JP4730021B2 - 粉体搬送装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、トナー等の粉体を屈曲又は湾曲した搬送経路に沿って搬送する粉体搬送装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。

一般に、記録紙等の記録媒体にトナー像を転写し、このトナー像を記録媒体に定着させる、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。

このような電子写真方式の画像形成装置には、例えば、感光体の周囲に、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置，クリーニング装置、トナー供給装置及びトナー回収部を配置して構成したものがある。

このような電子写真方式の画像形成装置には、例えば、トナー供給装置から現像部へ向かってトナーを搬送し、現像装置からトナー回収部に向かってトナーを搬送し、クリーニング装置から、現像装置若しくはトナー回収部又はトナー供給装置に向かってトナーを搬送するものがある。

このような電子写真方式の画像形成装置では、その内部におけるトナーが搬送される装置間の位置関係を装置レイアウト上の制約で単純な上下、左右の位置関係にすることができないため、トナーの搬送経路が屈曲した複雑なものになっている。

このため、従来の電子写真方式の画像形成装置には、トナーを屈曲した搬送路を通して搬送するため、屈曲した搬送管の内部に回転駆動されるコイルばねを装着して構成したトナー搬送装置（粉体搬送装置）を利用するものがある。

このトナー搬送装置では、屈曲した搬送路に沿うよう、例えば搬送管を、トナーを受け入れる受入部から真っ直ぐに直線下降部を形成し、これより水平からの傾斜角度を３０°以内に設定した屈曲部を形成し、搬送先へ接続するように形成する。そして、この搬送管の内部にコイル状の回転式搬送部材であるコイルばねを挿入し、このコイルばねを駆動機構で回動することにより、搬送管内のトナーに対して出口に向かう移動力を付与して搬送するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

このような従来のトナー搬送装置では、コイルばねが、屈曲した搬送管の内周面に強く摺接して搬送管内周面の屈曲形状に沿うように弾性変形しながら回転するので、異音が発生し、ユーザに不快な思いをさせることがあるという問題がある。

これと共に、従来の湾曲した搬送経路を持つトナー搬送装置では、大きく湾曲した経路を画像形成装置の内部に設定する必要があるので、画像形成装置内部における湾曲した搬送経路を持つトナー搬送装置の周囲に無駄なスペースができ、画像形成装置の内部のスペースを有効に活用できず、画像形成装置が大型化するという問題がある。

しかしながら、このような従来の湾曲した搬送経路を持つトナー搬送装置では、搬送経路を短くしようとすると湾曲部の曲率が高くなって、搬送管の屈曲した部分でコイルばねを回動することができなくなるため、小さな曲率半径の搬送経路又は直角若しくは鋭角に屈曲した搬送経路に対応することができない。

また画像形成装置の小型化を図るため、このような小さな曲率半径の搬送経路又は直角若しくは鋭角に屈曲した搬送経路に対応してトナーを搬送する場合には、複数のトナー搬送装置を用い、これらを搬送経路の屈曲した位置で接続するように配置する必要があり、コストアップを招いていた。

近年、画像形成装置では、コストダウン、小型化の追求により搬送経路がより狭められ、搬送経路と搬送部材をより単純で容易に製造できる形状にすることが求められている。

また、今までの画像形成装置では、画像形成処理の際に発生した回収トナーを回収部に溜めておき、回収後に廃棄処理していた。しかし近年の画像形成装置では、資源有効利用のために回収トナーの再利用をする技術が確立されてきたことにより、画像形成装置内部における回収トナーの搬送先が多様化してきた。

すなわち画像形成装置では、その内部において、回収トナーを各装置へ向けて色々な方向へ搬送する必要が出てきたため、トナーの搬送経路のレイアウトが複雑になり、さらにトナー搬送装置のコイルばねを回転駆動するための動力源を配置するスペースを確保するのが困難であり、駆動源（動力源）を設置するためにコストアップに繋がる。

例えば、画像形成装置における定期的に交換が必要なカートリッジ内の装置では、クリーナー部で感光体上の転写不良トナーを回収することにより生じた回収トナーを、トナー回収部や現像器へ運ぶが、通常の装置において、両者の位置関係が鉛直方向に対して異なる位置となることが多いため、小さなスペースで、かつ低コストで、水平と垂直の両方向に向けてトナーを運ぶ必要がある。さらに、カートリッジ内の装置では、トナー搬送装置用の駆動源を設置するスペースを得ることが困難であり、コストの削減も求められる。
特開２００４−２２００１２号公報

本発明は、上述の点に鑑み、小さな曲率半径で湾曲する部分や直角若しくは鋭角に屈曲した部分を設けて配置される装置内部のスペースを有効活用しレイアウト上の自由度を増加するために設定された水平方向の搬送成分と垂直方向の搬送成分とを有する搬送経路に沿って粉体を搬送可能とすると共に、構成を簡素化して廉価に製造可能とした粉体搬送装置及びこれを用いた画像形成装置を新たに提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の粉体搬送装置は、水平方向の搬送成分と垂直方向の搬送成分とを有する搬送経路に沿うように形成された管路部材と、前記管路部材に設けた粉体を通す通路穴の中空通路形状に対して、略相似する形態を呈する外形に形成され、前記通路穴内に遊挿された搬送部材と、前記管路部材の通路穴内に遊挿した前記搬送部材を、前記管路部材における粉体の搬送方向に沿った鉛直面内で閉ループを描くように駆動する、駆動手段と、を有し、前記駆動手段が、前記管路部材における粉体の搬送方向に沿った鉛直面内で閉ループを描くように駆動するときの、閉ループの搬送方向に沿った幅を（ａ）とし、前記搬送部材の自由端部の外形の幅を（ｃ）とし、前記搬送部材の自由端部が遊挿された前記管路部材の前記通路穴の幅を（ｂ）としたとき、下記の式が成立するように構成したことを特徴とする粉体搬送装置。式（ａ）＞（ｂ）−（ｃ）＞０

上述のように構成することにより、管路部材の通路穴内に導入された粉体を、駆動手段によって管路部材における粉体の搬送方向に沿った鉛直面内で閉ループを描くように往復動作される搬送部材によって搬送するので、管路部材に小さな曲率半径で湾曲する部分や直角若しくは鋭角に屈曲した部分を設けて配置される場合でも粉体を搬送できる。よって、管路部材を、小さな曲率半径で湾曲し又は直角若しくは鋭角に屈曲する搬送経路に沿って配置し、この粉体搬送装置を装着する装置内部のスペースを有効活用しレイアウト上の自由度を増加させ、この粉体搬送装置を装着した装置の小型化を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の粉体搬送装置において、搬送部材を、コイル状の線材で構成したことを特徴とする。

上述のように構成することにより、請求項１に記載の発明の作用、効果に加えて、粉体に負荷を与えて性質を変化させ固化させてしまい、粉体の搬送を妨げてしまったりするトラブルを回避することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の粉体搬送装置において、駆動手段を、管路部材における粉体の入口を鉛直方向上方にし、管路部材における粉体の出口を鉛直方向下方にした状態に配置するよう構成したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の粉体搬送装置において、駆動手段が、隣接して配置される装置の駆動力を利用して、搬送部材を駆動することを特徴とする。

上述のように構成することにより、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の発明の作用、効果に加えて、新たに駆動源、回転方向の変換機構を設ける必要がなく、コストダウンを図れる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の粉体搬送装置において、搬送部材が駆動手段で駆動動作される際に、搬送部材の自由端部が管路部材に設けた粉体を通す通路穴の内面に接触して搬送部材の駆動手段側の部分を通路穴の内面から離間して浮き上がった状態で、粉体の搬送方向と逆方向へ移動する動作を行うことを特徴とする。

上述のように構成することにより、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の発明の作用、効果に加えて、搬送部材が、管路部材の内底面上にある粉体から十分に離間した高い位置を通って粉体の搬送開始位置へ復帰するので、粉体を管路部材の入口側へ引き戻すことなく、良好に搬送できる。

請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の粉体搬送装置において、搬送部材を構成するコイル状の線材のピッチＰよりも、駆動手段で駆動する粉体の搬送方向に沿った鉛直面内で描く閉ループの搬送方向に沿った幅の方を大きくするように構成したことを特徴とする。

上述のように構成することにより、請求項２に記載の発明の作用、効果に加えて、搬送部材を粉体の搬出方向に移動させた際に、管路部材における水平方向搬送成分を主とした搬送経路部分の全範囲に渡って、搬送部材のコイルの各部を摺接させることができるので、粉体を円滑に水平方向へ搬送することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の粉体搬送装置において、駆動手段で搬送部材を駆動動作したときに、搬送部材に当接して振動させるように、管路部材の通路穴に突設された突起を有することを特徴とする。

上述のように構成することにより、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の粉体搬送装置において、搬送部材に粉体を振り落とす振動を与えて、粉体を良好に搬送することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の粉体搬送装置において、搬送部材の両端を、それぞれ管路部材における粉体の搬送方向に沿った鉛直面内で円軌道、楕円軌道又は閉ループを描くように駆動させる駆動手段を設けたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８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であることを特徴とする。

本発明の粉体搬送装置によれば、小さな曲率半径で湾曲する部分や直角若しくは鋭角に屈曲した部分を設けて配置される場合でも装置内部のスペースを有効活用しレイアウト上の自由度を増加するために設定された水平方向の搬送成分と垂直方向の搬送成分とを有する搬送経路に沿って粉体を搬送可能とすると共に、構成を簡素化して廉価に製造することができるという効果がある。また、本発明の粉体搬送装置を用いた画像形成装置によれば、画像形成装置内部のスペースを有効活用しレイアウト上の自由度を増加して、小型化することができるという効果がある。

本発明の実施の形態に係わる粉体搬送装置及びこれを用いた電子写真方式を利用した複写機やプリンター等の画像形成装置について、図１乃至図１３により説明する。図１は、粉体搬送装置を装着した電子写真方式の画像形成装置の要部を示す概略説明図で、この画像形成装置のハウジング内部には、電子写真方式でトナー像を形成するための感光体１０を配置する。

この感光体１０の周囲には、帯電装置１２、露光装置１４、現像装置１６、転写装置１８及びクリーニング装置２０を配置する。

さらに、この画像形成装置のハウジング内部には、高さ方向において、比較的高い位置に配置したクリーニング装置２０と、このクリーニング装置２０から水平方向にシフトすると共に比較的低い所定位置に現像装置１６を配置し、これらクリーニング装置２０と現像装置１６との高さ方向に対する中間位置で、かつ水平方向にそれぞれシフトした所定位置にトナー供給装置２２を配置し、このトナー供給装置２２より低い位置でクリーニング装置２０とトナー供給装置２２とのそれぞれに対して水平方向にシフトした所定位置にトナー回収部２４を配置して構成する。

このように構成した画像形成装置では、図１に示すように、クリーニング装置２０からトナー回収部２４へ向けて、回収トナーを搬送する粉体搬送装置２６を設置する。さらに図示しないが、この画像形成装置では、トナー供給装置２２から現像装置１６へ向けてトナーを搬送する粉体搬送装置を設置する。

なお画像形成装置では、回収トナーを再利用する態様に応じて、例えば、クリーニング装置２０から現像装置１６へ向けて回収トナーを搬送する粉体搬送装置２６を設置し又はクリーニング装置２０からトナー供給装置２２へ向けて回収トナーを搬送する粉体搬送装置２６を設置する場合がある。

このように構成した画像形成装置の感光体１０は、走査光が照射されて潜像が形成されるドラム状の像担持体（感光ドラム）として構成する。

また、帯電装置１２は、感光体１０の表面を一様に帯電するよう構成する。露光装置１４は、感光体１０の表面を走査露光することにより光像を書き込んで静電潜像を形成するよう構成する。現像装置１６は、感光体１０の表面に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成するよう構成する。転写装置１８は、感光体１０上に形成されたトナー像を記録媒体である記録紙２８に転写する転写部材（転写ローラ）で構成する。クリーニング装置２０は、トナー像を記録紙２８に転写した後の感光体１０の表面に残っている残留トナーを除去して回収するように構成する。

また、この画像形成装置に設置する現像装置１６、クリーニング装置２０、トナー供給装置２２、トナー回収部２４には、トナーを感光体１０の全幅に渡って供給し又は回収するため、それぞれ図示しない駆動源で回転駆動される回転式の螺旋状搬送部材（オーガ）３０を感光体１０の回転軸と平行に配置する。

この粉体搬送装置及びこれを用いた画像形成装置では、図示しないが転写装置１８より記録紙２８の搬送方向下流側に定着装置を配置する。

このように構成された画像形成装置では、図示しない給紙部からピックアップロール等の搬出手段により送り出された記録紙２８を、所定のタイミングをとってトナー像が形成された感光体１０と転写装置１８との間を通してトナー像を記録紙２８上に転写し、この記録紙２８に転写されたトナー像を図示しない定着装置により定着し、画像が形成された記録紙２８を排出部へ排出する動作を行う。

図１及び図２に示すように、このトナー搬送部材である回転式の螺旋状搬送部材３０は、いわゆるスクリュウコンベヤを構成するもので、回転軸３０Ａの周囲に螺旋状の羽根３０Ｂを一体に設けた部材である。この回転式の螺旋状搬送部材３０は、トナーを収納する容器内に装着され駆動源で回転駆動されることにより、トナーを螺旋状の羽根３０Ｂによって回転軸３０Ａ方向（ここでは感光体１０の回転軸と平行な方向）に搬送する。

図１及び図２に示すように、この画像形成装置に装着するクリーニング装置２０からトナー回収部２４へ向けて回収トナーを搬送する粉体搬送装置２６は、クリーニング装置２０の螺旋状搬送部材３０におけるトナー搬送方向後端部と、トナー回収部２４の螺旋状搬送部材３０におけるトナー搬送方向先端部との間に掛け渡すように配置する。

この粉体搬送装置２６は、水平方向の搬送成分と垂直方向の搬送成分とを有する搬送経路に沿って形成された管状（筒状）の管路部材３２と、この管路部材３２の通路穴の内部に配置する搬送部材３４と、搬送部材３４に粉体の送り動作をさせる駆動手段３６とを有する。

この粉体搬送装置２６は、クリーニング装置２０に接続する入口からトナー回収部２４の直上位置まで主に水平方向へ搬送する水平方向搬送成分を主とした搬送経路部分の搬送方向後端から、トナー回収部２４に接続する出口まで主に垂直方向へ搬送する垂直方向搬送成分を主とした搬送経路部分を連続させて略逆Ｌ字状に設定された搬送経路に沿うよう構成する。

このように構成することにより、垂直方向と水平方向との両方向へのトナーの搬送を、１つの粉体搬送装置２６で行うことができる。また、この粉体搬送装置２６では、搬送経路が直角に曲がった経路でも構成可能であるので、画像形成装置内部に粉体搬送装置２６を設置する場合のレイアウト上の自由度を増し、粉体搬送装置２６の屈曲部近くのスペースを有効活用できるので、スペースの無駄を省き、結果的に小さなスペースに粉体搬送装置２６を配置してトナーを搬送することができる。

このため略逆Ｌ字状の搬送経路に対応した粉体搬送装置２６では、管路部材３２を搬送経路に沿った略逆Ｌ字状に形成する。図１及び図２に示す管路部材３２は、容易にかつ廉価に製造可能とするため、断面矩形の通路穴を持つ管状（筒状）に形成する。なお、この管路部材３２は、トナーを通す中空の通路穴を形成するものであれば、如何なる断面形状の管状（筒状）に形成しても良い。

この管路部材３２の通路穴内部に配置する搬送部材３４は、管路部材３２の通路穴の中空通路形状に対して、略相似する形態を呈するように略逆Ｌ字状に曲げて構成する。図２に示す搬送部材３４では、ばね線材をコイル状に形成したコイルばねを略逆Ｌ字状に屈曲して構成する。なお、搬送部材３４は、粉体であるトナーを水平方向成分を有する搬送方向に掻き出すようにして搬送するのに適した形状と、トナーを垂直方向成分を有する搬送方向に掻き落とすのに適した形状とを折曲して一体化するように組み合わせた、プラスチック製等の部材として構成しても良い。

搬送部材３４をコイルばねで構成した場合には、トナーに負荷を与えないようにできる。特に搬送経路が狭い場合に、搬送部材を板状の部材で構成すると、トナーをパッキングさせてトナーの性質を変化させ固化させてしまったり、またトナーが搬送部材に付着しやすいためにトナーの搬送を妨げてしまったりするトラブルが起きやすいので、このような場合には、搬送部材３４をコイルばねで構成することにより、このようなトラブルを回避することができる。

なお、搬送部材３４は、管路部材３２の全体が湾曲した形状等である場合には、これに対応した湾曲形状等に形成する。

この搬送部材３４に粉体の送り動作をさせる駆動手段３６は、搬送部材３４の水平方向成分を主とする搬送方向に沿った部分が管路部材３２の中空通路下側内面に沿って摺接する状態でトナーの搬送方向上流側から下流側へ向けて移動し、搬送部材３４の水平方向成分を主とする搬送方向に沿った部分が管路部材３２の中空通路下側内面から離間した状態で搬送方向下流側から上流側へ移動する一連のサイクル動作を行わせるように構成する。

これと共に、駆動手段３６は、搬送部材３４の垂直方向成分を主とする搬送方向に沿った部分が管路部材３２の中空通路内で遊動し、トナーを詰まることなく落下させるための動作をさせるように構成する。

また、この駆動手段３６は、これに隣接して配置される、搬送部材３４の水平方向成分を主とする搬送方向に沿った部分が接続される部分にある回転式の螺旋状搬送部材３０若しくはその他の駆動力を提供可能な装置類又は駆動手段３６専用の駆動源であるモータ駆動機構若しくはアクチェータ等で構成する。

この図２に示す駆動手段３６は、回転式の螺旋状搬送部材３０の回転駆動力を利用して、搬送部材３４を駆動操作するように構成する。このように構成することにより、新たに駆動源、回転方向の変換機構を設ける必要がなく、コストダウンを図れる。

このように構成する駆動手段３６では、回転式の螺旋状搬送部材３０のトナー搬送方向後端部に設けたクランク機構に、搬送部材３４の水平方向成分を主とする搬送方向に沿った部分の自由端部を装着する。

このため、搬送部材３４には、略逆Ｌ字状に屈曲したコイルばねの駆動手段３６側の端部に、ばねの線材を軸受用に丸く巻回して形成したリング部３８を設ける。

また、回転式の螺旋状搬送部材３０に設けるクランク機構では、回転軸３０Ａをクランク軸として、略Ｌ字状に折曲したクランク腕３１を設け、このクランク腕３１の自由端部にクランクピン３３を突設する。さらにこの回転式の螺旋状搬送部材３０には、クランクピン３３に補助クランク腕３１Ａを設け、補助クランク腕３１Ａの端部に回転軸３０Ａと同軸上に並ぶ補助回転軸３５を設ける。なお、この回転式の螺旋状搬送部材３０は、その一端部の補助回転軸３５を図示しない軸受で支受するように構成しても良い。

そして、この回転式の螺旋状搬送部材３０のクランクピン３３部分を、搬送部材３４のリング部３８に軸挿して、クランク機構を構成する。

図３に示すように、このクランク機構を設けた粉体搬送装置２６では、螺旋状搬送部材３０の回転軸３０Ａが回転したときにクランクピン３３の中心が、トナーの搬送方向に沿った鉛直面内で描く円軌道の直径である回転の幅（閉ループの搬送方向に沿った幅）を（ａ）とし、搬送部材３４の自由端部（リング部３８を設けたのと反対側の端部）に当たる外形の幅であるコイルばねの直径を（ｃ）とし、この搬送部材３４の自由端部が遊挿された管路部材３２の通路穴の幅である内部空間の内径を（ｂ）としたとき、下記の式が成立するように各部の寸法を決定して構成する。

式（ａ）＞（ｂ）−（ｃ）＞０
特に、管路部材３２の内部空間の内径を（ｂ）と搬送部材３４のコイルばねの直径に当たる幅（ｃ）との差、つまり隙間（ｂ）−（ｃ）を、螺旋状搬送部材３０の回転軸３０Ａが回転したときにクランクピン３３の中心が、トナーの搬送方向に沿った鉛直面内で描く円軌道の直径である回転の幅（駆動手段３６によるリング部３８の回転幅）（ａ）より、少し小さく設定した場合には、管路部材３２の内周面と搬送部材３４との接触を多くして良好にトナーを搬送することができる。

さらに、このように構成することにより、駆動手段３６で搬送部材３４を駆動操作した際に、管路部材３２の垂直部分の内部に遊挿された搬送部材３４の自由端部が管路部材３２の壁に拘束されて無理な力が働いて弾性変形することなく、自由に移動できる状態で動作させることができる。

また、搬送部材３４としてコイルばねを利用した粉体搬送装置２６では、そのコイルばねのピッチＰ（ばねの軸方向に対するコイルの間隔）よりも、駆動手段３６で駆動される搬送部材３４の水平方向搬送成分を主とした搬送経路部分がトナー送り方向へ往復移動されるときのストローク（トナーの搬送方向に沿った鉛直面内で描く閉ループの搬送方向に沿った幅）の方を大きくするように構成する。

このように構成した粉体搬送装置２６では、搬送部材３４をトナー搬出方向に移動させた際に、管路部材３２における水平方向搬送成分を主とした搬送経路部分の全範囲に渡って、搬送部材３４のコイルの各部を摺接させることができるので、トナーを円滑に水平方向へ搬送することができる。

なお、これとは逆に、搬送部材３４のコイルばねのピッチＰよりも、トナー送り方向のストロークの方を小さくすると、管路部材３２の水平方向に伸びた内周底面上に搬送部材３４と接触しない部分ができて、そこにトナーが滞留することがある。しかし、搬送部材３４のコイルばねのピッチＰよりも、トナー送り方向のストロークの方を大きく設定した場合には、管路部材３２のトナー搬送方向に伸びた内周底面上の全範囲に渡って搬送部材３４が接触するので、トナーが滞留することを防止し、トナーを滞りなく搬送することができる。

次に、上述のように構成した粉体搬送装置の作用及び動作について説明する。この粉体搬送装置２６では、図４及び図９に示す粉体であるトナーを略水平方向に搬送を開始する位置で、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａが最も管路部材３２のトナーを通す口側に引っ張られて、管路部材３２の屈曲内面部に搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂにおける上端部を圧接させることにより、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａを管路部材３２の底面から浮き上がらせるように離間させる状態とする。

この粉体搬送装置２６では、図４及び図９に示すトナーを略水平方向に搬送を開始する位置から回転軸３０Ａを矢印Ａ方向に角９０度回転することにより、図５及び図１０に示すトナーを略水平方向に搬送中の状態へ移行する。このトナーを略水平方向に搬送中の状態では、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａが管路部材３２内の最も底面側に引き下げられて、管路部材３２の略水平方向に向いた底面部上をトナーの搬送方向に沿って摺動することにより、トナーを搬送する状態となる。

次に、この粉体搬送装置２６では、図５及び図１０に示すトナーの搬送状態から、回転軸３０Ａを矢印Ａ方向に角９０度回転することにより、図６及び図１１に示すトナーを略水平方向に搬送する動作の終了位置へ移行する。このトナーを略水平方向に搬送する動作の終了位置では、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａが最も管路部材３２のトナーを通す口と反対側（管路部材３２の略鉛直部分側）に引っ張られて、管路部材３２の略鉛直に向いた部分の下端内周面部に搬送中のトナーが介在して搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂを矢印Ａ方向に回動させる力が働くことにより、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａを管路部材３２の底面から浮き上がらせるように離間させる状態とする。

次に、この粉体搬送装置２６では、図６及び図１１に示す搬送動作の終了位置から回転軸３０Ａを矢印Ａ方向に角９０度回転することにより、図７及び図１２に示す搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａの復帰動作中の状態へ移行する。この搬送部材の復帰動作中の状態では、搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂの自由端部（下端部）が管路部材３２の内周面に摺接することによって、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａを管路部材３２内の底面側から最も高い位置まで引き上げて、管路部材３２の略水平方向に向いた底面部から離間した状態でトナーの搬送方向と逆方向へ移動させる。

次に、この粉体搬送装置２６では、図７及び図１２に示す復帰動作中の状態から回転軸３０Ａを矢印Ａ方向に角９０度回転することにより、図４及び図９に示すトナーを略水平方向に搬送を開始する位置へ復帰する。

この粉体搬送装置２６では、上述のような一連の動作を繰り返すことにより、管路部材３２内でトナーを搬送する。

すなわち、この粉体搬送装置２６では、図８に示すように、搬送部材３４のリング部３８部分が嵌まるクランクピン３３の中心がトナーの搬送方向に沿った鉛直面内で円状の軌跡を描く円軌道上を移動する動作に伴って、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａと搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂとの境界の屈曲点Ｑがトナーの搬送方向に沿った鉛直面内で円軌道に近い楕円軌道上を移動する動作を行い、さらに、搬送部材の搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂの自由端部の点Ｒがトナーの搬送方向に沿った鉛直面内で扁平な楕円軌道上を移動する動作を行うことによって、管路部材３２内でトナーを搬送する。

上述したように、この粉体搬送装置２６では、管路部材３２と搬送部材３４とが接触するように構成することで、搬送部材３４の移動軌跡を図８のように、駆動手段３６によるリング部３８の移動軌跡が円状の場合、搬送部材３４の中間部位の屈曲点Ｑでの移動軌跡と、下端の自由端部の点Ｒの移動軌跡が楕円を描くようになる。

なお、図４と図７に示すように管路部材３２内の左右の位置で搬送部材３４が接触しない場合には、搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂの移動軌跡が単純な上下運動のみとなり、トナーの振り落としが行えない場合があるので、これに比べてトナー搬送量が増え効率的にトナーを搬送できる。

また、この粉体搬送装置２６におけるトナーを略水平方向に搬送する動作について見ると、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａは、図１０に示すように、管路部材３２の内底面上を略水平方向の搬送動作終了位置までトナー搬送方向に摺動することによってトナーを出口側へ搬送する。

このとき、図７に示すように、搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂの自由端部（下端部）が管路部材３２の内周面に接触することによって、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａが持ち上がり、図１１に示すように、トナーをしっかり掻いて押し出せるため、トナー搬送量が増え効率的にトナーを搬送できる。

そして、この粉体搬送装置２６では図１２に示すように、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａが管路部材３２の内底面上にあるトナーから十分に離間した高い位置を通ってトナーの搬送開始位置へ復帰するので、トナーを管路部材３２の入口側へ引き戻すことなく、良好に搬送できる。

次に、この粉体搬送装置２６におけるトナーを略垂直方向に搬送する動作について見ると、搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂは、図４に示すように、その上端部が管路部材３２の駆動手段３６側の側面に接触し、その自由端部（下端部）が管路部材３２の駆動手段３６と反対側の側面に近接した状態から、図７に示すように、その上端部が管路部材３２の駆動手段３６と反対側の側面に近接し、その自由端部（下端部）が管路部材３２の駆動手段３６側の側面に接触した状態となるように、管路部材３２の内部で振り回されるように動作し、搬送部材３４に付着したトナーを振り落とすと共に、管路部材３２の内周面に付着したトナーを振り落とすようにして下部へ搬送する。

すなわち、この粉体搬送装置２６では、搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂの自由端部（下端部）を大きく左右にしなって振り回すことで、搬送部材３４に付着したトナーを振り落とす効果がある。

さらに、この粉体搬送装置２６では、管路部材３２と搬送部材３４との構成を、図４乃至図７に示すように、搬送部材３４が管路部材３２に接触するようにレイアウトすることで、搬送部材３４の移動軌跡を大きくすることができる。

また、図４と図６に示すように、搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂが左右に移動した位置で管路部材３２と接触することにより、搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂの自由端側を大きく左右にしならせて振るわすことで、搬送部材３４に付着したトナーを振り落とす効果を増大させることができる。

また、この粉体搬送装置２６では、図１３に示すように、管路部材３２の内周面における、例えば、駆動手段３６と反対側の鉛直方向の側面上で搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂの上端部近傍に対応した位置に、突起４０を設けることで、搬送部材３４にトナーを振り落とす振動を与えて、トナーを良好に搬送することができるように構成しても良い。この突起４０は、球面状に突出する形状等の種々の突出形状に形成することができる。また、図示しないが、この粉体搬送装置２６では、管路部材３２の内周壁面に細溝を多数刻んで、この細溝上を搬送部材３４が摺動するときに振動を与えるように構成しても良い。

さらに、この粉体搬送装置２６では、搬送部材３４が常に管路部材３２の内周面に接触して動作するように構成することで、突起４０と同様の効果を得ることも可能である。

また、上述した実施の形態では、搬送部材３４の一方の端部だけを駆動手段３６で回転駆動する構成について説明したが、搬送部材３４の両端部を駆動手段で回転駆動するように構成しても良い。また、このように構成する場合には、搬送部材３４の両端部をそれぞれ回転駆動する駆動手段を同期して回転駆動するように構成すれば、トナーを安定して搬送することができる。

さらに、駆動手段３６は、搬送部材３４の搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａ部分を、管路部材３２の内底面に沿ってトナー搬送方向に移動させ、次に搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａを管路部材３２の内底面から離間させるように上昇させ、次に搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａを管路部材３２の内底面から離間した状態で搬送方向と逆方向へ移動する復帰動作をさせ、次に搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａを管路部材３２の内底面上へ降下させる閉ループを移動させる機能を持つものであれば良いので、リンク機構、カム機構又はその他の種々の機構を利用して構成することができる。

上述した実施の形態では、管路部材３２を矩形の管状（筒状）に構成したものについて説明したが、管路部材３２を円形管状（円形筒状）に構成しても良い。また、この粉体搬送装置２６では、管路部材３２を矩形管状（矩形筒状）に構成した場合に、搬送部材３４のコイルばねの外形が矩形となるように構成すれば、管路部材３２内の隅にトナーが残留することを防止することができる。

上述した実施の形態では、粉体搬送装置２６の駆動手段３６側を鉛直上方にし、搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂの自由端部側を鉛直下方にして配置したものについて説明したが、粉体搬送装置２６を、駆動手段３６側を鉛直下方にし、搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂの自由端部側を鉛直上方にして配置しても良い。

このように配置した場合には、管路部材３２内の搬送部材の略垂直方向に向いた部分３４Ｂに対応した鉛直方向の縦部分に投入されたトナーを搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａ側へ落下させ、搬送部材の略水平方向に向いた部分３４Ａによって水平方向に移動する動作を行う。

なお、本発明は上述した実施の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で、その他種々の構成を取り得ることは勿論である。

本発明の実施の形態に係わる粉体搬送装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置に関する部分を取り出して示す要部概略斜視図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置を取り出して示す要部概略正面図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置の動作状態を示す要部概略正面図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置の動作状態を示す要部概略正面図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置の動作状態を示す要部概略正面図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置の動作状態を示す要部概略正面図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置の動作状態を示す要部概略正面図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置の動作状態の要部を拡大して示す要部概略正面図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置の動作状態の要部を拡大して示す要部概略正面図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置の動作状態の要部を拡大して示す要部概略正面図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置の動作状態の要部を拡大して示す要部概略正面図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた粉体搬送装置の他の構成例を示す要部概略正面図である。

符号の説明

１０ 感光体
１２ 帯電装置
１４ 露光装置
１６ 現像装置
１８ 転写装置
２０ クリーニング装置
２２ トナー供給装置
２４ トナー回収部
２６ 粉体搬送装置
２８ 記録紙
３０ 螺旋状搬送部材
３０Ａ 回転軸
３１ クランク腕
３１Ａ 補助クランク腕
３２ 管路部材
３３ クランクピン
３４ 搬送部材
３４Ａ 搬送部材の略水平方向に向いた部分
３４Ｂ 搬送部材の略垂直方向に向いた部分
３６ 駆動手段
３８ リング部
４０ 突起

Claims (9)

1. 水平方向の搬送成分と垂直方向の搬送成分とを有する搬送経路に沿うように形成された管路部材と、
   前記管路部材に設けた粉体を通す通路穴の中空通路形状に対して、略相似する形態を呈する外形に形成され、前記通路穴内に遊挿された搬送部材と、
   前記管路部材の通路穴内に遊挿した前記搬送部材を、前記管路部材における粉体の搬送方向に沿った鉛直面内で閉ループを描くように駆動する、駆動手段と、
   を有し、
   前記駆動手段が、前記管路部材における粉体の搬送方向に沿った鉛直面内で閉ループを描くように駆動するときの、閉ループの搬送方向に沿った幅を（ａ）とし、前記搬送部材の自由端部の外形の幅を（ｃ）とし、前記搬送部材の自由端部が遊挿された前記管路部材の前記通路穴の幅を（ｂ）としたとき、下記の式が成立するように構成したことを特徴とする粉体搬送装置。
   式（ａ）＞（ｂ）−（ｃ）＞０
2. 前記搬送部材を、コイル状の線材で構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. 前記駆動手段を、前記管路部材における粉体の入口を鉛直方向上方にし、前記管路部材における粉体の出口を鉛直方向下方にした状態に配置するよう構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粉体搬送装置。
4. 前記駆動手段が、隣接して配置される装置の駆動力を利用して、前記搬送部材を駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の粉体搬送装置。
5. 前記搬送部材が前記駆動手段で駆動動作される際に、前記搬送部材の自由端部が前記管路部材に設けた粉体を通す前記通路穴の内面に接触して前記搬送部材の前記駆動手段側の部分を前記通路穴の内面から離間して浮き上がった状態で、前記粉体の搬送方向と逆方向へ移動する動作を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の粉体搬送装置。
6. 前記搬送部材を構成するコイル状の線材のピッチＰよりも、前記駆動手段で駆動する粉体の搬送方向に沿った鉛直面内で描く閉ループの搬送方向に沿った幅の方を大きくするように構成したことを特徴とする請求項２に記載の粉体搬送装置。
7. 前記駆動手段で前記搬送部材を駆動動作したときに、前記搬送部材に当接して振動させるように、前記管路部材の前記通路穴に突設された突起を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の粉体搬送装置。
8. 前記搬送部材の両端を、それぞれ前記管路部材における粉体の搬送方向に沿った鉛直面内で円軌道、楕円軌道又は閉ループを描くように駆動させる駆動手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の粉体搬送装置。
9. 前記請求項１乃至請求項８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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