JP2005070385A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 現像装置は、第1撹拌部材と、第2撹拌部材とで現像剤を循環搬送させる構成と、軸方向に対する現像剤の搬送能力が実質的に零である第3撹拌部材を、第2撹拌部材による現像剤搬送方向上流側の一部と対向して設けた構成と、ハウジングのカバー上に設けたトナー供給口を介して第2、第3撹拌部材の対向部分に補給されるトナーを、各々の周面が上方から下方に移動するように回転される前記第2、第3撹拌部材の回転を介して現像剤中に沈み込ませる構成とを有することを特徴とし、画像形成装置は、上記現像装置を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
前記第1撹拌部材と第2撹拌部材とを、第1撹拌部材による現像剤搬送方向において下流側に相当する側に延設して、前記現像剤担持体の端部よりも突出する構成とするとともに、
回転軸方向の長さが前記第2撹拌部材よりも短く、かつ、回転軸方向の現像剤搬送能力が実質的に零である第3撹拌部材を、前記第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて上流側の当該第2撹拌部材に対向して設け、更に、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とを、両者の対向近接点でみて、周面が上方から下方に向けて移動可能となすとともに、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とが対向する部分であって、第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて、上流側に対応した領域の前記カバー上に、トナー供給用のトナー供給口を設けた、
ことを特徴とする現像装置。
前記第1撹拌部材と第2撹拌部材とを、第1撹拌部材による現像剤搬送方向において下流側に相当する側に延設して、前記現像剤担持体の端部よりも突出する構成とするとともに、回転軸方向に形成した螺旋状のリブで構成し、また、
回転軸方向の長さが前記第2撹拌部材よりも短く、かつ、回転軸に対して同方向に傾斜した複数の板状部材からなっている第3撹拌部材を、前記第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて上流側の当該第2撹拌部材に対向して設け、更に、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とを、両者の対向近接点でみて、周面が上方から下方に向けて移動可能となすとともに、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とが対向する部分であって、第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて、上流側に対応した領域の前記カバー上に、トナー供給用のトナー供給口を設けた、
ことを特徴とする現像装置。
前記第1撹拌部材と第2撹拌部材とを、第1撹拌部材による現像剤搬送方向において下流側に相当する側に延設して、前記現像剤担持体の端部よりも突出する構成とするとともに、回転軸方向に形成した螺旋状のリブで構成し、また、
回転軸方向の長さが前記第2撹拌部材よりも短く、かつ、回転軸の周面、または、回転軸と間隙を以て回転軸方向に延びる板状のリブを含む第3撹拌部材を、前記第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて上流側の当該第2撹拌部材に対向して設け、更に、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とを、両者の対向近接点でみて、周面が上方から下方に向けて移動可能となすとともに、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とが対向する部分であって、第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて、上流側に対応した領域の前記カバー上に、トナー供給用のトナー供給口を設けた、
ことを特徴とする現像装置。
前記現像剤供給回収部材と前記現像剤担持体とは、両者の近接点でみて、互いに逆方向に移動することを特徴とする前記(1)乃至前記(3)のいずれか1つに記載の現像装置。
Dt=3〜5
Dc=5・Dt〜10・Dt
のトナーとキャリアとを含む現像剤を用いることを特徴とする前記(1)乃至前記(6)のいずれか1つに記載の現像装置。
前記現像手段として、前記(1)乃至前記(7)のいずれか1つに記載の現像装置を用いるとともに、
像担持体の移動速度をV[mm/sec]、像担持体上に形成するトナー像の単位面積当たりの最大付着量をM[mg/cm2]、像担持体の移動方向に直交する方向のトナー像の最大幅をL[mm]、第1撹拌部材による現像剤担持体の回転軸方向における現像剤移動量をW[g/sec]、第1撹拌部材の回転数をR[rpm]としたとき
W≧M・V・L/1000
R≦600
とすることを特徴とする画像形成装置。
前記現像手段として前記(1)乃至前記(7)のいずれか1つに記載の現像装置を用いるとともに、当該現像装置のカバー上であって、第2撹拌部材と第3撹拌部材との間に対応する位置に、リサイクルトナー供給用のリサイクルトナー供給口を設けたことを特徴とする画像形成装置。
り、第1収納撹拌部815内の現像剤は回転軸Jの周方向に撹拌されながら矢示の軸方向に搬送され、また、通路821を介して第2収納撹拌部816に送り込まれる。
条件(ロ); R ≦ 600
上記条件(イ)及び条件(ロ)において、Vは像担持体の周速度[mm/sec]、Mは像担持体上に形成するトナー像の単位面積当たりの最大付着量[mg/cm2]、Lは像担持体の移動方向に直交する方向(軸方向)のトナー像の最大幅[mm]、Wは第1撹拌部材による現像剤担持体の回転軸方向における現像剤移動量[g/sec]、Rは第1撹拌部材の回転数[rpm]を、それぞれ示す。
な回転軸Jを中心に回転することにより、現像剤を軸方向に搬送する過程において、螺旋状のリブ850で周方向に撹拌するとともに、補助撹拌部材としての板状のリブ858でも周方向に撹拌する。
下記の如くに、第1撹拌部材、第2撹拌部材、第3撹拌部材及び現像剤供給回収部材として用いられる回転部材を作製した。
(回転部材AA)
図5に示されるように、左巻きの螺旋状のリブ(スクリュー)を軸部材の外周面に形成するとともに、この螺旋状のリブによる現像剤の搬送方向下流側の長さ30mmにわたる軸部材外周面上に、4つの平板状羽根部材を径方向外方に延びるように設けてパドル形状となし、更に、この回転部材の両端部に、外形寸法が24mmの円板状のフランジ部材を設けた構成とした回転部材。
(回転部材CC)
回転部材AAにおいて、螺旋状のリブを右巻きに形成した他は回転部材AAと同様の構成を有する回転部材。
(回転部材EE)
図9に示されるように、左巻きの螺旋状のリブ(スクリュー)を軸部材の外周面に形成するとともに、螺旋状のリブの外周縁部に切欠部を設け、かつ、この螺旋状のリブによる現像剤の搬送方向下流側の長さ30mmにわたる軸部材外周面上に、4つの平板状羽根部材を径方向外方に延びるように設けてパドル形状となすとともに、この回転部材の両端部に外形寸法が24mmの円板状のフランジ部材を設けた構成とした回転部材。
(回転部材GG)
図7に示されるように、左巻きの螺旋状のリブ(スクリュー)を軸部材の外周面に形成するとともに、径方向外方に延びる複数の板状のリブ(垂直羽根)を軸の長手方向に設け、かつ、前記螺旋状のリブによる現像剤の搬送方向下流側の長さ30mmにわたる軸部材外周面上に、4つの平板状羽根部材を径方向外方に延びるように設けてパドル形状となすとともに、この回転部材の両端部に外形寸法が24mmの円板状のフランジ部材を設けた構成とした回転部材。
(回転部材II)
図8に示されるように、左巻きの螺旋状のリブ(スクリュー)を軸部材の外周面に形成するとともに、径方向外方に延びる複数の板状のリブ(垂直羽根)を軸の長手方向に設け、かつ、前記螺旋状のリブによる現像剤の搬送方向下流側の長さ30mmにわたる軸部材外周面上に、4つの平板状羽根部材を径方向外方に延びるように設けてパドル形状となすとともに、この回転部材の両端部に外形寸法が24mmの円板状のフランジ部材を設けた構成とした回転部材。
(回転部材JJ)
回転部材IIにおいて、板状のリブの軸方向における長さを20mmmとしたことの他は回転部材IIと同様の構成を有する回転部材。
(回転部材KK)
図10に示されるように、左巻きの螺旋状のリブ(スクリュー)を軸部材の外周面に形成するとともに、当該螺旋状のリブの外周縁上に、軸方向に切れ目なく延びる板状のリブを設け、かつ、前記螺旋状のリブによる現像剤の搬送方向下流側の長さ30mmにわたる軸部材外周面上に、4つの平板状羽根部材を径方向外方に延びるように設けてパドル形状となすとともに、この回転部材の両端部に外形寸法が24mmの円板状のフランジ部材を設けた構成とした回転部材。
(回転部材LL)
回転部材KKにおいて、板状のリブの径方向長さ(t)を5mmとしたことの他は回転部材KKと同様の構成を有する回転部材。
(回転部材MM)回転部材KKにおいて、4つの板状のリブを螺旋状のリブの外周縁上に等間隔に設けたことの他は回転部材KKと同じ構成を有する回転部材。
(回転部材WW)
図6に示されるように、軸部材に垂直な平面に対して互いに異なる方向に傾斜するように複数の半楕円形状からなる板状部材を設けて構成した第1の撹拌部と第2の撹拌部とを有するとともに、この回転部材の両端部に外形寸法が24mmの円板状のフランジ部材を設けた構成とした回転部材。
(回転部材XX)
図11に示されるように、軸部材に垂直な平面に対して互いに異なる方向に傾斜するように複数の半楕円形状からなる板状部材を設けて構成した第1の撹拌部と第2の撹拌部とを有するとともに、第1の撹拌部および第2の撹拌部を構成する板状部材の外周縁上であって、周方向にみて等間隔な4カ所の位置に、軸方向に切れ目なく延びる板状のリブを設け、かつ、この回転部材の両端部に外形寸法が24mmの円板状のフランジ部材を設けた構成とした回転部材。
(回転部材QQ)
軸の周方向における等分4箇所から、径方向外方および軸の長手方向に延びる板状のリブ(平板状の羽根部材)を設け、十字パドルとした構成からなる回転部材。
(回転部材Q)
回転部材QQにおいて、軸部を除く軸方向長さを110mmとしたことの他は回転部材QQと同様の構成を有する回転部材。
(回転部材R)
図12に示すように、切欠部が交互に反対になるように設けた円板からなる複数の板状部材と、当該板状部材の周方向において等間隔な4つの位置に設けた、軸方向に切れ目なく延びる板状のリブとを有し、かつ、回転部材の両端部に外形寸法が24mmの円板状のフランジ部材を設けた構成とした回転部材。
(回転部材S)
図6に示すように、軸方向に楕円形状を有する複数の板状部材を配列した構成を有し、かつ、回転部材の両端部に外形寸法が24mmの円板状のフランジ部材を設けた構成とした回転部材。
(回転部材T)
図11に示すように、楕円形状を有する複数の板状部材を軸方向に配列し、かつ、周方向において等間隔に、軸方向に切れ目なく延びる板状のリブを設けるとともに、回転部材の両端部に外形寸法が24mmの円板状のフランジ部材を設けた構成とした回転部材。
<実験例1>
[現像装置の作成]
図2乃至図4に示される構成に従って、第1撹拌部材、第2撹拌部材及び第3撹拌部材が下記表1に示す回転部材により構成された本発明に係わる現像装置1〜6を作製した。
図1に示される構成に従って、前記現像装置1〜25のそれぞれが搭載されたカラー画像形成用の画像形成装置を製造し、画像出力テストを下記の画像形成条件で行った。
<画像形成条件>
・プロセス速度(V):220mm/sec(1分間当たりの画像形成枚数が50枚)
・第1、第2、第3、および、現像剤供給回収部材の回転速度:現像装置1〜6については300rpm、現像装置7〜25については400rpm
・現像剤担持体(現像スリーブ)の回転数:210から280rpmの範囲内で調整して、感光体ドラム上の単位面積当たりのトナー付着量(M)が0.4mg/cm2となる状態とした。
・現像バイアス:交流バイアス(AC)成分と直流バイアス(DC)成分を重畳したバイアス
・交流バイアス成分:Vac=1kVpp、fac=5kHz、波形=正弦波
・直流バイアス成分:感光体ドラムにおける最大露光部の表面電位VLの検知結果に応じて、Vdc=VL−500Vとなる状態に制御した。
・現像スリーブの軸方向における磁気ブラシの形成幅:320mm
・トナー補給制御:第1撹拌部材による現像剤搬送方向からみて下流側の端縁から80mm上流側の位置にトナー濃度センサ(透磁率センサ)を設け、その検知結果に応じてトナー補給モータを駆動制御した。
・感光体表面電位:最大露光部電位(VL):−50V〜−100V
帯電電位(VH):現像バイアスにおける直流バイアス成分の設定値に応じてVH=Vdc−150Vとなる状態に制御した。
(1)シアン(C)単色の文字/ライン+中間調(10段)パターン(印字率30%)を連続して50枚出力。
(2)シアン(C)単色のソリッドパターン(印字率80%)を連続150枚出力。
(3)シアン(C)単色の文字/ラインパターン(印字率7%)を連続して50枚出力。
(4)青(マゼンタ(M)+シアン(C))単色の文字/ライン+中間調(10段)パターン(M、Cとも印字率30%)を連続して50枚出力。
(5)青単色のソリッドパターン(M、Cとも印字率80%)を連続して150枚出力。
(6)青(マゼンタ(M)+シアン(C))単色の文字/ラインパターン(M、Cとも印字率7%)を連続して50枚出力。
(イ)画像のかぶり:
画像のかぶりは、未使用の用紙の反射濃度を0としたときの、文字/ラインパターン白地部の相対反射濃度を測定し、相対反射濃度が0.004以下である場合を「○」、相対反射濃度が0.004を超え、0.006以下である場合を「△」、相対反射濃度が0.006を超える場合を「×」として評価した。
(ロ)文字散り:
文字散りは、4ポイントの「鐘」という文字を拡大して観察したときの文字輪郭のシャープさ及び文字の滲み度合いの状態を評価した。
(ハ)画像濃度ムラ:
画像濃度ムラは、シアン単色のソリッドパターンまたは青単色のソリッドパターンのページ内における任意の9カ所における色差(L*a*b*空間での距離)で評価した。
(ニ)機内汚れ:
機内汚れは、画像出力終了後に現像装置を取り外し、現像装置装着部近傍の汚れの状態を目視観察して評価した。
[現像装置の作製]
実験例1で用いた前記現像装置1、2、4、8〜20、23〜25の各々において、第2撹拌部材による現像剤の搬送方向におけるトナー供給口よりも8mm上流側の位置にリサイクルトナー供給口を形成した現像装置(対応をわかりやすくするために、全表中の現像装置番号は統一してある)1、2、4、8〜20、23〜25を作製した。
(7)黒(BK)単色の文字/ライン+中間調(10段)パターン(印字率30%)を連続して50枚出力。
(8)黒(BK)単色のソリッドパターン(印字率80%)を連続して150枚出力。
(9)黒(BK)単色の文字/ラインパターン(印字率7%)を連続して50枚出力。
<評価基準>
画像濃度ムラは、黒(BK)ソリッドパターンのページ内における任意の9カ所の相対反射濃度を測定し、全箇所の相対反射濃度が1.3以上であり、かつ、最大値と最小値との差が0.1以下である場合を「○」、相対反射濃度の最小値が1.2以上1.3未満であり、かつ、最大値と最小値との差が0.1以下である場合を「△」、相対反射濃度の最小値が1.2未満、または、最大値と最小値との差が0.15を超える場合を「×」とした。
2 画像読み取り部
3 画像形成部
4 ベルトユニット
5 給紙部
6 反転排紙・再給紙部
8 現像装置
800 現像剤担持体
803 第1撹拌部材
805 第2撹拌部材
807 第3撹拌部材
809 現像剤供給回収手段
810 ハウジング
812 カバー
813 トナー供給口
Claims (10)
- トナーとキャリアとを含む現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の長手方向に隣接して設けられ、現像剤を所定方向に搬送しながら撹拌する第1撹拌部材と、前記第1撹拌部材の長手方向に隣接して設けられ、前記第1撹拌部材による現像剤の搬送方向と逆方向に現像剤を搬送しながら撹拌する第2撹拌部材と、前記現像剤担持体、前記第1撹拌部材、及び、前記第2撹拌部材を可回転に軸支して収納するハウジングと、前記ハウジングの上部に設けたカバーとを備え、かつ、両撹拌部材間に仕切壁を設けて前記第1撹拌部材と前記第2撹拌部材とにより収納撹拌部に収納した現像剤を循環搬送する構成の現像装置において、
前記第1撹拌部材と第2撹拌部材とを、第1撹拌部材による現像剤搬送方向において下流側に相当する側に延設して、前記現像剤担持体の端部よりも突出する構成とするとともに、
回転軸方向の長さが前記第2撹拌部材よりも短く、かつ、回転軸方向の現像剤搬送能力が実質的に零である第3撹拌部材を、前記第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて上流側の当該第2撹拌部材に対向して設け、更に、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とを、両者の対向近接点でみて、周面が上方から下方に向けて移動可能となすとともに、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とが対向する部分であって、第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて、上流側に対応した領域の前記カバー上に、トナー供給用のトナー供給口を設けた、
ことを特徴とする現像装置。 - トナーとキャリアとを含む現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の長手方向に隣接して設けられ、現像剤を所定方向に搬送しながら撹拌する第1撹拌部材と、前記第1撹拌部材の長手方向に隣接して設けられ、前記第1撹拌部材による現像剤の搬送方向と逆方向に現像剤を搬送しながら撹拌する第2撹拌部材と、前記現像剤担持体、前記第1撹拌部材、及び、前記第2撹拌部材を可回転に軸支して収納するハウジングと、前記ハウジングの上部に設けたカバーとを備え、かつ、両撹拌部材間に仕切壁を設けて前記第1撹拌部材と前記第2撹拌部材とにより収納撹拌部に収納した現像剤を循環搬送する構成の現像装置において、
前記第1撹拌部材と第2撹拌部材とを、第1撹拌部材による現像剤搬送方向において下流側に相当する側に延設して、前記現像剤担持体の端部よりも突出する構成とするとともに、回転軸方向に形成した螺旋状のリブで構成し、また、
回転軸方向の長さが前記第2撹拌部材よりも短く、かつ、回転軸に対して同方向に傾斜した複数の板状部材からなっている第3撹拌部材を、前記第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて上流側の当該第2撹拌部材に対向して設け、更に、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とを、両者の対向近接点でみて、周面が上方から下方に向けて移動可能となすとともに、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とが対向する部分であって、第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて、上流側に対応した領域の前記カバー上に、トナー供給用のトナー供給口を設けた、
ことを特徴とする現像装置。 - トナーとキャリアとを含む現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の長手方向に隣接して設けられ、現像剤を所定方向に搬送しながら撹拌する第1撹拌部材と、前記第1撹拌部材の長手方向に隣接して設けられ、前記第1撹拌部材による現像剤の搬送方向と逆方向に現像剤を搬送しながら撹拌する第2撹拌部材と、前記現像剤担持体、前記第1撹拌部材、及び、前記第2撹拌部材を可回転に軸支して収納するハウジングと、前記ハウジングの上部に設けたカバーとを備え、かつ、両撹拌部材間に仕切壁を設けて前記第1撹拌部材と前記第2撹拌部材とにより収納撹拌部に収納した現像剤を循環搬送する構成の現像装置において、
前記第1撹拌部材と第2撹拌部材とを、第1撹拌部材による現像剤搬送方向において下流側に相当する側に延設して、前記現像剤担持体の端部よりも突出する構成とするとともに、回転軸方向に形成した螺旋状のリブで構成し、また、
回転軸方向の長さが前記第2撹拌部材よりも短く、かつ、回転軸の周面、または、回転軸と間隙を以て回転軸方向に延びる板状のリブを含む第3撹拌部材を、前記第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて上流側の当該第2撹拌部材に対向して設け、更に、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とを、両者の対向近接点でみて、周面が上方から下方に向けて移動可能となすとともに、
前記第2撹拌部材と前記第3撹拌部材とが対向する部分であって、第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて、上流側に対応した領域の前記カバー上に、トナー供給用のトナー供給口を設けた、
ことを特徴とする現像装置。 - 現像剤担持体と第1撹拌部材とは、両者の近接点でみて、互いに逆方向に移動することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の現像装置。
- 現像剤担持体と第1撹拌部材との間に、当該第1撹拌部材により搬送される現像剤を前記現像剤担持体に供給するとともに、前記現像剤担持体から前記第1撹拌部材に向けて現像剤を回収する可回転の現像剤供給回収部材を設け、かつ、
前記現像剤供給回収部材と前記現像剤担持体とは、両者の近接点でみて、互いに逆方向に移動することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の現像装置。 - 現像剤供給回収部材と第1撹拌部材との近接点でみて、前記第1撹拌部材は、その周面が下方から上方に向けて移動されることを特徴とする請求項5に記載の現像装置。
- トナーの体積平均粒径をDt[μm]、キャリアの体積平均粒径をDc[μm]としたとき、
Dt=3〜5
Dc=5・Dt〜10・Dt
のトナーとキャリアとを含む現像剤を用いることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の現像装置。 - 像担持体と、前記像担持体上に静電荷潜像を形成する静電荷潜像形成手段と、前記静電荷潜像を現像してトナー像とする現像手段とを有する画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の現像装置を用いるとともに、
像担持体の移動速度をV[mm/sec]、像担持体上に形成するトナー像の単位面積当たりの最大付着量をM[mg/cm2]、像担持体の移動方向に直交する方向のトナー像の最大幅をL[mm]、第1撹拌部材による現像剤担持体の回転軸方向における現像剤移動量をW[g/sec]、第1撹拌部材の回転数をR[rpm]としたとき
W≧M・V・L/1000
R≦600
とすることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、前記像担持体上に静電荷潜像を形成する静電荷潜像形成手段と、前記静電荷潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写材または中間転写体に転写する転写手段と、転写後の像担持体表面をクリーニングするクリーニング手段と、クリーニング手段により前記像担持体の表面から除去されたトナーを前記現像手段に供給してリサイクルするトナーリサイクル手段とを有する画像形成装置において、
前記現像手段として請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の現像装置を用いるとともに、当該現像装置のカバー上であって、第2撹拌部材と第3撹拌部材との間に対応する位置に、リサイクルトナー供給用のリサイクルトナー供給口を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記リサイクルトナー供給口は、前記第2撹拌部材による現像剤搬送方向にみて、トナー供給口よりも上流側にあることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
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