(57)【要約】【課題】  磁性二成分現像剤を用いる現像装置において、非現像時の際精度よく現像剤の混入を防止して、画像不良を回避する。【解決手段】  現像装置１３は、Ｎ極とＳ極とを着磁した複数の永久磁石を有する固定マグネット集成体３２が内包された回転スリーブ３３と、現像位置よりも回転スリーブの回転方向上流側に配設され回転スリーブから退避した穂出し位置と回転スリーブと対面する穂切り位置との間で回動可能な可動マグネット３５が内包された固定スリーブ３４とを有している。画像後端よりも前のタイミングで、可動マグネットを穂出し位置から穂切り位置に位置づけるとともに、画像後端を検知した後穂切りが完了すると、回転スリーブの回転を停止しする。そして、次の画像前端よりも前のタイミングで可動マグネットを穂切り位置から穂出し位置へ回転して待機させ、次の画像前端に応じて回転スリーブの回転を開始する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極とＳ極とを着磁した複数の永久磁石を有する固定マグネット集成体が内包された回転スリーブと、現像位置よりも前記回転スリーブの回転方向上流側に配設され、前記回転スリーブから退避した穂出し位置と前記回転スリーブと対面する穂切り位置との間で回動可能な可動マグネットが内包された固定スリーブとを有し、現像の際、交流バイアス電圧を印加して前記現像位置で像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像とする現像装置において、
現像終了の後前記回転スリーブの回転を停止して、次の画像前端よりも前のタイミングで前記可動マグネットを前記穂切り位置から前記穂出し位置へ回転して待機させた後、前記次の画像前端に応じて前記回転スリーブを回転する第１の回転制御手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
画像後端よりも前のタイミングで前記可動マグネットを前記穂出し位置から前記穂切り位置に位置づけるとともに、前記画像後端を検知した後前記穂切りが完了すると前記回転スリーブの回転を停止する第２の回転制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
さらに、前記可動マグネットが前記穂出し位置に位置して穂出しが安定した後前記交流バイアス電圧を印加する第１の印加制御手段と、
前記可動マグネットが前記穂切り位置に位置して穂が前記現像位置を通過した後前記交流バイアス電圧をオフする第２の印加制御手段とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性二成分現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置で用いられる現像装置に関し、特に、像担持体にトナー像を形成する際の穂立ち形成及び穂立ちカット制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、現像装置として、現像剤担持体にＮ極とＳ極を交互に着磁した固定マグネット集成体を内包する回転スリーブを用いて、回転スリーブ上に形成させる磁気的担持力を用いて現像剤容器中の磁性二成分現像剤を担持しつつ、層厚規制部材を利用して層厚規制を行った後、現像剤を現像位置に導いて感光体ドラム等の像担持体上の静電潜像を現像しトナー像を形成するようにしたものがある。
【０００３】
上述のような磁性二成分現像手法において、多色現像を行う際には、各色（例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ））毎に現像装置を用い、現像を行っている現像装置以外の現像装置から現像剤が像担持体側に混入するのを遮断する必要がある。
【０００４】
このような現像剤の混入を防止するため、つまり、現像剤の現像位置への出し入れを容易に制御するため、回転スリーブに対向して、別のスリーブを設けてこのスリーブ内に回動可能に１極のマグネットを配置して、現像剤の現像位置への混入を遮断する際、マグネットを層厚規制位置まで回動させて、対向する固定マグネットの磁極とマグネット（穂切りマグネット）の磁極とによって磁気ブリッジを形成して、現像剤の侵入を遮断するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２４９４２４号公報（段落（００１１）〜段落（００１３）、第２図〜第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、現像を行う際には、現像位置まで回転スリーブによって現像剤を担持して、現像を行い、この際には、穂切りマグネットを層厚規制位置から退避させ、非現像時には穂切りマグネットを層厚規制位置近傍に回転して、現像剤の混入を遮断しているものの、穂切りマグネットを回動制御する際のタイミングが適切でないと、精度よく現像剤の混入を防止できないという課題がある。
【０００７】
つまり、特許文献１においては、穂切りマグネットを層厚規制位置に回動して、非現像時の際現像剤の混入を防止しようとしているものの、多色画像形成の際、穂切りマグネットの回動制御をどのようなタイミングで制御すれば、精度よく現像剤の混入を防止できるかについて記載されておらず、より精度よく現像剤の混入を防止できるような技術が望まれている。
【０００８】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、磁性二成分現像剤を用いる現像装置において、非現像時の際精度よく現像剤の混入を防止することができる現像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】
【０００９】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、Ｎ極とＳ極とを着磁した複数の永久磁石を有する固定マグネット集成体が内包された回転スリーブと、現像位置よりも前記回転スリーブの回転方向上流側に配設され、前記回転スリーブから退避した穂出し位置と前記回転スリーブと対面する穂切り位置との間で回動可能な可動マグネットが内包された固定スリーブとを有し、現像の際交流バイアス電圧を印加して前記現像位置で像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像とする現像装置において、現像終了の後前記回転スリーブの回転を停止して、次の画像前端よりも前のタイミングで前記可動マグネットを前記穂切り位置から前記穂出し位置へ回転して待機させた後、前記次の画像前端に応じて前記回転スリーブを回転する第１の回転制御手段を有することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明では、画像後端よりも前のタイミングで前記可動マグネットを前記穂出し位置から前記穂切り位置に位置づけるとともに、前記画像後端を検知した後前記穂切りが完了すると前記回転スリーブの回転を停止する第２の回転制御手段を有している。
【００１１】
また、本発明では、前記可動マグネットが前記穂出し位置に位置して穂出しが安定した後前記交流バイアス電圧を印加する第１の印加制御手段と、前記可動マグネットが前記穂切り位置に位置して穂が前記現像位置を通過した後前記交流バイアス電圧をオフする第２の印加制御手段とを有している。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の現像装置は、現像終了の後回転スリーブの回転を停止して、次の画像前端よりも前のタイミングで可動マグネットを穂切り位置から穂出し位置へ回転して待機させた後、次の画像前端に応じて回転スリーブを回転するようにしたので、穂切り及び穂出し制御を良好に行って、非現像時の際精度よく現像剤の混入を防止することができ、画像不良等が生じることがない。
【００１３】
しかも、画像後端よりも前のタイミングで（つまり、一つの現像工程が終了する前に）、可動マグネットを穂出し位置から穂切り位置に位置づけるとともに、穂切りを行って、画像後端を検知した後穂切りが完了すると（つまり、有効穂形成部分が回収された後）、回転スリーブの回転を停止させて、画像前端よりも前のタイミングで可動マグネットを穂切り位置から穂出し位置へ回転して可動マグネットが穂出し位置に位置づけられた後（つまり、次の現像工程に入る前に可動マグネットを穂出し位置に位置づけて待機させる）、回転スリーブを回転するようにしたので、次の現像工程に入る際には、回転スリーブのみを回転させればよいから、連続した現像工程時間を短縮できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明による現像装置が用いられる画像形成装置を示す図であり、像担持体である感光体ドラム１１の周囲には帯電器１２、各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ））の現像装置１３、１４、１５、１６、及びクリーニングユニット１７が配置され、感光体ドラム１１には中間転写体である中間転写ドラム１８が当接している。
【００１６】
画像形成（印刷）を行う際には、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色毎に感光体ドラム１１を帯電器１２で帯電して、画像データに応じて光走査ユニット１９からの光で感光体ドラム１１を露光して感光体ドラム１１上に各色毎に静電潜像を形成する。
【００１７】
そして、現像装置１３〜１６でそれぞれ静電潜像を現像して、各色毎にトナー像を感光体ドラム１１上に順次形成する。各色毎のトナー像は順次中間転写ドラム体１８に転写されて重ねあわされ（一次転写）、カラートナー像とされる。
【００１８】
給紙カセット（図示せず）から用紙が中間転写ドラム１８と２次転写ローラ２０とのニップ部に送られて、カラートナー像が用紙に２次転写される。その後、用紙は定着器２１に送られて、ここでトナー像の定着が行われ、用紙は排紙トレイ２２に排紙される。
【００１９】
ここで、図２（ａ）を参照して、現像装置１３の構成について説明する。現像装置１３は、現像ローラ（現像マグネットローラ（現像マグ））３１を備えており、現像ローラ３１は固定マグネット集成体３２とこの固定マグネット集成体３２を内包する回転スリーブ３３とを有している。図示のように、現像ローラ３１に対面して固定スリーブ３４が配置され、固定スリーブ３４には、中心軸３５ａを中心として回動可能な可動マグネット（穂切りマグネット）３５が内包され、固定スリーブ３４は回転スリーブ３３の現像位置Ａよりも回転スリーブ３３の回転方向上流側に配置されている。
【００２０】
なお、固定マグネット集成体３２における極１はＳ極、極２及び極３はＮ極であり、可動マグネット３５は主極がＳ極で、その両端に現れる副極ＮＡ、ＮＢがＮ極である。
【００２１】
現像時には、図２（ａ）に示すように、可動マグネット３５が固定マグネット集成体３２の磁力に影響を与えない位置（現像ローラ３１から最も離れた位置：以下待機位置（穂出し位置）と呼ぶ）で停止しており、この状態においては、固定マグネット集成体３２の磁力を用いて回転スリーブ３３上に担持した現像剤３６が、固定スリーブ３４の周面と接触して層厚規制されて、回転スリーブ３３の回転による搬送力で現像位置Ａへと現像剤が運ばれ、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される（以下、図２（ａ）に示す状態を穂出しと呼ぶ）。なお、回転スリーブ３３上の現像剤層厚は、回転スリーブ３３と固定スリーブ３４との距離ｄで規制される。
【００２２】
図２（ａ）に示す現像状態から現像を停止する際には、図２（ｂ）に示すように、可動マグネット３５を中心軸３５ａ周りに回転させて、待機位置から可動マグネット３５を回転スリーブ３３に最も接近した位置（以下最接近位置（穂切り位置）と呼ぶ）に移動させる。すると、可動マグネット３５と固定マグネット集成体３２の極１（Ｓ）とによって形成される反発磁界による磁気シールドで、現像剤３６は、感光体ドラム１１側への移動が阻止される（以下、図２（ｂ）に示す状態を穂切りと呼ぶ）。
【００２３】
図２（ｂ）に示す状態では、回転スリーブ３３上において現像位置Ａ側の現像剤３６は、回転スリーブ３３の回転によって現像装置１３内に回収される。また、可動マグネット３５のＳ極から固定マグネット集成体３２の極２（Ｎ）への吸引磁界が同時に生じており、穂切り位置より内側の現像剤は、この両極の間で拘束される。
【００２４】
そして、このようにシールド磁界と吸引磁界とが固定マグネット集成体３２の極２（Ｎ）と極１（Ｓ）との間の搬送磁力である水平磁力を遮断し、極２と極１との間に磁力線が通らず、現像剤３６は回転スリーブ３３上を搬送されることなく、図２（ｃ）に示す状態で止まる。その結果、現像剤を他の現像装置１４〜１６へ混入させること及び感光体ドラム１１上のトナー画像を乱すのを防ぐことができることになる。なお、図示はしないが、現像装置１４〜１６も現像装置１３と同様に構成され、同様に動作することになる。
【００２５】
ここで、図３を参照すると、多色印字（多色画像形成）の際には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（ＢＫ）の順に感光体ドラム１１上に順次トナー像が形成され、中間転写ドラム１８にトナー像が重ねあわされて、中間転写ドラム１８上にカラートナー像が形成される。この際には、前述したように、現像中の現像装置を除く現像装置においては、可動マグネット３５は穂切り位置に位置づけられている。
【００２６】
図４及び図５を参照して、現像を行う際の可動マグネット３５及び現像ローラ３１の駆動制御について説明する。現像装置１３（イエロー現像装置）に注目すると、現像装置１３には直流（直流バイアス電圧：ＤＣ）及び交流（交流バイアス電圧：ＡＣ）が印加されており、いま、画像後端（画像終了タイミング）よりも予め規定されたタイミング（例えば、イエローについては８２ｍｓｅｃである。なお、マゼンタについては６５ｍｓｅｃ、シアンについては８１ｍｓｅｃ、ブラックについては７３ｍｓｅｃ）前で、制御装置（図示せず）は穂切りマグクラッチ信号を送出する（オンする）。
【００２７】
図５（ａ）に示すように、可動マグネット３５の回転軸３５ａにはクラッチ４１が取り付けられており、クラッチ４１の外周面には爪４１ａが形成されている。クラッチの周囲にはレバー部材４２が配置され、レバー部材４２は一対の腕部（アーム）４２ａ及び４２ｂを有しており、レバー部材４２はソレノイド４３によって駆動される。可動マグネット３５が穂出し位置にある際には、爪４１ａはアーム４２ａによって保持され、この結果、クラッチ４１は空転状態にある。
【００２８】
前述のように、穂切りマグクラッチ信号がオンとなると、所定の応答時間（穂切りマグ応答時間：例えば２０ｍｓｅｃ）でソレノイド４３がオンとなって、アーム４２ａが爪４１ａ（つまり、クラッチ４１）を解放する。そして、クラッチ応答バラツキ（穂切りクラッチ応答バラツキ：例えば２０ｍｓｅｃ）を経て、可動マグネット（穂切りマグネット）３５が回転を開始する。
【００２９】
図５（ｂ）は可動マグネット３５が穂出し位置から９０°回転した状態を示しており、可動マグネット３５が１８０°回転すると（可動マグネットが１８０°回転する穂切りマグ１８０°回転時間は５０ｍｓｅｃである）、可動マグネット３５は図５（ｃ）に示すように、穂切り位置に達する。この際には、爪４１ａがアーム４２ｂによって保持され、クラッチ４１は空転状態となる。
【００３０】
可動マグネット３５が穂切り位置に達しても、穂切り位置よりも下流側では現像ローラ３１上に現像剤が担持されているから、未だ現像が可能な状態にある（この現像可能な時間を穂切りマグ１８０°回転後現像可能穂形成時間と呼ぶ）。穂切りマグ１８０°回転後現像可能穂形成時間は、図４に示すように、画像後端に跨っており、制御装置は画像後端が現像位置Aを通過したと判断すると、交流バイアス電圧（ＡＣ）オフ（ＡＣｏｆｆ）信号をオンとして、ＡＣ印加を停止する。なお、穂切りマグ１８０°回転後現像可能穂形成時間が経過すると、図５（ｄ）に示す状態となり、穂が回収される。
【００３１】
ＡＣオフ信号がオンとなった後、所定の時間（立ち下がり時間：例えば、３０ｍｓｅｃ）後ＡＣはゼロとなる。ＡＣがゼロとなった後穂回収時間（例えば、５０ｍｓｅｃ）が経過すると、穂が完全にカットされて（回収されて）、図５（ｅ）に示す状態となる。一方、ＡＣオフ信号がオンした後、予め規定された時間（例えば、２００ｍｓｅｃ）経過すると、現像マグ回転停止クラッチ信号がオンとなって、制御装置は回転スリーブ３３の回転を停止する（図５（ｆ）参照）。
【００３２】
そして、現像マグ回転停止クラッチ信号がオンされてから、所定の規定時間（例えば、３０ｍｓｅｃ）経過すると、制御装置は穂出しマグクラッチ信号をオンする。これによって、ソレノイド４３によってアーム４２ａ及び４２ｂが駆動されて、図４には示されていないが、穂出しマグ応答時間及び穂出しクラッチ応答バラツキ後、アーム４２ｂが爪４１ａを解放して、クラッチ４１を介して回転力が可動マグネット３５に伝達されて、可動マグネット３５は穂切り位置から穂出し位置に向って回転する。この際、回転スリーブ３３は停止された状態である（図５（ｇ）参照）。
【００３３】
所定の設定時間（例えば、６．５秒程度、この設定時間中に、マゼンタ、シアン、及びブラックについて現像が行われている）が経過すると、制御装置は現像マグ回転クラッチ信号をオンして、これによって、現像マグクラッチ応答時間（例えば、２０ｍｓｅｃ）及び現像マグクラッチ応答バラツキ（例えば、２０ｍｓｅｃ）を経て、現像ローラ３１（つまり、回転スリーブ）３３が回転を開始する（図５（ｈ）参照）。
【００３４】
現像ローラ３１が回転を開始してから、最初の穂が感光体ドラム１１（現像位置）に到達する時間（到達時間：イエローで８６ｍｓｅｃ、マゼンタで７１ｍｓｅｃ、シアンで８２ｍｓｅｃ、ブラックで７８ｍｓｅｃ）後（図５（ｉ）に示す状態）、所定の時間（現像可能な穂が現像位置に達するまでの時間（現像可能穂到達時間）：例えば１００ｍｓｅｃ）後、制御装置はＡＣ印加信号をオンする。
【００３５】
これによって、所定の立ち上がり時間（例えば、５ｍｓｅｃ）後、ＡＣが印加される。ＡＣ印加は画像先端（画像書き出しタイミング）に対応しており、図５（ｊ）に示すように、現像が行われることになる。以後同様にして、穂出し及び穂切り制御が行われることになる。
【００３６】
図４及び図５に示す穂出し及び穂切り制御では、穂切り制御を行う際、画像後端を検知すると、ＡＣオフ信号をオンして、ＡＣ印加を停止しているから、つまり、穂切りマグ１８０°回転後現像可能穂形成時間内でＡＣ現像印加を停止しているから、画像欠陥等が生じることがなく、しかも、現像可能穂到達時間が経過すると、ＡＣを印加するようにしたから、つまり、穂立ちが安定した後、ＡＣ印加を行うようにしたから、キャリア引きが発生することなく、良好な画像形成を行うことができる。
【００３７】
さらに、穂切りの際、回転スリーブ３３の回転を停止して次の現像工程に入る前に、可動マグネット３５を穂出し位置に移動して待機させた後、次の現像工程に入る直前に回転スリーブ３３の回転を開始して、穂出しを行うようにしたから、次の現像工程を行う時点では、回転スリーブ３３のみを回転制御すればよいから、連続する現像工程に要する時間を短縮できる。さらに、可動マグネット３５を穂出し位置に移動して待機させているから、ソレノイド４３の吸引時間を短くでき、その結果、所謂自己保持型のソレノイドを使用する必要がなく、通常タイプのソレノイドで対処でき、コスト低減を図ることが可能となる。
【００３８】
上述の説明から明らかなように、この実施例１では、制御装置は、現像終了の後回転スリーブの回転を停止して、次の画像前端よりも前のタイミングで可動マグネット（穂切りマグネット）３５を穂切り位置から穂出し位置（待機位置）へ回転して待機させて、次の画像前端に応じて回転スリーブ３３の回転を開始していることになる（第１の回転制御手段）。
【００３９】
さらに、制御装置は、画像後端よりも前のタイミングで可動マグネット３５を穂出し位置から穂切り位置に位置づけるとともに、画像後端を検知した後穂切りが完了すると、回転スリーブの回転を停止する制御を行っている（第２の回転制御手段）。
【００４０】
また、制御装置は、可動マグネット３５が穂出し位置に位置して穂出しが安定した後、交流バイアス電圧を印加する（ＡＣ印加）制御を行い（第１の印加制御手段）、さらに、可動マグネット３５が穂切り位置に位置して、穂が現像位置Ａを通過した後、交流バイアス電圧（ＡＣ印加）をオフするようにしていることになる（第２の印加制御手段）。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
画像後端よりも前のタイミングで可動マグネット３５を穂出し位置から穂切り位置に位置づけ、画像後端を検知した後穂切りが完了すると回転スリーブ３３の回転を停止して、さらに、画像前端よりも前のタイミングで可動マグネット３５を穂切り位置から穂出し位置へ回転して待機させ、画像前端に応じて回転スリーブ３３を回転するようにしたので、穂切り及び穂出し制御を良好に行って、非現像時の際精度よく現像剤の混入を防止することができ、画像不良等が生じることがなく、磁性二成分現像剤を用いる複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による現像装置の実施例１が用いられる画像形成装置を概略的に示す図である。
【図２】本発明による現像装置の実施例１の動作を説明するための図であり、（ａ）は現像状態を示す図、（ｂ）は穂切り開始を示す図、（ｃ）は穂切り状態を示す図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の各色トナー像の形成タイミングを示す図である。
【図４】本発明による現像装置の実施例１の制御タイミングを示すタイミング図である。
【図５】図４に示す制御タイミングにおける穂切り及び穂出しの状態を示す図であり、（ａ）〜（ｊ）は穂切り又は穂出し状態を可動マグネット及び現像ローラとともに示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１  感光体ドラム
１２  帯電器
１３、１４、１５、１６  現像装置
１８  中間転写ドラム
２０  ２次転写ローラ
２１  定着器
３１  現像ローラ
３２  固定マグネット集成体
３３  回転スリーブ
３４  固定スリーブ
３５  可動マグネット
【図１】
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【図２】
2005091528.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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