JP6315304B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
上記特許文献1には、トナー及び磁性キャリアの通過を阻止しつつ気体を通過させるフィルタ部材が設けられた貫通孔をケーシングに設けた構成が記載されている。このような貫通孔を設けることで、ケーシング内の圧力上昇を抑制でき、トナー漏れの発生を抑制できる。また、特許文献1に記載の現像装置では、貫通孔のケーシング内部側の開口を、離間位置よりも現像剤担持体の表面移動方向上流側の現像剤担持体の表面と対向する位置に設けている。
現像剤担持体から離間した現像剤は、現像剤供給搬送路内に落下するが、この際、現像剤供給搬送路内の他の現像剤と合流して現像剤中のトナーが飛散し易い状態となる。また、離間位置から現像剤供給搬送路内に向けて現像剤が落下することで、現像剤と共に連れまわった気流が現像剤供給搬送路に流入するため、現像剤供給搬送路内は気圧が上昇する傾向にある。
図2は、複写機500の概略構成図である。複写機500は、画像形成装置の本体部としてのプリンタ部100の上方に、原稿読込部4及び原稿搬送部3を備え、プリンタ部100の下方に給紙部7を備える。原稿搬送部3は、原稿読込部4に原稿を搬送し、原稿読込部4は搬送されてきた原稿の画像情報を読み込む。給紙部7は、記録媒体である転写紙Pを収容する記録媒体収容部であり、転写紙Pが複数枚重ねて収容される給紙カセット26と、給紙カセット26内の転写紙Pをプリンタ部100に向けて送り出す給紙ローラ27とを備える。図2中の一点鎖線は、複写機500内での転写紙Pの搬送経路を示す。
さらに、プリンタ部100内の四つの作像ユニット6(Y,M,C,K)の下方には、各感光体(Y,M,C,K)の表面上にレーザ光Lを照射して静電潜像を形成する潜像形成手段である露光装置12を備える。
図4は、作像ユニット6の斜視説明図である。図4に示すように、作像ユニット6は、感光体1及び現像装置5を一体的に支持するプロセスカートリッジとなっており、このプロセスカートリッジは複写機500本体に対して着脱可能となっている。これにより、現像装置5を備えた複写機500本体での現像装置5の交換性が容易となり、複写機500のメンテナンス性が向上する。
まず、原稿搬送部3の原稿台に原稿がセットされた状態で、不図示のスタートボタンが押されると、原稿は、原稿搬送部3の搬送ローラによって原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
露光装置12において、四つの光源から画像信号に対応したレーザ光Lが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Lは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過して、各感光体1(Y,M,C,K)の表面に照射される(露光工程)。
感光体クリーニング装置2との対向部を通過した感光体1の表面は、不図示の除電手段と対向する除電部を通過して残留電荷が除電され、感光体1における一連の作像プロセスが終了し、次の作像動作に備える。
そして、二次転写ニップで中間転写ベルト8上に担持されたカラートナー像が転写紙P上に転写される(二次転写工程)。
定着装置20を通過した転写紙Pは、排紙ローラ対25によってプリンタ部100の外に出力画像として排出されて、排紙トレイ30上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
現像装置5は、内部に磁界発生手段としてのマグネットローラ55と、マグネットローラ55の周囲を回転する現像剤担持体としての現像スリーブ51とから構成される現像ローラ50を備える。現像ローラ50は、現像剤担持体収容部としての現像ローラ収容部62内に設けられている。
現像スリーブ51はマグネットローラ55を内包し、回転自在な非磁性材料からなる円筒形状の部材である。現像スリーブ51の表面上には、複数の磁極として、第一磁極P1(S極)、第二磁極P2(N極)、第三磁極P3(S極)、第四磁極P4(N極)、及び、第五磁極P5(N極)の五つの磁極がマグネットローラ55によって形成されている。なお、図1中のP1〜P5は、各磁極によって形成される磁場の現像スリーブ51の表面上における法線方向磁束密度(絶対値)の分布を示している。
また、循環搬送路54aの底面には、現像剤のトナー濃度を検知するための濃度検知センサ56が設けられている。この濃度検知センサ56が現像剤収容部内でトナー濃度不足を検知すると、不図示のトナー補給装置が駆動され、トナー容器11(図2参照)よりトナー補給口64を介して循環搬送路54a内にトナーが補給される。
トナー補給装置により現像装置5に補給されるトナーは、トナー補給口64から現像剤収容部の循環搬送路54a内に補給される。現像装置5の循環搬送路54aに補給されたトナーは循環スクリュ54によってトナーとキャリアとからなる現像剤Gと攪拌される。循環搬送路54a内では、トナーとキャリアとからなる現像剤Gと補給されたトナーとが循環スクリュ54により攪拌されながら軸方向に搬送され、補給されたトナーが現像剤G中に取り込まれる。
このとき、現像スリーブ51の表面上の現像剤Gは、隣り合う同極性(N極)の磁極である第四磁極P4と第五磁極P5とによって構成される変極点512における磁力による作用によって現像スリーブ51の表面上から離脱する。
現像装置5は、現像スリーブ51上の汲み上げ部511と、剤離れ磁極となる変極点512との間の表面に対して、現像スリーブ51の長手方向の全域に渡って上端部が対向する仕切板520を備える。仕切板520は、現像装置5内における汲み上げ部511が対向する空間と変極点512が対向する空間とを仕切り、下端部が供給回収搬送路53aの上方に位置する。
さらに、ケーシング60は、トナー及び磁性キャリアの通過を阻止しつつ気体を通過させる圧抜きフィルタ90が設けられた圧抜き孔92を備えており、圧抜き孔92のケーシング60内部側の開口は、仕切板520の下端部近傍に位置する。
また、現像装置5では変極点512で現像スリーブ51から離間した現像剤Gを仕切板520の傾斜面521に流すことが出来る。さらに、仕切板520があることで、離間した現像剤Gが第五磁極P5に引き寄せられ、現像スリーブ51の表面に再着磁することを防止できる。
これに対して、本実施形態の現像装置5を備えた複写機500では、変極点512で離間した現像剤Gがすぐに現像スリーブ51に供給されることを効果的に抑制できるため、画像変動を抑制し、安定した画像形成を行うことが出来る。
仕切板520は、現像装置5内における汲み上げ部511が対向する空間と変極点512が対向する空間とを仕切り、遮蔽壁として機能し、現像スリーブ51から離間した現像剤Gと共に供給回収搬送路53aに向かう気流の流路を形成する。また、仕切板520の下端部近傍に圧抜き孔92のケーシング60内部側の開口が位置しているため、仕切板520に沿って仕切板520の下端部近傍まで到達した気流は、気圧が低いケーシング外部と連通する圧抜き孔92に流入する。そして、圧抜き孔92のケーシング外部側の開口には圧抜きフィルタ90が設けられているため、仕切板520は、気流が圧抜きフィルタ90に向かう流路の一部を形成する部材となっている。
これに対して、本実施形態の現像装置5は、飛散したトナーが現像装置外へと流出することを、より効果的に抑制することができる。これは、以下の理由による。
図7中の「W51」は画像幅であり、この画像幅W51は、現像スリーブ51の回転軸方向についての感光体1の表面上の潜像の幅であり、図7では、感光体1の潜像と対向する現像スリーブ51の領域の幅を示している。また、図7中の「W520」は仕切板幅であり、仕切板幅W520は、現像スリーブ51の回転軸方向についての仕切板520の幅である。さらに、また、図7中の「W90」はフィルタ幅であり、フィルタ幅W90は、現像スリーブ51の回転軸方向についての圧抜きフィルタ90の幅である。
また、現像スリーブ51の回転軸方向についての圧抜き孔92の幅は、画像幅W51よりも広く、画像幅W51は圧抜き孔92の幅の範囲内に収まっている。圧抜きフィルタ90へ向かう気流の流路の下流側となる圧抜き孔92の幅が画像幅W51よりも広いことにより、圧抜きフィルタ90へ向かう気流が発生し易くなる。
ここで、供給回収搬送路53a内でスクリュ軸53bを境に水平方向に二つに分けられる空間のうち、供給回収スクリュ53の回転に伴いスクリュ羽部53cが下方から上方に移動する空間(図1中の右側の空間)を羽部上昇空間とする。一方、供給回収スクリュ53の回転に伴いスクリュ羽部53cが上方から下方に移動する空間(図1中の左側の空間)を羽部下降空間とする。このとき、図1に示すように、供給回収搬送路53a内の現像剤Gは羽部上昇空間から現像スリーブ51表面に供給され、仕切板520の下端部は、スクリュ軸53bの上方、または、羽部下降空間の上方に位置する。
図8では、現像スリーブ51の表面から離間して、供給回収搬送路53a内に落下する現像剤Gの様子を示しており、図中の現像剤Gと共に示す実線の矢印が現像剤Gの経路を示しており、図中の破線矢印は気流の経路を示している。
供給回収搬送路53a内に現像剤Gを落下するときに、整流部材91によって仕切板520へ向けて流れを偏向された気流が、変極点512から現像剤Gが離れるに際して、飛散しようとするトナーを仕切板520方向へと抑える。そして、仕切板520上の現像剤Gに向けて気流が吹き付けられるため、仕切板520上に現像剤Gが堆積して、仕切板520と整流部材91との間に詰まって(パッキング)してしまうことを防止することができる。
現像装置5のケーシング60は、現像ローラ収容部62の内壁を含む現像上ケース60aと、供給回収搬送路53aと循環搬送路54aとから構成される現像剤収容部の内壁を含む現像下ケース60bとで、主に構成されている。現像下ケース60bには、軸受(不図示)を介して現像スリーブ51が取り付けられ、ドクタブレード52、磁性板58等も取り付けられている。これらの部材が取り付けられた現像下ケース60bの上側に、現像上ケース60aが取り付けられる。
(態様A)
現像領域で下方から上方に表面移動するように回転する現像スリーブ51等の現像剤担持体と、現像剤担持体の表面が感光体1等の潜像担持体の表面と対向するように現像剤担持体表面移動方向における現像剤担持体表面の一部分を露出させるための開口部61等の現像用開口を備え、内部にトナーと磁性キャリアとを含んだ現像剤G等の二成分現像剤を収容するケーシング60等のケーシングと、ケーシング内の現像剤担持体の下方で現像剤担持体の回転軸方向に延びる供給回収搬送路53a等の現像剤供給搬送路内に配置され、現像剤供給搬送路内の二成分現像剤を該現像剤担持体の軸方向に沿って搬送しつつ、現像剤供給搬送路内の二成分現像剤を現像剤担持体の表面に供給する供給回収スクリュ53等の現像剤供給搬送部材とを備え、現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体表面上の潜像に付着させて潜像を現像するとともに、現像領域を通過した二成分現像剤を該現像剤担持体から離間させ、現像剤供給搬送路に回収する現像装置5等の現像装置において、現像剤担持体の表面上における現像剤供給搬送路内から二成分現像剤が供給される汲み上げ部511等の供給位置と、現像領域を通過した二成分現像剤が該現像剤担持体から離間する変極点512等の離間位置との間の表面に対して、現像剤担持体の回転軸方向の全域に渡って上端部が対向し、現像装置内における供給位置が対向する空間と離間位置が対向する空間とを仕切り、下端部が現像剤供給搬送路の上方に位置する仕切板520等の仕切板を備え、ケーシングは、トナー及び磁性キャリアの通過を阻止しつつ気体を通過させる圧抜きフィルタ90等のフィルタ部材が設けられた圧抜き孔92等の貫通孔を備えており、貫通孔のケーシング内部側の開口は、仕切板の下端部近傍に位置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、離間位置で離間した現像剤は、仕切板を挟んで離間位置が対向する側の空間を通って現像剤供給搬送路に回収され、現像剤と共に気流も現像剤供給搬送路に流入する。このとき、現像剤供給搬送路では、トナーが飛散しつつ、気圧が上昇するが、現像剤供給搬送路の上方に位置する仕切板の下端部の近傍に、貫通孔のケーシング内部側の開口が位置するため、気圧が低いケーシング外部に向けて貫通孔を通過する気流が生じる。飛散したトナーは気流とともに気圧が低い方向へと流れるため、飛散したトナーは貫通孔に流入するが、貫通孔に設けられたフィルタ部材によってケーシングの外への流出は防止される。貫通孔の開口を仕切板の下端部の近傍に配置することで、現像剤と共に現像剤供給搬送路に流入する気流に対して逆流する気流を発生させることなく、気圧が上昇する傾向にある現像剤供給搬送路内の気体を外部に流出させることが出来、気圧の上昇を抑制できる。現像剤供給搬送路内の気圧の上昇を抑制することで、現像剤供給搬送路の近傍にシール性が甘い箇所があっても、そこから外部に向かう気流が生じることを抑制できる。これにより、フィルタ部材を備えていない隙間から気流と共にトナーが現像装置のケーシングの外に流出することを抑制できる。よって、本態様では、供給回収一体方式で、二成分現像剤中のトナーがケーシングの外に流出することをより効果的に抑制することができる。
(態様B)
態様Aにおいて、供給回収スクリュ53等の現像剤供給搬送部材は、現像スリーブ51等の現像現像剤担持体の回転軸方向に延在するスクリュ軸53b等の搬送回転軸を中心にスクリュ羽部53c等の搬送羽部が回転することによって供給回収搬送路53a等の現像剤供給搬送路内の現像剤G等の二成分現像剤を搬送し、現像剤供給搬送路内で現像剤供給搬送部材の搬送回転軸を境に水平方向に二つに分けられる空間を、現像剤供給搬送部材の回転に伴い搬送羽部が下方から上方に移動する羽部上昇空間、及び、搬送羽部が上方から下方に移動する羽部下降空間としたときに、現像剤供給搬送路内の現像剤は羽部上昇空間から現像剤担持体表面に供給され、仕切板520等の仕切板の下端部は、搬送回転軸の上方、または、羽部下降空間の上方に位置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、離間位置で現像剤担持体から離間した現像剤は、羽部下降空間内に受け渡され、羽部下降空間内での搬送羽部の動きに伴い、現像剤供給搬送路内の現像剤内に取り込まれ、攪拌される。これにより、現像剤担持体から離間した現像剤が、現像剤供給搬送路内の現像剤と攪拌されることなく、すぐに現像剤担持体に供給されることを、より効果的に抑制できる。
(態様C)
態様AまたはBの何れかの態様において、仕切板520等の仕切板は、上端部から下端部に掛けて現像剤担持体の回転軸に対する水平方向の位置が離れるように、傾斜している。
これによれば、上記実施形態について説明したように、離間位置で現像剤担持体から離間した現像剤を全て仕切板によって搬送回転軸を挟んで現像剤担持体から遠い側へ落下させることができる。これにより、離間位置で離間した現像剤がすぐに現像剤担持体に供給されることを、さらに効果的に抑制することができる。
(態様D)
態様A乃至Cの何れかの態様において、現像スリーブ51等の現像剤担持体の回転軸方向についての圧抜き孔92等の貫通孔の幅は、感光体1等の潜像担持体表面上の潜像の幅(画像幅W51等)よりも広い。
これによれば、上記実施形態について説明したように、圧抜きフィルタ90等のフィルタ部材へ向かう気流の流路の下流側となる貫通孔の幅が潜像の幅よりも広いことにより、フィルタ部材へ向かう気流が発生し易くなる。このため、他の方向に向かう気流が生じ難く、フィルタ部材を備えないケーシングの隙間からトナーが外部に飛散することを防止できる。
(態様E)
態様A乃至Dの何れかの態様において、ケーシング60等のケーシングの内壁面のうち、現像スリーブ51等の現像剤担持体の表面と対向するスリーブ対向面601等の現像剤担持体対向面に沿って流れる気流を、仕切板520等の仕切板に向けるように流れの向きを変更させる整流部材91等の整流部材を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、整流部材によって仕切板へ向けて流れの向きを変更された気流が、変極点512等の離間位置から現像剤G等の二成分現像剤が離れるに際して、飛散しようとするトナーを仕切板の方向へと抑える。これにより、現像剤担持体から離間した後、仕切板520の下端部に到達する前の二成分現像剤からトナーが舞い上がることを抑制し、フィルタ部材を備えないケーシングの隙間からトナーが外部に飛散することを防止できる。
(態様F)
潜像を担持する感光体1等の潜像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える複写機500等の画像形成装置における少なくとも潜像担持体と現像手段とを一つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にした作像ユニット6等のプロセスカートリッジにおいて、現像手段として、態様A乃至Eの何れかの態様の現像装置5等の現像装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、二成分現像剤中のトナーがケーシングの外に流出することをより効果的に抑制することができる現像装置を備えた画像形成装置での現像装置の交換が容易となり、画像形成装置のメンテナンス性が向上する。
(態様G)
少なくとも感光体1等の潜像担持体と、潜像担持体表面を帯電させるための帯電装置40等の帯電手段と、潜像担持体上に静電潜像を形成するための露光装置12等の潜像形成手段と、静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する複写機500等の画像形成装置において、現像手段として、態様A乃至Eの何れかの態様の現像装置5等の現像装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、二成分現像剤中のトナーがケーシングの外に流出することことに起因する装置内汚れを抑制することができ、装置内汚れに起因する画像品質の低下や部材の故障を抑制することができる。
1Y イエロー用感光体
1C シアン用感光体
1K ブラック用感光体
1M マゼンタ用感光体
2 感光体クリーニング装置
2a クリーニングブレード
3 原稿搬送部
4 原稿読込部
4a 帯電ローラ
5 現像装置
6 作像ユニット
6Y イエロー用作像ユニット
7 給紙部
8 中間転写ベルト
9 一次転写バイアスローラ
10 中間転写ユニット
11 トナー容器
12 露光装置
19 二次転写バイアスローラ
20 定着装置
25 排紙ローラ対
26 給紙カセット
27 給紙ローラ
28 レジストローラ対
30 排紙トレイ
40 帯電装置
50 現像ローラ
51 現像スリーブ
52 ドクタブレード
53 供給回収スクリュ
53a 供給回収搬送路
53c スクリュ羽部
53b スクリュ軸
54 循環スクリュ
54a 循環搬送路
55 マグネットローラ
56 濃度検知センサ
57 仕切壁
57a 循環下流端開口部
57b 供給下流端開口部
58 磁性板
58a 対向面
59 連通口
60 ケーシング
60a 現像上ケース
60b 現像下ケース
61 開口部
62 現像ローラ収容部
64 トナー補給口
80 連通口封止部材
81 枠体
82 シール部材
83 曲げ部
90 圧抜きフィルタ
91 整流部材
92 圧抜き孔
100 プリンタ部
500 複写機
511 汲み上げ部
512 変極点
520 仕切板
521 傾斜面
601 スリーブ対向面
G 現像剤
L レーザ光
P 転写紙
P1 第一磁極
P2 第二磁極
P3 第三磁極
P4 第四磁極
P5 第五磁極
W51 画像幅
W520 仕切板幅
W90 フィルタ幅
Claims (7)
- 現像領域で下方から上方に表面移動するように回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の表面が潜像担持体の表面と対向するように現像剤担持体表面移動方向における現像剤担持体表面の一部分を露出させるための現像用開口を備え、内部にトナーと磁性キャリアとを含んだ二成分現像剤を収容するケーシングと、
前記ケーシング内の前記現像剤担持体の下方で前記現像剤担持体の回転軸方向に延びる現像剤供給搬送路内に配置され、前記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤を前記現像剤担持体の軸方向に沿って搬送しつつ、前記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤を前記現像剤担持体の表面に供給する現像剤供給搬送部材とを備え、
前記現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを潜像担持体表面上の潜像に付着させて前記潜像を現像するとともに、現像領域を通過した二成分現像剤を前記現像剤担持体から離間させ、前記現像剤供給搬送路に回収する現像装置において、
前記現像剤担持体の表面上における前記現像剤供給搬送路内から二成分現像剤が供給される供給位置と、現像領域を通過した二成分現像剤が前記現像剤担持体から離間する離間位置との間の表面に対して、前記現像剤担持体の回転軸方向の全域に渡って上端部が対向し、前記現像装置内における前記供給位置が対向する空間と前記離間位置が対向する空間との間に位置する仕切板を備え、
前記仕切板の下端部が前記現像剤供給搬送部材の上方に位置し、
トナー及び磁性キャリアの通過を阻止しつつ気体を通過させるフィルタ部材が設けられた貫通孔の前記ケーシング内部側の開口は、前記仕切板の下端部近傍に位置し、
前記回転軸方向から見て、前記貫通孔の前記ケーシング内部側の開口幅は、前記離間位置が対向する空間における、前記仕切板に対向する部材と前記仕切板との間の二成分現像剤が移動する隙間より広いことを特徴とする現像装置。 - 請求項1の現像装置において、
前記現像剤供給搬送部材は、前記現像剤担持体の回転軸方向に延在する搬送回転軸を中心に搬送羽部が回転することによって前記現像剤供給搬送路内の二成分現像剤を搬送し、
前記現像剤供給搬送路内で前記現像剤供給搬送部材の前記搬送回転軸を境に水平方向に二つに分けられる空間を、前記現像剤供給搬送部材の回転に伴い前記搬送羽部が下方から上方に移動する羽部上昇空間、及び、前記搬送羽部が上方から下方に移動する羽部下降空間としたときに、
前記現像剤供給搬送路内の現像剤は前記羽部上昇空間から前記現像剤担持体表面に供給され、
前記仕切板の下端部は、前記搬送回転軸の上方、または、前記羽部下降空間の上方に位置することを特徴とする現像装置。 - 請求項1または2の何れかの現像装置において、
前記仕切板は、上端部から下端部に掛けて前記現像剤担持体の回転軸に対する水平方向の位置が離れるように、傾斜していることを特徴とする現像装置。 - 請求項1乃至3の何れかの現像装置において、
前記現像剤担持体の回転軸方向についての前記貫通孔の幅は、前記潜像担持体表面上の潜像の幅よりも広いことを特徴とする現像装置。 - 請求項1乃至4の何れかの現像装置において、
前記ケーシングの内壁面のうち、前記現像剤担持体の表面と対向する現像剤担持体対向面に沿って流れる気流を、前記仕切板に向けるように流れの向きを変更させる整流部材を備えることを特徴とする現像装置。 - 潜像を担持する潜像担持体と、
前記潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも前記潜像担持体と前記現像手段とを一つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、
前記現像手段として、請求項1乃至5の何れかに記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 少なくとも潜像担持体と、
前記潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
前記潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項1乃至5の何れかに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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