(57)【要約】【課題】現像剤の搬送、攪拌に伴う動作音が小さく、且つ、現像剤に必要十分な電荷付与が可能な現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置７は、磁性現像剤を収容する現像容器７１と、現像容器７１に設けられ、現像剤を担持搬送し、像担持体１上に形成された静電像を現像する現像剤担持体７２と、現像容器７１の底部に複数配置され、磁界の発生と停止が可能な磁界発生部２０と、複数の磁界発生部２０の各々に対して磁界の発生と停止の制御を行い、現像容器７１内の現像剤の搬送または攪拌を行なう磁界発生制御手段１００と、を有する。【選択図】図３
2007322719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性現像剤を収容する現像容器と、
該現像容器に設けられ、前記現像剤を担持搬送し、像担持体上に形成された静電像を現像する現像剤担持体と、
前記現像容器の底部に複数配置され、磁界の発生と停止が可能な磁界発生部と、
該複数の磁界発生部の各々に対して磁界の発生と停止の制御を行い、前記現像容器内の現像剤の搬送または攪拌を行なう磁界発生制御手段と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁界発生制御手段は、前記磁界発生部において周期的変動磁界が発生するよう制御す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】
前記磁界発生制御手段は、前記複数の磁界発生部における隣接する磁界発生部間で現像剤を移動させるときに、現像剤搬送方向上流側の磁界発生部における磁界発生を停止し、現像剤搬送方向下流側の磁界発生部の磁界を発生するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記複数の磁界発生部は、前記現像剤担持体長手方向に沿って少なくとも２列に配置され、
前記磁界発生制御手段は、隣接する列間で現像剤が移動するように、前記複数の磁界発生部を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記複数の磁界発生部における各々の磁束密度が３０ミリテスラ以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記複数の磁界発生部の上面に非磁性の摩擦帯電用金属板が配置されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項７】
像担持体と、前記像担持体上の静電像を現像剤を用いて現像し可視画像とする現像装置と、前記現像装置に補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、を有した画像形成装置において、
前記現像装置は、請求項１ないし６のいずれかの項に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電像を、現像容器内に収容した現像剤を用いて現像して可視画像とする現像装置、及び、斯かる現像装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、帯電した像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）上に光を照射して潜像を形成し、潜像に従ってトナーなどの現像剤により現像を行う。現像された可視画像、即ち、トナー画像は、紙などの転写材上に転写され、定着工程で加熱によりトナーを溶解されて転写材上に固定される。
【０００３】
その際に使用される現像装置としては、磁性トナーからなる一成分現像装置や、トナーと磁性キャリアを含む二成分現像装置が用いられることが多い。二成分現像装置では、現像装置内に溜められたキャリアとトナーを攪拌することでトナーを分散、帯電し、帯電したトナーを現像スリーブを経由して感光体ドラム上に現像している。
【０００４】
キャリアとトナーの分散、攪拌、搬送工程にはパドルやスクリューなどの部材が用いられることが多い。
【０００５】
ところが、このような部材を用いた場合には、駆動機構が必要なため、現像装置が大型化、複雑化すると共に、攪拌によるスクリューの動作音がすることがある。
【０００６】
特に、最近では画像形成装置が小型化されて、ユーザーに近接した場所に置かれることが多くなったため、わずかな動作音が気になることが多い。
【０００７】
搬送、攪拌工程を簡単で静かにする方法として、特許文献１では搬送に超音波による進行波を用い、交番電界を印加してトナーを帯電する方法が提案されている。しかし、この方法ではキャリア中のトナーの分散が不安定になる。
【０００８】
また、特許文献２では、円筒周面の全周にわたってＳ極とＮ極が交互に着磁され、その周面が周回可能に支持された円筒状のスリーブを設けて、磁界発生手段による磁束によってスリーブ上に現像剤が穂状の磁気ブラシとなって吸着される。この磁界発生手段とスリーブとが逆方向に回転駆動されることによって磁界を変動させ、スリーブ上の現像剤が搬送されると共に、穂状となった現像剤が転動してトナーを帯電する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平４−２０４５７０号公報
【特許文献２】特開平１０−７３９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２に記載の方法では、スクリューによる搬送工程を無くすことができるが、磁気ブラシの転動を起こすために約５００ｒｐｍの高速でスリーブを回転する必要がある。そのために、スリーブを高速で回転させることによって、スリーブの回転駆動音が大きくなる。同時に、回転の遠心力によりスリーブからのトナーの飛散が多くなって画像形成装置内を汚染してしまう可能性がある。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の課題に鑑みてなされたものである。
【００１１】
つまり、本発明の目的は、現像剤の搬送、攪拌に伴う動作音が小さく、且つ、現像剤に必要十分な電荷付与が可能な現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、磁性現像剤を収容する現像容器と、
該現像容器に設けられ、前記現像剤を担持搬送し、像担持体上に形成された静電像を現像する現像剤担持体と、
前記現像容器の底部に複数配置され、磁界の発生と停止が可能な磁界発生部と、
該複数の磁界発生部の各々に対して磁界の発生と停止の制御を行い、前記現像容器内の現像剤の搬送または攪拌を行なう磁界発生制御手段と、
を有することを特徴とする現像装置が提供される。
【００１３】
本発明の第二の態様によれば、像担持体と、前記像担持体上の静電像を現像剤を用いて現像し可視画像とする現像装置と、前記現像装置に補給用現像剤を補給する現像剤補給手段と、を有した画像形成装置において、現像装置は、上記構成の現像装置であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、現像剤の搬送、攪拌工程に、回転駆動するスクリューの代わりに磁界発生部による変動磁界を用いることで現像剤の攪拌または搬送を行う。従って、本発明では、回転駆動部を省略して現像装置の静音化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１６】
実施例１
（画像形成装置）
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例によると、画像形成装置は、電子写真プロセスを利用した中間転写方式のレーザービームプリンタとされる。
【００１７】
先ず、本実施例に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
【００１８】
図１にて、本実施例の画像形成装置は、像担持体として繰り返して使用される回転ドラム型の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有しており、感光体ドラム１は、矢示の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００１９】
感光体ドラム１は回転過程で、帯電手段としての１次帯電器２により所定の極性、電位に一様に帯電処理される。次いで、画像露光手段３（カラー原稿画像の色分解、結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系など）による画像露光４を受ける。これにより、感光体ドラム１には、目的の静電像が形成される。次いで、その静電像が現像装置７内の現像剤により現像される。本実施例にて、現像剤は、非磁性着色微粒子（トナー）と磁性キャリアとを有する２成分現像剤とされる。現像装置７での現像剤の搬送工程と攪拌工程については後述する。
【００２０】
本実施例では、感光体ドラム１の上方に位置して、ベルト型の中間転写体、即ち、中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５は、支持ローラ５ａ、５ｂに張設されて矢印方向に回動される。また、中間転写ベルト５は、感光体ドラム１と対向配置された転写手段としての一次転写ローラ６によって感光体ドラム１に対して所定の押圧力をもって圧接した状態に保持されている。これによって、感光体ドラム１と中間転写ベルト５との間には転写部としての一次転写ニップ部Ｎ１が形成されている。
【００２１】
中間転写ベルト５は、矢示の方向に感光体ドラム１と若干異なる周速度を持って回転駆動されている。そして、感光体ドラムと対向配置された一次転写ローラ６には、不図示の第１のバイアス電源からトナーとは逆極性のバイアス（＋）が印加され、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写される。転写工程を通過した感光体ドラム１の表面は、クリーニング装置１４により清掃される。
【００２２】
次いで、給紙カセット９から給紙ローラ１０によって、記録材としての転写紙Ｐが１枚宛分離搬送されてレジストローラ対１１を経て、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配置された二次転写ニップ部Ｎ２に対して所定のタイミングで給送される。
【００２３】
また、中間転写ベルト５上のトナー画像のトナーと逆極性（＋）のバイアスが、二次転写ローラ１２に不図示のバイアス電源から印加されることで、二次転写ニップ部Ｎ２に対して給送された上記の転写紙Ｐの面に中間転写ベルト５上のトナー画像が転写されていく。
【００２４】
二次転写ニップ部Ｎ２を通って中間転写ベルト５上のトナー画像の転写を受けた転写紙Ｐは定着装置１５へ導入される。転写紙Ｐは、所定に加熱温調された定着ローラ１６と加圧ローラ１７とにより加熱・加圧されてトナー画像の定着処理を受け、カラー画像形成物として出力される。
【００２５】
一方、二次転写終了後の中間転写ベルト５上の転写残トナーは、中間転写体クリーニング装置１９で除去される。
【００２６】
（現像剤）
次に、本実施例で用いられる現像剤について説明する。
【００２７】
なお、本発明の現像装置に使用する現像剤は、磁性を有するものとする。なお以下に説明する現像剤に限定されるものではなく、トナーとキャリアを混合して用いる二成分現像剤に対して有効である。例えば、懸濁重合法、乳化重合法、粉砕法によって製造されるトナーに対して有効である。キャリア粒子としては鉄粉キャリア、フェライトキャリア、磁性微粒子をバインダー中に分散した磁性体分散樹脂キャリア等が有効である。
【００２８】
Ａ．トナー
懸濁重合によるトナー（以後、「重合トナー」という。）は、液体のモノマーを重合して製造するという特徴を持つために、せん断力や造粒温度などの制御によって容易に粒径をコントロールすることも可能である。
【００２９】
本実施例では、少なくともＡ及びＢの２種の樹脂成分をＡ：Ｂ＝５０：５０〜９５：５の範囲で含有し、Ａを主体とする相とＢを主体とする相とに分離した構造を有する。Ａを主体とする相が表層部となり、Ｂを主体とする相が中心部に存在する。前記のとおり、Ａを主体とする相が高軟化点で、Ｂを主体とする相が低軟化点である場合に好ましい組み合わせとなるが、トナーとなった時にＡを主体とする相とＢを主体とする相に相分離する組み合せであれば、何ら限定するものではない。
【００３０】
樹脂Ａの好ましい範囲としては、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）によるＭｗ（分子量）で５，０００〜２００，０００であり、フローテスターによる流出開始点で６５〜１００℃が好ましい。樹脂Ａは、懸濁重合で得られる樹脂であれば、いずれの樹脂も用いることができるが、帯電サイトとなり得る官能基や紙との接着性を高める官能基を有していてもよい。
【００３１】
上記懸濁重合に使用できる重合性単量体としては、スチレン・ｏ−メチルスチレン・ｍ−メチルスチレン・ｐ−メチルスチレン・ｐ−メトキシスチレン・ｐ−エチルスチレン等のスチレン系単量体、アクリル酸メチル・アクリル酸エチル・アクリル酸ｎ−ブチル・アクリル酸イソブチル・アクリル酸ｎ−プロピル・アクリル酸ｎ−オクチル・アクリル酸ドデシル・アクリル酸２−エチルヘキシル・アクリル酸ステアリル・アクリル酸２−クロルエチル・アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル・メタクリル酸エチル・メタクリル酸ｎ−プロピル・メタクリル酸ｎ−ブチル・メタクリル酸イソブチル・メタクリル酸ｎ−オクチル・メタクリル酸ドデシル・メタクリル酸２−エチルヘキシル・メタクリル酸ステアリル・メタクリル酸フェニル・メタクリル酸ジメチルアミノエチル・メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類その他のアクリロニトリル・メタクリロニトリル・アクリルアミド等の単量体が挙げられる。
【００３２】
これらの単量体は、単独、又は混合して使用し得る。上述の単量体の中でも、スチレン又はスチレン誘導体を単独で、又はほかの単量体と混合して使用することがトナーの現像特性及び耐久性の点から好ましい。
【００３３】
本実施例に用いる樹脂Ｂの好ましい範囲としては、ＧＰＣによるＭｗで３００〜１０，０００が好ましく、融点は３０〜１３０℃が好ましく、６０〜１００℃がより好ましい。融点が３０℃よりも低いと、定着する時に低温オフセットなどを助長して悪影響を与えてしまう。また、１３０℃よりも高いと、トナー製造時に樹脂Ｂが固化し、造粒性が悪化する。
【００３４】
樹脂Ｂとしてワックスを用いると本発明の効果がより一層発揮される。本実施例に用いられるワックス類としては、パラフィン・ポリオレフィン系ワックス及び、これらの変性物、例えば、酸化物やグラフト処理物の他、高級脂肪酸，およびその金属塩，アミドワックスなどがあげられる。
【００３５】
樹脂Ａと樹脂Ｂの成分比としては、Ａ：Ｂ＝５０：５０〜９５：５である必要があり、好ましくはＡ：Ｂ＝７０：３０〜９０：１０である。５０：５０よりも樹脂Ｂが多いと、カプセル構造が保てなくなり、９５：５よりも樹脂Ｂが少ないと樹脂Ｂの作用効果が発揮されなくなる。
【００３６】
本実施例では、トナー表面からトナー粒径の０．１５倍の深さまでの表面近傍には、Ｂを主体とする相が存在しない。すなわち、概念的には表面層がトナー粒径の０．１５倍の厚みがあるということであるが、例えばクラック等があり、０．１５倍の厚さがない部分があっても、その部分にＢを主体とする相が存在しなければ、本実施例の範囲に含まれる。トナー表面からトナー粒径の０．１５倍の深さまでの表面近傍にＢを主体とする相が存在すると、カプセル構造が不安定となり、たとえば耐ブロッキング性が悪化してしまう。
【００３７】
本実施例においては、トナーの帯電性を制御する目的でトナー材料中に荷電制御剤を添加しておくことが望ましい。これら荷電制御剤としては、公知のもののうち、重合阻害性，水相移行性の殆ど無いものが用いられ、例えば正荷電制御剤としてニグロシン系染料・トリフェニルメタン系染料・四級アンモニウム塩・アミン系及びポリアミン系化合物等が挙げられ、負荷電制御剤としては、含金属サリチル酸系化合物・含金属モノアゾ系染料化合物・スチレン−アクリル酸共重合体・スチレン−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００３８】
本実施例で用いられる着色剤としては、公知のものが使用でき、例えば、カーボンブラック、鉄黒の他、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１，Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４，Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１，Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１，Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０，Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１，Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２，Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９，Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５，Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３，Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５，Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７，Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６，Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４，Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６等の染料，黄鉛，カドミウムイエロー，ミネラルファストイエロー，ネーブルイエロー，ナフトールイエローＳ，ハンザイエローＧ，パーマネントイエローＮＣＧ，タートラジンレーキ，モリブデンオレンジ，パーマネントオレンジＧＴＲ，ベンジジンオレンジＧ，カドミウムレツド，パーマネントレッド４Ｒ，ウォッチングレッドカルシウム塩，ブリリアントカーミン３Ｂ，ファストバイオレットＢ，メチルバイオレットレーキ，紺青，コバルトブルー，アルカリブルーレーキ，ビクトリアブルーレーキ，キナクリドン，ローダミンレーキ，フタロシアニンブルー，ファーストスカイブルー，ピグメントグリーンＢ，マラカイトグリーンレーキ，ファイナルイエローグリーンＧ等の顔料がある。
【００３９】
本実施例においては重合法を用いてトナーを得るため、着色剤の持つ重合阻害性や水相移行性に注意を払う必要があり、好ましくは、表面改質、例えば、重合阻害のない物質による疎水化処理を施しておいたほうが良い。特に、染料系やカーボンブラックは、重合阻害性を有しているものが多いので使用の際に注意を要する。染料系を表面処理する好ましい方法としては、あらかじめこれら染料の存在下に重合性単量体を重合せしめる方法が挙げられ、得られた着色重合体を単量体系に添加する。また、カーボンブラックについては、上記染料と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質、例えば、ポリオルガノシロキサン等でグラフト処理を行っても良い。
【００４０】
Ｂ．キャリア
二成分系現像剤に用いられるキャリア粒子は、トナー粒子に良好な帯電性を付与し、現像極において静電像上にトナーを現像し、キャリア粒子自身は現像容器内に戻され新たにトナーと混合し良好な帯電を付与するというサイクルで長時間繰り返し使用される。従って、キャリア粒子に要求される性能として、トナーに良好な帯電を付与すること、繰り返しの使用でも帯電付与性能が劣化しないこと等が挙げられる。本実施例では磁性微粒子をバインダー中に分散した磁性体分散樹脂キャリアを用いた。
【００４１】
（現像装置）
次に、図２〜図４を参照して、本実施例で用いられる現像装置７の構成について説明する。図２は、現像装置の概略構成を示す斜視図である。図３は、本実施例で用いられる現像装置の概略構成断面図である。図４は、現像装置を上から見た上面図である。
【００４２】
現像装置７の現像容器７１は、像担持体としての感光体ドラム１に対向した現像領域Ａにおいて開口した開口部７１Ａを備えている。現像剤担持体としての現像スリーブ７２が、この開口部７１Ａに一部露出するようにして回転可能に配置されている。現像スリーブ７２は非磁性材料で構成され、その内部に、磁界発生手段である固定のマグネットロール７３を内包している。
【００４３】
現像容器７１は、隔壁７４により、現像スリーブ７２に近い側の現像剤供給部としての現像室７５と、現像スリーブ７２から遠い側の現像剤撹拌部としての撹拌室７６の二室に二分されている。隔壁７４の両端部、即ち、図３にて手前側と奥側には、図４をも参照すると理解されるように、第１及び第２開口部７７、７８が形成されており、現像室７５と撹拌室７６とが連通している。
【００４４】
本実施例によると、現像室７５と撹拌室７６には、従来設けられた搬送スクリューのような搬送部材は配置されていない。代わりに、本実施例によると、現像室７５と撹拌室７６は、それぞれ、底部には、複数の磁界発生部であるところの複数の磁石２０にて構成される磁石群が、現像剤の搬送方向（現像スリーブ長手方向）に沿って複数列配置されている。本実施例では、複数の磁石２０にて構成される二列の磁石群、即ち、第１の列の磁石群２０Ａと、第２の列の磁石群２０Ｂとが配置されている。
【００４５】
各列の、即ち、本実施例では、上記第１の列の磁石群２０Ａと第２の列の磁石群２０Ｂを構成する複数の磁石２０には、それぞれ、磁界発生制御手段（磁界発生制御装置）１００が接続されている。
【００４６】
詳しくは後述するが、本実施例によると、現像室７５と撹拌室７６に設けられた電磁石により、現像剤は現像容器７１内を循環しつつ、混合及び攪拌され、そして、現像スリーブ７２に供給される。つまり、本実施例では、現像室７５及び攪拌室７６は、それぞれ、現像剤の搬送路である第１及び第２搬送路を形成する。
【００４７】
本実施例の現像装置１における現像剤循環の方向は、現像室７５においては、図３にて奥側から手前側に向かう方向、撹拌室７６においては、図３にて手前側から奥側に向かう方向である。
【００４８】
現像スリーブ７２は、現像動作時には図３の矢印方向に回転し、現像剤規制部材７９により規制され、現像容器７１内の２成分現像剤を層状に保持して、感光体ドラム１と対向する現像領域Ａに２成分現像剤を供給する。これによって、感光体ドラム１表面に形成されている静電像を現像し、可視画像（即ち、トナー像）とする。
【００４９】
静電像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ７２の回転にしたがって搬送され、現像容器７１内の現像室７５に回収される。
【００５０】
図５をも参照すると理解されるように、現像剤補給手段としてのトナーカートリッジ５０は、本実施例では略円筒形で画像形成装置本体から容易に脱着可能である。トナーカートリッジ５０は、図３にて手前側から挿入し、画像形成装置に装着することができる。トナーカートリッジ５０は、手前側の把手５２を右側にひねることで回転し、補給口５１が開口する。
【００５１】
なお、トナーカートリッジ５０を画像形成装置から離脱する際には把手５２を左側にひねることで補給口５１が閉じ、内包する粉体（即ち、補給用現像剤）が外部に漏れることはない。
【００５２】
また、トナーカートリッジ５０内には、補給用現像剤（以下、「補給トナー」という。）を搬送するための搬送スクリュー５３が内蔵されている。図５にトナーカートリッジ５０の内部が一部示されているが、搬送スクリュー５３は、図５に示すように、樹脂フィルムなどを螺旋状にしたものを剛体の軸５４で回転駆動するように構成される。この構成によって、軸５４を適宜回転することでトナーカートリッジ５０内のトナーを搬送し、補給を補助する。
【００５３】
現像装置７内の現像剤の濃度は、現像剤濃度検知装置８０により検知され、画像形成によって消費された分のトナーは、トナーカートリッジ５０から補給される。トナーカートリッジ５０内の補給トナーは、搬送スクリュー５３の回転力と重力によって、トナーカートリッジ５０から補給口５１を通過して、現像容器７１に配設された補給スクリュー５５へと搬送される。次いで、補給スクリュー５５の回転に従い、トナー補給開口２１を介して現像容器７１内に補給される。補給された補給トナーは、攪拌室７６の既存の現像剤Ｔ上に落下する。
【００５４】
（現像剤の搬送、撹拌）
図６に、攪拌室、即ち、第２搬送路７６における現像剤Ｔの搬送態様示す。なお、説明を容易とするために、便宜上、図６は、磁石群２０Ａ、２０Ｂの配置関係が図４とは異なって示されている。
【００５５】
先ず、第１の搬送工程について説明する。第１搬送工程では、磁界発生制御装置１００を駆動することにより、電磁石２０の第１の列を構成する磁石群２０Ａにおける電磁石２０ａ〜２０ｄが周期的変動磁界を発生させる。これにより、現像剤Ｔは厚み約５ｍｍで、着磁した隣接する電磁石へと移動する。従って、順次、隣接する電磁石の着磁を行うことにより、現像剤Ｔは、磁石２０ａから磁石２０ｄへと、図６にて矢印の方向へ移動していく。本実施例にて、磁界発生制御装置１００は、周期的変動磁界の位相速度をも制御することができる。
【００５６】
攪拌工程は、第１列の磁石群２０Ａと、第２の列を構成する磁石群２０Ｂとの間で行われる。そのために、現像剤Ｔは、第１列の磁石群２０Ａにおける第１搬送工程から、第２列の磁石群２０Ｂへと移動される。即ち、第１搬送工程の磁石２０ｄから攪拌工程を形成する磁石群２０Ｂの磁石２０ｅへと移動する。
【００５７】
攪拌工程では、第１搬送工程時の極性と逆に着磁された、即ち、図６ではＮ極に着磁された電磁石２０ｆ、２０ｈが、それぞれ、磁石２０ｅ、２０ｇに対して現像位置方向に対して斜め前に配置されている。逆に着磁された電磁石２０ｆ、２０ｈに磁界が発生すると、現像剤は移動し、このとき、図にあるように、現像剤Ｔを構成するキャリア２８のスピンが反対になることでキャリア２８が転動する。磁気ブラシ内のキャリア２８は互いに摺擦することで担持しているトナー２７に電荷（トリボ）を付与する。
【００５８】
同様の動作を繰り返すことで現像剤Ｔは、現像位置方向へ移動しながらトナーのトリボが付与されていく。
【００５９】
このとき、上述のように、現像剤Ｔを斜めに移動させることによって、横に移動する場合と比較して現像剤Ｔの山を構成する磁気ブラシの配列を大きく変えることができ、攪拌とともにトナーの分散性を良化できる。
【００６０】
トナーに十分なトリボが付与されるように攪拌工程を終了したら、再び第２の搬送工程になり現像位置へ移動していく。本実施例では、第２の搬送工程は、第２列の磁石群２０Ｂの磁石２０ｉ〜２０ｌにて行われる。
【００６１】
上記搬送工程及び攪拌工程は、所望に応じて所定回数繰り返すことができる。
【００６２】
ここで、現像剤Ｔの移動制御について説明する。
【００６３】
図７に示す通り、本実施例では、各電磁石２０（２０ａ、２０ｂ、・・・・・・２０ｌ）は３個を一組として、即ち、例えば、磁石２０ａは磁石２０ａ１、２０ａ２、２０ａ３を一組とし、磁石２０ｂは磁石２０ｂ１、２０ｂ２、２０ｂ３を一組とし、といったように、配列することにより構成される。そして、各磁石は、磁界発生制御手段１００により、別々に磁界が発生可能なように制御されている。本実施例では、各電磁石の磁束密度は、３０ミリテスラ以上とされる。また、各磁石は、その配列ピッチ（隣接する磁石の中心位置間の距離）が、５ｍｍ〜２０ｍｍとなるように配列されている。
【００６４】
次に、現像剤Ｔの移動制御について上記電磁石２０ａ、２０ｂについて説明する。
【００６５】
例えば、磁石２０ａ及び２０ｂの最も上流側の電磁石２０ａ１、２０ｂ１が磁界発生信号２５によって着磁されたとすると、現像剤Ｔａ１、Ｔｂ１は、最も上流側の電磁石２０ａ１、２０ｂ１の磁界によって保持されている（ステップ１）。
【００６６】
次に、磁石２０ａの最も上流側の電磁石２０ａ１の磁界をオフすると共に、隣接する中間の電磁石２０ａ２に磁界が発生すると、磁石２０ａ１上の現像剤Ｔａ１は、中間の電磁石２０ａ２上へと除々に現像剤Ｔａ２の位置まで移動する（ステップ２）。このとき電磁石２０ａ２に１回のみ磁界を発生させるよりも、周期的変動磁界発生のオンオフを繰り返すと現像剤を効率良く移動させることができる。
【００６７】
また、中間の電磁石２０ａ２は、オフすることなく、現像剤を保持したまま、隣接する組の磁石２０ｂの最も上流側の電磁石２０ｂ１の磁界をオフすると共に、隣接する中間の電磁石２０ｂ２に磁界が発生する。これにより、磁石２０ｂ１上の現像剤Ｔｂ１は、中間の電磁石２０ｂ２上へと除々に現像剤Ｔｂ２の位置まで移動する（ステップ３）。ステップ３の動作は、磁界を持った電磁石が隣接する組に搬送された現像剤を引き戻さないためである。
【００６８】
次に、磁石２０ａの中間の電磁石２０ａ２の磁界をオフする共に、隣接する最も下流の電磁石２０ａ３に磁界を発生させると、現像剤Ｔａ２は、下流の電磁石２０ａ３上へと徐々に現像剤Ｔａ３の位置まで移動する（ステップ４）。
【００６９】
上記移動制御を上記電磁石２０ａ、２０ｂ以外の他の電磁石についても行うことにより、現像剤Ｔは、第２搬送路としての撹拌室７６を、第１搬送路としての現像室７５へと移動搬送される。
【００７０】
攪拌室７６から現像室７５へと搬送された現像剤Ｔは、上記撹拌室７６と同様の移動制御により現像スリーブ７２の長手方向に沿って移動する。
【００７１】
第１搬送路としての現像室７５においては、各電磁石２０の間隔を狭くするのが好ましい。これは間隔を狭くすることで現像剤の量を増加させて現像剤の山を高くすることができ、それによって、現像剤を現像スリーブ７２に効率よく供給するためである。
【００７２】
現像室７５では、現像剤Ｔは、現像スリーブ７２の磁力により引き付けられ感光体ドラム１と対向する現像位置Ａへと搬送され、感光体ドラム１上の潜像に従って現像される。
【００７３】
上述のように、本実施例では、搬送、攪拌の工程に複数の電磁石による周期的変動磁界を用いることを特徴としている。隣接する電磁石の磁界を順に発生させるような制御を行って現像剤をトナー補給位置から現像位置まで搬送する。このとき、隣接する電磁石の磁極を違わせるとキャリア同士を回転させて摺擦することが可能で、補給されたトナーの分散と、トナーへトリボを付与する攪拌を行うことができる。
【００７４】
以上説明したように、本実施例の現像装置によれば、トナーの搬送、攪拌工程に、回転駆動するスクリューの代わりに電磁石による周期的変動磁界を用いる構成とされる。それによって、回転駆動部位を省略して現像装置の静音化を図ることができる。併せて、搬送工程と攪拌工程を別々にして、トナーへのトリボ付与を効率的に行うことができる。これにより動作音の静かな画像形成装置を提供できる。
【００７５】
（比較実験）
上記構成の本実施例による現像装置と、従来のスクリューによって攪拌を行う現像装置とにおける動作音の比較を行った。また、トナーへのトリボ付与能力についても比較を行った。
【００７６】
図１０及び図１１に従来の現像装置７Ａの概略構成を示す。
【００７７】
従来の現像装置７Ａは、現像容器７１内に形成した現像室７５及び攪拌室７６に、搬送スクリューが配置された構成とされる以外は、図３及び図４を参照して説明した本実施例の現像装置７と同様の構成とされる。
【００７８】
つまり、比較例の現像装置７Ａにて、現像容器７１は、隔壁７４により、現像スリーブ７２に近い側の現像室７５と、現像スリーブ７２から遠い側の撹拌室７６の二室に二分されている。隔壁７４の両端部、即ち、図１０にて手前側と奥側には、図１１をも参照すると理解されるように、第１及び第２開口部７７、７８が形成されており、現像室７５と撹拌室７６とが連通している。
【００７９】
また、現像室７５と撹拌室７６は、それぞれ、第１搬送スクリュー８１と第２搬送スクリュー８２を備えており、これら搬送スクリュー８１、８２により現像剤は現像容器７１内を循環しつつ、混合及び攪拌される。
【００８０】
比較例の現像装置７Ａにおける現像剤循環の方向は、現像室７５においては、図１０にて奥側から手前側に向かう方向、撹拌室７６においては、図１０にて手前側から奥側に向かう方向である。
【００８１】
（騒音測定）
上記比較例の現像装置としてキヤノン製複合機ｉＲＣ３１００の現像装置を使用した。比較例及び実施例の現像装置は、現像装置のみの空回転器にセットし、所定の速度で回転させてそのときの騒音を測定した。
現像剤量：２００グラム
現像剤のトナー／キャリア重量比：９．０％
騒音測定装置：株式会社小野測器製  普通騒音計ＬＡ−１２５０型
測定距離：作業者の近くに設置されることを考慮して測定距離は３０センチとした。
【００８２】
結果は表１の通りであった。
【００８３】
【表１】
2007322719.tif 000003
【００８４】
結果から分かるように、比較例の現像装置においては、現像装置が発する音について、現像剤の攪拌・搬送音とスリーブの回転音の割合が大きい。本実施例のような、現像剤の攪拌・搬送音が無く、スリーブの回転を早くしなくても良い現像装置は、騒音に対して効果があることが分かった。
【００８５】
次に、本実施例の現像装置による、トナーへのトリボ付与能力について確認を行った。
使用画像形成装置：キヤノン製複合機ｉＲＣ３１００
確認モード：各画像連続１００枚プリント
使用画像Ａ：ベタ画像（目標反射濃度１．５）
使用画像Ｂ：ベタ白画像
カブリ濃度測定装置：東京電色技術センター製  カブリ濃度計ＴＣ−６ＤＳ
【００８６】
一般に、現像剤の搬送性が悪く現像スリーブへトナーが供給されていないと、ベタ画像の濃度にムラが発生する。通常濃度のムラが０．２以下であれば目立たない。一方、トナーへのトリボ付与が行われていないと、ベタ白画像にトナーが付着する所謂画像かぶりが発生する。カブリ濃度は通常２．０％以下であれば目立たない。
【００８７】
本実施例及び比較例の現像装置の確認の結果を表２に示す。
【００８８】
【表２】
2007322719.tif 000004
【００８９】
結果から分かるように、本実施例の現像装置においては、従来の搬送・攪拌スクリューを用いる現像装置と同等の画像濃度を得ることが可能であると共に、カブリの少ない画像が長期にわたって安定した現像性を得ることが可能である。
【００９０】
実施例２
図８及び図９に、本発明の現像装置の他の実施例を示す。なお、図９は、実施例１との関連を理解し易いように、便宜上、磁石群２０Ａ、２０Ｂの配置関係が図６に合わせて示されている。
【００９１】
本実施例の現像装置７は、現像装置内での現像剤の搬送速度を上げることを目的としている。本実施例の現像装置７は、実施例１で説明した現像装置と同様の構成とされる。ただ、本実施例の現像装置では、図示するように、攪拌室７６にて構成される第２現像剤搬送路に沿って、底部に電磁石と共に、摩擦帯電用制御金属板２２が配置される点において異なる。従って、現像装置全体の構成及び作動についての説明は、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。以下に、本実施例の現像装置の特徴部について説明する。
【００９２】
実施例１にて説明したように、攪拌室７６には、底部に第１及び第２の列を形成する磁石群２０Ａ及び２０Ｂが配置される。本実施例では、その一方の、例えば、第１列の磁石群２０Ａにて形成される経路の上面に非磁性の摩擦帯電用金属板２２が配置される。本実施例では、摩擦帯電用金属板２２は、厚さ０．５〜１ｍｍ程度のアルミニウム板とした。ただ、この材料及び形状寸法に限定されるものではない。
【００９３】
実施例１と同様の磁界発生制御を行うことにより現像剤を搬送すると、経路Ａにおいては、現像剤の移動によって現像剤が摩擦帯電用金属板２２と摺擦され、トナーへトリボが付与される。つまり、現像剤を現像室に搬送する現像剤搬送過程において、摩擦帯電工程が実施されることとなる。
【００９４】
一方、第２列の磁石群２０Ｂにて構成される経路Ｂにおいては、摩擦帯電用金属板２２は配置されておらず、従って、電磁石２０のみを設置した経路Ｂを通過した場合には、トナーへのトリボ付与は行われない。
【００９５】
このように、本実施例では、電磁石を搬送方向に対して並列に配置し、片方にのみ摩擦帯電用の金属板を設置しておく構成とすることにより、搬送経路を選択することでトナーへのトリボ付与をコントロールすることが可能である。
【００９６】
つまり、２つの経路Ａ、Ｂを適宜選択して現像剤を搬送することで、現像剤の搬送速度を上げながら、トナーへの過剰なトリボ付与を防止することが可能となる。
【００９７】
上記説明では、摩擦帯電用金属板２２は、攪拌室７６に設けられるものとしたが、必要に応じて、現像室７５にも設けることができる。
【００９８】
（その他の実施例）
本発明は、実施例１に示したような画像形成装置だけでなく、他の画像形成装置に対しても使用することが可能である。例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックなどの色成分トナーを多重転写するようなフルカラー画像形成装置においても利用することが可能である。この場合、実施例１と比較して現像装置の数が増加するため、本発明の目的である騒音を押さえる効果がより高まる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一実施例の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る現像装置の一実施例の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明に係る現像装置の一実施例の概略構成を示す上面図である。
【図５】トナーカートリッジの一実施例の斜視図である。
【図６】現像装置内の現像剤の搬送工程及び攪拌工程の詳細を説明した図である。
【図７】現像装置内の電磁石の制御を説明した図である。
【図８】本発明に係る現像装置の他の実施例の概略構成を示す断面図である。
【図９】現像装置内の現像剤の搬送工程及び摩擦帯電工程の詳細を説明した図である。
【図１０】従来技術を用いた現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】従来技術を用いた現像装置の概略構成を示す上面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１          感光体ドラム（像担持体）
２          一次帯電器（一次帯電手段）
３          画像露光手段
５          中間転写ベルト（中間転写体）
６          一次転写ローラ（一次転写手段）
７          現像装置
１２        二次転写ローラ（二次転写手段）
２０（２０ａ〜２０ｌ）      電磁石（磁界発生部）
２０Ａ                      第１列の磁石群
２０Ｂ                      第２列の磁石群
２１        トナー補給口
２２        摩擦帯電用金属板
５０        トナーカートリッジ
７１        現像容器
７２        現像スリーブ（現像剤担持体）
７３        マグネットロール（磁界発生手段）
７４        隔壁
７５        現像室（第１搬送路）
７６        攪拌室（第２搬送路）
７７        第１開口部
７８        第２開口部
１００      磁界発生制御装置（磁界発生制御手段）
【図１】
2007322719.tif 000005
【図２】
2007322719.tif 000006
【図３】
2007322719.tif 000007
【図４】
2007322719.tif 000008
【図５】
2007322719.tif 000009
【図６】
2007322719.tif 000010
【図７】
2007322719.tif 000011
【図８】
2007322719.tif 000012
【図９】
2007322719.tif 000013
【図１０】
2007322719.tif 000014
【図１１】
2007322719.tif 000015