JPH11174848A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

現像装置及び画像形成装置

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JPH11174848A
JPH11174848A JP9361797A JP36179797A JPH11174848A JP H11174848 A JPH11174848 A JP H11174848A JP 9361797 A JP9361797 A JP 9361797A JP 36179797 A JP36179797 A JP 36179797A JP H11174848 A JPH11174848 A JP H11174848A
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developer
developing
scattering
carrier
image
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JP9361797A
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Shigeru Oki
繁 大木
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤が現像スリーブ上をドクターブレード
現像領域の間で搬送される時に起こるトナーの上方への
飛散及びトナーの画像上へのボタ落ちを防止する。 【解決手段】 飛散防止用上カバー18の先端部から現
像領域直前にかけて、先端が現像スリーブ3上の現像剤
に接するように絶縁性のシート部材21を延設するとと
もに、上カバー18の先端部に電極部材19を設け、そ
こに飛散防止用の高圧電圧15を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は像担持体上に形成さ
れた潜像に現像剤を付着させて可視化する電子写真方式
や静電記録方式などの複写機、プリンタ等の画像形成装
置に使用される現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式を利用した画像形成装置で
は、像担持体上に形成した潜像を現像材により現像して
トナー像として可視化することを行っている。このよう
な現像に使用される従来の現像装置の一例を図3に示
す。
【0003】図3に示されるように、現像装置69は、
現像剤を収容した現像容器69aを備え、容器69aの
感光ドラム64と対面した開口部に現像スリーブ63を
有している。現像容器69a内の略底部は、隔壁66に
より現像室76及び撹拌室77に区画されており、現像
室76及び撹拌室77内に現像剤撹拌・搬送のための搬
送スクリュー71,72が設置されている。
【0004】現像容器69a内に収容された現像剤は、
搬送スクリュー71,72により現像スリーブ63に供
給され、その内部に配置された、マグネットローラ73
の磁力により磁気ブラシの状態で現像スリーブ63の表
面に担持される。そして現像スリーブ63の回転に伴い
感光ドラム64と対向して現像領域に搬送される。その
搬送途中で、現像容器69a内の上部の現像剤返し部材
61により現像スリーブ63上の現像剤量が規制され、
更に穂切り部材(穂高規制部材)62により磁気ブラシ
が穂切りされて、現像領域へ搬送される現像剤量が適正
に維持されている。
【0005】更に詳しく述べると、上記従来の現像装置
のマグネットローラ73は5極構成からなり、現像室7
6の搬送スクリュー71で撹拌された現像剤は、汲み上
げ極N2の磁力により磁気ブラシを形成しつつ現像スリ
ーブ63の表面に拘束して担持され、現像スリーブ63
の回転により現像剤溜り部65へ搬送される。溜り部6
5に搬送された現像剤は、安定な拘束力を得るために或
る一定以上の磁束密度を備えたカット極S2により十分
に拘束して、磁気ブラシを形成した状態で搬送され、穂
切り部材62で磁気ブラシが穂切りされて、適正現像剤
量に規制され、次いで搬送極N1で現像領域に搬送され
る。
【0006】現像領域においては、マグネットローラ7
3の現像極S1の磁力、及び画像形成装置本体側に設け
られたバイアス電源75から現像スリーブ63に印加し
た直流及び/又は交互電界の重畳された現像バイアスに
より、現像剤が二成分現像剤のときは、現像スリーブ6
3上の現像剤からトナーが感光ドラム64上の静電潜像
に転移し、現像剤が一成分現像剤であるときは、その一
成分現像剤であるトナーがそのまま感光ドラム64上の
静電潜像に転移し、潜像がトナー像として可視化され
る。
【0007】このような従来の現像装置においては、現
像剤がマグネットローラ73上を穂切り部材62から現
像領域まで搬送される間に飛散してくるトナーに対し
て、飛散防止用のカバー78が現像容器69aに付設さ
れている。これにより穂切り部材62の位置から現像領
域までの間で、マグネットローラ73上から上方に飛散
するトナーを防止することができる。しかしながら、こ
のようなカバーの構成で現像装置が長期間使用されると
カバー78の裏側部78aに飛散したトナーが付着し、
その付着したトナーが次第に成長し塊状となってカバー
裏側部78aに固着するまでに至る。この固着した塊状
のトナーが、マグネットローラ63の回転駆動等の現像
装置69に加えられる何らかの衝撃により、カバー裏側
部78aよりはがれ落ち現像領域を通過し転写紙上に落
ちる(以下この現像をトナーボタ落ちと記す)という現
像が生じ、画像汚れをもたらす。
【0008】このようなトナーボタ落ちという欠点に対
し、さらに従来の現像装置ではカバー78の裏側部78
aから現像領域の直前にかけて図4のようにマグネット
ローラ63上の現像剤に接触させるようにシート状の部
材79を延設するという構成も行われている。このよう
な構成の現像装置によればシート状部材79の裏側に飛
散したトナーは付着するもののマグネットローラ上を搬
送される現像剤によりシート状部材79の裏側は常に摺
擦されるので塊状に至るまでは成長せずよって、トナー
内ボタ落ちも生じないというものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
にシート状部材79を備えた現像装置においても、シー
ト状部材79の先端部がマグネットローラ上を搬送され
る現像剤に接触しているがために現像剤の飛散が促進さ
れ、特に現像器の直ぐ近くの上方にある画像形成用の装
置構成(像担持体の表面電位を測定する電位センサーな
ど)を汚し画像形成装置の画像形成動作に障害をもたら
す。
【0010】本発明は以上のように従来の現像装置では
解決できなかった現像装置からの現像剤の飛散やトナー
ボタ落ちなどの問題を防止し長期間にわたって画像上の
欠陥なく安定した画像を得られる現像装置を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本出願に係る第1の発明
は現像剤を担持して像担持体と対向した現像領域に搬送
する回転可能な現像剤担持体と、現像剤担持体内に非回
転に配設された磁石と、前記現像剤担持体上に担持され
た現像剤の担持を規制する規制機構と、前記現像剤担持
体上に担持された前記現像剤の磁気ブラシの穂を所定穂
高に穂切りする穂切り部材と、前記穂切り部材と前記現
像領域との間に現像剤担持体に沿うように設けられた現
像剤飛散防止用のカバーと、を有し、前記現像剤飛散防
止用のカバーの先端部に、現像剤飛散防止用の電極部材
とその先端が現像剤担持体に担持された現像剤に前記現
像領域の直前で接するように設けられた前記飛散防止用
カバーから延設された絶縁性シート部材を設け、前記現
像剤飛散防止用の電極部材には、飛散防止用の高圧の電
圧が供給されるようにしたことを特徴とする現像装置で
ある。
【0012】本出願に係る第2の発明は前記絶縁性のシ
ート部材は、現像に供される現像剤及び非磁性トナーの
接触による帯電極性に対し接触による帯電をより高くす
るような強ネガ及び強ポジ系の材質とすることを特徴と
する第1の発明に記載の現像装置である。
【0013】本出願に係る第3の発明は像担持体上に形
成された潜像を現像剤を用いて現像する現像装置を有
し、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記現像装置は現像剤を担持して像担持体と対向した現
像領域に搬送する回転可能な現像剤担持体と、現像剤担
持体内に非回転に配設された磁石と、前記現像剤担持体
上に担持された現像剤の担持を規制する規制機構と、前
記現像剤担持体上に担持された前記現像剤の磁気ブラシ
の穂を所定穂高に穂切りする穂切り部材と、前記穂切り
部材と前記現像領域との間に現像剤担持体に沿うように
設けられた現像剤飛散防止用のカバーと、を有し、前記
現像剤飛散防止用のカバーの先端部に、現像剤飛散防止
用の電極部材とその先端が現像剤担持体に担持された現
像剤に前記現像領域の直前で接するように設けられた前
記飛散防止用カバーから延設された絶縁性シート部材を
設け、前記現像剤飛散防止用の電極部材には、飛散防止
用の高圧の電圧が供給されるようにしたことを特徴とす
る画像形成装置である。
【0014】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図2は、本発明
の一実施の形態1に係る現像装置を備えた画像形成装置
を示す概略構成図である。本画像形成装置は、複数の画
像形成ステーションを有するレーザービームプリンタの
一例である4ステーションのレーザービームプリンタを
示す。
【0015】この4ステーションプリンタは、感光ドラ
ムの周囲に画像形成手段を有して構成される画像形成ス
テーションが、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック
の4色に対応して設けられ、各ステーションにて形成さ
れた感光ドラム上のトナー像が、この感光ドラムに対向
して移動する転写ベルトにより搬送される転写材上に転
写される構成となっている。
【0016】即ち、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラ
ックの画像形成ステーションPm,Pc,Py,Pkに
それぞれ感光ドラム4M,4C,4Y,4Kが配設さ
れ、図の矢印方向(時計方向)に回転される。各感光ド
ラム4M,4C,4Y,4Kの周囲には、コロナ帯電器
46M,46C,46Y,46K、光走査手段としての
走査光学装置47、感光ドラム4M,4C,4Y,4K
の表面電位測定手段としての表面電位センサー53M,
53C,53Y,53K、更に現像装置9M,9C,9
Y,9K、クリーニング器48M,48C,48Y,4
8Kが配設されている。
【0017】更に画像形成手段の一部を構成する転写部
は、各画像形成ステーションPm〜Pkに共通して用い
られる転写ベルト49a及び各感光ドラム用の転写ブレ
ード49M,49C,49Y,49Kを有し、フルカラ
ー画像形成は、転写ベルト49a上に吸着された転写材
P上に感光ドラム4M〜4K上に形成されたトナー像を
順次転写することによって実現される。
【0018】転写材Pは、給紙カセット50から転写ベ
ルト49a上に供給され、転写工程が終了すると転写ベ
ルト49aから分離され、定着器51を経て不図示のト
レイに排出される。
【0019】前記走査光学装置47は、図示しないレー
ザー光源と、このレーザー光源からのレーザー光を走査
する回転ポリゴンミラーと、走査ビームを感光ドラムの
表面の母線上に集光するfθレンズとその光束を偏向す
る反射ミラーと、走査ビームの特定位置を検出するビー
ム検出装置とから構成されている。
【0020】上記画像形成装置に設置された現像装置9
M〜9Kは、図1に示す現像装置のように構成されてい
る。図1は現像装置の概略断面図である。本実施の形態
において、現像装置9は、非磁性トナーと磁性キャリア
を含む二成分現像剤が約500g収容された現像容器9
a内に、現像剤担持体としての現像スリーブ3と、現像
剤溜り部5を形成するための磁極構成と併せて現像剤規
制機構を構成する返し部材1と、現像スリーブ3上に担
持された現像剤の穂を規制する穂切り部材2を有してい
る。現像容器9a内の略下半部は、紙面に垂直方向に延
在する隔壁6によって現像室(第1室)16と撹拌室
(第2室)17とに区画されている。上記の現像剤は現
像室16及び撹拌室17に収容されている。隔壁6は上
方が開放されており、現像室16で余分となった現像剤
が撹拌室17側に回収されるようになっている。
【0021】上記現像室16及び撹拌室17には、現像
剤撹拌・搬送手段としてそれぞれ第1及び第2の搬送ス
クリュー11及び12が配設されている。第1の搬送ス
クリュー11は現像室16内の現像剤を撹拌しながら搬
送し、又第2の搬送スクリュー12は現像剤濃度制御装
置の制御の下で、図示しないトナー補給部からは撹拌室
17内にその第2の搬送スクリュー12の上流側に供給
されるトナーと、撹拌室17内に既にある現像剤とを撹
拌しながら搬送し、現像剤のトナー濃度を均一化する。
【0022】隔壁6の両端部には、現像室16と撹拌室
17とを相互に連通させる現像剤通路(図示せず)が形
成されており、現像によってトナーが消費されてトナー
濃度が低下した現像室16内の現像剤を、上記搬送スク
リュー11,12の搬送力により現像剤通路の一方を通
って撹拌室17内へ移動するようになっている。
【0023】上記現像装置9の現像室16は、感光ドラ
ム4に対向した現像領域に相当する位置が開口してお
り、この開口部に前記の現像スリーブ3が感光ドラム4
方向に一部露出するようにして回転可能に配設されてい
る。現像スリーブ3は非磁性材で形成され、その内部に
は磁界発生手段であるマグネットローラ13が非回転に
設置されている。磁石として設けたマグネットローラ1
3は、本実施の形態では、現像電極S1と現像剤を搬送
する磁極N1,S2,N2,N3とを有する。
【0024】現像スリーブ3は現像時に図示の矢印方向
に回転し、上記穂切り部材2による磁気ブラシの穂切り
によって現像剤量(層厚)を規制された二成分現像剤を
担持して、感光ドラム4と対向した現像領域へ搬送し感
光ドラム4上に形成された潜像に現像剤を供給して潜像
を現像させる。現像効率、つまり潜像へのトナーの付与
率を向上させるために、現像スリーブ3には電源15か
ら直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印
加される。
【0025】上記穂切り部材2はアルミニウム等の非磁
性材料で形成され、感光ドラム4よりも現像スリーブ3
の回転方向上流側に配設されている。この穂切り部材2
の先端部と現像スリーブ3との間を、現像剤の非磁性ト
ナーと磁性キャリアの両方が通過して現像領域へと送ら
れる。穂切り部材2の現像スリーブ3の表面との間隙を
調整することにより、現像スリーブ3上に担持した現像
剤磁気ブラシの穂切り量を規制して、現像領域へ搬送さ
れる現像剤量が調節される。
【0026】上記第1の搬送スクリュー11は、現像室
16内の底部に現像スリーブ3の軸方向(現像幅方向)
に沿ってほぼ平行に配置されており、本実施の形態で
は、強磁性体からなる回転軸の回りに非磁性材料からな
る羽根部材をスパイラル形状に設けたスクリュー構造と
され、回転して現像室16内の現像剤を現像室16の底
部にて現像スリーブ3の軸線方向に沿って一方向に搬送
する。又第2の搬送スクリュー12も第1の搬送スクリ
ュー11と同様、回転軸の回りに羽根部材を第1の搬送
スクリュー11とは逆向きにしてスパイラル形状に設け
たスクリュー構造とされ、撹拌室17内の底部に第1の
搬送スクリュー11とほぼ平行に配置され、第1の搬送
スクリュー11と同方向に回転して撹拌室17内の現像
剤を第1の搬送スクリュー11と反対方向に搬送する。
かくして、第1、第2の搬送スクリュー11及び12の
回転による搬送により、現像剤が隔壁6の両端部の開口
部を通って現像室16と撹拌室17との間で循環され
る。
【0027】現像スリーブ3上に担持して現像領域に搬
送され、現像に供された後、現像領域において現像に供
されずに残った現像剤は、現像スリーブ3の回転に伴い
再び現像室16内へ戻され、マグネットローラ13の反
発磁極N3により現像スリーブ3上から掻き落とされ、
現像室16内へ回収される。
【0028】一方、第1の搬送スクリュー11の回転に
より搬送された現像剤は、汲み上げ磁極N2により磁束
密度の絶対値に比例した現像剤量で現像スリーブ3上に
汲み上げられる。現像剤の汲み上げ量は、磁極N2から
の磁界で形成される現像スリーブ3の中心方向へ作用す
る磁気拘束力と、現像スリーブ3の回転方向に作用する
搬送力によって決定される。
【0029】ところで、穂切り部材2で穂切りされた現
像剤が現像領域へ搬送される間に現像剤の飛散が起き
る。本発明ではまず、図1のように穂切り部材2から現
像領域に至る間に飛散防止用カバー18を現像スリーブ
3に沿うように設けている。さらに飛散防止用カバー1
8から現像領域に向かう方向に絶縁性シート部材21が
その先端を現像スリーブ3上の現像剤に接するように延
設されている。本実施の形態ではこの絶縁性シート部材
21はPETフィルムを用いている。さらに本発明で
は、飛散防止用カバー18の先端部に電極部材19が図
1のように現像スリーブ3に対向するようにスラスト方
向については現像スリーブ3と同一長さで現像スリーブ
3と一致するように取り付けられている。またこの電極
部材19には電源20から高圧の直流バイアスが印加さ
れるような構成となっている。
【0030】本実施の形態で用いた非磁性トナーは結着
樹脂としてポリエステル樹脂を用いた平均粒径5〜11
μmのトナーを用い、又磁性キャリアは任意のフェライ
トキャリアにアクリル系樹脂、シリコーン樹脂等をコー
トした平均粒径が30〜60μmのキャリアを用い、非
磁性トナーを負帯電させている。
【0031】また本実施の形態では現像方法として反転
現像法を用いたが、その感光ドラム4上の電位は暗電位
を−450V、明電位を−50Vとし現像スリーブ3に
交流電圧に−300Vの直流電圧を重畳した現像バイア
スを印加して現像を行なった。
【0032】このように非磁性トナーが負帯電させられ
ていること、及び現像スリーブ3に−300Vの直流電
圧が印加されていることをふまえ、本実施の形態では電
極部材19に−1200Vの直流電圧が印加され、負帯
電されたトナーに対し飛散防止用カバー18の先端から
現像スリーブ3へと向かう電界の力が発生するようにし
ている。これはこの電界の力により前述したように絶縁
性シート部材21の先端部が現像スリーブ3上で搬送さ
れている現像剤に接触することで生じる飛散トナーを再
び現像スリーブ3上に戻すようにしている。
【0033】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、負帯電させられた非磁性トナーに対して飛散防止用
カバー18の先端部から現像スリーブ3に向けて電界の
力が働くようにしたので、シート部材21の先端部と現
像スリーブ3上を搬送されている現像剤とが接触するこ
とで生じていた飛散を防止することができ、なおかつト
ナーボタ落ちも起こらないようにすることができる。ま
た本実施の形態のように現像装置9の直ぐ近くの上に設
けられた感光ドラム4の表面電位を測定する電位センサ
ー53を飛散トナーで汚すことなく画像形成装置の画像
形成動作に障害をもたらすこともなくなった。
【0034】なお電極部材19の形状としては図1のよ
うな形状に限られるわけでなく飛散防止用カバー18の
先端部から現像スリーブ3の現像領域直前にかけて電界
が生じるようなものであればいかなる形状のものを用い
てもよい。
【0035】(実施の形態2)実施の形態1ではシート
部材21の材質としてPETフィルムを用いたが現像ス
リーブ3と現像剤とが接触する際の非磁性トナーに対す
る帯電をより促進させるために、シート部材21の材質
としてのナイロン等の強ポジ系の材質のものを使用して
もよい。この場合には非磁性トナーの負帯電が十分に行
なわれるため、電界に対して受ける力が大きくなり飛散
の抑止効果が高まる。
【0036】(実施の形態3)実施の形態1では現像剤
として非磁性トナーと磁性キャリアとの二成分現像剤を
用いたが一成分の現像剤を使用した現像装置でも本発明
は実施できる。
【0037】(実施の形態4)実施の形態1では現像剤
として二成分現像剤の非磁性トナーを負帯電させた場合
を示したが正帯電させた二成分現像剤を用いた現像装置
においても本発明は適用できる。
【0038】上記実施の形態では感光ドラムを用いた
が、誘電体を外周に有する金属ドラムを用いた静電記録
方式の画像形成装置の現像装置としても、本発明は適用
できる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の現像装置では解決できなかった現像装置からの現
像剤の飛散やトナーボタ落ちなどの問題を防止し、長期
間にわたって画像上の欠陥なく安定した画像が得られる
ようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る現像装置を示す縦
断面図である。
【図2】図1の現像装置を備えた画像形成装置を示す概
略構成を示す正面断面図である。
【図3】従来の現像装置を示す縦断面図である。
【図4】従来の他の例の現像装置を示す縦断面図であ
る。
【符号の説明】
N1…搬送極 N2…汲み上げ極 N3…反発磁極 S1…現像極 S2…カット極 P…転写材 Pm,Pc,Py,Pk…画像形成ステーション 1…返し部材 2…穂切り部材 3…現像スリーブ 4…感光ドラム 4M,4C,4Y,4K…感光ドラム 5…現像剤溜り部 6…隔壁 9…現像装置 9M,9C,9Y,9K…現像装置 9
a…現像容器 11…搬送スクリュー 12…搬送スクリュー 13…マグネットローラ 15…電源 16…現像室(第1室) 17…撹拌室(第2室) 18…飛散防止用カバー 19…電極部材 20…電源 21…シート部材 46M,46C,46Y,46K…コロナ帯電器 47…走査光学装置 48M,48C,48Y,48K…クリーニング器 49a…転写ベルト 49M,49C,49Y,49K
…転写ブレード 50…給紙カセット 51…定着器 53…電位センサー 53M,53C,53Y,53K
…表面電位センサー 61…現像剤返し部材 62…穂切り部材 63…現像スリーブ 64…感光ドラム 65…現像剤溜り部 66…隔壁 69…現像装置 69a…現像容器 71…搬送スクリュー 72…搬送スクリュー 73…マグネットローラ 75…バイアス電源 76…現像室 77…撹拌室 78…カバー 78a…カバー裏側部 79…シート状部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現像剤を担持して像担持体と対向した現
    像領域に搬送する回転可能な現像剤担持体と、現像剤担
    持体内に非回転に配設された磁石と、前記現像剤担持体
    上に担持された現像剤の担持を規制する規制機構と、前
    記現像剤担持体上に担持された前記現像剤の磁気ブラシ
    の穂を所定穂高に穂切りする穂切り部材と、前記穂切り
    部材と前記現像領域との間に現像剤担持体に沿うように
    設けられた現像剤飛散防止用のカバーと、を有し、前記
    現像剤飛散防止用のカバーの先端部に、現像剤飛散防止
    用の電極部材とその先端が現像剤担持体に担持された現
    像剤に前記現像領域の直前で接するように設けられた前
    記飛散防止用カバーから延設された絶縁性シート部材を
    設け、前記現像剤飛散防止用の電極部材には、飛散防止
    用の高圧の電圧が供給されるようにしたことを特徴とす
    る現像装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁性のシート部材は、現像に供さ
    れる現像剤及び非磁性トナーの接触による帯電極性に対
    し接触による帯電をより高くするような強ネガ及び強ポ
    ジ系の材質とすることを特徴とする請求項1に記載の現
    像装置。
  3. 【請求項3】 像担持体上に形成された潜像を現像剤を
    用いて現像する現像装置を有し、記録媒体に画像を形成
    する画像形成装置において、 前記現像装置は現像剤を担持して像担持体と対向した現
    像領域に搬送する回転可能な現像剤担持体と、現像剤担
    持体内に非回転に配設された磁石と、前記現像剤担持体
    上に担持された現像剤の担持を規制する規制機構と、前
    記現像剤担持体上に担持された前記現像剤の磁気ブラシ
    の穂を所定穂高に穂切りする穂切り部材と、前記穂切り
    部材と前記現像領域との間に現像剤担持体に沿うように
    設けられた現像剤飛散防止用のカバーと、を有し、前記
    現像剤飛散防止用のカバーの先端部に、現像剤飛散防止
    用の電極部材とその先端が現像剤担持体に担持された現
    像剤に前記現像領域の直前で接するように設けられた前
    記飛散防止用カバーから延設された絶縁性シート部材を
    設け、前記現像剤飛散防止用の電極部材には、飛散防止
    用の高圧の電圧が供給されるようにしたことを特徴とす
    る画像形成装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004029044A (ja) * 2001-05-31 2004-01-29 Ricoh Co Ltd 現像装置および画像形成装置
JP2006221132A (ja) * 2005-01-17 2006-08-24 Ricoh Co Ltd 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
US7957681B2 (en) 2009-03-27 2011-06-07 Canon Kabushiki Kaisha Developing device

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