現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】現像剤にストレスをかけることなく、現像装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持する現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置１００は、表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材８１側へ回収される磁気ローラ６０と、隣り合う磁極が同極性に形成された分離磁極領域Ｑと極性の異なる磁極が並設される主極領域とを形成され、回転可能である磁極部材７２と、この磁極部材７２を内包する供給スリーブ７１とを有する供給ローラ７０と、現像時に主極領域を磁気ローラ６０と撹拌部材８１とに対向する位置に回転させ、現像後に分離磁極領域Ｑを撹拌部材８１に対向する位置に回転させる駆動部７４とを備える。
【解決手段】現像装置１００は、表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材８１側へ回収される磁気ローラ６０と、隣り合う磁極が同極性に形成された分離磁極領域Ｑと極性の異なる磁極が並設される主極領域とを形成され、回転可能である磁極部材７２と、この磁極部材７２を内包する供給スリーブ７１とを有する供給ローラ７０と、現像時に主極領域を磁気ローラ６０と撹拌部材８１とに対向する位置に回転させ、現像後に分離磁極領域Ｑを撹拌部材８１に対向する位置に回転させる駆動部７４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、現像に供されない現像剤を回収する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
キャリアとトナーを主成分とする２成分現像剤を用いて静電潜像を現像し画像を形成する画像形成方式においては、キャリアが感光体に付着して画像欠陥を起こすキャリア付着の問題と、トナーが飛散して機内汚れや画像汚れを起こす問題があり、従来からこれらの問題に対して種々の対策が採られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、現像ローラに接離可能である穂立ちカット部材が設けられる。この穂立ちカット部材は現像時に現像ローラと非接触状態にあり、トナーが現像ローラから静電潜像を形成した感光体に供給され、トナー像が感光体上に形成される。現像完了後に、穂立ちカット部材は現像ローラと接触状態になる。現像ローラが回転すると、穂立ちカット部材が現像ローラ上の現像剤を掻き取り、現像剤が残っていない現像ローラが感光体と対向するようになる。この状態では、感光体表面には現像剤が接触しないので、感光体等の現像装置の周囲を汚染することがなく、また画像を劣化させることがない。
【０００４】
しかしながら、上述した先行技術では、穂立ちカット部材はウレタンゴムやアルミニウムで板状に形成されるので、穂立ちカット部材が現像ローラに接触した状態で現像ローラが回転すると、現像ローラ表面を傷つけるおそれがある。また、穂立ちカット部材が現像ローラ表面から現像剤を掻き取るときに、現像剤が穂立ちカット部材に摩擦される。この摩擦によって、現像剤の発熱等ストレスが生じ、このような現像剤で形成される画像は画質を低下させるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１６１４０６号公報（段落［００２８］〜［００３０］、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像剤にストレスをかけることなく、現像装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持する現像装置及びそれを備え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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、静電潜像を形成した感光体に現像剤を供給し、現像に供されない現像剤を回収する現像装置において、表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材側へ回収される磁気ローラと、隣り合う磁極が同極性に形成された分離磁極領域と極性の異なる磁極が並設される主極領域とを形成され回転可能である磁極部材と前記磁極部材を内包する供給スリーブとを有する供給ローラと、現像時に前記主極領域を前記磁気ローラと前記撹拌部材とに対向する位置に回転させ、現像後に前記分離磁極領域を前記撹拌部材に対向する位置に回転させる駆動部とを備えることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、現像時に主極領域が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラに供給され担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部によって磁極部材が回転させられ、分離磁極領域が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ上の現像に供されない現像剤が撹拌部材側に回収される。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、前記磁気ローラ上の現像剤層厚を規制する規制部材を備え、前記主極領域は、現像時に現像剤を前記撹拌部材から前記供給スリーブ上に汲み上げる第１磁極部と、汲み上げた現像剤を前記磁気ローラに供給する第２磁極部と、前記規制部材近傍の現像剤を回収する第３磁極部とを有することを特徴としている。この構成によれば、現像時に第１磁極部が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられる。汲み上げた現像剤は、第２磁極部に対向する磁気ローラに供給され、規制部材によって所定の層厚にされて磁気ローラ上に担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。第３磁極部は規制部材近傍に滞留した余分の現像剤を供給ローラへ回収する。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、前記駆動部はモータを有することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、前記駆動部はソレノイドを有することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、静電潜像を形成した感光体に現像剤を供給し、現像に供されない現像剤を回収する現像装置において、表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材側へ回収される磁気ローラと、極性の異なる磁極が並設される主極領域を形成され、前記主極領域を前記撹拌部材と前記磁気ローラに対向させる磁極部材と、間隔を設けて前記磁極部材を内包する供給スリーブと、前記間隔に回転可能に設けられ磁気を遮蔽するシールド部材とを有する供給ローラと、現像後に前記シールド部材を前記撹拌部材に対向する位置に回転させる駆動部とを備えることを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、現像時に、撹拌部材に対向する主極領域が、現像剤を撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラに供給され担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部がシールド部材を回転させ、シールド部材が撹拌部材に対向する位置で主極領域の撹拌部材への磁気を遮蔽すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ上の現像に供されない現像剤が撹拌部材側に回収される。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明では、上記の構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、現像時に主極領域が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラに供給され担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部によって磁極部材が回転させられ、分離磁極領域が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ上の現像に供されない現像剤が撹拌部材側に回収されるので、磁気ローラ上に現像剤が残らない。従って、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、現像装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、現像時に第１磁極部が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられる。汲み上げた現像剤は、第２磁極部に対向する磁気ローラに供給され、規制部材によって所定の層厚にされて磁気ローラ上に担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。第３磁極部は規制部材近傍に滞留した余分の現像剤を供給ローラへ回収する。回収した現像剤は撹拌部材側に戻され、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、再利用することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によれば、磁極部材はモータで回転させられ、現像剤の回収を確実に行うことができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によれば、磁極部材はソレノイドで駆動させられ、現像剤の回収を確実に行うことができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明によれば、現像時に、撹拌部材に対向する主極領域が、現像剤を撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラに供給され担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部がシールド部材を回転させ、シールド部材が撹拌部材に対向する位置で主極領域の撹拌部材への磁気を遮蔽すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ上の現像に供されない現像剤が撹拌部材側に回収されるので、磁気ローラ上に現像剤が残らない。従って、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、現像装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明によれば、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持する現像装置を備える画像形成装置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置に用いられる現像装置の構成を示す断面図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態である現像装置に用いられる各ローラの構成を模式的に示す断面図である。
【図４】は、本発明の第１実施形態である回収状態にある現像装置の各ローラを模式的に示す断面図である。
【図５】は、本発明の第２実施形態である現像装置に用いられる駆動部を模式的に示す図である。
【図６】は、本発明の第３実施形態である現像装置に用いられる供給ローラの構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構成の概略を示す断面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体１０ａ〜１０ｄは、感光層を形成する感光材料として、アモルファスシリコン感光体が用いられ、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）の各色に対応させて配設される。感光層は有機感光体（ＯＰＣ感光体）でもよい。各感光体１０ａ〜１０ｄの周囲に、現像装置１００ａ〜１００ｄ、帯電器４０ａ〜４０ｄ及び光学露光器（図略）が配設される。現像装置１００ａ〜１００ｄは現像ローラとトナー収容部等とを有し、感光体１０ａ〜１０ｄにトナーを供給する。帯電器４０ａ〜４０ｄは感光体１０ａ〜１０ｄ表面を一様に帯電させる。パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された原稿画像データに基づいて、光学露光器から各感光体１０ａ〜１０ｄ表面にレーザ光が照射される。照射されたレーザ光により、各感光体１０ａ〜１０ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置１００ａ〜１００ｄによりトナー画像に現像される。
【００２４】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ２５、従動ローラ２７及びテンションローラ９に張架されている。この中間転写ベルト５に接触するように各感光体１０ａ〜１０ｄが中間転写ベルト５の搬送方向（図１の矢印方向）に沿って上流側から隣り合うように配列されている。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト５を挟んで各感光体１０ａ〜１０ｄと対向し、中間転写ベルト５に圧接して１次転写ニップ部を形成する。この各１次転写ニップ部において、中間転写ベルト５の回転とともに所定のタイミングで各感光体１０ａ〜１０ｄのトナー画像が中間転写ベルト５に順次転写される。これにより、中間転写ベルト５表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー画像が重ね合わされ、カラートナー画像が形成される。
【００２５】
２次転写ローラ７は、中間転写ベルト５を挟んで駆動ローラ２５と対向し，中間転写ベルト５に圧接して２次転写ニップ部を形成する。用紙搬送部では、給紙カセット６に積載された用紙が１枚ずつ繰り出され、用紙供給ローラ２２が用紙を２次転写ニップ部に搬送する。この２次転写ニップ部において、バイアス電位（トナーの帯電極性と逆極性）が印加された２次転写ローラ７によって、中間転写ベルト５上に形成されたトナー画像が用紙に転写され、転写された用紙は定着器８に搬送される。
【００２６】
定着器８は、加熱ローラと、加熱ローラに圧接される加圧ローラ等とを備え、トナー画像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより定着処理を行う。定着された用紙は、排出ローラ（図略）によって装置本体外に排出される。
【００２７】
上述の画像形成装置１に用いられる現像装置１００ａ〜１００ｄについて説明する。図２は、現像装置１００ａ〜１００ｄの構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１の感光体１０ａと相対する現像装置１００ａの構成及び動作について説明するが、現像装置１００ｂ〜１００ｄの構成及び動作については現像装置１００ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００２８】
現像装置１００は、現像ローラ５０と、磁気ローラ６０と、供給ローラ７０と、撹拌部材８１と、規制部材８２及びハウジング８０等により構成されている。
【００２９】
ハウジング８０は、現像装置１００の外郭を構成し、その内部に磁性キャリアとトナーからなる現像剤を貯留する。またハウジング８０は、撹拌部材８１と供給ローラ７０と磁気ローラ６０及び現像ローラ５０を回転可能に保持し、ブレード状の規制部材８２を固定保持している。ハウジング８０には、現像ローラ５０を感光体１０に向けて露出させる開口８０ａが形成されている。
【００３０】
現像ローラ５０は、感光体１０に対向し、一定の隙間を設けて感光体１０の左方に配設される。また、現像ローラ５０は、感光体１０に接近した対向位置において、感光体１０にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラ６０は、一定の隙間を設けて現像ローラ５０に対向し、現像ローラ５０の左上方に配設される。また、磁気ローラ６０は、現像ローラ５０に接近した対向位置において、現像ローラ５０にトナーを供給するトナー供給領域Ｔを形成している。供給ローラ７０は、一定の間隔を設けて磁気ローラ６０に対向し、磁気ローラ６０の左方に配設される。また、供給ローラ７０は、磁気ローラ６０との対向位置において、磁気ローラ６０に現像剤を供給する現像剤供給領域Ｇを形成している。撹拌部材８１は供給ローラ７０の下方に配設される。さらに、供給ローラ７０は、撹拌部材８１との対向位置において、撹拌部材８１から現像剤を汲み上げる現像剤汲み上げ領域Ｋを形成している。規制部材８２は、磁気ローラ６０上に形成される磁気ブラシの層規制を行うためのものであり、磁気ブラシを所定の層厚に調節する。
【００３１】
撹拌部材８１は、第１ミキサー８１ａと第２ミキサー８１ｂの２本で構成される。第２ミキサー８１ｂが供給ローラ７０の下方に設けられ、第１ミキサー８１ａが第２ミキサー８１ｂの左方に隣接して設けられる。第１及び第２ミキサー８１ａ、８１ｂは磁性キャリアとトナーからなる現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは磁性キャリアに保持される。また、第１ミキサー８１ａと第２ミキサー８１ｂを仕切る仕切り壁８０ｂの長手方向（図２の紙面奥行き方向）の両端部分には、穴（図略）が設けられ、第１ミキサー８１ａが回転すると、帯電した現像剤が仕切り壁８０ｂに設けた一方の穴から第２ミキサー８１ｂに搬送され、現像剤が第１及び第２ミキサー８１ａ、８１ｂとを循環する。
【００３２】
供給ローラ７０は、供給スリーブ７１と磁極部材７２を備え、撹拌部材８１から汲み上げた現像剤を磁気ローラ６０に供給するものである。
【００３３】
供給スリーブ７１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材７２を所定の隙間を設けて内包する。また、供給スリーブ７１は、ハウジング８０に回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動部７５により、図２の反時計回り方向に回転させられる。
【００３４】
磁極部材７２は、後述する断面扇形に形成された極性の異なる複数の磁石が周方向に交互に配設される。また、磁極部材７２は、ハウジング８０に回転可能に支持され、ステッピングモータとギヤからなる駆動部７４により回転させられる。
【００３５】
磁気ローラ６０は磁気スリーブ６１と磁極部材６２を備える。磁極部材６２は、断面扇形に形成された極性の異なる複数の磁石が周方向に交互に配設され、ハウジング８０に固定支持される。磁気スリーブ６１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材６２を所定の隙間を設けて内包する。磁気スリーブ６１は、ハウジング８０に回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動部７５により、図２の時計回り方向に回転させられ、また直流電圧６３ａに交流電圧６３ｂを重畳した磁気バイアス６３を印加される。
【００３６】
現像ローラ５０は、現像スリーブ５１と磁極部材５２を備える。磁極部材５２は、断面扇形に形成された極性の異なる複数の磁石が周方向に交互に配設され、ハウジング８０に固定支持される。現像スリーブ５１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材５２を所定の隙間を設けて内包する。現像スリーブ５１は、ハウジング８０に回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動部７５により、図２の時計回り方向に回転させられ、また直流電圧５３ａに交流電圧５３ｂを重畳した現像バイアス５３を印加される。
【００３７】
駆動制御回路３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、駆動部７５のモータの回転駆動を制御し、また駆動部７４のステッピングモータの回転駆動を制御する。詳しい駆動制御については後述する。
【００３８】
次に、供給ローラ７０と磁気ローラ６０の構成動作を詳しく説明する。図３は供給ローラ及び磁気ローラの構成を模式的に示す断面図であり、図４は現像剤の回収状態にある供給ローラ及び磁気ローラの構成を模式的に示す断面図である。
【００３９】
図３に示すように、磁気ローラ６０には、ローラ軸６６が磁気スリーブ６１内で回転不能に取り付けられる。このローラ軸６６には、磁極部材６２が磁気スリーブ６１と所定の間隔を形成して接着等により固着される。
【００４０】
磁極部材６２は磁極Ｓ１〜Ｓ４と磁極Ｎ１〜Ｎ３で構成される。供給ローラ７０側から順に時計回り方向に、磁極Ｓ１、磁極Ｎ１、磁極Ｓ２、磁極Ｎ２、磁極Ｓ３、磁極Ｎ３及び磁極Ｓ４が周方向に配列される。そして隣り合う各磁極が密着し、磁極Ｓ１と磁極Ｓ４が密着している。磁極Ｓ１の磁力のピークに対応する位置近傍が現像剤供給領域Ｇを形成し、また磁極Ｎ３の磁力のピークに対応する位置近傍がトナー供給領域Ｔを形成している。
【００４１】
Ｎ極とＳ極が交互に配列される磁極部材６２によって、磁気スリーブ６１上に磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシは、各磁極Ｓ１〜Ｓ４、Ｎ１〜Ｎ３の磁力のピーク位置では、穂の立ったブラシ状に形成され、各磁極の磁力のピーク間では平らな穂が形成される。磁気スリーブ６１が回転すると、磁気スリーブ６１上に担持された現像剤は、規制部材８２によって、一定の層厚に規制されて磁気スリーブ６１上を搬送される。さらに磁気ブラシは磁気スリーブ６１上を搬送され、トナー供給領域Ｔで現像スリーブ５１に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、磁気スリーブ６１に印加されたバイアス電圧により、現像スリーブ５１に供給され、現像スリーブ５１上にトナ―層が形成される。
【００４２】
現像スリーブ５１に供給されたトナー薄層は、現像スリーブ５１にバイアス電圧を印加することで感光体１０に飛翔し、感光体１０上の静電潜像が現像される。静電潜像の現像に使用されなかった未現像トナーは、現像後、トナー供給領域Ｔに形成される磁気ブラシによって、現像スリーブ５１から剥ぎ取られ、磁気スリーブ６１に戻される。
【００４３】
ここで、磁気ローラ６０の磁極部材６２の下側に形成される磁極Ｓ４と、磁極Ｓ４と同極性である磁極Ｓ１とが周方向に隣接して配置されているので、磁極Ｓ４と磁極Ｓ１間では、磁力が弱くなっている。これによって、現像スリーブ５１に供給されなかった磁気ブラシ、また、現像に供されなかった未現像トナーは、磁極Ｓ４と磁極Ｓ１間で磁気スリーブ６１に担持されなくなり、現像剤の自重により磁気スリーブ６１から第２ミキサー８１ｂ（図２参照）側に落下することになる。
【００４４】
磁極部材６２における各磁極の磁力ピーク位置の磁束密度は、磁極Ｓ１では７００ガウスであり、磁極Ｓ２、Ｓ３、Ｎ１、Ｎ２では４００ガウスであり、磁極Ｎ３、Ｓ４では９００ガウスに設定されている。磁極Ｓ１で磁力を大きくすることにより、供給ローラ７０から現像剤を受け取りやすくし、また、磁極Ｎ３で磁力を大きくすることにより、トナー供給境域Ｔで現像ローラ５０にトナーを供給しやすくしている。
【００４５】
次に、供給ローラ７０には、ローラ軸７６が供給スリーブ７１内で回転自在に設けられる。このローラ軸７６には、磁極部材７２が供給スリーブ７１と所定の間隔を形成して接着等により固着される。
【００４６】
磁極部材７２は、断面略１８０度の扇形に形成され、第１磁極部としての磁極Ｓ１１と、第２磁極部としての磁極Ｎ１１及び第３磁極部としての磁極Ｓ１２とを有する。磁極Ｓ１１、Ｓ１２と磁極Ｎ１１とは異なる極性で構成され、磁極Ｓ１１、Ｓ１２は磁極Ｎ１１の両側に密着して周方向に配置される。この磁極Ｓ１１、Ｎ１１、Ｓ１２は主極領域を形成している。
【００４７】
磁極Ｎ１１は、供給スリーブ７１及び磁気スリーブ６１を介して、極性の異なる磁気ローラ６０の磁極Ｓ１に対向して配置される。磁極Ｎ１１と磁極Ｓ１の各磁力のピークに対応する位置近傍において、現像剤供給領域Ｇが形成される。
【００４８】
磁極Ｓ１１は、供給ローラ７０の右下方で第２ミキサー８１ｂに対向して配置され、磁極Ｓ１１の磁力のピークに対応する位置近傍が現像剤汲み上げ領域Ｋを形成している。
【００４９】
磁極Ｓ１２は、規制部材８２に対向して配置され、規制部材８２近傍の現像剤を供給スリーブ７１に回収する。
【００５０】
磁極Ｓ１１と、磁極Ｓ１１と同極性である磁極Ｓ１２とが周方向に略１８０度の空隙を設けて配置されている。この空隙には、磁極Ｓ１１と磁極Ｓ１２の各磁力のピーク位置から磁力が徐々に弱くなって０ガウスとなる分離磁極領域Ｑが形成される。尚、磁極部材７２は周方向に空隙を設ける構成に替えて、磁極部材を円筒形にして、磁極Ｓ１１と磁極Ｓ１２とを密着させる構成として、双方の磁力のピーク位置間に分離磁極領域Ｑを形成してもよい。
【００５１】
磁極部材７２における各磁極の磁力ピーク位置の磁束密度は、磁極Ｓ１１では２００ガウスであり、磁極Ｎ１１では３００ガウスであり、磁極Ｓ１２では７００ガウスに設定されている。磁極Ｓ１２で磁力を大きくすることにより、規制部材８２近傍に滞留した余分の現像剤を供給ローラ７０へ回収しやすくしている。
【００５２】
また、ローラ軸７６には、ステッピングモータとギヤからなる駆動部７４が接続され、駆動部７４はローラ軸７６を介して磁極部材７２を回転させる。駆動制御回路３０はステッピングモータを１８０度毎に回転駆動させる。
【００５３】
現像装置が画像形成状態にあるときには、駆動部７４によって、磁極部材７２は供給スリーブ７１内で右側位置（図３の位置）に回転駆動させられる。つまり、磁極Ｓ１１が第２ミキサー８１ｂに対向し、磁極Ｎ１１が磁気ローラ６０の磁極Ｓ１に対向し、さらに磁極Ｓ１２が規制部材８２に対向する位置に回転駆動され、停止している。一方、現像が完了したときには、駆動部７４によって、磁極部材７２は、図４に示すように、供給スリーブ７１内で左側位置に１８０度回転駆動させられる。つまり、分離磁極領域Ｑが磁極Ｓ１と第２ミキサー８１ｂに対向する位置へ回転駆動され、停止している。
【００５４】
次に、感光体１０の静電潜像を現像し、現像後に現像ローラ５０及び磁気ローラ６０上の現像剤を回収する動作について説明する。
【００５５】
図３に示す状態で、画像形成装置の電源がオンされると、感光体１０と、現像スリーブ５１と、磁気スリーブ６１及び供給スリーブ７１は、駆動部７５（図２参照）によって、それぞれ図３の矢印方向に回転駆動される。磁極部材７２は、駆動部７４によって供給スリーブ７１内で右側位置に回転駆動され、停止している。
【００５６】
撹拌された現像剤が第２ミキサー８１ｂへ搬送される。現像剤汲み上げ領域Ｋにおいて、供給ローラ７０は、磁極Ｓ１１の磁力により、第２ミキサー８１ｂから現像剤を供給スリーブ７１上に汲み上げる。汲み上げた現像剤は、供給スリーブ７１上に担持され、供給スリーブ７１の図３の矢印方向（反時計回り方向）の回転により、現像剤供給領域Ｇに搬送される。現像剤供給領域Ｇにおいて、現像剤は、磁極Ｎ１１と磁気ローラ６０の磁極Ｓ１の磁力により、供給スリーブ７１から磁気スリーブ６１上に供給される。磁気スリーブ６１に供給されなかった現像剤は、供給スリーブ７１の回転にともない、分離磁極領域Ｑにおいて、供給スリーブ７１上に担持されなくなり、第２ミキサー８１ｂ側に戻され、現像剤収容ハウジング内で循環させられる。
【００５７】
磁気スリーブ６１に供給された現像剤は、磁極部材６２の磁力により、磁気スリーブ６１上に磁気ブラシを形成し担持される。磁気スリーブ６１が図３の矢印方向（時計回り方向）に回転すると、磁気ブラシは、規制部材８２に向けて搬送され、規制部材８２によって、一定の層厚に規制される。規制部材８２近傍には、規制部材８２と磁気スリーブ６１との隙間を通過しない現像剤が残存するが、この余分の現像剤は、供給ローラ７０の磁極Ｓ１２に引き付けられ、供給ローラ７０に回収される。回収された現像剤は、供給スリーブ７１の回転にともない、分離磁極領域Ｑにおいて、供給スリーブ７１上に担持されなくなり、第２ミキサー８１ｂ側に戻され、現像剤収容ハウジング内で循環させられる。
【００５８】
層厚規制された磁気ブラシは、磁気スリーブ６１の回転により、磁気スリーブ６１上を搬送され、トナー供給領域Ｔで現像スリーブ５１に接触する。磁気スリーブ６１に印加されたバイアス電圧によって、磁気ブラシのトナーのみがトナー供給領域Ｔで現像スリーブ５１に供給される。現像スリーブ５１上では、トナー薄層が形成され、このトナー薄層は、現像スリーブ５１に印加されたバイアス電圧によって、感光体１０に飛翔し、感光体１０上の静電潜像が現像される。静電潜像の現像に使用されなかった未現像トナーは、現像後、トナー供給領域Ｔに形成される磁気ブラシによって、現像スリーブ５１から剥ぎ取られ、磁気スリーブ６１に戻される。
【００５９】
駆動制御回路３０は、画像形成完了の信号を受けて所定時間後に、駆動部７４のステッピングモータを１８０度回転駆動させる。駆動部７５のモータの回転は継続させておく。ステッピングモータの回転により、供給ローラ７０の磁極部材７２は、図４に示すように、供給スリーブ７１内で左側位置に回転し停止する。
【００６０】
この状態では、分離磁極領域Ｑが磁気ローラ６０の磁極Ｓ１と第２ミキサー８１ｂとに対向している。従って、供給ローラ７０は、第２ミキサー８１ｂから現像剤を汲み上げることがなく、また磁気ローラ６０に現像剤を供給することがない。さらに、上述の未現像トナー及び現像スリーブ５１に供給されなかった磁気ブラシは、磁気スリーブ６１の回転にともない、磁極Ｓ４と磁極Ｓ１間で磁気スリーブ６１に担持されなくなり、現像剤の自重により磁気スリーブ６１から第２ミキサー８１ｂ側に落下する。このようにして、現像ローラ５０、磁気ローラ６０及び供給ローラ７０の現像剤が撹拌部材側に回収されることになる。
【００６１】
更に上述の状態では、磁極Ｓ１１が規制部材８２に向いている。従って、規制部材８２近傍に残存する現像剤は、磁極Ｓ１１に引き付けられ、供給ローラ７０に回収されることにより、磁気スリーブ６１上には現像剤が少なくなり、磁気スリーブ６１上の余分な現像剤の回収が短時間で済まされる。
【００６２】
上記第１実施形態によれば、現像装置１００は、表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材８１側へ回収される磁気ローラ６０と、隣り合う磁極が同極性に形成された分離磁極領域Ｑと極性の異なる磁極が並設される主極領域とを形成され回転可能である磁極部材７２と、この磁極部材７２を内包する供給スリーブ７１とを有する供給ローラ７０と、現像時に主極領域を磁気ローラ６０と撹拌部材８１とに対向する位置に回転させ、現像後に分離磁極領域Ｑを撹拌部材８１に対向する位置に回転させる駆動部７４とを備える。
【００６３】
この構成によると、現像時に主極領域が撹拌部材８１に対向すると、現像剤が撹拌部材８１から供給スリーブ７１上に汲み上げられ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラ６０に供給され担持される。この現像剤が感光体１０に供給され、感光体１０上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部７４によって磁極部材７２が回転させられ、分離磁極領域Ｑが撹拌部材８１に対向すると、現像剤が撹拌部材８１から供給スリーブ７１上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ６０上の現像に供されない現像剤が撹拌部材８１側に回収されるので、磁気ローラ６０上に現像剤が残らない。従って、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、現像装置１００の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持することができる。
【００６４】
通常、組立完了した画像形成装置の画像品質を検査するときに、テスト印刷が行われるが、この構成によると、テスト印刷の画像形成後、分離磁極領域Ｑが撹拌部材８１に対向するように、磁極部材７２を回転駆動させることによって、磁気ローラ６０に残る現像剤を現像剤収容ハウジングに回収することができる。従って、特別な冶具を用いることなく、また多量の工数を掛けずに現像剤を回収して、装置を出荷することができる。
【００６５】
また、上記第１実施形態によると、磁気ローラ６０上の現像剤層厚を規制する規制部材８２を備え、供給ローラ７０の主極領域は、現像時に現像剤を撹拌部材８１から供給スリーブ７１上に汲み上げる磁極Ｓ１１（第１磁極部）と、汲み上げた現像剤を磁気ローラ６０に供給する磁極Ｎ１１（第２磁極部）と、規制部材８２近傍の現像剤を回収する磁極Ｓ１２（第３磁極部）とを有する。これによって、現像時に、磁極Ｓ１１が撹拌部材８１に対向すると、現像剤が撹拌部材８１から供給スリーブ７１上に汲み上げられる。汲み上げた現像剤は、磁極Ｎ１１に対向する磁気ローラ６０に供給され、規制部材８２によって所定の層厚にされて磁気ローラ６０上に担持される。この現像剤が感光体１０に供給され、感光体１０上の静電潜像が現像される。磁極Ｓ１２は規制部材８２近傍に滞留した余分の現像剤を供給ローラ７０へ回収する。回収した現像剤は撹拌部材８１側に戻され、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、再利用することができる。
【００６６】
また、上記第１実施形態によると、磁極部材７２はステッピングモータで回転させられ、駆動制御回路３０はステッピングモータの回転を制御するので、現像剤の回収を確実に行うことができる。
【００６７】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態である現像装置に用いられる駆動部を模式的に示す図である。第１実施形態と異なる、駆動部について主に説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。
【００６８】
供給スリーブ２７１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材２７２を所定の隙間を設けて内包する。また、供給スリーブ２７１は、ハウジングに回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動部により、図５の反時計回り方向に回転させられる。
【００６９】
供給ローラ２７０には、ローラ軸２７６が供給スリーブ２７１内で回転自在に設けられる。このローラ軸２７６には、磁極部材２７２が接着等により固着され、またギヤ２８５が固設される。
【００７０】
磁極部材２７２は、断面略１８０度の扇形に形成され、第１磁極部としての磁極Ｓ１１と、第２磁極部としての磁極Ｎ１１及び第３磁極部としての磁極Ｓ１２とを有する。磁極Ｓ１１、Ｓ１２と磁極Ｎ１１とは異なる極性で構成され、磁極Ｓ１１、Ｓ１２は磁極Ｎ１１の両側に密着して周方向に配置される。磁極Ｓ１１、Ｎ１１、Ｓ１２は主極領域を形成している。磁極Ｓ１１と、磁極Ｓ１１と同極性である磁極Ｓ１２とが周方向に略１８０度の空隙を設けて配置されている。この空隙には、磁極Ｓ１１と磁極Ｓ１２の各磁力のピーク位置から磁力が徐々に弱くなって０ガウスとなる分離磁極領域Ｑが形成される。
【００７１】
駆動部２８０は、セクタギヤ部材２８６とソレノイド２８３等で構成される。
【００７２】
セクタギヤ部材２８６は、板状部材で略扇形に形成され、支軸２８６ｃで回転自在にハウジングに支持される。セクタギヤ部材２８６は、ギヤ２８５に噛合するセクタギヤ２８６ａと作動片２８６ｂとを有する。セクタギヤ部材２８６が支軸２８６ｃを中心に往復動すると、セクタギヤ２８６ａによって、ギヤ２８５は増速して正逆回転する。セクタギヤ２８６ａが４５度往復動すると、ギヤ２８５が１８０度正逆回転するように、ギヤ比が設定されている。
【００７３】
作動片２８６ｂは、支軸２８６ｃに対してセクタギヤ２８６ａの反対側に形成され、ソレノイド２８３のプランジャーに当接している。作動片２８６ｂがプランジャーに常に当接するように、セクタギヤ部材２８６は図示しないバネによって付勢されている。
【００７４】
駆動制御回路２３０は、画像形成完了の信号を受けて所定時間後に、ソレノイド２８３の通電のオンにする。ソレノイド２８３の通電オンによって、ソレノイド２８３のプランジャーはソレノイド本体から突出する方向に作動し、作動片２８６ｂを押すと、セクタギヤ部材２８６が往動する。セクタギヤ２８６ａの往動によって、ギヤ２８５が図５の時計回り方向に１８０度回転し、磁極部材２７２も１８０度回転する。これで、分離磁極領域Ｑが磁気ローラ２６０と第２ミキサー２８１ｂに対向することになり、現像剤が第２ミキサー２８１ｂから供給スリーブ２７１上に汲み上げられることがない。駆動制御回路２３０によって、ソレノイド２８３の通電がオフされると、プランジャーがソレノイド本体側に戻り、セクタギヤ部材２８６は図示しないバネの付勢力によって復動される。セクタギヤ２８６ａの復動によって、ギヤ２８５が反時計回り方向に１８０度回転し、磁極部材２７２も反時計方向１８０度回転する。これで、主極領域が磁気ローラ２６０と第２ミキサー２８１ｂに対向することになり、画像形成が可能となる。
【００７５】
上記第２実施形態によれば、現像装置は、隣り合う磁極が同極性に形成された分離磁極領域Ｑと極性の異なる磁極が並設される主極領域とを形成され、回転可能である磁極部材２７２と、この磁極部材２７２を内包する供給スリーブ２７１とを有する供給ローラ２７０と、ソレノイド２８３によって、現像時に主極領域を磁気ローラ２６０と第２ミキサー２８１ｂ（撹拌部材）とに対向する位置に作動させ、現像後に分離磁極領域Ｑを第２ミキサー２８１ｂに対向する位置に回転させる駆動部２８０とを備える。
【００７６】
この構成によると、現像時に現像剤が第２ミキサー２８１ｂから供給スリーブ２７１上に汲み上げられ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラ２６０に確実に供給される。現像後には、現像剤が第２ミキサー２８１ｂから供給スリーブ２７１上に汲み上げられることがなく、現像に供されない現像剤が撹拌部材側に確実に回収される。
【００７７】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態である現像装置に用いられる供給ローラの構成を模式的に示す断面図である。上記実施形態と異なる、供給ローラの構成について主に説明する。
【００７８】
供給ローラ３７０は、供給スリーブ３７１と磁極部材３７２とシールド部材３８６を備える。
【００７９】
供給スリーブ３７１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材３７２を所定の隙間を設けて内包する。また、供給スリーブ３７１は、ハウジングに回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動部３７５により、図６の反時計回り方向に回転させられる。
【００８０】
磁極部材３７２は、断面略１８０度の扇形に形成され、第１磁極部としての磁極Ｓ１１と、第２磁極部としての磁極Ｎ１１及び第３磁極部としての磁極Ｓ１２とを有する。磁極Ｓ１１、Ｓ１２と磁極Ｎ１１とは異なる極性で構成され、磁極Ｓ１１、Ｓ１２は磁極Ｎ１１の両側に密着して周方向に配置される。磁極Ｓ１１、Ｎ１１、Ｓ１２は主極領域を形成している。磁極Ｓ１１と、磁極Ｓ１１と同極性である磁極Ｓ１２とが周方向に略１８０度の空隙を設けて配置されている。この空隙には、磁極Ｓ１１と磁極Ｓ１２の各磁力のピーク位置から磁力が徐々に弱くなって０ガウスとなる分離磁極領域Ｑが形成される。そして、磁極部材３７２は、供給スリーブ３７１と間隔を設けて、ハウジングに固定支持される。
【００８１】
シールド部材３８６は、パーマロイ等の高磁性材で薄板半円状をして、供給スリーブ３７１と磁極部材３７２との間隔に設けられ、磁極部材３７２の主極領域から磁気スリーブ３７１に向かう磁気を遮蔽する。また、シールド部材３８６は、図６の実線位置と破線位置とに回転自在に配置され、ステッピングモータとギヤからなる駆動部３８４により回転させられる。シールド部材３８６が図６の実線位置にあると、供給ローラ３７０は、磁極Ｓ１１によって現像剤を第２ミキサー３８１ｂから汲み上げ、汲み上げた現像剤を磁気ローラ３６０に供給可能である。一方、シールド部材３８６は、図６の破線位置にあると、主極領域から磁気ローラ３６０と第２ミキサー３８１ｂに向かう磁気を遮蔽することができる。
【００８２】
シールド部材３８６が図６の実線位置にあるときに、供給ローラ３７０は、磁極Ｓ１１により、第２ミキサー３８１ｂから現像剤を供給スリーブ３７１上に汲み上げる。汲み上げた現像剤は、供給スリーブ３７１の図６の矢印方向（反時計回り方向）の回転により、搬送され、供給スリーブ３７１から磁気ローラ３６０上に供給される。図示しない規制部材近傍には現像剤が残存するが、この余分の現像剤は、磁極Ｓ１２に引き付けられ、供給ローラ３７０に回収される。回収された現像剤は、供給スリーブ３７１の回転にともない、分離磁極領域Ｑにおいて、供給スリーブ３７１上に担持されなくなり、第２ミキサー３８１ｂ側に戻され、現像剤収容ハウジング内で循環させられる。尚、磁極部材３７２を円筒形にして、Ｓ極とＮ極を周方向に交互に配列し、全周に主極領域を構成してもよい。この構成では、磁極部材が製作しやすくなる。また、規制部材近傍の余分の現像剤を撹拌部材側に回収するときには、シールド部材３８６が供給スリーブ３７１内で左側位置にあり、このシールド部材３８６によって、主極領域の供給スリーブ３７１に向かう磁気が遮蔽されるので、現像剤は供給スリーブ３７１上に担持されなくなり、現像剤を第２ミキサー３８１ｂ側に戻すことができる。
【００８３】
画像形成が完了すると、駆動制御回路３３０は、画像形成完了の信号を受けて所定時間後に、駆動部３８４のステッピングモータを１８０度回転駆動させる。駆動部３７５のモータの回転は継続させておく。ステッピングモータの回転により、シールド部材３８６は図６の破線位置まで回転し停止する。
【００８４】
この状態では、シールド部材３８６が主極領域の供給スリーブ３７１と第２ミキサー３８１ｂに向かう磁気を遮蔽する。従って、供給ローラ３７０は、第２ミキサー３８１ｂから現像剤を汲み上げることがなく、また磁気ローラ３６０に現像剤を供給することがない。
【００８５】
上記第３実施形態によれば、現像装置は、表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材側へ回収される磁気ローラ３６０と、極性の異なる磁極が並設される主極領域を形成され、この主極領域を第２ミキサー３８１ｂと磁気ローラ３６０に対向させる磁極部材３７２と、間隔を設けて磁極部材３７２を内包する供給スリーブ３７１と、前記間隔に回転可能に設けられ磁気を遮蔽するシールド部材３８６とを有する供給ローラ３７０と、現像後にシールド部材３８６を第２ミキサー３８１ｂに対向する位置に回転させる駆動部３８４とを備える。
【００８６】
この構成によると、現像時に、第２ミキサー３８１ｂに対向する主極領域が、現像剤を第２ミキサー３８１ｂから供給スリーブ３７１上に汲み上げ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラ３６０に供給され担持される。この現像剤が感光体１０に供給され、感光体１０上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部３８４がシールド部材３８６を回転させ、シールド部材３８６が第２ミキサー３８１ｂに対向する位置で主極領域の第２ミキサー３８１ｂへの磁気を遮蔽すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ３７１上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ３６０上の現像に供されない現像剤が撹拌部材側に回収されるので、磁気ローラ３６０上に現像剤が残らない。従って、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、現像装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持することができる。
【００８７】
尚、上記実施形態では、供給ローラ７０、２７０、３７０と、磁気ローラ６０、２６０、３６０及び現像ローラ５０とを備える現像装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、現像装置が供給ローラ７０、２７０、３７０と磁気ローラとを備え、磁気ローラが感光体にトナーを供給し、現像に供しない現像剤が磁気ローラから回収される構成に適用させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、現像に供されない現像剤を回収する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 画像形成装置
１０ａ〜１０ｄ 感光体
３０、２３０、３３０ 駆動制御回路
５０ 現像ローラ
５１ 現像スリーブ
５２ 磁極部材
６０、２６０、３６０ 磁気ローラ
６１ 磁気スリーブ
６２ 磁極部材
７０、２７０、３７０ 供給ローラ
７１、２７１、３７１ 供給スリーブ
７２、２７２、３７２ 磁極部材
７４、７５、２８０、３７５、３８４ 駆動部
８０ ハウジング
８１ 撹拌部材
８１ｂ、２８１ｂ、３８１ｂ 第２ミキサー
８２ 規制部材
１００ａ〜１００ｄ 現像装置
２８３ ソレノイド
２８５ ギヤ
２８６ セクタギヤ部材
３８６ シールド部材
Ｎ２、Ｎ４、Ｎ６ 磁極
Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７ 磁極
Ｎ１１ 磁極（第２磁極部、主極領域）
Ｓ１１ 磁極（第１磁極部、主極領域）
Ｓ１２ 磁極（第３磁極部、主極領域）
Ｑ 分離磁極領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、現像に供されない現像剤を回収する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
キャリアとトナーを主成分とする２成分現像剤を用いて静電潜像を現像し画像を形成する画像形成方式においては、キャリアが感光体に付着して画像欠陥を起こすキャリア付着の問題と、トナーが飛散して機内汚れや画像汚れを起こす問題があり、従来からこれらの問題に対して種々の対策が採られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、現像ローラに接離可能である穂立ちカット部材が設けられる。この穂立ちカット部材は現像時に現像ローラと非接触状態にあり、トナーが現像ローラから静電潜像を形成した感光体に供給され、トナー像が感光体上に形成される。現像完了後に、穂立ちカット部材は現像ローラと接触状態になる。現像ローラが回転すると、穂立ちカット部材が現像ローラ上の現像剤を掻き取り、現像剤が残っていない現像ローラが感光体と対向するようになる。この状態では、感光体表面には現像剤が接触しないので、感光体等の現像装置の周囲を汚染することがなく、また画像を劣化させることがない。
【０００４】
しかしながら、上述した先行技術では、穂立ちカット部材はウレタンゴムやアルミニウムで板状に形成されるので、穂立ちカット部材が現像ローラに接触した状態で現像ローラが回転すると、現像ローラ表面を傷つけるおそれがある。また、穂立ちカット部材が現像ローラ表面から現像剤を掻き取るときに、現像剤が穂立ちカット部材に摩擦される。この摩擦によって、現像剤の発熱等ストレスが生じ、このような現像剤で形成される画像は画質を低下させるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１６１４０６号公報（段落［００２８］〜［００３０］、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像剤にストレスをかけることなく、現像装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持する現像装置及びそれを備え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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、静電潜像を形成した感光体に現像剤を供給し、現像に供されない現像剤を回収する現像装置において、表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材側へ回収される磁気ローラと、隣り合う磁極が同極性に形成された分離磁極領域と極性の異なる磁極が並設される主極領域とを形成され回転可能である磁極部材と前記磁極部材を内包する供給スリーブとを有する供給ローラと、現像時に前記主極領域を前記磁気ローラと前記撹拌部材とに対向する位置に回転させ、現像後に前記分離磁極領域を前記撹拌部材に対向する位置に回転させる駆動部とを備えることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、現像時に主極領域が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラに供給され担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部によって磁極部材が回転させられ、分離磁極領域が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ上の現像に供されない現像剤が撹拌部材側に回収される。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、前記磁気ローラ上の現像剤層厚を規制する規制部材を備え、前記主極領域は、現像時に現像剤を前記撹拌部材から前記供給スリーブ上に汲み上げる第１磁極部と、汲み上げた現像剤を前記磁気ローラに供給する第２磁極部と、前記規制部材近傍の現像剤を回収する第３磁極部とを有することを特徴としている。この構成によれば、現像時に第１磁極部が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられる。汲み上げた現像剤は、第２磁極部に対向する磁気ローラに供給され、規制部材によって所定の層厚にされて磁気ローラ上に担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。第３磁極部は規制部材近傍に滞留した余分の現像剤を供給ローラへ回収する。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、前記駆動部はモータを有することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、前記駆動部はソレノイドを有することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、静電潜像を形成した感光体に現像剤を供給し、現像に供されない現像剤を回収する現像装置において、表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材側へ回収される磁気ローラと、極性の異なる磁極が並設される主極領域を形成され、前記主極領域を前記撹拌部材と前記磁気ローラに対向させる磁極部材と、間隔を設けて前記磁極部材を内包する供給スリーブと、前記間隔に回転可能に設けられ磁気を遮蔽するシールド部材とを有する供給ローラと、現像後に前記シールド部材を前記撹拌部材に対向する位置に回転させる駆動部とを備えることを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、現像時に、撹拌部材に対向する主極領域が、現像剤を撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラに供給され担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部がシールド部材を回転させ、シールド部材が撹拌部材に対向する位置で主極領域の撹拌部材への磁気を遮蔽すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ上の現像に供されない現像剤が撹拌部材側に回収される。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明では、上記の構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、現像時に主極領域が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラに供給され担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部によって磁極部材が回転させられ、分離磁極領域が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ上の現像に供されない現像剤が撹拌部材側に回収されるので、磁気ローラ上に現像剤が残らない。従って、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、現像装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、現像時に第１磁極部が撹拌部材に対向すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられる。汲み上げた現像剤は、第２磁極部に対向する磁気ローラに供給され、規制部材によって所定の層厚にされて磁気ローラ上に担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。第３磁極部は規制部材近傍に滞留した余分の現像剤を供給ローラへ回収する。回収した現像剤は撹拌部材側に戻され、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、再利用することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によれば、磁極部材はモータで回転させられ、現像剤の回収を確実に行うことができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によれば、磁極部材はソレノイドで駆動させられ、現像剤の回収を確実に行うことができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明によれば、現像時に、撹拌部材に対向する主極領域が、現像剤を撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラに供給され担持される。この現像剤が感光体に供給され、感光体上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部がシールド部材を回転させ、シールド部材が撹拌部材に対向する位置で主極領域の撹拌部材への磁気を遮蔽すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ上の現像に供されない現像剤が撹拌部材側に回収されるので、磁気ローラ上に現像剤が残らない。従って、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、現像装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明によれば、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持する現像装置を備える画像形成装置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置に用いられる現像装置の構成を示す断面図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態である現像装置に用いられる各ローラの構成を模式的に示す断面図である。
【図４】は、本発明の第１実施形態である回収状態にある現像装置の各ローラを模式的に示す断面図である。
【図５】は、本発明の第２実施形態である現像装置に用いられる駆動部を模式的に示す図である。
【図６】は、本発明の第３実施形態である現像装置に用いられる供給ローラの構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構成の概略を示す断面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体１０ａ〜１０ｄは、感光層を形成する感光材料として、アモルファスシリコン感光体が用いられ、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）の各色に対応させて配設される。感光層は有機感光体（ＯＰＣ感光体）でもよい。各感光体１０ａ〜１０ｄの周囲に、現像装置１００ａ〜１００ｄ、帯電器４０ａ〜４０ｄ及び光学露光器（図略）が配設される。現像装置１００ａ〜１００ｄは現像ローラとトナー収容部等とを有し、感光体１０ａ〜１０ｄにトナーを供給する。帯電器４０ａ〜４０ｄは感光体１０ａ〜１０ｄ表面を一様に帯電させる。パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された原稿画像データに基づいて、光学露光器から各感光体１０ａ〜１０ｄ表面にレーザ光が照射される。照射されたレーザ光により、各感光体１０ａ〜１０ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置１００ａ〜１００ｄによりトナー画像に現像される。
【００２４】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ２５、従動ローラ２７及びテンションローラ９に張架されている。この中間転写ベルト５に接触するように各感光体１０ａ〜１０ｄが中間転写ベルト５の搬送方向（図１の矢印方向）に沿って上流側から隣り合うように配列されている。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト５を挟んで各感光体１０ａ〜１０ｄと対向し、中間転写ベルト５に圧接して１次転写ニップ部を形成する。この各１次転写ニップ部において、中間転写ベルト５の回転とともに所定のタイミングで各感光体１０ａ〜１０ｄのトナー画像が中間転写ベルト５に順次転写される。これにより、中間転写ベルト５表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー画像が重ね合わされ、カラートナー画像が形成される。
【００２５】
２次転写ローラ７は、中間転写ベルト５を挟んで駆動ローラ２５と対向し，中間転写ベルト５に圧接して２次転写ニップ部を形成する。用紙搬送部では、給紙カセット６に積載された用紙が１枚ずつ繰り出され、用紙供給ローラ２２が用紙を２次転写ニップ部に搬送する。この２次転写ニップ部において、バイアス電位（トナーの帯電極性と逆極性）が印加された２次転写ローラ７によって、中間転写ベルト５上に形成されたトナー画像が用紙に転写され、転写された用紙は定着器８に搬送される。
【００２６】
定着器８は、加熱ローラと、加熱ローラに圧接される加圧ローラ等とを備え、トナー画像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより定着処理を行う。定着された用紙は、排出ローラ（図略）によって装置本体外に排出される。
【００２７】
上述の画像形成装置１に用いられる現像装置１００ａ〜１００ｄについて説明する。図２は、現像装置１００ａ〜１００ｄの構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１の感光体１０ａと相対する現像装置１００ａの構成及び動作について説明するが、現像装置１００ｂ〜１００ｄの構成及び動作については現像装置１００ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００２８】
現像装置１００は、現像ローラ５０と、磁気ローラ６０と、供給ローラ７０と、撹拌部材８１と、規制部材８２及びハウジング８０等により構成されている。
【００２９】
ハウジング８０は、現像装置１００の外郭を構成し、その内部に磁性キャリアとトナーからなる現像剤を貯留する。またハウジング８０は、撹拌部材８１と供給ローラ７０と磁気ローラ６０及び現像ローラ５０を回転可能に保持し、ブレード状の規制部材８２を固定保持している。ハウジング８０には、現像ローラ５０を感光体１０に向けて露出させる開口８０ａが形成されている。
【００３０】
現像ローラ５０は、感光体１０に対向し、一定の隙間を設けて感光体１０の左方に配設される。また、現像ローラ５０は、感光体１０に接近した対向位置において、感光体１０にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラ６０は、一定の隙間を設けて現像ローラ５０に対向し、現像ローラ５０の左上方に配設される。また、磁気ローラ６０は、現像ローラ５０に接近した対向位置において、現像ローラ５０にトナーを供給するトナー供給領域Ｔを形成している。供給ローラ７０は、一定の間隔を設けて磁気ローラ６０に対向し、磁気ローラ６０の左方に配設される。また、供給ローラ７０は、磁気ローラ６０との対向位置において、磁気ローラ６０に現像剤を供給する現像剤供給領域Ｇを形成している。撹拌部材８１は供給ローラ７０の下方に配設される。さらに、供給ローラ７０は、撹拌部材８１との対向位置において、撹拌部材８１から現像剤を汲み上げる現像剤汲み上げ領域Ｋを形成している。規制部材８２は、磁気ローラ６０上に形成される磁気ブラシの層規制を行うためのものであり、磁気ブラシを所定の層厚に調節する。
【００３１】
撹拌部材８１は、第１ミキサー８１ａと第２ミキサー８１ｂの２本で構成される。第２ミキサー８１ｂが供給ローラ７０の下方に設けられ、第１ミキサー８１ａが第２ミキサー８１ｂの左方に隣接して設けられる。第１及び第２ミキサー８１ａ、８１ｂは磁性キャリアとトナーからなる現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは磁性キャリアに保持される。また、第１ミキサー８１ａと第２ミキサー８１ｂを仕切る仕切り壁８０ｂの長手方向（図２の紙面奥行き方向）の両端部分には、穴（図略）が設けられ、第１ミキサー８１ａが回転すると、帯電した現像剤が仕切り壁８０ｂに設けた一方の穴から第２ミキサー８１ｂに搬送され、現像剤が第１及び第２ミキサー８１ａ、８１ｂとを循環する。
【００３２】
供給ローラ７０は、供給スリーブ７１と磁極部材７２を備え、撹拌部材８１から汲み上げた現像剤を磁気ローラ６０に供給するものである。
【００３３】
供給スリーブ７１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材７２を所定の隙間を設けて内包する。また、供給スリーブ７１は、ハウジング８０に回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動部７５により、図２の反時計回り方向に回転させられる。
【００３４】
磁極部材７２は、後述する断面扇形に形成された極性の異なる複数の磁石が周方向に交互に配設される。また、磁極部材７２は、ハウジング８０に回転可能に支持され、ステッピングモータとギヤからなる駆動部７４により回転させられる。
【００３５】
磁気ローラ６０は磁気スリーブ６１と磁極部材６２を備える。磁極部材６２は、断面扇形に形成された極性の異なる複数の磁石が周方向に交互に配設され、ハウジング８０に固定支持される。磁気スリーブ６１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材６２を所定の隙間を設けて内包する。磁気スリーブ６１は、ハウジング８０に回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動部７５により、図２の時計回り方向に回転させられ、また直流電圧６３ａに交流電圧６３ｂを重畳した磁気バイアス６３を印加される。
【００３６】
現像ローラ５０は、現像スリーブ５１と磁極部材５２を備える。磁極部材５２は、断面扇形に形成された極性の異なる複数の磁石が周方向に交互に配設され、ハウジング８０に固定支持される。現像スリーブ５１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材５２を所定の隙間を設けて内包する。現像スリーブ５１は、ハウジング８０に回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動部７５により、図２の時計回り方向に回転させられ、また直流電圧５３ａに交流電圧５３ｂを重畳した現像バイアス５３を印加される。
【００３７】
駆動制御回路３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、駆動部７５のモータの回転駆動を制御し、また駆動部７４のステッピングモータの回転駆動を制御する。詳しい駆動制御については後述する。
【００３８】
次に、供給ローラ７０と磁気ローラ６０の構成動作を詳しく説明する。図３は供給ローラ及び磁気ローラの構成を模式的に示す断面図であり、図４は現像剤の回収状態にある供給ローラ及び磁気ローラの構成を模式的に示す断面図である。
【００３９】
図３に示すように、磁気ローラ６０には、ローラ軸６６が磁気スリーブ６１内で回転不能に取り付けられる。このローラ軸６６には、磁極部材６２が磁気スリーブ６１と所定の間隔を形成して接着等により固着される。
【００４０】
磁極部材６２は磁極Ｓ１〜Ｓ４と磁極Ｎ１〜Ｎ３で構成される。供給ローラ７０側から順に時計回り方向に、磁極Ｓ１、磁極Ｎ１、磁極Ｓ２、磁極Ｎ２、磁極Ｓ３、磁極Ｎ３及び磁極Ｓ４が周方向に配列される。そして隣り合う各磁極が密着し、磁極Ｓ１と磁極Ｓ４が密着している。磁極Ｓ１の磁力のピークに対応する位置近傍が現像剤供給領域Ｇを形成し、また磁極Ｎ３の磁力のピークに対応する位置近傍がトナー供給領域Ｔを形成している。
【００４１】
Ｎ極とＳ極が交互に配列される磁極部材６２によって、磁気スリーブ６１上に磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシは、各磁極Ｓ１〜Ｓ４、Ｎ１〜Ｎ３の磁力のピーク位置では、穂の立ったブラシ状に形成され、各磁極の磁力のピーク間では平らな穂が形成される。磁気スリーブ６１が回転すると、磁気スリーブ６１上に担持された現像剤は、規制部材８２によって、一定の層厚に規制されて磁気スリーブ６１上を搬送される。さらに磁気ブラシは磁気スリーブ６１上を搬送され、トナー供給領域Ｔで現像スリーブ５１に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、磁気スリーブ６１に印加されたバイアス電圧により、現像スリーブ５１に供給され、現像スリーブ５１上にトナ―層が形成される。
【００４２】
現像スリーブ５１に供給されたトナー薄層は、現像スリーブ５１にバイアス電圧を印加することで感光体１０に飛翔し、感光体１０上の静電潜像が現像される。静電潜像の現像に使用されなかった未現像トナーは、現像後、トナー供給領域Ｔに形成される磁気ブラシによって、現像スリーブ５１から剥ぎ取られ、磁気スリーブ６１に戻される。
【００４３】
ここで、磁気ローラ６０の磁極部材６２の下側に形成される磁極Ｓ４と、磁極Ｓ４と同極性である磁極Ｓ１とが周方向に隣接して配置されているので、磁極Ｓ４と磁極Ｓ１間では、磁力が弱くなっている。これによって、現像スリーブ５１に供給されなかった磁気ブラシ、また、現像に供されなかった未現像トナーは、磁極Ｓ４と磁極Ｓ１間で磁気スリーブ６１に担持されなくなり、現像剤の自重により磁気スリーブ６１から第２ミキサー８１ｂ（図２参照）側に落下することになる。
【００４４】
磁極部材６２における各磁極の磁力ピーク位置の磁束密度は、磁極Ｓ１では７００ガウスであり、磁極Ｓ２、Ｓ３、Ｎ１、Ｎ２では４００ガウスであり、磁極Ｎ３、Ｓ４では９００ガウスに設定されている。磁極Ｓ１で磁力を大きくすることにより、供給ローラ７０から現像剤を受け取りやすくし、また、磁極Ｎ３で磁力を大きくすることにより、トナー供給境域Ｔで現像ローラ５０にトナーを供給しやすくしている。
【００４５】
次に、供給ローラ７０には、ローラ軸７６が供給スリーブ７１内で回転自在に設けられる。このローラ軸７６には、磁極部材７２が供給スリーブ７１と所定の間隔を形成して接着等により固着される。
【００４６】
磁極部材７２は、断面略１８０度の扇形に形成され、第１磁極部としての磁極Ｓ１１と、第２磁極部としての磁極Ｎ１１及び第３磁極部としての磁極Ｓ１２とを有する。磁極Ｓ１１、Ｓ１２と磁極Ｎ１１とは異なる極性で構成され、磁極Ｓ１１、Ｓ１２は磁極Ｎ１１の両側に密着して周方向に配置される。この磁極Ｓ１１、Ｎ１１、Ｓ１２は主極領域を形成している。
【００４７】
磁極Ｎ１１は、供給スリーブ７１及び磁気スリーブ６１を介して、極性の異なる磁気ローラ６０の磁極Ｓ１に対向して配置される。磁極Ｎ１１と磁極Ｓ１の各磁力のピークに対応する位置近傍において、現像剤供給領域Ｇが形成される。
【００４８】
磁極Ｓ１１は、供給ローラ７０の右下方で第２ミキサー８１ｂに対向して配置され、磁極Ｓ１１の磁力のピークに対応する位置近傍が現像剤汲み上げ領域Ｋを形成している。
【００４９】
磁極Ｓ１２は、規制部材８２に対向して配置され、規制部材８２近傍の現像剤を供給スリーブ７１に回収する。
【００５０】
磁極Ｓ１１と、磁極Ｓ１１と同極性である磁極Ｓ１２とが周方向に略１８０度の空隙を設けて配置されている。この空隙には、磁極Ｓ１１と磁極Ｓ１２の各磁力のピーク位置から磁力が徐々に弱くなって０ガウスとなる分離磁極領域Ｑが形成される。尚、磁極部材７２は周方向に空隙を設ける構成に替えて、磁極部材を円筒形にして、磁極Ｓ１１と磁極Ｓ１２とを密着させる構成として、双方の磁力のピーク位置間に分離磁極領域Ｑを形成してもよい。
【００５１】
磁極部材７２における各磁極の磁力ピーク位置の磁束密度は、磁極Ｓ１１では２００ガウスであり、磁極Ｎ１１では３００ガウスであり、磁極Ｓ１２では７００ガウスに設定されている。磁極Ｓ１２で磁力を大きくすることにより、規制部材８２近傍に滞留した余分の現像剤を供給ローラ７０へ回収しやすくしている。
【００５２】
また、ローラ軸７６には、ステッピングモータとギヤからなる駆動部７４が接続され、駆動部７４はローラ軸７６を介して磁極部材７２を回転させる。駆動制御回路３０はステッピングモータを１８０度毎に回転駆動させる。
【００５３】
現像装置が画像形成状態にあるときには、駆動部７４によって、磁極部材７２は供給スリーブ７１内で右側位置（図３の位置）に回転駆動させられる。つまり、磁極Ｓ１１が第２ミキサー８１ｂに対向し、磁極Ｎ１１が磁気ローラ６０の磁極Ｓ１に対向し、さらに磁極Ｓ１２が規制部材８２に対向する位置に回転駆動され、停止している。一方、現像が完了したときには、駆動部７４によって、磁極部材７２は、図４に示すように、供給スリーブ７１内で左側位置に１８０度回転駆動させられる。つまり、分離磁極領域Ｑが磁極Ｓ１と第２ミキサー８１ｂに対向する位置へ回転駆動され、停止している。
【００５４】
次に、感光体１０の静電潜像を現像し、現像後に現像ローラ５０及び磁気ローラ６０上の現像剤を回収する動作について説明する。
【００５５】
図３に示す状態で、画像形成装置の電源がオンされると、感光体１０と、現像スリーブ５１と、磁気スリーブ６１及び供給スリーブ７１は、駆動部７５（図２参照）によって、それぞれ図３の矢印方向に回転駆動される。磁極部材７２は、駆動部７４によって供給スリーブ７１内で右側位置に回転駆動され、停止している。
【００５６】
撹拌された現像剤が第２ミキサー８１ｂへ搬送される。現像剤汲み上げ領域Ｋにおいて、供給ローラ７０は、磁極Ｓ１１の磁力により、第２ミキサー８１ｂから現像剤を供給スリーブ７１上に汲み上げる。汲み上げた現像剤は、供給スリーブ７１上に担持され、供給スリーブ７１の図３の矢印方向（反時計回り方向）の回転により、現像剤供給領域Ｇに搬送される。現像剤供給領域Ｇにおいて、現像剤は、磁極Ｎ１１と磁気ローラ６０の磁極Ｓ１の磁力により、供給スリーブ７１から磁気スリーブ６１上に供給される。磁気スリーブ６１に供給されなかった現像剤は、供給スリーブ７１の回転にともない、分離磁極領域Ｑにおいて、供給スリーブ７１上に担持されなくなり、第２ミキサー８１ｂ側に戻され、現像剤収容ハウジング内で循環させられる。
【００５７】
磁気スリーブ６１に供給された現像剤は、磁極部材６２の磁力により、磁気スリーブ６１上に磁気ブラシを形成し担持される。磁気スリーブ６１が図３の矢印方向（時計回り方向）に回転すると、磁気ブラシは、規制部材８２に向けて搬送され、規制部材８２によって、一定の層厚に規制される。規制部材８２近傍には、規制部材８２と磁気スリーブ６１との隙間を通過しない現像剤が残存するが、この余分の現像剤は、供給ローラ７０の磁極Ｓ１２に引き付けられ、供給ローラ７０に回収される。回収された現像剤は、供給スリーブ７１の回転にともない、分離磁極領域Ｑにおいて、供給スリーブ７１上に担持されなくなり、第２ミキサー８１ｂ側に戻され、現像剤収容ハウジング内で循環させられる。
【００５８】
層厚規制された磁気ブラシは、磁気スリーブ６１の回転により、磁気スリーブ６１上を搬送され、トナー供給領域Ｔで現像スリーブ５１に接触する。磁気スリーブ６１に印加されたバイアス電圧によって、磁気ブラシのトナーのみがトナー供給領域Ｔで現像スリーブ５１に供給される。現像スリーブ５１上では、トナー薄層が形成され、このトナー薄層は、現像スリーブ５１に印加されたバイアス電圧によって、感光体１０に飛翔し、感光体１０上の静電潜像が現像される。静電潜像の現像に使用されなかった未現像トナーは、現像後、トナー供給領域Ｔに形成される磁気ブラシによって、現像スリーブ５１から剥ぎ取られ、磁気スリーブ６１に戻される。
【００５９】
駆動制御回路３０は、画像形成完了の信号を受けて所定時間後に、駆動部７４のステッピングモータを１８０度回転駆動させる。駆動部７５のモータの回転は継続させておく。ステッピングモータの回転により、供給ローラ７０の磁極部材７２は、図４に示すように、供給スリーブ７１内で左側位置に回転し停止する。
【００６０】
この状態では、分離磁極領域Ｑが磁気ローラ６０の磁極Ｓ１と第２ミキサー８１ｂとに対向している。従って、供給ローラ７０は、第２ミキサー８１ｂから現像剤を汲み上げることがなく、また磁気ローラ６０に現像剤を供給することがない。さらに、上述の未現像トナー及び現像スリーブ５１に供給されなかった磁気ブラシは、磁気スリーブ６１の回転にともない、磁極Ｓ４と磁極Ｓ１間で磁気スリーブ６１に担持されなくなり、現像剤の自重により磁気スリーブ６１から第２ミキサー８１ｂ側に落下する。このようにして、現像ローラ５０、磁気ローラ６０及び供給ローラ７０の現像剤が撹拌部材側に回収されることになる。
【００６１】
更に上述の状態では、磁極Ｓ１１が規制部材８２に向いている。従って、規制部材８２近傍に残存する現像剤は、磁極Ｓ１１に引き付けられ、供給ローラ７０に回収されることにより、磁気スリーブ６１上には現像剤が少なくなり、磁気スリーブ６１上の余分な現像剤の回収が短時間で済まされる。
【００６２】
上記第１実施形態によれば、現像装置１００は、表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材８１側へ回収される磁気ローラ６０と、隣り合う磁極が同極性に形成された分離磁極領域Ｑと極性の異なる磁極が並設される主極領域とを形成され回転可能である磁極部材７２と、この磁極部材７２を内包する供給スリーブ７１とを有する供給ローラ７０と、現像時に主極領域を磁気ローラ６０と撹拌部材８１とに対向する位置に回転させ、現像後に分離磁極領域Ｑを撹拌部材８１に対向する位置に回転させる駆動部７４とを備える。
【００６３】
この構成によると、現像時に主極領域が撹拌部材８１に対向すると、現像剤が撹拌部材８１から供給スリーブ７１上に汲み上げられ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラ６０に供給され担持される。この現像剤が感光体１０に供給され、感光体１０上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部７４によって磁極部材７２が回転させられ、分離磁極領域Ｑが撹拌部材８１に対向すると、現像剤が撹拌部材８１から供給スリーブ７１上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ６０上の現像に供されない現像剤が撹拌部材８１側に回収されるので、磁気ローラ６０上に現像剤が残らない。従って、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、現像装置１００の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持することができる。
【００６４】
通常、組立完了した画像形成装置の画像品質を検査するときに、テスト印刷が行われるが、この構成によると、テスト印刷の画像形成後、分離磁極領域Ｑが撹拌部材８１に対向するように、磁極部材７２を回転駆動させることによって、磁気ローラ６０に残る現像剤を現像剤収容ハウジングに回収することができる。従って、特別な冶具を用いることなく、また多量の工数を掛けずに現像剤を回収して、装置を出荷することができる。
【００６５】
また、上記第１実施形態によると、磁気ローラ６０上の現像剤層厚を規制する規制部材８２を備え、供給ローラ７０の主極領域は、現像時に現像剤を撹拌部材８１から供給スリーブ７１上に汲み上げる磁極Ｓ１１（第１磁極部）と、汲み上げた現像剤を磁気ローラ６０に供給する磁極Ｎ１１（第２磁極部）と、規制部材８２近傍の現像剤を回収する磁極Ｓ１２（第３磁極部）とを有する。これによって、現像時に、磁極Ｓ１１が撹拌部材８１に対向すると、現像剤が撹拌部材８１から供給スリーブ７１上に汲み上げられる。汲み上げた現像剤は、磁極Ｎ１１に対向する磁気ローラ６０に供給され、規制部材８２によって所定の層厚にされて磁気ローラ６０上に担持される。この現像剤が感光体１０に供給され、感光体１０上の静電潜像が現像される。磁極Ｓ１２は規制部材８２近傍に滞留した余分の現像剤を供給ローラ７０へ回収する。回収した現像剤は撹拌部材８１側に戻され、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、再利用することができる。
【００６６】
また、上記第１実施形態によると、磁極部材７２はステッピングモータで回転させられ、駆動制御回路３０はステッピングモータの回転を制御するので、現像剤の回収を確実に行うことができる。
【００６７】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態である現像装置に用いられる駆動部を模式的に示す図である。第１実施形態と異なる、駆動部について主に説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。
【００６８】
供給スリーブ２７１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材２７２を所定の隙間を設けて内包する。また、供給スリーブ２７１は、ハウジングに回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動部により、図５の反時計回り方向に回転させられる。
【００６９】
供給ローラ２７０には、ローラ軸２７６が供給スリーブ２７１内で回転自在に設けられる。このローラ軸２７６には、磁極部材２７２が接着等により固着され、またギヤ２８５が固設される。
【００７０】
磁極部材２７２は、断面略１８０度の扇形に形成され、第１磁極部としての磁極Ｓ１１と、第２磁極部としての磁極Ｎ１１及び第３磁極部としての磁極Ｓ１２とを有する。磁極Ｓ１１、Ｓ１２と磁極Ｎ１１とは異なる極性で構成され、磁極Ｓ１１、Ｓ１２は磁極Ｎ１１の両側に密着して周方向に配置される。磁極Ｓ１１、Ｎ１１、Ｓ１２は主極領域を形成している。磁極Ｓ１１と、磁極Ｓ１１と同極性である磁極Ｓ１２とが周方向に略１８０度の空隙を設けて配置されている。この空隙には、磁極Ｓ１１と磁極Ｓ１２の各磁力のピーク位置から磁力が徐々に弱くなって０ガウスとなる分離磁極領域Ｑが形成される。
【００７１】
駆動部２８０は、セクタギヤ部材２８６とソレノイド２８３等で構成される。
【００７２】
セクタギヤ部材２８６は、板状部材で略扇形に形成され、支軸２８６ｃで回転自在にハウジングに支持される。セクタギヤ部材２８６は、ギヤ２８５に噛合するセクタギヤ２８６ａと作動片２８６ｂとを有する。セクタギヤ部材２８６が支軸２８６ｃを中心に往復動すると、セクタギヤ２８６ａによって、ギヤ２８５は増速して正逆回転する。セクタギヤ２８６ａが４５度往復動すると、ギヤ２８５が１８０度正逆回転するように、ギヤ比が設定されている。
【００７３】
作動片２８６ｂは、支軸２８６ｃに対してセクタギヤ２８６ａの反対側に形成され、ソレノイド２８３のプランジャーに当接している。作動片２８６ｂがプランジャーに常に当接するように、セクタギヤ部材２８６は図示しないバネによって付勢されている。
【００７４】
駆動制御回路２３０は、画像形成完了の信号を受けて所定時間後に、ソレノイド２８３の通電のオンにする。ソレノイド２８３の通電オンによって、ソレノイド２８３のプランジャーはソレノイド本体から突出する方向に作動し、作動片２８６ｂを押すと、セクタギヤ部材２８６が往動する。セクタギヤ２８６ａの往動によって、ギヤ２８５が図５の時計回り方向に１８０度回転し、磁極部材２７２も１８０度回転する。これで、分離磁極領域Ｑが磁気ローラ２６０と第２ミキサー２８１ｂに対向することになり、現像剤が第２ミキサー２８１ｂから供給スリーブ２７１上に汲み上げられることがない。駆動制御回路２３０によって、ソレノイド２８３の通電がオフされると、プランジャーがソレノイド本体側に戻り、セクタギヤ部材２８６は図示しないバネの付勢力によって復動される。セクタギヤ２８６ａの復動によって、ギヤ２８５が反時計回り方向に１８０度回転し、磁極部材２７２も反時計方向１８０度回転する。これで、主極領域が磁気ローラ２６０と第２ミキサー２８１ｂに対向することになり、画像形成が可能となる。
【００７５】
上記第２実施形態によれば、現像装置は、隣り合う磁極が同極性に形成された分離磁極領域Ｑと極性の異なる磁極が並設される主極領域とを形成され、回転可能である磁極部材２７２と、この磁極部材２７２を内包する供給スリーブ２７１とを有する供給ローラ２７０と、ソレノイド２８３によって、現像時に主極領域を磁気ローラ２６０と第２ミキサー２８１ｂ（撹拌部材）とに対向する位置に作動させ、現像後に分離磁極領域Ｑを第２ミキサー２８１ｂに対向する位置に回転させる駆動部２８０とを備える。
【００７６】
この構成によると、現像時に現像剤が第２ミキサー２８１ｂから供給スリーブ２７１上に汲み上げられ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラ２６０に確実に供給される。現像後には、現像剤が第２ミキサー２８１ｂから供給スリーブ２７１上に汲み上げられることがなく、現像に供されない現像剤が撹拌部材側に確実に回収される。
【００７７】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態である現像装置に用いられる供給ローラの構成を模式的に示す断面図である。上記実施形態と異なる、供給ローラの構成について主に説明する。
【００７８】
供給ローラ３７０は、供給スリーブ３７１と磁極部材３７２とシールド部材３８６を備える。
【００７９】
供給スリーブ３７１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材３７２を所定の隙間を設けて内包する。また、供給スリーブ３７１は、ハウジングに回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動部３７５により、図６の反時計回り方向に回転させられる。
【００８０】
磁極部材３７２は、断面略１８０度の扇形に形成され、第１磁極部としての磁極Ｓ１１と、第２磁極部としての磁極Ｎ１１及び第３磁極部としての磁極Ｓ１２とを有する。磁極Ｓ１１、Ｓ１２と磁極Ｎ１１とは異なる極性で構成され、磁極Ｓ１１、Ｓ１２は磁極Ｎ１１の両側に密着して周方向に配置される。磁極Ｓ１１、Ｎ１１、Ｓ１２は主極領域を形成している。磁極Ｓ１１と、磁極Ｓ１１と同極性である磁極Ｓ１２とが周方向に略１８０度の空隙を設けて配置されている。この空隙には、磁極Ｓ１１と磁極Ｓ１２の各磁力のピーク位置から磁力が徐々に弱くなって０ガウスとなる分離磁極領域Ｑが形成される。そして、磁極部材３７２は、供給スリーブ３７１と間隔を設けて、ハウジングに固定支持される。
【００８１】
シールド部材３８６は、パーマロイ等の高磁性材で薄板半円状をして、供給スリーブ３７１と磁極部材３７２との間隔に設けられ、磁極部材３７２の主極領域から磁気スリーブ３７１に向かう磁気を遮蔽する。また、シールド部材３８６は、図６の実線位置と破線位置とに回転自在に配置され、ステッピングモータとギヤからなる駆動部３８４により回転させられる。シールド部材３８６が図６の実線位置にあると、供給ローラ３７０は、磁極Ｓ１１によって現像剤を第２ミキサー３８１ｂから汲み上げ、汲み上げた現像剤を磁気ローラ３６０に供給可能である。一方、シールド部材３８６は、図６の破線位置にあると、主極領域から磁気ローラ３６０と第２ミキサー３８１ｂに向かう磁気を遮蔽することができる。
【００８２】
シールド部材３８６が図６の実線位置にあるときに、供給ローラ３７０は、磁極Ｓ１１により、第２ミキサー３８１ｂから現像剤を供給スリーブ３７１上に汲み上げる。汲み上げた現像剤は、供給スリーブ３７１の図６の矢印方向（反時計回り方向）の回転により、搬送され、供給スリーブ３７１から磁気ローラ３６０上に供給される。図示しない規制部材近傍には現像剤が残存するが、この余分の現像剤は、磁極Ｓ１２に引き付けられ、供給ローラ３７０に回収される。回収された現像剤は、供給スリーブ３７１の回転にともない、分離磁極領域Ｑにおいて、供給スリーブ３７１上に担持されなくなり、第２ミキサー３８１ｂ側に戻され、現像剤収容ハウジング内で循環させられる。尚、磁極部材３７２を円筒形にして、Ｓ極とＮ極を周方向に交互に配列し、全周に主極領域を構成してもよい。この構成では、磁極部材が製作しやすくなる。また、規制部材近傍の余分の現像剤を撹拌部材側に回収するときには、シールド部材３８６が供給スリーブ３７１内で左側位置にあり、このシールド部材３８６によって、主極領域の供給スリーブ３７１に向かう磁気が遮蔽されるので、現像剤は供給スリーブ３７１上に担持されなくなり、現像剤を第２ミキサー３８１ｂ側に戻すことができる。
【００８３】
画像形成が完了すると、駆動制御回路３３０は、画像形成完了の信号を受けて所定時間後に、駆動部３８４のステッピングモータを１８０度回転駆動させる。駆動部３７５のモータの回転は継続させておく。ステッピングモータの回転により、シールド部材３８６は図６の破線位置まで回転し停止する。
【００８４】
この状態では、シールド部材３８６が主極領域の供給スリーブ３７１と第２ミキサー３８１ｂに向かう磁気を遮蔽する。従って、供給ローラ３７０は、第２ミキサー３８１ｂから現像剤を汲み上げることがなく、また磁気ローラ３６０に現像剤を供給することがない。
【００８５】
上記第３実施形態によれば、現像装置は、表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材側へ回収される磁気ローラ３６０と、極性の異なる磁極が並設される主極領域を形成され、この主極領域を第２ミキサー３８１ｂと磁気ローラ３６０に対向させる磁極部材３７２と、間隔を設けて磁極部材３７２を内包する供給スリーブ３７１と、前記間隔に回転可能に設けられ磁気を遮蔽するシールド部材３８６とを有する供給ローラ３７０と、現像後にシールド部材３８６を第２ミキサー３８１ｂに対向する位置に回転させる駆動部３８４とを備える。
【００８６】
この構成によると、現像時に、第２ミキサー３８１ｂに対向する主極領域が、現像剤を第２ミキサー３８１ｂから供給スリーブ３７１上に汲み上げ、汲み上げた現像剤が主極領域に対向する磁気ローラ３６０に供給され担持される。この現像剤が感光体１０に供給され、感光体１０上の静電潜像が現像される。現像後、駆動部３８４がシールド部材３８６を回転させ、シールド部材３８６が第２ミキサー３８１ｂに対向する位置で主極領域の第２ミキサー３８１ｂへの磁気を遮蔽すると、現像剤が撹拌部材から供給スリーブ３７１上に汲み上げられることがない。この状態で、磁気ローラ３６０上の現像に供されない現像剤が撹拌部材側に回収されるので、磁気ローラ３６０上に現像剤が残らない。従って、現像剤に摩擦等によるストレスをかけることなく、現像装置の周辺部材の現像剤による汚れを防ぎ、常に良好な画質を維持することができる。
【００８７】
尚、上記実施形態では、供給ローラ７０、２７０、３７０と、磁気ローラ６０、２６０、３６０及び現像ローラ５０とを備える現像装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、現像装置が供給ローラ７０、２７０、３７０と磁気ローラとを備え、磁気ローラが感光体にトナーを供給し、現像に供しない現像剤が磁気ローラから回収される構成に適用させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、現像に供されない現像剤を回収する現像装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 画像形成装置
１０ａ〜１０ｄ 感光体
３０、２３０、３３０ 駆動制御回路
５０ 現像ローラ
５１ 現像スリーブ
５２ 磁極部材
６０、２６０、３６０ 磁気ローラ
６１ 磁気スリーブ
６２ 磁極部材
７０、２７０、３７０ 供給ローラ
７１、２７１、３７１ 供給スリーブ
７２、２７２、３７２ 磁極部材
７４、７５、２８０、３７５、３８４ 駆動部
８０ ハウジング
８１ 撹拌部材
８１ｂ、２８１ｂ、３８１ｂ 第２ミキサー
８２ 規制部材
１００ａ〜１００ｄ 現像装置
２８３ ソレノイド
２８５ ギヤ
２８６ セクタギヤ部材
３８６ シールド部材
Ｎ２、Ｎ４、Ｎ６ 磁極
Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７ 磁極
Ｎ１１ 磁極（第２磁極部、主極領域）
Ｓ１１ 磁極（第１磁極部、主極領域）
Ｓ１２ 磁極（第３磁極部、主極領域）
Ｑ 分離磁極領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を形成した感光体に現像剤を供給し、現像に供されない現像剤を回収する現像装置において、
表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材側へ回収される磁気ローラと、
隣り合う磁極が同極性に形成された分離磁極領域と極性の異なる磁極が並設される主極領域とを形成され回転可能である磁極部材と、前記磁極部材を内包する供給スリーブとを有する供給ローラと、
現像時に前記主極領域を前記磁気ローラと前記撹拌部材とに対向する位置に回転させ、現像後に前記分離磁極領域を前記撹拌部材に対向する位置に回転させる駆動部とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁気ローラ上の現像剤層厚を規制する規制部材を備え、前記主極領域は、現像時に現像剤を前記撹拌部材から前記供給スリーブ上に汲み上げる第１磁極部と、汲み上げた現像剤を前記磁気ローラに供給する第２磁極部と、前記規制部材近傍の現像剤を回収する第３磁極部とを有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】
前記駆動部はモータを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記駆動部はソレノイドを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
静電潜像を形成した感光体に現像剤を供給し、現像に供されない現像剤を回収する現像装置において、
表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材側へ回収される磁気ローラと、
極性の異なる磁極が並設される主極領域を形成され、前記主極領域を前記撹拌部材と前記磁気ローラに対向させる磁極部材と、間隔を設けて前記磁極部材を内包する供給スリーブと、前記間隔に回転可能に設けられ磁気を遮蔽するシールド部材とを有する供給ローラと、
現像後に前記シールド部材を前記撹拌部材に対向する位置に回転させる駆動部とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像を形成した感光体に現像剤を供給し、現像に供されない現像剤を回収する現像装置において、
表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材側へ回収される磁気ローラと、
隣り合う磁極が同極性に形成された分離磁極領域と極性の異なる磁極が並設される主極領域とを形成され回転可能である磁極部材と、前記磁極部材を内包する供給スリーブとを有する供給ローラと、
現像時に前記主極領域を前記磁気ローラと前記撹拌部材とに対向する位置に回転させ、現像後に前記分離磁極領域を前記撹拌部材に対向する位置に回転させる駆動部とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁気ローラ上の現像剤層厚を規制する規制部材を備え、前記主極領域は、現像時に現像剤を前記撹拌部材から前記供給スリーブ上に汲み上げる第１磁極部と、汲み上げた現像剤を前記磁気ローラに供給する第２磁極部と、前記規制部材近傍の現像剤を回収する第３磁極部とを有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】
前記駆動部はモータを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記駆動部はソレノイドを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
静電潜像を形成した感光体に現像剤を供給し、現像に供されない現像剤を回収する現像装置において、
表面に現像剤を担持し、現像に供されない現像剤が撹拌部材側へ回収される磁気ローラと、
極性の異なる磁極が並設される主極領域を形成され、前記主極領域を前記撹拌部材と前記磁気ローラに対向させる磁極部材と、間隔を設けて前記磁極部材を内包する供給スリーブと、前記間隔に回転可能に設けられ磁気を遮蔽するシールド部材とを有する供給ローラと、
現像後に前記シールド部材を前記撹拌部材に対向する位置に回転させる駆動部とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１９７９２３（Ｐ２０１０−１９７９２３Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４５３２６（Ｐ２００９−４５３２６）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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