JP2002311715A - 現像ローラ及びその製造方法並びに現像装置、画像形成装置 - Google Patents
現像ローラ及びその製造方法並びに現像装置、画像形成装置Info
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Abstract
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 現像極であるマグネットブロック20軸
方向における法線方向の磁束密度の、(ピーク磁束密度
−ボトム磁束密度・T)×(ピーク値とボトム値間の距
離・m)とする局所的変化量を、3×10―5(T・
m)以下とする。
Description
タ、ファクシミリ等の画像形成装置、当該画像形成装置
に装着される現像装置、並びに現像ローラ及びその製造
方法に関する。
画像形成方法において、二成分現像剤を用いた磁気ブラ
シ現像は周知であり、画像形成装置において広く利用さ
れている。
面に現像剤を磁気吸着させて磁気ブラシを形成し、現像
領域(現像ローラと像担持体の間で現像可能電界が確保
されている領域)において、静電潜像が形成された像担
持体と電気的バイアスが印加されたスリーブとの間の電
界によって、前記磁気ブラシから対向する像担持体の潜
像面へトナーを選択的に供給付着することにより、現像
が行われる。
(現像スリーブ)として構成され、このスリーブ表面に
現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形成する磁石
体(磁石ローラ)をスリーブ内部に備えている。穂立ち
の際、キャリアが磁石ローラで生じる磁力線に沿うよう
にスリーブ上に穂立ちすると共に、この穂立ちに係るキ
ャリアに対して帯電トナーが付着されている。前記磁石
ローラは、複数の磁極を有し、夫々の磁極を形成する磁
石が棒状などに構成されていて、特にスリーブ表面の現
像領域部分では現像剤を立ち上げる現像主磁極を備えて
いる。前記スリーブと磁石ローラの少なくとも一方が動
くことでスリーブ表面に穂立ちを起こした現像剤が移動
するようになっており、現像領域に搬送された現像剤は
前記現像主磁極から発せられる磁力線に沿って穂立ちを
起こし、この現像剤のチェーン穂は撓むように像担持体
表面に接触し、接触した現像剤のチェーン穂が像担持体
との相対線速差に基づいて静電潜像と擦れ合いながら、
トナー供給を行う。
像濃度を高くするための現像条件とコントラスト画像を
良好に得るための現像条件とが両立せず、高濃度部と低
濃度部との双方を同時に改善することが困難である。即
ち、画像濃度を高くするための現像条件としては、(i)
像担持体と現像スリーブとの間隔である現像ギャップを
狭くすること、あるいは(ii)現像領域幅を広くすること
などが挙げられる。一方、低コントラスト画像を良好に
得るための現像条件としては、(i')現像ギャップを広
くすること、あるいは(ii')現像領域幅を狭くすること
などがある。つまり、双方の現像条件は相対するもので
あって両立せず、全濃度域にわたって双方の条件を満た
して良質な画像を得ることは一般に困難とされている。
合には、ベタラインのクロス部や黒ベタ、ハーフトーン
ベタ画像の後端部に白抜けを生じる所謂「後端白抜け」
と称される異常画像が発生しやすい。また同じ幅で形成
した格子画像の横線が縦線よりも細くなったり、1ドッ
トなどの小さい点画像が現像されないなどの現象も発生
している。
度を高くするための現像条件と低コントラスト画像を良
好に得るための現像条件とを高い時点で満足させ、全濃
度域にわたって良質な画像を得るための現像方法及び現
像装置等を本願出願人は先に提案している(特願200
0−29637)。
においては、現像極の磁束密度が低いと感光体にキャリ
アが飛散するキャリア付着を起こし、また、半値幅が広
くなると画像の後端カスレといった画質の劣化が起こる
ことが知られており、現像極の磁束密度が高く、半値幅
が狭いことが求められる。この要求特性を達成するため
には、マグネット材料に高い磁気特性が必要であり、よ
って従来一般的に用いられているフェライト系マグネッ
トでは充分な磁気特性が得られず、達成困難であり、希
土類マグネットを用いる必要が生じる。
マグネットはコストが高いため、現実的なローラのマグ
ネット構成としては、高い磁気特性が必要となる現像極
のみ希土類マグネットを用い、その他の極はフェライト
系マグネットを使用する方法が望ましい。
現像ローラは、マグネットロールの現像極部分の溝に希
土類マグネットブロックを配設して得ている。これに用
いる希土類マグネットブロックは、異方性の希土類マグ
ネットブロックを射出成形して得るのが望ましいが、射
出成形によって作製したマグネットブロックを用いる
と、画像上で帯状の画像ムラが発生しやすい。特に磁性
トナーを用いた場合、画像ムラが顕著に発生するという
問題があった。
画像ムラを軽減することができる現像ローラ及びその製
造方法並びに現像装置、画像形成装置を提供することを
目的としている。
め、本発明の現像ローラは、高分子化合物に磁性紛を分
散し円筒形状に形成されたマグネットロールの現像極に
相当する部分に、少なくとも1極以上の溝形状の収納部
分を設け、該収納部分に前記マグネットロールよりも高
磁力のマグネットブロックが配設されている現像ローラ
において、前記現像極であるマグネットブロックの軸方
向における法線方向の磁束密度の、(ピーク磁束密度−
ボトム磁束密度・T)×(ピーク値とボトム値間の距離
・m)とする局所的変化量を、3×10−5(T・m)
以下とすることを特徴としている。
現像ローラの製造方法は、前記現像極であるマグネット
ブロックを射出成形し、その際マグネットブロックを軸
方向におけるほほ全長に亘って当接するプレート状の突
き出し部材により金型から取り出し、その取り出したマ
グネットブロックを前記収納部分に配設することを特徴
としている。
発明の現像ローラの製造方法は、前記現像極であるマグ
ネットブロックを射出成形し、その際該マグネットブロ
ックをエジェクタピンにより金型から取り出し、その取
り出したマグネットブロックは、前記エジェクタピン側
をローラの表面以外にして前記収納部分に配設すること
を特徴としている。
発明の現像ローラの製造方法は、前記現像極であるマグ
ネットブロックを射出成形し、その際該マグネットブロ
ックを非磁性体のエジェクタピンにより金型から取り出
し、その取り出したマグネットブロックを前記収納部分
に配設することを特徴としている。
発明の現像装置は、現像極であるマグネットブロックの
軸方向における法線方向の磁束密度の、(ピーク磁束密
度−ボトム磁束密度・T)×(ピーク値とボトム値間の
距離・m)とする局所的変化量を、3×10−5(T・
m)以下にした現像ローラを用いることを特徴としてい
る。
発明の画像形成装置は、請求項5に記載の現像装置を用
いることを特徴としている。
て添付図面にしたがって説明する。先ず、本発明に係る
現像装置が装着された画像形成装置の作像部を、図1に
基づいて説明する。
体ドラム1の周囲には、当該ドラム表面を帯電するため
の帯電装置32、一様帯電処理面に潜像を形成するため
のレーザー光線でなる露光33、ドラム表面の潜像に帯
電トナーを付着することでトナー像を形成する現像装置
2、形成されたドラム上のトナー像を記録紙へ転写する
ための転写装置35、ドラム上の残留トナーを除去する
ためのクリーニング装置37、ドラム上の残留電位を除
去するための除電ランプ38が順に配設されている。
帯電ローラによって表面を一様に帯電された感光体1
は、露光33によって静電潜像を形成され、現像装置2
によってトナー像を形成される。当該トナー像は、転写
ベルトなどでなる転写装置35によって、感光体ドラム
1表面から、不図示の給紙トレイから搬送された記録紙
へ転写される。この転写の際に感光体ドラムに静電的に
付着した記録紙は、感光体ドラム1から分離され、そし
て未定着の記録紙上のトナー像は定着器39によって記
録紙に定着される。一方、転写されずに感光体ドラム上
に残留したトナーは、クリーニング装置37によって除
去され回収される。残留トナーを除去された感光体ドラ
ム1は除電ランプ38で初期化され、次回の画像形成プ
ロセスに供される。なお、符号36は、図示しない給紙
トレイからの記録紙を、感光体1上のトナー像にタイミ
ングを合わせて送出するためのレジストローラである。
ドラム1に近接するように配置されていて、双方の対向
部分には、感光体ドラム1と磁気ブラシが接触する現像
領域が形成されている。現像ローラ10は、アルミニウ
ム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円
筒形に形成してなる現像スリーブが不図示の回転駆動機
構によって図中時計回りに回転されるようになってい
る。現像貯留部11の現像剤は、アジテータ12で攪拌
されつつ、開口13より現像ローラ10に供給される。
なお、符号14は現像貯留部11から現像ローラ10へ
の現像剤供給量を規制する規制部材、符号15はチェー
ン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ16上の現像剤量を
規制するドクタブレードとしての規制部材である。符号
17は、現像ローラ10の近傍に設けられた攪拌部材で
ある。
像スリーブ16内にその周表面に現剤の穂立ちを生じる
うに磁界を形成する磁石体(以下、マグネットロール1
8という。)が固定状態で備えられる。マグネットロー
ル18は、図2には示していないが、現像領域部分に現
像剤の穂立ちを生じさせる主磁極と、汲み上げられた現
像剤を現像領域まで搬送するための搬送極と、現像後の
領域で現像剤を搬送する搬送極とを有する。本実施形態
では、主磁極が図3に示すように、1つのマグネットブ
ロック20により形成し、これをマグネットロール18
に形成した収納部分としての収納溝19の埋め込んでい
る。このマグネットブロック20は、複数(2極もしく
は3極)のマグネットブロックにより現像極を形成して
もよい。そして、主磁極を1つのマグネットブロック2
0により形成した場合、主磁極の半値幅は25°以下と
し、現像磁極の法線方向磁束密度の減衰率を40%以下
としている。なお、半値幅とは現像主磁極の法線方向の
磁力分布曲線の最高法線磁力(頂点)の半分の値を指す
部分の角度幅のことであり、例えばN極によって作成さ
れている磁石の最高法線磁力が120mTであれば60
mTの値を指す部分の角度幅のことである。また、現像
磁極の法線方向磁束密度の減衰率とは法線方向磁束密度
xに対して現像ローラ表面から1mm離れた部分での法
線方向磁束密度yがどの程度減衰したかを表す数値(x
−y)÷x×100%であり、例えば現像ローラ表面の
法線方向磁束密度が100mT、現像ローラ表面から1
mm離れた部分での法線方向磁束密度が80mTのとき
減衰率は20%となる。
トロール18が現像極以外の磁気特性を形成する部分で
あり、材料としては磁性粉に高分子化合物を混合したプ
ラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いる
ことが多い。磁性粉としてはSrフェライトもしくはB
aフェライトを用い、高分子化合物としては6PAもし
くは12PA等のPA系材料、EEA(エチレン・エチ
ル共重合体)・EVA(エチレン・ビニル共重合体)等
のエチレン系化合物、CPE(塩素化ポリエチレン)等
の塩素系材料、NBR等のゴム材料が使用できる。ま
た、構成例はロール状のマグネットを用いているが、ピ
ース状のマグネットを貼り合わせた構造でも構わない。
但し、生産工程を考えた場合ピース成形を行い後に貼り
合わせる方式よりロール状のマグネットの一部にマグネ
ットを埋め込む溝を形成し、マグネットピースを貼り合
わせる方が工程的に簡素であるためより望ましい。
0は幅が狭く高い磁気特性を得るためにBr>0.5T
の材料を用いることが望ましく、多くはNe系(Ne―
Fe−B等)またはSm系(Sm―Co、Sm―Fe―
N等)の希土類マグネットもしくはこれらのマグネット
粉を上記と同様の高分子化合物と混合したプラスチック
マグネットもしくはゴムマグネットを用いることができ
る。この場合、マグネットブロック20は異方性の希土
類マグネットを射出成形して得るのが望ましい。
得たマグネットブロック20は、画像上で帯状の画像ム
ラが発生しやすいという問題があることは先に説明し
た。本発明者は、調査研究をし、マグネットブロック2
0の法線方向の磁束密度分布を見ると、図4に示すよう
に、その法線方向の磁束密度が局所的に著しく変化する
リップルRが生じ、リップルRが上記した画像ムラの発
生に起因していることを見出した。そして、そのリップ
ルRが発生する箇所は金型のエジェクタピンにあたる部
分に相当していることも判明した。なお、図4におい
て、符号21は材料が成形機から金型に入る入り口であ
るスプール、符号22は金型内の材料の通り道であるラ
ンナー、符号23は金型内の各部分に材料が入るゲー
ト、符号24は各ゲート23から入った材料がぶつかる
ところのウェルド、そして、符号25が成形品を取り出
すときに突き当てるエジェクタピンである。
ク20法線方向の磁束密度の軸方向における局所的変化
量の大きさと画像特性の関係を捉え、局所的変化量をあ
る範囲内に抑えることにより画像ムラの発生を無くす可
能性があることを発見し、その結果を表1に示す。
ーク磁束密度からボトム磁束密度をひいたものに、各ピ
ーク間の距離を掛けた値、局所的変化量(T・m)=
(ピーク磁束密度―ボトム磁束密度・T)×(ピーク値
とボトム値間距離・m)である。
量が3×10―5(T・m)以下の現像ローラ10であ
れば画像ムラに影響を及ぼさないことが判った。よっ
て、本発明の現像ローラ10は、法線方向の磁束密度の
軸方向における局所的変化量が3×10−5(T・m)
以下となるマグネットブロック20を収納溝19に配置
したものを用いる。
0法線方向の磁束密度の軸方向における局所的変化量が
3×10−5(T・m)以下となる現像ローラ10の製
造方法について説明する。
成形して得る場合、金型に磁場を印加した状態で成形す
るため、金型のエジェクタピンにあたる部分にリップル
が生じる。そのレベルは、マグネットブロックの種類や
成形条件によっても異なるが、異方性希土類マグネット
ブロックはフェライトマグネットブロックや等方性希土
類マグネットブロックと比べるとレベルが大きく、成形
条件の検討を行っても画像特性に影響を及ぼすリップル
が生じる。
20を射出成形する際、エジェクタピンを使用しない
で、マグネットブロック20を軸方向におけるほほ全長
に亘って当接するプレート状の突き出し部材により金型
から取り出す。このような金型を用いれば、エジェクタ
ピンを使用しないためリップルが発生しないため、局所
的変化量が3×10−5(T・m)以下となる安定した
軸方向磁束密度分布の現像ローラ10を提供できる。
ロック20を射出成形し、その突き出し時にエジェクタ
ピンを使用するが、そのマグネットブロック20をマグ
ネットロール49の収納溝51に配設する場合に、マグ
ネットブロックのエジェクタピンが当った側をローラ内
部に接するように配置する。このように、エジェクタピ
ン側をローラ表面に配置しなければ、図5の点線で示す
ように、ローラ表面の法線方向の磁束密度へのリップル
の影響が低減され、画像特性に影響を及ぼさない。すな
わち、図5の実線で示すエジェクタピンによってできる
リップルは、エジェクターピン側がローラ表面に現れる
ように配置したときであり、エジェクターピン側がロー
ラ表面以外であれば、リップルの影響が低減され、局所
的変化量が3×10−5(T・m)以下となるので、画
像特性に影響を及ぼさない。
ットブロック20を射出成形して得る場合、非磁性体か
らなるエジェクタピンを用いている。一般に、金型のエ
ジェクタピンは鉄で作られたものが用いられているが、
これを非磁性体にすると、エジェクタピンが印加した磁
場に与える影響を低減することができるため、そのリッ
プルのレベルも低減し、局所的変化量が3×10
−5(T・m)以下となるので、画像特性に影響を及ぼ
さない。
な実験を行った。ロール部分のマグネット材料にEEA
とSrフェライト91%を混合させたプラスチックマグ
ネットを用い10KOeの磁場中で円周上に幅2mm×
深さ2.4mmの溝を持つ直径14mmのロール状に押
し出し成形した。現像極に相当する部分のマグネットブ
ロック20は磁性体のエジェクタピンがついている金型
を用い、異方性のNd−Fe−Bと12PAを混合した
材料を10KOeの磁場中で幅2mm×高さ2.4mm
×長さ300mmの形状に射出成形を行った。このマグ
ネットブロックをロール状マグネットの溝に貼り付ける
際、エジェクタピン側をローラ表面に配置した場合と、
ローラ内部に配置した場合の、エジェクターピン部分の
現像極法線方向の磁束密度の軸方向の局所的変化量と画
像特性の関係の検証をした。現像方式は、磁性トナーと
キャリアからなる2成分現像剤をトナー検知手段を担持
して搬送する現像ローラと、前記現像ローラに担持され
て搬送される前記現像剤の量を規制する第1の規制部材
と、第1の規制部材により掻き落とされた前記現像剤を
収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に隣接し、
前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを
備え、前記現像ローラ上にある現像剤のトナー濃度の変
化により、該現像剤と前記トナーとの接触状態を変化さ
せて、前記現像ローラ上の現像剤のトナー取り込み状態
を変化させる現像を行った。
エジェクタピンの面を上、すなわち現像ローラ面に現れ
るように配置すると画像ムラが発生したが、エジェクタ
ピンの面を下、すなわち現像ローラ内面に配置すると画
像ムラの発生がなかった。また、このとき現像極法線方
向における磁束密度の軸方向の局所的変化量が3×10
−5(T・m)以下であった。
現像極法線方向の磁束密度の軸方向の局所的変化量が3
×10−5(T・m)以下であるため、トナーに均一な
力が働き、ムラのない画像特性の優れた現像が得られ
る。
エジェクタピンの無い金型を用いて射出成形することに
より、エジェクタピンによるリップルをなくし、現像極
法線方向の磁束密度の軸方向の局所的変化量を低減する
ことができる。
ルの影響を低減することにより、現像極法線方向の磁束
密度の軸方向の局所的変化量を低減することができる。
さらにまた、エジェクタピンによる現像極法線方向の磁
束密度の軸方向の局所的変化量を低減することができ
る。
る。
る。
図である。
線方向磁束密度分布と射出成形との関係を示す説明図で
ある。
とローラ内に配置した場合の磁束密度分布図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 高分子化合物に磁性紛を分散し円筒形状
に形成されたマグネットロールの現像極に相当する部分
に、少なくとも1極以上の溝形状の収納部分を設け、該
収納部分に前記マグネットロールよりも高磁力のマグネ
ットブロックが配設されている現像ローラにおいて、 前記現像極であるマグネットブロックの軸方向における
法線方向の磁束密度の、(ピーク磁束密度−ボトム磁束
密度・T)×(ピーク値とボトム値間の距離・m)とす
る局所的変化量を、3×10−5(T・m)以下とする
ことを特徴とする現像ローラ。 - 【請求項2】 高分子化合物に磁性紛を分散し円筒形状
に形成されたマグネットロールの現像極に相当する部分
に、少なくとも1極以上の溝形状の収納部分を設け、該
収納部分に前記マグネットロールよりも高磁力のマグネ
ットブロックが配設されている現像ローラの製造方法に
おいて、 前記現像極であるマグネットブロックを射出成形し、そ
の際マグネットブロックを軸方向におけるほほ全長に亘
って当接するプレート状の突き出し部材により金型から
取り出し、その取り出したマグネットブロックを前記収
納部分に配設することを特徴とする現像ローラの製造方
法。 - 【請求項3】 高分子化合物に磁性紛を分散し円筒形状
に形成されたマグネットロールの現像極に相当する部分
に、少なくとも1極以上の溝形状の収納部分を設け、該
収納部分に前記マグネットロールよりも高磁力のマグネ
ットブロックが配設されている現像ローラの製造方法に
おいて、 前記現像極であるマグネットブロックを射出成形し、そ
の際該マグネットブロックをエジェクタピンにより金型
から取り出し、その取り出したマグネットブロックは、
前記エジェクタピン側をローラの表面以外にして前記収
納部分に配設することを特徴とする現像ローラの製造方
法。 - 【請求項4】 高分子化合物に磁性紛を分散し円筒形状
に形成されたマグネットロールの現像極に相当する部分
に、少なくとも1極以上の溝形状の収納部分を設け、該
収納部分に前記マグネットロールよりも高磁力のマグネ
ットブロックが配設されている現像ローラの製造方法に
おいて、 前記現像極であるマグネットブロックを射出成形し、そ
の際該マグネットブロックを非磁性体のエジェクタピン
により金型から取り出し、その取り出したマグネットブ
ロックを前記収納部分に配設することを特徴とする現像
ローラの製造方法。 - 【請求項5】 現像極であるマグネットブロックの軸方
向における法線方向の磁束密度の、(ピーク磁束密度−
ボトム磁束密度・T)×(ピーク値とボトム値間の距離
・m)とする局所的変化量を、3×10−5(T・m)
以下にした現像ローラを用いることを特徴とする現像装
置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の現像装置を用いること
を特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001119783A JP2002311715A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 現像ローラ及びその製造方法並びに現像装置、画像形成装置 |
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ID=18969943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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