JP2015191021A - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】層規制部材へのトナーの経時付着を抑制し、現像剤の層厚を正確に規制する。【解決手段】現像回転体２を回転させることで磁石部材３による磁力にて現像回転体２上に現像剤を保持する現像剤保持体１と、現像剤保持体１より下方に設けられ、現像剤保持体１に対して現像剤を供給する現像剤供給部材５と、少なくとも現像剤保持体１に向かって突出する断面円弧状の曲面部７ａを有し、現像剤保持体１上に保持される現像剤の層厚を規制する層規制部材７と、現像剤供給部材５から供給される現像剤のうち層規制部材７に向かう経路をせき止めるせき止め部材８と、を備え、せき止め部材８は、現像剤供給部材５の外周部のうち層規制部材７側端を通る鉛直線位置Ｌ１から現像剤供給部材５側に突出し、現像剤供給部材５の中心を通る鉛直線位置Ｌ２には至らない範囲で前記現像剤供給部材の外周部を覆い、せき止めた現像剤を現像剤保持体１側に案内する案内部９を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。

従来この種の現像装置としては特許文献１〜３に記載のものが既に知られている。
特許文献１には、現像スリーブ及び永久磁石からなる現像剤担持体と、これに対向する磁性体からなる現像剤規制部材である丸棒と、を備え、永久磁石と丸棒とによって協働して形成される磁場について、現像スリーブと丸棒との最近接部の間隙の中点における長手方向の磁束密度が、丸棒の両端部近傍において極大値を持つように構成する現像装置が開示されている。
特許文献２には、円筒部材及び磁石部材を有する現像剤保持体と、現像剤保持体に対向して設けられ磁性材料製の円筒状の層厚規制部材と、を備え、円筒部材の直径をＤ、層厚規制部材を円筒部材に投影した差異の投影幅をＷとし、角度α＝１８０×Ｗ／（Ｄ×π）とした場合に、層厚規制部材よりも円筒部材回転方向下流側の角度αの領域外に、層厚保規制部材の円筒部材回転方向下流側で層厚規制部材に最も近い位置に配置された磁極の法線方向磁束密度分布の極大位置が配置される現像装置が開示されている。
特許文献３には、現像剤層規制部材が非磁性の金属丸棒から成り、現像剤層規制部材が弾性部材により付勢されて現像スリーブに圧接し、現像スリーブ上の現像剤搬送量を規制する現像装置が開示されている。

特開平８−２１１７４５号公報（実施例，図１） 特開２００８−２７５７１９号公報（発明を実施するための最良の形態，図６） 特開平１１−２６５１１７号公報（発明の実施の形態，図３）

本発明が解決しようとする技術的課題は、層規制部材へのトナーの経時付着を抑制し、現像剤の層厚を正確に規制することにある。

請求項１に係る発明は、中空状の現像回転体、及び、前記現像回転体内に固定的に設けられ且つ周囲に複数の磁極が配列される磁石部材を有し、前記現像回転体を回転させることで前記磁石部材による磁力にて前記現像回転体上にトナー及び磁性キャリアが含まれる現像剤を保持する現像剤保持体と、この現像剤保持体より下方に設けられ、前記現像剤保持体に対して前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤保持体と非接触となるように間隙を介して対向配置され、少なくとも現像剤保持体に向かって突出する断面円弧状の曲面部を有し、前記現像剤保持体上に保持される現像剤の層厚を規制する層規制部材と、この層規制部材と前記現像剤供給部材との間に設けられ、前記現像剤供給部材から供給される現像剤のうち層規制部材に向かう経路をせき止めるせき止め部材と、を備え、前記せき止め部材は、前記現像剤供給部材の外周部のうち層規制部材側端を通る鉛直線位置から前記現像剤供給部材側に突出し、前記現像剤供給部材の中心を通る鉛直線位置には至らない範囲で前記現像剤供給部材の外周部を覆い、せき止めた現像剤を前記現像剤保持体側に案内する案内部を有していることを特徴とする現像装置である。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る現像装置において、前記案内部は、前記現像剤保持体の中心を通る鉛直線位置を越えない範囲で形成されていることを特徴とする現像装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る現像装置において、前記現像剤保持体は、前記層規制部材に対応する部位に層規制磁極を備え、当該層規制磁極により前記層規制部材に作用する磁力が５０ｍＴ以上であることを特徴とする現像装置である。
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに係る現像装置において、前記層規制部材の曲面部はＲａが０．２以上の表面粗さを有していることを特徴とする現像装置である。
請求項５に係る発明は、静電潜像が保持される像保持体と、この像保持体上の静電潜像を対応する現像剤にて現像する請求項１乃至４のいずれかに係る現像装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に係る発明によれば、層規制部材へのトナーの経時付着を抑制することができる。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、現像剤保持体に現像剤を安定的に供給することができる。
請求項３に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、層規制部材へのトナーの経時付着をより抑制することができる。
請求項４に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、層規制部材にて層規制される現像剤の搬送量の経時安定性を向上することができる。
請求項５に係る発明によれば、層規制部材へのトナーの経時付着を抑制することが可能な現像装置を含む画像形成装置を提供することができる。

本発明が適用された現像装置を含む画像形成装置の実施の形態の概要を示す説明図である。 実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。 実施の形態１で用いられるプロセスカートリッジの構成を示す説明図である。 実施の形態１で用いられる現像装置の要部を示す説明図である。 実施の形態１で用いられる現像装置の現像剤の搬送挙動を示す説明図である。 （ａ）は層規制ロールと現像ロールとの間の磁力線パターン例を示す説明図、（ｂ）は層規制ロールと現像剤による磁気ブラシとの関係を示す説明図である。 比較の形態１で用いられる現像装置の要部及びその現像剤の搬送挙動を示す説明図である。 実施例１，２及び比較例１〜３における現像剤搬送量差（ΔＭＯＳ）を調べた説明図である。 層規制磁極（Ｔ極）の磁力及びせき止めブロックによるトナー痕への影響を示すグラフ図、（ｂ）は（ａ）中のＩの条件でのトナー痕の発生状態を模式的に示す説明図、（ｃ）は（ａ）中のＩＩの条件でのトナー痕の発生状態を模式的に示す説明図である。 （ａ）は実施例３における作像枚数の増加に伴う数現像剤搬送量の変化を示す説明図、（ｂ）は比較例３における作像枚数の増加に伴う数現像剤搬送量の変化を示す説明図である。

◎実施の形態の概要
図１は本発明が適用された現像装置を含む画像形成装置の実施の形態の概要を示す。
同図において、画像形成装置は、静電潜像が保持される像保持体１１と、この像保持体１１上の静電潜像を対応する現像剤にて現像する現像装置１２と、を備えている。
そして、本例においては、現像装置１２は、中空状の現像回転体２、及び、前記現像回転体２内に固定的に設けられ且つ周囲に複数の磁極４（例えば４ａ〜４ｅ）が配列される磁石部材３を有し、現像回転体２を回転させることで磁石部材３による磁力にて現像回転体２上にトナー及び磁性キャリアが含まれる現像剤を保持する現像剤保持体１と、この現像剤保持体１より下方に設けられ、現像剤保持体１に対して現像剤を供給する現像剤供給部材５と、現像剤保持体１と非接触となるように間隙を介して対向配置され、少なくとも現像剤保持体１に向かって突出する断面円弧状の曲面部７ａを有し、現像剤保持体１上に保持される現像剤の層厚を規制する層規制部材７と、この層規制部材７と現像剤供給部材５との間に設けられ、現像剤供給部材５から供給される現像剤のうち層規制部材７に向かう経路をせき止めるせき止め部材８と、を備え、せき止め部材８は、現像剤供給部材５の外周部のうち層規制部材７側端を通る鉛直線位置Ｌ１から現像剤供給部材５側に突出し、現像剤供給部材５の中心を通る鉛直線位置Ｌ２には至らない範囲で前記現像剤供給部材５の外周部を覆い、せき止めた現像剤を現像剤保持体１側に案内する案内部９を有している。
尚、符号１３は現像剤保持体１、現像剤供給部材５、撹拌搬送部材６、層規制部材７、せき止め部材８が収容される現像容器である。

このような技術的手段において、像保持体１１は静電潜像を保持するものであれば感光体、誘電体など適宜選定して差し支えない。また、現像装置１２としては、像保持体１１上の静電潜像を現像剤にて現像するものであれば適宜選定して差し支えない。
ここで、現像剤保持体１は、現像回転体２と磁石部材３とを有し、所謂磁気ブラシ現像を実施するものであればよい。
また、現像剤供給部材５は、現像剤保持体１よりも下方に位置していればよく、現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送部材６を兼用してもよいし、現像剤の撹拌搬送部材６とは別に設けても差し支えない。
更に、層規制部材７は断面円形のロール状部材が代表的であるが、これに限らず、少なくとも現像剤保持体１に対向する部分が断面円弧状の曲面部７ａを有するものであればよい。また、層規制部材７は磁性、非磁性を問わないが、磁性を有する方が層規制部材７に作用する磁力を大きく出来る点で好ましい。
更にまた、せき止め部材８は、層規制部材７と現像剤供給部材５との間に設けられ、現像剤供給部材５からの現像剤が直接層規制部材７に向かうのをせき止めるものであればよい。但し、せき止めた現像剤を現像剤保持体１側に導くために所定の案内部９を有することが必要である。
せき止め部材８がないと、現像剤供給部材５から供給される現像剤の一部が直接層規制部材７に到達し、層規制部材７にトナーが経時付着する。このため、層規制部材７を通過する現像剤の搬送量が変化してしまい、その分、現像剤の層厚が変化してしまう懸念があるが、本例では、せき止め部材８の存在でこのようなトナーの経時付着が抑制される。

次に、本実施の形態に係る現像装置の好ましい態様について説明する。
先ず、案内部９の好ましい態様としては、現像剤保持体１の中心を通る鉛直線位置Ｌ３を越えない範囲で形成されている態様が挙げられる。本態様では、現像剤供給部材５から供給された現像剤はせき止め部材８の案内部９に沿って現像剤保持体１に向かうが、案内部９の先端が現像剤保持体１の最下端付近に位置するため、現像剤は現像剤保持体１の最下端付近に集中して供給される点で好ましい。
また、層規制部材７に作用する磁力の好ましい態様としては、現像剤保持体１は、層規制部材７に対応する部位に層規制磁極（本例では４ｂ）を備え、当該層規制磁極４ｂにより層規制部材７に作用する磁力が５０ｍＴ以上である態様が挙げられる。本態様では、層規制部材７を通過する領域で５０ｍＴ以上の磁力があれば、その磁気ブラシの腰が強くなり、層規制部材７の表面を強く摺擦することから、層規制部材７の表面にトナーが付着しようとしても、当該トナーは磁気ブラシにより掻き取られると推測される。
更に、層規制部材７の好ましい態様としては、層規制部材７の曲面部７ａはＲａが０．２以上の表面粗さを有している態様が挙げられる。ここで、層規制部材７の表面特性として、Ｒａを０．２未満にすると、層規制部材７の表面が平滑過ぎて現像剤が層規制部材７によって層規制される規制部位で現像剤保持体１の回転方向に沿って移動しやすいのに対し、０．２以上にすると、規制部位で現像剤保持体１の回転方向に沿って移動することを抑制し、現像剤の搬送量を略均一に規制することができるものと推測される。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。
◎実施の形態１
＜画像形成装置の全体構成＞
図２は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す説明図である。
同図において、画像形成装置２０は、装置筐体２１内に四つの色（本実施の形態ではブラック、イエロ、マゼンタ、シアン）の画像形成部２２（具体的には２２ａ〜２２ｄ）を横方向に配列し、その上方には各画像形成部２２の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト２３０が含まれる転写モジュール２３を配設する一方、装置筐体２１の下方には用紙等の記録材が収容される記録材供給装置２４を配設すると共に、この記録材供給装置２４からの記録材搬送路２５を略鉛直方向に配置したものである。

本実施の形態において、各画像形成部２２（２２ａ〜２２ｄ）は、中間転写ベルト２３０の循環方向上流側から順に、例えばブラック用、イエロ用、マゼンタ用、シアン用（配列は必ずしもこの順番とは限らない）のトナー像を形成するものであり、感光体３１と、この感光体３１を予め帯電する帯電装置（本例では帯電ロール）３２と、この帯電装置３２にて帯電された各感光体３１に静電潜像を書き込む露光装置３３（本例では各画像形成部２２に共通の露光装置を使用）と、感光体３１上に形成された静電潜像を対応する色トナー（本実施の形態では例えば負極性）で現像する現像装置３４と、感光体３１上の残留物を清掃する清掃装置３５と、を備えている。
ここで、露光装置３３は、露光筐体４１内に例えば四つの半導体レーザ（図示せず）、一つのポリゴンミラー４２、結像レンズ（図示せず）及び各感光体に対応するそれぞれミラー（図示せず）を格納し、各色成分の半導体レーザからの光をポリゴンミラー４２で偏向走査し、結像レンズ、ミラーを介して対応する感光体３１上の露光ポイントに光像を導くようにしたものである。
尚、符号３６（３６ａ〜３６ｄ）は各現像装置３４に各色成分トナーを補給するためのトナーカートリッジである。
また、本実施の形態において、転写モジュール２３は、例えば一対の張架ロール（一方が駆動ロール）２３１，２３２間に中間転写ベルト２３０を掛け渡したものであり、各画像形成部２２の感光体３１に対応した中間転写ベルト２３０の裏面には一次転写装置（本例では一次転写ロール）５１が配設され、この一次転写装置５１にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体３１上のトナー像を中間転写ベルト２３０側に静電的に転写するようになっている。
更に、中間転写ベルト２３０の最下流画像形成部２２ｄの下流側の張架ロール２３２に対応した部位には二次転写装置５２が配設されており、中間転写ベルト２３０上の一次転写像を記録材に二次転写（一括転写）するようになっている。

本実施の形態では、二次転写装置５２は、中間転写ベルト２３０のトナー像保持面側に圧接配置される二次転写ロール５２１と、中間転写ベルト２３０の裏面側に配置されて二次転写ロール５２１の対向電極をなすバックアップロール（本例では張架ロール２３２を兼用）とを備えている。
そして、例えば二次転写ロール５２１が接地されており、また、バックアップロール（張架ロール２３２）にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加されている。
更にまた、中間転写ベルト２３０の最上流画像形成部２２ａの上流側にはベルト清掃装置５３が配設されており、中間転写ベルト２３０上の残留トナーを除去するようになっている。

また、記録材供給装置２４には記録材を供給する供給ロール６１が設けられ、この供給ロール６１の直後には記録材を搬送する搬送ロール６２が配設されると共に、二次転写部位の直前に位置する記録材搬送路２５には記録材を所定のタイミングで二次転写部位へ供給する位置決めロール（レジストレーションロール）６３が配設されている。
一方、二次転写部位の下流側に位置する記録材搬送路２５には定着装置６６が設けられ、この定着装置６６は、図２に示すように、図示外の加熱ヒータが内蔵された加熱定着ロール６６ａと、これに圧接配置されて追従回転する加圧定着ロール６６ｂとを備えている。
また、定着装置６６の下流側には記録材排出装置６７が設けられている。この記録材排出装置６７は装置筐体２１内の記録材を排出する対構成の排出ロール６７ａ，６７ｂからなり、記録材を挟持搬送して排出し、装置筐体２１の上部に形成された記録材収容受け６８に記録材を収容するようになっている。
更に、本実施の形態では、装置筐体２１の側方には手差し供給装置（ＭＳＩ）７１が設けられており、この手差し供給装置７１上の記録材は供給ロール７２にて記録材搬送路２５に向かって供給されるようになっている。
更にまた、装置筐体２１には両面記録モジュール７３が付設されており、この両面記録モジュール７３は、記録材の両面に画像記録を行う両面モード選択時に、記録材排出装置６７を逆転させ、かつ、入口手前の案内ロール７４にて片面記録済みの記録材を内部に取り込み、適宜数の搬送ロール７７にて内部の記録材戻し搬送路７６に沿って記録材を搬送し、再度位置決めロール６３側へと供給するものである。

−プロセスカートリッジ−
本実施の形態では、各画像形成部２２は、図３に示すように、感光体３１、帯電装置３２、現像装置３４及び清掃装置３５を一体化したプロセスカートリッジ１００として構成され、装置筐体２１の組立体受部Ｕに対して着脱可能に装着されるようになっている。
特に、本例では、プロセスカートリッジ１００は、感光体３１が組み込まれる感光体組立体１０１と、この感光体組立体１０１に対向するように設けられ、現像装置３４が組み込まれる現像組立体１０２と、を有し、感光体組立体１０１及び現像組立体１０２が装置筐体２１の対応する組立体受部Ｕに着脱されるが、本例では、感光体組立体１０１及び現像組立体１０２の寿命の違いを考慮し、感光体組立体１０１及び現像組立体１０２が組立体受部Ｕに対し個々に挿抜可能に装着されるようになっている。例えばプロセスカートリッジ１００の感光体組立体１０１のみを交換する場合には、装置筐体２１の組立体受部Ｕに現像組立体１０２を残したまま、感光体組立体１０１を引き抜いた後、新しい感光体組立体１０１を挿入するようにすればよい。

＜感光体組立体＞
本例では、感光体組立体１０１は、図３に示すように、感光体３１が収容される収容容器１１０を有し、この収容容器１１０内の感光体３１の周囲には帯電装置３２及び清掃装置３５を配設したものである。
ここで、感光体３１はその回転軸両端部が収容容器１１０の両端に回転自在に支持されており、感光体組立体１０１装着時には感光体３１の回転軸の一端が図示外の駆動機構に駆動連結されるようになっている。
また、帯電装置３２は、収容容器１１０の一部に帯電容器部１１１を設け、この帯電容器部１１１内に感光体３１の表面に接触若しくは近接する帯電ロール１１２及びこの帯電ロール１１２に給電する給電ロール１１３を設けたものである。
更に、清掃装置３５は、収容容器１１０の一部に清掃容器部１１４を設け、この清掃容器部１１４の開口縁には感光体３１表面の残留トナーが掻き取られる板状の清掃部材１１５を設けると共に、この清掃容器部１１４内には清掃部材１１５で掻き取られた残留トナーが図示外の回収容器に向けて搬送される回収搬送部材（例えば回転軸の周囲に螺旋状羽根を付した態様）１１６を配設したものである。

＜現像組立体＞
現像組立体１０２は、図３に示すように、感光体３１に向かって開口し且つトナー及びキャリアが含まれる二成分現像剤が収容される現像容器１２０を有し、この現像容器１２０の開口に面した部位には現像剤が保持搬送される現像ロール１２１を配設すると共に、現像容器１２０内の現像ロール１２１の背面側には現像剤が撹拌搬送される一対の撹拌搬送部材１２２，１２３を配設し、更に、現像ロール１２１の現像部位よりも回転方向上流側には現像ロール１２１に保持される現像剤の層厚が規制される層規制部材（本例では層規制ロール）１２４を設けたものである。
更に、本例では、現像ロール１２１の両端には現像ロール１２１径よりも僅かに大きい位置調整用のトラッキングロール（図示せず）が設けられ、このトラッキングロールを感光体３１表面に接触させることで現像ロール１２１と感光体３１との間のギャップが予め決められた所定量に調整されるようになっている。そして、現像組立体１０２は、その長手方向の両端付近において夫々付勢バネ（図示せず）によって感光体組立体１０１側に付勢され、トラッキングロールが感光体３１に接触した状態で感光体組立体１０１との位置関係を保つようになっている。

−現像装置の代表的要素−
＜現像ロール＞
現像ロール１２１は、図４に示すように、例えばアルミニウム製の円筒状の現像スリーブ１３１と、この現像スリーブ１３１内に固定的に設けられ、周囲に複数（本例では５つ）の磁極が配列される磁石ロール１３２とを備えている。本例では、磁石ロール１３２の磁極としては、現像スリーブ１３１の周囲に現像剤を吸着する吸着磁極（Ｐ極）と、層規制ロール１２４に対応した部位に設けられて層規制ロール１２４との間に現像剤の層厚を規制するための磁力が形成可能な層規制磁極（Ｔ極）と、感光体３１と対向する現像位置に設けられて感光体３１上の静電潜像を現像する現像磁極（Ｄ極）と、現像位置に対して現像スリーブ１３１の回転方向の下流側に設けられる搬送磁極（Ｕ極）と、この搬送磁極（Ｕ極）と吸着磁極（Ｐ極）との間に設けられ、現像スリーブ１３１上の現像剤を剥離する剥離磁極（Ｈ極）と、を有している。
本例では、吸着磁極（Ｐ極）、層規制磁極（Ｔ極）、現像磁極（Ｄ極）及び搬送磁極（Ｕ極）は隣り合う磁極が異なる極性に着磁され、剥離磁極（Ｈ極）が搬送磁極（Ｕ極）と同極性に着磁されている。
なお、現像スリーブ１３１には図示外の現像電圧が印加され、感光体３１と現像スリーブ１３１との間に所定の現像電界が形成されるようになっている。

＜撹拌搬送部材＞
本例では、現像容器１２０の現像剤収容室１３４は仕切り壁１３５を介して二室１３４ａ，１３４ｂに区分され、一方の現像剤収容室１３４ａには現像ロール１２１及び一方の撹拌搬送部材１２２が収容され、他方の現像剤収容室１３４ｂには他方の撹拌搬送部材１２３が収容されている。そして、仕切り壁１３５の長手方向の両端付近に通過口（図示せず）が開設され、現像剤収容室１３４の二室で対構成の撹拌搬送部材１２２，１２３が回転することで現像剤収容室１３４内の現像剤が二室に分かれて通過口を通じて循環して搬送するようになっている。
本例では、撹拌搬送部材１２２，１２３は、いずれも回転軸１３６の周囲に螺旋状羽根１３７を付した態様のものであり、一方の撹拌搬送部材１２２は現像ロール１２１の略直下に配設されており、撹拌搬送部材１２２で撹拌搬送されている現像剤が現像ロール１２１側に向けて供給されることから、現像ロール１２１への現像剤供給部材として機能している。

＜層規制ロール＞
本例では、層規制部材１２４は丸棒状の層規制ロールとして構成されており、層規制ロール１２４は現像容器１２０に予め形成された層規制受部１４０に受け止められ、その両端部を現像容器１２０の両側板に固定することで現像容器１２０に取り付けられている。
特に、本例では、層規制ロール１２４は磁性体にて構成されており、例えば層規制磁極（Ｔ極）の磁力によって磁化し、現像ロール１２１との間に所定の磁場を形成するようになっている。更に、本例では、層規制磁極（Ｔ極）は層規制ロール１２４と現像ロール１２１との最近接部位よりも現像スリーブ１３１の回転方向下流側に変位して配置されており、層規制磁極（Ｔ極）により層規制ロール１２４の磁化領域を広く確保し、層規制ロール１２４表面へのトナー付着を抑制し、層規制ロール１２４による現像剤の層規制作用域を十分に確保できるようになっている。
また、本例では、層規制ロール１２４は、現像ロール１２１の中心位置から鉛直方向に延びる鉛直線位置Ｌ３よりも感光体３１側に変位して配置されており、更に、撹拌搬送部材１２２の外周部のうち感光体３１側との水平方向距離が最も接近する部位での鉛直線位置Ｌ１よりも感光体３１側に変位して配置されている。
更に、本実施の形態では、図５に示すように、層規制ロール１２４の表面粗さδは算術平均粗さＲａで０．２以上に設定されている。

＜せき止めブロック＞
本例では、現像容器１２０のうち、層規制ロール１２４と撹拌搬送部材１２２との間にはせき止めブロック１５０が設けられている。
このせき止めブロック１５０は、非磁性の材料（例えばＡＢＳ樹脂）を用いて一体的に構成されており、現像容器１２０の底部に予め形成された例えば断面Ｌ字状のブロック受部１４１に支持され、図示外の止め具にて現像容器１２０の底部及び両側板に固定されている。
本例において、せき止めブロック１５０は撹拌搬送部材１２２で撹拌して搬送される現像剤のうち、層規制ロール１２４に直接向かうものをせき止める機能を有している。
具体的には、せき止めブロック１５０は、ブロック受部１４１に受け止められるブロック本体１５１を有し、このブロック本体１５１の層規制ロール１２４側には層規制ロール１２４の周囲が保持される湾曲状保持部１５２を一体的に突出して形成し、一方、ブロック本体１５１の撹拌搬送部材１２２側には撹拌搬送部材１２２から撹拌搬送される現像剤が現像ロール１２１の最下端付近に向けて案内する案内部１５５を一体的に形成したものである。

ここで、案内部１５５は、ブロック本体１５１から撹拌搬送部材１２２の外周面のうち最も感光体３１側に接近した部位を通る鉛直線位置Ｌ１よりも撹拌搬送部材１２２側に突出して形成されており、撹拌搬送部材１２２の外周部を覆うように当該外周部に沿って湾曲する湾曲面１５６を有している。また、本例では、案内部１５５の突出端１５７は、撹拌搬送部材１２２の中心を通る鉛直線位置Ｌ２には至らない範囲で選定されている。これは、仮に、案内部１５５の突出端が鉛直線位置Ｌ２に至ってしまうと、撹拌搬送部材１２２の回転によって撹拌して搬送される現像剤が案内部１５５の湾曲面１５６に衝突して当該湾曲面１５６に沿って案内されるが、撹拌搬送部材１２２の最上端位置に至る場合には、撹拌搬送部材１２２による現像剤の搬送方向が略水平方向ないしは水平よりも斜め下方に向いてしまい、現像ロール１２１側に現像剤を供給し得ないことによる。
特に、本例では、案内部１５５の突出端１５７は、現像ロール１２１の中心を通る鉛直線位置Ｌ３の近傍に選定されており、更に、撹拌搬送部材１２２の回転軸１３６の周面のうち感光体３１との水平方向距離が最も接近した部位を通る鉛直線位置Ｌ４の近傍に選定されている。
また、本例では、案内部１５５の現像ロール１２１側面は、略水平方向に延びる水平面１５８と、この水平面１５８から層規制ロール１２４側に向かって斜め上方に傾斜する傾斜面１５９とを有している。
そして、案内部１５５の突出端１５７と層規制ロール１２４の現像ロール１２１との対向部位との間を結ぶ接線ｍは案内部１５５の水平面１５８に対して角度θ（例えば４０〜６０°）だけ傾斜配置されるようになっている。

−現像装置の作動−
次に、現像装置３４の作動について説明する。
今、現像容器１２０内の現像剤は撹拌搬送部材１２２，１２３によって撹拌搬送され、現像に供される上で十分な帯電特性を有している。
この状態において、撹拌搬送部材１２２は現像ロール１２１に向けて現像剤を供給するが、この現像剤の供給過程においては、現像剤はせき止めブロック１５０の案内部１５５によって案内された後に現像ロール１２１へと供給される。
一方、現像ロール１２１は、吸着磁極（Ｐ極）にて現像剤Ｇを吸着して保持し、現像スリーブ１３１の回転に伴って搬送される。この後、現像剤Ｇ１は撹拌搬送部材１２２からせき止めブロック１５０を介して供給された現像剤Ｇ２と合流し、合流した現像剤Ｇ３が層規制ロール１２４を経て層規制され、予め決められた搬送量の現像剤が現像位置へと搬送される。

＜せき止めブロックの作用＞
このような現像装置３４の作動において、せき止めブロック１５０の作用について詳述すると以下の通りである。
（１）現像剤のせき止め作用
撹拌搬送部材１２２にて撹拌して搬送された現像剤はせき止めブロック１５０のブロック本体１５１及び案内部１５５にせき止められ、現像剤のうち層規制ロール１２４へ直接的に向かうものは除去される。
（２）現像剤の案内作用
せき止めブロック１５０は、せき止めた現像剤を案内部１５５にて案内し、現像ロール１２１へと案内する。
このとき、撹拌搬送部材１２２にて撹拌搬送された現像剤は、せき止めブロック１５０の案内部１５５の湾曲面１５６に沿って案内され、案内部１５５の突出端１５７を乗り越えた位置で、現像ロール１２１側に向かって撹拌搬送部材１２２により押し上げられる。
特に、本例では、案内部１５５の突出端１５７が撹拌搬送部材１２２の回転軸１３６周面の鉛直線位置Ｌ４の近傍に配置されていることから、撹拌搬送部材１２２の螺旋状羽根１３７にて搬送されている略全ての現像剤が案内部１５５を乗り越えた段階で現像ロール１２１側へと供給される点で好ましい。更に、本例では、案内部１５５を乗り越えた現像剤Ｇ２は現像ロール１２１の吸着磁極（Ｐ極）に吸着後に搬送されている現像剤Ｇ１と合流し、合流した現像剤Ｇ３が層規制ロール１２４へと向かう。

（３）層規制ロール１２４の直前部における現像剤挙動
前述したように、現像ロール１２１上には合流した現像剤Ｇ３が現像スリーブ１３１の移動速度に相当する速い流速領域αで移動する。
これに対し、層規制ロール１２４の入口直前では層規制ロール１２４の周囲に滞留する現像剤により遅い流速領域βが生ずる。
そして、現像剤の流速の速い領域αと流速の遅い領域βとが接触し合う領域γでは渦状の領域γが生ずる。
このとき、層規制ロール１２４の入口直前の遅い流速領域βの現像剤は渦状の領域γへと引き込まれることから、層規制ロール１２４の周辺に現像剤が滞留したままの状態は回避される。このため、滞留した現像剤のトナーが層規制ロール１２４の入口直前に経時的に付着する事態は回避される。
一方、現像剤の渦状の領域γは、現像ロール１２１に保持される速い流速領域αの現像剤Ｇ３に対して現像剤Ｇの搬送力が抑制されるブレーキ作用につながり、その分、現像剤の搬送量を下げる要因にはなるが、渦状の領域γの現像剤の一部が速い流速領域αの現像剤Ｇに引き込まれることから、現像剤の搬送量は補填されるものと推測される。

＜層規制ロールの作用＞
層規制ロール１２４は、図７（ａ）に示すように、現像ロール１２１の層規制磁極（Ｔ極）、吸着磁極（Ｐ極）とで形成される磁場によって磁化され、現像ロール１２１との間に所定の磁力線分布からなる磁力を作用させる。
このとき、図６（ｂ）に示すように、層規制ロール１２４と現像ロール１２１との最近接部における磁力Ｍ（Ｔ）は、層規制磁極（Ｔ極）の磁束密度に応じて増減するが、この磁力Ｍ（Ｔ）が予め決められた値（例えば５０ｍＴ以上）であれば、現像剤Ｇによる磁気ブラシＢＨの腰の強さが大きく設定される。
このため、例えば層規制ロール１２４にトナーによるトナー痕１６０が経時付着したとしても、現像剤Ｇによる腰の強い磁気ブラシＢＨによって付着したトナー痕１６０が掻き取られ、層規制ロール１２４が清掃される。

◎比較の形態１
次に、本実施の形態に係る現像装置の性能を評価する上で、比較の形態１に係る現像装置について説明する。
比較の形態１に係る現像装置３４’は、図７に示すように、実施の形態１と略同様な現像ロール１２１、撹拌搬送部材１２２，１２３及び層規制ロール１２４を備えているが、実施の形態１と異なり、せき止めブロック１５０（図４参照）を備えていない。
本比較の形態にあっては、現像ロール１２１は、吸着磁極（Ｐ極）にて現像剤Ｇ１を保持し、現像スリーブ１３１の移動に伴って現像剤Ｇ１を保持搬送する。
また、撹拌搬送部材１２２は現像剤Ｇ２を撹拌搬送した後に現像ロール１２１側に供給する。
このとき、撹拌搬送部材１２２と層規制ロール１２４との間にせき止めブロック１５０が設けられていないため、撹拌搬送部材１２２からの現像剤Ｇの一部が直接層規制ロール１２４に向かって供給される。このため、層規制ロール１２４の入口直前の領域Ｗでは、層規制ロール１２４に現像剤Ｇ２の一部が強く衝突する事態が経時的に起こり、この現像剤Ｇ２の一部のたたきつけの繰り返しに伴って層規制ロール１２４にはトナーの付着によるトナー痕が層規制ロール１２４の軸方向に沿って形成される事態が見られる。
このようなトナー痕が層規制ロール１２４に経時的に付着すると、これに伴って、現像ロール１２１上の現像剤Ｇ１が層規制ロール１２４を通過するに際し、現像ロール１２１上の現像剤が層規制ロール１２４にて層厚を規制するとき、層規制ロール１２４のトナー痕が現像剤の層規制動作を損ない、トナー痕の存在する部位にて現像剤の搬送量を低下させる懸念がある。

◎実施例１
実施例１は実施の形態１に係る現像装置を具現化したもので、図８に示すように、せき止めブロック（図８ではBlock（BL）と表記）を設置し、層規制磁極（Ｔ極）を４５ｍＴ、吸着磁極（Ｐ）極を６０ｍＴとした。
◎実施例２
実施例２は実施の形態１に係る現像装置を具現化したもので、図８に示すように、せき止めブロックを設置し、層規制磁極（Ｔ極）を５８ｍＴ、吸着磁極（Ｐ）極を６０ｍＴとした。なお、層規制磁極（Ｔ極）は層規制ロールと現像ロールとの最近接位置に対し感光体側に１０度変位したものとした。以下の実施例２，比較例１〜３についても同様である。
◎比較例１
比較例１は比較の形態１に係る現像装置（但し、磁極数は４）を具現化したもので、図８に示すように、せき止めブロックを用いずに、層規制磁極（Ｔ極）を５５ｍＴ、吸着磁極（Ｐ）極を３０ｍＴとした。
◎比較例２
比較例２は比較の形態１に係る現像装置（磁極数は５）を具現化したもので、図８に示すように、せき止めブロックを用いずに、層規制磁極（Ｔ極）を４５ｍＴ、吸着磁極（Ｐ）極を６０ｍＴとした。
◎比較例３
比較例３は比較の形態１に係る現像装置（磁極数は５）を具現化したもので、図８に示すように、せき止めブロックを用いずに、層規制磁極（Ｔ極）を７５ｍＴ、吸着磁極（Ｐ）極を６０ｍＴとした。

実施例１，２によれば、図９（ａ）のＩ（実施例１），ＩＩ（実施例２）の領域及び同図（ｂ）に示すように、層規制ロールに形成されるトナー痕１６０の幅ｗ０は０．５ｍｍ以下に抑えられる。
そして、本例では、層規制ロールによる層規制動作に伴う現像剤搬送量（ＭＯＳ：Mass on the sleeveの略）に大きさ差は見られなかった。
ここで、層規制磁極（Ｔ極）を５０ｍＴ、好ましくは５５ｍＴ以上にした場合に、これ未満の態様に比べて、トナー痕１６０の幅が良好に少なく抑えられ、これに伴って現像剤搬送量（ＭＯＳ）が安定化させられることが理解される。
これに対し、比較例１〜３、例えば比較例２によれば、図９（ａ）のＩＩの領域及び動ず（ｃ）に示すように、層規制ロールに形成されるトナー痕１６０の幅ｗ１は１ｍｍ程度のものが生ずる。
このようなトナー痕１６０が生ずる場合には、図８に示すように、層規制ロールによる層規制動作に伴う現像剤搬送量（ＭＯＳ）には１００〜２００ｇ／ｍ^２の程度の差が見られた。

また、実施例１と比較例３とを用い、現像装置の経時使用（作像枚数ｐｖに相当）に伴う現像剤搬送量（ＭＯＳ）の変化を調べることにした。本例では、現像ロールのうち長手方向の奥側領域に所定の画像を繰り返し形成し、当該領域での現像剤搬送量の変化を調べた。
結果を図１０（ａ）（ｂ）に示す。
図１０（ａ）は実施例２の結果を示し、現像装置を経時使用しても、現像剤搬送量（ＭＯＳ）は約６００ｇ／ｍ^２以上確保されていることが理解される。
また、図１０（ｂ）は比較例３の結果を示し、現像剤搬送量（ＭＯＳ）は、初期において約４７０ｇ／ｍ^２程度であったものが、現像装置を経時使用した場合、約３５０ｇ／ｍ^２程度まで低下していることが確認された。
このように、実施例２と比較例３とを対比すると、現像剤搬送量（ＭＯＳ）を安定化させるにはせき止めブロックを用いることが有効であることが理解される。

１…現像剤保持体，２…現像回転体，３…磁石部材，４（４ａ〜４ｅ）…磁極，４ｂ…層規制磁極，５…現像剤供給部材，６…撹拌搬送部材，７…層規制部材，７ａ…曲面部，８…せき止め部材，９…案内部，１１…像保持体，１２…現像装置，１３…現像容器

Claims (5)

1. 中空状の現像回転体、及び、前記現像回転体内に固定的に設けられ且つ周囲に複数の磁極が配列される磁石部材を有し、前記現像回転体を回転させることで前記磁石部材による磁力にて前記現像回転体上にトナー及び磁性キャリアが含まれる現像剤を保持する現像剤保持体と、
   この現像剤保持体より下方に設けられ、前記現像剤保持体に対して前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
   前記現像剤保持体と非接触となるように間隙を介して対向配置され、少なくとも現像剤保持体に向かって突出する断面円弧状の曲面部を有し、前記現像剤保持体上に保持される現像剤の層厚を規制する層規制部材と、
   この層規制部材と前記現像剤供給部材との間に設けられ、前記現像剤供給部材から供給される現像剤のうち層規制部材に向かう経路をせき止めるせき止め部材と、を備え、
   前記せき止め部材は、前記現像剤供給部材の外周部のうち層規制部材側端を通る鉛直線位置から前記現像剤供給部材側に突出し、前記現像剤供給部材の中心を通る鉛直線位置には至らない範囲で前記現像剤供給部材の外周部を覆い、せき止めた現像剤を前記現像剤保持体側に案内する案内部を有していることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置において、
   前記案内部は、前記現像剤保持体の中心を通る鉛直線位置を越えない範囲で形成されていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１又は２に記載の現像装置において、
   前記現像剤保持体は、前記層規制部材に対応する部位に層規制磁極を備え、当該層規制磁極により前記層規制部材に作用する磁力が５０ｍＴ以上であることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置において、
   前記層規制部材の曲面部はＲａが０．２以上の表面粗さを有していることを特徴とする現像装置。
5. 静電潜像が保持される像保持体と、
   この像保持体上の静電潜像を対応する現像剤にて現像する請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images