JP2006243679A - カートリッジ、画像形成装置および現像装置 - Google Patents

カートリッジ、画像形成装置および現像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 移相電界によりトナーを移動させる現像装置を画像形成装置本体から取外した場合に静電搬送部材へのトナーの付着を発生しにくくする。
【解決手段】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ内に設けられた現像装置13は、トナー格納部13fと、静電搬送面に発生させた移相電界によりトナーを移動させ像担持体11に供給する静電搬送部材13aと、トナー格納部13fからトナーを取り出して上記静電搬送面に供給する供給ローラ13bを備えている。この場合、供給ローラ13bは、カートリッジが画像形成装置本体から取外された状態で、トナー格納部13f内のトナーが静電搬送面に付着するのを防ぐための遮蔽手段となっている。
【選択図】 図2

Description

本発明は、トナー粒子を移相電界により像担持体上の静電潜像に搬送し、供給することにより現像を行う現像装置を有し画像形成装置に着脱可能なカートリッジ、画像形成装置および現像装置に関するものである。
複写装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として、像担持体上に静電潜像を形成し、この潜像に粉体である現像剤(以下必要に応じて「トナー粒子」という。)を付着させることでトナー像として現像する電子写真方式が知られている。ここで、潜像を現像する現像装置として、移相電界のエネルギーを粉体であるトナー粒子に与えることにより、静電搬送部材の表面でトナー粒子を水平方向および垂直方向に移動させる現像装置が知られている(例えば特許文献1)。かかる現像装置においては、トナー粒子は移相電界によって像担持体と現像装置との対向部である現像領域に移送され、現像領域において像担持体上の潜像の画像部に付着する。
特開2003−280388号公報
移相電界によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置では、2成分現像における現像スリーブとは異なり静電搬送部材自体は移動しないため、トナー粒子が静電搬送部材に付着して静止すると、これを物理的な力で引き剥がすことは困難である。従って、付着したトナー粒子は移相電界によって静電搬送部材から除去されることが望ましいが、弱帯電あるいは無帯電トナーが付着した場合には、電界による除去は困難である。
また、移相電界によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置では、トナー粒子は静電搬送部材の表面を跳びはねるように移動するため、大部分の時間はトナー粒子と静電搬送部材とは非接触である。従って、トナー粒子が移相電界によって移動している状態においては、トナー粒子と静電搬送部材とが静電的に付着する力は弱い。このため現像電界を弱く設定しても(例えば現像ポテンシャル100V以下でも)現像能力を容易に確保することができる利点がある。しかし現像電界を弱く設定すると、ひとたびトナー粒子が静電搬送部材上で静止した場合に現像電界によって静電搬送部材からトナー粒子を引き剥がすことが困難となる。従って、現像電界を弱く設定することにより利点を発揮しようとすればことさらに、静電搬送部材に付着したトナー粒子を引き剥がすことが難しくなる。
静電搬送部材上に付着したトナー粒子が増加すると移相電界に乱れが生じ、搬送性能、現像性能に悪影響を与える。
以上のように、移相電界によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置では、静電搬送部材へのトナー粒子の付着を抑制することが重要となる。
ここで静電搬送部材へのトナー粒子の付着としては、作像中に静電搬送部材上を移動するトナー粒子が付着するケース、作像中または作像前後に機内を浮遊するトナー粒子が付着するケース、など様々なケースが考えられるが、中でも静電搬送部材を画像形成装置本体から取り出した際に生じるトナー付着への対応は困難である。その理由として、以下が挙げられる。
1、画像形成装置本体に装着された状態では静電搬送部材とトナー粒子格納部との位置関係は安定しているが、本体から取外した状態においては静電搬送部材とトナー粒子格納部との位置関係が極端に変動することがある。例えば、取外した現像装置を極端に傾けたり落下させたりすると、トナー粒子が静電搬送部材の上に降りかかる可能性がある。このように本体から取外した状態においては、本体に装着された状態よりもはるかに多量のトナー粒子が静電搬送部材に付着する可能性がある。
2、画像形成装置本体に装着されていない状態では無帯電または弱帯電のトナー粒子が多く、このようなトナー粒子が静電搬送部材に付着すると移相電界によって静電的に引き剥がすことが困難である。
静電搬送部材を画像形成装置本体から取り出す可能性が最も高いのはメンテナンス時である。メンテナンスの類型としては、修理等のために現像装置を画像形成装置本体から一時的に取り出す場合と、現像装置が消耗品として位置付けられている場合にこれを交換するために取り出す場合がある。修理等のために一時的に現像装置を取り出した後に画像形成装置本体に戻す場合には、取り出されている状態の現像装置内でトナー粒子が静電搬送部材に接触するとメンテナンス後の現像性能が悪化する恐れがある。
また現像装置が消耗品として位置付けられている場合には、画像形成装置本体に装着するまでの流通時にトナー粒子が静電搬送部材に接触することを回避する必要がある。さらに、ひとたび画像形成装置本体に装着した現像装置を取り出す場合、取り出された現像装置は必ずしも使用済みの消耗品として廃棄されるわけではなく、実際にはユーザにより振動を与えられてから本体に戻されることがある。例えば現像装置とトナー粒子を一体にして交換品とするメンテナンス形態では、トナー切れの表示を確認したユーザは一度トナー容器を画像形成装置本体から取り出して振動を加え、再び本体に戻すことが多い。これは全てのトナーが消費され尽くしたかユーザが確認するために行う動作であるが、このような動作によって実際にトナーが現像装置側に移動して再び画像形成可能となることもある。しかしユーザが加えた振動によって静電搬送部材にトナー粒子が付着してしまうと、ユーザの確認動作以降の現像性能が悪化する恐れがある。
以上のように、移相電界によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置を実際の製品に搭載しようとすると、メンテナンスを含めた経時全般にわたって静電搬送部材へのトナー粒子の付着を抑制する工夫が必要となる。
そこで本発明の目的は、移相電界によってトナー粒子を移動させるタイプの現像装置を画像形成装置本体から取外した場合においても、静電搬送部材へのトナー粒子の付着が発生しにくくすることである。
請求項1の発明によるカートリッジは、像担持体上の静電潜像をトナーにより現像するための現像装置を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に用いられるカートリッジにおいて、前記現像装置は、前記トナーを格納するトナー格納手段と、移相電界発生手段を持ち、発生された移相電界によりトナーを移動させる静電搬送面を形成し移動したトナー粒子を像担持体と現像装置との対向領域に供給する静電搬送手段と、前記トナー格納手段からトナーを取得して前記静電搬送手段の前記静電搬送面にトナーを供給するトナー供給手段と、カートリッジを画像形成装置本体から取外した状態において、前記静電搬送面を前記トナー格納手段内のトナーから遮蔽する遮蔽手段とを有することを特徴とするものである。
請求項2の発明によるカートリッジは、請求項1において、前記遮蔽手段が前記トナー供給手段であることを特徴とするものである。
請求項3の発明によるカートリッジは、請求項2において、前記トナー供給手段は、磁性キャリア粒子を担持し、内部に磁極を配置したものであることを特徴とするものである。
請求項4の発明によるカートリッジは、請求項3において、前記トナー供給手段は、このトナー供給手段とカートリッジ枠体との間隙において前記磁性キャリア粒子を穂立ちさせるように前記磁極が配置されていることを特徴とするものである。
請求項5の発明によるカートリッジは、請求項1において、前記遮蔽手段は、カートリッジを画像形成装置本体から取外す際に、前記静電搬送面のうち作像工程においてトナー粒子が物理的に除去されない領域を前記トナー格納手段から離間させることにより前記遮蔽を行うことを特徴とするものである。
請求項6の発明によるカートリッジは、請求項5において、前記遮蔽手段は、前記離間した前記静電搬送面の前記領域を現像装置の外部に露出させて前記作像工程時にトナー粒子が通過するために設けられた前記静電搬送面とカートリッジ枠体との間隙を塞ぐまたは狭めることにより前記遮蔽を行うことを特徴とするものである。
請求項7の発明によるカートリッジは、請求項5において、前記遮蔽手段は、カートリッジを画像形成装置本体から取外す際に、まず前記静電搬送面を前記トナー格納手段から離間させ、次いで前記トナー格納手段に移動を開始させることにより前記遮蔽を行うことを特徴とするものである。
請求項8の発明によるカートリッジは、請求項1から7において、補給用トナー格納手段を一体に設けたことを特徴とするものである。
請求項9の発明による画像形成装置は、像担持体上の静電潜像をトナーにより現像するための現像装置を有するカートリッジが着脱可能に装着される画像形成装置において、前記現像装置は、前記トナーを格納するトナー格納手段と、移相電界発生手段を持ち、発生された移相電界によりトナーを移動させる静電搬送面を形成し移動したトナー粒子を像担持体と現像装置との対向領域に供給する静電搬送手段と、前記トナー格納手段からトナーを取得して前記静電搬送手段の前記静電搬送面にトナーを供給するトナー供給手段と、カートリッジを画像形成装置本体から取外した状態において、前記静電搬送面を前記トナー格納手段内のトナーから遮蔽する遮蔽手段とを有することを特徴とするものである。
請求項10の発明による現像装置は、画像形成装置本体に着脱可能に用いられるカートリッジ内に設けられた現像装置において、前記トナーを格納するトナー格納手段と、移相電界発生手段を持ち、発生された移相電界によりトナーを移動させる静電搬送面を形成し移動したトナー粒子を像担持体上に供給する静電搬送手段と、前記トナー格納手段からトナーを取得して前記静電搬送手段の前記静電搬送面にトナーを供給するトナー供給手段と、カートリッジを画像形成装置本体から取外した状態において、前記静電搬送面を前記トナー格納手段内のトナーから遮蔽する遮蔽手段とを有することを特徴とするものである。
請求項1,9,10の発明によれば、静電搬送手段をカートリッジの中に含めた場合でも、メンテナンス等の際に静電搬送面にトナー粒子が付着してその後の現像性能が低下することを抑制することができる。
請求項2の発明によれば、専用の遮蔽手段を設ける必要がなく、遮蔽を簡易に実現することができる。
請求項3の発明によれば、磁気ブラシにトナー粒子が取り込まれるので、トナー粒子を効率よく遮蔽することができる。
請求項4の発明によれば、磁気ブラシの穂立ちにより、トナー粒子を効率よく遮蔽することができる。
請求項5の発明によれば、メンテナンス等の際に静電搬送面にトナー粒子が付着してその後の現像性能が低下することを抑制することができる。
請求項6の発明によれば、現像装置からのトナー漏れを抑制することができる。特に像担持体とは別体に現像装置を取外すカートリッジの場合に効果が大きい。
請求項7の発明によれば、トナー格納部の移動前に離間が行われるため、カートリッジ内のトナー飛散による静電搬送面へのトナー付着を抑制することができる。
請求項8の発明によれば、補給用トナー粒子が一体になっていると、ユーザがトナーが消費されたか否かを確認するために振動を加える恐れが強いため、本発明が特に大きな効果を奏する。
[第1の実施形態]
以下、本発明の第1の実施形態を図面に従って説明する。各図においては対応する部分は同一の記号で表されている。
図1は本発明の実施形態による画像形成装置を示す構成図である。
通常の画像形成動作においては、給紙装置5から供給される記録用紙等の転写材6は、吸着ローラ2aに所定の電圧が印加されることで転写体である搬送ベルト2に吸着される。転写材6は搬送ベルト2に担持された状態で搬送ベルトとともに移動し、移動中に作像手段であるプロセスカートリッジ1K、1M、1C、1Yからトナー像が転写される。転写材6が搬送ベルト2を通過して定着装置3に到達すると、転写材上のトナー像は加熱ローラ3aおよび加圧ローラ3bに挟まれつつ加熱されることで転写材上に定着させられ、転写材上に可視像が形成される。
また、各色トナー像の色ずれやトナー濃度の調整を行うモードにおいては、プロセスカートリッジ1K、1M、1C、1Yから搬送ベルト2上に直接所定パターンのトナー像が形成され、Pセンサ2bによってかかるトナーパターンが検出され、その検出結果に基づいて書込タイミングや現像バイアスの変更などが行われ、最適なカラー画像を得ることができる状態に調整される。搬送ベルト2上のトナーパターンは吸着ローラ2aに印加されたバイアスによって帯電極性を整えられた後、転写ローラ2bk、2bm、2bc、2byに印加された電圧によってプロセスカートリッジ1K、1M、1C、1Yに回収される。
ここで1K、1M、1C、1Yはそれぞれブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナー像を形成するためのプロセスカートリッジである。本実施形態において「プロセスカートリッジ」とは、少なくとも現像装置13および像担持体11を含んで一体に構成され、画像形成装置本体から着脱可能とされたカートリッジである。かかるプロセスカートリッジは、図3に示すように転写材搬送ベルト2が退避することで開放された空間から着脱可能となっており、ユーザによる交換が可能となっている。
画像形成時には書込装置4K、4M、4C、4Yからプロセスカートリッジ1K、1M、1C、1Yに対して、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの画像情報に応じた書込光がそれぞれ照射され、各プロセスカートリッジはこの書込光に応じたトナー像を形成して転写材6に転写する。書込装置4K、4M、4C、4Yは画像情報に従って帯電後の像担持体11に潜像を書き込むための装置である。ポリゴンを用いた光走査装置やLEDアレイ等、種々のものを使用することができる。
転写材搬送ベルトを介して像担持体11と対向する転写ローラ2bk、2bm、2bc、2byは、少なくとも芯金と芯金を被覆する導電性弾性層とを有し、導電性弾性層はポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)等の弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値(体積抵抗率)を106〜1010Ω・cmの中抵抗に調整した弾性体であるローラである。
次に、図2を用いて本実施形態によるプロセスカートリッジを説明する。なお、プロセスカートリッジ1K、1M、1C、1Yは同一構造であるので1つのみを説明する。
図2において、像担持体11は負帯電の有機感光体であり、図示を省略した回転駆動機構によって矢印方向、すなわち反時計回り方向に回転するように備えられている。クリーニング装置14は像担持体11の回転方向に対してカウンタで当接させられたクリーニングブレード14aと、クリーニングされたトナー粒子を廃トナーとして収納する廃トナー格納部14bとを有する。
接触帯電部材12は、芯金12a上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層12bをローラ状に形成した可撓性の帯電ローラである。帯電ローラ12において芯金上に形成される中抵抗層の材質としては、上記に限定するものではなく、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン(EPDM)、ブタジエンアクリロニトリルゴム(NBR)、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることができる。
次いで現像装置13について詳説する。
現像装置13は、粉体であるトナー粒子を搬送、現像、回収する電界を発生するための複数の電極を有するローラ状の静電搬送部材13aを備えている。静電搬送部材13aは、画像形成時には、像担持体11に対して50〜1000μm、好ましくは150〜400μmの間隙をあけて非接触に対向している。
静電搬送部材13aの構成について図4を参照して詳細に説明する。図4は静電搬送部材13aの像担持体11側表面の移相電界発生部を拡大した断面図である。
静電搬送部材13aは、支持基板101上に複数の電極102、102、102……をn本を1セットとして、トナー移動方向に沿って所要の間隔で配置し、この上に搬送面を形成する絶縁性の搬送面形成部材となり、電極102の表面を覆う保護膜となる、無機又は有機の絶縁性材料で形成した表面保護層103を積層したものである。支持基板101としては、ガラス基板、樹脂基板或いはセラミックス基板等の絶縁性材料からなる基板、或いは、SUSなどの導電性材料からなる基板にSiO2等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基板などを用いることができる。
電極102は、支持基板101上にAl、Ni−Cr等の導電性材料を0.1〜10μm厚、好ましくは0.5〜2.0μmで成膜し、これをフォトリソ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。これらの複数の電極102の粉体進行方向における幅Lは移動させる粉体の平均粒径の1倍以上20倍以下とし、かつ、各電極102の粉体進行方向の間隔Rも移動させる粉体の平均粒径の1倍以上20倍以下としている。 表面保護層103としては、例えばSiO2、TiO2、TiO4、SiON、BN、TiN、Ta25などを厚さ0.5〜10μm、好ましくは厚さ0.5〜3μmで成膜して形成している。
各電極102から伸びる線は各電極102に電圧を印加するための導電線をあらわしており、各線の重なる部分のうち黒丸で示した部分だけが電気的に接続されており、他の部分は電気的に絶縁状態である。各電極102に対しては、画像形成装置本体側の電源7からn相の異なる駆動電圧が印加される。本実施形態では3相の駆動電圧が印加される場合(n=3)について説明するが、本発明はトナー粒子が搬送される限りにおいてn>2を満たす任意の自然数nについて適用可能である。
本実施形態では、各電極102はプロセスカートリッジ側の接点S11、S12、S13,S21、S22、S23のいずれかに接続されており、各接点はプロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された状態においては、それぞれ駆動波形V11、V12、V13、V21、V22、V23の電圧を与える本体側電源7と接続される。ここで、プロセスカートリッジ側の接点S11、S12、S13,S21、S22、S23は、図9に示すようにプロセスカートリッジ外側に露出しており、プロセスカートリッジが装着されると、本体側の接点と接続して本体側電源7から電力が供給される。
静電搬送部材13aは、トナー粒子を像担持体11近傍まで移送し、また現像領域通過後の現像に寄与しなかったトナー粒子を回収するための搬送領域、像担持体11の潜像にトナー粒子を付着させてトナー像を形成するための現像領域とに分けられる。現像領域は像担持体11に近接した領域のみに存在し、搬送領域は静電搬送部材13aの周面上の現像領域以外の全域に存在する。以下、トナー粒子が後述する移相電界によって移動可能な領域を「静電搬送面」と記す。本実施形態の場合、静電搬送部材13aの表面全体が静電搬送面である。搬送領域では各電極102に駆動波形V11、V12、V13が印加され、現像領域では各電極102に駆動波形V21、V22、V23が印加される。
次に、静電搬送部材13aにおけるトナーの静電搬送の原理について説明する。
静電搬送部材13aの複数の電極102に対してn相の駆動波形を印加することにより、複数の電極102によって移相電界(進行波電界)が発生し、静電搬送部材13a上の帯電したトナー粒子は反発力及び/又は吸引力を受けて移送方向に移動する。図5に移相電界発生部の動作タイミングおよび状態変化を示す。
例えば、静電搬送部材13aの複数の電極102に対して図5の(A)に示すようにグランドG(0V)と正の電圧+との間で変化する3相のパルス状駆動波形をタイミングをずらして印加する。このとき、図5(B)に示すように、静電搬送部材13a上に負帯電トナーTがあり、静電搬送部材13aの連続した複数の電極102にそれぞれ「G」、「G」、「+」、「G」、「G」が印加された状態を(1)とすると、負帯電トナーTは「+」の電極102上に位置する。次のタイミングで複数の電極102にはそれぞれ「+」、「G」、「G」、「+」、「G」が印加され(2)、負帯電トナーTには左側の「G」の電極102との間で反発力が、右側の「+」の電極102との間で吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電トナーTは「+」の電極102側に移動する。さらに、次のタイミングで複数の電極102には(3)に示すようにそれぞれ「G」、「+」、「G」、「G」、「+」が印加され、負帯電トナーTには同様に反発力と吸引力がそれぞれ作用するので、負帯電トナーTはさらに「+」の電極102側に移動する。
このように複数の電極102に電圧の変化する複相の駆動波形を印加することで、静電搬送部材13a上には進行波電界が発生し、負帯電トナーTはこの進行波電界の進行方向に移動する。なお、正帯電トナーの場合には駆動波形の変化パターンを逆にすることで同様に同方向に移動する。
ここで本実施形態では、静電搬送部材13aの搬送領域では、各電極102に対して図6に示すように各相の+100Vの印加時間taを繰り返し周期tfの1/3である約33%に設定した(これを「搬送電圧パターン」という)3相の駆動波形(駆動パルス)V11、V12、V13を印加する。この駆動波形は搬送領域においてトナー粒子を高速搬送させるのに適した波形であることが、本出願人の研究から分かっている。また、現像領域では、各電極102に対して、図7に示すように各相の+100V又は0Vの印加時間taを繰り返し周期tfの2/3である約67%に設定した(これを「現像電圧パターン」という)3相の駆動波形(駆動パルス)V21、V22、V23を印加する。現像領域ではトナー粒子を積極的に像担持体に向かって打ち上げることが好ましく、図7の駆動波形はトナー粒子を打ち上げるのに適していることが本出願人の研究から分かっている。
なお、現像電圧パターンの駆動波形を印加した場合でも、0V電極のセンターに位置したトナー以外は、横方向への力も受けるため、すべてのトナーがいっせいに高く打ち上げられるというものではなく、水平方向に移動するトナーもあり、逆に、搬送電圧パターンの駆動波形を印加した場合でも、トナーの位置によっては、大きな角度で斜めに打ち上げられて水平に移動するよりも上昇距離の方が大きいものがある。従って、搬送領域において各電極102に印加する駆動波形パターンは前述した図6に示す搬送電圧パターンに限られるものではなく、また、現像領域12の各電極102に印加する駆動波形パターンも前述した図7に示す現像電圧パターンに限られるものではない。
ここまで駆動波形は3相の場合について説明したが、これをn相に一般化すると、次のようになる。各電極に対してn相(nは3以上の整数)のパルス状電圧(駆動波形)を印加して進行波電界を発生させる場合、1相あたりの電圧印加時間が{繰り返し周期時間×(n−1)/n}未満となる電圧印加デューティとすることによって、搬送、現像の効率を上げることができる。例えば、3相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間taを繰り返し周期時間tfの2/3である約67%未満に設定し、4相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間を繰り返し周期時間の3/4である75%未満に設定することが好ましい。
他方、電圧印加デューティは{繰り返し周期時間/n}以上に設定することが好ましい。例えば、3相の駆動波形を用いる場合には、各相の電圧印加時間taを繰り返し周期時間tfの1/3である約33%以上に設定することが好ましい。すなわち、注目電極に印加する電圧と進行方向上流側隣接電極及び下流側隣接電極に印加する各電圧との間には、上流側隣接電極が反発、下流側隣接電極が吸引という時間を設定することによって、効率を向上することができる。
特に、駆動周波数が高い場合は、{繰り返し周期時間/n}以上で{繰り返し周期時間×(n−1)/n}未満の範囲内に設定することにより、注目電極上のトナーに対する初期速度が得られやすくなる。なお、上記の静電搬送部材の説明はベストモードと考えられるものを説明したのであるが、所望の搬送/現像性能が得られるのであれば、現像領域と搬送領域とで電極102間の間隔を異ならせて電界の方向を調整しても良いし、あるいは現像領域と搬送領域で電極の間隔および駆動波形を同一としても良い。
図2において、現像装置13は、静電搬送部材13aへトナー粒子を供給するための供給ローラ13bが配置されており、供給ローラ13bと静電搬送部材13aとの対向部分では磁気ブラシが形成されている。供給ローラ13bの表面では、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる非磁性スリーブが、不図示の回転駆動機構によって時計回り方向に回転されるようになされている。
現像剤の搬送方向における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、スリーブ上の現像剤量を規制するドクタブレード13cが設置されている。このドクタブレード13cとスリーブとの間隔であるドクタギャップは0.4mmに設定されている。さらに供給ローラ13bの像担持体11とは反対側領域には、現像ケーシング13のトナー格納部13f内の現像剤を攪拌しながら供給ローラ13bへ汲み上げるための2つのスクリュー13dが設置されている。
供給ローラ13b内には、スリーブの周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成する磁石ローラ体(磁石ローラ)が固定状態で備えられている。この磁石ローラ体から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアがスリーブ上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気ブラシが構成される。この磁気ブラシはスリーブの回転によってスリーブと同方向に移送されることとなる。上記磁石ローラ体は、複数の磁極(磁石)を備えている。
具体的には、図8に示すように、現像領域部分に現像剤の穂立ちを生じる現像主磁極P1、スリーブ上に現像剤を汲み上げるための磁極P4およびP5、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁極P6、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極P2、剤離れ磁極P3を備えている。なお本実施形態では磁石ローラ体を6極の磁石によって構成しているが、8極や12極で構成してもよい。図8において供給ローラ表面に描かれた曲線は法線磁力パターンの概略を示すものであり、「N」、「S」の記号は各磁極の供給ローラ表面側の極性がそれぞれN極、S極であることを示す。
現像装置13のトナー格納部13fには図示しないトナー粒子および磁性キャリアが格納されている。本発明を実施する上では、特にキャリア粒子およびトナー粒子を限定する必要はないが、以下、本実施形態における態様を説明する。本実施形態のトナー粒子は、バインダ樹脂としてスチレン系またはアクリル系の重合性単量体を重合開始剤と共に水中に分散させた状態でラジカル重合させたものや、あるいはポリエステル系樹脂を水中に分散させ重付加反応により高分子化させたものを用い、これに着色剤、帯電制御剤などを加えて造粒することにより得られた、重量平均粒径約5μmの非磁性トナー粒子である。
また、本実施形態の磁性キャリアは、1キロエルステッドの磁界中における磁化量が30emu/cm3以上、200emu/cm3以下の範囲にあるキャリアが望ましい。磁化量が200emu/cm3以下、好ましくは140emu/cm3以下の低磁化であれば、隣り合う磁気ブラシの磁気的な相互作用が小さくなり、形成される磁気ブラシの穂が緻密に且つ短くなる。この結果、静電搬送部材13aに対して均一なトナー粒子の供給が達成できる。一方、磁性キャリアの磁化量が30emu/cm3未満の場合には現像剤の搬送性能が劣る。このため磁性キャリアの磁化量は30emu/cm3以上、好ましくは80emu/cm3以上であることが好ましい。
本実施形態では磁性キャリアとして、少なくともバインダ樹脂と、磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物とからなる重合法により生成された磁性体が分散されている樹脂磁性キャリアを用いる。具体的には、磁性金属酸化物としてはマグネタイト(Fe3O4)を用い、金属酸化物を分散させて結着させるバインダ樹脂としては、スチレン、アクリル酸エチルなどのビニル系モノマーを重合して得られる樹脂を用いる。磁性体がバインダ樹脂中に分散されているキャリアをそのまま用いてもよいが、これをキャリアコアとして用い、絶縁性樹脂をコート剤とし、キャリアコア表面に被覆してコート磁性キャリアとして用いるとよい。磁化量は、キャリアの磁気特性を理研電子(株)製の振動磁場型磁気特性自動記録装置にて、1キロエルステッドの外部磁場中に、円筒状の容器内にパッキングした磁性キャリアを置き、その際に測定して得た磁化の強さにキャリアの真比重を掛けることで算出できる。
次に、かかるプロセスカートリッジ1(1C、1M、1Y、1K)の動作を説明する。
本実施形態による画像形成装置は複写機およびプリンタとして機能することができる画像形成装置である。複写機として機能する際にはスキャナから読み込まれた画像情報がA/D変換、MTF補正、階調処理等の種々の画像処理を施されて書込みデータに変換される。プリンタとして機能する際にはコンピュータ等から転送されるページ記述言語やビットマップ等の形式の画像情報に対して画像処理が施され書込みデータに変換される。
画像形成に先駆けて、像担持体11は表面の移動速度が所定の速度となるように図2の矢印方向すなわち反時計回り方向に回転を始める。また帯電ローラ12は像担持体11に対してつれまわり回転させられる。このとき帯電ローラ12の芯金には帯電バイアス印加電源から−100Vの直流電圧および振幅1200V周波数2kHzの交流電圧が印加され、これにより像担持体11の表面が約−100Vに帯電される。帯電された像担持体11に対して書込装置4(4C、4M、4Y、4K)は書込みデータに応じた露光を行う。すなわち、光照射によって画像部の電位を変化させることで光照射されなかった非画像部の電位との差を発生させ、この電位コントラストによる静電潜像を形成する。
書込装置4によって像担持体上に形成された静電潜像は現像装置13によって現像され、画像部にトナー粒子が付着することによってトナー像として像担持体11上に可視化される。移相電界による現像ではトナー粒子が静電搬送部材13a表面を跳びはねながら移動し、像担持体11に近接した際に画像部に吸着するように付着して現像が行なわれる。本実施形態では静電搬送基板13aに−50V、供給ローラ13bに−250Vの電圧が印加されることにより、供給ローラ13bから静電搬送基板13a、静電搬送基板13aから像担持体11上の画像部へとトナー粒子を導く電界が形成される。
像担持体11上に形成させられたトナー像が転写ローラ2bと像担持体11との対向部である転写部に到達するのとタイミングを合わせて給紙装置5から転写材6が搬送され、像担持体11上のトナー像は転写ローラ2bに印加された電圧により転写材6に転写される。転写されたトナー像は定着装置3によって転写材に定着され画像が出力される。一方、転写されずに像担持体11上に残留したトナー(転写残トナー)はクリーニング装置14によって清掃され、清掃後の像担持体表面は次回の画像形成のために使用される。
次に、本発明の特徴である、静電搬送部材13aと現像装置内のトナー格納部13fとの遮蔽について説明する。本実施形態の場合、静電搬送部材13aとトナー格納部13fとは、供給ローラ13b、現像装置13の枠体に設けられた肉厚部13eおよびドクタブレード13cによって遮蔽されている(遮蔽部材による遮蔽)。ここで「現像装置内のトナー格納部13f」とは、現像装置内において未使用トナーを主に格納する部分であり、本実施形態では供給ローラ13bに対して静電搬送部材13aと反対側の空間、すなわちスクリュー13dが設置された付近の空間を意味する。なお、本発明は現像装置を含むカートリッジと、補給用トナーを含むトナーカートリッジとが別体である構成にも適用可能であるが、そのような構成における「現像装置内のトナー格納部」とは、トナーカートリッジ内の未補給トナー格納部をさすのではなく、現像装置の内部において未使用トナーを主に格納する部分を指す。
ところで、上述したようにプロセスカートリッジ1K、1M、1C、1Yは画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されているため、取外された状態のプロセスカートリッジは流通時やユーザの操作によって、画像形成装置内にある状態とは大きく異なる角度に傾けられる可能性がある。プロセスカートリッジが傾けられた際にトナー格納部13fに存在する多量のトナー粒子が静電搬送部材13aに付着すると、静電搬送部材13aにトナー粒子が静電的または非静電的に付着してしまう。静電搬送部材13aの表面のうち供給ローラ13b上に形成される磁気ブラシによって摺擦される領域については、トナー粒子が付着しても現像動作により物理的に除去されるが、それ以外の領域に付着した場合には物理的にトナー粒子を除去することは困難である。また磁気ブラシによって摺擦されない領域に付着したトナー粒子のうちでも、無帯電または弱帯電のトナー粒子については電界への反応が弱いために移相電界によって除去することが困難である。従って、静電搬送部材13aを画像形成装置外に取外す構成においては、トナー格納部13fと静電搬送部材13aとの間でのトナー粒子の移動を遮蔽する必要がある。
本実施形態では、基本的には供給ローラ13bの存在によってこの遮蔽が行なわれる。トナー格納部13fのトナー粒子が静電搬送部材13aの方向へ重力を感じた場合、かかるトナー粒子は供給ローラ13bによって塞き止められる。特に本実施形態では、磁性キャリア粒子を用いているためにトナー粒子は磁性キャリア粒子の中に取り込まれ、静電搬送部材13aには移動しにくい。また供給ローラ13bと現像装置枠体との間の間隙については肉厚部13eおよびドクタブレード13cによって間隔が狭められており、トナー粒子の通過を抑制している。
ここで、現像剤の搬送性能をあまり阻害することなくトナー粒子の移動を抑制するためには、肉厚部13eおよび/またはドクタブレード13cと対向するように供給ローラ13b内に磁石を設けることが好ましい。かかる構成とすれば、供給ローラ13bと肉厚部13eの間隙および/または供給ローラ13bとドクタブレード13cの間隙を比較的広めに取って搬送性を向上させた場合においても、当該間隙を穂立ちした磁気ブラシがふさぐためにトナー粒子が通過しにくい。このような観点から、本実施形態では、供給ローラ13b内の肉厚部13eと対向する位置に磁極P2を設け、現像剤を搬送すると共に穂立ちを形成するようにしている。またドクタブレード13cと対向する位置に磁極P6を設け、現像剤を搬送すると共に穂立ちを形成するようにしている。
本実施形態によるプロセスカートリッジによれば、以上の構成および動作により、プロセスカートリッジの取外し時にトナー格納部13fに格納されたトナー粒子が静電搬送部材13aに付着することが抑制され、経時にわたり良好な搬送性能、現像性能を維持することができる。特に本実施形態のように、現像装置13を含むカートリッジ内に補給用トナーが一体に収納されている場合には、未使用のトナーが残っていないことを確認するためにユーザがカートリッジに振動を与える恐れが強いため、本発明を適用する効果は大きい。
なお、供給ローラ13bと肉厚部13eとの間、および/または供給ローラ13bとドクタブレード13cとの間で穂立ちを形成させるためには、ドクタブレード13cおよび/または肉厚部13eに磁性体を用いてもよい。また図10に示すように、上記肉厚部によって遮蔽を行う代わりに専用の遮蔽部材13eを設けてもよい(機能が同じなので同じ記号13eで示した)。遮蔽部材13eの形状はブレード状、ローラ状、鉤形状、シール部材等々、様々な形状が採用可能である。また供給ローラ13bは磁性キャリア粒子およびトナー粒子からなる2成分現像剤を担持する構成で説明したが、トナー粒子のみを担持させる構成でも本発明を適用可能である。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態を図面に従って説明する。各図において、第1の実施形態で説明した各作像要素と同じ機能を果たす要素については第1の実施形態と同一の記号で表し、特に必要がない限り構成に関する重複する説明は省略する。
図11は本実施形態による画像形成装置の一例である。
図11において、11は負帯電の有機感光体をベルト形状に構成した像担持体であり、図示を省略した回転駆動機構によって矢印方向に回転されるようにして備えられている。像担持体11には現像カートリッジ13K、13M、13C、13Yおよび後述する帯電装置が各色ごとに対向しており、像担持体11の移動に従って順次トナー像を像担持体11上に重ねていくように構成されている(1パスカラー)。
5は記録用紙等の転写材6を格納し、また画像形成時に転写材を搬送開始させる給紙装置である。3は転写材上に形成された未定着のトナー像を固定するための定着装置である。
画像形成時には、給紙装置5から送られた転写材6が像担持体11と転写ローラ2bとの接触部へと搬送され、この接触部において像担持体11上に形成されたフルカラー画像が転写ローラ2bに印加された電圧によって転写材上に転写される。その後転写材が定着装置3に到達すると、転写材上のトナー像は加熱ローラ3aおよび加圧ローラ3bに挟まれつつ加熱されることで転写材上に定着させられ、転写材上に可視像が形成される。
13K、13M、13C、13Yはそれぞれブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナー像を現像するための現像カートリッジである。かかる現像カートリッジは、図13に示すように像担持体11が退避することで開放された空間から着脱可能となっており、ユーザによる交換が可能となっている。書込装置4K、4M、4C、4Yは、画像情報に従って帯電後の像担持体11にそれぞれブラック、マゼンタ、シアン、イエロー色に対応した潜像を書き込むための装置である。ポリゴンを用いた光走査装置やLEDアレイ等、種々のものを使用することができる。
次に図12を用いて本実施形態による現像カートリッジ等、像担持体上にトナー像を形成させる手段について説明する。なお、各色の現像カートリッジは同一構造であるので1つのみを説明する。
図12において、12は像担持体11の表面を一様帯電させるための帯電装置であり、本実施形態ではコロナ帯電を採用する。コロナ帯電の如く非接触の帯電手段を用いれば、上流側の現像カートリッジによって形成されたトナー像を乱すことなく像担持体11を帯電させることができる。13は現像カートリッジ=現像装置であり、多少の形状の変更はあるが第1の実施形態で説明した現像装置と同じである。
次に、像担持体上にトナー像を形成させる動作について説明する。
まず、帯電装置12によって像担持体11表面が一様に帯電される。すでに像担持体11上にトナー像が形成されている場合でも、トナー像を含め像担持体11の表面が一様帯電される。次いで書込装置から画像情報に応じた光ビームが照射される。光ビームは帯電装置12と現像カートリッジ13の間を通過するため、すでに一様帯電された像担持体11に対して光ビームが照射されることとなり、負帯電性の感光体である像担持体11の表面では画像部に対応する領域が除電されて潜像が形成される。
現像カートリッジ13は第1の実施形態と同様に像担持体11上に形成された潜像の画像部にトナー粒子を付着させ、潜像をトナー像として可視化する。以上の帯電、光ビーム照射、現像の工程が前述のように各現像カートリッジとの対向部において繰り返され、像担持体11上に4色のトナー像が重ねられたフルカラー画像が形成される。
なお、本実施形態の画像形成装置では像担持体11表面の転写残トナー粒子を回収するためのクリーニング部材は設けていない。転写残トナー粒子は像担持体11表面に残留したままとなるが、4つの帯電装置12によって帯電され、やがて転写材6に転写されて像担持体11上から除去される。転写残トナー粒子が転写材6に転写されると多少の画像の乱れが生じるが、わずかの乱れであれば視覚的に認識されない。
本実施形態による現像カートリッジ13は、画像形成装置本体からの取外しの際に静電搬送部材13aが供給ローラ13bから離間するように構成されている。その様子を図14に示す。
図14(A)(C)は現像カートリッジが画像形成装置本体に装着された状態を示しており、(A)は現像カートリッジの断面図、(C)は現像カートリッジの外観図を示している。図14(B)(D)は現像カートリッジが画像形成装置本体から取外された状態を示しており、(B)は現像カートリッジの断面図、(D)は現像カートリッジの外観図を示している。
これらの図に示す通り、(A)(C)に示される静電搬送部材13aは、(B)(D)に比較して供給ローラ13bに近接して配置されている。このように現像カートリッジを取外す際に静電搬送部材13aが供給ローラ13bから離間するので、静電搬送部材13aは磁気ブラシから離間し、トナー粒子が付着する恐れが低くなる。供給ローラ13b上に担持されているトナー粒子は、画像形成直後にはキャリア粒子との摩擦帯電によって帯電されキャリア粒子と静電的に付着しているが、現像カートリッジを長時間取外した状態では徐々に電荷を放電し、キャリア粒子から離脱しやすくなる。キャリア粒子から離脱したトナー粒子が、画像形成時に磁気ブラシが摺擦する領域以外の静電搬送部材13a上の領域に付着すると、画像形成時に物理的に除去することができず、現像性のうに影響を与えてしまう。そこで本実施形態のように静電搬送部材13aを供給ローラ13bに対して離間させることによって、キャリア粒子から離脱したトナー粒子が静電搬送部材13aに付着しにくくなる。
さらに、本実施形態のように像担持体とは別体に現像装置13をカートリッジ化する場合、カートリッジを取り出した状態においては静電搬送部材13aと現像カートリッジ枠体との間からトナー粒子が漏れる恐れがある。そこで本実施形態では、供給ローラ13bに対して離間させられた静電搬送部材13a自体が現像カートリッジ枠体と静電搬送部材13aとの隙間を埋めるような方法で静電搬送部材13aを移動させる。具体的には、静電搬送部材13aと像担持体11とを対向させるために現像カートリッジ枠体に設けられた開口部の高さを静電搬送部材13aの直径よりも小さく構成し、静電搬送部材13aが移動することによってこの開口部が塞がれるように構成する。このようにすれば、現像カートリッジと像担持体とを対向させるための隙間が現像カートリッジの取外しと連動して塞がれるため、ユーザに負担をかけることなくトナー漏れを防止できる。また、このとき同時に静電搬送部材13aへのトナー付着も抑制されるので1石2鳥である。
図14に示す動作を実施するための構成を図15に示す。
本実施形態による現像カートリッジは、付勢ばね13gによって互いに接合された2つの部分X、Yから構成されており、当該2つの部分X、Yのうち静電搬送部材13aを含む側(以下、X部分)を実線で、他方(以下、Y部分)を破線で示している。13a1は静電搬送部材13aと一体に構成され長手方向に伸びる凸部であり、この凸部に持ち手13fが一体に形成されている。持ち手13fは、ユーザが現像カートリッジを扱う際に持ち手となる部分である。X部分に含まれるのは静電搬送部材13a(凸部13a1、接点S11〜S13、S21〜S23を含む)および持ち手13fであり、他の部材はY部分に含まれている。凸部13a1および持ち手13fはガイド部材13hによって移動方向を規制されており、また付勢ばね13gを通じてY部分と接続されている。現像カートリッジを取外した際には付勢ばねによってX部分が付勢され、図15(B)に示すように静電搬送部材13aが現像カートリッジの開口部を覆う。
一方、現像カートリッジを画像形成装置本体へ装着する際には、ユーザは持ち手13fを持ちながら静電搬送部材13aが手前となるような向きで現像カートリッジを本体に押し込んでいく。このとき、X部分については凸部13a1が本体側嵌合部材に嵌合して位置決めされ、ユーザはこの嵌合時の「カチリ」という感触によって現像カートリッジが装着されたことを認識する。この嵌合時に、X部分に設けられた接点S11、S12、S13、S21、S22、S23(図4参照)は本体側の接点と接触する。図15において接点は図示を省略しているが、例えば凸部13a1に設ければよい。現像カートリッジを画像形成装置本体へ装着する際にY部分は、凸部13a1が嵌合される直前に本体と接触し移動を停止する。その結果、X部分はY部分よりも深く本体側に押し込まれることになり、現像カートリッジ装着時には図15(A)に示すように静電搬送部材13aと現像カートリッジ枠体との間に隙間が生じる。
本実施形態の現像カートリッジによれば、以上のような構成および動作により、画像形成装置本体からの取外しの際に静電搬送部材13aが供給ローラ13bから離間され、トナー粒子の付着が抑制される。また特に本実施形態では、現像カートリッジと像担持体とを対向させるための隙間が現像カートリッジの取外しと連動して塞がれるため、トナー漏れが抑制される。さらに本実施形態においては、現像カートリッジを取外す際にまず静電搬送部材が離間し、その後現像装置内のトナー格納部が移動を開始する。このためトナー格納部の移動に伴って生じるカートリッジ内のトナー飛散に先がけて静電搬送部材13aが離間し、トナー粒子の付着を低減できる。
[第3の実施形態]
第3の実施形態では、第1、第2の実施形態で示したような遮蔽部材による遮断ではなく、静電搬送部材が離間することのみによる遮蔽の例を示す。
本実施形態による画像形成装置は、静電搬送部材の離間方式も含め第2の実施形態で説明した画像形成装置とほぼ同じであるが、以下の点が異なる。
(1)供給ローラ13bおよび磁気ブラシによって現像装置内のトナー格納部と静電搬送部材とが完全に遮蔽されておらず、画像形成装置本体から取り出した現像カートリッジを傾けるとトナー格納部内のトナーの一部が静電搬送部材13aに移動可能であること。
(2)静電搬送部材13aの形状が円形ではないこと。具体的には、図16に示す形状であること。
以下、本実施形態について図16に基づいて説明する。
図16(A)は本実施形態における現像カートリッジの断面図、(B)は画像形成装置本体に現像カートリッジを装着した状態における静電搬送部材13a付近の拡大断面図、(C)は画像形成装置本体から現像カートリッジを取外した状態における静電搬送部材13a付近の拡大断面図である。図16(A)と図12を比較すると分かるように、本実施形態の現像カートリッジと第2の実施形態における現像カートリッジの構成は、各部材の形状や細かい位置関係を除きほぼ同じである。
ただ本実施形態の現像カートリッジでは供給ローラ13bとカートリッジ枠体との間の隙間が大きく、磁気ブラシの穂立ちによってトナー粒子の移動を妨げることができない。このため現像カートリッジを画像形成装置本体から取外した状態で傾けるとトナー粒子は静電搬送部材13aに接触してしまう。図16(C)に示すように、本実施形態における静電搬送部材13aでは、電極102を設けた領域、すなわち静電搬送面が静電搬送部材13a片側(円弧状部分)に偏在している。このような構成でも、(B)に示すように画像形成時には磁気ブラシの穂は静電搬送面に接触しているので、トナー粒子は静電搬送面に供給されて移相電界による現像が行われる。
一方、(C)に示すように現像カートリッジを画像形成装置本体から取外すと、第2の実施形態で説明した機構により静電搬送部材13aが供給ローラ13bに対して離間する。このとき静電搬送部材13aの静電搬送面は全て現像カートリッジの外側に露出し、かつ、静電搬送部材13aと現像カートリッジ枠体との間隙は静電搬送部材13a自体により塞がれる。このため現像カートリッジを画像形成装置本体から取外した状態でトナー粒子が静電搬送部材13aに接触しても、静電搬送面には接触しないために静電搬送面にトナー粒子が付着することがない。
このような離間による遮蔽の場合、本実施形態のように全ての静電搬送面が現像カートリッジの外側に露出されることが好適であるが、本実施形態における磁気ブラシの摺擦力等、静電搬送面に付着したトナー粒子が物理的に除去される領域の静電搬送面は露出されなくてもよい。なぜなら、静電搬送面に付着したトナー粒子が物理的に除去される領域であればトナー粒子が付着しても除去可能だからである。
同様な観点から、静電搬送面のうちトナー粒子が物理的に除去されない領域のみが離間してもよい。すなわち図16(D)のように、静電搬送部材13aが複数の部分に分割し、磁気ブラシの摺擦力を受けない静電搬送面のみがカートリッジの表面に露出するように構成させてもよい。この場合、磁気ブラシの摺擦力を受ける静電搬送面が第2の実施形態におけるY部分に、磁気ブラシの摺擦力を受けない静電搬送面がX部分にそれぞれ属することになる。なお、静電搬送部材13aと現像カートリッジ枠体との間隙が静電搬送部材13aによって完全に塞がれなくても、間隙からこぼれたトナー粒子が静電搬送部材13aを画質に影響を与える程度に汚染することがないレベルまで充分に狭められれば本発明の効果は得られる。
以上説明したように本発明によれば、静電搬送部材を画像形成装置本体から取外す場合に静電搬送部材がトナー粒子によって汚染される事を抑制できるので、メンテナンスを含む経時動作において現像特性の悪化を抑制することができる。
なお、本発明を適用できる画像形成装置は静電搬送部材を着脱できる限り特に制限はなく、中間転写ベルト、転写ドラム、中間転写ドラムなどを用いたカラ−画像形成装置、モノクロ画像形成装置などにも適用可能であることはいうまでもない。
本発明の第1の実施形態による画像形成装置を示す構成図である。 第1の実施形態によるプロセスカートリッジを示す構成図である。 画像形成装置からプロセスカートリッジが取り外された状態を示す構成図である。 静電搬送部材の移相電界発生部を示す構成図である。 移相電界発生部の動作および状態変化を示すタイミングチャートおよび構成図である。 静電搬送面における搬送電圧パターンを示すタイミングチャートである。 静電搬送面における現像電圧パターンを示すタイミングチャートである。 供給ローラ表面における法線磁力パターンの概略を示す構成図である。 プロセスカートリッジの外面を示す構成図である。 遮蔽部材の他の例を示す構成図である。 本発明の第2の実施形態による画像形成装置を示す構成図である。 第2の実施形態による現像装置を示す構成図である。 第1の実施形態による現像カートリッジを着脱する様子を示す構成図である。 着脱される現像カートリッジを示す構成図である。 現像カートリッジの着脱機構を示す構成図である。 本発明の第3の実施形態による現像カートリッジを示す構成図である。
符号の説明
1K、1M、1C、1Y プロセスカートリッジ
11 像担持体
13 現像装置
13a 静電搬送部材
13b 供給ローラ
13c ドクタブレード
13f トナー格納部
13e 肉厚部(遮蔽部材)
102 電極
P1〜P6 磁極

Claims (10)

  1. 像担持体上の静電潜像をトナーにより現像するための現像装置を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に用いられるカートリッジにおいて、
    前記現像装置は、前記トナーを格納するトナー格納手段と、
    移相電界発生手段を持ち、発生された移相電界によりトナーを移動させる静電搬送面を形成し移動したトナー粒子を像担持体と現像装置との対向領域に供給する静電搬送手段と、
    前記トナー格納手段からトナーを取得して前記静電搬送手段の前記静電搬送面にトナーを供給するトナー供給手段と、
    カートリッジを画像形成装置本体から取外した状態において、前記静電搬送面を前記トナー格納手段内のトナーから遮蔽する遮蔽手段とを有することを特徴とするカートリッジ。
  2. 前記遮蔽手段が前記トナー供給手段であることを特徴とする請求項1記載のカートリッジ。
  3. 前記トナー供給手段は、磁性キャリア粒子を担持し、内部に磁極を配置したものであることを特徴とする請求項2記載のカートリッジ。
  4. 前記トナー供給手段は、このトナー供給手段とカートリッジ枠体との間隙において前記磁性キャリア粒子を穂立ちさせるように前記磁極が配置されていることを特徴とする請求項3記載のカートリッジ。
  5. 前記遮蔽手段は、カートリッジを画像形成装置本体から取外す際に、前記静電搬送面のうち作像工程においてトナー粒子が物理的に除去されない領域を前記トナー格納手段から離間させることにより前記遮蔽を行うことを特徴とする請求項1記載のカートリッジ。
  6. 前記遮蔽手段は、前記離間した前記静電搬送面の前記領域を現像装置の外部に露出させて前記作像工程時にトナー粒子が通過するために設けられた前記静電搬送面とカートリッジ枠体との間隙を塞ぐまたは狭めることにより前記遮蔽を行うことを特徴とする請求項5記載のカートリッジ。
  7. 前記遮蔽手段は、カートリッジを画像形成装置本体から取外す際に、まず前記静電搬送面を前記トナー格納手段から離間させ、次いで前記トナー格納手段に移動を開始させることにより前記遮蔽を行うことを特徴とする請求項5記載のカートリッジ。
  8. 補給用トナー格納手段を一体に設けたことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載のカートリッジ。
  9. 像担持体上の静電潜像をトナーにより現像するための現像装置を有するカートリッジが着脱可能に装着される画像形成装置において、前記現像装置は、
    前記トナーを格納するトナー格納手段と、
    移相電界発生手段を持ち、発生された移相電界によりトナーを移動させる静電搬送面を形成し移動したトナー粒子を像担持体と現像装置との対向領域に供給する静電搬送手段と、
    前記トナー格納手段からトナーを取得して前記静電搬送手段の前記静電搬送面にトナーを供給するトナー供給手段と、
    カートリッジを画像形成装置本体から取外した状態において、前記静電搬送面を前記トナー格納手段内のトナーから遮蔽する遮蔽手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
  10. 画像形成装置本体に着脱可能に用いられるカートリッジ内に設けられた現像装置において、
    前記トナーを格納するトナー格納手段と、
    移相電界発生手段を持ち、発生された移相電界によりトナーを移動させる静電搬送面を形成し移動したトナー粒子を像担持体上に供給する静電搬送手段と、
    前記トナー格納手段からトナーを取得して前記静電搬送手段の前記静電搬送面にトナーを供給するトナー供給手段と、
    カートリッジを画像形成装置本体から取外した状態において、前記静電搬送面を前記トナー格納手段内のトナーから遮蔽する遮蔽手段とを有することを特徴とする現像装置。
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JP2008076545A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

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