JPH0915957A - 現像剤供給装置 - Google Patents

現像剤供給装置

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JPH0915957A
JPH0915957A JP7165442A JP16544295A JPH0915957A JP H0915957 A JPH0915957 A JP H0915957A JP 7165442 A JP7165442 A JP 7165442A JP 16544295 A JP16544295 A JP 16544295A JP H0915957 A JPH0915957 A JP H0915957A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像形成装置の設置スペースが大きくなるの
を防止するとともに、補充トナーの搬送性を確保できる
現像剤供給装置を提供すること。 【構成】 トナー収納容器303の最低部に現像装置1
06と接続されているパイプ303Aに向けトナーを繰
り出すことができる搬送スクリュー303Bと、その上
位にトナオの凝集を防止する撹拌・移送手段305を設
け、搬送スクリュー303Bと撹拌・移送手段305
は、軸方向で巻数が異なる螺旋羽根で構成してある。こ
れにより、水平方向での現像剤供給装置の占有面積を増
加させることなく、トナーの凝集をも阻止できるので、
トナーの搬送性を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に関し、
さらに詳しくは、画像形成に用いられる現像剤の供給装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、画像形成システムの一つに、電
子写真複写方式があり、この方式を用いた装置として
は、複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置等の画
像形成装置がある。
【0003】電子写真複写方式は、一様帯電された像担
持体をなす感光体上に露光あるいは光書込み等によって
静電潜像を形成し、この静電潜像を、例えば磁性キャリ
アとトナーとを混合した二成分系現像剤のトナーあるい
は両者を一体化した一成分系現像剤により可視像処理し
た画像を記録紙等に転写して複写物を得るようになって
いる。
【0004】可視像処理に用いられる現像剤は、可視像
処理が継続されることによって消費量が増え、供給され
る際の濃度が低下してくる。上記した現像剤のうち、二
成分系現像剤の場合には、トナーの量が経時的に減少
し、現像剤中でのトナー濃度が低下し、希望する画像濃
度が得られなくなる。
【0005】そこで、画像濃度の低下を抑えるために、
現像剤中でのトナー濃度が所定値以下になると、トナー
を補給して現像剤中でのトナー濃度を安定した状態に維
持することが行なわれている。
【0006】現像装置に付設されているトナー補給部
は、一定量の補給用トナーを収容し、現像剤中でのトナ
ー濃度の変化に応じてトナーを現像剤中に補給するよう
になっている。しかし、現像装置に設置されているトナ
ー補給部は、装置の大型化を防止するために比較的小型
化されているのが現状である。このため、トナー補給部
内に収容されていたトナーがなくなると、一例として、
現像装置内に装備されているトナー補給部を外部に取り
出し、トナー補給部の交換を行なうようになっている。
【0007】しかし、トナー補給部の交換に際しては、
稼働状態にある画像形成装置を一旦停止させるので、交
換作業および装置の再起動に要する時間が画像形成に直
接作用しない無駄な時間となる。
【0008】このような事態を防止して画像形成装置の
稼働中断時間を短くすることが望まれる。
【0009】このような意図で提案されているものに、
現像装置に比較的大量の補給トナーを収容可能なトナー
貯溜部を設け、このトナー貯溜部と現像装置とを接続
し、トナー補給部でのトナーの残量に応じてトナーを補
給する補給部を設けた構成がある(例えば、特開昭61
ー188564号公報)。
【0010】上記公報記載の構成では、現像装置内部に
現像処理部とトナー補給部とをパイプにより接続し、パ
イプ内に配置されているコイルスクリューによって現像
処理部に向けトナーを移送するようになっている。ま
た、コイルスクリューとは異なる移送形式として、現像
装置内に対し、トナーの重力を利用して落下させて現像
処理部に向けトナーを導入させる構成もある。
【0011】また、上記トナー貯溜部を画像形成装置内
部ではなく、現像装置と別体で画像形成装置外部に設置
し、その両者間を内部に搬送スクリューを配置したパイ
プなどの連結部材によって接続してトナー貯溜部から現
像装置に向けトナーを移送する構成もある(例えば、特
開平4ー198966号公報)。さらに、トナーの移送
形式として、上記したスクリューを設ける代わりにトナ
ーの移送経路中にエアーを送り込み、そのエアーによっ
てトナーを拡散させた状態で流動させることによりトナ
ーを移送する構成も提案されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した各構
成は、いずれも画像形成装置に設置されている現像装置
に付属させて設けられているために、上記したトナー貯
溜部が現像装置内に組込まれている場合も含めて現像部
が占める画像形成装置内での設置スペースが大きくな
り、装置の大型化および複雑化が否めない。
【0013】このように、装置が大型になったり複雑に
なると、画像形成装置の設置スペースにも問題が生じ、
また、トナー貯溜部の交換などのメンテナンスにおいて
も、操作性が悪く、さらには、メンテナンスを行なうこ
とに伴う、装置の不稼働時間が多くなるという問題があ
る。画像形成装置の不稼働時間は、メンテナンスに要す
る時間に比例するので、メンテナンスの対象であるトナ
ー貯溜部が大型であるとその分、手間がかかることにな
り、複写のための稼働率が低下してしまう結果となる。
【0014】また、トナー貯溜部に収容されるトナー
は、供給される際に作用する移動力が過大になると、機
械的なストレスが大きく発生しやすくなる。特に、トナ
ー同士を圧縮する力が強い場合には、圧縮熱による熱融
着が発生してトナーを凝集させてしまう、所謂、ブロッ
キングと称される現象が起り、搬送性が悪化する。ま
た、このような現象に加えて、トナーの破粋や帯電特性
の低下等も同時に発生しやすくなり、現像装置で用いら
れるトナーとしての特性が不適性となる虞がある。
【0015】さらに加えて、トナーを移送する際には、
トナー貯溜部に収容されているトナーの一部のみに移送
手段が接触する時間が長くなると、その移送手段と接触
するトナーのみが掻き取られるだけで、その近傍に位置
するトナーは滞留した状態を維持する、所謂、ブリッジ
現象を発生する場合もあり、この場合には、移送手段に
より取り込まれるトナーの量が低下してしまい、正確な
量の移送が行なえなくなるという問題もあった。
【0016】そこで、本発明の目的は、上記従来の現像
剤供給装置における問題に鑑み、画像形成装置の設置ス
ペースが大きくなるのを防止するとともに、稼働効率お
よびメンテナンス効率を低下させることがない現像剤供
給装置を提供することにある。
【0017】また本発明の別の目的は、ブロッキングや
ブリッジ現象を招くことなくトナーを移送することがで
きる現像剤供給装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、像担持体上に形成された原
稿内容に応じた静電潜像を現像装置により可視像処理
し、その可視像を記録材に転写することにより画像複写
を行なう画像形成装置に用いられ、少なくとも、貯溜し
ているトナーを吐出部に向け移動させるために回転して
軸方向に沿って上記トナーを移動させることが可能なロ
ータを備えた粉体ポンプと、その粉体ポンプにより移動
してくるトナーの通路上に配置され、粉体ポンプにより
移動してくるトナーを拡散させた状態で流動させる空気
供給手段と、空気供給手段から流動してくるトナーを上
記現像装置に向け移動させる接続部材を備えた現像剤供
給装置において、上記トナーを貯溜可能な空間を有する
容器と、上記容器内の最低部に配置され、上記粉体ポン
プと同一軸上に配置され、容器内のトナーを同粉体ポン
プに向け移送するトナー搬送手段と、上記容器内におけ
る上記トナー搬送手段の上位近傍に配置され、容器内の
トナーを撹拌しながら上記トナー搬送手段に向け移動さ
せることが可能な撹拌・移送手段と、を備えていること
を特徴としている。
【0019】請求項2記載の発明は、請求項1記載の現
像剤供給装置において、上記撹拌・移送手段は、上記ト
ナー搬送手段と平行した軸方向を設定され、その軸を中
心として回転可能に設けられていることを特徴としてい
る。
【0020】請求項3記載の発明は、請求項1記載の現
像剤供給装置において、上記トナー搬送手段および上記
撹拌・移送手段は、互いの軸方向で異なる方向に上記ト
ナーを移動させることが可能なトナー移送部材を備えて
いることを特徴としている。
【0021】請求項4記載の発明は、請求項1記載の現
像剤供給装置において、上記トナー搬送手段は、軸方向
で上記トナーの移動量を異ならせる構成を備えているこ
とを特徴としている。
【0022】請求項5記載の発明は、請求項4記載の現
像剤供給装置において、上記トナー搬送手段は、軸方向
に沿ったリード量が異なる螺旋部材で構成されているこ
とを特徴としている。
【0023】請求項6記載の発明は、請求項3乃至5の
うちの一つに記載の現像剤供給装置において、上記トナ
ー搬送手段は、軸方向に沿って、粉体ポンプに近い側と
この位置以外の範囲とでリード量を異ならせ、上記粉体
ポンプに近い側でのトナーの移動量がそれ以外の範囲で
のトナーの移動量よりも多くなるようにリード量が設定
されていることを特徴としている。
【0024】請求項7記載の発明は、請求項1記載の現
像剤供給装置において、上記撹拌・移送手段は、上記容
器内で撹拌・移送に要する回転トルクを妨げる要因の一
つである現像剤の凝固状態に応じて駆動力の断接切り換
えが可能な駆動力伝達制御手段を備えていることを特徴
としている。
【0025】請求項8記載の発明は、請求項7記載の現
像剤供給装置において、上記駆動力伝達制御手段は、ト
ルクリミッタ部材を備えて構成されていることを特徴と
している。
【0026】請求項9記載の発明は、請求項1乃至7記
載の現像剤供給装置において、上記撹拌・移送手段は、
スクリュウ羽根に軸方向に沿って複数のトナー通過部を
形成されていることを特徴としている。
【0027】請求項10記載の発明は、請求項9記載の
現像剤供給装置において、上記トナー通過部は、切り欠
きまたは貫通孔で構成されていることを特徴としてい
る。
【0028】請求項11記載の発明は、請求項1記載の
現像剤供給装置において、上記容器には、その外壁面に
振動部材が備えられていることを特徴としている。
【0029】請求項12記載の発明は、請求項11記載
の現像剤供給装置において、上記振動部材は、容器の外
壁面のうち、少なくとも、上記撹拌・移送手段の近傍に
位置する外壁面に配置されていることを特徴としてい
る。
【0030】請求項13記載の発明は、請求項11記載
の現像剤供給装置において、上記振動部材は、エア振動
を生起可能な空気供給手段で構成されていることを特徴
としている。
【0031】請求項14記載の発明は、請求項1記載の
現像剤供給装置において、上記容器は、その最上面部に
空気抜き部を形成されていることを特徴としている。
【0032】
【作用】請求項1記載の発明では、容器の最低部にトナ
ー搬送手段が、またその移送手段の上位近傍に撹拌・移
送手段が配置されることにより、水平面での容器の占有
面積を小さくできる。
【0033】請求項2乃至6記載の発明では、トナー搬
送手段および撹拌・移送手段の軸方向でのトナーの移動
量が異なり、特に、トナー搬送手段では、粉体ポンプに
近い位置でそれ以外の位置よりも大量のトナーを移動さ
せることができる。
【0034】請求項7および8記載の発明では、現像剤
の凝固状態に応じて駆動力の伝達態位が設定される。
【0035】請求項9および10記載の発明では、トナ
ーが撹拌・移送手段を通過することができる。
【0036】請求項11乃至13記載の発明では、容器
内のトナーが加振される。
【0037】請求項14記載の発明では、容器内にトナ
ーを導入する際にその容器内に充満している空気が排気
される。
【0038】
【実施例】以下図面に示した実施例により本発明の詳細
を説明する。
【0039】図1は、本発明による現像剤供給装置が適
用される画像形成装置の一つである複写機を示してい
る。
【0040】図1において、複写機102は、周知の電
子写真複写方式を用いるものであり、内部にドラム状の
感光体103を備えている。
【0041】感光体ドラム103の周囲には、矢印で示
す回転方向に沿って、電子写真複写工程を実施する帯電
装置104、露光装置105、現像装置106、転写・
搬送装置107、クリーニング装置108がそれぞれ配
置されている。
【0042】露光装置105は、複写機102の上面に
設置されている原稿載置台105Aに載置されている原
稿を露光するための光源、反射鏡および結像レンズを含
む露光光学機構105Bを備え、原稿に応じた静電潜像
を感光体ドラム103上に形成するようになっている。
【0043】感光体ドラム103に形成された静電潜像
は、現像装置106によって可視像処理され、給紙装置
109から給送されてくる記録用紙Pに静電転写され
る。可視像を転写された記録用紙Pは、転写・搬送装置
107の近傍に配置されている定着装置110に搬送さ
れ、定着されて排出される。
【0044】給紙装置109は、異なるサイズの記録用
紙を収容することが可能な給紙カセットを複数備え、選
択されたサイズの記録用紙が給紙されるようになってい
る。図1に示す複写機102は、記録用紙Pの両面に画
像を形成するための機構を備えている。
【0045】図1において、転写・搬送装置107によ
る記録用紙Pの搬送方向(図示矢印方向)の下流側で定
着装置110の前方には、記録用紙の反転搬送路と定着
装置110への搬送路との切り換えを行う切り換え爪1
11が設けられており、その揺動方向が選択されること
により、反転搬送路への記録用紙Pの導入を許容して再
度、記録用紙Pの裏面への画像転写を行なえるようにな
っている。
【0046】図1に示されている複写機102に用いら
れる現像装置106は、その構成が図2に示されてい
る。
【0047】図2おいて、現像装置106は、トナーと
キャリアとを混合した二成分系現像剤が用いられるもの
である。
【0048】現像装置106は、現像容器106Aとト
ナー補給部106Bとで構成されており、そのうち、現
像容器106Aは、図中、矢印AOで示す方向に移動可
能な潜像担持体である感光体ドラム103の近傍に配置
され、そして、トナー補給部106Bは現像容器106
Aに搭載されている。
【0049】現像容器106Aの内部には、撹拌ローラ
106Cおよびパドルホィール106Dが設けられてお
り、撹拌ローラ106Cにより撹拌混合されて互いに逆
極性に摩擦帯電させられた磁性あるいは非磁性のトナー
と磁性キャリアとからなる二成分系現像剤がパドルホィ
ール106Dによって汲み上げられるようになってい
る。また、トナー補給部106Bは、感光体ドラム10
3に供給されるトナーの濃度が低下した場合に、トナー
補給ローラ106B1の回転によりトナーTを撹拌ロー
ラ106Cに向け繰り出すようになっている。
【0050】パドルホィール106Dによって現像剤が
汲み上げられる位置には、感光体ドラム103に近接さ
せて複数の現像ローラ106E、106Fが設けられて
いる。
【0051】現像ローラ106E、106Fは、感光体
ドラム103の移動方向に沿って上流側および下流側に
配置されており、上流側に位置するものが第1の現像ロ
ーラ06Eとされ、そして、下流側に位置するものが第
2の現像ローラ106Fとされている。
【0052】これら第1、第2の現像ローラ106E、
106Fは、図示しない駆動部により図中、反時計方向
に回転可能なスリーブとこのスリーブの内部に固定され
ているマグローラとを主要部として備えている。このう
ちスリーブは、アルミニュームあるいはステンレス鋼等
の非磁性体で構成され、また、マグローラは、フェライ
ト磁石あるいはゴム磁石さらにはナイロン粉末とフェラ
イト粉末とを混練して成形した磁極を周方向に沿って複
数配置された構成を有している。
【0053】現像容器106A内において、第1の現像
ローラ106Eの周面における任意の箇所が感光体ドラ
ム103と対向する前に到達する位置には、現像ローラ
106Eに担持される磁気ブラシの層厚を規制するため
の金属製部材で形成されているドクターブレード106
Gが設けられている。
【0054】ドクターブレード106Gの近傍には、延
長方向一端をドクターブレード106Gの近傍に位置さ
せ、延長方向他端を撹拌ローラ106Cの上位に位置さ
せたセパレータ106Hが配置されている。
【0055】セパレータ106Hにおける延長方向他端
には、回転可能な搬送スクリュー106Jが配置されて
いる。
【0056】現像容器106Aにおいては、パドルホィ
ール106Dの回転時に発生する遠心力によって現像剤
が汲み上げられ、第1の現像ローラ106Eに向け放出
される。放出された現像剤の一部は、図中、矢印A1で
示すように、直接、第1の現像ローラ106Eに供給さ
れて第1の現像ローラ106Eの表面に担持される。ま
た、放出される現像剤の残りの一部は、第2の現像ロー
ラ106Fに突き当たることにより跳ね返ると第1の現
像ローラ106E側の磁力により第1の現像ローラ10
6Eの表面に担持される。
【0057】第1の現像ローラ106Eへの現像剤の供
給を第2の現像ローラ106F側からも行なうようにす
るためには、第2の現像ローラ106Fからの跳ね返り
量を多くする目的でパドルホィール106Dの回転速度
を比較的高速化し、遠心力を増大させておく必要があ
る。
【0058】第1の現像ローラ106Eに担持された現
像剤は、現像スリーブの回転に伴ってローラ表面を移動
し、ドクターブレード106Gによって層厚を規制され
たうえで、第1の現像ローラ106Eと感光体ドラム1
03とが対向する第1の現像領域D1に達する。
【0059】現像領域D1に達した現像剤は、第1の現
像ローラ106E側での磁力の作用が弱まる位置に移動
すると、第2の現像ローラ106F側での現像スリーブ
の回転およびマグローラからの磁力によって、図中、破
線で示すように、第2の現像ローラ106Fと感光体ド
ラム103とが対向する第2の現像領域D2に向け移送
される。
【0060】第2の現像ローラ106Fの磁力が作用し
なくなる位置で現像容器106Aの底部に落下し、再
度、パドルホィール106Dにより撹拌される。
【0061】ドクターブレード106Gによって掻き取
られた現像剤は、セパレータ106Hによってその延長
方向他端に位置する搬送スクリュー106Jに向け案内
され、搬送スクリュー106Jにより撹拌ローラ106
C上に降り落されるようになっている。このため、セパ
レータ106Hにおける延長方向他端には、現像剤を落
下させるためのスリットが撹拌ローラ106Cと対向す
る位置に形成されている。
【0062】第1、第2の現像ローラ106E、106
Fに設けられているマグローラは、第1、第2の現像ロ
ーラ106E、106F同士の最も接近している位置の
間に同極同士による反発磁界が形成できる磁極の配置を
設定され、現像剤の移送方向が第2の現像ローラ106
Fに向かう方向に強制的に設定されるようになってい
る。これにより、現像剤は、第2の現像ローラ106F
側の磁極の磁力によって第2の現像ローラ6106F受
け渡されることになる。
【0063】現像容器106A内の撹拌ローラ106C
の近傍には、トナーとキャリアとの混合比を検出するた
めのトナー濃度検出手段をなすトナー濃度センサ106
Kが配置されている。トナー濃度センサ106Kは、現
像剤中に位置するコイルのインダクタンス変化を利用し
て、現像剤中でのトナーの含有量からトナー濃度を検出
する方式が一例として用いられている。
【0064】現像装置106のトナー補給部106B
は、その一部が複写機102の外部に位置している。そ
の一部は、トナー補給部106Bに設けられている撹拌
部材106B2の軸方向一端側が相当しており、その一
端側には、図1に示すように、後述する補給用トナーを
供給するためのトナー供給源300と接続されているパ
イプ303Aの端部が連結されている。
【0065】トナー補給部106Bの一部が複写機10
2の外部に位置することにより、複写機102内で現像
装置106のトナー補給に関わる構成部品が専有する高
さ方向での寸法を小さくすることができる。
【0066】パイプ303Aの延長方向の他端部は、後
述する現像剤供給装置300に接続されている。
【0067】現像剤供給装置300は、本実施例の場
合、現像装置106に収容されている二成分系現像剤中
のトナーを供給するための装置であり、画像形成装置1
03に付設されている。
【0068】現像剤供給装置300は、空気と混合され
た状態のトナーを圧送するようになっている。以下、図
において現像剤供給装置300の詳細を説明する。
【0069】図3において、現像剤供給装置300は、
シール部材301を介して両側壁302が取り付けられ
ている筐体で構成されているトナー収納容器303を備
えている。トナー収納容器303は、両側壁302と直
角な方向の壁部が上下に分割されて構成され、その分割
された壁部材が側壁302を介して一体化されるように
なっている。分割された壁部材のうち、トナー収納容器
303の底側に位置する壁部材は、側壁302の設置方
向と直角な方向の壁面の一方の底部近傍が下方に向かう
に従って収束する傾斜面となる断面形状が設定されてい
る。
【0070】トナー収納容器303の上面には、天井部
材304が取り付けられ、この天井部材と各壁部とで内
部にトナーを収容するための空間が形成されるようにな
っている。
【0071】天井部材304には、開口304A、30
4Bが形成されており、開口304Aには、図示されな
いトナー補充容器を装着するためのアダプタ304Cが
着脱できるようになっており、また、開口304Bに
は、その開口を覆うことができる大きさのフィルタ30
4Dが交換可能に設けられている。
【0072】トナー収納容器303の内部における最低
部には、トナー搬送手段306が、またその上位には撹
拌・移送手段305がそれぞれ縦方向に沿って並列され
ている。
【0073】撹拌・移送手段305は、トナー収納容器
303内に収容されているトナーを撹拌することにより
トナーが凝集するのを防止してトナーのブロッキング現
象の発生を抑止するために設けられている。また、トナ
ー移送手段306は、トナー収納容器303内からトナ
ーを現像装置106に向け繰り出すために設けられてい
る。
【0074】トナー搬送手段306の構成を説明すると
次の通りである。トナー移送手段306には、トナー収
納容器303内に延長されている搬送スクリュー303
Bに同軸上に配置されているスクリューポンプ306A
とこのスクリューポンプ306Aによるトナーの圧送を
行なうための空気供給手段306Bとが備えられてい
る。スクリューポンプ306Aは、トナーを移動させる
ための粉体ポンプを構成するものであり、図4に示すよ
うに、側板302に取り付けられているホルダ306A
1に挿填されているステータ306A2と、ステータ3
06A2の内部に形成されている螺旋溝に係合してトナ
ー搬送スクリュー303Bと同軸上に配置されてトナー
移送部材をなす螺旋形状のロータ306A3とで構成さ
れている。
【0075】ロータ306A3は、ゴム等の弾性体で構
成され、その軸方向一端がトナー収納容器303内に延
長されている搬送スクリュー303Bの軸端部に一体化
されて回転することができる。
【0076】図3において、搬送スクリュー303B
は、ロータ306A3と一体化されている側と反対側の
軸端部に取り付けられた歯車306B1を有し、その歯
車306B1が駆動モータ307の出力軸に有する駆動
歯車307Aに噛み合うことにより回転することができ
るようになっている。ロータ306A3は、駆動モータ
307の回転駆動により回転すると、外周の螺旋部がス
テータ306A2内の螺旋溝内で移動することにより、
搬送スクリュー303Bの軸端部から吐き出されたトナ
ーを軸方向に移動させることができる。
【0077】図4において、ステータ306A2の内部
には、螺旋溝に連通するトナー吐出通路306A4が軸
方向に沿って形成されており、その開口にはパイプ30
3Aが連結されている。このパイプ303Aは、塩化ビ
ニール、ナイロンあるいはテフロン等が選択され、比較
的柔軟でかつトナーに対する耐久性をもつものが用いら
れる。これにより、トナー供給源300と複写機102
内の現像装置106とは、その位置関係がどのような状
態であっても、互いに連結が可能となる。
【0078】ホルダ306A1の内周面とステータ30
6A2の外周面との間には、1mm程度の極小隙間が設
けられており、その隙間がトナー吐出通路306A4
(図4参照)に連通し、さらにその隙間には、空気の通
路306A5が連通している。
【0079】空気の通路306A5には、コネクタ30
6A6を介して、図3に示すように、チューブ310が
接続されており、そのチューブ310は、空気供給手段
であるエアポンプ311に接続されて上記隙間に向け空
気を供給できるようになっている。
【0080】エアポンプ311は、0.5〜1リットル
/分程度の流量の送風量が設定されたものが用いられて
いる。これにより、トナー移送手段306Aにおけるス
クリューポンプ306Aのトナー吐出側が負圧化される
ことによりトナー収納容器303内のトナーは、搬送ス
クリュー303Bによってスクリューポンプ306Aの
ロータ306A3に向け搬送されやすくなり、スクリュ
ーポンプ306A内に導入された時点でエアポンプ31
1からの空気を介して流動化が促進され、トナー収納容
器303内からパイプ303Aに向け圧送される。
【0081】エアーポンプ311は、他のトナー供給に
関わる部材とは別に駆動制御するようになっている。こ
れは、粉体ポンプを構成しているスクリューポンプ30
6Aに過負荷が作用するのを防止するためである。
【0082】スクリューポンプ306Aによる移送およ
び空気の供給が停止されると、今まで混合状態でパイプ
303A内に充満していたトナーと空気のうち、空気は
排気されるものの、トナーは重力によりパイプ303A
の内周面下方に沈殿するので、トナーの嵩密度が高めら
れてしまう。このため、次にトナーの移送を行おうとし
た場合、推積することにより凝集度合いが高まっている
トナーによってトナーの移送が堰止められてしまい、そ
の結果、トナー移動手段であるスクリューポンプ306
A内では、ロータに過剰な負荷がかかり、ローラの焼き
付きによる動作不良が発生することになる。
【0083】そこで、トナーの移送手段であるスクリュ
ーポンプ306Aの作動を停止あるいは開始した場合、
作動開始に先立ちエアポンプ311を作動させ、また作
動停止後、ある程度の時間を以てエアポンプ311の作
動を継続させてトナーの凝集を防止するようになってい
る。このようなエアポンプ311の動作制御により、パ
イプ303A内で残存しているトナーを空気によって排
出することができるのでパイプ303A内でトナーの詰
りを解消してトナーの移送を良好に行なえるようにする
ことができる。
【0084】搬送スクリュー303Bは、図5に示すよ
うに、トナー収納容器303内に延長されている軸に沿
ってスクリューの螺旋羽根のリード量が異ならせてあ
り、リード量が得られる巻数がスクリューポンプ306
A側で密に、またそれ以外の範囲では疎となるように軸
方向で巻数が異ならせてある。
【0085】搬送スクリュー303Bの構成は、トナー
の残量に応じたトナーの自重による落下が円滑に行なわ
れない場合に生じるブリッジ現象を防止するとともにス
クリューポンプ306Aに向けたトナーの移動量ならび
に移動力を付与するために設けられている。
【0086】一般に、トナー収納容器303内でのトナ
ーの残量が多い場合には、トナーの重量も大きいので自
由にトナーが落下できるが、トナーの残量が少なくなる
と重量を利用した落下が生じにくくなる。しかも、自重
による落下が起りにくくなっているトナーは、撹拌部材
の回転軌跡先端に位置するものが掻き取られるだけで、
それ以外の隣接するトナー同士が凝集し、落下しないで
その状態を維持するブリッジ現象を起こす。さらに、搬
送スクリュー303Bにより軸方向一方端に掻き寄せら
れるトナーは、トナー収納容器303の側壁内面に押し
付けられ、その場合に生じる圧力と温度上昇とにより凝
集度合いが高められることになり、これによってもトナ
ー自体の移動が妨げられることになる。
【0087】本実施例では、搬送スクリュー303Bの
軸方向での巻数を異ならせ、巻数が疎の範囲では密の範
囲よりもトナーの移動を妨げる部分が少なくなるように
してトナーの移動を確保し、さらに巻数が密の範囲では
疎の範囲よりもトナーの移動量および移動力を増大させ
るようになっている。これにより、スクリューポンプ3
06Aに近い側では、トナーの移動量および移動力を増
大させて現像装置106に向け供給するためのトナーの
量が確保でき、さらにスクリューポンプ306Aから離
れた位置では、トナーの凝集を抑制してスクリューポン
プ306Aに近い側に向けてのトナーの移動を許容し、
その位置へのトナーの導入量が確保できることになる。
【0088】図5において、上記した撹拌・移送手段3
05は、トナー収納容器303内に位置する螺旋羽根3
05Aを備えており、その螺旋羽根305Aは、軸方向
に沿って、トナー収納容器303内に位置する軸部の長
さに対して巻数が2巻以下、好ましくは、1/2巻程度
のリード量が設定されている。
【0089】巻数を少なくして大きなリード量を設定す
る理由は、トナーの凝固状態に応じて発生するブリッジ
現象の発生を回避させてトナー収納容器303内のトナ
ーの多少に拘らず残っているトナーを搬送スクリュー3
03Bに向け導入させるためである。
【0090】一般に、撹拌部材としては、図6および図
8に示すように、比較的小さいリード量が設定された撹
拌羽根Aを備えたものや、トナーを突き崩すためのロッ
ド部材A’を備えたものがある。このような構成の撹拌
部材A、A’では、トナー収納容器303内で推積する
トナーの量によって撹拌部材A、A’の移動領域周辺の
トナーが凝固し、これによってトナー同士が移動しない
状態を維持するブリッジ現象を生じる場合がある。な
お、図6、図8には、搬送スクリュー(図中、符号30
3B’で示す部材)が、軸方向に沿って同一間隔を設定
された巻数のスクリュー羽根を有するものを対象として
示されている。
【0091】トナーの推積量が多い場合には、前述した
搬送スクリュー303Bの場合と同様に、トナーの重量
が比較的大きいので、トナー自体の自然落下によって、
撹拌部材A、A’の回転軌跡中にトナーが入り込みやす
く、これによって撹拌部材A、A’による撹拌作用が良
好に行なわれてトナーが搬送スクリュー303Bに向け
移動することができる。
【0092】これに対し、トナーの推積量が少量になる
と、トナーの重量も小さくなるので、自然落下しにくく
なる。このため、撹拌部材A、A’の回転軌跡外周部に
位置するトナーは、推積した状態でトナー収納容器30
3の下部形状をなす傾斜面とその傾斜面に対向する壁部
内面との間で凝固しやすくなり、これによって図7およ
び図9に示すように、撹拌部材A、A’の回転軌跡近傍
のトナーがその回転軌跡中に導入されない状態を維持し
てブリッジ現象が発生しやすくなる。
【0093】このようなブリッジ現象が発生すると、撹
拌作用や移送作用が得られなくなり、これによって、搬
送スクリュー303Bに向けたトナーの導入が行なえな
くなる。
【0094】一方、このような撹拌部材A、A’の構成
に対し、図5に示した撹拌・移送手段305の撹拌羽根
305Aでは、リード量が少ないことによって、停止し
ている場合には、図10において矢印で示すように、ト
ナーが落下方向に移動する範囲を軸方向で広く取ること
ができ、しかも、回転した場合には、落下するトナーに
対して軸方向への移動力を付与できるとともに、図11
において矢印で示すように、落下したトナーを取り込ん
でそのトナーを撹拌羽根305Aの接線方向に押し広げ
る向きの力を作用させることができる。
【0095】撹拌羽根305Aが回転すると、トナー
は、撹拌羽根305Aによって軸方向への移動とともに
回転軌跡に対する接線方向に移動することができるの
で、仮に、残量が少なくなった場合でも接線方向に移動
したトナーにより撹拌羽根305Aの近傍で落下しない
状態を維持しているトナーを突き崩すことができる。従
って、ブリッジ現象を引き起こそうとするトナーを搬送
スクリュー303Bに向け移動させることができる。し
かも、搬送スクリュー303Bに向け移動する過程でト
ナーは撹拌羽根305Aによる撹拌作用が施されて摩擦
帯電を促進されることになる。このように、トナーの残
量に関係なく、搬送スクリュー303Bに対してトナー
を導入することができ、特に、トナーの上面が撹拌・移
送手段305の下位に位置する程度の残量となった場合
でも、トナー収納容器303内での搬送スクリュー30
3Bの占有部内にトナーを導入することが可能になる。
従って、搬送スクリュー303Bによるトナー移送手段
306Aへのトナーの移送を確実に行なわせることがで
き、現像装置106への補充トナーの安定供給が可能に
なる。
【0096】本実施例では、撹拌・移送手段305とト
ナー移送手段306との回転方向が逆方向に設定されて
いる。これにより、撹拌スクリュー303Bおよび撹拌
・移送手段305における軸方向でトナーが1ヵ所に偏
寄することがなく、トナーの滞留を防止することができ
るようになっている。
【0097】上記した撹拌・移送手段305およびトナ
ー移送手段306においてトナーの凝集を防止してブリ
ッジ現象によるトナーの搬送性を悪化させないようにす
るための構成として、本実施例では、上記両手段の設置
に加えて、トナー収納容器303の外壁面に、その外壁
面を振動させるための振動部材312が設けられてい
る。
【0098】図12に示すように、振動部材312は、
トナー収納容器303の縦方向における撹拌・移送手段
305の配置位置に対応させてトナー収納容器303の
外壁面のうちの傾斜面に取り付けられたダイアフラム内
蔵型のエアポンプにより構成されており、エアポンプの
吸排気時での振動を利用して外壁面を加振するようにな
っている。これにより、外壁面に付着しているトナーが
崩され、落下しやすくされる。さらに、撹拌・移送手段
305に加わる回転負荷に関しても、ブリッジ現象がな
くされることによって異常な負荷が発生することがない
ので、撹拌・移送手段305の駆動手段の出力も異常に
高出力とする必要がなく、これによって、ランニングコ
ストを低減することも可能になる。
【0099】撹拌・移送手段305は、トナー移送手段
306とともに連動することができるようになってい
る。このため、撹拌・移送手段305には、図13に示
す駆動力伝達制御手段313を備えている。
【0100】図13において、符号307は、図3にお
いて示した搬送スクリュー303Bの駆動モータであ
り、この駆動モータ307の出力軸に取り付けられてい
る駆動用大歯車307A1に噛み合っている歯車306
B1と同軸上には、駆動用小歯車314が取り付けられ
ており、この駆動用小歯車314には、トナー収納容器
303の側壁302によって回転自在に支持されている
中間歯車315が噛み合っている。
【0101】中間歯車315には、小径歯車部が一体に
設けられており、この小径歯車部には、撹拌・移送手段
305の回転軸に取り付けられている撹拌・移送用従動
歯車316が噛み合っている。
【0102】中間歯車315と撹拌・移送用従動歯車3
16との回転中心は、図14に示すように、縦方向で位
相がずらされており、これにより、縦方向での占有高さ
が高くならないような配置関係を設定されている。
【0103】撹拌・移送用従動歯車316には、軸方向
に沿ったボス部316Aが形成されており、このボス部
316Aがスプライン結合等により撹拌・移送手段30
5の回転軸と一体化されている。
【0104】撹拌・移送用従動歯車316は、撹拌・移
送手段305の回転軸に対して遊離した状態で回転自在
に支持されるとともに歯幅方向両端が本体と分割されて
おり、その幅方向一端が上記したボス部316Aとして
構成され、幅方向他端が回転ディスク316Bとして構
成されている。
【0105】ボス部316Aおよび回転デイスク316
Bは、軸方向に摺動することができ、そして、撹拌・移
送用従動歯車316の本体と対向する周縁部にリング状
のゴム入り含油コルク等の弾性部材からなるブレーキパ
ッド317が取り付けられている。
【0106】ブレーキパッド317は、回転ディスク3
16Bの外側に配置されている圧縮バネ318によって
加圧され、撹拌・移送用従動歯車316の本体とボス部
316Aおよび回転ディスク316Bとを圧接させて一
体的に回転させることができるようになっている。
【0107】圧縮バネ318は、回転ディスク316B
の軸方向でブレーキパッド317が配置されている面と
反対側の面と、撹拌・移送手段305の回転軸に対して
ナット319により抜け止めされた加圧部材320との
間に配置されており、ナット319の締め付け量を変化
させてその弾性力を調整することによって、ブレーキパ
ッド317の摩擦力を規定することができるようになっ
ている。
【0108】駆動力伝達制御手段313では、撹拌・移
送手段305の回転軸に対して遊離した状態で回転する
ことができる撹拌・移送用従動歯車316の回転が、そ
の従動歯車316に圧接しているブレーキパッド317
を介してボス部316Aおよび回転ディスク315Bに
伝えられ、それら部材が結合されている撹拌・移送手段
305の回転軸に伝達される。これにより、駆動力伝達
制御手段313は、ブレーキパッド317を用いた摩擦
クラッチ機構若しくはトルクリミッタ機構を構成してい
る。
【0109】撹拌・移送手段305側から上記したブレ
ーキパッド317の摩擦係数および圧縮バネ318の加
圧力による摩擦係合力以上の回転トルクがボス部316
Aに作用した場合には、ブレーキパッド317が滑り、
撹拌・移送用従動歯車316の本体とボス部316Aお
よび回転ディスク316Bとの圧接が解除されるので、
撹拌・移送用従動歯車316の本体への回転伝達が中断
される。
【0110】撹拌・移送用従動歯車316に噛み合って
いる中間歯車315を介した駆動モータ307への過剰
な負荷が伝達されるようなことがないので、駆動モータ
307の焼損を引き起こすような事故を未然に防止する
ことができる。
【0111】本実施例は以上のような構成であるから、
現像装置106内に収容されているトナー濃度が低下す
ると、図示されない制御部からの信号により、現像剤供
給装置300が作動する。
【0112】現像剤供給装置300では、トナーを補給
するにあたり、駆動モータ307、エアポンプ311、
312がそれぞれ始動される。エアポンプのうちのスク
リューポンプ306Aへの空気の供給を実施するエアポ
ンプ311は、その動作タイミングを前記した条件下で
実行される。
【0113】トナー収納容器303内のトナーは、振動
部材313による加振によって震い落とされ、また、撹
拌・移送手段305によって撹拌されることにより搬送
スクリュー303Bに向け導入される。
【0114】搬送スクリュー303Bに導入されるトナ
ーは、その軸方向において巻数が少ない箇所に入り込
み、軸方向に沿って移動することにより巻数の多い箇所
に相当するスクリューポンプ306Aに近い側に移送さ
れてスクリューポンプ306A内に給送される。
【0115】スクリューポンプ306A内に給送された
トナーは、エアポンプ311からの空気と混合されてパ
イプ303A内に吐出されて現像装置106内に導かれ
る。
【0116】一方、トナー収納容器303内のトナーが
凝集してブロッキングを起こし、撹拌・移送手段305
の回転トルク以上の回転負荷が撹拌・移送手段305に
作用した場合には、撹拌・移送用従動歯車316に有す
る駆動力伝達制御手段313に有する摩擦クラッチ機構
のブレーキパッド317が滑動することにより駆動モー
タ307との間での回転力の伝達が中断される。これに
より、駆動モータ307への異常な回転負荷が作用する
のを防止される。
【0117】上記した実施例では、撹拌・搬送手段30
5に用いられる撹拌羽根305Aの構成として、その形
状特定のみを挙げたが、上記したトナーの落下を促進す
るためおよび、回転時での回転負荷を軽減するために、
図13に示すように、羽根部の一部にトナーの通過部を
なす貫通孔305A1を複数設けたり、あるいは図15
に示すように、羽根端縁部に、軸方向に沿って複数の切
り欠き305A2を形成し、櫛歯状に形成することも可
能である。
【0118】なお、この実施例は、トナーとキャリアと
を混合した二成分系現像剤を対象として説明したが、一
成分系現像剤を対象として実施すること勿論可能であ
る。
【0119】
【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明よれ
ば、容器の最低部にトナー搬送手段が、またその移送手
段の上位近傍に撹拌・移送手段が配置されることによ
り、水平面での容器の占有面積を小さくできるので、特
に、現像剤供給装置を画像形成装置と別に設置した場合
でも、画像形成装置全体の大型化を防止することが可能
になる。これにより、メンテナンス性や稼働効率を低下
させることがない現像剤供給装置を提供することができ
る。
【0120】請求項2乃至6記載の発明によれば、トナ
ー搬送手段および撹拌・移送手段の軸方向でのトナーの
移動量が異なり、特に、トナー搬送手段では、粉体ポン
プに近い位置でそれ以外の位置よりも大量のトナーを移
動させることができるので、トナーの移動を許容して凝
固によるブリッジ現象を抑制することが可能になる。こ
れによりトナーの搬送性および移動量を適性化すること
ができる。
【0121】請求項7および8記載の発明によれば、現
像剤の凝固状態に応じて駆動力の伝達態位が設定される
ので、異常な負荷が駆動源に伝達されてしまうのを防止
して駆動源の損傷を未然に防止してトナーの搬送性を確
保することができる。
【0122】請求項9および10記載の発明によれば、
トナーが撹拌・移送手段を通過することができるので、
撹拌・移送手段の回転開始時を含む回転時での負荷を軽
減することが可能になる。
【0123】請求項11乃至13記載の発明によれば、
容器内のトナーが加振されるので、トナーの凝集を抑制
してトナーの搬送性が悪化するのを防止することができ
る。
【0124】請求項14記載の発明によれば、容器内に
トナーを導入する際にその容器内に充満している空気が
排気されるので、容器内での負圧化を抑制し、負圧化し
た場合に生じやすいトナーの凝集化を防止してトナーの
搬送性を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例による現像剤供給装置が適用され
る画像形成装置の一例である複写機の全体構成を示す模
式図である。
【図2】図1に示した複写機に用いられる現像装置の一
例を示す断面図である。
【図3】本発明実施例による現像剤供給装置の全体構成
を説明するための分解斜視図である。
【図4】図3に示した現像剤供給装置における粉体ポン
プの構成を示す局部的な断面図である。
【図5】図3に示した現像剤供給装置における撹拌・移
送手段および搬送スクリューの構成を示す断面図であ
る。
【図6】本発明実施例による現像剤供給装置の特徴部を
説明するための比較例のひとつとする現像剤供給装置の
要部に関する従来構造を示す局部的な断面図である。
【図7】図6中、符号L7で示す方向の矢視断面図であ
る。
【図8】本発明実施例による現像剤供給装置の特徴部を
説明するための比較例の他のひとつとする現像剤供給装
置の要部に関する従来構造を示す局部的な断面図であ
る。
【図9】図8中、符号L9で示す方向の矢視断面図であ
る。
【図10】本発明実施例による現像剤供給装置における
特徴部の作用を説明するための図7相当の断面図であ
る。
【図11】本発明実施例による現像剤供給装置における
特徴部の他の作用を説明するための図7相当の断面図で
ある。
【図12】本発明実施例による現像剤供給装置の他の特
徴を説明するための断面図である。
【図13】本発明実施例による現像剤供給装置における
駆動力伝達制御手段の構成を説明するための断面図であ
る。
【図14】図13中、符号L14で示す方向の矢視図で
ある。
【図15】本発明実施例による現像剤供給装置における
要部構造の変形例を示す局部的な正面図である。
【符号の説明】
100 画像形成装置 101 トナー供給部 102 画像形成装置としての複写機 103 像担持体をなす感光体ドラム 106 現像装置 106B トナー補給部 106N 残量検出センサ 300 現像剤供給装置 303 トナー収納容器 303A トナー移送手段をなすパイプ 304 天井部材 304D フィルタ 305 撹拌・移送手段 305A 撹拌羽根 305A1 貫通孔 305A2 切り欠き 306A スクリューポンプ 312 振動部材 313 駆動力伝達制御手段

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】像担持体上に形成された原稿内容に応じた
    静電潜像を現像装置により可視像処理し、その可視像を
    記録材に転写することにより画像複写を行なう画像形成
    装置に用いられ、少なくとも、貯溜しているトナーを吐
    出部に向け移動させるために回転して軸方向に沿って上
    記トナーを移動させることが可能なロータを備えた粉体
    ポンプと、その粉体ポンプにより移動してくるトナーの
    通路上に配置され、粉体ポンプにより移動してくるトナ
    ーを拡散させた状態で流動させる空気供給手段と、空気
    供給手段から流動してくるトナーを上記現像装置に向け
    移動させる接続部材を備えた現像剤供給装置において、 上記トナーを貯溜可能な空間を有する容器と、 上記容器内の最低部に配置され、上記粉体ポンプと同一
    軸上に配置され、容器内のトナーを同粉体ポンプに向け
    移送するトナー搬送手段と、 上記容器内における上記トナー搬送手段の上位近傍に配
    置され、容器内のトナーを撹拌しながら上記トナー搬送
    手段に向け移動させることが可能な撹拌・移送手段と、
    を備えていることを特徴とする現像剤供給装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の現像剤供給装置において、 上記撹拌・移送手段は、上記トナー搬送手段と平行した
    軸方向を設定され、その軸を中心として回転可能に設け
    られていることを特徴とする現像剤供給装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の現像剤供給装置において、 上記トナー搬送手段および上記撹拌・移送手段は、互い
    の軸方向で異なる方向に上記トナーを移動させることが
    可能なトナー移送部材を備えていることを特徴とする現
    像剤供給装置。
  4. 【請求項4】請求項1記載の現像剤供給装置において、 上記トナー搬送手段は、軸方向で上記トナーの移動量を
    異ならせる構成を備えていることを特徴とする現像剤供
    給手段。
  5. 【請求項5】請求項4記載の現像剤供給装置において、 上記トナー搬送手段は、軸方向に沿ったリード量が異な
    る螺旋部材部材で構成されていることを特徴とする現像
    剤供給装置。
  6. 【請求項6】請求項3乃至5のうちの一つに記載の現像
    剤供給装置において、 上記トナー搬送手段は、軸方向に沿って、粉体ポンプに
    近い側とこの位置以外の範囲とでリード量を異ならせ、
    上記粉体ポンプに近い側でのトナーの移動量がそれ以外
    の範囲でのトナーの移動量よりも多くなるようにリード
    量が設定されていることを特徴とする現像剤供給装置。
  7. 【請求項7】請求項1乃至5のうちの一つに記載の現像
    剤供給装置において、 上記撹拌・移送手段は、上記容器内で撹拌・移送に要す
    る回転トルクを妨げる要因の一つである現像剤の凝固状
    態に応じて駆動力の断接切り換えが可能な駆動力伝達制
    御手段を備えていることを特徴とする現像剤供給装置。
  8. 【請求項8】請求項7記載の現像剤供給装置において、 上記駆動力伝達制御手段は、トルクリミッタ部材を備え
    て構成されていることを特徴とする現像剤供給装置。
  9. 【請求項9】請求項1乃至7記載の現像剤供給装置にお
    いて、 上記撹拌・移送手段は、スクリュウ羽根に軸方向に沿っ
    て複数のトナー通過部を形成されていることを特徴とす
    る現像剤供給装置。
  10. 【請求項10】請求項9記載の現像剤供給装置におい
    て、 上記トナー通過部は、切り欠きまたは貫通孔で構成され
    ていることを特徴とする現像剤供給装置。
  11. 【請求項11】請求項1記載の現像剤供給装置におい
    て、 上記容器には、その外壁面に振動部材が備えられている
    ことを特徴とする現像剤供給装置。
  12. 【請求項12】請求項11記載の現像剤供給装置におい
    て、 上記振動部材は、容器の外壁面のうち、少なくとも、上
    記撹拌・移送手段の近傍に位置する外壁面に配置されて
    いることを特徴とする現像剤供給装置。
  13. 【請求項13】請求項11記載の現像剤供給装置におい
    て、 上記振動部材は、エア振動を生起可能な空気供給手段で
    構成されていることを特徴とする現像剤供給装置。
  14. 【請求項14】請求項1記載の現像剤供給装置におい
    て、 上記容器は、その最上面部に空気抜き部を形成されてい
    ることを特徴とする現像剤供給装置。
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