JP2010237579A - 現像剤供給装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】供給対象上で生じる現像剤の縞状のむらを軽減することができる、現像剤供給装置を提供する。
【解決手段】トナー供給装置1では、第1電極12および第2電極13により進行波電界が形成され、その進行波電界により、トナーが第1最下流電極12Aおよび第2最下流電極13Cに向けて搬送される。そして、第1最下流電極12Aおよび第2最下流電極13C上まで搬送されたトナーは、現像ローラ5に引きつけられるクーロン力がトナーに作用するような電圧が第1最下流電極12Aおよび第2最下流電極13Cに印加されたときに、それぞれ第1最下流電極12Aおよび第2最下流電極13C上から現像ローラ5に飛び移る。第1最下流電極12Aの電圧変化の位相と第2最下流電極13Cの電圧変化の位相とは、互いに逆位相の関係をなす。したがって、現像ローラ5には、第1最下流電極12Aおよび第2最下流電極13Cから交互にトナーが供給される。
【選択図】図2

Description

本発明は、帯電した粉末状の現像剤を供給対象に供給するための現像剤供給装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面の移動に伴って、感光体の表面に静電潜像が形成された後、感光体の表面にトナーが供給される。これにより、静電潜像がトナー像に現像され、感光体の表面にトナー像が担持される。そして、そのトナー像が感光ドラムの表面から直接または中間転写ベルトを介して用紙に転写されることにより、用紙への画像(トナー像)の形成が達成される。
感光体の表面にトナーを供給するための装置(静電潜像をトナー像に現像するための現像装置)としては、トナーを収容する筐体内に現像ローラおよびブレードを備える構成のものが一般的である。
現像ローラの表面の一部は、筐体から露出している。そして、現像ローラは、筐体から露出した部分において、感光体の表面に接触するように配置されている。ブレードは、現像ローラの軸方向に沿って延びる薄板状に形成されており、その上端部が筐体に支持され、下端部が現像ローラの表面に圧接されている。筐体内のトナーは、現像ローラの表面上に供給され、現像ローラの回転に伴って、ブレードと現像ローラの表面との間を通過する。このとき、現像ローラの表面上のトナーは、一定厚さの薄層となる。そして、このトナーの薄層が感光体の表面に接触するときに、感光体の表面(静電潜像)に供給される。
このような構成により、現像ローラの表面上にトナーをむらなく供給することができる。また、現像ローラから感光体の表面上にトナーをむらなく供給することができる。そのため、従来の画像形成装置では、静電潜像のトナー像への高精度な現像、ひいては用紙への高画質な画像の形成が達成されている。
しかしながら、現像ローラの表面上でブレードによりトナーが擦られるため、画像形成回数が増えるにつれて、筐体内のトナーが劣化していく。また、トナーがブレードに固着するという問題もある。
そこで、進行波電界によりトナーをその供給対象に向けて搬送して供給する構成が提案されている。この構成では、たとえば、帯電したトナーを収容するトナーボックス部と感光体に対向する位置との間に、多数の電極を一定間隔で並列に配置した基板が設けられる。そして、互いに隣り合う電極に位相がずれて変化するパルス状電圧が印加されることにより、基板上に進行波電界が形成され、トナーが基板上を感光体に向けて搬送される。トナーが感光体に対向する電極上まで搬送されると、そのトナーが感光体の表面に転移し、感光体の表面へのトナーの供給が達成される(たとえば、特許文献1参照)。そのため、この構成では、ブレードで擦られることによるトナーの劣化やブレードへのトナーの固着の問題を生じることがない。
特開2003−98826号公報
感光体に対向する電極(この項において「対向電極」という。)には、感光体に引きつけられるクーロン力がトナーに作用するような電圧(この項において「反発電圧」という。)と、電極に引きつけられるクーロン力がトナーに作用するような電圧(この項において「吸着電圧」という。)とが交互に印加される。そして、その対向電極上のトナーは、反発電圧が対向電極に印加されたときに、感光体の表面における対向電極と対向する部分に転移し、吸着電圧が対向電極に印加されている間は、感光体の表面に転移しない。
ところが、対向電極に吸着電圧が印加されている間にも、感光体の表面は移動する。したがって、その間に対向電極と対向する感光体の表面上の部分は、次に反発電圧が対向電極に印加されたときには、すでに対向電極と対向しない位置まで移動している。そのため、その部分にトナーが供給されず、感光体の表面上でトナーが縞状のむらとなるおそれがある。
本発明の目的は、供給対象上で生じる現像剤の縞状のむらを軽減することができる、現像剤供給装置を提供することである。
前記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、帯電した粉末状の現像剤を供給対象に供給するための現像剤供給装置であって、現像剤を貯留する容器と、前記供給対象に対して所定の直線距離を隔てた第1最下流位置および当該第1最下流位置と前記容器との間の複数の位置に配置され、現像剤を前記第1最下流位置に向けて移動させる進行波電界を形成するための複数の第1電極と、前記供給対象に対して前記所定の直線距離を隔てた第2最下流位置および当該第2最下流位置と前記容器との間の複数の位置に配置され、現像剤を前記第2最下流位置に向けて移動させる進行波電界を形成するための複数の第2電極と、前記第1最下流位置に配置される前記第1電極の電圧変化の位相と前記第2最下流位置に配置される前記第2電極の電圧変化の位相とがずれるように、前記第1電極および前記第2電極に、同じ周波数で大きさが変化する電圧を印加する電源回路とを備えていることを特徴としている。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記電源回路が、前記第1最下流位置に配置される前記第1電極の電圧変化の位相と前記第2最下流位置に配置される前記第2電極の電圧変化の位相とが逆位相となるように、前記第1電極および前記第2電極に電圧を印加することを特徴としている。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記供給対象との間の電位差により形成される電界の強さおよび前記第2最下流位置に配置される前記第2電極と前記供給対象との間の電位差により形成される電界の強さが、前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記第2最下流位置に配置される前記第2電極との間の電位差により形成される電界の強さよりも大きいことを特徴としている。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記電源回路は、前記第1電極および前記第2電極に、同じ振幅の波形を有する電圧を印加し、前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記供給対象との間の距離および前記第2最下流位置に配置される前記第2電極と前記供給対象との間の距離が、当該第1電極と当該第2電極との電位差により形成される電界の向きにおける当該第1電極と当該第2電極との間の距離よりも短いことを特徴としている。
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記供給対象との間の距離および前記第2最下流位置に配置される前記第2電極と前記供給対象との間の距離が、当該第1電極と当該第2電極との電位差により形成される電界の向きにおける当該第1電極と当該第2電極との間の距離以上であり、前記電源回路は、前記第1電極および前記第2電極に、それぞれ前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記供給対象との間の電位差および前記第2最下流位置に配置される前記第2電極と前記供給対象との間の電位差よりも小さい振幅の波形を有する電圧を印加することを特徴としている。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発明において、一端が前記供給対象に対向し、当該一端と前記供給対象との対向方向に延びる支持基板を備え、前記第1電極が、前記支持基板の一方面に配置され、前記第2電極が、前記支持基板の前記一方面と反対側の他方面に配置されていることを特徴としている。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発明において、一方面が前記供給対象側に向けて配置される支持基板を備え、前記第1電極および前記第2電極が、前記支持基板の前記一方面に配置されていることを特徴としている。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記支持基板は、前記一方面側が凸となるように途中部で屈曲し、その屈曲した部分が前記供給対象に最も近接した部分となるように配置され、前記第1電極が、前記支持基板の屈曲した部分に対する一方側に配置され、前記第2電極が、前記支持基板の屈曲した部分に対する前記一方側と反対側の他方側に配置されていることを特徴としている。
請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の発明において、前記第1電極が一方面に配置される第1支持基板と、前記第2電極が一方面に配置される第2支持基板とを備え、前記第1支持基板の前記第1最下流位置側の端部と、前記第2支持基板の前記第2最下流位置側の端部とが近接していることを特徴としている。
請求項10に記載の発明は、請求項7〜9のいずれか一項に記載の発明において、前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記第1最下流位置に隣り合う位置に配置される前記第1電極との間の距離が、当該隣り合う位置に配置される前記第1電極と前記供給対象との間の直線距離よりも短く、前記第2最下流位置に配置される前記第2電極と前記第2最下流位置に隣り合う位置に配置される前記第2電極との間の距離が、当該隣り合う位置に配置される前記第2電極と前記供給対象との間の直線距離よりも短いことを特徴としている。
請求項11に記載の発明は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の発明において、前記第1電極と前記第2電極との間に介在され、前記第1電極と前記第2電極とを電気的に隔絶するためのシールド部材を備えていることを特徴としている。
請求項12に記載の発明は、請求項1〜11のいずれか一項に記載の発明において、前記供給対象に対して距離を隔てた最上流位置および当該最上流位置と前記容器との間の複数の位置に配置され、前記供給対象から現像剤を引き寄せて、当該現像剤を前記容器に向けて移動させる進行波電界を形成するための複数の第3電極を備えていることを特徴としている。
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の発明において、前記供給対象が、その周面に現像剤を担持する現像ローラであることを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、現像剤を貯留する容器と供給対象に対して所定の直線距離を隔てた第1最下流位置との間には、複数の第1電極が配置されている。また、容器と供給対象に対して所定の直線距離(供給対象と第1最下流位置との間の直線距離と同じ直線距離)を隔てた第2最下流位置との間には、複数の第2電極が配置されている。そして、第1電極および第2電極には、電源回路から同じ周波数で交流状に変化する電圧が印加される。
これにより、第1電極および第2電極上に、それぞれ進行波電界が形成される。容器に貯留されている現像剤は、それらの進行波電界により、第1最下流位置および第2最下流位置に向けて搬送される。そして、第1最下流位置および第2最下流位置まで搬送された現像剤は、供給対象に引きつけられるクーロン力が現像剤に作用するような電圧(この項において「反発電圧」という。)が第1最下流位置に配置されている第1電極(この項において「第1最下流電極」という。)および第2最下流位置に配置されている第2電極(この項において「第2最下流電極」という。)に印加されたときに、それぞれ第1電極および第2電極上から供給対象に飛び移る。
第1最下流電極に印加される電圧と第2最下流電極に印加される電圧とは、互いに位相をずらして変化するので、第1最下流電極および第2最下流電極には、反発電圧がタイミングをずらして印加される。したがって、供給対象には、第1最下流電極および第2最下流電極から現像剤がタイミングをずらして供給される。その結果、供給対象に現像剤が供給されない期間が短くなるので、供給対象上で生じる現像剤の縞状のむらを軽減することができる。
請求項2に記載の発明によれば、第1最下流電極の電圧変化の位相と、第2最下流電極の電圧変化の位相とは、互いに逆位相の関係をなす。したがって、第1最下流電極に反発電圧が印加されない期間には、第2最下流電極に反発電圧が印加され、第2最下流電極に反発電圧が印加されない期間には、第1最下流電極に反発電圧が印加される。そのため、第1最下流電極から供給対象に現像剤が供給されない期間には、第2最下流電極から供給対象に現像剤が供給され、第2最下流電極から供給対象に現像剤が供給されない期間には、第1最下流電極から供給対象に現像剤が供給される。その結果、供給対象に現像剤をむらなく供給することができる。
請求項3に記載の発明によれば、第1最下流電極に反発電圧が印加されているときには、その第1最下流電極と供給対象との間に、それらの間の電位差による電界(この項において「第1電界」という。)が形成される。また、第2最下流電極に反発電圧が印加されているときには、その第2最下流電極と供給対象との間に、それらの間の電位差による電界(この項において「第2電界」という。)が形成される。さらに、第1最下流電極および第2最下流電極の一方に反発電圧が印加され、その他方に反発電圧が印加されていないときには、第1最下流電極と第2最下流電極との間に、それらの間の電位差による電界(この項において「電極間電界」という。)が形成される。そして、第1電界および第2電界の強さは、その両方が電極間電界の強さよりも大きい。そのため、第1最下流電極および第2最下流電極に反発電圧が印加されたときに、第1最下流電極と第2最下流電極との間での現像剤の移動を生じることなく、第1最下流電極および第2最下流電極から供給対象に現像剤を良好に供給することができる。
請求項4に記載の発明によれば、電源回路から第1電極および第2電極に、同じ振幅の波形を有する電圧が印加される。この場合、第1最下流電極と供給対象との間の距離および第2最下流電極と供給対象との間の距離の両方が、電極間電界の向きにおける第1最下流電極と第2最下流電極との間の距離よりも短くされる。これにより、第1電界および第2電界の強さの両方を、電極間電界の強さよりも大きくすることができる。
請求項5に記載の発明によれば、第1最下流電極と供給対象との間の距離および第2最下流電極と供給対象との間の距離の両方が、電極間電界の向きにおける第1最下流電極と第2最下流電極との間の距離以上である。この場合、電源回路から第1電極および第2電極に、それぞれ第1最下流電極と供給対象との間の電位差および第2最下流電極と供給対象との間の電位差よりも小さい振幅の波形を有する電圧が印加される。これにより、第1電界および第2電界の強さの両方を、電極間電界の強さよりも大きくすることができる。
請求項6に記載の発明によれば、現像剤供給装置には、第1電極および第2電極を支持する支持基板が備えられている。第1電極は、支持基板の一方面に配置され、第2電極は、支持基板の他方面に配置されている。そして、支持基板は、一端が供給対象に対向し、その一端と供給対象との対向方向に延びるように設けられている。そのため、たとえば、第1最下流電極と第2最下流電極とが支持基板を挟んで対向するように配置されることにより、第1最下流電極および供給対象間の直線距離と第2最下流電極および供給対象間の直線距離とを必然的に等しくすることができる。
請求項7に記載の発明によれば、現像剤供給装置には、第1電極および第2電極を支持する支持基板が備えられている。第1電極および第2電極は、支持基板の一方面に配置されている。そして、支持基板は、その一方面が供給対象側に向けて配置される。そのため、たとえば、支持基板と供給対象との最短直線距離を通る直線に関して対称をなす2つの位置に、それぞれ第1最下流電極および第2最下流電極が配置されることにより、第1最下流電極および供給対象間の直線距離と第2最下流電極および供給対象間の直線距離とを必然的に等しくすることができる。
請求項8に記載の発明によれば、支持基板は、一方面側が凸となるように途中部で屈曲している。第1電極および第2電極は、それぞれ支持基板の屈曲した部分に対する一方側および他方側に配置されている。そして、支持基板は、その屈曲した部分が供給対象に最も近接した部分となるように配置されている。支持基板が屈曲していることにより、支持基板が屈曲していない構成と比較して、電極間電界の向きにおける第1最下流電極と第2最下流電極との間の距離を長くすることができる。
請求項9に記載の発明によれば、第1電極および第2電極は、それぞれ第1支持基板および第2支持基板に配置されている。第1支持基板および第2支持基板は、第1支持基板の第1最下流位置側の端部と第2支持基板の第2最下流位置側の端部とが近接するように配置されている。したがって、それらの端部が供給対象に対向して配置されることにより、各端部に配置される第1電極および第2電極をそれぞれ第1最下流電極および第2最下流電極とすることができる。
請求項10に記載の発明によれば、第1最下流電極とそれに隣り合う第1電極(この項において「第1隣接電極」という。)との間の距離が、その第1隣接電極と供給対象との間の距離よりも短い。また、第2最下流電極とそれに隣り合う第2電極(この項において「第2隣接電極」という。)との間の距離が、その第2隣接電極と供給対象との間の距離よりも短い。そのため、第1隣接電極および第2隣接電極に反発電圧が印加されたときに、第1隣接電極および第2隣接電極から供給対象への現像剤の移動を生じることなく、第1隣接電極および第2隣接電極からそれぞれ第1最下流電極および第2最下流電極に現像剤を良好に移動させることができる。
請求項11に記載の発明によれば、第1電極と第2電極との間に、それらを電気的に隔絶するためのシールド部材が介在されている。そのため、第1電極と第2電極との間に不所望な電界が形成されるのを防止することができ、第1電極により形成される進行波電界および第2電極により形成される進行波電界がその不所望な電界により乱されるのを防止することができる。その結果、進行波電界による現像剤の良好な搬送を確保することができる。
請求項12に記載の発明によれば、供給対象に対して距離を隔てた最上流位置と容器との間に、複数の第3電極が形成されている。第3電極に交流状に変化する電圧が印加されることにより、第3電極上に進行波電界が形成され、この進行波電界により、供給対象から第3電極上に現像剤が引き寄せられて、第3電極上を現像剤が容器に向けて移動する。よって、供給対象上の不要な現像剤を容器に回収することができる。
請求項13に記載の発明によれば、現像ローラ上の不要な現像剤(たとえば、感光体上に供給されなかった現像ローラ上の現像剤)を容器に回収することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。 図2は、図1に示すトナー搬送基板の断面図であり、トナー搬送基板の断面構造をトナー搬送基板に対する電圧印加のための構成とともに図解的に示す。 図3は、図2に示す第1〜第4電源回路が発生する電圧の波形を示す図である。 図4Aは、図3に示す時刻T1におけるトナー搬送基板によるトナーの搬送の様子を図解的に示す断面図である。 図4Bは、図3に示す時刻T2におけるトナー搬送基板によるトナーの搬送の様子を図解的に示す断面図である。 図4Cは、図3に示す時刻T3におけるトナー搬送基板によるトナーの搬送の様子を図解的に示す断面図である。 図4Dは、図3に示す時刻T4におけるトナー搬送基板によるトナーの搬送の様子を図解的に示す断面図である。 図5は、本発明の第2実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。 図6は、本発明の第3実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。 図7は、本発明の第4実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。 図8は、本発明の第5実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。 図9は、本発明の第6実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
A.第1実施形態
A−1.トナー供給装置の全体構成
図1は、本発明の第1実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。
現像剤供給装置の一例としてのトナー供給装置1は、プリンタなどの画像形成装置に、感光ドラム2の表面に形成される静電潜像を現像するための現像装置の形態で備えられている。
トナー供給装置1は、現像剤の一例である正帯電性の非磁性1成分のトナーを貯留するための容器3を備えている。容器3の上面には、矩形状の開口4が形成されている。開口4には、供給対象の一例としての現像ローラ5が開口4を塞ぐように配置されている。より具体的には、現像ローラ5は、回転軸が開口4の長手方向に沿うように配置され、その周面の一部が開口4から容器3の外部に露出している。そして、現像ローラ5の周面の容器3から露出した部分は、感光ドラム2の周面に接触している。現像ローラ5は、たとえば、接地されている。これにより、現像ローラ5には、0Vが印加される。
画像形成装置では、感光ドラム2の周面が現像ローラ5との間に所定の電位差が形成されるような電位(たとえば、−500V)に一様に帯電された後、その周面が選択的に露光されることにより、感光ドラム2の周面に静電潜像が形成される。感光ドラム2の回転により、その静電潜像が現像ローラ5の周面に対向すると、静電潜像と現像ローラ5との間の電位差により、現像ローラ5から静電潜像にトナーが供給される。これにより、静電潜像がトナー像に現像され、そのトナー像が感光ドラム2の周面から直接または中間転写ベルトを介して用紙に転写されることにより、用紙への画像(トナー像)の形成が達成される。
トナーは、容器3の底部に貯留されている。容器3内には、その底部に貯留されているトナーを攪拌により正極性に帯電させるための部材(アジテータ)などが設けられていてもよい。
容器3内には、その底部に溜まっているトナーを現像ローラ5に向けて搬送するためのトナー搬送基板6と、現像ローラ5の周面上の不要なトナーを回収するためのトナー回収基板7とが設けられている。
トナー搬送基板6は、たとえば、容器3の底部から上方に向けて延び、途中部が現像ローラ5側に屈曲して、その先端が現像ローラ5の周面に水平方向に対向している。トナー搬送基板6に電圧が印加されることにより、トナー搬送基板6の周囲に進行波電界が形成され、この進行波電界により、容器3の底部に貯留されているトナーが現像ローラ5に向けて搬送される。そして、トナー搬送基板6の先端まで搬送されたトナーは、トナー搬送基板6から現像ローラ5の周面に飛び移る。これにより、現像ローラ5の周面へのトナーの供給が達成され、現像ローラ5の周面にトナーの薄層が担持される。トナー搬送基板6の具体的な構成は、後で詳しく説明する。
トナー回収基板7は、現像ローラ5に対して、トナー搬送基板6と反対側に配置されている。トナー回収基板7は、たとえば、その基端が現像ローラ5の周面に対向し、水平方向に延び、途中部が下方に屈曲して、容器3の底部に向けて延びている。トナー回収基板7の具体的な構成は、トナー搬送基板6と同様である。トナー回収基板7に電圧が印加されると、現像ローラ5とトナー回収基板7との間の電位差により、現像ローラ5の周面からトナー回収基板7にトナーが飛び移る。そして、トナー回収基板7の周囲に形成される進行波電界により、トナーが容器3の底部に向けて搬送される。これにより、現像ローラ5から容器3の底部へのトナーの回収が達成される。
A−2.トナー搬送基板の構成
図2は、図1に示すトナー搬送基板の断面図であり、トナー搬送基板の断面構造をトナー搬送基板に対する電圧印加のための構成とともに図解的に示す。
トナー搬送基板6は、支持基板11と、支持基板11の一方面に配置される複数の第1電極12と、支持基板11の他方面(第1電極12が配置される面と反対側の面)に配置される複数の第2電極13とを備えている。
支持基板11は、ポリイミドなどの絶縁性材料からなる2つの樹脂層14の間に金属などの導電性材料からなるシールド部材の一例としてのシールド層15を挟み込んだ積層構造を有している。支持基板11は、現像ローラ5の軸方向に現像ローラ5の幅よりも大きな幅を有し、その幅方向と直交する方向に長く延びる長尺状に形成されている。シールド層15は、接地されている。したがって、電界がシールド層15の両側に跨って形成されることはない。
第1電極12は、銅薄膜からなり、支持基板11の長手方向と直交する方向(現像ローラ5の軸方向)に延びる矩形状に形成されている。そして、第1電極12は、支持基板11の一方の樹脂層14上に、支持基板11の長手方向に等間隔で配置され、全体としてストライプ状をなしている。トナー搬送方向の最下流側に配置される第1電極12(この項において「第1最下流電極121」という。)の位置と現像ローラ5の周面との間は、所定の直線距離D1だけ間隔が空けられている。樹脂層14上には、表面が平滑面であるコーティング層16が形成されており、第1電極12は、コーティング層16により被覆されている。
第1最下流電極121およびこの第1最下流電極121から4×n(n:1以上の整数)番目に配置されている第1電極12には、電源回路の一例としての第1電源回路VAが接続されている。第1最下流電極121から3番目の第1電極12およびこの第1電極12から4×n(n:1以上の整数)番目に配置されている第1電極12には、電源回路の一例としての第2電源回路VBが接続されている。第1最下流電極121から2番目の第1電極12およびこの第1電極12から4×n(n:1以上の整数)番目に配置されている第1電極12には、電源回路の一例としての第3電源回路VCが接続されている。そして、残りの第1電極12、つまり第1最下流電極121に隣接する第1電極12(この項において「第1隣接電極122」という。)および第1隣接電極122から4×n(n:1以上の整数)番目に配置されている第1電極12には、電源回路の一例としての第4電源回路VDが接続されている。
第2電極13は、銅薄膜からなり、支持基板11の長手方向と直交する方向(現像ローラ5の軸方向)に延びる矩形状に形成されている。そして、第2電極13は、第1電極12が配置されている樹脂層14と異なる樹脂層14上に、各第1基板12と支持基板11を挟んで対向するように、支持基板11の長手方向に等間隔で配置され、全体としてストライプ状をなしている。トナー搬送方向の最下流側に配置される第2電極13(この項において「第2最下流電極131」という。)の位置と現像ローラ5の周面との間は、直線距離D1と等しい直線距離D2だけ間隔が空けられている。樹脂層14上には、表面が平滑面であるコーティング層17が形成されており、第2電極13は、コーティング層17により被覆されている。
なお、コーティング層16,17は、トナーとの摩擦抵抗が低い材料からなることが好ましく、そのような材料としては、ポリイミドが例示される。
また、直線距離D1,D2は、第1最下流電極121および第2最下流電極131に電圧が印加されたときに、それらの間に生じる電位差により形成される電界の向きに沿った第1最下流電極121と第2最下流電極131との間の距離D3よりも短い。
第2最下流電極131および第2最下流電極131から4×n(n:1以上の整数)番目に配置されている第2電極13は、第3電源回路VCに接続されている。第2最下流電極131から3番目の第2電極13およびこの第2電極13から4×n(n:1以上の整数)番目に配置されている第2電極13は、第4電源回路VDに接続されている。第2最下流電極131から2番目の第2電極13およびこの第2電極13から4×n(n:1以上の整数)番目に配置されている第2電極13には、第1電源回路VAが接続されている。そして、残りの第2電極13、つまり第2最下流電極131に隣接する第2電極13(この項において「第2隣接電極132」という。)および第2隣接電極132から4×n(n:1以上の整数)番目に配置されている第2電極13には、第2電源回路VBが接続されている。
なお、トナー回収基板7の具体的な構成は、トナー搬送基板6と同様であり、図1に示すように、支持基板19の一方面および他方面にそれぞれ複数の第3電極20および第4電極21が等間隔に配置された構成であるから、その詳細な説明は省略する。
また、第1電源回路VAに接続された第1電極12、第2電源回路VBに接続された第1電極12、第3電源回路VCに接続された第1電極12および第4電源回路VDに接続された第1電極12を区別する場合には、第1電源回路VAに接続された第1電極12を「第1電極12A」と記載し、第2電源回路VBに接続された第1電極12を「第1電極12B」と記載し、第3電源回路VCに接続された第1電極12を「第1電極12C」と記載し、第4電源回路VDに接続された第1電極12を「第1電極12D」と記載する。
第1電源回路VAに接続された第2電極13、第2電源回路VBに接続された第2電極13、第3電源回路VCに接続された第2電極13および第4電源回路VDに接続された第2電極13を区別する場合には、第1電源回路VAに接続された第2電極13を「第2電極13A」と記載し、第2電源回路VBに接続された第2電極13を「第2電極13B」と記載し、第3電源回路VCに接続された第2電極13を「第2電極13C」と記載し、第4電源回路VDに接続された第2電極13を「第2電極13D」と記載する。
A−3.電圧波形
図3は、図2に示す第1〜第4電源回路が発生する電圧の波形を示す図である。
第1電源回路VA、第2電源回路VB、第3電源回路VCおよび第4電源回路VDは、同一の一定周波数で振幅が最小値と最大値とに交互に変化するパルス波電圧を発生する。パルス波電圧の周波数は、たとえば、300Hzである。また、パルス波電圧の最小値および最大値は、たとえば、それぞれ0Vおよび200Vである。
第2電源回路VBが発生するパルス波電圧の位相は、第1電源回路VAが発生するパルス波電圧の位相に対して90°遅れている。
第3電源回路VCが発生するパルス波電圧の位相は、第2電源回路VBが発生するパルス波電圧の位相に対して90°遅れ、第1電源回路VAが発生するパルス波電圧の位相に対して180°遅れている。すなわち、第3電源回路VCが発生するパルス波電圧は、第1電源回路VAが発生するパルス波電圧の位相と逆位相で変化する。
第4電源回路VDが発生するパルス波電圧の位相は、第3電源回路VCが発生するパルス波電圧の位相に対して90°遅れ、第2電源回路VBが発生するパルス波電圧の位相に対して180°遅れている。すなわち、第4電源回路VDが発生するパルス波電圧は、第2電源回路VBが発生するパルス波電圧の位相と逆位相で変化する。
これにより、第1最下流電極121(12A)および第1最下流電極121から4×n番目に配置されている第1電極12Aの電圧変化の位相と、第3電源回路VCに接続された第2最下流電極131(13C)および第2最下流電極131から4×n番目に配置されている第2電極13Cの電圧変化の位相とは、逆位相の関係をなす。
また、第1最下流電極121から3番目の第1電極12Bおよびこの第1電極12Bから4×n番目に配置されている第1電極12Bの電圧変化の位相と、第2最下流電極131から3番目の第2電極13Dおよびこの第2電極13から4×n番目に配置されている第2電極13Dの電圧変化の位相とは、逆位相の関係をなす。
また、第1最下流電極121から2番目の第1電極12Cおよびこの第1電極12Cから4×n番目に配置されている第1電極12Cの電圧変化の位相と、第2最下流電極13から2番目の第2電極13Aおよびこの第2電極13Aから4×n番目に配置されている第2電極13Aの電圧変化の位相とは、逆位相の関係をなす。
また、第1隣接電極122(12D)および第1隣接電極122から4×n番目に配置されている第1電極12Dの電圧変化の位相と、第2隣接電極132(13B)および第2隣接電極132から4×n番目に配置されている第2電極13Bの電圧変化の位相とは、逆位相の関係をなす。
A−4.トナー搬送のメカニズム
図4A〜4Dは、トナー搬送基板によるトナーの搬送の様子を図解的に示す断面図である。以下では、パルス波電圧の最小値および最大値がそれぞれ0Vおよび200Vであるとして、トナー搬送基板6によるトナーの搬送のメカニズムについて説明する。
第1電源回路VA、第2電源回路VB、第3電源回路VCおよび第4電源回路VDから第1電極12にパルス波電圧が印加されることにより、第1電極12上には、進行波電界が形成される。この進行波電界により、第1電極12を被覆するコーティング層16上を正極性に帯電したトナーが容器3の底部から現像ローラ5に向けて搬送される。
また、第1電源回路VA、第2電源回路VB、第3電源回路VCおよび第4電源回路VDから第2電極13にパルス波電圧が印加されることにより、第2電極13上には、進行波電界が形成される。この進行波電界により、第2電極13を被覆するコーティング層17上を正極性に帯電したトナーが容器3の底部から現像ローラ5に向けて搬送される。
具体的には、図3に示す時刻T1においては、第1電源回路VAに接続された第1電極12Aおよび第2電極13Aに200Vが印加され、第2電源回路VBに接続された第1電極12Bおよび第2電極13Bに0Vが印加され、第3電源回路VCに接続された第1電極12Cおよび第2電極13Cに0Vが印加され、第4電源回路VDに接続された第1電極12Dおよび第2電極13Dに200Vが印加される。
したがって、時刻T1においては、図4Aに示すように、第1電極12Aと第1電極12Bとの間に、第1電極12Aから第1電極12Bに向かう方向の電界が形成される。また、第1電極12Cと第1電極12Dとの間には、第1電極12Dから第1電極12Cに向かう方向の電界が形成される。そのため、これらの電界から受けるクーロン力により、コーティング層16上のトナーは、第1電極12Bと第1電極12Cとの間上に集まる。
また、時刻T1においては、第2電極13Aと第2電極13Bとの間に、第2電極13Aから第2電極13Bに向かう方向の電界が形成される。また、第2電極13Cと第2電極13Dとの間には、第2電極13Dから第2電極13Cに向かう方向の電界が形成される。そのため、これらの電界から受けるクーロン力により、コーティング層17上のトナーは、第2電極13Bと第2電極13Cとの間上に集まる。
次に、図3に示す時刻T2においては、第1電極12Aおよび第2電極13Aに200Vが印加され、第1電極12Bおよび第2電極13Bに200Vが印加され、第1電極12Cおよび第2電極13Cに0Vが印加され、第1電極12Dおよび第2電極13Dに0Vが印加される。
したがって、時刻T2においては、図4Bに示すように、第1電極12Aと第1電極12Dとの間に、第1電極12Aから第1電極12Dに向かう方向の電界が形成される。また、第1電極12Bと第1電極12Cとの間には、第1電極12Bから第1電極12Cに向かう方向の電界が形成される。そのため、第1電極12Bと第1電極12Cとの間に集まっていたコーティング層16上のトナーは、これらの電界から受けるクーロン力により、現像ローラ5側へ移動し、第1電極12Cと第1電極12Dとの間上に集まる。
また、時刻T2においては、第2電極13Aと第2電極13Dとの間に、第2電極13Aから第2電極13Dに向かう方向の電界が形成される。また、第2電極13Bと第2電極13Cとの間には、第2電極13Bから第2電極13Cに向かう方向の電界が形成される。そのため、第2電極13Bと第2電極13Cとの間に集まっていたコーティング層17上のトナーは、これらの電界から受けるクーロン力により、現像ローラ5側へ移動し、第2電極13Cと第2電極13Dとの間上に集まる。
その後、図3に示す時刻T3においては、第1電極12Aおよび第2電極13Aに0Vが印加され、第1電極12Bおよび第2電極13Bに200Vが印加され、第1電極12Cおよび第2電極13Cに200Vが印加され、第1電極12Dおよび第2電極13Dに0Vが印加される。
したがって、時刻T3においては、図4Cに示すように、第1電極12Aと第1電極12Bとの間に、第1電極12Bから第1電極12Aに向かう方向の電界が形成される。また、第1電極12Cと第1電極12Dとの間には、第1電極12Cから第1電極12Dに向かう方向の電界が形成される。そのため、第1電極12Cと第1電極12Dとの間に集まっていたコーティング層16上のトナーは、これらの電界から受けるクーロン力により、現像ローラ5側へ移動し、第1電極12Aと第1電極12Dとの間上に集まる。
また、時刻T3においては、第2電極13Aと第2電極13Bとの間に、第2電極13Bから第2電極13Aに向かう方向の電界が形成される。また、第2電極13Cと第2電極13Dとの間には、第2電極13Cから第2電極13Dに向かう方向の電界が形成される。そのため、第2電極13Cと第2電極13Dとの間に集まっていたコーティング層17上のトナーは、これらの電界から受けるクーロン力により、現像ローラ5側へ移動し、第2電極13Aと第2電極13Dとの間上に集まる。
その後、図3に示す時刻T4においては、第1電極12Aおよび第2電極13Aに0Vが印加され、第1電極12Bおよび第2電極13Bに0Vが印加され、第1電極12Cおよび第2電極13Cに200Vが印加され、第1電極12Dおよび第2電極13Dに200Vが印加される。
したがって、時刻T4においては、図4Dに示すように、第1電極12Aと第1電極12Dとの間に、第1電極12Dから第1電極12Aに向かう方向の電界が形成される。また、第1電極12Bと第1電極12Cとの間には、第1電極12Cから第1電極12Bに向かう方向の電界が形成される。そのため、第1電極12Aと第1電極12Dとの間に集まっていたコーティング層16上のトナーは、これらの電界から受けるクーロン力により、現像ローラ5側へ移動し、第1電極12Aと第1電極12Bとの間上に集まる。
また、時刻T4においては、第2電極13Aと第2電極13Dとの間に、第2電極13Dから第2電極13Aに向かう方向の電界が形成される。また、第2電極13Bと第2電極13Cとの間には、第2電極13Cから第2電極13Bに向かう方向の電界が形成される。そのため、第2電極13Aと第2電極13Dとの間に集まっていたコーティング層17上のトナーは、これらの電界から受けるクーロン力により、現像ローラ5側へ移動し、第2電極13Aと第2電極13Bとの間上に集まる。
このようにして、トナーは、コーティング層16,17上を現像ローラ(図2参照)に向けて搬送される。そして、第1最下流電極121上に到達したトナーは、第1最下流電極121に200Vが印加されたときに、現像ローラ5とトナーとの間に作用するクーロン力により現像ローラ5の周面に飛び移る。また、第2最下流電極131上に集められたトナーは、第2最下流電極131に200Vが印加されたときに、現像ローラ5とトナーとの間に作用するクーロン力により現像ローラ5の周面に飛び移る。
A−5.作用効果
以上のように、トナー供給装置1では、第1電極12および第2電極13上に、それぞれ進行波電界が形成される。容器3に貯留されているトナーは、それらの進行波電界により、第1最下流電極121および第2最下流電極131に向けて搬送される。そして、第1最下流電極121および第2最下流電極131上まで搬送されたトナーは、現像ローラ5に引きつけられるクーロン力がトナーに作用するような電圧の一例である200Vが第1最下流電極121および第2最下流電極131に印加されたときに、それぞれ第1最下流電極121および第2最下流電極131上から現像ローラ5の周面に飛び移る。
第1最下流電極121の電圧変化の位相と第2最下流電極131の電圧変化の位相とは、互いに逆位相の関係をなす。したがって、第1最下流電極121にパルス波電圧の最小値の一例である0Vが印加されている期間には、第2最下流電極131に200Vが印加され、第2最下流電極131に0Vが印加されている期間には、第1最下流電極121に200Vが印加される。そのため、第1最下流電極121から現像ローラ5にトナーが供給されない期間には、第2最下流電極131から現像ローラ5にトナーが供給され、第2最下流電極131から現像ローラ5にトナーが供給されない期間には、第1最下流電極121から現像ローラ5にトナーが供給される。その結果、現像ローラ5の周面にトナーをむらなく供給することができ、現像ローラ5の周面上でトナーの縞状のむらが生じることを防止できる。
第1最下流電極121に200Vが印加されているときには、第1最下流電極121と現像ローラ5との間に、それらの間の電位差による電界(この項において「第1電界」という。)が形成される。また、第2最下流電極131に200Vが印加されているときには、その第2最下流電極131と現像ローラ5との間に、それらの間の電位差による電界(この項において「第2電界」という。)が形成される。さらに、第1最下流電極121および第2最下流電極131の一方に200Vが印加され、その他方に0Vが印加されているときには、第1最下流電極121と第2最下流電極131との間に、それらの間の電位差による電界(この項において「電極間電界」という。)が形成される。
トナー供給装置1では、第1最下流電極121および現像ローラ5間の直線距離D1および第2最下流電極131および現像ローラ5間の直線距離D2が第1最下流電極121と第2最下流電極131との間の距離D3よりも短く、第1電極12および第2電極13に印加されるパルス波電圧の最大振幅が200Vであり、現像ローラ5の電位が0Vであるため、第1電界および第2電界の強さは、その両方が電極間電界の強さよりも大きい。そのため、第1最下流電極121および第2最下流電極131の一方に200Vが印加され、その他方に0Vが印加されたときに、第1最下流電極121と第2最下流電極131との間でのトナーの移動を生じることなく、第1最下流電極121および第2最下流電極131から現像ローラ5にトナーを良好に供給することができる。
また、第1電極12は、支持基板11の一方面に配置され、第2電極13は、支持基板11の他方面に配置されている。そして、支持基板11は、一端が現像ローラ5に対向し、その一端と現像ローラ5との対向方向に延びるように設けられている。そして、第1最下流電極121および第2最下流電極131は、支持基板11を挟んで対向するように配置されている。このような構成により、直線距離D1と直線距離D2とを必然的に等しくすることができる。
また、支持基板11において、2つの樹脂層14の間に、接地されたシールド層15が介在されている。そのため、第1電極12と第2電極13とを電気的に隔絶することができ、第1電極12と第2電極13との間に不所望な電界が形成されることを防止できる。よって、第1電極12により形成される進行波電界および第2電極13により形成される進行波電界がその不所望な電界により乱されるのを防止することができる。その結果、進行波電界による現像剤の良好な搬送を確保することができる。
また、トナー供給装置1には、トナー回収基板7が備えられている。そして、トナー回収基板7の第3電極20および第4電極21に対して、第1電極12および第3電極13に供給されるようなパルス波電圧が印加されることにより、第3電極20および第4電極21上に進行波電界が形成される。現像ローラ5から感光ドラム2に供給されずに現像ローラ5の周面上に残留する不要なトナーは、トナー回収基板7に引き寄せられて、進行波電界により、トナー回収基板7上を容器3に向けて搬送される。よって、現像ローラ5上の不要なトナーを容器3に回収することができる。
B.第2実施形態
図5は、本発明の第2実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。図5において、図1に示す各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。そして、以下では、図5に示す構成について、図1に示す構成との相違点のみを説明し、同一の参照符号を付した各部の説明を省略する。
図5に示すトナー供給装置51では、トナー回収基板7(図1参照)が省略されている。
トナー搬送基板6の支持基板11は、容器3の底部から上方に向けて延び、途中部が水平方向に屈曲して、現像ローラ5の下方を延び、さらに下方に屈曲して、その先端が容器3の底部に配置されている。
第1電極12および第2電極13は、支持基板11の外側の面に、それぞれ等間隔に配置されている。具体的には、現像ローラ5の周面と支持基板11との最短直線距離を通る直線に対してその両側に対称をなす第1最下流位置および第2最下流位置に、それぞれ第1最下流電極121および第2最下流電極131が配置されている。そして、第1最下流位置および第2最下流位置と容器3の底部との間において、第1電極12および第2電極13がそれぞれ同じ一定の間隔D4で配置されている。
支持基板11と現像ローラ5との最短直線距離を通る直線に関して対称をなす2つの位置に、それぞれ第1最下流電極121および第2最下流電極131が配置されることにより、第1最下流電極121および現像ローラ5間の直線距離D1(図2参照)と第2最下流電極131および現像ローラ5間の直線距離D2(図2参照)とは必然的に等しくなっている。
また、間隔D4は、第1隣接電極122および第2隣接電極132と現像ローラ5の周面との各間の距離D5よりも小さい。そのため、第1隣接電極122および第2隣接電極132に現像ローラ5に引きつけられるクーロン力がトナーに作用するような電圧(200V)が印加されたときに、第1隣接電極122および第2隣接電極132から現像ローラ5へのトナーの移動を生じることなく、第1隣接電極122および第2隣接電極132からそれぞれ第1最下流電極121および第2最下流電極131にトナーを良好に移動させることができる。
さらに、第1最下流電極121と第2最下流電極131との間隔D6は、間隔D4よりも大きい。そのため、第1最下流電極121と第2最下流電極131との間でトナーの移動を生じるおそれがない。
このような構成を有するトナー供給装置51においても、トナー回収基板7による作用効果を除いて、図1に示すトナー供給装置1と同様な作用効果を達成することができる。
なお、トナー供給装置51にトナー回収基板7が備えられていてもよい。
C.第3実施形態
図6は、本発明の第3実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。図6において、図1に示す各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。そして、以下では、図6に示す構成について、図1に示す構成との相違点のみを説明し、同一の参照符号を付した各部の説明を省略する。
図6に示すトナー供給装置61では、トナー回収基板7(図1参照)が省略されている。
トナー搬送基板6の支持基板11は、容器3の底部から斜め上方に現像ローラ5の周面の最下点の近傍まで延び、斜め下方に折り返されて、その先端が容器3の底部に配置されている。支持基板11の屈曲した部分に対する一方側および他方側は、同じ傾斜角で傾斜している。すなわち、支持基板11は、現像ローラ5の回転中心とその周面の最下点とを通る直線を含む面に対して対称をなし、上方に凸となる山折りの側面視V字状に屈曲している。
第1電極12および第2電極13は、支持基板11の上面において、それぞれ支持基板11の屈曲した部分に対する一方側および他方側に、同じ一定の間隔D4で配置されている。
また、間隔D4は、第1隣接電極122および第2隣接電極132と現像ローラ5の周面との各間の距離D5よりも小さい。そのため、第1隣接電極122および第2隣接電極132に現像ローラ5に引きつけられるクーロン力がトナーに作用するような電圧(200V)が印加されたときに、第1隣接電極122および第2隣接電極132から現像ローラ5へのトナーの移動を生じることなく、第1隣接電極122および第2隣接電極132からそれぞれ第1最下流電極121および第2最下流電極131にトナーを良好に移動させることができる。
そして、支持基板11が屈曲していることにより、支持基板11が屈曲していない構成(図5に示す構成)と比較して、電極間電界の向きにおける第1最下流電極121と第2最下流電極131との間の距離を長くすることができる。
このような構成を有するトナー供給装置61においても、トナー回収基板7による作用効果を除いて、図1に示すトナー供給装置1と同様な作用効果を達成することができる。
また、容器3の底部の異なる2つの位置から第1電極12および第2電極13上をトナーが搬送され、第1電極12および第2電極13から現像ローラ5の周面にトナーが供給されるので、現像ローラ5の軸方向においても、現像ローラ5の周面にトナーをむらなく供給することができる。
すなわち、トナーの搬送方向と直交する方向において、容器3の底部に貯留されているトナーの量にむらがあると(トナーの水面が波打っていると)、そのむらに応じて、電極上を搬送されるトナーの量にむらが生じ、そのむらを有する状態で現像ローラ5の周面に対してトナーが供給されることがある。そのため、容器3の底部の1つの位置からトナーが搬送される構成では、現像ローラ5の周面上において、トナーが現像ローラ5の軸方向にむらとなるおそれがある。
これに対し、図6に示す構成では、容器3の底部の異なる2つの位置からそれぞれ第1電極12および第2電極13上をトナーが搬送されるので、その搬送方向と直交する方向において、第1電極12および第2電極13上を搬送されるトナーの量にむらがあっても、それらのむらが現像ローラ5の周面上で平均化される。その結果、現像ローラ5の周面にトナーをむらなく供給することができ、現像ローラ5の周面上において、トナーが現像ローラ5の軸方向にむらとなるのを防止することができる。
なお、トナー供給装置61にトナー回収基板7が備えられていてもよい。
D.第4実施形態
図7は、本発明の第4実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。図7において、図6に示す各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。そして、以下では、図7に示す構成について、図6に示す構成との相違点のみを説明し、同一の参照符号を付した各部の説明を省略する。
図7に示すトナー供給装置71では、トナー回収基板7(図1参照)が省略されている。
トナー搬送基板6は、2つの第1支持基板および第2支持基板の一例としての支持基板11A,11Bを備えている。一方の支持基板11Aは、一端が容器3の底部に配置され、斜め上方に延び、他端が現像ローラ5の周面の最下点の近傍に配置されている。他方の支持基板11Bは、現像ローラ5の回転中心とその周面の最下点とを通る直線を含む面に対して一方の支持基板11と対称をなし、一端が容器3の底部に配置され、斜め上方に延び、他端が現像ローラ5の周面の最下点の近傍に配置されている。
第1電極12および第2電極13は、それぞれ支持基板11A,11Bの上面に等間隔で配置されている。
このような構成を有するトナー供給装置71においても、図6に示すトナー供給装置1と同様な作用効果を達成することができる。すなわち、トナー回収基板7による作用効果を除いて、図1に示すトナー供給装置1と同様な作用効果を達成することができる。また、容器3の底部の異なる2つの位置から第1電極12および第2電極13上をトナーが搬送され、第1電極12および第2電極13から現像ローラ5の周面にトナーが供給されるので、現像ローラ5の軸方向においても、現像ローラ5の周面にトナーをむらなく供給することができる。
なお、支持基板11A,11Bは、たとえば、図2に示す支持基板11と同様の構成のものであってもよいし、図2に示す支持基板11の構成からそれぞれ第1電極12および第2電極13が形成されない面側の樹脂層14(図2参照)が省略されたものであってもよい。また、トナー供給装置71にトナー回収基板7が備えられていてもよい。
E.第5実施形態
図8は、本発明の第5実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。図8において、図1に示す各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。そして、以下では、図8に示す構成について、図1に示す構成との相違点のみを説明し、同一の参照符号を付した各部の説明を省略する。
図8に示すトナー供給装置81では、トナー回収基板7(図1参照)が省略されている。
トナー搬送基板6は、2つの支持基板11A,11Bを備えている。支持基板11A,11Bは、それらの間に間隔を空けて、容器3の底部から上方に向けて延び、途中部が現像ローラ5側に屈曲して、その先端が現像ローラ5の周面に水平方向に対向している。
第1電極12は、支持基板11Aの現像ローラ5の近傍で上面をなす面に等間隔で配置されている。第2電極13は、支持基板11Bの現像ローラ5の近傍で下面をなす面に等間隔で配置されている。なお、このトナー供給装置81において、第1最下流電極121および第2最下流電極131の位置は、図1に示すトナー供給装置1における第1最下流電極121および第2最下流電極131の位置とそれぞれ同じである。
このような構成を有するトナー供給装置81においても、トナー回収基板7による作用効果を除いて、図1に示すトナー供給装置1と同様な作用効果を達成することができる。
なお、支持基板11A,11Bは、たとえば、図2に示す支持基板11と同様の構成のものであってもよいし、図2に示す支持基板11の構成からそれぞれ第1電極12および第2電極13が形成されない面側の樹脂層14(図2参照)が省略されたものであってもよい。また、トナー供給装置81にトナー回収基板7が備えられていてもよい。
F.第6実施形態
図9は、本発明の第6実施形態に係るトナー供給装置の構成を図解的に示す断面図である。図9において、図1に示す各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。そして、以下では、図9に示す構成について、図1に示す構成との相違点のみを説明し、同一の参照符号を付した各部の説明を省略する。
図9に示すトナー供給装置91では、現像ローラ5が省略されている。そして、容器3の上面には、感光ドラム2に対して側方から対向する開口92が形成されている。トナー搬送基板6は、容器3の底部から上方に向けて延び、途中部が感光ドラム2側に屈曲して、その先端が開口92を介して感光ドラム2の周面に水平方向に対向している。
このトナー供給装置91では、トナー搬送基板6に電圧が印加されることにより、トナー搬送基板6の周囲に進行波電界が形成され、この進行波電界により、容器3の底部に貯留されているトナーが感光ドラム2に向けて搬送される。そして、トナー搬送基板6の先端まで搬送されたトナーは、トナー搬送基板6から感光ドラム2の周面に飛び移る。これにより、感光ドラム2の周面へのトナーの供給が達成され、感光ドラム2の周面に形成された静電潜像のトナー像への現像が達成される。感光ドラム2の周面にトナーをむらなく供給することができるので、静電潜像をトナー像に良好に現像することができる。
G.その他の変形例
前述の実施形態では、第1最下流電極12の電圧変化の位相と第2最下流電極13の電圧変化の位相とは、互いに逆位相の関係をなすとしたが、完全に逆位相の関係をなしていなくてもよい。第1最下流電極121の電圧変化の位相と第2最下流電極131の電圧変化の位相とがずれてさえいれば、第1最下流電極121および第2最下流電極131には、現像ローラ5に引きつけられるクーロン力がトナーに作用するような電圧(200V)がタイミングをずらして印加される。したがって、現像ローラ5または感光ドラム2には、第1最下流電極121および第2最下流電極131からトナーがタイミングをずらして供給される。その結果、現像ローラ5または感光ドラム2にトナーが供給されない期間が短くなるので、現像ローラ5または感光ドラム2上で生じるトナーの縞状のむらを軽減することができる。
また、図2に示す支持基板11では、2つの樹脂層14の間にシールド層15が介在されているが、第1電極12と第2電極13との間に不所望な電界が形成されなければ、シールド層15は省略されてもよい。たとえば、支持基板の11の一方面に配置される各第1電極12とその他方面に配置される各第2電極13とが互いにずれないで対向していれば、シールド層15は省略されてもよい。また、支持基板11の一部において、第1電極12と第2電極との位置がずれている場合、その一部にのみシールド層15が設けられていてもよい。
1 トナー供給装置
3 容器
11 支持基板
11A 支持基板
11B 支持基板
12 第1電極
13 第2電極
15 シールド層
19 支持基板
20 第3電極
51 トナー供給装置
61 トナー供給装置
71 トナー供給装置
81 トナー供給装置
91 トナー供給装置
121 第1最下流電極
122 第1隣接電極
131 第2最下流電極
132 第2隣接電極
D1 直線距離
D2 直線距離
D3 距離
VA 第1電源回路
VB 第2電源回路
VC 第3電源回路
VD 第4電源回路

Claims (13)

  1. 帯電した粉末状の現像剤を供給対象に供給するための現像剤供給装置であって、
    現像剤を貯留する容器と、
    前記供給対象に対して所定の直線距離を隔てた第1最下流位置および当該第1最下流位置と前記容器との間の複数の位置に配置され、現像剤を前記第1最下流位置に向けて移動させる進行波電界を形成するための複数の第1電極と、
    前記供給対象に対して前記所定の直線距離を隔てた第2最下流位置および当該第2最下流位置と前記容器との間の複数の位置に配置され、現像剤を前記第2最下流位置に向けて移動させる進行波電界を形成するための複数の第2電極と、
    前記第1最下流位置に配置される前記第1電極の電圧変化の位相と前記第2最下流位置に配置される前記第2電極の電圧変化の位相とがずれるように、前記第1電極および前記第2電極に、同じ周波数で大きさが変化する電圧を印加する電源回路とを備えている、現像剤供給装置。
  2. 前記電源回路は、前記第1最下流位置に配置される前記第1電極の電圧変化の位相と前記第2最下流位置に配置される前記第2電極の電圧変化の位相とが逆位相となるように、前記第1電極および前記第2電極に電圧を印加する、請求項1に記載の現像剤供給装置。
  3. 前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記供給対象との間の電位差により形成される電界の強さおよび前記第2最下流位置に配置される前記第2電極と前記供給対象との間の電位差により形成される電界の強さが、前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記第2最下流位置に配置される前記第2電極との間の電位差により形成される電界の強さよりも大きい、請求項1または2に記載の現像剤供給装置。
  4. 前記電源回路は、前記第1電極および前記第2電極に、同じ振幅の波形を有する電圧を印加し、
    前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記供給対象との間の距離および前記第2最下流位置に配置される前記第2電極と前記供給対象との間の距離が、当該第1電極と当該第2電極との電位差により形成される電界の向きにおける当該第1電極と当該第2電極との間の距離よりも短い、請求項3に記載の現像剤供給装置。
  5. 前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記供給対象との間の距離および前記第2最下流位置に配置される前記第2電極と前記供給対象との間の距離が、当該第1電極と当該第2電極との電位差により形成される電界の向きにおける当該第1電極と当該第2電極との間の距離以上であり、
    前記電源回路は、前記第1電極および前記第2電極に、それぞれ前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記供給対象との間の電位差および前記第2最下流位置に配置される前記第2電極と前記供給対象との間の電位差よりも小さい振幅の波形を有する電圧を印加する、請求項3に記載の現像剤供給装置。
  6. 一端が前記供給対象に対向し、当該一端と前記供給対象との対向方向に延びる支持基板を備え、
    前記第1電極が、前記支持基板の一方面に配置され、
    前記第2電極が、前記支持基板の前記一方面と反対側の他方面に配置されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の現像剤供給装置。
  7. 一方面が前記供給対象側に向けて配置される支持基板を備え、
    前記第1電極および前記第2電極が、前記支持基板の前記一方面に配置されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の現像剤供給装置。
  8. 前記支持基板は、前記一方面側が凸となるように途中部で屈曲し、その屈曲した部分が前記供給対象に最も近接した部分となるように配置され、
    前記第1電極が、前記支持基板の屈曲した部分に対する一方側に配置され、
    前記第2電極が、前記支持基板の屈曲した部分に対する前記一方側と反対側の他方側に配置されている、請求項7に記載の現像剤供給装置。
  9. 前記第1電極が一方面に配置される第1支持基板と、
    前記第2電極が一方面に配置される第2支持基板とを備え、
    前記第1支持基板の前記第1最下流位置側の端部と、前記第2支持基板の前記第2最下流位置側の端部とが近接している、請求項1〜8のいずれか一項に記載の現像剤供給装置。
  10. 前記第1最下流位置に配置される前記第1電極と前記第1最下流位置に隣り合う位置に配置される前記第1電極との間の距離が、当該隣り合う位置に配置される前記第1電極と前記供給対象との間の直線距離よりも短く、
    前記第2最下流位置に配置される前記第2電極と前記第2最下流位置に隣り合う位置に配置される前記第2電極との間の距離が、当該隣り合う位置に配置される前記第2電極と前記供給対象との間の直線距離よりも短い、請求項7〜9のいずれか一項に記載の現像剤供給装置。
  11. 前記第1電極と前記第2電極との間に介在され、前記第1電極と前記第2電極とを電気的に隔絶するためのシールド部材を備えている、請求項1〜10のいずれか一項に記載の現像剤供給装置。
  12. 前記供給対象に対して距離を隔てた最上流位置および当該最上流位置と前記容器との間の複数の位置に配置され、前記供給対象から現像剤を引き寄せて、当該現像剤を前記容器に向けて移動させる進行波電界を形成するための複数の第3電極を備えている、請求項1〜11のいずれか一項に記載の現像剤供給装置。
  13. 前記供給対象が、その周面に現像剤を担持する現像ローラである、請求項12に記載の現像剤供給装置。
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