(57)【要約】【課題】粉体の搬送効率、搬送精度を向上することができる粉体搬送装置、並びにこれを備える回転体及び画像形成装置を提供する。【解決手段】被搬送粉体がそこを通して搬送される搬送部１２と、該搬送部１２内に設けられ被搬送粉体Ｐを搬送する搬送手段１１と、を有する粉体搬送装置１０は、搬送手段１１と搬送部１２の内面１２ａとの間の空間の少なくとも一部に、磁力により拘束された磁性粉体Ｍを存在させ、その間を埋める構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送粉体がそこを通して搬送される搬送部と、該搬送部内に設けられ被搬送粉体を搬送する搬送手段と、を有する粉体搬送装置において、
前記搬送手段と前記搬送部の内面との間の空間の少なくとも一部に、磁力により拘束された磁性粉体を存在させ、その間を埋めることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
前記搬送部は少なくとも一部に略円筒形状部分を有し、前記粉体搬送手段は前記円筒形状の断面略中心を回転中心として前記円筒形状部分の内面に対して相対的に回転することを特徴とする請求項１の粉体搬送装置。
【請求項３】
前記搬送部は少なくとも一部に略半円筒形状部分を有し、前記粉体搬送手段は前記半円筒形状の断面略中心を回転中心として前記半円筒形状部分の内面に対して相対的に回転することを特徴とする請求項１の粉体搬送装置。
【請求項４】
前記搬送部の内面に対向する前記搬送手段の面に磁界発生手段を配設することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項５】
前記磁界発生手段のＮ極及びＳ極から成る磁極配列を、前記搬送部の内面に対向する前記搬送手段の面上で連続するように配置したことを特徴とする請求項４の粉体搬送装置。
【請求項６】
前記搬送手段を樹脂成型部材で構成し、該搬送手段の前記搬送部の内面に対向する前記搬送手段の面に凹部を設け、該凹部に前記磁界発生手段を配設することを特徴とする請求項４又は５の粉体搬送装置。
【請求項７】
前記搬送手段は、スパイラルオーガを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項８】
前記磁界発生手段のＮ極及びＳ極から成る磁極配列を、前記スパイラルオーガの外周面上で、略周方向に連続するように配置することを特徴とする請求項７の粉体搬送装置。
【請求項９】
前記磁界発生手段の残留磁束密度範囲を１００ｍＴ〜５００ｍＴに設定し、対向して相対移動する前記搬送手段と前記搬送部の内面との間の間隔を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍに設定することを特徴とする請求項４〜８のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項１０】
前記搬送部の内面に磁界発生手段を配設することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項１１】
前記磁界発生手段のＮ極及びＳ極から成る磁極配列を、前記搬送部の搬送方向に連続するように配置することを特徴とする請求項１０の粉体搬送装置。
【請求項１２】
前記搬送手段は、スパイラルオーガを備えることを特徴とする請求項１０又は１１の粉体搬送装置。
【請求項１３】
前記磁界発生手段の残留磁束密度範囲を５０ｍＴ〜２５０ｍＴに設定し、対向して相対移動する前記搬送手段と前記搬送部の面との間の間隔を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項１４】
前記磁界発生手段は、シート状の弾性マグネットであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項１５】
前記搬送部の外面に磁界発生手段を配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項１６】
前記搬送部は、当該搬送部に被搬送粉体を供給するための開口部を有し、該開口部の近傍に前記磁界発生手段を少なくとも１つ配設することを特徴とする請求項１５の粉体搬送装置。
【請求項１７】
前記搬送部は、当該搬送部から対象に被搬送粉体を供給するための開口部を有し、該開口部の近傍に前記磁界発生手段を少なくとも１つ配設することを特徴とする請求項１５又は１６の粉体搬送装置。
【請求項１８】
前記磁界発生手段は、リング形状のマグネットであることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項１９】
前記磁界発生手段の残留磁束密度範囲を２００ｍＴ〜１０００ｍＴに設定し、対向して相対移動する前記搬送手段と前記搬送部の内面との間の間隔を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定することを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項２０】
前記搬送手段はスパイラルオーガを備えることを特徴とする請求項１９の粉体搬送装置。
【請求項２１】
前記搬送部は、水平に対して傾斜しており、被搬送粉体を該搬送部の重力方向下方より上方へと搬送することを特徴とする請求項１〜２０のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項２２】
前記被搬送粉体は、磁性粉体を含有することを特徴とする請求項１〜２１のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項２３】
前記被搬送粉体は現像剤であり、現像器の本体容器が前記搬送部を形成し、前記搬送手段は該現像器内の現像剤を搬送することを特徴とする請求項１〜２２のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項２４】
前記被搬送粉体はトナーとキャリアとを備える２成分現像剤のトナーであり、前記磁性粉体はキャリアであることを特徴とする請求項１〜２３のいずれかの項に記載の粉体搬送装置。
【請求項２５】
被搬送粉体を収容する容器と、該容器から供給された被搬送粉体を対象へと搬送するための請求項１〜２４のいずれかの項に記載の粉体搬送装置とが、回動中心の回りを回動可能に設けられていることを特徴とする回転体。
【請求項２６】
前記被搬送粉体は現像剤であり、前記対象は現像器であることを特徴とする請求項２５の回転体。
【請求項２７】
前記容器及び前記粉体搬送装置との組を複数組有することを特徴とする請求項２５又は２６の回転体。
【請求項２８】
前記被搬送粉体はトナーとキャリアとを備える２成分現像剤のトナーであり、前記磁性粉体はキャリアであることを特徴とする請求項２５〜２７のいずれかの項に記載の回転体。
【請求項２９】
静電像を現像剤で現像して形成した画像を転写材に転写して出力する画像形成装置において、被搬送粉体が現像剤である請求項１〜２４のいずれかの項に記載の粉体搬送装置又は請求項２５〜２８のいずれかの項に記載の回転体を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における現像剤の搬送系などに好適に用い得る粉体搬送装置、斯かる粉体搬送装置を備えた回転式現像装置等の回転体、及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、粉体搬送装置においては、搬送手段として搬送スクリューを用いて搬送量を制御する構成が用いられてきた。搬送スクリューが広く採用されている大きな要因としては、構成の簡略化や、搬送スクリュー１回転での搬送量を規定し易く、安価な構成で必要制御量を達成できることが挙げられる。
【０００３】
粉体搬送装置をよく用いる例として、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた画像形成装置が挙げられる。従来、このような画像形成装置においては様々な部位において、搬送スクリューを用いた現像剤の搬送を実施してきた。
【０００４】
例えば、電子写真方式の画像形成装置において用いられる粉体搬送装置の例として、現像剤補給容器内に収容された現像剤を一旦貯蔵する現像剤貯蔵部（ホッパー）から、像担時体たる例えばドラム型の電子写真感光体に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像器へと現像剤を搬送する現像剤搬送装置がある。
【０００５】
一般に、このような現像剤搬送装置は、重力方向において落下方向、若しくは少なくとも水平方向への搬送で完了できるように、その搬送部の搬送経路が決定されてきた。特に、この水平搬送部において、上述のような搬送スクリューが用いられてきた。
【０００６】
現像剤補給容器内の現像剤を一旦ホッパーに貯蔵するのには、様々な理由が挙げられる。例えば、昨今の高画質化により、現像剤として例えばトナーの粒径が小さくなる傾向があるが、現像剤の粒径が小さくなるとその流動性が高まる。そして、現像剤の残量が少なくなったときに、流動性が高まって液状化した現像剤が、搬送部を水のように流れてやがて全ての現像剤が現像器まで流れ込む状態にまでなる、所謂、フラッシング現象が発生する場合がある。搬送スクリューが回転していないにも拘わらず、搬送部の外壁を形成する搬送パイプと搬送スクリューの外径（外周面）との間に存在するクリアランス部分を現像剤がすり抜ける現象（粉体抜け）が生じてしまうからである。
【０００７】
このようなフラッシング状態に陥ることを防ぐ１つの好適な例に、ホッパー内の現像剤の粉面をある程度以上に保ち、現像剤の重量によってホッパー下部にある供給口近傍の現像剤の密度を高めて、流動性が高まるのを防ぐ手法がある。このために、ホッパー内のある高さ位置に現像剤残量検知センサーを配設し、現像剤無しを検知する場合が多い。
【０００８】
この高さ位置は、現像剤無しを検知してから画像形成装置を強制停止させるまでの間に、例えば、連続画像形成中のジョブを途中で止めることを防ぐなどのために、ある程度のマージンを確保する必要があるため、フラッシング現象を防ぐための高さよりも高く設定することが多い。これにより、必然的にホッパーの容量は大きくなってしまうが、高画質を安定的に維持するために必要な技術と言える。
【０００９】
その他、フラッシング状態を防ぐ一例として、上述の水平方向搬送部を、例えば、重力方向斜め上方に汲み上げる、所謂、汲み上げ搬送装置とする手法が考えられる。昨今、電子写真方式などを用いた画像形成装置は、小型化が進み、小さく、安価で、且つ、高画質であること、更には高速で画像生産性の高いものが求められている。水平搬送部しか用いない系は、画像形成装置が設置場所を大きく取れる場合には問題とならなかったが、上記のような時代背景のもとでは、現像剤補給容器とホッパー、そして現像器との上下位置関係をこの順に保つことは大変困難になってきている。そのことも相まって、この汲み上げ搬送装置を用いる手法は、多く用いられる一般的な技術となりつつある。例えば、図１２は、電子写真画像形成装置において、ホッパー６０から現像器１０３への現像剤搬送装置として汲み上げ搬送装置５０を用いた例を示す。
【００１０】
又、粉体搬送装置を用いる他の例として、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた多色画像形成装置、特に、像担時体に対して複数の現像器を順次対向させ多色画像を形成する回転式現像装置、所謂、ロータリを有する多色画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
ロータリは、回転軸周りを回転可能な回転体（現像器支持体）に複数の現像器を配して、像担持体に対して必要色の現像器を対向させて現像工程を行うものである。ある色の現像工程が終了するとロータリを回転させて次の色の現像器を像担持体に対向させる。この動作を複数回繰り返して像担持体上に順次に形成した現像剤像を、例えば中間転写体上に順次に転写することによって重ね合わせ、この重ね合わされた現像剤像を一括して転写材に転写して、例えばフルカラー画像を形成する。
【００１２】
このようなロータリを有する画像形成装置においては、ロータリ内部にセットされた現像剤補給容器から、粉体搬送装置たる現像剤搬送装置の搬送部を経て、現像剤が現像器に補給される構成が非常に多く、その現像剤搬送装置において搬送手段たる搬送スクリューが用いられる。このような構成が広く採用されているのは、ロータリの内部に現像剤補給容器を有する系では、ロータリの内部のみで現像剤供給が完了するため、構成をシンプルにすることができ、補給の制御も現像剤搬送装置の搬送スクリューの回転数を管理するだけでよく、安価で、且つ、小型な多色画像形成装置を実現きることなど、多くの利点を有するためであると考えられる。図１５は、電子写真画像形成装置に設けられるロータリの一例を示す。図示の例では、ロータリ２０１は、４つの現像器２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋを有し、各現像器２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋには現像剤搬送装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋを介して現像剤補給容器８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋがそれぞれ連結されている。
【００１３】
ところで、従来、特に多色画像形成装置の現像剤としては、発色性の良い状態を保つために磁性を有するトナー粒子（トナー）を用いることができず、樹脂系のトナー材料を用いることが多かった。この場合の現像方式としては、大きく分けて次の２つが広く知られている。第１は、実質的に樹脂系のトナー材料のみを、弾性ブレード等の規制部材等にて現像剤担持体（例えば、現像スリーブ）上に静電吸着させる１成分現像方式である。第２は、磁性粉体（所謂、キャリア）を同時に存在させて、磁性粉体を現像剤担持体（例えば、現像スリーブ）上に、その内部に設けた磁界発生手段としてのマグネットによって引き寄せて穂立ちさ、この穂立ちを利用して、即ち、摩擦帯電電荷によって磁性粉体にトナーを吸着させることで現像剤担持体上に樹脂系のトナー材料をコートする２成分現像方式である。これらいずれの現像方式をとった場合においても、現像剤は樹脂系のトナー材料を備える。
【００１４】
現像剤搬送装置の搬送精度は、現像器内部の現像剤量、例えば、主にトナーとキャリアとを備える二成分現像剤の場合のトナー濃度（キャリアに対するトナーの割合若しくは現像剤全体に対するトナーの割合）をコントロールする重要なファクターであり、現像された画像の濃度を左右する非常に重要な性能となる。搬送精度が悪く、予想よりも搬送量が少なくなった場合には、濃度の薄い画像が形成され、一方搬送量が多くなった場合は、濃い画像が形成され、直接、画像形成装置の高画質安定性と関わってくるからである。
【００１５】
一般に、トナーを用いて転写材に画像を形成する画像形成装置においては、転写材にトナー像を形成した後に、このトナー像を定着装置にて熱と圧力によって転写材に永久画像として定着させる工程を有する場合が多い。この場合、定着工程以前にトナー自体が擦られて熱を発生すると、トナー塊となって凝集してしまうことがある。後の定着性を良くして高画質を求めようとすると、トナーの融解温度を低く設定する必要があるが、このようなトナーは、定着工程に至るまでの間にトナー塊として凝集する可能性が高い。
【００１６】
このトナー塊が現像剤担持体上にコートされ、像担持体上に供給されると、転写材上にこのトナー塊が乗り、中央部だけ濃い粒状の色でその周りが現像されていない状態の不良画像となる。例えば、フルカラー画像を形成する場合においては、文字画像の多い白黒の場合と異なり、写真やグラフなど塗りつぶし画像が多く存在するため、この不良画像は製品の品質としては大変問題になり、その発生を厳に防止する必要がある。
【００１７】
特に、樹脂系のトナー材料においては、黒色の現像剤に多く用いられる磁性を持ったトナーとは異なり、その物質特性上、トナー塊となり易い性質を持っている。このため、特に、多色画像形成装置の現像剤搬送装置においては、現像剤搬送時に現像剤が備えるトナーに無理な圧力が加わったり、擦り合わせたりすることが無いように、様々な注意点が存在する。
【００１８】
例えば、斯かるトナー塊を発生させないための注意点の１つは、搬送スクリューと搬送パイプとの間のクリアランスである。クリアランスがある一定値以下となると、搬送スクリューの偏芯や振れなどの機械的特性によって、搬送スクリューと搬送パイプとのクリアランスがなくなる。これにより、搬送スクリューと搬送パイプとの間でトナーが摺擦されて、トナー塊が発生する。
【００１９】
実際の製品設計においては、搬送スクリューの振れ精度などの、スクリュー単品量産製品の精度に左右されるが、一般に、少なくとも搬送スクリューと搬送パイプとの間のクリアランスは０．５ｍｍ以上取る必要があった。更に、現像剤搬送装置の搬送経路が長くなる場合など、搬送スクリューを軸受けするスパンが大きくなる場合においては、この必要なクリアランス値はより大きくなる。
【００２０】
もちろん、コストを掛けて搬送スクリューの振れ精度、搬送パイプの内径精度を高める方法もあるが、コストを掛けず、クリアランスはそのままに、画像レベルを割り切る製品設計を採らざるを得ない場合も多い。或いは、昨今の小型化及び低コスト化、高画質化及び高速化（高生産性）が求められている状況においては、コストを掛ける方向は望ましくないため、搬送スクリューと搬送パイプとの間のクリアランスを大きくする傾向にある。
【００２１】
その他、トナー塊を発生させないための注意点としては、現像剤搬送装置に面と面とを擦り合わせる機構を設けないことが挙げられる。例えば、上述のようなロータリに現像器を配して回転させる構成を有する画像形成装置においては、現像器の姿勢（向き）が、現像位置にある姿勢に対して略上下が反転した姿勢で停止する場合がある。このような場合に、現像器から現像剤搬送装置に現像剤が逆流しないように、逆流を防止するシール機構を設ける必要がある。
【００２２】
このシール機構としてスライド機構を有するシャッターを設けると、面と面との擦り合わせ部にてトナー塊が発生して好ましくない。そこで、現在、斯かるシール機構としては、回動自在に軸支された弁機構（逆流防止弁）を用いる例が多い。この弁機構は、一般に、重力によって開放、封鎖の両状態間で移動するようになっている。回動自在に軸支された弁機構であれば、シール面にシャッター弁の面が合わさる形でシールされるため、面と面とが摺擦されることはなく、トナー塊が発生することはない。このように、ロータリ内の現像器の姿勢に応じて重力を利用して逆流を防止する機構が成り立つ場合においては、回転軸中心を有する弁機構を用いることにより、必要に応じたシールを形成することが可能である。
【００２３】
こうして、従来の画像形成装置、特に、多色画像形成装置ではトナー塊による不良画像が発生しないように様々な取り組みが成されてきている。その流れは、近年の高画質化が求められている状況では、益々加速してきていると言えよう。
【００２４】
【特許文献１】
特開平８−３２８３７７号公報
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、近年、装置の小型化及び低コスト化を実現しつつ、高画質化及び高速化（高生産性）を追求した画像形成装置がますます求められている。
【００２６】
こうした中、例えば、ホッパーから現像器への現像剤搬送装置を備える画像形成装置においては、高速化により単位時間あたりの現像剤消費量が増えることで、ホッパーが大容量化し、搬送スクリューが高速回転化する。又、ロータリを備える画像形成装置においては、高速化を追求するためにロータリが高速回転化し、現像剤の搬送時間の制限により、ロータリ内の現像剤搬送装置では搬送スクリューが高速回転化する。
【００２７】
このような状況下において、構造がシンプルであり、常に安定した現像剤搬送性能を発揮する、高画質維持安定性の優れた粉体搬送装置が求められている。
【００２８】
しかしながら、従来の粉体搬送装置では、以下に掲げるような課題があった。
【００２９】
［ホッパーを有する系］
先ず、ホッパーから現像器へと現像剤を搬送する現像剤搬送装置として用いられる粉体搬送装置の場合について説明する。
【００３０】
上述のように、従来、フラッシング現象を防止するために、ホッパーの貯蔵量を増大させる傾向にあったが、装置の小型化及び低コスト化、高画質化及び高速化（高生産性）を考えると、ホッパーの貯蔵量の増加に限界があり、完全にはフラッシング現象を防止し得ない場合がある。このため、現像剤搬送装置を、重力上方へと汲み上げる汲み上げ搬送系とする場合が多い。
【００３１】
しかし、高画質化及び高速化を両立するために、汲み上げ搬送装置の搬送スクリューの回転数を増加させていくと、搬送効率が大きく低下し、高速化に対応できないばかりか、搬送精度も低下して高画質化も難しくなる場合がある。
【００３２】
又、汲み上げ搬送装置を利用して画像形成装置本体（装置本体）の小型化を図った結果、ホッパーと現像器との上下関係がほぼ逆転し、汲み上げ搬送装置の搬送効率が極端に低下する現象や、最悪の場合現像剤が固まって搬送スクリューが回らなくなるブロッキング現象が発生する場合もある。
【００３３】
汲み上げ搬送装置において搬送効率、搬送精度が低下するのは、汲み上げ搬送装置の搬送パイプ（搬送部）内壁と搬送スクリュー（搬送手段）との間にクリアランスがあると、この隙間部分では現像剤が送れないため、特に搬送スクリューの回転数を上げていった場合に現像剤の搬送効率が低下し、併せて搬送安定性にも問題が生じて搬送精度が低下するためである。これにより、画像劣化に至る場合がある。
【００３４】
これを防止するためには、搬送スクリューのスクリュー外径を大きくして、搬送スクリューと搬送パイプとの間のクリアランスを小さくする手法が考えられる。しかし、この手法によると、量産コストが増大するばかりでなく、搬送スクリューが搬送パイプの内壁に擦られてしまい、トナー塊の発生或いはトナー融着が起こり、最悪の場合、ブロッキングに至ることがある。その他、搬送スクリューを駆動している駆動系の回転駆動負荷が増大したり、異音の発生につながったりする。
【００３５】
更に言えば、搬送スクリューが搬送パイプと接触しないようにこれらの間のクリアランスを設定した場合でも、搬送スクリューの回転数が増大しているため、搬送パイプ内の現像剤の温度は高くなりがちであり、トナー塊が発生し易い。そのため、汲み上げ搬送装置は、特に、上述のように高画質を求めて低温度融解特性を有する現像剤の搬送に用いることは困難である。
【００３６】
［ロータリを有する系］
次に、ロータリを有する画像形成装置においてロータリ内部の現像剤搬送装置として用いられる粉体搬送装置の場合について説明する。
【００３７】
上述のように、現像剤搬送装置の搬送精度は、現像器内部の現像剤量、例えば、二成分現像剤の場合のトナー濃度を決定する重要なファクターとなる。つまり、上述のように、通常、多色画像形成装置においては発色性を優位に保つために樹脂系のトナー材料（カラー粉体）を用いることが多く、例えばこれを磁性粉体（キャリア）に絡めて現像剤担持体上の現像剤コート層を形成する。このトナーとキャリアとの混合比率は、現像された画像のトナー濃度を決定するもので、この混合比率を安定させることは、高画質安定性能に直接影響するほどの重要なものである。現像剤搬送装置の搬送量が、コントロールされている量よりも少なくなると、現像器内部のトナーとキャリアとの混合比率が乱れ、キャリアの比率が大きくなり、現像画像が低濃度画像となる。又、搬送量がコントロールされている量よりも多くなると、現像器内部のトナーとキャリアとの混合比率が乱れて、トナーの比率が大きくなり、現像画像が高濃度画像となる。
【００３８】
ところで、装置小型化及び低コスト化、高画質化及び高速化（高生産性）、特に、高速化（高生産性）を追求する場合、ロータリを有する画像形成装置では、ロータリの高速回転化、及び現像剤搬送装置の搬送スクリューの回転数の増加が求められる。
【００３９】
つまり、高速化を求めると、単位時間あたり作像に費やせる時間が少なくなり、ロータリを回転させて現像器を切り替える時間は益々短くなる。これにより、ロータリが１つのポジションに停止していられる時間が短くなるため、現像剤搬送装置にて現像剤を搬送していられる時間も短くなり、その結果、搬送スクリューの回転数が増加する状況になる。
【００４０】
又、そのような状況において更に高画質化を目指す場合には、現像剤補給の微少制御を行う必要がある。しかし、上述のような現像剤搬送時間の短縮化の中で微少制御を行うことは、非常に困難である。
【００４１】
更に言うと、先述の通り、高画質化のために現像剤の粒径を小さくする場合、ロータリの回転所要時間が短縮されると、現像剤搬送装置において現像剤のすり抜けの問題が発生する場合がある。つまり、現像剤搬送装置にて搬送スクリューを覆って外壁を形成する搬送パイプ（搬送部）と搬送スクリュー（搬送手段）との間に存在するクリアランス部分を、この粒径の小さくなった現像剤粉がすり抜ける。現像剤の粒径が小さくなったことと、ロータリの回転所要時間が短くなったことで、回転停止時に現像剤搬送装置に加わる衝撃が大きくなり、その結果、現像剤の液状化現象を招き易くなるためである。
【００４２】
こうして、液状化した現像剤粉が現像器の中まで流れ込む、所謂、フラッシング現象が、ロータリ内部の現像剤搬送装置においても発生する。このように、ロータリ内部の現像剤搬送装置においてフラッシング現象が発生した場合には、例えば、現像器内部のトナーとキャリアとの混合濃度が著しく変化してしまうばかりか、トナー濃度が高い方向へ暴走してしまうので、現像容器からのトナーの吹き出し（激しいトナー飛散）等を伴った深刻な事態となりかねない。
【００４３】
そこで、従来、搬送パイプと搬送スクリューとの間のクリアランスを小さくする手法がとられる場合があったが、この場合には、上述のように、搬送パイプと搬送スクリューとの量産コストの増大、又例えばトナー融着によるロック（ブロッキング）、トナー塊の発生による画像レベルの低下などの問題点がある。
【００４４】
そもそも、相当な量産コストの増大を許しながらフラッシング現象を抑えることは可能であるかもしれないが、低コスト化の観点から好ましくないばかりか、現像器に供給される現像剤量を制御することが大変困難であることには変わりなく、補給性能の悪化に伴った高画質安定性の低下を防ぐことはできない。
【００４５】
その他、通常、ロータリ内部にて現像剤供給を完了する系においては、上述のような、所謂、逆流防止弁が用いられるが、斯かる逆流防止弁では、フラッシングによる補給過多の問題は解決されない。なぜなら、逆流防止弁は、一般に、ロータリ内部に配された現像器が現像位置に配置されて停止した場合に、重力を利用して開状態となるように設定されているからである。
【００４６】
つまり、このような逆流防止弁は、通常、現像位置以外の停止位置において閉状態となり、現像剤の往来を防止するように構成されている場合が多い。上述のようなフラッシング現象は、ロータリが停止したどの位置においても発生し得るが、この逆流防止弁の働きによって、現像位置以外でロータリが停止した場合には、現像剤の流れをある程度まで食い止めることができる。しかしながら、現像位置では、現像器への現像剤の補給動作を行うか否かには拘わらず、一旦フラッシング現象が発生すると、逆流防止弁は開状態となっているため、例えば、現像器内部にまでトナーが流れ込み続け、現像器内部のトナーとキャリアとの混合比率をコントロール外の領域へと一気に悪化させてしまうことになる。
【００４７】
そこで、逆流防止弁を、現像位置に停止した場合に開状態となるのではなく、実際に搬送スクリューを回転させ、補給制御を行う時にのみ開状態とさせることが可能であれば、上記問題は解決されると考えられる。
【００４８】
しかしながら、従来、現像剤搬送装置において面と面を擦り合わせる機構を設けないという、トナー塊を発生させないための構成を満たしつつ、上述のように逆流防止弁を構成することは極めて困難であった。例えば、このような逆流防止弁機構としてスライド機構を有するシャッター機構を設けると、どうしても面と面とが摺擦する部分が生じることを避けられず、トナー塊が発生して好ましくない。特に、昨今の装置小型化及び低コスト化を求めた画像形成装置においては、面と面との摺擦部を有さずに、補給動作を行う場合にのみ弁機構を開状態とするような複雑な機構を設けることは、装置の大型化やコスト増大となるため、現実的でない。
【００４９】
このように、ロータリを備えた画像形成装置においても、高画質化及び高生産性を求める場合には、現像剤の粒径の小型化とロータリの回転停止衝撃の増大とに伴ったフラッシング現象が発生することがある。量産コストを掛けることで何とかこのフラッシング現象を防ぐことまでは可能であったとしても、良好な高画質安定性を維持し続ける補給安定精度を達成することはできない。
【００５０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、粉体の搬送効率、搬送精度を向上することのできる粉体搬送装置、これを備える回転体及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００５１】
本発明の他の目的は、粉体の搬送過程における摺擦による粉体の塊の発生を防止することのできる粉体搬送装置、これを備える回転体及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００５２】
本発明の他の目的は、搬送部と該搬送部内に設けられる搬送手段との間のクリアランスを可及的に小さくすることが不要であり、低コスト化が可能であると共に、搬送過程における粉体の塊の発生を防止することのできる粉体搬送装置、これを備える回転体及び画像形成装置を提供することである。
【００５３】
本発明の他の目的は、画像形成装置における現像剤搬送装置として用いた場合に、低コスト化を図ることができると同時に、高画像生産性を有しながら高画質維持安定性に優れ、しかも簡易な構成の粉体搬送装置、これを備える回転体及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００５４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る粉体搬送装置、並びにこれを備える回転体及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、被搬送粉体がそこを通して搬送される搬送部と、該搬送部内に設けられ被搬送粉体を搬送する搬送手段と、を有する粉体搬送装置において、前記搬送手段と前記搬送部の内面との間の空間の少なくとも一部に、磁力により拘束された磁性粉体を存在させ、その間を埋めることを特徴とする粉体搬送装置である。
【００５５】
第１の本発明の一実施態様によると、前記搬送部は少なくとも一部に略円筒形状部分を有し、前記粉体搬送手段は前記円筒形状の断面略中心を回転中心として前記円筒形状部分の内面に対して相対的に回転する。又、第１の本発明の他の実施態様によると、前記搬送部は少なくとも一部に略半円筒形状部分を有し、前記粉体搬送手段は前記半円筒形状の断面略中心を回転中心として前記半円筒形状部分の内面に対して相対的に回転する。
【００５６】
第１の本発明の一実施態様によると、前記搬送部の内面に対向する前記搬送手段の面に磁界発生手段を配設する。一実施態様では、前記磁界発生手段のＮ極及びＳ極から成る磁極配列を、前記搬送部の内面に対向する前記搬送手段の面上で連続するように配置する。一実施態様では、前記搬送手段を樹脂成型部材で構成し、該搬送手段の前記搬送部の内面に対向する前記搬送手段の面に凹部を設け、該凹部に前記磁界発生手段を配設する。又、一実施態様では、前記搬送手段は、スパイラルオーガを備える。そして、前記磁界発生手段のＮ極及びＳ極から成る磁極配列を、前記スパイラルオーガの外周面上で、略周方向に連続するように配置することができる。好ましい一実施態様によると、前記磁界発生手段の残留磁束密度範囲を１００ｍＴ〜５００ｍＴに設定し、対向して相対移動する前記搬送手段と前記搬送部の内面との間の間隔を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍに設定する。
【００５７】
第１の本発明の他の実施態様によると、前記搬送部の内面に磁界発生手段を配設する。一実施態様では、前記磁界発生手段のＮ極及びＳ極から成る磁極配列を、前記搬送部の搬送方向に連続するように配置する。一実施態様では、前記搬送手段は、スパイラルオーガを備える。好ましい一実施態様では、前記磁界発生手段の残留磁束密度範囲を５０ｍＴ〜２５０ｍＴに設定し、対向して相対移動する前記搬送手段と前記搬送部の面との間の間隔を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定する。
【００５８】
第１の本発明の好ましい一実施態様によると、前記磁界発生手段は、シート状の弾性マグネットである。
【００５９】
第１の本発明の他の実施態様によると、前記搬送部の外面に磁界発生手段を配設する。一実施態様では、前記搬送部は、当該搬送部に被搬送粉体を供給するための開口部を有し、該開口部の近傍に前記磁界発生手段を少なくとも１つ配設する。又、他の実施態様では、前記搬送部は、当該搬送部から対象に被搬送粉体を供給するための開口部を有し、該開口部の近傍に前記磁界発生手段を少なくとも１つ配設する。一実施態様では、前記磁界発生手段は、リング形状のマグネットである。そして、好ましい一実施態様によると、前記磁界発生手段の残留磁束密度範囲を２００ｍＴ〜１０００ｍＴに設定し、対向して相対移動する前記搬送手段と前記搬送部の内面との間の間隔を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定する。前記搬送手段はスパイラルオーガを備えるものであってよい。
【００６０】
第１の本発明の一実施態様によると、前記搬送部は、水平に対して傾斜しており、被搬送粉体を該搬送部の重力方向下方より上方へと搬送する。
【００６１】
第１の本発明の一実施態様によると、前記被搬送粉体は、磁性粉体を含有する。
【００６２】
第１の本発明の一実施態様によると、前記被搬送粉体は現像剤であり、現像器の本体容器が前記搬送部を形成し、前記搬送手段は該現像器内の現像剤を搬送する。
【００６３】
第１の本発明の一実施態様によると、前記被搬送粉体はトナーとキャリアとを備える２成分現像剤のトナーであり、前記磁性粉体はキャリアである。
【００６４】
第２の本発明によると、被搬送粉体を収容する容器と、該容器から供給された被搬送粉体を対象へと搬送するための上記第１の本発明の粉体搬送装置とが、回動中心の回りを回動可能に設けられていることを特徴とする回転体が提供される。第２の本発明の一実施態様によると、前記被搬送粉体は現像剤であり、前記対象は現像器である。一実施態様では、回転体は、前記容器及び前記粉体搬送装置との組を複数組有する。好ましい一実施態様では、前記被搬送粉体はトナーとキャリアとを備える２成分現像剤のトナーであり、前記磁性粉体はキャリアである。
【００６５】
第３の本発明によると、静電像を現像剤で現像して形成した画像を転写材に転写して出力する画像形成装置において、被搬送粉体が現像剤である上記第１の本発明の粉体搬送装置又は上記第３の本発明の回転体を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００６６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る粉体搬送装置、回転体及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００６７】
実施例１
先ず、本発明に係る粉体搬送装置の一実施例について説明する。本実施例では、粉体搬送装置は、搬送手段としてスパイラルオーガを備えるものを用いる。本実施例の粉体搬送装置は、例えば、電子写真方式或いは静電気録方式を用いた複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置における現像剤搬送装置として好適に使用することができる。
【００６８】
図１は、本実施例の粉体搬送装置１０の要部断面構成を示す。同図に示すように、粉体搬送装置１０は、搬送手段たる搬送スクリュー１１を有する。搬送スクリュー１１は、粉体を搬送する主構成要素としての搬送傾斜面１４ａを備えたスパイラルオーガ１４を、回転軸１３の周りに螺旋状に設けて成り、回転軸１３を略回転中心として回動自在に保持されている。
【００６９】
搬送スクリュー１１は、粉体搬送装置１０の搬送部を画成する略円筒形の搬送パイプ１２内に、搬送パイプ１２の断面略中心を回転中心として、搬送パイプ１２に対して相対的に回動自在に支持されている。搬送スクリュー１１が図中矢印ａ方向に回転することにより、搬送スクリュー１１のスパイラルオーガ１４の搬送傾斜面１４ａによって、搬送パイプ１２の内部の被搬送粉体Ｐが、図中矢印ｂ方向に搬送される。
【００７０】
本実施例では、搬送スクリュー１１のスパイラルオーガ１４の外周面１４ｂに、磁界発生手段１５が取り付けられている。そして、図２をも参照して、搬送パイプ１２の内壁面１２ａと、搬送スクリュー１１のスパイラルオーガ１４との間の空間を、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂに取り付けられた磁界発生手段１５の磁力により拘束された磁性粉体Ｍによりシールする構成とする。
【００７１】
磁界発生手段１５としては、スパイラルオーガ１４の外周面（先端）１４ｂと搬送パイプ１２の内壁面１２ａとの間を磁界発生手段１５の磁気力により穂立ちした磁性粉体Ｍでシールする、好ましくは、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂと内壁面１２ａとの間（本実施例では、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂに設けられた磁界発生手段１５の表面と搬送パイプ１２の内壁面１２ａとの間）のクリアランスＣ１が磁性粉体Ｍの穂立ちで埋まるように磁性粉体Ｍを磁気拘束し得るものであれば、入手可能な如何なる形態のものであってもよい。
【００７２】
斯かる磁界発生手段１５は、スパイラルオーガ１４の外周面に沿って完全に連続して磁性粉体Ｍを拘束するものに限定されるものではなく、後述するように、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂに沿って、スパイラルオーガ１４の法線方向の磁束密度が実質的に０から極大の間で繰り返すような、実質的に連続或いは断続的なものであってもよい。
【００７３】
本実施例では、磁界発生手段１５は、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂに取り付け得るものである必要がある。本発明にて用い得る磁界発生手段としては、ゴムや薄板プラスチックなどの弾性マグネット、磁力を有する薄板金属体等が挙げられる。本実施例では、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂへの取り付けの容易性、加工性、磁力安定性等の点で好適な、帯状に切り出したシート状の弾性マグネット部材（帯状弾性マグネット）１５を用いる。そして、この帯状弾性マグネット１５を、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂの周りに、略全長にわたって巻き付ける。
【００７４】
磁性粉体Ｍとしては、磁界発生手段１５によって拘束されて、穂立ちすることでスパイラルオーガ１４の外周面１４ｂと搬送パイプ１２の内壁面１２ａとの間をシールする、好ましくは、外周面１４ｂと内壁面１２ａとの間のクリアランスＣ１が磁性粉体Ｍの穂立ちで埋まるようなものであって、被搬送粉体Ｐとの関係等の観点から許容し得るものであれば、入手可能な如何なる形態のものであってもよい。
【００７５】
但し、磁力が安定しているものが、安定的な性能確保の点から好ましい。このような磁性粉体としては、金属粉、磁性樹脂粉体等が挙げられる。粉体搬送装置１０が、例えば電子写真画像形成装置において、現像剤として磁性現像剤（磁性トナー）を用いる磁性現像剤搬送装置として用いられる場合、現像剤そのものが、異物混入の無い点で磁性粉体Ｍとして好ましい。又、粉体搬送装置１０が、例えば電子写真画像形成装置において、現像剤として主に非磁性トナーと磁性キャリアとを備える２成分現像剤を用いる２成分現像剤搬送装置として用いられる場合、磁性キャリアが、同じく異物混入の無い点で磁性粉体Ｍとして好ましい。
【００７６】
又、磁性粉体Ｍは、所望の期間中、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂと搬送パイプ１２ａとの間の空間をシールすることのできる量にて使用する必要がある。この量は、例えば、スパイラルオーガ１４の外周面１４と搬送パイプ１２の内壁面１２ａとの間のクリアランスＣ１、搬送パイプ１２及び搬送スクリュー１１の長手長さ、磁性粉体Ｍ及び磁界発生手段１５の特性等によって変化する。当業者は、本明細書の開示から、所定の粉体搬送装置１０において、所定の磁界発生手段１５、磁性粉体Ｍを使用する際の、最適な磁性粉体量を適宜選択することができる。
【００７７】
但し、粉体搬送装置１０の用途において許容されるのであれば、被搬送粉体Ｐに微少の磁性粉体Ｍを含ませることにより、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂと搬送パイプ１２の内壁面１２ａとの間のクリアランスを埋める磁性粉体Ｍが、例えば、経時的にはがれ落ちてしまっても、常時被搬送粉体Ｐ側より磁性粉体Ｍの供給が行われるため好都合である。勿論、被搬送粉体Ｐ自体が磁性粉体Ｍである場合も同様である。詳しくは後述するように、粉体搬送装置１０を、例えば、電子写真画像形成装置における現像剤搬送装置として用いるときに、被搬送粉体Ｐとしての現像剤に磁性キャリアが含まれる場合（オートキャリアリフレッシュ機構等）、この磁性キャリアが磁性粉体Ｍとして、クリアランスＣ１に常時供給される。
【００７８】
搬送手段としての搬送スクリュー１１は、斯界における通常の技術を背景として、如何なる形態のものであってもよい。本実施例では、搬送スクリュー１１は樹脂成型部材から成っており、磁界発生手段たる帯状弾性マグネット１５を貼り付ける面を確保するために、スパイラルオーガ１４の外周面（先端部）１４ｂに断面凹形状の凹部１４ｃが形成されている。
【００７９】
このように、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂに凹部１４ｃを設けることにより、帯状弾性マグネット１５をスパイラルオーガ１４に取り付けるべく、固定手段として例えば接着剤等によりスパイラルオーガ１４に貼り付ける際に、貼り付け易く、且つ、接着剤がスパイラルオーガ１４の搬送傾斜面１４ａに流れ出るのを防止することができる。例えば、スパイラルオーガ１４の先端部１４ｂを平坦にして、帯状弾性マグネット１５の貼着時に実際に接着剤の漏れ出しが発生した場合には、搬送精度に影響を及ぼしたり、製品ユニットとしての受け入れ品質管理に影響を及ぼしたりするため、避けなければならない。
【００８０】
又、凹部１４ｃ内に帯状弾性マグネット１５を取り付けることにより、帯状弾性マグネット１５がその一部だけをスパイラルオーガ１４の凹部１４ｃから露出させることができる。これにより、図２に示すように、磁性粉体Ｍが帯状弾性マグネット１５の磁力により吸着されたときの磁力線が集中し易く、より高い磁力効果を得ることができる効果もある。即ち、単純にスパイラルオーガ１４の外周面１４ｂが平坦面になっていて、その平坦面に帯状弾性マグネット１５を貼り付ける場合と比べて、帯状弾性マグネット１５の必要磁力を低く抑えることができる。又、搬送パイプ１２の内壁面１２ａとスパイラルオーガ１４の外周面１４ｂとの間のクリアランスＣ１を狭める必要が無いという利点がある。
【００８１】
図３は、本実施例における帯状弾性マグネット１５の磁極配置構成を模式的に示す。又、図４は、同磁極配置とした場合の磁力線Ｇの様子を模式的に示しており、同図は搬送スクリュー１１の軸線に垂直に切った時の断面を表している。
【００８２】
本実施例では、磁界発生手段たる弾性マグネット１５は帯状であり、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂの凹部１４ｃに取り付けられた際に搬送パイプ１２の内壁面１２ａに対向する面に、その長手方向に沿って所定の長さのＮ極とＳ極とを交互に配置した磁極配列を有する。
【００８３】
本実施例では、帯状弾性マグネット１５は、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂの略全体にわたり延在する１つの帯としているが、これに限定されるものではなく、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂに沿って、適当に分割されていてもよい。
【００８４】
量産性を考慮した場合、帯状弾性マグネット１５の磁極配置は、上述のように帯状形状の長手方向において交互にＮ極とＳ極とが現れるようにするのが好ましい。つまり、以下説明するように、帯状弾性マグネット１５の短手方向にＮ極・Ｓ極の磁極配列を設けたり、表面・裏面にＮ極・Ｓ極の磁極配列を設けたりすると、大幅なコスト増大に繋がると考えられるためである。
【００８５】
先ず、帯状弾性マグネット１５の短手方向にＮ極・Ｓ極の磁極配列を設けた場合、非常に高い切り出し精度が必要となる。なぜなら、一般に、シート状の弾性マグネット素材は、Ｎ極・Ｓ極の磁極配置が交互に帯状に並んだ配置となっている。このため、帯状に切り出した帯状弾性マグネット１５の短手方向にＮ極・Ｓ極を配列させるべく、切り出す前のシート状弾性マグネット素材の、帯状のＮ極・Ｓ極の長手方向に沿って切り出す際に、この磁極配列に対して少しでも斜めに切り出してしまうと、帯状弾性マグネット１５上での磁極配置にずれが発生してしまう（図５）。このようなずれが発生すると、スパイラルオーガ１４に帯状弾性マグネット１５を巻きつけていった場合に、例えば、巻きつけ開始においてはＮ極であったものが、途中でＳ極に変わって、再びＮ極になるなどする。これにより、粉体搬送精度に影響を及ぼすことが考えられるため望ましくない。
【００８６】
又、帯状弾性マグネット１５の表面・裏面にＮ極・Ｓ極の磁極配列を設けようとすると、薄い領域に２極の磁力が必要となるため、必要磁力を確保するのが困難であり、実現するには製造コストの増大を伴い、実用的でない。
【００８７】
これに対して、シート状の弾性マグネット素材に帯状に交互に配列されたＮ極・Ｓ極の長手方向に対して略直交する方向に切り出すことにより、帯状弾性マグネット１５の長手方向に交互にＮ極・Ｓ極とが配列された磁極配置とする場合には、切り出し精度に対する要求は短手方向にＮ極・Ｓ極を配列する場合よりも低くて済み、製造コストを低減することができるので好ましい。又、斯かる磁極配置によれば、比較的容易に必要磁力を確保することができる。このように、帯状弾性マグネット１５の長手方向に交互にＮ極・Ｓ極を配置することにより、量産性を考慮した場合に驚くほどのコストメリットを生み出すことができる。
【００８８】
実際、図４に示すように、スパイラルオーガ１４の外周面１４ｂに沿って、Ｎ極、Ｓ極を交互に配列するような磁極配列としても、十分に本発明の効果が得られることが確認された。これは、先に述べたような、スパイラルオーガ１４の先端部１４ｂに設けられた凹部１４ｃに帯状弾性マグネット部材１５を貼り込むことによる効果、即ち、前述のように、磁力線を集中し易くする効果がその一要因であると考えられる。
【００８９】
（具体例１）
本実施例に従う粉体搬送装置１０のより具体的な構成例を示す。
【００９０】
2004333708.tif 000003
2004333708.tif 000004
【００９１】
上記具体例に示す如く、本実施例の構成においては、典型的には、帯状弾性マグネット１５の残留磁束密度を２４０ｍＴ、クリアランスＣ１を０．７５ｍｍに設定することで良好な搬送性能を確保することができた。
【００９２】
本発明者らの多くの実験研究の結果、磁界発生手段１５の磁力の設定値は、１００ｍＴ〜５００ｍＴ程度に設定し、そのときのクリアランスＣ１を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度に設定することが望ましいことが分かった。斯かる磁力の設定値が１００ｍＴ未満であるとクリアランスＣ１を十分に磁性粉体Ｍでシールすることができず、又５００ｍＴを越えると搬送スクリュー１１の負荷重となり好ましくない。更に、クリアランスＣ１が０．５ｍｍ未満に設定すると、前述したように、量産コストが増大するばかりでなく、例えば、被搬送粉体Ｐがトナー、特に、低融点の樹脂トナー材料であるような場合に、トナー塊の発生、ブロッキングその他の問題が発生することがあり、又１．５ｍｍを越える設定では、例えば、磁界発生手段１５の必要な磁力、磁性粉体Ｍの必要な量が増すことによるコスト増、安定性に欠ける等の点で好ましくない。
【００９３】
尚、本実施例において、磁界発生手段の磁力、即ち、残留磁束密度は、貼付け前のその表面部分にて、適正に校正された測定器を用いて測定した値とする。
【００９４】
以上説明したように、本実施例では、磁性粉体Ｍが、スパイラルオーガ１４の先端部１４ｂの凹部１４ｃに設けられた帯状弾性マグネット１５に吸着されることで、限定されるものではないが、次のものを含む格別なる作用効果を奏し得る。
【００９５】
（ｉ）本実施例によれば、磁界発生手段に搬送パイプ１２とスパイラルオーガ１４の先端部１４ｂとの間のクリアランスＣ１を埋めることができるので、前述したような、従来、クリアランスＣ１における粉体抜けの影響により搬送できなかった被搬送粉体Ｐを搬送することが可能となり、スパイラルオーガ１４の搬送効率を高めることが可能である。
【００９６】
（ｉｉ）又、搬送精度を高めて、且つ、搬送効率を高めようとして、クリアランスＣ１を極限にまで詰める必要もなくなるので、搬送スクリュー１１の振れを厳しく抑える必要も無く、コスト低減を図りつつ、高搬送精度、且つ、高搬送効率を実現できる。
【００９７】
（ｉｉｉ）その上、本実施例の粉体搬送装置１０では、上述のようにクリアランスＣ１における粉体抜けによる搬送精度や搬送効率の低下を防ぐことができるので、例えば、更なる搬送精度の向上のためにクリアランスＣ１を詰める必要があるような場合においても、搬送スクリュー１１の中心軸１３を金属軸にするなどの対応だけでよく、従来の粉体搬送装置と比較して、飛躍的に搬送精度と搬送効率とを向上することができる。
【００９８】
（ｉｖ）更に、前述のように機械的なシール構成を設けてクリアランスＣ１における粉体抜けに起因するフラッシング現象等を防止する場合に比べて、本実施例によれば、機械的な摺擦（特に、面と面との摺擦）が発生し難く、粉体塊、例えば、被搬送粉体Ｐがトナーである場合のトナー塊の発生がなく、回転駆動系の負荷増大の防止、防音にも極めて効果的である。
【００９９】
実施例２
次に、本発明に係る粉体搬送装置の他の実施例について説明する。本実施例の粉体搬送装置は、実施例１のものと同様の用途にて用いることができる。又、本実施例の粉体搬送装置の基本構成は実施例１のものと同じであるので、実施例１のものと同一若しくは実質的に同一の機能及び／又は構成を有する要素には、一桁の数字が同一である２０番台の符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な部分について説明する。
【０１００】
図６は、本実施例の粉体搬送装置２０の要部断面構成を示す。実施例１と同様、粉体搬送装置２０は、搬送手段たる搬送スクリュー１１を、搬送部たる搬送パイプ２２中に有する。
【０１０１】
被搬送粉体Ｐは、搬送スクリュー２１が図中矢印ｄ方向に回転することにより、搬送スクリュー２１のスパイラルオーガ２４の搬送傾斜面２４ａによって、搬送パイプ２２の内部の被搬送粉体Ｐが、図中矢印ｅ方向に搬送される。
【０１０２】
本実施例では、搬送パイプ２２の内周壁（内周面）２２ａの表面に、磁界発生手段２５が取り付けられている。そして、搬送パイプ２２の内壁面２２ａと、搬送スクリュー２１のスパイラルオーガ２４の外周面２４ｂとの間の空間を、搬送パイプ２２の内壁面２２ａに取り付けられた磁界発生手段２５の磁力により拘束された磁性粉体Ｍ（図中磁性粉体Ｍは、部分的に示す。）でシールする構成とする。
【０１０３】
磁界発生手段２５としては、スパイラルオーガ２４の外周面（先端部）２４ｂと搬送パイプ２２の内壁面２２ａとの間を磁界発生手段２５の磁気力により穂立ちした磁性粉体Ｍでシールする、好ましくは、スパイラルオーガ２４の外周面２４ｂと内壁面２２ａとの間（本実施例では、スパイラルオーガ２４の外周面２４ｂと磁界発生手段２５の表面との間）のクリアランスＣ２が磁性粉体Ｍの穂立ちで埋まるように磁性粉体Ｍを磁気拘束し得るものであれば、入手可能な如何なる形態のものであってもよい。
【０１０４】
斯かる磁界発生手段１５は、搬送パイプ２２の長手方向に沿って完全に連続して磁性粉体Ｍを拘束するものに限定されるものではなく、後述するように、搬送パイプ２２の長手方向に沿って、搬送パイプの断面略中心に向かう方向の磁束密度が実質的に０から極大の間で繰り返すような、実質的に連続或いは断続的なものであってもよい。
【０１０５】
本実施例では、搬送パイプ２２の内壁面２２ａへの取り付けの容易性等の点で好適な、略長方形の形状のシート状の弾性マグネット２５を用いる。そして、図８に示すように、このシート状弾性マグネット２５を丸められながら、搬送パイプ２２の内壁面２２ａに、その長手方向の略全域にわたって、固定手段として接着剤等を用いて固設する。
【０１０６】
図７には、本実施例にて用いられるシート状弾性マグネット２５の磁力線構成を模式的に示している。図示の通り、本実施例では、略長方形のシート状弾性マグネット２５は、搬送パイプ２２の長手方向に沿って略平行に所定の幅のＮ極とＳ極とを交互に配置した磁極配列を有する。
【０１０７】
本実施例では、シート状弾性マグネット２５は、搬送パイプ２２の長手方向及び周方向に連続する１枚のシートとしているが、これに限定されるものではなく、シート状弾性マグネット２５は、搬送パイプ２２の長手方向及び／又は周方向で、適当に分割されていてもよい。
【０１０８】
このように、本実施例においては、搬送スクリュー２１は、螺旋壁のみから成るスパイラルオーガ２４を有しており、シート状弾性マグネット２５は搬送パイプ２２の内周面２２ａに貼り付けられている。
【０１０９】
本実施例の利点としては、搬送スクリュー２１のスパイラルオーガ２４の外周面（先端部）２４ｂに磁界発生手段を設ける構成としないことによって、搬送スクリュー２１の形状を任意に設定できることが挙げられる。
【０１１０】
又、シート状弾性マグネット２５を略長方形形状とすることが可能となるので、図６に示すようなＮ極・Ｓ極の磁極配列でも、上述のように、一般に、Ｎ極・Ｓ極の磁極配置が交互に帯状に並んだ配置となっているシート状の弾性マグネット素材から、略長方形にシート状弾性マグネット２５を切り出す際に、切り出しの精度に対する要求が低く抑えられる。これにより、コスト低減の効果がある。
【０１１１】
その上、本実施例のように、搬送パイプ２２の内壁面２２ａ側に磁界発生手段、本実施例ではシート状弾性マグネット２５を設けることによって、磁性粉体Ｍの穂立ち具合を搬送粉体Ｐの搬送方向ｅに対して略垂直に設定することができる。これによって、クリアランスＣ２において穂立ちした磁性粉体Ｍによるシール性が向上してより高い搬送効果を得ることができ、その結果、高い搬送精度を実現することができる。
【０１１２】
更に、磁性粉体Ｍの穂立ち方向を被搬送粉体Ｐの搬送方向ｅに対して略垂直に設定することで、実施例１の場合に比べ、シート状弾性マグネット２５の残留磁束密度を小さく設定したり、搬送パイプ２２の内周面２２ａと搬送スクリュー２１との間のクリアランスＣ２を広めに設定したりできる利点もある。
【０１１３】
即ち、本実施例によれば、実施例１と同様に、クリアランスＣ２における粉体抜けの影響を考慮して、クリアランスＣ２を極限にまで詰める必要が無く、或いは必要以上にシート状弾性マグネット部材２５の磁力を高く設定する必要が無いといった利点がある。
【０１１４】
こうして、本実施例においても、量産性を考慮した場合に驚くべきほどのコストメリットを生み出しつつ、高い搬送効率と搬送精度を達成し得る。
【０１１５】
（具体例２）
本実施例に従う粉体搬送装置２０のより具体的な構成例を示す。
【０１１６】
本例では、搬送パイプ２２は、実施例１にて説明した具体例１のものと同じである。搬送スクリュー２１は、スパイラルオーガ２４の外周面２４ｂに凹部が設けられていないことを除いて具体例１のものと同じである。又、磁性粉体Ｍ、被搬送粉体Ｐ、スクリュー回転速度も具体例１のものと同じである。
【０１１７】
2004333708.tif 000005
【０１１８】
上記具体例に示す如く、本実施例の構成においては、典型的には、シート状弾性マグネット２５の残留磁束密度を１５０ｍＴ、クリアランスＣ２を１．０ｍｍに設定することで良好な搬送性能を確保することができた。
【０１１９】
本発明者らの多くの実験研究の結果、本実施例のように磁界発生手段たるシート状弾性マグネット部材２５を搬送パイプ２２の内壁面２２ａ側に設け、被搬送粉体Ｐの搬送方向に対して略垂直に磁性粉体Ｍの穂立ちを形成する構成においては、シート状弾性マグネット２５の残留磁束密度の設定値は５０ｍＴ〜２５０ｍＴ程度に設定し、そのときのクリアランスＣ２を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度に設定することが望ましいことが分かった。斯かる磁力、クリアランスの範囲外に設定すると、実施例１にて説明したのと同様の不具合が生じる虞がある。
【０１２０】
尚、本実施例において、磁界発生手段の磁力、即ち、残留磁束密度は、貼付け前のその表面部分にて、適正に校正された測定器を用いて測定した値とする。
【０１２１】
以上説明したように、本実施例によれば、磁性粉体Ｍが搬送パイプ２２の内周面２２ａに貼り付けられたシート状弾性マグネット２５に吸着されることで、実施例にて示した上記（ｉ）〜（ｉｖ）と同様の対応する効果を奏し得ることに加え、上述のように、（１）搬送スクリュー２１の形状を任意に設定できる、（２）シート状弾性マグネット２５切り出しの精度に対する要求が低く抑えられ、コスト低減を図れる、（３）磁性粉体Ｍの穂立ち具合を搬送粉体Ｐの搬送方向ｅに対して略垂直に設定することで高い搬送効果、高い搬送精度を実現することができる、（４）シート状弾性マグネット２５の残留磁束密度を小さく設定したり、クリアランスＣ２を広めに設定したりすることができ、コスト低減を図ることができる、といった更なる作用効果を奏し得る。
【０１２２】
実施例３
次に、本発明に係る粉体搬送装置の更に他の実施例について説明する。本実施例の粉体搬送装置は、実施例１のものと同様の用途にて用いることができる。又、本実施例の粉体搬送装置の基本構成は実施例１、実施例２のものと同じであるので、これら実施例におけるものと同一若しくは実質的に同一の機能及び／又は構成を有する要素には、一桁の数字が同一である３０番台の符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な部分について説明する。
【０１２３】
図９は、本実施例の粉体搬送装置３０の要部断面を示す。実施例１、実施例２と同様、粉体搬送装置３０は、搬送手段たる搬送スクリュー３１を、搬送部たる搬送パイプ３２中に有する。
【０１２４】
被搬送粉体Ｐは、搬送スクリュー３１が図中矢印ｆ方向に回転することにより、搬送スクリュー２１のスパイラルオーガ３４の搬送傾斜面３４ａによって、図中矢印ｇ方向に搬送される。
【０１２５】
本実施例では、搬送パイプ３２の外壁面（外周面）３２ｂに、磁界発生手段３５（３５ａ、３５ｂ）が固設されている。そして、搬送パイプ３２の内壁面３２ａと、搬送スクリュー３１のスパイラルオーガ３４の外周面２４ｂとの間の空間を、搬送パイプ３２の外壁面３２ｂに取り付けられた磁界発生手段３５の磁力により拘束された磁性粉体Ｍでシールする。
【０１２６】
磁界発生手段２５としては、スパイラルオーガ３４の外周面（先端部）３４ｂと搬送パイプ３２の内壁面３２ａとの間を磁界発生手段３５の磁気力により穂立ちした磁性粉体Ｍでシールする、好ましくは、スパイラルオーガ３４の外周面３４ｂと内壁面３２ａとの間にクリアランスＣ３が磁性粉体Ｍの穂立ちで埋まるように磁性粉体Ｍを磁気拘束し得るものであれば、入手可能な如何なる形態のものであってもよい。
【０１２７】
本実施例では、搬送パイプ２２の内壁面２２ａへの取り付けの容易性、磁力安定性等の点で好適な、リング状のマグネット部材３５を用いる。そして、図９に示すように、このリング状マグネット部材３５を、搬送パイプの外壁面３２ｂに固設する。
【０１２８】
本実施例では、図９に示すように、搬送パイプ３２は、搬送パイプ３２への被搬送粉体Ｐの補給口３６と、搬送パイプ３２から被搬送対照へと被搬送粉体Ｐを供給するための供給口３７を有する。そして、本実施例では、これら補給口３６の近傍と、供給口３７の近傍であって、これら補給口３６と供給口３７との間の被搬送粉体Ｐがこれら補給口３６、供給口３７へと向かうのを阻止する位置、即ち、被搬送粉体Ｐの搬送方向ｇにおいて補給口３６の下流側近傍と、供給口３７の上流側近傍において、搬送パイプ３２の外壁面３２ｂに、それぞれリング状マグネット部材３５ａ、３５ｂとを配置する。
【０１２９】
更に説明すると、本実施例では、リング状マグネット部材３５ａ、３５ｂは、搬送パイプ３２の外側から組み込まれ、搬送パイプ３２の外壁面から搬送パイプ３２の断面半径方向外側に向かって突出する突起部３２ｃ１、３２ｃ２に突き当たるまで挿入された後、固定手段としての接着剤等で固定する。
【０１３０】
尚、本実施例においては、リング状マグネット部材３５を２個（３５ａ、３５ｂ）使用した例を示すが、本発明の主旨からして、リング状マグネット部材３５の個数はこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【０１３１】
図１０をも参照して、搬送パイプ３２に設けられるリング状マグネット部材３５の着磁状態示す。図示の通り、本実施例においては、リング状弾性マグネット部材３５ａ、３５ｂの磁極配置は、リングの一方の端面がＮ極、他方の端面がＳ極となっている。
【０１３２】
一般に、リング状のマグネットは、シート状の弾性マグネットに比べ若干高価である。しかし、弾性特性を有さない分、磁力は大きく設定できる。このため、本実施例に示すように搬送パイプ３２の外周面３２ｂにリング状マグネット部材３５ａ、３５ｂを設置しても、搬送パイプ３２の内部にて十分に磁性粉体Ｍを磁気拘束する効果を発揮することができる。
【０１３３】
又、リング状マグネット部材３５ａ、３５ｂは、シート状の弾性マグネットに比べて高い磁力を発揮できるので、磁性粉体Ｍにより、補給パイプ３２の内壁面３２ｂにしっかりとした磁気カーテンを形成することが可能でる。これにより、少ない部位の磁気シールで十分な効果を発揮できる。本実施例では、上述のように、補給口３６の近傍と供給口３７の近傍の２箇所に、それぞれリング状マグネット部材３５ａ、３５ｂを配置することで、高い搬送精度と搬送効率を実現することができた。
【０１３４】
本実施例の利点としては、搬送スクリュー３１のスパイラルオーガ３４の外周面（先端部）３４ｂに磁界発生手段を設ける構成としないことによって、搬送スクリュー３１の形状を任意に設定できること共に、搬送パイプ３１の内周面３２ａも通常の搬送パイプ構成と同じにすることができ、自由度が高い設計が可能であることが挙げられる。
【０１３５】
又、実施例１、実施例２におけるシート状の弾性マグネットを貼り付ける構成とは異なり、貼り付けの精度に対する要求もなく、例えば、固定手段として用いる接着剤のはみ出し、漏れに対する規格を厳しく設定する必要がないので、組立工程での大幅にコスト低減を図ることができる。
【０１３６】
その上、本実施例によれば、実施例２と同様に、磁性粉体Ｍの穂立ち方向を被搬送粉体Ｐの搬送方向ｇに対して略垂直に設定することができるので、より高い搬送効果を得ることができ、その結果、高い搬送精度を実現することができる。
【０１３７】
又、磁性粉体Ｍの穂立ち方向を該被搬送粉体Ｐの搬送方向ｇに対して垂直に設定することで、実施例１の場合に比べ、搬送パイプ３２の内周面３２ａと、搬送スクリュー３１との間のクリアランスＣ３を広めに設定するできる利点もある。
【０１３８】
即ち、本実施例によれば、実施例１、２と同様に、クリアランスＣ３における粉体抜けの影響を考慮して、クリアランスＣ３を極限にまで詰める必要が無く、或いは必要以上にリング状マグネット部材３５ａ、３５ｂの磁力を高く設定する必要が無いといった利点がある。
【０１３９】
こうして、本実施例においては、組立性を考慮した場合の大きなコストメリットを生み出しつつ、高い搬送効率と搬送精度を達成し得る。
【０１４０】
（具体例３）
本実施例に従う粉体搬送装置３０のより具体的な構成例を示す。
【０１４１】
本例では、搬送スクリュー３１は、実施例２にて説明した具体例２と同じものである。搬送パイプ３２は、基本的には、実施例１のものと同一構成であるが、補給口３６と供給口３７との間の長手長さが具体例１の搬送パイプ２２の長手長さと略同一とされている。又、図１０に示されるように、この補給口３６、供給口３７に隣接して、搬送パイプ３２の外壁面３２ｂに周方向に連続した突起部３２ｃ１、３２ｃ２が設けられ、更にこの突出部３２ｃ１、３２ｃ２に突き当てるようにして、搬送パイプ３２の外壁面３２ｂに密着嵌合する断面略正方形（一辺約１０ｍｍ）のリング状マグネット部材３５ａ、３５ｂが接着剤にて取り付けられている。尚、磁性粉体Ｍ、被搬送粉体Ｐ、スクリュー回転速度も具体例１のものと同じである。
【０１４２】
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【０１４３】
上記具体例に示す如く、本実施例の構成においては、典型的には、リング状マグネット部材３５ａ、３５ｂの残留磁束密度を６５０ｍＴ、クリアランスＣ３を１．０ｍｍに設定することで良好な搬送性能を確保することができた。
【０１４４】
本発明者らの多くの実験研究の結果、本実施例のように、磁界発生手段たるリング状マグネット部材３５ａ、３５ｂを搬送パイプ３２の外壁面３２ｂ側に設ける場合、リング状マグネット部材３５ａ、３５ｂの残留磁束密度の設定値は２００ｍＴ〜１０００ｍＴ程度に設定し、そのときのクリアランスＣ３を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度に設定することが望ましいことが分かった。斯かる磁力、クリアランスの範囲外に設定すると、実施例１にて説明したのと同様の不具合が生じる虞がある。
【０１４５】
ここで、本実施例では、搬送パイプ３２の肉厚は、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍとするのが好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとする。
【０１４６】
尚、本実施例において、磁界発生手段の磁力、即ち、残留磁束密度は、その表面近傍の部位にて、適正に校正された測定器を用いて測定した値とする。
【０１４７】
以上説明したように、磁性粉体Ｍが搬送パイプ３２の外周面３２ｂに固設されたリング状マグネット３５ａ、３５ｂにより、搬送パイプ３２の内周面３２ａの該当箇所に吸着されることで、実施例１に示した（ｉ）〜（ｉｖ）と同様の対応する効果を奏し得ることに加え、上述のように、（１）自由度が高い設計が可能である、（２）組立工程での大幅にコスト低減を図ることができる、（３）磁性粉体Ｍの穂立ち具合を被搬送粉体Ｐの搬送方向ｇに対して略垂直に設定することができるので、より高い搬送効果、高い搬送精度を実現することができる、（４）搬送パイプ３２の内周面３２ａと、搬送スクリュー３１との間のクリアランスＣ３を広めに設定することができ、コスト低減を図ることができる、といった更なる作用効果を奏し得る。
【０１４８】
実施例４
次に、本発明に係る粉体搬送装置を画像形成装置における現像剤搬送装置として用いる例を説明する。
【０１４９】
図１１は本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面を示す。本実施例の画像形成装置１００は、装置本体に設けられた原稿読み取り部或いは装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部ホスト機器からの画像情報信号に応じて、転写材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート、布などに電子写真方式を用いて白黒画像を形成する電子写真複写機である。
【０１５０】
［画像形成装置の全体構成］
先ず、画像形成装置１００の全体構成について説明する。装置本体１００は、大別して画像形成部１００Ａと、原稿載置台１０６、光源１０７、レンズ系１０８及びＣＣＤユニット（光電変換手段）１０９などを備える原稿読み取り部１００Ｂと、給紙部１００Ｃとを備えている。
【０１５１】
給紙部１００Ｃは、転写材Ｓを収容して装置本体１００に着脱自在なカセット１１０、１１１及び手差しカセット１１２を有し、このカセット１１０、１１１及び手差しカセット１１２から転写材Ｓが供給される。
【０１５２】
画像形成部１００Ａには、円筒状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１１３、帯電手段たる１次帯電器１１４、感光ドラム１１３に現像剤を供給して、所謂、トナー像を形成する現像手段たる現像器１０３、現像後の画質を調整するポスト帯電器１１６、感光ドラム上の残トナーをクリーニングするクリーニング手段たるドラムクリーナ１１８、感光ドラム１１３から転写材Ｓへトナー像を転写する転写手段たる転写帯電器１１９等がそれぞれ配設されている。
【０１５３】
尚、本実施例では、画像形成装置１００は、黒色の現像剤を用いるブラック用の現像器１０３のみ有している白黒画像形成装置であるとして説明するが、本発明の主旨からして現像器の数は、これに限定されるものではなく、複数の現像器を備えた多色画像形成装置であっても何ら変わりのないことは言うまでもない。
【０１５４】
現像器１０３は、本実施例では、実質的に樹脂トナー粒子のみから成る（通常通り外添剤等を含んでいてよい）一成分磁性現像剤（トナー）を用いる。図１３をも参照して、現像器１０３は、現像容器（現像器本体）１０３ａの感光ドラム１１３に対向した部分が一部開口しており、この開口部から一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ１０３ｂが回転可能に配置されている。現像スリーブ１０３ｂは内部に磁界発生手段として固定マグネットロールを有し、このマグネットロールの発生する磁気力によりトナーをその表面に拘束すると共に、回転して、感光ドラム１１３に対向する現像領域にトナーを搬送する。そして、現像時に現像スリーブに印加される所定の現像バイアス電圧の作用で現像スリーブ１０３ｂと感光ドラム１１３との間に形成される電界により、感光ドラム１１３に形成された静電潜像に応じて、現像スリーブ１０３ｂから感光ドラム１１３にトナーが供給され、感光ドラム１１３上にトナー像が形成される。
【０１５５】
転写材Ｓの搬送方向において画像形成部１００Ａの上流側には、転写材Ｓの姿勢位置精度を高め、感光ドラム１１３上のトナー像に合わせて転写材Ｓをタイミングよく送り出すレジストローラ１２１、又下流側にはトナー像が転写された転写材Ｓを搬送する転写搬送装置１２２、転写材Ｓ上の未定着画像を定着する定着装置１０４、画像が定着された転写材Ｓを画像形成装置外に排出する排出ローラ１０５等が配設されている。
【０１５６】
上記構成の画像形成装置１００の動作を説明すると、装置本体側１００に設けられている制御手段（制御回路）（図示せず）から給紙信号が出力されると、カセット１１０、１１１又は手差しカセット１１２から転写材Ｓが供給される。一方、光源１０７から原稿載置台１０６に載置されている原稿Ｄに当てられて反射した光は、一旦ＣＣＤユニット１０９により読み取られた後、電気信号に変換される。斯かる電気信号は、レーザースキャナーユニット１０２からのレーザー光に置き換えられて、感光ドラム１１３上に照射される。感光ドラム１１３は、予め一次帯電器１１４により帯電されており、光が照射されることにより静電潜像が形成される。次いで、静電潜像に応じて感光ドラム１１３上に現像器１０３により現像剤として黒色のトナーが供給され、黒色のトナー像が形成される。感光ドラム１１３上に形成されたトナー像は、ポスト帯電器１１６によって電位が調整された後、転写位置に至る。
【０１５７】
この間に、給紙部１００Ｃから給送された転写材Ｓは、レジストローラ１２１で斜行が補正され、更に感光ドラム１１３上のトナー像とタイミングが合わされて画像形成部１００Ａへ送られる。そして、転写帯電器１１９に所定の転写バイアス電圧が印加されることにより、感光ドラム１１３から転写材Ｓへとトナー像が転写される。
【０１５８】
その後、トナー像が転写され、感光ドラム１１３から分離された転写材Ｓは、搬送装置１２２により定着装置１０４に搬送されて、定着装置１０４の熱と圧力により転写材Ｓに未定着転写画像が永久定着される。画像が定着された転写材Ｓは排出ローラ１０５により装置本体１００から排出される。
【０１５９】
このようにして、給紙部１００Ｃから給送された転写材Ｓは、原稿読み取り部１００Ｂからの画像情報信号に従って画像形成部１００Ａによって画像が形成されて排出される。
【０１６０】
［粉体搬送装置］
次に、図１２及び図１３をも参照して、本実施例にて最も特徴的である、画像形成装置１００が備える粉体搬送装置について説明する。
【０１６１】
本実施例では、粉体搬送装置たる現像剤搬送装置は、被搬送粉体として現像剤たるトナーを重力方向斜め上方に汲み上げる汲み上げ搬送装置５０とされる。
【０１６２】
更に説明すると、汲み上げ搬送装置５０は、現像剤補給容器（トナーボトル）（図示せず）から供給されたトナーを一旦貯蔵する現像剤貯蔵部（ホッパー）６０から、搬送部としての傾斜搬送部、即ち、重力方向に対して斜めに延在する略円筒形の搬送パイプで形成される汲み上げ搬送部５２を経て、トナーを現像器１０３に供給するような配置構成となっている。汲み上げ搬送部５２内には、汲み上げ搬送部５２の断面略中心を回転中心として回転可能に支持された搬送手段たる搬送スクリュー５１が配設されている。又、汲み上げ搬送装置５０は、ホッパー６０からのトナーを汲み上げ搬送部５２に受け取るための重力方向上方に開口した補給口５６と、汲み上げ搬送部５２から現像器１０３にトナーを供給するための重力方向下方に開口した供給口５７を有する。
【０１６３】
ホッパー６０は、内部に補給用のトナーを収容し、下方端部に設けられた落下口６１を介し、又これに連結された汲み上げ搬送装置５０の補給口５６を介して汲み上げ搬送部５２にトナーを供給する。
【０１６４】
そして、汲み上げ搬送装置５０は、適宜、装置本体１００に設けられた駆動手段としての駆動モータ（図示せず）から搬送スクリュー５１に駆動が伝達されることで、搬送パイプ５２内のトナーを図中矢印ｈ方向に搬送し、供給口５７、及びこれに連結された現像器２０３の受取口１０３ｅを介して、現像器２０３の現像容器２０３ｄ内にトナーを落下させて補給する。
【０１６５】
本実施例では、汲み上げ搬送装置５０は、制御手段（図示せず）が算出した補給量に応じて、駆動手段（図示せず）の駆動を制御することにより、搬送スクリュー５１の回転時間（＝回転量）にて現像器１０３に供給するトナー補給量を制御するように構成されている。斯かる補給量の算出方法及び制御方法は、本発明においては任意であり、斯界にて周知の如何なる方法を用いてもよい。
【０１６６】
このように、本実施例の画像形成装置１００では、汲み上げ搬送装置５０を利用してホッパー６０と現像器１０３とを略水平に配置する構成とすることで、装置の小型化が図られている。つまり、上述のホッパー６０と現像器１０３との配置構成は、図１２に示すように、画像形成部１００Ａを極力薄型化し、給紙カセット１１０、１１１の多段化を可能にして給紙容量の増大を図ったり、又画像形成装置１００自体の小型化を図ったりする場合に大変有効である。
【０１６７】
しかしながら、前述したように、現像剤搬送装置として汲み上げ搬送装置５０を用いると、汲み上げ搬送部５２の内壁面５２ａと、搬送スクリュー５１のスパイラルオーガ５４の外周面（側縁部）５４ｂとの間のクリアランスからの粉体抜けの影響により、搬送効率が極端に低下したり、例えば、ホッパー６０内のトナー残量が少なくなって、供給口５７の高さよりもホッパー６０内部のトナー粉面高さＨが低いような状況にて徐々に現像器１０３へのトナーの供給ができなくなったりすることがある。これらの現象は、トナーの補給精度に影響を及ぼし、画像安定性に対して多大なる影響を及ぼすことがある。
【０１６８】
そこで、本実施例においては、汲み上げ搬送装置５０として、実施例１にて説明した搬送スクリューのスパイラルオーガの先端部に帯状弾性マグネットを帯状に裁断して貼り付けた構成、実施例２にて説明した搬送パイプの内周壁面にシート状の弾性マグネットを略長方形に裁断して丸めて固設した構成を好適に使用する。又、実施例３にて説明したリング状のマグネット部材を補給口５６の近傍及び供給口５７の近傍に設けた場合でも十分に効果が得られる。
【０１６９】
ここでは、一例として、実施例２にて説明した粉体搬送装置の構成を採用するものとして更に説明する。
【０１７０】
つまり、図１３に示すように、本実施例では、搬送パイプ５２の内壁面５２ａに設けられた磁界発生手段たるシート状弾性マグネット５５に吸着された磁性粉体、本実施例では、磁性トナーが穂立ちして、搬送スクリュー５２のスパイラルオーガ５４の外周面５４ｂと、搬送パイプ５２の内壁面５２ａとの間のクリアランスを埋める構成とする。尚、上述のように、磁性粉体としては磁性キャリアを用いることもできる。特に、現像器２０３が現像剤として主に非磁性トナーと磁性キャリアとを備える２成分現像剤を用いる場合、磁性粉体として、好ましくは２成分現像剤が備える磁性キャリアと実質的に同じ磁性キャリアを使用して、搬送スクリュー５２のスパイラルオーガ５４の外周面５４ｂと、搬送パイプ５２の内壁面５２ａとの間のクリアランスを埋めるように穂立ちさせることができる。
【０１７１】
こうすることで、例えば、被搬送粉体が小粒径のトナーであり、又搬送方向が重力方向上方に斜めに向かう汲み上げ搬送装置５０であっても、搬送パイプ５２と搬送スクリュー５１のスパイラルオーガ５４の外周面５４ｂとのクリアランスからの粉体抜けの影響による搬送精度や搬送効率の低下を防ぐことができる。これにより、例えば、該粉体抜けの影響により汲み上げ搬送装置５０の補給口５６の近傍のトナー密度が高くなり、トナー詰まりを起こし易くなることはなく、搬送精度及び搬送効率に関する安全率は極めて高い。
【０１７２】
又、粉体抜けを防止するために搬送スクリュー５１と搬送パイプ５２の内壁面５２ａとの間のクリアランスを極限まで小さくする必要がないので、製造コストの低減を図ることができると共に、例えば低融点トナーを用いる場合であってもトナー塊の発生によるブロッキング、回転駆動負荷の増大、異音の発生等の問題も防止することができる。
【０１７３】
又、搬送スクリュー５１のスパイラルオーガ５４の搬送効率が格段に高まるので、ホッパー６０の粉面Ｈが汲み上げ搬送装置５０の供給口５７よりも低い場合でも、何ら問題なくトナーを汲み上げることができる。これにより、汲み上げ搬送装置５０の補給口５６の高さ位置をより低く設定することができ、フラッシング現象を防止し得ると共に、ホッパー６０の大容量化が可能であり、更には画像形成部１００Ａを薄くすることができるので画像形成装置の小型化をも図ることができる。
【０１７４】
更に、画像形成装置の高速化を図るために、汲み上げ搬送装置５０の搬送スクリュー５１の回転数が増大した場合であっても、搬送精度及び搬送効率が低下することなく、安定したトナー供給能力を発揮することができ、結果として、高画質維持特性を大幅に良化することができる。
【０１７５】
（具体例４）
汲み上げ搬送装置５０のより具体的な構成例をも参照して更に説明する。
【０１７６】
本実施例では、基本的には、実施例２にて説明した具体例２の粉体搬送装置を、本実施例の汲み上げ搬送装置の主要部として用いる。搬送パイプ５２は、傾斜していることを除いて、基本的には具体例２（即ち、具体例１）のものと同一構成であり、補給口５６と供給口５７との間の長手長さが具体例２（即ち、具体例１）と略同一とされている。又、搬送スクリュー５１、磁界発生手段５５、スクリュー回転速度も具体例２と同じである。尚、本例では、搬送パイプ５２の傾斜角度は、水平に対して４５度であった。又、ここでは、搬送量は０．５７ｇ／ｓとした。
【０１７７】
斯かる構成の汲み上げ搬送装置５０を用いて実際に現像剤の搬送性の確認を行ったが、ブロッキング、異音等のトナー塊による問題の発生はなく、極めて効率のよいトナー搬送を精度良く行うことができた。
【０１７８】
同様に、実質的に実施例１、実施例３にて説明した具体例１、具体例３のものと同じ粉体搬送装置を、本実施例における汲み上げ搬送装置５０として用いた場合も同様の結果が得られた。
【０１７９】
実施例５
次に、本発明に係る粉体搬送装置を画像形成装置における現像剤搬送装置として用いる他の例として、回転式現像装置（ロータリ）を有する多色画像形成装置２００に用いる一例について説明する。
【０１８０】
［画像形成装置の全体構成］
図１４は、本実施例の多色画像形成装置２００の概略断面を示す。本実施例の画像形成装置２００は、装置本体に設けられた原稿読み取り部或いは装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部ホスト機器からの画像情報信号に応じて、転写材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート、布などに電子写真方式を用いて多色画像を形成するカラー複写機である。
【０１８１】
画像形成装置２００は、主に、画像形成部２００Ａに、粉体搬送装置たる現像剤搬送装置を内部に有する現像手段としての回転式現像装置（ロータリ）２０１と、ロータリ２０１を用いて感光ドラム２１３上に順次に形成したトナー像を中間転写体たる中間転写ベルト２１９ａに順次に重ね合わせて転写した後に転写材Ｓに一括して転写する転写手段としての中間転写ユニット２１９と、を有し、多色画像を形成し得る点で実施例４の画像形成装置１００（図１１）と異なる。その他、原稿読み取り部２００Ｂ、給紙部２００Ｃ等において、実施例４の画像形成装置１００と同一若しくは実質的に同一の機能、構成を有する要素には、実施例４の画像形成装置１００のものと２桁の数字が同一の２００番台の符号を付して、重複する説明は省略する。
【０１８２】
図１５をも参照して、本実施例では、ロータリ２０１は、現像器支持体としての回転体２０１ａに、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤を用いるイエロー用現像器２０３Ｙ、マゼンタ用現像器２０３Ｍ、シアン用現像器２０３Ｃ、ブラック用現像器２０３Ｋを有している。又、ロータリ２０１は、詳しくは後述するように、各現像器２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋのそれぞれに連結された粉体搬送装置としての現像剤搬送装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋを有し、更にこれら現像剤搬送装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋを介して、現像剤補給容器（トナーボトル、トナーカートリッジ）８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋが各現像器２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋに装着されて、回転体２０１ａ及び装置本体１００に対して着脱可能に収容されている。
【０１８３】
中間転写ユニット２１９は、中間転写体として、駆動ローラ、支持ローラを含む複数のローラにかけ回された無端円環状の中間転写ベルト２１９ａを有する。中間転写ベルト２１９ａを介して感光ドラム２１３と対向する位置（一次転写位置）には、所定の一次転写バイアス電圧が印加されて、感光ドラム２１３から中間転写ベルト２１９ａへとトナー像を一次転写させる一次転写部材としての一次転写ローラ２１９ｂが設けられている。又、所定の二次転写バイアス電圧が印加されて、中間転写ベルト２１９ａ上のトナー像を中間転写ベルト２１９ａとの間（二次転写位置）に搬送されてきた転写材Ｓに二次転写させる二次転写部材としての二次転写ローラ２１９ｃが、中間転写ベルト２１９ａに対して離接可能に設けられている。更に、中間転写ベルト２１９ａ上の残トナーをクリーニングするベルトクリーナ２２０が中間転写ベルト２１９ａに対して離接可能に設けられている。
【０１８４】
本実施例の多色画像形成装置２００の動作を説明すると、例えば、フルカラー画像を形成する場合（フルカラーモード）には、実施例４の画像形成装置１００と同様にして読み取られた原稿画像の、色分解された画像情報信号に応じて、先ず、例えば、ブラック画像に対応する静電潜像が感光ドラム２１３上に形成される。そして、ロータリ２０１の回転体２０１ａが回転することによって、感光ドラム２１３と対向する現像位置に配置されたブラック用現像器２０３により、感光ドラム２１３上のブラック画像に対応した静電潜像は、黒色の現像剤を用いてトナー像として現像される。そして、感光ドラム２１３上に形成されたトナー像は、ポスト帯電器２１６によって電位が調整された後、一次転写位置で中間転写ベルト２１９ａ上に転写される。
【０１８５】
フルカラーモードの場合には、中間転写ベルト２１９ａ上に転写されたトナー像は、次のトナー像が重ね合わせて転写されるように、中間転写ベルト２１９ａを更に１回転する。この間、ロータリ２０１は、次のトナー像を形成する準備を始めるため、指定カラーの現像器を感光ドラム２１３に対向するよう図中矢印ｉ方向に回転し、感光ドラム２１３上に次に形成される静電潜像を現像する準備をする。
【０１８６】
こうして、フルカラーモードでは所定画像（色）数のトナー像が中間転写ベルト２１９ａ上に転写されるまで、静電潜像形成・現像・転写を繰り返す。
【０１８７】
中間転写ベルト２１９ａ上へトナー像が形成し終わるタイミングと同期するように、実施例４の画像形成装置１００と同様にして、二次転写位置に転写材Ｓ上が搬送され、又このタイミングに合わせて二次転写ローラ２１９ｃが中間転写ベルト２１９ａに当接される。そして、二次転写ローラ２１９ｃの作用にて、中間転写ベルト２１９ａから転写材Ｓに複数色のトナー像が一括して転写される。その後、実施例４の画像形成装置と同様にして永久画像が形成されて転写材Ｓが装置本体２００外に排出される。
【０１８８】
このようにして、給紙部２００Ｃから給送された転写材Ｓは、原稿読み取り部２００Ｂからの画像情報信号に従って画像形成部２００Ａによって画像が形成されて排出される。
【０１８９】
尚、例えば、白黒画像形成などの単色画像形成を行う場合は、所望の色のトナーを収容する現像器により感光ドラム２１３上に形成されたトナー像は、中間転写転写ベルト２１９ａ上に一次転写された後、直ちに転写材Ｓ上に二次転写され、転写材Ｓは、定着装置２０４によって定着処理を受けた後、装置本体２００外に排出される。この方式による単色画像形成はフルカラー画像形成に比べ４倍程度画像生産性が高い。
【０１９０】
又、本実施例においては、ロータリ２０１にはイエロー用現像器２０３Ｙ、マゼンタ用現像器２０３Ｍ、シアン用現像器２０３Ｃ、ブラック用現像器２０３Ｋの４色の色現像器を有しているが、本発明の主旨からしてロータリに搭載される現像器の数は、これに限定されるものでないことは言うまでもない。
【０１９１】
更に、例えば、実施例４の現像器１０３と同様に、単独に構成されたブラック用の現像器をロータリ２０１とは別に設け、白黒の画像形成をおこなう場合は、このブラック用現像器のみを用いて画像形成動作を行うことができる。
【０１９２】
［粉体搬送装置］
次に、図１６をも参照して、本実施例において特徴的な部分である、ロータリ２０１内に設けられた粉体搬送装置たる現像剤搬送装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋについて詳しく説明する。
【０１９３】
尚、各色用の現像器２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋ、現像剤搬送装置７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋ、及び現像剤補給容器８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋは、各色で同一の構成を有し、同様に動作するので、特に各色で区別を要しない場合は、何れかの色用のものであることを示すために符号に与えたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの添字は省略し、総括的に説明する。
【０１９４】
図１６は、現像器２０３の要部展開上視図を示す。現像器２０３の現像容器（現像器本体）２０３ａには、主に非磁性樹脂トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える二成分現像剤が収容されている。現像容器２０３ａは、感光ドラム２１３に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ２０３ｂが回転可能に配置されている。現像スリーブ２０３ｂは、磁界発生手段である固定マグネットロールを内包しており、このマグネットロールの発生する磁気力により現像剤を現像スリーブ２０３ｂ上に拘束すると共に、回転することにより現像領域に搬送し、ここで穂立ちした磁気ブラシを感光ドラム２１３に近接若しくは接触させる。そして、現像時に、現像スリーブ２０３ｂに所定の現像バイアス電圧が印加され、これにより現像スリーブ２０３ｂと感光ドラム２１３との間に形成される電界によって、感光ドラム２１３上に形成された静電潜像に応じて、現像剤中のトナーが、現像スリーブ２０３ｂから感光ドラム２１３に供給され、感光ドラム２１３上にトナー像が形成される。静電潜像を現像した後の現像スリーブ２０３ｂ上の現像剤は、現像スリーブ２０３ｂの回転にしたがって搬送され、現像容器２０３ａ内に回収される。
【０１９５】
現像容器２０３ａ内の現像剤は、現像剤攪拌搬送部材である第１現像剤循環スクリュー２０３ｃ１（現像スリーブ２０３ｂに近い側）、第２現像剤循環スクリュー２０３ｃ２（現像スリーブ２０３ｂから遠い側）により現像容器２０３ａ内を循環し、混合攪拌される。第１現像循環スクリュー２０３ｃ１及び第２現像循環スクリュー２０３ｃ２は、現像スリーブ８と略平行に配設され、現像剤循環の方向は、本実施例では、第１現像剤循環スクリュー２０３ｃ１が図中矢印ｍ方向、第２現像剤循環スクリュー２０３ｃ２が図中矢印ｌ方向である。現像容器２０３ａ内には、現像容器２０３ａを略二分して、それぞれ第１現像剤循環スクリュー２０３ｃ１、第２現像剤循環スクリュー２０３ｃ２が設けられる空間（半円筒形状）を仕切るように、仕切壁２０３ｄが設けられているが、この仕切壁２０３ｄの長手方向の端部は現像容器２０３ａの内側壁まで達しておらず、連通部が形成されている。従って、この連通部を介して第１現像剤循環スクリュー２０３ｃ１と第２現像剤循環スクリュー２０３ｃ２との間で現像剤の受け渡しが成されるようになっている。
【０１９６】
図１６に示すように、現像器２０３には、粉体搬送装置たる現像剤搬送装置７０を介して、現像剤補給容器８０が接続される。現像剤搬送装置８０は、現像剤搬送部として、略水平に延在する略円筒形の搬送パイプ７２を有する。搬送パイプ７２の一方の端部には、現像剤補給容器８０から被搬送粉体としてのトナーを受け取るための重力方向上方に開口した補給口７６が設けられ、他方の端部には現像器２０３にトナーを供給するための重力方向下方に開口した供給口７７が設けられている。搬送パイプ７２内には、搬送パイプの断面略中心を回転中心として回転可能に支持された搬送手段たる搬送スクリュー７１が配設されている。
【０１９７】
一方、現像剤補給容器６０は、略円筒形の現像剤収容部８１内に補給用現像剤として補給用のトナーを収容している。現像剤収容部８１内には、回転軸８２ａを中心として回転する螺旋状の搬送部８２ｂを備えた補給スクリュー８２が設けられている。そして、適宜、装置本体２００に設けられた駆動手段（図示せず）から補給スクリュー８２に駆動が伝達されることで、現像剤収容部８１内のトナーは、図中矢印ｊ方向に搬送されて、現像剤搬送装置７０の補給口７６に連結された落下口８３を通して補給用のトナーを現像剤搬送装置７０の搬送パイプ７２内に供給する。
【０１９８】
そして、現像剤搬送装置７０は、適宜、装置本体２００に設けられた駆動手段としての駆動モータ（図示せず）から搬送スクリュー７１に駆動が伝達されることで、搬送パイプ７２内のトナーを図中矢印ｋ方向に搬送し、供給口７７、及びこれに連結された現像器２０３の受取口２０３ｅを介して、現像器２０３の現像容器２０３ａ内にトナーを落下させて補給する。
【０１９９】
本実施例では、現像剤搬送装置７０は、制御手段（図示せず）が算出した補給量に応じて、駆動手段（図示せず）の駆動を制御することにより、搬送スクリュー７１の回転時間（＝回転量）にて現像器２０３に供給するトナー補給量を制御するように構成されている。斯かる補給量の算出方法及び制御方法は、実施例４と同様、本発明においては任意であり、斯界にて周知の如何なる方法を用いてもよい。
【０２００】
前述したように、ロータリ２０１を非常に高速に回転させることで、画像形成装置の高速化、画像生産性の向上を図ることができる。しかしながら、高速化を進めて、ロータリ２０１を高速回転すればするほど、回転起動・停止時の衝撃が大きくなる。又、前述したように、高画質化のために、現像剤たるトナーの粒径を小さくすると、ロータリ２０１の回転起動・停止時に、搬送パイプ７２内部のトナーの挙動は、ほぼ液体と同等になる、所謂、液状化現象が発生して、搬送パイプ７２と搬送スクリュー７１の外周面との間のクリアランスからの粉体抜けの影響により、搬送スクリュー７１を回転していないにも拘わらず、現像剤搬送装置７０から現像器２０３の内部に予期せぬトナーが供給されてしまうことがある。
【０２０１】
又、前述のように、近年、高画質化を図るために、使用されるトナーの粒径は小さくなってきている。更に、現像器２０３へのトナー補給精度も高いものが要求される。そして、更に高生産性が求められた場合には、ロータリ２０１を高速に回転して、各色の現像開始に備える必要がある。これは、現像を開始する前に十分に現像スリーブ２０３ｂを回転させ、現像スリーブ２０３ｂのトナーコート状態を安定させ、且つ、第１、第２の現像剤循環スクリュー２０３ｃ１、２０３ｃ２を十分に回転させて攪拌状態を安定化させておくためである。
【０２０２】
しかしながら、このようにロータリ２０１を高速に回転させた場合においては、先述のように、トナーの液状化現象が発生して、搬送パイプ７２の内壁面７２ａと搬送スクリュー７１のスパイラルオーガ７４の外周面７４ｂとのクリアランスからの粉体抜けにより、予期せぬトナーが現像器２０３の内部に供給されてしまう場合がある。これでは要求されるトナー補給精度は満足できず、画像安定性に対して多大なる影響を及ぼすことがある。
【０２０３】
そこで、本実施例においては、現像剤搬送装置７０として、実施例１にて説明したスパイラルオーガの先端部にシート状弾性マグネットを帯状に裁断して貼り付けた構成、実施例３にて説明したリング状のマグネット部材を補給口７６の近傍及び供給口７７の近傍に設けた構成が好適である。又、実施例２にて説明した搬送パイプの内周壁面にシート状の弾性マグネットを略長方形に裁断して丸めて固設した場合でも十分に効果が得られる。
【０２０４】
ここでは一例として、実施例１にて説明した粉体搬送装置の構成を採用するものとして更に説明する。
【０２０５】
つまり、図１６に示すように、本実施例では、搬送スクリュー７１のスパイラルオーガ７４の外周面（先端部）７４ｂに、磁界発生手段としてシート状の弾性マグネットを帯状に裁断したもの（帯状弾性マグネット）７５を貼り付ける。そして、この帯状弾性マグネット７５に吸着された磁性粉体、本実施例では、磁性キャリア、好ましくは２成分現像剤が備えるものと実質的に同じ磁性キャリアが穂立ちして、搬送スクリュー７１のスパイラルオーガ７４の外周面７４ｂと、搬送パイプ７２の内壁面７２ａとの間のクリアランスを埋める構成とする。尚、現像剤として磁性トナーを用いる場合、磁性粉体としてこの磁性トナーを使用して、搬送スクリュー７１のスパイラルオーガ７４の外周面７４ｂと、搬送パイプ７２の内壁面７２ａとの間のクリアランスを埋めるように穂立ちさせることができる。
【０２０６】
こうすることで、例えば、被搬送粉体が小粒径のトナーであっても、搬送スクリュー７１のスパイラルオーガ７４の搬送効率及び搬送精度は格段に高まり、更には微小な回転補給制御を行った場合でも、ほぼ狙い通り現像器２０３に対してトナーを供給することができる。これにより、ロータリ２０１の回転速度を大きく設定したときに、ロータリ２０１の回転起動・停止時の衝撃等によりトナーの液状化現状が置き易い状況に成った場合でも、フラッシング現象を防止すると共に、搬送効率及び搬送精度が低下するのを防止することができ、高画質化を達成しつつも高速化を図ることが可能である。
【０２０７】
又、粉体抜けを防止するために搬送スクリュー７１と搬送パイプ７２の内壁面７２ａとの間のクリアランスを極限まで小さくする必要がないので、製造コストの低減を図ることができると共に、例えば低融点トナーを用いる場合であってもトナー塊の発生によるブロッキング、回転駆動負荷の増大、異音の発生等の問題も防止することができる。
【０２０８】
更に、更なる画像形成装置の高速化を狙った場合には、ロータリ２０１が、所望の色用の現像器２０３が感光ドラム２１３と対向した現像位置にある現像ポジションに停止していられる時間間隔が短くなり、現像器２０３に対して１回当たりに供給可能な補給時間が制限される。しかし、本実施例によれば、これに対応するために、搬送スクリュー７１の回転数が増大した場合であっても、搬送精度及び搬送効率が低下することなく、安定したトナー供給能力が発揮でき、結果として、高画質化維持特性を大幅に良化することができる。
【０２０９】
（具体例５）
ロータリ２０１内に設けられる現像剤搬送装置７０のより具体的な構成例をも参照して更に説明する。
【０２１０】
本実施例では、基本的には、実施例１にて説明した具体例１の粉体搬送装置を、ロータリ２０１内に設けられる現像剤搬送装置７０の主要部として用いる。搬送パイプ７２は、基本的には具体例１のものと同一構成であり、補給口７６と供給口７７との間の長さが具体例１と略同一とされている。又、搬送スクリュー７１、磁界発生手段７５、スクリュー回転速度も具体例１と同じである。尚、本例では、ロータリ回転速度は、最速で１２５ｒ．ｐ．ｍ．であった。
【０２１１】
斯かる構成の現像剤搬送装置７０を用いて実際に現像剤の搬送性の確認を行ったが、フラッシング現象、更にはブロッキング、異音等のトナー塊による問題の発生はなく、極めて効率のよいトナー搬送を精度良く行うことができた。
【０２１２】
同様に、実質的に実施例２、実施例３にて説明した具体例１、具体例３のものと同じ粉体搬送装置を、ロータリ２０１内に設ける現像剤搬送装置７０として用いた場合も同様の結果が得られた。
【０２１３】
尚、本実施例では、現像剤補給容器から補給用の現像剤としてトナーを補給するものとして説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、現像剤補給容器から、補給用の現像剤として、主にトナーとキャリアとを備える二成分現像剤を補給するオートキャリアリフレッシュ（トリクル現像方式・オートリフレッシュなどの）技術を用いた現像装置における現像剤搬送装置にも好適に適用することができる。これにより、被搬送粉体としての二成分現像剤は微少の磁性キャリア粉を有しているので、搬送パイプ（搬送部）と搬送スクリュー（搬送手段）との間のクリアランスを埋める磁性粉体が経時的に剥がれ落ちてしまっても、常時搬送粉体側より磁性粉体の供給が行われるため好都合である。被搬送粉体としての現像剤に磁性キャリアが５〜３０％、より好ましくは８〜２０％含まれて入れば、本発明の効果を継続的に得るのに何ら問題ない。
【０２１４】
例えば、図１７、図１８を参照して、オートキャリアリフレッシュ技術を採用した現像装置の一例を説明すると、現像容器２０３ａ容器内の現像剤の循環方向において、補給用現像剤の受取口２０３ｅよりも上流側に、例えば上方に開口した現像剤の排出口を設ける。この排出口２０３ｆには、例えば、現像器２０３が感光ドラム２１３と対向した現像位置Ｐ１にある時のみ開状態となるような、重力によって回動するシャッター２０３ｇを設ける。又、ロータリ２０１の回転体２０１ａに、現像位置Ｐ１に位置する現像器の排出口２０３ｆと連通する排出路２０１ｄを設け、更に、回転体２０３の回転中心軸２０１ｂの内部に、この排出路と連通する排出現像剤搬送路２０１ｃを設ける。
【０２１５】
そして、現像器２０３が現像位置Ｐ１にあるときに、現像剤補給容器から補給用の現像剤として所定の比率（例えば、主にトナーから成る組成に若干キャリアを混合したものなど）のトナーとキャリアとを備える二成分現像剤を、上記同様にして現像剤補給容器８０から現像器２０３に補給する。これにより、余分に成ったキャリアが、上記排出口２０３ｆからオーバーフローして、上記排出路２０１ｄを介して排出現像剤搬送路２０１ｃに排出される。そして、例えば、排出現像剤搬送路２０１ｃ内に設けられた搬送手段たる搬送スクリュー等によって、排出現像剤を該搬送路の長手端部に向かって搬送し、例えば、該端部に配置された回収容器に回収する。
【０２１６】
尚、上記実施例４、５においては、本発明に係る粉体搬送装置を現像剤搬送装置に用いる例を挙げて説明したが、これを廃現像剤等の粉体搬送装置に用いても効果として全く同じであることは言うまでもない。
【０２１７】
実施例６
次に、本発明に係る更に他の実施例について説明する。本実施例は、第１〜第３の実施例における粉体搬送装置を、現像器内部の現像剤搬送装置として用いる例について説明する。
【０２１８】
図１９は、本実施例における現像剤搬送装置を備えた現像器３０３の要部構成を示す。本実施例の現像器３０３は、例えば、実施例４の画像形成装置１００の現像器として用いうるものである。
【０２１９】
現像器３０３は、実施例４にて説明した現像器と同様の基本構成を有するものであり、本実施例では、実質的に樹脂トナー粒子のみから成る（通常通り外添剤等を含んでいてよい）一成分磁性現像剤（トナー）を用いる。現像器３０３は、現像容器（現像器本体）３０３ａの現像対象（例えば、感光ドラム）に対向した部分が一部開口しており、この開口部から一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ３０３ｂが回転可能に配置されている。現像スリーブ３０３ｂは内部に磁界発生手段として固定マグネットロールを有し、このマグネットロールの発生する磁気力によりトナーをその表面に拘束すると共に、回転して、現像対象に対向する現像領域にトナーを搬送する。
【０２２０】
本実施例では、現像器３０３は、現像容器３０３から成る搬送部７２と、搬送手段としての現像スリーブ３０３ｂにトナーを供給する供給攪拌搬送部材９１ａ、現像容器３０３ａ（搬送部９２）の内部のトナーを攪拌する攪拌搬送部材９１ｂ及びこれら搬送手段にトナーを供給する供給スクリュー９１ｃと、を備えた、粉体搬送装置たる現像剤搬送装置９０を有する。
【０２２１】
図２０をも参照して、供給攪拌搬送部材９１ａは、長手両端部で回転可能に現像容器３０３ａに支持された回転軸９３ａと、この回転軸９３ａの長手長さの略半分の長さで長手方向に延在し、それぞれ回転軸９３ａの軸線方向に略垂直な方向に反対側に回転軸９３ａから突出する翼部９４ａとを有する。又、攪拌搬送部材９１ｂは、長手両端部で回転可能に現像容器３０３ａに支持された回転軸９３ｂと、この回転軸９３ｂの長手長さの略半分の長さで長手方向に延在し、それぞれ回転軸９３ｂを介して反対側にて回転軸９３ｂと所定の間隔を開けて略平行に延在するパドル部９４ｂと、を有する。更に、供給スクリュー９１ｃは、長手両端部で回転可能に現像容器３０３ａに支持された回転軸９３ｃと、この回転軸９３ｃの長手略全域にわたり螺旋状に設けられたスパイラルオーガ９４ｃとを有する。
【０２２２】
そして、本実施例では、現像器３０３の現像容器３０３ａ（搬送部９２）の底面９２ａには、磁界発生手段９５が配設される。これにより、本実施例では、現像容器３０３ａ（搬送部９２）の底面９２ａと、供給攪拌搬送部材９１ａの翼部９４ａの先端部９４ａ１、攪拌搬送部材９１ｂのパドル９４ｂの先端部９４ｂ１及び供給スクリュー９１ｃのスパイラルオーガ９４の外周面（先端部）９４ｃ１との間の空間を、現像容器３０３ａ（搬送部９２）の底面９２ａに設けられた磁界発生手段９５の磁力により拘束された磁性粉体Ｍでシールする構成とする。
【０２２３】
磁界発生手段９５としては、上記それぞれの搬送手段の先端部９４ａ１、９４ｂ１、９４ｃ１と現像容器３０３ａ（搬送部９２）の底面９２ａとの間を磁界発生手段９５の磁気力により穂立ちした磁性粉体Ｍでシールする、好ましくは、それぞれの間のクリアランスＣ２が磁性粉体Ｍの穂立ちで埋まるように磁性粉体Ｍを磁気拘束し得るものであれば、入手可能な如何なる形態のものであってもよい。
【０２２４】
斯かる磁界発生手段９５は、現像容器３０３ａ（搬送部９２ａ）の長手方向に沿って完全に連続して磁性粉体Ｍを拘束するものに限定されるものではなく、例えば、現像容器３０３ａ（搬送部９２ａ）の長手方向に沿って磁束密度が実質的に０から極大の間で繰り返すような、実質的に連続或いは断続的なものであってもよい。
【０２２５】
本実施例では、底面９２ａへの取り付けの容易性等の点で好適な、シート状の弾性マグネット９５を用いる。図２１をも参照して、本実施例では、シート状弾性マグネット９５は、現像容器３０３ａ（搬送部９２ａ）の底部に形成された、底面９２ａの半円筒状の３つの領域に貼付され、それぞれ供給攪拌搬送部材９１ａ、攪拌搬送部材９１ｂ及び供給スクリュー９１ｃの長手方向略全域にわたって配置される。つまり、３枚の略長方形のシート状弾性マグネット９５ａ、９５ｂ、９５ｃが、仕切り壁９２ｃ１、９２ｃ２を形成するように連続した、底面９２ａの３つの半円筒状の領域に配置されている。本実施例では、シート状弾性マグネット９５は、固定手段として接着剤を用いて固定した。本実施例では、実施例２と同様に、現像容器３０３ａの長手方向にＮ極とＳ極とが配列するような磁極配置とした。
【０２２６】
尚、本実施例においては、この略長方形のシート状の弾性マグネット９５を３枚使用するものとしたが、本発明の趣旨からして、このシート枚数は限定されるものではないことは自明である。
【０２２７】
斯かる構成の現像器３０３の動作を説明すると、先ず、現像器３０３には、図１９に示すように、重力方向上方に開口した補給口９６が、供給スクリュー９１ｃの長手方向一端部近傍の上部に設けられており、この補給口９６を介して現像剤補給装置（図示せず）からトナーが現像装置３０３に供給される。供給されたトナーは、供給スクリュー９１ｃにより現像容器３０３ａ（搬送部９２ａ）の内部に送り込まれ、仕切り壁９２ｃ２、９２ｃ１を乗り越えて徐々に現像スリーブ３０３ｂ側に受け渡されていく。
【０２２８】
この際、本実施例では、現像容器３０３ａ（搬送部９２ａ）の底面９２ａにシート状弾性マグネット９５ｃが貼り付けられ、磁性粉体Ｍ、本実施例では、磁性トナーが穂立ちして、底面９２ａと供給スクリュー９１ｃとの間のクリアランスが埋められているので、搬送効率が良く、安定した均一補給制御が可能となっている。尚、上述のように、磁性粉体としては磁性キャリアを用いることもできる。特に、現像器３０３が、現像剤として主に非磁性トナーと磁性キャリアとを備える２成分現像剤を用いる場合、磁性粉体として、好ましくは２成分現像剤が備える磁性キャリアと実質的に同じ磁性キャリアを使用して、底面９２ａと供給スクリュー９１ｃとの間のクリアランスを埋めるように穂立ちさせることができる。
【０２２９】
次いで、攪拌搬送部材９１ｂに供給されたトナーは、この攪拌搬送部材９１ｂにより十分に攪拌されて、供給攪拌搬送部材９１ａ側に受け渡される。この際も、上記同様、現像容器３０３ａ（搬送部９２ａ）の底面９２ａにシート状弾性マグネット９５ｂが貼り付けられ、磁性粉体Ｍにより底面９２ａと攪拌搬送部材９１ｂとの間のクリアランスが埋められているので、同様に搬送効率が良く、安定した均一補給制御が可能となっている。
【０２３０】
更に、供給攪拌搬送部材９１ａに供給されたトナーは、この供給攪拌搬送部材９１ａにより十分に攪拌搬送されて、最終的には現像スリーブ３０３ａに受け渡される。この際も、上記同様、現像容器３０３ａ（搬送部９２ａ）の底面９２ａにシート状弾性マグネット９５ａが貼り付けられ、磁性粉体Ｍにより底面９２ａと供給攪拌搬送部材９１ａとの間のクリアランスが埋められているので、同様に搬送効率が良く、安定した均一補給制御が可能となっている。
【０２３１】
以上の動作を行うことで、本実施例の現像器３０３は、非常に安定した現像スリーブ３０３ｂのトナーコート状態を保つことができ、高画質化を図ることができる。
【０２３２】
又、高画質化等のために現像スリーブ３０３ａの周速が高まり、合わせて供給攪拌搬送部材９１ａ、攪拌搬送部材９１ｂ及び供給スクリュー９１ｃの回転数が高まった場合においても、搬送効率を低下させること無く、安定した画像維持特性を達成することができる。尚、現像スリーブ３０３ａの周速を高めると、単位時間当たりに現像対象（例えば、感光ドラム）に供給できるトナー量が増え、濃度の安定化が図れるため、高画質化を図ることができる。
【０２３３】
より具体的には、本実施例では、磁界発生手段９５として、上記具体例２にて使用したシート状弾性マグネットと同様のフェライト系ゴムマグネットを、底面９２ａの半円筒形の領域の略全域に貼り付けた。又、本実施例では、各搬送手段と磁界発生手段９５とのクリアランスは１．０ｍｍであった。
【０２３４】
尚、本実施例においては、現像器３０３は、特に色の限定をせずに説明したが、本発明の主旨からして現像器の色は限定されるものではなく、又斯かる現像器は、例えば、実施例４にて説明した画像形成装置１００の現像器として単独で用いてもよいし、多色画像形成装置に複数設けて用いてもよいことは言うまでもない。
【０２３５】
又、本実施例では、実施例２にて説明した粉体搬送装置と同様に、搬送部の壁面に磁界発生手段を備える態様について説明したが、これに限定されるものではなく、実施例１若しくは実施例３にて説明した粉体搬送装置と同様に、搬送手段の外周面（先端部）に磁界発生手段を設けてもよいし、又搬送部の外壁面９２ｂ側に磁界発生手段を設けて搬送部内部に磁力を作用させる構成としてもよいことは、以上の開示から明白である。
【０２３６】
更に、現像器自体に本発明に従う現像剤搬送装置を設ける態様は、本実施例のものに限定されるものではない。例えば、実施例５にて説明した画像形成装置２００が備える現像器２０３の、第１、第２の現像剤循環スクリュー２０３ｃ１、２０３ｃ２（図１６）に本発明を適用することもできる。この場合も、実施例１にて説明したように、各スクリュー２０３ｃ１、２０３ｃ２のスパイラルオーガの先端部に磁界発生手段を設ける構成、実施例２にて説明したように、搬送部たる現像容器２０３ａの底面に磁界発生手段を設ける構成、実施例３にて説明したように搬送部たる現像容器２０３ａの外壁面側に磁界発生手段を適宜設ける構成のいずれを用いてもよい。
【０２３７】
以上、本発明を、いくつかの特定の実施形態に即して説明したが、本発明は当該実施例における構成に限定されるものではないことを理解されたい。本発明の趣旨からして本明細書の開示から容易に類推される類似構成は、本発明の範囲に含まれる。
【０２３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、粉体の搬送効率、搬送精度を向上することができる。本発明によれば、粉体の搬送過程における摺擦による粉体の塊の発生を防止することができる。又、搬送部と該搬送部内に設けられる搬送手段との間のクリアランスを可及的に小さくすることが不要であり、低コスト化が可能であると共に、搬送過程における粉体の塊の発生を防止することができる。更に、画像形成装置における現像剤搬送装置として用いた場合に、低コスト化を図ることができると同時に、高画像生産性を有しながら高画質維持安定性に優れ、しかも簡易な構成にてこれらを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に斯かる粉体搬送装置の一実施例の要部概略断面構成図である。
【図２】図１の粉体搬送装置の搬送パイプと粉体搬送スクリューとの関係をより詳しく示す要部拡大図である。
【図３】図１の粉体搬送装置が備える帯状弾性マグネットの磁極配置を説明するための要部概略斜視図である。
【図４】図１の粉体搬送装置が備える帯状弾性マグネットにより生成される磁力線状態を説明するための概略断面図である。
【図５】シート状の弾性マグネット素材の切り出し精度を説明するための模式図である。
【図６】本発明に斯かる粉体搬送装置の他の実施例の要部概略断面構成図である。
【図７】図６の粉体搬送装置の搬送パイプと搬送スクリューとの関係をより詳しく示す要部拡大図である。
【図８】図６の粉体搬送装置が備えるシート状弾性マグネットの配置構成を説明するための要部概略斜視図である。
【図９】本発明に係る粉体搬装置の更に他の実施例の要部概略断面構成図である。
【図１０】図９の粉体搬送装置の搬送パイプと粉体搬送スクリューとの関係を説明するための要部拡大図である。
【図１１】本発明を適用し得る画像形成装置の一実施例の概略断面図である。
【図１２】図１１の画像形成装置が備える汲み上げ搬送装置の配置状態を説明するための画像形成装置の概略断面図である。
【図１３】図１１の画像形成装置が備える汲み上げ搬送装置の要部概略断面構成図である。
【図１４】本発明を適用し得る画像形成装置の他の実施例の概略断面図である。
【図１５】図１４の画像形成装置が備える回転式現像装置（ロータリ）の概略断面図である。
【図１６】図１４の画像形成装置が備える回転式現像装置（ロータリ）内に設けられる現像剤搬送装置を説明するための要部展開上視図である。
【図１７】図１４の画像形成装置が備え得るオートキャリアリフレッシュ機構を備えた回転式現像装置（ロータリ）の概略断面図である。
【図１８】図１４の画像形成装置が備え得るオートキャリアリフレッシュ機構を備えた回転式現像装置（ロータリ）内に設けられる現像剤搬送装置を説明するための要部展開上視図である。
【図１９】本発明に従う粉体搬送装置を備える現像器の要部概略断面図である。
【図２０】図１９の現像器の要部展開上視図である。
【図２１】図１９の現像器が備えるシート状弾性マグネットの配置構成を説明するための要部概略斜視図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０            粉体搬送装置
１１、２１、３１            搬送スクリュー（搬送手段）
１２、２２、３２            搬送パイプ（搬送部）
１５、２５、３５            磁界発生手段（マグネット）
３６、７６                  補給口
３７、７７                  供給口
１０３、２０３、３０３      現像器
２０１                      ロータリ（回転式現像装置）
Ｓ                          転写材
Ｐ                          被搬送粉体
Ｇ                          磁力線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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