JP6953205B2 - 現像装置、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置 - Google Patents

現像装置、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は電子写真画像形成装置にて使用する現像装置、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置に関する。
電子写真用画像形成装置に使用される現像装置として、現像剤担持体と現像剤規制部材を有するものが広く知られている。現像剤規制部材は現像剤担持体に当接する現像剤層厚規制部において、現像剤の薄層を形成すると共に、現像剤に摩擦電荷(トリボ)を付与する役割を有している。
特許文献1には、現像剤担持体に対向する現像剤規制部材の弾性部材の面のうち、上流側面部分は、現像剤担持体表面との間に現像剤取り込み間隙を提供しており、下流側面部分が、現像剤担持体表面の曲率半径と同じ曲率半径の凹面を有している現像装置が開示されている。この現像剤規制部材は、現像剤の搬送を妨げることなく、また現像剤担持体への当接圧を大きくする必要なしに、所定の摩擦帯電を行えると記載されている。しかしながら、該現像剤規制部材では現像剤を規制する力が不足するため、現像剤の薄層を形成するための規制ができず、現像剤量を均一に搬送することが不十分となることがある。その結果、規制不良による画像不良が発生する場合がある。
特許文献2には、現像剤規制部材が、現像剤担持体に対して2点以上の接点をもって接触する形状を有し、更に、現像剤担持体の外周形状寸法と同じ形状寸法を有する現像装置が開示されている。この現像剤規制部材により、当接圧を分散し、現像剤担持体に対する当接圧のピーク値を低減させることによって抜けスジの発生に対する余裕度を大きくすることができると記載されている。しかしながら、小粒径現像剤を使用する場合は、現像剤層厚規制部内で当接圧が分散された状態では現像剤が規制されず、規制不良による画像不良が発生する。
特開2009−42320号公報 特開平11−316499号公報
これらの画像不良は、現像剤に所定の電荷を与えようとした場合に、現像剤担持体上における現像剤層の厚みの規制が達成できないために発生するものである。現像剤担持体上の現像剤に対する規制力が不足すると、現像剤担持体上に現像剤の薄層が形成されず、現像剤層が厚くなり、また、安定した層を形成することができなくなる。その結果、感光体に搬送される現像剤量が多くなり、不要な部分への現像剤の飛び散り(かぶり)や、現像容器外への現像剤の噴出し(現像剤モレ)が発生する。更に、現像剤担持体上に設定量以上の現像剤が搬送されたことにより現像剤への電荷付与不足が生じ、結果的に現像剤に所定の電荷が付与できないという課題が生じる。
本発明者らの検討により、安定して現像剤への電荷付与を行い、現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成するためには、現像剤層厚規制部の形状と現像剤層厚規制部内の圧力分布の制御が重要であることが見出された。
本発明は、現像剤に十分な電荷付与を行い、現像剤担持体上の現像剤層を所定の厚さに均一に規制することができ、現像剤の飛び散りや現像容器内外への現像剤飛散の発生を防止することでかぶり画像を抑制する現像装置の提供に向けたものである。
また、本発明は、高品位な電子写真画像の形成に資するプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
本発明の一態様によれば、
第1の回転方向に回転可能な現像剤担持ローラと、
該現像剤担持ローラ上に担持された現像剤層の厚みを規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置であって、
該現像剤規制部材の少なくとも一部は、該現像剤担持ローラの表面に押圧接触させられて、該現像剤担持ローラと該現像剤規制部材との間で当接部を形成しており、
該当接部の、該現像剤担持ローラの周方向の当接幅Wが1.0mm以上5.0mm以下であり、
該当接部における当接圧は、該当接部の該第1の回転方向における上流側の端部から、下流側に該当接幅Wの20%以内の領域に最大値を有し、
該当接部内の、該当接部の上流端から下流側に、該当接幅Wの30%の点から、該当接部の上流端から下流側に、該当接幅Wの90%の点までの領域における当接圧が、0.08MPa以上0.18MPa以下であることを特徴とする現像装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、前記現像装置を備えた、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能なプロセスカートリッジが提供される。また更に本発明の他の態様によれば、前記現像装置を備えた電子写真画像形成装置が提供される。
本発明の一態様によれば、現像剤に十分な電荷付与を行い、現像剤担持ローラ上の現像剤層を所定の厚さに均一に規制することができ、現像剤の飛び散りや現像容器内外への現像剤飛散の発生を防止することができ、かぶり画像を抑制する現像装置を提供することができる。また、本発明の他の態様によれば、安定した電子写真画像を提供し得るプロセスカートリッジ、および電子写真画像形成装置を提供することができる。
本発明に係る現像装置の一例を示す概略断面図である。 本発明に係る現像剤規制部材の一例を示す概略断面図である。 図3(a)は実施例1における当接圧の分布図であり、図3(b)は比較例3における当接圧の分布図である。 本発明に係る現像剤規制部材の現像剤層厚規制部の形状と現像剤担持ローラの表面との位置関係の例を示す概略断面図である。 本発明に係る現像剤担持ローラの一例を示す概略断面図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。 本発明に係る電子写真画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 現像剤規制部材の製造装置の一例である。 本発明に係る現像剤規制部材の他の例を示す概略断面図である。
〔現像装置〕
本発明の一態様に係る現像装置は、第1に回転方向に回転可能な現像剤担持ローラと、該現像剤担持ローラ上に担持された現像剤層の厚みを規制する現像剤規制部材とを有する。該現像剤規制部材の少なくとも一部は、該現像ローラの表面に押圧接触させられて、該現像剤担持ローラと該現像剤規制部材との間で当接部を形成している。
該当接部の、該現像剤担持ローラの周方向の当接幅Wが1.0mm以上5.0mm以下である。
また、該当接部において、当接圧は、該当接部の該第1に回転方向における上流側の端部(以降、「当接部の上流端」ともいう)から、下流側に該当接幅Wの20%以内の領域(以降、「第1の領域」ともいう)に最大値を有する。さらに、該当接部内の、該当接部の上流端から下流側に、該当接幅Wの30%の点から、該当接部の上流端から下流側に、該当接幅Wの90%の点までの領域(以降、「第2の領域」ともいう)における当接圧は、0.08MPa以上0.18MPa以下である。
尚、現像剤担持ローラの周方向の「当接幅W」とは、現像剤規制部材と接している、現像剤担持ローラの表面の円弧の長さを意味する。また現像剤担持ローラと現像剤規制部材との「当接部の上流端」とは、現像剤規制部材が、現像剤担持ローラの表面に当接している部分の、該現像剤担持ローラの第1の回転方向(例えば、図1および図2における、矢印bで示した回転方向)の上流側の端部位置(例えば、図2のA点に該当する位置)を意味する。また、「当接部の下流端」とは、現像剤規制部材が、現像剤担持ローラの表面と当接している部分の、該現像剤担持ローラの第1の回転方向bの下流側の端部位置(例えば、図2のB点に該当する位置)を意味する。
更に、本発明において、「長手方向」とは、現像剤担持ローラの回転軸に平行な方向を意味し、図2の紙面に垂直な方向を意味する。「短手方向」とは、図2のX方向を意味し、「厚さ方向」とは、図2のZ方向を意味する。
〔現像剤担持ローラ〕
現像剤担持ローラは、例えば、図5に示すように、円柱状または中空円筒状の導電性の基体41の外周面に導電性弾性層42が形成され、導電性弾性層の外周面に表面層43が積層された構成とされる。現像剤担持ローラの構成はこれに限定されず、公知の現像剤担持ローラを使用することができる。
〈基体〉
基体は、導電性を有し、その上に設けられる導電性弾性層を支持する機能を有する。基体の材質としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケルの如き金属;これらの金属を含むステンレス鋼、ジュラルミン、真鍮及び青銅の如き合金を挙げることができる。基体の表面には、耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理を施すことができる。さらに、基体としては、樹脂製の基材の表面を金属で被覆して表面導電性としたものや、導電性樹脂組成物から製造されたものも使用可能である。
〈導電性弾性層〉
導電性弾性層は、使用される装置において要求される弾性を現像剤担持ローラに付与するために設けられる。具体的な構成としては、中実体、発泡体のいずれであってもよい。また、導電性弾性層は、単層であっても、複数の層からなっていてもよい。現像剤担持ローラは、感光ドラム、及び現像剤規制部材と常に圧接しているので、これらの部材間において相互に与えるダメージを低減するため、例えば、低硬度、低圧縮永久歪の特性を持つ導電性弾性層が設けられる。
導電性弾性層の材質としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムを挙げることができる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
導電性弾性層には、現像剤担持ローラに要求される機能に応じて導電剤、非導電性充填剤や、その他成型に必要な各種添加剤成分として、架橋剤、触媒、分散促進剤が含有されていてもよい。
導電性弾性層に配合される導電剤としては、各種導電性金属又は合金、導電性金属酸化物、これらで被覆された絶縁性物質の微粉末、カーボンブラック等の電子導電剤や、イオン導電剤を用いることができる。これら導電剤は粉末状や繊維状の形態で、1種単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。これらのうち、電子導電剤であるカーボンブラックは導電性の制御が容易であり、また経済的であることから好ましい。
このような導電剤を含有させて、導電性弾性層の体積抵抗率を1×10〜1×1010Ω・cmに制御することができる。導電性弾性層の体積抵抗率がこの範囲内である現像剤担持ローラでは、感光ドラムに対するトナー現像量の制御が容易となる。導電性弾性層の体積抵抗率は、より好ましくは1×10〜1×10Ω・cmである。
導電性弾性層に含有されていてもよい非導電性充填剤としては、例えば、以下のものを例示することができる。珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム、珪酸ジルコニウム、珪酸アルミニウム、タルク、アルミナ、酸化鉄。
導電性弾性層は、現像剤担持ローラに要求される弾性を付与し、その硬度としては、例えば、アスカーC硬度が10度以上80度以下であることが好ましい。導電性弾性層のアスカーC硬度が10度以上であれば、現像剤担持ローラに対向配置される各部材による圧縮永久歪を抑制できる。また、導電性弾性層のアスカーC硬度が80度以下であれば、現像剤へのストレスを抑制することができ、画像形成を繰り返すことによる画質の低下を抑制することができる。ここでアスカーC硬度は、アスカーゴム硬度計(高分子計器(株)製)により測定した測定値によって規定することができる。
導電性弾性層の厚さは、0.1mm以上50mm以下が好ましく、0.5mm以上10mm以下がより好ましい。
上記導電性弾性層の成形方法としては、例えば、押出成形、プレス成形、射出成形、液状射出成形、注型成形の各種成形法により、適切な温度および時間で加熱硬化させて基体上に成形する方法を挙げることができる。注型成形の場合は、基体を設置した円筒形金型内に未硬化の導電性弾性層用の材料を注入し、加熱硬化する方法によって、基体の周囲に導電性弾性層を精度よく成形することができる。
〈表面層〉
現像剤担持ローラには、現像剤搬送、帯電付与等の現像剤担持ローラとして必要とされる特性を満たすため、導電性弾性層の外周に表面層の如き層が設けられていてもよい。表面層は上記特性を満たすため、樹脂層であることが好ましく、表面層を構成する樹脂としては例えば、フッ素樹脂,ポリアミド樹脂,メラミン樹脂,シリコーン樹脂,ウレタン樹等及びこれらの混合物が挙げられる。
表面層には樹脂に導電性や補強性を付与する目的でカーボンブラックを添加したものを用いることができる。カーボンブラックの配合量は樹脂成分に対して3質量%以上30質量%以下とすることが好ましい。表面層は、例えば、前記樹脂とカーボンブラックと溶剤を混合、分散した塗工液を導電性弾性層に塗工することによって得ることができる。塗工液に用いる溶剤としては、表面層として用いる樹脂が溶解するという条件内で適宜使用することができる。
表面層の厚みは4μm以上50μm以下が好ましい。厚みが4μm以上であれば使用時の摩耗を抑制でき、50μm以下であれば現像剤担持ローラの表面硬度による現像剤へのストレスを抑制できる。
表面層の表面粗さはとくに限定されず、現像剤の搬送力を確保して高品位な画像を得る目的で、適宜調整して用いることができる。表面粗さを制御する手段としては、表面層に所望の粒径の粒子を含有させることが有効である。表面層に含有させる粒子としては、粒径0.1μm以上30.0μm以下の金属粒子及び樹脂粒子を用いることができる。中でも、柔軟性に富み、比較的比重が小さくて塗料の安定性が得やすい樹脂粒子がより好ましい。表面層を複数層形成する場合には、複数層の全てに粒子を含有させても良く、複数層のうちの少なくとも一層に粒子を含有させても良い。
〔現像剤規制部材〕
本発明の一態様に係る現像剤規制部材の一例を図2に示す。図2は現像剤規制部材が現像剤担持ローラの表面に当接された状態を示している。現像剤規制部材は、少なくとも支持部材32と、ブレード部材31を有し、支持部材とブレード部材は単一の材料で構成されていても、それぞれ異なる材料で構成されていてもよい。現像剤規制部材に用いられる支持部材としては、ブレード部材の支持が可能であれば、特に制限されない。尚、本発明において、支持部材及びブレード部材は、両者が互いに別箇独立した部材として存在する形態に限定されず、両者が一体化されて現像剤規制部材の支持部及びブレード部として存在する形態も含まれる。
[支持部材]
支持部材の材質としては、特に限定されず、表面処理鋼板、ステンレス鋼、りん青銅、アルミニウムなどの金属や、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂などの樹脂を挙げることができる。樹脂を使用する場合で導電性が必要とされる場合は、樹脂に導電材料を加えることが好ましい。
支持部材の厚さ(図2におけるZ方向の距離)は特に制限されず、0.05mm以上、3mm以下が好ましい。特に、支持部材の厚さが0.05mm以上0.15mm以下の薄板である場合は、支持部材が適度のバネ性を有するため、現像剤担持ローラにブレード部材を適正な当接圧で当接させることができ、現像剤担持ローラ上の現像剤を適正な層厚に規制することができる。また、支持部材の厚さが0.8mm以上の場合は、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置への現像剤規制部材の取り付け及びその位置設定が容易で、かつ歪等なく設置できるため、現像剤担持ローラに対してブレード部材を安定して適正な当接圧で当接することが可能になる。
支持部材とブレード部材を構成する材料が単一であって、材質が金属である場合、支持部材は、プレス等の曲げ加工、電気化学機械加工、放電機械加工、レーザービーム機械加工、等の方法によって成型することが可能である。
また支持部材の材質が熱可塑性樹脂である場合は、例えば、押出成形、射出成型などによって支持部材を成型することができる。具体的には、押出成形による場合、成型金型内に加熱溶融した上記熱可塑性樹脂を注入して支持部材を成型することができる。また射出成型による場合、金型キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を注入し、冷却して支持部材を成型することができる。
[ブレード部材]
ブレード部材の材質も特に限定されず、ゴム、熱可塑性エラストマーの如き弾性材料、各種樹脂が挙げられる。具体的には以下のものが挙げられる。ゴム弾性を有する熱硬化性ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、液状ゴムの如きゴム;ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂等の如き熱可塑性樹脂;ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリアミドエラストマーの如き熱可塑性エラストマー。
ブレード部材を構成する材料が支持部材を構成する材料と異なる場合、以下の材料がブレード部材として使用可能である。シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ウレタン樹脂、ウレタンゴム、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂の如き熱硬化性樹脂またはゴム;及び、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂の如き熱可塑性樹脂。なかでも、熱可塑性樹脂は、熱を加えることで容易に所望の形状に変形できるため、熱可塑性樹脂でブレード部材を成形することが好ましい。
支持部材とブレード部材の材料が異なる場合、ブレード部材の厚さ(図2におけるZ方向の距離)は、特に制限されず、現像剤層厚規制部では、10μm以上、3mm以下が好ましい。現像剤層厚規制部のブレード部材の厚さが10μm以上であれば、樹脂またはゴムとしての弾性を維持しつつ現像剤担持体との摩擦による磨耗に対する耐久性を確保できる。また、現像剤層厚規制部のブレード部材の厚さが3mm以下であれば、現像剤担持ローラとの安定した当接圧を得ることができる。
支持部材に対するブレード部材の形成箇所は特に限定されず、ブレード部材は、支持部材の現像剤担持ローラに当接する側の片面に形成することができ、また、支持部材の両面を被覆する形状に形成することができる。具体的には例えば図2に示すように、支持部材の一端に現像剤規制部の両面を被覆するように形成することができる。
ブレード部材の形成は、金型成型、押出成形、塗布成形、シートの貼り合せ成形、射出成型、などによって行うことができる。具体的には、金型成型や押出成形による場合、必要に応じて接着剤を塗布した支持部材を成形金型に設置し、成型金型に加熱溶融した樹脂材料を注入して、ブレード部材を支持部材に接合した形態で成型することができる。また、シートの貼り合せ成形による場合、押出し成形等でシート状に成形したブレード部材を、接着剤を塗布した支持部材に貼り合わせることができる。また射出成型による場合、金型キャビティ内に上記樹脂材料を注入し、冷却してブレード部材を成型することができる。
ブレード部材は、現像剤担持ローラと当接する現像剤層厚規制部を有している。現像剤規制部材と現像剤担持ローラとの当接部における該現像剤担持ローラの周方向の当接幅Wが、1.0mm以上5.0mm以下になるよう、現像剤層厚規制部は、現像剤担持ローラの表面に対して凹状の曲面が形成されていることが好ましい。凹状の曲面が形成されていることで長い当接幅を確保することができる。現像剤層厚規制部のブレード部材の形状としては、具体的には、円弧形状、及び、円弧形状であって当接部の上流端側に凸部を有する形状(図4(d))等が挙げられるが、現像剤担持ローラの断面円と同心となる円弧形状であることがより好ましい。
ブレード部材を形成するにあたり、必要に応じて支持部材上に接着剤層を形成することができる。接着剤層の材質としては、例えば、ホットメルト系接着剤として、ポリウレタン系、ポリエステル系、エチレンビニルアルコール系(EVA系)、ポリアミド系の接着剤を挙げることができる。
[導電剤]
支持部材やブレード部材や接着剤層には、必要に応じて導電剤を付与することができる。導電剤としては、イオン導電剤やカーボンブラックのような電子導電剤が挙げられる。
カーボンブラックとしては、具体的には、「ケッチェンブラック」(商品名、ライオン(株)製)、アセチレンブラックの如き導電性カーボンブラック;SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MTの如きゴム用カーボンブラックを挙げることができる。その他、酸化処理を施したカラーインク用カーボンブラック、熱分解カーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックの使用量は、樹脂またはゴム100質量部に対し5質量部以上50質量部以下であることが好ましい。樹脂またはゴム中におけるカーボンブラックの含有量は熱重量分析装置(TGA)を用いて測定することができる。
上記カーボンブラックの他、使用可能な電子導電剤としては、以下のものを挙げることができる。天然グラファイト、人造グラファイトの如きグラファイト;銅、ニッケル、鉄、アルミニウムの如き金属粉;酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫の如き金属酸化物粉;ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレンの如き導電性高分子。これらは必要に応じて1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
イオン導電剤としては、例えば以下のものが挙げられる。テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムの如きアンモニウムイオンを含む、過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩、ビス(トリフルオロメチルスルホン酸)イミド塩;リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムの如きアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む、過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩、ビス(トリフルオロメチルスルホン酸)イミド塩など。中でも、アルカリ金属又はアンモニウムイオンのトリフルオロメチル硫酸塩、ビス(トリフルオロメチルスルホン酸)イミド塩が好ましい。これらの塩は、アニオンにフッ素を含有した構造を有しているため、導電性付与効果が大きいので好適である。これらは必要に応じて1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
支持部材やブレード部材や接着剤層には、その他、上記樹脂もしくはゴム、及び導電剤の機能を阻害しない範囲で、荷電制御剤、潤滑剤、充填剤、酸化防止剤、老化防止剤を含有させることができる。
〔現像装置〕
本発明の一態様に係る現像装置は、現像剤担持ローラと現像剤規制部材との当接部における現像剤担持ローラの周方向の当接幅Wが1.0mm以上5.0mm以下であり、該当接部における当接圧が、該当接部の上流端から該当接幅Wの20%以内の領域に最大値を有し、かつ、該上流端から該当接幅Wの30〜90%の領域で0.08MPa以上0.18MPa以下であることを特徴としている。
本発明の一態様に係る現像装置の一例を図1に示す。この現像装置9は、現像剤34を収納する現像容器6と、現像剤34を搬送する現像剤担持ローラ1と、前記現像剤担持ローラの表面の現像剤34を規制する現像剤規制部材8とを有する。現像装置は、必要に応じて現像剤供給ローラ7等を備えることができる。
上記当接部の当接幅Wと当接圧の圧力分布は、現像剤規制部材の現像剤層厚規制部の形状と、現像剤層厚規制部と現像剤担持ローラの表面との当接のさせ方で制御される。図4(a)、図4(b)、図4(c)、及び図4(d)にその構成例を示すが、これらに限定されるものではない。
図4(a):現像剤担持ローラの断面円と同じ円弧形状を持つ現像剤層厚規制部を、現像剤規制部材の先端部を現像剤担持ローラの表面に近づけるように傾けた状態で押し当ててなる構成。
図4(b):現像剤担持ローラの断面円と同じ円弧形状を持つ現像剤層厚規制部を、現像剤担持ローラの断面円の中心と現像剤層厚規制部の円弧の中心をずらして押し当ててなる構成。
図4(c):現像剤担持ローラの断面円と同じ円弧形状の先端側に前記断面円よりも小さい曲率半径の円弧形状を持つ現像剤層厚規制部を押し当てる方法である。
図4(d):現像剤担持ローラの断面円と同じ円弧形状の先端側に凸部を有する形状を持つ現像剤層厚規制部を押し当ててなる構成。
尚、本発明において、「現像剤規制部材の先端部」とは、「当接部の上流端」側に配置される現像剤規制部材の端部を意味する。
[当接幅]
現像装置において、現像剤規制部材と現像剤担持ローラとの当接部における現像剤担持ローラの周方向の当接幅Wは、1.0mm以上5.0mm以下である。当接幅Wは、より好ましくは、1.0mm以上2.0mm以下である。当接幅Wが1.0mm未満である場合、現像剤規制部材と現像剤との摺擦距離が過度に短くなる。その結果、現像剤への電荷付与不足となり、カブリ等の画像不良が発生する。また、当接幅Wが5.0mmを超える場合、現像剤規制部材と現像剤との摺擦距離が過度に長くなり、現像剤が劣化しやすくなる。その結果、現像剤自体が電荷を保持しにくくなり、濃度薄などの画像不良が発生する。
[当接圧の最大値]
現像装置において、現像剤規制部材と現像剤担持ローラとの当接部における当接圧は、該当接部の、現像剤担持ローラの第1の回転方向bに対して上流側の端部(当接部の上流端、図2における点A)から当接幅Wの20%以内の領域、すなわち、「第1の領域」(例えば、図2における領域201)において最大値を有する。現像剤層厚規制部では、現像剤が現像剤規制部材と当接し始める上流部で、適正な現像剤の層厚を現像剤担持ローラ上に規制した上で、現像剤規制部材との摺擦により適正な電荷が現像剤に付与される。現像剤層の厚みを規制してから電荷付与することで、現像剤に無駄無く適正な電荷を与えることができる。
当接圧の最大値が前記第1の領域を超える領域に存在する場合、最大値到達箇所までに規制不可能な多量の現像剤が現像剤担持ローラ上に取り込まれて、現像剤の層厚規制不良が発生する。その結果、当接圧の最大値到達箇所以降での現像剤層厚規制部の範囲内で、現像剤への適正な電荷付与が困難になり、かぶり等の画像不良が発生する。
更に、第1の領域における、前記当接圧の最大値は0.2MPa以上1.0MPa以下であることが好ましい。当接圧の最大値が0.2MPa以上であれば、現像剤担持ローラ上での現像剤層の厚みを適正に規制するのが容易である。また、当接圧の最大値が1.0MPa以下であれば、現像剤の劣化を抑制でき、小粒径の現像剤が優先して現像剤担持ローラに保持されることを抑制できることから、かぶり等の画像不良の発生を抑制できる。
[当接部の上流端から当接幅Wの30〜90%領域の当接圧]
現像装置において、前記当接部の上流端から該第1の回転方向の下流側の、当接幅Wの30%の点から、前記当接部の上流端から該第1の回転方向の下流側の、当接幅Wの90%の点までの領域、すなわち、「第2の領域」(例えば、図2における領域202である)における当接圧は、0.08MPa以上0.18MPa以下である。本発明の現像装置は、当接部31aにおける当接圧を、第1の領域において最大値とすることで現像剤層の厚みを規制している。また、第2の領域における当接圧を0.08〜0.18MPaの範囲内とすることで、第2領域にて現像剤に適正に電荷を付与するものである。
第2領域における当接圧が0.08MPa未満である場合は、現像剤規制部材と現像剤担持ローラとの当接が不安定になり易いため、第1領域において、最大の当接圧を作用させて現像剤層の厚みを規制しても、現像剤に安定して電荷を付与できない。その結果、現像剤の電荷にバラツキが生じ、かぶりや濃度薄、ゴーストと呼ばれる画像ムラなどの画像不良が発生する。また、第2の領域における当接圧が0.18MPaを超える場合は、第1の領域よりも下流側においても、現像剤が現像剤層厚規制部で高い圧力を受け続けることとなり、現像剤が劣化しやすくなる。その結果、現像剤自体が電荷を保持しにくくなり、濃度薄などの画像不良が発生する。尚、当接部内の、第2領域よりも下流側の領域における当接圧は、第2領域における当接圧よりも低いことが好ましい。
〔プロセスカートリッジ〕
プロセスカートリッジは、本発明の一態様に係る現像装置を有し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている。本発明のプロセスカートリッジの一例を図6に示す。図6に示すプロセスカートリッジは、現像装置9、感光体5、クリーニング装置12を有し、これらが一体化されて電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に設けられる。現像装置9としては以下の電子写真画像形成装置にて説明する画像形成ユニットと同様のものを挙げることができる。本発明のプロセスカートリッジは、上記の構成の他、感光体上の現像剤像を記録材に転写する転写部材などを上記の部材と共に一体的に設けた構成とすることもできる。
〔電子写真画像形成装置〕
電子写真画像形成装置は、本発明の一態様に係る現像装置を有する。本発明の電子写真画像形成装置の一例を図7に示す。図7の電子写真画像形成装置において、イエロートナー(現像剤)、マゼンダトナー(現像剤)、シアントナー(現像剤)、ブラックトナー(現像剤)の各色現像剤毎に設けられる画像形成ユニットa〜dが設けられている。各画像形成ユニットa〜dには、それぞれ矢印方向に回転する静電潜像担持体としての感光体5が設けられている。各感光体5の周囲には、感光体5を一様に帯電するための帯電装置11、一様に帯電処理した感光体5にレーザー光10を照射して静電潜像を形成する不図示の露光手段、静電潜像を形成した感光体5に現像剤を供給し静電潜像を現像する現像装置9が設けられている。
一方、給紙ローラ23により供給される紙等の記録材22を搬送する転写搬送ベルト20が駆動ローラ16、従動ローラ21、テンションローラ19に懸架されて設けられている。転写搬送ベルト20には吸着ローラ24を介して吸着バイアス電源25の電荷が印加され、記録材22を表面に静電気的に付着させて搬送する構成になっている。
各画像形成ユニットa〜dの感光体5上の現像剤像を、転写搬送ベルト20によって搬送される記録材22に転写するための電荷を印加する転写バイアス電源18が設けられている。転写バイアスは転写搬送ベルト20の裏面に配置される転写ローラ17を介して印加される。各画像形成ユニットa〜dにおいて形成される各色の現像剤像は、各画像形成ユニットa〜dに同期して可動される転写搬送ベルト20によって搬送される記録材22上に、順次重畳して転写されるようになっている。
更に、カラー電子写真画像形成装置には、記録材22上に重畳転写した現像剤像を加熱などにより定着する定着装置15、画像形成された記録材22を装置外に排出する搬送装置(不図示)が設けられている。一方、各画像形成ユニットには各感光体5上に転写されずに残存する転写残現像剤を除去し表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング装置12が設けられている。クリーニングされた感光体5は画像形成可能状態とされて待機するようになっている。
上記各画像形成ユニットに設けられる現像装置9には、現像剤として非磁性一成分現像剤を収容した現像剤容器と、現像剤容器の開口を閉塞するように設置され、現像剤容器から露出した部分で感光体と対向するように現像剤担持ローラ1が設けられている。
現像剤容器内には、現像剤担持ローラ1に現像剤を供給すると同時に、使用されずに現像剤担持ローラ1上に残留する現像剤を、現像後に掻き取るための現像剤供給ローラ7と、現像剤担持ローラ1上の現像剤を薄膜状に形成すると共に、摩擦帯電する現像剤規制部材8とが設けられている。これらはそれぞれ現像剤担持ローラ1に当接配置されており、現像剤担持ローラ1と現像剤供給ローラ7は順方向に回転している。
以下に、実施例および比較例によって本発明を説明する。
〔実施例1〕
1.現像剤規制部材の製造
ブレード部材の材料として、熱可塑性エステル樹脂(TPEE)(東レ・デュポン株式会社製;商品名ハイトレル4047N)を用いた。支持部材の材料として、厚さ0.08mmのステンレス鋼(SUS‐304‐1/2H材)を、幅15mmの長尺シートとして使用した。
図8は、現像剤規制部材の製造装置である。まず、ブレード部材用の材料を押出成形機内113にて200℃で溶融し、押出し用金型112の成型キャビティに注入した。また同時に、支持部材を押出し用金型の成形キャビティに走行させながら、ブレード部材用の材料を支持部材の短手方向の一端面に被覆した。金型112の温度は250℃に設定した。
押出し用金型112から吐出したブレード部材を冷却機114により固化し、支持部材の一端側がブレード部材にて被覆された部材を得た。この部材を、切断機116により長手方向の長さ220mmで切断して、クロメート処理を施した表面処理鋼板に溶接固定し、カートリッジへ取りつけられるように加工した現像剤規制部材No.1を得た。この現像剤規制部材の現像剤層厚規制部31aは、現像剤担持体の表面に対向する側の表面は、例えば、図2に示すよう、凹形状(円弧形状)を有することが好ましい。具体的には、例えば、円弧の半径が6.0mm、円弧の長さが2.0mmである。
2.現像剤担持ローラの製造
基体として、外径6mm、長さ270mmのステンレス鋼(SUS304)製の軸芯体にプライマー(商品名:DY35−051;東レダウコーニング社製)を塗布、焼付けしたものを用意した。この基体を金型内に配置し、下記表1に示す材料を混合した付加型シリコーンゴム組成物を、金型内に形成されたキャビティに注入した。
Figure 0006953205
続いて、金型を加熱してシリコーンゴム組成物を温度150℃で15分間加熱して硬化させ、脱型した後、さらに温度180℃で1時間加熱して硬化反応を完結させ、基体の外周に厚さ3mmの導電性弾性層を有する導電性弾性体を製造した。次に、下記表2に示す材料を秤量し、メチルエチルケトン100質量部を加えたのち、ビーズミルを用いて分散させ表面層塗工液とした。
Figure 0006953205
続いて、上記表面層塗工液に上記導電性弾性体を浸漬し、引き上げた後に、60分間風乾し、その後、温度160℃で5時間加熱することで塗工液を硬化させて表面層を設け、半径が6.0mmの現像剤担持ローラNo.1を製造した。表面層の膜厚は10μmであった。
3.現像装置の作製
上記現像剤規制部材No.1と上記現像剤担持ローラNo.1を図1に示す現像装置に取り付けて、現像装置を作製した。
4.現像剤層厚規制部の当接幅と当接圧分布の測定
図4(a)に示すように、現像剤規制部材の先端部を、現像剤担持ローラの表面に近づけるように傾けた状態で押し当てて、当接部における当接圧の最大値が0.5Mpaで、当接部の上流端にあり、該上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧が0.15〜0.1MPaになるように当接した。当接幅、当接圧分布を測定し、評価した。当接圧の分布を図3(a)に示す。図3において縦軸は当接圧P(MPa)であり、横軸は当接部の上流端の位置を0mmとする当接部の幅方向の位置D(mm)を示す。
当接幅W及び当接圧分布の測定方法は以下の通りである。図1の現像剤規制部材8と現像剤担持ローラ1が当接している部分に、圧力測定フィルム(商品名「プレスケール」;富士フィルム社製;微圧用(4LW))を挟み込んで、圧力測定フィルムの赤色に発色した領域から、当接幅Wを求めた。また、圧力測定フィルムの赤色に発色した程度から、当接圧の分布を求めた。当接圧と、使用した圧力測定フィルムの種類との関係は下記表3に示す通りである。
「プレスケール」のAフィルム(発色剤塗布)を長さ50〜70mm、幅10〜20mmに切り取り、現像剤担持ローラの外周面上の現像剤規制部材が当接する位置に固定した。その後、「プレスケール」のCフィルム(顕色剤塗布)を長さ50〜70mm、幅10〜20mmに切り取り、現像剤規制部材の現像剤層厚規制部に固定した。「プレスケール」のCフィルムを固定した現像剤規制部材を、「プレスケール」のAフィルムを固定した現像剤担持ローラに当接させた状態で1時間放置した。次いで、「プレスケール」のAフィルムを取出して赤色に発色した程度を評価した。微圧用(4LW)と極超低圧用(LLLW)との組み合わせなど、2種類以上の「プレスケール」を組み合わせて使用する場合は、低い当接圧を測定する「プレスケール」から順に、「プレスケール」を入れ替て測定した。評価は、「プレスケール」用の標準チャートによる目視判断、または圧力画像解析システム(商品名:FPD−8010J;富士フィルム社製)による解析にて行うことができる。
Figure 0006953205
5.画像形成装置による画像評価
電子写真画像形成装置(商品名:CLJ CP4525、HP社製)用のプロセスカートリッジの上記現像装置を組み込み、以下の画像評価を行った。
[カブリの判定]
現像装置の現像容器内にブラック用の現像剤100gを充填した。次いで、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置に組み込み、温度15℃、相対湿度10%の低温低湿環境下に24時間放置した。その後、印字率が2%の画像の連続出力を繰り返した。999枚の連続出力毎にベタ白画像を1枚出力し、これを10000枚まで繰り返し、以下の方法でカブリ値を10回測定した。カブリ値は、反射濃度計TC−6DS/A(商品名、東京電色社製)を用いて、画像形成前の記録材の反射濃度Rと、ベタ白画像を出力した記録材の反射濃度Rを測定し、反射濃度の増加分「R−R」をカブリ値とした。反射濃度は、記録材の画像印刷領域の左上端、右上端、左下端、右下端(それぞれ、画像印刷領域境界から2cm)と中央の5点において測定した。画像形成前の記録材では5点の測定値の相加平均値を反射濃度Rとした。ベタ白画像を出力した記録材では、5点の測定値のうち最大値を反射濃度rとした。このようにして得られた10個のrの相加平均値としてRを算出し、次いでカブリ値を算出し、以下の基準で評価した。
ランクA:カブリ値が1.0未満である。
ランクB:カブリ値が1.0以上かつ3.0未満である。
ランクC:カブリ値が3.0以上かつ5.0未満である。
ランクD:カブリ値が5.0以上である。
尚、通常、ベタ白画像を形成した転写紙上には、現像剤は転写されず、カブリ値は3.0よりも小さい。しかしながら、現像剤の帯電量が不足した場合には、ベタ白画像の形成時にも、現像剤が感光体上に移動し、さらに転写紙上へ転写されてカブリを生じる。
〔実施例2及び3〕
現像剤層厚規制部の円弧の長さを表5に示す値に変更した以外は実施例1と同様にして現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
〔実施例4〜7、14及び15〕
当接圧の最大値及び上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧を表5に示す値に変更した以外は実施例1と同様にして現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
〔実施例8〕
現像剤規制部の円弧の中心位置と、現像剤担持ローラの外径の中心位置とを、ずらすことで、現像剤規制部材の先端部が現像剤担持ローラの表面に当接するように押し当て、当接圧の最大値が0.5Mpaで当接幅Wの上流端にあり、該上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧が0.16〜0.1MPaになるように当接した。これら以外は実施例1と同様にして、現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
〔実施例9〕
押出し用金型の成形キャビティの形状を所定の形状に加工し、現像剤規制部材の現像剤層厚規制部の表面に、2種類の内側に凹の円弧が形成された現像剤規制部材No.9を得た。即ち、現像剤規制部材の現像剤層厚規制部の先端部の表面に半径5.0mm、長さ0.6mmの円弧、後端部側の表面に半径6.0mm、長さ1.4mmの円弧を形成した。
現像剤規制部材の先端部を、現像剤担持ローラの表面に押し当てて、当接圧の最大値が0.5Mpaで当接幅Wの上流端にあり、該上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧が0.15〜0.1MPaになるように当接した。これら以外は実施例1と同様にして、現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
〔実施例10〕
押出し用金型の成形キャビティの形状を所定の形状に加工して、現像剤規制部材の現像剤層厚規制部の表面に凸部が形成された現像剤規制部材No.10を得た。即ち、現像剤規制部材の現像剤層厚規制部の先端部を含む表面に高さが0.1mm、長さが0.4mmの凸部を形成し、後端部側の表面に半径6.0mm、長さ1.8mmの凹の円弧を形成した。
現像剤規制部材の先端部を、現像剤担持ローラの表面に近づけるように押し当てて、当接幅Wが2.0mm、当接圧の最大値が0.5Mpaで当接幅Wの上流端にあり、該上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧が0.16〜1.0MPaになるように当接した。これら以外は実施例1と同様にして、現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
〔実施例11〕
ブレード部材として熱可塑性ウレタン樹脂(商品名:ミラクトランXN−2001;東ソー株式会社製)を使用して現像剤規制部材No.11を得た。これ以外は実施例1と同様にして、現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
〔実施例12〕
現像剤規制部材の先端部を実施例1よりも傾ける角度を小さくした状態で、現像剤担持ローラの表面に近づけて押し当てて、当接圧が上流端から当接幅Wの10%の位置に0.5Mpaの最大値を有し、上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧が0.16〜0.1MPaになるように当接した。これら以外は実施例1と同様にして、現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
〔実施例13〕
現像剤規制部材の先端部を実施例4よりも傾ける角度を小さくした状態で、現像剤担持ローラの表面に近づけて押し当てて、当接圧が上流端から当接幅Wの20%の位置に0.5Mpaの最大値を有し、上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧が0.17〜0.1MPaになるように当接した。これら以外は実施例1と同様にして、現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
〔実施例16〕
この実施例は支持部材とブレード部材が同一の材料で形成された図9(a)に示す現像剤規制部材を使用した例である。
1.現像剤規制部材の製造
現像剤規制部材用の材料として厚さ0.08mm、幅15mmのステンレス鋼(SUS‐304‐1/2H材)の長尺シートを使用した。この長尺シートを長手方向の長さ220mmで切断し、プレス加工により、現像剤層厚規制部の表面を内側に凹の円弧形状とし、円弧の半径を6.0mm、円弧の長さを2.0mmに加工した。その後クロメート処理を施した表面処理鋼板に溶接固定し、現像剤規制部材No.16(図9(a))を得た。
2.現像装置の作製及び評価
上記現像剤規制部材を用いた以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製した。次いで、現像剤規制部材の先端部を現像剤担持ローラの表面に近づけるように傾けた状態で押し当てて、当接圧の最大値が0.5Mpaで当接部Wの上流端にあり、上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧が0.15〜0.1MPaになるように当接した。これら以外は実施例1と同様にして、現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
〔実施例17〕
この実施例は、支持部材とブレード部材が同一の材料で形成された図9(b)に示す現像剤規制部材を使用した例である。
1.現像剤規制部材の製造
下記表4の成分(1)の欄に示す2種類の材料を温度80℃で3時間、攪拌しながら反応させてNCO%8.50%のプレポリマーを得た。このプレポリマーに、表4の成分(2)の欄に示す5種類の材料を混合してポリウレタンエラストマー原料組成物を調製した。成形用金型(割り型)のキャビティにこの組成物を注入し、温度130℃で2分間かけて硬化させた後に脱型して、現像剤規制部材を得た。この成形用金型(割り型)のキャビティの形状は、現像剤規制部材の現像剤層厚規制部を、現像剤担持ローラの表面に対して円弧形状とし、円弧の半径を6.0mm、円弧の長さを2.0mmに加工可能な形状を有する。得られた現像剤規制部材は、長手方向220mm、短手方向15mm、厚み2.0mmに成形し、クロメート処理を施した表面処理鋼板にホットメルトにて固定し、現像剤規制部材No.17を得た。
Figure 0006953205
2.現像装置の作製及び評価
上記現像剤規制部材を用いた以外は、実施例1と同様にして、現像装置を作製した。次いで、現像剤規制部材の先端部を、現像剤担持ローラの表面に近づけるように傾けた状態で押し当てて、当接圧の最大値が0.5Mpaで当接部の上流端にあり、上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧が0.15〜0.1MPaになるように当接した。これら以外は実施例1と同様にして、現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
各実施例におけるブレード部材の材料、各測定値、及び評価の結果を表5に示す。
〔比較例1、2、4及び5〕
押出し用金型の成形キャビティの形状を所定の形状に加工し、現像剤規制部材の現像剤層厚規制部を、現像剤担持ローラの表面に対向する表面が内側に凹の円弧形状で、円弧の半径を6.0mm、円弧の長さを0.8mm、5.2mm、または2.0mmに成形した。これ以外は実施例1と同様にして、現像装置を作製した。
現像剤規制部材の先端部を、現像剤担持ローラの表面に近づけるように傾けた状態で押し当てて、当接圧の最大値及び上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧を表6に示す値に変更した。これら以外は実施例1と同様にして現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
〔比較例3〕
押出し用金型の成形キャビティの形状を所定の形状に加工し、現像剤規制部材の現像剤層厚規制部を、現像剤担持ローラの表面に対向する表面が内側に凹の円弧形状で、円弧の半径を6.5mm、円弧の長さを2.0mmに成形した。これ以外は実施例1と同様にして、現像装置を作製した。
現像剤規制部材の先端部を、現像剤担持ローラの表面に近づけるように傾けた状態で押し当てて、当接圧が、上流端から当接幅Wの25%の領域に0.7Mpaの最大値を有し、上流端から当接幅Wの30〜90%の領域の当接圧が0.25〜0.10MPaになるように当接した。当接圧の分布を図3(b)に示した。これら以外は実施例1と同様にして現像装置の作製、測定及び評価を実施した。
各比較例におけるブレード部材の材料、各測定値、及び評価の結果を表6に示す。
Figure 0006953205
Figure 0006953205
以上のとおり、本発明に係る現像装置は、現像剤担持ローラと該現像剤規制部材との当接部における該現像剤担持ローラの回転方向の上流端から下流端までの当接幅Wが1.0mm以上5.0mm以下であり、該当接部における当接圧が、該上流端から当接幅Wの20%以内の領域に最大値を有し、かつ、該上流端から当接幅Wの30〜90%の領域で0.08MPa以上0.18MPa以下であることで、かぶり画像を抑制することができる。
1‥‥現像剤担持ローラ
8‥‥現像剤規制部材
9‥‥現像装置
31‥‥ブレード部材
31a‥‥現像剤層厚規制部
32‥‥支持部材

Claims (9)

  1. 第1の回転方向に回転可能な現像剤担持ローラと、
    該現像剤担持ローラ上に担持された現像剤層の厚みを規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置であって、
    該現像剤規制部材の少なくとも一部は、該現像剤担持ローラの表面に押圧接触させられて、該現像剤担持ローラと該現像剤規制部材との間で当接部を形成しており、
    該当接部の、該現像剤担持ローラの周方向の当接幅Wが1.0mm以上5.0mm以下であり、
    該当接部における当接圧は、該当接部の該第1回転方向における上流側の端部から、下流側に該当接幅Wの20%以内の領域に最大値を有し、
    該当接部内の、該当接部の上流端から下流側に、該当接幅Wの30%の点から、該当接部の上流端から下流側に、該当接幅Wの90%の点までの領域における当接圧が、0.08MPa以上0.18MPa以下であることを特徴とする現像装置。
  2. 前記現像剤規制部材の当接部が、前記現像剤担持ローラの表面に対して凹状の曲面を有している請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記当接圧の最大値の位置が、前記上流端である請求項1または2に記載の現像装置。
  4. 前記当接圧の最大値が0.2MPa以上、1.0MPa以下である請求項1〜3のいずれかの一項に記載の現像装置。
  5. 前記現像剤規制部材は、少なくとも支持部材及びブレード部材を有し、該ブレード部材は弾性部材から構成されている請求項1〜4のいずれかの一項に記載の現像装置。
  6. 前記弾性部材が熱可塑性エラストマーである請求項5に記載の現像装置。
  7. 前記現像剤担持ローラが、円柱状または円筒状の導電性の基体と、その外周面に形成された導電性弾性層と、該導電性弾性層の外周面に形成された表面層と、を有する請求項1〜5のいずれか一項に記載の現像装置。
  8. 請求項1〜のいずれかの一項に記載の現像装置を備えることを特徴とする、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能なプロセスカートリッジ。
  9. 請求項1〜のいずれかの一項に記載の現像装置を備えることを特徴とする電子写真画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018045153A (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 株式会社東芝 現像装置及び画像形成装置
JP7000106B2 (ja) * 2017-10-13 2022-01-19 キヤノン株式会社 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP2020091394A (ja) * 2018-12-05 2020-06-11 キヤノン株式会社 現像装置
JP7147636B2 (ja) * 2019-03-06 2022-10-05 ブラザー工業株式会社 現像装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3104007B2 (ja) * 1994-10-06 2000-10-30 シャープ株式会社 画像形成装置における現像装置
JP3241614B2 (ja) * 1996-10-31 2001-12-25 シャープ株式会社 現像装置
JPH11316499A (ja) 1998-05-01 1999-11-16 Ricoh Co Ltd 現像装置
JP4510493B2 (ja) * 2004-03-29 2010-07-21 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP4756885B2 (ja) * 2005-03-17 2011-08-24 キヤノン株式会社 現像装置
JP2007256942A (ja) * 2006-02-24 2007-10-04 Canon Inc 現像装置、カートリッジ及び画像形成装置
US7463854B2 (en) * 2006-06-23 2008-12-09 Canon Kabushiki Kaisha Developing apparatus, processing cartridge, and image forming apparatus
US7840168B2 (en) * 2006-06-23 2010-11-23 Canon Kabushiki Kaisha Developing apparatus
JP2009042320A (ja) * 2007-08-07 2009-02-26 Konica Minolta Business Technologies Inc 現像器及び画像形成装置
US7901861B2 (en) * 2007-12-04 2011-03-08 Ricoh Company Limited Electrophotographic image forming method
JP5968032B2 (ja) * 2011-05-25 2016-08-10 キヤノン株式会社 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置
JP2013190643A (ja) 2012-03-14 2013-09-26 Sharp Corp 現像装置およびそれを備えた画像形成装置
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