画像形成ユニット及び画像形成装置
【課題】現像剤担持体に現像剤を安定して供給することができ、画像品位が低下するのを防止することができるようにする。
【解決手段】現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体と対向させて回転自在に配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する第１の供給部材と、第１の供給部材と接触させて回転自在に配設され、第１の供給部材に現像剤を供給する第２の供給部材と、現像剤担持体及び第１、第２の供給部材を収容し、現像剤を保持するための現像剤保持空間を形成する筐体とを有する。現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面３１ａのレベルは、第１、第２の供給部材の接触対向部β１より低くされる。現像剤の上面３１ａのレベルは、第１、第２の供給部材の接触対向部β１より低くされるので、第１の供給部材を現像剤から浮かせることができる。第１の供給部材が現像剤に埋もれることがなくなる。
【解決手段】現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体と対向させて回転自在に配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する第１の供給部材と、第１の供給部材と接触させて回転自在に配設され、第１の供給部材に現像剤を供給する第２の供給部材と、現像剤担持体及び第１、第２の供給部材を収容し、現像剤を保持するための現像剤保持空間を形成する筐体とを有する。現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面３１ａのレベルは、第１、第２の供給部材の接触対向部β１より低くされる。現像剤の上面３１ａのレベルは、第１、第２の供給部材の接触対向部β１より低くされるので、第１の供給部材を現像剤から浮かせることができる。第１の供給部材が現像剤に埋もれることがなくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタは、画像形成ユニット、ＬＥＤヘッド、転写ローラ、定着器等を備え、前記画像形成ユニットは、画像形成ユニットの本体、すなわち、画像形成ユニット本体、及び該画像形成ユニット本体に対して着脱自在に配設されたトナーカートリッジから成り、前記画像形成ユニット本体内には、感光体ドラム、帯電ローラ、現像剤担持体としての現像ローラ、現像ブレード、トナー供給ローラ、クリーニングブレード等が配設されるようになっている。なお、現像ローラ、現像ブレード、トナー供給ローラ、トナーカートリッジ等によって現像器が構成される。
【０００３】
前記プリンタにおいては、帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて、静電潜像が形成される。一方、前記トナーカートリッジから画像形成ユニット本体内に供給された現像剤としてのトナーは、トナー供給ローラによって現像ローラに供給され、現像ブレードによって現像ローラ上にトナーの薄層が形成される。そして、現像ローラ上のトナーを、感光体ドラム上の静電潜像に付着させ、該静電潜像を現像することによって感光体ドラム上にトナー像が形成される。続いて、該トナー像は、転写ローラによって用紙に転写され、定着器において用紙に定着させられて、画像が形成される。
【０００４】
ところで、前記トナー供給ローラとしてブラシローラを使用し、ブラシローラから現像ローラにトナーを供給するようにしたプリンタが提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５８９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、画像形成ユニット本体内でブラシローラがトナーに埋もれていると、ブラシローラのブラシの隙間にトナーが入り込み、詰まってしまう。
【０００７】
したがって、プリンタを長期間にわたり使用すると、ブラシの弾性が低くなり、現像ローラにトナーを安定して供給することができなくなってしまう。その結果、画像品位が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、現像剤担持体に現像剤を安定して供給することができ、画像品位が低下するのを防止することができる画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体と対向させて回転自在に配設され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の供給部材と、該第１の供給部材と接触させて回転自在に配設され、前記第１の供給部材に現像剤を供給する第２の供給部材と、前記現像剤担持体及び第１、第２の供給部材を収容し、現像剤を保持するための現像剤保持空間を形成する筐体とを有する。
【００１０】
また、前記現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面のレベルは、前記第１、第２の供給部材の接触対向部より低くされる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体と対向させて回転自在に配設され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の供給部材と、該第１の供給部材と接触させて回転自在に配設され、前記第１の供給部材に現像剤を供給する第２の供給部材と、前記現像剤担持体及び第１、第２の供給部材を収容し、現像剤を保持するための現像剤保持空間を形成する筐体とを有する。
【００１２】
また、前記現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面のレベルは、前記第１、第２の供給部材の接触対向部より低くされる。
【００１３】
この場合、現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面のレベルは、第１、第２の供給部材の接触対向部より低くされるので、第１の供給部材を現像剤から浮かせることができる。
【００１４】
したがって、第１の供給部材が現像剤に埋もれることがなくなり、現像剤担持体に現像剤を安定して供給することができるので、画像品位が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第１の概念図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第２の概念図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の概念図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の要部を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における光検出部による反射板の検出状態を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の動作を示す第１の図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の動作を示す第２の図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるトナーレベルと受光時間との関係図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における印刷制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１５】比較例１の画像形成ユニットの概略図である。
【図１６】比較例２の画像形成ユニットの概略図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態における比較例１の画像形成ユニットによる連続印刷試験後のトナーレベルを示す図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態における比較例２の画像形成ユニットによる連続印刷試験後のトナーレベルを示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図２０】高温高湿の環境下で実施例１の画像形成ユニットにおいて白抜けが発生するメカニズムを説明するための図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す第１の拡大図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す第２の拡大図である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【図２７】本発明の第４の実施の形態における比較例３の画像形成ユニットの要部を示す図である。
【図２８】本発明の第５の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図２９】本発明の第５の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図３０】本発明の第５の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【図３１】本発明の第５の実施の形態における印刷制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概略図、図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図、図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す拡大図である。
【００１８】
図において、１０はプリンタ、Ｃｓ１は該プリンタ１０の筐体としてのケーシング、２０は画像形成ユニット（現像装置）、２３は矢印ａ方向に回転自在に配設された像担持体としての感光体ドラム、１１は該感光体ドラム２３と対向させて配設され、感光体ドラム２３の表面を露光して、感光体ドラム２３の表面に潜像としての静電潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤヘッド、１２は前記感光体ドラム２３と対向させて矢印ｂ方向に回転自在に配設され、感光体ドラム２３上に形成された現像剤像としてのトナー像を媒体としての用紙Ｐに転写する転写部材としての転写ローラである。
【００１９】
前記画像形成ユニット２０は、画像形成ユニット２０の本体、すなわち、画像形成ユニット本体２０ａ、及び該画像形成ユニット本体２０ａに対して着脱自在に配設された現像剤収容部としてのトナーカートリッジ３２を備え、該トナーカートリッジ３２内に現像剤としてのトナー３１を収容するための現像剤収容室としてのトナー収容室が形成される。前記画像形成ユニット本体２０ａの筐体としてのケーシングＣｓ２は、前記トナーカートリッジ３２を受けるための受け部Ｃｓａを備える。
【００２０】
そして、前記トナー３１を画像形成ユニット本体２０ａ内に供給するために、トナーカートリッジ３２の底部に現像剤排出口としてのトナー排出口ｈ１が、前記受け部Ｃｓａにおける現像剤排出口ｈ１と対応する箇所に現像剤受け口としてのトナー受け口ｈ２が形成され、前記トナー排出口ｈ１が開閉部材としてのシャッタ３２ａによって開閉させられる。
【００２１】
前記画像形成ユニット本体２０ａ内には、前記感光体ドラム２３、該感光体ドラム２３と接触させて矢印ｃ方向に回転自在に配設され、前記感光体ドラム２３の表面を一様に帯電させる帯電装置としての、かつ、帯電部材としての帯電ローラ２４、前記静電潜像にトナー３１を付着させて現像し、トナー像を形成する現像器９０、先端を感光体ドラム２３と接触させて配設され、転写後に感光体ドラム２３上に残留したトナー３１を回収するクリーニング部材としてのクリーニングブレード２９等が配設される。
【００２２】
また、前記現像器９０は、前記感光体ドラム２３と対向させて、かつ、感光体ドラム２３と接触させて矢印ｄ方向に回転自在に配設され、前記トナー３１を担持する現像剤担持体としての現像ローラ２１、該現像ローラ２１の下方において、現像ローラ２１と対向させて、かつ、現像ローラ２１と接触することなく（非接触で）矢印ｅ方向に回転自在に配設され、前記トナー３１を現像ローラ２１に供給する第１の供給部材としての、かつ、ブラシローラ（現像剤供給ブラシローラ）としてのトナー供給ブラシローラ２２、該トナー供給ブラシローラ２２の上方においてトナー供給ブラシローラ２２と接触させて配設された現像剤飛翔部材としてのトナー供給ブラシ用フリッカー２７、先端を前記現像ローラ２１と当接させて配設され、現像ローラ２１上に均一な厚さのトナー３１の薄層を形成する現像剤規制部材としての現像ブレード２６、前記現像ローラ２１の下方において、該現像ローラ２１と対向させて、かつ、現像ローラ２１と接触させて矢印ｆ方向に回転自在に配設され、現像に使用されることなく前記現像ローラ２１上に残留したトナー３１を回収する現像剤回収部材としての、かつ、ブラシローラ（現像剤回収ブラシローラ）としてのトナー回収ブラシローラ２５、該トナー回収ブラシローラ２５の下方においてトナー回収ブラシローラ２５と接触させて配設された現像剤飛翔部材としてのトナー回収ブラシ用フリッカー２８、前記トナー供給ブラシローラ２２の下方において、該トナー供給ブラシローラ２２と対向させて、かつ、トナー供給ブラシローラ２２と接触させて矢印ｇ方向に回転自在に配設され、トナー供給ブラシローラ２２にトナー３１を供給する第２の供給部材としての、かつ、現像剤補給部材としての補助供給ローラ３０、矢印方向に回転自在に配設され、前記ケーシングＣｓ２内のトナー３１を攪拌して搬送する複数の攪拌部材３３ａ〜３３ｄ、矢印ｋ方向に回転自在に配設され、前記ケーシングＣｓ２内のトナー３１の残量を表す上面３１ａのレベル（位置）、すなわち、現像剤レベルとしてのトナーレベルを検出するための検出レバー３４等を備える。
【００２３】
前記トナー供給ブラシ用フリッカー２７は、トナー供給ブラシローラ２２の回転方向における現像ローラ２１より上流側に、前記トナー回収ブラシ用フリッカー２８は、トナー回収ブラシローラ２５の回転方向における現像ローラ２１より下流側に配設される。
【００２４】
前記ケーシングＣｓ２は、前記現像器９０を収容し、トナー３１を保持するための現像剤保持空間ｒｍを形成する。
【００２５】
なお、前記攪拌部材３３ａ〜３３ｄ及び検出レバー３４は、クランク形状の金属バーによって形成され、図１に示される破線に沿って回転させられる。また、現像ローラ２１とトナー供給ブラシローラ２２とが接触することなく対向させられる部分によって、非接触対向部α１が、トナー供給ブラシローラ２２と補助供給ローラ３０とが接触して対向させられる部分によって、接触対向部β１が形成される。
【００２６】
前記トナー供給ブラシローラ２２は、導電性を有する金属製の芯金２２ａに、所望の抵抗値に調整された導電性繊維を織り込んだ生地で形成されたブラシ２２ｂをスパイラル状に巻き付けることによって、前記トナー回収ブラシローラ２５は、導電性を有する金属製の芯金２５ａに、所望の抵抗値に調整された導電性繊維を織り込んだ生地で形成されたブラシ２５ｂをスパイラル状に巻き付けることによって形成される。そして、前記トナー供給ブラシ用フリッカー２７は、ブラシ２２ｂの弾性を利用してトナー供給ブラシローラ２２が保持するトナー３１を現像ローラ２１に向けて飛翔させ、前記トナー回収ブラシ用フリッカー２８は、ブラシ２５ｂの弾性を利用してトナー回収ブラシローラ２５が保持するトナー３１を下方に向けて飛翔させる。
【００２７】
また、前記補助供給ローラ３０は、導電性を有する金属製の、本実施の形態においては、ステンレス鋼製の芯金３０ａ上に、弾性体としてのシリコーンゴムスポンジ層３０ｂを被覆することによって形成される。
【００２８】
なお、感光体ドラム２３に対して、トナー供給ブラシローラ２２、攪拌部材３３ａ〜３３ｄ及び検出レバー３４は逆方向に、転写ローラ１２、帯電ローラ２４、現像ローラ２１、補助供給ローラ３０及びトナー回収ブラシローラ２５は同方向に回転させられる。
【００２９】
前記現像ローラ２１、トナー供給ブラシローラ２２、トナー供給ブラシ用フリッカー２７、トナー回収ブラシローラ２５、トナー回収ブラシ用フリッカー２８及び補助供給ローラ３０の各ローラは、図３に示されるように、ギャップ又はニップを形成するように配設される。
【００３０】
そして、現像ローラ２１とトナー供給ブラシローラ２２との間のギャップ量ｄ１、トナー供給ブラシローラ２２とトナー供給ブラシ用フリッカー２７とのニップ量ｄ２、現像ローラ２１とトナー回収ブラシローラ２５とのニップ量ｄ３、トナー回収ブラシローラ２５とトナー回収ブラシ用フリッカー２８とのニップ量ｄ４、及びトナー供給ブラシローラ２２と補助供給ローラ３０とのニップ量ｄ５は、いずれも０．５〔ｍｍ〕にされる。
【００３１】
前記画像形成ユニット２０の下方には、感光体ドラム２３と転写ローラ１２との間に形成される転写部に用紙Ｐを供給するために、用紙Ｐを収納する媒体収容部としての用紙カセット９１、及び前記用紙Ｐを１枚ずつ分離させ、搬送するための第１の搬送部材としての、かつ、繰出ローラとしてのホッピングローラ１５ａが配設される。
【００３２】
そして、用紙Ｐを搬送するための媒体搬送路における前記ホッピングローラ１５ａより下流側には、第２の搬送部材としてのレジストローラ１５ｂが配設される。さらに、媒体搬送路における前記転写部より下流側には、定着装置としての定着器１３、及び該定着器１３を通過した用紙Ｐをプリンタ１０の本体、すなわち、装置本体外に排出するための第３の搬送部材としての排出ローラ１５ｃが配設される。
【００３３】
前記定着器１３は、第１のローラとしての加熱ローラＲ１、及び第２のローラとしての加圧ローラＲ２を備え、前記加熱ローラＲ１内に加熱体としての図示されないヒータが配設される。そして、定着器１３において、用紙Ｐに転写されたトナー像が加熱ローラＲ１によって加熱され、加圧ローラＲ２によって加圧されて用紙Ｐに定着させられる。
【００３４】
なお、画像形成ユニット２０を横方向に２個以上、例えば、４個配設し、各画像形成ユニットにおいてそれぞれ異なる色、例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン等のトナー像を形成することによって、カラーの画像を形成することができる。
【００３５】
次に、前記構成のプリンタ１０の動作について説明する。
【００３６】
前記用紙カセット９１に収容された用紙Ｐは、ホッピングローラ１５ａによって１枚ずつ分離させられて繰り出され、媒体搬送路に沿って搬送される。そして、レジストローラ１５ｂによって斜行が矯正された後、用紙Ｐは、転写部において感光体ドラム２３上のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着器１３に送られ、該定着器１３において、トナー像が加熱され、加圧され、用紙Ｐに定着させられる。その後、用紙Ｐは、排出ローラ１５ｃによって装置本体外に排出される。
【００３７】
次に、トナー３１について説明する。
【００３８】
本実施の形態において使用されるトナー３１は、粉砕法で製造された非磁性一成分の負帯電性のトナーであり、バインダー（結着樹脂）としてポリエステル樹脂を使用し、バインダー中に着色剤、帯電制御剤等を分散してベーストナー（トナー母粒子）を形成し、該ベーストナーに、流動性及び帯電性を調整するための外添剤を添加することによって形成される。
【００３９】
着色剤としては、カーボンブラック、銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５）、キナクリドン系顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ２２）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１８５等が使用され、添加剤としては、例えば、酸化チタン、アルミナ、シリカ等が使用される。さらに、シリカとしては、シリコーンオイル処理、ジシラザン処理等を施したものが使用される。
【００４０】
トナー３１の体積平均粒径は５．７〔μｍ〕であり、円形度は０．９２であり、ブローオフ帯電量は−３６〔μＣ／ｇ〕である。なお、体積平均粒径の測定には、コールターマルチライザーII（コールター社製）を、円形度の測定にはフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００（シスメックス（株）製）を、ブローオフ帯電量の測定には粉体帯電量測定装置ＴＹＰＥ ＴＢ−２０３（京セラ（株）製）を使用した。ブローオフ帯電量の測定においては、トナー０．５〔ｇ〕と、フェライトキャリア（Ｆ−６０）（パウダーテック（株）製）９．５〔ｇ〕とを混合し、３０〔分〕攪拌した後、ブロー圧７．０〔ｋＰａ〕、吸引圧−４．５〔ｋＰａ〕の条件で飽和帯電量を測定した。
【００４１】
次に、前記現像ローラ２１について説明する。
【００４２】
図４は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図である。
【００４３】
図に示されるように、現像ローラ２１は、導電性を有する金属製の、本実施の形態においては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製の芯金２１ａ、該芯金２１ａ上に形成された弾性体から成る弾性層２１ｂ、及び該弾性層２１ｂ上に形成された半導電性樹脂膜２１ｃを備え、該半導電性樹脂膜２１ｃは、トナー３１への電荷付与性を考慮して、アクリル樹脂にカーボンブラック等を分散させて形成される。
【００４４】
前記弾性層２１ｂの材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の一般的なゴム材料を使用することができ、本実施の形態においては、シリコーンゴムを使用した。
【００４５】
また、前記弾性層２１ｂのゴム硬度は、アスカーＣ硬度で５０〔°〕以上、かつ、８０〔°〕以下の範囲が適当であり、本実施の形態においては、アスカーＣ硬度で６０〔°〕とした。
【００４６】
次に、前記現像ブレード２６について説明する。
【００４７】
現像ブレード２６は、弾性を有する金属、本実施の形態においては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）から成り、板厚が０．０８〔ｍｍ〕であり、現像ローラ２１との当接部には、Ｌ字状になるように曲げ加工が施されていて、曲げ部の曲率半径Ｒを０．１８〔ｍｍ〕とし、当接部における現像ローラ２１に対する線圧を３５〔ｇｆ／ｃｍ〕とした。
【００４８】
なお、前記現像ブレード２６の線圧を考慮して、現像ローラ２１上のトナー３１の層厚及び帯電量を所定の値にするために、現像ローラ２１の表面粗さ及び抵抗値が設定される。
【００４９】
本実施の形態においては、現像ローラ２１の表面の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）を２〜８〔μｍ〕とした。なお、表面粗さの測定はサーフコーダＳＥＦ３５００（小坂研究所製）で行い、測定器の触針半径を２〔μｍ〕とし、触針圧を０．７〔ｍＮ〕とし、触針の送り速さを０．１〔ｍｍ／ｓｅｃ〕とした。
【００５０】
また、前記現像ローラ２１の抵抗値は、弾性層２１ｂ及び半導電性樹脂膜２１ｃを含めた値で１×１０6 〔Ω〕以上、かつ、１×１０9 〔Ω〕以下の範囲とした。
【００５１】
次に、前記現像ローラ２１の抵抗値の測定方法について説明する。
【００５２】
図５は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第１の概念図、図６は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第２の概念図である。
【００５３】
現像ローラ２１の抵抗値を測定するに当たり、測定装置としてハイレジスタンスメータ（型番：４３３９Ｂ）（ヒューレット・パッカード社製）５１を使用した。現像ローラ２１の軸方向における６箇所に、幅が２．０〔ｍｍ〕であり、直径が６．０〔ｍｍ〕であるステンレス鋼製のボールベアリング５２ａ〜５２ｆを２０〔ｇｆ〕の力で接触させ、現像ローラ２１に１００〔Ｖ〕の直流電圧を印加し、現像ローラ２１を５０〔ｒｐｍ〕の速度で回転させ、芯金２１ａとローラ表面との間の抵抗値を測定した。
【００５４】
なお、ボールベアリング５２ａ〜５２ｆごとに、現像ローラ２１を１回転させる間に、円周上の１００ポイントで抵抗値を測定し、合計で６００ポイントで抵抗値を測定し、各ポイントにおける抵抗値の平均値を現像ローラ２１の抵抗値とした。
【００５５】
次に、トナー供給ブラシローラ２２について説明する。
【００５６】
トナー供給ブラシローラ２２は、前述されたように、所望の抵抗値に調整された導電性を有する繊維を織り込んだ生地で形成されたブラシ２２ｂを、導電性を有する金属製の、本実施の形態においては、ステンレス鋼製の芯金２２ａにスパイラル状に巻き付けて形成される。
【００５７】
前記トナー供給ブラシローラ２２の抵抗値は、図５及び６に示されるハイレジスタンスメータ５１で測定した。前記抵抗値は、トナー供給ブラシローラ２２に５０〔Ｖ〕の直流電圧を印加したときに１×１０6 〔Ω〕以上、かつ、１×１０10〔Ω〕以下の範囲にされるのが好ましい。
【００５８】
また、ブラシ２２ｂの糸の長さを３〔ｍｍ〕とし、繊度（太さ）を６〔デニール〕とし、植密度を８０〔ｋＦ／ｉｎｃｈ2 〕とした。さらに、ブラシ２２ｂの素材としては、本実施の形態において、トナー３１として非磁性一成分の負帯電性のトナーが使用されるので、トナー３１を負の極性に帯電させるために、帯電列が正帯電側に位置するナイロン（登録商標）、アクリル等を使用するのが好ましく、本実施の形態においては、ナイロン繊維（登録商標）（ユニチカ（株）製ＵＵＮ材）を使用した。
【００５９】
次に、トナー供給ブラシ用フリッカー２７について説明する。
【００６０】
トナー供給ブラシ用フリッカー２７は、断面の直径が３〔ｍｍ〕のステンレス鋼から成る円柱状のバーによって形成される。なお、前記トナー供給ブラシ用フリッカー２７を、厚さが０．５〔ｍｍ〕程度の金属板で形成することができるが、金属板をトナー供給ブラシ用フリッカー２７として使用する場合は、金属板のエッジによってトナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂが摩耗しやすくなるので、金属板の先端部に曲げ加工を施して曲げ部を形成し、曲げ部をトナー供給ブラシローラ２２に当接させるようにするのが好ましい。
【００６１】
次に、トナー回収ブラシローラ２５について説明する。
【００６２】
トナー回収ブラシローラ２５は、前述されたように、所望の抵抗値に調整された導電性を有する繊維を織り込んだ生地で形成されたブラシ２５ｂを、導電性を有する金属製の芯金２５ａにスパイラル状に巻き付けて形成される。
【００６３】
前記トナー供給ブラシローラ２５の抵抗値は、図５及び６に示されるハイレジスタンスメータ５１で測定した。前記抵抗値は、トナー回収ブラシローラ２５に５０〔Ｖ〕の直流電圧を印加したときに１×１０6 〔Ω〕以上、かつ、１×１０8 〔Ω〕以下の範囲にされるのが好ましい。前記トナー回収ブラシローラ２５の抵抗値が１×１０8 〔Ω〕より高くなると、ブラシ２５ｂに電荷が蓄積され、現像ローラ２１上の現像がされる前のトナー、すなわち、未現像トナーの電荷を除去することができなくなる。
【００６４】
また、ブラシ２５ｂの糸の長さを３〔ｍｍ〕とし、繊度を６〔デニール〕とし、植密度を７５〔ｋＦ／インチ2 〕とした。さらに、ブラシ２２ｂの素材としては、本実施の形態において、トナー３１として非磁性一成分の負帯電性のトナーが使用されるので、トナー３１を負の極性に帯電させるために、帯電列が正帯電側に位置するナイロン（登録商標）、アクリル等を使用するのが好ましく、本実施の形態においては、アクリル（東レ（株）製ＳＡ−７材）を使用した。
【００６５】
次に、トナー回収ブラシ用フリッカー２８について説明する。
【００６６】
トナー回収ブラシ用フリッカー２８は、断面の直径が３〔ｍｍ〕のステンレス鋼から成る円柱状のバーによって形成される。なお、前記トナー回収ブラシ用フリッカー２８を、厚さが０．１〔ｍｍ〕程度の金属板で形成することができるが、金属板をトナー回収ブラシ用フリッカー２８として使用する場合は、金属板のエッジによってトナー回収ブラシローラ２５のブラシ２５ｂが摩耗しやすくなるので、金属板の先端部に曲げ加工を施して曲げ部を形成し、曲げ部をトナー回収ブラシローラ２５に当接させるようにするのが好ましい。
【００６７】
次に、補助供給ローラ３０について説明する。
【００６８】
補助供給ローラ３０は、前述されたように、芯金３０ａ、及び該芯金３０ａ上に形成されたシリコーンゴムスポンジ層３０ｂを備える。該シリコーンゴムスポンジ層３０ｂは、未加硫のシリコーンゴムコンパウンドを押出し等の方法で成形し、加熱によって加硫発泡させることによって形成される。
【００６９】
本実施の形態においては、シリコーンゴムコンパウンドを発泡させることによって、表面に微細な孔から成るセル目が形成された補助供給ローラ３０を使用した。前記セル目の各孔の直径は、２００〔μｍ〕以上、かつ、５００〔μｍ〕以下の範囲にされ、補助供給ローラ３０のアスカーＦ硬度は５０〔°〕以上、かつ、８０〔°〕以下の範囲とした。
【００７０】
そして、前記シリコーンゴムコンパウンドは、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等の各種の生ゴムに、補強性シリカ充填剤、加硫硬化に必要な加硫剤及び発泡剤を添加することによって形成される。該発泡剤としては、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、ＡＤＣＡ等の有機発泡剤等が使用される。なお、シリコーンゴムスポンジ層３０ｂに半導電性を持たせる場合は、生ゴムにアセチレンブラックやカーボンブラック等を添加する。さらに、前記補助供給ローラ３０の硬度を、前記加硫剤の添加量を変更することによって調整することができる。
【００７１】
次に、ケーシングＣｓ２内におけるトナーレベルを検出するためのレベル信号発生装置について説明する。
【００７２】
図７は本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の概念図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の要部を示す斜視図、図９は本発明の第１の実施の形態における光検出部による反射板の検出状態を説明するための図である。なお、図９は、図７における光検出部Ｈａ及び反射板６２をギヤｇｒ１側から見た図である。
【００７３】
図において、６０はレベル信号発生装置であり、該レベル信号発生装置６０は、感光体ドラム２３を回転させるための駆動源としての駆動モータ（Ｍ）１７と、図示されないギヤ列を介して連結され、一定の回転速度で回転させられる回転伝達部材としてのギヤｇｒ１、該ギヤｇｒ１の回転に伴って回転させられ、ギヤｇｒ１の回転を検出レバー３４に伝達する回転伝達部材としての回転伝達ユニット６１、該回転伝達ユニット６１を介してギヤｇｒ１の回転を受け、間欠的に回転させられる前記検出レバー３４、該検出レバー３４に取り付けられた被検出要素としての反射板６２、検出要素としての光検出部Ｈａ等を備え、ケーシングＣｓ２内のトナーレベルを表す信号、すなわち、レベル信号を発生させる。
【００７４】
前記回転伝達ユニット６１は、ギヤｇｒ１の出力軸ｓｈ０に固定された回転体６１ａ、及びＬ字状の形状を有し、回転体６１ａからケーシングＣｓ２内に向けて突出させて形成された駆動側の係止部としての突部６１ｂを備える。前記出力軸ｓｈ０はケーシングＣｓ２に配設された図示されない軸受によって回転自在に支持される。
【００７５】
また、前記検出レバー３４は、前述されたように、クランク形状の金属バーによって形成され、両端に検出レバー３４の回転中心となる回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２を、該回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２間に、回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２と偏心させて形成された旋回軸部ｓｈ３を、回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２と旋回軸部ｓｈ３との間に従動側の係止部としての腕部ｍを備える。
【００７６】
そして、回転軸部ｓｈ１は、前記回転体６１ａの回転中心に形成された穴に、相対的に回転自在に嵌入され、回転軸部ｓｈ２はケーシングＣｓ２を貫通して延び、先端に前記反射板６２が取り付けられる。なお、該反射板６２は検出光としてのレーザ光を反射することができるものが好ましく、本実施の形態においては、反射板６２として鏡を使用した。
【００７７】
したがって、前記検出レバー３４は、回転軸部ｓｈ１側において、回転伝達ユニット６１を介してケーシングＣｓ２に配設された前記軸受によって、回転軸部ｓｈ２側において、直接、ケーシングＣｓ２に配設された図示されない軸受によって回転自在に支持される。
【００７８】
駆動モータ１７の回転がギヤｇｒ１に伝達され、回転伝達ユニット６１が、所定の回転速度で矢印ｒｅ方向に回転させられ、突部６１ｂが腕部ｍに当たり、腕部ｍを押すと、前記検出レバー３４を回転させ、反射板６２を回転させることができる。そして、検出レバー３４の旋回軸部ｓｈ３が回転軌道Ｃｒ１の最も高い位置、すなわち、頂点ｐＵに到達すると、旋回軸部ｓｈ３は、回転軌道Ｃｒ１の最も低い位置、すなわち、底点ｐＬに向けて自重で落下して旋回させられる。なお、前記ギヤｇｒ１の回転速度は、検出レバー３４が回転軌道Ｃｒ１の頂点ｐＵから底点ｐＬに向けて自重で落下して旋回させられるときの検出レバー３４の回転速度より低く設定される。
【００７９】
そして、前記光検出部Ｈａは、反射板６２と対向させて配設され、レーザ光６３ａを発光させる第１の検出体としての発光素子６３、及び前記反射板６２によって反射させられたレーザ光６３ａを受光する第２の検出体としての受光素子６４を備える。なお、該受光素子６４は、センサ出力として前記レベル信号を発生させ、受光素子６４によってレベル信号発生要素としてのレベルセンサが構成される。
【００８０】
本実施の形態において、前記光検出部Ｈａの位置は、頂点ｐＵと底点ｐＬとの中間点ｐＭに反射板６２が位置するときに、発光素子６３が発光させたレーザ光６３ａを受光素子６４が受光するように設定される。
【００８１】
図９に示されるように、発光素子６３のレーザ光６３ａは、反射板６２が検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の頂点ｐＵを通過した後、底点ｐＬに移動するまでの、中間点ｐＭを通過する間だけ反射板６２を照射する。そして、反射板６２が中間点ｐＭを通過する間、受光素子６４は、レーザ光６３ａを受光する。この場合、受光素子６４がレーザ光６３ａを受光すると、レベル信号はオンになり、レーザ光６３ａを受光しなくなるとレベル信号はオフになる。
【００８２】
次に、前記レベル信号発生装置６０の動作について説明する。
【００８３】
図１０は本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の動作を示す第１の図、図１１は本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の動作を示す第２の図である。
【００８４】
図１０に示されるように、トナー３１の上面３１ａが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の頂点ｐＵより上に位置し、回転軌道Ｃｒ１がトナー３１に埋もれた状態にある場合、検出レバー３４の旋回軸部ｓｈ３は常に回転伝達ユニット６１の突部６１ｂによって押され、検出レバー３４は回転伝達ユニット６１と同じ回転速度で回転させられる。
【００８５】
そして、図１１に示されるように、トナー３１の上面３１ａが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の頂点ｐＵより下に位置し、回転軌道Ｃｒ１の一部がトナー３１に埋もれた状態にある場合、回転伝達ユニット６１の回転に伴って、旋回軸部ｓｈ３が回転軌道Ｃｒ１の頂点ｐＵに到達すると、回転軌道Ｃｒ１上の所定の区間はトナー３１が存在しないので、旋回軸部ｓｈ３は自重で上面３１ａの高さまで落下し、上面３１ａの高さでトナー３１の抵抗力によって停止させられる。そして、回転伝達ユニット６１の回転に伴って、旋回軸部ｓｈ３が突部６１ｂによって押されると、検出レバー３４は回転伝達ユニット６１と同じ回転速度で回転させられる。
【００８６】
次に、前記トナーレベルと、反射板６２が回転軌道Ｃｒ１上の中間点ｐＭを通過するときの受光素子６４がオンである時間、すなわち、受光素子６４によるレーザ光６３ａの受光時間との関係について説明する。なお、該受光時間はトナーレベルを検出するための検出指標とされる。
【００８７】
図１２は本発明の第１の実施の形態におけるトナーレベルと受光時間との関係図である。なお、図において、横軸にトナーレベルを、縦軸に受光時間Ｔを採ってある。
【００８８】
図に示されるように、トナーレベルが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭより高い場合は、反射板６２が中間点ｐＭを通過する際の回転速度とギヤｇｒ１の回転速度とが等しい。このときの、受光素子６４によるレーザ光６３ａの受光時間Ｔは、第１の閾値としての値Ｔ１になる。
【００８９】
また、トナーレベルが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭより低い場合、反射板６２が中間点ｐＭを通過する際の回転速度は、旋回軸部ｓｈ３が自重で落下するときの検出レバー３４の回転速度と等しく、トナーレベルが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭより高い場合の、反射板６２が中間点ｐＭを通過する際の回転速度より高い。
【００９０】
したがって、このときの受光時間Ｔは値Ｔ１より短い第２の閾値としての値Ｔ２になる。
【００９１】
なお、トナーレベルが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭと等しい場合、旋回軸部ｓｈ３が突部６１ｂによって押されるまで受光素子６４はオンであり続けるので、受光時間ＴはＴ１より長い値Ｔ３になる。
【００９２】
次に、前記プリンタ１０の制御装置について説明する。
【００９３】
図１３は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【００９４】
図において、７０はマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等によって構成される第１の制御部としての印刷制御部であり、図示されない上位装置としてのホストコンピュータからインタフェース制御部７１を介して印刷データ及び制御コマンドを受信し、プリンタ１０の全体のシーケンスを制御し、印刷動作を行う。なお、ＲＯＭによって第１の記録装置が、ＲＡＭによって第２の記録装置が、タイマによって計時要素が構成される。
【００９５】
また、７２はホストコンピュータからインタフェース制御部７１を介して入力された印刷データを一時的に記録する記録部としての受信メモリ、７３は該受信メモリ７２に記録された印刷データを受け取るとともに、該印刷データを編集処理することによって形成された画像データ、すなわち、イメージデータを記録する記録部としての画像データ編集メモリである。
【００９６】
そして、７４は前記プリンタ１０の状態を表示するための表示要素としての図示されないＬＥＤ、及び操作者が前記プリンタ１０に対する指示を入力するための操作要素としての図示されないスイッチ、キー等を備えた操作部、７５はセンサ群であり、該センサ群７５は、プリンタ１０の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば、用紙Ｐの位置を検出する媒体検出部としての用紙位置検出センサ、プリンタ１０の置かれた環境、例えば、温度、湿度等を検出する環境検出部としての温湿度センサ、印刷濃度を検出する濃度検出部としての印刷濃度センサ、トナーカートリッジ３２内のトナー３１の残量を検出するための現像剤残量検出部としてのトナー残量センサ等から成る。
【００９７】
また、６３は発光素子、６４は受光素子、８６は前記受光時間Ｔを測定する計時部材としてのタイマである。該タイマ８６は受光素子６４のレベル信号を読み込み、受光素子６４がオンになると計時を開始し、オフになると計時を終了して、受光時間Ｔを測定する。
【００９８】
そして、７６は第１の電源としての帯電用電源であり、該帯電用電源７６は印刷制御部７０の指示によって帯電ローラ２４に所定の直流電圧を印加し、感光体ドラム２３の表面を帯電させる。また、７７は第２の電源としての現像用電源であり、該現像用電源７７は現像ローラ２１に所定の直流電圧を印加し、静電潜像にトナー３１を付着させる。そして、７８は第３の電源としての供給用電源であり、該供給用電源７８は、トナー供給ブラシローラ２２に所定の直流電圧を印加し、現像ローラ２１にトナー３１を供給する。そして、７９は第４の電源としての回収用電源であり、該回収用電源７９は、トナー回収ブラシローラ２５に所定の直流電圧を印加し、現像ローラ２１からトナー３１を回収する。また、８０は、第５の電源としての転写用電源であり、該転写用電源８０は、転写ローラ１２に所定の直流電圧を印加し、感光体ドラム１３上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。
【００９９】
なお、前記帯電用電源７６、現像用電源７７、供給用電源７８、回収用電源７９及び転写用電源８０は、印刷制御部７０の指示によって印加する直流電圧を変更することができるようになっている。
【０１００】
そして、８１は第２の制御部としての駆動制御部であり、該駆動制御部８１は、前記感光体ドラム２３を回転させるための駆動モータ１７を駆動する。前記駆動制御部８１によって駆動モータ１７が駆動されると、感光体ドラム２３が回転させられるとともに、帯電ローラ２４、現像ローラ２１、トナー供給ブラシローラ２２、トナー回収ブラシローラ２５、補助供給ローラ３０、攪拌部材３３ａ〜３３ｄ及び検出レバー３４が回転させられる。
【０１０１】
また、８２は第３の制御部としてのヘッド駆動制御部であり、該ヘッド駆動制御部８２は、画像データ編集メモリ７３に記録されたイメージデータをＬＥＤヘッド１１に送り、該ＬＥＤヘッド１１を駆動する。そして、８３は第４の制御部としての定着制御部であり、該定着制御部８３は、定着器１３に直流電圧を印加し、転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる。なお、前記定着器１３は、加熱ローラＲ１の温度を検出する定着温度検出部としての図示されない温度センサを備え、前記定着制御部８３は前記温度センサのセンサ出力を読み込み、センサ出力に基づいてヒータを通電させ、定着器１３が一定の温度になるように制御を行う。
【０１０２】
また、８４は第５の制御部としての搬送制御部であり、該搬送制御部８４は、用紙Ｐを搬送するために、搬送用の駆動部としての用紙搬送モータ１６を駆動し、印刷制御部７０の指示によってホッピングローラ１５ａ、レジストローラ１５ｂ、排出ローラ１５ｃ等を回転させ、所定のタイミングで用紙Ｐを搬送したり、停止させたりする。
【０１０３】
そして、８５は第６の制御部としてのシャッタ駆動制御部であり、該シャッタ駆動制御部８５は、トナーレベルに応じてシャッタ３２ａを開閉し、トナーカートリッジ３２内のトナー３１をケーシングＣｓ２内に供給したり、供給を停止させたりする。
【０１０４】
ところで、トナーレベルが補助供給ローラ３０の回転軸以下であると、補助供給ローラ３０を回転させたときに補助供給ローラ３０が保持するトナー３１の量が少なくなってしまう。また、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端（接触対向部β１）以上であると、トナー供給ブラシローラ２２の少なくとも一部がトナー３１に埋もれ、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が入り込み、詰まってしまう。
【０１０５】
したがって、プリンタ１０を長期間にわたり使用すると、ブラシ２２ｂの弾性が低くなり、現像ローラ２１にトナー３１を安定して供給することができなくなってしまう。その結果、画像品位が低下してしまう。
【０１０６】
そこで、本実施の形態においては、検出レバー３４の回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２が、補助供給ローラ３０の回転軸より高く、かつ、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端より低くされ、印刷制御部７０は、シャッタ駆動制御部８５に指示を送り、ケーシングＣｓ２内のトナーレベルが、補助供給ローラ３０の回転軸より高く、かつ、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端より低くなるように、シャッタ３２ａを開閉する。なお、この場合、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端とは、トナー供給ブラシローラ２２と補助供給ローラ３０との間にニップが形成されていない状態のブラシ２２ｂの下端をいう。
【０１０７】
続いて、シャッタ３２ａを開閉するための印刷制御部７０の動作について説明する。
【０１０８】
図１４は本発明の第１の実施の形態における印刷制御部の動作を示すフローチャートである。
【０１０９】
まず、印刷制御部７０の図示されない印刷処理手段は、印刷処理を行い、画像形成ユニット２０による印刷動作を開始し、続いて、印刷制御部７０の図示されない現像剤レベル検出処理手段としてのトナーレベル検出処理手段は、現像剤レベル検出処理としてのトナーレベル検出処理を行い、タイマ８６によって測定された受光時間Ｔを読み込む。
【０１１０】
ところで、検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭの位置と検出レバー３４の回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２の位置とは等しいので、検出レバー３４の回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２が、補助供給ローラ３０の回転軸より高く、かつ、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端より低くされると、検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭも、補助供給ローラ３０の回転軸より高く、かつ、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端より低くされる。
【０１１１】
そして、前述されたように、トナーレベルが中間点ｐＭより低い場合、受光時間Ｔは値Ｔ２になり、トナーレベルが中間点ｐＭ以上である場合、受光時間Ｔは値Ｔ１になるので、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２より低い場合、受光時間Ｔは値Ｔ２になり、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上である場合、受光時間Ｔは値Ｔ１になる。
【０１１２】
そこで、本実施の形態においては、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２より低くなり、受光時間Ｔが値Ｔ２と等しくなった場合に、トナーカートリッジ３２内のトナー３１をケーシングＣｓ２内に供給し、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上になり、受光時間Ｔが値Ｔ１になった場合に、トナーカートリッジ３２内のトナー３１のケーシングＣｓ２内への供給を停止させるようにしている。
【０１１３】
そのために、印刷制御部７０の図示されない現像剤レベル判断処理手段としてのトナーレベル判断処理手段は、現像剤レベル判断処理としてのトナーレベル判断処理を行い、受光時間Ｔが値Ｔ２より長いかどうか（実際は値Ｔ１であるかどうか）によって、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上であるかどうかを判断するようにしている。
【０１１４】
そして、受光時間Ｔが値Ｔ２より長く（実際は値Ｔ１であり）、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上である場合、前記印刷処理手段は、印刷動作を継続する。なお、この場合、シャッタ３２ａは閉じたままにされる。
【０１１５】
また、受光時間Ｔが値Ｔ２以下であり（実際は値Ｔ２であり）、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２より低い場合、印刷制御部７０の図示されない現像剤供給処理手段としてのトナー供給処理手段は、現像剤供給処理としてのトナー供給処理を行い、シャッタ駆動制御部８５に指示を送り、シャッタ３２ａを開く。その結果、トナーカートリッジ３２内のトナー３１がケーシングＣｓ２内に供給される。
【０１１６】
そして、前記トナーレベル判断処理手段は、再び、受光時間Ｔが値Ｔ２より長いかどうか（実際は値Ｔ１であるかどうか）によって、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上であるかどうかを判断し、受光時間Ｔが値Ｔ２より長くなり（実際は値Ｔ１になり）、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上になると、前記トナー供給処理手段は、シャッタ駆動制御部８５に指示を送り、シャッタ３２ａを閉じる。その結果、トナーカートリッジ３２内のトナー３１のケーシングＣｓ２内への供給が停止させられる。
【０１１７】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 印刷動作を開始する。
ステップＳ２ 受光時間Ｔが受光時間Ｔ２より短くなるのを待機し、受光時間Ｔが受光時間Ｔ２より短くなった場合はステップＳ３に進む。
ステップＳ３ シャッタ３２ａを開く。
ステップＳ４ 受光時間Ｔが受光時間Ｔ２より長くなるのを待機し、受光時間Ｔが受光時間Ｔ２より長くなった場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ５ シャッタ３２ａを閉じ、ステップＳ１に戻る。
【０１１８】
次に、前記構成のプリンタ１０を使用して連続して印刷を行ったときに、画像品位が低下しないかどうかについて評価を行った。
【０１１９】
そのために、前記プリンタ１０を、温度が２０〔℃〕、湿度（相対湿度）が５０〔％〕の常温常湿の環境下に置き、白紙パターンによる印刷（以下「白紙印刷」という。）を繰り返す試験、すなわち、連続印刷試験を行い、その後、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１が供給されているかどうか、すなわち、トナー３１の供給状態、及びブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで詰まることがないかどうか、すなわち、トナー３１の詰まり状態を判断した。なお、白紙印刷において、ＬＥＤヘッド１１による露光は行われず、現像用電源７７による現像ローラ２１への直流電圧の印加も行われないので、現像ローラ２１上のトナー３１は感光体ドラム２３に付着させられず、現像は行われない。
【０１２０】
この場合、トナー３１の供給状態を判断するために、連続印刷試験において所定の枚数の白紙印刷を行うごとに、１００〔％〕デューティのベタ印刷を行ったときの、画像に発生したかすれのレベル、すなわち、白ぬけが発生したかどうかを判断した。そして、白抜けが発生していない場合に、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１が供給されていると判断し、白抜けが発生した場合に、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１が供給されていないと判断した。
【０１２１】
また、トナー３１の詰まり状態を判断するために、連続印刷試験を行い、所定の白紙印刷を行うごとにベタ印刷を行ったときの、トナー供給ブラシローラ２２のアスカーＦ硬度を測定した。そして、アスカーＦ硬度が高いほど、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで、詰まっていると判断した。
【０１２２】
なお、連続印刷試験において、現像用電源７７によって、現像ローラ２１及び現像ブレード２６に−２００〔Ｖ〕の直流電圧を、供給用電源７８によって、トナー供給ブラシローラ２２及び補助供給ローラ３０に−１５００〔Ｖ〕の直流電圧をそれぞれ印加した。また、トナー回収ブラシローラ２５をアース接地した。
【０１２３】
そして、本実施の形態の画像形成ユニット２０を実施例１とし、図１５に示されるような画像形成ユニット２０を比較例１とし、図１６に示されるような画像形成ユニット２０を比較例２として、実施例１並びに比較例１及び２についてトナー３１の供給状態及び詰まり状態を判断した。
【０１２４】
図１５は比較例１の画像形成ユニットの概略図、図１６は比較例２の画像形成ユニットの概略図、図１７は本発明の第１の実施の形態における比較例１の画像形成ユニットによる連続印刷試験後のトナーレベルを示す図、図１８は本発明の第１の実施の形態における比較例２の画像形成ユニットによる連続印刷試験後のトナーレベルを示す図である。
【０１２５】
図１５において、２０は比較例１の画像形成ユニットであり、該画像形成ユニット２０においては、トナー供給ブラシローラ９２が、現像ローラ２１の下方において、現像ローラ２１と対向させて、かつ、現像ローラ２１と接触することなく（非接触で）矢印ｈ方向（実施例１における矢印ｅ方向と逆方向）に回転自在に配設され、補助供給ローラ９３が、前記トナー供給ブラシローラ９２の下方において、該トナー供給ブラシローラ９２と対向させて、かつ、トナー供給ブラシローラ９２と接触させて矢印ｉ方向（実施例１における矢印ｇ方向と逆方向）に回転自在に配設される。なお、トナー供給ブラシローラ９２は、芯金９２ａ及びブラシ９２ｂを備える。したがって、トナー供給ブラシ用フリッカー９７がトナー供給ブラシローラ９２の回転方向における現像ローラ２１より上流側に配設される。
【０１２６】
また、図１６において、２０は比較例２の画像形成ユニットであり、該画像形成ユニット２０においては、実施例１における補助供給ローラが配設されない。
【０１２７】
次に、前記実施例１並びに比較例１及び２の画像形成ユニット２０において、３００００枚の連続印刷試験を行ったときのトナー３１の供給状態及び詰まり状態の判断結果について説明する。
【０１２８】
【表１】
【０１２９】
【表２】
【０１３０】
表１は、連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後、１００００枚後、２００００枚後及び３００００枚後におけるトナー３１の供給状態の判断結果を示す。○は白抜けが発生しなかったことを、×は白抜けが発生したことを表す。
【０１３１】
また、表２は、連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後、１００００枚後、２００００枚後及び３００００枚後におけるトナー３１の詰まり状態の判断結果を示す。アスカーＦ硬度が９５未満である場合は、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていないことを、９５以上である場合は、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていることを表す。
【０１３２】
実施例１の画像形成ユニット２０においては、３００００枚後においても白抜けが発生せず、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まらなかった。
【０１３３】
これに対して、比較例１の画像形成ユニット２０においては、２００００枚後に、白抜けが発生し、ブラシ９２２ｂの隙間にトナー３１が詰まった。また、比較例２の画像形成ユニット２０においては、５０００枚後に、白抜けが発生し、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まった。
【０１３４】
なお、実施例１の画像形成ユニット２０において、３００００枚後のトナーレベルは、連続印刷試験を開始する前と同じ状態に置かれるのに対して、比較例１の画像形成ユニット２０においては、２００００枚後に、ブラシ９２ｂの隙間にトナー３１が詰まり、トナー供給ブラシローラ９２によって現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することができなくなる。したがって、補助供給ローラ９３からトナー供給ブラシローラ９２にトナー３１が供給されなくなり、補助供給ローラ９３が矢印ｉ方向に回転させられるのに伴って、トナー供給ブラシローラ９２に供給されない分のトナー３１が、補助供給ローラ９３とトナー供給ブラシローラ９２との間を抜けてトナー回収ブラシローラ２５側に供給される。その結果、図１７に示されるように、ケーシングＣｓ２内におけるトナー供給ブラシローラ９２より検出レバー３４側の領域を第１の領域とし、トナー供給ブラシローラ９２よりトナー回収ブラシローラ２５側の領域を第２の領域としたとき、第１の領域のトナーレベルより、第２の領域のトナーレベルが高くなる。
【０１３５】
それに伴って、トナー供給ブラシローラ９２がトナー３１に埋もれ、ブラシ９２ｂの隙間にトナー３１が一層詰まり、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することが一層できなくなる。また、トナー回収ブラシローラ２５がトナー３１に埋もれ、ブラシ２５ｂの隙間にトナー３１が詰まるので、現像ローラ２１上のトナー３１を十分に回収することができなくなる。
【０１３６】
そして、比較例２の画像形成ユニット２０においては、５０００枚後に、初期の状態でトナー供給ブラシローラ２２の一部がトナー３１に埋もれるので、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まりやすく、トナー供給ブラシローラ２２によって現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することができなくなる。したがって、トナー供給ブラシローラ２２が矢印ｅ方向に回転させられるのに伴って、現像ローラ２１に供給されない分のトナー３１が、トナー供給ブラシローラ２２と現像ローラ２１との間を抜けてトナー回収ブラシローラ２５側に供給される。その結果、図１８に示されるように、ケーシングＣｓ２内におけるトナー供給ブラシローラ２２より検出レバー３４側の領域を第１の領域とし、トナー供給ブラシローラ２２よりトナー回収ブラシローラ２５側の領域を第２の領域としたとき、第１の領域のトナーレベルより、第２の領域のトナーレベルが高くなる。
【０１３７】
それに伴って、トナー供給ブラシローラ２２がトナー３１に一層埋もれ、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が一層詰まり、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することが一層できなくなる。また、トナー回収ブラシローラ２５がトナー３１に埋もれ、ブラシ２５ｂの隙間にトナー３１が詰まるので、現像ローラ２１上のトナー３１を十分に回収することができなくなる。
【０１３８】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ブラシローラ２２の下方に、補助供給ローラ３０がトナー供給ブラシローラ２２に接触させて配設され、検出レバー３４の回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２が、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端より低くされるので、トナー供給ブラシローラ２２をトナー３１から浮かせることができる。
【０１３９】
したがって、ブラシ２２ｂがトナー３１に埋もれることがなくなり、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで詰まるのを抑制することができるので、ブラシ２２ｂの弾性が低くならず、現像ローラ２１にトナー３１を安定して供給することができる。
【０１４０】
しかも、トナー供給ブラシローラ２２が現像ローラ２１と同方向に回転させられ、補助供給ローラ３０が現像ローラ２１と逆方向に回転させられるので、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで詰まるのを一層抑制することができる。
【０１４１】
また、検出レバー３４の回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２が、補助供給ローラ３０の回転軸以上に置かれるので、補助供給ローラ３０を回転させたときに補助供給ローラ３０が十分な量のトナー３１を保持することができ、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することができる。
【０１４２】
その結果、画像品位が低下するのを防止することができる。
【０１４３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１４４】
図１９は本発明の第２の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【０１４５】
図において、２２は、現像剤担持体としての現像ローラ２１と対向させて、かつ、現像ローラ２１と接触することなく（非接触で）矢印ｅ方向に回転自在に配設された第１の供給部材としての、かつ、ブラシローラ（現像剤供給ブラシローラ）としてのトナー供給ブラシローラ、１１７は、該トナー供給ブラシローラ２２の上方において、トナー供給ブラシローラ２２と対向させて、かつ、トナー供給ブラシローラ２２と接触させて矢印ｊ方向に回転自在に配設された現像剤飛翔部材としてのトナー供給ブラシ用フリッカーである。トナー供給ブラシローラ２２とトナー供給ブラシ用フリッカー１１７とのニップ量ｄ２は、第１の実施の形態と同様に０．５〔ｍｍ〕にされる。
【０１４６】
前記トナー供給ブラシ用フリッカー１１７の一端には、筐体としてのケーシングＣｓ２外において図示されないギヤが取り付けられ、該ギヤと駆動源としての駆動モータ１７（図７）とが図示されないギヤ列を介して連結され、ギヤは一定の回転速度で回転させられ、該回転がトナー供給ブラシ用フリッカー１１７に伝達される。
【０１４７】
また、本実施の形態においては、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７の周速度とトナー供給ブラシローラ２２の周速度とが等しくされる。
【０１４８】
したがって、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７の表面とトナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの先端との摺動を抑制することができるので、ブラシ２２ｂが摩耗するのを抑制することができる。なお、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７の周速度とトナー供給ブラシローラ２２の周速度とが等しくされるが、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７とトナー供給ブラシローラ２２との間にニップが形成されるので、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７によって、トナー供給ブラシローラ２２が保持する現像剤としてのトナー３１を現像ローラ２１に向けて十分に飛翔させることができる。
【０１４９】
前記構成の画像形成装置としてのプリンタ１０を、温度が２７〔℃〕、湿度（相対湿度）が８０〔％〕の高温高湿の環境下に置き、連続印刷試験を行い、その後、トナー３１の供給状態及び詰まり状態を判断した。
【０１５０】
次に、第１の実施の形態の画像形成ユニット２０を実施例１とし、第２の実施の形態の画像形成ユニット２０を実施例２とし、前記実施例１及び２において、３００００枚の連続印刷試験を行ったときのトナー３１の供給状態及び詰まり状態の判断結果について説明する。
【０１５１】
【表３】
【０１５２】
【表４】
【０１５３】
表３は、高温高湿の環境下の連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後、１００００枚後、２００００枚後及び３００００枚後におけるトナー３１の供給状態の判断結果を示す。○は白抜けが発生しなかったことを、×は白抜けが発生したことを表す。
【０１５４】
また、表４は、高温高湿の環境下の連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後、１００００枚後、２００００枚後及び３００００枚後におけるトナー３１の詰まり状態の判断結果を示す。アスカーＦ硬度が９５未満である場合は、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていないことを、９５以上である場合は、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていることを表す。
【０１５５】
実施例２の画像形成ユニット２０においては、３００００枚後においても白抜けが発生せず、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まらなかった。
【０１５６】
これに対して、実施例１の画像形成ユニット２０においては、３００００枚後に、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まることはなかったが、白抜けが発生した。
【０１５７】
次に、高温高湿の環境下で実施例１の画像形成ユニット２０において白抜けが発生するメカニズムについて説明する。
【０１５８】
図２０は高温高湿の環境下で実施例１の画像形成ユニット２０において白抜けが発生するメカニズムを説明するための図である。
【０１５９】
前述されたように、実施例１の画像形成ユニット２０において、トナー供給ブラシ用フリッカー２７は、現像ローラ２１と現像剤規制部材としての現像ブレード２６との当接部の鉛直線Ｌａ上に配設される。したがって、現像ブレード２６によって現像ローラ２１上から掻き取られたトナー３１がトナー供給ブラシ用フリッカー２７上に落下する。そして、高温高湿の環境下においては、トナー３１が吸湿して流動性が低くなるので、トナー供給ブラシ用フリッカー２７上にトナー３１が堆積しやすくなる。
【０１６０】
そして、トナー供給ブラシローラ２２から矢印Ａ方向に飛翔したトナー３１が、現像ローラ２１上にトナー層を形成するが、該トナー層にトナー供給ブラシ用フリッカー２７上に堆積したトナー３１が接触すると、現像ブレード２６を通過する前の現像ローラ２１上のトナー層の層厚が小さくなり、その結果、白抜けが発生すると考えられる。
【０１６１】
これに対して、実施例２の画像形成ユニット２０においては、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７が回転させられるので、現像ブレード２６によって現像ローラ２１上から掻き取られたトナー３１がトナー供給ブラシ用フリッカー１１７上に落下しても、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７上でトナー３１が堆積するのを抑制することができる。したがって、白抜けが発生するのを防止することができる。
【０１６２】
なお、本実施の形態においては、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７を回転させることによって、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７上にトナー３１が堆積するのを抑制するようにしているが、駆動部としての図示されないソレノイドをオン・オフさせることによって、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７を軸方向に移動させ、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７上にトナー３１が堆積するのを抑制することができる。
【０１６３】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７が回転させられるので、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７上にトナー３１が堆積するのを抑制することができる。したがって、高温高湿の環境下においても、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することができるので、画像品位が低下するのを防止することができる。
【０１６４】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１６５】
図２１は本発明の第３の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【０１６６】
この場合、画像形成ユニット２０には、画像形成ユニット本体２０ａの筐体としてのケーシングＣｓ３内に現像剤収容室としてのトナー収容室１２２が一体に形成され、該トナー収容室１２２内に現像剤としてのトナー３１が収容される。
【０１６７】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１６８】
図２２は本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【０１６９】
図に示されるように、画像形成装置としてのプリンタ１３０は、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの４色の現像剤としてのトナーごとに画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃを備え、該画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃは、像担持体としての感光体ドラム２３を備える。そして、該感光体ドラム２３と対向させて露光装置としてのＬＥＤヘッド１１が配設され、該ＬＥＤヘッド１１によって感光体ドラム２３上に潜像としての静電潜像が形成され、現像剤担持体としての図示されない現像ローラによって静電潜像が現像されて各色の現像剤像としてのトナー像になる。
【０１７０】
前記画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃに沿って、転写ユニットｕ１が配設される。該転写ユニットｕ１は、駆動ローラｒ１１、従動ローラｒ１２、駆動ローラｒ１１と従動ローラｒ１２との間に張設され、矢印方向に走行させられる転写ベルト１２３、及び該転写ベルト１２３を介して各感光体ドラム２３と当接させられる転写部材としての転写ローラ１２４を備える。
【０１７１】
この場合、前記画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃにおいて各色のトナー像が形成され、媒体としての用紙Ｐが、転写ベルト１２３の走行に伴って、画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃと各転写ローラ１２４との間を通過すると、各感光体ドラム２３上のトナー像が順次重ねて用紙Ｐに転写され、カラーのトナー像が形成される。
【０１７２】
続いて、用紙Ｐは定着装置としての定着器１３に送られ、該定着器１３において、カラーのトナー像が用紙Ｐに定着させられる。
【０１７３】
次に、前記画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃについて説明する。なお、該画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃは同じ構造を有するので、画像形成ユニット１３５Ｂｋについてだけ説明する。
【０１７４】
図２３は本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの概略図、図２４は本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す第１の拡大図、図２５は本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す第２の拡大図である。
【０１７５】
図に示されるように、画像形成ユニット１３５Ｂｋにおいて、画像形成ユニット１３５Ｂｋの本体、すなわち、画像形成ユニット本体の筐体としてのケーシングＣｓ４内に、現像剤保持空間としての、かつ、現像剤収容室としてのトナー収容室１２２が一体に形成され、該トナー収容室１２２内に現像剤としてのトナー３１が収容される。
【０１７６】
また、前記画像形成ユニット１３５Ｂｋは、矢印ａ’方向に回転自在に配設された感光体ドラム２３、該感光体ドラム２３と当接させて矢印ｃ’方向に回転自在に配設され、感光体ドラム２３の表面を一様に帯電させる帯電装置としての、かつ、帯電部材としての帯電ローラ２４、前記静電潜像を現像し、トナー像を形成する現像器９０、先端を感光体ドラム２３と接触させて配設され、転写後に感光体ドラム２３上に残留したトナー３１を回収するクリーニング部材としてのクリーニングブレード２９、前記感光体ドラム２３の回転方向におけるクリーニングブレード２９より下流側において、前記感光体ドラム２３に当接することなく配設され、除電光を照射して感光体ドラム２３の帯電電位をリセットする除電装置１４５等を備える。
【０１７７】
前記現像器９０は、前記感光体ドラム２３の下方において、感光体ドラム２３と対向させて、かつ、感光体ドラム２３と接触させて矢印ｄ’方向に回転自在に配設された現像剤担持体としての現像ローラ１４１、先端を該現像ローラ１４１と当接させて配設され、現像ローラ１４１上に均一な厚さでトナー３１の薄層を形成する現像剤規制部材としての現像ブレード２６、前記現像ローラ１４１の下方において、現像ローラ１４１と対向させて、かつ、現像ローラ１４１と接触させて矢印ｅ’方向に回転自在に配設され、前記トナー３１を現像ローラ１４１に供給する第１の供給部材としての、かつ、ブラシローラ（現像剤供給ブラシローラ）としてのトナー供給ブラシローラ１４２、該トナー供給ブラシローラ１４２の下方において、トナー供給ブラシローラ１４２と対向させて、かつ、トナー供給ブラシローラ１４２と接触させて矢印ｇ’方向に回転自在に配設され、トナー供給ブラシローラ１４２にトナー３１を供給する第２の供給部材としての、かつ、現像剤補給部材としての補助供給ローラ１４８等を備える。
【０１７８】
なお、感光体ドラム２３に対して、転写ローラ１２４、現像ローラ１４１及び補助供給ローラ１４８は逆方向に、トナー供給ブラシローラ１４２は同方向に回転させられる。
【０１７９】
前記画像形成ユニット１３５Ｂｋの使用を開始する初期状態におけるケーシングＣｓ４内に収容されているトナー３１の上面３１ａのトナーレベルは、図２４に示されるように、トナー供給ブラシローラ１４２の下端より低くされる。なお、この場合、トナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの下端とは、トナー供給ブラシローラ１４２と補助供給ローラ１４８との間にニップが形成されていない状態のブラシ１４２ｂの下端をいう。
【０１８０】
前記現像ローラ１４１、トナー供給ブラシローラ１４２及び補助供給ローラ１４８の各ローラは、図２５に示されるように、それぞれニップを形成するように配設される。
【０１８１】
そして、現像ローラ１４１とトナー供給ブラシローラ１４２との間のニップ量ｄ６、及びトナー供給ブラシローラ１４２と補助供給ローラ１４８とのニップ量ｄ７は、いずれも０．５〔ｍｍ〕にされる。
【０１８２】
また、現像ローラ１４１とトナー供給ブラシローラ１４２とが接触させて対向させられる部分によって、接触対向部α２が、トナー供給ブラシローラ１４２と補助供給ローラ１４８とが接触させて対向させられる部分によって、接触対向部β２が形成される。
【０１８３】
次に、トナー供給ブラシローラ１４２について説明する。
【０１８４】
トナー供給ブラシローラ１４２は、所望の抵抗値に調整された導電性を有する繊維を織り込んだ生地で形成されたブラシ１４２ｂを、導電性を有する金属製の、本実施の形態においては、ステンレス鋼製の芯金１４２ａにスパイラル状に巻き付けて形成される。
【０１８５】
前記トナー供給ブラシローラ１４２の抵抗値は、第１の実施の形態と同様に、ハイレジスタンスメータ５１（図５）で測定した。前記抵抗値は、トナー供給ブラシローラ１４２に５０〔Ｖ〕の直流電圧を印加したときに１×１０6 〔Ω〕以上、かつ、１×１０10〔Ω〕以下の範囲にされるのが好ましい。
【０１８６】
また、ブラシ１４２ｂの糸の長さを３〔ｍｍ〕とし、繊度（太さ）を６〔デニール〕とし、植密度を８０〔ｋＦ／ｉｎｃｈ2 〕とした。さらに、ブラシ１４２ｂの素材としては、本実施の形態において、トナー３１として非磁性一成分の負帯電性のトナーが使用されるので、トナー３１を負の極性に帯電させるために、帯電列が正帯電側に位置するナイロン（登録商標）、アクリル等を使用するのが好ましく、本実施の形態においては、ナイロン繊維（登録商標）（ユニチカ（株）製ＵＵＮ材）を使用した。
【０１８７】
そして、前記補助供給ローラ１４８は、導電性を有する金属製の、本実施の形態においては、ステンレス鋼製の芯金１４８ａ上にウレタンゴムから成る発泡体層１４８ｂを被覆することによって形成される。該発泡体層１４８ｂの硬度は、アスカーＦ硬度で５０〔°〕とした。
【０１８８】
次に、前記プリンタ１３０の制御装置について説明する。
【０１８９】
図２６は本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【０１９０】
図において、７０はマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等によって構成される第１の制御部としての印刷制御部であり、上位装置としてのホストコンピュータからインタフェース制御部７１を介して印刷データ及び制御コマンドを受信し、プリンタ１３０の全体のシーケンスを制御し、印刷動作を行う。なお、ＲＯＭによって第１の記録装置が、ＲＡＭによって第２の記録装置が、タイマによって計時要素が構成される。
【０１９１】
また、７２はホストコンピュータからインタフェース制御部７１を介して入力された印刷データを一時的に記録する記録部としての受信メモリ、７３は該受信メモリ７２に記録された印刷データを受け取るとともに、該印刷データを編集処理することによって形成されたイメージデータを記録する記録部としての画像データ編集メモリである。
【０１９２】
そして、７４は前記プリンタ１３０の状態を表示するための表示要素としてのＬＥＤ、及び操作者が前記プリンタ１３０に対して指示を入力するための操作要素としてのスイッチ、キー等を備えた操作部、７５はセンサ群であり、該センサ群７５は、プリンタ１３０の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば、用紙Ｐの位置を検出する媒体検出部としての用紙位置検出センサ、プリンタ１３０の置かれた環境、例えば、温度、湿度等を検出する環境検出部としての温湿度センサ、印刷濃度を検出する濃度検出部としての印刷濃度センサ、現像剤収容部としてのトナーカートリッジ３２内のトナー３１の残量を検出するための現像剤残量検出部としてのトナー残量センサ等から成る。
【０１９３】
また、７６は第１の電源としての帯電用電源であり、該帯電用電源は印刷制御部７０の指示によって各帯電ローラ２４に所定の直流電圧を印加し、感光体ドラム２３の表面を帯電させる。また、７７は第２の電源としての現像用電源であり、該現像用電源７７は各現像ローラ１４１に所定の直流電圧を印加し、静電潜像にトナー３１を付着させる。そして、７８は第３の電源としての供給用電源であり、該供給用電源７８は、各トナー供給ブラシローラ１４２に所定の直流電圧を印加し、現像ローラ１４１にトナー３１を供給する。そして、１７９は第４の電源としての補助供給用電源であり、該補助供給用電源１７９は、補助供給ローラ１４８に所定の直流電圧を印加し、トナー３１をトナー供給ブラシローラ１４２に補給する。また、８０は、第５の電源としての転写用電源であり、該転写用電源８０は、各転写ローラ１２４に所定の直流電圧を印加し、感光体ドラム１３上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。
【０１９４】
なお、前記帯電用電源７６、現像用電源７７、供給用電源７８、補助供給用電源１７９及び転写用電源８０は、印刷制御部７０の指示によって印加する直流電圧を変更することができるようになっている。
【０１９５】
そして、８１は第２の制御部としての駆動制御部であり、該駆動制御部８１は、前記感光体ドラム２３を回転させるための駆動源としての駆動モータ１７（図９）を駆動する。前記駆動制御部８１によって駆動モータ１７が駆動されると、感光体ドラム２３が回転させられるとともに、帯電ローラ２４、現像ローラ１４１、トナー供給ブラシローラ１４２及び補助供給ローラ１４８が回転させられる。
【０１９６】
また、８２は第３の制御部としてのヘッド駆動制御部であり、該ヘッド駆動制御部８２は、画像データ編集メモリ７３に記録されたイメージデータを画像信号としてＬＥＤヘッド１１に送り、該ＬＥＤヘッド１１を駆動する。そして、８３は第４の制御部としての定着制御部であり、該定着制御部８３は、転写されたトナー像を用紙Ｐに定着するために定着器１３に直流電圧を印加する。
【０１９７】
また、８４は第５の制御部としての搬送制御部であり、該搬送制御部８４は、用紙Ｐを搬送するために、搬送用の駆動部としての用紙搬送モータ１６を駆動し、印刷制御部７０の指示によって第１の搬送部材としての、かつ、繰出ローラとしてのホッピングローラ１５ａ（図２）、第２の搬送部材としてのレジストローラ１５ｂ、第３の搬送部材としての排出ローラ１５ｃ等を回転させ、所定のタイミングで用紙Ｐを搬送したり、停止させたりする。
【０１９８】
次に、前記印刷制御部７０の動作について説明する。
【０１９９】
まず、印刷命令を受けると、印刷制御部７０の前記印刷処理手段は、駆動制御部８１に指示を送り、駆動モータ１７を駆動し、各感光体ドラム２３を一定の周速度で矢印ａ’方向に回転させ、これに伴って、帯電ローラ２４が矢印ｃ’方向に、現像ローラ１４１が矢印ｄ’方向に、トナー供給ブラシローラ１４２が矢印ｅ’方向に、補助供給ローラ１４８が矢印ｇ’方向に回転させられる。
【０２００】
また、前記印刷処理手段は、帯電用電源７６に指示を送り、帯電ローラ２４に直流電圧を印加し、感光体ドラム２３の表面を一様に帯電させるとともに、ヘッド駆動制御部８２に指示を送り、ＬＥＤヘッド１１を駆動し、画像信号に対応した光を感光体ドラム２３に照射し、静電潜像を形成する。
【０２０１】
そして、前記印刷処理手段が、補助供給用電源１７９に指示を送り、補助供給ローラ１４８に直流電圧を印加すると、補助供給ローラ１４８の回転に伴って、トナー収容室１２２内のトナー３１はすくい上げられ、補助供給ローラ１４８とトナー供給ブラシローラ１４２との接触対向部β２に搬送される。
【０２０２】
続いて、前記印刷処理手段が、供給用電源７８に指示を送り、トナー供給ブラシローラ１４２に直流電圧を印加すると、トナー供給ブラシローラ１４２の回転に伴って、接触対向部β２に搬送されたトナー３１が現像ローラ１４１に供給される。
【０２０３】
このようにして、トナー３１が現像ローラ１４１に付着すると、トナー３１は、現像ローラ１４１の回転に伴って矢印ｄ’方向に搬送され、現像ローラ１４１の回転方向におけるトナー供給ブラシローラ１４２より下流側に配設された現像ブレード２６によって、均一な厚さのトナー層になる。このとき、現像ブレード２６には、図示されない現像ブレード用電源によって直流電圧が印加され、トナー３１は現像ブレード２６及び現像ローラ１４１によって摺られ、摩擦帯電させられる。
【０２０４】
次に、現像ブレード２６を通過したトナー３１は、現像ローラ１４１の回転に伴って、更に搬送され、感光体ドラム２３と現像ローラ１４１との当接部分に送られる。現像ローラ１４１には、前記印刷処理手段が、現像用電源７７に指示を送り、直流電圧が印加されているので、感光体ドラム２３と現像ローラ１４１との間には、静電潜像及び現像バイアスによって電気力線が発生し、トナー３１は静電気力によって感光体ドラム２３に付着し、トナー像を形成する。
【０２０５】
そして、転写ベルト１２３の走行に伴って、用紙Ｐが画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃと各転写ローラ１２４との間の各転写部に送られると、前記印刷処理手段が、転写用電源８０に指示を送り、各転写ローラ１２４に直流電圧を印加する。このとき、転写バイアスによって、感光体ドラム２３上のトナー像が用紙Ｐに順次重ねて転写され、カラーのトナー像が形成される。
【０２０６】
続いて、用紙Ｐは、定着器１３に送られ、該定着器１３においてカラーのトナー像が用紙Ｐに定着させられ、カラーの画像が形成される。このようにして、カラーの画像が形成された用紙Ｐは、装置本体外に排出される。
【０２０７】
一方、転写後の各感光体ドラム２３には、トナー３１がわずかに残留するが、残留したトナー３１はクリーニングブレード２９によって掻き取られる。また、前記除電装置１４５は、感光体ドラム２３の表面に除電光を照射して、感光体ドラム２３上の露光されていない電荷による残留電荷を除去し、感光体ドラム２３の帯電電位をリセットする。
【０２０８】
次に、前記構成のプリンタ１３０を使用して連続して印刷を行ったときに、画像品位が低下しないかどうかについて評価を行った。
【０２０９】
前記構成のプリンタ１３０において、白紙印刷を繰り返す連続印刷試験を行い、その後、トナー３１の供給状態及び詰まり状態を判断した。
【０２１０】
この場合、トナー３１の供給状態を判断するために、連続印刷試験において所定の枚数の白紙印刷を行うごとに、所定の枚数、本実施の形態においては、５枚のベタ印刷を行ったときの画像に白ぬけが発生したかどうかを判断した。そして、白抜けが発生していない場合に、現像ローラ１４１に十分な量のトナー３１が供給されていると判断し、白抜けが発生した場合に、現像ローラ１４１に十分な量のトナー３１が供給されていないと判断した。
【０２１１】
また、トナー３１の詰まり状態を判断するために、連続印刷試験を行い、所定の白紙印刷を行うごとにベタ印刷を行ったときのトナー供給ブラシローラ１４２が担持するトナー３１の重量を算出した。トナー供給ブラシローラ１４２が担持するトナー３１の重量が大きいほど、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていると判断した。
【０２１２】
なお、連続印刷試験において、帯電用電源７６によって、帯電ローラ２４に−１０００〔Ｖ〕の直流電圧を、現像用電源７７によって、現像ローラ１４１に−２００〔Ｖ〕の直流電圧を、現像ブレード用電源によって、現像ブレード２６に−４００〔Ｖ〕の直流電圧を、供給用電源７８によって、トナー供給ブラシローラ１４２に−４５０〔Ｖ〕の直流電圧を、補助供給用電源１７９によって、補助供給ローラ１４８に−６５０〔Ｖ〕の直流電圧を、転写用電源８０によって、転写ローラ１２４に＋３０００〔Ｖ〕の直流電圧を印加した。
【０２１３】
そして、本実施の形態の画像形成ユニット２０を実施例３とし、図２７に示されるような現像ローラ１４１及びトナー供給ブラシローラ１４２を備えた画像形成ユニットを比較例３とし、実施例３及び比較例３についてトナー３１の供給状態及び詰まり状態を判断した。
【０２１４】
図２７は本発明の第４の実施の形態における比較例３の画像形成ユニットの要部を示す図である。
【０２１５】
図において、３１はトナー、３１ａはトナー３１の上面、１４１は現像ローラ、１４２はトナー供給ブラシローラ、１４２ｂはブラシである。なお、比較例３の画像形成ユニット２０においては、補助供給ローラは配設されず、それに伴い、初期状態のトナーレベルは、トナー供給ブラシローラ１４２の少なくとも一部がトナー３１に埋もれるように設定される。
【０２１６】
次に、前記実施例３及び比較例３の画像形成ユニット２０において、１００００枚の連続印刷試験を行ったときのトナー３１の供給状態及び詰まり状態の判断結果について説明する。
【０２１７】
【表５】
【０２１８】
【表６】
【０２１９】
表５は、連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後及び１００００枚後におけるトナー３１の供給状態の判断結果を示す。○は白抜けが発生しなかったことを、×は白抜けが発生したことを表す。
【０２２０】
また、表６は、連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後及び１００００枚後におけるトナー３１の詰まり状態の判断結果を示す。ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が入り込んでいるトナー供給ブラシローラ１４２の重量をＧｂ１とし、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が入り込んでいないトナー供給ブラシローラ１４２の重量をＧｂ２としたとき、前記トナー供給ブラシローラ１４２が担持するトナー３１の重量ｇｔを、
ｇｔ＝Ｇｂ１−Ｇｂ２
とした。なお、トナー３１が付着した状態でのトナー供給ブラシローラ１４２の重量Ｇｂ１を測定する際に、トナー供給ブラシローラ１４２の表面に付着した余分なトナー３１を除去した。重量ｇｔが５０〔ｇ〕未満である場合は、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていないことを、５０〔ｇ〕以上である場合は、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていることを表す。
【０２２１】
実施例３の画像形成ユニット２０においては、１００００枚後においても白抜けが発生せず、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まらなかった。
【０２２２】
これに対して、比較例３の画像形成ユニット２０においては、５０００枚後に、白抜けが発生し、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まった。
【０２２３】
なお、実施例３の画像形成ユニット２０において、トナーレベルは、トナー供給ブラシローラ１４２の下端より低くされるので、トナー供給ブラシローラ１４２がトナー３１に埋もれることがなく、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まるのを抑制することができる。
【０２２４】
また、比較例３のトナー供給ブラシローラ１４２は、回転させられるごとに、図２７に示される破線で囲んだ領域ＡＲ１においてトナー３１に埋もれる。したがって、トナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの隙間に入り込むトナー３１の量が次第に多くなり、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まってしまう。
【０２２５】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ブラシローラ１４２が下方において補助供給ローラ１４８と接触させて配設され、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの下端より低くされるので、ブラシ１４２ｂがトナー３１に埋もれることがない。したがって、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで詰まるのを抑制することができるので、ブラシ１４２ｂの弾性が低くならず、現像ローラ１４１にトナー３１を安定して供給することができる。
【０２２６】
その結果、画像品位が低下するのを防止することができる。
【０２２７】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０２２８】
図２８は本発明の第５の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【０２２９】
図に示されるように、画像形成装置としてのプリンタ１３０は、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの４色の現像剤としてのトナーごとに画像形成ユニット１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃを備え、該画像形成ユニット１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃは、像担持体としての感光体ドラム２３を備える。そして、各感光体ドラム２３と対向させて露光装置としてのＬＥＤヘッド１１が配設され、該ＬＥＤヘッド１１によって感光体ドラム２３上に潜像としての静電潜像が形成され、現像剤担持体としての図示されない現像ローラによって静電潜像が現像されて各色の現像剤像としてのトナー像になる。
【０２３０】
また、前記画像形成ユニット１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃに沿って、転写ユニットｕ１が配設される。該転写ユニットｕ１は、駆動ローラｒ１１、従動ローラｒ１２、駆動ローラｒ１１と従動ローラｒ１２との間に張設され、矢印方向に走行させられる転写ベルト１２３、及び該転写ベルト１２３を介して各感光体ドラム２３と当接させられる転写部材としての転写ローラ１２４を備える。
【０２３１】
次に、前記画像形成ユニット１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃについて説明する。なお、前記画像形成ユニット１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃは同じ構造を有するので、画像形成ユニット１５５Ｂｋについてだけ説明する。
【０２３２】
図２９は本発明の第５の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【０２３３】
図において、１５５Ｂｋは画像形成ユニットであり、該画像形成ユニット１５５Ｂｋはは、画像形成ユニット１５５Ｂｋの本体、すなわち、画像形成ユニット本体１５５ａ、及び該画像形成ユニット本体１５５ａに対して着脱自在に配設された現像剤収容部としてのトナーカートリッジ３２を備え、該トナーカートリッジ３２内に現像剤としてのトナー３１を収容するための現像剤収容室としてのトナー収容室が形成される。画像形成ユニット本体１５５ａの筐体としてのケーシングＣｓ５は、前記トナーカートリッジ３２を受けるための受け部Ｃｓａを備える。
【０２３４】
そして、前記トナー３１を画像形成ユニット本体１５５ａ内に供給するために、トナーカートリッジ３２の底部に現像剤排出口としての図示されないトナー排出口が、前記受け部Ｃｓａにおける現像剤排出口と対応する箇所に現像剤受け口としてのトナー受け口ｈ２が形成され、該トナー受け口ｈ２が開閉部材としてのシャッタ３２ａによって開閉させられる。
【０２３５】
前記画像形成ユニット本体１５５ａ内は、前記受け部Ｃｓａの所定の箇所から垂下させて形成された仕切り壁ｗ１によって、現像剤保持空間としての第１室ｒｍ１と、現像剤供給空間としての第２室ｒｍ２とに区分され、第１室ｒｍ１に、前記感光体ドラム２３、帯電装置としての帯電ローラ２４、現像器９０、クリーニング部材としてのクリーニングブレード２９、除電装置１４５等が配設される。
【０２３６】
前記現像器９０は、現像ローラ１４１、第１の供給部材としての、かつ、ブラシローラ（現像剤供給ブラシローラ）としてのトナー供給ブラシローラ１４２、現像剤規制部材としての現像ブレード２６、第２の供給部材としての、かつ、現像剤補給部材としての補助供給ローラ１４８、矢印ｋ１、ｋ２方向に回転自在に配設され、前記ケーシングＣｓ５内のトナー３１の残量を表すトナーレベルを検出するための第１、第２の検出レバー３４Ｈ、３４Ｌ等を備える。
【０２３７】
前記第１の検出レバー３４Ｈの回転中心は、トナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの下端の位置に、前記第２の検出レバー３４Ｈの回転中心は、補助供給ローラ１４８の下端の位置に置かれる。なお、第１、第２の検出レバー３４Ｈ、３４Ｌは、第１の実施の形態と同様に、クランク形状の金属バーによって形成され、図に示される破線に沿って回転させられる。第１、第２の検出レバー３４Ｈ、３４Ｌには、第１の実施の形態と同様の被検出要素としての図示されない第１、第２の反射板が取り付けられる。
【０２３８】
そして、装置本体には、第１、第２の反射板と対向させて第１、第２の光検出部が配設され、第１の光検出部は、レーザ光を発光させる第１の検出体としての第１、第２の発光素子、及び前記第１、第２の反射板によって反射させられたレーザ光を受光する第２の検出体としての第１、第２の受光素子を備える。なお、該第１、第２の受光素子は、センサ出力としてそれぞれレベル信号を発生させ、第１、第２の受光素子によって第１、第２のレベル信号発生要素としての第１、第２のレベルセンサが構成される。
【０２３９】
本実施の形態において、前記第１、第２の光検出部の位置は、頂点ｐＵ（図９）と底点ｐＬとの中間点ｐＭに第１、第２の反射板が位置するときに、第１、第２の受光素子が発光させたレーザ光を第１、第２の受光素子が受光するように設定される。
【０２４０】
そして、図１２に示されるように、トナーレベルが第１、第２の検出レバーの回転軌道の中間点ｐＭより高い場合、第１、第２の受光素子によるレーザ光の受光時間Ｔは第１の閾値としての値Ｔ１になり、第１、第２の検出レバーの回転軌道の中間点ｐＭより低い場合、第１、第２の受光素子によるレーザ光の受光時間Ｔは第２の閾値としての値Ｔ２になり、トナーレベルが第１、第２の検出レバーの回転軌道の中間点ｐＭと等しい場合、受光時間Ｔは値Ｔ３になる。
【０２４１】
次に、前記プリンタ１３０の制御装置について説明する。
【０２４２】
図３０は本発明の第５の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【０２４３】
図において、３２ａはシャッタ、８５は第６の制御部としてのシャッタ駆動制御部、７０は第１の制御部としての印刷制御部、６３Ｈ、６３Ｌは第１、第２の発光素子、６４Ｈ、６４Ｌは第１、第２の受光素子、８６Ｈは第１の受光素子６４Ｈによるレーザ光の受光時間Ｔを測定する第１の計時部材としての第１のタイマ、８６Ｌは第２の受光素子６４Ｌによるレーザ光の受光時間Ｔを測定する第２の計時部材としての第２のタイマである。
【０２４４】
なお、第１の電源としての帯電用電源７６によって、帯電ローラ２４に−１０００〔Ｖ〕の直流電圧が、第２の電源としての現像用電源７７によって、現像ローラ１４１に−２００〔Ｖ〕の直流電圧が、現像ブレード用電源によって、現像ブレード２６に−４００〔Ｖ〕の直流電圧が、第３の電源としての供給用電源７８によって、トナー供給ブラシローラ１４２に−４５０〔Ｖ〕の直流電圧が、第４の電源としての補助供給用電源１７９によって、補助供給ローラ１４８に−６５０〔Ｖ〕の直流電圧が、第５の電源としての転写用電源８０によって、転写ローラ１２４に＋３０００〔Ｖ〕の直流電圧が印加される。
【０２４５】
次に、前記印刷制御部７０の動作について説明する。
【０２４６】
図３１は本発明の第５の実施の形態における印刷制御部の動作を示すフローチャートである。
【０２４７】
この場合、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの下端と補助供給ローラ１４８の下端との間になるようにシャッタ３２ａが開閉させられる。
【０２４８】
そのために、印刷制御部７０の前記現像剤レベル検出処理手段としてのトナーレベル検出処理手段は、第１、第２のタイマ８６Ｈ、８６Ｌによって測定された受光時間Ｔを読み込み、それぞれＴＨ、ＴＬとする。
【０２４９】
次に、印刷制御部７０の前記現像剤レベル判断処理手段としてのトナーレベル判断処理手段は、受光時間ＴＬが値Ｔ２であるかどうかによって、トナーレベルが補助供給ローラ１４８の下端より低いかどうかを判断する。
【０２５０】
受光時間ＴＬが値Ｔ２であり、トナーレベルが補助供給ローラ１４８の下端より低い場合、印刷制御部７０の前記現像剤供給処理手段としてのトナー供給処理手段は、シャッタ駆動制御部８５に指示を送り、シャッタ３２ａを開く。このようにして、トナーカートリッジ３２内のトナー３１が第２室ｒｍ２内に供給される。
【０２５１】
なお、受光時間ＴＬが値Ｔ２ではなく、トナーレベルが補助供給ローラ１４８の下端以上である場合、前記印刷処理手段は、印刷動作を継続する。この場合、シャッタ３２ａは開いたままにされる。
【０２５２】
続いて、前記トナーレベル判断処理手段は、受光時間ＴＨが値Ｔ１であるかどうかによって、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂ以上であるかどうかを判断する。
【０２５３】
受光時間ＴＨが値Ｔ１であり、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂ以上である場合、前記トナー供給処理手段は、シャッタ駆動制御部８５に指示を送り、シャッタ３２ａを閉じる。このようにして、トナーカートリッジ３２内のトナー３１が第２室ｒｍ２内に供給されなくなる。
【０２５４】
なお、受光時間ＴＨが値Ｔ１ではなく、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂより低い場合、前記印刷処理手段は、印刷動作を継続する。この場合、シャッタ３２ａは開いたままにされる。
【０２５５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１１ 印刷動作を開始する。
ステップＳ１２ 受光時間ＴＬが値Ｔ２になるのを待機し、受光時間ＴＬが値Ｔ２になった場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３ シャッタ３２ａを開く。
ステップＳ１４ 受光時間ＴＨが値Ｔ１になるのを待機し、受光時間ＴＨが値Ｔ１になった場合はステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５ シャッタ３２ａを閉じ、ステップＳ１１に戻る。
【０２５６】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ブラシローラ１４２の下方に、補助供給ローラ１４８が配設され、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの下端と補助供給ローラ１４８の下端との間になるようにシャッタ３２ａが開閉させられるので、トナー供給ブラシローラ１４２をトナー３１から浮かせることができる。
【０２５７】
したがって、ブラシ１４２ｂがトナー３１に埋もれることがなくなり、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで詰まるのを抑制することができるので、ブラシ１４２ｂの弾性が低くならず、現像ローラ２１にトナー３１を安定して供給することができる。
【０２５８】
前記第１〜第３の実施の形態においては、一つの画像形成ユニット２０を備えたプリンタ１０について説明しているが、複数の画像形成ユニットを備えたカラーのプリンタに適用することができる。また、第４、第５の実施の形態においては、カラーのプリンタ１３０について説明しているが、モノクロのプリンタに適用することができる。
【０２５９】
そして、第１〜第３の実施の形態においては、現像ローラ２１上のトナー３１を回収するためにトナー回収ブラシローラ２５が配設されるようになっているが、トナー回収ブラシローラ２５に代えて、金属ローラ、ゴムローラ、スポンジ状のゴムローラ、導電性を有するフィルム等を現像ローラ２１に当接させることによって、トナー３１を回収することができる。
【０２６０】
さらに、各実施の形態においては、プリンタについて説明しているが、本発明を、複写機、ファクシミリ、複合機等に適用することができる。
【０２６１】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【０２６２】
２０、１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃ、１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃ 画像形成ユニット
２１、１４１ 現像ローラ
２２、１４２ トナー供給ブラシローラ
３０、１４８ 補助供給ローラ
３１ トナー
３１ａ 上面
Ｃｓ２〜Ｃｓ５ ケーシング
ｒｍ 現像剤保持空間
ｒｍ１ 第１室
β１、β２ 接触対向部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタは、画像形成ユニット、ＬＥＤヘッド、転写ローラ、定着器等を備え、前記画像形成ユニットは、画像形成ユニットの本体、すなわち、画像形成ユニット本体、及び該画像形成ユニット本体に対して着脱自在に配設されたトナーカートリッジから成り、前記画像形成ユニット本体内には、感光体ドラム、帯電ローラ、現像剤担持体としての現像ローラ、現像ブレード、トナー供給ローラ、クリーニングブレード等が配設されるようになっている。なお、現像ローラ、現像ブレード、トナー供給ローラ、トナーカートリッジ等によって現像器が構成される。
【０００３】
前記プリンタにおいては、帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて、静電潜像が形成される。一方、前記トナーカートリッジから画像形成ユニット本体内に供給された現像剤としてのトナーは、トナー供給ローラによって現像ローラに供給され、現像ブレードによって現像ローラ上にトナーの薄層が形成される。そして、現像ローラ上のトナーを、感光体ドラム上の静電潜像に付着させ、該静電潜像を現像することによって感光体ドラム上にトナー像が形成される。続いて、該トナー像は、転写ローラによって用紙に転写され、定着器において用紙に定着させられて、画像が形成される。
【０００４】
ところで、前記トナー供給ローラとしてブラシローラを使用し、ブラシローラから現像ローラにトナーを供給するようにしたプリンタが提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５８９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、画像形成ユニット本体内でブラシローラがトナーに埋もれていると、ブラシローラのブラシの隙間にトナーが入り込み、詰まってしまう。
【０００７】
したがって、プリンタを長期間にわたり使用すると、ブラシの弾性が低くなり、現像ローラにトナーを安定して供給することができなくなってしまう。その結果、画像品位が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、現像剤担持体に現像剤を安定して供給することができ、画像品位が低下するのを防止することができる画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体と対向させて回転自在に配設され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の供給部材と、該第１の供給部材と接触させて回転自在に配設され、前記第１の供給部材に現像剤を供給する第２の供給部材と、前記現像剤担持体及び第１、第２の供給部材を収容し、現像剤を保持するための現像剤保持空間を形成する筐体とを有する。
【００１０】
また、前記現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面のレベルは、前記第１、第２の供給部材の接触対向部より低くされる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体と対向させて回転自在に配設され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の供給部材と、該第１の供給部材と接触させて回転自在に配設され、前記第１の供給部材に現像剤を供給する第２の供給部材と、前記現像剤担持体及び第１、第２の供給部材を収容し、現像剤を保持するための現像剤保持空間を形成する筐体とを有する。
【００１２】
また、前記現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面のレベルは、前記第１、第２の供給部材の接触対向部より低くされる。
【００１３】
この場合、現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面のレベルは、第１、第２の供給部材の接触対向部より低くされるので、第１の供給部材を現像剤から浮かせることができる。
【００１４】
したがって、第１の供給部材が現像剤に埋もれることがなくなり、現像剤担持体に現像剤を安定して供給することができるので、画像品位が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第１の概念図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第２の概念図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の概念図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の要部を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における光検出部による反射板の検出状態を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の動作を示す第１の図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の動作を示す第２の図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるトナーレベルと受光時間との関係図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における印刷制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１５】比較例１の画像形成ユニットの概略図である。
【図１６】比較例２の画像形成ユニットの概略図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態における比較例１の画像形成ユニットによる連続印刷試験後のトナーレベルを示す図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態における比較例２の画像形成ユニットによる連続印刷試験後のトナーレベルを示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図２０】高温高湿の環境下で実施例１の画像形成ユニットにおいて白抜けが発生するメカニズムを説明するための図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す第１の拡大図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す第２の拡大図である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【図２７】本発明の第４の実施の形態における比較例３の画像形成ユニットの要部を示す図である。
【図２８】本発明の第５の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【図２９】本発明の第５の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図３０】本発明の第５の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【図３１】本発明の第５の実施の形態における印刷制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概略図、図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図、図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す拡大図である。
【００１８】
図において、１０はプリンタ、Ｃｓ１は該プリンタ１０の筐体としてのケーシング、２０は画像形成ユニット（現像装置）、２３は矢印ａ方向に回転自在に配設された像担持体としての感光体ドラム、１１は該感光体ドラム２３と対向させて配設され、感光体ドラム２３の表面を露光して、感光体ドラム２３の表面に潜像としての静電潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤヘッド、１２は前記感光体ドラム２３と対向させて矢印ｂ方向に回転自在に配設され、感光体ドラム２３上に形成された現像剤像としてのトナー像を媒体としての用紙Ｐに転写する転写部材としての転写ローラである。
【００１９】
前記画像形成ユニット２０は、画像形成ユニット２０の本体、すなわち、画像形成ユニット本体２０ａ、及び該画像形成ユニット本体２０ａに対して着脱自在に配設された現像剤収容部としてのトナーカートリッジ３２を備え、該トナーカートリッジ３２内に現像剤としてのトナー３１を収容するための現像剤収容室としてのトナー収容室が形成される。前記画像形成ユニット本体２０ａの筐体としてのケーシングＣｓ２は、前記トナーカートリッジ３２を受けるための受け部Ｃｓａを備える。
【００２０】
そして、前記トナー３１を画像形成ユニット本体２０ａ内に供給するために、トナーカートリッジ３２の底部に現像剤排出口としてのトナー排出口ｈ１が、前記受け部Ｃｓａにおける現像剤排出口ｈ１と対応する箇所に現像剤受け口としてのトナー受け口ｈ２が形成され、前記トナー排出口ｈ１が開閉部材としてのシャッタ３２ａによって開閉させられる。
【００２１】
前記画像形成ユニット本体２０ａ内には、前記感光体ドラム２３、該感光体ドラム２３と接触させて矢印ｃ方向に回転自在に配設され、前記感光体ドラム２３の表面を一様に帯電させる帯電装置としての、かつ、帯電部材としての帯電ローラ２４、前記静電潜像にトナー３１を付着させて現像し、トナー像を形成する現像器９０、先端を感光体ドラム２３と接触させて配設され、転写後に感光体ドラム２３上に残留したトナー３１を回収するクリーニング部材としてのクリーニングブレード２９等が配設される。
【００２２】
また、前記現像器９０は、前記感光体ドラム２３と対向させて、かつ、感光体ドラム２３と接触させて矢印ｄ方向に回転自在に配設され、前記トナー３１を担持する現像剤担持体としての現像ローラ２１、該現像ローラ２１の下方において、現像ローラ２１と対向させて、かつ、現像ローラ２１と接触することなく（非接触で）矢印ｅ方向に回転自在に配設され、前記トナー３１を現像ローラ２１に供給する第１の供給部材としての、かつ、ブラシローラ（現像剤供給ブラシローラ）としてのトナー供給ブラシローラ２２、該トナー供給ブラシローラ２２の上方においてトナー供給ブラシローラ２２と接触させて配設された現像剤飛翔部材としてのトナー供給ブラシ用フリッカー２７、先端を前記現像ローラ２１と当接させて配設され、現像ローラ２１上に均一な厚さのトナー３１の薄層を形成する現像剤規制部材としての現像ブレード２６、前記現像ローラ２１の下方において、該現像ローラ２１と対向させて、かつ、現像ローラ２１と接触させて矢印ｆ方向に回転自在に配設され、現像に使用されることなく前記現像ローラ２１上に残留したトナー３１を回収する現像剤回収部材としての、かつ、ブラシローラ（現像剤回収ブラシローラ）としてのトナー回収ブラシローラ２５、該トナー回収ブラシローラ２５の下方においてトナー回収ブラシローラ２５と接触させて配設された現像剤飛翔部材としてのトナー回収ブラシ用フリッカー２８、前記トナー供給ブラシローラ２２の下方において、該トナー供給ブラシローラ２２と対向させて、かつ、トナー供給ブラシローラ２２と接触させて矢印ｇ方向に回転自在に配設され、トナー供給ブラシローラ２２にトナー３１を供給する第２の供給部材としての、かつ、現像剤補給部材としての補助供給ローラ３０、矢印方向に回転自在に配設され、前記ケーシングＣｓ２内のトナー３１を攪拌して搬送する複数の攪拌部材３３ａ〜３３ｄ、矢印ｋ方向に回転自在に配設され、前記ケーシングＣｓ２内のトナー３１の残量を表す上面３１ａのレベル（位置）、すなわち、現像剤レベルとしてのトナーレベルを検出するための検出レバー３４等を備える。
【００２３】
前記トナー供給ブラシ用フリッカー２７は、トナー供給ブラシローラ２２の回転方向における現像ローラ２１より上流側に、前記トナー回収ブラシ用フリッカー２８は、トナー回収ブラシローラ２５の回転方向における現像ローラ２１より下流側に配設される。
【００２４】
前記ケーシングＣｓ２は、前記現像器９０を収容し、トナー３１を保持するための現像剤保持空間ｒｍを形成する。
【００２５】
なお、前記攪拌部材３３ａ〜３３ｄ及び検出レバー３４は、クランク形状の金属バーによって形成され、図１に示される破線に沿って回転させられる。また、現像ローラ２１とトナー供給ブラシローラ２２とが接触することなく対向させられる部分によって、非接触対向部α１が、トナー供給ブラシローラ２２と補助供給ローラ３０とが接触して対向させられる部分によって、接触対向部β１が形成される。
【００２６】
前記トナー供給ブラシローラ２２は、導電性を有する金属製の芯金２２ａに、所望の抵抗値に調整された導電性繊維を織り込んだ生地で形成されたブラシ２２ｂをスパイラル状に巻き付けることによって、前記トナー回収ブラシローラ２５は、導電性を有する金属製の芯金２５ａに、所望の抵抗値に調整された導電性繊維を織り込んだ生地で形成されたブラシ２５ｂをスパイラル状に巻き付けることによって形成される。そして、前記トナー供給ブラシ用フリッカー２７は、ブラシ２２ｂの弾性を利用してトナー供給ブラシローラ２２が保持するトナー３１を現像ローラ２１に向けて飛翔させ、前記トナー回収ブラシ用フリッカー２８は、ブラシ２５ｂの弾性を利用してトナー回収ブラシローラ２５が保持するトナー３１を下方に向けて飛翔させる。
【００２７】
また、前記補助供給ローラ３０は、導電性を有する金属製の、本実施の形態においては、ステンレス鋼製の芯金３０ａ上に、弾性体としてのシリコーンゴムスポンジ層３０ｂを被覆することによって形成される。
【００２８】
なお、感光体ドラム２３に対して、トナー供給ブラシローラ２２、攪拌部材３３ａ〜３３ｄ及び検出レバー３４は逆方向に、転写ローラ１２、帯電ローラ２４、現像ローラ２１、補助供給ローラ３０及びトナー回収ブラシローラ２５は同方向に回転させられる。
【００２９】
前記現像ローラ２１、トナー供給ブラシローラ２２、トナー供給ブラシ用フリッカー２７、トナー回収ブラシローラ２５、トナー回収ブラシ用フリッカー２８及び補助供給ローラ３０の各ローラは、図３に示されるように、ギャップ又はニップを形成するように配設される。
【００３０】
そして、現像ローラ２１とトナー供給ブラシローラ２２との間のギャップ量ｄ１、トナー供給ブラシローラ２２とトナー供給ブラシ用フリッカー２７とのニップ量ｄ２、現像ローラ２１とトナー回収ブラシローラ２５とのニップ量ｄ３、トナー回収ブラシローラ２５とトナー回収ブラシ用フリッカー２８とのニップ量ｄ４、及びトナー供給ブラシローラ２２と補助供給ローラ３０とのニップ量ｄ５は、いずれも０．５〔ｍｍ〕にされる。
【００３１】
前記画像形成ユニット２０の下方には、感光体ドラム２３と転写ローラ１２との間に形成される転写部に用紙Ｐを供給するために、用紙Ｐを収納する媒体収容部としての用紙カセット９１、及び前記用紙Ｐを１枚ずつ分離させ、搬送するための第１の搬送部材としての、かつ、繰出ローラとしてのホッピングローラ１５ａが配設される。
【００３２】
そして、用紙Ｐを搬送するための媒体搬送路における前記ホッピングローラ１５ａより下流側には、第２の搬送部材としてのレジストローラ１５ｂが配設される。さらに、媒体搬送路における前記転写部より下流側には、定着装置としての定着器１３、及び該定着器１３を通過した用紙Ｐをプリンタ１０の本体、すなわち、装置本体外に排出するための第３の搬送部材としての排出ローラ１５ｃが配設される。
【００３３】
前記定着器１３は、第１のローラとしての加熱ローラＲ１、及び第２のローラとしての加圧ローラＲ２を備え、前記加熱ローラＲ１内に加熱体としての図示されないヒータが配設される。そして、定着器１３において、用紙Ｐに転写されたトナー像が加熱ローラＲ１によって加熱され、加圧ローラＲ２によって加圧されて用紙Ｐに定着させられる。
【００３４】
なお、画像形成ユニット２０を横方向に２個以上、例えば、４個配設し、各画像形成ユニットにおいてそれぞれ異なる色、例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン等のトナー像を形成することによって、カラーの画像を形成することができる。
【００３５】
次に、前記構成のプリンタ１０の動作について説明する。
【００３６】
前記用紙カセット９１に収容された用紙Ｐは、ホッピングローラ１５ａによって１枚ずつ分離させられて繰り出され、媒体搬送路に沿って搬送される。そして、レジストローラ１５ｂによって斜行が矯正された後、用紙Ｐは、転写部において感光体ドラム２３上のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着器１３に送られ、該定着器１３において、トナー像が加熱され、加圧され、用紙Ｐに定着させられる。その後、用紙Ｐは、排出ローラ１５ｃによって装置本体外に排出される。
【００３７】
次に、トナー３１について説明する。
【００３８】
本実施の形態において使用されるトナー３１は、粉砕法で製造された非磁性一成分の負帯電性のトナーであり、バインダー（結着樹脂）としてポリエステル樹脂を使用し、バインダー中に着色剤、帯電制御剤等を分散してベーストナー（トナー母粒子）を形成し、該ベーストナーに、流動性及び帯電性を調整するための外添剤を添加することによって形成される。
【００３９】
着色剤としては、カーボンブラック、銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５）、キナクリドン系顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ２２）、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１８５等が使用され、添加剤としては、例えば、酸化チタン、アルミナ、シリカ等が使用される。さらに、シリカとしては、シリコーンオイル処理、ジシラザン処理等を施したものが使用される。
【００４０】
トナー３１の体積平均粒径は５．７〔μｍ〕であり、円形度は０．９２であり、ブローオフ帯電量は−３６〔μＣ／ｇ〕である。なお、体積平均粒径の測定には、コールターマルチライザーII（コールター社製）を、円形度の測定にはフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００（シスメックス（株）製）を、ブローオフ帯電量の測定には粉体帯電量測定装置ＴＹＰＥ ＴＢ−２０３（京セラ（株）製）を使用した。ブローオフ帯電量の測定においては、トナー０．５〔ｇ〕と、フェライトキャリア（Ｆ−６０）（パウダーテック（株）製）９．５〔ｇ〕とを混合し、３０〔分〕攪拌した後、ブロー圧７．０〔ｋＰａ〕、吸引圧−４．５〔ｋＰａ〕の条件で飽和帯電量を測定した。
【００４１】
次に、前記現像ローラ２１について説明する。
【００４２】
図４は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図である。
【００４３】
図に示されるように、現像ローラ２１は、導電性を有する金属製の、本実施の形態においては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製の芯金２１ａ、該芯金２１ａ上に形成された弾性体から成る弾性層２１ｂ、及び該弾性層２１ｂ上に形成された半導電性樹脂膜２１ｃを備え、該半導電性樹脂膜２１ｃは、トナー３１への電荷付与性を考慮して、アクリル樹脂にカーボンブラック等を分散させて形成される。
【００４４】
前記弾性層２１ｂの材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の一般的なゴム材料を使用することができ、本実施の形態においては、シリコーンゴムを使用した。
【００４５】
また、前記弾性層２１ｂのゴム硬度は、アスカーＣ硬度で５０〔°〕以上、かつ、８０〔°〕以下の範囲が適当であり、本実施の形態においては、アスカーＣ硬度で６０〔°〕とした。
【００４６】
次に、前記現像ブレード２６について説明する。
【００４７】
現像ブレード２６は、弾性を有する金属、本実施の形態においては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）から成り、板厚が０．０８〔ｍｍ〕であり、現像ローラ２１との当接部には、Ｌ字状になるように曲げ加工が施されていて、曲げ部の曲率半径Ｒを０．１８〔ｍｍ〕とし、当接部における現像ローラ２１に対する線圧を３５〔ｇｆ／ｃｍ〕とした。
【００４８】
なお、前記現像ブレード２６の線圧を考慮して、現像ローラ２１上のトナー３１の層厚及び帯電量を所定の値にするために、現像ローラ２１の表面粗さ及び抵抗値が設定される。
【００４９】
本実施の形態においては、現像ローラ２１の表面の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）を２〜８〔μｍ〕とした。なお、表面粗さの測定はサーフコーダＳＥＦ３５００（小坂研究所製）で行い、測定器の触針半径を２〔μｍ〕とし、触針圧を０．７〔ｍＮ〕とし、触針の送り速さを０．１〔ｍｍ／ｓｅｃ〕とした。
【００５０】
また、前記現像ローラ２１の抵抗値は、弾性層２１ｂ及び半導電性樹脂膜２１ｃを含めた値で１×１０6 〔Ω〕以上、かつ、１×１０9 〔Ω〕以下の範囲とした。
【００５１】
次に、前記現像ローラ２１の抵抗値の測定方法について説明する。
【００５２】
図５は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第１の概念図、図６は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第２の概念図である。
【００５３】
現像ローラ２１の抵抗値を測定するに当たり、測定装置としてハイレジスタンスメータ（型番：４３３９Ｂ）（ヒューレット・パッカード社製）５１を使用した。現像ローラ２１の軸方向における６箇所に、幅が２．０〔ｍｍ〕であり、直径が６．０〔ｍｍ〕であるステンレス鋼製のボールベアリング５２ａ〜５２ｆを２０〔ｇｆ〕の力で接触させ、現像ローラ２１に１００〔Ｖ〕の直流電圧を印加し、現像ローラ２１を５０〔ｒｐｍ〕の速度で回転させ、芯金２１ａとローラ表面との間の抵抗値を測定した。
【００５４】
なお、ボールベアリング５２ａ〜５２ｆごとに、現像ローラ２１を１回転させる間に、円周上の１００ポイントで抵抗値を測定し、合計で６００ポイントで抵抗値を測定し、各ポイントにおける抵抗値の平均値を現像ローラ２１の抵抗値とした。
【００５５】
次に、トナー供給ブラシローラ２２について説明する。
【００５６】
トナー供給ブラシローラ２２は、前述されたように、所望の抵抗値に調整された導電性を有する繊維を織り込んだ生地で形成されたブラシ２２ｂを、導電性を有する金属製の、本実施の形態においては、ステンレス鋼製の芯金２２ａにスパイラル状に巻き付けて形成される。
【００５７】
前記トナー供給ブラシローラ２２の抵抗値は、図５及び６に示されるハイレジスタンスメータ５１で測定した。前記抵抗値は、トナー供給ブラシローラ２２に５０〔Ｖ〕の直流電圧を印加したときに１×１０6 〔Ω〕以上、かつ、１×１０10〔Ω〕以下の範囲にされるのが好ましい。
【００５８】
また、ブラシ２２ｂの糸の長さを３〔ｍｍ〕とし、繊度（太さ）を６〔デニール〕とし、植密度を８０〔ｋＦ／ｉｎｃｈ2 〕とした。さらに、ブラシ２２ｂの素材としては、本実施の形態において、トナー３１として非磁性一成分の負帯電性のトナーが使用されるので、トナー３１を負の極性に帯電させるために、帯電列が正帯電側に位置するナイロン（登録商標）、アクリル等を使用するのが好ましく、本実施の形態においては、ナイロン繊維（登録商標）（ユニチカ（株）製ＵＵＮ材）を使用した。
【００５９】
次に、トナー供給ブラシ用フリッカー２７について説明する。
【００６０】
トナー供給ブラシ用フリッカー２７は、断面の直径が３〔ｍｍ〕のステンレス鋼から成る円柱状のバーによって形成される。なお、前記トナー供給ブラシ用フリッカー２７を、厚さが０．５〔ｍｍ〕程度の金属板で形成することができるが、金属板をトナー供給ブラシ用フリッカー２７として使用する場合は、金属板のエッジによってトナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂが摩耗しやすくなるので、金属板の先端部に曲げ加工を施して曲げ部を形成し、曲げ部をトナー供給ブラシローラ２２に当接させるようにするのが好ましい。
【００６１】
次に、トナー回収ブラシローラ２５について説明する。
【００６２】
トナー回収ブラシローラ２５は、前述されたように、所望の抵抗値に調整された導電性を有する繊維を織り込んだ生地で形成されたブラシ２５ｂを、導電性を有する金属製の芯金２５ａにスパイラル状に巻き付けて形成される。
【００６３】
前記トナー供給ブラシローラ２５の抵抗値は、図５及び６に示されるハイレジスタンスメータ５１で測定した。前記抵抗値は、トナー回収ブラシローラ２５に５０〔Ｖ〕の直流電圧を印加したときに１×１０6 〔Ω〕以上、かつ、１×１０8 〔Ω〕以下の範囲にされるのが好ましい。前記トナー回収ブラシローラ２５の抵抗値が１×１０8 〔Ω〕より高くなると、ブラシ２５ｂに電荷が蓄積され、現像ローラ２１上の現像がされる前のトナー、すなわち、未現像トナーの電荷を除去することができなくなる。
【００６４】
また、ブラシ２５ｂの糸の長さを３〔ｍｍ〕とし、繊度を６〔デニール〕とし、植密度を７５〔ｋＦ／インチ2 〕とした。さらに、ブラシ２２ｂの素材としては、本実施の形態において、トナー３１として非磁性一成分の負帯電性のトナーが使用されるので、トナー３１を負の極性に帯電させるために、帯電列が正帯電側に位置するナイロン（登録商標）、アクリル等を使用するのが好ましく、本実施の形態においては、アクリル（東レ（株）製ＳＡ−７材）を使用した。
【００６５】
次に、トナー回収ブラシ用フリッカー２８について説明する。
【００６６】
トナー回収ブラシ用フリッカー２８は、断面の直径が３〔ｍｍ〕のステンレス鋼から成る円柱状のバーによって形成される。なお、前記トナー回収ブラシ用フリッカー２８を、厚さが０．１〔ｍｍ〕程度の金属板で形成することができるが、金属板をトナー回収ブラシ用フリッカー２８として使用する場合は、金属板のエッジによってトナー回収ブラシローラ２５のブラシ２５ｂが摩耗しやすくなるので、金属板の先端部に曲げ加工を施して曲げ部を形成し、曲げ部をトナー回収ブラシローラ２５に当接させるようにするのが好ましい。
【００６７】
次に、補助供給ローラ３０について説明する。
【００６８】
補助供給ローラ３０は、前述されたように、芯金３０ａ、及び該芯金３０ａ上に形成されたシリコーンゴムスポンジ層３０ｂを備える。該シリコーンゴムスポンジ層３０ｂは、未加硫のシリコーンゴムコンパウンドを押出し等の方法で成形し、加熱によって加硫発泡させることによって形成される。
【００６９】
本実施の形態においては、シリコーンゴムコンパウンドを発泡させることによって、表面に微細な孔から成るセル目が形成された補助供給ローラ３０を使用した。前記セル目の各孔の直径は、２００〔μｍ〕以上、かつ、５００〔μｍ〕以下の範囲にされ、補助供給ローラ３０のアスカーＦ硬度は５０〔°〕以上、かつ、８０〔°〕以下の範囲とした。
【００７０】
そして、前記シリコーンゴムコンパウンドは、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等の各種の生ゴムに、補強性シリカ充填剤、加硫硬化に必要な加硫剤及び発泡剤を添加することによって形成される。該発泡剤としては、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、ＡＤＣＡ等の有機発泡剤等が使用される。なお、シリコーンゴムスポンジ層３０ｂに半導電性を持たせる場合は、生ゴムにアセチレンブラックやカーボンブラック等を添加する。さらに、前記補助供給ローラ３０の硬度を、前記加硫剤の添加量を変更することによって調整することができる。
【００７１】
次に、ケーシングＣｓ２内におけるトナーレベルを検出するためのレベル信号発生装置について説明する。
【００７２】
図７は本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の概念図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の要部を示す斜視図、図９は本発明の第１の実施の形態における光検出部による反射板の検出状態を説明するための図である。なお、図９は、図７における光検出部Ｈａ及び反射板６２をギヤｇｒ１側から見た図である。
【００７３】
図において、６０はレベル信号発生装置であり、該レベル信号発生装置６０は、感光体ドラム２３を回転させるための駆動源としての駆動モータ（Ｍ）１７と、図示されないギヤ列を介して連結され、一定の回転速度で回転させられる回転伝達部材としてのギヤｇｒ１、該ギヤｇｒ１の回転に伴って回転させられ、ギヤｇｒ１の回転を検出レバー３４に伝達する回転伝達部材としての回転伝達ユニット６１、該回転伝達ユニット６１を介してギヤｇｒ１の回転を受け、間欠的に回転させられる前記検出レバー３４、該検出レバー３４に取り付けられた被検出要素としての反射板６２、検出要素としての光検出部Ｈａ等を備え、ケーシングＣｓ２内のトナーレベルを表す信号、すなわち、レベル信号を発生させる。
【００７４】
前記回転伝達ユニット６１は、ギヤｇｒ１の出力軸ｓｈ０に固定された回転体６１ａ、及びＬ字状の形状を有し、回転体６１ａからケーシングＣｓ２内に向けて突出させて形成された駆動側の係止部としての突部６１ｂを備える。前記出力軸ｓｈ０はケーシングＣｓ２に配設された図示されない軸受によって回転自在に支持される。
【００７５】
また、前記検出レバー３４は、前述されたように、クランク形状の金属バーによって形成され、両端に検出レバー３４の回転中心となる回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２を、該回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２間に、回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２と偏心させて形成された旋回軸部ｓｈ３を、回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２と旋回軸部ｓｈ３との間に従動側の係止部としての腕部ｍを備える。
【００７６】
そして、回転軸部ｓｈ１は、前記回転体６１ａの回転中心に形成された穴に、相対的に回転自在に嵌入され、回転軸部ｓｈ２はケーシングＣｓ２を貫通して延び、先端に前記反射板６２が取り付けられる。なお、該反射板６２は検出光としてのレーザ光を反射することができるものが好ましく、本実施の形態においては、反射板６２として鏡を使用した。
【００７７】
したがって、前記検出レバー３４は、回転軸部ｓｈ１側において、回転伝達ユニット６１を介してケーシングＣｓ２に配設された前記軸受によって、回転軸部ｓｈ２側において、直接、ケーシングＣｓ２に配設された図示されない軸受によって回転自在に支持される。
【００７８】
駆動モータ１７の回転がギヤｇｒ１に伝達され、回転伝達ユニット６１が、所定の回転速度で矢印ｒｅ方向に回転させられ、突部６１ｂが腕部ｍに当たり、腕部ｍを押すと、前記検出レバー３４を回転させ、反射板６２を回転させることができる。そして、検出レバー３４の旋回軸部ｓｈ３が回転軌道Ｃｒ１の最も高い位置、すなわち、頂点ｐＵに到達すると、旋回軸部ｓｈ３は、回転軌道Ｃｒ１の最も低い位置、すなわち、底点ｐＬに向けて自重で落下して旋回させられる。なお、前記ギヤｇｒ１の回転速度は、検出レバー３４が回転軌道Ｃｒ１の頂点ｐＵから底点ｐＬに向けて自重で落下して旋回させられるときの検出レバー３４の回転速度より低く設定される。
【００７９】
そして、前記光検出部Ｈａは、反射板６２と対向させて配設され、レーザ光６３ａを発光させる第１の検出体としての発光素子６３、及び前記反射板６２によって反射させられたレーザ光６３ａを受光する第２の検出体としての受光素子６４を備える。なお、該受光素子６４は、センサ出力として前記レベル信号を発生させ、受光素子６４によってレベル信号発生要素としてのレベルセンサが構成される。
【００８０】
本実施の形態において、前記光検出部Ｈａの位置は、頂点ｐＵと底点ｐＬとの中間点ｐＭに反射板６２が位置するときに、発光素子６３が発光させたレーザ光６３ａを受光素子６４が受光するように設定される。
【００８１】
図９に示されるように、発光素子６３のレーザ光６３ａは、反射板６２が検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の頂点ｐＵを通過した後、底点ｐＬに移動するまでの、中間点ｐＭを通過する間だけ反射板６２を照射する。そして、反射板６２が中間点ｐＭを通過する間、受光素子６４は、レーザ光６３ａを受光する。この場合、受光素子６４がレーザ光６３ａを受光すると、レベル信号はオンになり、レーザ光６３ａを受光しなくなるとレベル信号はオフになる。
【００８２】
次に、前記レベル信号発生装置６０の動作について説明する。
【００８３】
図１０は本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の動作を示す第１の図、図１１は本発明の第１の実施の形態におけるレベル信号発生装置の動作を示す第２の図である。
【００８４】
図１０に示されるように、トナー３１の上面３１ａが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の頂点ｐＵより上に位置し、回転軌道Ｃｒ１がトナー３１に埋もれた状態にある場合、検出レバー３４の旋回軸部ｓｈ３は常に回転伝達ユニット６１の突部６１ｂによって押され、検出レバー３４は回転伝達ユニット６１と同じ回転速度で回転させられる。
【００８５】
そして、図１１に示されるように、トナー３１の上面３１ａが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の頂点ｐＵより下に位置し、回転軌道Ｃｒ１の一部がトナー３１に埋もれた状態にある場合、回転伝達ユニット６１の回転に伴って、旋回軸部ｓｈ３が回転軌道Ｃｒ１の頂点ｐＵに到達すると、回転軌道Ｃｒ１上の所定の区間はトナー３１が存在しないので、旋回軸部ｓｈ３は自重で上面３１ａの高さまで落下し、上面３１ａの高さでトナー３１の抵抗力によって停止させられる。そして、回転伝達ユニット６１の回転に伴って、旋回軸部ｓｈ３が突部６１ｂによって押されると、検出レバー３４は回転伝達ユニット６１と同じ回転速度で回転させられる。
【００８６】
次に、前記トナーレベルと、反射板６２が回転軌道Ｃｒ１上の中間点ｐＭを通過するときの受光素子６４がオンである時間、すなわち、受光素子６４によるレーザ光６３ａの受光時間との関係について説明する。なお、該受光時間はトナーレベルを検出するための検出指標とされる。
【００８７】
図１２は本発明の第１の実施の形態におけるトナーレベルと受光時間との関係図である。なお、図において、横軸にトナーレベルを、縦軸に受光時間Ｔを採ってある。
【００８８】
図に示されるように、トナーレベルが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭより高い場合は、反射板６２が中間点ｐＭを通過する際の回転速度とギヤｇｒ１の回転速度とが等しい。このときの、受光素子６４によるレーザ光６３ａの受光時間Ｔは、第１の閾値としての値Ｔ１になる。
【００８９】
また、トナーレベルが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭより低い場合、反射板６２が中間点ｐＭを通過する際の回転速度は、旋回軸部ｓｈ３が自重で落下するときの検出レバー３４の回転速度と等しく、トナーレベルが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭより高い場合の、反射板６２が中間点ｐＭを通過する際の回転速度より高い。
【００９０】
したがって、このときの受光時間Ｔは値Ｔ１より短い第２の閾値としての値Ｔ２になる。
【００９１】
なお、トナーレベルが検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭと等しい場合、旋回軸部ｓｈ３が突部６１ｂによって押されるまで受光素子６４はオンであり続けるので、受光時間ＴはＴ１より長い値Ｔ３になる。
【００９２】
次に、前記プリンタ１０の制御装置について説明する。
【００９３】
図１３は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【００９４】
図において、７０はマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等によって構成される第１の制御部としての印刷制御部であり、図示されない上位装置としてのホストコンピュータからインタフェース制御部７１を介して印刷データ及び制御コマンドを受信し、プリンタ１０の全体のシーケンスを制御し、印刷動作を行う。なお、ＲＯＭによって第１の記録装置が、ＲＡＭによって第２の記録装置が、タイマによって計時要素が構成される。
【００９５】
また、７２はホストコンピュータからインタフェース制御部７１を介して入力された印刷データを一時的に記録する記録部としての受信メモリ、７３は該受信メモリ７２に記録された印刷データを受け取るとともに、該印刷データを編集処理することによって形成された画像データ、すなわち、イメージデータを記録する記録部としての画像データ編集メモリである。
【００９６】
そして、７４は前記プリンタ１０の状態を表示するための表示要素としての図示されないＬＥＤ、及び操作者が前記プリンタ１０に対する指示を入力するための操作要素としての図示されないスイッチ、キー等を備えた操作部、７５はセンサ群であり、該センサ群７５は、プリンタ１０の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば、用紙Ｐの位置を検出する媒体検出部としての用紙位置検出センサ、プリンタ１０の置かれた環境、例えば、温度、湿度等を検出する環境検出部としての温湿度センサ、印刷濃度を検出する濃度検出部としての印刷濃度センサ、トナーカートリッジ３２内のトナー３１の残量を検出するための現像剤残量検出部としてのトナー残量センサ等から成る。
【００９７】
また、６３は発光素子、６４は受光素子、８６は前記受光時間Ｔを測定する計時部材としてのタイマである。該タイマ８６は受光素子６４のレベル信号を読み込み、受光素子６４がオンになると計時を開始し、オフになると計時を終了して、受光時間Ｔを測定する。
【００９８】
そして、７６は第１の電源としての帯電用電源であり、該帯電用電源７６は印刷制御部７０の指示によって帯電ローラ２４に所定の直流電圧を印加し、感光体ドラム２３の表面を帯電させる。また、７７は第２の電源としての現像用電源であり、該現像用電源７７は現像ローラ２１に所定の直流電圧を印加し、静電潜像にトナー３１を付着させる。そして、７８は第３の電源としての供給用電源であり、該供給用電源７８は、トナー供給ブラシローラ２２に所定の直流電圧を印加し、現像ローラ２１にトナー３１を供給する。そして、７９は第４の電源としての回収用電源であり、該回収用電源７９は、トナー回収ブラシローラ２５に所定の直流電圧を印加し、現像ローラ２１からトナー３１を回収する。また、８０は、第５の電源としての転写用電源であり、該転写用電源８０は、転写ローラ１２に所定の直流電圧を印加し、感光体ドラム１３上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。
【００９９】
なお、前記帯電用電源７６、現像用電源７７、供給用電源７８、回収用電源７９及び転写用電源８０は、印刷制御部７０の指示によって印加する直流電圧を変更することができるようになっている。
【０１００】
そして、８１は第２の制御部としての駆動制御部であり、該駆動制御部８１は、前記感光体ドラム２３を回転させるための駆動モータ１７を駆動する。前記駆動制御部８１によって駆動モータ１７が駆動されると、感光体ドラム２３が回転させられるとともに、帯電ローラ２４、現像ローラ２１、トナー供給ブラシローラ２２、トナー回収ブラシローラ２５、補助供給ローラ３０、攪拌部材３３ａ〜３３ｄ及び検出レバー３４が回転させられる。
【０１０１】
また、８２は第３の制御部としてのヘッド駆動制御部であり、該ヘッド駆動制御部８２は、画像データ編集メモリ７３に記録されたイメージデータをＬＥＤヘッド１１に送り、該ＬＥＤヘッド１１を駆動する。そして、８３は第４の制御部としての定着制御部であり、該定着制御部８３は、定着器１３に直流電圧を印加し、転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる。なお、前記定着器１３は、加熱ローラＲ１の温度を検出する定着温度検出部としての図示されない温度センサを備え、前記定着制御部８３は前記温度センサのセンサ出力を読み込み、センサ出力に基づいてヒータを通電させ、定着器１３が一定の温度になるように制御を行う。
【０１０２】
また、８４は第５の制御部としての搬送制御部であり、該搬送制御部８４は、用紙Ｐを搬送するために、搬送用の駆動部としての用紙搬送モータ１６を駆動し、印刷制御部７０の指示によってホッピングローラ１５ａ、レジストローラ１５ｂ、排出ローラ１５ｃ等を回転させ、所定のタイミングで用紙Ｐを搬送したり、停止させたりする。
【０１０３】
そして、８５は第６の制御部としてのシャッタ駆動制御部であり、該シャッタ駆動制御部８５は、トナーレベルに応じてシャッタ３２ａを開閉し、トナーカートリッジ３２内のトナー３１をケーシングＣｓ２内に供給したり、供給を停止させたりする。
【０１０４】
ところで、トナーレベルが補助供給ローラ３０の回転軸以下であると、補助供給ローラ３０を回転させたときに補助供給ローラ３０が保持するトナー３１の量が少なくなってしまう。また、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端（接触対向部β１）以上であると、トナー供給ブラシローラ２２の少なくとも一部がトナー３１に埋もれ、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が入り込み、詰まってしまう。
【０１０５】
したがって、プリンタ１０を長期間にわたり使用すると、ブラシ２２ｂの弾性が低くなり、現像ローラ２１にトナー３１を安定して供給することができなくなってしまう。その結果、画像品位が低下してしまう。
【０１０６】
そこで、本実施の形態においては、検出レバー３４の回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２が、補助供給ローラ３０の回転軸より高く、かつ、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端より低くされ、印刷制御部７０は、シャッタ駆動制御部８５に指示を送り、ケーシングＣｓ２内のトナーレベルが、補助供給ローラ３０の回転軸より高く、かつ、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端より低くなるように、シャッタ３２ａを開閉する。なお、この場合、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端とは、トナー供給ブラシローラ２２と補助供給ローラ３０との間にニップが形成されていない状態のブラシ２２ｂの下端をいう。
【０１０７】
続いて、シャッタ３２ａを開閉するための印刷制御部７０の動作について説明する。
【０１０８】
図１４は本発明の第１の実施の形態における印刷制御部の動作を示すフローチャートである。
【０１０９】
まず、印刷制御部７０の図示されない印刷処理手段は、印刷処理を行い、画像形成ユニット２０による印刷動作を開始し、続いて、印刷制御部７０の図示されない現像剤レベル検出処理手段としてのトナーレベル検出処理手段は、現像剤レベル検出処理としてのトナーレベル検出処理を行い、タイマ８６によって測定された受光時間Ｔを読み込む。
【０１１０】
ところで、検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭの位置と検出レバー３４の回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２の位置とは等しいので、検出レバー３４の回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２が、補助供給ローラ３０の回転軸より高く、かつ、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端より低くされると、検出レバー３４の回転軌道Ｃｒ１の中間点ｐＭも、補助供給ローラ３０の回転軸より高く、かつ、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端より低くされる。
【０１１１】
そして、前述されたように、トナーレベルが中間点ｐＭより低い場合、受光時間Ｔは値Ｔ２になり、トナーレベルが中間点ｐＭ以上である場合、受光時間Ｔは値Ｔ１になるので、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２より低い場合、受光時間Ｔは値Ｔ２になり、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上である場合、受光時間Ｔは値Ｔ１になる。
【０１１２】
そこで、本実施の形態においては、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２より低くなり、受光時間Ｔが値Ｔ２と等しくなった場合に、トナーカートリッジ３２内のトナー３１をケーシングＣｓ２内に供給し、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上になり、受光時間Ｔが値Ｔ１になった場合に、トナーカートリッジ３２内のトナー３１のケーシングＣｓ２内への供給を停止させるようにしている。
【０１１３】
そのために、印刷制御部７０の図示されない現像剤レベル判断処理手段としてのトナーレベル判断処理手段は、現像剤レベル判断処理としてのトナーレベル判断処理を行い、受光時間Ｔが値Ｔ２より長いかどうか（実際は値Ｔ１であるかどうか）によって、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上であるかどうかを判断するようにしている。
【０１１４】
そして、受光時間Ｔが値Ｔ２より長く（実際は値Ｔ１であり）、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上である場合、前記印刷処理手段は、印刷動作を継続する。なお、この場合、シャッタ３２ａは閉じたままにされる。
【０１１５】
また、受光時間Ｔが値Ｔ２以下であり（実際は値Ｔ２であり）、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２より低い場合、印刷制御部７０の図示されない現像剤供給処理手段としてのトナー供給処理手段は、現像剤供給処理としてのトナー供給処理を行い、シャッタ駆動制御部８５に指示を送り、シャッタ３２ａを開く。その結果、トナーカートリッジ３２内のトナー３１がケーシングＣｓ２内に供給される。
【０１１６】
そして、前記トナーレベル判断処理手段は、再び、受光時間Ｔが値Ｔ２より長いかどうか（実際は値Ｔ１であるかどうか）によって、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上であるかどうかを判断し、受光時間Ｔが値Ｔ２より長くなり（実際は値Ｔ１になり）、トナーレベルが回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２以上になると、前記トナー供給処理手段は、シャッタ駆動制御部８５に指示を送り、シャッタ３２ａを閉じる。その結果、トナーカートリッジ３２内のトナー３１のケーシングＣｓ２内への供給が停止させられる。
【０１１７】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 印刷動作を開始する。
ステップＳ２ 受光時間Ｔが受光時間Ｔ２より短くなるのを待機し、受光時間Ｔが受光時間Ｔ２より短くなった場合はステップＳ３に進む。
ステップＳ３ シャッタ３２ａを開く。
ステップＳ４ 受光時間Ｔが受光時間Ｔ２より長くなるのを待機し、受光時間Ｔが受光時間Ｔ２より長くなった場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ５ シャッタ３２ａを閉じ、ステップＳ１に戻る。
【０１１８】
次に、前記構成のプリンタ１０を使用して連続して印刷を行ったときに、画像品位が低下しないかどうかについて評価を行った。
【０１１９】
そのために、前記プリンタ１０を、温度が２０〔℃〕、湿度（相対湿度）が５０〔％〕の常温常湿の環境下に置き、白紙パターンによる印刷（以下「白紙印刷」という。）を繰り返す試験、すなわち、連続印刷試験を行い、その後、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１が供給されているかどうか、すなわち、トナー３１の供給状態、及びブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで詰まることがないかどうか、すなわち、トナー３１の詰まり状態を判断した。なお、白紙印刷において、ＬＥＤヘッド１１による露光は行われず、現像用電源７７による現像ローラ２１への直流電圧の印加も行われないので、現像ローラ２１上のトナー３１は感光体ドラム２３に付着させられず、現像は行われない。
【０１２０】
この場合、トナー３１の供給状態を判断するために、連続印刷試験において所定の枚数の白紙印刷を行うごとに、１００〔％〕デューティのベタ印刷を行ったときの、画像に発生したかすれのレベル、すなわち、白ぬけが発生したかどうかを判断した。そして、白抜けが発生していない場合に、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１が供給されていると判断し、白抜けが発生した場合に、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１が供給されていないと判断した。
【０１２１】
また、トナー３１の詰まり状態を判断するために、連続印刷試験を行い、所定の白紙印刷を行うごとにベタ印刷を行ったときの、トナー供給ブラシローラ２２のアスカーＦ硬度を測定した。そして、アスカーＦ硬度が高いほど、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで、詰まっていると判断した。
【０１２２】
なお、連続印刷試験において、現像用電源７７によって、現像ローラ２１及び現像ブレード２６に−２００〔Ｖ〕の直流電圧を、供給用電源７８によって、トナー供給ブラシローラ２２及び補助供給ローラ３０に−１５００〔Ｖ〕の直流電圧をそれぞれ印加した。また、トナー回収ブラシローラ２５をアース接地した。
【０１２３】
そして、本実施の形態の画像形成ユニット２０を実施例１とし、図１５に示されるような画像形成ユニット２０を比較例１とし、図１６に示されるような画像形成ユニット２０を比較例２として、実施例１並びに比較例１及び２についてトナー３１の供給状態及び詰まり状態を判断した。
【０１２４】
図１５は比較例１の画像形成ユニットの概略図、図１６は比較例２の画像形成ユニットの概略図、図１７は本発明の第１の実施の形態における比較例１の画像形成ユニットによる連続印刷試験後のトナーレベルを示す図、図１８は本発明の第１の実施の形態における比較例２の画像形成ユニットによる連続印刷試験後のトナーレベルを示す図である。
【０１２５】
図１５において、２０は比較例１の画像形成ユニットであり、該画像形成ユニット２０においては、トナー供給ブラシローラ９２が、現像ローラ２１の下方において、現像ローラ２１と対向させて、かつ、現像ローラ２１と接触することなく（非接触で）矢印ｈ方向（実施例１における矢印ｅ方向と逆方向）に回転自在に配設され、補助供給ローラ９３が、前記トナー供給ブラシローラ９２の下方において、該トナー供給ブラシローラ９２と対向させて、かつ、トナー供給ブラシローラ９２と接触させて矢印ｉ方向（実施例１における矢印ｇ方向と逆方向）に回転自在に配設される。なお、トナー供給ブラシローラ９２は、芯金９２ａ及びブラシ９２ｂを備える。したがって、トナー供給ブラシ用フリッカー９７がトナー供給ブラシローラ９２の回転方向における現像ローラ２１より上流側に配設される。
【０１２６】
また、図１６において、２０は比較例２の画像形成ユニットであり、該画像形成ユニット２０においては、実施例１における補助供給ローラが配設されない。
【０１２７】
次に、前記実施例１並びに比較例１及び２の画像形成ユニット２０において、３００００枚の連続印刷試験を行ったときのトナー３１の供給状態及び詰まり状態の判断結果について説明する。
【０１２８】
【表１】
【０１２９】
【表２】
【０１３０】
表１は、連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後、１００００枚後、２００００枚後及び３００００枚後におけるトナー３１の供給状態の判断結果を示す。○は白抜けが発生しなかったことを、×は白抜けが発生したことを表す。
【０１３１】
また、表２は、連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後、１００００枚後、２００００枚後及び３００００枚後におけるトナー３１の詰まり状態の判断結果を示す。アスカーＦ硬度が９５未満である場合は、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていないことを、９５以上である場合は、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていることを表す。
【０１３２】
実施例１の画像形成ユニット２０においては、３００００枚後においても白抜けが発生せず、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まらなかった。
【０１３３】
これに対して、比較例１の画像形成ユニット２０においては、２００００枚後に、白抜けが発生し、ブラシ９２２ｂの隙間にトナー３１が詰まった。また、比較例２の画像形成ユニット２０においては、５０００枚後に、白抜けが発生し、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まった。
【０１３４】
なお、実施例１の画像形成ユニット２０において、３００００枚後のトナーレベルは、連続印刷試験を開始する前と同じ状態に置かれるのに対して、比較例１の画像形成ユニット２０においては、２００００枚後に、ブラシ９２ｂの隙間にトナー３１が詰まり、トナー供給ブラシローラ９２によって現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することができなくなる。したがって、補助供給ローラ９３からトナー供給ブラシローラ９２にトナー３１が供給されなくなり、補助供給ローラ９３が矢印ｉ方向に回転させられるのに伴って、トナー供給ブラシローラ９２に供給されない分のトナー３１が、補助供給ローラ９３とトナー供給ブラシローラ９２との間を抜けてトナー回収ブラシローラ２５側に供給される。その結果、図１７に示されるように、ケーシングＣｓ２内におけるトナー供給ブラシローラ９２より検出レバー３４側の領域を第１の領域とし、トナー供給ブラシローラ９２よりトナー回収ブラシローラ２５側の領域を第２の領域としたとき、第１の領域のトナーレベルより、第２の領域のトナーレベルが高くなる。
【０１３５】
それに伴って、トナー供給ブラシローラ９２がトナー３１に埋もれ、ブラシ９２ｂの隙間にトナー３１が一層詰まり、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することが一層できなくなる。また、トナー回収ブラシローラ２５がトナー３１に埋もれ、ブラシ２５ｂの隙間にトナー３１が詰まるので、現像ローラ２１上のトナー３１を十分に回収することができなくなる。
【０１３６】
そして、比較例２の画像形成ユニット２０においては、５０００枚後に、初期の状態でトナー供給ブラシローラ２２の一部がトナー３１に埋もれるので、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まりやすく、トナー供給ブラシローラ２２によって現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することができなくなる。したがって、トナー供給ブラシローラ２２が矢印ｅ方向に回転させられるのに伴って、現像ローラ２１に供給されない分のトナー３１が、トナー供給ブラシローラ２２と現像ローラ２１との間を抜けてトナー回収ブラシローラ２５側に供給される。その結果、図１８に示されるように、ケーシングＣｓ２内におけるトナー供給ブラシローラ２２より検出レバー３４側の領域を第１の領域とし、トナー供給ブラシローラ２２よりトナー回収ブラシローラ２５側の領域を第２の領域としたとき、第１の領域のトナーレベルより、第２の領域のトナーレベルが高くなる。
【０１３７】
それに伴って、トナー供給ブラシローラ２２がトナー３１に一層埋もれ、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が一層詰まり、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することが一層できなくなる。また、トナー回収ブラシローラ２５がトナー３１に埋もれ、ブラシ２５ｂの隙間にトナー３１が詰まるので、現像ローラ２１上のトナー３１を十分に回収することができなくなる。
【０１３８】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ブラシローラ２２の下方に、補助供給ローラ３０がトナー供給ブラシローラ２２に接触させて配設され、検出レバー３４の回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２が、トナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの下端より低くされるので、トナー供給ブラシローラ２２をトナー３１から浮かせることができる。
【０１３９】
したがって、ブラシ２２ｂがトナー３１に埋もれることがなくなり、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで詰まるのを抑制することができるので、ブラシ２２ｂの弾性が低くならず、現像ローラ２１にトナー３１を安定して供給することができる。
【０１４０】
しかも、トナー供給ブラシローラ２２が現像ローラ２１と同方向に回転させられ、補助供給ローラ３０が現像ローラ２１と逆方向に回転させられるので、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで詰まるのを一層抑制することができる。
【０１４１】
また、検出レバー３４の回転軸部ｓｈ１、ｓｈ２が、補助供給ローラ３０の回転軸以上に置かれるので、補助供給ローラ３０を回転させたときに補助供給ローラ３０が十分な量のトナー３１を保持することができ、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することができる。
【０１４２】
その結果、画像品位が低下するのを防止することができる。
【０１４３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１４４】
図１９は本発明の第２の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【０１４５】
図において、２２は、現像剤担持体としての現像ローラ２１と対向させて、かつ、現像ローラ２１と接触することなく（非接触で）矢印ｅ方向に回転自在に配設された第１の供給部材としての、かつ、ブラシローラ（現像剤供給ブラシローラ）としてのトナー供給ブラシローラ、１１７は、該トナー供給ブラシローラ２２の上方において、トナー供給ブラシローラ２２と対向させて、かつ、トナー供給ブラシローラ２２と接触させて矢印ｊ方向に回転自在に配設された現像剤飛翔部材としてのトナー供給ブラシ用フリッカーである。トナー供給ブラシローラ２２とトナー供給ブラシ用フリッカー１１７とのニップ量ｄ２は、第１の実施の形態と同様に０．５〔ｍｍ〕にされる。
【０１４６】
前記トナー供給ブラシ用フリッカー１１７の一端には、筐体としてのケーシングＣｓ２外において図示されないギヤが取り付けられ、該ギヤと駆動源としての駆動モータ１７（図７）とが図示されないギヤ列を介して連結され、ギヤは一定の回転速度で回転させられ、該回転がトナー供給ブラシ用フリッカー１１７に伝達される。
【０１４７】
また、本実施の形態においては、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７の周速度とトナー供給ブラシローラ２２の周速度とが等しくされる。
【０１４８】
したがって、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７の表面とトナー供給ブラシローラ２２のブラシ２２ｂの先端との摺動を抑制することができるので、ブラシ２２ｂが摩耗するのを抑制することができる。なお、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７の周速度とトナー供給ブラシローラ２２の周速度とが等しくされるが、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７とトナー供給ブラシローラ２２との間にニップが形成されるので、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７によって、トナー供給ブラシローラ２２が保持する現像剤としてのトナー３１を現像ローラ２１に向けて十分に飛翔させることができる。
【０１４９】
前記構成の画像形成装置としてのプリンタ１０を、温度が２７〔℃〕、湿度（相対湿度）が８０〔％〕の高温高湿の環境下に置き、連続印刷試験を行い、その後、トナー３１の供給状態及び詰まり状態を判断した。
【０１５０】
次に、第１の実施の形態の画像形成ユニット２０を実施例１とし、第２の実施の形態の画像形成ユニット２０を実施例２とし、前記実施例１及び２において、３００００枚の連続印刷試験を行ったときのトナー３１の供給状態及び詰まり状態の判断結果について説明する。
【０１５１】
【表３】
【０１５２】
【表４】
【０１５３】
表３は、高温高湿の環境下の連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後、１００００枚後、２００００枚後及び３００００枚後におけるトナー３１の供給状態の判断結果を示す。○は白抜けが発生しなかったことを、×は白抜けが発生したことを表す。
【０１５４】
また、表４は、高温高湿の環境下の連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後、１００００枚後、２００００枚後及び３００００枚後におけるトナー３１の詰まり状態の判断結果を示す。アスカーＦ硬度が９５未満である場合は、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていないことを、９５以上である場合は、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていることを表す。
【０１５５】
実施例２の画像形成ユニット２０においては、３００００枚後においても白抜けが発生せず、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まらなかった。
【０１５６】
これに対して、実施例１の画像形成ユニット２０においては、３００００枚後に、ブラシ２２ｂの隙間にトナー３１が詰まることはなかったが、白抜けが発生した。
【０１５７】
次に、高温高湿の環境下で実施例１の画像形成ユニット２０において白抜けが発生するメカニズムについて説明する。
【０１５８】
図２０は高温高湿の環境下で実施例１の画像形成ユニット２０において白抜けが発生するメカニズムを説明するための図である。
【０１５９】
前述されたように、実施例１の画像形成ユニット２０において、トナー供給ブラシ用フリッカー２７は、現像ローラ２１と現像剤規制部材としての現像ブレード２６との当接部の鉛直線Ｌａ上に配設される。したがって、現像ブレード２６によって現像ローラ２１上から掻き取られたトナー３１がトナー供給ブラシ用フリッカー２７上に落下する。そして、高温高湿の環境下においては、トナー３１が吸湿して流動性が低くなるので、トナー供給ブラシ用フリッカー２７上にトナー３１が堆積しやすくなる。
【０１６０】
そして、トナー供給ブラシローラ２２から矢印Ａ方向に飛翔したトナー３１が、現像ローラ２１上にトナー層を形成するが、該トナー層にトナー供給ブラシ用フリッカー２７上に堆積したトナー３１が接触すると、現像ブレード２６を通過する前の現像ローラ２１上のトナー層の層厚が小さくなり、その結果、白抜けが発生すると考えられる。
【０１６１】
これに対して、実施例２の画像形成ユニット２０においては、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７が回転させられるので、現像ブレード２６によって現像ローラ２１上から掻き取られたトナー３１がトナー供給ブラシ用フリッカー１１７上に落下しても、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７上でトナー３１が堆積するのを抑制することができる。したがって、白抜けが発生するのを防止することができる。
【０１６２】
なお、本実施の形態においては、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７を回転させることによって、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７上にトナー３１が堆積するのを抑制するようにしているが、駆動部としての図示されないソレノイドをオン・オフさせることによって、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７を軸方向に移動させ、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７上にトナー３１が堆積するのを抑制することができる。
【０１６３】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７が回転させられるので、トナー供給ブラシ用フリッカー１１７上にトナー３１が堆積するのを抑制することができる。したがって、高温高湿の環境下においても、現像ローラ２１に十分な量のトナー３１を供給することができるので、画像品位が低下するのを防止することができる。
【０１６４】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１６５】
図２１は本発明の第３の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【０１６６】
この場合、画像形成ユニット２０には、画像形成ユニット本体２０ａの筐体としてのケーシングＣｓ３内に現像剤収容室としてのトナー収容室１２２が一体に形成され、該トナー収容室１２２内に現像剤としてのトナー３１が収容される。
【０１６７】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１６８】
図２２は本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【０１６９】
図に示されるように、画像形成装置としてのプリンタ１３０は、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの４色の現像剤としてのトナーごとに画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃを備え、該画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃは、像担持体としての感光体ドラム２３を備える。そして、該感光体ドラム２３と対向させて露光装置としてのＬＥＤヘッド１１が配設され、該ＬＥＤヘッド１１によって感光体ドラム２３上に潜像としての静電潜像が形成され、現像剤担持体としての図示されない現像ローラによって静電潜像が現像されて各色の現像剤像としてのトナー像になる。
【０１７０】
前記画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃに沿って、転写ユニットｕ１が配設される。該転写ユニットｕ１は、駆動ローラｒ１１、従動ローラｒ１２、駆動ローラｒ１１と従動ローラｒ１２との間に張設され、矢印方向に走行させられる転写ベルト１２３、及び該転写ベルト１２３を介して各感光体ドラム２３と当接させられる転写部材としての転写ローラ１２４を備える。
【０１７１】
この場合、前記画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃにおいて各色のトナー像が形成され、媒体としての用紙Ｐが、転写ベルト１２３の走行に伴って、画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃと各転写ローラ１２４との間を通過すると、各感光体ドラム２３上のトナー像が順次重ねて用紙Ｐに転写され、カラーのトナー像が形成される。
【０１７２】
続いて、用紙Ｐは定着装置としての定着器１３に送られ、該定着器１３において、カラーのトナー像が用紙Ｐに定着させられる。
【０１７３】
次に、前記画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃについて説明する。なお、該画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃは同じ構造を有するので、画像形成ユニット１３５Ｂｋについてだけ説明する。
【０１７４】
図２３は本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの概略図、図２４は本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す第１の拡大図、図２５は本発明の第４の実施の形態における画像形成ユニットの要部を示す第２の拡大図である。
【０１７５】
図に示されるように、画像形成ユニット１３５Ｂｋにおいて、画像形成ユニット１３５Ｂｋの本体、すなわち、画像形成ユニット本体の筐体としてのケーシングＣｓ４内に、現像剤保持空間としての、かつ、現像剤収容室としてのトナー収容室１２２が一体に形成され、該トナー収容室１２２内に現像剤としてのトナー３１が収容される。
【０１７６】
また、前記画像形成ユニット１３５Ｂｋは、矢印ａ’方向に回転自在に配設された感光体ドラム２３、該感光体ドラム２３と当接させて矢印ｃ’方向に回転自在に配設され、感光体ドラム２３の表面を一様に帯電させる帯電装置としての、かつ、帯電部材としての帯電ローラ２４、前記静電潜像を現像し、トナー像を形成する現像器９０、先端を感光体ドラム２３と接触させて配設され、転写後に感光体ドラム２３上に残留したトナー３１を回収するクリーニング部材としてのクリーニングブレード２９、前記感光体ドラム２３の回転方向におけるクリーニングブレード２９より下流側において、前記感光体ドラム２３に当接することなく配設され、除電光を照射して感光体ドラム２３の帯電電位をリセットする除電装置１４５等を備える。
【０１７７】
前記現像器９０は、前記感光体ドラム２３の下方において、感光体ドラム２３と対向させて、かつ、感光体ドラム２３と接触させて矢印ｄ’方向に回転自在に配設された現像剤担持体としての現像ローラ１４１、先端を該現像ローラ１４１と当接させて配設され、現像ローラ１４１上に均一な厚さでトナー３１の薄層を形成する現像剤規制部材としての現像ブレード２６、前記現像ローラ１４１の下方において、現像ローラ１４１と対向させて、かつ、現像ローラ１４１と接触させて矢印ｅ’方向に回転自在に配設され、前記トナー３１を現像ローラ１４１に供給する第１の供給部材としての、かつ、ブラシローラ（現像剤供給ブラシローラ）としてのトナー供給ブラシローラ１４２、該トナー供給ブラシローラ１４２の下方において、トナー供給ブラシローラ１４２と対向させて、かつ、トナー供給ブラシローラ１４２と接触させて矢印ｇ’方向に回転自在に配設され、トナー供給ブラシローラ１４２にトナー３１を供給する第２の供給部材としての、かつ、現像剤補給部材としての補助供給ローラ１４８等を備える。
【０１７８】
なお、感光体ドラム２３に対して、転写ローラ１２４、現像ローラ１４１及び補助供給ローラ１４８は逆方向に、トナー供給ブラシローラ１４２は同方向に回転させられる。
【０１７９】
前記画像形成ユニット１３５Ｂｋの使用を開始する初期状態におけるケーシングＣｓ４内に収容されているトナー３１の上面３１ａのトナーレベルは、図２４に示されるように、トナー供給ブラシローラ１４２の下端より低くされる。なお、この場合、トナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの下端とは、トナー供給ブラシローラ１４２と補助供給ローラ１４８との間にニップが形成されていない状態のブラシ１４２ｂの下端をいう。
【０１８０】
前記現像ローラ１４１、トナー供給ブラシローラ１４２及び補助供給ローラ１４８の各ローラは、図２５に示されるように、それぞれニップを形成するように配設される。
【０１８１】
そして、現像ローラ１４１とトナー供給ブラシローラ１４２との間のニップ量ｄ６、及びトナー供給ブラシローラ１４２と補助供給ローラ１４８とのニップ量ｄ７は、いずれも０．５〔ｍｍ〕にされる。
【０１８２】
また、現像ローラ１４１とトナー供給ブラシローラ１４２とが接触させて対向させられる部分によって、接触対向部α２が、トナー供給ブラシローラ１４２と補助供給ローラ１４８とが接触させて対向させられる部分によって、接触対向部β２が形成される。
【０１８３】
次に、トナー供給ブラシローラ１４２について説明する。
【０１８４】
トナー供給ブラシローラ１４２は、所望の抵抗値に調整された導電性を有する繊維を織り込んだ生地で形成されたブラシ１４２ｂを、導電性を有する金属製の、本実施の形態においては、ステンレス鋼製の芯金１４２ａにスパイラル状に巻き付けて形成される。
【０１８５】
前記トナー供給ブラシローラ１４２の抵抗値は、第１の実施の形態と同様に、ハイレジスタンスメータ５１（図５）で測定した。前記抵抗値は、トナー供給ブラシローラ１４２に５０〔Ｖ〕の直流電圧を印加したときに１×１０6 〔Ω〕以上、かつ、１×１０10〔Ω〕以下の範囲にされるのが好ましい。
【０１８６】
また、ブラシ１４２ｂの糸の長さを３〔ｍｍ〕とし、繊度（太さ）を６〔デニール〕とし、植密度を８０〔ｋＦ／ｉｎｃｈ2 〕とした。さらに、ブラシ１４２ｂの素材としては、本実施の形態において、トナー３１として非磁性一成分の負帯電性のトナーが使用されるので、トナー３１を負の極性に帯電させるために、帯電列が正帯電側に位置するナイロン（登録商標）、アクリル等を使用するのが好ましく、本実施の形態においては、ナイロン繊維（登録商標）（ユニチカ（株）製ＵＵＮ材）を使用した。
【０１８７】
そして、前記補助供給ローラ１４８は、導電性を有する金属製の、本実施の形態においては、ステンレス鋼製の芯金１４８ａ上にウレタンゴムから成る発泡体層１４８ｂを被覆することによって形成される。該発泡体層１４８ｂの硬度は、アスカーＦ硬度で５０〔°〕とした。
【０１８８】
次に、前記プリンタ１３０の制御装置について説明する。
【０１８９】
図２６は本発明の第４の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【０１９０】
図において、７０はマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等によって構成される第１の制御部としての印刷制御部であり、上位装置としてのホストコンピュータからインタフェース制御部７１を介して印刷データ及び制御コマンドを受信し、プリンタ１３０の全体のシーケンスを制御し、印刷動作を行う。なお、ＲＯＭによって第１の記録装置が、ＲＡＭによって第２の記録装置が、タイマによって計時要素が構成される。
【０１９１】
また、７２はホストコンピュータからインタフェース制御部７１を介して入力された印刷データを一時的に記録する記録部としての受信メモリ、７３は該受信メモリ７２に記録された印刷データを受け取るとともに、該印刷データを編集処理することによって形成されたイメージデータを記録する記録部としての画像データ編集メモリである。
【０１９２】
そして、７４は前記プリンタ１３０の状態を表示するための表示要素としてのＬＥＤ、及び操作者が前記プリンタ１３０に対して指示を入力するための操作要素としてのスイッチ、キー等を備えた操作部、７５はセンサ群であり、該センサ群７５は、プリンタ１３０の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば、用紙Ｐの位置を検出する媒体検出部としての用紙位置検出センサ、プリンタ１３０の置かれた環境、例えば、温度、湿度等を検出する環境検出部としての温湿度センサ、印刷濃度を検出する濃度検出部としての印刷濃度センサ、現像剤収容部としてのトナーカートリッジ３２内のトナー３１の残量を検出するための現像剤残量検出部としてのトナー残量センサ等から成る。
【０１９３】
また、７６は第１の電源としての帯電用電源であり、該帯電用電源は印刷制御部７０の指示によって各帯電ローラ２４に所定の直流電圧を印加し、感光体ドラム２３の表面を帯電させる。また、７７は第２の電源としての現像用電源であり、該現像用電源７７は各現像ローラ１４１に所定の直流電圧を印加し、静電潜像にトナー３１を付着させる。そして、７８は第３の電源としての供給用電源であり、該供給用電源７８は、各トナー供給ブラシローラ１４２に所定の直流電圧を印加し、現像ローラ１４１にトナー３１を供給する。そして、１７９は第４の電源としての補助供給用電源であり、該補助供給用電源１７９は、補助供給ローラ１４８に所定の直流電圧を印加し、トナー３１をトナー供給ブラシローラ１４２に補給する。また、８０は、第５の電源としての転写用電源であり、該転写用電源８０は、各転写ローラ１２４に所定の直流電圧を印加し、感光体ドラム１３上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。
【０１９４】
なお、前記帯電用電源７６、現像用電源７７、供給用電源７８、補助供給用電源１７９及び転写用電源８０は、印刷制御部７０の指示によって印加する直流電圧を変更することができるようになっている。
【０１９５】
そして、８１は第２の制御部としての駆動制御部であり、該駆動制御部８１は、前記感光体ドラム２３を回転させるための駆動源としての駆動モータ１７（図９）を駆動する。前記駆動制御部８１によって駆動モータ１７が駆動されると、感光体ドラム２３が回転させられるとともに、帯電ローラ２４、現像ローラ１４１、トナー供給ブラシローラ１４２及び補助供給ローラ１４８が回転させられる。
【０１９６】
また、８２は第３の制御部としてのヘッド駆動制御部であり、該ヘッド駆動制御部８２は、画像データ編集メモリ７３に記録されたイメージデータを画像信号としてＬＥＤヘッド１１に送り、該ＬＥＤヘッド１１を駆動する。そして、８３は第４の制御部としての定着制御部であり、該定着制御部８３は、転写されたトナー像を用紙Ｐに定着するために定着器１３に直流電圧を印加する。
【０１９７】
また、８４は第５の制御部としての搬送制御部であり、該搬送制御部８４は、用紙Ｐを搬送するために、搬送用の駆動部としての用紙搬送モータ１６を駆動し、印刷制御部７０の指示によって第１の搬送部材としての、かつ、繰出ローラとしてのホッピングローラ１５ａ（図２）、第２の搬送部材としてのレジストローラ１５ｂ、第３の搬送部材としての排出ローラ１５ｃ等を回転させ、所定のタイミングで用紙Ｐを搬送したり、停止させたりする。
【０１９８】
次に、前記印刷制御部７０の動作について説明する。
【０１９９】
まず、印刷命令を受けると、印刷制御部７０の前記印刷処理手段は、駆動制御部８１に指示を送り、駆動モータ１７を駆動し、各感光体ドラム２３を一定の周速度で矢印ａ’方向に回転させ、これに伴って、帯電ローラ２４が矢印ｃ’方向に、現像ローラ１４１が矢印ｄ’方向に、トナー供給ブラシローラ１４２が矢印ｅ’方向に、補助供給ローラ１４８が矢印ｇ’方向に回転させられる。
【０２００】
また、前記印刷処理手段は、帯電用電源７６に指示を送り、帯電ローラ２４に直流電圧を印加し、感光体ドラム２３の表面を一様に帯電させるとともに、ヘッド駆動制御部８２に指示を送り、ＬＥＤヘッド１１を駆動し、画像信号に対応した光を感光体ドラム２３に照射し、静電潜像を形成する。
【０２０１】
そして、前記印刷処理手段が、補助供給用電源１７９に指示を送り、補助供給ローラ１４８に直流電圧を印加すると、補助供給ローラ１４８の回転に伴って、トナー収容室１２２内のトナー３１はすくい上げられ、補助供給ローラ１４８とトナー供給ブラシローラ１４２との接触対向部β２に搬送される。
【０２０２】
続いて、前記印刷処理手段が、供給用電源７８に指示を送り、トナー供給ブラシローラ１４２に直流電圧を印加すると、トナー供給ブラシローラ１４２の回転に伴って、接触対向部β２に搬送されたトナー３１が現像ローラ１４１に供給される。
【０２０３】
このようにして、トナー３１が現像ローラ１４１に付着すると、トナー３１は、現像ローラ１４１の回転に伴って矢印ｄ’方向に搬送され、現像ローラ１４１の回転方向におけるトナー供給ブラシローラ１４２より下流側に配設された現像ブレード２６によって、均一な厚さのトナー層になる。このとき、現像ブレード２６には、図示されない現像ブレード用電源によって直流電圧が印加され、トナー３１は現像ブレード２６及び現像ローラ１４１によって摺られ、摩擦帯電させられる。
【０２０４】
次に、現像ブレード２６を通過したトナー３１は、現像ローラ１４１の回転に伴って、更に搬送され、感光体ドラム２３と現像ローラ１４１との当接部分に送られる。現像ローラ１４１には、前記印刷処理手段が、現像用電源７７に指示を送り、直流電圧が印加されているので、感光体ドラム２３と現像ローラ１４１との間には、静電潜像及び現像バイアスによって電気力線が発生し、トナー３１は静電気力によって感光体ドラム２３に付着し、トナー像を形成する。
【０２０５】
そして、転写ベルト１２３の走行に伴って、用紙Ｐが画像形成ユニット１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃと各転写ローラ１２４との間の各転写部に送られると、前記印刷処理手段が、転写用電源８０に指示を送り、各転写ローラ１２４に直流電圧を印加する。このとき、転写バイアスによって、感光体ドラム２３上のトナー像が用紙Ｐに順次重ねて転写され、カラーのトナー像が形成される。
【０２０６】
続いて、用紙Ｐは、定着器１３に送られ、該定着器１３においてカラーのトナー像が用紙Ｐに定着させられ、カラーの画像が形成される。このようにして、カラーの画像が形成された用紙Ｐは、装置本体外に排出される。
【０２０７】
一方、転写後の各感光体ドラム２３には、トナー３１がわずかに残留するが、残留したトナー３１はクリーニングブレード２９によって掻き取られる。また、前記除電装置１４５は、感光体ドラム２３の表面に除電光を照射して、感光体ドラム２３上の露光されていない電荷による残留電荷を除去し、感光体ドラム２３の帯電電位をリセットする。
【０２０８】
次に、前記構成のプリンタ１３０を使用して連続して印刷を行ったときに、画像品位が低下しないかどうかについて評価を行った。
【０２０９】
前記構成のプリンタ１３０において、白紙印刷を繰り返す連続印刷試験を行い、その後、トナー３１の供給状態及び詰まり状態を判断した。
【０２１０】
この場合、トナー３１の供給状態を判断するために、連続印刷試験において所定の枚数の白紙印刷を行うごとに、所定の枚数、本実施の形態においては、５枚のベタ印刷を行ったときの画像に白ぬけが発生したかどうかを判断した。そして、白抜けが発生していない場合に、現像ローラ１４１に十分な量のトナー３１が供給されていると判断し、白抜けが発生した場合に、現像ローラ１４１に十分な量のトナー３１が供給されていないと判断した。
【０２１１】
また、トナー３１の詰まり状態を判断するために、連続印刷試験を行い、所定の白紙印刷を行うごとにベタ印刷を行ったときのトナー供給ブラシローラ１４２が担持するトナー３１の重量を算出した。トナー供給ブラシローラ１４２が担持するトナー３１の重量が大きいほど、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていると判断した。
【０２１２】
なお、連続印刷試験において、帯電用電源７６によって、帯電ローラ２４に−１０００〔Ｖ〕の直流電圧を、現像用電源７７によって、現像ローラ１４１に−２００〔Ｖ〕の直流電圧を、現像ブレード用電源によって、現像ブレード２６に−４００〔Ｖ〕の直流電圧を、供給用電源７８によって、トナー供給ブラシローラ１４２に−４５０〔Ｖ〕の直流電圧を、補助供給用電源１７９によって、補助供給ローラ１４８に−６５０〔Ｖ〕の直流電圧を、転写用電源８０によって、転写ローラ１２４に＋３０００〔Ｖ〕の直流電圧を印加した。
【０２１３】
そして、本実施の形態の画像形成ユニット２０を実施例３とし、図２７に示されるような現像ローラ１４１及びトナー供給ブラシローラ１４２を備えた画像形成ユニットを比較例３とし、実施例３及び比較例３についてトナー３１の供給状態及び詰まり状態を判断した。
【０２１４】
図２７は本発明の第４の実施の形態における比較例３の画像形成ユニットの要部を示す図である。
【０２１５】
図において、３１はトナー、３１ａはトナー３１の上面、１４１は現像ローラ、１４２はトナー供給ブラシローラ、１４２ｂはブラシである。なお、比較例３の画像形成ユニット２０においては、補助供給ローラは配設されず、それに伴い、初期状態のトナーレベルは、トナー供給ブラシローラ１４２の少なくとも一部がトナー３１に埋もれるように設定される。
【０２１６】
次に、前記実施例３及び比較例３の画像形成ユニット２０において、１００００枚の連続印刷試験を行ったときのトナー３１の供給状態及び詰まり状態の判断結果について説明する。
【０２１７】
【表５】
【０２１８】
【表６】
【０２１９】
表５は、連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後及び１００００枚後におけるトナー３１の供給状態の判断結果を示す。○は白抜けが発生しなかったことを、×は白抜けが発生したことを表す。
【０２２０】
また、表６は、連続印刷試験における初期、白紙印刷５００枚後、１０００枚後、５０００枚後及び１００００枚後におけるトナー３１の詰まり状態の判断結果を示す。ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が入り込んでいるトナー供給ブラシローラ１４２の重量をＧｂ１とし、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が入り込んでいないトナー供給ブラシローラ１４２の重量をＧｂ２としたとき、前記トナー供給ブラシローラ１４２が担持するトナー３１の重量ｇｔを、
ｇｔ＝Ｇｂ１−Ｇｂ２
とした。なお、トナー３１が付着した状態でのトナー供給ブラシローラ１４２の重量Ｇｂ１を測定する際に、トナー供給ブラシローラ１４２の表面に付着した余分なトナー３１を除去した。重量ｇｔが５０〔ｇ〕未満である場合は、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていないことを、５０〔ｇ〕以上である場合は、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まっていることを表す。
【０２２１】
実施例３の画像形成ユニット２０においては、１００００枚後においても白抜けが発生せず、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まらなかった。
【０２２２】
これに対して、比較例３の画像形成ユニット２０においては、５０００枚後に、白抜けが発生し、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まった。
【０２２３】
なお、実施例３の画像形成ユニット２０において、トナーレベルは、トナー供給ブラシローラ１４２の下端より低くされるので、トナー供給ブラシローラ１４２がトナー３１に埋もれることがなく、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まるのを抑制することができる。
【０２２４】
また、比較例３のトナー供給ブラシローラ１４２は、回転させられるごとに、図２７に示される破線で囲んだ領域ＡＲ１においてトナー３１に埋もれる。したがって、トナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの隙間に入り込むトナー３１の量が次第に多くなり、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が詰まってしまう。
【０２２５】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ブラシローラ１４２が下方において補助供給ローラ１４８と接触させて配設され、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの下端より低くされるので、ブラシ１４２ｂがトナー３１に埋もれることがない。したがって、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで詰まるのを抑制することができるので、ブラシ１４２ｂの弾性が低くならず、現像ローラ１４１にトナー３１を安定して供給することができる。
【０２２６】
その結果、画像品位が低下するのを防止することができる。
【０２２７】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０２２８】
図２８は本発明の第５の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
【０２２９】
図に示されるように、画像形成装置としてのプリンタ１３０は、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの４色の現像剤としてのトナーごとに画像形成ユニット１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃを備え、該画像形成ユニット１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃは、像担持体としての感光体ドラム２３を備える。そして、各感光体ドラム２３と対向させて露光装置としてのＬＥＤヘッド１１が配設され、該ＬＥＤヘッド１１によって感光体ドラム２３上に潜像としての静電潜像が形成され、現像剤担持体としての図示されない現像ローラによって静電潜像が現像されて各色の現像剤像としてのトナー像になる。
【０２３０】
また、前記画像形成ユニット１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃに沿って、転写ユニットｕ１が配設される。該転写ユニットｕ１は、駆動ローラｒ１１、従動ローラｒ１２、駆動ローラｒ１１と従動ローラｒ１２との間に張設され、矢印方向に走行させられる転写ベルト１２３、及び該転写ベルト１２３を介して各感光体ドラム２３と当接させられる転写部材としての転写ローラ１２４を備える。
【０２３１】
次に、前記画像形成ユニット１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃについて説明する。なお、前記画像形成ユニット１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃは同じ構造を有するので、画像形成ユニット１５５Ｂｋについてだけ説明する。
【０２３２】
図２９は本発明の第５の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【０２３３】
図において、１５５Ｂｋは画像形成ユニットであり、該画像形成ユニット１５５Ｂｋはは、画像形成ユニット１５５Ｂｋの本体、すなわち、画像形成ユニット本体１５５ａ、及び該画像形成ユニット本体１５５ａに対して着脱自在に配設された現像剤収容部としてのトナーカートリッジ３２を備え、該トナーカートリッジ３２内に現像剤としてのトナー３１を収容するための現像剤収容室としてのトナー収容室が形成される。画像形成ユニット本体１５５ａの筐体としてのケーシングＣｓ５は、前記トナーカートリッジ３２を受けるための受け部Ｃｓａを備える。
【０２３４】
そして、前記トナー３１を画像形成ユニット本体１５５ａ内に供給するために、トナーカートリッジ３２の底部に現像剤排出口としての図示されないトナー排出口が、前記受け部Ｃｓａにおける現像剤排出口と対応する箇所に現像剤受け口としてのトナー受け口ｈ２が形成され、該トナー受け口ｈ２が開閉部材としてのシャッタ３２ａによって開閉させられる。
【０２３５】
前記画像形成ユニット本体１５５ａ内は、前記受け部Ｃｓａの所定の箇所から垂下させて形成された仕切り壁ｗ１によって、現像剤保持空間としての第１室ｒｍ１と、現像剤供給空間としての第２室ｒｍ２とに区分され、第１室ｒｍ１に、前記感光体ドラム２３、帯電装置としての帯電ローラ２４、現像器９０、クリーニング部材としてのクリーニングブレード２９、除電装置１４５等が配設される。
【０２３６】
前記現像器９０は、現像ローラ１４１、第１の供給部材としての、かつ、ブラシローラ（現像剤供給ブラシローラ）としてのトナー供給ブラシローラ１４２、現像剤規制部材としての現像ブレード２６、第２の供給部材としての、かつ、現像剤補給部材としての補助供給ローラ１４８、矢印ｋ１、ｋ２方向に回転自在に配設され、前記ケーシングＣｓ５内のトナー３１の残量を表すトナーレベルを検出するための第１、第２の検出レバー３４Ｈ、３４Ｌ等を備える。
【０２３７】
前記第１の検出レバー３４Ｈの回転中心は、トナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの下端の位置に、前記第２の検出レバー３４Ｈの回転中心は、補助供給ローラ１４８の下端の位置に置かれる。なお、第１、第２の検出レバー３４Ｈ、３４Ｌは、第１の実施の形態と同様に、クランク形状の金属バーによって形成され、図に示される破線に沿って回転させられる。第１、第２の検出レバー３４Ｈ、３４Ｌには、第１の実施の形態と同様の被検出要素としての図示されない第１、第２の反射板が取り付けられる。
【０２３８】
そして、装置本体には、第１、第２の反射板と対向させて第１、第２の光検出部が配設され、第１の光検出部は、レーザ光を発光させる第１の検出体としての第１、第２の発光素子、及び前記第１、第２の反射板によって反射させられたレーザ光を受光する第２の検出体としての第１、第２の受光素子を備える。なお、該第１、第２の受光素子は、センサ出力としてそれぞれレベル信号を発生させ、第１、第２の受光素子によって第１、第２のレベル信号発生要素としての第１、第２のレベルセンサが構成される。
【０２３９】
本実施の形態において、前記第１、第２の光検出部の位置は、頂点ｐＵ（図９）と底点ｐＬとの中間点ｐＭに第１、第２の反射板が位置するときに、第１、第２の受光素子が発光させたレーザ光を第１、第２の受光素子が受光するように設定される。
【０２４０】
そして、図１２に示されるように、トナーレベルが第１、第２の検出レバーの回転軌道の中間点ｐＭより高い場合、第１、第２の受光素子によるレーザ光の受光時間Ｔは第１の閾値としての値Ｔ１になり、第１、第２の検出レバーの回転軌道の中間点ｐＭより低い場合、第１、第２の受光素子によるレーザ光の受光時間Ｔは第２の閾値としての値Ｔ２になり、トナーレベルが第１、第２の検出レバーの回転軌道の中間点ｐＭと等しい場合、受光時間Ｔは値Ｔ３になる。
【０２４１】
次に、前記プリンタ１３０の制御装置について説明する。
【０２４２】
図３０は本発明の第５の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
【０２４３】
図において、３２ａはシャッタ、８５は第６の制御部としてのシャッタ駆動制御部、７０は第１の制御部としての印刷制御部、６３Ｈ、６３Ｌは第１、第２の発光素子、６４Ｈ、６４Ｌは第１、第２の受光素子、８６Ｈは第１の受光素子６４Ｈによるレーザ光の受光時間Ｔを測定する第１の計時部材としての第１のタイマ、８６Ｌは第２の受光素子６４Ｌによるレーザ光の受光時間Ｔを測定する第２の計時部材としての第２のタイマである。
【０２４４】
なお、第１の電源としての帯電用電源７６によって、帯電ローラ２４に−１０００〔Ｖ〕の直流電圧が、第２の電源としての現像用電源７７によって、現像ローラ１４１に−２００〔Ｖ〕の直流電圧が、現像ブレード用電源によって、現像ブレード２６に−４００〔Ｖ〕の直流電圧が、第３の電源としての供給用電源７８によって、トナー供給ブラシローラ１４２に−４５０〔Ｖ〕の直流電圧が、第４の電源としての補助供給用電源１７９によって、補助供給ローラ１４８に−６５０〔Ｖ〕の直流電圧が、第５の電源としての転写用電源８０によって、転写ローラ１２４に＋３０００〔Ｖ〕の直流電圧が印加される。
【０２４５】
次に、前記印刷制御部７０の動作について説明する。
【０２４６】
図３１は本発明の第５の実施の形態における印刷制御部の動作を示すフローチャートである。
【０２４７】
この場合、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの下端と補助供給ローラ１４８の下端との間になるようにシャッタ３２ａが開閉させられる。
【０２４８】
そのために、印刷制御部７０の前記現像剤レベル検出処理手段としてのトナーレベル検出処理手段は、第１、第２のタイマ８６Ｈ、８６Ｌによって測定された受光時間Ｔを読み込み、それぞれＴＨ、ＴＬとする。
【０２４９】
次に、印刷制御部７０の前記現像剤レベル判断処理手段としてのトナーレベル判断処理手段は、受光時間ＴＬが値Ｔ２であるかどうかによって、トナーレベルが補助供給ローラ１４８の下端より低いかどうかを判断する。
【０２５０】
受光時間ＴＬが値Ｔ２であり、トナーレベルが補助供給ローラ１４８の下端より低い場合、印刷制御部７０の前記現像剤供給処理手段としてのトナー供給処理手段は、シャッタ駆動制御部８５に指示を送り、シャッタ３２ａを開く。このようにして、トナーカートリッジ３２内のトナー３１が第２室ｒｍ２内に供給される。
【０２５１】
なお、受光時間ＴＬが値Ｔ２ではなく、トナーレベルが補助供給ローラ１４８の下端以上である場合、前記印刷処理手段は、印刷動作を継続する。この場合、シャッタ３２ａは開いたままにされる。
【０２５２】
続いて、前記トナーレベル判断処理手段は、受光時間ＴＨが値Ｔ１であるかどうかによって、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂ以上であるかどうかを判断する。
【０２５３】
受光時間ＴＨが値Ｔ１であり、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂ以上である場合、前記トナー供給処理手段は、シャッタ駆動制御部８５に指示を送り、シャッタ３２ａを閉じる。このようにして、トナーカートリッジ３２内のトナー３１が第２室ｒｍ２内に供給されなくなる。
【０２５４】
なお、受光時間ＴＨが値Ｔ１ではなく、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂより低い場合、前記印刷処理手段は、印刷動作を継続する。この場合、シャッタ３２ａは開いたままにされる。
【０２５５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１１ 印刷動作を開始する。
ステップＳ１２ 受光時間ＴＬが値Ｔ２になるのを待機し、受光時間ＴＬが値Ｔ２になった場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３ シャッタ３２ａを開く。
ステップＳ１４ 受光時間ＴＨが値Ｔ１になるのを待機し、受光時間ＴＨが値Ｔ１になった場合はステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５ シャッタ３２ａを閉じ、ステップＳ１１に戻る。
【０２５６】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ブラシローラ１４２の下方に、補助供給ローラ１４８が配設され、トナーレベルがトナー供給ブラシローラ１４２のブラシ１４２ｂの下端と補助供給ローラ１４８の下端との間になるようにシャッタ３２ａが開閉させられるので、トナー供給ブラシローラ１４２をトナー３１から浮かせることができる。
【０２５７】
したがって、ブラシ１４２ｂがトナー３１に埋もれることがなくなり、ブラシ１４２ｂの隙間にトナー３１が入り込んで詰まるのを抑制することができるので、ブラシ１４２ｂの弾性が低くならず、現像ローラ２１にトナー３１を安定して供給することができる。
【０２５８】
前記第１〜第３の実施の形態においては、一つの画像形成ユニット２０を備えたプリンタ１０について説明しているが、複数の画像形成ユニットを備えたカラーのプリンタに適用することができる。また、第４、第５の実施の形態においては、カラーのプリンタ１３０について説明しているが、モノクロのプリンタに適用することができる。
【０２５９】
そして、第１〜第３の実施の形態においては、現像ローラ２１上のトナー３１を回収するためにトナー回収ブラシローラ２５が配設されるようになっているが、トナー回収ブラシローラ２５に代えて、金属ローラ、ゴムローラ、スポンジ状のゴムローラ、導電性を有するフィルム等を現像ローラ２１に当接させることによって、トナー３１を回収することができる。
【０２６０】
さらに、各実施の形態においては、プリンタについて説明しているが、本発明を、複写機、ファクシミリ、複合機等に適用することができる。
【０２６１】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【０２６２】
２０、１３５Ｂｋ、１３５Ｙ、１３５Ｍ、１３５Ｃ、１５５Ｂｋ、１５５Ｙ、１５５Ｍ、１５５Ｃ 画像形成ユニット
２１、１４１ 現像ローラ
２２、１４２ トナー供給ブラシローラ
３０、１４８ 補助供給ローラ
３１ トナー
３１ａ 上面
Ｃｓ２〜Ｃｓ５ ケーシング
ｒｍ 現像剤保持空間
ｒｍ１ 第１室
β１、β２ 接触対向部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）現像剤を担持する現像剤担持体と、
（ｂ）該現像剤担持体と対向させて回転自在に配設され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の供給部材と、
（ｃ）該第１の供給部材と接触させて回転自在に配設され、前記第１の供給部材に現像剤を供給する第２の供給部材と、
（ｄ）前記現像剤担持体及び第１、第２の供給部材を収容し、現像剤を保持するための現像剤保持空間を形成する筐体とを有するとともに、
（ｅ）前記現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面のレベルは、前記第１、第２の供給部材の接触対向部より低くされることを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
前記第２の供給部材は、第１の供給部材より下方に配設される請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項３】
前記現像剤担持体及び第１の供給部材は同方向に回転させられる請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項４】
前記第１の供給部材は、芯金及びブラシを備えたブラシローラである請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項５】
（ａ）開閉自在に配設され、現像剤収容室内の現像剤を前記現像剤保持空間に供給するための開閉部材と、
（ｂ）現像剤保持空間における現像剤の上面のレベルを判断する現像剤レベル判断処理手段と、
（ｃ）前記現像剤保持空間における現像剤の上面のレベルに応じて前記開閉部材を開閉させる現像剤供給処理手段とを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項６】
前記現像剤供給処理手段は、現像剤の上面のレベルを前記第１、第２の供給部材の接触対向部より低くする請求項５に記載の画像形成ユニット。
【請求項７】
前記現像剤供給処理手段は、現像剤の上面のレベルを前記第１の供給部材の下端と第２の供給部材の下端との間に置く請求項５に記載の画像形成ユニット。
【請求項８】
前記現像剤担持体と接触させて回転自在に配設され、前記現像剤担持体上に残留した現像剤を回収する現像剤回収部材を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項９】
前記ブラシローラと接触させて配設され、ブラシローラに付着した現像剤を飛翔させる現像剤飛翔部材を有する請求項４に記載の画像形成ユニット。
【請求項１０】
前記現像剤飛翔部材は、前記ブラシローラと逆方向に回転させられる請求項９に記載の画像形成ユニット。
【請求項１１】
画像形成ユニットを備えた画像形成装置において、
（ａ）前記画像形成ユニットは、現像剤を担持する現像剤担持体、該現像剤担持体と対向させて回転自在に配設され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の供給部材、該第１の供給部材と接触させて回転自在に配設され、前記第１の供給部材に現像剤を供給する第２の供給部材、並びに前記現像剤担持体及び第１、第２の供給部材を収容し、現像剤を保持するための現像剤保持空間を形成する筐体を有し、
（ｂ）前記現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面のレベルは、前記第１、第２の供給部材の接触対向部より低くされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
（ａ）現像剤を担持する現像剤担持体と、
（ｂ）該現像剤担持体と対向させて回転自在に配設され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の供給部材と、
（ｃ）該第１の供給部材と接触させて回転自在に配設され、前記第１の供給部材に現像剤を供給する第２の供給部材と、
（ｄ）前記現像剤担持体及び第１、第２の供給部材を収容し、現像剤を保持するための現像剤保持空間を形成する筐体とを有するとともに、
（ｅ）前記現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面のレベルは、前記第１、第２の供給部材の接触対向部より低くされることを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
前記第２の供給部材は、第１の供給部材より下方に配設される請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項３】
前記現像剤担持体及び第１の供給部材は同方向に回転させられる請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項４】
前記第１の供給部材は、芯金及びブラシを備えたブラシローラである請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項５】
（ａ）開閉自在に配設され、現像剤収容室内の現像剤を前記現像剤保持空間に供給するための開閉部材と、
（ｂ）現像剤保持空間における現像剤の上面のレベルを判断する現像剤レベル判断処理手段と、
（ｃ）前記現像剤保持空間における現像剤の上面のレベルに応じて前記開閉部材を開閉させる現像剤供給処理手段とを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項６】
前記現像剤供給処理手段は、現像剤の上面のレベルを前記第１、第２の供給部材の接触対向部より低くする請求項５に記載の画像形成ユニット。
【請求項７】
前記現像剤供給処理手段は、現像剤の上面のレベルを前記第１の供給部材の下端と第２の供給部材の下端との間に置く請求項５に記載の画像形成ユニット。
【請求項８】
前記現像剤担持体と接触させて回転自在に配設され、前記現像剤担持体上に残留した現像剤を回収する現像剤回収部材を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項９】
前記ブラシローラと接触させて配設され、ブラシローラに付着した現像剤を飛翔させる現像剤飛翔部材を有する請求項４に記載の画像形成ユニット。
【請求項１０】
前記現像剤飛翔部材は、前記ブラシローラと逆方向に回転させられる請求項９に記載の画像形成ユニット。
【請求項１１】
画像形成ユニットを備えた画像形成装置において、
（ａ）前記画像形成ユニットは、現像剤を担持する現像剤担持体、該現像剤担持体と対向させて回転自在に配設され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の供給部材、該第１の供給部材と接触させて回転自在に配設され、前記第１の供給部材に現像剤を供給する第２の供給部材、並びに前記現像剤担持体及び第１、第２の供給部材を収容し、現像剤を保持するための現像剤保持空間を形成する筐体を有し、
（ｂ）前記現像剤保持空間内に保持される現像剤の上面のレベルは、前記第１、第２の供給部材の接触対向部より低くされることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２０１３−８８４７０（Ｐ２０１３−８８４７０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５９０４（Ｐ２０１１−２２５９０４）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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