(57)【要約】【課題】現像剤像担持体に固着した現像剤を効率よく剥離可能な二成分現像装置を提供する。【解決手段】現像剤剥離部材５０を強磁性体の現像剤剥離部材１０と、現像剤剥離面１０ａを露出させて囲む仕切部材９とで構成する。現像剤剥離部材１０はそれ自身の磁力により現像スリーブ４表面に固着しているトナーと磁力を帯びたキャリアからなる現像剤を剥離する。現像剤剥離部材１０の現像剤剥離面１０ａ以外の部分は仕切部材９により現像剤供給部から隔離されているため、現像剤剥離部材１０と現像剤の直接接触は起こらない。また、現像剤剥離部材１０を仕切部材９内で移動させて、現像剤剥離面１０ａを剥離部材清掃機構１３で清掃し、現像剤搬送機構１２で回収する。現像剤剥離部材１０を構成する強磁性体の磁力は変化させ得る。【選択図】図９
2012103550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも主極、剤切り極及び汲み上げ極を持ち固定配置されたマグネットローラと、
該マグネットローラ周辺を覆う現像スリーブで形成され、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を現像領域まで担持、搬送する現像剤担持体と、
攪拌により現像剤を帯電させると共に前記現像剤担持体近辺に現像剤を供給する現像剤攪拌機構と、
強磁性体で構成され、前記現像剤収容部内かつ前記現像スリーブの前記剤切り極から前記汲み上げ極の位置の間であって前記現像剤攪拌機構の現像剤供給機能を阻害しない位置に、前記現像担持体から所定の間隔をおいて対向配置された現像剤剥離部材と、
を備えた二成分現像装置において、
前記現像剤剥離部材には、該現像剤剥離部材のうち現像剤担持体と対向して配置される現像剤剥離面を露出させると共に前記現像剤剥離部材のうち前記現像剤剥離面以外の部分を覆う仕切部材を配置した、
ことを特徴とする二成分現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の二成分現像装置において、
前記現像スリーブを回転させる駆動機構と、前記現像剤攪拌機構を駆動する駆動機構と、前記現像担持体に所定の間隔をおいて対向配置され前記現像領域に向けて搬送される前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制すると共に現像剤を帯電させる層厚規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤周辺の温湿度を検知する温湿度センサと、現像剤中のトナー濃度を検知する透磁率センサと、現像剤の使用量をカウントする作像カウンターとを備えた、
ことを特徴とする二成分現像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の二成分現像装置において、
前記現像剤剥離面をシャッター部材で遮蔽し、該シャッター部材と前記仕切部材とで形成される仕切部材空間内に前記剥離部材を密閉する遮蔽機構と、前記現像剤剥離部材の長手方向を軸として現像剤剥離部材を所定角度揺動させる剥離部材揺動機構と、前記現像剤剥離部材を構成する磁性体の磁性を所定のタイミングで発現又は消失させる磁性発生消失機構とを備えた、
ことを特徴とする二成分現像装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の二成分現像装置において、
前記仕切部材空間内に現像剤を攪拌して搬送する現像剤搬送機構と、前記仕切部材空間内から現像剤を現像剤収容部に排出する現像剤排出口とを備えた、
ことを特徴とする二成分現像装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の二成分現像装置において、
前記仕切部材空間内に前記現像剤剥離部材の付着物を清掃する剥離部材清掃機構を備えたことを特徴とする二成分現像装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の二成分現像装置において、
前記仕切部材空間に現像剤を攪拌して搬送する現像剤搬送機構を備え、該現像剤搬送機構が仕切部材空間内において前記現像剤剥離部材の付着物を清掃する機能を備えた、
ことを特徴とする二成分現像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の二成分現像装置において、
前記現像剤搬送機構の清掃領域が前記現像剤剥離部材の被清掃面の全域となるように前記現像剤搬送機構を前記被清掃面と平行に駆動する平行駆動機構を備えた、
ことを特徴とする二成分現像装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の二成分現像装置において、
前記現像剤剥離部材は複数の側面部を備えた多角形柱形状であり、前記現像剤剥離部材を回転駆動して複数の側面部のうちの少なくとも一の側面部を前記仕切部材から露出させる剥離面変更機構を備えた、
ことを特徴とする二成分現像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の二成分現像装置において、
前記現像剤剥離部材が五面以上の側面部を備える多角柱からなる、
ことを特徴とする二成分現像装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の二成分現像装置を搭載したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１から請求項９に記載の二成分現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載のプロセスカートリッジを備えた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、二成分現像装置、該二成分現像装置を搭載したプロセスカートリッジ、前記二成分現像装置を搭載した画像形成装置、及び前記プロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関し、詳細には電子写真方式の複写機やプリンター等に用いられるプロセスカートリッジあるいは該プロセスカートリッジを備えた画像形成装置に用いられる二成分現像装置の現像スリーブに固着した現像剤の除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のようなプロセスカートリッジあるいは該プロセスカートリッジを備えた画像形成装置では、潜像担持体の振れや現像剤担持体の振れにより正規現像ギャップ幅が減少した場合や、現像スリーブ上の現像剤が正規汲み上げ量を超えた場合に、現像スリーブ表面上に現像剤が固着してしまうことがある。具体的には、現像剤が現像ニップ（現像スリーブ上に形成される磁気穂が潜像担持体と摺擦する部分で発生する接触部）内で押圧されながら通過する際に、狭い空隙で生じるストレスが現像ギャップ幅の減少や現像剤汲み上げ量の増加に伴い増加する。
【０００３】
このことで、
（１）現像剤が力学的に軟化する、
（２）現像剤を構成するトナーが熱的に軟化及び溶融する、
（３）トナー内に含有されたワックスが力学的に染み出る、
等の問題が発生する。
【０００４】
さらに、このような状態において、現像ニップを通過できない高密度の現像剤は、現像スリーブ表面で摩擦熱を発生し溶融、固着してしまう。加えて、軟化、溶融したトナーに他のトナー、磁性キャリアが凝集し始め、はじめに溶融した部分を核とした固着部の成長が起こる。近年では、省エネ化と印刷速度の高速化のために、低融点トナーが求められているが、このことにより現像スリーブへの固着は一層発生しやすくなっている。
【０００５】
上述のような現像剤の固着が発生すると、現像スリーブを有して回転する現像ローラの回転トルクが上昇し、現像駆動ギア等駆動伝達系のギアピッチで駆動むらを生じ、その結果、バンディングが発生してしまう。また、潜像担持体に対しても駆動むらを発生させるため、レーザー等によるドット状静電潜像形成時には、ドット間隔にむらを生じ、同様にバンディング画像を生じるという不具合がある。
【０００６】
またさらに、そのまま画像形成動作を続けると潜像担持体と現像スリーブの線速差により潜像担持体表面層の損傷が発生するといった著しい不具合を生じてしまうことがあり得る。
【０００７】
特許文献１では、電子写真方式の画像形成装置において、予め一様に帯電された潜像担持体上に光学的な画像情報を形成することによって得た静電潜像を、現像装置から供給されるトナーにより可視化し、この可視像を転写紙上に転写、定着することによって画像形成を行っている。従来、トナーと磁性キャリアで構成される乾式二成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成装置においては、内部に磁極を固定し、その外周の現像スリーブが回転する機構の現像ローラが用いられている。このような現像スリーブの表面には電気的、機械的又は熱的に現像剤が付着しやすく、この付着により現像スリーブ上へのトナー付着量にむらが発生する。その結果、現像されたトナー像にも画像濃度むらが生じるという問題がある。この問題を解決するため、特許文献１には、現像スリーブに所定の距離をおいて配置された電極や現像スリーブと当接させた弾性部材を用いて現像スリーブへのトナー付着を剥離する発明が提案されている。
【０００８】
また、特許文献２に開示されている発明では、現像スリーブ上の残留現像剤を効率的に剥離するため、剤切り極の補助として現像スリーブと非接触状態に対向させた第１磁性体、第２磁性体を搭載している。
【０００９】
特許文献３に開示されている発明では、特許文献１、２とは目的は異なるが、剤切り極にて現像スリーブより離れた現像剤が攪拌部材により攪拌されること無くそのまま再び汲み上げられてしまうことにより生じる画像濃度むらを軽減するようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に開示されている発明は、剥離部材である電極が直に現像剤と接触しているため、現像スリーブに付着した現像剤のみではなく正規の剤搬送経路に沿って循環している現像剤までも電極によって吸着されてしまい得る。そのため、剤バランスの乱れや剤搬送力の乱れに繋がり得る。また、当接された弾性部材を用いた場合の問題として、現像スリーブと当接部材間を現像剤がすり抜けることや、掻き取るときに生じる現像材劣化や、現像スリーブの機械的損傷が生じ得る。
【００１１】
また、特許文献２に示されている発明は、特許文献１と同様に剥離部材が露出しているため、現像剤供給部内の現像剤が剥離部材に吸着してしまうことが起こり得る。加えて、剥離部材に付着した現像剤を除去する手段を設けていないため、長期間の使用に際して剥離部材表面上に現像剤が蓄積していき、剤バランスや剤搬送に対し致命的な障害を引き起こすおそれがある。
【００１２】
さらに、特許文献３に開示されている発明では、剤切り極と汲み上げ極の間に剤切りの補助として現像器外に磁界発生手段を設けており、特許文献１、特許文献２で見られ得る剥離部材への現像剤の直接接触は起こらない。しかしながら、磁界発生手段と現像スリーブの間隔を一定以下にできず、現像スリーブ表面上に固着した現像剤の剥離に十分な磁界を得ることは容易ではない。
【００１３】
本発明は、上述した従来技術における問題点にかんがみ、現像スリーブに固着した現像剤を効率よく剥離可能な二成分現像装置、これを搭載したプロセスカートリッジ、前記二成分現像装置あるいは前記プロセスカートリッジを搭載した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】
【００１４】
本発明の二成分現像装置のうち請求項１に係るものは、少なくとも主極と剤切り極及び汲み上げ極を持つ固定配置されたマグネットローラと、該マグネットローラ周辺を覆う現像スリーブで形成されトナー及び磁性キャリアを含む現像剤を現像領域まで担持、搬送する現像剤担持体と、攪拌により現像剤を帯電させると共に前記現像剤担持体近辺に現像剤を供給する現像剤攪拌機構と、強磁性体で構成され、前記現像剤収容部内かつ該現像スリーブの剤切り極から汲み上げ極の位置の間であって前記現像剤攪拌機構の現像剤供給機能を阻害しない位置に前記現像担持体から所定の間隔をおいて対向配置された現像剤剥離部材と、を備えた二成分現像装置において、前記現像剤剥離部材には、該現像剤剥離部材のうち現像剤担持体と対向して配置される現像剤剥離面を露出すると共に現像剤剥離部材のうち前記現像剤剥離面以外の部分を覆う仕切部材を配置したことを特徴とする。
【００１５】
同請求項２に係るものは、請求項１に記載の二成分現像装置において、前記現像スリーブを回転させる駆動機構と、前記現像剤攪拌機構を駆動する駆動機構と、前記現像担持体に所定の間隔をおいて対向配置され前記現像領域に向けて搬送される前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制すると共に現像剤を帯電させる層厚規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤周辺の温湿度を検知する温湿度センサと、現像剤中のトナー濃度を検知する透磁率センサと、現像剤の使用量をカウントする作像カウンターと、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
同請求項３に係るものは、請求項１又は請求項２に記載の二成分現像装置において、前記現像剤剥離面をシャッター部材で遮蔽し、該シャッター部材と前記仕切部材とで形成される仕切部材空間内に前記剥離部材を密閉する遮蔽機構と、前記現像剤剥離部材の長手方向を軸として現像剤剥離部材を所定角度回転させる剥離部材揺動機構と、前記現像剤剥離部材を構成する磁性体の磁性を所定のタイミングで発現又は消失させる磁性発生消失機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
同請求項４に係るものは、請求項１から請求項３のいずれかに記載の二成分現像装置において、前記仕切部材空間内に現像剤を攪拌して搬送する現像剤搬送機構と、前記仕切部材空間内から現像剤を現像剤収容部に排出する現像剤排出口と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
同請求項５に係るものは、請求項３又は請求項４に記載の二成分現像装置において、前記仕切部材空間内に前記現像剤剥離部材の付着物を清掃する剥離部材清掃機構を備えたことを特徴とする。
【００１９】
同請求項６に係るものは、請求項１から請求項３のいずれかに記載の二成分現像装置において、前記仕切部材空間に現像剤を攪拌して搬送する現像剤搬送機構を備え、該現像剤搬送機構が仕切部材空間内において前記現像剤剥離部材の付着物を清掃する機能を備えたことを特徴とする。
【００２０】
同請求項７に係るものは、請求項６に記載の二成分現像装置において、前記現像剤搬送機構の清掃領域が現像剤剥離部材の被清掃面の全域となるよう、前記現像剤搬送機構を前記被清掃面と平行に駆動する平行駆動機構を備えたことを特徴とする。
【００２１】
同請求項８に係るものは、請求項６又は請求項７に記載の二成分現像装置において、前記現像剤剥離部材は複数の側面部を備えた多角形柱形状であり、前記現像剤剥離部材を回転駆動して複数の側面部のうちの少なくとも一の側面部を前記仕切部材から露出させる剥離面変更機構を備えたことを特徴とする。
【００２２】
同請求項９に係るものは、請求項８に記載の二成分現像装置において、前記現像剤剥離部材が五面以上の側面部を備える多角柱からなることを特徴とする。
【００２３】
同請求項１１に係るプロセスカートリッジは、請求項１から請求項１０に記載の二成分現像装置を備えたことを特徴とする。
【００２４】
同請求項１１に係る画像形成装置は、請求項１から請求項９に記載の二成分現像装置を備えたことを特徴とする。
【００２５】
同請求項１２に係る画像形成装置は、請求項１０に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、現像スリーブの損傷、また剤バランスや剤搬送力の乱れをあまり生じさせずに現像スリーブに固着した現像剤を効率よく剥離し得るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施対象となる画像形成装置の要部の断面図である。
【図２】図１に示した現像スリーブの周辺を拡大しマグネットローラの各極配置を加えた模式図である。
【図３】剥離部材無し（デフォルト）の場合と、剥離部材あり（実施例１）の場合との初期から３００００００枚通紙時の現像スリーブのトルク変化を示すグラフである。
【図４】トルクと感光体削れ膜圧との関係を示すグラフである。
【図５】トルクと磁束密度との関係を示すグラフである。
【図６】実施例２に係る二成分現像装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施例２に係る二成分現像装置の現像剤剥離部材の概略構成を示す断面図である。
【図８】実施例２及び実施例３に係る二成分現像装置における３０００００枚通紙後の仕切部材空間内の現像剤の量を示すグラフである。
【図９】実施例３に係る二成分現像装置の現像剤剥離部材の概略構成を示す概略図である。
【図１０】実施例３及び実施例４に係る二成分現像装置の初期から３０００００枚通紙時の現像スリーブのトルクを示すグラフである。
【図１１】実施例５に係る現像剤剥離部材の模式図である。
【図１２】実施例５、実施例４及び清掃機構を持たない二成分現像装置における初期から通紙枚数と現像スリーブのトルクとの関係を示すグラフである。
【図１３】実施例６に係る現像剤搬送機構の駆動方向を示した模式図である。
【図１４】実施例５、実施例６及び対比例（清掃部材有り別部材）の通紙枚数と現像スリーブのトルクを示すグラフである。
【図１５】実施例７に係る現像剤剥離部材を示す模式図である。
【図１６】実施例６及び実施例７の通紙枚数と現像スリーブのトルクを示すグラフである。
【図１７】実施例８に係る二成分現像装置において現像剤剥離部材を４角柱、６角柱、８角柱とした場合における通紙枚数と現像スリーブのトルクを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施形態に係る二成分現像装置は、少なくとも主極と剤切り極及び汲み上げ極を持つ固定配置されたマグネットローラと、該マグネットローラ周辺を覆う現像スリーブで形成されトナー及び磁性キャリアを含む現像剤を現像領域まで担持、搬送する現像剤担持体と、攪拌により現像剤を帯電させると共に前記現像剤担持体近辺に現像剤を供給する現像剤攪拌機構と、強磁性体で構成され、前記現像剤収容部内かつ該現像スリーブの剤切り極から汲み上げ極の位置の間であって前記現像剤攪拌機構の現像剤供給機能を阻害しない位置に前記現像担持体から所定の間隔をおいて対向配置された現像剤剥離部材とを備える。前記現像剤剥離部材には、該現像剤剥離部材のうち現像剤担持体と対向して配置される現像剤剥離面を露出させると共に現像剤剥離部材のうち前記現像剤剥離面以外の部分を覆う仕切部材を配置する。
【００２９】
また、本発明の他の実施形態に係る二成分現像装置は、現像剤剥離面をシャッター部材で遮蔽する。該シャッター部材と前記仕切部材とで形成される仕切部材空間内には、前記剥離部材を密閉する遮蔽機構と、前記現像剤剥離部材の長手方向を軸として現像剤剥離部材を所定角度回転させる剥離部材揺動機構と、前記現像剤剥離部材を構成する磁性体の磁性を所定のタイミングで発現又は消失させる磁性発生消失機構とを備える。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の実施例に係る画像形成装置について説明するが、本発明はこれらに限定されず、かつ本発明の真の趣旨及び範囲から逸脱せずに、数多くの改良、変更、変形、置換をなすこと及び応用例を想到することが当業者には可能であろう。
【００３１】
図１は本発明の実施対象となる画像形成装置の現像器の断面図、図２は図１に示した現像スリーブ周辺を拡大して示しマグネットローラの各極配置を加筆した図である。本例に係る画像形成装置において二成分現像装置２０は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を使用するものである。二成分現像器２０は、第一現像攪拌手段１、第二現像攪拌手段２及び第三現像攪拌手段３、像担持体６を現像する現像剤担持体４、帯電器２１、クリーニング装置２２を備える。第一現像攪拌手段１、第二現像攪拌手段２、第三現像攪拌手段３は、常に現像剤担持体４の汲み上げ極に現像剤を供給する機能を有している。また、図中符号５は層厚規制部材を、符号７は作像中に現像ニップ部以外の像担持体部分を極力覆うことで作像中のトナー飛散をある程度抑制する機能を持つ覆い部材を示している。
【００３２】
この二成分現像器２０の作用を説明する。まず、現像剤担持体４の汲み上げ極Ｎ２極が第一現像攪拌手段１、第二現像攪拌手段２及び第三現像攪拌手段３によって攪拌された現像剤を汲み上げる。次に汲み上げられた現像剤は、層厚規制部材５により、現像剤の層厚が規制され、現像極（主極）Ｓ１極にて、像担持体６に書き込まれた潜像に現像される。現像を経て、トナー濃度が変動（低下）した現像剤は、剤切り極Ｎ３極にて、現像器内に戻り、補給トナーと共に第一現像攪拌手段１、第二現像攪拌手段２及び第三現像攪拌手段３攪拌される。上記が一連のサイクルとなり、このサイクルの連続で作像が行われる。
【００３３】
＜実施例１＞
実施例１では、このような二成分現像装置２０において、像担持体６に対向して、現像剤剥離装置３０を配置している。この現像剤剥離装置３０は、現像剤剥離部材１０と、仕切部材９とを備えて構成される。前記現像剤剥離部材１０は、断面４角柱形の強磁性体で構成される。現像剤剥離部材１０は、現像剤担持体４との間に所定の距離をおいて配置され、現像剤剥離部材１０の４つの側面のうち現像剤担持体４に近接して配置された側面が現像剤を剥離する現像剤剥離面１０ａとなる。
【００３４】
仕切部材９は、現像剤剥離部材１０の現像剤剥離面１０ａ側に開口３１を形成した略四角筒状の部材であり、現像剤剥離面１０ａが開口３１から露出されて配置されると共に、現像剤剥離部材１０の他の部分を覆うよう構成される。
【００３５】
現像剤剥離部材１０は、自身の持つ磁力により現像剤担持体４表面に固着したトナーと磁力を帯びたキャリアからなる現像剤を剥離して現像剤剥離面１０ａに吸着する。また、現像剤剥離部材１０の現像剤剥離面１０ａ以外の部分は、仕切部材９により現像剤供給部から隔離されているため、現像剤との直接接触は起こらない。加えて、仕切部材９によって隔離された空間３２を強磁性体の磁界に対し十分広く取り強磁性体を適当な位置に配置をすることで、仕切部材９の各面をして磁力的保持力を所持していない状態に制御することができる。これにより、前記現像剤担持体４に対抗する面、即ち現像剤剥離部材１０のうち仕切部材９から露出する面以外の面で現像剤の付着は起こらない。
【００３６】
本実施例においては、現像剤剥離部材１０は常時磁力を帯びており作像中常に現像剤の剥離を行っている。現像剤剥離部材１０に磁力を帯びさせる手段としては強磁性体の現像剤担持体４に対向している面と逆の面に、電磁石、永久磁石等磁界発生部材を設置する手段が挙げられる。勿論、適切な磁界を得られるならばこの方法に限らない。
【００３７】
また、強磁性体の素材としては、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウムが挙げられる。その他公知の強磁性体であればこれらに限らない。
【００３８】
図３に剥離部材が無い場合（デフォルト）と剥離部材有り（実施例１）の場合の初期から３００００００枚通紙時の現像スリーブのトルクを示す。ここで、通紙画像はＡ４サイズとし、画像面積率は市場の使われ方をかんがみて０〜１００％迄ランダムに振った手順としている。さらに、使用環境もランダムに振りながらの手順としている。図３の結果を得るために使用した現像器の交換寿命が３００００００枚のものである。
【００３９】
また、図４にトルクと感光体削れ膜圧の関係を示す。これは、図３の剥離部材無し（デフォルト）の測定と平行し測定した、トルクの値と固着した現像材により削られた感光体即ち潜像担持体の各トルク値における削れ膜圧の関係である。一般的な感光体において画像品質に影響が及ぶ約４μｍの損傷を可否判断の境界とした。
【００４０】
図３から明らかなように、剥離部材無し（デフォルト）では現像スリーブに現像剤が固着することによるトルクの上昇が起きている。一方、剥離部材あり（本実施例１）の場合は現像スリーブ表面上に付着している現像剤が回転の都度剥離され、現像スリーブ表面上への現像剤固着が抑制されており、その結果トルクの上昇が大幅に低減されている。また、図３と図４を合わせて見ると明らかなように、現像剤固着起因のトルク上昇によって画像品質に影響が及ぶ程度の損傷が発生することを防ぐことができている。
【００４１】
図５に実施例１と剥離部材を仕切部材により完全に密閉した場合（対比例）における２０００００枚通紙後のトルクと現像剤剥離部材の磁束密度の関係を示す。ここで、剥離部材以外の構成は同一であり、仕切部材の厚みは、二成分現像器の外壁と同等とした。
【００４２】
図５から明らかなように、実施例１では対比例に比べ、低い磁力で十分な剥離力を確保できている。即ち容易な構成により、本発明の目的の機能である剥離部材のうち一面は十分な磁力を保持しており他三面は磁力を保持していないという状態を有することができるようになった。
【００４３】
＜実施例２＞
次に実施例２について説明する。図６は実施例２に係る二成分現像装置の動作を示すフローチャート、図７は実施例２に係る二成分現像装置の現像剤剥離部材の概略構成を示す断面図である。実施例１では、剥離部材である強磁性体の磁力は常に発現しているため、一度現像スリーブから剥離された現像剤は、剥離部材表面に付着したままでとなる。このため仕切部材の該表面に現像剤が蓄積してしまい、一定量以上蓄積することで現像スリーブの回転が阻害され、この蓄積起因のトルク上昇が生じてしまう。実施例２はこれに対処したものである。
【００４４】
実施例２に係る２成分現像装置の現像剤剥離装置４０は、前記実施例１と同様の現像剤剥離部材１０と仕切部材９とを備える他、図７に示すように、仕切部材９には、現像剤剥離部材１０が露出する開口４１を開閉するシャッター部材１１を配置すると共に、現像剤剥離部材１０を仕切部材９内で揺動させる剥離部材揺動機構（図示せず）を設けている。また剥離部材揺動機構は、内部空間４２内において、現像剤剥離部材１０を現像剤剥離面１０ａが内部空間４２の内側に向くよう図７中の矢印Ａに示すように揺動させる。前記シャッター部材１１は、公知の開閉機構を使用することができる他、前記剥離部材揺動機構はモータ、ソレノイドを駆動源とする公知の機構で実現できる。
【００４５】
また、現像剤剥離部材１０は、強磁性体の磁力を所定のタイミングで発生消失させる磁性発生消失機構を備える。磁性発生消失機構は、強磁性体の現像剤担持体４に対向している面と逆の面に、電磁石を設置し該電磁石に流す電流を制御することによりにより実現できる他、永久磁石と、該永久磁石を強磁性体に接触又は離間するように駆動する駆動部とを設け、その永久磁石を駆動することにより実現できる。また、現像剤剥離部材１０の強磁性体を電磁石とすることによっても実現できる。このように構成することで、本実施例では、仕切部材９の現像スリーブに対向した表面への現像剤蓄積を解消でき、蓄積起因の表面磁力の低下やトルク上昇を防止することができる。
【００４６】
また、上述のように現像剤剥離部材１０の磁力を消失させるのと同時に現像剤剥離部材１０を回転駆動し、シャッター部材１１を図７のように閉状態とすることで、現像剤剥離部材１０の表面に磁気力で付着している現像剤を仕切部材９の内部空間４２内へ落下させることができる。
【００４７】
次に実施例２の動作の一例について説明する。実施例２に係る画像形成装置では、図６に示すように、現像剤剥離部材１０を構成する強磁性体の磁力が発現している状態（ステップＳＴ１）において、所定のタイミング（ステップＳＴ２：作像カウンターのカウント値Ａが１００００以下）で磁力を消失させる（ステップＳＴ３）ことにより、仕切部材９の現像剤担持体４に対向した表面に磁気力で付着している現像剤を現像剤収容部（図示せず）へ落とす。図中Ａは現像剤の使用量をカウントする作像カウンターの値、Ｂは現像剤を新品に入れ替えたときに手動もしくは自動でＢ＝０の値を取るものとし（ステップＳＴ４）、新品の現像剤に対する総計の作像カウンターの値を示す。なお、ステップＳＴ２で作像カウンターのカウント値Ａが１００００以下になるまでは、磁力の発現を係属させる（ステップＳＴ５、ＳＴ１）。
【００４８】
以上のように、実施例２では、現像剤剥離面への現像剤蓄積を解消でき、蓄積起因の表面磁力の低下やトルク上昇を防止することができる。なお、前記実施例１及び実施例２では、磁力消失のカウンター閾値である作像カウンター値：Ａを１００００≦Ａとしているが、勿論実施するシステムに合わせて、閾値は変更することができる。
【００４９】
＜実施例３＞
次に実施例３について説明する。実施例３に係る二成分現像装置は、仕切部材空間内に現像剤を攪拌、搬送する現像剤搬送機構を設け、さらに現像装置内の現像剤収容部へ繋がる排出口を形成し、この排出口に前記現像剤搬送機構からの現像剤を搬送する。現像剤搬送機構としては、公知のスクリュー機構を適用することができる。
【００５０】
実施例３に係る二成分現像装置は、固着現像剤を再利用して搬送すると共に攪拌されることで、十分に帯電させることができ、剤バランスの乱れを防止することができる。これに対して、実施例２に係る二成分現像装置では、現像担持体に固着し現像剤剥離部材によって剥離され、磁力の消失により仕切部材空間内に蓄積された現像剤は現像装置を分解しない限り該空間に累積したままとなる。
【００５１】
図８は現像剤搬送機を備えない実施例２と実施例３における３０００００枚通紙後の仕切部材空間内の現像剤の量を示すグラフである。実施例３では、現像担持体上より除去された固着現像剤を予め十分帯電させた上で新規の現像剤として再利用することができる。
【００５２】
＜実施例４＞
次に実施例４について説明する。実施例４に係る二成分現像装置に使用する現像剤剥離部材５０は、仕切部材空間内に現像剤剥離部材表面の付着物を清掃する機能を有する清掃機構を備える。前記実施例２及び実施例３に係る二成分現像装置は、現像担持体に固着した現像剤は現像剤剥離部材によって剥離され磁力の消失により大部分が仕切部材空間内へと落下するが、剥離された際に剥離部材へと強く吸着した現像剤は落下せず剥離部材表面へ固着してしまう。これが累積することにより、蓄積起因の表面磁力の低下やトルク上昇等の障害が発現する。
【００５３】
図９は実施例４に係る二成分現像装置の現像剤剥離部材の概略構成を示す図である。実施例４に係る二成分現像装置に使用する現像剤剥離部材５０は、前記実施例２と同様に仕切部材９の開口５１を閉状態とするシャッター部材１１及び剥離部材揺動機構を備える。また、仕切部材９内には、仕切部材９内の空間５２内に落下した現像剤を搬送、攪拌する現像剤搬送機構１２と、前記現像剤剥離部材１０の現像剤剥離面１０ａを清掃する剥離部材清掃機構１３とを配置している。現像剤搬送機構１２は公知のスクリュー機構であり、剥離部材清掃機構１３は、例えばブラシであり、現像剤剥離部材１０が空間５２内に回転駆動された状態で現像剤剥離面１０ａに接触させつつ現像剤剥離部材１０の長手方向に移動して清掃する。
【００５４】
図１０は実施例４の場合及び実施例４の場合の初期から３０００００枚通紙時の現像スリーブのトルクを示すグラフである。ここで、通紙画像はＡ４サイズとし、画像面積率は市場での使われ方にかんがみ、０〜１００％迄ランダムに振った手順としている。さらに、使用環境もランダムに振りながらの手順としている。
【００５５】
図１０から明らかなように、実施例４に係る二成分現像器では清掃機構により剥離部材表面が清掃されるため現像剤剥離部材への現像剤の蓄積を適時効果的に解消することができ、実施例３と比較しても、現像スリーブのトルク上昇が低減していることがわかる。
【００５６】
＜実施例５＞
次に実施例５について説明する。図１１は実施例５に係る現像剤剥離部材の模式図である。実施例５に係る二成分現像装置は、現像剤剥離装置６０の仕切部材９内に配置した現像剤搬送機構に清掃機能を持たせたものである。
【００５７】
現像剤剥離装置６０は、前記実施例２と同様に仕切部材９の開口６１を閉状態とするシャッター部材１１及び剥離部材揺動機構を備える。現像剤剥離装置６０の仕切部材９内の空間６２内に現像剤搬送装置１４を配置している。この現像剤搬送装置１４は、現像剤を搬送するスクリュー１４ａの外周にブラシ１４ｂを取り付けて構成したものであり、現像剤剥離部材１０が回転された位置において、ブラシ１４ｂが現像剤剥離部材１０の現像剤剥離面１０ａに接触して回転し（図１１中矢印Ｂ）、現像剤剥離面１０ａの清掃を行う。これにより、現像剤担持体４から剥離部材清掃機構１３へと剥離されたとき強力に現像剤剥離部材１０に吸着された現像剤、即ち磁力を消失させた現像剤剥離部材１０に固着したままとなっている現像剤を除去する。なお、現像剤搬送装置１４は、攪拌機能、清掃機能が得られるならば他の構成を備えるものでもよい。
【００５８】
図１２は実施例５に係る二成分現像装置と清掃部材を別途設けた二成分現像装置と清掃機構を持たない二成分現像装置における初期から通紙枚数と現像スリーブのトルクとの関係を示すグラフである。ここで、通紙画像はＡ４サイズとし、画像面積率は市場での使われ方にかんがみ、０〜１００％迄ランダムに振った手順としている。さらに、使用環境もランダムに振りながらの手順としている。
【００５９】
図１２から明らかなように、実施例５に係る二成分現像装置は、攪拌機構と清掃機構を統合してパーツ数を減らすことによりコストダウン、ダウンサイジングを実現したにもかかわらず、清掃機構を持たない構成に対し攪拌機構と清掃機構を独立させた場合とほぼ同等の効果が得られていることがわかる。
【００６０】
＜実施例６＞
次に実施例６に係る二成分現像装置について説明する。実施例５に係る二成分現像装置では、図１２に示すように、清掃機構を別構成としたものと比較して３００００００枚通紙時に若干のトルクの悪化が見られる。これは、搬送機構と清掃機構を統合したため清掃可能範囲が現像剤搬送装置１４のスクリュー１４ａ及びブラシ１４ｂの径に依存してしまい、清掃面の端部が中央部と比較し適切な清掃効果が得られていないため、即ち清掃面を満遍なく清掃できていないため、と考えられる。
【００６１】
図１３は実施例６に係る現像剤搬送機構の駆動方向を示した模式図である。実施例６に係る二成分現像装置の現像剤剥離装置７０は、仕切部材９内の空間６２に配置された現像剤搬送装置１４に清掃機能を付加し、かつ、現像剤搬送装置１４のブラシ１４ｂが現像剤剥離部材１０の現像剤剥離面１０ａに接触した状態で回転し（図１２中矢印Ｂ）、現像剤搬送装置１４は、その回転軸に垂直かつ現像剤剥離部材の表面、即ち現像剤剥離部材の現像剤が付着した被清掃面に対し、平行に駆動させる（図１２中矢印Ｃ、Ｄ）平行駆動機構を設けるようにした。この現像剤剥離装置７０では、現像剤搬送装置１４は、回転するブラシ１４ｂを備え、平行駆動機構は、前記現像剤搬送装置１４をその回転軸Ｏに垂直な方向かつ被清掃面である現像剤剥離面１０ａに沿う方向に往復動させる。この平行駆動機構は、公知のモータ、ソレノイドなどを使用して構成することができる。
【００６２】
図１４は実施例５、実施例６及び対比例（清掃部材有り別部材）の通紙枚数と現像スリーブのトルクを示すグラフである。ここで、通紙画像、画像面積率、使用環境は図１２に示した場合と同様である。図１４から明らかなように、実施例６では現像剤搬送機構が清掃面に対し満遍なく当接するため、実施例５の場合と比較し、対比例と同等の清掃効果が得られることがわかる。
【００６３】
＜実施例７＞
次に実施例７について説明する。図１５は実施例７に係る現像剤剥離部材を示す模式図である。実施例７に係る二成分現像装置８０は、現像剤剥離部材１０として４面の側面部を備えた四角柱形状部材を備え、現像剤剥離部材１０を回転駆動して複数の側面部のうちの少なくとも一つの任意の側面部を前記仕切部材から露出させる剥離面変更機構を備えるものである。
【００６４】
この剥離面変更機構は、公知の間歇回転駆動機構を備えるものであり、現像剤剥離部材１０を回転駆動する軸８１を現像剤剥離部材１０の中心に配置すると共に、該軸８１が現像剤剥離装置８０の仕切部材９に配置されたシャッター部材１１に対して垂直に駆動することを可能としている。実施例７では、駆動軸８１と軸穴８２の十字形状により現像剤剥離部材１０は、矢印Ｅ方向へ移動（図１５（ａ））して現像剤剥離部材１０が開口８３から離脱して、仕切部材９内の空間８２内に配置されシャッター部材１１が閉塞した状態で、矢印Ｆ（図１５（ｂ））へ回転（１／４回転）し、さらに矢印Ｅの逆方向への回転を行い、シャッター部材１１を開き、仕切部材９の開口８３から新たな現像剤剥離面１０ｂを露出する。実施例７では現像剤剥離部材１０の４つの側面を現像剤剥離面として活用できる。なお、駆動の頻度即ち現像剤剥離面の変更のタイミング剥離部材シャッター部材が閉まる毎とすることができる他、予め定めた所定の回数毎に行うことができる。なお、現像剤搬送装置１４は、実施例６と同様に清掃機能を有し、平行移動機構で平行移動（図１２中矢印Ｇ、Ｈ）され、現像剤搬送装置１４に対向して配置された現像剤剥離部材１０の面を満遍なく清掃する。
【００６５】
図１６は実施例６及び実施例７の通紙枚数と現像スリーブのトルクを示すグラフである。ここで、通紙画像、画像面積率、使用環境は図１２に示した場合と同様である。図１６から明らかなように、実施例７では実施例６に比べて４倍の面をスリーブ近接面として利用できるため、剥離部材表面へ固着し清掃機能によっても剥離しきれなかった現像剤によるトルクの上昇が大幅に減少している。
【００６６】
＜実施例８＞
実施例８に係る二成分現像装置は、現像剤剥離部材を５面以上の側面部を備えた多角柱としたものである。図１７は現像剤剥離部材を４角柱、６角柱、８角柱とした場合における通紙枚数と現像スリーブのトルクを示すグラフである。ここで、通紙画像、画像面積率、使用環境は図１２の場合と同様である。
【００６７】
図１７から明らかなように、現像剤剥離部材を構成する多角形の角が増えるに従いスリーブ近接面として活用できる面が増えるため、剥離部材表面へ固着し清掃機能によっても剥離しきれなかった現像剤によるトルクの上昇が抑制されている。また、奇数角柱の場合はそれぞれの多角形に応じた所定の角度に、清掃機能を持たせた現像剤搬送機構を稼動させて構わない。
【００６８】
＜実施例９＞
図示は省略するが、本発明の実施例に係るプロセスカートリッジにおいては、サービス性及びユーザビリティの向上が達成できるようにするため、上述してきた二成分現像装置と感光体ユニットを一体として備え、例えば図１に示した画像形成装置の要部を構成する。
【符号の説明】
【００６９】
１  第一現像攪拌手段
２  第二現像攪拌手段
３  第三現像攪拌手段
４  現像剤担持体
５  層厚規制部材
６  像担持体
９  仕切部材
１０  現像剤剥離部材
１０ａ  現像剤剥離面
１１  シャッター部材
１２  現像剤搬送機構
１３  剥離部材清掃機構
１４  現像剤搬送装置
１４ａ  スクリュー
１４ｂ  ブラシ
２０  二成分現像装置
２１  帯電器
２２  クリーニング装置
３０  現像剤剥離装置
３１  開口
３２  空間
４０  現像剤剥離装置
４１  開口
４２  内部空間
５０  現像剤剥離部材
５１  開口
５２  空間
６０  現像剤剥離部材
６１  開口
６２  空間
７０  現像剤剥離装置
８０  二成分現像装置
８１  軸
８２  軸穴
８３  開口
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２００３−２４１５１３号公報
【特許文献２】特開２００１−２２２１６４号公報
【特許文献３】特開２０１０−０１５１２０号公報
【図１】
2012103550.tif 000003
【図２】
2012103550.tif 000004
【図３】
2012103550.tif 000005
【図４】
2012103550.tif 000006
【図５】
2012103550.tif 000007
【図６】
2012103550.tif 000008
【図７】
2012103550.tif 000009
【図８】
2012103550.tif 000010
【図９】
2012103550.tif 000011
【図１０】
2012103550.tif 000012
【図１１】
2012103550.tif 000013
【図１２】
2012103550.tif 000014
【図１３】
2012103550.tif 000015
【図１４】
2012103550.tif 000016
【図１５】
2012103550.tif 000017
【図１６】
2012103550.tif 000018
【図１７】
2012103550.tif 000019