JP4887762B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、現像装置及びこの現像装置を有する画像形成装置に関するものである。
プリンタや複写機等に適用される電子写真方式の画像形成装置においては、例えば、トナーと磁性キャリアからなる2成分系の現像剤が充填された現像装置を備えている。この現像装置内において現像剤が十分に攪拌されない場合、現像剤の帯電不良等が発生し、現像後の良好な画像を得ることが難しい。そこで、例えば攪拌搬送部材の回転軸をトナー補給口下方のトナー落下部前後の所要長さ範囲にわたって細く形成するか、または無くして、前記長さ範囲における螺旋翼の翼面積をその両側部分の翼面積よりも広く形成し、現像剤の攪拌性を向上させるものが公知となっている(例えば特許文献1)。
特開平6−83184
しかしながら、上記従来の発明は、攪拌搬送部材における翼面積を広く形成した範囲がトナー補給口下方のみであるため、現像剤が攪拌不足となりやすい。また、攪拌搬送部材の回転軸を細くした(または無くした)ことにより、該攪拌搬送部材の強度が低下し、該攪拌搬送部材が撓むことが考えられる。
本発明は、上記従来の問題を解消し、現像剤の攪拌性を向上させる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の特徴とするところは、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を搬送手段により搬送、攪拌する現像装置において、前記搬送手段は、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有し、前記支持軸は、大径部と、この大径部よりも径が小さい小径部とを有し、前記大径部を挟んで前記小径部が複数設けられている現像装置にある。したがって、搬送手段により搬送される現像剤において、現像剤の位置が高い(回転中心からの距離が長い)部分と現像剤の位置が低い(回転中心からの距離が短い)部分とが複数形成され、該現像剤の攪拌性が向上される。もって、現像剤の帯電不良が抑制され、現像後の良好な画像を得ることができる。
好適には、前記小径部に対峙して、トナーが供給されるトナー供給口が設けられている。したがって、トナー供給口より供給されるトナーの堆積が防止される。
好適には、前記小径部の現像剤搬送方向上流の大径部に、前記支持軸の直径方向に延びる攪拌部材が設けられている。したがって、現像剤搬送方向に搬送される現像剤において、現像剤の位置が高い(回転中心からの距離が長い)部分と現像剤の位置が低い(回転中心からの距離が短い)部分との高低差がより拡大される。
好適には、前記小径部の現像剤搬送方向下流の大径部に、前記支持軸の直径方向に延びる攪拌部材が設けられている。したがって、現像剤搬送方向に搬送される現像剤において、現像剤の位置が高い(回転中心からの距離が長い)部分と現像剤の位置が低い(回転中心からの距離が短い)部分との高低差がより拡大される。
本発明の第2の特徴とするところは、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を搬送手段により搬送、攪拌する現像装置において、前記搬送手段は、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有し、前記支持軸は、大径部と、この大径部よりも径が小さい小径部とを有し、前記小径部に設けられた攪拌羽は、多条に形成されている現像装置にある。したがって、小径部における現像剤がより攪拌されると共に搬送方向に確実に搬送される。また、小径部の強度が補強され、強度不足による支持軸の撓みが防止される。
本発明の第3の特徴とするところは、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を搬送手段により搬送、攪拌する現像装置において、前記搬送手段は、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有し、前記支持軸は、大径部と、この大径部よりも径が小さい小径部とを有し、前記小径部に設けられた攪拌羽は、前記大径部に設けられた攪拌羽よりもピッチが短い現像装置にある。したがって、小径部の現像剤がより攪拌されると共に搬送方向に確実に搬送される。また、小径部の強度が補強され、強度不足による支持軸の撓みが防止される。
本発明の第4の特徴とするところは、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を搬送手段により搬送、攪拌する現像装置において、前記搬送手段は、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有し、前記支持軸は、大径部と、この大径部よりも径が小さい小径部とを有し、前記小径部に設けられた攪拌羽は、前記大径部に設けられた攪拌羽よりも厚さが厚い現像装置にある。したがって、小径部の強度が補強され、強度不足による支持軸の撓みが防止される。
本発明の第5の特徴とするところは、潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された潜像を現像する現像装置とを有し、前記現像剤装置は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を搬送、攪拌する搬送手段を有し、前記搬送手段は、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有し、前記支持軸は、大径部と、この大径部よりも径が小さい小径部とを有し、前記大径部を挟んで前記小径部が複数設けられている画像形成装置にある。
本発明によれば、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有する搬送手段において、支持軸が大径部と、この大径部よりも径が小さい小径部とを有し、大径部を挟んで小径部が複数設けられるようにしたので、該搬送手段により搬送される現像剤において、現像剤の位置が高い(回転中心からの距離が長い)部分と現像剤の位置が低い(回転中心からの距離が短い)部分とが複数形成されることにより、該現像剤の攪拌性を向上させることができる。
図1において、本発明の実施形態に係る画像形成装置10の概要が示されている。画像形成装置10は、画像形成装置本体12を有し、この画像形成装置本体12の下部に給紙ユニット14が設けられていると共に、該画像形成装置本体12の上面に第1の排出トレイ16が形成されている。また、この第1の排出トレイ16に対向して、画像形成装置本体12の左側面には、第2の排出トレイ18が設けられ、さらに画像形成装置本体12の左側面下部には、手差しトレイ20が設けられている。
給紙ユニット14は、用紙が積載される用紙トレイ22と、この用紙トレイ22から用紙を送り出す給紙ロール24とを有し、この給紙ロール24により送り出された用紙は、搬送ロール26,28を介して給紙路30を通り、後述する転写ロール74に送られ、この転写ロール74より現像剤像が転写され、定着ロール32で定着され、切替爪34の位置選択に従って第1の排出トレイ16又は第2の排出トレイ18が選択され、排出ロール36,38により排出される。第1のトレイ16には、現像剤像が定着された面を裏面として用紙が排出され、第2のトレイ18には、現像剤像が定着された面を表面として用紙が排出される。
ただし、両面印刷の場合は、第1の排出トレイ16から排出されようとする用紙に対して、排出ロール36が逆転して反転路40に供給し、搬送ロール42,44,46,48により再び給紙路30に戻し、裏面側を印刷するようになっている。手差しトレイ20の用紙は、手差しロール49により供給され、搬送ロール48を介して給紙路30に送られる。
感光体ユニット50は、縦方向に並べられた4つの像担持体としての感光体52を有し、該感光体52は、上部から例えばイエロー、マゼンダ、ブラック、シアン用となっている。また、この感光体ユニット50には、それぞれリフレッシュロール54と帯電ロール56とが感光体52に接触回転するように設けられている。
現像ユニット58は、感光体ユニット50の右側に配置され、感光体52に対応して4つの現像装置60が縦方向に並べられている。この現像ユニット58の右側には、露光ユニット62が配置され、この露光ユニット62からは、画像信号に応じた4本のレーザ光が感光体52に向けて発せられ、感光体52に潜像を形成するようになっている。この露光ユニット62のさらに右側には、4つのトナーカートリッジ64が配置され、該トナーカートリッジ64と現像装置60とは図示しない現像剤供給路を介して接続され、トナーカートリッジ64から現像剤が現像装置60に供給されるようにしてある。したがって、4つの現像装置60は、各トナーカートリッジ64から供給されたトナーにより、それぞれの感光体52に形成された潜像を現像するようになっている。
中間転写ユニット66は、感光体ユニット50の左側に配置され、3つのドラム状の中間転写体68,70,72を有する。2つの第1中間転写体68,70は縦方向に並べられ、上部の第1中間転写体68が上部に配置された2つの感光体52,52に接触回転し、下部の第1中間転写体70が下部に配置された2つの感光体52,52に接触回転するようになっている。第2中間転写体72は、第1中間転写体68,70の双方に接触回転するようになっており、この第2中間転写体72に転写ロール74が接触回転する。したがって、2つの感光体52,52から2色のトナー像が第1中間転写体68,70のそれぞれに転写され、この第1中間転写体68,70に転写された2色のトナー像が第2中間転写体72に転写されて4色となり、この4色のトナー像が転写ロール74により用紙に転写されることになる。これら中間転写体68,70,72のそれぞれには、クリーニングロール76とクリーニングブラシ78とが配置され、クリーニングロール76に補足されたトナーが例えばブレードで掻き落とされ、この掻き落とされたトナーが図示しない回収容器に回収される。
図2乃至4において、現像装置60の一例が示されている。
図2に示すように、現像装置60は、現像装置本体80と上述した感光体52と接触回転するマグネットロール82とを有し、該現像装置本体80にはトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を攪拌しつつ搬送する搬送手段としての例えば2本のオーガ(第1のオーガ86及び第2のオーガ88)が配設されている。第1のオーガ86は、現像装置本体80に回転自在に支持された第1の支持軸90と、この第1の支持軸90に設けられた第1の攪拌羽92とを有する。この第1の攪拌羽92は、第1の支持軸90に螺旋状に設けられている。同様に、第2のオーガ88は、現像装置本体80に回転自在に支持された第2の支持軸94と、この第2の支持軸94に螺旋状に設けられた第2の攪拌羽96とを有する。
図3にも示すように、2本のオーガ(第1のオーガ86,第2のオーガ88)は互いに逆方向に回転し、現像装置本体80に形成された隔壁98により仕切られていると共に、両端部付近に形成された循環口100,100を介して接続されており、現像装置本体80に設けられたトナー供給口102から現像装置本体80内に入った現像剤を現像装置本体80内で循環させ、マグネットロール82(図2に示す)に供給するようになっている。すなわち、現像装置本体80内の現像剤は、第1のオーガ86及び第2のオーガ88の回転に伴って、図3の矢印方向(現像剤搬送方向)に搬送されるようになっている。また、現像装置本体80の一方の端部には、現像剤排出部104が形成されており、循環される現像剤の一部がこの現像剤排出部104に取り込まれる。この現像剤排出部104に進入した現像剤は現像作用に機能せず、図示しない回収容器に回収される。
また、図3に示すように、第1の支持軸90は、大径部105と、この大径部105よりも径が小さい小径部106とを有し、この大径部105を挟んで小径部106が複数設けられている。より具体的には、第1の支持軸90には2つの小径部106(第1の小径部106aと第2の小径部106b)が設けられ、第1の小径部106aの搬送方向下流の位置に第2の小径部106bが配置されている。この小径部106の直径(例えば図3のd2)は、大径部105(例えば図3のd1)よりも小さくなっている。これにより、第1の支持軸90に設けられた第1の攪拌羽92のうち小径部106に設けられた第1の攪拌羽92の羽面積は、大径部105に設けられた第1の攪拌羽92の羽面積より広くなっており、小径部106における現像剤は、より攪拌されると共に搬送方向に確実に搬送されるようになっている。
また、上述したトナーカートリッジ64(図1に示す)よりトナーが供給されるトナー供給口102は、小径部106に対峙して設けられており、より詳しくは第1の小径部106aの重力方向上方に設けられており、トナーカートリッジ64からの補給トナーが、第1の小径部106aの位置に落下するようになっている。したがって、小径部106における現像剤を保持する容量は大径部105における現像剤を保持する容量よりも大きいので、トナー供給口102(第1の小径部106a)周辺の現像剤の堆積を防止することができる。
また、第1の支持軸90には、小径部106の現像剤搬送方向(図3の矢印方向)上流側の大径部105及び、小径部106の現像剤搬送方向下流側の大径部105に第1の支持軸90の直径方向に延びる攪拌部材としての例えばパドル部108が設けられている。具体的には、第1の小径部106aの現像剤搬送方向上流側の大径部105に第1のパドル部108aが設けられ、また、第1の小径部106aの現像剤搬送方向下流側の大径部105に第2のパドル部108bが設けられている。すなわち、それぞれのパドル部108は、それぞれの小径部106(第1の小径部106a及び第2の小径部106b)より現像剤搬送方向上流側に設けられている。図4にも示すように、このパドル部108には、第1の支持軸90の軸方向に複数の(例えば4つの)溝部110が設けられている。
上記の構造により、パドル部108は、現像剤の搬送量を調整するようになっている。具体的には、パドル108部は、該パドル108部より上流側の現像剤を減量しつつ下流側に搬送することにより、第1の攪拌羽92おける現像剤の搬送力を弱め、該現像剤の搬送量を低下させる(規制する)ようになっている。
なお、パドル部108は、溝部110を設ける形態だけでなく、単なる板状の攪拌部材でもよい。また、第1のパドル部108aと第2のパドル部108bとにおいて、溝部110の数や形状が異なるよう変更し、該第1のパドル部108aと第2のパドル部108bとの搬送力(現像剤の規制量)に差が生ずるようにしてもよい。
また、第1の支持軸90の小径部106に設けられた第1の攪拌羽92は、第1の支持軸90の大径部105に設けられた第1の攪拌羽92よりもピッチが短くなるよう形成されている。より具体的には、小径部106に設けられた第1の攪拌羽92のピッチ(例えば図3のp2)は、第1の支持軸90の大径部105に設けられた第1の攪拌羽92のピッチ(例えば図3のp1)よりも短く形成されている。
このように、第1の支持軸90に設けられた第1の攪拌羽92のうち小径部106に設けられた第1の攪拌羽92のピッチを短くすることにより、大径部105に設けられた第1の攪拌羽92と比較すると、小径部106における第1の攪拌羽92の巻き数が増加し、該小径部106の全体にわたる第1の攪拌羽92の総面積が広くなる。したがって、小径部106において現像剤がより攪拌されると共に搬送方向に確実に搬送される。また、小径部106における第1の攪拌羽92の巻き数が増加したことにより、小径部106を補強することができ、強度不足による第1の支持軸90の撓みを防止することができる。
なお、本例のように、小径部106に設けられた第1の攪拌羽92が1条で形成されている場合、この小径部106に設けられた第1の攪拌羽92のピッチは、該第1の攪拌羽92のリード長の短縮に起因する現像剤の搬送速度低下が起こらない程度に設定するのが好ましい。
また、第1の支持軸90の小径部106に設けられた第1の攪拌羽92は、第1の支持軸90の大径部105に設けられた第1の攪拌羽92よりも厚さが厚くなるよう形成されている。より具体的には、第1の支持軸90に設けられた第1の攪拌羽92のうち小径部106に設けられた第1の攪拌羽92の厚さ(図3のt2)は、大径部105に設けられた第1の攪拌羽92の厚さ(図3のt1)よりも厚く形成されている。このように、小径部106に設けられた第1の攪拌羽92の厚さが、大径部105に設けられた第1の攪拌羽の厚さよりも厚く形成されていることにより、第1の支持軸90の小径部106を補強することができ、強度不足による第1の支持軸90の撓みを防止することができる。
次に、上記実施形態に係る現像装置60の作用について説明する。
トナーカートリッジ64よりトナー供給口102を介して補給トナーが供給されると、この補給トナーは、現像装置本体80内の現像剤と共に攪拌されつつ現像剤搬送方向(図3の矢印方向)に搬送される。
現像装置本体80内の現像剤は、第1の小径部106aより搬送方向上流側の大径部105の位置においては、小径部106の位置と比較して、現像剤の位置が高い(回転中心からの距離が長い)状態を維持しつつ搬送され、第1の小径部106aの位置においては、大径部105の位置と比較して、現像剤の位置が低い(回転中心からの距離が短い)状態を維持しつつ搬送される。さらに、第1の小径部106aより搬送方向下流側かつ第2の小径部106bより搬送方向上流側の大径部105の位置、すなわち第2のパドル部108bが設けられた大径部105の位置では、小径部106の位置と比較して、現像剤の位置が高い(回転中心からの距離が長い)状態を維持しつつ搬送され、さらに第2の小径部106bの位置においては、大径部105の位置と比較して、現像剤の位置が低い(回転中心からの距離が短い)状態を維持しつつ搬送され、また、さらに第2の小径部106bより搬送方向下流側の大径部105の位置においては、小径部106の位置と比較して、現像剤の位置が高い(回転中心からの距離が長い)状態を維持しつつ搬送される。すなわち、それぞれの小径部106の位置においては、現像剤の位置が低下、すなわち該現像剤における回転中心からの距離が短くなり、大径部105の位置においては、現像剤の位置が上昇、すなわち該現像剤における回転中心からの距離が長くなっている。
このように、第1の支持軸90に大径部105よりも径が小さい小径部106が大径部105を挟んで複数設けられていることにより、現像剤の位置(回転中心からの距離)が高い部分(山の部分)と現像剤の位置(回転中心からの距離)が低い部分(谷の部分)とを交互に複数形成させることができる。したがって、搬送方向に搬送されている現像剤において高低差が生ずるので、該現像剤同士の位置(上下方向又は搬送方向の位置)の入れ替わりがより繰り返され、もって現像剤の攪拌性を向上させることができる。これにより、現像剤の帯電不良が抑制され、現像後の良好な画像を得ることができる。
また、小径部106に設けられた第1の攪拌羽92のピッチを大径部105に設けられた第1の攪拌羽92より短くしたことにより、小径部106における第1の攪拌羽92の総面積が広くなり、現像剤がより攪拌されると共に搬送方向に確実に搬送され、搬送方向に搬送される現像剤における現像剤の位置(回転中心からの距離)が高い部分(山の部分)と現像剤の位置(回転中心からの距離)が低い部分(谷の部分)との高低差をより拡大することができ、攪拌性をより向上させることができる。
また、パドル部108を第1の小径部106の搬送方向上流側及び搬送方向下流側の位置に設け、該第1の小径部106a及び第2の小径部106bにおける現像剤の搬送量を調整したことにより、搬送方向に搬送される現像剤における現像剤の位置(回転中心からの距離)が高い部分(山の部分)と現像剤の位置(回転中心からの距離)が低い部分(谷の部分)との高低差をより一層拡大することができ、攪拌性をより一層向上させることができる。さらに、トナー供給口102の搬送方向上流側と搬送方向下流側とにパドル部108を設けることで、更には搬送方向上流側のパドル部108と搬送方向下流側のパドル部108の搬送力(規制量)に差をつけることで(具体的には、搬送方向上流側のパドル部108aにおいては現像剤の規制量を多くし、搬送方向下流側のパドル部108bにおいては現像剤の規制量を少なくする)、トナー供給口102周辺でのトナーの堆積をより一層防止することができる。
次に第2の実施形態について説明する。
図5に第2の実施形態における現像装置60が示されている。
図5に示すように、第2の実施形態における第1の支持軸90の小径部106に設けられた第1の攪拌羽92は、多条に形成されている。具体的には、第1の小径部106a及び第2の小径部106bに設けられた第1の攪拌羽92は、例えば2条で形成されており、大径部105に設けられた第1の攪拌羽92は、例えば1条で形成されている。
また、小径部106に2条で設けられた第1の攪拌羽92は、大径部105に1条で設けられた第1の攪拌羽92よりもピッチが短くなる。より具体的には、小径部106に設けられた第1の攪拌羽92のピッチ(例えば図5のp3)は、大径部105に設けられた第1の攪拌羽92のピッチ(例えば図5のp1)よりも短く形成されている。なお、小径部106に設けられた第1の攪拌羽92のリード長(例えば図5のL2)と大径部105に設けられた第1の攪拌羽92のリード長(例えば図5のL1)とは同一、すなわちL2=L1となっている。
このように、小径部106に設けられた第1の攪拌羽92を多条に形成する(攪拌羽を重ねる)ことで、小径部106における第1の攪拌羽92の総面積が広くなる。よって、小径部106において現像剤がより攪拌されると共に搬送方向に確実に搬送され、搬送方向に搬送される現像剤における現像剤の位置(回転中心からの距離)が高い部分(山の部分)と現像剤の位置(回転中心からの距離)が低い部分(谷の部分)との高低差をより拡大することができ、該現像剤の攪拌性をより向上させることができる。
また、小径部106に設けられた第1の攪拌羽92を多条に形成する(攪拌羽を重ねる)ことで、小径部106における第1の攪拌羽92の数が増加するので、小径部106を補強することができ、強度不足による第1の支持軸90の撓みを防止することができる。
以上述べたように、本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置及び現像装置に利用することができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置を示し、図2のA−A線断面図である。 本発明の実施形態に係る現像装置に用いられる第1のオーガに設けられたパドルを示し、(a)は側面図、(b)は(a)のB−B線断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る現像装置を示す横断面図である。
符号の説明
10 画像形成装置
60 現像装置
86 第1のオーガ
90 第1の支持軸
92 第1の攪拌羽
102 トナー供給口
106 小径部
108 パドル部

Claims (8)

  1. トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を搬送手段により搬送、攪拌する現像装置において、
    前記搬送手段は、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有し、前記支持軸は、少なくとも3つの大径部と、この大径部よりも径が小さい少なくとも2つの小径部とを有し、前記小径部は前記大径部に挟まれて設けられていることを特徴とする現像装置。
  2. 前記小径部に対峙して、トナーが供給されるトナー供給口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記小径部の現像剤搬送方向上流の大径部に、前記支持軸の直径方向に延びる攪拌部材が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の現像装置。
  4. 前記小径部の現像剤搬送方向下流の大径部に、前記支持軸の直径方向に延びる攪拌部材が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載の現像装置。
  5. トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を搬送手段により搬送、攪拌する現像装置において、
    前記搬送手段は、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有し、前記支持軸は、少なくとも3つの大径部と、この大径部よりも径が小さい少なくとも2つの小径部とを有し、前記小径部は前記大径部に挟まれて設けられ、前記小径部に設けられた攪拌羽は、前記大径部に設けられた攪拌羽よりも多条に形成されていることを特徴とする現像装置。
  6. トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を搬送手段により搬送、攪拌する現像装置において、
    前記搬送手段は、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有し、前記支持軸は、少なくとも3つの大径部と、この大径部よりも径が小さい少なくとも2つの小径部とを有し、前記小径部は前記大径部に挟まれて設けられ、前記小径部に設けられた攪拌羽は、前記大径部に設けられた攪拌羽よりもピッチが短いことを特徴とする現像装置。
  7. トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を搬送手段により搬送、攪拌する現像装置において、
    前記搬送手段は、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有し、前記支持軸は、少なくとも3つの大径部と、この大径部よりも径が小さい少なくとも2つの小径部とを有し、前記小径部は前記大径部に挟まれて設けられ、前記小径部に設けられた攪拌羽は、前記大径部に設けられた攪拌羽よりも厚さが厚いことを特徴とする現像装置。
  8. 潜像が形成される像担持体と、この像担持体に形成された潜像を現像する現像装置とを有し、
    前記現像剤装置は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を搬送、攪拌する搬送手段を有し、
    前記搬送手段は、回転する支持軸と、この支持軸に設けられた攪拌羽とを有し、前記支持軸は、少なくとも3つの大径部と、この大径部よりも径が小さい少なくとも2つの小径部とを有し、前記小径部は前記大径部に挟まれて設けられていることを特徴とする画像形成装置。
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