JP5408038B2 - 現像剤供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、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、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。これにより、当該現像剤担持面上に、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、現像剤を安定的に供給することが求められている。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って、その特徴は、下記の通りの構成を備えたことにある。

＜構成＞
本発明の現像剤供給装置は、搬送基板と、ケーシングと、を備えている。

前記搬送基板は、複数の搬送電極を備えている。複数の前記搬送電極は、帯電した粉末状の現像剤を進行波状の電界によって搬送するために、現像剤搬送経路に沿って配列されている。すなわち、前記搬送基板は、複数の前記搬送電極への多相交流電圧の印加によって発生する進行波状の電界によって、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ている。この搬送基板は、円柱面状の周面である現像剤担持面を有する現像剤担持体（例えば静電潜像担持体あるいはこれと対向配置された現像ローラ等）と、前記現像剤搬送経路における途中の対向位置にて最近接しつつ対向するように設けられている。

前記ケーシングは、上流側現像剤収容部及び下流側現像剤収容部を有している。前記上流側現像剤収容部は、前記現像剤搬送経路の現像剤搬送方向（前記搬送基板による前記現像剤の搬送方向）における上流端側に設けられている。前記下流側現像剤収容部は、前記現像剤搬送経路の前記現像剤搬送方向における下流端側に設けられている。このケーシングは、前記対向位置に向けて搬送される前の前記現像剤を前記上流側現像剤収容部にて収容するとともに、前記対向位置を通過した後の前記現像剤を前記下流側現像剤収容部にて収容するように構成されている。

本発明の現像剤供給装置は、現像剤回収部材をさらに備えていてもよい。この現像剤回収部材は、前記現像剤担持面から前記現像剤を回収するために、前記下流側現像剤収容部側にて前記現像剤担持体と対向配置されている。

本発明の現像剤供給装置は、剥離部材をさらに備えていてもよい。この剥離部材は、前記現像剤搬送方向と直交する軸を中心として回転可能な前記現像剤回収部材と摺動することで、当該現像剤回収部材から前記現像剤を剥離させるように、前記現像剤回収部材と対向配置されている。

前記搬送基板は、供給用搬送基板と、回収用搬送基板と、を備えていてもよい。前記供給用搬送基板は、前記上流側現像剤収容部から前記対向位置に向けて前記現像剤を搬送することで、当該対向位置の近傍にて前記現像剤担持体に前記現像剤を供給するようになっている。前記回収用搬送基板は、前記現像剤搬送方向における前記対向位置よりも下流側の回収位置にて前記現像剤回収部材と最近接しつつ対向するように設けられている。この回収用搬送基板は、前記現像剤を、前記回収位置の近傍にて前記現像剤回収部材を介して前記現像剤担持体から回収するとともに、当該回収位置から前記下流側現像剤収容部に向けて搬送するようになっている。

本発明の現像剤供給装置は、現像剤還流手段をさらに備えていてもよい。この現像剤還流手段は、前記下流側現像剤収容部から前記上流側現像剤収容部に前記現像剤を還流させるように構成されている。具体的には、例えば、前記現像剤還流手段は、補助現像剤収容容器と、第一現像剤送出手段と、第二現像剤送出手段と、を備えている。なお、かかる現像剤供給装置は、第三現像剤送出手段をさらに備えていてもよい。

前記補助現像剤収容容器は、前記上流側現像剤収容部及び前記下流側現像剤収容部とは異なる位置にて、前記現像剤を収容するための、補助現像剤収容部を備えている。前記第一現像剤送出手段は、前記下流側現像剤収容部から前記補助現像剤収容部に前記現像剤を送出するように構成されている。前記第二現像剤送出手段は、前記補助現像剤収容部から前記上流側現像剤収容部に前記現像剤を送出するように構成されている。前記第三現像剤送出手段は、未使用の前記現像剤を貯留する現像剤貯留部から前記補助現像剤収容部に前記現像剤を送出す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、前記上流側現像剤収容部内に収容された前記現像剤は、前記搬送基板によって、前記現像剤搬送経路における途中であって前記現像剤担持体と最近接しつつ対向する前記対向位置に向かって搬送される。そして、前記対向位置まで搬送されてきた前記現像剤は、当該対向位置（の近傍）にて、前記現像剤担持面に担持される。

ここで、前記対向位置（の近傍）に達した前記現像剤は、前記搬送基板によって搬送され得る程度に帯電している。このような、或る程度の帯電量を有する現像剤を、そのまま前記上流側現像剤収容部に戻した場合、当該上流側現像剤収容部内にて、静電気力による前記現像剤の凝集が発生するおそれがある。そこで、本発明の構成においては、前記対向位置を経た（前記対向位置を通過した後の）前記現像剤は、前記下流側現像剤収容部に（一旦）収容される。

このように、かかる構成においては、一旦前記対向位置まで搬送されてきた前記現像剤をそのまま前記上流側現像剤収容部に戻すことによる、当該上流側現像剤収容部内における前記現像剤の凝集の発生が、良好に防止され得る。したがって、かかる構成によれば、帯電した前記現像剤を安定的に供給することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る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基板を拡大した側断面図である。 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。 トナーの挙動を示す概略図である。 図２に示されているトナー供給装置の一変形例の概略構成を示す側断面図である。

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。

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。この静電潜像担持面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。なお、本実施形態においては、トナーＴは、黒色、正帯電性の、非磁性一成分乾式現像剤であるものとする。感光体ドラム３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（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を生成し、生成したレーザービームＬＢを静電潜像担持面ＬＳにおけるスキャン位置ＳＰにて結像させるとともに、その結像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）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の回転方向（図１における矢印で示されている方向：時計回り）における下流側の位置に設けられている。

本発明の現像剤供給装置としてのトナー供給装置６は、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に帯電したトナーＴを供給するために静電潜像担持面ＬＳと最近接しつつ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。

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、転写位置ＴＰにて用紙搬送経路ＰＰを隔てて静電潜像担持面ＬＳと対向するように配置されていて、図中矢印で示されている方向（反時計回り）に回転駆動されるようになっている。この転写ローラ２２は、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が印加されるようになっている。

＜＜トナー供給装置＞＞
トナー供給装置６の側断面図（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、ケーシング６１は、箱状部材であって、粉末状の乾式現像剤であるトナーＴをその内側の空間における底部に収容可能に構成されている。本実施形態においては、ケーシング６１は、第一ケーシング６１ａと、第二ケーシング６１ｂと、を備えている。第一ケーシング６１ａ及び第二ケーシング６１ｂは、上方の感光体ドラム３に向かって開口するように設けられた側断面視にて略Ｕ字状の部分であって、両者は前後方向（図中ｘ軸方向）に沿って互いに隣接するように配置されている。

第一ケーシング６１ａは、現像位置ＤＰでの静電潜像担持面ＬＳの移動方向における、現像位置ＤＰよりも上流側に配置されている。第一ケーシング６１ａの底部には、トナーＴを収容するための側断面視にて略半円柱状の空間である、本発明の上流側現像剤収容部としての第一トナー収容部ＴＡ１が設けられている。第二ケーシング６１ｂは、かかる移動方向における、現像位置ＤＰよりも下流側に配置されている。第二ケーシング６１ｂの底部には、トナーＴを収容するための側断面視にて略半円柱状の空間である、本発明の下流側現像剤収容部としての第二トナー収容部ＴＡ２が設けられている。本実施形態においては、第二トナー収容部ＴＡ２は、第一トナー収容部ＴＡ１よりも上方に設けられている。

第一ケーシング６１ａと第二ケーシング６１ｂとが連結する連結部６１ｃは、上方の感光体ドラム３に向かって突出する略逆Ｕ字状に形成されている。ケーシング６１の上部を塞ぐように設けられた天板６１ｄにおける、感光体ドラム３と近接対向する位置には、開口部６１ｅが形成されている。ケーシング６１における開口部６１ｅの近傍には、ローラ状の部材である現像ローラ６２が、前記主走査方向と平行な回転中心軸を中心として回転可能に支持されている。

すなわち、開口部６１ｅは、現像ローラ６２の円柱面状の周面であるトナー担持面６２ａの一部（上部）を、トナー供給装置６の外部に露出させることで現像位置ＤＰにて静電潜像担持面ＬＳと対向させるように設けられている。また、現像ローラ６２は、感光体ドラム３とは反対方向（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、現像位置ＤＰにてトナー担持面６２ａが静電潜像担持面ＬＳの移動方向に沿った（静電潜像担持面ＬＳの移動方向と逆方向ではない）方向に移動するようになっている。

＜＜＜搬送基板＞＞＞
ケーシング６１の内部には、搬送基板６３が収容されている。具体的には、本実施形態においては、搬送基板６３は、第一トナー収容部ＴＡ１から連結部６１ｃを経て第二トナー収容部ＴＡ２に至るまでの範囲で、ケーシング６１の内壁に固定されている。この搬送基板６３は、トナー搬送経路ＴＴＰに沿った表面であるトナー搬送面ＴＴＳ上にてトナーＴを進行波電界により第一トナー収容部ＴＡ１から第二トナー収容部ＴＡ２まで搬送するように構成されている。換言すれば、搬送基板６３のトナー搬送方向ＴＴＤにおける上流端側に第一トナー収容部ＴＡ１が設けられていて、搬送基板６３のトナー搬送方向ＴＴＤにおける下流端側に第二トナー収容部ＴＡ２が設けられている。なお、トナー搬送方向ＴＴＤとは、トナー搬送経路ＴＴＰの側断面視における任意の位置での、接線方向（トナーＴの移動方向）である。

搬送基板６３は、連結部６１ｃの上端部に支持された部分が、トナー搬送経路ＴＴＰにおける途中のトナー担持位置ＴＣＰにて、トナー担持面６２ａと所定のギャップ（０．５ｍｍ）を隔てて最近接しつつ対向するように設けられている。そして、ケーシング６１は、トナー担持位置ＴＣＰに向けて搬送される前のトナーＴを第一トナー収容部ＴＡ１にて収容するとともに、トナー担持位置ＴＣＰを通過した後のトナーＴを第二トナー収容部ＴＡ２にて収容するようになっている。

図３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６３ａと、支持フィルム層６３ｂと、電極被覆層６３ｃと、オーバーコート層６３ｄと、から構成されている。

搬送電極６３ａは、前記主走査方向と平行な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。複数の搬送電極６３ａ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６３ａ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６３ａ，電源回路ＶＢに接続された搬送電極６３ａ，電源回路ＶＣに接続された搬送電極６３ａ，電源回路ＶＤに接続された搬送電極６３ａ，電源回路ＶＡに接続された搬送電極６３ａ，電源回路ＶＢに接続された搬送電極６３ａ，電源回路ＶＣに接続された搬送電極６３ａ・・・が、トナー搬送経路ＴＴＰに沿って順に配列されている。

ここで、図４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。本実施形態においては、図４に示されているように、各電源回路ＶＡないしＶＤは、ほぼ同一波形の交流電圧である駆動電圧を出力するように構成されている。また、各電源回路ＶＡないしＶＤが発生する電圧の波形における位相が、９０°ずつ異なるように、各電源回路ＶＡないしＶＤが構成されている。すなわち、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°ずつ遅れるようになっている。このように、搬送基板６３は、各搬送電極６３ａに対して上述のような駆動電圧（搬送バイアス）が印加されて、トナー搬送面ＴＴＳに沿った進行波状の電界が発生することで、正帯電したトナー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。

複数の搬送電極６３ａは、支持フィルム層６３ｂの表面上に形成されている。支持フィルム層６３ｂ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。電極被覆層６３ｃは、絶縁性の合成樹脂から構成されている。この電極被覆層６３ｃは、支持フィルム層６３ｂにおける搬送電極６３ａが設けられている表面、及び搬送電極６３ａを覆うように設けられている。電極被覆層６３ｃの上には、オーバーコート層６３ｄが設けられている。すなわち、上述の電極被覆層６３ｃは、オーバーコート層６３ｄと搬送電極６３ａとの間に形成されている。オーバーコート層６３ｄの表面（すなわちトナー搬送面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。

＜＜＜帯電補助部＞＞＞
再び図２を参照すると、帯電補助電極６４は、現像ローラ６２の回転によるトナー担持面６２ａの移動方向におけるトナー担持位置ＴＣＰと現像位置ＤＰとの間の位置にて、トナー担持面６２ａと対向するように配置されている。すなわち、帯電補助電極６４は、第一ケーシング６１ａ側に設けられている。この帯電補助電極６４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って帯電させるように構成されている。帯電補助電極６４とトナー担持面６２ａとの間には、所定間隔のギャップ（０．３ｍｍ）が設けられている。

＜＜＜トナー回収部＞＞＞
回収ローラ６５は、主走査方向と平行な軸を中心として回転駆動可能なローラ状部材（回転体）であって、現像ローラ６２の回転によるトナー担持面６２ａの移動方向における現像位置ＤＰとトナー担持位置ＴＣＰとの間（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）のトナー回収位置ＴＲＰにて、現像ローラ６２と所定間隔のギャップ（０．７ｍｍ）を隔てて対向するように配置されている。すなわち、回収ローラ６５は、第二ケーシング６１ｂ側に設けられている。この回収ローラ６５は、現像ローラ６２との間に所定の回収電圧が印加されることで、トナー担持面６２ａ上からトナーＴを回収するように設けられている。本実施形態においては、回収ローラ６５は、そのトナー回収位置ＴＲＰにおける周面の移動方向をトナー担持面６２ａの上述の移動方向と逆方向とするために、現像ローラ６２の回転方向と同一方向に回転駆動されるようになっている。

回収ローラ６５の下方には、剥離ブレード６６が、回収ローラ６５の回転中心軸を挟んでトナー回収位置ＴＲＰと反対側（すなわち回収ローラ６５の回転による周面の移動方向におけるトナー回収位置ＴＲＰよりも下流側）にて、当該周面と当接（摺動）するように配置されている。この剥離ブレード６６は、回収ローラ６５によってトナー担持面６２ａ上から回収されたトナーＴを、当該回収ローラ６５の周面から剥離して第二トナー収容部ＴＡ２に向けて落下させるように設けられている。

＜＜＜トナー還流部＞＞＞
トナー還流部６７は、搬送基板６３によって第一トナー収容部ＴＡ１から第二トナー収容部ＴＡ２に送られて第二トナー収容部ＴＡ２内に収容されたトナーＴを、第二トナー収容部ＴＡ２から第一トナー収容部ＴＡ１に還流させるように構成されている。本実施形態においては、トナー還流部６７は、補助トナーケース６７ａと、アジテータ６７ｂと、第一オーガ６７ｃ（第一オーガスクリュー６７ｃ１を含む）と、第二オーガ６７ｄ（第二オーガスクリュー６７ｄ１を含む）と、を備えている。

補助トナーケース６７ａは、ケーシング６１とは別体に設けられた箱状部材であって、第二トナー収容部ＴＡ２の下方にて、第一トナー収容部ＴＡ１と隣接するように配置されている。アジテータ６７ｂは、補助トナーケース６７ａ内に収容されていて、補助トナーケース６７ａの内側の空間である補助トナー収容部ＴＡ３内に収容されたトナーＴを攪拌可能に構成されている。第一オーガ６７ｃは、屈曲した管内にフレキシブルな第一オーガスクリュー６７ｃ１を収容してなり、第二トナー収容部ＴＡ２内に収容されたトナーＴを、第一オーガスクリュー６７ｃ１の回転によって補助トナー収容部ＴＡ３に送出するように構成されている。第二オーガ６７ｄは、屈曲した管内にフレキシブルな第二オーガスクリュー６７ｄ１を収容してなり、補助トナー収容部ＴＡ３内に収容されたトナーＴを、第二オーガスクリュー６７ｄ１の回転によって第一トナー収容部ＴＡ１に送出するように構成されている。

本実施形態においては、トナー還流部６７は、さらに、未使用トナー貯留タンク６７ｅと、未使用トナー送出部６７ｆと、を備えている。未使用トナー貯留タンク６７ｅは、ケーシング６１及び補助トナーケース６７ａとは別体に設けられた箱状部材であって、補助トナーケース６７ａの上方にて第二ケーシング６１ｂと隣接するように配置されている。この未使用トナー貯留タンク６７ｅには、未使用のトナーＴが貯留されている。

未使用トナー送出部６７ｆは、未使用トナー貯留タンク６７ｅの底部と補助トナーケース６７ａとを接続するように設けられた管状のトナー輸送路中に介装されている。未使用トナー送出部６７ｆは、未使用トナー貯留タンク６７ｅ内に貯留された未使用のトナーＴを補助トナーケース６７ａに向けて送出するように構成されている。

＜レーザープリンタの動作説明＞
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。

＜＜給紙動作＞＞
まず図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。

＜＜潜像形成面上へのトナー像の担持＞＞
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。

＜＜＜静電潜像の形成＞＞＞
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（実質的に）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、正電荷あるいは電位のパターン（画像状分布）であ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。

＜＜＜帯電トナーの搬送・供給＞＞＞
図２及び図３を参照すると、第一トナー収容部ＴＡ１内に収容されているトナーＴは、搬送基板６３におけるオーバーコート層６３ｄとの接触や摩擦等により帯電する。帯電したトナーＴは、搬送基板６３における複数の搬送電極６３ａに対する多相交流電圧成分を含む搬送バイアス（＋５００〜＋１１００Ｖ，３００Ｈｚ）の印加によって発生する進行波状の電界により、トナー搬送方向ＴＴＤに搬送される。

第一トナー収容部ＴＡ１から出発した直後のトナー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。）が混入していることがある。もっとも、本実施形態の構成においては、搬送基板６３によってトナー担持位置ＴＣＰに向けて垂直上方に搬送されている際に、帯電状態が不良なトナーＴは、重力の作用により、トナー搬送経路ＴＴＰから逸脱し、下方に落下する。これにより、帯電状態が良好なトナーＴが選択的に、トナー担持位置ＴＣＰまで搬送される。

搬送基板６３によってトナー担持位置ＴＣＰまで搬送されたトナーＴは、このトナー担持位置ＴＣＰの近傍にて、上述の搬送バイアス及び現像ローラ６２に印加される現像バイアス（−８００〜１８００Ｖ，２ｋＨｚ）の作用により、トナー担持面６２ａ上に担持される。なお、トナー担持面６２ａ上に担持されずにトナー担持位置ＴＣＰを通過したトナーＴは、搬送基板６３によって、第二トナー収容部ＴＡ２まで搬送される。

そして、トナーＴを担持したトナー担持面６２ａが、現像ローラ６２の回転駆動によって現像位置ＤＰまで移動することで、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、現像バイアスの作用により、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がトナー担持面６２ａから移行し付着する。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。

ところで、本出願人は、鋭意研究により、従来のこの種（以下、「電界搬送方式」と称する。）の装置において、トナー担持面６２ａから静電潜像担持面ＬＳへのトナーＴの移行効率（現像効率すなわちトナーＴの供給効率）が充分ではないことを見出した。これは、トナー担持面６２ａ上に対するトナーＴの付着力が強すぎることが原因であると考えられる。

図５（Ａ）に示されているように、通常の非磁性一成分現像装置（現像ローラ６２に対して帯電したトナーＴをスポンジローラやブレード等によって担持させる方式の装置）においては、トナーＴは現像ローラ６２とスポンジローラやブレードとの間で摩擦帯電させられるため、トナーＴにおける帯電位置（図中グレーの塗りつぶし部分参照）は均一に散らばっているものと想定される。

一方、図５（Ｂ）に示されているように、従来の電界搬送方式の装置においては、以下の理由により、トナーＴにおける帯電位置が局所的に集中している（トナーＴにおける特定の部分が集中的に帯電している）ものと想定される。したがって、図５（Ｂ）に示されている状態においては、図５（Ａ）に示されている状態に比べ、静電気力によるトナーＴの付着力が強力になっているものと考えられる（図中下向き矢印参照）。

図５（Ｃ）に示されているように、搬送基板６３による電界搬送中に、トナーＴは、ループ状の電気力線に沿ってホッピングしながら進行する（図中破線参照）。このとき、トナーＴは、（最も）帯電した特定の位置を先頭として飛翔する。このため、かかる特定の位置が集中的にトナー搬送面ＴＴＳと衝突し、摩擦帯電する。よって、当該位置が、搬送基板６３による電界搬送中に集中的にチャージアップしていく。

これに対し、本実施形態の構成においては、トナー担持位置ＴＣＰの近傍にて図５（Ｂ）に示されているような帯電状態となってトナー担持面６２ａ上に一旦担持されたトナーＴは、現像ローラ６２（−８００〜１８００Ｖ，２ｋＨｚの現像バイアスが印加されている）と帯電補助電極６４（＋６４０Ｖの直流電圧成分のみを含む帯電補助バイアスが印加されている）とが対向する位置にて、図５（Ｄ）に示されているように、比較的強い交番電界の作用により大きく振動させられることで、帯電補助電極６４（及び現像ローラ６２）と衝突して帯電させられる。かかる交番電界の作用による帯電によって、トナーＴの帯電状態が、より均一化される。

すなわち、現像ローラ６２と帯電補助電極６４とが対向する位置を経たトナーＴは、図５（Ｄ）に示されているような帯電作用によって、図５（Ａ）に示されているような、帯電位置が均一に散らばった状態に近づく。これにより、トナー担持面６２ａ上におけるトナーＴの付着力が、従来（図５（Ｂ）参照）よりも緩和される。したがって、現像位置ＤＰにおける現像効率が向上するとともに、後述する回収ローラ６５によるトナー担持面６２ａ上からのトナーＴの回収効率も向上する。

現像位置ＤＰを通過した（現像位置ＤＰにて消費されなかった）トナー担持面６２ａ上のトナーＴは、現像ローラ６２の回転によって、トナー回収位置ＴＲＰ（の近傍）に達する。このトナー回収位置ＴＲＰの近傍にて、トナーＴは、上述の現像バイアス及び回収ローラ６５に印加される回収バイアス（−１３００〜１３００Ｖ，２ｋＨｚ）の作用で、回収ローラ６５と現像ローラ６２（トナー担持面６２ａ）との間で振動しつつ、回収ローラ６５側に移行（飛翔）する。なお、本例においては、現像バイアスと回収バイアスとによって現像ローラ６２と回収ローラ６５との間に形成される電位差である回収電圧が直流及び交流電圧成分を有することで、正帯電のトナーＴが回収ローラ６５と現像ローラ６２（トナー担持面６２ａ）との間で振動しながら回収ローラ６５側に移行するような電界が、トナー回収位置ＴＲＰの近傍のギャップにて発生するように、回収バイアスは、現像バイアスと位相が１８０°（半波長）ずれた波形となっている。

回収ローラ６５は、トナー担持面６２ａと非接触の状態で、トナー担持面６２ａ上からトナーＴを回収しつつ回転する。このとき、回収ローラ６５の周面の、トナー回収位置ＴＲＰに面する部分は、回収ローラ６５の回転に伴い、トナー担持面６２ａと摺動することなく移動する。そして、回収ローラ６５に付着したトナーＴは、トナー回収位置ＴＲＰとは反対側の位置にて、剥離ブレード６６によって除去され、第二トナー収容部ＴＡ２まで落下する。したがって、トナーＴの付着状態が軽減あるいは解消された状態の回収ローラ６５の部分が、トナー回収位置ＴＲＰに対して次々と供給される。また、回収ローラ６５とトナー担持面６２ａとの接触や摺動によるトナー担持面６２ａ上での不用意なトナーＴの残留状態（付着模様）の発生が、良好に抑制される。

ところで、トナー担持位置ＴＣＰ近傍に到達したトナーＴは、搬送基板６３によってトナー担持位置ＴＣＰに達するまで電界搬送され得る程度の帯電量を有している。また、搬送基板６３によってトナー担持位置ＴＣＰの近傍まで搬送されている間に、トナーＴは、搬送基板６３（オーバーコート層６３ｄ）の表面であるトナー搬送面ＴＴＳとの衝突や摩擦によって、チャージアップする場合もある。

このため、トナー担持面６２ａ上に担持されずにトナー担持位置ＴＣＰを通過して搬送基板６３によって第二トナー収容部ＴＡ２まで搬送されたトナーＴや、一旦トナー担持面６２ａ上に担持された後に回収ローラ６５によって回収されて剥離ブレード６６によって第二トナー収容部ＴＡ２まで落下したトナーＴ（以下、「トナー担持位置ＴＣＰを経たトナーＴ」と称する。）は、比較的高い帯電量（電荷）を有している。このようなトナーＴをそのまま第一トナー収容部ＴＡ１に戻した場合、第一トナー収容部ＴＡ１内にて、電荷（静電気力）によるトナーＴの凝集が発生するおそれがある。

そこで、本実施形態の構成においては、トナー担持位置ＴＣＰを経たトナーＴは、第一トナー収容部ＴＡ１に還流される前に、一旦第二トナー収容部ＴＡ２にて収容される。そして、一旦第二トナー収容部ＴＡ２にて収容されたトナーＴが、（補助トナー収容部ＴＡ３を経て）第一トナー収容部ＴＡ１に還流する。これにより、トナー担持位置ＴＣＰを経たトナーＴをそのまま第一トナー収容部ＴＡ１に戻すことによる、第一トナー収容部ＴＡ１内におけるトナーＴの凝集の発生が、良好に防止され得る。

トナーＴの凝集が防止される理由については、本発明の発明者らによって鋭意検討中であるが、例えば、以下のように考えられる：トナー担持位置ＴＣＰを経た、比較的帯電量の高いトナーＴは、第二トナー収容部ＴＡ２に収容されている間に、補助トナー収容部ＴＡ３内あるいは第一トナー収容部ＴＡ１内にて凝集を引き起こさない程度に、電荷が減少（減衰）する。

このように、本実施形態の構成においては、トナー担持位置ＴＣＰを経たトナーＴをそのまま第一トナー収容部ＴＡ１に戻すことによる、第一トナー収容部ＴＡ１内におけるトナーＴの凝集の発生が、良好に防止され得る。したがって、かかる構成によれば、帯電したトナーＴを安定的に供給することが可能になる。

また、本実施形態の構成においては、未使用のトナーＴが、第一トナー収容部ＴＡ１及び第二トナー収容部ＴＡ２内に収容されたトナーＴとは別に、未使用トナー貯留タンク６７ｅ内に貯留されている。さらに、ケーシング６１内のトナーＴの量等に応じて未使用トナー送出部６７ｆが駆動されることで、補助トナー収容部ＴＡ３内に、未使用のトナーＴが、適宜量補充される。そして、第一オーガ６７ｃによって第二トナー収容部ＴＡ２から送られてきたトナーＴと、未使用トナー送出部６７ｆによって補充された未使用のトナーＴとが、補助トナー収容部ＴＡ３内にてアジテータ６７ｂによって攪拌された後に、第二オーガ６７ｄによって第一トナー収容部ＴＡ１に送出される。したがって、かかる構成によれば、トナー供給装置６内にてトナーＴが良好に循環する。

＜＜潜像形成面から用紙へのトナー像の転写＞＞
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。

＜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。

・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。

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。すなわち、「主走査方向」は、「用紙幅方向（用紙搬送方向と常時直交する方向）」又は「装置幅方向」とも称され得る。

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。

・現像ローラ６２は、現像位置ＤＰにてトナー担持面６２ａと静電潜像担持面ＬＳとの間に所定間隔のギャップが形成されるように配置されていてもよい。あるいは、現像ローラ６２は、現像位置ＤＰにてトナー担持面６２ａと静電潜像担持面ＬＳとが接触するように配置されていてもよい。さらに、現像ローラ６２は、スリーブ状のものに代替可能である。

・本発明は、現像ローラ６２を介して感光体ドラム３等にトナーＴを供給する態様に限定されない。すなわち、例えば、図２において、搬送基板６３がトナー担持位置ＴＣＰにて感光体ドラム３と対向するようになっていてもよい（この場合、帯電補助電極６４、回収ローラ６５、及び剥離ブレード６６は省略される。）。

・搬送基板６３の構成や配置は、上述の実施形態にて開示されたものに限定されない。例えば、オーバーコート層６３ｄは、省略され得る。

図６は、図２に示されているトナー供給装置６の一変形例の概略構成を示す側断面図である。図６を参照すると、図２における搬送基板６３が、トナー担持位置ＴＣＰにて、供給用搬送基板６３１と回収用搬送基板６３２とに二分されている。また、回収ローラ６５は、第一トナー回収位置ＴＲＰ１にて現像ローラ６２と対向するとともに、第二トナー回収位置ＴＲＰ２にて回収用搬送基板６３２と対向するように配置されている。すなわち、回収用搬送基板６３２とは、トナー搬送方向ＴＴＤにおけるトナー担持位置ＴＣＰよりも下流側の第二トナー回収位置ＴＲＰ２にて回収ローラ６５と最近接しつつ対向するように設けられている。なお、本変形例においては、図２における剥離ブレード６６は省略されている。

具体的には、供給用搬送基板６３１は、第一トナー収容部ＴＡ１からトナー担持位置ＴＣＰに向けてトナーＴを搬送することで、トナー担持位置ＴＣＰの近傍にて現像ローラ６２にトナーＴを供給するようになっている。また、回収用搬送基板６３２は、トナーＴを、第二トナー回収位置ＴＲＰ２の近傍にて回収ローラ６５を介して現像ローラ６２から回収するとともに、第二トナー回収位置ＴＲＰ２から第二トナー収容部ＴＡ２に向けて搬送するようになっている。

このとき、第一トナー回収位置ＴＲＰ１にて、現像ローラ６２と回収ローラ６５との間には、所定間隔のギャップ（０．７ｍｍ）が設けられている。また、第二トナー回収位置ＴＲＰ２にて、回収ローラ６５と回収用搬送基板６３２との間には、所定間隔のギャップ（０．５ｍｍ）が設けられている。さらに、供給用搬送基板６３１には上述の搬送バイアスと同様の供給用搬送バイアス（＋５００〜＋１１００Ｖ，３００Ｈｚ）が印加され、回収用搬送基板６３２には回収用搬送バイアス（−５００〜−１１００Ｖ，３００Ｈｚ）が印加され、回収ローラ６５には上述と同様の回収バイアス（−１３００〜１３００Ｖ，２ｋＨｚ）が印加される。

・帯電補助電極６４の構成も、特に限定はない。例えば、帯電補助電極６４は、前記主走査方向と平行な中心軸線を有する円柱状部材（ローラ状部材）によって構成され得る。あるいは、帯電補助電極６４は、側断面視にて、現像ローラ６２と同心円状に設けられた円弧状の板状部材によって構成され得る。あるいは、帯電補助電極６４は、平板状、メッシュ状、ワイヤ状その他の任意の形状に形成され得る。帯電補助電極６４は、典型的には、ステンレス鋼や銅等の金属によって形成されている。

本発明は、上述の実施形態のような、搬送基板６３によるトナー担持位置ＴＣＰまでの搬送経路の全体によってトナーＴがチャージアップするような構成に限定されない。すなわち、例えば、搬送基板６３の第一トナー収容部ＴＡ１よりも上方の部分におけるオーバーコート層６３ｄの材質を適宜選択することで、搬送基板６３による搬送中のトナーＴのチャージアップが可及的に抑制される場合があり得る。

・上述の各種のバイアスは、適宜変更され得る。例えば、図４を参照すると、各電源回路ＶＡ〜ＶＤが発生する搬送バイアスの波形は、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が発生する搬送バイアスの波形の位相が９０°ずつ異なっていた（４相）。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搬送バイアスの波形の位相が１２０°ずつ異なるようになっていてもよい（３相）。

現像バイアスは、直流電圧成分（接地を含む）のみであってもよい（これに対応して他のバイアスも適宜変更される）。あるいは、回収バイアスは、現像バイアスと位相が完全に同期（一致）していてもよい。すなわち、現像バイアスと回収バイアスとによって現像ローラ６２と回収ローラ６５との間に形成される電位差である回収電圧は、直流電圧成分のみであってもよい。あるいは、回収バイアスは、直流電圧成分のみであってもよい。

・本発明の現像剤回収部材は、上述の実施形態にて開示されたものに限定されない。例えば、回収ローラ６５に代えて、ブラシローラが用いられ得る。また、回収ローラ６５からトナーＴを剥離させるための剥離部材としては、剥離ブレード６６に代えて、ブラシローラが用いられ得る。

補助トナーケース６７ａ、アジテータ６７ｂ、未使用トナー貯留タンク６７ｅ、及び未使用トナー送出部６７ｆの少なくともいずれか一つは、省略され得る。

典型的には、例えば、第一オーガ６７ｃと第二オーガ６７ｄとが一体化された還流オーガによって、第二トナー収容部ＴＡ２から直接的に第一トナー収容部ＴＡ１にトナーＴが送出されてもよい。かかる構成によっても、第二トナー収容部ＴＡ２に収容されている間に、トナーＴの電荷が、第一トナー収容部ＴＡ１内にて凝集を引き起こさない程度に減少（減衰）するものと考えられるので、上述の実施形態と同様の効果が得られる。

・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 ３…感光体ドラム
６…トナー供給装置 ６１…ケーシング
６１ａ…第一ケーシング ６１ｂ…第二ケーシング
６２…現像ローラ ６２ａ…トナー担持面
６３…搬送基板 ６３ａ…搬送電極
６３１…供給用搬送基板 ６３２…回収用搬送基板
６５…回収ローラ ６６…剥離ブレード
６７…トナー還流部 ６７ａ…補助トナーケース
６７ｂ…アジテータ ６７ｃ…第一オーガ
６７ｄ…第二オーガ ６７ｅ…未使用トナー貯留タンク
６７ｆ…未使用トナー送出部
ＤＰ…現像位置 ＬＳ…静電潜像担持面
Ｔ…トナー ＴＡ１…第一トナー収容部
ＴＡ２…第二トナー収容部 ＴＡ３…補助トナー収容部
ＴＣＰ…トナー担持位置 ＴＲＰ…トナー回収位置
ＴＲＰ１…第一トナー回収位置 ＴＲＰ２…第二トナー回収位置
ＴＴＤ…トナー搬送方向 ＴＴＰ…トナー搬送経路

特開２００８−７０８０３号公報

Claims (6)

1. 帯電した粉末状の現像剤を進行波状の電界によって搬送するために現像剤搬送経路に沿って配列された複数の搬送電極を備えていて、円柱面状の周面である現像剤担持面を有する現像剤担持体と前記現像剤搬送経路における途中の対向位置にて最近接しつつ対向するように設けられた、搬送基板と、
   前記現像剤搬送経路の前記搬送基板による前記現像剤の搬送方向における上流端側に設けられた上流側現像剤収容部と下流端側に設けられた下流側現像剤収容部とを有し、前記対向位置に向けて搬送される前の前記現像剤を前記上流側現像剤収容部にて収容するとともに前記対向位置を通過した後の前記現像剤を前記下流側現像剤収容部にて収容するように構成された、ケーシングと、
   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、現像剤供給装置において、
   前記現像剤担持面から前記現像剤を回収するために、前記下流側現像剤収容部側にて前記現像剤担持体と対向配置された、現像剤回収部材をさらに備え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、現像剤供給装置において、
   前記搬送方向と直交する軸を中心として回転可能な前記現像剤回収部材と摺動することで、当該現像剤回収部材から前記現像剤を剥離させるように、前記現像剤回収部材と対向配置された、剥離部材をさらに備えたことを特徴とする、現像剤供給装置。
4. 請求項２に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記搬送基板は、
   前記上流側現像剤収容部から前記対向位置に向けて前記現像剤を搬送することで当該対向位置の近傍にて前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する、供給用搬送基板と、
   前記搬送方向における前記対向位置よりも下流側の回収位置にて前記現像剤回収部材と最近接しつつ対向するように設けられていて、前記現像剤を前記回収位置の近傍にて前記現像剤回収部材を介して前記現像剤担持体から回収するとともに当該回収位置から前記下流側現像剤収容部に向けて搬送する、回収用搬送基板と、
   を備え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、
   前記下流側現像剤収容部から前記上流側現像剤収容部に前記現像剤を還流させる、現像剤還流手段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５に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記現像剤還流手段は、
   前記上流側現像剤収容部及び前記下流側現像剤収容部とは異なる位置にて前記現像剤を収容するための補助現像剤収容部を備えた、補助現像剤収容容器と、
   前記下流側現像剤収容部から前記補助現像剤収容部に前記現像剤を送出するように構成された、第一現像剤送出手段と、
   前記補助現像剤収容部から前記上流側現像剤収容部に前記現像剤を送出するように構成された、第二現像剤送出手段と、
   未使用の前記現像剤を貯留する現像剤貯留部から前記補助現像剤収容部に前記現像剤を送出するように構成された、第三現像剤送出手段と、
   を備えたことを特徴とする、現像剤供給装置。

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