JP7275680B2 - 搬送部材、粉体搬送装置、粉体回収容器、画像形成装置 - Google Patents

搬送部材、粉体搬送装置、粉体回収容器、画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、搬送部材、粉体搬送装置、粉体回収容器、画像形成装置に関する。
特許文献1には、螺旋状に形成されたスクリュウ羽と、スクリュウ羽を格納し、且つ、スクリュウ羽が回転することによって搬送されるトナーの搬送路であるトナー搬送部材と、を備え、トナーの搬送方向におけるスクリュウ羽の中心を通る中心線は、スクリュウ羽が回転する時の中心となる回転中心を通る回転中心線と平行であって該回転中心から偏った位置にあり、スクリュウ羽の外周は、該スクリュウ羽が静止または回転している際に、トナー搬送部材の内壁に接触する接触部分と、トナー搬送部材の内壁に接触しない非接触部分とを有すること、を特徴とするトナー搬送装置が記載されている。
特開2012-18339号公報
本発明は、回転軸のまわりにらせん状の翼体を有するオーガと比して、粉体の搬送量が大きい搬送部材を提供することを目的とする。
第1態様に係る搬送部材は、多重らせん構造を形成しており、該多重らせん構造の軸線まわりに回転する少なくとも2つ以上のらせん状の外縁部が、軸線方向から見て前記外縁部の内側に配された、前記回転に伴って粉体を搬送する搬送体によって連結されている。
第2態様に係る搬送部材は、第1態様の搬送部材において、前記外縁部が2つである。
第3態様に係る搬送部材は、第2態様の搬送部材において、2つの前記外縁部の位相差が180°である。
第4態様に係る搬送部材は、第2態様又は第3態様の搬送部材において、前記搬送体が複数の線状の部材である。
第5態様に係る搬送部材は、第4態様の搬送部材において、前記搬送体が前記軸線と交差している。
第6態様に係る搬送部材は、第5態様の搬送部材において、前記搬送体が直線状である。
第7態様に係る搬送部材は、第6態様の搬送部材において、前記搬送体が前記軸線方向に対して直交する方向に延びている。
第8態様に係る搬送部材は、第4~第7態様の何れか一態様の搬送部材において、前記搬送体の、軸線方向に隣り合う搬送体との間隔が定められた間隔である。
第9態様に係る搬送部材は、第2態様又は第3態様の搬送部材において、前記搬送体が、前記軸線と交差していて前記軸線まわりに捩じれている面状体で構成される部材である。
第10態様に係る搬送部材は、第9態様の搬送部材において、前記搬送体が前記多重らせん構造の全長に亘って前記外縁部を連結している。
第11態様に係る搬送部材は、第1態様の搬送部材において、前記外縁部が3つであって、前記搬送体が複数の線状の部材である。
第12態様に係る搬送部材は、第11態様の搬送部材において、3つの前記外縁部の位相差が120°である。
第13態様に係る粉体搬送装置は、粉体を搬送する搬送路と、前記搬送路の内側に配された第1~第12態様の何れか一態様の搬送部材と、を備える。
第14態様に係る粉体搬送装置は、第13態様の粉体搬送装置において、前記粉体が廃トナーであって、前記搬送部材が第9態様又は第10態様の搬送部材である。
第15態様に係る粉体回収容器は、粉体を内部へ回収する容器本体と、容器内に配されて前記容器本体の内部に回収された粉体を均す第1~第12態様の何れか一態様の搬送部材と、を備える。
第16態様に係る粉体回収容器は、第15態様の粉体回収容器において、前記粉体が廃トナーであって、前記搬送部材が、第2~第8態様又は第11~第12態様の何れか一態様の搬送部材である。
第17態様に係る画像形成装置は、廃トナー排出部と、廃トナー排出部から排出された廃トナーを粉体として搬送する第13態様又は第14態様の粉体搬送装置と、を備える。
第18態様に係る画像形成装置は、廃トナー排出部と、廃トナー排出部から排出された廃トナーを粉体として回収する第15態様又は第16態様の粉体回収容器と、を備える。
第19態様に係る画像形成装置は、第18態様の画像形成装置において、前記廃トナー排出部から前記粉体回収容器に廃トナーを搬送する第13態様又は第14態様の粉体搬送装置を備える。
第1態様に係る搬送部材は、回転軸のまわりにらせん状の翼体を有するオーガと比して、粉体の搬送量が大きい。
第2態様に係る搬送部材は、外縁部が3つ以上であって、三重以上の多重らせん構造を形成する搬送部材と比して、搬送部材の形成が容易である。
第3態様に係る搬送部材は、位相差が90°である2つの外縁部を有する搬送部材と比して、搬送量が大きい。
第4態様に係る搬送部材は、2つの外縁部と面状の搬送体とを有する搬送部材と比して、搬送部材への粉体の付着が抑制される。
第5態様に係る搬送部材は、軸線から逸れながら外縁部を連結する線状の搬送体を有する搬送部材と比して、搬送量が大きい。
第6態様に係る搬送部材は、2つの外縁部と曲線状の搬送体とを有する搬送部材と比して、搬送部材の形成が容易である。
第7態様に係る搬送部材は、複数の搬送体がバラバラの方向に延びている搬送部材と比して、搬送量が大きい。
第8態様に係る搬送部材は、複数の搬送体がバラバラの間隔で配されている搬送部材と比して、搬送量が大きい。
第9態様に係る搬送部材は、複数の線状である搬送体を有する搬送部材と比して、粉体の搬送量が大きい。
第10態様に係る搬送部材は、搬送体が多重らせん構造の一部のみを連結している面状体である搬送部材と比して、粉体の搬送量が大きい。
第11態様に係る搬送部材は、外縁部が4つ以上であって、四重以上の多重らせん構造を形成する搬送部材と比して、搬送部材の形成が容易である。
第12態様に係る搬送部材は、位相差が60°である3つの外縁部を有する搬送部材と比して、粉体の搬送量が大きい。
第13態様に係る粉体搬送装置は、らせん状の翼体を有する回転軸であるオーガを搬送部材として備える粉体搬送装置と比して、粉体による搬送路の詰まりが抑制される。
第14態様に係る粉体搬送装置は、搬送体が複数の線状の部材である搬送部材を有する粉体搬送装置と比して、廃トナーによる搬送路の詰まりが抑制される。
第15態様に係る粉体回収容器は、らせん状の翼体を有する回転軸であるオーガを搬送部材として備える粉体回収容器と比して、粉体の均し不良が抑制される。
第16態様に係る粉体回収容器は、搬送体が面状体である搬送部材を有する粉体搬送容器と比して、廃トナーの均し不良が抑制される。
第17態様に係る画像形成装置は、搬送路内の搬送部材がらせん状の翼体を有する回転軸のオーガである粉体搬送装置を備えた画像形成装置と比して、搬送路の詰まりに起因する不具合の発生が抑制される。
第18態様に係る画像形成装置は、容器内の搬送部材がらせん状の翼体を有する回転軸のオーガである粉体回収装置を備えた画像形成装置と比して、容器の交換頻度が低減される。
第19態様に係る画像形成装置は、内部の搬送部材がらせん状の翼体を有する回転軸のオーガである粉体搬送装置と、粉体回収装置と、を備えた画像形成装置と比して、搬送路の詰まりに起因する不具合が抑制される。
第1実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略正面図である。 第1実施形態に係る廃トナー回収容器を画像形成装置の前側から見た縦断面図である。 第1実施形態に係る廃トナー回収容器の第2被挿入部に挿入した廃トナー搬送装置の管材を画像形成装置の側方から見た縦断面図である。 (A)第1実施形態に係る第1搬送部材の側面図である。(B)図4(A)の4B-4B断面図である。 第1実施形態に係る第2搬送部材の側面図である。 第1実施形態に対する比較形態における搬送部材の側面図である。 (A)第2実施形態に係る第1搬送部材及びその変形例の側面図である。(B)図7(A)の7B-7B断面図である。(C)第2実施形態に係る第1搬送部材の変形例を示す図7(A)の7C-7C断面図である。
本発明の第1実施形態に係る搬送部材、粉体回収容器、粉体搬送装置、画像形成装置の一例について説明する。
なお、以下の説明では、画像形成装置10をユーザ(図示省略)が立つ側から正面視して、装置幅方向、装置高さ方向、装置奥行き方向をX方向、Y方向、Z方向と記載する。X方向、Y方向、Z方向は、互いに直交している。また、X方向、Y方向、Z方向のそれぞれ一方側と他方側を区別する必要がある場合は、画像形成装置10を正面視して、右側を+X側、左側を-X側、上側を+Y側、下側を-Y側、奥側を+Z側、前側を-Z側と記載する。Y方向は、重力方向の一例である。X方向及びZ方向は、水平方向の一例である。
(全体構成)
図1に示すように、画像形成装置10は、装置本体としての筐体12と、搬送部14と、画像形成部20と、廃トナー排出部の一例としてのクリーニングユニット32と、粉体回収容器の一例としての廃トナー回収容器40と、制御部16とを有している。制御部16は、画像形成装置10の各部の動作を制御する。
<搬送部>
搬送部14は、複数の搬送ロール15を有しており、記録媒体の一例としての用紙Pを搬送経路13に沿って搬送するようになっている。
<画像形成部>
画像形成部20は、感光体ユニット22Y、22M、22C、22Kと、転写部24と、定着部26とを有している。なお、符号の添え字の「Y」はイエロー用、「M」はマゼンタ用、「C」はシアン用、「K」は黒(ブラック)用であることを示している。
感光体ユニット22Y、22M、22C、22Kは、使用する粉体の一例としてのトナーTを除いて同様の構成とされている。このため、内部構成を表す符号は、感光体ユニット22Kについて付与し、感光体ユニット22Y、22M、22Cの内部構成の符号を省略する。
感光体ユニット22Y、22M、22C、22Kは、感光体23と、現像ユニット25とを含んで構成されている。感光体23は、円筒状でZ方向を軸方向として回転可能に設けられており、帯電及び露光により外周面で潜像(図示省略)を保持するようになっている。現像ユニット25は、感光体23の潜像を、トナーTを含む現像剤(図示省略)を用いて現像するようになっている。
このように、感光体ユニット22Y、22M、22C、22Kは、現像剤を用いて帯電、露光、現像の各工程を行い、トナー画像の一例としてのトナー像TAを形成するようになっている。感光体ユニット22Y、22M、22C、22Kは、-X側から+X側に向けてこの順でかつ+X側が-X側よりも-Y側に位置するように、X方向に対して傾斜した状態で並んで配置されている。
転写部24は、中間転写ベルト24Aと、一次転写ロール24Bと、二次転写ロール24Cとを有している。また、転写部24は、感光体ユニット22Y、22M、22C、22Kにより形成されたトナー像TAを、中間転写ベルト24Aを介して用紙Pに転写させる。定着部26は、用紙Pへの転写後のトナー像TAを用紙Pに定着させる。
<廃トナー回収容器>
廃トナー回収容器40は、画像形成装置10に対して脱着可能な構成とされている。また、廃トナー回収容器40は、図2に示すように、容器本体42と、容器本体42の内部に蓄積されたトナーTを均す第1搬送部材としての搬送部材90を有している。
<容器本体>
図2に示すように、容器本体42は、+Z側でX-Y面に沿った側壁42Aと、側壁42Aの周縁から-Z側に張り出された周壁42Bと、側壁42Aと周壁42Bの-Z側を覆う側壁(図示省略)と、を有している。側壁42Aには、4つの第1被挿入部52Y、52M、52C、52Kと、1つの第2被挿入部54と、が形成されている。
(第1被挿入部)
第1被挿入部52Y、52M、52C、52Kは、-X側から+X側へ向けて第1被挿入部52Kが最も低い位置となるように、この順で斜めに並んで配置されている。また、第1被挿入部52Y、52M、52C、52Kは、それぞれ、側壁42AをZ方向に貫通した貫通孔53と、側壁42Aにおける貫通孔53の周縁部のうち-Y側の部位から-Z側へX-Z面に沿って板状に張り出された底壁58とを含んで構成されている。
貫通孔53は、感光体ユニット22Y、22M、22C、22K(図1参照)に対応する後述するクリーニングユニット32(図1参照)の排出管35の-Z側端部を挿入可能な孔とされている。底壁58の一部には、Y方向に貫通した貫通孔である第1流入口62が形成されている。
(第2被挿入部)
第2被挿入部54は、側壁42AをZ方向に貫通した貫通孔55と、側壁42Aにおける貫通孔55の周縁部のうち-Y側の部位から-Z側へX-Z面に沿って板状に張り出された底壁64とを含んで構成されている。貫通孔55は、中間転写ベルト24Aに対応する後述するクリーニングユニット32(図1参照)の排出管35の-Z側端部を挿入可能な孔とされている(図3参照)。底壁64の一部には、Y方向に貫通した貫通孔である第2流入口66が形成されている。
底壁58、64上には、直方体状の支持部材82が取り付けられている。支持部材82は、+Y側の上面がX-Z面に沿っている。また、支持部材82には、Y方向に貫通した貫通孔82Aが形成されている。貫通孔82Aは、一例として、Y方向に見て、Z方向を長手方向とする矩形状に形成されており、第1流入口62、第2流入口66の内側にそれぞれ配置されている。これにより、排出管35から排出される廃トナーであるトナーTが、各貫通孔82A及び第1流入口62、貫通孔82A及び第2流入口66を通って、収容室72の内部に流入して蓄積するようになっている。
それぞれの支持部材82の上面には、シャッタ84が設けられている。シャッタ84は、移動機構部(図示省略)により、支持部材82の上面でX方向に移動可能とされている。シャッタ84は、排出管35が挿入されていない状態では、貫通孔82Aに対して+Y側に配置されて貫通孔82Aを覆い、排出管35が挿入されたときに+X側に移動して貫通孔82Aを開放するようになっている。
容器本体42の内部は、Z方向に見て、Y方向に沿った壁部68によって、+X側の収容室72と-X側の検知室74とに区画されている。収容室72には、第1被挿入部52Y、52M、52C、52K及び第2被挿入部54が配置されている。壁部68の+Y側端部には、X方向に貫通した貫通孔76が形成されている。また、容器本体42の内部には、第1搬送部材としての搬送部材90が、貫通孔76を介して収容室72と検知室74とを跨がるように設けられている。なお、搬送部材90の詳細については後述する。
検知室74には、トナーセンサ(図示省略)が設けられている。収容室72の内部が蓄積したトナーTで満杯の状態になると、搬送部材90が蓄積したトナーTの一部を検知室74に送り込むようになる。検知室74にトナーTが送り込まれると、トナーセンサがトナーTを検知する。このとき、制御部16(図1参照)では、画像形成装置10の表示部(図示省略)に、廃トナー回収容器40が満杯状態であること及び廃トナー回収容器40の交換が必要なことを報知するようになっている。
<クリーニングユニット>
クリーニングユニット32は、感光体ユニット22Y、22M、22C、22K及び中間転写ベルト24Aのそれぞれに設けられている。クリーニングユニット32は、転写後の感光体23及び中間転写ベルト24Aに残留したトナーTを廃トナーとして掻き落とすクリーニングブレード32Aと、粉体搬送装置の一例としての廃トナー搬送装置32Bとを含んで構成されている。
(廃トナー搬送装置)
廃トナー搬送装置32Bは、廃トナー回収容器40と接続する搬送路の一例としてのZ方向に延びる5つの排出管35を含む、互いに接続された複数の排出管(図示省略)を有しており、画像形成部20と廃トナー回収容器40との間を接続している。
排出管35は、Z方向に延びて端面を有する中空の円筒状の管材であり、内部に流入したトナーTを搬送する第2搬送部材としての搬送部材94を備えている。そして貫通孔53、55に排出管35を挿入させることで、廃トナー回収容器40が画像形成装置10に装着される構成とされている。排出管35の-Z側の端部でかつ-Y側の壁面には、-Y側に向けて開口した排出口37が設けられている。排出口37は、画像形成装置10に廃トナー回収容器40が装着された状態において、貫通孔82Aと重なるように設けられている。また、排出口37にはシャッタ38が設けられている。シャッタ38は、画像形成装置10に廃トナー回収容器40を装着しない状態において排出口37を閉じ、画像形成装置10に廃トナー回収容器40を装着した状態において排出口37を開放する。なお、搬送部材94の詳細については後述する。
クリーニングユニット32は、クリーニングブレード32Aで掻き落とした廃トナーであるトナーTを排出管35の内部に流入させて、搬送部材94によって-Z側に搬送して、排出口37を介して廃トナー回収容器40の内部に流入させる。
<搬送部材>
次に、第1実施形態における搬送部材90及び搬送部材94について説明する。
(第1搬送部材)
図4(A)に示すように、搬送部材90は、一例として、一方向に延びる中空の二重らせん構造を形成する2つの弦巻部90Aと、2つの弦巻部90Aを該二重らせん構造の軸線方向から見て内側から連結している複数の棒材90Bと、を含んで構成されている。ここで、一方向とは、X-Y平面上において、搬送部材90の+X側が-X側に対して-Y側に位置するようにX方向に対して傾斜している方向である。2つの弦巻部90Aは、二重らせん構造等の多重らせん構造を形成する外縁部の一例である。棒材90Bは、トナーT等の粉体を搬送する搬送体の一例である。また、搬送部材90は、一例として、2つの弦巻部90Aが該二重らせん構造の軸線方向の端部において、それぞれホルダ92と連結されている。
2つの弦巻部90Aは、一例として、互いの位相差が180°の状態で配されていて、一方向に対して左手の方向に巻いているらせん状に形成された曲線状の部材である。2つの弦巻部90AをX-Y平面に投影すると、軸線で交差する2つの波線が投影される。X-Y平面に投影された2つの波線の振幅及び波長は、一例として、それぞれ定められた振幅R1及び定められた波長λ1とされている。そして、2つの弦巻部90Aを2つの弦巻部90Aの長手方向と直交する方向に沿う仮想平面に投影すると、外径の大きさが振幅R1の2倍である中空円が投影される。
複数の棒材90Bは、一例として、二重らせん構造の軸線方向に対して直交する方向に延びる直線状の部材である。ここで、直線状とは、線状の一例であり、線状には曲線の形状が含まれる。複数の棒材90Bの長手方向の長さは、軸線方向と直交する方向に沿う仮想平面に投影された二重らせん構造が形成する中空円の内径と同等である。複数の棒材90Bは、軸線と交差しながら2つの弦巻部90Aを二重らせん構造の内側から連結している。複数の棒材90Bの、軸線方向に隣り合う棒材との間隔は、一例として定められた間隔a1とされており、また軸線方向に隣り合う棒材との位相差は、定められた位相差θ1とされている。間隔a1及び位相差θ1の具体例として、間隔a1は波長λ1の1/10とされ(図4(A)参照)、また位相差θ1は36°とされている(図4(B)参照)。なお、間隔a1については、波長λ1の1/4~1/36が好ましく、また波長λ1の1/8~1/24がより好ましいとされる。
ホルダ92は、一例として、二重らせん構造の軸線と同心である円盤状の基部92Aと、基部92Aの端面中央部から突出した、基部92Aよりも直径が小さい円筒状の軸部92Bと、を含んで構成される部材である。2つのホルダ92の基部92Aはそれぞれ、軸部92Bとは反対側の部位が、2つの弦巻部90Aの軸線方向におけるそれぞれの端部と連結されている。
廃トナー回収容器40において、搬送部材90は、支持部46と検知室74に設けられた図示しない支持部によって、軸受及びホルダ92の軸部92Bを介して、第1搬送部材として回転可能に支持されている(図2参照)。また、搬送部材90は、搬送部材90が第1被挿入部52Y、52M、52C、52Kに対して-Y側の位置で沿うように傾斜した状態で支持されている。支持部46に支持されている側の軸部92Bは、廃トナー回収容器40の画像形成装置10(図1参照)への装着に伴って、画像形成装置10側に設けられたモータ(図示省略)とカップリング48を介して連結される。画像形成装置10側に設けられたモータが回転すると、モータと連結している軸部92B及び軸部92Bと連結している搬送部材90が軸線まわりに回転する。収容室72の内部に蓄積したトナーTが搬送部材90と接触している状態で搬送部材90が回転すると、トナーTと接触している複数の棒材90Bが軸線まわりに回転してトナーTを搬送することで、収容室72の内部に蓄積したトナーTが均される。また、収容室72の内部が蓄積したトナーTで満杯の状態で搬送部材90が回転すると、複数の棒材90Bが軸線まわりに回転してトナーTを搬送することで、搬送部材90は蓄積したトナーTの一部を検知室74に送り込むようになる。
<第2搬送部材>
図5に示すように、搬送部材94は、一例として、Z方向に延びる面状体の一例としての長方形状の帯状の部材が、該帯状の部材のZ方向に延びる中央軸を軸線として、軸線まわりに捩じれた帯材94Aで構成されている。帯材94Aの捩じれの方向は、-Z方向から見て時計回りの方向とされている。帯材94Aは、トナーT等の粉体を搬送する搬送体の一例である。また、帯材94Aは、一例として、Z方向において、2つのホルダ96で挟まれるように、2つのホルダ96と連結されている。
帯材94Aの、軸線を挟んで位置する2つの縁部94Bは、長方形状の帯状の部材における軸線を挟んで位置する2つの縁部に該当し、該帯状の部材の捩じれに伴ってらせん状に捩じれた形状とされ、2つの縁部94Bで二重らせん構造を形成している。2つの縁部94Bは、二重らせん構造等の多重らせん構造を形成する外縁部の一例である。
2つの縁部94Bが形成する二重らせん構造において、2つのらせん構造の位相差は、一例として、180°とされている。2つの縁部94BをY-Z平面に投影すると、軸線で交差する2つの波線が投影される。Y-Z平面に投影された2つの波線の振幅及び波長は、一例として、それぞれ定められた振幅R2及び定められた波長λ2とされている。そして、2つの縁部94BをX-Y平面に投影すると、外径の大きさが振幅R2の2倍である中空円が投影される。
2つの縁部94Bにおいて、2つの縁部94BをZ方向に対して直交する方向に結ぶ仮想線を考えると、該仮想線は軸線と直交しており、また該仮想線は軸線方向と直交する方向において、帯材94Aに沿うように配される。すなわち、帯材94Aは、Z方向の各部において、軸線と交差しているものとされている。
ホルダ96は、一例として、二重らせん構造の軸線と同心である円盤状の基部96Aと、基部96Aの端面中央部から突出した、基部96Aよりも直径が小さい軸部96Bと、を含んで構成される部材である。2つのホルダ96の基部92Aはそれぞれ、軸部96Bとは反対側の部位が、帯材94AのZ方向の端部と連結されている。
廃トナー搬送装置32Bにおいて、搬送部材94は、排出管35のZ方向の端面に、軸受及びホルダ96の軸部96Bを介して第2搬送部材として回転可能に支持されている。+Z側の軸部96Bは、画像形成装置10側に設けられたモータ(図示省略)と連結している。画像形成装置10側に設けられたモータが回転すると、モータと連結している軸部96B及び軸部96Bと連結している搬送部材94が軸線まわりに回転する。搬送部材94が回転すると、帯材94Aと接触しているトナーTをZ方向に搬送する。搬送部材94が、-Z側から見て、反時計回り方向(矢印Rで示す方向であり以後R方向と称する)に回転すると、排出管35の内部に流入して帯材94Aと接触しているトナーTを-Z側に搬送して、排出口37を介して廃トナー回収容器40の内部に流入させる。
[作用]
次に、本実施形態の作用について説明する。以下の説明では、第1実施形態と、以下に示す比較形態とを比較して行う。なお、比較形態において、第1実施形態の画像形成装置10で用いた部品等を用いる場合、その部品等の符号及び名称をそのまま用いて説明する。
<比較形態>
図6には、比較形態において、第1搬送部材及び第2搬送部材として備えられているオーガ70が示されている。
オーガ70は、一方向に延びる円柱状の回転軸70Aと、回転軸70Aの長手方向まわりに形成されたらせん状の翼体70Bと、を含んで構成されている。第1搬送部材としてのオーガ70を回転軸70Aの長手方向から見たときに翼体70Bが形成する円の外径の大きさは、搬送部材90を長手方向から見たときに形成される中空円の外径の大きさ(振幅R1の2倍)と同等とされている。また、第2搬送部材としてのオーガ70を回転軸70Aの長手方向から見たときに翼体70Bが形成する円の外径の大きさは、搬送部材94を長手方向から見たときに縁部94Bが形成する円の外径の大きさ(振幅R2の2倍)と同等とされている。
以上の点以外については、比較形態は第1実施形態と同様の構成とされている。
オーガ70において、トナーT等の粉体が介在することのできる領域は、翼体70Bが形成する円の内側から、回転軸70Aが形成する円の外側までに限定される。すなわち、オーガ70は、回転軸70Aを有していることで、回転軸70Aが存在する領域において粉体を搬送することができない構造となっているので、粉体の搬送量が小さい。
粉体回収容器において、第1搬送部材の搬送量が小さい場合、粉体が十分に均されない均し不良が発生し、粉体回収容器の容器本体内に蓄積される粉体にY方向の高さの偏りを生じさせる。特に、廃トナーは、感光体や中間転写ベルトに残留したトナーであって、クリーニングブレードで掻き落とされたトナーであり、画像形成装置が用紙等の記録媒体にトナー像を定着させる工程において、熱や電荷等を付与されていることで流動性が低い状態にある。流動性の低い廃トナーを粉体として粉体回収容器の容器本体内に蓄積させる場合、蓄積される廃トナーはY方向の高さの偏りを生じやすい。
廃トナー回収容器40において、容器本体である容器本体42の収容室72の内部に蓄積されたトナーTのY方向の高さの偏りが大きくなると、Y方向の高さの偏りの大きい蓄積されたトナーTは、貫通孔82Aに到達して貫通孔82Aを塞いでしまう。収容室72の内部がトナーTで満杯になっていない状態であっても、貫通孔82Aが塞がれると、トナーTが貫通孔82Aを通して収容室72内に流入することができなくなるので、廃トナー回収容器40を交換する必要がある。すなわち、粉体の搬送量の小さいオーガ70を第1搬送部材として有する廃トナー回収容器40を備えた画像形成装置10では、廃トナー回収容器40の交換頻度が高くなる。
また、粉体搬送装置において、第2搬送部材の搬送量が小さい場合、粉体を十分に搬送することができず、搬送路内に粉体を堆積させる。特に廃トナーは、前述の通り熱や電荷等を付与されていることで搬送路や搬送部材の表面に付着しやすく、また凝集しやすい状態にあるため、廃トナーを粉体として搬送する粉体搬送装置においては、廃トナーは搬送路内に堆積しやすい。
廃トナー搬送装置32Bにおいて、搬送路である排出管35内に廃トナーであるトナーTが堆積すると、更に排出管35に流入したトナーTが堆積したトナーTに付着して堆積したトナーTを増大させ、排出管35を堆積したトナーTで詰まらせてしまう。排出管35が堆積したトナーTで詰まると、オーガ70と連結している画像形成装置10に備えられたモータが回転できなくなり、画像形成装置10に不具合が発生する。
また、廃トナーであるトナーTがオーガ70の回転軸70A及び翼体70Bの表面に付着すると、オーガ70の搬送量は付着したトナーTの量に応じて低下する。回転軸70A及び翼体70Bの表面へのトナーTの付着によってオーガ70の搬送量が低下すると、廃トナー回収容器40におけるトナーTの均し不良及び廃トナー搬送装置32Bにおける排出管35の詰まりの発生するリスクが高くなる。
一方、本発明の第1実施形態に係る搬送部材90、94は、内側に回転軸等の軸体を有さない搬送部材である。搬送部材90を二重らせん構造の軸線方向から見たとき、搬送部材90が形成する円形の領域において、トナーT等の粉体が介在することのできる領域は、外縁部である弦巻部90Aが形成する円の内側から、円の中央である軸線に亘る。また、搬送部材94を二重らせん構造の軸線方向から見たとき、搬送部材94が形成する円形の領域において、トナーT等の粉体が介在することのできる領域は、外縁部である縁部94Bが形成する円の内側から、円の中央である軸線に亘る。そして、搬送部材90、94が軸線まわりに回転することで、弦巻部90及び縁部94が形成する円の内側にある粉体を、搬送体である棒材90B及び帯材94Aが搬送する。したがって、搬送部材90、94は、回転軸を有さない構造であることで、オーガ70と比して、粉体の搬送量が大きい。
また、搬送部材90、94は、内側に回転軸等の軸体を有さないため、オーガ70と比して、軸体にトナーTが付着することがないので、搬送部材への粉体の付着が抑制される。
また、搬送部材90、94は、外縁部が2つであって、二重らせん構造を形成していることで、外縁部が3つ以上であって、三重以上の多重らせん構造を形成する搬送部材と比して、搬送部材の形成が容易である。
また、搬送部材90、94は、二重らせん構造を形成する2つの弦巻部90A又は縁部94Bの位相差が180°であることで、二重らせん構造の内側の各部におけるトナーTの搬送量にばらつきが発生することを抑制しながらトナーTを搬送することができる。よって、搬送部材90は、二重らせん構造の位相差が180°であることで、二重らせん構造の位相差が90°である搬送部材と比して、粉体の搬送量が大きい。
また、搬送部材90、94は、搬送体である複数の棒材90B又は帯材94Aが二重らせん構造の軸線と交差していることで、二重らせん構造の内側にあるトナーTを、外縁部である弦巻部90A又は縁部94Bから軸線に亘る領域で搬送することができる。よって、搬送部材90、94は、二重らせん構造の軸線と交差する搬送体を有することで、搬送体が二重らせん構造の軸線と交差していない搬送部材と比して、粉体の搬送量が大きい。
そして、搬送部材90は、搬送体が複数の線状の棒材90Bであることで、搬送部材94と比して、面状体である帯材94AにトナーT等が付着することがないので、搬送部材への粉体の付着が抑制される。
また、搬送部材90は、搬送体である複数の棒材90Bが二重らせん構造の軸線方向に対して直交する方向に延びていることで、二重らせん構造の内側にあるトナーTの搬送方向を揃えて搬送することができる。よって、搬送部材90は、搬送体である複数の棒材が軸線方向に対してバラバラの方向に延びている搬送部材と比して、粉体の搬送量が大きい。
また、搬送部材90は、棒材90Bが直線状であることで、搬送体が複数の曲線状の部材である搬送部材と比して、搬送部材の形成が容易である。
また、搬送部材90は、搬送体である複数の棒材90Bの、軸線方向に隣り合う棒材との間隔が定められた間隔a1とされていることで、搬送方向の各部におけるトナーTの搬送量にばらつきが発生することを抑制しながらトナーTを搬送することができる。よって、搬送部材90は、搬送体である複数の棒材がバラバラの間隔で配されている搬送部材と比して、粉体の搬送量が大きい。
そして、搬送部材94は、搬送体が軸線と交差していて、軸線まわりに捩じれている面状体である帯材94Aであることで、搬送部材90と比して、搬送方向に対してより広い面でトナーTと接触することができるので、粉体の搬送量が大きい。
また、搬送部材94は、面状体である帯材94Aが二重らせん構造の長手方向の全長に亘っていることで、二重らせん構造の内部にあるトナーTを二重らせん構造の全長に亘って搬送することができる。よって、搬送体である面状体が二重らせん構造の一部のみを連結している搬送部材と比して、粉体の搬送量が大きい。
そして、搬送部材90は、オーガ70と比して粉体の搬送量が大きいため、第1搬送部材として搬送部材90を備える粉体回収容器は、第1搬送部材がオーガ70である粉体回収容器と比して、容器本体内に蓄積した粉体の均し不良を抑制することができる。特に搬送部材90は、搬送体として複数の棒材90Bを有しているため、容器本体内に蓄積した粉体が流動性の低い廃トナーであるトナーTであっても、トナーTを解しながら搬送して均すことができ、トナーTの均し不良をより抑制することができる。よって、第1搬送部材として搬送部材90を備える廃トナー回収容器40は、第1搬送部材が面状の部材でトナーTを搬送する搬送部材である場合と比して、廃トナーであるトナーTの均し不良を抑制することができる。また、第1搬送部材として搬送部材90を有する廃トナー回収容器40を備えた画像形成装置10は、第1搬送部材が面状の部材でトナーTを搬送する搬送部材である場合と比して、廃トナー回収容器40の交換頻度を低減することができる。
また、搬送部材94はオーガ70と比して粉体の搬送量が大きいため、第2搬送部材として搬送部材94を備える粉体搬送装置は、粉体が搬送路内に堆積することを抑制することができる。すなわち、第2搬送部材として搬送部材94を備える粉体搬送装置は、第2搬送部材がオーガ70である粉体搬送装置と比して、粉体による搬送路の詰まりが抑制される。特に搬送部材94は、面状体である帯材94Aの表裏両面でトナーTを搬送するので、搬送路内の粉体が流動性の低い廃トナーであるトナーTであっても十分に搬送することができ、トナーTが搬送路内に堆積することをより抑制することができる。すなわち、第2搬送部材として搬送部材94を備える廃トナー搬送装置32Bは、第2搬送部材が複数の線状の部材でトナーTを搬送する搬送部材である場合と比して、廃トナーであるトナーTによる排出管35の詰りが抑制される。また、第2搬送部材として搬送部材94を有する廃トナー搬送装置32Bを備えた画像形成装置10は、第2搬送部材がオーガ70である場合と比して、排出管35の詰りに起因する不具合の発生が抑制される。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る搬送部材、粉体回収容器、粉体搬送装置、画像形成装置の一例について図7に従って説明する。なお、第2実施形態については、第1実施形態について異なる部分を主に説明する。また、第2実施形態において、第1実施形態の画像形成装置10で用いた部品等を用いる場合、その部品等の符号及び名称をそのまま用いて説明する。
(第1搬送部材)
図7(A)に示すように、搬送部材98は、一例として、一方向に延びる中空の三重らせん構造を形成する3つの弦巻部98Aと、3つの弦巻部98Aを該三重らせん構造の軸線方向から見て内側から連結している複数のY字材98Bと、を含んで構成されている。ここで、一方向とは、X-Y平面上において、搬送部材98の+X側が-X側に対して-Y側に位置するようにX方向に対して傾斜している方向である。3つの弦巻部98Aは、三重らせん構造等の多重らせん構造を形成する外縁部の一例である。複数のY字材98Bは、トナーT等の粉体を搬送する搬送体の一例である。また、搬送部材98は、一例として、3つの弦巻部98Aが該三重らせん構造の軸線方向に端部において、それぞれホルダ92と連結されている。
3つの弦巻部98Aは、一例として、互いの位相差が120°の状態で配されていて、一方向に対して左手の方向に巻いているらせん状に形成された曲線状の部材である。3つの弦巻部98AをX-Y平面に投影すると、軸線で交差する3つの波線が投影される。X-Y平面に投影された3つの波線の振幅及び波長は、一例として、それぞれ定められた振幅R3及び定められた波長λ3とされている。すなわち、該三重らせん構造のY方向の外径の大きさは、振幅R3の2倍とされている。そして、3つの弦巻部98Aを3つの弦巻部98Aの長手方向と直交する方向に沿う仮想平面に投影すると、外径の大きさが振幅R3の2倍である中空円が投影される。
複数のY字材98Bは、一例として、各々のY字材において、三重らせん構造の軸線方向に対して直交する方向に延びる直線状の3つの棒材98Cが軸線で連結したY字状の形状を有する部材である。3つの棒材98Cの長手方向の長さは、軸線方向と直交する方向に沿う仮想平面に投影された三重らせん構造が形成する中空円の内径の略1/2である。複数のY字材98Bは、各々のY字材において、Y字を構成する3つの棒材98Cの、隣り合う棒材との三重らせん構造の軸線まわりの位相差は120°とされている。複数のY字材98Bは、各々のY字材において、軸線と重なった状態で3つの弦巻部98Aを三重らせん構造の内側から連結している。複数のY字材98Bの、軸線方向に隣り合うY字材との間隔は、一例として定められた間隔a3とされており、また軸線方向に隣り合うY字材との軸線まわりの位相差は、定められた位相差θ3とされている。間隔a3及び位相差θ3の具体例として、間隔a3は波長λ3の1/6とされ(図7(A)参照)、また位相差θ3は180°とされる(図7(B)参照)。なお、間隔a3については、波長λ3の1/2~1/18が好ましく、また波長λ1の1/3~1/12がより好ましいとされる。
廃トナー回収容器40において、搬送部材98は、支持部46と検知室74に設けられた図示しない支持部によって、軸受及びホルダ92の軸部92Bを介して、第1搬送部材として回転可能に支持されている。
以上の点以外については、第2実施形態は第1実施形態と同様の構成とされている。すなわち、第2実施形態における廃トナー搬送装置32Bは、第1実施形態と同様の構成とされている。
[作用]
本発明の第2実施形態に係る搬送部材98は内側に回転軸等の軸体を有さない搬送部材である。搬送部材98を三重らせん構造の軸線方向から見たとき、搬送部材98が形成する円形の領域において、トナーT等の粉体が介在することのできる領域は、外縁部である弦巻部98Aが形成する円の外径部から、円の中央である軸線に亘る。そして、搬送部材98が軸線まわりに回転することで、弦巻部98Aが形成する円の内側にある粉体を、搬送体であるY字材98Bが搬送する。よって、搬送部材98は、回転軸を有さない構造であることで、オーガ70と比して、粉体の搬送量が大きい。
また、搬送部材98は、内側に回転軸等の軸体を有さないため、オーガ70と比して、軸体にトナーTが付着することがないので、搬送部材への粉体の付着が抑制される。
また、搬送部材98は、外縁部が3つであって、三重らせん構造を形成していることで、外縁部が4つ以上であって、四重以上の多重らせん構造を形成する搬送部材と比して、搬送部材の形成が容易である。
また、搬送部材98は、三重らせん構造を形成する3つの弦巻部98Aの位相差が120°であることで、三重らせん構造の内側の各部におけるトナーTの搬送量にばらつきが発生することを抑制しながらトナーTを搬送することができる。よって、搬送部材98は、三重らせん構造の位相差が60°である搬送部材と比して、粉体の搬送量が大きい
そして、搬送部材98は、オーガ70と比して粉体の搬送量が大きいため、第1搬送部材として搬送部材98を備える粉体回収容器は、第1搬送部材がオーガ70である粉体回収容器と比して、容器本体内に蓄積した粉体の均し不良を抑制することができる。特に搬送部材98は、搬送体として複数のY字材98Bを有しているため、容器本体内に蓄積した粉体が流動性の低い廃トナーであるトナーTであっても、トナーTを解しながら搬送して均すことができ、トナーTの均し不良をより抑制することができる。よって、第1搬送部材として搬送部材98を備える廃トナー回収容器40は、第1搬送部材が面状の部材でトナーTを搬送する搬送部材である場合と比して、廃トナーであるトナーTの均し不良を抑制することができる。また、第1搬送部材として搬送部材98を有する廃トナー回収容器40を備えた画像形成装置10は、第1搬送部材が面状の部材でトナーTを搬送する搬送部材である場合と比して、廃トナー回収容器40の交換頻度を低減することができる。
以上のとおり、本発明の特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内にて種々の変形、変更、改良が可能である。
例えば、搬送部材が有する多重らせん構造について、第1実施形態においては二重らせん構造として、また第2実施形態においては三重らせん構造として説明した。しかしながら、搬送部材が有する多重らせん構造は、4つ以上の外縁部によって形成される四重らせん以上の多重らせん構造であっても良い。
また、第1実施形態においては、搬送部材90が有する搬送体を、二重らせん構造の軸線と直交する方向に延びる円柱状の複数の棒材90Bとした。しかしながら、搬送部材90が有する搬送体は、曲線状又は複数の直線を組み合わせた形状を有する線状の部材であっても良い。
また、第1実施形態においては、搬送部材90が有する搬送体を、直線状の複数の棒材90Bとした。しかしながら、搬送部材90が有する搬送体は、板材であっても良く、また軸線の延びる方向に対して角度を有することで翼として機能する板材であっても良い。
また、第1実施形態においては、複数の棒材90Bを、二重らせん構造の軸線方向に対して直交する方向に延びるものとした。しかしながら、複数の棒材90Bは、二重らせん構造の軸線方向に対して直交しない方向に延びていても良く、複数の棒材90Bの各々が延びる方向はバラバラであっても良い。
また、第1実施形態においては、複数の棒材90Bの、二重らせん構造の軸線方向に隣り合う棒材との間隔は、定められた間隔a1であるとした。しかしながら、複数の棒材90Bの、二重らせん構造の軸線方向に隣り合う棒材との間隔は、バラバラであっても良い。
また、第1実施形態においては、2つの弦巻部90Aの位相差を180°とした。しかしながら、2つの弦巻部90Aの位相差は180°でなくても良い。
また、第1実施形態においては、搬送部材94が有する搬送体を、Z方向に延びる面状体である長方形状の帯状の部材が、該帯材のZ方向に延びる中央軸を軸線として、軸線まわりに捩じれた形状を有する帯材94Aとした。しかしながら、帯材94Aは、定められたパターンで形成された、面状体の表裏を貫通する複数の小さな孔を有していても良い。
また、第1実施形態においては、廃トナー回収容器40の内部には、第1搬送部材として搬送部材90が備えられているとした。しかしながら、廃トナー回収容器40の内部には、第1搬送部材として、搬送部材94が備えられていても良い。
また、第1実施形態においては、廃トナー搬送装置32Bの排出管35内部には、第2搬送部材として搬送部材94が備えられているとした。しかしながら、廃トナー回収容器23Bの排出管35の内部には、第2搬送部材として、搬送部材90又は搬送部材98が備えられていても良い。
また、第2実施形態においては、3つの弦巻部98Aの位相差を120°とした。しかしながら、3つの弦巻部98Aの位相差は120°でなくても良い。
また、第2実施形態においては、複数の搬送体を、各々の搬送体において、Y字状の形状を有するY字材98Bとした。しかしながら、第2実施形態において、複数の搬送体は、各々の搬送体において、T字状の形状を有する部材であっても良い。また、第2実施形態において、複数の搬送体は、各々の搬送体において、3つの弦巻部98Aのうち、2つの弦巻部98Aを連結するものであっても良い。また、第2実施形態において、複数の搬送体は、各々の搬送体において、3つの弦巻部98Aを連結する中空の三角形状の部材であっても良い(図7(C)参照)。
また、本発明においては、搬送部材90、94、98の用途を、廃トナー搬送装置32B又は廃トナー回収容器40における廃トナーの搬送とした。しかしながら、搬送部材90、94、98の用途は、廃トナーの搬送に限定されない。例えば、搬送部材90、94、98は、現像装置における、トナーカートリッジから現像装置への現像剤の搬送に用いてもよい。
10 画像形成装置
32 クリーニングユニット(廃トナー排出部の一例)
32B 廃トナー搬送装置(粉体搬送装置の一例)
35 排出管(搬送路の一例)
40 廃トナー回収容器(粉体回収容器の一例)
42 容器本体
90 搬送部材
90A 弦巻部(外縁部の一例)
90B 棒材(搬送体の一例)
94 搬送部材
94A 帯材(搬送体の一例)
94B 縁部(外縁部の一例)
98 搬送部材
98A 弦巻部(外縁部の一例)
98B Y字材(搬送体の一例)

Claims (14)

  1. 多重らせん構造を形成しており、該多重らせん構造の軸線まわりに回転する2つのらせん状の外縁部と、
    前記軸線方向から見て前記外縁部の内側に配された、前記回転に伴って粉体を搬送する搬送体であって、前記軸線方向に間隔をあけて並ぶ複数の線状の部材である搬送体と、
    を備え、
    前記軸線方向から見たときに2つの前記外縁部が形成する円の内側に、軸体を有さない、搬送部材。
  2. 2つの前記外縁部の位相差が180°である、請求項1に記載の搬送部材。
  3. 前記搬送体が、前記軸線と交差している、請求項2に記載の搬送部材。
  4. 前記搬送体が、直線状である、請求項3に記載の搬送部材。
  5. 前記搬送体が、前記軸線方向に対して直交する方向に延びている、請求項4に記載の搬送部材。
  6. 前記搬送体の、前記軸線方向に隣り合う搬送体との間隔が定められた間隔である、請求項2~5の何れか1項に記載の搬送部材。
  7. 多重らせん構造を形成しており、該多重らせん構造の軸線まわりに回転する3つのらせん状の外縁部と、
    前記軸線方向から見て前記外縁部の内側に配された、前記回転に伴って粉体を搬送する搬送体であって、前記軸線方向に間隔をあけて並ぶ複数の線状の部材である搬送体と、
    を備え、
    前記軸線方向から見たときに3つの前記外縁部が形成する円の内側に、軸体を有さない、搬送部材。
  8. 3つの前記外縁部の位相差が120°である、請求項7に記載の搬送部材。
  9. 粉体を搬送する搬送路と、
    前記搬送路の内側に配された請求項1~8の何れか1項に記載の搬送部材と、
    を備えた粉体搬送装置。
  10. 粉体を内部へ回収する容器本体と、
    前記容器本体内に配されて前記容器本体の内部に回収された粉体を均す請求項1~8の何れか1項に記載の搬送部材と、
    を備えた粉体回収容器。
  11. 前記容器本体は、前記粉体として廃トナーを回収する容器である、請求項10に記載の粉体回収容器。
  12. 廃トナー排出部と、
    前記廃トナー排出部から排出された廃トナーを粉体として搬送する請求項9に記載の粉体搬送装置と、
    を備えた画像形成装置。
  13. 廃トナー排出部と、
    前記廃トナー排出部から排出された廃トナーを回収する請求項11に記載の粉体回収容器と、
    を備えた画像形成装置。
  14. 前記廃トナー排出部から前記粉体回収容器に廃トナーを搬送する粉体搬送装置を備え、
    前記粉体搬送装置は、請求項9に記載の粉体搬送装置である請求項13に記載の画像形成装置。
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