JP3894998B2 - 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、画像形成装置である、たとえば電子複写機に備えられる現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像形成装置である電子複写機が多用されている。この電子複写機を構成する装置のうちの一つに、現像装置がある。
現像装置は、現像装置本体である筺体の一側部に沿って開口部が設けられ、ここに現像剤層を担持するマグネットローラが配置される。現像剤は、通常、トナーとキャリヤからなる二成分現像剤である。
【0003】
また、筺体の上面一部にトナーの補給部が設けられ、必要に応じて現像剤中に新たなトナーを補給するようになっている。現像剤中には撹拌手段が配置される。この撹拌手段は、上記マグネットローラに沿って配置される一対の撹拌羽根であるオーガから構成される。これらオーガは現像剤を撹拌し、かつ所定方向へ循環移送する。
【0004】
たとえば、特開平5−333691号において開示される現像剤の撹拌手段は、各々の搬送方向が相反するように2本のオーガーを装置内上,下部に対向し、かつ互いに平行に延出される。
【0005】
筺体内の現像剤は、これら上下オーガによって、マグネットローラと下オーガとの間に形成される撹拌用現像剤溜り部から、上オーガとマグネットローラとの間に形成される供給用現像剤溜り部を介してマグネットローラに供給されるよう循環する。そのあと、マグネットローラから剥離され、下オーガへ移送される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高画質の複写像を得るために、この現像装置におけるキャリヤに対するトナーの割合であるトナー比濃度を常に検出して制御することは、必要不可欠である。
【0007】
しかるに、従来の前述の上下オーガタイプの現像装置内で直接、トナー比濃度を検出し、かつトナー比を常時制御する技術が開発されていない。
存在する検知手段としては、像担持体である感光体に対向してフォトカプラなどのセンサを配置してなり、感光体に現像されたトナーの濃度を光学的に検出している。
【0008】
しかしながら、長期の使用に亘ると感光体が劣化する恐れがあり、それにともなうトナー濃度の変動がある。あるいは、電子複写機が配置される周囲の環境条件(低温低湿、常温常湿、高温多湿など)の要因による現像特性の変化によって、正確なトナー比濃度の検出がなされていない。
【0009】
その結果、トナー比濃度が高すぎてオーガの撹拌効率が悪くなり、機体内へトナーが飛散するという不具合や、トナー比濃度が低すぎてトナーとともにキャリアまで感光体に引きつけてしまい、ベタ部へのキャリア付着といった不具合を生じていた。
【0010】
本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、像担持体の劣化や、環境変動による現像特性の変化の影響を受けず、常時、安定したトナー比濃度を検出し、かつその制御を行うことができる現像装置を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を満足するため、本発明の現像装置は、開口部が設けられるとともに、トナーが補給される補給部が形成され、内部に現像剤を収容する現像装置本体と、この現像装置本体の上記開口部に沿って配置され、上記収容される現像剤を担持するとともに、担持した現像剤を像担持体に供給して現像を行う現像剤担持体と、上記現像装置本体内を上下に仕切る隔壁部と、この隔壁部の上部と下部とに配置され、現像装置本体内に収容される現像剤および上記補給部から補給されるトナーを撹拌するとともに、現像装置本体内に循環移送する一対の撹拌手段と、これら撹拌手段による現像剤循環路中に配置され、現像剤のトナー比濃度を検出する手段とを具備し、上記現像剤のトナー比濃度を検出する手段は、トナー補給部に対し反対側端部にあり、下撹拌手段から上撹拌手段に現像剤を供給する位置と対向するとともに、下撹拌手段の下方に設けられることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の現像装置は、一側部に沿って開口部が設けられるとともに、上面一側部にトナーの補給部が設けられ、内部にトナーとキャリヤとからなる二成分現像剤を収容する現像装置本体と、この現像装置本体の上記開口部に沿って配置され、上記収容される現像剤を担持するとともに、担持した現像剤を像担持体に供給して現像を行うマグネットローラと、その両側端は現像装置本体側壁と間隙を存するとともに、上記現像装置本体の他側部からマグネットローラの近傍位置まで突設され、現像装置本体内を上下に仕切る隔壁部と、この隔壁部の上部と下部とに配置され、現像装置本体内に収容される現像剤および補給部から補給されるトナーを撹拌するとともに、現像装置本体内に循環移送する上オーガおよび下オーガと、これら上,下オーガによる現像剤循環路中に配置され、現像剤のトナー比濃度を検出する磁気式トナー比濃度検出センサとを具備し、
上記現像剤循環路は、隔壁部の下部側で、かつ下オーガとマグネットローラとによって囲繞される空間部である撹拌用現像剤溜り部と、下オーガと、補給部とは反対側の装置本体側壁と隔壁部側端との間隙と、上オーガと、隔壁部の上部側で、かつ上オーガとマグネットローラとによって囲繞される空間部である供給用現像剤溜り部と、マグネットローラと、上記撹拌用現像剤溜り部とに順次現像剤を循環する経路と、上記マグネットローラに供給されない余剰の現像剤および上記補給部から補給されるトナーを補給部側の装置本体側壁と隔壁部側端との間隙を介して下オーガに導く経路とに形成され、上記現像剤のトナー比濃度を検出する手段は、現像剤循環路におけるトナー補給部に対し反対側端部の下流側で、かつマグネットローラ下流の撹拌用現像剤溜り部であるとともに下撹拌手段の下方に配置されることを特徴とする。
【0013】
上述の課題を解決する手段を採用することにより、外的条件の影響を受けずに正確なトナー比濃度の検出をなし、よって常に安定したトナー比濃度の制御が可能化する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図面にもとづいて説明する。
図1および図2に示すように、現像装置本体である筺体1内に、トナーとキャリヤとからなる二成分現像剤が収容される。この筺体1の感光体ドラム2に沿う側面部は開口されていて、ここに現像剤担持体であるマグネットローラ3が配置される。
【0015】
このマグネットローラ3の周壁一部は、上記感光体ドラム2の周壁一部に沿うとともに近接して配置される。マグネットローラ3は、固定のマグネット3aの周面を回転駆動されるスリーブ3bが覆うことにより構成されていて、スリーブ3bの周面に現像剤を担持する。
【0016】
上記マグネットローラ3の上方部位に亘って、非磁性金属板からなるドクタブレード9が配置される。このドクタブレード9の端縁はマグネットローラ3周面と均一な所定間隙を存して対向し、マグネットローラ3の周面に付着したトナーのうち上記間隙以上に付着したトナーを掻き落とし、間隙相当のトナー層厚を形成するものである。
【0017】
筺体1内部には隔壁部10が突設されていて、この上下部に対向し、かつ互いに平行に、上下撹拌手段としての一対の撹拌羽根である上,下オーガ4A,4Bが配置される。
【0018】
上,下オーガ4A,4Bの端部は筺体1の一側壁1aから突出していて、それぞれギヤ機構5aと駆動モータ5bとからなる駆動機構5に連結されている。そして、上,下オーガ4A,4Bはこの駆動機構5によって、互いに逆方向に回転駆動されるようになっている。
【0019】
筺体1内において上オーガ4Aは、現像剤を撹拌するとともに、一端部から他端部方向に現像剤を移送する。下オーガ4Bは、現像剤を撹拌するとともに、他端部から一端部側へ現像剤を移送する。すなわち、上,下オーガ4A,4Bは現像剤を互いに反対側方向へ移送する。
【0020】
一方、上記隔壁部10は上,下オーガ4A,4B相互間に介在するとともに、その先端部はマグネットローラ3と近接する位置まで延出される。そして、隔壁部10の両側端は筺体1の両側壁1a,1bとは所定間隔を存している。
【0021】
この隔壁部10の一方の側端bと筺体側壁1bとの間の空間部の筺体上面壁1c対向部位には、トナーの補給部である補給口6が設けられる。この補給口6には、ここでは図示しないトナーカートリッジが取付けられ、トナー補給信号に応じて補給口6が自動的に開口されトナーカートリッジから新たなトナーが筺体1内に供給されるようになっている。
【0022】
なお、ここでは隔壁部10上部の上オーガ4Aとマグネットローラ3との間の空間部を供給用現像剤溜り部7と呼び、マグネットローラ3と隔壁部10下部と下オーガ4Bとの空間部を撹拌用現像剤溜り部8と呼ぶ。
【0023】
上,下オーガ4A,4Bを回転駆動することによって、筺体1内の現像剤は以下の順に循環移送され、筺体1内には現像剤循環路Sが形成される。
すなわち、撹拌用現像剤溜り部8−下オーガ4B−筺体側壁1aと隔壁部側端aとの間隙である矢印A−上オーガ4A−供給用現像剤溜り部7−矢印B−マグネットローラ3−矢印Cから再び上記撹拌用現像剤溜り部8の順に循環する経路である。
【0024】
また、上記マグネットローラ3に供給されない余剰の現像剤および上記補給口6から補給されるトナーは、筺体側壁1bと隔壁部10の側端bとの間隙である矢印Dを介して下オーガ4Bに導かれる経路がある。
【0025】
このような現像装置において、筺体1内に磁気式トナー比濃度検出センサTを配置し、このセンサTの検出信号に応じて補給口6から自動的にトナーを補給制御する。
【0026】
ただし、トナー比濃度検出センサTの取付け位置を選択しないと、トナー比濃度を良好に制御保持することができない。
そこで、以下に説明する第1ないし第3の取付け位置Ta〜Tcにトナー比濃度検出センサTを取付け、それぞれの位置で検知して制御をなした。そして、特に図2に示す、マグネットローラ3の一端部上であるE部の位置で現像剤をサンプリングし、いずれのセンサ取付け位置がトナー比濃度を良好に制御保持する理想の位置であるかを求めた。
【0027】
すなわち、同図に示すように、トナー比濃度検出センサTの第1の取付け位置Taを、現像剤循環経路Sにおけるトナー補給口6より下流で、かつ撹拌用現像剤溜り部8のマグネットローラ3下流に定めた。
トナー比濃度検出センサTの第2の取付け位置Tbを、現像剤循環経路Sにおける供給用現像剤溜り部7のマグネットローラ3下流に定めた。
【0028】
トナー比濃度検出センサTの第3の取付け位置Tcを、現像剤循環経路Sにおけるトナー補給口6より下流側で、かつ撹拌用現像剤溜り部8のマグネットローラ3上流に定めた。
【0029】
なお、図1に示すように第1の取付け位置Taと第3の取付け位置Tcにおいて、上記トナー比濃度検出センサTは、下オーガ4B下方部位の筺体1底部に取付けられ、その検出面を筺体1内部に臨ませている。
【0030】
また、第2の取付け位置Tbにおいて上記トナー比濃度検出センサTは、上オーガ4A側方部位の筺体1側壁に取付けられ、その検出面を筺体内部に臨ませている。
【0031】
特に、第1の取付け位置Taにおいては、下オーガ4Bの側方部位である筺体側壁1aでもよく、装置のスペースに応じて好ましい配置を選択することができる。
【0032】
そして、第1ないし第3の取付け位置Ta〜Tcのいずれにおいても、各トナー比濃度検出センサTの検出面に対向する上,下オーガ4A,4B部位には、オーガの回転にともなって回転し、各検出センサの検出面を払拭して検出精度を高く保持する図示しない清掃具が取付けられる。
【0033】
それぞれの取付け位置で現像剤のトナー比濃度を検出し、トナー補給を制御した状態で、印字率25%(A4横)の連続印字枚数(複写枚数)に対し、マグネットローラ3のE部における現像剤のトナー比濃度変化の測定結果を、図3に示す。
【0034】
図の白丸変化は第1の取付け位置Taであり、黒丸変化は第2の取付け位置Tbであり、白四角変化は第3の取付け位置Tcである。
すなわち、第1の取付け位置Taにトナー比濃度度検出センサTを取付けた場合、センサTがトナー比濃度の減少を検知すると、直ちに補給口6からトナーを補給させ、トナー比濃度を上げさせる。
【0035】
トナー比濃度が上がった現像剤は、下オーガ4Bを介して速やかに第1の取付け位置Taに到達して検出センサTに検出される。この現像剤は、矢印Aに沿って上オーガ4Aへ押し上げられ、ここから供給用現像剤溜り部7を介してマグネットローラ3に供給される。
【0036】
印字枚数が累積されれば、またトナー比濃度が下がるが、上記トナー比濃度検出センサTは第1の取付け位置Taにおいてただちにこれを検知し、上述のように作用する。
【0037】
その結果、理想のトナー比濃度である9%をほとんど境にして、小さなリップルでトナー比濃度が変化することが判明した。すなわち、トナー比濃度の安定性を得る取付け位置と言える。
【0038】
これに対して、第2の取付け位置Tbでは、供給用現像剤溜り部7のマグネットローラ3下流に検出センサTを取付けたから、検出センサがトナー比濃度の低下を検出するタイミングが遅く、検知したときはE部のトナー比濃度が極端に低下している。
【0039】
そして、検出センサTがトナー補給を指示して実際にトナーが補給されると、理想のトナー比濃度を大きく越えた状態になるまでトナーの補給を中止できない。このような制御の繰り返しであり、結局、大きなリップルが生じる不適切な取付け位置であることが判明した。
【0040】
第3の取付け位置Tcは、現像剤循環経路Sにおけるトナー補給口6より下流側でかつ、撹拌用現像剤溜り部8のマグネットローラ3上流にトナー比濃度検出センサTを取付けたから、検出センサがトナー比濃度の低下を検出するタイミングが遅く、検知したときはE部のトナー比濃度が極端に低下している。
【0041】
そして、実際に検出センサTがトナー比濃度の低下を検出し難い位置に配置されていて、トナー比濃度が低い状態で推移し、良質な画像を得られない不適切な取付け位置であることが判明した。
【0042】
結論として、トナー比濃度検出センサTを第1の取付け位置Taを選択して取付けることにより、感光体2の劣化や、環境変動による現像特性の変化の影響を受けることなく、安定したトナー比濃度制御を行うことができることとなる。
【0043】
なお、この第1の取付け位置Taにおいても、マグネットローラ3の磁力の影響を受けないように、現像剤の循環方向に対して、マグネットローラ3の下流近傍にすることが望ましい。
【0044】
つぎに、図4に示すように、一対のオーガ40A,40Bを筺体100内に水平方向に並べて配置した、いわゆる横型の現像装置について説明する。
トナーの補給口16を筺体100の一側部に設け、各オーガ40A,40Bを回転駆動することにより、筺体100内に収容される現像剤を矢印Gと矢印H方向とに循環移送する
ここで、トナー比濃度検出センサTの第1の取付け位置をTeをマグネットローラ3側である第2のオーガ40Bの下方部位で、かつ補給口16側の端部とし、第2の取付け位置をTfを感光体2側である第2のオーガ40Bの下方部位で、かつ補給口16とは反対側の端部とし、第3の取付け位置をTgを補給口16側である第1のオーガ40Aの下方部位で、かつ補給口とは反対側の端部に設定した。
【0045】
それぞれの位置設定の上、再び所定部位で現像剤をサンプリングしてトナー比濃度を測定した。
第1の取付け位置Teは、現像剤の循環方向に対してトナー補給口16より下流で、しかもマグネットローラ3の下流であるから、トナー補給口16との距離が長くなり、したがって制御しようとしているトナー比濃度よりもオーバートナーとなり易い。
【0046】
これに対して、第2の取付け位置Tfはマグネットローラ3の上流側であり、かつ第3の取付け位置Tgは第1のオーガー40Aの下流側であって、安定したトナー比濃度の制御が行えることとなる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、装置本体内に上下撹拌手段と、トナー比濃度を検出する手段を備え、かつこの検出手段の位置を特定したから、感光体の劣化や、環境変動による現像特性の変化の影響を受けることなく、安定したトナー比濃度の制御を行えて、高画質化を得るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す、現像装置の縦断側面図。
【図2】同実施の形態の、現像装置の縦断正面図。
【図3】印字枚数に対するトナー比濃度の変化を示す特性図。
【図4】他の実施の形態の、いわゆる横型現像装置の横断平面図。
【符号の説明】
6…トナーの補給部(補給口)、
1…現像装置本体(筺体)、
3…像担持体(マグネットローラ)、
10…隔壁部、
4A…上オーガ、
4B…下オーガ、
S…現像剤循環路、
T…トナー比濃度検出センサ、
8…撹拌用現像剤溜り部、
7…供給用現像剤溜り部。
Claims (8)
- 開口部が設けられるとともに、トナーが補給される補給部が形成され、内部に現像剤を収容する現像装置本体と、
この現像装置本体の上記開口部に沿って配置され、上記収容される現像剤を担持するとともに、担持した現像剤を像担持体に供給して現像を行う現像剤担持体と、
上記現像装置本体内を上下に仕切る隔壁部と、
この隔壁部の上部と下部とに配置され、現像装置本体内に収容される現像剤および上記補給部から補給されるトナーを撹拌するとともに、現像装置本体内に循環移送する一対の撹拌手段と、
これら撹拌手段による現像剤循環路中に配置され、現像剤のトナー比濃度を検出する手段とを具備し、
上記現像剤のトナー比濃度を検出する手段は、上記トナー補給部に対し反対側端部にあり、下撹拌手段から上撹拌手段に現像剤を供給する位置と対向するとともに、下撹拌手段の下方に設けられることを特徴とする現像装置。 - 上記記現像剤のトナー比濃度を検出する手段は、磁気式トナー比濃度検出センサであることを特徴とする請求項1記載の現像装置。
- 上記現像剤は、トナーとキャリヤとからなる二成分現像剤であることを特徴とする請求項1および請求項2のいずれかに記載の現像装置。
- 開口部が設けられるとともに、トナーが補給される補給部が形成され、内部に現像剤を収容する現像装置本体と、
この現像装置本体の上記開口部に沿って配置され、上記収容される現像剤を担持するとともに、担持した現像剤を像担持体に供給して現像を行う現像剤担持体と、
上記現像装置本体内を上下に仕切る隔壁部と、
この隔壁部の上部と下部とに配置され、現像装置本体内に収容される現像剤および上記補給部から補給されるトナーを撹拌するとともに、現像装置本体内に循環移送する一対の撹拌手段と、
これら撹拌手段による現像剤循環路中に配置され、現像剤のトナー比濃度を検出する手段とを具備し、
上記現像剤のトナー比濃度を検出する手段は、現像剤の循環方向に沿って、前記補給部に対し反対側端部の下流側で、かつ下撹拌手段から上撹拌手段に現像剤を供給する位置と対向するとともに、下撹拌手段の下方に設けられることを特徴とする現像装置。 - 開口部が設けられるとともに、トナーが補給される補給部が形成され、内部に現像剤を収容する現像装置本体と、
この現像装置本体の上記開口部に沿って配置され、上記収容される現像剤を担持するとともに、担持した現像剤を像担持体に供給して現像を行う現像剤担持体と、
上記現像装置本体内を上下に仕切る隔壁部と、
この隔壁部の上部と下部とに配置され、現像装置本体内に収容される現像剤および上記補給部から補給されるトナーを撹拌するとともに、現像装置本体内に循環移送する上撹拌手段および下撹拌手段と、
これら上下撹拌手段による現像剤循環路中に配置され、現像剤のトナー比濃度を検出する手段とを具備し、
上記上撹拌手段は、上記現像剤を撹拌しつつ、上記現像剤担持体に対して所定の方向に沿って現像剤を供給し、上記下撹拌手段は、所定の方向に現像剤を移送することにより、上記上撹拌手段との間で現像剤を循環搬送し、
上記現像剤のトナー比濃度検出手段は、現像剤の循環方向に沿って、前記補給部に対し反対側端部の下流側で、かつ下撹拌手段から上撹拌手段に現像剤を供給する位置と対向するとともに、下撹拌手段の下方に設けられることを特徴とする現像装置。 - 開口部が設けられるとともに、トナーが補給される補給部が形成され、内部に現像剤を収容する現像装置本体と、
この現像装置本体の上記開口部に沿って配置され、上記収容される現像剤を担持するとともに、担持した現像剤を像担持体に供給して現像を行う現像剤担持体と、
上記現像装置本体内を上下に仕切る隔壁部と、
上記現像装置本体内において、上記隔壁部上方に設けられ、上記現像剤を撹拌しつつ、上記現像剤担持体に対して所定の方向に沿って現像剤を供給する上撹拌手段と、
上記現像装置本体内において、上記隔壁部下方に設けられ所定の方向に現像剤を移送することにより、上記上撹拌手段との間で現像剤を循環搬送する下撹拌手段と、
これら撹拌手段による現像剤循環路中に配置され、現像剤のトナー比濃度を検出する手段とを具備し、
上記補給部は、上記上撹拌手段の現像剤供給方向に沿って上撹拌手段の下流側と対向するよう上記現像装置本体に形成され、
上記現像剤のトナー比濃度検出手段は、現像剤の循環方向に沿って前記補給部に対し反対側端部の下流側で、かつ下撹拌手段から上撹拌手段に現像剤を供給する位置と対向するとともに、下撹拌手段の下方に設けられることを特徴とする現像装置。 - 開口部が設けられるとともに、トナーが補給される補給部が形成され、内部に現像剤を収容する現像装置本体と、
この現像装置本体の上記開口部に沿って配置され、上記収容される現像剤を担持するとともに、担持した現像剤を像担持体に供給して現像を行う現像剤担持体と、
上記現像装置本体内を上下に仕切る隔壁部と、
上記現像装置本体内において、上記隔壁部上方に設けられ、上記現像剤を撹拌しつつ、上記現像剤担持体に対して所定の方向に沿って現像剤を供給する上撹拌手段と、
上記現像装置本体内において、上記隔壁部下方に設けられ、所定の方向に現像剤を移送することにより、上記上撹拌手段との間で現像剤を循環搬送する下撹拌手段と、
これら撹拌手段による現像剤循環路中に配置され、現像剤のトナー比濃度を検出する手段とを具備し、
上記補給部は、上記上撹拌手段の現像剤供給方向に沿って、上撹拌手段の下流側と対向するよう上記現像装置本体に形成され、
上記現像剤のトナー比濃度検出手段は、現像剤の循環方向に沿って前記補給部に対し反対側端部の下流側で、かつ前記現像剤担持体の下流側と対向するとともに、下撹拌手段の下方に設けられることを特徴とする現像装置。 - 一側部に沿って開口部が設けられるとともに、上面一側部にトナーの補給部が設けられ、内部にトナーとキャリヤとからなる二成分現像剤を収容する現像装置本体と、
この現像装置本体の上記開口部に沿って配置され、上記収容される現像剤を担持するとともに、担持した現像剤を像担持体に供給して現像を行うマグネットローラと、
その両側端は現像装置本体側壁と間隙を存するとともに、上記現像装置本体の他側部からマグネットローラの近傍位置まで突設され、現像装置本体内を上下に仕切る隔壁部と、
この隔壁部の上部と下部とに配置され、現像装置本体内に収容される現像剤および補給部から補給されるトナーを撹拌するとともに、現像装置本体内に循環移送する上オーガおよび下オーガと、
これら上,下オーガによる現像剤循環路中に配置され、現像剤のトナー比濃度を検出する磁気式トナー比濃度検出センサとを具備し、
上記現像剤循環路は、
隔壁部の下部側で、かつ下オーガとマグネットローラとによって囲繞される空間部である撹拌用現像剤溜り部と、下オーガと、補給部とは反対側の装置本体側壁と隔壁部側端との間隙と、上オーガと、隔壁部の上部側で、かつ上オーガとマグネットローラとによって囲繞される空間部である供給用現像剤溜り部と、マグネットローラと、上記撹拌用現像剤溜り部とに順次現像剤を循環する経路と、
上記マグネットローラに供給されない余剰の現像剤および上記補給部から補給されるトナーを補給部側の装置本体側壁と隔壁部側端との間隙を介して下オーガに導く経路とに形成され、
上記現像剤のトナー比濃度を検出する手段は、現像剤循環路におけるトナー補給部に対し反対側端部の下流側で、かつマグネットローラ下流の撹拌用現像剤溜り部であるとともに下撹拌手段の下方に配置されることを特徴とする現像装置。
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