JP2015191133A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】現像剤担持体の軸方向に沿って現像剤の濃度の不均一を低減すること。【解決手段】表面に現像剤を保持して回転する現像剤保持体(R0y)と、現像容器(V)内の現像剤を撹拌しながら搬送する第1の搬送部材(16)と、第1の搬送部材(16)とは逆方向に現像剤を撹拌しながら搬送する第2の搬送部材(17)と、現像容器(V)の内部を第1の収容室(6)と第2の収容室(7)とに仕切る仕切部材(8)と、現像剤保持体(R0y)から離脱した現像剤を第2の収容室(7)に向けて案内する案内部材(23)と、第2の流入部(8b)に対して、第2の搬送部材(17)の現像剤の搬送方向の上流側において、仕切部材(8)に形成され、第2の収容室(7)から第1の収容室(6)に現像剤を流入させる移動部(22)と、を備えた現像装置(Gy)。【選択図】図4

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。
従来の複写機やプリンタ等の画像形成装置において、潜像を可視像に現像する現像装置に関して、以下の特許文献1〜4に記載の技術が従来公知である。
特許文献1としての特開2011−2760号公報には、現像ローラ(12)の右下方の現像剤供給回収部(17)に搬送スクリュー(13)が配置され、現像ローラ(12)から離脱した現像剤が回収される現像装置(9)が記載されている。特許文献1に記載の現像装置(9)では、搬送スクリュー(13)の右方の現像剤撹拌部(18)に第1撹拌スクリュー(14)、第2撹拌スクリュー(15)が並行して配置されている。特許文献1に記載の現像装置(9)では、現像剤供給回収部(17)と現像剤撹拌部(18)との間は、仕切壁(16)で仕切られ、仕切壁(16)の前後両端の連通部(19a,19b)で現像剤供給回収部(17)と現像剤撹拌部(18)とが接続されている。なお、現像剤撹拌部(18)の内部は、第1撹拌スクリュー(14)と第2撹拌スクリュー(15)との間に、底面(27)から突起するガイド(24)が配置されており、第1撹拌スクリュー(14)と第2撹拌スクリュー(15)との間は、一部の現像剤が相互に移動可能に構成されている。
特許文献2としての実開平5−83776号公報には、磁気ローラ(15)の側方に、一対の送りフィン(24,25)が水平方向に並行に配置された現像装置が記載されている。特許文献2に記載の構成では、送りフィン(24,25)の間には、仕切る部材が配置されていない。
特許文献3としての特許第3610750号公報には、現像剤担持ロール(22)の上方に配置された一対のオーガ(26a,26b)で現像剤を撹拌して、現像剤供給口(29)から落下した現像剤が現像剤担持ロール(22)に供給される構成が記載されている。なお、現像剤担持ロール(22)に供給後、余った現像剤は、現像剤担持ロール(22)の右上方に配置された現像剤運搬ロール(24_1,24_2)でオーガ(26b)に戻されている。
特許文献4としての特開平11−161020号公報には、現像剤担持体(3)の右下方に一対のオーガ(7,8)が配置され、オーガ(7,8)の間に隔壁(49)を設けず、オーガ(7,8)の間で現像剤が移動可能な構成が記載されている。
特開2011−2760号公報(「0036」〜「0041」、図4〜図6) 実開平5−83776号公報(図1,図2) 特許第3610750号公報(「0031」〜「0036」、図2) 特開平11−161020号公報(「0026」〜「0031」、図1〜図4)
本発明は、現像剤担持体の軸方向に沿って現像剤の濃度の不均一を低減することを技術的課題とする。
前記技術的課題を解決するために、請求項1に記載の発明の現像装置は、
現像剤が収容される現像容器と、
前記現像容器内に配置され、表面に現像剤を保持して回転して、潜像が形成された像保持体に対向する現像剤保持体と、
回転軸と、前記回転軸に支持された搬送羽根と、を有し、前記現像容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する第1の搬送部材と、
回転軸と、前記回転軸に支持された搬送羽根と、を有し、前記第1の搬送部材と並行して配置され、前記第1の搬送部材とは逆方向に現像剤を撹拌しながら搬送する第2の搬送部材と、
前記第1の搬送部材と前記第2の搬送部材との間に配置されて、前記現像容器の内部の空間を、前記第1の搬送部材が配置される第1の収容室と、前記第2の搬送部材が配置される第2の収容室とに仕切る仕切部材と、
前記現像剤保持体から離脱した現像剤を、前記第2の収容室に向けて案内する案内部材と、
前記第1の搬送部材の現像剤の搬送方向の下流端部に形成され、前記第1の収容室から前記第2の収容室に向けて現像剤を流入させる第1の流入部と、
前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向の下流端部に形成され、前記第2の収容室から前記第1の収容室に向けて現像剤を流入させる第2の流入部と、
前記第2の流入部に対して、前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向の上流側において、前記仕切部材に形成され、前記第2の収容室と前記第1の収容室との間で現像剤が移動可能な移動部と、
を備え、
重力方向の上方からの前記現像剤保持体の射影範囲内に前記第1の搬送部材の回転軸が配置され、
前記現像剤保持体に対して前記像保持体とは反対側において、前記現像剤保持体の外表面に接する重力方向に延びる第1の仮想接線と、前記第1の搬送部材に対して前記像保持体とは反対側において、前記第1の搬送部材の搬送羽根の外端に接する重力方向に延びる第2の仮想接線と、を仮定した場合に、前記第1の仮想接線よりも前記第2の仮想接線の方が水平方向で前記像保持体よりも遠い側に配置され、
前記第1の仮想接線と前記第2の仮想接線との水平方向の距離を第1の距離とし、前記現像剤保持体に対して前記像保持体とは反対側において、前記像保持体の回転中心と前記現像容器の内面との水平方向の距離を第2の距離とした場合に、前記第1の距離が前記第2の距離に比べて短く設定された
ことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、
前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向に沿って、間隔をあけて複数形成された前記移動部、
を備えたことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、
前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向に沿って下流側に行くにつれて、現像剤が流入可能な面積が大きくなるように設定された前記移動部、
を備えたことを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために、請求項4に記載の発明の現像装置は、
現像剤が収容される現像容器と、
前記現像容器内に配置され、表面に現像剤を保持して回転して、潜像が形成された像保持体に対向する現像剤保持体と、
回転軸と、前記回転軸に支持された搬送羽根と、を有し、前記現像容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する第1の搬送部材と、
回転軸と、前記回転軸に支持された搬送羽根と、を有し、前記第1の搬送部材と並行して配置され、前記第1の搬送部材とは逆方向に現像剤を撹拌しながら搬送する第2の搬送部材と、
前記第1の搬送部材と前記第2の搬送部材との間に配置されて、前記現像容器の内部の空間を、前記第1の搬送部材が配置される第1の収容室と、前記第2の搬送部材が配置される第2の収容室とに仕切る仕切部材と、
前記現像剤保持体から離脱した現像剤を、前記第2の収容室に向けて案内する案内部材と、
前記第1の搬送部材の現像剤の搬送方向の下流端部に形成され、前記第1の収容室から前記第2の収容室に向けて現像剤を流入させる第1の流入部と、
前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向の下流端部に形成され、前記第2の収容室から前記第1の収容室に向けて現像剤を流入させる第2の流入部と、
を備え、
重力方向の上方からの前記現像剤保持体の射影範囲内に前記第1の搬送部材の回転軸が配置され、
前記現像剤保持体に対して前記像保持体とは反対側において、前記現像剤保持体の外表面に接する重力方向に延びる第1の仮想接線と、前記第1の搬送部材に対して前記像保持体とは反対側において、前記第1の搬送部材の搬送羽根の外端に接する重力方向に延びる第2の仮想接線と、を仮定した場合に、前記第1の仮想接線よりも前記第2の仮想接線の方が水平方向で前記像保持体よりも遠い側に配置され、
前記第1の仮想接線と前記第2の仮想接線との水平方向の距離を第1の距離とし、前記現像剤保持体に対して前記像保持体とは反対側において、前記像保持体の回転中心と前記現像容器の内面との水平方向の距離を第2の距離とした場合に、前記第1の距離が前記第2の距離に比べて短く設定され、
前記第2の流入部に対して、前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向の上流側において、前記第2の収容室と前記第1の収容室との間で現像剤が相互に移動可能である
ことを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために、請求項5に記載の発明の画像形成装置は、
像保持体と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像の形成装置と、
前記像保持体の表面の潜像を可視像に現像する請求項1ないし4のいずれかに記載の現像装置と、
前記像保持体の表面の可視像を媒体に転写する転写装置と、
前記媒体の表面の可視像を定着させる定着装置と、
を備えたことを特徴とする。
請求項1,4,5に記載の発明によれば、本発明の構成を有しない場合に比べて、現像剤担持体の軸方向に沿って現像剤の濃度の不均一を低減することができる。
請求項2に記載の発明によれば、複数の移動部を通じて現像剤を移動させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、現像剤の嵩に応じて、上流側でも現像剤を移動させることができる。
図1は実施例1の画像形成装置の説明図である。 図2は実施例1の画像形成装置の要部説明図である。 図3は実施例1の現像装置の説明図である。 図4は図3のIV−IV線断面図である。 図5は実施例1の位置関係の説明図であり、図3に対応する図である。 図6は実施例1の仕切壁の説明図である。 図7は従来の現像装置の作用説明図であり、図7Aは供給室に現像剤を戻す構成の断面図、図7Bは図7Aの構成における現像剤の量と現像剤の濃度の説明図、図7Cは撹拌室に現像剤を戻す構成の断面図、図7Dは図7Cの構成における現像剤の量と現像剤の濃度の説明図である。 図8は実施例1の現像装置における現像剤の量と現像剤の濃度の説明図である。 図9は実施例2の仕切部材の説明図であり、実施例1の図6に対応する図である。 図10は実施例3の仕切部材の説明図であり、実施例1の図6に対応する図である。
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
図1は実施例1の画像形成装置の説明図である。
図2は実施例1の画像形成装置の要部説明図である。
図1において、本発明の実施例1の画像形成装置の一例としての複写機Uは、記録部の一例であって、画像記録装置の一例としてのプリンタ部U1を有する。プリンタ部U1の上部には、読取部の一例であって、画像読取装置の一例としてのスキャナ部U2が支持されている。スキャナ部U2の上部には、原稿の搬送装置の一例としてのオートフィーダU3が支持されている。実施例1のスキャナ部U2には、入力部の一例としてのユーザインタフェースUIが支持されている。前記ユーザインタフェースUIは、操作者が入力をして、複写機Uの操作が可能である。
オートフィーダU3の上部には、媒体の収容容器の一例としての原稿トレイTG1が配置されている。原稿トレイTG1には、複写しようとする複数の原稿Giが重ねて収容可能である。原稿トレイTG1の下方には、原稿の排出部の一例としての原稿の排紙トレイTG2が形成されている。原稿トレイTG1と原稿の排紙トレイTG2との間には、原稿の搬送路U3aに沿って、原稿の搬送ロールU3bが配置されている。
スキャナ部U2の上面には、透明な原稿台の一例としてのプラテンガラスPGが配置されている。実施例1のスキャナ部U2には、プラテンガラスPGの下方に、読取り用の光学系Aが配置されている。実施例1の読取り用の光学系Aは、プラテンガラスPGの下面に沿って、左右方向に移動可能に支持されている。なお、読取り用の光学系Aは、通常時は、図1に示す初期位置に停止している。
読取り用の光学系Aの右方には、撮像部材の一例としての撮像素子CCDが配置されている。撮像素子CCDには、画像処理部GSが電気的に接続されている。
画像処理部GSは、プリンタ部U1の書込回路DLに電気的に接続されている。書込回路DLは、潜像の形成装置の一例としてのLEDヘッドLHy,LHm,LHc,LHkに電気的に接続されている。
各LEDヘッドLHy〜LHkの上方には、像保持体の一例としての感光体ドラムPRy,PRm,PRc,PRkが配置されている。
各感光体ドラムPRy〜PRkには、帯電器の一例としての帯電ロールCRy,CRm,CRc,CRkが対向して配置されている。前記帯電ロールCRy〜CRkには、電源回路Eから帯電電圧が印加される。なお、電源回路Eは、制御部の一例としてのコントローラCにより制御される。前記コントローラCは、画像処理部GSや書込回路DL等との間でも信号の送受信を行って、各種制御を行う。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、帯電ロールCRy〜CRkの下流側に設定された書込領域Q1y,Q1m,Q1c,Q1kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面に対して、LEDヘッドLHy〜LHkから書込光が照射される。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、書込領域Q1y〜Q1kの下流側に設定された現像領域Q2y,Q2m,Q2c,Q2kには、現像装置Gy,Gm,Gc,Gkが感光体ドラムPRy〜PRkの表面に対向して配置されている。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、現像領域Q2y〜Q2kの下流側には、1次転写領域Q3y,Q3m,Q3c,Q3kが設定されている。1次転写領域Q3y〜Q3kでは、中間転写体の一例としての中間転写ベルトBに接触している。また、1次転写領域Q3y,Q3m,Q3c,Q3kにおいて、中間転写ベルトBを挟んで感光体ドラムPRy〜PRkの反対側には、1次転写器の一例としての1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kが配置されている。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、1次転写領域Q3y〜Q3kの下流側には、像保持体の清掃器の一例としてのドラムクリーナCLy,CLm,CLc,CLkが配置されている。
前記感光体ドラムPRy〜PRkの上方には、中間転写装置の一例としてのベルトモジュールBMが配置されている。前記ベルトモジュールBMは、前記中間転写ベルトBを有する。中間転写ベルトBは、駆動部材の一例としての駆動ロールRdと、張架部材の一例としてのテンションロールRtと、蛇行補正部材の一例としてのウォーキングロールRw、従動部材の一例としてのアイドラロールRf、2次転写領域の対向部材の一例としてのバックアップロールT2aと、1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kと、により回転可能に支持されている。
中間転写ベルトBを挟んでバックアップロールT2aの反対側には、2次転写部材の一例としての2次転写ロールT2bが配置されている。前記バックアップロールT2aと2次転写ロールT2bにより2次転写器T2が構成されている。また、2次転写ロールT2bと中間転写ベルトBとが対向する領域により2次転写領域Q4が形成される。
前記1次転写ロールT1y〜T1k、中間転写ベルトBおよび2次転写器T2等により、感光体ドラムPRy〜PRkに形成された画像を媒体に転写する実施例1の転写装置T1+T2+Bが構成されている。
中間転写ベルトBの回転方向に対して、2次転写領域Q4の下流側には、中間転写体の清掃器の一例としてのベルトクリーナCLbが配置されている。
前記ベルトモジュールBMの上方には、現像剤の収容容器の一例としてのカートリッジKy,Km,Kc,Kkが配置されている。各カートリッジKy〜Kkには、現像装置Gy〜Gkに補給される現像剤が収容されている。前記カートリッジKy〜Kkと現像装置Gy〜Gkとの間は、図示しない現像剤の補給装置により接続されている。
プリンタ部U1の下部には、媒体の収容容器の一例としての給紙トレイTR1〜TR3が配置されている。給紙トレイTR1〜TR3は、案内部材の一例としてのガイドレールGRにより前後方向に着脱可能に支持されている。給紙トレイTR1〜TR3には、媒体の一例としてのシートSが収容されている。
給紙トレイTR1〜TR3の左上方には、媒体の取出部材の一例としてのピックアップロールRpが配置されている。ピックアップロールRpの左方には、捌き部材の一例としての捌きロールRsが配置されている。
各給紙トレイTR1〜TR3の左方には、上方に延びる媒体の搬送路SHが形成されている。搬送路SHには、媒体の搬送部材の一例としての搬送ロールRaが複数配置されている。搬送路SHには、シートSの搬送方向の下流部であり且つ2次転写領域Q4の上流側に、送出部材の一例としてのレジロールRrが配置されている。
2次転写領域Q4の上方には、定着装置Fが配置されている。定着装置Fは、加熱部材の一例としての加熱ロールFhと、加圧部材の一例としての加圧ロールFpとを有する。加熱ロールFhと加圧ロールFpとの接触領域により、定着領域Q5が構成されている。
定着装置Fの斜め上方には、媒体の搬送部材の一例としての排出ローラRhが配置されている。排出ローラRhの右方には、媒体の排出部の一例としての排出トレイTRhが形成されている。
(画像形成動作の説明)
前記原稿トレイTG1に収容された複数の原稿Giは、プラテンガラスPG上の原稿の読み取り位置を順次通過して、原稿の排紙トレイTG2に排出される。
前記オートフィーダU3を使用して自動的に原稿を搬送して複写を行う場合は、読取り用の光学系Aは初期位置に停止した状態で、プラテンガラスPG上の読み取り位置を順次通過する各原稿Giを露光する。
原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置いて複写を行う場合、読取り用の光学系Aが左右方向に移動して、プラテンガラスPG上の原稿が、露光されながら走査される。
原稿Giからの反射光は、読取り用の光学系Aを通って、撮像素子CCDに集光される。前記撮像素子CCDは、撮像面上に集光された原稿の反射光が赤:R、緑:G、青:Bの電気信号に変換される。
画像処理部GSは、撮像素子CCDから入力されるRGBの電気信号を黒:K、イエロー:Y、マゼンタ:M、シアン:Cの画像情報に変換して一時的に記憶する。画像処理部GSは、一時的に記憶した画像情報を予め設定された時期に、潜像形成用の画像情報として書込回路DLに出力する。
なお、原稿画像が単色画像、いわゆる、モノクロの場合は、黒:Kのみの画像情報が書込回路DLに入力される。
前記書込回路DLは、図示しない各色Y,M,C,Kの各駆動回路を有し、入力された画像情報に応じた信号を予め設定された時期に、各色毎に配置されたLEDヘッドLHy〜LHkに出力する。
各感光体ドラムPRy〜PRkの表面は、帯電ロールCRy〜CRkによりに帯電される。LEDヘッドLHy〜LHkは、書込領域Q1y〜Q1kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面に静電潜像を形成する。現像装置Gy〜Gkは、現像領域Q2y〜Q2kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面の静電潜像を、可視像の一例としてのトナー像に現像する。現像装置Gy〜Gkで現像剤が消費されると、消費量に応じて、各カートリッジKy〜Kkから各現像装置Gy〜Gkに現像剤が補給される。
各感光体ドラムPRy〜PRkの表面のトナー像は、1次転写領域Q3y,Q3m,Q3c,Q3kに搬送される。各1次転写ロールT1y〜T1kには、電源回路Eから予め設定された時期にトナーの帯電極性と逆極性の1次転写電圧が印加される。したがって、1次転写領域Q3y〜Q3kにおいて、1次転写電圧により、感光体ドラムPRy〜PRkのトナー像は、中間転写ベルトBに順次重ねて転写される。なお、K色の単色の画像の場合は、K色のトナー像のみが、Kの感光体ドラムPRkから中間転写ベルトBに転写される。
前記各感光体ドラムPRy〜PRk上のトナー像は、前記1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kにより、中間転写体の一例としての中間転写ベルトBに1次転写される。1次転写後の感光体ドラムPRy〜PRk表面の残留物、付着物は、感光体クリーナCLy〜CLkで清掃される。清掃された感光体ドラムPRy〜PRkの表面は、帯電ロールCRy〜CRkで再帯電される。
前記各給紙トレイTR1〜TR3のシートSは、予め設定された給紙時期にピックアップロールRpにより取り出される。ピックアップロールRpで取り出されたシートSは、複数枚のシートSが重なった状態で取り出された場合には、捌きロールRsで1枚づつ分離される。捌きロールRsを通過したシートSは、複数の搬送ロールRaにより、レジロールRrに搬送される。
前記レジロールRrは、中間転写ベルトBの表面のトナー像が2次転写領域Q4に移動する時期に合わせて、シートSを送り出す。
レジロールRrから送り出されたシートSには、2次転写領域Q4を通過する際に、2次転写ロールT2bに印加された2次転写電圧により、中間転写ベルトBの表面のトナー像が転写される。
2次転写領域Q4を通過後の中間転写ベルトBの表面は、ベルトクリーナCLbにより残留トナーが除去されて清掃される。
2次転写領域Q4を通過したシートSは、定着領域Q5を通過する際に、定着装置Fによりトナー像が加熱および加圧されて定着される。
トナー像が定着された記録シートSは、排出ローラRhで排紙トレイTRhに排出される。
(現像装置の説明)
図3は実施例1の現像装置の説明図である。
図4は図3のIV−IV線断面図である。
次に、前記本発明の実施例1の現像装置Gy,Gm,Gc,Gkの説明をするが、各色の現像装置Gy,Gm,Gc,Gkは同様に構成されているため、Y色の現像装置Gyについてのみ詳細な説明をし、その他の色の現像装置Gm,Gc,Gkについては、詳細な説明を省略する。
図3、図4において、感光体ドラムPRyに対向して配置された現像装置Gyは、トナー及びキャリアとを含む2成分現像剤を収容する現像容器Vを有している。図3において、現像容器Vは、下部の容器本体1を有する。容器本体1の上部には、蓋部材の一例としての容器カバー2が支持されている。容器カバー2は、容器本体1の上面を塞いでいる。
図3、図4において、容器本体1には、内部の左上部に、現像剤の保持体の収容部の一例としての現像ロール室4が形成されている。現像ロール室4の下方には、第1の収容室の一例としての供給室6が形成されている。供給室6は現像ロール室4と接続されている。供給室6の右方には、第2の収容室の一例としての撹拌室7が形成されている。
供給室6と撹拌室7との間は、仕切部材の一例としての仕切壁8で仕切られている。図4において、仕切壁8の前方には、第1の接続部の一例として、供給室6と撹拌室7とを接続する第1流入部8aが形成されている。なお、実施例1では、第1流入部8aは、現像ロール室4の前端よりも前方に配置されている。また、仕切壁8の後方には、第2の接続部の一例として、供給室6と撹拌室7とを接続する第2流入部8bが形成されている。
現像ロール室4には、現像剤の保持体の一例としての現像ロールR0yが収容されている。現像ロールR0yは左上方の外表面の一部が、感光体ドラムPRyに対向して配置されている。現像ロールR0yは、磁石部材の一例としての磁石ロール11を有する。図4において、磁石ロール11は、現像容器Vに回転不能に支持されている。図3、図4において、磁石ロール11の外周には、回転体の一例としての現像スリーブ12が配置されている。現像スリーブ12は、現像容器Vに回転可能に支持されている。現像スリーブ12の後端には、駆動の伝達部材の一例としてのギアG0が支持されている。ギアG0には、駆動源の一例としての図示しないモータから駆動が伝達可能に構成されている。実施例1の現像装置Gyでは、モータから駆動が伝達された場合に、現像スリーブ12は、現像領域Q2yにおいて、感光体ドラムPRyの表面の移動方向と同方向に回転する
現像ロール室4の下方には、層厚の規制部材の一例としてのトリマー13が配置されている。実施例1のトリマー13は、前後方向に延びる円柱状に形成されている。トリマー13は、現像スリーブ12に対して、予め設定された隙間をあけて回転不能な状態で支持されている。
なお、前記磁石ロール11には、現像領域Q2yに対応して、現像磁極S1が設けられている。また、トリマー13に対向する位置には、層厚の規制用の磁極の一例としてのトリミング磁極N2が設けられている。トリミング磁極N2は、現像磁極S1とは逆極性の磁極により構成されている。また、現像スリーブ12の回転方向に対して、現像磁極S1の下流側には、現像磁極S1とは逆極性の搬送磁極N1が設けられている。現像スリーブ12の回転方向に対して、搬送磁極N1の下流側には、現像剤の離脱用の磁極の一例としてのピックオフ磁極S2が設けられている。ピックオフ磁極S2は、搬送磁極N1とは逆極性の磁極により構成されている。現像スリーブ12の回転方向に対して、ピックオフ磁極S2の下流側且つトリミング磁極N2の上流側には、現像剤の吸着用の磁極の一例としてのピックアップ磁極S3が設けられている。ピックアップ磁極S3は、ピックオフ磁極S2とは同極性且つトリミング磁極N2とは逆極性の磁極により構成されている。
図3、図4において、供給室6には、第1の搬送部材の一例としての供給オーガ16が配置されている。供給オーガ16は、前後方向に延びる回転軸16aを有する。回転軸16aの外周には、螺旋状の搬送羽根16bが支持されている。また、回転軸16aの後端には、駆動の伝達部材の一例としてのギアG1が支持されている。
撹拌室7には、第2の搬送部材の一例としての撹拌オーガ17が配置されている。撹拌オーガ17は、供給オーガ16と同様に、回転軸17aと、搬送羽根17bと、ギアG2とを有する。各ギアG0〜G2は、互いに噛み合っている。
また、図4において、撹拌室7の後部には、カートリッジKyからの現像剤が補給される補給口7aが形成されている。
(現像装置の機能)
前記構成を備えた現像装置Gy〜Gkでは、画像形成が開始されると、モータが駆動して、各オーガ16,17が回転すると共に、現像ロールR0y〜R0kが回転する。実施例1では、供給オーガ16が回転すると、供給オーガ16は、供給室6の現像剤を、矢印Yaで示すように、第1流入部8aから第2流入部8bに向けて撹拌しながら搬送する。第2流入部8bまで搬送された現像剤は、第2流入部8bを通じて撹拌室7に流入する。撹拌オーガ17が回転すると、撹拌オーガ17は、撹拌室7の現像剤を、矢印Ybで示すように、第2流入部8bから第1流入部8aに向けて撹拌しながら搬送する。第1流入部8aまで搬送された現像剤は、第1流入部8aを通じて供給室6に流入する。よって、供給室6と撹拌室7とによって、循環室6+7が構成されている。
供給室6の現像剤は、ピックアップ磁極S3の磁力で、現像スリーブ12に吸着される。現像スリーブ12に吸着された現像剤は、トリマー13を通過する際に、トリマー13と現像スリーブ12との隙間に対応する予め設定された現像剤のみが通過する。トリマー13を通過した現像剤は、現像領域Q2y〜Q2kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの潜像を現像する。現像に使用されなかった現像剤は、現像磁極S1と搬送磁極N1との間の磁界や搬送磁極N1とピックオフ磁極S2との間の磁界等で現像スリーブ12の表面に吸着されたまま搬送される。同極性のピックオフ磁極S2とピックアップ磁極S3との間では、現像剤を現像スリーブ12に吸着する磁力が低下する。よって、現像スリーブ12の表面に吸着された現像剤は、ピックオフ磁極S2とピックアップ磁極S3との間で、現像スリーブ12から離脱して、循環室6+7に戻される。
(現像装置の各部位の説明)
図5は実施例1の位置関係の説明図であり、図3に対応する図である。
図5において、実施例1の現像装置Gyでは、供給オーガ16の回転軸16aは、重力方向上方からの現像ロールR0yの射影範囲A1の内側に配置されている。
図5に示すように、現像ロールR0yに対して感光体ドラムPRyとは反対側において、現像ロールR0yの外表面に接する重力方向に延びる接線を、第1の仮想接線L1と仮定する。また、供給オーガ16に対して感光体ドラムPRyとは反対側において、供給オーガ16の搬送羽根16bの外端に接する重力方向に延びる接線を、第2の仮想接線L2と仮定する。そして、実施例1の現像装置Gyでは、第1の仮想接線L1よりも第2の仮想接線L2の方が水平方向で感光体ドラムPRyよりも遠い側に配置されている。
図5に示すように、第1の仮想接線L1と第2の仮想接線L2との水平方向の距離を第1の距離K1とする。また、現像ロールR0yに対して感光体ドラムPRyとは反対側において、感光体ドラムPRyの回転中心と現像容器Vの内面との水平方向の距離を第2の距離K2とする。そして、実施例1の現像装置Gyでは、第1の距離K1が第2の距離K2に比べて短く設定されている。
よって、実施例1の現像装置Gyは、現像ロールR0yと供給オーガ16とが水平方向でほぼ重なって配置されている。よって、実施例1の現像装置Gyは、従来に比べて、小型化されている。
(仕切部材の説明)
図6は実施例1の仕切壁の説明図である。
図4において、実施例1の現像装置値Gyでは、現像ロールR0yで現像が行われる軸方向の領域である現像幅21に対して、第2流入部8bは現像幅21よりも後方に設定されている。図4、図6において、実施例1の仕切壁8では、第2流入部8bに対して、前方に、移動部の一例としてのバイパス部22が形成されている。実施例1のバイパス部22は、第2流入部8bの前端に連続して形成されている。実施例1では、バイパス部22には、仕切壁8が設けられていない。したがって、実施例1では、バイパス部22を通じて、供給室6と撹拌室7との間で現像剤が相互に移動可能に構成されている。
実施例1のバイパス部22は、現像幅21の前後方向の中央部まで延びている。したがって、実施例1では、現像幅21において、供給オーガ16の現像剤の搬送方向に対して、現像幅21の上流側の半分の領域で、現像剤が供給室6と撹拌室7との間で現像剤が相互に移動可能に構成されている。なお、バイパス部22は、例示した現像幅21の1/2の位置まで延びる形態に限定されず、補給口7aから補給された現像剤が撹拌された状態でバイパス部22に到達することが望ましく、例えば、1/4〜3/4の範囲で調整することが可能である。
図4において、実施例1の現像装置Gyでは、仕切壁8の上方には、案内部材の一例としてのガイド壁23が形成されている。ガイド壁23は、ピックオフ磁極S2とピックアップ磁極S3との間で現像ロールR0yから離脱した現像剤を、撹拌室7に向けて案内するように構成されている。よって、ガイド壁23の上端は、ピックオフ磁極S2とピックアップ磁極S3との間で現像剤が現像ロールR0yから離脱する位置に対応して配置されている。また、ガイド壁23の下端は、仕切壁8の上端に対応する位置まで延びている。なお、実施例1のガイド壁23は、前後方向に延びている。よって、バイパス部22の上方にもガイド壁23が形成されている。
前記構成を備えた実施例1の現像装置Gyでは、ピックオフ磁極S2とピックアップ磁極S3との間で現像スリーブ12から離脱した現像剤は、ガイド部材23に案内されて撹拌室7に戻される。撹拌室7に戻された現像剤は、撹拌オーガ17で撹拌されながら搬送される。ここで、螺旋状の搬送羽根17bは、前後方向に対して傾斜している。よって、撹拌オーガ17で搬送される現像剤は、螺旋状の搬送羽根17bから、前後方向に搬送される成分の力だけでなく、供給室6に向かう成分の力も受ける。よって、撹拌室7の現像剤の一部は、バイパス部22を通じて、供給室6にも移動する。
図7は従来の現像装置の作用説明図であり、図7Aは供給室に現像剤を戻す構成の断面図、図7Bは図7Aの構成における現像剤の量と現像剤の濃度の説明図、図7Cは撹拌室に現像剤を戻す構成の断面図、図7Dは図7Cの構成における現像剤の量と現像剤の濃度の説明図である。
ここで、パイパス部22やガイド部材23を有しない従来の現像装置では、図7Aに示すように、現像ロール01から離脱した現像剤は供給室02に戻される。この構成では、供給室02において、現像剤の搬送方向の上流側でピックアップされた現像剤が、現像領域Q2yでトナーが消費された後に、供給室02に戻され、再ピックアップされて、現像領域Q2yでさらにトナーが消費される。供給室02の現像剤は、この工程が繰り返され、図7Bに示すように、下流側にいくにつれて現像剤のトナー濃度が減少してしまう。よって、現像幅21において、下流側で現像された画像の濃度不足が発生したり、上流側と下流側とで濃度ムラが発生する恐れがある。特に、現像装置Gyが小型化されると、現像剤の総量が少なくなり、濃度低下の影響が相対的に顕著になりやすい。
また、従来の現像装置において、図7Cに示すように、現像ロール01から離脱した現像剤が撹拌室03に戻される構成も存在する。この構成では、現像領域Q2yでトナーが消費されて濃度が低下した現像剤が供給室02に戻されない。よって、図7Dに示すように、供給室02のトナー濃度は低下しにくい。一方で、一度ピックアップされた現像剤は、供給室02に戻されず、供給室02の現像剤の量が、下流側に行くにつれて減っていく。よって、供給室02では、下流側に行くにつれて現像剤が不足する恐れがある。一方で、撹拌室03では、現像ロールR0yからピックオフされた現像剤が流入しており、撹拌室03の下流側に行くにつれて、現像剤の量が偏って多くなる。
現像剤の量が偏って多くなると、撹拌オーガ17の回転時に現像剤にかかる負荷、いわゆるストレスが高くなる。よって、現像剤の劣化が進みやすくなる問題がある。現像剤が劣化すると、現像不良が発生する問題がある。また、現像剤の量が偏って多くなると、撹拌オーガ17の回転負荷が大きくなる。よって、消費電力が大きくなったり、駆動源等の故障を引き起こす問題もある。
特に、現像装置が小型化されて、現像剤の総量が少なくなると、現像剤の不足や、現像剤の偏りの影響が相対的に大きくなる。
図8は実施例1の現像装置における現像剤の量と現像剤の濃度の説明図である。
これらに対して、実施例1の現像装置Gyでは、現像ロールR0yから離脱した現像剤が撹拌室7に戻されると共に、撹拌室7の下流側においてバイパス部22を通じて現像剤の一部が供給室6に移動可能に構成されている。したがって、図8に示すように、撹拌室7の下流側で現像剤が過剰になることが抑制されると共に、供給室6で現像剤の量が不足することが抑制される。
また、バイパス部22を通じて、撹拌室7から供給室6に流入する現像剤は、ピックオフされた濃度の低い現像剤に、撹拌室7の上流側から搬送されてきた比較的濃度の高い現像剤が混合された現像剤となる。よって、バイパス部22を通じて供給室6に流入する現像剤の濃度は、図7A、図7Bに示す構成に比べて高い。よって、供給室6の下流側における現像剤の濃度の低下が、図7A、図7Bに示す構成に比べて低減される。
よって、実施例1の現像装置Gyでは、現像剤の量の偏りが抑制されると共に、現像剤の濃度の偏りも抑制される。したがって、現像幅21に沿って、現像される画像の濃度ムラや濃度不足の発生が抑制される。
なお、実施例1の現像装置Gyでは、補給口7aの近傍には、仕切壁8が形成されている。よって、補給直後で十分に撹拌されていない現像剤が、供給室6に供給されることが抑制されている。したがって、現像不良の発生が抑制されている。
図9は実施例2の仕切部材の説明図であり、実施例1の図6に対応する図である。
次に本発明の実施例2の説明をするが、この実施例2の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この実施例は下記の点で、前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成される。
図9において、実施例2の現像装置Gyでは、バイパス部22′は、撹拌室7における現像剤の搬送方向の下流側に行くにつれて間隔をあけて複数形成されている。実施例2のバイパス部22′は、下流側にいくにつれて、幅が広くなると共に、間隔も狭く設定されている。よって、下流側ほど、供給室6との間で相互に移動可能な現像剤の量が多くなるように設定されている。また、実施例1のバイパス部22の上流端に比べて、さらに上流側にバイパス部22′が形成されている。
(実施例2の作用)
前記構成を備えた実施例2の現像装置Gyでは、実施例1の場合に比べて、撹拌室7における現像剤の搬送方向の上流側でも現像剤が相互に移動させることが可能である。また、実施例2の現像装置Gyは、実施例1と同様の作用効果を有する。
図10は実施例3の仕切部材の説明図であり、実施例1の図6に対応する図である。
次に本発明の実施例3の説明をするが、この実施例3の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この実施例は下記の点で、前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成される。
図10において、実施例3の現像装置Gyでは、バイパス部22″は、撹拌室7における現像剤の搬送方向の下流側に行くにつれて仕切壁8の高さが低く形成されている。仕切壁8の後端の位置は、現像幅21に対して3/4の長さに対応する位置に設定されている。したがって、実施例3のバイパス部22″では、撹拌室7の下流側に行くにつれて、現像剤が供給室6に向けて流入可能な面積が大きくなるように設定されている。
(実施例3の作用)
前記構成を備えた実施例3の現像装置Gyでは、現像ロールR0yから戻された現像剤が多かったりして嵩が高くなると、撹拌室7の上流側でも供給室6に現像剤が流入可能となる。よって、撹拌室7で現像剤が偏って多くなることが低減されやすくなる。また、実施例3の現像装置Gyは、実施例1と同様の作用効果を有する。
(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H05)を下記に例示する。
(H01)前記実施例において、画像形成装置の一例としての複写機を例示したが、これに限定されず、例えば、プリンタ、FAX、あるいはこれらの複数または全ての機能を有する複合機等により構成することも可能である。
(H02)前記実施例において、複写機Uは、4色の現像剤が使用される構成を例示したが、これに限定されず、例えば、単色の画像形成装置や、5色以上または3色以下の多色の画像形成装置にも適用可能である。
(H03)前記実施例において、実施例に例示した具体的な数値については、設計や仕様に応じて任意に変更可能である。
(H04)前記実施例において、ガイド壁23の形状や位置、大きさについては、設計や仕様等に応じて任意に変更可能である。例えば、ガイド部材の前端側の長さを短くして、バイパス部が形成されている部分では、撹拌室に戻し、補給口の近傍では、供給室に戻すように構成することも可能である。
(H05)前記実施例3において、仕切壁8の上端の高さが、下流側に行くにつれて低くなるように構成された場合を例示したが、これに限定されない。例えば、仕切壁の下端の高さが、下流側に行くにつれて高くなる構成、すなわち、図10のバイパス部22″が上下反転した構成とすることも可能である。
6…第1の収容室、
7…第2の収容室、
8…仕切部材、
8a…第1の流入部、
8b…第2の流入部、
16…第1の搬送部材、
16a,17a…回転軸、
16b,17b…搬送羽根、
17…第2の搬送部材、
22,22′,22″…移動部、
23…案内部材、
A1…射影範囲、
F…定着装置、
Gy,Gm,Gc,Gk…現像装置、
K1…第1の距離、
K2…第2の距離、
L1…第1の仮想接線、
L2…第2の仮想接線、
LHy,LHm,LHc,LHk…潜像の形成装置、
PRy,PRm,PRc,PRk…像保持体、
R0y,R0m,R0c,R0k…現像剤保持体、
S…媒体、
T1+T2+B…転写装置、
U…画像形成装置、
V…現像容器、
θ1…傾斜面の水平に対する傾斜角。

Claims (5)

  1. 現像剤が収容される現像容器と、
    前記現像容器内に配置され、表面に現像剤を保持して回転して、潜像が形成された像保持体に対向する現像剤保持体と、
    回転軸と、前記回転軸に支持された搬送羽根と、を有し、前記現像容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する第1の搬送部材と、
    回転軸と、前記回転軸に支持された搬送羽根と、を有し、前記第1の搬送部材と並行して配置され、前記第1の搬送部材とは逆方向に現像剤を撹拌しながら搬送する第2の搬送部材と、
    前記第1の搬送部材と前記第2の搬送部材との間に配置されて、前記現像容器の内部の空間を、前記第1の搬送部材が配置される第1の収容室と、前記第2の搬送部材が配置される第2の収容室とに仕切る仕切部材と、
    前記現像剤保持体から離脱した現像剤を、前記第2の収容室に向けて案内する案内部材と、
    前記第1の搬送部材の現像剤の搬送方向の下流端部に形成され、前記第1の収容室から前記第2の収容室に向けて現像剤を流入させる第1の流入部と、
    前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向の下流端部に形成され、前記第2の収容室から前記第1の収容室に向けて現像剤を流入させる第2の流入部と、
    前記第2の流入部に対して、前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向の上流側において、前記仕切部材に形成され、前記第2の収容室と前記第1の収容室との間で現像剤が移動可能な移動部と、
    を備え、
    重力方向の上方からの前記現像剤保持体の射影範囲内に前記第1の搬送部材の回転軸が配置され、
    前記現像剤保持体に対して前記像保持体とは反対側において、前記現像剤保持体の外表面に接する重力方向に延びる第1の仮想接線と、前記第1の搬送部材に対して前記像保持体とは反対側において、前記第1の搬送部材の搬送羽根の外端に接する重力方向に延びる第2の仮想接線と、を仮定した場合に、前記第1の仮想接線よりも前記第2の仮想接線の方が水平方向で前記像保持体よりも遠い側に配置され、
    前記第1の仮想接線と前記第2の仮想接線との水平方向の距離を第1の距離とし、前記現像剤保持体に対して前記像保持体とは反対側において、前記像保持体の回転中心と前記現像容器の内面との水平方向の距離を第2の距離とした場合に、前記第1の距離が前記第2の距離に比べて短く設定された
    ことを特徴とする現像装置。
  2. 前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向に沿って、間隔をあけて複数形成された前記移動部、
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向に沿って下流側に行くにつれて、現像剤が流入可能な面積が大きくなるように設定された前記移動部、
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  4. 現像剤が収容される現像容器と、
    前記現像容器内に配置され、表面に現像剤を保持して回転して、潜像が形成された像保持体に対向する現像剤保持体と、
    回転軸と、前記回転軸に支持された搬送羽根と、を有し、前記現像容器内の現像剤を撹拌しながら搬送する第1の搬送部材と、
    回転軸と、前記回転軸に支持された搬送羽根と、を有し、前記第1の搬送部材と並行して配置され、前記第1の搬送部材とは逆方向に現像剤を撹拌しながら搬送する第2の搬送部材と、
    前記第1の搬送部材と前記第2の搬送部材との間に配置されて、前記現像容器の内部の空間を、前記第1の搬送部材が配置される第1の収容室と、前記第2の搬送部材が配置される第2の収容室とに仕切る仕切部材と、
    前記現像剤保持体から離脱した現像剤を、前記第2の収容室に向けて案内する案内部材と、
    前記第1の搬送部材の現像剤の搬送方向の下流端部に形成され、前記第1の収容室から前記第2の収容室に向けて現像剤を流入させる第1の流入部と、
    前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向の下流端部に形成され、前記第2の収容室から前記第1の収容室に向けて現像剤を流入させる第2の流入部と、
    を備え、
    重力方向の上方からの前記現像剤保持体の射影範囲内に前記第1の搬送部材の回転軸が配置され、
    前記現像剤保持体に対して前記像保持体とは反対側において、前記現像剤保持体の外表面に接する重力方向に延びる第1の仮想接線と、前記第1の搬送部材に対して前記像保持体とは反対側において、前記第1の搬送部材の搬送羽根の外端に接する重力方向に延びる第2の仮想接線と、を仮定した場合に、前記第1の仮想接線よりも前記第2の仮想接線の方が水平方向で前記像保持体よりも遠い側に配置され、
    前記第1の仮想接線と前記第2の仮想接線との水平方向の距離を第1の距離とし、前記現像剤保持体に対して前記像保持体とは反対側において、前記像保持体の回転中心と前記現像容器の内面との水平方向の距離を第2の距離とした場合に、前記第1の距離が前記第2の距離に比べて短く設定され、
    前記第2の流入部に対して、前記第2の搬送部材の現像剤の搬送方向の上流側において、前記第2の収容室と前記第1の収容室との間で現像剤が相互に移動可能である
    ことを特徴とする現像装置。
  5. 像保持体と、
    前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像の形成装置と、
    前記像保持体の表面の潜像を可視像に現像する請求項1ないし4のいずれかに記載の現像装置と、
    前記像保持体の表面の可視像を媒体に転写する転写装置と、
    前記媒体の表面の可視像を定着させる定着装置と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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