JP2008216274A - 画像形成ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】現像剤供給部材に現像剤を供給する力を大きくすることができ、現像剤の分布を均一化することができ、画像品位を向上させることができるようにする。
【解決手段】像担持体と、像担持体に現像剤を供給し、像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、回転自在に配設され、現像剤を攪拌し、現像剤供給部材に供給する攪拌部材とを有する。攪拌部材は、棒状の本体部61s、本体部61sの外周面に螺旋状に突出させて形成されたスパイラル部61a、及びスパイラル部61aの円周方向における所定の箇所に、軸方向に延在させて形成された押出部61bを備える。攪拌部材が回転すると、現像剤は、押出部61bによって強制的に径方向外方に向けて押し退けられるので、現像剤供給部材に現像剤を供給する力を大きくすることができ、現像剤供給部材に十分な現像剤を供給することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。
従来、電子写真式のプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、一様に、かつ、均一に帯電させられた感光体ドラムの表面を露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器によって現像してトナー像を形成し、該トナー像を用紙に転写し、定着させることによって画像を形成するようになっている。
このため、プリンタの本体、すなわち、装置本体に対して着脱自在に画像形成ユニットが配設され、該画像形成ユニットに隣接させてLEDヘッド及び転写ユニットが配設される。また、用紙の搬送方向における画像形成ユニットより下流側に定着器が配設される。
前記画像形成ユニットにおいては、前記感光体ドラムの周囲に帯電ローラ、現像器、クリーニングブレード等が配設され、前記現像器は、感光体ドラムと接触させて回転させられ、感光体ドラムに現像剤としてのトナーを付着させる現像ローラ、該現像ローラに圧接させられて現像ローラ上のトナー層厚を規制する現像ブレード、現像ローラに接触させて回転させられ、現像ローラにトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ、及びトナーを収容するトナー収容部を備える。
該トナー収容部には、クランク形状のシャフトから成る第1の攪拌部材が回転自在に配設され、該第1の攪拌部材は、トナーカートリッジから供給されたトナーを攪拌し、トナーが凝集するのを防止するようにしている。
ところで、トナーカートリッジを着脱する際に画像形成ユニット外にトナーが飛散するのを防止するために、トナーカートリッジから排出されたトナーを受けるための供給口を小さくする必要があるが、その場合、該供給口はできる限り中央に形成される。そして、供給口の直下以外の領域にトナーを分配するために、攪拌部材と隣接させてスパイラル状の第2の攪拌部材を配設するようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平8−137224号公報
しかしながら、前記従来の画像形成ユニットにおいて、第2の攪拌部材は、トナーを回転軸の長手方向に搬送する搬送力は大きいが、回転軸に対して直角の方向に搬送する搬送力が小さいので、トナー供給ローラへのトナーの供給力が小さくなってしまう。
また、第1の攪拌部材の周辺のトナーと 第2の攪拌部材が搬送しているトナーとの分布にばらつきが発生し、画像品位が低下してしまう。
本発明は、前記従来の画像形成ユニットの問題点を解決して、現像剤供給部材に現像剤を供給する力を大きくすることができ、現像剤の分布を均一化することができ、画像品位を向上させることができる画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、像担持体と、該像担持体に現像剤を供給し、像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、回転自在に配設され、前記現像剤を攪拌し、現像剤供給部材に供給する攪拌部材とを有する。
そして、該攪拌部材は、棒状の本体部、該本体部の外周面に螺旋状に突出させて形成されたスパイラル部、及び該スパイラル部の円周方向における所定の箇所に、軸方向に延在させて形成された押出部を備える。
本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、像担持体と、該像担持体に現像剤を供給し、像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、回転自在に配設され、前記現像剤を攪拌し、現像剤供給部材に供給する攪拌部材とを有する。
そして、該攪拌部材は、棒状の本体部、該本体部の外周面に螺旋状に突出させて形成されたスパイラル部、及び該スパイラル部の円周方向における所定の箇所に、軸方向に延在させて形成された押出部を備える。
この場合、攪拌部材は、棒状の本体部、該本体部の外周面に螺旋状に突出させて形成されたスパイラル部、及び該スパイラル部の円周方向における所定の箇所に、軸方向に延在させて形成された押出部を備えるので、攪拌部材が回転すると、現像剤は、押出部によって強制的に径方向外方に向けて押し退けられる。したがって、現像剤供給部材に現像剤を供給する力を大きくすることができるので、現像剤供給部材に十分な現像剤を供給することができる。
また、攪拌部材が回転するのに伴って、広範囲の現像剤を攪拌することができるので、現像剤の分布を均一化することができ、画像品位を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
図2は本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
図において、11は、装置本体の下部に配設され、図示されない媒体としての用紙を収容する媒体収容部としての給紙カセットであり、該給紙カセット11の前端に隣接させて、用紙を1枚ずつ分離して給紙する給紙機構が配設される。該給紙機構は、分離ローラ12及び給紙ローラ13a、13bを備え、用紙を給紙し、用紙の搬送方向における下流側に配設された搬送ローラ部14、15に送る。
該搬送ローラ部15に隣接させ、搬送部材としての搬送ベルト17が走行自在に配設され、該搬送ベルト17は、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成を行う複数の画像形成部としての画像形成ユニット(IDユニット)16Bk、16Y、16M、16Cと、転写部材としての転写ローラ51Bk、51Y、51M、51Cとの間を通過して走行させられ、用紙を搬送する。前記搬送ベルト17及び転写ローラ51Bk、51Y、51M、51Cによって転写ユニットが構成される。
前記各画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cは、像担持体としての感光体ドラム52Bk、52Y、52M、52Cを備え、前記転写ローラ51Bk、51Y、51M、51Cは、感光体ドラム52Bk、52Y、52M、52C上に形成された各色の現像剤像としてのトナー像を、用紙に順次転写し、カラーのトナー像を形成する。
また、18は定着装置としての定着器であり、該定着器18は、カラーのトナー像が形成された用紙が搬送されてくると、カラーのトナー像を用紙に定着させ、カラーの画像を形成する。そして、定着器18から排出された用紙は、搬送ローラ19によって搬送された後、排出搬送ローラ20によって装置本体外に排出される。
なお、前記感光体ドラム52Bk、52Y、52M、52Cの表面を露光して潜像としての静電潜像を形成するために、露光装置としての各LEDヘッド21Bk、21Y、21M、21Cが、各画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cと対向させて配設される。
また、前記各画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cは、装置本体に対して着脱自在に配設され、そのために、装置本体の上部に上部カバー23が開閉自在に配設される。なお、前記各LEDヘッド21Bk、21Y、21M、21Cは上部カバー23によって保持される。
次に、画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cについて説明する。なお、該画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cは、いずれも構造が同じであるので、画像形成ユニット16Bkについてだけ説明し、画像形成ユニット16Y、16M、16Cについては、説明を省略する。
図3は本発明の第1の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
図に示されるように、現像剤収容体としてのトナーカートリッジ27には現像剤としてのトナー35が収容され、前記トナーカートリッジ27は、画像形成ユニット16Bkの本体、すなわち、画像形成ユニット本体に対して着脱自在に配設される。
そして、前記画像形成ユニット16Bkにおいては、矢印A方向に回転自在に配設された感光体ドラム52Bkの周囲に、感光体ドラム52Bkの表面を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ44、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器49、転写後に感光体ドラム52Bk上に残留したトナー35を除去するクリーニング装置としてのクリーニングブレード45等が配設され、前記現像器49は、感光体ドラム52Bkと接触させて矢印B方向に回転自在に配設され、感光体ドラム52Bkにトナー35を付着させる現像剤担持体としての現像ローラ31、該現像ローラ31に圧接させられ、現像ローラ31上のトナー層の厚さを規制する規制部材としての現像ブレード43、前記現像ローラ31に接触させて矢印C方向に回転自在に配設され、現像ローラ31にトナー35を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ42、及び前記トナーカートリッジ27より下方に形成され、トナー35を収容する現像剤収容部としてのトナー収容部38を備える。なお、21BkはLEDヘッド、51Bkは矢印D方向に回転自在に配設された転写ローラである。前記トナー供給ローラ42は、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の発泡弾性体によって形成され、表面に凹部から成る複数のセルが形成される。
また、前記トナーカートリッジ27の下端には、トナー35を排出するための排出口27aが、前記画像形成ユニット16Bkの筐体70の頂部71には、排出口27aと対応させて、トナー35を受けてトナー収容部38に供給するための供給口22が形成される。なお、トナーカートリッジ27を着脱する際に画像形成ユニット16Bk外にトナー35が飛散するのを防止するために、前記排出口27a及び供給口22は、小さくされ、画像形成ユニット16Bkの軸方向における中央部に形成される。
また、前記トナー収容部38内には、トナー供給ローラ42より上方に、前記現像ローラ31及びトナー供給ローラ42からほぼ等距離の位置に、第1、第2の現像剤搬送部材としての二つの攪拌部材60、61が、互いに並列に、かつ、矢印G、H方向(現像ローラ31及びトナー供給ローラ42と同じ回転方向)に回転自在に配設される。
前記攪拌部材60、61は、高さ方向において同じ位置に、かつ、攪拌部材60は用紙24の搬送方向における下流側(現像ローラ31に近接する側)に、攪拌部材61は用紙24の搬送方向における上流側(現像ローラ31から離れる側) に配設される。なお、本実施の形態においては、攪拌部材60、61は互いに並列に二つ配設されるが、並列に三つ以上配設することができる。
ところで、前記排出口27aには、図示されない開閉部材としてのシャッタが配設され、該シャッタを回動させることによって前記排出口27aが開閉される。そして、排出口27aが開放されるのに伴って、トナーカートリッジ27内のトナー35は、排出口27a及び供給口22を介して所定の量だけ画像形成ユニット本体内に落下し、トナー収容部38に供給される。該トナー収容部38において、トナー35は、攪拌部材60、61が回転させられるのに伴って攪拌され、トナー供給ローラ42に供給される。
該トナー供給ローラ42と現像ローラ31とは、同じ方向に、周速度に一定の差を形成しながら互いに摺動して回転させられ、トナー供給ローラ42は、現像ローラ31との電位差によってトナー35を帯電させて現像ローラ31に供給するとともに、現像ローラ31の外周面の余分なトナー35を掻き取る。なお、前記トナー供給ローラ42と現像ローラ31とが接触するニップ部において、各周速度の差によって生じる摩擦によってもトナー35はわずかに帯電させられる。
そして、前記現像ローラ31上のトナー35は、現像ローラ31の回転に伴って現像ブレード43まで搬送され、現像ブレード43によってトナー層の厚さが規制された後、感光体ドラム52Bkと対向する現像領域に搬送される。該現像領域においては、感光体ドラム52Bk上の静電潜像の静電気力によって、トナー35は感光体ドラム52Bkに移動させられ、トナー像を形成する。なお、18は定着器である。
図1は本発明の第1の実施の形態における攪拌部材の配設状態を示す縦断面図、図4は本発明の第1の実施の形態における攪拌部材の平面図、図5は本発明の第1の実施の形態における攪拌部材の配設状態を示す横断面図である。なお、図1は図5のX−X断面図、図4は図5のY−Y断面図である。
図に示されるように、前記筐体70の頂部71には、画像形成ユニット16Bk(図3)の軸方向における中央部に供給口22が形成され、供給口22とトナー供給ローラ42との間に攪拌部材60、61が配設される。該攪拌部材60、61は、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂(ABS)等の樹脂によって一体に成形され、棒状の本体部60s、61s、該本体部60s、61sの外周面に螺旋状に突出させて形成されたスパイラル部60a、61a、及び該スパイラル部60a、61aの円周方向における所定の箇所、本実施の形態においては、外周縁における2箇所において、スパイラル部60a、61aの外周縁にわたって軸方向に形成(架設)された角棒状の形状を有する押出部60b、61bを備える。該押出部60b、61bは、スパイラル部60a、61aの外周縁より径方向外方に向けて、所定の量だけ突出させて形成されるが、トナー供給ローラ42とは接触しない。
なお、本実施の形態において、押出部60b、61bは、角棒状の形状を有するようになっているが、板状、線状、丸棒等の形状を有することができる。また、本実施の形態において、押出部60b、61bは、スパイラル部60a、61aと一体成形されるようになっているが、別体で形成することができる。そして、本実施の形態において、押出部60b、61bは、スパイラル部60a、61aの外周縁における2箇所に形成されるようになっているが、1箇所又は3箇所以上に形成することができる。
前記筐体70内において、供給口22に対応する領域をAR1とし、該領域AR1の両端側の領域をAR2としたとき、領域AR1の長さで表される供給口22の開口部幅Eは75〔mm〕にされる。また、前記スパイラル部60a、61aは、攪拌部材60、61の全体にわたって形成されるのに対して、押出部60b、61bは、供給口22の直下の中央部には形成されず、領域AR1外、すなわち、主として領域AR2に対応する部分に形成される。前記供給口22の両端の縁部22aと、押出部60b、61bの内側の端部60e、61eとの間の距離Fは10〔mm〕される。
前記攪拌部材60、61において、用紙24の搬送方向に向かって左側を左側部とし、右側を右側部としたとき、前記スパイラル部60a、61aは、中央を境にして左側部と右側部とで互いに巻き方向が逆にされる。すなわち、攪拌部材60、61を左側部から右側部を見たとき、スパイラル部60aは、左側部において右巻きの方向(右回転で前進する方向)に、右側部において左巻きの方向(左回転で前進する方向)に形成され、スパイラル部61aは、左側部において左巻きの方向に、右側部において右巻きの方向に形成される。
したがって、前記攪拌部材60を矢印G方向に回転させると、トナー35は攪拌部材60の両端から中央に向けて搬送され、攪拌部材61を矢印H方向に回転させると、トナー35は攪拌部材61の中央から両端に向けて搬送され、その結果、トナー35は図4の矢印で示されるように循環させられる。なお、31は現像ローラ、43は現像ブレードである。
次に、攪拌部材60、61を回転させたときのトナー35の動作について説明する。
図6は本発明の第1の実施の形態における攪拌部材を回転させたときのトナーの動作を表す第1の横断面図、図7は本発明の第1の実施の形態における攪拌部材を回転させたときのトナーの動作を表す第2の横断面図、図8は本発明の第1の実施の形態における攪拌部材を回転させたときのトナーの動作を表す第3の横断面図、図9は本発明の第1の実施の形態における攪拌部材を回転させたときのトナーの動作を表す第4の横断面図である。
この場合、前記供給口22(図3)を介してトナー収容部38内に進入したトナー35は、領域AR1(図1)において堆積させられるとともに、自重によってトナー供給ローラ42に押し付けられる。このとき、攪拌部材60、61が回転させられているので、トナー35は、攪拌部材61の回転に伴って領域AR2に送られ、攪拌部材61の両端に到達した後、攪拌部材60の回転に伴って、領域AR2から領域AR1に戻り、以降循環させられる。
このとき、攪拌部材60、61が回転すると、トナー35は、押出部60b、61bによって強制的に、回転方向における下流側に向けて押されるとともに、径方向外方に向けて押し退けられる。したがって、攪拌部材60、61より下方においては、図6の矢印M1に示されるように、押し退けられたトナー35は、トナー供給ローラ42に押し付けられる。その結果、トナー供給ローラ42にトナー35を供給する力を大きくすることができるので、トナー供給ローラ42に十分なトナー35を供給することができる。
そして、図7に示されるように、攪拌部材60、61が回転させられると、押出部60b、61bの回転に伴って、押出部60b、61bより上流側に、一時的に、トナー35の無い、空洞AR3が形成される。このとき、図8に示されるように、各空洞AR3の直上部のトナー35が自重で矢印M2方向に移動して空洞AR3を埋めるので、仮に、図7に示されるように、トナー35の偏りAR4が存在していても、トナー35の矢印M2方向への移動に伴って、偏りAR4が平坦化される。
しかも、攪拌部材60、61が回転するのに伴って、トナー35は、図9の矢印M6で示されるように、攪拌部材60、61の径方向外方に向けて押し退けられるので、攪拌部材60、61と接触しない広範囲のトナー35を攪拌することができる。したがって、トナー収容部38内のトナー35の分布を均一化することができるので、画像品位を向上させることができる。
また、攪拌部材60、61が回転するのに伴って、押出部60b、61bは、軌跡上でトナー35が凝集するのを防止することができるだけでなく、仮に、凝集しても、凝集したトナー35を破砕する。
また、スパイラル部60a、61aと押出部60b、61bとが、一体に成形されるので、構造を簡素化することができるだけでなく、小型化することができる。なお、31は現像ローラである。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
図10は本発明の第2の実施の形態における攪拌部材の配設状態を示す縦断面図、図11は本発明の第2の実施の形態における攪拌部材の平面図である。なお、図10は図11のZ−Z断面図である。
この場合、第1、第2の現像剤搬送部材としての攪拌部材60、61は、棒状の本体部60s、61s、該本体部60s、61sの外周面に螺旋状に突出させて形成されたスパイラル部60a、61a、及び該スパイラル部60a、61aの外周縁における2箇所において、スパイラル部60a、61aの外周縁にわたって軸方向に形成された角棒状の形状を有する押出部60b、61bを備える。
また、前記筐体70内において、供給口22に対応する領域をAR1とし、該領域AR1より両端側の領域をAR2としたとき、領域AR1の長さで表される供給口22の開口部幅Eは75〔mm〕にされる。
本実施の形態においては、攪拌部材60の場合、前記スパイラル部60a及び押出部60bは、攪拌部材60の全体にわたって形成されない。すなわち、前記スパイラル部60a及び押出部60bは、供給口22の直下の中央部には形成されず、領域AR1外、すなわち、主として領域AR2に対応する部分に形成される。前記供給口22の両端の縁部22aと、スパイラル部60a及び押出部60bの内側の端部60e、60fとの間の距離Fは10〔mm〕にされる。また、攪拌部材61の場合、前記スパイラル部61aは攪拌部材61の全体にわたって形成されるが、押出部61bは、攪拌部材61の全体にわたって形成されない。すなわち、前記押出部61bは、供給口22の直下の中央部には形成されず、主として領域AR2に対応する部分に形成される。前記供給口22の両端の縁部22aと、押出部61bの内側の端部61eとの間の距離Fは10〔mm〕にされる。
本実施の形態においては、領域AR1の対応する部分において、攪拌部材60のスパイラル部60aが形成されないので、攪拌部材60を回転させたときに、攪拌部材60の両端から中央に移動した現像剤としてのトナー35(図3)が、集中して偏りを発生させるのを防止することができる。
前記各実施の形態においては、画像形成装置としてのプリンタについて説明しているが、本発明を、複写機、ファクシミリ、複合装置等に適用することができる。
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の第1の実施の形態における攪拌部材の配設状態を示す縦断面図である。 本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの概略図である。 本発明の第1の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。 本発明の第1の実施の形態における攪拌部材の平面図である。 本発明の第1の実施の形態における攪拌部材の配設状態を示す横断面図である。 本発明の第1の実施の形態における攪拌部材を回転させたときのトナーの動作を表す第1の横断面図である。 本発明の第1の実施の形態における攪拌部材を回転させたときのトナーの動作を表す第2の横断面図である。 本発明の第1の実施の形態における攪拌部材を回転させたときのトナーの動作を表す第3の横断面図である。 本発明の第1の実施の形態における攪拌部材を回転させたときのトナーの動作を表す第4の横断面図である。 本発明の第2の実施の形態における攪拌部材の配設状態を示す縦断面図である。 本発明の第2の実施の形態における攪拌部材の平面図である。
符号の説明
16Bk、16Y、16M、16C 画像形成ユニット
22 供給口
31 現像ローラ
35 トナー
42 トナー供給ローラ
52Bk、52Y、52M、52C 感光体ドラム
60、61 攪拌部材
60a、61a スパイラル部
60b、61b 押出部
60s、61s 本体部
70 筐体
AR1、AR2 領域

Claims (5)

  1. (a)像担持体と、
    (b)該像担持体に現像剤を供給し、像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、
    (c)該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
    (d)回転自在に配設され、前記現像剤を攪拌し、現像剤供給部材に供給する攪拌部材とを有するとともに、
    (e)該攪拌部材は、棒状の本体部、該本体部の外周面に螺旋状に突出させて形成されたスパイラル部、及び該スパイラル部の円周方向における所定の箇所に、軸方向に延在させて形成された押出部を備えることを特徴とする画像形成ユニット。
  2. 前記攪拌部材は、互いに並列に二つ配設される請求項1に記載の画像形成ユニット。
  3. (a)画像形成ユニット本体内に現像剤を供給するための供給口を備えた筐体を有するとともに、
    (b)前記押出部は、前記筐体内の供給口に対応する領域より両端側の領域に形成される請求項1又は2に記載の画像形成ユニット。
  4. 前記スパイラル部は、前記筐体内の供給口に対応する領域より両端側の領域に形成される請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成ユニット。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成ユニットが搭載された画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016142842A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 株式会社沖データ 画像形成ユニット及び画像形成装置

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JP2016142842A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 株式会社沖データ 画像形成ユニット及び画像形成装置

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