JP5958163B2 - 搬送部材、トナー搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送部材、トナー搬送装置及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンターなどの画像形成装置では、画像を形成するためにトナーが用いられており、このトナーはトナー収容部に収納されている。この画像形成装置の現像装置には、トナー収容部から排出されたトナーを現像ロールに搬送するために、トナー搬送装置が設けられている。このトナー搬送装置は、例えば、搬送部材としての螺旋状の羽根を設けた搬送オーガーなどでトナーを搬送している（特許文献１、２参照）。

このようなトナー搬送装置で搬送されるトナーは、画像形成の高画質化にともない小径化がすすんでおり、例えば、トナーの粒径が５．８μｍであったものが、より小径化されて、３．８μｍのような小さな粒径となっている。

特開２００８−２１６３６０号公報 特開平０２-１９７８７３号公報

上記のような小径のトナーは、凝集しやすく、例えば、トナー収容部から自由落下したトナーが、トナー搬送装置のトナー受け部で詰まってしまうことがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、トナー収容部から供給されたトナーの凝集による堆積を抑制する搬送部材、トナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、軸と、前記軸に螺旋状に設けられた搬送羽根と、を備え、前記軸は、トナーが落下する落下経路を重力方向上方から投影してみたときに、前記落下経路に対して重なる位置に設けられる２つの板部と、貫通孔と、を有し、前記貫通孔は、前記軸の軸方向に交差する交差方向において、前記２つの板部の間となる位置に設けられ、前記２つの板部は、前記軸の外周部の接線方向に伸びる形状を有し、当該接線方向において異なる位置に配置されていることを特徴とする搬送部材である。

請求項２に記載の発明は、前記板部は、前記軸の回転方向で異なる位置に一対配置され、該一対の板部は略平行で対向し、該一対の板部の間に前記貫通孔が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の搬送部材である。

請求項３に記載の発明は、トナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部からのトナーが落下する落下経路から供給されるトナーを受けるトナー受け部と、２つの板部と貫通孔とを有する第１の軸と、当該軸に螺旋状に設けられた搬送羽根とを備え、前記貫通孔は、前記第１の軸における軸方向に交差する交差方向において、前記２つ板部の間となる位置に設けられ、前記２つの板部は、前記第１の軸における外周部の接線方向に伸びる形状を有し、当該接線方向において異なる位置に配置されている第１の搬送部材と、を備え、前記２つの板部と貫通孔とは、前記落下経路を重力方向上方から投影してみたときに、前記落下経路に対して重なる位置に設けられたことを特徴とするトナー搬送装置である。

請求項４に記載の発明は、前記板部は、前記第１の軸の回転方向で異なる位置に一対配置され、該一対の板部は略平行で対向し、該一対の板部の間に前記貫通孔が形成されたことを特徴とする請求項３に記載のトナー搬送装置である。

請求項５に記載の発明は、第２の軸に螺旋状の第２の羽根を設けた第２の搬送部材と、前記板部で押し出されたトナーを受けて、前記第２の搬送部材に向けて移動する受け渡し部と、を備えたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のトナー搬送装置。

請求項６に記載の発明は、前記受け渡し部から前記第２の搬送部材に移動した前記トナーと、前記第１の搬送部材から供給された現像剤を合流させる合流部を備えたことを特徴とする請求項５に記載のトナー搬送装置である。

請求項７に記載の発明は、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のトナー搬送装置を用いた現像装置を有し、供給された記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、トナーの凝集による堆積を抑制できる搬送部材を提供できる。
請求項２に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、トナーの凝集による堆積をより抑制できる搬送部材を提供できる。
請求項３に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、安息角の大きい凝集し易い小径トナーであっても、トナー受け部からのトナーの押し出しができ、トナー濃度の安定性を維持することのできるトナー搬送装置を提供できる。
請求項４に記載の発明によれば、２つの板部を備えているので、本構成を有しない場合に比して、トナー受け部からのトナーの押し出しがより効率よくでき、トナー濃度の安定性をより維持することのできるトナー搬送装置を提供できる。
請求項５に記載の発明によれば、トナー受け部でのトナーの詰まりがなく、受け渡し部へのトナーの供給を安定して行うことができる。
請求項６に記載の発明によれば、トナー受け部でのトナーの詰まりがなく、受け渡し部から合流部へのトナーの供給を安定して行うことができる。
請求項７に記載の画像形成装置によれば、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のトナー搬送装置を用いた現像装置を有しない場合と比して、出力画像の画質の低下を抑制することができる。

実施形態のトナー搬送装置を用いた画像形成装置を示す概略構成図である。 実施形態の搬送部材およびトナー搬送装置を示す模式図である。 実施形態の板部を示す模式図である。 サプライオーガーを示す斜視図である。 トナーの堆積を示す模式図である。 トナーの排出量の計測を示すグラフである。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のトナー搬送装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。実施形態の画像形成装置１は、制御部２と、感光体１０、帯電部２０、露光部３０、トナー搬送装置４４を用いた現像装置４０、転写部５０、定着部６０、クリーニング部７０、及び用紙収納部８０を有し、供給される画像情報に基づいて記録媒体である用紙Ｐに画像を形成する。

制御部２は、ＣＰＵ（Central
Processing Unit）などの演算装置やメモリを備え、画像形成装置１の各構成の動作を制御する。感光体１０は、像を保持するための有機感光材料で形成された感光層を有する円筒状の図１に示す矢印方向に回転する回転体である。

帯電部２０は、感光体１０の表面に接触して回転する帯電ロールなどを用いて、予め定められた帯電電圧を印加する。帯電部２０には、ブラシなどを用いて感光体１０と接触して帯電させる接触帯電方式、又はコロナ放電を利用して感光体１０を帯電させる非接触帯電方式のものがある。

露光部３０は、帯電部２０で帯電された感光体１０の表面に、画像データに応じた光を照射して、電位差に基づく潜像電位からなる静電潜像を形成する。この静電潜像は、感光体１０の回転にともない現像装置４０が配置されている位置まで移動する。

現像装置４０は、現像ロール４１を有し、この現像ロール４１に吸着されているトナーが感光体１０に移行する。このトナーは、感光体１０に形成されている静電潜像との電位差によって、感光体１０の表面に移動する。このようにして感光体１０にトナー像の形成が行われ、このトナー像は、感光体１０の回転にともない転写部５０に移動する。

また、現像装置４０には、上方に設けられている着脱可能なトナー収容部４２からトナーが供給される。すなわち、このトナー収容部４２から排出されたトナーは、重力方向に落下しながら落下経路であるトナー供給搬送路４３を経由してトナー搬送装置４４に供給される。そして、トナー搬送装置４４は、このトナーを、例えば、現像ロール４１に供給するように搬送する。トナー搬送装置４４についての詳細は後述する。

転写部５０は、感光体１０に形成されているトナー像を、搬送ロール９１により搬送されてきた用紙Ｐに対して転写する。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ロール９１で定着部６０に搬送される。定着部６０では、加熱ロール９２で未定着のトナー像が加圧及び加熱され用紙Ｐに定着される。定着部６０で定着された用紙Ｐは、搬送ロール９１で搬送され収容される。

クリーニング部７０は、用紙Ｐにトナー像が転写された後に、感光体１０の表面に残留するトナーなど除去する。用紙収納部８０では、複数の記録媒体である用紙Ｐが収納される。用紙Ｐは、用紙収納部８０から給紙ロール９０で取り出され、搬送ロール９１によって、転写部５０に搬送される。

次に、図２〜図５を用いて実施形態の搬送部材およびトナー搬送装置４４について説明する。図２（ａ）はトナー搬送装置４４の正面を示しており、図２（ｂ）はトナー搬送装置４４の平面を示している。図２（ａ），（ｂ）に示すとおり、トナー搬送装置４４は、トナー受け部４４ａ、受け渡し部４４ｂ、合流部４４ｃ、第１の搬送部材としてのサプライオーガー４５、第１の軸４５ａ、第１の羽根４５ｂ、第２の搬送部材としてのアドミックスオーガー４６、第２の軸４６ａ、第２の羽根４６ｂ、及び、板部４７を有する。

トナー受け部４４ａは、図２（ａ）に示すように、トナー収容部４２から落下する微細な粉末状の粒子であるトナーＴを受け取るように配置されている。すなわち、トナー収容部４２に充填されているトナーＴが、制御部２の制御に基づいて排出部４２ａから排出される。そして、この排出されたトナーＴが、落下しながらトナー供給搬送路４３を経由して、トナー受け部４４ａに落とし込まれる。

受け渡し部４４ｂは、図２（ｂ）に示すように、トナー収容部４２からトナー受け部４４ａに落とし込まれ、板部４７で押し出されたトナーＴを、アドミックスオーガー４６に受け渡すように配置されている。

合流部４４ｃは、受け渡し部４４ｂから供給されたトナーＴと、サプライオーガー４５から供給されたキャリアを含む現像剤Ｇを、合流させるように配置されている。合流部４４ｃで合流し混合されたトナーＴと現像剤Ｇは、アドミックスオーガー４６で搬送される。

サプライオーガー４５は、回転する軸である第１の軸４５ａと、この第１の軸４５ａの外周に形成されている螺旋状の羽根である第１の羽根４５ｂを有する。この第１の羽根４５ｂは、例えば、キャリアを含む現像剤Ｇを搬送して、合流部４４ｃに供給する。なお、第１の羽根４５ｂで搬送された現像剤Ｇの余分なものは、サプライオーガー４５の下部に設けられる図示されていないトリクル排出部で、排出されるようにしてもよい。

アドミックスオーガー４６は、回転する軸である第２の軸４６ａと、この第２の軸４６ａの外周に形成されている螺旋状の羽根である第２の羽根４６ｂを有する。この第２の羽根４６ｂは、第２の軸４６ａの回転とともに回転して、合流部４４ｃで混同されたトナーＴと現像剤Ｇを搬送する。

板部４７は、図２（ａ）に示すように、第１の軸４５ａとともに回転するようにサプライオーガー４５と一体的に形成されている。すなわち、板部４７は、第１の軸４５ａのトナーが落下する落下経路の重力方向に延長線と重複する位置に設けられている。

また、板部４７は、図２（ｂ）に示すように、トナー受け部４４ａに落とし込まれたトナーＴを、受け渡し部４４ｂに送り込むように配置されている。すなわち、トナー受け部４４ａに落とし込まれたトナーＴが、粒径が小さく安息角が大きい場合に、このトナー受け部４４ａで堆積してしまうということが起こる。この板部４７は、このようなトナーＴの堆積が起こらないように、トナーＴを、トナー受け部４４ａから押し出して、受け渡し部４４ｂに送り込むように形成されている。

次に、図３を用いて板部４７について説明する。図３（ａ）は板部４７の正面を示している。図３（ｂ）は板部４７の平面を示している。図３（ｃ）は図３（ａ）のＡＡ線の断面を示している。また、図３（ｄ）は図３（ａ）のＢＢ線の断面を示している。

板部４７は、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、一対の板部である第１板部４７ａおよび第２板部４７ｂ、接合部Ｓａ，Ｓｂを有する。

第１板部４７ａと第２板部４７ｂとが、第１の軸４５ａを挟んで接合されている。また、これらの板部は、互いに回転方向で異なる位置に略平行に対向しており、これらの間には、貫通孔Ｋを有する。

貫通孔Ｋは、トナー収容部４２から落とし込まれたトナーＴが、第１の軸４５ａの板部４７及びトナーの落下経路の重力方向に延長線と重複する位置に設けられている。第１板部４７ａと第２板部４７ｂは、第１の軸４５ａの回転とともに回転して、この貫通孔Ｋに入り込むトナーＴを、押し出すように形成されている。

接合部Ｓａは、第１板部４７ａの一端の両角部に設けられており、第１の軸４５ａと接合している部分である。また、接合部Ｓｂは、第２板部４７ｂの一端の両角部に設けられており、第１の軸４５ａと接合している部分である。このような接合部Ｓａ，Ｓｂは、第１の軸４５ａを挟んで対向するように配置されている。

このように第１板部４７ａは、接合部Ｓａで第１の軸４５ａと接合され、また、第２板部４７ｂは、接合部Ｓｂで第１の軸４５ａと接合されている。このような接合により、第１の軸４５ａは、第１板部４７ａと第２板部４７ｂとに挟まれ、これらの板部と連結することになる。

次に、図４〜図６を用いて、実施形態のサプライオーガー４５と比較例のサプライオーガー１４５について説明する。図４（ａ）は、実施形態のサプライオーガー４５を示す斜視図であり、各構成は上記の説明のとおりである。図４（ｂ）は、比較例のサプライオーガー１４５を示す斜視図であり、このサプライオーガー１４５は、第１の軸１４５ａ、第１の羽根１４５ｂ、及び板部１４７を有する。このサプライオーガー１４５は、実施形態の板部４７とは異なる板部１４７を有する。すなわち、板部１４７は、トナー受け部１４４ａに配置されている第１の軸１４５ａの表面に設けられている。

図５（ａ）は、板部４７がトナーの堆積を抑制している状態を示している。すなわち、第１板部４７ａと第２板部４７ｂが、第１の軸４５ａの回転に連動して回転し、落とし込まれて貫通孔Ｋに入り込んだトナーＴを、押しだすことで、トナーＴの堆積を抑制する。

図５（ｂ）は、板部１４７にトナーが凝集し堆積している状態を示している。すなわち、板部１４７には、実施形態の貫通孔Ｋのようなものがないため、この板部１４７に落とし込まれたトナーＴが、第１の軸１４５ａと板部１４７の周りに凝集し堆積してしまうことになる。特に、トナーＴが小径で安息角の高い崩れにくいものであれば、落とし込まれたトナーＴは、第１の軸１４５ａと板部１４７の上に短時間で堆積し、例えば、ブリッジを形成する。

次に、図６に示すグラフについて説明する。図６は、サプライオーガー４５とサプライオーガー１４５を用いた場合のそれぞれのトナー排出量の実験結果を示している。この実験は、上記の合流部４４ｃの底部に穴を開けて、トナーＴの排出量を計測したものである。すなわち、トナー収容部４２から供給されたトナーＴに対して、この穴から落下したトナーＴの排出ｒａｔｅ（ｇ／ｓ）及び排出量（ｇ）を計測している。なお、排出ｒａｔｅは単位時間当たりの排出量、ｇはグラム、及び、ｓは秒である。

図６（ａ）は、サプライオーガー４５を用いた場合の結果を示すグラフであり、図６（ｂ）は、サプライオーガー１４５を用いた場合の結果を示すグラフである。このグラフの横軸は、予め定められた量のトナーＴが供給される回数であるＪｏｂ回数を示しており、このＪｏｂ回数とトナーＴの供給量は比例している。また、このグラフの縦軸は、トナーＴの排出ｒａｔｅ（ｇ／ｓ）及び排出量（ｇ）を示している。

サプライオーガー４５においては、図６（ａ）に示すように、Ｊｏｂ回数が増加しても、排出ｒａｔｅに変化はなく、また、排出量は、Ｊｏｂ回数に比例して増加している。この結果から、トナー受け部４４ａには、トナーＴが堆積していないことが分かる。

一方、サプライオーガー１４５においては、図６（ｂ）に示すように、Ｊｏｂ回数が１０回程度で、排出ｒａｔｅがゼロとなり、その後の排出量は増加していない。このような状態は、トナー受け部１４４ａに、トナーＴが堆積しているものといえる。この実験結果から、板部４７を有するサプライオーガー４５は、板部１４７を有するサプライオーガー１４５と比較して、有効性を有していることが分かる。

以上が実施形態のトナー搬送装置４４及びこれを用いた画像形成装置１の説明である。このような実施形態によれば、サプライオーガーの軸に接合された一対（２枚）の板部が、貫通孔を介して互いの面が回転軸方向で異なる位置にずれるように対向し、板部間の貫通孔で、トナーの堆積が抑制される。また、この実施形態では、板部の表面積も拡大しており、トナーの搬送能力の向上も図れる。

（他の実施形態）
以上が実施形態のトナー搬送装置及びこれを用いた画像形成装置についての説明であるが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態も可能である。以下、他の実施形態について説明する。

実施形態のトナー搬送装置においては、一対の板によって貫通孔が形成されているが、これに限定されない。例えば、板部が１つの板と第１の軸に形成された貫通孔とを備えていてもよい。

実施形態のトナー搬送装置においては、サプライオーガーとアドミックスオーガーを用いているが、これに限定されない。例えば、本発明の板部を用いたトナー搬送装置は、アドミックスオーガーを有しないものであってもよい。

実施形態のトナー搬送装置は、現像剤として二成分現像剤を使用する現像装置に用いているが、これに限定されない。例えば、本発明のトナー搬送装置は、一成分現像剤を使用する現像装置に用いてもよい。

１ 画像形成装置
２ 制御装置
１０ 感光体
２０ 帯電部
３０ 露光部
４０ 現像装置
４１ 現像ロール
４２ トナー収容部
４２ａ 排出部
４３ トナー供給搬送路
４４ トナー搬送装置
４４ａ トナー受け部
４４ｂ 受け渡し部
４４ｃ 合流部
４５ サプライオーガー
４５ａ 第１の軸
４５ｂ 第１の羽根
４６ アドミックスオーガー
４６ａ 第２の軸
４６ｂ 第２の羽根
４７板部
４７ａ 第１板部
４７ｂ 第２板部
５０ 転写部
６０ 定着部
７０ クリーニング部
８０ 用紙収納部
９０ 給紙ロール
９１ 搬送ロール
９２ 加熱ロール
１４４ａ トナー受け部
１４５ サプライオーガー
１４５ａ 第１の軸
１４５ｂ 第１の羽根
１４７ 板部
Ｐ 用紙
Ｔ トナー
Ｇ 現像剤
Ｋ 貫通孔
Ｓａ，Ｓｂ 接合部

Claims (7)

1. 軸と、
   前記軸に螺旋状に設けられた搬送羽根と、を備え、
   前記軸は、トナーが落下する落下経路を重力方向上方から投影してみたときに、前記落下経路に対して重なる位置に設けられる２つの板部と、貫通孔と、を有し、
   前記貫通孔は、前記軸の軸方向に交差する交差方向において、前記２つの板部の間となる位置に設けられ、
   前記２つの板部は、前記軸の外周部の接線方向に伸びる形状を有し、当該接線方向において異なる位置に配置されている
   ことを特徴とする搬送部材。
2. 前記板部は、前記軸の回転方向で異なる位置に一対配置され、該一対の板部は略平行で対向し、該一対の板部の間に前記貫通孔が形成された
   ことを特徴とする請求項１に記載の搬送部材。
3. トナーを収容するトナー収容部と、
   前記トナー収容部からのトナーが落下する落下経路から供給されるトナーを受けるトナー受け部と、
   ２つの板部と貫通孔とを有する第１の軸と、当該軸に螺旋状に設けられた搬送羽根とを備え、前記貫通孔は、前記第１の軸における軸方向に交差する交差方向において、前記２つ板部の間となる位置に設けられ、前記２つの板部は、前記第１の軸における外周部の接線方向に伸びる形状を有し、当該接線方向において異なる位置に配置されている第１の搬送部材と、を備え、
   前記２つの板部と貫通孔とは、前記落下経路を重力方向上方から投影してみたときに、前記落下経路に対して重なる位置に設けられた
   ことを特徴とするトナー搬送装置。
4. 前記板部は、前記第１の軸の回転方向で異なる位置に一対配置され、該一対の板部は略平行で対向し、該一対の板部の間に前記貫通孔が形成された
   ことを特徴とする請求項３に記載のトナー搬送装置。
5. 第２の軸に螺旋状の第２の羽根を設けた第２の搬送部材と、
   前記板部で押し出されたトナーを受けて、前記第２の搬送部材に向けて移動する受け渡し部と、
   を備えたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のトナー搬送装置。
6. 前記受け渡し部から前記第２の搬送部材に移動した前記トナーと、前記第１の搬送部材から供給された現像剤を合流させる合流部を備えたことを特徴とする請求項５に記載のトナー搬送装置。
7. 請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のトナー搬送装置を用いた現像装置を有し、供給された記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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