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JP6684469B2 - 粉体搬送装置および画像形成装置 - Google Patents
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JP6684469B2 - 粉体搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、粉体搬送装置および画像形成装置に関するものである。
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、粉体であるトナーを搬送先に導くトナー搬送管と、このトナー搬送管の内壁へ接触することで内壁へのトナーの付着によるトナー架橋を防ぐ架橋防止部材とを備えたトナー搬送装置を用いるものが知られている。
例えば、特許文献1には、架橋防止部材としてスプリングコイルを用いたトナー搬送装置が記載されている。このトナー搬送装置は、トナー搬送コイルを収納する第1のトナー搬送パイプと、この第1のトナー搬送パイプに接続され、トナーの自重によって重力方向にトナーを搬送する第2のトナー搬送パイプとを備えている。この第2のトナー搬送パイプ内には、トナー搬送コイルの回転によって上下動するスプリングコイルが設けられている。このスプリングコイルによって第2の搬送パイプ内壁に付着するトナーを掻き落とすことで、高温時などにトナーの粘性が高くなることでパイプ内壁にトナーが付着してトナー架橋が生じ、これにより詰まりを生ずるのを防止することができるとしている。
しかしながら、特許文献1のトナー搬送装置では、架橋防止部材としてスプリングコイルを用いているので、スプリングコイルの線形全域にトナーが乗ってしまい、このスプリングコイル上に乗ったトナーがトナー搬送パイプの内壁に付着してしまうおそれがある。
上述した課題を解決するために、本発明は、自重によって粉体を搬送先に導く粉体搬送管と、該粉体搬送管内に設けられた架橋防止部材とを備えた粉体搬送装置において、前記架橋防止部材が、前記粉体搬送管の内壁に接触して前記粉体搬送管内で可動な板部材であり、前記板部材の側面が前記粉体搬送管内の粉体の搬送方向と平行であり、かつ、前記粉体搬送管内における粉体の搬送方向上流側の前記板部材の端面に、前記板部材の側面における前記粉体搬送管の幅方向の長さが前記搬送方向上流から下流に向かって長くなるような傾斜部を有することを特徴とするものである。
本発明によれば、自重により粉体を搬送する粉体搬送管における粉体搬送管内壁への粉体付着を防止することができる。
実施形態に係る複写機の概略構成図。 同プリンタの備えるトナー補給ユニットの斜視図。 同トナー補給ユニットと現像装置との全体構成を示す斜視図。 同トナー補給ユニットの主要部の断面図。 同トナー補給ユニットのリンク部と揺動板部材との接続部についての説明図。 同リンク部と揺動板部材との取り付け状態を示す斜視図。 同揺動板部材の構成について説明する図。 同リンク部の稼働状態をスクリュの軸方向から見た説明図。 従来のトナー補給ユニットの主要部の断面図。
以下、本発明を適用可能な画像形成装置としてのカラーレーザープリンタ(以下、「プリンタ1」という)の実施形態について説明する。
図1は、実施形態に係るプリンタ1の概略構成図である。
プリンタ1は、その装置本体の中央には、四つの作像部4(Y,M,C,K)が設けられている。それぞれの作像部4(Y,M,C,K)は、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
具体的に、それぞれの作像部4(Y,M,C,K)は、潜像担持体としてのドラム状の感光体5と、感光体5の表面を帯電させる帯電装置6と、感光体5の表面にトナーを供給する現像装置7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング装置8などを備える。
図1では、ブラック用作像部4Kが備える感光体5、帯電装置6、現像装置7、クリーニング装置8のみに符号を付しているが、その他三つの作像部4(Y,M,C)も同様の構成を備えている。
四つの作像部4(Y,M,C,K)の下方には、感光体5の表面を露光する露光装置9が配設されている。露光装置9は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいてそれぞれの感光体5の表面へレーザー光を照射するようになっている。
四つの作像部4(Y,M,C,K)の上方には、転写装置3が配設されている。転写装置3は、中間転写ベルト30と、四つの一次転写ローラ31と、二次転写ローラ36と、二次転写バックアップローラ32と、クリーニングバックアップローラ33と、テンションローラ34と、ベルトクリーニング装置35とを備える。
中間転写ベルト30は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ32、クリーニングバックアップローラ33及びテンションローラ34によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ32が回転駆動することによって、中間転写ベルト30は図の矢印で示す方向に周回走行(回転)するようになっている。
四つの一次転写ローラ31は、それぞれの感光体5との間で中間転写ベルト30を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、四つの一次転写ローラ31には、電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)と交流電圧(AC)との少なくとも一方が、それぞれの一次転写ローラ31に印加されるようになっている。
二次転写ローラ36は、二次転写バックアップローラ32との間で中間転写ベルト30を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、二次転写ローラ36にも電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)と交流電圧(AC)との少なくとも一方が、二次転写ローラ36に印加されるようになっている。
ベルトクリーニング装置35は、中間転写ベルト30に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有する。このベルトクリーニング装置35は廃トナー移送ホースを備えており、廃トナー収容器に接続されている。
プリンタ1本体の上部には、ボトル収容部15が設けられており、ボトル収容部15には補給用のトナーを収容した四つのトナーボトル2(Y,M,C,K)が着脱可能に装着されている。四つのトナーボトル2(Y,M,C,K)と四つの現像装置7との間には、後述するトナー補給ユニット40が設けてあり、このトナー補給ユニット40を介してそれぞれのトナーボトル2(Y,M,C,K)からそれぞれの現像装置7へトナーが補給されるようになっている。
プリンタ1本体の下部には、記録媒体としての用紙Pを収容した給紙トレイ10や、給紙トレイ10から用紙Pを搬出する給紙ローラ11等が設けられている。記録媒体としては、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等を用いることができる。また、記録媒体を給紙する構成として手差し給紙機構が設けてあってもよい。
プリンタ1本体内には、用紙Pを給紙トレイ10から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Rが設けられている。搬送路Rにおいて、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Pを搬送する搬送手段としてのレジストローラ対12が設けられている。
また、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Pに転写された未定着画像を定着するための定着装置20が配設されている。定着装置20に対して搬送路Rの用紙搬送方向下流側には、用紙Pを装置外へ排出するための排紙ローラ対13が設けられている。また、プリンタ1本体の上面部には、装置外に排出された用紙Pをストックするための排紙トレイ14が設けてある。
図1に示すプリンタ1の基本動作は次の通りである。
作像動作が開始されると、それぞれの作像部4(Y,M,C,K)におけるそれぞれの感光体5が駆動装置によって図1中の時計回り方向に回転駆動され、それぞれの感光体5の表面がそれぞれの帯電装置6によって所定の極性に一様に帯電される。
帯電されたそれぞれの感光体5の表面には、露光装置9からレーザー光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体5の表面に静電潜像が形成される。このとき、それぞれの感光体5に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように、それぞれの感光体5上に形成された静電潜像に、それぞれの現像装置7によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー像として顕像化(可視像化)される。
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ32が図1中の反時計回り方向に回転駆動し、中間転写ベルト30を図1中の矢印「A」で示す方向に周回走行させる。そして、それぞれの一次転写ローラ31に、トナーの帯電極性とは逆極性の定電圧制御または定電流制御された電圧が印加される。これにより、それぞれの一次転写ローラ31とそれぞれの感光体5との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
その後、それぞれの感光体5の回転に伴い、感光体5上の各色のトナー像が一次転写ニップに達したときに、一次転写ニップでの転写電界によって、それぞれの感光体5上のトナー像が中間転写ベルト30上に順次重ね合わせて転写される。このようにして、中間転写ベルト30の表面にフルカラーのトナー像が担持される。
中間転写ベルト30に転写しきれなかった感光体5上のトナーは、それぞれのクリーニング装置8によって除去される。その後、除電装置によってそれぞれの感光体5の表面が除電され、表面電位が初期化される。
プリンタ1本体の下部では、給紙ローラ11が回転駆動を開始し、給紙トレイ10から用紙Pが搬送路Rに送り出される。搬送路Rに送り出された用紙Pは、レジストローラ対12によってタイミングを計られて、二次転写ローラ36と二次転写バックアップローラ32との間の二次転写ニップに送られる。このとき、二次転写ローラ36には、中間転写ベルト30上のトナー像のトナー帯電極性とは逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
その後、中間転写ベルト30の周回走行に伴って、中間転写ベルト30上のトナー像が二次転写ニップに達したときに、二次転写ニップでの転写電界によって、中間転写ベルト30上のトナー像が用紙P上に一括して転写される。このとき用紙Pに転写しきれなかった中間転写ベルト30上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置35によって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器へと搬送され回収される。
その後、用紙Pは定着装置20へと搬送され、定着装置20によって用紙P上のトナー像が用紙Pに定着される。そして、用紙Pは、排紙ローラ対13によって装置外へ排出され、排紙トレイ14上にストックされる。
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、四つの作像部4(Y,M,C,K)の何れか一つを使用して単色画像を形成したり、二つまたは三つの作像部4を使用して、二色又は三色の画像を形成したりすることも可能である。
次に、それぞれのトナーボトル2(Y,M,C,K)からそれぞれの現像装置7までトナーを搬送するためのトナー搬送装置であるトナー補給ユニット40について説明する。なお、トナー補給ユニット40は各トナーボトル2(Y,M,C,K)ごとに設けられているが、すべて同様の構成であるため、以下、(Y,M,C,K)の添え字を省略して説明する。
図2は、同プリンタ1の備えるトナー補給ユニット40周辺の斜視図である。
本実施形態のプリンタ1においては、トナーボトル2と現像装置7との間に中間転写ユニットである転写装置3が配置されているため、現像装置7とトナーボトル2とは略垂直方向で離れて配置されている。そこで、本実施形態のプリンタ1では、図2に示すように、それぞれのトナーボトル2内に充填されたトナーを現像装置7へ搬送するための第1の搬送管である垂直搬送部41が、トナーボトル2と現像装置7との間に設けられている。トナーボトル2から後述する第2の搬送管である搬送部43を介して垂直搬送部41上端部まで搬送されてきたトナーは、垂直搬送部41内を重力によって落下し、垂直搬送部41の下端に設けられたトナー排出口41aから現像装置7に排出される。
図3は、トナー補給ユニット40と現像装置7との全体構成を示す斜視図である。
本実施形態の現像装置7は、プリンタ1本体から引出し可能となっており、トナーを取入れるための取り入れ口7aが設けられている。図3に示すように、現像装置7が装置本体に装着された状態では、垂直搬送部41のトナー排出口41aと現像装置7の取り入れ口7aとが接続する。
次に、トナーボトル2から現像装置7までのトナー搬送について詳述する。
図4は、トナー補給ユニット40の主要部の断面図である。
図4に示すように、トナーボトル2内には、本体に設置されている搬送部43が接続している。トナーボトル2から重力落下、又は回転駆動により排出されたトナーは、搬送部43の受け入れ口43aから搬送部43内に貯められる。搬送部43内には回転搬送手段であるスクリュ44が設けられており、このスクリュ44の回転によって搬送部43内に搬送されてきたトナーを搬送部43の下流へと搬送する。
搬送部43のトナー搬送方向下流には、垂直搬送部41が接続している。スクリュ44によって搬送されたトナーは、垂直搬送部41の開口部まで搬送されると、図中矢印Bに示すように垂直搬送部41内に落下していく。
近年、装置の小スペース化や、低温定着を主とした環境優位なトナーの採用などで、機内の温度が高くなる傾向がある。その結果、トナーは温度に対して流動性が悪化し、自重によって自由落下して側壁に付着したトナー等は、粘性が高まってその場に付着してしまうことがある。
図9は、従来のトナー補給ユニット140の主要部の断面図である。
そこで、自由落下したトナーが垂直搬送部内の側壁に付着するのを防止するために、従来では、図9に示すように、スクリュ44に一端が固定されたコイルスプリング145を垂直搬送路141の上部に吊り下げたトナー搬送装置が知られている、このコイルスプリング145は、スクリュ44の回転によって上下することで、垂直搬送路141の側壁に付着したトナーを掻き落としている。
しかし、コイルスプリング145では、上述したように、コイルスプリング上に乗ったトナーが垂直搬送路の側壁に付着してしまうおそれがある。また、垂直搬送路の全ての壁面に接触する事は出来ないので、側壁にトナーが付着したままの箇所が生じてしまうおそれがある。
そこで、本実施形態のトナー補給ユニット40においては、図4に示すように、垂直搬送部41内で揺動し、垂直搬送部41の内壁面と接触する板部材である揺動板部材45を備えた。この揺動板部材45は、揺動板部材45の側面45aが垂直搬送部41内のトナーの搬送方向と平行となるように配置されている。
また、搬送部43と接続する垂直搬送部41の開口部と対向するスクリュ44の一部には、揺動板部材45を保持し、スクリュ44の回転によって揺動板部材45を揺動させる可動機構であるリンク部46を備えている。このリンク部46は、垂直搬送部41の開口部に対してスクリュ44によるトナー搬送方向下流側に配置されている。
以下、揺動板部材45やリンク部46について詳述する。
図5は、同トナー補給ユニット40のリンク部46と揺動板部材45との接続部についての説明図である。
図6は、リンク部46と揺動板部材45との取り付け状態を示す斜視図である。
図5(a)に示すように、リンク部46は、スクリュ44の回転軸44aの一部を分断して設けられた二つの支持部材である二つの支持部46bと、この二つの支持部46bによって支持されるスクリュ44の回転軸44a方向に長い円柱形状の円柱部46aとを備えている。本実施形態においてこの円柱部46aは、スクリュ44の外周円弧と同位となる位置で両端が二つの支持部46bによって支持されている。
また、図5(b)に示すように、揺動板部材45の一端には、切り込みのある円筒部45dが設けられている。図6に示すように、この円筒部45dがスクリュ44に設けられたリンク部46の円柱部46aに嵌められることで、揺動板部材45がスクリュ44に保持される。この円筒部45dは、リンク部46の円柱部46aに対して回転自在であり、スクリュ44が回転したときには、揺動板部材45の側面45aを傾かせることなく垂直搬送部41内で揺動板部材45を揺動させることができる。
図7は、揺動板部材45の構成について説明する図である。
本実施形態の揺動板部材45は、垂直搬送部41内におけるトナー搬送方向上流側の揺動板部材45の端面に、揺動板部材45の側面45aにおける垂直搬送部41の幅方向の長さがトナー搬送方向上流から下流に向かって長くなるような傾斜部45bを有している。この傾斜部45bから先には上述した円筒部45dが設けられており、傾斜部45bと円筒部45dとの間の接続部45cが設けられている。
この接続部45cのトナー搬送方向の長さは、揺動板部材45の円筒部45dがリンク部46の円柱部46aに嵌められた状態において、垂直方向で最も上位に位置するときに、揺動板部材45の傾斜部45bが搬送部43側に飛び出さないような長さとなっている。このように、傾斜部45bが搬送部43側に飛び出さないことで、揺動板部材45によって搬送部43内のトナーの搬送を妨げ難くすることができる。
また、本実施形態の揺動板部材45は、PET部材などの薄く、軽く、かつ、硬い部材で形成されているが、これに限らず他の素材を使うこともできる。
次に、揺動板部材45の動きについて説明する。
図8は、リンク部の稼働状態をスクリュの軸方向から見た説明図である。
図8(a)〜(c)に示すように、リンク部46の円柱部46aの可動域は、リンク部46に保持された揺動板部材45の側面45aが垂直搬送部41の内壁41bと接触できる範囲となっている。これにより、スクリュ44の回転に伴ってリンク部46の円柱部46aが回動したときに、揺動板部材45の側面45aが垂直搬送部41の内壁41bと必ず接触することができる。これにより、自重により搬送されてきたトナーが垂直搬送部41の内壁41bに付着するのを防止することができる。
また、垂直搬送部41内でのトナーの搬送に関して、トナーの搬送方向を遮るのは揺動板部材45の板厚分のみとなっている。このため、架橋防止部材としてスプリングを用いた場合と比べて、トナーの搬送の妨げになりにくい。
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
自重によって粉体を搬送先に導く垂直搬送部41等の粉体搬送管と、該粉体搬送管の内壁へ接触することで該内壁の粉体の付着による粉体架橋を防ぐ揺動板部材45等の架橋防止部材とを備えたトナー補給ユニット40等の粉体搬送装置において、前記架橋防止部材が、前記粉体搬送管内で可動な揺動板部材45等の板部材であり、前記板部材の側面が前記粉体搬送管内の粉体の搬送方向と平行であることを特徴とする。
本態様においては、板部材の側面が粉体搬送管内の粉体の搬送方向と平行であるため、搬送されてきた粉体が板部材に乗る箇所は、板部材の粉体搬送方向上流側の端面のみとすることができる。したがって、架橋防止部材としてスプリングコイルを用いていた従来の装置と比べて、粉体搬送中に接触部材上に乗る粉体の範囲を狭くすることができるので、粉体搬送中に架橋防止部材上に乗った粉体が粉体搬送管の内壁面に付着するのを防止することができる。
さらに、板部材の側面が粉体搬送管内の粉体の搬送方向と平行であるため、粉体の搬送を妨げ難くすることができる。
(態様B)
態様Aにおいて、垂直搬送部41等の前記粉体搬送管である第1の搬送管と、該第1の搬送部と接続し、スクリュ44等の回転搬送部材によって粉体を搬送する搬送部43等の第2の搬送部とを備え、前記回転搬送部材の回転によって前記板部材を動かすリンク部46等の可動機構を備える。
(態様C)
態様Bにおいて、前記可動機構は、搬送部43等の前記第2の搬送管と接続する前記第1の搬送管の開口部と対向する前記回転搬送部材の回転軸の一部を分断して設けられた二つの支持部46b等の二つの支持部材と、前記二つの支持部材によって前記回転搬送部材の外周円弧と同位となる位置で両端が支持される前記回転軸方向に長い円柱部46a等の円柱部と、揺動板部材45等の前記板部材の一端に設けられ、前記円柱部に対して回転自在に取り付けられる円筒部45d等の円筒部とを備え、前記回転搬送部材の回転によって前記板部材を前記第1の搬送管内で揺動させる。
(態様D)
態様A〜Cいずれか一において、垂直搬送部41等の前記第1の搬送管内における粉体の搬送方向上流側の揺動板部材45等の前記板部材の端面に、前記板部材の側面における前記第1の搬送管の幅方向の長さが前記搬送方向上流から下流に向かって長くなるような傾斜部45b等の傾斜部を有することを特徴とする。
本態様においては、上記実施形態について説明したように、搬送されてきた粉体が板部材の搬送方向上流側の端面に乗り難くすることができる。
(態様E)
態様Cにおいて、垂直搬送部41等の前記第1の搬送管内における粉体の搬送方向上流側の揺動板部材45等の前記板部材の端面に、前記板部材の側面における前記第1の搬送部の幅方向の長さが前記搬送方向上流に下流に向かって長くなるような傾斜部45b等の傾斜部を有し、前記板部材の揺動時に、前記第1の搬送部内のみで前記傾斜部が移動することを特徴とする。
本態様においては、上記実施形態について説明したように、板部材によってトナーの搬送を妨げ難くすることができる。
(態様F)
潜像を担持する感光体5等の像担持体と、該像担持体に担持された潜像を現像剤によって現像する現像装置等の現像手段と、該現像手段に現像剤を搬送する現像剤搬送手段とを備えたプリンタ1等の画像形成装置において、前記現像剤搬送手段として態様A〜Eいずれか一の粉体搬送装置を用いた。
1 プリンタ
2 トナーボトル
3 転写装置
5 感光体
7 現像装置
8 クリーニング装置
40 トナー補給ユニット
41 垂直搬送部
41a トナー排出口
41b 内壁
43 搬送部
43a 口
44 スクリュ
44a 回転軸
45 揺動板部材
45a 側面
45b 傾斜部
45c 接続部
45d 円筒部
46 リンク部
特開2000−284594号公報

Claims (5)

  1. 自重によって粉体を搬送先に導く粉体搬送管と、該粉体搬送管内に設けられた架橋防止部材とを備えた粉体搬送装置において、前記架橋防止部材が、前記粉体搬送管の内壁に接触して前記粉体搬送管内で可動な板部材であり、前記板部材の側面が前記粉体搬送管内の粉体の搬送方向と平行であり、かつ、前記粉体搬送管内における粉体の搬送方向上流側の前記板部材の端面に、前記板部材の側面における前記粉体搬送管の幅方向の長さが前記搬送方向上流から下流に向かって長くなるような傾斜部を有することを特徴とする粉体搬送装置。
  2. 請求項1に記載の粉体搬送装置において、前記粉体搬送管である第1の搬送管と、該第1の搬送管と接続し、回転搬送部材によって粉体を搬送する第2の搬送管とを備え、前記回転搬送部材の回転によって前記板部材を動かす可動機構を備えることを特徴とする粉体搬送装置。
  3. 請求項2に記載の粉体搬送装置において、前記可動機構は、前記第2の搬送管と接続する前記第1の搬送管の開口部と対向する前記回転搬送部材の回転軸の一部を分断して設けられた二つの支持部材と、前記二つの支持部材によって前記回転搬送部材の外周円弧と同位となる位置で両端が支持される前記回転軸方向に長い円柱部と、前記板部材の一端に設けられ、前記円柱部に対して回転自在に取り付けられる円筒部とを備え、前記回転搬送部材の回転によって前記板部材を前記第1の搬送管内で揺動させることを特徴とする粉体搬送装置
  4. 求項2又は3に記載の粉体搬送装置において、前記板部材の揺動時に、前記第1の搬送管内のみで前記傾斜部が移動することを特徴とする粉体搬送装置。
  5. 潜像を担持する像担持体と、該像担持体に担持された潜像を現像剤によって現像する現像手段と、該現像手段に現像剤を搬送する現像剤搬送手段とを備えた画像形成装置において、前記現像剤搬送手段として請求項1乃至いずれか一に記載の粉体搬送装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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