に対向する部分で前記現像剤担持体を露出させるように開口部が形成されてこの現像剤担持体を覆う現像器ケーシングと、
前記主極となる永久磁石よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側位置に前記現像剤担持体内に固定状態で内蔵されて補助極となる永久磁石と、
前記主極となる永久磁石よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側位置で前記現像器ケーシングの開口部を介して前記現像剤担持体に接近配置させた飛散トナー吸入カバーと、
流路の直径が狭くなる狭窄箇所を有し、前記飛散トナー吸入カバーよりも下方位置で前記現像剤担持体の軸方向に沿わせて配設されて一定方向に気流が流れるよう通風源に接続された飛散トナー吸入ダクトと、
前記狭窄箇所を含む複数箇所で前記飛散トナー吸入ダクトと前記飛散トナー吸入カバーとの間を連通接続する複数本の圧力導入管と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
前記主極となる永久磁石よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側位置で前記現像器ケーシングの開口部を介して前記現像剤担持体に接近配置させた飛散トナー吸入カバーと、
流路の直径が狭くなる狭窄箇所を有し、前記飛散トナー吸入カバーよりも下方位置で前記現像剤担持体の軸方向に沿わせて配設されて一定方向に気流が流れるよう通風源に接続された飛散トナー吸入ダクトと、
前記狭窄箇所を含む複数箇所で前記飛散トナー吸入ダクトと前記飛散トナー吸入カバーとの間を連通接続する複数本の圧力導入管と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の現像装置。
【請求項１０】
前記主極となる永久磁石よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側位置で前記現像器ケーシングの開口部を介して前記現像剤担持体に接近配置させた飛散トナー吸入カバーと、
流路の直径が狭くなる狭窄箇所を有し、前記飛散トナー吸入カバーよりも下方位置で前記現像剤担持体の軸方向に沿わせて配設されて一定方向に気流が流れるよう通風源に接続された飛散トナー吸入ダクトと、
前記狭窄箇所を含む複数箇所で前記飛散トナー吸入ダクトと前記飛散トナー吸入カバーとの間を連通接続する複数本の圧力導入管と、
を備えることを特徴とする請求項５ないし７の何れか一記載の現像装置。
【請求項１１】
複数本の前記圧力導入管として、少なくとも、前記現像剤担持体上の飛散トナーが発生しやすい箇所に対応する前記飛散トナー吸入カバーの箇所と前記飛散トナー吸入ダクトの前記狭窄箇所との間を連通接続する圧力導入管を含むことを特徴とする請求項８ないし１０の何れか一記載の現像装置。
【請求項１２】
複数本の前記圧力導入管として、少なくとも、前記飛散トナー吸入カバーの前記現像剤担持体における軸方向中心箇所と前記飛散トナー吸入ダクトの直径が狭くなった狭窄箇所との間を連通接続する圧力導入管と、前記飛散トナー吸入カバーの前記現像剤担持体における軸方向端部箇所と前記飛散トナー吸入ダクトの直径が拡大された拡大箇所との間を連通接続する圧力導入管と、を含むことを特徴とする請求項８ないし１０の何れか一記載の現像装置。
【請求項１３】
前記各圧力導入管は、飛散トナー吸入ダクトと前記飛散トナー吸入カバーとの間の連通を個別に断続させる断続手段を備えることを特徴とする請求項８ないし１２の何れか一記載の現像装置。
【請求項１４】
前記飛散トナー吸入ダクトの前記狭窄箇所と前記圧力抜き空間に対応させて前記現像器ケーシングに形成された前記連通路との間を連通接続する第２の圧力導入管と、前記飛散トナー吸入ダクトと前記連通路との間の連通接続を断続させる第２の断続手段と、を備えることを特徴とする請求項１０記載の現像装置。
【請求項１５】
潜像が形成される潜像担持体と、
この潜像担持体に近接対向させた現像剤担持体を含み前記潜像を現像する請求項１ないし１４の何れか一記載の現像装置と、
を少なくとも備えることを特徴とする作像ユニット。
【請求項１６】
回転駆動される潜像担持体と、
この潜像担持体上に静電潜像を形成する光書込み手段と、
前記潜像担持体に近接対向する現像剤担持体を含み前記潜像を現像する請求項１ないし１４の何れか一記載の現像装置と、
を少なくとも備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１５記載の作像ユニットと、
前記潜像担持体上に静電潜像を形成する光書込み手段と、
を少なくとも備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
潜像担持体及び現像装置を複数個備え、これらの潜像担持体上で現像された現像像が順次転写されるタンデム方式の第２の像担持体を備えることを特徴とする請求項１６又は１７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ブラシ現像方式の現像装置、作像ユニット及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の磁気ブラシ現像方式の現像装置では、現像器ケーシングの開口部に設けられた現像剤担持体としての現像スリーブが内蔵する永久磁石によって形成する磁界により、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤で磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを潜像担持体としての感光体と現像スリーブとの隙間に搬送して感光体上の潜像を現像する。
【０００３】
このような基本的な設計配置による現像装置のレイアウトを図１５に示す。図１５において、１０１は反時計方向に回転駆動されるドラム状の感光体１０２に近接対向されて時計方向に回転駆動される現像スリーブであり、内部には複数個（例えば、６個程度）の永久磁石１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，…が放射状に固定配置されている。ここに、感光体１０２に対向する永久磁石１０３ａは主極と称され、この永久磁石１０３ａの磁界によりトナー及び磁性キャリアからなる２成分現像剤で磁気ブラシを形成することにより、感光体１０２上の潜像を現像する。また、主極としての永久磁石１０３ａ以外の永久磁石１０３ｂ，１０３ｃ，…は主極部分で良好な磁気ブラシを形成するために利用され、補助極と称される。このような現像スリーブ１０１は感光体１０２に対向する部分でこの現像スリーブ１０１を露出させるように開口部１０４が形成された現像器ケーシング１０５により覆われている。また、このような現像器ケーシング１０５内には現像スリーブ１０１よりも下部側方に位置させてトナー補給部（図示せず）から補給されるトナーを現像スリーブ１０１周面に送り込んだり回収されるトナーと現像剤とを再攪拌したりするための現像剤搬送スクリュー１０６，１０７が設けられており、さらには、感光体１０２側に搬送される現像剤の量を所定量に規制するためのドクタブレード１０８が現像器ケーシング１０５の一部等を利用して設けられている。
【０００４】
ところが、このような構成の現像装置においては、現像スリーブ１０１が設けられた現像器ケーシング１０５の開口部１０４から現像装置内のトナーやキャリアが飛散し易い。そして、現像装置の下方を中心に外部へ飛散したトナーやキャリアは、当該現像装置を搭載している複写機、プリンタ等の画像形成装置内を汚染して紙詰まりなどの処理時にオペレーターの手を汚してしまったり、画像形成装置内で電気部品に付着してノイズなどの原因となったりしてしまう問題点がある。さらには、タンデム方式のフルカラー画像形成装置にあっては、感光体や現像装置の下方に第２の像担持体として中間転写ベルトが配置されるため、中間転写ベルト上或いはこの中間転写ベルト上を搬送される転写紙上に飛散・落下したトナー等が付着して汚してしまったりするという問題点もあった。
【０００５】
このような問題点を解決しようとする技術としては、以下のようなものがある。例えば、特開平５−１１９６２６号公報によれば、現像器ケーシングの開口部の両端部にトナー飛散を防止するフィルタを設けるようにしている。
【０００６】
また、飛散トナー・キャリアが発生する箇所が感光体と現像スリーブ上に形成される磁気ブラシとの接触領域（以下、ニップ部と言う）であることに着目した技術として、ニップ部の下流側にキャリア回収手段を感光体・現像スリーブに各々所定間隔を隔てて設置するようにしたものが特開平４−５３３８号公報中に記載されている。
【０００７】
また、現像器内に気流を能動的に発生させ、これらの飛散トナー・キャリアを回収することで問題を防止しようとする技術がある。例えば、特開平１０−２４７０４２号公報によれば、感光体とキャリア回収手段との間隙に現像装置外部から内部へ向かう方向の気流を発生させる気流発生手段を設けることで対処する技術が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらは以下のような問題点を有する。例えば、現像器ケーシングの端部や感光体・現像スリーブの一部の箇所のみに浮遊トナー・キャリアを防止しようとするフィルタやキャリア回収手段を設置しても、現像器ケーシング内部から吹き出す気流によって、浮遊トナー・キャリアは飛散するので、対策として不十分である。
【０００９】
この吹き出し気流は、昨今の現像器の高速化・小型化に伴い顕著に現れてきたもので、その原因が不明確であった。このため、このような気流発生の原因をつきとめて、気流の入口と出口とをコントロールする設計がトナー・キャリア飛散防止には必須といえる。
【００１０】
そこで、より詳細に考察すると、飛散トナーが発生する原因として、現像剤特性の不均一性（例えば、Ｑ／Ｍ値のばらつき）によるもの以外に、現像器の物理的設計要因に起因するものとしては以下のモデルが考えられる。
【００１１】
現像スリーブ１０１によって担持される現像剤は、感光体１０２との物理的な接触や磁気ブラシの跳ね上がり・倒伏運動等により、感光体１０２上の静電潜像又はキャリアとの電気力の拘束から一部が離脱し空気中に浮遊する。
【００１２】
一方、感光体１０２と現像スリーブ１０１とが回転することにより、これらの回転体の表面には境界層に伴う連れ回り気流が発生する。浮遊したトナーはこの気流によって運ばれる。連れ回り気流は、現像スリーブ１０１の回転方向に対して下流側に位置する現像器ケーシング１０５に衝突し、又は、流れが剥離し、吹き出し気流となって浮遊トナーを筐体内に飛散させる。これを「原因系１」と言うこととする。例えば、上述した特開平１０−２４７０４２号公報では、この「原因系１」の気流のみが飛散原因であるとして、対策を施しているに留まっている。
【００１３】
従来考慮されなかった原因に以下のようなものがある。磁気ブラシが形成されるような微小な領域では空気の粘性の影響が無視できず、複数の磁気ブラシの内部に一定の空気がトラップされ、現像スリーブ１０１と現像器ケーシング１０５との微細な隙間（以下、ケーシングギャップと言う）をすり抜けてしまうことになる。結果、現像剤は現像器ケーシング１０５によって回収されるが、トラップされた空気は、その部分に衝突し物理的にもトナー離脱を生じさせやすくなり、その結果、ケーシングギャップから吹き出す気流が発生する。これを「原因系２」と言うこととする。
【００１４】
この「原因系１」と「原因系２」とが複合されて現像器ケーシング１０５の下流側位置から異常な吹き出し気流が発生しているのである。つまり、磁気ブラシの挙動と局所的な現像器ケーシングとの相互作用によって現像器ケーシングからの特殊な吹き出し気流が生ずる。
【００１５】
この「原因系２」のメカニズムを更に詳細に検討する。図１６は図１５に示したような一般的な２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式の現像装置の現像部分を拡大して示す概念図である。現像器ケーシング１０５の開口部１０４の位置に対応させて設けられた永久磁石１０３ａを主極として形成される磁界によって、現像剤１０９で磁気ブラシ１１０を形成し、この磁気ブラシ１１０を感光体１０２の潜像に接触させて現像する。
【００１６】
ここで、上述のように現像ニップの下流側領域において、飛散トナーを多く発生する。図１７はこの下流側領域を拡大して示す概念図である。図１７はギャップ間距離・磁気ブラシ１１０の高さを誇張して描いている。一般に、感光体１０２と現像スリーブ１０１との接触点で磁気ブラシ１１０を形成する永久磁石１０３ａによる主極の前後には、磁界を保つために補助極と呼ばれる永久磁石１０３ｂ，１０３ｃ，…が存在し、補助極に相当する位置の現像スリーブ１０１上にも磁気ブラシ１１１，…が形成される。しかし、現像ニップ下流の補助極１０３ｂには開口部１０４を端部とする現像器ケーシング１０５が存在しており、磁気ブラシ１１１とこの現像器ケーシング１０５との衝突等の物理的相互作用が発生する。
【００１７】
補助極１０３ｂ付近を拡大・誇張して示す図１７によれば、現像スリーブ１０１表面にはドクタブレード１０８によって規定された量の現像剤１０９が堆積しており、補助極１０３ｂによって磁気ブラシ１１１が形成されるが、この時、一定の高さＨの空気層１１２が磁気ブラシ１１１中に捉えられ、現像器ケーシング１０５内の空間１１３に輸送される。特に、磁気ブラシ１１１が形成されると、この捉えられる空気の量は大きくなる。これは現像剤のキャリア粒径が数１０μｍと非常に小さいため、空気の粘性の効果が無視できないためである。現像器ケーシング１０５の空間１１３はこの先は密閉された現像剤ケースであるため、空気は逃げ場がなくなり磁気ブラシ１１１上の上層を通って現像器ケーシング１０５の外部に放出される。この時に形成される気流を吹き出し気流１１４と言う。この吹き出し気流１１４の存在は、高速度カメラと画像処理技法を使った流れの可視化によって明らかにされたものである。
【００１８】
この吹き出し気流１１４はトナー・キャリア飛散に最も影響を及ぼす気流である。即ち、磁気ブラシ１１１が現像器ケーシング１０５に衝突する物理的衝撃・現像器ケーシング１０５内で現像剤搬送スクリュー１０６，１０７によって現像剤１０９が再撹拌される時に発生する離脱トナー・キャリアを外部に直接放出するものであるからである。
【００１９】
流れの可視化による画像計測手段によって計測した境界層（空気層１１２）の厚さは、下記条件において以下のような値であった。
【００２０】
現像剤なし：０．０７（ｍｍ）
現像剤あり：０．２（ｍｍ）
条件：現像スリーブ１０１の直径６０ｍｍ，回転速度（５ｒａｄ／ｓ）
現像ニップからの補助極１０３ｂの角度π／４（ｒａｄ）
即ち、現像剤１０９が現像スリーブ１０１表面に空気を捕獲して輸送していることが示されており、この空気が噴出する構造を有する現像器の構造はトナー・キャリア飛散問題に対して改善がなされなければならない。
【００２１】
本発明の目的は、このような「原因系１」と「原因系２」とが複合されて現像器ケーシングの下流側位置から発生する異常な吹き出し気流に起因するトナーやキャリアの飛散を防止ないしは軽減させることである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、潜像担持体に対する対向位置に主極となる永久磁石が固定状態で内蔵された現像剤担持体を回転させながら、前記主極の磁界によりトナー及び磁性キャリアからなる現像剤で磁気ブラシを形成して前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、前記潜像担持体に対向する部分で前記現像剤担持体を露出させるように開口部が形成されてこの現像剤担持体を覆う現像器ケーシングと、前記主極となる永久磁石よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側位置かつ前記現像器ケーシングの開口部近傍位置に前記現像剤担持体内に固定状態で内蔵されて補助極となる永久磁石と、を備え、前記現像器ケーシングの前記補助極となる永久磁石に対向する部分は、前記潜像担持体に接近して前記開口部を形成する先端部よりも前記潜像担持体から離れるよう前記補助極の磁界により形成される磁気ブラシの突出方向に凹んで圧力抜き空間を形成する凹構造を有する。
【００２３】
従って、補助極が形成する磁気ブラシはこの補助極前後において立ち上がりと倒伏の運動によりその内部に空気を取り込むので、現像器ケーシング内の薄い空気層中の流速が増加するが、補助極に対応する部分の現像器ケーシングは磁気ブラシの突出方向に凹む凹構造を有しており、圧力抜き空間を形成する形状が最適化されているので、この領域での流速の増加を抑制することができる。よって、「原因系１」や「原因系２」に起因して現像器ケーシングの開口部に向けて発生する吹き出し気流の流量を抑制でき、結果的に、離脱したトナーやキャリアの飛散を抑制することができる。
【００２４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記凹構造は、前記現像器ケーシングの前記補助極となる永久磁石に対向する対向面に形成した凹部よりなる。
【００２５】
従って、現像器ケーシングに関する部分的な加工処理で請求項１記載の発明を容易に実現できる。
【００２６】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記凹構造は、前記現像器ケーシング自身の湾曲形状よりなる。
【００２７】
従って、現像器ケーシングに関する形状処理で請求項１記載の発明を容易に実現できる。
【００２８】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の現像装置において、前記補助極となる永久磁石に対向する部分の前記現像剤担持体表面から前記凹構造の底部までの距離が、前記補助極により形成される前記現像剤担持体上の磁気ブラシの高さ以上である。
【００２９】
従って、補助極対向部分の現像剤担持体表面から凹構造の底部までの距離が、補助極により形成される現像剤担持体上の磁気ブラシの高さ未満であっても、吹き出し気流の抑制効果は得られるが、補助極対向部分の現像剤担持体表面から凹構造の底部までの距離を、補助極により形成される現像剤担持体上の磁気ブラシの高さ以上とすることにより、磁気ブラシが現像器ケーシング壁面等に衝突してその物理的な衝撃で磁気ブラシからトナーやキャリアが離脱してしまう現象を抑制することもでき、トナーやキャリアの飛散をより一層抑制できる。
【００３０】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の現像装置において、前記現像器ケーシングは、前記圧力抜き空間に対して多孔質通気性シートを介してケーシング外空間に連通する連通路を有する。
【００３１】
従って、内圧が高まった現像器ケーシング内の圧力抜き空間の圧力の一部を連通路を介して外空間に逃がすことで、吹き出し気流の低減効果をより高めることができる。この際、連通路に対しては多孔質通気性シートが介在されているので、連通路から飛散しようとするトナーやキャリアをこの多孔質通気性シートにより捕集でき、その飛散を防止できる。
【００３２】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の現像装置において、前記多孔質通気性シートは、高密度ポリエチレン不織布繊維シートである。
【００３３】
従って、多孔質通気性シートとして高密度ポリエチレン不織布繊維シートを用いることにより、トナーやキャリアの捕集能力を高め、連通路からの飛散を確実に防止できる。
【００３４】
請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の現像装置において、前記多孔質通気性シートは、そのシート面が重力方向に直交しない方向に設置されている。
【００３５】
従って、当該現像装置を長期に亘って使用していると、圧力抜き空間内の飛散トナーやキャリアに対する排気が不十分であると重力方向に沈殿する傾向があるが、多孔質通気性シートはそのシート面が重力方向に直交しない方向に設置されているので、シート面上にトナーやキャリアが沈殿し目詰まりさせてしまうことを軽減でき、できるだけ長期に亘って通気性を維持させることができる。
【００３６】
請求項８記載の発明は、潜像担持体に対する対向位置に主極となる永久磁石が固定状態で内蔵された現像剤担持体を回転させながら、前記主極の磁界によりトナー及び磁性キャリアからなる現像剤で磁気ブラシを形成して前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、前記潜像担持体に対向する部分で前記現像剤担持体を露出させるように開口部が形成されてこの現像剤担持体を覆う現像器ケーシングと、前記主極となる永久磁石よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側位置に前記現像剤担持体内に固定状態で内蔵されて補助極となる永久磁石と、前記主極となる永久磁石よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側位置で前記現像器ケーシングの開口部を介して前記現像剤担持体に接近配置させた飛散トナー吸入カバーと、流路の直径が狭くなる狭窄箇所を有し、前記飛散トナー吸入カバーよりも下方位置で前記現像剤担持体の軸方向に沿わせて配設されて一定方向に気流が流れるよう通風源に接続された飛散トナー吸入ダクトと、前記狭窄箇所を含む複数箇所で前記飛散トナー吸入ダクトと前記飛散トナー吸入カバーとの間を連通接続する複数本の圧力導入管と、を備える。
【００３７】
従って、基本的には、現像器ケーシングから吹き出す飛散トナーやキャリアは飛散トナー吸入カバーにより捕集し、圧力導入管を介して飛散トナー吸入ダクト中の一定方向の気流中に回収させることで、トナーやキャリアの飛散を防止できる。この際、飛散トナー吸入ダクトはその直径が狭くなる狭窄箇所を有し、この狭窄箇所に連通接続された圧力導入管も存在し、この狭窄箇所に連通接続された圧力導入管は他の箇所に連通接続された圧力導入管よりも圧力が低く、吸込み力が強くなるため、この狭窄箇所からトナーやキャリアを効果的に吸引させることができる。つまり、飛散トナー吸入ダクトの形状を工夫し、狭窄箇所により吸い込み力を部分的に強くさせるだけの簡単な構成で、トナーやキャリアの飛散を効果的に防止できる。
【００３８】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の現像装置において、前記主極となる永久磁石よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側位置で前記現像器ケーシングの開口部を介して前記現像剤担持体に接近配置させた飛散トナー吸入カバーと、流路の直径が狭くなる狭窄箇所を有し、前記飛散トナー吸入カバーよりも下方位置で前記現像剤担持体の軸方向に沿わせて配設されて一定方向に気流が流れるよう通風源に接続された飛散トナー吸入ダクトと、前記狭窄箇所を含む複数箇所で前記飛散トナー吸入ダクトと前記飛散トナー吸入カバーとの間を連通接続する複数本の圧力導入管と、を備える。
【００３９】
従って、請求項１ないし４の何れか一記載の現像装置の場合、吹き出し気流の抑制によりトナーやキャリアの飛散を抑制できるものの、吹き出し気流をゼロにすることは不可能であるが、請求項８記載の発明の場合と同様に、現像器ケーシングから吹き出す飛散トナーやキャリアは飛散トナー吸入カバーにより捕集し、圧力導入管を介して飛散トナー吸入ダクト中の一定方向の気流中に回収させることで、トナーやキャリアの飛散を確実に防止できる。
【００４０】
請求項１０記載の発明は、請求項５ないし７の何れか一記載の現像装置において、前記主極となる永久磁石よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側位置で前記現像器ケーシングの開口部を介して前記現像剤担持体に接近配置させた飛散トナー吸入カバーと、流路の直径が変化する狭窄箇所を有し、前記飛散トナー吸入カバーよりも下方位置で前記現像剤担持体の軸方向に沿わせて配設されて一定方向に気流が流れるよう通風源に接続された飛散トナー吸入ダクトと、前記狭窄箇所を含む複数箇所で前記飛散トナー吸入ダクトと前記飛散トナー吸入カバーとの間を連通接続する複数本の圧力導入管と、を備える。
【００４１】
従って、請求項５ないし７の何れか一記載の現像装置の場合、吹き出し気流の抑制によりトナーやキャリアの飛散を抑制できるものの、吹き出し気流をゼロにすることは不可能であるが、請求項８記載の発明の場合と同様に、現像器ケーシングから吹き出す飛散トナーやキャリアは飛散トナー吸入カバーにより捕集し、圧力導入管を介して飛散トナー吸入ダクト中の一定方向の気流中に回収させることで、トナーやキャリアの飛散を確実に防止できる。
【００４２】
請求項１１記載の発明は、請求項８ないし１０の何れか一記載の現像装置において、複数本の前記圧力導入管として、少なくとも、前記現像剤担持体上の飛散トナーが発生しやすい箇所に対応する前記飛散トナー吸入カバーの箇所と前記飛散トナー吸入ダクトの前記狭窄箇所との間を連通接続する圧力導入管を含む。
【００４３】
従って、現像剤担持体の軸方向に見て経験的に飛散トナーが発生しやすい箇所、例えば、現像器端部やケーシングのリブが設けられている箇所を圧力導入管により飛散トナー吸入ダクトの狭窄箇所に連通接続することにより、飛散トナーが発生しやすい箇所から発生するトナーやキャリアを有効に飛散トナー吸入ダクト内の気流中に吸引させることができる。
【００４４】
請求項１２記載の発明は、請求項８ないし１０の何れか一記載の現像装置において、複数本の前記圧力導入管として、少なくとも、前記飛散トナー吸入カバーの前記現像剤担持体における軸方向中心箇所と前記飛散トナー吸入ダクトの前記狭窄箇所との間を連通接続する圧力導入管と、前記飛散トナー吸入カバーの前記現像剤担持体における軸方向端部箇所と前記飛散トナー吸入ダクトの前記流路の直径が拡大された拡大箇所との間を連通接続する圧力導入管と、を含む。
【００４５】
従って、経験的に現像器端部箇所では飛散トナーが発生しやすいが、飛散トナー吸入カバーの軸方向中心箇所と飛散トナー吸入ダクトの狭窄箇所との間を圧力導入管により連通接続する一方、飛散トナー吸入カバーの軸方向端部箇所と飛散トナー吸入ダクトの拡大箇所との間を圧力導入管により連通接続することで、圧力差によって、飛散トナー吸入カバーには端部から中心付近へ向けた流れを生じさせることができ、よって、最小限の圧力導入管の使用で、現像器端部箇所で発生する飛散トナーを中心部へ移動させて有効に飛散トナー吸入ダクト内の気流中に吸引させることができる。
【００４６】
請求項１３記載の発明は、請求項８ないし１２の何れか一記載の現像装置において、前記各圧力導入管は、飛散トナー吸入ダクトと前記飛散トナー吸入カバーとの間の連通を個別に断続させる断続手段を備える。
【００４７】
従って、適用される現像装置の状態によっては、当初意図したトナーやキャリアの捕集能力が十分に得られないケースもあり得るが、このようなケースでは、連通を断続させる断続手段で圧力導入管の接続状態の切替えや使用する圧力導入管を選択することで、捕集用の流れを事後的に修正することができる。
【００４８】
請求項１４記載の発明は、請求項１０記載の現像装置において、前記飛散トナー吸入ダクトの前記狭窄箇所と前記圧力抜き空間に対応させて前記現像器ケーシングに形成された前記連通路との間を連通接続する第２の圧力導入管と、前記飛散トナー吸入ダクトと前記連通路との間の連通接続を断続させる第２の断続手段と、を備える。
【００４９】
従って、当該現像装置の不使用時に第２の断続手段で第２の圧力導入管を連通状態とし、飛散トナー吸入ダクトの狭窄箇所と連通路とを連通させることにより、圧力抜き空間内を大気圧に対して正圧として吹き出し気流を強制的に生じさせることができ、これにより、多孔質通気性シート上に蓄積されたトナーやキャリアを飛散トナー吸入カバーを通じて飛散トナー吸入ダクト内に捕集することができ、多孔質通気性シートの機能を長期に亘って維持することができる。
【００５０】
請求項１５記載の発明の作像ユニットは、潜像が形成される潜像担持体と、この潜像担持体に近接対向させた現像剤担持体を含み前記潜像を現像する請求項１ないし１４の何れか一記載の現像装置と、を少なくとも備える。
【００５１】
従って、請求項１ないし１３の何れか一記載の現像装置の作用・効果が得られる作像ユニットを提供できる。
【００５２】
請求項１６記載の発明の画像形成装置は、回転駆動される潜像担持体と、この潜像担持体上に静電潜像を形成する光書込み手段と、前記潜像担持体に近接対向する現像剤担持体を含み前記潜像を現像する請求項１ないし１４の何れか一記載の現像装置と、を少なくとも備える。
【００５３】
従って、請求項１ないし１３の何れか一記載の現像装置の作用・効果が得られる画像形成装置を提供できる。
【００５４】
請求項１７記載の発明の画像形成装置は、請求項１５記載の作像ユニットと、前記潜像担持体上に静電潜像を形成する光書込み手段と、を少なくとも備える。
【００５５】
従って、請求項１ないし１４の何れか一記載の現像装置の作用・効果が得られる画像形成装置を提供できる。
【００５６】
請求項１８記載の発明は、請求項１６又は１７記載の画像形成装置において、潜像担持体及び現像装置を複数個備え、これらの潜像担持体上で現像された現像像が順次転写されるタンデム方式の第２の像担持体を備える。
【００５７】
従って、請求項１ないし１４の何れか一記載の現像装置の作用・効果が得られる画像形成装置を提供できる。特に、第２の像担持体上へのトナーやキャリアの飛散・付着を防止でき、画像汚れのない画像形成が可能なカラー画像形成装置を提供できる。
【００５８】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図５に基づいて説明する。本実施の形態は、電子写真方式のプリンタ等に用いられる２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式の現像装置への適用例を示す。
【００５９】
図１は、本実施の形態の現像装置１の基本的な設計配置のレイアウトを示す概略正面図である。基本的には、図１５に示した構成に準ずる。まず、反時計方向に回転駆動される潜像担持体としてのドラム状の感光体２に近接対向されて時計方向（即ち、感光体２とは反対方向）に回転駆動される現像剤担持体としての現像スリーブ３が設けられている。この現像スリーブ３は、例えば、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒状に形成されている。この現像スリーブ３内には、複数個（例えば、６個程度）の永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，…が放射状に固定配置されている。ここに、感光体２に対向する永久磁石４ａは主極（或いは、現像磁極）と称され、この永久磁石４ａの磁界によりトナー及び磁性キャリアからなる２成分現像剤５を穂立ちさせて磁気ブラシを形成することにより、感光体２上の潜像を現像するものである。また、主極としての永久磁石４ａ以外の永久磁石４ｂ，４ｃ，…は主極部分で良好な磁気ブラシを形成するために利用され、補助極（或いは、搬送磁極）と称される。このような現像スリーブ３は感光体２に対向する部分でのみこの現像スリーブ３を露出させるようにすぼめた形状の開口部６が形成された現像器ケーシング７により覆われている。また、このような現像器ケーシング７内には現像スリーブ３よりも下部側方に位置させてトナー補給部（図示せず）から補給されるトナーを現像スリーブ３周面に送り込んだり回収されるトナーと現像剤とを再攪拌したりするためのトナー搬送スクリュー８，９が設けられており、さらには、感光体２側に搬送される現像剤の量を所定量に規制するためのドクタブレード１０が現像器ケーシング７の一部等を利用して設けられている。
【００６０】
このような基本的構成において、主磁極となる永久磁石４ａよりもスリーブ回転方向下流側位置かつ現像器ケーシング７の開口部近傍位置（例えば、現像ニップに対して４５°の位置）に位置させた補助極となる永久磁石４ｂに対向する部分を、この永久磁石４ｂにより形成される磁気ブラシ１１（図２等参照）の突出方向に凹ませた凹部１２による凹構造に形成した現像器ケーシング７として構成されている。即ち、この現像器ケーシング７の開口部６を形成する先端部は現像ニップ側に向けて延出するとともに現像スリーブ３周面に接近するようすぼまる形状とされているが、凹部１２部分では現像スリーブ３周面からの距離が離れるような構造とされている。このような凹部１２は現像器ケーシング７の部分的な切削加工により形成してもよいが、当該凹部１２部分を外面側まで貫通する形に形成した後、外面側を蓋する形で形成するようにしてもよい。また、凹部１２自体の形状は、例えば図示の如く角状であってもよく、或いは、円弧状等の他の形状であってもよい。
【００６１】
なお、現像器ケーシング７は、特に図示しないが、現像スリーブ３の軸方向両端（現像装置１の両側）を覆う前後両側面を有する。よって、これらの前後両側面と、凹部１２と現像スリーブ３の表面との間には圧力抜き空間１３が形成される。
【００６２】
このような構成において、補助極となる永久磁石４ｂが形成する磁気ブラシ１１の発生箇所に対応する箇所の現像器ケーシング７は、永久磁石４ｂ付近でその内面が凹状に凹んでおり、この凹部１２により形成される圧力抜き空間１３において、磁気ブラシ１１が形成される。磁気ブラシ１１は補助極となる永久磁石４ｂ前後において、前述したように、立ち上がりと倒伏の運動により、その内部に空気を取り込むことで、現像器ケーシング７内の薄い空気層１４の中の流速が増加する。しかし、本実施の形態の構成によれば、補助極となる永久磁石４ｂに対応する箇所に凹部１２を有し、圧力抜き空間１３が形成されているので、この流速の増加を無くし、発生する吹き出し気流の流量は少なくなり、結果的に離脱したトナー・キャリアを飛散させてしまう現象を減ずることができる。
【００６３】
ちなみに、凹部１２による凹構造ではなく、凹部相当部分から現像器ケーシングの先端側を完全に開口させた形状も考えられ、このような形状によれば吹き出し気流を小さくするためには効果的であるが、開口部分が大きくなりすぎて開口からのキャリア落ち等が増加してしまい、本来のケーシングとしての機能が損なわれるので、本実施の形態のように、開口部６を形成する先端部は極力現像スリーブ３に接近させた構造とすることが必要となる。
【００６４】
図３にケーシングの開口部付近（補助極による磁気ブラシ付近）に生ずる吹き出し気流を高速度カメラ等の測定機器を用いて測定した出力結果を示す。図３（ａ）は図１５に示したような従来の現像器ケーシング１０５（凹部１２を有しない）を用いた場合の測定結果を示し、図３（ｂ）は本実施の形態の凹部１２を有する現像器ケーシング７を用いた場合の測定結果を示している。ただし、ドラム径：６０ｍｍ、線速：２ｍ／ｓ、磁気ブラシ先端速度：６ｍ／ｓとした。また、各々の線の長さが流速を表している。
【００６５】
このような測定結果を分かりやすくするために、図４に書き直した模式図を示す。図４（ａ）は図３（ａ）に対応し、図４（ｂ）は図３（ｂ）に対応する。各々の矢印が流れの向きを表し、その長さが流速を表している。
【００６６】
このような測定結果によれば、現像器ケーシング７の内壁面が凹部１２により磁気ブラシ１１に対して凹状になっている場合（図３（ｂ），図４（ｂ））、現像器ケーシング７の内部からの吹き出し気流が、凹部１２を有しない場合（図３（ａ），図４（ａ））の吹き出し気流に比較してその流速がかなり遅いことが分かる。即ち、現像器ケーシング７内で発生した飛散トナー・キャリアを外部に放出する流れの影響が少なくなっていることが示されている。これは、現像器ケーシング内の空間が狭いとそこを通過する流れが狭窄し、流速が速くなり、その運動量を保ったまま、外部に排出されるためと考えられる。なお、磁気ブラシ１１の先端速度は供給する現像剤量によって変化するが、上述したような流れ場の傾向は保たれていたものである。
【００６７】
ところで、模式的に示す図５を参照して凹部１２の深さについて考察する。いま、図５に示すように、補助極としての永久磁石４ｂにより形成される磁気ブラシ１１の先端から現像スリーブ３表面までの距離（磁気ブラシ１１の高さ）をＧｈ、現像スリーブ３表面から凹部１２の底部までの距離をＳｈとする。基本的には、Ｇｈ＞Ｓｈなる条件であっても、凹部１２の存在により吹き出し気流を抑制させる効果は得られるが、磁気ブラシ１１が現像器ケーシング７の壁面等に衝突し、この物理的な衝撃で磁気ブラシ１１からトナー・キャリアが離脱してしまう場合がある。そこで、図５に示す如く、Ｇｈ≦Ｓｈなる関係を満たすように凹部１２を形成することにより、このような物理的な衝撃によるトナー・キャリアの離脱も抑制でき、トナー・キャリア飛散をより一層抑制することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、現像器ケーシング７に凹部１２を形成することにより凹構造を有するようにしたが、例えば、図６に示すように、現像器ケーシング７の永久磁石４ｂに対向する部分付近を外側へ湾曲させる湾曲形状により凹構造１５を持つようにしてもよい。
【００６９】
本発明の第二の実施の形態を図７に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以降の実施の形態でも同様とする）。
【００７０】
本実施の形態では、現像器ケーシング７に関して、凹部１２により形成される圧力抜き空間１３をケーシング外空間に連通させるための連通路２１が凹部１２の吹き出し気流対向面側に位置させてやや水平向きに貫通させて複数箇所に形成され、かつ、この連通路２１の凹部１２側部分には多孔質通気性シート２２が設置されている。
【００７１】
このような構成によれば、内圧が高まった現像器ケーシング７内の圧力抜き空間１３の圧力の一部を連通路２１を通じて外部に逃がすことで、吹き出し気流をさらに抑制することができる。この時、外部とのインターフェースとなる連通路２１には、多孔質通気性シート２２が設置されているので、連通路２１から吹き出そうとするトナーやキャリアを多孔質通気性シート２２により捕集することができ、連通路２１によってトナーやキャリアが飛散することもない。
【００７２】
この場合、多孔質通気性シート２２としては、高密度ポリエチレン不織布繊維シートが好適である。具体的には、平均空孔が、例えば、トナー平均粒径より十分小さい（例えば、平均粒径が５μｍの場合であれば、３μｍ以下）高密度ポリエチレン不織布繊維シートが用いられる。これにより、トナーはもちろん、キャリアも確実に捕集できる。
【００７３】
また、連通路２１や多孔質通気性シート２２の方向性について考察する。当該現像装置１の長期に亘る使用を考慮すると、圧力抜き空間１３に対する排気が不十分な場合、トナーやキャリアは重力方向に沈殿する傾向がある。この際、凹部１２の底部に重力方向に形成された連通路があり、その上に多孔質通気性シートが設置されていると、当該多孔質通気性シート上にトナーやキャリアが蓄積してしまう。この結果、多孔質通気性シートがやがて目詰まりしてしまうと、通気性が悪くなり、当初意図していた圧力抜き空間１３の圧力を減少させるという効果が減少してしまう。そこで、このような点を考慮した場合、図７中に矢印で示す重力方向に対して連通路２１が平行とならない（多孔質通気性シート２２のシート面が直交しない）方向に連通路２１を形成して多孔質通気性シート２２を設置することが望ましい。これによれば、多孔質通気性シート２２がトナーやキャリアの蓄積により目詰まりしてしまう時期を少しでも遅らせることができ、より長期に亘って効果を維持させることができる。
【００７４】
本発明の第三の実施の形態を図８及び図９に基づいて説明する。本実施の形態は、例えば第一の実施の形態の構成に加えて、主極となる永久磁石４ａよりも現像スリーブ３の回転方向下流側位置で現像器ケーシング７の開口部６を介して現像スリーブ３（吹き出し気流の出る箇所）に接近させて対向配置させた飛散トナー吸入カバー３１と、流路の直径が狭くなる数個の狭窄箇所３２ａ，３２ｂ，…（図９参照）を有し、飛散トナー吸入カバー３１よりも下方位置で現像スリーブ３の軸方向に沿わせて水平かつ平行に配設されて一定方向に気流が流れるよう軸流ファン等の通風源（図示せず）に接続された直径１０ｍｍ程度の飛散トナー吸入ダクト３２と、狭窄箇所３２ａ，３２ｂ，…を含む複数箇所で飛散トナー吸入ダクト３２と飛散トナー吸入カバー３１との間を連通接続する複数本の圧力導入管３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，…とが付加されている。飛散トナー吸入カバー３１と飛散トナー吸入ダクト３２とは少なくとも現像スリーブ３の全長に亘る長さを有している。
【００７５】
このような構成において、本実施の形態によれば、基本的に現像器ケーシング７が前述したような凹部１２による凹構造１５を有しているので、前述したように現像器ケーシング７内から発生する異常な吹き出し気流の流量を抑制することができるものの、その吹き出し気流の流量をゼロにするのは不可能である。そこで、本実施の形態では、さらに、このような吹き出し気流の発生点において、極めて設置必要空間が小さくて済む飛散トナー吸入ダクト３２を追加することで、飛散しようとするトナーやキャリアを確実に捕集できるようにしたものである。
【００７６】
即ち、水平配置されて内部に一定方向の気流が流れる本実施の形態の飛散トナー吸入ダクト３２は数個の狭窄箇所３２ａ，３２ｂ，…を有しており、このような直径が細くなっている狭窄箇所３２ａ，３２ｂ，…に接続された圧力導入管３３ｂ，３３ｄ，…は基本的に管が太い他の箇所に接続された圧力導入管３３ａ，３３ｃ，…よりも圧力が低くなる。そこで、飛散トナー吸入カバー３１について現像スリーブ３の長軸方向において経験的に飛散トナーやキャリアが多く発生する点（原因は不明であるが、例えば、現像器端部や現像器ケーシング７に適宜形成されたリブ対応部分で発生しやすいとされている）を狭窄箇所３２ａ，３２ｂ，…に圧力導入管３３ｂ，３３ｄ，…により連通接続し、その近接点を狭窄箇所以外の箇所に圧力導入管３３ａ，３３ｃ，…により連通接続すれば、発生点から発生する飛散トナー・キャリアを飛散トナー吸入ダクト３２の気流中に有効に吸引することができる。
【００７７】
このための構成として、基本的に、飛散トナー吸入ダクト３２は細い円筒状、圧力導入管３３ａ〜３３ｄ、…は径が一定の可撓性を有するパイプで十分であり、基本的に空間を殆ど占有しないで済む。また、狭窄箇所３２ａ，３２ｂ，…を適宜設けることで、任意の点の吸い込みの力を強くすることが可能で、局所的な飛散トナー・キャリアの防止に対応できる。
【００７８】
つまり、ベルヌーイの法則によれば、同一流線上で動圧のエネルギー・静圧のエネルギー・ポテンシャルエネルギーの和は等しい。飛散トナー吸入ダクト３２の管上のどの断面においても流量は一定であるので、直径を変化させることで流速、即ち、動圧が変化する。重力に対して平行に設置された管（飛散トナー吸入ダクト３２）であれば静圧が変化することになる。計算では、直径１０ｍｍの飛散トナー吸入ダクト３２を用いて、直径を１／８〜２倍に変化させて直径２ｍｍの圧力導入管３３を適切に接続することで、一般の軸流ファンのパワーで任意に約０．２ｍ／ｓ程度の流速を発生させることができたものである。
【００７９】
本発明の第四の実施の形態を図１０に基づいて説明する。本実施の形態では、現像器端部（現像スリーブ３の軸方向端部）で飛散トナー・キャリアが発生しやすいと見做し、このような端部で発生するトナーやキャリアを有効に捕集するために、飛散トナー吸入ダクト３２の形状及び圧力導入管３３の接続箇所を工夫したものである。即ち、飛散トナー吸入カバー３１の現像スリーブ３における軸方向中心箇所（現像器中心箇所）を圧力導入管３３ｅにより飛散トナー吸入ダクト３２の狭窄箇所３２ｃに連通接続する一方、飛散トナー吸入カバー３１の現像スリーブ３における軸方向端部箇所（現像器端部箇所）を圧力導入管３３ｆにより飛散トナー吸入ダクト３２の流路の直径が拡大された拡大箇所３２ｄに連通接続するようにしたものである。
【００８０】
このような構成によれば、狭窄箇所３２ｃと拡大箇所３２ｄとに起因する圧力差によって、飛散トナー吸入カバー３１には矢印で示すように端部から中心付近へ向かう流れが生じ、端部で多く発生する飛散トナー・キャリアは中心付近に移動し、そこから圧力導入管３３ｅ、狭窄箇所３２ｃを介して飛散トナー吸入ダクト３２の気流中に捕集される。
【００８１】
圧力導入管３３は設計の自由度のために直径を小さくすることが望ましく、必然的に圧力損失も大きくなる。つまり、圧力導入管３３を多数設置しても効果はそれに応じて高くなるわけではなく、却って設計の自由度を損ねる結果となる。この点、本実施の形態の構成によれば、最小限の圧力導入管３３の使用で、端部から発生する飛散トナー・キャリアを有効に吸い込むことが可能となる。
【００８２】
本発明の第五の実施の形態を図１１に基づいて説明する。本実施の形態は、例えば第三の実施の形態に示した構成において、圧力導入管３３ａ〜３３ｄ，…についてユーザ又はサービスマンが断続調節操作可能な断続手段としての断続スイッチ３４ａ，３４ｂ，…を介在させたものである。
【００８３】
基本的に、第三の実施の形態のように構成された現像装置１は、当該現像装置１を搭載する複写機等はユーザ側の平均より大きく離れた頻度・使用方法によって、筐体内の状態が大きく変化する場合もあると考えられる。例えば、通紙サイズの違いによる感光体２の温度分布や、長期使用に伴う定着器等のユニットの熱伝導による現像装置１内の温度不均一などである。気流はこのような環境に非常に敏感であり、飛散トナー吸入ダクト３２の狭窄箇所３２ａ，３２ｂ，…等によって意図された流れが達成できない可能性が生じる。この点、本実施の形態によれば、このような場合のメンテナンスを容易にするため、予め圧力導入管３３ａ〜３３ｄ，…に断続スイッチ３４ａ，３４ｂ，…が接続され、ユーザ或いはサービスマンが各圧力導入管３３ａ〜３３ｄ，…による連通接続を適宜遮断させることで、事後的に吸い込み気流の調節をすることができる。
【００８４】
なお、これらの第三〜第五の実施の形態では、凹部１２等による凹構造１５を有する現像器ケーシング７が用いられている例で説明したが、図１６に示す従来例のように現像器ケーシング１０５（即ち、凹部１２等による凹構造１５を有しない）を備える現像装置に適用しても、同様に、吹き出し気流に伴う飛散トナー等を確実に飛散トナー吸入ダクト３２中に捕集することでトナー等の飛散を防止することが可能である。
【００８５】
本発明の第六の実施の形態を図１２に基づいて説明する。本実施の形態は、例えば第二及び第三ないしは第五の実施の形態に示した構成例への適用例を示し、連通路２１と飛散トナー吸入ダクト３２中の狭窄箇所３２ａとを連通接続する第２の圧力導入管３５と、この第２の圧力導入管３５による連通接続を任意に断続させる第２の断続手段としての断続スイッチ３６とが付加されている。この断続スイッチ３６は、通常の使用時には遮断状態に設定される。
【００８６】
このような構成において、当該現像装置１を使用していない時（例えば、当該現像装置１を搭載している複写機においては立ち上げ時）にこの断続スイッチ３６を開口し連通接続状態に切換えることで、連通路２１と飛散トナー吸入ダクト３２中の狭窄箇所３２ａとが連通状態となって、現像器ケーシング７の圧力抜き空間１３内は大気圧に対して正圧になり吹き出し気流が強制的に発生する。これにより、多孔質通気性シート２２上に蓄積された飛散トナー・キャリアを強制的に除去することができる。この際、多孔質通気性シート２２上から除去されるこれらの飛散トナー・キャリアは飛散トナー吸入カバー３１、圧力導入管３３及び飛散トナー吸入ダクト３２を通じて確実に捕集され、筐体内を浮遊することはなく、その飛散を防止することができる。
【００８７】
本発明の第七の実施の形態を図１３及び図１４に基づいて説明する。本実施の形態は、前述した各実施の形態に示したような現像装置１を備える画像形成装置として、タンデム方式のフルカラー複写機への適用例を示す。
【００８８】
図１３は、本実施の形態のカラー画像形成装置の全体的な概略構成の一例を示すもので、Ｃ（シアン）色、Ｍ（マゼンタ）色、Ｙ（イエロー）色、Ｋ（ブラック）色のトナー像を第２の像担持体である中間転写ベルト４０上に形成するための同じ構造をした４つの作像ユニット４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋが中間転写ベルト４０の上部に位置させて設けられている。ここに、各作像ユニット４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋは、各々感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ、現像装置１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋ等のプロセス手段とともに、感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ上に静電潜像を形成するための光書込みを行う半導体レーザ、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等を備えた光書込み手段４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ，４２Ｋも一体にユニット化されて設けられている。この他、図１４に示すように各作像ユニット４１（４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋ）中には、感光体２（２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ）の表面を一様帯電する帯電ローラ４３、残留トナーを削り取るクリーニングブレード４４等を備えるクリーニング装置４５等のプロセス手段も適宜ユニット化されて設けられている。
【００８９】
なお、図１３において、３９は原稿画像を読み取るスキャナである。
【００９０】
このような構成において、各光書込み手段４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ，４２Ｋは、スキャナ３９の読取信号等に基づく書き込み信号に応じた書き込み光を、各作像ユニット４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋ内の感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋに照射する。各作像ユニット４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋは、書き込み光に対応した各色のトナー像を、各々の感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋに形成した後、各色のトナー像を中間転写ベルト４０上に順次転写する。このとき、コントローラ４６は、中間転写ベルト４０上で各色のトナー像が重なり合ってフルカラー画像を形成するように、各光書込み手段４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ，４２Ｋの書き込みタイミングを調整する。
【００９１】
中間転写ベルト４０上に形成されたフルカラー画像からなるトナー像は、中間転写ベルト４０の回転により矢印Ａ方向に移動する。この間に、中間転写ベルト４０を回転自在に張架する張架ローラの１つである転写ローラ４７と、中間転写ベルト４０を挟んで転写ローラ４７に対向配置された搬送ベルト４８とのニップ部に向けて、転写紙やＯＨＰシートなどの記録媒体としての転写材が給紙トレイ４９から給送される。このとき、転写材は、転写材の画像転写領域の先端と中間転写ベルト４０上に転写されたトナー像の先端とが一致するようなタイミングをとって給送される。
【００９２】
そして、転写材がニップ部を通過する際に、中間転写ベルト４０上に転写されたトナー像が転写材上に一括転写される。このようにしてトナー像が一括転写された転写材は、トナー像が定着装置５０の加熱ローラ５０ａ、加圧ローラ５０ｂにより加熱・加圧されることによって定着された後、機外に排出される。
【００９３】
このような構成において、中間転写ベルト４０上には各作像ユニット４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋが配設されており、これらの各作像ユニット４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋからトナーやキャリアが飛散・落下して中間転写ベルト４０上に付着すると画像上に汚れ等が生じ、画質劣化を来たすが、各作像ユニット４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋ中に含まれる各現像装置１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋは前述した実施の形態の如く、現像器ケーシング７の凹部構造や、飛散トナー吸入ダクト３２などを利用したトナー・キャリア飛散防止対策が講じられたものが用いられているので、中間転写ベルト４０表面を汚してしまうことがなく、トナー・キャリア飛散による画質劣化を防止することができる。
【００９４】
なお、本実施の形態の画像形成装置では、現像装置１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋが感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋとともに作像ユニット４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋとしてユニット化された場合の適用例で説明したが、必ずしも作像ユニットとしてユニット化されている必要はなく、現像装置１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋが感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ等に対して独立した構成であっても同様に適用することができる。また、作像ユニット４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋの構成としても、本実施の形態のように、光書込み手段４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ，４２Ｋまで一体ユニット化されたものに限らず、光書込み手段４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ，４２Ｋが別途独立して構成されたものであってもよい。
【００９５】
さらに、タンデム方式のフルカラー複写機（画像形成装置）を構成する上でも、本実施の形態では、感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト４０上に転写させるようにしたが、中間転写ベルト４０により転写材を搬送させ、搬送されるこの転写材上に感光体２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ上のトナー像を順次直接的に転写させる方式であってもよい。
【００９６】
また、本実施の形態では、画像形成装置としてタンデム方式のフルカラー複写機（画像形成装置）への適用例で説明したが、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ装置等の通常の単色の画像形成装置にも同様に適用し得るのはもちろんである。
【００９７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の現像装置によれば、補助極が形成する磁気ブラシは当該補助極前後において立ち上がりと倒伏の運動によりその内部に空気を取り込むので、現像器ケーシング内の薄い空気層中の流速が増加するが、補助極に対応する部分の現像器ケーシングは磁気ブラシの突出方向に凹む凹構造を有しており、圧力抜き空間を形成するように形状が最適化されているので、この領域での流速の増加を抑制することができ、よって、「原因系１」や「原因系２」に起因して現像器ケーシングの開口部に向けて発生する吹き出し気流の流量を抑制することができ、結果的に、離脱したトナーやキャリアの飛散を抑制することができる。
【００９８】
請求項２記載の発明によれば、現像器ケーシングに関する部分的な加工処理で請求項１記載の発明を容易に実現することができる。
【００９９】
請求項３記載の発明によれば、現像器ケーシングに関する形状処理で請求項１記載の発明を容易に実現することができる。
【０１００】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３の何れか一記載の現像装置において、補助極対向部分の現像剤担持体表面から凹構造の底部までの距離が、補助極により形成される現像剤担持体上の磁気ブラシの高さ未満であっても、吹き出し気流の抑制効果は得られるが、補助極対向部分の現像剤担持体表面から凹構造の底部までの距離を、補助極により形成される現像剤担持体上の磁気ブラシの高さ以上とすることにより、磁気ブラシが現像器ケーシング壁面等に衝突してその物理的な衝撃で磁気ブラシからトナーやキャリアが離脱してしまう現象を抑制することもでき、トナーやキャリアの飛散をより一層抑制することができる。
【０１０１】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れか一記載の現像装置において、内圧が高まった現像器ケーシング内の圧力抜き空間の圧力の一部を連通路を介して外空間に逃がすことで、吹き出し気流の低減効果をより高めることができ、この際、連通路に対しては多孔質通気性シートが介在されているので、連通路から飛散しようとするトナーやキャリアをこの多孔質通気性シートにより捕集でき、その飛散を防止することができる。
【０１０２】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の現像装置において、多孔質通気性シートとして高密度ポリエチレン不織布繊維シートを用いたので、トナーやキャリアの捕集能力を高め、連通路からの飛散を確実に防止することができる。
【０１０３】
請求項７記載の発明によれば、請求項５又は６記載の現像装置において、当該現像装置を長期に亘って使用していると、圧力抜き空間内の飛散トナーやキャリアに対する排気が不十分であると重力方向に沈殿する傾向があるが、多孔質通気性シートはそのシート面が重力方向に直交しない方向に設置されているので、シート面上にトナーやキャリアが沈殿し目詰まりさせてしまうことを軽減でき、できるだけ長期に亘って通気性を維持させることができる。
【０１０４】
請求項８記載の発明の現像装置によれば、基本的には、現像器ケーシングから吹き出す飛散トナーやキャリアは飛散トナー吸入カバーにより捕集し、圧力導入管を介して飛散トナー吸入ダクト中の一定方向の気流中に回収させることで、トナーやキャリアの飛散を防止することができ、この際、飛散トナー吸入ダクトはその直径が狭くなる狭窄箇所を有し、この狭窄箇所に連通接続された圧力導入管も存在し、この狭窄箇所に連通接続された圧力導入管は他の箇所に連通接続された圧力導入管よりも圧力が低く、吸込み力が強くなるため、この狭窄箇所からトナーやキャリアを効果的に吸引させることができる。つまり、飛散トナー吸入ダクトの形状を工夫し、狭窄箇所により吸い込み力を部分的に強くさせるだけの簡単な構成で、トナーやキャリアの飛散を効果的に防止することができる。
【０１０５】
請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れか一記載の現像装置の場合、吹き出し気流の抑制によりトナーやキャリアの飛散を抑制できるものの、吹き出し気流をゼロにすることは不可能であるが、請求項８記載の発明の場合と同様に、現像器ケーシングから吹き出す飛散トナーやキャリアは飛散トナー吸入カバーにより捕集し、圧力導入管を介して飛散トナー吸入ダクト中の一定方向の気流中に回収させることで、トナーやキャリアの飛散を確実に防止することができる。
【０１０６】
請求項１０記載の発明によれば、請求項５ないし７の何れか一記載の現像装置の場合、吹き出し気流の抑制によりトナーやキャリアの飛散を抑制できるものの、吹き出し気流をゼロにすることは不可能であるが、請求項８記載の発明の場合と同様に、現像器ケーシングから吹き出す飛散トナーやキャリアは飛散トナー吸入カバーにより捕集し、圧力導入管を介して飛散トナー吸入ダクト中の一定方向の気流中に回収させることで、トナーやキャリアの飛散を確実に防止することができる。
【０１０７】
請求項１１記載の発明によれば、請求項８ないし１０の何れか一記載の現像装置において現像剤担持体の軸方向に見て経験的に飛散トナーが発生しやすい箇所、例えば、現像器端部やケーシングのリブが設けられている箇所を圧力導入管により飛散トナー吸入ダクトの狭窄箇所に連通接続することにより、飛散トナーが発生しやすい箇所から発生するトナーやキャリアを有効に飛散トナー吸入ダクト内の気流中に吸引させることができる。
【０１０８】
請求項１２記載の発明によれば、請求項８ないし１０の何れか一記載の現像装置において、経験的に現像器端部箇所では飛散トナーが発生しやすいが、飛散トナー吸入カバーの軸方向中心箇所と飛散トナー吸入ダクトの狭窄箇所との間を圧力導入管により連通接続する一方、飛散トナー吸入カバーの軸方向端部箇所と飛散トナー吸入ダクトの拡大箇所との間を圧力導入管により連通接続することで、圧力差によって、飛散トナー吸入カバーには端部から中心付近へ向けた流れを生じさせることができ、よって、最小限の圧力導入管の使用で、現像器端部箇所で発生する飛散トナーを中心部へ移動させて有効に飛散トナー吸入ダクト内の気流中に吸引させることができる。
【０１０９】
請求項１３記載の発明によれば、請求項８ないし１２の何れか一記載の現像装置において、適用される現像装置の状態によっては、当初意図したトナーやキャリアの捕集能力が十分に得られないケースもあり得るが、このようなケースでは、連通を断続させる断続手段で圧力導入管の接続状態の切替えや使用する圧力導入管を選択することで、捕集用の流れを事後的に修正することができる。
【０１１０】
請求項１４記載の発明によれば、請求項１０記載の現像装置において、当該現像装置の不使用時に第２の断続手段で第２の圧力導入管を連通状態とし、飛散トナー吸入ダクトの狭窄箇所と連通路とを連通させることにより、圧力抜き空間内を大気圧に対して正圧として吹き出し気流を強制的に生じさせることができ、これにより、多孔質通気性シート上に蓄積されたトナーやキャリアを飛散トナー吸入カバーを通じて飛散トナー吸入ダクト内に捕集することができ、多孔質通気性シートの機能を長期に亘って維持することができる。
【０１１１】
請求項１５記載の発明の作像ユニットによれば、請求項１ないし１４の何れか一記載の現像装置の作用・効果が得られる作像ユニットを提供することができる。
【０１１２】
請求項１６記載の発明の画像形成装置によれば、請求項１ないし１４の何れか一記載の現像装置の作用・効果が得られる画像形成装置を提供することができる。
【０１１３】
請求項１７記載の発明の画像形成装置によれば、請求項１ないし１４の何れか一記載の現像装置の作用・効果が得られる画像形成装置を提供することができる。
【０１１４】
請求項１８記載の発明によれば、請求項１６又は１７記載の画像形成装置において、請求項１ないし１４の何れか一記載の現像装置の作用・効果が得られる画像形成装置を提供することができ、特に、第２の像担持体上へのトナーやキャリアの飛散・付着を防止でき、画像汚れのない画像形成が可能なカラー画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の現像装置の基本的な設計配置のレイアウトを示す概略正面図である。
【図２】磁気ブラシ現像方式の現像装置の現像部分を拡大して示す概念図である。
【図３】ケーシングの開口部付近に生ずる吹き出し気流を測定機器を用いて測定した出力結果を示す説明図である。
【図４】分かりやすくするために図３を書き直して示す説明図である。
【図５】凹部の深さについて拡大・誇張して示す模式図である。
【図６】変形例の補助極付近を拡大・誇張して示す概略正面図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態の補助極付近を拡大・誇張して示す概略正面図である。
【図８】本発明の第三の実施の形態を示す概略正面図である。
【図９】その側面図である。
【図１０】本発明の第四の実施の形態を示す側面図である。
【図１１】本発明の第五の実施の形態を示す側面図である。
【図１２】本発明の第六の実施の形態を示す概略正面図である。
【図１３】本発明の第七の実施の形態のフルカラー複写機を示す概略正面図である。
【図１４】その作像ユニットを抽出・拡大して示す概略正面図である。
【図１５】従来の現像装置の基本的な設計配置のレイアウトを示す概略正面図である。
【図１６】その補助極部分を拡大して示す概念図である。
【図１７】その下流側領域を拡大して示す概念図である
【符号の説明】
１　　　現像装置
２　　　潜像担持体
３　　　現像剤担持体
４ａ　　永久磁石、主極
４ｂ　　永久磁石、補助極
５　　　現像剤
６　　　開口部
７　　　現像器ケーシング
１１　　　磁気ブラシ
１２　　　凹部
１３　　　圧力抜き空間
１５　　　凹構造
２１　　　連通路
２２　　　多孔質通気性シート
３１　　　飛散トナー吸入カバー
３２　　　飛散トナー吸入ダクト
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ　　　狭窄箇所
３２ｄ　　　拡大箇所
３３　　　圧力導入管
３４　　　断続スイッチ
３５　　　第２の圧力導入管
３６　　　第２の断続スイッチ
４０　　　第２の像担持体
４１　　　作像ニット
４２　　　光書込み手段
【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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【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１７】
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