(57)【要約】    【課題】単純な構造で、トナー、キャリア、またはトナーとキャリアの混合体の粉体を定量補給することができ、しかも傾斜のある搬送路でも搬送可能な粉体搬送装置及び電子写真装置を提供する。    【解決手段】トナーカートリッジ３から指定された量のトナーをそのトナーカートリッジ３から離れた現像装置２に搬送する粉体搬送装置であり、トナーカートリッジ３と現像装置２とを搬送チューブ３１で連結し、その搬送チューブ３１の内部に螺旋状のフィン３２を設け、その搬送チューブ３１自体を回転させることによりトナーをトナーカートリッジ３から現像装置２へ搬送する。【選択図】  図３
2006194954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体収容部から指定された量の粉体を収容部から離れた指定部に搬送する粉体搬送装置において、
前記粉体収容部と前記指定部とを粉体搬送管で連結し、該粉体搬送管の内部に螺旋状の搬送手段を設け、その粉体搬送管自体を回転させることにより粉体を前記粉体収容部から前記指定部へ搬送することを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体搬送装置において、前記粉体搬送管が、内側に螺旋状のフィンが設けられた柔軟性を有する材料で作られたチューブであることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の粉体搬送装置において、前記粉体搬送管が、管部分と内側の螺旋状の搬送手段とが同一材料で一体に形成されていることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項４】
請求項１に記載の粉体搬送装置において、前記粉体搬送管が、管部分と内側の螺旋状の搬送手段とが別部材で、螺旋状の搬送手段の外周に管部分が装着されていることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項５】
請求項４に記載の粉体搬送装置において、前記螺旋状の搬送手段の外周に管部分が加熱により収縮するチューブであることを特徴とする粉体搬送装置現像装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の粉体搬送装置において、前記粉体搬送管自体が螺旋状にねじれたチューブであることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項７】
前記粉体収容部が補給用キャリアを収容したキャリア収容器で、前記指定部が現像装置であって、請求項１ないし６の何れか１項に記載の粉体搬送装置を用いて前記補給用キャリアを前記現像装置に搬送することを特徴とする電子写真装置。
【請求項８】
前記粉体収容部が補給用トナーを収容したトナー収容器で、前記指定部が現像装置であって、請求項１ないし６の何れか１項に記載の粉体搬送装置を用いて前記補給用トナーを前記現像装置に搬送することを特徴とする電子写真装置。
【請求項９】
前記粉体収容部が補給用トナーとキャリアからなる現像剤を収容した現像剤収容器で、前記指定部が現像装置であって、請求項１ないし６の何れか１項に記載の粉体搬送装置を用いて前記補給用現像剤を前記現像装置に搬送することを特徴とする電子写真装置。
【請求項１０】
前記粉体収容部が現像装置で、前記指定部が回収容器であって、請求項１ないし６の何れか１項に記載の粉体搬送装置を用いて前記現像装置内部の余剰現像剤を前記回収容器に搬送することを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー、キャリア等の粉体を搬送する粉体搬送装置及び該粉体搬送装置を用いる電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ、これらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置において、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置が多々用いられている。この種の画像形成装置は、トナーが画像形成とともに消費されるため、通常は容器に入れたトナーを順次供給し、容器内のトナーが無くなったら新しいトナー容器と交換してトナーを補充している。
【０００３】
一方、キャリアは消費されることはないが、画像形成の回数に伴ってその性能が劣化するため、ある程度の画像形成回数ごとに交換する必要がある。キャリア交換の一般的な方法としては、複写機においては専用のサービス担当者がキャリアの交換を実施する方法、プリンタではキャリアを内蔵した現像器をユニットごと新しいユニットに交換する方法などが一般的である。しかし、キャリアが劣化するまで使用し続けると、当初と劣化時とでの画像品質が明らかに違ってしまい画質の悪い記録物も多く提供してしまう問題がある。
【０００４】
そこで、最近では補給するトナーに予め一定量のキャリアを混合し、トナーとキャリアを一緒に現像装置に補給し、そして余剰現像剤を回収することで、安定した画像を継続して得られるようにした方法が提案され、そして実施されている。さらに、トナーとキャリアを別々に収納した容器からそれぞれ独立補給して安定した画像を継続して得られるようにした方法も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９５１４号公報
【特許文献２】特開２００２−２０５８１６号公報
【０００６】
これらのトナー補給、キャリアの補給又はキャリアとトナーの混合体の補給には、特許文献１に示すようなパイプのなかにスクリューを設け、スクリューを回転して内部の粉体を搬送する方式が一般的であった。また、スクリュー以外の搬送方式としては、特許文献２に記載されているような粉体用のポンプを用いて補給用の粉体を現像器に移送する方式についても搭載した製品や特許出願がなされている。
【０００７】
ところで、トナーやキャリアの補給に関しては補給時に現像器内部の現像剤（トナーとキャリアの混合体）の混合比が急に変動しないように少量ずつの定量補給が必要であり、上記したスクリューを用いた方式や、粉体用のポンプを用いた方式などが採用されている。しかし、従来のスクリュー方式は固定のケーシングの内部でスクリューを回転させることによって粉体を搬送するため、スクリューとケーシングの隙間をトナーやキャリアがすり抜けてしまう。このため、搬送量（補給量）に変動が発生しやすい傾向があるという問題があった。さらに、スクリューとケーシングの隙間をトナーやキャリアがすり抜けてしまうため、水平方向でないと安定した搬送ができない傾向もある。特にキャリアの搬送に関しては傾斜があるとスクリューとケーシングの隙間をキャリアが流出しまうため、搬送が困難となる欠点がある。
【０００８】
また、粉体用のポンプを用いた方式では、トナーに対しては微量の定量補給が可能であるが比重の大きなキャリアに対しては補給精度が低下したり、ポンプの耐久性が低下したりするなどの不具合が発生する問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、単純な構造で、トナー、キャリア、またはトナーとキャリアの混合体の粉体を定量補給することができ、しかも傾斜のある搬送路でも搬送可能な粉体搬送装置及び電子写真装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明は、粉体収容部から指定された量の粉体を収容部から離れた指定部に搬送する粉体搬送装置において、前記粉体収容部と前記指定部とを粉体搬送管で連結し、該粉体搬送管の内部に螺旋状の搬送手段を設け、その粉体搬送管自体を回転させることにより粉体を前記粉体収容部から前記指定部へ搬送することを特徴としている。
【００１１】
なお、本発明は、前記粉体搬送管が、内側に螺旋状のフィンが設けられた柔軟性を有する材料で作られたチューブであると、効果的である。
さらに、本発明は、記粉体搬送管が、管部分と内側の螺旋状の搬送手段とが同一材料で一体に形成されていると、効果的である。
【００１２】
さらにまた、本発明は、前記粉体搬送管が、管部分と内側の螺旋状の搬送手段とが別部材で、螺旋状の搬送手段の外周に管部分が装着されていると、効果的である。
【００１３】
さらにまた、本発明は、前記螺旋状の搬送手段の外周に管部分が加熱により収縮するチューブであると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記粉体搬送管自体が螺旋状にねじれたチューブであると、効果的である。
【００１４】
また、上記の目的を達成するため、本発明は、前記粉体収容部が補給用キャリアを収容したキャリア収容器で、前記指定部が現像装置であって、請求項１ないし６の何れか１項に記載の粉体搬送装置を用いて前記補給用キャリアを前記現像装置に搬送することを特徴としている。
【００１５】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明は、前記粉体収容部が補給用トナーを収容したトナー収容器で、前記指定部が現像装置であって、請求項１ないし６の何れか１項に記載の粉体搬送装置を用いて前記補給用トナーを前記現像装置に搬送する特徴としている。
【００１６】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明は、前記粉体収容部が補給用トナーとキャリアからなる現像剤を収容した現像剤収容器で、前記指定部が現像装置であって、請求項１ないし６の何れか１項に記載の粉体搬送装置を用いて前記補給用現像剤を前記現像装置に搬送することを特徴としている。
【００１７】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明は、前記粉体収容部が現像装置で、前記指定部が回収容器であって、請求項１ないし６の何れか１項に記載の粉体搬送装置を用いて前記現像装置内部の余剰現像剤を前記回収容器に搬送することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の構成によれば、粉体収容部と指定部とを粉体搬送管で連結し、該粉体搬送管の内部に螺旋状の搬送手段を設け、その粉体搬送管自体を回転させることにより粉体を粉体収容部から指定部へ搬送するので、螺旋状の搬送手段とその外周に密着した搬送管を組み合わせ、該搬送管を回転させることにより、内部の粉体を少量ずつ移動することが可能である。さらに、この搬送装置では、キャリアでも少量ずつ定量補給することが可能となり、また傾斜を設けた状態でも螺旋部と搬送管の間に隙間が無いためにキャリアがすり抜けることも無く搬送が可能となる。
【００１９】
請求項２の構成によれば、粉体搬送管が、内側に螺旋状のフィンが設けられた柔軟性を有する材料で作られたチューブであるので、屈曲した状態で回転し、内部の粉体を移送することができる。
【００２０】
請求項３の構成によれば、粉体搬送管が、管部分と内側の螺旋状の搬送手段とが同一材料で一体に形成されているので、粉体搬送管をシンプルで安価な部材として構成することができる。
【００２１】
請求項４の構成によれば、粉体搬送管が、管部分と内側の螺旋状の搬送手段とが別部材で、螺旋状の搬送手段の外周に管部分が装着されているので、粉体搬送管をシンプルで安価な部材として構成することができる。
【００２２】
請求項５の構成によれば、螺旋状の搬送手段の外周に管部分が加熱により収縮するチューブであるので、粉体搬送管をシンプルで安価な部材として構成することができる。
【００２３】
請求項６の構成によれば、粉体搬送管自体が螺旋状にねじれたチューブであるので、粉体搬送管をシンプルで安価な部材として構成することができる。
請求項７ないし１０の構成によれば、上記効果が得られる電子写真装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は現像装置の全体の構成を示す図である。符号１は像担持体として構成された感光体ドラムであり、図示しない帯電器及び光書込み装置によって表面に静電潜像が形成される。符号２は２成分現像装置であって、現像ケーシング２０には感光体ドラム１に対向配置される現像ローラ２１、現像剤を撹拌搬送して現像ローラ２１に供給する２本の撹拌スクリュー２２，２３が設けられている。２本の搬送スクリュー２２、２３は、搬送オーガと呼ばれる螺旋状のフィンを持ったスクリューであって、互いにほぼ平行に並列配置されている。この搬送スクリュー２２，２３の間には、長手方向両端が連絡通路（図示せず）となる仕切り板２４が設けられ、２本の搬送スクリュー２２，２３と仕切り板２４とで循環搬送部を構成している。そして、現像ローラ２１には搬送スクリュー２２によって搬送されている現像剤が磁力によって吸着され供給される。現像ローラ２１に吸い上げられた現像剤は、ドクターブレード２５によって層厚を均一にされた後、感光体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。
【００２５】
このように構成される現像装置２は、トナー濃度センサ２６によって現像内部の現像剤の透磁率を測定することによりトナーの混合率を検知される。現像内部の現像剤のキャリアに対するトナーの混合割合は、通常は５％〜１２％程度の範囲で使用され、トナー濃度センサ２６の出力を基にトナーの補給を行うことにより消費されるトナーの補充制御がされるようになっている。電子写真装置においては、狙いの画像濃度に基づいて適切なトナー濃度範囲を設定し、この範囲に収まるように少量ずつトナーを補給して安定した画像が得られるようにコントロールされている。
【００２６】
一方、現像装置２へのキャリアの補給に関しては、トナーの補給量を計測値（カウント）や現像器の稼動時間の計測値（カウント）に基づいて、一定比率の比率で少量ずつ現像器内部にキャリアを補給する。少量ずつ新しいキャリアを加えることで、徐々に劣化してゆくキャリアの帯電性能を補い、現像器内の総キャリアのトータル帯電性能を限界値以上に維持するものである。これによって、従来のように定期的なキャリアの交換（メンテナンスによる入れ替え）を行わなくとも、安定した画像形成を継続することができる構成である。
【００２７】
現像装置２に補給するトナーは、図２に示すように、現像装置２と別体の粉体容器であるトナーカートリッジ３に収納され、またキャリアも現像装置２と別体のキャリアカートリッジ４に収納されている。そして、トナーカートリッジ３に収納されたトナーやキャリアカートリッジ４に収納されたキャリアは、少量ずつの制御された量を現像装置２へ補給しなければならない。そこで、本実施形態では本発明に係る粉体搬送装置により各カートリッジのトナーとキャリアを送り先の指定部である現像装置２に補給している。なお、本実施形態はキャリアカートリッジ４に収納されたキャリアを補給するが、キャリアカートリッジ４にはトナーとキャリアの混合体を収納し、この混合体を現像装置２へ補給するものにも適用できる。
【００２８】
粉体搬送装置は、図３に示すように、カートリッジ３と現像装置２を連結する粉体搬送管としての搬送チューブ３１を有し、該搬送チューブ３１は内部の螺旋状フィン３２と外部に設けたチューブ３３により構成されている。なお、螺旋状フィン３２の外周とチューブ３３の内周とは隙間無く密着するように構成されることが好ましい。螺旋状フィン３２は薄い金属の板材をコイル状に曲げて形成したものやプラスチック成形品が使用される。チューブ３３は金属製チューブあるいは柔らかい樹脂製チューブが用いられる。金属製チューブを用いる場合は屈曲できないため直線状の搬送しかできなくなるが、チューブを柔軟な材料で構成することにより、図３のように屈曲した状態でも粉体の移送が可能となる。
【００２９】
また、図３中、符号３４、３５は現像装置２の現像ケーシング２０と例えばトナーカートリッジ３とパイプ３８を介して連通する補給部ケーシング３７にそれぞれ回転可能に装着されたガイドチューブである。このガイドチューブ３４、３５は、例えば硬い金属等から作られて、チューブ３３の外周に固定することで現像ケーシング２０の受け入れ部３６と補給部ケーシング３７に対して搬送チューブ３１が回転可能に支持される。
【００３０】
ガイドチューブ３４、３５の一方、本実施形態ではガイドチューブ３５に歯車４０が固定され、歯車４０は歯車４１を介して駆動モータ４２により駆動連結されている。この構成により、駆動モータ４２が回転駆動すると、搬送チューブ３１が回転される。なお、符号３９は柔軟なチューブを回転させる時にチューブの振れ回りを防止するためのガイド部材である。
【００３１】
このように構成された粉体搬送装置は、駆動モータ４２を駆動することにより搬送チューブ３１が回転し、補給部３７のトナーをチューブ３３内に取りこみ搬送して現像装置２の補給口に定量ずつ排出することができる。その補給量の制御も駆動モータ４２の駆動を制御するだけでよい。なお、この粉体搬送装置はトナー補給の搬送装置として説明したが、キャリア補給にもそのままの構成で適用することは当然である。
【００３２】
ところで、キャリアを単独で供給するもしくはトナーにキャリアを混合させて供給する方式を採用した現像装置２は、キャリアが消費されないため余剰の現像剤を回収する必要がある。このため、図１で示す実施形態では現像ローラ２１を越え、かつ、供給位置よりも手前に余剰の現像剤を回収する現像剤排出部４４を現像ケーシング２０の側壁に設けている。すなわち、現像ケーシング２０の側壁にオーバーフローで現像剤排出部４４に現像剤を落下させる開口４３がある高さレベルに形成されている。この開口４３の形状は。長方形、円形、長円形等である。そして、現像剤排出部４４へ落下した現像剤は、図２に示す回収容器４５に回収されるが、この現像剤排出部４４から回収容器４５までの粉体搬送にも粉体搬送装置を用いることができる。なお、廃棄現像剤の搬送は上記トナーやキャリア補給のように補給量を制御する必要がないので、その搬送チューブの回転は大凡でよい。
【００３３】
図４から図７は粉体搬送装置のそれぞれ別の実施形態を示す搬送チューブ構成例を示す図である。
図４は、螺旋状フィン５２と外周のチューブ５３を別体で構成してフィン５２の外周とチューブ５３の内周が密着するように組み合わせた搬送チューブ５１を示している。搬送する粉体は図に示すように、フィン５２の下部に溜り、その回転によって図中左方向に搬送されて行く。
【００３４】
図５はフィン６２とチューブ６３をゴム又は樹脂等の材質で一体的に成形した搬送チューブ６１を示している。このように構成した搬送チューブは、製造コストがシンプルで安価である。
【００３５】
図６は内部にフィンを設けず、表面が螺旋状に絞り加工されたチューブ７３で構成した搬送チューブ７１である。この搬送チューブ７１は極薄い金属チューブを絞り加工したり、またはゴム材の成形加工したりして作ることができる。この場合も薄い材料とすることにより、屈曲した状態での粉体搬送が可能である。
【００３６】
図７は、図４と同様の構成であるが、チューブ８３として、加熱することにより寸法がちぢむ熱収縮チューブを用いた例であり、螺旋状フィン８２よりも内径の大きな熱収縮チューブ８３を装着し、加熱することによりチューブ径が収縮してフィン８２とチューブ８３とが密着するように構成した例である。
【００３７】
本粉体搬送装置は、これら図４ないし図７の構成の搬送チューブ５１、６１、７１、８１を用いることにより、チューブ全体を回転させて、内部の粉体を搬送することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の現像装置の構造を示す正面断面説明図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す現像装置の斜視説明図である。
【図３】本発明の粉体搬送装置の構造を示す断面説明図である。
【図４】本発明の粉体搬送装置の他の実施形態を示す断面説明図である。
【図５】本発明の粉体搬送装置のさらに他の実施形態を示す断面説明図である。
【図６】本発明の粉体搬送装置のまたさらに他の実施形態を示す断面説明図である。
【図７】本発明の粉体搬送装置のまたさらに他の実施形態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  感光体
２  現像装置
３  トナーカートリッジ
４  キャリアカートリッジ
３１、５１、６１、７１、８１  搬送チューブ
３２、５２、６２、８２  螺旋フィン
３３、５３、６３、７３、８３  チューブ
４５  回収容器
【図１】
2006194954.tif 000003
【図２】
2006194954.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006194954.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006194954.tif 000008
【図７】
2006194954.tif 000009