JP2001265118A - 現像装置 - Google Patents
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Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
た現像ローラ上に現像工程後に残るトナー薄層の履歴を
解消し、除去したトナーを簡単な構成で効率的かつ確実
に現像剤収容部に戻す。 【解決手段】 感光体ドラム1との対向部分からマグネ
ットローラ7との対向部分までの間で現像ローラ6の下
方にクリーニングローラ11を設け、現像ローラ6に当
接しながら現像ローラ6からトナーを回収する。クリー
ニングローラ11から回収したトナーを除去する清掃手
段としてゴム等の薄板状の清掃部材12を設け、自由端
をクリーニングローラ11に当接させてトナーを掻き取
る。清掃部材12で掻き取ったトナーにマグネットロー
ラ7の磁気ブラシ9を接触させる配置とし、磁気ブラシ
9で回収したトナーを攪拌部材10を備える現像剤収容
部へ搬送する。
Description
シミリ、複写機等の電子写真方式を用いる画像形成装置
に用いる現像装置に関する。
真方式で感光体表面の静電潜像にトナーを付着させて顕
像化する現像方式は、使用する現像剤により、トナーの
みを用いる1成分現像方式と、トナーとキャリアからな
る現像剤を用いる2成分現像方式に大別される。
一に薄層化されたトナーを潜像担持体表面の潜像に付着
させて顕像を生成する。現像ローラ周囲のトナーの薄層
は、現像ローラに対して供給ローラ等によりトナーを付
着させた後、薄層化ブレードにより所定量に規制して形
成する。この1成分現像方式では、現像ローラを潜像担
持体に対して接触させるか否かにより、接触1成分現像
方式と非接触1成分現像方式に分けられる。接触1成分
現像方式では潜像に対して忠実な現像が行えるので高画
質な画像が得られ、高解像度化に対しても有利である。
しかし1成分現像方式では、現像装置内でトナーのみを
攪拌し続けるためにトナーの劣化が進みやすく、画像品
質の経時安定化が困難である。また弾性体の現像ローラ
に対して、供給ローラや薄層化ブレードが摺接している
ので、現像ローラの摩耗やトナー固着(フィルミング)
が生じるため、装置自体の耐久性も長期間維持すること
が難しい。
蔵する現像ローラ(マグネットローラ)の周囲に、トナ
ーとキャリアからなる2成分現像剤をブラシ状に担持し
た磁気ブラシを形成し、潜像担持体表面の潜像に、磁気
ブラシ中のトナーを付着させて顕像を得る。この2成分
現像方式は、画像品質に関しては、潜像に忠実な現像と
いう点で接触1成分現像方式に対して劣るが、耐久性、
安定性の面では1成分現像方式よりも優れている。
長所を組み合わせる目的で、2成分磁気ブラシにより現
像ローラ上にトナー薄層を形成し、現像ローラ上のトナ
ー薄層により潜像担持体の潜像を顕像化するという方式
が提案されている。2成分磁気ブラシにより現像ローラ
上にトナー薄層を形成する方式では、薄層形成時の現像
ローラ、トナーへのストレスが1成分方式に比べて少な
く、現像ローラ、トナーの劣化が低減する。現像装置内
での攪拌は、2成分現像方式と同じなので、2成分現像
方式と同等レベルの耐久性が得られる。また感光体上の
潜像をトナーで現像する工程は1成分方式なので、1成
分現像方式の高画質が得られる。
の様な問題がある。すなわち、現像ローラが感光体上の
潜像を現像した後、現像ローラ表面にはトナーが消費さ
れてトナーが無くなった部分とトナーが消費されずにト
ナー薄層がそのまま残った部分が生じるが、次に2成分
磁気ブラシとの対向部分を通過しただけではその消費部
分と未消費部分の差を無くすことは困難であり、そのま
までは次の画像形成時に濃度差ができてしまう。そこ
で、現像ローラ回転方向で感光体対向部分から磁気ブラ
シ対向部分までの間に、現像ローラからトナーを除去
し、トナーの消費部分と未消費部分の差を解消するため
のクリーニングローラを設ける技術が提案されている
が、この技術では、クリーニングローラからも順次トナ
ーを除去する必要があり、その回収トナーの処理が課題
となっている。
装置では、現像剤担持体とトナー担持体間に形成される
電界を、間欠的にトナーがトナー担持体から現像剤担持
体側へ移行するように切り換える電界切換手段等を備え
ることにより、回収トナーを現像剤担持体へ戻すように
している。ところが、現像装置の構成や電界切替手段自
体の構成が複雑になり、コストも高くなってしまう。
トナー薄層を形成した現像ローラで静電潜像の現像を行
う現像装置において、現像工程後の現像ローラ上のトナ
ー薄層の履歴を解消し、現像工程後の現像ローラから除
去したトナーを、簡単な構成で効率的かつ確実に2成分
現像剤収容部に戻せるようにすることを目的とする。
定着装置は、上記目的を達成するために、周囲にトナー
を担持して感光体表面に形成された静電潜像を顕像化す
る現像ローラと、周囲に2成分現像剤磁気ブラシを形成
して上記現像ローラに対してトナーを供給する現像剤担
持体と、上記現像ローラの回転方向で上記現像ローラが
感光体に対向する領域から上記現像ローラと上記現像剤
担持体が対向する領域の間で上記現像ローラに接触して
回転するクリーニングローラと、該クリーニングローラ
に当接して該クリーニングローラ表面のトナーを除去す
る清掃部材とを備える現像装置において、上記清掃部材
により掻き取られたトナーが上記現像剤担持体の磁気ブ
ラシに接触するように、上記現像剤担持体、上記クリー
ニングローラ及び上記清掃部材を配置してなることを特
徴とする。
するために、上記現像ローラと上記現像剤担持体が対向
する領域で、上記現像ローラ表面の移動方向と上記現像
剤担持体表面の移動方向が逆方向となるように、上記現
像剤担持体の回転方向を設定してなることを特徴とす
る。
するために、上記清掃部材と上記現像剤担持体との間隔
または上記現像剤担持体が上記清掃部材近傍を通過後に
対向するケーシング部材との間隔を、部分的に2mm以
下としてなることを特徴とする。
するために、上記現像剤担持体に供給する現像剤を収容
する現像剤収容部と、該現像剤収容部内で現像剤を攪拌
搬送して上記現像剤担持体と現像剤の受け渡しを行う攪
拌搬送部材を有し、上記現像剤担持体から離れた現像剤
が上記攪拌搬送部材に向かう部分に現像剤が一時的に滞
留可能な現像剤溜り部をケーシングに形成してなること
を特徴とする。
するために、周囲にトナーを担持して感光体表面に形成
された静電潜像を顕像化する現像ローラと、周囲に2成
分現像剤磁気ブラシを形成して上記現像ローラに対して
トナーを供給する現像剤担持体とを備え、上記現像剤担
持体と上記現像ローラの対向部分における上記現像剤担
持体表面の移動方向を、上記現像ローラ表面の移動方向
とは逆方向とした現像装置において、上記現像ローラと
対向しかつ最近接した部位の通過後に、上記現像剤担持
体上の磁気ブラシを一時的に上記現像剤担持体上から引
き離して現像剤を上記現像ローラに接触させる引き離し
部材を設けてなることを特徴とする。
するために、上記現像ローラと上記現像剤担持体の対向
最近接部位の上記現像剤担持体回転方向下流側に、上記
磁気ブラシに接触する線状部材を設けてなることを特徴
とする。
するために、上記現像ローラと上記現像剤担持体の対向
最近接部位の上記現像剤担持体回転方向下流側に、上記
磁気ブラシに接触する板状部材を設けてなることを特徴
とする。
するために、上記引き離し部材を磁性体としてなること
を特徴とする。
するために、上記引き離し部材に対して、上記現像ロー
ラ上からトナーを引き寄せる電界を生じさせる電圧を印
加することを特徴とする。
参照して説明する。図1は、本発明に係る現像装置の一
実施形態を用いた画像形成装置の感光体ドラム周り概略
図、図2は図1の装置の要部拡大図である。感光体ドラ
ム1は帯電装置2により表面を一様に帯電した後、光学
系により(図示せず)露光し、静電潜像を形成する。現
像装置3は現像ローラ6により装置内のトナーを感光体
ドラム1と対向する現像ニップ領域Aへ搬送し、感光体
ドラム1上に形成してある静電潜像にトナーを付着させ
て顕像化する。トナー像は、感光体ドラム1と転写装置
21が対向する転写領域Bにおいて転写紙20に転写
し、転写紙20上の画像とする。クリーニング装置23
は、転写紙20に転写し切れずに感光体ドラム1上に残
ったトナーをクリーニングブレード24により除去す
る。クリーニング装置23を通過した感光体ドラム1の
表面は、その後、帯電装置2により表面を一様に帯電
し、次の画像形成工程を繰り返す。
現像ローラ6、マグネットローラ7、現像剤規制部材
8、攪拌部材10を有している。マグネットローラ7、
現像剤規制部材8、攪拌部材10のある領域には2成分
現像剤5を収容しており、2成分現像剤5は攪拌部材1
0によりキャリアとトナーを混ぜ合わせ、摩擦帯電によ
りトナーの電荷量を立ち上げながらマグネットローラ7
へと搬送する。マグネットローラ7は内部に固定磁石を
有し、その周囲を円筒状のスリーブが回転する構造とな
っている。スリーブはアルミ等の非磁性の金属で形成し
てある。2成分現像剤は固定磁石の磁力によりスリーブ
に引き寄せ、スリーブの回転に伴って搬送する。
5は、現像剤規制部材8によりその層厚を規制し、現像
剤規制部材8を通過後は所定の厚さの磁気ブラシ9とな
って搬送される。マグネットローラ7自体と現像ローラ
6は非接触で所定の間隙が設定してあるが、磁気ブラシ
9は現像ローラ6に接触している。マグネットローラ7
と現像ローラ6には、所定の電位差が生じるようにバイ
アス電圧が掛けてあり、両ローラ6、7間に生じる電界
により磁気ブラシ9内のトナーが現像ローラ6上に移動
し、現像ローラ6上にトナー薄層が形成される。現像ロ
ーラ6は、感光体ドラム1に当接、接触しながら回転
し、感光体ドラム1の潜像にトナーを付着させて顕像化
する。
現像ローラ6と対向する領域を通過した後、攪拌部材1
0に対向する直前で内部の固定磁石の磁力配置により磁
気ブラシ9をマグネットローラ7表面から離すようにな
っている。マグネットローラ7の表面から離れ、攪拌部
材10上に落下した現像剤は、均一なトナー濃度になる
ように攪拌される。磁気ブラシ9が離れた後で、マグネ
ットローラ7の表面にはそれまで攪拌されて均一なトナ
ー濃度になった現像剤が攪拌部材10により供給され
る。
は、図示のようにマグネットローラ7と同方向(反時計
方向)に回転しており、マグネットローラ7から離れた
現像剤を、マグネットローラ7から遠くの攪拌部材10
の下方に引き込み、攪拌部材10の上方でマグネットロ
ーラ7に現像剤を供給するようになっている。このよう
にして、マグネットローラ7には常に均一で狙いのトナ
ー濃度になった現像剤が供給されて磁気ブラシ9が形成
される。
像にトナーを付着させて現像し、感光体ドラム1との対
向領域を通過した後は、既に述べたように、トナーが消
費されて無くなった部分と消費されずに薄層が残った部
分とがある。その後、マグネットローラ7との対向部分
で磁気ブラシ9によりトナーを供給しても、消費部分と
未消費部分の差は解消することは困難であり、そのまま
では次に感光体ドラム1との対向領域において画像形成
する時に、濃度ムラ、残像等の異常画像を発生させてし
まう。
の対向部分からマグネットローラ7との対向部分までの
間で、現像ローラ6の下方にクリーニングローラ11を
設けてある。クリーニングローラ11は、現像ローラ6
に当接しながら、各々の表面の移動方向が同じとなる方
向に回転する。クリーニングローラ11表面の移動速度
は、現像ローラ6表面の移動速度と同じか、それ以上の
速度となるように設定する。また、現像ローラ6からク
リーニングローラ11にトナーが移動する電位差が生じ
るように、クリーニングローラ11にも所定のバイアス
電圧を掛ける。
からトナーを回収し続けるので、クリーニングローラ1
1からもトナーを除去する必要がある。そこで本実施形
態では、クリーニングローラ11の清掃手段としてゴム
またはPET製の薄板形状の清掃部材12を用いてい
る。この清掃部材12は、一端を現像ケーシング4に固
定し、自由端をクリーニングローラ11にカウンター方
向で当接させ、クリーニングローラ11上のトナーを掻
き取るように構成してある。
に回収され、クリーニングローラ11から清掃部材12
によって掻き取られるトナーの量は、画像形成で消費さ
れるトナー量と同等か、それよりも多くなるので、この
トナーは再度画像形成に用いるべく、現像剤あるいはト
ナー補給装置に戻す必要がある。そこで本実施形態で
は、清掃部材12によって掻き取ったトナーにマグネッ
トローラ7の磁気ブラシ9を接触させるように、マグネ
ットローラ7、クリーニングローラ11及び清掃部材1
2をそれぞれ配置してあり、磁気ブラシ9によってトナ
ーを攪拌部材10を備える現像剤収容部へ搬送するよう
にしている。図示のようにマグネットローラ7の回転方
向は現像ローラ6の回転方向と同じなので、掻き取った
トナーを磁気ブラシ9で回収した後は、現像剤収容部で
磁気ブラシ9を離すようになっている。
の溜まる空間が大きいと、磁気ブラシ9に接触していな
い部分でトナーが入れ替わらずに堆積し続けて無駄なト
ナーになるとともに、トナーが充満してブロッキング等
の不具合を生じる場合があるので、本実施形態では、掻
き取ったトナーが溜まる空間を狭くして、掻き取られた
トナーがすぐに磁気ブラシ9によって搬送されるように
している。具体的には、清掃部材12とマグネットロー
ラ7の間隔を部分的に2mm以下、または清掃部材12
の近傍通過後のマグネットローラ7が対向する現像ケー
シング4とマグネットローラ7との間隔を部分的に2m
m以下としている。このようにすることで、少なくとも
間隔の一番狭い部分では掻き取ったトナーと磁気ブラシ
9が接触する。但し、クリーニングローラ11がマグネ
ットローラ7の磁気ブラシ9に接触すると、両者の電位
差により磁気ブラシ9のトナーがクリーニングローラ1
1側に現像されてしまうことになるので、クリーニング
ローラ11とマグネットローラ7の間隔は、少なくとも
磁気ブラシ9が接触しない距離に離す必要がある。
態を示す要部拡大図である。上述のように掻き取ったト
ナーを搬送して現像剤収容部に入った磁気ブラシ9は、
マグネットローラ7から離れて下方に落下する。この回
収トナーを含んだ現像剤は、攪拌部材10の下方を通し
て攪拌し、元々現像剤収容部にあった現像剤と混合させ
ながら攪拌部材10の上方で再度マグネットローラ7に
供給する。ところがクリーニングローラ11から回収し
たトナーは、帯電量も狙いの値と異なっている場合が有
るため、再度マグネットローラ7に供給する前に現像剤
と充分に攪拌することが望ましい。そこで本実施形態
は、現像ケーシング4の形状を、マグネットローラ7か
ら落下した現像剤が攪拌部材10に取り込まれる前に一
度滞留させるための現像剤滞留部Cを有するものとし
て、現像剤の攪拌時間を稼いで充分な攪拌ができるよう
にしている。その他の構成、動作については先の実施形
態と同じである。
形態を用いた画像形成装置の感光体ドラム回り概略図、
図5は図4の装置の要部拡大図である。本実施形態は、
先の実施形態のクリーニングローラ11に代えて、図示
のように現像ローラ6とマグネットローラ7が対向する
領域のマグネットローラ7の回転方向下流側に、マグネ
ットローラ7上の磁気ブラシ9に接触する磁気ブラシ剥
離部材26を設けてある。
グネットローラ7の軸方向にわたって線材、ワイヤ等の
部材を設ける等したもので、マグネットローラ7の表面
に対して接触しない程度に近接させ、マグネットローラ
7の表面の磁気ブラシ9の大部分が、マグネットローラ
7に対して磁気ブラシ剥離部材26の外側(現像ローラ
6側)を通過するようにしている。またマグネットロー
ラ7から離れた現像剤が現像ローラ6に接触するよう
に、現像ローラ6にも近接した位置に設けてある。
ローラ6に対してトナーを供給してトナー薄層を形成す
る前に、磁気ブラシ9を一時的にマグネットローラ7表
面から引き離し、磁気ブラシ9を盛り上がらせ、現像剤
を現像ローラ6に接触させ、機械的にトナー薄層を現像
ローラ6から掻き取り除去する。すなわち現像工程後の
現像ローラ6表面に残っているトナー薄層を機械的に掻
き取ることで、現像ローラ6の履歴を解消している。現
像ローラ6上のトナーを除去した現像剤は磁気ブラシ剥
離部材26を通過した後、再度マグネットローラ7に吸
着して現像剤収容部へと回収される。
実施形態を示す要部拡大図である。図示のように本実施
形態は、図4、図5に示す実施形態の線材等からなる磁
気ブラシ剥離部材26に代えて、薄板状の部材で形成し
た磁気ブラシ剥離部材27を用いている。この薄板状の
磁気ブラシ剥離部材27を用いると、現像ローラ6の外
周方向に沿う部分の距離(長さ)を稼ぐことができ、現
像剤が現像ローラ6に接触する時間が長くなり、トナー
薄層を除去する能力が向上する。
を磁性体にして現像剤を保持できるようにすれば、現像
ローラ6に接触する現像剤の量が多くなり、現像ローラ
6からトナーを掻き取る能力がさらに向上する。
対して現像ローラ6からトナーが移動する電界を生じる
ような電圧を磁気ブラシ剥離部材26、27に掛けるよ
うにすれば、トナー薄層を機械的に掻き取るだけでな
く、電気的にトナーを除去することもでき、現像ローラ
6表面のトナーを確実に除去できる。
係るものは、以上説明してきたように、クリーニングロ
ーラから掻き取ったトナーに磁気ブラシを接触させ、磁
気ブラシにより現像剤収容部へ搬送することで、現像装
置、構成部品を複雑にしたり、コストアップをすること
なく現像後の現像ローラから回収したトナーを効率的に
現像剤収容部へ戻すことが可能となるという効果があ
る。
きたように、クリーニングローラから掻き取ったトナー
が確実に磁気ブラシに接触するので、上記共通の効果に
加え、磁気ブラシによるトナーの搬送を確実に行うこと
ができるという効果がある。
きたように、クリーニングローラから掻き取ったトナー
を現像剤収容部へ搬送した後、充分に攪拌してから現像
に用いるので、上記共通の効果に加え、回収トナーによ
る画像が劣化するのを防ぐことができるという効果があ
る。
きたように、マグネットローラが現像ローラに対してト
ナーを供給する部分よりも現像ローラ回転方向上流側
で、磁気ブラシを一時的にマグネットローラ表面から引
き離し、磁気ブラシを盛り上がらせ、現像剤を現像ロー
ラに接触させ、現像工程後の現像ローラ表面に残ってい
るトナー薄層を機械的に掻き取ることで、現像ローラの
履歴を解消し、残像等のない良好な画像を得ることがで
きるという効果がある。
きたように、現像ローラとマグネットローラが対向する
領域のマグネットローラ回転方向下流側に、マグネット
ローラ軸方向にわたって線材を設けるだけの簡単な構成
により、上記請求項5の装置の効果を得ることが可能と
なる。
きたように、磁気ブラシ剥離部材を板状部材で形成する
ことにより、上記請求項5の装置と共通の効果に加え、
剥離された現像剤が現像ローラに接触する距離を稼ぎ、
現像剤によるトナー薄層の掻き取り効果が向上するとい
う効果がある。
きたように、磁気ブラシ剥離部材を磁性体により形成す
ることで、上記請求項5ないし7の装置と共通の効果に
加え、現像ローラに接触する現像剤の量を多くできるの
で、現像剤によるトナー薄層の掻き取る能力が向上する
という効果がある。
きたように、現像剤の接触による掻き取り効果に加えて
電気的な力も加えることで、上記請求項5ないし8の装
置と共通の効果に加え、現像ローラ上のトナーを確実に
除去することが可能となるという効果がある。
像形成装置の感光体ドラム回り概略図である。
部拡大図である。
画像形成装置の感光体ドラム回り概略図である。
示す要部拡大図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 周囲にトナーを担持して感光体表面に形
成された静電潜像を顕像化する現像ローラと、周囲に2
成分現像剤磁気ブラシを形成して上記現像ローラに対し
てトナーを供給する現像剤担持体と、上記現像ローラの
回転方向で上記現像ローラが感光体に対向する領域から
上記現像ローラと上記現像剤担持体が対向する領域の間
で上記現像ローラに接触して回転するクリーニングロー
ラと、該クリーニングローラに当接して該クリーニング
ローラ表面のトナーを除去する清掃部材とを備える現像
装置において、上記清掃部材により掻き取られたトナー
が上記現像剤担持体の磁気ブラシに接触するように、上
記現像剤担持体、上記クリーニングローラ及び上記清掃
部材を配置してなることを特徴とする現像装置。 - 【請求項2】 上記現像ローラと上記現像剤担持体が対
向する領域で、上記現像ローラ表面の移動方向と上記現
像剤担持体表面の移動方向が逆方向となるように、上記
現像剤担持体の回転方向を設定してなることを特徴とす
る請求項1の現像装置。 - 【請求項3】 上記清掃部材と上記現像剤担持体との間
隔または上記現像剤担持体が上記清掃部材近傍を通過後
に対向するケーシング部材との間隔を、部分的に2mm
以下としてなることを特徴とする請求項1または2の現
像装置。 - 【請求項4】 上記現像剤担持体に供給する現像剤を収
容する現像剤収容部と、該現像剤収容部内で現像剤を攪
拌搬送して上記現像剤担持体と現像剤の受け渡しを行う
攪拌搬送部材を有し、上記現像剤担持体から離れた現像
剤が上記攪拌搬送部材に向かう部分に現像剤が一時的に
滞留可能な現像剤溜り部をケーシングに形成してなるこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれかの現像装
置。 - 【請求項5】 周囲にトナーを担持して感光体表面に形
成された静電潜像を顕像化する現像ローラと、周囲に2
成分現像剤磁気ブラシを形成して上記現像ローラに対し
てトナーを供給する現像剤担持体とを備え、上記現像剤
担持体と上記現像ローラの対向部分における上記現像剤
担持体表面の移動方向を、上記現像ローラ表面の移動方
向とは逆方向とした現像装置において、上記現像ローラ
と対向しかつ最近接した部位の通過後に、上記現像剤担
持体上の磁気ブラシを一時的に上記現像剤担持体上から
引き離して現像剤を上記現像ローラに接触させる引き離
し部材を設けてなることを特徴とする現像装置。 - 【請求項6】 上記現像ローラと上記現像剤担持体の対
向最近接部位の上記現像剤担持体回転方向下流側に、上
記磁気ブラシに接触する線状部材を設けてなることを特
徴とする請求項5の現像装置。 - 【請求項7】 上記現像ローラと上記現像剤担持体の対
向最近接部位の上記現像剤担持体回転方向下流側に、上
記磁気ブラシに接触する板状部材を設けてなることを特
徴とする請求項5の現像装置。 - 【請求項8】 上記引き離し部材を磁性体としてなるこ
とを特徴とする請求項5ないし7のいずれかの現像装
置。 - 【請求項9】 上記引き離し部材に対して、上記現像ロ
ーラ上からトナーを引き寄せる電界を生じさせる電圧を
印加することを特徴とする請求項5ないし8のいずれか
の現像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000075281A JP2001265118A (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 現像装置 |
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- 2000-03-17 JP JP2000075281A patent/JP2001265118A/ja active Pending
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