JP2016065952A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

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【課題】装置内の現像剤量が増加していないにもかかわらず現像剤が排出されることを抑制するための排出経路開閉部材の組み付け精度を従来よりも低くできる現像装置、及び、その現像装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像ローラ5と、供給搬送路9内の現像剤を搬送する供給スクリュ8と、を有し、供給搬送路9を形成する仕切り壁135の所定の高さに、現像剤排出口94を設け、一端を中心に他端が揺動することで、供給搬送路9内から現像剤排出口94に向かう現像剤が通過する排出経路96を閉鎖する閉鎖状態と、排出経路96を開放する開放状態とを選択的に取り得る排出経路開閉部材140を備える現像装置4において、閉鎖状態では排出経路開閉部材140の他端側が現像剤排出口94に入り込み、排出経路開閉部材140の下面が仕切り壁135における現像剤排出口94の下端部分に接触する。
【選択図】図1

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置及びにこれを備えた画像形成装置に関するものである。
従来から、トナーと磁性キャリアとを含む二成分の現像剤を用いた現像装置を備える画像形成装置が広く用いられている。この種の画像形成装置として、現像に伴ってトナーを消費する現像装置内の現像剤に対して、必要に応じてトナー収容器からトナーを補給することで、現像剤のトナー濃度を所定範囲内に維持するものがある。かかる構成では、現像剤内のキャリアは殆ど消費されず繰り返し使用されるため、画像を出力するにしたがってキャリアの表層のコート層が磨耗したり逆にコート層にトナー樹脂や添加剤が付着したりする。これにより、キャリアのトナーを帯電させる能力が徐々に低下して、キャリアが劣化した状態となる。
キャリアの劣化が進行するとトナーの帯電量が低下し、地肌部汚れやトナー飛散等を引き起こすため、この種の画像形成装置では定期的にサービスマンがユーザーを訪問してキャリアの交換を行っていた。このために、メンテナンス費用がかかり画像形成の単価が高くなってしまっていた。
特許文献1や特許文献2には、キャリアとトナーとを混合したプレミックス現像剤を現像装置内の現像剤に補給してトナー濃度の回復を図りながら、増加量分の現像剤を現像装置から排出させる現像装置が記載されている。かかる構成では、現像剤の排出によって古くなったキャリアを少しずつ現像装置内から排出しつつ、プレミックス現像剤中の新しいキャリアを現像装置内の現像剤に補給する。そして、このような排出と補給とによって現像剤中のキャリアを少しずつ新たなものに交換していくことで、キャリアの交換作業を省くことができる。
また、特許文献1及び特許文献2の現像装置では、装置内の現像剤量の増減に応じて現像剤を装置外に排出する現像剤排出口を備えている。これらの現像装置では、プレミックス現像剤が補給され、現像装置内の現像剤量が増加すると、供給搬送路内の現像剤の嵩が高くなる。このとき、現像剤排出口を設けた位置で、現像剤排出口の高さまで到達した現像剤は現像剤排出口から現像装置外部へ排出される。
さらに、特許文献2に記載の現像装置は、供給搬送路内の現像剤が現像剤排出口に向かう排出経路を閉鎖する閉鎖状態と、排出経路を開放する開放状態とを選択的に取り得る排出経路開閉部材を備える。この現像装置では、現像剤の剤面が現像剤排出口よりも低い状態では、排出経路開閉部材が剤面上方を覆うことによって、現像剤搬送スクリュの回転によって飛翔した現像剤が現像剤排出口に向かう経路を塞ぐ。現像剤の剤面が現像剤排出口よりも高くなった場合には、排出経路開閉部材が現像剤によって押し上げられることによって開く。この状態では現像剤を現像剤排出口を通して排出する。
特許文献2には、現像剤の剤面の高さによって現像剤排出口へ向かう経路の開閉を行うことで、飛び跳ねた現像剤が排出されることを防止し、現像装置内の現像剤量が増加していないにもかかわらず現像剤が排出されることを防止できることが記載されている。
しかしながら、特許文献2に記載の現像装置は板状の排出経路開閉部材の一端を中心に他端が揺動することで開閉する構成であり、排出経路開閉部材の他端の先端面が現像剤排出口の下方の壁面に接触または近接対向することで閉鎖状態となる。このような現像装置では、排出経路開閉部材の揺動中心となる一端の取り付け位置が組み付け誤差によって現像剤排出口側に寄り過ぎてしまうと、閉鎖状態のときに他端が壁面に突き当たってしまい、円滑な開閉動作を行えなくなる。また、上記一端の取り付け位置が現像剤排出口から離れる側に寄り過ぎてしまうと、閉鎖状態であっても他端と壁面との間に現像剤が通過可能な隙間が出来てしまい、余計な現像剤の排出を防止することができない。このため、排出経路開閉部材を高い組み付け精度で組み付けることが求められる。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、次の通りである。すなわち、装置内の現像剤量が増加していないにもかかわらず現像剤が排出されることを抑制するための排出経路開閉部材の組み付け精度を従来よりも低くできる現像装置、及び、その現像装置を備えた画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、現像剤を表面上に担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容部内の現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、を有し、該現像剤収容部を形成する収容部形成壁の所定の高さに、現像剤を装置外部に排出する現像剤排出口を設け、該現像剤収容部内から該現像剤排出口に向かう現像剤が通過する排出経路を閉鎖する閉鎖状態と、該排出経路を開放する開放状態とを選択的に取り得る排出経路開閉部材を備え、該排出経路開閉部材は、一端を中心に他端が揺動可能で、閉鎖状態から他端側が持ち上がることで開放状態となる現像装置において、閉鎖状態では上記排出経路開閉部材の他端側が上記現像剤排出口に入り込み、該排出経路開閉部材の下面が上記収容部形成壁における該現像剤排出口の下端部分に接触することを特徴とするものである。
本発明によれば、装置内の現像剤量が増加していないにもかかわらず現像剤が排出されることを抑制するための排出経路開閉部材の組み付け精度を従来よりも低くできる、という優れた効果がある。
実施例1の現像装置の閉鎖状態の断面説明図。 本実施形態に係る複写機の概略構成図。 現像装置及び感光体の概略構成図。 現像剤の流れを説明する現像装置の斜視断面図。 現像装置内の現像剤の流れの模式図。 現像装置の断面説明図。 図5とは異なる形状の現像装置内の現像剤の流れの模式図。 現像装置の外観斜視図。 実施例1の現像装置の開放状態の断面説明図。 実施例1の現像装置を図1中の手前側の斜め上方から見た斜視断面図。 図10に示す状態から排出経路開閉部材を取り外した状態の実施例1の現像装置の斜視断面図。 実施例1の現像装置を図1中の奥側の斜め上方から見た斜視断面図。 図12に示す状態から排出経路開閉部材を取り外した状態の実施例1の現像装置の斜視断面図。 実施例1の現像装置を図1中の奥側の斜め下方から見た斜視断面図。 図14に示す状態から排出経路開閉部材を取り外した状態の実施例1の現像装置の斜視断面図。 実施例1の現像装置の供給搬送路の下流端近傍の拡大説明図。 実施例2の現像装置の閉鎖状態の断面説明図。 実施例3の現像装置の閉鎖状態の断面説明図。 現像剤排出口を備えた従来の現像装置の断面説明図。 特許文献2に記載の現像装置の概略を説明する供給搬送路近傍の拡大断面図。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図2は、本発明を適用可能な画像形成装置であり、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機(以下、「複写機500」という)の概略構成図である。複写機500はプリンタ部100、これを載せる給紙装置200、プリンタ部100の上に固定されたスキャナ300等を備えている。また、このスキャナ300の上に固定された原稿自動搬送装置400等も備えている。
プリンタ部100は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための四つの画像形成ユニット20(Y,M,C,K)を備えている。各符号の数字の後に付されたY,M,C,Kは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している(以下同様)。画像形成ユニット20(Y,M,C,K)の他には、光書込ユニット21、中間転写ユニット17、二次転写装置22、レジストローラ対49、ベルト定着方式の定着装置25等が配設されている。
光書込ユニット21は、図示しない光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて四つの感光体1(Y,M,C,K)の表面にレーザー光を照射する。
画像形成ユニット20(Y,M,C,K)は、それぞれドラム状の感光体1(Y,M,C,K)と、その周囲に配置された帯電装置、現像装置4(Y,M,C,K)、ドラムクリーニング装置、除電器等を一つのユニットとして、共通の支持体に支持している。画像形成ユニット20(Y,M,C,K)は、一つのユニットとして共通の支持体に支持してプロセスカートリッジを構成し、四つのプロセスカートリッジのそれぞれが複写機500本体に対して着脱可能になっている。本実施形態の複写機500は、プロセスカートリッジである四つの画像形成ユニット20(Y,M,C,K)をプリンタ部100に並べて配置する構成である。プロセスカートリッジとすることで、画像形成ユニット20の交換性が向上する。
四つの画像形成ユニット20(Y,M,C,K)は、それぞれが扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、以下、使用するトナーの色を示す「Y」、「M」、「C」、「K」という添字は適宜省略する。
帯電手段たる帯電器によって、感光体1の表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体1の表面には、光書込ユニット21によって変調及び偏向されたレーザー光が照射される。すると、照射部(露光部)の電位が減衰する。この減衰により、感光体1表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像手段たる現像装置4によって現像されてトナー像となる。
感光体1上に形成されたトナー像は、後述の中間転写ベルト110に一次転写される。一次転写後の感光体1の表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
画像形成ユニット20において、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体1は、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、四つの画像形成ユニット20について同様に実行される。
次に、中間転写ユニットについて説明する。
中間転写ユニット17は、中間転写ベルト110やベルトクリーニング装置90等を有している。また、張架ローラ14、駆動ローラ15、二次転写バックアップローラ16、四つの一次転写バイアスローラ62(Y,M,C,K)等も有している。中間転写ベルト110は、張架ローラ14を含む複数のローラによってテンションを掛けられた状態で張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ15の回転によって図2中の時計回り方向に無端移動する。
四つの一次転写バイアスローラ62(Y,M,C,K)は、それぞれ中間転写ベルト110の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、四つの一次転写バイアスローラ62(Y,M,C,K)は、中間転写ベルト110をその内周面側から四つの感光体1(Y,M,C,K)に向けて押圧し、それぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体1(Y,M,C,K)と一次転写バイアスローラ62(Y,M,C,K)との間に一次転写電界が形成される。
イエロー用感光体1Y上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト110上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体1(M,C,K)上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト110上には四色のトナー像が重ね合わせられたトナー像(以下、四色トナー像という)が形成される。中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された四色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録媒体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト110の表面に残留する転写残トナーは、図2中左側の駆動ローラ15との間に中間転写ベルト110を挟み込むベルトクリーニング装置90によってクリーニングされる。
次に、二次転写装置22について説明する。
中間転写ユニット17の図中下方には、二本の紙搬送張架ローラ23によって紙搬送ベルト24を張架している二次転写装置22が配設されている。紙搬送ベルト24は、少なくとも何れか一方の紙搬送張架ローラ23の回転駆動に伴って、図2中の反時計回り方向に無端移動する。二本の紙搬送張架ローラ23のうち、図2中の右側に配設された一方の紙搬送張架ローラ23は、中間転写ユニット17の二次転写バックアップローラ16との間に、中間転写ベルト110及び紙搬送ベルト24を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット17の中間転写ベルト110と、二次転写装置22の紙搬送ベルト24とが接触する二次転写ニップが形成されている。
二次転写ニップを形成する紙搬送張架ローラ23には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ベルト110上の四色トナー像を二次転写バックアップローラ16側から二次転写ニップを形成する紙搬送張架ローラ23側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。
二次転写ニップでは、中間転写ベルト110上の四色トナー像に同期するように後述のレジストローラ対49によって送り込まれた転写紙に対して、二次転写電界やニップ圧の影響を受けた四色トナー像が二次転写される。二次転写手段としては、ローラ部材に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設ける方式としてもよい。
複写機500本体の下部に設けられた給紙装置200は、複数の給紙カセット44が鉛直方向に多段に配置されたペーパーバンク43を備える。各給紙カセット44内には、複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容されている。それぞれの給紙カセット44は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ42を押し当てている。そして、給紙ローラ42が回転することにより、一番上の転写紙を給紙路46に向けて送り出す。
給紙カセット44から送り出された転写紙を受け入れる給紙路46には、複数の搬送ローラ対47が配置されており、給紙路46における転写紙の搬送方向下流側端部にはレジストローラ対49が設けられている。給紙路46では受け入れた転写紙を搬送ローラ対47によってレジストローラ対49に向けて搬送する。
レジストローラ対49に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対49のローラ間に挟まれ、停止する。一方、中間転写ユニット17において、中間転写ベルト110上に形成された四色トナー像は、中間転写ベルト110の無端移動に伴って上述した二次転写ニップに進入する。レジストローラ対49は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて中間転写ベルト110上の四色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト110上の四色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙に密着した四色トナー像が転写紙上に二次転写され、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト24の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト24上から定着装置25に受け渡される。
定着装置25は、定着ベルト26を2本のローラによって張架しながら無端移動するベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ27とを備えている。これらの定着ベルト26と加圧ローラ27とが当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト24から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける二本のローラのうち、加圧ローラ27から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、この熱源の発熱によって定着ベルト26を加熱する。加熱された定着ベルト26は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱や定着ニップでのニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着される。
定着装置25内で定着処理が施された転写紙は、排出ローラ56に到達し、複写機500の筐体における図2中の左側板の外側に設けたスタック部57上に排出ローラ56によって排出される。転写紙のもう一方の面にもトナー像を形成する場合は、定着後の転写紙は排出ローラ56へは搬送されず、上述した二次転写ニップに戻される。
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置400の原稿台30上セットされる。但し、その原稿が本のように閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス32上にセットされる。このセットに先立ち、複写機500本体に対して原稿自動搬送装置400が開かれ、スキャナ300のコンタクトガラス32が露出する。この後、閉じられた原稿自動搬送装置400によって片綴じ原稿が押さえられる。
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ300による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置400にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置400がシート原稿をコンタクトガラス32まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第一走行体33と第二走行体34とがともに走行を開始し、第一走行体33に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第一走行体33及び第二走行体34内に設けられたミラーに反射して、結像レンズ35を通過した後、読取センサ36に入射する。読取センサ36は、入射した光に基づいて画像情報を構築する。
このような原稿読取動作と並行して、各画像形成ユニット20(Y,M,C,K)内の各機器や、中間転写ユニット17、二次転写装置22、定着装置25がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ36によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット21が駆動制御されて、各感光体1(Y,M,C,K)上に、Y,M,C,Kの各色トナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト110上に重ね合わせて転写されることで四色トナー像となる。
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置200内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、複数の給紙ローラ42のうちの一つが選択されて回転駆動を開始し、回転駆動を開始した給紙ローラ42に対応する給紙カセット44から転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ45で一枚ずつ分離されて給紙路46に進入した後、搬送ローラ対47によって二次転写ニップに向けて搬送される。
このような給紙カセット44からの給紙に代えて、手差しトレイ51からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ50が選択されて回転駆動を開始し、手差しトレイ51上の転写紙を送り出した後、手差し分離ローラ52が転写紙を一枚ずつ分離してプリンタ部100の手差し給紙路53に給紙する。手差し給紙路53に給紙された転写紙は、二次転写ニップに向けて搬送される。
複写機500は、二色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト110を、その上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に四つの感光体1(Y,M,C,K)の全てを接触させる。これに対し、Kトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト110を図2中の左側が下がるように傾けた姿勢にして、その上部張架面をY,M,C用の感光体1(Y,M,C)から離間させる。そして、四つの感光体1(Y,M,C,K)のうち、黒用感光体1Kだけを図2中の反時計回り方向に回転させて、Kトナー像だけを作像する。この際、Y,M,Cについては、感光体1だけでなく、現像装置4も駆動を停止させることで、感光体1や現像剤の不要な消耗を防止することができる。
複写機500は、複写機500内の各機器の制御を司るCPU等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等から構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、三つのモードの中から一つを選択することができる。この三つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
図3は、四つの画像形成ユニット20(Y,M,C,K)のうちの一つが備える本発明を適用可能な現像装置4及び感光体1を示す拡大構成図である。上述したように、四つの画像形成ユニット20(Y,M,C,K)は、ほぼ同様の構成になっているので、図3では、使用するトナーの色を示す添字は適宜省略している。
図3に示すように感光体1は図中矢印G方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体1の表面は、光書込ユニット21より照射されたレーザー光により静電潜像を形成され、この静電潜像に現像装置4からトナーを供給され、トナー像が形成される。
現像装置4は、図3中の矢印I方向に表面移動しながら感光体1の表面の静電潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ5を有している。また、現像ローラ5に現像剤を供給しながら図3の手前方向に現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュ8を有している。
現像ローラ5の表面近傍おける供給スクリュ8との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ5に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ12を備えている。
現像ローラ5と感光体1との対向部である現像領域に対して現像ローラ5の表面移動方向下流側には、現像領域を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ8と同方向に搬送する回収搬送部材である回収スクリュ6を備えている。供給スクリュ8を備えた供給搬送路9は現像ローラ5の横方向に、回収スクリュ6を備えた回収搬送路7は現像ローラ5の下方に並設されている。
現像装置4は、供給搬送路9の下方で回収搬送路7に並列して、攪拌搬送路10を設けている。攪拌搬送路10は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ8とは逆方向である図3中の奥側に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ11を備えている。
供給搬送路9と攪拌搬送路10とは仕切り部材としての第一仕切り壁133によって仕切られている。第一仕切り壁133の供給搬送路9と攪拌搬送路10とを仕切る箇所は図3中の手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路9と攪拌搬送路10とが連通している。
供給搬送路9と回収搬送路7とも第一仕切り壁133によって仕切られているが、第一仕切り壁133の供給搬送路9と回収搬送路7とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
また、攪拌搬送路10と回収搬送路7との二つの搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁134によって仕切られている。第二仕切り壁134は、図3中の手前側端部に開口部が設けてあり、攪拌搬送路10と回収搬送路7とを連通している。
現像剤搬送部材である供給スクリュ8、回収スクリュ6及び攪拌スクリュ11は、回転軸と、この回転軸に設けられた螺旋状の羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送スクリュである。これらの現像剤搬送スクリュは、樹脂もしくは金属のスクリュからなっており各スクリュ径は全てφ22[mm]である。また、スクリュピッチは、供給スクリュが50[mm]の二条巻き、回収スクリュ6及び攪拌スクリュ11が25[mm]の一条巻き、回転数は全て約600[rpm]に設定している。
現像ローラ5上に担持された現像剤は、ステンレスからなる現像ドクタ12によって薄層化され、感光体1との対抗部である現像領域まで搬送されて現像に用いられる。現像ローラ5の表面はV溝あるいはサンドブラスト処理されておりφ25[mm]のAl(アルミニウム)もしくはSUS(ステンレス)素管からなり、現像ドクタ12及び感光体1とのギャップは0.3[mm]程度となっている。
現像領域を通過した後の現像剤は回収搬送路7にて回収を行い、図3中の断面手前側に搬送され、第一仕切り壁133の手前側端部に設けられた開口部で、攪拌搬送路10へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路10における現像剤搬送方向上流側の第一仕切り壁133の開口部の付近で攪拌搬送路10の上側に設けられたトナー補給口95(後述する図8参照)から攪拌搬送路10にトナーが供給される。
次に、現像装置4が備える三つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図4は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置4の斜視断面図である。図4中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
また、図5は、現像装置4内の現像剤の流れの模式図であり、図4と同様、図5中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
攪拌搬送路10から現像剤の供給を受けた供給搬送路9では、現像ローラ5に現像剤を供給しながら、供給スクリュ8の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ5に供給され、現像に用いられず供給搬送路9の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は第一仕切り壁133の余剰開口部92より攪拌搬送路10に供給される(図5中矢印E)。
現像ローラ5から回収搬送路7に送られ、回収スクリュ6によって回収搬送路7の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は、第二仕切り壁134の回収開口部93より攪拌搬送路10に供給される(図5中矢印F)。
攪拌搬送路10では、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ11の搬送方向下流側に搬送し、搬送方向下流側端部に到達した現像剤は、第一仕切り壁133に設けられた供給開口部91より供給搬送路9に供給される(図5中矢印D)。
攪拌搬送路10では攪拌スクリュ11によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路7及び供給搬送路9内を搬送される現像剤とは逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路9の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。
攪拌搬送路10の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、このトナー濃度センサのセンサ出力に基づいて不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部から現像装置4へのトナー補給を行っている。
図5に示す現像装置4では、供給搬送路9と回収搬送路7とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路9に混入することがない。このため、供給搬送路9の搬送方向下流側ほど現像ローラ5に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路7と攪拌搬送路10とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。これにより、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路9に供給されるため、供給搬送路9に供給されるの現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路9内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路9内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
また、図5に示すように、現像装置4の下部から上部への現像剤の移動は矢印Dのみである。矢印Dで示す現像剤の移動は、攪拌スクリュ11の回転による搬送力で現像剤を攪拌搬送路10の下流側端部に押し込むことにより、現像剤を盛り上がらせて供給搬送路9に現像剤を供給するものである。
このように、現像剤を下方から上方に持ち上げる際に現像剤を押し込んで移動させと、現像剤にストレスを与えることになり、現像剤の寿命低下の一因となる。具体的には、現像剤中のキャリアの膜削れやトナーのスペント化がその個所で発生し、それに伴い画像品質の安定性が保たれなくなってしまう。
このため、図5中の矢印Dで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することで現像剤の長寿命化を図ることが出来る。現像剤の長寿命化を図ることにより、現像剤の劣化を防止して常に画像濃度ムラの無い画像品質の安定した現像装置を提供することができる。
本実施形態の現像装置4では、図3に示すように、供給搬送路9を攪拌搬送路10の斜め上方になるように配置している。斜め上方に配置することにより、供給搬送路9を攪拌搬送路10の垂直上方に設け現像剤を持ち上げるものに比べて、矢印Dで示す現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することができる。
さらに、現像装置4では、供給搬送路9と攪拌搬送路10とを斜めに配置することで、図3に示すように、攪拌搬送路10の上部壁面が供給搬送路9の下部壁面よりも高い位置となるように配置している。
供給搬送路9を攪拌搬送路10に対して垂直上方に持ち上げることは、重力に逆らって現像剤を攪拌スクリュ11の圧によって持ち上げるので現像剤にストレスがかかる。一方、攪拌搬送路10の上部壁面が供給搬送路9の下部壁面よりも高い位置となるように配置することで、攪拌搬送路10の最高点に存在する現像剤が供給搬送路9の最下点に重力に逆らわず流れ込むことができる。これにより、現像剤にかかるストレスを低減することができる。
また、攪拌搬送路10の現像剤搬送路下流側の、攪拌搬送路10と供給搬送路9とが連通している部分の攪拌スクリュ11の軸にフィン部材を設けても良い。このフィン部材は攪拌スクリュ11の軸方向に平行な辺と、攪拌スクリュの軸方向に垂直な辺とから構成される板状の部材である。このフィン部材で現像剤を掻き上げることにより、攪拌搬送路10から供給搬送路9へ、より効率的な現像剤の受渡しを行うことができる。
また、現像装置4では、図3に示すように、現像ローラ5と供給搬送路9との中心間距離Aが、現像ローラ5と攪拌搬送路10との中心間距離Bよりも短くなるように、供給搬送路9と攪拌搬送路10とを配置している。これにより供給搬送路9から現像ローラ5に現像剤を無理無く供給することができ、装置の小型化を図ることもできる。
また、攪拌スクリュ11は、図3中の手前側から見て反時計回り方向(図中矢印C方向)に回転しており、現像剤は攪拌スクリュ11の形状に沿って現像剤を持ち上げて供給搬送路9に移送させている。これにより、現像剤を効率良く持ち上げることが可能となり現像剤にかかるストレスをより低減することができる。
図6は、現像装置4の供給スクリュ8の回転中心における断面を図4中の矢印J方向から見た断面説明図である。図中Hは、現像剤担持体である現像ローラ5が、潜像担持体である感光体1にトナーを供給する現像領域を示している。この現像領域Hの現像ローラ5の回転軸の軸線方向の幅が現像領域幅αである。
図6に示すように、現像装置4は攪拌搬送路10から供給搬送路9に現像剤を持ち上げる箇所である供給開口部91と、供給搬送路9から攪拌搬送路10に現像剤を落下させる余剰開口部92とがともに現像領域幅α内に設けられている。
図7は、図5とは異なり、供給開口部91と余剰開口部92とを現像領域幅αの外側に設けた構成の現像装置4内の現像剤の流れの模式図である。
図7に示す現像装置4では、供給開口部91を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路9の搬送方向上流側は現像ローラ5よりも供給搬送路上流側領域β分長くなっている。また、余剰開口部92を現像領域幅αの外側に設けているため、供給搬送路9の搬送方向下流側は現像ローラ5よりも供給搬送路下流側領域γ分長くなっている。
一方、図5に示す構成の現像装置4では、供給開口部91を現像領域幅α内に設けているため、供給搬送路9の搬送方向上流側は図7の現像装置4よりも供給搬送路上流側領域β分短くすることができる。また、余剰開口部92を現像領域幅α内に設けているため、供給搬送路9の搬送方向下流側は図7の現像装置4よりも供給搬送路下流側領域γ分短くすることができる。
このように、図5の現像装置4は供給開口部91と余剰開口部92とを現像領域幅α内に設けているため、図7に示す現像装置4に比べて、現像装置4の上部の省スペース化を図ることが出来る。
次に、現像装置4の供給搬送路9、攪拌搬送路10及び回収搬送路7からなる現像剤搬送路へのトナーを補給する位置について説明する。図8は、現像装置4の外観斜視図である。
図8に示すように、現像装置4は、トナーを補給するトナー補給口95が攪拌スクリュ11を備える攪拌搬送路10の搬送方向上流端部の上方に設けられている。このトナー補給口95は現像ローラ5の幅方向端部よりも外側に設けてあるので、現像領域幅αよりも外側となっている。
この、トナー補給口95を設けた箇所は供給搬送路9の搬送方向の延長線上であり、図7における供給搬送路下流側領域γの空いたスペースに該当する。余剰開口部92を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口95を設けることにより、現像装置4の小型化を図ることが出来る。
トナー補給口95としては、攪拌搬送路10の搬送方向上流端部の上方に限らず、回収搬送路7の下流端部の上方に設けても良い。
また、回収搬送路7から攪拌搬送路10へ現像剤の受渡しを行う箇所である回収開口部93の真上にトナー補給口95を設けるようにしても良い。回収開口部93の真上のスペースも余剰開口部92を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースであるので、この位置にトナー補給口95を設けることにより、現像装置4の小型化を図ることができる。さらに、受渡し部である回収開口部93では現像剤が混ざりやすいため、この位置で補給を行うことにより、効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
現像装置4は、図5を用いて説明したように、攪拌搬送路10の搬送方向下流端から供給搬送路9の搬送方向上流端に現像剤を受け渡す供給開口部91を現像領域幅α内に設けている。また、供給搬送路9の搬送方向下流端から攪拌搬送路10の搬送方向上流端に現像剤を受け渡す余剰開口部92を現像領域幅α内に設けている。このため、従来の現像装置4に比べて、現像装置4の上部の省スペース化を図ることが出来、現像装置4全体の省スペース化を図ることが出来る。
さらに、余剰開口部92を現像領域幅α内に設けることで空いたスペースにトナー補給口95を設けることにより、現像装置4の小型化を図ることが出来る。
回収搬送路7から攪拌搬送路10への現像剤の受渡し部である回収開口部93の上方からトナー補給を行うことにより、効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
また、画像形成装置としての複写機500のプリンタ部100の現像手段として、現像装置4を備えることにより、装置全体の省スペース化を図ることが出来る。
次に、現像装置4内の現像剤の入れ替えについて説明する。
現像剤補給手段である不図示のトナー補給制御装置は、不図示のトナー収容部内のトナーをトナー補給口95から現像装置4に補給する。本実施形態の現像装置4ではトナー補給口95からトナーとキャリアとを含む現像剤が補給される。以降、現像装置4に補給されるトナーとキャリアとが混合された現像剤を「プレミックストナー」と称する。
現像装置4は、供給搬送路9内の現像剤が所定の嵩を越えた場合にその一部を現像装置4の外部に排出する現像剤排出口94と、現像剤排出口94から排出された現像剤を現像装置4の外部に搬送する排出搬送スクリュ2aを備えた排出搬送路2とを有する。排出搬送路2は、供給搬送路9の搬送方向下流側で仕切り壁135を挟んで供給搬送路9と隣り合うように配置され、現像剤排出口94は供給搬送路9と排出搬送路2とを連通するように仕切り壁135に設けられた開口部である。
本実施形態では、現像剤排出口94を供給搬送路9に設けているが、現像剤排出口94を設ける位置としては、装置内全体の現像剤量の増減に応じて現像剤の嵩が増減する位置であれば、回収搬送路7や攪拌搬送路10に設けてもよい。
次に、現像剤排出口94を備えた従来の現像装置4について説明する。
図19は、現像剤排出口94を備えた従来の現像装置4について、図3と同じ方向から見た供給搬送路9の搬送方向下流端近傍の現像装置4の断面説明図である。
供給搬送路9の搬送方向下流端近傍とは、例えば、供給搬送路9から攪拌搬送路10へと現像剤が受け渡される現像剤受渡し部と供給搬送路9の搬送方向で同位置となる箇所である。
また、供給搬送路9内の供給スクリュ8の回転方向は、図4でいうところの右回り(矢印Mの方向)であって、現像ローラ5に対して現像剤を下方から持ち上げて供給する方向に回転している。ここで、供給スクリュ8の回転方向を左回りにし、現像剤を上から振り掛けるようにして現像ローラ5に現像剤を供給すると、現像剤が飛び散りながら現像ローラ5に供給される。一方、供給スクリュ8の回転方向を図4に示すように右回りにすると、現像剤がたまっている供給搬送路9の下方から現像剤を持ち上げるようにして現像ローラ5に現像剤が供給されるようになる。現像剤が飛び散るように供給するよりも、下方から持ち上げるようにして供給するほうが現像剤の供給性が安定するため、現像装置4では供給スクリュ8の回転方向を図4でいうところの右回りに設定している。
特に本実施形態の現像装置4のように現像ローラ5に供給した現像剤を供給搬送路9へ戻さず、回収搬送路7で回収するものでは、現像剤量は供給搬送路9の下流に行くにしたがって減少していく。このため、現像剤がたまっている下方からくみ上げて現像ローラ5に供給するもののほうが現像剤の供給性の面では優れている。
ここで、搬送力を付与されることで供給搬送路9内を移動する現像剤の勢いや、現像剤搬送スクリュである供給スクリュ8の回転する力によって供給搬送路9内の現像剤は飛び跳ねる。そして、図19に示すように、現像剤搬送路である供給搬送路9の所定の高さに現像剤排出口94を設けただけの構成であると、図19中の矢印Tで示すような経路で、飛び跳ねた現像剤が飛翔して現像剤排出口94を通過して排出されることがある。
現像剤が飛び跳ねて排出される場合、供給搬送路9内の現像剤排出口94を設けた位置を搬送される現像剤が適正な量の状態や、適正な量を下回る状態であっても、飛び跳ねた現像剤が排出されるおそれがある。このように飛び跳ねた現像剤が排出される状態であると、現像装置4内の現像剤が適正な量以下の状態であるにもかかわらず現像剤排出口94から現像剤が排出されることがある。これにより、現像装置4内の現像剤量が必要量を下回り、感光体1への現像剤の供給が不安定になるおそれがある。そして、感光体1への現像剤の供給が不安定になると画像抜けなどの異常画像が発生する。
図19では、飛び跳ねた現像剤が現像剤排出口94に向かう経路を矢印Tで示した。図19中の矢印Tは、飛び跳ねた現像剤が現像剤排出口94に向かう経路を模式的に示したものであり、飛び跳ねた現像剤が現像剤排出口94に向かう経路としては矢印Tで示すものに限るものではない。
〔実施例1〕
次に、実施形態の現像装置4の特徴部を備えた一つ目の実施例(以下、「実施例1」と呼ぶ)について説明する。
図1は、実施例1の現像装置4の断面説明図である。
図1に示すように、実施例1の現像装置4は、飛翔現像剤排出抑制部材として、ブロック部材3を備えている。ブロック部材3は、現像剤搬送部材である供給スクリュ8が現像剤を搬送するために回転することによって飛翔した現像剤が現像剤排出口94に向かう経路(図19中矢印T)を塞ぐため、飛び跳ねた現像剤が排出されることを抑制できる。
また、現像装置4では、供給搬送路9内から現像剤排出口94に向かう現像剤が通過する排出経路96がブロック部材3と仕切り壁135との間に形成されている。これにより、飛び跳ねた現像剤が排出されることを抑制しつつ、現像装置4内の現像剤量が増加したときには、排出経路96によって現像剤を現像剤排出口94に案内し、必要量を超えた現像剤を現像剤排出口94から排出することができる。
さらに、実施例1の現像装置4は、排出経路96を閉鎖する閉鎖状態と、排出経路96を開放する開放状態とを選択的に取り得る排出経路開閉部材140を備える。
図1は、排出経路開閉部材140が排出経路96を閉じた閉鎖状態を示しておいる。図9は、図1と同様に実施例1の現像装置4の断面説明図であって、排出経路開閉部材140が排出経路96を開放した開放状態を示している。
図10は、実施例1の現像装置4を図1中の手前側の斜め上方から見た斜視断面図であり、断面は現像剤排出口94を設けた位置における断面である。また、図11は、図10に示す状態から排出経路開閉部材140を取り外した状態の斜視断面図である。
図12は、実施例1の現像装置4を図1中の奥側の斜め上方から見た斜視断面図であり、断面は現像剤排出口94を設けた位置における断面である。図12は、図10及び図11に示す現像装置4に対して、現像装置4を形成するケーシングのうちの現像ドクタ12が固定されるドクタ固定ケーシング12aと、現像ローラ5と、現像ドクタ12と、を取り外した状態の斜視断面図である。また、図13は、図12に示す状態から排出経路開閉部材140を取り外した状態の斜視断面図である。
図14は、実施例1の現像装置4を図1中の奥側の斜め下方から見た斜視断面図であり、断面は現像剤排出口94を設けた位置よりも供給搬送路9における搬送方向上流側(図1中の奥側)における断面である。図14は、図12及び図13に示す現像装置4に対して、供給スクリュ8を取り外した状態の斜視断面図である。また、図15は、図14に示す状態から排出経路開閉部材140を取り外した状態の斜視断面図である。
排出経路開閉部材140は、シート状の弾性材料からなり、一端の上面をブロック部材3の下面に貼り付けて固定し、他端側の下面が現像剤排出口94の下端を形成する仕切り壁135の縁部に接触する。排出経路開閉部材140は一端を中心に他端が揺動可能で、閉鎖状態から他端側が持ち上がって開放状態となる。
図1に示すように、ブロック部材3の下面は、現像剤排出口94の下端を形成する仕切り壁135の縁部よりも下方にある。このため、図1に示す閉鎖状態では、排出経路開閉部材140はブロック部材3の下面に固定された一端側に対して上方に撓んだ状態で仕切り壁135の縁部に接触する。このとき、排出経路開閉部材140の自重と撓みに対する反発力によって他端側を仕切り壁135の縁部に押し付けるような付勢力が作用する。
ブロック部材3を配置しても、ブロック部材3の下方で飛び跳ねた現像剤が排出経路96を通過して現像剤排出口94から排出されるおそれがある。実施例1の現像装置4では、ブロック部材3の下方で現像剤が飛び跳ねても排出経路開閉部材140の下面に現像剤がぶつかる。このとき、現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げる力が上記付勢力よりも小さい状態では、排出経路開閉部材140は閉鎖状態を維持し、現像剤が排出されることを防止できる。一方、現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げる力が上記付勢力よりも大きくなると、排出経路開閉部材140の他端側(図1中の左側)が現像剤に押し上げられ、図9に示すような開放状態となる。開放状態となると、供給搬送路9内の現像剤の一部が排出経路96を通過して現像剤排出口94から排出搬送路2に到達し、現像装置4の外部に排出される。
供給搬送路9内の現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げる力は、供給搬送路9における現像剤排出口94近傍の現像剤量によって変動する。現像剤量が少なく、現像剤の剤面が排出経路開閉部材140の下面に届いておらず、排出経路開閉部材140の下面にぶつかる現像剤が少ない状態では、現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げる力は小さく、排出経路開閉部材140は閉鎖状態のままとなる。
一方、現像装置4内の現像剤量が増加し、現像剤排出口94近傍の現像剤量が増加すると、現像剤の嵩が大きくなり、剤面が排出経路開閉部材140の下面に到達する。さらに、現像剤の嵩が大きくなると、現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げて開放状態となり、現像剤排出口94から現像剤が排出される。
また、現像剤の剤面が排出経路開閉部材140の下面に到達した場合に限らず、開放状態となることが考えられる。すなわち、現像剤排出口94近傍の現像剤量が多くなると、飛び跳ねて排出経路開閉部材140の下面にぶつかる現像剤の量も増加し、現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げる力も増加する。そして、現像剤の剤面が排出経路開閉部材140の下面に到達していない状態であっても、飛び跳ねた現像剤が排出経路開閉部材140の下面を押し上げる力が上記付勢力よりも大きくなると、排出経路開閉部材140の他端側が持ち上がり、開放状態となる。
現像剤の剤面が排出経路開閉部材140を押し上げる場合と、飛び跳ねた現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げる場合との何れの場合であっても、供給搬送路9内の現像剤排出口94を設けた位置における現像剤量が少ない場合には閉鎖状態となる。そして、この位置における現像剤量が増加し、現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げることにより、開放状態となって現像剤の排出を行うことができる。
この構成により、飛び跳ねて機外に放出される現像剤を排出経路開閉部材140で押さえ、現像剤の流動性や飛び跳ねによる排出量の誤差を減らし、現像装置4内の現像剤の量が一定量を超えたときに現像剤を排出する構成を実現できる。
現像装置4のように、供給搬送路9内の現像剤排出口94を設けた位置における現像剤量の変化に応じて現像剤排出口94へ向かう排出経路96の開閉を行うことによって、現像剤量が少ない状態で飛び跳ねた現像剤が排出されることを防止できる。よって、現像装置4内の現像剤量が増加していないにもかかわらず現像剤が排出されることを防止することができる。このため、現像装置4内の現像剤の必要量を確保することができ、感光体1に安定した現像剤の供給を行うことができる。これにより、感光体1上の静電潜像を良好にトナー像化することができ、画像抜けなどの異常画像の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。
また、図1に示すように、閉鎖状態では排出経路開閉部材140の他端側が現像剤排出口94に入り込み、排出経路開閉部材140の下面が仕切り壁135における現像剤排出口94の下端部分に接触する。
排出経路開閉部材140の揺動中心となる一端の位置が、組み付け誤差によって現像剤排出口94から多少離れても、閉鎖状態で排出経路開閉部材140が現像剤排出口94に入り込む範囲の誤差であれば閉鎖状態で現像剤が通過し得る隙間は生じない。また、上記一端の位置が組み付け誤差によって現像剤排出口94に多少近付いても、他端が排出搬送路2の内壁面等の他の部材に接触することなく現像剤排出口94に入り込む長さが変化するだけの範囲の誤差であれば、円滑な開閉動作を行うことができる。このように、排出経路開閉部材140の一端の位置に組み付け誤差が生じても、ある程度の誤差の範囲であれば、閉鎖状態で隙間が生じることを防止し、且つ、円滑な開閉動作を行うことができるので、組み付け公差を広く設定することができる。よって、装置内の現像剤量が増加していないにもかかわらず現像剤が排出されることを抑制するための排出経路開閉部材140の組み付け精度を従来よりも低くできる。
また、図1に示すように、実施例1の現像装置4は、ブロック部材3の下面に排出経路開閉部材140を貼り付ける構成となっている。このような構成では、現像剤が排出経路開閉部材140を下方から押圧したときに、排出経路開閉部材140をブロック部材3の下面に押し付ける方向に力が作用する。これにより、排出経路開閉部材140が現像剤によって押し上げられてもブロック部材3から剥がれ難い構成を実現出来る。
図20は、特許文献2に記載の排出経路開閉部材140を備えた現像装置の概略を説明する供給搬送路9近傍の拡大断面図である。この現像装置では、排出経路開閉部材140の図中右側の端部がブロック部材3に固定され、排出経路開閉部材140の図中左側の端部は自由端となっており、自由端側が現像剤に押し上げられる構成となっている。この現像装置では図20(a)に示すように、閉鎖状態では排出経路開閉部材140は現像剤排出口94の下方の仕切り壁135の壁面に接触または近接する構成となっている。
現像装置のケーシングに排出経路開閉部材140を作業者が組みつけようとすると、±0.5[mm]程度の公差を設定することが求められる。このため、公差の範囲であっても排出経路開閉部材140の固定端から自由端までの長さが短いと、図20(b)に示すように、排出経路開閉部材140の磁有端と仕切り壁135との間に隙間が生じてしまう。隙間が生じると、隙間から排出経路開閉部材140の上方に回り込んだ現像剤によって排出経路開閉部材140が埋まってしまうおそれがある。
また、公差の範囲であっても排出経路開閉部材140の固定端から自由端までの長さが長いと、現像装置の動作中に、図20(c)に示すように、排出経路開閉部材140の先端が下側になるように巻き込まれてしまうおそれがある。図20(c)の状態となると、排出経路開閉部材140が持ち上がりにくくなり、現像剤の排出が阻害され、現像装置内に過剰な現像剤が収容された状態となるおそれがある。
これに対して、実施例1の現像装置4は、図1に示すように排出経路開閉部材140を配置することで、現像装置4に対する排出経路開閉部材140の組み付け誤差の影響を受け難い。
実施例1の現像装置4では、シート状の排出経路開閉部材140として、厚さが0.05[mm]のポリエチレンテレフタラートのシート材を用いているが、現像剤の増減によって開閉可能であればこれに限るものではない。
図16は、実施例1の現像装置4の供給搬送路9の下流端近傍の拡大説明図である。現像装置4は、図14〜図16に示すように、現像剤排出口94に対して供給スクリュ8の搬送方向上流側に上流側壁部材38を備え、現像剤排出口94に対して供給スクリュ8の搬送方向下流側に下流側壁部材39を備える。上流側壁部材38は、供給スクリュ8の搬送方向(図16中矢印S)に垂直で、且つ、その法線方向が矢印S方向と逆方向となる上流側壁面38fを備える。下流側壁部材39は、供給スクリュ8の搬送方向(図16中矢印S)に垂直で、且つ、その法線方向が矢印S方向と同方向となる下流側壁面39fを備える。
上流側壁部材38及び下流側壁部材39は、排出経路開閉部材140の上流側と下流側とにおいて、排出経路開閉部材140の上面と供給搬送路9の天井との隙間を遮蔽する隙間遮蔽部材である。
上流側壁部材38を備えることにより、現像剤排出口94に対して現像剤搬送方向上流側から、供給スクリュ8の搬送方向に飛翔した現像剤T1は、上流側壁部材38の上流側壁面38fに突き当たる。これにより、供給スクリュ8の軸方向のうち、搬送方向に飛翔した現像剤T1が排出経路開閉部材140の上方に向かう経路を塞ぐことができる。このため、搬送方向に飛翔した現像剤T1が閉鎖状態の排出経路開閉部材140の上方に到達することを防止し、閉鎖状態のときに現像剤排出口94から現像剤が排出されることを防止することができる。
また、下流側壁部材39を備えることにより、現像剤排出口94に対して現像剤搬送方向下流側から、供給スクリュ8の搬送方向とは逆方向に飛翔した現像剤T2は、下流側壁部材39の下流側壁面39fに突き当たる。これにより、供給スクリュ8の軸方向のうち、搬送方向とは逆方向に飛翔した現像剤T2が排出経路開閉部材140の上方に向かう経路を塞ぐことができる。このため、搬送方向とは逆方向に飛翔した現像剤T2が閉鎖状態の排出経路開閉部材140の上方に到達することを防止し、閉鎖状態のときに現像剤排出口94から現像剤が排出されることを防止することができる。
また、上流側壁部材38及び下流側壁部材39の下端である上流側壁下端部38e及び下流側壁下端部39eは、図15及び図16に示すように、現像剤排出口94の下端よりも下方に位置している。さらに、上流側壁下端部38e及び下流側壁下端部39eは、排出経路開閉部材140が固定されるブロック部材3の下面よりも下方に位置している。このように配置することにより、排出経路開閉部材140の上流側と下流側とにおいて、排出経路開閉部材140の上面と供給搬送路9の天井との隙間を遮蔽する構成を実現できる。
また、図14〜図16に示すように、下流側壁下端部39eは上流側壁下端部38eよりも下方に位置する。これにより、上流側壁下端部38eの下を通過した現像剤の一部が下流側壁部材39の上流側の壁面に突き当たり、排出経路開閉部材140の下面に向かうように上方に移動する。このような構成により、現像剤排出口94の近傍で現像剤を塞き止める作用が向上し、現像装置4内の現像剤量が増加したときの現像剤の排出の応答性が向上する。
また、図14及び図15に示すように、下流側壁部材39は、仕切り壁135に近い側ほど下流側壁下端部39eが下方に位置する形状となっている。すなわち、下流側壁部材39は仕切り壁135に近い側ほど上下方向に長い形状である。これにより、現像装置4内の現像剤量が増加したとき現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げ易い構成としている。
上述したように、複写機500では、四つの画像形成ユニット20(Y,M,C,K)は、それぞれが扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっており、各画像形成ユニット20が備える四つの現像装置4もほぼ同様の構成となっている。
複写機500としては、扱うトナーの色によって、現像ローラ5と感光体1との隙間である現像ギャップの大きさを異ならせ、現像ギャップが大きい現像装置4にのみ排出経路開閉部材140を配置する構成としても良い。これは以下の理由による。
すなわち、現像ギャップが小さいほど「ハロー画像」は生じにくいが、現像ギャップが小さいほど現像ローラ5と感光体1との回転によって生じるギャップ変動の影響による濃度ムラが目立ち易くなり、「ハロー画像」と濃度ムラとはトレードオフの関係にある。「ハロー画像」とは、ベタ画像のエッジ部分に生じるエッジ電界の影響を受けベタ画像に隣接するハーフトーン画像のドット再現性が悪化し白く抜けてしまう異常画像である。黒トナー像は現像ギャップの変動に起因する濃度ムラよりもハロー画像の方が異常画像として目立ち易く、他の色(Y,M,C)のトナー像はハロー画像よりも現像ギャップの変動に起因する濃度ムラの方が異常画像として目立ち易い傾向があった。
そこで、黒用画像形成ユニット20Kでは、ハロー画像の抑制を優先するために現像ギャップを小さく設定し、カラー用の画像形成ユニット20(Y,M,C)で濃度ムラの抑制を優先するために黒用よりも現像ギャップを大きく設定する。
現像ギャップを大きくする場合は、現像領域での現像ローラ5と感光体1との隙間を現像剤で埋めるため、現像領域に搬送する現像剤の量を多くする必要があり、現像ドクタ12と現像ローラ5との隙間であるドクタギャップも大きくする必要がある。ドクタギャップを大きくすると、供給搬送路9から現像ローラ5の表面に供給され、現像領域を通過して回収搬送路7に受け渡される現像剤の量が多くなり、供給搬送路9の上流側端部から下流側端部まで搬送される間の現像剤の減少量も多くなる。このため、現像ギャップの大きさに関わらず現像装置4の供給搬送路9内の現像剤の搬送速度を同じ速度とすると、現像ギャップが大きい現像装置4では供給搬送路9の下流側で現像剤が不足するおそれがある。このため、現像ギャップが大きい現像装置4では供給搬送路9内での現像剤の搬送速度を速くするために、現像ギャップが小さい現像装置4よりも供給スクリュ8の回転速度を速くする。
扱うトナーの色によって現像装置4の現像ギャップ及びドクタギャップの大きさと、供給スクリュ8の回転速度を異ならせても、現像装置4のケーシング等の他の部分は同じ構成とすることで、部品の共通化を図ることができる。このように他の部分を同じ構成とした場合、供給スクリュ8の回転速度が速い現像装置4の方が供給搬送路9内で飛び跳ねる現像剤の量が多くなる。このため、供給スクリュ8の回転速度が遅い黒用現像装置4Kでは排出経路開閉部材140を配置していない構成でも現像装置4内の現像剤の必要量を確保できても、回転速度が速い他の現像装置4では現像剤が過剰に排出され、必要量を確保できないことがあった。このような場合、供給スクリュ8の回転速度が速いカラー用の現像装置4(Y,M,C)にのみ排出経路開閉部材140を配置する。
排出経路開閉部材140を配置することで供給スクリュ8の回転速度が速く、飛び跳ねる現像剤の量が多いカラー用の現像装置4(Y,M,C)であっても現像装置4内の現像剤の必要量を確保することが可能となる。
また、排出経路開閉部材140を配置していない構成でも現像装置4内の現像剤の必要量を確保できる黒用現像装置4Kに排出経路開閉部材140を配置すると、必要量を超えた現像剤を収容している状態にも関わらず現像剤が排出されないおそれがある。この場合、過剰な現像剤を収容した状態となり、現像剤搬送部材である各現像剤搬送スクリュの回転トルクが上昇したり、現像剤が漏れ出たりする、といった不具合が生じるおそれがある。これに対して、供給スクリュ8の回転速度が遅い黒用現像装置4Kのみ排出経路開閉部材140を配置しない構成とすることで、過剰な現像剤を収容した状態となることを防止し、上述した不具合の発生を防止できる。
〔実施例2〕
次に、実施形態の現像装置4の特徴部を備えた二つ目の実施例(以下、「実施例2」と呼ぶ)について説明する。
図17は、実施例2の現像装置4の断面説明図である。
実施例2の現像装置4は、ブロック部材3の形状と、排出経路開閉部材140の取り付け位置以外は実施例1と共通するため、共通する構成については説明を省略する。
図17に示すように、実施例2の現像装置4では排出経路開閉部材140は、シート状の弾性材料からなる。そして、排出経路開閉部材140は、現像剤排出口94の位置で下面となる面と同じ面の一端側をブロック部材3の側面に貼り付けて固定し、他端側が現像剤排出口94の下端を形成する仕切り壁135の縁部に接触している。
図17に示すように、排出経路開閉部材140はブロック部材3の側面に固定された一端側に対して側方に撓んだ状態で仕切り壁135の縁部に接触し、撓みに対する反発力によって他端側を仕切り壁135の縁部に押し付けるような付勢力が作用する。
これにより、実施例1の現像装置4と同様に、供給搬送路9内の現像剤排出口94を設けた位置における現像剤量が少ない場合には閉鎖状態となる。そして、この位置における現像剤量が増加し、現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げることにより、開放状態となって現像剤の排出を行うことができる。
この構成により、飛び跳ねて機外に放出される現像剤を排出経路開閉部材140で押さえ、現像剤の流動性や飛び跳ねによる排出量の誤差を減らし、現像装置4内の現像剤の量が一定量を超えたときに現像剤を排出する構成を実現できる。
〔実施例3〕
次に、実施形態の現像装置4の特徴部を備えた三つ目の実施例(以下、「実施例3」と呼ぶ)について説明する。
図18は、実施例3の現像装置4の断面説明図である。
実施例3の現像装置4は、ブロック部材3の形状と、排出経路開閉部材140の取り付け位置、排出経路開閉部材140の材料、及び、排出経路開閉部材140の取り付け方法以外は実施例1と共通するため、共通する構成については説明を省略する。
実施例3の排出経路開閉部材140は、板状の剛性材料からなり、実施例1及び実施例2の排出経路開閉部材140とは異なり撓み難いものとなっている。実施例3では排出経路開閉部材140一端はヒンジ部140aを介してブロック部材3の側面に回動可能に取り付けて固定し、他端側の下面が現像剤排出口94の下端を形成する仕切り壁135の縁部に接触する。
図18に示すように、排出経路開閉部材140はブロック部材3の側面に配置したヒンジ部140aを中心に回動可能であるため、その自重によって他端側を上方から下方に仕切り壁135の縁部に押し付けるような付勢力が作用する。
これにより、実施例1の現像装置4と同様に、供給搬送路9内の現像剤排出口94を設けた位置における現像剤量が少ない場合には閉鎖状態となる。そして、この位置における現像剤量が増加し、現像剤が排出経路開閉部材140を押し上げることにより、開放状態となって現像剤の排出を行うことができる。
この構成により、飛び跳ねて機外に放出される現像剤を排出経路開閉部材140で押さえ、現像剤の流動性や飛び跳ねによる排出量の誤差を減らし、現像装置4内の現像剤の量が一定量を超えたときに現像剤を排出する構成を実現できる。
上述した実施形態は、本発明における最良の形態の一例であって、本願の特許請求の範囲を限定するものではない。また、上述した実施形態では本発明の構成を備えた現像装置40を備える画像形成装置が複写機である構成について説明したが、ファクシミリ、プリンタ等の他の画像形成装置にも適用可能である。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
現像剤を表面上に担持する現像ローラ5等の現像剤担持体と、現像剤担持体に供給する現像剤を収容する供給搬送路9、回収搬送路7及び攪拌搬送路10等の現像剤収容部内の現像剤を搬送する供給スクリュ8、回収スクリュ6及び攪拌スクリュ11等の現像剤搬送部材と、を有し、現像剤現像剤収容部を形成する仕切り壁135等の収容部形成壁の所定の高さに、現像剤を装置外部に排出する現像剤排出口94等の現像剤排出口を設け、現像剤収容部内から現像剤排出口に向かう現像剤が通過する排出経路96等の排出経路を閉鎖する閉鎖状態と、排出経路を開放する開放状態とを選択的に取り得る排出経路開閉部材140等の排出経路開閉部材を備え、排出経路開閉部材は、一端を中心に他端が揺動可能で、閉鎖状態から他端側が持ち上がって開放状態となる現像装置において、閉鎖状態では排出経路開閉部材の他端側が現像剤排出口に入り込み、排出経路開閉部材の下面が収容部形成壁における現像剤排出口の下端部分に接触する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、装置内の現像剤量が増加していないにもかかわらず現像剤が排出されることを抑制するための排出経路開閉部材の組み付け精度を従来よりも低くできる。これは以下の理由による。
すなわち、従来の排出経路開閉部材を備える現像装置では、排出経路開閉部材の一端の位置が組み付け誤差によって現像剤排出口から離れると、閉鎖状態であっても他端と壁面との間に現像剤が通過可能な隙間が出来てしまう。一方、態様Aでは、従来の現像装置において他端と壁面との間に現像剤が通過できるような隙間が生じるほどの組み付け誤差が生じても、閉鎖状態で排出経路開閉部材が現像剤排出口に入り込んだ状態を維持するように設定することが可能である。排出経路開閉部材が現像剤排出口に入り込んだ状態であれば、閉鎖状態で現像剤が通過し得る隙間は生じない。
また、従来の現像装置では、上記一端の位置が組み付け誤差によって現像剤排出口に近付くと、閉鎖状態のときに他端が壁面に突き当たって排出経路開閉部材が撓んだ状態となり、このときの撓み量が大きくなると、円滑な開閉動作を行えなくなる。一方、態様Aでは、従来の現像装置において排出経路開閉部材が撓んで円滑な開閉動作を行えなくなるほどの組み付け誤差が生じても、排出経路開閉部材の他端側が現像剤排出口に入り込む長さが長くなるだけであり、円滑な開閉動作の妨げとはならない。
このように態様Aでは、従来の現像装置においては許容されない組み付け誤差を許容することができるので、組み付け公差を広く設定することができる。よって、装置内の現像剤量が増加していないにもかかわらず現像剤が排出されることを抑制するための排出経路開閉部材の組み付け精度を従来よりも低くできる。
(態様B)
態様Aにおいて、現像剤排出口94等の現像剤排出口は、装置内全体の現像剤量の増減に応じて現像剤の嵩が増減する供給搬送路9等の現像剤収容部における位置に設けられている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、現像装置4等の現像装置内の現像剤の量が一定量を超えたときに現像剤を排出する構成を実現できる。
(態様C)
態様AまたはBの何れかの態様において、供給搬送路9等の現像剤収容部内の現像剤の搬送方向について、排出経路開閉部材140等の排出経路開閉部材の上流側と下流側とに、排出経路開閉部材の上面と現像剤収容部の天井との隙間を遮蔽する上流側壁部材38及び下流側壁部材39等の隙間遮蔽部材を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、搬送方向に平行な方向に飛翔した現像剤が排出経路開閉部材140の上方に向かう経路を塞ぐことができる。このため、このため、搬送方向に平行な方向飛翔した現像剤が閉鎖状態の排出経路開閉部材の上方に到達することを防止し、閉鎖状態のときに現像剤排出口から現像剤が排出されることを防止することができる。
(態様D)
態様Cにおいて、現像剤の搬送方向について排出経路開閉部材140等の排出経路開閉部材の下流側の下流側壁部材39等隙間遮蔽部材の下端部(下流側壁下端部39e)は、上流側の上流側壁部材38等の隙間遮蔽部材の下端部(上流側壁下端部38e)よりも下方に位置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤排出口94等の現像剤排出口94の近傍で現像剤を塞き止める作用が向上し、現像装置内の現像剤量が増加したときの現像剤の排出の応答性が向上する。
(態様E)
態様A乃至Dの何れかの態様において、排出経路96等の排出経路を挟んで現像剤排出口94等の現像剤排出口と対向する位置にブロック部材3等の排出口対向部材を備え、排出経路開閉部材140等の排出経路開閉部材の一端側の上面を排出口対向部材の下面に貼り付けることで、排出経路開閉部材の一端を固定する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤が排出経路開閉部材を押し上げたときに、排出経路開閉部材が排出口対向部材から剥がれ難い構成を実現することができる。
(態様F)
態様A乃至Eの何れかの態様において、排出経路開閉部材140等の排出経路開閉部材は、閉鎖状態で撓んだ状態で縁部に接触するように配置され、閉鎖状態から開放状態となることで撓み量が大きくなる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、閉鎖状態となるように付勢力を作用させることができ、現像剤量が少ないときに排出経路開閉部材を閉鎖状態で維持することができる。
(態様G)
感光体1等の潜像担持体と、潜像担持体表面を帯電させるための不図示の帯電装置等の帯電手段と、潜像担持体上に静電潜像を形成するための光書込ユニット21等の潜像形成手段と、静電潜像を現像する現像手段とを有する複写機500等の画像形成装置において、現像手段として、態様A乃至Fの何れかの態様に係る現像装置4等の現像装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、現像装置内の現像剤の必要量を確保することができ、感光体1等の潜像担持体に安定した現像剤の供給を行うことができる。これにより、潜像担持体上の静電潜像を良好にトナー像化することができ、画像抜けなどの異常画像の発生を防止し、良好な画像形成を行うことができる。
1 感光体
1K 黒用感光体
1Y イエロー用感光体
2 排出搬送路
2a 排出搬送スクリュ
3 ブロック部材
4 現像装置
4K 黒用現像装置
5 現像ローラ
6 回収スクリュ
7 回収搬送路
8 供給スクリュ
9 供給搬送路
10 攪拌搬送路
11 攪拌スクリュ
12 現像ドクタ
12a ドクタ固定ケーシング
14 張架ローラ
15 駆動ローラ
16 二次転写バックアップローラ
17 中間転写ユニット
20 画像形成ユニット
20K 黒用画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
23 紙搬送張架ローラ
24 紙搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第一走行体
34 第二走行体
35 結像レンズ
36 読取センサ
38 上流側壁部材
38e 上流側壁下端部
38f 上流側壁面
39 下流側壁部材
39e 下流側壁下端部
39f 下流側壁面
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ対
49 レジストローラ対
50 手差し給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 手差し分離ローラ
53 手差し給紙路
56 排出ローラ
57 スタック部
62 一次転写バイアスローラ
90 ベルトクリーニング装置
91 供給開口部
92 余剰開口部
93 回収開口部
94 現像剤排出口
95 トナー補給口
96 排出経路
100 プリンタ部
110 中間転写ベルト
133 第一仕切り壁
134 第二仕切り壁
135 仕切り壁
140 排出経路開閉部材
140a ヒンジ部
200 給紙装置
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
500 複写機
特許5037253号 特許5277587号

Claims (7)

  1. 現像剤を表面上に担持する現像剤担持体と、
    該現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤収容部内の現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、を有し、
    該現像剤収容部を形成する収容部形成壁の所定の高さに、現像剤を装置外部に排出する現像剤排出口を設け、
    該現像剤収容部内から該現像剤排出口に向かう現像剤が通過する排出経路を閉鎖する閉鎖状態と、該排出経路を開放する開放状態とを選択的に取り得る排出経路開閉部材を備え、
    該排出経路開閉部材は、一端を中心に他端が揺動可能で、閉鎖状態から他端側が持ち上がることで開放状態となる現像装置において、
    閉鎖状態では上記排出経路開閉部材の他端側が上記現像剤排出口に入り込み、該排出経路開閉部材の下面が上記収容部形成壁における該現像剤排出口の下端部分に接触することを特徴とする現像装置。
  2. 請求項1の現像装置において、
    上記現像剤排出口は、装置内全体の現像剤量の増減に応じて現像剤の嵩が増減する該現像剤収容部における位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
  3. 請求項1または2の現像装置において、
    上記現像剤収容部内の現像剤の搬送方向について、上記排出経路開閉部材の上流側と下流側とに、該排出経路開閉部材の上面と該現像剤収容部の天井との隙間を遮蔽する隙間遮蔽部材を備えることを特徴とする現像装置。
  4. 請求項3の現像装置において、
    現像剤の搬送方向について上記排出経路開閉部材の下流側の上記隙間遮蔽部材の下端部は、上流側の該隙間遮蔽部材の下端部よりも下方に位置することを特徴とする現像装置。
  5. 請求項1乃至4の何れかに記載の現像装置において、
    上記排出経路を挟んで上記現像剤排出口と対向する位置に排出口対向部材を備え、上記排出経路開閉部材の一端側の上面を該排出口対向部材の下面に貼り付けることで、該排出経路開閉部材の一端を固定することを特徴とする現像装置。
  6. 請求項1乃至5の何れかに記載の現像装置において、
    上記排出経路開閉部材は、閉鎖状態で撓んだ状態で上記縁部に接触するように配置され、閉鎖状態から開放状態となることで撓み量が大きくなることを特徴とする現像装置。
  7. 潜像担持体と、
    該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
    該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
    該静電潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
    該現像手段として、請求項1乃至6の何れか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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