JP3380424B2 - 画像形成装置における現像装置 - Google Patents

画像形成装置における現像装置

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JP3380424B2
JP3380424B2 JP8362797A JP8362797A JP3380424B2 JP 3380424 B2 JP3380424 B2 JP 3380424B2 JP 8362797 A JP8362797 A JP 8362797A JP 8362797 A JP8362797 A JP 8362797A JP 3380424 B2 JP3380424 B2 JP 3380424B2
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秀樹 安田
圭一 松崎
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置や静
電画像記録装置等の画像形成装置に使用される現像装置
に係り、特に現像剤として非磁性トナーにより静電潜像
を可視像化する非磁性一成分現像装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、画像形成装置はファクシミリ
やコンピュータ等の出力機器として用いられ、特に最近
では高解像度および高速印字についての要求が高まりつ
つある。このような画像形成装置に用いられる現像装置
は、トナーを感光体上に塗布する現像ローラと、この現
像ローラ上のトナー層の厚さを規制するトナー規制ブレ
ードと、このトナー規制ブレードを保持するブレードホ
ルダとを備えた構成としたものである。
【0003】図5は従来の画像形成装置の概略図であ
り、その装置構成は次のとおりである。
【0004】図において、アルミニウム等の金属ドラム
を基材としてその外周面上にセレン(Se)または有機
光導電体(OPC)等の感光受容層が薄膜状に塗布され
た感光体3が現像器ハウジング24内に収納され、この
感光体3の近傍に帯電器2が配置されている。この帯電
器2は、タングステンワイヤ等の帯電線2a,金属製の
シールド板2b,グリッド板2cを備え、帯電線2aが
コロナ放電を起こしてグリッド板2cを介して感光体3
を一様に帯電する。現像器ハウジング24内には、現像
ローラ4及びトナー供給ローラ5を備えるとともに、収
容したトナー6を撹拌するためのトナー撹拌部材7を回
転自在に備え、このトナー撹拌部材7の回転によってト
ナー6を現像ローラ4の表面に供給する。
【0005】現像ローラ4及び供給ローラ5は、ステン
レス等の金属を基材としてその外周面にウレタン,シリ
コン等を層状に形成し、現像記ハウジング24内におい
てそれぞれの軸線方向の両端を回転可能に支持されたも
のである。現像器ハウジング24の一端側にはブレード
ホルダ8を備えるとともに、このブレードホルダ8に
は、ウレタンまたはSUS等の部材により形成されたト
ナー規制ブレード9の基端を連結している。このトナー
規制ブレード9は、トナー供給ローラ5の周面に供給さ
れたトナー6を摩擦帯電し、トナー6は現像ローラ4の
外周面上にトナー6が薄層化されて感光体3の周面に接
触する。そして、現像ローラ4は現像バイアス電源23
により電圧を印加することによって、潜像形成手段(図
示せず)により感光体3上に形成された静電潜像部分に
転移付着して静電潜像が顕像化する。
【0006】更に、感光体3の周りには、感光体3表面
の残留トナーを掻き取るクリーニングブレード11,感
光体3上に残留した電荷を除去する除電器12を備える
とともに、転写ローラ19を配置する。また、感光体3
と転写ローラ19のニップ部分に対して用紙13を給紙
するための用紙カセット14を備え、用紙13は給紙ロ
ーラ15及び搬送ローラ16によって1枚ずつ繰り出さ
れるとともに、転写ローラ19に対する位置決めがレジ
ストローラ17とその従動ローラ18によって行われ
る。そして、最終的に転写後の用紙13は下流の定着器
20に供給され、そのヒートローラ21と加圧ローラ2
2とによって用紙13上のトナー像が定着される。
【0007】図6は従来の画像形成装置の現像器の斜視
図であって、現像ローラ4とトナー規制ブレード9の位
置関係を示すものであり、先に説明したようにブレード
ホルダ8によってこのトナー規制ブレード9は現像器ハ
ウジング24に対して固定されている。すなわち、図示
のように、ブレードホルダ8はその一端側を斜め下向き
に曲げた形状としてトナー規制ブレード9の上端側をこ
の曲げた部分で現像器ハウジング24の表面との間に挟
み込み、ブレードホルダ8及びトナー規制ブレード9の
両方を貫通するビス8cによってこれらのブレードホル
ダ8及びトナー規制ブレード9を現像器ハウジング24
に対して固定している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来構造では、A3判等の大きな用紙に対応できるよう
に現像器ハウジング24を大きくすると、トナー規制ブ
レード9が現像ローラ4の軸線方向の押圧力を大きく
する必要がある。これは、A4判と同じトナー層厚とす
るには単位長さ当たりの押圧力は同じだけ必要であり、
A3判は長手方向に長い分、総押圧力はA4判より必要
という理由からであり、押圧力が不足すれば現像ロー
ラ4上のトナー層厚は厚く、トナー帯電量は下がるた
め、現像ローラ4上からトナーが噴き出すという問題を
生じる。
【0009】また、高速印字の場合もトナーを十分に帯
電させるために、従来の印字速度時よりも押圧力を大
きくしなければならない。これは、もし押圧力が不足
すれば、トナーが現像ローラ4とトナー規制ブレード9
の間で十分に摩擦帯電する時間が無いため、トナーが噴
き出すという問題が生じてしまうからである。
【0010】このように、用紙が大型であったり高速印
字する場合には、現像ローラ4の軸線方向のトナー規制
ブレード9の総押圧力を強くすることになるので、トナ
ー規制ブレード9の現像器ハウジング24に対するネジ
8cによる締め付け力は、トナー規制ブレード9の中央
部分よりも大きくなってしまう。すなわち、トナー規制
ブレード9は現像ローラ4に対するその軸線方向の押圧
力の分布が一様でなく、軸線方向の両端部での押圧が強
いので、この部分でのトナー6に対する圧縮及びこれに
よるストレスが大きくなる。そして、この押圧力の増大
による摩擦熱の発生によって、トナー規制ブレード9の
両端部分には溶融トナーが付着しやすくなり、このため
最終的に得られる用紙画像に縦スジが発生するという問
題がある。
【0011】トナー規制ブレードの両端部の押圧力を低
減することで、トナー規制ブレードの長手方向の両端部
へのトナー固着を防止し、良好な画質を得ることのでき
る画像形成装置の現像装置を提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、断面L字状で、かつ、トナー規制ブレード
に接触する面を有する押さえブレードホルダと、トナー
規制ブレードと、断面L字状で、かつ、トナー規制ブレ
ードに接触する面を有する支えブレードホルダと、を
全て貫通して現像器ハウジングにねじ込み、トナー規
制ブレードを押さえブレードホルダの面と支えブレード
ホルダの面に接触するように現像器ハウジングに固定
し、押さえブレードホルダと支えブレードとがトナー規
制ブレードを狭んで保持し、押さえブレードホルダと前
支えブレードホルダのL字状断面の2辺のうち、トナ
ー規制ブレードに接触している側の長さ(L1´)を前
記トナー規制ブレードに接触していない側の長さ(L2
´)よりも長くし、前記トナー規制ブレードの板厚をd
2とし、前記押さえブレードホルダの肉厚をd1とした
とき、5×d2≦d1≦20×d2の関係とした。
【0013】このような構成により、トナー規制ブレー
ドの両端部の押圧力を低減することで、トナー規制ブレ
ードの長手方向の両端部へのトナー固着を防止し、長寿
命の非磁性一成分系の現像装置が得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載の発明は、
現像器ハウジングに、トナーを感光体上に供給するロー
ラ状のトナー担持体と、トナー担持体に形成されるトナ
ー層の厚さを規制するトナー規制ブレードと、断面L字
で、かつ、トナー規制ブレードに接触する面を有する
押さえブレードホルダと、断面L字状で、かつ、トナー
規制ブレードに接触する面を有する支えブレードホルダ
と、押さえブレードホルダ,トナー規制ブレード及
ブレードホルダを順に全て貫通して現像器ハウジング
にねじ込まれて、トナー規制ブレードを押さえブレード
ホルダの面と支えブレードホルダの面に接触するように
現像器ハウジングに固定する固定ネジと、を備え、押さ
ブレードホルダと支えブレードとがトナー規制ブレー
ドを狭んで保持する現像装置であって、押さえブレード
ホルダと支えブレードホルダのL字状断面の2辺のう
ち、トナー規制ブレードに接触している側の長さ(L1
´)をトナー規制ブレードに接触していない側の長さ
(L2´)よりも長くし、トナー規制ブレードの板厚を
d2とし、押さえブレードホルダの肉厚をd1としたと
き、5×d2≦d1≦20×d2の関係としたことによ
って、ブレードホルダーの剛性が増大し、またトナー規
制ブレードがトナー担持体への当接により撓もうとする
力よりもブレードホルダーの直進性の力を強くすること
ができるので、トナー規制ブレードの撓みの発生を防止
でき、現像ローラ上のトナー層の厚みを均一化するとい
う作用を有する。請求項2に記載の発明は、押さえブレ
ードホルダのトナー規制ブレードに接触している側の長
さを5〜20mmとしたことにより、押さえブレードホ
ルダーの剛性が増大し、トナー規制ブレードが撓みにく
くなる。請求項3に記載の発明は、トナー規制ブレード
の長手方向の両端部は現像器ハウジングにねじ込まれる
固定ネジによる締め付けによって現像器ハウジングに拘
束固定されていることにより、トナー規制ブレードの両
端部の押圧力が低減でき、トナー規制ブレードの両端部
へのトナー固着を防止するという作用を有する。また本
発明の請求項4記載の発明は、ブレードホルダによる拘
束点よりトナー担持体側のトナー規制ブレードの自由端
までの長さが5〜20mmであることにより、トナー規
制ブレードの撓みの発生を防止できる。また本発明の請
求項5記載の発明は、トナー規制ブレードのトナー担持
体への線圧が80〜100g/cm2であることによ
り、トナー担持体上でのトナー層の厚みを軸線方向の全
長に亘って一様化することができる。また本発明の請求
項6記載の発明は、トナー担持体のトナー層が0.3〜
0.6mg/cm2であることにより、非磁性一成分接
触現像方式において画像の濃度差が少ない、良好な画像
を確保することができる。
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。図1は本発明の一実施の形態に
よる画像形成装置の現像装置の要部斜視図、図はトナ
ー規制ブレードとブレードホルダ及び現像ローラの位置
関係を示す側面断面図である。
【0023】なお、トナー規制ブレードの現像器ハウジ
ングに対する取付け構造を除く現像装置の構成は図5に
示したものと全く同様であり、図1及び図2においては
現像器ハウジング24及び現像ローラ4の配置は図5に
示したものと同様であり、用紙13に対する現像の操作
も同様である。
【0024】図において、現像器ハウジング24に対し
て、図5に示したものと同様の姿勢でトナー規制ブレー
ド1が配置され、このトナー規制ブレード1を現像器ハ
ウジング24に固定する部材として一対の押さえブレー
ドホルダ1bと支えブレードホルダ1cとを配置してい
る。これらのブレードホルダ1b,1cは図に示すよ
うにトナー規制ブレード1を挟んで保持し、これらの各
部材を貫通して現像器ハウジング24にねじ込まれる固
定ネジ1dによってトナー規制ブレード1は現像器ハウ
ジング24に固定される。
【0025】支えブレードホルダ1cはその長手方向
(現像ローラ4の軸線方向の向き)の長さはトナー規制
ブレード1の長さと等しく、その両端を一致させて現像
器ハウジング24に固定するものとする。また、トナー
規制ブレード1をその表面側から覆う押さえブレードホ
ルダ1bは支えブレードホルダ1cのそれよりも短い。
【0026】すなわち、押さえブレードホルダ1bの長
さをL1とし支えブレードホルダ1cの長さをL2とし
たとき、0.8×L2≦L≦0.95×L2の関係と
なるようにする。
【0027】このような寸法関係によって、図1に示す
ように両端を揃えたトナー規制ブレード1と支えブレー
ドホルダ1cに対して、押さえブレードホルダ1bの両
端がトナー規制ブレード1の端部側に被さらない重ね合
わせとすることができる。そして、この被さらない部分
に補助ネジ1eを通して現像器ハウジング24にねじ込
むことによって、トナー規制ブレード1と支えブレード
ホルダ1cとを固定することができる。
【0028】このように、トナー規制ブレード1の端部
側には押さえブレードホルダ1bが被さらない配置であ
って、トナー規制ブレード1の端部を現像器ハウジング
24側に拘束するのは補助ネジ1eのみとなる。したが
って、押さえブレードホルダ1bが被さって面圧負荷が
ある場合より、トナー規制ブレード1の端部への押圧力
を緩やかにすることができ、その結果トナー規制ブレー
ド1の端部への溶融トナーの付着が防止される。
【0029】また、押さえブレードホルダ1b及び支え
ブレードホルダ1cは、図に示すように、いずれもL
字状の断面形状を持つものであり、トナー規制ブレード
1に接触する面であって図において上下方向の長さL
1’と接触しない面であって図において水平後方の長さ
L2’との間には、L1’≧L2’の関係を持たせる。
【0030】そして、上下方向の長さL1’の具体的な
数値は、5mm≦L1’≦20mmである。
【0031】このような押さえブレードホルダ1b及び
支えブレードホルダ1cのL字状の断面形状及び寸法の
関係の構成としたことで、これらのブレードホルダ1
b,1cの剛性が平板では歪むのに対してL型では歪み
にくいという理由で増し、これによりトナー規制ブレー
ド1の撓みの発生が防止され、したがって現像ローラ4
上でのトナー層の厚みをその軸線方向の全長に亘って均
一化することができる。
【0032】さらに、トナー規制ブレード1は、たとえ
ばSUS304等のバネ板材とするとともに、図に示
すようにその先端部であって現像ローラの周面に褶接す
るっ部分を直角に折り曲げた曲げ部を形成し、この曲げ
部が突き出る方向を現像ローラ4の中心方向からの法線
方向と一致させた構成とする。そして、2枚のブレード
ホルダ1b,1cの保持部分から突き出て曲げ部までに
到るトナー規制ブレード1の自由端の長さをL3及び板
厚をd2とするとともに、押さえブレードホルダ1bの
肉厚をd1としたとき、5mm≦L3≦20mm,5×
d2≦d1≦20×d2の関係を持つようにする。
【0033】このような関係から、トナー規制ブレード
1が現像ローラ4への当接で長手方向へ撓もうとする力
よりもブレードホルダ1b,1cの直進性の力が強いと
いう理由で、トナー規制ブレード1の撓みの発生を防止
することができ、その結果現像ローラ4上でのトナー層
の厚みを軸線方向の全長に亘って一様化することができ
る。
【0034】また、トナー規制ブレード1の曲げ部が
像ローラの中心から法線方向に突き出るようにしたの
で、トナー規制ブレード1の押圧力を現像ローラ4の中
心方向に作用させることができる。したがって、板状の
バネ材の平坦な部分を現像ローラの周面に突き当てる場
合に比べると、現像ローラ4との当接面積が小さく単位
面積当たりの押圧力が大きいので、低トルクで高帯電量
を得ることができる。
【0035】なお、トナー規制ブレード1は、現像ロー
ラを線圧80〜100g/cmで押圧し、現像ローラの
表面に0.5〜0.6mg/cm2のトナー層を形成す
る。
【0036】本実施例のように、非磁性一成分接触現像
方式においては、現像ローラ4上のトナー層は0.3〜
0.6mg/cm2の範囲が好ましい。
【0037】図は本発明の他の実施の形態による現像
装置の要部斜視図であり、図1に示したものと同様の部
分を示す。
【0038】この例は、図1に示したものにおいて、ト
ナー規制ブレード1の長さを押さえブレードホルダ1b
と同じとしたもので、図中のL1,L2の間に先の例と
同様に0.8×L2≦L≦0.95×L2の関係を持
たせたものである。すなわち、支えブレードホルダ1c
のみが端部に配置した補助ネジ1eによって現像器ハウ
ジング24に固定され、トナー規制ブレード1の端部に
は補助ネジ1eによる拘束がなく固定ネジ1dによる固
定だけとなっており、これによってトナー規制ブレード
1の両端部に対する押圧力を低減する。
【0039】図4は本発明の更に他の実施の形態による
現像装置の要部斜視図である。この例では、トナー規制
部材1,押さえブレードホルダ1b及び支えブレードホ
ダの長手方向の長さは全て同じであり、これらの各部
材はそれぞれの両端を揃えた状態として現像器ハウジン
グ24に固定される。そして、押さえブレードホルダ1
bの端部には補助ネジのヘッドよりも内径が大きな孔1
fを貫通させておき、この孔1fの中に補助ネジのヘッ
ド部分も通して現像器ハウジング24にねじ込むことに
より、トナー規制部材1と支えブレードホルダだけを補
助ネジによって現像器ハウジング24に固定する。
【0040】したがって、このような構成においても、
トナー規制ブレード1の端部の現像ローラに対する押圧
力を低減することができ、先の例と同様のトナー規制ブ
レード1の両端部へのトナーの固着が防止される。
【0041】以上の各例の構成のそれぞれについて、以
下の要領で従来例との比較試験を行った。
【0042】まず、図1に示した感光体3を−700V
に均一に帯電した後、露光光学系により露光して露光後
の感光体3の表面電位を−100Vまで減衰させ、現像
ローラ4に現像バイアス−300Vを印加して感光体3
上にトナー像を形成し、転写ローラ19から用紙13に
4μAの電流を流してトナー像を転写し、電子写真プロ
セスとして一般に知られている定着行程を経て用紙13
にトナー像を得た。
【0043】本発明のトナー規制ブレード1を保持する
押さえブレードホルダ1bの長手方向の長さL1と支え
ブレードホルダ1cの長さL2を変化させたときのトナ
ー規制ブレード1の端部と中央部とのたわみ量の差,現
像ローラ4のトルク,現像ローラ4上のトナー層の厚
み,トナー帯電量,画像の端部の中央部のマクベス濃度
及び12K枚(12,000枚)印字後の現像ローラ4
の傷による画像の縦スジの有無を評価した。
【0044】(表1)に、比較例として従来例の図6に
示した構成の現像器での測定結果とともに示す。なお、
この(表1)において、実施例1.は図1の例、実施例
2.は図3の例及び実施例3.は図4の例にそれぞれ対
応する。
【0045】
【表1】
【0046】(表1)から明らかなように、従来のA4
判用の現像器と比較して、A3判でなおかつ高速印字の
画像形成装置の現像器では、実施例1.と実施例3.の
間、実施例2.の場合、画像濃度差が少なく、12K枚
ランニング後まで画像に縦スジは発生せず、良好な画質
を確保することができた。
【0047】
【発明の効果】本発明では、トナー規制ブレードを断
L字状で、かつ、トナー規制ブレードに接触する面を有
する押さえブレードホルダと支えブレードホルダで挟
うにしているので、ブレードホルダーの剛性が増大
し、またトナー規制ブレードがトナー担持体への当接に
より撓もうとする力よりもブレードホルダーの直進性の
力を強くすることができるので、トナー規制ブレードの
撓みの発生を防止できる。従って、現像ローラ上のトナ
ー層の厚みを均一化することができ、画像の濃度差が少
ない、良質な画質を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による画像形成装置の現
像装置の要部斜視図
【図2】本発明の他の実施の形態による現像装置の要部
斜視図
【図3】トナー規制ブレードとブレードホルダ及び現像
ローラの位置関係を示す側面断面図
【図4】本発明の更に他の実施の形態による現像装置の
要部斜視図
【図5】従来の画像形成装置の概略図
【図6】従来の画像形成装置の現像器の斜視図
【符号の説明】
1 トナー規制ブレード 1a 曲げ部 1b 押さえブレードホルダ 1c 支えブレードホルダ 1d 固定ネジ 1e 補助ネジ 1f 孔 2 帯電器 3 感光体 4 現像ローラ 5 トナー供給ローラ 6 トナー 13 用紙 14 用紙カセット 24 現像器ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 博規 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 野田 和彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 津留 哲浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 安田 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 松崎 圭一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−84452(JP,A) 特開 平4−191765(JP,A) 特開 平4−235578(JP,A) 特開 昭55−101967(JP,A) 実開 昭63−137364(JP,U) 実開 平3−11249(JP,U)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現像器ハウジングに、トナーを感光体上
    に供給するローラ状のトナー担持体と、前記トナー担持
    体に形成されるトナー層の厚さを規制するトナー規制ブ
    レードと、断面L字状で、かつ、前記トナー規制ブレー
    ドに接触する面を有する押さえブレードホルダと、断面
    L字状で、かつ、前記トナー規制ブレードに接触する面
    を有する支えブレードホルダと、前記押さえブレードホ
    ルダ,前記トナー規制ブレード及び前記支えブレードホ
    ルダを順に全て貫通して前記現像器ハウジングにねじ込
    まれて、前記トナー規制ブレードを前記押さえブレード
    ホルダの面と前記支えブレードホルダの面に接触するよ
    うに前記現像器ハウジングに固定する固定ネジと、を備
    え、前記押さえブレードホルダと前記支えブレードとが
    前記トナー規制ブレードを狭んで保持する現像装置であ
    って、前記押さえブレードホルダと前記支えブレードホ
    ルダのL字状断面の2辺のうち、トナー規制ブレードに
    接触している側の長さ(L1´)を前記トナー規制ブレ
    ードに接触していない側の長さ(L2´)よりも長く
    し、前記トナー規制ブレードの板厚をd2とし、前記押
    さえブレードホルダの肉厚をd1としたとき、5×d2
    ≦d1≦20×d2の関係としたことを特徴とする画像
    形成装置における現像装置。
  2. 【請求項2】押さえブレードホルダの前記トナー規制ブ
    レードに接触している側の長さを5〜20mmとしたこ
    とを特徴とする請求項1記載の画像形成装置における現
    像装置。
  3. 【請求項3】 トナー規制ブレードの長手方向の両端部
    は前記現像器ハウジングにねじ込まれる固定ネジによる
    締め付けによって現像器ハウジングに拘束固定されてい
    ることを特徴とする請求項1,2のいずれか1記載の画
    像形成装置における現像装置。
  4. 【請求項4】 押さえブレードホルダと支えブレードホ
    ルダによる拘束点よりトナー担持体側のトナー規制ブレ
    ードの自由端までの長さが5〜20mmであることを特
    徴とする請求項1〜3のいずれか1記載の画像形成装置
    における現像装置。
  5. 【請求項5】 トナー規制ブレードのトナー担持体への
    線圧が80〜100g/cmであることを特徴とする請
    求項1〜4のいずれか1記載の画像形成装置における現
    像装置。
  6. 【請求項6】 トナー担持体のトナー層が0.3〜0.
    6mg/cm2であることを特徴とする請求項1〜5の
    いずれか1記載の画像形成装置における現像装置。
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