JP2006284896A - 現像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転スリーブ上に担持されたトナー層のトナー密度の偏り(粗密)やトナーの穂の乱れの問題,回転スリーブ端部からのトナーの流出(漏れ)の問題,及び回転スリーブ端部近傍におけるトナー肥りやトナーの凝集の問題を一挙に解消することのできる現像装置を提供すること。
【解決手段】 回転スリーブ21上に担持された磁性トナーの層厚を略均一に規制すると共に上記回転スリーブ21の略全幅に亘って該回転スリーブ21へ向けて所定強度の磁場を形成する層厚規制ブレード15と,上記回転スリーブ21に担持された磁性トナーを該回転スリーブ21の端部でシールする磁性シール部材14とを備え,上記層厚規制ブレード15における上記回転スリーブ21の長手方向端部側の所定位置からの磁場を他の部分の磁場より強くする。
【選択図】図1
【解決手段】 回転スリーブ21上に担持された磁性トナーの層厚を略均一に規制すると共に上記回転スリーブ21の略全幅に亘って該回転スリーブ21へ向けて所定強度の磁場を形成する層厚規制ブレード15と,上記回転スリーブ21に担持された磁性トナーを該回転スリーブ21の端部でシールする磁性シール部材14とを備え,上記層厚規制ブレード15における上記回転スリーブ21の長手方向端部側の所定位置からの磁場を他の部分の磁場より強くする。
【選択図】図1
Description
本発明は,複写機等の画像形成装置に用いられる現像装置に関し,特に,トナー層の層厚を規制すると共に回転スリーブに対して所定強度の磁場を形成する層厚規制部材と,上記回転スリーブに担持された磁性現像剤を該回転スリーブの端部でシールするシール部材とを備えた現像装置における上記回転スリーブ端部での所謂トナー肥り現象(現像剤層が他の部分と較べて厚くなる現象)を防止する技術に関する。
複写機やプリンタ,ファクシミリ装置などの画像形成装置には,感光体ドラムや感光ベルトなどの像担持体上の静電潜像を現像する現像装置が備えられている。
上記現像装置には,回転スリーブの表面に担持された現像剤を均一化するための層厚規制ブレード(層厚規制部材に相当)が設けられている。この層厚規制ブレードにより上記回転スリーブの表面の現像剤が均されると,上記層厚規制ブレードで掻き取られた余分な現像剤は回転スリーブの端部方向(軸方向外側)へ移動させられるが,この際,回転スリーブの端部における現像剤の漏れ(零れ落ち)を防止する必要がある。
このような現像剤の漏れを防止する手法として,フェルトやスポンジ等の弾性部材を回転する回転スリーブの端部表面に圧接させることで上記現像剤をシールする手法や,特許文献1に記載されているように,回転スリーブの両端部の外周面に沿って所定の空隙を隔てて磁性部材を配置することにより内部のマグネットローラとの間で磁気ブラシを形成して上記現像剤をシールする手法が知られている。
上記現像装置には,回転スリーブの表面に担持された現像剤を均一化するための層厚規制ブレード(層厚規制部材に相当)が設けられている。この層厚規制ブレードにより上記回転スリーブの表面の現像剤が均されると,上記層厚規制ブレードで掻き取られた余分な現像剤は回転スリーブの端部方向(軸方向外側)へ移動させられるが,この際,回転スリーブの端部における現像剤の漏れ(零れ落ち)を防止する必要がある。
このような現像剤の漏れを防止する手法として,フェルトやスポンジ等の弾性部材を回転する回転スリーブの端部表面に圧接させることで上記現像剤をシールする手法や,特許文献1に記載されているように,回転スリーブの両端部の外周面に沿って所定の空隙を隔てて磁性部材を配置することにより内部のマグネットローラとの間で磁気ブラシを形成して上記現像剤をシールする手法が知られている。
ここで,図8及び図9を用いて,後者の手法,即ち,上記特許文献1に記載の磁気ブラシでトナーをシールする手法が適用された現像装置Yの概略構成について説明する。なお,図8は現像装置Yの概略構成図,図9は現像ローラ20の端部構造の詳細図である。
図8及び図9に示すように,上記現像装置Yは,マグネットローラ22を回転スリーブ21で内包して構成される現像ローラ20と,所定の電荷を帯びたトナーを収容するトナー収容部18と,上記トナー収容部18内のトナーを攪拌させて所定の電荷に帯電させると共に後記する供給ローラ12へ帯電したトナーを送給する攪拌ローラ13と,上記攪拌ローラ13から送給されたトナーを上記現像ローラ20へ送給する供給ローラ12と,上記回転スリーブ21上のトナー層の層厚を略均一化する層厚規制ブレード15(層厚規制手段の一例)と,回転スリーブ21上のトナーを該回転スリーブ21の軸方向(長手方向)の両端でシールする磁性シール部材14(シール手段の一例)と,これらを収納或いは支持するハウジング17とを備えて構成される。
このように構成された現像装置Yにおいては,上記供給ローラ12から送給されたトナーが上記マグネットローラ22の磁力吸着により汲み上げられ,反時計方向に回転する上記回転スリーブ21の表面に担持される。担持されたトナーは,上記回転スリーブ21の回転によって,トナーを汲み上げた場所から回転方向下流側に搬送され,上記回転スリーブ21の鉛直上方で該回転スリーブ21と所定間隔を隔てて配設された層厚規制レード15へ運ばれる。トナーが層厚規制ブレード15に到達すると,該層厚規制ブレード15によってトナーの層厚が略均一に規制される。このとき,回転スリーブ21上のトナーが上記層厚規制ブレード15による規制によって,回転スリーブ21の両端部側へ押し寄せられるが,この現像装置Yには上記磁性シール部材14が設けられているため,回転スリーブ21の端部からのトナーの漏れは防止される。
図8及び図9に示すように,上記現像装置Yは,マグネットローラ22を回転スリーブ21で内包して構成される現像ローラ20と,所定の電荷を帯びたトナーを収容するトナー収容部18と,上記トナー収容部18内のトナーを攪拌させて所定の電荷に帯電させると共に後記する供給ローラ12へ帯電したトナーを送給する攪拌ローラ13と,上記攪拌ローラ13から送給されたトナーを上記現像ローラ20へ送給する供給ローラ12と,上記回転スリーブ21上のトナー層の層厚を略均一化する層厚規制ブレード15(層厚規制手段の一例)と,回転スリーブ21上のトナーを該回転スリーブ21の軸方向(長手方向)の両端でシールする磁性シール部材14(シール手段の一例)と,これらを収納或いは支持するハウジング17とを備えて構成される。
このように構成された現像装置Yにおいては,上記供給ローラ12から送給されたトナーが上記マグネットローラ22の磁力吸着により汲み上げられ,反時計方向に回転する上記回転スリーブ21の表面に担持される。担持されたトナーは,上記回転スリーブ21の回転によって,トナーを汲み上げた場所から回転方向下流側に搬送され,上記回転スリーブ21の鉛直上方で該回転スリーブ21と所定間隔を隔てて配設された層厚規制レード15へ運ばれる。トナーが層厚規制ブレード15に到達すると,該層厚規制ブレード15によってトナーの層厚が略均一に規制される。このとき,回転スリーブ21上のトナーが上記層厚規制ブレード15による規制によって,回転スリーブ21の両端部側へ押し寄せられるが,この現像装置Yには上記磁性シール部材14が設けられているため,回転スリーブ21の端部からのトナーの漏れは防止される。
一方,特許文献2には,層厚規制ブレードに搬送されるトナー層のトナー密度の偏り(粗密)を生じさせないようにするために,上記層厚規制ブレードに対向するマグネットローラの極性と同極性の磁石を上記層厚規制ブレードの全幅に設けた現像装置が開示されている。この現像装置によれば,上記回転スリーブ上のトナーが上記磁石の磁力により押さえつけられるため,上記回転スリーブの現像領域(感光体ドラム上の画像形成領域に対応する回転スリーブ上の領域)におけるトナー層のトナー密度が均一化され,また,層厚規制ブレードに磁気誘導される磁極(上記磁石と逆特性の磁極)により上記層厚規制ブレードを通過したトナーの穂の乱れが防止される。
特開平10−26884号公報
特開2003−167426号公報
ところで,上記現像装置Yに,上記特許文献2に記載の技術を適用することにより,即ち,層厚規制ブレード15の略全幅に磁石を配設することにより,回転スリーブ21の端部におけるトナーの漏れを防止すると共に,回転スリーブ21上の現像領域におけるトナー層の密度の偏り(粗密)及びトナーの穂の乱れを防止することができると考えられる。
一方,上記回転スリーブ21上の全てのトナーが上記磁石の磁力により押さえつけられるとは限らず,一部のトナーは上記層厚規制ブレード15の磁石の磁力を受けて反発し,上記層厚規制ブレード15からの磁力の影響の小さい回転スリーブ21の端部側へ飛散する。即ち,トナーが回転スリーブ21の端部近傍に集められる。また,上記層厚規制ブレード15によりトナー層が均された場合は,該層厚規制ブレード14により掻き取られた余分なトナーが,上記回転スリーブ21の両端部へ押し寄せられて,上記回転スリーブ端部へ集められる。
このようにして上記スリーブ21の両端部へ集まってきたトナーは,上記磁性シール部材14によりその逃げ場が遮断されるため,上記回転スリーブ21の両端部近傍においてトナーが過度に高密度化することになる。このようなトナーの過剰な高密度化は,上記磁性シール部材14によるシール部と非シール部(磁性シール部材の配設位置から中央側の領域)との境界において顕著に現れる。
しかしながら,過度に高密度化されたトナーは,上記層厚規制ブレード15では容易に均されず,押し付けられ圧縮されるものの,上記層厚規制ブレード15を通過した後に元の厚さに復元する。その結果,図10に示すように,回転スリーブ21の端部近傍のトナー層が他の部分(例えば中央部近傍)のトナー層よりも厚くなる所謂トナー肥り現象が生じる(図10の符号P参照)。特に,ステンレス製の回転スリーブを使用するときは,その表面粗さはアルミニウム製のものと較べると小さくなり,ブラスト処理などがなされた端部では更にその表面粗さが小さくなるため,低湿環境においてはトナー肥りが生じ易くなる。このようなトナー肥りが発展し,回転スリーブ21上の現像領域(図10の斜線部分)にまで拡大すると,感光体ドラム上の画像形成領域に必要量以上のトナーが付着したり,或いは非画像形成領域にトナーが付着して用紙にノイズ(黒点)となって現れることになり,問題である。また,上記トナーが過剰に高密度化されることによりトナーが凝集するという問題も生じ得る。これらの問題は,上記磁性シール部材14に代えてフェルトなどの弾性部材を回転スリーブ21に圧接してシールする手法を用いた場合にも生じる。
また,トナー漏れ防止策として上記磁性シール部材14を用いた場合は,上記回転スリーブ21と上記磁性シール部材14との間隙に介在するトナーが他の領域のトナーと比べて過帯電されるため,上記磁性シール部材14へ移動してきたトナーを押し返す現象が生じ,トナー肥りが現像領域に近い場所で発生することになり,問題である。
上述した各問題は,近年の印字処理の高速化要求に応じて,上記回転スリーブ21の回転速度が高速化されるに伴い顕著である。
従って,本発明は上記事情に鑑みなされたものであり,その目的とするところは,回転スリーブ上に担持されたトナー層のトナー密度の偏り(粗密)やトナーの穂の乱れの問題,回転スリーブ端部からのトナーの流出(漏れ)の問題,及び回転スリーブ端部近傍におけるトナー肥りやトナーの凝集の問題を一挙に解消することのできる現像装置を提供することにある。
一方,上記回転スリーブ21上の全てのトナーが上記磁石の磁力により押さえつけられるとは限らず,一部のトナーは上記層厚規制ブレード15の磁石の磁力を受けて反発し,上記層厚規制ブレード15からの磁力の影響の小さい回転スリーブ21の端部側へ飛散する。即ち,トナーが回転スリーブ21の端部近傍に集められる。また,上記層厚規制ブレード15によりトナー層が均された場合は,該層厚規制ブレード14により掻き取られた余分なトナーが,上記回転スリーブ21の両端部へ押し寄せられて,上記回転スリーブ端部へ集められる。
このようにして上記スリーブ21の両端部へ集まってきたトナーは,上記磁性シール部材14によりその逃げ場が遮断されるため,上記回転スリーブ21の両端部近傍においてトナーが過度に高密度化することになる。このようなトナーの過剰な高密度化は,上記磁性シール部材14によるシール部と非シール部(磁性シール部材の配設位置から中央側の領域)との境界において顕著に現れる。
しかしながら,過度に高密度化されたトナーは,上記層厚規制ブレード15では容易に均されず,押し付けられ圧縮されるものの,上記層厚規制ブレード15を通過した後に元の厚さに復元する。その結果,図10に示すように,回転スリーブ21の端部近傍のトナー層が他の部分(例えば中央部近傍)のトナー層よりも厚くなる所謂トナー肥り現象が生じる(図10の符号P参照)。特に,ステンレス製の回転スリーブを使用するときは,その表面粗さはアルミニウム製のものと較べると小さくなり,ブラスト処理などがなされた端部では更にその表面粗さが小さくなるため,低湿環境においてはトナー肥りが生じ易くなる。このようなトナー肥りが発展し,回転スリーブ21上の現像領域(図10の斜線部分)にまで拡大すると,感光体ドラム上の画像形成領域に必要量以上のトナーが付着したり,或いは非画像形成領域にトナーが付着して用紙にノイズ(黒点)となって現れることになり,問題である。また,上記トナーが過剰に高密度化されることによりトナーが凝集するという問題も生じ得る。これらの問題は,上記磁性シール部材14に代えてフェルトなどの弾性部材を回転スリーブ21に圧接してシールする手法を用いた場合にも生じる。
また,トナー漏れ防止策として上記磁性シール部材14を用いた場合は,上記回転スリーブ21と上記磁性シール部材14との間隙に介在するトナーが他の領域のトナーと比べて過帯電されるため,上記磁性シール部材14へ移動してきたトナーを押し返す現象が生じ,トナー肥りが現像領域に近い場所で発生することになり,問題である。
上述した各問題は,近年の印字処理の高速化要求に応じて,上記回転スリーブ21の回転速度が高速化されるに伴い顕著である。
従って,本発明は上記事情に鑑みなされたものであり,その目的とするところは,回転スリーブ上に担持されたトナー層のトナー密度の偏り(粗密)やトナーの穂の乱れの問題,回転スリーブ端部からのトナーの流出(漏れ)の問題,及び回転スリーブ端部近傍におけるトナー肥りやトナーの凝集の問題を一挙に解消することのできる現像装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は,固定マグネットを回転スリーブで内包してなる現像ローラと,上記回転スリーブの表面と対向配置され,上記回転スリーブ上に担持された磁性現像剤の層厚を略均一に規制すると共に上記回転スリーブ全幅に亘って該回転スリーブ方向へ所定強度の磁場を形成する層厚規制部材と,上記回転スリーブに担持された磁性現像剤を該回転スリーブの端部でシールするシール部材とを備えてなる現像装置に適用され,上記層厚規制部材における上記回転スリーブの長手方向端部側の所定位置からの磁場を他の部分の磁場より強くすることを特徴とするものである。なお,この現像装置に用いられる上記磁性現像剤としては,磁性トナーを含む一成分現像剤,非磁性トナーとキャリアを含む二成分現像剤,或いはこれらのいずれかを含む液体現像剤などが該当する。
これにより,回転スリーブの端部における反発磁界により磁性現像剤が反発して磁場強度(磁界強度)の小さい方向(例えば回転スリーブの中央方向)へ分散されるため,上記回転スリーブの端部におけるトナー肥りやトナーの凝集を防止することができる。その一方で,分散されたトナーは磁力により上記回転スリーブ表面に押し付けられるため,トナー密度の偏りやトナーの穂の乱れも防止することができる。もちろん,上記シール部材によってトナー漏れも防止される。
上記層厚規制部材における上記回転スリーブの長手方向端部側の所定位置からの磁場を他の部分の磁場より強くする手法としては,上記層厚規制部材における上記回転スリーブの長手方向端部側の所定位置に磁力を補強するための補強磁石を設けることが考えられる。これにより,簡単な手法で上記層厚規制部材の両端部の磁場強度(磁力)を増加させることができるため,既存の現像装置に対する本発明の適用が容易となる。
この場合,上記補強磁石が,該補強磁石と対向する上記固定マグネットと同極性であれば,上記補強磁石と固定マグネットとの間に反発し合う磁場が生じるため,磁性現像剤の分散が促進される。
また,上記補強磁石によりトナーが分散された後に上記層厚規制部材によって上記回転スリーブ上のトナーを均一化させるべく,上記層厚規制部材の上記回転スリーブ回転方向上流側に上記補強磁石を配設することが好ましい。
また,上記補強磁石が配設される上記所定位置の具体例としては,上記回転スリーブ上の現像領域の端部近傍と対向する位置,即ち,上記層厚規制部材における上記現像領域の端部近傍と対向する位置が考えられる。これにより,補強磁石の磁極が上記現像領域の端部近傍に向けられるため,この部分におけるトナーの分散効率を向上させることができる。
また,上記補強磁石が配設される上記所定位置は,上記シール部材によりシールされる上記回転スリーブ上のシール部と非シール部との境界近傍と対向する位置,即ち,上記層厚規制部材における上記シール部と上記非シール部との境界近傍と対向する位置であってもよい。上記シール部と上記非シール部との境界付近でトナーの過剰な高密度化が生じやすいため,上記位置に補強磁石を設ければトナーの分散が効率よく行われ,トナー肥り,トナーの凝集を好適に防止することが可能となる。この場合,上記補強磁石が,上記シール部から上記非シール部に亘って配設されておれば,上記シール部と上記非シール部との境界近傍に補強磁石の磁極が向けられるため,より一層,トナーの分散効率が高まる。
これにより,回転スリーブの端部における反発磁界により磁性現像剤が反発して磁場強度(磁界強度)の小さい方向(例えば回転スリーブの中央方向)へ分散されるため,上記回転スリーブの端部におけるトナー肥りやトナーの凝集を防止することができる。その一方で,分散されたトナーは磁力により上記回転スリーブ表面に押し付けられるため,トナー密度の偏りやトナーの穂の乱れも防止することができる。もちろん,上記シール部材によってトナー漏れも防止される。
上記層厚規制部材における上記回転スリーブの長手方向端部側の所定位置からの磁場を他の部分の磁場より強くする手法としては,上記層厚規制部材における上記回転スリーブの長手方向端部側の所定位置に磁力を補強するための補強磁石を設けることが考えられる。これにより,簡単な手法で上記層厚規制部材の両端部の磁場強度(磁力)を増加させることができるため,既存の現像装置に対する本発明の適用が容易となる。
この場合,上記補強磁石が,該補強磁石と対向する上記固定マグネットと同極性であれば,上記補強磁石と固定マグネットとの間に反発し合う磁場が生じるため,磁性現像剤の分散が促進される。
また,上記補強磁石によりトナーが分散された後に上記層厚規制部材によって上記回転スリーブ上のトナーを均一化させるべく,上記層厚規制部材の上記回転スリーブ回転方向上流側に上記補強磁石を配設することが好ましい。
また,上記補強磁石が配設される上記所定位置の具体例としては,上記回転スリーブ上の現像領域の端部近傍と対向する位置,即ち,上記層厚規制部材における上記現像領域の端部近傍と対向する位置が考えられる。これにより,補強磁石の磁極が上記現像領域の端部近傍に向けられるため,この部分におけるトナーの分散効率を向上させることができる。
また,上記補強磁石が配設される上記所定位置は,上記シール部材によりシールされる上記回転スリーブ上のシール部と非シール部との境界近傍と対向する位置,即ち,上記層厚規制部材における上記シール部と上記非シール部との境界近傍と対向する位置であってもよい。上記シール部と上記非シール部との境界付近でトナーの過剰な高密度化が生じやすいため,上記位置に補強磁石を設ければトナーの分散が効率よく行われ,トナー肥り,トナーの凝集を好適に防止することが可能となる。この場合,上記補強磁石が,上記シール部から上記非シール部に亘って配設されておれば,上記シール部と上記非シール部との境界近傍に補強磁石の磁極が向けられるため,より一層,トナーの分散効率が高まる。
本発明によれば,層厚規制部材における回転スリーブの長手方向端部側の所定位置からの磁場,即ち,上記層厚規制部材の両端部近傍からの磁場が,他の部分の磁場より強く設定されているため,回転スリーブの両端部における磁性現像剤が反発磁界により反発して磁場強度(磁界強度)の小さい方向(例えば回転スリーブの中央方向)へ分散される。これにより,上記回転スリーブの両端部近傍におけるトナー肥りやトナーの凝集を防止することができる。また,その一方で,例えば回転スリーブ中央付近へ分散されたトナーは磁力により回転スリーブ表面に押し付けられるため,トナー層のトナー密度の偏りやトナーの穂の乱れも防止することができる。もちろん,上記シール部材によってトナー漏れも防止される。
以下添付図面を参照しながら,本発明の実施の形態について説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は本発明の実施の形態に係る現像装置Xの概略構成図,図2は上記現像装置Xを現像ローラ側(図1の矢視A−A)から見たときの主要構成部の概略構成図,図3は帯状磁石及び補強磁石が取り付けられた層厚規制ブレードの斜視図,図4は層厚規制ブレードに取り付けられた補強磁石の取付位置を説明する図,図5は層厚規制ブレードの配設位置を説明する図,図6は層厚規制ブレードに取り付けられた帯状磁石及び補強磁石とマグネットローラ間の磁場の方向を示す図,図7は層厚規制ブレードの磁力強度パターンを示す図,図8は従来の現像装置Yの概略構成図,図9は回転スリーブ端部構造の詳細図,図10はトナー肥り現象を説明する図である。なお,図1〜7において,従来の現像装置Yの構成要素と共通する構成要素については同符号を付して表している。
ここに,図1は本発明の実施の形態に係る現像装置Xの概略構成図,図2は上記現像装置Xを現像ローラ側(図1の矢視A−A)から見たときの主要構成部の概略構成図,図3は帯状磁石及び補強磁石が取り付けられた層厚規制ブレードの斜視図,図4は層厚規制ブレードに取り付けられた補強磁石の取付位置を説明する図,図5は層厚規制ブレードの配設位置を説明する図,図6は層厚規制ブレードに取り付けられた帯状磁石及び補強磁石とマグネットローラ間の磁場の方向を示す図,図7は層厚規制ブレードの磁力強度パターンを示す図,図8は従来の現像装置Yの概略構成図,図9は回転スリーブ端部構造の詳細図,図10はトナー肥り現象を説明する図である。なお,図1〜7において,従来の現像装置Yの構成要素と共通する構成要素については同符号を付して表している。
本発明の実施の形態に係る現像装置Xは,複写機,ファクシミリ装置,プリンタ装置などの画像形成装置において,感光体ドラムや感光体ベルトなどの像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像するものであり,図1及び図2に示すように,4つの磁極を有するマグネットローラ22(固定マグネットに相当)を回転スリーブ21で内包して構成される現像ローラ20,磁性トナーを含む一成分現像剤(以下「トナー」と称す)を収容するトナー収容部18,上記トナー収容部18内のトナーを攪拌させて該トナーを所定の電荷(本実施形態では負極)に帯電させると共に後記する供給ローラ12に帯電したトナーを送給する攪拌ローラ13,送給されたトナーを上記回転スリーブ21へ送給する供給ローラ12,回転スリーブ21上に担持されたトナー層の層厚を規制して略均一化する層厚規制ブレード15(層厚規制手段の一例),回転スリーブ21上のトナーを該回転スリーブ21の両端でシールする磁性シール部材14(シール手段の一例),これらの各構成要素を収容又は支持するハウジング17を備えて構成される。
また,図2(a)に示すように,上記層厚規制ブレード15の回転スリーブ回転方向上流側の面15a(以下「上流面」という)には,上記層厚規制ブレード15の幅方向に長い帯状の帯状磁石9と,上記帯状磁石9の両端部に貼着された補強磁石10とが取り付けられている。これらの各磁石9,10の取付位置などの詳細については後述する。
なお,本現像装置Xは,乾式の現像装置であって,負極に帯電された磁性トナーを含む一成分現像剤を用いて現像する一成分現像方式の現像装置として説明するが,非磁性トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて現像する二成分現像方式の現像装置や,上記一成分現像剤若しくは上記二成分現像剤のいずれかを含む液体現像剤を用いた湿式の現像装置であっても本発明を適用することが可能である。
また,図2(a)に示すように,上記層厚規制ブレード15の回転スリーブ回転方向上流側の面15a(以下「上流面」という)には,上記層厚規制ブレード15の幅方向に長い帯状の帯状磁石9と,上記帯状磁石9の両端部に貼着された補強磁石10とが取り付けられている。これらの各磁石9,10の取付位置などの詳細については後述する。
なお,本現像装置Xは,乾式の現像装置であって,負極に帯電された磁性トナーを含む一成分現像剤を用いて現像する一成分現像方式の現像装置として説明するが,非磁性トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて現像する二成分現像方式の現像装置や,上記一成分現像剤若しくは上記二成分現像剤のいずれかを含む液体現像剤を用いた湿式の現像装置であっても本発明を適用することが可能である。
上記現像ローラ20は,その内部に設けられた4つの磁極22a(N極),22b(S極),22c(N極),22d(S極)で構成されるマグネットローラ22と,該マグネットローラ22の外周に設けられた非磁性体の円筒状の回転スリーブ21とを有して構成される。上記マグネットローラ22は隣り合う磁極が異なるようにして複数の磁石を張り合わせたブロックタイプのものであって,回転しないように上記ハウジング17に固定支持されている。これに対して,上記回転スリーブ21は上記マグネットローラ22の外周方向へ反時計回りに回転自在に上記ハウジング17で軸支されている。
上記マグネットローラ22を構成する4つの磁極のそれぞれには個別の役割があり,上記磁極22a(汲み上げ極)は上記供給ローラ12から供給された負極に帯電されたトナーを汲み上げて回転スリーブ21の表面上に吸着させる役割,上記磁極22b(搬送極)は回転スリーブ21上のトナーを搬送する役割,上記磁極22c(現像極)はトナーを穂立ちさせて感光体ドラム4上の静電潜像を現像する役割,上記磁極22d(回収極)は現像後に残留したトナーを現像装置X内に搬送(回収)する役割を有する。なお,上記マグネットローラ22はブロックタイプのものに限定されることはなく,例えば4つの磁極エリアを持ち,一体成形されたものであってもよい。また,その磁極数も4つに限定されることはない。
上記マグネットローラ22を構成する4つの磁極のそれぞれには個別の役割があり,上記磁極22a(汲み上げ極)は上記供給ローラ12から供給された負極に帯電されたトナーを汲み上げて回転スリーブ21の表面上に吸着させる役割,上記磁極22b(搬送極)は回転スリーブ21上のトナーを搬送する役割,上記磁極22c(現像極)はトナーを穂立ちさせて感光体ドラム4上の静電潜像を現像する役割,上記磁極22d(回収極)は現像後に残留したトナーを現像装置X内に搬送(回収)する役割を有する。なお,上記マグネットローラ22はブロックタイプのものに限定されることはなく,例えば4つの磁極エリアを持ち,一体成形されたものであってもよい。また,その磁極数も4つに限定されることはない。
上記現像ローラ20の両端部には,上記回転スリーブ21のハウジング17の内部側の外周面と所定の間隙を隔てて対向配置された磁性体からなる上記磁性シール部材14が固設されている。この磁性シール部材14は,上記回転スリーブ21で内包されるマグネットローラ22との間で集中磁界を形成し,上記所定の間隙にトナーを介在させて磁気ブラシを形成することで,トナーが上記回転スリーブ21の両端部から流出することを防止している。
本実施形態では,シール手段の一例として上記磁性シール部材14を例示するが,この磁性シール部材14に代えて,フェルトやスポンジなどの弾性部材を用い,この弾性部材を上記回転スリーブ21の表面に圧接させることによりトナーの流出(漏れ)を防止するようにしてもよい。なお,この場合は,上記弾性部材がシール手段の一例となる。
本実施形態では,シール手段の一例として上記磁性シール部材14を例示するが,この磁性シール部材14に代えて,フェルトやスポンジなどの弾性部材を用い,この弾性部材を上記回転スリーブ21の表面に圧接させることによりトナーの流出(漏れ)を防止するようにしてもよい。なお,この場合は,上記弾性部材がシール手段の一例となる。
上記層厚規制ブレード15は,上記汲み上げ極22a(N極)によってトナーが汲み上げられた場所から上記回転スリーブ21の回転方向下流側であって,感光体ドラム4との対向面よりも回転方向上流側に,上記回転スリーブ21の表面と対向配置されている。
この層厚規制ブレード15には,図2(a)及び図3に示すように,帯状磁石9と補強磁石10が取り付けられている。ここに,図2(a)は図1の現像装置Xを矢視A−Aから見た図であり,図3は上記層厚規制ブレード15を回転スリーブ回転方向上流側からみた斜視図である。
上記帯状磁石9は,図2(a)及び図3に示すように,上記回転スリーブ21上の現像領域34(図2(a)において二点鎖線で囲まれた部分)の幅以上の長さを有する帯状の板磁石であって,その全幅に亘って,上記回転スリーブ21に対して所定強度の均等な磁場を形成するよう着磁されている。この帯状磁石9は,上記層厚規制ブレード15の上流面15aに接着材などで貼り付けられている。なお,上記帯状磁石9は,上記回転スリーブ21の略全幅に亘って該回転スリーブ方向へ所定強度の磁場を形成することにより,上記層厚規制ブレード15によりトナー層が規制される前において,現像領域34のトナー層を高密度化し,トナー密度を均一化するよう作用する。
また,上記補強磁石10は,上記層厚規制ブレード15における回転スリーブ21の幅方向(長手方向)の端部側,即ち,上記層厚規制ブレード15の両端部の磁場を補強するために,上記帯状磁石9の両端部にそれぞれ1つずつ貼り付けられている。なお,この補強磁石10は,上記回転スリーブ21の端部近傍で過度に高密度化されたトナーを分散させるよう作用する。
ここで,上記帯状磁石9及び補強磁石10が取り付けられた上記層厚規制ブレード15の磁力強度パターンを図7に示す。図示される磁力強度パターンから,上記帯状磁石9の両端部に取り付けられた上記補強磁石10が上記帯状磁石9の両端における磁力,言い換えれば,上記層厚規制ブレード15の両端近傍の磁力を補強していることが分かる。なお,上記帯状磁石9の磁場強度(磁力)及び上記補強磁石10の磁場強度(磁力)は,回転スリーブ21に汲み上げられるトナーの量や,使用するトナーの種別,マグネットローラ22の磁力などによって適宜設定される。
この層厚規制ブレード15には,図2(a)及び図3に示すように,帯状磁石9と補強磁石10が取り付けられている。ここに,図2(a)は図1の現像装置Xを矢視A−Aから見た図であり,図3は上記層厚規制ブレード15を回転スリーブ回転方向上流側からみた斜視図である。
上記帯状磁石9は,図2(a)及び図3に示すように,上記回転スリーブ21上の現像領域34(図2(a)において二点鎖線で囲まれた部分)の幅以上の長さを有する帯状の板磁石であって,その全幅に亘って,上記回転スリーブ21に対して所定強度の均等な磁場を形成するよう着磁されている。この帯状磁石9は,上記層厚規制ブレード15の上流面15aに接着材などで貼り付けられている。なお,上記帯状磁石9は,上記回転スリーブ21の略全幅に亘って該回転スリーブ方向へ所定強度の磁場を形成することにより,上記層厚規制ブレード15によりトナー層が規制される前において,現像領域34のトナー層を高密度化し,トナー密度を均一化するよう作用する。
また,上記補強磁石10は,上記層厚規制ブレード15における回転スリーブ21の幅方向(長手方向)の端部側,即ち,上記層厚規制ブレード15の両端部の磁場を補強するために,上記帯状磁石9の両端部にそれぞれ1つずつ貼り付けられている。なお,この補強磁石10は,上記回転スリーブ21の端部近傍で過度に高密度化されたトナーを分散させるよう作用する。
ここで,上記帯状磁石9及び補強磁石10が取り付けられた上記層厚規制ブレード15の磁力強度パターンを図7に示す。図示される磁力強度パターンから,上記帯状磁石9の両端部に取り付けられた上記補強磁石10が上記帯状磁石9の両端における磁力,言い換えれば,上記層厚規制ブレード15の両端近傍の磁力を補強していることが分かる。なお,上記帯状磁石9の磁場強度(磁力)及び上記補強磁石10の磁場強度(磁力)は,回転スリーブ21に汲み上げられるトナーの量や,使用するトナーの種別,マグネットローラ22の磁力などによって適宜設定される。
ここで,上記層厚規制ブレード15は,図5(b)に示すように,厚さ2mm,高さ20mm,幅が少なくとも上記回転スリーブ21の全幅よりも長い板状の磁性部材であり,上記帯状磁石9は,厚さ2mm,高さ10mm,幅が現像領域34(図2(a)参照)の幅長さ以上の板磁石である。また,上記補強磁石10は,上記帯状磁石9と同厚さ,同高さであり,幅が約10mm程度の板磁石である。更に,上記帯状磁石9及び補強磁石10は,上記層厚規制ブレード15の下面(トナーを規制する面)と面一となるように取り付けられており,その下面と上記回転スリーブ21の表面との間隙は約0.3mmに設定されている。もちろんこのようなサイズ,寸法に限られることはなく,現像装置の仕様,使用するトナーの仕様などに応じて適宜設計されたサイズ,寸法を採用することが可能であることはいうまでもない。なお,本実施形態では,磁性部材の層厚規制ブレード15を用いるが,非磁性部材で構成された層厚規制ブレードを用いてもよい。
このように,上記層厚規制ブレード15に取り付けられた帯状磁石9に,更に上記補強磁石10が取り付けられているため,上記層厚規制ブレード15の両端部における磁力(磁場強度)が中央部近傍よりも高められるため,上記磁性シール部材14の近傍に集まったトナーや上記磁性シール部材14の近傍で過度に高密度化したトナーは、反発磁界を通過することによって分散される。したがって,上記回転スリーブ21の端部の上記磁性シール部材14の近傍においてトナーの過剰な高密度化が生じなくなり,その結果,トナー肥りやトナーの凝集が防止される。また,上記帯状磁石10が設けられているため,従来同様に,トナー密度の偏りや粗密を解消することができる。
なお,この実施形態では,上記層厚規制ブレード15に帯状磁石9及び補強磁石10を取り付ける例について説明するが,例えば,図7に示す磁力強度パターンとなるように着磁された一枚の帯状の磁石を上記層厚規制ブレード15の上流面15aに取り付ける実施例や,或いは,上記層厚規制ブレード15の上流面15a自体が図7に示す磁力強度パターンとなるように着磁された層厚規制ブレードを用いる実施例なども考えられる。このような実施例であっても,上記層厚規制ブレードの両端部の磁場強度を他の部分よりも強くすることができる。要するに,上記層厚規制ブレードの両端部の磁場強度を他の部分よりも強くすることができれば如何なる構成であってもかまわない。
なお,この実施形態では,上記層厚規制ブレード15に帯状磁石9及び補強磁石10を取り付ける例について説明するが,例えば,図7に示す磁力強度パターンとなるように着磁された一枚の帯状の磁石を上記層厚規制ブレード15の上流面15aに取り付ける実施例や,或いは,上記層厚規制ブレード15の上流面15a自体が図7に示す磁力強度パターンとなるように着磁された層厚規制ブレードを用いる実施例なども考えられる。このような実施例であっても,上記層厚規制ブレードの両端部の磁場強度を他の部分よりも強くすることができる。要するに,上記層厚規制ブレードの両端部の磁場強度を他の部分よりも強くすることができれば如何なる構成であってもかまわない。
上記層厚規制ブレード15の配設位置は,上記マグネットローラ22によってトナーが搬送される範囲内にある。したがって,上記層厚規制ブレード15及びこれに取り付けられた帯状磁石9及び補強磁石10は,図5(a)に示すように,上記搬送極22b(S極)の磁場が影響する範囲に配設されていることになる。
上記帯状磁石9及び補強磁石10は,上述したように,S極のもの,即ち,上記搬送極22b(S極)と同極性のものを用いている。したがって,各磁石9,10と上記搬送極22bとの間には,図6に示すように,湾曲した磁力線を描く反発し合う磁場が形成される。なお,図6(a)は帯状磁石9だけの場合の磁場の方向を示す図,(b)は帯状磁石9及び補強磁石10の磁場の方向を示す図である。
例えば,回転スリーブ21の中央部近傍では,上記帯状磁石9と搬送極22b間に,図6(a)に示す反発磁場(反発磁界)が形成される。この反発磁場中に介在する負極のトナーは上記帯状磁石9と搬送極22bの双方の磁場の影響を受けるが,上記帯状磁石9だけではその磁場強度はトナーを分散させるほど強くないため(その程度の磁力を有する帯状磁石9を用いている),上記反発磁場中では,主として,上記回転スリーブ21表面にトナーを押し付ける方向に磁力が作用する。
一方,回転スリーブ21の端部近傍では,図6(b)に示すように,上記帯状磁石9及び補強磁石10と搬送極22b間で,トナーを分散させ得る強い反発磁場が形成される。そのため,該反発磁場中に介在する負極のトナーは強い磁場の影響を受けて,特に,上記補強磁石10の磁場の影響を受けて,磁場の影響の少ない方向,即ち,上記補強磁石10から遠ざかる方向へ広範囲に分散されることになる。具体的には,上記回転スリーブ21の中央方向へ分散される。なお,回転スリーブ21の端部には上記磁性シール部材14が配設されているため上記回転スリーブ21の端部方向へは分散されない。
なお,上記帯状磁石9及び補強磁石10は,上記層厚規制ブレード15のいずれの面に設けられていてもよいが,本実施の形態では,図2(a)に示すように,上記層厚規制ブレード15の上記回転スリーブ21の回転方向上流側の面15aに設けている。これにより,上記補強磁石10によりトナーが分散された後のトナー層が上記層厚規制ブレード15によって均一化され,均等高さに均されたトナー層が現像に供せられる。
上記帯状磁石9及び補強磁石10は,上述したように,S極のもの,即ち,上記搬送極22b(S極)と同極性のものを用いている。したがって,各磁石9,10と上記搬送極22bとの間には,図6に示すように,湾曲した磁力線を描く反発し合う磁場が形成される。なお,図6(a)は帯状磁石9だけの場合の磁場の方向を示す図,(b)は帯状磁石9及び補強磁石10の磁場の方向を示す図である。
例えば,回転スリーブ21の中央部近傍では,上記帯状磁石9と搬送極22b間に,図6(a)に示す反発磁場(反発磁界)が形成される。この反発磁場中に介在する負極のトナーは上記帯状磁石9と搬送極22bの双方の磁場の影響を受けるが,上記帯状磁石9だけではその磁場強度はトナーを分散させるほど強くないため(その程度の磁力を有する帯状磁石9を用いている),上記反発磁場中では,主として,上記回転スリーブ21表面にトナーを押し付ける方向に磁力が作用する。
一方,回転スリーブ21の端部近傍では,図6(b)に示すように,上記帯状磁石9及び補強磁石10と搬送極22b間で,トナーを分散させ得る強い反発磁場が形成される。そのため,該反発磁場中に介在する負極のトナーは強い磁場の影響を受けて,特に,上記補強磁石10の磁場の影響を受けて,磁場の影響の少ない方向,即ち,上記補強磁石10から遠ざかる方向へ広範囲に分散されることになる。具体的には,上記回転スリーブ21の中央方向へ分散される。なお,回転スリーブ21の端部には上記磁性シール部材14が配設されているため上記回転スリーブ21の端部方向へは分散されない。
なお,上記帯状磁石9及び補強磁石10は,上記層厚規制ブレード15のいずれの面に設けられていてもよいが,本実施の形態では,図2(a)に示すように,上記層厚規制ブレード15の上記回転スリーブ21の回転方向上流側の面15aに設けている。これにより,上記補強磁石10によりトナーが分散された後のトナー層が上記層厚規制ブレード15によって均一化され,均等高さに均されたトナー層が現像に供せられる。
ところで,上記磁性シール部材14の近傍のトナーが高密度化の要因は,上記磁性シール部材14が設けられることによって,上記回転スリーブ21の両端部へ移動してきたトナーの逃げ場が無くなることにある。このような要因に鑑みると,トナーが最も高密度化する領域は,上記層厚規制ブレード15による規制によって端部方向へ移動してきたトナーが上記磁性シール部材14にぶつかる地点であるといえる。即ち,図4(a)に示される,上記磁性シール部材14によりシールされる上記回転スリーブ21上のシール部31(横縞部分)と非シール部32(網掛け部分)との境界近傍の領域33が最も高密度化する領域である。実際のところ,この領域33でのトナー肥りやトナーの凝集の発生率が高いことは自明である。
したがって,トナーの高密度化を効率よく解消するには,上記層厚規制ブレード15における上記領域33に対向する位置に上記補強磁石10を取り付けることが好ましい。この場合,図2(b)に示すように,上記補強磁石10を,上記シール部31から上記非シール部32に亘って配設し,更に上記補強磁石10の中心が上記シール部31と上記非シール部32との境界に位置するように配設すれば,上記補強磁石10の磁極が上記境界付近に向けられるため,即ち,最も強い磁場が上記境界近傍に印加されるため,好適である。なお,このとき,上記補強磁石10と上記磁性シール部材14とが重合して位置干渉が生じるが,上記磁性シール部材14の側面に上記補強磁石10を収容可能な切り欠きなどを形成して,そこへ上記磁石10を嵌め込むなどすることにより,上記位置干渉は解消され得る。
したがって,トナーの高密度化を効率よく解消するには,上記層厚規制ブレード15における上記領域33に対向する位置に上記補強磁石10を取り付けることが好ましい。この場合,図2(b)に示すように,上記補強磁石10を,上記シール部31から上記非シール部32に亘って配設し,更に上記補強磁石10の中心が上記シール部31と上記非シール部32との境界に位置するように配設すれば,上記補強磁石10の磁極が上記境界付近に向けられるため,即ち,最も強い磁場が上記境界近傍に印加されるため,好適である。なお,このとき,上記補強磁石10と上記磁性シール部材14とが重合して位置干渉が生じるが,上記磁性シール部材14の側面に上記補強磁石10を収容可能な切り欠きなどを形成して,そこへ上記磁石10を嵌め込むなどすることにより,上記位置干渉は解消され得る。
また,感光体ドラム4上の画像形成領域(特に画像形成領域端部)への必要量以上のトナーの付着や,非画像形成領域への不必要なトナーの付着を防止することを重視するならば,図3(b)に示される,上記回転スリーブ21上の現像領域34(斜線部分)の幅方向の端部近傍の領域35と対向する上記層厚規制ブレード15に上記補強磁石10を取り付けるようにすればよい。
もちろん,上記領域33及び34の双方に磁石を個別に配設してもよいし,上記領域33及び34を覆う一の磁石を配設してもかまわない。
もちろん,上記領域33及び34の双方に磁石を個別に配設してもよいし,上記領域33及び34を覆う一の磁石を配設してもかまわない。
4…感光体ドラム
9…帯状磁石
10…補強磁石
12…供給ローラ
13…攪拌ローラ
14…磁性シール部材
15…層厚規制ブレード(層厚規制部材)
17…ハウジング
18…トナー収容部
20…現像ローラ
21…回転スリーブ
22…マグネットローラ
9…帯状磁石
10…補強磁石
12…供給ローラ
13…攪拌ローラ
14…磁性シール部材
15…層厚規制ブレード(層厚規制部材)
17…ハウジング
18…トナー収容部
20…現像ローラ
21…回転スリーブ
22…マグネットローラ
Claims (6)
- 固定マグネットを回転スリーブで内包してなる現像ローラと,
上記回転スリーブの表面と対向配置され,上記回転スリーブ上に担持された磁性現像剤の層厚を略均一に規制すると共に上記回転スリーブ全幅に亘って該回転スリーブ方向へ所定強度の磁場を形成する層厚規制部材と,
上記回転スリーブに担持された磁性現像剤を該回転スリーブの端部でシールするシール部材と,
を備えてなる現像装置であって,
上記層厚規制部材における上記回転スリーブの長手方向端部側の所定位置からの磁場を他の部分の磁場より強くすることを特徴とする現像装置。 - 上記層厚規制部材における上記回転スリーブの長手方向端部側の所定位置に磁力を補強するための補強磁石を設けてなる請求項1に記載の現像装置。
- 上記補強磁石が,該補強磁石と対向する上記固定マグネットと同極性である請求項2に記載の現像装置。
- 上記所定位置は,上記回転スリーブ上の現像領域の端部近傍と対向する位置である請求項1〜3のいずれかに記載の現像装置。
- 上記所定位置は,上記シール部材によりシールされる上記回転スリーブ上のシール部と非シール部との境界近傍と対向する位置である請求項1〜4のいずれかに記載の現像装置。
- 上記補強磁石が,上記シール部から上記非シール部に亘って配設されてなる請求項5に記載の現像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005104394A JP2006284896A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | 現像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP (1) | JP2006284896A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012155109A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Kyocera Document Solutions Inc | 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 |
US8521056B2 (en) | 2010-10-01 | 2013-08-27 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Developing device and image forming apparatus |
US8538289B2 (en) | 2010-11-09 | 2013-09-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Developing device and image forming apparatus |
JP2015022280A (ja) * | 2013-07-23 | 2015-02-02 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 現像装置及び画像形成装置 |
-
2005
- 2005-03-31 JP JP2005104394A patent/JP2006284896A/ja active Pending
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