JP2017049527A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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そして、そのように現像ローラが撓んでしまうと、現像剤規制部材とのドクターギャップが長手方向にわたって均一にならずに、現像剤規制部材によって規制される現像ローラ上の現像剤量(汲み上げ量)も長手方向にわたって均一にならず、像担持体(感光体ドラム)上に形成されるトナー像に画像濃度偏差が生じてしまうことになる。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ(タイミングローラ)、10Y、10M、10C、10BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成されるプロセスカートリッジ(作像部)、を示す。
なお、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム12上でおこなわれる作像プロセスについては、図2をも参照することができる。
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム12の表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写バイアスローラ20が設置されている。そして、1次転写バイアスローラ20の位置で、中間転写ベルト17上に、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム12上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
その後、感光体ドラム12の表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム12における一連の作像プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部19の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部19に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
図2に示すように、プロセスカートリッジ10は、像担持体としての感光体ドラム12、感光体ドラム12を帯電する帯電部としての帯電ローラ14、感光体ドラム12の表面に形成された潜像を現像する現像装置13(現像部)、感光体ドラム12上の未転写トナーを除去するクリーニングブレード15(クリーニング部)、感光体ドラム12上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置16(潤滑剤供給部)、等で構成されている。プロセスカートリッジ10は、装置本体1に対して着脱可能(交換可能)に構成されている。
なお、各色のプロセスカートリッジは、ほぼ同一構造であるために、図2〜図4等にてプロセスカートリッジや感光体ドラムや現像装置は符号のアルファベット(Y、C、M、BK)を除して図示する。
図示は省略するが、感光体ドラム12は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層(表面層)が順次積層されている。
感光体ドラム12の導電性支持体(基層)としては、体積抵抗が1010Ωcm以下の導電性材料を用いることができる。
そして、帯電ローラ14には、装置本体1に設置された不図示の電源部から所定の電圧(帯電バイアス)が印加されて、これにより対向する感光体ドラム12の表面を一様に帯電する。
なお、本実施の形態では、帯電ローラ14を感光体ドラム12に接触させているが、帯電ローラ14を感光体ドラム12に対して接触させずに微小ギャップをあけて対向させることもできる。
また、本実施の形態におけるクリーニングブレード15は、潤滑剤供給ローラ16aによって感光体ドラム12上に供給された潤滑剤を薄層化する薄層化ブレードとしても機能する。
このように構成された潤滑剤供給装置16によって、感光体ドラム12上に潤滑剤が供給される。そして、潤滑剤供給装置16の下流側に配設されたクリーニングブレード15によって、感光体ドラム12上に供給された潤滑剤が薄層化される。
なお、トナーTの補給は、トナー濃度の情報に限定されず、感光体ドラム12や中間転写ベルト17等に形成されたトナー像の反射率等から検知される画像濃度の情報に基づいて実施されてもよい。また、これらの異なる情報を組み合わせて、トナーTの補給の実施を判断してもよい。
また、現像装置13にトナーを補給するトナー補給装置としては、搬送オーガを用いてトナーを搬送して補給するものや、スクリューポンプを用いてトナーを空気とともに搬送して補給するもの等、公知のものを用いることができる。
また、4つのトナーカートリッジ50Y、50M、50C、50BKは、図1の装置本体1の紙面垂直方向奥側(操作方向手前側である。)から装置本体に着脱できるように構成されていて、トナーカートリッジ内のトナーがなくなると、新品のものに交換されることになる。
図2及び図3を参照して、現像装置13は、現像剤担持体としての現像ローラ13a、搬送部材としての搬送スクリュ13b1、13b2(オーガスクリュ)、現像剤規制部材としてのドクターブレード13c、等で構成されている。
現像装置13における現像ケース13kには、現像ローラ13aの一部を感光体ドラム12の側に露呈させるために、開口部が形成されている。現像ローラ13aは、非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブ13a2が、不図示の回転駆動機構(スリーブ軸に設置されたギアに噛合する駆動ギアが設置されている。)によって回転されるように構成されている。
なお、スリーブ13a2は、アルミニウム、ステンレス、真鍮、導電性樹脂等の非磁性材料で形成することができるが、本実施の形態では、加工の容易性や低コスト性や軽量性などを重視してスリーブ13a2をアルミニウムで形成している。
なお、ドクターブレード13cについては、後でさらに詳しく説明する。
第1搬送部材としての第1搬送スクリュ13b1は、現像ローラ13aに対向する位置に配設されていて、現像剤Gを長手方向(回転軸方向)に水平に搬送する(図3(A)の破線矢印に示す左方向の搬送である。)とともに、汲上げ磁極の位置で現像ローラ13a上に現像剤Gを供給(図3(A)の白矢印方向の供給である。)する。
そして、第2搬送スクリュ13b2は、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の下流側から第1中継部13gを介して循環される現像剤Gを第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の上流側に第2中継部13fを介して搬送する(図3の一点鎖線矢印に示す搬送である。)。
2つの搬送スクリュ13b1、13b2は、現像ローラ13aや感光体ドラム12と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、2つの搬送スクリュ13b1、13b2は、いずれも、回転軸部にスクリュ部が螺旋状に巻装されたものである。
図3を参照して、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路(第2搬送経路)の下流側と、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路(第1搬送経路)の上流側と、は第2中継部13fを介して連通している。第2搬送スクリュ13b2による第2搬送経路の下流側に達した現像剤Gが、第2中継部13fの近傍に留まって盛り上がって、第2中継部13fを介して第1搬送スクリュ13b1による第1搬送経路の上流側に搬送(供給)されることになる。
また、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の下流側と、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路の上流側と、は第1中継部13gを介して連通している。そして、第1搬送スクリュ13b1による第1搬送経路にて現像ローラ13a上に供給されなかった現像剤Gが、第1中継部13gにて自重落下して、第2搬送経路の上流側に達することになる。
なお、第2中継部13fにおける現像剤の搬送性(第2搬送経路から第1搬送経路への重力方向に逆らった現像剤の受け渡しである。)を向上させるために、第2搬送スクリュ13b2の下流側の位置(第2中継部13fに対応する位置である。)に、パドル形状部や、スクリュの巻き方向が逆方向に形成されたスクリュ部、を設けることもできる。
なお、本実施の形態では、トナー補給口13eを第1搬送スクリュ13b1による搬送経路中に配設したが、トナー補給口13eの位置はこれに限定されることなく、例えば、第2搬送経路の上流側の上方に配置することもできる。
本実施の形態における現像装置13には、先に図2、図3等を用いて説明したように、現像ローラ13aに担持される現像剤Gの量を規制する現像剤規制部材としてのドクターブレード13cが、現像ローラ13aに対向するように配設されている。
そして、図4〜図6を参照して、ドクターブレード13c(現像剤規制部材)は、主として、規制部材主部としてのブレード主部13c1(非磁性板)と、磁性部材13c2(磁性板)と、で構成されている。
磁性部材13c2は、ブレード主部13c1(規制部材主部)に当接するように固定して設置されていて、ブレード主部13c1よりも現像ローラ13aに近接して対向するように配設された板状部材である。磁性部材13c2は、ブレード主部13c1の板厚よりも薄い板厚(例えば、0.1〜1.0mm程度である。)の、磁性ステンレス鋼などの磁性金属材料で形成されたものである。
なお、本実施の形態において、磁性部材13c2の先端部(現像ローラ13aに対向してドクターギャップを形成する部分である。)は、カーブ状(下方に向けて凸状)に形成されているが、これについては後で詳しく説明する。
詳しくは、本実施の形態において、ドクターブレード13cは、長手方向(現像ローラ13aの回転軸方向に対応する方向であって、図4の紙面垂直方向であり、図5の左右方向である。)の両端部と中央部とが、それぞれ、現像装置13(現像ケース13k)における取付け部に、ネジ13nの締結によって固定されている。
また、ドクターブレード13cのブレード主部13c1にも、長手方向両端部と長手方向中央部との3箇所であって、現像ケース13kの雌ネジ部13k1に対応する位置に、それぞれネジ締結用の穴部13c10が形成されている。
なお、本実施の形態では、ブレード主部13c1の裏面(現像ケース13kの取付け部に対向する側の面である。)に、穴部13c10と雌ネジ部13k1との当接を妨げないように、磁性部材13c2(磁性板)が面接触した状態で、接着剤や溶接などによって接合されている。また、現像ケース13kの取付け部には、磁性部材13c2がブレード主部13c1と取付け部との面接触を妨げないように、磁性部材13c2の板厚分(又は、板厚分よりも若干大きな厚さ分)の段差が設けられている。また、本実施の形態において、ドクターギャップの大きさを適宜に調整できるようにするため、ブレード主部13c1の穴部13c10を長穴(現像ローラ13aとの対向方向を長手方向とする長穴である。)とすることもできる。
そして、ブレード主部13c1の3箇所の穴部13c10を介して現像ケース13kの3箇所の雌ネジ部13k1にそれぞれネジ13nが螺合されることで、ドクターブレード13cが現像ケース13k(現像装置13)に固定・設置されることになる。
また、本実施の形態において、現像ケース13kの取付け部に対するドクターブレード13cの固定を、ネジ13nを用いたものではなくて、接着剤等を用いたものとすることもできる。
そして、図5を参照して、本実施の形態において、マグネット13a1は、ドクターブレード13cに対向する位置又はその近傍の位置に形成される磁極(図4に示すドクター対向極N1である。)の、長手方向(現像ローラ13aの回転軸方向に対応する方向である。)の範囲Mが、ドクターブレード13cの磁性部材13c2の長手方向の範囲Wを含むように構成されている。
本実施の形態では、ドクター対向極N1の長手方向の範囲Mの内側であって磁力安定範囲N内に、磁性部材13c2が設けられているため、磁力安定範囲N内において安定した磁力によって現像ローラ13aに長手方向にわたって均一な量で担持された現像剤Gが磁性部材13c2によって、さらに適量化されることになるため、現像ローラ13a上における現像剤の汲み上げ量が長手方向にわたって均一化される(汲み上げ偏差が安定する)ことになる。
なお、本実施の形態において、マグネット13a1の長手方向両端部(磁力が大きくなる部分である。)は、現像ケース13kの開口部の長手方向両端部に設けられたサイドシールによって覆われる領域であって、現像工程に寄与しない非現像領域となっている。
すなわち、磁性部材13c2は、対向方向の撓みが生じていない状態の現像ローラ13aに対するギャップ(ドクターギャップ)が、長手方向両端部に比べて長手方向中央部が小さくなるように形成されている。具体的に、図5(A)に示すように、本実施の形態では、撓みの生じていない未使用状態(又は、稼働停止状態)の現像ローラ13aと、磁性部材13c2と、の長手方向両端部のギャップH2に対して、長手方向中央部のギャップH1が20〜100μmだけ小さくなるように形成されている。
特に、本実施の形態では、先に説明したように、ドクターブレード13c(ブレード主部13c1及び磁性部材13c2)に撓みが生じないように構成されており、さらにはドクター対向極N1の磁力安定範囲Nでドクターギャップを形成しているため、上述したような効果が確実に発揮されることになる。
さらに、現像ローラ13aのスリーブ13a2は、機械強度が比較的低いアルミニウムで形成されているため、現像ローラ13aに撓みが生じやすい。
これらのことからも、上述したように磁性部材13c2を略凸状に形成することが有用になる。
また、本実施の形態では、稼働時の現像ローラ13aの撓みの程度に合わせて磁性部材13c2の先端部の形状を略凸状に形成しているため、現像装置13が稼働停止時(未使用時)であって現像ローラ13aに撓みが生じていない場合には、現像ローラ13aと磁性部材13c2とのギャップが長手方向両端部が広くて長手方向中央部が狭くなることになる(H1<H2である。)。このようなことから、現像ローラ13aに撓みが生じていない場合に、現像ローラ13aの表面に磁性部材13c2が接触して現像ローラ13aの表面を傷つけないように、上述したギャップH1が0よりも大きくなるように設定することが好ましい。
現像ローラ13aの撓みは、図5(A)の一点破線で示すように、カーブ状になるため、その形状に合わせるように磁性部材13c2の先端部が形成されることになり、上述した本発明の効果が確実に発揮されることになる。
例えば、図7(A)に示すように、磁性部材13c2の先端部を、幅方向両端部から幅方向中央部に向けて直線的に傾斜させて、現像ローラ13aの側に向けて略凸状に形成することもできる。
また、図7(B)に示すように、磁性部材13c2の先端部を、幅方向両端部から幅方向中央部のフラットな範囲に向けて直線的に傾斜させて、現像ローラ13aの側に向けて略凸状に形成することもできる。
ただし、図5に示すように、磁性部材13c2の先端部を現像ローラ13aの撓みに合わせてカーブ状に形成した方が、長手方向にわたってドクターギャップが均一化される精度が高められるため、図7の例のものに比べると、本発明の効果が大きく発揮されることになる。
これに対して、図7に示すように、ドクターブレード13cにおけるブレード主部13c1に形成した3つの穴部13c10に加えて、磁性部材13c2にもそれらに対応する位置にネジ締結用の穴部13c20を3箇所形成して、それらの穴部13c10、13c20を現像ケース13kの雌ネジ部13k1の位置に合わせてネジ締結することもできる。この場合、現像ケース13kの取付け部に直接的に面接触するのは磁性部材13c2となり、ブレード主部13c1は磁性部材13c2を介して取付け部に対向することになる。
このような場合であっても、ドクターブレード13c(ブレード主部13c1及び磁性部材13c2)の撓みを軽減することができる。そして、このようなドクターブレード13cを用いた場合であっても、稼働時に撓む現像ローラ13aと磁性部材13c2とのギャップを長手方向にわたってほぼ均一にすることができる。
これにより、現像ローラ13aが撓んでしまっても、ドクターブレード13cによって規制される現像ローラ13a上の現像剤量を長手方向にわたって均一化することができる。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置(現像部)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。
そのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
10、10Y、10M、10C、10BK プロセスカートリッジ、
12 感光体ドラム(像担持体)、
13 現像装置、
13a 現像ローラ(現像剤担持体)、
13a1 マグネット、
13a2 スリーブ、
13c ドクターブレード(現像剤規制部材)、
13c1 ブレード主部(規制部材主部)、
13c2 磁性部材(磁性板)、
13c10、13c20 穴部(固定部)、
13k 現像ケース(取付け部)、
13k1 雌ネジ部、
G 現像剤。
Claims (9)
- キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向して、現像剤を担持しながら所定方向に回転する現像ローラと、
前記現像ローラに対向するように配設されて、前記現像ローラに担持される現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、
を備え、
前記現像剤規制部材は、非磁性材料で形成されて前記現像ローラに対向する規制部材主部と、前記規制部材主部に当接するように固定して設置されて前記規制部材主部よりも前記現像ローラに近接して対向する磁性部材と、を具備して、当該現像装置に対して少なくとも前記現像ローラの回転軸方向に対応する長手方向の両端部と中央部とが固定して設置され、
前記現像ローラは、そのスリーブの内部に、マグネットが非回転で設置され、
前記マグネットは、前記現像剤規制部材に対向する位置又はその近傍の位置に形成される磁極の、前記長手方向の範囲が、前記現像剤規制部材の前記磁性部材の前記長手方向の範囲を含むように構成され、
前記現像剤規制部材の前記磁性部材は、前記現像ローラの側に向けて前記対向方向に突き出す長さが、前記長手方向の両端部に比べて前記長手方向の中央部が長くなるように形成されたことを特徴とする現像装置。 - 前記磁性部材は、前記対向方向の撓みが生じていない状態の前記現像ローラに対するギャップが、前記長手方向の両端部に比べて前記長手方向の中央部が小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記磁性部材は、前記現像ローラに対向する先端部が、カーブ状に形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像装置。
- 前記磁性部材は、前記現像ローラの側に向けて前記対向方向に突き出す長さが、前記長手方向の両端部に比べて前記長手方向の中央部が20〜100μmだけ長くなるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の現像装置。
- 前記現像剤規制部材は、前記長手方向の両端部と中央部とが、それぞれ、当該現像装置における取付け部に固定されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の現像装置。
- 前記現像剤規制部材は、前記現像ローラに対して上方の位置で対向するように配設されたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の現像装置。
- 前記現像ローラの前記スリーブは、アルミニウムで形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の現像装置。
- 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項1〜請求項7のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1〜請求項7のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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