(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域に搬送する回転可能な現像剤担持体と、
現像剤を搬送攪拌する現像剤搬送攪拌部材と、
前記現像剤担持体内に設けられ、複数の磁極を有し、前記２成分現像剤を拘束する領域と前記２成分現像剤を拘束しない領域を有する多極磁石と
を有し、画像形成装置本体に着脱可能な現像装置において、
前記画像形成装置本体から離脱しているときは、前記多極磁石の現像剤を拘束する領域が、前記現像剤搬送攪拌部材と対向する位置に回転していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記画像形成装置本体から離脱しているときに前記現像剤搬送攪拌部材と対向する前記多極磁石の現像剤を拘束する領域は、最も磁束密度が大きい磁極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】
前記現像剤搬送攪拌部材を上下方向に２つ有し、前記画像形成装置本体から離脱しているときは、前記多極磁石の現像剤を拘束する領域が前記２つの現像剤搬送攪拌部材の各々に対向してい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】
前記現像剤搬送攪拌部材を水平方向に２つ有し、前記画像形成装置本体から離脱しているときは、前記多極磁石の現像剤を拘束する領域が前記多極磁石に近い側の前記現像剤搬送攪拌部材と対向してい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５】
トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域に搬送する回転可能な現像剤担持体と、現像剤を搬送攪拌する現像剤搬送攪拌部材と、前記現像剤担持体内に設けられ、複数の磁極を有し、前記２成分現像剤を拘束する領域と前記２成分現像剤を拘束しない領域を有する多極磁石とを有する現像装置を画像形成装置本体に着脱可能な画像形成装置において、
前記多極磁石を回転する回転手段を有し、前記現像装置が前記画像形成装置本体から離脱する際に、前記多極磁石の現像剤を拘束する領域が、前記現像剤搬送攪拌部材と対向するように回転することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記現像装置が前記画像形成装置本体から離脱する際に前記現像剤搬送攪拌部材と対向する前記多極磁石の現像剤を拘束する領域は、最も磁束密度が大きい磁極である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】
前記現像装置は前記現像剤搬送攪拌部材を上下方向に２つ有し、
前記現像装置が前記画像形成装置本体から離脱する際に前記多極磁石の現像剤を拘束する領域が前記２つの現像剤搬送攪拌部材の各々に対向するように回転することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤搬送攪拌部材を水平方向に２つ有し、
前記画像形成装置から離脱する際に前記多極磁石の現像剤を拘束する領域が前記多極磁石に近い側の前記現像剤搬送攪拌部材と対向するように回転することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像装置を着脱するためのドアを有し、前記ドアが開いたときに前記多極磁石の現像剤を拘束する領域が前記現像剤搬送攪拌部材と対向するように回転することを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項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、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、複合機等の電子写真方式を用いて画像を形成するための現像装置及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置に用いられる現像装置として、図２、図３に示すような２成分現像剤を用いた現像装置４がある。この現像装置４は、現像剤を収容する現像容器４１を有する。現像容器４１は、垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室（現像剤搬送経路）４１ａと攪拌室（現像剤搬送経路）４１ｂとに分けられている。現像室４１ａと攪拌室４１ｂ内には、夫々第１の現像剤搬送攪拌部材４２と第２の現像剤搬送攪拌部材４３が配されている。また、隔壁４１ｃの長手方向端部には、現像室４１ａと攪拌室４１ｂの間で現像剤の通過を許す受け渡し部（現像剤搬送経路）４１ｄ、４１ｅが設けられている。第１、第２の現像剤搬送攪拌部材（スクリュー）４２、４３は、現像剤を攪拌しながら搬送して現像容器４１内を循環させる。現像容器４１の感光ドラム１に対向する位置には、現像剤担持体としての現像スリーブ４４が回転可能に配置されている。現像スリーブ４４は、磁界発生手段としてのマグネット４５を内蔵する。
【０００３】
マグネット４５は、現像スリーブ４４の回転方向にＳ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｎ３極の順に構成されている。スクリュー４２で撹拌された現像剤は、汲み上げのための搬送用磁極（汲み上げ極）Ｎ２の磁力で拘束され、現像スリーブ４４の回転により現像剤溜まり部４８へ搬送される。現像剤溜まり部４８へ搬送された現像剤は、その量を現像剤返し部材４７で規制され、安定した現像剤を拘束するために、ある一定以上の磁束密度を有する搬送用磁極（カット極）Ｓ２で十分に拘束され、そして磁気ブラシを形成しつつ搬送される。なお、現像剤は、Ｓ、Ｎの磁力によって磁極が変わるため、Ｓ、Ｎのどちらの磁極でも引力が働き、拘束される。
【０００４】
次いで、現像剤は、その量が規制ブレード４６で磁気穂が穂切りされることにより適正化され、搬送用磁極Ｎ１で搬送され、感光ドラム１との対向部まで搬送され、現像極Ｓ１で現像に供される。対向部では、現像スリーブ４４に印加される現像バイアスによりトナーのみが感光ドラム１表面に形成された静電潜像に転移し、感光ドラム１表面に静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【０００５】
図３のように現像容器４１内でマグネット４５が同極（Ｎ２とＮ３）を隣り合うように配置する。これにより、現像容器４１内で現像スリーブ４４に対して斥力が発生する。これにより、トナー像の形成に使用されてトナー濃度が低くなった現像剤は、スクリュー４２に回収される。そして、回収された現像剤は、再度攪拌されてトナー濃度が元に戻った後、再び現像スリーブ４４に供給される。これにより、スクリューピッチムラや画像濃度が低くなることを抑制している。
【０００６】
しかし、このようなマグネット４５が使用されている現像装置４において、運搬時に現像剤が偏ったり飛散したりするといった課題があった。そこで、特許文献１に記載の技術では、現像装置４の下部にマグネットシートを置くことで、マグネットシートの磁力により、現像装置４の下部に現像剤を拘束し、運搬時などの現像剤の偏りや飛散を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３３０２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、使い捨てのマグネットシートが必要である。また、現像装置４または現像装置４を含むプロセスカートリッジを装着してマグネットシートを取り外した後、再び引き抜く必要が生じた場合に、持ち方や置き方により、現像剤が傾いてしまい、偏ってしまうことがある。
【０００９】
図４に示すように、現像装置４を画像形成装置本体から離脱して、現像剤の搬送方向に対して垂直に傾けた場合、現像剤が長手方向の全体のほぼ半分の領域に偏ってしまう。このように現像剤が偏った状態で、現像装置４または現像装置４を含むプロセスカートリッジを設置し、スリーブ４４及びスクリュー４２、４３を回転させるとスリーブ上のコートムラ（画像不良）やスクリュー４２、４３のロック（現像装置ロック）などが発生するおそれがある。
【００１０】
そこで本発明は、現像装置の離脱時の現像剤の偏りを簡単な構成で抑制でき、画像不良や現像装置ロックを抑制できる現像装置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】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を担持して像担持体と対向する現像領域に搬送する回転可能な現像剤担持体と、現像剤を搬送攪拌する現像剤搬送攪拌部材と、前記現像剤担持体内に設けられ、複数の磁極を有し、前記２成分現像剤を拘束する領域と前記２成分現像剤を拘束しない領域を有する多極磁石とを有し、画像形成装置本体に着脱可能な現像装置において、前記画像形成装置本体から離脱しているときは、前記多極磁石の現像剤を拘束する領域が、前記現像剤搬送攪拌部材と対向する位置に回転していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像装置の離脱時の現像剤の偏りを簡単な構成で抑制でき、画像不良や現像装置ロックを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図２】従来及び第１実施形態の現像装置の断面図である。
【図３】従来の現像装置の横断面図である。
【図４】従来の現像装置での持ち方や置き方によって現像剤が偏った一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係るマグネット配置を示す現像装置の構成図である。
【図６】第１実施形態に係るマグネットの回転方向における位置と磁力との関係を示す図である。
【図７】第１実施形態により達成された現像剤の分布図である。
【図８】第１実施形態のマグネットを回転する際のフローチャート。
【図９】第１実施形態のマグネットの回転方法の一例を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係るマグネット配置を示す現像装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[第１実施形態]
本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【００１５】
図１に示すように、電子写真方式を用いた画像形成装置１００は、感光ドラム（像担持体）１の表面を帯電器２により一様に帯電させ、帯電した感光ドラム１を露光装置３によって画像情報に応じて露光し、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。感光ドラム１に形成された静電潜像は、現像装置４を用いて現像剤中のトナーによってトナー像として顕像化される。顕像化されたトナー像は、転写装置５によって記録媒体Ｓへ転写される。記録媒体Ｓに転写されたトナー像は、定着装置６によって熱及び圧力で定着される。
【００１６】
トナー像が転写された後、感光ドラム１上に残留したトナーは、クリーニング装置７によって除去され、さらに除電装置８によって感光ドラム１上に残留した電荷を除去することで感光ドラム１は、次回の画像形成プロセスに備える。
【００１７】
現像剤として、非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備えた２成分現像剤が用いられる。特に、カラー画像形成装置においては、トナーに磁性体を含ませなくてもよいため、色味が良好であるなどの理由から２成分現像剤が広く用いられている。なお、本発明の画像形成装置は、カラー画像形成装置であってもよい。
【００１８】
（現像装置４）
図２は本実施形態の現像装置の断面図である。図５（ａ）は本実施形態の現像装置４の設置時（画像形成時）における構成図である。図５（ｂ）は本実施形態の現像装置４の離脱時における構成図である。図６（ａ）は図５（ａ）に対応した設置時における、マグネット４５の回転方向における位置と磁気力（Ｎ）、磁束密度（ＧＲ）との関係を示す図である。図６（ｂ）は図５（ｂ）に対応した離脱時における、マグネット４５の回転方向における位置と磁気力（Ｎ）、磁束密度（ＧＲ）との関係を示す図である。図６において、Ｆｒ（細線）は磁気力を示し、Ｂｒ（太線）は磁束密度を示す。
【００１９】
図２、図５（ａ）に示すように、現像装置４は、現像剤を収容する現像容器４１を有する。現像容器４１は、垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室（現像剤搬送経路）４１ａと攪拌室（現像剤搬送経路）４１ｂとに分けられている。現像室４１ａと攪拌室４１ｂ内には、夫々第１の現像剤搬送攪拌部材４２と第２の現像剤搬送攪拌部材４３が配されている。また、隔壁４１ｃの長手方向端部には、現像室４１ａと攪拌室４１ｂの間で現像剤の通過を許す受け渡し部（現像剤搬送経路）４１ｄ、４１ｅが設けられている。第１、第２の現像剤搬送攪拌部材（スクリュー）４２、４３は、現像剤を攪拌しながら搬送して現像容器４１内を循環させる。現像容器４１の感光ドラム１に対向する位置には、現像剤担持体としての現像スリーブ４４が回転可能に配置されている。現像スリーブ４４は、磁界発生手段としてのマグネット（多極磁石）４５を内蔵する。
【００２０】
現像剤担持体内に設けられたマグネット４５は、現像スリーブ４４の回転方向にＳ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ２、Ｎ３極の順に構成されている。スクリュー４２で撹拌された現像剤は、汲み上げのための搬送用磁極（汲み上げ極）Ｎ２の磁力で拘束され、現像スリーブ４４の回転により現像剤溜まり部４８へ搬送される。現像剤溜まり部４８へ搬送された現像剤は、その量を現像剤返し部材４７で規制され、安定した現像剤を拘束するために、ある一定以上の磁束密度を有する搬送用磁極（カット極）Ｓ２で十分に拘束され、そして磁気ブラシを形成しつつ搬送される。次いで、現像剤は、その量が規制ブレード４６で磁気穂が穂切りされることにより適正化され、搬送用磁極Ｎ１で搬送され、感光ドラム１との対向部（現像領域）まで搬送され、現像極Ｓ１で現像に供される。対向部では、現像スリーブ４４に印加される現像バイアスによりトナーのみが感光ドラム１表面に形成された静電潜像に転移し、感光ドラム１表面に静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２１】
図５（ａ）、図６（ａ）に示すように、現像装置４を装置本体に設置した状態（画像形成時）において、現像容器４１内でマグネット４５が同極（Ｎ２とＮ３）を隣り合うように配置する。スクリュー４２に対向した位置にある同極（Ｎ２とＮ３）が隣り合う領域では、ほとんどマグネットによるキャリアにかかる力（図６（ａ）の磁束密度がほぼ０）が働かない。これにより、トナー像の形成に使用されてトナー濃度が低くなった現像剤は、重力により落下してスクリュー４２に回収される。そして、回収された現像剤は、再度攪拌されてトナー濃度が元に戻った後、再び現像スリーブ４４に供給される。これにより、スクリューピッチムラや画像濃度が低くなることを抑制している。
【００２２】
しかしながら、図５（ａ）に示す状態で現像装置４を装置本体から取り外した場合に、現像装置４の持ち方や置き方により、現像剤が傾いてしまい、偏ってしまうことがある。現像剤が偏った状態で、現像装置４を設置し、スリーブ４４及びスクリュー４２、４３を回転させるとスリーブ上のコートムラ（画像不良）やスクリュー４２、４３のロック（現像装置ロック）などが発生するおそれがある。
【００２３】
そこで、本実施形態では、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、現像装置４を画像形成装置１００から離脱する際には、Ｓ１極がスクリュー４２に対向する位置にくるようにマグネット４５を回転させる。これにより、現像スリーブ４４のスクリュー４２対向位置でマグネット４５によるキャリアにかかる引力が強くなり、現像剤を拘束することができる。これにより、現像装置４を画像形成装置１００から離脱した際の現像装置４の持ち方や置き方がどのような状態でも、現像剤の偏りを抑制できる。
【００２４】
なお、Ｓ１極がスクリュー４２に対向する位置となる構成について説明したが、画像形成装置本体から離脱する際には、マグネット４５が、現像装置内の２成分現像剤を拘束する位置に回転すればよい。また、現像装置内の２成分現像剤を拘束する位置は、２成分現像剤が最も溜まっている場所であることが望ましい。これにより、より多くの現像剤を拘束でき、現像剤の偏りを効果的に抑制できる。また、Ｓ１極に限らず、現像剤を拘束できる極であればよい。なお、マグネット４５の複数の極の内、最大の磁束密度の極がスクリュー４２に対向する位置に配置されると、現像剤をより強く高速することができ好適である。
【００２５】
図９はマグネット４５を駆動するマグネットモータ８６の回転の一例を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１００はマグネット４５の回転を制御する制御部５０を有している。図９（ａ）に示すように、マグネットモータ８６は、マグネット４５の軸端部８４をマグネット４５の軸を中心に回転可能に支持している。軸端部８４は位置決め板金８５により現像装置４に備え付けられている。
【００２６】
現像装置４を装置本体に着脱する際には、位置決め板金８５は、バネ８３が縮む力により位置決め板金ストッパー８２に付勢されている。この時、Ｓ１極がスクリュー４２に対向する位置となっており、現像剤が拘束される。
【００２７】
制御部５０が現像装置４を着脱するためのドアが閉じていると判断した場合には、マグネットモータ８６の回転信号をＯＮにし、軸端部８４が図９（ｂ）の状態まで回転する。この時、位置決め板金８５は、位置決め板金ストッパー８１に突き当たり、マグネット４５は画像形成に適した位置で回転を停止する。
【００２８】
図８はマグネット４５を回転させるフローチャートである。図８に示すように、画像形成装置１００の電源がＯＮになり（Ｓ１）、制御部５０が画像形成装置１００のドアが閉まっていると判断すると（Ｓ２）、マグネット４５を回すマグネット回転信号がＯＮさせる。そして、マグネット４５が図５（ａ）、図６（ａ）に示す状態に回転し、画像形成動作が行われる。
【００２９】
一方、画像形成装置１００のドアが空いていると判断すると（Ｓ２）、マグネット４５を回すマグネット回転信号がＯＦＦさせる。そして、マグネット４５が図５（ｂ）、図６（ｂ）に示す状態に回転し、現像剤の偏りを抑制できる状態で現像装置４の着脱が可能となる。
【００３０】
図７に本実施形態に係る現像装置４内の現像剤の分布図である。図７は本実施形態の現像装置４を現像剤搬送方向に対して垂直に立てた状態で暫く静止させ、画像形成状態の配置に戻した時の現像剤の偏りを示している。図７に示すように、本実施形態の４では、図２に示す従来の現像装置４に比べて、現像剤の偏りをほとんど無くすことができる。
【００３１】
この状態でマグネット４５を回転させ画像形成に最適な配置に戻し、画像形成を行ったところ、現像スリーブ４４上のコートムラやスクリュー４２のロックは発生しなかった。さらに、スクリューピッチムラや画像濃度の低下も発生しなかった。
【００３２】
さらに苛酷な条件として、現像装置４を現像剤搬送方向に対して垂直に立てた状態で暫く静止させ、その後数回現像装置４を上下に振った後、マグネット４５を回転させ画像形成に最適な配置に戻し、画像形成を行った。その結果においても同様に、現像スリーブ４４上のコートムラやスクリュー４２のロックは発生しなかった。さらに、スクリューピッチムラや画像濃度の低下も発生しなかった。
【００３３】
なお、本実施形態では、マグネットモータ８６を制御してマグネット４５を回転する構成について説明したが、現像装置４が所定の位置に配置された際、レバーや突起物により押される力によって自動的にマグネット４５を回転させるような構成であっても良い。また、本実施形態においては現像装置４が独立している系において述べているが、少なくとも現像装置４を含むプロセスカートリッジを装置本体に着脱可能な構成であってもよい。
【００３４】
[第２実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。図１０（ａ）は本実施形態に係る現像装置設置時のマグネット配置を示す図である。図１０（ｂ）は本実施形態に係る現像装置着脱時のマグネット配置を示す図である。
【００３５】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、本実施形態の現像装置４は、上記第１実施形態の現像装置４の水平方向に配置したスクリュー４２、４３を上下に（垂直方向に）配置したものである。本実施形態においては、２本のスクリュー４２、４３が上下に配置されているため、左右に配置された場合よりも、現像スリーブ４４に近い位置に２本のスクリュー４２、４３が存在する。よって、図１０（ａ）に示すように、画像形成時はＳ１極が感光ドラム１と略対向になる。そして、現像容器４１内でマグネット４５が同極（Ｎ２、Ｎ３）を隣り合い、同極（Ｎ２、Ｎ３）の間に現像スリーブ４４に対して斥力が発生する。
【００３６】
図１０（ｂ）に示すように、現像装置４を離脱する際には、上下のスクリュー４２、４３の各々に対してマグネット４５を構成している複数の極の内２つ（Ｓ１、Ｎ１）を略対向に配置することができる。その結果、上下どちらに存在している現像剤も強い拘束力で現像剤を保持できるため、現像装置４を画像形成装置１００から離脱した際の現像装置４の持ち方や置き方がどのような状態でも、上記第１実施形態よりさらに現像剤の偏りを減らすことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１    …感光ドラム
４    …現像装置
４１  …現像容器
４１ａ、４１ｂ …攪拌室
４１ｃ …隔壁
４１ｄ、４１ｅ …受け渡し部
４２  …第１の現像剤搬送攪拌部材
４３  …第２の現像剤搬送攪拌部材
４４  …現像スリーブ
４５  …マグネット
４６  …規制ブレード
４７  …現像剤返し部材
４８  …現像剤溜まり部
５０  …制御部
８２  …板金ストッパー
８３  …バネ
８４  …軸端部
８５  …板金
８６  …マグネットモータ
１００ …画像形成装置
【図１】
0005677046.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005677046.tif 000011