(57)【要約】【課題】供給ローラの回転のロックを防止しつつ小型化することが可能なトナー供給装置および画像形成装置ならびにトナー供給装置の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】ケース２内に、静電潜像が形成される感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラ３と、現像ローラ３にトナーを供給する多孔質の供給ローラ４とが備えられ、ケース２の内側面となる底部２２と供給ローラ４とは、少なくとも、供給ローラ４表面のセル数とトナーの緩み見掛け密度により定義されるトナーの流動性とにより算出される離間距離Ｌだけ離間した状態で設けられた構成とする。【選択図】図１
2007164034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に、静電潜像が形成される感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、前記現像ローラにトナーを供給する多孔質の供給ローラとが備えられ、
前記ケースの内側面と前記供給ローラとは、少なくとも、前記供給ローラ表面のセル数と前記トナーの緩み見掛け密度により定義されるトナーの流動性とにより算出される離間距離だけ離間した状態で設けられていることを特徴とするトナー供給装置。
【請求項２】
前記離間距離は、
数式（−０．０６３５×セル数（個／ｃｍ）＋３．５）×トナー見掛け密度（ｇ／ｃｍ3）／０．３９
により算出されることを特徴とする請求項１記載のトナー供給装置。
【請求項３】
さらに、前記ケース内には、トナー貯留部に貯留されたトナーを撹拌して前記供給ローラに搬送する撹拌パドルが備えられ、
前記ケースの内側面は、前記供給ローラとの距離が前記現像ローラ側よりも前記撹拌パドル側の方が大きい傾斜面を有していることを特徴とする請求項１または２記載のトナー供給装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの項に記載のトナー供給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
ケース内に、静電潜像が形成される感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、前記現像ローラにトナーを供給する多孔質の供給ローラとを配置する際に、
前記ケースの内側面と前記供給ローラとを、少なくとも、前記供給ローラ表面のセル数と前記トナーの見掛け密度により定義されるトナーの流動性とにより算出される離間距離だけ離間した状態で配置することを特徴とするトナー供給装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタやファクシミリや複写機などの画像形成装置に備えられるトナー供給装置および画像形成装置ならびにトナー供給装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタやファクシミリや複写機などの画像形成装置には、トナー貯留部に貯留されたトナーを撹拌パドルで撹拌するとともに供給ローラに搬送し、供給ローラと、この供給ローラと接触するように配置された現像ローラとを同じ方向もしくは逆方向に回転させ、供給ローラと現像ローラとの外周面同士を擦り合わせるようにして、供給ローラに搬送されたトナーを現像ローラに供給し、現像ローラの外周面に層状に形成するトナー供給装置が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
トナーが外周面に層形成された現像ローラに直流電圧を印加することで、表面に静電潜像が形成された感光ドラムへその電位差によりトナーを移動させ、感光ドラムに付着させることによって画像が現像される。
【特許文献１】特開平１１−１３３６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のトナー供給装置においては、供給ローラのトナーを現像ローラに擦りつける際に、現像ローラに供給されなかった余剰トナーが供給ローラを収納しているケースの内側面に次第に溜まって順に押し固められていき、この余剰のトナーが供給ローラと現像ローラとの接触箇所（ニップ）の位置まで達してしまうと、供給ローラの回転をロックさせてしまうという問題がある。特に、このような問題は、供給ローラと現像ローラとの回転が同回転の場合、つまり、供給ローラと現像ローラとがニップの位置で逆方向に擦れ合うような場合に顕著に現れる。
【０００５】
これについては、例えば、供給ローラとケースとの間隔をできるだけ広く取ることで余剰トナーの溜まり部を確保し、供給ローラの回転がロックされることを防ぐこともできるが、現像装置が大型化してしまい、画像形成装置の小型化に応えることができなくなる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、供給ローラの回転のロックを防止しつつ、トナー供給装置を小型化することが可能なトナー供給装置および画像形成装置ならびにトナー供給装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のトナー供給装置は、ケース内に、表面に静電潜像が形成される感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、前記現像ローラにトナーを供給する多孔質の供給ローラとが備えられ、前記ケースの内側面と前記供給ローラとは、少なくとも、前記供給ローラ表面のセル数と前記トナーの緩み見掛け密度により定義されるトナーの流動性とにより算出される離間距離だけ離間した状態で設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のトナー供給装置は、供給ローラとケースの内側面との間に供給ローラのロックを防止するために最低限必要な距離は確保されているので、供給ローラの回転のロックを防止しつつ、小型化することが可能なトナー供給装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者は、供給ローラの回転がロックすることを防止するためにケースの内側面と供給ローラとの間に必要な離間距離は、供給ローラのトナー搬送力、なかでも、供給ローラ表面のセル数とトナーの流動性とにより決まることを鋭意研究の結果明らかとした。なお、トナーの流動性は、トナーの緩み見掛け密度により定義されるものである。
【００１０】
本発明の請求項１の発明は、ケース内に、静電潜像が形成される感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、現像ローラにトナーを供給する多孔質の供給ローラとが備えられ、ケースの内側面と供給ローラとは、少なくとも、供給ローラ表面のセル数とトナーの緩み見掛け密度により定義されるトナーの流動性とにより算出される離間距離だけ離間した状態で設けられていることを特徴としたものである。
【００１１】
ケースの内側面と供給ローラとが、少なくとも、供給ローラ表面のセル数とトナーの流動性とにより算出される離間距離だけ離間した状態で設けられていることにより、供給ローラとケースの内側面との間に供給ローラのロックを防止するために最低限必要な距離が確保されているので、必要以上に装置を大きくすることなく、供給ローラの回転のロックを防止しつつ小型化を図ることが可能なトナー供給装置とすることができる。
【００１２】
本発明の請求項２の発明は、離間距離は、数式（−０．０６３５×セル数（個／ｃｍ）＋３．５）×トナー緩み見掛け密度（ｇ／ｃｍ3）／０．３９により算出されることを特徴とする。
【００１３】
少なくとも、上記数式により算出される離間距離だけ、ケースの内側面と供給ローラとを離間した状態で配置すれば、供給ローラとケースの内側面との間に供給ローラのロックを防止するために最低限必要な距離を確保することができる。
【００１４】
本発明の請求項３の発明は、さらに、ケース内には、トナー貯留部に貯留されたトナーを撹拌して供給ローラに搬送する撹拌パドルが備えられ、ケースの内側面は、供給ローラとの距離が現像ローラ側よりも撹拌パドル側の方が大きい傾斜面を有していることを特徴とする。
【００１５】
供給ローラとケースの内側面との距離が現像ローラ側よりも撹拌パドル側の方が大きくなるようにケースの内側面を傾斜させたことにより、ケースの内側面に溜まった余剰トナーが重力により撹拌パドル側に流れやすくなる。従来、現像ローラに供給されず、ケース内側面に溜まった余剰トナーは無駄なトナーとなっているが、本発明によれば、余剰トナーを再び撹拌パドルの回転により供給ローラへと搬送することができ、トナーの無駄を少なくすることができる。また、ケース内側面に落下した余剰トナーが撹拌パドル側へと流れるようにすることで、ケース内側面に蓄積される余剰トナーを少なくすることができ、さらに、供給ローラ回転のロックを防止することができる。
【００１６】
本発明の請求項４の発明は、本発明の請求項１から請求項３のいずれかの発明に記載のトナー供給装置を備えた画像形成装置である。
【００１７】
本発明の請求項１から請求項３のいずれかの発明に記載のトナー供給装置を備えることにより、トナー供給装置の供給ローラのロックによる故障を防止しつつ画像形成装置を小型化することができる。
【００１８】
本発明の請求項５の発明は、ケース内に、静電潜像が形成される感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、現像ローラにトナーを供給する多孔質の供給ローラとを配置する際に、ケースの内側面と供給ローラとを、少なくとも、供給ローラ表面のセル数とトナーの緩み見掛け密度により定義されるトナーの流動性とにより算出される離間距離だけ離間した状態で配置することを特徴とするトナー供給装置の製造方法である。
【００１９】
（実施の形態）
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態におけるトナー供給装置を説明する。本実施の形態におけるトナー供給装置は、画像形成装置内に配置される現像装置に備えられるものである。図１は、本実施の形態のトナー供給装置の拡大正面図、図２は、本実施の形態におけるトナー供給装置を備えた現像装置の概略正面図、図３は、離間距離Ｌと供給ローラのロック時間との関係を求める実験結果を示す図である。
【００２０】
トナー供給装置１は、ケース２内に、現像ローラ３と供給ローラ４と撹拌パドル５とを順に備えている。
【００２１】
現像ローラ３は、シリコンゴムなどにより構成され、表面に静電潜像が形成される感光ドラム１１（図２参照）の表面に、一成分現像剤のトナーを付着させるものである。
【００２２】
供給ローラ４は、撹拌パドル５により搬送されたトナーを現像ローラ３に供給するものであり、現像ローラ３と外周面どうしが接触するように設けられている。供給ローラ４は、多孔質の材料、例えば、スポンジなどにより構成されており、表面に無数のセルを有している。このセルにより、撹拌パドル５から搬送されたトナーは供給ローラ４の表面に保持される。
【００２３】
本実施の形態では、現像ローラ３と供給ローラ４は同じ方向に回転している。つまり、現像ローラ３と供給ローラ４との接触箇所においては、それぞれのローラの外周面は逆方向（カウンター方向）に進行していることから、現像ローラ３と供給ローラ４とが接触箇所で擦れ合うので、供給ローラ４に搬送され表面のセルに保持されているトナーを、一度に大量に現像ローラ３へと供給することができる。現像ローラ３と供給ローラ４とを逆方向に回転させても現像ローラ３にトナーを供給することができるが、この場合、接触箇所におけるそれぞれのローラの外周面は同方向（トレール方向）に進行するので、供給ローラ４から現像ローラ３に対してトナーの供給が不足しやすく、用紙に転写する際にかすれや抜け落ちが生じてしまう。このようなトナーの供給不足を防ぐためには、上述したように、現像ローラ３と供給ローラ４は同じ方向に回転させた方がよい。
【００２４】
撹拌パドル５は、ケース２の内側面に形成されたトナー貯留部２１に貯留されたトナーを撹拌し、供給ローラ４へと搬送するものである。この撹拌パドル５は、図示しないギヤ機構で現像ローラ３と連動して回転するように形成されている。
【００２５】
また、ケース２の底部２２は、現像ローラ３と供給ローラ４との接触箇所の下方となる位置に設けられた溜まり部２２１と、この溜まり部２２１と溜まり部２２１よりも低い位置にあるトナー貯留部２１とを緩やかな傾斜で接続する搬送部２２２とを備えている。溜まり部２２１は、供給ローラ４とほぼ同じ曲率でゆるやかに湾曲している。また、ケース２の底部２２は、供給ローラ４と搬送部２２２との距離Ｌ２が、供給ローラ４と溜まり部２２１の現像ローラ３側の端部との距離Ｌ１よりも大きくなるように形成されている。
【００２６】
本実施の形態におけるトナー供給装置１は、図２に示すように、画像形成装置（図示せず）の現像装置１０に備えられるものである。供給ローラ４により現像ローラ３に供給されたトナーは、外周面どうしが現像ローラ３と接触するように配置された、表面に静電潜像が形成される感光ドラム１１に付着され、感光ドラム１１と転写ローラ１２との間に搬送される用紙Ｓに転写される。
【００２７】
次に、供給ローラ４をケース２に配置する方法について説明する。
【００２８】
本実施の形態では、供給ローラ４とケース２の内側面となる底部２２の表面とは、少なくとも、供給ローラ４表面のセル数とトナーの見掛け密度により定義されるトナーの流動性とにより算出される離間距離Ｌだけ離間した状態で配置されている。
【００２９】
離間距離Ｌは、供給ローラ４の回転のロックを防止するために最低限必要な距離である。この離間距離Ｌは、供給ローラ４のトナー搬送力によって定められる。供給ローラ４のトナー搬送力は、供給ローラ４を構成する材質、供給ローラ４表面のセル数や供給ローラ４を構成する材質の劣化状態、硬度、トナーの流動性などによって決まるものであるが、本発明者は、なかでも、供給ローラ４表面のセル数およびトナーの流動性により離間距離Ｌが決まることを見出した。
【００３０】
つまり、離間距離Ｌは以下に示す（数１）により定義される。
（−０．０６３５×セル数（個／ｃｍ）＋３．５）×トナー緩み見掛け密度（ｇ／ｃｍ3）／０．３９・・・（数１）
なお、トナー緩み見掛け密度とはパウダーテスター（ホソカワミクロン社製）を用いて測定することができるトナーの特性である。この（数１）は、図３（ａ）に示すように、セル数を１５．７（個／ｃｍ），離間距離Ｌを２．５ｍｍとし、トナーの流動性（ｘ）の変化に伴う供給ローラ４のロック時間（ｙ）の変化、および図３（ｂ）に示すように、セル数を１５．７（個／ｃｍ），トナー流動性を０．３９ｇ／ｃｍ3とし、離間距離Ｌ（ｘ）の変化に伴う供給ローラ４のロック時間（ｙ）の変化を測定した実験結果より得られたものである。
【００３１】
次に、供給ローラ４が現像ローラ３にトナーを供給する様子について説明する。
【００３２】
撹拌パドル５を回転させると、トナー貯留部２１に貯留されたトナーは撹拌され供給ローラ４の表面に搬送される（図１中矢印Ｐ）。供給ローラ４の表面に搬送されたトナーは、供給ローラ４の表面のセルに次々と保持され、現像ローラ３との接触箇所まで搬送される。そして、接触箇所で供給ローラ４と現像ローラ３とが逆方向に進行することで、供給ローラ４の表面のトナーが現像ローラ３に現像ローラ３の表面へと擦り取られるようにして供給される。このとき、現像ローラ３の表面に供給されなかった余剰トナーは、ケース２の底部２２の溜まり部２２１へと落下する。ケース２の底部２２の溜まり部２２１が緩やかに湾曲し、また、溜まり部２２１から搬送部２２２にかけて緩やかに傾斜していることから、落下した余剰トナーは重力により、トナー貯留部２１側に向けて底部２２を滑っていく（図１中矢印Ｑ）。
【００３３】
以上のように、本実施の形態では、供給ローラ４とケース２の底部２２の表面とを、供給ローラ４の表面のセル数とトナーの緩み見掛け密度により定義されるトナーの流動性とにより算出された離間距離Ｌだけ少なくとも離間した状態で配置することにより、供給ローラ４とケース２の底部２２の表面との間に供給ローラ４のロックを防止するために最低限必要な距離が確保されているので、必要以上に装置を大きくすることなく、供給ローラ４の回転のロックを防止しつつトナー供給装置１の小型化を図ることができる。
【００３４】
また、本実施の形態によれば、ケース２の底部２２に落下した余剰トナーを溜まり部２２１に留めることなくトナー貯留部２１へと流すことができるので、余剰トナーが溜まり部２２１に溜まって押し固められ、供給ローラ４の回転をロックしてしまうことをさらに防ぐことができる。また、トナー貯留部２１へと流れた余剰トナーは撹拌パドル５により再び供給ローラ４へと搬送されるので、無駄な余剰トナーの発生を少なくすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、レーザプリンタやファクシミリや複写機などの画像形成装置に備えられるトナー供給装置として有用である。特に、トナーの無駄を少なくし、供給ローラの回転のロックを防止しつつ小型化を図ることが可能なトナー供給装置として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施の形態のトナー供給装置の概略正面図
【図２】本実施の形態におけるトナー供給装置を備えた現像装置の概略正面図
【図３】離間距離Ｌと供給ローラのロック時間との関係を求める実験結果を示す図
【符号の説明】
【００３７】
１    トナー供給装置
２    ケース
３    現像ローラ
４    供給ローラ
５    撹拌パドル
１０    現像装置
１１    感光ドラム
１２    転写ローラ
２１    トナー貯留部
２２    底部
２２１    溜まり部
２２２    搬送部
Ｌ    離間距離
Ｌ１，Ｌ２    距離
Ｓ    用紙
【図１】
2007164034.tif 000003
【図２】
2007164034.tif 000004
【図３】
2007164034.tif 000005