JP2010039169A - 現像装置及びこれを用いる画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像装置において充分に帯電されていないトナーが現像ローラに供給されることを抑制して、トナー飛散や画像カブリを低減することができる現像装置及びこれを用いる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤Dが収容される現像槽111と、現像剤Dが搬送される第1搬送路P,第2搬送路Qと、第1搬送路P内に設けられる第1搬送部材112aと、第2搬送路Q内に設けられる第2搬送部材112bと、トナーを補給するトナー補給口117とを備えた現像装置2において、第1搬送部材112aとして回転軸112a1と螺旋羽根112a2と攪拌板118とを備え、第1搬送部材112aをトナー補給口117の下方に配置し、螺旋羽根112a2のトナー補給口117と対向する部分の螺旋ピッチP1を最も大きく形成し、攪拌板118を螺旋羽根112a2のトナー補給口117と対向する部分に設けるものとする。
【選択図】図3
【解決手段】現像剤Dが収容される現像槽111と、現像剤Dが搬送される第1搬送路P,第2搬送路Qと、第1搬送路P内に設けられる第1搬送部材112aと、第2搬送路Q内に設けられる第2搬送部材112bと、トナーを補給するトナー補給口117とを備えた現像装置2において、第1搬送部材112aとして回転軸112a1と螺旋羽根112a2と攪拌板118とを備え、第1搬送部材112aをトナー補給口117の下方に配置し、螺旋羽根112a2のトナー補給口117と対向する部分の螺旋ピッチP1を最も大きく形成し、攪拌板118を螺旋羽根112a2のトナー補給口117と対向する部分に設けるものとする。
【選択図】図3
Description
本発明は、現像装置及びこれを用いる画像形成装置に係り、特に、電子写真方式によりトナーを用いて画像形成を行う静電複写機、レーザープリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置に採用されてトナーと磁性キャリアとを含む2成分現像剤を用いた現像装置及びこれを用いる画像形成装置に関する。
従来から、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラム(トナー像担持体)の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって感光体ドラムに対してトナーを供給して前記静電潜像を現像し、現像によって感光体ドラムに形成されたトナー像を用紙等のシートに転写して、定着装置によってシートにトナー像を定着させるようになっている。
近年、フルカラー化や高画質化に対応した画像形成装置では、トナーの帯電安定性に優れる2成分現像剤(以下、単に「現像剤」と称する。)がよく使用されている。
この現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらを現像装置内で撹拌することによりトナーとキャリアとが摩擦し、この摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。
現像装置において、帯電したトナーは、現像剤担持部材、例えば、現像ローラの表面に供給される。この現像ローラに供給されたトナーは、静電的吸引力によって感光体ドラムに形成された静電潜像に移動する。これにより、感光体ドラム上に静電潜像に基づいたトナー像が形成される。
さらに、最近では、画像形成装置の高速化及び小型化が要求されており、現像剤の帯電を迅速且つ充分に行い、現像剤の搬送も迅速に行う必要が生じている。
そこで、画像形成装置において、補給されたトナーを現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与するために、循環方式の現像装置が採用されている。循環方式の現像装置は、現像剤が循環搬送される経路である現像剤搬送路と、現像剤搬送路にて現像剤を撹拌しながら搬送する現像剤搬送部材とを備えている(特許文献1を参照)。
特開平9−120201号公報
上述した循環方式の現像装置では、現像装置内の現像剤のトナー濃度が所定値よりも下回った場合、トナーホッパーから現像剤搬送路へトナーが補給されるようになっている。
しかしながら、現像剤のトナーの比重は、キャリアの比重と比べてかなり小さい(約1/3)ため、補給されるトナーが現像剤の上に浮き易くなるので、従来の循環方式の現像装置では、トナーホッパーから現像剤搬送路に補給される補給トナー量が多い場合には、現像剤の上でトナーが塊となって搬送されるという問題があった。
その結果、キャリアと十分に混ざっていないトナー(充分に帯電されていない低帯電量のトナー)が現像ローラに供給されてしまうという事態が生じていた。
すなわち、充分に帯電されていないトナーが現像ローラに供給されてしまうと、現像ローラからトナーが飛散し易くなり、画像形成装置内部やシートの形成された画像を汚してしまうという問題が生じる。
また、充分に帯電されていないトナーが現像剤担持部材に供給されてしまうと、トナーをキャリア表面に保持するための静電気力が小さくなり、非画像部にトナーが付着してカブリが生じ易くなるという問題が生じる。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像装置において、充分に帯電されていないトナーが現像ローラに供給されることを抑制して、トナー飛散や画像カブリを低減することができる現像装置及びこれを用いる画像形成装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するための本発明に係る現像装置及びこれを用いる画像形成装置は、次の通りである。
本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、前記現像剤が搬送される現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に設けられて前記現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体ドラムへ供給する現像剤担持部材と、前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口とを備えた現像装置において、前記現像剤搬送部材の構成として、回転軸と、回転軸周りに設けられて現像剤を搬送する螺旋羽根と、前記回転軸の軸線方向に沿って前記螺旋羽根の一部の螺旋ピッチ間にわたり前記回転軸から半径方向外側に向かい突設される攪拌板とを備えて、該現像剤搬送部材を前記トナー補給口の下方に配置し、前記螺旋羽根を前記トナー補給口と対向する部分の螺旋ピッチが最も大きくなるように形成し、前記攪拌板を前記螺旋羽根の前記トナー補給口と対向する部分の螺旋ピッチ間に設けることを特徴とするものである。
また、本発明は、前記螺旋羽根の螺旋ピッチを、最小値が最大値の0.3倍以上0.7倍以下となるようにすることが好ましい。
また、本発明は、前記攪拌板を、その回転軸半径方向外側の先端部が、前記現像剤搬送部材の回転方向上流側に向かい湾曲するように構成することが好ましい。
また、本発明は、前記攪拌板を、その回転軸半径方向外側の先端部が、前記現像剤搬送部材の回転方向上流側に向かい屈曲するように構成することが好ましい。
また、本発明は、前記現像剤搬送路の構成として、並設された第1搬送路と第2搬送路とを備え、前記第1搬送路及び第2搬送路の両端部には、前記第1搬送路と第2搬送路とを連通する第1連通路及び第2連通路が形成し、前記現像剤搬送部材の構成として、前記第1搬送路内に設けられて該第1搬送路における現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する第1搬送部材と、前記第2搬送路内に設けられて該第2搬送路における現像剤を撹拌しながら前記第1搬送部材による現像剤搬送方向とは逆方向へ搬送する第2搬送部材とを備え、前記現像剤が第1搬送路から第1連通路を介して第2搬送路に搬送され、第2搬送路から第2連通路を介して第1搬送路へ搬送されるように構成し、前記現像剤搬送部材のうちの前記第1搬送部材をトナー補給口の下方に配置し、前記攪拌板を前記第1搬送部材に設けるように構成することが好ましい。
また、本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として請求項1乃至5のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
本発明によれば、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、前記現像剤が搬送される現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に設けられて前記現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体ドラムへ供給する現像剤担持部材と、前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口とを備えた現像装置において、前記現像剤搬送部材の構成として、回転軸と、回転軸周りに設けられて現像剤を搬送する螺旋羽根と、前記回転軸の軸線方向に沿って前記螺旋羽根の一部の螺旋ピッチ間にわたり前記回転軸から半径方向外側に向かい突設される攪拌板とを備えて、該現像剤搬送部材を前記トナー補給口の下方に配置し、前記螺旋羽根を前記トナー補給口と対向する部分の螺旋ピッチが最も大きくなるように形成し、前記攪拌板を前記螺旋羽根の前記トナー補給口と対向する部分の螺旋ピッチ間に設けることで、現像剤搬送部材の1回転あたりの現像剤搬送量が、螺旋羽根の螺旋ピッチが大きい部分、すなわち、トナー補給口の下方で該トナー補給口と対向する部分において多くなるため、トナー補給口と対向する部分の現像剤面が他よりも低くなるため、トナー補給口の下方に設けられる攪拌板の回転により、補給されたトナーが現像剤中に取り込まれ易くなる。これにより、補給トナー量が多い場合であっても、補給トナーが現像剤面上を浮いた状態のまま搬送されることを抑え、未帯電トナーによるトナー飛散を防ぐことができる。
また、本発明によれば、前記螺旋羽根の螺旋ピッチを、最小値が最大値の0.3倍以上0.7倍以下となるようにすることで、前記螺旋羽根の螺旋ピッチが最小となる部分で、現像剤の流れが少なくなり現像剤面が上昇するので、現像剤の上下運動が促進されることによりトナーへの帯電が向上する。
また、本発明によれば、前記攪拌板を、その回転軸半径方向外側の先端部が、前記現像剤搬送部材の回転方向上流側に向かい湾曲するように構成することで、前記攪拌板によってより多くの現像剤をすくい上げて補給されたトナーの上に被せることができるので、トナーと現像剤との混合性を向上させることができる。
また、本発明によれば、前記攪拌板を、その回転軸半径方向外側の先端部が、前記現像剤搬送部材の回転方向上流側に向かい屈曲するように構成することで、前記攪拌板によってより多くの現像剤をすくい上げて補給されたトナーの上に被せることができるので、トナーと現像剤との混合性を向上させることができる。
また、本発明によれば、前記現像剤搬送路の構成として、並設された第1搬送路と第2搬送路とを備え、前記第1搬送路及び第2搬送路の両端部には、前記第1搬送路と第2搬送路とを連通する第1連通路及び第2連通路が形成し、前記現像剤搬送部材の構成として、前記第1搬送路内に設けられて該第1搬送路における現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する第1搬送部材と、前記第2搬送路内に設けられて該第2搬送路における現像剤を撹拌しながら前記第1搬送部材による現像剤搬送方向とは逆方向へ搬送する第2搬送部材とを備え、前記現像剤が第1搬送路から第1連通路を介して第2搬送路に搬送され、第2搬送路から第2連通路を介して第1搬送路へ搬送されるように構成し、前記現像剤搬送部材のうちの前記第1搬送部材をトナー補給口の下方に配置し、前記攪拌板を前記第1搬送部材に設けるように構成することで、現像剤搬送路内で循環される現像剤とトナー補給口から投入される補給トナーとの混合性を向上させることができる。
また、本発明によれば、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として請求項1乃至5のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることで、現像剤に対するストレスを著しく高めることなく、補給トナーをキャリア(現像剤)と混合することができる。これにより、充分に帯電されていないトナーに起因するトナー飛散や画像カブリを低減することができるので、良好な画像を得ることができる。
(第1実施形態)
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は発明を実施する形態の一例であって、本発明の第1実施形態に係る現像装置が用いられた画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は発明を実施する形態の一例であって、本発明の第1実施形態に係る現像装置が用いられた画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
第1実施形態は、図1に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム3と、感光体ドラム3表面を帯電させる帯電器(帯電装置)5と、感光体ドラム3表面に静電潜像を形成する露光ユニット(露光装置)1と、感光体ドラム3表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置2と、現像装置2にトナーを補給するトナーホッパー(トナー補給装置)101と、感光体ドラム3表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット(転写装置)8と、トナー像を記録媒体に定着させる定着ユニット(定着装置)12とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置100において、現像装置2として、本発明に係る現像装置の構成を採用したものである。
この画像形成装置100は、外部から伝達される画像データに応じて所定のシート(記録用紙,記録媒体)に多色または単色の画像を形成するものである。なお、画像形成装置100の上方にスキャナ等を備えてもよい。
まず、画像形成装置100の全体構成について説明する。
画像形成装置100は、図1に示すように、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及び黄(Y)の色成分毎の画像データが取り扱われ、黒画像、シアン画像、マゼンタ画像、黄画像が形成され、各々の色成分の画像を重畳することによってカラー画像が形成されるようになっている。
画像形成装置100は、図1に示すように、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及び黄(Y)の色成分毎の画像データが取り扱われ、黒画像、シアン画像、マゼンタ画像、黄画像が形成され、各々の色成分の画像を重畳することによってカラー画像が形成されるようになっている。
したがって、画像形成装置100においては、図1に示すように、各色成分の画像が形成されるように、現像装置2(2a,2b,2c,2d)、感光体ドラム3(3a,3b,3c,3d)、帯電器5(5a,5b,5c,5d)、クリーナユニット4(4a,4b,4c,4d)がそれぞれ4個ずつ設けられている。言い換えると、現像装置2と感光体ドラム3と帯電器5とクリーナユニット4とを1つずつ含む画像形成ステーション(画像形成部)が4つ設けられることになる。
なお、上記a〜dの符号は、aが黒画像形成用の部材、bがシアン画像形成用の部材、cがマゼンタ画像形成用の部材、dが黄画像形成用の部材であることを示したものである。また、画像形成装置100には、露光ユニット1、定着ユニット12、シート搬送路S、給紙トレイ10及び排紙トレイ15が備えられている。
帯電器5は、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
帯電器5としては、図1に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。
帯電器5としては、図1に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。
露光ユニット1は、図1に示すように、レーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)である。但し、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたEL(エレクトロルミネッセンス)やLED書込みヘッドを露光ユニット1とすることもできる。露光ユニット1は、帯電された感光体ドラム3を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム3の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
現像装置2は、感光体ドラム3に形成された静電潜像をK,C,M,Yのいずれかのトナーにより顕像化する(現像する)ものである。現像装置2(2a,2b,2c,2d)は、トナーホッパー101(101a,101b,101c,101d)、トナー移送機構102(102a,102b,102c,102d)、現像槽(現像剤収容部)111(111a,111b,111c,111d)を備えている。
トナーホッパー101は、現像槽111よりもH方向側に配され、未使用トナー(粉体状のトナー)を貯蔵している。トナーホッパー101から現像槽111へトナー移送機構102を介してトナーが供給されるようになっている。
クリーナユニット4は、現像及び画像転写工程後に感光体ドラム3の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。
感光体ドラム3の上方には中間転写ベルトユニット8が配置されている。中間転写ベルトユニット8は、中間転写ローラ6(6a,6b,6c,6d)、中間転写ベルト7、中間転写ベルト駆動ローラ71、中間転写ベルト従動ローラ72、中間転写ベルトテンション機構73、及び中間転写ベルトクリーニングユニット9を備えている。
中間転写ローラ6、中間転写ベルト駆動ローラ71、中間転写ベルト従動ローラ72、中間転写ベルトテンション機構73は、中間転写ベルト7を張架し、図1の矢印B方向に中間転写ベルト7を回転駆動させるものである。
中間転写ローラ6は、中間転写ベルトユニット8の中間転写ベルトテンション機構73における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ6には感光体ドラム3のトナー像を中間転写ベルト7上に転写するための転写バイアスが印加されている。
中間転写ベルト7は、各感光体ドラム3に接触するように設けられている。中間転写ベルト7上には、感光体ドラム3に形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像(多色トナー像)が形成される。中間転写ベルト7は、厚さが例えば100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
感光体ドラム3から中間転写ベルト7へのトナー像の転写は、中間転写ベルト7の裏側に接触している中間転写ローラ6によって行われる。中間転写ローラ6には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。
中間転写ローラ6は、直径が例えば8〜10mmの金属(例えばステンレス)軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材(例えばEPDM,発泡ウレタン等)により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ6は中間転写ベルト7に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの(中間転写ローラ6)を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。
上述のように各感光体ドラム3上の静電潜像は各色成分に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト7上に重ねて合わされ積層される。このように、積層されたトナー像は、中間転写ベルト7の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト7との接触位置(転写部)に移動し、この位置に配置されている転写ローラ11によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト7と転写ローラ11とは所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ11にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧である。
上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ11もしくは中間転写ベルト駆動ローラ71の何れか一方は金属等の硬質材料から形成され、他方は弾性ローラ等の軟質材料(弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等)から形成される。
中間転写ベルト7と感光体ドラム3との接触により中間転写ベルト7に付着したトナー、及び中間転写ベルト7から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト7上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット9によって除去され回収される。
中間転写ベルトクリーニングユニット9には、中間転写ベルト7に接触するクリーニングブレード(クリーニング部材)が備えられている。中間転写ベルト7におけるクリーニングブレードに接触している部分は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ72にて支持されている。
給紙トレイ10は、画像形成に使用するシート(例えば記録用紙)を蓄積しておくためのものであり、画像形成部及び露光ユニット1の下側に設けられている。一方、画像形成装置100の上部に設けられている排紙トレイ15は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。
また、画像形成装置100には、給紙トレイ10のシート及び手差しトレイ20のシートを転写部や定着ユニット12を経由させて排紙トレイ15に案内するためのシート搬送路Sが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラ71と転写ローラ11との間に位置する。
さらに、シート搬送路Sには、ピックアップローラ16(16a,16b)、レジストローラ14、転写部、定着ユニット12、搬送ローラ25(25a〜25h)等が配置されている。
搬送ローラ25は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Sに沿って複数設けられている。ピックアップローラ16aは、給紙トレイ10の端部に備えられ、給紙トレイ10からシートを1枚ずつシート搬送路Sに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ16bは、手差しトレイ20の近傍に備えられ、手差しトレイ20からシートを1枚ずつシート搬送路Sに供給する呼び込みローラである。レジストローラ14は、シート搬送路Sを搬送されているシートを一旦保持し、中間転写ベルト7上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。
定着ユニット12は、ヒートローラ81及び加圧ローラ82等を備え、これらヒートローラ81及び加圧ローラ82はシートを挟んで回転する。ヒートローラ81は、所定の定着温度となるように制御部(図示せず)によって制御される。この制御部は温度検出器(図示せず)からの検出信号に基づいてヒートローラ81の温度を制御する。
ヒートローラ81は、加圧ローラ82とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融、混合、圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像(各色トナー像)が定着されたシートは、複数の搬送ローラ25によってシート搬送路Sの反転排紙経路に搬送され、反転された状態(多色トナー像を下側に向けた状態)にて、排紙トレイ15上に排出される。
次に、シート搬送路Sによるシート搬送動作について説明する。
画像形成装置100には、図1に示すように、上述したように予めシートを収納する給紙トレイ10、及び少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ20が配置されている。これら両トレイには各々ピックアップローラ16(16a,16b)が配置され、これらピックアップローラ16によってシートを1枚ずつシート搬送路Sに供給するようになっている。
画像形成装置100には、図1に示すように、上述したように予めシートを収納する給紙トレイ10、及び少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ20が配置されている。これら両トレイには各々ピックアップローラ16(16a,16b)が配置され、これらピックアップローラ16によってシートを1枚ずつシート搬送路Sに供給するようになっている。
片面印字の場合は、給紙トレイ10から搬送されるシートは、シート搬送路S中の搬送ローラ25aによってレジストローラ14まで搬送され、レジストローラ14によりシートの先端と中間転写ベルト7上の積層されたトナー像の先端とが整合するタイミングで転写部(転写ローラ11と中間転写ベルト7との接触位置)に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット12にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ25bを経て排紙ローラ25cから排紙トレイ15上に排出される。
また、手差しトレイ20から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ25(25f,25e,25d)によってレジストローラ14まで搬送される。それ以降のシート搬送動作は、上述した給紙トレイ10から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ15に排出される。
一方、両面印字の場合は、上記のようにして片面印字が終了し定着ユニット12を通過したシートは、後端が排紙ローラ25cにてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ25cが逆回転することによって搬送ローラ25g,25hに導かれ、再びレジストローラ14を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ15に排出される。
次に、第1実施形態の特徴的な現像装置2について図面を参照して説明する。
図2は第1実施形態に係る画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す断面図、図3は図2のA−A断面矢視図、図4は図2のB−B断面矢視図である。
図2は第1実施形態に係る画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す断面図、図3は図2のA−A断面矢視図、図4は図2のB−B断面矢視図である。
現像装置2は、図2に示すように、現像槽111内に、感光体ドラム3と対向するように配置された現像ローラ(現像剤担持部材)114を有し、現像ローラ114によって感光体ドラム3の表面にトナーを供給して、感光体ドラム3の表面に形成された静電潜像を顕像化する(現像する)装置である。
現像装置2は、現像ローラ114の他に、現像槽111、現像槽カバー115、トナー補給口117、ドクターブレード116、第1搬送部材112a、第2搬送部材112b、仕切り板(仕切り壁)113を備えている。
現像槽111は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する槽である。また、現像槽111には、現像ローラ114、第1搬送部材112a、第2搬送部材112b等が配設されている。なお、本実施形態のキャリアは、磁性を有する磁性キャリアである。
現像ローラ114は、回転するマグネットローラであり、現像槽111の現像剤を表面に汲み上げて担持し、表面に担持している現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム3に供給するものである。現像ローラ114の表面に近接する位置にはドクターブレード(層厚規制用ブレード)116が配されている。
また、現像槽111の上側には、図2,図4に示すように、取り外し可能な現像槽カバー115が設けられている。さらに、現像槽カバー115には、図4に示すように、現像槽111に未使用のトナーを補給するためのトナー補給口117が形成されている。
そして、図1に示すように、トナーホッパー101に収容されているトナーは、トナー移送機構102及びトナー補給口117を介して現像槽111に移送され、これにより現像槽111にトナーが補給されるようになっている。
さらに、図2,図3及び図4に示すように、第1搬送部材112a及び第2搬送部材112bは、回転軸112a1,112b1と、現像槽111内において現像剤を撹拌及び搬送するための螺旋状の搬送羽根(螺旋羽根)112a2,112b2とからなるスクリューオーガにより構成され、モータ等の駆動手段(図示せず)によって回転軸112a1,112b1が回転駆動することで、現像剤を撹拌すると共に搬送するようになっている。
第1搬送部材112a及び第2搬送部材112bは、互いの周面同士が仕切り板113を介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。そして、第1搬送部材112aは、図3に示すように、矢印X方向に現像剤を搬送し、第2搬送部材112bは、矢印X方向とは逆の矢印Y方向に現像剤を搬送するように設定されている。
現像槽111には、第1搬送部材112aと第2搬送部材112bとの間に仕切り板113が配設されている。仕切り板113は、第1搬送部材112a及び第2搬送部材112bの各軸方向(各回転軸方向)に平行に延設されている。現像槽111の内部は、仕切り板113によって、第1搬送部材112aが配されている第1搬送路Pと、第2搬送部材112bが配されている第2搬送路Qとに区画される。
仕切り板113は、第1搬送部材112a及び第2搬送部材112bの各軸方向の両端部において、現像槽111の内側の壁面から離間して配置されている。これにより、現像槽111には、第1搬送部材112a及び第2搬送部材112bの各軸方向の両端部付近において、第1搬送路Pと第2搬送路Qとを連通する連通路が形成されている。以下では、図3に示すように、矢印X方向側に形成されている連通路を第1連通路a、矢印Y方向側に形成されている連通路を第2連通路bと称する。
第1搬送部材112aは、図4に示すように、回転軸112a1と、螺旋羽根112a2と、トナー補給口117の下方に位置する部位に、回転軸112a1から半径方向に広がる攪拌板118を備えている。
具体的には、攪拌板118は、回転軸112a1の軸線方向に沿って回転軸112a1から半径方向外側に広がるように突設されて矩形状に形成されている。そして、攪拌板118は、第1搬送部材112aの回転に伴い、回転軸112a1の周りを回転して、その周辺の現像剤を回転軸112b1周りに攪拌するようになっている。
螺旋羽根112a2は、トナー補給口117の下方で該トナー補給口117と対向する部分の螺旋ピッチ(螺旋羽根が回転軸まわりを1周する際の回転軸方向の長さ)P1が、他の部分の螺旋ピッチP2より大きく(長く)形成された1枚の螺旋状の羽根体で構成されている。
第1実施形態では、第1搬送部材112aの螺旋羽根112a2は、図4に示すように、螺旋ピッチの短い螺旋羽根112a22の螺旋ピッチP2が、螺旋ピッチの長い螺旋羽根112a21の螺旋ピッチP1の0.5倍となるように形成されている。
すなわち、トナー補給口117の下方に位置する螺旋羽根112a21の螺旋ピッチP1をその他の螺旋ピッチP2よりも長くすることにより、第1搬送部材112aが1回転する際に回転軸112a1の軸線方向に沿って搬送される現像剤量が、他の部分(螺旋ピッチの短い部分)より多くなるため、トナー補給口117の下方の現像剤面が他の部分より低くなる。これによって、トナー補給口117より補給されて、攪拌板118によって攪拌、搬送される補給トナーは、効率的に現像剤と混合される。
第2搬送部材112bは、図3に示すように、回転軸112b1と、螺旋ピッチP2で形成された螺旋羽根112b2を備えている。
また、第1実施形態では、トナー補給口117は第1搬送路P内の領域であり且つ第2連通路bよりも矢印X方向側の位置に形成されている。つまり、第1搬送路Pにおいて、第2連通路bの下流側にトナーが補給されることになる。
現像槽111において、第1搬送部材112a及び第2搬送部材112bは、モータ等の駆動手段(図示せず)によって回転駆動し、現像剤を搬送する。
具体的には、第1搬送路Pにおいて、現像剤は、第1搬送部材112aによって撹拌されながら矢印X方向へ搬送され、第1連通路aに到達する。第1連通路aに到達した現像剤は、第1連通路aを通過して第2搬送路Qへ搬送される。
具体的には、第1搬送路Pにおいて、現像剤は、第1搬送部材112aによって撹拌されながら矢印X方向へ搬送され、第1連通路aに到達する。第1連通路aに到達した現像剤は、第1連通路aを通過して第2搬送路Qへ搬送される。
一方、第2搬送路Qにおいて、現像剤は、第2搬送部材112bによって、撹拌されながら矢印Y方向へ搬送され、第2連通路bに到達する。そして、第2連通路bに到達した現像剤は、第2連通路bを通過して第1搬送路Pへ搬送される。つまり、第1搬送部材112aと第2搬送部材112bとは、互いに逆方向に現像剤を撹拌しながら搬送している。
このようにして、現像剤は、現像槽111において、第1搬送路Pと第1連通路aと第2搬送路Qと第2連通路bとを、第1搬送路P→第1連通路a→第2搬送路Q→第2連通路b、という順序にて循環移動していることになる。そして、現像剤は、第2搬送路Qにて搬送されている間に、現像ローラ114の回転にてその表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた現像剤中のトナーが感光体ドラム3へと移動して、順次消費されていく。
このように消費されるトナーを補うべく、未使用のトナーがトナー補給口117から第1搬送路Pへ補給される。補給されたトナーは第1搬送路Pにおいて従前より存在する現像剤と混合撹拌される。
ここで、第1実施形態に係る現像装置2の現像槽111における補給トナーTと現像剤Dの混合攪拌作用について図面を参照して説明する。
図5は第1実施形態に係る画像形成装置の現像装置において現像剤に補給トナーが投入された状態を示す説明図、図6は前記現像装置において攪拌板により補給トナーが現像剤と混合される状態を示す説明図、図7は図5のC−C断面矢視図、図8は前記現像装置において図7の状態から攪拌板により補給トナーが現像剤と混合される状態を示す説明図である。
図5は第1実施形態に係る画像形成装置の現像装置において現像剤に補給トナーが投入された状態を示す説明図、図6は前記現像装置において攪拌板により補給トナーが現像剤と混合される状態を示す説明図、図7は図5のC−C断面矢視図、図8は前記現像装置において図7の状態から攪拌板により補給トナーが現像剤と混合される状態を示す説明図である。
現像装置2において、トナー補給口117から現像槽111内に補給された補給トナーTは、図5に示すように、攪拌板118の回転(図5において左回転)により第1搬送路P内の現像剤Dとともに持ち上げられ、片側(図5において左側)すなわち、仕切り板113側に寄せられる。
そして、攪拌板118がさらに回転すると、図6に示すように、現像剤Dが補給トナーTの上に流れ込み、補給トナーTと現像剤Dは、攪拌板118により一緒に現像剤内部へと混合攪拌される。
また、現像槽111内に補給トナーTを補給する時に、攪拌板118を回転させることで、図7に示すように、トナー補給口117の下方の螺旋羽根112a21の螺旋ピッチP1がその他の部分の螺旋ピッチP2よりも大きく形成されているので、螺旋羽根112a21によって搬送される現像剤量がその他の部分よりも多くなるため、攪拌板118付近の現像剤面(現像剤Dの表面)が下がるため、この状態で補給トナーTを現像槽111内に投入すれば、図8に示すように、現像剤Dと補給トナーTとの混合効果を向上させることができる。
以上のように構成したので、第1実施形態によれば、第1搬送部材112aにおいて、螺旋羽根112a2のトナー補給口117と対向する部分の螺旋羽根112a21に攪拌板118を設け、螺旋羽根112a21の螺旋ピッチP1をその他の部分の螺旋ピッチP2よりも大きく形成することで、トナー補給口117から補給される補給トナーTと現像剤(キャリア)Dとを効果的に混合することができ、十分に攪拌することができる。これにより、補給トナーは、現像槽111内で必要な帯電量を得ることができる。
従って、第1実施形態によれば、補給トナー量が多い場合であっても、補給トナーTが現像剤面上を浮いた状態のまま搬送されることを抑え、現像剤Dと補給トナーTを十分に攪拌することにより必要な帯電量を得ることができるので、未帯電トナーによるトナー飛散を防ぐことができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る現像装置について図面を参照して説明する。
図9は本発明の第2実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
次に、本発明の第2実施形態に係る現像装置について図面を参照して説明する。
図9は本発明の第2実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
第2実施形態に係る現像装置200は、図9に示すように、現像ローラ114の他、現像槽111、現像槽カバー115、トナー補給口117、第1搬送部材212a、第2搬送部材112b、仕切り板(仕切り壁)113を備えている。
尚、現像装置200は、前述した第1実施形態に係る現像装置2における第1搬送部材112aの構成が異なる点を除いて、現像装置2と同じ構成であることから、第1搬送部材212a以外の同一の構成を有する部材については同一の符号を付することで説明を省略する。
第1搬送部材212a及び第2搬送部材112bは、図9に示すように、それぞれ第1搬送路P、第2搬送路Qに配置されている。
第1搬送部材212a及び第2搬送部材112bは、回転軸212a1,112b1と、螺旋羽根212a2,112b2からなるスクリューオーガにより構成され、モータ等の駆動手段(図示せず)によって回転軸212a1,112b1が回転駆動することで、現像剤を撹拌すると共に搬送するようになっている。
第1搬送部材212a及び第2搬送部材112bは、互いの周面同士が仕切り板113を介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。そして、第1搬送部材212aは、第2搬送部材112bとは逆方向に現像剤を搬送するように設定されている(図3を参照)。
詳しくは、第1搬送部材212aは、回転軸212a1と、螺旋羽根212a2と、トナー補給口117の下方に位置する部位に、回転軸212a1から半径方向に広がる攪拌板218を備えている。
攪拌板218は、回転軸212a1の軸線方向に沿って回転軸212a1から半径方向外側に広がるように突設されて矩形状に形成されている。この攪拌板218の回転軸半径方向外側の先端部218aは、第1搬送部材212aの回転方向上流側に向かい湾曲した円弧状の断面を有している。
以上のように構成したので、第2実施形態によれば、第1実施形態による効果に加えて、攪拌板218の先端部218aを湾曲させることによってより多くの現像剤をすくい上げて補給されたトナーの上に被せることができる。これにより、補給トナーと現像剤との混合性をより向上させることができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る現像装置について図面を参照して説明する。
図10は本発明の第3実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
次に、本発明の第3実施形態に係る現像装置について図面を参照して説明する。
図10は本発明の第3実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
第3実施形態に係る現像装置300は、図10に示すように、現像ローラ114の他、現像槽111、現像槽カバー115、トナー補給口117、第1搬送部材312a、第2搬送部材112b、仕切り板(仕切り壁)113を備えている。
尚、現像装置300は、前述した第1実施形態に係る現像装置2における第1搬送部材112aの構成が異なる点を除いて、現像装置2と同じ構成であることから、第1搬送部材312a以外の同一の構成を有する部材については同一の符号を付することで説明を省略する。
第1搬送部材312a及び第2搬送部材112bは、図10に示すように、それぞれ第1搬送路P、第2搬送路Qに配置されている。
第1搬送部材312a及び第2搬送部材112bは、回転軸312a1,112b1と、螺旋羽根312a2,112b2からなるスクリューオーガにより構成され、モータ等の駆動手段(図示せず)によって回転軸312a1,112b1が回転駆動することで、現像剤を撹拌すると共に搬送するようになっている。
第1搬送部材312a及び第2搬送部材112bは、互いの周面同士が仕切り板113を介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。そして、第1搬送部材312aは、第2搬送部材112bとは逆方向に現像剤を搬送するように設定されている(図3を参照)。
詳しくは、第1搬送部材312aは、回転軸312a1と、螺旋羽根312a2と、トナー補給口117の下方に位置する部位に、回転軸312a1から半径方向に広がる攪拌板318を備えている。
攪拌板318は、回転軸312a1の軸線方向に沿って回転軸312a1から半径方向外側に広がるように突設されて矩形状に形成されている。この攪拌板318の回転軸半径方向外側の先端部は、第1搬送部材312aの回転方向上流側に向かい略直角に屈曲したL字状断面を有している。
以上のように構成したので、第3実施形態によれば、第1実施形態による効果に加えて、攪拌板318の先端部318aをL字状に屈曲させることによってより多くの現像剤を確実にすくい上げて補給されたトナーの上に被せることができる。これにより、補給トナーと現像剤との混合性をより向上させることができる。
尚、上述した実施形態では、本発明に係る現像装置2を図1に示すような画像形成装置100に適用した例について説明したが、トナーホッパー101を用いて現像装置2にトナーを補給する画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。
以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1 露光ユニット(露光装置)
2,200,300 現像装置
3 感光体ドラム
5 帯電器(帯電装置)
8 中間転写ベルトユニット(転写装置)
12 定着ユニット(定着装置)
100 画像形成装置
101 トナーホッパー(トナー補給装置)
111 現像槽(現像剤収容部)
112a,212a,213a,312a 第1搬送部材(現像剤搬送部材)
112a1,112b1,212a1,312a1 回転軸
112a2,112a21,112a22,
112b2,212a2,312a2 螺旋羽根
112b 第2搬送部材(現像剤搬送部材)
113 仕切り板(仕切り壁)
114 現像ローラ(現像剤担持部材)
117 トナー補給口
118,218,318 攪拌板
218a,318a 先端部
a 第1連通路
b 第2連通路
D 現像剤
P 第1搬送路(現像剤搬送路)
P1,P2 螺旋ピッチ
Q 第2搬送路(現像剤搬送路)
T 補給トナー
2,200,300 現像装置
3 感光体ドラム
5 帯電器(帯電装置)
8 中間転写ベルトユニット(転写装置)
12 定着ユニット(定着装置)
100 画像形成装置
101 トナーホッパー(トナー補給装置)
111 現像槽(現像剤収容部)
112a,212a,213a,312a 第1搬送部材(現像剤搬送部材)
112a1,112b1,212a1,312a1 回転軸
112a2,112a21,112a22,
112b2,212a2,312a2 螺旋羽根
112b 第2搬送部材(現像剤搬送部材)
113 仕切り板(仕切り壁)
114 現像ローラ(現像剤担持部材)
117 トナー補給口
118,218,318 攪拌板
218a,318a 先端部
a 第1連通路
b 第2連通路
D 現像剤
P 第1搬送路(現像剤搬送路)
P1,P2 螺旋ピッチ
Q 第2搬送路(現像剤搬送路)
T 補給トナー
Claims (6)
- トナーと磁性キャリアとを含む現像剤が収容される現像剤収容部と、前記現像剤が搬送される現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路内に設けられて前記現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体ドラムへ供給する現像剤担持部材と、前記現像剤搬送路にトナーを補給するためのトナー補給口とを備えた現像装置において、
前記現像剤搬送部材は、回転軸と、回転軸周りに設けられて現像剤を搬送する螺旋羽根と、前記回転軸の軸線方向に沿って前記螺旋羽根の一部の螺旋ピッチ間にわたり前記回転軸から半径方向外側に向かい突設される攪拌板とを備えて、前記トナー補給口の下方に配置され、
前記螺旋羽根は、前記トナー補給口と対向する部分の螺旋ピッチが最も大きく形成され、
前記攪拌板は、前記螺旋羽根の前記トナー補給口と対向する部分の螺旋ピッチ間に設けられることを特徴とする現像装置。 - 前記螺旋羽根の螺旋ピッチは、最小値が最大値の0.3倍以上0.7倍以下で形成されることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記攪拌板は、その回転軸半径方向外側の先端部が、前記現像剤搬送部材の回転方向上流側に向かい湾曲していることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記攪拌板は、その回転軸半径方向外側の先端部が、前記現像剤搬送部材の回転方向上流側に向かい屈曲していることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記現像剤搬送路は、並設された第1搬送路と第2搬送路とを有し、
前記第1搬送路及び第2搬送路の両端部には、前記第1搬送路と第2搬送路とを連通する第1連通路及び第2連通路が形成され、
前記現像剤搬送部材は、前記第1搬送路内に設けられて該第1搬送路における現像剤を撹拌しながら所定方向へ搬送する第1搬送部材と、前記第2搬送路内に設けられて該第2搬送路における現像剤を撹拌しながら前記第1搬送部材による現像剤搬送方向とは逆方向へ搬送する第2搬送部材とを有し、
前記現像剤が第1搬送路から第1連通路を介して第2搬送路に搬送され、第2搬送路から第2連通路を介して第1搬送路へ搬送されるように構成され、
前記現像剤搬送部材のうちの前記第1搬送部材が、トナー補給口の下方に配置され、
前記攪拌板は、前記第1搬送部材に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のうちの何れか一項に記載の現像装置。 - 表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラム表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、
前記現像装置として請求項1乃至5のうちの何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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2008
- 2008-08-05 JP JP2008201634A patent/JP2010039169A/ja active Pending
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CN103969991A (zh) * | 2013-01-28 | 2014-08-06 | 富士施乐株式会社 | 显影装置和图像形成设备 |
US9081330B2 (en) * | 2013-01-28 | 2015-07-14 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Developing device and image forming apparatus |
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