JP5531882B2 - 現像剤供給装置 - Google Patents

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２０１０−１４５９１１号公報等に開示されているものが知られている。かかる装置は、現像剤担持部材と、搬送基板と、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を有するローラ状の部材であって、前記供給対象と対向するように設けられている。前記搬送基板は、前記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、これらの搬送電極への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、前記現像剤搬送経路に沿って前記現像剤を搬送するように構成されている。

前記搬送基板は、垂直搬送基板と、底部搬送基板と、を備えている。前記垂直搬送基板は、前記現像剤を垂直上方に搬送するように立設されている。前記現像剤担持部材は、前記垂直搬送基板の上端部と対向するように設けられている。前記底部搬送基板は、現像剤貯留部の底面を構成するように設けられている。この底部搬送基板は、前記現像剤との摩擦により当該現像剤を帯電させるとともに、帯電した当該現像剤を前記垂直搬送基板の下端部に向けて搬送するようになっている。

また、前記所定極性に帯電した前記現像剤が前記垂直搬送基板の前記上端部から前記現像剤担持部材に向かうような電界が形成されるように、前記垂直搬送基板と前記現像剤担持部材との間には、所定の電圧が印加されている。

かかる構成においては、前記現像剤は、前記垂直搬送基板により、前記現像剤搬送経路に沿って垂直上方に搬送される。そして、前記垂直搬送基板の前記上端部と前記現像剤担持部材とが対向する位置にて、前記所定極性に帯電した前記現像剤は、上述の所定の電圧の印加によって形成される電界により、前記現像剤担持部材側に移行する。すなわち、当該現像剤は、前記現像剤担持部材の前記周面に担持される。

この種の装置において、前記現像剤担持面上に前記現像剤をより良好に担持させ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る。

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。この現像剤供給装置は、現像剤担持部材と、搬送基板と、担持補助部材と、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していて、所定の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、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ている。そして、前記搬送基板は、複数の前記搬送電極への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。

前記担持補助部材は、現像剤担持面移動方向（前記現像剤担持部材の回転駆動による前記現像剤担持面の移動方向）における前記担持位置よりも上流側にて当該現像剤担持面と対向するように、前記現像剤搬送経路から離隔した位置に設けられている。この担持補助部材は、前記現像剤担持部材との間に、前記所定極性に帯電した前記現像剤が前記現像剤担持面に向かうような電界を発生させるための電圧が、印加されるようになっている。なお、この担持補助部材は、例えば、前記主走査方向と平行な軸を中心として回転可能なローラ状部材によって構成され得る。

前記現像剤供給装置は、前記現像剤供給位置を経て前記現像剤担持面上に残留した前記現像剤を回収するための回収部材をさらに備えていてもよい。この回収部材は、前記現像剤担持面移動方向における前記現像剤供給位置よりも下流側且つ前記担持補助部材と対向する位置よりも上流側にて、前記現像剤担持面と対向するように設けられている。そして、この回収部材は、前記所定極性に帯電した前記現像剤を引きつけるような電界を発生させるために、前記現像剤担持部材との間に電圧が印加されるようになっている。

かかる構成においては、前記所定極性に帯電した前記現像剤は、前記搬送基板により、前記担持位置に向かって、前記現像剤搬送経路に沿って搬送される。この担持位置（の近傍）にて、前記現像剤は、前記現像剤担持部材と前記搬送基板（前記搬送電極）との間に形成された電界の作用で、前記現像剤担持面上に担持される。

このとき、前記担持位置よりも上流側にて前記現像剤担持面と対向するように設けられた前記担持補助部材と、前記現像剤担持部材との間には、前記所定極性に帯電した前記現像剤が前記担持補助部材から前記現像剤担持面（前記現像剤担持部材）に向かうような電界が形成されている。かかる電界は、前記担持位置の近傍にて、前記搬送基板から飛翔した前記現像剤を前記現像剤担持面に向かわせるように作用する。すなわち、かかる電界は、前記担持位置（の近傍）における前記現像剤担持面上への前記現像剤の担持を補助するように作用する。

これにより、前記現像剤が、前記現像剤担持面上に、より良好に担持され得る。具体的には、前記搬送基板から飛翔した前記現像剤が前記現像剤担持面に向かう方向とは異なる方向（例えば前記回収部材に向かう方向）に向かって飛翔することが、可及的に抑制される。

本発明の一実施形態が適用された画像形成装置であ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に示されている電界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。 図２に示されているトナー供給装置の一変形例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。なお、本実施形態に対して施され得る各種の変更（変形例：modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。

＜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であるレーザープリンタ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、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。この静電潜像担持面ＬＳは、主走査方向（図中ｚ軸方向：「用紙幅方向」とも称され得る。）と平行な円柱面であって、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（典型的には図中ｘ軸方向）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を生成して静電潜像担持面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、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、帯電器４よりも下流側且つトナー供給装置６よりも上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、本発明の現像剤供給位置としての現像位置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、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、感光体ドラム３との間に静電潜像担持面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、図示しない転写バイアス電源回路と電気的に接続されている。

＜＜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、側断面視にて略Ｕ字状に形成された箱状部材であって、その長手方向が上下方向（図中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。すなわち、トナーＴは、トナーボックス６１における底部の略半円柱状の空間であるトナー貯留部６１ａ内に貯留されている。なお、本実施形態においては、トナーＴは、正（本発明の「所定極性」に対応する）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６１ｂが形成されている。すなわち、開口部６１ｂ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、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と対向するように設けられている。すなわち、本発明の現像剤担持面としてのトナー担持面６２ａ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と所定間隔のギャップを介して対向するように、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６１ｂが形成された上端部にて、回動可能に支持されている。現像ローラ６２は、トナー担持面６２ａのほぼ下半分がトナーボックス６１に収容される一方で上部がトナーボックス６１の外側（上側）に露出するように設けられている。

トナーボックス６１の内部には、側断面視にて上下方向に長手方向を有する略Ｊ字状に形成されたトナー搬送経路ＴＴＰに沿って、電界搬送基板６３が設けられている。電界搬送基板６３は、トナーボックス６１の内壁面に固定されている。電界搬送基板６３は、そのトナー搬送経路ＴＴＰに沿った表面であるトナー搬送面ＴＴＳ上にてトナーＴを進行波状の電界により搬送するように構成されている（この電界搬送基板６３の内部構成の詳細については後述する。）。

本実施形態においては、電界搬送基板６３は、起動部６３ａと、メイン搬送部６３ｂと、を備えている。本実施形態においては、起動部６３ａ及びメイン搬送部６３ｂは、側断面視にてＪ字状に継ぎ目なく一体に形成されている。

起動部６３ａは、トナー貯留部６１ａ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て、トナーボックス６１の内壁面に固定されている。この起動部６３ａは、側断面視にて半円筒形状に屈曲され上方に開口する凹状の曲板状部材であって、トナー貯留部６１ａ内のトナーＴをメイン搬送部６３ｂの下端部に向けて円滑に搬送するように、メイン搬送部６３ｂにおける略平板状の下端部と滑らかに接続されている。

メイン搬送部６３ｂは、トナー貯留部６１ａ内のトナーＴを上方の現像ローラ６２に向けて搬送するように立設されつつ、トナーボックス６１の内壁面に固定されている。具体的には、メイン搬送部６３ｂの主要部は、起動部６３ａと接続された下端部から垂直上方に延出するように設けられている。メイン搬送部６３ｂは、その上端（後述するトナー搬送方向ＴＴＤにおける下流端）がトナー担持面６２ａとトナー担持位置ＴＣＰにて所定間隔のギャップを隔てて対向するように配置されている。

本実施形態においては、メイン搬送部６３ｂの上端部は、トナー担持面６２ａの下端部に向かって屈曲するように設けられている。すなわち、メイン搬送部６３ｂの上端部は、トナー担持面６２ａの下端部の側断面視における接線方向（図中略水平方向）に沿ってトナーＴを飛翔させるように、側断面視にてトナー担持面６２ａの下端部に向かう略円弧状に形成されている。また、かかるメイン搬送部６３ｂの上端部は、トナー搬送面ＴＴＳが下方を向くように設けられている。

このように、電界搬送基板６３は、トナー貯留部６１ａ内に貯留されたトナーＴを、現像位置ＤＰよりもトナー担持面６２ａの移動方向（以下、「担持面移動方向ＣＳＤ」と称する。）における上流側のトナー担持位置ＴＣＰに向けて、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、トナー搬送方向ＴＴＤは、トナー搬送経路ＴＴＰの任意の位置における接線方向であって、電界搬送基板６３によってトナーＴが搬送される方向である。

また、本実施形態においては、トナー担持位置ＴＣＰは、現像位置ＤＰの真下の位置（側断面視にて現像ローラ６２の回転中心軸と対称の位置）よりも、担持面移動方向ＣＳＤにおける若干下流側に設けられている。具体的には、このトナー担持位置ＴＣＰは、トナー搬送経路ＴＴＰのトナー搬送方向ＴＴＤにおける最下流端（メイン搬送部６３ｂのトナー搬送方向ＴＴＤにおける最下流端に対応する位置）から、当該最下流端におけるトナー搬送方向ＴＴＤに、トナー担持面６２ａと交わる位置まで仮想的な線を引いた場合に、当該線の中点近傍に設けられている。

現像ローラ６２の下方には、担持補助部材６４が、トナー担持位置ＴＣＰよりも担持面移動方向ＣＳＤにおける若干上流側にてトナー担持面６２ａと対向するように、トナーボックス６１の内部に配置されている。すなわち、担持補助部材６４は、トナー搬送経路ＴＴＰから離隔した位置に設けられている。具体的には、担持補助部材６４は、現像位置ＤＰのほぼ真下の位置に設けられている。

本実施形態においては、担持補助部材６４は、側断面視にてトナー担持面６２ａと同心円状に設けられた円弧状の金属電極板であって、前記主走査方向における全体にわたってトナー担持面６２ａと所定のギャップを隔てて対向するように配置されている。この担持補助部材６４は、トナーボックス６１の内部にて前記主走査方向に架け渡された支持部材６４ａによって支持されている。

帯電補助電極６５は、担持面移動方向ＣＳＤ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。この帯電補助電極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って帯電させるように構成されている。本実施形態においては、帯電補助電極６５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であって、ステンレス鋼等の金属板によって形成されている。帯電補助電極６５とトナー担持面６２ａとの間には、所定間隔のギャップが設けられている。

回収部材６６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、担持面移動方向ＣＳＤにおける現像位置ＤＰよりも下流側且つ担持補助部材６４と対向する位置よりも上流側のトナー回収位置ＴＲＰ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、回収部材６６は、現像位置ＤＰを経たトナー担持面６２ａが、開口部６１ｂを通ってトナーボックス６１内に進入した際に、担持補助部材６４よりも先に対向するような位置に設けられている。

本実施形態においては、回収部材６６は、前記主走査方向と平行な軸を中心として回転可能なローラ状部材であって、トナーボックス６１の内壁面における電界搬送基板６３が支持されている面とは反対側の面の上端部と対向する位置にて、回転可能に支持されている。この回収部材６６は、現像ローラ６２と反対方向に回転駆動されることで、トナー回収位置ＴＲＰにて周面がトナー担持面６２ａと同一方向に移動するようになっている。

回収部材６６の下方には、回収部材クリーナ６７が配置されている。この回収部材クリーナ６７は、回収部材６６の周面と摺動することで、当該周面上に付着したトナーＴを剥離してトナー貯留部６１ａに向けて落下させるように設けられている。

トナーボックス６１の内側の空間内における底部には、アジテータ６８が収容されている。アジテータ６８は、回転駆動されることで、トナー貯留部６１ａ内のトナーＴを攪拌するように設けられている。

＜＜＜電界搬送基板の内部構成＞＞＞
図３は、図２に示されている電界搬送基板６３を拡大した側断面図である。図３を参照すると、電界搬送基板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、電界搬送基板６３は、搬送電極６３１と、支持フィルム層６３２と、電極被覆層６３３と、オーバーコート層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。

本実施形態においては、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ＴＴＰ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における後述する搬送バイアス電源回路６９２の構成要素である。）。

ここで、図４は、図３に示されている各電源回路ＶＡ〜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〜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〜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〜ＶＤが構成されている。すなわち、電源回路ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、及びＶＤは、この順に、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、電界搬送基板６３は、各搬送電極６３１に対する上述のような駆動電圧（搬送バイアス）の印加によってトナー搬送面ＴＴＳに沿った進行波状の電界を発生させることで、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６３１は、支持フィルム層６３２の表面上に形成されている。支持フィルム層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。電極被覆層６３３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６３３は、支持フィルム層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。

電極被覆層６３３の上には、オーバーコート層６３４が設けられている。すなわち、上述の電極被覆層６３３は、オーバーコート層６３４と搬送電極６３１との間に形成されている。オーバーコート層６３４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。

＜＜＜バイアス印加部＞＞＞
再び図２を参照すると、現像ローラ６２は、現像バイアス電源回路６９１と電気的に接続されている。現像バイアス電源回路６９１は、現像ローラ６２と感光体ドラム３との間に（より正確には静電潜像担持面ＬＳにおける電位ＶＬの露光部とトナー担持面６２ａとの間に）いわゆるジャンピング現像のための現像バイアス（直流電圧成分及び交流電圧成分を含む）を印加するために、必要な電圧を出力するようになっている。

電界搬送基板６３は、搬送バイアス電源回路６９２と電気的に接続されている。搬送バイアス電源回路６９２は、トナーＴをトナー搬送経路ＴＴＰに沿ってトナー担持位置ＴＣＰまで搬送するための、多相交流電圧成分を含む上述の搬送バイアス（図４参照）を、複数の搬送電極６３１（図３参照）に印加するようになっている。

担持補助部材６４は、担持補助バイアス電源回路６９３と電気的に接続されている。担持補助バイアス電源回路６９３は、現像ローラ６２と担持補助部材６４との間に担持補助バイアス（正帯電したトナーＴがトナー担持面６２ａに向かうような電界を発生させるための電圧）を印加するために、必要な電圧を出力するようになっている。

帯電補助電極６５は、帯電補助バイアス電源回路６９４と電気的に接続されている。帯電補助バイアス電源回路６９４は、現像ローラ６２（トナー担持面６２ａ）と帯電補助電極６５との間に帯電補助バイアス（トナー担持面６２ａ上のトナーＴがさらに帯電するような交番電界を発生させるための交番電圧）を印加するために、必要な電圧を出力するようになっている。

回収部材６６は、回収バイアス電源回路６９５と電気的に接続されている。回収バイアス電源回路６９５は、現像ローラ６２と回収部材６６との間に回収バイアス（正帯電したトナーＴを引きつけるような電界を発生させるための電圧）を印加するために、必要な電圧を出力するようになっている。

＜＜＜＜バイアスの具体例＞＞＞＞
本実施形態においては、具体的には、現像ローラ６２は、アルミニウム製のローラであって、直径２０ｍｍに形成されている。現像バイアス電源回路６９１は、＋２００Ｖの直流電圧成分と振幅１３００Ｖ、周波数１ｋＨｚの交流電圧成分とを重畳した電圧（−１１００〜＋１５００Ｖ）を出力するようになっている。

電界搬送基板６３のトナー搬送方向ＴＴＤにおける下流端と現像ローラ６２（トナー担持面６２ａ）との間には、トナー担持位置ＴＣＰにて、１ｍｍのギャップが設けられている。搬送バイアス電源回路６９２は、＋５００Ｖの直流電圧成分と振幅３００Ｖ、周波数３００Ｈｚの４相交流電圧成分とを重畳した搬送バイアス（＋２００〜＋８００Ｖ）を出力するようになっている。

現像ローラ６２（トナー担持面６２ａ）と担持補助部材６４との間には、２ｍｍのギャップが設けられている。担持補助バイアス電源回路６９３は、＋１０００Ｖの直流電圧を出力するようになっている。

帯電補助電極６５は、側断面視における長さが９ｍｍで略円弧状に屈曲されたステンレス鋼板によって形成されている。現像ローラ６２（トナー担持面６２ａ）と帯電補助電極６５との間には、０．３ｍｍのギャップが設けられている。帯電補助バイアス電源回路６９４は、＋３４０Ｖの直流電圧を出力するようになっている。

回収部材６６は、アルミニウム製のローラであって、直径１２ｍｍに形成されている。現像ローラ６２（トナー担持面６２ａ）と回収部材６６との間には、０．５ｍｍのギャップが設けられている。回収バイアス電源回路６９５は、−１００Ｖの直流電圧を出力するようになっている。

＜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、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、トナーボックス６１内に貯留されているトナーＴは、起動部６３ａにおけるオーバーコート層６３４との接触や摩擦等により帯電する。起動部６３ａにおけるオーバーコート層６３４と接触あるいは近接している、帯電したトナーＴは、起動部６３ａにおける複数の搬送電極６３１に対する上述の搬送バイアス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、メイン搬送部６３ｂにスムーズに受け渡される。

メイン搬送部６３ｂは、その下端部にて起動部６３ａから受け渡されたトナーＴを、メイン搬送部６３ｂにおける複数の搬送電極６３１に対する上述の搬送バイアスの印加によって発生する進行波状の電界により、トナー担持位置ＴＣＰに向けて、垂直上方に搬送する。

ここで、起動部６３ａからメイン搬送部６３ｂに受け渡されたトナーＴには、帯電状態が不良なもの（低帯電あるいは無帯電のもの等）が混入している。もっとも、本実施形態の構成においては、メイン搬送部６３ｂによってトナー担持位置ＴＣＰに向けて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、トナー搬送経路ＴＴＰから逸脱し、メイン搬送部６３ｂから下方に落下する。

これにより、帯電状態が良好なトナーＴのみが選択的に、トナー担持位置ＴＣＰまで搬送される。すなわち、メイン搬送部６３ｂにて、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選別される。トナー搬送経路ＴＴＰ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６１ａに還流する。

上述のようにして、正帯電のトナーＴが、メイン搬送部６３ｂによってトナー担持位置ＴＣＰまで搬送される。なお、この間に、トナー搬送面ＴＴＳとの接触や衝突により、トナーＴの帯電量が徐々に増加する。

メイン搬送部６３ｂ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、搬送バイアス及び現像バイアスの作用（両者によって形成される現像ローラ６２と搬送電極６３１との間の電位差によって生じる電界）により、トナー担持面６２ａ上に担持される。トナー担持面６２ａ上に担持されたトナーＴは、現像ローラ６２と帯電補助電極６５との間で、交番電界の作用により、帯電状態が均一化される。

そして、現像ローラ６２の回転駆動により、トナー担持面６２ａが現像位置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。

現像位置ＤＰを通過してトナー担持面６２ａ上に残留した（現像位置ＤＰにて消費されなかった）トナーＴは、トナー回収位置ＴＲＰ（の近傍）にて、回収部材６６によって回収される。これにより、トナー担持面６２ａ上の、現像位置ＤＰにおける静電潜像の現像の履歴が、良好にクリアされる。よって、形成画像におけるゴーストの発生が、可及的に抑制される。回収部材６６の周面に付着したトナーＴは、回収部材クリーナ６７によって当該周面から剥離され、トナー貯留部６１ａに落下する。

＜＜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。

＜実施形態の構成による作用・効果＞
本実施形態においては、メイン搬送部６３ｂの主要部（上端部以外の部分）は、トナーＴを垂直上方に搬送するように設けられている。また、メイン搬送部６３ｂの上端部は、トナー搬送面ＴＴＳが下方を向くように設けられている。すなわち、かかる上端部は、トナーＴを「背面搬送」するように設けられている。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、良好に選別される。

また、本実施形態においては、トナー担持位置ＴＣＰよりも担持面移動方向ＣＳＤにおける上流側にてトナー担持面６２ａと対向するように設けられた担持補助部材６４と、現像ローラ６２との間には、正帯電したトナーＴが担持補助部材６４からトナー担持面６２ａ（現像ローラ６２）に向かうような電界が形成されている。かかる電界は、トナー担持位置ＴＣＰの近傍にて、電界搬送基板６３から飛翔したトナーＴをトナー担持面６２ａに向かわせるように作用する。すなわち、かかる電界は、トナー担持位置ＴＣＰ（の近傍）におけるトナー担持面６２ａ上へのトナーＴの担持を補助するように作用する。

これにより、トナー担持面６２ａ上にトナーＴがより良好に担持される。具体的には、メイン搬送部６３ｂのトナー搬送方向ＴＴＤにおける下流端から飛翔したトナーＴがトナー担持面６２ａに向かう方向とは異なる方向（例えば回収部材６６に向かう方向）に向かって飛翔することが、可及的に抑制される。

特に、本実施形態の構成によれば、トナー担持面６２ａ上におけるトナーＴの担持状態をより均一化させるためにトナー担持位置ＴＣＰにおけるギャップを大きくした場合に、メイン搬送部６３ｂのトナー搬送方向ＴＴＤにおける下流端から飛翔したトナーＴがトナー担持面６２ａに向かわずに回収部材６６に向かったりトナーボックス６１内で浮遊したりすることが、効果的に抑制される。

＜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。

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。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。

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。同様に、現像ローラ６２と回収部材６６とは、接触していてもよい。

上述の各種の電圧は、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。

電界搬送基板６３の構成や配置も、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６３４は、省略され得る。

起動部６３ａの中央部は、平坦であってもよい。すなわち、例えば、起動部６３ａにおける曲面状の部分は、メイン搬送部６３ｂの下端部との接続部のみであってもよい。メイン搬送部６３ｂは、実質的に上下方向に沿って立設していればよく、多少傾いていてもよい。

起動部６３ａは、メイン搬送部６３ｂと別体に構成されていてもよい。この場合、起動部６３ａとメイン搬送部６３ｂとは、それぞれ別々の電源回路と接続されていてもよい。

本発明は、上述の実施形態のような、トナー搬送経路ＴＴＰのほぼ全体によってトナーＴを帯電させる構成に限定されない。すなわち、例えば、メイン搬送部６３ｂにおけるオーバーコート層６３４の材質を適宜選択することで、メイン搬送部６３ｂ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得る。

担持補助部材６４の構成も、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、図５に示されているように、担持補助部材６４は、前記主走査方向と平行な軸を中心として回転可能なローラ状部材であってもよい。この場合、担持補助部材６４の周面をクリーニングするためのクリーニング部材６４１が設けられていてもよい。

帯電補助電極６５や回収部材６６の構成も、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、回収部材６６は、金属板によって形成され得る。

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（供給対象） ４ … 帯電器
５ … スキャナーユニット ６ … トナー供給装置
６１ … トナーボックス ６１ａ … トナー貯留部
６２ … 現像ローラ（現像剤担持部材） ６２ａ … トナー担持面
６３ … 電界搬送基板 ６３１ … 搬送電極
６４ … 担持補助部材 ６５ … 帯電補助電極
６６ … 回収部材 ６７ … 回収部材クリーナ
６９１ … 現像バイアス電源回路 ６９２ … 搬送バイアス電源回路
６９３ … 担持補助バイアス電源回路 ６９４ … 帯電補助バイアス電源回路
６９５ … 回収バイアス電源回路 ＣＳＤ … 担持面移動方向
ＤＰ … 現像位置（現像剤供給位置） ＬＳ … 静電潜像担持面
Ｔ … トナー ＴＣＰ … トナー担持位置
ＴＲＰ … トナー回収位置 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２０１０−１４５９１１号公報

Claims (3)

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を備え、これらの搬送電極への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、搬送基板と、
   前記現像剤担持部材の回転駆動による前記現像剤担持面の移動方向における前記担持位置よりも上流側にて当該現像剤担持面と対向するように、前記現像剤搬送経路から離隔した位置に設けられていて、前記現像剤担持部材との間に前記所定極性に帯電した前記現像剤が前記現像剤担持面に向かうような電界を発生させるための電圧が印加される、担持補助部材と、
   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、
   前記現像剤供給位置を経て前記現像剤担持面上に残留した前記現像剤を回収するために、前記現像剤担持部材の回転駆動による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下流側且つ前記担持補助部材と対向する位置よりも上流側にて前記現像剤担持面と対向するように設けられていて、前記現像剤担持部材との間に前記所定極性に帯電した前記現像剤を引きつけるような電界を発生させるための電圧が印加される、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１又は請求項２に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記担持補助部材は、前記主走査方向と平行な軸を中心として回転可能なローラ状部材であることを特徴とする、現像剤供給装置。

Images