JP2016184042A - 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像容器内で発生した飛翔トナーが外部へ漏出する事態を防止する。
【解決手段】現像回転体３、及び、現像回転体３の周方向に複数の磁極５が配列され、少なくとも隣り合う異極性の磁極対且つ像保持体１０に対向する部位に配置される現像用磁極５ａが含まれる磁石部材４を具備する現像剤保持体２と、現像剤保持体２の現像用磁極５ａが位置する現像領域Ｐｄよりも現像剤保持体２の回転方向下流側に設けられ、現像容器１に一部が固定されて現像剤保持体２側に向かって延びる弾性変形可能な板状部材にて構成され、先端部が現像剤保持体２上の現像剤に接触することで現像容器１と現像剤保持体２との間を封止する封止部材６と、を備え、封止部材６は、その先端部が隣り合う異極性の磁極対の間のうち、現像剤保持体２の磁極５による磁束密度の径方向成分Ｍｒの極大部位Ｐｐよりも極小部位Ｐｍ寄りの位置にて現像剤保持体２上の現像剤Ｇに接触する。
【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。

従来この種の画像形成装置で用いられる現像装置としては、特許文献１，２に記載のものが既に知られている。
特許文献１には、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ために、潜像担持体に対向する部分で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、主極となる永久磁石よりも現像剤担持体の回転方向下流側位置かつ現像器ケーシングの開口部近傍位置に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、現像器ケーシングの補助極となる永久磁石に対向する部分は、潜像担持体に接近して開口部を形成する先端部よりも潜像担持体から離れるよう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現像装置が開示されている。
特許文献２には、現像装置内部でのトナークラウドの発生量を減少させて、画像形成装置内部に漏出するトナークラウド量を低減するために、現像剤を担持して回動する現像スリーブと、現像スリーブに内包され、現像スリーブの回動方向上流側から順に隣り合って配置された、同極性の第１反発磁極と第２反発磁極とを有する現像マグネットと、現像マグネットの第１反発磁極Ｎによって現像スリーブ上に形成された現像剤の穂立ちに対し、現像スリーブの回動方向上流側への倒れを規制する穂倒れ規制部材と、を備えている現像装置が開示されている。

特開２００４−２０７７２号公報（発明の実施の形態，図２） 特開２００５−３５２０７７号公報（発明を実施するための最良の形態，図２）

本発明が解決しようとする技術的課題は、現像容器内で発生した飛翔トナーが外部へ漏出する事態を防止することにある。

請求項１に係る発明は、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容され、静電潜像が保持可能な像保持体に対向して開口する現像容器と、前記現像容器の開口に面して設けられ、前記像保持体に対向して回転する中空状の現像回転体、及び、前記現像回転体内に固定的に内包され、前記現像回転体の周方向に複数の磁極が配列されると共にこれらの磁極には少なくとも隣り合う異極性の磁極対且つ前記像保持体に対向する部位に配置される現像用磁極が含まれる磁石部材を具備し、前記現像回転体を回転させることで前記磁石部材の磁極による磁力にて前記現像回転体上に前記現像剤を保持する現像剤保持体と、前記現像剤保持体の前記現像用磁極が位置する現像領域よりも前記現像剤保持体の回転方向下流側に設けられ、前記現像容器に一部が固定されて前記現像剤保持体側に向かって延びる弾性変形可能な板状部材にて構成され、先端部が前記現像剤保持体上の現像剤に接触することで前記現像容器と前記現像剤保持体との間を封止する封止部材と、を備え、前記封止部材は、その先端部が隣り合う異極性の磁極対の間のうち、前記現像剤保持体の磁極による磁束密度の径方向成分の極大部位よりも極小部位寄りの位置にて前記現像剤保持体上の現像剤に接触するものであ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、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容され、静電潜像が保持可能な像保持体に対向して開口する現像容器と、前記現像容器の開口に面して設けられ、前記像保持体に対向して回転する中空状の現像回転体、及び、前記現像回転体内に固定的に内包され、前記現像回転体の周方向に複数の磁極が配列されると共にこれらの磁極には少なくとも隣り合う異極性の磁極対且つ前記像保持体に対向する部位に配置される現像用磁極が含まれる磁石部材を具備し、前記現像回転体を回転させることで前記磁石部材の磁極による磁力にて前記現像回転体上に前記現像剤を保持する現像剤保持体と、前記現像剤保持体の前記現像用磁極が位置する現像領域よりも前記現像剤保持体の回転方向下流側に設けられ、前記現像容器に一部が固定されて前記現像剤保持体側に向かって延びる弾性変形可能な板状部材にて構成され、先端部が前記現像剤保持体上の現像剤に接触することで前記現像容器と前記現像剤保持体との間を封止する封止部材と、を備え、前記封止部材は、その先端部が隣り合う異極性の磁極対の間の位置にて前記現像剤保持体上の現像剤に接触するものであって、前記封止部材の先端部と前記現像剤保持体の中心とを通る直線と前記現像回転体の表面との交点における磁束密度の径方向成分をＢｓ、前記交点に最も近い位置に位置する磁極の磁束密度の径方向成分をＢｐとすると、Ｂｓ／Ｂｐ≦０．６５の関係を満たす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、前記磁石部材として少なくとも隣り合う一対の同極性の磁極対からなる剥離用磁極を有し、前記封止部材は、その先端部が前記現像剤保持体の前記剥離用磁極よりも前記現像剤保持体の回転方向上流側に位置する前記現像剤保持体上の現像剤に接触するもの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ないし３のいずれかに係る現像装置において、前記封止部材は、その先端部が前記現像用磁極に対して前記現像剤保持体の回転方向下流側に隣接する磁極よりも更に下流側に位置する当該現像剤保持体上の現像剤に接触するものであ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、静電潜像が保持可能な像保持体と、前記像保持体に対向して設けられ、前記像保持体上の静電潜像を現像剤にて現像する請求項１ないし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、現像容器内で発生した飛翔トナーが外部へ漏出する事態を防止することができる。
請求項２に係る発明によれば、現像剤保持体の表面における磁束密度の径方向成分を踏まえて封止部材の先端部の接触位置を選定することで、現像容器内で発生した飛翔トナーが外部へ漏出する事態を防止することができる。
請求項３に係る発明によれば、現像剤保持体の剥離用磁極周辺でトナーの飛翔が発生したとしても、現像容器内で発生した飛翔トナーが外部へ漏出する事態を防止することができる。
請求項４に係る発明によれば、封止部材による封止位置を現像磁極から離すことができ、現像磁極による現像剤の挙動を安定させることができる。
請求項５に係る発明によれば、現像容器内で発生した飛翔トナーが外部へ漏出する事態を防止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。

（ａ）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説明図、（ｂ）は（ａ）に示す現像装置の要部を示す説明図である。 （ａ）は図１で示す現像装置の封止部材の接触部周辺における現像剤保持体の表面磁束分布及び現像剤の挙動を模式的に示す説明図、（ｂ）は本実施の形態における封止部材の現像剤保持体との接触状態を模式的に示す説明図、（ｃ）は比較の形態におれる封止部材の現像剤保持体との接触状態を模式的に示す説明図である。 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で用いられる現像装置の要部を示す説明図である。 （ａ）は実施の形態１で用いられる現像装置の封止フィルム周辺の構造を示す説明図、（ｂ）は封止フィルムの現像ロールとの接触位置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ロールの磁束密度分布を示す説明図である。 実施例１に係る現像装置における封止フィルムの長さ変化と当該封止フィルムの接触部における現像ロール表面の磁束密度との関係を示すグラフ図である。 実施例１に係る現像装置において、封止フィルムの長さ（フィルム長さ）と、封止フィルムの封止効果を示すトナー付着量との関係を示すグラフ図である。

◎実施の形態の概要
図１（ａ）は本発明が適用された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、静電潜像が保持可能な像保持体１０と、像保持体１０に対向して設けられ、像保持体１０上の静電潜像を現像剤にて現像する現像装置１１と、を備えている。
そして、本例では、現像装置１１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、トナー及びキャリアを含む現像剤Ｇが収容され、静電潜像が保持可能な像保持体１０に対向して開口する現像容器１と、現像容器１の開口に面して設けられ、像保持体１０に対向して回転する中空状の現像回転体３、及び、現像回転体３内に固定的に内包され、現像回転体３の周方向に複数の磁極５（本例では５ａ〜５ｅ）が配列されると共にこれらの磁極５には少なくとも隣り合う異極性の磁極対（本例では５ｄ−５ｅ−５ａ−５ｂ−５ｃ）且つ像保持体１０に対向する部位に配置される現像用磁極５ａが含まれる磁石部材４を具備し、現像回転体３を回転させることで磁石部材４の磁極５による磁力にて現像回転体３上に現像剤Ｇを保持する現像剤保持体２と、現像剤保持体２の現像用磁極５ａが位置する現像領域Ｐｄよりも現像剤保持体２の回転方向下流側に設けられ、現像容器１に一部が固定されて現像剤保持体２側に向かって延びる弾性変形可能な板状部材にて構成され、先端部が現像剤保持体２上の現像剤Ｇに接触することで現像容器１と現像剤保持体２との間を封止する封止部材６と、を備え、封止部材６は、その先端部が隣り合う異極性の磁極対（本例では５ｂ，５ｃ）の間のうち、現像剤保持体２の磁極５による磁束密度の径方向成分の極大部位（本例では磁極５ｂ，５ｃに対応した部位に相当）よりも極小部位（本例では磁極５ｂ，５ｃの略中央付近の部位に相当）寄りの位置にて現像剤保持体２上の現像剤Ｇに接触するものである。
尚、図１（ａ）において、符号７は現像剤保持体２に保持される現像剤Ｇの層厚を現像領域Ｐｄに至る前に規制する層規制部材、符号８は現像容器１内の現像剤Ｇを撹拌して搬送する撹拌搬送部材であり、現像剤Ｇを帯電した後に現像剤保持体２に保持させるようにするものである。

本実施の形態において、現像剤保持体２は、磁石部材４として少なくとも隣り合う異極性の磁極対（本例では５ｄ−５ｅ−５ａ−５ｂ−５ｃ）、像保持体１０に対向する部位に現像用磁極５ａを有する。
ここで、現像剤保持体２から現像剤Ｇを一旦剥離する手段としては、通常同極性の磁極対（図１（ａ）では５ｃ−５ｄ）からなる剥離用磁極（ピックオフ磁極）を設けることが多く採用されているが、例えば別途掻き取り部材を付設し、現像剤保持体上の現像剤を一旦掻き取るようにしてもよい。
また、封止部材６は現像剤保持体２上の現像剤Ｇが通過可能であることを要するため、弾性変形可能な板状部材（弾性体フィルムなど）である態様が代表的である。また、封止部材６は、その一部が現像容器１に直接又はブラケットを介して固定されていればよく、板状部材の一端を固定してもよいし、一端から離れた部位を固定してもよい。

本例では、現像剤Ｇによる磁気ブラシＢＨは、図２（ａ）に示すように、磁極５による磁束密度の径方向成分Ｍｒに依存し、穂立ちの形状を変化させながら移動する。このとき、磁極位置（例えば磁極５ｂ，５ｃ）では磁束密度の径方向成分Ｍｒが極大になるため、磁気ブラシＢＨは穂立ちを立てた状態になり、一方、異極性の磁極対（例えば磁極５ｂ，５ｃ）の略中央付近では磁束密度の径方向成分Ｍｒが極小になるため、磁気ブラシＢＨは穂立ちを寝かせた状態になる。このため、磁束密度の径方向成分Ｍｒが極小部位Ｐｍに減少していくにつれて、磁気ブラシＢＨの穂立ちの体積密度は次第に高密度になっていく。
本例では、図２（ｂ）に示すように、異極性の磁極対（例えば磁極５ｂ，５ｃ）の間のうち、磁束密度の径方向成分Ｍｒの極大部位Ｐｐ（例えば磁極５ｂ，５ｃに相当する部位）に比べて極小部位Ｐｍ（例えば磁極５ｂ，５ｃの略中央付近に相当する部位）寄りに封止部材６の先端部が接触しているため、現像容器１内で飛翔したトナーが封止部材６による封止位置（封止部材６の先端部の接触部位Ｐｓに相当）にて磁気ブラシＢＨの内部を通過し難く、飛翔したトナーが現像容器１から漏出し難い。
これに対し、例えば図２（ｃ）示すように、封止部材６’の先端部が磁束密度の径方向成分Ｍｒの極大部位Ｐｐ（例えば磁極５ｂ，５ｃに相当する部位）にて現像剤保持体２上の現像剤に接触すると仮定すると、当該部位では、現像剤Ｇによる磁気ブラシＢＨは穂立ちを立たせた状態になるため、磁気ブラシＢＨの体積密度は粗の状態にあり、現像容器１内で飛翔するトナーは磁気ブラシＢＨ部分を通じて外部に漏出し易いという懸念がある。

また、本実施の形態において、現像剤Ｇによる磁気ブラシＢＨは、現像剤保持体２の磁極５による磁束密度の径方向成分Ｍｒに依存して挙動するが、封止部材６による封止効果を得る上で、封止部材６の先端部の現像剤保持体２の表面への接触部位が磁束密度の径方向成分Ｍｒとしてどの程度あればよいのかを調べたところ、以下のような結果が判明した。
つまり、封止部材６は、その先端部が隣り合う異極性の磁極対（例えば磁極５ｂ，５ｃ）の間の位置にて現像剤保持体２上の現像剤に接触するものであって、図１（ｂ）に示すように、封止部材６の先端部と現像剤保持体２の中心とを通る直線と現像回転体３の表面との交点における磁束密度の径方向成分をＢｓ、前記交点に最も近い位置に位置する磁極（本例では例えば５ｂ）の磁束密度の径方向成分をＢｐとすると、Ｂｓが小さい程、当該部位での磁気ブラシＢＨは穂立ちを高密度で寝かせた状態になる。このとき、Ｂｓを変化させるという条件で封止部材６の封止部位からのトナー吹出量を測定したところ、Ｂｓ／Ｂｐ≦０．６５であれば、トナー吹出量を許容レベルに抑えることが可能であることが判明した。

次に、本実施の形態に係る現像装置の代表的態様又は好ましい態様について説明する。
現像剤保持体２の磁石部材４に剥離用磁極を備えた態様としては、磁石部材４として少なくとも隣り合う一対の同極性の磁極対（本例では５ｃ−５ｄ）からなる剥離用磁極を有する態様が採用されるが、本態様では、封止部材６は、その先端部が現像剤保持体２の剥離用磁極よりも現像剤保持体２の回転方向上流側に位置する現像剤保持体２上の現像剤に接触する態様が好ましい。
同極性の磁極対（本例では５ｃ−５ｄ）からなる剥離用磁極では、反発磁界が生成されるため、現像剤Ｇによる磁気ブラシＢＨからトナーが離脱して飛翔する。また、剥離用磁極のうち現像剤保持体２の回転方向下流側では、磁気力による中心方向・搬送方向の力が加わらないため、磁気ブラシＢＨに対する磁気による束縛が解ける。これにより、磁気ブラシＢＨは現像剤保持体２の回転方向上流側に引き寄せられ、搬送される現像剤Ｇと衝突してトナーが離脱して飛翔する。このように、剥離用磁極周辺ではトナーが飛翔し易く、現像容器１からトナーが漏出する懸念が高い。このため、本態様では、現像容器１からトナーが漏出し易い構成であるものの、封止部材６を工夫することでトナーの漏出を効果的に抑えることが可能である。

また、封止部材６のレイアウトの好ましい態様としては、その先端部が現像用磁極５ａに対して現像剤保持体２の回転方向下流側に隣接する磁極（本例では５ｂ）よりも更に下流側に位置する当該現像剤保持体２上の現像剤に接触するものである態様が挙げられる。
本例では、封止部材６による封止位置と現像用磁極５ａとの間に異極性の磁極（本例では磁極５ｂ）があるため、現像用磁極５ａによる現像剤Ｇの挙動に封止部材６による封止動作が影響し難い点で好ましい。

◎実施の形態１
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。
＜画像形成装置の全体構成＞
図３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。
尚、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として構成され、装置筐体２１の図示外の組立体受部に対して着脱可能に装着されるようになっている。
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３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。

＜現像装置＞
現像装置３４は、図４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。

−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１３３としては、感光体３１と対向する現像領域Ｐｄに設けられて感光体３１上の静電潜像を現像する現像用磁極（Ｓ１）と、現像領域Ｐｄ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用磁極（Ｎ１，Ｓ２，Ｎ２）と、更に、現像スリーブ１３１の回転方向の下流側であって層規制部材１２４に対応した部位に設けられ、現像スリーブ１３１の表面に現像剤を吸着すると共に、層規制部材１２４との間に現像剤の層厚を規制する吸着・層規制用磁極（Ｎ３）とを備えている。
そして、本例では、吸着・層規制用磁極（Ｎ３）、現像用磁極（Ｓ１）、搬送用磁極（Ｎ１，Ｓ２，Ｎ２）の間は隣り合う磁極が異なる極性に着磁されており、搬送用磁極（Ｎ２）と吸着・層規制用磁極（Ｎ３）とは隣り合う磁極が同極性であることから、反発磁界を生成することで現像スリーブ１３１に保持される現像剤を一端剥離する剥離用磁極として機能するようになっている。
尚、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。

−層規制部材−
本例では、層規制部材１２４は板状部材にて構成されており、現像容器１２０に予め形成された被取付部１４０に固定され、現像容器１２０と現像ロール１２１との間に現像剤の層厚を規制するための間隙を確保するようになっている。尚、本例では、層規制部材１２４としては板状部材が用いられているが、これに限られるものではなく、例えばロール状部材を用いるようにしても差し支えない。

−封止フィルム−
本実施の形態では、現像領域Ｐｄよりも現像ロール１２１の回転方向下流側に位置する現像容器１２０の開口上縁には、現像容器１２０と現像ロール１２１との間を封止する封止フィルム１５０が設けられている。
本例では、封止フィルム１５０は例えばポリエチレン、ポリプロピレン等の弾性フィルム材で現像ロール１２１の軸方向に延びる長尺な薄板にて構成されたものであり、図４及び図５（ａ）に示すように、現像容器１２０の開口上縁に、薄板の短手方向（幅方向）の一端側を接着剤や止め具にて固定し、薄板の幅方向他端側である先端部を現像ロール１２１上の現像剤に弾性的に接触させるようにしたものである。
特に、本実施の形態では、封止フィルム１５０の先端部は、極性の異なる搬送用磁極Ｎ１、Ｓ２の間のうち、予め決められた範囲内で現像ロール１２１上の現像剤に接触するようになっている。

より具体的に述べると、本例では、現像ロール１２１の表面には、例えば図６に示すように、磁極１３３による所定の磁束密度分布が生成されている。
同図において、実線は磁束密度の径方向成分Ｍｒを、一点鎖線は磁束密度の周方向成分Ｍｃを夫々示しており、磁束密度の径方向成分Ｍｒは各磁極１３３（Ｓ１〜Ｓ３、Ｎ１，Ｎ２）に対応した部位において極大値を示し、各磁極１３３の略中央付近において極小値を示している。尚、磁束密度の周方向成分Ｍｃは、磁束密度の径方向成分Ｍｒとは逆に、各磁極１３３（Ｓ１〜Ｓ３、Ｎ１，Ｎ２）に対応した部位において極小値を示し、各磁極１３３の略中央付近において極大値を示している。
このような磁束密度分布の現像ロール１２１に対し、封止フィルム１５０の先端部の接触部位Ｐｓとしては、図５（ｂ）に実線で示すように、磁束密度の径方向成分Ｍｒの極小部位Ｐｍ（磁極Ｎ１，Ｓ２の略中央付近）に配置するのが好ましいが、これに限られるものではなく、当該極小部位Ｐｍの近く、例えば図５（ｂ）の点線で示すように、搬送用磁極Ｎ１による極大部位Ｐｐに比べて極小部位Ｐｍ寄りの領域Ｒ内に配置するか、あるいは、例えば図５（ｂ）に二点鎖線で示すように、搬送用磁極Ｓ２による極大部位Ｐｐに比べて極小部位Ｐｍ寄りの領域Ｒ内に配置するようにすればよい。

更に、本実施の形態では、封止フィルム１５０の先端部の接触部位Ｐｓにおける磁極１３３による磁束密度の径方向成分Ｍｒの値が極大値に比べてどの程度小さければ、封止フィルム１５０による封止性能が確保されるかについて実証する実験を行ったところ、以下のような結果が得られた。
今、図５（ｂ）及び図６に示すように、封止フィルム１５０の先端部と現像ロール１２１の中心とを通る直線と現像スリーブ１３１の表面との交点における磁束密度の径方向成分ＭｒをＢｓ、前記交点に最も近い位置に位置する磁極１３３（本例では搬送用磁極Ｎ１）の磁束密度の径方向成分ＭｒをＢｐとし、Ｂｓを変化させるという条件で封止フィルム１５０の先端部の接触部位（封止部位に相当）Ｐｓからのトナー吹出量を測定したところ、Ｂｓ／Ｂｐ≦０．６５であれば、トナー吹出量を予め選定した許容レベルに抑えることが可能であることが判明した。
ここで、この許容レベルについては適宜選定することが可能であり、例えばトナー吹出量の許容レベルを更に厳格に選定すれば、Ｂｓ／Ｂｐの閾値は０．６５よりも小さい値が選定され、逆に、トナー吹出量の許容レベルを緩やかに選定すれば、Ｂｓ／Ｂｐの閾値は０．６５よりも大きい値が選定されることになるが、本実施の形態では封止フィルム１５０の封止効果として０．６５の閾値を選定するものである。
尚、本実験については、後述する実施例にて詳述する。

−現像装置の作動−
次に、本実施の形態に係る現像装置の作動について説明する。
今、画像形成装置による作像過程が行われていると仮定し、そのときの現像装置の作動に着目すると以下のようである。
各画像形成部２２の感光体３１上に静電潜像が形成されると、現像装置３４は、現像ロール１２１及び撹拌搬送部材１２２，１２３を所定方向に回転させ、現像剤を帯電した後に現像ロール１２１の吸着用磁極Ｓ３にて現像剤を吸着し、層規制部材１２４にて現像剤の層厚を規制した後に、現像領域Ｐｄにて感光体３１上の静電潜像を現像する。
現像後の現像剤は現像ロール１２１の回転に伴って、封止フィルム１５０による封止部位を通過した後に現像容器１２０内に戻され、剥離用磁極Ｎ２，Ｎ３の反発磁界にて現像剤が剥離される。
このとき、剥離用磁極Ｎ２，Ｎ３から現像剤が剥離されると、これに伴ってトナーが飛翔する現象が見られる。このように飛翔したトナーは現像容器１２０内でクラウド状になり、トナークラウドによる内部圧力が増加すると、現像容器１２０の開口から漏出する懸念が高まる。

このような事態において、本例では、封止フィルム１５０の先端部は、搬送用磁極Ｎ１，Ｓ２の間のうち、磁極１３３による磁束密度の径方向成分Ｍｒの極小部位Ｐｍ寄りに位置する現像ロール１２１上の現像剤に接触しているため、以下の理由から、トナークラウドの漏出を封止する。
つまり、本例では、磁束密度の径方向成分Ｍｒは、極大部位Ｐｐから極小部位Ｐｍに向かって連続的に減少する変化を示すことから、封止フィルム１５０の先端部の接触部位Ｐｓは、極大部位Ｐｐに比べて極小部位Ｐｍ寄りに配置されるようになっていれば、極大部位Ｐｐ寄りに配置される場合よりも、接触部位Ｐｓにおける磁束密度の径方向成分Ｍｒが小さく抑えられる。
このように、現像ロール１２１の表面における磁束密度の径方向成分Ｍｒが小さい個所で封止フィルム１５０の先端部が接触して当該部位を封止すると、当該封止部位における現像剤による磁気ブラシＢＨは穂立ちを寝かせた状態にあることから、現像剤が高密度に充填されることになり、磁気ブラシＢＨ部分の通気抵抗が大きくなる。このため、現像容器１２０内のトナークラウドは封止フィルム１５０の封止部位にて磁気ブラシＢＨ内を通過することは難しく、トナークラウドの吹き出しは抑えられる。
特に、本実施の形態において、封止フィルム１５０の封止条件として、Ｂｓ／Ｂｐ≦０．６５を満たすように選定しているため、トナー吹出量を予め決められた許容レベルに抑えることが可能である。

◎実施例１
本実施例は実施の形態１に係る現像装置を具現化し、封止フィルムによる封止性能を評価するための実験を行ったものである。
今、本実施例で用いられる現像ロールの表面における磁束密度の径方向成分Ｍｒを現像領域Ｐｄの中心位置を原点０とし、現像ロールの時計回り方向に沿って磁束密度の径方向成分Ｍｒの変化をプロットしたものを図７に示す。
同図において、横軸は現像ロールの原点からの角度位置を示し、縦軸は現像ロールの表面における磁束密度の径方向成分Ｍｒの値を示す。
更に、封止フィルムの基端から現像ロール側に延びる先端までの長さ（幅方向長さ）として、６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍのサンプルを作成し、夫々の封止フィルムを装備したときに、封止フィルムの先端部が現像ロールの表面のどの位置に接触しているかを調べたところ、図７のａ〜ｄに示すように、サンプルａは搬送用磁極Ｎ１に対応する磁束密度の径方向成分Ｍｒの極大部位Ｐｐ（図５参照）に、サンプルｄは搬送用磁極Ｓ２に対応する磁束密度の径方向成分Ｍｒの極大部位Ｐｐ（図５参照）に、サンプルｂ，ｃはいずれも搬送用磁極Ｎ１，Ｓ２の間のうち、磁束密度の径方向成分Ｍｒの極小部位Ｐｍ寄りの領域Ｒ（図５参照）内に配置されている態様であることが確認された。
尚、封止フィルムの長さが９ｍｍであるサンプルを作成したところ、当該封止フィルムの先端部は磁束密度の径方向成分Ｍｒの極小部位Ｐｍに接触する態様であることが確認された。

このような封止フィルムの各サンプルを使用し、実施例１に係る現像装置の現像容器の開口に対向した部位に実験用の用紙を置き、現像装置を予め決められた時間３分間稼働した条件下で、現像容器からのトナーの吹き出しに伴う用紙上におけるトナー付着量を測定したところ、図８に示す結果が得られた。
同図において、横軸は封止フィルムの長さ（フィルム長さ）、縦軸はトナー付着量（ｍｇ）を示す。
同図によれば、封止フィルムの長さの変化に伴ってトナー付着量が増減していることが理解される。このとき、トナー付着量が少ない程トナークラウドの漏出が少ないことを意味するため、トナー付着量が予め決められた許容値（許容レベル）以内であるためには、本例では、封止フィルムの長さが８〜１０．４ｍｍであればよいことが判明した。尚、現像ロールの周方向の角度範囲としては８６〜１１０°であった。
このような実験結果に基づいて、図７において、封止フィルムの先端部の接触部位Ｐｓにおける現像ロールの表面での磁束密度の径方向成分Ｂｓと、搬送用磁極Ｎ１における現像ロールの表面での磁束密度の径方向成分Ｍｒである極大値Ｂｐとの比率を調べたところ、Ｂｓ／Ｂｐ≦０．６５であることが判明した。
また、本実験において、封止フィルムの長さが９ｍｍのサンプルが現像ロールの表面での磁束密度の径方向成分Ｍｒの極小部位Ｐｍであり、封止フィルムの長さが６ｍｍ、１２ｍｍのサンプルａ，ｄが現像ロールの表面での磁束密度の径方向成分Ｍｒの極大部位Ｐｐであるから、サンプルｂ，ｃはいずれも封止フィルムの先端部の接触部位Ｐｓが現像ロールの表面での磁束密度の径方向成分Ｍｒの極小部位Ｐｍ寄りである態様を示している。

１…現像容器，２…現像剤保持体，３…現像回転体，４…磁石部材，５（５ａ〜５ｅ）…磁極，６…封止部材，７…層規制部材，８…撹拌搬送部材，１０…像保持体，１１…現像装置，Ｇ…現像剤，Ｐｐ…磁束密度の径方向成分の極大部位，Ｂｐ…磁束密度の径方向成分の極大値，Ｐｍ…磁束密度の径方向成分の極小部位，Ｂｍ…磁束密度の径方向成分の極小値，Ｐｓ…封止部材の先端部と現像剤保持体の表面との接触部位，Ｂｓ…封止部材の先端部と現像剤保持体の表面との接触部位における磁束密度の径方向成分

Claims (5)

1. トナー及びキャリアを含む現像剤が収容され、静電潜像が保持可能な像保持体に対向して開口する現像容器と、
   前記現像容器の開口に面して設けられ、前記像保持体に対向して回転する中空状の現像回転体、及び、前記現像回転体内に固定的に内包され、前記現像回転体の周方向に複数の磁極が配列されると共にこれらの磁極には少なくとも隣り合う異極性の磁極対且つ前記像保持体に対向する部位に配置される現像用磁極が含まれる磁石部材を具備し、前記現像回転体を回転させることで前記磁石部材の磁極による磁力にて前記現像回転体上に前記現像剤を保持する現像剤保持体と、
   前記現像剤保持体の前記現像用磁極が位置する現像領域よりも前記現像剤保持体の回転方向下流側に設けられ、前記現像容器に一部が固定されて前記現像剤保持体側に向かって延びる弾性変形可能な板状部材にて構成され、先端部が前記現像剤保持体上の現像剤に接触することで前記現像容器と前記現像剤保持体との間を封止する封止部材と、を備え、
   前記封止部材は、その先端部が隣り合う異極性の磁極対の間のうち、前記現像剤保持体の磁極による磁束密度の径方向成分の極大部位よりも極小部位寄りの位置にて前記現像剤保持体上の現像剤に接触するものであることを特徴とする現像装置。
2. トナー及びキャリアを含む現像剤が収容され、静電潜像が保持可能な像保持体に対向して開口する現像容器と、
   前記現像容器の開口に面して設けられ、前記像保持体に対向して回転する中空状の現像回転体、及び、前記現像回転体内に固定的に内包され、前記現像回転体の周方向に複数の磁極が配列されると共にこれらの磁極には少なくとも隣り合う異極性の磁極対且つ前記像保持体に対向する部位に配置される現像用磁極が含まれる磁石部材を具備し、前記現像回転体を回転させることで前記磁石部材の磁極による磁力にて前記現像回転体上に前記現像剤を保持する現像剤保持体と、
   前記現像剤保持体の前記現像用磁極が位置する現像領域よりも前記現像剤保持体の回転方向下流側に設けられ、前記現像容器に一部が固定されて前記現像剤保持体側に向かって延びる弾性変形可能な板状部材にて構成され、先端部が前記現像剤保持体上の現像剤に接触することで前記現像容器と前記現像剤保持体との間を封止する封止部材と、を備え、
   前記封止部材は、その先端部が隣り合う異極性の磁極対の間の位置にて前記現像剤保持体上の現像剤に接触するものであって、
   前記封止部材の先端部と前記現像剤保持体の中心とを通る直線と前記現像回転体の表面との交点における磁束密度の径方向成分をＢｓ、前記交点に最も近い位置に位置する磁極の磁束密度の径方向成分をＢｐとすると、
   Ｂｓ／Ｂｐ≦０．６５の関係を満たす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、前記磁石部材として少なくとも隣り合う一対の同極性の磁極対からなる剥離用磁極を有し、
   前記封止部材は、その先端部が前記現像剤保持体の前記剥離用磁極よりも前記現像剤保持体の回転方向上流側に位置する前記現像剤保持体上の現像剤に接触するものであることを特徴とする現像装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置において、
   前記封止部材は、その先端部が前記現像用磁極に対して前記現像剤保持体の回転方向下流側に隣接する磁極よりも更に下流側に位置する当該現像剤保持体上の現像剤に接触するものであることを特徴とする現像装置。
5. 静電潜像が保持可能な像保持体と、
   前記像保持体に対向して設けられ、前記像保持体上の静電潜像を現像剤にて現像する請求項１ないし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