(57)【要約】【課題】  粉体の詰まりを抑制する粉体搬送装置、および画像形成装置を提供する。【解決手段】  粉体搬送装置が、管の形状を有した、内部を粉体が搬送される管状部と、管状部の内部に配備された、駆動力を受けて該管状部の内部で動くことにより前記粉体を前記管が延びる方向に搬送する搬送部材と、管状部の少なくとも内周面を、該内周面の周回方向に駆動する周面駆動機構とを備え、画像形成装置が、トナーで画像を形成し、不要なトナーを排出する画像形成部と、管の形状を有した、前記画像形成部によって排出されたトナーが内部を搬送される管状部と、管状部の内部に配備された、駆動力を受けて該管状部の内部で動くことにより前記トナーを前記管が延びる方向に搬送する搬送部材と、管状部の少なくとも内周面を、該内周面の周回方向に駆動する周面駆動機構とを備えた。【選択図】        図３
2011203521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の形状を有した、内部を粉体が搬送される管状部と、
前記管状部の内部に配備された、駆動力を受けて該管状部の内部で動くことにより前記粉体を前記管が延びる方向に搬送する搬送部材と、
前記管状部の少なくとも内周面を、該内周面の周回方向に駆動する周面駆動機構と、
を備えたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
前記搬送部材が、前記管状部の内周面の周回方向に回転することにより前記粉体を前記管が延びる方向に搬送する回転搬送部材であることを特徴とする請求項１記載の粉体搬送装置。
【請求項３】
前記周面駆動機構による駆動とは独立に前記搬送部材を駆動する搬送部材駆動機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の粉体搬送装置。
【請求項４】
前記管状部が、前記管の形状を有した外層部材と、該外層部材の内側に嵌め込まれた、該外層部材の内周面の周回方向に回転自在な、前記周面駆動機構によって駆動される内層部材とを有するものであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の粉体搬送装置。
【請求項５】
前記管状部の環境の温度および湿度のうち少なくとも一方を検知する温湿度検知部を備え、
前記周面駆動機構が、前記管状部の少なくとも内周面を、前記温湿度検知部による検知結果に応じて駆動するものであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の粉体搬送装置。
【請求項６】
トナーで画像を形成し、不要なトナーを排出する画像形成部と、
管の形状を有した、前記画像形成部によって排出されたトナーが内部を搬送される管状部と、
前記管状部の内部に配備された、駆動力を受けて該管状部の内部で動くことにより前記トナーを前記管が延びる方向に搬送する搬送部材と、
前記管状部の少なくとも内周面を、該内周面の周回方向に駆動する周面駆動機構と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成部によって形成される画像を解析する画像解析部を備え、
前記周面駆動機構が、前記管状部の少なくとも内周面を、前記画像解析部による解析結果に応じて駆動するものであることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体搬送装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内部をトナーなどの粉体が搬送される粉体搬送装置には、内壁面でのトナー凝集やブロック化を阻止するために振動機能を有するものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０１０９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、粉体の詰まりを抑制する粉体搬送装置、および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る粉体搬送装置は、
管の形状を有した、内部を粉体が搬送される管状部と、
上記管状部の内部に配備された、駆動力を受けてこの管状部の内部で動くことにより上記粉体を上記管が延びる方向に搬送する搬送部材と、
上記管状部の少なくとも内周面を、この内周面の周回方向に駆動する周面駆動機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る粉体搬送装置は、
上記搬送部材が、上記管状部の内周面の周回方向に回転することにより上記粉体を上記管が延びる方向に搬送する回転搬送部材であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る粉体搬送装置は、
上記周面駆動機構による駆動とは独立に上記搬送部材を駆動する搬送部材駆動機構を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る粉体搬送装置は、
上記管状部が、上記管の形状を有した外層部材と、この外層部材の内側に嵌め込まれた、この外層部材の内周面の周回方向に回転自在な、上記周面駆動機構によって駆動される内層部材とを有するものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る粉体搬送装置は、
上記管状部の環境の温度および湿度のうち少なくとも一方を検知する温湿度検知部を備え、
上記周面駆動機構が、上記管状部の少なくとも内周面を、上記温湿度検知部による検知結果に応じて駆動するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る画像形成装置は、
トナーで画像を形成し、不要なトナーを排出する画像形成部と、
管の形状を有した、上記画像形成部によって排出されたトナーが内部を搬送される管状
部と、
上記管状部の内部に配備された、駆動力を受けてこの管状部の内部で動くことにより上記トナーを上記管が延びる方向に搬送する搬送部材と、
上記管状部の少なくとも内周面を、この内周面の周回方向に駆動する周面駆動機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係る画像形成装置は、
上記画像形成部によって形成される画像を解析する画像解析部を備え、
上記周面駆動機構が、上記管状部の少なくとも内周面を、上記画像解析部による解析結果に応じて駆動するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る粉体搬送装置によれば、本構成を有しない場合に比べて、粉体の詰まりが抑制される。
【００１３】
請求項２に係る粉体搬送装置によれば、本構成を有しない場合に比べ、粉体を効率よく搬送することができる。
【００１４】
請求項３に係る粉体搬送装置によれば、内周面の不要な駆動を回避することができる。
【００１５】
請求項４に係る粉体搬送装置によれば、本構成を有しない場合に比べ、粉体のつまりが抑制される。
【００１６】
請求項５に係る粉体搬送装置によれば、本構成を有しない場合に比べ、管状部の内周面の不必要な駆動を抑制する。
【００１７】
請求項６に係る画像形成装置によれば、本構成を有しない場合に比べ、トナーの詰まりが抑制される。
【００１８】
請求項７に係る画像形成装置によれば、本構成を有しない場合に比べ、管状部の内周面の不必要な駆動を抑制する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】フルカラー印刷が可能な画像形成装置の概略構成図である。
【図２】現像装置の概略構成図である。
【図３】図１に示される内層搬送管の外観斜視図である。
【図４】制御部で実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】第２実施形態の内層搬送管の断面図である。
【図６】第２実施形態の制御部で実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、フルカラー印刷が可能な画像形成装置の概略構成図である。
【００２２】
図１に示す画像形成装置１は、Ｙ（イエロ）色、Ｍ（マゼンタ）色、Ｃ（シアン）色、およびＫ（黒）色の組み合わせによるフルカラー印刷が可能なタイプのものである。この画像形成装置１には、４つの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、中間転写ベルト２０、ドライブロール２１、テンションロール２２、対向ロール２３、二次転写ロール２５、定着器１７、廃棄現像剤搬送部３０、および、この画像形成装置１における画像形
成を制御する制御部１００が備えられている。この画像形成装置１が、本発明の画像形成装置の第１実施形態である。
【００２３】
各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、それぞれ、感光体ロール１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、帯電装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、露光装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ、一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ、およびクリーニングブレード１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋを有している。
【００２４】
各現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋには、それぞれ、トナーと磁性キャリアを含む現像剤が収容されている。磁性キャリアは、トナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある。各現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでは、内部に収容している現像剤を攪拌し、この攪拌によりトナーと磁性キャリアとを摩擦させている。この摩擦により、トナーはマイナス極性に帯電し、磁性キャリアはプラス極性に帯電する。
【００２５】
図２は、現像装置の概略構成図である。尚、各現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋはいずれも同じ構成を有していることから、以下では、Ｙ色用の現像装置１４Ｙを代表的に取り上げて説明する。
【００２６】
図２に示す現像装置１４Ｙは、矢印Ｄの向きに回転する現像ロール１４１Ｙと、仕切り板１４２１Ｙおよび撹拌搬送部材１４２２Ｙを内部に有するハウジング１４２Ｙと、ハウジング１４２Ｙの底部に取り付けられたトナー濃度センサ１４３Ｙと、未使用のトナーおよび少量の磁性キャリアを補給する補給部１４４Ｙとを備えている。
【００２７】
ハウジング１４２Ｙの内部に設けられている仕切り板１４２１Ｙを挟むように配備されている２本の撹拌搬送部材１４２２Ｙは、具体的には、螺旋状のフィンが棒状の回転軸の周囲に備えられた構造を有している。これら２本の撹拌搬送部材１４２２Ｙが、互いに逆向きに回転することで、ハウジング１４２Ｙに収容されている現像剤は撹拌されながら、一方の撹拌搬送部材１４２２Ｙによって図２における手前側から奥側へ、また、他方の撹拌搬送部材１４２２Ｙによって図２における奥側から手前側へと循環する。この様に、撹拌搬送部材１４２２Ｙによってトナーと磁性キャリアとが撹拌されることでトナーと磁性キャリアは摩擦帯電され、トナーはマイナス極性に帯電し、磁性キャリアはプラス極性に帯電する。このため、マイナス帯電したトナーは磁性キャリアに静電的に付着する。
【００２８】
現像ロール１４１Ｙは、図示は省略するが、矢印Ｄ方向に回転する中空円筒形状のスリーブと、このスリーブ内部にこのスリーブとは独立に固定された、このスリーブの周回方向に複数の磁石が配列されたマグネットロールとで構成されている。現像スリーブの外周面では、上記マグネットロールからの磁界により現像剤を保持しつつ、感光体ロール１１Ｙと現像ロール１４１Ｙとが近接する領域に搬送する。現像ロール１４１には、現像バイアスが付与されており、現像ロール１４１が有するこの現像バイアスと、感光体ロール１１Ｙの表面に形成された静電潜像が有する像電位との間の電位差によって発生する電界により、トナーが感光体ロール１１Ｙの静電潜像側に静電的に引っ張られる。これにより、静電潜像はトナーによって現像される。
【００２９】
ここで、図１に示される廃棄現像剤搬送部３０、および、図２に示されるトナー濃度センサ１４３Ｙや補給部１４４Ｙなどについての具体的な動作を説明する前に、この画像形成装置１における、フルカラー画像の形成動作について簡単に説明する。
【００３０】
この画像形成装置１では、イエロの画像形成部１０Ｙによるトナー像形成がまず開始さ
れ、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１１Ｙの表面に、接触式の帯電装置１２Ｙにより所定の電荷が付与され、露光装置１３Ｙにより感光体ロール１１Ｙの表面にイエロ画像に相当する露光光が照射され静電潜像が形成される。その静電潜像は現像装置１４Ｙによりイエロのトナーで現像されて感光体ロール１１Ｙの表面にイエロのトナー像が形成される。感光体ロール１１Ｙの表面に形成されたイエロのトナー像は、既に循環移動を開始している中間転写ベルト２０の所定の位置に一次転写ロール１５Ｙによって転写される。
【００３１】
マゼンタ色の画像形成部１０Ｍでは、中間転写ベルト２０上に転写されたイエロのトナー像がマゼンタ色用の一次転写ロール１５Ｍに到達するタイミングに合わせてマゼンタ色のトナー像が一次転写ロール１５Ｍに到達するように、マゼンタ色のトナー像の形成が行われる。マゼンタ色のトナー像は、一次転写ロール１５Ｍによって、中間転写ベルト２０上のイエロのトナー像の上に重ねて転写される。
【００３２】
続いて、シアン色および黒色の画像形成部１０Ｃ、１０Ｋそれぞれによる、シアン色および黒色のトナー像の形成が上述したのと同様なタイミングで行われ、形成されたシアン色および黒色のトナー像は、一次転写ロール１５Ｃ、１５Ｋそれぞれによって中間転写ベルト２０のイエロおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。このようにして、中間転写ベルト２０上に転写された４色のトナー像は、二次転写ロール２５により用紙Ｐ上に二次転写された後、定着装置１７により用紙Ｐ上に加熱および加圧されることで定着される。以上が、この画像形成装置１における、フルカラー画像の形成動作についての簡単な説明である。
【００３３】
ここで、廃棄現像剤搬送部３０は、外層搬送管３１、回転搬送部材３２、内層搬送管３３、モータ３４、ステッピングモータ３５、電源部３６、回収ケース３８、および温湿度センサ３９を有している。
【００３４】
また、廃棄現像剤搬送部３０は、外層搬送管３１からＹ色用の現像器１４Ｙへ延びたＹ色第１中継管３１１Ｙと、外層搬送管３１からＹ色用のクリーニングブレード１６Ｙへ延びたＹ色第２中継管３１２Ｙと、外層搬送管３１からＭ色用の現像器１４Ｍへ延びたＭ色第１中継管３１１Ｍと、外層搬送管３１からＭ色用のクリーニングブレード１６Ｍへ延びたＭ色第２中継管３１２Ｍと、外層搬送管３１からＣ色用の現像器１４Ｃへ延びたＣ色第１中継管３１１Ｃと、外層搬送管３１からＣ色用のクリーニングブレード１６Ｃへ延びたＣ色第２中継管３１２Ｃと、外層搬送管３１からＫ色用の現像器１４Ｋへ延びたＫ色第１中継管３１１Ｋと、外層搬送管３１からＫ色用のクリーニングブレード１６Ｋへ延びたＫ色第２中継管３１２Ｋと、中間転写ベルト２０上に残留した残留物を除去するクリーニングブレード２４へ延びたベルト中継管３１０とを有している。この廃棄現像剤搬送部３０が、本発明の粉体搬送装置の第１実施形態である。
【００３５】
回転搬送部材３２は、螺旋状のフィンが棒状の回転軸３２１の周囲に備えられた構造を有しており、この回転軸３２１が、モータやギヤなどを内蔵した駆動器３４の回転軸に連結されている。制御部１００から電源部３６に電力供給が指示されると、電源部３６から駆動器３４に電力が供給され駆動器３４の回転軸が回転し、回転搬送部材３２も回転する。回転搬送部材３２が回転すると、各中継管および外層搬送管３１経て内層搬送管３３の内部に集められた廃棄現像剤は回収ケース３８に向けて搬送される。
【００３６】
制御部１００では、図２に示すトナー濃度センサ１４３Ｙで検出されたトナー濃度情報が現像剤中のトナー濃度の低下を表す場合には、補給部１４４Ｙに未使用のトナーおよび少量の磁性キャリアの投入を指示する。また、劣化による帯電不良を起こした現像剤は、磁性キャリアへの静電的な付着力が弱く現像剤の流れにおいては上面に集まる。このため、劣化した現像剤は、ハウジング１４２Ｙを貫通した孔１４０からＹ色第２中継管側へ溢
れ出て内層搬送管３３に集められる。
【００３７】
また、上述の画像形成動作により、各感光体ロールの表面に残留した残留物は各クリーニングブレードによって掻き取られ、各中継管および外層搬送管３１を経て内層搬送管３３に収容される。また、中間転写ベルト２０から用紙Ｐへのトナー像の二次転写後に中間転写ベルト２０上に残留した残留物はクリーニングブレード２４によって掻き取られ、ベルト中継管３１０経て回収ケース３８に回収される。
【００３８】
ここで、一般的に、温度や湿度が上昇するとトナーの粘度は上がる。内層搬送管３３に収容される、これら劣化した現像剤や残留物（以下、これらを廃棄現像剤と称す。）中にもトナーが多く含まれており、トナーの粘度が上がると廃棄現像剤の粘性は上昇する。トナーが粘性を持つようになると、回転搬送部材３２や外層搬送管３１の内壁面に付着しやすくなり、外層搬送管３１の内部では詰まりが発生しやすくなる。この画像形成装置１では、温湿度センサ３９で検出された温度および湿度が閾値以上となった場合には、外層搬送管３１と回転搬送部材３２の隙間に配備された内層搬送管３２を回転させて、外層搬送管３１と回転搬送部材３２の間で固化しつつある廃棄現像剤を突き崩す。また、内層搬送管の内壁面の重力方向下側に付着したトナーは、内装搬送管が回転することにより、重力方向に落下しやすくなるため、固化しつつある廃棄現像剤が攪拌されやすくなり、結果として、粉体詰まりが抑制される。
【００３９】
図３は、図１に示される内層搬送管の外観斜視図である。
【００４０】
図３には、内層搬送管３３の端部に取り付けられたギア３３１と、このギア３３１と噛み合ったピニオンギア３５１と、回転軸３５２にこのピニオンギア３５１が取り付けられたステッピングモータ３５と、図１に示される外層搬送管３１に設けられた廃棄現像剤導入口３３ａとが示されている。廃棄現像剤は、上述の中継管および外層搬送管３１を経て廃棄現像剤導入口３３ａから内層搬送管３３の内部に送り込まれる。
【００４１】
ステッピングモータ３５は、制御部１００から送信されてきたステップ数に応じた角度だけ内層搬送管３３を回転させる。制御部１００では、廃棄現像剤導入口３３ａの位置を把握しており、内層搬送管３３の回転を停止させる際には、必ず廃棄現像剤導入口３３ａの位置を、対応する中継管の口に合わせて停止させる。これにより、各中継管および外層搬送管３１を経てきた廃棄現像剤の、内層搬送管３３の内部への移動が確保される。ここでは、内層搬送管３３は、ジョブ開始後、温湿度が閾値以上の間、数秒ごとに回転をくり返す。
【００４２】
図４は、制御部で実行されるルーチンのフローチャートである。
【００４３】
ステップＳ１では、回転搬送部材３２に回転開始を指示する。ステップＳ２では、温湿度センサ３９により温湿度を検出する。ステップＳ３では、検出した温度が３５℃以上か否かを判定する。ステップＳ３において、温度が３５℃以上であると判定すると、ステップＳ４に進み、湿度が５０パーセント以上か否かを判定する。ステップＳ４において、湿度が５０パーセント以上であると判定すると、ステップＳ５に進み、内層搬送管３３の回転駆動の開始を指示する。ステップＳ６では、ジョブが終了したか否かを判定する。ステップＳ６において、ジョブが終了していないと判定すると、ステップＳ１に戻り、ジョブは終了したと判定すると、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、内層搬送管３３の回転駆動の停止を指示する。ステップＳ８では、回転搬送部材３２に回転停止を指示し、ルーチンを終了する。これらギア３３１、ステッピングモータ３５、電源部３６、および制御部１００が、本発明にいう周面駆動機構の一例に相当する。
【００４４】
次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態および本発明の粉体搬送装置の第２実施形態について説明する。
【００４５】
第２実施形態と第１実施形態との間の相違点は、第１実施形態では内層搬送管３３が外層搬送管３１とほぼ同じ長さの１本ものであるのに対し、第２実施形態では、内層搬送管３３０が中継管の部分で分割された複数の短い円筒管で構成されている点と、過去の形成画像の像密度の履歴に基づいて内層搬送管の回転を制御している点である。以下、この相違点について説明する。
【００４６】
図５は、第２実施形態の内層搬送管の断面図である。
【００４７】
図５に示される内層搬送管３３０は、前述した、外層搬送管３１から各画像形成部に延びる複数の中継管の根元の部分に対応する箇所で分割された複数の搬送管で構成されている。
【００４８】
図５には、内層搬送管３３０を構成する複数の搬送管の端部にそれぞれギア３３１が備えられている様子が示され、また、各搬送管の端部に備えられたギア３３１が、外層搬送管３１に設けられた切欠から露出し、その露出したギア３３１に、ステッピングモータ３５のピニオンギア３５１が噛み合っている様子が示されている。
【００４９】
図６は、第２実施形態の制御部で実行されるルーチンのフローチャートである。
【００５０】
ステップＳ１１では、回転搬送部材３２に回転開始を指示する。ステップＳ１２では、直前の形成画像１０枚の画像密度が連続して３パーセント以下か否かを判定する。ステップＳ１２において連続していると判定すると、ステップＳ１３に進み、内層搬送管３３０の周回方向の回転駆動の開始を指示する。ステップＳ１４では、ジョブが終了したか否かを判定する。一方、ステップＳ１２において、連続していないと判定した場合は、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、ジョブは終了していないと判定すると、ステップＳ１１に戻り、ジョブが終了したと判定すると、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、内層搬送管３３０の回転駆動の停止を指示する。ステップＳ１６では、回転搬送部材３２に回転を指示し、ルーチンを終了する。
【００５１】
第２実施形態では、第１実施形態のように廃棄現像剤導入口３３ａと各中継管の口との位置合わせを行う必要がなくなる。
【符号の説明】
【００５２】
１  画像形成装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  画像形成部
１００  制御部
１７  定着部
２０  中間転写ベルト
２１  駆動ロール
２２  テンションロール
２３  対向ロール
２４  クリーニングブレード
２５  二次転写ロール
３０  廃棄現像剤搬送部
３１  外層搬送管
３２  回転搬送部材
３３  内層搬送管
３３ａ  廃棄現像剤導入口
３３１  ギア
３４  モータ
３５  ステッピングモータ
３５１  ピニオンギア
３６  電源部
３８  回収ケース
３９  温湿度センサ
【図１】
2011203521.tif 000003
【図２】
2011203521.tif 000004
【図３】
2011203521.tif 000005
【図４】
2011203521.tif 000006
【図５】
2011203521.tif 000007
【図６】
2011203521.tif 000008