説明

現像剤供給装置

【課題】 現像剤担持部材からの現像剤の回収をより良好に行う。
【解決手段】 現像剤供給装置は、現像剤担持部材と、現像剤担持手段と、回収用電界搬送基板と、現像剤付着力開放電極と、を備えている。現像剤担持部材は、現像剤供給位置にて供給対象と対向するように設けられている。現像剤担持手段は、現像剤供給位置よりも現像剤担持面の移動方向における上流側にて、現像剤担持面上に現像剤を担持させるように構成されている。回収用電界搬送基板は、現像剤供給位置よりも下流側にて現像剤担持面と対向するように設けられている。現像剤付着力開放電極は、現像剤担持面と回収用電界搬送基板との間に設けられていて、現像剤担持面上に担持された現像剤を、電圧印加に伴って発生する電界により、現像剤担持面から浮上させるように構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
この種の装置として、例えば、特開平3−12678号公報、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。
【0003】
前記現像剤担持部材は、所定の現像領域にて静電潜像担持体(感光体ドラム)と対向するように設けられている。この現像剤担持部材は、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。
【0004】
前記上流側現像剤搬送手段は、上流側搬送面を有している。この上流側搬送面は、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ように配置されている。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部材の前記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。
【0005】
前記下流側現像剤搬送手段は、下流側搬送面を有している。この下流側搬送面は、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ように配置されている。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部材の前記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。
【0006】
かかる構成においては、帯電した前記現像剤を前記現像剤担持面の前記移動方向(前記現像ローラの回転方向)における上流側から下流側へ向けて移動させる電界が、前記上流側搬送面上及び前記下流側搬送面上の空間に形成する。これにより、前記現像剤は、前記上流側搬送面及び前記下流側搬送面のそれぞれにて、前記現像剤担持部材の前記移動方向における上流側から下流側へ向けて移動する。
【0007】
前記上流側現像剤搬送手段によって搬送された前記現像剤は、前記上流側搬送面と前記現像剤担持面(前記現像ローラの周面)とが対向する位置にて、当該現像剤担持面に向かう。これにより、前記現像剤は、前記現像剤担持面に付着する。すなわち、前記現像剤担持面上に、前記現像剤が担持される。
【0008】
前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤の一部は、静電潜像の現像に供されることで、前記現像領域にて消費される。すなわち、前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤の一部は、前記現像領域に到達すると、前記静電潜像担持体の周面である静電潜像担持面上の、静電潜像に応じた位置に付着する。
【0009】
前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤のうちの、前記静電潜像担持面に付着しなかった(前記現像領域にて消費されなかった)残部は、前記下流側現像剤搬送手段によって回収され、前記下流側搬送面上を、前記現像剤担持面の前記移動方向(前記現像ローラの前記回転方向)における上流側から下流側へ搬送される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
この種の装置において、前記現像領域にて消費されずに前記現像剤担持面上に残留した前記現像剤の、前記現像剤担持部材(前記現像剤担持面)からの回収が、良好に行われないと、形成画像の乱れ等の不具合が生じるおそれがある。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。すなわち、本発明の目的は、前記現像剤担持部材からの前記現像剤の回収をより良好に行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の現像剤供給装置は、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ている。この現像剤供給装置は、現像剤担持部材と、現像剤担持手段と、回収用電界搬送基板と、現像剤付着力開放電極と、を備えている。
【0012】
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、当該現像剤担持面が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ている。この現像剤担持部材は、前記主走査方向と平行な軸を中心として回転することで、前記現像剤担持面を前記主走査方向と直交する方向に移動させつつ、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。
【0013】
前記現像剤担持手段は、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にて、当該現像剤担持面上に前記現像剤を担持させるように構成されている。
【0014】
具体的には、例えば、前記現像剤担持手段としての供給用電界搬送基板は、前記主走査方向に沿った長手方向を有するとともに当該主走査方向と交差する方向に沿って複数配列された供給用搬送電極を備えている。この供給用電界搬送基板は、現像剤搬送方向における下流側の端部が前記現像剤担持面と対向するように設けられている。この供給用電界搬送基板は、複数の前記供給用搬送電極への進行波状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電界により、前記現像剤を、現像剤貯留部から前記現像剤担持部材に向けて、前記現像剤搬送方向に搬送するように構成されている。
【0015】
前記回収用電界搬送基板は、前記主走査方向に沿った長手方向を有するとともに当該主走査方向と交差する方向に沿って複数配列された回収用搬送電極を備えている。この回収用電界搬送基板は、前記現像剤供給位置よりも前記移動方向における下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。この回収用電界搬送基板は、複数の前記回収用搬送電極への進行波状の多相交流電圧である回収バイアスの印加に伴って発生する電界により、前記現像剤を、前記現像剤貯留部に向けて搬送するように構成されている。
【0016】
前記現像剤付着力開放電極は、互いに対向する前記現像剤担持面と前記回収用電界搬送基板との間に設けられている。この現像剤付着力開放電極は、電圧印加に伴って発生する電界により、前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤を当該現像剤担持面から浮上させるように構成されている。本発明の特徴は、前記現像剤供給装置が、上述のような構成を有する前記現像剤付着力開放電極を備えたことにある。
【0017】
前記現像剤付着力開放電極は、前記主走査方向に沿って張設されたワイヤによって構成され得る。この場合、複数の前記ワイヤが、前記回収用電界搬送基板に沿って配列するように設けられ得る。そして、隣接する前記ワイヤ同士が逆位相となるような二相交流電圧である現像剤付着力開放バイアスが、複数の前記ワイヤに印加され得る。
【発明の効果】
【0018】
上述の構成においては、前記現像剤担持手段により、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にて、前記現像剤担持面上に前記現像剤が担持される。かかる現像剤は、前記現像剤担持面の移動により前記現像剤供給位置に到達することで、当該現像剤供給位置に供給される。
【0019】
前記現像剤供給位置を経た前記現像剤担持面は、前記現像剤付着力開放電極と対向する位置まで移動する。ここで、前記現像剤付着力開放電極への電圧印加に伴って発生する電界により、前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤が、当該現像剤担持面から浮上する。かかる現像剤は、前記回収用電界搬送基板によって回収され、前記現像剤貯留部に向けて搬送される。
【0020】
したがって、本発明の現像剤供給装置によれば、前記現像剤担持部材からの前記現像剤の回収が、より良好に行われる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】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2】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3】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4】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。
【発明を実施するための形態】
【0022】
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。
【0023】
<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。
【0024】
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に沿って搬送し得るように構成されている。
【0025】
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)を担持するように構成されている。
【0026】
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回転駆動され得るように構成されている。すなわち、前記主走査方向と平行な軸を中心として回転駆動されることで、静電潜像担持面LSが、前記主走査方向と直交する方向に沿って移動し得るように、感光体ドラム3が構成されている。
【0027】
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得るように構成されている。
【0028】
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を静電潜像担持面LSにおけるスキャン位置SP(帯電器4よりも感光体ドラム3の回転方向における下流側の位置)にて結像させる(露光する)とともに、かかる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)ことで、静電潜像担持面LS上に静電潜像を形成し得るように構成されている。
【0029】
本発明の現像剤供給装置としてのトナー供給装置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。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に供給し得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。
【0030】
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。
【0031】
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し得る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に回転駆動され得るように構成されている。
【0032】
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電圧が感光体ドラム3との間で印加されるようになっている。
【0033】
<<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である。図2を参照すると、トナー供給装置6は、帯電したトナーTを、電界によりトナー搬送経路TTPに沿って搬送しつつ、感光体ドラム3に対して供給するように構成されている。
【0034】
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、側断面視にて長円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の内側の空間における底部の、略半円筒状の部分である、トナー貯留部61a(本発明の現像剤貯留部に相当する)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、正帯電性、非磁性1成分の、黒色トナーである。
【0035】
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ことで、感光体ドラム3と現像ローラ62とが現像位置DP(本発明の現像剤供給位置に対応する)にて互いに対向するように設けられている。
【0036】
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(本発明の現像剤担持面に対応する)を有するローラ状の部材であって、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、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と近接しつつ所定間隔(500μm程度)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。
【0037】
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、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、上述の軸を中心として回転することで、トナー担持面62aを前記主走査方向と直交する方向(図中矢印参照)に移動させつつ、当該トナー担持面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。
【0038】
トナーボックス61の内部には、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。具体的には、電界搬送基板63は、トナーボックス61の内壁面に支持(固定)されている。本実施形態においては、電界搬送基板63は、底部電界搬送基板63aと、供給用電界搬送基板63bと、回収用電界搬送基板63cと、を備えている。なお、電界搬送基板63(底部電界搬送基板63a、供給用電界搬送基板63b、及び回収用電界搬送基板63c)の内部構成の詳細については後述する。
【0039】
底部電界搬送基板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配置されている。底部電界搬送基板63aは、電界搬送基板63の底部の、側断面視にて半円筒形状に屈曲した曲板状の部分であって、供給用電界搬送基板63bの下端部と滑らかに接続されている。この底部電界搬送基板63aは、トナー貯留部61a内のトナーTを、供給用電界搬送基板63bの下端部に向けて搬送するように、当該下端部と接続されている。
【0040】
供給用電界搬送基板63bは、現像位置DPよりも現像ローラ62の回転によるトナー担持面62aの移動方向における上流側の位置にて、トナー担持面62a上にトナーTを担持させるために、トナーTを底部電界搬送基板63aと接続された下端部から現像ローラ62と対向する上端部に向けて上方に搬送するように立設されている。
【0041】
すなわち、供給用電界搬送基板63bは、その上端部(トナー搬送方向TTDにおける下流側の端部)が、トナー担持面62aと、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よりも上流側の位置にて、所定間隔(300μm程度)のギャップを隔てて対向するように設けられている。そして、供給用電界搬送基板63bの主要部(底部電界搬送基板63aと接続された下端部からトナー担持面62aと近接する上端部のトナー搬送方向TTDにおける最上流部)は、トナーTを垂直上方に搬送するように、平板状に形成されている。
【0042】
回収用電界搬送基板63cは、供給用電界搬送基板63bの上端部と現像ローラ62を挟んだ反対側にて、現像ローラ62と対向するように設けられている。回収用電界搬送基板63cは、トナーボックス61の開口部61bよりもトナー搬送方向TTDにおける下流側に配置されている。本実施形態においては、回収用電界搬送基板63cの下端部(トナー搬送方向TTDにおける終端部)は、現像ローラ62の下端に対応する位置に設けられている。
【0043】
回収用電界搬送基板63cの上部は、トナー担持面62aと、現像位置DPよりも現像ローラ62の回転によるトナー担持面62aの移動方向における下流側の位置にて、所定間隔(300μm程度)のギャップを隔てて対向するように、側断面視にて半円筒形状に屈曲した曲板状に形成されている。回収用電界搬送基板63cの下部は、平板状に形成されていて、下方に向かうにつれてトナー担持面62aから徐々に離隔するように、前記上下方向と平行に配置されている。回収用電界搬送基板63cは、現像位置DPにて消費されなかったトナーTを現像ローラ62から回収するとともに、この回収されたトナーTを下方のトナー貯留部61aに向けて搬送するように構成されている。
【0044】
底部電界搬送基板63a及び供給用電界搬送基板63bは、搬送バイアス電源回路64と電気的に接続されている。回収用電界搬送基板63cは、回収バイアス電源回路65と電気的に接続されている。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。
【0045】
搬送バイアス電源回路64、回収バイアス電源回路65、及び現像バイアス電源回路66は、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に循環させる(トナー貯留部61a内のトナーTを現像ローラ62に一旦担持させつつ現像位置DPまで供給するとともに、現像位置DPにて消費されなかったトナーTを現像ローラ62から回収して下方のトナー貯留部61aに還流させる)ために必要な電圧を出力するようになっている。
【0046】
具体的には、搬送バイアス電源回路64は、振幅600V・DCオフセット700Vの矩形波状の交流電圧(搬送バイアス)を出力するようになっている。また、回収バイアス電源回路65は、振幅600V、DCオフセット300Vの矩形波状の交流電圧(回収バイアス)を出力するようになっている。さらに、現像バイアス電源回路66は、振幅1kV、DCオフセット500Vの矩形波状の交流電圧(現像バイアス)を出力するようになっている。
【0047】
トナーボックス61の内側の空間内における、現像ローラ62よりも下方であって、供給用電界搬送基板63bに近接する位置には、遮蔽板67が配置されている。遮蔽板67は、電界搬送基板63の動作によってトナーボックス61の内側の空間内にてトナーTが舞い上がった場合に、このトナーTが現像ローラ62に付着しないように設けられている。
【0048】
互いに対向する回収用電界搬送基板63cの上部とトナー担持面62aとの間には、複数のトナー付着力開放ワイヤ68が配置されている。各トナー付着力開放ワイヤ68は、金属製であって、前記主走査方向と平行に張設されている。そして、複数のトナー付着力開放ワイヤ68が、トナー担持面62a及び回収用電界搬送基板63cに沿って(すなわちトナー搬送経路TTPに沿って)、所定間隔で配列されている。
【0049】
複数のトナー付着力開放ワイヤ68は、トナー付着力開放用電源回路69と電気的に接続されている。トナー付着力開放用電源回路69は、隣接するトナー付着力開放ワイヤ68同士が逆位相となるような二相交流電圧(振幅2kV・DCオフセット500Vの矩形波状の交流電圧)である現像剤付着力開放バイアスを出力する(複数のトナー付着力開放ワイヤ68に印加する)ようになっている。
【0050】
<<<搬送基板>>>
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、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。
【0051】
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、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、前記主走査方向と交差するトナー搬送経路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。
【0052】
なお、底部電界搬送基板63aにおける搬送電極631を、以下「底部搬送電極631a」と称する。同様に、供給用電界搬送基板63bにおける搬送電極631を、以下「供給用搬送電極631b」と称し、回収用電界搬送基板63cにおける搬送電極631を、以下「回収用搬送電極631c」と称する。
【0053】
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・・・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、搬送バイアス電源回路64等の構成要素である。)。
【0054】
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を出力し得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。
【0055】
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多相交流の駆動電圧の印加に伴って、トナー搬送経路TTP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に搬送し得るように構成されている。
【0056】
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、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。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る。この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。
【0057】
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。すなわち、上述の搬送電極コーティング層633は、搬送電極オーバーコーティング層634と搬送電極631との間に形成されている。搬送電極オーバーコーティング層634の表面は、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。
【0058】
<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。
【0059】
<<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。
【0060】
<<静電潜像担持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。
【0061】
<<<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まで移動する。
【0062】
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。
【0063】
<<<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、底部電界搬送基板63a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。底部電界搬送基板63aと接触あるいは近接している、帯電したトナーTは、複数の底部搬送電極631aに対する搬送バイアスの印加に伴って発生する電界により、トナー搬送方向TTDに搬送され、供給用電界搬送基板63bに受け渡される。
【0064】
供給用電界搬送基板63bは、その下端部にて底部電界搬送基板63aから受け渡されたトナーTを、複数の供給用搬送電極631bに対する搬送バイアスの印加に伴って発生する電界により、トナー貯留部61aから現像ローラ62に向けて垂直上方に搬送する。そして、供給用電界搬送基板63bとトナー担持面62aとが近接対向する位置にて、正帯電のトナーTは、供給用電界搬送基板63bと現像ローラ62との間に形成された電界によって、トナー担持面62a上に担持される。
【0065】
ここで、底部電界搬送基板63aから供給用電界搬送基板63b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。
【0066】
もっとも、本実施形態の構成においては、供給用電界搬送基板63bによって垂直上方に搬送されている際や、供給用電界搬送基板63bと現像ローラ62との間に形成された電界によって正帯電のトナーTがトナー担持面62a上に担持される際に、帯電状態が不良なトナーTは、重力や上述の電界の作用により、トナー搬送経路TTPから逸脱し、供給用電界搬送基板63bから下方に落下する。
【0067】
これにより、供給用電界搬送基板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、良好に選別される。トナー搬送経路TTPから逸脱して供給用電界搬送基板63bから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。かかるトナーTは、供給用電界搬送基板63bによって、再度上方に搬送される。
【0068】
上述のようにしてトナー担持面62a上に担持されたトナーTは、現像ローラ62の回転によるトナー担持面62aの移動によって現像位置DPに到達することで、現像位置DPに供給される。この現像位置DP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。
【0069】
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の回転駆動により、トナー付着力開放ワイヤ68と対向する位置まで移動する。ここで、トナー担持面62a上においては、鏡像力やファンデルワールス力によって、トナーTが強固に付着している。
【0070】
この点、本実施形態においては、複数のトナー付着力開放ワイヤ68に、隣接するトナー付着力開放ワイヤ68同士が逆位相となるような二相交流電圧である現像剤付着力開放バイアスが印加されている。したがって、トナー担持面62a上に担持されたトナーTは、複数のトナー付着力開放ワイヤ68への現像剤付着力開放バイアスの印加に伴って発生する電界により、トナー担持面62aから良好に浮上する。
【0071】
このようにして、トナー担持面62aから浮上したトナーTは、回収用電界搬送基板63cによって回収される。そして、かかるトナーTは、回収用電界搬送基板63cにおける、複数の回収用搬送電極631cへの進行波状の多相交流電圧である回収バイアスの印加に伴って発生する電界により、トナー貯留部61aに向けて垂直下方に搬送される。
【0072】
このとき、トナーTには、重力と同方向の慣性が作用する。そして、回収用電界搬送基板63cの下端部よりも下方においては、トナーTは、重力と、この重力と同方向の慣性の作用で、トナー貯留部61aに落下する。よって、回収用電界搬送基板63cがトナー貯留部61aに達するまで設けられていなくても、トナーTがトナー貯留部61aに良好に還流する。
【0073】
<<静電潜像担持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。
【0074】
<実施形態による効果>
以上のように、本実施形態の構成においては、鏡像力やファンデルワールス力によってトナー担持面62a上に強固に付着したトナーTが、回収用電界搬送基板63cと現像ローラ62とが対向する位置にて、トナー付着力開放ワイヤ68への電圧印加に伴って発生する電界によって、トナー担持面62aから良好に浮上する。これにより、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が、より良好に回収され得る。
【0075】
また、本実施形態の構成によれば、電界搬送基板63に印加されるバイアス電圧が、より低電圧化され得る(トナー付着力開放ワイヤ68がない場合、現像位置DPを通過したトナー担持面62a上のトナーTが充分に回収されるようにするためには、搬送バイアスのDCオフセットが1200V、現像バイアスのDCオフセットが1kVとなり、供給用電界搬送基板63bにおけるDCオフセットが高電圧化してしまう。)。
【0076】
さらに、本実施形態の構成においては、隣接するトナー付着力開放ワイヤ68同士が逆位相となるような二相交流電圧が複数のトナー付着力開放ワイヤ68に印加される。このため、トナー付着力開放ワイヤ68が4本以上設けられた場合、トナー担持面62aからトナーTを浮上させるような電界が、隣り合うワイヤ間ギャップに交互に発生する。したがって、本実施形態によれば、トナー担持面62a上のトナーTの回収が、より効率的に行われ得る。
【0077】
<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具体例を、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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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、(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。
【0081】
(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。
【0082】
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。
【0083】
(2)電界搬送基板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。
【0084】
底部電界搬送基板63aの中央部は、平坦であってもよい。すなわち、底部電界搬送基板63aにおける曲面状の部分は、供給用電界搬送基板63bの下端部との接続部のみであってもよい。また、底部電界搬送基板63aは、供給用電界搬送基板63bと一体であってもよく、別体であってもよい。
【0085】
供給用電界搬送基板63bは、実質的に前記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。同様に、回収用電界搬送基板63cも、多少傾いていてもよい。また、供給用電界搬送基板63bの上端部は、平板状に形成され得る。同様に、回収用電界搬送基板63cの上部も、平板状に形成され得る。この場合、回収用電界搬送基板63cとトナー担持面62aとが近接対向する位置に、トナー付着力開放ワイヤ68が設けられる。
【0086】
回収用電界搬送基板63cのトナー搬送方向TTDにおける終端部は、底部電界搬送基板63aと接続されていてもよい。この場合、底部電界搬送基板63aは、回収用電界搬送基板63cと一体であってもよく、別体であってもよい。
【0087】
(3)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ない。すなわち、本発明における多相交流電圧は、4相に限定されない。よって、例えば、トナー供給装置6には、位相が120°ずつ異なる3つの電源回路VA〜VCが備えられていてもよい。
【0088】
(4)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。
【符号の説明】
【0089】
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(現像剤供給装置)
61…トナーボックス 61a…トナー貯留部(現像剤貯留部)
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 63a…底部電界搬送基板
63b…供給用電界搬送基板 63c…回収用電界搬送基板
631…搬送電極 631a…底部搬送電極
631b…供給用搬送電極 631c…回収用搬送電極
64…搬送バイアス電源回路 65…回収バイアス電源回路
66…現像バイアス電源回路 67…遮蔽板
68…トナー付着力開放ワイヤ 69…トナー付着力開放用電源回路
DP…現像位置(現像剤供給位置) LS…静電潜像担持面
T…トナー TTP…トナー搬送経路
【先行技術文献】
【特許文献】
【0090】
【特許文献1】特開平3−12678号公報
【特許文献2】特開2008−70803号公報

【特許請求の範囲】
【請求項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、
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、当該現像剤担持面が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、前記主走査方向と平行な軸を中心として回転することで前記現像剤担持面を前記主走査方向と直交する方向に移動させつつ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にて、当該現像剤担持面上に前記現像剤を担持させるように構成された、現像剤担持手段と、
前記主走査方向に沿った長手方向を有するとともに当該主走査方向と交差する方向に沿って複数配列された回収用搬送電極を備えていて、これら複数の回収用搬送電極への進行波状の多相交流電圧である回収バイアスの印加に伴って発生する電界により前記現像剤を現像剤貯留部に向けて搬送するように構成され、前記現像剤供給位置よりも前記移動方向における下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、回収用電界搬送基板と、
互いに対向する前記現像剤担持面と前記回収用電界搬送基板との間に設けられていて、電圧印加に伴って発生する電界により、前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤を当該現像剤担持面から浮上させるように構成された、現像剤付着力開放電極と、
を備えたことを特徴とする、現像剤供給装置。
【請求項2】
請求項1に記載の、現像剤供給装置であって、
前記現像剤付着力開放電極は、前記主走査方向に沿って張設されたワイヤからなることを特徴とする、現像剤供給装置。
【請求項3】
請求項2に記載の、現像剤供給装置であって、
複数の前記ワイヤが、前記回収用電界搬送基板に沿って配列するように設けられていて、
隣接する前記ワイヤ同士が逆位相となるような二相交流電圧である現像剤付着力開放バイアスが、複数の前記ワイヤに印加されるように構成されたことを特徴とする、現像剤供給装置。
【請求項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、
前記現像剤担持手段は、
前記主走査方向に沿った長手方向を有するとともに当該主走査方向と交差する方向に沿って複数配列された供給用搬送電極を備えていて、これら複数の供給用搬送電極への進行波状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電界により前記現像剤を前記現像剤貯留部から前記現像剤担持部材に向けて現像剤搬送方向に搬送するように構成され、当該現像剤搬送方向における下流側の端部が前記現像剤担持面と対向するように設けられた、供給用電界搬送基板からなることを特徴とする、現像剤供給装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2011−64843(P2011−64843A)
【公開日】平成23年3月31日(2011.3.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−214056(P2009−214056)
【出願日】平成21年9月16日(2009.9.16)
【出願人】(000005267)ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Fターム(参考)】