(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置において粉体収納容器から搬送経路を介して粉体を吸引して現像装置に搬送する吸引型１軸偏芯スクリューポンプであって、
雌ネジ状で螺旋状の穴部を備えたステータと、前記螺旋状の穴内に配置され駆動源に接続された駆動軸で回転駆動される雄ネジ状のロータと、
これらステータとロータを収容し、かつ前記搬送経路を介して搬送された粉体が吸引される吸引口を備えたハウジングと、
を備え、
前記ロータの外径寸法で定まるロータ外径中心と、前記ステータの穴部内径寸法から定まるステータ内径中心との偏芯量が、前記駆動軸の軸芯と前記ロータ外径中心との偏芯量よりも大きく設定され、
前記ロータの回転により前記ステータ及び前記ハウジングを振動させる、
ことを特徴とする吸引型１軸偏芯スクリューポンプ。
【請求項２】
前記ロータと前記駆動軸とが１部品として構成されていることを特徴とした請求項１記
載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプ。
【請求項３】
前記ステータはハウジング内に配置され、前記搬送経路の少なくとも一部は前記ハウジ
ングと一体として形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の吸引型１軸偏芯
スクリューポンプ。
【請求項４】
前記吸引口と前記粉体収納容器とが剛性的に接続されていることを特徴とする請求
項１乃至３のいずれか記載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプ。
【請求項５】
前記駆動源を駆動制御する駆動制御装置を備え、駆動制御装置は駆動源によるロータの
１回の駆動回転角度を１８０°以上とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記
載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプ。
【請求項６】
前記現像装置とは柔的に結合されていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか記載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプを備えていることを特徴とする粉体トナー搬送装置。
【請求項８】
請求項７記載の粉体トナー搬送装置を備える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】
本発明は吸引型１軸偏芯スクリューポンプ、粉体トナー搬送装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、粉体トナー収納容器に振動を与え、トナーの流動化を促進させるものが記載されている。即ち、特許文献１には、粉体トナーを、フレキシブルな素材で作成され６０％以上減容可能な容器に充填し、この容器に充填されたトナーを吸引ポンプによって空気流とともに吸引し輸送して、画像形成装置の現像部に導くに当たって、該粉体トナーは着色母体粒子及び外添加剤で構成され、粉体トナーが収納されているトナー収納手段に振動又は衝撃を与えて該粉体トナーの流動化を促進させるものが記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、搬送経路を揺動してトナーの架橋状態の発生を防止するものが記載されている。即ち、特許文献２には、クリーニング手段により回収した回収トナー又は補給された新規のトナーを吐出する吐出手段５と、吐出手段の吐出口から吐出されたトナーを排出する排出手段と、吐出口から吐出されたトナーを斜め下方に配置された排出口に搬送するように斜め下方へ傾斜して配置された搬送ハウジングと、搬送ハウジング内に形成されて吐出口から斜め下方に配置された排出口にトナーを搬送するトナー搬送経路と、トナー搬送経路を揺動してトナーの架橋状態の発生を防止する揺動手段と、揺動手段を揺動駆動する揺動駆動手段とトナー搬送経路を塞ぐ様に配置されたトナー濾し部材と、からなるものが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−００６５３６
【特許文献２】特開２００１−１５４５５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来の技術においては、粉体収納容器に振動又は揺動を与えて粉体トナーの流動化を促進させるため、振動発生源や、揺動発生源を別個に設ける必要があり、装置の構成部材の点数が増えたり、振動付加タイミングの制御を行うための手段を別に設けたりする必要がありコストが嵩むという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、別部材としての振動揺動発生手段を設けることなく、粉体の凝集体を崩すことができ搬送経路全体に生じる隙間を埋めて、粉体搬送できなくなる状態の発生を防止できる吸引型１軸偏芯スクリューポンプ、粉体トナー搬送装置、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】
【０００６】
請求項１の発明は、
画像形成装置において粉体収納容器から搬送経路を介して粉体を吸引して現像装置に搬送する吸引型１軸偏芯スクリューポンプであって、
雌ネジ状で螺旋状の穴部を備えたステータと、前記螺旋状の穴内に配置され駆動源に接続された駆動軸で回転駆動される雄ネジ状のロータと、
これらステータとロータを収容し、かつ前記搬送経路を介して搬送された粉体が吸引される吸引口を備えたハウジングと、
を備え、
前記ロータの外径寸法で定まるロータ外径中心と、前記ステータの穴部内径寸法から定まるステータ内径中心との偏芯量が、前記駆動軸の軸芯と前記ロータ外径中心との偏芯量よりも大きく設定され、
前記ロータの回転により前記ステータ及び前記ハウジングを振動させる、
ことを特徴とする吸引型１軸偏芯スクリューポンプである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプにおいて、前記ロータと前記駆動軸とが１部品として構成されていることを特徴とした。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプにおいて、前記ステータはハウジング内に配置され、前記搬送経路の少なくとも一部は前記ハウジングと一体として形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプにおいて、前記吸引口と前記粉体収納容器とが剛性的に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプにおいて、前記駆動源を駆動制御する駆動制御装置を備え、駆動制御装置は駆動源によるロータの１回の駆動回転角度を１８０°以上とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれか記載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプにおいて、前記現像装置とは柔的に結合されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか記載の吸引型１軸偏芯スクリューポンプを備えていることを特徴とする粉体トナー搬送装置である。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項７記載の粉体トナー搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、吸引型１軸偏芯スクリューポンプに別個の部材装置を取り付けることなく、トナーが経路内の一部に凝集し、空気の通り道ができ、粉体搬送できなくなる状態を解決できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１６】
以下実施例として、本発明を粉体トナー搬送装置を備えた画像形成装置に適用した場合について説明する。図１は実施例に係る粉体トナー搬送装置の構成を示す概略断面図である。本例は、従来公知の電子写真法による画像形成装置の現像装置１により不図示の感光体にトナー像を形成する。現像装置１には、その一部に吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２を具備し、吸引型粉体ポンプである吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２の作動により現像装置１内にトナーが供給される。
【００１７】
図２は実施例に係る吸引型１軸偏芯スクリューポンプの構成を示す概略断面図である。吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２は、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状につくられたロータ２ｄ、ゴム材料で内側が２条のスクリュー形状に成形され、固定設置されるステータ２ｂ、これらを包みかつ粉体の移送路を形成する樹脂材料などで成形されたハウジング２ｃよりなる。ロータ２ｄは、駆動モータ２ｅに駆動軸２ａと一体に形成されている。また、ハウジング２ｃにはトナー収納容器３から吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２へ粉体トナーを搬送する搬送経路２ｆが一体に形成されている。また、本例ででは、吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２は、前記搬送経路２ｆ及び吸引口以外の部位で粉体トナー搬送装置に固定される。
【００１８】
このような吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２では、駆動モータ２ｅの回転駆動によるロータ２ｄの回転により強い自吸力（吸引圧）が生じ、トナー収納容器３から嵌合部（ノズル）６を通してトナーを吸引することが可能となる（図１参照）。
【００１９】
このようなトナー供給装置の駆動、制御は、従来公知の現像剤濃度検知・制御方式を用いている。これは現像装置の一部に設けられた不図示の透磁率検出器に基づき現像装置内のトナーとキャリアの混合比の変化を検知し、トナー量が少ないと検知されると粉体ポンプの駆動軸２ａが回転駆動し吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２が作動する。粉体ポンプにより現像装置内に移送されてきたトナーがある一定量以上となると透磁率検出器の信号にて駆動を遮断し粉体ポンプの作動を停止する。これ以外の方法として感光体上のトナー像の反射濃度を検知し同様のトナー補給量を制御する方法等、従来周知の技術を転用することも可能である。
【００２０】
トナー搬送部材であるチューブ４は、内径φ４〜１０のチューブ状で、フレキシブルでかつ耐トナー性に優れたゴム材料（ｅｘポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等）やプラスチック材料（ポリエチレン、ナイロン等）を用いることが非常に有効である。
【００２１】
吸引されたトナーは、現像装置１の一部に設けられたトナー導入孔１ａから、現像装置内に落下し、さらに不図示の撹拌スクリューにより現像部に移送される。２成分現像方式を用いた場合は、この移送行程中に補給されたトナー（吸引されたトナー）は現像装置内の現像剤と撹拌・混合され、均一な剤濃度と適正な帯電量となる。
【００２２】
本例に係る吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２では、ロータ２ｄの回転駆動により吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２自体に振動が生じるよう構成されている。以下この振動丹生のメカニズムについて説明する。図３は吸引型１軸偏芯スクリューポンプのロータとステータの関係を示す図２中Ａ−Ａ線に相当する断面図、図４は一般的な吸引型１軸偏芯スクリューポンプを示す概略断面図である。
【００２３】
吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２において、ロータ２ｄの外径で定まるロータ外径中心Ｏ１と、ステータ２ｂの穴部の内径から定まる内径中心Ｏ２とは偏芯量ｄ１を隔てて配置される。また、本例に係る吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２では、ロータ２ｄと駆動軸２ａとは略同軸となるように一体に形成されている。即ち、ロータ２ｄの外径で定まるロータの外径中心Ｏ１と駆動軸中心Ｏ３との偏芯量ｄ２は微少（本例の場合ほとんど０にとなる）であり、前記ロータ外径中心Ｏ１と穴部内径中心Ｏ２とまでの偏芯量ｄ１より小さいものとなっている。
【００２４】
このため、実施例に係る吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２は、ロータ２ｄと駆動軸２ａとは同軸で回転するので、ロータ外径中心Ｏ１は移動せず、ステータ２ｂはロータ２ｄに倣うように移動し、このステータ２ｂの移動により、駆動軸２ａよりも剛性の低いハウジング２ｃを撓ませ、吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２の振動を引き起こす。そしてこの振動は、吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２に併設して一体化した搬送経路に伝わり、粉体トナーの凝集を崩すことができる。
【００２５】
これに対して、図４に示すような、一般的な吸引型１軸偏芯スクリューポンプ１２では、ロータ１２ｄが駆動軸１２ａに変位許容量がｄ３（ｄ３＞ｄ１）である自在接手１２ｇを介して接続されているため、ロータ１２ｄがステータ１２ｂの形状に倣って回転する。このため、ロータ１２ｄの外径中心が移動して、ステータ１２ｂは移動せず、振動は発生しない。
【００２６】
発明者は、ロータを駆動軸と一体化したとき、駆動軸に対してやや自由度があるとき、駆動軸にフレキシブルなときの３つの形態で吸引型１軸偏芯スクリューポンプの端部振幅を測定した。図５は吸引型１軸偏芯スクリューポンプの振動の振幅の測定結果を示すグラフである。図５では、横軸がロータ外径中心の移動可能量、縦軸がスクリューポンプの端部での振幅を示している。図５によれば、ロータ外径中心移動可能量が小さいほど、スクリューポンプの振幅が大きくなることが分かる。
【００２７】
以上説明したように、本例に係る吸引型１軸偏芯スクリューポンプによれば、ロータ外径中心がステータ外形中心から偏芯して回転するので、ステータを含むポンプ全体が相対的に移動し、ポンプ全体を振動させることができる。このため、振動が接続された搬送経路に伝達し搬送経路内にある粉体の凝集を崩すことができる。また、この振動は、ポンプによって引き起こされるものであるため、凝集体を崩すための振動源を併設して駆動タイミングを制御する必要がない。
【００２８】
また、本例によれば、ロータと駆動軸とが一体で同軸に形成されているので、ポンプの振幅は最大となり、より大きな振動を搬送経路に伝達することができる。なお、ロータと駆動軸との間の偏芯可能な量が前記偏芯量ｄ１より小さくできれば、ロータと駆動軸とを直結せず、接手部材を用いて接合することができる。
【００２９】
また、本例によれば、吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２に搬送経路２ｆを一体に形成しているので、搬送経路２ｆへの振動の伝達率を高くし、搬送経路２ｆにある粉体トナーの凝集を効率よく崩すことができる。
【００３０】
なお、上記例では、吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２とトナー収納容器３とをチューブ４で接合した例を示したが、吸引型１軸偏芯スクリューポンプの吸入口と粉体収納容器と剛性的に接続すれば、粉体収納容器に振動を伝達して、粉体収納容器内の凝集を崩し、経路内で凝集してしまうのを防止することができる。
【００３１】
また、本発明では、モータを駆動制御する駆動制御装置を備えて、駆動源によるロータの１回の駆動回転角度を１８０°以上とすることができ、このようにすることで、ロータを半周期以上回転させ、吸引型１軸偏芯スクリューポンプ２を少なくとも片振幅だけ振動させることができる。
【００３２】
また、本発明では、搬送経路に接続された粉体が搬送される容器即ち現像装置１と柔的に結合することができる。即ち、粉体搬送装置と現像装置の連結部は、ポロンや目の細かいスポンジシールなどで柔結合することが好適である。吸引型１軸偏芯スクリューポンプと画像形世相値本体とを剛結合してしまうと、現像装置に振動が伝達してしまい画像にバンディングなどの悪影響を及ぼす他、隙間から粉体トナーが飛散する恐れがあり、このようにすれば、不具合を解消できる。
【００３３】
以上は粉体の中でも特に複写機などの画像形成装置に用いられる新規トナーを搬送、供給する場合について述べてきたが、近年の環境問題、資源のリサイクル化という種々の要請を満たすために、回収した残留トナーを再度現像装置に戻して現像剤としてリサイクルするためのトナーリサイクル機構が種々提案されている。リサイクルしたトナーの方が、劣化して流れ難くなる傾向があり、凝集しやすいため、本発明の粉体ポンプや粉体補給装置、画像形成装置がこれらリサイクルトナーを対象としていることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例に係る粉体トナー搬送装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】実施例に係る吸引型１軸偏芯スクリューポンプの構成を示す概略断面図である。
【図３】吸引型１軸偏芯スクリューポンプのロータとステータの関係を示す図２中Ａ−Ａ線に相当する断面図である。
【図４】一般的な吸引型１軸偏芯スクリューポンプを示す概略断面図である。
【図５】吸引型１軸偏芯スクリューポンプの振動の振幅の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１  現像装置
１ａ  トナー導入孔
２  吸引型１軸偏芯スクリューポンプ
２ａ  駆動軸
２ｂ  ステータ
２ｃ  ハウジング
２ｄ  ロータ
２ｅ  駆動モータ
２ｆ  搬送経路
３  トナー収納容器
４  チューブ
５  吐出手段
６  勘合部（ノズル）
【図１】
0005036493.tif 000002
【図２】
0005036493.tif 000003
【図３】
0005036493.tif 000004
【図４】
0005036493.tif 000005
【図５】
0005036493.tif 000006