現像剤供給装置
【課題】 供給対象に対して常に良好な帯電状態の現像剤を供給すること。
【解決手段】 現像剤担持部材は、供給対象と対向配置されている。現像剤帯電補助電極は、現像剤担持部材と対向配置されている。帯電補助バイアス印加手段は、現像剤帯電補助電極と現像剤担持部材との間に、帯電補助バイアスを印加する。現像バイアス印加手段は、供給対象と現像剤担持部材との間に、現像バイアスを印加する。現像バイアス印加手段及び帯電補助バイアス印加手段の出力は、帯電補助バイアスの周波数が現像バイアスの周波数よりも高くなるように設定されている。
【解決手段】 現像剤担持部材は、供給対象と対向配置されている。現像剤帯電補助電極は、現像剤担持部材と対向配置されている。帯電補助バイアス印加手段は、現像剤帯電補助電極と現像剤担持部材との間に、帯電補助バイアスを印加する。現像バイアス印加手段は、供給対象と現像剤担持部材との間に、現像バイアスを印加する。現像バイアス印加手段及び帯電補助バイアス印加手段の出力は、帯電補助バイアスの周波数が現像バイアスの周波数よりも高くなるように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
この種の装置として、例えば、特開2001−75357号公報や特開2010−145911号公報等に開示されているものが知られている。
【0003】
特開2010−145911号公報に開示された装置は、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、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電圧印加に伴って発生する電界により、前記現像剤搬送経路に沿った現像剤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。
【0004】
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、前記現像剤を前記現像剤搬送方向としての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当該下端部と接続されている。
【0005】
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所定の電圧が印加されている。
【0006】
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、前記現像剤搬送方向としての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。
【0007】
特開2001−75357号公報に開示された装置(現像装置)は、前記供給対象としての静電潜像担持体(具体的には感光体ドラム)と対向配置されていてトナーからなる一成分現像剤を表面に担持するトナー担持体(現像ローラ)と、このトナー担持体の表面にトナー薄層を形成するトナー層形成部材と、を備えている。
【発明の概要】
【0008】
この種の装置において、前記供給対象に対して常に良好な帯電状態の前記現像剤を供給するためには、前記現像剤担持部材あるいは前記トナー担持体の表面に担持された前記現像剤の帯電状態を、適切に設定す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。
【0009】
<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。かかる現像剤供給装置は、現像剤担持部材と、現像剤担持手段と、現像剤帯電補助電極と、現像バイアス印加手段と、電補助バイアス印加手段と、を備えている。
【0010】
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。かかる現像剤担持部材は、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。
【0011】
前記現像剤担持手段は、担持位置及び/又はその近傍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、前記担持位置にて当該現像剤担持面と対向配置されている。ここで、前記担持位置は、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の位置である。
【0012】
前記現像剤担持手段は、電界搬送基板を備えていてもよい。この電界搬送基板は、複数の搬送電極を備えている。これら複数の搬送電極は、前記主走査方向に沿った長手方向を有していて、当該主走査方向と交差する方向に沿って複数配列されている。かかる電界搬送基板は、複数の前記搬送電極への多相交番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り、前記現像剤を、前記担持位置に向けて現像剤搬送方向に搬送するように構成されている。そして、かかる電界搬送基板は、前記現像剤搬送方向における下流側の端部が前記担持位置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。
【0013】
前記現像バイアス印加手段は、前記供給対象と前記現像剤担持部材との間に現像バイアスを印加するように設けられている。ここで、前記現像バイアスは、前記現像剤担持部材から前記供給対象へ前記現像剤を移行させるための交番電圧である。
【0014】
前記現像剤帯電補助電極は、前記現像剤担持面の移動方向における前記担持位置と前記現像剤供給位置との間の位置にて、前記現像剤担持面と対向配置されている。
【0015】
前記帯電補助バイアス印加手段は、前記現像剤帯電補助電極と前記現像剤担持部材との間に帯電補助バイアスを印加するように設けられている。ここで、前記帯電補助バイアスは、前記現像剤帯電補助電極と前記現像剤担持部材との間に交番電界を発生させることで前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤を帯電させるための交番電圧である。
【0016】
本発明の特徴は、前記帯電補助バイアスの周波数が、前記現像バイアスの周波数よりも高くなる(具体的には2倍以上、典型的には2倍以上の整数倍となる)ように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることにある。
【0017】
本発明の他の特徴は、前記帯電補助バイアスの平均電位が前記現像バイアスの平均電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることにある。
【0018】
本発明の他の特徴は、前記帯電補助バイアスの最高電位が前記現像バイアスの最高電位よりも前記所定極性側となり、且つ前記現像バイアスの最高電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることにある。
【0019】
本発明の他の特徴は、前記現像バイアスの最低電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることにある。
【0020】
<作用・効果>
かかる構成を備えた本発明の現像剤供給装置においては、前記帯電補助バイアスの周波数を前記現像バイアスの周波数よりも高くすることで、前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤の、前記現像剤帯電補助電極に対する衝突回数を、可及的に増加させることができる。これにより、前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤の帯電状態が、より適切に設定される。
【0021】
また、前記帯電補助バイアスの平均電位が前記現像バイアスの平均電位よりも前記所定極性側となることで、前記現像剤帯電補助電極との衝突により帯電状態が適切に設定された前記現像剤が、その後良好に前記現像剤担持面に担持される。すなわち、前記現像剤帯電補助電極への前記現像剤の付着が、可及的に抑制される。
【0022】
また、前記帯電補助バイアスの最高電位が前記現像バイアスの最高電位よりも前記所定極性側となり、且つ前記現像バイアスの最高電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となることで、前記現像剤帯電補助電極の近傍にて前記現像剤を往復振動させることができる。これにより、前記現像剤帯電補助電極に対する衝突回数を可及的に増加させることができる。
【0023】
さらに、前記現像バイアスの最低電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となることで、前記現像剤担持面の近傍においても前記現像剤を往復振動させることができる。これにより、前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤の帯電状態が、より適切に設定される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】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。
【図5】トナーの挙動を示す概略図である。
【図6】現像バイアス及び帯電補助バイアスの印加によるトナー挙動のシミュレーション結果を示す図(比較例)である。
【図7】現像バイアス及び帯電補助バイアスの印加によるトナー挙動のシミュレーション結果を示す図(実施例1)である。
【図8】現像バイアス及び帯電補助バイアスの印加によるトナー挙動のシミュレーション結果を示す図(実施例2)である。
【図9】現像バイアス及び帯電補助バイアスの印加によるトナー挙動のシミュレーション結果を示す図(実施例3)である。
【図10】図2に示されているトナー供給装置の一変形例の構成を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
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。
【0026】
<全体構成>
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、を備えている。
【0027】
レーザープリンタ1内に設け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、上述の給紙トレイに収容された用紙Pを、所定の用紙搬送経路PPに沿って一枚ずつ搬送するように構成されている。
【0028】
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:用紙幅方向あるいは単に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、所定方向(図中反時計回り)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。
【0029】
帯電器4は、静電潜像担持面LSを一様に正帯電させるために、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、感光体ドラム3の回転によって前記副走査方向に沿って移動する静電潜像担持面LS(帯電器4によって一様に正帯電されている)上に、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にて結像させつつ前記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、構成及び配置されている。
【0030】
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、正帯電した状態のトナーT(図2参照)を下方から静電潜像担持面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。
【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との間の転写位置TP(現像位置DP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)に向けて送出するように構成されている。
【0032】
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る。この転写ローラ22は、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構成されている。また、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感光体ドラム3との間に印加されるように、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。
【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。
【0034】
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筒状の部分の内側に形成された空間である、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。
【0035】
<<現像剤担持部材>>
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、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。そして、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。
【0036】
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。本実施形態においては、現像ローラ62は、前記主走査方向と平行な回転中心軸がトナーボックス61の内側に位置することで、トナー担持面62aのほぼ上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に収容されている。
【0037】
<<現像剤担持手段>>
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長円状に形成されたトナー搬送経路TTPに沿って、搬送基板63が設けられている。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。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を進行波電界により搬送するように構成されている。本実施形態においては、搬送基板63は、底部電界搬送基板63aと、垂直電界搬送基板63bと、回収基板63cと、を備えている。なお、搬送基板63(底部電界搬送基板63a、垂直電界搬送基板63b、及び回収基板63c)の内部構成の詳細については後述する。
【0038】
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て、トナーボックス61の内壁面に固定されている。底部電界搬送基板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を垂直電界搬送基板63bの下端部に向けて円滑に搬送するように、平板状の垂直電界搬送基板63bの下端部と滑らかに接続されている。
【0039】
垂直電界搬送基板63bは、トナーボックス61の内壁面に固定されている。底部電界搬送基板63aとともに本発明の「電界搬送基板」を構成する、この垂直電界搬送基板63bは、底部電界搬送基板63aと接続された下端部からトナーTを垂直上方に搬送するように立設されている。垂直電界搬送基板63bの上端部は、現像ローラ62の中心とほぼ同じ高さに(当該中心よりも若干上方まで)設けられている。この上端部(後述するトナー搬送方向TTDにおける下流側の端部)は、現像ローラ62における円柱面状のトナー担持面62aと対向するように設けられている。この垂直電界搬送基板63bの上端部とトナー担持面62aとが最も近接しつつ対向するトナー担持位置TCPにて、両者の間には、所定間隔のギャップが設けられている。
【0040】
本実施形態においては、底部電界搬送基板63a及び垂直電界搬送基板63bは、側断面視にて反転J字状(J字を鏡に映した状態)に継ぎ目なく一体に形成されている。そして、垂直電界搬送基板63bは、底部電界搬送基板63aから受け渡されたトナー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に搬送するとともに、トナー担持位置TCPの近傍にてトナー担持面62a上にトナーTを担持させるように構成されている(トナー搬送方向TTDはトナー搬送経路TTPの接線方向である)。
【0041】
回収基板63cは、垂直電界搬送基板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。すなわち、回収基板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、回収基板63cのトナー搬送方向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。回収基板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。具体的には、本実施形態においては、回収基板63cは、平板状に形成されている。そして、回収基板63cは、現像ローラ62と所定間隔(現像位置DPにおける感光体ドラム3と現像ローラ62とのギャップの間隔よりも狭い間隔)のギャップを隔てて対向しつつ、トナーTを垂直下方に搬送するように設けられている。
【0042】
<<現像剤帯電補助電極>>
本発明の現像剤帯電補助電極としての対向部材64は、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。この対向部材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り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、対向部材64は、前記主走査方向と平行な中心軸を有するローラ状の部材であって、当該中心軸を中心として回転駆動されるようになっている。対向部材64(のトナー担持面62aと対向する表面である対向ローラ表面64a)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。
【0043】
また、トナー供給装置6には、クリーニング部65が備えられている。このクリーニング部65は、対向部材64の円筒面状の周面である対向ローラ表面64aに付着したトナーTを当該対向ローラ表面64aから除去することで、当該対向ローラ表面64aをクリーニングするように構成されている。
【0044】
<<各種バイアス印加手段>>
搬送基板63における底部電界搬送基板63a及び垂直電界搬送基板63bは、搬送電源回路66と電気的に接続されている。回収基板63cは、回収電源回路67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68と電気的に接続されている。
【0045】
搬送電源回路66、回収電源回路67、及び現像バイアス電源回路68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】
すなわち、搬送電源回路66は、底部電界搬送基板63a及び垂直電界搬送基板63bにおけるトナー搬送面TTS上にてトナーTをトナー搬送方向TTDに搬送するための進行波電界を形成するために、多相交番電圧成分を含む搬送バイアスを出力するようになっている。また、回収電源回路67は、トナー担持面62aと対向する位置にて回収したトナーTをトナー貯留部61aに還流させるための進行波電界を形成するために、多相交番電圧成分を含む回収バイアスを出力するようになっている。
【0047】
さらに、現像バイアス電源回路68は、トナー担持位置TCPにてトナーTをトナー担持面62a上に担持させ、静電潜像担持面LS上に形成された電位分布による静電潜像に対応してトナーTを現像位置DPにてトナー担持面62a上から静電潜像担持面LS上に移行させ、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を回収基板63c側に移行させるために、必要な電圧(典型的には直流電圧成分と交番電圧成分とが重畳された電圧)を出力するようになっている。ここで、現像バイアス電源回路68の出力に伴って、感光体ドラム3と現像ローラ62との間に印加される、トナー担持面62aから静電潜像担持面LSにおける露光部へ正帯電のトナーTを移行させるための交番電圧を、「現像バイアス」と称する。すなわち、現像バイアス電源回路68は、感光体ドラム3と現像ローラ62との間に現像バイアスを印加するようになっている(具体例は後述する:図7〜図9参照)。
【0048】
対向部材64は、帯電補助バイアス電源回路69と電気的に接続されている。帯電補助バイアス電源回路69は、現像ローラ62(トナー担持面62a)と対向部材64(対向ローラ表面64a)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の帯電状態を、当該交番電界の作用により調整する(具体的にはさらに帯電させる)ようになっている。すなわち、帯電補助バイアス電源回路69は、実質的に現像ローラ62と対向部材64との間に交番電圧(帯電補助バイアス)が印加されるような電圧を出力するようになっている(具体例は後述する:図7〜図9参照)。
【0049】
ここで、本実施形態においては、帯電補助バイアスの周波数が現像バイアスの周波数よりも高くなるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されている。
【0050】
また、本実施形態においては、帯電補助バイアスの平均電位が現像バイアスの平均電位よりも高く(トナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されている。
【0051】
また、本実施形態においては、帯電補助バイアスの最高電位が現像バイアスの最高電位よりも高く(トナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なり、且つ現像バイアスの最高電位が帯電補助バイアスの最低電位よりも高く(トナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されている。
【0052】
<<搬送基板の内部構成>>
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。
【0053】
搬送電極631(なお、底部電界搬送基板63aにおける搬送電極631を底部搬送電極631a、垂直電界搬送基板63bにおける搬送電極631を垂直搬送電極631b、回収基板63cにおける搬送電極631を回収電極631cと称する。)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、例えば、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。
【0054】
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における搬送電源回路66等の構成要素である。)。
【0055】
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、ほぼ同一波形の交番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631に対して上述のような駆動電圧(搬送バイアスあるいは回収バイアス)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。
【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(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。
【0057】
<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。
【0058】
<<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。
【0059】
<<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。
【0060】
<<<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。
【0061】
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。
【0062】
<<<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、底部搬送電極631aに対する多相交番電圧成分を含む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、垂直電界搬送基板63bにスムーズに受け渡される。
【0063】
垂直電界搬送基板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、垂直搬送電極631b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、垂直上方のトナー搬送方向TTDに搬送する。ここで、底部電界搬送基板63aから垂直電界搬送基板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。
【0064】
もっとも、本実施形態の構成においては、垂直電界搬送基板63b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や、垂直電界搬送基板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がトナー担持位置TCPにて現像ローラ62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、垂直電界搬送基板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、垂直電界搬送基板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。
【0065】
上述のようにして、正帯電のトナーTが、垂直電界搬送基板63bによってトナー担持位置TCPまで搬送される。この間に、トナー搬送面TTSとの接触により、トナーTの帯電量が徐々に増加する。すなわち、本実施形態においては、搬送基板63のトナー搬送方向TTDにおける上流側の端部である底部電界搬送基板63a(特にトナー貯留部61aに貯留されているトナーTの「水面」近傍)と、垂直電界搬送基板63bの下端部からトナー担持位置TCPに至るまでの領域と、において、上述の搬送バイアスの作用により、トナーTが帯電する。
【0066】
垂直電界搬送基板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にて、搬送バイアス及び現像バイアスの作用により、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の回転駆動により現像位置DPまで移動する途中で、対向部材64と対向する。この位置にて、上述の帯電補助バイアスの作用により、トナーTが振動して対向ローラ表面64aと衝突しつつトナー担持面62a上に復帰することで、トナーTの帯電状態が良好な状態に調整される(具体的にはトナーTがさらに帯電させられる)。
【0067】
上述の帯電補助バイアスの作用により帯電状態が良好な状態に調整されたトナーTは、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、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。
【0068】
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、上述の現像バイアス及び回収バイアスの作用で、回収基板63c側に移行する。すなわち、かかるトナーは、回収基板63cによってトナー担持面62aから回収される。
【0069】
回収基板63c側に良好に移行したトナーTは、上述の回収バイアスの作用で、垂直下方に搬送される。回収基板63cの下端部にて、トナーTには、重力と同方向の慣性が作用する。このため、回収基板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。
【0070】
なお、対向部材64による、上述のようなトナーTの帯電作用の際に対向ローラ表面64aに付着したトナーTは、クリーニング部65によって、当該対向ローラ表面64aから除去される。具体的には、画像形成動作の終了後のクリーニング動作時に、対向部材64が回転駆動される。すると、対向ローラ表面64aとクリーニングブレード65bとが摺動する。これにより、対向ローラ表面64a上に付着していたトナーTは、対向ローラ表面64aから剥離され、クリーニングケース65a内に収容される。
【0071】
<<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。
【0072】
<実施形態の構成による作用・効果>
【0073】
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。
【0074】
一方、図5(B)に示されているように、従来のこの種の装置においては、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)。
【0075】
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。
【0076】
これに対し、本実施形態の構成においては、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位置TCPの近傍にてトナー担持面62a上に一旦担持されたトナーTは、現像ローラ62と対向部材64とが対向する位置にて、図5(D)に示されているように、交番電界の作用により帯電させられる(なお、本例においては、対向部材64は、画像形成動作中すなわち上述の帯電作用の間、回転駆動が停止している。)。
【0077】
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、図5(D)に示されているような帯電によって、現像ローラ62と対向部材64とが対向する位置を経たトナーTは、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の帯電状態が、より良好な状態に調整される。
【0078】
ここで、図6〜図9は、現像バイアス及び帯電補助バイアスの印加によるトナー挙動のシミュレーション結果を示す図である。図中、最上段は、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧(すなわち対向部材64の印加電圧)の波形を示し、最下段は、現像バイアス電源回路68の出力電圧(すなわち現像ローラ62の印加電圧)の波形を示す。感光体ドラム3が接地されている場合には、最下段の現像バイアス電源回路68の出力電圧は「現像バイアス」と一致する。
【0079】
また、図中、中段における実線は、帯電補助バイアスの波形、すなわち、現像ローラ62と対向部材64との間の印加電圧の波形を示す。具体的には、この帯電補助バイアスの波形は、現像バイアス電源回路68の出力電圧に対する帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧の偏差となる。そして、中段における破線は、かかる帯電補助バイアス(実線参照)によるトナーの挙動を示す。
【0080】
図6〜図9におけるシミュレーション条件は、以下のとおりである。
・現像ローラ62と対向部材64との間の間隔:0.3mm
・トナー直径:8μm
・トナー電荷:15μC/g
・トナー密度:1.2g/cm3
【0081】
よって、図中、中段の左側の目盛における「0」は、現像ローラ62の周面(すなわちトナー担持面62a)を示す。また、同目盛における「0.3」は、対向ローラ表面64aを示す。
【0082】
図6〜図9は、現像バイアスが共通(−800〜+1200V[平均+200V]・1kHz)の条件で、帯電補助バイアスの波形を変更した場合の、トナー挙動の変化を示している。まず、図6に示されているように、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧が直流電圧成分のみであって、帯電補助バイアスの周波数と現像バイアスの周波数とが等しい場合(比較例)、トナーTの対向部材64に対する単位時間当たりの衝突頻度は、帯電補助バイアスの周波数と等しくなる。すなわち、トナーTは、帯電補助バイアスの波形が正側に1回反転する毎に対向部材64(対向ローラ表面64a)に1回だけ衝突し、帯電補助バイアスの波形が負側に反転するまで対向ローラ表面64a上に留まる。
【0083】
これに対し、図7に示されているように、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧が−750〜+1750V[平均+500V]・8kHzである場合(実施例1)、帯電補助バイアスの周波数が現像バイアスの周波数よりも高くなり、図6の場合よりも対向部材64(対向ローラ表面64a)に対する衝突頻度が増大する。
【0084】
ここで、図7においては、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧の波形は、現像バイアスが正側に反転するタイミング(すなわちトナーTが現像ローラ62から対向部材64側に飛翔するタイミング)で立ち下がるように設定されていた。これに対し、図8に示されているように、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧の位相を適宜調整する(現像バイアスが正側に反転するタイミングで低電位側になるように位相を1/4周期ずらす)とともに、トナーTが対向部材64に向かって飛翔中に対向部材64の電位が高くならないように帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧の波形を適宜調整することで、衝突態様がより良好となった。
【0085】
このように、帯電補助バイアスの周波数が現像バイアスの周波数よりも高くなるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されることで、トナー担持面62a上に担持されたトナーTの、対向部材64に対する衝突回数を、可及的に増加させることができる。これにより、トナー担持面62a上に担持されたトナーTの帯電状態が、より適切に設定される。
【0086】
また、帯電補助バイアスの平均電位が現像バイアスの平均電位よりも高く(すなわちトナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されることで、対向部材64との衝突により帯電状態が適切に設定されたトナーTが、その後良好に前記現像剤担持面に復帰する。これにより、対向部材64へのトナーTの付着が、可及的に抑制される。
【0087】
また、帯電補助バイアスの最高電位が現像バイアスの最高電位よりも高く(すなわちトナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なり、且つ現像バイアスの最高電位が帯電補助バイアスの最低電位よりも高く(すなわちトナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されることで、対向部材64の近傍にてトナーTを往復振動させることができる。これにより、対向部材64に対する衝突回数を可及的に増加させることができる。
【0088】
また、図9に示されているように、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧が−1250〜+2250V[平均+500V]・8kHzである場合(実施例3)、現像バイアスの最低電位が帯電補助バイアスの最低電位よりも高く(トナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なる。この場合、トナー担持面62aの近傍においてもトナーTを往復振動させることができ、トナー担持面62a上に担持されたトナーTの帯電状態がより適切に設定される。
【0089】
<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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
(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、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。
【0094】
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。
【0095】
本発明は、正帯電トナーに限定されない。すなわち、本発明は、負帯電トナーに対しても好適に適用されることは、いうまでもない(例えば、上述の実施形態における電位や電荷の極性や高低関係が、単に反転するだけである。)。また、本発明は、上述の実施形態のような、いわゆる電界搬送に限定されない。すなわち、本発明は、通常の非磁性一成分現像装置に対しても、好適に適用される(具体的には、例えば、特開2001−75357号公報における「トナー帯電部材」に対する電圧印加手段として、上述の実施形態の例が適用可能である。)。
【0096】
(2)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、例えば、搬送基板63と現像ローラ62とは、接触していてもよい。
【0097】
また、感光ドラム3と対向部材64との間の距離は、現像ローラ62と対向部材64との間の距離よりも大きく、かつ、感光ドラム3と対向部材64との間の距離は、感光ドラム3と現像ローラ62との間の距離より大きくすることが望ましい。このように構成することで、対向部材64から感光ドラム3にトナーTが直接ジャンピングすることを防止することができる。
【0098】
(3)搬送基板63の構成や配置は、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。
【0099】
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、垂直電界搬送基板63bの下端部との接続部のみであってもよい。
【0100】
底部電界搬送基板63aは、垂直電界搬送基板63bと別体に構成されていてもよい。この場合、底部電界搬送基板63aと垂直電界搬送基板63bとは、それぞれ別々の電源と接続されていてもよい。
【0101】
垂直電界搬送基板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。回収基板63cも、多少傾いていてもよい。回収基板63cの下端部は、トナー貯留部61aに至るまで(すなわち底部電界搬送基板63aと接続するように)設けられていてもよい。
【0102】
本発明は、上述の実施形態のような、底部電界搬送基板63a及び垂直電界搬送基板63b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を帯電させる構成に限定されない。すなわち、例えば、垂直電界搬送基板63bにおける搬送電極オーバーコーティング層634の材質を適宜選択することで、垂直電界搬送基板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る場合があり得る。この場合、トナーTの帯電は、主としてトナー搬送経路TTPにおける上流側の端部(すなわち底部電界搬送基板63a)にて行われることとなる。かかる場合であっても、現像ローラ62と対向部材64とが対向する位置にてトナーTが交番電界の作用により帯電させられることで、現像位置DPにおける無帯電あるいは低帯電のトナーTの割合が可及的に減少され得る。
【0103】
(4)上述の各種のバイアス電圧は、適宜変更され得る。具体的には、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。
【0104】
(5)対向部材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。図10は、図2に示されているトナー供給装置6の一変形例の構成を示す側断面図である。図10に示されているように、対向部材64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あるいは薄膜状の部材であってもよい。かかる構成においては、現像ローラ62と対向部材64との間でトナーTに交番電界が作用する領域の、トナー搬送経路TTPに沿った長さが大きくなる。これにより、トナーTの帯電状態が、よりいっそう均一化される。
【0105】
この場合、図10に示されているように、対向部材64は、搬送基板63と一体化され得る。具体的には、対向部材64は、搬送基板63における搬送電極631(図3参照)と同様に形成され得る。あるいは、対向部材64と搬送基板63とを別体に構成することで、現像ローラ62と対向部材64との間のギャップの調整が簡易に行われ得る。
【0106】
(6)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。
【0107】
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】
【0108】
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…トナーボックス
62…現像ローラ 62a…トナー担持面
63…搬送基板 63a…底部搬送基板
63b…垂直搬送基板 631…搬送電極
64…対向部材 64a…対向ローラ表面
65…クリーニング部 66…搬送電源回路
67…回収電源回路 68…現像バイアス電源回路
69…帯電補助バイアス電源回路 DP…現像位置
LS…静電潜像担持面 T…トナー
TCP…トナー担持位置 TTD…トナー搬送方向
TTP…トナー搬送経路 TTS…トナー搬送面
【先行技術文献】
【特許文献】
【0109】
【特許文献1】特開2001−75357号公報
【特許文献2】特開2010−145911号公報
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
この種の装置として、例えば、特開2001−75357号公報や特開2010−145911号公報等に開示されているものが知られている。
【0003】
特開2010−145911号公報に開示された装置は、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、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電圧印加に伴って発生する電界により、前記現像剤搬送経路に沿った現像剤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。
【0004】
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、前記現像剤を前記現像剤搬送方向としての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当該下端部と接続されている。
【0005】
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所定の電圧が印加されている。
【0006】
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、前記現像剤搬送方向としての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。
【0007】
特開2001−75357号公報に開示された装置(現像装置)は、前記供給対象としての静電潜像担持体(具体的には感光体ドラム)と対向配置されていてトナーからなる一成分現像剤を表面に担持するトナー担持体(現像ローラ)と、このトナー担持体の表面にトナー薄層を形成するトナー層形成部材と、を備えている。
【発明の概要】
【0008】
この種の装置において、前記供給対象に対して常に良好な帯電状態の前記現像剤を供給するためには、前記現像剤担持部材あるいは前記トナー担持体の表面に担持された前記現像剤の帯電状態を、適切に設定す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。
【0009】
<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。かかる現像剤供給装置は、現像剤担持部材と、現像剤担持手段と、現像剤帯電補助電極と、現像バイアス印加手段と、電補助バイアス印加手段と、を備えている。
【0010】
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。かかる現像剤担持部材は、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。
【0011】
前記現像剤担持手段は、担持位置及び/又はその近傍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、前記担持位置にて当該現像剤担持面と対向配置されている。ここで、前記担持位置は、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の位置である。
【0012】
前記現像剤担持手段は、電界搬送基板を備えていてもよい。この電界搬送基板は、複数の搬送電極を備えている。これら複数の搬送電極は、前記主走査方向に沿った長手方向を有していて、当該主走査方向と交差する方向に沿って複数配列されている。かかる電界搬送基板は、複数の前記搬送電極への多相交番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り、前記現像剤を、前記担持位置に向けて現像剤搬送方向に搬送するように構成されている。そして、かかる電界搬送基板は、前記現像剤搬送方向における下流側の端部が前記担持位置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。
【0013】
前記現像バイアス印加手段は、前記供給対象と前記現像剤担持部材との間に現像バイアスを印加するように設けられている。ここで、前記現像バイアスは、前記現像剤担持部材から前記供給対象へ前記現像剤を移行させるための交番電圧である。
【0014】
前記現像剤帯電補助電極は、前記現像剤担持面の移動方向における前記担持位置と前記現像剤供給位置との間の位置にて、前記現像剤担持面と対向配置されている。
【0015】
前記帯電補助バイアス印加手段は、前記現像剤帯電補助電極と前記現像剤担持部材との間に帯電補助バイアスを印加するように設けられている。ここで、前記帯電補助バイアスは、前記現像剤帯電補助電極と前記現像剤担持部材との間に交番電界を発生させることで前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤を帯電させるための交番電圧である。
【0016】
本発明の特徴は、前記帯電補助バイアスの周波数が、前記現像バイアスの周波数よりも高くなる(具体的には2倍以上、典型的には2倍以上の整数倍となる)ように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることにある。
【0017】
本発明の他の特徴は、前記帯電補助バイアスの平均電位が前記現像バイアスの平均電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることにある。
【0018】
本発明の他の特徴は、前記帯電補助バイアスの最高電位が前記現像バイアスの最高電位よりも前記所定極性側となり、且つ前記現像バイアスの最高電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることにある。
【0019】
本発明の他の特徴は、前記現像バイアスの最低電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることにある。
【0020】
<作用・効果>
かかる構成を備えた本発明の現像剤供給装置においては、前記帯電補助バイアスの周波数を前記現像バイアスの周波数よりも高くすることで、前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤の、前記現像剤帯電補助電極に対する衝突回数を、可及的に増加させることができる。これにより、前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤の帯電状態が、より適切に設定される。
【0021】
また、前記帯電補助バイアスの平均電位が前記現像バイアスの平均電位よりも前記所定極性側となることで、前記現像剤帯電補助電極との衝突により帯電状態が適切に設定された前記現像剤が、その後良好に前記現像剤担持面に担持される。すなわち、前記現像剤帯電補助電極への前記現像剤の付着が、可及的に抑制される。
【0022】
また、前記帯電補助バイアスの最高電位が前記現像バイアスの最高電位よりも前記所定極性側となり、且つ前記現像バイアスの最高電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となることで、前記現像剤帯電補助電極の近傍にて前記現像剤を往復振動させることができる。これにより、前記現像剤帯電補助電極に対する衝突回数を可及的に増加させることができる。
【0023】
さらに、前記現像バイアスの最低電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となることで、前記現像剤担持面の近傍においても前記現像剤を往復振動させることができる。これにより、前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤の帯電状態が、より適切に設定される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】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。
【図5】トナーの挙動を示す概略図である。
【図6】現像バイアス及び帯電補助バイアスの印加によるトナー挙動のシミュレーション結果を示す図(比較例)である。
【図7】現像バイアス及び帯電補助バイアスの印加によるトナー挙動のシミュレーション結果を示す図(実施例1)である。
【図8】現像バイアス及び帯電補助バイアスの印加によるトナー挙動のシミュレーション結果を示す図(実施例2)である。
【図9】現像バイアス及び帯電補助バイアスの印加によるトナー挙動のシミュレーション結果を示す図(実施例3)である。
【図10】図2に示されているトナー供給装置の一変形例の構成を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
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。
【0026】
<全体構成>
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、を備えている。
【0027】
レーザープリンタ1内に設け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、上述の給紙トレイに収容された用紙Pを、所定の用紙搬送経路PPに沿って一枚ずつ搬送するように構成されている。
【0028】
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:用紙幅方向あるいは単に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、所定方向(図中反時計回り)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。
【0029】
帯電器4は、静電潜像担持面LSを一様に正帯電させるために、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、感光体ドラム3の回転によって前記副走査方向に沿って移動する静電潜像担持面LS(帯電器4によって一様に正帯電されている)上に、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にて結像させつつ前記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、構成及び配置されている。
【0030】
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、正帯電した状態のトナーT(図2参照)を下方から静電潜像担持面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。
【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との間の転写位置TP(現像位置DP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)に向けて送出するように構成されている。
【0032】
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る。この転写ローラ22は、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構成されている。また、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感光体ドラム3との間に印加されるように、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。
【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。
【0034】
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筒状の部分の内側に形成された空間である、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。
【0035】
<<現像剤担持部材>>
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、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。そして、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。
【0036】
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。本実施形態においては、現像ローラ62は、前記主走査方向と平行な回転中心軸がトナーボックス61の内側に位置することで、トナー担持面62aのほぼ上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に収容されている。
【0037】
<<現像剤担持手段>>
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長円状に形成されたトナー搬送経路TTPに沿って、搬送基板63が設けられている。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。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を進行波電界により搬送するように構成されている。本実施形態においては、搬送基板63は、底部電界搬送基板63aと、垂直電界搬送基板63bと、回収基板63cと、を備えている。なお、搬送基板63(底部電界搬送基板63a、垂直電界搬送基板63b、及び回収基板63c)の内部構成の詳細については後述する。
【0038】
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て、トナーボックス61の内壁面に固定されている。底部電界搬送基板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を垂直電界搬送基板63bの下端部に向けて円滑に搬送するように、平板状の垂直電界搬送基板63bの下端部と滑らかに接続されている。
【0039】
垂直電界搬送基板63bは、トナーボックス61の内壁面に固定されている。底部電界搬送基板63aとともに本発明の「電界搬送基板」を構成する、この垂直電界搬送基板63bは、底部電界搬送基板63aと接続された下端部からトナーTを垂直上方に搬送するように立設されている。垂直電界搬送基板63bの上端部は、現像ローラ62の中心とほぼ同じ高さに(当該中心よりも若干上方まで)設けられている。この上端部(後述するトナー搬送方向TTDにおける下流側の端部)は、現像ローラ62における円柱面状のトナー担持面62aと対向するように設けられている。この垂直電界搬送基板63bの上端部とトナー担持面62aとが最も近接しつつ対向するトナー担持位置TCPにて、両者の間には、所定間隔のギャップが設けられている。
【0040】
本実施形態においては、底部電界搬送基板63a及び垂直電界搬送基板63bは、側断面視にて反転J字状(J字を鏡に映した状態)に継ぎ目なく一体に形成されている。そして、垂直電界搬送基板63bは、底部電界搬送基板63aから受け渡されたトナー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に搬送するとともに、トナー担持位置TCPの近傍にてトナー担持面62a上にトナーTを担持させるように構成されている(トナー搬送方向TTDはトナー搬送経路TTPの接線方向である)。
【0041】
回収基板63cは、垂直電界搬送基板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。すなわち、回収基板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、回収基板63cのトナー搬送方向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。回収基板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。具体的には、本実施形態においては、回収基板63cは、平板状に形成されている。そして、回収基板63cは、現像ローラ62と所定間隔(現像位置DPにおける感光体ドラム3と現像ローラ62とのギャップの間隔よりも狭い間隔)のギャップを隔てて対向しつつ、トナーTを垂直下方に搬送するように設けられている。
【0042】
<<現像剤帯電補助電極>>
本発明の現像剤帯電補助電極としての対向部材64は、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。この対向部材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り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、対向部材64は、前記主走査方向と平行な中心軸を有するローラ状の部材であって、当該中心軸を中心として回転駆動されるようになっている。対向部材64(のトナー担持面62aと対向する表面である対向ローラ表面64a)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。
【0043】
また、トナー供給装置6には、クリーニング部65が備えられている。このクリーニング部65は、対向部材64の円筒面状の周面である対向ローラ表面64aに付着したトナーTを当該対向ローラ表面64aから除去することで、当該対向ローラ表面64aをクリーニングするように構成されている。
【0044】
<<各種バイアス印加手段>>
搬送基板63における底部電界搬送基板63a及び垂直電界搬送基板63bは、搬送電源回路66と電気的に接続されている。回収基板63cは、回収電源回路67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68と電気的に接続されている。
【0045】
搬送電源回路66、回収電源回路67、及び現像バイアス電源回路68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】
すなわち、搬送電源回路66は、底部電界搬送基板63a及び垂直電界搬送基板63bにおけるトナー搬送面TTS上にてトナーTをトナー搬送方向TTDに搬送するための進行波電界を形成するために、多相交番電圧成分を含む搬送バイアスを出力するようになっている。また、回収電源回路67は、トナー担持面62aと対向する位置にて回収したトナーTをトナー貯留部61aに還流させるための進行波電界を形成するために、多相交番電圧成分を含む回収バイアスを出力するようになっている。
【0047】
さらに、現像バイアス電源回路68は、トナー担持位置TCPにてトナーTをトナー担持面62a上に担持させ、静電潜像担持面LS上に形成された電位分布による静電潜像に対応してトナーTを現像位置DPにてトナー担持面62a上から静電潜像担持面LS上に移行させ、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を回収基板63c側に移行させるために、必要な電圧(典型的には直流電圧成分と交番電圧成分とが重畳された電圧)を出力するようになっている。ここで、現像バイアス電源回路68の出力に伴って、感光体ドラム3と現像ローラ62との間に印加される、トナー担持面62aから静電潜像担持面LSにおける露光部へ正帯電のトナーTを移行させるための交番電圧を、「現像バイアス」と称する。すなわち、現像バイアス電源回路68は、感光体ドラム3と現像ローラ62との間に現像バイアスを印加するようになっている(具体例は後述する:図7〜図9参照)。
【0048】
対向部材64は、帯電補助バイアス電源回路69と電気的に接続されている。帯電補助バイアス電源回路69は、現像ローラ62(トナー担持面62a)と対向部材64(対向ローラ表面64a)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の帯電状態を、当該交番電界の作用により調整する(具体的にはさらに帯電させる)ようになっている。すなわち、帯電補助バイアス電源回路69は、実質的に現像ローラ62と対向部材64との間に交番電圧(帯電補助バイアス)が印加されるような電圧を出力するようになっている(具体例は後述する:図7〜図9参照)。
【0049】
ここで、本実施形態においては、帯電補助バイアスの周波数が現像バイアスの周波数よりも高くなるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されている。
【0050】
また、本実施形態においては、帯電補助バイアスの平均電位が現像バイアスの平均電位よりも高く(トナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されている。
【0051】
また、本実施形態においては、帯電補助バイアスの最高電位が現像バイアスの最高電位よりも高く(トナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なり、且つ現像バイアスの最高電位が帯電補助バイアスの最低電位よりも高く(トナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されている。
【0052】
<<搬送基板の内部構成>>
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。
【0053】
搬送電極631(なお、底部電界搬送基板63aにおける搬送電極631を底部搬送電極631a、垂直電界搬送基板63bにおける搬送電極631を垂直搬送電極631b、回収基板63cにおける搬送電極631を回収電極631cと称する。)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、例えば、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。
【0054】
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における搬送電源回路66等の構成要素である。)。
【0055】
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、ほぼ同一波形の交番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631に対して上述のような駆動電圧(搬送バイアスあるいは回収バイアス)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。
【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(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。
【0057】
<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。
【0058】
<<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。
【0059】
<<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。
【0060】
<<<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。
【0061】
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。
【0062】
<<<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、底部搬送電極631aに対する多相交番電圧成分を含む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、垂直電界搬送基板63bにスムーズに受け渡される。
【0063】
垂直電界搬送基板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、垂直搬送電極631b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、垂直上方のトナー搬送方向TTDに搬送する。ここで、底部電界搬送基板63aから垂直電界搬送基板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。
【0064】
もっとも、本実施形態の構成においては、垂直電界搬送基板63b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や、垂直電界搬送基板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がトナー担持位置TCPにて現像ローラ62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、垂直電界搬送基板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、垂直電界搬送基板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。
【0065】
上述のようにして、正帯電のトナーTが、垂直電界搬送基板63bによってトナー担持位置TCPまで搬送される。この間に、トナー搬送面TTSとの接触により、トナーTの帯電量が徐々に増加する。すなわち、本実施形態においては、搬送基板63のトナー搬送方向TTDにおける上流側の端部である底部電界搬送基板63a(特にトナー貯留部61aに貯留されているトナーTの「水面」近傍)と、垂直電界搬送基板63bの下端部からトナー担持位置TCPに至るまでの領域と、において、上述の搬送バイアスの作用により、トナーTが帯電する。
【0066】
垂直電界搬送基板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にて、搬送バイアス及び現像バイアスの作用により、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の回転駆動により現像位置DPまで移動する途中で、対向部材64と対向する。この位置にて、上述の帯電補助バイアスの作用により、トナーTが振動して対向ローラ表面64aと衝突しつつトナー担持面62a上に復帰することで、トナーTの帯電状態が良好な状態に調整される(具体的にはトナーTがさらに帯電させられる)。
【0067】
上述の帯電補助バイアスの作用により帯電状態が良好な状態に調整されたトナーTは、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、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。
【0068】
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、上述の現像バイアス及び回収バイアスの作用で、回収基板63c側に移行する。すなわち、かかるトナーは、回収基板63cによってトナー担持面62aから回収される。
【0069】
回収基板63c側に良好に移行したトナーTは、上述の回収バイアスの作用で、垂直下方に搬送される。回収基板63cの下端部にて、トナーTには、重力と同方向の慣性が作用する。このため、回収基板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。
【0070】
なお、対向部材64による、上述のようなトナーTの帯電作用の際に対向ローラ表面64aに付着したトナーTは、クリーニング部65によって、当該対向ローラ表面64aから除去される。具体的には、画像形成動作の終了後のクリーニング動作時に、対向部材64が回転駆動される。すると、対向ローラ表面64aとクリーニングブレード65bとが摺動する。これにより、対向ローラ表面64a上に付着していたトナーTは、対向ローラ表面64aから剥離され、クリーニングケース65a内に収容される。
【0071】
<<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。
【0072】
<実施形態の構成による作用・効果>
【0073】
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。
【0074】
一方、図5(B)に示されているように、従来のこの種の装置においては、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)。
【0075】
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。
【0076】
これに対し、本実施形態の構成においては、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位置TCPの近傍にてトナー担持面62a上に一旦担持されたトナーTは、現像ローラ62と対向部材64とが対向する位置にて、図5(D)に示されているように、交番電界の作用により帯電させられる(なお、本例においては、対向部材64は、画像形成動作中すなわち上述の帯電作用の間、回転駆動が停止している。)。
【0077】
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、図5(D)に示されているような帯電によって、現像ローラ62と対向部材64とが対向する位置を経たトナーTは、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の帯電状態が、より良好な状態に調整される。
【0078】
ここで、図6〜図9は、現像バイアス及び帯電補助バイアスの印加によるトナー挙動のシミュレーション結果を示す図である。図中、最上段は、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧(すなわち対向部材64の印加電圧)の波形を示し、最下段は、現像バイアス電源回路68の出力電圧(すなわち現像ローラ62の印加電圧)の波形を示す。感光体ドラム3が接地されている場合には、最下段の現像バイアス電源回路68の出力電圧は「現像バイアス」と一致する。
【0079】
また、図中、中段における実線は、帯電補助バイアスの波形、すなわち、現像ローラ62と対向部材64との間の印加電圧の波形を示す。具体的には、この帯電補助バイアスの波形は、現像バイアス電源回路68の出力電圧に対する帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧の偏差となる。そして、中段における破線は、かかる帯電補助バイアス(実線参照)によるトナーの挙動を示す。
【0080】
図6〜図9におけるシミュレーション条件は、以下のとおりである。
・現像ローラ62と対向部材64との間の間隔:0.3mm
・トナー直径:8μm
・トナー電荷:15μC/g
・トナー密度:1.2g/cm3
【0081】
よって、図中、中段の左側の目盛における「0」は、現像ローラ62の周面(すなわちトナー担持面62a)を示す。また、同目盛における「0.3」は、対向ローラ表面64aを示す。
【0082】
図6〜図9は、現像バイアスが共通(−800〜+1200V[平均+200V]・1kHz)の条件で、帯電補助バイアスの波形を変更した場合の、トナー挙動の変化を示している。まず、図6に示されているように、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧が直流電圧成分のみであって、帯電補助バイアスの周波数と現像バイアスの周波数とが等しい場合(比較例)、トナーTの対向部材64に対する単位時間当たりの衝突頻度は、帯電補助バイアスの周波数と等しくなる。すなわち、トナーTは、帯電補助バイアスの波形が正側に1回反転する毎に対向部材64(対向ローラ表面64a)に1回だけ衝突し、帯電補助バイアスの波形が負側に反転するまで対向ローラ表面64a上に留まる。
【0083】
これに対し、図7に示されているように、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧が−750〜+1750V[平均+500V]・8kHzである場合(実施例1)、帯電補助バイアスの周波数が現像バイアスの周波数よりも高くなり、図6の場合よりも対向部材64(対向ローラ表面64a)に対する衝突頻度が増大する。
【0084】
ここで、図7においては、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧の波形は、現像バイアスが正側に反転するタイミング(すなわちトナーTが現像ローラ62から対向部材64側に飛翔するタイミング)で立ち下がるように設定されていた。これに対し、図8に示されているように、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧の位相を適宜調整する(現像バイアスが正側に反転するタイミングで低電位側になるように位相を1/4周期ずらす)とともに、トナーTが対向部材64に向かって飛翔中に対向部材64の電位が高くならないように帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧の波形を適宜調整することで、衝突態様がより良好となった。
【0085】
このように、帯電補助バイアスの周波数が現像バイアスの周波数よりも高くなるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されることで、トナー担持面62a上に担持されたトナーTの、対向部材64に対する衝突回数を、可及的に増加させることができる。これにより、トナー担持面62a上に担持されたトナーTの帯電状態が、より適切に設定される。
【0086】
また、帯電補助バイアスの平均電位が現像バイアスの平均電位よりも高く(すなわちトナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されることで、対向部材64との衝突により帯電状態が適切に設定されたトナーTが、その後良好に前記現像剤担持面に復帰する。これにより、対向部材64へのトナーTの付着が、可及的に抑制される。
【0087】
また、帯電補助バイアスの最高電位が現像バイアスの最高電位よりも高く(すなわちトナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なり、且つ現像バイアスの最高電位が帯電補助バイアスの最低電位よりも高く(すなわちトナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なるように、現像バイアス電源回路68及び帯電補助バイアス電源回路69の出力が設定されることで、対向部材64の近傍にてトナーTを往復振動させることができる。これにより、対向部材64に対する衝突回数を可及的に増加させることができる。
【0088】
また、図9に示されているように、帯電補助バイアス電源回路69の出力電圧が−1250〜+2250V[平均+500V]・8kHzである場合(実施例3)、現像バイアスの最低電位が帯電補助バイアスの最低電位よりも高く(トナーTの帯電極性と同じ正極性側と)なる。この場合、トナー担持面62aの近傍においてもトナーTを往復振動させることができ、トナー担持面62a上に担持されたトナーTの帯電状態がより適切に設定される。
【0089】
<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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
(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、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。
【0094】
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。
【0095】
本発明は、正帯電トナーに限定されない。すなわち、本発明は、負帯電トナーに対しても好適に適用されることは、いうまでもない(例えば、上述の実施形態における電位や電荷の極性や高低関係が、単に反転するだけである。)。また、本発明は、上述の実施形態のような、いわゆる電界搬送に限定されない。すなわち、本発明は、通常の非磁性一成分現像装置に対しても、好適に適用される(具体的には、例えば、特開2001−75357号公報における「トナー帯電部材」に対する電圧印加手段として、上述の実施形態の例が適用可能である。)。
【0096】
(2)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、例えば、搬送基板63と現像ローラ62とは、接触していてもよい。
【0097】
また、感光ドラム3と対向部材64との間の距離は、現像ローラ62と対向部材64との間の距離よりも大きく、かつ、感光ドラム3と対向部材64との間の距離は、感光ドラム3と現像ローラ62との間の距離より大きくすることが望ましい。このように構成することで、対向部材64から感光ドラム3にトナーTが直接ジャンピングすることを防止することができる。
【0098】
(3)搬送基板63の構成や配置は、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。
【0099】
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、垂直電界搬送基板63bの下端部との接続部のみであってもよい。
【0100】
底部電界搬送基板63aは、垂直電界搬送基板63bと別体に構成されていてもよい。この場合、底部電界搬送基板63aと垂直電界搬送基板63bとは、それぞれ別々の電源と接続されていてもよい。
【0101】
垂直電界搬送基板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。回収基板63cも、多少傾いていてもよい。回収基板63cの下端部は、トナー貯留部61aに至るまで(すなわち底部電界搬送基板63aと接続するように)設けられていてもよい。
【0102】
本発明は、上述の実施形態のような、底部電界搬送基板63a及び垂直電界搬送基板63b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を帯電させる構成に限定されない。すなわち、例えば、垂直電界搬送基板63bにおける搬送電極オーバーコーティング層634の材質を適宜選択することで、垂直電界搬送基板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る場合があり得る。この場合、トナーTの帯電は、主としてトナー搬送経路TTPにおける上流側の端部(すなわち底部電界搬送基板63a)にて行われることとなる。かかる場合であっても、現像ローラ62と対向部材64とが対向する位置にてトナーTが交番電界の作用により帯電させられることで、現像位置DPにおける無帯電あるいは低帯電のトナーTの割合が可及的に減少され得る。
【0103】
(4)上述の各種のバイアス電圧は、適宜変更され得る。具体的には、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。
【0104】
(5)対向部材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。図10は、図2に示されているトナー供給装置6の一変形例の構成を示す側断面図である。図10に示されているように、対向部材64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あるいは薄膜状の部材であってもよい。かかる構成においては、現像ローラ62と対向部材64との間でトナーTに交番電界が作用する領域の、トナー搬送経路TTPに沿った長さが大きくなる。これにより、トナーTの帯電状態が、よりいっそう均一化される。
【0105】
この場合、図10に示されているように、対向部材64は、搬送基板63と一体化され得る。具体的には、対向部材64は、搬送基板63における搬送電極631(図3参照)と同様に形成され得る。あるいは、対向部材64と搬送基板63とを別体に構成することで、現像ローラ62と対向部材64との間のギャップの調整が簡易に行われ得る。
【0106】
(6)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。
【0107】
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】
【0108】
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…トナーボックス
62…現像ローラ 62a…トナー担持面
63…搬送基板 63a…底部搬送基板
63b…垂直搬送基板 631…搬送電極
64…対向部材 64a…対向ローラ表面
65…クリーニング部 66…搬送電源回路
67…回収電源回路 68…現像バイアス電源回路
69…帯電補助バイアス電源回路 DP…現像位置
LS…静電潜像担持面 T…トナー
TCP…トナー担持位置 TTD…トナー搬送方向
TTP…トナー搬送経路 TTS…トナー搬送面
【先行技術文献】
【特許文献】
【0109】
【特許文献1】特開2001−75357号公報
【特許文献2】特開2010−145911号公報
【特許請求の範囲】
【請求項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、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の担持位置及び/又はその近傍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、前記担持位置にて当該現像剤担持面と対向配置された、現像剤担持手段と、
前記現像剤担持面の移動方向における前記担持位置と前記現像剤供給位置との間の位置にて、前記現像剤担持面と対向配置された、現像剤帯電補助電極と、
前記現像剤担持部材から前記供給対象へ前記現像剤を移行させるための交番電圧である現像バイアスを前記供給対象と前記現像剤担持部材との間に印加するように設けられた、現像バイアス印加手段と、
前記現像剤帯電補助電極と前記現像剤担持部材との間に交番電界を発生させることで前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤を帯電させるための交番電圧である帯電補助バイアスを、前記現像剤帯電補助電極と前記現像剤担持部材との間に印加するように設けられた、帯電補助バイアス印加手段と、
を備え、
前記帯電補助バイアスの周波数が、前記現像バイアスの周波数よりも高くなるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることを特徴とする、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、
前記帯電補助バイアスの平均電位が前記現像バイアスの平均電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることを特徴とする、現像剤供給装置。
【請求項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、
前記帯電補助バイアスの最高電位が前記現像バイアスの最高電位よりも前記所定極性側となり、且つ前記現像バイアスの最高電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることを特徴とする、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、
前記現像バイアスの最低電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることを特徴とする、現像剤供給装置。
【請求項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番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り前記現像剤を前記担持位置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担持位置にて前記現像剤担持面と対向するように設けられた、電界搬送基板
を備えたことを特徴とする、現像剤供給装置。
【請求項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、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の担持位置及び/又はその近傍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、前記担持位置にて当該現像剤担持面と対向配置された、現像剤担持手段と、
前記現像剤担持面の移動方向における前記担持位置と前記現像剤供給位置との間の位置にて、前記現像剤担持面と対向配置された、現像剤帯電補助電極と、
前記現像剤担持部材から前記供給対象へ前記現像剤を移行させるための交番電圧である現像バイアスを前記供給対象と前記現像剤担持部材との間に印加するように設けられた、現像バイアス印加手段と、
前記現像剤帯電補助電極と前記現像剤担持部材との間に交番電界を発生させることで前記現像剤担持面上に担持された前記現像剤を帯電させるための交番電圧である帯電補助バイアスを、前記現像剤帯電補助電極と前記現像剤担持部材との間に印加するように設けられた、帯電補助バイアス印加手段と、
を備え、
前記帯電補助バイアスの周波数が、前記現像バイアスの周波数よりも高くなるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることを特徴とする、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、
前記帯電補助バイアスの平均電位が前記現像バイアスの平均電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることを特徴とする、現像剤供給装置。
【請求項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、
前記帯電補助バイアスの最高電位が前記現像バイアスの最高電位よりも前記所定極性側となり、且つ前記現像バイアスの最高電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることを特徴とする、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、
前記現像バイアスの最低電位が前記帯電補助バイアスの最低電位よりも前記所定極性側となるように、前記現像バイアス印加手段及び前記帯電補助バイアス印加手段の出力が設定されていることを特徴とする、現像剤供給装置。
【請求項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番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り前記現像剤を前記担持位置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担持位置にて前記現像剤担持面と対向するように設けられた、電界搬送基板
を備えたことを特徴とする、現像剤供給装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【公開番号】特開2012−113219(P2012−113219A)
【公開日】平成24年6月14日(2012.6.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−263591(P2010−263591)
【出願日】平成22年11月26日(2010.11.26)
【出願人】(000005267)ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年6月14日(2012.6.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年11月26日(2010.11.26)
【出願人】(000005267)ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]