JP7415517B2 - 粉体搬送装置、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

粉体搬送装置、現像装置及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、粉体搬送装置、現像装置及び画像形成装置に関する。
特許文献1には、 磁性キャリアとトナーとからなる現像剤を表面上に担持して潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、互いに平行でほぼ同じ高さに配置され、自らの軸線方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材をそれぞれ有する複数の現像剤搬送路と、該複数の現像剤搬送路をそれぞれに仕切る仕切部材と、該複数の現像剤搬送路のそれぞれの現像剤搬送方向下流部に隣接する他の現像剤搬送路と連通する開口部とを備え、該複数の現像剤搬送路の現像剤搬送部材が現像剤を該開口部より隣接する他の現像剤搬送路に移送することにより、該複数の現像剤搬送路内で現像剤を循環搬送させる現像装置において、上記複数の現像剤搬送部材のうち少なくとも一つが、所定のリード角を有する螺旋状の羽を備えたスクリュー部と、軸方向に平行な羽を備えたパドル部と、該スクリュー部の現像剤搬送方向下流端と該パドル部の現像剤搬送方向上流端とを繋ぐよう、リード角を該スクリュー部のリード角より段階的もしくは連続的に大きくし軸方向に平行に近づく羽を備えた連結部とを有し、該連結部と該パドル部とが上記開口部に対向するよう配置したことを特徴とする現像装置が開示されている。
特開2008-256917号公報
本発明は、一方向における第二螺旋羽根の搬送力が、第一螺旋羽根の搬送力と同等である構成と比して、中継口における粉体の滞留を抑制することを目的とする。
第1態様に記載の粉体搬送装置は、一方向に延びており、第一搬送部材が配置された第一搬送路と、前記一方向に延びており、第一接続口及び第一接続口よりも前記一方向の端部側に位置する中継口を通して前記第一搬送路と接続されている第二搬送路と、前記一方向に延びており、前記一方向において前記中継口と重なって位置する第二接続口を通して前記第二搬送路と接続されている第三搬送路と、前記第二搬送路に配置された第二搬送部材であって、前記一方向に延びる第一軸体に、前記一方向において前記第一接続口を挟んで前記中継口側とは反対側から前記第一接続口に向けて粉体を搬送する第一螺旋羽根が設けられた第二搬送部材と、前記第一軸体における前記第一接続口と前記中継口との間の部分に設けられ、前記一方向における前記第一螺旋羽根の搬送力よりも搬送力が小さい第二螺旋羽根と、前記第三搬送路に配置され、前記第二接続口に向けて粉体を搬送する第三搬送部材と、を備える。
第2態様に記載の粉体搬送装置は、第1態様に記載の粉体搬送装置において、前記第二螺旋羽根は、前記中継口側から前記第一接続口側に向けて粉体を搬送する逆搬送部を有する。
第3態様に記載の粉体搬送装置は、第2態様に記載の粉体搬送装置において、前記第二螺旋羽根は、前記一方向において前記逆搬送部に対して前記第一螺旋羽根側とは反対側に設けられ、前記第一接続口側から前記中継口側に向けて粉体を搬送する順搬送部を有する。
第4態様に係る粉体搬送装置は、第1態様~第3態様の何れか一態様に記載の粉体搬送装置において、前記第一搬送路と前記第二搬送路とは、前記第一搬送部材及び前記第二搬送部材の駆動により粉体が循環される循環路を成しており、前記第三搬送路は、前記第三搬送部材の駆動によって外部から前記第三搬送路に供給された粉体が搬送されるものであり、前記一方向において、前記中継口の開口幅は、前記第一接続口の開口幅よりも大きい。
第5態様に記載の粉体搬送装置は、第1態様~第4態様の何れか一態様に記載の粉体搬送装置において、前記第二搬送部材は、前記第一軸体の前記中継口と対向する部分が、前記第一螺旋羽根が設けられている部分よりも小径であり、且つ前記第一軸体の前記中継口と対向する部分に、粉体を前記第一搬送路側に搬送する第一パドルを有する。
第6態様に記載の粉体搬送装置は、第1態様~第5態様の何れか一態様に記載の粉体搬送装置において、前記第一搬送路と前記第二搬送路とは、前記第一搬送部材及び前記第二搬送部材の駆動により粉体が循環される循環路を成しており、前記第三搬送路は、前記第三搬送部材の駆動によって外部から前記第三搬送路に供給された粉体が搬送されるものであり、前記第二搬送部材は、前記第一軸体の前記中継口と対向する部分に前記第一搬送路側に粉体を搬送する第一パドルが設けられており、且つ前記第一軸体の前記第一接続口と対向する部分には前記第一螺旋羽根のみが設けられている。
第7態様に記載の粉体搬送装置は、第1態様~第6態様の何れか一態様に記載の粉体搬送装置において、前記第三搬送部材は、前記一方向に延びる第二軸体の前記第二接続口と対向する部分に、前記第二軸体の回転に伴って粉体を前記第二軸体よりも上側から前記第二接続口側に搬送する第二パドルを有する。
第8態様に記載の粉体搬送装置は、第7態様に記載の粉体搬送装置において、前記第二搬送路の底部は、重力方向において、前記第三搬送路の底部よりも上方に位置している。
第9態様に記載の現像装置は、前記粉体は現像剤であって、前記第二搬送路から現像剤が供給される現像ロールと、第1態様~第8態様の何れか一態様に記載の粉体搬送装置と、を備える。
第10態様に記載の画像形成装置は、潜像を保持する像保持体と、前記潜像をトナー像として現像する第9態様に記載の現像装置と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写部と、
を備える。
第1態様に記載の粉体搬送装置によれば、一方向における第二螺旋羽根の搬送力が、第一螺旋羽根の搬送力と同等である構成と比して、中継口における粉体の滞留が抑制される。
第2態様に記載の粉体搬送装置によれば、第二螺旋羽根が第一接続口側から中継口側に向けた方向にのみ粉体を搬送する構成と比して、中継口における粉体の滞留が抑制される。
第3態様に記載の粉体搬送装置によれば、第二螺旋羽根が逆搬送部のみを有する構成と比して、第三搬送路から第二接続口に向けて搬送された粉体の、第二搬送路における滞留が抑制される。
第4態様に記載の粉体搬送装置によれば、中継口の開口幅が、第一接続口の開口幅よりも小さい構成と比して、中継口を経由して第一搬送路に搬送される粉体の量が多くなる。
第5態様に記載の粉体搬送装置によれば、第一軸体の中継口と対向する部分が、第一螺旋羽根が設けられている部分と同径である構成と比して、中継口を経由して第二搬送路から第一搬送路に搬送される粉体の量が多くなる。
第6態様に記載の粉体搬送装置によれば、第二搬送部材の第一軸体の第一接続口と対向する部分に、第一搬送路に向けて粉体を搬送するパドルが形成されている構成と比して、接続口62bを経由しての、第二搬送路60bから第一搬送路60aへの現像剤Gの過剰な流入が抑制される。
第7態様に記載の粉体搬送装置によれば、第二パドルが第三搬送部材の軸体の回転に伴って粉体を軸体よりも下側から第二接続口側に搬送する構成と比して、第二パドルで搬送される粉体の圧縮が抑制される。
第8態様に記載の粉体搬送装置によれば、第二搬送路の底部が重力方向において第三搬送路の底部よりも上方に位置している構成において、第二パドルが第三搬送部材の軸体の回転に伴って粉体を軸体よりも下側から第二接続口側に搬送する構成と比して、第三搬送路から第二搬送路への粉体の搬送が安定される。
第9態様に記載の現像装置によれば、一方向における第二螺旋羽根の搬送力が、第一螺旋羽根の搬送力と同等である構成を有する現像装置と比して、現像斑が抑制される。
第10態様に記載の画像形成装置によれば、一方向における第二螺旋羽根の搬送力が、第一螺旋羽根の搬送力と同等である構成を有する現像装置を備えた画像形成装置と比して、画像斑が抑制される。
本実施形態に係る画像形成装置を示す概略正面図である。 本実施形態に係る現像装置の正面断面図である。 図3の一部を拡大して示す正面断面図である。 本実施形態に係る現像装置の平面断面図である。 図4の一部を拡大して示す平面断面図である。
本発明の実施形態に係る粉体搬送装置、現像装置及び画像形成装置の一例について、図面に基づいて説明する。
なお、以下に示す説明では、画像形成装置10をユーザ(図示省略)が立つ側から正面視して、装置上下方向(鉛直方向)、装置幅方向(水平方向)、装置奥行方向(水平方向)をそれぞれ、H方向、W方向、D方向と記載する。また、装置上下方向、装置幅方向、装置奥行方向のそれぞれ一方側と他方側を区別する必要がある場合は、画像形成装置10を正面視して、上側を+H側、下側を-H側、右側を+W側、左側を-W側、奥側を-D側、手前側を+D側と記載する。
(画像形成装置10)
実施形態に係る画像形成装置10は、記録媒体の一例としてのシート部材Pに、カラー画像を形成して定着させるカラー画像形成装置である。画像形成装置10は、図1に示されるように、収容部12と、排出部18と、搬送部14と、画像形成部20と、定着部16と、を備えている。なお、本発明に係る画像形成装置は、カラー画像形成装置に限定されない。例えば、本発明に係る画像形成装置は、シート部材Pにモノクロのトナー画像を形成して定着させるモノカラー画像形成装置であってもよい。
収容部12は、シート部材Pを収容する機能を有している。
排出部18は、画像形成部20で画像を形成されて定着部16で画像を定着されたシート部材Pが排出される構成を有している。
搬送部14は、収容部12に収容されたシート部材Pを、転写によって画像が形成される転写位置Tへ搬送する機能を有している。さらに、搬送部14は、定着部16で画像を定着されたシート部材Pを排出部18に搬送して排出する機能を有している。
画像形成部20は、電子写真方式によりシート部材Pに画像を形成する機能を有している。具体的には、画像形成部20は、4つの画像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kと、転写ユニット30と、複数のトナーカートリッジ(図示省略)と、を備えている。ここで、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)は、トナー色の一例である。画像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kは、それぞれ、感光体ドラム24と、帯電ロール26と、露光装置28と、現像装置50と、を備えている。画像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kは、それぞれの感光体ドラム24の外周面に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像を形成する。
感光体ドラム24は、潜像を保持する像保持体の一例である。帯電ロール26は、感光体ドラム24を帯電させる帯電装置の一例である。露光装置28は、帯電ロール26によって帯電された感光体ドラム24を露光して感光体ドラム24上に潜像の一例としての静電潜像を形成する。現像装置50は、露光装置28によって感光体ドラム24上に形成された静電潜像を、内部に収容されているトナーを含む現像剤Gを用いてトナー像として現像する。なお、現像装置50の詳細については後述する。
転写ユニット30は、転写ベルト31と、複数の一次転写ロール32と、バックアップロール34と、駆動ロール36と、支持ロール38と、二次転写部40と、を含んで構成されている。一次転写ロール32の数は、トナー色の数に対応しており、実施形態においては4つ設けられている。4つの一次転写ロールはそれぞれ、画像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kのそれぞれの感光体ドラム24と対向して配置されている。転写ベルト31は、その内周面を一次転写ロール32と、バックアップロール34と、駆動ロール36と、支持ロール38と、によって支持されている無端ベルトである。また、転写ベルト31は、その外周面が画像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kのそれぞれの感光体ドラム24と接触している。すなわち、転写ベルト31は、それぞれ4つの一次転写ロール32と感光体ドラム24によって挟持されている。駆動ロール36は、図示しないモータと連結されており、実施形態においては、正面から見て時計回りに回転することで、転写ベルト31を図1に示される矢印Cの方向に回転させる。このとき、それぞれの感光体ドラム24が正面から見て反時計回りに回転することで、転写ベルト31の外周面には、それぞれの感光体ドラム24上に現像されたトナー像が一次転写される。
二次転写部40は、二次転写ロール42を備えている。二次転写ロール42は、転写ベルト31を挟んでバックアップロール34と対向して配置されている。二次転写ロール42と転写ベルト31との間は、転写位置Tの一例である二次転写領域Nとされている。二次転写ロール42は、搬送部14によって二次転写領域Nに搬送されたシート部材P及び二次転写領域Nの転写ベルト31を、バックアップロール34とで挟みながら回転する。これにより、転写ベルト31の外周面に一次転写されたトナー像は、シート部材Pに二次転写される。さらに、二次転写ロール42は、トナー像を二次転写されたシート部材Pを定着部16に搬送する。このとき、実施形態において、二次転写ロール42は、図1に示されるように、正面から見て反時計周りに回転する。二次転写ロール42は、感光体ドラム24上に形成されたトナー像を、一次転写を経てシート部材Pに二次転写させる転写部の一例である。
定着部16は、本実施形態においては、シート部材Pを加熱及び加圧することで、二次転写ロール42によってシート部材Pに転写されたトナー画像を、該シート部材Pに定着させる定着装置とされている。
図示しない複数のトナーカートリッジは、画像形成部20で形成される各色に対応しており、それぞれ各色のトナー及び磁性キャリアから成る現像剤Gが収容されている。すなわち、実施形態においては、画像形成部20は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4つのトナーカートリッジを備える。4つのトナーカートリッジは、図示しない供給路によって、各色に対応した現像装置50の第三搬送路60c(詳細は後述)と接続されている。4つのトナーカートリッジは、それぞれの現像装置50の現像によって現像装置50でトナーが消費されたとき、それぞれの現像装置50の第三搬送路60cに新しい現像剤Gを補給する。現像剤Gは、粉体の一例である。
(現像装置50)
次に、現像装置50について説明する。なお、画像形成ユニット22Y、22M、22C、22Kの現像装置50は、それぞれ同一の構造であるため、以下では、ひとつの現像装置50についてのみ説明する。
現像装置50は、図2及び図4に示されるように、装置奥行方向に延びており、筐体51と、現像ロール66と、汲み上げロール67と、層規制部材68と、第一搬送部材70と、第二搬送部材80と、第三搬送部材90と、を備える。実施形態において、現像装置50は、感光体ドラム24の-W側に配置されている。現像装置50は、内部に現像剤Gを収容する。筐体51と、第一搬送部材70と、第二搬送部材80と、第三搬送部材90と、の組合せは、粉体搬送装置の一例である(図3参照)。
筐体51は、図2及び図4に示されるように、平面視で装置奥行方向に延びる底壁52と、底壁の周囲から+H側に立ちあがった周壁53と、を含んで構成されている。また、筐体51は、底壁52から+H側に立ちあがって装置奥行方向に延びて、装置幅方向に並んで配置されている2つの仕切壁を含んで構成されている。筐体51の底壁52と周壁53で規定された空間は、2つの仕切壁55、56によって、装置幅方向に並ぶ3つの搬送路60に区分されている。実施形態においては、-W側の仕切壁を仕切壁55として、+W側の仕切壁を仕切壁56とする。実施形態における搬送路60については、図2及び図3に示されるように、装置幅方向において、周壁53と仕切壁55とで区分された空間は第一搬送路60aとされ、仕切壁55と仕切壁56とで区分された空間は第二搬送路60bとされている。また、装置幅方向において、仕切壁56と周壁53とで区分された空間は第三搬送路60cとされている。第一搬送路60a、第二搬送路60b、及び第三搬送路60cは、それぞれ現像剤Gを収容する。第三搬送路60cは、-D側の端部に形成された補給口59及び図示しない供給路を通して図示しないトナーカートリッジと接続されている。周壁53のうち、装置奥行方向両側の端壁53aは、3つの搬送路60にそれぞれ設けられている第一搬送部材70、第二搬送部材80及び第三搬送部材90(それぞれの詳細は後述する)を回転自由に支持する軸受部とされている。第一搬送路60aは、第二搬送路60bと装置幅方向において重なっている。すなわち、第一搬送路60aの底部は、装置上下方向において、第二搬送路60bの底部と一致している。一方、第三搬送路60cの底部は、第二搬送路60bよりも-H側に位置している。すなわち、第二搬送路60bの底部は、重力方向において、第三搬送路60cの底部よりも上方に位置している。具体的には、第二搬送路60bと、第三搬送路60cとの装置上下方向における位置関係は、第二搬送部材80の第一軸体82よりも-H側の部分と、第三搬送部材90の第二軸体92よりも+H側の部分とが重なる範囲内にある。
また、筐体51は、図2に示されるように、正面から見て第一搬送路60aの上方を封止するカバー部57と、第二搬送路60b及び第三搬送路60cの上方を覆う張出部58と、を有する。張出部58と第二搬送路60b及び第三搬送路60cとの間には、後述する汲み上げロール67、層規制部材68及び現像ロール66が配置されるロール室58aが形成されている。ロール室58aは、現像ロール66を感光体ドラム24に向けて臨ませる開口部58bを有する。
仕切壁55は、図4に示されるように、装置奥行方向において互いに離間している3つの開口部である接続口62を有している。3つの接続口62はそれぞれ、第一搬送路60aと第二搬送路60bとを接続している。実施形態においては、3つの接続口62は、装置奥行方向において、+D側から順にそれぞれ、中継口62a、接続口62b、62cとされている。仕切壁55のうち、中継口62aと接続口62bとで挟まれている一部は、中間壁55aとされている。換言すると、中継口62aと接続口62bとは、中間壁55aを境界として区分されている。装置奥行方向において、中継口62aの開口幅の長さは、接続口62bの開口幅の長さよりも大きい。接続口62bは、第一接続口の一例である。なお、実施形態において、中継口62aと接続口62bとの間には中間壁55a(仕切壁55)が存在せず、中継口62aと接続口62bとが装置奥行方向において互いに繋がって、ひとつの開口部を形成しているものであってもよい。この場合、中継口62aと接続口62bとの境界の位置は、後述する接続口63の、中継口62aに対する接続口62c側(-D側)の縁63bの位置と一致する。すなわち、中継口62aと接続口62bとが繋がって形成されているひとつの開口部のうち、装置奥行方向において接続口63の縁63bよりも-D側の部分は接続口62bとされ、接続口63の縁63bよりも+D側の部分は中継口62aとされる。この場合、第二搬送路60bの-D側から搬送されてきた現像剤Gが接続口62bを経由して搬送されやすくなるよう、第二螺旋羽根84は、少なくとも逆搬送羽根84aを含むことがより好ましい。
仕切壁56は、装置奥行方向において中継口62aと重なって位置する接続口63を有している。接続口63は、第二搬送路60bと第三搬送路60cとを接続している。また、第三搬送路60cは、接続口63、第二搬送路60bの中継口62aと対向している部分及び中継口62aを通して第一搬送路60aと接続されている。接続口63は、第二接続口の一例である。なお、接続口63の、中継口62aに対する接続口62cとは反対側(+D側)の縁63aは、装置奥行方向において、中継口62aの接続口62c側とは反対側(+D側)の縁に対して±3[mm]以内の範囲内に位置していればよい。さらに、接続口63の縁63aは、装置奥行方向において、中継口62aの+D側の縁に対して±2[mm]以内の範囲内に位置していることが好ましい。実施形態においては、接続口63の縁63aは、装置奥行方向において、中継口62aの+D側の縁に対して±1[mm]以内の範囲内に位置している。また、接続口63の縁63aとは反対側(-D側)の縁63bは、中間壁55aが存在する実施形態では、装置奥行方向において、中間壁55aの範囲内又は中間壁55aの中継口62a側(+D側)の縁から+D側に3[mm]以内の範囲内に位置していればよい。さらに、接続口63の縁63bは、装置奥行方向において、中間壁55aの+D側の縁から+D側に2[mm]以内の範囲内に位置していることが好ましい。実施形態においては、接続口63の縁63bは、装置奥行方向において、中間壁55aの+D側の縁から1[mm]以内の範囲内に位置している。
汲み上げロール67は、図2に示されるように、第二搬送路60bの上方のロール室58a内に配置されているロール状の部材である。汲み上げロール67は、第二搬送路60bに収容されており、磁性キャリアを含む現像剤Gを磁力によってロール室58aに汲み上げる。
現像ロール66は、図2に示されるように、第三搬送路60cの上方のロール室58a内に、開口部58bを挟んで感光体ドラム24と対向して配置されているロール状の部材である。現像ロール66は、汲み上げロール67によって第二搬送路60bから汲み上げられた現像剤Gを磁力で保持することで表面に現像剤Gの層を形成し、この状態で回転することで、現像剤Gを感光体ドラム24に供給する。現像ロール66によって感光体ドラム24に供給された現像剤Gに含まれるトナーが、感光体ドラム24上の静電潜像に付着することで、現像装置50は、該静電潜像をトナー像として現像させる。
層規制部材68は、図2に示されるように、装置幅方向において汲み上げロール67と現像ロール66との間に配置されている。層規制部材68は、現像ロール66に保持されて感光体ドラム24と対向する位置へ搬送される現像剤Gの層を、予め定められた厚さに規制する。
(第一搬送部材70)
第一搬送部材70は、図4に示されるように、軸体72と、順搬送羽根73と、逆搬送羽根74と、を含んで構成されており、第一搬送路60aに配置されている。軸体72は、装置奥行方向に延びており、第一搬送路60aにおける端壁53aに回転自由に支持されている。順搬送羽根73は、第一搬送路60a内における軸体72の、接続口62bに対して接続口62a側の端部から、接続口62cと対向する一部に掛けて、軸体72に設けられ、装置奥行方向に延びている2条の螺旋状の翼体である。実施形態において、軸体72が正面から見て時計回りに回転すると、順搬送羽根73は、順搬送羽根73まわりの現像剤Gを、中継口62aから接続口62c(-D側)に向けて搬送しながら攪拌する。逆搬送羽根74は、順搬送羽根73よりも-D側の軸体72のまわりに設けられ、装置奥行方向に延びている一条の螺旋状の翼体である。実施形態において、軸体72が正面から見て時計回りに回転するとき、逆搬送羽根74は、逆搬送羽根74まわりの現像剤Gに、軸体72の-D側端部から接続口62c(+D側)に向けた制動力を付与する。これにより、逆搬送羽根74は、該現像剤Gが逆搬送羽根74側に入り込むことを抑制する。
(第二搬送部材80)
第二搬送部材80は、図4に示されるように、第一軸体82と、第一螺旋羽根83と、第二螺旋羽根84と、第一パドル85と、第三螺旋羽根86と、を含んで構成されており、第二搬送路60bに配置されている。第一軸体82は、装置奥行方向に延びており、第二搬送路60bにおける端壁53aに回転自由に支持されている。第一軸体82の中継口62aに対して-D側の部分は、第一搬送部材70の軸体72よりも大径とされている。これにより、第二搬送部材80は、第二搬送路60bにおける現像剤Gを収容可能な空間を第一搬送路60aよりも狭くして現像剤Gを嵩上げすることで、第二搬送部材80の上方の汲み上げロール67に現像剤Gが供給されやすくなる部材として捉えられる。第一軸体82は、中継口62aに対して+D側の部分の外径が、中継口62aに対して-D側の部分の外径と同等とされている。そして、第一軸体82は、装置奥行方向において中継口62aと対向する部分が、中継口62aに対して-D側の部分よりも小径とされている。換言すると、第一軸体82は、装置奥行方向において接続口63と対向する部分が、接続口63に対して-D側の部分よりも小径とされている。具体的には、第一軸体82の中継口62aと対向する部分の外径は、中継口62aに対して-D側の部分の外径の40%~60%とされている。なお、本発明において外径が同等であるとは、一方の部材の外径が、他方の部材の外径に対して±3%の範囲内にあることを示す。
第一螺旋羽根83は、第二搬送路60b内における第一軸体82の、接続口62bに対して接続口62c側の端部から、接続口62bと対向する部分に掛けて、第一軸体82に設けられ、装置奥行方向に延びている2条の螺旋状の翼体である。実施形態において、第一軸体82が正面から見て時計回りに回転すると、第一螺旋羽根83は、第一螺旋羽根83まわりの現像剤Gを、接続口62cから接続口62b(+D側)に向けて搬送しながら汲み上げロール67及び現像ロール66に供給する。すなわち、第一螺旋羽根83は、装置奥行方向において、接続口62bを挟んで中継口62aとは反対側から接続口62b(+D側)に向けて現像剤Gを搬送する。なお、第一軸体82の接続口62bと対向する部分には、例えばパドル等の第一螺旋羽根83以外の部材は設けられていない。すなわち、第一軸体82の接続口62bと対向する部分には、第一螺旋羽根83のみが設けられている。
(第二螺旋羽根84)
第二螺旋羽根84は、装置奥行方向において、第一軸体82の中間壁55aと対向する部分に設けられており、逆搬送羽根84aと、順搬送羽根84bと、を含んで構成されている。すなわち、第二螺旋羽根84は、第一軸体82における接続口62bと中継口62aとの間の部分に設けられている。逆搬送羽根84a及び順搬送羽根84bは、それぞれ1条の螺旋状の翼体であり、装置奥行方向において、第一螺旋羽根83側から逆搬送羽根84a、順搬送羽根84bの順に並んで配置されている。換言すると、順搬送羽根84bは、逆搬送羽根84aに対して第一螺旋羽根83とは反対側に設けられている。実施形態においては、第二螺旋羽根84の接続口62bから中継口62a側(+D側)に向けた方向への搬送力は、第一螺旋羽根83の+D側に向けた方向への搬送力よりも小さい。なお、本発明における+D側に向けた方向への搬送力とは、搬送部材の1回転毎且つ螺旋羽根1ピッチあたりの、現像剤Gの+D側に向けた方向への搬送量[g/回転]を示す。搬送力が小さいことには、比較対象と搬送方向が同じ方向である場合の搬送量の絶対値が小さいことの他、搬送方向が比較対象とは逆の方向である場合(搬送量の絶対値の大小は問わない)が含まれる。
実施形態において、第一軸体82が正面から見て時計回りに回転すると、逆搬送羽根84aは、単体としては、図5に示されるように、中継口62a側から接続口62b側(-D側)に向けて、すなわち第一螺旋羽根83の搬送方向とは逆の方向に現像剤Gを搬送する。したがって、逆搬送羽根84aは、第一螺旋羽根83よりも+D側に向けた方向への搬送力が小さく、第一螺旋羽根83により+D側に搬送される現像剤Gに、中継口62aから接続口62b(-D側)に向けた方向の制動力を付与する。逆搬送羽根84aは、逆搬送部の一例である。実施形態において、逆搬送羽根84aは、羽根径が第一螺旋羽根83の羽根径と同等であり、またピッチが第一螺旋羽根83のピッチよりも小さい。これにより、逆搬送羽根84aの搬送力の絶対値は、第一螺旋羽根83の搬送力の絶対値よりも小さい。なお、本発明において羽根径が同等であるとは、一方の部材の羽根径が、他方の部材の羽根径に対して±3%の範囲内にあることを示す。
実施形態において、第一軸体82が正面から見て時計回りに回転すると、順搬送羽根84bは、単体としては、接続口62b側から中継口62a側(+D側)に向けて、すなわち第一螺旋羽根83の搬送方向と同じ方向に現像剤Gを搬送する。順搬送羽根84bは、順搬送部の一例である。実施形態において、順搬送羽根84bは、羽根径が第一螺旋羽根83の羽根径と同等であり、またピッチが第一螺旋羽根83のピッチよりも小さい。したがって、順搬送羽根84bは、第一螺旋羽根83よりも+D側の方向への搬送力が小さく、第一螺旋羽根83により+D側に搬送される現像剤Gに対して制動力を付与し得る。また、順搬送羽根84bは、順搬送羽根84bに対して逆搬送羽根84a側とは反対側の現像剤Gに、接続口63から接続口62b側とは反対側(+D側)に向けた方向の制動力を付与する。
(第一パドル85)
第一パドル85は、図2及び図4に示されるように、装置奥行方向において、第一軸体82の中継口62aと対向する部分に設けられ、第一軸体82の径方向に突出して立つ1枚の板状の部材である。実施形態において、第一軸体82が正面から見て時計回りに回転すると、第一パドル85は、第一パドル85よりも第一軸体82の回転方向下流側の現像剤Gを掬い上げる。第一パドル85によって掬い上げられた現像剤Gは、中継口62aを経由して第一搬送路60aに搬送される。なお、第一パドル85の装置奥行方向の両端部は、中継口62aの両端部に対して中継口62aの内側に向けて3[mm]までの範囲内に位置していればよい。さらに、第一パドル85の装置奥行方向の両端部は、中継口62aの両端部に対して中継口62aの内側に向けて2[mm]までの範囲内に位置していることが好ましい。実施形態においては、第一パドル85の装置奥行方向の両端部は、中継口62aの両端部に対して中継口62aの内側に向けて1[mm]の範囲内に位置しているとされている。
第三螺旋羽根86は、第一パドル85に対して第一螺旋羽根83とは反対側の第一軸体82に設けられ、装置奥行方向に延びている1条の螺旋状の翼体である。実施形態において、第一軸体82が正面から見て時計回りに回転すると、第三螺旋羽根86は、第三螺旋羽根86まわりの現像剤Gに、接続口63から第三螺旋羽根86側とは反対側(-D側)に向けた方向の制動力を付与する。これにより、第三螺旋羽根86は、該現像剤Gが第三螺旋羽根86側に入り込むことを抑制する。
(第三搬送部材90)
第三搬送部材90は、図4に示されるように、第二軸体92と、順搬送羽根93と、第二パドル94と、逆搬送羽根95と、を含んで構成されており、第三搬送路60cに配置されている。第二軸体92は、装置奥行方向に延びており、第三搬送路60cにおける端壁53aに回転自由に支持されている。
順搬送羽根93は、第三搬送路60c内における接続口63に対して補給口59側の第二軸体92に設けられ、装置奥行方向に延びている2条の螺旋状の翼体である。実施形態において、第二軸体92が正面から見て反時計回りに回転すると、順搬送羽根93は、順搬送羽根93まわりの現像剤Gを、第三搬送路60cの補給口59側から接続口63側(+D側)に向けて搬送しながら攪拌する。
(第二パドル94)
第二パドル94は、図2及び図4に示されるように、装置奥行方向において、第二軸体92の接続口63と対向する部分に設けられている、2枚の板状の部材である。実施形態において、第二パドル94は、図2及び図3に示すように、正面から見て、第二軸体92の外周に対する接線に沿って且つ第二軸体92の回転方向下流側に向けて突出する方向(接線方向)に立っている。また、2枚の第二パドル94の該接線方向における位相差は、180[°]とされている。実施形態において、第二軸体92が正面から見て反時計回りに回転すると、第二パドル94は、第二パドル94よりも第二軸体92の回転方向下流側の現像剤Gを掬い上げる。そして現像剤Gを掬い上げた第二パドル94は、第二軸体92の回転によって、該現像剤Gを第二軸体92よりも上側から放り投げるように、接続口63を経由して第二搬送路60bに搬送する。すなわち、第二パドル94は、第二軸体92の回転に伴って、現像剤Gを第二軸体92の上側から接続口63側に搬送する。なお、第二パドル94の装置奥行方向の両端部は、接続口63の両端部に対して接続口63の内側に向けて3[mm]までの範囲内に位置していればよい。さらに、第二パドル94の装置奥行方向の両端部は、接続口63の両端部に対して接続口63の内側に向けて2[mm]までの範囲内に位置していることが好ましい。実施形態においては、第二パドル94の装置奥行方向の両端部は、接続口63の両端部に対して接続口63の内側に向けて1[mm]の範囲内に位置しているとされている。
逆搬送羽根95は、第二軸体92の、第二パドル94に対して順搬送羽根93とは反対側の部分に設けられ、装置奥行方向に延びている1条の螺旋状の翼体である。実施形態において、第二軸体92が正面から見て反時計回りに回転するとき、逆搬送羽根95は、逆搬送羽根95まわりの現像剤Gに、接続口63から逆搬送羽根95側とは反対側(-D側)に向けた方向の制動力を付与する。これにより、逆搬送羽根95は、該現像剤Gが逆搬送羽根95側に入り込むことを抑制する。
第一搬送部材70、第二搬送部材80及び第三搬送部材90は、図示しないモータ及びギヤ列を有する駆動装置と接続されており、それぞれ順に時計回り、時計回り、反時計回りに駆動して回転する。この駆動によって、接続口62bを経由して第二搬送路60bから第一搬送路60aに向けて現像剤Gが流入して、接続口62cを経由して第一搬送路60aから第二搬送路60bに向けて現像剤Gが流入する(図4参照)。これにより、現像装置50においては、第一搬送路60a、接続口62c、第二搬送路60b、接続口62bから成る現像剤Gの循環路が形成されて、循環路における第二搬送路60bに収容される現像剤Gが汲み上げロール67及び現像ロール66に供給される。現像剤Gが第二搬送路60bから汲み上げロール67及び現像ロール66に供給されて、現像に伴って消費されると、図示しないトナーカートリッジから補給口59を経由して第三搬送路60cに新しい現像剤Gが補給される。第三搬送路60cに補給された新しい現像剤Gは、第三搬送部材90の駆動によって補給口59から接続口63側に搬送されて、接続口63、第二搬送路60bの中継口62aと対向している部分及び中継口62aを経由して循環路に搬送される。
<作用及び効果>
次に、本発明の作用及び効果について説明する。なお、この説明において、本実施形態に対する比較形態を記載するときに、実施形態の画像形成装置10と同様の部品等を用いる場合、その部品等の符号及び名称をそのまま用いて説明する。
実施形態の現像装置50は、+D側の方向において、第二螺旋羽根84の搬送力が、第一螺旋羽根83の搬送力よりも小さい構成(第一構成)を有している。第一構成を有する現像装置50と、以下に示す第一比較形態としての現像装置とを比較する。
第一比較形態の現像装置は、第二搬送部材80の第二螺旋羽根が、第一螺旋羽根83と同じ形状を有する。これにより、第一比較形態の現像装置の第二搬送部材80においては、+D側の方向における第二螺旋羽根の搬送力は、第一螺旋羽根83の搬送力と同等である。以上の点以外については、第一比較形態は実施形態と同様の構成とされている。
中継口62aと、接続口62bと、接続口63と、を有する現像装置において、第二搬送路60bの接続口62bまわりの現像剤Gは、第一螺旋羽根83による搬送に起因する、接続口62cから接続口62b側(+D側)に向けた方向の慣性を有する。したがって、該現像剤Gの一部は、+D側に向けた方向の慣性によって、第二螺旋羽根84まわりを経由して中継口62aに向けて流入する。そのため、第二搬送路60bの中継口62aまわりでは、第三搬送路60cから第二パドル94によって接続口63を経由して搬送される現像剤Gと、接続口62b側から流入する現像剤Gとが合流する。これにより、中継口62aまわりでは、第三搬送路60cから搬送される現像剤Gの滞留が発生しやすい。
一方、実施形態の現像装置50は、第一構成を有していることで、第一比較形態の現像装置と比して、第二螺旋羽根84まわりの現像剤Gの有する+D側に向けた方向の慣性が小さくなり、該現像剤Gが中継口62aに向けて流入しにくい。したがって、第一構成を有する現像装置50は、第一比較形態の現像装置と比して、中継口62aまわりにおける現像剤Gの滞留が抑制される。
さらに、第一構成を有する現像装置50は、第一比較形態の現像装置と比して、現像剤Gの滞留に起因する現像斑が抑制される。
そして、実施形態の現像装置50を備える画像形成装置10は、第一比較形態の現像装置を備える画像形成装置と比して、現像剤Gの滞留に起因する画像斑が抑制される。
また、実施形態の現像装置50は、第二螺旋羽根84が、逆搬送羽根84aを含む構成(第二構成)を有している。よって、第二構成を有する現像装置50は、第二螺旋羽根が順搬送羽根84bのみで構成されており、接続口62bから中継口62aに向けた方向(+D側)にのみ現像剤Gを搬送する構成と比して、中継口62aにおける現像剤Gの滞留が抑制される。
また、実施形態の現像装置50は、第二螺旋羽根84が、順搬送羽根84bを含む構成(第三構成)を有している。第三構成を有する現像装置50と、以下に示す第二比較形態としての現像装置とを比較する。
第二比較形態の現像装置は、第二搬送部材80の第二螺旋羽根が、逆搬送羽根84aのみで構成されている。以上の点以外については、第二比較形態は実施形態と同様の構成とされている。
第二比較形態の現像装置においては、第三搬送路60cから接続口63に向けて搬送された現像剤Gの一部が、逆搬送羽根84aのみで構成された第二螺旋羽根によって、接続口63側から接続口62b側に向けた方向(-D側)に引き込まれる。しかしながら接続口62bまわりでは、循環路上の現像剤Gが搬送されているため、第二螺旋羽根によって引き込まれた現像剤Gは、第二搬送路60bの第二螺旋羽根まわりで滞留しやすい。
一方、実施形態の現像装置50は、第三構成を有していることで、第二比較形態の現像装置と比して、第二搬送路60bの接続口63まわりの現像剤Gが、接続口63側から接続口62b側に向けた方向(-D側)に引き込まれにくい。したがって、第三構成を有する現像装置50は、第二比較形態の現像装置と比して、第三搬送路60cから接続口63に向けて搬送された現像剤Gの、第二搬送路60bにおける滞留が抑制される。なお、前述の第二比較形態は、後述するように、実施形態の変形例として、本発明の技術的思想に含まれるものである。
また、実施形態の現像装置50は、装置奥行方向において、中継口62aの開口幅の長さが、接続口62bの開口幅の長さよりも大きい構成(第四構成)を有している。よって、第四構成を有する現像装置50は、中継口62aの開口幅の長さが、接続口62bの開口幅の長さよりも小さい構成を有する第三比較形態の現像装置と比して、中継口62aを経由して第一搬送路60aに搬送される現像剤Gの量が多くなる。特に、図示しないトナーカートリッジの現像剤Gが第三搬送路60cに供給される構成を有する現像装置50においては、第四構成を有する現像装置50は、第三比較形態の現像装置と比して、第一搬送路60aに搬送される、現像剤Gの量が多くなる。なお、前述の第三比較形態は、実施形態の変形例として、本発明の技術的思想に含まれるものである。
また、実施形態の現像装置50は、装置奥行方向において、第一軸体82の中継口62aと対向する部分が、中継口62aに対して-D側の部分よりも小径である構成(第五構成)を有している。第五構成を有する現像装置50と、第一軸体82の外径が装置奥行方向において一様とされている構成を有する第四比較形態の現像装置とを比較する。
第四比較形態の現像装置においては、第一軸体82の中継口62aと対向する部分が、第一螺旋羽根83が設けられている部分と同等の外径である。よって、第二搬送路60bにおいては、第一軸体82の中継口62aと対向する部分のまわりに収容可能な現像剤Gの量は、第四比較形態の現像装置よりも第五構成を有する現像装置50の方が多い。また、第一軸体82の径方向における第一パドル85の長さ、すなわち第一パドル85の大きさは、第四比較形態の現像装置よりも第五構成を有する現像装置50の方が大きい。したがって、第五構成を有する現像装置50は、第四比較形態の現像装置と比して、中継口62aを経由して第二搬送路60bから第一搬送路60aに搬送される現像剤Gの量が多くなる。なお、前述の第四比較形態は、実施形態の変形例として、本発明の技術的思想に含まれるものである。
また、実施形態の現像装置50は、第二搬送部材80の第一軸体82の接続口62bと対向する部分に、第一螺旋羽根83のみが設けられている構成(第六構成)を有している。第六構成を有する現像装置50と、以下に示す第五比較形態としての現像装置とを比較する。
第五比較形態の現像装置は、第一軸体82の接続口62bと対向する部分に第一搬送路60aに向けて現像剤Gを搬送するパドルが形成されている。以上の点以外については、第五比較形態は実施形態と同様の構成とされている。
実施形態の現像装置50は、第一構成~第三構成を有することで、循環路上を循環するのに十分な量の現像剤Gが、接続口62bを経由して第二搬送路60bから第一搬送路60aに流入する。一方、第五比較形態の現像装置は、第一構成~第三構成に加えて、第一搬送路60aに向けて現像剤Gを搬送するパドルを有することで、接続口62bを経由して第二搬送路60bから第一搬送路60aに流入する現像剤Gの量が過剰になりやすい。したがって、第六構成を有する現像装置は、第五比較形態の現像装置と比して、接続口62bを経由しての、第二搬送路60bから第一搬送路60aへの現像剤Gの過剰な流入が抑制される。なお、前述の第五比較形態は、実施形態の変形例として、本発明の技術的思想に含まれるものである。
また、実施形態の現像装置50は、第三搬送部材90に、第三搬送部材90の第二軸体92の回転に伴って、現像剤Gを第二軸体92の上側から接続口63側に搬送する第二パドル94が設けられている構成(第七構成)を有している。よって、第七構成を有する現像装置50は、第二パドルが現像剤Gを第二軸体92の下側から掬い上げて接続口63側に搬送する構成を有する第六比較形態の現像装置と比して、第二パドル94で搬送される現像剤Gの圧縮が抑制される。なお、前述の第六比較形態は、実施形態の変形例として、本発明の技術的思想に含まれるものである。
また、実施形態の現像装置50は、第二搬送路60bの底部が、重力方向において、第三搬送路60cの底部よりも上方に位置している構成(第八構成)を有している。よって、第七構成を有する現像装置50は、第八構成を有する現像装置において、第六比較形態の現像装置と比して、第三搬送路60cから第二搬送路60bへの現像剤Gの搬送が安定される。
以上のとおり、本発明の特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内にて種々の変形、変更、改良が可能である。
例えば、実施形態においては、第二螺旋羽根84は、逆搬送羽根84aと、順搬送羽根84bと、を含んで構成されているものとした。しかしながら、第二螺旋羽根84は、逆搬送羽根84aのみで構成されているものであってもよく、また順搬送羽根84bのみで構成されているものであってもよい。
また、実施形態においては、逆搬送羽根84a及び順搬送羽根84bは、第一螺旋羽根83の羽根径と同等の羽根径及び第一螺旋羽根83のピッチよりも小さいピッチを有するものとした。第二螺旋羽根84は、逆搬送羽根84a及び順搬送羽根84bは、第一螺旋羽根83の羽根径よりも小さい羽根径及び第一螺旋羽根83のピッチと同等のピッチを有するものであってもよい。
また、実施形態においては、第二搬送路60bの底部が、重力方向において、第三搬送路60cの底部よりも上方に位置しているものとした。しかしながら、第二搬送路60bの底部は、重力方向において、第三搬送路60cの底部と同等の位置に位置しているものであってもよく、また第三搬送路60cの底部よりも下方に位置しているものであってもよい。
また、実施形態においては、順搬送羽根73、93及び第一螺旋羽根83を、2条の螺旋状の翼体とした。しかしながら、順搬送羽根73、93及び第一螺旋羽根83の条数は、1条であってもよく、3条以上であってもよい。また、実施形態においては、逆搬送羽根74、94、第二螺旋羽根84及び第三螺旋羽根86を、1条の螺旋状の翼体とした。しかしながら、逆搬送羽根74、94、第二螺旋羽根84及び第三螺旋羽根86の条数は、2上以上であってもよい。
また、本発明においては、第一搬送路60a、接続口62c、第二搬送路60b、接続口62bから成る循環路を有する現像装置50を、本発明に係る粉体搬送装置の一例とした。しかしながら、本発明に係る粉体搬送装置は、実施形態における中継口62a、接続口62b(第一接続口)、及び接続口63(第二接続口)に相当するものを有するものであれば、循環路を有する現像装置に限定されない。例えば、本発明に係る粉体搬送装置は、第一接続口及び中継口で主搬送路に接続された第一副搬送路と、第一副搬送路を経由して第二接続口及び中継口で主搬送路に接続された第二副搬送路と、を有して、廃トナーを搬送する廃トナー搬送装置であってもよい。
10 画像形成装置
24 感光体ドラム(像保持体の一例)
42 転写ロール(転写部の一例)
50 現像装置(粉体搬送装置の一例)
60a 第一搬送路
60b 第二搬送路
60c 第三搬送路
62a 中継口
62b 接続口(第一接続口の一例)
63 接続口(第二接続口の一例)
66 現像ロール
70 第一搬送部材
80 第二搬送部材
82 第一軸体
83 第一螺旋羽根
84 第二螺旋羽根
84a 逆搬送羽根(逆搬送部の一例)
84b 順搬送羽根(順搬送部の一例)
85 第一パドル
90 第三搬送部材
92 第二軸体
94 第二パドル
G 現像剤(粉体の一例)
P シート部材(記録媒体の一例)

Claims (9)

  1. 一方向に延びており、第一搬送部材が配置された第一搬送路と、
    前記一方向に延びており、第一接続口及び第一接続口よりも前記一方向の端部側に位置する中継口を通して前記第一搬送路と接続されている第二搬送路と、
    前記一方向に延びており、前記一方向において前記中継口と重なって位置する第二接続口を通して前記第二搬送路と接続されている第三搬送路と、
    前記第二搬送路に配置された第二搬送部材であって、前記一方向に延びる第一軸体に、前記一方向において前記第一接続口を挟んで前記中継口側とは反対側から前記第一接続口に向けて粉体を搬送する第一螺旋羽根が設けられた第二搬送部材と、
    前記中継口側から前記第一接続口側に向けて粉体を搬送する逆搬送部を有し、前記第一軸体における前記第一接続口と前記中継口との間の部分に設けられ、前記一方向における前記第一螺旋羽根の搬送力よりも搬送力が小さい第二螺旋羽根と、
    前記第三搬送路に配置され、前記第二接続口に向けて粉体を搬送する第三搬送部材と、
    を備える粉体搬送装置。
  2. 前記第二螺旋羽根は、前記一方向において前記逆搬送部に対して前記第一螺旋羽根側とは反対側に設けられ、前記第一接続口側から前記中継口側に向けて粉体を搬送する順搬送部を有する請求項1に記載の粉体搬送装置。
  3. 前記第一搬送路と前記第二搬送路とは、前記第一搬送部材及び前記第二搬送部材の駆動により粉体が循環される循環路を成しており、
    前記第三搬送路は、前記第三搬送部材の駆動によって外部から前記第三搬送路に供給された粉体が搬送されるものであり、
    前記一方向において、前記中継口の開口幅は、前記第一接続口の開口幅よりも大きい、請求項1又は2の何れか1項に記載の粉体搬送装置。
  4. 前記第二搬送部材は、前記第一軸体の前記中継口と対向する部分が、前記第一螺旋羽根が設けられている部分よりも小径であり、且つ前記第一軸体の前記中継口と対向する部分に、粉体を前記第一搬送路側に搬送する第一パドルを有する、請求項1~3の何れか1項に記載の粉体搬送装置。
  5. 前記第一搬送路と前記第二搬送路とは、前記第一搬送部材及び前記第二搬送部材の駆動により粉体が循環される循環路を成しており、
    前記第三搬送路は、前記第三搬送部材の駆動によって外部から前記第三搬送路に供給された粉体が搬送されるものであり、
    前記第二搬送部材は、前記第一軸体の前記中継口と対向する部分に前記第一搬送路側に粉体を搬送する第一パドルが設けられており、且つ前記第一軸体の前記第一接続口と対向する部分には前記第一螺旋羽根のみが設けられている、請求項1~4の何れか1項に記載の粉体搬送装置。
  6. 前記第三搬送部材は、前記一方向に延びる第二軸体の前記第二接続口と対向する部分に、前記第二軸体の回転に伴って粉体を前記第二軸体よりも上側から前記第二接続口側に搬送する第二パドルを有する、請求項1~5の何れか1項に記載の粉体搬送装置。
  7. 前記第二搬送路の底部は、重力方向において、前記第三搬送路の底部よりも上方に位置している、請求項6に記載の粉体搬送装置。
  8. 前記粉体は現像剤であって、
    前記第二搬送路から現像剤が供給される現像ロールと、
    請求項1~7の何れか1項に記載の粉体搬送装置と、
    を備える現像装置。
  9. 潜像を保持する像保持体と、
    前記潜像をトナー像として現像する請求項8に記載の現像装置と、
    前記トナー像を記録媒体に転写する転写部と、
    を備える画像形成装置。
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