色粉输送装置、具备色粉输送装置的显影装置及图像形成装置的制作方法

1.本发明是涉及输送色粉的色粉输送装置的技术，特别是涉及具备使色粉沿垂直方向落下的垂直输送部和与垂直输送部连结并沿水平方向输送色粉的水平输送部的色粉输送装置、具备该色粉输送装置的显影装置以及图像形成装置的技术。


背景技术：

2.复印机、打印机或传真装置等使用电子照相方式图像形成装置包括：感光体鼓等像载体，用于载置静电潜像；显影装置，用于将色粉供给到像载体而将静电潜像显影为色粉图像；色粉容器，用于将色粉补给到显影装置。
3.从色粉容器补给的色粉通过设置于显影装置的色粉补给路径移动到显影装置的搅拌部。此时，在色粉补给路径内自由落下的色粉附着在色粉补给路径的内壁面而凝集，发生色粉堵塞。
4.因此，提出了一种消除色粉补给路径内的色粉堵塞的方法。例如，专利文献1公开了一种色粉补给装置，在第一输送路径的内部，配设通过旋转来输送色粉的输送部件，并且经由设置于输送部件的曲柄状的轴将输送部件的旋转运动变换为往复运动，使配设在第二输送路径的内部的输送部件沿上下方向移动。
5.专利文献2公开了一种色粉输送装置，该色粉输送装置具备：色粉补给管，其沿上下方向延伸设置；色粉分散部件，其在色粉补给管的内部沿上下方向可往复地设置；色粉输送管，用于使色粉补给管的上部与收容补给用的色粉的色粉容器连通；输送螺杆，其在色粉输送管的内部可旋转地设置；曲柄部，用于将输送螺杆的旋转运动变换为色粉分散部件的往复运动。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2001-296731号公报
9.专利文献2：日本特开2017-191176号公报


技术实现要素：

10.搅拌以及输送色粉的输送螺杆为了确保色粉的输送量以及输送速度而需要以高速旋转。另一方面，用于分散凝集色粉的色粉分散部件不需要以高速往复移动，只要沿着色粉输送路径的内壁面以低速滑动即可。
11.在专利文献1以及专利文献2所公开的结构中，由于在输送色粉的输送螺杆设置有曲柄机构，因此输送螺杆和曲柄机构的旋转同步。因此，如果使输送螺杆高速旋转，则色粉分散部件也以高速往复移动，存在产生色粉分散部件引起的色粉输送路径的磨损以及摩擦声的问题。
12.本发明鉴于上述问题点，其目的在于提供一种能够以简单的结构兼顾输送部件的
高速旋转和色粉分散部件的低速下的往复移动的色粉输送装置、具备该色粉输送装置的显影装置以及图像形成装置。
13.本发明的一个方面所涉及的色粉输送装置具备：垂直输送部、水平输送部、输送部件、驱动输入齿轮、色粉分散部件和曲轴。垂直输送部使色粉垂直地落下并输送。水平输送部与垂直输送部连结，沿水平方向输送色粉。输送部件具备在水平输送部内沿着色粉的输送方向配置的旋转轴和突出设置在旋转轴的外周面的补给叶片，通过使旋转轴旋转，利用补给叶片将水平输送部内的色粉沿旋转轴方向输送。驱动输入齿轮将旋转驱动力输入到旋转轴。色粉分散部件在垂直输送部内沿垂直方向可移动地配置。曲轴具有：中心轴，其与驱动输入齿轮连结，以比旋转轴低的速度旋转；偏心轴，其从在径向外侧离开中心轴的位置与中心轴平行地延伸。色粉分散部件的一端与偏心轴连结，通过伴随着曲轴的旋转的以中心轴为中心的偏心轴的环绕动作，色粉分散部件沿垂直方向往复移动。
14.本发明的另一方面所涉及的显影装置具备显影容器、显影剂载体和上述的色粉输送装置。显影容器贮存含有色粉的显影剂。显影剂载体可旋转地支撑于显影容器，载置显影容器内的上述显影剂。水平输送部与显影容器连结。
15.本发明的另一方面所涉及的图像形成装置具备上述的色粉输送装置和使用色粉形成图像的图像形成部。
16.发明效果
17.根据本发明，由于与曲轴的偏心轴连结的色粉分散部件的一端部在圆轨道上环绕，因此色粉分散部件沿着垂直输送部的内壁面沿上下往复移动。其结果，由于在垂直输送部的内部执行基于色粉分散部件的往复移动的刮落动作，因此能够抑制垂直输送部内的色粉的块状化。另外，由于色粉分散部件通过输送部件的旋转动作而沿上下往复移动，因此无需另外设置用于使色粉分散部件移动的驱动源，能够以低成本且简单的结构抑制垂直输送部内的色粉的块状化。另外，由于曲轴以比输送部件低的速度旋转，因此，即使在使输送部件以高速旋转的情况下，也能够使曲轴以低速旋转。因此，能够使色粉分散部件以低速往复移动，能够有效地抑制由色粉分散部件引起的垂直输送部的磨损以及摩擦声的产生。
附图说明
18.图1是示出搭载有具备本发明的色粉补给部的显影装置的图像形成装置的内部构造的概要剖视图。
19.图2是示出搭载于图像形成装置的显影装置的构造的侧面剖视图。
20.图3是从相对于感光体鼓的相反侧观察显影装置的外观立体图。
21.图4是从色粉补给部侧观察显影装置的侧视图。
22.图5是包括显影装置的色粉补给部的局部剖视图。
23.图6是示出从色粉补给部的主体部拆下了盖部件的状态的分解立体图。
24.图7是示出从色粉补给部的主体部拆下了盖部件的状态的侧视图。
25.图8是示出显影装置的驱动传递机构的立体图。
26.图9是图8中的曲轴的局部放大图。
具体实施方式
27.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出搭载有具备本发明的色粉补给部的显影装置3a～3d的图像形成装置100的内部构造的剖视图。在图像形成装置100(在此为彩色打印机)内，4个图像形成部pa、pb、pc以及pd从输送方向上游侧(在图1中为左侧)依次配设。图像形成部pa～pd对应于不同的4色(青色、洋红色、黄色以及黑色)的图像而设置。图像形成部pa、pb、pc以及pd分别通过带电、曝光、显影以及转印各工序依次形成青色、洋红色、黄色以及黑色的图像。
28.在图像形成部pa～pd分别配设有承载各色可视像(色粉图像)的感光体鼓(像载体)1a、1b、1c以及1d。进而，通过驱动单元在图1中沿逆时针方向旋转的中间转印带8与图像形成部pa～pd相邻地设置。形成在感光体鼓1a～1d上的色粉图像一边与感光体鼓1a～1d抵接一边移动，依次一次转印并重叠在中间转印带8上。被一次转印到中间转印带8上的色粉图像被二次转印辊9二次转印到作为记录介质的一例的转印纸p上。二次转印有色粉图像的转印纸p在定影部13中定影色粉图像后，从图像形成装置100主体排出。图像形成部pa～pd分别一边使感光体鼓1a～1d在图1中沿顺时针方向旋转，一边对各感光体鼓1a～1d执行图像形成处理。
29.二次转印有色粉图像的转印纸p收容在配置于图像形成装置100的主体下部的用纸盒16内。转印纸p经由供纸辊12a以及定位辊对12b被向二次转印辊9与中间转印带8的驱动辊11之间的压送部输送。中间转印带8主要使用电介质树脂制的片材，且不具有接缝(无缝)的带。在二次转印辊9的下游侧配置有用于除去残留在中间转印带8表面的色粉等的刮板状的带清洁器19。
30.接着，对图像形成部pa～pd进行说明。在可旋转地配设的感光体鼓1a～1d的周围以及下方，设置有使感光体鼓1a～1d分别带电的带电装置2a、2b、2c以及2d、对感光体鼓1a～1d分别曝光图像信息的曝光装置5、在感光体鼓1a～1d上分别形成色粉图像的显影装置3a、3b、3c以及3d、除去分别残留在感光体鼓1a～1d上的显影剂(色粉)等的清洁装置7a、7b、7c以及7d。
31.当从个人计算机等上位装置输入图像数据时，首先，带电装置2a～2d使感光体鼓1a～1d的表面均匀地带电。接着，曝光装置5根据图像数据进行光照射，在各个感光体鼓1a～1d上形成与图像数据对应的静电潜像。在显影装置3a～3d分别填充有规定量的包含青色、洋红色、黄色以及黑色各色的色粉的双组分显影剂。此外，在通过后述的色粉图像的形成而填充到各个显影装置3a～3d的双组分显影剂中的色粉的比例低于规定值的情况下，从色粉容器4a～4d向各个显影装置3a～3d补给色粉。双组分显影剂中的色粉通过显影装置3a～3d供给到感光体鼓1a～1d上，静电附着于通过来自曝光装置5的曝光而形成的静电潜像，由此形成与该静电潜像对应的色粉图像。
32.由一次转印辊6a～6d在一次转印辊6a～6d与感光体鼓1a～1d之间以规定的转印电压施加电场，感光体鼓1a～1d上的青色、洋红色、黄色以及黑色的色粉图像被一次转印到中间转印带8上。这些4色的色粉图像为了形成规定的全彩色图像而以预先确定的规定的位置关系形成。之后，为了准备继续进行的新的静电潜像的形成，清洁装置7a～7d除去一次转印后残留在感光体鼓1a～1d的表面的色粉等。
33.中间转印带8架设于上游侧的从动辊10和下游侧的驱动辊11。当伴随着驱动电机
驱动的驱动辊11的旋转，中间转印带8开始沿逆时针方向旋转时，转印纸p从定位辊对12b以规定的定时向驱动辊11和与该驱动辊11邻接地设置的二次转印辊9的压送部(二次转印压送部)输送，中间转印带8上的4色的色粉图像被二次转印到转印纸p上。二次转印有色粉图像的转印纸p被向定影部13输送。
34.被输送到定影部13的转印纸p被定影辊对13a加热以及加压，色粉图像被定影在转印纸p的表面，形成规定的全彩色图像。形成有全彩色图像的转印纸p被向多个方向分支的分支部14分配输送方向，直接(或者，在被输送到双面输送路径18而在双面形成了图像之后)被排出辊对15排出到排出托盘17。
35.图2是搭载于图像形成装置100的显影装置3a的侧面剖视图。此外，在以下的说明中，例示了配置在图1的图像形成部pa的显影装置3a，但配置在图像形成部pb～pd的显影装置3b～3d的结构也基本相同，因此省略说明。
36.如图2所示，显影装置3a具备收纳含有磁性载体和色粉的双组分显影剂(以下，简称为显影剂)的显影容器20。显影容器20被分隔壁20a划分为搅拌输送室21和供给输送室22。在搅拌输送室21以及供给输送室22，分别可旋转地配设有用于将从色粉容器4a(参照图1)供给的色粉与磁性载体混合并搅拌、使其带电的搅拌输送螺杆25以及供给输送螺杆26。
37.配设在搅拌输送室21内的搅拌输送螺杆25具有旋转轴25a、和一体地设置于旋转轴25a并在旋转轴25a的轴向上以一定的间距形成为螺旋状的输送叶片25b。旋转轴25a可旋转地轴支撑于显影容器20。通过搅拌输送螺杆25旋转，将搅拌输送室21内的显影剂一边搅拌一边向规定方向(显影辊31的轴向的一侧)输送。
38.配设在供给输送室22内的供给输送螺杆26具有旋转轴26a、和一体地设置于旋转轴26a并由朝向与输送叶片25b相同方向(卷绕方向相同)的叶片形成为螺旋状的输送叶片26b。旋转轴26a与搅拌输送螺杆25的旋转轴25a平行地配置，可旋转地轴支撑于显影容器20。通过供给输送螺杆26旋转，将供给输送室22内的显影剂一边搅拌一边向与搅拌输送螺杆25相反的方向输送，供给到显影辊31(显影剂载体)。
39.通过搅拌输送螺杆25以及供给输送螺杆26搅拌显影剂，同时沿轴向(与图2的纸面垂直的方向)输送。显影剂经由形成在分隔壁20a的两端部的显影剂通过路径在搅拌输送室21和供给输送室22之间循环。即，通过搅拌输送室21、供给输送室22以及显影剂通过路径在显影容器20内形成显影剂的循环路径。
40.显影容器20向图2的右斜上方延伸。在显影容器20内，在供给输送螺杆26的右斜上方配置有显影辊31。显影辊31的外周面的一部分从显影容器20的开口部20b露出，与感光体鼓1a对置。显影辊31在图2中沿逆时针方向旋转。对显影辊31施加在直流电压上重叠了交流电压的显影电压。
41.显影辊31由在图2中沿逆时针方向旋转的圆筒状的显影套筒和固定在显影套筒内的具有多个磁极的磁铁构成。此外，在此，使用表面经过滚花加工的显影套筒，但也可以使用在表面形成有多个凹形状(凹坑)的显影套筒、或表面经过喷砂加工的显影套筒。
42.在显影容器20沿着显影辊31的长度方向(与图2的纸面垂直的方向)安装有限制刮板27。在限制刮板27的前端部与显影辊31表面之间形成有微小的间隙(空隙)。
43.图3是从相对于感光体鼓1a的相反侧(图2的左侧)观察显影装置3a的外观立体图。在显影装置3a的一端(图3的左端)设置有从色粉容器4a(参照图1)将色粉补给到显影容器
20内的色粉补给部40。在色粉补给部40的上端部形成有从色粉容器4a接受色粉的色粉补给口40a。在显影容器20的色粉补给部40侧的侧面配置有驱动输入齿轮50。
44.图4是从色粉补给部40侧观察显影装置3a的侧视图。图5是包括显影装置3a的色粉补给部40的局部剖视图(图4的aa’向视剖视图)。图6以及图7分别是示出从色粉补给部40的主体部43拆下了盖部件44的状态的分解立体图以及侧视图。如图5所示，色粉补给部40具有将色粉沿垂直方向输送(落下)的垂直输送部41和将从垂直输送部41传递来的色粉沿水平方向输送的水平输送部42。
45.垂直输送部41由主体部43和盖部件44这两个部件构成。主体部43与显影容器20的侧面一体地形成。在主体部43的侧面形成有卡止爪46a(参照图6)。在盖部件44的侧面形成有卡合部46b(参照图6)。卡止爪46a以及卡合部46a构成扣合部46(参照图3)。盖部件44相对于主体部43可装卸地接合。如图6以及图7所示，通过从主体部43拆下盖部件44，垂直输送部41在纵向被一分为二。
46.搅拌输送螺杆25的旋转轴25a延伸到水平输送部42内。在搅拌输送螺杆25的旋转轴25a的配置在水平输送部42内的部分一体形成有补给叶片25c。补给叶片25c由朝向与输送叶片25b相同方向(卷绕方向相同)的螺旋状的叶片形成，并且与输送叶片25b相比形成为小的间距以及小的直径。
47.从色粉容器4a(参照图1)经由色粉补给口40a补给到色粉补给部40的色粉通过垂直输送部41，落下到与垂直输送部41连结的水平输送部42。落下到水平输送部42的补给色粉通过搅拌输送螺杆25的补给叶片25c向水平方向(图5的右方向)输送，沿着旋转轴25a，进入到与水平输送部42连结的显影容器20的搅拌输送室21内。进入到搅拌输送室21内的补给色粉通过与搅拌输送室21内的显影剂(从供给输送室22传递的显影剂)搅拌、混合而带电为规定的带电量。即，搅拌输送螺杆25兼用作将水平输送部42内的色粉朝向搅拌输送室21输送的输送部件。
48.在垂直输送部41配置有色粉分散部件45。色粉分散部件45具有使金属线材(弹簧材料)弯曲成线圈状而形成的线圈部45a和从线圈部45a的下端部以直线状延伸的连结部45b。连结部45b与从主体部43向色粉补给部40内突出地形成的曲轴47(偏心轴47c)连结。线圈部45a的外径形成为比垂直输送部41的内径小。色粉分散部件45配置为在垂直输送部41内可沿上下方向移动。
49.驱动输入齿轮50将显影驱动电机的旋转驱动力经由后述的驱动传递机构60(参照图8)传递到搅拌输送螺杆25、供给输送螺杆26、显影辊31以及曲轴47。
50.图8是示出显影装置3a的驱动传递机构60的立体图。驱动传递机构60具有从显影容器20的侧面突出的驱动输入齿轮50和配置在显影容器20的侧面内侧的第一齿轮51～第六齿轮56。
51.第一齿轮51是与驱动输入齿轮50啮合的二级齿轮。第二齿轮52固定于供给输送螺杆26的旋转轴26a。第二齿轮52通过与第一齿轮51的小径部啮合，将旋转驱动力传递到供给输送螺杆26。此外，在旋转轴26a以及旋转轴25a的相反侧的端部固定有相互啮合的驱动传递齿轮，旋转驱动力也传递到搅拌输送螺杆25。第一齿轮51以及第二齿轮52构成将旋转驱动力传递到搅拌输送螺杆25以及供给输送螺杆26的第一驱动传递齿轮系61。
52.第三齿轮53固定于显影辊31的旋转轴。第三齿轮53通过与第一齿轮51的大径部啮
合，将旋转驱动力传递到显影辊31。第六齿轮56经由第四齿轮54以及第五齿轮55而与第三齿轮53连结。第六齿轮56固定于曲轴47。第六齿轮56将旋转驱动力传递到曲轴47。第一齿轮51以及第三齿轮53～第六齿轮56构成将旋转驱动力传递到曲轴47的第二驱动传递齿轮系62。
53.图9是图8中的曲轴47的局部放大图。曲轴47具有供第六齿轮56固定的中心轴47a、从中心轴的前端向径向突出的臂部47b、从臂部47b相对于中心轴47a向相反侧突出的偏心轴47c。色粉分散部件45的连结部45b(参照图7)与偏心轴47c连结。
54.当第六齿轮56旋转时，中心轴47a也与第六齿轮56一起旋转。如图9所示，曲轴47的偏心轴47c从在径向上偏离中心轴47a的位置与中心轴47a平行地延伸。由此，伴随着中心轴47a的旋转，偏心轴47c在以中心轴47a为中心的圆轨道s(用图9的虚线表示)上环绕。
55.因此，由于与曲轴47的偏心轴47c连结的色粉分散部件45的连结部45b在圆轨道s上环绕，因此色粉分散部件45的线圈部45a沿着垂直输送部41的内壁面沿上下往复移动。其结果，垂直输送部41的内部成为执行基于色粉分散部件40的往复移动的刮落动作的状态，能够有效地抑制色粉在垂直输送部41内块状化。因此，能够顺利地执行从色粉容器4a～4d向显影装置3a～3d的色粉补给。
56.另外，由于色粉分散部件45通过搅拌输送螺杆25的旋转动作而沿上下往复移动，因此无需使色粉分散部件45往复移动的专用的驱动源，能够以简单且低成本的结构抑制垂直输送部41内的色粉的块状化。
57.另外，将旋转驱动力传递到曲轴47的第二驱动传递齿轮系62的减速比大于将旋转驱动力传递到搅拌输送螺杆25以及供给输送螺杆26的第一驱动传递齿轮系61的减速比。
58.由此，即使在使搅拌输送螺杆25以及供给输送螺杆26以高速旋转的情况下，也能够使曲轴47以低速旋转。因此，能够使色粉分散部件45以低速往复移动，能够有效地抑制由色粉分散部件47引起的垂直输送部41的磨损以及摩擦声的产生。
59.进而，如图7所示，垂直输送部41的比曲轴47更靠下方的开口宽度d1大于比曲轴47更靠上方的开口宽度d2。即，垂直输送部41的曲轴47的下方(相对于色粉分散部件45的相反侧)的截面积形成为比曲轴47的上方(色粉分散部件45侧)的截面积大。由此，能够避免没有基于色粉分散部件45的刮落效果的曲轴47的下方的色粉的凝集。
60.本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。例如，在上述实施方式中，作为色粉分散部件45，例示了具有螺旋弹簧的形状的色粉分散部件45，但这只是一例。例如，也可以使用从沿垂直方向延伸的芯材以放射状伸出突片或突条的色粉分散部件。
61.另外，在上述实施方式中，使用在旋转轴25a的周围连续地设置有螺旋状的补给叶片25c的搅拌输送螺杆25，但补给叶片25c不限于螺旋叶片。例如，也可以使用在旋转轴25a的周围以规定的倾斜角度交替地配设多个半月状板体(将圆形的板一分为二)而作为补给叶片25c。
62.另外，在上述实施方式中，对从色粉容器4a～4d将色粉补给到显影装置3a～3d的色粉补给部40进行了说明，但本发明所涉及的色粉输送装置的应用不限于色粉补给部40。例如，本发明能够应用于将废色粉从清洁装置7a～7d(参照图1)输送到废色粉回收容器的废色粉输送装置等的、连结有垂直输送部和水平输送部的色粉输送装置。
63.另外，本发明不限定于图1所示的串联式的彩色打印机100，也能够应用于数字或模拟方式的单色复印机、彩色复印机、或传真机等具备在垂直输送部的下游侧配置水平输送部的色粉输送装置的各种图像形成装置。
64.产业上的可利用性
65.本发明可用于具有垂直输送部和与垂直输送部的下端部连结的水平输送部的色粉输送装置。通过利用本发明，能够抑制垂直输送部中的色粉的凝集，能够顺利地输送色粉。另外，通过利用本发明，由于能够以简单的结构兼顾输送部件的高速旋转和色粉分散部件的低速下的往复移动，因此能够提供一种可抑制色粉分散部件的磨损以及摩擦声的产生的色粉输送装置。