JP2024046108A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 Download PDF

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Kouko Fujiwara
一樹 輿五澤
Kazuki Yogosawa
隆介 間瀬
Ryusuke Mase
裕太 薮田
Yuta Yabuta
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Akira Saito
ほたる 橋川
Hotaru Hashikawa
健太郎 松本
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【課題】現像剤の凝集体が形成されてしまう不具合が生じにくく、トナー濃度検知センサによってトナー濃度を経時においても高精度に検知する。【解決手段】第2搬送スクリュ26b2(搬送スクリュ)の軸部26b21において軸部26b21から離れる方向に突出するように形成された突出部26b23と、突出部26b23に片持ち支持されるように設置されて自由端側の先端部26w2がセンサ設置部に対応する現像ケース26jの内壁面に摺接する可撓性シート部材26wと、が設けられている。そして、可撓性シート部材26wは、先端部26w2の幅X1~X3が、突出部26b23に支持される支持面26w1の幅X0に比べて小さくなるように形成されている。【選択図】図5

Description

この発明は、感光体ドラムなどの像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、それを備えたプロセスカートリッジ、画像形成装置と、に関するものである。
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される2成分現像方式の現像装置において、現像装置内に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサを、現像ケースを介して搬送スクリュに対向するように設置する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
一方、特許文献1には、トナー濃度検知センサが設置された部分に対応する現像ケースの内壁面に現像剤が固着してしまいトナー濃度が正常に検知されなくなる不具合を防止するために、その内壁面を清掃する掻き取り部材を搬送スクリュのスクリュ部に設置する技術が開示されている。
特許文献1の現像装置は、搬送スクリュに掻き取り部材を設置しているため、トナー濃度検知センサが設置された部分に対応する現像ケースの内壁面に現像剤が固着してしまいトナー濃度が正常に検知されなくなる不具合を軽減する効果が大いに期待できる。
しかし、特許文献1の現像装置は、現像ケースの内壁面に掻き取り部材が強く摺接してしまうことにより、現像剤の凝集体が形成されてしまう可能性があった。そして、そのようにして現像剤の凝集体が形成されてしまうと、白スジなどの異常画像が生じてしまうことになる。特に、このような問題は、高速の現像装置では無視できないものになる。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像剤の凝集体が形成されてしまう不具合が生じにくく、トナー濃度検知センサによってトナー濃度が経時においても高精度に検知される、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。
この発明における現像装置は、トナーとキャリアとからなる現像剤が内部に収容された現像装置であって、所定の回転方向に回転しながら、当該現像装置の内部に収容された現像剤を搬送する搬送スクリュと、前記搬送スクリュに対向するように現像ケースにおけるセンサ設置部に設置されて、当該現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、前記搬送スクリュの軸部において前記軸部から離れる方向に突出するように形成された突出部と、前記突出部に片持ち支持されるように設置されて、自由端側の先端部が前記センサ設置部に対応する前記現像ケースの内壁面に摺接する可撓性シート部材と、を備え、前記可撓性シート部材は、前記先端部の幅が、前記突出部に支持される支持面の幅に比べて小さくなるように形成されたものである。
本発明によれば、現像剤の凝集体が形成されてしまう不具合が生じにくく、トナー濃度検知センサによってトナー濃度が経時においても高精度に検知される、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。
この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す断面図である。 現像装置を長手方向に示す図である。 搬送スクリュの要部を拡大して示す上面図である。 搬送スクリュの要部を拡大して示す斜視図である。 搬送スクリュの要部を拡大して示す断面図である。 可撓性シート部材が支持部に支持された状態を示す正面図である。 比較例としての、搬送スクリュの要部を拡大して示す斜視図である。 変形例1としての、可撓性シート部材が支持部に支持された状態を示す正面図である。 変形例2としての、搬送スクリュの要部を拡大して示す斜視図である。 図10の可撓性シート部材が支持部に支持された状態を示す正面図である。
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。
まず、図1にて、画像形成装置1における全体の構成・動作について説明する。
本実施の形態における画像形成装置1は、複数のプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKが中間転写ベルト40に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。また、複数のプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの感光体ドラム21に対向するように現像装置26(図2参照)が設置されている。
図1において、1は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、2は原稿を原稿読込部3に搬送する原稿搬送部、3は原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、4は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部(露光部)、を示す。
また、20Y、20M、20C、20BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応したプロセスカートリッジ、40は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、を示す。
また、61は用紙等のシートPが収納される給紙装置、65は中間転写ベルト40上に形成されたトナー像をシートPに転写する2次転写ローラ、66はシートP上の未定着画像を定着する定着装置、を示す。
また、70は複数のプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKに対応した各現像装置26に各色のトナーを補給するためのトナー容器、80はクリーニング装置23(図2参照)や中間転写ベルトクリーニング装置81で回収された未転写トナーが廃トナーとして回収される廃トナー回収容器、を示す。
ここで、図2をも参照して、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム21、帯電装置22、クリーニング装置23、が一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKは、寿命に達したときに画像形成装置本体1から取り外されて、新品のものに交換される。
また、各現像装置26は、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの感光体ドラム21にそれぞれ対向するように設置されている。そして、現像装置26は、寿命に達したときに画像形成装置本体1から取り外されて、新品のものに交換される。なお、画像形成装置本体1に対する現像装置26の着脱操作と、画像形成装置本体1に対するプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの着脱操作と、はそれぞれ別々に独立しておこなうことができる。
各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにおける感光体ドラム21(像担持体)上では、それぞれ、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。
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿は、原稿搬送部2の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部3のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部3で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部4に送信される。そして、書込み部4からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光L(露光光)が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの感光体ドラム21(図2参照)の表面に向けて照射される。
一方、4つの感光体ドラム21は、それぞれ、図1、図2の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム21の表面は、帯電装置22(帯電ローラ)との対向位置で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム21上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム21の表面は、それぞれの書込み部4によるレーザ光の照射位置に達して、その位置で画像情報に基づいた静電潜像が形成される(露光工程である。)。
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目のプロセスカートリッジ20Yの感光体ドラム21の表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム21の回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電装置22にて帯電された後の感光体ドラム21上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
同様に、シアン成分のレーザ光は、紙面左から2番目のプロセスカートリッジ20Cの感光体ドラム21の表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から3番目のプロセスカートリッジ20Mの感光体ドラム21の表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目のプロセスカートリッジ20BKの感光体ドラム21の表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム21の表面は、それぞれ、現像装置26との対向位置に達する。そして、各現像装置26から感光体ドラム21上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム21上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム21の表面は、それぞれ、中間転写ベルト40との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト40の内周面に当接するように1次転写ローラ24が設置されている。そして、1次転写ローラ24の位置で、中間転写ベルト40上に、感光体ドラム21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。)。
そして、1次転写工程後の感光体ドラム21の表面は、それぞれ、クリーニング装置23との対向位置に達する。そして、クリーニング装置23で、感光体ドラム21上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。なお、クリーニング装置23で回収された未転写トナーは、不図示の廃トナー搬送経路を通過して、廃トナー回収容器80内に回収される。
その後、感光体ドラム21の表面は、除電装置の位置で残留電位が除電されて、感光体ドラム21における一連の作像プロセスが終了する。
他方、感光体ドラム21上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト40の表面は、図中の矢印方向に走行して、2次転写ローラ65の位置に達する。そして、2次転写ローラ65の位置で、シートP上に中間転写ベルト40上のフルカラーの画像が2次転写される(2次転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト40の表面は、中間転写ベルトクリーニング装置81の位置に達する。そして、中間転写ベルト40上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置81に回収されて、中間転写ベルト40上の一連の転写プロセスが完了する。
なお、中間転写ベルトクリーニング装置81で回収された未転写トナーは、不図示の廃トナー搬送経路を通過して、廃トナー回収容器80内に回収される。
ここで、2次転写ローラ65の位置に搬送されるシートPは、給紙装置61からレジストローラ64等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、シートPを収納する給紙装置61から、給紙ローラ62により給送されたシートPが、搬送路を通過した後に、レジストローラ64の位置に導かれる。レジストローラ64の位置に達したシートPは、中間転写ベルト40上のトナー像とタイミングを合わせて、2次転写ローラ65の位置に向けて搬送される。
その後、フルカラー画像が転写されたシートPは、定着装置20の位置に導かれる。そして、定着装置20において、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像がシートP上に定着される。
そして、定着工程後のシートPは、排紙ローラ69によって装置本体1外に出力画像として排出された後に、排紙トレイ5上にスタックされて、一連の画像形成プロセス(印刷)が完了する。
次に、図2及び図3にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
なお、画像形成装置本体1に設置される4つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジや現像装置などの構成部材における符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を除して図示する。
図2に示すように、プロセスカートリッジ20は、主として、像担持体としての感光体ドラム21と、帯電装置22と、クリーニング装置23と、がケースに一体的に収納されている。
感光体ドラム21は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
帯電装置22は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。そして、この帯電装置22(帯電ローラ)に電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム21の表面を一様に帯電する。
クリーニング装置23には、感光体ドラム21に当接するクリーニングブレード25a及びクリーニングローラ25bが設置されている。クリーニングブレード25aは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム21表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。クリーニングローラ25bは、芯金上にブラシ毛が周設されたブラシローラである。
図2、図3に示すように、現像装置26は、主として、現像剤担持体としての現像ローラ26a、現像ローラ26aに対向する第1搬送スクリュ26b1(第1搬送部材)、仕切部材26eを介して第1搬送スクリュ26b1に対向する搬送スクリュとしての第2搬送スクリュ26b2(第2搬送部材)、現像ローラ26aに対向して現像ローラ26a上に担持された現像剤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26c、等で構成される。
なお、本実施の形態における現像装置26には、現像領域に対して上流側の位置であって、ドクターブレード26cに対して下流側の位置に、現像ローラ26aに対向するように入口シール26rが設けられている。
現像装置26内には、キャリアとトナーとからなる現像剤(2成分現像剤)が収容されている。
なお、本実施の形態では、トナーの平均粒径が5.2μm程度に、キャリアの平均粒径が35μm程度に、トナー濃度が7wt%程度に、現像装置26内の現像剤量が250g程度に設定されている
現像ローラ26aは、感光体ドラム21に対して微小なギャップをあけて対向して現像領域を形成するように構成されている。現像ローラ26aは、図3に示すように、内部に固設されてローラ外周面上に複数の磁極を形成するマグネット26a1と、マグネット26a1の周囲を回転するスリーブ26a2と、で構成される。
図2、図3を参照して、搬送部材としての搬送スクリュ26b1、26b2は、現像装置26の内部に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路(図3にて破線矢印で示す循環経路である。)を形成する。すなわち、第1搬送スクリュ26b1による第1搬送経路B1と、第2搬送スクリュ26b2による第2搬送経路B2と、による現像剤の循環経路が形成されている。
第1搬送経路B1と第2搬送経路B2とは仕切部材26e(壁部)によって隔絶されていて、2つの搬送経路B1、B2の長手方向両端部は互いに連通口26f、26gを介して連通している。具体的に、図3を参照して、第1搬送経路B1の搬送方向上流側の端部と、第2搬送経路B2の搬送方向下流側の端部と、が第1連通口26fを介して連通している。また、第1搬送経路B1の搬送方向下流側の端部と、第2搬送経路B2の搬送方向上流側の端部と、が第2連通口26gを介して連通している。すなわち、仕切部材26eは、長手方向両端部(回転軸方向両端部)を除く位置に配設されている。
第1搬送スクリュ26b1(第1搬送経路B1)は現像ローラ26aに対向するように配設され、第2搬送スクリュ26b2(第2搬送経路B2)は仕切部材26eを介して第1搬送スクリュ26b1(第1搬送経路B1)に対向するように配設されている。第1搬送スクリュ26b1は、現像剤を長手方向に搬送しながら、現像ローラ26aに向けて現像剤を供給するとともに、現像ローラ26aから離脱した現像工程後の現像剤を回収する。搬送スクリュとしての第2搬送スクリュ26b2は、第1搬送経路B1から搬送された現像工程後の現像剤と、補給口26dから補給されたフレッシュなトナーと、を長手方向に搬送しながら撹拌・混合する。
本実施の形態において、2つの搬送スクリュ26b1、26b2は、水平方向に並設されている。2つの搬送スクリュ26b1、26b2は、いずれも、軸部にスクリュ部が巻装されたものであって、600rpm程度の回転数で回転駆動される。
図2等を参照して、本実施の形態における現像装置26は、装置内と装置外とを連通させる開口部26k1にフィルタ26tが設置されている。
詳しくは、現像装置26の現像上ケース26k(現像ケース)の天井部には、内外に貫通する開口部26k1(通気路)が形成されている。そして、その開口部26k1を塞ぐようにフィルタ26tが設けられている。フィルタ26tは、トナーを捕集して通気するためのものである。
先に述べた作像プロセスを、現像工程を中心にしてさらに説明する。
現像ローラ26aは、所定の回転方向(図2の矢印方向(反時計方向)である。)に回転している。現像装置26内の現像剤は、図3に示すように、間に仕切部材26eを介在するように配設された第1搬送スクリュ26b1及び第2搬送スクリュ26b2の矢印方向の回転によって、トナー容器70からトナー補給経路を経て補給口26dから補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図3中の破線矢印方向の循環である。)。
そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、現像ローラ26a上に形成された剤汲上げ極によって、キャリアとともに現像ローラ26a上に汲み上げられる。現像ローラ26a上に担持された現像剤は、図2中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード26cとの対向位置に達する。そして、現像ローラ26a上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム21との対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム21上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ26a上に残った現像剤はスリーブの回転にともない第1搬送経路B1の上方に達して、この位置で現像ローラ26aから離脱される。ここで、現像領域における電界は、現像用の電源によって現像ローラ26aに印加される所定の電圧(現像バイアス)と、帯電工程と露光工程とによって感光体ドラム21の表面に形成される表面電位(潜像電位)と、によって形成されるものである。
ここで、トナー容器70内のトナーは、現像装置26内のトナーの消費にともない、トナー補給経路(不図示)を経由して補給口26dから現像装置26内に適宜に補給されるものである。現像装置26内のトナーの消費は、現像装置26内の現像剤のトナー濃度(現像剤中のトナーの割合である。)を磁気的に検知するトナー濃度検知センサ26xによって検知される。
なお、補給口26dは、第2搬送スクリュ26b2の長手方向(図3の左右方向である。)の一端であって、第2搬送スクリュ26b2(第2搬送経路B2)の上方に設けられている。
トナー濃度検知センサ26xとしては、例えば、透磁率センサを用いることができる。トナー濃度検知センサ26xは、現像ケースとしての現像下ケース26j(図2、図6等参照)のセンサ設置部にネジ締結などによって固定・設置されている。現像下ケース26jのセンサ設置部は、トナー濃度検知センサ26xのセンサ面が現像下ケース26jを介して第2搬送スクリュ26b2に対向するように形成されている。また、現像下ケース26jにおいて、センサ設置部は、トナー濃度検知センサ26xの検知精度を向上させるために、他の部分に比べて薄肉化されている。
なお、図2を参照して、本実施の形態では、現像装置26の現像ケース(筐体)として、上述した現像下ケース26jの他に、現像上ケース26kが設けられている。
現像下ケース26jは、現像装置26のベースとなる現像ケースであって、現像ローラ26aや搬送スクリュ26b1、26b2を回転可能に保持するとともに、ドクターブレード26cを保持している。また、ドクターブレード26cには、入口シール26rが貼着されたケース部材26s(保持部材)が保持されている。
これに対して、現像上ケース26kは、現像ローラ26aの上方を覆うように配置されている。また、現像上ケース26kは、現像ローラ26a、搬送スクリュ26b1、26b2、ドクターブレード26cを保持した状態の現像下ケース26jに対して、パッチン止めやネジ締結などによって着脱可能に構成されている。
以下、本実施の形態において特徴的な、現像装置26(画像形成装置1)の構成・動作について詳しく説明する。
先に図2、図3等を用いて説明したように、現像装置26は、トナーとキャリアとからなる現像剤(外添剤なども添加されている。)が内部に収容されていて、搬送スクリュとしての第2搬送スクリュ26b2やトナー濃度検知センサ26xなどが設置されている。
搬送スクリュとしての第2搬送スクリュ26b2は、所定の回転方向(図2、図3、図5、図6の実線矢印方向である。)に回転しながら、現像装置26の内部に収容された現像剤を搬送するスクリュ部材である。第2搬送スクリュ26b2は、図4に示すように、軸部26b21にスクリュ部26b22が所定の螺旋方向に巻装されたものである。
トナー濃度検知センサ26xは、現像装置26の内部に収容された現像剤のトナー濃度を磁気的に検知するセンサであって、第2搬送スクリュ26b2に対向するように現像ケース26jにおけるセンサ設置部(第2搬送経路B2の底部である。)に設置されている。
ここで、図4~図6等を参照して、本実施の形態における現像装置26には、第2搬送スクリュ26b2(搬送スクリュ)の軸部26b21において軸部26b21から離れる方向(略径方向である。)に突出するように、突出部26b23が形成されている。
詳しくは、突出部26b23は、略矩形の板状に形成されていて、樹脂材料からなる軸部26b21の一部又は全部と一体的に成型されている。
また、突出部26b23は、第2搬送スクリュ26b2の回転軸方向に対して傾斜する方向が幅方向となるように軸部26b21に設置されている。本実施の形態では、突出部26b23と、回転軸(図4において一点鎖線で示している。)と、がなす角度が26.5度程度になるように設定されている。
また、突出部26b23は、第2搬送スクリュ26b2のスクリュ部26b22に対して径方向に突出しないように形成されるとともに、幅方向がスクリュ部26b22の螺旋方向に沿うように形成されている。すなわち、突出部26b23と、スクリュ部26b22の外周部と、がなす角度が鋭角になるように設定されている。
そして、本実施の形態では、上述した突出部26b23に片持ち支持されるように、可撓性シート部材26wが設置されている。この可撓性シート部材26wは、自由端側の先端部26w2が、センサ設置部(トナー濃度検知センサ26xが設置された部分である。)に対応する現像ケースの内壁面に摺接して、内壁面への現像剤の付着(固着)を抑止するためのものである。
なお、本実施の形態では、可撓性シート部材26wとして、硬度が92±5Hs(JIS K6253)程度で、厚さが0.08~0.2mm程度の略矩形のマイラーシート(PETシート)を用いている。
そして、図7等を参照して、本実施の形態において、可撓性シート部材26wは、先端部26w2の幅が、突出部26b23に支持される支持面26w1(土台)の幅に比べて小さくなるように形成されている。
特に、本実施の形態において、可撓性シート部材26wは、複数の先端部(第1先端部26w21と第2先端部26w22と第3先端部26w23とである。)が幅方向に隙間をあけて略櫛歯状に形成されている。そして、複数の先端部26w21~26w23の幅の総和(X1+X2+X3)が、支持面26w1の幅X0に比べて小さくなるように形成されている(X1+X2+X3<X0)。
なお、本願明細書等において、突出部26b23の「幅」や、先端部26w2や支持面26w1の「幅」は、突出部26b23が突出する方向に直交する方向(幅方向)の長さであるものと定義する。
このように、本実施の形態における現像装置26は、突出部26b23に支持される支持面26w1の幅に比べて先端部26w2の幅が小さくなるように可撓性シート部材26wを形成している。そのため、可撓性シート部材26wは、幅広の支持面26w1によって比較的強固に突出部26b23(第2搬送スクリュ26b2)に支持されるとともに、幅狭の先端部26w2が現像ケース26jの内壁面にそれほど強い力で摺接しないことになる。
したがって、現像剤の凝集体が形成されてしまう不具合が生じにくく、トナー濃度検知センサ26xによってトナー濃度を経時においても高精度に検知することが可能になる。
すなわち、図8に比較例として示す第2搬送スクリュ126b2のように、突出部26b23に支持される支持面126w1の幅と、先端部126w2の幅と、が同等になるように可撓性シート部材126wが形成されたものは、現像下ケース26jの内壁面に強く摺接してしまうことにより、現像剤の凝集体が形成されやすくなる。そして、そのようにして現像剤の凝集体が形成されてしまうと、その凝集体が現像ローラ26aとドクターブレード26cとの間に挟まるなどして、白スジなどの異常画像が生じてしまう。また、図8に示すように、幅広の先端部126w2が現像下ケース26jの内壁面に摺接すると、先端部126w2に大きな捻じれが生じやすく、内壁面に付着した現像剤を掻き取る機能が低下してしまう。
これに対して、本実施の形態では、幅狭の先端部26w2を現像下ケース26jの内壁面に比較的弱い力で摺接させているため、現像剤の凝集体が形成されにくくなり、白スジなどの異常画像も生じにくくなる。また、本実施の形態では、幅狭の先端部26w2が現像下ケース26jの内壁面に摺接することになるため、先端部26w2に大きな捻じれが生じにくく、捻じれによって内壁面に付着した現像剤を掻き取る機能が低下してしまう不具合も生じにくくなる。さらに、本実施の形態では、先端部26w2が略櫛歯状に形成されているため、複数の先端部26w21~26w23がそれぞれ独立して内壁面に付着した現像剤を掻き取る機能を発揮することになり、可撓性シート部材26wの掻き取り性が向上することになる。
また、本実施の形態では、上述したように、突出部26b23が、回転軸方向に対して傾斜する方向が幅方向となるように軸部26b21に設置されるとともに、その幅方向がスクリュ部26b22の螺旋方向に沿うように形成されている。そのため、突出部26b23や、そこに設置される可撓性シート部材26wが、第2搬送スクリュ26b2による現像剤の搬送を妨げてしまう不具合が生じにくくなる。
本実施の形態では、上述したように、突出部26b23が、スクリュ部26b22に対して径方向に突出しないように形成されているため、突出部26b23が直接的に現像ケース26jの内壁面に接触してしまう不具合も防止される。
ここで、図4~図6等を参照して、本実施の形態において、突出部26b23において可撓性シート部材26wの支持面26w1を支持する面は、第2搬送スクリュ26bの回転方向の上流側と下流側とにそれぞれ位置する面のうち、下流側に位置する面(図6の左右の面のうち左側の面である。)である。
このように可撓性シート部材26wを突出部26bの下流側の面に設置することで、可撓性シート部材26wを突出部26bの上流側の面に設置する場合に比べて、第2搬送スクリュ26b2が回転した状態であるときに、突出部26b23から剥がれる方向の力が可撓性シート部材26w(支持面26w1)に作用しにくくなる。
また、図7を参照して、本実施の形態において、可撓性シート部材26wの支持面26w1は、少なくとも幅方向両端部(図7の左右方向の両端部である。)が両面テープ26w10を介して突出部26b23に貼着されている。
具体的に、図7(A)に示す可撓性シート部材26wは、支持面26w1の幅方向全域が両面テープ26w10を介して突出部26b23に貼着されている。このような場合には、突出部26b23に対する可撓性シート部材26w(支持面26w1)の貼着力を強めることができる。
これに対して、図7(B)に示す可撓性シート部材26wは、支持面26w1の幅方向両端部のみが両面テープ26w10を介して突出部26b23に貼着されている。このような場合であっても、現像下ケース26jとの摺接によって支持面26w1に剥がれてしまうことなく、突出部26b23に対する可撓性シート部材26wの必要な貼着力を確保することができる。また、幅方向両端部のみに両面テープ26w10を設けた場合には、突出部26b23に可撓性シート部材26wを貼着するときの作業性が向上することになる。
なお、本実施の形態では、可撓性シート部材26wの支持面26w1を両面テープ26w10を介して突出部26b23に貼着したが、支持面26w1の突出部26b23への支持方法はこれに限定されることなく、例えば、支持面26w1を接着剤を介して突出部26b23に接着しても良い。
また、図7(A)を参照して、本実施の形態において、可撓性シート部材26wの支持面26w1は、突出部26b23の先端から軸部26b21に近づく方向(図7(A)の下方である。)に所定距離α離れた領域を非貼着範囲として突出部26b23に貼着されている。
具体的に、両面テープ26w10は、突出部26b23の先端(径方向の先端である。)から回転中心側にクリアランスαをあけて、図7のハッチングで示す範囲に設けられている。
さらに、先端部26w21~26w23の根元部の位置が、突出部26b23の先端よりも回転中心側に位置するように形成している。
このように構成することで、第2搬送スクリュ26b2が回転している状態のとき、先端部26w21~26w23の根元部が自由度をもって変形することが可能になり、先端部26w21~26w23がある程度ランダムに変形(弾性変形)することができる。したがって、先端部26w21~26w23が折れ曲がるなどの不具合が生じることなく、可撓性シート部材26wによる掻き取り性を維持することができる。
ここで、本実施の形態における現像装置26(画像形成装置1)は、非現像工程時(印刷動作にともなう現像工程がおこなわれていないときである。)において所定のタイミングで、現像ローラ26a、第1搬送スクリュ26b1、第2搬送スクリュ26b2(搬送スクリュ)をそれぞれ現像工程時の回転方向に対して逆方向(図2の矢印方向に対して逆方向である。)に回転させる「制御モード」が実行される。以下、この制御モードを、適宜に「逆転モード」と呼ぶ。
この「逆転モード(制御モード)」は、現像ローラ26aとドクターブレード26cや入口シール26rとの間に挟まった現像剤を除去して清掃するためにおこなわれるものである。
なお、本実施の形態では、「逆転モード(制御モード)」を、現像工程後(一連の印刷ジョブが終了した直後である。)に実行している。
具体的に、本実施の形態では、現像装置26(現像ローラ26a、第1、第2搬送スクリュ26b1、26b2)を駆動する現像モータ(不図示)が設置されている。この現像モータは、正逆双方向回転型のモータであって、通常の現像工程時(印刷時)には正方向に稼働されて、清掃モード(制御モード)時には逆方向に稼働されることになる。
したがって、搬送スクリュとしての第2搬送スクリュ26b2は、通常の現像工程時には図5、図6の実線矢印方向(又は、図4の白矢印方向)に回転して、逆転モード時には図5、図6の破線矢印方向に回転することになる。
なお、本実施の形態では、感光体ドラム21などを回転駆動するモータとは別に現像モータ(不図示)を設けたが、感光体ドラム21などとともに現像装置26を1つのモータで回転駆動するように構成することもできる。
そして、図7等を参照して、本実施の形態において、可撓性シート部材26wの先端部26w21~26w23は、幅方向両端部がそれぞれR状に形成されている。すなわち、先端部26w21~26w23の幅方向両端部は、90度の角部ではなくて、略円弧を描くようにR状に形成されている。このように先端部26w21~26w23の幅方向両端部をR状に形成することで、先端部26w21~26w23が現像下ケース26jの内壁面に摺接するときに、引っ掛かりにくくなる。特に、本実施の形態では、可撓性シート部材26w(突出部26b23)が回転軸方向に対して傾斜して設置されているため、先端部26w21~26w23の幅方向端部が幅方向中央部よりも先行して内壁面に摺接することになるため、上述したR状にすることによる効果が発揮されやすくなる。
さらに、本実施の形態において、先端部26w21~26w23は、回転軸方向に対して傾斜する前記突出部に設置されることにより幅方向両端部のうち回転方向(現像工程時の回転方向であって、図5、図6の実線矢印方向である。)の上流側に位置する一端側のRの大きさが下流側に位置する他端側のRの大きさに比べて大きくなるように形成されている。
具体的に、図7を参照して、第1先端部26w21は、幅方向一端側(図7の左側であって、逆転モード時に内壁面に先に接触する側である。)のRの大きさが、幅方向他端側(図7の右側であって、逆転モード時に内壁面に後で接触する側である。)のRの大きさに比べて大きくなっている。このような一端側と他端側とのRの関係は、第2先端部26w22や第3先端部26w23についても同様である。
すなわち、本実施の形態では、第2搬送スクリュ26b2が回転する過程において、逆転モード時に現像下ケース26jの内壁面に先に非接触状態から接触状態に移行する側の先端部26w2のRの大きさを、現像工程時(正転時)に現像下ケース26jの内壁面に先に非接触状態から接触状態に移行する側の先端部26w2のRの大きさに比べて大きくしていることになる。
これは、先に説明したように、可撓性シート部材26wが突出部26b23の回転方向(現像工程時の回転方向である。)の下流側の面に貼着されていることによる。すなわち、突出部26b23の回転方向下流側の面に貼着されている可撓性シート部材26wは、その回転方向に第2搬送スクリュ26b2が回転するときには(正転時には)、突出部26b23から剥がれる方向の力が作用しにくいが、逆方向に第2搬送スクリュ26b2が回転するときには(逆転モード時には)、突出部26b23から剥がれる方向の力が作用しやすくなるためである。したがって、逆転モード時に現像下ケース26jの内壁面に先に接触する側の先端部26w2のRの大きさを大きくすることで、逆転時における接触時の抵抗を減じて、突出部26b23から剥がれる方向の力を低減している(?がれにくくしている)。
<変形例1>
図9に示すように、変形例1における可撓性シート部材26wも、図7のものと同様に、複数の先端部26w21~26w23が幅方向に隙間をあけて形成されていて、幅方向両端部がそれぞれR状に形成されている。
ここで、変形例1における可撓性シート部材26wは、回転軸方向に対して傾斜する突出部26b23に設置されることにより複数の先端部26w21~26w23のうち回転方向(正転時の回転方向である。)の上流側に位置する先端部のRの大きさが下流側に位置する先端部のRの大きさに比べて大きくなるように形成されている。
具体的に、図9に示すように、正転時に最初に内壁面に摺接して、逆転モード時に最後に内壁面に摺接する第1先端部26w21の幅方向両端部のRが最も小さい。また、正転時にも逆転モード時にも2番目に内壁面に摺接する第2先端部26w22の幅方向両端部のRは、第1先端部26w21のものより大きい。そして、正転時に最後に内壁面に摺接して、逆転モード時に最初に内壁面に摺接する第3先端部26w23の幅方向両端部のRが最も大きい。なお、変形例1において、3つの先端部26w21~26w23は、それぞれ、幅方向一端側のRと、幅方向他端側のRと、が同等になるように形成されている。
このように構成することで、可撓性シート部材26wが突出部26b23の回転方向(現像工程時の回転方向である。)の下流側の面に貼着されていて、逆転モード時に突出部26b23から剥がれる方向の力が作用しやすくても、逆転モード時に現像下ケース26jの内壁面に先に接触する先端部26w23のRの大きさを大きくすることで(接触する順番に応じてRの大きさを変化させることで)、その接触時の抵抗を減じて、突出部26b23から剥がれる方向の力を低減している(?がれにくくしている)。
<変形例2>
図10、図11に示すように、変形例2における可撓性シート部材26wは、図5、図7に示すものとは異なり、1つの先端部26w2が形成されている。
そして、この先端部26w2の幅は、支持面26w1の幅より小さく設定されている。また、先端部26w2は、幅方向中央部に配置されている。
また、両面テープ26w10は、突出部26b23の先端(径方向の先端である。)から回転中心側にクリアランスαをあけて、図11のハッチングで示す範囲に設けられている。さらに、先端部26w2の根元部の位置が、突出部26b23の先端よりも回転中心側に位置するように形成している。
また、先端部26w2は、幅方向一端側(図11の左側であって、逆転モード時に内壁面に先に接触する側である。)のRの大きさが、幅方向他端側(図11の右側であって、逆転モード時に内壁面に後で接触する側である。)のRの大きさに比べて大きくなっている。
このように1つの先端部26w2が形成された可撓性シート部材26wを用いた場合であっても、現像剤の凝集体が形成されてしまう不具合が生じにくく、トナー濃度検知センサ26xによってトナー濃度を経時においても高精度に検知することができる。
以上説明したように、本実施の形態における現像装置は、トナーとキャリアとからなる現像剤が内部に収容された現像装置26であって、所定の回転方向に回転しながら、現像装置26の内部に収容された現像剤を搬送する第2搬送スクリュ26b2(搬送スクリュ)が設けられている。また、現像装置26の内部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ26xが、第2搬送スクリュ26b2に対向するように現像ケース26jにおけるセンサ設置部に設置されている。また、第2搬送スクリュ26b2の軸部26b21において軸部26b21から離れる方向に突出するように形成された突出部26b23と、突出部26b23に片持ち支持されるように設置されて自由端側の先端部26w2がセンサ設置部に対応する現像ケース26jの内壁面に摺接する可撓性シート部材26wと、が設けられている。そして、可撓性シート部材26wは、先端部26w2の幅X1~X3が、突出部26b23に支持される支持面26w1の幅X0に比べて小さくなるように形成されている。
これにより、現像剤の凝集体が形成されてしまう不具合が生じにくく、トナー濃度検知センサ26xによってトナー濃度を経時においても高精度に検知することができる。
なお、本実施の形態では、現像装置26をプロセスカートリッジ20の構成部材とせずに、画像形成装置本体1に対して単独で着脱できるユニットとした。これに対して、現像装置26をプロセスカートリッジ20の構成部材の1つとして、画像形成装置本体1に対してプロセスカートリッジとして一体的に着脱されるように構成することもできる。
そして、このような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
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装置と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置と、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構成されたユニットと定義する。
また、本実施の形態では、2つの搬送スクリュ26b1、26b2(搬送部材)が水平方向に並設されていて、ドクターブレード26cが現像ローラ26aの下方に配置された現像装置26に対して、本発明を適用した。しかし、本発明が適用される現像装置の構成はこれに限定されることなく、例えば、3つ以上の搬送部材が水平方向に並設された現像装置や、複数の搬送部材が上下方向に並設されている現像装置や、ドクターブレードが現像ローラの上方に配置された現像装置に対しても、本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、突出部26b23を回転軸方向に対して斜めに設置したが、突出部26b23を回転軸方向に対して平行に設置することもできる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態の中で示唆した以外にも、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
1 画像形成装置(画像形成装置本体)、
20、20Y、20M、20C、20BK プロセスカートリッジ、
21 感光体ドラム(像担持体)、
26 現像装置、
26a 現像ローラ(現像剤担持体)、
26b2 第2搬送スクリュ(搬送スクリュ)、
26b21 軸部、
26b22 スクリュ部、
26b23 突出部、
26c ドクターブレード(現像剤規制部材)、
26j 現像下ケース(現像ケース)、
26w 可撓性シート部材(掻き取り部材)、
26w1 支持面、
26w2 先端部、
26w21 第1先端部、
26w22 第2先端部、
26w23 第3先端部、
26x トナー濃度検知センサ(トナー濃度検知手段)。
なお、本発明における態様は、例えば、以下の通り付記1~12の組み合わせとすることもできる。
(付記1)
トナーとキャリアとからなる現像剤が内部に収容された現像装置であって、
所定の回転方向に回転しながら、当該現像装置の内部に収容された現像剤を搬送する搬送スクリュと、
前記搬送スクリュに対向するように現像ケースにおけるセンサ設置部に設置されて、当該現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記搬送スクリュの軸部において前記軸部から離れる方向に突出するように形成された突出部と、
前記突出部に片持ち支持されるように設置されて、自由端側の先端部が前記センサ設置部に対応する前記現像ケースの内壁面に摺接する可撓性シート部材と、
を備え、
前記可撓性シート部材は、前記先端部の幅が、前記突出部に支持される支持面の幅に比べて小さくなるように形成されたことを特徴とする現像装置。
(付記2)
前記可撓性シート部材は、複数の前記先端部が幅方向に隙間をあけて形成されて、前記複数の先端部の幅の総和が、前記支持面の幅に比べて小さくなるように形成されたことを特徴とする付記1に記載の現像装置。
(付記3)
前記突出部は、前記搬送スクリュの回転軸方向に対して傾斜する方向が幅方向となるように前記軸部に設置されたことを特徴とする付記1又は付記2に記載の現像装置。
(付記4)
前記突出部は、前記搬送スクリュのスクリュ部に対して径方向に突出しないように形成されるとともに、前記幅方向が前記スクリュ部の螺旋方向に沿うように形成されたことを特徴とする付記3に記載の現像装置。
(付記5)
前記先端部は、幅方向両端部がそれぞれR状に形成されるとともに、前記回転軸方向に対して傾斜する前記突出部に設置されることにより幅方向両端部のうち前記回転方向の上流側に位置する一端側のRの大きさが下流側に位置する他端側のRの大きさに比べて大きくなるように形成されたことを特徴とする付記3又は付記4に記載の現像装置。
(付記6)
前記可撓性シート部材は、複数の前記先端部が幅方向に隙間をあけて形成されて、幅方向両端部がそれぞれR状に形成されるとともに、前記回転軸方向に対して傾斜する前記突出部に設置されることにより前記複数の先端部のうち前記回転方向の上流側に位置する先端部のRの大きさが下流側に位置する先端部のRの大きさに比べて大きくなるように形成されたことを特徴とする付記3又は付記4に記載の現像装置。
(付記7)
前記突出部において前記支持面を支持する面は、前記回転方向の上流側と下流側とにそれぞれ位置する面のうち、下流側に位置する面であることを特徴とする付記1~付記6のいずれかに記載の現像装置。
(付記8)
前記支持面は、少なくとも幅方向両端部が両面テープを介して前記突出部に貼着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。
(付記9)
前記支持面は、前記突出部の先端から前記軸部に近づく方向に所定距離離れた領域を非貼着範囲として前記突出部に貼着されたことを特徴とする付記1~付記8のいずれかに記載の現像装置。
(付記10)
画像形成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、
付記1~付記9のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを一体的に備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
(付記11)
付記1~付記9のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
(付記12)
非現像工程時において所定のタイミングで、前記搬送スクリュを前記回転方向に対して逆方向に回転させる制御モードが実行されることを特徴とする付記11に記載の画像形成装置。
特開2009-115862号公報

Claims (12)

  1. トナーとキャリアとからなる現像剤が内部に収容された現像装置であって、
    所定の回転方向に回転しながら、当該現像装置の内部に収容された現像剤を搬送する搬送スクリュと、
    前記搬送スクリュに対向するように現像ケースにおけるセンサ設置部に設置されて、当該現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
    前記搬送スクリュの軸部において前記軸部から離れる方向に突出するように形成された突出部と、
    前記突出部に片持ち支持されるように設置されて、自由端側の先端部が前記センサ設置部に対応する前記現像ケースの内壁面に摺接する可撓性シート部材と、
    を備え、
    前記可撓性シート部材は、前記先端部の幅が、前記突出部に支持される支持面の幅に比べて小さくなるように形成されたことを特徴とする現像装置。
  2. 前記可撓性シート部材は、複数の前記先端部が幅方向に隙間をあけて形成されて、前記複数の先端部の幅の総和が、前記支持面の幅に比べて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。
  3. 前記突出部は、前記搬送スクリュの回転軸方向に対して傾斜する方向が幅方向となるように前記軸部に設置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。
  4. 前記突出部は、前記搬送スクリュのスクリュ部に対して径方向に突出しないように形成されるとともに、前記幅方向が前記スクリュ部の螺旋方向に沿うように形成されたことを特徴とする請求項3に記載の現像装置。
  5. 前記先端部は、幅方向両端部がそれぞれR状に形成されるとともに、前記回転軸方向に対して傾斜する前記突出部に設置されることにより幅方向両端部のうち前記回転方向の上流側に位置する一端側のRの大きさが下流側に位置する他端側のRの大きさに比べて大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の現像装置。
  6. 前記可撓性シート部材は、複数の前記先端部が幅方向に隙間をあけて形成されて、幅方向両端部がそれぞれR状に形成されるとともに、前記回転軸方向に対して傾斜する前記突出部に設置されることにより前記複数の先端部のうち前記回転方向の上流側に位置する先端部のRの大きさが下流側に位置する先端部のRの大きさに比べて大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の現像装置。
  7. 前記突出部において前記支持面を支持する面は、前記回転方向の上流側と下流側とにそれぞれ位置する面のうち、下流側に位置する面である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。
  8. 前記支持面は、少なくとも幅方向両端部が両面テープを介して前記突出部に貼着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。
  9. 前記支持面は、前記突出部の先端から前記軸部に近づく方向に所定距離離れた領域を非貼着範囲として前記突出部に貼着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。
  10. 画像形成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又は請求項2に記載の現像装置と前記像担持体とを一体的に備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  11. 請求項1又は請求項2に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  12. 非現像工程時において所定のタイミングで、前記搬送スクリュを前記回転方向に対して逆方向に回転させる制御モードが実行されることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
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