JP2000132031A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2000132031A JP10303049A JP30304998A JP2000132031A JP 2000132031 A JP2000132031 A JP 2000132031A JP 10303049 A JP10303049 A JP 10303049A JP 30304998 A JP30304998 A JP 30304998A JP 2000132031 A JP2000132031 A JP 2000132031A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ステータの内径拡大を抑制してスクリューポン
プの長寿命化することができる画像形成装置を提供する
ことである。 【解決手段】スクリューポンプ20のトナー移送方向上
流側の回収トナー貯溜部16に溜められた回収トナーが
無くなるまで、スクリューポンプ20の作動を継続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の電子写真
方式における画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式における画像形成装置にお
いて、転写工程後の像担持体等に残留するトナーをクリ
ーニング装置によって回収し、それにより得た回収トナ
ーを現像装置に戻して再使用することが既に提案されて
いる。このようなトナーリサイクル機構を備えた画像形
成装置においては、一旦感光体上に転移しながらも、被
転写体上に転写されなかったトナーや、または転写ベル
ト上に付着残留したトナーを、クリーニング装置で回収
した後、その回収トナーをクリーニング装置から現像装
置へ移送させるためのスクリューポンプを設けている。
【0003】従来、トナーを移送する主な方式としては
下記のものが知られている。 (1)クリーニング装置と送り先部とをパイプで結び、
このパイプの内部に設けられたコイルスクリューによっ
てトナーを移送するもの、(2)クリーニング装置と送
り先部とを近接した上下の位置に配置し、主として重力
によりトナーを移送するもの、(3)回転することによ
り現像剤のトナーを軸方向に移動させるロータと、この
ロータを包み込む通路を内部に有しかつロータと通路内
部で接触係合する固定されたステータとを有するスクリ
ューポンプと、このスクリューポンプにより移動する現
像剤を流動化させるための空気を供給する空気供給手段
を使用して、トナーと空気からなる混合気をフレキシブ
ルなパイプ内を介して移送するもの(特開平7−219
329号公報)、等である。
【0004】しかしながら、上記(1)の移送方式では
コイルスクリューの確実な回転を保証するために、望ま
しくは、直線移送または大きな曲線移送が可能となるよ
うにトナーの移送路を確保する必要がある(屈曲した移
送路は不可)。さらに、このトナー移送方式ではコイル
スクリューとパイプとの摩擦負荷が非常に大きいため、
コイルスクリューの回転駆動トルクが増大して、回収ト
ナーの長距離移送が困難になるとともに、移送するトナ
ーにストレスを与えて凝集、熱融着等の原因になる問題
があった。
【0005】上記(2)の移送方式では、トナー移送が
比較的簡易に行なえるものの、回収トナー貯蔵手段また
は現像装置をクリーニング装置と略一体的に配置させる
必要があるため、装置の取り付け上の制約、及び、トナ
ー貯蔵量の制約から、搭載可能な画像形成装置の機種が
低速機(または、コピーやプリント使用量が少ないユー
ザ向けの複写機やプリンタ)に限られていた。
【0006】上記(3)の移送方式では、貯蔵したトナ
ーや回収トナーを、フレキシブルパイプ等を介して移送
することができるため、トナー貯蔵部やトナー回収部の
設置位置に何ら制約を受けず、簡単な構成でトナーの移
送を確実に行い得るという利点がある。また、スクリュ
ーポンプを用いたトナーの移送装置は空気供給手段によ
って空気との混合気状態の流動化させて状態で移送する
ことで、トナーの安定した移送が得られるとともに、移
送するトナーに無用なストレスをより与えずに、移送ト
ナーの凝集、熱融着等が生じにくいものである。
【0007】このような事情から、スクリューポンプを
用いたトナーの移送方式が特に優れていることが判る。
このスクリューポンプとは、内部にダブルピッチの螺旋
溝を設けた雌ねじ形ステータ、該ステータ内に回動自在
に嵌挿された雄ねじ形ロータより構成された一軸偏心ス
クリューポンプ(通称 モーノポンプ)である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スクリュー
ポンプを用いたスクリューポンプでは、ステータ内に嵌
挿された金属製のロータが摺接しながら回動するので、
ゴム材料で形成されているステータの内径は経時使用で
徐々に拡大してしまう。ステータの内径が拡大してロー
タとの食い込み量が少なくなってくると、スクリューポ
ンプの吐き出し後に供給しているエアーがステータとロ
ータの間を通り抜けてポンプの入口側へ出るという逆流
現象が発生することがあり、このような逆流現象が起き
ると、粉体の移送に支障を来すため、スクリューポンプ
が寿命に達したと判断されていた。
【0009】このようにして寿命に達するスクリューポ
ンプは、その稼動期間がかなり短いため、他の部品の寿
命に比べて釣り合いが取りにくく、実用化が難しいとい
う問題があった。
【0010】そこで、スクリューポンプの長寿命化させ
るため、あらかじめロータとステータの食い込み量を大
きくすることが考えられるが、この場合ロータとステー
タの回転摩擦により連続運転時の温度上昇から回収トナ
ーのブロッキング及びトナーの劣化により形成される画
像品質の低下および回収トナー搬送品質の低下という不
具合が生じてしまう。さらに、スクリューポンプの連続
運転時、エアーポンプから供給されるエアーが現像装置
に連続して送り込まれるため、現像装置内の内圧が増す
ことによるトナー飛散という不具合も生じてしまう。
【0011】本発明は、上記した従来の事情に鑑み、ス
テータの内径拡大を抑制してスクリューポンプの長寿命
化することができる画像形成装置を提供することを目的
としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、クリーニング装置により除去・回収され
たトナーを、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ね
じ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された
雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプを用いてト
ナー送り先部へ移送する画像形成装置において、前記ス
クリューポンプのトナー移送方向上流側に溜められた前
記回収トナーが無くなるまで、前記スクリューポンプの
作動を継続することを特徴としている。
【0013】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明は、クリーニング装置により除去・回収されたトナー
を、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形ステ
ータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形
ロータとを有するスクリューポンプを用いてトナー送り
先部へ移送する画像形成装置において、前記スクリュー
ポンプのトナー移送方向上流側に溜められた前記回収ト
ナー量を検知する検知手段を設け、該検知手段により検
知された回収トナー量に対する前記スクリューポンプの
移送完了時間を算出し、該スクリューポンプを算出した
移送完了時間より長く作動することを特徴としている。
【0014】さらにまた、上記の目的を達成するため、
本発明は、クリーニング装置により除去・回収されたト
ナーを、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形
ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された雄ね
じ形ロータとを有するスクリューポンプを用いてトナー
送り先部へ移送する画像形成装置において、前記スクリ
ューポンプのトナー移送方向上流側に溜められた前記回
収トナーの有無を検知する検知手段を設け、前記スクリ
ューポンプが作動されたとき、前記検知手段がトナー無
しを検知してから、所定時間経過後にスクリューポンプ
の作動を停止することを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。図1は、本発明に係る画像形成
装置の一例を示す概略図である。
【0016】図1において、画像形成装置はその内部に
像担時体としてのドラム状感光体1を備えている。感光
体1の周囲には矢印で示す回転方向に沿って、電子写真
複写プロセスを実施する帯電ロール2、図示していない
露光手段光書込み位置3、現像装置4、転写装置5、ク
リーニング装置6が配置されている。
【0017】現像装置4は、現像ローラ10により装置
内の現像剤(一成分現像剤の場合はトナー、二成分現像
剤の場合はキャリアとトナー)を感光体ドラム1と対向
する現像ニップ領域Aへ搬送し、感光体ドラム1上に形
成されている静電潜像にトナーを付着させ顕像化する。
トナー像は、感光体ドラム1と転写装置5が対向する転
写領域Bにおいて転写紙Pに転写される。そして、転写
紙Pに転写されずに感光体ドラム1上に残ったトナー
は、クリーニング装置6のクリーニングブレード12等
により掻き落とされ、クリーニング装置6に回収され
る。また、転写装置4として転写ベルト13を用いてい
る場合、転写紙領域外の感光体上のトナーが転写ベルト
13表面に転写してしまうため、転写クリーニング装置
7を設けている。本例の転写クリーニング装置7はクリ
ーニングブレード14により、転写ベルト13表面に付
着したトナーが掻き落とされ回収される。クリーニング
装置6や転写クリーニング装置7に回収されたトナー
は、後述するスクリューポンプ20によりトナー移送先
である、例えば現像装置4のトナー補給装置15へ戻さ
れる。
【0018】図2は、図1の感光体ドラム回りの概略を背
面側から見た図である。クリーニング装置6や転写クリ
ーニング装置7に回収されたトナーは、画像形成装置本
体の後方に搬送され、それぞれトナー吐出口9および1
1から回収トナー貯溜部16に落下してここに溜められ
る。回収トナー貯溜部16に溜められたトナーは、これ
をそのまま捨てる場合、回収トナー貯溜部16に相当す
る部分を廃トナーボトルとして構成させても良い。しか
し、トナーをそのまま捨てる場合でも廃トナーボトルを
取り扱いやすい機械の前面や側部に配置したとき、その
トナー移送のためにスクリューポンプ20を選択的に用
いることができる。また、トナーリサイクルを行うシス
テムの場合、回収トナーを現像装置4のトナー補給装置
15へ戻すため、本発明ではスクリューポンプ20が用
いられる。
【0019】回収トナーをリサイクルするシステムにお
いて、図3に示すように、回収トナー貯溜部16の下部
にはトナー搬送スクリュー19が設けられ、それに続い
てスクリューポンプ20が配設されている。スクリュー
ポンプ20は、一軸偏心スクリューポンプであって、ゴ
ム等の弾性体で作られダブルピッチの螺旋溝が形成され
た雌ねじ形ステータ21と、該ステータ21内に回動自
在に嵌挿された雄ねじ形ロータ22とを有し、このロー
タ22が上記搬送スクリュー19と軸線を一致するよう
にしてネジあるいはピン等により連結されている。よっ
て、上記トナー搬送スクリュー19が図示していない駆
動手段、例えば画像形成装置の感光体等を駆動するメイ
ンモータもしくはトナー搬送専用のモータによりクラッ
チ付ギヤ19aを介して回転駆動されると、スクリュー
ポンプ20も作動する。また、ステータ21はホルダ2
3に挿填されて固定され、ホルダ23は回収トナー貯溜
部16のケーシング17に締結されている。ホルダ23
には、トナー吐出し口24が形成され、そのトナー吐出
し口24にはトナー搬送チューブ25の一端が嵌挿され
ている。このトナー搬送チューブ25には、フレキブル
なホース等を用いることができ、その他端を現像装置4
のトナー補給装置15に容易に繋げられる。また、ホル
ダ23の内周面とステータ21の外周面との間には、例
えば1mm程度の隙間26が形成されており、この隙間
26はトナー吐出し口24に連通している。そして、ホ
ルダ23には隙間26に通ずる空気供給口27が設けら
れており、空気供給口27は図示していないエアポンプ
とエアー供給チューブ28を介して接続されている。
【0020】このように構成されたスクリューポンプ2
0は、主としてゴム材料で形成されているステータ21
内を金属等から作られ剛性のあるロータ22が摺接しな
がら回転するので、ステータ21の内径は経時使用によ
り徐々に拡大してしまう。ステータ21の内径が拡大
し、ステータ21とロータ22の食込み量が少なくな
り、0以下の所定値を下回ると、スクリューポンプに供
給するエアーがロータ22とステータ21の問を通って
入り口側であるトナー搬送スクリュー19側に逆流して
しまい、トナーの搬送が行えなくなる。
【0021】一方、スクリューポンプ20のトナー搬送
量と、クリーニング装置がトナーを回収する量とを比較
すると、回収トナーというのは本来転写紙に転写される
べきものが感光体上に残ってしまったものなので、その
量は非常に少なく、スクリューポンプ20のトナー搬送
量の方が圧倒的に多い。スクリューポンプ20を画像形
成装置本体のメイン駆動源と直接繋ぎ、同期させて運転
した場合には、回収トナー貯溜槽にトナーが溜まる以前
にスクリューポンプ20がトナーを搬送するので、回収
トナー貯溜部16は殆ど空の状態になっており、スクリ
ューポンプ20を空運転させている状態が多い。この空
運転においてもステータ21とロータ22が摺接されス
テータ21の内径拡大が進むため、スクリューポンプ2
0は回収トナー貯溜部16に回収トナーがある程度溜ま
ったときに運転を行う、間欠運転することがスクリュー
ポンプ20の長寿命化にとって不可欠である。なお、こ
の間欠運転を行うため、スクリューポンプ20を画像形
成装置本体のメイン駆動源と駆動連結する場合はクラッ
チを介在させる。また、トナー移送専用のモータで駆動
させても間欠運転可能となる。
【0022】このように、スクリューポンプ20にとっ
て間欠運転は必要なものであるが、間欠運転を行うとス
クリューポンプ20は停止させている状態のときが長く
なる。そして、この停止時においてロータ22とステー
タ21の間にトナーが無い状態になっていると、ステー
タ21の内径が縮小する傾向がある。ステータ21の内
径縮小は、元々の内径よりも小さくなることはなく、ま
た停止時間が短時間であると、縮小量は僅かであるが、
停止時間が長ければ、内径は元の値に近づいていく。
【0023】しかし、トナー搬送中にスクリューポンプ
20を停止したときにはロータ22とステータ21の間
に搬送時と同様の状態でトナーが残ってしまい、その場
合には停止中でも拡大したステータ21の内径が縮むこ
とはない。従って、スクリューポンプを停止する際に
は、ロータ22とステータ21の間にトナーが無い状態
にすることが、経時でのステータ21の内径拡大を抑制
でき有利である。
【0024】そこで、本発明ではロータ22とステータ
21の間にトナーが無い状態でスクリューポンプ20の
運転を停止させるため、回収トナー貯溜部16がほぼ空
の状態になるまでスクリューポンプ20の運転を継続さ
せている。
【0025】このように、回収トナー貯溜部16がトナ
ー無くなるまでスクリューポンプ20を運転すること
で、停止時にロータ22とステータ21の間にトナーが
無い状態にすることができる。
【0026】ところで、スクリューポンプ20を間欠駆
動する場合、回収トナー貯溜部16に溜まった回収トナ
ーの量を検知手段としてのトナー検知センサ18により
検知し、このセンサ18のトナー有りの信号によってス
クリューポンプ20の運転を開始する。この場合、セン
サ18としては圧電式のセンサを用い、センサ表面での
トナーの有無を検知するものである。なお、センサにつ
いてはトナーの有無が検知できれば良く、その種類、方
式は問わない。
【0027】このようにしてセンサの信号から運転を開
始したスクリューポンプ20を停止させる場合、スクリ
ューポンプ20のトナー移送能力は予め知ることができ
る。また、検知センサ18の位置は変わらないので、セ
ンサON時に回収トナー貯留部16に溜められた回収ト
ナーをすべて移送するまでのスクリューポンプ20を運
転する時間も推測することができる。そして、その時間
をT秒とすれば、センサONで運転を開始したスクリュ
ーポンプ20はT秒間より長く作動することで、回収ト
ナー貯留部16に溜められた回収トナーをすべて移送
し、スクリューポンプ20を停止したときにロータ22
とステータ21の間に回収トナーが存在しないようにす
ることができる。
【0028】なお、上記したスクリューポンプ20の運
転時間を推測する場合、実験によってセンサ18がON
したときのトナー量を知り、そのトナーを移送するスク
リューポンプ20の運転時間も実験によって行う。した
がって、その数値はばらつくことは当然である。そこ
で、上記T秒はセンサ18がONしたときのトナー量が
大目のときで、かつスクリューポンプ20のトナー移送
能力は少な目にして算出することがロータ22とステー
タ21の間に回収トナーが確実に存在しないようにする
点で有利である。
【0029】図4は、本発明の他の実施形態を示すタイ
ミングチャートである。図4において、トナー検知セン
サ18がトナーを検知してからスクリューポンプ20の
作動を開始しても、最初のうちはセンサ部のトナーが無
くならず、トナー有りの検知状態が続く場合が有る。
【0030】上記実施形態では、トナー検知センサ18
がONしてからT秒間、スクリューポンプ20の運転を
続行するものであるが、本例ではONしたトナー検知セ
ンサ18がOFFになってから、所定時間t秒後にスク
リューポンプの駆動を停止することで、ロータ22とス
テータ21の間にトナーが無い状態を確実に生じさせる
ことができる。すなわち、ONしたトナー検知センサ1
8がOFFしたときに、回収トナー貯留部16に残留し
ているトナー量の方が、トナー検知センサ18がONし
たときのそれよりも量のばらつきが少なく、スクリュー
ポンプ20の搬送能力から推測した所定時間t秒を無用
に長く設定することなく、停止時にロータ22とステー
タ21の間にトナーが無い状態にすることができる。
【0031】以上、本発明の好ましい実施の形態につい
て説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべき
でない。例えば、上記実施の形態では回収トナーを現像
装置に戻しているが、現像装置にトナーを補給する剤貯
蔵部としてのトナーバンクを設け、トナーバンクで回収
トナーと新規トナーとを混合してから現像装置に送るよ
うに構成することもできる。
【0032】また、上記実施の形態では感光体クリーニ
ング装置及び転写クリーニング装置によって回収された
トナーを一緒にして移送する装置について説明したが、
本発明は感光体クリーニング装置及び転写クリーニング
装置の一方のみの回収トナーを移送するように構成して
もよい。特に、転写クリーニング装置の回収トナーには
紙粉等の異物が含まれているため、この回収トナーはリ
サイクルせずに廃トナータンクへ戻すようにしてもよ
い。
【0033】
【発明の効果】請求項1の構成によれば、ロータとステ
ータ間にトナーが無い状態でスクリューポンプを停止す
ることにより、ステータ内径縮小効果を発揮させること
がき、スクリューポンプのステータの内径拡大を抑制し
て耐久性能を向上し、スクリューポンプの長寿命化を図
ることができる。
【0034】請求項2の構成によれば、ロータとステー
タ間にトナーが無い状態で、確実にスクリューポンプを
停止することができる。請求項3の構成によれば、ロー
タとステータ間にトナーが無い状態となる精度を向上し
てスクリューポンプの長寿命化を図ることができるとと
もに、無駄なスクリューポンプの運転時間を少なくする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の感光体回りの概略
図である。
【図2】図1の感光体回り概略背面図である。
【図3】本発明の回収トナー搬送部の詳細図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示すタイミングチャー
トである。
【符号の説明】
1 感光体ドラム 4 現像装置 6 クリーニング装置 7 転写クリーニング装置 16 回収トナー貯溜部 18 トナー検知センサ 20 スクリューポンプ 21 ステータ 22 ロータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村松 智 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H034 BA05 CB01 2H077 AA37 AC11 AC16 DA16 DA31 DB01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クリーニング装置により除去・回収され
    たトナーを、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ね
    じ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された
    雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプを用いてト
    ナー送り先部へ移送する画像形成装置において、 前記スクリューポンプのトナー移送方向上流側に溜めら
    れた前記回収トナーが無くなるまで、前記スクリューポ
    ンプの作動を継続することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 クリーニング装置により除去・回収され
    たトナーを、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ね
    じ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された
    雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプを用いてト
    ナー送り先部へ移送する画像形成装置において、 前記スクリューポンプのトナー移送方向上流側に溜めら
    れた前記回収トナー量を検知する検知手段を設け、該検
    知手段により検知された回収トナー量に対する前記スク
    リューポンプの移送完了時間を算出し、該スクリューポ
    ンプを算出した移送完了時間より長く作動することを特
    徴とする画像形成装置。
  3. 【請求項3】 クリーニング装置により除去・回収され
    たトナーを、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ね
    じ形ステータと、該ステータ内に回動自在に嵌挿された
    雄ねじ形ロータとを有するスクリューポンプを用いてト
    ナー送り先部へ移送する画像形成装置において、 前記スクリューポンプのトナー移送方向上流側に溜めら
    れた前記回収トナーの有無を検知する検知手段を設け、
    前記スクリューポンプが作動されたとき、前記検知手段
    がトナー無しを検知してから、所定時間経過後にスクリ
    ューポンプの作動を停止することを特徴とする画像形成
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006039490A (ja) * 2004-07-30 2006-02-09 Ricoh Co Ltd トナー補給装置、現像装置、及び、画像形成装置
JP2015121767A (ja) * 2013-11-21 2015-07-02 株式会社リコー 現像剤搬送装置と画像形成装置

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JP2015121767A (ja) * 2013-11-21 2015-07-02 株式会社リコー 現像剤搬送装置と画像形成装置

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