JP5440236B2 - 現像装置の磁極調整機構及び現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

現像装置の磁極調整機構及び現像装置及び画像形成装置 Download PDF

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本発明は、電子写真方式の画像形成装置に装備され、トナーとキャリアからなる2成分現像剤を用いる現像装置に関する技術であり、より詳しくは、経時的に安定した画質を維持し、かつ感光体にダメージを与えない、または異物を付着させない等の不具合を発生させないための現像装置の磁極調整機構に関するものであり、さらには、その磁極調整機構を有する現像装置及び、その現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。
電子写真方式を利用した画像形成装置では、光導電性を有する感光層を表面に設けた像担持体(感光体と言う)と、現像剤を収納する現像装置とを備え、帯電、露光のプロセスを経て像担持体に形成された静電潜像を、現像装置の現像剤のトナーで現像することによって可視像(トナー像)が形成される。
また、現像剤としてトナーとキャリアからなる2成分現像剤を用いる場合、現像装置は、現像剤担持体の内部に磁極を有しており、磁性体であるキャリアを含む現像剤は、磁極の発生する磁力により現像剤担持体表面に引き付けられながら、回転する現像剤担持体上を搬送される。現像剤担持体は、像担持体とわずかな隙間を設けて対向して配置されている。そして像担持体の表面に形成された潜像に現像担持体上で穂立ちしながら搬送されている現像剤が接触することにより、現像剤中のトナーが像担持体に電気的に付着しトナー像を形成する。
このような現像装置においては、現像剤担持体上に現像剤の穂立ち(一般に磁気ブラシと言う)を生じさせるように現像領域に対向する位置に磁極(現像主磁極)を形成している。そして磁極は、現像剤担持体内に固定して保持されている。
従来の現像装置においては、例えば特許文献1(特公平3−5579号公報)に記載の磁気ブラシ現像装置に示すように、磁極位置は無調整であったり、また、複数の現像剤担持体(現像ロール)に関する記述や現像ギャップや現像バイアスの記載があるものの、磁極の調整の記載はなく、目盛のみを頼りに、目視によりあらかじめ決定しておいた調整値に合わせるだけであった。
また、現像剤担持体の径が大きく、かつ複数本の現像剤担持体を用いる現像装置においては、各現像剤担持体に取り付けられた磁極を調整する目盛により同一の磁極角度に合わせているが、このような場合、現像剤担持体の製造精度により、感光体に現像剤を接触させる最大磁力の磁極角度は、例えば、直径がΦ50mmの現像剤担持体になると、着磁条件にもよるが、0〜10°程度のバラツキが発生してしまう。
しかし、現像剤担持体の磁極角度は、画質や感光体への付着フィルミング等に大きな影響を与えるため、1°単位の最適値を維持することが重要である。
そこで本出願人は、磁極位置を測定する磁極調整治具を用い、現像剤担持体の磁極位置や角度を調整する磁極位置調整方法を実施しており、この磁極位置調整方法では、磁極調整治具を像担持体の軸と現像剤担持体の間に配置し、最大磁極(現像主磁極)に関し、磁極調整治具を用いて真の磁極角度0度を測定により求め、この値を真値として磁極位置と角度を調整している。
しかし、前記真値に対する磁極角度は、全ての現像剤担持体において同一であるが、現像装置に設けた目盛の磁極角度は、現像剤担持体毎に異なってしまう。
ところで、現像装置を長期で使用する場合や、大型でかつ現像装置が入れ替え可能な画像形成装置においては、保守として一部、分解清掃が必要な場合が生じる。
また、現像装置の交換ではなく、現像装置内の部品を交換した場合にも、現像剤担持体の磁極位置や角度の調整が必要な場合が生じる。このように、現像剤担持体の磁極位置や角度を調整しなければならない場合が多々発生するが、その場合には、前述のような特別な磁極調整冶具が必要となり、さらに、現像装置毎にレビジョン管理が必要となる。また、現像装置に設けた磁極角度を示す目盛を基準に再調整を実施する場合には、イレギュラーな調整により、異なった調整値になってしまう場合が発生してしまう。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電子写真方式の画像形成装置に装備される複数の現像剤担持体を有する現像装置において、現像剤担持体の径が大きく、磁極に関し各現像剤担持体毎のバラツキが大きくなる場合において、使用開始から保守周期や部品交換周期を超えて使用しても、複数の現像剤担持体の磁極位置や角度を出荷段階と同じ値に維持することができる磁極調整機構を提供することを目的とする。また、本発明は、その磁極調整機構を有する現像装置を提供することを目的とし、さらにはその現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第1の解決手段は、内部に磁極を有し、該磁極の磁力によりトナーとキャリアからなる2成分現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を複数本具備した現像装置に備えられ、各現像剤担持体の磁極角度を各々調整することが可能な現像装置の磁極調整機構において、複数本の前記現像剤担持体の磁極角度を各々調整する磁極調整部材を有し、各磁極調整部材によって調整した異なる磁極角度を同時に維持する固定部材を有することを特徴とする(請求項1)。
本発明の第2の解決手段は、第1の解決手段の現像装置の磁極調整機構において、前記磁極調整部材側に可動部を保護する保護部材を設け、前記保護部材中に前記固定部材を有することを特徴とする(請求項2)。
本発明の第3の解決手段は、第2の解決手段の現像装置の磁極調整機構において、複数本の前記現像剤担持体の磁極を固定する前記保護部材に具備する複数の固定部材を、組み合わせて取り付けることができることを特徴とする(請求項3)。
本発明の第4の解決手段は、現像剤担持体を複数本具備した現像装置において、第1乃至第3のいずれか一つの解決手段の現像装置の磁極調整機構を備えたことを特徴とする(請求項4)。
本発明の第5の解決手段は、像担持体上に静電潜像を形成し、該像担持体上の静電潜像を現像装置で現像して可視像を形成する画像形成装置において、前記現像装置として、請求項4に記載の現像装置を備えたことを特徴とする(請求項5)。
本発明の現像装置の磁極調整機構においては、複数本の現像剤担持体の磁極角度を各々調整する磁極調整部材を有し、各磁極調整部材によって調整した異なる磁極角度を同時に固定する固定部材を保護部材中に有することにより、複数本の現像剤担持体を有し磁極角度のバラツキが大きくなる現像装置において、複数本の現像剤担持体毎に磁極角度のバラツキが小さくなるように磁極角度を異なった値に合わせる必要がある場合にも、保護部材に設けた固定部材により磁極調整部材の磁極角度が固定されているので、現像剤担持体毎の磁極角度の管理が不必要となる効果がある。また、出荷以降、使用場所において、イレギュラーに調整されてしまった場合でも、磁極調整部材の磁極角度がずれている場合には保護部材が取り付かなくなるため、調整値が、最適に合わせた出荷時の値から外れることがなくなる。
本発明の現像装置の構成例を示す概略断面図である。 本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 図1に示す現像装置の磁極調整機構を示す要部拡大図である。 磁極角度を合わせる磁極調整部材の目盛と現像装置本体側の目印との関係を示す図である。 複数の現像装置に対する複数の現像ロールの磁極角度の調整値の組み合わせ例を示した図(表)である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図2は本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。この画像形成装置は、光導電性を有する感光層を表面に設けたドラム状の像担持体(感光体)30と、この像担持体30の周囲に配設された帯電装置40、図示しない光書込み装置からの書込み光Lの露光部、現像装置1、転写装置50、クリーニング装置60等を備えている。
画像形成が開始されると、まず像担持体30の表面が帯電装置40で帯電され、図示しない光書込み装置からの書込み光Lにより静電潜像が形成される。現像装置1は内部にトナーとキャリアからなる2成分現像剤を収納しており、この現像剤を複数本の現像剤担持体2,3,4で担持して像担持体30に形成された静電潜像を現像することにより可視像(トナー像)が形成される。像担持体30に形成されたトナー像は転写装置50により転写媒体70に転写される。
ここで、転写媒体70が記録紙の場合には、トナー像を転写した記録紙は図示しない定着装置に搬送され、定着装置にて熱と圧力とを加えられることでトナー像が定着された後、図示しない排紙部に排紙される。
また、転写媒体70が中間転写体の場合には、中間転写体に転写されたトナー像は、図示しない2次転写部で記録紙に2次転写され、トナー像を転写した記録紙は定着装置(図示しない)に搬送され、定着装置でトナー像が定着された後、排紙部(図示しない)に排紙される。
一方、トナー像転写後の像担持体30は、クリーニング装置60で表面に残留したトナー等を清掃され、次の画像形成の待機状態となる。
なお、図2では一つの画像形成部を図示しているが、転写媒体70を中間転写体として、この中間転写体に沿って複数の画像形成部(例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の画像を形成する画像形成部)を配置すれば、タンデム型のカラー画像形成装置を構成することができる。
上記のような構成の画像形成装置では、像担持体30の軸(像担持体シャフト)は、画像形成装置のフレーム等に回転可能に取り付けられている。そして像担持体30は、像担持体シャフトに支持されており、像担持体シャフトと一体となって回転を行う。
現像装置1は、画像形成装置内のフレーム等に固定配置されており、像担持体シャフトを介して像担持体30との位置関係が保たれている。
この現像装置1には、複数本の現像剤担持体(一般的に現像ロールと呼ぶ)2,3,4が配置されており、各現像剤担持体2,3,4は、回転可能な現像スリーブと、該現像スリーブの内部に固定配置された複数の磁極(複数の磁石、または複数の磁極が着磁されたマグネットロール)とで構成されている。
以上のような構成の画像形成装置に装備される現像装置1において、本発明では複数の現像剤担持体2,3,4の磁極調整機構に特徴を有するものである。以下、現像装置の磁極調整機構の具体的な実施例について説明する。
図1は、本発明の現像装置1の構成例を示す概略断面図である。また、図3は、本実施例の特徴となる現像装置の磁極調整機構を示す要部拡大図であり、現像剤担持体や磁極調整機構等の可動部を保護する保護部材8と、保護部材8に取り付けた現像剤担持体と同数の磁極角度を固定する固定部材9,10,11と磁極角度を調整する磁極調整部材5,6,7を示している。さらに図4は、磁極角度を合わせる磁極調整部材の目盛と現像装置本体側の目印との関係を示す図である。また、図5は、複数の現像装置に対する各現像剤担持体(以下、現像ロールと記す)の磁極角度の調整値の組み合わせ例を示した図(表)である。
まず、本発明の実施例の全体構成について現像剤担持体(現像ロール)の数が3本の場合を図1に基づいて説明する。
図1においては、感光体(図示せず)と対向する現像装置1の側面にA現像ロール2、B現像ロール3、C現像ロール4の3本を配置している。各現像ロール2,3,4は、回転可能な現像スリーブと、該現像スリーブの内部に固定配置された複数の磁極(複数の磁石、または複数の磁極が着磁されたマグネットロール)とで構成されているが、磁極の図示は省略している。
ここで、各現像ロール2,3,4には、各現像ロール2,3,4の磁極位置や角度を調整するための磁極調整部材5,6,7が取り付けられている。この磁極調整部材5,6,7は、現像領域で2成分現像剤の磁気ブラシを形成するための現像主磁極(最大磁極)の位置と磁極角度を調整する部材であり、各々別の磁極角度に調整可能である。また、現像ロール等の可動部を保護する保護部材(以下、保護カバーと記す)8が取り付けられるようになっており、この保護カバー8の位置を現像装置本体に対して固定する固定用ピン16が複数個取り付けられている。
図1において、現像装置1の各現像ロール2,3,4の現像主磁極(以下、単に磁極と記す)の磁極角度は、画像濃度の確保や感光体へのキャリア及びトナーや異物の付着防止、かぶりの防止等に重要である。
この磁極角度の調整は、工場での製造・組立時において、例えば磁極位置や角度を測定する磁極調整治具を用い、この磁極調整治具を感光体の軸(シャフト)と現像ロールの間に配置し、現像ロール1本1本に対し、真の磁極角度0°の値を求め、その後、各現像ロールの磁極角度を調整値の真値に変更する。ここで、各々の磁極調整部材5,6,7を挟み込むような切り込みの入った固定部材で磁極のずれが発生しないように挟み込む。また、この固定部材は、上記の保護カバー8に設けられている。
次に、図3において、磁極調整部材5,6,7を挟み込む固定部材の詳細を説明する。
可動部の保護カバー8には現像ロールの本数に相当するプレート状の固定部材(以下、プレートと記す)をロール毎に取り付けることができる。そこで本実施例では、3本の現像ロール2,3,4を用い、かつ3つのプレート9,10,11を可動部の保護カバー8に取り付けた場合を例に挙げて説明する。
ここで、図3に示すように、可動部の保護カバー8には、Aプレート9とBプレート10とCプレート11を取り付けることができる。各プレート9,10,11には、各々別の磁極角度である磁極調整部材5,6,7を取り付けることが可能であり、本実施例では磁極角度が+10°〜−10°で1°刻みに21種類が取り付け可能である。
重複するパターンが存在するため、磁極調整部材の磁極角度の組み合わせとして21×21×21=9361通りの種類が計算上存在する。
例えば、Aプレート9は磁極角度+3°、Bプレート10は磁極角度−6°、Cプレート11は磁極角度+4°のように選択することが可能であり、このプレートが固定された保護カバー8を取り付けられる限り、最初の調整値となる形状を維持することができる。
また、保護カバー8の取り外し時に、プレートを付加した部材でも磁極固定部の位置が変わらないようにするため、保護カバー8を外した時に同時にプレート9,10,11を取り外せない構成としており、各プレート9,10,11は、保護カバー8に対し、逆方向からネジ等により取り付けるようになっている。例えばAプレート9は、ネジ12−1とネジ13−1によって、保護カバー8の取り付け方向手前から奥ではなく、奥から手前に取り付けることができる。
また、現像ロール以外の部品の交換や保守清掃等により、現像ロールの磁極位置を変えてしまった場合には、磁極調整部材5,6,7をプレート9,10,11に挟み込んだ後に、ネジで保護カバー8に固定する。例えば、磁極調整部材5の場合には、Aプレート9に磁極調整部材5を挟み込んだ後、Aプレート9に空いた穴からネジ14−1,15−1によって保護カバー8に固定させる。
図4は、各プレートを保護カバー8に取り付ける前に、表面から見える状態で磁極を調整する部材を示している。
現像装置側には、目盛を読むための基準の目印17が設けられており、各磁極調整部材5,6,7側には、1°毎に刻んだ目盛18が設けられており、目印17に目盛18を合わせる事により、磁極角度を合わせることができる。
ここで、磁極角度の真値と調整値の関係を説明する。
例えば、事前に磁極調整治具等で測定した磁極角度の真値0°が、磁極調整部材の目盛18上の+2°とすると、A現像ロール2の磁極角度の調整値が+3°の場合には、目盛18上は、+5°に合わせる。同様に、B現像ロール3を−1°、C現像ロール4を+4°に合わせる。ここで、Aプレート9を+5°用、Bプレート10を−1°用、Cプレート11を+4°用として、可動部の保護カバー8に取り付ける。
つまり、このプレートの組み合わせは、現像装置毎に異なるものとなるが、真値を基準にすると、同じ磁極角度になる。
本実施例の場合は、A現像ロール2の磁極角度が+3°、B現像ロール3の磁極角度が−3°、C現像ロール4の磁極角度が+7°に相当し、感光体に対する磁力のかかり方は、どの現像ロールも同じとなる。
次に、図5に現像装置の複数の現像ロールの磁極角度の真値に対する調整値の組み合わせ例を示す。
図5には、本実施例の組み合わせA,B,Cの現像ロールの3本の場合をまず説明するが、ロール数が3本より多い場合についても記述しており、本数が増えた場合でも実施可能である。
ここでは、本実施例における現像装置の種類分けの内訳を説明する。例えば、現像装置1の場合は、A現像ロール2の磁極角度の調整値は真値に対して+3°であるが、真値と図4の磁極調整部材の目盛18が0°に一致するため、図5に示すように+3°のAプレート9を選択する。
次に、現像装置2の場合、真値の0°は、+2°のため、磁極調整部材5の目盛は、+5°に合わせるが、Aプレート9は+5°を固定するものを保護カバー8に取り付ける。結果的に、現像装置2は、現像装置1と異なる磁極であるが、実際の磁極最大角についての調整は、同じ値の真値に対する+3°となる。
さらに、現像装置3、4、・・・N−1、Nの現像装置では、図4の調整目盛は異なるが、真値に対しては、同様の角度となる。
同様に、Bプレート10、Cプレート11を保護カバー8に取り付けることにより、図5に示すような現像装置毎の異なった組み合わせとなる構成が存在するが、真値からの磁極角度は同じ値となる。
なぜなら、現像装置にとって、現像ロールの磁極は、印刷品質上極めて重要であり、かつ各ロールの役割が異なるために、真値からの磁極位置はどの現像装置も同じである必要がある。
例えば、感光体に対してカウンタ回転のC現像ロール4は、フィルミングや感光体付着物への影響が大きい。一方、ベタ画質のエッジ部への影響が大きく数度ずれただけでも変化してしまう。また、感光体30と同じ方向に回転するA現像ロール2、B現像ロール3は、印刷の均一性はもとより、かぶり、キャリアスティック等、複数に効果があり、磁極角調整は極めて重要となる。
ここで、感光体に対してカウンタ回転とは、感光体30表面と現像ロールとが互い接する面において、異なる回転方向であることを指す。
なお、カウンタ回転させる現像ロールは、図2(感光体の回転方向が半時計方向で用紙または中間転写体下部に感光体が設けられる構成)の場合、上流側となるC現像ロール4(または中間のB現像ロール3)とする。これは、中間転写体に沿って複数の画像形成部を配置してタンデム型のカラー画像形成装置を構成する場合も同様である。
その理由として、フィルミング防止の現像ロールは感光体30との摺擦による画質低下の影響があるため、最下流以外、即ち、感光体30の回転方向に対して、より上流側とすることが好ましい。これにより、カウンタ回転の現像ロールより下流側の現像ロールにより均一化される。
次に、現像ロールを交換する必要がある場合を説明する。
現像装置1は使用するに従って、トナーの飛散により汚れが発生し、汚れの清掃のために各部品を取り外す場合が生じる。この場合、磁極を調整する磁極調整部材も例外ではなく、取り外し交換する必要がある。仮に、取り外したロールの磁極角度が取り外し前の磁極角度と異なった場合、複数本の現像ロール(本実施例においてはA、B,Cロール)中の取り外したロールのみ磁極調整部材がプレートと合致しなくなるため、プレートの取り付いた保護カバー8を取り外し前と同じように取り付けられなくなる。このため、イレギュラーに調整されてしまった場合でも、保護カバー8が取り付けられなくなるため、調整値が、最適に合わせた出荷時の値から外れていることが判り、調整し直すことができる。
また、図4に示した磁極調整部材の目盛は、製品を使用している段階でイレギュラーに調整されてしまうことがある。このずれが発生した場合も保護カバー8の取り付け時に補正することができる。
最期に、もう一度図3と図5を用いて、本実施例のプレートの種類とカバーとの取り付けの詳細について説明する。
本実施例の特徴は、図3に示すように複数枚(図では3枚)のプレート9,10,11を入れ替え可能な構成を取り、現像ロール2(Aロール)に対して1磁極、現像ロール3(Bロール)に対して1磁極、現像ロール4(Cロール)に対して1磁極と、現像ロール数だけ磁極を固定できることを特徴とする。各プレートは、図5に示す組み合わせで固定することができ、保護カバー8を現像装置本体(現像ケース等)に留めるネジとは逆方向からアクセスする構成でネジ12−1,12−2,12−3、13−1,13−2,13−3により固定される。
図3に示す磁極調整部材5,6,7は、各プレート9,10,11より突出しており、例えばAプレート9の切り込み19に対し、磁極調整部材5が嵌まり込むことで磁極が固定される。Bプレート10に対しては、切れ込み20に対し磁極調整部材6が、Cプレート11に対しては、切れ込み21に対し、磁極調整部材7が嵌り込む。全ての磁極調整部材(本実施例においては、磁極調整部材5,6,7の3点)が各プレート9,10,11の切れ込み19,20,21に嵌り込んだ後に磁極調整部材5,6,7をネジ14−1,14−2,14−3、15−1,15−2,15−3で保護カバー8に固定する。その結果、故障や保守で一度磁極を緩めた場合でも、複数本(本実施例の場合3本)の現像ローラ2,3,4の磁極を緩める前と同様に合わせることができる。
また、保護カバー8に関しては、図1に示すように固定ピン16を設けて位置合わせを行い、保護カバー8を固定する構成とし、保護カバー8を取り外し・嵌め込み可能とすれば、保護カバー8を取り外した場合にも、再度保護カバー8を取り付ける際に固定ピン16により容易に位置合わせを行うことが出来、保護カバー8を取り外し前と同様の位置に合わせることができる。
以上のように、本発明の現像装置の磁極調整機構においては、複数本の現像ロール2,3,4の磁極角度を各々調整する磁極調整部材5,6,7を有し、各磁極調整部材5,6,7によって調整した異なる磁極角度を同時に固定するプレート(固定部材)9,10,11を保護カバー8に有することにより、複数本の現像ローラ2,3,4を有し磁極角度のバラツキが大きくなる現像装置1において、複数本の現像ロール毎に磁極角度のバラツキが小さくなるように磁極角度を異なった値に合わせる必要がある場合にも、保護カバー8に設けたプレート(固定部材)9,10,11により磁極調整部材5,6,7の磁極角度が固定されているので、現像ロール毎の磁極角度の管理が不必要となる効果がある。また、工場出荷以降、使用場所において、イレギュラーに調整されてしまった場合でも、磁極調整部材5,6,7の磁極角度がずれている場合には保護カバー8が取り付かなくなるため、調整値が、最適に合わせた出荷時の値から外れることがなくなる。
従って、本発明によれば、使用開始から保守周期や部品交換周期を超えて使用しても、複数の現像ロール2,3,4の磁極位置や角度を出荷段階と同じ値に維持することができる磁極調整機構を備えた現像装置1を提供することができ、さらには、その現像装置を備え、画像濃度の確保や感光体へのキャリア及びトナーや異物の付着防止、かぶりの防止等を図ることができる画像形成装置を提供することができる。
1:現像装置
2,3,4:現像ロール(現像剤担持体)
5,6,7:磁極調整部材
8:保護カバー(保護部材)
9,10,11:プレート(固定部材)
12−1,12−2,12−3:ネジ
13−1,13−2,13−3:ネジ
14−1,14−2,14−3:ネジ
15−1,15−2,15−3:ネジ
16:固定ピン
17:目印
18:目盛
19,20,21:切れ込み
30:感光体(像担持体)
40:帯電装置
50:転写装置
60:クリーニング装置
70:転写媒体
特公平3−5579号公報

Claims (5)

  1. 内部に磁極を有し、該磁極の磁力によりトナーとキャリアからなる2成分現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を複数本具備した現像装置に備えられ、各現像剤担持体の磁極角度を各々調整することが可能な現像装置の磁極調整機構において、
    複数本の前記現像剤担持体の磁極角度を各々調整する磁極調整部材を有し、各磁極調整部材によって調整した異なる磁極角度を同時に維持する固定部材を有することを特徴とする現像装置の磁極調整機構。
  2. 請求項1に記載の現像装置の磁極調整機構において、
    前記磁極調整部材側に可動部を保護する保護部材を設け、前記保護部材中に前記固定部材を有することを特徴とする現像装置の磁極調整機構。
  3. 請求項2に記載の現像装置の磁極調整機構において、
    複数本の前記現像剤担持体の磁極を固定する前記保護部材に具備する複数の固定部材を、組み合わせて取り付けることができることを特徴とする現像装置の磁極調整機構。
  4. 現像剤担持体を複数本具備した現像装置において、
    請求項1乃至3のいずれか一つに記載の現像装置の磁極調整機構を備えたことを特徴とする現像装置。
  5. 像担持体上に静電潜像を形成し、該像担持体上の静電潜像を現像装置で現像して可視像を形成する画像形成装置において、
    前記現像装置として、請求項4に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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