(57)【要約】【課題】粉体の搬送経路のデッドスペースを従来よりも低減させることができる粉体搬送機構を提供する。【解決手段】粉体の下側に配置され、粉体を搬送する搬送部材１０ｂと、搬送部材１０ｂの粉体搬送面に沿う搬送面方向Ｆ２に往復の加速度を付与する振動付与部材と、を備え、振動付与部材が搬送部材１０ｂに付与する粉体搬送方向の最大加速度ａ１は、振動付与部材が搬送部材１０ｂに付与する粉体搬送方向の反対方向の最大加速度ａ２よりも小さくすることで、粉体が搬送部材１０ｂによって粉体搬送方向に搬送される粉体搬送機構を構成した。【選択図】  図４
2015092226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体の下側に配置され、粉体を搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の粉体搬送面に沿う搬送面方向に往復の加速度を付与する振動付与部材と、
を備え、
前記振動付与部材が前記搬送部材に付与する粉体搬送方向の最大加速度は、前記振動付与部材が前記搬送部材に付与する粉体搬送方向の反対方向の最大加速度よりも小さくすることで、粉体が搬送部材によって粉体搬送方向に搬送されることを特徴とする粉体搬送機構。
【請求項２】
粉体の下側に配置され、粉体を搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の粉体搬送面と直交する直交方向に往復の加速度を付与して振動する振動付与部材と、
を備え、
前記搬送部材の少なくとも１箇所が固定され、前記振動付与部材を発信源とする進行波が前記搬送部材に発生することにより、粉体が前記進行波の進行方向に搬送されることを特徴とする粉体搬送機構。
【請求項３】
前記振動付与部材は、振動する振動体、又は、回転するカム部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粉体搬送機構。
【請求項４】
前記搬送部材は、全部又は一部が弾性体で形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の粉体搬送機構。
【請求項５】
前記搬送部材と前記振動付与部材とが少なくとも１箇所で固定又は接触され、
前記搬送部材よりも粉体搬送方向の上流の位置に、又は、前記搬送部材における粉体搬送方向の下流側の位置に、前記振動付与部材が配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の粉体搬送機構。
【請求項６】
粉体を収納する収納容器を備え、
前記搬送部材は、前記収納容器の床面に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の粉体搬送機構。
【請求項７】
前記振動付与部材が振動する周波数は、５〜１００Ｈｚであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の粉体搬送機構。
【請求項８】
前記搬送部材の傾斜角度は、上り角度が１０°未満、又は、下り角度が６０°以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の粉体搬送機構。
【請求項９】
前記搬送部材は板状に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の粉体搬送機構。
【請求項１０】
粉体の下側に配置されて粉体を搬送する搬送部材の少なくとも１箇所が固定される振動付与部材であって、前記搬送部材の粉体搬送面に沿う搬送面方向に往復の加速度を付与する振動付与部材が振動すると、前記振動付与部材が前記搬送部材に付与する粉体搬送方向の最大加速度は、前記振動付与部材が前記搬送部材に付与する粉体搬送方向の反対方向の最大加速度よりも小さく設定される加速度設定工程と、
前記加速度設定工程により粉体が粉体搬送方向に搬送される粉体搬送工程と、
を備えることを特徴とする粉体搬送方法。
【請求項１１】
粉体の下側に配置されて一部が弾性体で形成されて粉体を搬送する搬送部材に対して振動を付与する振動付与部材であって、前記搬送部材の粉体搬送面に沿う搬送面方向に往復の加速度を付与する振動付与部材が振動すると、前記振動付与部材が前記搬送部材を伸縮させ、前記振動付与部材が前記搬送部材に付与する粉体搬送方向の最大加速度は、前記振動付与部材が前記搬送部材に付与する粉体搬送方向の反対方向の最大加速度よりも小さく設定される加速度設定工程と、
前記加速度設定工程により粉体が粉体搬送方向に搬送される粉体搬送工程と、
を備えることを特徴とする粉体搬送方法。
【請求項１２】
粉体の下側に配置されて粉体を搬送する搬送部材の少なくとも１箇所が固定される振動付与部材であって、前記搬送部材の粉体搬送面と直交する直交方向に往復の加速度を付与する振動付与部材が振動すると、前記振動付与部材を発信源とする進行波が前記搬送部材に発生する進行波発生工程と、
前記進行波発生工程により粉体が前記進行波の進行方向に搬送される粉体搬送工程と、
を備えることを特徴とする粉体搬送方法。
【請求項１３】
前記粉体は現像剤であり請求項１乃至９のいずれか１項に記載の粉体搬送機構を備える現像剤収納容器。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の粉体搬送機構、又は、請求項１３に記載の現像剤収納容器、のいずれか１つと、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
を備えるカートリッジ。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の粉体搬送機構、又は、請求項１３に記載の現像剤収納容器、のいずれか１つと、
現像剤像を担持する像担持体と、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
を備えるカートリッジ。
【請求項１６】
画像形成の装置本体と、
前記装置本体に着脱可能で、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の粉体搬送機構、又は、請求項１３に記載の現像剤収納容器、又は、請求項１４若しくは請求項１５に記載のカートリッジ、のいずれか１つと、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を搬送する粉体搬送機構、粉体を搬送する粉体搬送方法、現像剤収納容器、カートリッジ及び画像形成装置に関する。
【０００２】
ここで、画像形成装置とは、例えば電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成する電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置等である。
【背景技術】
【０００３】
従来、現像剤などの粉体を搬送する搬送装置が各種知られている（特許文献１から３）。特許文献１に記載されるように、画像形成装置の内部に着脱される現像剤の収納容器の内部に、収納される現像剤を現像ローラに向かって撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材が設けられる構成が開示される。この文献では撹拌搬送部材が複数使用されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載されるように、揺動可能に支持された粉粒体用の担持部材と、該担持部材に振動を与える振動発生装置とを備え、前記担持部材を振動させることにより、該部材に担持された粉粒体を搬送する粉粒体用の搬送装置が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３に記載されるように、現像剤を搬送する現像剤案内板と、現像剤案内板に振動を付与する加振器とを備え、現像剤案内板を振動させることにより、現像剤案内板上の現像剤を搬送する構成が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９６５８５号公報
【特許文献２】特開昭５９−２２７６１８号公報
【特許文献３】特開平０８−１１４９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の構成では、撹拌搬送部材が回転半径の現像剤のみを搬送することができるために、収納容器の底面を断面視で円弧状に構成する必要がある。従って、撹拌搬送部材が届かない収納容器の床面に凸部を形成して凸部の領域に現像剤が滞留しないようにする必要がある。ただ、この凸部はデッドスペースとなる。
【０００８】
また、特許文献２の構成では、担持部材が揺動するためのスペースを確保する必要があり、このスペースがデッドスペースとなる。
【０００９】
さらに、特許文献３の構成では、現像剤案内板を現像容器に支持するために、現像剤案内板と現像容器との間を板ばね部材で結ばれる構成となり、この板ばね部材を設けるスペースがデッドスペースとなる。
【００１０】
本発明は、粉体の搬送経路のデッドスペースを従来よりも低減させることができる粉体搬送機構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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の粉体搬送機構は、粉体の下側に配置され、粉体を搬送する搬送部材と、前記搬送部材の粉体搬送面に沿う搬送面方向に往復の加速度を付与する振動付与部材と、を備え、前記振動付与部材が前記搬送部材に付与する粉体搬送方向の最大加速度は、前記振動付与部材が前記搬送部材に付与する粉体搬送方向の反対方向の最大加速度よりも小さくすることで、粉体が搬送部材によって粉体搬送方向に搬送されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の粉体搬送機構は、粉体の下側に配置され、粉体を搬送する搬送部材と、前記搬送部材の粉体搬送面と直交する直交方向に往復の加速度を付与して振動する振動付与部材と、を備え、前記搬送部材の少なくとも１箇所が固定され、前記振動付与部材を発信源とする進行波が前記搬送部材に発生することにより、粉体が前記進行波の進行方向に搬送されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、粉体の搬送経路のデッドスペースを従来よりも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】実施例１に係るカートリッジの断面図である。
【図３】実施例１に係る現像剤搬送機構の断面図等である。
【図４】実施例２に係る現像剤搬送機構の断面図等である。
【図５】実施例３に係る現像剤搬送機構の断面図等である。
【図６】実施例３の変形例に係る現像剤搬送機構の断面図等である。
【図７】実施例４に係る現像剤搬送機構の断面図等である。
【図８】実施例４の現像剤搬送機構で用いる周波数の節の位置を示すグラフである。
【図９】変形例の現像剤搬送機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り後の説明においても初めの説明と同様のものである。
【００１６】
以下の説明において、カートリッジの長手方向とは、像担持体の軸線方向である。また、左右とは記録媒体の搬送方向にしたがって記録媒体を上から見て左又は右である。また、カートリッジの上面とは、カートリッジを装置本体へ装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。
【実施例１】
【００１７】
（画像形成装置の全体の説明）
まず、電子写真の画像形成装置１００（以下、「画像形成装置１００」という）の全体構成について、図１を参照して概略説明する。図１は実施例１に係るカートリッジＢを装着した画像形成装置１００の模式的断面図であり、より具体的には画像形成装置１００の一形態であるレーザービームプリンタの模式的断面図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１００（レーザビームプリンタ）は、画像形成の装置本体Ａと、装置本体Ａに着脱可能なカートリッジＢと、を備える。装置本体Ａの内部には、感光体ドラム７が配置される。
【００１９】
また、画像形成装置１００は、光学手段（光学装置）としての光学系１から画像情報に基づいた情報光をドラム形状の感光体ドラム７へ照射し、感光体ドラム７に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像剤（以下、「トナー」という）で現像されトナー像が形成される。そして前記トナー像の形成と同期して、記録媒体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）２をカセット３ａからピックアップローラ３ｂ及びこれに圧接する圧接部材３ｃで一枚ずつ分離給送する。
【００２０】
給送された記録媒体２は、搬送ガイド３ｆ１に沿ってカートリッジＢの感光体ドラム７と転写手段としての転写ローラ４とが対向する転写部Ｔに搬送される。転写部Ｔに搬送された記録媒体２は、電圧印加された転写ローラ４により感光体ドラム７上に形成されたトナー像が転写され、搬送ガイド３ｆ２に沿って定着装置５へと搬送される。
【００２１】
定着装置５は、駆動ローラ５ａと、ヒータ５ｂとを内蔵すると共に支持体５ｃによって回転可能に支持された筒状シートで構成された定着回転体５ｄとからなり、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。
【００２２】
排出ローラ３ｄは、トナー像が定着された記録媒体２を搬送し、反転搬送経路を通して排出部６へと排出するよう構成している。なお、本実施の形態では、ピックアップローラ３ｂ、圧接部材３ｃ、排出ローラ３ｄ等により搬送装置３を構成している。なお、コントローラ５０（不図示）は、装置本体Ａの内部機器の駆動を制御する。特に、コントローラ５０は、『振動付与部材』としての振動体１３やカム部材１５の駆動を制御する（後述する）。
【００２３】
（カートリッジ）
次に、カートリッジＢ（プロセスカートリッジ）の全体構成について、図２を参照して概略説明する。図２はカートリッジＢの模式的断面図である。図２に示すように、カートリッジＢは、現像剤像を担持する『像担持体』としての感光体ドラム７と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば、感光体ドラム７を帯電させる帯電手段、感光体ドラム７に形成された静電潜像を現像する現像手段、感光体ドラム７に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。
【００２４】
カートリッジＢは、感光層を有する感光体ドラム７を回転し、帯電手段である帯電ローラ８へ電圧印加して感光体ドラム７の表面を一様に帯電する。この帯電した感光体ドラム７に対して光学系１（図１参照）からの画像情報に基づいた情報光（光像）を露光開口９ｂを通して露光して感光体ドラム７の表面に静電潜像を形成し、静電潜像を現像ユニット１０によって現像するように構成されている。なお現像ユニット１０は現像装置である。
【００２５】
現像ユニット１０は『現像剤収納容器』としての収納容器１４の容器本体１４ａと容器蓋体１４ｂとがつくるトナー収容部１０a内にトナーを収容する。現像剤搬送部材（以下、「搬送部材」という）１０ｂは、トナー収容部１０a内のトナーを現像室１０ｉに送り出す。
【００２６】
そして、現像ユニット１０は、現像剤を担持する『現像剤担持体』としての現像ローラ１０ｄを回転させる。この回転と共に、現像ブレード１０ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ１０ｄの表面に形成し、そのトナーを静電潜像に応じて感光体ドラム７に転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。
【００２７】
そして転写ローラ４にトナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体２に転写した後は、固定部１１ｈでドラム枠体１１ｄに固定されたクリーニングブレード１１ａによって感光体ドラム７に残留したトナーを掻き落とす。これと共に、スクイシート１１ｂによってすくい取り、除去トナー収容部１１ｃへ集めるこれらのクリーニング手段によって感光体ドラム７上の残留トナーを除去するように構成している。
【００２８】
カートリッジＢは、感光体ドラム７を回転可能に支持し、クリーニングブレード１１ａ、帯電ローラ８が組み込まれたドラム枠体１１ｄから構成されるドラムユニット１１を有する。またカートリッジＢは、現像ローラ１０ｄ及びトナー収容部１０aを組み込んだ現像枠体１０ｆ１から構成される現像ユニット１０を有する。カートリッジＢは、このドラムユニット１１と現像ユニット１０とを有する。
【００２９】
『進行波によるトナー搬送（メカニズム１）』
【００３０】
（現像剤搬送機構のトナー搬送構成）
次に現像剤搬送機構２００のトナー搬送構成について、図１乃至図３を参照してより具体的に説明する。ここで、現像剤搬送機構２００は、収納容器１４と、搬送部材１０ｂと、振動体１３と、を有する。
【００３１】
図３（ａ）は、現像剤搬送機構２００の断面図であり、図３（ｂ）は、進行波の波形図である。図３に示されるように、『粉体搬送機構』としての現像剤搬送機構２００は、粉体（ここでは現像剤である）を収容する収納容器１４を有する。収納容器１４は、容器本体１４ａと容器蓋体１４ｂとを有する。容器蓋体１４ｂが容器本体１４ａに取付けられると、開口部１９が形成される。また、カートリッジＢが装置本体Ａに装着されると、容器本体１４ａの床面１４ｘは略水平になるように設定されている。なお、開口部１９は、収納容器１４の内部のトナーを現像ローラ１０ｄへと供給するための開口である（図２参照）。
【００３２】
次に、搬送部材１０ｂについて説明する。搬送部材１０ｂは、現像剤の下側に配置され、現像剤を搬送する板状の部材である。搬送部材１０ｂは、収納容器１４の床面１４ｘに配置される。搬送部材１０ｂは、その少なくとも１箇所が振動体１３に固定され、振動体１３を発信源とする進行波が搬送部材１０ｂに発生し（進行波発生工程）、現像剤が搬送部材１０ｂによって『粉体搬送方向』としての搬送方向Ｊ１に搬送される（粉体搬送工程）ようにするためのものである。この搬送方向Ｊ１は、進行波の進行方向とも表現できる。
【００３３】
なお、現像剤搬送機構２００は、収納容器１４を直接的に振動させたり揺動させたりする構成とは異なり、収納容器１４の床面１４ｘに乗せられた搬送部材１０ｂを振動させる構成である。これは、収納容器１４を振動又は揺動させる構成の場合は、収納容器１４の外部に収納容器１４を振動又は揺動させる機構が必要であり、また、そのためのスペースが必要であるため、そのような機構及びスペースが無駄となるため前述した実施の構成にしている。また、収納容器１４を直接的に振動又は揺動すると、収納容器１４に組付けられた現像ローラ１０ｄの位置精度に誤差等が生じてしまい、画像形成に悪影響が生じ得るために、その事態を回避するためでもある。
【００３４】
搬送部材１０ｂにおいて、搬送方向Ｊ１の先端が先端部１０ｂ２、搬送方向Ｊ１の基端が固定部１０ｂ１とする。固定部１０ｂ１は、搬送部材１０ｂに振動を伝達する振動体１３に固定されて固定端となっている。先端部１０ｂ２は、床面１４ｘに固定されることなく自由端となっている。
【００３５】
また、搬送部材１０ｂは、厚み３００μｍのシリコーンゴムを使用したが、この材料に限定されなくても良い。搬送部材１０ｂは、アクリルゴム、天然ゴム、ブチルゴムなどの一般的なエラストマ材料でも良い。また、搬送部材１０ｂは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの一般的なプラスチック材料でも良い。
【００３６】
次に、振動体１３について説明する。振動体１３は、搬送部材１０ｂに対して『粉体搬送面』としての現像剤搬送面と直交する直交方向Ｆ１に往復の加速度を付与して振動するものである。振動体１３は、搬送部材１０ｂよりも搬送方向Ｊ１の上流に配置される。
【００３７】
振動体１３が搬送部材１０ｂの直交方向Ｆ１に振動すると、振動体１３の振動が固定部１０ｂ１を介して搬送部材１０ｂに伝達され、搬送部材１０ｂがトナー収容部１０a内で振動する。ここで、振動周波数は４０Ｈｚ、振幅は０．８ｍｍ程度を選択した。振動体１３は収納容器１４の開口部１９と反対側の後端部１４ｃ付近に配置され、振動体１３の上部には斜面部１３ａが形成される。
【００３８】
また、振動体１３は、圧電素子など振動を発生させることができる一般的な加振器本体または加振器により振動する部材で構成される。
【００３９】
ここで、図３で示すように、振動体１３が振動すると搬送部材１０ｂの固定部１０ｂ１が搬送部材１０ｂの直交方向Ｆ１に往復運動し、搬送部材１０ｂの固定部１０ｂ１から先端部１０ｂ２にかけて振動が伝わる。このとき振動体１３の振動により発生する搬送部材１０ｂの固定部１０ｂ１側の最大振幅Ａ１は、搬送部材１０ｂの先端部１０ｂ２側の最大振幅Ａ２より大きい。
【００４０】
これは振動体１３により搬送部材１０ｂに与えられた振動の振幅が搬送部材１０ｂ自身の振動の吸収により減衰されるためである。これにより、搬送部材１０ｂの固定部１０ｂ１側から先端部１０ｂ２側に搬送部材１０ｂの山谷部分が移動する進行波が発生する。
【００４１】
ここで、進行波の斜面部に存在するトナーは、斜面に留まることができず、進行波の谷部分に落ちていくトナーがある。この時、谷部分は、進行波とともに移動するので、この動作を繰り返すことで、トナーを進行波と同じ方向に搬送させることが可能になっている。
【００４２】
従って、搬送部材１０ｂ上のトナーは固定部１０ｂ１から先端部１０ｂ２に向かって進む進行波により収納容器１４の開口部１９側に向かう方向（搬送方向）Ｊ１に搬送される。
【００４３】
ここで、振動周期が５０ｋＨｚ等の高周波である場合、特許２８２９９３８号公報にある様に、進行波と逆方向にトナーは進むことが公知である。ただし、実施例の様に低周波の領域では、この搬送メカニズムは適用されず、前述したメカニズムで進行波の方向にトナーが進むと考えられる。
【００４４】
また、振動体１３の上部には斜面部１３ａを設けているため振動体１３上のトナーは振動体１３が振動することにより斜面部１３ａを滑り搬送部材１０ｂに到達することが可能となるため、振動体１３上にトナーが残ることを抑制している。
【実施例２】
【００４５】
『２．加速度によるトナー搬送（メカニズム２）』
ここで、現像剤搬送機構のトナー搬送構成は上述した構成に限るものではない。例えば、図４に示す、現像剤搬送機構２２０のトナー搬送構成であってもよい。図４（ａ）は、現像剤搬送機構２２０の断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の一部拡大断面図である。なお、実施例２中で実施例１と同一の構成に関しては、同一符号を付し、説明を省略する。実施例１の説明は援用される。
【００４６】
（現像剤搬送機構のトナー搬送構成）
本実施例における現像剤搬送機構のトナー搬送構成について、図１乃至図２、図４を参照してより具体的に説明する。なお、実施例２の構成のうち実施例１と同様な構成に関しては同一符号を付し、実施例１の説明が援用されるものとし、ここでは説明を省略する。
【００４７】
搬送部材１０ｂは厚み１ｍｍのポリスチレン（ＰＳ）を使用したが、この材料に限定されることなく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの一般的なプラスチック材料や、シリコーンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、ブチルゴムなどの一般的なエラストマ材料でも適宜構成可能である。
【００４８】
図４に示すように、振動体（振動付与部材）１３は、搬送部材１０ｂに対して現像剤搬送面に沿う搬送面方向Ｆ２に往復の加速度を付与して振動する。振動体１３が振動すると、振動体（振動付与部材）１３の振動が振動体（振動付与部材）１３と搬送部材１０ｂの固定部１０ｂ１を介して搬送部材１０ｂに伝達され、搬送部材１０ｂがトナー収容部１０a内で振動する。
【００４９】
このとき振動体１３の振動により搬送部材１０ｂの先端部１０ｂ２は、搬送方向Ｊ１に最も移動した位置１０ｂ２１と、搬送方向Ｊ１とは逆向きの反対方向Ｊ２に最も移動した位置１０ｂ２２をとる。
【００５０】
ここで、振動体１３の振動周波数は５０Ｈｚ、搬送部材１０ｂの先端部１０ｂ２の位置１０ｂ２１と位置１０ｂ２２の差となる先端部１０ｂ２の移動距離Ｌは０．６ｍｍ程度を選択した。
【００５１】
図４に示すように、搬送部材１０ｂは収納容器１４の開口部１９側に自由端である先端部１０ｂ２を持ち、先端部１０ｂ２とは反対側で振動体（振動付与部材）１３に固定される固定部１０ｂ１を設けている。
【００５２】
ここで、振動体（振動付与部材）１３が搬送部材１０ｂの厚み方向と交差する搬送面方向Ｆ２に振動すると搬送部材１０ｂの固定部１０ｂ１が振動し、搬送部材１０ｂの固定部１０ｂ１から先端部１０ｂ２にかけて振動が伝わる。このとき振動体（振動付与部材）１３の振動により搬送部材１０ｂには搬送方向Ｊ１の最大加速度ａ１と、搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２の最大加速度ａ２が与えられる。
【００５３】
ここで、振動体（振動付与部材）１３が搬送部材１０ｂに付与する搬送方向Ｊ１の最大加速度ａ１は、振動体１３が搬送部材１０ｂに付与する搬送方向Ｊ１と反対方向Ｊ２の最大加速度ａ２よりも小さく設定する（加速度設定工程）。そして、搬送方向Ｊ１と反対方向Ｊ２の最大加速度は搬送部材１０ｂ上をトナーが滑る加速度に設定している。このような加速度設定工程により、トナーが搬送部材１０ｂによって搬送方向Ｊ１に搬送される（粉体搬送工程）。
【００５４】
ここで、搬送部材１０ｂの搬送方向Ｊ１および、搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２において、搬送方向でＪ１の向きの最大加速度ａ１を搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２の向きの最大加速度ａ２より小さく設定したことにより搬送部材１０ｂ上をトナーが滑る距離は、搬送方向Ｊ１の移動時に比べて、搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２の移動時の方が長くなる。また、搬送部材１０ｂが搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２方向に移動した時に、搬送部材１０ｂ上を滑るトナーは相対的に搬送部材１０ｂ上を搬送方向Ｊ１に移動する。このことにより、上述した振動を繰り返すことで、搬送部材１０ｂ上のトナーは、徐々に搬送方向Ｊ１へと搬送される。
【００５５】
一方、搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２の向きに搬送部材１０ｂ上をトナーが滑るに至らない最大加速度ａ２で搬送部材１０ｂが移動する場合、トナーは搬送されない。すなわち、本発明において、搬送方向Ｊ１と逆方向である反対方向Ｊ２の向きに搬送部材１０ｂが移動するときに、搬送部材１０ｂは搬送部材１０ｂ上をトナーが滑る最大加速度を有する必要がある。
【００５６】
この際、振動する搬送部材１０ｂに対してトナーが滑るというのは、搬送部材１０ｂとトナーの界面で発生する搬送部材１０ｂとトナー滑りに限るものではなく、それより上方のトナーとトナーの界面で発生する滑りも含まれる。また、振動付与部材１３は上述した構成に限るものでなく、図５に示す様な、搬送部材１０ｂに設けられた被接触部１６に回転するカム部材１５で振動を付与するよう構成されたものでも良い。
【実施例３】
【００５７】
『３．加速度によるトナー搬送（メカニズム２）  搬送部材ゴム』
ここで、現像剤搬送機構のトナー搬送構成は上述した構成に限るものではない。例えば、図５に示す、現像剤搬送機構３００のトナー搬送構成であってもよい。図５（ａ）は、実施例３に係る現像剤搬送機構３００の断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部拡大断面図であり、図５（ｃ）は、現像剤搬送機構３００の斜視図である。なお、実施例３の構成のうち実施例１や実施例２と同一の構成に関しては同一符号を付して説明を省略する。実施離１や実施例２の説明は援用される。
【００５８】
（現像剤搬送機構のトナー搬送構成）
本実施例における現像剤搬送機構３００のトナー搬送構成について、図１乃至図２、図５を参照してより具体的に説明する。ここで、現像剤搬送機構３００は、収納容器１４と、搬送部材１０ｂと、を有する。
【００５９】
また、搬送部材１０ｂは厚み０．３ｍｍのシリコーンゴムを使用したが、この材料に限定されることなく、アクリルゴム、天然ゴム、ブチルゴムなどの一般的なエラストマ材料でも適宜構成可能である。
【００６０】
図５に示すように、トナー収容部１０a内の搬送部材１０ｂは固定部１０ｂ１で、収納容器１４に固定されている。このように、搬送部材１０ｂの少なくとも１箇所が固定されれば良い。
【００６１】
図５に示すように、搬送部材１０ｂの先端部１０ｂ２を力Ｆ３で搬送方向Ｊ１に引っ張り、その引っ張りを解放することを周期的に行う。
【００６２】
この実施例では、搬送部材１０ｂには、収納容器１４内で搬送部材１０ｂの厚み方向と交差する搬送面方向Ｆ２に搬送部材１０ｂの往復運動を促す被接触部１６を設けている。また、収納容器１４には、搬送部材１０ｂの搬送部材１０ｂに設けた被接触部１６と対向するように、『振動体（振動付与部材）』としての回転するカム部材１５が配置される。
【００６３】
カム部材１５は、搬送部材１０ｂに設けた被接触部１６を介して搬送部材１０ｂに対して現像剤搬送面に沿う搬送面方向Ｆ２に往復の加速度を付与して搬送部材１０ｂを伸縮させるこのことで、搬送部材１０ｂを搬送面方向に往復運動する振動を与えている。
【００６４】
この収納容器１４内で搬送部材１０ｂの厚み方向と交差する搬送面方向Ｆ２に往復運動可能な被接触部１６がカム部材１５により動かされる場合を例示したが、被接触部１６は圧電素子などの加振器（振動付与部材）により動かされるものであっても良い。
【００６５】
これにより高弾性体のシリコーンゴムで構成した搬送部材１０ｂは伸縮を繰り返し、トナー収容部１０a内で搬送部材１０ｂの厚み方向と交差する搬送面方向Ｆ２に振動する。
【００６６】
このとき振動体１３の振動により搬送部材１０ｂの先端部１０ｂ２は、搬送方向Ｊ１に最も移動した位置１０ｂ２１と、搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２に最も移動した位置１０ｂ２２をとる。
【００６７】
ここで、搬送部材１０ｂの先端部１０ｂ２に加える力Ｆ３の周波数は５０Ｈｚ、搬送部材１０ｂの先端部１０ｂ２の位置１０ｂ２１と位置１０ｂ２２の差となる先端部１０ｂ２の移動距離Ｌは０．６ｍｍ程度を選択した。また、搬送部材１０ｂの弾性力は２００ｇｆ／ｍｍ程度、トナー重量は１００ｇ程度を選択した。
【００６８】
搬送部材１０ｂの先端部１０ｂ２を力Ｆ３で搬送方向Ｊ１に引っ張り、その引っ張りを解放することを周期的に行うことで搬送部材１０ｂは振動する。この振動により搬送部材１０ｂには搬送方向Ｊ１の最大加速度ａ１と、搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２の最大加速度ａ２が与えられる。
【００６９】
カム部材１５が搬送部材１０ｂに付与する搬送方向Ｊ１の最大加速度ａ１は、カム部材１５の回転数を調整することで、カム部材１５が搬送部材１０ｂに付与する搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２の最大加速度ａ２よりも小さく設定される（加速度設定工程）。この加速度設定工程により、現像剤が搬送部材１０ｂによって搬送方向Ｊ１に搬送される（粉体搬送工程）。
【００７０】
ここで、搬送部材１０ｂの搬送方向Ｊ１および、搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２において、Ｊ１方向の最大加速度ａ１をＪ２方向の最大加速度ａ２より小さく設定したことにより搬送部材１０ｂ上をトナーが滑る距離は、搬送方向Ｊ１の移動時に比べて、反対方向Ｊ２の移動時の方が長くなる。また、搬送部材１０ｂが搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２の向きに移動した時に、搬送部材１０ｂ上を滑るトナーは相対的に搬送部材１０ｂ上を搬送方向Ｊ１に移動する。このことにより、上述した振動を繰り返すことで、搬送部材１０ｂ上のトナーは、徐々に搬送方向Ｊ１へと搬送される。
【００７１】
一方、搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２の向きに搬送部材１０ｂ上をトナーが滑るに至らない最大加速度ａ２で搬送部材１０ｂが移動する場合、トナーは搬送されない。すなわち、本発明において、搬送方向Ｊ１と逆方向であるＪ２の向きに搬送部材１０ｂが移動するときに、搬送部材１０ｂは搬送部材１０ｂ上をトナーが滑る最大加速度を有する必要がある。
【００７２】
この際、振動する搬送部材１０ｂに対してトナーが滑るというのは、搬送部材１０ｂとトナーの界面で発生する搬送部材１０ｂとトナー滑りに限るものではなく、それより上方のトナーとトナーの界面で発生する滑りも含まれる。
【００７３】
図６は、搬送部材１０ｂが弾性体１７と連結される現像剤搬送機構の図である。図６（ａ）は、現像剤搬送機構の断面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部拡大断面図であり、図６（ｃ）は、現像剤搬送機構の斜視図である。なお、この変形例では、搬送部材１０ｂと弾性体１７とで『搬送部材』を構成するものと定義できる。
【００７４】
搬送部材１０ｂは一般的なプラスチック材料で形成される。弾性体１７は一般的なエラストマ材料で一体的に形成される。そして、弾性体１７は、左端が搬送部材１０ｂの固定部１０ｂ１と連結され、右端の固定部１７ｂ１が収納容器１４の後端部１４ｃに固定される。
【００７５】
ここでは、搬送部材１０ｂがカム部材１５により動かされる場合を例示したが、搬送部材１０ｂは圧電素子等の加振器により動かされるものであっても良い。
【００７６】
前述したことから、実施例３の形態では、搬送部材１０ｂは、全部又は一部が弾性体１７で形成されればよいと言える。また、ここでは、弾性体１７はエラストマであればよいが、弾性を示す他の部材、たとえばバネ等を使用しても良い。ここで、前述した弾性体１７は、一方向にのみに力を与える振動付与部材１０ｂで構成された場合に必須であり、搬送面方向Ｆ２に往復の力を発生できる振動付与部材１０ｂで構成された場合は必須ではない。
【実施例４】
【００７７】
『４．定在波の波長変更によるトナー搬送（メカニズム３）』
ここで、現像剤搬送機構のトナー搬送構成は上述した構成に限るものではない。例えば、図７に示す、現像剤搬送機構４００のトナー搬送構成であってもよい。図７（ａ）は、実施例４に係る現像剤搬送機構４００の断面図であり、図７（ｂ）は、定在波の波形図である。図８は、定在波の波形図と現像剤の移動の様子を示す図である。実施例４の構成のうち実施例１〜３と同一の構成に関しては同一符号を付して説明を省略する。実施例１〜３の説明は援用される。
【００７８】
（現像剤搬送機構のトナー搬送構成）
本実施例における現像剤搬送機構のトナー搬送構成について、図１乃至図２、図７乃至図８を参照してより具体的に説明する。ここで、現像剤搬送機構４００は、収納容器１４と、搬送部材１０ｂと、振動体１３と、を有する。
【００７９】
また、搬送部材１０ｂは厚み３００μｍのシリコーンゴムを使用したが、この材料に限定されなくても良い。搬送部材１０ｂは、アクリルゴム、天然ゴム、ブチルゴムなどの一般的なエラストマ材料でも良い。搬送部材１０ｂは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの一般的なプラスチック材料でも適宜構成可能である。
【００８０】
図７に示すように、トナー収容部１０ａ内の搬送部材１０ｂは、固定部１０ｂ１で搬送部材１０ｂに振動を伝達する振動体１３に連結され、先端部１０ｂ２側の固定部１０ｂ３で容器本体１４ａに固定されている。
【００８１】
図７に示すように、振動体１３は、搬送部材１０ｂに対して現像剤搬送面に直交する直交方向Ｆ１に往復の加速度を付与して振動する。振動体１３を発信源とする定在波が搬送部材１０ｂに発生する（定在波発生工程）。そして、定在波の周波数を上昇させる（周波数上昇工程）。このことで、現像剤が搬送部材１０ｂによって搬送方向Ｊ１に搬送される（粉体搬送方法）。振動体１３の周波数は、連続的に上昇するタイプでも、段階的に上昇するタイプでも良い。ただし、先に、連続的に上昇する場合について説明していく。
【００８２】
振動体１３による振動が固定部１０ｂ１を介して搬送部材１０ｂに伝達され、搬送部材１０ｂがトナー収容部１０a内で振動する。ここで、振動周波数は４０Ｈｚから１２０Ｈｚ、振幅は０．８ｍｍ程度を選択した。
【００８３】
ここで、図７乃至図８で示すように、振動体１３を４０Ｈｚで振動させると搬送部材１０ｂの固定部１０ｂ１が搬送部材１０ｂの直交方向Ｆ１に往復運動し、搬送部材１０ｂの固定部１０ｂ１から先端部１０ｂ２にかけて振動が伝わる。このとき先端部１０ｂ２は固定部１０ｂ３によって固定されていることから、前記振動の反射波が発生する。このことにより、搬送部材１０ｂには、進行波と反射波の合成から成る定在波が形成される。
【００８４】
ここで、図８に示すように、搬送部材１０ｂ上のトナーは、前記搬送部材１０ｂ上に発生した定在波のほとんど振動しない領域（節）にあつまる。この状態から周波数を１２０Ｈｚまで連続的に除々に上げると、定在波の波長も除々に短くなっていく。この定在波の波長が短くなるということは、前記ほとんど振動しない領域（節）がその波長の縮みに合わせて固定部ｂ１から先端部１０ｂ２に向けて移動することである。従って、前記ほとんど振動しない領域（節）に集まったトナーも移動する。
【００８５】
このように、周波数を連続的に上げる場合には、ほとんど振動しない領域（節）が搬送方向Ｊ１に移動するに伴い、節に集まったトナーが搬送方向Ｊ１に移動するように周波数を上げれば良い。
【００８６】
ここで、周波数の増加は連続的ではなく例えば４０Ｈｚ→６０Ｈｚ→８０Ｈｚ→１００Ｈｚ→１２０Ｈｚと２０Ｈｚ間隔で段階的に上げてもよい。このように、周波数を段階的にあげる場合は、トナーが前記ほとんど振動しない領域（節）に移動した所定時間の後に次の段階の周波数に上げれば良い。
【００８７】
そして、１２０Ｈｚまであげた周波数を一度止め、改めて周波数を４０Ｈｚに戻し再び周波数を上げていく。特に、１２０Ｈｚまで連続的又は段階的に４０Ｈｚまで上昇させ、その後４０Ｈｚに急下降させてから、再度１２０Ｈｚまで上昇させるのが、粉体の搬送を考える場合に好ましい。この周波数の上昇と下降を繰り返すことにより効率的に粉体を搬送できる。また、周波数１２０Ｈｚのときに搬送方向Ｊ１の節に移動したトナーが搬送方向Ｊ１の反対方向Ｊ２に位置する腹まで移動する前に、周波数を１２０Ｈｚから４０Ｈｚまで連続または段階的に落とし再び周波数を上げていく。
【００８８】
この動作を繰り返すことで、トナーを固定部ｂ１から先端部１０ｂ２に向かって搬送することが可能になる。
【００８９】
つまり、１２０Ｈｚの節に移動したトナーは、４０Ｈｚの周波数で形成される定在波の振幅が最大となる領域（腹）よりも搬送方向Ｊ１の下流側に位置するので、搬送方向Ｊ１の下流側の節に向かってトナーが搬送されるのである。
【００９０】
このとき、振動体１３の周波数の最大値は、振動体１３の周波数の最小値の２倍より大きく設定されれば良い。これは、図８に示されるように、最小となる周波数４０Ｈｚに対し２倍の周波数となる８０Ｈｚの節は、４０Ｈｚの腹に位置するため、少なくともトナーの半分は、搬送方向Ｊ１の下流側の節に移動するからである。
【００９１】
ここで、一般的に振動する板の上に現像剤を乗せると、大きく振動する領域（腹）では現像剤がはじきとばされ、ほとんど振動しない領域（節）に集まることが公知である。本実施例では、この搬送部材１０ｂに定在波を形成し、その周波数を連続的に上げることで、前記ほとんど振動しない領域（節）を移動させた。これにより、搬送部材１０ｂ上のトナーは固定部１０ｂ１から先端部１０ｂ２に向かって搬送される。
【００９２】
また、振動体１３の上部には斜面部１３ａを設けているため振動体１３上のトナーは振動体１３が振動することにより斜面部１３ａを滑り搬送部材１０ｂに到達することが可能となるため、振動体１３上にトナーが残ることを抑制している。
【００９３】
実施例１乃至実施例４のいずれかの構成によれば、トナー収容部１０aの内部のデッドスペースが低減され、トナー収容部１０aの内部の現像剤の搬送性能が向上する。すなわち、水平方向に延びた収納容器１４内のトナーを搬送部材１０ｂで開口部１９へ搬送することで、現像ローラ１０ｄに安定したトナー供給を行うことができる。
【００９４】
また、実施例１乃至実施例４では、収納容器１４の容器本体１４ａは画像形成装置１００に装着されたときに略水平となる底面１４ａ１を有している場合を例示したが、本発明はこれに限定する必要はない。例えば、収納容器１４の容器本体１４ａの底面１４ａ１が水平に対して傾いている場合にも好適に適用することができる。
【００９５】
さらに、実施例１乃至実施例４では、カートリッジＢは単色画像を形成する構成であった。しかし現像手段（現像装置）を複数設け、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像あるいはフルカラー等）を形成するカートリッジであってもよい。また、図９に示すようにカートリッジを複数備える画像形成装置であってもよい。この場合、感光体ドラムから転写ベルトなどの中間転写体４ｂに現像剤像を転写し、転写された現像剤像が移動して２次転写位置まで移動し、転写手段としての２次転写ローラ４ａで紙などの記録媒体に転写されるような構成でもよい。
【００９６】
また、実施例１乃至実施例４では、トナー搬送の実施例について説明したが、転写残トナーを回収したクリーナユニット内のトナー搬送や、カートリッジＢに限らず、現像装置、トナーカートリッジのトナー搬送にも適用可能であることはいうまでもない。
【００９７】
さらに、搬送対象としてトナーに限定されるものではなく、粉状の薬、小麦、塩、等の粉体にも適用可能である。
【００９８】
なお、実施例１、実施例２、実施例４では、振動体（振動付与部材）１３をトナー収容部１０a内に配置したが、これに限定する必要はなく、例えばトナー収容部１０a外に配置し搬送部材１０ｂと連結して振動を伝えてもよい。
【００９９】
また、前述した実施の形態では搬送部材１０ｂの先端部１０ｂ２側を固定部１０ｂ３で容器本体１４ａに固定したが、これに限定する必要はない。例えば、搬送部材１０ｂの先端部１０ｂ２側を固定せず、材料または形状を変更して搬送部材１０ｂの減衰が少なくなるよう構成し、振動体（振動付与部材）１３から伝わる振動により搬送部材１０ｂに定在波が形成される場合にも好適に適用することができる。
【０１００】
また、振動体（振動付与部材）１３が振動する周波数は、５〜１００Ｈｚである。さらに、搬送部材１０ｂの傾斜角度は、上り角度が１０°未満でも現像剤が開口部１９へと搬送可能であり、下り角度が６０°以下でも開口部１９へと搬送可能である。
【０１０１】
なお、搬送部材１０ｂと振動体１３とが少なくとも１箇所で固定される形態であっても、搬送部材１０ｂと振動体としてのカム部材１５とが少なくとも１箇所で接触される形態であっても良い。
【０１０２】
また、前述した実施の形態では『現像剤収納容器』として収納容器１４を例示したが、これに限るものではない。例えば、『現像剤収納容器』を、廃トナーを収容する廃トナー収納容器として、廃トナーを搬送するよう構成した場合にも好適に適用することができる。
【０１０３】
実施例１乃至実施例４の構成は、適宜組み合わせて構成することが可能である。例えば、実施例１では、振動体１３が搬送部材１０ｂに対して現像剤搬送面と直交する直交方向Ｆ１に往復の加速度を付与する構成であった。ただし、これに対して、振動体１３に替えて、実施例３（図５参照）のカム部材１５や搬送部材１０ｂに設ける被接触部１６の構成を変形して適用することも可能である。例えば、カム部材１５及び被接触部１６によって搬送部材１０ｂに対して現像剤搬送面と直交する直交方向Ｆ１に往復の加速度を付与する構成も可能である。
【０１０４】
また、実施例１では、搬送部材１０ｂに対して弾性体を含める記載はしなかった。ただし、これに対して、実施例１の搬送部材１０ｂに替えて、実施例３（図６参照）の搬送部材に弾性体１７が含まれる構成を適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０ｂ  搬送部材
１３    振動体（振動付与部材）
１４    収納容器（現像剤収納容器）
１７    弾性体
２００  現像剤搬送機構（粉体搬送機構）
ａ１    最大加速度
ａ２    最大加速度
Ｆ１    直交方向
Ｆ２    搬送面方向
Ｊ１    搬送方向
Ｊ２    反対方向
【図１】
2015092226.tif 000003
【図２】
2015092226.tif 000004
【図３】
2015092226.tif 000005
【図４】
2015092226.tif 000006
【図５】
2015092226.tif 000007
【図６】
2015092226.tif 000008
【図７】
2015092226.tif 000009
【図８】
2015092226.tif 000010
【図９】
2015092226.tif 000011