JP2011197490A - 現像剤供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤を良好に供給する。
【解決手段】 現像剤供給装置は、現像剤担持部材と第一電界搬送基板と第二電界搬送基板とを備えている。第一電界搬送基板は、担持位置及びその近傍にて現像剤担持面上に現像剤を担持させるために、現像剤担持部材における担持位置側と対向するように設けられている。第二電界搬送基板は、デリバリ位置及びその近傍にて第一電界搬送基板に現像剤を引き渡すために、第一電界搬送基板におけるデリバリ位置側と対向するように設けられている。第二電界搬送基板は、メイン搬送部と、逆送部と、を備えている。逆送部は、デリバリ位置に向かって、前記現像剤をメイン搬送部とは逆方向に搬送する。
【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対して供給するように構成された、現像剤供給装置に関する。

この種の装置として、例えば、特開２００８−７０８０３号公報等に開示されているものが知られている。この公報に開示された装置は、現像剤担持部材（現像ローラ）と上流側現像剤搬送手段と下流側現像剤搬送手段とを備えている。前記現像剤担持部材は、帯電した前記現像剤を担持するための現像剤担持面を有していて、所定の現像領域にて、前記供給対象としての静電潜像担持体（感光体ドラム）と対向するように設けられている。

前記上流側現像剤搬送手段は、前記現像領域よりも前記現像剤担持面の移動方向における上流側にて当該現像剤担持面と所定の距離を隔てて対向する、上流側搬送面を有している。この上流側現像剤搬送手段は、上流側搬送電界（前記上流側搬送面上の前記現像剤を前記現像剤担持面の移動方向における上流側から下流側に向けて移動させるための電界）を形成するように構成されている。前記下流側現像剤搬送手段は、前記現像領域よりも前記現像剤担持面の移動方向における下流側にて当該現像剤担持面と所定の距離を隔てて対向する、下流側搬送面を有している。この下流側現像剤搬送手段は、下流側搬送電界（前記下流側搬送面上の前記現像剤を前記現像剤担持面の移動方向における上流側から下流側に向けて移動させるための電界）を形成するように構成されている。

この種の装置において、前記供給対象に前記現像剤を良好に供給するためには、前記現像剤を前記現像剤担持面上に良好に担持させることが重要である。本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。

＜構成＞
本発明の現像剤供給装置は、現像剤担持部材と第一電界搬送基板と第二電界搬送基板とを備えている。前記現像剤担持部材は、円柱面状の周面である現像剤担持面を有するローラ状の部材であって、所定の現像剤供給位置にて前記供給対象と対向するように設けられ、所定方向に回転駆動されることで前記現像剤担持面が移動するように構成されている。前記第一電界搬送基板及び前記第二電界搬送基板は、多相交流電圧の印加に伴って発生する進行波状の電界（以下、「進行波電界」と称する。）により前記現像剤を搬送するように構成されている。

前記第一電界搬送基板は、担持位置及びその近傍にて前記現像剤担持面上に前記現像剤を担持させるために、前記現像剤担持部材における前記担持位置側と対向するように設けられている。ここで、前記担持位置は、前記現像剤担持面の移動方向における、前記現像剤供給位置よりも上流側の位置である。前記第二電界搬送基板は、デリバリ位置及びその近傍にて前記第一電界搬送基板に前記現像剤を引き渡すために、前記第一電界搬送基板における前記デリバリ位置側と対向するように設けられている。ここで、前記デリバリ位置は、第一搬送方向（前記第一電界搬送基板による前記現像剤の搬送方向）における、前記担持位置よりも上流側の位置である。

前記第二電界搬送基板は、メイン搬送部と逆送部とを備えている。これらは一体に形成され得る。前記メイン搬送部は、前記現像剤が貯留されている現像剤貯留部から前記デリバリ位置に向かう第二搬送方向に前記現像剤を搬送するように構成されている。このメイン搬送部は、前記デリバリ位置よりも前記第二搬送方向における上流側に設けられている。前記逆送部は、前記デリバリ位置よりも前記第二搬送方向における下流側にて前記メイン搬送部と隣接するように設けられている。この逆送部は、前記デリバリ位置に向かって前記現像剤を前記第二搬送方向とは逆方向に搬送するように構成されている。

前記第二電界搬送基板は、以下のように構成されていてもよい。前記メイン搬送部は、前記第二搬送方向に沿って所定間隔で配列された複数のメイン搬送電極を備えている。前記逆送部は、前記第二搬送方向に沿って前記所定間隔と同間隔で配列された複数の逆搬送電極を備えている。前記メイン搬送電極の前記第二搬送方向における最下流端のものと、これと隣接する、前記逆搬送電極の前記第二搬送方向における最上流端のものと、の間隔は、前記所定間隔と同一に設定されている。なお、同一位相の電圧が印加される前記メイン搬送電極と前記逆搬送電極とは、配線によって互いに接続され得る。

前記メイン搬送部は、前記現像剤の搬送経路における中途の凸状屈曲位置にて凸状に屈曲され得る。この場合、前記メイン搬送部は、上流側隣接部と下流側隣接部とを含んでいる。前記上流側隣接部は、前記凸状屈曲位置よりも前記搬送経路における上流側にて当該凸状屈曲位置に隣接する部分である。前記下流側隣接部は、前記凸状屈曲位置よりも前記搬送経路における下流側にて当該凸状屈曲位置に隣接する部分である。また、前記下流側隣接部は、前記逆送部と隣接し且つ前記第一電界搬送基板と対向するように設けられている。さらに、前記第一電界搬送基板は、浮遊現像剤衝突部材に支持されている。この浮遊現像剤衝突部材は、前記上流側隣接部によって搬送中の前記現像剤のうちの、当該上流側隣接部の表面から離隔した位置にて浮遊するものが、衝突することで、当該上流側隣接部及び前記下流側隣接部が存在しない下方の空間に向けて落下するように、当該上流側隣接部による前記現像剤の搬送方向先に配置されている。

本発明の現像剤供給装置は、補助帯電部材をさらに備えていてもよい。この補助帯電部材は、補助帯電位置にて、前記現像剤担持面と対向するように配置されている。ここで、前記補助帯電位置は、前記現像剤担持面の前記移動方向における、前記担持位置よりも下流側且つ前記現像剤供給位置よりも上流側の位置である。この補助帯電部材は、前記担持位置及びその近傍にて当該現像剤担持面上に担持された前記現像剤を、前記現像剤担持部材との間の交番電界の作用により、前記補助帯電位置にてさらに帯電させるように構成されている。

＜作用・効果＞
かかる構成においては、前記第二電界搬送基板における前記メイン搬送部により、前記現像剤貯留部から前記デリバリ位置に向かって、前記現像剤が前記第二搬送方向に搬送される。かかる現像剤は、前記デリバリ位置及びその近傍にて、前記第二電界搬送基板から、対向する前記第一電界搬送基板に引き渡される。前記第一電界搬送基板に引き渡された前記現像剤は、前記デリバリ位置から前記担持位置に向けて、前記第一搬送方向に搬送される。そして、前記担持位置及びその近傍にて、前記現像剤は、前記現像剤担持面上に担持される。

ここで、前記デリバリ位置よりも前記第二搬送方向における下流側にて前記メイン搬送部と隣接する、前記逆送部においては、前記デリバリ位置に向かって前記現像剤を前記第二搬送方向とは逆方向に搬送するような電界が形成されている。このため、前記メイン搬送部によって前記現像剤貯留部から前記デリバリ位置に向かって搬送されてきた前記現像剤の一部が、前記デリバリ位置及びその近傍をすり抜けてさらに前記第二搬送方向に向かうことが、可及的に抑制され得る。

このように、本発明の構成においては、前記現像剤貯留部から前記デリバリ位置に向かって搬送された前記現像剤が、前記デリバリ位置及びその近傍にて、前記第一電界搬送基板に良好に引き渡される。したがって、本発明の構成によれば、前記現像剤を前記現像剤担持面上に良好に担持させることが可能になる。あるいは、前記デリバリ位置及びその近傍をすり抜けた前記現像剤が外部に漏出したり他の部材（例えば前記補助帯電部材等）に不用意に付着したりすることが、可及的に抑制され得る。

ところで、前記メイン搬送部にて搬送中の前記現像剤のうち、帯電量の小さなものや所定極性とは逆の極性に帯電したものは、当該メイン搬送部の表面から離隔した位置にて浮遊している（以下、かかる現像剤を「浮遊現像剤」と称する。）。かかる浮遊現像剤は、前記メイン搬送部を前記凸状屈曲位置にて凸状に屈曲するとともに、かかる凸状屈曲位置の近傍にて前記メイン搬送部に対向するように前記浮遊現像剤衝突部材を設けることで、前記デリバリ位置に達するまでに良好に除去され得る。

すなわち、前記上流側隣接部によって搬送中の前記現像剤のうち、当該上流側隣接部の表面から離隔した位置にて浮遊する、前記浮遊現像剤は、前記現像剤の電界搬送に伴って発生する気流等によって、当該上流側隣接部の搬送方向先に向かおうとする。このため、かかる浮遊現像剤は、前記凸状屈曲位置にて、前記下流側隣接部に沿った方向に進行方向が屈曲することが困難である。よって、かかる浮遊現像剤は、前記上流側隣接部による前記現像剤の搬送方向先に配置された前記浮遊現像剤衝突部材に衝突する。そして、かかる浮遊現像剤は、前記搬送経路から逸脱し、前記上流側隣接部及び前記下流側隣接部が存在しない下方の空間に向けて落下する。

一方、前記上流側隣接部により搬送中の前記現像剤のうちの、前記浮遊現像剤以外の部分であって、前記上流側隣接部の表面近傍にて搬送中のものは、前記所定極性且つ良好な帯電量を有している。かかる現像剤は、前記凸状屈曲位置にて、前記下流側隣接部に沿った方向に進行方向が屈曲し、当該凸状屈曲位置よりも前記搬送経路における下流側の前記下流側隣接部に良好に到達する。そして、かかる現像剤は、前記デリバリ位置に向かって良好に搬送される。このようにして、前記凸状屈曲位置にて良好に選別された前記現像剤は、前記デリバリ位置に達して、前記第一電界搬送基板に良好に引き渡される。したがって、かかる構成によれば、前記現像剤担持面上に、前記現像剤をよりいっそう良好に担持させることが可能になる。

本発明の一実施形態が適用された画像形成装置としての、レーザープリンタの概略構成を示す側面図である。 図１に示されている、本発明の一実施形態に係るトナー供給装置を拡大した側断面図である。 図２に示されている搬送基板を拡大した側断面図である。 図２に示されている搬送基板の、トナーデリバリ位置の近傍部分を拡大した側断面図である。 同部分における上流側供給基板の拡大正面図である。 図３に示されている各電源回路の出力波形の一例を示すグラフである。 図３に示されている搬送基板上にて進行波電界により搬送中のトナーの挙動の計算機シミュレーションの結果を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態が適用された画像形成装置としての、レーザープリンタ１の概略構成を示す側面図である。

＜構成＞
図１を参照すると、レーザープリンタ１は、用紙搬送機構２と、感光体ドラム３と、帯電器４と、スキャナーユニット５と、トナー供給装置６と、を備えている。レーザープリンタ１内には、シート状の用紙Ｐが、積み重ねられた状態で収容されている。用紙搬送機構２は、用紙Ｐを、所定の用紙搬送経路ＰＰに沿って搬送するように構成されている。

感光体ドラム３の周面には、静電潜像担持面ＬＳが形成されている。静電潜像担持面ＬＳは、主走査方向（図中ｚ軸方向）と平行な円筒面であって、電位分布による静電潜像が形成されるとともに当該静電潜像に対応した位置にてトナーＴ（図２参照）を担持するようになっている。感光体ドラム３は、主走査方向と平行な中心軸Ｃを中心として、所定方向（図中反時計回り）に回転駆動されることで、主走査方向と直交する副走査方向に沿って静電潜像担持面ＬＳが移動するように構成されている。

帯電器４は、静電潜像担持面ＬＳを一様に正帯電させるように、静電潜像担持面ＬＳと対向するように配置されている。スキャナーユニット５は、画像データに基づいて変調されたレーザービームＬＢをスキャン位置ＳＰにて静電潜像担持面ＬＳ上に結像させつつ主走査方向に沿って走査することで、静電潜像担持面ＬＳ上に静電潜像を形成するように構成されている。

トナー供給装置６は、スキャン位置ＳＰよりも感光体ドラム３の回転による静電潜像担持面ＬＳの移動方向における下流側の現像位置ＤＰにて、静電潜像担持面ＬＳと対向するように、感光体ドラム３の下方に配置されている。トナー供給装置６は、現像位置ＤＰにて、トナーＴ（図２参照）を帯電した状態で静電潜像担持面ＬＳに供給するように構成されている。次に、レーザープリンタ１の各部の具体的な構成について、より詳細に説明する。

用紙搬送機構２は、一対のレジストローラ２１と、転写ローラ２２と、を備えている。レジストローラ２１は、用紙Ｐを所定のタイミングにて感光体ドラム３と転写ローラ２２との間の転写位置ＴＰに向けて送り出すように構成されている。転写ローラ２２は、静電潜像担持面ＬＳと、転写位置ＴＰにて、用紙搬送経路ＰＰ（用紙Ｐ）を挟んで対向するように配置されていて、感光体ドラム３の回転方向と反対方向（図中時計回り）に回転駆動されるようになっている。また、転写ローラ２２は、図示しないバイアス電源回路に接続されていて、静電潜像担持面ＬＳ上に付着したトナーＴ（図２参照）を用紙Ｐに転写させるための所定の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。

図２は、図１に示されているトナー供給装置６を拡大した側断面図である。図２を参照すると、トナー供給装置６のケーシングをなすトナーボックス６１は、側断面視にて上方に開口する略Ｕ字状に形成された箱状部材であって、その長手方向が鉛直方向（図中上下方向すなわちｙ軸方向）と平行となるように配置されている。

トナーボックス６１は、主走査方向と平行な軸線を有し上方に開口する半円筒状のボックス底壁６１ａを有している。このボックス底壁６１ａは、トナーボックス６１の底部に設けられている。ボックス底壁６１ａの前後方向（主走査方向及び鉛直方向と直交する方向：図中左右方向すなわちｘ軸方向）における背面側（図中左側）の一端から上方に延出するように、背面パネル６１ｂが立設されている。

背面パネル６１ｂは、第一垂直部６１ｂ１と水平部６１ｂ２と第二垂直部６１ｂ３とから構成されている。第一垂直部６１ｂ１は、主走査方向及び鉛直方向と平行な平板状の部材であって、ボックス底壁６１ａの前記一端から鉛直上方に延出するように設けられている。水平部６１ｂ２は、水平面と略平行な平板状の部材であって、第一垂直部６１ｂ１の上端からトナーボックス６１の内側に向けて前面側（図中右側）に延出するように設けられている。第二垂直部６１ｂ３は、主走査方向及び鉛直方向と平行な平板状の部材であって、水平部６１ｂ２の前後方向における前面側の端から上方に向かって延出するように設けられている。また、ボックス底壁６１ａの前面側の端から鉛直上方に延出するように、前面パネル６１ｃが立設されている。前面パネル６１ｃは、主走査方向及び鉛直方向と平行な平板状の部材であって、背面パネル６１ｂと対向するように設けられている。

トナーボックス６１の内部の空間における底部の、略半円柱状の部分である、トナー貯留部６１ｄ内には、粉末状の乾式現像剤としてのトナーＴが収容されている。なお、本実施形態においては、トナーＴは、正帯電性、非磁性１成分の、黒色トナーである。また、トナーボックス６１の頂部であって、感光体ドラム３と対向する位置には、開口部６１ｅが形成されている。すなわち、開口部６１ｅは、感光体ドラム３に向けて上方に開口するように設けられている。

現像ローラ６２は、円柱面状の周面であるトナー担持面６２ａを有するローラ状の部材であって、現像位置ＤＰにて感光体ドラム３と近接しつつ所定間隔のギャップを介して対向するように設けられている。本実施形態においては、現像ローラ６２は、トナー担持面６２ａのほぼ半分がトナーボックス６１の外側の露出するように、トナーボックス６１における開口部６１ｅが形成された上端部にて回動可能に支持されている。この現像ローラ６２は、現像位置ＤＰにてトナー担持面移動方向ＣＭＤ（トナー担持面６２ａの移動方向）が静電潜像担持面ＬＳの移動方向と同じ方向になるように、感光体ドラム３の回転方向と反対方向（図中時計回り）に回転駆動されるようになっている。すなわち、現像ローラ６２は、感光体ドラム３と連れ回るような方向に回転駆動されるようになっている。

トナーボックス６１の内部には、搬送基板６３が設けられている。本実施形態においては、搬送基板６３は、上流側供給基板６３ａ（収容・起動部６３ａ１、垂直搬送部６３ａ２、上流側隣接部６３ａ３、下流側隣接部６３ａ４、及び逆送部６３ａ５を含む）と回収基板６３ｂと下流側供給基板６３ｃとを備えている。搬送基板６３は、多相交流電圧の印加に伴って発生する進行波電界により、その表面であるトナー搬送面ＴＴＳに沿ってトナーＴを搬送するように構成されている。

すなわち、上流側供給基板６３ａにおける収容・起動部６３ａ１〜下流側隣接部６３ａ４は、トナーＴを、トナー搬送経路ＴＴＲに沿って、上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕに搬送するように構成されている。一方、逆送部６３ａ５は、トナーＴを、上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕと逆方向に搬送するように構成されている。また、下流側供給基板６３ｃは、トナーＴを、トナー搬送経路ＴＴＲに沿って、下流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｄに搬送するように構成されている。さらに、回収基板６３ｂは、トナーＴを、トナー回収経路ＴＲＲに沿って、トナー回収方向ＴＲＤに搬送するように構成されている。なお、上流側供給基板６３ａ、回収基板６３ｂ、及び下流側供給基板６３ｃを「搬送基板６３」と総称する場合、かかる搬送基板６３によるトナーＴの電界搬送方向（上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕ、下流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｄ、及びトナー回収方向ＴＲＤを総称した方向）を、「トナー搬送方向ＴＴＤ」と称することがある（図３参照）。

ここで、トナー搬送経路ＴＴＲは、上流側供給基板６３ａ及び下流側供給基板６３ｃのトナー搬送面ＴＴＳに沿って形成される、トナーＴの電界搬送経路である。また、トナー回収経路ＴＲＲは、回収基板６３ｂのトナー搬送面ＴＴＳに沿って形成される、トナーＴの電界搬送経路である。すなわち、上流側供給基板６３ａ及び下流側供給基板６３ｃは、トナー搬送経路ＴＴＲに沿って設けられている。また、回収基板６３ｂは、トナー回収経路ＴＲＲに沿って設けられている。本実施形態においては、トナー回収経路ＴＲＲは、トナー回収位置ＴＲＰからトナー貯留部６１ｄまで鉛直下方に向かうように形成されている。また、トナー搬送経路ＴＴＲは、トナー貯留部６１ｄから、トナー担持面６２ａの下端部近傍のトナー担持位置ＴＣＰを経て、トナー回収経路ＴＲＲにおける上流部と合流するように形成されている。そして、トナー搬送経路ＴＴＲ及びトナー回収経路ＴＲＲは、側断面視にて、鉛直方向に長手方向を有する循環経路を形成するように設けられている。

トナー回収位置ＴＲＰは、トナー担持面６２ａが回収基板６３ｂと最近接しつつ対向する位置であって、本実施形態においては、回収基板６３ｂの上端部且つトナー担持面６２ａの前面側の端部に対応する位置に設けられている。トナー担持位置ＴＣＰは、トナー担持面６２ａが下流側供給基板６３ｃと最近接しつつ対向する位置であって、本実施形態においては、トナー担持面６２ａの下端部に対応する位置に設けられている。

上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕは、トナーＴが上流側供給基板６３ａによってトナー搬送経路ＴＴＲに沿って搬送される方向、すなわち、上流側供給基板６３ａに対応するトナー搬送経路ＴＴＲ上の任意の点での接線方向である。同様に、下流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｄは、トナーＴが下流側供給基板６３ｃによってトナー搬送経路ＴＴＲに沿って搬送される方向である。また、トナー回収方向ＴＲＤは、トナーＴが回収基板６３ｂによってトナー搬送経路ＴＴＲに沿って搬送される方向であって、典型的には、鉛直下方向である。

収容・起動部６３ａ１は、上流側供給基板６３ａの底部の、上方に開口する半円筒形状に屈曲された曲板状の部分であって、ボックス底壁６１ａの内壁面に支持されている。すなわち、収容・起動部６３ａ１は、トナー貯留部６１ｄの底面を構成するように、トナーボックス６１の内側の空間における底部に配置されている。垂直搬送部６３ａ２は、背面パネル６１ｂにおける第一垂直部６１ｂ１の内壁面に支持されていて、収容・起動部６３ａ１の背面側における上端（上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕにおける下流端）から鉛直上方に向けて延出するように設けられている。

上流側隣接部６３ａ３は、そのトナー搬送面ＴＴＳが下方を向くように、背面パネル６１ｂにおける水平部６１ｂ２の内壁面に支持されていて、垂直搬送部６３ａ２の上端（上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕにおける下流端）からトナーボックス６１の内側（前面側）に向けて延出するように設けられている。下流側隣接部６３ａ４は、背面パネル６１ｂにおける第二垂直部６１ｂ３の内壁面に支持されていて、上流側隣接部６３ａ３の前面側の端（上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕにおける下流端）から鉛直上方に向けて延出するように設けられている。本実施形態においては、下流側隣接部６３ａ４の上端（上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕにおける下流端）は、現像ローラ６２の下端よりも低い位置に設けられている。

上述のように、上流側供給基板６３ａにおける、上流側隣接部６３ａ３と下流側隣接部６３ａ４とは、トナー搬送経路ＴＴＲにおける中途の凸状屈曲位置ＣＢＰにて凸状に、ほぼ直角に屈曲されている。すなわち、上流側隣接部６３ａ３は、凸状屈曲位置ＣＢＰよりもトナー搬送経路ＴＴＲにおける上流側にて凸状屈曲位置ＣＢＰに隣接する部分である。また、下流側隣接部６３ａ４は、凸状屈曲位置ＣＢＰよりもトナー搬送経路ＴＴＲにおける下流側にて凸状屈曲位置ＣＢＰに隣接する部分である。

逆送部６３ａ５は、下流側隣接部６３ａ４の上端から、さらに鉛直上方（上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕ）に向けて延出するように設けられている。逆送部６３ａ５は、トナーデリバリ位置ＴＤＰよりも上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕにおける下流側にて下流側隣接部６３ａ４と隣接するように設けられている。

ここで、トナーデリバリ位置ＴＤＰは、上流側供給基板６３ａと下流側供給基板６３ｃとが最近接しつつ対向する位置であって、下流側隣接部６３ａ４と逆送部６３ａ５との境界に対応する位置に設けられている。本実施形態においては、トナーデリバリ位置ＴＤＰは、上流側供給基板６３ａと下流側供給基板６３ｃとが対向する領域の、側断面視における中央よりも、上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕにおける下流側に設けられている。また、トナーデリバリ位置ＴＤＰは、トナー搬送方向ＴＴＤ（トナー搬送経路ＴＴＲ）が、下流側隣接部６３ａ４における鉛直上方に向く上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕから、下流側供給基板６３ｃにおける略水平方向に向く下流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｄに屈曲する位置の近傍（当該位置よりも僅かに下方すなわち上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕにおける僅かに上流側）に設けられている。

回収基板６３ｂは、前面パネル６１ｃの内壁面に支持されている。この回収基板６３ｂは、トナー回収位置ＴＲＰにて、トナー担持面移動方向ＣＭＤに沿って（トナー担持面移動方向ＣＭＤと同じ方向に）トナーＴを搬送するようになっている。

下流側供給基板６３ｃは、現像ローラ６２の下方にて、トナーボックス６１の内部に収容されている。下流側供給基板６３ｃは、上流部６３ｃ１と中央部６３ｃ２と下流部６３ｃ３とからなり、側断面視にて略逆Ｕ字状に形成されている。上流部６３ｃ１は、中央部６３ｃ２の下流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｄにおける上流端からほぼ直角に屈曲して鉛直下方に延出するように設けられている。中央部６３ｃ２は、トナー担持位置ＴＣＰにてトナー担持面６２ａと最近接しつつ対向するように、水平面と平行に設けられている。下流部６３ｃ３は、中央部６３ｃ２の下流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｄにおける下流端からほぼ直角に屈曲して鉛直下方に延出するように、回収基板６３ｂと平行に設けられている。

上流部６３ｃ１は、凸状屈曲位置ＣＢＰよりも上方、すなわち、上流側供給基板６３ａにおける上流側隣接部６３ａ３によるトナーＴの搬送方向先よりも上方にて、下流側隣接部６３ａ４及び逆送部６３ａ５と所定間隔のギャップを隔てて対向するように、下流側隣接部６３ａ４及び逆送部６３ａ５と平行に設けられている。中央部６３ｃ２は、トナー担持位置ＴＣＰにて、トナー担持面移動方向ＣＭＤとは逆方向にトナーＴを搬送するように設けられている。下流部６３ｃ３は、回収基板６３ｂにおけるトナー回収方向ＴＲＤに沿って（トナー回収方向ＴＲＤと同じ方向に）トナーＴを搬送するように設けられている。

浮遊現像剤衝突部材６４は、現像ローラ６２の下方に配置されている。浮遊現像剤衝突部材６４の、現像ローラ６２と対向する上側部分における表面には、下流側供給基板６３ｃが支持されている。浮遊現像剤衝突部材６４は、上流側供給基板６３ａにおける上流側隣接部６３ａ３によるトナーＴの搬送方向先に設けられている。浮遊現像剤衝突部材６４の背面側の表面である搬送側対向面６４ａは、主走査方向及び鉛直方向と平行であって、下流側隣接部６３ａ４の上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕにおける上流側の端部と対向するとともに、上流側隣接部６３ａ３における上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕと直交するように設けられている。すなわち、この搬送側対向面６４ａは、上流側隣接部６３ａ３によって搬送されたトナーＴが凸状屈曲位置ＣＢＰより先までそのまま直進した場合に当該トナーＴが衝突するように、下流側供給基板６３ｃにおける上流部６３ｃ１が支持されていない部分（上流部６３ｃ１よりも下方の部分）に設けられている。

補助帯電部材６５は、トナー担持面移動方向ＣＭＤにおけるトナー担持位置ＴＣＰと現像位置ＤＰとの間（トナー担持位置ＴＣＰよりも下流側且つ現像位置ＤＰよりも上流側）のトナー補助帯電位置ＴＡＰにて、トナー担持面６２ａと対向するように配置されている。この補助帯電部材６５は、トナー担持面６２ａ上に担持されたトナーＴを、トナー担持面６２ａとの間の交番電界の作用により、より帯電させるとともに帯電状態を均一化させるように構成されている。本実施形態においては、補助帯電部材６５は、トナー担持面６２ａに倣って側断面視にて円弧状に曲げられた薄板状の部材であって、トナー担持面６２ａと所定間隔のギャップを隔てて対向するように、トナー担持面６２ａと平行に設けられている。

現像ローラ６２、搬送基板６３、及び補助帯電部材６５は、電源回路６６と電気的に接続されている。電源回路６６は、上流側供給搬送電源回路６６ａと、下流側供給搬送電源回路６６ｂと、回収電源回路６６ｃと、帯電バイアス電源回路６６ｄと、現像バイアス電源回路６６ｅと、を備えている。上流側供給搬送電源回路６６ａは上流側供給基板６３ａと、下流側供給搬送電源回路６６ｂは下流側供給基板６３ｃと、回収電源回路６６ｃは回収基板６３ｂと、帯電バイアス電源回路６６ｄは補助帯電部材６５と、現像バイアス電源回路６６ｅは現像ローラ６２と、それぞれ電気的に接続されている。

上流側供給搬送電源回路６６ａ、下流側供給搬送電源回路６６ｂ、回収電源回路６６ｃ、及び現像バイアス電源回路６６ｅは、トナーＴをトナー搬送経路ＴＴＲ及びトナー回収経路ＴＲＲに沿って循環させるために必要な電圧を出力するようになっている。帯電バイアス電源回路６６ｄは、現像ローラ６２（トナー担持面６２ａ）と補助帯電部材６５とが対向する位置にて交番電界を発生させることで、トナー担持面６２ａ上に担持されたトナーＴを、当該交番電界の作用で、より帯電させるとともに帯電状態を均一化させるために必要な電圧を出力するようになっている。

図３は、図２に示されている搬送基板６３を拡大した側断面図である。図４は、図２に示されている搬送基板６３の、トナーデリバリ位置ＴＤＰの近傍部分を拡大した側断面図である。図５は、同部分における上流側供給基板６３ａの拡大正面図である。図３を参照すると、搬送基板６３は、トナー搬送方向ＴＴＤあるいはトナー搬送経路ＴＴＲに沿って等間隔に配列され且つ互いに平行に配置された複数の搬送電極６３１を備えていて、これら複数の搬送電極６３１に対する多相交流電圧の印加に伴って発生する進行波電界により、トナーＴをトナー搬送方向ＴＴＤに搬送するように構成されている。なお、図２〜図５を参照すると、上流側供給基板６３ａにおける搬送電極６３１を上流側供給用搬送電極６３１ａ（収容・起動部６３ａ１〜下流側隣接部６３ａ４に設けられたものをメイン搬送電極６３１ａ１、逆送部６３ａ５に設けられたものを逆搬送電極６３１ａ２）、回収基板６３ｂにおける搬送電極６３１を回収電極６３１ｂ、下流側供給基板６３ｃにおける搬送電極６３１を下流側供給用搬送電極６３１ｃと称する。

搬送電極６３１は、主走査方向と平行な（副走査方向と直交する）長手方向を有する線状の配線パターンであって、銅箔によって形成されている。トナー搬送経路ＴＴＲに沿って多数配列された各搬送電極６３１は、３本置きに同一の電源回路に接続されている。すなわち、電源回路ＶＡに接続された搬送電極６３１，電源回路ＶＢに接続された搬送電極６３１，電源回路ＶＣに接続された搬送電極６３１，電源回路ＶＤに接続された搬送電極６３１，電源回路ＶＡに接続された搬送電極６３１，電源回路ＶＢに接続された搬送電極６３１，電源回路ＶＣに接続された搬送電極６３１・・・が、トナー搬送経路ＴＴＲに沿って順に配列されている（なお、これらの電源回路ＶＡないしＶＤは、図２における上流側供給搬送電源回路６６ａ等の構成要素である。）。

搬送基板６３は、薄板状の部材であって、フレキシブルプリント配線基板と同様の構成を有している。具体的には、搬送基板６３は、搬送電極６３１と、搬送電極支持フィルム６３２と、搬送電極コーティング層６３３と、搬送電極オーバーコーティング層６３４と、から構成されている。搬送電極６３１は、搬送電極支持フィルム６３２の表面上に形成されている。搬送電極支持フィルム６３２は、可撓性のフィルムであって、絶縁性の合成樹脂から構成されている。搬送電極コーティング層６３３は、絶縁性の合成樹脂から構成されていて、搬送電極支持フィルム６３２における搬送電極６３１が設けられている表面、及び搬送電極６３１を覆うように設けられている。搬送電極コーティング層６３３の上には、搬送電極オーバーコーティング層６３４が設けられている。

図４を参照すると、複数のメイン搬送電極６３１ａ１及び逆搬送電極６３１ａ２は、上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕに沿って等間隔で配列されている。すなわち、メイン搬送電極６３１ａ１の上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕにおける最下流端のものと、これと隣接する、逆搬送電極６３１ａ２の同方向における最上流端のものと、の間隔が、複数のメイン搬送電極６３１ａ１及び逆搬送電極６３１ａ２同士の間隔と同一となるように、複数のメイン搬送電極６３１ａ１及び逆搬送電極６３１ａ２が配列されている。

図５を参照すると、同一位相の電圧が印加されるメイン搬送電極６３１ａ１と逆搬送電極６３１ａ２とは、接続配線６３５ａ及び６３５ｂによって互いに接続されている。接続配線６３５ａは、メイン搬送電極６３１ａ１及び逆搬送電極６３１ａ２と同一平面上に形成された配線パターンであって、メイン搬送電極６３１ａ１及び逆搬送電極６３１ａ２と一体に形成されている。接続配線６３５ｂは、同一位相の電圧が印加されるメイン搬送電極６３１ａ１及び逆搬送電極６３１ａ２を、スルーホールを介して接続するように設けられている。

＜動作＞
次に、上述のように構成されたトナー供給装置６による動作の概要を、実施形態の構成による作用・効果とともに、図面を適宜参照しつつ説明する。図６は、図３に示されている各電源回路ＶＡないしＶＤの出力波形の一例を示すグラフである。図６に示されているように、各電源回路ＶＡないしＶＤは、電源回路ＶＡから電源回路ＶＤに向かう順に、電圧の位相が９０°ずつ遅れる、ほぼ同一波形の交流電圧である駆動電圧を出力する。

図２及び図３を参照すると、トナーボックス６１内に貯留されているトナーＴのうち、上流側供給基板６３ａの収容・起動部６３ａ１における搬送電極オーバーコーティング層６３４と接触あるいは近接している、帯電したトナーＴは、上流側供給用搬送電極６３１ａに対する印加電圧によって発生する進行波電界により、垂直搬送部６３ａ２に受け渡される。収容・起動部６３ａ１から垂直搬送部６３ａ２に受け渡されたトナーＴは、この垂直搬送部６３ａ２によって、鉛直上方向きの上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕに搬送される。垂直搬送部６３ａ２を経たトナーＴは、次に、上流側隣接部６３ａ３にて、水平に「背面搬送」される。ここで、「背面搬送」とは、トナー搬送面ＴＴＳが下方を向くような搬送態様である。

ところで、収容・起動部６３ａ１から垂直搬送部６３ａ２に受け渡されたトナーＴには、帯電状態が不良なもの（逆極性すなわち負極性に帯電したものや、低帯電あるいは無帯電のもの、等。）が混入している。図７は、図３に示されている搬送基板６３上にて進行波電界により搬送中のトナーＴの挙動の計算機シミュレーションの結果を示す図である。この計算機シミュレーションは、個別要素法を用いて行った（シミュレーション条件は本出願人に係る特願２００９−２４９８０１号参照）。

図７（Ｉ）に示されているように、トナーＴは、搬送基板６３の表面に近接する下層部と、当該表面から離隔して浮遊する表層部（浮遊トナー）と、の二層に分かれるような挙動を示す。そして、下層部においては帯電状態が良好な（すなわち正帯電の）ものが比較的多い一方、表層部においては逆帯電（すなわち負帯電）等の帯電状態が不良なものが比較的多い傾向にある（図７（II）参照：表層部は図中実線に、下層部は破線に、それぞれ対応する。）。

この点、まず、本実施形態の構成においては、垂直搬送部６３ａ２によって鉛直上方に搬送されている際や、上流側隣接部６３ａ３によって背面搬送されている際に、浮遊トナーに多く含まれる帯電状態が不良なトナーＴの一部は、トナー搬送経路ＴＴＲから逸脱し、下方に落下する。これにより、トナーＴにおける、帯電状態が良好なものと不良なものとが、ある程度選別される。トナー搬送経路ＴＴＲから逸脱して下方に落下してきたトナーＴは、トナー貯留部６１ｄに還流する。

次に、垂直搬送部６３ａ２及び上流側隣接部６３ａ３によってある程度の選別作用を受けたトナーＴは、凸状屈曲位置ＣＢＰに達する。この凸状屈曲位置ＣＢＰにて、トナー搬送経路ＴＴＲが、水平方向から鉛直上方に屈曲する。このとき、浮遊トナーは、トナー搬送経路ＴＴＲの屈曲（トナーＴの搬送方向の屈曲）に追随できず、浮遊現像剤衝突部材６４における搬送側対向面６４ａに衝突する。この搬送側対向面６４ａに衝突した浮遊トナーは、上流側隣接部６３ａ３及び下流側隣接部６３ａ４が存在しない下方の空間に向けて落下し、トナー貯留部６１ｄに還流する。すなわち、上流側隣接部６３ａ３によって搬送中のトナーＴは、凸状屈曲位置ＣＢＰにて、さらなる選別作用を受ける。

凸状屈曲位置ＣＢＰを経たトナーＴは、下流側隣接部６３ａ４に受け渡され、トナーデリバリ位置ＴＤＰに向かって、鉛直上方となる下流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｄに搬送される。そして、下流側隣接部６３ａ４と下流側供給基板６３ｃにおける上流部６３ｃ１とが対向している位置にて、トナーＴが上流側供給基板６３ａから下流側供給基板６３ｃにおける上流部６３ｃ１に受け渡される。

ここで、本実施形態の構成においては、逆送部６３ａ５にて、トナーデリバリ位置ＴＤＰに向かってトナーＴを下流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｄとは逆方向に搬送するような電界が形成されている。このため、トナーＴは、トナーデリバリ位置ＴＤＰをすり抜けてトナーボックス６１における開口部６１ｅの外側に噴出することなく、トナーデリバリ位置ＴＤＰ及びその近傍の位置にて、下流側供給基板６３ｃにおける上流部６３ｃ１に良好に飛び移る。したがって、下流側隣接部６３ａ４によってトナーデリバリ位置ＴＤＰに向かって搬送されてきたトナーＴが、良好に下流側供給基板６３ｃに受け渡される。また、かかるトナーＴの一部がトナーデリバリ位置ＴＤＰ及びその近傍をすり抜けて開口部６１ｅの外側に噴出して補助帯電部材６５に不用意に付着することが、可及的に抑制され得る。

上流部６３ｃ１にてトナーＴを受け取った下流側供給基板６３ｃは、現像ローラ６２と対向する中央部６３ｃ２にて、トナー担持面移動方向ＣＭＤと逆方向となる下流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｄにトナーＴを搬送する。そして、トナー担持位置ＴＣＰにて、トナー担持面６２ａにトナーＴが供給される。これにより、トナー担持面６２ａ上に、所望の帯電状態のトナーＴが良好に担持される。トナー担持位置ＴＣＰにてトナー担持面６２ａ側に移行しなかったトナーＴは、下流部６３ｃ３にて、回収基板６３ｂに受け渡され（回収され）、回収基板６３ｂによってトナー貯留部６１ｄまで搬送される。

現像ローラ６２の回転駆動により、トナーＴを担持したトナー担持面６２ａが、トナー担持位置ＴＣＰから現像位置ＤＰまでトナー担持面移動方向ＣＭＤに移動する。この間に、トナー担持面６２ａ上に担持されたトナーＴは、トナー補助帯電位置ＴＡＰにて、補助帯電部材６５によって、より帯電させられるとともに、帯電状態が均一化される。そして、トナー補助帯電位置ＴＡＰを経たトナー担持面６２ａが現像位置ＤＰの近傍に達することで、現像位置ＤＰにトナーＴが供給される。これにより、静電潜像担持面ＬＳに形成された静電潜像が、トナーＴによって現像される。すなわち、静電潜像担持面ＬＳ上であって、静電潜像における正電荷が消失した部分に、トナーＴが付着する。

現像位置ＤＰにて静電潜像担持面ＬＳ側に移行しなかったトナーＴを担持したトナー担持面６２ａは、現像ローラ６２の回転によって、トナー回収位置ＴＲＰに達する。このトナー回収位置ＴＲＰにて、トナー担持面６２ａ上に残留しているトナーＴは、トナー担持面移動方向ＣＭＤと同じ方向となるトナー回収方向ＴＲＤにトナーＴを搬送するような進行波電界を形成している回収基板６３ｂによって回収され、回収基板６３ｂによってトナー貯留部６１ｄまで搬送される。

＜変形例の例示列挙＞
本発明の適用対象は、単色のレーザープリンタに限定されない。例えば、本発明は、カラーのレーザープリンタや、単色及びカラーの複写機等の、いわゆる電子写真方式の画像形成装置に対して、好適に適用され得る。このとき、感光体の形状は、上述の実施形態のようなドラム状でなくてもよい。例えば、平板状や無端ベルト状等であってもよい。また、露光光源としては、レーザースキャナ以外のもの（ＬＥＤ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、蛍光体、等）が好適に用いられ得る。あるいは、本発明は、上述の電子写真方式以外の方式（例えば、感光体を用いないトナージェット方式、イオンフロー方式、マルチスタイラス電極方式、等）の画像形成装置に対しても、好適に適用され得る。

図６を参照すると、各電源回路ＶＡ〜ＶＤが発生する電圧の波形は、矩形波状以外にも、正弦波状や三角波状等の任意のものが用いられ得る。また、上述の実施形態においては、４つの電源回路ＶＡ〜ＶＤが設けられるとともに、各電源回路ＶＡ〜ＶＤが発生する電圧の位相が９０°ずつ異なっていた。もっとも、本発明はこれに限定されず、例えば、３つの電源回路が備えられるとともに、各電源回路が発生する電圧の位相が１２０°ずつ異なるようになっていてもよい。

感光体ドラム３と現像ローラ６２とは、接触していてもよい。また、搬送基板６３の構成は、上述の実施形態のものに限定されない。例えば、搬送電極オーバーコーティング層６３４は省略され得る。

中央部６３ｃ２は、トナー担持面６２ａに倣った側断面視にて円弧状の部分を有していてもよい。この場合、かかる部分が、トナー担持面６２ａと所定間隔のギャップを隔てて対向するように設けられる。また、垂直搬送部６３ａ２及び／又は下流側隣接部６３ａ４は、鉛直方向に対して多少傾いていてもよい。同様に、回収基板６３ｂも、鉛直方向に対して多少傾いていてもよい。また、上流側隣接部６３ａ３も、水平面に対して多少傾いていてもよい。

下流側供給基板６３ｃにおける上流部６３ｃ１の下端は、上流側隣接部６３ａ３によるトナーＴの搬送方向先に設けられていてもよい。すなわち、上流部６３ｃ１は、上流側隣接部６３ａ３によって搬送されたトナーＴが凸状屈曲位置ＣＢＰより先までそのまま直進した場合に当該トナーＴが衝突する位置に設けられていてもよい。

下流側供給基板６３ｃの全部又は一部は、省略され得る。この場合、例えば、下流側隣接部６３ａ４の上流側トナー供給搬送方向ＴＴＤｕにおける終端（上端）が、現像ローラ６２の中心軸と同じ高さまで設けられる。すなわち、トナーデリバリ位置ＴＤＰとトナー担持位置ＴＣＰとが、共通化される。

浮遊現像剤衝突部材６４すなわち搬送側対向面６４ａを構成する材質は、トナーＴが衝突した際にかかるトナーＴを所望極性（上述の例では正極性）に帯電させるように選択され得る。

その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。さらに、本明細書にて引用した他の出願や公報の内容（明細書及び図面を含む）は、本明細書の一部を構成するものとして、必要に応じて且つ技術的に矛盾しない範囲内において援用され得る。

３…感光体ドラム ６…トナー供給装置 ６２…現像ローラ
６２ａ…トナー担持面 ６３…搬送基板 ６３ａ…上流側供給基板
６３ａ３…上流側隣接部 ６３ａ４…下流側隣接部 ６３ａ５…逆送部

特開２００８−７０８０３号公報

Claims (6)

1. 帯電した粉末状の現像剤を供給対象に対して供給するように構成された、現像剤供給装置において、
   円柱面状の周面である現像剤担持面を有していて所定方向に回転駆動されることで前記現像剤担持面が移動するように構成されたローラ状の部材であって、所定の現像剤供給位置にて前記供給対象と対向するように設けられた、現像剤担持部材と、
   前記現像剤供給位置よりも前記現像剤担持面の移動方向における上流側の担持位置及びその近傍にて前記現像剤担持面上に前記現像剤を担持させるために、前記現像剤担持部材における前記担持位置側と対向するように設けられていて、多相交流電圧の印加に伴って発生する進行波状の電界により前記現像剤を搬送するように構成された、第一電界搬送基板と、
   前記第一電界搬送基板による前記現像剤の搬送方向である第一搬送方向における前記担持位置よりも上流側のデリバリ位置及びその近傍にて前記第一電界搬送基板に前記現像剤を引き渡すために、前記第一電界搬送基板における前記デリバリ位置側と対向するように設けられていて、多相交流電圧の印加に伴って発生する進行波状の電界により前記現像剤を搬送するように構成された、第二電界搬送基板と、
   を備え、
   前記第二電界搬送基板は、
   前記現像剤が貯留されている現像剤貯留部から前記デリバリ位置に向かう第二搬送方向に前記現像剤を搬送するように構成されていて、前記デリバリ位置よりも前記第二搬送方向における上流側に設けられた、メイン搬送部と、
   前記デリバリ位置よりも前記第二搬送方向における下流側にて前記メイン搬送部と隣接するように設けられていて、前記デリバリ位置に向かって前記現像剤を前記第二搬送方向とは逆方向に搬送するように構成された、逆送部と、
   を備えたことを特徴とする、現像剤供給装置。
2. 請求項１に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記メイン搬送部は、前記第二搬送方向に沿って所定間隔で配列された複数のメイン搬送電極を備え、
   前記逆送部は、前記第二搬送方向に沿って前記所定間隔と同間隔で配列された複数の逆搬送電極を備え、
   前記メイン搬送電極の前記第二搬送方向における最下流端のものと、これと隣接する、前記逆搬送電極の前記第二搬送方向における最上流端のものと、の間隔が、前記所定間隔と同一に設定されたことを特徴とする、現像剤供給装置。
3. 請求項２に記載の、現像剤供給装置であって、
   同一位相の電圧が印加される前記メイン搬送電極と前記逆搬送電極とが、配線によって互いに接続されていることを特徴とする、現像剤供給装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記メイン搬送部は、
   前記現像剤の搬送経路における中途の凸状屈曲位置にて凸状に屈曲されていて、
   前記凸状屈曲位置よりも前記搬送経路における上流側にて当該凸状屈曲位置に隣接する部分である上流側隣接部と、前記凸状屈曲位置よりも前記搬送経路における下流側にて当該凸状屈曲位置に隣接する部分である下流側隣接部と、を含み、
   前記下流側隣接部が前記逆送部と隣接し且つ前記第一電界搬送基板と対向するように設けられ、
   前記第一電界搬送基板は、
   前記上流側隣接部によって搬送中の前記現像剤のうちの、当該上流側隣接部の表面から離隔した位置にて浮遊するものが、衝突することで、当該上流側隣接部及び前記下流側隣接部が存在しない下方の空間に向けて落下するように、当該上流側隣接部による前記現像剤の搬送方向先に配置された、浮遊現像剤衝突部材に支持されたことを特徴とする、現像剤供給装置。
5. 請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の、現像剤供給装置において、
   前記現像剤担持面の前記移動方向における前記担持位置よりも下流側且つ前記現像剤供給位置よりも上流側の補助帯電位置にて、当該現像剤担持面と対向するように配置されていて、前記担持位置及びその近傍にて当該現像剤担持面上に担持された前記現像剤を、前記現像剤担持部材との間の交番電界の作用により前記補助帯電位置にてさらに帯電させるように構成された、補助帯電部材をさらに備えたことを特徴とする、現像剤供給装置。
6. 請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記メイン搬送部と前記逆送部とが一体に形成されたことを特徴とする、現像剤供給装置。

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