JP4187617B2

JP4187617B2 - 現像装置，画像形成装置

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Publication number: JP4187617B2
Application number: JP2003316527A
Authority: JP
Inventors: 俊夫西野; 洋石井
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Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2023-09-09
Also published as: JP2005084372A

Description

本発明は，現像容器に収容された現像剤により回転する感光体上に現像を行う現像装置及びそれを具備する画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置は，現像容器に収容された現像剤を現像ローラによって供給することにより，静電潜像が形成されて回転する感光体上に現像を行う現像装置を備えている。
この現像装置は，現像容器が回転する感光体にその開口部を対向させて近接配置され，感光体と現像容器との隙間から前記開口部を通じて外気が現像容器内に流入するよう現像容器内を負圧にするために空気を吸引する吸引ファン等の吸引手段が設けられる場合が多い。これは，現像容器内の現像剤が，現像容器と感光体との隙間から流出して飛散することを防止するためである。
例えば，特許文献１には，現像ロ−ラを有する２成分現像装置において，現像ロ−ラに近接して軸方向に中空軸を配設し，その中空軸両端部に形成した開口に対応して吸引装置を設けた現像装置が示されている。
また，特許文献２には，現像容器内に設けられたマグネットローラの両端部に吸引口を近接させ，マグネットローラから飛散する現像剤をその吸引口から吸引ファンで吸引する現像装置が示されている。
さらに，特許文献３には，現像剤を収容するハウジング（前記現像容器に相当）内に現像剤の感光ドラムへの供給及び残留現像剤の回収を行う磁気ロールを備え，その磁気ロールの軸方向に沿って対向してスリットを設けて飛散現像剤をスリットを介して吸引ダクトにより吸引する現像装置が示されている。
実開平５−９０５１２号公報特開平１０−２７４８８３号公報特開２０００−３９７６８号公報

しかしながら，感光体が回転することにより，感光体表面付近において，感光体の回転方向下流側へ向かう空気の流れが生じるため，空気吸引により現像容器内を負圧にしていても，現像容器の開口部の感光体の回転方向下流側における縁部と感光体との隙間から，感光体の回転による空気の流れに連れられて現像剤が流出，飛散するという問題点があった。
これに対し，前述した各特許文献には，感光体の回転による空気の流れに抗して現像剤を流出（飛散）させないようにするための具体的な構成については示されていない。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，感光体の回転による空気の流れに抗して現像容器からの現像座の流出（飛散）を防止できる具体的な構成を有する現像装置及びそれを具備する画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，回転する感光体に開口部を対向させて近接配置され現像剤が収容される現像容器と，前記感光体と前記現像容器との隙間から前記開口部を通じて外気が前記現像容器内に流入するよう空気を吸引する吸引手段とを具備する現像装置において，前記現像容器内における前記開口部から前記吸引手段に至る空気の流路として，前記開口部における前記感光体の回転方向下流側の縁部から，前記現像容器における前記感光体回転軸方向の両端部付近及び中央部付近それぞれに形成されて前記吸引手段側へ通じる中央部吸気口及び両端部吸気口のそれぞれへ流れる流路を有し，前記縁部から前記中央部吸気口及び前記両端部吸気口へ至る流路に，前記現像容器と該現像容器内に配置されたマグネットローラとが最も近接する部分である最小断面積の流路が存在し，前記縁部から前記中央部吸気口までの流路長の方が，前記縁部から前記両端部吸気口までの流路長よりも短く形成されてなることを特徴とする現像装置として構成されるものである。

一般に，前記感光体の回転動作により，前記感光体の回転軸方向において，中央部付近の圧力が高くなるとともに，該中央部付近から両端部付近への空気の流れが発生し，これが原因となって前記両端部付近での現像剤の飛散が顕著となる。
これに対し，前記構成によれば，前記中央部付近での空気の流路（流れ）によって前記中央部付近の圧力が高くなることを極力防止でき，さらに，前記両端部付近で前記吸引手段へ向かう空気の流路（流れ）が形成されるので，前記両端部付近から外部へ現像剤が飛散することを防止できる。

また，本発明は，前記現像装置を具備する画像形成装置として捉えたものであってもよい。

本発明によれば，前記中央部付近での空気の流路（流れ）によって前記中央部付近の圧力が高くなることを極力防止でき，さらに，前記両端部付近で前記吸引手段へ向かう空気の流路（流れ）が形成されるので，前記両端部付近から外部へ現像剤が飛散することを防止できる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘを備えた画像形成装置Ｚの全体構成を表す断面図，図２は現像装置Ｘの概略構成を表す断面図，図３は現像装置Ｘが備える現像容器の感光体ドラムに近接する側の部分の平断面図，図４は現像容器と感光体ドラムとの隙間を平行平板の間の隙間であると近似した場合のその隙間における流速分布を表すグラフ，図５は感光体ドラムと現像容器との下流側隙間の間隔ｈと現像容器外部への飛散流量Ｑｏとの関係を表すグラフ，図６は装置停止中における現像容器へ流入する空気の感光体ドラム軸方向の単位長さ当たりの流量をＱｆと現像容器外部への飛散流量Ｑｏとの関係を表すグラフ，図７はアルミ部材における周囲の風速と熱抵抗との関係を表すグラフ，図８はトナー粒径とトナーの空気抵抗／トナー質量の相対値との関係を表すグラフである。

まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘを備えた画像形成装置Ｚの全体構成について説明する。
本画像形成装置Ｚは，印刷モードとしてコピアモード（複写モード），プリンタモード，ＦＡＸモードを有しており，不図示の操作部からの操作入力や，パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷モードが，後述する制御部によって選択される。
図１に示すように，本画像形成装置Ｚは，原稿読み取り部１０，給紙部２０，印刷部３０，排紙部４０に大別され，原稿読み取り部１０が給紙部２０の上方に配設され，排紙部４０が原稿読み取り部１０と給紙部２０の中間部位に配設されている。
以下に，上記各処理モードの中からコピアモードについて説明する。
ユーザが，原稿読み取り部１０（スキャナ部）のプラテンガラス１１上に原稿を載置した後，給紙部２０の給紙カセット２１或いは装置側面に設けられた手差しトレイ２３に用紙（記録紙）を装着し，さらに装置の外装前面部に配置される操作パネル（不図示）上の条件入力キー（印刷枚数／印刷倍率等々）を入力した後に，操作パネルのスタートキーを操作するとコピー動作が開始される。
スタートキーが操作されると，メイン駆動モータ（不図示）が始動し，各駆動ギヤが回転する。その後，給紙ローラ２２又は２２ａが回転して用紙が装置内へ送出（給紙）され，給紙された用紙はレジストローラ３１（ローラ対）に到達して捕捉される。このレジストローラ３１により，用紙は，感光体ドラム３２上に形成される画像の先端部（画像形成開始部）と同期をとるために一時停止され，用紙の先端部が均一にレジストローラ３１に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行なわれる。

一方，原稿読み取り部１０においては，コピーランプ１２ａ（光源）が点灯し，コピーランプユニット１２が矢印方向へ移動することで露光が開始される。コピーランプ１２ａにより原稿に照射された照射光は，原稿の画像情報を含む反射光（原稿からの反射光）となり，該反射光は，コピーランプユニット１２に設けられた第１ミラー１２ｂから第２ミラー１３，第３ミラー１４，光学レンズ１５から，ＣＣＤ１６へ入力されることによって読み取られる。
このようにして読み取られた画像情報は，不図示のＣＣＤ回路で，光の画像情報が電気的信号に変換され，その画像情報信号は，設定された条件で画像処理が行われ，レーザスキャナユニット３３へプリントデータとして送信される。

他方，帯電ユニット３４（帯電手段）により，感光体ドラム３２の周面の一部が軸方向全体に渡って所定帯電電位に帯電され，感光体ドラム３２が回転することによってその周面全体が所定帯電電位に帯電される。帯電した感光体３２表面は，感光体ドラム３２の回転により次工程へ移動する。
次に，レーザスキャナユニット３３（露光手段）では，回転方向に複数の反射面を有したポリゴンミラー（回転多面鏡）及び各種光学系により，半導体レーザから出射されたレーザ光が偏向されながら感光体ドラム３２へ照射される。これにより，レーザ光が前記帯電ユニット３４により帯電した感光体ドラム３２上を走査されて，感光体ドラム３２上に静電潜像が形成される。
その後，現像装置Ｘが備える現像槽６１内のマグネットローラ６２（現像手段）により，現像槽６１内のトナー（現像剤の一例）が回転する感光体ドラム３２表面上に供給され，静電潜像はこのトナーによって感光体ドラム３２上の電位ギャップに応じて顕像化（現像）される。
また，作像される用紙（記録紙）は，タイミングを合わせてレジストローラ３１により，感光体ドラム３２方向へ搬送され，転写ユニット３６（コロナチャージャ（転写手段））により感光体ドラム３２上のトナーが用紙に転写される。感光体ドラム３２上の残留したトナーはドラムユニットのクリーニングブレード３７ａによってかきとられ，クリーナーユニット３７により回収される。
前記クリーニングブレード３７ａによりトナーがかきとられた感光体ドラム３２の表面は，前記帯電ユニット３４へ移動する途中で除電装置３９（除電手段）により必要に応じて除電される。

他方，トナーの転写が終了した用紙は，定着装置３８（定着工程）の加熱ローラ３８ａと加圧ローラ３８ｂとの間を通過して，熱と圧力が加えられ，用紙上の未定着トナーが用紙に溶融・固着され，排紙ローラ４１により排紙トレイ４２に排出される。前記加熱ローラ３８ａは，その内部に設けられた加熱ヒータ３８ｃによって加熱される。
また，原稿読み取り部１０が備える原稿トレイ１９に原稿が載置されていることが，所定のセンサにより検出されている場合には，所定のスタートキー操作がなされたときに給紙ローラ５１が回転し，原稿トレイ１９上に載置された原稿が原稿読み取り部１０内へ送出されて所定の搬送経路Ｒｔ１中を搬送される。この搬送経路Ｒｔ１には，レジストローラ５３が設けられており，このレジストローラ５３によって原稿が捕捉され，原稿先端の位置決めが行われた後，所定のタイミングで原稿読み取り位置へ搬送される。そして，前記コピーランプユニット１２が所定の停止位置（原稿読み取り位置）で停止したまま搬送中の原稿を露光する。この露光により得られた原稿からの反射光により原稿画像を読み取る処理は前述した通りである。
このようにして画像が読み取られた原稿は，原稿排出部１８へ排出される。

図２は，本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘの概略構成を表す断面図である。
現像装置Ｘは，回転する感光体ドラム３２（前記感光体の一例）に開口部６１ａを対向させて近接配置されトナーが収容される現像容器６１と，感光体ドラム３２表面にトナーを供給するマグネットローラ６２と，前記現像容器６１内のトナーを攪拌搬送して前記マグネットローラ６２に供給するパドル６３と，前記感光体ドラム３２と前記現像容器６１との隙間から前記開口部６１ａを通じて外気が前記現像容器６１内に流入するよう，前記現像容器６１内を負圧に維持すべく容器内の空気を吸引して前記現像容器６１外へ排出する排気ファン６４ａとを具備している。
前記現像容器６１の下側には，前記感光体ドラム３２の軸方向（前記マグネットローラ６２の軸方向でもある）の略全体に渡る排気ダクト６４ｂが設けられており，前記感光体ドラム３２と前記現像容器６１との隙間から前記開口部６１ａを通じて前記現像容器６１内に流入した空気は，前記マグネットローラ６２の周囲を通り，さらに前記現像容器６１の下側に設けられた吸気口６１ｃ，６１ｄを通って前記排気ダクト６４ｂに入った後，前記排気ファン６４ａによって当該現像装置Ｘ外へ排出される。このように排出される空気は，前記現像容器６１内の流路中において，所定のフィルタ（不図示）により除塵された後に排出される。前記排気ファン６４ａ及び前記排気ダクト６４ｂが，前記吸引手段の一例を構成するものであり，以下，吸引手段６４という。

本現像装置Ｘは，前記現像容器６１の開口部６１ａの前記感光体ドラム３２の回転方向下流側における縁部６１ｅと前記感光体ドラム３２との間隔（前記隙間６１ｅの高さ）が２ｍｍ以下に構成されている。以下，その理由について述べる。
前述したように，前記感光体ドラム３２が回転することにより，前記感光体ドラム３２表面付近において，前記感光体ドラム３２の回転方向下流側（以下，現像下流側という）へ向かう空気の流れが生じる。現像装置Ｘでは，回転する前記感光体ドラム３２に前記現像容器６１の開口部６１ａを対向させて近接配置しているため，前記現像下流側における前記現像容器６１の開口部６１ａの縁部６１ｅと現像時に周速度Ｕ（ｍ／ｓ）で回転する前記感光体ドラム３２との隙間６１ｅの部分の空気の流れは，平行配置された２つの平板の一方が固定，他方が速度Ｕ（ｍ／ｓ）で平行移動する場合の両平板間の空気の流れに近似できる。即ち，固定側の平板が前記縁部６１ｅに対応し，移動側の平板が前記感光体ドラム３２に対応する。
ここで，前記感光体ドラム３２の現像時の周速度をＵ（ｍ／ｓ），前記隙間６１ｂにおける前記間隔ｈ方向における位置（固定平板からの距離に対応）をｙ，前記現像容器６１内外の差圧（平行平板における移動平板の移動方向上流側と下流側との差圧（圧力損失）に対応）をΔＰ，前記感光体ドラム３２の周速度方向における前記縁部６１ｅと前記感光体ドラム３２とが対向する部分（前記隙間６１ｂ部分）の長さ（平行平板における移動平板の移動方向の長さに対応）をＬ（ｍ）とすると，前記隙間６１ｂ（平行平板の間に対応）における空気の流速分布ｕ（ｙ）（ｍ／ｓ），及び前記吸引手段６４の空気吸引により前記間隔ｈの隙間６１ｂから前記現像容器６１内へ流入する空気流量Ｑ（ｍ³／ｓ）は，それぞれ次の（１）式及び（２）式により近似できる。なお，ｙは，前記縁部６１ｅ表面（固定平板側）の位置を０（ゼロ）とし前記感光体ドラム３２表面（移動平板側）の位置をｈとしており，空気の流速ｕ（ｙ）の方向は前記感光体ドラム３２の移動方向が負方向であり，μは空気の粘性係数である。
u（ｙ）＝〔△Ｐ／（２μＬ）〕（ｈ−ｙ）・ｙ−Ｕ・ｙ／ｈ …（１）
Ｑ＝〔△Ｐ／（１２μＬ）〕ｈ³−Ｕ・ｈ／２ …（２）
この（２）式における第２項「Ｕ・ｈ／２」で表される流量が，前記現像容器６１の外部へ流出する空気流量である。従って，前記隙間６１ｂの前記間隔ｈを小さくすることにより，前記現像容器６１外へ流出する空気流量，即ち，トナーの飛散量を小さくできる。
図４は，（１）式の流速分布を表すグラフ，即ち，前記現像容器６１と前記感光体ドラム３２との隙間６１ｂを平行平板の間の隙間であると近似した場合の前記隙間６１ｂにおける流速分布を表すグラフであり，縦軸がｙ，横軸が前記流速ｕ（ｙ）である。
空気の流速が負の流速となる部分（斜線部分）が，前記現像容器６１の外部へ流出する空気の流れであることを示す。

一方，外気吸入口である前記隙間６１ｂの流路抵抗は，流路全体の流路抵抗に対して小さいので全体の流量低下への影響は小さい。
ここで，Ａ＝△Ｐ／（２μＬ）とし，（２）式においてｕ（ｙ）＝０となるときのｙをｙoとすると，
ｙｏ＝Ａ・ｈ／〔Ａ＋Ｕ／ｈ〕 …（３）
となる。さらに，ｙ＝ｙo〜ｈの領域における空気流量，即ち，前記現像容器６１外への流出空気流量（以下，飛散風量という）をＱoとすると，Ｑoは，次の（４）式で表される。
Ｑo＝Ａ・〔（ｈ／２）（ｈ²−ｙo²）−（１／３）（ｈ³−ｙo³）〕
−｛Ｕ／（２ｈ）｝（ｈ²−ｙo²） …（４）
ここで，前記排気ファン６４ａの空気吸引流量（以下，ファン風量という）ＱＦ（ｍ³／ｓ）を２．０×１０^-3，４．０×１０^-3，６．０×１０^-3及び８．０×１０^-3（ｍ³／ｓ）に変化させた場合において，ｈを横軸に，前記飛散風量Ｑｏを縦軸にしてグラフ化したものが図５（ａ）である。ここで，図５では，便宜上，ＱＦを（Ｌ／ｓ）の単位で表している。なお，（２）式で求めた空気流量Ｑに現像幅を乗じた値が前記ファン風量ＱＦとなる。
図５（ａ）からわかるように，ＱＦの変化に対応して前記飛散風量Ｑｏも変化する。
そこで，図５（ａ）のグラフに対し，前記ファン風量ＱＦの変化の影響を除去する処理を行ったものが図５（ｂ）のグラフである。
図５（ｂ）のグラフは，図５（ａ）のグラフについて，縦軸の前記飛散風量Ｑｏを，（前記ファン風量ＱＦの１／２乗）倍した値（ＱＦ・ＱＦ）^1/2に変換したグラフである。この変換後の関係によれば，前記ファン風量ＱＦの変化に関わらず，前記隙間６１ｂの間隔ｈごとにほぼ同一点にデータがプロットされる。そして，これを折れ線近似すると（図５（ｂ）中の波線），その変曲点はｈ＝２ｍｍの点となる。これは，ｈ≦２ｍｍでは前記ファン風量ＱＦに対する相対的な前記飛散風量Ｑｏの増加割合はごく小さく，ｈ＞２ｍｍでは，前記ファン風量ＱＦに対する相対的な前記飛散風量Ｑｏの増加割合が大きくなるということである。
以上より，ｈを２ｍｍ以下とすれば，他の条件にかかわらず，前記飛散流量Ｑｏの増加が抑えられ，その結果，トナーの飛散を抑えることができ，ひいては飛散したトナーの付着がない画質の良好な画像形成を行うことができる。

また，別の観点からトナーの飛散防止の条件を捉えることもできる。
即ち，前記現像容器６１の開口部６１ａの前記感光体ドラム３２の回転方向下流側における縁部６１ｅと前記感光体ドラム３２との間隔（隙間６１ｂの高さ）をｈ，前記感光体ドラム３２及び当該現像装置Ｘが備える前記マグネットローラ６２（現像ローラ）を停止させた状態で前記吸引手段６４の空気吸引により前記間隔ｈの隙間６１ｂから前記現像容器６１内へ流入する空気の前記感光体ドラム３２回転軸方向（図２の奥行き方向）の単位長さ当たりの流量をＱｆ（ｍ³／ｓ／ｍ），現像時の前記感光体ドラム３２の周速度をＵ（ｍ／ｓ）としたときに，（Ｑｆ／Ｕ／ｈ）≧２．０を満たすように構成してもよい。
そのように構成する理由を以下に説明する。

前述したのと同様に，前記隙間６１ｂにおける空気の流れを前記平行平板の間の空気の流れに近似して考える。
（２）式の第１項をＡ＝△Ｐ／（２μＬ）として変換すると次の（５）式となる。
〔△Ｐ／（１２μＬ）〕＝Ｑｆ／ｈ３＝Ａ／６ …（５）
さらに，（４）式を，前記感光体ドラム３２の周速度Ｕについて正規化するために（４）式の両辺をＵで割り，単位長さ当たりの流量Ｑｆを用いて（４）式を変換すると次の（６）式となる。
Ｑo／Ｕ＝〔Ｑｆ／ｈ３／Ｕ〕・
〔（ｈ／２）（ｈ²−ｙo²）−（１／３）（ｈ³−ｙo³）〕
−｛１／（２ｈ）｝（ｈ²−ｙo²） …（６）
ここで，前記隙間６１ｂの間隔ｈを０．５，１，２，４及び８（ｍｍ）に変化させた場合において，（６）式を，横軸をＱｆ／Ｕ，縦軸をＱｏ／Ｕとしてグラフ化したものが図６（ａ）である。
図６（ａ）からわかるように，ｈの変化に対応してＱｏ／Ｕも変化する。
そこで，図６（ａ）のグラフに対し，前記隙間６１ｂの間隔ｈの変化の影響を除去する処理を行ったものが図６（ｂ）のグラフである。
図６（ｂ）のグラフは，図６（ａ）のグラフについて，縦軸のＱｏ／Ｕ及び横軸のＱｆ／Ｕのそれぞれを，ｈで割った値（Ｑｏ／Ｕ／ｈ），（Ｑｆ／Ｕ／ｈ）に変換したグラフである。
図６（ｂ）のグラフの式は次の（７）式で表される。
〔Ｑｏ／Ｕ／ｈ〕＝０．０５３・〔Ｑｆ／Ｕ／ｈ〕^-0.75 …（７）
この変換後の関係によれば，前記間隔ｈの変化に関わらず，（Ｑｆ／Ｕ／ｈ）の値ごとにほぼ同一点にデータがプロットされる。そして，これを折れ線近似すると（図６（ｂ）中の波線），その変曲点は（Ｑｆ／Ｕ／ｈ）≒２の点となる。これは，（Ｑｆ／Ｕ／ｈ）≧２では，Ｑｆ，Ｕ，ｈの条件設定に対する前記飛散風量Ｑｏの増加割合はごく小さく，（Ｑｆ／Ｕ／ｈ）＜２では，Ｑｆ，Ｕ，ｈの条件設定に対する前記飛散風量Ｑｏの増加割合が大きくなるということである。
以上より，（Ｑｆ／Ｕ／ｈ）≧２．０を満たすように構成すれば，他の条件にかかわらず，前記飛散流量Ｑｏの増加が抑えられ，その結果，トナーの飛散を抑えることができ，ひいては飛散したトナーの付着がない画質の良好な画像形成を行うことができる。

また，本現像装置Ｘでは，前記ファン風量をＱＦ（ｍ³／ｓ），前記現像容器６１内における前記開口部６１ａから前記吸引手段６４に至る（即ち，前記吸気口６１ｃ，６１ｄに至る）空気の流路の平均断面積をＳ（ｍ²）としたときに，（ＱＦ／Ｓ）≧０．７５を満たして構成されている。
例えば，前記現像容器６１内における前記開口部６１ａから前記吸気口６１ｃ，６１ｄに至る空気の流路のうち最も断面積の小さな流路６５（図２参照）の断面積をＳ_min（ｍ²）としたときに，（ＱＦ／Ｓ_min）≧０．７５を満たすよう構成すれば，（ＱＦ／Ｓ）≧０．７５を満たす。
図２に示す現像装置Ｘでは，前記マグネットローラ６２と前記現像容器６１とが最も近接する部分が最小断面積の流路６５である。このように構成している理由は以下の通りである。

前記マグネットローラ６２を回転させて連続して現像を行うと，前記マグネットローラ６２とトナーとの摩擦熱により，前記現像容器６１内の温度が上昇し，前記マグネットローラ６２の回転トルクの上昇や，トナーの凝集，固化，融着等のトラブルを引き起こす場合がある。
本現像装置Ｘでは，前記吸引手段６４で空気の流れを発生させることにより，前記現像容器６１内が強制空冷されることになるが，強制空冷では，冷却空気の風速が上昇するに従って，放熱面から周辺空気への熱抵抗が減少し，より効率的な冷却が行われる。
図７は，前記マグネットローラ６２の材料として用いられることが多いアルミにおける，周囲の風速（横軸）と熱抵抗との関係を表すグラフである。
図７に示すように，風速と熱抵抗との関係を折れ線近似した場合，風速が約０．７５（ｍ／ｓ）の点が変曲点となる。この変曲点は，放熱面（ここでは，前記マグネットローラ６２の表面）の材質にり若干の差はあるが，金属材料では概ね０．７５（ｍ／ｓ）が変曲点となる。
従って，（ＱＦ／Ｓ）≧０．７５を満たすように構成すれば，トナーの飛散を防止しつつ，前記現像容器６１内を効果的に冷却することができる。

図３は，前記現像容器６１の前記感光体ドラム３２に近接する側の部分の平断面図を表す。
図３に示すように，前記現像容器６１の底面の前記感光体ドラム３２の回転軸方向（前記マグネットローラ６２の回転軸方向でもある，以下，幅方向という）における両端部付近に前記吸気口６１ｄが設けられ，前記現像容器６１の底面から側面にかけて形成された傾斜面の前記幅方向の中央部付近に前記吸気口６１ｃが設けられている。
これにより，前記現像容器６１内における前記開口部６１ａから前記吸引手段６４（即ち，前記排気ダクト６４ｂ）に至る空気の流路として，前記感光体ドラム３２の回転軸方向における両端部付近及び中央部付近それぞれから前記吸引手段６４側へ流れる流路が形成されている。
一般に，前記隙間６１ｂ部分では，前記感光体ドラム３２の回転動作により，前記幅方向において，前記中央部の圧力が高くなるとともに，前記中央部から前記両端部への空気の流れが発生し，これが原因となって前記両端部でのトナーの飛散が顕著となる。
これに対し，図３に示したような構成によれば，前記中央部付近で前記吸気口６１ｃに向かう空気の流路（流れ）によって前記中央部付近の圧力が高くなることを極力防止でき，さらに，前記両端部付近へ流れる空気も前記両端部付近の前記吸気口６１ｄに向かう空気の流路（流れ）によって前記両端部付近から外部へトナーが飛散することを防止できる。
ここで，前記中央部付近の前記吸気口６１ｃを前記両端部付近の前記吸気口６１ｄよりもやや上部に設けることにより，前記両端部付近の前記吸気口６１ｄに至る流路長よりも，前記中央部付近の前記吸気口６１ｃに至る流路長の方が短く構成されているのは，前記中央部付近での流路における空気の流れをやや強く（速く）して，前記隙間６１ｂと前記吸気口６１ｃとの間の区間，及び前記隙間６１ｂと前記吸気口６１ｄとの間の区間が高圧となることを防止するためである。

ところで，トナーが空気の流れにより受ける効力（空気抵抗）Ｒは，トナー粒径Ｄの２乗に比例する（Ｒ∝Ｄ²）。この効力Ｒが大きいほど，トナーは飛散しやすい。これに対し，トナー１粒の質量ｍが大きいほどトナーは飛散しにくい。そこで，Ｒ／ｍをトナーの飛散のしやすさを表す指標とした場合，Ｒ／ｍが小さいほど，トナーは飛散しにくいといえる。
図８は，トナー粒径Ｄ（μｍ）とＲ／ｍの相対値との関係を表すグラフ（実線）であり，その折れ線近似を波線で表したものである。
図８に示すように，Ｒ／ｍは，トナー粒径Ｄが８μｍの点で変曲点となる。従って，トナー粒径（現像剤の粒径）Ｄ≦８μｍとすれば，トナーの飛散が抑えられるので好適であることがわかる。

本発明は，感光体上に現像を行う現像装置に利用可能である。

本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘを備えた画像形成装置Ｚの全体構成を表す断面図。現像装置Ｘの概略構成を表す断面図。現像装置Ｘが備える現像容器の感光体ドラムに近接する側の部分の平断面図。現像容器と感光体ドラムとの隙間を平行平板の間の隙間であると近似した場合のその隙間における流速分布を表すグラフ。感光体ドラムと現像容器との隙間の間隔ｈと現像容器外部への飛散流量Ｑｏとの関係を表すグラフ。装置停止中における現像容器へ流入する空気の感光体ドラム軸方向の単位長さ当たりの流量をＱｆと現像容器外部への飛散流量Ｑｏとの関係を表すグラフ。アルミ部材における周囲の風速と熱抵抗との関係を表すグラフ。トナー粒径Ｄとトナーの空気抵抗／トナー質量の相対値との関係を表すグラフ。

符号の説明

Ｘ…現像装置
Ｚ…画像形成装置
１０…画像読み取り部
１８…原稿排出部
２０…給紙部
３０…印刷部
３１，５３…レジストローラ
３２…感光体ドラム（感光体）
３３…レーザスキャンユニット
３４…帯電ユニット
３６…転写ユニット
３８…定着装置
３９…除電装置
４０…排紙部
６１…現像容器
６１ａ…開口部
６１ｂ…開口部の下流側縁部と感光体ドラムとの隙間
６１ｃ，６１ｄ…吸気口
６１ｅ…開口部の下流側縁部
６２…マグネットローラ（現像ローラ）
６３…パドル
６４…吸引手段
６４ａ…排気ファン
６４ｂ…排気ダクト
６５…最も断面積の小さな空気の流路

Claims

回転する感光体に開口部を対向させて近接配置され現像剤が収容される現像容器と，前記感光体と前記現像容器との隙間から前記開口部を通じて外気が前記現像容器内に流入するよう空気を吸引する吸引手段とを具備する現像装置において，
前記現像容器内における前記開口部から前記吸引手段に至る空気の流路として，前記開口部における前記感光体の回転方向下流側の縁部から，前記現像容器における前記感光体回転軸方向の両端部付近及び中央部付近それぞれに形成されて前記吸引手段側へ通じる中央部吸気口及び両端部吸気口のそれぞれへ流れる流路を有し，前記縁部から前記中央部吸気口及び前記両端部吸気口へ至る流路に，前記現像容器と該現像容器内に配置されたマグネットローラとが最も近接する部分である最小断面積の流路が存在し，前記縁部から前記中央部吸気口までの流路長の方が，前記縁部から前記両端部吸気口までの流路長よりも短く形成されてなることを特徴とする現像装置。
請求項１に記載の現像装置を具備してなることを特徴とする画像形成装置。