JP5978694B2 - 粉体搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体搬送装置および画像形成装置に関する。

例えば特許文献１には、回転軸に螺旋状に軸支された羽根を具備する搬送スクリューと、搬送するトナーを保持し内部が中空円筒状に形成されたハウジングと、を有し、搬送スクリューの回転によってトナーを搬送するトナー搬送装置において、搬送スクリューには、搬送スクリューと同軸で羽根の間に螺旋状に導入され、回転軸に対して回動可能な螺旋部材を設けることが開示されている。
また、特許文献２には、粉体が収容される第１粉体収容室から、粉体が収容される第２粉体室に向けて粉体を搬送するための搬送路と、搬送路に配置され、回転可能な回転軸とその回転軸の軸周りに螺旋状に設けられ回転軸の回転により粉体を搬送可能な羽根部材とを有する搬送部材と、搬送部材が配置された搬送路上に形成され、第１粉体収容室から粉体が取り込まれる取込口を有する取込領域と、搬送部材が配置された搬送路上に形成され、取込み領域よりも搬送方向下流側に配置された第１搬送領域と、搬送部材が配置された搬送路上に形成され、第１搬送領域よりも搬送方向下流側に配置され、搬送部材の１回転あたりの搬送可能体積が第１搬送領域よりも少ない第２搬送領域と、を備えることが開示されている。

特開２０１１−２４２５７６号公報 特開２０１０−１５６９１０号公報

本発明は、搬送路にて搬送部材を用いて粉体を搬送する際に粉体の供給量を安定させることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、粉体を収容する粉体収容部から、または当該粉体収容部に向けて形成され、粉体を搬送する経路である搬送路と、回転する回転軸および当該回転軸の軸方向に形成される螺旋状の羽根を有し、前記搬送路の内側に設けられて当該搬送路内の粉体を搬送する搬送部材と、を有し、前記搬送路と前記搬送部材とによって、粉体の搬送方向の上流側よりも粉体の搬送量が小さくなる第１低搬送部と、当該第１低搬送部よりも当該搬送方向の下流側に設けられ当該第１低搬送部よりも粉体の搬送量が小さくなる第２低搬送部と、当該第１低搬送部の当該下流側であって当該第２低搬送部の当該上流側に設けられ当該第１低搬送部および当該第２低搬送部よりも粉体の搬送量が大きい高搬送部とを形成することを特徴とする粉体搬送装置である。
請求項２に記載の発明は、前記第１低搬送部は、前記回転軸の外周からの前記搬送路の内周までの距離が前記搬送方向の上流側よりも短い第１の距離となる第１領域によって形成され、前記第２低搬送部は、前記回転軸の外周からの前記搬送路の内周までの距離が前記第１の距離よりも短い第２の距離となる第２領域によって形成され、前記高搬送部は、前記回転軸の外周からの前記搬送路の内周までの距離が前記第１の距離および前記第２の距離よりも長い第３の距離となる第３領域によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の粉体搬送装置である。
請求項３に記載の発明は、前記第２領域における前記回転軸は、前記搬送方向の上流側の端部に前記軸方向と交差する面を有していることを特徴とする請求項２に記載の粉体搬送装置である。
請求項４に記載の発明は、前記第１領域における前記回転軸は、前記搬送方向の上流側の端部に前記搬送方向の当該上流側から下流側に向けて次第に外径が大きくなるテーパ面を有していること特徴とする請求項２または３に記載の粉体搬送装置である。
請求項５に記載の発明は、前記粉体収容部には、回転によって粉体を間欠的に排出する排出部材が配置され、前記排出部材と前記搬送部材とが連動して回転することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の粉体搬送装置である。
請求項６に記載の発明は、前記搬送部材のうち、前記粉体収容部と前記搬送部材とが対向する部分に掻出し部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の粉体搬送装置である。

請求項１の発明によれば、高搬送部を有しない場合と比較して、搬送路にて搬送部材を用いて粉体を搬送する際に粉体の供給量を安定させることが可能となる。
請求項２の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、簡易な構成によって第１低搬送部および第２低搬送部を形成することができる。
請求項３の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、第２低搬送部の上流側においてより確実に粉体を滞留させることができる。
請求項４の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、第１搬送部の上流側における粉体の目詰まりを抑制することが可能となる。
請求項５の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、排出部材によって排出された粉体が搬送路において目詰まりすることが防止される。
請求項６の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、粉体収容部から搬送路に粉体を導き易くすることが可能となる。

画像形成装置１の全体構成を示した図である。 本実施形態が適用されるトナー搬送装置およびトナーカートリッジの全体図である。 図２に示すトナー搬送装置およびトナーカートリッジのIII−III断面図である。 本実施形態の搬送部材の全体図である。 搬送路および搬送部材によるトナー搬送の作用を説明するための図である。 本実施形態のトナー搬送装置の動作を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、画像形成装置１の全体構成を示した図である。
画像形成装置１は、トナー等に代表される粉体を用いて用紙Ｐに対してトナー像を形成する画像形成部１０と、画像形成部１０により用紙Ｐに形成されたトナー像を定着する定着部２０と、画像形成部１０に用紙Ｐを供給する用紙搬送系３０と、を有している。
また、画像形成装置１は、画像形成部１０にトナーを搬送するトナー搬送装置４０と、トナー搬送装置４０に取り付けられて画像形成部１０に供給するトナーを収容するトナーカートリッジ５０と、画像形成部１０の感光体ドラム１１（後述）の残留トナーを回収するトナー回収装置６０とを備えている。

さらに、画像形成装置１は、画像形成部１０、定着部２０、用紙搬送系３０、トナー搬送装置４０、トナーカートリッジ５０およびトナー回収装置６０の動作全般を制御する制御部１００と、表示パネルにより構成されユーザからの指示を受け付けるとともにユーザに対してメッセージ等を表示するユーザインタフェース(ＵＩ)２００を備えている。

画像形成部１０は、感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を帯電する帯電装置１２と、感光体ドラム１１を露光する露光装置１３と、帯電された感光体ドラム１１を現像する現像装置１４、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写装置１５と転写後の感光体ドラム１１を清掃するクリーニング部材１６と、を有している。

像保持体の一例としての感光体ドラム１１は、その外周面に感光層を備えており、図１中矢印方向に回転する。帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触する帯電ロールを有し、感光体ドラム１１を予め定められた電位に帯電する。露光装置１３は、レーザを感光体ドラム１１に照射し帯電装置１２により帯電した感光体ドラム１１を選択的に露光して感光体ドラム１１に静電潜像を形成する。

現像部の一例としての現像装置１４は、例えば負極性に帯電するトナーおよび正極性に帯電するキャリアとを有する２成分現像剤を備えている。そして、現像装置１４は、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像をトナーで現像して感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。転写装置１５は、ロール状部材を有し、転写装置１５と感光体ドラム１１との間（転写部Ｔｐ）に電界を形成することにより、感光体ドラム１１上のトナー像を用紙Ｐに転写する。

クリーニング部材１６は、例えば熱硬化型ウレタンゴムなどの弾性素材を材料とし、予め定められた厚さを有する板状の部材である。クリーニング部材１６は、軸方向に沿って感光体ドラム１１の表面に接触して設けられ、トナー像の転写後に感光体ドラム１１上に残留するトナー等（以下、残留トナーとよぶ）を除去する。
本実施形態では、クリーニング部材１６は、上下方向において感光体ドラム１１の上端側（天井位置）に設けられる。そして、クリーニング部材１６は、感光体ドラム１１の回転方向下流側であって、感光体ドラム１１の接線方向に沿うように感光体ドラム１１の表面に接触して取り付けられる。

定着部２０は、加圧ロールと加熱ロールとを有している。そして、定着部２０は、これらのロールの間にトナー像が転写された用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力による定着処理によってトナー像を用紙Ｐ上に定着させる。

用紙搬送系３０は、用紙Ｐを収容する用紙収容部３１、用紙収容部３１から転写部Ｔｐおよび定着部２０を通り、用紙Ｐを積載する用紙積載部Ｓまでの用紙Ｐの搬送経路を形成する用紙搬送経路３２と、定着部２０を通過した用紙Ｐの表裏を反転させてこの用紙Ｐを転写部Ｔｐに再度供給する経路を形成する反転用搬送経路３３とを備えている。
そして、用紙搬送系３０は、用紙Ｐを収容する用紙収容部３１から用紙Ｐを取り出して送り出すピックアップロール３４と、ピックアップロール３４が取り出した用紙を一枚ずつに捌いて転写部Ｔｐに向けて用紙Ｐを送る捌きロール３５とを備えている。

また、用紙搬送系３０は、回転を停止した状態で用紙Ｐの搬送を一時的に止め、予め定められたタイミングにて回転を行うことにより、転写部Ｔｐに対してレジストレイション調整を施しながら用紙Ｐを供給するレジストレイションロール（レジロール）３６を有している。
さらに、用紙搬送系３０は、反転用搬送経路３３に設けられて用紙Ｐを搬送する搬送ロール３７と、用紙搬送経路３２および反転用搬送経路３３との合流箇所の用紙搬送方向下流側に設けられ、定着後の用紙Ｐを用紙積載部Ｓに向けて排出したり、用紙Ｐの両面に画像形成する際に反転用搬送経路３３に向けて用紙Ｐを送ったりする排出ロール３８とを備えている。

トナー搬送装置４０は、交換可能なトナーカートリッジ５０を保持する。そして、トナーカートリッジ５０が供給するトナーを画像形成部１０の現像装置１４に向けて搬送する。なお、トナー搬送装置４０については、後に詳しく説明する。また、以下の説明において、トナー搬送装置４０によりトナーを搬送する方向において、トナーカートリッジ５０側を「上流側」とよび、現像装置１４側を「下流側」とよぶ。

トナーカートリッジ５０は、トナー収容容器５１と、記憶媒体５２とを有している。
トナー収容容器５１は、トナーを収容する容器である。また、トナー収容容器５１は、内側に収容するトナーを回転しながら撹拌する排出部材の一例としての撹拌部材５１１と、内部に収容するトナーを排出する排出口５１２とを有している。記憶媒体５２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）などにより構成される。記憶媒体５２には、トナーカートリッジ５０の種類を示す情報や、例えば撹拌部材５１１の回転数などトナーカートリッジ５０の使用状況に関する情報が格納される。

トナーカートリッジ５０がトナー搬送装置４０のカートリッジ収容部４１（後述）に取り付けられると、トナーカートリッジ５０の撹拌部材５１１に駆動部４２（後述）から駆動を受ける。また、トナーカートリッジ５０の記憶媒体５２は、記憶媒体５２から情報を読み取り制御部１００に情報を送信する読み取り部（不図示）に接続する。
なお、トナーカートリッジ５０は、トナー収容容器５１に収容されるトナーの残量がなくなった場合などには、他のトナーカートリッジ５０と交換される。

トナー回収装置６０は、クリーニング部材１６によって転写後の感光体ドラム１１から除去された残留トナーを回収して収容する装置である。トナー回収装置６０は、トナー回収容器６１と、クリーニング部材１６に対して進退可能に設けられるトナー回収部材６２とを有している。そして、トナー回収装置６０では、トナー回収部材６２によってクリーニング部材１６が感光体ドラム１１から除去した廃トナーを掻き集めて、トナー回収容器６１に堆積させる。

制御部１００は、画像形成装置１にネットワークなどを介して接続する例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）などから、画像形成のための画像データや印刷指示を受け付ける。また、制御部１００は、受け付けた画像データに画像処理を施した後に露光装置１３に画像データを送る。

なお、本実施形態の制御部１００は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）を備えて構成されている。ＣＰＵでは、処理プログラムが実行される。ＲＯＭには、各種プログラム、各種テーブル、パラメータ等が記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵによる各種プログラムの実行時におけるワークエリア等として用いられる。

続いて、画像形成装置１の画像形成動作について説明する。
不図示のＰＣ等にて形成された画像データが制御部１００にて受け付けられると、制御部１００では、画像データに対して画像処理を施す。画像処理が施された画像データは、露光装置１３に出力される。画像データを取得した露光装置１３は、帯電装置１２により帯電した感光体ドラム１１を選択的に露光することで感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。感光体ドラム１１に形成された静電潜像は、現像装置１４により例えば黒(Ｋ)のトナー像として現像される。

用紙搬送系３０においては、画像形成のタイミングに合わせてピックアップロール３４が回転し、用紙収容部３１から用紙Ｐが供給される。そして、捌きロール３５によって一枚ずつに捌かれた用紙Ｐは、レジロール３６まで搬送され、一旦、停止される。その後、感光体ドラム１１の回転タイミングに合わせてレジロール３６が回転し、用紙Ｐが転写部Ｔｐに供給される。そして、この転写部Ｔｐにおいて転写装置１５により感光体ドラム１１に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写される。
その後、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着部２０にて定着処理を受け、排出ロール３８によって用紙積載部Ｓへと排出される。

なお、用紙Ｐの第１面のみならず第２面にも画像が形成（用紙Ｐの両面に画像が形成）される際には、定着部２０を通過した用紙Ｐは、排出ロール３８によって反転用搬送経路３３へと供給され、搬送ロール３７によって再び転写部Ｔｐに再度供給される。転写部Ｔｐにて、感光体ドラム１１に形成されたトナー像が用紙Ｐの第２面に転写される。第２面にトナー像が転写された用紙Ｐは、定着部２０によって定着処理を受け、排出ロール３８によって用紙積載部Ｓへと排出される。

ところで、一般的に、トナーは温度や湿度や、振動などの周囲の環境の影響を受けて状態が変化することが知られている。従って、トナーカートリッジ５０から供給されるトナー量はいつも定量ではなく、周囲の環境によってばらつきが生じる。そして、トナー搬送装置４０において、トナーカートリッジ５０からばらつきが生じた状態のままで、現像装置１４に向けてトナーを搬送すると、現像装置１４内において場所によってトナー量にばらつきが生じてしまう。例えば写真などの像密度が比較的に高い画像形成を行う場合に、現像装置１４内においてトナー量のばらつきが生じると、画像の一部が薄くなるなどの可能性が高くなる。
また、本実施形態のトナーカートリッジ５０では、内部に配置された撹拌部材５１１の回転により、トナーがトナー搬送装置４０に供給される。撹拌部材５１１は周期的に排出口５１２（後述）と対向するため、トナー搬送装置４０には間欠的にトナーが供給されることとなる。
そこで、本実施形態のトナー搬送装置４０は、トナーカートリッジ５０から供給されたトナーを現像装置１４に対して安定的に供給するように構成されている。

図２は、本実施形態が適用されるトナー搬送装置４０およびトナーカートリッジ５０の全体図である。
図３は、図２に示すトナー搬送装置４０およびトナーカートリッジ５０のIII−III断面図である。
図４は、本実施形態の搬送部材４５の全体図である。
トナー搬送装置４０は、図２に示すように、トナーカートリッジ５０が取り付けられるカートリッジ収容部４１と、トナーカートリッジ５０の撹拌部材５１１（図３参照）および後述の搬送部材４５を駆動する駆動部４２とを備えている。
さらに、トナー搬送装置４０は、図３に示すように、トナーカートリッジ５０から現像装置１４までのトナーの搬送経路である搬送路４４と、搬送路４４の内側に設けられ回転することで搬送路４４内に設けられて搬送路４４のトナーを搬送する搬送部材４５と、搬送部材４５を回転可能に支持する軸受け部４６とを有している。

カートリッジ収容部４１は、図２に示すように、トナーカートリッジ５０を保持する保持部４１１と、保持部４１１の一部に形成されトナーカートリッジ５０から供給されるトナーの排出口となる開口部４１２と、トナーカートリッジ５０の記憶媒体５２と対向するように形成された媒体用開口部４１３とを有している。

保持部４１１は、トナーカートリッジ５０の外径よりも一回り大きい内径を有し、取り付けられたトナーカートリッジ５０を保持する。
開口部４１２は、保持部４１１にトナーカートリッジ５０が取り付けられた状態で、トナーカートリッジ５０の排出口５１２（図３参照）と対向するように設けられている。開口部４１２は、搬送路４４の後述するトナー受入口４４Ｒに通じている。
媒体用開口部４１３は、保持部４１１にトナーカートリッジ５０の記憶媒体５２と対向するように設けられている。また、媒体用開口部４１３には、読み取り部（不図示）が設けられている。そして、媒体用開口部４１３を介して、記憶媒体５２と読み取り部（不図示）とが接続する。

駆動部４２は、図３に示すように、第１ギア４２１、第２ギア４２２、第３ギア４２３、第４ギア４２４、第５ギア４２５、シャフト４２Ｐ、および駆動モータ４３を備えている。
第１ギア４２１は、カートリッジ収容部４１の外側に取り付けられる。そして、第１ギア４２１は、駆動モータ４３の回転軸に連結するとともに、保持部４１１の内側に向けて突出する軸を有している。トナーカートリッジ５０がカートリッジ収容部４１に取り付けられた状態で、第１ギア４２１は、トナーカートリッジ５０の撹拌部材５１１に接続する。そして、第１ギア４２１は、駆動モータ４３の駆動力を撹拌部材５１１に伝達する。

第２ギア４２２は、第１ギア４２１に接続するともに、第３ギア４２３に接続する。そして、第２ギア４２２は、第１ギア４２１の駆動モータ４３による回転に伴って、第３ギア４２３を回転させる。

シャフト４２Ｐは、一端が第３ギア４２３に連結し、他端が第４ギア４２４に連結している。そして、シャフト４２Ｐは、第３ギア４２３の回転力を第４ギア４２４に伝達する。
そして、第５ギア４２５は、第４ギア４２４に接続するとともに、搬送部材４５の軸４５Ｓ（後述）に連結している。第５ギア４２５は、第４ギア４２４の回転に伴って、軸４５Ｓを回転させる。従って、撹拌部材５１１が回転する際には、軸４５Ｓも回転することとなる。

以上のように構成される駆動部４２は、駆動モータ４３の回転駆動によって、トナーカートリッジ５０の撹拌部材５１１を回転させ、さらに、搬送部材４５を回転させるようになっている。

搬送路４４は、一方向に延びる円筒状の管路４４１と、管路４４１の一端に設けられるトナー受入口４４Ｒと、管路４４１の他端に設けられるトナー排出口４４Ｓとを有している。
管路４４１は、カートリッジ収容部４１の開口部４１２が形成される位置から、現像装置１４のトナーの受入口まで形成される。本実施形態では、管路４４１は、直線状に形成されている。また、管路４４１の内径は、搬送部材４５が内側において回転可能な程度に、搬送部材４５に対して若干大きく形成している。さらに、管路４４１の内径は、円筒の半径方向において等しくしている。そして、管路４４１は、円筒の軸方向に搬送部材４５の軸４５Ｓ（後述）が沿うようにして搬送部材４５を内側に保持する。

トナー受入口４４Ｒは、トナーカートリッジ５０の排出口５１２およびカートリッジ収容部の開口部４１２に対向するように設けられる。また、トナー受入口４４Ｒは、搬送路４４の内部に設けられる搬送部材４５の第１軸部４５１（後述）と対向する位置に形成される。そして、トナー受入口４４Ｒは、カートリッジ収容部の開口部４１２を介して、トナーカートリッジ５０の排出口５１２にて排出されるトナーを管路４４１の内側へと導く。

トナー排出口４４Ｓは、現像装置１４のトナーの受入口に対向するように設けられる。また、トナー排出口４４Ｓは、搬送路４４の内部に設けられる搬送部材４５の第５軸部４５５（後述）と対向する位置に形成される。そして、トナー排出口４４Ｓは、管路４４１を搬送されてきたトナーを現像装置１４に向けて排出する。

搬送部材４５は、図４に示すように、一方向に長く延びる軸４５Ｓと、軸４５Ｓに沿って軸４５Ｓの周りに螺旋状に形成される羽根である螺旋羽根４５Ｗと、を有している。そして、搬送部材４５は、搬送路４４の管路４４１の内側に設けられる。

軸４５Ｓは、他の部分と比較して外径が大きい部分を軸方向に離れた２箇所（後述の第２軸部４５２および第４軸部４５４）に有している。そして、本実施形態の軸４５Ｓには、軸方向において外径が異なる５つの領域が形成される。具体的には、軸４５Ｓは、一端から他端にかけて順に、第１軸部４５１、第２軸部４５２、第３軸部４５３、第４軸部４５４および第５軸部４５５を備えて構成される。なお、トナー搬送装置４０に搬送部材４５が取り付けられると、トナーの搬送方向の上流側に第１軸部４５１が位置し、下流側に第５軸部４５５が位置する。

本実施形態の搬送部材４５においては、第１軸部４５１、第３軸部４５３、および第５軸部４５５の外径は、搬送部材４５全体（軸４５Ｓおよび螺旋羽根４５Ｗ）の外径の約半分に設定している。
そして、第２軸部４５２は、第１軸部４５１よりも外径が大きくなっている。また、第４軸部４５４は、第２軸部４５２よりもさらに外径が大きくなっている。

さらに、第１軸部４５１は、取付部４５１Ｈが形成される。取付部４５１Ｈは、可撓性を有するフィルム状の部材である掻出し部材ＳＦを取り付ける部分を構成する（図３参照）。
なお、軸４５Ｓの回転に伴って掻出し部材ＳＦが回転することで、トナーカートリッジ５０の排出口５１２付近のトナーを掻き出して、搬送路４４のトナー受入口４４Ｒに向けてトナーを導く（図３参照）。

第２軸部４５２は、トナーの搬送方向の上流側（第１軸部４５１に接続する側）に、上流側から下流側に向けて次第に外径が大きくなるテーパ部４５２Ｔを有している。
また、第４軸部４５４は、トナーの搬送方向の上流側（第３軸部４５３に接続する側）に、軸４５Ｓに交差する方向を向く面を有する壁面部４５４Ｐを有している。さらに具体的には、壁面部４５４Ｐは、軸４５Ｓに直交している。

螺旋羽根４５Ｗは、第１軸部４５１、第２軸部４５２、第３軸部４５３、第４軸部４５４および第５軸部４５５を備えて構成される軸４５Ｓの軸方向にわたって形成される。ここで、上記のとおり、本実施形態の軸４５Ｓの外径は半径方向に変化する。ただし、搬送部材４５全体（軸４５Ｓおよび螺旋羽根４５Ｗ）としての外径は半径方向に等しくしている。従って、螺旋羽根４５Ｗの基端から外縁までの実質的な長さは、軸４５Ｓの外径に応じて異なっている。例えば、外径が比較的に大きい第４軸部４５４に形成される螺旋羽根４５Ｗの長さは、第１軸部４５１に形成される螺旋羽根４５Ｗの長さよりも短くなっている。

軸受け部４６は、図３に示すように、第１軸受４６１および第２軸受４６２を備えている。第１軸受４６１は、搬送路４４のトナー受入口４４Ｒ側に設けられる。また、第２軸受け４６２は、搬送路のトナー排出口４４Ｓ側に設けられる。そして、第１軸受４６１および第２軸受４６２は、搬送部材４５の軸４５Ｓをそれぞれ回転可能に保持する。

図５は、搬送路４４および搬送部材４５によるトナー搬送の作用を説明するための図である。
本実施形態のトナー搬送装置４０では、管路４４１の内径は半径方向において等しく形成されている。一方、図４を参照しながら説明したように、トナー搬送装置４０では、軸４５Ｓの外径が半径方向において変化する。そして、管路４４１の内径と軸４５Ｓの外径との距離の差異によって、図５に示すように、トナー搬送装置４０には、第１滞留部Ｓ１、第１整流部Ｃ１、第２滞留部Ｓ２、第２整流部Ｃ２および排出部Ｄが形成される。なお、トナーの搬送方向の上流側から下流側に向けて第１滞留部Ｓ１、第１整流部Ｃ１、第２滞留部Ｓ２、第２整流部Ｃ２および排出部Ｄの順に形成される。

図５に示すように、第１滞留部Ｓ１は、第１軸部４５１と管路４４１とによって形成される領域である。第１整流部Ｃ１は、第２軸部４５２と管路４４１とによって形成される領域である。第２滞留部Ｓ２は、第３軸部４５３と管路４４１とによって形成される領域である。第２整流部Ｃ２は、第４軸部４５４と管路４４１とによって形成される領域である。そして、排出部Ｄは、第５軸部４５５と管路４４１とによって形成される領域である。

第１滞留部Ｓ１は、トナー受入口４４Ｒに対向する。第１滞留部Ｓ１は、トナー受入口４４Ｒを介してトナーカートリッジ５０から供給されるトナーを受け取る。そして、第１滞留部Ｓ１では、第１滞留部Ｓ１の下流側に位置する第１整流部Ｃ１に向けてトナーを搬送する。

第１低搬送部および第１領域の一例としての第１整流部Ｃ１は、第１滞留部Ｓ１の下流側であって、第２滞留部Ｓ２の上流側に形成される領域である。そして、第１整流部Ｃ１では、上流側の第１滞留部Ｓ１からトナーを受け取り、下流側の第２滞留部Ｓ２に向けて搬送する。

第２滞留部Ｓ２は、第１整流部Ｃ１の下流側であって、第２整流部Ｃ２の上流側に設けられる領域である。そして、第２滞留部Ｓ２では、上流側の第１整流部Ｃ１からトナーを受け取り、下流側の第２整流部Ｃ２に向けて搬送する。

第２低搬送部および第２領域の一例としての第２整流部Ｃ２は、第２滞留部Ｓ２の下流側であって、排出部Ｄの上流側に設けられる領域である。そして、第２整流部Ｃ２では、上流側の第２滞留部Ｓ２からトナーを受け取り、下流側の排出部Ｄに向けて搬送する。

排出部Ｄは、トナー排出口４４Ｓに対向する。そして、排出部Ｄは、第２整流部Ｃ２から受け取ったトナーをトナー排出口４４Ｓから排出する。

以上のように構成されるトナー搬送装置４０において、搬送部材４５の軸４５Ｓは単一部材である。従って、第１滞留部Ｓ１を形成する第１軸部４５１および第１整流部Ｃ１を形成する第２軸部４５２における螺旋羽根４５Ｗの回転数（いわゆるピッチ）は同じである。同様に、第２滞留部Ｓ２を形成する第３軸部４５３および第２整流部Ｃ２を形成する第４軸部４５４における螺旋羽根４５Ｗの回転数も同じになる。

また、管路４４１の内径はトナーの搬送方向において等しい。そして、第１整流部Ｃ１の第２軸部４５２は、第１滞留部Ｓ１の第１軸部４５１と比較して外径が大きい。従って、第２軸部４５２の外周と管路４４１の内周との間の空間の断面積は、第１軸部４５１の外周と管路４４１の内周との間の空間の断面積と比較して小さくなる。

そのため、第１滞留部Ｓ１は、第１整流部Ｃ１よりもトナーの搬送量（単位時間あたり）が大きくなる。逆に、第１整流部Ｃ１では、第１滞留部Ｓ１よりもトナーの搬送量が小さくなる。このトナーの搬送量の差異によって、トナー搬送装置４０の第１滞留部Ｓ１にはトナーが滞留する。特に、第１滞留部Ｓ１と第１整流部Ｃ１との接続箇所である第１軸部４５１と第２軸部４５２とが連続する部分（本実施形態ではテーパ部４５２Ｔ周囲）にトナーが滞留する。

さらに、上記のとおり第２軸部４５２の上流側の端部（本実施形態ではテーパ部４５２Ｔ）におけるトナーの滞留によって、第１整流部Ｃ１の上流端側にトナーが密に堆積した状態が形成される。そのため、第１整流部Ｃ１側へとトナーが搬送されるときには、密に堆積したトナーから螺旋羽根４５Ｗによって巻き込んだトナーをさらに下流側に向けて搬送する。従って、第１整流部Ｃ１では、第２軸部４５２の外周と管路４４１の内周との間にトナーが満たされた状態が形成され易い。従って、第１整流部Ｃ１では、トナー供給量が安定した状態で下流側に向けてトナーが搬送される。

なお、トナーカートリッジ５０から例えば撹拌部材５１１の一度の回転によって多量のトナーが管路４４１内に送り込まれる可能性もある。そして、トナー受入口４４Ｒに設けられる第１滞留部Ｓ１に多量のトナーが滞留すると、搬送路４４内に目詰まりが生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、トナー受入口４４Ｒ側に設けられる第１整流部Ｃ１を形成する第２軸部４５２の上流端側にテーパ部４５２Ｔを設けている。そして、本実施形態では、第１滞留部Ｓ１にトナーが滞留し過ぎないようにし、目詰まり等の発生を低減している。

また、図５に示すように、第２整流部Ｃ２の第４軸部４５４は、第２滞留部Ｓ２の第３軸部４５３と比較して外径が大きい。従って、第４軸部４５４の外周と管路４４１の内周との間の空間の断面積は、第３軸部４５３の外周と管路４４１の内周との間の空間の断面積と比較して小さくなる。

そのため、第２滞留部Ｓ２は、第２整流部Ｃ２よりもトナーの搬送量が大きくなる。逆に、第２整流部Ｃ２は、第２滞留部Ｓ２よりもトナーの搬送量が小さくなる。このトナーの搬送量の差異によって、トナー搬送装置４０の第２滞留部Ｓ２にはトナーが滞留する。特に、第２滞留部Ｓ２と第２整流部Ｃ２との接続箇所である第３軸部４５３と第４軸部４５４とが連続する部分（本実施形態では壁面部４５４Ｐ周囲）にトナーが滞留する。

さらに、本実施形態では、第２整流部Ｃ２の第４軸部４５４は、上流側の第１整流部Ｃ１の第２軸部４５２と比較して外径がさらに大きい。従って、第２整流部Ｃ２のトナーの搬送量は、上流側の第１整流部Ｃ１よりも小さい。ここで、上流側の第１整流部Ｃ１を通過することによって、第１整流部Ｃ１からは一定量のトナーが搬送されている。一定量のトナーは、第２滞留部Ｓ２によってそのまま第２整流部Ｃ２へと搬送される。そして、上記のとおり第２整流部Ｃ２のトナーの搬送量が第１整流部Ｃ１よりも小さいため、搬送されてきた一定量のトナーは、第２整流部Ｃ２の上流側となる壁面部４５４Ｐにおいて滞留する。
特に、第２整流部Ｃ２の上流側に設けられる壁面部４５４Ｐは、トナーの搬送方向となる軸４５Ｓの軸方向に交差する方向の面を有しているため、壁面部４５４Ｐにおいてトナーが滞留し易くなっている。

そして、上記のとおり第４軸部４５４の上流側の端部（本実施形態では壁面部４５４Ｐ）におけるトナーの滞留によって、第２整流部Ｃ２の上流端側にトナーが密に堆積した状態が形成される。そのため、第２整流部Ｃ２側へとトナーが搬送されるときには、密に堆積したトナーから螺旋羽根４５Ｗによって巻き込んだトナーをさらに下流側に向けて搬送する。従って、第２整流部Ｃ２では、第４軸部４５４の外周と管路４４１の内周との間にトナーが満たされた状態が形成され易い。そして、第２整流部Ｃ２は、一定量のトナーを下流側に向けて搬送するため、トナー供給量が安定した状態になる。

図６は、本実施形態のトナー搬送装置４０の動作を説明するための図である。
なお、図６では、トナーＴを模式的に表示している。
画像形成部１０において画像形成が行われる際に、予め定められたタイミングにて、駆動部４２が駆動する。そして、駆動部４２が駆動することによって、トナーカートリッジ５０の撹拌部材５１１が回転する（図３参照）。さらに、駆動部４２の駆動によって、トナー搬送装置４０における搬送部材４５の軸４５Ｓが回転する（図３参照）。

そして、トナーカートリッジ５０の撹拌部材５１１が回転することで、トナー収容容器５１内のトナーが撹拌されるとともに、排出口５１２からトナーＴが排出される。また、図６（ａ）に示すように、トナー搬送装置４０では、搬送路４４のトナー受入口４４Ｒにて、排出口５１２から排出されるトナーＴを受け入れる。
このとき、搬送路４４の内側においては、搬送部材４５が回転している。そして、軸４５Ｓの回転に伴って、トナー受入口４４Ｒにおいて掻出し部材ＳＦが回転する（図３参照）。これによって、排出口５１２やトナー受入口４４ＲにてトナーＴが固まっているような場合には、掻出し部材ＳＦがトナーを掻き出し、管路４４１の内側へとトナーＴが導かれる。

そして、図６（ａ）に示すように、搬送路４４においては、先ず、第１滞留部Ｓ１にてトナーＴが受け入れられる。第１滞留部Ｓ１は、受け入れたトナーＴを第１整流部Ｃ１に向けて搬送する。ここで、上述のとおり、第１整流部Ｃ１のトナーＴの搬送量は、第１滞留部Ｓ１よりも小さい。従って、第１滞留部Ｓ１と第１整流部Ｃ１との間（テーパ部４５２Ｔ）にトナーＴが滞留する。
これによって、トナーカートリッジ５０から供給されるトナー量にばらつきが生じているような場合に、第１滞留部Ｓ１にてトナーＴが一次的に滞留することで、下流側へのトナーＴを搬送するときのトナー量のばらつきが軽減する。

さらに、図６（ｂ）に示すように、第１整流部Ｃ１では、第１整流部Ｃ１の上流側に堆積しているトナーＴを下流側に向けて搬送する。このとき、第１整流部Ｃ１では、第１整流部Ｃ１の上流側において密に堆積するトナーＴからトナーＴを取り込んで順次搬送するため、トナー量が比較的に安定した状態で下流側に向けてトナーＴを搬送することができる。

そして、第２滞留部Ｓ２では、第１整流部Ｃ１から搬送されてきたトナーＴをさらに第２整流部Ｃ２に向けて搬送する。ここで、上述のとおり、第２整流部Ｃ２のトナーの搬送量は、第２滞留部Ｓ２よりも小さい。さらに、第２整流部Ｃ２のトナーの搬送量は、上流側の第１整流部Ｃ１よりもさらに小さい。従って、第２滞留部Ｓ２と第２整流部Ｃ２との間（壁面部４５４Ｐ）にトナーＴが滞留する。
これによって、例えば第１滞留部Ｓ１および第１整流部Ｃ１を通過した後においてトナー量にばらつきが生じている場合であっても、第２滞留部Ｓ２においてトナーＴが再び滞留することで、下流側に向けてトナーＴを搬送するときのトナー量のばらつきが低減する。

そして、図６（ｃ）に示すように、第２整流部Ｃ２では、第２整流部Ｃ２の上流側に堆積しているトナーＴを下流側に向けて搬送する。このとき、第２整流部Ｃ２では、第２整流部Ｃ２の上流側に堆積するトナーＴからトナーＴを順次取り込んで搬送するため、一定量のトナーＴを排出部Ｄに向けて搬送する。
そして、排出部Ｄは、第２整流部Ｃ２から受け取った一定量のトナーＴをトナー排出口４４Ｓから排出する。

なお、上述のとおり、トナー搬送装置４０では、流動性が比較的に低い粉体であるトナーの搬送を行う。そのため、例えば管路４４１内に隙間無くトナーが満たされた状態になると、搬送経路においてトナーによる目詰まりが生じトナー搬送が難しくなる可能性がある。そこで、本実施形態のトナー搬送装置４０では、例えば、第１整流部Ｃ１の下流側に第２滞留部Ｓ２を設けるなどして搬送経路に上流側よりも広くなる空間を形成することで、トナーの目詰まりの発生を低減している。

以上のように、本実施形態のトナー搬送装置４０では、搬送路４４と搬送部材４５とによって、トナーが搬送される経路上に上流側よりもトナーの搬送量が小さくなる部分（本実施形態では第１整流部Ｃ１）を形成している。これによって、トナーが滞留する領域（第１滞留部Ｓ１）と、滞留によって堆積したトナーから順次トナーを取り込んで搬送することで一定量のトナーが搬送される領域（第１整流部Ｃ１）を形成した。

また、トナーの搬送量が小さくなる部分（第１整流部Ｃ１）の下流側に、トナーの搬送量がさらに小さくなる部分（第２整流部Ｃ２）を設けている。例えば上流側に設けられるトナーの搬送量が小さくなる部分（第１整流部Ｃ１）の下流側においてトナー量のばらつきの緩和が不十分であった場合であっても、下流側においてトナーの搬送量がさらに小さくなる部分（第２整流部Ｃ２）によって再度ばらつきを抑制する。
以上のように、トナー搬送装置４０によってトナー量が安定した状態でトナーを搬送することができるため、現像装置１４に対して常に必要量のトナーを供給することができる。そして、画像形成装置１の画像形成部１０において画像形成を行った際に、例えば形成された像の一部が薄くなるなどの画像不良の発生が軽減され、鮮明な画像を形成することが可能となる。

なお、本実施形態では、トナーの搬送経路上に、上流側よりもトナーの搬送量が小さくなる領域を２箇所に形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、トナーの搬送経路上にトナーを滞留させる領域を３箇所以上に形成しても良い。

また、本実施形態のトナー搬送装置４０では、トナーの搬送経路上にトナーの搬送量が上流側よりも小さくなる領域を形成するために、搬送部材４５の軸４５Ｓの外径をトナー搬送方向において変化させている。しかしながら、この態様に限定されるものではない。
例えば、搬送部材４５の軸４５Ｓの外径を軸方向に同じにして、搬送路４４の管路４４１の内径を搬送方向に変化させることで、トナーの搬送経路上に上流側よりもトナーの搬送量が小さくなる領域を形成しても良い。具体的には、搬送路４４内において、他の部分と比較して管路４４１の内径が短い部分を形成する。そして、軸４５Ｓの外径と管路４４１の内径と距離が短く、トナーを搬送する空間となる断面積が小さい領域を形成する。このようにして、トナー搬送装置４０の搬送路４４に上流側よりもトナーの搬送量が小さくなる領域を形成するように構成しても良い。

ただし、本実施形態のトナー搬送装置４０では、上述のとおりトナー搬送方向において搬送路４４の管路４４１の内径を等しくし、軸４５Ｓの外径を変化させている。これによって、本実施形態では、管路４４１に角部などのよどみが形成されにくくすることで、トナーをスムーズに搬送するようにしている。
また、トナー搬送装置４０の製造時において、管路４４１の内径を軸方向に異ならせることは、軸４５Ｓの外径を軸方向に異ならせる場合と比較して工程が複雑化する可能性が高い。そこで、本実形態では、軸４５Ｓの外径を軸方向に変化させることで、トナー搬送装置４０の製造工程を簡易にしている。

さらにまた、例えば搬送部材４５の螺旋羽根４５Ｗの角度や軸方向のピッチを搬送方向に変化させることで、トナーの搬送経路上に上流側よりもトナーの搬送量が小さくなる領域を形成しても良い。

なお、トナーを収容するトナーカートリッジ５０から現像装置１４へとトナーを搬送する例を用いて説明したが、これに限定するものではない。例えば、トナーカートリッジ５０の他にトナーを収容する収容部が設けられているような場合、トナー搬送装置４０を用いてその収容部に向けてトナーを搬送するように構成しても構わない。この場合においても、その収容部に対してトナーの搬送量が安定した状態でのトナーの搬送を行うことができる。

１…画像形成装置、１４…現像装置、４０…トナー搬送装置、４４…搬送路、４５…搬送部材、４５Ｓ…軸、４５Ｗ…螺旋羽根、５０…トナーカートリッジ、６０…トナー回収装置

Claims (6)

1. 粉体を収容する粉体収容部から、または当該粉体収容部に向けて形成され、粉体を搬送する経路である搬送路と、
   回転する回転軸および当該回転軸の軸方向に形成される螺旋状の羽根を有し、前記搬送路の内側に設けられて当該搬送路内の粉体を搬送する搬送部材と、を有し、
   前記搬送路と前記搬送部材とによって、粉体の搬送方向の上流側よりも粉体の搬送量が小さくなる第１低搬送部と、当該第１低搬送部よりも当該搬送方向の下流側に設けられ当該第１低搬送部よりも粉体の搬送量が小さくなる第２低搬送部と、当該第１低搬送部の当該下流側であって当該第２低搬送部の当該上流側に設けられ当該第１低搬送部および当該第２低搬送部よりも粉体の搬送量が大きい高搬送部とを形成することを特徴とする粉体搬送装置。
2. 前記第１低搬送部は、前記回転軸の外周からの前記搬送路の内周までの距離が前記搬送方向の上流側よりも短い第１の距離となる第１領域によって形成され、
   前記第２低搬送部は、前記回転軸の外周からの前記搬送路の内周までの距離が前記第１の距離よりも短い第２の距離となる第２領域によって形成され、
   前記高搬送部は、前記回転軸の外周からの前記搬送路の内周までの距離が前記第１の距離および前記第２の距離よりも長い第３の距離となる第３領域によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の粉体搬送装置。
3. 前記第２領域における前記回転軸は、前記搬送方向の上流側の端部に前記軸方向と交差する面を有していることを特徴とする請求項２に記載の粉体搬送装置。
4. 前記第１領域における前記回転軸は、前記搬送方向の上流側の端部に前記搬送方向の当該上流側から下流側に向けて次第に外径が大きくなるテーパ面を有していること特徴とする請求項２または３に記載の粉体搬送装置。
5. 前記粉体収容部には、回転によって粉体を間欠的に排出する排出部材が配置され、
   前記排出部材と前記搬送部材とが連動して回転することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の粉体搬送装置。
6. 前記搬送部材のうち、前記粉体収容部と前記搬送部材とが対向する部分に掻出し部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の粉体搬送装置。

Images