JP2010276954A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】現像装置のケーシング内からの浮遊トナーの外部への漏洩を従来にも増して有効に防止することができるようにした上で、現像装置内の所定の部位に現像剤が堆積するのを防止する。
【解決手段】現像装置20のケーシング21には、現像ローラ42と、現像ローラ42に担持させる現像剤の量を規制するブレード43とが内装されている。ケーシング21は、現像ローラ42の下方位置において該現像ローラ42と対向する空気導入部50を有している。この空気導入部50には外部から空気を取り入れるための空気流入孔(具体的には、入気孔518、長尺開口515c、長孔523および角孔524)が設けられている。
【選択図】図7

Description

本発明は、像担持体および現像剤担持体を備えた電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
電子写真方式の画像形成装置は、原稿画像を読み取ったりコンピュータ等の外部機器から伝送されたりした画像情報に基づく光を像担持体(感光体ドラム)の周面に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置からトナーを供給してトナー像を形成させた後、当該トナー像を用紙に転写する。転写処理後の用紙は、トナー像の定着処理が施されたのち外部へ排出される。
ところで、近年、画像形成装置において、カラー印刷化や高速処理化の進行に伴い装置構成が複雑になるとともに、高速処理化に対応するべく現像装置内でのトナー攪拌部材の高速回転が余儀なくされ、これにより現像装置内が大気圧より高い正圧になり易くなっている。現像装置内が正圧になると、現像装置内からのトナーが感光体ドラムへ供給されるに際し、トナーの一部が浮遊トナーとなって感光体ドラムへのトナー供給口から排出され、画像形成装置の装置本体内を汚染するとともに、必要なトナーが静電潜像に供給され難くなる。この結果、感光体ドラムの周面におけるトナーが積層されるべき部分にトナーが供給されない、いわゆるトナー落ち現象が発生する等の不具合が生じ易くなる。
かかる不具合を解消するべく、特許文献1には、トナーの漏洩を防止し得るように改良された現像装置が提案されている。この現像装置は、内部に攪拌ローラと、この攪拌ローラの下流側に配設されトナーを感光体ドラムの周面へ供給する現像ローラとがケーシングに内装されてなる。攪拌部材は、ケーシングの底板より若干上方位置に配設されているとともに、現像ローラは攪拌部材の斜め上方位置に配設されている。
そして、攪拌部材の上方位置には、トナーが現像ローラの周面に向けて流れるようにガイドする仕切り板(特許文献1では流し板)が斜めに設けられている。この仕切り板の存在でケーシング内は上下に2分され、仕切り板の上方のトナーは、当該仕切り板の下端縁部とケーシングの底板との間の隙間を通って仕切り板の下方の空間に供給される。ここへ供給されたトナーは、引き続き攪拌ローラの駆動回転で現像ローラの周面へ汲み上げられ、現像ローラの周面から感光体ドラムの周面へ供給される。
このような現像装置において、前記仕切り板には通気孔が穿設され、攪拌ローラの回転で正圧になった仕切り板より下方の空間の空気を、仕切り板の上方の空間へ当該通気孔を通して抜き出すことが可能とされている。こうすることで、攪拌ローラが設けられている空間の圧力が低くなるため、浮遊トナーを含んだ空気をトナー排出口から外部へ排出するようなことがなくなり、結果としてトナー排出口からの浮遊トナーの漏洩を防止することができる。
特開平10−48946号公報
ところで、特許文献1に記載されているような現像装置にあっては、ケーシング内における仕切り板の下方の空間に存在する浮遊トナーを含んだ空気は、仕切り板に穿設された通気孔を通って仕切り板の上方の空間へ向けて流通されるのであるが、この流通方向は、現像ローラの回転によって感光体ドラムへ送り込まれるトナーの搬送方向と略直交している。
従って、通気孔へ向かおうとする気流の強さは、現像ローラの回転に同伴しようとする空気の流れを打ち消すほどには強力でない場合が多く、結果として現像ローラの回転により浮遊トナーを含む空気が感光体ドラムの周面へ向かって流れてしまい易くなり、同周面に対向したケーシングのトナー供給開口から漏洩してしまうというという問題点が存在する。
本発明は、従来のかかる問題点を解消するべくなされたものであって、現像装置のケーシング内からの浮遊トナーの外部への漏洩を従来にも増して有効に防止することができる現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
本発明の一局面に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持させる現像剤の量を規制するブレードと、前記現像剤担持体を収容するケーシングと、を備え、前記ケーシングは、前記ブレードの上方位置において前記現像剤担持体と対向する壁面を有し、該壁面には空気流入孔が設けられていることを特徴とする(請求項1)。
この構成によれば、現像剤担持体と対向する壁面に設けられた空気流入孔からケーシング内へ流入する空気の流れにより、前記壁面に堆積しようとする現像剤を流動させることができる。これにより、前記壁面への現像剤の堆積を未然に防止することができる。
上記構成において、前記空気流入孔は、前記像担持体に近接する位置に設けられていることが望ましい(請求項2)。
この構成によれば、現像装置のケーシング内には、像担持体に近接する位置から前記像担持体と反対側へ向けて空気流が形成され易くなる。このため、ケーシング内の浮遊トナーを含む空気が前記像担持体の対向開口部から外部への漏出を抑止しつつ、現像剤の堆積を抑止できる。
上記構成において、前記空気流入孔は、前記像担持体の回転方向の上流側に向けて開口する入気孔と、前記入気孔より前記像担持体に近い位置から前記ケーシング内へ空気を導入する導入孔とを備えることが望ましい(請求項3)。
この構成によれば、像担持体の回転に伴い空気を入気孔からケーシング内へ送り込み易くすることができる。そして、入気孔を通った空気は、さらに入気孔より像担持体に近い位置に設けられた導入孔からケーシング内へ導入されるため、像担持体の近傍の浮遊トナーを含む空気が像担持体から離間する方向に向けて流れる空気流を形成することが可能となる。
この場合、前記現像剤担持体は、前記像担持体と対向した現像ローラと、該現像ローラへ現像剤を供給する磁気ローラとを備え、前記ブレードの先端は、磁気ローラの周面と対向し、前記対向壁は、前記ブレードの直上位置に取り付けられる支持部材の上面側に装着された板部材からなり、前記入気孔は、前記支持部材に設けられ、前記導入孔は、前記入気孔から取り入れられた空気を前記磁気ローラの方向へ向かわせる、前記磁気ローラの軸方向に延びる方向に延びる長孔であることが望ましい(請求項4)。
この構成によれば、ケーシング内へ空気を導入する構造を簡単なものにした上で、各種の現像装置に対応させることが可能になり、汎用性を向上させることができる。
本発明に係る画像形成装置によれば、現像装置のケーシング内において飛散した現像剤が堆積することによるトナー落ち現象等を抑止することができる。
本発明に係る画像形成装置の内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。 本発明に係る第1実施形態の空気導入部が適用された現像装置の一実施形態を示す前方右面側から見た斜視図である。 図2のIII−III線断面図である。 第1実施形態の空気導入部を示す分解斜視図である。 図4に示す空気導入部の一部切り欠き組み立て斜視図である。 図5のVI−VI線断面図である。 空気導入部の作用を説明するための正面断面視の説明図である。 第2実施形態に係る空気導入部を示す分解斜視図である。 図8に示す空気導入部の一部切り欠き組み立て斜視図である。 図9のX−X線断面図である。
図1は、本発明に係る画像形成装置の内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。本実施形態においては、画像形成装置10として、コンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像形成処理を行うプリンタを例として挙げている。図1に示すように、画像形成装置10は、箱形を呈した装置本体11内に外部機器からの画像情報に基づき画像形成処理を施す画像形成部12と、この画像形成部12によって形成され、用紙Pに転写された画像に定着処理を施す定着部13と、転写用の用紙を貯留する用紙貯留部14とが内装されているとともに、当該装置本体11の上部に定着処理後の用紙Pが排出される用紙排出部15が形成されることによって構成されている。
前記装置本体11の上面適所には、用紙Pの出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーや出力条件を入力するための各種のキー等が設けられている。
前記画像形成部12は、所定の画像形成処理によって用紙貯留部14から給紙された用紙Pにカラー画像を形成させるものである。本実施形態では、上流側(図1における紙面の右側)から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット12Mと、シアン色の現像剤を用いるシアン用ユニット12Cと、イエロー色の現像剤を用いるイエロー用ユニット12Yと、ブラック色の現像剤を用いるブラック用ユニット12Kとが備えられている。
そして、前記各ユニット12M,12C,12Y,12Kには、感光体ドラム(像担持体)121および現像装置20がそれぞれ備えられている。感光体ドラム121は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像(可視像)を形成させるためのものである。そして、各感光体ドラム121は、図1において反時計方向へ向けて回転しつつ対応した現像装置20からトナーの供給を受ける。各現像装置20には、装置本体11の前面側(図1の紙面の表側)に配設された図略のトナーカートリッジから現像剤が補給されるようになっている。
なお、本実施形態においては、現像剤としてトナーとキャリアとからなる、いわゆる2成分系のものが採用されている。トナーは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が6〜12μmの微粉体である。これに対してキャリアは、磁鉄鉱(Fe)等の粒径が60〜200μmの磁性粒子であり、トナーを帯電させるために使用される。そして、トナーは、図略のトナーカートリッジから現像装置20に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアは、予め所定量が現像装置20内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的である。
各感光体ドラム121の直下位置には帯電装置122がそれぞれ設けられているとともに、各帯電装置122のさらに下方位置には露光装置123が設けられている。そして、各感光体ドラム121は、前記帯電装置122によって周面が一様に帯電され、コンピュータ等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が前記各露光装置123から帯電後の感光体ドラム121の周面に照射される。これにより、各感光体ドラム121の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置20から現像剤の内のトナーのみが供給されることによって、感光体ドラム121の周面にトナー像が形成される。
感光体ドラム121の上方位置には、当該各感光体ドラム121に当接するように駆動ローラ124aおよび従動ローラ124b間に張設された転写ベルト124が設けられている。この転写ベルト124は、各感光体ドラム121に対応してそれぞれ設けられた転写ローラ125によって感光体ドラム121の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム121と同期しながら駆動ローラ124aと従動ローラ124bとの間を周回する。
そして、転写ベルト124が周回することによりその表面に対しマゼンタ用ユニット12Mの感光体ドラム121によるマゼンタトナーのトナー像の転写が行なわれ、ついで転写ベルト124の同一位置にシアン用ユニット12Cの感光体ドラム121によるシアントナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、ついで転写ベルト124の同一位置にイエロー用ユニット12Yの感光体ドラム121によるイエロートナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれ、最後のブラック用ユニット12Kの感光体ドラム121によるブラックトナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。
これによって転写ベルト124の表面には、カラーのトナー像が形成される。この転写ベルト124の表面に形成されたカラーのトナー像が用紙貯留部14から搬送されてきた用紙Pに転写される。
そして、各感光体ドラム121の図1における左方位置には当該感光体ドラム121の周面の残留トナーを除去して清浄化するクリーニング装置126が設けられている。クリーニング装置126によって清浄化処理された感光体ドラム121の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置122へ向かうことになる。
クリーニング装置126で感光体ドラム121の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収され、貯留される。
画像形成部12の図1における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路111が形成されている。この用紙搬送路111には、適所に搬送ローラ対112が設けられ、用紙貯留部14からの用紙がこの搬送ローラ対112の駆動で駆動ローラ124aに掛け回されている転写ベルト124へ向けて搬送される。かかる用紙搬送路111には、駆動ローラ124aと対向した位置に転写ベルト124の表面と当接した第2転写ローラ113が設けられ、用紙搬送路111を搬送されつつある用紙Pが転写ベルト124と第2転写ローラ113とに押圧挟持されることによって転写ベルト124上のトナー像が当該用紙Pに転写される。
前記定着部13は、画像形成部12で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものである。かかる定着部13は、内部に加熱源である通電発熱体を備えた加熱ローラ131と、図1における左方でこの加熱ローラ131と対向配置された定着ローラ132と、この定着ローラ132および前記加熱ローラ131間に張設された定着ベルト133と、この定着ベルト133を介して前記定着ローラ132と対向配置された加圧ローラ134とを備えている。
そして、定着部13へ供給された用紙Pは、転写ベルト124と第2転写ローラ113との間のニップ部を通過するに際し、定着ベルト133からの熱を得てトナー像の定着処理が施される。
定着処理の完了したカラー画像付の用紙Pは、定着部13の上部から延設された排紙搬送路114を通って装置本体11の頂部に設けられた用紙排出部15の排紙トレイ151へ向けて排出される。
前記用紙貯留部14は、装置本体11の図1における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ141と、装置本体11内における露光装置123より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ142とを備えている。用紙トレイ142には複数枚の用紙Pが積層された用紙束P1が貯留される。
前記手差しトレイ141は、用紙Pを1枚ずつ手差し操作で画像形成部12へ向けて給紙するためのものであり、普段は装置本体11の右壁面に収納されているが、手差しで給紙するときのみ、図1に示すように、壁面から引き出されて手差し給紙に供される。
前記用紙トレイ142に貯留された用紙束P1の最上位の用紙Pは、下流端(図1における左端)の上面が用紙束P1からピックアップローラ143の駆動で用紙搬送路111へ向けて繰り出される。1枚ずつ繰り出され用紙Pは、搬送ローラ対112の駆動で用紙搬送路111を通って画像形成部12における第2転写ローラ113と転写ベルト124との間のニップ部へ向けて送り込まれる。
図2は、本発明に係る第1実施形態の空気導入部が適用された現像装置の一実施形態を示す前方右面側から見た斜視図であり、図3は、図2のIII−III線断面図である。なお、図2および図3において、X−X方向を左右方向、Y−Y方向を前後方向といい、特に−X方向を左方、+X方向を右方、−Y方向を前方、+Y方向を後方という。
図2および図3に示すように、現像装置20は、前後方向に長尺のケーシング21の中に現像剤を攪拌する現像剤攪拌機構30と、この現像剤攪拌機構30によって攪拌処理された現像剤を感光体ドラム121の周面に向けて供給する現像剤供給機構40と、外部から適正に空気を導入することによってケーシング21内の後述する所定の死角位置に現像剤が堆積するのを気流によって防止するべく外部(現像装置20外)から空気を取り入れるための空気導入部50とを備えて構成されている。因みに、本実施形態においては、前記空気導入部50は、ケーシング21の一部として位置付けられている。
前記ケーシング21は、図2に示すように、前記現像剤攪拌機構30が装着される下部ハウジング22と、この下部ハウジング22の上部に連設された、前記現像剤供給機構40が装着される上部ハウジング23とからなる2段構造で構成されている。このようなケーシング21の後端部には、図略の駆動モータからの駆動力を現像剤攪拌機構30および現像剤供給機構40に伝達するギヤ機構を収納するためのギヤ機構収納部24が形成されている。
前記下部ハウジング22は、前端部が上部ハウジング23の前端部より若干前方に向けて突設され、この前方に突設された部分の上面に図略のトナーカートリッジからのトナーを受け入れるためのトナー受け入れ開口221が設けられているとともに、このトナー受け入れ開口221を開閉可能に閉止する開閉蓋222が設けられている。
前記開閉蓋222は、トナーカートリッジが装置本体11に装着される前は、図2に矢印で示すように、所定の軸回りに回動されて閉止されている。そして、かかる開閉蓋222は、トナーカートリッジが装置本体11に装着されることによる所定の操作レバーの押圧で開放され、これによってトナーカートリッジからのトナーがトナー受け入れ開口221を介して下部ハウジング22内に供給される。
また、前記上部ハウジング23には、左壁面に所定の上下寸法で前後方向に長尺に形成された、前記感光体ドラム121の周面と対向するトナー供給開口(対向開口部)231が設けられている。そして、上部ハウジング23内に汲み上げられた現像剤の内のトナーのみがトナー供給開口231を通って感光体ドラム121(図3)の周面へ向けて供給される。そして、感光体ドラム121へ供給されずに余ったトナーおよびキャリアは、下部ハウジング22内へ戻される。
前記トナー攪拌機構30は、図2および図3に示すように、下部ハウジング22内の右方位置で前後方向に延びた第1スパイラルフィーダ31と、下部ハウジング22内における第1スパイラルフィーダ31の左方位置で隔壁25(図3)を介して平行に配設された第2スパイラルフィーダ32とを備えている。前記トナー受け入れ開口221(図2)を介して下部ハウジング22内に供給されたトナーは、既存のキャリアとともに第1スパイラルフィーダ31の駆動回転によって後方(図3の紙面の裏側)に向かって搬送される。
一方、前記隔壁25には、その後端および前端に連絡開口251がそれぞれ設けられている。因みに、図3では後端の連絡開口251を点線で示している。そして、第1スパイラルフィーダ31の駆動で下部ハウジング22内の隔壁25の右側の空間を後方に向けて搬送された現像剤は、後方の連絡開口251を通って隔壁25の左側の空間に搬入され、ここで第2スパイラルフィーダ32の駆動により前方に向けて搬送されつつ、一部が下部ハウジング22の隔壁25の左側と上部ハウジング23との間に形成された前後方向に長尺の汲み上げ空間26(図3)を通って上方の上部ハウジング23へ向けて汲み上げられる。一方、汲み上げられなかった残部の現像剤は、前方の連絡開口251を通って隔壁25の右側の空間に戻され循環搬送される。
前記現像剤供給機構40は、現像剤攪拌機構30の駆動で下部ハウジング22内から上部ハウジング23内へ汲み上げられた現像剤の内のトナーのみを感光体ドラム121へ供給するためのものである。かかる現像剤供給機構40は、上部ハウジング23の右方で前記第2スパイラルフィーダ32と対向配置された前後方向に延びる磁気ローラ41と、上部ハウジング23内における磁気ローラ41の左斜め上方位置で当該磁気ローラ41と平行に、かつ、周面同士が僅かな隙間を介して互いに対向するように配設された現像ローラ(現像剤担持体)42と、先端縁部が磁気ローラ41の左下周面に対向され、かつ、磁気ローラ41の周面に積層された現像剤の量を所定の値に規制するブレード43とを備えている。磁気ローラ41の周面に積層される現像剤の量を所定の値にするために、ブレード43の先端縁と磁気ローラ41の周面との間に形成される隙間は、状況に応じて最も適した値に設定される。
前記磁気ローラ41は、上部ハウジング23の前後の壁を貫通した磁気ローラ軸411回りに同心で相対回転可能に軸支されている。一方、前記現像ローラ42は、現像ローラ軸421回りに同心で回転可能に軸支されている。
そして、磁気ローラ41は、図略の駆動モータの駆動力がギヤ機構収納部24内の図略のギヤ機構を介して伝達されることにより磁気ローラ軸411回りに時計方向に向けて相対回転するとともに、前記現像ローラ42は、この磁気ローラ41の回転に前記図略のギヤ機構を介して従動し、現像ローラ軸421回りに時計方向に向けて回転するようになされている。
前記磁気ローラ41は、非磁性の例えばアルミニウム等からなる筒状のスリーブ412と、このスリーブ412が外嵌される円柱状磁石部413とを備えている。円柱状磁石部413は、磁気ローラ軸411と一体で回転しない(すなわち固定されている)のに対し、スリーブ412は、磁気ローラ軸411の軸心を中心として円柱状磁石部413回りに時計方向へ向けて回転することができる。
前記円柱状磁石部413には、スリーブ412の回転と磁気の作用との協働で現像剤を効果的に汲み上げるべく、磁極の位置が適正に設定された複数の永久磁石が設けられている。そして、前記スリーブ412の回転に伴って下部ハウジング22内の現像剤が適正に上部ハウジング23内に汲み上げられるとともに、スリーブ412の周面から現像ローラ42の周面への現像剤の供給が適正に行われる。
前記ブレード43は、平面視で細長い矩形状を呈し、前後方向の長さ寸法が磁気ローラ41の長さ寸法と略同一に設定されている。かかるブレード43は、ケーシング21の左方壁(対向壁)211の上縁部から磁気ローラ41の周面へ向けて右上がりに傾斜して突設されたブレード支持板212上面側に固定されている。
従って、磁気ローラ軸411回りの時計方向へ向かう磁気ローラ41の回転によってケーシング21内の汲み上げ空間26から汲み上げられ磁気ローラ41のスリーブ412に積層された現像剤は、ブレード43の先端とスリーブ412の周面との間の隙間を通過することにより所定の現像剤量に設定され、この設定量の現像剤が現像ローラ軸421回りに時計方向へ向けて回転している現像ローラ42の周面へ移行される。
また、本実施形態においては、上部ハウジング23における磁気ローラ41の直上位置に、ケーシング21内の空気を外部へ排出するとともに、このとき合わせて空気中の浮遊トナーを集塵する慣性集塵器27が設けられている。この慣性集塵器27は、第2スパイラルフィーダ32および磁気ローラ41の駆動回転によって正圧になったケーシング21内の空気を外部へ排出するとともに、排出空気中に含まれる浮遊トナーを集塵するためのものである。
このような慣性集塵器27は、前後方向(図3の紙面に直交する方向)に長尺の箱形を呈する集塵ボックス271と、この集塵ボックス271内に配設された複数枚の邪魔板276とを備えている。前記集塵ボックス271は、上部ハウジング23の前後寸法より若干短めの底板272と、この底板272の左右の縁部からそれぞれ立設された互いに平行な一対の側板273と、これら一対の側板273の上縁部間に架設された天板274と、これら底板272、一対の側板273および天板274によって形成された細長い角筒体の前後の端面を閉止する前後一対の端面板275とを備えている。
一方、上部ハウジング23における磁気ローラ41の直上位置には、左右一対の前後方向へ延びる集塵器装着壁232が立設されている。これら一対の集塵器装着壁232の左右方向の内寸歩は、前記集塵ボックス271の一対の側板273間の外寸法より僅かに大きめに設定されている。従って、一対の集塵器装着壁232間に集塵ボックス271を装着することができる。
前記底板272には、空気流入口272aが設けられているとともに、前記天板274には、空気流出口274aが設けられている。また、前記上部ハウジング23には、一対の集塵器装着壁232間の位置に空気流通孔233が設けられている。従って、現像剤攪拌機構30および磁気ローラ41等が駆動することで空気導入部50を介して導入された外気により正圧になったケーシング21内の空気は、空気流通孔233および空気流入口272aを介して集塵ボックス271内へ導入され、邪魔板276との衝突で慣性集塵が施された後に空気流出口274aを通って外部へ排出される。
前記邪魔板276は、複数枚のそれぞれが前記一対の側板273の対向面から交互に互いに対向する方向に向けて突設され、これによって正面視でジグザグ状の空気の流通路が形成されている。従って、集塵ボックス271内に導入された空気は、ジグザグの流通路により複数回の180°の方向転換を行い、この方向転換時に浮遊トナーが慣性で取り除かれるため、浮遊トナーがケーシング21内から外部に排出されることが有効に防止される。
そして、本実施形態においては、図7に示すように、ブレード43の先端と磁気ローラ41の周面との間の隙間d1の寸法は0.37±0.04mmに設定され、磁気ローラ41の周面と現像ローラ42の周面との間の隙間d2の寸法は0.28±0.05mmに設定され、現像ローラ42の周面と感光体ドラム121の周面との間の隙間d3の寸法は0.12±0.05mmに設定されている。しかしながらこれらの隙間d1,d2,d3の各寸法は、それぞれ前記値に限定されるものではなく、現像装置20の機種や操業条件等に応じて最適な値が設定される。
以下、図4〜図6を基に、必要に応じて他の図面も参照しながら空気導入部50について説明する。図4および図5は、空気導入部50の一実施形態を示す斜視図であり、図4は、分解斜視図、図5は、一部切り欠き組み立て斜視図である。また、図6は、図5のVI−VI線断面図である。なお、図4〜図6におけるXおよびYによる方向表示は、図2の場合と同様(−X:左方、+X:右方、−Y:前方、+Y:後方)である。
まず、図4に示すように、空気導入部50は、ケーシング21の左方壁211におけるトナー供給開口231の下縁部の位置に固定される支持枠体51と、この支持枠体51に支持されたプレート部材52と、このプレート部材52に装着されたシール用フィルム53とを備えている。
前記支持枠体51は、−Y方向から見た正面視で後方が尖った横向きのV字状を呈している。かかる支持枠体51は、それぞれ下部アーム512および上部アーム513からなる左右方向一対のV字側板511と、これら一対のV字側板511の各下部アーム512間に架設された前方に向かって先下がりの下部傾斜板514と、同各上部アーム513間に架設された前方に向かって先上がりの上部傾斜板515とを備えている。
下部傾斜板514は、一対の下部アーム512の上縁部間に架設されているのに対し、上部傾斜板515は、一対の上部アーム513の下縁部間に架設されている。そしてこれら下部傾斜板514および上部傾斜板515間には、左右方向に等ピッチで複数枚の補強板516が介設され、これらの補強板516の存在で支持枠体51が強度的に丈夫なものになっている。
また、互いに隣接された補強板516間には、下部傾斜板514の左端部から立設された漏洩防止板519が架設されている。この漏洩防止板519は、下部傾斜板514上に堆積した現像剤が外部へ漏洩するのを防止するためのものである。従って、たとえ気流の状況によりトナーが下部傾斜板514上に滞留し堆積しても、この堆積トナーが下部傾斜板514上を滑り落ちて外部へ飛散するような不都合が生じることを有効に防止することができる。
前記各補強板516間には、入気孔(空気流入孔)518がそれぞれ形成され、これらの入気孔518から外部の空気が空気導入部50を介して(具体的には、上部傾斜板515に設けられた長尺開口515c並びにプレート部材52に設けられた後述の長孔523および角孔524を介して)ケーシング21における磁気ローラ41,現像ローラ42および感光体ドラム121に囲繞された空間内へ導入される。かかる入気孔518は、図3に示すように、感光体ドラム121の回転方向の上流側(図3に示す例では感光体ドラム121の下側)に向けて開口されている。
そして、特に上部傾斜板515は、上部アーム513の後端位置から前方へ向けて突設された上部アーム513の上縁部と同一傾斜角度の高勾配傾斜板515aと、この高勾配傾斜板515aの前縁部から上部アーム513の前端を僅かに超えた位置まで延設された高勾配傾斜板515aより傾斜角度が緩やかな低勾配傾斜板515bとからなっている。
前記低勾配傾斜板515bには、左右方向の略全長に亘るように延びた長尺開口515cが設けられているとともに、後端側の左右の端部には、上下方向に延びる上面開口のネジ孔515eの螺設されたネジ座515dがそれぞれ設けられている。
また、各下部アーム512の前端部には、互いに反対方向へ向けて突設された被装着部517がそれぞれ設けられている。これらの被装着部517は、空気導入部50をケーシング21(図2)へ装着するためのものである。因みに、実際の被装着部517は、ケーシング21のローカルコンディションに合わせて複雑な形状を呈しているが、図4では単純化して示している。
前記プレート部材52は、前記支持枠体51における各V字側板511の上部アーム513に支持されるものである。かかるプレート部材52は、前記一対のV字側板511の上縁部間に架設されるプレート本体(現像剤担持体と対向する壁面の一部)521と、このプレート本体521の前縁部から垂下された、V字側板511の上部アーム513の前縁部に沿う垂下板522とを備えている。
前記下部アーム512の前縁部の近傍には、等ピッチで左右方向へ延びた複数の長孔(入気孔(空気流入孔))523が穿設されているとともに、隣設された長孔523間における若干後方へ寄った位置には、角孔(入気孔(空気流入孔))524がそれぞれ穿設されている。これら長孔523および角孔524によって、プレート本体521の必要強度を確保しつつ、当該プレート本体521の全長に亘り空気流入孔が設けられた状態になっている。
前記長孔523および角孔524は、可能な限り感光体ドラム121に近い位置に設けることが好ましい。こうすることで、長孔523および角孔524からケーシング21内へ導入された空気は、磁気ローラ41の回転に誘引されて当該磁気ローラ41の方向へ向けて流れるため、感光体ドラム121の近傍で浮遊している浮遊トナーT2(図7)がトナー供給開口231から漏洩することを防止することができる。
また、プレート本体521には、前記支持枠体51の低勾配傾斜板515bに設けられた一対のネジ座515dの各ネジ孔515eに対応した位置に貫通孔525が穿設されている。そして、プレート本体521を一対の上部アーム513間に架設した状態で、ビスBを各貫通孔525に差し通し、引き続き各ネジ孔515eに螺着し締結することによって、プレート部材52は、図5に示すように、支持枠体51に装着される
前記シール用フィルム53は、空気導入部50を有するケーシング21が画像形成装置10の装置本体11に装着された状態で、その上縁部側が、図3に示すように、感光体ドラム121の周面に当接されるものである。
かかるシール用フィルム53は、左右の長さ寸法が前記プレート部材52の長さ寸法と略同一に設定されているとともに、上下幅寸法は、上縁部が感光体ドラム121の周面に到達し得る寸法に設定されている。
一方、プレート部材52の垂下板522の外面(右面)側には、両面にそれぞれ粘着剤が塗布されてなる両面テープ526が貼着されている。従って、前記シール用フィルム53の下半分を両面テープ526に貼着することによって、図5に示すように、空気導入部50の左端位置にシール用フィルム53が取り付けられた状態になる。
このようなシール用フィルム53が採用されることにより、ケーシング21のトナー供給開口231下部からのトナの漏洩を有効に防止することができる。また、感光体ドラム121の回転に伴い連れ回る空気流を入気孔518から取り入れ易くなり、長孔523を介して導入された磁気ローラ41側へ向かう気流によってこのプレート本体521上に堆積されることはない。
以下、図7を基に必要に応じて他の図面も参照しながら、空気導入部50の作用について説明する。図7は、空気導入部50の作用を説明するための正面断面視の説明図である。なお、図7においては、各部材を単純化して模式的に示している。また、図7におけるXによる方向表示は図2の場合と同様(−X:左方、+X:右方)である。
まず、磁気ローラ41が、図7に矢印で示すように、ローラ心回りに時計方向に向けて回転すると、汲み上げ空間26内の現像剤Tは、磁気ローラ41内に設けられた円柱状磁石部413(図3)の磁力の作用で磁気ローラ41の外周面(詳しくは円柱状磁石部413に外嵌されたスリーブ412(図3)の外周面)に吸着され、層状でブレード43に到達する。
そして、この現像剤Tは、このブレード43の先端と磁気ローラ41の周面との間の隙間d1を通過する際に当該隙間d1を超える部分がブレード43によって削ぎ取られ、所定の層厚になって現像ローラ42の周面へ向かうことになる。
かかる現像剤Tが磁気ローラ41の周面と現像ローラ42の周面との間の隙間d2に到達すると、今度は、現像ローラ42に内装された磁石の磁力によって磁気ローラ41の周面の現像剤Tがローラ心回りに時計方向へ回転している現像ローラ42の周面へ移行される。
ついで、現像ローラ42の周面へ移行した現像剤Tは、当該現像ローラ42の時計方向へ向かう回転によって下からドラム心回りに反時計方向へ向けて回転している感光体ドラム121の周面へ近付いていき、現像剤Tの内のトナーT1のみが当該感光体ドラム121の周面上で静電潜像が形成されている部分へ向けて移行する。これによって感光体ドラム121の周面には静電潜像に沿ったトナー像が形成される。
ところで、このような現像剤Tの磁気ローラ41から現像ローラ42への移行時および現像剤Tの内のトナーT1の現像ローラ42から感光体ドラム121への移行時や、現像ローラ42および磁気ローラ41の回転による搬送により、磁気ローラ41、現像ローラ42、感光体ドラム121およびプレート本体521によって囲繞された囲繞空間Sへ飛び出して浮遊することがある。このようにして形成された浮遊トナーT2は、囲繞空間S内の空気中に漂った状態になっている。
一方、囲繞空間S内には、図7に示すように、磁気ローラ41の時計方向へ向かう回転に伴って連れ回る空気流Aが形成されるとともに、現像ローラ42の時計方向に向かう回転に伴って連れ回る空気流Bが形成される。従って、磁気および現像ローラ41,42の対向部の隙間d2では、現像剤が少し溜まった状態になっていることから、これが抵抗になって磁気および現像ローラ41,42間には空気流はほとんど形成されない。
結果として囲繞空間S内には、空気流A、Bによって磁気および現像ローラ41,42の対向部の磁気ローラ41の隙間d2に対応した部分が斜め上に凸になった山なりの空気流Cが形成されることになる。
また、ブレード43の下面側(汲み上げ空間26側)は、現像剤が溜まった状態になっているため、ブレード43の先端と磁気ローラ41の周面との間の隙間d1から囲繞空間Sへ向かう気流はほとんど生じない。そうすると、空気流Aの上流側が負圧になる。そして、磁気および現像ローラ41,42の回転によって囲繞空間S内に空気流A→空気流C→空気流Bと空気が流れるため、プレート本体521の長孔523および角孔524から囲繞空間S内に導入された点線矢印で示す気流は、負圧になっている空気流Aの上流側、すなわちブレード43の先端側に向けて流れることになる。
従って、長孔523および角孔524を通って囲繞空間S内に空気が導入されない場合には、プレート本体521の上面に堆積したトナー塊が振動などでプレート本体521上を滑落し、ブレード43の先端によって止められると、磁気ローラ41の周面における現像剤と一緒にトナー塊のまま搬送されて、感光体ドラム121上にトナー塊が現像され、これによりトナー落ち画像になったり、またはトナー塊の部分が現像されずに色が抜けた色落ち画像が形成されてしまったりするという不具合が生じるのであるが、本実施形態においては、長孔523および角孔524から囲繞空間S内に導入された図7に点線矢印で示す気流が空気流Aの上流側にまで到達するので、浮遊トナーT2がプレート本体521の上面に堆積するのを有効に防止することができる。
図8および図9は、第2実施形態に係る空気導入部50′を示す斜視図であり、図8は、分解斜視図、図9は、一部切り欠き組み立て斜視図である。また、図10は、図9のX−X線断面図である。なお、図8〜図10におけるXおよびYによる方向表示は、図2の場合と同様(−X:左方、+X:右方、−Y:前方、+Y:後方)である。
第2実施形態の空気導入部50′は、その支持枠体51の左面に形成された入気孔518の入口側に、第1実施形態におけるそれぞれが補強板516間に隣設された前後方向に短尺の複数枚の漏洩防止板519に代えて、支持枠体51の前後長と略同一の前後長を有する長尺の端部気流規制板54が採用されている。第2実施形態の空気導入部50′のその他の構成は、第1実施形態の空気導入部50と同一である。
前記端部気流規制板54は、支持枠体51における複数の入気孔518の内の前後の各端部のものを所定範囲に亘って封止し、これによって入気孔518を通って支持枠体51内へ導入される気流が支持枠体51内および囲繞空間S(図7)内で前後の端部に偏るのを防止するためのものであり、硬質の合成樹脂製の薄い板体によって形成されている。
かかる端部気流規制板54は、前後長が支持枠体51の前後一対の下部アーム512間の内寸法と略同一で、かつ、上下寸法が前記入気孔518の略下半分を覆うことができるように寸法設定された規制板本体541と、この規制板本体541の両端の上縁部から上方へ向けて突設された前後一対の端部閉止片542とからなっている。
前記各端部閉止片542は、本実施形態においては、長さ寸法(前後寸法)がそれぞれ規制板本体541の前後寸法の1/10〜1/9に設定されているとともに、上下寸法は、入気孔518を確実に閉止し得る寸法に設定されている。
一方、支持枠体51の左面下部には、一対の下部アーム512間に架設された左面架設板512aが設けられている。この左面架設板512aには、その外面(左面)側に両面テープ543貼着される。従って、端部気流規制板54を支持枠体51に装着するには、その規制板本体541をこの両面テープ543に押し付ければよい。こうすることで端部気流規制板54を容易かつ迅速に支持枠体51に装着することができる。
第2実施形態の空気導入部50′によれば、入気孔518を通して現像装置20内に吸引された空気が、端部気流規制板54の一対の端部閉止片542によって前後方向の両端部に向かうのを規制することができる。従って、トナー画像を形成するためにはそれ程寄与することのない現像装置20内の両端部に現像剤が偏ってしまうことを有効に防止することができる。結果として、吸引された空気の気流が、トナーの溜まりやすいプレート本体521の前後方向の中央部に向けて集中的に供給されるため、プレート本体521上にトナーが堆積するのをより効果的に防止することができる。
以上詳述したように、本実施形態に係る画像形成装置10は、周面に静電潜像が形成される感光体ドラム121と、この感光体ドラム121に現像剤を供給することにより静電潜像に沿ったトナー像を形成させる現像装置20とを少なくとも備えてなるものである。
そして、現像装置20のケーシング21には、現像ローラ42と、現像ローラ42に担持させる現像剤の量を規制するブレード43とが内装されている。ケーシング21は、現像ローラ42の下方位置において該現像ローラ42と対向する空気導入部50,50′を有し、この空気導入部50,50′には外部から空気を取り入れるための空気流入孔(具体的には入気孔518、長尺開口515c、長孔523および角孔524)が設けられている。
かかる構成によれば、空気流入孔からケーシング21内へ流入する空気の流れにより、空気導入部50,50′の構成要素であるプレート部材52のプレート本体(壁面)521上に堆積しようとする現像剤を流動させて移動させることができるため、プレート本体521上へ現像剤が堆積するのを未然に防止することができる。これにより現像装置のケーシング21内において現像剤が滞留し堆積して固化することを抑止することができるため、現像ローラ42による現像剤の回収性が向上するとともに、トナー落ち現象等を有効に抑止することができる。
また、本実施形態においては、空気流入孔は、感光体ドラム121に近接する位置に設けられているため、現像装置のケーシング21内には、感光体ドラム121に近接する位置から感光体ドラム121と反対側へ向けて空気流を形成させ得るようになる。これによりケーシング21内の浮遊トナーT2(図7)を含む空気が現像装置20のトナー供給開口231から外部への漏出を抑止しつつ、現像剤のプレート本体521上への堆積を抑止することができる。
また、本実施形態においては、空気導入部50に設けられる空気流入孔は、前述したとおり、感光体ドラム121の回転方向の上流側に向けて開口する入気孔518、この入気孔518より感光体ドラム121に近い位置からケーシング21内へ空気を導入する長尺開口515c、さらにプレート本体521に設けられた長孔523および角孔524が採用されている。
かかる構成によれば、感光体ドラム121の回転に同伴して移動する空気を入気孔518からケーシング21内へ送り込み易くすることができる。そして、入気孔518を通った空気は、さらに入気孔518より感光体ドラム121に近い位置に設けられた導入孔からケーシング21内へ導入されるため、感光体ドラム121の近傍の浮遊トナーT2を含む空気が感光体ドラム121から離間する方向に向けて流れる空気流を形成することができる。
そして、現像装置20に設けられる第1実施形態の空気導入部50にあっては、入気孔518の下半分の部分に下部傾斜板514から立設された漏洩防止板519が設けられているため、下部傾斜板514上に溜まった現像剤が滑り落ちて現像装置20の外部へ飛散するのを有効に阻止することができる。
また、現像装置20に設けられる第2実施形態の空気導入部50′にあっては、両端部に端部閉止片542がそれぞれ設けられた長尺の端部気流規制板54が支持枠体51の入気孔518に設けられているため、現像装置20内へ吸引された空気流が囲繞空間S(図7)内で両端へ偏って流れることが防止され、これによってプレート本体521上の中央部に溜まり易いトナーの堆積を有効に防止することができる。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
(1)上記の実施形態においては、画像形成装置10としてプリンタを例に挙げて説明したが、画像形成装置10がプリンタであることに限定されるものではなく、複写機であってもよいし、ファクシミリ装置であってもよい。
(2)上記の実施形態においては、画像形成装置10としてカラー印刷用のものを例に挙げて説明したが、画像形成装置10がカラー印刷用のものであることに限定されるものではなく、モノクロ印刷用のものであってもよい。
(3)上記の実施形態においては、像担持体として感光体ドラム121を例に挙げて説明したが、感光体ドラム121に代えて一対のローラ間で周回可能に張設された、いわゆる感光体ベルトを採用してもよい。
(4)上記の実施形態においては、現像装置20のケーシング21の囲繞空間S内へ外気を導入するべく、ケーシング21に空気導入部50が設けられ、この空気導入部50のプレート部材52に空気流入孔としての長孔523および角孔524が設けられているが、こうする代わりに空気導入部50を採用しないでケーシング21の適所(具体的に上記実施形態においては、空気導入部50が設けられない場合であって、上縁部が感光体ドラム121の周面近傍まで延設された状態の左方壁211)に空気流入孔を設けてもよい。
(5)上記の実施形態において、ブレード43を下部傾斜板514と一体的に磁気ローラ41へ向けて振動的に正逆移動させてもよい。かかる構成を実現するためには、ブレード43の左右方向の端部であって、磁気ローラ41と干渉しない位置に偏心カムの周面を当接させ、偏心カムを所定の駆動モータの駆動で偏心回転させるようにすればよい。こうすることで下部傾斜板514を介してプレート本体521をも振動させることができるため、プレート本体521上へのトナーの堆積をより効果的に抑制することができる。
10 画像形成装置 11 装置本体
111 用紙搬送路 112 搬送ローラ対
113 第2転写ローラ 114 排紙搬送路
12 画像形成部 12M マゼンタ用ユニット
12C シアン用ユニット 12Y イエロー用ユニット
12K ブラック用ユニット 121 感光体ドラム(像担持体)
122 帯電装置 123 露光装置
124 転写ベルト 124a 駆動ローラ
124b 従動ローラ 125 転写ローラ
126 クリーニング装置 13 定着部
131 加熱ローラ 132 定着ローラ
133 定着ベルト 134 加圧ローラ
14 用紙貯留部 141 手差しトレイ
142 用紙トレイ 143 ピックアップローラ
15 用紙排出部 151 排紙トレイ
20 現像装置 21 ケーシング
211 左方壁(対向壁) 212 ブレード支持板
22 下部ハウジング 221 トナー受け入れ開口
222 開閉蓋 23 上部ハウジング
231 トナー供給開口(対向開口部)
232 集塵器装着壁 233 空気流通孔
24 ギヤ機構収納部 25 隔壁
251 連絡開口 26 汲み上げ空間
27 慣性集塵器 271 集塵ボックス
272 底板 272a 空気流入口
273 側板 274 天板
274a 空気流出口 275 端面板
276 邪魔板
30 現像剤攪拌機構 31 第1スパイラルフィーダ
32 第2スパイラルフィーダ 40 現像剤供給機構
41 磁気ローラ 411 磁気ローラ軸
412 スリーブ 413 円柱状磁石部
42 現像ローラ 421 現像ローラ軸
43 ブレード 50,50′ 空気導入部
51 支持枠体 511 V字側板
512 下部アーム 512a 左面架設板
513 上部アーム 514 下部傾斜板
515 上部傾斜板 515a 高勾配傾斜板
515b 低勾配傾斜板 515c 長尺開口
515d ネジ座 515e ネジ孔
516 補強板 517 被装着部
518 入気孔(空気流入孔) 519 漏洩防止板
52 プレート部材 521 プレート本体(現像剤担持体と対向する壁面の一部)
522 垂下板 523 長孔(導入孔(空気流入孔))
524 角孔(導入孔(空気流入孔))
525 貫通孔 526 両面テープ
53 シール用フィルム 54 端部気流規制板
541 規制板本体 542 端部閉止片
543 両面テープ P 用紙
P1 用紙束 S 囲繞空間
T 現像剤 T1 トナー
T2 浮遊トナー
d1 ブレードの先端と磁気ローラの周面との間の隙間
d2 磁気ローラの周面と現像ローラの周面との間の隙間
d3 磁気ローラの周面と感光体ドラムの周面との間の隙間

Claims (4)

  1. 静電潜像が形成される像担持体と、
    前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体に担持させる現像剤の量を規制するブレードと、
    前記現像剤担持体を収容するケーシングと、を備え、
    前記ケーシングは、前記ブレードの上方位置において前記現像剤担持体と対向する壁面を有し、該壁面には空気流入孔が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記空気流入孔は、前記像担持体に近接する位置に設けられていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記空気流入孔は、
    前記像担持体の回転方向の上流側に向けて開口する入気孔と、
    前記入気孔より前記像担持体に近い位置から前記ケーシング内へ空気を導入する導入孔と、
    を備えることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
  4. 前記現像剤担持体は、前記像担持体と対向した現像ローラと、該現像ローラへ現像剤を供給する磁気ローラとを備え、
    前記ブレードの先端は、磁気ローラの周面と対向し、
    前記対向壁は、前記ブレードの直上位置に取り付けられる支持部材の上面側に装着された板部材からなり、
    前記入気孔は、前記支持部材に設けられ、
    前記導入孔は、前記入気孔から取り入れられた空気を前記磁気ローラの方向へ向かわせる、前記磁気ローラの軸方向に延びる方向に延びる長孔であることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
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