JP3611281B2 - 粉体搬送装置、現像装置及びこれらを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジング内へ補給された粉体を搬送し、さらにハウジング外への粉体の排出を行う装置、例えば電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置等の粉体搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子写真方式を利用した画像形成装置では、感光体等の像担持体の表面に形成された静電潜像に粉体搬送装置たる現像装置により粉体たる現像剤を付与することにより現像して、トナー像として可視化することを行っており、この現像装置は以下のように構成されている。
【０００３】
図９に示すように、従来の現像装置は内部を隔壁１０６で撹拌室１０４ａと現像室１０４ｂとに仕切られたハウジングとしての現像容器１０４を有し、その現像室１０４ｂ内上方の開口部１０４ｃに、現像ローラ１０１を回転可能に支持して画像形成装置の感光ドラム１００に対向して配設している。現像ローラ１０１は回転する感光ドラム１００に対し、駆動系（図示せず）により図示の矢印方向に回転して現像に使用される。
【０００４】
また、撹拌室１０４ａ及び現像室１０４ｂ内には、それぞれスクリュ体たるスクリュー１０３及びスクリュー１０２が回転可能に設けられている。現像ローラ１０１の両端部には現像剤の漏れを防止するシール材（フェルト等）１０７が圧接され現像容器１０４に支持されている。
【０００５】
以上のような現像装置において、撹拌室１０４ａ内のスクリュー１０３は、駆動系（図示せず）での駆動により回転して、図８のＡ´−Ａ´線断面を示す図１０に示すように、現像容器１０４内の現像剤を、現像容器１０４手前側の開口のトナー補給口１０４ｄから撹拌室１０４ａ内に補給されたトナーと撹拌しつつ矢印Ｖ´方向に搬送し、さらにこの現像剤を隔壁１０６の矢印Ｖ´方向先端位置の開口１０６ａを通って現像室１０４ｂ内に受け渡す。又、現像室１０４ｂ内のスクリュー１０２は同様に駆動系（図示せず）での駆動により回転して、撹拌室１０４ａから現像室１０４ｂ内に受け渡された現像剤を矢印Ｖ´と反対方向のＷ´方向に搬送し、現像剤を隔壁１０６の矢印Ｗ´方向先端位置の開口１０６ｂを通って撹拌室１０４ａ内に戻している。
【０００６】
そして、現像室内１０４ｂ内の現像剤は、スクリュー１０２により矢印Ｗ´方向に搬送されているときに、回転する現像ローラ１０１により汲み上げられ、現像ローラ１０１に近接されたプレード１０５での規制により所定の層厚に塗布され、現像口一ラ１０１上に所定の層厚の現像剤層が形成される。更に、現像ローラ１０１の回転に伴い現像室１０４ｂの開口部１０４ｃの箇所に搬送され、そこで感光ドラム１００に現像剤を供給して感光ドラム１００の表面上形成されている静電潜像にトナーを付着して現像し、静電潜像をトナー像として可視化する。
【０００７】
尚、感光ドラムとの位置決めは、図９に示すように、現像口一ラ１０１の軸上の突き当てコロ１０８を本体前後側板１１０，１１１に固定されている突き当てコロ１０９に当接することによって行う。
【０００８】
スクリュー１０２、１０３の両端はそれぞれ軸シール１１２ａ、１１３ａ、１１４ａ、１１５ａおよびベアリング１１２ｂ、１１３ｂ、１１４ｂ、１１５ｂにより現像容器１０４に支持される。軸シール部へのトナー侵入、および補給口１０４ｄからの現像剤の飛散防止の観点から、スクリュー１０２、１０３の搬送方向端部には図９に示すように現像剤を現像容器１０４の端部から逆送させるため副搬送手段たる副搬送部１０２ａ、１０３ａが設けられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例によればスクリュー１０２で現像剤のＷ´方向からＶ´方向へのＵターンの際、副搬送部１０２ａからのＹ´方向の現像剤の搬送力も加わり搬送部と副搬送部の合流部Ｊでの現像剤圧力が高まり、合流部Ｊで現像剤の凝集が起こる虞があった。
【００１０】
この現像剤の凝集によりスクリューの搬送能力が低下して現像ローラ１０１への現像剤供給が濃度低下をまねいたり、凝集粒がブレード１０５と現像ローラ１０１との隙間に引っかかり白筋となったり、擬集粒が出力画像に付着したりして画像品位を著しく低下させる虞があった。
【００１１】
そこで、本発明は、ハウジング内の現像剤等の粉体を凝集することなく搬送可能な粉体搬送装置、現像装置、及びこれらを備える画像形成装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本出願によれば、上記目的は、粉体搬送装置に関しては、粉体を収容するハウジングと、ハウジング内の粉体を所定方向に搬送する主搬送手段と、主搬送手段の搬送終端に向けて上記所定方向と逆方向にハウジング内の粉体を搬送する副搬送手段とを有し、主搬送手段及び副搬送手段が、主搬送手段と副搬送手段との接続部で粉体搬送力を低減するようになっている粉体搬送装置において、主搬送手段及び副搬送手段は、スクリュ羽根を備える回転自在なスクリュ体であり、上記主搬送手段と副搬送手段との接続部に向けてスクリュ羽根の径が徐々に小さくなっていることとする第一の発明によって達成される。
【００１４】
また、本出願によれば、上記目的は、第一の発明において、主搬送手段及び副搬送手段は、主搬送手段と副搬送手段との接続部がスクリュ羽根の無い切り欠き部となっているという第二の発明によっても達成される。
【００１６】
更に、本出願によれば、上記目的は、現像装置に関しては、ハウジングたる現像容器内に収容された粉体たる現像剤を潜像に付与することにより上記潜像を可視化する現像装置であって、第一の発明の粉体搬送装置を備えるという第三の発明によっても達成される。
【００１８】
また、本出願によれば、上記目的は、第三の発明において、主搬送手段及び副搬送手段は、主搬送手段と副搬送手段との接続部がスクリュ羽根の無い切り欠き部となっているという第四の発明によっても達成される。
【００２０】
更に、本出願によれば、上記目的は、画像形成装置に関しては、一連の画像形成プロセスにより形成された画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、第一の発明の粉体搬送装置、又は、第三の発明の現像装置を備えるという第五の発明によっても達成される。
【００２２】
更に、本出願によれば、上記目的は、第五の発明において、主搬送手段及び副搬送手段は、主搬送手段と副搬送手段との接続部がスクリュ羽根の無い切り欠き部となっているという第六の発明によっても達成される。
【００２４】
すなわち、本出願にかかる第一、第三、第五の発明にあっては、スクリュ羽根を備えるスクリュ体である回転自在な主搬送手段及び副搬送手段が、ハウジング内の粉体を主搬送手段と副搬送手段との接続部に向けて上記スクリュ羽根の径に応じて現像剤搬送力を低減する。
【００２６】
また、本出願にかかる第二、第四、第六の発明にあっては、スクリュ羽根を備えるスクリュ体である回転自在な主搬送手段及び副搬送手段が、ハウジング内の粉体を主搬送手段と副搬送手段との接続部の切り欠き部により現像剤搬送力を低減する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に関して、添付図面の図１乃至図７に基づき説明する。
【００３７】
（第一の実施形態）
先ず、本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置２０について、図１乃至図４に基づき説明する。尚、本実施形態は、本発明の粉体搬送装置を電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置に適用した場合である。
【００３８】
かかる画像形成装置は、図１に示すように、潜像担持体たるドラム状の回転自在な感光ドラム２２と、現像装置２４と、画像情報提供装置からの画像情報に応じた露光処理工程により感光ドラム２２の外周面に上記画像情報に応じた静電潜像を形成するためのレーザースキャナユニット２１と、記録媒体たる転写材Ｐに転写処理工程を施すためのロール状の回転自在な転写ローラ２５と、転写処理済みの転写材Ｐに加熱及び加圧により定着処理を施すようになっている定着装置２７とを備えている。
【００３９】
画像形成装置２０にあっては、先ず、帯電体２３にて規定電位に帯電せしめられた感光ドラム２２の外周面にレーザースキャナユニット２１が露光することにより、外部から画像形成装置２０に与えられた画像情報に応じた静電潜像が上記外周面に形成される。
【００４０】
次に、感光ドラム２２の外周面に形成された静電潜像は、現像装置２４から粉体たる現像剤を付与されることにより、顕像に可視画像化される。
【００４１】
一方、与えられた画像情報に応じた画像情報を記録される転写材Ｐは、感光ドラム２２と転写ローラ２５との間に形成される転写ニップ部ＴＮへと、所定タイミング等にて給紙される。
【００４２】
よって、転写ニップ部ＴＮに達した転写材Ｐは、感光ドラム２２の外周面に形成され、担持された顕像を転写ローラ２５からの電気的相互作用により転写される。
【００４３】
次に、顕像を一方の面に未定着状態に担持せしめられた転写材Ｐは（以下、未定着状態にある顕像を未定着像と称する）、定着装置２７に搬送され、定着装置２７において熱供給及び圧力付与されることにより、未定着像が溶融して定着せしめられ、以て、転写材Ｐは、与えられた画像情報に応じた画像が記録され、画像形成された転写材Ｐは、排紙ローラ対３０によってプリンタ本体に配置された排紙トレイ２９上に排紙される。
【００４４】
現像装置２４は、図２に示すように、内部を隔壁６で撹拌室４ａと現像室４ｂとに仕切られたハウジングとしての現像容器４を有し、その現像室４ｂ内上方の開口部４ｃに、現像ローラ１を回転可能に支持して画像形成装置の感光ドラム２２に対向して配設している。現像ローラ１は回転する感光ドラム２２に対し、駆動系（図示せず）により図示の矢印方向に回転して現像に使用される。
【００４５】
また、撹拌室４ａ及び現像室４ｂ内には、それぞれスクリュ体たるスクリュー２及びスクリュー３が回転可能に設けられている。現像ローラ１の両端部には現像剤の漏れを防止するシール材（フェルト等）７が圧接され現像容器４に支持されている。
【００４６】
以上のような現像装置において、撹拌室４ａ内のスクリュー３は、駆動系（図示せず）での駆動により回転して、図２のＡ−Ａ線断面を示す図３に示すように、現像容器４内の現像剤を、現像容器４手前側の開口のトナー補給口４ｄから撹拌室４ａ内に補給されたトナーと撹拌しつつ矢印Ｖ方向に搬送し、さらにこの現像剤を隔壁６の矢印Ｖ方向先端位置の開口６ａを通って現像室４ｂ内に受け渡す。又、現像室４ｂ内のスクリュー２は同様に駆動系（図示せず）での駆動により回転して、撹拌室４ａから現像室４ｂ内に受け渡された現像剤を矢印Ｖと反対方向のＷ方向に搬送し、現像剤を隔壁６の矢印Ｗ方向先端位置の開口６ｂを通って撹拌室４ａ内に戻している。
【００４７】
そして、現像室内４ｂ内の現像剤は、スクリュー２により矢印Ｗ方向に搬送されているときに、回転する現像ローラ１により汲み上げられ、現像ローラ１に近接されたブレード５での規制により所定の層厚に塗布され、現像口一ラ１上に所定の層厚の現像剤層が形成される。更に、現像ローラ１の回転に伴い現像室４ｂの開口部４ｃの箇所に搬送され、そこで感光ドラム２２に現像剤を供給して感光ドラム２２の表面上形成されている静電潜像にトナーを付着して現像し、静電潜像をトナー像として可視化する。
【００４８】
尚、感光ドラムとの位置決めは、図３に示すように、現像口一ラ１の軸上の突き当てコロ８を本体前後側板１０，１１に固定されている突き当てコロ９に当接することによって行う。
【００４９】
スクリュー２、３の両端はそれぞれ軸シール１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａおよびベアリング１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂにより現像容器４に支持される。軸シール部へのトナー侵入、および補給口４ｄからの現像剤の飛散防止の観点から、スクリュー２，３の搬送端部には図４に示すように現像剤を現像容器４の端部から逆送させるため副搬送手段たる副搬送部２ａ，３ａが設けられている。
【００５０】
本実施形態においては、スクリュー２及びスクリュー３は、現像容器４に対し回転可能に支持されている。又、スクリュー２及びスクリュー３の外周には、それぞれ螺施状のスクリュ羽根２’，３’が備えられており、これにより、現像剤をそれぞれＷ、Ｖ方向に搬送する。更に、スクリュー２の搬送終端部には、Ｗ方向に現像剤を搬送する主搬送部２ａに対して逆のピッチの螺旋状羽根２”を有する副搬送部２ｂが設けられている。これにより、Ｗ方向とは逆のＹ方向に現像剤を搬送する。そして、この副搬送部２ｂの上部には、現像容器４内ヘ粉体たるトナーを補給する補給口があり、ここからホッパー装置等（図示せず）によってトナーが補給される。
【００５１】
主搬送那２ａと副搬送部２ｂとの境界部はスクリュー羽根のない、つまり搬送能力のない切り欠き部２ｃが設けられている。主搬送部３ａの区域ではＷ方向、副搬送部３ｂの区域ではＹ方向に搬送力がかかっているため、境界部で現像剤に加わる圧縮力は最大となるが、切り欠き部２ｃによって圧締力は急激に高まることはなく、現像剤は抑留することなくＢスクリュー３の方向へ向けられ、Ｂスクリュー３によりＶ方向に搬送される。したがって、境界部で搬送圧により現像剤が滞留することもなくスムーズな現像剤の循環が可能となる。
【００５２】
よって、本実施形態によれば、スクリュ羽根２´，３´を備えるスクリュ２，３が、現像剤容器４内の現像剤を主搬送部２ａと副搬送部２ｂとの境界部の切り欠き部２ｃにより現像剤搬送力を低減するようになっているので、上記境界部で現像剤が過度に圧縮されず、上記境界部での現像剤の凝集を抑え円滑に搬送することができる。
【００５３】
（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態について、図５又は図６に基づき説明する。尚、第一の実施形態と同様の構成に関しては、同符号を付してその説明を省略し、図５は、図３に示すＥ部分に対応しており、図６は、図５に示す境界部の断面図である。
【００５４】
本実施形態にあっては、第一の実施形態よりもさらに現像剤凝集防止効果を大きくするため、図３に示すような構成となっている。即ち、スクリュー２の主搬送部２ａと副搬送部２ｂとの境界部でのスクリュー径Ｄを徐々に小さくすることで上記境界部での現像剤の搬送力を徐々に低減させ圧縮力の増加を防止することができる。
【００５５】
本実施形態においては、境界部での搬送力が急に変化することがないため、高い搬送能力を維持することが可能である。
【００５６】
尚、第一の実施形態と、第二に実施形態とを組み合わせることによりさらにいっそうの効果を発揮するのは言うまでもない。
【００５７】
よって、本実施形態によれば、スクリュ羽根２´，３´を備えるスクリュ２，３が、現像容器４内の現像剤を主搬送部２ａと副搬送部２ｂとの境界部に向けて上記スクリュ羽根２´，３´の径Ｄに応じて現像剤搬送力を低減するようになっているので、上記境界部で現像剤が過度に圧縮されず、上記境界部での現像剤の凝集を抑え円滑に搬送することができる。
【００５８】
（第三の実施形態）
次に、本発明の第三の実施形態について、図７に基づき説明する。
【００５９】
本実施形態にあっては、本発明を現像装置に粉体たるトナーを供給するトナーホッパー装置に適合させたものである。
【００６０】
ホッパー５０は、ハウジングたるホッパー容器５１（以下、容器５１という）に回転可能な撹拌軸５２、撹拌捧５３を有し容器内のトナーを撹拌する。撹拌されたトナーは主搬送手段たるスクリュー５４により、図示Ｘ方向に搬送され、更に、主搬送手段たるスクリュー５５により図示Ｙ方向に搬送される。それぞれのスクリュー５４，５５には、第一の実施形態と同様に主搬送手段たる主搬送部５４ａ，５５ａ、主搬送部と搬送方向が逆の副搬送部５４ｂ，５５ｂが設けられ、さらにそれぞれの主搬送部と副搬送部の境界部には、搬送力のない切り欠き部５４ｃ，５５ｃが設けられている。
【００６１】
スクリュー５４により、図示Ｘ方向に搬送され、更に、スクリュー５５により図示Ｙ方向に搬送されるトナーは、容器５１のトナー供給口５１ｂから現像器４の補給口４ｄに補給される。
【００６２】
ホッパー装置は、現像装置に対し必要なトナー量を正確に補給する必要があるため、スクリュー５５と、容器５１の搬送部５１ａの内面の隙間は小さい程よく、このため境界部でのトナーが受ける圧縮力は非常に高く、搬送スクリューの境界部でのトナーの擬集防止には非常に効果が高い。
【００６３】
尚、第一の実施形態乃至第三の実施形態では、粉体として現像剤を用いた例及びトナーを用いた例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、使用済みトナーを用いる装置にも適用できる。
【００６４】
よって、本実施形態によれば、スクリュ羽根を備えるスクリュー５４，５５が、容器５１内のトナーを主搬送部５４ａ，５５ａと副搬送部５４ｂ，５５ｂとの境界部の切り欠き部５５ｃによりトナー搬送力を低減するようになっているので、上記境界部でトナーが過度に圧縮されず、上記境界部でのトナーの凝集を抑え円滑に搬送することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上にて説明したように、本出願にかかる第一、第三、第五の発明によれば、主搬送手段及び副搬送手段は、スクリュ羽根を備える回転自在なスクリュ体であり、上記主搬送手段と副搬送手段との接続部に向けてスクリュ羽根の径が徐々に小さくなっているので、上記接続部で粉体が過度に圧縮されず、上記接続部での粉体の凝集を抑え円滑に搬送することができる。
【００６７】
また、本出願にかかる第二、第四、第六の発明によれば、スクリュ羽根を備えるスクリュ体である回転自在な主搬送手段及び副搬送手段が、ハウジング内の粉体を主搬送手段と副搬送手段との接続部の切り欠き部により現像剤搬送力を低減するようになっているので、上記接続部で粉体が過度に圧縮されず、上記接続部での粉体の凝集を抑え円滑に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１の画像形成装置に備えられた現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】図２の現像装置のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３の現像装置に備えられた粉体搬送装置のＥ部の拡大断面図である。
【図５】本発明の第二の実施形態にかかる粉体搬送装置の一部を示す概略構成図である
【図６】図５の粉体搬送装置の断面図である。
【図７】本発明の第三の実施形態にかかる粉体搬送装置の一例たるトナーホッパー装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図８】従来の現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図９】図８の現像装置のＡ´−Ａ´断面図である。
【図１０】図９の現像装置に備えられた粉体搬送装置のＥ部の拡大断面図である。
【符号の説明】
４ 現像容器（ハウジング）
２ 第一スクリュ体
２´ 羽根（スクリュ羽根）
２ａ 主搬送部（主搬送手段）
２ｂ 副搬送部（副搬送手段）
２ｃ 切り欠き部
２０ 画像形成装置
２４ 現像装置
５１容器（ハウジング）
５４ スクリュ体
５４ａ 主搬送部（主搬送手段）
５４ｂ 副搬送部（副搬送手段）
５４ｃ 切り欠き部
５５ スクリュ体
５５ａ 主搬送部（主搬送手段）
５５ｂ 副搬送部（副搬送手段）
５５ｃ 切り欠き部

Claims (6)

1. 粉体を収容するハウジングと、ハウジング内の粉体を所定方向に搬送する主搬送手段と、主搬送手段の搬送終端に向けて上記所定方向と逆方向にハウジング内の粉体を搬送する副搬送手段とを有し、主搬送手段及び副搬送手段が、主搬送手段と副搬送手段との接続部で粉体搬送力を低減するようになっている粉体搬送装置において、主搬送手段及び副搬送手段は、スクリュ羽根を備える回転自在なスクリュ体であり、上記主搬送手段と副搬送手段との接続部に向けてスクリュ羽根の径が徐々に小さくなっていることを特徴とする粉体搬送装置。
2. 主搬送手段及び副搬送手段は、主搬送手段と副搬送手段との接続部がスクリュ羽根の無い切り欠き部となっていることとする請求項１に記載の粉体搬送装置。
3. ハウジングたる現像容器内に収容された粉体たる現像剤を潜像に付与することにより上記潜像を可視化する現像装置であって、請求項１に記載の粉体搬送装置を備えることを特徴とする現像装置。
4. 主搬送手段及び副搬送手段は、主搬送手段と副搬送手段との接続部がスクリュ羽根の無い切り欠き部となっていることとする請求項３に記載の現像装置。
5. 一連の画像形成プロセスにより形成された画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、請求項１に記載の粉体搬送装置、又は、請求項３に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 主搬送手段及び副搬送手段は、主搬送手段と副搬送手段との接続部がスクリュ羽根の無い切り欠き部となっていることとする請求項５に記載の画像形成装置。

Images