JPH09230702A - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JPH09230702A
JPH09230702A JP8277574A JP27757496A JPH09230702A JP H09230702 A JPH09230702 A JP H09230702A JP 8277574 A JP8277574 A JP 8277574A JP 27757496 A JP27757496 A JP 27757496A JP H09230702 A JPH09230702 A JP H09230702A
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Hajime Koyama
一 小山
Seiji Oka
誠二 岡
Kiyonori Tsuda
清典 津田
Yasushi Akiba
康 秋葉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー濃度自己制御機構を有する現像装置に
おいて、トナー補給開口部を両端部で狭く形成し、現像
領域に搬送される現像剤の現像剤担持体端部近傍でのト
ナー濃度上昇を抑えて、トナー飛散、装置内部の汚染、
形成画像の地汚れ等の発生を防止する。 【解決手段】 トナー補給開口部8aのドクタ前ヒサシ
7の端部7aと支持ケース2との間のギャップをトナー
補給開口部の中央部側で広くG1、その両端部側で狭く
G2するとともに、アジテータ9の端部近傍では、その
中央部近傍の軸部に設けている板状部材9aを取り除
き、ホッパから現像剤収容部Aに送りだされるトナー量
を、中央部近傍に比して減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置の現像装置に係り、
詳しくは、回転する現像剤担持体と該現像剤担持体表面
にトナー及び磁性粒子とからなる現像剤を磁気的に担持
させる磁界発生手段とで、現像容器内から潜像担持体と
該現像剤担持体とが対向する現像領域に現像剤を搬送し
て潜像担持体に形成された潜像を現像する現像装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種の現像装置としては、上記現
像容器内の上記現像剤担持体表面に対向し且つ現像剤担
持体表面に担持される現像剤層を規制する現像剤規制部
材から、現像剤担持体の回転方向上流側に渡って上記磁
性粒子を主として含んだ現像剤収容部としての実質的な
不動層を形成すると共に、同回転方向における該不動層
の更に上流側に、現像剤担持体の担持する現像剤へのト
ナー粒子取り込み領域を形成したものが提案されている
(例えば、特開昭63−225266号公報参照)。
【0003】この現像装置においては、上記磁性粒子が
上記不動層へ付加したり、上記不動層から離脱したりす
ることで、上記トナー粒子取り込み領域の大きさを自動
的に増減させる。具体的には、上記不動層に存在する磁
性粒子が多めになると、トナー粒子取り込み領域の大き
さが減少し、現像に寄与する現像剤への新たなトナー取
り込み量が減少する。一方、上記不動層に存在する磁性
粒子の量が少なめになると、トナー粒子取り込み領域が
増大して多くのトナーが取り込まれる。これにより上記
現像剤層中の磁性粒子とトナー粒子との混合比率を自動
的に制御している。この種の現像装置によれば、現像剤
中のトナー濃度を検知しその検知結果に基づいたトナー
濃度制御を行うための特別な機構を設けることなく、長
期的なトナー濃度の制御を自動的に行うことができる。
【0004】また、先に本出願人は、現像剤担持体に担
持して現像領域に搬送する現像剤の量を規制する現像剤
規制部材と、該現像剤規制部材で阻止された現像剤が滞
留する現像剤滞留部を形成するため、該現像剤担持体表
面と所定の間隙をもって対向配置された現像剤保持部材
と、該現像剤滞留部に該現像剤担持体上の現像剤搬送方
向の上流から隣接し、該現像剤担持体に対向するトナー
補給開口部を有するトナー収容部とを備え、該現像剤滞
留部内に、該トナー補給開口部を介して取り込まれるト
ナーが、上限トナー濃度となる状態で、該現像剤滞留部
内に形成される互いに異なる挙動を示す現像剤層間の界
面よりも上方の現像剤層が、該現像剤担持体上の現像剤
層の搬送方向と反対方向に移動可能な空間を有するよう
にした現像装置を提案している(例えば、特願平7−1
19339号参照)。この種の現像装置によれば、現像
剤担持体の回転とともに連れ回る現像剤移動層の体積
が、磁性粒子へのトナー取り込み状況に応じて変化し、
トナーが磁性粒子に取り込まれるにつれて、該現像剤移
動層がトナー補給開口部を塞ぐように膨らむので、磁性
粒子に取り込まれるトナー量の上限が決まり、トナー濃
度がこの上限濃度以上になることがない。したがって、
現像剤滞留部に滞留する磁性粒子の量をあらかじめ設定
することにより、トナー濃度の制御を自動的に行うこと
ができる。
【0005】また、先に本出願人は、現像剤担持体を収
容する現像器本体内に内部を連通させるための開口部
と、該開口部を開閉可能な開閉手段とを有し、現像器本
体に対して脱着可能な現像剤収容器で上記現像剤収容部
を構成したものを提案している(特願平7−11934
0号参照)。この構成によれば、現像剤収容器の開口に
設けられた開閉手段でこの開口を塞ぐことにり、装置内
のほとんどの現像剤が存在している上記現像剤収容器内
の現像剤を回収でき、また、現像器本体に対して上記現
像剤収容器を脱着することで容易に現像剤を交換するこ
とができる。
【0006】図8は、現像剤担持体として磁力により現
像剤を担持するものを用いた一般的な現像装置につい
て、現像剤担持体の長手方向における磁力分布a、現像
剤担持体上に担持されている単位面積当たりの現像剤量
分布b,c、及び、現像剤担持体の長手方向での現像剤
担持体回動方向における単位長さ当たりの磁性粒子量分
布d,eを示したものである。現像剤担持体による現像
剤の磁力担持力を均一にするために、現像剤担持体の長
手方向における磁力分布は均一であることが望ましい。
しかしながら、従来の現像剤担持体においては、図8中
の磁力分布aに示すように、内部に長手方向の長さLm
で延在した磁界発生手段としてのマグネットローラの磁
力分布は、中央部及びその近傍ではほぼ均一であるのに
対して、両端部では磁場が強くなっているため磁力がや
や強めになっている。よって、画像幅の全域で均一な磁
力担持力を得るのには、形成画像幅が、マグネットロー
ラ磁力分布が均一な中央部近傍部分に収まるように、マ
グネットローラの長さLmを十分長くするのが理想的で
ある。しかし、この理想型をとるためには装置が大型化
してしまうため、上記理想型が取れず、マグネットロー
ラの両端部の磁力が強めになっている部分が、画像幅に
入ったり、画像幅の両端部に近づいてしまうような構成
が採用されている。
【0007】この構成の現像装置では、磁力が強めにな
っているマグネットローラ端部で磁性粒子の搬送能力が
高くなり、現像剤担持体上の磁性粒子が現像領域を通過
する度に磁力の強い現像剤担持体両端部に移動してしま
う。例えば、図8中に磁性粒子量分布dで示すように現
像剤担持体上の全域に渡って均一に担持された磁性粒子
は、搬送されるうち次第に磁力の強い方に移動する。こ
の結果、図8中に磁性粒子量分布eで示すように現像剤
担持体の両端部側hに偏り、該端部の中央側に隣接した
両端部近傍部分lでは現像剤担持体の単位長さ当たりの
現像剤搬送方向における磁性粒子の担持量が減少してし
まう。
【0008】このような現像剤担持体端部近傍上部での
磁性粒子の担持量減少が、前述の特開昭63−2252
66号公報で示すようなトナー濃度制御を自動的に行う
現像装置で生じた場合、この減少が生じた現像剤担持体
上の部分lでは、前述のトナー濃度自己制御の原理から
移動層内の現像剤中へのトナーの取り込み量が多くなっ
てしまう。また、上記特願平7−119340号で提案
した現像装置で生じた場合にも、現像剤担持体上の部分
lでは、現像剤滞留部内へのトナーの取り込み量が多く
なってしまう。このため、前述のようなトナー濃度制御
を自動的に行ういずれの現像装置においても、画像の両
端部近傍でトナー濃度が上昇してしまうことになる。
【0009】また、図7は、従来から提案されている現
像剤担持体4と現像剤規制部材6との配置を示した図で
ある。この図に示すように、現像剤担持体4表面に対し
て所定の間隔をもって設けられた現像剤規制部材6と現
像剤担持体表面とのギャップを通過する現像剤は、現像
剤搬送方向の上流側に配設された図示しないサイドシー
ルにより現像器内で存在し得る幅Wdが規制されてい
る。よって、現像剤規制部材6によって現像剤担持体上
の単位面積当たりの現像剤量が現像剤担持体表面からほ
ぼ均一に例えば0.04g/cm2の厚さに規制され、現像
剤規制部材と現像剤担持体とのギャップを通過した際の
現像剤は、図8に現像剤量分布bで示すようにように、
上記幅Wdで分布する。
【0010】ところが、上記通過の直後には、図8に現
像剤量分布cで示すように、現像剤が上記幅Wdよりも
両側に広がり、現像剤担持体の幅方向両端部近傍に担持
されている単位幅当たりの磁性粒子量が減少する。前述
した現像剤担持体内部のマグネットローラの磁力の影響
が加わると、この現像剤担持体の担持量が減少している
部分の磁性粒子量が、現像剤担持体端部(図8中にhで
示す)に偏るため、その中央側に隣接した端部近傍部分
(図8中にlで示す)の磁性粒子の担持量がますます減
少してしまう。このため、前述のトナー濃度自己制御の
原理から、現像剤担持体の両端部近傍でトナー濃度が高
くなってしまっていた。
【0011】更に、上記マグネットローラの両端部の磁
力が強めになっていることや、サイドシールにより現像
器内で存在し得る幅Wdが規制されている現像剤が、現
像剤規制部材と現像剤担持体とのギャップを通過すると
その直後に両側に広がることで、現像剤担持体の両端部
近傍部分でトナー濃度が高くなりやすいのに加えて、一
般的に、トナー濃度が上昇する形成画像の端部近傍は、
中央部側に比して画像を形成する割合が著しく低く、ト
ナー消費量が少ないため、トナー濃度上昇が起こりやす
かった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の問題点
に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、
トナー濃度の自動制御機構を有した現像装置において、
磁力によって現像剤担持体上に担持され現像領域に搬送
される現像剤の現像剤担持体端部近傍でのトナー濃度上
昇を抑え、現像剤担持体端部近傍のトナー濃度上昇によ
って発生するトナー飛散、装置内部の汚染、形成画像の
地汚れ、画像上の濃度ムラ等が生じない現像装置を提供
することである。
【0013】なお、トナー濃度自己制御の機構を有する
現像装置の全体が傾いた場合に、現像剤担持体表面の現
像剤層が一方に偏ったり、部分的に脱落したりすること
を防止するため、現像剤収容部内の現像剤を現像剤担持
体表面に対してパッキング状態にして現像剤担持体表面
の現像剤層のトナー濃度を現像剤担持体の長手方向で一
定に保つように構成した現像装置も提案されている(例
えば、特開昭64−105975号公報)。しかし、こ
の現像装置では、磁力で現像剤を担持するため現像剤担
持体内部に設けられた長手方向に延在する磁界発生手段
が、両端部で中央部側に比して強い磁力を持っているこ
とや、サイドシールにより現像器内で存在し得る幅が規
制されている現像剤が、現像剤規制部材と現像剤担持体
とのギャップを通過するとその直後に両側に広がること
で、現像剤担持体の両端部近傍でトナー濃度が高くなり
やすいために、前述のような現像剤搬送部材の長手方向
両端部近傍で発生するトナー濃度上昇を抑えることにつ
いては言及されていない。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1乃至6の現像装置は、内部に磁界発生手段
を備える現像剤担持体上に、トナーと磁性粒子とを含む
二成分現像剤を貯溜した現像剤収容部の現像剤を磁力に
より担持させ、現像剤規制部材とのギャップを通過させ
ることによって現像剤担持体上に担持した現像剤の量を
規制した後に、回動により画像形成装置の潜像担持体と
対向する現像領域に現像剤を搬送するとともに、該現像
剤収容部とトナー取り込み開口部を介して連通し現像剤
担持体上の現像剤に接触するように貯溜されているトナ
ー収容部のトナーを該現像剤の移動により取り込む現像
装置において、上記トナー収容部から上記現像剤収容部
に取り込まれるトナーのトナー取り込み可能量が、現像
剤担持体の幅方向両端部近傍で、該中央部側よりも少な
くなるようトナー取り込み量規制手段を設けたことを特
徴とするものである。
【0015】ここで、トナー収容部から現像剤収容部に
取り込まれるトナーのトナー取り込み可能量を現像剤担
持体の幅方向両端部近傍で、該中央部側よりも少なくな
るようにするには、例えば、トナー取り込み量規制手段
で、現像剤担持体の幅方向両端部近傍へのトナー取り込
み可能量を該中央部側より減少させたり、現像剤担持体
の幅方向両端部近傍へのトナー取り込みが行われないよ
うに規制したりする。
【0016】請求項1乃至6の現像装置においては、ト
ナー収容部からトナー取り込み開口部を介して現像剤収
容部に取り込まれるトナーの量を、現像剤担持体の両端
部近傍でその中央部側より少なくなるようにトナー取り
込み量規制手段によって規制する。これにより、画像領
域端部近傍のトナー消費量が中央部側より少ない場合
や、磁界発生手段の両端部の磁力担持力が中央部側より
強い場合など、トナー濃度上昇が起こりやすい場合で
も、現像剤担持体の端部近傍へのトナー供給量をその中
央部側より減少させ、該端部近傍においてトナー濃度が
異常に上昇することを防止する。
【0017】特に、請求項2の現像装置は、請求項1の
現像装置において、上記現像剤収容部を、該内部と現像
剤担持体を収容する現像器本体とを連通させる開口部
と、該開口部を閉じる取外し可能なシャッター部材とを
有し、且つ、該現像器本体に対して脱着可能に設けた現
像剤収容器で構成したことを特徴とするものである。
【0018】請求項2の現像装置においては、現像器本
体に現像剤をセットするとき、現像器本体に現像剤収容
器を取り付けた後、開口部のシャッター部材を外して現
像器本体と連通させ、現像剤収容器内部の現像剤を現像
器に供給する。
【0019】また、特に、請求項3の現像装置は、請求
項1又は2の現像装置において、現像剤担持体内部に長
手方向に延在する長さLmの磁界発生手段と、現像剤担
持体の幅方向に対する長さWtのトナー取り込み開口部
とを備え、上記トナー取り込み量規制手段を、上記長さ
WtがWt<Lmで、且つ、現像剤担持体の幅方向にお
いてトナー取り込み開口部の両端部が該磁界発生手段の
両端部よりも中央部側に位置するように形成したトナー
取り込み開口部で構成したことを特徴とするものであ
る。
【0020】請求項3の現像装置においては、磁界発生
手段の長手方向両端部より中央部側までしか開口してい
ないトナー取り込み開口部から該現像剤収容部の現像剤
中にトナーを供給することにより、磁界発生手段の両端
部の磁力担持力が他の部分より強くなっているためにそ
の両端部に隣接した内側から該端部に磁性粒子が移動し
て磁性粒子が減少し、トナー濃度が上昇しやすくなって
いる磁界発生手段の両端部近傍へのトナーの供給量を減
少させる。
【0021】また、特に、請求項4の現像装置は、請求
項1又は2の現像装置において、上記トナー取り込み開
口部を、上記現像剤収容部の幅より短く形成したことを
特徴とするものである。
【0022】請求項4の現像装置においては、現像剤収
容部の幅方向よりも幅の狭いトナー取り込み開口部から
該現像剤収容部の現像剤中にトナーを供給することによ
り、現像剤担持体の端部近傍へのトナー供給量を中央部
側より減少させる。
【0023】また、特に、請求項5及び6の現像装置
は、請求項1又は2の現像装置において、上記現像剤収
容部の幅方向に延在するよう形成したトナー取り込み開
口部と、該トナー取り込み開口部を介して上記現像剤収
容部側にトナーを搬送するトナー搬送部材とを設け、上
記トナー取り込み量規制手段を、該トナー搬送部材によ
るトナー搬送能力をトナー取り込み開口部の両端部近傍
でその中央部側に比して低下させることにより構成した
ことを特徴とするものである。
【0024】請求項5及び6の現像装置においては、ト
ナー搬送部材によるトナー搬送能力をトナー取り込み開
口部の両端部近傍でその中央部側に比して低下させて、
トナー収容部からトナー取り込み開口部を介して現像剤
収容部に取り込まれるトナーの量を、現像剤担持体の両
端部近傍でその中央部側より少なくする。
【0025】また、特に、請求項6の現像装置は、請求
項5の現像装置において、上記トナー搬送部材をトナー
取り込み開口部に平行な軸と、該軸に設けられて該軸の
回りを回転するトナー送り出し部材とで構成し、該トナ
ー送りだし部材の回転によって該トナー送りだし部材先
端部が描く円の最大軌跡を、トナー取り込み開口部の両
端部近傍でその中央部側に比して小さくなるように上記
トナー搬送部材を構成したことを特徴とするものであ
る。
【0026】ここで、トナー取り込み開口部に平行な軸
の回りを回転するトナー送り出し部材先端部が描く円の
最大軌跡を小さくすると、トナー収容部内のトナーを撹
拌する能力が低下し、該最大軌跡が大きい場合に比して
トナーを現像剤収容部に送り出すトナー搬送能力が低く
なる。 (以下、余白)
【0027】特に、請求項6の現像装置においては、ト
ナー取り込み口の両端部近傍に取り込まれるトナーを送
り出すトナー搬送部材両端部近傍の該トナー搬送部材先
端部が回転によって描く円の最大軌跡を小さくし、トナ
ー取り込み開口部の両端部近傍から現像剤収容部に取り
込まれるトナーの量を中央部側より減少させる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真複写機(以下、「複写機」という。)に用い
る現像装置に適用した一実施形態について説明する。図
1(a)は本実施形態に係る現像装置の概略構成を示す
部分断面図である。この現像装置は画像形成装置に用い
られる潜像担持体である円筒状の感光体ドラム1の側方
に配設され、感光体ドラム1に向けて開口部が形成され
た現像器ケース2、該開口部から一部が露出した、トナ
ー及び磁性粒子(以下「キャリア」という。)からなる
現像剤3を表面に担持する現像剤担持体としての現像ス
リーブ4、現像スリーブ4の内部に固定配置した磁界発
生手段としての固定磁石群からなるマグネットローラ
5、現像スリーブ4上に担持されて搬送されている現像
剤3の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタ6、
現像スリーブ4に対向する開口部を有し、該スリーブ4
上方に滞留する現像剤の収容空間である現像剤収容部A
を形成するための剤収容室形成部材7などを備えてい
る。また、上記現像器ケース2の、現像スリーブ4を挟
んで感光体1と反対側の部分で、トナー収容部としての
トナーホッパ8が形成されている。
【0029】上記剤収容室形成部材7の側壁内面は、現
像スリーブ4表面との間に所定の間隔を持っており、現
像スリーブ4との間に、感光体ドラム1との対向部の現
像位置に供給されずにドクタ6で進行が阻止された現像
剤を収容する現像剤収容部Aを形成している。この現像
剤収容部Aに対向する現像スリーブ4の内側にはマグネ
ットローラ5の磁極が配置している。現像剤収容部Aと
上記トナーホッパ8内とを区画すべく、ドクタ6近傍か
らひさしのように延び出してから下方に屈曲した上記側
壁部分であるドクタ前ヒサシ部7aの下端縁は、上記ト
ナーホッパ8の現像スリーブ4側での仕切を形成すべく
上方に隆起した現像器ケース2の底部と、所定の間隙を
おいて対向する。この下端縁と上記底部との間隙が、現
像剤搬送方向における現像剤収容部Aの上流側に隣接し
て現像スリーブ4表面と対向するトナーホッパ8のトナ
ー補給開口部8aになっている。トナーホッパ8内の、
該トナー補給開口部8aに隣合ったスペースには、トナ
ーをトナー補給開口部8aに向けて撹拌しながら送り出
すトナー送りだし部材としてのアジテータ9が配設され
ている。
【0030】図示の例のアジテータ9は、図1(a)に
示すようにホッパ8内のトナー補給用開口部8aに隣合
った位置に、その断面が正方形である軸部9aがトナー
送り出し方向の幅方向に平行に設けられ、この軸部9a
の向かい合う平行な2辺には、軸部9aの回転方向の下
流側に一定の幅だけまっすぐに延在するように、PET
等から形成される板状部材9bが設けられている。この
アジテータは、軸部9aの回転に伴って板状部材9aが
ホッパ8内のトナーを撹拌し、現像剤収容部側に送り出
す。従って、軸部9aの回転中心から板状部材9aの先
端までの距離がある程度長いほど、トナーを撹拌する能
力が高く、また、トナーを効率良く現像剤収容部A側に
送りだすことができる。
【0031】上記構成の現像装置において、現像スリー
ブ4上の現像剤3は、該スリーブ4の矢印方向の回転に
伴って搬送され、ドクタ6により規制されて薄層化され
る。薄層化された現像剤3は、矢印方向に回転している
感光体ドラム1と対向する現像領域に搬送される。そし
て、現像領域では、感光体ドラム1上に形成されている
静電潜像にトナーが供給され、該静電潜像の可視像化が
行われる。この可視像化に使用されなかった現像剤3
は、現像スリーブ4の回転に伴って搬送され、アジテー
タ9で送り出されてトナー補給開口部8aから供給され
た新しいトナーを取り込んだ後、現像剤収容部Aに戻
る。
【0032】ホッパ8からの新しいトナーを取り込んだ
現像剤3が戻ってきた現像剤収容部A内では、ドクタ6
の規制によって生じる現像剤の内圧が増加し、現像剤3
のトナー分散とトナー帯電とが行われる。このように現
像剤収容部Aにおける現像剤の内圧増加により、現像ス
リーブ4上の現像剤3中のトナーを帯電することができ
るので、パドルやスクリュウ等の現像剤3を帯電あるい
は撹拌するための複雑な撹拌機構が不要となる。
【0033】一方、上記現像領域に供給されずにドクタ
6で進行が阻止された現像剤3の一部は、現像剤収容部
A内で現像剤3自身の内圧及び重力によってトナーホッ
パ8のトナー補給開口部8aに向かって移動する。トナ
ー補給開口部8a付近まで移動してきた現像剤3は、現
像スリーブ4の回転に伴ってドクタ6側に循環するよう
に搬送される。
【0034】図2(a)乃至(c)は、上述した現像剤
収容部Aにおける現像剤3の移動状態を示したものであ
る。ドクタ6に突き当たるように現像スリーブ4の回転
方向下流側に搬送される現像剤3の一部は、現像スリー
ブ4の上方をドクタ前ヒサシ部7aの方向へ流れ、現像
剤収容部A内で回動運動をするようになる。この回動運
動は、高速ビデオを用いた側面拡大観察により、現像剤
中へ異色トナーを取り込む様子を、200コマ/秒、1
0倍速程度で撮影することにより観察できる。
【0035】トナーホッパ8内のトナーは、図2(a)
中の記号aで示す流れと記号bで示す流れとの合流点c
付近から現像剤中に取り込まれる。このときの現像剤は
現像スリーブ4の表面近傍を約100mm/secで移動
しており、また、現像剤収容部Aにはまだ十分な空隙が
存在しているので、現像剤滞留層の回動速度は約10mm
/secである。
【0036】図2(b)は、トナーの取り込みが開始さ
れた状態を示している。キャリアにトナーが取り込まれ
るにつれて、次第にトナー濃度、及び現像剤容積が上昇
すると、現像剤移動層が膨張し、該合流点cが徐々に現
像スリーブ4の表面近傍から遠ざかるとともに、現像ス
リーブ4の表面近傍の現像剤の流速aも低下する。この
とき、現像剤3は該表面近傍を約65mm/secの速度
で移動しており、現像剤滞留層の回動速度は約5mm/s
ecである。
【0037】そして、図2(c)示すように、現像剤3
に補給されたトナーが多くなってトナー濃度が高まると
ともに現像剤3の嵩が増加し、現像剤収容部Aに空隙が
なくなってくると、現像剤3の流動性は次第に悪くな
る。このため、現像剤移動層が膨張するにつれて、該合
流点cがドクタ前ヒサシ部7aの下端へ近づいてくる。
これにより、もはや現像剤3にはトナーが取り込まれな
くなる。このとき、現像剤滞留層の回動速度は約1mm/
secとなっている。しかしながら、現像剤滞留層に
は、まだゆるい充填状態で現像剤が滞留している部分が
あり、この部分の現像剤3は他の部分よりも比較的トナ
ーコンテンツが高く、非常に遅い流れの速度にはなって
いるが回動運動が続いており、そこでは、現像剤中への
トナー分散及び帯電の立ち上げが進行している。
【0038】そして、現像によってトナーが消費され、
現像剤収容部A内のトナー濃度が低下し、現像剤3の嵩
が減少してくると、図2(a)の状態に戻るので、再び
現像剤中へのトナー取り込みを始めるようになる。この
とき、新たに現像剤中に取り込んだトナーだけでなく、
上述したように現像剤収容部A内で回動しながら該現像
剤中に分散し、かつ帯電電荷が立ち上がっているトナー
も当然現像領域に搬送されるので、現像に供されるトナ
ー量が多く、現像剤中に多量のトナーを取り込んだ場合
であっても、上記特公平5−67233号公報記載の装
置のように、トナーの帯電不足に起因して地汚れやトナ
ー飛散などがひどくなるといった問題は発生しにくくな
る。
【0039】以上の動作によって現像剤3のトナー濃度
が一定の濃度範囲内に保たれる。このようにトナー濃度
をコントロールできるので、トナー濃度センサやトナー
補給部材などを用いた複雑なトナー濃度制御機構が不要
となる。
【0040】そして、本実施形態の現像装置において
は、現像装置への現像剤のセット作業を楽にするための
構成を採用している。すなわち、この現像装置における
上記剤収容室形成部材7は、図1(a)に示すように、
内部にキャリアを収容し、シャッター部材としてのシー
ル11により現像剤収容部Aの内部と現像器本体とを連
通させる開口部を塞いだ状態で、現像器本体にセットで
きよう、脱着可能な構成にされている。上記シール11
は、図1(c)に示すように、剤収容室形成部材の上面
に上端部11aが接着され、ドクタ6に対向する部分か
ら上記開口部の下端縁まで、開口部全体を覆うように延
出させた後に現像剤収容部A側に折り返され、この折り
返された部分11bで、上記開口部の下端縁に相当する
上記ドクタ前ヒサシ7aの下端部に接着され、更に現像
剤収容部A側に折り返された部分の上端を部11cが上
記開口部の上端縁に相当する剤収容室形成部材部分に接
着されている。このシール11は、その上端部11a
を、剤収容室形成部材表面から剥がして上方に引っ張る
ことにより、開口部を開けることができる構造になって
いる。
【0041】以上の剤収容室形成部材7を用いて新しい
キャリアを現像剤収容部A内に納めるときは、あらかじ
め内部に新しい現像剤が入っている状態でシール11に
よって開口部を閉じた状態の剤収容室形成部材7を、そ
のまま現像装置本体に装着する。そして、上記シール1
1を上方に引き抜くことによって開口部を開封紙、収容
キャリアを自重で現像スリーブ1上に流下させて、キャ
リアの供給を行う。これでキャリア供給作業が完了する
ので、作業を容易に行うことができる。
【0042】図1(d)はあらかじめ内部に新しい現像
剤が入っている状態でシール11によって開口部を閉じ
た状態の剤収容室形成部材7の斜視図である。この図は
シール部材11を部分的に破断した状態を示している。
なお、符号7bは端壁部、符号14は該端壁部の現像ス
リーブ対向面に設けられたサイドシールである。
【0043】また、本実施形態の現像装置においては、
形成画像の幅方向の端部近傍でのトナー濃度が所望の濃
度より高くなることを防止できる構造も採用している。
図3(a)〜(c)は、本実施形態にかかる現像器のア
ジテータ端部近傍の断面図、及び、トナー補給開口部8
aの正面図である。これらの図において、側壁14まで
延在しているトナー補給開口部8aのドクタ前ヒサシ7
aの下端縁と現像器ケース2との間のギャップを2段階
に形成し、トナー補給開口部8aの中央部側で広くG
1、その両端部側で狭くG2している。具体的には、図3
(c)に示すように、トナー補給量規制手段をドクタ前
ヒサシ部7aの下端部をトナー補給開口部8aの端部近
傍の狭いギャップG2を形成する部分のみ下方に伸ばし
て構成し、現像器ケース2の上端に近接させている。ま
た、図3(a),(b)に示すように、アジテータ9の
端部近傍において、その中央部近傍に設けている板状部
材9a(図1(a),(b)参照)を取り除いている。
【0044】この構成においては、図3(a)に示すよ
うに、内部にキャリアを収容し現像剤収容部Aの開口部
をシール11で塞いた状態の剤収容室形成部材7を装置
本体に装着した後、図3(b)に示すようにシール11
を上方に引き抜き、現像剤収容部Aの開口部を開け、キ
ャリアを供給すると、アジテータ9が回転する。アジテ
ータ9の端部近傍では、断面が正方形の形状の軸部9a
の端部が形成する最外周軌跡13が中央部近傍の板状部
材9aを有する部分に比して大幅に小さくなるので、現
像剤収容部Aに送りだされるトナー量が、中央部近傍に
比して減少する。更に、トナーホッパ8からトナー補給
開口部8aを介して現像剤収容部Aに取り込まれるトナ
ー取り込み可能量は、ギャップの幅によっても左右さ
れ、トナー補給開口部8aの端部近傍から取り込まれる
取り込み可能量が中央部側に比して少なくなるようにギ
ャップを狭くしているので、より確実に現像剤収容部A
に送りだされるトナー量が、中央部近傍に比して減少す
る。
【0045】上記構成によれば、アジテータ9の回転に
よってアジテータ9先端が描く軌跡をアジテータ9の長
手方向両端部近傍で小さくなるように形成しているの
で、アジテータ9の回転によって現像剤収容部A側に送
り出せるトナーの量を、アジテータ9の長手方向におけ
る両端部近傍で中央部近傍に比して減少させることがで
きる。また、トナー補給開口部8aの端部近傍のギャッ
プを狭くしているので、より確実に現像剤収容部Aに送
りだされるトナー量を端部近傍で中央部側に比して減少
させることができる。これにより、トナー消費量が中央
部側に比して少ない場合や、マグネットローラ5両端部
の磁力の強くなっている部分にキャリアが移動してしま
い、その隣接する内側でキャリアが減少してしまう場合
など、トナー濃度が上昇しやすい現像スリーブ4両端部
近傍でのトナー濃度の上昇を防止することができる。ま
た、現像スリーブ4端部近傍のトナー濃度上昇によって
発生するトナー飛散、装置内部の汚染、形成画像の地汚
れ、画像上の濃度ムラ等の発生を防止することができ
る。また、アジテータ9の軸部9aに板状部材9aを設
けるか否か、又は、トナー補給開口部8aのギャップを
広くするか狭くするかで現像剤収容部Aに取り込まれる
トナーのトナー補給可能量の現像剤収容部A幅方向での
調整を行うことができ、構成が容易である。なお、図示
の装置例では、上記トナー補給開口部8aの中央部側の
ギャップG1の範囲としては、1mm≦G1≦5mmが好適で
あった。
【0046】図4(a)〜(c)は、本実施形態の変形
例にかかる現像器のアジテータ9端部近傍の断面図、及
び、トナー補給開口部8aの正面図である。この例にお
いては、トナー補給開口部8aの両端部近傍の現像器ケ
ース2の上端部のみにトナー補給量規制手段としての弾
性部材12を設け、この弾性部材12とドクタ前ヒサシ
部7aの下端部との間で狭いギャップG2を形成してい
る。また、アジテータ9の形状は、上記図3(a)〜
(c)と同様に構成している。以上の構成によって、図
3(a)〜(c)と同様の効果を得ることができる。
【0047】上記2つの例では、トナー補給用開口部8
aの端部近傍でアジテータ9によるトナー補給量の制限
を行うと共に、開口部のギャップを両端部で狭くしてい
るので、より効果的にトナー補給用開口部8aの端部近
傍でのトナー補給量を減少させることができ、より好ま
しい効果を得ることができる。
【0048】一方、トナー補給開口部8aのギャップを
両端部近傍で狭くすることと、両端部近傍でアジテータ
9のトナー搬送能力を低下させることを同時に行わず
に、トナー補給開口部8aのギャップ、又は、アジテー
タ9の板状部材9aのどちらか一方のみをトナー補給開
口部8aの両端部でトナー取り込み量が減少するように
構成してもよい。これにより、トナー補給用開口部8a
の端部近傍でのトナー補給量を減少させる構成が容易に
なる。
【0049】また、トナー補給開口部8aを装置側壁に
まで延在させず幅方向に短く開口させることで、形成画
像の幅方向の端部近傍でのトナー濃度上昇を防止するこ
ともできる。このためには、例えば、図3(c)の構成
例におけるギャップG2が無くなるドクタ前ヒサシ部7
aの下端を設定したり、図4(c)の例における弾性部
材12の高さを設定したりすればよい。
【0050】図5(a)は、トナー補給開口部8aを上
述のように開口させた装置例の、トナー補給開口部8a
の幅Wtと他の比較の対象となる各部材等の幅とを示し
た図である。この図において、マグネットローラ5の長
手方向の長さをLmで表し、同方向となる現像剤収容部
A、ドクタ対向部を通過する現像剤の分布、画像領域、
及び、トナー補給開口部8aの幅方向の長さをそれぞ
れ、Wz,Wd,Wa,Wtで表している。ここで、一
般的に現像スリーブ4内に設けられマグネットローラ5
の長手方向の長さLmは、マグネットローラ5端部の急
激に変化した磁界が形成画像の領域に影響を及ぼさない
ようにするために、画像領域の幅Waに対して10数ミ
リメートル程度長めにするのが一般的であるので、この
装置例においてもそのようにしている。また、現像剤収
容部Aの幅Wzは、マグネットローラ5の磁力担持力が
均一に保証される範囲内に収め、且つ画像領域幅Waよ
り長くし、現像剤を現像領域に幅方向で均一な磁力担持
によって均一量供給できるようにするのが一般的である
ので、この装置例においてもそのようにしている。
【0051】そして、この図5(a)の装置例において
は、トナー補給開口部8aの幅Wtを、マグネットロー
ラ5の長さLmよりも短く形成し、マグネットローラ5
の両端部よりもトナー補給開口部8aの両端部が中央部
側に位置するようにしている。ここで、本発明者等がこ
のトナー補給開口部8aの幅Wtをマグネットローラ5
の両端部からどの程度短くすれば効果的かということを
調べた結果、マグネットローラ5の両端部から各10mm
程度短くするのが好適であることがわかった。ただし、
この数値については、現像ローラの現像主磁極の磁界分
布差があるため、どの装置にも一律に決められる値では
ない。一般的には、図8の磁力分布aに示すようにマグ
ネットローラ5端部の高磁気勾配による高磁力の影響が
及ぶ範囲を避けることができる程度にするのが好まし
い。
【0052】上記構成により、マグネットローラ5の両
端部近傍へのトナーの供給量を減少させるので、マグネ
ットローラ5の両端部の磁力担持力が他の部分より強く
なっている部分にその隣接した内側(以下、隣接部とい
う)からキャリアが移動し、隣接部の現像スリーブ4上
のキャリアが減少する場合においても、この隣接部のト
ナー濃度が異常に上昇することを防止でき、また、隣接
部近傍の現像スリーブ4上のトナー濃度が上昇すること
によって発生するトナー飛散、装置内部の汚染、形成画
像の地汚れ、画像上の濃度ムラ等の発生を防止できる。
【0053】更に、この図5(a)の装置例において
は、トナー補給開口部8aの幅Wtを、現像剤収容部A
の幅Wzより両端部において短く形成している。図6
は、装置側壁間の幅よりもトナー補給開口部8aの幅を
短く形成するための構成例を示した図である。この図に
おいて、現像剤収容部Aの幅Wzは、装置側壁によって
規制されており、現像剤収容部Aとトナーホッパ8との
間の現像剤収容器の下端と現像器ケース2先端との間
を、弾性部材12によって密封状態にしている。そし
て、ドクタ前ヒサシ7の先端部7aから一定距離上部
に、側壁間で所望の長さを有し上下方向に所望の幅を有
する細長いトナー補給開口部8aを形成している。この
図においては、このトナー補給用開口部8aに金網を設
け、このトナー補給用開口部8aから供給されるトナー
濃度をこの開口の長手方向で均一に保てるようにしてい
る。トナー補給用開口部8aの上下方向における幅を均
一に維持するために、このトナー補給用開口部8aにパ
ンチメタル、リブ等を設けてもよい。ここで、本発明者
等がこのトナー補給開口部8aの幅を現像剤収容部Aの
両端部間の幅に対してどの程度短くすれば効果的かとい
うことを調べた結果、現像剤収容部Aの両端部から各
2.5〜5mm程度短くするのが良いことがわかった。た
だし、この数値についても、マグネットローラ5の現像
主磁極の磁界分布差があるため、どの装置にも一律に決
められる値ではない。更に、本実施形態においては、こ
のトナー補給用開口部8aの幅Wtを画像領域の幅Wa
よりも短くしている。なお、トナー補給開口部8aの幅
Wtを、現像剤収容部Aの幅Wzより両端部において短
く形成するには、前述のように、例えば図4の例におけ
る弾性部材12の高さをギャップG2が無くなるように
設定した上で、該弾性部材12の幅を、現像剤収容部A
を構成する剤収容室形成部材7の端壁の厚みを越えて現
像収容部B内に対応するところまで及ぶように設定して
もよい。 (以下、余白)
【0054】上記構成によれば、現像剤収容部Aの幅方
向Wzよりも幅の狭いトナー補給開口部8aから該現像
剤収容部Aの現像剤中にトナーを供給して、現像スリー
ブ4の端部近傍へのトナー供給量を中央部側より減少さ
せるので、一般的にトナー消費量が中央部側より少な
く、トナー濃度上昇が起こりやすい画像領域の両端部近
傍へのトナー供給量をその中央部側より減少させること
ができ、該端部近傍においてトナー濃度が異常に上昇す
ることを防止できる。
【0055】図5(b)は、トナー補給開口部8aを上
述のように開口させた他の装置例の、トナー補給開口部
8aの幅Wtと他の比較の対象となる各部材等の幅とを
示した図である。この図においても、マグネットローラ
5の長手方向の長さ、すなわち、着磁有効長さをLmで
表し、同方向となる現像剤収容部A、ドクタ対向部を通
過する現像剤の分布、画像領域(幅方向最大のもの)、
及び、トナー補給開口部8aの幅方向の長さをそれぞ
れ、Wz,Wd,Wa,Wtで表している。この装置例
においては、上記Lm、Wz及びWdの3つが同じであ
る。そして、これらより、Waが短く、更に、このWa
よりWtが短い。例えば、Lm、Wz及びWdの3つが
304mm、Waが297mm、Wtが287mmであ
る。この装置例によっても、上述の図5(a)の装置例
について述べた同様の構成部分に対応する効果が得られ
た。
【0056】
【発明の効果】請求項1乃至6の現像装置によれば、ト
ナー収容部から現像剤収容部に取り込まれるトナーの量
を、現像剤担持体の両端部近傍でその中央部側より少な
くなるようにトナー取り込み量規制手段によって規制
し、画像領域端部近傍のトナー消費量が中央部側より少
ない場合や、磁界発生手段の両端部の磁力担持力が中央
部側より強い場合など、トナー濃度上昇が起こりやすい
場合でも、現像剤担持体の端部近傍へのトナー供給量を
その中央部側より減少させるので、該端部近傍でのトナ
ー濃度の異常な上昇を防止でき、また、現像剤担持体端
部近傍のトナー濃度上昇によって発生するトナー飛散、
装置内部の汚染、形成画像の地汚れ、画像上の濃度ムラ
等の発生を防止できるという効果がある。
【0057】特に、請求項2の現像装置によれば、現像
器本体への現像剤のセット時に、現像器本体に現像剤収
容器を取り付け、開口部のシャッター部材を外すこと
で、現像剤収容器内部の現像剤を現像器に供給できるの
で、現像剤の供給作業が容易になるという効果がある。
【0058】請求項3の現像装置によれば、磁界発生手
段の両端部の磁力担持力が他の部分より強くなっている
ためにその両端部に隣接した内側から該端部に磁性粒子
が移動して磁性粒子が減少し、トナー濃度が上昇しやす
くなっている磁界発生手段の両端部近傍へのトナーの供
給量を減少させるので、該端部近傍でのトナー濃度の異
常な上昇を防止でき、また、現像剤担持体端部近傍のト
ナー濃度上昇によって発生するトナー飛散、装置内部の
汚染、形成画像の地汚れ、画像上の濃度ムラ等の発生を
防止できるという効果がある。
【0059】請求項4の現像装置によれば、現像剤収容
部の幅方向よりも幅の狭いトナー取り込み開口部から該
現像剤収容部の現像剤中にトナーを供給して、現像剤担
持体の端部近傍へのトナー供給量を中央部側より減少さ
せるので、該画像領域端部近傍のトナー消費量が少ない
場合など、現像剤担持体の端部近傍のトナー消費量が少
ない場合においても、この端部近傍のトナー濃度が異常
に上昇することを防止でき、現像剤担持体端部近傍のト
ナー濃度上昇によって発生するトナー飛散、装置内部の
汚染、形成画像の地汚れ、画像上の濃度ムラ等を防止で
きるという効果がある。
【0060】請求項5及び6の現像装置によれば、トナ
ー搬送部材によるトナー搬送能力をトナー取り込み開口
部の両端部近傍で低下させ、トナー収容部から現像剤収
容部に取り込まれるトナーの量を、現像剤担持体の両端
部近傍でその中央部側より少なくするので、画像領域端
部近傍のトナー消費量が中央部側より少ない場合や、磁
界発生手段の両端部の磁力担持力が中央部側より強い場
合など、トナー濃度上昇が起こりやすい場合でも、現像
剤担持体端部近傍でのトナー濃度上昇を抑えることがで
き、現像剤担持体端部近傍のトナー濃度上昇によって発
生するトナー飛散、装置内部の汚染、形成画像の地汚
れ、画像上の濃度ムラ等を防止することができるという
効果がある。また、トナー取り込み開口部から現像剤収
容部に供給するトナーの量の調節を、トナー搬送部材の
トナー搬送能力をその長手方向両端部近傍で低下させる
ことにより行うので、トナ取り込み量の規制のための構
成が容易である。
【0061】特に、請求項6の現像装置によれば、トナ
ー搬送部材先端部が回転によって描く最大軌跡の大きさ
をトナー搬送部材の端部近傍のみで小さくするという簡
易な構成で、現像剤収容部へのトナー取り込み量を減少
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、実施形態に係る電子写真複写機の現
像装置の、現像剤収容器の開口部をシール部材で閉じた
状態の概略構成図。(b)は、同電子写真複写機の現像
装置の、現像剤収容器の開口部を開けた状態の概略構成
図。(c)は、現像収容部Aの内部と現像器本体とを連
通させる開口部に設けられたシールの縦断面図。(d)
は、剤収容室形成部材7の斜視図。
【図2】(a)は、キャリアへのトナー取り込み開始前
の状態を示す説明図。(b)は、キャリアへのトナー取
り込み過程を示す説明図。(c)は、キャリアへのトナ
ー取り込みを終了した状態を示す説明図。
【図3】(a)は、実施形態に係る電子写真複写機の現
像装置の、現像剤収容器の開口部をシール部材で閉じた
状態のアジテータ端部における概略構成図。(b)は、
同電子写真複写機の現像装置の、現像剤収容器の開口部
を開けた状態のアジテータ端部における概略構成図。
(c)は、同トナー補給開口部の正面図。
【図4】(a)は、実施形態の変形例に係る電子写真複
写機の現像装置の、現像剤収容器の開口部をシール部材
で閉じた状態のアジテータ端部における概略構成図。
(b)は、同電子写真複写機の現像装置の、現像剤収容
器の開口部を開けた状態のアジテータ端部における概略
構成図。(c)は、同トナー補給開口部の正面図。
【図5】(a)及び(b)は、それぞれ具体的な装置例
におけるトナー補給開口部の幅Wtと各部材の幅との比
較説明図。
【図6】本実施形態に係るトナー補給開口部の構成を示
した正面図。
【図7】従来から提案されている現像剤担持体4と現像
剤規制部材6との配置を示した図。
【図8】現像剤担持体の長手方向における磁力分布、単
位面積当たりの現像剤量分布、及び現像剤担持体回動方
向における単位長さ当たりの磁性粒子量分布の説明図。
【符号の説明】
1 感光体ドラム 2 支持ケース 3 現像剤 4 現像スリーブ 5 マグネットローラ 6 ドクタ 7 剤収容室形成部材 7a ドクタ前ヒサシ部 8 トナーホッパ 8a トナー補給開口部 9 アジテータ 12 弾性部材 A 現像剤収容部 Lm マグネットローラの長手方向の長さ Wz 現像剤収容部の幅 Wd ドクタの幅 Wa 画像領域の幅 Wt トナー補給開口部の幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋葉 康 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に磁界発生手段を備える現像剤担持体
    上に、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を貯溜し
    た現像剤収容部の現像剤を磁力により担持させ、現像剤
    規制部材とのギャップを通過させることによって現像剤
    担持体上に担持した現像剤の量を規制した後に、回動に
    より画像形成装置の潜像担持体と対向する現像領域に現
    像剤を搬送するとともに、該現像剤収容部とトナー取り
    込み開口部を介して連通し現像剤担持体上の現像剤に接
    触するように貯溜されているトナー収容部のトナーを該
    現像剤の移動により取り込む現像装置において、 上記トナー収容部から上記現像剤収容部に取り込まれる
    トナーのトナー取り込み可能量が、現像剤担持体の幅方
    向両端部近傍で、該中央部側よりも少なくなるようトナ
    ー取り込み量規制手段を設けたことを特徴とする現像装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1の現像装置において、上記現像剤
    収容部を、該内部と現像剤担持体を収容する現像器本体
    とを連通させる開口部と、該開口部を閉じる取外し可能
    なシャッター部材とを有し、且つ、該現像器本体に対し
    て脱着可能に設けた現像剤収容器で構成したことを特徴
    とする現像装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2の現像装置において、現像
    剤担持体内部に長手方向に延在する長さLmの磁界発生
    手段と、現像剤担持体の幅方向に対する長さWtのトナ
    ー取り込み開口部とを備え、上記トナー取り込み量規制
    手段を、上記長さWtがWt<Lmで、且つ、現像剤担
    持体の幅方向においてトナー取り込み開口部の両端部が
    該磁界発生手段の両端部よりも中央部側に位置するよう
    に形成したトナー取り込み開口部で構成したことを特徴
    とする現像装置。
  4. 【請求項4】請求項1又は2の現像装置において、上記
    トナー取り込み開口部を、上記現像剤収容部の幅より短
    く形成したことを特徴とする現像装置。
  5. 【請求項5】請求項1又は2の現像装置において、上記
    現像剤収容部の幅方向に延在するよう形成したトナー取
    り込み開口部と、該トナー取り込み開口部を介して上記
    現像剤収容部側にトナーを搬送するトナー搬送部材とを
    設け、上記トナー取り込み量規制手段を、該トナー搬送
    部材によるトナー搬送能力をトナー取り込み開口部の両
    端部近傍でその中央部側に比して低下させることにより
    構成したことを特徴とする現像装置。
  6. 【請求項6】請求項5の現像装置において、上記トナー
    搬送部材をトナー取り込み開口部に平行な軸と、該軸に
    設けられて該軸の回りを回転するトナー送り出し部材と
    で構成し、該トナー送りだし部材の回転によって該トナ
    ー送りだし部材先端部が描く円の最大軌跡を、トナー取
    り込み開口部の両端部近傍でその中央部側に比して小さ
    くなるように上記トナー搬送部材を構成したことを特徴
    とする現像装置。
JP27757496A 1995-10-31 1996-09-27 現像装置 Expired - Lifetime JP3436337B2 (ja)

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