JP5376196B2 - 粉体搬送装置、および画像形成装置 - Google Patents

粉体搬送装置、および画像形成装置 Download PDF

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Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、像担持体上に形成したトナー画像が直接または中間転写体を介して間接的に転写されて、シート・樹脂フィルム等の記録媒体に画像が記録される画像形成装置に関する。および、画像形成装置などにおいて、第一粉体搬送部材により搬送されたトナーなどの粉体が、粉体受け渡し部の口部を通して第二粉体搬送路に入れられ、第二粉体搬送部材で引き続き搬送される粉体搬送装置に関する。
昨今、電子写真方式を用いた画像形成装置では、カラー化や高速化が進み、4連タンデム方式のものが主流となってきている。しかしながら、4連タンデム方式の画像形成装置では、感光体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置などを備える作像ステーションをタンデム式に4つ並べて備えるとともに、間接転写の場合にはトナー画像をいったん担持する中間転写体を必要とし、また直接転写の場合には記録媒体を搬送する搬送ベルトなどを必要とすることから、大型化して、省スペース化、小型化を図ることが大きな問題となっている。
また、このような4連タンデム方式の画像形成装置では、4つの作像ステーションの他に、中間転写ベルトや搬送ベルトなどからも廃トナーを発生することから、トナー回収経路が複雑化するとともに、廃トナー量も増加して廃トナー容器の設置スペースが大きくなって、この点からも大型化して、省スペース化、小型化を図ることが大きな問題となっている。
ところで、電子写真式の画像形成装置では、記録媒体にトナー画像転写後、像担持体である感光体や中間転写体上に残留するトナーをクリーニング装置で除去して像担持体表面を除電するなどし、像担持体に対する再度の画像担持に備えている。一方、クリーニング装置で除去した残留トナーは、クリーニング装置から粉体搬送装置で搬送し、廃棄すべく廃トナー容器に回収したり、リサイクル使用すべく現像装置に戻したりしていた。
そこで、従来機では、搬送スクリュ、搬送コイル等の搬送部材が、あらゆる搬送経路に設けられて、トナーの滞留が防止されてきた。しかしながら、これらの方法では、粉体受け渡し部でのトナーの撹拌が十分ではなく、流動性が悪いトナーの場合や高温高湿環境化では、粉体受け渡し部でトナーの滞留が発生して、トナーブロッキング等の問題の発生を十分に防止し切れていなかった。特に、トナー搬送部材として、トナー搬送コイルを用いる場合には、トナー搬送コイルが回転時、摺動抵抗により伸びたり、縮んだりして、コイル長が安定しないために、トナー搬送部材同士を十分に接近させることができず、粉体受け渡し部でトナーの滞留を発生させることがあった。
このような問題を解決するために、従来のトナー搬送装置の中には、例えば図5(A)および(B)に示すように、第一粉体搬送路1と第二粉体搬送路2とが粉体受け渡し部3で直交して設けられ、第一粉体搬送路1に第一粉体搬送部材である搬送スクリュ4が、第二粉体搬送路2に第二粉体搬送部材である搬送コイル5が備えられて、搬送スクリュ4により搬送された粉体が、粉体受け渡し部3の口部6を通して第二粉体搬送路2に入れられ、搬送コイル5で引き続き搬送されるものがある。
特開2006−195349号公報
ところが、このような図5に示すトナー搬送装置においても、搬送スクリュ4から搬送コイル5へトナーを受け渡す場合、トナー搬送コイル5が回転すると、摺動抵抗等により、コイル長が伸びて、その伸びが大きくなると、搬送コイル5の先端が搬送スクリュ4に接触して巻き付き等を発生することがあり、コイル自由長のばらつきやコイルの回転抵抗ばらつきによるコイル伸び量のばらつきにより、コイル長が安定せずに、搬送コイル5の先端を搬送スクリュ4に十分近づけることができずに、特に、流動性の悪いトナーが搬送される場合や、高温高湿環境下では、トナー滞留やトナーブロッキングを発生させる問題があった。
そこで、この発明の目的は、装置の大型化を招くことなく、第一粉体搬送路から第二粉体搬送路への粉体受け渡し部において、粉体の滞留を防いで粉体詰まりをなくし、粉体ブロッキングの発生を防止することにある。
このような目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、第一粉体搬送路と第二粉体搬送路とが粉体受け渡し部で直交して設けられ、前記第一粉体搬送路にトナー搬送スクリュ等の第一粉体搬送部材が、前記第二粉体搬送路にトナー搬送コイル等の第二粉体搬送部材が備えられて、前記第一粉体搬送部材により搬送された粉体が、前記粉体受け渡し部の口部を通して前記第二粉体搬送路に入れられ、前記第二粉体搬送部材で引き続き搬送される粉体搬送装置において、前記第二粉体搬送部材の上流端が軸なしのコイル形状とされて、その外径が前記粉体受け渡し部の口部の大きさよりも大きくつくられ、前記第二粉体搬送部材の上流端に前記粉体受け渡し部の不動の口部に押し当てる押し当て部が設けられ、前記第二粉体搬送部材の上流端に前記押し当て部から突出されて、前記粉体受け渡し部の口部を通過して前記第一粉体搬送路に入り込む、第二粉体搬送部材の本体部より細径の自由端部が形成されていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の粉体搬送装置が備えられ、前記粉体としてトナーが使用されていることを特徴とする、プリンタ、コピー、ファクシミリなどの画像形成装置である。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記粉体として、作像部や画像転写部などから回収された廃トナーが使用されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記粉体として重合トナーが使用されていることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項ないしのいずれか1に記載の画像形成装置において、トナーを付着する像担持体に潤滑剤が塗布されることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、第二粉体搬送部材の上流端が軸なしのコイル形状とされて、その外径が粉体受け渡し部の口部の大きさよりも大きくつくられ、第二粉体搬送部材の上流端に粉体受け渡し部の口部に押し当てる押し当て部が設けられているので、押し当て部を粉体受け渡し部の口部に押し当てた状態で第二粉体搬送部材が回転し、コイル形状の第二粉体搬送部材が摺動抵抗により伸びようとしても、粉体受け渡し部の口部から中に入り込んで第一粉体搬送部材と接触するようなことはなく、しかし第二粉体搬送部材の上流端を第一粉体搬送部材に十分に接近させることができ、装置の大型化を招くことなく、第一粉体搬送路から第二粉体搬送路への粉体受け渡し部にあって、特に流動性の悪い粉体を使用するときや高温高湿環境下であっても、粉体の滞留を防いで粉体詰まりをなくし、粉体ブロッキングの発生を防止することができる。しかも、第二粉体搬送部材の上流端に押し当て部から突出されて、粉体受け渡し部の口部を通過して第一粉体搬送路に入り込む細径の自由端部が形成されているので、第二粉体搬送部材の回転とともに、その自由端部をまわりの部材に接触することなく、振れながら回転し、第一粉体搬送部材により搬送されてきた粉体を大きく撹拌しながら引き続き搬送することができる。また、コイル先端と搬送経路内壁とを非接触として、異音の発生を防止することができる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の粉体搬送装置が備えられ、粉体としてトナーが使用されている画像形成装置であるので、請求項1に記載の発明の上記各効果を有する粉体搬送装置が備えられた画像形成装置を提供することができる。
請求項3に記載の発明によれば、粉体として、トナー流動性の悪い廃トナーが使用されていても、廃トナーを滞りなく搬送し、トナーの滞留を防いでトナー詰まりをなくし、トナーブロッキングの発生を防止することができる。
請求項4に記載の発明によれば、粉体として重合トナーが使用されているので、画像形成装置において、現像特性や転写性を良好にして、画像品質の向上を図るとともに、トナーの滞留を防いでトナー詰まりをなくし、トナーブロッキングの発生を防止することができる。
請求項5に記載の発明によれば、トナーを付着する像担持体に潤滑剤が塗布されるので、トナー流動性が一層悪くなる画像形成装置において、トナーを滞りなく搬送し、トナーの滞留を防いでトナー詰まりをなくし、トナーブロッキングの発生を防止することができる。
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図1には、タンデム型フルカラー画像形成装置における内部機構の概略構成を示す。図中符号100は画像形成装置本体、200はその画像形成装置本体100上に取り付ける画像読取装置である。
画像形成装置本体100内には、シアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの4つの作像ステーション10c、10m、10y、10bをタンデム式に並べて設ける。各作像ステーションでは、それぞれドラム状の像担持体として感光体11c、11m、11y、11bを備える。
そして、その図中時計まわりの回転にともない、まず各帯電装置12c、12m、12y、12bでバイアス電圧を印加して表面を一様に帯電する。次いで、画像読取装置200による読取信号に基づき共通の書込み装置13から、それぞれレーザ光Lc、Lm、Ly、Lbを照射することにより書込みを行い、感光体11c、11m、11y、11b上に静電潜像を形成する。そののち、各現像装置14c、14m、14y、14bで、粉体であるトナーを付着してその静電潜像を可視像化し、感光体11c、11m、11y、11b上に各々、各色単色画像を形成する。
また、感光体11c、11m、11y、11bに接触して無端ベルト状の中間転写体15を図中反時計まわりに走行し、各一次転写装置16c、16m、16y、16bにより感光体11c、11m、11y、11b上の各色単色画像をシアンから順に中間転写体15上に一次転写し、転写画像を重ね合わせて中間転写体15上にフルカラー画像を形成する。
一方、オペレータのパネル操作やホストからのプリント信号などに基づき、適宜タイミングで給送ローラ20の1つを選択的に回転し、画像形成装置本体100内の、対応する給紙カセット21から記録媒体Pを繰り出し、記録媒体搬送路23を通して搬送して一対のレジストローラ24間に突き当てて止める。そして、中間転写体15上のフルカラー画像にタイミングを合わせて一対のレジストローラ24を回転し、二次転写装置25によりそのフルカラー画像を記録媒体Pに二次転写する。そののち、フルカラー画像転写後の記録媒体Pを記録媒体搬送路23を通してそのままさらに上方へと搬送し、定着装置22の定着ニップを通過するとき未定着転写トナーを記録媒体Pに定着し、排出ローラ26で排出して画像形成装置本体100上の排紙スタック装置27上にスタックする。
一次転写終了後の各感光体11c、11m、11y、11bは、一次クリーニング装置17c、17m、17y、17bでクリーニングして残トナーを除去する。また、二次転写終了後の中間転写体15は、二次クリーニング装置18でクリーニングして残トナーを除去する。
図中符号28c、28m、28y、28bは、それぞれ不図示の粉体搬送装置を用いて各色現像装置14c、14m、14y、14bにトナーを補給する各色トナーボトルである。
さて、図示画像形成装置で記録媒体Pの表裏両面に画像を記録するときは、定着装置22を通過した片面記録済みの記録媒体Pを不図示の切換爪で切り換えて画像形成装置本体100から両面ユニット92に入れ、スイッチバック路93でスイッチバックして表裏反転してから再給紙路94を通して再び画像形成装置本体100に入れ、二次転写位置へと再給紙し、別途中間転写体15上に形成した画像を転写して裏面にも画像を記録して後、排出ローラ26で排紙スタック装置27に排出する。
ところで、この例では、図2に示すように、1つのカートリッジケース31に、感光体11とともに、帯電装置12、現像装置14、クリーニング装置17、不図示の除電装置などのプロセス手段を組付けて一体化し、プロセスカートリッジ30を構成する。そして、画像形成装置本体100に対して一括して着脱自在とする。これにより、全体をまとめて小型化するとともに、感光体11に対する各プロセス手段の位置精度を向上し、また個々の部品等の不具合をプロセスカートリッジ30の修理や交換で対応するようにし、着脱を容易としてメンテナンス性を向上する。各作像ステーション10c、10m、10y、10bにおいては、異なる色のトナーを用いるだけで、それぞれ同一構成のプロセスカートリッジ30を用いている。
ここで、プロセスカートリッジ30には、感光体11とともに、帯電装置12、現像装置14、クリーニング装置17、不図示の除電装置などのすべてのプロセス手段を一体的に設ける必要はなく、この発明によるプロセスカートリッジでは、感光体11とともに、いくつかのプロセス手段を一体的に設けるようにすればよい。
なお、帯電装置12、現像装置14、クリーニング装置17などの各プロセス手段をそれぞれモジュール化し、プロセスカートリッジ30ごと交換できるとともに、プロセスカートリッジ30を画像形成装置本体100から取り外した状態においてモジュール単位で交換できるようにしてもよい。このようにすると、使い勝手がよく、使えるプロセス手段をプロセスカートリッジ30の寿命とともに廃棄することによる資源の無駄使いを防ぐことができる。
図2に示すように、図示例のクリーニング装置17は、プロセスカートリッジ30のカートリッジケース31にブレードホルダ32を取り付け、そのブレードホルダ32でクリーニングブレード33の基端を支持し、クリーニングブレード33の先端を感光体11の外周面に押し当てる。カートリッジケース31には、またマイラ(登録商標)フィルム等の樹脂フィルム34の基端を取り付け、先端を同じく感光体11の外周面に軽く押し当ててなる。カートリッジケース31内には、回収トナー収納空間36を形成する。その回収トナー収納空間36には、第一粉体搬送部材35を回転自在に設ける。
そして、感光体11の回転とともに、感光体11上に残留するトナーをクリーニングブレード33で掻き落として除去し、掻き落としたトナーが飛散することを樹脂フィルム34で防止しながら、掻き落としたトナーを回収トナー収納空間36に収納する。回収トナー収納空間36に収納したトナーは、詳しくは後述する粉体搬送装置40で搬送し、第一粉体搬送部材35でクリーニング装置17の片側に集めてそこからカートリッジケース31外へ排出し、この例では、廃棄すべく、図1に示す下方の廃トナー容器37へと搬送する。混色のおそれがなければ、リサイクル使用すべく、現像装置14へと戻すようにしてもよい。
図3(A)および(B)には、図1に示すフルカラー画像形成装置において、クリーニング装置17で回収したトナーを廃トナー容器37へと搬送する粉体搬送装置40を示し、図3(A)には、その粉体搬送装置40で用いる第一粉体搬送部材35と第二粉体搬送部材45の配置構成を、(B)には、その粉体搬送装置40における第一粉体搬送路41から第二粉体搬送路44への粉体受け渡し部Uの概略構成を示す。
プロセスカートリッジ30のカートリッジケース31には、回収トナー収納空間36に、クリーニング装置17で回収したトナーを搬送してクリーニング装置17の片側に集める第一粉体搬送路41を形成してなる。第一粉体搬送路41は、カートリッジケース31にあけた粉体受け渡し部Uの口部42につながっている。口部42は、図示するような円形の開口でもよいし、矩形その他の開口であってもよい。そして、第一粉体搬送路41には、カートリッジケース31で軸受けして、真っ直ぐなスクリュ状の第一粉体搬送部材35が備えられている。
粉体受け渡し部Uの口部42位置には、パイプ部材43の一端が接続されている。パイプ部材43の内径D1は、口部42の口径dよりも大きくつくられ、口部42の周縁がパイプ部材43の内周から内向きに突出している。パイプ部材43内には、湾曲する第二粉体搬送路44が形成され、粉体受け渡し部Uの口部42を介して第一粉体搬送路41に連通しており、第一粉体搬送路41と第二粉体搬送路44とが粉体受け渡し部Uで直交して設けられる。
そのような第二粉体搬送路44には、第二粉体搬送部材45が備えられている。第二粉体搬送部材45は、軸がないコイル形状とされ、その外径D2が粉体受け渡し部Uの口部42の口径dよりも大きくつくられ、第二粉体搬送部材45の上流端に、粉体受け渡し部Uの口部42を押し当てる押し当て部45aが設けられる。そして、上流端の軸線L2を第一粉体搬送部材35の下流端の軸線L1に直交して垂直方向下向きに設ける。
これにより、図示粉体搬送装置40では、第一粉体搬送部材35と第二粉体搬送部材45をそれぞれ回転し、回収トナー収納空間36に収納したトナーを、まず第一粉体搬送部材35で第一粉体搬送路41を通して矢示方向に搬送し、クリーニング装置17の片側に集め、カートリッジケース31の粉体受け渡し部Uの口部42から重力に基づき自然落下して第二粉体搬送路44に受け渡す。そして、第一粉体搬送部材35により搬送されてきたトナーを撹拌しながら引き続き矢示方向に搬送し、パイプ部材43の不図示の排出口から、図1に示す下方の廃トナータンク37へと排出する。
したがって、押し当て部45aを粉体受け渡し部Uの口部42に押し当てた状態で第二粉体搬送部材45が回転し、コイル形状の第二粉体搬送部材45が摺動抵抗により伸びようとしても、粉体受け渡し部Uの口部42から中に入り込んで第一粉体搬送部材35と接触するようなことはなく、しかし第二粉体搬送部材45の上流端を第一粉体搬送部材45に十分に接近させることができ、装置の大型化を招くことなく、第一粉体搬送路41から第二粉体搬送路44への粉体受け渡し部Uにあって、特に流動性の悪いトナーを使用するときや高温高湿環境下であっても、トナーの滞留を防いでトナー詰まりをなくし、トナーブロッキングの発生を防止することができる。
図4(A)および(B)には、図1に示すフルカラー画像形成装置において、クリーニング装置17で回収したトナーを廃トナー容器37へと搬送する粉体搬送装置40の他例を示し、図4(A)には、その粉体搬送装置40で用いる第一粉体搬送部材35と第二粉体搬送部材45の配置構成を、(B)には、その粉体搬送装置40における第一粉体搬送路41から第二粉体搬送路44への粉体受け渡し部Uの概略構成を示す。
この例では、図3に示す例と相違してパイプ部材43の粉体受け渡し部U側の端部を細く形成して首状にくびれた口部42が設けられ、パイプ部材43の内部に下向きの段部iが形成される。そして、その口部42の段部iに、コイル形状の第二粉体搬送部材45の先端部に形成されている押し当て部45aが押し当てられている。第二粉体搬送部材45は、同様に先端部が軸なしのコイル形状とされて、その第二粉体搬送部材45には、粉体受け渡し部Uの口部42の口径の大きさよりも大きな外径の押し当て部45aが設けられている。しかし、この例では、その押し当て部45aから細径の自由端部45bが突出されて、パイプ部材43の内面に非接触で、粉体受け渡し部Uの口部42を通過して第一搬送路41内に入り込むようになっている。
これにより、第二粉体搬送部材45の回転とともに、その自由端部45bをまわりの部材に接触することなく、振れながら回転し、第一粉体搬送部材35により搬送されてきたトナーを大きく撹拌しながら引き続き搬送することができる。また、コイル先端と搬送経路内壁とを非接触とするので、異音の発生もない。
よって、この例でも、押し当て部45aを粉体受け渡し部Uの口部42の段部iに押し当てた状態で第二粉体搬送部材45が回転し、コイル形状の第二粉体搬送部材45が摺動抵抗により伸びようとしても、伸びることができず、また自由端部45bもまわりの部材に非接触に設けられるから伸びることはなく、第二粉体搬送部材45が第一粉体搬送部材35と接触するようなことはない。そして、同様にコイル長を安定させることができるので、第二粉体搬送部材45の上流端を第一粉体搬送部材45に十分に接近させることができ、装置の大型化を招くことなく、第一粉体搬送路41から第二粉体搬送路44への粉体受け渡し部Uにあって、特に流動性の悪いトナーを使用するときや高温高湿環境下であっても、トナーの滞留を防いでトナー詰まりをなくし、トナーブロッキングの発生を防止することができる。
ところで、粉体であるトナーとしては、重合トナーを使用すると、画像形成装置において、現像特性や転写性を良好にして、画像品質の向上を図るとともに、トナーの滞留を防いでトナー詰まりをなくし、トナーブロッキングの発生を防止することができる。
また、トナーを付着する像担持体に潤滑剤が塗布されて、トナー流動性が一層悪くなる画像形成装置において、この発明を適用すると、トナーを滞りなく搬送し、トナーの滞留を防いでトナー詰まりをなくし、トナーブロッキングの発生を防止することができる。
タンデム型フルカラー画像形成装置における内部機構の概略構成図である。 その画像形成装置に備えるプロセスカートリッジの構成図である。 (A)および(B)には、図1に示すフルカラー画像形成装置において、クリーニング装置で回収したトナーを廃トナー容器へと搬送する粉体搬送装置を示し、(A)は、その粉体搬送装置で用いる第一粉体搬送部材と第二粉体搬送部材の配置構成を、(B)は、その粉体搬送装置における第一粉体搬送路から第二粉体搬送路への粉体受け渡し部の概略構成を示す図である。 (A)および(B)には、図1に示すフルカラー画像形成装置において、クリーニング装置で回収したトナーを廃トナー容器へと搬送する粉体搬送装置の他例を示し、(A)は、その粉体搬送装置で用いる第一粉体搬送部材と第二粉体搬送部材の配置構成を、(B)は、その粉体搬送装置における第一粉体搬送路から第二粉体搬送路への粉体受け渡し部の概略構成を示す図である。 (A)および(B)には、従来のフルカラー画像形成装置において、クリーニング装置で回収したトナーを廃トナー容器へと搬送する粉体搬送装置を示し、(A)は、その粉体搬送装置で用いる第一粉体搬送部材と第二粉体搬送部材の配置構成を、(B)は、その粉体搬送装置における第一粉体搬送路から第二粉体搬送路への粉体受け渡し部の概略構成を示す図である。
符号の説明
11 感光体
12 帯電装置(プロセス手段)
14 現像装置(プロセス手段)
17 クリーニング装置(プロセス手段)
30 プロセスカートリッジ
35 第一粉体搬送部材
40 粉体搬送装置
41 第一粉体搬送路
42 粉体受け渡し部の口部
43 パイプ部材
44 第二粉体搬送路
45 第二粉体搬送部材
45a 第二粉体搬送部材の押し当て部
45b 第二粉体搬送部材の自由端部
100 画像形成装置本体
L1 第一粉体搬送部材の下流端の軸線
L2 第二粉体搬送部材の上流端の軸線
U 粉体受け渡し部
d 口部の口径
D1 パイプ部材の内径
D2 第二粉体搬送部材の外径
i 口部の段部

Claims (5)

  1. 第一粉体搬送路と第二粉体搬送路とが粉体受け渡し部で直交して設けられ、前記第一粉体搬送路に第一粉体搬送部材が、前記第二粉体搬送路に第二粉体搬送部材が備えられて、前記第一粉体搬送部材により搬送された粉体が、前記粉体受け渡し部の口部を通して前記第二粉体搬送路に入れられ、前記第二粉体搬送部材で引き続き搬送される粉体搬送装置において、
    前記第二粉体搬送部材の上流端が軸なしのコイル形状とされて、その外径が前記粉体受け渡し部の口部の大きさよりも大きくつくられ、前記第二粉体搬送部材の上流端に前記粉体受け渡し部の不動の口部に押し当てる押し当て部が設けられ、前記第二粉体搬送部材の上流端に前記押し当て部から突出されて、前記粉体受け渡し部の口部を通過して前記第一粉体搬送路に入り込む細径の自由端部が形成されてい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が備えられ、前記粉体としてトナーが使用されていることを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記粉体として廃トナーが使用されていることを特徴とする、請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記粉体として重合トナーが使用されていることを特徴とする、請求項2に記載の画像形成装置。
  5. トナーを付着する像担持体に潤滑剤が塗布されることを特徴とする、請求項2ないし4のいずれか1に記載の画像形成装置
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