(57)【要約】【課題】２種類以上の粒子からなる混合粉体ないし現像剤について、センサーや粉体補給用のモーターなどを用いずに、これら２種類以上の粒子の混合割合を一定に保持することが可能であるとともに、混合粉体構成粒子の量変動に左右されず、一部の粒子を過剰に取り込むことのない搬送装置、並びに、これを用いた現像装置および画像形成装置を提供すること。【解決手段】特定の物理的性質が異なる２種以上の粒子からなる混合粉体２を、混合粉体２全体としての前記特定の物理的性質に応じて選択的に搬送する搬送装置であって、前記特定の物理的性質により、前記混合粉体を表面に吸着する搬送部材１を有し、該搬送部材１の表面が、混合粉体２を吸着した後、略鉛直方向に保持され、さらに略水平方向に保持されるように移動することを特徴とする搬送装置、並びに、これを用いた現像装置および画像形成装置である。【選択図】　図１
2004085701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の物理的性質が異なる２種以上の粒子からなる混合粉体を、該混合粉体全体としての前記特定の物理的性質に応じて選択的に搬送する搬送装置であって、
前記特定の物理的性質により、前記混合粉体を表面に吸着する搬送部材を有し、該搬送部材の表面が、前記混合粉体を吸着した後、略鉛直方向に保持され、さらに略水平方向に保持されるように移動することを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記搬送部材において、その表面が略鉛直方向に保持される位置よりも、前記混合粉体を吸着する位置の方が、前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記搬送部材の表面が略水平方向に保持される位置、ないしその前記搬送部材の移動方向下流において、前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が小さくなるように構成され、その位置で前記搬送部材表面から前記混合粉体が引き離されることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記特定の物理的性質の少なくとも１つが、磁気的性質であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記搬送部材が、軸が略水平に保持された回転体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記搬送部材が、軸が略水平に保持された非磁性の回転体と、その内部に配置された磁石とからなることを特徴とする請求項４に記載の搬送装置。
【請求項７】
前記回転体の下方ないしその回転方向周辺のいずれかの領域が、前記混合粉体を吸着する位置であり、その回転方向下流直近の鉛直部周辺が、前記表面が略鉛直方向に保持される位置であり、その回転方向下流であって、前記混合粉体を吸着する位置よりも上流のいずれかの領域が、前記搬送部材表面から前記混合粉体が引き離される位置であることを特徴とする請求項５または６に記載の搬送装置。
【請求項８】
前記回転体の軸方向のいずれかの領域の周面が、請求項７に記載の搬送装置の機能を発揮する範囲であり、前記回転体の軸方向の他の領域の周面において、前記回転体の下方ないしその回転方向上流の領域で前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が大きくなり、その下流で前記表面吸着力が小さくなる、請求項７に記載の搬送装置の機能と逆方向の粉体搬送機能を併せ持つことを特徴とする請求項７に記載の搬送装置。
【請求項９】
前記混合粉体が、電子写真用のトナーとキャリアとを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１に記載の搬送装置。
【請求項１０】
少なくとも、トナーおよびキャリアを含む現像剤を担持して潜像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤を収容し、それを前記現像剤担持体に供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に隣接し補給用のトナーおよびキャリアを含む補給剤を収容する補給剤収容部と、該補給剤収容部と前記現像剤収容部との間で前記現像剤および／または前記補給剤を相互に搬送する搬送装置と、を備える現像装置であって、前記搬送装置が請求項９に記載の搬送装置であることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
前記搬送装置が、前記現像剤収容部中の前記現像剤におけるトナーの混合割合が小さくなったときにのみ、当該現像剤収容部から前記補給剤収容部へと前記現像剤を搬送する構成を含むことを特徴とする請求項１０に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記搬送装置によって搬送された前記現像剤が、前記補給剤と接触混合され補給剤となり、再び前記現像剤収容部に戻るように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の現像装置。
【請求項１３】
前記現像剤収容部内に前記現像剤を流動させる流動手段を有し、前記搬送装置が配されて前記現像剤を吸着する位置の下部周辺が、前記現像剤の流動経路となっており、該流動経路の少なくとも一部にその上下方向を仕切る仕切り部材が配されてなることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１に記載の現像装置。
前記現像手段として、請求項１０〜１４のいずれか１に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の物理的性質が異なる２種以上の粒子からなる混合粉体を、該混合粉体全体としての前記特定の物理的性質に応じて選択的に搬送する搬送装置に関し、特に、複写機、プリンター等電子写真式の現像装置において、現像剤を搬送するのに適した搬送装置、並びに、これを用いた現像装置および画像形成装置である。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式に用いられる現像方式は、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用いる１成分現像方式と、現像剤として磁性体粒子からなるキャリアおよび着色剤粒子であるトナーとを混合攪拌したものを用いる２成分現像方式に大きく分けられる。
【０００３】
１成分現像方式には、磁性体粒子を含有する磁性トナーを用いる磁性１成分現像方式と、含有しない非磁性１成分現像方式とが有って、磁性トナーは、含まれる磁性体粒子によって光を透過し得ないため黒トナーとしてのみ主に用いられている。非磁性１成分現像方式は、カラー化に適しているが、トナーの維持性が短いという問題があり、今のところ低速機を中心に用いられている。
【０００４】
２成分現像方式は、磁性体粒子からなるキャリアを媒介してトナーを取り扱うため磁気吸引力を用いることができ、非磁性トナーに関しても取り扱いが容易であると共に、特に維持性に優れていることから、フルカラー機や高速機を中心に広く用いられている。
【０００５】
従来、電子写真方式の２成分現像装置を用いた画像形成装置としては、図１３に示すものが一般的なものとして挙げられる。ここで図１３は、一般的な２成分現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。図１３において、１０１は矢印Ａ方向に回転駆動する潜像担持体であり、その周囲に順に、潜像担持体１０１表面を均一帯電する帯電器１０２と、潜像担持体１０１表面に像様の光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置１０３と、トナーおよびキャリアからなる２成分現像剤を収容し、これを現像剤担持体１１１により潜像担持体１０１表面に供給して静電潜像を現像してトナー画像を得る２成分現像装置１０４と、潜像担持体１０１表面に形成されたトナー画像を被記録材１１０に転写する転写器１０６と、潜像担持体１０１表面に残存するトナーを除去するクリーニング装置１０８と、潜像担持体１０１表面の静電潜像を除去する除電器１０９と、が配されてなる。
【０００６】
図１３に示す画像形成装置における２成分現像装置の模式断面図を図１４に示す。図１４において、現像剤担持体１１１は、内部に固定磁石１１７を有すると共に外側に円筒形で矢印Ｂ方向に回動自在なスリーブ１１８を有している。このスリーブ１１８の表面にキャリアおよびトナーを混合攪拌した現像剤１１９を磁気吸引力により担持して搬送し、規制部材１２０によって量を規制して層を形成して、現像部において潜像担持体１０１と対向させて、現像剤１１９中のトナーを潜像担持体１０１に供給し現像させ、トナー画像を得る。現像が終了してトナーの一部を失った現像剤１１９は、現像剤担持体１１１下部に搬送され、同極（Ｎ）の固定磁石１２１、１２２によって、そのスリーブ１１８回転方向の中間に磁気的吸引力の弱いまたは無い部分を設け、重力の働きによって現像剤１１９を現像剤担持体１１１表面から落下させる。落下した現像剤１１１は、搬送部材１２３によってスクリューオーガー１２４に運ばれ、スクリューオーガー１２４の回転軸方向に運ばれて、図示しない受け渡し部でスクリューオーガー１２５に渡されそこでトナー送り機構１１４から新しいトナーが追加されて、攪拌を受けながら先ほどとは反対方向に送られて逆の受け渡し部でスクリューオーガー１２４に再び受け渡されて軸方向に運ばれると共に徐々に搬送部材１２３によって現像剤担持体１１１付近に搬送されて磁気的吸引力によって現像剤担持体１１１表面に付着し、再び搬送、層形成、現像される工程を繰り返す。
【０００７】
トナーの補給については、現像剤１１９中のトナー濃度変化を検知するセンサー１１５によってトナー濃度を電気信号に換え、この信号がＣＰＵ１１６に送られ、ここで上記電気信号から、基準値と比較してトナー濃度が不足と判断されるとトナー補給用モーター１１３に駆動信号が送られてトナーボックス１１２内のトナーがトナー送り機構１１４によって現像器内に送られる。
【０００８】
２成分現像方式におけるトナーとキャリアとの間の吸着には、トナーとキャリアとを混合攪拌する際の摩擦帯電によって、トナーおよびキャリアの表面がそれぞれ逆極性に帯電する結果、静電的に吸着し合うことを利用している。そのため、上記例のようにトナーを補給した現像剤１１９を搬送しながら混合攪拌することが必要となる。現像部においては、現像剤１１９が潜像担持体１０１に程よく接触しかつ詰まり等を起こさないように現像剤搬送量を一定範囲内に制御する必要がある。そのため、規制部材１２０を設けてスリーブ１１８表面に担持される現像剤１１９の層を形成している。
【０００９】
また、現像部においては潜像担持体１０１と現像剤担持体１１１および現像剤１１９との間に形成される電界によってトナーが現像されるため、一般的に現像剤担持体１１１には、電源装置１０５によって現像バイアス電圧が印加される。その時に現像されるトナー量（現像トナー量）は、画像濃度を決定するため、画質に関わる諸特性の中でも特に重要である。現像トナー量は、上記現像部の電界をトナーの電荷により中和することによって決定されるため、トナーの電荷を一定に保つことが非常に重要である。図１５に示すように、２成分現像方式においては、現像剤中のトナー濃度とトナー電荷量との間に反比例関係が有るので、トナーの消費量に合わせて補給量を調節することによってトナー濃度を制御し、トナー電荷量をほぼ一定にすることが求められる。
【００１０】
トナーの消費量に合わせて補給量を調節するため、現像剤中のトナー濃度や現像トナー量を検知してその検知信号に応じてトナー補給用のモーターを動かしてトナーを補給する方法（例えば、図１３に示される画像形成装置の方法）においては、検知するためのセンサー（図１３においてはセンサー１１５）やトナー補給用のモーター（同トナー補給用モーター１１３）などのコストが比較的大きな割合を占めている。４色のトナーを用いてそれぞれを現像するカラー機では、これらのコストアップ分が４倍になることもあって、コストアップの１つの大きな要因となっている。
【００１１】
そこで、特開昭６１−８０１８１号公報、特開昭６３−２２５２６６号公報、特開平８−１８５０５２号公報、特開２０００−２８４５９５号公報などに開示されているように、トナー濃度を検知するセンサーや、トナー補給用のモーターを別途設けずに自律的にトナーを補給し、一定のトナー濃度を保つ方法が提案されている。
【００１２】
しかしながら、これらはいずれも現像剤の体積がトナー濃度によって変化する現象を用いているため、現像剤中のキャリアが何らかの理由でこぼれたり感光体に付着する等により持ち出されて減少してしまうと、現像剤全体の体積が減少してトナーを過剰に取り込んでしまう。一般に経時によってトナー帯電量は劣化し、下降する傾向があるが、トナー過剰取り込みによってトナーの帯電はより低下し、かぶりやトナークラウドになり易いという欠点があった。
【００１３】
また、これらの方法はキャリアに接触するトナーだけでなくキャリアの隙間に入ったトナーをも搬送してしまうためにトナーの取り込みが過剰になりやすいという特徴を持っている。この結果、トナーの帯電は低く、逆極性トナーも多くなりやすい。磁性トナーでは、マグネットロール上においてはキャリアから離れにくいため低帯電でもかぶりやトナークラウドになり難いが、非磁性トナーでは防止しきれない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、２種類以上の粒子からなる混合粉体ないし現像剤について、センサーや粉体補給用のモーターなどを用いずに、これら２種類以上の粒子の混合割合を一定に保持することが可能であるとともに、混合粉体構成粒子の量変動に左右されず（例えば、キャリアの減少に左右されず）、一部の粒子を過剰に取り込むことのない搬送装置、並びに、これを用いた現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の本発明により達成される。
すなわち、本発明の搬送装置は、特定の物理的性質が異なる２種以上の粒子からなる混合粉体を、該混合粉体全体としての前記特定の物理的性質に応じて選択的に搬送する搬送装置であって、
前記特定の物理的性質により、前記混合粉体を表面に吸着する搬送部材を有し、該搬送部材の表面が、前記混合粉体を吸着した後、略鉛直方向に保持され、さらに略水平方向に保持されるように移動することを特徴とする。
【００１６】
以上の構成の本発明によれば、前記混合粉体を吸着した搬送部材の表面が略鉛直方向に保持されると、前記混合粉体には、前記特定の物理的性質による吸着力と、前記搬送部材表面と平行方向下方に落ちようとする重力とが作用する。この時、前記特定の物理的性質による吸着力が前記重力に勝るとそのまま保持され、そのまま略水平方向に保持されて搬送される。逆に、前記特定の物理的性質による吸着力が前記重力に劣ると前記混合粉体は落下し、搬送されずに残ることとなる。つまり、前記特定の物理的性質による吸着力が一定水準よりも大きいと搬送され、小さいと搬送されないという、選択的な搬送が実現できる。
【００１７】
特定の物理的性質が異なる２種以上の粒子からなる混合粉体の、該混合粉体全体としての前記特定の物理的性質は、結局のところ、前記２種以上の粒子の混合割合により決するため、本発明による搬送は、前記混合粉体中における前記２種以上の粒子の混合割合に応じて、選択的に行われる。
【００１８】
このように本発明によれば、センサーや粉体補給用のモーターなどを用いずに、２種類以上の粒子の混合割合を一定に保持することが可能であるとともに、混合粉体構成粒子の量変動に左右されず、一部の粒子を過剰に取り込むことがない。
【００１９】
本発明の搬送装置においては、前記搬送部材において、その表面が略鉛直方向に保持される位置よりも、前記混合粉体を吸着する位置の方が、前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が大きくなるように構成されていることが好ましい。前記混合粉体を吸着する位置（以下、「（ピックアップ位置）」という場合がある。）で表面吸着力が大きければ、有効に前記混合粉体をピックアップすることができ、前記搬送部材の表面が略鉛直方向に保持される位置（以下、「選択位置」という場合がある。）での選択に、前記混合粉体を確実に供することができる。例えば、ピックアップ位置において、前記搬送部材の表面が鉛直方向よりも下方を向いている場合、重力は選択位置と同じないしそれ以上に作用し、選択位置まで搬送される前に前記混合粉体が落下してしまう懸念があるが、ピックアップ位置での、前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が大きくなるように構成しておけば、前記混合粉体が確実に選択位置まで搬送され、ここで正確に搬送の可否が選択される。
【００２０】
本発明の搬送装置においては、前記搬送部材の表面が略水平方向に保持される位置、ないしその前記搬送部材の移動方向下流において、前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が小さくなるように構成され、その位置で前記搬送部材表面から前記混合粉体が引き離されることが好ましい。前記搬送部材の表面が略水平方向に保持される位置、ないしその前記搬送部材の移動方向下流で、選択的に搬送された前記混合粉体が引き離されることで（前記混合粉体が引き離される位置を「脱離位置」という場合がある。）、これを他の場所に移動して用いることができる。
【００２１】
前記特定の物理的性質としては、例えば、磁気的性質や静電的性質が挙げられる。前者の場合、前記混合粉体中の粒子は相互に磁気的性質が異なり（強磁性と弱磁性、磁性と非磁性等）、これを搬送部材が磁力により吸着する構成となる。一方、後者の場合、前記混合粉体中の粒子は相互に静電的性質が異なり（高帯電と低帯電、帯電と非帯電等）、これを搬送部材が静電気力により吸着する構成となる。
【００２２】
この他、搬送部材表面が粗い場合に、微細な粒子はその表面に吸着され、また粒子形状が不定形であれば粉体流動性が低下し、粒子相互の動きが規制される。これらの力は、摩擦力と解することができ、この摩擦力についても選択位置での重力との拮抗に影響を及ぼす。したがって、この摩擦力による付着の性質も本発明にいう「特定の物理的性質」の概念に含まれる。さらに粘度等粉体の付着力に影響を及ぼすあらゆる因子が本発明にいう「特定の物理的性質」の概念に含まれる。
【００２３】
本発明においては、この「特定の物理的性質」の少なくとも１つが、磁気的性質であることが好ましい。磁気的性質が異なる２種以上の粒子からなる混合粉体については、前記搬送部材の表面における磁場を調整することにより、選択的な搬送の条件を適宜制御することができる。
【００２４】
前記搬送部材としては、軸が略水平に保持された回転体であることが好ましい。前記搬送部材として回転体を用いることで、本発明の搬送装置を簡便かつ低コストで制作することができる。また、前記搬送部材として回転体を用いることで、ピックアップ位置、選択位置および脱離位置を周囲に配置して、装置のコンパクト化を図ることができ、また、回転を連続的に行うことで、本発明の搬送装置による一連の搬送動作を連続的に、停止することなく行うことができる。
【００２５】
特に、前記特定の物理的性質の少なくとも１つが、磁気的性質である場合には、回転体として非磁性の材質の物を用い、その内部に磁石を配置することで最適な搬送部材とすることができる。すなわち、ピックアップ位置や選択位置での磁場を最適なものとし、かつ、脱離位置で磁場を小さくないしゼロにする等、内部の磁石の極、磁力、回転体との距離、個数等を適切に選択することにより、所望の磁場を形成することができる。
【００２６】
本発明の搬送装置において、前記搬送部材として回転体を採用した場合、前記回転体の下方ないしその回転方向周辺のいずれかの領域が、前記混合粉体を吸着する位置（ピックアップ位置）、その回転方向下流直近の鉛直部周辺が、前記表面が略鉛直方向に保持される位置（選択位置）、その回転方向下流であって、前記混合粉体を吸着する位置よりも上流のいずれかの領域が、前記搬送部材表面から前記混合粉体が引き離される位置（脱離位置）、とすることができる。
【００２７】
また、前記回転体として長めの物を用いれば、当該回転体の軸方向のいずれかの領域の周面に上記機能を発揮する構成を担わせ、前記回転体の軸方向の他の領域の周面において、前記回転体の下方ないしその回転方向上流の領域で前記特定の物理的性質による前記混合粉体の表面吸着力が大きくなり、その下流で前記表面吸着力が小さくなるように構成して、上記機能と逆方向の粉体搬送機能を併せ持つようにすることもできる。この場合、逆方向の粉体搬送機能は、条件にかかわらず吸着−脱離が行われるため、選択的な搬送ではないが、２つの場所の間で前記混合粉体を往来させることができる。
【００２８】
本発明の搬送装置は、前記混合粉体が、電子写真用のトナーとキャリアとを含む、すなわち２成分系現像剤の搬送に適している。２成分系現像剤において、キャリアは磁性体の粒子であり、トナーは非磁性の粒子であることから磁気的性質が異なる粒子の混合粉体に相当し、本発明の搬送装置により適切に選択的な搬送を実現することができる。
【００２９】
一方、本発明の現像装置は、少なくとも、トナーおよびキャリアを含む現像剤を担持して潜像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤を収容し、それを前記現像剤担持体に供給する現像剤収容部と、該現像剤収容部に隣接し補給用のトナーおよびキャリアを含む補給剤を収容する補給剤収容部と、該補給剤収容部と前記現像剤収容部との間で前記現像剤および／または前記補給剤を相互に搬送する搬送装置と、を備える現像装置であって、前記搬送装置が上記本発明の搬送装置であり、前記混合粉体が前記現像剤であることを特徴とする。
【００３０】
本発明の現像装置では、前記本発明の搬送装置を含む現像装置とすることによって、現像剤の状態に応じて、現像剤を分離することが可能となる。例えば、前記現像剤収容部中の前記現像剤における、非磁性体であるトナーの混合割合が小さくなり、磁性体を含むキャリアの割合が増えると、現像剤全体としての磁気的性質が変化する（強磁性になる）ので、この性質変化を利用してかかる場合にのみ、前記現像剤収容部から前記補給剤収容部へと選択的に前記現像剤を搬送することができる。したがって、トナー濃度の低下した現像剤をトナー濃度の低下していない現像剤と分離することができる。
【００３１】
前記搬送装置によって搬送された前記現像剤については、前記補給剤と接触混合され補給剤となり、再び前記現像剤収容部に戻るように構成されることが望ましい。このように構成することによって、通常現像剤に必要とされるトナー送り機構やトナー供給用モーター、センサーなどを省略でき、低コスト化することができる。
【００３２】
本発明の現像装置においては、前記現像剤収容部内に前記現像剤を流動させる流動手段を有し、前記搬送装置が配されて前記現像剤を吸着する位置の下部周辺が、前記現像剤の流動経路となっており、該流動経路の少なくとも一部にその上下方向を仕切る仕切り部材が配されてなることが好ましい。かかる仕切り部材を配することによって、ピックアップ位置での前記混合粉体のピックアップ量を均一化することができ、トナー濃度の低下した現像剤をトナー濃度の低下していない現像剤と分離する条件を安定化させることができる。
【００３３】
そして、本発明の画像形成装置は、少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像手段と、を含む画像形成装置であって、
前記現像手段として、上記本発明の現像装置を用いたことを特徴とする。上記本発明のの現像装置を含む画像形成装置とすることによって、低コストでかぶり等がなく安定した画像形成装置とすることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好ましい実施形態を挙げて図に基づき説明する。
＜本発明の作用機構＞
まず、本発明の作用機構について説明する。本説明においては、搬送部材として回転体を、特定の物理的性質として磁気的性質（さらに一部摩擦力）を用いた例により説明する。図１に本発明の作用機構を説明するための模式説明図を示す。図１において、１は、内部に配された固定磁石３，３’の周りを非接触で矢印Ａ方向に回転する搬送部材であり、非磁性体（例えばアルミニウム）で構成され、固定磁石３，３’の磁力の影響で、その表面に磁場が形成されている。２は、磁気的特性の異なる２種以上の粒子からなる混合粉体であり、例えば、磁性体を含むキャリアと非磁性体のトナーとからなる現像剤などが挙げられる。固定磁石３，３’は、固定磁石３がＮ極を固定磁石３’がＳ極を搬送部材１内周面に向けて配置され、固定磁石３が強磁界を固定磁石３’が弱磁界を生成している。
【００３５】
混合粉体２が収容された不図示の容器の上に、軸が略水平に保持された状態である程度離間して搬送部材１が配された態様を想定する。その状態で搬送部材１が矢印Ａ方向に回転すると、まず、不図示の容器に近接し、かつ、固定磁石３が内周面に配された位置の周辺（ピックアップ位置（ａ））では、固定磁石３による強磁界に混合粉体２が引き寄せられ、吸着する（ピックアップされる）。ピックアップ位置（ａ）での力の関係を詳しく見ると、当該位置における混合粉体２には、固定磁石３の強磁界による磁気吸引力Ｍａと重力Ｇａとが作用する。ピックアップ位置（ａ）では、磁気吸引力Ｍａの垂直成分Ｍａ’が重力Ｇａよりも十分に大きく、混合粉体２は搬送部材１表面に吸い寄せられた状態のまま搬送される。
【００３６】
搬送部材１の矢印Ａ方向への回転によって、吸着した混合粉体２は、搬送部材１表面が略鉛直方向に保持される位置（選択位置（ｂ））まで搬送される。ここで、選択位置（ｂ）よりも上方に混合粉体２を搬送しようとする力は、混合粉体２に対する搬送部材１表面方向への磁気吸引力Ｍｂ、および、混合粉体２と搬送部材１表面または混合粉体２同士の摩擦係数を掛けあわせて得られる搬送力Ｈｂであり、逆向きの力は重力Ｇｂとなる。搬送力Ｈｂが重力Ｇｂより大きければさらに搬送され、小さければ混合粉体２はここで矢印Ｂ方向に落下する。すなわち、混合粉体２の磁気的性質、さらには粉体流動性や搬送部材１の表面粗さに基づく摩擦係数に応じて、この選択位置（ｂ）において、搬送／非搬送が選択される。
【００３７】
さらに搬送部材１が矢印Ａ方向へ回転すると、その表面に付着し搬送された混合粉体２が受ける重力Ｇｃのうち、一部が搬送部材１に引きつける力（重力分力Ｇｃ’）に加わり、しかも回転と共に大きくなるため、搬送力Ｈｃは強くなり、その分逆向きの力（重力分力Ｇｃ”）は徐々に弱くなる。したがって、選択位置（ｂ）以降、搬送部材１表面が略水平方向に保持される位置（真上）までの間で、混合粉体２が搬送部材１表面から離脱することはない。
【００３８】
そして、搬送部材１が矢印Ａ方向へ回転して表面が略水平方向に保持される位置（真上）まで来ると、磁気吸引力に頼らずに重力のみで混合粉体２が搬送部材１表面に保持され、搬送される。したがって、搬送部材１表面が略水平方向に保持される位置以降は、混合粉体２が脱離して不図示の容器に戻ってしまう心配が無く、この選択的に搬送された混合粉体２を適宜引き離し、これを他の場所に移動して用いることができる。
【００３９】
このようなメカニズムに沿って考えると、選択位置（ｂ）における搬送と非搬送の選択は、磁気吸引力Ｍｂおよび摩擦係数によって生じる搬送力Ｈｂと、重力Ｇｂとのバランスによって決まるので、前記搬送と非搬送の選択を、混合粉体２の特定の物理的性質の状態変化によって生じさせるためには、磁気吸引力、摩擦係数、重力などを調整すればよく、混合粉体２中の２種以上の各粒子の粒径（摩擦係数、重力）、形状（摩擦係数）、流動性（摩擦係数）、比重（重力）、磁気特性（磁気吸引力）、混合割合（磁気吸引力、摩擦係数）、量（重力）、固定磁石３，３’の磁極条件（磁気吸引力）、搬送部材の表面粗さ（摩擦係数）などを、それぞれの条件に応じて調整して、搬送と非搬送の選択を制御してやればよい（括弧内は、その条件により特に影響を与える「特定の物理的性質」）。したがって、これらの条件は、本発明において特に固定されるものではない。ただし、これらの中でも、現像剤中のトナー濃度変化によって搬送／非搬送を作り出すために、「特定の物理的性質」に磁気的性質を用いる場合には、トナーの磁気特性とキャリアの磁気特性とが異なることが必須条件となる。
【００４０】
以上説明した本発明の作用機構においては、搬送部材として回転体を用いた例で説明したが、搬送部材の形状としてはこのような回転体に限定されず、表面が略鉛直および略水平に保持され得る形状であれば問題ない。特に、表面が保持される状態を、略鉛直、略水平その他の角度に連続的に変え得る形状であることが好ましく、具体的には例えば、本例の如き回転体の他、無端ベルト状などが挙げられる。
【００４１】
また、磁石は固定磁石２つの態様で説明したが、磁石は固定磁石に限定されるものではなく、またその数に関しても２個に限定されず、装置の設計条件に応じて必要な個数、形状、磁極等を適宜制御してやればよい。
【００４２】
さらに、「特定の物理的性質」として、主に時期的性質を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、静電的性質を採用することもできる。静電的性質を採用する場合には、混合粉体中に高帯電と低帯電、帯電と非帯電等静電的性質の異なる２種以上の粒子が含まれ、搬送部材表面を混合粉体と逆極性に帯電させるか、あるいは電気で強制的に荷電させることで、静電気力により吸着する構成となる。
【００４３】
＜本発明の実施形態＞
次に、本発明の好ましい実施形態をいくつか挙げて、本発明をより詳細に説明する。
図２は、本発明の搬送装置の例示的１態様である実施形態を示す、概略断面図である。図２において、混合粉体１２が収容された収容容器１４内には、スクリューオーガー１６ａ，１６ｂが配され、これによって混合粉体１２が収容容器１４内で搬送される。
収容容器１４内の搬送経路の一部の上方には、軸が略水平に保持された非磁性の回転体である搬送ロール２０と、その内部に配置された固定磁石１８とからなる搬送部材１０が配される。固定磁石１８は、所定の磁極パターンＭｐを有するものが用いられ、軸２２を中心にして、基準となる角度から＋方向（図面上右回り方向）または−方向（図面上左回り方向）に回転させることができ、この回転による微調整で、磁極パターンＭｐを変化させて、搬送ロール２０表面の磁場を制御することができる構成になっている。一方、搬送ロール２０は、非磁性の円筒体であり、固定磁石１８とは独立に回動自在であって、矢印Ｃ方向（図面上反時計周り方向）に回転する。
【００４４】
磁極パターンＭｐの異なる２つの固定磁石を、搬送ロール２０内部にある固定磁石１８に適用して、搬送試験を行った。具体的には、ピックアップ磁極Ｍｐの強い磁極パターンＭｐである図３（ａ）の固定磁石と、ピックアップ磁極Ｍｐの弱い磁極パターンＭｐである図３（ｂ）の固定磁石と、の２つである。なお、図中Ｍｈは、搬送極である。
【００４５】
さらに、搬送ロール２０として、その表面粗さＲｚが、１μｍ以下（以下、説明の容易化のため、単に「０μｍ」と表記する。）である極めて平滑な物と、２０μｍである表面の粗い物とを用意した。なお、当該搬送試験には、混合粉体１２として、体積平均粒径３５μｍのフェライトキャリアと体積平均粒径５．８μｍの樹脂トナーとを混合攪拌した現像剤を用いた。
【００４６】
まず、「ピックアップ磁極Ｍｐの強い固定磁石と、表面粗さＲｚ＝２０μｍの搬送ロールとの組み合わせ」、「ピックアップ磁極Ｍｐの弱い固定磁石と、表面粗さＲｚ＝２０μｍの搬送ロールとの組み合わせ」および「ピックアップ磁極Ｍｐの弱い固定磁石と、表面粗さＲｚ＝０μｍの搬送ロールとの組み合わせ」の３水準で試験を行った。この時、各水準においては、トナー濃度（ＴＣ）３質量％の現像剤が確実に層形成するように、固定磁石１８の回転角度を調整した。
この状態でトナー濃度を振って、搬送量（搬送ロール２０の矢印Ｃ方向への回転により、選択位置（ｂ）で重力により落とされずに上方に搬送される量）を測定した。結果を図４（ａ）に示す。
【００４７】
次に、上記３水準に「ピックアップ磁極Ｍｐの強い固定磁石と、表面粗さＲｚ＝０μｍの搬送ロールとの組み合わせ」を加えた４水準で、各水準において、トナー濃度（ＴＣ）１５質量％の現像剤が確実に辛うじて搬送されないように、固定磁石１８の回転角度を調整して、同様に試験を行った。結果を図４（ｂ）に示す。
【００４８】
なお、図４（ａ）および（ｂ）において、横軸はこの混合粉体１２である現像剤中におけるトナー濃度（質量％）、縦軸は搬送ロール２０にピックアップされて矢印Ｃ方向への回転により、ピックアップされた側から反対側（図２における搬送ロール２０の左側）に搬送された混合粉体１２の単位面積当たり質量（搬送量）である。また図中、凡例の括弧内には、各グラフの条件のうち、搬送ロール２０の表面粗さと、基準となるある角度から、軸２２を中心に固定磁石１８を回転させた角度である（＋や−の符号は、既述の説明の通りである）。
【００４９】
図４（ａ）および（ｂ）の各グラフに示される結果から、磁極パターンや角度、搬送ロール２０表面の表面粗さなどの調整によって、混合粉体１２である現像剤中のトナー濃度の違いに応じて、自立的に混合粉体の搬送と非搬送の状態を作れることが確認される。
【００５０】
次に、図２と同様の装置において、スクリューオーガー１６ａ，１６ｂを除去し、収容容器１４内における混合粉体１２がピックアップされる付近に仕切り板２４を設けた、図５に示される搬送装置を用いて搬送試験を行った。また、固定磁石１８の磁極パターンは、図６に示すように、ピックアップ磁極Ｍｐの強いものとした。
【００５１】
仕切り板２４は、基準の高さｘからｙだけ高さを変動させ（マイナス符号は、ｘよりも位置が低いことを示す。）、その上に一定量の混合粉体１２を載せて、上記と同様に、搬送ロール２０により搬送される混合粉体１２の搬送量を測定した。その結果を図７に示す。
【００５２】
図７に示されるグラフからわかるように、ｙ＝−１４ｍｍのときにトナー濃度の違いによって搬送／非搬送を完全に分けることができている。また、他の条件によっても、ある程度搬送／非搬送を分けることができている。以上のことから、混合粉体１２を搬送ロール２０にピックアップできる高さによっても搬送、非搬送を制御できることがわかる。
【００５３】
図８は、ピックアップした混合粉体を別の場所にピックオフすることができる搬送装置の例である。本例の搬送装置は、トナー濃度の低い現像剤３２を収容する収容容器４２と、それに隣接して配置された、トナー濃度の高い現像剤３４を収容する収容容器４４と、の間の上方に配置された搬送部材３０である。搬送部材３０は、矢印Ｄ方向に回転する非磁性の回転体である搬送ロール４０と、その内部に配された固定磁石３８とにより構成される。ピックアップ位置や選択位置における磁極パターンは、既述の図２や図５に示される搬送装置と同様であるが、収容容器４２と収容容器４４との間の位置における磁極パターンは、磁極として双方Ｎ極である同一の極性が隣接する部分が形成されている。このような磁極パターンとすることによって、選択的に搬送された現像剤３２が、当該磁気パターンの領域（脱離位置）で引き離され、収容容器４４へと搬送される。つまり、本例の搬送装置によれば、磁性粒子であるキャリアを含む現像剤のピックアップとピックオフとを制御することができる。
【００５４】
脱離位置におけるピックオフを確実に実現するためには、同極（Ｎ−Ｎ極）中央部の磁束密度絶対値が十分小さくなるようにする必要がある。一般的には、７ｍＴ以下程度にすることが好ましい。
【００５５】
図９は、図８に示される搬送装置にさらに改造を加えたものを用いて、自律的にトナー濃度が一定となるようにした現像装置のトナー濃度制御部分の例であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。本例の搬送装置は、トナー濃度の低い現像剤５２を収容する収容容器６２と、それに隣接して配置された、トナーまたはトナー濃度の高い現像剤５４が循環する搬送路６４と、の間の上方に配置された搬送部材５０である。搬送部材５０は、矢印Ｆ方向に回転する非磁性の回転体である搬送ロール６０と、その内部に配された固定磁石（不図示）とにより構成される。
【００５６】
収容容器６２内では、スクリューオーガー５６，５８により、現像剤５２が矢印Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４の方向に循環されている。一方、搬送路６４内では、スクリューオーガー６６により、現像剤５４が矢印Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の方向に搬送されている。
【００５７】
搬送部材５０内部に配された固定磁石は、軸方向の中央で異なる磁極パターンに分れるように配され、搬送部材５０を、実質的に搬送方向の異なる搬送部５０Ａと５０Ｂとに機能分離させている。図１０に搬送部５０Ａにおける磁極パターン［パターンＡ］および搬送部５０Ｂにおける磁極パターン［パターンＢ］を示す。この磁気パターンは、図９（ｂ）と同一の方向から見たものである。搬送部５０Ａでは、［パターンＡ］に示されるように、図８と同様の磁極パターンである固定磁石６８Ａが搬送ロール６０内に配され、搬送部５０Ｂでは、［パターンＢ］に示されるように、搬送部５０Ａとは全く異なる磁極パターンの固定磁石６８Ｂが搬送ロール６０内に配されている。
【００５８】
搬送部５０Ａでは、［パターンＡ］に示されるように、ピックアップ位置（ａ）である搬送部５０Ａ下方かつ収容容器６２の上方の位置で、トナー濃度の低い現像剤５２がピックアップされ矢印Ｇ’方向に搬送され、選択位置（ｂ）で搬送／非搬送が選択される。トナー濃度が低い、すなわちキャリア濃度が高いことから磁性の強い現像剤５２は、かなりの量がそのまま搬送され、矢印Ｇ，Ｇ”の方向に搬送されていく。そして、Ｎ−Ｎの同極が隣り合って磁界が消えた脱離位置（ｃ）で、搬送されてきた現像剤５２が引き離され搬送路６４に送られる。
【００５９】
一方、搬送部５０Ｂでは、［パターンＢ］に示されるように、搬送部５０Ｂ下方かつ搬送路６４の上方の位置で、トナーまたはトナー濃度の高い現像剤５４がピックアップされる。そして、Ｎ−Ｎの同極が隣り合って磁界が消えた位置で引き離され、収容容器６２に送られる。すなわち、現像剤５４は矢印Ｈに示される経路を辿って搬送される。ここでは、選択的な搬送は為されない。
【００６０】
このように、搬送部５０Ａと搬送部５０Ｂとで、逆方向の搬送が行われる。すなわち、搬送ロール６０が矢印Ｆ方向に回転すると、トナー濃度の低下した現像剤５２が搬送ロール６０の下方を通過するときに、搬送部５０Ａにおいてピックアップされ、搬送路６４のトナーまたはトナー濃度の高い現像剤５４の流れの中にピックオフされる。この現像剤は、スクリューオーガー６６によってしばらく搬送されることによってトナーが十分に追加されトナー濃度の高い現像剤５４となる。そして、搬送部５０Ｂの下方に差し掛かるとこれにピックアップされ、トナー濃度の低下した現像剤５２の流れの中に戻される。戻された現像剤５４は周囲の現像剤５２よりも過剰にトナー濃度が高くなっているが、スクリューオーガー５６，５８により攪拌・循環されるに従って、周囲に拡散され、適切なトナー濃度に自立的に調整される。
【００６１】
最後に、図９に示される搬送装置を用いた現像装置の実施形態を図１１に示す。なお、図１１において、図９に示される搬送装置と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、本現像装置においては、収容容器６２が本発明にいう現像剤収容部、搬送路６４が本発明にいう補給剤収容部となる。
【００６２】
搬送部材５０からなる搬送装置により、自立的にトナー濃度が制御された現像剤５２は、スクリューオーガー５８，５６、および攪拌羽根７４により現像ロール（現像剤担持体）７０近傍に送られる。現像ロール７０で磁気的に引き寄せられた現像剤５２が、矢印Ｋ方向に回転する現像ロール７０により搬送されると、規制部材７２により層厚が制御されながら、いわゆる磁気ブラシを形成しつつ、矢印Ｌ方向に回転する感光体（潜像担持体）７６に対向する位置まで送られる。そこで、現像剤５２中のトナーにより感光体７６表面に形成された静電潜像が可視像化され、トナーが消費される。そして、トナーが消費されトナー濃度が低くなった現像剤５２は、攪拌羽根７４、およびスクリューオーガー５６，５８により搬送部材５０からなる搬送装置近傍まで送られ、再びトナー濃度が自立的に調整される。
【００６３】
本発明の画像形成装置は、少なくとも、潜像担持体と、該潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像手段と、を含む画像形成装置であって、現像手段が、例えば図１１に示すような構成のものである。具体的な構成は、図１３に示すものと同様のものが挙げられ、本発明に特徴的な搬送装置以外の構成は、特に限定されるものではない。
【００６４】
図１１に示される現像装置を含む電子写真方式の画像形成装置を用いて走行テストを行った。この時用いた画像形成装置の諸元は、以下の通りである。
（画像形成装置の諸元）
・プロセススピード：　１０８ｍｍ／ｓｅｃ．
・現像ロールの周速：　２１５ｍｍ／ｓｅｃ．
・現像ロール−感光体間のギャップ：　０．４ｍｍ
・現像ロール表面の現像剤搬送量：　３５０ｇ／ｍ２
・現像ロール径：　１８ｍｍ
・感光体径：　８４ｍｍ
・感光体の帯電電位：　−６５０Ｖ
・感光体の画像部位の電位：　−２００Ｖ
・現像ロールのバイアス電位：　ＶＰ−Ｐ＝１．５ｋＶ、ＶＤＣ＝−５００Ｖ、Ｄｕｔｙ＝５０％、ｆ＝２ｋＨｚ
・トナー：　粉砕トナーで、分級により体積平均粒径６．５μｍに揃えたもの、Ｂｌａｃｋ、外添剤処理品、負帯電
・キャリア：　体積平均粒径５０μｍ、フェライトコアに樹脂コートしたもの
・現像剤量：　３５０ｇ
【００６５】
当該走行テストでは、Ａ４用紙を用い、印字密度５％、２０％、５０％、１００％（面積比）の全面ハーフトーンまたはベタ画像のプリントを各２０枚ずつ印字し、白紙を２０枚流した後、紙面上の位置で左半分、右半分、上半分、下半分の半面ベタ画像を各２０枚ずつ印字し、最後に白紙を２０枚流した。これを１セットとして、合計５セット繰り返し、計１０００枚の走行テストを行った。
【００６６】
上記走行テストにおける、用紙の進行方向左右での画像濃度の推移を、図１２に示す。図１２のグラフからわかるように、本発明の画像形成装置において、濃度再現性は非常に安定しており、かつ、かぶりなども全く見られなかった。
【００６７】
以上説明した実施形態では、特定の物理的性質が異なる２種以上の粒子からなる混合粉体として、主に、磁気的性質が異なるトナーおよびキャリアからなる現像剤を例に挙げて説明したが、本発明の搬送装置はこれに限定されず、静電的特性が異なる粒子等、特定の物理的性質が異なる２種以上の粒子からなる各種混合粉体に対して適用することができる。また、特定の物理的性質が異なる粒子の種類として、主としてトナーおよびキャリアの２種類の例を挙げて説明したが、３種以上の粒子が含まれていても構わない。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明よれば、２種類以上の粒子からなる混合粉体ないし現像剤について、センサーや粉体補給用のモーターなどを用いずに、これら２種類以上の粒子の混合状態（例えば、トナー濃度などの割合）に応じて選択的に搬送／非搬送が自立的に選択され、たとえばトナー濃度を一定に保持することが可能であるとともに、混合粉体構成粒子の量変動に左右されず、一部の粒子を過剰に取り込むことのない搬送装置、並びに、これを用いた現像装置および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作用機構を説明するための模式説明図である。
【図２】本発明の搬送装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】図２の搬送装置に適用した２種の固定磁石の磁極パターンを示す模式図であり、（ａ）はピックアップ磁極の強い磁極パターンの固定磁石のもの、（ｂ）はピックアップ磁極の弱い磁極パターンの固定磁石のものである。
【図４】図２の搬送装置を用いて行った搬送試験の結果を表すグラフである。
【図５】本発明の搬送装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図６】図５の搬送装置に適用した固定磁石の磁極パターンを示す模式図である。
【図７】図５の搬送装置を用いて行った搬送試験の結果を表すグラフである。
【図８】本発明の搬送装置のさらに他の一例を示す概略断面図である。
【図９】図８に示される搬送装置にさらに改造を加えた、本発明の搬送装置の一例を示す概略断面図である。
【図１０】図９の搬送装置における、２つの搬送部における磁極パターンを示す模式図である。
【図１１】本発明の現像装置の一例を示す概略断面図である。
【図１２】図１１の現像装置を含む電子写真方式の画像形成装置を用いて行った走行テストの結果（画像濃度の推移）を示すグラフである。
【図１３】一般的な２成分現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。
【図１４】図１３に示す画像形成装置における２成分現像装置の模式断面図である。
【図１５】２成分現像方式の現像剤におけるトナー濃度とトナー電荷量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　搬送部材
２　混合粉体
３、３’、３８　　、６８Ａ、６８Ｂ　固定磁石（磁石）
１０、３０、５０　搬送部材
１２　混合粉体
１４　収容容器
１６ａ，１６ｂ　スクリューオーガー
１８　固定磁石
２０、４０、６０　搬送ロール（回転体）
２４　仕切り板
３２、３４、５２、５４　現像剤（混合粉体）
６２　収容容器（現像剤収容部）
６４　搬送路（補給剤収容部）
７０　現像ロール（現像剤担持体）
７６　感光体（潜像担持体）
【図１】
2004085701.tif 000003
【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】
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【図１１】
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【図１２】
2004085701.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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