JP4973385B2 - 現像器 - Google Patents

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Description

本発明は、現像器本体に収容された現像剤を汲み上げて感光ドラムの表面に形成された静電潜像を現像する現像ローラと、現像ローラの表面に付着した現像剤を所定厚みに規制する現像剤規制ブレードとを備える現像器に関し、特に、現像剤規制ブレードが取付用ブラケットを介して現像器本体に取り付けられた現像器に関する。
プリンタ、コピー機、ファクシミリ等には、原稿から読み取った画像データ或いはファクシミリ受信した画像データに基づいて記録紙に文字及び図形等の画像を形成する画像形成装置が搭載されている。この画像形成装置による画像形成方式の1つとして、電子写真方式がある。図6は、電子写真方式を採用した従来の画像形成装置の一例を示す模式図である。この画像形成装置70では、ユーザから印字命令が発せられると、表面に感光層が形成された感光ドラム71が帯電器72により帯電され、記録すべき画像データに応じた光が露光器73から照射されることで感光ドラム71上に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は、現像器74からトナーの供給を受けることでトナー像化される。一方、このようなプリント動作の開始に伴い、給紙カセット75に格納された記録紙が、搬送路76へ順次繰り込まれ、感光ドラム71と転写ローラ77が圧接された転写ニップ位置78を通過する際に、感光ドラム71上のトナー像が記録紙に転写される。その後、記録紙は、搬送路76を更に下流側へ搬送され、定着器79によって熱と圧力を印加されることで記録紙上のトナー像が定着された後、排紙ローラ80によって排紙トレイ81へと排出される。一方、トナー像転写後の感光ドラム71は、その表面が除電ランプ82によって除電された後、再び帯電器72によってその表面が帯電される。
ここで、図6に示す現像器74は、感光ドラム71の現像方式として、いわゆる2成分磁気ブラシ現像方式を採用している。2成分磁気ブラシ現像方式とは、磁性キャリアとトナーとを混合してなる2成分現像剤(以下、単に「現像剤」と略す)を磁気力を利用して搬送する方式である。この現像器74は、現像剤83を収容した現像器本体84の内部に、現像剤83を攪拌するための攪拌部材85と、磁気力で現像剤83を汲み上げて感光ドラム71に供給するための現像ローラ86と、現像ローラ86に付着した現像剤83を所定厚みに規制するための現像剤規制ブレード87とが設けられている。ここで、図7は、図6における現像ローラ86近傍について拡大した部分拡大図であるが、現像剤規制ブレード87は、取付用ブラケット88を介して現像器本体84に固定されている。
ところで、画像形成装置の小型化が進む近年、現像器74の小型化を図るためには、現像剤規制ブレード87を小さくする必要がある。従って、現像剤規制ブレード87を現像器本体84に固定するための取付用ブラケット88は、必然的に現像ローラ86の表面から近い位置に配置される。ここで、現像ローラ86によって汲み上げられた現像剤83のうち、現像剤規制ブレード87によって削り落とされた余剰の現像剤83は、取付用ブラケット88と現像ローラ86の間に十分な幅の隙間が確保されている場合には、この隙間から落下して下方に集積した現像剤83へと戻ることができる。しかし、上述のように取付用ブラケット88と現像ローラ86の間に僅かな隙間しかない構成では、この隙間を通過しきれない余剰の現像剤83が発生する。この余剰の現像剤83は、後続の現像剤83から図7に示すような圧力89を受けることにより、取付用ブラケット88と現像ローラ86の間でブリッジ状の凝集体90を形成する場合がある。この場合、その後に現像ローラ86によって汲み上げられた現像剤83が凝集体90によって堰き止められてしまい、図6に示す現像領域91まで到達できない。その結果、画像形成後の記録紙において本来はベタ黒領域となるべき箇所に白筋が形成される、いわゆる「白抜け」の問題が生じる。
この白抜けの問題を防止可能な現像器が従来提唱されている。例えば、特許文献1では、現像剤規制ブレードに、その長手方向に向かって中央部から両端部に向かってそれぞれ湾曲する案内面を形成している。このような構成によれば、現像ローラから削り落とされた現像剤は、案内面に沿って現像剤規制ブレードの中央部から両端部方向に移動し、現像ローラの軸方向両端部から順次落下する。これにより、現像剤規制ブレードと現像ローラの間に存する現像剤の圧力が高まることがなく、現像剤の凝集を防止することができる。また、特許文献2では、現像剤規制ブレードに、現像ローラより大きい曲率を持たせるとともに、複数の現像剤脱落穴を形成している。そして、この現像剤規制ブレードを、現像ローラとの間の隙間が、現像ローラの回転方向に向かって徐々に狭くなるように配置している。このような構成によれば、現像ローラによって汲み上げられた現像剤は、その厚みが現像剤規制ブレードによって段階的に規制され、削り落とされた現像剤は現像剤脱落穴から適宜脱落する。従って、現像ローラと現像剤規制ブレードの間に一気に多量の現像剤が供給されることがない分、当該箇所で現像剤の圧力が高まりにくく、現像剤の凝集を防止することができる。
特開昭61−170767号公報 特開2004−77944号公報
しかし、特許文献1及び特許文献2に記載される従来の現像器では、現像剤規制ブレードに湾曲形状の案内面を形成し、又は現像剤規制ブレードを現像ローラより大きい曲率を持たせるように形成する必要がある。従って、通常は金属製である現像剤規制ブレードの製造に際しては、金属板等に複雑な曲折加工又は切削加工等を施す必要があり、その製造が難しくまたコストアップにもつながるという問題がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、現像ローラに付着した現像剤を所定厚みに規制するための現像剤規制ブレードが、取付用ブラケットを介して現像器本体に固定される現像器において、現像剤規制ブレードの構成を複雑化することなく、いわゆる白抜けの問題を効果的に防止することが可能な取付用ブラケットを提供する。
上記目的を達成するための本発明に係る現像器は、現像器本体に収容された現像剤を感光ドラムに供給することにより該感光ドラムの表面に形成された静電潜像を現像する現像ローラと、該現像ローラと平行して設けられ、前記現像ローラの表面に付着した現像剤を所定厚みに規制する現像剤規制ブレードと、該現像剤規制ブレードを取り付けるための複数のブレード取付片が、前記現像ローラ側へ突出して該現像ローラのローラ軸方向に所定間隔で設けられ、前記現像器本体に固定される取付用ブラケットと、を備えるものである。
また、本発明に係る現像器は、前記ブレード取付片が、前記取付用ブラケットの基部の上面から上方に起立した垂直部と、該垂直部から前記現像ローラ側へ突出して上面に前記現像剤規制ブレードが取り付けられる水平部と、を備えるものである。
本発明に係る現像器によれば、現像剤規制ブレードによって現像ローラの表面から削り落とされた余剰の現像剤が、複数のブレード取付片の間に設けられた空隙を通って落下し、現像器本体に溜まった現像剤に回収される。従って、現像剤規制ブレードと現像ローラの間の隙間において現像剤の圧力が高まりにくく、現像剤の凝集が生じにくい。これにより、画像形成後の記録紙に白抜けが生じるのを防止することができる。
また、本発明に係る現像器によれば、水平部の上に取り付けられた現像剤規制ブレードの底面と、基部の上面との間に、垂直部の高さ分だけ隙間が生じる。従って、現像ローラの表面から削り落とされた現像剤の量が多い場合、各ブレード取付片の間の空隙から落下し切れない現像剤が生じるが、この現像剤は前記隙間を通って取付用ブラケットの背面側へ落下し、攪拌部材の周辺に溜まった現像剤へと戻される。これにより、取付用ブラケットと現像ローラの間で現像剤の圧力が高まることが一層防止され、白抜けの問題を更に効果的に防止することができる。
まず、本発明の実施例に係る現像器の構成について図面に基づいて説明する。図1は、本実施例に係る現像器1を備えた画像形成装置2を示す概略縦断面図である。本画像形成装置2は、記録紙3を格納するための給紙カセット4と、搬送路5に配置されて表面に感光層が形成された感光ドラム6と、該感光ドラム6の表面を帯電させる帯電器7と、感光ドラム6の表面に光を照射する露光器8と、感光ドラム6の表面にトナーを供給する現像器1と、感光ドラム6に圧接された転写ローラ9と、感光ドラム6の表面を清掃する清掃器10と、搬送路5を搬送される記録紙3を加熱及び加圧する定着器11と、搬送路5に適宜配置されて記録紙3を下流側へ搬送する搬送ローラ対12と、搬送路5の終端に配置されて記録紙3を排紙トレイ13へ排出する排出ローラ対14とを具備している。
このように構成される画像形成装置2では、画像形成動作が開始されると、感光ドラム6の表面が帯電器7によって一様に帯電され、露光器8から光が照射されることで感光ドラム6の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は、現像器1からトナーの供給を受けることでトナー像化される。一方、画像形成動作の開始に伴い、給紙カセット4に格納された記録紙3がピックアップローラ15によって取り出されて搬送路5へ繰り込まれる。この記録紙3は、搬送路5を下流側へ搬送され、転写ローラ9によって感光ドラム6に押圧されることにより、感光ドラム6上のトナー像が転写される。更に、記録紙3は搬送路5を下流側へ搬送され、定着器11によって加熱及び加圧されることにより、トナー像が記録紙3に定着する。その後、記録紙3は、排出ローラ対14によって排紙トレイ13へと排出される。一方、トナー像転写後の感光ドラム6は、その表面に残留したトナー及び紙粉等が清掃器10によって除去された後、再び帯電器7によってその表面が帯電される。
図2は、前記現像器1の構成を示す概略分解斜視図である。尚、図2では説明の便宜上、現像器1の上部開口16を覆って設けられる蓋部材を取り外した状態で示している。現像器1は、現像剤(図2では不図示)を収容するための現像器本体17の内部に、現像剤を攪拌するための2つの攪拌部材18,19と、現像剤を汲み上げて前記感光ドラム6にトナーを供給するための現像ローラ20と、現像ローラ20に現像剤を供給するための供給ローラ21と、現像ローラ20に付着した現像剤を所定厚みに規制するための現像剤規制ブレード22と、現像剤規制ブレード22を現像器本体17に取り付けるための取付用ブラケット23とが設けられたものである。
前記現像器本体17は、上部が開口された中空のケーシング部材である。この現像器本体17には、図2に示すように、その長手方向両端部に、前記取付用ブラケット23の左右両端部を下方から受けるためのブラケット受け部24がそれぞれ設けられている。このブラケット受け部24は、その上面が水平面に対して所定角度だけ傾斜するように形成されており、取付用ブラケット23を介してこの上に取り付けられた現像剤規制ブレード22も、水平面から所定角度だけ傾斜した姿勢となる。尚、現像剤規制ブレード22の傾斜角度は、現像剤規制ブレード22と取付用ブラケット23との間に所望厚みのスペーサ(不図示)を挟むことで適宜調整することができる。また、各ブラケット受け部24の上面には、取付用ブラケット23を位置決めするための位置決め用突起25が、上面と略直交する方向へ突出してそれぞれ設けられている。各位置決め用突起25は、略円柱形状を有し、図2に詳細は示さないが、その上面にはネジ孔がそれぞれ形成されている。
また、現像器本体17には、図2に示すように、その長手方向一端側に補充口26が設けられており、補充用のトナーを充填したトナーカートリッジ(不図示)がこの補充口26に接続される。これにより、トナーの消費に伴って、トナーカートリッジから現像器本体17にトナーが補充されるようになっている。また、2つの攪拌部材18,19の間には、その長手寸法が各攪拌部材18,19より短い遮蔽板27が、現像器本体17の底部から突出して設けられている。この遮蔽板27は、各攪拌部材18,19が搬送する現像剤が互いに干渉しないように両者の間を仕切る役割を果たすものである。同時に、遮蔽板27は、画像形成装置2から取り外される等して現像器1が傾けられた場合に、内部の現像剤が一方の攪拌部材18,19の周囲に偏って分布するのを防止することにより、一方の攪拌部材18,19が現像剤から過大な負荷を受けて回転不能となるのを防止する役割も果たしている。
前記2つの攪拌部材18,19は、現像剤が凝固しないように攪拌する役割と、現像剤を現像ローラ20の方向へ搬送する役割とを果たすものである。各攪拌部材18,19は、両端部が現像器本体17によって回転自在に支持された回転軸28,29と、この回転軸28,29の周面に螺旋状に設けられた羽根部材30,31とを備えるものである。ここで、2つの攪拌部材18,19は、その回転軸28,29の回転方向が同方向であるが、その羽根部材30,31の廻り方向が逆廻りであって、羽根部材30,31による現像剤の搬送方向が互いに逆向きになっている。これにより、一方の攪拌部材18が回転することによって、現像器本体17における補充口26が設けられた一端側からその逆側の他端側に向かって現像剤が搬送される。そして、現像器本体17の他端側において、遮蔽板27の設けられていない箇所を通って、一方の攪拌部材18から他方の攪拌部材19へ現像剤が引き渡される。そして、他方の攪拌部材19が回転することによって、現像器本体17の他端側から一端側に向かって現像剤が搬送され、その一部が供給ローラ21の側へ送り出される。一方、供給ローラ21の側へ送り出されることなく現像器本体17の一端側まで到達した現像剤は、遮蔽板27の設けられていない箇所を通って、他方の攪拌部材19から一方の攪拌部材18へ現像剤が引き渡される。この引き渡された現像剤は、補充口26から補充された新たなトナーと混合されて、一方の攪拌部材18によって再び現像器本体17の一端側から他端側に向かって搬送される。
図3は、図1における現像ローラ20の近傍を拡大した部分拡大縦断面図である。前記現像ローラ20は、外周面にN極とS極とが所定間隔で設けられたマグネット32と、その周囲を覆う非磁性体からなる回転スリーブ33とを備えるものである。マグネット32はその位置が固定され、図1に示す感光ドラム6に向かい合う位置にN1極が形成されるとともに、そこから図3の紙面に向かって時計廻りにS2極、S3極、N2極、S1極の順に磁極が設けられている。また、回転スリーブ33は、図2に示すように、現像器本体17に配設された左右一対のベアリング34を介して回転自在に支持され、図示しないモータ等によって回転駆動されている。このような構成によれば、現像器本体17に収容された現像剤が、S3極の磁力で回転スリーブ33の表面に付着していわゆる「穂」を形成する。この付着した現像剤は、回転スリーブ33が時計廻りに回転するのに連れて搬送され、S1極とN2極の境界付近に設けられた現像剤規制ブレード22によって、穂の高さが規制される。そして、回転スリーブ33が更に回転するに連れて現像剤も搬送され、N1極の位置まで達した時、現像剤を構成するトナーだけが感光ドラム6に供給されることによって、その表面の静電潜像が現像される。その後、この現像剤は、回転スリーブ33の回転に連れて時計廻りに更に搬送され、S2極とS3極の境界付近の磁場が弱い領域で回転スリーブ33から離脱し、現像器本体17内に再び回収される。尚、マグネット32に設ける磁極の数は、本実施例の5つに限られず、適宜増減させることが可能である。
前記供給ローラ21は、図3に示すように、両端部が現像器本体17によって回転自在に支持されたローラ軸35の周面から、現像剤を汲み上げるための複数の汲み上げ羽根36が突出して設けられたものである。このような構成によれば、前記他方の攪拌部材19から送り込まれた現像剤が、各汲み上げ羽根36の間に取り込まれ、ローラ軸35の回転に伴って現像ローラ20の側へ搬送される。そして、この現像剤が、前述のようにマグネット32のS3極の磁力で回転スリーブ33に付着することによって、現像ローラ20に供給される。
前記取付用ブラケット23は、金属板を打ち抜き加工及び曲折加工して形成したものであり、図2に示すように、現像ローラ20の回転スリーブ33と同程度の長さを有する基部37と、この基部37の長手方向両端部に設けられた2個の現像器固定片38と、基部37の長手方向中間部に設けられた4個のブレード取付片39とを具備している。
図4は、取付用ブラケット23の長手方向一端部を拡大した部分拡大斜視図である。現像器固定片38は、取付用ブラケット23を現像器本体17に固定するためのものである。この現像器固定片38は、基部37の上端から略90°の角度をなして側方へ突出して設けられ、平面視で略矩形の形状を有している。そして、図4に示すように、一方の現像器固定片38には、長穴形状の挿通孔40が形成されている。一方、図2に示すように、他方の現像器固定片38には、前記位置決め用突起25と略同径の挿通孔41が形成されている。
ブレード取付片39は、取付用ブラケット23に対して現像剤規制ブレード22を取り付けるためのものである。各ブレード取付片39の横幅は、2個の現像器固定片38の間の距離よりも小さく、隣接する現像器固定片38又はブレード取付片39との間には、所定幅の空隙42が形成されている。ここで、各ブレード取付片39は、基部37の上面から上方に起立する垂直部43と、垂直部43の上端から所定角度をなして側方へ突出する水平部44とを備えている。水平部44は、平面視で略矩形の形状を有し、その先端は左右の角部が斜めに切り落とされることで取付用ブラケット23の軽量化が図られている。また、水平部44には、後述する取付用ネジを螺合させるためのネジ孔45がそれぞれ形成されている。尚、水平部44の平面視形状及び垂直部43となす角度等は、本実施例に限定されず任意に変更可能である。
このように構成される取付用ブラケット23は、図2に示すように、2個の現像器固定片38の各挿通孔40,41に対して、2個の位置決め用突起25がそれぞれ挿通されることにより、現像ローラ20と平行するようにして、現像器本体17に対して位置決めされる。この時、前述のように、2個の挿通孔のうち一方の挿通孔40が長穴形状に形成されているので、取付用ブラケット23又は位置決め用突起25の製造誤差等によらず、各挿通孔40,41に各位置決め用突起25を容易に挿通させることができる。そして、各位置決め用突起25に形成されたネジ孔45に固定用ネジ46をそれぞれ螺合させることにより、取付用ブラケット23が現像器本体17に固定される。
前記現像剤規制ブレード22は、金属板を平面視で略矩形に形成したものである。この現像剤規制ブレード22は、図2に示すように、その長さ寸法が取付用ブラケット23の2個の現像器固定片38の間隔に略等しく、その幅寸法が、ブレード取付片39を構成する水平部44が垂直部43の上端から突出する長さよりも長く形成されている。また、現像剤規制ブレード22の幅方向中央部には、取付用ブラケット23の4個のブレード取付片39の各ネジ孔45に対応する位置に、ネジ挿通孔47がそれぞれ形成されている。もちろん、このネジ挿通孔47の位置は、ブレード取付片39同士の間隔、及びブレード取付片39の個数等に応じて任意に設計変更が可能である。
このように構成される現像剤規制ブレード22は、図2に示すように、現像器本体17に固定された取付用ブラケット23の4個のブレード取付片39の上に、各ネジ挿通孔47の位置を各ネジ孔45の位置にそれぞれ合わせるように配置される。そして、現像剤規制ブレード22の各ネジ挿通孔47を通して、4個の取付用ネジ48を、取付用ブラケット23の各ネジ孔45にそれぞれ螺合させることにより、現像剤ブレードが取付用ブラケット23の上に取り付けられる。ここで、前述のように、現像剤規制ブレード22の幅寸法は、ブレード取付片39を構成する水平部44が垂直部43の上端から突出する長さよりも長く形成されているので、現像剤規制ブレード22を取付用ブラケット23の上に取り付けた時、図3に示すように、現像剤規制ブレード22の先端部が、取付用ブラケット23のブレード取付片39の先端より現像ローラ20側へ突出した状態となる。また、図5は、現像剤規制ブレード22が取り付けられた取付用ブラケット23を背面側から、すなわち図3において攪拌部材19側から見た状態を示す図である。現像剤規制ブレード22を取付用ブラケット23の水平部44の上に取り付けた時、取付用ブラケット23を構成する基部37の上面49と、現像剤規制ブレード22の底面50との間には、垂直部43の高さ分だけの隙間51が形成される。
次に、本発明に係る取付用ブラケット23の作用効果について、図3に基づいて説明する。磁極S3の磁力によって回転スリーブ33の表面に付着した現像剤52は、現像剤規制ブレード22によって穂の高さが規制されるが、この時削り落とされた余剰の現像剤52は、各ブレード取付片39の間の空隙42から順次落下し、供給ローラ21の周辺に溜まった現像剤52へと戻される。これにより、取付用ブラケット23の先端と現像ローラ20の間で現像剤52の圧力が高まりにくく、現像剤52が凝集しにくい。これにより、画像形成後の記録紙3に白抜けの問題が発生するのを防止することができる。更に、現像剤規制ブレード22によって現像ローラ20の表面から削り落とされた現像剤52の量が多い場合、各ブレード取付片39の間の空隙42から落下し切れない現像剤52が生じるが、この現像剤52は現像剤規制ブレード22の底面と基部37の上面との間にできた隙間51を通って取付用ブラケット23の背面側へ落下し、攪拌部材19の周辺に溜まった現像剤52へと戻される。これにより、取付用ブラケット23の先端と現像ローラ20の間で現像剤52の圧力が高まることが一層防止され、白抜けの問題を更に効果的に防止することができる。
尚、本発明に係る取付用ブラケット23は、現像器固定片38とブレード取付片39の間、及びブレード取付片39同士の間に空隙42が設けられていれば足り、現像器固定片38とブレード取付片39の横幅、空隙42の間隔、及び現像器固定片38とブレード取付片39の個数は、本実施例に限定されず適宜設計変更が可能である。但し、現像剤規制ブレード22の安定した取り付けが可能な範囲内で、ブレード取付片39の横幅をなるべく狭く、且つ、空隙42の間隔をなるべく広くした方が、現像剤規制ブレード22によって削り取られた現像剤52がより確実に空隙42から落下するので好適である。また、本実施例のように、両端の2個のブレード取付片39が現像剤規制ブレード22の長手方向両端部にそれぞれ位置するようにすれば、現像剤規制ブレード22を安定して取り付けることができるという利点がある。
本発明に係る現像器を備えた画像形成装置は、複写機能のみを備えるコピー専用機、ファクシミリ通信機能のみを備えるファクシミリ専用機、或いはコピーファクシミリ複合機として構成することが可能である。
本発明の実施例に係る現像器1を備えた画像形成装置2を示す概略縦断面図。 現像器1の構成を示す概略分解斜視図。 図1における現像ローラ20の近傍を拡大した部分拡大縦断面図。 取付用ブラケット23の長手方向一端部を拡大した部分拡大斜視図。 現像剤規制ブレード22が取り付けられた取付用ブラケット23を背面側から見た図。 電子写真方式を採用した従来例に係る画像形成装置70を示す模式図。 図6における現像ローラ86近傍について拡大した部分拡大図。
符号の説明
1 現像器
6s 感光ドラム
17 現像器本体
20 現像ローラ
22 現像剤規制ブレード
23 取付用ブラケット
37 基部
39 ブレード取付片
43 垂直部
44 水平部
52 現像剤

Claims (2)

  1. 現像器本体に収容された現像剤を感光ドラムに供給することにより該感光ドラムの表面に形成された静電潜像を現像する現像ローラと、
    該現像ローラと平行して設けられ、前記現像ローラの表面に付着した現像剤を所定厚みに規制する現像剤規制ブレードと、
    該現像剤規制ブレードを取り付けるための複数のブレード取付片が、前記現像ローラ側へ突出して該現像ローラのローラ軸方向に所定間隔で設けられ、前記現像器本体に固定される取付用ブラケットと、
    を備えることを特徴とする現像器。
  2. 前記ブレード取付片が、前記取付用ブラケットの基部の上面から上方に起立した垂直部と、該垂直部から前記現像ローラ側へ突出して上面に前記現像剤規制ブレードが取り付けられる水平部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の現像器。
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