JP4207466B2 - トナー搬送装置 - Google Patents

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【0001】
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に用いられるトナー搬送装置に係り、特に、トナー搬送路とトナー搬送手段の摺擦によって発生するトナーのソフトブロッキングによる画質劣化が発生するのを防止可能としたトナー搬送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置においては、トナーを収容したトナーカートリッジから、現像装置にトナーを搬送する手段として、トナー搬送装置が用いられている。
【0003】
かかるトナー搬送装置としては、可撓性を有するホース状部材と、当該ホース状部材の内部に配設され、その一端部のみが回転自在に軸支持された片持ち状のスクリュー部材とから構成したものがある。
【0004】
しかし、上記トナー搬送装置の場合には、ホース状部材の湾曲により、ジョイント部材と片持ち状のスクリュー部材とが接触し、ジョイント部材内を搬送されるトナーが、スクリュー部材によってジョイント部材の内壁に摺擦されて、トナーが部分的に凝集するソフトブロッキングが発生するという問題点を有していた。
【0005】
そこで、かかるトナーのソフトブロッキングを防止し得る技術としては、例えば、特開平3−204670号公報や特開平3−62063号公報等に開示されているものがある。
【0006】
上記特開平3−204670号公報に係る現像剤搬送装置は、現像剤を収納する現像剤収納容器と、該現像剤収納容器に連結された可撓性を有する現像剤搬送管と、上記現像剤収納容器内部から上記現像剤搬送管内部へと連続して配設された回転自在な螺旋形状の現像剤搬送部材とを有して、現像装置へと現像剤を搬送供給せしめる現像剤搬送装置において、上記現像剤搬送管と上記現像剤収納容器を接続する連結管を上記現像剤収納容器で回転自在に支持し、該連結管及び上記現像剤搬送管に上記現像剤搬送部材を固定して配設するように構成したものである。
【0007】
また、上記特開平3−62063号公報に係るトナー補給装置は、少なくとも1つの現像ユニットを備えた現像装置にトナーを補給するためのトナー補給装置において、トナー補給装置から前記現像ユニットへとトナー補給を行なうトナー搬送手段のトナー搬送経路が非直線的経路をとるとき、該トナー搬送手段を少なくとも、トナー搬送路と、該トナー搬送路内に配置されたトナー搬送用スクリューと、該スクリューの各端部にそれぞれ配置され、そして該スクリューが前記トナー搬送路の内壁に接触しないようにして該スクリューを回転自在に支持するスクリューシャフトとにて構成したものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平3−204670号公報に係る現像剤搬送装置の場合には、やはり、現像剤搬送部材の軸を片持ちで保持する方式であるため、現像剤搬送部材が搬送方向下流側で搬送管との摺擦が発生しやすく、それに伴う現像剤のソフトブロッキングが発生してしまうという問題点を依然として有していた。
【0009】
また、この特開平3−204670号公報に係る現像剤搬送装置の場合には、その図5に示すように、現像剤搬送部材としての搬送スクリューを両持ちにすることで摺擦を防止しているが、当該搬送スクリューの軸を両持ちにすることにより、軸受けやシール部材等の追加により材料費・加工費のアップ、構成の自由度が減るという別の問題点を有している。
【0010】
一方、上記特開平3−62063号公報に係るトナー補給装置においては、トナー搬送経路が非直線的な構成をとったトナー搬送手段の場合に、トナー搬送部材の両端部を回転自在に支持することで、トナー搬送経路の内壁とトナー搬送手段の摺擦を回避するように構成しているが、非直線的なトナー搬送経路で両端部を軸保持したときにトナー搬送経路の内壁とトナー搬送部材の接触を防止するためには、トナー搬送経路の内径とトナー搬送手段の外径とのクリアランスを十分に採ることが必要であり、この場合にはトナー搬送手段によるトナー搬送力が低下してしまい、十分な量のトナーを搬送することができないという問題点を有していた。
【0011】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、十分な量のトナーを搬送することができるのは勿論のこと、トナー搬送路とトナー搬送手段との摺摩によってトナーのソフトブロッキングが発生するのを防止可能なトナー搬送装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するため、請求項1に記載された発明は、少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収容容器から現像装置へトナーを搬送す
るトナー搬送装置において、
前記現像剤収容容器に連結されてトナーが供給されるジョイント部材の内部に配設され、当該ジョイント部材に基端部のみが片持ち状に回転自在に支持された第1のトナー搬送手段と、
前記ジョイント部材と現像装置との間に配設されてトナー搬送路を形成する可撓性
を有するトナー搬送路形成部材と、
前記第1のトナー搬送手段の先端部に連結された状態で、トナー搬送路形成部材の内部に配設された第2のトナー搬送手段とを備え、
前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との直線状の連結部における当該第1のトナー搬送手段とジョイント部材内壁との接触を緩和する接触緩和手段を設け
前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部におけるジョイント部材の内径を、当該ジョイント部材の基端部における内径よりも大きく設定することにより、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部における当該第1のトナー搬送手段とジョイント部材内壁との間隙を大きく設定する手段からなることを特徴とするトナー搬送装置である。
【0015】
また、請求項2に記載された発明は、請求項1記載のトナー搬送装置において、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部における第1のトナー搬送手段の外径を小さく設定したことを特徴とするトナー搬送装置である。
【0018】
更に、請求項3に記載された発明は、
請求項1記載のトナー搬送装置において、前記第1のトナー搬送手段は、回転軸の外周のトナー搬送用の羽根を螺旋状に設けた部材からなり、前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部における第1トナー搬送手段のトナー搬送用羽根の外周端を鋭利に形成してなることを特徴とするトナー搬送装置である。
【0019】
また、請求項4に記載された発明は、
請求項1記載のトナー搬送装置において、前記第1のトナー搬送手段は、回転軸の外周のトナー搬送用の羽根を螺旋状に設けた部材からなるとともに、前記第2のトナー搬送手段は、螺旋状に形成された線状部材からなり、前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、屈曲自在に形成した手段からなることを特徴とするトナー搬送装置である。
【0020】
さらに、請求項5に記載された発明は、
請求項4記載のトナー搬送装置において、前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、当該第1のトナー搬送手段の先端部に設けられた挿通穴と、当該挿通穴に挿通された状態で係止された第2のトナー搬送手段の基端部とから構成し、前記第1トナー搬送手段の挿通穴の両開口部を、テーパー状に形成してなることを特徴とするトナー搬送装置である。
【0021】
又、請求項6に記載された発明は、
請求項4記載のトナー搬送装置において、前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、当該第1のトナー搬送手段の先端部に設けられた挿通穴と、当該挿通穴に挿通された状態で係止された第2のトナー搬送手段の基端部とから構成し、前記第1トナー搬送手段の挿通穴に係止される第2のトナー搬送手段の基端部に湾曲を持たせ、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、屈曲自在に形成したことを特徴とするトナー搬送装置である。
【0023】
又更に、請求項7に記載された発明は、
請求項1記載のトナー搬送装置において、前記第1のトナー搬送手段は、前記ジョイント部材の長さより短く設定されていることを特徴とするトナー搬送装置である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0025】
実施の形態1
図2はこの発明の実施の形態1に係るトナー搬送装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
【0026】
図2において、01はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体01の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス(Print Head Device )02と、このプリントヘッドデバイス02の静電潜像担持体としての4つの感光体ドラム11, 12, 13, 14に画像露光を施す露光装置としてのROS(Raster Output Scanner )03と、上記プリントヘッドデバイス02の各色の現像装置41, 42, 43, 44に対応する色のトナーを供給する4つのトナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C と、上記プリントヘッドデバイス02に記録媒体としての記録用紙Pを供給する給紙カセット05と、上記プリントヘッドデバイス02からトナー像が転写された記録用紙Pに対して、定着処理を施す定着装置70と、この定着装置70によって片面に画像が定着された記録用紙Pを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス02の転写部へと搬送する両面用搬送経路07と、プリンタ本体01の外部から所望の記録用紙Pを給紙する手差し給紙手段08と、プリンタの動作を制御する制御回路や、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路等からなるコントローラ09と、高圧電源回路等からなる電気回路10とが設けられている。なお、図2中、T は画像が形成された記録用紙Pを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレT は、プリンタ本体01の上部に一体的に配置されている。
【0027】
上記プリンタ本体01の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのROS03は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、シアン(C)の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される4つの半導体レーザや、これら4つの半導体レーザから出射される4本のレーザ光を、偏向走査するためのf−θレンズやポリゴンミラー、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【0028】
図3はこの発明の実施の形態1に係るトナー搬送装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図3中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【0029】
このプリントヘッドデバイス02は、図3に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、シアン(C)用の各感光体ドラム(像担持体)11, 12, 13, 14を有する画像形成部1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触する一次帯電用の帯電ロール(接触型帯電装置)21, 22, 23, 24と、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、シアン(C)の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射するROS(露光装置)03(図2参照)と、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像を、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、シアン(C)の各色のトナーで現像する現像装置41, 42, 43, 44と、上記4つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの2つの感光体ドラム11, 12に接触する第1の一次中間転写ドラム(中間転写体)51及び他の2つの感光体ドラム13, 14に接触する第2の一次中間転写ドラム(中間転写体)52と、上記第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム(中間転写体)53と、この二次中間転写ドラム53に接触する最終転写ロール(転写部材)60とで、その主要部が構成されている。
【0030】
感光体ドラム11, 12, 13, 14は、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。
【0031】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路10(図2参照)に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてROS03に入力される。このROS03では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、シアン(C)の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射される。
【0032】
上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径30mmのOPC感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、例えば、104mm/secの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図3に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-840VのDC電圧を印加することによって、例えば約-300V程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、DCのみ印加の帯電方式をとっているが、AC+DC印加の帯電方式を用いても良い。
【0033】
その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光装置としてのROS03によってイエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、シアン(C)の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、ROS03で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 V以下程度にまで除電される。
【0034】
また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、シアン(C)の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、シアン(C)の各色のトナー像として可視化される。
【0035】
この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【0036】
現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、シアン(C)色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44には、図2に示すように、対応する色のトナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー401 ,402 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール403 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール(不図示)が固定した状態で配置されている。この現像ロール403 に現像剤を搬送するオーガー402 によって、当該現像ロール403 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材404 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50g/m2 であり、また、このとき現像ロール403 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μC/g 程度である。
【0037】
上記現像ロール403 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール403 にAC+DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール403 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のAC成分が4 kHz、1.5 kVppで、DC成分が-230V程度に設定されている。
【0038】
この実施の形態では、上記現像装置41, 42, 43, 44において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が3〜10μm程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は8μm、カラートナーの平均粒径は7μmに設定される。
【0039】
次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、シアン(C)の各色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー(Y)およびマゼンタ(M)色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたブラック(K)、シアン(C)色のトナー像は、第2の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第1の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された2色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第2の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。
【0040】
上記第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 V程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように,トナーの帯電量が-20 〜35μC/g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380V程度が望ましい。
【0041】
この実施の形態で用いる第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が60mmに形成され、抵抗値は108 Ω程度に設定される。第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはFeやAl等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層(R=102 〜103 Ω)が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第1、第2の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μmの高離型層(R=105 〜109 Ω)として形成し、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がR=105 〜109 Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【0042】
このように第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に3次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【0043】
この二次中間転写ドラム53上へ第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200V程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μC/g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380V程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880V程度、つまり第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500V程度に設定することが望ましい。
【0044】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 と同じ60mmに形成され、抵抗値は1011Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第1、第2の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはFeやAl等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層(R=102 〜103 Ω)が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μmの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【0045】
次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る用紙Pに3次転写される。この用紙Pは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール90を通過し、二次中間転写ドラム53と最終転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置70によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【0046】
ところで、この実施の形態に係るトナー搬送装置は、少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収容容器から現像装置へトナーを搬送するトナー搬送装置において、前記現像剤収容容器に連結されてトナーが供給されるジョイント部材の内部に配設され、当該ジョイント部材に基端部のみが片持ち状に回転自在に支持された第1のトナー搬送手段と、前記ジョイント部材と現像装置との間に配設されてトナー搬送路を形成する可撓性を有するトナー搬送路形成部材と、前記第1のトナー搬送手段の先端部に連結された状態で、トナー搬送路形成部材の内部に配設された第2のトナー搬送手段とを備え、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部における当該第1のトナー搬送手段とジョイント部材内壁との接触を緩和する接触緩和手段を設けるように構成されている。
【0047】
また、この実施の形態では、前記接触緩和手段が、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部における当該第1のトナー搬送手段とジョイント部材内壁との間隙を大きく設定する手段からなるように構成されている。
【0048】
上記接触緩和手段としては、例えば、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部におけるジョイント部材の内径を大きく設定したものや、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部における第1のトナー搬送手段の外径を小さく設定したものなどが用いられる。
【0049】
図1(a)(b)はこの発明の実施の形態1に係るトナー搬送装置を適用したトナー供給装置を示す断面構成図である。また、図4はこの発明の実施の形態1に係るトナー搬送装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタの要部を示す側面構成図である。
【0050】
すなわち、この実施の形態に係るトナー搬送装置を適用したトナー供給装置70は、図4に示すように、所定の色のトナーとキャリアを混合した現像剤を収容したトナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C と、当該トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C から現像装置41, 42, 43, 44までトナー等を搬送するトナー搬送装置71とを備えるように構成されている。上記トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C は、図5に示すように、そのフロント側の下端部近傍に、トナー排出口72が開口されており、当該トナー排出口72は、通常、図示しないシャッター部材によって閉塞されているとともに、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C をプリンタ本体01に装着する動作に伴って開口されるように構成されている。
【0051】
また、上記トナー搬送装置71は、図1及び図6に示すように、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C に結合されるジョイント部材73と、現像装置41, 42, 43, 44に連結される連結部材74と、これらジョイント部材73と連結部材74とを接続するトナー搬送路形成部材としてのパイプ状部材75とを備えている。上記ジョイント部材73は、図1に示すように、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の下面に結合される円弧状の曲面を有する結合部73aを有し、この結合部73aには、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C から落下供給されるトナーを導入する導入口76が開口されている。また、上記ジョイント部材73には、結合部73aの下方に、略円筒状に形成されたトナー搬送部77が一体的に設けられている。このトナー搬送部77の内部には、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C から落下供給されるトナーを、現像装置41, 42, 43, 44へと搬送する第1の搬送部材としての搬送用オーガー78が、回転自在に配設されている。なお、上記ジョイント部材73は、例えば、ABS樹脂によって構成されるが、搬送用オーガー78は、摺動性を向上させるため、POM材などを用いるのが望ましい。
【0052】
上記搬送用オーガー78は、図1及び図7に示すように、回転軸79の外周に、トナー搬送用の羽根80を螺旋状に形成したものであり、当該回転軸79の基端部を回転自在に支持する軸受け部材81によって、トナー搬送部77の基端部に、片持ち梁状に取り付けられている。また、この搬送用オーガー78の回転軸79には、そのトナー搬送部77の外部に突出した基端部79aに、当該搬送用オーガー78を回転駆動するためのはす歯ギアからなる駆動ギア82が取り付けられている。上記駆動ギア82は、図5に示すように、トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の側方に、当該トナーカートリッジ04Y,04M,04K,04C の長手方向に沿って配置された回転軸の端部に固定された駆動力伝達用のギア83と噛み合っている。
【0053】
さらに、上記ジョイント部材73の先端部には、可撓性を有する軟質な合成樹脂等によって円筒状に形成されたパイプ状部材75が、嵌合された状態で取り付けられている。このパイプ状部材75の内部には、搬送用オーガー78の先端部に連結された金属製の螺旋状のスクリュー部材84が配設されており、当該スクリュー部材85によって、ジョイント部材73の内部に供給されたトナーを、現像装置41, 42, 43, 44に連結された連結部材74まで搬送するように構成されている。この連結部材74は、パイプ状部材84の先端部に嵌合された状態で取り付けられており、当該パイプ状部材84を介して搬送されるトナーを、現像装置41, 42, 43, 44の内部に落下供給するように構成されている。上記スクリュー部材84としては、例えば、断面円形の金属製の線状部材を螺旋状に湾曲させることによって形成したものが用いられる。
【0054】
そして、この実施の形態において、上記ジョイント部材73には、図1、図5及び図6に示すように、前記第1のトナー搬送手段としての搬送用オーガー78と第2のトナー搬送手段としてのスクリュー部材84の連結部における当該搬送用オーガー78とジョイント部材73内壁との接触を緩和する接触緩和手段85を設けるように構成されている。この接触緩和手段85は、例えば、搬送用オーガー78とスクリュー部材84との連結部における当該搬送用オーガー78とジョイント部材73内壁との間隙を大きく設定する手段から構成されている。
【0055】
この実施の形態では、接触緩和手段85として、搬送用オーガー78とスクリュー部材84との連結部73bにおけるジョイント部材73の内径を大きく設定するとともに、前記搬送用オーガー78とスクリュー部材84との連結部78bにおける搬送用オーガー78の外径を小さく設定したものが用いられている。
【0056】
なお、上記接触緩和手段85としては、図8に示すように、搬送用オーガ78とスクリュー部材84との連結部78bにおける搬送用オーガー78の外径のみを小さく設定したものを用いても良い。
【0057】
上記ジョイント部材73は、図1に示すように、略円筒状に形成されたトナー搬送部77の軸方向略中央部より先端部側73bが、内径が大きく設定されているとともに、当該ジョイント部材73の内部に配設された搬送用オーガー78の先端部78bが、外径が小さく設定されている。その結果、上記ジョイント部材73には、搬送用オーガー78とスクリュー部材84との連結部における搬送用オーガー78とジョイント部材73内壁との間隙が大きく設定されている。
【0058】
このように、上記実施の形態では、ジョイント部材73に、搬送用オーガー78とスクリュー部材84との連結部における搬送用オーガー78とジョイント部材73内壁との間隙が大きく設定されているので、搬送用オーガー78をその基端部において片持ち状に支持し、当該搬送用オーガー78を回転させた場合に、先端部の首振り量がある程度大きくなっても、搬送用オーガー78の先端部とジョイント部材73内壁とが接触するのを抑制することができるとともに、例え接触したとしても、摺擦圧力を低減することができる。そのため、ジョイント部材73と搬送用オーガー78との摺摩によってトナーのソフトブロッキングが発生するのを防止可能となっている。
【0059】
また、上記実施の形態では、ジョイント部材73に、搬送用オーガー78とスクリュー部材84との連結部における搬送用オーガー78とジョイント部材73内壁との間隙が大きく設定されているので、搬送用オーガー78を全長に渡って小径とした場合のように、トナーの搬送量が大幅に減少することがなく、十分な量のトナーを搬送することができる。
【0060】
実施の形態2乃至4
図9乃至図11この発明の実施の形態2乃至4を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態2は、前記接触緩和手段が、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部に配設されたトナーを吸着する磁気部材からなるように構成したものである。
【0061】
すなわち、この実施の形態2では、図9に示すように、搬送用オーガー78とスクリュー部材84との連結部において、ジョイント部材73の内周又は外周の少なくとも一方(図示例では、内周及び外周の双方)に、磁気部材として円筒形状のマグネット86,87 を固着するように構成されている。
【0062】
このように、搬送用オーガー78とスクリュー部材84との連結部において、ジョイント部材73の内周又は外周の少なくとも一方(図示例では、内周及び外周の双方)に、磁気部材として円筒形状のマグネット86,87 を固着することにより、当該マグネット86,87 に磁性を有するトナーやキャリアからなる現像剤を付着させ、搬送用オーガー78とジョイント部材73との摺擦を防止することができ、トナーのソフトブロッキングが発生するのを防止可能となっている。
【0063】
また、図10に示す実施の形態3は、前記接触緩和手段が、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部にジョイント部材の内壁の少なくとも一部に、前記第1のトナー搬送手段との接触面積を減少させるリブ状部材を配設した構成したものである。
【0064】
すなわち、この実施の形態3では、図10に示すように、ジョイント部材73の先端部の内周面に、軸方向に沿って延びたリブ88を、周方向に沿って複数本(図示例では、6本)突設することにより、搬送用オーガー78とジョイント部材73との摺擦を防止することができ、トナーのソフトブロッキングが発生するのを防止可能となっている。
【0065】
さらに、図11に示す実施の形態4は、前記第1のトナー搬送手段が、回転軸の外周のトナー搬送用の羽根を螺旋状に設けた部材からなり、前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部における第1トナー搬送手段のトナー搬送用羽根の外周端を鋭利に形成してなるように構成したものである。
【0066】
すなわち、この実施の形態4では、図11に示すように、第1トナー搬送手段としての搬送用オーガー78が、回転軸79の外周に、トナー搬送用の羽根80を螺旋状に形成したものからなり、当該搬送用オーガー78は、そのトナー搬送用の羽根80の外周端80aが、図11(b)に示すように、台形状ではなく、図11(c)(d)に示すようなナイフエッジ状に鋭利に形成されており、ジョイント部材73内壁との接触面積を減少させることによって摺摩を防止することができ、トナーのソフトブロッキングが発生するのを防止可能となっている。
【0067】
実施の形態5
図12及び図13はこの発明の実施の形態5を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態5は、前記第1のトナー搬送手段が、回転軸の外周のトナー搬送用の羽根を螺旋状に設けた部材からなるとともに、前記第2のトナー搬送手段は、螺旋状に形成された線状部材からなり、前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、屈曲自在に形成した手段からなるように構成されている。
【0068】
また、この実施の形態5は、例えば、前記接触緩和手段が、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、当該第1のトナー搬送手段の先端部に設けられた挿通穴と、当該挿通穴に挿通された状態で係止された第2のトナー搬送手段の基端部とから構成され、前記第1トナー搬送手段の挿通穴の両開口部を、テーパー状に形成してなるように構成される。
【0069】
すなわち、この実施の形態5では、図23に示すように、第1トナー搬送手段としての搬送用オーガー78が、回転軸79の外周に、トナー搬送用の羽根80を螺旋状に形成したものからなり、前記回転軸79の先端部には、スクリュー部材84の基端部を挿通した状態で係止する挿通穴90が穿設されている。そして、この挿通穴90は、その両開口部91,92 がテーパー状に形成されており、当該挿通穴90に半径方向に沿って直線状に延びたスクリュー部材84の基端部が屈曲自在に挿通されている。
【0070】
このように、スクリュー部材84の基端部を挿通する挿通穴90の両開口部91,92 を、テーパー状に形成することにより、スクリュー部材84に発生するバネの力を逃がし、搬送用オーガー78の下流側での摺摩圧力を低減させ、トナーのソフトブロッキングが発生するのを防止可能となっている。
【0071】
また、図13に示す実施の形態5は、前記接触緩和手段が、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、当該第1のトナー搬送手段の先端部に設けられた挿通穴と、当該挿通穴に挿通された状態で係止された第2のトナー搬送手段の基端部とから構成され、前記第1トナー搬送手段の挿通穴に係止される第2のトナー搬送手段の基端部に湾曲を持たせ、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、屈曲自在に形成したものである。
【0072】
すなわち、この実施の形態5では、図13に示すように、回転軸79の先端部に、スクリュー部材84の基端部を挿通した状態で係止する挿通穴90が穿設されているが、当該挿通穴90に係止されるスクリュー部材84の基端部84aに湾曲を持たせ、搬送用オーガー78とスクリュー部材84との連結部を、屈曲自在に形成することにより、スクリュー部材84に発生するバネの力を逃がし、搬送用オーガー78の下流側での摺摩圧力を低減させ、トナーのソフトブロッキングが発生するのを防止可能となっている。
【0073】
なお、上記スクリュー部材84としては、例えば、断面円形の金属製の線状部材を螺旋状に湾曲させることによって形成したものを用いても良いが、図12(b)に示すように、スクリュー部材84として、薄くて幅の狭い断面矩形状の金属製の薄板状部材を螺旋状に湾曲させることによって形成したものを用いても良い。この場合には、断面矩形状の金属製の薄板状部材からなるスクリュー部材84を使用した方が、断面円形のものよりも線剛性が小さく、湾曲しやすく、しかもトナーの搬送性が良い。そのため、図4に示すトナー搬送装置において、特に、下方に配置されたトナーカートリッジから上方に配置された現像装置にトナーを搬送するトナー搬送装置71Cのみでも、この断面矩形状の金属製の薄板状部材からなるスクリュー部材84を使用するのが望ましい。
【0074】
実施の形態6
図14はこの発明の実施の形態6を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態6は、前記接触緩和手段が、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部における第1トナー搬送手段を回転自在に支持してなるように構成したものである。
【0075】
すなわち、この実施の形態6は、図14(a)(b)に示すように、第1のトナー搬送手段としての搬送用オーガー78と、第2のトナー搬送手段としてのスクリュー部材との連結部における搬送用オーガー78を、外周形状が半円形状に形成された極細いワイヤー状部材95によって回転自在に支持してなるように構成されている。
【0076】
上記搬送用オーガー78を支持するワイヤー状部材95としては、図14(c)に示すように、互いに対向するように半径に延びたトーションバネタイプのものを用いても良い。
【0077】
このように、搬送用オーガー78を極細いワイヤー状部材95によって回転自在に支持することにより、搬送用オーガー78の先端部がジョイント部材73の内壁と摺擦するのを防止することができ、トナーのソフトブロッキングが発生するのを防止可能となっている。
【0078】
実施の形態7
図15はこの発明の実施の形態7を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態7は、前記接触緩和手段が、前記第1のトナー搬送手段を前記ジョイント部材の長さより短く設定した手段からなるように構成したものである。
【0079】
すなわち、この実施の形態7は、図15に示すように、第1のトナー搬送手段としての搬送用オーガー78が、ジョイント部材73の長さの略2/3程度に相対的に短く設定されている。
【0080】
このように、第1のトナー搬送手段としての搬送用オーガー78自体を短く構成することにより、当該搬送用オーガー78を片持ち状態に支持することの欠点である先端の振れを押さえるとともに、スクリュー部材84をジョイント部材73側まで入れることで、スクリュー部材84の反力をジョイント部材73で規制することもでき、搬送用オーガー78の先端部がジョイント部材73の内壁と摺擦するのを防止することができ、トナーのソフトブロッキングが発生するのを防止可能となっている。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、十分な量のトナーを搬送することができるのは勿論のこと、トナー搬送路とトナー搬送手段との摺摩によってトナーのソフトブロッキングが発生するのを防止可能なトナー搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はこの発明の実施の形態1に係るトナー搬送装置を適用したトナー供給装置を示す構成図である。
【図2】 図2はこの発明の実施の形態1に係るトナー搬送装置を適用した画像形成装置としてのデジタルプリンタを示す構成図である。
【図3】 図3はこの発明の実施の形態1に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのデジタルプリンタの画像形成部を示す構成図である。
【図4】 図4はこの発明の実施の形態1に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのデジタルプリンタの要部を示す構成図である。
【図5】 図5はこの発明の実施の形態1に係るトナー搬送装置を適用したトナー供給装置を示す構成図である。
【図6】 図6はこの発明の実施の形態1に係るトナー搬送装置を示す外観斜視図である。
【図7】 図7はトナー搬送手段を示す外観斜視である。
【図8】 図8はこの発明の実施の形態1に係るトナー搬送装置の変形例を示す構成図である。
【図9】 図9はこの発明の実施の形態2に係るトナー搬送装置の要部を示す構成図である。
【図10】 図10はこの発明の実施の形態3に係るトナー搬送装置の要部を示す構成図である。
【図11】 図11はこの発明の実施の形態4に係るトナー搬送装置の要部を示す構成図である。
【図12】 図12はこの発明の実施の形態5に係るトナー搬送装置の要部を示す構成図である。
【図13】 図13はこの発明の実施の形態5に係るトナー搬送装置の要部を示す構成図である。
【図14】 図14はこの発明の実施の形態6に係るトナー搬送装置の要部を示す構成図である。
【図15】 図15はこの発明の実施の形態7に係るトナー搬送装置の要部を示す構成図である。
【符号の説明】
41, 42, 43, 44:現像装置、04Y,04M,04K,04C :トナーカートリッジ、71:トナー搬送装置、72:トナー排出口、73:ジョイント部材、78:第1のトナー搬送部材、84:第2のトナー搬送部材。

Claims (7)

  1. 少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収容容器から現像装置へトナーを搬送するトナー搬送装置において、
    前記現像剤収容容器に連結されてトナーが供給されるジョイント部材の内部に配設され、当該ジョイント部材に基端部のみが片持ち状に回転自在に支持された第1のトナー搬送手段と、
    前記ジョイント部材と現像装置との間に配設されてトナー搬送路を形成する可撓性 を有するトナー搬送路形成部材と、
    前記第1のトナー搬送手段の先端部に連結された状態で、トナー搬送路形成部材の内部に配設された第2のトナー搬送手段とを備え、
    前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との直線状の連結部における当該第1のトナー搬送手段とジョイント部材内壁との接触を緩和する接触緩和手段を設け、
    前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部におけるジョイント部材の内径を、当該ジョイント部材の基端部における内径よりも大きく設定することにより、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部における当該第1のトナー搬送手段とジョイント部材内壁との間隙を大きく設定する手段からなることを特徴とするトナー搬送装置。
  2. 請求項1記載のトナー搬送装置において、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部におけるジョイント部材の外径を小さく設定したことを特徴とするトナー搬送装置。
  3. 請求項1記載のトナー搬送装置において、前記第1のトナー搬送手段は、回転軸の外周のトナー搬送用の羽根を螺旋状に設けた部材からなり、前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部における第1トナー搬送手段のトナー搬送用羽根の外周端を鋭利に形成してなることを特徴とするトナー搬送装置。
  4. 請求項1記載のトナー搬送装置において、前記第1のトナー搬送手段は、回転軸の外周のトナー搬送用の羽根を螺旋状に設けた部材からなるとともに、前記第2のトナー搬送手段は、螺旋状に形成された線状部材からなり、前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、屈曲自在に形成した手段からなることを特徴とするトナー搬送装置。
  5. 請求項4記載のトナー搬送装置において、前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、当該第1のトナー搬送手段の先端部に設けられた挿通穴と、当該挿通穴に挿通された状態で係止された第2のトナー搬送手段の基端部とから構成し、前記第1トナー搬送手段の挿通穴の両開口部を、テーパー状に形成してなることを特徴とするトナー搬送装置。
  6. 請求項4記載のトナー搬送装置において、前記接触緩和手段は、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、当該第1のトナー搬送手段の先端部に設けられた挿通穴と、当該挿通穴に挿通された状態で係止された第2のトナー搬送手段の基端部とから構成し、前記第1トナー搬送手段の挿通穴に係止される第2のトナー搬送手段の基端部に湾曲を持たせ、前記第1のトナー搬送手段と第2のトナー搬送手段との連結部を、屈曲自在に形成したことを特徴とするトナー搬送装置。
  7. 請求項1記載のトナー搬送装置において、前記第1のトナー搬送手段は、前記ジョイント部材の長さより短く設定されていることを特徴とするトナー搬送装置。
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