JPH08123198A - 現像装置 - Google Patents
現像装置Info
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- JPH08123198A JPH08123198A JP6255662A JP25566294A JPH08123198A JP H08123198 A JPH08123198 A JP H08123198A JP 6255662 A JP6255662 A JP 6255662A JP 25566294 A JP25566294 A JP 25566294A JP H08123198 A JPH08123198 A JP H08123198A
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Abstract
型化、構成の簡素化、及び、メンテナンス時の操作性を
向上させることのできる現像装置を提供する。 【構成】トナーとキャリアを混合した現像剤を感光体ド
ラム1に付与する現像手段10と、現像剤を適正化する
ための該現像手段と異なる箇所に別体で配置される現像
剤適正化手段1000と、該現像手段及び現像剤適正化
手段に現像剤と空気の混合気を移送する現像剤移送・循
環手段200とを具備し、現像剤移送・循環手段がスク
リューポンプからなり、且つ、該現像剤移送・循環手段
の移送・循環スクリューの混合気送り方向を下方向と
し、該現像剤適正化手段の撹拌手段としての撹拌スクリ
ュー221の混合気送り方向を上方向とする。
Description
成装置、特に、2成分現像剤を用いたプリンタ、ファク
シミリ、あるいは複写機等に使用される現像装置に関す
る。
向配置されていて、トナーとキャリアを混合した2成分
現像剤を潜像坦持体に付与することにより、この潜像坦
持体上に形成された静電潜像を顕像化(現像)する現像
手段を具備した現像装置に関する技術として次のような
ものが知られている。
って、感光体ドラムの内部に現像剤の撹拌手段を持ち、
この撹拌手段と現像器とをパイプで結び、現像剤の循環
を行う(実開平1−97355号公報記載の「現像装
置」)。
供給し、同時にこれと同僚の現像剤を排出し、現像で消
費されたトナーを体積検知手段によって検知してトナー
を供給し、簡単に現像容器内の現像剤濃度を常に一定に
保つ(特開昭53−22747号公報記載の「現像装
置」)。
知する(特開昭50−19459号公報記載の「電子写
真現像剤の濃度検知及び濃度調整方法」)。
るいは所定複写量に応じて定量のキャリアを供給する手
段と、現像剤中のキャリアとトナーの比率変化を検知し
て信号を発する検知手段と、該信号によりトナーを現像
部に供給する手段と、現像部内の所定量以上の現像剤を
排出する手段とを有する(特開昭51−13249号公
報記載の「電子写真現像装置」)。
剤を現像装置内の現像剤に供給することにより、現像剤
の寿命を引き延ばす(特開平4−353881号公報記
載の「現像装置」)。
装置では、潜像坦持体としての感光体ドラムに対向して
設けられる現像スリーブに現像剤を供給すべく、現像剤
を貯溜しておく貯溜部分やトナーを補給するタンクが、
該現像スリーブの近傍に、該現像スリーブを収めたユニ
ットとして構成される現像手段と一体的に構成されるた
め、その構成部分が大型になり、装置構成が複雑になる
と共に、装置メンテナンス時の操作性が低下する問題が
あった。この発明は、上述の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、潜像坦持体に対向して構成される
現像手段の小型化、構成の簡素化、及び、メンテナンス
時の操作性を向上させることのできる現像装置を提供す
ることにある。
解決するために、潜像坦持体上に形成された静電潜像を
顕像化するための現像装置であって、トナーとキャリア
を混合した現像剤を該潜像坦持体に付与する現像手段
と、現像剤を適正化するための該現像手段と異なる箇所
に別体で配置される現像剤適正化手段と、該現像手段及
び現像剤適正化手段に現像剤と空気の混合気を移送する
現像剤移送・循環手段とを具備した現像装置において、
上記現像剤移送・循環手段がスクリューポンプからな
り、該スクリューポンプの移送・循環スクリューの中心
軸が鉛直方向であり、且つ、該移送・循環スクリューの
混合気送り方向が下方向であるとともに、上記現像剤適
正化手段が撹拌手段としての撹拌スクリューを具備して
おり、該撹拌スクリューの混合気送り方向が上方向であ
る構成とする。
説明する。図1乃至図3に、現像手段と、この現像手段
とは異なる箇所に別体で配置される現像剤適正化手段と
の間で、現像剤の移送・循環を行う本発明の現像装置の
実施例(請求項1に対応する実施例)の構成を、ブロッ
ク図、及び、現像手段の断面図並びに斜視図と共に示
す。
は、現像剤を適正化する機能を有し、また、現像剤の循
環は、現像剤移送・循環手段200により行われる。現
像手段10は、現像剤適正化手段1000により適正化
された現像剤を受け入れる入口111aと、現像手段1
0により現像に用いられた余剰の現像剤を現像剤適正化
手段1000に排出するための出口121aを有してい
る。
アからなる2成分の現像剤が用いられる。また、現像剤
を適正化するとは、現像剤のトナーとキャリアとの混合
比を調整して、現像剤の剤濃度及び剤帯電量を適正化す
ることが含まれる。また、現像剤に混入した紙粉等の異
物は、現像剤の循環過程において、異物除去手段(図示
せず)により除去される。
た、トナー補給ユニットを設けることのできる現像剤適
正化手段を、現像手段と別の位置に設置することができ
るので、現像手段の構成が非常に簡易となるとともに、
その小型化が図れ、複雑な画像形成装置の内部構成が簡
素化され、そのレイアウト上の余裕も生じ、メンテナン
スの容易化を図れる。
手段の断面を示しており、図2において、符号1は、潜
像坦持体をドラム状に構成した感光体ドラムを示してい
る。この潜像坦持体は、上記の感光体ドラム1以外に、
感光体をベルト状に構成した感光体ベルトであってもよ
い。
来公知の電子写真作像工程により、帯電、露光が行われ
て、静電潜像が形成される。この静電潜像は、公知の乾
式2成分現像方式で磁気ブラシ現像方式を採用した現像
手段10により供給される現像剤によって可視像化され
る。ここで、現像手段10とは、現像剤を感光体ドラム
1上に供給する直接の手段である現像スリーブ100の
他、現像スリーブ100の周囲に付帯して設けられた現
像剤供給部材110、現像剤排出部材120、現像剤層
規制部材130、通路手段、及び、これらの諸部材を収
容保持するケース150を含むユニットをいう。
に回転する感光体ドラム1の周りであって、光像Pを照
射して潜像を形成する露光装置と、該潜像を可視化した
トナー像を転写材(転写紙)に転写するための転写チャ
ージャQが設けられた転写位置との間の現像位置に設け
られ、その対向近接部分において、感光体ドラム1と同
方向に回転される。
(軸方向)に亘って画像が形成されるため、現像スリー
ブ100は、この軸方向の全域に現像剤を供給する必要
があり、この感光体ドラム1に合わせて現像スリーブ1
00の軸方向の寸法が定められている。よって、前述の
現像剤供給部材110及び現像剤排出部材120は、少
なくとも現像スリーブ100の軸方向の全域をカバーす
るように構成されている。また、現像剤供給部材11
0、及び、現像剤排出部材120は、共にスクリューを
利用した移送手段で構成されており、図示しない駆動手
段により現像剤を入口111a、及び、出口121aに
送り出すようにそれぞれ回転される。
リーブ1100上の余剰の現像剤を掻き取って、現像剤
の層厚を規制すると共に、掻き取った余剰の現像剤を回
収する。この現像に際しての余剰の現像剤は、現像スリ
ーブ100と共に、その回動方向である矢印の向きに回
動され、現像剤層規制部材130により掻き取られた
後、通路Rを経て現像剤排出部材120に至る。
aは、図3に示すように、ケース150の側板101に
それぞれ設けられている。図3において、入口111a
は、現像剤適正化手段1000の現像剤吐出口206に
対して供給管111により連結されており、出口121
aは、現像剤適正化手段1000の現像剤流入口225
に対して排出管121により連結されている。また、図
3における符号170は、減圧手段としてのエアーフィ
ルターであり、このエアーフィルター170は、現像剤
適正化手段1000から現像剤移送手段によって送られ
た現像剤と空気との混合気から空気だけを現像手段10
外に吐出させる。
適正化手段1000から供給管111により現像手段1
0に移送された現像剤は、更に、現像剤供給部材110
により現像スリーブ100と並行に移送され、現像剤ガ
イド部材140の一部に設けられた切欠きにより現像ス
リーブ100の全面に送られる。そして、この現像剤
は、現像剤層規制部材130により最適な現像層厚に成
形され、現像に供される。また、現像剤層規制部材13
0により掻き取られた余剰の現像剤は、前述したよう
に、通路Rを通り、現像剤排出部材120に導かれ、出
口121a及び排出管121を経て、現像剤適正化手段
1000に送り出される。
現像剤移送・循環手段200としてのポンプ等の具体例
について、図4を参照して説明する。図4において、符
号220は現像剤撹拌ユニットを示しており、この現像
剤撹拌ユニット220は、下部が筒状に形成され上部が
ロート状に形成された剤収納容器223と、この剤収納
容器223内にて駆動モータ222により回転される撹
拌スクリュー221とにより構成される。ここで、撹拌
スクリュー221は、現像剤を上方に送るように、その
巻き方向と駆動モータ222の回転方向が設定されてお
り、これにより、現像剤中のトナー濃度の均一化、及
び、現像剤を上方に送り重力で下方に落ちるものとのず
れ力を利用することによる効果的なトナー帯電量の適正
化、並びに、ポンプに入る前の現像剤の流動化を促進さ
せることができる。
ユニット230の出口及び現像剤流入口225が開口し
ている。トナー補給ユニット230は、上部の蓋230
aを開けることにより新しいトナー231を適宜供給で
きるようになっており、その下部には、この下部を塞ぐ
ようにしてトナー供給部材232が設けられている。こ
のトナー供給部材232は、回転駆動される円柱状部分
の周面に、回転軸線方向に沿って多数の切欠きが形成さ
れており、この切欠きに入ったトナーを、その回転によ
り剤収納容器223内に供給する機能を有している。
は現像剤吐出口206が位置し、この現像剤吐出口20
6の近傍の現像剤通路270の途中には現像剤濃度検知
部材240が設けられており、この現像剤濃度検知部材
240の検知信号に基づいて発せられる、図示しない従
来公知の現像剤濃度検知制御回路からのトナー補給信号
により、トナー補給部材232が回転して、トナー補給
ユニット230内のトナーが剤収納容器223内に補給
される。
剤に、トナー補給ユニット230から制御されつつ補給
される新規トナーが加えられ、現像剤撹拌ユニット22
0において、現像剤の濃度及び帯電量が現像に最適の条
件を具備するように、現像剤の適正化処理が行われる。
また、上述のようにして適正化処理の行われた現像剤
は、現像剤撹拌ユニット220の下部に位置する現像剤
移送・循環手段(粉体ポンプユニット)200に送られ
る。
0は、通称モーノポンプ(従来公知)と呼ばれているス
クリューポンプを以って構成され、現像剤を下向きに送
るように縦型に配置されている。この粉体ポンプユニッ
ト200は、前述の駆動モータ222と撹拌スクリュー
221を介して連結されたローター201と、このロー
ター201を包囲するように配設されたゴム材料等の弾
性体からなるステーター202と、このステーター20
2を保持する上ポンプホルダー203u、及び、下ポン
プホルダー203d等を具備している。
体ポンプユニット200と現像剤撹拌ユニット220と
を連結するための連結部材としての機能も有している。
また、ステーター202の側面と下ポンプホルダー20
3dの内部側面との間には、1mm程度の隙間が設けて
あり、この隙間は現像剤通路270に連通している。そ
して、この隙間から現像剤通路270に吹き込むよう
に、下ポンプホルダー203dの、ステーター202の
下端から上側に5mm程の位置に、空気供給口205が
設けられている。この空気供給口205の外側は、駆動
モータ222により回転されるファン207を収容する
ファンケースの一部に設けられた空気吐出口208と、
管を介して連通している。
ると、ファン207は、外部より空気を吸入し、空気供
給口205を通して、現像剤通路270内の現像剤に、
毎分1〜3リットル程度の送風量で空気を吹き込む。こ
れにより、スクリューポンプから出る現像剤の流動化が
促進され、前述の撹拌スクリュー221の回転と合わせ
て、このスクリューポンプでの現像剤の移送がより確実
なものとなる。
像剤の移送に寄与した後、現像手段10に設けられたエ
アーフィルター170を通して外部に放出される。ま
た、本実施例では、現像剤に空気を供給する手段とし
て、図4に示すように、駆動モータ222と同軸に取り
付けられたファン207の回転を利用しているが、この
エアー供給手段としては、駆動モータ222と別体に設
けたエアポンプを用いてもよいことは言うまでもない。
0を通過した現像剤は、現像剤濃度検知部材240によ
り、その剤濃度が検知された後、現像剤吐出口206よ
り排出され、供給管111を介して現像手段10に送ら
れる。
うに、現像剤適正化手段1000を現像手段10の下方
に位置させているので、現像剤適正化手段1000から
現像手段10への現像剤の移送にはポンプの力を必要と
するが、現像手段10から現像剤適正化手段1000へ
の現像剤の移送は、ポンプ等の移送手段を必要とせず
に、現像剤の重力により行われる。なお、これらの現像
手段10と現像剤適正化手段1000との位置関係が上
記の実施例と逆になる場合、及び、それらが略同じ高さ
に配置される場合等には、現像剤の移送力を得るべく、
その現像剤の循環経路中に適宜ポンプを配備する。
000との間、例えば、排出管121の途中、あるい
は、供給管111の途中に、現像剤に混入した異物(例
えば紙粉等)を除去するための異物除去手段を設けるこ
とは、現像剤の現像品質を向上させる上で効果的であ
る。この異物除去手段としては、フィルター、静電吸着
装置、遠心分離装置等の手段を適宜選択して採用する。
される公知のスクリューポンプは、回転容積式で、圧送
式移送によるものであり、高い定量性と、連続移送の高
精度コントロールが可能である。また、このスクリュー
ポンプでは、粉体の流動化と移送ライン全長に均一の流
動状態を保持するために少量の空気を使用する。
み、且つ、移送管の摩耗のトラブルもなく、また、騒音
も少なく、その構造が簡易であり、経済性、信頼性、メ
ンテナンス性に優れる等の特徴を有している。
現像剤・トナーの搬送手段)としては、搬送経路全体に
スクリューを通して粉体を移送する構成のものが殆ど
で、他にエアーの力のみによって粉体を移送するものも
あるが、本実施例のように、スクリューポンプとエアー
を組み合わせた移送手段(モーノポンプ)を採用したも
のは知られていない。
内にスクリュー等の移送手段を配設する必要があるが、
本実施例では何等の移送手段も必要なく、単なるチュー
ブのみでよいので、その経路を自由に設定でき、且つ、
この経路を小径の管で構成することができる。 (2)エアーを使用することにより、現像剤(トナー・
キャリア)を簡易な手段により汲み上げる(上方に持ち
上げる)ことができる。 (3)スクリューポンプとエアーを組み合わせることに
より、エアーのみで現像剤を移送した場合に比べ、エア
ーの供給量が微量で済むので、エアーポンプの小型化を
図ることができると共に、エアー供給に伴うトナー飛散
やエアー抜き構造の複雑化等を回避できる。 (4)回転容積式であるので、通常のスクリューに比
べ、現像剤に与えるハザードが少ない上、その移送量の
精度も向上される。などの種々の利点がある。
により現像剤のキャリアが劣化した場合には、この現像
剤を現像装置から全部抜き取る必要があるが、このよう
な場合、本実施例では、各ユニットの現像剤を空にすべ
く、現像剤適正化手段1000より排出管121を外し
て、この排出管121の先を回収容器に接続し、駆動モ
ータ222を駆動する。これにより、劣化したキャリア
を含む現像剤は、全て上記の回収容器内に回収される。
なお、上記の回収容器に収容された現像剤は、破棄もし
くは再利用等、適切に措置することができる。
作業を、現像装置の諸部材の交換・修理等のメンテナン
スに際しても行えば、現像装置の諸部材に現像剤が残留
していないので、メンテナンス作業時における現像剤の
飛散が解消され、メンテナンス時における作業性が向上
される。すなわち、上述のようにして現像剤の回収を行
うことにより、従来より行われてきた現像剤の回収作
業、すなわち、現像装置全体を機械本体より外し、更に
現像装置を解体して手作業により現像剤の回収を行う作
業に比べ、その作業効率を大幅に向上させることができ
ると共に、この作業時におけるトナー飛散、及び、手や
着衣等の汚染を防止できる。
0によれば、現像剤の収納容量は、現像剤収納容器22
3の容量により決まるので、この現像剤収納容器223
を大型化することにより、現像剤疲労等に伴う現像剤の
交換間隔を非常に長くすることが可能となる。
0は、現像手段10とは別体のユニットで構成され、且
つ、現像手段10に対して供給管111及び排出管12
1で連結されているだけであるので、その設置場所の制
約が少なくなり、経済的な現像剤収容量の確保や、現像
剤交換の操作性、組み付け及び調整等の生産性に対して
も優れている。
レイアウト上の自由度が拡大されるので、トナー補給ユ
ニット230についても、それをユーザーのトナー補給
操作が行い易い位置に配置することができ、現像剤適正
化手段1000と同様の利点を得ることができる。
て、従来より使用されている着脱可能なトナーカートリ
ッジ方式を用いることにより、そのトナー補給の操作性
を一層向上させることができる。この場合、本実施例に
よれば、トナーカートリッジの形状は、現像手段10に
は依存しないので、そのトナー補給の操作性をより向上
させ得ると共に、他機種との標準化も容易に可能とな
り、結果的に、生産性の更なる向上と、大幅な経済効果
によるコストダウンが可能となる。
送するときには、ポンプの入口近傍、すなわち、図4に
おける上ポンプホルダー203u上にも空気を供給する
ことにより、ポンプに進入する粉体の流動性を上げて、
粉体の移送をより確実にしている。これに対し、本実施
例では、前述したように、撹拌スクリュー221が粉体
に流動性を与える手段を兼ねているので、上述のような
ポンプ入口部への空気供給が不要となり、その空気供給
装置の小型化及びコストダウン、また、図3に示したエ
アフィルター170等の減圧手段の小型化、更には、現
像手段本体の小型化が可能となる。
応する実施例)について説明する。本実施例における基
本的な構成及び現像手段は、図1乃至図3に示した前記
実施例のそれと同様であるが、その現像剤適正化手段
が、前記実施例と異なった構成を有している。すなわ
ち、本実施例においては、図4に示した前記実施例の現
像剤適正化手段1000が縦型であるのに対して、本実
施例の現像剤適正化手段2000が、図5に示すよう
に、全体が傾斜するように配置されている。従って、本
実施例における諸部材の主な構成及び機能等は、前記実
施例のそれと殆ど同じであるので、その基本構成及び現
像手段と合わせ、それらの説明は省略する。
00を傾斜させて配置することによって、この現像剤適
正化手段2000の上下方向の寸法(高さ)を小さくす
ることができる。特に、現像手段10の下方に現像剤適
正化手段を位置させた場合、前記実施例のような縦型の
現像剤適正化手段1000の場合では、図4に示したよ
うに、その供給管111をU字型に180度曲げて上方
に向かせるため、この供給管111の折曲部のスペース
を大きく取る必要があるが、本実施例のように現像剤適
正化手段2000を傾斜させて配置した場合には、図5
に示すように、その供給管111を折曲させるために必
要なスペースを比較的小さくできる。
化手段2000の傾斜角度が水平に近づく程、現像剤撹
拌ユニット220内の現像剤が重力によりスクリューポ
ンプ入口に入り込めなくなるため、その撹拌スクリュー
221の送り方向を、現像剤をスクリューポンプ入口に
移送させる方向に設定せざるを得なくなる。このため、
このように撹拌スクリュー221の送り方向を現像剤の
移送方向に設定した場合には、現像剤の流動性が低下す
るため、この部分にも空気を供給して現像剤の流動性を
高める必要があり、このエアー供給手段を設けることに
より装置の大型化を招くことになる。従って、本実施例
のように現像剤適正化手段2000を傾斜させて配置し
た場合には、少なくとも現像剤撹拌ユニット220内
に、現像剤が重力で滑り落ちるのに必要な角度を持った
斜面を確保する必要がある。
現像剤適正化手段の一部及び現像剤移送用のポンプの他
の構成(請求項3に対応する構成)を示す。本構成の現
像剤適正化手段は、駆動モータ222と現像剤撹拌スク
リュー221、及び、現像剤撹拌スクリュー221とス
クリューポンプ(粉体ポンプユニット200)のロータ
ー201が、ユニバーサルジョイント300a,300
bにより、それぞれ屈曲可能に連結されている。ここ
で、図6は縦型の現像剤適正化手段1000に本構成を
適用した例を、図7は傾斜型の現像剤適正化手段200
0に本構成を適用した例をそれぞれ示している。
イント300a,300bは、静止状態では、紙面に対
して垂直で鉛直方向の平面上及び紙面上の2方向に屈曲
可能となっている。従って、この構成の現像剤適正化手
段1000,2000によれば、そのスクリューポンプ
(モーノポンプ)のローター201の偏心運動が与える
駆動モータ222への影響を小さくして、駆動モータ2
22の負荷及び負荷変動を低減させることができる。ま
た、この構成の現像剤適正化手段2000によれば、図
7に示すように、そのスクリューポンプの角度を、現像
剤撹拌ユニット220より更に水平方向に傾斜させるこ
とができ、このポンプの上下の寸法を更に小さくしたい
とき等に有効となる。
持体に対向して構成される現像手段の小型化及び構成の
簡素化を図ることができると共に、メンテナンス時の操
作性を向上させることができる。
え、現像剤適正化手段のレイアウト上の自由度を拡大さ
せることができる。
の効果に加え、スクリューポンプの偏心運動を吸収する
ことができ、装置の振動や騒音及び駆動負荷を低減させ
ることができる。
である。
である。
である。
手段及び現像剤移送用のポンプを説明するための断面図
である。
化手段及び現像剤移送用のポンプを説明するための断面
図である。
手段の一部及び現像剤移送用のポンプを示す断面図であ
る。
化手段の一部及び現像剤移送用のポンプを示す断面図で
ある。
ト) 201 ローター 202 ステーター 205 空気供給口 206 現像剤吐出口 207 ファン 220 現像剤撹拌ユニット 221 撹拌スクリュー 222 駆動モータ 223 剤収納容器 225 現像剤流入口 230 トナー補給ユニット 230a トナー補給ユニットの蓋 232 トナー補給部材 240 現像剤濃度検知部材 270 現像剤通路 300a,300b ユニバーサルジョイント
Claims (3)
- 【請求項1】潜像坦持体上に形成された静電潜像を顕像
化するための現像装置であって、トナーとキャリアを混
合した現像剤を該潜像坦持体に付与する現像手段と、現
像剤を適正化するための該現像手段と異なる箇所に別体
で配置される現像剤適正化手段と、該現像手段及び現像
剤適正化手段に現像剤と空気の混合気を移送する現像剤
移送・循環手段とを具備した現像装置において、上記現
像剤移送・循環手段がスクリューポンプからなり、該ス
クリューポンプの移送・循環スクリューの中心軸が鉛直
方向であり、且つ、該移送・循環スクリューの混合気送
り方向が下方向であるとともに、上記現像剤適正化手段
が撹拌手段としての撹拌スクリューを具備しており、該
撹拌スクリューの混合気送り方向が上方向であることを
特徴とする現像装置。 - 【請求項2】潜像坦持体上に形成された静電潜像を顕像
化するための現像装置であって、トナーとキャリアを混
合した現像剤を該潜像坦持体に付与する現像手段と、現
像剤を適正化するための該現像手段と異なる箇所に別体
で配置される現像剤適正化手段と、該現像手段及び現像
剤適正化手段に現像剤と空気の混合気を移送する現像剤
移送・循環手段とを具備した現像装置において、上記現
像剤移送・循環手段がスクリューポンプからなり、該ス
クリューポンプの移送・循環スクリューの中心軸が鉛直
方向に対して傾斜した方向であり、且つ、該移送・循環
スクリューの混合気送り方向が該傾斜方向の下方向であ
るとともに、上記現像剤適正化手段が撹拌手段としての
撹拌スクリューを具備しており、該撹拌スクリューの混
合気送り方向が上記移送・循環スクリューの混合気送り
方向と略逆方向であることを特徴とする現像装置。 - 【請求項3】上記撹拌スクリュー、及び、上記現像剤移
送・撹拌手段としてのスクリューポンプを同時に駆動す
る駆動源を具備し、該駆動源と上記撹拌スクリューの
軸、及び、該撹拌スクリューの軸と上記現像剤移送・撹
拌手段としてのスクリューポンプが、それぞれ屈曲可能
に連結されていることを特徴とする請求項1及び請求項
2記載の現像装置。
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