JP3613031B2 - 現像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等、電子写真方式の画像形成装置の像担持体(感光体)上に形成された潜像をトナー像に現像する現像装置に関し、特に、異なる色の現像剤をそれぞれ有する複数の現像器が、回転する現像器支持部材に支持されて、順次現像位置に移動、停止して現像を行うように構成された現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
前述のように複数の現像器が、回転する現像器支持部材に支持されて、順次現像位置に移動、停止して現像を行うように構成された、いわゆるロータリ方式の現像装置でトリクル現像をもちいたシステムにおける劣化現像剤を排出する技術としては従来下記の技術(J01)が知られている。
(J01)(特開平9−258555号公報記載の技術)
この公報には、複数の現像容器内の劣化現像剤が現像器支持部材の回転軸に一括して集められ、前記回転軸を通して前記回転軸に接続された現像剤回収容器に回収される技術が記載されている。
【0003】
前記現像容器の現像剤排出口から前記回転軸へ現像剤を移送する技術としては従来下記の技術(J02)が知られている。
(J02)(特開平10−142888号公報記載の技術)
この公報には、現像容器内の現像剤を現像容器の排出口から現像剤連通路を介して円筒状の回転軸へ移送するため、現像位置に設定された第1排出位置において前記現像容器から排出された劣化現像剤を前記現像剤連通路の貯溜部に一時的に貯溜し、前記第1排出位置から90°以上の角度の停止位置に設定された第2排出位置において前記貯溜された現像剤を前記回転軸へ落下させて移送する技術が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術(J01),(J02)では、前記現像剤回収容器と前記回転軸とのジョイント部分の構成が明確に記載されていないが、おそらくこの現像剤回収容器は顧客が交換するため、従来の排トナーの回収ボトルの形態をもちいるものと思われる。
他の従来の排トナーの現像剤回収容器とのジョイントには、シャッタ機構などをもちい排トナーのこぼれを抑制しているが信頼性を含め十分とはいえないという問題がある。このため、顧客が前記容器交換作業を行う際、作業ミスをすると排トナーのこぼれが発生する。
【0005】
本発明は、前述の検討結果に鑑み、下記の記載内容(O01)を技術的課題とする。
(O01)回転軸を有する現像器支持部材により支持された複数の現像器を現像位置に順次移動停止させて現像を行い、前記複数の現像器から排出された現像剤を前記回転軸内を搬送し、前記回転軸の端部から排出される現像剤を回収する現像剤回収容器を備えたロータリ式の現像装置において、前記現像剤回収容器を交換する際、現像剤のこぼれを防止して前記現像剤により周囲を汚すことなく容易に交換できるようにすること。
【0006】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の説明において本発明の構成要素の後に付記したカッコ内の符号は、本発明の構成要素に対応する後述の実施例の構成要素の符号である。なお、本発明を後述の実施例の構成要素の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【0007】
(本発明)
前記課題を解決するために、本発明の現像装置は、下記の要件を備えたことを特徴とする、
(A01)画像書込装置(ROS)により画像情報に応じた複数の色成分の潜像が書き込まれ且つ回転移動する像担持体(PR)表面に隣接して配置されるとともに、両端部が回転軸支持部材(F1+F2+F1a+101)により回転可能に支持された回転軸(Do)を有する現像器支持部材(H)であって、前記回転軸(Do)が複数の現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)を装着する現像器装着部(41)と、前記回転軸(Do)内側に設けられた円筒状現像剤排出路(Ar)と、前記円筒状現像剤排出路(Ar)内へ前記各現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)からの排出現像剤を流入させる排出現像剤流入孔(41a)と、前記円筒状現像剤排出路(Ar)内の排出現像剤を排出させる回収容器連通口(42a)とを有し、前記複数の各現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)が前記像担持体(PR)に対向する複数の現像用停止位置および前記複数の各現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)のいずれもが前記像担持体(PR)に対向しない待機用停止位置に順次回転移動する前記現像器支持部材(H)、
(A02)現像ロール収容部(63)と、前記現像ロール収容部(63)に隣接しトナーおよびキャリアから成る2成分現像剤が循環しながら攪拌される現像剤攪拌領域(64+65)と、前記現像剤攪拌領域(64+65)に2成分現像剤を補給する現像剤補給口(76)と、容器内の現像剤を前記回転軸(Do)の排出現像剤流入孔(41a)に排出する現像剤排出口(68)とを有する現像容器(61)を備えた前記複数の現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)であって、前記現像器支持部材(H)が前記複数の現像用停止位置に順次移動したとき、前記複数の各現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)が前記像担持体(PR)表面の各色成分の潜像を各色のトナー像に現像する現像位置(P1)に順次移動し、前記現像器支持部材(H)が前記待機用停止位置に移動したとき前記複数の各現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)のいずれもが前記像担持体(PR)に対向しない待機位置(Pk,Py,Pm,Pc)に移動する前記複数の現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)、
(A03)前記円筒状現像剤排出路(Ar)内に回転可能に配置されて、前記排出現像剤流入孔(41a)から流入した現像剤を前記回収容器連通口(42a)へ搬送する排出用搬送部材(51)、
(A04)現像剤攪拌領域(64+65)に収容されて、前記2成分現像剤を攪拌搬送するとともに前記現像ロール収容部(63)に前記2成分現像剤を供給する攪拌搬送部材(R1+R2)、
(A05)前記現像ロール収容部(63)に収容されて、前記現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)が前記現像位置(P1)に移動したとき前記像担持体(PR)上の潜像をトナー像に現像する現像領域(Q2)に前記2成分現像剤を搬送する現像ロール(R0)、
(A06)前記回収容器連通口(42a)が前記回転軸(Do)の連通口側端部の側面に形成された前記回転軸(Do)であって、前記連通口側端部が前記回転軸支持部材(F1+F2+F1a+101)の外方に突出した状態で支持されるとともに、前記現像器支持部材(H)が前記待機用停止位置に停止したときには前記回収容器連通口(42a)が上向きとなった状態で支持される前記回転軸(Do)、
(A07)現像剤回収容器(V)を着脱可能に支持する回収容器支持部材(102+103)、
(A08)前記回収容器支持部材(102+103)に装着されたときには前記回転軸支持部材(F1+F2+F1a+101)の外方に突出した前記回転軸(Do)の連通口側端部が挿入される端部挿入口(V1a)が形成されて、前記回収容器連通口(42a)から排出された現像剤を回収する前記現像剤回収容器(V)。
【0008】
(本発明の作用)
前述の特徴を備えた本発明の現像装置では、現像器支持部材(H)は、画像書込装置(ROS)により画像情報に応じた複数の色成分の潜像が書き込まれ且つ回転移動する像担持体(PR)表面に隣接して配置される。回転軸支持部材(F1+F2+F1a+101)は、前記現像器支持部材(H)の回転軸(Do)の両端部を回転可能に支持する。前記現像器支持部材(H)の回転軸(Do)の現像器装着部(41)には複数の現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)が装着される。
前記現像器支持部材(H)は、前記複数の各現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)が前記像担持体(PR)に対向する複数の現像用停止位置に順次回転移動する。
前記現像器支持部材(H)が前記複数の現像用停止位置に順次移動したとき、現像容器(61)を備えた複数の各現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)が前記像担持体(PR)に対向する現像位置(P1)に順次移動し、前記像担持体(PR)表面の各色成分の潜像を各色のトナー像に現像する。
【0009】
前記現像容器(61)の現像剤攪拌領域(64+65)に収容された攪拌搬送部材(R1+R2)はトナーおよびキャリアから成る2成分現像剤を攪拌搬送するとともに前記現像剤攪拌領域(64+65)に隣接する現像ロール収容部(63)に供給する。現像ロール収容部(63)に収容された現像ロール(R0)は、前記像担持体(PR)表面に隣接する現像領域(Q2)に前記2成分現像剤を搬送する。前記現像領域(Q2)では、搬送された2成分現像剤中のトナーにより前記複数の色成分の潜像が順次トナー像に現像される。この現像動作により現像容器(61)内の前記トナーが消費されて少なくなり、キャリアは劣化する。前記トナーの消費およびキャリアの劣化に対応して新しい2成分現像剤が、現像剤補給口(76)から前記現像剤攪拌領域(64+65)に補給される。前記現像容器(61)内の劣化した現像剤は現像剤排出口(68)から排出される。
【0010】
前記現像剤排出口(68)から排出された排出現像剤は、前記回転軸(Do)の排出現像剤流入孔(41a)から前記回転軸(Do)内側に設けられた円筒状現像剤排出路(Ar)内に流入する。前記円筒状現像剤排出路(Ar)内に回転可能に配置された排出用搬送部材(51)は、前記排出現像剤流入孔(41a)から流入した現像剤を前記回転軸(Do)の連通口側端部の側面に形成された回収容器連通口(42a)へ搬送する。前記現像剤回収容器(V)が前記回収容器支持部材(102+103)に着脱可能に装着されたとき、現像剤回収容器(V)の端部挿入口(V1a)には、前記回転軸支持部材(F1+F2+F1a+101)の外方に突出した前記回転軸(Do)の連通口側端部が挿入される。この状態で前記回収容器連通口(42a)から排出された現像剤は前記現像剤回収容器(V)に回収される。
【0011】
前記現像器支持部材(H)が待機用停止位置に移動したとき前記複数の各現像器(Dk,Dy,Dm,Dc)のいずれもが前記像担持体(PR)に対向しない待機位置(Pk,Py,Pm,Pc)に移動する。このとき、前記回転軸(Do)は、前記回転軸支持部材(F1+F2+F1a+101)により前記回収容器連通口(42a)が上向きとなった状態で支持される。このため、前記現像剤回収容器(V)を交換するために前記現像剤回収容器(V)を前記回収容器支持部材(102+103)から取外しても前記回収容器連通口(42a)から現像剤がこぼれることがない。したがって、前記現像剤回収容器(V)の交換時には現像剤により周囲を汚すことがない。
また、前記現像剤回収容器(V)の交換の際、顧客は前記現像剤回収容器(V)を前記回収容器支持部材(102+103)から着脱するだけなので、前記交換作業が容易に行える。
【0012】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1の現像装置は、前記本発明において下記の要件を備えたことを特徴とする、
(A09)前記現像剤回収容器(V)の装着時には前記端部挿入口(V1a)に嵌合する円筒状外側面が形成された前記回転軸支持部材(F1+F2+F1a+101)。
【0013】
(実施の形態1の作用)
前述の構成を備えた本発明の実施の形態1の現像装置では、回転軸支持部材(F1+F2+F1a+101)の円筒状外側面は前記現像剤回収容器(V)の装着時には前記端部挿入口(V1a)に嵌合する。このため、前記現像剤回収容器(V)の装着時には前記端部挿入口(V1a)から現像剤回収容器(V)内の現像剤がこぼれ難い。
【0014】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態1の現像装置は、前記本発明または前記実施の形態1において下記の要件を備えたことを特徴とする、
(A010)前記装着時には前記現像剤回収容器(V)の前記端部挿入口(V1a)の下方で隣接した位置に接触して配置されて、前記現像剤回収容器(V)内の現像剤が満タンになったことを検知する満タン検知センサ(SNf)。
(実施の形態2の作用)
前述の構成を備えた本発明の実施の形態2の現像装置では、前記装着時には前記現像剤回収容器(V)の前記端部挿入口(V1a)の下方で隣接した位置に接触して配置された満タン検知センサ(SNf)は、前記現像剤回収容器(V)内の現像剤が満タンになったことを検知する。このため、前記現像剤回収容器(V)の交換時期が分かりやすい。
【0015】
【実施例】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の例(実施例)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【0016】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の現像装置を備えた画像形成装置の全体説明図である。
図1において、画像形成装置Uは、上面にプラテンガラス(透明な原稿台)PGを有する画像形成装置本体としてのデジタル式の複写機U1と、前記プラテンガラスPG上に着脱自在に装着される自動原稿搬送装置(オートドキュメントフィーダ、ADF)U2を備えている。
前記自動原稿搬送装置U2は、複写しようとする複数の原稿Gが重ねて載置される原稿給紙トレイTG1を有している。前記原稿給紙トレイTG1に載置された複数の各原稿Gは順次プラテンガラスPG上の複写位置を通過して原稿排紙トレイTG2に排出されるように構成されている。
前記自動原稿搬送装置U2は、その後端部(−X端部)に設けた左右方向に延びるヒンジ軸(図示せず)により前記複写機U1に対して回動可能であり、原稿Gを作業者が手でプラテンガラスPG上に置く場合に上方に回動される。
【0017】
前記複写機U1は、UI(ユーザインタフェース)と、前記プラテンガラスPGの下方に順次配置された画像読取部としてのIIT(イメージインプットターミナル)および画像記録用作動部としてのIOT(イメージアウトプットターミナル)と、前記IITおよびIOT間に設けられたIPS(イメージプロセッシングシステム)とを有している。
前記UIは、画像形成装置Uのユーザがコピースタート等の作動指令信号を入力操作するコピースタートキー、コピー設定枚数入力キー(図示せず)等の入力操作部材と、画像形成装置Uの現在の設定状態に関する情報の表示等が行われる表示部(図示せず)とを有している。
【0018】
複写機本体U1上面の透明なプラテンガラスPGの下方に配置された原稿読取装置としてのIITは、プラテンレジ位置(OPT位置)に配置された露光系レジセンサ(プラテンレジセンサ)Sp、および露光光学系Aを有している。
前記露光光学系Aは、その移動および停止が露光系レジセンサSpの検出信号により制御され、常時はホーム位置に停止している。
前記自動原稿搬送装置(オートドキュメントフィーダ)U2を使用して複写を行うADFモードの場合は、前記露光光学系Aはホーム位置に停止した状態で、プラテンガラスPG上の複写位置を順次通過する各原稿Gを露光する。
原稿Gを作業者が手でプラテンガラスPG上に置いて複写を行うプラテンモードの場合、露光光学系Aは移動しながらプラテンガラスPG上の原稿を露光走査する。露光された前記原稿Gからの反射光は、前記露光光学系Aを通ってCCD(固体撮像素子)上に収束される。前記CCDは、その撮像面上に収束された原稿反射光をR(赤)、G(緑)、B(青)の電気信号に変換する。
【0019】
また、IPSは、前記IITのCCDから入力された読取画像信号をデジタルの画像書込信号に変換してIOTのレーザ駆動信号出力装置DLに出力する。
前記レーザ駆動信号出力装置DLは、入力された画像データに応じたレーザ駆動信号をROS(光書込走査装置、すなわち、潜像形成装置)に出力する。
前記ROSの下方に配置された感光体ドラムからなる像担持体PRは、矢印A方向に回転する。前記像担持体PR表面は帯電コロトロンCcにより一様に帯電された後、潜像書込位置Q1において前記ROS(潜像書込装置)のレーザビームLにより露光走査されて静電潜像が形成される。フルカラー画像を形成する場合は、K(黒),Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン)の4色の画像に対応した静電潜像が順次形成され、モノクロ画像の場合はK(黒)画像に対応した静電潜像のみが形成される。
前記像担持体PRへのレーザビームLによる潜像書込は、中間転写ベルトBの非画像部に設けられた基準マークBmをベルト位置センサSNbが検知してから所定の時間経時後に開始される。フルカラー画像の場合は、各色を重ね合わせるので、前記ベルト位置センサSNbが基準マークBmを検知してからレーザビームLによる潜像書込開始までの時間は各色同一である。
前記静電潜像が形成された像担持体PR表面は回転移動して現像領域Q2、1次転写領域Q3を順次通過する。
【0020】
前記現像領域Q2において前記静電潜像を現像するロータリ式の現像装置Dは、回転軸Doと前記回転軸Doの周囲に装着されたK(黒),Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン)の4色の現像器Dk,Dy,Dm,Dcを有している。前記各色の現像器Dk,Dy,Dm,Dcの中のいずれかの現像器が、前記現像領域Q2を通過する静電潜像をトナー像に現像する。
なお、前記現像領域Q2および一次転写領域Q3の間には、像担持体PR上に形成された小さな面積の濃度検出用トナー像(すなわち、パッチ)の濃度を検出するトナー像濃度センサSNdが配置されている。
前記1次転写領域Q3は、矢印A方向に回転移動する中間転写ベルトBがロール状の1次転写器T1により像担持体PR表面に圧接される領域である。前記1次転写器T1には現像装置Dで使用される現像用のトナーの帯電極性と逆極性の1次転写電圧が電源回路Eから供給される。前記電源回路EはコントローラCにより制御される。
【0021】
前記像担持体PR表面に現像されたトナー像Tnは前記1次転写領域Q3において、1次転写器T1により中間転写ベルトBに1次転写される。1次転写後、像担持体PR表面は除電器JRにより除電され、前記像担持体PR表面の残留トナーは像担持体クリーナCL1によりクリーニングされる。
前記矢印A方向に回転移動する中間転写ベルトBは、駆動ロールRd、テンションロールRt、ウォーキングロールRw、フリーロール(アイドラロール)RfおよびバックアップロールT2aにより回転可能に支持されている。バックアップロールT2aには中間転写ベルトBを挟んで2次転写ロールT2bが離隔および圧接可能(離接可能)に配置されており、前記2次転写ロールT2bが中間転写ベルトBと圧接する領域(ニップ)により2次転写領域Q4が形成されている。
また、前記バックアップロールT2aには前記トナーの帯電極性と同極性の2次転写電圧が電源回路Eから供給される。前記各ロールT2a,T2bにより2次転写器T2が構成されている。
【0022】
フルカラー画像を形成する場合、潜像書込位置Q1において第1色目の静電潜像が形成され、現像領域Q2において1色目のトナー像Tnが形成される。このトナー像Tnは、1次転写領域Q3を通過する際に、1次転写器T1によって中間転写ベルトB上に静電的に1次転写される。その後同様にして、第1色目のトナー像Tnを担持した中間転写ベルトB上に、第2色目、第3色目、第4色目のトナー像Tnが順次重ねて1次転写され、最終的にフルカラーの多重トナー像が中間転写ベルトB上に形成される。
単色のモノカラー画像を形成する場合には1個の現像器のみを使用して、単色トナー像が中間転写ベルトB上に1次転写される。
【0023】
給紙トレイTR1〜TR4に収容された記録シートSは、シート供給路SH1により前記2次転写領域Q4に搬送される。すなわち、前記各トレイTR1〜TR4の記録シートSは、所定のタイミングでピックアップロールRpにより取り出され、さばきロールRsで1枚づつ分離されて、複数の搬送ロールRaによりレジロールRrに搬送される。
前記レジロールRrに搬送された記録シートSは、前記前記1次転写された多重トナー像または単色トナー像が2次転写領域Q4に移動するのにタイミングを合わせて、転写前シートガイドSG1から2次転写領域Q4に搬送される。
前記2次転写領域Q4において前記2次転写器T2は、中間転写ベルトB上のトナー像を記録シートSに静電的に一括して2次転写する。2次転写後の中間転写ベルトBはベルトクリーナCL2により残留トナーが除去される。
【0024】
なお、前記ベルトクリーナCL2は、中間転写ベルトBと離接(離隔および圧接)自在に配設されており、カラー画像が形成される場合には最終色の未定着トナー像が中間転写ベルトBに1次転写されるまで、中間転写ベルトBから離隔している。
トナー像が2次転写された前記記録シートSは、シートガイドSG2、シート搬送ベルトBHにより定着領域Q5に搬送され、定着領域を通過する際に加熱ロールFhおよび加圧ロールFpを有する定着装置Fにより加熱定着される。
前記定着装置Fにより未定着トナー像が加熱定着された記録シートSは、排紙ローラRhから排紙トレイTR4に排出されるようになっている。
【0025】
定着装置Fの下流側に配置された切替ゲートGT1は、前記定着装置Fを通過した記録シートSの搬送方向を排出トレイTR4に接続されたシート排出路SH2またはシート反転路SH3のいずれかの方向に切り替える。シート反転路SH3に沿って複数のシート搬送ロールRaが配置されている。
前記シート反転路SH3およびシート循環路SH4の接続部に設けられたシート状且つ櫛の歯状のマイラーゲートGT2は、通過する記録シートSが下方に搬送される際には弾性変形により記録シートSの下方への移動を許し、マイラーゲートGT2を通過した記録シートSがスイッチバックして上方に搬送される場合にはシート循環路SH4の方向に向かわせるように構成されている。前記シート循環路SH4に沿って複数のシート搬送ロールRaが配置されている。
両面複写の場合には1面目のトナー像が転写されて定着された記録シートSはシート反転路SH3で反転されてから、前記2次転写領域Q4に再送され、2面目にトナー像が転写される。
なお、前記符号SH1〜SH4,Rp,Rs,Rr,Ra,GT1,GT2等で示す構成要素からシート搬送装置SHが構成される。
【0026】
図2は本発明の現像装置の実施例1の要部の拡大断面図である。図3は本発明の現像装置の実施例1の前記図2と異なる部分の拡大断面図である。図4は本発明の実施例1の現像装置に備えられた複数の現像器が各待機位置に停止した状態の拡大断面図である。図5は同実施例の現像器を、回転する現像器支持部材に装着した状態を示す図である。図6は本発明の実施例1の現像装置に備えられた回転軸の拡大断面図で、図6Aは前記図5のVIA−VIA線断面図、図6Bは前記図6AのVIB−VIB線断面図である。図7は前記図5に示す現像容器の斜視図で、図7Aは前記現像容器から現像剤補給筒が取り外されている状態を示す図、図7Bは前記現像容器に現像剤補給筒が取り付けられている状態を示す図である。
図2〜図5において、前記現像ユニットDの回転軸Doは、前記K,Y,M,Cの4色の現像器Dk,Dy,Dm,Dcを装着する部分で断面四角形に形成された現像器装着部41(図4、図5、図6B参照)と、前記現像器装着部41の前端部および後端部に形成された前側円筒部42(図5参照)および後側円筒部43(図5参照)とを有している。
図5、図6Aにおいて、前記前側円筒部42は、前側固定フレームF1に固定支持された固定円筒部材F1aの前壁部分を貫通してべアリング44により回転可能に支持されており、前記後側円筒部43も、後側固定フレームF2(図5参照)を貫通してべアリング46により回転可能に支持されている。
前記回転軸Doの後側円筒部43外端部には駆動ギヤG0と噛み合う被駆動ギヤG1が固着されている。駆動ギヤG0は、図示しないモータにより回転駆動される。ギヤG0の回転時にはギヤG1および回転軸Doも一体的に回転駆動されるように構成されている。
【0027】
前記回転軸Doの前側円筒部42の前端部外側面には回収容器連通口42a(図5、図6A参照)が形成されている。
図3、図5において、前記回転軸Doの現像器装着部41の後端部には、軸方向に延びる4つの側面から内側に連通する排出現像剤流入孔41a(図3参照)が形成されており、前記排出現像剤流入孔41aの外周には前記側面から突出する連通部材当接部41b(図5参照)が形成されている。前記現像器装着部41の各側面にはそれぞれピン挿入孔41c(図2参照)が形成されている。前記ピン挿入孔41cは、後述の現像器Dk,Dy,Dm,Dcの突出ピンが挿入される孔であり、現像器を位置決め固定するために使用される孔である。
【0028】
図6において、前記回転軸Do内には現像剤排出筒47が配置されており、前記現像剤排出筒47内には円筒状現像剤排出路Arが設けられている。
図6Aにおいて、前記現像剤排出筒47の後端部(−X端部)は後側排出筒固定部材F2aに固定され、前記後側排出筒固定部材F2aは前記後側固定フレームF2の後面に固定されている。前記現像剤排出筒47の前端部はべアリング48を介して回転軸Doの内周面支持されており、前記現像剤排出筒47の前端は、この実施例1において前記回転軸Doの前端より軸方向で短く形成されている。
図6Bにおいて、前記現像剤排出筒47の後端(−X方向の端)側で上側の部分には流入路接続口47aが形成されており、前記流入路接続口47aは、前記回転軸Doの現像器装着部41の各排出現像剤流入孔41a(図3、図6A参照)と軸方向で同じ位置となるようになっている。前記現像剤排出筒47の前端(X方向の端)には排出筒流出口47bが形成されている。
【0029】
図6Bにおいて、前記固定支持された現像剤排出筒47の外周面で前記流入路接続口47aに隣接した部分には、マグネットシール49が接着されて固定されている。前記マグネットシール49にはシート連通口49a(図6B参照)が形成されており、常時、前記現像剤排出筒47の流入路接続口47aと連通するようになっている。
前記マグネットシール49の外周面と前記回転軸Doの内周面との間には前記回転軸Doの回転時に接触摩擦抵抗が発生しないようにわずかな隙間を設けてある。前記マグネットシール49は、現像剤が前記現像剤排出筒47の外周面と前記回転軸Doの内周面との間の隙間を通って前記回転軸Doの他の排出現像剤流入孔41aへ移動するのを防止するための部材である。
【0030】
図6Bにおいて、前記現像剤排出筒47内には、回転軸51aおよび前記回転軸51aの外周に固着された回転翼51bを有する排出用現像剤搬送スクリュー(排出用搬送部材)51が配置されている。前記排出用現像剤搬送スクリュー51の前記回転軸51aの後端側は後側搬送部材支持部材52(図5、図6A参照)を貫通して回転自在に支持されており、前記後側搬送部材支持部材52は前記現像剤排出筒47の後端部に固定されている。前記回転軸51aの前端部は、前記回転軸Doの前端に回転自在に支持されている。
前記後側搬送部材支持部材52を貫通して後方(−X)に延びる前記排出用現像剤搬送スクリュー51の前記回転軸51a後端部にはギヤG2(図5、図6A参照)が固着されており、前記ギヤG2は回転駆動用のギヤG3が噛み合っている。前記ギヤG3は図示しないモータにより駆動されている。前記ギヤG3の回転時には前記ギヤG2および回転軸51aが一体的に回転駆動されるように構成されている。
なお、この実施例1において前記排出用現像剤搬送スクリュー51は、前記現像器Dk〜Dyが待機位置(後述)に停止しているときは回転を停止している。
【0031】
図5において、前記回転軸Doの前端部には前側回転プレート56、後端部には後側回転プレート57が固定支持されており、各プレート56および後側回転プレート57は前記回転軸Doと一体的に回転可能に支持されている。
前記回転軸Do,前側回転プレート56および後側回転プレート57により現像器支持部材Hが構成されている。
【0032】
図2、図3において、前記現像器支持部材Hは前記駆動ギヤG0(図5参照)の回転による回転軸Doの回転に連れて回転移動し、K(黒)現像用停止位置、Y(イエロー)現像用停止位置、M(マゼンタ)現像用停止位置、C(シアン)現像用停止位置および待機用停止位置に順次移動停止するように構成されている。前記現像器支持部材Hの回転移動にともなって、前記各現像器Dk〜Dyは前記像担持体PRと対向する担持体対向位置P1、前記担持体対向位置P1から時計回り方向90°、180°、および270°の位置の現像器上方位置P2、担持体反対側位置P3、現像器下方位置P4に移動する。
本実施例1において、前記各現像器Dk〜Dyの担持体対向位置P1では、現像位置であると同時に現像剤補給位置を兼ねており、この担持体対向位置P1で各現像器Dk,Dy,Dm,Dcの現像動作が行われる。前記各現像器Dk〜Dyの現像器上方位置P2では各現像器Dk〜Dyの現像容器(後述)から現像剤が排出されるようになっている。
【0033】
前記現像器支持部材HのK(黒)現像用停止位置では、前記現像器支持部材Hに支持されたK(黒)の現像器Dkが前記担持体対向位置P1に停止し、前記Y(イエロー)現像用停止位置では、前記Y(イエロー)の現像器Dyが前記担持体対向位置P1に停止する。このとき、前記K(黒)の現像器Dkは、前記現像位置から時計回りに90°の位置の現像器上方位置P2に移動し、K(黒)の現像器Dkの現像容器(後述)から現像剤が排出されるようになっている。
前記現像器支持部材Hの、M(マゼンタ)現像用停止位置、C(シアン)現像用停止位置においても、前記M(マゼンタ)現像器Dm、C(シアン)現像器Dcが前記担持体対向位置P1に順次移動するとともに、Y(イエロー)、M(マゼンタ)現像器Dy、Dmが前記現像器上方位置P2に移動する。C(シアン)の現像器Dcは、前記現像器支持部材Hが前記K(黒)現像用停止位置P1に移動したとき前記現像器上方位置P2に移動する。
【0034】
また、図4において、前記現像器支持部材Hが前記待機用停止位置に移動したときには、前記各現像器Dk〜Dyは、前記現像動作終了時に前記各現像器Dk〜Dyの現像ロール(後述)と前記像担持体PR表面との接触を防止するため前記像担持体PRと対向しない位置に移動するよう構成されている。すなわち、図4において、前記K(黒)の現像器Dkは、前記担持体対向位置P1から反時計方向に45°に設定された待機位置Pkに停止し、前記待機位置Pkから反時計回りに90°、180°、および270°の位置の待機位置Py,Pm,Pcには前記Y(イエロー)の現像器Dy、M(マゼンタ)の現像器Dm、C(シアン)の現像器Dcがそれぞれ停止するように構成されている。
【0035】
モノクロ画像形成のジョブが開始された場合には、前記現像器支持部材Hが待機用停止位置から時計回りに45°移動してK(黒)現像用停止位置に停止し、前記K(黒)の現像器Dkが前記待機位置Pkから時計回りに45°移動して前記担持体対向位置P1に停止するようになっている。前記待機位置Pkは前担持体対向位置P1に近い位置に設定されているので、前記モノクロ画像形成のジョブが開始されると使用頻度の高いK(黒)の現像器Dkが前記待機位置Pkから前記担持体対向位置P1へ移動する時間が短くてすみ、現像動作開始までの時間がかからないように構成されている。
フルカラー画像形成のジョブが開始された場合、前記現像器支持部材Hが最初Y(イエロー)現像用停止位置に移動し、次に、M(マゼンタ),C(シアン)、K(黒)の現像用停止位置に移動するようになっている。
【0036】
前記各現像器Dk,Dy,Dm,Dcはそれぞれ現像容器61を有しており、前記現像位置において、現像剤補給部材(Th)(図5参照)による各現像容器61内への新規現像剤の補給、現像容器61からの余剰現像剤の排出および排出された余剰現像剤の移動(後述)が行われるようになっている。
各現像容器61はそれぞれその外側面に前後一対の突出ピン62,62を有している。前記一対の突出ピン62,62は、前記回転軸Doのピン挿入孔41c,41c(図2参照)に挿入され、現像容器61を位置決め固定するために使用される。
前記各現像器Dk,Dy,Dm,Dcはそれぞれ同様の構成を有しているので、以下、現像器Dkについて説明する。
図3、図7において、現像器Dkの現像容器61は、負極性に帯電されるトナーおよび正極性に帯電される磁性キャリアから成る2成分現像剤を収容している。前記現像容器61は、現像ロールR0を収容する現像ロール収容部63、前記現像ロール収容部63に隣接する第1の現像剤溜まり64および前記第1の現像剤溜まり64に隣接する第2の現像剤溜まり65を有している。前記現像ロール収容部63内には、前記現像ロールR0上の現像剤の層厚を規制するための層厚規制部材SLが配置されている。また、前記第1の現像剤溜まり64には第1搬送部材R1が配置され、前記第2の現像剤溜まり65には第2搬送部材R2が配置されている。
前記第1および第2の現像剤搬送部材R1,R2により現像剤供給部材(R1+R2)が構成されている。また、前記第1の現像剤溜り64および第2の現像剤溜り65により現像剤攪拌領域(64+65)が構成される。
【0037】
図8は前記図7の現像容器の後端部に設けたギヤの配置を示す図である。図9は前記図3のIX−IX線断面図である。図10は実施例1の現像容器の現像剤排出口にシャッタが設けられた状態の説明図で、図10Aは前記現像剤排出口にシャッタが設けられた状態の現像容器の拡大断面図、図10Bは前記シャッタが設けられた状態の前記現像剤排出口の拡大説明図である。
図9に示すように、前記第1の現像剤溜まり64および第2の現像剤溜まり65の間にはそれらの両端部以外の部分に仕切壁66が設けられており、第1の現像剤溜まり64および第2の現像剤溜まり65はその前後方向(X軸方向)両端部の接続部Eにおいて接続している。
図2、図3、図9に示す前記現像ロールR0は、磁石ロールの外側にスリーブを設けた従来公知のものである。そして前記第1の現像剤溜り64の現像剤は、前記磁石ロールの磁力によって前記現像ロールR0の表面上に吸着され、現像領域Q2(図2、図3参照)に搬送されるようになっている。また前記現像ロールR0の軸は、前記前側回転プレート56(図5参照)および後側回転プレート57によって回転自在に支持されている。
【0038】
図5において、前記後側固定フレームF2には、図示しないモータにより回転駆動されるギヤG6に噛み合うギヤG7および前記ギヤG7と同軸で一体的に回転するギヤG8が回転自在に支持されている。
図5、図8、図9において、前記第1現像剤搬送部材R1の回転軸の後端にはギヤG9およびG10が装着されている。また、前記現像ロールR0の回転軸の後端にはギヤG11が装着され、前記第2現像剤搬送部材R2の回転軸の後端にはギヤG12が装着されている。図8に示すように前記ギヤG10は前記ギヤG11およびG12(図8、図9参照)と噛み合っている。
【0039】
前記図示しないモータの回転力が前記ギヤG6〜G8を介して前記ギヤG9に伝達されるとギヤG10,G11,G12が回転し、前記現像ロールR0および現像剤供給部材(R1+R2)が回転する。前記現像剤供給部材(R1+R2)の回転により、前記第1および第2現像剤溜り64,65内の現像剤は互いに逆方向に搬送されながら、循環する。
【0040】
図3において、前記担持体対向位置P1で停止している前記第2の現像剤溜り65の容器上壁後部(−X側部分)には現像剤排出口68が形成されている。
図3、図10において、前記現像剤排出口68には排出口開閉用のシャッタ69が配置されている。前記シャッタ69はプレートにより構成されている。前記シャッタ69の左端(Y方向の端)側は回転自在にヒンジ連結されており、前記シャッタ69の右端(−Y方向の端)側である自由端側は、前記現像容器61上壁の内側に設けられた枠状のシャッタ係止部材71の内側に配置されるようになっている。
前記シャッタ69は、前記シャッタ係止部材71に係止される開口位置(図10A、図3の担持体対向位置P1参照)と前記現像剤排出口68を閉塞する閉塞位置(図3の担持体反対側位置P3参照)との間で回動するようになっている。
前記シャッタ69が開口位置に回動したときには、前記現像剤循環領域(64+65)の余剰現像剤が前記シャッタ69外側面に搬送されるようになっている。
【0041】
図3、図7において、前記現像剤排出口68の上側には連通路形成部材72が設けられている。図3に示すように前記連通路形成部材72の内部は現像剤が排出される連通路として形成されている。前記連通路形成部材72の回転軸Do側端部(Y端部)は前記回転軸Doの連通部材当接部41bに当接して、前記連通路形成部材72の内部と前記回転軸Doの排出現像剤流入孔41aとが連通している。
図3、図6に示すように前記回転軸Doが回転して前記各現像器Dk〜Dcが前記現像器上方位置P2に停止すると、前記連通路形成部材72が前記現像剤排出筒47の流入路接続口47aと連通し、前記現像容器61から排出された現像剤が前記現像剤排出筒47に流入するようになっている。
前記現像剤排出筒47内に排出された現像剤は、前記現像剤排出筒47と連通する現像剤回収容器V(図12、図13参照)に搬送されるように構成されている。
【0042】
図2、図7、図9に示すように、前記第2の現像剤溜まり65の上面で前記現像剤排出口68から現像剤搬送方向上流側には現像剤補給口76が形成されている。
なお、本実施例1では現像剤補給口76から補給された新規な現像剤が補給直後すぐに前記現像剤排出口68から排出されないように現像剤補給口76と現像剤排出口68とが互いに遠く離れた位置に形成されているが、前記現像剤補給口76は前記現像剤排出口68の位置より搬送方向下流側に形成することも可能である。
【0043】
図7において前記現像容器61表面の前記現像剤補給口76の前後には一対の筒受け用円弧面を有する補給筒支持部材77,77が設けられている。前記補給筒支持部材77,77は、現像剤補給筒78の円筒状外側面を支持する部材である。
図7において、前記担持体対向位置P1に移動した現像容器61の上面外側に配置される現像剤補給筒78は、前記現像剤補給口76に接続する補給用接続口78a(図2参照)を有している。前記現像剤補給筒78内には、図7Bに示すように補給用現像剤搬送スクリュー(すなわち、補給用現像剤搬送部材)79が回転可能に配置されている。補給用現像剤搬送スクリュー79は回転軸79aおよび回転軸79a周囲に固着されたスクリュー79bを有している。
前記現像剤補給筒78と補給用現像剤搬送スクリュー79とから現像剤補給部材Th(図5、図7B参照)が構成されている。
また、補給用現像剤搬送スクリュー79は、前記現像剤補給筒78の前端(X軸方向端)の開口(現像剤搬入口)78bよりも前方に延びており、図7Bに示すように前記補給用現像剤搬送スクリュー79の軸79aの前端(X方向の端)にはベアリング81が回転可能に支持されている。
【0044】
図5、図7、図8において、現像剤補給筒78内の補給用現像剤搬送スクリュー79の回転軸79a後端部(−X軸方向端部)には、ギヤG13が固着されている。そして前記ギヤG13は前記現像剤供給部材(R1+R2)のギヤG12に噛み合っている。前記ギヤG12の回転により前記補給用現像剤搬送スクリュー79が回転して、前記現像剤搬入口78bから現像剤補給筒78内に搬入された現像剤は、後方(−X方向)に搬送され、前記補給用接続口78aおよび現像剤補給口76(図2、図7、図9参照)から前記第2の現像剤溜まり65(図2、図9参照)内に補給されるようになっている。
なお、前記符号61〜81,SL,G9〜G13,R0,R1,R2に示された要素から前記各現像器Dk,Dy,Dm,Dcが構成されている。
【0045】
図11は同様の構成を有するK,Y,M,C用のリング状連結部材とその内部に回転可能に支持された回転円筒部材の説明図で、図11Aは前記図5のXIA−XIA線断面図、図11Bは前記図5のXIB−XIB線断面図である。図12は前記図11AのXII−XII線断面図である。図13は前記図11AのXIII−XIII線断面図である。
図4、図12、図13において、前記現像剤補給筒78の前方(X方向)側である前記前側固定フレームF1の前面側(X側)には、固定円筒部材F1aが固定されている。
前記固定円筒部材F1aは、現像容器61へ補給する各色のトナーが混色しないようにシールされた複数のリング状の部材を前後方向に連結して構成されている。すなわち、前記固定円筒部材F1aは、前側固定フレームF1の前面に接続されるフレーム固定用リング状連結部材Lb、その前面側に順次接続されて前記現像容器61へ各色の現像剤を補給するためのK(黒)用リング状連結部材Lk(図11A参照)、Y(イエロー)用リング状連結部材Ly、M(マゼンタ)用リング状連結部材Lm、C(シアン)用リング状連結部材Lc(図11B参照)、および前壁用リング状連結部材Lfにより構成されている。
【0046】
図4、図12、図13において、前記K,Y,M、C用の各リング状連結部材Lk,Ly,Lm,Lcおよびフレーム固定用リング状連結部材Lbは、リング状連結部材本体86を有している。
図11、図12、図13において、各リング状連結部材Lb、Ly、Lm、Lcの前記リング状連結部材本体86の外周には3つの連結固定部86a,86b,86c(前記リング状連結部材Lbは連結固定部86b,86cのみ図示)が形成されており、ネジN1a,N1bおよびN1cにより連結され且つ前記前側固定フレームF1に固定されている。
また、前記K,Y,M、C用のリング状連結部材本体86外周面の直径から外れた位置には、現像剤供給部86dが前記リング状連結部材本体86外周面に一体成形されており、前記現像剤供給部86d(図11参照)の内側には現像剤供給口86e(図11参照)が形成されている。
前記現像剤供給口86eの開口端面(上端面)にはスポンジ製の筒状の搬送パイプ受け部材87(図11A参照)が接着されている。前記搬送パイプ受け部材87は現像剤供給ケースTc(図18、図19参照、後述)と接続されている。
【0047】
図12、図13において、前記リング状連結部材本体86内面の軸方向の両端部には弾性を有するリング状のシール部材88,88が装着されている。前記K,Y,M,C用の各リング状連結部材Lk,Ly,Lm,Lcはそれぞれ、リング状連結部材本体86と、搬送パイプ受け部材87(図11参照)と、前記リング状連結部材本体86の内周面に装着される前記一対の前記シール部材88、88とにより構成される。
前記各リング状連結部材Lk,Ly,Lm,Lcの隣接するリング状連結部材本体86,86の接続部の内面には前記シール部材88,88に挟まれるようにリング状のスペーサ89(図12、図13参照)が配置される。
【0048】
前記フレーム固定用リング状連結部材Lb(図4、図12、図13参照)は、前記K用リング状連結部材Lkの後側面(−X側の面)に接合しており、前記リング状連結部材本体86と同径で軸方向長さの短いリング状連結部材本体を有している。
前記フレーム固定用リング状連結部材Lbは、前記前側固定フレームF1に接合状態で固定される。
【0049】
図4、図12、図13において、前記前壁用リング状連結部材Lfは、前記C(シアン)用リング状連結部材Lcの前面側に接合されており、前記リング状連結部材本体86と同径の円筒部Lf1を有し、前記円筒部Lf1の前端面には平板部Lf2を有している。前記円筒部Lf1および平板部Lf2は一体成形されている。
前記円筒部Lf1の外側面には前記3つの連結固定部86a,86b,86c(図11参照)と同様の連結固定部86a″(図15参照),86b″,86c″を有している。
【0050】
図12に示す前記各リング状連結部材Lb,Lk,Ly,Lm,Lc,Lfは、前記Lk,Ly,Lm,Lcの3つの連結固定部86a,86b,86cおよびそれらと同様の前記Lb,Lfの連結固定部86a〜86c,86a″〜86c″がネジN1a,N1bおよびN1c(図11、図12、図13参照)により前記前側固定フレームF1に固定される。
前記各ネジN1a,N1b,N1cの頭部は前記円筒部Lf1の連結固定部86a″,86b″,86c″から前方に延びており、前記各ネジN1a,N1b,N1cの頭部と前記連結固定部86a″,86b″,86c″との間にスペーサSa,Sb,Sc(図15参照)が配置されている。
また、前記前壁用リング状連結部材Lfの平板部Lf2の中心部には前記回転軸Doの前側円筒部42が貫通しており、前記べアリング44により回転可能に支持されている。
前記各リング状連結部材Lb,Lk,Ly,Lm,Lc,Lfにより前記固定円筒部材F1aが構成されている。
【0051】
図4、図11、図12、図13において、前記固定円筒部材F1aの内側には複数の回転円筒部材Bk,By,Bm,Bc,Bfにより構成される回転円筒部材Bが配置されている。前記回転円筒部材Bは、その中心部が前記回転軸Doの前側円筒部42に嵌合して支持され、前記回転軸Doと一体的に回転するようになっている。
前記回転円筒部材Bは、前記回転軸Doの前側円筒部42に沿って、各トナー色の現像容器61の現像剤補給筒78先端部を支持するK(黒)用円筒部材Bk、Y(イエロー)用円筒部材By、M(マゼンタ)用円筒部材Bm、C(シアン)用円筒部材Bcおよび前側円筒部材Bfが順次連結されて構成されている。
【0052】
前記各円筒部材Bk,By,Bm,Bcは円筒部材本体90(図11、図13参照)を有している。円筒部材本体90は、外筒部91を有し、前記外筒部91は後側大径外筒部92と、前側小径外筒部93とを有している。前記前側小径外筒部93の外径は前記後側大径外筒部92の内径と同じ大きさに形成されており、図12、図13に示すように、前記Y用円筒部材Byが他の円筒部材と前後に連結される際には、前側小径外筒部93が前記後側大径外筒部92内に嵌合される。前記前側小径外筒部93の側面には、補給現像剤受入れ口93a(図11〜図13参照)が形成されており、前記補給現像剤受入れ口93aの円周方向の両側の位置には、図11に示すように先端が中心方向に延びて屈曲している内側屈曲部93bおよび先端が外側に延びて屈曲している外側屈曲部93cが形成されている。
【0053】
円筒部材本体90は、その中心部に内筒部94を有し、内筒部94(図12、図13参照)は円筒状の前側大径内筒部96および後側小径内筒部97を有している。前記後側小径内筒部97の外径は前記前側大径内筒部96の内径と同じ大きさに形成されており、図12、図13に示すように、前記Y用円筒部材Byが他の円筒部材Bc,Bkと前後に連結される際には、後側小径内筒部97が前記前側大径内筒部96内に嵌合して、内筒部94の大径内筒部96の端面どうしが当接して前後方向の位置決めが行われる。
また、円筒部材本体90は、前記外筒部91および内筒部94を連結するリング状の連結壁98(図11、図12参照)および前記連結壁98の前側面(X側の面)に、90°毎に合計4個形成された強度補強用の4枚のリブ99(図11参照)を有している。
【0054】
前記内筒部94にはその後側部分に回転軸嵌合孔94a(図12、図13参照)が形成され、前側部分に小径内筒部嵌合孔94bが形成されている。図12に示すように、前記回転軸嵌合孔94aは前記回転軸Doの前側円筒部42に嵌合して装着されており、前記小径内筒部嵌合孔94bは前記後側小径内筒部97(図13参照)と嵌合している。
【0055】
前記連結壁98には、前記4個の各リブ99により4個に分割される各壁部分に補給筒貫通孔98aが形成されており、1個の壁部分には1回り内径の小さなベアリング貫通孔98b(図13参照)が形成されている。
図13において前記ベアリング貫通孔98bの前側(X側)には、前記補給現像剤受入口93aが形成され、その前側には、前記ベアリング貫通孔98bの内径と同径のベアリング収容孔98c(図13参照)が形成されている。このベアリング収容孔98cは前記図7Bに示すベアリング81を収容する孔である。
図13において、前記現像剤補給筒78およびベアリング81は、前記補給筒貫通孔98aを後から前に貫通し、前記ベアリング81はベアリング貫通孔98bを貫通して前記ベアリング収容孔98cに収容される。このとき、現像剤補給筒78は、前記ベアリング貫通孔98bを貫通できないので、現像剤補給筒78前端は前記ベアリング貫通孔98bが形成されている連結壁98に当接して位置決めされる。このとき、前記図13に示すベアリング貫通孔98bとベアリング収容孔98cとの間の前記補給現像剤受け入れ口93aには前記図7Bに示す現像剤搬入口78bが配置されている。
【0056】
図11、図13において、前記円筒部材本体90の後側大径外筒部92の外側面にはリングカバー100が装着されている。そして、前記K,Y,M,C用円筒部材Bk,By,Bm,Bcはそれぞれ、前記円筒部材本体90およびリングカバー100により構成されている。
【0057】
図12、図13から分かるように、前記各リング状連結部材Lk,Ly,Lm,LcはX軸に沿って後方から前方に向かって順番に配置されており、また、前記各リング状連結部材Lk,Ly,Lm,Lcの図11に示す現像剤供給口86e(図18参照)はX軸方向に沿って順番に配置されている。
そして、前記各リング状連結部材Lk,Ly,Lm,Lcのそれぞれの内側に配置された前記各円筒部材Bk,By,Bm,Bcのそれぞれの補給現像剤受入れ口93a(図11A、図11B参照)は、前記回転軸Do回りに90°づつずれて配置されている。
【0058】
すなわち、例えば図11Aに示すように、前記円筒部材Bkの補給現像剤受け入れ口93aが前記現像剤供給口86eに接続する状態では、円筒部材Bcの補給現像剤受け入れ口93eは、現像剤供給口86eに接続する位置(図11Aに示す位置)から反時計回りに、270°回転した位置(図11B参照)に配置されている。また、その他の各円筒部材ByおよびBmの補給現像剤受け入れ口93eは、それらの現像剤供給口86eに接続する位置(図11A参照)から反時計回りに、90°および180°回転した位置(図示せず)に配置されている。
そして図11において、前記回転軸Doが90°づつ時計方向に回転するに伴い、前記各円筒部材By、Bm、Bcの補給現像剤受け入れ口93aが現像剤供給口86e(図18参照)に接続する位置に順次移動するようになっている。
【0059】
前記図11の現像剤供給口86eから供給された現像剤は前記前側小径外筒部93の側面に形成された補給現像剤受入れ口93a(図11、図12、図13)から、現像剤搬入口78b(図13参照)に補給され、その現像剤は前記補給用現像剤搬送部材79により現像剤補給筒78を後方(−X方向)に搬送される。図4、図6において、前記現像剤補給筒78内を後方(−X方向)に搬送された現像剤は前記補給用接続口78a(図2参照)および現像剤補給口76から現像容器61内部に補給されるようになっている。
【0060】
図4、図12、図13において、前記前側円筒部材Bfは、C用円筒部材Bcの前面に配置されており、4本の固定ネジN2(図11〜図13参照)により前記Bc,Bm,By,Bkと一体的に連結されている。固定ネジN2の先端は前記前側回転プレート58に固定したナット(図示せず)に螺合している。
前記回転する各円筒部材Bk,By,Bm,Bcおよび前記固定支持された各リング状連結部材Lk,Ly,Lm,Lcの間の空間は、前記シール部材88によって、各円筒部材Bk,By,Bm,Bc毎にシールされている。このため、前記現像剤供給口86eから前記補給現像剤受入れ口93aに補給される新しいキャリおよびトナーを有する2成分現像剤が、前記各円筒部材Bk,By,Bm,Bcおよび各リング状連結部Lk,Ly,Lm,Lcの間の空間において他の円筒部材の方へ移動しないようになっている。
【0061】
(現像剤排出部の説明)
図14は前記固定円筒部材に現像剤回収容器を装着した状態を示す図である。図15は前記固定円筒部材から前記現像剤回収容器を取外した状態を示す図である。図16は前記現像剤回収容器の斜視図で、図16Aは前記図14の矢印XVIAからみた図、図16Bは前記図16Aの矢印XVIBからみた図である。図17は前記現像剤回収容器を支持する上側支持部材の説明図である。
図14、図15において、前記固定円筒部材F1aの外周には、回収容器装着用部材101が配置されている。前記固定円筒部材F1aの下側には、回収容器下側支持部材102が配置されており、前記前側フレームF1の前面に固定されている。
【0062】
図15において、前記回収容器装着用部材101には、前記固定円筒部材F1aの前面(前壁用リング状連結部材Lfの平板部Lf2の前面)に対向する回収容器対向部101aと、円筒面側部101bと、前記前側フレームF1の前面に固定された被固定部101cとが、それぞれ一体的に形成されている。
図15において、前記回収容器対向部101aには、前記べアリング44の前端部および前記回転軸Doの前側円筒部42が貫通しており、前記回転軸Doの前側円筒部42が回転可能に構成されている。なお、前記符号F1,F2,F1a,101で示された要素から回転軸支持部材(F1+F2+F1a+101)が構成されている。
図15において、前記回収容器対向部101aの前記回転軸Doの前側円筒部42が貫通している左右両側の部分にはネジ貫通孔101a1,101a1が形成されている。前記ネジ貫通孔101a1,101a1には回収容器上側支持部材(後述)を固定するためのネジ(図示せず)が貫通する。前記回収容器対向部101aの上側の部分には、前記固定ネジNa,NbおよびスぺーサSa,Sbが貫通しており、前記回収容器対向部101aの下側で前記平板部Lf2の前面には、満タン検知センサSNfが取付けられている。
【0063】
図14において、前記回収容器対向部101aの前面で上側には、ネジ貫通孔103a,103aを貫通するネジ(図示せず)により回収容器上側支持部材103が固定されている。前記回収容器上側支持部材103は、前記回収容器対向部101aの上側の部分を貫通した前記固定ネジNa,Nbにより位置決めされている。
図14、図17において、前記回収容器上側支持部材103の中央部には、回収容器嵌合凹部103b(図17参照)が形成されており、前記回収容器嵌合凹部103bには現像剤回収容器Vの上部が嵌合する。
前記回収容器上側支持部材103の上側の部分には、前記回収容器嵌合凹部103bに嵌合した前記現像剤回収容器Vを取外すためのレバー104が設けられている。なお、前記回収容器下側支持部材102と前記回収容器上側支持部材103とから回収容器支持部材(102+103)が構成される。
【0064】
図14、図16において、前記現像剤回収容器Vは、前記回収容器嵌合凹部103bに嵌合する略T字状の被嵌合部V1、円筒部材下側部V2および現像剤主貯溜部V3を有しており、それぞれの内部は連通している。
図14において、前記円筒部材下側部V2の下面は、前記現像剤回収容器Vが前記円筒部材F1aに装着される際、前記円筒部材F1a下側の回収容器下側支持部材102により支持される。図16B示すように前記円筒部材下側部V2の上側の部分は、前記円筒部材F1aの円筒面および前記円筒部材F1aの下側の固定ネジNc(図15参照)の形状に合わせて凹んだ円筒部材用凹部V2aおよび固定ネジ用凹部V2bが形成されている。前記円筒部材用凹部V2aの前側の壁には前記満タン検知センサSNfを3方囲んで接触するセンサ接触凹部V2cが形成されている。
【0065】
図16Bにおいて、前記被嵌合部V1の後壁(−X壁)には、端部挿入口V1aが形成されている。前記端部挿入口V1aの隣接して下側には前記センサ接触凹部V2cが配置されている。
前記端部挿入口V1aには、前記回転軸Doの連通口側端部である前側円筒部42(図6A参照)およびべアリング44の各前端部が前記端部挿入口V1aに挿入され、前記回転軸支持部材(F1+F2+F1a+101)の円筒状外側面としての前記べアリング44の前端部が嵌合する。
前記現像剤回収容器Vの被嵌合部V1内に配置される回転軸Doの回収容器連通口42aは、前記回転軸Doを備えた現像器支持部材Hが前記待機用停止位置(現像器Dk〜Dyが待機位置Pk〜Py)に停止した状態では上方に向いている。すなわち、図15に示す前記回収容器連通口42aの位置は、前記現像器支持部材HがK(黒)の現像用停止位置に停止した状態(K(黒)の現像器Dkが担持体対向位置P1に停止した状態)を示しているが、前記現像器支持部材Hが前記待機用停止位置に停止した状態では前記回収容器連通口42aが反時計方向に45°回転した位置に移動している。この状態では、前記回転軸Doの連通口側端部(前記回収容器連通口42a)に搬送されてきた現像剤は前記回収容器連通口42aから排出されない。
【0066】
前記回収容器連通口42aは、前記現像器支持部材Hの回転とともに前記回転軸Doの軸回りに回転して、前記回収容器連通口42aが下向きのとき前記回転軸Do内の現像剤が前記現像剤回収容器V内に排出されるようになっている。
前記現像剤回収容器Vの被嵌合部V1内に排出された現像剤は、前記円筒部材下側部V2を経て前記現像剤主貯溜部V3(図16参照)に貯溜する。
なお、前記現像剤主貯溜部V3の後側壁には、凸部V3aが形成されており、前記凸部V3aは前記現像剤回収容器Vを前記円筒部材F1aに装着の際、図示しない凸部嵌合孔に嵌合して、軸に対して垂直方向の位置決めするように構成されている。
【0067】
図18は現像剤供給ケースと現像剤補給装置の位置関係を示す説明図である。図19は前記図18の矢印XIXから見た図である。
図18、図19において、前記固定円筒部材F1aの上方には現像剤供給ケースTcが配置されている。前記現像剤供給ケースTcは、K(黒)、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、およびC(シアン)のトナーおよびキャリアを含む2成分現像剤が貯蔵された現像剤貯蔵容器111k,111y,111m,111cおよびその下方に設けた現像剤攪拌容器112k,112y,112m,112cを有している。前記現像剤貯蔵容器111k〜111cに貯蔵された2成分現像剤は本実施例1ではトナー濃度の高い2成分現像剤(以下「高濃度現像剤」という)を用いている。
【0068】
前記現像剤貯蔵容器111k〜111cから現像剤攪拌容器112k〜112cに供給された高濃度現像剤は、それぞれ現像剤攪拌容器112k〜112c内で循環しながら攪拌される。前記現像剤攪拌容器112k〜112cで攪拌された高濃度現像剤は、パイプ接続孔113k,113y,113m,113cから現像剤搬送パイプ114k,114y,114m,114cに供給される。
前記各現像剤搬送パイプ114k〜114c内にはそれぞれ搬送スクリュー116が回転自在に配置されており、前記各現像剤搬送パイプ114k〜114cの端部に配置されたモータユニット117k,117y,117m,117cによって回転駆動される。前記各現像剤搬送パイプ114k〜114cの搬送スクリュー116の回転によって現像剤貯蔵容器111k〜111cの新しい現像剤を前記現像剤供給口86eへ搬送するようになっている。
【0069】
(実施例1の作用)
図1において、潜像書込位置Q1においてROS(光書込走査装置、すなわち、潜像書込装置)により静電潜像が書き込まれた像担持体PRは現像領域Q2に移動する。
前記現像器支持部材Hは、前記待機用停止位置から前記各現像用停止位置に回転停止するとともに、前記現像器支持部材Hに支持された複数の現像器Dk,Dy,Dm,Dcは、前記各待機位置Pk〜Pcから前記担持体対向位置P1、現像器上方位置P2、担持体反対側位置P3、および現像器下方位置P4に順次移動停止する。また、前記現像器支持部材Hが待機用停止位置に停止していた際、回転が停止していた前記現像剤排出筒47内の排出用現像剤搬送スクリュー51が回転開始する。
【0070】
(担持体対向位置P1における動作)
図3、図5において、前記現像器Dk,Dy,Dm,Dcが前記担持体対向位置P1(図2、図3参照)に停止すると、現像器Dk,Dy,Dm,Dcの現像ロールR0、第1搬送部材R1、第2搬送部材R2、補給用現像剤搬送部材79が回転し、次の動作(1),(2),(3)が行われる。
【0071】
(1)現像動作
前記現像容器61内において、攪拌搬送部材(R1+R2)により現像剤(2成分現像剤)が供給された現像ロールR0は、現像領域Q2に前記現像剤を搬送する。このとき搬送される2成分現像剤のトナーにより前記像担持体PR表面の静電潜像がトナー像に現像される。この現像動作により、現像容器61内のトナーは消費されて減少しキャリアは汚れて劣化する。前記前記現像容器61内には前記2成分現像剤の補給が行われるが、キャリアは消費されないので、現像容器61内の現像剤量が増加していく。したがって、キャリアを含む劣化した現像剤を排出する必要が生じてくる。
【0072】
(2)現像剤補給動作
現像剤供給ケースTc内の新規現像剤(高濃度現像剤)は、前記リング状連結部材Lk,Ly,Lm,Lcの各現像剤供給口86e(図11参照)へ搬送される。前記現像剤供給口86eは前記円筒部材Bk,By,Bm,Bcの補給現像剤受入れ口93aの内いずれか1個と連通し、補給現像剤受入れ口93aから現像剤搬入口78b(図7B、図14参照)を通って現像剤補給筒78内に供給される。本実施例では前記供給された現像剤は前記現像剤補給筒78内の補給用現像剤搬送部材79の回転駆動により現像容器61の現像剤補給口76(図7参照)へ搬送される。
前記補給用現像剤搬送部材79が回転すると、前記現像剤補給筒78(図7参照)内の現像剤が後方(−X方向)の現像剤補給口76へ搬送されて、搬送されてきた新規現像剤が前記現像剤補給口76から現像容器61内に補給される。
【0073】
前記現像動作時の現像剤補給により増加した現像剤(劣化したキャリアを含む余剰現像剤)を排出する現像剤排出動作は担持体対向位置P1、現像器上方位置P2で行われる。
(3)担持体対向位置の現像剤排出動作
前記担持体対向位置P1では前記第2の現像剤溜り64の下流側の前記現像剤排出口68を開閉するシャッタ69は自重で開口位置(図3参照)に回動し、前記現像剤排出口68が開口した状態となる。
前記第1搬送部材R1および第2搬送部材R2の回転により第1、第2の現像剤溜まり64、66内の現像剤が搬送され、前記第1、第2の現像剤溜まり64、66内で循環する。
前記容器内の現像剤量が増加して前記滞留した2成分現像剤の上面高さが所定の高さになると、前記シャッタ69の外側面に現像剤が載る。
【0074】
(現像器上方位置P2の現像剤排出動作)
図3において、前記担持体対向位置P1の現像器Dk,Dy,Dm,Dcが現像器上方位置P2に移動、停止すると、前記担持体対向位置P1において開口位置に回動していたシャッタ69は、自重により前記閉塞位置へ回動すると同時に容器内の現像剤の圧力により、前記現像剤排出口68を閉塞する。この閉塞時に、前記担持体対向位置P1において前記シャッタ69外側面に載った現像剤は、前記現像剤排出口68から前記連通路形成部材72内に排出される。
前記連通路形成部材72内に排出された現像剤は、前記現像容器61内側より下方位置となる回転軸Doの現像剤排出筒47内へ落下し、前記現像剤排出筒47の先端部の排出筒流出口47bへ搬送される。
【0075】
(担持体反対側位置P3の動作)
図3において、前記現像器上方位置P2の現像器Dk,Dy,Dm,Dcが担持体反対側位置P3に移動、停止すると、前記現像剤排出口68は下向きとなるが、前記現像剤排出口68は、重力および前記現像容器61内の現像剤の圧力を受けているシャッタ69により閉塞されているので、現像容器61内の現像剤は現像剤排出口68から排出されない。
【0076】
(現像器下方位置P4の動作)
図3において、現像器下方位置P4に移動、停止した前記現像器Dk,Dy,Dm,Dcの前記シャッタ69は、前記現像容器61内の現像剤の圧力を受けて開かず現像容器61の現像剤は排出されない。
【0077】
前記現像器支持部材Hが回転するにつれて、前記回転軸Doの回収容器連通口42aも軸回りに移動して、前記回収容器連通口42aが、軸に対して下向きとなったときに前記現像剤排出筒47の排出筒流出口47bから排出された現像剤が現像剤回収容器V内に排出される。
前記現像剤回収容器V内に排出された現像剤の量が増加して、満タンとなると前記満タン検知センサSNfが検知して、前記満タン検知センサSNfの検知信号に応じてコントローラCが前記UI(ユーザインタフェース)の表示部(図示せず)に前記現像剤回収容器Vの交換メッセージを表示する。
顧客は、前記現像剤で満タンとなった現像剤回収容器Vを交換する。このとき、画像形成装置Uは画像形成動作を停止または中断しているので、現像動作は行われず、前記現像器支持部材Hは待機用停止位置に停止している。このため、前記回転軸Doの回収容器連通口42aは軸に対して上向きとなっているので、前記現像剤回収容器Vを取外しても前記回収容器連通口42aから現像剤がこぼれない。
本発明の実施例1の現像装置Dは、前記回転軸Doの回収容器連通口42aにシャッタを設けないため、製品コストがかからず信頼性も高く、周囲を汚すことがない。また、顧客は、前記現像剤回収容器V交換のみでシャッタ開閉作業をする必要がない。前記交換時の作業ステップが少なく、ミスも発生しない。
【0078】
(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく、種々設計変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
(H01)前記実施例ではトナー濃度の高い現像剤を前記現像容器61内へ補給する代わりにそれぞれ別々に貯蔵されたトナーおよびキャリアを現像剤容器U内へ補給することが可能である。
(H02)前記回転軸Doの各排出現像剤流入孔41aは前記回転軸Doの軸方向の異なる位置に形成することも可能である。
(H03)前記実施例1では前記回転軸Do内に配置された現像剤排出筒47の前端は前記回転軸Doの前端より軸方向で短く形成された場合を例示したが、前記現像剤排出筒47の前端を前記回転軸Doの前端まで長くした構成とすることも可能である。
(H04)図20に示すように現像剤回収容器V′の端部挿入口V1a′内側にはシャッタ121を設けることも可能である。図20Aにおいて、前記シャッタ121の上端は現像剤回収容器V′の壁にヒンジ連結されており、図示しないバネにより前記端部挿入口V1a′を閉塞する閉塞位置に回動している。図20Bにおいて、前記端部挿入口V1a′に回転軸Doの前側円筒部42が挿入されると、前記前側円筒部42の端部により前記シャッタ121が内側へ押圧される。
(H03)前記実施例においてシャッタ69を省略し、現像剤排出口を現像容器の側壁に設けることも可能である。
【0079】
【発明の効果】
前述の本発明の現像装置は下記の効果を奏することができる。
(E01)回転軸を有する現像器支持部材により支持された複数の現像器を現像位置に順次移動停止させて現像を行い、前記複数の現像器から排出された現像剤を前記回転軸内を搬送し、前記回転軸の端部から排出される現像剤を回収する現像剤回収容器を備えたロータリ式の現像装置において、前記現像剤回収容器を交換する際、現像剤のこぼれが防止でき、前記現像剤により周囲を汚すことなく容易に交換できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例1の現像装置を備えた画像形成装置の全体説明図である。
【図2】図2は本発明の現像装置の実施例1の要部の拡大断面図である。
【図3】図3は本発明の現像装置の実施例1の前記図2と異なる部分の拡大断面図である。
【図4】図4は本発明の実施例1の現像装置に備えられた複数の現像器が各待機位置に停止した状態の拡大断面図である。
【図5】図5は同実施例の現像器を、回転する現像器支持部材に装着した状態を示す図である。
【図6】図6は本発明の実施例1の現像装置に備えられた回転軸の拡大断面図で、図6Aは前記図5のVIA−VIA線断面図、図6Bは前記図6AのVIB−VIB線断面図である。
【図7】図7は前記図5に示す現像容器の斜視図で、図7Aは前記現像容器から現像剤補給筒が取り外されている状態を示す図、図7Bは前記現像容器に現像剤補給筒が取り付けられている状態を示す図である。
【図8】図8は前記図7の現像容器の後端部に設けたギヤの配置を示す図である。
【図9】図9は前記図3のIX−IX線断面図である。
【図10】図10は実施例1の現像容器の現像剤排出口にシャッタが設けられた状態の説明図で、図10Aは前記現像剤排出口にシャッタが設けられた状態の現像容器の拡大断面図、図10Bは前記シャッタが設けられた状態の前記現像剤排出口の拡大説明図である。
【図11】図11は同様の構成を有するK,Y,M,C用のリング状連結部材とその内部に回転可能に支持された回転円筒部材の説明図で、図11Aは前記図5のXIA−XIA線断面図、図11Bは前記図5のXIB−XIB線断面図である。
【図12】図12は前記図11AのXII−XII線断面図である。
【図13】図13は前記図11AのXIII−XIII線断面図である。
【図14】図14は前記固定円筒部材に現像剤回収容器を装着した状態を示す図である。
【図15】図15は前記固定円筒部材から前記現像剤回収容器を取外した状態を示す図である。
【図16】図16は前記現像剤回収容器の斜視図で、図16Aは前記図14の矢印XVIAからみた図、図16Bは前記図16Aの矢印XVIBからみた図である。
【図17】図17は前記現像剤回収容器を支持する上側支持部材の説明図である。
【図18】図18は現像剤供給ケースと現像剤補給装置の位置関係を示す説明図である
【図19】図19は前記図18の矢印XIXから見た図である。
【図20】図20は本発明の実施例の変更例を示す図であって、前記現像剤排出口回収容器の端部挿入口にシャッタが設けられた場合の図で、図20Aはシャッタが前記端部挿入口を閉塞している状態の図、図20Bは前記シャッタが前記端部挿入口を開口した状態の図である。
【符号の説明】
Ar…現像剤排出路、Do…回転軸、(Dk,Dy,Dm,Dc)…複数の現像器、H…現像器支持部材、P1…現像位置、PR…像担持体、Q2…現像領域、R1+R2…攪拌搬送部材、R0…現像ロール、ROS…画像書込装置、SNf…満タン検知センサ、V…現像剤回収容器、V1a…端部挿入口、41…現像器装着部、41a…排出現像剤流入孔、42a…回収容器連通口、51…排出用搬送部材、61…現像容器、63…現像ロール収容部、64+65…現像剤攪拌領域、68…現像剤排出口、76…現像剤補給口、(102+103)…回収容器支持部材、(F1+F2+F1a+101)…回転軸支持部材。
Claims (2)
- 下記の要件を備えたことを特徴とする現像装置、
(A01)画像書込装置により画像情報に応じた複数の色成分の潜像が書き込まれ且つ回転移動する像担持体表面に隣接して配置されるとともに、両端部が回転軸支持部材により回転可能に支持された回転軸を有する現像器支持部材であって、前記回転軸が複数の現像器を装着する現像器装着部と、前記回転軸内側に設けられた円筒状現像剤排出路と、前記円筒状現像剤排出路内へ前記各現像器からの排出現像剤を流入させる排出現像剤流入孔と、前記円筒状現像剤排出路内の排出現像剤を排出させる回収容器連通口とを有し、前記複数の各現像器が前記像担持体に対向する複数の現像用停止位置および前記複数の各現像器のいずれもが前記像担持体に対向しない待機用停止位置に順次回転移動する前記現像器支持部材、
(A02)現像ロール収容部と、前記現像ロール収容部に隣接しトナーおよびキャリアから成る2成分現像剤が循環しながら攪拌される現像剤攪拌領域と、前記現像剤攪拌領域に2成分現像剤を補給する現像剤補給口と、容器内の現像剤を前記回転軸の排出現像剤流入孔に排出する現像剤排出口とを有する現像容器を備えた前記複数の現像器であって、前記現像器支持部材が前記複数の現像用停止位置に順次移動したとき前記複数の各現像器が前記像担持体表面の各色成分の潜像を各色のトナー像に現像する現像位置に順次移動し、前記現像器支持部材が前記待機用停止位置に移動したとき前記複数の各現像器のいずれもが前記像担持体に対向しない待機位置に移動する前記複数の現像器、
(A03)前記円筒状現像剤排出路内に回転可能に配置されて、前記排出現像剤流入孔から流入した現像剤を前記回収容器連通口へ搬送する排出用搬送部材、
(A04)現像剤攪拌領域に収容されて、前記2成分現像剤を攪拌搬送するとともに前記現像ロール収容部に前記2成分現像剤を供給する攪拌搬送部材、
(A05)前記現像ロール収容部に収容されて、前記現像器が前記現像位置に移動したとき前記像担持体上の潜像をトナー像に現像する現像領域に前記2成分現像剤を搬送する現像ロール、
(A06)前記回収容器連通口が前記回転軸の連通口側端部の側面に形成された前記回転軸であって、前記連通口側端部が前記回転軸支持部材の外方に突出した状態で支持されるとともに、前記現像器支持部材が前記待機用停止位置に停止したときには前記回収容器連通口が上向きとなった状態で支持される前記回転軸、
(A07)現像剤回収容器を着脱可能に支持する回収容器支持部材、
(A08)前記回収容器支持部材に装着されたときには前記回転軸支持部材の外方に突出した前記回転軸の連通口側端部が挿入される端部挿入口が形成されて、前記回収容器連通口から排出された現像剤を回収する前記現像剤回収容器。 - 下記の要件を備えたことを特徴とする請求項1記載の現像装置、
(A09)前記現像剤回収容器の装着時には前記端部挿入口に嵌合する円筒状外側面が形成された前記回転軸支持部材。
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