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

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、Ｔａ₂Ｏ₅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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