JP6169051B2 - 現像剤搬送装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤搬送装置およびそれを備える画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置は、現像剤の通路内で動作して前記現像剤を搬送する搬送部材を有する現像剤搬送装置を備える。例えば、前記搬送部材は、縦方向に延びる前記通路において前記現像剤を搬送する。この場合、前記搬送部材は、前記通路内において前記現像剤をほぐして前記現像剤の落下を促進するほぐし部材もしくは撹拌部材であるともいえる。

また、回転するコイル状の部材が、像担持体の静電潜像を現像する現像部への前記現像剤の供給路内における前記搬送部材として用いられることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−９１９９２号公報

ところで、湿度が高いなど、前記現像剤搬送装置の設置環境によっては、前記現像剤が前記搬送部材に付着して堆積するおそれがある。前記現像剤が前記搬送部材に堆積すると、前記現像剤が前記通路に詰まり、前記現像剤の搬送不良が生じるおそれがある。

本発明の目的は、縦方向に延びる通路内で動作する搬送部材に現像剤が堆積することを防止できる現像剤搬送装置およびそれを備える画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る現像剤搬送装置は、縦搬送部材と交流印加部とを備える。前記縦搬送部材は、縦方向に延びる現像剤の通路内で動作して前記現像剤を搬送する導電性の部材である。前記交流印加部は、前記縦搬送部材に交流電圧を印加する。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、像担持体の静電潜像を現像剤によって現像する現像部と、本発明の一の局面に係る前記現像剤搬送装置と、を備える。

本発明によれば、縦方向に延びる通路内で動作する搬送部材に現像剤が堆積することを防止できる現像剤搬送装置およびそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る現像剤搬送装置の構成図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。

［画像形成装置１０の概略構成］
本発明の実施形態に係る前記画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成装置である。図１が示すように、前記画像形成装置１０は、筐体１００内にシート供給部２、シート搬送部３、画像形成部４、光走査部５、定着部６、操作表示部８０および制御部８などを備える。

なお、前記画像形成装置１０は、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリまたは複合機などである。前記複合機は、前記プリンターの機能および前記コピー機の機能などを併せ持つ。

前記シート供給部２は、複数の記録シート９が重ねて載置されたシート受部２１およびシート送出部２２を備えている。前記シート送出部２２は、前記記録シート９に接して回転することにより前記記録シート９を前記シート受部２１からシート搬送路３０へ向けて送り出すローラーを備えている。前記記録シート９は、紙、コート紙、ハガキ、封筒、およびＯＨＰシートなどのシート状の画像形成媒体である。

前記シート搬送部３は、レジストローラー３１、搬送ローラー３２および排出ローラー３３などを備える。前記レジストローラー３１および前記搬送ローラー３２が、前記シート供給部２から供給される前記記録シート９を前記画像形成部４へ向けて搬送する。さらに、前記排出ローラー３３が画像形成後の前記記録シート９を前記シート搬送路３０の排出口から排出トレイ１０１上へ排出する。

前記画像形成部４は、前記シート送出部２２から供給されて前記シート搬送路３０を移動中の前記記録シート９の表面に画像を形成する。前記画像形成部４は、ドラム状の感光体４１、帯電装置４２、現像装置４３、転写装置４５およびクリーニング装置４７などを備える。なお、前記感光体４１は像担持体の一例である。

前記感光体４１が回転し、前記帯電装置４２が前記感光体４１の表面を一様に帯電させる。さらに、前記光走査部５がレーザー光を走査することにより帯電した前記感光体４１の表面に静電潜像を書き込む。さらに、前記現像装置４３が前記感光体４１に現像剤９０を供給することにより、前記静電潜像を現像する。

例えば、前記現像剤９０は、磁性を有するキャリアおよびトナーを含む２成分現像剤である。また、前記現像剤９０が前記キャリアを含まないトナー、即ち、１成分現像剤であることも考えられる。前記現像剤９０は、プラスまたはマイナスのいずれかに帯電している。

前記現像装置４３は、現像剤コンテナ４３０、現像剤搬送装置４３１および現像部４３２を備える。前記現像剤コンテナ４３０は、前記現像剤９０を収容する容器であり、前記画像形成装置１０の前記筐体１００（本体）に対して取り外し可能に装着されている。

前記現像剤９０は、前記現像剤コンテナ４３０内で回転する第１横搬送部材４３０１によって供給口４３０２まで横方向へ搬送される。前記供給口４３０２は前記現像剤コンテナ４３０に形成された開口である。

前記第１横搬送部材４３０１は、例えば、軸部とその軸部の周囲に螺旋状に形成された羽根部とを有するスクリュー式の搬送部材である。前記第１横搬送部材４３０１は、画像形成ジョブが発生したときに動作する。例えば、前記第１横搬送部材４３０１は、前記画像形成ジョブにおける印字率に応じた時間だけ動作する。

前記現像剤９０は、前記供給口４３０２から下方へ落下する。これにより、前記現像剤９０が、前記現像剤コンテナ４３０から前記供給口４３０２に繋がる前記現像剤搬送装置４３１へ供給される。

前記現像剤搬送装置４３１は、前記現像剤コンテナ４３０から供給される前記現像剤９０を、上方から下方へ搬送することによって前記現像部４３２に供給する装置である。従って、前記現像剤搬送装置４３１を現像剤縦搬送装置と称してもよい。前記現像剤搬送装置４３１の詳細については後述する。

前記現像部４３２は、前記感光体４１の静電潜像を前記現像剤搬送装置４３１から供給された前記現像剤９０によって現像する。前記現像部４３２は、現像槽４３２０、現像ローラー４３２１および第２横搬送部材４３２２などを備える。

前記現像槽４３２０は、前記現像剤搬送装置４３１から供給される前記現像剤９０を一時的に収容する容器である。前記第２横搬送部材４３２２は、前記現像槽４３２０内において前記現像剤９０を撹拌しつつ横方向へ搬送する。

より具体的には、前記第２横搬送部材４３２２は、前記現像剤９０を前記現像剤搬送装置４３１寄りの位置から前記現像ローラー４３２１の周囲まで横方向に搬送する。前記第２横搬送部材４３２２は、例えば、軸部とその軸部の周囲に螺旋状に形成された羽根部とを有するスクリュー式の搬送部材である。なお、前記横方向は、水平方向および水平方向に対して鋭角を成す方向を含む。

前記現像ローラー４３２１は、前記感光体４１に対向して回転することにより、前記現像剤９０を前記現像槽４３２０から前記感光体４１の表面へ供給する。前記現像ローラー４３２１が現像スリーブと称される場合もある。

前記転写装置４５は、前記感光体４１表面の画像（前記現像剤９０）を、前記シート搬送路３０を移動中の前記記録シート９に転写する。最後に、前記クリーニング装置４７が前記感光体４１表面に残存する前記現像剤９０を除去する。

前記定着部６は、ハロゲンヒーターなどのヒーター６１０を内包する定着ローラー６１と加圧ローラー６２との間に画像が形成された前記記録シート９を挟み込み、後工程へ送り出す。これにより、前記定着部６は、前記記録シート９上の前記現像剤９０を加熱し、前記記録シート９上に画像を定着させる。

前記制御部８は、前記画像形成装置１０が備える各種の機器を制御する。例えば、前記制御部８は、前記画像形成ジョブが発生したときに、前記第１横搬送部材４３０１の駆動部と、前記現像剤搬送装置４３１と、前記第２横搬送部材４３２２および前記現像ローラー４３２１の駆動部とを動作させる。

［現像剤搬送装置４３１］
図２が示すように、前記現像剤搬送装置４３１は、現像剤供給ダクト４３１０、縦搬送部材４３１１、回転軸部４３１２、回転駆動部４３１３および交流印加部４３１４を備える。

前記現像剤供給ダクト４３１０は、縦方向に延びる前記現像剤９０の通路を形成するダクトである。前記現像剤供給ダクト４３１０は、前記現像剤コンテナ４３０と前記現像槽４３２０とを繋ぐ通路を形成している。即ち、前記現像剤供給ダクト４３１０は、前記現像部４３２への前記現像剤９０の供給路である。なお、前記縦方向は、鉛直方向および鉛直方向に対して鋭角を成す方向を含む。

前記縦搬送部材４３１１は、前記現像剤供給ダクト４３１０が成す通路内で動作して前記現像剤９０を上方から下方へ搬送する導電性の部材である。本実施形態において、前記縦搬送部材４３１１は、前記現像剤供給ダクト４３１０が成す通路内で回転するコイル状の部材である。例えば、前記縦搬送部材４３１１が、ステンレスなどの金属の部材であることが考えられる。

なお、前記縦搬送部材４３１１は、前記現像剤供給ダクト４３１０が成す通路内において前記現像剤９０をほぐして前記現像剤９０の落下を促進するほぐし部材もしくは撹拌部材であるともいえる。

前記回転軸部４３１２は、前記縦搬送部材４３１１の一方の端部に接続された導電性の部材である。前記回転軸部４３１２は、前記縦搬送部材４３１１と前記交流印加部４３１４の出力端４３１４０とを電気的に接続する端子でもある。例えば、前記回転軸部４３１２が、ステンレスなどの金属の部材であることが考えられる。

前記回転駆動部４３１３は、前記回転軸部４３１２を回転駆動する機構である。例えば、前記回転駆動部４３１３は、モーターなどの駆動源またはその駆動源の回転に連動するギア機構などである。

前記回転駆動部４３１３は、前記制御部８からの制御信号に従って、前記回転軸部４３１２を回転駆動する動作状態と前記回転軸部４３１２の回転を停止させる停止状態とのいずれかになる。

例えば、前記回転駆動部４３１３は、前記現像剤搬送装置４３１に前記現像剤９０を供給する機構である前記第１横搬送部材４３０１の動作中に前記動作状態となり、前記第１横搬送部材４３０１の停止中に前記停止状態となる。また、前記回転駆動部４３１３が、前記第１横搬送部材４３０１の動作中および停止後の一定期間において前記動作状態となり、その後、前記第１横搬送部材４３０１が再び動作するまで前記停止状態となることも考えられる。

ところで、湿度が高いなど、前記現像剤搬送装置４３１の設置環境によっては、前記現像剤９０が前記縦搬送部材４３１１に付着して堆積するおそれがある。前記現像剤９０が前記縦搬送部材４３１１に堆積すると、前記現像剤９０が通路（前記現像剤供給ダクト４３１０）に詰まり、前記現像剤９０の搬送不良が生じるおそれがある。

一方、前記現像剤搬送装置４３１は、後述する前記交流印加部４３１４の作用により、前記縦搬送部材４３１１に前記現像剤９０が堆積することを防止することができる。

前記交流印加部４３１４は、前記縦搬送部材４３１１に交流電圧を印加する回路である。本実施形態では、前記交流印加部４３１４は、導電性の前記回転軸部４３１２を介して前記縦搬送部材４３１１に対して交流電圧を印加する。

より具体的には、前記交流印加部４３１４は、帯電している前記現像剤９０の極性に対して同じ極性とその反対の極性とに変化する前記交流電圧を前記縦搬送部材４３１１に印加する。

例えば、前記交流印加部４３１４が、バイアス交流電圧を出力する周知の交流バイアス回路などであることが考えられる。これにより、交流バイアス電圧が前記縦搬送部材４３１１に印加される。本実施形態では、前記交流印加部４３１４の前記出力端４３１４０が、回転中の前記回転軸部４３１２に対して摺動可能な状態で支持されている。これにより、前記交流印加部４３１４は、回転中の前記回転軸部４３１２および前記縦搬送部材４３１１に交流電圧を印加することが可能である。

前記現像剤搬送装置４３１が採用されれば、前記現像剤９０は、前記交流電圧が印加された前記縦搬送部材４３１１の極性の変動により、前記縦搬送部材４３１１の表面付近で振動する。即ち、前記縦搬送部材４３１１に接触する前記現像剤９０は、電気的反発力によって周期的に前記縦搬送部材４３１１から剥離する。その結果、前記現像剤９０が前記縦搬送部材４３１１に堆積することを防止できる。

なお、前記現像部４３２の前段の前記現像剤供給ダクト４３１０において前記縦搬送部材４３１１が振動しても、その振動は前記現像ローラー４３２１および前記感光体４１に伝わりにくい。そのため、前記縦搬送部材４３１１の振動による画質への影響は無視できる程度であると考えられる。

例えば、前記交流印加部４３１４が、前記縦搬送部材４３１１の固有振動数の整数倍の周波数の前記交流電圧を前記縦搬送部材４３１１に印加することが考えられる。換言すれば、前記交流印加部４３１４が、前記縦搬送部材４３１１の共振周波数で前記交流電圧を前記縦搬送部材４３１１に印加することが考えられる。この場合、前記縦搬送部材４３１１が、前記交流電圧による共振によって振動しやすい。

前記縦搬送部材４３１１が振動する場合、が前記縦搬送部材４３１１への前記現像剤９０の堆積を防止する効果がより高まる。また、前記縦搬送部材４３１１がコイル状の部材であれば、前記縦搬送部材４３１１の振動が生じやすい。

前記交流印加部４３１４は、前記制御部８からの制御信号に従って、前記縦搬送部材４３１１に前記交流電圧を印加する印加状態と、前記交流電圧の印加を停止する非印加状態とのいずれかになる。例えば、前記縦搬送部材４３１１が停止中に、前記交流印加部４３１４が前記非印加状態になることが考えられる。この場合、前記縦搬送部材４３１１の停止と同時に前記交流電圧の印加が停止されることが考えられる。また、前記縦搬送部材４３１１の停止から一定時間遅れて前記交流電圧の印加が停止されることも考えられる。

実験によれば、前記交流電圧が前記縦搬送部材４３１１に印加された目的条件の下での前記現像剤９０の搬送効率は、前記交流電圧の印加が行われない対照条件の下での前記現像剤９０の搬送効率に比べて大幅に改善されることがわかった。

前記実験において、コイル状の前記縦搬送部材４３１１の固有振動数が１６Ｈｚであり、前記目的条件は８００Ｈｚの前記交流電圧（ＡＣバイアス電圧）が前記縦搬送部材４３１１に印加された条件であり、前記対照条件は前記交流電圧の印加が行われない条件である。なお、以下に示される各実験において、前記現像剤９０の供給速度は、単位時間当たりに供給（搬送）される前記現像剤９０の重量である。

第１実験において、前記現像剤供給ダクト４３１０が前記現像剤９０で閉塞しない程度の十分に速い速度で、前記現像剤９０が前記現像剤コンテナ４３０から前記現像剤供給ダクト４３１０へ供給された。この場合、前記現像剤供給ダクト４３１０から前記現像槽４３２０への前記現像剤９０の供給速度が、前記目的条件であるときに前記対照条件であるときに対し約１．６５倍になった。

さらに、前記第１実験の後に前記縦搬送部材４３１１に付着している前記現像剤９０の重量が、前記目的条件であるときに前記対照条件であるときに対し約４１％減少した。

前記第１実験の結果から、前記交流印加部４３１４が採用されることにより、前記回転駆動部４３１３の動作時間の短縮による省電力効果、または前記現像剤供給ダクト４３１０などの小型化による省スペース効果が得られることがわかる。

第２実験において、前記現像剤コンテナ４３０から前記現像剤供給ダクト４３１０への前記現像剤９０の供給速度が徐々に加速され、前記現像剤供給ダクト４３１０が閉塞に至ったときの前記現像剤９０の供給速度である限界速度が測定された。この場合、前記目的条件の下では、前記現像剤９０が、前記対照条件での前記限界速度の１．５７倍の速度で前記現像剤供給ダクト４３１０に供給されても、前記現像剤供給ダクト４３１０の閉塞が生じなかった。

前記第２実験の結果から、前記交流印加部４３１４が採用されることにより、前記画像形成装置１０がより長期的に安定して動作可能であることがわかる。

また、前述したように、前記縦搬送部材４３１１は、その前段において前記現像剤９０を搬送する前記第１横搬送部材４３０１の動作中に動作し、前記第１横搬送部材４３０１の停止中に停止する。そのため、前記交流印加部４３１４が、前記縦搬送部材４３１１が停止中に前記交流電圧の印加を停止すれば、前記現像剤９０の堆積防止効果を損なうことなく無駄な電力消費を抑制できる。

本実施形態において、前記現像剤搬送装置４３１の適用箇所（前記現像剤９０の通路）は、前記現像部４３２への前記現像剤９０の供給路である。そのような供給路を通過する前記現像剤９０は、前記クリーニング装置４７で回収される廃棄現像剤とは異なり、ほぼ確実に予め定められた極性（プラスまたはマイナスの一方）で帯電している。そのため、前記交流電圧の印加によって周期的に前記縦搬送部材４３１１から前記現像剤９０を剥離する効果が得られやすい。

[応用例]
前記現像剤搬送装置４３１が、使用済みの前記現像剤９０が前記クリーニング装置４７から不図示の廃現像剤回収容器へ搬送される通路に適用されることも考えられる。前記廃現像剤回収容器は、前記画像形成装置１０に対して取り外し可能に装着された容器である。

また、前記現像剤搬送装置４３１において、前記縦搬送部材４３１１が、軸部とその軸部の周囲に螺旋状に形成された羽根部とを有するスクリュー式の搬送部材であることも考えられる。

なお、本発明に係る現像剤搬送装置および画像形成装置は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。

２ ：シート供給部
３ ：シート搬送部
４ ：画像形成部
５ ：光走査部
６ ：定着部
８ ：制御部
９ ：記録シート
１０ ：画像形成装置
２１ ：シート受部
２２ ：シート送出部
３０ ：シート搬送路
３１ ：レジストローラー
３２ ：搬送ローラー
３３ ：排出ローラー
４１ ：感光体（像担持体）
４２ ：帯電装置
４３ ：現像装置
４５ ：転写装置
４７ ：クリーニング装置
６１ ：定着ローラー
６２ ：加圧ローラー
８０ ：操作表示部
９０ ：現像剤
１００ ：筐体
１０１ ：排出トレイ
４３０ ：現像剤コンテナ
４３１ ：現像剤搬送装置
４３２ ：現像部
６１０ ：ヒーター
４３０１ ：第１横搬送部材
４３０２ ：供給口
４３１０ ：現像剤供給ダクト（現像剤の通路）
４３１１ ：縦搬送部材
４３１２ ：回転軸部
４３１３ ：回転駆動部
４３１４ ：交流印加部
４３２０ ：現像槽
４３２１ ：現像ローラー
４３２２ ：第２横搬送部材
４３１４０ ：出力端

Claims (6)

1. 縦方向に延びる現像剤の通路内で動作して前記現像剤を搬送する導電性の縦搬送部材と、
   前記縦搬送部材に交流電圧を印加する交流印加部と、を備える現像剤搬送装置。
2. 前記縦搬送部材は前記通路内で回転するコイル状の部材である、請求項１に記載の現像剤搬送装置。
3. 前記交流印加部は、前記縦搬送部材の固有振動数の整数倍の周波数の前記交流電圧を前記縦搬送部材に印加する、請求項１または請求項２に記載の現像剤搬送装置。
4. 前記交流印加部は、前記縦搬送部材が停止中に前記縦搬送部材への前記交流電圧の印加を停止する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像剤搬送装置。
5. 前記通路は、像担持体の静電潜像を現像する現像部への前記現像剤の供給路である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像剤搬送装置。
6. 像担持体の静電潜像を現像剤によって現像する現像部と、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の現像剤搬送装置と、を備える画像形成装置。

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