JP3918593B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置、および、その現像装置を備えるレーザプリンタなどの画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザプリンタなどの画像形成装置では、通常、トナーが収容されている現像カートリッジが、装置本体に着脱自在に装着されている。この現像カートリッジは、トナーを収容するための収容室と、トナーを現像するための現像室とが画成されており、収容室と現像室との間には、これらの間を連通する開口部が形成されている。収容室には、収容されるトナーを開口部から現像室に搬送するためのアジテータが回転可能に設けられており、現像室には、供給ローラ、現像ローラおよび層厚規制ブレードが設けられている。
【0003】
そして、この現像カートリッジを装置本体に装着し、現像ローラを感光ドラムと対向させた状態で各部を駆動すると、まず、アジテータの回転によって、収容室のトナーが開口部から現像室に搬送され、そのトナーは、供給ローラの回転により現像ローラに供給され、次いで、現像ローラの回転に伴って、層厚規制ブレードと現像ローラとの間に進入して、一定厚さの薄層として現像ローラの表面に担持される。
【0004】
その後、現像ローラの表面に担持されたトナーは、現像ローラの回転に伴って、感光ドラムの表面に形成される静電潜像と対向した時に、その静電潜像を現像して可視像を形成する。その後、可視像を用紙に転写することにより、用紙に所定の画像が形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この現像カートリッジの使用開始前には、収容室内のトナーがアジテータによって現像室に搬送されていないので、たとえば、開梱直後の現像カートリッジが装着されたレーザプリンタでは、現像カートリッジにおいて、供給ローラから現像ローラへのトナーの供給量が少ない。したがって、現像ローラの表面の単位面積あたりのトナーの担持量が不足して、トナーの絶対量の不足およびそれに伴なう単位面積あたりのトナーの帯電量の増加を招き、現像される可視像の濃度が薄くなり、その結果、用紙に形成される画像の濃度が低下するという不具合を生じる。
【0006】
本発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像装置の使用開始直後においても、適切な濃度の画像を形成することのできる現像装置、および、そのような現像装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、現像剤を収容する収容室と、現像剤担持体が設けられている現像室とを備え、前記収容室と前記現像室との間には、前記収容室と前記現像室との間を連通する開口部が形成されている現像装置において、この現像装置の使用開始前において、前記開口部には、前記収容室と前記現像室との間の現像剤の通過を禁止する遮蔽部材が設けられており、この現像装置の使用開始前において、前記現像室内には、非磁性1成分の現像剤が、ゆるみ見掛け密度よりも大きい密度で充填され、前記現像室には、前記現像剤担持体に現像剤を供給するための供給手段が、前記現像室内の現像剤の重力が作用するように、前記現像室内の現像剤の重力方向下方に配置されて、前記現像剤担持体に接触していることを特徴としている。
【0008】
このような構成によると、この現像装置の使用開始前には、遮蔽部材によって開口部における現像剤の収容室と前記現像室との間の通過が禁止され、かつ、その状態において、現像室内には、現像剤がゆるみ見掛け密度よりも大きい密度で充填されているので、使用開始時においては、現像室内の現像剤が十分に確保される。そのため、使用開始直後においても、現像剤担持体への現像剤の供給が十分に行なわれ、その結果、現像剤担持体の現像剤の担持量を十分に確保することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
また、供給手段には、現像剤の自重が作用するので、その現像剤から受ける圧力によって、供給手段は、現像剤を確実に保持して現像剤担持体に供給することができる。そのた め、より一層確実に、現像剤担持体の担持量を確保することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
さらにまた、非磁性1成分の現像方式であると、現像剤担持体において安定に帯電した現像剤を一定量で担持する必要があるが、このような構成によると、使用開始前において、現像室内において十分な量の現像剤を確保することができるので、その結果、現像剤担持体が一定の担持量を確保して、良好な画像形成を達成することができる。
また、供給手段が現像剤担持体に接触しているので、供給手段によって現像剤担持体に供給される現像剤が、これら供給手段および現像剤担持体の間において良好に帯電される。そのため、現像剤担持体に、供給手段と現像剤担持体との間で確実に帯電された現像剤を担持させることができる。
【0009】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記現像装置は、画像形成装置に対して着脱可能に構成され、前記現像室内に現像剤が充填されている状態で前記画像形成装置に装着されて、使用開始されることを特徴としている。
このような構成によると、現像装置の装着時にすでに現像室内に現像剤が充填されているので、画像形成開始時には、現像室内の現像剤が十分に確保されている。そのため、画像形成開始直後においても、現像剤の自重により現像剤担持体への現像剤の供給が十分に行なわれ、その結果、現像剤担持体の現像剤の担持量を十分に確保することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
【0010】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記遮蔽部材は、前記開口部を開閉可能に設けられ、この現像装置の使用開始前には、前記開口部を閉鎖して、前記現像室内に現像剤が充填された状態を維持し、前記現像装置の使用開始時には、前記開口部を開放することを特徴としている。
【0011】
このような構成によると、現像装置の使用開始前には、遮蔽部材によって開口部を閉鎖して、現像室内において現像剤を良好に充填でき、また、使用開始時には開口部を開放して、収容室から現像剤を開口部を介して現像室内に供給することができる。そのため、簡易な構成によって、使用開始前における現像室内の現像剤の充填、および、使用開始後における現像室内への収容室からの現像剤の供給を達成することができる。
【0012】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の発明において、前記現像室内には、前記現像剤担持体に現像剤を薄層で担持させるための層厚規制部材が設けられており、前記現像剤担持体は、前記現像室内において、前記現像室内の現像剤の重力方向側方に配置され、前記層厚規制部材は、前記現像室内の現像剤の重力が、前記現像剤担持体に直接作用することを制限するように、現像剤と前記現像剤担持体との間に配置されていることを特徴としている。
【0013】
現像剤担持体に現像剤の自重が直接作用すると、その現像剤が、供給手段と現像剤担持体との間で帯電されることなく、現像剤担持体に直接担持されるので、帯電が不安定になる。
【0014】
しかし、このような構成によると、層厚規制部材が、現像室内の現像剤の重力が現像剤担持体に直接作用することを制限するので、現像剤担持体には現像剤の自重が直接作用しにくくなる。そのため、現像剤担持体には、供給手段と現像剤担持体との間で確実に帯電された現像剤が供給されるようになり、安定した現像剤の帯電を確保することができる。
【0015】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の発明において、この現像装置の使用開始前において、前記現像室内の現像剤の高さが、前記供給手段から25mm以上あることを特徴としている。
【0016】
このような構成によると、この現像装置の使用開始前において、現像室内の現像剤の高さが供給手段から25mm以上あるので、供給手段は、その現像剤から受ける圧力によって、現像剤を確実に保持して現像剤担持体に供給することができる。そのため、より一層確実に、現像剤担持体の担持量を確保することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
【0017】
また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の発明において、前記現像室には、供給手段に向けて現像剤を押圧するための押圧手段を備えていることを特徴としている。
【0018】
このような構成によると、この現像装置の使用開始前に、押圧手段によって、現像室内の現像剤を供給手段に向けて押圧しておけば、使用開始時において、供給手段に対して、現像剤からの圧力が確実に作用されている状態を形成することができる。そのため、使用開始直後における現像剤担持体に対する現像剤の供給量を確実に確保することができるので、より一層確実に、現像剤担持体の担持量を確保することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
【0019】
また、請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記押圧手段は、押圧力を解除可能に構成されていることを特徴としている。
【0020】
このような構成によると、この現像装置の使用開始時には、押圧手段による押圧力を解除して、現像剤を現像室内において流動させることができる。そのため、使用開始後において、現像剤を現像室内において循環させることができ、その結果、帯電の安定化による、より一層良好な画像形成を達成することができる。
【0021】
また、請求項8に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の発明において、前記収容室と前記現像室との間における前記開口部の上方には、現像剤の充填圧力を解放するための圧力解放口が設けられていることを特徴としている。
【0022】
このような構成によると、この現像装置の使用開始前には、圧力解放口を閉鎖しておけば、現像室内における現像剤の充填をより密にして、使用開始時における現像剤担持体の現像剤の担持量を確実に確保することができる。また、使用開始後には、圧力解放口を開放して、現像室内における現像剤の充填をより疎にして、現像剤の流動を促すことにより、帯電の安定化による、より一層良好な画像形成を達成することができる。
【0023】
また、請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載の発明において、現像剤が実質的に球形のトナーであることを特徴としている。
【0024】
現像剤が、角ばっている非球形のトナーであると、現像装置の使用開始前において、現像室内において密に充填されていると、現像装置の使用開始後において、流動しにくくなり、現像剤が滞溜し、印刷不良が生じる場合がある。
【0025】
しかし、このような構成によると、現像剤が流動性の良好な実質的に球形のトナーであるので、現像装置の使用開始前において、現像室内において密に充填されても、現像装置の使用開始後において、良好に流動して、帯電の安定化を図ることができ、良好な画像形成を達成することができる。
【0026】
また、請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれかに記載の発明において、前記収容室には、現像剤を前記開口部を介して前記現像室に向けて搬送するための搬送手段が設けられていることを特徴としている。
【0027】
このような構成によると、搬送手段によって収容室内の現像剤を攪拌しながら、現像室に向かって搬送することができるので、良好な画像形成を達成することができる。
【0028】
また、請求項11に記載の発明は、画像形成装置であって、請求項1ないし10のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴としている。
【0029】
このような現像装置を備えると、この現像装置の使用開始直後から、適切な濃度の画像を形成することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図である。図1において、レーザプリンタ1は、本体ケーシング2内に、用紙3を給紙するためのフィーダ部4や、給紙された用紙3に所定の画像を形成するための画像形成部5などを備えている。
【0031】
フィーダ部4は、本体ケーシング2内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ6と、給紙トレイ6内に設けられた用紙押圧板7と、給紙トレイ6の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ8および給紙パット9と、給紙ローラ8に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ10および11と、紙粉取りローラ10および11に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられるレジストローラ12とを備えている。
【0032】
用紙押圧板7は、用紙3を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ8に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板7は、用紙3の積層量が増えるに従って、給紙ローラ8に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。給紙ローラ8および給紙パット9は、互いに対向状に配設され、給紙パット9の裏側に配設されるばね13によって、給紙パット9が給紙ローラ8に向かって押圧されている。用紙押圧板7上の最上位にある用紙3は、用紙押圧板7の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ8に向かって押圧され、その給紙ローラ8の回転によって給紙ローラ8と給紙パット9とで挟まれた後、1枚毎に給紙される。給紙された用紙3は、紙粉取りローラ10および11によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ12に送られる。レジストローラ12は、1対のローラから構成されており、用紙3を所定のレジスト後に、画像形成位置(感光ドラム27と転写ローラ30との接触位置、すなわち、感光ドラム27上のトナー像(可視像)を用紙3に転写する転写位置)に送るようにしている。
【0033】
なお、このフィーダ部4は、さらに、マルチパーパストレイ14と、マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ15およびマルチパーパス側給紙パット25とを備えており、マルチパーパス側給紙ローラ15およびマルチパーパス側給紙パット25は、互いに対向状に配設され、マルチパーパス側給紙パット25の裏側に配設されるばね25aによって、マルチパーパス側給紙パット25がマルチパーパス側給紙ローラ15に向かって押圧されている。マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3は、マルチパーパス側給紙ローラ15の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ15とマルチパーパス側給紙パット25とで挟まれた後、1枚毎に給紙される。
【0034】
画像形成部5は、スキャナユニット16、プロセスユニット17、定着部18などを備えている。
【0035】
スキャナユニット16は、本体ケーシング2内の上部に設けられ、レーザ発光部(図示せず。)、回転駆動されるポリゴンミラー19、レンズ20および21、反射鏡22、23および24などを備えており、レーザ発光部からの発光される所定の画像データに基づくレーザビームを、鎖線で示すように、ポリゴンミラー19、レンズ20、反射鏡22および23、レンズ21、反射鏡24の順に通過あるいは反射させて、後述するプロセスユニット17の感光ドラム27の表面上に高速走査にて照射させている。
【0036】
プロセスユニット17は、スキャナユニット16の下方に配設され、図2に示すように、本体ケーシング2に対して着脱自在に装着されるドラムカートリッジ26内に、感光ドラム27、現像装置としての現像カートリッジ28、スコロトロン型帯電器29、転写ローラ30を備えている。
【0037】
現像カートリッジ28は、図3にも示すように、ドラムカートリッジ26に対して着脱自在に装着されており、現像剤としてのトナーが収容される収容室34aと、現像室34bとに区画形成されている。収容室34aと現像室34bとの間は、隔壁51によって仕切られており、この隔壁51には、後に詳述するスリット状に開口形成される開口部としてのトナー供給口37が形成されている。
【0038】
収容室34a内には、後で詳述する攪拌搬送部材55が回転可能に設けられるとともに、現像剤として、正帯電性の非磁性1成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、重合性単量体、たとえば、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーが使用されている。このような重合トナーは、実質的に球状をなし、流動性が極めて良好であるため、良好な現像を達成することができ、その結果、高画質の画像を形成することができる。なお、このようなトナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加されている。その平均粒径は、約6〜10μm程度である。
【0039】
そして、収容室34a内のトナーは、収容室34aの中心に設けられる後述する攪拌搬送部材55の搬送手段としてのアジテータ36の矢印方向(時計方向)への回転により、攪拌されて、収容室34aと現像室34bとの間に設けられた隔壁51のトナー供給口37から現像室34bに搬送される。なお、収容室34aの両方の側壁52(図4参照)には、トナーの残量検知用の窓38が設けられており、後述する攪拌搬送部材55の回転軸35に支持されたクリーナ39によって清掃される。
【0040】
現像室34b内には、現像剤担持体としての現像ローラ31、層厚規制部材としての層厚規制ブレード32および供給手段としての供給ローラ33が設けられている。
【0041】
供給ローラ33は、現像室34b内の下部における、トナー供給口37の斜め下側側方であって、現像室34bに搬送されるトナーの重力方向下方に、矢印方向(反時計方向)に回転可能に配設されている。この供給ローラ33は、金属製のローラ軸に、導電性のスポンジ体からなるローラが被覆されている。また、この供給ローラ33は、その最上部から現像室34bにおける天井部、すなわち、図3(b)に示す定常状態における、後述する押圧部材68のトナー押圧部70の弾性被覆体73の底面までの高さが、30mm以上となるように配置されている。
【0042】
現像ローラ31は、現像室34b内において、トナー供給口37と反対側の供給ローラ33の側方であって、現像室34bに搬送されるトナーの重力方向側方に、矢印方向(反時計方向)に回転可能に設けられている。そして、この現像ローラ31は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料である弾性体からなるローラが被覆されており、より具体的には、現像ローラ31のローラは、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。また、現像ローラ31には、感光ドラム27に対して、所定の現像バイアスが印加されている。
【0043】
そして、これら供給ローラ33と現像ローラ31とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状態で互いに当接されている。
【0044】
また、現像ローラ31の近傍には、層厚規制ブレード32が配設されている。この層厚規制ブレード32は、現像ローラ31の上方において、その現像ローラ31の軸方向に沿って対向状に配置されている。また、この層厚規制ブレード32は、現像カートリッジ28の筐体に取り付けられる支持部材90と、その支持部材90から現像ローラ31の上部に向かって延びる金属製の板ばね材からなる板ばね部材91と、その板ばね部材91の先端部に設けられる絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部40とを備えており、押圧部40が板ばね部材91の弾性力によって現像ローラ31上に圧接されるように構成されている。
【0045】
そして、収容室34aからトナー供給口37を介して現像室34bに搬送されるトナーは、供給ローラ33の回転により、現像ローラ31に供給され、この時、供給ローラ33と現像ローラ31との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ31上に供給されたトナーは、現像ローラ31の回転に伴って、層厚規制ブレード32の押圧部40と現像ローラ31との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ31上に担持される。
【0046】
感光ドラム27は、図2に示すように、現像ローラ31の側方位置において、その現像ローラ31と対向するような状態で矢印方向(時計方向)に回転可能に配設されている。この感光ドラム27は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分がポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層により形成されている。
【0047】
スコロトロン型帯電器29は、感光ドラム27の上方に、感光ドラム27に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。このスコロトロン型帯電器29は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム27の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
【0048】
そして、感光ドラム27の表面は、その感光ドラム27の回転に伴なって、まず、スコロトロン型帯電器29により一様に正帯電された後、スキャナユニット16からのレーザビームの高速走査により露光され、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。
【0049】
次いで、現像ローラ31の回転により、現像ローラ31上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム27に対向して接触する時に、感光ドラム27の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム27の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給され、選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像が達成される。
【0050】
転写ローラ30は、感光ドラム27の下方において、この感光ドラム27に対向するように配置され、ドラムカートリッジ26に矢印方向(反時計方向)に回転可能に支持されている。この転写ローラ30は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、感光ドラム27に対して所定の転写バイアスが印加されるように構成されている。そのため、感光ドラム27の表面上に担持された可視像は、用紙3が感光ドラム27と転写ローラ30との間を通る間に用紙3に転写される。
【0051】
定着部18は、図1に示すように、プロセスユニット17の側方下流側に配設され、加熱ローラ41、加熱ローラ41を押圧する押圧ローラ42、および、これら加熱ローラ41および押圧ローラ42の下流側に設けられる1対の搬送ローラ43を備えている。加熱ローラ41は、金属製で加熱のためのハロゲンランプを備えており、プロセスユニット17において用紙3上に転写されたトナーを、用紙3が加熱ローラ41と押圧ローラ42との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙3を搬送ローラ43によって、排紙パス44に搬送するようにしている。排紙パス44に送られた用紙3は、排紙ローラ45に送られて、その排紙ローラ45によって排紙トレイ46上に排紙される。
【0052】
また、このレーザプリンタ1には、用紙3の両面に画像を形成するために、反転搬送部47が設けられている。この反転搬送部47は、排紙ローラ45と、反転搬送パス48と、フラッパ49と、複数の反転搬送ローラ50とを備えている。
【0053】
排紙ローラ45は、1対のローラからなり、正回転および逆回転の切り換えができるように構成されている。この排紙ローラ45は、上記したように、排紙トレイ46上に用紙3を排紙する場合には、正方向に回転するが、用紙3を反転させる場合には、逆方向に回転する。
【0054】
反転搬送パス48は、排紙ローラ45から画像形成部5の下方に配設される複数の反転搬送ローラ50まで用紙3を搬送することができるように、上下方向に沿って設けられており、その上流側端部が、排紙ローラ45の近くに配置されるとともに、その下流側端部が、反転搬送ローラ50の近くに配置されている。
【0055】
フラッパ49は、排紙パス44と反転搬送パス48との分岐部分に臨むように、揺動可能に設けられており、図示しないソレノイドの励磁または非励磁により、排紙ローラ45によって反転された用紙3の搬送方向を、排紙パス44に向かう方向から、反転搬送パス48に向かう方向に切り換えることができるように構成されている。
【0056】
反転搬送ローラ50は、給紙トレイ6の上方において、略水平方向に複数設けられており、最も上流側の反転搬送ローラ50が、反転搬送パス48の後端部の近くに配置されるとともに、最も下流側の反転搬送ローラ50が、レジストローラ12の下方に配置されるように設けられている。
【0057】
そして、用紙3の両面に画像を形成する場合には、この反転搬送部47が、次のように動作される。すなわち、一方の面に画像が形成された用紙3が搬送ローラ43によって排紙パス44から排紙ローラ45に送られてくると、排紙ローラ45は、用紙3を挟んだ状態で正回転して、この用紙3を一旦外側(排紙トレイ46側)に向けて搬送し、用紙3の大部分が外側に送られ、用紙3の後端が排紙ローラ45に挟まれた時に、正回転を停止する。次いで、排紙ローラ45は、逆回転するとともに、フラッパ49が、用紙3が反転搬送パス48に搬送されるように、搬送方向を切り換えて、用紙3を前後逆向きの状態で反転搬送パス48に搬送するようにする。なお、フラッパ49は、用紙3の搬送が終了すると、元の状態、すなわち、搬送ローラ43から送られる用紙3を排紙ローラ45に送る状態に切り換えられる。次いで、反転搬送パス48に逆向きに搬送された用紙3は、反転搬送ローラ50に搬送され、この反転搬送ローラ50から、上方向に反転されて、レジストローラ12に送られる。レジストローラ12に搬送された用紙3は、裏返しの状態で、再び、所定のレジスト後に、画像形成位置に向けて送られ、これによって、用紙3の両面に所定の画像が形成される。
【0058】
また、このレーザプリンタ1では、転写ローラ30によって用紙3に転写された後に感光ドラム27の表面上に残存する残存トナーを、現像ローラ31によって回収する、いわゆるクリーナレス方式によって残存トナーを回収するようにしている。このようなクリーナレス方式によって感光ドラム27の表面上の残存トナーを回収すれば、ブレードなどのクリーナ装置や廃トナーの貯留手段を設ける必要がないため、装置構成の簡略化、小型化およびコストの低減化を図ることができる。
【0059】
そして、このようなレーザプリンタ1において、現像カートリッジ28のトナー供給口37は、図4に示すように、上下方向(高さ方向)に細長い略矩形状として開口されるトナー通過口62が、隔壁51の上下方向略下側において、幅方向(上下方向と直交する方向)に沿って互いに所定の間隔を隔てて多数形成されることにより、スリット状に開口形成されている。
【0060】
より具体的には、図5に示すように、たとえば、トナー通過口62の上下方向における長さXは、約10〜15mmとされ、幅方向における長さYは、約1mmとされる。また、たとえば、隣接する各トナー通過口62との間隔Zは、約1.5mmとされる。
【0061】
そして、このトナー供給口37は、その幅方向における長さ(すなわち、幅方向においてトナー通過口62が開口形成されている部分)が、感光ドラム27の像形成領域(静電潜像形成領域)に対応する長さと略等しく形成されている。
【0062】
また、図2に示すように、この隔壁51には、遮蔽部材としてのシャッタ部材63が設けられている。
【0063】
シャッタ部材63は、図3にも示すように、細長い略矩形板状をなし、隔壁51の現像室34b側におけるトナー供給口37との対向位置に、トナー供給口37を覆うように設けられている。このシャッタ部材63には、幅方向に沿ってトナー供給口37のトナー通過口62と略同一形状のシャッタ口64が、トナー通過口62と同様の間隔で同数形成されている。また、このシャッタ部材63の幅方向一端部は、外側突出部65として収容室34aの一方側の側壁52から突出されており、この外側突出部65の端部には、上下方向下方に突出する係止部67が一体的に設けられている。そして、係止部67と側壁52との間には、ばね66が介装されており、このばね66の付勢力によって係止部67は、常には側壁52に対して幅方向外側に向けて付勢されている。
【0064】
そして、この現像カートリッジ28は、レーザプリンタ1に装着されていない未装着時には、シャッタ部材63が、図4(b)に示すように、ばね66の付勢力によって現像カートリッジ28に対して矢印B方向(図4においては、右側方向)に移動されている。これにより、図5(b)に示すように、トナー供給口37のトナー通過口62とシャッタ口64とが互いに重ならない状態とされ、シャッタ部材63によってトナー供給口37のトナー通過口62が閉鎖され、収容室34aと現像室34bとの間が閉鎖されている。
【0065】
一方、この現像カートリッジ28は、レーザプリンタ1に装着されている装着時には、外側突出部65が本体ケーシング2に設けられた当接部2aと接触し、ばね66の付勢力に抗して押圧されるため、シャッタ部材63は、図4(a)に示すように、現像カートリッジ28に対して矢印A方向(図4においては、左側方向)に移動されている。これにより、図5(a)に示すように、トナー供給口37のトナー通過口62とシャッタ口64とが互いに一致して重なった状態とされ、シャッタ部材63のシャッタ口64によってトナー供給口37のトナー通過口62が開口され、収容室34aと現像室34bとの間が連通開口される。
【0066】
また、図3に示すように、この現像カートリッジ28の攪拌搬送部材55は、収容室34aの略中央部に配置されており、回転軸35、アジテータ36およびクリーナ39を備えている。
【0067】
回転軸35は、図4に示すように、その両端部が、収容室34aの側壁52の略中央部に設けられた支持孔56に挿入支持されており、その一端側は、収容室34aの外部に突出されている。そして、その収容室34aの外部に突出された一端部にギヤ57が設けられており、図示しない駆動源からの動力がギヤ57に伝達されることにより、この回転軸35が回転するように構成されている。
【0068】
アジテータ36は、収容室34a内の回転軸35の軸方向略全体にわたって設けられる断面略矩形状の基部58(図3参照)と、図4に示すように、基部58の遊端部における一側面に設けられる搬送板59と、搬送板59の遊端部に回転軸35の軸方向に沿って添着されるフィルム部材60とを備えている。
【0069】
搬送板59は、幅方向(すなわち、回転軸35の軸方向)の長さが、感光ドラム27の像形成領域(静電潜像形成領域)に対応する長さと略等しい板状に形成されており、その基部58側には、幅方向に沿って攪拌抵抗を低減するための略矩形状の開口部59aが互いに所定の間隔を隔てて複数開口形成されている。
【0070】
フィルム部材60は、PET(ポリエチレンテレフタレート)などからなるフィルム状をなし、搬送板59の遊端側の、攪拌搬送部材55の回転方向における前面に、幅方向に沿って添着されている。
【0071】
そして、アジテータ36は、回転軸35の回転駆動時には、フィルム部材60の遊端部が、収容室34a内の底部を摺擦し、その後、隔壁51のトナー供給口37の全面を所定の押圧力によって摺擦する。そのため、収容室34a内のトナーは、収容室34a内の底部からフィルム部材60によって掻き上げられ、トナー供給口37のトナー通過口62から、現像室34bに向かって、押し込まれるようにして搬送される。なお、このフィルム部材60は、フィルム部材60による、トナー供給口37のトナー通過口62から現像室34bに向かってトナーを押し込む時の押圧力が、現像室34b内のトナーが後述する所定量である時の現像室34b内のトナーの圧力と、略等しくなるように設定されている。
【0072】
なお、アジテータ36は、上記したように、その幅方向において略均一な形状として形成されているため、幅方向において実質的に等しいトナーの搬送能力を備えている。そのため、収容室34a内のトナーは、アジテータ36によって幅方向において実質的に等しくトナー通過口62から現像室34bに向けて搬送される。
【0073】
クリーナ39は、回転軸35の軸方向両端部において、搬送板59が延びる方向と逆の方向に向かって延びる板状部材61と、その板状部材61の端部に設けられるクリーニング部材61aとを備えている。各板状部材61は、略L字状をなし、その一辺が、回転軸35に沿って形成されるとともに、その一辺に直交する他辺が、側壁52と対向するように形成されている。各クリーニング部材61aは、略矩形板状の弾性体からなり、各板状部材61の他辺に、各側壁52の収容室34aの窓38を払拭できるように貼着されている。
【0074】
また、この現像カートリッジ28の現像室34bには、図3に示すように、供給ローラ33に向けてトナーを押圧するための押圧手段としての押圧部材68が設けられている。
【0075】
押圧部材68は、供給ローラ33の上方における現像室34bの上壁53に設けられており、取手部69と、トナー押圧部70と、押圧スポンジ部材71とを備えている。
【0076】
取手部69は、板状の持手部74と、その持手部74の中央部から下方に向かって突出形成される軸部75とからなる断面略T字状をなし、軸部75が上壁53を上下方向に貫通するように挿嵌されている。また、軸部75の軸方向途中には、径方向外方に突出可能なロック部材76が内装されており、このロック部材76は、軸部75に内装されている図示しない弾性部材によって、その一部が軸部75の径方向外方に突出するように付勢されている。
【0077】
トナー押圧部70は、現像室34bの上部における隔壁51と前壁54と両側壁52とに囲まれた空間に挿嵌されており、軸部75の下端部に一体的に設けられている押圧本体72と、弾性被覆体73とを備えている。押圧本体72は、弾性体からなる弾性被覆体73によって、側方および下方が被覆され、現像室34bの上部における隔壁51と前壁54と両側壁52とに囲まれた空間内に密着状に挿嵌されている。
【0078】
また、押圧スポンジ部材71は、スポンジ体からなり、軸部75の外周における上壁53の下面とトナー押圧部70の押圧本体72の上面との間に圧縮状態で介装されている。
【0079】
そして、この押圧部材68は、現像カートリッジ28の使用開始前においては、図3(a)に示すように、押圧スポンジ部材71の弾性力によって、トナー押圧部70が下方に押し下げられ、現像室34b内のトナーが、トナー押圧部70によって供給ローラ33に向かって押圧されている。また、この時、軸部75に設けられているロック部材76は、現像室34bの上壁53の内周面によってその突出が規制され、軸部75内に収容されている。
【0080】
また、現像カートリッジ28の定常状態、すなわち、画像形成時においては、取手部69が上方に引き上げられ、押圧スポンジ部材71が圧縮されるとともに、トナー押圧部70が現像室34bの上壁53に向かって近接される。これによって、トナー押圧部70による現像室34b内のトナーの供給ローラ33に対する押圧が解除される。また、この時、軸部75に設けられているロック部材76は、取手部69の上方への移動により、上壁53の上方に位置され、上壁53による規制が解除されるため、軸部75内の図示しない弾性部材の弾性力によって、径方向外方に向かって突出され、これによって、取手部69の下方への移動が規制される。
【0081】
次に、この現像カートリッジ28がレーザプリンタ1に装着され、画像形成がなされる定常状態となるまでの一連の処理を説明する。
【0082】
まず、現像カートリッジ28の出荷前には、現像カートリッジ28の収容室34aに新品のトナーを充填し、次いで、レーザプリンタ1への装着直後から良好な画像形成を可能とするために、その新品のトナーを現像室34bに充填する。
【0083】
新品のトナーの現像室34bへの充填は、まず、図3(b)に示すように(ただし、この時には、現像室34b内のトナーは、空の状態である。)、押圧部材68の取手部69を上方に引き上げた状態で、シャッタ部材63の外側突出部65を現像カートリッジ28の内側に向かって押圧する。そうすると、シャッタ部材63が現像カートリッジ28の内側(矢印A方向)に向かって移動され、図4(a)および図5(a)に示すように、シャッタ部材63のシャッタ口64と、トナー供給口37のトナー通過口62とが一致した状態となり、トナー供給口37が、収容室34aと現像室34bとの間においてスリット状に開口される。
【0084】
次に、図示しないモータと、攪拌搬送部材55の回転軸35のギヤ57とを連結して、そのモータを駆動させることにより、攪拌搬送部材55を回転駆動させる。そうすると、アジテータ36によって、収容室34a内のトナーが、収容室34aから現像室34bにトナー供給口37を介して搬送される。そして、現像室34b内に搬送されるトナーの上面(水位)が、トナー押圧部70の弾性被覆体73の底面付近に達する程度に、現像室34b内にトナーが十分満たされた状態となった時に、モータの駆動を停止し、アジテータ36の回転を停止させる。そして、シャッタ部材63の外側突出部65の押圧を解除すると、ばね66の付勢力によってシャッタ部材63が、図4(b)および図5(b)に示すように、矢印B方向に移動され、シャッタ部材63のシャッタ口64と、トナー供給口37のトナー通過口62とが互いにずれた状態となり、収容室34aと現像室34bとの間において、トナー供給口37が閉鎖される。
【0085】
次に、押圧部材68の取手部69を下方に押し下げる。そうすると、ロック部材76が軸部75内に退避して、押圧スポンジ部材71の弾性力によってトナー押圧部70が現像室34b内のトナーを供給ローラ33に向けて押圧する。その結果、この現像カートリッジ28の使用開始前においては、現像室34bに十分にトナーが充填され、さらに、押圧部材68によって、充填されたトナーが供給ローラ33に向かって押圧された状態とされる。
【0086】
そのため、この現像カートリッジ28の使用開始前の現像室34b内においては、トナーの密度が、ゆるみ見掛け密度よりも大きい状態とされ、より具体的には、幅方向1cmあたり2g以上のトナーが充填される状態となり、また、その充填されたトナーの高さが供給ローラ33の上部から25mm以上とされている。
【0087】
なお、ゆるみ見掛け密度とは、トナーをふるいにかけて、ふるい落としたままの状態での密度であって、このレーザプリンタ1に用いられているトナーでは、たとえば0.4g/ml程度とされている。なお、このゆるみ見掛け密度は、たとえば、ホソカワミクロン社製パウダーテスターを用いて測定することができる。
【0088】
そして、このような状態で、現像カートリッジ28が出荷され、ユーザーによって使用開始時にレーザプリンタ1に装着される。使用開始時には、まず、この現像カートリッジ28をレーザプリンタ1に装着する前に、押圧部材68の取手部69を上方に引き上げる。そうすると、押圧スポンジ部材71が圧縮されるとともに、トナー押圧部70による現像室34b内のトナーの供給ローラ33に対する押圧が解除される。
【0089】
次いで、現像カートリッジ28をレーザプリンタ1に装着する。そうすると、上記したように、図4(a)および図5(a)に示すように、トナー通過口62と、シャッタ部材63のシャッタ口64とが一致して、トナー供給口37が開口され、収容室34aと現像室34bとの間が連通される。そして、レーザプリンタ1を起動させて画像形成を開始する。
【0090】
そうすると、この現像カートリッジ28の使用開始前においては、シャッタ部材63によって、収容室34aと現像室34bとの間のトナーの通過が禁止されており、かつ、現像室34b内には、トナーが、ゆるみ見掛け密度よりも大きい密度、より具体的には、幅方向1cmあたり2g以上で充填されているため、この画像形成開始時においては、現像室34b内のトナーが十分に確保されている。そのため、画像形成開始直後においても、トナーの自重により現像ローラ31へのトナーの供給が十分に行なわれ、その結果、現像ローラ31のトナーの担持量を十分に確保することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
【0091】
また、この現像カートリッジ28の使用開始前には、押圧部材68によって、現像室34b内のトナーが供給ローラ33に向けて押圧されているので、画像形成開始時において、供給ローラ33に対して、トナーからの圧力が確実に作用されている状態を形成することができる。そのため、使用開始直後における現像ローラ31に対するトナーの供給量を確実に確保することができるので、より一層確実に、現像ローラ31の担持量を確保することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
【0092】
さらに、現像カートリッジ28をレーザプリンタ1へ装着する前には、この押圧部材68の取手部69が上方に引き上げられることにより、トナー押圧部70による現像室34b内のトナーに対する押圧力を解除することができるので、画像形成開始時には、トナーを現像室34b内において流動させることができる。そのため、装着後において、トナーを現像室34b内において循環させることができ、その結果、帯電の安定化による、より一層良好な画像形成を達成することができる。
【0093】
また、この現像カートリッジ28では、使用開始前において、現像室34b内のトナーの高さが、供給ローラ33の上部から25mm以上となるように、現像室34b内にトナーが充填されているので、供給ローラ33は、そのトナーから受ける圧力によって、トナーを確実に保持して現像ローラ31に供給することができる。そのため、より一層確実に、現像ローラ31のトナーの担持量を確保することができる。その結果、より一層、適切な濃度の画像を形成することができる。
【0094】
また、この現像カートリッジ28では、シャッタ部材63がトナー供給口37を開閉できるので、現像カートリッジ28の使用開始前には、シャッタ部材63によってトナー供給口37を閉鎖して、現像室34b内においてトナーを良好に充填でき、また、使用開始時にはトナー供給口37を開放して、収容室34aからトナーをトナー供給口37を介して現像室34b内に供給することができる。そのため、簡易な構成によって、使用開始前における現像室34b内のトナーの充填、および、装着後における現像室34b内への収容室34aからのトナーの供給を達成することができる。
【0095】
そして、レーザプリンタ1を起動させて画像形成を開始すると、攪拌搬送部材55のアジテータ36の回転駆動により、トナー供給口37を介しての収容室34a内のトナーの現像室34bへの搬送が開始される。
【0096】
その後、トナー供給口37がスリット状に開口形成されていることから、アジテータ36の押圧力によって、収容室34aから現像室34bに向けては、トナーの搬送が許容される一方、現像室34bから収容室34aに向けてのトナーの通過が制限され、再び収容室34aに戻ることが防止される。そのため、画像形成時においては、現像室34b内のトナー量が、収容室34a内のトナー量に関係なく、所定の量に保たれる。
【0097】
なお、現像室34b内のトナー量が、すでに所定量である時には、アジテータ36のフィルム部材60が、トナー供給口37を介して現像室34bに向けてトナーを押し込む時の押圧力と、現像室34b内のトナーの圧力とが略等しくなっているため、アジテータ36の搬送力によって、それ以上のトナーが現像室34b内に搬送されることが制限される。
【0098】
より具体的には、このような画像形成の定常状態において、現像室34b内のトナー量は、トナーの上面(水位)の高さが、トナー供給口37におけるアジテータ36の押圧力が作用する部分よりも高く、供給ローラ33の上部から25mm以上とされており、かつ、トナーの上面(水位)と、現像室34bの天井部、すなわち、トナー押圧部70の弾性被覆体73の底面との間に所定の隙間(3〜10mm程度)が生じるような量に保たれている。なお、この定常状態においては、アジテータ36の搬送によって、現像室34b内には、幅方向1cmあたり2g以上のトナーが充填される。
【0099】
そのため、この現像カートリッジ28では、収容室34a内のトナーの減少に関わらず、現像室34b内において、定常状態においても、十分な量のトナーを確保することができ、供給ローラ33は、そのトナーから受ける圧力によって、トナーを確実に保持して現像ローラ31に供給することができる。そのため、確実に現像ローラ31のトナーの担持量を確保することができる。その結果、放置した後において画像形成濃度が低下することを、低減することができる。なお、初期の印刷においても、現像室34b内にトナーが急速に搬送されるため、初期における濃度低下も低減することができる。
【0100】
また、この現像カートリッジ28では、現像室34b内のトナーの量が所定量に達した時には、トナー供給口37への現像室34b内のトナーによる圧力と、トナー供給口37へのアジテータ36による押圧力とが略等しくなるように構成されているので、現像室34b内のトナーの量が所定量に達していない時は、アジテータ36の押圧力によるトナーの搬送によって、現像室34b内のトナー量が増加する一方で、現像室34b内のトナーの量が所定量に達した時には、トナー供給口37へのアジテータ36による押圧力と、トナー供給口37への現像室34b内のトナーによる圧力とが等しくなるために、収容室34aから現像室34bに向けてアジテータ36によるトナーの搬送が制限される。その結果、現像室34b内においては、トナーを常に過不足なく所定量保つことができるので、現像ローラ31は、収容室34a内のトナーの量に関係なく、トナーの担持量を確保することができ、画像形成濃度の低下を低減することができる。
【0101】
また、たとえば、現像室34b内において、トナーが隙間なく充填されていると、トナーが循環しずらくなり、却って帯電が不均一になる場合があるが、このように、トナー押圧部70の弾性被覆体73の底面との間に隙間を形成しておけば、現像室34b内のトナーは、良好に循環することができるので、均一な帯電を確保して、良好な画像形成を達成することができる。
【0102】
なお、この現像カートリッジ28では、供給ローラ33の上部からトナー押圧部70の弾性被覆体73の底面までの高さが、30mm以上あるので、トナーと弾性被覆体73の底面との間に隙間を形成しても、現像室34b内には、十分な量のトナーを確保することができる。そのため、供給ローラ33は、トナーを循環させながら、良好に現像ローラ31に供給することができる。その結果、画像形成濃度が低下することを、より一層低減することができる。
【0103】
さらに、この現像カートリッジ28では、現像室34b内において、トナーが幅方向1cmあたり2g以上で充填されているので、現像室34b内のトナーが十分に確保される。そのため、現像ローラ31のトナーの担持量を十分に確保することができる。その結果、画像形成濃度が低下することを、より一層低減することができる。
【0104】
また、この現像カートリッジ28のトナー供給口37およびアジテータ36の幅方向の長さが、現像ローラ31によって現像される感光ドラム27の像形成領域に対応する長さと、実質的に等しくなるように形成されているので、収容室34aから、トナーを、トナー供給口37を介して現像室34bの現像ローラ31の幅方向において過不足なく供給して、良好な画像形成を達成することができる。また、このトナー供給口37は、トナーが現像室34bから収容室34aに戻りにくいように構成されているため、たとえば、トナー供給口37の幅方向の長さが短いと、トナー供給口37が形成されていない箇所にトナーが滞溜してしまい、印刷不良が発生してしまうおそれがあるが、このような不具合も防止することができる。
【0105】
さらに、アジテータ36は、幅方向において、実質的に等しい搬送能力を備えているため、収容室34a内のトナーを、トナー供給口37の幅方向において均一に現像室34b内に供給することができる。そのため、現像ローラ31の幅方向において均一にトナーの担持量を確保することができる。その結果、画像形成濃度が低下することを、より一層低減することができる。
【0106】
また、この現像カートリッジ28においては、供給ローラ33と現像ローラ31とが互いに圧接されるように配置されているので、供給ローラ33によって、現像室34b内において十分な量が確保されているトナーを、現像ローラ31に十分に供給することができるとともに、現像ローラ31に供給されるトナーを、これら供給ローラ33および現像ローラ31の間において良好に帯電させることができるので、現像ローラ31に、供給ローラ33と現像ローラ31との間で確実に帯電されたトナーを供給することができる。
【0107】
また、この現像室34bでは、供給ローラ33は、現像室34b内において、トナーの重力が作用するように、現像室34b内の下方であって、現像室34b内に搬送されたトナーの重力方向下方に配置されており、アジテータ36によって、トナーが供給ローラ33の上方に搬送されるように設けられているため、現像室34b内に搬送されたトナーは、供給ローラ33の上方に搬送され、供給ローラ33には、その搬送されたトナーの自重が作用する。そのため、供給ローラ33は、そのトナーから受ける圧力によって、トナーを確実に保持して良好に現像ローラ31に供給することができる。その結果、より一層確実に、現像ローラ31のトナーの担持量を確保することができる。その結果、画像形成濃度が低下することを、より一層低減することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
【0108】
また、この現像カートリッジ28では、現像室34b内において、現像ローラ31が、トナーの重力方向側方に配置され、層厚規制ブレード32の板ばね部材91が、現像室34bに搬送されたトナーの重力が、現像ローラ31に直接作用することを制限するように、トナーと現像ローラ31との間に配置されている。
【0109】
たとえば、層厚規制ブレード32の板ばね部材91によって現像ローラ31とトナーとの間が仕切られておらず、現像ローラ31にトナーの自重が直接作用すると、そのトナーが、供給ローラ33と現像ローラ31との間で帯電されることなく、現像ローラ31に直接担持されるので、帯電が不安定になる。
【0110】
しかし、このように、現像ローラ31が現像室34bのトナーの重力方向における側方に配置され、層厚規制ブレード32が、現像室34bに搬送されたトナーの重力が現像ローラ31に直接作用しないように、トナーと現像ローラ31との間に配置されていると、トナーの重力が現像ローラ31に直接作用することを制限することができるので、現像ローラ31にはトナーの自重が直接作用しにくくなる。そのため、現像ローラ31には、供給ローラ33と現像ローラ31との間で確実に帯電されたトナーが供給されるようになり、安定したトナーの帯電を確保することができる。
【0111】
また、この現像カートリッジ28のトナー供給口37は、スリット状に開口形成されているため、トナー供給口37は、簡易な構成によって、アジテータ36の作用によるトナーの収容室34aから現像室34bへの通過を許容し、かつ、現像室34bに搬送されたトナーの現像室34bから収容室34aへの通過を制限することができる。そのため、より簡易かつ確実に、現像室34b内において、十分な量のトナーを確保して、現像ローラ31のトナーの担持量を確保することができる。その結果、画像形成濃度が低下することを、より一層低減することができる。
【0112】
また、収容室34aと現像室34bとの間の隔壁51におけるトナー供給口37の上方に、現像室34b内のトナーの充填圧力を解放するための圧力解放口を設けてもよい。このような現像カートリッジ28の要部側断面図を図6に示す。なお、図6において、図3に示す現像カートリッジ28と同一の部材については、同一の符号を付し、説明は省略する。
【0113】
図6において、この現像カートリッジ28の収容室34aと現像室34bとの間の隔壁51は、上下方向において上部隔壁51aと下部隔壁51bとに分割形成されており、この上部隔壁51aと下部隔壁51bとの間には、収容室34aと現像室34bとを連通する幅方向に延びる略矩形状の圧力解放口(連通口)としての上部開口部80が形成されている。
【0114】
上部開口部80は、幅方向に細長い略矩形状として開口されており、たとえば、その上下方向における長さが約3〜10mmであって、その幅方向における長さが、幅方向においてトナー通過口62が開口形成されている部分の長さと略等しく形成されている。なお、上部開口部80は、上記した形状に限定されず、たとえば、複数の開口部が、幅方向においてトナー通過口62が開口形成されている部分の長さと略等しく並ぶように形成されていてもよい。
【0115】
また、この上部開口部80には、開閉機構部81が設けられており、この開閉機構部81は、ゲート部材82と、上部発砲弾性体83と、下部発砲弾性体84とを備えている。
【0116】
ゲート部材82は、板状をなし、上部開口部80の幅方向に延び、上部隔壁51aおよび下部隔壁51bの厚さ方向略中央部において、上下方向にスライド可能に挿嵌されている。このゲート部材82の上下方向途中には、上部開口部80と略同一形状のゲート開口部87が開口形成されている。また、その上端部には、断面略半円状の被押圧部86が設けられている。
【0117】
上部発砲弾性体83は、上部隔壁51a内において、ゲート部材82を収容室34a側および現像室34b側の両方向から挟むように設けられている。
【0118】
下部発砲弾性体84は、下部隔壁51b内において、ゲート部材82の下端部が当接可能なように設けられており、その弾性力によって、常にはゲート部材82を上方に向けて付勢している。
【0119】
そして、この現像カートリッジ28のレーザプリンタ1への未装着時においては、図6(a)に示すように、下部発砲弾性体84の弾性力により、ゲート部材82が上方に向かって付勢され、被押圧部86が、現像カートリッジ28の上部から所定の位置まで突出されるとともに、ゲート開口部87が、上部隔壁51a内において上部発砲弾性体83と対向される。これによって、上部開口部80が、ゲート部材82におけるゲート開口部87の下側部分によって閉鎖されている。
【0120】
一方、この現像カートリッジ28がレーザプリンタ1に装着される装着時には、被押圧部86の上端が、レーザプリンタ1の本体ケーシング2に設けられる当接部2bに当接し、ゲート部材82が下方に向かって押圧される。これにより、図6(b)に示すように、被押圧部86が現像カートリッジ28の上壁53に接触するまで押し下げられ、ゲート部材82が下部発砲弾性体84の弾性力に抗して下方に移動され、ゲート部材82のゲート開口部87が、上部開口部80と一致して、上部開口部80が、収容室34aと現像室34bとの間を連通するように開口される。
【0121】
そして、この現像カートリッジ28がレーザプリンタ1に装着され、画像形成がなされる定常状態となるまでの一連の処理においては、まず、現像カートリッジ28の出荷前には、上記と同様に、シャッタ部材63を現像カートリッジ28の内側(図5の矢印A方向)に向かって押圧して、トナー供給口37を、収容室34aと現像室34bとの間においてスリット状に開口させる。なお、この状態において、ゲート部材82は下部発砲弾性体84の弾性力により上方に向けて押圧され、上部開口部80が上部発砲弾性体83におけるゲート開口部87の下側部分によって閉鎖されている。
【0122】
次に、図示しないモータと攪拌搬送部材55の回転軸35のギヤ57とを連結して、そのモータを駆動させることにより、攪拌搬送部材55を回転駆動させ、アジテータ36によって、トナー供給口37を介して収容室34aから現像室34bにトナーを搬送する。そして、図6(a)に示すように、現像室34b内にトナーが十分満たされた状態となった時に、モータの駆動を停止し、アジテータ36の回転を停止させ、次いで、シャッタ部材63の外部突出部65の押圧を解除して、トナー供給口37を閉鎖する。
【0123】
これにより、使用開始前の現像カートリッジ28の現像室34b内においては、上記と同様に、十分な量のトナーが充填される。
【0124】
そして、このような状態で、現像カートリッジ28が出荷され、ユーザーにおいて使用開始時にレーザプリンタ1に装着されると、上記したように、トナー供給口37が開口されるとともに、上部開口部80も開口されるので、その上部開口部80から、現像室34b内において充填されているトナーの充填圧力が解放される。
【0125】
そのため、このように、現像カートリッジ28の使用開始前に、上部開口部80を閉鎖しておけば、現像室34b内におけるトナーの充填をより密にして、使用開始時における現像ローラ31のトナーの担持量を確実に確保することができる。また、使用開始後には、上部開口部80が開口されることにより、アジテータ36による押圧力が大きくても、現像室34b内に所定量以上のトナーが搬送された時には、上部開口部80を介して現像室34b内のトナーが収容室34a内に向けて戻される。そのため、現像室34b内のトナーの量が所定量に達するまでは、アジテータ36の押圧力によるトナーの搬送によって、現像室34b内のトナー量が増加する一方で、現像室34b内のトナーの量が所定量に達し、所定量以上のトナーが搬送された時には、所定量以上に現像室34b内に搬送されたトナーが、上部開口部80を介して収容室34aに向かって戻される。その結果、現像室34b内においては、トナーを常に過不足なく所定量に保つことができるので、現像ローラ31は、収容室34a内のトナーの量に関係なく、トナーの担持量を確保することができ、画像形成濃度の低下を低減することができる。また、現像室34b内におけるトナーの過度な充填を防止して、トナーの流動を促すことにより、帯電の安定化による、より一層良好な画像形成を達成することができる。
【0126】
また、このような現像カートリッジ28において、現像室34bと収容室34aとの間に、2つの壁を設け、そのそれぞれの壁に、開口部を設けるようにしてもよい。このような現像カートリッジ28を図7に示す。なお、図7において、図1ないし図6に示す現像カートリッジ28と同一の部材については、同一の符号を付し、説明は省略する。
【0127】
図7において、この現像カートリッジ28は、現像室34bと収容室34aとを画成する隔壁51の現像室34b側の側方に、付帯隔壁92が設けられている。
【0128】
この付帯隔壁92は、隔壁51における現像室34b側に接合されており、隔壁51の上下方向におけるトナー供給口37が形成される位置の上部近傍に接合される上側平坦部93と、隔壁51の上下方向におけるトナー供給口37が形成される位置の下部近傍に接合される下側平坦部94と、その上側平坦部93および下側平坦部94との間において断面略V字状に屈曲形成される屈曲部95とが一体的に形成されている。
【0129】
屈曲部95は、上側平坦部93の下端部から現像室34bの内部側(すなわち、トナーの搬送方向における下流側)に向かって斜め下方に傾斜状に形成される第1傾斜壁96と、第1傾斜壁96の下端部から下側平坦部94に向かって斜め下方に傾斜状に屈曲形成される第2傾斜壁97とが連続して形成されている。
【0130】
第2傾斜壁97の上下方向略中央部には、幅方向において、トナー供給口37と略対向するように、開口部としての付帯トナー供給口98が設けられている。この付帯トナー供給口98には、幅方向に沿ってトナー供給口37のトナー通過口62と略同一形状の付帯トナー通過口99が、トナー通過口62と略同様の間隔で同数形成されている。
【0131】
また、このような屈曲部95によって、隔壁51と付帯隔壁92との間には、隔壁51のトナー供給口37、第1傾斜壁96および第2傾斜壁97によって囲まれる空間100が形成される。
【0132】
そして、この現像カートリッジ28では、収容室34aから現像室34bに向かってトナーがアジテータ36によって搬送される時には、トナーは、まず、複数のトナー通過口62によってスリット状に形成されたトナー供給口37を通過して、収容室34aから空間100へと搬送される。次に、空間100に搬送されたトナーは、アジテータ36の押圧力によってさらに収容室34aからトナー供給口37を通過してくるトナーに押圧されて、第2傾斜壁97の付帯トナー通過口99から現像室34bに搬送される。この搬送において、第2傾斜壁97の付帯トナー供給口98は、斜め下方に向けて開口形成されているため、トナーは、そのトナーの自重も作用して、付帯トナー供給口98を良好に通過する。
【0133】
一方、収容室34a内に搬送されたトナーは、付帯トナー供給口98が斜め下方に向けて開口形成されていることから、空間100に向けて移動しにくく、収容室34a側に通過することがより確実に防止される。
【0134】
このように、上記した現像カートリッジ28では、収容室34a内のトナーは、アジテータ36の押圧力によって、まず、隔壁51のトナー供給口37を通過し、空間100に搬送された後、さらに、付帯隔壁92の付帯トナー供給口98を通過して現像室34bに搬送される。一方、現像室34b内のトナーは、付帯トナー供給口98から、空間100内に移動しにくく、収容室34aへの通過がより確実に制限されるため、収容室34aから空間100を介して現像室34bに搬送されたトナーが、再び収容室34aに戻ることがより確実に防止される。そのため、より一層確実に、現像ローラ31のトナーの担持量を確保することができる。その結果、画像形成濃度が低下することを、より一層低減することができる。
【0135】
そして、以上説明した実施形態の現像カートリッジ28で用いられているトナーは、上記したように重合トナーであって、実質的に球形のトナーとされている。たとえば、粉砕トナーなどの角ばっている非球形のトナーが用いられている場合には、現像室34b内において、トナーが密に充填されると流動しにくくなり、トナーが滞溜し、印刷不良が生じる場合がある。しかし、このように、流動性の良好な実質的に球形のトナーを充填すれば、現像室34b内において、良好に流動して、現像の安定化を図ることができ、良好な画像形成を達成することができる。
【0136】
また、このレーザプリンタ1では、非磁性1成分の現像方式が採用されているため、現像ローラ31において安定に帯電したトナーを一定量で担持する必要があるが、上記したように、この現像カートリッジ28では、現像室34b内に常に十分な量のトナーを確保することができるので、その結果、現像ローラ31が一定の担持量を確保して、良好な画像形成を達成することができる。
【0137】
そして、このレーザプリンタ1は、上記した現像カートリッジ28を備えているため、たとえ、アジテータ36によるトナーの搬送が不十分な使用開始直後の初期の画像形成や、しばらく放置した後の画像形成においても、画像形成濃度低下を有効に低減することができるので、良好な画像形成を常に達成することができる。
【0138】
なお、上記した実施形態においては、トナー供給口37を、上下方向に細長く開口形成され、幅方向において所定間隔ごとに一列に並べられたトナー通過口62からなるスリット状に形成したが、このようなスリットの形状としては、何ら制限されず、横長のスリットとして形成してもよいし、また、スリット列を複数設けるようにしてもよい。
【0139】
また、トナー供給口37は、上記のようなスリット形状に形成するのみに限らず、金網状に構成してもよいし、あるいは、開口部にブラシ状の部材を設けるように構成してもよい。
【0140】
また、上記した図7に示す現像カートリッジ28においては、トナー通過口62と付帯トナー通過口99とを略同一形状に形成したが、これら2つの開口部については、たとえば、トナー通過口62を上下方向に長い略矩形状にし、付帯トナー通過口99を幅方向に長い略矩形状にするなど、互いに異なる形状に形成してもよい。
【0141】
また、上記した実施形態においては、遮蔽部材としてシャッタ部材63を用いたが、本発明の遮蔽部材としては、たとえば、現像カートリッジ28のトナー供給口37を覆うシール部材としてもよい。このような場合には、使用開始前には、トナー供給口37にシール部材を貼着してトナー供給口37を閉鎖しておき、現像カートリッジ28のレーザプリンタ1への装着時において、そのシール部材をトナー供給口37から引き剥がすことによって、トナー供給口37を開口すればよい。また、圧力解放口についても、上記と同様に、上部開口部80を覆うシール部材を設けてもよい。
【0142】
また、押圧部材68は、現像カートリッジ28のレーザプリンタ1への装着時において、上記した実施形態に示すように、取手部69を手動によって引き上げたが、たとえば、現像カートリッジ28のレーザプリンタ1への装着時に自動的に上方に移動するように構成してもよい。
【0143】
また、上記した実施形態においては、現像カートリッジ28において収容室34aと現像室34bとを一体的に形成したが、本発明における収容室は、上記した実施形態に限定されることはなく、たとえば、現像室が設けられる現像装置と別体として形成し、現像装置に対して着脱可能に構成してもよい。
【0144】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1に記載の発明によれば、現像室内には、現像剤がゆるみ見掛け密度よりも大きい密度で充填されているので、使用開始時においては、現像室内の現像剤が十分に確保される。そのため、使用開始直後においても、現像剤担持体への現像剤の供給が十分に行なわれ、その結果、現像剤担持体の現像剤の担持量を十分に確保することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
また、非磁性1成分の現像方式において、現像室内において十分な量の現像剤を確保す ることができるので、現像剤担持体が一定の担持量を確保して、良好な画像形成を達成することができる。
さらに、供給手段が現像剤担持体に接触しているので、現像剤担持体に、供給手段と現像剤担持体との間で確実に帯電された現像剤を担持させることができる。
【0145】
請求項2に記載の発明によれば、現像剤担持体の現像剤の担持量を十分に確保することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
請求項3に記載の発明によれば、簡易な構成によって、使用開始前における現像室内の現像剤の充填、および、使用開始後における現像室内への収容室からの現像剤の供給を達成することができる。
【0146】
請求項4に記載の発明によれば、現像剤担持体には、供給手段と現像剤担持体との間で確実に帯電された現像剤が供給されるようになり、安定した現像剤の帯電を確保することができる。
【0147】
請求項5に記載の発明によれば、現像剤を確実に現像剤担持体に供給することができ、より一層確実に、現像剤担持体の担持量を確保して、適切な濃度の画像を形成することができる。
【0148】
請求項6に記載の発明によれば、使用開始直後における現像剤担持体に対する現像剤の供給量を確実に確保することができるので、より一層確実に、現像剤担持体の担持量を確保することができ、適切な濃度の画像を形成することができる。
【0149】
請求項7に記載の発明によれば、使用開始後において、現像剤を現像室内において循環させることができ、その結果、帯電の安定化による、より一層良好な画像形成を達成することができる。
【0150】
請求項8に記載の発明によれば、使用開始時における現像剤担持体の現像剤の担持量を確実に確保することができ、また、使用開始後における現像剤の流動を促すことにより、帯電の安定化による、より一層良好な画像形成を達成することができる。
【0151】
請求項9に記載の発明によれば、現像装置の使用開始前において、現像室内において密に充填されても、現像装置の使用開始後において、良好に流動して、帯電の安定化を図ることができ、良好な画像形成を達成することができる。
【0152】
請求項10に記載の発明によれば、収容室内の現像剤を攪拌しながら、現像室に向かって搬送することができるので、良好な画像形成を達成することができる。
【0153】
請求項11に記載の発明によれば、この現像装置の使用開始直後から、適切な濃度の画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像形成装置としての、レーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図である。
【図2】 図1に示すレーザプリンタのプロセスユニットを示す要部側断面図である。
【図3】 図2に示すプロセスユニットの現像カートリッジを示す要部側断面図であって、
(a)は、使用開始前の状態において、押圧部材が下方に押し下げられた状態の現像カートリッジを示し、
(b)は、定常状態において、押圧部材が上方に引き上げられた状態の現像カートリッジを示す。
【図4】 図3に示す現像カートリッジを矢印M方向から見た状態における断面図であって、
(a)は、現像カートリッジがレーザプリンタに装着された状態において、シャッタ部材のシャッタ口と、トナー供給口のトナー通過口とが一致し、トナー供給口が開口されている状態を示し、
(b)は、現像カートリッジがレーザプリンタに未装着の状態において、シャッタ部材のシャッタ口と、トナー供給口のトナー通過口とが一致せず、トナー供給口が閉じている状態を示す。
【図5】 図4に示すトナー供給口を示す要部拡大図であって、
(a)は、図4(a)に示す、シャッタ部材のシャッタ口と、トナー供給口のトナー通過口とが一致し、トナー供給口が開口されている状態を示し、
(b)は、図4(b)に示す、シャッタ部材のシャッタ口と、トナー供給口のトナー通過口とが一致せず、トナー供給口が閉じている状態を示す。
【図6】 図2に示すプロセスユニットの現像カートリッジの他の実施形態(現像室と収容室との間の隔壁に、上部開口部が設けられている形態)を示す要部側断面図であって、
(a)は、使用開始前の状態において、上部開口部が閉鎖されている状態の現像カートリッジを示し、
(b)は、定常状態において、上部開口部が開放されている状態の現像カートリッジを示す。
【図7】 図2に示すプロセスユニットの現像カートリッジの他の実施形態(現像室と収容室との間に、隔壁および付帯隔壁が設けられている形態)を示す要部側断面図である。
【符号の説明】
1 レーザプリンタ
28 現像カートリッジ
31 現像ローラ
32 層厚規制ブレード
33 供給ローラ
34a 収容室
34b 現像室
36 アジテータ
37 トナー供給口
63 シャッタ部材
68 押圧部材
80 上部開口部
Claims (11)
- 現像剤を収容する収容室と、現像剤担持体が設けられている現像室とを備え、前記収容室と前記現像室との間には、前記収容室と前記現像室との間を連通する開口部が形成されている現像装置において、
この現像装置の使用開始前において、前記開口部には、前記収容室と前記現像室との間の現像剤の通過を禁止する遮蔽部材が設けられており、
この現像装置の使用開始前において、前記現像室内には、非磁性1成分の現像剤が、ゆるみ見掛け密度よりも大きい密度で充填され、
前記現像室には、前記現像剤担持体に現像剤を供給するための供給手段が、前記現像室内の現像剤の重力が作用するように、前記現像室内の現像剤の重力方向下方に配置されて、前記現像剤担持体に接触していることを特徴とする、現像装置。 - 前記現像装置は、画像形成装置に対して着脱可能に構成され、前記現像室内に現像剤が充填されている状態で前記画像形成装置に装着されて、使用開始されることを特徴とする、請求項1に記載の現像装置。
- 前記遮蔽部材は、前記開口部を開閉可能に設けられ、この現像装置の使用開始前には、前記開口部を閉鎖して、前記現像室内に現像剤が充填された状態を維持し、前記現像装置の使用開始時には、前記開口部を開放することを特徴とする、請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記現像室内には、前記現像剤担持体に現像剤を薄層で担持させるための層厚規制部材が設けられており、
前記現像剤担持体は、前記現像室内において、前記現像室内の現像剤の重力方向側方に配置され、
前記層厚規制部材は、前記現像室内の現像剤の重力が、前記現像剤担持体に直接作用することを制限するように、現像剤と前記現像剤担持体との間に配置されていることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の現像装置。 - この現像装置の使用開始前において、前記現像室内の現像剤の高さが、前記供給手段から25mm以上あることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の現像装置。
- 前記現像室には、供給手段に向けて現像剤を押圧するための押圧手段を備えていることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の現像装置。
- 前記押圧手段は、押圧力を解除可能に構成されていることを特徴とする、請求項6に記載の現像装置。
- 前記収容室と前記現像室との間における前記開口部の上方には、現像剤の充填圧力を解放するための圧力解放口が設けられていることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の現像装置。
- 現像剤が実質的に球形のトナーであることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれかに記載の現像装置。
- 前記収容室には、現像剤を前記開口部を介して前記現像室に向けて搬送するための搬送手段が設けられていることを特徴とする、請求項1ないし9のいずれかに記載の現像装置。
- 請求項1ないし10のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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