JP3277176B2 - 現像装置、およびこの現像装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

現像装置、およびこの現像装置を備えた画像形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、複写機
やプリンタなどの画像形成装置に搭載された現像装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】複写機やプリンタなどの画像形成装置
は、感光体ドラムの表面上に形成した静電潜像に現像剤
を供給して現像する現像装置を有する。
【0003】現像装置は、トナーとキャリアを含む現像
剤を収容する収容部、および収容部内の現像剤を感光体
ドラムの表面上に形成された静電潜像に供給するための
現像ローラを有する。
【0004】収容部内の現像剤に含まれるトナーは、キ
ャリアとともに攪拌されて帯電される。帯電されたトナ
ーは、キャリアを介して現像ローラ上に保持され、現像
ローラの回転によって、感光体ドラムの表面上に形成さ
れた静電潜像へ供給される。現像ローラによって供給さ
れたトナーは、静電力によって静電潜像へ移動され、静
電潜像が顕像化される。
【0005】この種の画像形成装置の出荷時において、
装置を所定位置にセットした後、トナーとキャリアを適
正比で混合したイニシャル現像剤を現像装置の収容部内
に投入する必要がある。イニシャル現像剤を収容部内に
投入する方法として、次の3通りの方法が考えられる。
【0006】第1の方法として、イニシャル現像剤を収
容した別の容器を用意し、装置の使用開始時に、現像装
置を画像形成装置本体から一旦取出して収容部の蓋を開
け、用意した別の容器から収容部内へイニシャル現像剤
を投入する方法がある。
【0007】第2の方法として、イニシャル現像剤を収
容した容器を収容部の上に予め取付けておき、装置の使
用開始時に、収容部と容器との間の仕切り部材を取り除
き、容器内のイニシャル現像剤を収容部内に落下させて
投入する方法がある。
【0008】第3の方法として、装置の出荷時に、収容
部内にイニシャル現像剤を予め入れておく方法が考えら
れる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した第1
の方法では、使用開始時に、現像装置を装置本体から一
旦取出し、収容部の蓋を開け、且つイニシャル現像剤を
容器から収容部へ移し替える作業が必要となり、オペレ
ータの作業負担が大きい。
【0010】また、上述した第2の方法では、第1の方
法のように収容部の蓋を開けてイニシャル現像剤を投入
する手間はないが、収容部の上方にイニシャル現像剤を
収容した容器を設置するスペースを確保する必要があ
り、省スペース化の要求に反する。
【0011】さらに、上述した第3の方法では、装置の
出荷時に装置本体を運搬する際、収容部内に予め投入さ
れたイニシャル現像剤が漏れる虞がある。
【0012】この発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、イニシャル現像剤を収容するための専
用のスペースを画像形成装置内に確保する必要がなく、
イニシャル現像剤を容易且つ確実にセットアップできる
現像装置、およびこの現像装置を備えた画像形成装置を
提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の現像装置は、現像剤を収容する収容部と、
この収容部内に現像剤を送り込むための開口部と、この
開口部に向けて現像剤を搬送するオーガと、このオーガ
を収容した搬送室と、上記収容部内の現像剤を像担持体
上に形成された静電潜像へ供給するための現像ローラ
と、装置の使用開始時に使用するイニシャル現像剤を上
記搬送室内に入れた状態で上記開口部を開閉可能にシー
ルするシール部材と、を備えている。
【0014】また、本発明の現像装置は、現像剤を収容
する収容部と、この収容部内に現像剤を送り込むための
開口部と、この開口部に向けて現像剤を搬送するオーガ
と、このオーガを収容した搬送室と、この搬送室へ現像
剤を補給する補給手段と、上記収容部内の現像剤を像担
持体上に形成された静電潜像へ供給するための現像ロー
ラと、装置の使用開始時に使用するイニシャル現像剤を
上記搬送室内に入れた状態で上記開口部を開閉可能にシ
ールするシール部材と、を備えている。
【0015】さらに、本発明の画像形成装置は、静電潜
像が形成される像担持体と、この像担持体上に形成され
た静電潜像に現像剤を供給して現像する現像装置と、こ
の現像装置によって現像された現像剤像に向けて用紙を
給紙する給紙手段と、この給紙手段によって給紙された
用紙上に上記現像剤像を転写する転写手段と、この転写
手段によって用紙上に転写された現像剤像を該用紙上に
定着させる定着手段と、を備えたものであって、上記現
像装置は、現像剤を収容する収容部と、この収容部内に
現像剤を送り込むための開口部と、この開口部に向けて
現像剤を搬送するオーガと、このオーガを収容した搬送
室と、上記収容部内の現像剤を上記像担持体上に形成さ
れた静電潜像へ供給するための現像ローラと、装置の使
用開始時に使用するイニシャル現像剤を上記搬送室内に
入れた状態で上記開口部を開閉可能にシールするシール
部材と、を備えている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について詳細に説明する。
【0017】図1には、この発明の実施の形態に係る現
像装置1を搭載したデジタル複写機100(以下、単に
複写機100と称する)をフロント側から見た概略図を
示してある。
【0018】複写機100は、複写対象物としての原稿
を載置する原稿台101をその上面に有する。原稿台1
01の上には、原稿を押えるためのカバー101aが開
閉可能に設けられている。
【0019】原稿台101の下方には、原稿台101上
にセットされた原稿に光を当ててその反射光を画像情報
として読み取り、読み取った画像情報に基づく画像信号
を生成するスキャナ部102が設けられている。
【0020】スキャナ部102の下方には、画像が形成
された用紙を排出する胴内排紙型の排紙部103が設け
られている。
【0021】排紙部103のさらに下方には、スキャナ
部102にて生成した画像信号または図示しない外部装
置から入力される画像信号に基づく画像を用紙上に形成
する画像形成部104が設けられている。
【0022】画像形成部104のさらに下方には、複数
枚の用紙を収容した給紙カセット105が、複写機本体
のフロント側から挿脱可能に設けられている。
【0023】複写機100の図中右側側面には、画像形
成部104を介して片面に画像が形成された用紙を反転
させて再び画像形成部104へ供給する反転ユニット1
06が、装置本体に対して脱着可能に取付けられてい
る。
【0024】画像形成部104は、スキャナ部102ま
たは外部装置から供給される画像信号に応じたレーザビ
ームを射出する露光装置111、露光装置111から射
出されるレーザビームによる露光走査に基づく静電潜像
をその表面上に保持する感光体ドラム112、感光体ド
ラム112の表面上に形成された静電潜像に現像剤を供
給して顕像化する現像装置1、現像装置1により現像さ
れた感光体ドラムの表面上のトナー像を給紙カセット1
05から取出された用紙上に転写する転写チャージャ1
13、トナー像の転写された用紙を感光体ドラム112
の表面から剥離する剥離チャージャ114、剥離チャー
ジャ114によってドラム表面から剥離された用紙を通
過させて用紙上に転写されたトナー像を加熱して溶融さ
せ、溶融したトナー像を用紙上に定着させる定着装置1
15等を有する。
【0025】現像装置1の上方には、現像装置1内へト
ナーを補給するためのトナーカートリッジ120が取付
けられている。トナーカートリッジ120は、図2に示
すように、現像装置1の上方で複写機100のフロント
側に片寄った位置に設けられている。
【0026】つまり、本実施例の複写機100は、装置
本体内に排紙部103を有する胴内排紙型であるため、
レイアウトの都合上、現像装置1を通過した用紙を定着
装置115に向けて縦方向に搬送する縦搬送構造を採用
した。この構造を採用したことにより、露光装置111
から射出されるレーザビーム111aが現像装置1の真
上を通って感光体ドラム112に向うことになったた
め、トナーカートリッジ120を装置のフロント側に片
寄らせてレーザビームの光路上にトナーカートリッジ1
20が介在されることのないようにした。
【0027】次に、上記のように構成された複写機10
0による画像形成動作について説明する。
【0028】スキャナ部102または外部装置から画像
信号が供給されると、この画像信号に基づいて強度変調
されたレーザビームが露光装置111から射出され、予
め所定の電位に帯電されている感光体ドラム112の表
面上に画像信号に基づく静電潜像が形成される。
【0029】感光体ドラム112の表面上に形成された
静電潜像は、感光体ドラム112の回転によって現像装
置1を通過される。このとき、現像剤に含まれるトナー
が静電潜像に供給されて静電潜像が顕像化され、感光体
ドラム1112の表面上にトナー像が形成される。
【0030】一方、給紙カセット105内に収容された
用紙は、給紙カセット105の一端側上部に配設された
ピックアップローラ105aによって搬送路116上に
1枚ずつ取出され、その先端がアライニングローラ対1
17によって一旦整位される。
【0031】感光体ドラム112の表面上に形成された
トナー像は、感光体ドラム112の回転によってさらに
搬送され、転写チャージャ113が対向した転写領域を
通過される。このとき、トナー像の搬送タイミングに合
せてアライニングローラ対117が回転され、アライニ
ングローラ対117によって整位された用紙が転写領域
に向けて送り込まれる。そして、転写領域を通過される
用紙上にトナー像が転写される。
【0032】トナー像が転写された用紙は、剥離チャー
ジャ114によって感光体ドラム112の表面上から剥
離され、定着装置115に向けて送り込まれる。トナー
像が転写された用紙が定着装置115を通過されると、
用紙上に転写されたトナー像が加熱されて溶融され、ト
ナー像が用紙上に定着され、画像信号に基づく画像が用
紙上に出力される。以上のようにして片面に画像が出力
された用紙は、排紙ローラ対118を介して排紙部10
3へ排紙される。
【0033】このとき、用紙の反対側の面にも画像を形
成することが選択されている場合、用紙は搬送ローラ対
119を介して反転ユニット106へ送られる。反転ユ
ニット106へ送られた片面に画像が形成された用紙
は、アライニングローラ対117を介して再び転写領域
に送り込まれ、反対側の面にも所定の画像が形成され
る。
【0034】次に、本発明の第1の実施の形態に係る現
像装置1について、図1乃至図3を参照して詳細に説明
する。図1には現像装置1をフロント側から見た断面を
示してあり、図2には現像装置1の上蓋200を取り外
した状態の平面図を示してあり、図3には本発明の要部
の構成を拡大して示してある。
【0035】現像装置1は、トナーとキャリアを含む現
像剤を収容する収容部2を有する。収容部2は、用紙の
幅を超えて複写機100のフロント側からリア側に向け
て延設されている。複写機100の使用開始時には、収
容部2内にイニシャル現像剤が投入され、現像剤の補給
時にはトナーだけが収容部2内に補給される。イニシャ
ル現像剤は、トナーとキャリアを適正比で混合したもの
である。トナーには磁性材料が混入された磁性トナーが
用いられ、キャリアには鉄粉などが用いられる。
【0036】現像装置1が感光体ドラム112に対向し
た部位、すなわち収容部2の図中右斜め上方には、収容
部2内の現像剤を感光体ドラム112へ供給するための
現像ローラ4が設けられている。現像ローラ4は、感光
体ドラム112と平行に延設されたマグネットローラ
6、およびマグネットローラ6の周囲に同軸且つ回転可
能に設けられた現像スリーブ8を有する。現像スリーブ
8は、その外周面が感光体ドラム112の表面に対して
所定の現像ギャップを介して対向するように位置決めさ
れている。現像スリーブ8の外周面上には、外周面上に
保持した現像剤の搬送量を規制するためのドクターブレ
ードが対向配置されている。
【0037】収容部2内には、収容部2内に収容された
現像剤を現像ローラ4の下方の隙間10に掻き上げるア
ジテータ12が設けられている。アジテータ12は、図
1で反時計回り方向に回転する。
【0038】しかして、収容部2内の現像剤は、アジテ
ータ12の回転によって現像ローラ下の隙間10へ掻き
上げられる。隙間10へ掻き上げられた現像剤は、マグ
ネットローラ6の磁力によって現像スリーブ8の外周面
上に吸着される。現像スリーブ8の外周面上に吸着され
た現像剤は、現像スリーブ8の回転によって搬送され、
ドクターブレードによってその搬送量が規制され、感光
体ドラム112の表面に対向した現像ギャップへ供給さ
れる。
【0039】収容部2の図中左斜め上方には、トナーカ
ートリッジ120から落とし込まれるトナーを収容部2
に向けて搬送する搬送室20が設けられている。搬送室
20は、収容部2と同様に、複写機100のフロント側
からリア側に向けて延設されており、そのフロント側の
端部においてトナーカートリッジ120のトナー補給口
121に連通されている(図2)。
【0040】搬送室20の長手方向に沿った略中央位置
には、搬送室20内のトナーを収容部2へ落とし込むた
め収容部2に連通した開口部21が形成されている。ま
た、搬送室20内には、搬送室内のトナーを攪拌しつつ
開口部21に向けて搬送するためのオーガ22が回転可
能に延設されている。オーガ22の回転軸22aには、
開口部21に向けてフロント側およびリア側からトナー
を送るべく互いに逆向きのスパイラル状の羽根24a、
24bが形成されている。また、オーガ22の回転軸2
2aのリア側の端部には、図示しない駆動力伝達機構を
介してメインモータ30に連結されたギア22bが取付
けられている。オーガ22は、可変速で回転可能となっ
ている。
【0041】トナーカートリッジ120内のトナーを収
容部2内に補給する場合、トナー補給口121を介し
て、トナーカートリッジ120内に収容されているトナ
ーが搬送室20のフロント側の端部から搬送室20に向
けて落とし込まれる。搬送室20内に落とし込まれたト
ナーは、オーガ22を所定方向に回転することにより、
搬送室20内で攪拌されつつ中央の開口部21に向けて
搬送される。そして、トナーは、開口部21を介して収
容部2内に落とし込まれる。
【0042】図3に詳細に示すように、本発明の複写機
100の使用開始前の状態において、収容部2に連通し
た搬送室20の開口部21には、開口部21を密閉する
ためのシール部材としてフィルムFが貼り付けられてい
る。フィルムFの端部は、現像装置1の上蓋200の下
を通して現像装置1の外側へ延出されており、オペレー
タによって引抜き可能となっている。
【0043】本発明の複写機100は、フィルムFで開
口部21を密閉した搬送室20内にイニシャル現像剤を
充填し、現像装置1の上蓋200を閉じた状態で出荷さ
れる。そして、複写機100の使用開始時に、現像装置
1の外側へ延出されたフィルムFの端部がオペレータに
よって把持されて引抜かれ、搬送室20の開口部21が
開放される。この状態で、メインモータ30が回転され
てオーガ22が所定方向に回転され、搬送室20内に充
填されたイニシャル現像剤が攪拌されつつ開口部21に
向けて搬送される。
【0044】開口部21を介して収容部2内へ落とし込
まれたイニシャル現像剤は、アジテータ12の回転によ
って現像ローラ4下の隙間10へ掻き上げられ、現像ス
リーブ8の外周面上に保持されて現像ギャップへ供給さ
れる。これにより、イニシャル現像剤のセットアップが
完了される。
【0045】尚、イニシャル現像剤のセットアップ時に
おけるオーガ22の回転速度は、通常のトナー補給時の
回転速度と同じでも良いが、セットアップ時のオーガ2
2の回転速度を通常のトナー補給時の回転速度より速く
することもできる。このように、セットアップ時のオー
ガ22の回転速度を速くすることにより、イニシャル現
像剤のセットアップに要する作業時間を短縮できる。
【0046】以上のように、本実施の形態の現像装置1
によると、複写機100の使用開始時に必要とされるイ
ニシャル現像剤が搬送室20内に予め充填されている。
このため、従来のように、複写機の使用開始時にオペレ
ータが現像装置を複写機本体から取出してイニシャル現
像剤を投入する必要がなく、現像装置1の外側に引き出
されているフィルムFを引き出してオーガ22を回転す
るだけでイニシャル現像剤をセットアップでき、使用開
始時におけるイニシャル現像剤のセットアップに要する
作業負担を大幅に軽減できる。
【0047】また、本実施例では、現像装置1内に元々
ある搬送室20を利用してイニシャル現像剤を収容して
いるため、イニシャル現像剤を収容する容器を配置する
ための専用のスペースを装置内に確保する必要がなく、
省スペース化が可能となる。特に、本実施例のように、
胴内排紙が可能な縦型搬送構造を採用した複写機100
の場合、現像装置1の上部にイニシャル現像剤を収容し
た容器を取付けてしまうと、露光装置111から射出さ
れるレーザビームを容器が遮断してしまうことになる。
このため、縦型搬送構造を有する複写機に本発明を適用
することは効果的である。
【0048】さらに、本発明のように搬送室20内にイ
ニシャル現像剤を予め収容しておくことにより、従来の
ように、複写機の出荷時に現像装置内にイニシャル現像
剤を予め入れておく必要がなくなり、複写機の運搬時に
イニシャル現像剤が漏れる心配がない。
【0049】特に、イニシャル現像剤を予め現像装置内
に入れた状態で複写機を出荷した場合、現像装置内に予
め入れておくイニシャル現像剤の量が現像装置の収容部
の容量に比べて少ないため、複写機の運搬時における振
動等により収容部内でイニシャル現像剤が片寄ってしま
うことがある。このように収容部内でイニシャル現像剤
が片寄ってしまった場合には、イニシャル現像剤を収容
部内で均一化させるための作業が必要となる。
【0050】しかし、本発明の現像装置では、イニシャ
ル現像剤を搬送室20内に予め充填しておくため、上述
した不具合を生じることはない。
【0051】さらにまた、本発明の現像装置ではイニシ
ャル現像剤を搬送室20内に充填するため、イニシャル
現像剤を充填してから複写機を出荷するまでの保管期間
が長くなって搬送室20内でイニシャル現像剤に固着現
象(ケーキング)を生じたとしても、イニシャル現像剤
のセットアップ時にオーガ22を回転させて搬送室20
内でイニシャル現像剤を攪拌してから送り出すため、固
着したイニシャル現像剤でも容易且つ確実に収容部2内
に送り込むことができる。
【0052】次に、図4を参照して、この発明の第2の
実施の形態に係る現像装置50について説明する。尚、
上述した第1の実施の形態の現像装置1と同様に機能す
る構成要素については、同じ参照符号を付して詳細な説
明を省略する。
【0053】この現像装置50は、トナーカートリッジ
120から落とし込まれたトナーを攪拌しつつ搬送する
搬送室20を有し、搬送室20と収容部2の間に両者を
連通させる開口部51が形成されている。開口部51
は、搬送室20の中央より装置のフロント側或いはリア
側にずれた位置に形成されている。本実施例では、開口
部51は、搬送室20の長手方向に沿った中央より装置
のフロント側に片寄った位置に形成されている。
【0054】これに伴い、搬送室20内に配設されたオ
ーガ52の回転軸52aには、開口部51に向けて装置
のフロント側およびリア側から互いに逆向き且つピッチ
を異ならせたスパイラル状の羽根54a、54bが形成
されている。つまり、比較的短い方のフロント側のスパ
イラル状の羽根54aは上述した第1の実施例の羽根2
4a、24bと略同じピッチで形成され、比較的長い方
のリア側のスパイラル状の羽根54bはフロント側の羽
根54aより広いピッチで形成されている。
【0055】本実施例のように搬送室20の長手方向に
沿って中央からずれた位置に開口部51を形成した場
合、搬送室20内に充填したイニシャル現像剤をセット
アップする際に、装置のフロント側の最も遠い位置から
開口部51へ送られるイニシャル現像剤と、装置のリア
側の最も遠い位置から開口部51へ送られるイニシャル
現像剤と、が略同じ時間で開口部51に達するように、
オーガ52のスパイラル状の羽根54a、54bのピッ
チを変える必要がある。
【0056】これにより、搬送室20のフロント側およ
びリア側から送られるイニシャル現像剤の送り速度に差
がなくなり、搬送室20内に充填された全てのイニシャ
ル現像剤を迅速に開口部51を介して収容部2へ落とし
込むことができる。
【0057】尚、この発明は、上述した各実施例に限定
されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能
である。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の現像装
置は、上記のような構成および作用を有しているので、
イニシャル現像剤を収容するための専用のスペースを画
像形成装置内に確保する必要がなく、イニシャル現像剤
を容易且つ確実にセットアップできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る現像装置を搭載した
画像形成装置をフロント側から見た概略図。
【図2】図1の画像形成装置に組込まれた第1の実施の
形態に係る現像装置を示す平面図。
【図3】図2の現像装置の要部の構成を拡大して示す部
分断面図。
【図4】この発明の第2の実施の形態に係る現像装置を
示す平面図。
【符号の説明】
1、50…現像装置、 2…収容部、 4…現像ローラ、 6…マグネットローラ、 8…現像スリーブ、 10…隙間、 12…アジテータ、 20…搬送室、 21、51…開口部、 22、52…オーガ、 22a、52a…回転軸、 24a、24b、54a、54b…羽根、 30…メインモータ、 100…デジタル複写機、 111…露光装置、 111a…レーザビーム、 120…トナーカートリッジ、 121…トナー補給口、 200…上蓋、 F…フィルム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−181792(JP,A) 特開 平10−207199(JP,A) 特開 平11−249366(JP,A) 特開 平11−30905(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現像剤を収容する収容部と、 この収容部内に現像剤を送り込むための開口部と、 この開口部に向けて現像剤を搬送するオーガと、 このオーガを収容した搬送室と、 上記収容部内の現像剤を像担持体上に形成された静電潜
    像へ供給するための現像ローラと、 装置の使用開始時に使用するイニシャル現像剤を上記搬
    送室内に入れた状態で上記開口部を開閉可能にシールす
    るシール部材と、 を備えていることを特徴とする現像装置。
  2. 【請求項2】 現像剤を収容する収容部と、 この収容部内に現像剤を送り込むための開口部と、 この開口部に向けて現像剤を搬送するオーガと、 このオーガを収容した搬送室と、 この搬送室へ現像剤を補給する補給手段と、 上記収容部内の現像剤を像担持体上に形成された静電潜
    像へ供給するための現像ローラと、 装置の使用開始時に使用するイニシャル現像剤を上記搬
    送室内に入れた状態で上記開口部を開閉可能にシールす
    るシール部材と、 を備えていることを特徴とする現像装置。
  3. 【請求項3】 静電潜像が形成される像担持体と、 この像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給し
    て現像する現像装置と、 この現像装置によって現像された現像剤像に向けて用紙
    を給紙する給紙手段と、 この給紙手段によって給紙された用紙上に上記現像剤像
    を転写する転写手段と、 この転写手段によって用紙上に転写された現像剤像を該
    用紙上に定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置
    において、 上記現像装置は、 現像剤を収容する収容部と、 この収容部内に現像剤を送り込むための開口部と、 この開口部に向けて現像剤を搬送するオーガと、 このオーガを収容した搬送室と、 上記収容部内の現像剤を上記像担持体上に形成された静
    電潜像へ供給するための現像ローラと、 装置の使用開始時に使用するイニシャル現像剤を上記搬
    送室内に入れた状態で上記開口部を開閉可能にシールす
    るシール部材と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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