JP4618373B2 - 現像剤供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯電した粉末状の現像剤を、電界により現像剤搬送経路に沿って搬送しつつ、供給対象に対して供給するように構成された、現像剤供給装置に関する。

この種の装置として、特開昭６０−１１５９６２号公報、特開平１１−８４８６２号公報、特開２００１−２０９２４６号公報、特開２００２−２８７４９５号公報、等に開示されているものが知られている。かかる装置は、現像剤搬送方向に沿って配列された複数の搬送電極を備えていて、これら複数の搬送電極に対する駆動電圧の印加により発生する電界によって前記現像剤を搬送するように構成されている。
特開昭６０−１１５９６２号公報 特開平１１−８４８６２号公報 特開２００１−２０９２４６号公報 特開２００２−２８７４９５号公報

この種の装置において、帯電状態が不良な（無帯電や所望極性と逆極性の帯電を含む）前記現像剤が供給対象に供給されたり、供給経路中にて前記現像剤の滞留が生じたりすることで、前記現像剤の供給状態が不良となると、形成画像の乱れ等の不具合が生じる。よって、この種の装置における前記現像剤の供給状態を適切にすることによって、良好な画像形成が行われるようになる。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。

＜構成＞
本発明の対象となる現像剤供給装置は、帯電した粉末状の現像剤を、電界により現像剤搬送経路に沿って搬送しつつ、供給対象に対して供給するように構成されている。この現像剤供給装置は、供給搬送基板と、現像剤担持部材と、回収基板と、を備えている。

前記供給搬送基板は、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る。この供給搬送基板は、複数の前記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て垂直上方に前記現像剤を搬送するように構成されている。

前記供給搬送基板は、垂直搬送基板と、底部搬送基板と、を備え得る。この場合、前記垂直搬送基板は、前記現像剤を垂直上方に搬送するように立設されている。また、前記底部搬送基板は、下方の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。

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る。この現像剤担持部材は、前記供給対象と対向するとともに、前記供給搬送基板の上端部と対向するように設けられている。

前記回収基板は、前記供給搬送基板における前記上端部の前記現像剤担持部材を挟んだ反対側にて、当該現像剤担持部材と対向するように設けられている。この回収基板は、前記現像剤搬送経路に沿って配列された複数の回収電極を備えていて、これらの回収電極への電圧印加に伴って発生する電界により現像剤を下方に搬送することで下方の前記現像剤貯留部に還流させるように構成されている。この回収基板は、その下端部にて、現像剤を垂直下方に搬送するように設けられ得る。

前記現像剤担持部材には、交流の回収バイアスが印加され得る。この回収バイアスの振幅は、前記回収電極への印加電圧の振幅よりも大きく設定され得る。また、この回収バイアスの周波数は、前記搬送電極への印加電圧の周波数の整数倍に設定され得る。

前記現像剤供給装置は、前記現像剤担持部材と前記供給対象との間の電界よりも、前記現像剤担持部材と前記回収基板との間の電界の方が強くなるように構成され得る。

具体的には、例えば、前記現像剤担持部材と前記回収基板との間の距離をＤｈ、前記現像剤担持部材と前記供給対象との間の距離をＤｇ、とした場合に、Ｄｇ＞Ｄｈとなるように、Ｄｈ及びＤｇが設定され得る。

あるいは、現像剤の帯電極性を正極性、前記回収電極の平均電位をＶｈ、前記供給対象の表面における現像剤を供給すべき部位の電位をＶＬ、とした場合に、ＶＬ＞Ｖｈとなるように、Ｖｈ及びＶＬが設定され得る。

＜作用＞
かかる構成においては、前記現像剤は、前記供給搬送基板により、前記現像剤搬送経路に沿って垂直上方に搬送され、当該供給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まで供給される。

なお、前記供給搬送基板が前記垂直搬送基板と前記底部搬送基板とを備えている場合、前記現像剤貯留部に貯留されている前記現像剤における、前記底部搬送基板と接触しているものが、当該底部搬送基板にて発生する電界により、前記垂直搬送基板の前記下端部に向けて搬送される。そして、当該下端部にて、前記底部搬送基板から前記垂直搬送基板に前記現像剤が受け渡される。当該下端部にて前記現像剤を受け取った前記垂直搬送基板は、前記現像剤を垂直上方に搬送する。

前記供給搬送基板による垂直上方への搬送により、帯電状態が不良な前記現像剤は、当該供給搬送基板における前記上端部と前記現像剤担持部材とが対向する位置に達するまでに、下方の前記現像剤貯留部（前記底部搬送基板）に落下する。これにより、帯電状態が不良な前記現像剤が前記供給対象に供給されることが、効果的に抑制される。すなわち、前記供給搬送基板にて、前記現像剤における、帯電状態が良好なものと不良なものとが、良好に選別される。

また、前記供給搬送基板から落下した、帯電状態が不良な前記現像剤によって、前記現像剤貯留部内の前記現像剤が良好に流動化させられる。さらに、前記供給搬送基板から落下した、帯電状態が不良な前記現像剤によって、当該供給搬送基板にて前記現像剤の搬送が乱されること（例えば、帯電状態が不良な前記現像剤の前記供給搬送基板上における堆積や滞留、あるいは、帯電状態が良好な前記現像剤の前記供給搬送基板上からの脱落、等。）が、可及的に抑制される。

前記供給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、帯電状態が良好な前記現像剤は、前記供給搬送基板と前記現像剤担持部材との間に生じる電界の作用で、当該現像剤担持部材に担持され得る。その後、前記現像剤は、前記供給対象に供給される。

前記供給対象を通過した、消費されなかった前記現像剤は、前記回収基板により、下方に搬送される。これにより、当該現像剤は、下方の前記現像剤貯留部に還流する。

ここで、前記現像剤担持部材に前記回収バイアスが印加されている場合、交流成分を有する当該回収バイアスの作用で、当該現像剤担持部材における前記周面の近傍の前記現像剤が振動する。かかる振動により、当該現像剤担持部材に担持された前記現像剤が、当該現像剤担持部材から良好に前記回収基板側に移行する。すなわち、前記回収基板によって、前記現像剤担持部材から前記現像剤が良好に回収される。

これにより、前記現像剤担持部材に担持された前記現像剤のうちの、消費されなかった（前記供給対象に供給されなかった）ものが、前記回収基板によって当該現像剤担持部材から良好に剥離される。したがって、形成画像におけるゴーストの発生が、可及的に抑制される。

また、前記現像剤担持部材と前記供給対象との間の電界よりも、前記現像剤担持部材と前記回収基板との間の電界の方が強くなるようにすることで、前記現像剤担持部材に担持された前記現像剤のうちの、消費されなかったものが、前記回収基板によって当該現像剤担持部材からより良好に剥離される。これにより、形成画像におけるゴーストの発生が、よりいっそう効果的に抑制される。

また、前記回収バイアスの振幅が前記回収電極への印加電圧の振幅よりも大きく設定された場合、隣り合う前記回収電極間の電圧を大きくしなくても、上述のような現像剤の回収作用が、良好に行われ得る。したがって、回収基板における、隣り合う回収電極間の絶縁が、良好に確保され得る。

さらに、前記回収基板の前記下端部にて、前記現像剤が垂直下方に搬送されている場合、当該下端部にて、重力と同方向の慣性が前記現像剤に作用する。このため、当該下端部よりも下方においては、重力と上述の慣性とにより、前記現像剤が下方の前記現像剤貯留部に落下する。したがって、前記回収基板が前記現像剤貯留部に達するまで設けられていなくても、前記現像剤を前記現像剤貯留部に良好に還流させることができる。

上述の構成を備えた、本発明の現像剤供給装置によれば、前記現像剤が前記供給対象に対してより適切に供給されるようになり、以て良好な画像形成が行われる。

以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において取り敢えず出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。

なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。本実施形態に対して施され得る各種の変更（modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。

＜レーザープリンタの構成＞
図１は、本発明の一実施形態が適用された画像形成装置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。

レーザープリンタ１内に備えられた、図示しない給紙トレイには、シート状の用紙Ｐが積み重ねられた状態で収容されている。用紙搬送機構２は、用紙Ｐを所定の用紙搬送経路ＰＰに沿って搬送し得るように構成されている。

本発明の供給対象としての感光体ドラム３の周面には、静電潜像担持面ＬＳが形成されている。静電潜像担持面ＬＳは、主走査方向（図中ｚ軸方向）と平行な円筒面として形成されている。この静電潜像担持面ＬＳは、電位分布による静電潜像が形成されるとともに、当該静電潜像に対応した位置にて本発明の現像剤としてのトナーＴ（図２参照）を担持するように構成されている。

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、図中矢印で示されている方向（図１における時計回り）に回転駆動され得るように構成されている。すなわち、静電潜像担持面ＬＳが、前記主走査方向と直交する副走査方向に沿って移動し得るように、感光体ドラム３が構成されている。

帯電器４は、静電潜像担持面ＬＳと対向するように配置されている。この帯電器４は、コロトロン型あるいはスコロトロン型の帯電器であって、静電潜像担持面ＬＳを一様に正帯電させ得るように構成されている。

スキャナーユニット５は、画像データに基づいて変調されたレーザービームＬＢを生成するように構成されている。すなわち、スキャナーユニット５は、画素の有無によって発光のＯＮ／ＯＦＦが制御された、所定の波長帯域のレーザービームＬＢを生成するように構成されている。

また、スキャナーユニット５は、生成されたレーザービームＬＢを、静電潜像担持面ＬＳにおけるスキャン位置ＳＰにて結像させる（露光する）ように構成されている。ここで、スキャン位置ＳＰは、帯電器４よりも、感光体ドラム３の回転方向（図１における矢印で示されている方向：図中時計回り）における下流側の位置に設けられている。

さらに、スキャナーユニット５は、静電潜像担持面ＬＳ上にてレーザービームＬＢが結像される位置を、前記主走査方向に沿って等速度にて移動させる（走査する）ことで、静電潜像担持面ＬＳ上に静電潜像を形成し得るように構成されている。

本発明の現像剤供給装置としてのトナー供給装置６は、感光体ドラム３と対向するように、感光体ドラム３の下方に配置されている。トナー供給装置６は、現像位置ＤＰにて、トナーを帯電した状態で静電潜像担持面ＬＳに供給し得るように構成されている。ここで、現像位置ＤＰとは、トナー供給装置６が静電潜像担持面ＬＳと対向する位置である。このトナー供給装置６の詳細な構成については後述する。

次に、レーザープリンタ１の各部の具体的な構成について、より詳細に説明する。

用紙搬送機構２は、一対のレジストローラ２１と、転写ローラ２２と、を備えている。

レジストローラ２１は、用紙Ｐを所定のタイミングにて感光体ドラム３と転写ローラ２２との間に向けて送り出し得るように構成されている。

転写ローラ２２は、感光体ドラム３の外周面である静電潜像担持面ＬＳと、転写位置ＴＰにて、用紙Ｐを挟んで対向するように配置されている。また、転写ローラ２２は、図中矢印で示されている方向（反時計回り）に回転駆動され得るように構成されている。

転写ローラ２２は、図示しないバイアス電源回路に接続されている。すなわち、転写ローラ２２と感光体ドラム３との間で、静電潜像担持面ＬＳ上に付着したトナー（現像剤）を用紙Ｐに転写させるための所定の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。

＜＜トナー供給装置＞＞
図２は、図１に示されているトナー供給装置６を拡大した側断面図である。図２を参照すると、トナー供給装置６は、帯電したトナーＴを、電界によりトナー搬送経路ＴＴＰに沿って搬送しつつ、感光体ドラム３に対して供給するように構成されている。

トナー供給装置６のケーシングをなすトナーボックス６１は、側断面視にて長円状に形成された箱状部材であって、その長手方向が上下方向（図中ｙ軸方向）と平行となるように配置されている。トナーボックス６１の内部には、粉末状の乾式現像剤としてのトナーＴが収容されている。すなわち、トナーボックス６１における、半円筒状の下端部の内側の空間によって、トナー貯留部６１ａが形成されている。なお、本実施形態においては、トナーＴは、正帯電性、非磁性１成分の、黒色のものが用いられている。また、トナーボックス６１の頂部、すなわち、感光体ドラム３と対向する位置には、開口部６１ｂが設けられている。

トナーボックス６１の内側には、本発明の現像剤担持部材としての現像ローラ６２が収容されている。現像ローラ６２は、トナーボックス６１によって、回動可能に支持されている。この現像ローラ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、開口部６１ｂにて感光体ドラム３と対向するように設けられている。すなわち、現像ローラ６２におけるトナー担持面６２ａが現像位置ＤＰにて感光体ドラム３における静電潜像担持面ＬＳと近接し所定間隔（５００μｍ程度）のギャップを介して対向するように、トナーボックス６１及び現像ローラ６２が配置されている。

トナーボックス６１の内部には、トナー搬送経路ＴＴＰに沿って、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。本実施形態においては、搬送基板６３は、底部搬送基板６３ａと、垂直搬送基板６３ｂと、回収基板６３ｃと、を備えている。なお、搬送基板６３（底部搬送基板６３ａ、垂直搬送基板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。

底部搬送基板６３ａは、トナー貯留部６１ａの底面を構成するように、トナーボックス６１の内側の空間における底部に配置されている。底部搬送基板６３ａは、搬送基板６３の底部の、側断面視にて半円筒形状に屈曲された凹状の曲面状の部分であって、垂直搬送基板６３ｂの下端部と滑らかに接続されている。この底部搬送基板６３ａは、トナー貯留部６１ａ内のトナーＴを、垂直搬送基板６３ｂの下端部に向けて搬送するように、当該下端部と接続されている。

垂直搬送基板６３ｂは、トナーＴを垂直上方に搬送するように立設されている。垂直搬送基板６３ｂは、底部搬送基板６３ａから受け渡されたトナーＴを現像ローラ６２及び現像位置ＤＰに向けてトナー搬送方向ＴＴＤに搬送するように構成されている。

本実施形態においては、垂直搬送基板６３ｂの上端部は、現像ローラ６２の中心よりも上方まで、具体的には、開口部６１ｂに達する位置まで設けられている。この上端部は、現像ローラ６２における円柱面状のトナー担持面６２ａと一定間隔（３００μｍ程度）のギャップを隔てて対向するように、凹状の曲面状に屈曲されている。

回収基板６３ｃは、垂直搬送基板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、回収基板６３ｃの上部は、現像ローラ６２と一定間隔（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：３００μｍ程度）のギャップを隔てて対向するように、凹状の曲面状に屈曲されている。また、回収基板６３ｃの下端部は、トナーＴを垂直下方に搬送するように設けられている。

搬送基板６３における底部搬送基板６３ａ及び垂直搬送基板６３ｂは、搬送電源回路６４と電気的に接続されている。回収基板６３ｃは、回収電源回路６５と電気的に接続されている。現像ローラ６２は、現像バイアス電源回路６６と電気的に接続されている。

搬送電源回路６４、回収電源回路６５、及び現像バイアス電源回路６６は、トナーＴをトナー搬送経路ＴＴＰに沿ってトナー搬送方向ＴＴＤに循環させる（トナー貯留部６１ａ内のトナーＴを現像ローラ６２に一旦担持させつつ現像位置ＤＰまで供給するとともに、現像位置ＤＰにて消費されなかったトナーＴを現像ローラ６２から回収して下方のトナー貯留部６１ａに還流させる）ために必要な電圧を出力するようになっている。

具体的には、搬送電源回路６４は、４００Ｖ〜１０００Ｖ（振幅６００Ｖ、ＤＣオフセット７００Ｖ）、３００Ｈｚの矩形波状の交流電圧を出力するようになっている。また、回収電源回路６５は、−３００Ｖ〜＋３００Ｖ（振幅６００Ｖ、ＤＣオフセット０Ｖ）、３００Ｈｚの矩形波状の交流電圧を出力するようになっている。さらに、現像バイアス電源回路６６は、−６００Ｖ〜１４００Ｖ（振幅２０００Ｖ、ＤＣオフセット４００Ｖ）、１２００Ｈｚの矩形波状の交流電圧を出力するようになっている。

すなわち、現像バイアス電源回路６６は、回収電源回路６５よりも大きな振幅で、回収電源回路６５の出力電圧の周波数の整数倍の周波数の出力電圧（回収バイアス）を、現像ローラ６２に印加するようになっている。また、回収電源回路６５は、静電潜像担持面ＬＳにおけるトナーＴを供給すべき露光部位の電位（２４０Ｖ）よりも低い平均電位（０Ｖ）となるような出力電圧を、回収基板６３ｃに印加するようになっている。そして、現像ローラ６２と感光体ドラム３との間の電界よりも、現像ローラ６２と回収基板６３ｃとの間の電界の方が強くなるように、回収電源回路６５及び現像バイアス電源回路６６の出力電圧が設定されている。

トナーボックス６１の内側の空間内における、現像ローラ６２よりも下方であって、垂直搬送基板６３ｂに近接する位置には、遮蔽板６７が配置されている。遮蔽板６７は、搬送基板６３の動作によってトナーボックス６１の内側の空間内にてトナーＴが舞い上がった場合に、このトナーＴが現像ローラ６２に付着しないように設けられている。

＜＜＜搬送基板＞＞＞
図３は、図２に示されている搬送基板６３を拡大した側断面図である。

図３を参照すると、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。

搬送電極６３１（なお、底部搬送基板６３ａにおける搬送電極６３１を底部搬送電極６３１ａ、垂直搬送基板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（すなわち前記副走査方向と直交する）長手方向を有する線状の配線パターンであって、厚さが数十μｍ程度の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。

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６４や回収電源回路６５の構成要素である。）。

ここで、図４は、図３に示されている各電源回路ＶＡないしＶＤの出力波形の一例を示すグラフである。本実施形態においては、図４に示されているように、各電源回路ＶＡないしＶＤは、ほぼ同一波形の交流電圧である駆動電圧を出力し得るように構成されている。また、各電源回路ＶＡないしＶＤが発生する電圧の波形における位相が、９０°ずつ異なるように、各電源回路ＶＡないしＶＤが構成されている。すなわち、電源回路ＶＡから電源回路ＶＤに向かう順に、電圧の位相が９０°ずつ遅れるようになっている。

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が印加されて、トナー搬送経路ＴＴＰに沿った進行波状の電界が発生することで、正帯電したトナーＴをトナー搬送方向ＴＴＤに搬送し得るように構成されている。

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（なお、底部搬送基板６３ａにおける搬送電極オーバーコーティング層６３４を底部オーバーコーティング層６３４ａ、垂直搬送基板６３ｂにおける搬送電極オーバーコーティング層６３４を垂直オーバーコーティング層６３４ｂ、回収基板６３ｃにおける搬送電極オーバーコーティング層６３４を回収オーバーコーティング層６３４ｃと称する。）が設けられている。すなわち、上述の搬送電極コーティング層６３３は、搬送電極オーバーコーティング層６３４と搬送電極６３１との間に形成されている。搬送電極オーバーコーティング層６３４の表面は、トナーＴがスムーズに搬送され得るように、凹凸の極めて少ない平滑な面として形成されている。

本実施形態においては、垂直オーバーコーティング層６３４ｂ及び回収オーバーコーティング層６３４ｃは、同一の材料（ポリエステル）によって形成されている。そして、この材料としては、摩擦帯電列における位置が、底部オーバーコーティング層６３４ａを構成する材料（ポイリミド）よりも、プラス側すなわちトナーＴの帯電極性と同極性側となるものが用いられている。

＜レーザープリンタの動作説明＞
次に、上述のように構成されたレーザープリンタ１による動作の概要を、実施形態の構成による作用・効果とともに、図面を適宜参照しつつ説明する。

＜＜給紙動作＞＞
まず図１を参照すると、図示しない前記給紙トレイ上に積載された用紙Ｐの先端が、レジストローラ２１まで送られる。このレジストローラ２１にて、用紙Ｐの斜行が補正されるとともに、搬送タイミングが調整される。その後、用紙Ｐは、転写位置ＴＰまで給送される。

＜＜潜像形成面上へのトナー像の担持＞＞
上述のように用紙Ｐが転写位置ＴＰに向けて搬送されている間に、感光体ドラム３の周面である静電潜像担持面ＬＳ上に、以下のようにしてトナーＴによる像が担持される。

＜＜＜静電潜像の形成＞＞＞
感光体ドラム３の静電潜像担持面ＬＳは、まず、帯電器４によって、正極性に一様に帯電される。

帯電器４によって帯電された静電潜像担持面ＬＳは、感光体ドラム３の図中矢印で示されている方向（時計回り）の回転により、スキャナーユニット５と対向する（正対する）位置であるスキャン位置ＳＰまで、前記副走査方向に沿って移動する。

このスキャン位置ＳＰにて、画像情報に基づいて変調されたレーザービームＬＢ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（時計回り）の回転により、トナー供給装置６と対向する現像位置ＤＰに向かって移動する。

＜＜＜帯電トナーの搬送・供給＞＞＞
図２及び図３を参照すると、トナーボックス６１内に貯留されているトナーＴは、底部搬送基板６３ａにおける底部オーバーコーティング層６３４ａとの接触や摩擦等により帯電する。底部搬送基板６３ａにおける底部オーバーコーティング層６３４ａ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に対する印加電圧によって発生する電界により、トナー搬送方向ＴＴＤに搬送され、垂直搬送基板６３ｂに受け渡される。

ここで、本実施形態においては、底部搬送基板６３ａのトナー搬送方向ＴＴＤにおける下流側の端部、すなわち、垂直搬送基板６３ｂとの接続部が、曲面状に形成されている。これにより、垂直搬送基板６３ｂの下端部における、底部搬送基板６３ａからのトナーＴの受け渡しが、スムーズに行われ得る。

垂直搬送基板６３ｂは、その下端部にて底部搬送基板６３ａから受け渡されたトナーＴを、垂直上方に搬送する。このとき、垂直搬送基板６３ｂにおける垂直オーバーコーティング層６３４ｂは、底部搬送基板６３ａにおける底部オーバーコーティング層６３４ａとは異なり、搬送中の正帯電のトナーＴをさらに正帯電にする機能が低い。よって、垂直搬送基板上を搬送中の前記現像剤の帯電状態の変化が、可及的に抑制され得る。

ここで、底部搬送基板６３ａから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無帯電のものなど）が混入している。もっとも、本実施形態の構成においては、垂直搬送基板６３ｂによって垂直上方に搬送されている際や、垂直搬送基板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で、垂直搬送基板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、現像ローラ６２及び現像位置ＤＰに向けて搬送される。すなわち、垂直搬送基板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。

垂直搬送基板６３ｂから下方に落下したトナーＴは、底部搬送基板６３ａのトナー搬送方向ＴＴＤにおける下流側の端部に達する。これにより、トナー貯留部６１ａ内のトナーＴであって、底部搬送基板６３ａのトナー搬送方向ＴＴＤにおける下流側の端部の近傍のものが、良好に流動化されるとともに、底部オーバーコーティング層６３４ａとの摩擦により良好に帯電する。

このように、本実施形態のトナー供給装置６においては、撹拌部材やブレード等による機械的な作用でトナー貯留部６１ａ内のトナーＴを強制的（積極的）に帯電させなくても、トナーＴが良好に搬送される。したがって、トナーＴの経時劣化が、可及的に抑制され得る。

また、垂直搬送基板６３ｂから落下した、帯電状態が不良なトナーＴは、垂直搬送基板６３ｂの途中ではなく、トナー貯留部６１ａにまで達する。したがって、垂直搬送基板６３ｂによるトナーＴの搬送が乱されること（例えば、帯電状態が良好な搬送中のトナーＴの垂直搬送基板６３ｂ上からの脱落、帯電状態が不良なトナーＴの垂直搬送基板６３ｂ上における堆積や滞留、等。）が、可及的に抑制される。

上述のようにして、正帯電のトナーＴが、現像位置ＤＰに供給される。この現像位置ＤＰの近傍にて、静電潜像担持面ＬＳに形成された静電潜像が、トナーＴによって現像される。すなわち、静電潜像担持面ＬＳ上であって、静電潜像における正電荷が消失した部分に、トナーＴが付着する。これにより、トナーＴによる画像（以下、「トナー像」と称する。）が、静電潜像担持面ＬＳ上に担持される。

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。

ここで、本実施形態においては、現像ローラ６２に対して、交流の回収バイアスが印加されている。かかる回収バイアスの交流成分の作用で、現像ローラ６２におけるトナー担持面６２ａの近傍のトナーＴが振動する。この振動により、トナー担持面６２ａから浮き上がっているトナーＴが、トナー担持面６２ａに担持されている（付着している）トナーＴと衝突する。かかる衝突により、トナー担持面６２ａに担持されているトナーＴは、トナー担持面６２ａから浮き上がりやすくなる。

また、本実施形態においては、回収バイアスの平均電位（０Ｖ）は、静電潜像担持面ＬＳにおけるトナーＴを供給すべき露光部位の電位（２４０Ｖ）よりも低い電位に設定されている。さらに、本実施形態においては、現像ローラ６２と感光体ドラム３との間の電界よりも、現像ローラ６２と回収基板６３ｃとの間の電界の方が強くなる。

このような回収バイアスにより、トナー担持面６２ａにおける、現像位置ＤＰを通過した部分から、消費されなかったトナーＴが、良好に剥離され、回収基板６３ｃ側に移行する。したがって、形成画像におけるゴーストの発生が、可及的に抑制される。

また、本実施形態においては、回収バイアスの振幅は、回収電極６３１ｃへの印加電圧の振幅よりも大きく設定されている。このため、隣り合う回収電極６３１ｃ間の電圧を大きくしなくても、上述のようなトナー担持面６２ａからのトナーＴの回収作用が、良好に行われ得る。したがって、回収基板６３ｃにおける、隣り合う回収電極６３１ｃ間の絶縁が、良好に確保され得る。

さらに、この回収バイアスは、現像位置ＤＰにおける所謂ジャンピング現像のためのバイアスを兼ねたものである。したがって、回収バイアスが、簡略な装置構成によって良好に印加され得る。

トナー担持面６２ａから回収基板６３ｃ側に移行したトナーＴは、回収電極６３１ｃに対する印加電圧によって発生する電界により、下方のトナー貯留部６１ａに向けて搬送される。

ここで、本実施形態においては、回収バイアスの周波数は、垂直搬送電極６３１ｂや回収電極６３１ｃへの印加電圧の周波数の整数倍に設定されている。これにより、回収バイアスと、回収基板６３ｃにおけるトナーＴの搬送のための電界とが、良好に同期する。

回収基板６３ｃの下端部にて、トナーＴは、垂直下方に搬送される。このとき、トナーＴには、重力と同方向の慣性が作用する。そして、回収基板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。

＜＜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（時計回り）に回転することにより、転写位置ＴＰに向けて搬送される。そして、この転写位置ＴＰにて、トナー像が、静電潜像担持面ＬＳから用紙Ｐ上に転写される。

＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を、単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。

以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成及び機能を有する部材に対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部材の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が援用され得るものとする。

もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたもの限定されるものではない。また、複数の変形例が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。

本発明（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的・機能的に表現されているもの）は、上述の実施形態及び下記変形例の記載に基づいて限定解釈されてはならない。このような限定解釈は、（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。

（１）本発明の適用対象は、単色のレーザープリンタに限定されない。例えば、本発明は、カラーのレーザープリンタや、単色及びカラーの複写機等の、いわゆる電子写真方式の画像形成装置に対して、好適に適用され得る。このとき、感光体の形状は、上述の実施形態のようなドラム状でなくてもよい。例えば、平板状や無端ベルト状等であってもよい。また、露光光源としては、レーザースキャナ以外のもの（ＬＥＤ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、蛍光体、等）が好適に用いられ得る。

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。

（２）垂直搬送基板６３ｂの主要部（上述の上端部以外の平板状の部分）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。同様に、回収基板６３ｃの下端部も、多少傾いていてもよい。

（３）底部搬送基板６３ａの中央部は、平坦であってもよい。すなわち、底部搬送基板６３ａにおける曲面状の部分は、垂直搬送基板６３ｂの下端部との接続部のみであってもよい。

（４）回収基板６３ｃのトナー搬送方向ＴＴＤにおける終端部は、底部搬送基板６３ａと接続されていてもよい。

（５）遮蔽板６７は、省略され得る。

（６）搬送基板６３の構成は、上述の実施形態のものに限定されない。例えば、搬送電極オーバーコーティング層６３４は省略され得る（この場合、上述の実施形態における搬送電極オーバーコーティング層６３４の材料選択と同様に、搬送電極コーティング層６３３の材料選択が行われる。）。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。

（７）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。

（８）現像ローラ６２への印加電圧は、直流成分（接地を含む）のみであってもよい。

（９）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。

（１０）その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。

また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。さらに、本明細書にて引用した各公報の内容（明細書及び図面を含む）は、本明細書の一部を構成するものとして援用され得る。

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１に示されているトナー供給装置を拡大した側断面図である。 図２に示されている搬送基板を拡大した側断面図である。 図３に示されている各電源回路の出力波形の一例を示すグラフである。

符号の説明

１…レーザープリンタ
２…用紙搬送機構
３…感光体ドラム（供給対象）
４…帯電器
５…スキャナーユニット
６…トナー供給装置（現像剤供給装置）
２１…レジストローラ
２２…転写ローラ
６１…トナーボックス
６１ａ…トナー貯留部（現像剤貯留部）
６１ｂ…開口部
６２…現像ローラ（現像剤担持部材）
６２ａ…トナー担持面
６３…搬送基板
６３ａ…底部搬送基板（供給搬送基板）
６３ｂ…垂直搬送基板（供給搬送基板）
６３ｃ…回収基板
６４…搬送電源回路
６５…回収電源回路
６６…現像バイアス電源回路
６７…遮蔽板
６３１…搬送電極
６３１ａ…底部搬送電極
６３１ｂ…垂直搬送電極
６３１ｃ…回収電極
６３２…搬送電極支持フィルム
６３３…搬送電極コーティング層
６３４…搬送電極オーバーコーティング層
６３４ａ…底部オーバーコーティング層
６３４ｂ…垂直オーバーコーティング層
６３４ｃ…回収オーバーコーティング層
Ｃ…中心軸
ＤＰ…現像位置
ＬＢ…レーザービーム
ＬＳ…静電潜像担持面
Ｐ…用紙
ＰＰ…用紙搬送経路
ＳＰ…スキャン位置
Ｔ…トナー
ＴＰ…転写位置
ＴＴＤ…トナー搬送方向
ＴＴＰ…トナー搬送経路

Claims (9)

1. 帯電した粉末状の現像剤を、電界により現像剤搬送経路に沿って搬送しつつ、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、
   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て垂直上方に前記現像剤を搬送するように構成された、供給搬送基板と、
   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とともに、前記供給搬送基板の上端部と対向するように設けられた、現像剤担持部材と、
   前記供給搬送基板における前記上端部の前記現像剤担持部材を挟んだ反対側にて当該現像剤担持部材と対向するように設けられていて、前記現像剤搬送経路に沿って配列された複数の回収電極を備え、これらの回収電極への電圧印加に伴って発生する電界により現像剤を下方に搬送することで下方の現像剤貯留部に還流させるように構成された、回収基板と、
   を備えたことを特徴とする、現像剤供給装置。
2. 請求項１に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記回収基板は、その下端部にて、現像剤を垂直下方に搬送するように設けられたことを特徴とする、現像剤供給装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記現像剤担持部材に、交流の回収バイアスが印加されていることを特徴とする、現像剤供給装置。
4. 請求項３に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記回収バイアスの振幅は、前記回収電極への印加電圧の振幅よりも大きく設定されていることを特徴とする、現像剤供給装置。
5. 請求項４に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記回収バイアスの周波数は、前記搬送電極への印加電圧の周波数の整数倍に設定されていることを特徴とする、現像剤供給装置。
6. 請求項１ないし請求項５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、
   前記現像剤担持部材と前記供給対象との間の電界よりも、前記現像剤担持部材と前記回収基板との間の電界の方が強くなるように構成されたことを特徴とする、現像剤供給装置。
7. 請求項６に記載の、現像剤供給装置であって、
   前記現像剤担持部材と前記回収基板との間の距離をＤｈ、
   前記現像剤担持部材と前記供給対象との間の距離をＤｇ、
   とした場合に、
   Ｄｇ＞Ｄｈ
   となるように、Ｄｈ及びＤｇが設定されていることを特徴とする、現像剤供給装置。
8. 請求項６又は請求項７に記載の、現像剤供給装置であって、
   現像剤の帯電極性を正極性、
   前記回収電極の平均電位をＶｈ、
   前記供給対象の表面における現像剤を供給すべき部位の電位をＶＬ、
   とした場合に、
   ＶＬ＞Ｖｈ
   となるように、Ｖｈ及びＶＬが設定されていることを特徴とする、現像剤供給装置。
9. 請求項１ないし請求項８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、
   前記供給搬送基板は、
   前記現像剤を垂直上方に搬送するように立設された、垂直搬送基板と、
   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て、前記現像剤貯留部の底面を構成するように設けられた、底部搬送基板と、
   を備えたことを特徴とする、現像剤供給装置。

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