(57)【要約】【課題】低温定着可能なトナーを使用するに際して、輸送時や機内温度が上昇したときでも現像剤又はトナーが現像スリーブ表面に凝集固着することがなく良好な画像を得られるようにする。【解決手段】回転可能な非磁性の現像スリーブ２１及び現像スリーブ２１に配置された磁界発生手段Ｐ１〜Ｐ５とを備えた現像ロールを有する現像装置４である。現像スリーブ２１は、被磁性体からなる現像剤担持スリーブである。磁界発生手段Ｐ１〜Ｐ５は、現像剤担持スリーブである現像スリーブ２１の軸と平行に複数個固定配置される。磁界発生手段Ｐ１〜Ｐ５のうち、２つの磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４は電磁石で構成し、他の磁界発生手段Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５は永久磁石で構成する。【選択図】図２
2011215586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な非磁性の現像剤担持スリーブ及び現像剤担持スリーブ部に配置された磁界発生手段とを備えた現像ロールを有する現像装置において、
前記磁界発生手段は、現像剤担持スリーブの軸と平行に複数個固定配置され、
前記磁界発生手段のうち少なくとも１つの磁界発生手段は電磁石で構成され、他の磁界発生手段は永久磁石で構成されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁界発生手段のうち前記現像剤担持スリーブ外周面上で現像装置外側に露出する部分に現像剤を担持する磁界発生手段は永久磁石であり、その他の磁界発生手段は電磁石であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
磁性キャリアとトナーからなる現像剤を内包することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の現像装置又は請求項４に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記現像ロールの駆動手段と、
前記現像ロール内部の電磁石に電源を供給する電源手段と、
前記現像ロール内部の電磁石へ電源供給、現像ロールの回転駆動、及び、その他画像形成装置各部を制御する画像形成装置制御手段と、
を備え、
前記画像形成装置制御手段は、前記現像ロールが回転駆動しているときにのみ前記現像ロール内の電磁石へ電源供給を行うことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像ロールを複数備え、
前記画像形成装置制御手段は、回転駆動している前記現像ロールの電磁石にのみ電源供給を行うことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に係り、特に回転可能な非磁性の現像剤担持スリーブ及び現像剤担持スリーブ部に配置された磁界発生手段と、を備えた現像ロールを備えた現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び前記現像装置又はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として２成分現像剤を使用するものがある。この２成分現像剤は、転写紙に画像を形成ために定着されるトナーと、トナーを担持するための磁性キャリアとからなる。現像装置内の現像剤は現像剤担持ロールが回転することにより、現像スリーブ内に配置されたマグネット極の磁力を受けながら現像スリーブ表面上を移動し、現像ニップに搬送され、再度現像装置内に回収される。そのため、現像ロール内に配置されたマグネットが永久磁石の場合、現像ロールが停止しても現像ロール表面上には絶えず現像剤が担持された状態にある。
【０００３】
２成分現像剤を用いた画像形成装置には、現像ユニット内に現像剤が充填された状態で工場から出荷されるものがあり、このような画像形成装置は、移送される際に高温にさらされる。また、画像形成装置は、繰り返しの画像形成動作時の定着装置の熱により機内が高温になったりすることがある。
【０００４】
近年、画像形成装置に用いるトナーには環境問題に配慮して定着装置でトナーに与える熱量が少なくても定着できるトナーの必要性が高まっている。このようなトナーは融点が低く、従来トナーに比べて融点が低い性質を持っている。そのため、これら低温定着用トナーは高温にさらした状態でトナー粒子に強い圧力が働くと融点に達しなくとも低い温度で粒子同士が固着しやすい傾向がある。現像装置内では、現像剤中のキャリアが磁力によって現像スリーブに引き寄せられているため、キャリア粒子の周りに付着しているトナーがキャリアとキャリアの間で強い圧力を受け、トナー粒子が溶融して現像剤又はトナーが現像スリーブ表面に凝集固着してしまい、異常画像となってしまう。
【０００５】
ここで、２成分現像剤を備える現像装置として、特許文献１には、２成分現像剤を備え、現像ロール中に磁界発生手段として永久磁石と電磁石が配置されており、磁界発生手段が長手方向に複数に区切られ、永久磁石と電磁石が混在するよう配置されている現像装置が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を現像剤容器内に配設された回転自在な現像剤攪拌スクリュで攪拌・分散して所定位置に搬送する現像剤攪拌部を備える現像装置において、トナーが供給される第１の現像剤攪拌部の少なくとも近傍に、磁束密度可変の磁界を発生させる磁界発生手段を有する現像装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の問題にかんがみてなされたものであり、低温定着可能なトナーを使用するに際して、輸送時や機内温度が上昇したときでも現像剤又はトナーが現像スリーブ表面に凝集固着することがなく、良好な画像を得ることができる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、回転可能な非磁性の現像剤担持スリーブ及び現像剤担持スリーブ部に配置された磁界発生手段と、を備えた現像ロールを有する現像装置において、前記磁界発生手段は、現像剤担持スリーブの軸と平行に複数個固定配置され、前記磁界発生手段のうち、少なくとも１つの磁界発生手段は電磁石で構成され、他の磁界発生手段は永久磁石で構成されることを特徴とする現像装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記磁界発生手段のうち現像剤担持スリーブ外周面上で現像装置外側に露出する部分に現像剤を担持する磁界発生手段は永久磁石であり、その他の磁界発生手段は電磁石であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、磁性キャリアとトナーからなる現像剤を内包することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の現像装置又は請求項４に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記現像ロールの駆動手段と、前記現像ロール内部の電磁石に電源を供給する電源手段と、前記現像ロール内部の電磁石へ電源供給、現像ロールの回転駆動、及び、その他画像形成装置各部を制御する画像形成装置制御手段と、を備え、前記画像形成装置制御手段は現像ロールが回転駆動しているときにのみ現像ロール内の電磁石へ電源供給を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、現像ロールを複数備えてなり、前記画像形成装置制御手段は、回転駆動している現像ロールの電磁石にのみ電源供給を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低温定着可能なトナーを使用するに際しても輸送時や機内温度が上昇したときでも現像剤又はトナーが現像スリーブ表面に凝集固着することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例に係る画像形成装置に要部を示す概略構成図である。
【図２】実施例に係る現像装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】現像ロールの構成を示す断面図である。
【図４】永久磁石だけを備えた現像ロールの現像剤の状態を示す断面図である。
【図５】電磁石をＯＦＦ状態とした現像ロールの状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る現像装置は、回転可能な非磁性の現像剤担持スリーブ及び現像剤担持スリーブ部に配置された磁界発生手段とを備えた現像ロールを供えた現像装置において、前記磁界発生手段は、現像剤担持スリーブの軸と平行に複数個固定配置され、前記磁界発生手段のうち、少なくとも１つの磁界発生手段は電磁石で構成され、他の磁界発生手段は永久磁石で構成されることを特徴とする現像装置である。
【００１８】
本例によれば、現像剤担持スリーブに複数個固定配置された磁界発生手段のうち特定の磁界発生手段を電磁石としたので、電磁石への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替え磁力発生状態と磁力のない状態を切り替え可能とすることができるので、電磁石への電力供給を遮断状態としておくことにより、低温定着可能なトナーを使用するに際しても輸送時や機内温度が上昇したときでも現像剤又はトナーが現像スリーブ表面に凝集固着するのを防止できる。
【００１９】
また、本発明に係る現像装置において、前記磁界発生手段のうち現像剤担持スリーブ外周面上で現像装置外側に露出する部分に現像剤を担持する磁界発生手段は永久磁石であり、その他の磁界発生手段は電磁石とすることができる。本例によれば、現像装置内側の位置で現像剤を担持する磁界発生手段を電磁石としているので、電磁石への電力供給を遮断することにより磁力が発生しない状態にすることができ、この状態で現像剤やトナーが現像スリーブの表面への凝集固着を防止することができる。
【００２０】
また、本発明に係る発明において、磁性キャリアとトナーからなる現像剤を内包するものである。本例によれば、磁性キャリアとトナーからなる二成分現像剤を使用する現像装置において、現像剤やトナーが現像スリーブの表面への凝集固着を防止することができる。
【００２１】
本発明に係るプロセスカートリッジは、前記現像装置を備えるものである。本例によれば、現像装置はプロセスカートリッジとして画像形成装置本体への交換等を容易に行うことができる。
【００２２】
本発明に係る画像形成装置は、前記現像装置又は前記プロセスカートリッジを備えるものである。本発明に係る画像形成装置は、前記現像ロールの駆動手段と、前記現像ロール内部の電磁石に電源を供給する電源手段と、前記現像ロール内部の電磁石へ電源供給、現像ロールの回転駆動、及び、その他画像形成装置各部を制御する画像形成装置制御手段と、を備え、前記画像形成装置制御手段は現像ロールが回転駆動しているときにのみ現像ロール内の電磁石へ電源供給を行うものである。
【００２３】
本例によれば、画像形成動作時、即ち現像ロール回転駆動時には電磁石へ電力を供給し現像装置の外側及び内側に現像スリーブ上に現像剤を担持でき現像スリーブへの連続した現像剤の供給が可能となる一方、輸送時や画像形成動作を行っていないときは、電磁石への電力を遮断することにより現像装置外側の位置ではそのまま現像剤を担持し続けて現像剤の落下を防ぎ、現像装置内側の位置では現像剤が現像スリーブより剥離して、輸送時や機内が高温時に現像剤又はトナーの現像スリーブ表面への凝集固着を防止できる。
【００２４】
そして、本発明に係る画像形成装置は、前記現像ロールを複数備えてなり、前記画像形成装置制御手段は、回転駆動している現像ロールの電磁石にのみ電源供給を行うものである。本例によれば、現像ロールを複数供えるカラー印刷可能な画像形成装置において、機内温度が上昇したとき、現像剤又はトナーが現像スリーブ表面に凝集固着するのを防止できる。
【実施例】
【００２５】
以下実施例に係る画像形成装置について説明する。図１は実施例に係る画像形成装置に要部を示す概略構成図である。画像形成装置は、時計回りに回転する感光体１を備え、感光体１の周囲には、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、感光体クリーニング装置９が順に配置されている。
【００２６】
図示しない画像形成装置制御部により各部を制御し、感光体１に対して帯電、露光、現像、転写、クリーニングの工程を行うことにより転写紙８上にトナー像が形成される。トナー像が形成された転写紙８は互いに順方向に回転する感光体１と転写ローラ７のニップを通過後、定着装置８に運ばれトナー像は定着される。転写後の感光体１上の転写残トナーは感光体クリーニング装置９で、クリーニングされる。この動作を連続的に行い、１枚あるいは複数枚の転写紙に対して画像形成を行う。
【００２７】
次に現像装置４について説明する。図２は実施例に係る現像装置の構成を示す概略断面図である。現像装置４には現像ロール１１、２本の攪拌スクリュ１２、１３が配置されており、現像剤Ｄが充填されている。前記攪拌スクリュ１２、１３は、螺旋上の羽根を備えており、図示しない駆動装置により回転駆動され、現像剤Ｄを紙面に対して垂直に、そして互いの攪拌スクリュは逆方向に現像剤を搬送するようになっている。２本の攪拌スクリュ１２、１３間には壁１４が配置されている。この壁１４は現像装置の軸方向（図２の紙面に垂直な方向）両端付近で途絶えており、それによって２本の攪拌スクリュ１２、１３周りの空間を連通させる連通部（図示せず：設ける位置としては図２において上下方向に描いてある壁１４の範囲内となる）が形成されており、攪拌スクリュ１２によって軸方向に搬送された現像剤はこの連通部から他方の攪拌スクリュ１３側へ受け渡されるようになっている。このようにして現像剤Ｄは２本の攪拌スクリュによって現像装置４内を循環するようになっている。
【００２８】
また、現像剤Ｄは現像ロールの磁極によってＡの位置で現像ロールに汲み上げられ、図示する方向に現像ロールが回転して現像ロール外周面上を搬送されていく。現像ロール外周面上の現像剤は規制部材１６によって現像剤の搬送量が規制され現像ニップＢに搬送されていき現像に供される。現像剤はＣの位置で現像ロールから剥離され攪拌スクリュ近傍に落下する。
【００２９】
次に現像ロール１１について説明する。図３は現像ロールの構成を示す断面図である。現像ロール１１は、回転軸Ｏを中心として回転可能な現像剤担持スリーブである被磁性体からなる現像スリーブ２１と、回転不能に固定されたマグネット固定部材２２と、マグネット固定部材２２に固定された５つの磁界発生手段Ｐ１〜Ｐ５を備える。本例では磁界発生手段Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５は永久磁石で、磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４は電磁石で構成されている。電磁石である磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４は現像ロール回転軸内に敷設された電源供給経路（図示していない）によって、電磁石に電源供給されるようになっている。永久磁石である磁界発生手段Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５及び電磁石である磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４は、図３に示すように、外側に向けＮ極、Ｓ極が交互に位置するように配置されている。永久磁石である磁界発生手段Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５及び電磁石である磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４が現像剤Ｄを担持する領域は夫々図中の領域Ｓ１〜Ｓ５に相当する。
【００３０】
画像形成動作中の現像剤Ｄの現像スリーブ２１外周面での流れは、電磁石である磁界発生手段Ｐ３のＳ極の磁力によって領域Ｔと領域Ｓ３の境界付近で攪拌スクリュ１２近傍から現像剤Ｄが現像ロール１１外周面に汲み上げられ、現像スリーブ２１の回転と共に図中矢印Ａ方向に領域Ｓ３を搬送される。続いて、領域Ｓ３と領域Ｓ４の境界に達した現像剤は電磁石Ｐ４のＮ極の磁力を受け領域Ｓ４を搬送されていく。同様に領域Ｓ５を搬送されていき、規制部材１６の位置で現像剤Ｄの搬送量が規定量に規制される。規制された現像剤Ｄはさらに領域Ｓ５を搬送され、同様に、領域Ｓ１、Ｓ２を搬送されて、領域Ｓ２と領域Ｔの境界達した位置で矢印Ｃのように攪拌スクリュ１２に落下する。なお、領域Ｔでは磁界がほぼ０であるため現像剤Ｄは落下する。
【００３１】
ここで、電磁石である磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４に換え、この位置に永久磁石を配置すると、現像剤Ｄは以下のよう配置されることになる。図４は永久磁石だけを備えた現像ロールの現像剤の状態を示す断面図である。この場合、領域Ｑ１〜Ｑ５はマグネット近傍であり、その領域にある現像剤は強い磁界によって現像スリーブ２１の表面に引き寄せられている。また領域Ｑ３とＱ４周辺には領域Ｑ１、Ｑ２に比べて現像剤が多く担持されているため、より強い力で現像剤が現像スリーブに押し付けられた状態になっている。そのため、輸送時や繰り返しの画像形成動作後の停止時に現像剤が高温環境にさらされると領域Ｑ３、Ｑ４にある現像剤中のトナー粒子が溶融して、現像剤又はトナーが現像スリーブ表面に凝集固着してしまう。
【００３２】
これに対して、本例の場合、磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４を電磁石としているので、画像形成動作中は、図４に示すように、現像剤Ｄが存在しているが、画像形成動作が停止後に、磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４としての電磁石に供給される電力を遮断状態とにすることにより、磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４から磁界の発生を停止する。これにより、現像剤Ｄは重力によってその下方にある攪拌スクリュ１２の近傍に落下する。図５は電磁石の電力を遮断状態とした現像ロールの状態を示す断面図である。図５に示すように、現像剤Ｄは領域Ｑ３、Ｑ４で現像スリーブに固着することがない。また、輸送時には画像形成装置自体に電源が供給されることはないため、輸送時に高温にさらされても現像スリーブに現像剤が凝集固着することはない。
【００３３】
なお、現像ロール内の磁界発生手段Ｐ１〜Ｐ５を全て電磁石にしてしまうと、磁界発生手段Ｐ１によって担持されている現像剤と、磁界発生手段Ｐ２、Ｐ５に担持されている現像剤の一部（現像剤が収容されている部屋の外側にある現像剤）が電磁石の電源供給が絶たれた場合に重力によって落下してしまう。画像形成動作の度に電磁石への電力の接続、遮断が繰り返され、ついには現像装置内の現像剤がなくなってしまうという不具合がある。
【００３４】
なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等、複数色のトナーを用いる画像形成装置では、用いるトナー色の数だけ現像装置（プロセスカートリッジ）を有しており、したがって現像ロールもその数だけ複数搭載されている。このような画像形成装置ではブラック単色の現像装置（プロセスカートリッジ）で画像形成を行う場合と、複数の現像装置（プロセスカートリッジ）で画像形成を行う場合がある。こういった画像形成装置の場合は、画像形成時に駆動される現像ロール内の電磁石にのみ電源供給を行う。つまり、ブラック単色で画像形成を行う場合はブラックトナー用の現像装置の現像ロール内の電磁石である磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４にのみ電源供給を行い、フルカラーで画像形成動作を行う場合は全現像装置の現像ロール内の磁界発生手段Ｐ３、Ｐ４を構成する電磁石にのみ電源供給を行うようにする。
【符号の説明】
【００３５】
１  感光体
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
５  転写ローラ
７  定着装置
８  転写紙
９  感光体クリーニング装置
１１  現像ロール
１２、１３  攪拌スクリュ
１４  壁
１６  規制部材
２１  現像スリーブ
２２  マグネット固定部材
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５  磁界発生手段（永久磁石）
Ｐ３、Ｐ４  磁界発生手段（電磁石）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開２００６−２６７２８７号公報
【特許文献２】特開２００６−２２７３９２号公報
【特許文献３】特許第４３３０１１８号公報
【図１】
2011215586.tif 000003
【図２】
2011215586.tif 000004
【図３】
2011215586.tif 000005
【図４】
2011215586.tif 000006
【図５】
2011215586.tif 000007