(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023121931
(43)【公開日】2023-09-01
(54)【発明の名称】粉体搬送装置、及び、画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/08 20060101AFI20230825BHJP
【FI】
G03G15/08 364
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022025296
(22)【出願日】2022-02-22
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100117215
【弁理士】
【氏名又は名称】北島 有二
(72)【発明者】
【氏名】松本 和樹
【テーマコード(参考)】
2H077
【Fターム(参考)】
2H077AA03
2H077AA12
2H077AA18
2H077AA25
2H077AB02
2H077AB12
2H077AB13
2H077AB14
2H077AC02
2H077AD06
2H077AD13
2H077AE03
2H077CA03
(57)【要約】
【課題】粉体の詰まりを生じにくくする。
【解決手段】トナー(粉体)を搬送する第1搬送スクリュ71(第1搬送部材)が内設された第1搬送経路91と、第1搬送経路91の流出口91bから流出されたトナーが落下する落下経路93と、落下経路93で落下したトナーが流入口92aから流入されて、トナーを搬送する第2搬送スクリュ72(第2搬送部材)が内設された第2搬送経路92と、第1搬送経路91(又は、落下経路93)で滞留するトナーの一部を搬送方向上流側に戻すためのバイパス経路99と、が設けられている。
【選択図】
図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉体を搬送する第1搬送部材が内設された第1搬送経路と、
前記第1搬送経路の流出口から流出された粉体が落下する落下経路と、
前記落下経路で落下した粉体が流入口から流入されて、粉体を搬送する第2搬送部材が内設された第2搬送経路と、
前記第1搬送経路又は前記落下経路で滞留する粉体の一部を搬送方向上流側に戻すためのバイパス経路と、
を備えたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項2】
前記バイパス経路は、前記第1搬送経路の上方に設けられるとともに、前記流出口の上方の部分と、前記流出口に対して搬送方向上流側の部分と、に連通することを特徴とする請求項1に記載の粉体搬送装置。
【請求項3】
前記バイパス経路は、前記第1搬送経路の上方に設けられるとともに、前記流出口に対して搬送方向上流側の部分と、前記部分に対して搬送方向上流側の部分と、に連通することを特徴とする請求項1に記載の粉体搬送装置。
【請求項4】
前記バイパス経路は、前記第1搬送経路における搬送方向に対して略直交するように形成された壁部によって仕切られた略コの字状又は略U字状の経路であることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の粉体搬送装置。
【請求項5】
前記バイパス経路は、前記落下経路の側方に設けられるとともに、前記流出口に対して搬送方向下流側の部分と、前記第1搬送経路の側方の部分と、に連通することを特徴とする請求項1に記載の粉体搬送装置。
【請求項6】
前記バイパス経路は、前記落下経路における搬送方向に沿うように形成された壁部によって仕切られた略コの字状又は略U字状の経路であることを特徴とする請求項5に記載の粉体搬送装置。
【請求項7】
前記第1搬送経路と前記第2搬送経路とは、それぞれ、略水平方向に延びるように形成されたことを特徴とする請求項1~請求項6のいずれかに記載の粉体搬送装置。
【請求項8】
請求項1~請求項7のいずれかに記載の粉体搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、トナーなどの粉体を搬送する粉体搬送装置と、それを備えた画像形成装置と、に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置において、トナーなどの粉体を搬送する粉体搬送装置として、第1搬送経路から流出された粉体を、落下経路を落下させた後に、第2搬送経路に流入させるものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
一方、特許文献1には、搬送経路内のトナー(粉体)の詰まりを防止することを目的として、トナーによって押動される可動部材の動きを検知することで、トナー詰まりを予兆する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の粉体搬送装置は、粉体の詰まり(搬送不良)が生じてしまうことがあった。そして、そのように粉体の詰まりが生じてしまうことにより、粉体搬送装置によって粉体が供給される供給先において粉体が不足(供給不良)する不具合などが生じてしまっていた。
そして、このような不具合は、特許文献1の技術を応用しても、充分に解消することができなかった。特に、搬送経路内に多量のトナーが一気に搬送されてしまうときなどには、予兆を把握する前に粉体の詰まりが生じてしまう可能性があった。
【0005】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、粉体の詰まりが生じにくい、粉体搬送装置、及び、画像形成装置、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明における粉体搬送装置は、粉体を搬送する第1搬送部材が内設された第1搬送経路と、前記第1搬送経路の流出口から流出された粉体が落下する落下経路と、前記落下経路で落下した粉体が流入口から流入されて、粉体を搬送する第2搬送部材が内設された第2搬送経路と、前記第1搬送経路又は前記落下経路で滞留する粉体の一部を搬送方向上流側に戻すためのバイパス経路と、を備えたものである。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、粉体の詰まりが生じにくい、粉体搬送装置、及び、画像形成装置、を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。
【
図3】トナー補給装置(粉体搬送装置)とその近傍とを示す全体構成図である。
【
図5】トナー収納容器に第1搬送経路が装着される動作を示す概略図である。
【
図6】トナー補給装置(粉体搬送装置)を示す概略図である。
【
図8】トナー補給装置の内部の一部を示す断面斜視図である。
【
図9】トナー補給装置の搬送経路内にトナーが滞留した状態を示す図である。
【
図10】変形例1としての、トナー補給装置を示す図である。
【
図11】変形例2としての、トナー補給装置の内部の一部を示す断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【0010】
まず、
図1~
図3にて、画像形成装置100における全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、
図2は作像部を示す拡大図であり、
図3は粉体搬送装置としてのトナー補給装置とその近傍とを示す構成図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の上方にある設置部31(トナー容器受台)には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4色の略円筒状のトナー収納容器32Y、32M、32C、32Kが着脱可能(交換可能)に載置されている。
また、設置部31の下方には中間転写ユニット15が配設されている。その中間転写ユニット15の中間転写ベルト8に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
【0011】
図2を参照して、イエローに対応した作像部6Yは、感光体ドラム1Y(像担持体)と、感光体ドラム1Yの周囲に配設された帯電装置4Y、現像装置5Y、クリーニング装置2Y、除電装置(不図示)、等で構成されている。そして、感光体ドラム1Y上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、除電工程)がおこなわれて、感光体ドラム1Yの表面にイエロー画像が形成されることになる。
【0012】
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明をおこなうことにする。
【0013】
図2を参照して、感光体としての感光体ドラム1Yは、モータによって
図2の時計方向に回転駆動される。そして、帯電装置4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光装置7(書込み部)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
【0014】
その後、感光体ドラム1Yの表面は、現像装置5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び1次転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【0015】
その後、感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング装置2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、除電装置(不図示)との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【0016】
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様におこなわれる。すなわち、作像部の下方に配設された露光装置7から、画像情報に基づいたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光装置7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
【0017】
ここで、中間転写ユニット15は、中間転写体としての中間転写ベルト8、4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、2次転写対向ローラ12、クリーニングバックアップローラ13、テンションローラ14、中間転写クリーニング装置10等で構成される。中間転写ベルト8は、3つのローラ12~14によって張架・支持されるとともに、1つのローラ12の回転駆動によって
図1の矢印方向に無端移動される。
【0018】
4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K との間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
【0019】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8は、2次転写ローラ19との対向位置に達する。この位置では、2次転写対向ローラ12が、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された用紙等のシートP上に転写される。このとき、中間転写ベルト8には、シートPに転写されなかった未転写トナーが残存する。
【0020】
その後、中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング装置10の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【0021】
ここで、2次転写ニップの位置に搬送されるシートPは、装置本体100の下方に配設された給紙装置26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、給紙装置26には、用紙などのシートPが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が
図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートPがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
【0022】
レジストローラ対28(タイミングローラ対)の位置に搬送されたシートPは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、シートPが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、シートP上に、所望のカラー画像が転写される。
【0023】
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写されたシートPは、定着装置20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像がシートP上に定着される。
その後、シートPは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置外に排出されたシートPは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセス(印刷動作)が完了する。
【0024】
次に、
図2にて、作像部における現像装置(供給先)の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51と、現像ローラ51に対向するドクターブレード52と、現像剤収容部53、54内に配設された2つの搬送スクリュ55と、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56と、等で構成される。現像ローラ51は、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部53、54内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。
【0025】
このように構成された現像装置5Yは、次のように動作する。
現像ローラ51のスリーブは、
図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ51上を移動する。
ここで、現像装置5Y内の現像剤Gは、現像剤G中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置5Y内のトナー消費に応じて、トナー収納容器32Yに収容されているトナーが、粉体搬送装置としてのトナー補給装置90を介して現像剤収容部54内に補給される。
【0026】
その後、現像剤収容部54内に補給された粉体としてのトナーは、2つの搬送スクリュ55によって、現像剤Gとともに混合・撹拌されながら、2つの現像剤収容部53、54を循環する(
図2の紙面垂直方向の長手方向の移動である。)。そして、現像剤G中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51上に担持される。
現像ローラ51上に担持された現像剤は、
図3中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52の位置に達する。そして、現像ローラ51上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51上に残った現像剤はスリーブの回転にともない現像剤収容部53の上方に達して、この位置で現像ローラ51から離脱される。
【0027】
次に、
図3にて、粉体搬送装置としてのトナー補給装置90の構成・動作について、簡単に説明する。
トナー補給装置90(粉体搬送装置)は、設置部31に設置されたトナー収納容器32Yの容器本体33を所定方向(
図3の矢印方向である。)に回転駆動して、トナー収納容器32Yの内部に収納された粉体としてのトナーを容器外に排出して、第1搬送経路91、落下経路93(第1落下経路)、第2搬送経路92、搬送管96(第2搬送経路)を介して現像装置5Yに導くためのものであって、トナー補給経路(トナー搬送経路)を形成している。
【0028】
画像形成装置本体100の設置部31に設置された各トナー収納容器32Y、32M、32C、32K内のトナーは、各色の現像装置内のトナー消費に応じて、トナー色ごとに設けられたトナー補給装置を経て適宜に各現像装置内に補給される。4つのトナー補給装置は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造である。
詳しくは、
図3(及び
図5)を参照して、トナー収納容器32Yが装置本体100の設置部31にセットされると、トナー収納容器32Yのシャッタ部材35が装置本体100の第1搬送経路91(ノズル部)に押動されて、第1搬送経路91が貫通穴部34a1を介してトナー収納容器32Y(容器本体33)の内部に挿入される。これにより、トナー収納容器32Yの内部に収容されたトナーの排出(第1搬送経路91を介した排出である。)が可能になる。
なお、トナー収納容器32Yの底部(
図3の左方である。)には、トナー収納容器32Yの設置部31への装着操作を容易にするための把持部33dが形成されている。ユーザーは、把持部33dを把持しながら、トナー収納容器32Yを設置部31にセットしたり、設置部31からトナー収納容器32Yを取り出したりすることになる。
【0029】
ここで、
図3を参照して、トナー収納容器32Yには、長手方向(
図3の左右方向であって、容器本体33の回転軸方向である。)に螺旋状の溝33aが形成された容器本体33が設けられている。具体的に、この螺旋状の溝33aは、容器本体33の外周面から内周面にかけて形成されていて、容器本体33を回転駆動して容器本体33内のトナーを
図3の左方から右方に搬送するためのものである。容器本体33の内部において
図3の左方から右方に搬送されたトナーは、第1搬送経路91を介して容器外部に排出されることになる。
また、容器本体33の頭部側(
図3の右方である。)の外周面には、画像形成装置本体100(トナー補給装置90)の駆動機構110(
図7参照)のギア115に噛合するギア部37が形成されている。トナー収納容器32Yが設置部31に装着されると、容器本体33のギア部37が画像形成装置本体100のギア115(
図7参照)に噛合することになる。そして、駆動モータ111(
図7参照)が駆動されると、ギア列を介してギア部37に駆動が伝達されて、容器本体33が回転駆動されることになる。
なお、トナー補給装置90やの構成・動作については、後で
図6~
図8等を用いてさらに詳しく説明する。
【0030】
以下、
図4、
図5等を用いて、トナー収納容器32Y(32M、32C、32K)について、さらに詳しく説明する。
なお、
図4、
図5はトナー収納容器32Yの側断面図であるが、
図3におけるトナー収納容器32Yの図示方向とは逆方向から図示したものである(左右反転した図になっている)。
【0031】
先に
図1~
図3等を用いて説明したように、トナー収納容器32Yは、その内部にトナーを収納して、画像形成装置本体100(トナー補給装置90)に対して着脱可能に設置されるものである。
図4、
図5等を参照して、トナー収納容器32Yは、容器本体33と、シャッタユニット34~36、38と、で構成されている。また、シャッタユニットは、保持部材34、シャッタ部材35、ロッド部材36、圧縮スプリング38、などで構成されている。保持部材34には、キャップ部として機能する立設部34aが形成されている。容器本体33は、立設部34a(保持部材34)に対して固定されるとともに、内周面(内周部)に螺旋状の溝33a(
図3参照)が形成されたボトル状部材である。
そして、トナー収納容器32Yが画像形成装置本体100(設置部31)に装着された状態で、立設部34aが形成された保持部材34(及び、シャッタ部材35、ロッド部材36、圧縮スプリング38)と容器本体33は画像形成装置本体100に設置された駆動モータ111(駆動機構110)によって回転駆動されて、トナー収納容器32Yの内部に収容されたトナーが第1搬送経路91を介して排出されることになる。
【0032】
図4、
図5等を参照して、シャッタ部材35は、画像形成装置本体100へのトナー収納容器32Yの装着動作に連動して、第1搬送経路91(トナー補給装置90に設置されている。)が挿入される貫通穴部34a1を開閉するものである。シャッタ部材35は、樹脂材料からなり、後述するロッド部材36とともに一体成型によって形成されたものである。シャッタ部材35は、貫通穴部34a1に対して容器の内側から嵌合して係止されて、容器外には外れないように構成されている。シャッタ部材35が貫通穴部34a1を閉鎖した状態ではトナー収納容器32Yから外部にトナーは排出されず、シャッタ部材35が貫通穴部34a1を開放した状態でトナー収納容器32Yから外部へのトナーの排出が可能になる。
なお、貫通穴部34a1は、容器本体33の回転中心を中心とする略円柱状の穴部である。シャッタ部材35は、そのような形状の貫通穴部34a1に嵌合するように形成された栓状部材である。
【0033】
ここで、トナー収納容器32Yには、シャッタ部材35が貫通穴部34a1を閉鎖した状態で、シャッタ部材35と貫通穴部34a1との間を封止するシール部材40が設けられている。
また、ロッド部材36は、シャッタ部材35に対して一体的に設置されている。ロッド部材36は、トナー収納容器32Yの内部においてシャッタ部材35の開閉方向(
図4、
図5の左右方向である。)に延在するように形成されている。
また、
図4に示すように、ロッド部材36は、その軸中心が、容器本体33の回転中心に略一致するように配置されている。これにより、容器本体33が回転駆動されるときに、シャッタ部材35の位置がズレてしまう不具合などが生じにくくなる。
【0034】
図4、
図5を参照して、保持部材34は、立設部34a(キャップ部)、延在部34b、等で構成され、容器本体33に固定される部材であり、装置本体100からの回転駆動力を受けて容器本体33とともに第1搬送経路91の周りを回転する。
保持部材34の立設部34a(キャップ部)は、貫通穴部34a1が形成されていて、第1搬送経路91が挿入される方向(挿入方向であって、
図4、
図5の左右方向である。)に立設されている。
立設部34aには、第1搬送経路91が挿入される方向の手前側(挿入方向上流側であって、
図4、
図5の左方である。)に開口する開口部34a2(空洞部)が形成されている。開口部34a2は、容器本体33の回転中心を中心とする略円柱状の凹部である。
【0035】
保持部材34の延在部34bは、トナー収納容器32Yの内部においてシャッタ部材35が設置された側に対して反対側(
図4、
図5の右方である。)でロッド部材36を開閉方向に移動可能に保持するように形成されている。延在部34bは、トナー収納容器32Y(容器本体33)の内部において
図4、
図5の左右方向に延在するように略コの字状に形成されている。
付勢手段としての圧縮スプリング38は、シャッタ部材35と延在部34bの壁部との間でロッド部材36に巻装されている。圧縮スプリング38は、貫通穴部34a1が閉鎖される方向(
図4、
図5の左方である。)にシャッタ部材35を付勢するものである。
【0036】
このような構成により、シャッタ部材35は、画像形成装置本体100(設置部31)への装着動作に連動して、第1搬送経路91に押動されて、圧縮スプリング38(付勢手段)の付勢力に抗するように、ロッド部材36とともにトナー収納容器32Yの内部に移動して、貫通穴部34a1を開放することになる。具体的に、シャッタ部材35(及び、ロッド部材36)は、開放時に
図5(A)、(B)の順番で動作することになる。
これに対して、シャッタ部材35は、画像形成装置本体100(設置部31)からの離脱動作に連動して、第1搬送経路91の押動が解除されて、圧縮スプリング38の付勢力によって、ロッド部材36とともに貫通穴部34a1の側に移動して貫通穴部34a1を閉鎖することになる。具体的に、シャッタ部材35(及び、ロッド部材36)は、閉鎖時に
図5(B)、(A)の順番で動作することになる。
なお、
図5(B)に示すように、装置本体100へのトナー収納容器32Yのセットが完了した状態のとき、シャッタ部材35は延在部34bの壁部に当接した状態になり、圧縮スプリング38はシャッタ部材35の凹部に収納された状態になる。これにより、装置本体100にトナー収納容器32Yがセットされた状態のとき、圧縮スプリング38に容器内のトナーが付着する不具合を防止することができる。
【0037】
また、
図5を参照して、本実施の形態において、第1搬送経路91には、貫通穴部34a1への挿入動作に連動して開口部34a2に嵌合する嵌合部94が設けられている。
詳しくは、嵌合部94は、第1搬送経路91の主部の外径よりも大きな外径で形成されていて、立設部34aの開口部34a2に嵌合可能に略円柱状に形成されている。また、嵌合部94は、第1搬送経路91の主部に対して装着方向にスライド移動可能に設置されている。また、第1搬送経路91には、嵌合部94を挿入方向下流側(
図5の右方である。)に付勢する圧縮スプリング97が設置されている。嵌合部94は、第1搬送経路91の第1流入口91aをカバーするカバー部材としても機能する。トナー収納容器32Yがセットされていない状態では
図5(A)に示すように第1流入口91aを覆い、トナー収納容器32Yがセットされることで
図5(B)に示すように嵌合部94がスライド移動して第1搬送経路91の主部が容器本体33の内部に挿入される。なお、
図5(A′)は、嵌合部94をスライド移動させて第1流入口91aが露出した状態を示している。
このような構成により、嵌合部94は、トナー収納容器32Yの装着動作に連動して、第1搬送経路91がトナー収納容器32Y内に挿入されると、圧縮スプリング97に付勢されて開口部34a2に嵌合することになる。これに対して、嵌合部94は、トナー収納容器32Yの離脱動作に連動して、第1搬送経路91がトナー収納容器32Yから引き抜かれると、開口部34a2から引出されることになる。
【0038】
以下、
図6~
図8等を用いて、本実施の形態における粉体搬送装置としてのトナー補給装置90において、特徴的な構成・動作について説明する。
なお、
図6は、理解を容易にするために、第1搬送経路91に対する第2搬送経路92の配置方向を変えて図示している。実際には、
図3、
図7、
図8に示すように、第2搬送経路92は第1搬送経路91に対して略直交するように配置されている。
【0039】
図6~
図8等を参照して、粉体搬送装置としてのトナー補給装置90には、第1搬送経路91、落下経路93(第1落下経路)、第2搬送経路92、搬送管96(第2落下経路)、バイパス経路99などが設けられている。そして、これらの搬送経路91~83、96を介してトナー収納容器32Y(供給元)から排出された粉体としてのトナーが現像装置5Y(供給先)に向けて搬送されることになる。
【0040】
ここで、第1搬送経路91は、トナー(粉体)を略水平方向に搬送する第1搬送部材としての第1搬送スクリュ71が内設されている。
第1搬送スクリュ71は、軸部71aにスクリュ部71bが螺旋状に巻装されたものであって、金属材料(又は、樹脂材料)で形成されている。
また、第1搬送経路91は、円形の断面を有する搬送管であって、金属材料(又は、樹脂材料)で形成されている。第1搬送経路91には、上流側にトナー収納容器32Yに連通する第1流入口91aが形成され、下流側に落下経路93に連通する第1流出口91b(流出口)が形成されている。
なお、本実施の形態における第1搬送経路91の上方には、バイパス経路99が設けられているが、これについては後で詳しく説明する。
【0041】
落下経路93は、第1搬送経路91の流出口(第1流出口91b)から流出されたトナーが落下(自重落下)する経路であって、略垂直方向に延びるように形成されている。落下経路93は、円形の断面を有する搬送管であっても良いし、多角形の断面を有する搬送管であっても良い。
なお、落下経路93として、垂直方向に対して傾斜したものを用いることもできる。その場合、傾斜した落下経路における傾斜面をトナーが滑落するような状態も、「トナー(粉体)が落下する」状態であるものと定義する。
また、本実施の形態では、落下経路93として、略垂直方向にある程度の距離で離間した第1搬送経路91と第2搬送経路92とを中継するものを用いたが、第1搬送経路91と第2搬送経路92とが略垂直方向に密着するように並設されている場合であっても、その中継部分に落下経路が形成されているものと定義する。
【0042】
第2搬送経路92は、落下経路93で落下したトナーが流入口(第2流入口92a)から流入されて、そのトナーを略水平方向に搬送する第2搬送部材としての第2搬送スクリュ72が内設されている。
第2搬送スクリュ72は、軸部72aにスクリュ部72bが螺旋状に巻装されたものであって、エラストマ等のゴム材料(又は、金属材料や樹脂材料)で形成されている。
また、第2搬送経路92は、円形の断面を有する搬送管であって、金属材料(又は、樹脂材料)で形成されている。第2搬送経路92には、上流側に落下経路93に連通する第2流入口92aが形成され、下流側に搬送管96(第2落下経路)に連通する第2流出口92bが形成されている。
なお、本実施の形態では、第1搬送経路91と第2搬送経路91とが、それぞれ、略水平方向に延びるように形成されている。これに対して、第1搬送経路91と第2搬送経路91とのうち、少なくとも一方の搬送経路を水平方向に対して傾斜するように形成することもできる。
【0043】
搬送管96(第2落下経路)は、第2搬送経路92の第2流出口92bから流出されたトナーが自重落下する経路であって、略垂直方向に延びるように形成されている。そして、搬送管96を自重落下したトナーは、現像装置5Y内に供給されることになる。
なお、本実施の形態では、第2搬送経路92から搬送管96を介して現像装置5Yにトナーが搬送されるように構成したが、第2搬送経路92から現像装置5Yに直接的にトナーが搬送されるように構成することもできる。
【0044】
このように構成されたトナー補給装置90(粉体搬送装置)において、
図6に示すように、トナー収納容器32Yから第1搬送経路91に白矢印方向に流入されたトナーは、所定方向(
図6の矢印方向である。)に回転する第1搬送スクリュ71によって略水平方向(破線矢印方向)に左方から右方に搬送された後に、落下経路93を破線矢印方向(上方から下方である。)に自重落下する。その後、落下経路93から第2搬送経路92に流入されたトナーは、所定方向(
図6の矢印方向である。)に回転する第2搬送スクリュ72によって略水平方向(破線矢印方向)に右方から左方に搬送される。その後、第2搬送経路92から搬送管96に流入されたトナーは、搬送管96を自重落下した後に、現像装置5Y内に流入される。
こうして、供給元となるトナー収納容器32Yから供給先となる現像装置5Yに粉体としてのトナーが供給されることになる。
【0045】
このようにトナー補給装置90に複数の搬送経路91~93、96を設けることで、供給元となるトナー収納容器32Yと、供給先となる現像装置5Yと、が離れていたり向きが異なっていたりしても、トナーの供給が可能になる。換言すると、トナー収納容器32Yと現像装置5Yとのレイアウトの自由度を高めることができる。
特に、
図7を参照して、本実施の形態では、第1搬送経路91においてトナー(粉体)が搬送される搬送方向と、第2搬送経路92においてトナーが搬送される搬送方向と、が交差する関係(本実施の形態では、略直交する関係)にある。そのため、トナー収納容器32Yと現像装置5Yとのレイアウトの自由度をさらに高めることができる。
【0046】
なお、本実施の形態におけるトナー補給装置90(粉体搬送装置)は、第1搬送経路91において第1搬送スクリュ71(第1搬送部材)によって搬送される単位時間の粉体量(トナー量)が、第2搬送経路92において第2搬送スクリュ72(第2搬送部材)によって搬送される単位時間の粉体量(トナー量)に比べて、小さくなるように設定されている。なお、上述した「単位時間の粉体量(トナー量)」は、「搬送経路におけるトナー搬送速度」とほぼ同義である。
【0047】
ここで、
図6、
図8、
図9(A)等を参照して、本実施の形態におけるトナー補給装置90(粉体搬送装置)には、第1搬送経路91(落下経路93との合流部の近傍である。)で滞留するトナーT(粉体)の一部を搬送方向上流側(
図6、
図9(A)の左側である。)に戻すためのバイパス経路99が設けられている。
詳しくは、バイパス経路99は、第1搬送経路91の上方に設けられるとともに、流出口91bの上方の部分(第1開口部99aが形成されている。)と、流出口91bに対して搬送方向上流側の部分(第2開口部99bが形成されている。)と、に連通している。
【0048】
さらに具体的に、
図6、
図8、
図9(A)に示すように、バイパス経路99は、第1搬送経路91における搬送方向に対して略直交するように形成された壁部としての仕切り壁99cによって仕切られた略コの字状(又は、略U字状)の経路となっている。
換言すると、バイパス経路99は、仕切り壁99c(壁部)によって、搬送方向下流側(第1開口部99aの側)と、搬送方向上流側(第2開口部99bの側)と、に仕切られている。そして、仕切り壁99c(壁部)によって仕切られた、搬送方向下流側(第1開口部99aの側)と、搬送方向上流側(第2開口部99bの側)と、をつなぐ空間が仕切り壁99cの上方に形成されている。
【0049】
このようにバイパス経路99を設けることで、搬送経路においてトナーTの詰まり(搬送不良)が生じにくくなる。
詳しくは、
図9(B)に比較例として示すトナー補給装置190のように、バイパス経路99が設けられていない場合には、搬送経路(特に、第1搬送経路91と落下経路93との合流部(流出口91b)の近傍であって、破線で囲んだ部分である。)でトナーTが滞留しやすくなる。特に、
図9(B)を参照して、供給元となるトナー収納容器32Y内にトナーが多量に収納されている場合(新品のトナー収納容器32Yが使用開始されて間もないときなどである。)には、容器本体33の回転駆動がされなくても、意図せず流入口91aから流入されるトナーTの量が多くなるため、トナー補給装置90の搬送経路91~93内のトナー量が増加して、トナーTの滞留が生じやすくなる。そして、そのようにトナーの滞留が進むと、その滞留した部分でトナーが詰まって、供給先としての現像装置5YにおいてトナーTが不足(供給不良)する不具合などが生じてしまうことになる。
これに対して、本実施の形態におけるトナー補給装置90には、
図9(A)に示すように、バイパス経路99が設けられているため、第1搬送経路91と落下経路93との合流部(流出口91b)の近傍で滞留したトナーTの一部がバイパス経路99を経由して第1搬送経路91の上流側に流動して(逃げて)、トナーTの詰まりが生じにくくなる。
具体的に、流出口91bの近傍で滞留したトナーTは、その量がある程度増加していくと、第1開口部99aからバイパス経路99内に流入して、上方へ徐々に嵩を増していく。そして、その嵩が仕切り壁99cの高さを超えると、トナーTは仕切り壁99cを超えて第2開口部99bを介して第1搬送経路91に戻されることになる(
図9(A)の矢印方向の流動である。)。そのため、流出口91bの近傍で滞留したトナーTがギュウギュウ詰めになる不具合が抑止されることになる。
このように、バイパス経路99は、滞留するトナーTの逃げ場として機能することになる。そして、仕切り壁99c(壁部)の高さを最適化(調整)することによって、バイパス経路99に逃げるトナーTの量を狙いの値にすることが可能になる。
【0050】
<変形例1>
図10に示すように、変形例1におけるトナー補給装置90も、
図6に示すものと同様に、バイパス経路99が、第1搬送経路91の上方に設けられている。また、変形例1におけるバイパス経路99も、第1搬送経路91における搬送方向に対して略直交するように形成された仕切り壁99c(壁部)によって仕切られた略コの字状(又は、略U字状)の経路である。
ここで、変形例1におけるバイパス経路99は、第1搬送経路91の流出口91bに対して搬送方向上流側の部分(第1開口部99aが形成されている。)と、その部分に対して搬送方向上流側の部分(第2開口部99bが形成されている。)と、に連通している。すなわち、変形例1におけるバイパス経路99は、流出口91bから搬送方向上流側にズレたものとなっている。
そのため、第1開口部99aからバイパス経路99に流入したトナーTが、流出口91bを介して落下経路93に直接流入(落下)するのを防ぐことができる。
そして、変形例1のようにバイパス経路99を構成した場合であっても、トナーTの詰まりを軽減することができる。
【0051】
<変形例2>
図11に示すように、変形例2におけるトナー補給装置90(粉体搬送装置)は、バイパス経路99が落下経路93の側方に設けられている。
そして、変形例2におけるバイパス経路99は、第1搬送経路91の流出口91bに対して搬送方向下流側の部分(第1開口部99aが形成されている。)と、第1搬送経路91の側方の部分(第2開口部99bが形成されている。)と、に連通するように構成されている。換言すると、バイパス経路99は、落下経路93の下方と上方とに連通するように構成されている。
そして、変形例2におけるバイパス経路99は、落下経路93における搬送方向(落下方向である。)に沿うように形成された壁部としての仕切り壁99cによって仕切られた略コの字状(又は、略U字状)の経路となっている。
このように構成したバイパス経路99は、落下経路93で滞留するトナーの一部を搬送方向上流側に戻すためのものとなる。すなわち、落下経路93で滞留したトナーの一部が、第1開口部99aからバイパス経路99に流入して、上方へ徐々に嵩を増していく。その嵩は、落下経路93で滞留したトナーの嵩を超えることはないものの、互いの嵩が仕切り壁99cの高さを超えると、トナーTは仕切り壁99cを超えて第2開口部99bを介して第1搬送経路91(落下経路93)に戻されることになる。そのため、落下経路93内で滞留したトナーTがギュウギュウ詰めになる不具合が抑止されることになる。
そして、変形例2のようにバイパス経路99を構成した場合であっても、トナーTの詰まりを軽減することができる。
特に、変形例2では、落下経路93において第1開口部99aの高さまでトナーが滞留(堆積)した時点で、その滞留したトナーの一部をバイパス経路99に逃がすことが可能になるため、落下経路93におけるトナー詰まりを抑止しやすくなる。
【0052】
以上説明したように、本実施の形態におけるトナー補給装置90(粉体搬送装置)は、トナー(粉体)を搬送する第1搬送スクリュ71(第1搬送部材)が内設された第1搬送経路91と、第1搬送経路91の流出口91bから流出されたトナーが落下する落下経路93と、落下経路93で落下したトナーが流入口92aから流入されて、トナーを搬送する第2搬送スクリュ72(第2搬送部材)が内設された第2搬送経路92と、第1搬送経路91(又は、落下経路93)で滞留するトナーの一部を搬送方向上流側に戻すためのバイパス経路99と、が設けられている。
これにより、トナーの詰まりが生じにくくなる。
【0053】
なお、本実施の形態では、粉体としてのトナーを搬送するトナー補給装置90(粉体搬送装置)に対して本発明を適用したが、本発明が適用される粉体搬送装置はこれに限定されることなく、例えば、粉体として廃トナーやリサイクルトナーや2成分現像剤(トナーとキャリアとからなる現像剤である。)などを搬送する粉体搬送装置に対しても本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、供給元としてのトナー収納容器32Yから供給先としての現像装置5Yに向けてトナー(粉体)を搬送するトナー補給装置90(粉体搬送装置)に対して本発明を適用したが、本発明が適用される粉体搬送装置の供給元と供給先とはこれらに限定されることなく、種々の供給元と供給先とを設定することが可能である。
また、本実施の形態では、供給元としてのトナー収納容器32Yとして容器本体33を回転させてトナーを排出するボトル状のものを用いたが、供給元としてのトナー収納容器はこれに限定されることなく、例えば、トナーを排出口に向けて搬送する搬送部材が容器内に設置されたものや、箱型のものなどを用いることもできる。
また、本実施の形態では、第1、第2搬送経路91、92をいずれも略直線状に形成したが、第1、第2搬送経路91、92のうち少なくとも一方の搬送経路を湾曲状に形成することもできる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
【0054】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【0055】
なお、本願明細書等において、粉体搬送装置における粉体の「搬送方向」とは、第1、第2搬送経路においては第1、第2搬送部材によって粉体が搬送される方向であって、落下経路においては粉体が落下する方向になるものと定義する。
【符号の説明】
【0056】
5Y 現像装置(供給先)、
32Y、32M、32C、32K トナー収納容器(供給元)、
71 第1搬送スクリュ(第1搬送部材)、
72 第2搬送スクリュ(第2搬送部材)、
90 トナー補給装置(粉体搬送装置)、
91 第1搬送経路、
92 第2搬送経路、
93 落下経路、
99 バイパス経路(粉体戻し経路)、
99a 第1開口部、
99b 第2開口部、
99c 仕切り壁(壁部)、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0057】