JPH10239971A - 現像器 - Google Patents
現像器Info
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- JPH10239971A JPH10239971A JP9046473A JP4647397A JPH10239971A JP H10239971 A JPH10239971 A JP H10239971A JP 9046473 A JP9046473 A JP 9046473A JP 4647397 A JP4647397 A JP 4647397A JP H10239971 A JPH10239971 A JP H10239971A
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Abstract
しての供給ローラ240の回転中心と、供給ローラ24
0へ掻き揚げまたは掻き下げによりトナーを移送する手
段としての移送フィン251の回転中心とを結んだ線S
と水平線Hとのなす角度をθとしたとき、感光体110
周りに配置された全ての現像器210(この場合、Y,
C,M,Kの計4つ)に関し、θが−20゜から75゜
の範囲となるように現像器210を配置する。
Description
いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機
等の画像形成装置に用いられる現像器に関するものであ
る。
装置は、外周面に感光層を有する感光体と、この感光体
の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段
により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して
静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形
成された静電潜像現像剤であるトナーを付与して可視像
(トナー像)とする現像手段と、この現像手段により現
像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる転写
手段とを有している。
が収容されたケースと、このケースに軸で回転可能に支
持された現像ローラと、前記ケースに軸で回転可能に支
持され、現像ローラに圧接することにより前記トナーを
現像ローラの表面に供給する弾性体からなる供給ローラ
と、前記ケースに軸で回転可能に支持され、前記トナー
を供給ローラの表面に移送する移送フィンとを、各々順
次水平方向に備えたものが知られている。
では、トナーを収容するスペースを効率的にとるため
に、移送フィンの回転中心を供給ローラの回転中心より
も下段へ設置することで、現像器の厚さを薄くしてい
た。しかし、前記現像器では、移送フィンが供給ローラ
よりも下段にあるために、ケース内のトナー量が減少し
てきた時には、トナー移送フィンによりトナー供給ロー
ラ表面に掻き上げることが困難になりトナー移送不良に
よる画像濃度抵下になるという問題があった。
するもので、その目的は、移送フィンの移送不良を低減
することのできる現像器を提供することにある。
に請求項1記載の現像器は、トナーが収容されたケース
に、軸で回転可能に支持された現像ローラと、前記ケー
スに軸で回転可能に支持され、現像ローラに圧接するこ
とにより前記トナーを現像ローラの表面に供給する弾性
体からなる供給ローラと、前記ケースに軸で回転可能に
支持され前記トナーを供給ローラの表面に移送する移送
フィンとを、各々順次水平方向に配列させたものであっ
て、前記供給ローラの回転中心と、前記移送フィンの回
転中心とを結んだ線と、水平線とのなす角度θが、水平
線を基準に時計回転方向をプラスとした時に、−20度
から+75度の範囲内になるように配置することを特徴
とする。
現像器において、前記供給ローラの回転中心と移送フィ
ンの回転中心とを結んだ線と水平線とのなす角度θが、
−20度から0度の間にある時には、前記移送フィンが
前記ケースと変位接触するように支持されていて、前記
供給ローラ付近で移送フィンがケースから急峻に変位開
放されるようになっていることを特徴とする。
記載の現像器において、前記供給ローラの回転中心と移
送フィンの回転中心とを結んだ線と水平線とのなす角度
θが、−20度から0度の間にある時には、前記トナー
のゆるみ見かけ密度(以下A.Dと呼ぶ)を0.3g/
cc以上0.5g/cc以下とすることを特徴とする。
に収容されたトナーを、移送フィンの回転による機械的
搬送力により、供給ローラ表面にトナー移送される。
て、移送フィン上にあるトナー及び移送フィンとケース
間に存在するトナーを供給ローラ表面に移送することに
なる。
心と移送フィンの回転中心とを結んだ線と水平線とのな
す角度θが、水平線を基準に時計回転方向をプラスとし
た時に、−20度から+75度の範囲内になるように配
置されているので、移送フィン上のトナー及び移送フィ
ンとケース内に存在しているトナーは容易に供給ローラ
表面に掻き上げられることになる。
と、移送フィン上のトナー及び移送フィンとケース間に
存在しているトナーが、供給ローラ表面に掻き上げられ
なくなる。たとえ一旦供給ローラ表面にトナーが掻き上
げられたとしても、供給ローラ上のトナーは重力方向に
サポートするべき供給ローラがないために、トナーは再
び落下しトナー移送不良を起こす。
すると、移送フィン上のトナー及び移送フィンとケース
間に存在しているトナーが、供給ローラ部に移送され過
ぎ、トナーが供給ローラ、現像ローラ及び規制ブレード
間で圧粉状態となり、現像ローラ上のトナーを規制ブレ
ードが適正に規制できなくなり、規制部からトナーが漏
れる恐れがある。
ば、従来のような移送フィンによる移送不良がなくな
る。
記載の現像器において、移送フィンが、供給ローラの回
転中心と移送フィンの回転中心とを結んだ線と水平線と
のなす角度θが、−20度から0度の間にある時には、
移送フィンがケースと変位接触するように支持されてい
て、供給ローラ付近で移送フィンがケースから急峻に変
位開放されるようになっているので、移送フィンに移送
フィン上のトナー及び移送フィンとケース間に存在する
トナーに対して、跳ね飛ばす力がより強く働くようにな
る。
面に、より多く跳ね飛ばされることになり、供給ローラ
表面へのトナー移送効率を向上することができる。
及び2記載の現像器において、供給ローラの回転中心と
移送フィンの回転中心とを結んだ線と水平線とのなす角
度θが、−20度から0度の間にある時には、トナーの
A.Dが0.3g/cc以上0.5g/cc以下になる
ようなトナーを使用すれば、移送フィンから移送したト
ナーが供給ローラに掻き上げられやすく、且つ供給ロー
ラ表面からトナーが再落下しにくくなるため、トナーの
移送効率が更に上がる。
すると、移送されるトナーは流動性が低いために、移送
フィンから供給ローラ表面に掻き上げられ難くなる。
なると、トナー流動性が良すぎて、一旦移送フィンによ
り供給ローラ表面に掻き上げられたトナーが再び落下す
ることになる。
ば、移送効率は更に向上する。
て図面を参照して説明する。
現像器の第1の実施の形態を用いた画像形成装置の一例
を示す模式図である。
明し、次いで、主として現像ユニットおよびこのユニッ
トに組み込まれた現像器について詳しく説明する。
マゼンタ、ブラックの4色のトナーによる現像器を用い
てフルカラー画像を形成することのできる装置である。
あり、このケース50内に、露光ユニット60、給紙装
置70、感光体ユニット100、現像ユニット200、
中間転写ユニット300、定着ユニット400、および
この装置全体の制御を行なう制御ユニット80、等が設
けられている。
と、この感光体110の外周面に当接して外周面を一様
に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ120と、ク
リーニング手段130とを有している。
イエロー用の現像器210Y、シアン用の現像器210
C、マゼンタ用の現像器210M、ブラック用の現像器
210Kを備えている。これら各現像器210Y,21
0C,210M,210Kは、それぞれ内部にイエロ
ー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーを内蔵してい
る。また、それぞれ現像ローラ211Y,211C,2
11M,211Kを備えており、いずれか1つの現像器
の現像ローラのみが感光体110に当接し得るようにな
っている。
10と、1次転写ローラ320と、皺取りローラ330
と、テンションローラ340と、バックアップローラ3
50と、これら各ローラの回りに張られた無端状の中間
転写ベルト360と、この中間転写ベルト360に対し
て接離可能なクリーニング手段370とを有している。
ローラ380が対向配置されている。この2次転写ロー
ラ380は、支軸381で揺動可能に支持されたアーム
382に回転可能に支持されており、アーム382が、
カム383の作動で揺動することによって、中間転写ベ
ルト360に対して接離するようになっている。
示せず)が固定されており、この歯車が、感光体ユニッ
ト100の歯車(図示せず)と噛み合っていることによ
って、感光体110と略同一の周速で回転駆動され、し
たがって中間転写ベルト360が感光体110と略同一
の周速で循環駆動されるようになっている。
程で、1次転写ローラ320と感光体110との間にお
いて、感光体110上のトナー像が中間転写ベルト36
0上に転写され、中間転写ベルト360上に転写された
トナー像は、2次転写ローラ380との間に供給される
用紙等の記録媒体Sに転写される。記録媒体Sは、給紙
装置70から供給される。
層状態で載置されるトレイ71と、ピックアップローラ
72と、トレイ71上に載置された記録媒体Sをピック
アップローラ72に向けて付勢するホッパ73と、ピッ
クアップローラ72により給送される用紙を確実に1枚
ずつに分離する分離ローラ対74とを有している。
は、第1搬送ローラ対91、第1用紙センサ91S、第
2搬送ローラ対92、第2用紙センサ92S、ゲートロ
ーラ対93を経て前記第2転写部すなわち中間転写ベル
ト360と2次転写ローラ380との間に供給され、そ
の後、定着ユニット400、第1排紙ローラ対94、第
2排紙ローラ対95を経てケース50上に排出される。
ローラ410と、これに圧接されている加圧ローラ42
0とを有している。
の通りである。
ーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形
成信号)が制御ユニット80に入力されると、感光体1
10、現像ユニット200の現像ローラ等、および中間
転写ベルト360が回転駆動される。
ラ120によって一様に帯電される。
外周面に、露光ユニット60によって第1色目(例えば
イエロー)の画像情報に応じた選択的な露光Lがなさ
れ、イエロー用の静電潜像が形成される。
えばイエロー)用の現像器210Yの現像ローラ211
Yのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像さ
れ、第1色目(例えばイエロー)のトナー像が感光体1
10上に形成される。
像が、1次転写部すなわち、感光体110と1次転写ロ
ーラ320との間において中間転写ベルト360上に転
写される。このとき、クリーニング手段370および2
次転写ローラ380は、中間転写ベルト360から離間
している。
ナーがクリーニング手段130によって除去された後、
除電手段(図2の61参照)からの除電光L’によって
感光体110が除電される。
が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令
信号の内容に応じて、第2色目、第3色目、第4色目、
と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー
像が中間転写ベルト360上において重ね合わされて形
成される。
70から記録媒体Sが供給され、記録媒体Sの先端が第
2転写部に達する直前にあるいは達した後に(要するに
記録媒体S上の所望の位置に、中間転写ベルト360上
のトナー像が転写されるタイミングで)2次転写ローラ
380が中間転写ベルト360に押圧され、中間転写ベ
ルト360上のトナー像(基本的にはフルカラー画像)
が記録媒体S上に転写される。また、クリーニング手段
370が中間転写ベルト360に当接し、2次転写後に
中間転写ベルト360上に残留したトナーが除去され
る。
を通過することによって記録媒体S上にトナー像が定着
し、その後排紙ローラ対94,95を経て記録媒体Sが
ケース50上に排出される。
たが、次に現像ユニット200および、現像器の詳細に
ついて説明する。
に、略逆「L」字形のフレーム220と、このフレーム
220に対して着脱可能に組み込まれた上記4つの現像
器210(Y,C,M,K)とを備えている。
フレーム220は、軸221によって矢印a1方向(反
時計方向)に回動可能に構成されていて、時計方向に回
動させたときには、図1に示す位置にロックされる。
54aによって矢印a方向に開放可能に構成されている
ので、(図1において54bはカバー54の端部を示し
ている)、このカバー54を開けることによって、任意
の現像器210を、フレーム220を回動させることな
く、フレーム220に対して略水平方向に着脱すること
ができる。また、カバー54および現像ユニット200
を矢印aおよびa1方向に開放した状態で、感光体ユニ
ット100を着脱することができる。
M,K)、感光体110およびその周辺の拡大図であ
り、図3は現像器210M部分の拡大図である。また、
図4は図3における部分省略IV−IV断面図、図5は
図3における部分省略V−V拡大断面図である。
は、その形状等が多少異なってはいるが、基本的構造は
同じであるので、マゼンタ用の現像器210Mを代表さ
せ、主として図3を参照して、先ず、現像器210の構
成について説明する。
ース230に収納されたトナーTと、このトナーTを感
光体110の表面に供給する現像ローラ211と、この
現像ローラ211にトナーTを供給する供給ローラ24
0と、さらにこの供給ローラ240に向けてトナーTを
移送する3つの移送フィン251,252,253と、
上記現像ローラ211に圧接され、現像ローラ上のトナ
ー量を規制する規制ブレード260とを備えている。
231と蓋体232とを有している。
その軸212が、軸受部材232,232を介してケー
ス本体231の側壁231a,231aに回転可能に支
持されている。軸212の一端には現像ローラ211を
回転駆動するための歯車213が固定されており、この
歯車213に、図示しない駆動源からの動力を伝達する
ための伝達歯車214が噛み合っている。また、軸21
2の両端には、ローラ215が回転可能に設けられてい
る。このローラ215は、後述するようにして現像ロー
ラ211が感光体110と当接する際、感光体110の
両端に設けられた図示しないフランジと当接することに
よって、感光体110に対する現像ローラ211の位置
を規制するようになっている。
その軸241が、軸受部材242,242(図5におい
て一方のみ図示)を介してケース本体231の側壁23
1a,231aに回転可能に支持されている。軸241
の一端には供給ローラ240を回転駆動するための歯車
243が固定されており、この歯車243に、図示しな
い駆動源からの動力を伝達するための伝達歯車(図示せ
ず)が噛み合っている。
参照)は、基本的には同じ構成であり、前述した供給ロ
ーラ240同様、ケース本体231の側壁231a,2
31aに回転可能に支持された軸254と、この軸25
4に固定されたアーム255と、このアーム255の先
端に固定された可撓性を有する薄板状(シート状)のフ
ィン256と、ケース231外において軸254に固定
された歯車あるいはラチエットとを備えており、図示し
ない駆動源によって図3の矢印方向に回転駆動されるよ
うになっている。なお、移送フィン251,252,2
53の回転数は、供給ローラ240の回転数の1/20
〜1/50程度としてある。
ナー貯留部233が設けられており、回転する移送フィ
ンのフィン256がトナー貯留部233の壁面233a
と摺接することにより形成される楔状空間233bに抱
き込まれるようにしてトナーTが移送されるようになっ
ている。
→252→251→供給ローラ240、と経て現像ロー
ラ211に供給される。
端261aに固定されている。支持板261は、その折
曲げられた後端261bが、ケース本体231に固定さ
れたベース板262の3つのフック部262b(図4参
照)で支持されていることにより、この支持部を中心と
して揺動可能となっている。そして、支持板261は、
その中間部261cとベース板262の前部262aと
の間に設けられた少なくとも2つの(図では3つの)引
っ張りバネ263によって、規制ブレード260を現像
ローラ211に圧接するように付勢されている。
うに(図1、図2参照)、イエロー用のもの210Y、
シアン用のもの210C、マゼンタ用のもの210M、
ブラック用のもの210Kとして計4つ、フレーム22
0に着脱可能に取り付けられる。
は、それぞれの現像器210(Y,C,M,K)の受け
板である。受け板222には一対の側板(図示せず)が
一体的に形成されており、図6に示すように、この側板
の外面に突設された軸223によって受け板222はフ
レーム220に対して揺動可能に取り付けられている。
側板とフレーム220との間には引っ張りバネ224が
設けられており、このバネ224によって受け板222
は図6において時計方向すなわち受け板に固定された現
像器210の現像ローラ211を感光体110に対して
圧接する方向に付勢されているが、少なくとも一方の側
板には、カム用ピン225が設けられており、このカム
用ピン225が、フレーム220に設けられたカム22
6と当接していることによって、その揺動が規制されて
いる。このカム226は、図示しない駆動手段によって
回転駆動されるようになっており、図6に実線で示す位
置にあるときには、バネ224の付勢力によって現像ロ
ーラ211が感光体110に圧接され、図6に仮想線で
示す位置にあるときには、受け板222および現像器2
10を反時計方向に揺動させて、現像ローラ211を感
光体110から離間させる。
(Y,C,M,K)に対して設けられており、したがっ
て、そのカムの回動動作を制御することによって、いず
れか1つの現像ローラ211のみを感光体110に対し
て当接させることができる。
は、現像器210のケース本体231に設けることもで
きる。
00のサブフレームであり、このサブフレーム180
に、帯電ローラ120およびクリーニング手段130が
組み込まれている。
の外周面に残留し付着しているトナーを払い落とすファ
ーブラシ131と、さらに感光体110の外周面に残留
し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード1
32と、これらファーブラシ131あるいはクリーナブ
レード132によって払い落とされあるいは掻き落とさ
れたトナーを搬送する搬送手段としてのトナー搬送スク
リュー133とを備えている。
収室182が形成されており、このトナー回収室182
内に、前記ファーブラシ131、クリーナブレード13
2、およびトナー搬送スクリュー133が配置されてい
る。
0の側板を貫通する軸131aに固定され、この軸13
1aが図示しない駆動手段によって駆動されることによ
って、図2矢印方向に回転駆動される。
aによってサブフレーム180に取り付けられており、
その先端(下端)が感光体110外周面に当接してトナ
ーを掻き落とすようになっている。
い駆動手段によって図2矢印方向に回転駆動され、トナ
ー回収室182内に回収されたトナーを廃トナーとし
て、図示しない廃トナーボックスに搬送する。
がなされ、あるいはなすことが可能であるので、以下そ
れについて説明する。
り、従来の現像器では、トナーを収容するスペースを効
率的にとるために、移送フィンの回転中心を供給ローラ
の回転中心よりも下段へ設置することで、現像器の厚さ
を薄くしていた。しかし、前記現像器では、移送フィン
が供給ローラよりも下段にあるために、ケース内のトナ
ー量が減少してきた時には、トナー移送フィンによりト
ナー供給ローラ表面に掻き上げることが困難になりトナ
ー移送不良による画像濃度抵下招くことになる。
図2に示すように、現像ローラ211へのトナー供給手
段としての供給ローラ240の回転中心と、供給ローラ
240へ掻き揚げまたは掻き下げによりトナーを移送す
る手段としての移送フィン251の回転中心とを結んだ
線Sと水平線Hとのなす角度をθとしたとき、感光体1
10周りに配置された全ての現像器210(この場合、
Y,C,M,Kの計4つ)に関し、θが、 −20゜<θ<75゜ の範囲となるように現像器210を配置してある。な
お、θは水平線Hを基準として時計方向周りを+にとっ
てある。
51から供給ローラ240へのトナーの移送不良が生じ
るおそれがあるからであり、逆にθが75゜以上である
と、供給ローラ240へ向けてトナーが移送され過ぎ、
トナーが圧粉状態となってしまうおそれがあるからであ
る。圧粉状態とは、現像ローラ211、供給ローラ24
0、および規制ブレード260で形成される空間がトナ
ーで満たされ、トナーにより空間の圧力が高くなる現象
をいう。圧粉状態になると、規制ブレードにより現像ロ
ーラ上のトナーを適正量に制限することができず、規制
部からトナーが溢れ出してしまう。
0にトナーが適正に供給され、したがって、現像ローラ
211にも適正にトナーが供給されるので、単一の感光
体110の周りに複数個の現像器210を配置すること
ができ、結果としてアイドルタイムの短い高速な画像形
成が可能となる。なお、感光体110の直径は、φ80
〜90mmの範囲とする。
し>前述したように、ケース本体231内のトナーは、
回転する移送フィンのフィン256がトナー貯留部23
3の壁面233aと摺接することにより形成される楔状
空間233bに抱き込まれるようにして移送されるが、
請求項2記載の実施の形態では、更に効率的にトナー移
送するために、以下のようにした。
(シート状)に構成し、供給ローラ付近において、フィ
ンがケースの壁面233aから急峻に変位開放されよう
にした。詳しくは、フィン256がトナー貯留部233
の壁面233aから外れる際には、前記楔状空間233
bに抱き込まれるようにして移送されてきたトナーをフ
ィン256の弾性による復元力によって弾かれるよう
に、フィン256と壁面233aとの変位量を大きくと
る。よって、トナーは弾かれるように放出されることと
なり、その放出力はフィン256の剛性(弾性)に依存
することとなる。
送を効率的にするために、 (1)移送フィン251,252,253のフィン25
6の剛性を次のようにする。
状態で配置された現像器210(例えば現像器210
K)については移送フィン251,252,253のフ
ィン256の剛性(弾性による復元力)を比較的強いも
のとする。
で配置された現像器210(例えば現像器210Y)に
ついては移送フィン251,252,253のフィン2
56の剛性(弾性による復元力)を比較的弱いものとす
る。
の移送量をより適正化することができる。
る移送フィン251のフィン256については、上記の
構成とすることが望ましい。
については、その回転位相を各々異ならせることによっ
て、回転負荷の均等化を図っている。
た場合(この場合n=3)、n個の移送手段の移送フィ
ンの角度を360゜/nずらすことにより、フィン25
6が壁面233aと摺接して回転する摺接長を移送フィ
ン251,252,253の角度によらず略一定とする
ことにより、回転負荷を均等化することが可能である。
を開始する部分については、フィン256の撓みが徐々
に大きくなるような壁面233aの形状とすることによ
って、回転トルクの軽減を図ることができる。
れる部分については、フィン256の撓みが徐々に解放
されるような壁面233aの形状とすると、トナーの移
送量(放出強さ、ないし放出量)が低減されるので、ト
ナーを掻き下げ移送する姿勢の現像器210(例えば現
像器210Y)におけるトナーの移送過多を防止し、圧
粉現象を防止することができる。
項3の実施の形態では、供給ローラの回転中心と移送フ
ィンの回転中心とを結んだ線と水平線とのなす角度θ
が、−20度から0度の間にある時には、前記トナーの
A.Dを0.3g/cc以上0.5g/cc以下とし
た。
および現像ローラ211に過剰のトナーが供給され、つ
いには現像ローラ211上のトナーを規制することがで
きなくなり、現像器210外にトナーが溢れ出してしま
う。
および現像ローラ211へのトナーの供給量が不足し、
所望の画像が形成されなくなってしまう。
れる。この実施の形態では、特に、トナーの流動性に影
響を及ぼす小粒径の外添剤の量をパラメーターにし、実
験を行なった。その結果外添量を1.0%以上とする
と、A.Dは0.3g/ccとなり、良好な搬送性が得
られるが、3.0%を越えるとA.Dは0.5g/cc
を超えてしまい搬送性が上がりすぎ、トナーの圧粉によ
るトナー漏れが生じる。
c以上0.5g/cc以下とすることが望ましい。
揺動支持構造に関し>現像ローラ211は、直径φ15
〜25mm(より望ましくはφ18mm程度)のSUS
またはAL材で形成し、その表面には、ブラストまたは
化学研磨等で、トナーを担持するに適した粗度を付与し
た。
うに感光体110に対してウィズ回転するようにし、そ
の周速は、感光体110の周速に対して1.5〜2.5
倍(より望ましくは2倍程度)とした。
力F1が作用するので、この力F1が食い付き方向に作
用しないようにするため、現像器210の揺動中心O3
(軸223部分)と感光体110の回転中心O1とを結
んだ線S2よりも、現像ローラ211の回転中心O2
が、力F1の作用方向側に位置する構成とし、かつ、現
像ローラ211は、力F1の作用方向側へ離間させる構
成とした。
レタン等の発泡部材)で構成し、その表面にトナーを担
持してこれを現像ローラ211に擦りつけるようにして
供給する構成とした。
程度がトナーに埋もれる(上半分がトナー面から露出す
る)ようにすることが、トナーを現像ローラ211に供
給する上で望ましい。
ーラ211の周速に対して50%〜80%程度(より望
ましくは60〜70%程度)とすることによって、現像
ローラ211へのトナー供給性を確保するとともに、ト
ナーの劣化を防止することができる。
の軸212、供給ローラ240の軸241、および移送
フィン251,252,253の各軸254は、ケース
本体231の側壁231aに回転可能に支持されてお
り、少なくともその一端は、側壁231aを貫通してい
るから、この部分には、トナーの漏れを防止するための
シール部材を設ける必要がある。
体からなっているため、図3に示すように、現像ローラ
211との圧接部240aが凹んだ状態となる。この状
態を図7(a)(b)に模式的に示してある。
0は、圧接部240aで凹んだ分、この部分では図
(b)に示すように端部が側方に突出することとなる。
突出部を240bで示してある。
SEに食い込むように作用し、結果として供給ローラ2
40の駆動トルクの増大を招くこととなる。
ように、供給ローラ240の角部244に面取りを施し
てある。なお面取り(244)は、図示のような直線的
なものでもよいし、丸く(Rを付けて)面取りしてもよ
い。
たような食い込みを防止することができ、供給ローラ2
40の駆動トルクの低減を図ることができる。
と、図7(b)に示すように、食い込み部においてシー
ル部材SEと現像ローラ211の端面との間に隙間Cが
生じ、この隙間Cにトナーが入り込んでシール性が低下
するとともに、現像ローラ211の端部がトナーで汚れ
るという問題が生じる。しかし、この実施の形態によれ
ば、このような問題を未然に防止することができる。す
なわち、シール性を向上させるとともに、現像ローラ2
11の端部のトナー汚れを防止することができる。
像ローラ211の軸212、供給ローラ240の軸24
1、および移送フィン251,252,253の各軸2
54は、ケース本体231の側壁231aに回転可能に
支持されており、少なくともその一端は、側壁231a
を貫通しているから、この部分には、トナーの漏れを防
止するためのシール部材を設ける必要がある。
うに、シール部材270を、シート状のフォーム材27
1と起毛材272とを貼り合わせて構成し、主としてフ
ォーム材271によってシール圧を得、主として起毛材
272によってシール作用を得るようにした。
であり、ローラ端(この場合供給ローラ240の端部)
とフォーム材271との間の起毛材272の状態を模式
的に描いた図である。
は、その起毛273が、ローラの回転にしたがって不連
続の渦巻状となり、いわばラビリンスシール状となる。
れることとなる。
状態となるので、ローラの回転トルクも低減される。
ていないが、移送フィン251,252,253の軸に
対しても同様に設けられている。
系の低摩擦材からなるシート状潤滑材である。
4に示したように、現像ローラ211の軸212は、軸
受部材232,232を介してケース本体231の側壁
231a,231aに支持されており、その一端に固定
された歯車213には、動力伝達用の伝達歯車214が
噛み合っている。また、軸212の両端には、ローラ2
15が回転可能に設けられており、このローラ215
は、図6に示したようにして現像ローラ211が感光体
110に圧接される際、感光体110の両端に設けられ
た図示しないフランジ(あるいは感光体の画像形成領域
外部分)と当接することによって、感光体110に対す
る現像ローラ211の位置を規制するようになってい
る。
10に圧接された際には、ローラ215,215で両端
支持状態となった軸212に対し、ケース本体231お
よび軸受部材232,232を介して横荷重が作用し、
軸212が撓んでしまうおそれがある。
ならば、軸212が撓むことによって、歯車213と伝
達歯車214との噛み合い状態が不安定化するおそれが
ある。
ように、歯車213と伝達歯車214とにそれぞれ基準
面213a,214aを設け、これら基準面を当接させ
ることによって歯車213と伝達歯車214との噛み合
い状態の安定化を図っている。
異にすることによって、装着位置を明確にすることがで
きる。 (2)現像器210の取り出し時には、取り出し方向に
現像器が所定量ポップアップされるようにし、取り出し
易くすることができる。 (3)現像器210は、オペレータが片手で掴み易い程
度に薄型化し、着脱操作の容易化を図る。
現像器の第2の実施の形態を用いた画像形成装置の主要
部を示す模式図である。
実施の形態と異なる点は、ブラック用の現像器210
K’にあり、その他の点に変わりはない。
0K’は、多少大きく形成してあり、トナーの容量を多
くしてある。また、移送フィンは、251’,253’
の2つとしてある。
ナーの消費量が最も多いと予想されるので、この実施の
形態のように、ブラック用の現像器210K’を大型化
することが望ましい。
る。
1、供給ローラ240、および規制ブレード260、の
具体的構成について説明しようとするものであるが、そ
の具体的構成の意義を明らかにするため、ないしは理解
を助けるために、先ず、トナーおよび上記構成部材によ
る現像特性を、搬送性、供給性、現像ローラフィルミン
グ現象、規制ブレードフィルミング現象、現像効率、シ
ール性、かぶり現象、耐久性、履歴現象、画像ムラ、お
よび先後端濃度差、に分けてとらえ、これらの性質ない
し現象等に与える上記各構成の影響について説明すると
ともに、現像器を構成する上で重要と思われるホッパ容
量および保存性についても言及し、次いで、最終的に、
上記具体的構成をどのようにしたかについて説明する。
顔料、CCA(荷電制御剤)、およびワックスを合成樹
脂で結着し、その表面に、主として耐久性を付与するた
めの比較的大粒径の外添剤と、主として流動性を付与す
るための比較的小粒径の外添剤とを付着させた構成とな
っている。
る。
ン251等による供給ローラ240へのトナーの移送性
である。
給ローラ240および現像ローラ211に過剰のトナー
が供給され、ついには現像ローラ211上のトナーを規
制することができなくなり、現像器210外にトナーが
溢れ出してしまう。
および現像ローラ211へのトナーの供給量が不足し、
所望の画像が形成されなくなってしまう。
れる。特に、トナーの流動性に影響を及ぼす小粒径の外
添剤の量を1.0%以上とすると、良好な搬送性が得ら
れるが、3.0%を越えると搬送性が上がりすぎてしま
う。
以上0.5g/cc以下とすることが望ましい。
ラ240から現像ローラ211へのトナーの送り性であ
る。
で画像抜けが生じる。
0および現像ローラ211の構成によって左右される。
上とすることによって流動性を向上させ、供給性を向上
させることができる。また、顔料の量を15%以下、C
CAの量を3%以下とすることによって帯電の立ち上が
りを良くし、供給性を向上させることができる。
食い込み深さ(供給ローラ240の凹み深さ)を0.1
mm以上とすることによって、現像ローラ211へトナ
ーが十分に擦り付けられ、トナーの摩擦帯電が良くなっ
て供給性が向上する。
z5μm以上とすることによって、機械的搬送力を向上
させ、良好な供給性を得ることができる。
とができるが、組み合わせることによってより効果的に
供給性を向上させることができるようになる。
211へのトナーの供給が過剰となり、現像ローラ21
1上のトナー量を適正化するための規制を行なうことが
困難になって、トナーが現像器210外に溢れ出してし
まう。特に、トナーの小粒径外添剤の量が3.0%を越
えると、トナーの流動性が良くなりすぎて、供給性が上
がりすぎてしまう。
されたトナー量)は、0.80mg/cm2以下とし、
搬送量(現像に供される現像ローラ211上のトナー
量)は、0.60mg/cm2以下とし、帯電量は−8
μC/g以下とすることが望ましい。
は、現像ローラ211表面にトナーが融着する現象であ
る。
相当部分の画像が欠落したり、濃淡が生じたりする。
供給性に左右される。
1上においてトナーの量が極端に少ない部分ができ、そ
の部分のトナーが規制ブレード260と現像ローラ21
1とによって過剰のストレスを受けることとなり、これ
によって現像ローラフィルミング現象が生じる。
に、CCAの量を3%以下、顔料の量を15%以下、小
粒径外添剤の量を1.5%以上とする。これらは、単独
でも効果があるが、組み合わせることによってさらに良
くなる。
象は、規制ブレード260にトナーが融着する現象であ
る。
像が欠落する(白スジになる)。
ード260の現像ローラ211への当接部の状態とによ
って左右される。
1上においてトナーの量が極端に少ない部分ができ、そ
の部分のトナーが規制ブレード260と現像ローラ21
1とによって過剰のストレスを受けることとなり、これ
によって規制ブレードフィルミング現象が生じる。
に、CCAの量を3%以下、顔料の量を15%以下、小
粒径外添剤の量を1.5%以上とする。また、Tg(ガ
ラス転移点)を55゜C以上、Tm(溶融温度)を11
0゜C以上とすることによってトナーの耐擦性を向上さ
せ、フィルミング現象を抑制することができる。
ラ211に対する当接R(規制ブレード260における
現像ローラ211への当接部の曲率半径(円弧状部の半
径))を100μm以下、当接角度(規制ブレード26
0が現像ローラ211に当接する点を通る現像ローラ2
11に対する接線と規制ブレード260とがなす角度α
(図6参照))を50゜以上とすることにより、現像ロ
ーラ211と規制ブレード260との当接部で形成され
る空間の大きさを、規制ブレード260で規制された現
像ローラ211上のトナーが供給ローラ240側に戻る
ことのできる大きさとすることができる。この空間の大
きさが小さいと、トナーがこの空間に詰まりフィルミン
グを起こすこととなる。
わせることによってさらに良くなる。
位置に運ばれたトナー量のうち、実際に感光体110の
現像に供されたトナー量の割合である。
比)×100(%) である。
量を0.5%以上とし、現像量を0.80mg/cm2
以下とし、搬送量を0.35mg/cm2以上とするこ
とが望ましい。
ローラ211の端面および下面に設けられているトナー
シール(下面のシールは図3において275で示されて
いる)からのトナーの漏れ具合である。
つながり、たとえ画像領域外であったとしても機内汚染
を生じる。
される。トナーの流動性が極端に高いと、現像ローラ2
11とトナーシールの隙間からトナーが漏れ易くなる。
粒径外添剤の量を3.0%以下とすることが望ましい。
ことが望ましい。
常白部)へトナーが付着する現象である。
一例ではあるが、感光体の電位は、画像部で−50V程
度、非画像部で−600V程度に設定され、現像バイア
スは−300V程度に設定される。
に対して付着するということはないのであるが、現像ロ
ーラ上に正帯電のトナーがあると、これが非画像部に付
着してしまう。また、帯電量が低いトナーが存在する
と、現像ローラへの拘束力(トナーの現像ローラへの静
電気力等による吸着力)が弱いので、その他の力により
感光体に付着してしまうこともある。
ナーの帯電量を大きくする(負帯電トナーにおいては小
さくする)ことによって、かぶり現象を少なくすること
ができる。
送量を少なくし、規制ブレード、現像ローラ等の帯電付
与部材とトナーとの接触機会を増やし、摩擦帯電させ
る。
とし、帯電量は−8μC/g以下とすることが望まし
い。また、供給ローラは現像ローラと同電位とすること
が望ましい。
を重ねることによる画像の劣化の程度である。
のフィルミング、規制ブレード260等の摩耗によって
生じる。
外添剤が樹脂中に埋没してしまうことにより、その供給
性および転写性が劣化する。
5%以上とし、大粒径外添剤の量を0.5%以上とする
ことによって小粒径外添剤の埋没を抑制することが望ま
しい。なお、大粒径外添剤の種類はシリコンオイルと
し、その粒径は40nm程度とすることが望ましい。
ルミングが生じ易く耐久性が劣化するので、CCA量は
3%以下、顔料量は15%以下とすることが望ましい。
像のパターンが後に形成される画像に影響を与える現象
である。
悪いと発生する。帯電の立ち上がりは、トナーのCCA
量、外添剤量によって左右される。
の立ち上がりが良くなる。
い方が、CCAを練り込んだ母粒子が帯電付与部材と直
接接触しやすくなることから、発現し易くなる。
被覆率が上がってCCAの効果が出ずらくなるのに対
し、大粒径の外添剤を用いると、同じ重量比添加量で
は、小粒径添加剤に比べて被覆率が低くなるのでCCA
の効果が出易くなる。
することとなる。
上、5%以下とし、小粒径外添剤の量は、1.5%以
上、3%以下とすることが望ましい。
理したもの、小粒径の外添剤の種類はHMDS(ヘキサ
メチルジシラザン)で処理したものとし、大粒径の外添
剤の粒径は40nm程度、小粒径の外添剤の粒径は14
nm程度とするのが望ましい。
(後述する)が15μC/g以下となるようにするのが
望ましい。
を形成しようとしているのに、画像が不均一になる現象
である。
回転体の回転周期に依存して発生する。
くなるので、現像ローラについては、その回転中心に対
する振れを30μm以下、供給ローラについては、その
回転中心に対する振れを150μm以下とすることが望
ましい。
表面粗さを調整する前の下地の粗さが、Rmax1μm
を越えていると、その後の処理で表面粗さを均一にする
のが困難となり画像ムラが発生し易くなる。したがっ
て、上記パイプの下地の粗さは、Rmax1μm以下と
することが望ましい。
材質が弱いと、回転時に外力によって撓む量が大きくな
るので、軸の材質は鉄とすることが望ましい。
形成した際、画像の先端部分とその他の後端部分とで濃
度(現像量)が異なる現象である。
とに相当した現像ローラ上のトナーの帯電量、搬送量が
異なり、結果として先端と後端とでの現像量が異なって
しまうことによって発生する。
搬送量差を0.15mg/cm2以内とし、帯電量の差
を15μC/g以内とすることによって抑制することが
できる。また、現像量の差を0.15mg/cm2以内
とすることによって抑制することができる。現像ローラ
の線速が300mm/s以上、規制荷重が50g/cm
以下で、トナーの搬送量差を小さくするには、規制ブレ
ードをエッジ当接する必要がある。規制ブレードが稜線
の前後の面を含む面接触すると、搬送量差が大きくなっ
てしまう。規制ブレード画面接触するのを防ぐには、当
接角度を50゜以上85゜以下にする。
上とすることが望ましい。
のに必要な現像器ケース内のトナーの容量である。
を用いることにより、少量のトナーでも所望の画像濃度
を確保することができる。したがって、高濃度のトナー
を用いることによって、画像濃度を確保しつつホッパー
容量を小さくすることができ、現像器210をコンパク
トにすることが可能となる。
稼働していない状態での上記諸特性の劣化具合である。
わゆるブロッキングが原因で生じる。
よって、ブロッキングを防止することができる。
たが、上記の事情に基づいて、最終的に、トナー、現像
ローラ211、供給ローラ240、および規制ブレード
260、の具体的構成をどのようにしたかについて、以
下に説明する。
は、顔料、CCA(荷電制御剤)、およびワックスを合
成樹脂で結着し、その表面に、主として耐久性を付与す
るための比較的大径の外添剤と、主として流動性を付与
するための比較的小径の外添剤とを付着させることによ
って構成されている。
特性を次のようにした。
した。
に、画像濃度を確保しつつホッパー容量を小さくし、現
像器210をコンパクトにするためである。また、顔料
の量が5%以下であると、カラー画像の彩度が低下して
しまうからであり、15%を越えると、供給性が低下
し、現像ローラフィルミングやブレードフィルミングが
生じ易くなるからである。
は上述した通りである。また、CCAの量が3%を越え
ると、転写性が低下するからである。
定着ローラからの剥離性を良くするためである。また、
トナーの紙等の記録媒体への定着強度を強くするためで
もある。
m程度とし、その量は、0.5%以上、5%以下とし
た。その理由は上述した通りである。
とし、その量は1.0%以上、3%以下とした。その理
由は上述した通りである。また、添加量を3%以上とす
ると、定着性が低下するからである。なお、転写性を向
上させるためには、添加量を1.5%以上とすることが
望ましい。
m以下とすると、クリーニング性が低下し、また高コス
トとなるからである。逆に9μm以上であると、解像度
が低下するからである。
に示した。このトナーの粒度分布は、コールター・カウ
ンターmodel TA−IIを用いて測定した。アパ
ーチャー径は100μm、電解液はISOTON−II
を用いた。
左欄に体積を、そして下段に測定結果を、上段に、この
測定結果に基づいて計算した計算値を示した。なお、
「体積」というのは、測定されたトナー粒子が球である
とみなした場合の体積である。
棒グラフは、個数データを、折れ線グラフは累積データ
を示している。
示す項目の意味は次の通りである。 DIF N:最も基本的なデータであり、I/Oから入
力される個数データ(トナーの個数データ)を各チャン
ネルごとに表示したものである。 DIF %:上記個数データ(DIF N)を各チャン
ネルごとに%表示したものである。 CUM N:上記個数データ(DIF N)を累積して
表示したものである。 CUM %:上記DIF %を累積して表示したもので
ある。
の通りである。 25.4μ↑:25.4μm以上のものの累積%値を表
示したものである。 6.35μ↓:6.35μm以下のものの累積%値を表
示したものである。 KURTOSIS:分布の尖度(とがり度)を表したものであ
る。 SKEWNESS:分布の歪度を表したものである。 平均:算術平均粒径を表示したものである。 25%:累積%が25%に達したときの、粒子径の値で
ある(図9(b)(c)のグラフ参照) 50%:累積%が50%に達したときの、粒子径の値で
ある(図9(b)(c)のグラフ参照) 75%:累積%が75%に達したときの、粒子径の値で
ある(図9(b)(c)のグラフ参照) CV%:変動係数(%)である。 SDμ:標準偏差(μm)である。
とした。その理由は上述した通りである。また、この範
囲であると、良好な転写性が得られるからである。な
お、0.40g/cc以下とすることのによってクリー
ニング性も向上する。
子の略全表面を外添剤(の投影面積換算)で覆うことが
できる量以上を添加することとした。
である。
由は上述した通りである。また、130゜C以上である
と、定着性が低下するからである。
0以下であると、定着性が低下するからである。
cm2以下とし、先後端差は0.15mg/cm2以内と
した。その理由は上述した通りである。また、0.40
mg/cm2以下であると、画像濃度が低下するからで
あり、逆に0.80mg/cm2以上であると、転写性
が低下するからである。
cm2以下とし、先後端差は0.15mg/cm2以内と
した。その理由は上述した通りである。
た。−8μC/g以下とした理由は上述した通りであ
る。また、−35μC/g以下とすると、転写性が低下
するからである。
(側面))の表面粗さは、Rmax0.5μm以下とし
た。シール性を向上させるためである。
(側面)との角部)はRを付けて面取りし、そのRは
0.1mm以上とした。角部で感光体110を傷つけな
いようにするためである。
10μm以下とした。Rz5μm以下であると、トナー
の供給性が低下するからであり、逆に、Rz10μm以
上であると、画像の解像度が低下するからである。
由は上述した通りである。また、振れが30μm以上で
あると、トナーの供給性も低下するからである。
た。供給性を確保するためであり、また、画像ムラを防
止するためである。
ムラを防止するためである。
ムラを防止するためである。
た。供給性を確保するためであり、また、画像ムラを防
止するためである。
た。40゜以下であると供給性が低下し、70゜以上で
あると駆動トルクが増大するからである。
給性を確保するためである。
に対して)順方向とした。供給性を確保するためであ
る。
50%〜80%程度、より望ましくは60〜70%、具
体的には64%程度とした。50%以下であると現像ロ
ーラへのトナー供給性が確保されなくなり、80%以上
であると、トナーを劣化させてしまい、また駆動トルク
も増大するからである。
部における凹み量)は0.1mm以上、0.4mm以下
とした。0.1mm以下であると、現像ローラへのトナ
ーの擦り付けが不十分となり、0.4mm以上とすると
駆動トルクが増大するからである。
かぶりおよび履歴を防止するためである。
上、150μm以下とした。30μm以上とするのは、
必要なトナー搬送量を確保を防止するためであり、15
0μm以下とするのは、先後端濃度差を小さくするため
である。
0゜以上、85゜以下とした。50゜以上とするのは、
フィルミングを防止するためであり、85゜以下とする
のは、先後端濃度差を小さくするためである。
像ムラ(画像全体、特に幅方向に生ずる濃淡ムラ)を低
下させるためである。
た。スジムラ(細い筋状の画像ムラであって、特に紙搬
送方向と平行な線状に画像の抜けが生ずるムラ)を低下
させるためである。
ついて説明したが、本発明は上記の実施の形態または実
施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内
において適宜変形実施可能である。
によれば、現像ローラ、供給ローラ、移送フィンを各々
順次水平方向に配置した場合にも、移送フィンのトナー
移送が効率的にでき、画像濃度を安定化できる。
た画像形成装置の一例を示す模式図。
周辺の拡大図。
図、(b)は図(a)におけるb矢視図。
た画像形成装置の主要部を示す模式図。
布を示す表、(b)(c)はそれぞれ粒度分布を示すグ
ラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 トナーが収容されたケースに、軸で回転
可能に支持された現像ローラと、前記ケースに軸で回転
可能に支持され、現像ローラに圧接することにより前記
トナーを現像ローラの表面に供給する弾性体からなる供
給ローラと、前記ケースに軸で回転可能に支持され前記
トナーを供給ローラの表面に移送する移送フィンとを、
各々順次水平方向に配列させたものであって、前記供給
ローラの回転中心と、前記移送フィンの回転中心とを結
んだ線と、水平線とのなす角度θが、水平線を基準に時
計回転方向をプラスとした時に、−20度から+75度
の範囲内になるように配置することを特徴とする現像
器。 - 【請求項2】 前記供給ローラの回転中心と移送フィン
の回転中心とを結んだ線と水平線とのなす角度θが、−
20度から0度の間にある時には、前記移送フィンが前
記ケースと変位接触するように支持されていて、前記供
給ローラ付近で移送フィンがケースから急峻に変位開放
されるようになっていることを特徴とする請求項1記載
の現像器。 - 【請求項3】 前記供給ローラの回転中心と移送フィン
の回転中心とを結んだ線と水平線とのなす角度θが、−
20度から0度の間にある時には、前記トナーのゆるみ
見かけ密度(以下A.Dと呼ぶ)を0.3g/cc以上
とすることを特徴とする請求項1及び2記載の現像器。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-02-28 JP JP9046473A patent/JPH10239971A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007225854A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 現像装置及び画像形成装置 |
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