JP2013156311A - 現像剤供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤の搬送及び供給を安定的に行うこと。
【解決手段】 本発明の現像剤供給装置は、所定極性に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ている。搬送バイアス印加手段は、直流電圧成分及び多相交流電圧成分を含む搬送バイアスを現像剤電界搬送手段に印加する。担持バイアス印加手段は、直流電圧成分を含む担持バイアスを現像剤担持部材に印加する。制御手段は、供給対象に対して現像剤の供給を行わないリフレッシュモードにて、搬送バイアスにおける直流電圧成分を、担持バイアスにおける直流電圧成分に対して、所定極性とは反対側にシフトした状態とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、所定極性に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。かかる公報に開示された装置は、感光体ドラムと、現像ローラと、現像剤電界搬送手段と、を備えている。

前記現像ローラは、所定の現像領域にて前記感光体ドラムと対向するように設けられている。この現像ローラは、帯電した現像剤を担持するための現像剤担持面を有している。

前記現像剤電界搬送手段は、前記現像領域よりも前記現像剤担持面の移動方向（前記現像ローラの回転による当該ローラの周面の移動方向）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ように配置されている。この現像剤電界搬送手段は、複数の搬送電極を備えていて、これら複数の搬送電極への多相交流電圧である搬送バイアスの印加に伴って発生する進行波状の電界によって、前記現像剤を搬送するように構成されている。

かかる構成においては、前記現像剤電界搬送手段にて発生する進行波状の電界によって搬送された前記現像剤は、前記現像剤電界搬送手段と前記現像剤担持面とが対向する位置にて、当該現像剤担持面に付着する。すなわち、かかる位置にて、前記現像剤担持面上に、前記現像剤が担持される。

前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤は、前記現像ローラの回転による当該現像剤担持面の移動によって前記現像領域に達することで、静電潜像の現像に供される。これにより、前記感光体ドラムの周面である静電潜像担持面上にて、前記現像剤が、前記静電潜像に対応して画像状に配列した状態で付着する。すなわち、前記静電潜像担持面上の前記静電潜像が、前記現像剤によって現像される。これにより、前記静電潜像担持面上に、前記現像剤による画像が形成される。

この種の装置において、前記現像剤の搬送及び供給を安定的に行うことが求められている。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、所定極性に帯電した粉末状の現像剤を供給対象（例えば、その周面に静電潜像を担持可能な静電潜像担持体）に対して供給するように構成されている。具体的には、この現像剤供給装置は、現像剤担持部材と、現像剤電界搬送手段と、搬送バイアス印加手段と、担持バイアス印加手段と、制御手段と、を備えている。

前記現像剤担持部材は、主走査方向と平行な円柱面状の周面である現像剤担持面を有する回転体であって、現像剤供給位置にて前記供給対象と最近接しつつ対向するように配置されている。この現像剤担持部材は、回転駆動されることによる前記現像剤担持面の前記主走査方向と直交する方向への移動により、当該現像剤担持面上に担持された前記現像剤を、前記現像剤供給位置に供給するように構成されている。

前記現像剤電界搬送手段は、前記主走査方向と交差する現像剤搬送経路に沿って配列された複数の搬送電極と、これらの搬送電極を表面上にて支持する絶縁性の基体と、この基体の前記表面及び前記搬送電極を被覆するように設けられた絶縁性の被覆層と、を備えている。この現像剤電界搬送手段は、複数の前記搬送電極への直流電圧成分及び多相交流電圧成分を含む搬送バイアスの印加により、前記現像剤を、前記現像剤担持面と最近接しつつ対向する担持位置まで前記現像剤搬送経路に沿って搬送するように構成されている。

前記搬送バイアス印加手段は、前記搬送バイアスを、複数の前記搬送電極に印加するように設けられている。前記担持バイアス印加手段は、直流電圧成分を含む担持バイアスを、前記現像剤担持部材に印加するように設けられている。前記制御手段は、前記搬送バイアス印加手段及び前記担持バイアス印加手段における出力状態を制御するように設けられている。具体的には、前記制御手段は、前記供給対象に対して前記現像剤の供給を行う際に、前記所定極性に帯電した前記現像剤を前記担持位置（及びその近傍位置）にて前記現像剤電界搬送手段側から前記現像剤担持部材側に移行させて前記現像剤担持面上に担持させるべく、前記搬送バイアスにおける前記直流電圧成分を、前記担持バイアスにおける前記直流電圧成分に対して、前記所定極性側にシフトした状態とするようになっている。

本発明の特徴は、前記制御手段が、前記供給対象に対して前記現像剤の供給を行わないリフレッシュモードにて、前記搬送バイアスにおける前記直流電圧成分を、前記担持バイアスにおける前記直流電圧成分に対して、前記所定極性とは反対側にシフトした状態とするようになっていることにある。

なお、前記制御手段は、
・前記リフレッシュモードの開始から所定期間内であるリフレッシュ初期段階にて、前記担持バイアスにおける前記直流電圧成分を、前記静電潜像担持体における表面電位に対して、前記所定極性とは反対側にシフトした状態とする一方、
・前記リフレッシュ初期段階以後は、前記担持バイアスにおける前記直流電圧成分を、前記静電潜像担持体における前記表面電位に対して、前記所定極性側にシフトした状態とする
ようになっていてもよい。

また、前記制御手段は、前記リフレッシュモードにて、前記静電潜像担持体における前記表面電位を前記所定極性側にシフトした状態に設定するようになっていてもよい。すなわち、前記制御手段は、前記リフレッシュモードにて、前記静電潜像担持体における前記表面電位を、非画像部（前記所定極性に帯電した前記現像剤が付着しない部分）に対応する電位に設定するようになっていてもよい。具体的には、前記制御手段は、前記リフレッシュモードにて、前記静電潜像担持体における周面である静電潜像担持面を一様に帯電させるための帯電手段を動作させるようになっていてもよい。

＜作用・効果＞
かかる構成においては、前記供給対象に対して前記現像剤の供給を行う際には、前記制御手段は、前記搬送バイアスにおける前記直流電圧成分を、前記担持バイアスにおける前記直流電圧成分に対して、前記所定極性側にシフトした状態とする。これにより、前記担持位置（及びその近傍位置）にて、前記所定極性に帯電した前記現像剤が前記現像剤電界搬送手段側から前記現像剤担持部材側に移行するような方向の電界（以下、「担持電界」と称する。）が、前記現像剤担持部材と前記現像剤電界搬送手段との間に印加される。かかる担持電界の作用で、前記所定極性に帯電した前記現像剤は、前記担持位置（及びその近傍位置）にて前記現像剤担持面上に担持される。

ここで、前記供給対象に対して前記現像剤の供給を連続的に行っているうちに、前記現像剤担持面上における前記現像剤の担持状態が不良となることがある。このような担持不良は、前記供給対象に対して前記現像剤の供給が連続的に行われている間に、前記現像剤電界搬送手段の外表面である、前記被覆層の表面が、前記所定極性と反対側の極性に帯電することで生じるものであると考えられる。すなわち、このような帯電（以下、「チャージアップ」と称する。）が生じることで、前記担持位置（及びその近傍位置）にて、前記所定極性に帯電した前記現像剤が前記現像剤電界搬送手段側から前記現像剤担持部材側に移行するような方向の前記担持電界が弱められ、以て前記現像剤担持面上への前記所定極性に帯電した前記現像剤の担持が阻害されると考えられる。かかるチャージアップは、以下のようなメカニズムにより発生するものと考えられる。

前記現像剤担持部材と前記現像剤電界搬送手段との間の空間に前記担持電界が印加されることで、当該空間内にて微量な（短絡が生じない程度の）電離が生じ、これにより正負それぞれの電荷のイオンが発生する。かかるイオンのうち、前記所定極性と反対側の極性のものが、前記担持電界の作用で前記被覆層の前記表面に付着することで、上述のチャージアップが発生する。

そこで、本発明においては、かかるチャージアップの発生程度が所定程度に達して前記現像剤の担持状態が不良となる前に、前記リフレッシュモードが実行される。このリフレッシュモードにおいては、前記搬送バイアスにおける前記直流電圧成分が、前記担持バイアスにおける前記直流電圧成分に対して、前記所定極性とは反対側にシフトした状態とされる。すなわち、このリフレッシュモードにおいては、前記担持位置（及びその近傍位置）における前記現像剤担持部材と前記現像剤電界搬送手段との間の空間内の電界の方向が、前記担持電界とは逆に設定される。これにより、前記所定極性と同極性のイオンが前記被覆層の前記表面に付着することで、上述のチャージアップが良好に打ち消される。

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バイアス電源回路の出力波形の一例を示すグラフである。 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。

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。

＜レーザープリンタの構成＞
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。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、制御装置７と、を備えている。

レーザープリンタ１内に備えられた、図示しない給紙トレイには、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。

本発明の供給対象としての感光体ドラム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）と平行な円筒面として形成されている。この静電潜像担持面ＬＳは、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本発明の現像剤としてのトナー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、前記主走査方向と平行な中心軸Ｃを中心として図中矢印で示されている方向（反時計回り）に回転駆動されることで、前記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と対向するように配置されている。この帯電器４は、コロトロン型あるいはスコロトロン型の帯電器であって、静電潜像担持面ＬＳを一様に正帯電させるように構成されている。

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を生成するように構成されている。すなわち、スキャナーユニット５は、画素の有無によって発光のＯＮ／ＯＦＦが制御された、所定の波長帯域のレーザービームＬＢを生成するように構成されている。また、スキャナーユニット５は、生成されたレーザービームＬＢを、静電潜像担持面ＬＳにおけるスキャン位置ＳＰにて結像させるように構成されている。ここで、スキャン位置ＳＰは、帯電器４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位置に設けられている。さらに、スキャナーユニット５は、静電潜像担持面ＬＳ上にてレーザービームＬＢが結像される位置を、前記主走査方向に沿って等速度にて移動させる（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、感光体ドラム３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。本発明の現像剤供給装置としてのトナー供給装置６は、正極性に帯電したトナーＴ（図２参照）を、本発明の現像剤供給位置としての現像位置ＤＰにて、感光体ドラム３（静電潜像担持面ＬＳ）に供給するように構成されている。ここで、現像位置ＤＰとは、トナー供給装置６が静電潜像担持面ＬＳと対向する位置である。このトナー供給装置６の詳細な構成については後述する。

制御装置７は、ユーザーインタフェースや各種センサからの入力情報に基づいて、レーザープリンタ１に備えられている各部（駆動部や電源回路等）の動作を制御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、感光体ドラム３の外周面である静電潜像担持面ＬＳと、転写位置ＴＰにて、用紙Ｐを挟んで対向するように配置されている。また、転写ローラ２２は、図中矢印で示されている方向（時計回り）に回転駆動されるようになっている。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る。すなわち、転写ローラ２２と感光体ドラム３との間で、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。

＜＜トナー供給装置＞＞
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（前記主走査方向を法線とする面による断面図）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、箱状部材であって、その内部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、非磁性一成分の、黒色トナーである。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６１ａが形成されている。すなわち、開口部６１ａ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。

本発明の現像剤担持部材としての現像ローラ６２は、前記主走査方向と平行な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（回転体）であって、感光体ドラム３の下方に設けられている。現像ローラ６２は、トナー担持面６２ａが開口部６１ａを介してトナーボックス６１の外側に露出することで静電潜像担持面ＬＳと対向するように、トナーボックス６１内に収容されている。すなわち、トナー担持面６２ａの頂部が現像位置ＤＰにて感光体ドラム３における静電潜像担持面ＬＳと最近接しつつ対向するように、現像ローラ６２が配置されている。

現像ローラ６２は、トナーボックス６１における開口部６１ａの近傍にて、前記主走査方向と平行な軸を中心として回動可能に支持されている。すなわち、現像ローラ６２は、前記主走査方向と平行な軸を中心として図中矢印で示されている方向（時計回り）に回転駆動されて、本発明の現像剤担持面としてのトナー担持面６２ａが前記副走査方向に移動することで、トナー担持面６２ａ上に担持されたトナーＴを現像位置ＤＰに供給するように構成されている。

トナーボックス６１の内部であって、現像ローラ６２の下方には、搬送基板６３が設けられている。搬送基板６３は、側断面視にて上方に向かって凸形状となるような半円筒状に形成されている。搬送基板６３は、その外側（上側）表面であるトナー搬送面ＴＴＳを有している。搬送基板６３は、トナー搬送面ＴＴＳの頂部が現像ローラ６２におけるトナー担持面６２ａとトナー担持位置ＴＣＰにて最近接しつつ対向するように設けられている。

搬送基板６３は、多相交流電圧成分を含む後述の搬送バイアスが印加されることで生じる進行波状の電界により、トナーＴを、トナー搬送経路ＴＴＰに沿って、トナー搬送方向ＴＴＤに搬送するように構成されている。ここで、トナー搬送経路ＴＴＰは、トナー搬送面ＴＴＳに沿ったトナーＴの電界による搬送経路であって、側断面視にて上方に凸状の略半円状に形成されている。また、トナー搬送方向ＴＴＤは、側断面視におけるトナー搬送経路ＴＴＰ上の任意の点における接線方向である。また、トナー搬送方向ＴＴＤは、側断面視におけるトナー搬送経路ＴＴＰ上の任意の点における接線方向である。本実施形態においては、搬送基板６３は、トナー搬送方向ＴＴＤがトナー担持位置ＴＣＰにおけるトナー担持面６２ａの移動方向とは反対方向となるように構成されている。

トナーボックス６１の内部であって、現像ローラ６２の側方には、回収手段６４が設けられている。回収手段６４は、現像位置ＤＰを経てトナー担持面６２ａ上に残留したトナーＴを回収するために、現像ローラ６２の回転駆動によるトナー担持面６２ａの移動方向における、現像位置ＤＰよりも下流側且つトナー担持位置ＴＣＰよりも上流側にてトナー担持面６２ａと最近接しつつ対向するように配置されている。本実施形態においては、回収手段６４は、ブラシローラであって、トナー担持面６２ａと接触しつつ回転駆動されることでトナー担持面６２ａ上からトナーＴを除去するように構成されている。

搬送基板６３は、搬送バイアス電源回路６５と電気的に接続されている。また、現像ローラ６２は、現像バイアス電源回路６６と電気的に接続されている。さらに、帯電器４は、帯電電源回路６７と電気的に接続されている。搬送バイアス電源回路６５、現像バイアス電源回路６６及び帯電電源回路６７は、制御装置７によって出力状態が制御されるように、制御装置７と電気的に接続されている。

搬送バイアス電源回路６５は、多相交流電圧成分（図３参照：本実施形態においては４相）に直流電圧成分を重畳した搬送バイアスを出力して搬送基板６３に印加するように設けられている。現像バイアス電源回路６６は、直流電圧成分を交流電圧成分に重畳した現像バイアス（本発明の担持バイアスに相当する）を出力して現像ローラ６２に印加するように設けられている。帯電電源回路６７は、静電潜像担持面ＬＳを一様に正帯電させるための帯電電圧を出力して帯電器４に印加するように設けられている。

＜＜＜搬送基板の構成＞＞＞
図４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を参照すると、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、前記主走査方向と平行な（すなわち前記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、薄膜状の銅箔によって形成されている。複数の搬送電極６３１は、トナー搬送経路ＴＴＰに沿って配列されていて、互いに平行に配置されている。

トナー搬送経路ＴＴＰに沿って多数配列された各搬送電極６３１は、３本置きに同一の電圧が印加されるように、搬送バイアス電源回路６５と電気的に接続されている。すなわち、電圧ＶＡが印加される搬送電極６３１，電圧ＶＢが印加される搬送電極６３１，電圧ＶＣが印加される搬送電極６３１，電圧ＶＤが印加される搬送電極６３１，電圧ＶＡが印加される搬送電極６３１，電圧ＶＢが印加される搬送電極６３１，電圧ＶＣが印加される搬送電極６３１・・・が、トナー搬送経路ＴＴＰに沿って順に配列されている。

複数の搬送電極６３１は、搬送電極支持フィルム６３２の表面上にて支持されている。本発明の基体としての搬送電極支持フィルム６３２は、可撓性のフィルムであって、ポリイミド樹脂等の絶縁性の合成樹脂から構成されている。本発明の被覆層を構成する搬送電極コーティング層６３３及び搬送電極オーバーコーティング層６３４は、搬送電極支持フィルム６３２の表面及び搬送電極６３１を被覆するように設けられている。

搬送電極コーティング層６３３及び搬送電極オーバーコーティング層６３４は、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、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。搬送電極オーバーコーティング層６３４は、搬送電極コーティング層６３３をさらに上から覆うように設けられている。搬送電極オーバーコーティング層６３４の表面であるトナー搬送面ＴＴＳは、トナーＴがスムーズに搬送され得るように、凹凸の極めて少ない平滑な面として形成されている。

＜動作説明＞
次に、上述のように構成されたレーザープリンタ１の動作の概要を、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、かかるレーザープリンタ１の動作は、制御装置７の制御下で行われる。

＜＜印字動作＞＞
まず、レーザープリンタ１による印字動作（用紙Ｐ上にトナーＴにより画像を形成する際の動作）について説明する。図１を参照すると、図示しない前記給紙トレイ上に積載された用紙Ｐの先端が、レジストローラ２１まで送られる。このレジストローラ２１にて、用紙Ｐの斜行が補正されるとともに、搬送タイミングが調整される。その後、用紙Ｐは、転写位置ＴＰまで給送される。

上述のように用紙Ｐが転写位置ＴＰに向けて搬送されている間に、感光体ドラム３の周面である静電潜像担持面ＬＳ上に、以下のようにしてトナーＴによる像が担持される。

感光体ドラム３の静電潜像担持面ＬＳは、まず、帯電器４によって、正極性に一様に帯電される。帯電器４によって帯電された静電潜像担持面ＬＳは、感光体ドラム３の図中矢印で示されている方向（反時計回り）の回転により、スキャナーユニット５と対向する（正対する）位置であるスキャン位置ＳＰまで、前記副走査方向に沿って移動する。

このスキャン位置ＳＰにて、画像情報に基づいて変調されたレーザービームＬＢによって静電潜像担持面ＬＳが露光される。すなわち、レーザービームＬＢが、前記主走査方向に沿って走査されつつ、静電潜像担持面ＬＳに照射される。このレーザービームＬＢの変調状態に応じて、静電潜像担持面ＬＳ上の正電荷が消失する部分が生じる。これにより、静電潜像担持面ＬＳ上に、正電荷のパターン（画像状分布）による静電潜像が形成される。静電潜像担持面ＬＳに形成された静電潜像は、感光体ドラム３の図中矢印で示されている方向（反時計回り）の回転により、トナー供給装置６と対向する現像位置ＤＰに向かって移動する。

図２及び図４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は、搬送基板６３のトナー搬送方向ＴＴＤにおける上流側の端部が浸漬されている部分にて、当該部分における搬送電極オーバーコーティング層６３４との接触や摩擦等により帯電する。この帯電したトナーＴは、搬送基板６３に備えられた複数の搬送電極６３１に対する搬送バイアスの印加に伴って発生する進行波状の電界により、トナー担持位置ＴＣＰに向かってトナー搬送方向ＴＴＤに搬送される。

搬送基板６３によってトナー搬送方向ＴＴＤに搬送中のトナーＴの一部は、トナー担持位置ＴＣＰ及びその近傍に達すると、搬送バイアスが印加された搬送基板６３と現像バイアスが印加された現像ローラ６２との電位差（具体的には直流電圧成分同士の差）によって生じる担持電界の作用で、トナー担持面６２ａ側に移行し、トナー担持面６２ａ上に担持される。トナー担持面６２ａ上に担持されずにトナー担持位置ＴＣＰ及びその近傍を通過したトナーＴは、そのままトナーボックス６１の底部のトナーＴが貯留されている領域まで搬送されることで、当該領域に還流する。

トナー担持位置ＴＣＰにて正帯電のトナーＴが担持されたトナー担持面６２ａは、現像ローラ６２の図中矢印で示されている方向（時計回り）の回転駆動により、現像位置ＤＰまで移動する。これにより、トナーＴが現像位置ＤＰに供給される。この現像位置ＤＰの近傍にて、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。これにより、トナーＴによる画像（以下、「トナー像」と称する。）が、静電潜像担持面ＬＳ上に担持される。

現像位置ＤＰを通過したトナー担持面６２ａ上には、静電潜像担持面ＬＳ上に形成されたトナー像を反転したネガ像に対応する状態で、現像位置ＤＰにて消費されなかったトナーＴが残留していることがある。かかる残留分のトナーＴは、現像ローラ６２の図中矢印で示されている方向（時計回り）の回転駆動により、回収手段６４と対向する位置に達し、回収手段６４によって回収される。

回収手段６４を経て残留分のトナーＴが良好に回収（除去あるいは剥離）されたトナー担持面６２ａは、現像ローラ６２の図中矢印で示されている方向（時計回り）の回転駆動により、再度トナー担持位置ＴＣＰに達し、新たにトナーＴが担持される。よって、本実施形態の構成においては、ネガ像状にトナーＴが残留した状態のトナー担持面６２ａが再度トナー担持位置ＴＣＰに到達してその上にそのままトナーＴが再度担持されることで後続の形成画像にゴーストが発生することが、良好に抑制される。

再び図１を参照すると、上述のようにして感光体ドラム３の静電潜像担持面ＬＳ上に担持されたトナー像は、当該静電潜像担持面ＬＳが図中矢印で示されている方向（反時計回り）に回転することにより、転写位置ＴＰに向けて搬送される。そして、この転写位置ＴＰにて、トナー像が、静電潜像担持面ＬＳから用紙Ｐ上に転写されることで、用紙Ｐ上にトナー像が形成される。

＜＜リフレッシュモード動作＞＞
本実施形態のレーザープリンタ１においては、上述の印字動作が所定時間（例えば所定サイズの用紙Ｐの所定枚数分）連続して行われた場合に、リフレッシュモードが実行される。このリフレッシュモードにおいては、静電潜像担持面ＬＳ上に静電潜像は形成されず、トナー供給装置６による感光体ドラム３へのトナーＴの供給も行われない。

さらに、このリフレッシュモードにおいては、トナー担持位置ＴＣＰ及びその近傍にて現像ローラ６２（トナー担持面６２ａ）と搬送基板６３との間の空間に印加される電界が上述の印字動作時における担持電界とは逆転した方向に設定されつつ、現像ローラ６２及び回収手段６４が駆動される。これにより、トナー担持面６２ａのクリーニングと、トナー搬送面ＴＴＳにおけるチャージアップの解消と、が達成される。

＜＜電圧印加動作＞＞
すなわち、印字動作を行う際に、制御装置７は、正極性に帯電したトナーＴをトナー担持位置ＴＣＰ及びその近傍位置にて搬送基板６３側から現像ローラ６２側に移行させてトナー担持面６２ａ上に担持させるべく、搬送バイアスにおける直流電圧成分が現像バイアスにおける直流電圧成分に対して正極性側にシフトした状態となるように、搬送バイアス電源回路６５及び現像バイアス電源回路６６の出力電圧における直流電圧成分を制御する。

一方、リフレッシュモードにおいては、制御装置７は、搬送バイアスにおける直流電圧成分が現像バイアスにおける直流電圧成分に対して負極性側にシフトした状態となるように、搬送バイアス電源回路６５及び現像バイアス電源回路６６の出力電圧における直流電圧成分を制御する。

また、リフレッシュモードにおいては、制御装置７は、帯電器４によって静電潜像担持面ＬＳを一様に正帯電させつつ感光体ドラム３を回転駆動する一方、スキャナーユニット５の動作を停止させる（すなわちレーザービームＬＢの照射は行われない）。よって、リフレッシュモードにおいては、静電潜像担持面ＬＳは、帯電器４によって一様に正帯電された状態とされる。換言すれば、リフレッシュモードにおいては、静電潜像担持面ＬＳの表面電位は、非画像部（正帯電のトナーＴが付着しない部分）に対応する電位に設定される。

さらに、本実施形態においては、（１）リフレッシュモードの開始から所定期間内であるリフレッシュ初期段階にて、現像バイアスにおける直流電圧成分が上述の非画像部電位に対して負極性側にシフトした状態となり、（２）リフレッシュ初期段階以後は、現像バイアスにおける直流電圧成分が上述の非画像部電位に対して正極性側にシフトした状態となるように、搬送バイアス電源回路６５及び現像バイアス電源回路６６の出力電圧における直流電圧成分を制御する。ここで、「リフレッシュ初期段階」は、本実施形態においては、現像ローラ６２が１／２周分回転するための所要時間である。

＜＜＜実施例＞＞＞
具体的には、本実施形態においては、静電潜像担持面ＬＳの表面電位は、非画像部にて＋５００Ｖ、画像部にて＋１００Ｖである。また、現像バイアスの交流電圧成分は、振幅１３００Ｖ（２６００Ｖpp）である。また、現像バイアスの直流電圧成分は、印字動作時にて＋２００Ｖ、リフレッシュ初期段階にて０Ｖ、リフレッシュモードにおけるリフレッシュ初期段階以後にて＋６００Ｖである。また、搬送バイアスの交流電圧成分は、振幅１５０Ｖ（３００Ｖpp）である。また、搬送バイアスの直流電圧成分は、印字動作時にて＋３００Ｖ、リフレッシュ初期段階にて−１００Ｖ、リフレッシュモードにおけるリフレッシュ初期段階以後にて＋３００Ｖである。

＜本実施形態の構成による作用・効果＞
かかる構成を有する本実施形態のトナー供給装置６においては、印字動作の際には、搬送バイアスにおける直流電圧成分が担持バイアスにおける直流電圧成分に対して正極性側（トナーＴの帯電極性と同極性側）にシフトした状態となるように、搬送バイアス電源回路６５及び現像バイアス電源回路６６の出力電圧が制御される。これにより、トナー担持位置ＴＣＰ及びその近傍位置にて、正帯電したトナーＴが搬送基板６３側から現像ローラ６２側に移行するような方向の担持電界が、現像ローラ６２と搬送基板６３との間に印加される。かかる担持電界の作用で、正帯電したトナーＴは、トナー担持位置ＴＣＰ及びその近傍位置にてトナー担持面６２ａ上に担持される。

ここで、印字動作を連続的に行っているうちに、トナー担持面６２ａ上におけるトナーＴの担持状態が不良となることがある。このような担持不良は、印字動作が連続的に行われている間に、トナー搬送面ＴＴＳが負極性に帯電することで生じるものであると考えられる。すなわち、このようなチャージアップが生じることで、トナー担持位置ＴＣＰ及びその近傍位置にて、正帯電したトナーＴが搬送基板６３側から現像ローラ６２側に移行するような方向の担持電界が弱められ、以てトナー担持面６２ａ上への正帯電したトナーＴの担持が阻害されると考えられる。かかるチャージアップは、以下のようなメカニズムにより発生するものと考えられる。

現像ローラ６２と搬送基板６３との間の空間に担持電界が印加されることで、当該空間内にて微量な（短絡が生じない程度の）電離が生じ、これにより正負それぞれの電荷のイオンが発生する。かかるイオンのうち、負極性のものが、上述の担持電界の作用でトナー搬送面ＴＴＳに付着する。このトナー搬送面ＴＴＳは、絶縁体である搬送電極オーバーコーティング層６３４の外表面である。このため、トナー搬送面ＴＴＳに負極性のイオンが付着することで、上述のチャージアップが発生する。一方、正極性のイオンは、トナー担持面６２ａ上に付着する。しかしながら、現像ローラ６２は導電性あるいは半導電性を有しているため、トナー担持面６２ａにおける正極性側のチャージアップは発生しない。

そこで、かかるチャージアップの発生程度が所定程度に達してトナーＴの担持状態が不良となる前に、リフレッシュモードが実行される。このリフレッシュモードにおいては、搬送バイアスにおける直流電圧成分が、現像バイアスにおける直流電圧成分に対して、負極性側にシフトした状態とされる。すなわち、このリフレッシュモードにおいては、トナー担持位置ＴＣＰ及びその近傍位置における現像ローラ６２と搬送基板６３との間の空間内の電界の方向が、上述の担持電界とは逆に設定される。これにより、上述の印字動作時とは逆に、正極性のイオンがトナー搬送面ＴＴＳに付着することで、上述の負極性側のチャージアップが良好に打ち消される。

また、本実施形態においては、リフレッシュモードの開始から現像ローラ６２が１／２周分回転するまでのリフレッシュ初期段階にて、現像バイアスにおける直流電圧成分が上述の非画像部電位に対して負極性側にシフトした状態とされる。これにより、リフレッシュモードの開始時にて、トナー担持面６２ａの、現像ローラ６２の回転駆動による移動方向におけるトナー担持位置ＴＣＰよりも下流側且つ現像位置ＤＰよりも上流側の部分（図２における左半分）に、トナー担持面６２ａ正極性のトナーＴが付着していても、当該トナーＴが静電潜像担持面ＬＳ側に移行して静電潜像担持面ＬＳに付着することが、可及的に抑制される。

なお、リフレッシュモードの実行により、現像ローラ６２と搬送基板６３との間の空間に印加される電界の向きが、担持電界とは逆転することで、リフレッシュモードの開始後にトナー担持位置ＴＣＰを通過したトナー担持面６２ａ上においては、負帯電のトナーＴの量が増加する。そして、上述の電界の向きの逆転により負帯電のトナーＴの量が増加したトナー担持面６２ａの部分は、リフレッシュモードの開始から現像ローラ６２が１／２周分回転した時点で、現像位置ＤＰに到達する。

そこで、本実施形態においては、リフレッシュモードの開始から現像ローラ６２が１／２周分回転したら、現像バイアスにおける直流電圧成分が上述の非画像部電位に対して正極性側にシフトした状態とされる。これにより、負極性に帯電したトナーＴが静電潜像担持面ＬＳ側に移行して静電潜像担持面ＬＳに付着することが、可及的に抑制される。

＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態は、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を、単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。

以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成及び機能を有する部材に対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部材の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が援用され得るものとする。

もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたものに限定されるものではない。また、複数の変形例が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。

本発明（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的・機能的に表現されているもの）は、上述の実施形態及び下記変形例の記載に基づいて限定解釈されてはならない。このような限定解釈は、（特に先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、発明の保護及び利用を目的とする特許法の目的に反し、許されない。

（１）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。この場合、「主走査方向」は、発光素子（ＬＥＤ等）の配列方向と平行な方向となる。

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。

（２）また、多相交流電圧における相数や波形についても、特段の限定はない。例えば、図３を参照すると、各電圧ＶＡ〜ＶＤ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。

（３）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。

（４）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。あるいは、搬送電極６３１が搬送電極支持フィルム６３２内に埋め込まれることで、搬送電極コーティング層６３３及び搬送電極オーバーコーティング層６３４の双方が省略され得る。

（５）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各公報の内容（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援用され得る。

１…レーザープリンタ ２…用紙搬送機構
３…感光体ドラム ４…帯電器
６…トナー供給装置
６１…トナーボックス ６１ａ…開口部
６２…現像ローラ ６２ａ…トナー担持面
６３…搬送基板 ６３１…搬送電極
６３２…搬送電極支持フィルム ６３３…搬送電極コーティング層
６３４…搬送電極オーバーコーティング層
６４…回収手段 ６５…搬送バイアス電源回路
６６…現像バイアス電源回路 ６７…帯電電源回路
７…制御装置
Ｃ…中心軸 ＤＰ…現像位置
ＬＢ…レーザービーム ＬＳ…静電潜像担持面
Ｐ…用紙 ＰＰ…用紙搬送経路
ＳＰ…スキャン位置
Ｔ…トナー ＴＣＰ…トナー担持位置
ＴＰ…転写位置 ＴＴＤ…トナー搬送方向
ＴＴＰ…トナー搬送経路 ＴＴＳ…トナー搬送面

特開２００８−７０８０３号公報

Claims (2)

1. 所定極性に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、
   主走査方向と平行な円柱面状の周面である現像剤担持面を有し、現像剤供給位置にて前記供給対象と最近接しつつ対向するように配置され、回転駆動されることによる前記現像剤担持面の前記主走査方向と直交する方向への移動により、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供給位置に供給するように構成された、現像剤担持部材と、
   前記主走査方向と交差する現像剤搬送経路に沿って配列された複数の搬送電極と、これらの搬送電極を表面上にて支持する絶縁性の基体と、この基体の前記表面及び前記搬送電極を被覆するように設けられた絶縁性の被覆層と、を備え、複数の前記搬送電極への直流電圧成分及び多相交流電圧成分を含む搬送バイアスの印加により、前記現像剤担持面と最近接しつつ対向する担持位置まで前記現像剤を前記現像剤搬送経路に沿って搬送するように構成された、現像剤電界搬送手段と、
   前記搬送バイアスを、複数の前記搬送電極に印加する、搬送バイアス印加手段と、
   直流電圧成分を含む担持バイアスを、前記現像剤担持部材に印加する、担持バイアス印加手段と、
   前記搬送バイアス印加手段及び前記担持バイアス印加手段における出力状態を制御する、制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記供給対象に対して前記現像剤の供給を行わないリフレッシュモードにて、前記搬送バイアスにおける前記直流電圧成分を、前記担持バイアスにおける前記直流電圧成分に対して、前記所定極性とは反対側にシフトした状態とすることを特徴とする、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、
   前記供給対象は、その周面に静電潜像を担持可能な静電潜像担持体であり、
   前記制御手段は、
   前記リフレッシュモードの開始から所定期間内であるリフレッシュ初期段階にて、前記担持バイアスにおける前記直流電圧成分を、前記静電潜像担持体における表面電位に対して、前記所定極性とは反対側にシフトした状態とする一方、
   前記リフレッシュ初期段階以後は、前記担持バイアスにおける前記直流電圧成分を、前記静電潜像担持体における前記表面電位に対して、前記所定極性側にシフトした状態とすることを特徴とする、現像剤供給装置。

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