JPH09319199A - 画像形成装置におけるトナー供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ローラ軸体の剛性とローラ軸体の周囲に被覆
されるスポンジ材の剛性とのバランスをとりつつ、トナ
ー供給ローラのローラ径を小さくすることが可能である
とともに、トナー供給ローラから現像ローラへトナーを
過不足なく供給することが可能なトナー供給装置を提供
する。 【解決手段】 トナー供給ローラ２０に関して、トナー
供給ローラ２０の外径Ｌが１０ｍｍ〜１３ｍｍの範囲
に、ローラ軸体２０Ｂの外径Ｍが０．５ｍｍ〜０．６ｍ
ｍの範囲に、並びに、トナー供給ローラ２０の軸心Ｅ１
と現像ローラ１９の軸心Ｅ２との距離とトナー供給ロー
ラ２０の半径Ｒ１と現像ローラ１９の半径Ｒ２との合計
との差、即ち、ローラ材２０Ｃの圧縮量δが０．５ｍｍ
〜０．８ｍｍの範囲に、それぞれ設定されており、ロー
ラ軸体２０Ｂの剛性とローラ材２０Ｃの剛性との間で良
好なバランスを保持するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体ドラム表面
に形成された静電潜像に対して現像ローラによりトナー
を供給して静電潜像のトナー現像を行うとともに、感光
体ドラム表面上でトナー現像された画像を用紙に転写し
て画像形成を行うレーザプリンタ等の画像形成装置に使
用されるトナー供給装置に関し、特に、トナー供給ロー
ラにおけるローラ軸体の剛性とローラ軸体の周囲に被覆
されるスポンジ材の剛性とのバランスをとりつつ、トナ
ー供給ローラのローラ径を小さくすることが可能である
とともに、トナー供給ローラから現像ローラへトナーを
過不足なく供給することが可能であり、もって良好な画
質を有する画像を長期に渡って形成可能な画像形成装置
におけるトナー供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーザプリンタ等の画像形成
装置に使用されるトナー供給装置については各種形式の
装置が提案されており、一般に、トナーカートリッジを
含むトナー貯留部、トナー貯留部からのトナーを供給す
るトナー供給ローラ、トナー供給ローラから供給された
トナーを感光体ドラムの静電潜像に供給してトナー現像
を行う現像ローラから構成されている。かかるトナー供
給装置の一例について図７に基づき説明する。図７は従
来のトナー供給装置の要部を模式的に示す説明図であ
る。

【０００３】図７において、トナー供給装置はトナーを
収納するとともに、幅方向のほぼ中央位置にトナー供給
口用の孔が形成されたトナーカートリッジ１００を有
し、トナーカートリッジ１００内には、トナーを攪拌し
てトナー供給口１０１からトナーを現像室１０２側に供
給するアジテータ１０３が設けられている。また、フレ
ームＦには、トナーカートリッジ１００のトナー供給用
孔に対応してトナー供給用孔が形成されており、２つの
トナー供給用孔によりトナー供給孔１０１が構成され
る。上フレームＦ１と下フレームＦ２とにより閉塞され
た現像室１０２内で下方位置にはトナー供給ローラ１０
４が回転可能に配置されており、このトナー供給ローラ
１０４はトナー供給口１０１から供給されたトナーを現
像ローラ１０５に供給する。ここに、トナー供給ローラ
１０４は、金属製（例えば、各種鋼材から形成されてい
る）のローラ軸体１０４Ａとローラ軸体１０４Ａの周囲
を被覆するスポンジ材１０４Ｂとから構成されている。
また、現像ローラ１０５は一般にスポンジ材よりも硬い
材質で形成されており、従って、トナー供給ローラ１０
４から現像ローラ１０５に対してトナーの供給が行われ
る際には、トナー供給ローラ１０４のスポンジ材１０４
Ｂがある程度圧縮された状態で現像ローラ１０５に当接
されている。

【０００４】また、前記現像ローラ１０５の上方で上フ
レームＦ１の内壁には、固定部材１０６を介してブレー
ド１０７が固定されており、かかるブレード１０７は、
現像ローラ１０５の表面に供給されたトナー層の層厚を
規制する作用を行う。更に、現像ローラ１０５は感光体
ドラム１０８と接触するように配置されており、感光体
ドラム表面には、画像データに基づいてレーザ光をスキ
ャニングするレーザ発光装置（図示せず）により静電潜
像が形成される。現像ローラ１０５は、感光体ドラム１
０８の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して画
像のトナー現像を行い、また、感光体ドラム１０８の表
面上でトナー現像された画像は、給紙部（図示せず）か
ら送給された用紙上に転写されて画像の形成が行われる
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
トナー供給装置が搭載される画像形成装置の小型化を図
ってコストの低減を実現するためには、トナー供給ロー
ラ１０４の長さと共にローラ径を小さくする必要があ
る。このとき、トナー供給ローラ１０４は、前記のよう
にローラ軸体１０４Ａとスポンジ材１０４Ｂとから構成
されていることから、ローラ軸体１０４Ａの剛性とスポ
ンジ材１０４Ｂの剛性とのバランスに留意する必要があ
り、このバランスが崩れると各種の問題が惹起される。
例えば、トナー供給ローラ１０４のローラ径が一定以下
の径（例えば、１２ｍｍ以下）に設定されている場合に
おいて、ローラ軸体１０４Ａの軸径が小さ過ぎるとその
剛性不足に起因して現像ローラ１０５へのトナー供給時
にローラ軸体１０４Ａが撓んでしまい、これによりスポ
ンジ材１０４Ｂと現像ローラ１０５とが均一に当接しな
くなることから、スポンジ材１０４Ｂの中央部に保持さ
れたトナーの帯電不良を発生してしまってトナー詰まり
の原因となる。これに対して、ローラ軸体１０４Ａの軸
径が大き過ぎるとその剛性としては充分であるから撓ん
でしまうことはないが、スポンジ材１０４Ｂの肉厚が小
さくなって充分にトナーを保持することができず、これ
により現像ローラ１０５に対するトナーの供給不足を惹
起してしまう。

【０００６】また、スポンジ材１０４Ｂの剛性が小さ過
ぎる場合には、現像ローラ１０５へのトナー供給時にス
ポンジ材１０４Ｂの圧縮量が過大となり、これによりト
ナー供給ローラ１０４の回転トルクが大きくなるととも
に、現像ローラ１０５を削ってしまう支障が発生し、ま
た、トナー詰まりの原因ともなる。これに対して、スポ
ンジ材１０４Ｂの剛性が大き過ぎる場合には、現像ロー
ラ１０５へのトナー供給時にスポンジ材１０４Ｂの圧縮
量が小さくなり、これによりスポンジ材１０４Ｂに保持
されたトナーの帯電不良を発生する問題がある。

【０００７】本発明は前記従来の問題点を解消するため
になされたものであり、トナー供給ローラにおけるロー
ラ軸体の剛性とローラ軸体の周囲に被覆されるスポンジ
材の剛性とのバランスをとりつつ、トナー供給ローラの
ローラ径を小さくすることが可能であるとともに、トナ
ー供給ローラから現像ローラへトナーを過不足なく供給
することが可能であり、もって良好な画質を有する画像
を長期に渡って形成可能な画像形成装置におけるトナー
供給装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に係るトナー供給装置は、感光体ドラム表面に
形成された静電潜像に対してトナーを供給して静電潜像
をトナー現像するとともに、感光体ドラム表面上でトナ
ー現像された画像を用紙に転写して画像形成を行う画像
形成装置に使用されるトナー供給装置であって、トナー
貯留部と、トナー貯留部からのトナーを供給するととも
にローラ軸体の周囲にスポンジ材を被覆してなるトナー
供給ローラと、トナー供給ローラから供給されたトナー
を感光体ドラムの静電潜像に供給してトナー現像を行う
現像ローラとを有するトナー供給装置において、前記ト
ナー供給ローラの外径は１０ｍｍ〜１３ｍｍの範囲に、
且つ、前記ローラ軸体の外径は４．５ｍｍ〜６．５ｍｍ
の範囲にあり、前記トナー供給ローラの軸心と現像ロー
ラの軸心との距離は、トナー供給ローラの半径と現像ロ
ーラの半径との合計よりも０．５ｍｍ〜０．８ｍｍ短い
ことを特徴とする。

【０００９】請求項１のトナー供給装置では、トナー供
給ローラに関して、トナー供給ローラの外径、ローラ軸
体の外径、並びに、トナー供給ローラの軸心と現像ロー
ラの軸心との距離及びトナー供給ローラの半径と現像ロ
ーラの半径との合計間の関係のそれぞれについて所定の
範囲を設定することにより、ローラ軸体の剛性とスポン
ジ材の剛性との間で良好なバランスを保持するように構
成したので、トナー供給ローラのローラ径を小さくして
トナー供給ローラから現像ローラへトナーを過不足なく
供給することが可能となり、良好な画質を有する画像を
長期に渡って形成することが可能となる。

【００１０】また、請求項２に係るトナー供給装置は、
請求項１のトナー供給装置において、前記トナー供給ロ
ーラ及び前記現像ローラは同一方向に回転されることを
特徴とする。このように、トナー供給ローラ及び現像ロ
ーラが同一回転方向に回転されることに基づき、各トナ
ー供給ローラ、現像ローラの回転速度差を適正に設定す
ることによりトナー供給ローラから現像ローラへスムー
ズにトナーを供給することが可能となる。

【００１１】更に、請求項３に係るトナー供給装置は、
請求項１又は請求項２のトナー供給装置において、前記
現像ローラは、前記トナー供給ローラのスポンジ材より
も硬い硬質ゴムであることを特徴とする。請求項３のト
ナー供給装置では、現像ローラがスポンジ材よりも硬い
硬質ゴムより形成されていることから、トナー供給時に
トナー供給ローラと現像ローラとが接触した状態で、ス
ポンジ材が圧縮されることとなり、また、スポンジ材の
圧縮量は、前記したトナー供給ローラの軸心と現像ロー
ラの軸心との距離及びトナー供給ローラの半径と現像ロ
ーラの半径との合計間の関係で決定される。このように
決定される圧縮量を有するスポンジ材の剛性は、前記の
ように設定される外径で決まるローラ軸体の剛性との間
で良好なバランスを保持することとなり、これよりトナ
ー供給ローラのローラ径を小さくしてトナー供給ローラ
から現像ローラへトナーを過不足なく供給することが可
能となる。

【００１２】また、請求項４に係るトナー供給装置は、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のトナー供給装
置において、前記トナー供給ローラのスポンジ材の幅は
２００ｍｍ以上２９０ｍｍ以下であることを特徴とす
る。スポンジ材の幅がこのような範囲に設定されている
場合には、前記したようにスポンジ材の剛性がその圧縮
量に基づき設定されており、また、ローラ軸体の剛性が
その外径に基づき設定されていることとも相まって、ト
ナー供給ローラのローラ径を小さくしてトナー供給ロー
ラから現像ローラへトナーを過不足なく供給することが
可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
におけるトナー供給装置について、本発明をレーザプリ
ンタのトナー供給装置につき具体化した実施形態に基づ
き図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態
に係るレーザプリンタの概略構成について図１、図２に
基づき説明する。図１はレーザプリンタにおける主要構
成部品の分解斜視図、図２はレーザプリンタの側断面図
である。

【００１４】図１において、レーザプリンタＰの本体ケ
ース１は、メインフレーム１ａとメインカバー１ｂとを
一体的に射出成形等で形成されてなる。メインフレーム
１ａには、スキャナユニット２、プロセスユニット３、
定着ユニット４、及び、給紙ユニット５が上面から装着
される。また、メインカバー１ｂは、かかるメインフレ
ーム１ａの四周（前後及び左右両側）外面を覆うもので
ある。さらに、メインフレーム１ａの外面とメインカバ
ー１ｂの内面とで形成される収納凹所３３には、駆動モ
ータとギヤ列を含む駆動系ユニット６が、本体ケース１
の下方から挿入されて装着固定される。

【００１５】また、メインフレーム１ａ及びメインカバ
ー１ｂの上面をトップカバー７で覆っており、かかるト
ップカバー７には、メインフレーム１ａにて上向きに突
出形成された操作パネル部１ｃを貫通させるための孔７
ａ、及び、給紙ユニット５の基部を貫通させるための開
口部７ｂとが形成されている。更に、トップカバー７の
前部側（図１中、右方側）には、その両側にて内方に向
かって突設された支持軸９ａを有する一対のブラケット
９（図１中には、その一方のみを示す）が設けられてお
り、各ブラケット９の支持軸９ａには、排紙トレイ８の
両側に形成された各支持部８ａの支持孔８ｂが支持され
ている。これにより、排紙トレイ８は、トップカバー７
に対して回動可能に支持される。また、トップカバー７
の上面において、その両側部７ｃの上面と中央部７ｄの
上面との間には段差７ｅが形成されており、かかる段差
７ｅは、排紙トレイ８の不使用時において排紙トレイ８
をトップカバー７の中央部７ｄ上に収納するための収納
凹部７ｆ（図２参照）を構成する。これにより、排紙ト
レイ８は、その不使用時にトップカバー７側に収納位置
まで回動させることにより収納凹部７ｆに収納され、ま
た、その使用時に収納位置から収納方向と反対方向に回
動させることにより定着ユニット４から排紙される用紙
を順次スタックするスタック位置（図２参照）にセット
されるものである。

【００１６】次に、レーザプリンタＰの内部における概
略構成について図２を参照して説明する。図２におい
て、給紙ユニット５におけるフィーダーケース５ａ内に
は用紙５０が積層状態で収納されており、各用紙５０の
先端は、フィーダーケース５ａ内に配設された付勢ばね
１０ａを備えた支持板１０を介して給紙ローラ１１に向
かって押圧されるとともに、駆動系ユニット６から動力
伝達されて回転する給紙ローラ１１と用紙捌き部材６２
とによって１枚ずつ分離される。分離された用紙５０
は、上下一対のレジストローラ１３、１４にてプロセス
ユニット３に給送される。

【００１７】ここに、プロセスユニット３は、スキャナ
ユニット２に設けられた後述するレーザ光学系を介して
画像データに従って感光体ドラム１２の表面に形成され
た静電潜像に対してトナーを供給することにより潜像の
トナー現像を行うためのユニットである。具体的に説明
すると、プロセスユニット３は、感光体ドラム１２とそ
の上面に当接する転写ローラ１７、感光体ドラム１２の
下方に配置されたスコロトロン型等の帯電器１８、給紙
方向において感光体ドラム１２よりも上流側に配置され
た現像ローラ１９及びトナー供給ローラ２０を有する現
像装置、更にその上流側に配置されたトナー貯留部とし
ての着脱可能なトナーカートリッジ２１、感光体ドラム
１２よりも下流側に配置されたクリーニング装置２２等
から構成されている。

【００１８】また、現像装置の現像室内において、トナ
ー供給ローラ２０の上方に一対の下オーガローラ３４及
び上オーガローラ３５が回転可能に配置されている。下
オーガローラ３４は、トナーカートリッジ２１からトナ
ー供給口２１Ａ（トナーカートリッジ２１のほぼ中央位
置に形成された孔とユニットフレーム２５に形成された
孔とで構成される）を経て現像室に供給されたトナー
を、トナー供給ローラ２０の上方でトナー供給口２１Ａ
の両側方向に搬送する作用を行い、また、上オーガロー
ラ３５は、トナー供給口２１Ａの両側からトナー供給口
２１Ａに向かってトナーを搬送する作用を行う。このよ
うに、各下オーガローラ３４、上オーガローラ３５を介
してトナー供給口２１Ａから現像室側に供給されたトナ
ーは、トナー供給ローラ２０の上方でその両側方向に搬
送循環されるものであり、トナーは搬送循環されている
間にトナー供給ローラ２０に被着しつつ供給されてい
く。かかる各下オーガローラ３４、上オーガローラ３５
の詳細な構成については後述する。

【００１９】現像ローラ１９の上方側でユニットフレー
ム２５の下面には、Ｌ字状のブレード固定部材３６によ
りブレード２４が固定されている。かかるブレード２４
は、トナー供給ローラ２０から現像ローラ１９上に供給
されたトナー層の層厚を所定厚に規制するためのもので
ある。

【００２０】更に、感光体ドラム１２の外周面は、帯電
器１８にて形成された帯電層にスキャナユニット２から
レーザービームを走査（スキャニング）することにより
静電潜像が形成される。トナーカートリッジ２１内のト
ナーは、攪拌体２３により攪拌されてトナー供給口２１
Ａから放出された後、トナー供給ローラ２０を介して現
像ローラ１９の外周面に担持され、ブレード２４によっ
てトナー層の厚さが規制される。感光体ドラム１２に形
成された静電潜像は、現像ローラ１９からトナーが付着
することによって顕像化され、転写ローラ１７と感光体
ドラム１２の間を通る用紙５０に転写される。そして、
感光体ドラム１２上に残ったトナーはクリーニング装置
２２で回収される。

【００２１】前記のように構成されるプロセスユニット
３は、合成樹脂製のユニットフレーム２５に組み込むこ
とによりカートリッジ化されており、このカートリッジ
化したプロセスユニット３は前記メインフレーム１ａに
対して着脱可能に装着される。

【００２２】また、スキャナユニット２は公知のレーザ
光学系を備えており、所定の画像データに基づきレーザ
光学系のスキャニングを行って感光体ドラム１２の表面
に静電潜像を形成するユニットである。具体的に説明す
ると、スキャナユニット２は前記プロセスユニット３の
下方に配置されており、スキャナユニット２の上面には
スキャナカバー２６が取り付けられている。かかるスキ
ャナカバー２６は、メインフレーム１ａにおける底板部
２７の上流側に開口部のほとんどを被覆して固定されて
いる。露光ユニットとしてのスキャナユニット２は、ス
キャナカバー２６の下面側に、レーザ発光部２８、ポリ
ゴンミラー２９、レンズ３０、反射鏡３１等が配置され
てなり、レーザ光は、スキャナカバー２６にて感光体ド
ラム１２の軸線に沿って延びるように形成された横長の
スキャナ孔３２に挿嵌されたガラス板３３を通過してプ
ロセスユニット３における感光体ドラム１２の外周面に
照射される。これにより、画像データに従って感光体ド
ラム１２の外周面に静電潜像が露光形成される。このよ
うに、スキャナユニット２のレーザ光学系により感光体
ドラム１２に形成された静電潜像に対しては、前記プロ
セスユニット３を介してトナーが供給され、静電潜像の
トナー現像が行われる。

【００２３】前記のようにプロセスユニット３に送給さ
れた用紙５０には、プロセスユニット３内で感光体ドラ
ム１２に形成された静電潜像に基づくトナー画像が転写
され、この後、定着ユニット４に送給される。定着ユニ
ット４では、一対の加熱ローラ１５と押圧ローラ１６を
介して用紙５０上に転写されたトナー画像の熱定着が行
われる。この後、画像形成された用紙５０は、各ローラ
１５、１６によりスタック位置にある排紙トレイ８上に
順次スタックされつつ排紙される。ここで、図２におい
て、給紙ユニット５から排紙トレイ８まで送給される用
紙５０の軌跡Ｒが二点鎖線にて示されている。

【００２４】次に、プロセスユニット３における現像室
の詳細な構成について図３乃至図５に基づき説明する。
図３はプロセスユニット３の側断面図、図４はトナー供
給ローラ２０と現像ローラ１９との接触状態を模式的に
示す説明図、図５は現像室の内部を示す正面断面図であ
る。現像室Ｄは、ユニットフレーム２５の上部フレーム
２５Ａの下面に配置された上シール部材３７、ユニット
フレーム２５の下部フレーム２５Ｂ、及び、現像室Ｄの
両側に配置されスポンジ材から形成された一対のサイド
シール部材３８（図５参照）により囲まれた空間で構成
されている。また、トナー供給ローラ２０は、その両端
にローラ軸２０Ａが形成されたローラ軸体２０Ｂの周囲
にスポンジ材からなるローラ材２０Ｃを被覆することに
より構成されており、各ローラ軸２０Ａはサイドシール
部材３８の軸孔に挿嵌されるとともに、その外側にて下
部フレーム２５Ｂに対して回動可能に取り付けられた一
対の支持板３９に支持されている（図５参照）。

【００２５】ここで、トナー供給ローラ２０の詳細な構
成、及び、トナー供給ローラ２０と現像ローラ１９との
関係について図４に基づき説明する。図４において、ト
ナー供給ローラ２０の外径Ｌは１０ｍｍ〜１３ｍｍの範
囲に設定されている。外径Ｌをこの範囲に設定するの
は、レーザプリンタＰの小型化を図るため可能な限りト
ナー供給ローラ２０の外径Ｌを小さくする要請が存在す
るからである。また、ローラ軸体２０Ｂの外径Ｍは、
４．５ｍｍ〜６．５ｍｍの範囲に設定されている。外径
Ｍをこの範囲に設定するのは、ローラ軸体２０Ｂは快削
鋼（必要に応じてニッケルメッキ等の処理が施される）
から形成されており、外径Ｍに基づき定まるローラ軸体
２０Ｂの剛性は、スポンジ材からなるローラ材２０Ｃの
圧縮量（後述する）により定まるローラ材２０Ｃの剛性
との間で良好なバランスが保持されるからである。ま
た、ローラ材２０Ｃの幅Ｈは、２００ｍｍ〜２９０ｍｍ
の範囲に設定されている（図５参照）。スポンジ材の幅
がこのような範囲に設定されている場合には、前記した
ようにローラ軸体２０Ｂの外径Ｍにより定められている
ローラ軸体２０Ｂの剛性と圧縮量に基づき定められてい
るローラ材２０Ｃの剛性との間に良好なバランスを具現
することができるからである。

【００２６】また、現像ローラ１９は、トナー供給ロー
ラ２０のローラ材２０Ｃよりも硬い硬質ゴムから形成さ
れており、これよりトナー供給ローラ２０を介して現像
ローラ１９にトナー供給する際に、トナー供給ローラ２
０は、図４に示すように、圧縮されつつ現像ローラ１９
に対してトナーを供給することとなる。このとき、トナ
ー供給ローラ２０の軸心Ｅ１と現像ローラ１９の軸心Ｅ
２と間の距離は、トナー供給ローラ２０の半径Ｒ１と現
像ローラ１９の半径Ｒ２とを合計した値よりもδだけ短
くなるように設定されている。このδの値は、０．５ｍ
ｍ〜０．８ｍｍの範囲に設定されている。換言すれば、
トナー供給時にトナー供給ロー２０のローラ材２０Ｃ
は、硬質ゴムからなる現像ローラ１９に当接されて圧縮
され、その時の圧縮量はδで示される。ここに、圧縮量
δは、ローラ材２０Ｃの剛性を示す指標となるものであ
る。

【００２７】更に、トナー供給ローラ２０及び現像ロー
ラ１９は、共に時計方向に回転される。このように、ト
ナー供給ローラ２０及び現像ローラ１９が時計方向（同
一回転方向）に回転されることに基づき、各トナー供給
ローラ２０、現像ローラ１９の回転速度差を適正に設定
することによりトナーの流れをスムーズにすることがで
きる。

【００２８】尚、各支持板３９（図５）の回転中心は図
５中Ｃで示されている。また、各支持板３９は、現像ロ
ーラ１９をも回転可能に支持しており、付勢バネ（図示
せず）を介して図３中時計方向に付勢することにより各
支持板３９はその回転中心Ｃの回りに時計方向に回動さ
れて現像ローラ１９は感光体ドラム１２に当接される。
このように、各支持板３９には、トナー供給ローラ２
０、各下、上オーガローラ３４、３５、及び現像ローラ
１９を一体に支持されることから、トナー供給ローラ２
０、各下、上オーガローラ３４、３５、及び現像ローラ
１９の間における位置関係の調整をユニットとして容易
に行うことができるともに、メンテナンス等も簡単に行
うことができる。

【００２９】また、図５に示すように、下オーガローラ
３４において、その中央位置３４Ｃはトナー供給口２１
Ａの形成位置（トナー供給口２１Ａの中央位置）にほぼ
一致しており、中央位置３４Ｃから両端に向かって螺旋
状に形成された螺旋歯３４Ａを有するとともに、そのロ
ーラ軸３４Ｂは、トナー供給ローラ２０と同様、各支持
板３９に支持されている。これにより下オーガローラ３
４が図３中時計方向に回転された際には、トナー供給口
２１Ａから供給されたトナーは、トナー供給ローラ２０
の上方にて螺旋歯３４Ａの螺旋方向に従って順次現像室
Ｄの両側方向（矢印Ａ方向）に搬送される。また、上オ
ーガローラ３５において、その中央位置３５Ｃはトナー
供給口２１Ａの形成位置（トナー供給口２１Ａの中央位
置）にほぼ一致しており、その両端から中央位置３５Ｃ
に向かって螺旋状に形成された螺旋歯３５Ａを有すると
ともに、そのローラ軸３５Ｂは、前記と同様、各支持板
３９に支持されている。これにより上オーガローラ３５
が図３中時計方向に回転された際には、前記のように下
オーガローラ３４により現像室Ｄの両側方向に搬送され
たトナーの量が増加して上オーガローラ３５にまで達す
ると、かかるトナーが、螺旋歯３５Ａの螺旋方向に従っ
てトナー供給口２１Ａに向かって（矢印Ｂ方向に）順次
搬送される。このとき、トナーの一部は、トナー供給口
２１Ａからトナーカートリッジ２１内に戻される。この
ように、画像の現像に使用されないトナーは、前記のよ
うに搬送循環されてトナー供給口２１Ａ内に戻されるこ
とから、トナーが現像室Ｄ内に長時間滞留することはな
く、従って、トナーカートリッジ２１から常時新鮮なト
ナーが供給され得る。尚、トナーがトナー供給口２１Ａ
内に戻されない場合であっても、前記のように下オーガ
ローラ３４と上オーガローラ３５によりトナーの攪拌、
循環が行われていることから、現像室Ｄ内でトナーが固
まったりすることなくトナーの流動性は良好に保持され
得る。

【００３０】前記したように、各下オーガローラ３４、
上オーガローラ３５は、トナー供給口２１Ａから現像室
Ｄ内に供給されたトナーをトナー供給ローラ２０の上方
で搬送循環する作用を行うものであり、これによりトナ
ーを局部的に滞留させることなくトナー供給ローラ２０
の全体に渡って均一にトナーを供給して被着させること
ができる。また、各下オーガローラ３４、上オーガロー
ラ３５を介してトナーがトナー供給ローラ２０の上方で
その両側方向に搬送循環させられることに基づき、トナ
ー供給ローラ２０の全体に渡って常時新鮮なトナーを均
一に被着させることができ、これにより現像ローラ１９
及び感光体ドラム１２表面の静電潜像に対してもトナー
を均一に供給することが可能となって良好な画質を有す
る画像を長期に渡って形成することができるものであ
る。

【００３１】また、トナーカートリッジ２１におけるト
ナー供給口２１Ａの形成位置（トナー供給口２１Ａの中
央位置）と各下オーガ部材３４及び上オーガ部材３５の
中央位置３４Ｃ、３５Ｃとがほぼ一致していることか
ら、トナー供給口２１Ａから排出されたトナーを各下オ
ーガ部材３４及び上オーガ部材３５を介してトナー供給
ローラ２０の上方で効率的に搬送循環することができ
る。

【００３２】次に、前記トナー供給ローラ２０における
ローラ軸体２０Ｂの外径Ｍ、及び、トナー供給時におけ
るローラ材２０Ｃの圧縮量δを変化させながら、前記の
ように構成されたトナー供給装置を使用して画像形成を
行った場合に、各外径Ｍ、圧縮量δの変化が画像の画質
に与える影響について図６に基づき説明する。図６は各
外径Ｍ、圧縮量δを変化させた場合に外径Ｍ、圧縮量δ
と画像の画質との関係を示す表である。尚、図６におい
て、横軸は外径Ｍ（単位：ｍｍ）、縦軸は圧縮量δ（端
子：ｍｍ）を示す。また、「○」は所定枚数（例えば、
１００００枚）以上の用紙に画像形成しても画像の全体
に渡って良好な画質が得られたことを示し、「△」は同
一の条件下で画像形成した場合に画像の一部に画質不良
が発生したことを示し、「×」は同一の条件下で画像形
成を行った場合に画像の全体に渡って画質不良が発生し
たことを示し、また、「□」は現像ローラ１９へのトナ
ー供給不足が発生したことを示す。

【００３３】図６から明らかなように、ローラ軸体２０
Ｂの外径Ｍが３ｍｍの場合、ローラ材２０Ｃの圧縮量δ
を０．４ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲で変化させても画像の
全体に画質不良が発生することが分かる。これは、ロー
ラ軸体２０Ｂの外径Ｍが小さ過ぎその剛性不足に起因し
て現像ローラ１９へのトナー供給時にローラ軸体２０Ｂ
が撓んでしまい、これによりローラ材２０Ｃと現像ロー
ラ１９とが均一に当接しなくなることから、ローラ材２
０Ｃの中央部に保持されたトナーの帯電不良を発生して
しまうことに原因があるものと考えられる。

【００３４】また、外径Ｍが４ｍｍの場合にも、圧縮量
δが０．４ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲及び０．９ｍｍでは
画像の全体に画質不良が発生し、圧縮量δが０．６ｍｍ
〜０．８ｍｍの範囲では画像の一部に画質不良が発生す
ることが分かる。このような結果となったのは、ローラ
軸体２０Ｂの剛性は若干増加したことからローラ軸体２
０Ｂの外径Ｍが３ｍｍの場合に比して画像の画質は若干
向上するものの、ローラ軸体２０Ｂの剛性とローラ材２
０Ｃの剛性（圧縮量δ）とのバランスがまだまだ良好に
保持されていないことに起因するものと考えられる。

【００３５】更に、外径Ｍが５ｍｍ及び６ｍｍの場合に
は、圧縮量δが０．４ｍｍ及び０．９ｍｍであると画像
の全体に画質不良が発生するが、一方、圧縮量δが０．
５ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲にあると画像の全体に渡って
良好な画質が得られることが分かる。かかる結果は次の
ように考えられる。即ち、ローラ材２０Ｃの圧縮量δが
０．４ｍｍと小さくて剛性が大き過ぎる場合、現像ロー
ラ１９へのトナー供給時にローラ材２０Ｃの圧縮量が小
さくなることに基づきローラ材２０Ｃに保持されたトナ
ーの帯電不良を発生し、また、ローラ材２０Ｃの圧縮量
δが０．９ｍｍと大きくて剛性が小さ過ぎる場合には、
現像ローラ１９へのトナー供給時にローラ材２０Ｃの圧
縮量が過大となってトナー供給ローラ２０の回転トルク
が大きくなることに基づきトナー詰まりが発生する。こ
の結果、圧縮量δが０．４ｍｍ及び０．９ｍｍである場
合には画像の全体に画質不良が発生したものと考えられ
る。これに対して、圧縮量δが０．５ｍｍ〜０．８ｍｍ
の範囲にある場合には、ローラ軸体２０Ｂの外径Ｍによ
り定まる剛性と圧縮量δにより定まるローラ材２０Ｃの
剛性とが良好なバランスを保持することができ、この結
果、画像の全体に渡って良好な画質が得られたものと考
えられる。

【００３６】また、ローラ軸体２０Ｂの外径Ｍが６ｍｍ
を越えて７ｍｍになると、ローラ材２０Ｃの圧縮量δが
０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲で現像ローラ１９へのト
ナー供給不足が発生することから良好な画質を得ること
ができず、更に、圧縮量δが０．９ｍｍを越えると画像
の全体に渡って画質不良が発生することが分かる。これ
は、ローラ軸体２０Ｂの外径Ｍが大き過ぎるとその剛性
としては充分であるから撓んでしまうことはないが、ロ
ーラ材２０Ｃの肉厚が小さくなって充分にトナーを保持
することができず、これにより現像ローラ１９に対する
トナーの供給不足を惹起してしまうことに起因するのと
考えられ、この結果、良好な画質の画像を得ることがで
きないものである。

【００３７】以上より明らかなように、ローラ軸体２０
Ｂの外径Ｍにより定まる剛性とローラ材２０Ｃの圧縮量
δにより定まる剛性との間に適正なバランスを保持して
画像の全体に渡って良好な画質をもって画像形成するた
めには、ローラ軸体２０Ｂの外径Ｍが５ｍｍ〜６ｍｍの
範囲に、且つ、ローラ材２０Ｃの圧縮量δが０．５ｍｍ
〜０．８ｍｍの範囲にあるのが望ましい。

【００３８】以上詳細に説明した通り本実施形態に係る
トナー供給装置では、トナー供給ローラ２０に関して、
トナー供給ローラ２０の外径Ｌが１０ｍｍ〜１３ｍｍの
範囲に、ローラ軸体２０Ｂの外径Ｍが０．５ｍｍ〜０．
６ｍｍの範囲に、並びに、トナー供給ローラ２０の軸心
Ｅ１と現像ローラ１９の軸心Ｅ２との距離とトナー供給
ローラ２０の半径Ｒ１と現像ローラ１９の半径Ｒ２との
合計との差、即ち、ローラ材２０Ｃの圧縮量δが０．５
ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲に、それぞれ設定されており、
ローラ軸体２０Ｂの剛性とローラ材２０Ｃの剛性との間
で良好なバランスを保持するように構成したので、トナ
ー供給ローラ２０のローラ径Ｌを小さくしてトナー供給
ローラ２０から現像ローラ１９へトナーを過不足なく供
給することができる。これにより、良好な画質を有する
画像を長期に渡って形成することができるものである。

【００３９】また、トナー供給ローラ２０及び現像ロー
ラ１９が共に同一回転方向に回転されることに基づき、
各トナー供給ローラ２０、現像ローラ１９の回転速度差
を適正に設定することによりトナー供給ローラ２０から
現像ローラ１９へスムーズにトナーを供給することがで
きる。

【００４０】更に、現像ローラ１９がローラ材２０Ｃよ
りも硬い硬質ゴムより形成されていることから、トナー
供給時にトナー供給ローラ２０と現像ローラ１９とが接
触した状態で、ローラ材２０Ｃが圧縮されることとな
り、また、ローラ材２０Ｃの圧縮量δは、前記したトナ
ー供給ローラ２０の軸心Ｅ１と現像ローラ１９の軸心Ｅ
２との距離及びトナー供給ローラ２０の半径Ｒ１と現像
ローラ１９の半径Ｒ２との合計間の関係で決定される。
このように決定される圧縮量δを有するローラ材２０Ｃ
の剛性は、外径Ｍで決まるローラ軸体２０Ｂの剛性との
間で良好なバランスを保持することとなり、これよりト
ナー供給ローラ２０のローラ径Ｌを小さくしてトナー供
給ローラ２０から現像ローラ１９へトナーを過不足なく
供給することができる。

【００４１】また、トナー供給ローラ２０のローラ材２
０Ｃの幅Ｈは２００ｍｍ以上２９０ｍｍ以下設定されて
おり、かかる場合にはローラ材２０Ｃの剛性がその圧縮
量δに基づき設定されており、また、ローラ軸体２０Ｂ
の剛性がその外径Ｍに基づき設定されていることとも相
まって、トナー供給ローラ２０のローラ径Ｌを小さくし
てトナー供給ローラ２０から現像ローラ１９へトナーを
過不足なく供給することができる。尚、本発明は前記実
施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿
論である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明した通り請求項１のトナー供給
装置では、トナー供給ローラに関して、トナー供給ロー
ラの外径、ローラ軸体の外径、並びに、トナー供給ロー
ラの軸心と現像ローラの軸心との距離及びトナー供給ロ
ーラの半径と現像ローラの半径との合計間の関係のそれ
ぞれについて所定の範囲を設定することにより、ローラ
軸体の剛性とスポンジ材の剛性との間で良好なバランス
を保持するように構成したので、トナー供給ローラのロ
ーラ径を小さくしてトナー供給ローラから現像ローラへ
トナーを過不足なく供給することができ、これより良好
な画質を有する画像を長期に渡って形成することができ
るものである。

【００４３】また、請求項２に係るトナー供給装置で
は、トナー供給ローラ及び現像ローラが同一回転方向に
回転されることに基づき、各トナー供給ローラ、現像ロ
ーラの回転速度差を適正に設定することによりトナー供
給ローラから現像ローラへスムーズにトナーを供給する
ことができる。

【００４４】更に、請求項３に係るトナー供給装置で
は、現像ローラがスポンジ材よりも硬い硬質ゴムより形
成されていることから、トナー供給時にトナー供給ロー
ラと現像ローラとが接触した状態で、スポンジ材が圧縮
されることとなり、また、スポンジ材の圧縮量は、トナ
ー供給ローラの軸心と現像ローラの軸心との距離及びト
ナー供給ローラの半径と現像ローラの半径との合計間の
関係で決定される。このように決定される圧縮量を有す
るスポンジ材の剛性は、前記のように設定される外径で
決まるローラ軸体の剛性との間で良好なバランスを保持
することとなり、これよりトナー供給ローラのローラ径
を小さくしてトナー供給ローラから現像ローラへトナー
を過不足なく供給することができる。

【００４５】また、請求項４に係るトナー供給装置で
は、トナー供給ローラのスポンジ材の幅は２００ｍｍ以
上２９０ｍｍ以下に設定されおり、かかる場合には前記
したようにスポンジ材の剛性がその圧縮量に基づき設定
されており、また、ローラ軸体の剛性がその外径に基づ
き設定されていることとも相まって、トナー供給ローラ
のローラ径を小さくしてトナー供給ローラから現像ロー
ラへトナーを過不足なく供給することができる。

【００４６】以上説明した通り本発明は、トナー供給ロ
ーラにおけるローラ軸体の剛性とローラ軸体の周囲に被
覆されるスポンジ材の剛性とのバランスをとりつつ、ト
ナー供給ローラのローラ径を小さくすることが可能であ
るとともに、トナー供給ローラから現像ローラへトナー
を過不足なく供給することが可能であり、もって良好な
画質を有する画像を長期に渡って形成可能な画像形成装
置におけるトナー供給装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザプリンタにおける主要構成部品の分解斜
視図である。

【図２】レーザプリンタの側断面図である。

【図３】プロセスユニットの側断面図である。

【図４】トナー供給ローラと現像ローラとの接触状態を
模式的に示す説明図である。

【図５】現像室の内部を示す正面断面図である。

【図６】外径Ｍ、圧縮量δを変化させた場合に外径Ｍ、
圧縮量δと画像の画質との関係を示す表である。

【図７】従来のトナー供給装置の要部を模式的に示す説
明図である。

【符号の説明】

１ 本体ケース ３ プロセスユニット １２ 感光体ドラム １９ 現像ローラ ２０ トナー供給ローラ ２０Ｂ ローラ軸体 ２０Ｃ ローラ材 ２１ トナーカートリッジ ２１Ａ トナー供給口 ２４ ブレード ２５ ユニットフレーム Ｄ 現像室 Ｅ１ トナー供給ローラの軸心 Ｅ２ 現像ローラの軸心 Ｈ トナー供給ローラの幅 Ｌ トナー供給ローラの外径 Ｍ ローラ軸体の外径 Ｐ レーザプリンタ Ｒ１ トナー供給ローラの半径 Ｒ２ 現像ローラの半径 δ ローラ材の圧縮量

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体ドラム表面に形成された静電潜
   像に対してトナーを供給して静電潜像をトナー現像する
   とともに、感光体ドラム表面上でトナー現像された画像
   を用紙に転写して画像形成を行う画像形成装置に使用さ
   れるトナー供給装置であって、トナー貯留部と、トナー
   貯留部からのトナーを供給するとともにローラ軸体の周
   囲にスポンジ材を被覆してなるトナー供給ローラと、ト
   ナー供給ローラから供給されたトナーを感光体ドラムの
   静電潜像に供給してトナー現像を行う現像ローラとを有
   するトナー供給装置において、 前記トナー供給ローラの外径は１０ｍｍ〜１３ｍｍの範
   囲に、且つ、前記ローラ軸体の外径は４．５ｍｍ〜６．
   ５ｍｍの範囲にあり、 前記トナー供給ローラの軸心と現像ローラの軸心との距
   離は、トナー供給ローラの半径と現像ローラの半径との
   合計よりも０．５ｍｍ〜０．８ｍｍ短いことを特徴とす
   る画像形成装置におけるトナー供給装置。
2. 【請求項２】 前記トナー供給ローラ及び前記現像ロ
   ーラは同一方向に回転されることを特徴とする請求項１
   記載の画像形成装置におけるトナー供給装置。
3. 【請求項３】 前記現像ローラは、前記トナー供給ロ
   ーラのスポンジ材よりも硬い硬質ゴムであることを特徴
   とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置におけ
   るトナー供給装置。
4. 【請求項４】 前記トナー供給ローラのスポンジ材の
   幅は２００ｍｍ以上２９０ｍｍ以下であることを特徴と
   する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装
   置におけるトナー供給装置。