JP2015169812A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーこぼれの発生を防止することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、感光体ドラム４１３および現像ローラー１１０の上方に配置され、現像ローラー１１０の表面から飛散したトナーを吸引口１６２から吸引する空気の流路を形成する吸引ダクト１６０と、当該空気の流れを発生させる吸引ファン１７０とを備える。吸引ダクト１６０のうち吸引ファン１７０から吸引口１６２に向けて水平方向より下向きに延在する部分Ｒ１において、上壁１６０Ａには吸引ダクト１６０の外側に屈曲する第２屈曲部１６４が形成され、底壁１６０Ｂには吸引ダクト１６０の外側に屈曲する第１屈曲部１６６が形成される。第２屈曲部１６４は、トナーの吸引方向において第１屈曲部１６６の上流側に形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体（像担持体）へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。

画像形成装置に用いられる現像装置として、トナーとキャリアーとからなる二成分現像剤を用いたものが多用されている。この現像装置は、感光体ドラムに近接して配置された現像ローラーを備え、現像ローラーは、その内部に複数の磁極を有する。そして、現像ローラーは、この磁極から発生する磁界によってその外周面に現像剤を担持して感光体ドラムへ供給する。

現像剤が、長期間使用されていない場合や高温高湿環境に放置された場合に、トナーとキャリアーとの摩擦帯電がされない、あるいは、摩擦帯電し難い状態となるので、トナーの帯電量が低下する。このように、トナーの帯電量が低下した状態で、画像形成動作を始めると、トナーとキャリアーとの静電気的な付着力が弱くなっているために、現像スリーブの回転の遠心力により、キャリアーから離脱したトナーが感光体ドラムと対向する現像領域となる現像装置の開口部から飛散する（トナー飛散）。トナー飛散が発生すると、飛散したトナーは、現像装置および感光体ドラムの近傍で蓄積する。その後、画像形成時やメンテナンス時の振動により、蓄積したトナーが現像スリーブ上または感光体ドラム上に落下することに起因して、トナーこぼれと呼ばれる画像不良が発生するという問題があった。

上記問題に対して、特許文献１には、トナーを感光体に供給する現像器の近傍に、より具体的には感光体ドラムと現像スリーブの間の直上に、現像器と感光体との間に飛散したトナーを負圧吸引する吸引装置を設けた技術が開示されている。

また、特許文献２には、ダクト形成部材及びカバーにより形成されるダクトと、ダクトから飛散トナーを吸引するファンとを設けて、現像装置からのトナー飛散を防止する技術が開示されている。

また、特許文献３には、現像器筐体の上面部において、現像スリーブと感光体ドラムの周面との近傍で飛散するトナーを吸引するための上部ダクトを設けたサクションユニットが開示されている。

特開２００１−２６５１１１号公報 特開２００８−３９９６５号公報 特開平５−３４６７２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、吸引装置と現像スリーブとの間の距離が離れているため、現像器と感光体との間に飛散したトナーが、現像器の上蓋部分や、現像スリーブに対向する吸引装置の外壁に蓄積し、現像スリーブ上または感光体ドラム上に落下してしまうおそれがあるという問題があった。

また、特許文献２に記載の技術では、ダクトの天井部先端と感光体との距離が非常に短いため、ダクトの先端から吸入された空気が現像スリーブの表面に到達して当該表面に担持されているトナーが舞い上がる結果、トナー飛散が発生するという問題があった。

また、特許文献３に記載の技術では、現像スリーブに対向する上部ダクトの外壁に飛散トナーが蓄積し、現像スリーブ上に落下してしまうおそれがあるという問題があった。また、現像スリーブと感光体ドラムの周面との近傍で飛散するトナーを、上部ダクトを介して吸引しているが、上部ダクト内の流路断面積が小さく、すなわち当該上部ダクト内における吸気抵抗の増加を招いてしまう。そのため、現像スリーブと感光体ドラムの周面との近傍で飛散するトナーを十分に吸引するためには、サクションユニットの駆動に大きな電力が必要となるという問題があった。

本発明は、トナーこぼれの発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、
像担持体に対向して配置され、トナーとキャリアーとを含む現像剤を担持しながら搬送し、前記像担持体に前記現像剤中のトナーを供給する現像剤担持体と、
前記像担持体および前記現像剤担持体の上方に配置され、前記現像剤担持体の表面から飛散したトナーを吸引口から吸引する空気の流路を形成する吸引ダクトと、
前記空気の流れを発生させる吸引ファンと、
を備え、
前記吸引ダクトのうち前記吸引ファンから前記吸引口に向けて水平方向より下向きに延在する部分の底壁には当該吸引ダクトの外側に屈曲する第１屈曲部が形成され、当該部分の上壁には当該吸引ダクトの外側に屈曲する第２屈曲部が形成され、
前記第２屈曲部は、前記トナーの吸引方向において前記第１屈曲部の上流側に形成されていることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、
像担持体に対向して配置され、トナーとキャリアーとを含む現像剤を担持しながら搬送し、前記像担持体に前記現像剤中のトナーを供給する現像剤担持体と、
前記像担持体および前記現像剤担持体の上方に配置され、前記現像剤担持体の表面から飛散したトナーを吸引口から吸引する空気の流路を形成する吸引ダクトと、
前記空気の流れを発生させる吸引ファンと、
を備え、
前記吸引ダクトのうち前記吸引ファンから前記吸引口に向けて水平方向より下向きに延在する部分の上壁は平坦状に形成され、当該部分の底壁には当該吸引ダクトの外側に屈曲する第１屈曲部が形成され、
前記第１屈曲部は、前記トナーの吸引方向において前記上壁の前記吸引口側における端部の下流側に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、吸引ダクトの吸引口における吸引風速のピークが上壁側に近づくこととなるため、当該吸引ダクトに導かれる空気（吸気）のうち現像剤担持体の表面に到達する空気の風速は相対的に遅くなり、当該空気によって現像剤担持体の表面から飛散するトナー量を低減させることができる。その結果、現像剤担持体の表面から飛散し、吸気口付近に付着して蓄積するトナー量を低減することができる。したがって、吸気口付近に蓄積したトナーが現像剤担持体上または像担持体上に落下することに起因するトナーこぼれ（画像不良）の発生を抑制することができる。

本実施の形態における画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 本実施の形態における現像装置の構成を概略的に示す図である。 最近接断面における吸引風速の分布を示す図である。 本実施の形態における現像装置の構成の変形例を概略的に示す図である。 実施例における現像装置の構成を概略的に示す図である。 比較例における現像装置の構成を概略的に示す図である。 評価実験の結果を表す表である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［画像形成装置１の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す。図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、及び制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１００は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。

現像装置４１２は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）に対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング部４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

［現像装置４１２の構成］
次に、現像装置４１２の構成について説明する。図３に示すように、現像装置４１２は、トナーとキャリアーとを含む現像剤を用いて、感光体ドラム４１３（像担持体）上に形成された静電潜像を現像することにより、感光体ドラム４１３上にトナー像を形成する。現像装置４１２は、現像ローラー１１０（現像剤担持体）、供給ローラー１２０、搬送ガイド部１３０、攪拌ローラー１４０および搬送ローラー１５０を備える。

攪拌ローラー１４０および搬送ローラー１５０は、螺旋形状のスクリュー部材である。攪拌ローラー１４０は、第１の現像剤供給室１４５に収納されている。搬送ローラー１５０は、第２の現像剤供給室１５５に収納されている。攪拌ローラー１４０および搬送ローラー１５０は、現像剤を攪拌しながら供給ローラー１２０へ搬送する。

供給ローラー１２０は、回転可能な供給スリーブと、供給スリーブの内部に配置された供給マグネットロールとを備え、搬送ローラー１５０に対向して配置されている。供給マグネットロール内には、磁界を発生させる複数の磁極が配置されている。この磁極が発生する磁界によって、現像剤は、供給スリーブの外周面に担持され、供給スリーブが図中反時計回りに回転することにより、搬送ガイド部１３０まで搬送される。

搬送ガイド部１３０は、現像ローラー１１０と供給ローラー１２０との間に架設され、供給ローラー１２０から搬送された現像剤を現像ローラー１１０に供給する。搬送ガイド部１３０の鉛直上方の面は、平坦面であって、かつ、供給ローラー１２０から現像ローラー１１０へ向けて降り斜面をなしている。搬送ガイド部１３０における供給ローラー１２０側の端部と供給ローラー１２０との間には間隙（例えば、０．７５［ｍｍ］）が形成されている。

現像ローラー１１０は、回転可能な現像スリーブ１１０Ａと、現像スリーブ１１０Ａの内部に配置された現像マグネットロール１１０Ｂとを備える。現像ローラー１１０は、感光体ドラム４１３に近接して配置され、感光体ドラム４１３に近接する現像領域１１５へ現像剤を搬送する。現像スリーブ１１０Ａは図中反時計回りで回転する。現像マグネットロール１１０Ｂ内には、磁界を発生させる複数の磁極が配置されている。搬送ガイド部１３０における現像ローラー１１０側の端部と現像スリーブ１１０Ａとの間には所定の間隙（例えば、０．５０［ｍｍ］）が形成されている。

現像スリーブ１１０Ａの近傍には、規制ブレード１８０が配置されている。規制ブレード１８０の端部は、現像スリーブ１１０Ａの回転方向において、搬送ガイド部１３０との近接部よりも下流であって、かつ、現像領域１１５よりも上流に位置している。規制ブレード１８０は、図示しない規制ホルダにより支持されている。

現像ローラー１１０の一部、供給ローラー１２０、搬送ガイド部１３０、攪拌ローラー１４０、搬送ローラー１５０および規制ブレード１８０は、現像ケーシング１９０の中に収納されている。現像ケーシング１９０には、第１の現像剤供給室１４５および第２の現像剤供給室１５５が形成されている。第１の現像剤供給室１４５と第２の現像剤供給室１５５とは、隔壁部２００により仕切られている。

第１の現像剤供給室１４５には、トナー供給部（図示せず）からトナーが供給される。攪拌ローラー１４０は、回転することにより第１の現像剤供給室１４５へ供給されたトナーとキャリアーとを混合攪拌し摩擦帯電する。攪拌ローラー１４０は、摩擦帯電した現像剤を第２の現像剤供給室１５５へ搬送する。搬送ローラー１５０は、回転することにより、攪拌ローラー１４０から搬送された現像剤を供給ローラー１２０へ搬送する。

供給ローラー１２０の供給マグネットロールが発生する磁界によって、供給スリーブの外周面上にキャリアーの磁気ブラシが発生して、磁気ブラシに担持されたトナーを含む現像剤の層が供給スリーブの外周面上に形成される。供給スリーブは、図中反時計回りに回転することによって、現像剤を磁界によって当該供給スリーブの外周面に担持しながら、搬送ガイド部１３０まで搬送する。

搬送ガイド部１３０上の現像剤は、現像ローラー１１０まで導かれる。現像マグネットロール１１０Ｂが発生する磁界によって、現像スリーブ１１０Ａの外周面上に磁気ブラシが発生して、現像剤の層が現像スリーブ１１０Ａの外周面上に形成される。そして、現像スリーブ１１０Ａは、図中反時計回りに回転することにより、現像剤を磁界によって現像スリーブ１１０Ａの外周面に担持しながら、感光体ドラム４１３に最も接近する現像領域１１５まで搬送する。その途中で、規制ブレード１８０が現像剤の層の厚さを規制することにより、一定量の現像剤が現像領域１１５へ搬送される。現像領域１１５において、現像剤の層は感光体ドラム４１３の表面に接触する。現像領域１１５において、トナーは、現像スリーブ１１０Ａから感光体ドラム４１３の表面に形成された静電潜像へ静電的に移行する。このようにして、現像装置４１２は、感光体ドラム４１３上の静電潜像をトナーによって顕像化する。

本実施の形態では、現像装置４１２の現像方式は逆転現像方式である。すなわち、感光体ドラム４１３の回転方向と現像スリーブ１１０Ａの回転方向が同方向で、現像領域１１５においては感光体ドラム４１３の表面と現像スリーブ１１０Ａの表面に担持された現像剤とが逆方向から接触する。逆転現像方式では、感光体ドラム４１３の表面と現像スリーブ１１０Ａ上に保持された現像剤の磁気ブラシとが逆方向からすれ違う形で接触するため、現像剤との接触量が多くなる結果、現像性が高く、高速現像においても高い濃度の画像を得ることができる。なお、現像装置４１２の現像方式は、感光体ドラム４１３の回転方向と現像スリーブ１１０Ａの回転方向が逆方向で、現像領域１１５においては感光体ドラム４１３の表面と現像スリーブ１１０Ａの表面に担持された現像剤とが同方向から接触する正転現像方式でも良い。
現像される。

現像装置４１２の上部には、現像ケーシング１９０の上面に沿って形成された吸引ダクト１６０と、吸引ダクト１６０に繋がれた吸引ファン１７０とが設けられている。

吸引ダクト１６０は、感光体ドラム４１３および現像ローラー１１０の上方に配置され、現像スリーブ１１０Ａの表面から飛散したトナー（以下、「飛散トナー」という）を、感光体ドラム４１３に対向する位置に設けられた吸引口１６２から吸引する空気の流路を形成する。飛散トナーの発生は、次のメカニズムによって発生する。すなわち、現像剤が、長期間使用されていない場合や高温高湿環境に放置された場合に、トナーとキャリアーとの摩擦帯電がされない、あるいは、摩擦帯電し難い状態となるので、トナーの帯電量が低下する。トナーの帯電量が低下した状態で、画像形成動作を始めると、トナーとキャリアーとの静電気的な付着力が弱くなっているために、現像スリーブ１１０Ａの回転の遠心力により、キャリアーから離脱したトナーが感光体ドラム４１３と対向する現像領域１１５となる現像装置４１２の開口部から飛散する。なお、吸引ダクト１６０の内部には、トナーフィルターやオゾンフィルターが設けられていても良い。

吸引ファン１７０は、そのモーターおよび当該モーターを駆動するモーター駆動回路を有し、制御部１００からの制御命令を受けて、飛散トナーを吸引する空気の流れ（矢印Ｂ方向）を発生させる。制御部１００は、モーター駆動回路に印加する駆動電圧を制御することにより、吸引ファン１７０の吸引風速を変化させることができる。

例えば画像形成装置１の起動時には、制御部１００は、駆動電圧を低くする信号をモーター駆動回路に送り、吸引ファン１７０の吸引風速を低く制御する。また、用紙Ｓに対する画像形成処理の実行が開始した場合、すなわち感光体ドラム４１３に対する現像処理が開始した場合には、制御部１００は、駆動電圧を高くする信号をモーター駆動回路に送り、吸引ファン１７０の吸引風速を高く制御する。その後、用紙Ｓに対する画像形成処理の実行が終了した場合、すなわち感光体ドラム４１３に対する現像処理が終了した場合には、制御部１００は、駆動電圧を高くする信号をモーター駆動回路に送り、吸引ファン１７０の吸引風速を高く制御する。

ところで、飛散トナーが発生すると、当該飛散トナーは、吸引ダクト１６０の内壁面に付着して蓄積する場合があった。飛散トナーの蓄積は、吸引ダクト１６０の内部で、吸引ダクト１６０に導かれる空気（吸気）が対流する場所で発生しやすい。この場合、画像形成時やメンテナンス時の振動により、吸引ダクト１６０の内壁面に蓄積した飛散トナーが現像スリーブ１１０Ａ上または感光体ドラム４１３上に落下することに起因して、トナーこぼれ（画像不良）が発生するという問題があった。

そこで、本実施の形態では、吸引ダクト１６０のうち吸引ファン１７０から吸引口１６２に向けて水平方向より下向きに延在する部分Ｒ１において、上壁１６０Ａには吸引ダクト１６０の外側に屈曲する第２屈曲部１６４が形成されている。つまり、飛散トナーの吸引方向（矢印Ｂ方向）において、上壁１６０Ａの傾きは、第２屈曲部１６４を境にして増加する。

また、底壁１６０Ｂには、吸引ダクト１６０の外側に屈曲する第１屈曲部１６６が形成されている。つまり、飛散トナーの吸引方向において、底壁１６０Ｂの傾きは、第１屈曲部１６６を境にして減少する。第２屈曲部１６４は、飛散トナーの吸引方向において第１屈曲部１６６の上流側に形成されている。

現像ローラー１１０は、上壁１６０Ａの吸引口１６２側における端部２１０と底壁１６０Ｂの吸引口１６２側における端部２１２とを結ぶ直線の中点２１４を通り、この直線に対して垂直な直線Ｌと重ならないように配置されている。

このように構成した本実施の形態によれば、図４に示すように、吸引ダクト１６０の吸引口１６２における吸引風速のピーク位置が上壁１６０Ａ側に近づくこととなる。図４は、上壁１６０Ａの第２屈曲部１６４と現像スリーブ１１０Ａの表面とが最も近接する断面２２０において、吸引ファン１７０から吸引される空気の吸引風速分布を表す図である。第２屈曲部１６４を境にした上壁１６０Ａの傾き変化量は、第１屈曲部１６６を境にした底壁１６０Ｂの傾き変化量より小さい。それゆえ、吸引ダクト１６０に導かれる空気（吸気）について、当該空気の流線に沿って滑らかである上壁１６０Ａの近傍では吸引風速があまり低下しない一方、当該空気の流線に沿って滑らかでない底壁１６０Ｂの近傍では強く乱流が発生することにより吸引流速が低下する。その結果、吸引風速のピークは、上壁１６０Ａ側に寄ることとなる。そして、吸引ダクト１６０に導かれる空気（吸気）のうち現像スリーブ１１０Ａの表面に到達する空気の風速は相対的に遅くなり、当該空気によって現像スリーブ１１０Ａの表面から飛散するトナー量を低減させることができる。また、吸引ダクト１６０の内部で、吸引ダクト１６０に導かれる空気（吸気）が対流する場所がなくなる。その結果、現像スリーブ１１０Ａの表面から飛散し、吸引口１６２付近（上壁１６０Ａおよび底壁１６０Ｂ）に付着して蓄積するトナー量を低減することができる。したがって、吸気口１６２付近に蓄積したトナーが現像スリーブ１１０Ａ上または感光体ドラム４１３上に落下することに起因するトナーこぼれ（画像不良）の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態では、飛散トナーの吸引方向において、底壁１６０Ｂに形成されている第１屈曲部１６６の上流側における吸引ダクト１６０の断面積は、第１屈曲部１６６の下流側における吸引ダクト１６０の断面積（部分Ｒ２の断面積）より大きい。飛散トナーの吸引方向において、上壁１６０Ａと底壁１６０Ｂとが一度平行になった後、第１屈曲部１６６の下流側の部分Ｒ２を抜けるまで、吸引ダクト１６０の断面積は変化しない。このように吸引口１６２側における吸引ダクト１６０の断面積を大きくすることにより、現像スリーブ１１０Ａ周辺の吸引風速を小さく抑えて飛散トナーの発生量を低減した上で、吸引口１６２の断面積が狭い場合と比べて少ない電力で多くの空気を吸引することができる。吸引口１６２付近において吸引ダクト１６０内の流路断面積が大きく、すなわち当該吸引ダクト１６０内における吸気抵抗を減少させられるからである。また、飛散トナーの吸引方向において、底壁１６０Ｂに形成されている第１屈曲部１６６の下流側における吸引ダクト１６０の断面積（部分Ｒ２の断面積）を小さくした結果、現像スリーブ１１０Ａの上方に位置する部分Ｒ２では高い吸引風速を得られる。そのため、現像スリーブ１１０Ａの表面から飛散し、部分Ｒ２（上壁１６０Ａおよび底壁１６０Ｂ）に付着して蓄積するトナー量を低減することができる。なお、部分Ｒ２でより高い吸引風速を得る観点から、上壁１６０Ａと底壁１６０Ｂとが一度平行になった後、第１屈曲部１６６の下流側の部分Ｒ２を抜けるまで、吸引ダクト１６０の断面積は減少するように吸引ダクト１６０を構成しても良い。

［変形例］
なお、上記実施の形態において、上記した効果と同様の効果を得る観点からは、吸引ダクト１６０を図５に示すように構成しても良い。すなわち、吸引ダクト１６０のうち吸引ファン１７０から吸引口１６２に向けて水平方向より下向きに延在する部分Ｒ１において、内壁の上壁１６０Ａは、平坦状に形成されている。つまり、飛散トナーの吸引方向（矢印Ｂ方向）において、上壁１６０Ａの傾きは変化しない。また、底壁１６０Ｂには、吸引ダクト１６０の外側に屈曲する第１屈曲部１６６が形成されている。つまり、飛散トナーの吸引方向において、底壁１６０Ｂの傾きは、第１屈曲部１６６を境にして減少する。第２屈曲部１６４は、飛散トナーの吸引方向において第１屈曲部１６６の上流側に形成されている。

現像ローラー１１０は、上壁１６０Ａの吸引口１６２側における端部２１０と底壁１６０Ｂの吸引口１６２側における端部２１２とを結ぶ直線の中点２１４を通り、この直線に対して垂直な直線Ｌと重ならないように配置されている。飛散トナーの吸引方向において、底壁１６０Ｂに形成されている第１屈曲部１６６の上流側における吸引ダクト１６０の断面積は、第１屈曲部１６６の下流側における吸引ダクト１６０の断面積（部分Ｒ２の断面積）より大きい。

［実施例］
最後に、本発明者らが行った、上記実施の形態における有効性を確認する実験の結果について説明する。

［実施例に係る画像形成装置の構成］
実施例に係る画像形成装置としては、図１，２，６の構成を有する画像形成装置１を用いた。すなわち、吸引ダクト１６０のうち吸引ファン１７０から吸引口１６２に向けて水平方向より下向きに延在する部分Ｒ１において、上壁１６０Ａには、吸引ダクト１６０の外側に屈曲する第２屈曲部１６４が形成されている。また、底壁１６０Ｂには、吸引ダクト１６０の外側に屈曲する第１屈曲部１６６が形成されている。第２屈曲部１６４は、飛散トナーの吸引方向において第１屈曲部１６６の上流側に形成されている。現像ローラー１１０は、上壁１６０Ａの吸引口１６２側における端部と底壁１６０Ｂの吸引口１６２側における端部とを結ぶ直線の中点を通り、この直線に対して垂直な直線と重ならないように配置されている。上壁１６０Ａの吸引口１６２側における端部と感光体ドラム４１３との最近接距離Ａ１は、９．０［ｍｍ］である。底壁１６０Ｂと現像ローラー１１０との最近接距離Ｂ１は、１０．０［ｍｍ］である。
［比較例に係る画像形成装置の構成］
比較例に係る画像形成装置としては、図１，２，７の構成を有する画像形成装置１を用いた。すなわち、吸引ダクト１６０のうち吸引ファン１７０から吸引口１６２に向けて水平方向より下向きに延在する部分Ｒ１において、上壁１６０Ａには、吸引ダクト１６０の内側に屈曲する第１屈曲部１６８が形成されている。また、底壁１６０Ｂには、吸引ダクト１６０の外側に屈曲する第１屈曲部１６６が形成されている。第１屈曲部１６８は、飛散トナーの吸引方向において第１屈曲部１６６の上流側に形成されている。現像ローラー１１０は、上壁１６０Ａの吸引口１６２側における端部と底壁１６０Ｂの吸引口１６２側における端部とを結ぶ直線の中点を通り、この直線に対して垂直な直線と重なるように配置されている。上壁１６０Ａの吸引口１６２側における端部と感光体ドラム４１３との最近接距離Ａ２は、２．７［ｍｍ］である。底壁１６０Ｂと現像ローラー１１０との最近接距離Ｂ２は、９．８［ｍｍ］である。

［第１の実験方法］
第１の実験では、感光体ドラム４１３と現像ローラー１１０とを静止した状態で、吸引ファン１７０のみ稼働し、図６，７に示すａ１〜ａ５の位置に風速計を設置して吸引風速を測定した。なお、ａ４位置における吸引風速の測定時は、ａ４位置に現像ローラー１１０の軸方向と平行な支持棒を設置して風速計を取り付けた。また、ａ１，ａ２位置における吸引風速の測定時は、ａ４位置の風速計を取り外して測定した。ａ１〜ａ５位置では、現像ローラー１１０の軸方向における吸引ダクト１６０の長さはほぼ一定である。以下に、実施例および比較例のそれぞれについて、ａ１〜ａ５位置における吸引風速（平均）の測定結果を示す。

（実施例における吸引風速の測定結果）
ａ１：０．６［ｍ／ｓ］
ａ２：１．１［ｍ／ｓ］
ａ３：０．５［ｍ／ｓ］
ａ４：０．７［ｍ／ｓ］
ａ５：０．６［ｍ／ｓ］

（比較例における吸引風速の測定結果）
ａ１：０．６［ｍ／ｓ］
ａ２：１．１［ｍ／ｓ］
ａ３：０．９［ｍ／ｓ］
ａ４：０．７［ｍ／ｓ］
ａ５：０．３［ｍ／ｓ］

［第１の実験結果］
上記測定結果に示すように、実施例では、ａ３位置の吸引風速はａ５位置の吸引風速より低く、吸引ダクト１６０の吸引口１６２における吸引風速のピーク位置が上壁１６０Ａ側よりも底壁１６０Ｂ側に近づく結果となった。一方、比較例では、ａ３位置の吸引風速はａ５位置の吸引風速より高く、吸引ダクト１６０の吸引口１６２における吸引風速のピーク位置が底壁１６０Ｂ側よりも上壁１６０Ａ側に近づく結果となった。

［第２の実験方法］
第２の実験では、３５０００枚のＡ４用紙に対して高カバレッジ（例えば、５０［％］以上印字率）の画像形成処理を実施し、プリント枚数が１００００枚、２００００枚、２５０００枚、３００００枚、３５０００枚のそれぞれに達した時点におけるトナーこぼれ（画像不良）の発生数を確認した。ここで、トナーこぼれの発生数を「直前の１０００枚のＡ４用紙に対してプリントする間に発生したトナーこぼれの数」と定義する。例えば、プリント枚数が２５０００枚に達した時点におけるトナーこぼれの発生数は、プリント枚数が２４０００〜２５０００枚である間におけるトナーこぼれの発生数である。図８に、実施例および比較例のそれぞれについてトナーこぼれの発生数を示す。

［第２の実験結果］
図８に示すように、実施例では、プリント枚数が１００００枚、２００００枚、２５０００枚、３００００枚、３５０００枚のそれぞれに達した時点において、トナーこぼれの発生数はほぼ０であった。一方、比較例では、プリント枚数が１００００枚、２００００枚のそれぞれに達した時点におけるトナーこぼれの発生数は２以下と少なかったが、プリント枚数が２５０００枚、３００００枚、３５０００枚のそれぞれに達した時点におけるトナーこぼれの発生数は１０以上と多くなった。比較例では、プリント枚数が増えるにつれて、現像スリーブ１１０Ａの表面から飛散した飛散トナーが吸引ダクト１６０の内壁面に付着して蓄積したと考えられる。吸引ダクト１６０の内部で、吸引ダクト１６０に導かれる空気（吸気）が対流する場所（図７の第１屈曲部１６８付近）では、飛散トナーの蓄積量が多いと考えられる。そして、画像形成時の振動により、吸引ダクト１６０の内壁面に蓄積した飛散トナーが現像スリーブ１１０Ａ上または感光体ドラム４１３上に落下することに起因して、多くのトナーこぼれが発生したと考えられる。以上のように、実施例では、比較例と比べて、トナーこぼれの発生を抑制することができた。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７１ 通信部
７２ 記憶部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１１０ 現像ローラー
１２０ 供給ローラー
１３０ 搬送ガイド部
１４０ 攪拌ローラー
１４５ 第１の現像剤供給室
１５０ 搬送ローラー
１５５ 第２の現像剤供給室
１６０ 吸引ダクト
１６０Ａ 上壁
１６０Ｂ 底壁
１６２ 吸引口
１６４ 第２屈曲部
１６６，１６８ 第１屈曲部
１７０ 吸引ファン
１８０ 規制ブレード
１９０ 現像ケーシング
２００ 隔壁部
２１０，２１２ 端部
２１４ 中点
４１２ 現像装置
４１３ 感光体ドラム
Ｂ 飛散トナーの吸引方向
Ｌ 直線

Claims (4)

1. 像担持体に対向して配置され、トナーとキャリアーとを含む現像剤を担持しながら搬送し、前記像担持体に前記現像剤中のトナーを供給する現像剤担持体と、
   前記像担持体および前記現像剤担持体の上方に配置され、前記現像剤担持体の表面から飛散したトナーを吸引口から吸引する空気の流路を形成する吸引ダクトと、
   前記空気の流れを発生させる吸引ファンと、
   を備え、
   前記吸引ダクトのうち前記吸引ファンから前記吸引口に向けて水平方向より下向きに延在する部分の底壁には当該吸引ダクトの外側に屈曲する第１屈曲部が形成され、当該部分の上壁には当該吸引ダクトの外側に屈曲する第２屈曲部が形成され、
   前記第２屈曲部は、前記トナーの吸引方向において前記第１屈曲部の上流側に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体に対向して配置され、トナーとキャリアーとを含む現像剤を担持しながら搬送し、前記像担持体に前記現像剤中のトナーを供給する現像剤担持体と、
   前記像担持体および前記現像剤担持体の上方に配置され、前記現像剤担持体の表面から飛散したトナーを吸引口から吸引する空気の流路を形成する吸引ダクトと、
   前記空気の流れを発生させる吸引ファンと、
   を備え、
   前記吸引ダクトのうち前記吸引ファンから前記吸引口に向けて水平方向より下向きに延在する部分の上壁は平坦状に形成され、当該部分の底壁には当該吸引ダクトの外側に屈曲する第１屈曲部が形成され、
   前記第１屈曲部は、前記トナーの吸引方向において前記上壁の前記吸引口側における端部の下流側に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記現像剤担持体は、前記上壁の前記吸引口側における端部と前記底壁の前記吸引口側における端部とを結ぶ直線の中点を通り、この直線に対して垂直な直線と重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナーの吸引方向において、前記第１屈曲部の上流側における前記吸引ダクトの断面積は、当該第１屈曲部の下流側における前記吸引ダクトの断面積より大きいことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。

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