(57)【要約】【課題】現像剤のキャリアの帯電能力が低下した状態であっても，飛散トナーを適切に回収し，帯電装置等の機内の各装置がトナーで汚染されることを防止できる現像装置および画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明の現像装置１４は，トナーとキャリアとを有する現像剤を担持して感光体１１の潜像を現像する現像ローラ２１と，現像ローラ２１における感光体１１への現像位置に対して現像ローラ２１の回転方向に上流側の位置で現像剤の担持量を規制する規制部材２２とを有するものであって，規制部材２２に対して現像ローラ２１の回転方向に上流側の位置に設けられ，現像ローラ２１の表面上の現像剤に変動する磁界を印加して余剰トナーを吐き出させるトナー掻き出し部材３１と，トナー掻き出し部材３１の周囲の空気を吸引して，現像剤から吐き出された余剰トナーを除去するファン３４とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを有する現像剤を担持して感光体の潜像を現像する現像ローラと，前記現像ローラにおける感光体への現像位置に対して前記現像ローラの回転方向に上流側の位置で現像剤の担持量を規制する規制部材とを有する現像装置において，
前記規制部材に対して前記現像ローラの回転方向に上流側の位置に設けられ，前記現像ローラの表面上の現像剤に変動する磁界を印加して余剰トナーを吐き出させる変動磁界印加部材と，
前記変動磁界印加部材の周囲の空気を吸引して，現像剤から吐き出された余剰トナーを除去する吸引機とを有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において，
前記規制部材と前記現像ローラとの間の距離が，前記変動磁界印加部材と前記現像ローラとの間の距離より小さいことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の現像装置において，
前記変動磁界印加部材に対して前記現像ローラの回転方向に上流側の位置で先端が現像剤に接する第２規制部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の現像装置において，
前記変動磁界印加部材が，回転可能に設けられ，内部に複数の磁極を有するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
感光体と，トナーとキャリアとを有する現像剤を担持して前記感光体の潜像を現像する現像ローラと，前記現像ローラにおける前記感光体への現像位置に対して前記現像ローラの回転方向に上流側の位置で現像剤の担持量を規制する規制部材とを有する画像形成装置において，
前記規制部材に対して前記現像ローラの回転方向に上流側の位置に設けられ，前記現像ローラの表面上の現像剤に変動する磁界を印加して余剰トナーを吐き出させる変動磁界印加部材と，
前記変動磁界印加部材の周囲の空気を吸引して，現像剤から吐き出された余剰トナーを除去する吸引機とを有す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とそれに用いられる現像装置に関する。さらに詳細には，トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を用いた現像装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，非磁性トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を用いた電子写真方式の現像装置が使用されている。この磁性キャリアは，耐久によって帯電能力が低下することが知られている。そして，キャリアの帯電能力が低下すると，トナーを帯電させる力が低下する。そのため，トナーの帯電状態が低下する。トナーの帯電状態が低下すると，トナーとキャリアとの間の吸引力が小さくなり，トナーがキャリアから分離して飛散することがあった。
【０００３】
ここで，現像剤は，画像形成動作中にはその一部が現像剤担持体に担持され，現像剤担持体と感光体との間の現像領域まで運ばれる。キャリアの帯電能力が低下した現像剤の場合には，この運ばれる途中で，トナーがキャリアから分離して飛散することがあった。トナーがキャリアから分離して飛散すると，機内，特に帯電器を汚染するため，画質低下の原因の１つとなっていた。
【０００４】
なお，ブレード等の規制部材によって現像剤の層厚を規制する方式の画像形成装置もある。このような装置では，現像剤担持体に担持された現像剤が規制部材を通り抜けた直後の位置で，キャリアで形成される磁気ブラシの動きが大きくなる。そのために，この位置でトナーの飛散が発生しやすいことが知られている。そこで，従来より，この規制部材の下流側の位置に飛散トナーを吸引するための吸引機構を備えた現像装置が提案されている（例えば，特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−５８００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記した従来の現像装置では，以下のような問題点があった。例えば，キャリアの帯電能力がかなり低下すると，飛散しやすい状態のトナーの量が比較的多くなる。この状態では，現像剤層が規制部材を通り抜けた直後に，飛散トナーが大きく拡散してしまう。そのため，吸引機構によっても十分な吸引ができず，機内の汚染を防止することが難しいという問題点があった。
【０００６】
本発明は，前記した従来の現像装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，現像剤のキャリアの帯電能力が低下した状態であっても，飛散トナーを適切に回収し，帯電装置等の機内の各装置がトナーで汚染されることを防止できる現像装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の現像装置は，トナーとキャリアとを有する現像剤を担持して感光体の潜像を現像する現像ローラと，現像ローラにおける感光体への現像位置に対して現像ローラの回転方向に上流側の位置で現像剤の担持量を規制する規制部材とを有する現像装置であって，規制部材に対して現像ローラの回転方向に上流側の位置に設けられ，現像ローラの表面上の現像剤に変動する磁界を印加して余剰トナーを吐き出させる変動磁界印加部材と，変動磁界印加部材の周囲の空気を吸引して，現像剤から吐き出された余剰トナーを除去する吸引機とを有するものである。
【０００８】
このようなものであれば，現像ローラによって運ばれる現像剤は，規制部材によって規制される前に，変動磁界印加部材によって変動する磁界を受け，キャリアが動かされる。キャリアの帯電能力が低下していると，キャリアの動きよって余剰トナーがキャリアから離されて浮遊する。ここで，吸引機によって変動磁界印加部材の周囲の空気が吸引されるので，キャリアから離された余剰トナーは，その空気とともに吸引され，除去される。従って，飛散トナーを適切に回収し，帯電装置等の機内の各装置がトナーで汚染されることが防止される。
【０００９】
さらに本発明では，規制部材と現像ローラとの間の距離が，変動磁界印加部材と現像ローラとの間の距離より小さいことが望ましい。
このようなものであれば，現像ローラによって運ばれる現像剤の層厚が，変動磁界印加部材によって必要以上に規制されることはない。
【００１０】
さらに本発明では，変動磁界印加部材に対して現像ローラの回転方向に上流側の位置で先端が現像剤に接する第２規制部材を有することが望ましい。
このようなものであれば，現像ローラに担持された現像剤は，第２規制部材によってまず一度揺すられる。これにより，飛散しやすい状態であったトナーがまず飛散する。そして，その後，変動磁界印加部材によって変動する磁界が印加されれば，さらに確実に余剰トナーを回収することができる。
【００１１】
さらに本発明では，変動磁界印加部材が，回転可能に設けられ，内部に複数の磁極を有するものであることが望ましい。
このようなものであれば，変動磁界印加部材を回転させることで，変動する磁界を容易に印加することができる。
【００１２】
また本発明は，感光体と，トナーとキャリアとを有する現像剤を担持して感光体の潜像を現像する現像ローラと，現像ローラにおける感光体への現像位置に対して現像ローラの回転方向に上流側の位置で現像剤の担持量を規制する規制部材とを有する画像形成装置であって，規制部材に対して現像ローラの回転方向に上流側の位置に設けられ，現像ローラの表面上の現像剤に変動する磁界を印加して余剰トナーを吐き出させる変動磁界印加部材と，変動磁界印加部材の周囲の空気を吸引して，現像剤から吐き出された余剰トナーを除去する吸引機とを有する画像形成装置にも及ぶ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像装置および画像形成装置によれば，現像剤のキャリアの帯電能力が低下した状態であっても，飛散トナーを適切に回収し，帯電装置等の機内の各装置がトナーで汚染されることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の形態）
以下，本発明を具体化した第１の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００１５】
本形態の画像形成装置１は，図１に示すように，感光体１１，帯電装置１２，露光装置１３，現像装置１４，転写装置１５，クリーニング装置１６を有している。なお，図中の「１７」は被転写材の例（用紙，転写ベルト等）を示している。さらに，現像装置１４は，ハウジング２０を有し，現像ローラ２１，規制部材２２，供給スクリュー２３，攪拌搬送スクリュー２４が設けられている。また，ハウジング２０中には現像剤が収容されている。本形態では，非磁性トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を用いている。現像剤は，この他に外添剤等を含むものでも良い。
【００１６】
現像ローラ２１は，ハウジング２０の開口を介して感光体１１に対向して配置されている。現像時には，現像ローラ２１から感光体１１へトナーが渡される。この現像ローラ２１と感光体１１とが対向し，トナーの受け渡しが行われる領域を現像領域という。規制部材２２は，現像ローラ２１に担持された現像剤の層厚を規制するためのものである。また，供給スクリュー２３は，現像ローラ２１に現像剤を供給するためのものである。現像装置１４に収容されている現像剤は，攪拌搬送スクリュー２４によって適宜攪拌されつつ，その軸方向へ搬送されている。
【００１７】
本形態の現像装置１４は，図２に示すように，現像ローラ２１や供給スクリュー２３等の他にも，トナー掻き出し部材３１，飛散トナー回収容器３２，フィルタ３３，ファン３４を有している。さらに，規制部材２２に対して現像ローラ２１の回転方向に上流側（図中左側）には，ハウジング２０に溝３５が形成されている。溝３５は，現像ローラ２１の図中上方の位置で，図中下方に開口して，現像ローラ２１の軸方向に形成されている。また，図中点ハッチングで示しているのは，現像剤の存在し得る範囲である。そして，その外縁を一点鎖線で示している。
【００１８】
トナー掻き出し部材３１は，図４に示すように，内部に複数個の永久磁石が埋め込まれた円柱形状の部材である。このトナー掻き出し部材３１は，図２に示すように，溝３５内に配置され，現像ローラ２１に平行な回転軸３１ａの周囲に回転可能に取りつけられている。また，図３に示すように，トナー掻き出し部材３１と現像ローラ２１との間の距離は，規制部材２２の図中下端部２２ａと現像ローラ２１との間の距離より大きい。少なくとも，トナー掻き出し部材３１が回転されても，その内部の永久磁石の下端部が，規制部材２２の図中下端部２２ａより図中下方に位置されることはない。なお，トナー掻き出し部材３１及び溝３５の，現像ローラ２１の回転軸方向の長さは，いずれも現像ローラ２１の現像領域の長さ以上となっている。
【００１９】
溝３５の図中上面には吸引口３６が形成され，吸引口３６から飛散トナー回収容器３２，フィルタ３３，ファン３４を経て機外へと至る連通路３７が設けられている。飛散トナー回収容器３２は，トナーを収容できる容器である。フィルタ３３は，気流中のトナー等の浮遊物を捕集するものである。また，ファン３４は，連通路３７中に，図２中右から左向きの気流を起こすためのものである。
【００２０】
これにより，連通路３７と吸引口３６とを介して，溝３５中の浮遊物がファン３４によって吸い出されるようにされている。そして，フィルタ３３で捕集された浮遊物は，飛散トナー回収容器３２に収容される。なお，吸引口３６は，溝３５の全体にわたって開口している必要はない。しかし，少なくとも現像ローラ２１の回転軸方向の両端部付近には開口していることが望ましい。
【００２１】
また，感光体１１の図中左上方には，トナー飛散防止用のカバー３８が設けられている。このカバー３８は，現像ローラ２１の回転方向に関して，規制部材２２の下流側に配置されている。そして，感光体１１の外形形状に沿って，現像ローラ２１と対面する領域より下流側から転写装置１５に対面する位置（図１参照）までの間のできるだけ多くの範囲を覆っている。なお，このカバー３８は，感光体１１の表面からやや離して配置されている。また，カバー３８はハウジング２０の一部であっても良い。
【００２２】
本形態の画像形成装置１によって画像が形成される時には，感光体１１と現像ローラ２１はそれぞれ，図１中に矢印で示すように回転される。そして，感光体１１の表面は，帯電装置１２によって一様に帯電される。その後，感光体１１の表面には，露光装置１３によって，画像データに基づいた照射がなされて，静電潜像が形成される。次に，その静電潜像が現像装置１４によって現像されて，感光体１１上にトナー像が形成される。
【００２３】
現像装置１４では，供給スクリュー２３が回転されて，現像ローラ２１に現像剤が供給される。その現像剤は，現像ローラ２１の回転によって搬送され，規制部材２２によって規制される。これにより，図２に示すように，規制部材２２の位置に対して，現像ローラ２１の回転方向に下流側の位置では，現像ローラ２１の表面に担持される現像剤の層厚は，規制部材２２と現像ローラ２１との間隔と同じ程度に揃えられている。これにより，図中で点ハッチングで示すように，現像ローラ２１の周囲の現像剤の層厚が調整される。
【００２４】
また，カバー３８によって，規制部材２２の下流側に現像剤が飛散することは防止されている。感光体１１に形成されたトナー像は，図１に示すように，転写装置１５によって被転写材１７に転写される。トナー像が転写された被転写体１７は，定着装置を経て機外へ排出される。なお，転写後も感光体１１の表面に残ったトナーは，クリーニング装置１６によって除去される。
【００２５】
規制部材２２によって規制され，現像領域へ進むことができなかった現像剤は，規制部材２２の上流側に滞留する。供給スクリュー２３の回転によって，この滞留箇所に向かってさらに現像剤が運ばれるため，現像剤同士がぶつかり，その一部が舞い上がる場合がある。また，現像剤の耐久によりキャリアの帯電能力が低下すると，トナーがキャリアから分離して飛散することがある。そして，このように飛散したトナーが集まって，塊状となる場合がある。さらには，図５に示すように，キャリアの穂の間に余剰トナーが集まることがある。なお，図５及び図６では，大きい白丸でキャリアを，小さい黒丸でトナーをそれぞれ示している。
【００２６】
本形態の現像装置１４では画像形成時に，図２に示すように，トナー掻き出し部材３１が回転される。この図で両方向の矢印で示しているのは，トナー掻き出し部材３１をいずれの方向に回転させても良いことを意味している。また，この回転は，一方向の回転のみを続けてもよいし，適宜往復回転するとしても良い。また，このトナー掻き出し部材３１の外周にスリーブを有していても良い。この場合には，スリーブは回転してもしなくても，どちらでも良い。
【００２７】
このようにトナー掻き出し部材３１を回転させると，その内部の磁石による磁界が変動する。特に，図４に示すように，複数個の永久磁石が互いに逆向きに並べられているので，その間では磁界が大きく変動する。この変動により，キャリアによって構成されている磁気ブラシが大きく揺すられる。これにより，図６に示すように，キャリアの穂の間で塊状となっていたトナーがはじき出される。このはじき出されたトナーは，溝３５中に浮遊することになる。なお，この図６に示すような現象は，主に，図２の破線で囲んだ領域Ｇでの辺りで起こる。図２でトナー掻き出し部材３１の周囲に示す黒い点は，塊状となった余剰トナーが浮遊している様子を示している。
【００２８】
本形態では，画像形成時にはさらに，ファン３４が作動される。これにより，連通路３７と吸引口３６とを介して，溝３５中の浮遊物を含んだ空気が吸引される。上記のようにはじき出された塊状のトナーも吸引される。そして，トナー等の浮遊物はフィルタ３３で捕集され，飛散トナー回収容器３２に収容される。なお，現像装置１４が新品の場合であっても，ハウジング２０内には溝３５の内部まで入るほどの量の現像剤が収容されていることはない。
【００２９】
以上詳細に説明したように，本形態の画像形成装置１によれば，規制部材２２に対して現像ローラ２１の回転方向に上流側の位置にトナー掻き出し部材３１が配置されているので，磁気ブラシの間で塊状となっていたトナーがはじき出される。さらに，そのトナー掻き出し部材３１が，溝３５内に配置されているとともに，その溝３５中の浮遊物を含む空気は，連通路３７を介してファン３４によって吸い出される。そして，トナー掻き出し部材３１によってはじき出されて飛散したトナーは，フィルタ３３で捕獲され，飛散トナー回収容器３２に収容される。従って，現像剤のキャリアの帯電能力が低下した状態であっても，飛散トナーを適切に回収し，帯電装置等の機内の各装置がトナーで汚染されることが防止できる画像形成装置１となっている。
【００３０】
（第２の形態）
次に，本発明を具体化した第２の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，第１の形態に比較して，現像装置１４の構成がやや異なるのみであり，同一の部材には同一の符号を付して，説明を省略する。
【００３１】
本形態の現像装置では，図７に示すように，溝３５の内部に，トナー掻き出し部材３１に対して，現像ローラ２１の回転方向に上流側の位置に，さらに第２規制部材４１が設けられている。この第２規制部材４１は，供給スクリュー２３と現像ローラ２１との最近接位置に対して，現像ローラ２１の回転方向に下流側の位置に配置されている。さらに，第２規制部材４１の図中下端部４１ａは，規制部材２２の図中下端部２２ａより現像ローラ２１から離れた位置であり，かつ，現像剤と接触するように配置されている。
【００３２】
本形態の現像装置によれば，供給スクリュー２３によって現像ローラ２１へ供給される現像剤の上面部のものは，まず，第２規制部材４１に接触する。そのため，キャリアの穂がいったん寝かされる。これにより，余剰トナーのうち弱く付着しているものは，第２規制部材４１を通過した位置ですぐに飛散する。残りのものは，第１の形態と同様に，トナー掻き出し部材３１によって飛散する。従って，トナー掻き出し部材３１の効果をさらに高めることができる。
【００３３】
以上詳細に説明したように，本形態によっても，第１の形態の画像形成装置１と同様に，現像剤のキャリアの帯電能力が低下した状態であっても，飛散トナーを適切に回収し，帯電装置等の機内の各装置がトナーで汚染されることが防止されている。
【００３４】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，規制部材２２や第２規制部材４１は，磁性非磁性を問わず，またその形状は板状，円筒形状，多角形形状等のいずれでも良い。また，トナー掻き出し部材３１の形状や大きさは，図示のものに限らない。磁石の配置やその個数もこれに限らない。また，トナー掻き出し部材３１に，ＡＣ重畳電圧を印加しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の形態に係る画像形成装置の構成を示す部分断面図である。
【図２】第１の形態の現像装置の要部を示す部分断面図である。
【図３】トナー掻き出し部材の配置を示す説明図である。
【図４】トナー掻き出し部材を示す説明図である。
【図５】耐久後の現像剤の状態を示す説明図である。
【図６】トナー掻き出し部材による現像剤の状態の変化を示す説明図である。
【図７】第２の形態の現像装置の要部を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  画像形成装置
１１  感光体
１４  現像装置
２１  現像ローラ
２２  規制部材
３１  トナー掻き出し部材
３４  ファン
４１  第２規制部材
【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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