JP5151891B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、回転型現像装置において、白黒モードでの現像器の移動量を減らすために、白黒画像形成時には、黒現像器を多色の画像形成時と同方向に回転させて前記黒現像器を感光体に対向させて黒現像を行い、黒現像工程終了後、多色の画像形成時の回転方向と逆方向に回転させる技術が開示されている。
また、特許文献2には、回転式現像装置での現像器内の余剰現像剤(劣化現像剤)を現像器外に排出するため、現像時と異なる方向に逆回転させ、排出する現像剤が現像剤供給経路を逆方向に移動するようにして排出させる技術が開示されている。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る画像形成装置のうち、前記現像位置に対し回転保持体の正規回転方向上流側に初期待機位置が設定され、前記現像位置に対し回転保持体の正規回転方向下流側に一時退避位置が設定された画像形成装置であって、作像終了時駆動制御手段は、前記回転保持体を正規回転方向に回転させ、単色又は複合色による作像処理で現像位置に最後に位置した現像器を一旦一時退避位置に退避させ、予め決められた退避時間に至るまでに作像指示受付手段が次の作像指示を受け付けない条件で前記回転保持体を逆回転方向に回転させ、前記一時退避位置に位置する現像器を初期待機位置に戻すことを特徴とする画像形成装置にある。
請求項4に係る発明は、請求項3に係る画像形成装置において、作像時駆動制御手段は、前記退避時間に至るまでに作像指示受付手段が次の作像指示を受け付けた場合、次の作像指示が一時退避位置に位置する現像器を用いた単色の作像処理である条件では、回転保持体を逆回転方向に回転させて一時退避位置にある現像器を現像位置に移動させて現像可能とし、それ以外の作像指示である条件では、回転保持体を正規回転方向に回転させ、初期待機位置以外の待機位置から移動させ且つ使用する一若しくは複数の現像器を現像位置に移動させて現像可能にすることを特徴とする画像形成装置にある。
請求項5に係る発明は、請求項1ないし4いずれかに係る画像形成装置において、使用頻度の高い特定色による単色画像を形成するための特定色現像器の初期待機位置が現像位置に対して回転保持体の回転方向上流側で他の現像器の初期待機位置よりも現像位置に近い側に設けられ、作像時駆動制御手段は、全ての現像器を用いた複合色による作像処理では、特定色現像器よりも先に他の現像器を使用し、最後に特定色現像器を使用することを特徴とする画像形成装置にある。
請求項6に係る発明は、請求項1ないし5いずれかに係る画像形成装置において、現像器は、現像容器の一部に設けられて新規な現像剤が補給可能な現像剤補給口を有することを特徴とする画像形成装置にある。
請求項7に係る発明は、請求項1ないし6いずれか係る画像形成装置において、現像器は、現像容器の一部に設けられてトナー及びキャリアが含まれる新規な現像剤が補給可能な現像剤補給口と、現像容器の一部に設けられて余剰現像剤が排出可能な現像剤排出口とを有することを特徴とする画像形成装置にある。
請求項9に係る発明は、請求項8に係る画像形成装置において、排出要否判別手段は、現像剤補給口からの新規な現像剤の補給量に相当する情報を累積し、この累積値が予め決められた規定値を超えるか否かで余剰現像剤の排出の要否を判別することを特徴とする画像形成装置にある。
請求項10に係る発明は、請求項9に係る画像形成装置において、排出時駆動制御手段は、排出要否判別手段における現像剤補給口からの新規な現像剤の補給量に相当する情報の累積値が規定値を超えるか、又は、前記規定値を超える前で且つ余剰現像剤の排出要否判別対象である現像器が前記現像剤排出位置を通過可能な作像指示に基づく作像処理が実施されたときに、要否判別手段の前記累積値を初期化することを特徴とする画像形成装置にある。
請求項11に係る発明は、請求項8ないし10いずれかに係る画像形成装置において、排出時駆動制御手段は、余剰現像剤の排出要否判別対象である現像器を現像剤排出位置にて一旦回転停止させ、余剰現像剤の排出動作を実施した後に再度回転させるものであることを特徴とする画像形成装置にある。
請求項12に係る発明は、請求項8ないし11いずれかに係る画像形成装置において、作像終了時駆動制御手段は、作像終了判別手段により一連の作像処理が終了した時点で、排出時駆動制御手段による制御処理を優先し、一連の余剰現像剤の排出動作が未実施である条件で作像終了時の駆動制御処理を実施するものであることを特徴とする画像形成装置にある。
請求項2に係る発明によれば、画像形成装置の生産性をより向上させることができる。
請求項3に係る発明によれば、現像器が現像位置にしばらく配置されたまま残る態様に比べて、像保持体への不要な現像剤の飛散を抑えることができる。
請求項4に係る発明によれば、次の作像指示に対して、初期待機位置に現像器を戻さずに次の作像処理に移行することができる。特に、本例では、一時退避位置にある現像器を現像位置に迅速に設定すると共に、他の現像器を用いる作像処理についても、現像位置に対して迅速に設定することができる。
請求項5に係る発明によれば、使用頻度の高い単色画像又は全ての現像器を用いた複合色画像を形成する一連の作像処理において、作像終了時の駆動制御処理を迅速に実現することができる。
請求項6に係る発明によれば、現像剤を補給する態様であっても、単色又は複合色による一連の作像処理の生産性を良好に保ちつつ、現像器内での現像剤の乱れ(現像剤分布の偏りや現像剤の逆流)に伴う現像動作不良を改善することができる。
請求項7に係る発明によれば、トナー及びキャリアが含まれる現像剤を補給し、余剰現像剤を排出する態様であっても、単色又は複合色による一連の作像処理の生産性を良好に保ちつつ、現像器内での現像剤の乱れ(現像剤分布の偏りや現像剤の逆流)に伴う現像動作不良を改善することができる。
請求項8に係る発明によれば、同じ色の現像器を用いた単色による作像処理が連続したとしても、生産性を良好に保ちつつ、現像剤の乱れに伴う現像動作不良を改善すると共に、現像器内の余剰現像剤を効率的に排出することができる。
請求項9に係る発明によれば、現像剤補給量にて現像器内に補給されたキャリア量を割り出し、これにより、排出すべき余剰現像剤を簡単に算出することができる。
請求項10に係る発明によれば、排出時駆動制御手段による駆動制御処理を連続的に実施することができる。
請求項11に係る発明によれば、余剰現像剤の排出動作をより有効に実現することができる。
請求項12に係る発明によれば、回転式現像装置の作像終了時に、排出時駆動制御処理と作像終了時駆動制御処理とを効率的に実現することができる。
◎実施の形態の概要
図1は画像形成装置の実施の形態の概要を示す。
同図において、画像形成装置は、静電潜像を保持する像保持体1と、この像保持体1に保持された静電潜像を単色又は複合色で可視像化するように正逆回転可能な回転保持体4に複数の現像器3(例えば3a〜3d)を搭載し、各現像器3が像保持体1に対向する現像位置P1及び現像位置P1以外の待機位置P0,P2〜P4にて回転停止すると共に、現像器3が現像位置P1に回転停止した状態で当該現像器3が現像可能に駆動する回転式現像装置2と、この回転式現像装置2を制御する現像制御装置20とを備えている。
この種の回転式現像装置2は、作像処理が行われない場合には全ての現像器3が現像位置P1に対向しないような初期待機位置P0に現像器3を初期待機させるようになっており、像保持体1への不必要なトナー及びキャリアの流出や現像剤の溜まりなどを防止し、各現像器3の現像性能を良好に保つように配慮されていることが多い。
ここで、撹拌搬送部材7の代表的態様としては、通常回転軸体の周囲に螺旋状羽根を設けた態様が挙げられるが、これに限られるものではなく、例えば回転軸体に多数の羽根部材を傾斜配置する適宜選定して差し支えない。
尚、このような現像器3にあっては、後述するように現像剤補給機構や現像剤排出機構を付加するようにしてもよい。
このような比較の態様にあっては、現像に供される現像器3aは、作像処理終了後に回転保持体4の回転動作に伴って、現像位置P1→待機位置P2→待機位置P3→待機位置P4→初期待機位置P0→現像位置P1へと移動していく。再び現像位置P1に戻るまでの1回転の間、現像器3a内の攪拌搬送部材7(7a,7b)は駆動停止状態にあるが、回転保持体4の回転動作に伴って攪拌搬送部材7(7a,7b)に対応する部位にある現像剤が攪拌搬送部材7の搬送方向に沿って移動する。しかし、現像に供される現像器3aは、次の作像処理による現像動作に伴う攪拌搬送部材7(7a,7b)の駆動により移動した現像剤は直ちに均される。
ところが、長い間現像に供されない使用頻度の低い低使用現像器3(例えば3b〜3d)にあっては、図1及び図2に示すように、回転保持体4の回転が複数回繰り返されると、低使用現像器3(例えば3b〜3d)内の攪拌搬送部材7(7a,7b)は駆動停止状態にあり、回転保持体4の複数回転動作に伴って攪拌搬送部材7(7a,7b)に対応する部位にある現像剤が攪拌搬送部材7の搬送方向に沿って順次移動する(図2矢印A、B参照)。このように、低使用現像器3(例えば3b〜3d)では、回転保持体4の回転数が増加するにつれて現像剤の移動量も嵩み、現像剤の偏りが大きくなってしまい、現像剤分布に疎密が生じてしまう。この現像剤の偏りがある限界を超えた状態で、当該低使用現像器3が現像に供されると、層厚規制部材にて現像剤の層厚を規制したとしても、その層厚差を解消することができず、濃度むらなどの画質不良が生じ易い。
つまり、本実施の形態では、現像制御装置20は、単色又は複合色による一連の作像処理に関する作像指示を受け付ける作像指示受付手段21と、回転式現像装置2の単色又は複合色による一連の作像処理が終了したか否かを判別する作像終了判別手段22と、前記作像指示受付手段21による作像指示を受け付け、かつ、前記作像終了判別手段22により前記一連の作像処理が終了したと判別されるまでの間は回転式現像装置2の回転保持体4を予め決められた正規回転方向m1(図3参照)に回転させ、一連の作像処理で使用される一又は複数の使用現像器3を初期待機位置P0から移動させ且つ現像位置P1に回転停止させて現像可能とする作像時駆動制御手段23と、前記作像終了判別手段22により前記一連の作像処理が終了したと判別された場合には、回転式現像装置2の回転保持体4を前記正規回転方向m1とは逆の逆回転方向m2(図3参照)に回転させ、単色又は複合色による作像処理で現像位置P1に最後に位置した現像器3(例えば3a)を予め決められた初期待機位置P0に戻す作像終了時駆動制御手段24とを備える。
また、作像終了判別手段22としては、回転式現像装置2の一連の作像処理が終了したか否かを少なくとも判別するものであればよく、回転式現像装置2以外のデバイスである例えば転写装置による転写処理が終了したか否かは問わない。
更に、作像時駆動制御手段23については、作像指示如何に拘わらず、回転保持体4を正規回転方向m1に回転させ、初期待機位置P0に位置する使用する現像器3を現像位置P1にて回転停止させ、現像可能にするものであればよい。
更にまた、作像終了時駆動制御手段24については、回転式現像装置2による一連の作像処理が終了したときに、回転保持体4を正規回転方向m1とは逆の逆回転方向m2に回転させ、現像位置P1に最後に位置する現像器3(例えば3a)を初期待機位置P0に戻すものであればよい。
更に、回転式現像装置2においては、以下のような一時退避位置Ptを設けるようにしてもよい。
つまり、画像形成装置のうち、前記現像位置P1に対し回転保持体4の正規回転方向m1上流側に初期待機位置P0が設定され、前記現像位置P1に対し回転保持体の4正規回転方向m1下流側に一時退避位置Ptが設定された画像形成装置であって、作像終了時駆動制御手段24は、前記回転保持体4を正規回転方向m1に回転させ、単色又は複合色による作像処理で現像位置P1に最後に位置した現像器3(例えば3a)を一旦一時退避位置Ptに退避させ、予め決められた退避時間に至るまでに作像指示受付手段21が次の作像指示を受け付けない条件で前記回転保持体4を逆回転方向に回転させ、前記一時退避位置Ptに位置する現像器3(例えば3a)を初期待機位置P0に戻すようにすればよい。
特に、一時退避位置Ptの好ましい利用態様としては、作像時駆動制御手段23は、前記退避時間に至るまでに作像指示受付手段21が次の作像指示を受け付けた場合、次の作像指示が一時退避位置Ptに位置する現像器3を用いた単色の作像処理である条件では、回転保持体4を逆回転方向m2に回転させて一時退避位置Ptにある現像器3を現像位置P1に移動させて現像可能とし、それ以外の作像指示である条件では、回転保持体4を正規回転方向m1に回転させ、初期待機位置P0以外の待機位置P2〜P4から移動させ且つ使用する一若しくは複数の現像器3を現像位置P1に移動させて現像可能にすればよい。
この場合、現像器3は、現像容器5、現像剤保持体6、複数の撹拌搬送部材7(7a,7b)に加えて、現像容器5の一部に設けられて余剰現像剤が排出可能な現像剤排出口9を備えていればよい。
この場合、現像剤排出口9は常時開放したままでもよいし、開閉蓋を設けて所定量を超えた余剰現像剤が開閉蓋に作用すると開閉蓋が開放し、余剰現像剤を排出する態様でもよい。また、余剰現像剤の排出方式については適宜選定して差し支えない。更に、排出された余剰現像剤を回収する余剰現像剤回収部については現像器3とは別に回転保持体4に設けてもよいし、現像器3の構成要素として付設してもよい。
このような現像剤排出機構を設ける態様にあっては、後述するような現像剤補給機構10を設け、新規な現像剤を現像剤補給口8から補給する構成を採用することが多い。この場合において、新規な現像剤の補給方法についてはトナーとキャリアとを別々に補給してもよいし、両者を混合して補給するようにしてもよい。
更に、回転式現像装置2に搭載される現像器3としては現像剤補給機構10を備えた態様もある。
この現像剤補給機構10としては、図2に示すように、現像剤排出機構を設けてない態様にあってはトナーを補給するものであれはよく、また、現像剤排出機構を設けた態様にあってはキャリアが含まれるトナーを補給するようにすればよい。
本実施の形態では、現像剤補給機構10としては、現像剤保持体6の回転軸方向に沿って延び且つ現像容器5の現像剤循環経路5aの一部に受渡口を介して接続される現像剤補給経路11に配設され、回転することで現像剤が受渡口に向かって駆動搬送させられる現像剤搬送部材13を備えたものが挙げられる。
このような態様では、図2矢印Cに示すように、現像剤搬送部材13回転停止時に前記回転保持体4の回転に伴って現像剤補給経路11内の現像剤が受渡口から離れる方向に逆流ことが起こり得る。
つまり、画像形成装置のうち、現像器3は現像位置P1に対し回転保持体4の回転方向下流側の予め決められた現像剤排出位置Phに位置するときに現像剤排出口9を介して余剰現像剤が排出可能である態様の画像形成装置において、現像制御装置20は、同じ現像器3を用いた単色による作像処理が連続して繰り返され且つ排出すべき余剰現像剤が予め決められた規定量を超えるか否かを判別する排出要否判別手段25と、この排出要否判別手段25の判別結果に基づいて、排出すべき余剰現像剤が前記規定量を超えたと判別された条件では、回転保持体4を正規回転方向m1に回転させ、現像位置P1又は待機位置P0,P2〜P4に位置する前記現像器3を現像剤排出位置Phに移動させて現像剤排出口9を介して余剰現像剤を排出した後初期待機位置P0に戻し、排出すべき余剰現像剤が前記規定量以下と判別された条件では前記一連の余剰現像剤の排出動作を未実施とする排出時駆動制御手段26とを備えるものである。
ここでいう現像剤排出機構としては、現像位置P1に対し回転保持体4の回転方向下流側の予め決められた現像剤排出位置Phに位置するときに現像剤排出口9を介して余剰現像剤が排出可能である態様を前提とする。
排出要否判別手段25としては、同じ現像器3を用いた単色による作像処理が連続して繰り返され、かつ、排出すべき余剰現像剤が規定量を超えるか否かを判別するものであればよい。この場合、排出すべき余剰現像剤がどの程度になるかを判別する手法としては、作像処理に用いられる画像密度や、作像処理で用いられる現像剤量や、補給現像剤に相当する情報を利用するようにすればよい。
また、排出時駆動制御手段26としては、主として同じ色の現像器3を用いた単色による作像処理が連続する場合に、排出すべき余剰現像剤が増加するにもかかわらず、余剰現像剤を排出できない状況が生ずる懸念がある。このような事態を解消するために、排出すべき余剰現像剤が多くなった状況でこれを排出するための排出時駆動制御処理を行うようにしたものである。
更にまた、排出時駆動制御手段26の好ましい態様としては、排出要否判別手段25における現像剤補給口8からの新規な現像剤の補給量に相当する情報の累積値が規定値を超えるか、又は、前記規定値を超える前で且つ余剰現像剤の排出要否判別対象である現像器3が前記現像剤排出位置Phを通過可能な作像指示に基づく作像処理が実施されたときに、排出要否判別手段25の前記累積値を初期化するものが挙げられる。ここでいう新規な現像剤の補給量に相当する情報には、現像剤補給機構10による補給時間や、現像剤の補給量を決定する元になる作像処理におけるトナー使用量などが挙げられる。
また、排出時駆動制御手段26による好ましい駆動制御処理としては、余剰現像剤の排出要否判別対象である現像器3を現像剤排出位置Phにて一旦回転停止させ、余剰現像剤の排出動作を実施した後に再度回転させるものが挙げられる。
更に、排出時駆動制御手段26の好ましい態様としては、作像終了判別手段22により一連の作像処理が終了した時点で、排出時駆動制御手段26による制御処理を優先し、一連の余剰現像剤の排出動作が未実施である条件で作像終了時の駆動制御処理を実施するものが挙げられる。
図3(a)は単色(K)による作像処理を示し、図3(b)は複合色(YMCK)による作像処理を示す。
―単色(K)による作像処理―
図3(a)においては、現像位置P1に対し回転保持体4の正規回転方向m1上流側に初期待機位置P0が設定されており、K色現像器3aの初期待機位置P0(K)が他の現像器3のそれよりも現像位置P1に接近配置されているものと仮定する。
このような態様を例に挙げて単色(K)による作像処理を説明すると、作像指示受付手段が単色(K)による作像処理に関する作像指示を受け付けると、作像終了判別手段22により一連の作像処理が終了するまでの間作像時駆動制御手段23が働き、初期待機位置P0(K)に位置するK色現像器3a(K)は正規回転方向m1に回転させられ、現像位置P1に設定されて単色(K)による作像処理に必要な現像動作が行われる。そして、一連の作像処理が終了すると、作像終了時駆動制御手段24が働き、K色現像器3a(K)は逆回転方向m2に回転させられ、初期待機位置P0(K)に戻される。
また、本実施の形態において、現像剤排出位置Phにて余剰現像剤を排出可能にした態様にあっては、図1の排出要否判別手段25による判別結果に基づいて排出時駆動制御手段26が働き、余剰現像剤の排出動作が必要であると判別された場合には、例えば現像位置P1に位置するK色現像器3a(K)は正規回転方向m1に回転させられ、現像剤排出位置Phにて設定されて余剰現像剤を排出し、更に、正規回転方向m1に回転させられ、初期待機位置P0(K)に戻される。
つまり、K色現像器3a(K)による単色作像処理が繰り返し行われると、K色現像器3a(K)には現像剤が補給されることに伴って余剰現像剤が増加することになるものの、K色現像器3a(K)は初期待機位置P0(K)と現像位置P1との間を往復するだけであると、余剰現像剤が過多になって現像性能が損なわれる懸念がある。そこで、このような状況では、余剰現像剤の排出動作を効率的に行うことが好ましい。
図3(b)において、複合色(YMCK)による作像処理を説明すると、作像指示受付手段が複合色(YMCK)による作像処理に関する作像指示を受け付けると、作像終了判別手段22により一連の作像処理が終了するまでの間作像時駆動制御手段23が働き、初期待機位置P0(Y)に位置するY色現像器3b(Y)は正規回転方向m1に回転させられ、現像位置P1に設定されてイエロ成分(Y)による作像処理に必要な現像動作が行われる。次いで、M色現像記3c(M)、C色現像器3d(C)、K色現像器3a(K)が正規回転方向m1に回転させられ、現像位置P1に順次設定されて各色成分(M,C,K)による作像処理に必要な現像動作が行われる。
そして、一連の作像処理が終了すると、作像終了時駆動制御手段24が働き、現像位置P1に最後に位置したK色現像器3a(K)が逆回転方向m2に回転させられ、初期待機位置P0(K)に戻される。
◎実施の形態1
―画像形成装置の全体構成―
図4は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す。
同図において、本実施の形態の画像形成装置は、例えば電子写真方式を用いて記録材上に画像形成を行う画像形成部211を内部に有する装置筐体210と、この装置筐体210の上部に設けられて原稿画像を読み取る画像読取部212とを備えている。また、装置筐体210内の画像形成部211の下方には、画像形成部211に記録材Sを供給する記録材供給部213を備えている。
次に、回転式現像装置40について詳述する。
回転式現像装置40は、図5に示すように、回転自在な回転保持体41を有し、この回転保持体41に複数の現像器50(50a〜50d)を搭載している。この各現像器50は、例えばブラック(K色)、イエロ(Y色)、マゼンタ(M色)、シアン(C色)の四色のトナー及びキャリアを含む二成分現像剤を使用するものとなっている。
また、本実施の形態の回転式現像装置40は、感光体30に対し各現像器50が対向する位置を現像位置P1とする一方、非使用時にはいずれの現像器50とも現像位置P1に対向しない初期待機位置P0が設定され、本例では、K色現像器50aが現像位置P1より回転保持体41の正規回転方向である正転方向(図中矢印で示す方向)上流側近傍の位置(例えば現像位置P1よりの角度が約20°の位置に設定されている)になるように設定されている。
更に、本実施の形態では、現像終了後のK色現像器50aが一時退避する一時退避位置Ptが設けられており、現像位置P1よりも正転方向下流側近傍位置(現像位置P1よりの角度が約20°の位置に設定されている)になるように設定されている。尚、このような一時退避位置Ptを設けることにより、例えばK色現像器50aによる現像動作直後に感光体30側へ不要な現像剤の飛散が生じないようになる他、K色からフルカラーへ変化する場合には、Y色による現像が早期に実施されるようにもなる。
ここで、各現像器50を不均等配置する態様について補足しておくと、例えば現像剤の消費量を考慮してK色現像器50(50a)の補給現像剤容器80(図6参照)を他の現像器50(50b〜50d)に比べて大きく設定したような場合が挙げられる。
―現像器の全体構成―
本実施の形態の各現像器50は、例えば図6及び図7に示すように、現像位置P1にて感光体30に対向して開口し且つ各色成分トナー及びキャリアを含む現像剤が収容される現像容器51を有し、この現像容器51の開口に面した部位に現像剤を保持搬送する現像ロール52を回転自在に設けると共に、現像容器51の現像ロール52の背面側には現像ロール52の回転軸方向に沿って一対の撹拌搬送部材53,54を回転自在に設けている。また、この一対の撹拌搬送部材53,54間に位置する現像容器51に仕切壁55を設け、この仕切壁55の両端付近に現像剤の通過口56,57を開設し、撹拌搬送部材53,54で搬送される現像剤が通過口56,57を介して現像剤循環経路58内を循環するようになっている。そして、本実施の形態では、現像ロール52側の撹拌搬送部材53が主として現像剤を現像ロール52に供給する供給用撹拌搬送部材であり、背後の撹拌搬送部材54が主として現像剤を混合撹拌する混合用撹拌搬送部材となっている。
更に、本実施の形態では、現像器50に対応する現像剤補給容器80からの補給現像剤を補給する現像剤補給機構70を備えている。現像剤補給機構70は、現像容器51の現像剤循環経路58の長手方向に沿って混合用撹拌搬送部材54の背後に現像剤補給経路71を設け、この現像剤補給経路71に沿って回転搬送部材72を回転自在に設け、この回転搬送部材72による現像剤の搬送方向下流側端部近傍に現像剤循環経路58側への補給現像剤を受け渡す受渡口73を開設したものとなっている。
この回転搬送部材72は、撹拌搬送部材53,54と同様に回転軸体75の周囲に螺旋状羽根76を設けたものであり、この螺旋状羽根76は回転搬送部材72が停止した状態で回転保持体41が正転方向に回転すると現像剤補給経路71内の補給現像剤が受渡口73から離れる方向に移動できるように構成されている。
また、現像剤補給経路71の現像剤搬送方向上流側端部近傍には、現像剤補給経路71に対して補給現像剤を補給できるように現像剤補給口74が設けられ、現像器50に対応する色トナーを含む補給現像剤を内包した補給現像剤容器80が接続されている。そのため、回転保持体41の回転に合わせて補給現像剤容器80が現像器50の上方にある姿勢状態で、補給現像剤容器80から現像器50への補給現像剤の補給が良好になされるようになる。
本実施の形態の補給現像剤容器80は、例えば円筒状をしており、内部が補給現像剤を収容する収容室と、後述する現像剤回収機構によって現像器50から排出される余剰現像剤を回収する回収室とに分かれており、収容室の内部には螺旋状に巻いたばね状搬送部材が設けられ、収容室内の補給現像剤を現像剤補給口74側に送り出すようになっている。
また、本実施の形態では、現像器50は余剰現像剤が排出可能な現像剤排出機構90を備えている。
この現像剤排出機構90は、図7及び図8(a)(b)に示すように、現像剤循環経路58のうち現像ロール52から離れた側の攪拌搬送部材54が収容される部分で且つ通過口56に対向した現像容器51の側壁に設けられている。
この現像剤排出機構90は現像容器51の側壁の適宜位置に開口した現像剤排出口91を有し、この現像剤排出口91には開閉蓋92が回転可能に設けられている。この開閉蓋92は現像剤循環経路58内の現像剤が増加し、その現像剤の増加量が所定量を超えた場合に現像剤排出動作を補助すると共に、回転保持体41回転時に現像器50の姿勢が変わった際に現像剤の過剰な排出を防止するように閉じた状態になるものである。
尚、本実施の形態では、余剰現像剤は、例えば補給現像剤容器80に設けられた現像剤回収用の小室(図示せず)に直接回収されるようになっている。
図9は本実施の形態に係る回転式現像装置に対する制御系を示す。
同図において、符号100はマイクロコンピュータ等からなる制御装置であり、回転式現像装置40の駆動制御及び濃度制御を行うものである。
回転式現像装置40の駆動制御の対象は、回転保持体41をギア等の駆動伝達機構101を介して駆動する駆動モータ102、現像位置P1にて現像器50の現像ロール52、攪拌搬送部材53,54をギア等の駆動伝達機構103を介して駆動する駆動モータ104、現像位置P1にて現像器50の回転搬送部材72にギア等の駆動伝達機構105を介して駆動する駆動モータ106であり、図示外のパーソナルコンピュータや操作部110からの作像モード(単色黒モード(BWモード)、フルカラーモード(FCモード))等の指示信号や回転保持体41が回転したことを検知する回転検知器120からの信号を制御装置100にて受け取り、各駆動モータ102,104,106に対して所定の駆動制御信号を送出するようになっている。尚、回転検知器120としては、回転保持体41の回転動作を検知するエンコーダなどが用いられる。
更に、本実施の形態では、現像剤補給機構70からの現像剤補給量に相当する情報が余剰現像剤を排出するために用いられ、その都度累積されて制御装置100の記憶部に格納されるようになっている。
また、回転式現像装置40の濃度制御は、例えば現像器50内の現像剤のトナー濃度が検知可能な濃度検知器(例えば透磁率を検知する検知器などを使用)130から現像剤内のトナー濃度を把握し、これに基づいて現像剤補給動作を制御するものである。
尚、濃度検知方式としては、現像器50内の現像剤から直接検知する方式に限られず、例えば図9に二点鎖線で示すように、感光体30に画像濃度検知パターンを形成し、これを光学式の濃度検知器131で検知するようにしてもよい。
図10は制御装置100による現像制御処理についてのフローチャートを示す。
同図において、制御装置100は、例えば操作部110からの作像モード等の指示信号を受け取ると、作像指示内容を判別した後、作像時駆動制御処理を実行し、しかる後、一連の作像処理が終了したと判別した段階で、作像終了時駆動制御処理を実行する。
図11に示す作像時駆動制御処理にあっては、制御装置100は、先ずプリントモードがFC(フルカラーモード)又はBW(単色黒モード)のいずれかを判別する。
今プリントモードがBWモードであると仮定すると、K色現像器50aが初期待機位置P0(K)に位置していれば、制御装置100は、回転保持体41を正規回転方向m1に回転・停止させ、現像位置P1にK色現像器50aを設定し、一連の作像処理が最終ページに至るまで現像動作を実施する。
また、K色現像器50aが一時退避位置Ptに位置する場合には、回転保持体41を正規回転方向m1とは逆の逆回転方向m2に回転・停止させ、現像位置P1にK色現像器50aを設定し、一連の作像処理が最終ページに至るまで現像動作を実施する。
尚、K色現像器50aがそれ以外の位置に位置する場合には、制御装置100は、初期待機位置P0(K)にK色現像器50aを戻した後、回転保持体41を正規回転方向m1に回転・停止させ、現像位置P1にK色現像器50aを設定し、一連の作像処理が最終ページに至るまで現像動作を実施する。
一方、プリントモードがFCモードであると仮定すると、制御装置100は、K色現像器50aの位置を確認した後、回転保持体41を正規回転方向m1に回転・停止させ、現像位置P1にY色現像器50b、M色現像器50c、C色現像器50d、K色現像器50aを順次設定し、一連の作像処理が最終ページに至るまで各現像器50による現像動作を実施する。
尚、FCモードの場合、K色現像器50aが初期待機位置P0(K)に位置しない場合でも、回転保持体41を正規回転方向m1に移動させ、現像位置P1にY色現像器50bを設定する方式を採用しているので、FCモードの作像指示に対して回転式現像装置40の現像位置P1へのY色現像器50bの設定が迅速に行われる。
図12に示すように、一連の作像処理が終了すると、制御装置100は、回転保持体41を正規回転方向m1に回転・停止させ、一時退避位置PtにK色現像器50aを一時退避させる。
この状態において、制御装置100は、プリントモードがFCモードはBWモードかを判別し、プリントモードがBWモードであると仮定すると、先ず、余剰現像剤排出用として使用されるK−Disp時間“T”(K色現像器50aの現像剤補給機構70の駆動モータによる現像剤補給に伴う時間に相当)を累積し、累積時間“T”が閾値内か否かを判別する。
このとき、累積時間“T”が閾値内である場合には、制御装置100は、回転保持体41を逆回転方向m2に回転・停止させ、初期待機位置P0(K)にK色現像器50aを戻す。
これに対し、例えば累積時間“T”が閾値を超えた場合には、回転保持体41を正規回転方向に回転・停止させ、現像剤排出位置PhにK色現像器50aを設定し、余剰現像剤を排出し、しかる後、余剰現像剤排出用で使用されるK−Disp時間“T”の累積値を0クリアし、初期待機位置P0(K)にK色現像器50aを戻す。
一方、プリントモードがFCモードであると仮定すると、制御装置100は、余剰現像剤を排出し、しかる後、余剰現像剤排出用で使用されるK−Disp時間“T”の累積値を0クリアし、回転保持体41を逆回転方向m2に回転・停止させ、初期待機位置P0(K)にK色現像器50aを戻す。
図13に示すように、作像終了時駆動制御処理中に、次の作像指示がある場合がある。
このとき、制御装置100は、K色現像器50aの位置によって次の作像指示の受付けに関して異なる扱いをする。
今、K色現像器50aが初期待機位置P0(K)又は一時退避位置Ptに位置する場合には直ちに次の作像指示を受け付ける。
また、K色現像器50aが現像位置P1から一時退避位置Ptに移動中である場合には、一時退避位置PtにK色現像器50aを設定した後、次の作像指示を受け付ける。
更に、K色現像器50aが一時退避位置Ptから初期待機位置P0(K)に移動中である場合には、次の作像指示を受け付け、これ以外の場合には、初期待機位置P0(K)にK色現像器50aを設定した後に次の作像指示を受け付ける。
図14は単色(K)による作像処理の模式図を示す。
同図において、初期待機位置P0(K)に位置するK色現像器50aは、正規回転方向m1に回転・停止しながら現像位置P1、一時退避位置Ptに設定され、しかる後、逆回転方向m2に回転しながら初期待機位置P0(K)に戻る。
このときの駆動モータのタイミングチャートを図16(a)に示す。
同図において、K色現像器50aが現像位置P1から初期待機位置P0に戻るまでの時間は、同図(b)に示す比較の形態(正規回転方向m1だけで初期待機位置に戻る態様)に比べ短縮されることが理解される。尚、図16(a)では初期待機位置P0と現像位置P1との角度を20°、現像位置P1と一時退避位置Ptとの角度を20°と仮定している。
また、一時退避位置Ptに一時退避したK色現像器50aが余剰現像剤を排出する要件を満たしている状況では、更に正規回転方向m1に回転・停止しながら現像剤排出位置Phに設定され、余剰現像剤の排出動作を行った後、初期待機位置P0(K)に戻る。
同図においては、初期待機位置P0(Y)に位置するY色現像器50bが正規回転方向m1に回転・停止しながら現像位置P1に設定され、イエロ成分(Y)の現像動作を行い、更に、後段のM色現像器50c、C色現像器50d、K色現像器50aが正規回転方向m1に回転させられ、現像位置P1に順次設定されて各色成分(M,C,K)の現像動作を行う。
そして、一連の作像処理が終了すると、現像位置P1に最後に位置したK色現像器50aが一時退避位置Ptを経由した後、逆回転方向m2に回転させられ、初期待機位置P0(K)に戻される。
Claims (12)
- 静電潜像を保持する像保持体と、
この像保持体に保持された静電潜像を単色又は複合色で可視像化するように正逆回転可能な回転保持体に複数の現像器を搭載し、各現像器が像保持体に対向する現像位置及び現像位置以外の待機位置にて回転停止すると共に、現像器が現像位置に回転停止した状態で当該現像器が現像可能に駆動する回転式現像装置と、
この回転式現像装置を制御する現像制御装置とを備えた画像形成装置であって、
前記回転式現像装置の各現像器は、像保持体に対向して現像開口を有し、トナー及びキャリアが含まれる二成分現像剤が収容され且つ現像剤が循環する現像剤循環経路を有する現像容器と、
この現像容器の現像開口に面して配設され且つ現像剤を保持して回転搬送する現像剤保持体と、
前記現像容器の現像剤循環経路のうち現像剤保持体の回転軸方向に沿って回転可能に延び且つ回転することで現像剤循環経路に沿って現像剤を撹拌搬送する複数の撹拌搬送部材とを備え、
前記現像制御装置は、
単色又は複合色による一連の作像処理に関する作像指示を受け付ける作像指示受付手段と、
回転式現像装置の単色又は複合色による一連の作像処理が終了したか否かを判別する作像終了判別手段と、
前記作像指示受付手段による作像指示を受け付け、かつ、前記作像終了判別手段により前記一連の作像処理が終了したと判別されるまでの間は回転式現像装置の回転保持体を予め決められた正規回転方向に回転させ、一連の作像処理で使用される一又は複数の使用現像器を初期待機位置から移動させ且つ現像位置に回転停止させて現像可能とする作像時駆動制御手段と、
前記作像終了判別手段により前記一連の作像処理が終了したと判別された場合には、回転式現像装置の回転保持体を前記正規回転方向とは逆の逆回転方向に回転させ、単色又は複合色による作像処理で現像位置に最後に位置した現像器を予め決められた初期待機位置に戻す作像終了時駆動制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
作像終了時駆動制御手段にて現像器が初期待機位置に戻る前に作像指示受付手段が次の作像指示を受け付けた場合には、作像時駆動制御手段が作像終了時駆動制御手段よりも優先選択されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2記載の画像形成装置のうち、前記現像位置に対し回転保持体の正規回転方向上流側に初期待機位置が設定され、前記現像位置に対し回転保持体の正規回転方向下流側に一時退避位置が設定された画像形成装置であって、
作像終了時駆動制御手段は、前記回転保持体を正規回転方向に回転させ、単色又は複合色による作像処理で現像位置に最後に位置した現像器を一旦一時退避位置に退避させ、予め決められた退避時間に至るまでに作像指示受付手段が次の作像指示を受け付けない条件で前記回転保持体を逆回転方向に回転させ、前記一時退避位置に位置する現像器を初期待機位置に戻すことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3記載の画像形成装置において、
作像時駆動制御手段は、前記退避時間に至るまでに作像指示受付手段が次の作像指示を受け付けた場合、次の作像指示が一時退避位置に位置する現像器を用いた単色の作像処理である条件では、回転保持体を逆回転方向に回転させて一時退避位置にある現像器を現像位置に移動させて現像可能とし、それ以外の作像指示である条件では、回転保持体を正規回転方向に回転させ、初期待機位置以外の待機位置から移動させ且つ使用する一若しくは複数の現像器を現像位置に移動させて現像可能にすることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし4いずれかに記載の画像形成装置において、
使用頻度の高い特定色による単色画像を形成するための特定色現像器の初期待機位置が現像位置に対して回転保持体の回転方向上流側で他の現像器の初期待機位置よりも現像位置に近い側に設けられ、
作像時駆動制御手段は、全ての現像器を用いた複合色による作像処理では、特定色現像器よりも先に他の現像器を使用し、最後に特定色現像器を使用することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし5いずれかに記載の画像形成装置において、
現像器は、現像容器の一部に設けられて新規な現像剤が補給可能な現像剤補給口を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし6いずれかに記載の画像形成装置において、
現像器は、現像容器の一部に設けられてトナー及びキャリアが含まれる新規な現像剤が補給可能な現像剤補給口と、
現像容器の一部に設けられて余剰現像剤が排出可能な現像剤排出口とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7記載の画像形成装置のうち、現像器は現像位置に対し回転保持体の回転方向下流側の予め決められた現像剤排出位置に位置するときに現像剤排出口を介して余剰現像剤が排出可能である態様の画像形成装置において、
現像制御装置は、同じ現像器を用いた単色による作像処理が連続して繰り返され且つ排出すべき余剰現像剤が予め決められた規定量を超えるか否かを判別する排出要否判別手段と、
この排出要否判別手段の判別結果に基づいて、排出すべき余剰現像剤が前記規定量を超えたと判別された条件では、回転保持体を正規回転方向に回転させ、現像位置又は待機位置に位置する前記現像器を現像剤排出位置に移動させて現像剤排出口を介して余剰現像剤を排出した後初期待機位置に戻し、排出すべき余剰現像剤が前記規定量以下と判別された条件では前記一連の余剰現像剤の排出動作を未実施とする排出時駆動制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8記載の画像形成装置において、
排出要否判別手段は、現像剤補給口からの新規な現像剤の補給量に相当する情報を累積し、この累積値が予め決められた規定値を超えるか否かで余剰現像剤の排出の要否を判別することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9記載の画像形成装置において、
排出時駆動制御手段は、排出要否判別手段における現像剤補給口からの新規な現像剤の補給量に相当する情報の累積値が規定値を超えるか、又は、前記規定値を超える前で且つ余剰現像剤の排出要否判別対象である現像器が前記現像剤排出位置を通過可能な作像指示に基づく作像処理が実施されたときに、排出要否判別手段の前記累積値を初期化することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8ないし10いずれかに記載の画像形成装置において、
排出時駆動制御手段は、余剰現像剤の排出要否判別対象である現像器を現像剤排出位置にて一旦回転停止させ、余剰現像剤の排出動作を実施した後に再度回転させるものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8ないし11いずれかに記載の画像形成装置において、
作像終了時駆動制御手段は、作像終了判別手段により一連の作像処理が終了した時点で、排出時駆動制御手段による制御処理を優先し、一連の余剰現像剤の排出動作が未実施である条件で作像終了時の駆動制御処理を実施するものであることを特徴とする画像形成装置。
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