JP5909457B2 - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、現像容器内の現像剤を撹拌搬送する第1撹拌搬送部材および第2撹拌搬送部材と、第1撹拌搬送部材に現像剤を供給する現像剤供給部材と、を含む現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。
画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。現像装置は、トナーを含む現像剤を現像容器内に収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーを配設するとともに、現像容器内部の現像剤を攪拌しながら搬送して現像ローラーへと供給する撹拌搬送部材を配設している。
現像装置では、現像動作によってトナーが消費されていく。そこで、現像により消費された分のトナーを補給するために、撹拌搬送部材に現像剤を供給する現像剤供給部材を現像容器内に設けた現像装置が提案されている。
このような現像装置は、例えば、現像剤を撹拌搬送する第1撹拌搬送部材および第2撹拌搬送部材と、第1撹拌搬送部材の回転方向と同方向に回転して第1撹拌搬送部材に現像剤を供給する現像剤供給部材と、第1撹拌搬送部材、第2撹拌搬送部材および現像剤供給部材を収容する現像容器と、を含む。現像容器には、現像剤供給部材から第1撹拌搬送部材に現像剤を供給するための供給部が形成される。そして、現像剤供給部材が回転することによって、供給部では現像剤供給部材から第1撹拌搬送部材に現像剤が供給される。
なお、第1撹拌搬送部材および第2撹拌搬送部材と、第1撹拌搬送部材に現像剤を供給する現像剤供給部材と、を備えた現像装置は、例えば特許文献1に開示されている。
特開2012−53414号公報
しかしながら、従来の現像装置では、供給部における現像剤供給部材の回転方向上流側(通常、下側)では、現像剤供給部材から第1撹拌搬送部材に現像剤が供給される一方、供給部における現像剤供給部材の回転方向下流側(通常、上側)では、第1撹拌搬送部材から現像剤供給部材に現像剤が戻される。このため、現像剤供給部材から第1撹拌搬送部材への現像剤供給効率が低下するという問題点がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、現像剤供給部材から撹拌搬送部材への現像剤供給効率を向上させることが可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、互いに略並列に配置される現像剤補給通路、第1搬送室、及び第2搬送室に区画され、トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、第1搬送室内に配置され、現像剤を撹拌搬送する第1撹拌搬送部材と、第2搬送室内に配置され、第1撹拌搬送部材と逆方向に現像剤を撹拌搬送する第2撹拌搬送部材と、現像剤補給通路内に配置され、第1撹拌搬送部材の回転方向と同方向に回転して第1搬送室に現像剤を供給する現像剤供給部材と、を備え、現像剤補給通路と第1搬送室との間には、現像剤補給通路から第1搬送室に現像剤を供給するための供給部が形成されており、供給部を現像剤供給部材の軸方向から見たとき、現像剤供給部材の回転方向下流側の部分には、現像剤供給部材の回転方向上流側に延びるリブが設けられている。
本発明によれば、供給部を現像剤供給部材の軸方向から見たとき、現像剤供給部材の回転方向下流側の部分には、現像剤供給部材の回転方向上流側に延びるリブが設けられている。これにより、供給部のうちの現像剤供給部材の回転方向下流側の部分において、第1撹拌搬送部材によって第1搬送室から現像剤補給通路に現像剤が戻されるのを抑制することができる。このため、現像剤供給部材から第1撹拌搬送部材へ(現像剤補給通路から第1搬送室へ)の現像剤供給効率を向上させることができる。
本発明の一実施形態の現像装置を備えた画像形成装置の全体構成を示した断面図である。 本発明の一実施形態の現像装置の構造を示した側面断面図である。 本発明の一実施形態の現像装置の撹拌部の構造を示した平面断面図である。 本発明の一実施形態の現像装置のカバー部材を取り外した状態を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の現像装置の第1スパイラルの構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の現像装置の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の現像装置の現像剤供給部材の構造を示した斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1〜図7を参照して、本発明の一実施形態による現像装置4を備えた画像形成装置100の構造について説明する。画像形成装置(例えばモノクロプリンター)100では、画像形成動作を行う場合、装置本体内の画像形成部Pにおいて、不図示のパーソナルコンピューター(PC)から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置4により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。この現像装置4へのトナーの供給はトナーコンテナ5から行われる。そして、このような画像形成装置100では、感光体ドラム1を図1において時計回りに回転させながら、感光体ドラム1に対する画像形成プロセスが実行される。
画像形成部Pには、感光体ドラム1の回転方向(時計回り)に沿って、帯電部2、露光ユニット3、現像装置4、転写ローラー6、クリーニング装置7、及び除電装置(図示せず)が配設されている。感光体ドラム1は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部2により、表面を帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット3からのレーザービームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン(a−Si)や、帯電時のオゾンの発生が少なく高解像度の画像が得られる有機感光層(OPC)等が好ましい。
帯電部2は、感光体ドラム1の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電部2として、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラーに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット3は、画像データに基づいて光ビーム(例えばレーザービーム)を感光体ドラム1に照射し、感光体ドラム1の表面に静電潜像を形成する。
現像装置4は、感光体ドラム1の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。なお、ここでは磁性を有するトナー成分のみから構成される一成分現像剤(以下、単にトナーともいう)が現像装置4に収容されている。また、現像装置4の詳細については後述する。転写ローラー6は、感光体ドラム1表面に形成されたトナー像を乱さずに用紙搬送路11を搬送されてくる用紙に転写する。クリーニング装置7は、感光体ドラム1の長手方向に線接触するクリーニングローラーやブレード材等を備えており、トナー像が用紙に転写された後に、感光体ドラム1の表面に残った残留トナーを除去する。
そして、予め入力された画像データに基づいて露光ユニット3が感光体ドラム1上にレーザービーム(光線)を発することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム1表面に形成する。その後、現像装置4が静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。
上記のようにトナー像が形成された画像形成部Pに向けて、用紙収容部10から用紙が用紙搬送路11及びレジストローラー対13を経由して所定のタイミングで搬送され、画像形成部Pにおいて転写ローラー6により感光体ドラム1表面のトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム1から分離され、定着部8に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着部8を通過した用紙は、排出ローラー対14を通過して用紙排出部15に排出される。
次に、図2を参照して、現像装置4の詳細構造について説明する。なお、図2は図1の背面側から見た状態を示しており、現像装置4内の各部材の配置は図1と左右が逆になっている。
図2に示すように、現像装置4は、現像ローラー(現像剤担持体)20と、規制ブレード21と、攪拌搬送部材30と、現像剤供給部材35と、これらを収容する現像容器40等と、により構成されている。
現像容器40は、現像装置4の外郭を構成しており、本体部41と、現像剤供給部材35などの上方を覆うカバー部材42と、を有する。現像容器40は、本体部41に形成された仕切り部41aによって第1搬送室40aと第2搬送室40bに仕切られている。第1搬送室40a及び第2搬送室40bには、トナーからなる一成分現像剤が収容される。また、現像容器40は、攪拌搬送部材30、現像剤供給部材35、及び現像ローラー20を回転可能に保持している。更に、現像容器40には、現像ローラー20を感光体ドラム1(図1参照)に向けて露出させる開口40cが形成されている。
現像ローラー20は、感光体ドラム1に対して一定の間隔を隔てて対向配置される。また、現像ローラー20は、感光体ドラム1に接近した対向領域において、感光体ドラム1にトナーを供給する。攪拌搬送部材30は現像ローラー20の左斜め下方に配設される。また、規制ブレード21は現像ローラー20の左側にて現像容器40に固定保持されている。
攪拌搬送部材30は、第1スパイラル(第1撹拌搬送部材)31と第2スパイラル(第2撹拌搬送部材)32の2本で構成される。第2スパイラル32が現像ローラー20の左斜め下方で、第2搬送室40b内に設けられ、第1スパイラル31が第2スパイラル32の左方に隣接して、第1搬送室40a内に設けられる。
第1及び第2スパイラル31、32は現像剤を攪拌しながら搬送する。また、第1搬送室40aと第2搬送室40bを仕切る仕切り部41aの長手方向(図2の紙面表裏方向)の両端部分には、連通部(後述する上流側連通部40dおよび下流側連通部40e)が設けられており、第1スパイラル31が回転すると、現像剤が仕切り部41aに設けた一方の連通部から第2スパイラル32に搬送され、現像剤が第1搬送室40a内と第2搬送室40b内とを循環する。そして、第2スパイラル32から現像ローラー20に現像剤が供給される。
現像ローラー20は、固定軸20aと、磁極部材20bと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ20c等を備えて構成されている。現像ローラー20は、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図2の反時計回り方向に回転させられる。
現像バイアスを印加された現像スリーブ20cが回転すると、現像領域(現像ローラー20と感光ドラム1との対向領域)において、現像バイアス電位と感光体ドラム1の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ20c表面に担持されたトナーが感光体ドラム1に飛翔する。飛翔したトナーは回転する感光体ドラム1上の露光部位に順次付着し、感光体ドラム1上の静電潜像が現像される。
次に、現像装置の攪拌部について詳しく説明する。
図3および図4に示すように現像容器40には、前述のように、仕切り部41aと、第1搬送室40aと、第2搬送室40bと、上流側連通部40dと、下流側連通部40eとが形成され、その他に、現像剤補給通路40fが形成されている。この現像剤補給通路40fは、新しい現像剤をトナーコンテナ5から第1搬送室40aに補給するための通路である。
第1搬送室40a、第2搬送室40bおよび現像剤補給通路40fは、互いに並列に配置されている。第1搬送室40aと第2搬送室40bとを仕切るように現像容器40の長手方向に延びる仕切り部41aが設けられており、現像剤補給通路40fと第1搬送室40aとを仕切るように現像容器40の長手方向に延びる仕切り部41bが設けられている。なお、第1搬送室40aにおいて、図3の左側を上流側、図3の右側を下流側とし、また、第2搬送室40bにおいて、図3の右側を上流側、図3の左側を下流側とする。従って、連通部は、第2搬送室40bを基準として、上流及び下流と呼称している。
上流側連通部40dおよび下流側連通部40eは、仕切り部41aの長手方向の一方側および他方側(A1方向側およびA2方向側)にそれぞれ形成されている。上流側連通部40dは、第1搬送室40aおよび第2搬送室40bのA1方向の端部同士を連通している。下流側連通部40eは、第1搬送室40aおよび第2搬送室40bのA2方向の端部同士を連通している。そして現像剤は、第1搬送室40a、上流側連通部40d、第2搬送室40b、及び下流側連通部40e内を循環することが可能である。
第1スパイラル31は図3および図5に示すように、回転軸31aと、回転軸31aに一体に設けられ、回転軸31aの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第1螺旋羽根(羽根)31bとを有する。回転軸31aは現像容器40に回転可能に軸支されている。第1螺旋羽根31bは、第1搬送室40a内の現像剤を撹拌しながらA1方向に搬送する。
第2スパイラル32は図3に示すように、回転軸32aと、回転軸32aに一体に設けられ、回転軸32aの軸方向に第1螺旋羽根31bと同じピッチで第1螺旋羽根31bとは逆方向を向く(逆位相の)羽根で螺旋状に形成される第2螺旋羽根32bとを有する。回転軸32aは、回転軸31aと平行に配置され、現像容器40に回転可能に軸支されている。第2螺旋羽根32bは、第2搬送室40b内の現像剤をA2方向(A1方向とは反対方向)に撹拌搬送しながら現像ローラー20に現像剤を供給する。
現像剤補給通路40fのA1方向側の部分では図6に示すように、現像容器40の上方に設けられたトナーコンテナ5から新しい現像剤を現像容器40内に補給するための補給口42aがカバー部材42に形成されている。補給口42aには、現像容器40内のトナー量を検知するトナーセンサー(図示せず)の検知結果に応じて、トナーコンテナ5(図1参照)に貯留されたトナー(現像剤)が供給される。現像剤補給通路40fのA2方向側の部分では図3に示すように、現像剤補給通路40fから第1搬送室40aに現像剤を供給するための供給部40gが形成されている。すなわち、現像剤補給通路40fは、A1方向側の部分に供給された現像剤を、A2方向に搬送して第1搬送室40aの上流側に供給するための通路である。
現像剤補給通路40f内には、第1スパイラル31および第2スパイラル32と平行に現像剤供給部材35が配置されている。現像剤供給部材35は図3および図7に示すように、回転軸35aと、回転軸35aに一体に設けられる第3螺旋羽根35bおよび第4螺旋羽根35cとを有する。第3螺旋羽根35bは、回転軸35aの軸方向に第1螺旋羽根31bとは逆方向を向く(逆位相の)羽根で螺旋状に形成されるとともに、補給口42a(図6参照)から供給部40gまで形成される。第4螺旋羽根35cは、第3螺旋羽根35bとは逆方向を向く(逆位相の)羽根で螺旋状に形成されるとともに、供給部40gからA2方向側の端部まで形成される。
現像剤供給部材35は、第1スパイラル31と同方向(図2の反時計回り)に回転するように構成されており、補給口42aに供給された現像剤は供給部40g側に搬送される。第3螺旋羽根35bと第4螺旋羽根35cとが互いに逆方向の位相を有するので、第3螺旋羽根35bと第4螺旋羽根35cとによって、現像剤は供給部40gで衝突し第1搬送室40aへ搬送される。
なお、現像剤供給部材35、第1スパイラル31および第2スパイラル32の各々は、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により回転駆動させられる。
現像剤供給部材35は図2に示すように、反時計回り方向に回転することにより、第1スパイラル31に現像剤を下側から供給する。また、供給部40gの上部(供給部40gのうちの現像剤供給部材35の回転方向下流側の部分)には、下側(現像剤供給部材35の回転方向上流側)に延びるリブ42bが形成されている。リブ42bの第1スパイラル31側の側面42cは、鉛直方向に延びる平面により形成されている。このリブ42bは、供給部40gの幅方向(A1、A2方向)の略全域に形成されている。また、リブ42bは、樹脂によりカバー部材42と一体成型されている。
リブ42bの先端(下端)は、現像剤供給部材35の中心O35と第1スパイラル31の中心O31とを結ぶ線Lに対して、上側(現像剤供給部材35の回転方向下流側)に配置されている。また、リブ42bの先端は、現像剤供給部材35の中心O35よりも上側に配置されている。なお、現像剤供給部材35の中心O35は、第1スパイラル31の中心O31よりも高い位置に配置されている。供給部40gの底面は、現像剤補給通路40fから第1搬送室40aに向かって下側に傾斜している。
本実施形態では、上記のように、供給部40gの上部(現像剤供給部材35の回転方向下流側の部分)には、下側(現像剤供給部材35の回転方向上流側)に延びるリブ42bが設けられている。これにより、供給部40gの上部において、第1スパイラル31によって第1搬送室40aから現像剤補給通路40fに現像剤が戻されるのを抑制することができる。このため、現像剤供給部材35から第1スパイラル31へ(現像剤補給通路40fから第1搬送室40aへ)の現像剤供給効率を向上させることができる。
また、上記のように、リブ42bの先端は、現像剤供給部材35の中心O35と第1スパイラル31の中心O31とを結ぶ線Lに対して、上側(現像剤供給部材35の回転方向下流側)に配置されている。これにより、現像剤供給部材35から第1スパイラル31への現像剤の供給がリブ42bによって阻害されるのを抑制することができるので、現像剤供給効率をより向上させることができる。
また、上記のように、現像剤供給部材35の中心O35は、第1スパイラル31の中心O31よりも高い位置に配置されており、リブ42bの先端は、現像剤供給部材35の中心O35よりも上側に配置されている。これにより、現像剤供給部材35から第1スパイラル31への現像剤の供給がリブ42bによって阻害されるのをより抑制することができる。
また、上記のように、現像剤供給部材35は、第1スパイラル31に現像剤を下側から供給するように回転し、リブ42bは、供給部40gの上部に設けられている。これにより、第1スパイラル31に現像剤を上側から供給するように現像剤供給部材35を回転させ、リブ42bを供給部40gの下部に設ける場合に比べて、現像剤供給部材35から第1スパイラル31への現像剤供給効率を容易に向上させることができる。
また、上記のように、リブ42bは、カバー部材42と一体で形成されている。これにより、リブ42bを容易に形成することができるとともに、部品点数が増加するのを抑制することができる。
また、上記のように、リブ42bの第1スパイラル31側の側面42cは、鉛直方向に延びる平面により形成されている。これにより、リブ42bの第1スパイラル31側の側面42cが、例えば、第1スパイラル31の羽根の通過領域に沿った円弧状の曲面により形成されている場合に比べて、第1スパイラル31から現像剤供給部材35に現像剤が戻るのを抑制することができる。このため、現像剤供給部材35から第1スパイラル31への現像剤供給効率をより向上させることができる。
また、上記のように、供給部40gの底面は、現像剤補給通路40fから第1搬送室40aに向かって下側に傾斜している。これにより、現像剤供給部材35から第1スパイラル31への現像剤供給効率を容易に向上させることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態では、本発明は図1に示したモノクロプリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、カラープリンター、カラー複写機、ファクシミリ等の、第1撹拌搬送部材、第2撹拌搬送部材および現像剤供給部材を含む現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。
また、上記実施形態では、現像剤としてトナーのみからなる一成分現像剤を用いる例について示したが、本発明はこれに限らず、現像剤としてキャリアおよびトナーからなる二成分現像剤を用いてもよい。
また、上記実施形態では、現像剤供給部材が第1撹拌搬送部材に現像剤を下側から供給するように回転する例について示したが、本発明はこれに限らず、現像剤供給部材は第1撹拌搬送部材に現像剤を上側から供給するように回転してもよい。この場合、リブを供給部の下部(現像剤供給部材の回転方向下流側の部分)に設ければよい。また、現像剤供給部材35の中心O35を、第1スパイラル31の中心O31よりも高い位置に配置し、リブ42bの先端を、第1スパイラル31の中心O31よりも下側に配置してもよい。
また、上記実施形態では、リブをカバー部材と一体で形成した例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、リブを、現像剤補給通路と第1搬送室とを仕切る仕切り部と一体で形成してもよい。
4 現像装置
31 第1スパイラル(第1撹拌搬送部材)
32 第2スパイラル(第2撹拌搬送部材)
35 現像剤供給部材
40 現像容器
40a 第1搬送室
40b 第2搬送室
40f 現像剤補給通路
40g 供給部
42 カバー部材
42b リブ
42c 側面
100 画像形成装置
L 線
O31、O35 中心

Claims (5)

  1. 互いに略並列に配置される現像剤補給通路、第1搬送室、及び第2搬送室に区画され、トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、
    前記第1搬送室内に配置され、前記現像剤を撹拌搬送する第1撹拌搬送部材と、
    前記第2搬送室内に配置され、前記第1撹拌搬送部材と逆方向に前記現像剤を撹拌搬送する第2撹拌搬送部材と、
    前記現像剤補給通路内に配置され、前記第1撹拌搬送部材の回転方向と同方向に回転して前記第1搬送室に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
    を備え、
    前記現像剤補給通路と前記第1搬送室との間において、前記第1搬送室内の現像剤搬送方向に対し前記第1搬送室の上流側寄りの部分で、かつ、前記現像剤補給通路内の現像剤搬送方向に対し前記現像剤補給通路の下流側端部よりも上流側の部分には、前記現像剤補給通路から前記第1搬送室に前記現像剤を供給するための供給部が形成されており、
    前記現像剤補給通路は、前記現像剤補給通路内の現像剤搬送方向に対し前記供給部よりも下流側まで延在しており、
    前記供給部を前記現像剤供給部材の軸方向から見たとき、前記供給部の上部には、下側に延びるリブが設けられており、
    前記現像剤供給部材の中心は、前記第1撹拌搬送部材の中心よりも高い位置に配置されており、
    前記リブの先端は、前記現像剤供給部材の中心よりも上側で、かつ、前記第1撹拌搬送部材の上端よりも下側に配置されており、
    前記現像剤供給部材は、回転軸と、前記回転軸に一体に形成され、前記現像剤補給通路内の現像剤を前記第1撹拌搬送部材と逆方向に撹拌搬送する螺旋羽根と、前記螺旋羽根に対して前記螺旋羽根の現像剤搬送方向下流側で、かつ、前記供給部から前記現像剤補給通路の前記下流側端部までの間に配置され、前記螺旋羽根と巻き方向が逆である逆螺旋羽根と、によって構成されているとともに、前記第1撹拌搬送部材に前記現像剤を下側から供給するように回転し、
    前記螺旋羽根および前記逆螺旋羽根は、それぞれ少なくとも一部が前記供給部に対向配置されていることを特徴とする現像装置。
  2. 前記螺旋羽根および前記逆螺旋羽根は、前記供給部に対向する部分において前記供給部の中央を対称軸として線対称に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記現像容器は、前記第1撹拌搬送部材の上方に配置されるカバー部材を用いて構成されており、
    前記リブは、前記カバー部材と一体で形成されてい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。
  4. 前記リブの前記第1撹拌搬送部材側の側面は、上下方向に延びる平面により形成されていることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の現像装置。
  5. 請求項1〜のいずれか1項に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
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