JP2008145709A - 現像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像ローラと磁気ローラの間での現像剤の滞留または漏れを防ぎつつ現像ゴーストの発生を抑制することができる現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置1は、キャリアおよびトナーを有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラ13および現像ローラ14を介して静電潜像担持体21に供給するものである。この現像装置1において、現像ローラ14と磁気ローラ13の間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、磁気ローラ13の内部に配設された第1の磁極N1と現像ローラ14の内部に配設された第2の磁極Sとの間の磁界の強さを弱くする。
【選択図】図2
【解決手段】現像装置1は、キャリアおよびトナーを有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラ13および現像ローラ14を介して静電潜像担持体21に供給するものである。この現像装置1において、現像ローラ14と磁気ローラ13の間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、磁気ローラ13の内部に配設された第1の磁極N1と現像ローラ14の内部に配設された第2の磁極Sとの間の磁界の強さを弱くする。
【選択図】図2
Description
本発明は、例えば画像形成装置等に組み込まれる現像装置に関するものである。
従来、例えば画像形成装置等に組み込まれる現像装置として、キャリアおよびトナーを有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラおよび現像ローラを介して静電潜像担持体であるドラム状の感光体に供給するいわゆるハイブリッド方式の現像装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
この現像装置は、トナーおよびキャリアを含有する二成分現像剤を磁気ローラ(現像剤担持体ともいう)の表面に担持させて磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ(トナー担持体ともいう)の表面に移送させてトナー層を形成する。そして、現像装置は、前記トナー層からトナーを、静電潜像が形成された感光体の表面に飛翔させて静電潜像をトナー像として現像する。
また、この現像装置では、磁気ローラ上に形成された磁気ブラシによって、現像ローラから感光体に移行せずに現像ローラ上に残存するトナーが掻き取られるようになっている。
ここで、磁気ブラシによるトナーの掻き取りが不十分であると、現像装置の現像性が低下することになる。特に現像ローラの2周目以降の現像性の低下につながり、1周目の現像履歴が2周目以降に発現して、図3に示すようないわゆる現像ゴーストPaが現れるようになる。現像ゴーストPaの発生を抑制する手段として、例えば特許文献1には、磁気ローラの内部に配設される複数の磁極のうちの1つ(第1の磁極)を現像ローラに近接する位置に配設するとともに、現像ローラの内部における磁気ローラに近接する位置に第1の磁極と異なる極性の第2の磁極を配設することにより、磁気ブラシの拘束力を強くして、トナーの掻き取りを効率的に行うようにすることが記載されている。
特開2005−274924号公報
ところが、前記のような構成では、磁気ローラの第1の磁極と現像ローラの第2の磁極との間の磁界の強さが常に一定であるために、例えば現像剤が耐久によって劣化したり環境が変化したりすると、現像剤がローラ間を通過できずに滞留し、やがては現像剤が漏れるおそれがある。
本発明は、このような事情に鑑み、現像ローラと磁気ローラの間での現像剤の滞留または漏れを防ぎつつ現像ゴーストの発生を抑制することができる現像装置を提供することを目的とする。
本発明の発明者は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、磁気ローラの第1の磁極と現像ローラの第2の磁極との間の磁界の強さを変更することによって、現像剤の滞留または漏れを起こさずに、現像ゴースト等の発生しない安定した画像を提供できることを見出した。
本発明はこのような観点からなされたものであり、請求項1の発明は、キャリアおよびトナーを有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラおよび現像ローラを介して静電潜像担持体に供給する現像装置において、前記磁気ローラの内部には、前記現像ローラに近接する位置に第1の磁極が配設されている一方、前記現像ローラの内部には、前記磁気ローラに近接する位置に第1の磁極と異なる極性の第2の磁極が配設されており、前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、第1の磁極と第2の磁極との間の磁界の強さを弱くする磁界調整手段を備えることを特徴とするものである。
例えば、請求項2の発明のように、第1の磁極は、固定的に配設されている一方、第2の磁極は、前記現像ローラの軸心を中心に回転可能に配設されており、前記磁界調整手段は、前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、第2の磁極を第1の磁極から遠ざかるように回転させる回転手段で構成されている構成としたり、請求項3の発明のように、第2の磁極は、電磁石の一部分で構成されており、前記磁界調整手段は、前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、前記電磁石への通電量を減らして第2の磁極の磁力を小さくする通電量調整手段で構成されている構成としたりすることができる。
本発明によれば、現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、磁気ローラの第1の磁極と現像ローラの第2の磁極との間の磁界の強さを弱くするようにしたから、現像ローラと磁気ローラの間での現像剤の滞留または漏れを防ぎつつ現像ゴーストの発生を抑制することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に、本発明の一実施形態に係る現像装置1が組み込まれた画像形成装置2の主構成部分を示す。なお、画像形成装置2としては、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ、これらの複合機等が挙げられる。
画像形成装置2は、ドラム状の感光体(静電潜像担持体)21と、感光体21の表面を帯電させる帯電手段22と、感光体21の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段25と、静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像する現像装置1と、トナー像を感光体21から無端ベルト26上を移動する被転写体(図示せず)へ転写する転写手段23と、感光体21の表面をクリーニングするクリーニング手段24とを備えている。
感光体21としては、セレン、アモルファスシリコン等の無機感光体、導電性基体上に電荷発生剤、電荷輸送剤、結着樹脂等を含有する単層または積層の感光層が形成された有機感光体等が挙げられる。
帯電手段22としては、スコロトロン方式、帯電ローラ、帯電ブラシ等が挙げられる。
露光手段25、転写手段23、クリーニング手段24としては、公知のものを用いればよい。
現像装置1は、詳しくは後述するが、キャリアおよびトナーを含有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラ13および現像ローラ14を介して感光体21に供給するものである。
次に、画像形成装置2によって行われる画像形成方法について説明する。
まず、帯電手段22によって感光体21の表面を帯電させる(帯電工程)。ついで、露光手段25によって感光体21の表面を露光して静電潜像を形成する(露光工程)。ついで、現像装置1によって感光体21の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像する(現像工程)。ついで、転写手段23によってトナー像を感光体21から被転写体へ転写する(転写工程)。ついで、クリーニング手段24を用いて感光体21の表面をクリーニングする。以上の工程は、繰り返し行われる。
次に、現像装置1について詳細に説明する。現像装置1は、現像剤担持体である磁気ローラ13と、磁気ローラ13上に形成される磁気ブラシ(図示せず)によってトナー層(図示せず)を形成される現像ローラ(トナー担持体)14と、磁気ローラ13上に形成された磁気ブラシの高さを一定に保つための規制ブレード15と、トナーとキャリアを撹拌し帯電させる撹拌ミキサー12a,12bと、磁気ローラ13、現像ローラ14、撹拌ミキサー12a,12bが収納された枠体11とを備えている。現像ローラ14には、直流(DC)バイアスと交流(AC)バイアスが印加され、磁気ローラ13には、直流(DC)バイアスと、現像ローラ14に印加する交流(AC)バイアスと逆位相になる交流(AC)バイアスが印可される。
枠体11は、感光体21に向かって開口する形状に形成されている。そして、現像ローラ14は、枠体11の開口から感光体21に僅かな隙間を隔てて対向し、磁気ローラ13は、枠体11の内部で現像ローラ14に僅かな隙間を隔てて対向している。
現像装置1は、二成分現像剤を磁気ローラ13の表面に担持させて磁気ブラシを形成し、磁気ローラ13の表面の磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ14の表面に移送させて現像ローラ14の表面にトナー層を形成させ、ついで、現像ローラ14のトナー層からトナーを飛翔させ、感光体21の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像する。なお、現像ローラ14にトナーを供給した後の磁気ブラシは、現像ローラ14から感光体21に移行せずに現像ローラ14上に残存するトナーを掻き取る。
次に、図2を参照して、磁気ローラ13および現像ローラ14の構成について詳細に説明する。
磁気ローラ13は、枠体11に回転可能に支持された磁気スリーブ13bと、この磁気スリーブ13bの内側に配設され、枠体11に回転不能に支持された磁気磁極体13aとで構成されている。磁気スリーブ13bは、図略のモータ等により図2において時計回りに回転される。磁気磁極体13aは、複数(図例では7つ)の永久磁石を保持するものであり、現像ローラ14に近接する位置に、すなわち磁気ローラ13と現像ローラ14の軸心同士を結ぶ線L上に、N極の第1の磁極N1を有しているとともに、第1の磁極N1から磁気スリーブ13bの回転方向に並ぶようにS極の磁極S1,N極の磁極N2,S極の磁極S2を有し、第1の磁極N1から磁気スリーブ13bの回転方向と反対方向に並ぶようにS極の磁極S4,N極の磁極N3,S極の磁極S3を有している。すなわち、第1の磁極N1は、磁気ローラ13の内部における現像ローラ14に近接する位置に固定的に配設されている。
現像ローラ14は、枠体11に回転可能に支持された現像スリーブ14bと、この現像リーブ14bの内側に配設され、枠体11に現像スリーブ14bと回転中心が一致するように回転可能に支持された現像磁極体14aとで構成されている。現像スリーブ14bは、図略のモータ等により図2において時計回りに回転される。現像磁極体14aは、1つの永久磁石を保持するものであり、磁気ローラ13に近接する位置に、すなわち磁気ローラ13と現像ローラ14の軸心同士を結ぶ線L上に、第1の磁極N1と異なる極性のS極の第2の磁極Sを有している。すなわち、第2の磁極Sは、現像ローラ14の内部における磁気ローラ13に近接する位置に現像ローラ14の軸心を中心に回転可能に配設されている。
なお、第1の磁極N1の磁力中心は、磁気ローラ13と現像ローラ14の軸心同士を結ぶ線Lから磁気スリーブ13bの回転方向に僅かにずれており、第2の磁極Sの磁力中心は、磁気ローラ13と現像ローラ14の軸心同士を結ぶ線Lから現像スリーブ14bの回転方向と反対方向に僅かにずれている。これは、磁力中心が線L上にあると、第1の磁極N1と第2の磁極Sとの間の磁界の強さが強くなりすぎてしまうからである。
さらに、現像装置1は、現像磁極体14aを回転させる回転手段(図示せず)を有している。この回転手段は、現像ローラ14と磁気ローラ13の間で現像剤が滞留し易くなった時に、現像磁極体14aを図2に示す正規位置から図2において回転方向上流側に回転させて、第2の磁極Sを第1の磁極N1から遠ざかるように回転させる。これにより、第1の磁極N1と第2の磁極Sとの間の磁界の強さが弱くなる。すなわち、本実施形態の回転手段は、現像ローラ14と磁気ローラ13の間で現像剤が滞留し易くなった時に、第1の磁極N1と第2の磁極Sとの間の磁界の強さを弱くする磁界調整手段を構成する。
ここで、現像ローラ14と磁気ローラ13の間で現像剤が滞留し易くなった時とは、現像ローラ14上のトナー層が所定量よりも増えた時である。例えば、耐久によって現像剤が劣化して現像剤の帯電量が低下した場合や、高温環境において現像剤の帯電量が低下した場合等に、現像ローラ14上のトナー層が増えることが考えられる。
例えば、予め耐久試験や環境試験によって現像ローラ14上のトナー層が所定量よりも増える稼働時間や環境温度を測定し、その稼動時間や環境温度を越えた時に、現像剤が滞留し易くなったと判断して、回転手段によって第2の磁極Sを回転させるようにしてもよい。なお、画像形成装置の場合には、稼動時間の代わりに印字枚数を用いることができる。
または、現像ローラ14に供給されるトナー層の層厚を濃度センサ等で検出し、その検出値がある閾値以上になった時に、現像剤が滞留し易くなったと判断して、回転手段によって第2の磁極Sを回転させるようにしてもよい。
以上説明したように、本実施形態の現像装置1では、現像ローラ14と磁気ローラ13の間で現像剤が滞留し易くなった時に、回転手段で第2の磁極Sを回転させることにより、磁気ローラ13の第1の磁極N1と現像ローラ14の第2の磁極Sとの間の磁界の強さを弱くするようにしたから、現像ローラ14と磁気ローラ13の間での現像剤の滞留を防ぎつつ現像ゴーストの発生を抑制することができる。
なお、本実施形態では、現像ローラ14と磁気ローラ13の間で現像剤が滞留し易くなった時に、第2の磁極Sを回転させて第1の磁極N1と第2の磁極Sとの間の磁界の強さを弱くするようにしているが、現像ローラ14と磁気ローラ13の間で現像剤が滞留し始めた直後に、第2の磁極Sを回転させて第1の磁極N1と第2の磁極Sとの間の磁界の強さを弱くするようにしてもよい。このようにすれば、現像ローラ14と磁気ローラ13の間での現像剤の漏れを防ぎつつ現像ゴーストの発生を抑制することができる。
例えば、現像ローラ14と磁気ローラ13の間で現像剤が滞留し始めると現像剤が盛り上がってくるので、その盛り上がってくる部分をセンサ等で検出するようにして、現像剤の滞留が検知された時に、第2の磁極Sを回転させればよい。ただし、現像剤が滞留し始めると、特にハーフ画像上にムラが発生するため、この方法を用いる場合は、滞留のなるべく早期段階で対処することが望まれる。
または、本実施形態では、磁界調整手段が回転手段で構成されているが、現像磁極体14aを回転不能に枠体11に支持させるとともに第2の磁極Sを電磁石の一部分で構成して、磁界調整手段を、現像ローラ14と磁気ローラ13の間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、前記電磁石への通電量を減らして第2の磁極Sの磁力を小さくする通電量調整手段で構成することも可能である。
画像評価機としては、京セラミタ社製のプリンタ(FS−C5030N)を用いた。
評価方法としては、現像ローラ内部に配置された第2の磁極の角度を0°、7°、14°、21°にセットして、それぞれの角度について常温環境下でランニング評価を行い、現像剤の滞留のレベルと現像ゴーストのレベルを評価した。その際の評価基準を以下とした。その測定結果を表1、表2に示す。なお、第2の磁極の角度とは、第2の磁極の磁力中心と、磁気ローラと現像ローラの軸心同士を結ぶ線とのなす角度である。また、本評価では、第1の磁極の磁力中心も磁気ローラと現像ローラの軸心同士を結ぶ線上にセットした。
<現像剤滞留レベル>
○:現像剤の滞留なし。(判定:合格)
△:現像剤が時々滞留するため、ハーフ画像にムラが発生する。(判定:不合格)
×:現像剤が滞留し、漏れる。(判定:不合格)
<現像ゴーストレベル>
○:現像ゴーストが見られない(判定:合格)
△:現像ゴーストが現像ローラ1周後のみ薄く発現する。(判定:不合格)
×:現像ゴーストが現像ローラ2周目以降も発現する。(判定:不合格)
<現像剤滞留レベル>
○:現像剤の滞留なし。(判定:合格)
△:現像剤が時々滞留するため、ハーフ画像にムラが発生する。(判定:不合格)
×:現像剤が滞留し、漏れる。(判定:不合格)
<現像ゴーストレベル>
○:現像ゴーストが見られない(判定:合格)
△:現像ゴーストが現像ローラ1周後のみ薄く発現する。(判定:不合格)
×:現像ゴーストが現像ローラ2周目以降も発現する。(判定:不合格)
以上の結果、表1より印字枚数が増えていくにつれて現像剤が滞留しやすくなり、現像ローラ内部の磁極の角度を上げて磁気ローラから離していかないと、現像剤が漏れてしまう。また、表2より印字枚数が増えていくにつれて現像剤の帯電量が下がり現像性が上がるため、現像ゴーストは発生しにくくなった。よって、これら2つの結果を鑑みて、印字枚数に対して現像ローラの磁極角度を制御するのが望ましいと言える。
実施例1と同様に、画像評価機としては、京セラミタ社製のプリンタ(FS−C5030N)を用いた。
評価方法としては、環境試験室を用いて所定の温度条件において、現像ローラ内部に配置された第2の磁極の角度を0°、7°、14°、21°にセットして、現像剤の滞留のレベルと現像ゴーストのレベルを評価した。その際の評価基準は実施例1と同様とした。その測定結果を表3、表4に示す。
以上の結果、表3より温度が上がっていくにつれて現像剤が滞留しやすくなり、現像ローラ内部の磁極の角度を上げて磁気ローラから離していかないと、現像剤が漏れてしまう。また、表4より温度が増えていくにつれて現像剤の帯電量が下がり現像性が上がるため、現像ゴーストは発生しにくくなった。よって、これら2つの結果を鑑みて、温度に対して現像ローラの磁極角度を制御するのが望ましいと言える。
実施例1と同様に、画像評価機としては、京セラミタ社製のプリンタ(FS−C5030N)を用いた。
評価方法としては、環境試験室を用いて所定の温度条件において、現像ローラ内部に配置された第2の磁極の磁力を100mT、90mT、80mT、70mTにセットして、現像剤の滞留のレベルと現像ゴーストのレベルを評価した。その際の評価基準は実施例1と同様とした。その測定結果を表5、表6に示す。
以上の結果、表5より温度が上がっていくにつれて現像剤が滞留しやすくなり、現像ローラ内部の磁力を下げて磁気ローラ−現像ローラ間の磁気ブラシのブリッジを弱めていかないと、現像剤が漏れてしまう。また、表6より温度が増えていくにつれて現像剤の帯電量が下がり現像性が上がるため、現像ゴーストは発生しにくくなった。よって、これら2つの結果を鑑みて、温度に対して現像ローラの磁力を制御するのが望ましいと言える。
1 現像装置
13 磁気ローラ
13a スリーブ
13b 磁極体
N1 第1の磁極
14 現像ローラ
14a スリーブ
14b 磁極体
S 第2の磁極
2 画像形成装置
21 感光体(静電潜像担持体)
13 磁気ローラ
13a スリーブ
13b 磁極体
N1 第1の磁極
14 現像ローラ
14a スリーブ
14b 磁極体
S 第2の磁極
2 画像形成装置
21 感光体(静電潜像担持体)
Claims (3)
- キャリアおよびトナーを有する二成分現像剤を用い、このうちのトナーを磁気ローラおよび現像ローラを介して静電潜像担持体に供給する現像装置において、
前記磁気ローラの内部には、前記現像ローラに近接する位置に第1の磁極が配設されている一方、前記現像ローラの内部には、前記磁気ローラに近接する位置に第1の磁極と異なる極性の第2の磁極が配設されており、
前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、第1の磁極と第2の磁極との間の磁界の強さを弱くする磁界調整手段を備えることを特徴とする現像装置。 - 第1の磁極は、固定的に配設されている一方、第2の磁極は、前記現像ローラの軸心を中心に回転可能に配設されており、前記磁界調整手段は、前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、第2の磁極を第1の磁極から遠ざかるように回転させる回転手段で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 第2の磁極は、電磁石の一部分で構成されており、前記磁界調整手段は、前記現像ローラと磁気ローラの間で現像剤が滞留し易くなった時または滞留し始めた直後に、前記電磁石への通電量を減らして第2の磁極の磁力を小さくする通電量調整手段で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006332361A JP2008145709A (ja) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | 現像装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011150185A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Kyocera Mita Corp | 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 |
JP2011197074A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置 |
-
2006
- 2006-12-08 JP JP2006332361A patent/JP2008145709A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011197074A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置 |
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