JP7155721B2 - 現像剤搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤を搬送する現像剤搬送装置及び当該現像剤搬送装置を有する画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に形成された静電潜像に現像部から現像剤（トナー）を供給して顕像化し、当該顕像化されたトナー像を記録シート上に転写した後、熱定着して画像形成が行われる。上記画像形成装置では、設計上、現像装置のスペースを大きく確保することができないため、現像部の上方に、交換可能で容量の大きな現像剤容器を配置し、現像剤搬送装置を用いて、現像剤容器から現像部に現像剤を搬送している。

この現像剤搬送装置は、現像剤を貯留する貯留部材と、貯留部材に収納され、回転することにより貯留部材に貯留された現像剤を搬送する螺旋状の羽根部を有する搬送部材と、を備えている。また、貯留部材は、現像剤の貯留レベルを検知するセンサを備えており、現像剤が貯留レベルを下回ったときに、現像剤容器から、現像剤の貯留量を一定に保つだけの量の現像剤が供給される。

このような現像剤搬送装置に関して、例えば、下記特許文献１には、現像剤を貯留する貯留部材と、前記貯留部材に収納され、回転することにより前記貯留部材に貯留された現像剤を搬送する螺旋状の羽根部を有する搬送部材と、を備え、前記貯留部材は、前記貯留部材を内部に有する画像形成装置本体の底面からの高さに関して前記搬送部材によって搬送される現像剤の搬送方向の上流側の高さよりも下流側の高さの方が高くなるように配置され、前記羽根部は、第１領域及び前記搬送方向に対して前記第１領域よりも上流側に位置する第２領域を有し、少なくとも前記第１領域の羽根部は、該羽根部のピッチ毎に少なくとも１つの欠落部を有する現像剤搬送装置が開示されている。

特開２０１２－０９８３１９号公報

上述した現像剤搬送装置は、貯留部材に貯留された現像剤を適切に現像部に供給することが求められることから、貯留部材の羽根部で現像剤を撹拌しながら下流側に押し出すことによって現像剤に推進力を与えているが、この推進力が弱いと下流側への現像剤の供給不足を起こし、推進力が強すぎると現像剤表面の保護膜が剥がれたり粉体が凝集したりするなどの現像剤の疲労を招いてしまう。

この問題に対して、特許文献１では現像剤の疲労を低減するために、貯留部材が現像剤の搬送方向の上流側よりも下流側の方が高くなるように配置されている場合、下流側の領域の羽根部に、ピッチ毎に少なくとも１つの欠落部を設けて、下流側の現像剤の搬送力を落としている。しかしながら、この構成では、下流側から大量の現像剤の供給が要望されたとき、現像剤の供給量が低下して応答に遅れが生じ、場合によっては、現像部が要求する供給量が得られるまで現像装置全体の動作を停止しなければならなくなる。すなわち、従来技術では、現像剤の疲労の低減と下流側への現像剤の供給量の確保とを両立させることができないという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、現像剤の下流側への供給不足を抑制しつつ、現像剤の疲労を低減することができる現像剤搬送装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明の一側面は、現像剤を搬送する現像剤搬送装置であって、現像剤を貯留する貯留部材と、前記貯留部材に収納され、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、前記貯留部材は、前記貯留部材を内部に有する画像形成装置本体の底面からの高さに関して、前記搬送部材によって搬送される現像剤の搬送方向の上流側の高さよりも下流側の高さの方が高くなるように配置され、前記搬送部材は、第１領域と当該第１領域よりも前記搬送方向の下流側に位置する第２領域とを有し、前記第２領域における現像剤の搬送力が、前記第１領域における現像剤の搬送力よりも、相対的に高く調整されていることを特徴とする。

本発明の一側面は、画像形成装置に、現像剤を収納する現像剤容器と、前記現像剤搬送装置と、前記現像剤搬送装置から補給された現像剤を用いて現像を行う現像部と、を備えることを特徴とする。

本発明の現像剤搬送装置及び画像形成装置によれば、現像剤の下流側への供給不足を抑制しつつ、現像剤の疲労を低減することができる。

その理由は、現像剤を搬送する現像剤搬送装置に、現像剤を貯留する貯留部材と、貯留部材に収納され、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、貯留部材は、貯留部材を内部に有する画像形成装置本体の底面からの高さに関して、搬送部材によって搬送される現像剤の搬送方向の上流側の高さよりも下流側の高さの方が高くなるように配置され、搬送部材は、第１領域と当該第１領域よりも搬送方向の下流側に位置する第２領域とを有し、第２領域における現像剤の搬送力が、第１領域における現像剤の搬送力よりも、相対的に高く調整されているからである。

本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例に係る現像装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施例に係る現像剤搬送装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施例に係る現像剤搬送装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施例に係る現像剤搬送装置の動作を説明する模式図である。 本発明の第１の実施例に係る現像剤搬送装置における羽根部の構造を示す斜視図である。 本発明の第１の実施例に係る現像剤搬送装置における羽根部の構造を示す斜視図である。 本発明の第１の実施例に係る羽根部に設ける切り欠き部の形状を示す模式図である。 本発明の第１の実施例に係る羽根部に設ける切り欠き部の配置を示す模式図である。 本発明の第１の実施例に係る羽根部に設ける切り欠き部の配置を示す模式図である。 本発明の第１の実施例に係る羽根部に設ける穴部を示す模式図である。 本発明の第２の実施例に係る現像剤搬送装置における羽根部の構造（羽根部のピッチを変えた例）を示す斜視図である。 本発明の第２の実施例に係る現像剤搬送装置における羽根部の構造（羽根部の外径を変えた例）を示す斜視図である。

背景技術で示したように、画像形成装置では、設計上、現像装置のスペースを大きく確保することができないため、現像部の上方に、交換可能で容量の大きな現像剤容器を配置し、現像剤搬送装置を用いて、現像剤容器から現像部に現像剤を搬送している。この現像剤搬送装置では、貯留部材の羽根部で現像剤を撹拌しながら下流側に押し出すことによって現像剤に推進力を与えているが、この推進力が弱いと下流側への供給不足を起こし、推進力が強すぎると現像剤表面の保護膜が剥がれたり粉体が凝集したりするなどの現像剤の疲労を招いてしまう。そこで、特許文献１では、下流側の領域の羽根部にピッチ毎に少なくとも１つの欠落部を設けて、下流側の搬送力を落としているが、この構成では、下流側から大量の現像剤の供給を要望されたとき、現像剤の供給量が低下して応答に遅れが生じてしまい、上記現像剤の疲労の低減と下流側への現像剤の供給量の確保とを両立させることができない。

そこで、本発明の一実施の形態では、現像剤を搬送する現像剤搬送装置に、現像剤を貯留する貯留部材と、貯留部材に収納され、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、貯留部材は、貯留部材を内部に有する画像形成装置本体の底面からの高さに関して、搬送部材によって搬送される現像剤の搬送方向の上流側の高さよりも下流側の高さの方が高くなるように配置され、搬送部材は、第１領域と当該第１領域よりも搬送方向の下流側に位置する第２領域とを有し、第２領域における現像剤の搬送力が、第１領域における現像剤の搬送力よりも、相対的に高くなるように調整する。

具体的には、搬送部材に、回転することにより貯留部材に貯留された現像剤を搬送する螺旋状の羽根部を設け、羽根部に、ピッチ毎に少なくとも１つの切り欠き部や穴部を設ける。そして、第１領域の切り欠き部や穴部の面積が、第２領域の切り欠き部や穴部の面積よりも大きくなるようにしたり、第１領域の羽根部のピッチが、第２領域の羽根部のピッチよりも短くなるようにしたり、第１領域の羽根部の外径が、第２領域の羽根部の外径よりも小さくなるようにしたりして、上流側に常時、一定量の現像剤が貯留するようにしつつ、下流側に十分な現像剤を供給できるようにする。また、貯留部材の第２領域に対応する部分の上面の一部に貯留部材の外側に膨らむ凸部を設け、この凸部により、第２領域に搬送される現像液の一部を第１領域に戻す空間が形成されるようにして、下流側に現像剤が余剰に搬送されることによる現像剤の疲労を防止する。また、羽根部の外周上における切り欠き部の端部間の距離が所定値以下になるようにして、搬送力の途絶を抑え、上流側に残留する現像剤量を最小限に抑える。また、羽根部の最上流部には切り欠き部や穴部を設けないようにして、上流側に残留する現像剤量を最小限に抑える。また、羽根部の最下流部には切り欠き部や穴部を設けないようにして、貯留部材から排出される現像剤の供給が滞らないようにする。
また、本発明の一実施形態では、現像剤を搬送する現像剤搬送装置に、現像剤を貯留する貯留部材と、前記貯留部材に収納され、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、前記貯留部材は、前記貯留部材を内部に有する画像形成装置本体の底面からの高さに関して、前記搬送部材によって搬送される現像剤の搬送方向の上流側の高さよりも下流側の高さの方が高くなるように傾斜して配置され、前記搬送部材は、第１領域と当該第１領域よりも前記搬送方向の下流側に位置する第２領域とを有し、前記第２領域における現像剤の搬送力が、前記第１領域における現像剤の搬送力よりも、相対的に高く調整されており、前記貯留部材は、前記第２領域に対応する部分の上面の一部に、前記貯留部材の外側に膨らむ凸部を有し、前記凸部により、前記第２領域に搬送された余剰の現像剤の一部が落下することで現像剤を前記第１領域側に戻す空間が形成される。

このように、上流側よりも下流側の搬送力を大きくすることにより、現像剤を下流側に十分に供給することができる。また、下流側に余剰に供給された現像剤を上流側に戻す空間を設けることにより、現像剤表面の保護膜が剥がれ、粉体が凝集して大きさや形状が規格外となるといった不具合を未然に防止することができる。

上記した本発明の一実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る現像剤搬送装置及び画像形成装置について、図１乃至図１２を参照して説明する。図１及び図２は、本実施例の画像形成装置の構成を示す模式図及びブロック図であり、図３は、現像装置の構成を示す模式図である。また、図４及び図５は、本実施例の現像剤搬送装置の構成を示す斜視図であり、図６は、現像剤搬送装置の動作を説明する模式図である。また、図７及び図８は、本実施例の現像剤搬送装置における羽根部の構造を示す斜視図であり、図９は、羽根部に設ける切り欠き部の形状を示す模式図である。また、図１０及び図１１は、羽根部に設ける切り欠き部の配置を示す模式図であり、図１２は、羽根部に設ける穴部を示す模式図である。

まず、本実施例の画像形成装置について、図１及び図２を参照して説明する。

本実施例の画像形成装置１は、原稿を読み取って取得した画像データ、又は、通信ネットワークを介して外部の情報機器（例えばクライアント装置）から入力された画像データに基づいて、用紙に色を重ね合わせることにより画像を形成する。この画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する感光体としての感光体ドラム９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋが、被転写体（画像形成装置１では中間転写ベルト１５１）の走行方向に直列配置された、被転写体に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式の画像形成装置である。

この画像形成装置１は、図２（ａ）に示すように、制御部１０、記憶部２０、ネットワークＩ／Ｆ部３０、表示操作部４０、画像読取部５０、画像処理部６０、搬送部７０、画像形成部８０などで構成される。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２やＲＡＭ（Random Access Memory）１３等のメモリとで構成される。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２又は記憶部２０から処理内容に応じたプログラムを読み出し、ＲＡＭ１３に展開して実行することにより、画像形成装置１の各ブロック（表示操作部４０、画像読取部５０、画像処理部６０、搬送部７０、画像形成部８０等）の動作を集中制御する。

記憶部２０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などで構成され、ＣＰＵ１１が各部を制御するためのプログラム、自装置の処理機能に関する情報、画像読取部５０が読み取った画像データ、図示しないクライアント装置などから入力された画像データなどを記憶する。

ネットワークＩ／Ｆ部３０は、ＮＩＣ（Network Interface Card）やモデムなどで構成され、画像形成装置１をＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続し、外部の情報機器（例えばクライアント装置）との間で各種データの送受信を行う。

表示操作部４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどの表示部上に透明電極が格子状に配置された感圧式や静電容量式の操作部（タッチセンサ）を設けたタッチパネルなどで構成され、表示部及び操作部として機能する。表示部は、制御部１０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部は、ユーザによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０に出力する。

画像読取部５０は、図１に示すように、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と呼ばれる自動原稿給紙装置５１及び原稿画像走査装置（スキャナー）５２などで構成される。自動原稿給紙装置５１は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置５２へ送り出す。原稿画像走査装置５２は、自動原稿給紙装置５１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサの受光面上に結像させて原稿画像を読み取る。画像読取部５０によって読み取られた画像（アナログ画像信号）には、画像処理部６０において所定の画像処理が施される。

画像処理部６０は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換処理を行う回路及びデジタル画像処理を行う回路などで構成される。画像処理部６０は、画像読取部５０からのアナログ画像信号にＡ／Ｄ変換処理を施すことによりデジタル画像データを生成する。また、画像処理部６０は、外部の情報機器（例えばクライアント装置）から取得した印刷ジョブを解析し、原稿の各ページをラスタライズしてデジタル画像データを生成する。そして、画像処理部６０は、必要に応じて、画像データに対して、色変換処理、補正処理（シェーディング補正等）、及び圧縮処理等の画像処理を施し、画像処理後の画像データを画像形成部８０に出力する。

搬送部７０は、図１に示すように、給紙装置７１、搬送機構７２、及び排紙装置７３などで構成される。本実施例では、給紙装置７１は、３つの給紙トレイユニット７１ａ～７１ｃを備えている。これらの給紙トレイユニット７１ａ～７１ｃには、用紙の坪量やサイズ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙が予め設定された種類ごとに収容される。給紙トレイユニット７１ａ～７１ｃに収容されている用紙は、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラ等の複数の搬送ローラを備えた搬送機構７２により画像形成部８０に搬送される。このとき、レジストローラが配設されたレジスト部により、給紙された用紙の傾きが補正されると共に搬送タイミングが調整される。

画像形成部８０は、図１及び図２（ｂ）に示すように、異なる色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対応して設けられた、感光体ドラム９０（９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋ）、帯電装置１００（１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ）、露光装置１１０（１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋ）、現像装置１２０（１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ、１２０Ｋ）、クリーニング装置１３０（１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋ）、一次転写ローラ１４０（１４０Ｙ、１４０Ｍ、１４０Ｃ、１４０Ｋ）、中間転写ユニット１５０、定着装置１６０などで構成される。

なお、上記感光体ドラム９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋ、帯電装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ、露光装置１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋ、現像装置１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ、１２０Ｋ、クリーニング装置１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋ、一次転写ローラ１４０Ｙ、１４０Ｍ、１４０Ｃ、１４０Ｋは、各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋごとにその構造及び構成に違いはなく同一である（ただし、現像装置１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ、１２０Ｋはトナーの色が異なる）。従って、上記感光体ドラム９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋ、帯電装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ、露光装置１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋ、現像装置１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ、１２０Ｋ、クリーニング装置１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋ、一次転写ローラ１４０Ｙ、１４０Ｍ、１４０Ｃ、１４０Ｋのそれぞれについて、それぞれの装置ごとに共通する構造及び構成について説明する場合には、必要に応じて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除いた符号を使用することで重複する説明を省略するものとする。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光体ドラム９０は、アルミ材よりなる円筒状の金属基体の外周面上に、保護層としてのオーバーコート層を設けた有機感光体層（ＯＰＣ）が形成された像担持体である。感光体ドラム９０は、接地された状態で後述する中間転写ベルト１５１に従動して図１における反時計方向に回転される。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの帯電装置１００は、スコロトロン式であって、その長手方向を感光体ドラム９０の回転軸方向に沿わせた状態で、対応する感光体ドラム９０に近接配設されおり、トナーと同極性のコロナ放電によって、当該感光体ドラム９０の表面に一様な電位を与える。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの露光装置１１０は、例えばポリゴンミラーなどによって感光体ドラム９０の回転軸と平行に走査を行い、一様に帯電された感光体ドラム９０の表面上に画像データに基づいて像露光を行うことにより静電潜像を形成させる。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像装置１２０は、対応する色成分の小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤を収容しており、現像剤を感光体ドラム９０の表面に搬送して、当該感光体ドラム９０に担持された静電潜像を現像剤により顕像化する。この現像装置１２０は、図２（ｃ）に示すように、現像部１２１、現像剤容器１２２、現像剤搬送装置１２４、必要に応じて中間搬送装置１２３などで構成され、現像剤搬送装置１２４は、貯留部材１２５、搬送部材１２６、センサ１２７、補給部１２８などで構成される。この現像装置１２０の詳細な構造については後述する。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの一次転写ローラ１４０は、中間転写ベルト１５１を感光体ドラム９０に圧接し、対応する感光体ドラム９０に形成された各色トナー像を順次重ねて中間転写ベルト１５１に一次転写する。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのクリーニング装置１３０は、一次転写後に感光体ドラム９０上に残留した残留トナーを回収する。また、クリーニング装置１３０の感光体ドラム９０の回転方向下流側には図示しない潤滑剤の塗布機構が隣接状態で設けられており、感光体ドラム９０の感光面に潤滑剤の塗布を行う。

中間転写ユニット１５０は、被転写体となる無端状の中間転写ベルト１５１と支持ローラ１５２と二次転写ローラ１５３などを備え、複数の支持ローラ１５２に中間転写ベルト１５１が張架されて構成される。一次転写ローラ１４０Ｙ、１４０Ｍ、１４０Ｃ、１４０Ｋによって各色トナー像が一次転写された中間転写ベルト１５１が、二次転写ローラ１５３によって用紙に圧接されると、用紙にトナー像が二次転写され、定着装置１６０に送られる。

定着装置１６０は、熱源となる加熱ローラ１６１と定着ローラ１６２とこれらに掛け渡された定着ベルト１６３と加圧ローラ１６４などを備え、定着ベルト１６３を介して定着ローラ１６２に加圧ローラ１６４が圧接されており、当該圧接部がニップ部を構成している。そして、加熱ローラ１６１で加熱された定着ベルト１６３と各ローラとによりニップ部を通過する用紙を加熱加圧し、用紙に形成された未定着のトナー像を定着させる。

そして、定着装置１６０によりトナー像が定着された用紙は、排紙ローラを備えた排紙装置７３により機外の排紙トレイに排紙される。

次に、本実施例の現像装置１２０の詳細構成について、図３乃至図６を参照して説明する。なお、以下の説明において、現像剤搬送装置の上流とは、現像剤が搬送されていく側を指し、下流とは、現像剤が搬送されてくる側を指す。

図３に示すように、現像装置１２０は、感光体ドラム９０に現像剤を供給する現像部１２１と、現像剤を収納する現像剤容器１２２と、現像剤容器１２２から現像部１２１に現像剤を搬送する現像剤搬送装置１２４と、必要に応じて、現像剤容器１２２と現像剤搬送装置１２４との間に設けられ、現像剤容器１２２から投入された現像剤を現像剤搬送装置１２４に搬送する中間搬送装置１２３などで構成される。

この場合は、現像剤容器１２２の現像剤排出口が中間搬送装置１２３の投入口１２３ａに対向し、中間搬送装置１２３の現像剤排出口が現像剤搬送装置１２４の投入口１２４ａに対向し、現像剤搬送装置１２４の現像剤排出口１２８ａが現像部１２１の現像剤投入口１２１ａに対向するように、現像剤容器１２２と中間搬送装置１２３と現像剤搬送装置１２４と現像部１２１とがそれぞれ配置される。

なお、現像剤容器１２２は、不図示の画像形成装置１の筐体に固定された現像剤容器保持部材に着脱可能に保持され、現像剤容器１２２内部に現像剤がなくなった場合には使用者により交換可能となっている。そして、現像剤容器保持部材は、制御部１０の制御に従って現像剤容器１２２を回転させ、現像剤容器１２２の内部に収納された現像剤を中間搬送装置１２３の投入口１２３ａに向けて排出する。

中間搬送装置１２３は、制御部１０の制御に従って内部に装着された螺旋状の搬送部材１２３ｂを回転させ、現像剤を矢印ｂ方向に向けて搬送し、現像剤搬送装置１２４の投入口１２４ａに落下させる。

現像剤搬送装置１２４は、制御部１０の制御に従って内部に装着された螺旋状の搬送部材１２６と補給部１２８のスクリュー部材とを回転させ、投入口１２４ａから投入された現像剤を搬送し、排出口１２８ａから現像部１２１の投入口１２１ａに向けて落下する。この現像剤搬送装置１２４の詳細な構成については後述する。

現像部１２１は、制御部１０の制御に従って内部に装着されたスクリュー１２１ｂを回転させ、スクリュー１２１ｂによって攪拌された現像剤を、パドル１２１ｃを介して現像ローラ１２１ｄに付着させ、感光体９０に転写させて潜像を顕像化する。

次に、上記現像剤搬送装置１２４の詳細な構造について、図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は、現像剤搬送装置１２４の斜視図であり、図４では、後述する貯留部材１２５の構造を分かりやすくするために、上蓋１２５ａを塗りつぶしている。また、現像剤の搬送方向の上流側は、図４及び図５の右側であり、下流側は、図４及び図５の左側である。

本実施例の現像剤搬送装置１２４は、不図示の現像剤容器１２２に収納された現像剤を不図示の現像部１２１に向けて搬送する。この現像剤搬送装置１２４は、不図示の現像剤容器１２２から排出され、不図示の中間搬送装置１２３を介して投入された現像剤を貯留する貯留部材１２５と、貯留部材１２５に収納され、貯留部材１２５に貯留された現像剤を搬送する搬送部材１２６と、搬送部材１２６により搬送された現像剤を一時的に貯留し、貯留した現像剤を逐次現像部１２１に補給する補給部１２８と、を有している。

貯留部材１２５は、画像形成装置１の本体の底面からの高さに関して、搬送部材１２６によって搬送される現像剤の搬送方向の上流側の高さよりも下流側の高さの方が高くなるように配置されている。なお、この高さの違いによる貯留部材１２５の傾斜θが、地球の引力により貯留部材１２５内の現像剤が自然に下方に向かって滑落する角度以上の場合に、本実施例の現像剤搬送装置１２４が好適に利用できる。すなわち、傾斜θは、地球の引力により貯留部材１２５内の現像剤が自然に下方に向かって滑落する角度以上である。また、貯留部材１２５に振動を加える加震部（不図示）を設けた場合は、傾斜θは、加震部による振動及び地球の引力により貯留部材１２５内の現像剤が下方に向かって滑落する角度以上である。

また、貯留部材１２５は、本体の上部に着脱可能な上蓋１２５ａが配置されており、図４に示すように、上蓋１２５ａの現像剤の搬送方向の下流側（図４の左側）には、貯留部材１２５の外側（図の左上側）に向かって突出する凸部１２５ｂを有している。この凸部１２５ｂにより、搬送部材１２６によって下流側に余剰に搬送された現像剤を逃がす（上流側に戻す）空間を形成している。なお、本体と上蓋１２５ａとの着脱構造は任意である。また、凸部１２５ｂの形成位置や形状、外側への突出量は図の構成に限定されず、現像剤搬送装置１２４に求められる性能や現像剤の粘度などに応じて適宜設定可能である。

貯留部材１２５の内部には、貯留部材１２５に貯留された現像剤の貯留レベルを検知可能な１又は複数のセンサ１２７が配置されており、センサ１２７の出力が制御部１０に入力され、センサ１２７の出力がＯＦＦ（すなわち現像剤不足）の時は、制御部１０は中間搬送装置１２３を作動させて現像剤搬送装置１２４に現像剤を投入させ、センサ１２７の出力がＯＮ（すなわち現像剤充足）の時は、制御部１０は中間搬送装置１２３の作動を停止させて現像剤搬送装置１２４への現像剤の投入を停止させる。これにより、貯留部材１２５の内部に、一定の貯留レベルの現像剤を貯留させることができる。

搬送部材１２６は、回転することにより現像剤を搬送する螺旋状の羽根部１２６ａを有している。具体的には、羽根部１２６ａと、羽根部１２６ａを回転させる軸１２６ｂと、貯留部材１２５の下側内壁とが平行になるように、軸１２６ｂを回転可能に支持する軸受け１２６ｃと、を備えている。そして、羽根部１２６ａが回転することにより、現像剤が上流側から下流側に搬送され、補給部１２８に供給される。この羽根部１２６ａには、現像剤の一部を自重により上流側に戻す切り欠き部１２６ｄが設けられている。この切り欠き部１２６ｄに関しては後述する。

補給部１２８は、螺旋状のスクリュー羽根を有するスクリュー部材１２８ｂと、スクリュー部材１２８ｂを内装する円筒部材１２８ｃと、を有しており、不図示の駆動手段によりスクリュー部材１２８ｂが回転駆動され、貯留部材１２５から投入された現像剤を搬送し、現像部１２１の投入口１２１ａに排出する。

上記構成の現像剤搬送装置１２４の動作について、図６の模式図を参照して説明する。図６に示すように、貯留部材１２５を斜めに配置することで、投影面積は小さくなるが容量は増えるため、設置面積に対して空間を有効利用し、多くの現像剤を貯蔵することができる。しかしながら、この状態を作り出すためには上流側と下流側の搬送力を調整する必要がある。そこで、（１）に示すように、上流側は搬送力を落として現像剤を内部循環させることで、一定量の現像剤を貯蔵できるようにする。

また、補給部１２８のスクリュー部材１２８ｂの上面まで現像剤が浸っていないと、現像部１２１に排出する現像剤の排出量が安定しない。また、下流側から短時間に大量の現像剤の供給が要求された時、スクリューの性能を十分に発揮することができない。そこで、（２）に示すように、下流側は搬送力を上げて補給部１２８に現像剤が十分に供給されるようにする。その際、スクリュー圧のかからない箇所（現像剤の貯留レベルよりも上側の箇所）から、現像剤は自重により反転して上流側に戻る。

また、下流側の搬送力を上げすぎると現像剤に圧力が加わり、現像剤表面の保護膜が剥がれたり粉体が凝集したりして、現像剤の疲労を招く。そこで、（３）に示すように、貯留部材１２５の下流側の上部（上蓋１２５ａ）に凸部１２５ｂを設け、余剰な現像剤を凸部１２５ｂによって形成される空間に逃がし、上流側に循環させることで、圧力の上昇を防ぎ、現像剤の疲労を防止する。

以下、搬送部材１２６の搬送力を上流側と下流側とで変化させるための羽根部１２６ａの構造について、図７乃至図１２を参照して説明する。

図７は、羽根部１２６ａの構造を示す斜視図であり、羽根部１２６ａには、ピッチ毎に少なくとも１つの切り欠き部１２６ｄが設けられている。また、羽根部１２６ａは、上流側の第１領域と下流側の第２領域とに分割されており、上流側の第１領域の切り欠き部１２６ｄの面積（切り欠いた部分の面積）が、下流側の第２領域の切り欠き部１２６ｄの面積よりも大きくなっている。すなわち、下流側から上流側に向かって切り欠き部１２６ｄの面積が段階的に大きくなるようにしている。

なお、第１領域の最上流側に位置する羽根部１２６ａの１周分や第２領域の最下流側に位置する羽根部１２６ａの半周分には、切り欠き部１２６ｄを設けなくてもよく、最上流側の羽根部１２６ａに切り欠き部１２６ｄを設けないことにより、上流側に残留する現像剤量を最小限に抑えることができ、最下流側の羽根部１２６ａに切り欠き部１２６ｄを設けないことにより、貯留部材１２５から排出される現像剤の供給が滞らないようにすることができる。

また、図７では、羽根部１２６ａを上流側の第１領域と下流側の第２領域とに分割し、第１領域と第２領域とで切り欠き部１２６ｄの面積を変化させたが、領域の分割数は適宜設定することができ、例えば、図８に示すように、下流側から上流側に向かって、切り欠き部１２６ｄの面積を多段階（ここでは３段階）に変化させてもよい。また、図７及び図８では、切り欠き部１２６ｄの面積を段階的に変化させたが、下流側から上流側に向かって、切り欠き部１２６ｄの面積が徐々に変化する（徐々に大きくなる）ようにしてもよい。

また、切り欠き部１２６ｄの形状は適宜設定可能であり、第１領域と第２領域とで切り欠き部１２６ｄの切り欠き形状を変えてもよい。図９は、螺旋状の羽根部１２６ａを軸方向から見た模式図であり、例えば、図９（ａ）に示すように、少なくとも第１領域の切り欠き部１２６ｄの切り欠き形状は、３つ以上の連続する直線で構成してもよいし、図９（ｂ）に示すように、２つの連続する直線で構成されるＶ字型にしてもよい。また、図９（ｃ）に示すように、連続曲線（例えば、半分の円又は楕円）で構成されるＵ字型にしてもよく、連続曲線の曲率の中心の少なくとも１つは、羽根部１２６ａを切り欠いた領域内にあることが望ましい。いずれの形状の場合でも、羽根部１２６ａの外周上における切り欠き部１２６ｄの端部間の距離ｄは、予め定めた所定値以下に設定することが望ましく、距離ｄを小さくすることにより、現像剤の搬送力の途絶を抑え、上流側に残留する現像剤量を最小限に抑えることができる。

また、図７及び図８では、切り欠き部１２６ｄを、羽根部１２６ａの回転軸方向から見て同じ位置に形成する場合を説明した。これは、図１０に示すように、複数の切り欠き部１２６ｄを横断して設置される、センサ１２７を清掃する清掃部材１２６ｅ（実際には、この清掃部材１２６ｅにＰＥＴ（polyethylene terephthalate）などで構成される短冊が取り付けられる。）を配置することができるようにするためである。しかしながら、切り欠き部１２６ｄに清掃部材１２６ｅを配置する必要がない場合（例えば、他の清掃機構を設ける場合や、羽根部１２６ａや軸１２６ｂに直接、清掃部材１２６ｅを配置する場合）は、切り欠き部１２６ｄの位置をずらしても良い。例えば、図１１に示すように、下流側から上流側に向かって、切り欠き部１２６ｄの位置を徐々にずらしたり、上流側の第１領域と下流側の第２領域とで切り欠き部１２６ｄの位置をずらしたりすることができる。

また、上記では、羽根部１２６ａに外周側から中心側に向かって羽根部１２６ａを切り欠いた切り欠き部１２６ｄを設けたが、例えば、図１２に示すように、羽根部１２６ａに円形などの穴部１２６ｆを設け、上流側の第１領域の穴部１２６ｆの面積（穴の面積）が、下流側の第２領域の穴部１２６ｆの面積よりも大きくなるようにしても良い。このように、切り欠き部１２６ｄに代えて穴部１２６ｆを形成することにより、現像剤の推進力を落として現像剤の残留を少なくすることができる。

以上説明した構成により、現像剤容器１２２から必要に応じて中間搬送装置１２３を介して現像剤搬送装置１２４に投入された現像剤は、搬送部材１２６の回転により貯留部材１２５内部を循環しながら搬送される。

この現像剤搬送装置１２４は、前述したように貯留部材１２５が、上流側よりも下流側の高さが高くなるように設置され、且つ第１領域及び第２領域の羽根部１２６ａに切り欠き部１２６ｄ又は穴部１２６ｆが設けられているため、第１領域及び第２領域を搬送される現像剤の一部は、地球の引力により切り欠き部１２６ｄ又は穴部１２６ｆをすり抜けて第１領域に向かって落下する。

この時、羽根部１２６ａの切り欠き部１２６ｄ又は穴部１２６ｆの面積が上流側から下流側へ向かうに従って序々に又は段階的に小さくなっているため、切り欠き部１２６ｄをすり抜けて落下する現像剤の量は上流側より下流側の方が少なくなり、現像剤の単位時間当たりの搬送量は上流側より下流側の方が多くなる。その結果、現像剤の下流側への供給不足を抑制することができる。また、貯留部材１２５の下流側の上蓋１２５ａには凸部１２５ｂが設けられているため、下流側に余剰に搬送された現像剤は凸部１２５ｂを介して上流側に戻るため、現像剤の疲労を低減することができる。

なお、上記では、現像剤搬送装置１２４が１個で、貯留部材１２５の内部に１個の搬送部材１２６を設けた場合について説明したが、複数の現像剤搬送装置１２４を設けても良いし、１個の現像剤搬送装置１２４の貯留部材１２５の内部に複数個の搬送部材１２６を設けても良い。

搬送部材１２６を複数個、例えば２個の搬送部材１２６を設けた場合は、２個の搬送部材１２６は貯留部材１２５の内部に平行して装着され、同一形状で、同一方向に回転し、現像剤をそれぞれ上流側から下流側に向けて搬送する。

複数の現像剤搬送装置１２４、又は複数個の搬送部材１２６を設けることにより、現像剤の搬送量を増やすことができ、高能力の画像形成装置のように現像部１２１が多量の現像剤を必要とする場合でも現像剤の不足を防止することができ、現像剤の不足に起因する、画像濃度の低下などを防止することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施例に係る現像剤搬送装置及び画像形成装置について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３及び図１４は、本実施例の現像剤搬送装置における羽根部の構造を示す斜視図である。

前記した第１の実施例では、羽根部１２６ａに切り欠き部１２６ｄや穴部１２６ｆを設け、切り欠き部１２６ｄや穴部１２６ｆの面積を上流側から下流側に向かって徐々に小さくして、現像剤の搬送力が上流側よりも下流側の方が大きくなるように調整したが、羽根部１２６ａのピッチを変えたり、外径を変えたりすることによっても、現像剤の搬送力を調整することができる。

以下、本実施例の現像剤搬送装置について、図１３及び図１４を参照して説明する。

図１３は、羽根部１２６ａの構造を示す斜視図であり、羽根部１２６ａは、上流側の第１領域と下流側の第２領域とに分割されており、第１領域の羽根部１２６ａのピッチは、第２領域の羽根部１２６ａのピッチよりも短くなっている。ピッチが長いと、１回の回転で現像剤を搬送する距離を長くすることができるため、現像剤の搬送力を、上流側よりも下流側の方が大きくなるようにすることができる。

図１４は、羽根部１２６ａの構成を示す斜視図であり、図１３と同様に、羽根部１２６ａは、上流側の第１領域と下流側の第２領域とに分割されており、第１領域の羽根部１２６ａの外径は、第２領域の羽根部１２６ａの外径よりも小さくなっている。外径が大きい、１回の回転で搬送される現像剤の量を多くすることができるため、この構成によっても、現像剤の搬送力を、上流側よりも下流側の方が大きくなるようにすることができる。

なお、図１３及び図１４では、羽根部１２６ａを上流側の第１領域と下流側の第２領域とに分割し、第１領域と第２領域とで、羽根部１２６ａのピッチや外径を変化させたが、領域の分割数は適宜設定することができ、例えば、上流側から下流側に向かって、羽根部１２６ａのピッチや外径を３段階以上に変化させてもよいし、上流側から下流側に向かって、羽根部１２６ａのピッチや外径が徐々に変化するようにしてもよい。

また、図１３及び図１４では、上流側の第１領域と下流側の第２領域とで、羽根部１２６ａのピッチ又は外径を変化させたが、ピッチと外径の双方を変化させてもよい。また、図１３及び図１４では、羽根部１２６ａに切り欠き部１２６ｄや穴部１２６ｆを形成していないが、ピッチ毎に少なくとも１つの切り欠き部１２６ｄや穴部１２６ｆを設け、羽根部１２６ａのピッチ及び／又は外径と、切り欠き部１２６ｄ又は穴部１２６ｆの面積の双方を変化させてもよい。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、その構成や制御は適宜変更可能である。

例えば、上記各実施例では、ＹＭＣＫの４色のトナーを用いる画像形成装置を例示したが、少なくとも１色のトナーを用いる任意の画像形成装置に対して、本発明の現像剤搬送装置を同様に適用することができる。

本発明は、現像剤を搬送する現像剤搬送装置及び当該現像剤搬送装置を有する画像形成装置に利用可能である。

１ 画像形成装置
１０ 制御部
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
２０ 記憶部
３０ ネットワークＩ／Ｆ部
４０ 表示操作部
５０ 画像読取部
５１ 自動原稿給紙装置
５２ 原稿画像走査装置
６０ 画像処理部
７０ 搬送部
７１ 給紙装置
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ 給紙トレイユニット
７２ 搬送機構
７３ 排紙装置
８０ 画像形成部
９０、９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋ 感光体ドラム
１００、１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ 帯電装置
１１０、１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋ 露光装置
１２０、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ、１２０Ｋ 現像装置
１２１ 現像部
１２１ａ 投入口
１２１ｂ スクリュー
１２１ｃ パドル
１２１ｄ 現像ローラ
１２２ 現像剤容器
１２３ 中間搬送装置
１２３ａ 投入口
１２３ｂ 搬送部材
１２４ 現像剤搬送装置
１２４ａ 投入口
１２５ 貯留部材
１２５ａ 上蓋
１２５ｂ 凸部
１２６ 搬送部材
１２６ａ 羽根部
１２６ｂ 軸
１２６ｃ 軸受け
１２６ｄ 切り欠き部
１２６ｅ 清掃部材
１２６ｆ 穴部
１２７ センサ
１２８ 補給部
１２８ａ 排出口
１２８ｂ スクリュー部材
１２８ｃ 円筒部材
１３０、１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋ クリーニング装置
１４０、１４０Ｙ、１４０Ｍ、１４０Ｃ、１４０Ｋ 一次転写ローラ
１５０ 中間転写ユニット
１５１ 中間転写ベルト
１５２ 支持ローラ
１５３ 二次転写ローラ
１６０ 定着装置
１６１ 加熱ローラ
１６２ 定着ローラ
１６３ 定着ベルト
１６４ 加圧ローラ

Claims (14)

1. 現像剤を搬送する現像剤搬送装置であって、
   現像剤を貯留する貯留部材と、
   前記貯留部材に収納され、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、
   前記貯留部材は、前記貯留部材を内部に有する画像形成装置本体の底面からの高さに関して、前記搬送部材によって搬送される現像剤の搬送方向の上流側の高さよりも下流側の高さの方が高くなるように配置され、
   前記搬送部材は、第１領域と当該第１領域よりも前記搬送方向の下流側に位置する第２領域とを有し、前記第２領域における現像剤の搬送力が、前記第１領域における現像剤の搬送力よりも、相対的に高く調整されており、
   前記搬送部材は、回転することにより前記貯留部材に貯留された現像剤を搬送する螺旋状の羽根部を有し、
   前記羽根部は、ピッチ毎に少なくとも１つの切り欠き部又は穴部を有し、前記第１領域の前記切り欠き部又は前記穴部の面積は、前記第２領域の前記切り欠き部又は前記穴部の面積よりも大きく、
   前記第１領域の最上流側に位置する前記羽根部の１周分には、前記切り欠き部又は前記穴部が形成されていない、
   ことを特徴とする現像剤搬送装置。
2. 現像剤を搬送する現像剤搬送装置であって、
   現像剤を貯留する貯留部材と、
   前記貯留部材に収納され、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、
   前記貯留部材は、前記貯留部材を内部に有する画像形成装置本体の底面からの高さに関して、前記搬送部材によって搬送される現像剤の搬送方向の上流側の高さよりも下流側の高さの方が高くなるように配置され、
   前記搬送部材は、第１領域と当該第１領域よりも前記搬送方向の下流側に位置する第２領域とを有し、前記第２領域における現像剤の搬送力が、前記第１領域における現像剤の搬送力よりも、相対的に高く調整されており、
   前記搬送部材は、回転することにより前記貯留部材に貯留された現像剤を搬送する螺旋状の羽根部を有し、前記第１領域の前記羽根部のピッチは、前記第２領域の前記羽根部のピッチよりも短い、
   ことを特徴とする現像剤搬送装置。
3. 前記貯留部材は、前記第２領域に対応する部分の上面の一部に、前記貯留部材の外側に膨らむ凸部を有し、前記凸部により、前記第２領域に搬送される現像剤の一部を前記第１領域に戻す空間が形成される、
   ことを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の現像剤搬送装置。
4. 現像剤を搬送する現像剤搬送装置であって、
   現像剤を貯留する貯留部材と、
   前記貯留部材に収納され、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、
   前記貯留部材は、前記貯留部材を内部に有する画像形成装置本体の底面からの高さに関して、前記搬送部材によって搬送される現像剤の搬送方向の上流側の高さよりも下流側の高さの方が高くなるように傾斜して配置され、
   前記搬送部材は、第１領域と当該第１領域よりも前記搬送方向の下流側に位置する第２領域とを有し、前記第２領域における現像剤の搬送力が、前記第１領域における現像剤の搬送力よりも、相対的に高く調整されており、
   前記貯留部材は、前記第２領域に対応する部分の上面の一部に、前記貯留部材の外側に膨らむ凸部を有し、前記凸部により、前記第２領域に搬送された余剰の現像剤の一部が落下することで現像剤を前記第１領域側に戻す空間が形成される、
   ことを特徴とする現像剤搬送装置。
5. 前記搬送部材は、回転することにより前記貯留部材に貯留された現像剤を搬送する螺旋状の羽根部を有し、
   前記羽根部は、ピッチ毎に少なくとも１つの切り欠き部又は穴部を有し、前記第１領域の前記切り欠き部又は前記穴部の面積は、前記第２領域の前記切り欠き部又は前記穴部の面積よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項４に記載の現像剤搬送装置。
6. 少なくとも前記第１領域の前記切り欠き部の切り欠き形状は、３以上の連続する直線で構成される、
   ことを特徴とする請求項５に記載の現像剤搬送装置。
7. 少なくとも前記第１領域の前記切り欠き部の切り欠き形状は、連続曲線で構成され、前記連続曲線の曲率の中心の少なくとも１つは、前記羽根部を切り欠いた領域内にある、
   ことを特徴とする請求項５に記載の現像剤搬送装置。
8. 前記羽根部の外周上における前記切り欠き部の端部間の距離は、予め定めた所定値以下に設定されている、
   ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一に記載の現像剤搬送装置。
9. 前記第２領域の最下流側に位置する前記羽根部の半周分には、前記切り欠き部又は前記穴部が形成されていない、
   ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一に記載の現像剤搬送装置。
10. 前記第１領域の最上流側に位置する前記羽根部の１周分には、前記切り欠き部又は前記穴部が形成されていない、
    ことを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一に記載の現像剤搬送装置。
11. 前記貯留部材は、現像剤の貯留レベルを検知するセンサを備え、
    前記搬送部材の前記羽根部は、連続する前記切り欠き部又は前記穴部を横断して設置される、前記センサを清掃する清掃部材を取り付ける部位を有する、
    ことを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか一に記載の現像剤搬送装置。
12. 前記搬送部材は、回転することにより前記貯留部材に貯留された現像剤を搬送する螺旋状の羽根部を有し、前記第１領域の前記羽根部のピッチは、前記第２領域の前記羽根部のピッチよりも短い、
    ことを特徴とする請求項４に記載の現像剤搬送装置。
13. 前記搬送部材は、回転することにより前記貯留部材に貯留された現像剤を搬送する螺旋状の羽根部を有し、前記第１領域の前記羽根部の外径は、前記第２領域の前記羽根部の外径よりも小さい、
    ことを特徴とする請求項４に記載の現像剤搬送装置。
14. 現像剤を収納する現像剤容器と、請求項１乃至１３のいずれか一に記載の前記現像剤搬送装置と、前記現像剤搬送装置から補給された現像剤を用いて現像を行う現像部と、を備える、
    ことを特徴とする画像形成装置。

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