JP2024059397A - 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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Abstract

【課題】搬送スクリュから現像剤担持体に供給される現像剤の量が不足してしまう不具合を生じにくくする。【解決手段】感光体ドラム21(像担持体)の表面に形成される潜像を現像する現像ローラ26a(現像剤担持体)が設けられている。また、軸部26b11にスクリュ26b12部が巻装されてなり、現像ローラ26aに対向して、所定方向に回転して現像剤Gを回転軸方向を搬送方向として搬送しながら現像ローラ26aに現像剤Gを供給する第1搬送スクリュ26b1(搬送スクリュ)が設けられている。さらに、第1搬送スクリュ26b1の軸部26b11における受け部26b11xを回転可能に保持する軸受26xが設けられている。そして、スクリュ部26b12において搬送方向の下流側に位置する搬送面26b12aの表面粗さが、受け部26b11xにおける外周面の表面粗さに比べて、粗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現像装置において、搬送スクリュによって現像剤を回転軸方向に搬送しながら現像剤担持体(現像ローラ)に現像剤を供給する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
詳しくは、特許文献1における現像装置は、感光体ドラム(像担持体)に対向する現像ローラ(現像剤担持体)の斜め下方に搬送スクリュが設けられている。そして、その搬送スクリュは、所定方向に回転しながら、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤(添加剤なども含む。)を回転軸方向に搬送しながら、現像ローラに2成分現像剤を供給している。
一方、特許文献1には、現像剤量が少ないときであってもスクリュピッチムラの発生を軽減することを目的として、搬送スクリュの上方の位置に剤面高さ調整部材を設置する技術が開示されている。
従来の技術は、搬送スクリュによって形成される現像剤の搬送経路における剤面高さ(剤嵩)が不充分で、搬送スクリュから現像剤担持体に供給される現像剤の量(汲み上げ量)が不足してしまう不具合が生じてしまうことがあった。そして、そのように、現像剤担持体における現像剤の汲み上げ量の不足が生じてしまうと、スクリュピッチムラや画像カスレなどの異常画像が生じてしまっていた。
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、搬送スクリュから現像剤担持体に供給される現像剤の量が不足してしまう不具合が生じにくい、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を担持して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体と、軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記現像剤担持体に対向して、所定方向に回転して現像剤を回転軸方向を搬送方向として搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する搬送スクリュと、前記搬送スクリュの前記軸部における受け部を回転可能に保持する軸受と、を備え、前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さが、前記受け部における外周面の表面粗さに比べて、粗くなるように形成されたものである。
本発明によれば、搬送スクリュから現像剤担持体に供給される現像剤の量が不足してしまう不具合が生じにくい、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。 現像装置の要部を示す拡大図である。 第1搬送スクリュの要部を示す概略図である。
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に対向する搬送スクリュとしての第1搬送スクリュ26b1(搬送部材)、仕切部材26eを介して第1搬送スクリュ26b1に対向する第2搬送スクリュ26b2、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。
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成分現像剤であって、添加剤なども含まれる。)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(現像ギャップ)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H1~H5(図4参照)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。
詳しくは、図4を参照して、汲上げ磁極H5(ドクターブレード26cに対向する位置(又は、その位置の近傍)に位置する。)が磁性体としてのキャリアに作用して、第1搬送経路B1(図2参照)に収容された現像剤Gが現像ローラ23a上に汲上げられる。現像ローラ23a上に担持された現像剤Gは、その一部がドクターブレード26c(図2参照)の位置で掻き取られて、第1搬送経路B1に戻される。一方、汲上げ磁極H5による磁力が作用するドクターブレード26cの位置で、ドクターブレード26cと現像ローラ26aとのドクターギャップを通過して現像ローラ26a上に担持された現像剤Gは、主磁極H1の位置で穂立ちして現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム21に摺接する。こうして、現像ローラ26aに担持された現像剤G中のトナーが感光体ドラム21上の潜像に付着する。その後、主磁極H1の位置を通過した現像剤Gは、複数の搬送磁極H2、H3によって、現像上ケース26kとの間を搬送された後に、剤離れ磁極H4の位置まで搬送される。そして、剤離れ磁極H4の位置で、反発磁界(現像ローラ26aから離れる方向に作用する磁界である。)がキャリアに作用して、現像ローラ26a上に担持されていた現像工程後の現像剤Gが現像ローラ26aから脱離される。脱離後の現像剤Gは、第1搬送経路B1内に落下して第1搬送スクリュ26b1(図2、図3参照)によって第1搬送経路B1の下流に向けて搬送される。
図2、図3を参照して、第1、第2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Gを長手方向(回転軸方向)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、現像剤を回転軸方向(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。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26b11、26b21にスクリュ部26b12、26b22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。
換言すると、現像装置26の内部から外部に向けて空気を送出するための開口部26k1が、現像上ケース26kに形成されている。そして、その開口部26k1を取付け部として、フィルタ26tが設置されている。このフィルタ26tは、トナーやキャリアの粒径よりも小さなメッシュからなり、空気のみが通過できるように形成されている。
ここで、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、現像上ケース26kと現像下ケース26jとが設けられている。
現像ケースとしての現像下ケース26jは、現像装置26のベースとなるケーシングであって、現像ローラ26aや第1、第2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。特に、第1搬送スクリュ26b1は、軸受26x(図3、図5参照)を介して現像装置26(現像下ケース26j)に回転可能に保持されている。
これに対して、現像上ケース26kは、現像ローラ26a(現像剤担持体)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。
ここで、図2、図4等を参照して、本実施の形態における現像装置26は、現像領域に対して回転方向上流側(現像工程時における現像ローラ26aの回転方向の上流側である。)で現像ローラ26a(現像剤担持体)の回転方向に対して隙間をあけて対向するように、入口シール26r(可撓性シート部材)が、ケース部材26s(保持部材)に保持されている。この入口シール26rは、自由端側の先端が、感光体ドラム21に当接している。
詳しくは、ケース部材26sは、現像領域(現像ローラ26aが感光体ドラム21に対向する位置である。)に対して図4の矢印で示す回転方向の上流側であって、ドクターブレード26cに対して回転方向の下流側で、現像ローラ26aに対向するように、ドクターブレード26cを介して現像下ケースに26jに保持されている。また、ケース部材26sは、その対向面(現像ローラ26aに対向する面である。)が、現像ローラ26aの曲率に沿うように(現像ローラ26aとのギャップが略一定になるように)形成されている。
そして、ケース部材26sの対向面に、入口シール26rが、両面テープなどを介して貼着されている。そして、この入口シール26rは、その先端(ケース部材26sから突き出した自由端側の先端である。)が感光体ドラム21の表面に摺接することになる。
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H5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。
なお、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センサ(不図示)によって検知される。
また、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。
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5等を用いて説明したように、現像装置26には、現像剤担持体としての現像ローラ26aや、搬送スクリュとしての第1搬送スクリュ26b1や、第2搬送スクリュ26b2や、現像剤規制部材としてのドクターブレード26cや、軸受26x、搬送経路としての第1搬送経路B1、などが設けられている。
現像剤担持体としての現像ローラ26aは、トナーとキャリアとからなる現像剤G(2成分現像剤であって、添加剤等が添加されたものも含む。)を担持して、像担持体としての感光体ドラム21の表面に形成される潜像を現像するためのものである。
また、現像ローラ26a(現像剤担持体)は、ドクターブレード26c(現像剤規制部材)に対向する位置(又は、その位置の近傍)に磁極としての汲上げ磁極H5(図4参照)を有している。
搬送スクリュとしての第1搬送スクリュ26b1は、現像ローラ26a(現像剤担持体)に対向して、所定方向に回転して現像剤G(2成分現像剤)を回転軸方向(長手方向)を搬送方向として搬送しながら現像ローラ26aに現像剤Gを供給する搬送部材として機能するものである。第1搬送スクリュ26b1は、樹脂材料(又は、金属材料)からなり、軸部26b11(回転軸)にスクリュ部26b12(羽根部)が巻装されてなるものである。特に、本実施の形態における第1搬送スクリュ26b1は、軸部26b11もスクリュ部26b12も含めて全体的に同じ樹脂材料で一体成型されている。
図3を参照して、第1搬送経路B1は、現像ケースとしての現像下ケース26jにおいて第1搬送スクリュ26b1(搬送スクリュ)によって形成される現像剤Gの搬送経路である。
なお、本実施の形態において、第1搬送スクリュ26b1は、現像ローラ26a(現像剤担持体)に対して斜め下方(図4の水平方向左側に8~12mm程度、垂直方向下側に20~27mm程度である。)に設置されている。
また、本実施の形態において、現像ローラ26aの外径は18mm程度に設定され、第1搬送スクリュ26b1のスクリュ径は15mm程度に設定され、現像ローラ26aと第1搬送スクリュ26b1との軸間距離が25mm程度に設定されている。
図3、図5を参照して、軸受26xは、第1搬送スクリュ26b1(搬送スクリュ)の軸部26b11における受け部26b11xを回転可能に保持するものである。
具体的に、第1搬送スクリュ26b1は、軸部26b11の両端部にそれぞれ形成された受け部26b11xが、軸受26xを介して、現像下ケース26jに回転可能に保持されている。
第2搬送スクリュ26b2は、第1搬送スクリュ26b1に対して仕切部材26e(図3参照)を介して対向して、第1搬送スクリュ26b1とともに現像剤Gの循環経路を形成する搬送部材である。
第2搬送スクリュ26b2は、樹脂材料(又は、金属材料)からなり、軸部26b21(回転軸)にスクリュ部26b22(羽根部)が巻装されてなるものである。
現像剤規制部材としてのドクターブレード26cは、現像ローラ26a(現像剤担持体)の下方に対向して、第1搬送スクリュ26b1(搬送スクリュ)によって現像ローラ26aに供給された現像剤Gの量を適量に規制するものである。
なお、本実施の形態において、ドクターブレード26c(現像剤規制部材)は、略板状部材であって、少なくともその一部が、SUS304などの磁性材料で形成されている。磁性を有するドクターブレード26cを用いることで、現像ローラ26aと第1搬送スクリュ26b1との間にある磁性を有するドクターブレード26cの一部が磁力の橋渡しとなって、現像ローラ26aに現像剤を引き付ける力、すなわち現像ローラ26aに対する汲み上げ量を増加することができる。
ここで、図5等を参照して、本実施の形態における現像装置26は、第1搬送スクリュ26b1のスクリュ部26b12において搬送方向(図5において矢印で示す現像剤Gの搬送方向である。)の下流側に位置する搬送面26b12a(現像剤Gに対して矢印方向の搬送力を付与する面である。)の表面粗さが、軸部26b11の受け部2611xにおける外周面(軸受26xに摺動する摺動面である。)の表面粗さに比べて、粗くなるように形成されている。
具体的に、スクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さRpが、5.0~7.4μmとなるように形成されている。なお、「表面粗さRp」は、基準長さにおいて表面粗さ曲線の中で最大の山の高さであって、Rpmaxと表記することもある。
本実施の形態において、第1搬送スクリュ26b1は、同じ材料で一体成型されているため、成型用金型の表面粗さを予め異ならせておくことや、一体成型後に研磨やコーティングなどの2次加工を施すことにより、上述したように位置によって表面粗さを異ならせている。
このように、スクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さを大きく(粗く)設定することで、第1搬送スクリュ26b1によって形成される現像剤Gの第1搬送経路B1における剤面高さ(剤面Gxの高さ(剤嵩)であって、図4参照。以降、適宜に「剤面高さGx」と記載する。)が充分なものとなる。そのため、第1搬送スクリュ26b1から現像ローラ26aに供給される現像剤Gの量(汲み上げ量)が不足してしまう不具合が生じにくくなる。そして、現像ローラ26aにおける現像剤Gの汲み上げ量の不足によるスクリュピッチムラや画像カスレなどの異常画像の発生も軽減されることになる。
また、軸部26b11の受け部2611xの表面粗さを小さく設定することで、軸受26xと受け部26b11xとの摺動抵抗が減ぜられて、軸受26xや受け部26b11xの摩耗劣化が軽減されるとともに、異常音(摺擦音)の発生も軽減される。
したがって、スクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さを、軸部26b11の受け部2611xの表面粗さに比べて、大きく(粗く)設定することで、搬送面26b12aの表面粗さと軸部26b11の受け部2611xの表面粗さとを同等に設定する場合に比べて、上述した双方の効果(搬送面26b12aの表面粗さ大きくすることによる効果と、軸部26b11の受け部2611xの表面粗さを小さくすることによる効果と、である。)を両立させることができる。特に、充分な剤面高さGxを確保することができる。
なお、本願発明者は、研究を重ねた結果、スクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さを大きく(粗く)するほど、第1搬送経路B1における剤面高さGxが高くなることを知得した。
これは、搬送面26b12aの表面粗さを大きくなると、搬送される現像剤Gが搬送面26b12aに保持されやすくなるためと考えられる。
ここで、本実施の形態では、第1搬送スクリュ26b1のスクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さ(Rp)をR1として、軸部26b11の受け部26b11xにおける外周面の表面粗さ(Rp)をR2として、第1搬送スクリュ26b1において搬送面26b12aと受け部26b11xとを除く部分(スクリュ部26b12の非搬送面26b12bや、軸部26b11における受け部26b11x以外の部分である。)の表面粗さ(Rp)をR3としたときに、
R1>R3>R2
なる関係が成立するように形成されている。
このように構成することで、第1搬送スクリュ26b1を同じ材料で一体成型した後に研磨やコーティングなどの2次加工を施すときに、搬送面26b12aと受け部26b11xとの表面粗さをそれぞれ所望のものとしやすくなる。
具体的に、まず、第1搬送スクリュ26b1を同じ材料で一体成型するとき、成型品の表面粗さを細かく管理するのは難しいため、成型後の表面粗さR3(最終的に搬送面26b12aと受け部26b11xとを除く部分の表面粗さR3となる。)を基準とする。そして、その基準となる表面粗さR3に対して、搬送面26b12aについては粗くなるように2次加工をおこない、受け部26b11xについては滑らかになるように2次加工をおこなうことになる。
ここで、本実施の形態における現像装置26は、第1搬送スクリュ26b1のスクリュ部26b12において搬送方向の下流側に位置する搬送面26b12aの表面粗さが、第1搬送経路B1(搬送経路)における内壁面の表面粗さに比べて、粗くなるように形成されている。
先に説明したように、スクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さを大きく(粗く)設定することで、第1搬送経路B1における剤面高さGx(図4参照)が充分なものとなる。
一方、第1搬送経路B1の内壁面の表面粗さを小さく設定することで、内壁面に現像剤Gが付着・固着する不具合が減ぜられて、第1搬送経路B1における現像剤Gの滞留が軽減される。
したがって、スクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さを、第1搬送経路B1の内壁面の表面粗さに比べて、大きく(粗く)設定することで、搬送面26b12aの表面粗さと第1搬送経路B1の内壁面の表面粗さとを同等に設定する場合に比べて、上述した双方の効果(搬送面26b12aの表面粗さ大きくすることによる効果と、第1搬送経路B1の内壁面の表面粗さを小さくすることによる効果と、である。)を両立させることができる。特に、充分な剤面高さGxを確保することができる。
また、本実施の形態における現像装置26は、第1搬送スクリュ26b1のスクリュ部26b12において搬送方向の下流側に位置する搬送面26b12aの表面粗さが、第2搬送スクリュ26b2のスクリュ部26b22において搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さに比べて、粗くなるように形成されている。
先に説明したように、第1搬送スクリュ26b1のスクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さを大きく(粗く)設定することで、第1搬送経路B1における剤面高さGx(図4参照)が充分なものとなる。
一方、第2搬送スクリュ26b2のスクリュ部26b22の搬送面の表面粗さを小さく設定することで、第2搬送経路B2における剤面高さGxを必要以上に高くすることなく、第2搬送経路B2における現像剤Gの搬送性(流動性)を高めることができる。
したがって、第1搬送スクリュ26b1のスクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さを、第2搬送スクリュ26b2のスクリュ部26b22の搬送面の表面粗さに比べて、大きく(粗く)設定することで、第1、第2搬送スクリュ26b1、26b2の搬送面の表面粗さを同等に設定する場合に比べて、上述した双方の効果(第1搬送スクリュ26b1の搬送面26b12aの表面粗さ大きくすることによる効果と、第2搬送スクリュ26b2の搬送面の表面粗さを小さくすることによる効果と、である。)を両立させることができる。特に、充分な剤面高さGxを確保することができる。
また、図5等を参照して、本実施の形態における現像装置26は、第1搬送スクリュ26b1のスクリュ部26b12において搬送方向の下流側に位置する搬送面26b12aの表面粗さが、搬送方向の上流側に位置する非搬送面26b12b(搬送面26b12aの反対側の面であって、現像剤Gの搬送に寄与しない面である。)の表面粗さに比べて、粗くなるように形成されている。
先に説明したように、スクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さを大きく(粗く)設定することで、第1搬送経路B1における剤面高さGx(図4参照)が充分なものとなる。
一方、スクリュ部26b12の非搬送面26b12bの表面粗さを小さく設定することで、非搬送面26b12bに現像剤Gが付着・固着する不具合が減ぜられる。
したがって、スクリュ部26b12の搬送面26b12aの表面粗さを、非搬送面26b12bの表面粗さに比べて、大きく(粗く)設定することで、搬送面26b12aの表面粗さと非搬送面26b12bの表面粗さとを同等に設定する場合に比べて、上述した双方の効果(搬送面26b12aの表面粗さ大きくすることによる効果と、非搬送面26b12bの表面粗さを小さくすることによる効果と、である。)を両立させることができる。特に、充分な剤面高さGxを確保することができる。
以上説明したように、本実施の形態における現像装置26は、トナーとキャリアとからなる現像剤Gを担持して、感光体ドラム21(像担持体)の表面に形成される潜像を現像する現像ローラ26a(現像剤担持体)が設けられている。また、軸部26b11にスクリュ26b12部が巻装されてなり、現像ローラ26aに対向して、所定方向に回転して現像剤Gを回転軸方向を搬送方向として搬送しながら現像ローラ26aに現像剤Gを供給する第1搬送スクリュ26b1(搬送スクリュ)が設けられている。さらに、第1搬送スクリュ26b1の軸部26b11における受け部26b11xを回転可能に保持する軸受26xが設けられている。そして、スクリュ部26b12において搬送方向の下流側に位置する搬送面26b12aの表面粗さが、受け部26b11xにおける外周面の表面粗さに比べて、粗くなるように形成されている。
これにより、第1搬送スクリュ26b1から現像ローラ26aに供給される現像剤Gの量が不足してしまう不具合が生じにくくなる。
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、搬送スクリュ26b1、26b2を樹脂材料で一体成型にて形成したが、搬送スクリュ26b1、26b2を金属材料で形成することもできる。そして、その場合に、軸部26b11、26b21に対してスクリュ部26b12、26b22をロウ付けなどの2次加工で一体化することもできる。
また、本実施の形態において、搬送スクリュ26b1、26b2を2つの異なる樹脂材料を用いた2色成形加工で成型することもできる。2色成形では、例えば、軸部26b11の受け部26b11xをPOM、PTFE、PBI等の耐摩耗性や滑り特性が良く表面粗さを低くしやすい樹脂で形成して、その他の部分をガラス入りPC,ABSなどの比較的硬度が高くて表面粗さを粗くしやすい樹脂で形成することもできる。
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)、
26b1 第1搬送スクリュ(搬送スクリュ)、
26b11 軸部、
26b11x 受け部、
26b12 スクリュ部、
26b12a 搬送面、 26b12b 非搬送面、
26b2 第2搬送スクリュ、
26b21 軸部、
26b22 スクリュ部、
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)、
26x 軸受、
B1 第1搬送経路(搬送経路)、
H5 汲上げ磁極(磁極)、
G 現像剤(2成分現像剤)。
なお、本発明における態様は、例えば、以下の通り付記1~10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を担持して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体と、
軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記現像剤担持体に対向して、所定方向に回転して現像剤を回転軸方向を搬送方向として搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する搬送スクリュと、
前記搬送スクリュの前記軸部における受け部を回転可能に保持する軸受と、
を備え、
前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さが、前記受け部における外周面の表面粗さに比べて、粗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)
トナーとキャリアとからなる現像剤を担持して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体と、
軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記現像剤担持体に対向して、所定方向に回転して現像剤を回転軸方向を搬送方向として搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する搬送スクリュと、
現像ケースにおいて前記搬送スクリュによって形成される現像剤の搬送経路と、
を備え、
前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さが、前記搬送経路における内壁面の表面粗さに比べて、粗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3)
トナーとキャリアとからなる現像剤を担持して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体と、
軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記現像剤担持体に対向して、所定方向に回転して現像剤を回転軸方向を搬送方向として搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する第1搬送スクリュと、
軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記第1搬送スクリュに対して仕切部材を介して対向して、前記第1搬送スクリュとともに現像剤の循環経路を形成する第2搬送スクリュと、
を備え、
前記第1搬送スクリュの前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さが、前記第2搬送スクリュの前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さに比べて、粗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4)
トナーとキャリアとからなる現像剤を担持して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体と、
軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記現像剤担持体に対向して、所定方向に回転して現像剤を回転軸方向を搬送方向として搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する搬送スクリュと、
を備え、
前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さが、前記スクリュ部において前記搬送方向の上流側に位置する非搬送面の表面粗さに比べて、粗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5)
前記スクリュ部の前記搬送面の表面粗さをR1として、前記受け部における前記外周面の表面粗さをR2として、前記搬送スクリュにおいて前記搬送面と前記受け部とを除く部分の表面粗さをR3としたときに、
R1>R3>R2
なる関係が成立す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6)
前記スクリュ部の前記搬送面の表面粗さRpが、5.0~7.4μmとなるように形成されたことを特徴とする付記1~付記5のいずれかに記載の現像装置。
(付記7)
前記現像剤担持体の下方に対向して、前記搬送スクリュによって前記現像剤担持体に供給された現像剤の量を規制する現像剤規制部材を備え、
前記搬送スクリュは、前記現像剤担持体に対して斜め下方に設置され、
前記現像剤担持体は、前記現像剤規制部材に対向する位置、又は、その位置の近傍、に磁極を有す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)
前記現像剤規制部材は、少なくともその一部が磁性材料で形成されたことを特徴とする付記7に記載の現像装置。
(付記9)
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8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10)
付記1~付記8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。
特開2007-292931号公報

Claims (10)

  1. トナーとキャリアとからなる現像剤を担持して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体と、
    軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記現像剤担持体に対向して、所定方向に回転して現像剤を回転軸方向を搬送方向として搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する搬送スクリュと、
    前記搬送スクリュの前記軸部における受け部を回転可能に保持する軸受と、
    を備え、
    前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さが、前記受け部における外周面の表面粗さに比べて、粗くなるように形成されたことを特徴とする現像装置。
  2. トナーとキャリアとからなる現像剤を担持して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体と、
    軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記現像剤担持体に対向して、所定方向に回転して現像剤を回転軸方向を搬送方向として搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する搬送スクリュと、
    現像ケースにおいて前記搬送スクリュによって形成される現像剤の搬送経路と、
    を備え、
    前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さが、前記搬送経路における内壁面の表面粗さに比べて、粗くなるように形成されたことを特徴とする現像装置。
  3. トナーとキャリアとからなる現像剤を担持して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体と、
    軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記現像剤担持体に対向して、所定方向に回転して現像剤を回転軸方向を搬送方向として搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する第1搬送スクリュと、
    軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記第1搬送スクリュに対して仕切部材を介して対向して、前記第1搬送スクリュとともに現像剤の循環経路を形成する第2搬送スクリュと、
    を備え、
    前記第1搬送スクリュの前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さが、前記第2搬送スクリュの前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さに比べて、粗くなるように形成されたことを特徴とする現像装置。
  4. トナーとキャリアとからなる現像剤を担持して、像担持体の表面に形成される潜像を現像する現像剤担持体と、
    軸部にスクリュ部が巻装されてなり、前記現像剤担持体に対向して、所定方向に回転して現像剤を回転軸方向を搬送方向として搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する搬送スクリュと、
    を備え、
    前記スクリュ部において前記搬送方向の下流側に位置する搬送面の表面粗さが、前記スクリュ部において前記搬送方向の上流側に位置する非搬送面の表面粗さに比べて、粗くなるように形成されたことを特徴とする現像装置。
  5. 前記スクリュ部の前記搬送面の表面粗さをR1として、前記受け部における前記外周面の表面粗さをR2として、前記搬送スクリュにおいて前記搬送面と前記受け部とを除く部分の表面粗さをR3としたときに、
    R1>R3>R2
    なる関係が成立す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。
  6. 前記スクリュ部の前記搬送面の表面粗さRpが、5.0~7.4μmとなるよう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。
  7. 前記現像剤担持体の下方に対向して、前記搬送スクリュによって前記現像剤担持体に供給された現像剤の量を規制する現像剤規制部材を備え、
    前記搬送スクリュは、前記現像剤担持体に対して斜め下方に設置され、
    前記現像剤担持体は、前記現像剤規制部材に対向する位置、又は、その位置の近傍、に磁極を有す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. 前記現像剤規制部材は、少なくともその一部が磁性材料で形成されたことを特徴とする請求項7に記載の現像装置。
  9. 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。
  10. 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。
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