JP2008152056A - 粉体搬送装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送先へと僅かに流れ込んでしまう粉体流れ込み現象を抑制する粉体搬送装置を提供する。
【解決手段】粉体を収容する粉体収容部３２と、この粉体収容部３２から下方にある搬送先６Ｙに導くための粉体搬送管５１を有し、この粉体搬送管５１内に収容され、前記粉体に、その運動によって搬送方向下流側へ移動する移動力を付与し、かつ前記粉体を搬送する粉体搬送部材５０Ｙを有する、画像形成装置に使用する粉体搬送装置において、前記粉体収容部３２から下方へ続く前記粉体搬送管５１の経路途中に、上方へ登るように屈曲した屈曲経路部５１ａを部分的に設けるようにした。
【選択図】図８

Description

本発明は、複写装置、ファクシミリ等の画像形成装置に使用する粉体搬送装置、及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。

従来から、複写装置、ファクシミリ等の画像形成装置において、粉体収容部と粉体搬送部材を回転させることにより、下方にある搬送先、例えば、現像装置へと粉体を搬送する搬送方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の画像形成装置では、粉体収容部（図中、３２Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と粉体搬送部材（図中、７０）を回転させることにより、下方にある搬送先（特許文献１は現像装置（図中、６Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ））へと粉体を搬送している。粉体収容部から下方にある搬送先に導く粉体搬送管（図中、４０Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、コストや駆動負荷低減のため、レイアウト上、許容し得る最短の経路で結ばれている。

図１５は従来の粉体搬送管を示す概略図である。上述した画像形成装置において、粉体搬送管４０はコストや駆動負荷低減のため、レイアウト上、許容し得る最短の経路で、粉体収容部３２及び現像装置（図示せず）と結ばれている。
かかる画像形成装置においては、粉体搬送管内は、出荷時に、異物混入を避け、本体保存時の高温により粉体が固まることのないように、粉体で満たされていない状態である。客先で最初に電源を投入した際には、所定の制御に基づき粉体搬送管内が粉体で満たされる。
搬送管は下方にある搬送先へと導くために、経路が下方へと下っていくが、満たされた粉体は、搬送管や搬送部材との摩擦力で搬送管内に留まり、搬送部材を回転させた時のみ、搬送されるようになる。
特開２００５−２４６６５公報

しかしながら、このような画像形成装置では、満たされる粉体は画像向上のため、粒径は年々小さくなってきており、結果流動性が非常に向上してきている。このような流動性の良い粉体で搬送管内を満たそうとすると、摩擦による阻止力が低く、粉体搬送管内に留まらず、搬送先へと一気に流れ込んでしまう問題がある。
また、粉体搬送管内が満たされても、粉体を連続して大量に搬送し続けた場合、粉体の流動性が上がり、摩擦による阻止力も低下し、搬送部材の回転を止めても搬送先へと僅かに流れ込んでしまう問題がある。
かかる問題を解決するために、既に商品化された従来の画像形成装置では、粉体収容部の粉体重量が１２０ｇ以上の場合は流れ込む場合があるため、初期用粉体収容部の粉体重量を９０ｇ以下とすることで改善している。
粉体搬送管内部を満たす充填動作でも、必要量を分割して搬送することで流れ込み現象を抑制し、かつ、出荷時以外は粉体搬送管内部に必ず粉体が残るように制御している。連続大量搬送時も必要量を分割して搬送し、搬送部材の回転を止めても搬送先へと僅かに流れ込んでしまう現象を抑えている。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、搬送先へと僅かに流れ込んでしまう粉体流れ込み現象を抑えるために、粉体搬送管経路に対し、上方へ登る経路を部分的に設け、上方へ登る部分的経路で阻止力を付加し、流れ込み現象を抑制する粉体搬送装置、現像装置、この現像装置を含むプロセスカートリッジ、及びこのプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、粉体を収容する粉体収容部と、該粉体収容部から下方にある搬送先に導くための粉体搬送管と、該粉体搬送管内に収容され、前記粉体に搬送方向下流側へ移動する移動力を付与して前記粉体を搬送する粉体搬送部材と、を有する粉体搬送装置において、前記粉体搬送管の経路途中に上方側に屈曲した屈曲経路部を設けたことを特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、前記粉体搬送管の経路途中で、且つ前記粉体搬送管の下方に位置する管壁に屈曲部を形成したことを特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、前記粉体搬送管の経路途中が前記搬送先より下方となるように前記粉体搬送管を形成したうえで、前記上方側に屈曲した屈曲経路部を設けるようにしたことを特徴とする。
また請求項４に記載の発明は、前記粉体搬送管の前記搬送先より下方となる位置を前記粉体搬送管の出口近傍に設けることを特徴とする。
また請求項５に記載の発明は、前記粉体搬送管の屈曲経路部の上流側に、一度の駆動で搬送できる最大量の粉体を貯留する貯留部を設けたことを特徴とする。

また請求項６に記載の発明は、前記粉体搬送管の経路屈曲部の曲率を、Ｒ１０以上とすることを特徴とする。
また請求項７に記載の発明は、前記粉体搬送部材を、φ１ｍｍ以下の線径の金属で構成したことを特徴とする。
また請求項８に記載の発明は、前記粉体搬送部材を、樹脂で構成したことを特徴とする。
また請求項９に記載の発明は、前記搬送先が現像装置であることを特徴とする。
また請求項１０に記載の発明は、前記搬送先が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジの現像装置であることを特徴とする。
また請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の粉体搬送装置を備えた画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、粉体搬送管経路に対し、上方へ登る経路を部分的に設けている。これにより、粉体搬送管の初期充填動作時や、連続大量搬送時等、粉体の流動性が上がり摩擦力による阻止力が低下しても、上方へ登る部分的経路で阻止力を付加する事ができる。よって流れ込み現象を抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用するカラー画像形成装置の実施の形態を示す概略構成図である。図２は図１の画像ステーションであるプロセスカートリッジを拡大して示す概略図である。
図１及び図２を参照して、まず、カラー画像を得る過程について説明する。図１において、カラー画像形成装置Ａには、４つの画像ステーションであるプロセスカートリッジ１１Ｋ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ（図２では１１Ｙのみを拡大して示している）が配置されている。
各画像ステーションには像担持体である感光体ドラム１Ｙを有し、その回りには専用の感光体クリーニング手段２Ｙ、帯電ローラ（帯電手段）４Ｙ、現像装置６Ｙを有している。

トナーを補給するトナー補給部の粉体収容部（トナーボトル）３２には、図１中、左からイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）のトナーが充填されており、ここから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置６（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）に補給される。
転写紙Ｐ先端が、給紙コロ２７で送給され、レジストローラ２８まで到達すると図示しないセンサによって検知され、この検出信号でタイミングを取りながら、レジストローラ２８によって転写紙Ｐを２次転写ローラ１９と中間転写ベルト１５のニップに搬送する。
なお、帯電ローラ４Ｙによって一様に予め帯電された感光体ドラム１Ｙは、書き込みユニット７によってレーザ光にて露光走査され、感光体ドラム１Ｙ上に静電潜像が作られる。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置６Ｙにより現像され、これにより感光体ドラム１Ｙの表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。

次に、１次転写ローラ９Ｙに電圧が印加され、各感光体ドラム１Ｙ上のトナーが、中間転写ベルト１５上に順次転写されていく。この時、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１５の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
中間転写ベルト１５上に形成された画像は、２次転写ローラ１９の位置まで搬送され、転写紙Ｐに２次転写される。各色のトナー像が転写された転写紙Ｐは定着ユニット２０に搬送されて熱定着され、排紙ローラ２９によって排紙される。
なお、感光体上ドラム１Ｙ上の残留トナーは、それぞれのクリーニング手段２Ｙによって、また、中間転写ベルト１５上の残留トナーはクリーニング手段１０によってクリーニングされる。
これらの廃トナーは各クリーニングユニット内の廃トナー搬送スクリュ（図示せず）により、プロセスカートリッジ１１Ｙから画像形成装置Ａに設けられた図示しない廃トナーボトルに排出される。

図３は１つの粉体収容部を説明する概略斜視図である。図４は４つの粉体収容部とこれらの収容ケースを示す概略斜視図である。図５は粉体収容部と粉体搬送管を示す概略斜視図である。図６は粉体収容部と現像装置の接続を示す概略斜視図である。図７は粉体収容部、粉体搬送管と粉体搬送部材を部分的に拡大して示す概略図である。
図３乃至図７を参照して、これらの図には、図１の画像形成装置Ａの上部に配置した粉体収容部（トナーボトル）３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ（図３及び図７では粉体収容部３２Ｙのみ）を示している。
図４では収容ケース３１に配置された粉体収容部３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙを示し、図５では、粉体収容部３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙと粉体搬送管４０Ｋ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｙを示している。
図６では、粉体収容部３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙと現像装置６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙの接続を示している。図７では、粉体収容部３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、粉体搬送管４０Ｋ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｙと粉体搬送部材５０Ｙを部分的に拡大して示している。
上述した画像形成装置Ａでは、粉体収容部３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙと粉体搬送部材５０Ｙを回転させることにより、下方にある搬送先である現像装置６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙへと粉体を搬送している。
粉体収容部３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙから下方にある搬送先６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙに導く粉体搬送管４０Ｋ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｙは、コストや駆動負荷を低減するため、レイアウト上許容し得る最短の経路で結ばれている。

図８は画像形成装置に用いる本発明による粉体搬送管の第１の実施形態を示す概略図である。図９は図８の粉体搬送管の変形例を示す概略図である。粉体搬送管は上述した意味合いで言えば、５１Ｋ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙと符号付けすべきであるが、以下では粉体搬送管単体として説明するので、粉体搬送管は符号５１として説明する。
図８において、粉体収容部３２Ｙと接続された粉体搬送管５１はこの粉体搬送管５１の搬送先（図示せず）に向かう経路に対し、上方へ登るように屈曲した屈曲経路部５１ａを部分的に設けている。すなわち、粉体搬送管５１全体が上方へ登る、すなわち、上方へ向かって屈曲する部分を有している。
これにより、粉体搬送管５１の初期充填動作時、連続大量搬送時等、粉体の流動性が上がり、摩擦力による阻止力が低下しても、上方へ登る部分的経路で阻止力を付加し、流れ込み現象を抑制する。
図９の変形例において、粉体収容部３２Ｙと接続された粉体搬送管５１は、この粉体搬送管５１の下方に位置する管壁のみに上方へ登るように屈曲した屈曲部５１ｂを有している。即ち、経路全体を上方に登るように形成するのではなく、阻止力の発生する、下方へ続く粉体搬送管経路途中、かつ鉛直下方部のみにその上方へ登る形状を設けることで、流れ込み現象を抑制する。このように、上方へ登る経路は完全なものではなく、粉体搬送管５１の下側のみに設けても阻止力は得られる。

図１０は画像形成装置に用いる本発明による粉体搬送管の第２の実施形態を示す概略図である。図１１は図１０の粉体搬送管の第１変形例を示す概略図である。図１２は図１０の粉体搬送管の第２変形例を示す概略図である。
図１０において、粉体収容部３２Ｙと接続された粉体搬送管５１は、下方へ続く粉体搬送管５１の経路途中を、搬送先（図示せず）よりさらに下方にし、搬送先との接合部５１ｇで水平に戻すように構成している。符号ａは搬送先との接合部５１ｇでの水平部分を示している。
上述した第１の実施の形態では、上方へ登る部分的経路以降にさらに下方へ下る経路が存在する。上方へ登る部分的経路で阻止力を付加されるが、その後の下降経路で加速が付き、流れ込み現象が発生する場合がある。
すなわち、第２の実施の形態では、阻止力を付加する上方へ登る経路以降には、下降する経路が無いようにしている。阻止力を付加する上方へ登る経路以降には下降経路を設けず、流動性の上がった粉体に再度加速が付くことが無いようにし、流れ込み現象を抑制する。

図１１に示す図１０の粉体搬送管の第１変形例では、搬送先（図示せず）より下方に下げた経路を、粉体収容部３２Ｙと接続された粉体搬送管５１の出口５１ｈ近傍に設けている。これにより以降の経路で粉体が加速し難く、上方へ登る部分的経路で阻止力が小さくても、流れ込み現象を抑制することができる。
搬送先との接合部にあたる、最終水平経路は、接合に要する必要最小限の長さとし、上方へ登る経路を可能な限り出口近傍に設けている。符号ｂは接合に要する必要最小限の長さを示している。

図１２に示す図１０の粉体搬送管５１の第２変形例では、上方へ登る経路の上流に、一度の駆動で搬送できる最大量の粉体が、流れ落ちずに留まることができる貯留部（容積）５１ｃを設けている。これにより、流動性の上がった粉体の加速を一度完全に止めることができる。よって流れ込み現象を抑制することができる。
図１２のように、粉体搬送管５１の上方へと登る経路上流に、１度の駆動で粉体を搬送できる最大量を収容できる貯留部５１ｃを設けている。ここで、１回で粉体を搬送できる最大量とは、粉体搬送駆動時間のうち最も長い時間で搬送できる量を指す。
従来例である図１５の粉体搬送管では、例えば、２秒間の駆動で得られる搬送粉体量を欲しても、２秒間の連続駆動では流れ込み現象が発生する。よって流れ込み量が許容できる１秒間を最大駆動時間と定め、２秒分が欲しい場合は１秒駆動を２回に分割している。
このような場合では、最大駆動時間である１秒間で搬送できる最大粉体量が収容できる容積があればよく、よって１回の駆動で搬送される粉体の流れを完全に止めることができる。

図１３は画像形成装置に用いる本発明による粉体搬送管の第３の実施形態を示す概略図である。図１３において、粉体収容部３２Ｙと接続された粉体搬送管５１は３つの直線部５１ｄ、５１ｅ、５１ｆと３つの曲率Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３で構成されている。
このように、粉体搬送管５１の経路を複雑にすると、粉体搬送部材５０Ｙの屈曲が多くなり、結果として駆動負荷が増加することになる。経路屈曲部は、Ｒ１０以上の曲率としている。このように、負荷の発生する屈曲部のＲを１０以上となだらかにすることで、駆動負荷を増加させずに、流れ込み現象への効果を得る。

図１４は画像形成装置に用いる本発明による粉体搬送管の粉体搬送部材を示す斜視図である。図１４において、粉体搬送部材５０Ｙは、φ１ｍｍ以下の線径の金属で構成されている。この粉体搬送部材５０Ｙは、樹脂材で構成されてもよい。
粉体搬送部材を線径の細い金属（φ１０以下）により形成することで、駆動負荷を増加させずに流れ込み現象への効果を得る。前述したように、流れ込み現象が発生すると、粉体の搬送先である現像ユニット（現像装置６Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ）内への粉体搬送量が供給過多となる。流れ込み現象を抑制し、現像装置６Ｙ内の粉体濃度を安定に保つ。
流れ込み現象の発生しにくい現像装置とし、これにより現像装置内への粉体搬送量が供給過多となることが抑制される、よって、上述したように現像装置内の粉体濃度を安定に保つことができる。

前述した流れ込み現象が発生すると、粉体の搬送先である現像装置内への粉体搬送量が供給過多となり、プロセスカートリッジ内の感光体ドラム１Ｙ（図１及び図２）への付着量も多くなる。
感光体ドラム１Ｙへの付着量を均一に保つことができるプロセスカートリッジとした。これにより、現像装置内の粉体濃度を安定に保つことができ、プロセスカートリッジ内の感光体への付着量は均一に保つことができ、出力画像の濃度を均一に保つことができる。
ここで、プロセスカートリッジは、帯電手段、現像手段、クリ−ニング手段の少なくとも１つと、電子写真感光体とを一体に構成し、画像形成装置本体に対して、着脱可能にしたものである。
流れ込み現象を抑制し、プロセスカートリッジ内の粉体濃度を安定に保つことで、出力画像の濃度を均一に保つことができる現像装置もしくは画像形成装置を得ることができる。

本発明を適用するカラー画像形成装置の実施形態を示す概略構成図である。 図１の画像ステーションであるプロセスカートリッジを拡大して示す概略図である。 １つの粉体収容部を説明する概略斜視図である。 ４つの粉体収容部とこれらの収容ケースを示す概略斜視図である。 粉体収容部と粉体搬送管を示す概略斜視図である。 粉体収容部と現像装置の接続を示す概略斜視図である。 粉体収容部、粉体搬送管と粉体搬送部材を部分的に拡大して示す概略図である。 画像形成装置に用いる本発明による粉体搬送管の第１の実施形態を示す概略図である。 図８の粉体搬送管の変形例を示す概略図である。 画像形成装置に用いる本発明による粉体搬送管の第２の実施形態を示す概略図である。 図１０の粉体搬送管の第１変形例を示す概略図である。 図１０の粉体搬送管の第２変形例を示す概略図である。 画像形成装置に用いる本発明による粉体搬送管の第３の実施の形態を示す概略図である。 画像形成装置に用いる本発明による粉体搬送管の粉体搬送部材を示す斜視図である。 従来の粉体搬送管を示す概略図である。

符号の説明

Ａ 画像形成装置、Ｐ 転写紙、１Ｙ 感光体ドラム、６Ｙ 搬送先（現像装置）、７ 書き込みユニット、９Ｙ １次転写ローラ、１１Ｙ プロセスカートリッジ、１５ 中間転写ベルト、１９ ２次転写ローラ、２０ 定着ユニット、２９ 排紙ローラ、３２Ｙ 粉体収容部（トナーボトル）、４０Ｙ 粉体搬送管、５０Ｙ 粉体搬送部材、５１ 粉体搬送管、

Claims (11)

1. 粉体を収容する粉体収容部と、該粉体収容部から下方にある搬送先に導くための粉体搬送管と、該粉体搬送管内に収容され、前記粉体に搬送方向下流側へ移動する移動力を付与して前記粉体を搬送する粉体搬送部材と、を有する粉体搬送装置において、前記粉体搬送管の経路途中に上方側に屈曲した屈曲経路部を設けたことを特徴とする粉体搬送装置。
2. 前記粉体搬送管の経路途中で、且つ前記粉体搬送管の下方に位置する管壁に屈曲部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の粉体搬送装置。
3. 前記粉体搬送管の経路途中が前記搬送先より下方となるように前記粉体搬送管を形成したうえで、前記上方側に屈曲した屈曲経路部を設けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の粉体搬送装置。
4. 前記粉体搬送管の前記搬送先より下方となる位置を前記粉体搬送管の出口近傍に設けることを特徴とする請求項３記載の粉体搬送装置。
5. 前記粉体搬送管の屈曲経路部の上流側に、一度の駆動で搬送できる最大量の粉体を貯留する貯留部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の粉体搬送装置。
6. 前記粉体搬送管の経路屈曲部の曲率を、Ｒ１０以上とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の粉体搬送装置。
7. 前記粉体搬送部材を、φ１ｍｍ以下の線径の金属で構成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の粉体搬送装置。
8. 前記粉体搬送部材を、樹脂で構成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の粉体搬送装置。
9. 前記搬送先が現像装置であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の粉体搬送装置。
10. 前記搬送先が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジの現像装置であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の粉体搬送装置。
    
11. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載の粉体搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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