JP2017191176A - トナー搬送装置およびこれを備える画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】トナー補給管の内部において、トナーの付着や凝集を防止し、且つトナーの円滑な落下を担保するためのトナー搬送装置を提供する。【解決手段】トナー搬送装置40は、上下方向に延設されるトナー補給管41と、トナー補給管41の内部で上下方向に往復可能に設けられるほぐし部材42と、トナー補給管41の上部と補給用のトナーを収容するトナーコンテナ20とを連通させるトナー搬送管43と、トナー搬送管43の内部で回転可能に設けられる搬送スクリュー44と、搬送スクリュー44の回転運動をほぐし部材42の往復運動に変換する変換部45と、を備え、ほぐし部材42は、変換部45を介して搬送スクリュー44に係合し、トナー補給管41に沿って下方に延設される直線部50と、直線部50の下端部に連設され、トナー補給管41に交差する方向に突出するように曲げられた状態に形成される凸状部51と、を有している。【選択図】図3
Description
本発明は、トナーを搬送するトナー搬送装置およびこれを備える画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、トナーコンテナに収容されたトナーを現像装置に搬送するためのトナー搬送装置を備えている。
例えば、特許文献1に記載のトナー搬送装置は、水平方向に延設される水平搬送管路と、水平搬送管路から下方に延設されるトナー落下搬送管路と、水平搬送管路の内部で回転可能に設けられるトナー搬送部材と、トナー落下搬送管路の内部に配置されるコイルばねと、を備えている。トナーは、トナー落下搬送管路の内部を自由落下する。コイルばねの上端部は、トナー搬送部材の回転軸に形成される突起部に相対回転可能に係止されている。コイルばねは、トナー搬送部材の回転に伴って上下方向に往復運動する。
ところで、自由落下するトナーは、トナー落下搬送管路の内壁面に付着し、凝集することがあった。上記したトナー搬送装置は、コイルばねを上下方向に往復運動させることで、トナー落下搬送管路の内壁面に対するトナーの付着や凝集を抑制するように構成されていた。
しかしながら、落下するトナーが、螺旋状のコイルばねに引っ掛かることがあった。つまり、コイルばねが障害になり、落下するトナーの抵抗になる虞があった。
本発明は上記した課題を解決すべく、トナー補給管の内部において、トナーの付着や凝集を防止し、且つトナーの円滑な落下を担保するためのトナー搬送装置およびこれを備える画像形成装置を提供する。
上記した課題を解決するため、本発明のトナー搬送装置は、上下方向に延設されるトナー補給管と、前記トナー補給管の内部で上下方向に往復可能に設けられるほぐし部材と、前記トナー補給管に交差する方向に延設され、前記トナー補給管の上部と補給用のトナーを収容するトナー収容部とを連通させるトナー搬送管と、前記トナー搬送管の内部で回転可能に設けられ、前記トナー収容部から前記トナー補給管までトナーを搬送する搬送部材と、前記搬送部材の回転運動を前記ほぐし部材の往復運動に変換する変換部と、を備え、前記ほぐし部材は、前記変換部を介して前記搬送部材に係合し、前記トナー補給管に沿って下方に延設される直線部と、前記直線部の下端部に連設され、前記トナー補給管に交差する方向に突出するように曲げられた状態に形成される凸状部と、を有している。
この場合、前記トナー補給管の下部の内周面に凹設される凹部を更に備え、前記凸状部は、上下方向に弾性変形可能に形成され、前記ほぐし部材は、前記凸状部の下端部を前記凹部の下端面に当接させた状態で上下方向に往復可能に設けられていることが好ましい。
この場合、前記凸状部は、前記直線部に対して折曲または湾曲した状態に形成される第1線部と、前記第1線部に対して、前記第1線部とは反対方向に折曲または湾曲した状態に形成される第2線部と、を含み、前記ほぐし部材を最上位に移動させた状態で、前記第2線部の下端部は、前記凹部の下端面に当接し、前記ほぐし部材を最上位から最下位に下降させる過程において、前記第2線部の下端部は、前記凹部の下端面に押し付けられ、前記凹部の下端面上を前記トナー補給管から離れる方向に摺動し、且つ、前記凸状部は、前記第1線部と前記第2線部とが成す角度を減少させる方向に弾性変形することが好ましい。
この場合、前記変換部は、前記搬送部材の回転軸から径方向外側にずれた位置に設けられるクランク部を含み、前記ほぐし部材の上端部は、前記搬送部材の回転軸を中心に回転する前記クランク部に相対的に回転可能に係合することが好ましい。
上記した課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載のトナー搬送装置と、前記トナー補給管の下端部が接続されるトナー補給口を有する現像装置と、を備えている。
本発明によれば、トナー補給管の内部において、トナーの付着や凝集を防止することができる。また、トナー補給管の内部において、トナーの円滑な落下を担保することができる。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1を参照して、本実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンター1について説明する。図1はカラープリンター1の内部構造を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、図1等の紙面手前側を、カラープリンター1の前方とし、その他、各図に示す方向を基準にする。
カラープリンター1は、装置本体2と、給紙カセット3と、排紙トレイ4と、を備えている。給紙カセット3は、略直方体状の装置本体2の下部に着脱可能に設けられている。給紙カセット3内には、枚葉のシートS(の束)が収容されている。排紙トレイ4は、装置本体2の上部に設けられている。なお、シートSは、紙製に限らず、樹脂フィルム等であってもよい。
カラープリンター1は、装置本体2の内部に、給紙部10と、画像形成部11と、定着装置12と、排紙部13と、を有している。給紙部10は、給紙カセット3から排紙トレイ4まで延びる搬送路15の上流端部に設けられている。画像形成部11は、搬送路15の中間部に設けられている。定着装置12は、搬送路15の下流側に設けられている。排紙部13は、搬送路15の下流端部に設けられている。
画像形成部11は、4つのトナーコンテナ20と、中間転写ベルト21と、4つのドラムユニット22と、光走査装置23と、を含んでいる。トナー収容部としての4つのトナーコンテナ20は、排紙トレイ4の下方で左右方向に並設されている。中間転写ベルト21は、各トナーコンテナ20の下方で周回走行可能に設けられている。4つのドラムユニット22は、中間転写ベルト21の下側で左右方向に並設されている。光走査装置23は、各ドラムユニット22の下方に配設されている。
4つのトナーコンテナ20は、4色(イエロー,シアン,マゼンタ,ブラック)の補給用のトナー(現像剤)を収容している。各トナーコンテナ20は、装置本体2に対して着脱可能に設けられている。なお、例えば、トナーは、キャリアを含む二成分現像剤であるが、これに限らず、磁性トナーから成る一成分現像剤でもよい。4つのドラムユニット22は、それぞれ、帯電装置25と、現像装置26と、一次転写ローラー27と、クリーニング装置28と、を感光体ドラム24の周囲に配置して構成されている。各感光体ドラム24は、中間転写ベルト21を挟んで一次転写ローラー27の下側に配置されている。中間転写ベルト21の左側には、二次転写ニップを形成する二次転写ローラー29が配置されている。
カラープリンター1は、制御装置(図示せず)に制御されて、画像形成処理を実行する。すなわち、各帯電装置25は、感光体ドラム24の表面を帯電させる。光走査装置23は、各感光体ドラム24を露光し、各感光体ドラム24の表面に静電潜像を形成する。各現像装置26は、トナーコンテナ20から供給されたトナーを用いて静電潜像をトナー像に現像する。4つの感光体ドラム24に担持された4色のトナー像は、バイアスを印加された一次転写ローラー27によって、中間転写ベルト21に順番に一次転写される。すると、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト21上に形成される。
一方、給紙部10は、給紙カセット3内のシートSを1枚ずつ搬送路15に送り出す。中間転写ベルト21に担持されたトナー像は、バイアスを印加された二次転写ローラー29によって、シートSに二次転写される。定着装置12は、シートSの表面にトナー像を定着させる。排紙部13は、シートSを排紙トレイ4に送り出す。各クリーニング装置28は、感光体ドラム24の表面に残留したトナーを除去する。
各トナーコンテナ20と各現像装置26との間には、トナーコンテナ20内のトナーを現像装置26に搬送するためにトナー搬送装置40が設けられている。各トナー搬送装置40の説明に先立ち、図2を参照して、トナーの供給先としての現像装置26について説明する。図2は現像装置26を示す正面図である。なお、4つの現像装置26は同様の構成であるため、以下、1つの現像装置26について説明する。
現像装置26は、所謂タッチダウン現像方式を採用している。現像装置26は、ケース30の内部に、2つのミキサー31と、マグネットローラー32と、現像ローラー33と、を有している。各ミキサー31、マグネットローラー32および現像ローラー33は、それぞれ、前後方向に長い回転軸周りに回転可能にケース30に支持されている。なお、現像装置26は、現像ローラー33等の回転軸方向に沿って着脱可能に装置本体2に設けられている。
ケース30は、前後方向に長い略直方体状に形成されている。ケース30の内部には、撹拌室35と、現像室36と、が形成されている。撹拌室35は、トナーを撹拌するための空間である。撹拌室35の上面には、略矩形筒状のトナー補給口37が形成されている。現像室36は、撹拌室35の上方に形成され、感光体ドラム24にトナーを飛翔させるための空間である。
2つのミキサー31は、それぞれ、撹拌室35内で回転し、現像剤を撹拌する。マグネットローラー32は、左側のミキサー31の上方に設けられている。マグネットローラー32は、現像室36内で回転し、撹拌された現像剤を磁性によって保持する。現像ローラー33は、マグネットローラー32の上方に設けられ、現像室36内で回転する。マグネットローラー32に保持されたトナーは、現像ローラー33に移動し、現像ローラー33の表面にトナー薄層を形成する。このトナー薄層は、現像ローラー33と感光体ドラム24との間の電位差によって感光体ドラム24に向かって飛翔する。これにより、感光体ドラム24上の静電潜像がトナー像に現像される。
次に、図3ないし図7を参照して、各トナー搬送装置40について説明する。図3はトナー搬送装置40を模式的に示す断面図である。図4はほぐし部材42および搬送スクリュー44を示す正面図である。図5は、図2のV−V断面図である。図6はほぐし部材42を示す側面図である。図7はトナー搬送装置40の作用を説明するための側面図である。なお、4つのトナー搬送装置40は同様の構成であるため、以下、1つのトナー搬送装置40について説明する。
図3に示すように、トナー搬送装置40は、トナー補給管41と、ほぐし部材42と、トナー搬送管43と、搬送スクリュー44と、変換部45と、凹部46(図5参照)と、を備えている。
トナー補給管41は、略円筒状に形成され上下方向(鉛直方向)に延設されている。トナー補給管41の下端部(下部開口41D)は、現像装置26のトナー補給口37に接続されている。トナー補給管41の内部には、トナーを自由落下させるための垂直搬送路41aが形成されている。
ほぐし部材42は、例えば、ステンレス等の金属製の線材で形成されている。ほぐし部材42は、トナー補給管41の内部(垂直搬送路41a)に配置されている。詳細は後述するが、ほぐし部材42は、トナー補給管41の内周面に付着したトナーや凝集したトナーをほぐす(崩す)ために設けられている。
トナー搬送管43は、左右方向(トナー補給管41に交差する方向)に略水平となるように延設されている。また、トナー搬送管43は、平面から見て、左右方向に並んだ4つの現像装置26に架け渡されるように延設されている。トナー搬送管43は、トナー補給管41の上部開口41Uと各トナーコンテナ20の排出口20aとを連通させるように設けられている。トナー搬送管43の内部には、各トナーコンテナ20からトナー補給管41までトナーを搬送するための水平搬送路43aが形成されている。
図3および図4に示すように、搬送部材としての搬送スクリュー44は、回転軸44aの外周面に固定された螺旋状の羽根44bを有している。搬送スクリュー44は、トナー搬送管43に沿って、水平搬送路43a内に配置されている。搬送スクリュー44は、トナー搬送管43の内部で軸周りに回転可能に設けられている。搬送スクリュー44は、ギア列等を介して駆動モーター(図示せず)に接続されている。搬送スクリュー44は、駆動モーターを駆動することで軸周りに回転し、各トナーコンテナ20からトナー補給管41までトナーを搬送する(図3の白抜き矢印参照)。なお、駆動モーターは、制御装置に駆動制御される。
図3ないし図5に示すように、変換部45は、搬送スクリュー44の回転軸44aから径方向外側にずれた位置に設けられるクランク部45aを含んでいる。クランク部45aは、回転軸44aの右端部を略U字状に屈曲させた状態で形成されている。クランク部45aは、トナー補給管41の上方に配置されている。なお、回転軸44aの左端部にも、クランク形状が形成されている。
図5に示すように、凹部46は、トナー補給管41の下部の内周面に凹設されている。凹部46は、トナー補給管41の内周面の後側で上下方向に長い溝状に形成されている。
続いて、図4ないし図6を参照して、ほぐし部材42について説明する。ほぐし部材42は、トナー補給管41の全長に亘って延在している。ほぐし部材42は、直線部50と、凸状部51と、を含んでいる。なお、直線部50の上下方向長さ(高さh1)は、凸状部51の上下方向長さ(高さh2)よりも十分に長く形成されている(図6参照)。例えば、直線部50は、凸状部51の3倍の高さ(h1=h2×3)に形成されている。
図4および図5に示すように、直線部50は、鉛直方向に真っ直ぐに延びる棒状(線状)に形成されている。直線部50の上端部には、下方に折り返されるように湾曲したフック部50aが形成されている。フック部50aは、上記したクランク部45aに相対的に回転可能に係合している。直線部50は、変換部45を介して搬送スクリュー44に係合し、トナー補給管41に沿って下方に延設されている。ほぐし部材42は、クランク部45aから垂直搬送路41a内に垂れ下がるように配置される。
図5および図6に示すように、凸状部51は、直線部50の下端部に連設されている。凸状部51は、トナー補給管41に交差する方向に突出するように曲げられた状態に形成されている。凸状部51は、略V字状に折れ曲がり、上下方向に弾性変形可能に形成されている。
詳細には、凸状部51は、第1線部52と、第2線部53と、を含んでいる。第1線部52は、直線部50に対して折曲した状態に形成されている。図5等において、第1線部52は、直線部50の下端部から斜め前下方に延設されている。第1線部52は、直線部50との接続部分(第1曲げ部B1)を中心に上下方向に曲がるように形成されている。第2線部53は、第1線部52に対して、第1線部52とは反対方向に折曲した状態に形成されている。図5等において、第2線部53は、第1線部52の下端部から斜め後下方に延設されている。第2線部53は、第1線部52との接続部分(第2曲げ部B2)を中心に上下方向に曲がるように形成されている。なお、第2線部53は、第1線部52よりも僅かに長く形成されている。
図5に示すように、第2線部53は、凹部46に余裕のある状態で挿入されている。第2線部53の先端部は、凹部46の下端面46aに当接している。
ここで、トナー搬送装置40の作用(トナーを搬送する動作)について説明する。
図3に示すように、トナーコンテナ20内のトナーは、排出口20aからトナー搬送管43(水平搬送路43a)内に排出される。駆動モーターに回転駆動される搬送スクリュー44は、水平搬送路43a内のトナーを、トナー補給管41に向けて搬送する。水平搬送路43aの下流に搬送されたトナーは、トナー補給管41の上部開口41Uから垂直搬送路41a内を自由落下する。落下したトナーは、トナー補給管41の下部開口41Dからトナー補給口37を通って撹拌室35内に供給される。つまり、トナーは、水平搬送路43aおよび垂直搬送路41aを搬送されて、現像装置26に補給される。
ここで、ほぐし部材42の直線部50は、トナー補給管41と略平行に真っ直ぐ形成されている。したがって、トナー補給管41(垂直搬送路41a)内において、直線部50が、トナーの自由落下を阻害することがない。これにより、トナー補給管41内において、トナーの円滑な落下を担保することができる。また、ほぐし部材42の凸状部51は、トナー補給管41に交差する方向に突き出している。直線部50が落下するトナーの抵抗にならないため、垂直搬送路41a内でトナーは、勢いよく落下し、凸状部51に衝突して解される(分散される)。これにより、トナー補給管41の内周面に対するトナーの付着や凝集を防止することができる。
ところで、図7に示すように、搬送スクリュー44を回転させると、クランク部45aは、重心から離れた位置にある搬送スクリュー44の回転軸44aを中心に円軌道を周回(偏心回転)する。このため、クランク部45aに係合したほぐし部材42は、上下方向に往復運動する(図7の白抜き矢印参照)。なお、図7では、ほぐし部材42が上下方向に往復運動(状態遷移)する様子を左右に並べて図示している。以上のように、変換部45(クランク部45a)は、搬送スクリュー44の回転運動をほぐし部材42の往復運動に変換する。クランク部45aを回転軸44aから径方向外側にずらして配置するだけで、運動方向の変換を実現することができる。
また、ほぐし部材42は、凸状部51(第2線部53)の下端部を凹部46の下端面46aに当接させた状態で上下方向に往復可能に設けられている。詳細には、ほぐし部材42(クランク部45a)を最上位に移動させた状態で、第2線部53の下端部は、凹部46の下端面46aに当接している(図7の左図を参照)。
ほぐし部材42を最上位から最下位に下降(クランク部45aを偏心回転)させる過程(図7の左図から右図の状態遷移する過程)において、第2線部53の下端部は、凹部46の下端面46aに押し付けられる。このため、第2線部53の下端部は、凹部46の下端面46a上をトナー補給管41から離れる方向(後方)に摺動して行く(図7の右図の白抜き矢印参照)。また、同時に、凸状部51は、第1線部52と第2線部53とが成す角度αを減少させる方向に弾性変形する。つまり、第2線部53は、凹部46の下端面46aから反力を受けるため、第1線部52に接近するように折れ曲がって行く。なお、このとき、凸状部51は、直線部50と第1線部52とが成す角度βも僅かに減少させる方向に弾性変形する。なお、ほぐし部材42の直線部50の高さh1は、クランク部45aの上下方向の移動範囲R(距離)よりも十分に長く形成されている。
この構成によれば、ほぐし部材42を下降に伴って、第2線部53の下端部は凹部46の内側に移動する。このため、凹部46の反対側に張り出した第2曲げ部B2が、凹部46に対向するトナー補給管41の前側内周面に接触することがない。これにより、ほぐし部材42を円滑に往復運動させることができる。
一方、ほぐし部材42を最下上位から最上位に上昇(クランク部45aを偏心回転)させる過程(図7の右図から左図に状態遷移する過程)において、第2線部53の下端部は、凹部46の下端面46aに対する押し付けを解除される。このため、第2線部53の下端部は、トナー補給管41に近づく方向(前方)に摺動し、且つ、凸状部51は、自らの弾性力で角度αを増加させる方向に弾性変形する(図7の左図の白抜き矢印参照)。
以上説明したトナー搬送装置40によれば、ほぐし部材42は、トナー補給管41の内部(垂直搬送路41a)で上下方向に往復可能に設けられている。また、ほぐし部材42の凸状部51は、凹部46の下端面46aから反力と自らの弾性力とによって、上下方向に屈伸運動する。これにより、トナー補給管41内において、トナーを解して、現像装置26に落下させることができる。また、凸状部51が屈伸運動することで、凸状部51に引っ掛かった(付着した)トナーを振り落すことができる。
なお、本実施形態に係るトナー搬送装置40は、第1曲げ部B1と第2曲げ部B2とを折り曲げてほぐし部材42を形成していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図8に示すように、第1線部52は、直線部50に対して湾曲した状態に形成されてもよい。同様に、第2線部53は、第1線部52に対して湾曲した状態に形成されてもよい。また、図示は省略するが、ほぐし部材42の凸状部51は、2箇所に曲げ部B1,B2を形成していたが、これに限らず、3箇所以上の曲げ部を形成してもよい。
なお、本実施形態に係るトナー搬送装置40は、変換部45としてクランク部45aを用いていたが、本発明はこれに限定されない。図示は省略するが、例えば、搬送スクリューと一体に回転する偏心カムをほぐし部材の上端部に当接させてもよい。この場合、ほぐし部材を偏心カムに圧接させる付勢部材を設けることが好ましい。また、他にも、搬送スクリューの回転に同期して駆動されるモーターやソレノイド等の駆動源を設け、駆動源がほぐし部材を往復運動させてもよい。
なお、本実施形態の説明では、一例として、本発明をカラープリンター1に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係るトナー搬送装置およびこれを備える画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えや組み合わせが可能であって、上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
1 カラープリンター(画像形成装置)
20 トナーコンテナ(トナー収容部)
26 現像装置
40 トナー搬送装置
41 トナー補給管
42 ほぐし部材
43 トナー搬送管
44 搬送スクリュー(搬送部材)
45 変換部
45a クランク部
46 凹部
46a 下端面
50 直線部
51 凸状部
52 第1線部
53 第2線部
20 トナーコンテナ(トナー収容部)
26 現像装置
40 トナー搬送装置
41 トナー補給管
42 ほぐし部材
43 トナー搬送管
44 搬送スクリュー(搬送部材)
45 変換部
45a クランク部
46 凹部
46a 下端面
50 直線部
51 凸状部
52 第1線部
53 第2線部
Claims (5)
- 上下方向に延設されるトナー補給管と、
前記トナー補給管の内部で上下方向に往復可能に設けられるほぐし部材と、
前記トナー補給管に交差する方向に延設され、前記トナー補給管の上部と補給用のトナーを収容するトナー収容部とを連通させるトナー搬送管と、
前記トナー搬送管の内部で回転可能に設けられ、前記トナー収容部から前記トナー補給管までトナーを搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の回転運動を前記ほぐし部材の往復運動に変換する変換部と、を備え、
前記ほぐし部材は、
前記変換部を介して前記搬送部材に係合し、前記トナー補給管に沿って下方に延設される直線部と、
前記直線部の下端部に連設され、前記トナー補給管に交差する方向に突出するように曲げられた状態に形成される凸状部と、を有していることを特徴とするトナー搬送装置。 - 前記トナー補給管の下部の内周面に凹設される凹部を更に備え、
前記凸状部は、上下方向に弾性変形可能に形成され、
前記ほぐし部材は、前記凸状部の下端部を前記凹部の下端面に当接させた状態で上下方向に往復可能に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のトナー搬送装置。 - 前記凸状部は、
前記直線部に対して折曲または湾曲した状態に形成される第1線部と、
前記第1線部に対して、前記第1線部とは反対方向に折曲または湾曲した状態に形成される第2線部と、を含み、
前記ほぐし部材を最上位に移動させた状態で、前記第2線部の下端部は、前記凹部の下端面に当接し、
前記ほぐし部材を最上位から最下位に下降させる過程において、前記第2線部の下端部は、前記凹部の下端面に押し付けられ、前記凹部の下端面上を前記トナー補給管から離れる方向に摺動し、且つ、前記凸状部は、前記第1線部と前記第2線部とが成す角度を減少させる方向に弾性変形することを特徴とする請求項2に記載のトナー搬送装置。 - 前記変換部は、前記搬送部材の回転軸から径方向外側にずれた位置に設けられるクランク部を含み、
前記ほぐし部材の上端部は、前記搬送部材の回転軸を中心に回転する前記クランク部に相対的に回転可能に係合することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のトナー搬送装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載のトナー搬送装置と、
前記トナー補給管の下端部が接続されるトナー補給口を有する現像装置と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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