JPH05346731A - 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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JPH05346731A
JPH05346731A JP4178988A JP17898892A JPH05346731A JP H05346731 A JPH05346731 A JP H05346731A JP 4178988 A JP4178988 A JP 4178988A JP 17898892 A JP17898892 A JP 17898892A JP H05346731 A JPH05346731 A JP H05346731A
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JP
Japan
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developing
developing device
developer
photosensitive drum
pole
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JP4178988A
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English (en)
Inventor
Takahiro Kubo
貴裕 久保
Toshimitsu Danzuka
俊光 弾塚
Haruhiko Moriguchi
晴彦 森口
Akihito Hosaka
昭仁 保坂
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像装置を感光ドラムの回転方向水平下に配
置することにより、マグネットローラを回転させずに現
像スリーブの現像時とは逆方向の回転で現像剤を穂切る
ことができ、その現像装置の配置の許容範囲を広げるこ
とができることである。 【構成】 感光ドラム1の水平下30°に設置した現像
装置に対し、その現像スリーブ5内マグネットローラ4
1の隣り合った同極の磁極N1 、N2 のうちスリーブ5
の回転方向上流側の磁極N1 を現像極とし、且つ磁極N
1 、N2 がなす角の二等分線X−Yが磁極N1 よりも下
流側で現像容器40の開口部の内部端面と交わるように
磁極N1 、N2 を配置した。 【効果】 スリーブ5の現像時と反対のF方向の回転に
より現像剤を穂切りでき、容器40からの現像剤の溢れ
もなく、現像装置の配置も水平下30°でよく、大きな
角度を取る必要もなく、目的が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電潜像担持体上に形
成された潜像を現像して可視化する現像装置及び画像形
成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、静電潜像担持体の回りに複数個の
2成分現像器が配置されている画像形成装置が知られて
いる。この画像形成装置では、2成分現像器の現像剤の
穂が現像部において像担持体と接触して現像を行なうた
めに、互の現像器によって現像されたトナー像を乱さな
いようにするためと、又互のトナーの混色を避ける意味
から、現像器の着脱を行ない若しくは現像スリーブ上の
現像剤の穂切りを行なっている。
【0003】この場合、現像器の着脱は、現像器の移動
を機械的駆動により行なうため装置が大掛かりとなり、
又移動の際の振動などが画像に影響を及ぼすため、特に
高精細を要求される多色画像形成装置においては、現像
器を固定配置し、穂切りによってトナー像の乱れやトナ
ーの混色を防ぐ方法が採られている。
【0004】一方、穂切りを行なう場合でも、穂切りブ
レードなる板を現像スリーブに着脱する方法もあるが、
現像剤の劣化を速めるので余り採用されていない。
【0005】図2に、従来の現像装置を備えた一般的な
フルカラーの画像形成装置の一例を示す。図2におい
て、1は潜像担持体としての感光ドラムで、感光ドラム
1の周囲には一次帯電器2、二成分現像器のマゼンタ現
像器4M、シアン現像器4C、イエロー現像器4Y、ブ
ラック現像器4K、転写ドラム7、クリーニング装置9
が配置され、ブラック現像器4Kと転写ドラム7との間
には転写材搬送ローラ6が、感光ドラム1と対向した画
像転写部の転写ドラム7の内側には転写帯電器8が、更
に転写ドラム7の上部から離れた位置には定着器10が
それぞれ配設されている。現像器4M、4C、4Y、4
Kはそれぞれ現像スリーブ5M、5C、5Y、5Kを有
している。
【0006】上記の画像形成装置の動作を説明すると、
一次帯電器2により感光ドラム1の表面を1700Vに
一様に帯電し、その感光ドラム1上に図示しないリーダ
ー(原稿読み取り装置)からのディジタル信号に応じて
レーザ光3を照射してマゼンタの潜像が形成され、その
潜像をマゼンタ現像器4Mで現像して感光ドラム1上に
マゼンタトナー像が形成される。
【0007】一方、画像と同期して搬送ローラ6により
感光ドラム1と転写ドラム7とが当接する領域へ転写材
を供給して転写ドラム7上に担持させ、その転写材を転
写ドラム7の回転により感光ドラム1と対向した画像転
写部へ搬送して、転写帯電器8の作用により感光ドラム
1上のマゼンタトナー像を転写材上に転写する。マゼン
タトナー像の転写が終了した感光ドラム1は、その表面
の残留トナーをクリーニング装置9により清掃された
後、再び画像形成プロセスに供せられる。
【0008】以下、上記と同様な動作をシアン、イエロ
ー、ブラックについてこの順に繰り返し、転写材上にマ
ゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの4色のトナー
像を重ね合わせて転写したカラー画像が得られる。4色
のトナー像が転写された転写材は、次いで転写ドラム7
から分離して定着器10に送られ、そこで転写材へのト
ナー像の定着及び混色を行なってフルカラーの永久像と
された後、画像形成装置外に排出される。
【0009】現像器としてマゼンタ現像器4Mを例に採
って、通常の現像時の動作及び穂切り時の動作をそれぞ
れ図3及び図4により説明する。図3及び図4におい
て、符号40Mは現像器4Mの現像容器、5Mは現像容
器4OMの現像室40Maの上方に設置されたマグネッ
トローラ41内蔵の現像スリーブ、42、43はそれぞ
れ現像容器40Mの現像室40Ma、撹拌室40Mb内
に設置された現像剤搬送部材である第1、第2の搬送ス
クリュー、45は現像容器40M内に収容された磁性キ
ャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤である。
【0010】現像器4Mは、現像時、図3に示すよう
に、第1スクリュー42の矢印方向の回転により現像室
40Ma内の二成分現像剤45が長手方向手前に、第2
スクリュー43の矢印方向の回転により撹拌室40Mb
内の二成分現像剤45が長手方向奥側へ搬送され、現像
室40Ma及び撹拌室40Mbの隔壁の両端の開口を通
って各々のスクリュー42、43間を受け渡されながら
循環し均される。第1スクリュー42の位置するとろに
ある現像剤45は、現像スリーブ5M内マグネットロー
ラ41のN2 極により現像スリーブ5Mの表面上に汲み
上げられ、S2 、N1 極により現像スリーブ5Mの矢印
C方向の回転で搬送され、現像剤規制ブレード44によ
り薄層に塗布され、更に感光ドラム1との最近接部であ
る現像部へと搬送され、そこで現像スリーブ5M上の現
像剤を45を感光ドラム1に当接させて、感光ドラム1
上の潜像を接触二成分現像方式により現像する。現像に
使用されなかった現像剤は、マグネットローラ41のN
3 極により現像容器40M内に搬送され、反撥極を為す
2 、N3 極の中心に達するまでに重力で現像スリーブ
5M上から落下し、現像剤が現像容器40M内に回収さ
れる。
【0011】次に、図4において、穂切り時、現像終了
後の現像スリーブ5Mの矢印F方向(現像時と逆方向)
の回転により、現像時に現像部付近に存在した現像剤は
マグネットローラ41のN3 、S1 、N1 、S2 極によ
って搬送され、更にN2 極で汲み上げられた現像剤と一
所にして、反撥極を為すN2 、N3 極の中心に達するま
でに重力で現像スリーブ5M上から落下して、現像容器
40M内に回収される。そして現像スリーブ5Mの矢印
F方向への回転により反撥極の中心部から始まった現像
剤の無付着部がS2 極まで達したら、現像スリーブ5M
の回転を止めて、現像スリーブ5Mの現像剤のない表面
を感光ドラム1に向けて露出させることにより現像しな
いようにしている。
【0012】この穂切り時と現像時とでは、装置構成を
簡略化するために、現像スリーブ5Mはその回転方向が
異なるだけで回転速度は一定とされる。
【0013】尚、従来、画質向上を目的に、図5に示す
如く、現像部領域を拡大するべく、反撥極N1 、N2
一方若しくは反撥極間を現像極としたものが考案されて
いるが、いずれの場合も反撥極N1 、N2 間が狭く、そ
の2極の為す角の2等分線は現像容器40Mの内部端面
と交わることがない。図5の場合、この2等分線は現像
スリーブ5Mの中心Oを通る線分O−Zであり、感光ド
ラム1と交わる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】確かに、従来の現像器
では、穂切りによってトナー像の乱れや混色を防ぐこと
はできたものの、本発明者等の実験、検討の結果、現像
スリーブの回転により穂切りを行なう方法は、感光ドラ
ムに対する現像スリーブ及び現像器の配置が大きく関係
していることが判明した。つまり、感光ドラムが感光ベ
ルトのように自在にその形を変えられるものでない限
り、一般の感光ドラムの場合、マグネットローラを回転
しない条件では、感光ドラムの回転方向水平下45°よ
りも感光ドラム回転方向下流側に現像器を配置(現像ス
リーブの位置を基準にする。以下、同じ。)せねばなら
ず、又マグネットローラを回転する条件であっても、感
光ドラムの回転方向水平下15°よりも感光ドラム回転
方向下流側に現像器を配置せねばならず、装置の全体構
成に大きな制約が与えられると言う問題があった。
【0015】上記について図を用いて更に説明する。図
6は、感光ドラム1に対し回転方向水平下30°となる
位置に2成分現像器4Mを固定配置したことを示してい
る。現像スリーブ5M内のマグネットローラ41は、現
像極をS1 とした5極構成を採っており、S1 極の現像
スリーブ回転方向下流側に1対の反撥極を為すN1 、N
2 極が設けられている。本例では、S1 極とN1 極との
磁極ピーク間は約45°となっているが、これは安定し
た高磁力を得る上でマグネットローラ製造上に必要な角
度である。又現像部においてS1 極のピークが最近接部
よりも若干回転方向上流側に設けられているが、これは
画質を良くするための既に公知の手段である。
【0016】上記のようにマグネットローラ41を配置
したところ、画質を維持しながらなお且つ現像スリーブ
5Mの逆回転(矢印F方向)により穂切りを行なおうと
すると、穂切り時にN1 極に現像剤が付着してしまい十
分に穂切ることができなかった。
【0017】そこでこのマグネットローラ41を用いた
条件下で、現像器4Mを徐々に感光ドラム1の回転方向
下流側へと移動させたところ、図7に示すように、感光
ドラム1に対して水平下45°の位置に来たときに穂切
ることができた。
【0018】図8は、感光ドラム1に対し水平位置に現
像器4Mを固定した場合であり、マグネットローラ41
はS1 極とN1 極との磁極ピーク間が約80°となって
いるが、これはこれ以下に磁極間隔が短くなると、現像
時に現像剤が現像容器40Mの下部から溢れてしまうた
めである。このようなマグネットローラ41を用いて、
画像を維持しながらなお且つ現像スリーブ5Mの逆回転
により穂切りを行なおうとすると、図6の場合と同様、
穂切りができない。
【0019】そこでこのマグネットローラ41を現像時
の現像スリーブ回転方向とは逆方向(D方向)に回転し
て停止させ、図9に示すようにすると、現像スリーブ5
Mの逆回転により穂切りはできるものの、穂切られた現
像剤が現像容器40M内に回収されず、現像容器40M
外に溢れてこぼれてしまうという問題があった。
【0020】そこでこのマグネットローラ41を用いた
条件下で、現像器4Mを徐々に感光ドラム回転方向下流
側へと移動させたところ、図10のように、感光ドラム
1に対して水平下15°の位置に来たときに、現像剤の
現像容器40M外へのこぼれを生じることなく現像剤を
穂切ることができた。
【0021】本発明の目的は、現像装置を感光ドラムの
回転方向水平下に配置して、現像スリーブ内マグネット
ローラを回転させずに、現像スリーブを現像時とは逆方
向に回転することにより現像スリーブ上の現像剤を穂切
るに際し、その配置の許容範囲を広げることができる現
像装置を提供することである。
【0022】本発明の他の目的は、感光ドラムの周囲に
配置されている複数個の現像器の現像剤の混色及び感光
ドラム上に形成された互のトナー像が乱れるのを容易且
つ低コストで防止し、画像形成を安定して行なってフル
カラーなどのカラー画像を良好に得ることができる画像
形成装置を提供することである。
【0023】本発明の更に他の目的は、感光ドラムの周
囲に配置されている複数個の現像器を着脱することなく
現像剤の混色を防止して、トナーの混色のない良好なカ
ラー画像を得ることができる画像形成装置を提供するこ
とである。
【0024】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば
本発明は、像担持体と対向した現像容器の開口部内に回
転自在に設置された非磁性材料筒体からなる現像剤担持
体内に、同極同士が隣り合った磁極を少なくも1組有す
るマグネットローラを備えた現像装置において、前記マ
グネットローラの前記同極の磁極のうちの現像剤担持体
回転方向上流側の磁極を現像極とすると共に、前記同極
の磁極同士がなす角の二等分線が該現像極よりも前記現
像容器の現像剤担持体回転方向下流側において前記開口
部の内部端面と交わるように、前記マグネットローラに
前記同極の磁極を配置したことを特徴とする現像装置で
ある。
【0025】本発明の他の態様は、像担持体の周囲に複
数の現像器が配置された画像形成装置において、前記複
数の現像器のうちの少なくとも1つの現像器に、該現像
器をその非現像時に前記像担持体から離間する現像器着
脱手段を備え、残りの現像器のうちの少なくとも1つの
現像器に、該現像器の前記像担持体と対向した部分に担
持されている現像剤を除去する現像剤穂切り手段を備え
たことを特徴とする画像形成装置である。
【0026】本発明の更に他の態様は、現像時に現像剤
担持体を回転することにより、その上に担持された現像
剤を像担持体と対向した現像領域へ搬送すると共に、直
流電圧に振動電圧を重畳した現像バイアスが現像剤担持
体に印加される現像器が、前記像担持体の周囲に複数配
置された画像形成装置において、非現像時に、前記現像
器の現像剤担持体を現像時と逆方向に所定時間回転する
ことにより、現像剤担持体上に担持された現像剤を前記
現像領域から搬送して除去すると共に、前記現像剤担持
体の逆方向の回転を停止するまで現像剤担持体に前記振
動電圧を印加することを特徴とする画像形成装置であ
る。
【0027】
【実施例】
実施例1 図1は、本発明の現像装置の一実施例の構成を示す断面
図である。本実施例の現像装置4は、感光ドラム1に対
しその回転方向水平下30°の位置(現像スリーブ5の
位置を基準)に固定配置されている。現像装置4の現像
スリーブ5内マグネットローラ41は、図3等に示した
従来の現像器4Mの現像スリーブ5M内マグネットロー
ラ41のときと同様、5極構成になっている。本実施例
では、そのN1 極を現像極としており、このN1 極とN
2 極とで1対の反撥極を形成させている。又このN1
とN2 極のそれぞれの磁極ピーク位置が為す角の2等分
線X−Y(Xは現像スリーブ5の中心である)を、現像
容器40の左側内部端面と交点Wで交わらせている。
【0028】本実施例では、このように反撥磁極の現像
スリーブ回転方向上流側の磁極N1を現像極とし、この
1 極と反撥極の組を為すN2 極のそれぞれの磁極ピー
ク位置が為す角の2等分線を現像容器40の左側内部端
面と交わらせたので、現像終了後に現像スリーブ5のC
方向の回転に伴い現像容器4内に戻される現像剤を、N
1 極とN2 極との略中心部(2等分線X−Yと現像スリ
ーブとの交点)で落下させて、現像容器40内に良好に
回収することができた。更に穂切り時に現像スリーブ5
をF方向に逆回転させても、N2 極に付着した現像剤
を、同様に上記N1 極とN2 極との略中心部で矢印a方
向に落下して、N1 極へ汲み上げることなく穂切ること
ができた。
【0029】即ち、本実施例によれば、現像スリーブ5
上の現像剤を穂きりをするのに、現像スリーブ5内マグ
ネットローラ41を回転する必要がなく、現像装置の配
置も感光ドラム1の水平下30°でよく、水平下に大き
な角度を取って配置する必要がなく、配置の許容範囲が
広がった。
【0030】以上では、像担持体として感光ドラム1を
用いたが、これに変えてベルト感光体を用いてもよく、
本発明の効果を同様に発揮させることができ、ベルト感
光体だからといって現像器の配置のために、何も無理に
横に長くしたりすることはなくなるので、画像形成装置
自体を小型にできるメリットもある。
【0031】又穂切り時に現像スリーブ5に所定のバイ
アス電圧を印加してもよく、これにより現像器の現像剤
のトナー混色防止効果が一層向上した。
【0032】実施例2 図11は、本発明の画像形成装置の一実施例の概略構成
を示す断面図である。本実施例の画像形成装置は、図1
1に示すように、感光ドラム1の周囲にその回転方向に
第1、第2、第3、第4の現像器としてブラック現像器
4K、イエロー現像器4Y、シアン現像器4C、マゼン
タ現像器4Mが設置され、フルカラー画像を出力できる
ようになっている。
【0033】さて、本実施例の技術的課題を述べれば次
の通りである。即ち、従来は、図14に示す感光ドラム
1の回転方向最上流に位置する第1現像器の例えばブラ
ック現像器4Kに対し、その現像スリーブ5Kの感光ド
ラム1に対向した部分に担持されている現像残りの現像
剤を除去する穂切りを行なうことが、以下のような理由
により困難であったので、本発明はこれを解消すること
にある。
【0034】先ず、図示しない穂きりブレードなる板を
現像スリーブ5Kに当接させて穂切りする所謂接触穂切
りは、現像剤の劣化を著しく早めて好ましくない結果に
なるので、ブレード板による穂切りは採用し難い。
【0035】次に、現像器4Kの現像スリーブ5K内マ
グネットローラを固定した状態で、現像スリーブ5Kを
現像動作時の矢印C方向とは反対方向に回転させて行な
う穂切りでは、マグネットローラの現像剤剥ぎ取り極N
1 が、図14の第3現像器のシアン現像器4Cの現像ス
リーブ5C内マグネットローラのN1 極の位置と同様、
水平よりやや上方位置かそれよりも上方位置に存在して
していないと、現像スリーブ5Kの現像動作時と反対方
向の回転によりN1 極に現像容器40K内現像剤が吸い
上げられて、現像スリーブ5Kの感光ドラム1の対向部
分、即ち図14のS1 極(現像極)の部分に搬送される
だけで、穂切りを行なうことができない。
【0036】従って図14に示したような画像形成装置
においては、第3、第4現像器のシアン現像器4C、マ
ゼンタ現像器4Mに対しては、上記のマグネットローラ
を固定した状態で現像スリーブ5C、5Mを現像動作時
と反対方向(矢印C方向とは逆方向)に回転する方法で
穂切りを行なうことができるが、第1、第2現像器のブ
ラック現像器4K、イエロー現像器4Yに対しては穂切
りを行なうことができない。
【0037】但し、第2のイエロー現像器4Yに対して
は、現像スリーブ5Y内のマグネットローラのN1 極が
第3現像器のシアン現像器4Cの現像スリーブ5C内マ
グネットローラのN1 極と同様な水平よりやや上の位置
になるまで、イエロー現像器4Yの現像スリーブ5Y内
マグネットローラを回転させた上で(即ちマグネットロ
ーラを現像動作時とは異なった位置にした上で)、現像
スリーブ5Yを現像動作時とは反対の方向に回転させれ
ば、穂切りを行なうようにすることができる。
【0038】しかしながら、第1のブラック現像器4K
にあっては、図14に示すように、その現像容器40K
の左側内部先端部Eの鉛直方向高さが低いために、マグ
ネットローラを回転して現像動作時とは異なる位置に変
更してから、現像スリーブ5Kを現像動作時と反対方向
(矢印Cと逆の方向)へ回転するような方法で穂切りを
行なおうとすると、現像スリーブ5Kの現像動作時と反
対方向の回転により、現像剤を現像容器40K外にあふ
れ出させてしまう。従ってこの穂切り方法はブラック現
像器4Kに対して用いることができない。
【0039】以上のように、従来は、第1現像器のブラ
ック現像器4Kでの穂切りを行なうことが非常に困難で
あった。
【0040】上記において、図14の第1現像器のブラ
ック現像器4Kが配置されている位置への当該ブラック
現像器4K又はその他の色の現像器の配置を止めれば問
題はなくなるが、画像形成装置全体の構成、特に感光ド
ラム1の回りに配置される種々の画像形成用の機器、例
えば一次帯電器2、クリーナ9、転写ドラム7等の配置
上、ブラック現像器4Kとほぼ同位置に現像器を配置し
なければならない場合が非常にしばしば発生するので、
この方法による訳には行かない。
【0041】このように感光ドラム1の回りに複数の現
像器が配置された画像形成装置においては、多くの場
合、接触現像方式を採用した全ての現像器に穂切りを適
用することは非常に困難である。
【0042】又現像器の感光ドラムへの着脱について言
えば、現像器を平行移動させる方法は機構が大掛かりに
なり、スペース、コスト面で不利であるので、ある回転
軸を中心とした回転移動により現像器を感光ドラムに対
して着脱させる方法が望ましいが、図11に示したよう
に、4個の現像器4K〜4Mが互に非常に接近して配置
されている場合には、第1、第4のブラック現像器4
K、マゼンタ現像器4M以外の第2、第3のイエロー現
像器4Y、シアン現像器4Cでは、回転移動により着脱
を行なうことは、それらの現像容器40Y、40Cの干
渉により困難である。
【0043】上記の複数個の現像器をなるべく接近させ
て配置することは感光ドラム1の小径化、従って画像形
成装置の低コスト化及び画像形成速度の向上に大きく寄
与するために、欠き難い要件である。
【0044】以上のように、感光ドラムの回りに複数個
の現像器が配置された画像形成装置においては、接触現
像方式を採用した全ての現像器を着脱させることはでき
ないという問題点も同時に存在していた。
【0045】そこで、本実施例では、図11に示した第
1の現像器のブラック現像器4Kに図示しない着脱機構
を備えた。この着脱機構は、ブラック現像器4Kの現像
容器40Kの感光ドラム1と反対側の下側の角部に設け
た回転軸Jを中心として、現像器4Kを矢印I方向に回
動させることにより感光ドラム1に対して着脱するよう
になっている。又第3、第4の現像器のシアン現像器4
C、マゼンタ現像器4Mには、その現像スリーブ5C、
5Mを現像動作とは反対の矢印R方向に回転させること
により、現像スリーブ5C、5M上の現像残りの現像剤
の穂切りを行なう図示しない穂切り機構を備えた。
【0046】更に第2の現像器のイエロー現像器4Yに
は、その現像スリーブ5Y内のマグネットローラを現像
動作時とは異なる穂切り用位置にまで回転させた上で、
現像スリーブ5Yを現像動作時とは反対方向のC方向に
回転させることにより現像スリーブ5Y上の現像剤の穂
切りを行なう図示しない穂切り機構を備えた。
【0047】以上のように、本実施例では、第1、第
2、第3、第4現像器のブラック現像器4K、イエロー
現像器4Y、シアン現像器4C、マゼンタ現像器4Mに
感光ドラム1に対する着脱機構又はその現像スリーブ上
の現像残りの現像剤を穂切る穂切り機構を備えたので、
これら現像器4K〜4Mをその非現像動作時に現像剤の
穂が感光ドラム1に接触しないように制御することがで
き、これにより4個の現像器4K〜4Mを図11に示し
たように互に接近した状態で感光ドラム1に対して配置
しても、トナーの混色及び感光ドラム1上に形成された
互のトナー像が乱されるのを容易且つ低コストに防止し
て、安定してフルカラーの画像形成を行なって出力する
ことができた。
【0048】実施例3 図12は、本発明の画像形成装置の他の実施例の概略構
成を示す断面図である。本画像形成装置は、感光ドラム
1の周囲にその回転方向に第1、第2、第3の二成分現
像器としてイエロー現像器4Y、シアン現像器4C、マ
ゼンタ現像器4Mを備えており、アナログでフルカラー
の画像形成を行なって出力できるようになっている。
【0049】第1現像器のイエロー現像器4Yは、図1
1で示した実施例2の第2現像器のイエロー現像器4Y
のときと同様な基本構成で同様な位置に配置されてお
り、同じ方法で穂切りを行なうことが可能であるが、そ
のためには現像スリーブ5Y内マグネットローラを所定
の位置まで回転して停止させることを要し、それを行な
う複雑な機構が必要になる。
【0050】そこで、本実施例では、第1現像器のイエ
ロー現像器4Yに、実施例2の第1現像器のブラック現
像器4Kのときと同様、現像容器40Yの感光ドラム1
と反対側の下側の角部に設けた回転軸Jを中心として現
像器4Yを矢印I方向に回動させることにより、感光ド
ラム1に対して着脱する図示しない着脱機構を備えた。
【0051】これによれば、イエロー現像器4Yの非現
像動作時に現像器4Yを感光ドラム1から脱着すること
により、穂切りを行なうよりも低コストで現像器4Yで
の現像をしないようにできる。
【0052】第2、第3現像器のシアン現像器4C、マ
ゼンタ現像器4Mは、実施例2の第3、第4現像器のシ
アン現像器4C、マゼンタ現像器4Mと同様な基本構成
で同様な位置に配置されており、同様に、それらの現像
スリーブ5C、5Mを現像動作時のC方向と反対方向に
回転して穂切りする穂切り機構を備えた。
【0053】以上のような構成によっても、現像器4
Y、4C、4Mをその非現像動作時に現像剤の穂が感光
ドラム1に接触しないように制御することができ、これ
により3個の現像器4Y〜4Mを互に接近した状態で感
光ドラム1に対して配置しても、トナーの混色及び感光
ドラム1上に形成された互のトナー像が乱されるのを容
易且つ低コストに防止して、安定してフルカラーの画像
形成を行なって出力することができた。
【0054】実施例4 図13は、本発明の画像形成装置の更に他の実施例の概
略構成を示す断面図である。本画像形成装置は、感光ド
ラム1の周囲にその回転方向に第1、第2の二成分現像
器としてブラック現像器4K、レッド現像器4Rを備え
ており、ブラック及びレッドの2色の画像形成を行なっ
て出力できるようになっている。
【0055】本画像形成装置では、図13に示されるよ
うに、感光ドラム1の下側に転写帯電器8を配置して画
像転写部を形成しており、この画像転写部に転写材を搬
送する搬送経路11を第2現像器のレッド現像器4Rの
下側に位置して設置したので、レッド現像器4Rはその
現像容器40Rが搬送路11に干渉するので、感光ドラ
ム1に対して回転による着脱を行なうことができない。
【0056】そこで第2現像器のレッド現像器4Rに、
その現像スリーブ5R内マグネットローラを穂切り時の
位置まで回転させた上で、現像スリーブ5Rを現像動作
時のC方向と反対方向に回転して穂切りする穂切り機構
を備えた。
【0057】又第1現像器のブラック現像器4Kでは、
前述したように穂切りを行なうことが非常に困難である
ので、現像容器40Kの感光ドラム1と反対側の角部に
設けた回転軸Jを中心として現像器4Yを矢印I方向に
回動させることにより、感光ドラム1に対して着脱する
図示しない着脱機構を備えた。
【0058】以上のような構成によっても、現像器4
K、4Rをその非現像動作時に現像剤の穂が感光ドラム
1に接触しないように制御することができ、これにより
現像器4K、4Rを互に接近した状態で感光ドラム1に
対して配置しても、トナーの混色及び感光ドラム1上に
形成された互のトナー像が乱されるのを容易且つ低コス
トに防止して、安定して2色の画像形成を行なって出力
することができた。
【0059】以上のように、実施例2〜4によれば、画
像形成装置の感光ドラムの周囲に複数個の現像器が配置
されている場合に、それら現像器のトナーの混色及び感
光ドラム上に形成された互のトナー像が乱れるのを容易
且つ低コストで防止して、安定して画像形成を行なって
フルカラーなどのカラー画像を得ることができる効果を
奏する。
【0060】実施例5 図15は、本発明の画像形成装置の更に他の実施例の概
略構成を示す断面図である。図に示す感光ドラム1は公
知のOPC等の電子写真感光層を有しており、その感光
ドラム1の近傍に静電潜像形成手段として、グリッドコ
ロナ帯電器等の一次帯電器2とレンズ等を有する露光手
段3とが設けられている。又感光ドラム1の周囲には潜
像を現像する現像手段として複数の現像器4が設置され
ている。
【0061】画像を形成する際には、感光ドラム1は矢
印A方向に回転して帯電器2により均一に帯電された
後、露光手段3により原稿の光像や画像情報信号に基づ
いて変調されたレーザ光等の画像光が照射されて、感光
ドラム1上に静電潜像が形成される。この潜像は現像手
段によって現像されてトナー像が形成され、得られたト
ナー像は転写ドラム7の内側の転写手段の転写帯電器8
等により転写材12上に転写された後、図示しない定着
手段により画像の定着が行なわれる。そして感光ドラム
1上に残留したトナーがクリーニング器9で除去された
後、ランプ13により感光ドラム1上の残留電荷が除去
される。
【0062】現像手段の現像器4として、感光ドラム1
の回転方向順に、二成分現像器のマゼンタ現像器4M、
シアン現像器4C、イエロー現像器4Y、ブラック現像
器4Kが配置されており、各現像器の現像容器40M、
40C、40Y、40K内には、非磁性現像スリーブ5
M、5C、5Y、5Kが回転自在に配設されている。更
に現像容器40M、40C、40Y、40K内には、そ
の現像スリーブ5M、5C、5Y、5Kの外周面と微小
間隔を開けて、それぞれ規制ブレード44が設けられて
いる。
【0063】前記の現像容器40M、40C、40Y、
40K内には、それぞれ図示しないホッパー部と連通し
ている側に現像剤撹拌搬送手段としての第1搬送スクリ
ュー42と、現像スリーブ5の略直下の位置に第1スク
リュー42と平行に第2搬送スクリュー43とが回転自
在に設けてある。又各現像スリーブ5M、5C、5Y、
5Kの内部には、それぞれ磁界発生手段としてのマグネ
ットローラ41が同心に固定配置されており、このマグ
ネットローラ41は現像スリーブ5M、5C、5Y、5
Kの内径よりも小径で、周方向にN極とS極の磁極が交
互に配設されている。現像容器40M、40C、40
Y、40K内の現像剤は、それぞれの現像スリーブ5
M、5C、5Y、5Kのマグネットローラ41の磁力に
よって現像スリーブ5M、5C、5Y、5Kの外周面上
に吸着保持されて磁気ブラシを形成する。
【0064】カラーの画像形成プロセスについて説明す
ると、感光ドラム1の感光面が一次帯電器2により帯電
され、次にそこにマゼンタ画像データにより変調された
レーザビームが露光手段3により照射されて露光が行な
われ、感光面に電位コントラストが生じてマゼンタ分解
像の静電潜像が形成される。この潜像は、マゼンタ現像
器4Mにより現像スリーブ5Mがb方向に回転して現像
され、マゼンタトナー像として可視化される。現像時、
現像スリーブ5に直流電圧電源16と振動電圧電源17
とによって現像バイアスとして直流電圧を重畳した振動
電圧が印加される。この振動電圧電源17と各現像器3
0M、30Y、30C、30Kとの間には、現像バイア
ス用のスイッチ15a、15b、15c、15dが設け
られており、マゼンタ現像時にはマゼンタ現像器4M用
のスイッチ15aがONし、他の現像器4C〜4K用の
スイッチ15b〜15dはOFFする。又マゼンタ現像
時には他の現像器4C〜4Kの現像スリーブ5C〜5K
はそれぞれ矢印C方向に回転して、感光ドラム1と対向
したそれぞれの現像領域から現像剤が除去される。
【0065】以上のようにして現像されたマゼンタトナ
ー像は転写材12上に転写され、このようなサイクルが
シアン、イエロー、ブラックについても行なわれて、転
写材12上にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの
4色のトナー像を重ね合わせて転写したカラー画像が得
られる。4色のトナー像を転写した転写材12は、図示
しない定着器に搬送されて、そこでトナー像の定着及び
混色を行なってフルカラーの永久像とされた後、画像形
成装置の機外に排出される。
【0066】図16は、現像器4M〜4Kを使用して4
色のカラー画像を形成するときのプロセスのタイミング
チャートである。ここでは、感光ドラム1の電位を−6
00Vとした反転現像法(負帯電トナーによる現像)を
採用し、DCバイアス電圧−470Vを現像時、非現像
時の共に印加している。
【0067】図16に示すように、現像器4M、4C、
4Y、4Kの現像スリーブ5M、5C、5Y、5Kはそ
れぞれの現像時にC方向に回転して、現像剤を現像領域
に搬送する。現像が終了すると、現像スリーブ5M〜5
Kは停止した後、現像時とは逆のF方向に一定時間回転
して、現像領域から現像剤を除去して停止し、これによ
りそれぞれの非現像時に現像領域に現像剤がない状態と
なる。ACバイアスは周波数が2kHz、Vppが2k
Vであり、図16に示すように、現像スリーブ5M、5
C、5Y、5KがF方向に一定時間回転して停止される
まで印加され、停止後にACバイアスはOFFされる。
【0068】次に現像器4M〜4K内における現像剤の
動きについて図17に基づいて説明する。図17は、マ
ゼンタ現像器4Mを例に採ってあるが、他の現像器4C
〜4Kでも基本的に同じである。
【0069】図17に示すように、現像器4Mの現像容
器40M内現像スリーブ5Mの内部には、上述したよう
に、直径がスリーブ5Mの内径よりも小径で、N極とS
極の磁極が交互に配設されているマグネットローラ41
が同心に固定配置されており、現像スリーブ5MがC方
向に回転することにより、現像容器40Mの現像室40
aに収容されている二成分現像剤45が現像スリーブ5
Mの表面上に吸着され、現像スリーブ5Mの回転に伴い
現像剤45を、図15に示す感光ドラム1と対向した現
像領域Gへと搬送する。その搬送途上で規制ブレード4
4が現像剤45の層厚を規制して、現像スリーブ5Mに
よって現像領域に搬送される現像剤45の量を一定量に
調整する。現像時、現像器4M用のスイッチ15aがO
Nして、交流電源17からの振動電圧が直流電源16か
らの既に印加されている直流電圧に重畳して、現像スリ
ーブ5Mに印加される。
【0070】ホッパー18から撹拌室40b内にトナー
tが供給され、撹拌室40b内の第2搬送スクリュー4
3が回転して撹拌室40b内の現像剤45を供給された
トナーtと撹拌、混合しながら搬送し、撹拌室40bと
現像室40aとを仕切る隔壁の下部両端の開口の一方か
らそのトナーtが補給された現像剤45を現像室40a
内に受け渡し、現像室40a内の第1搬送スクリュー4
2が同様に回転して現像剤を更に撹拌しながら現像スリ
ーブ5Mに供給する。
【0071】次に、現像スリーブ5M内のマグネットロ
ーラ41の磁極配置について説明する。図17に示すよ
うに、マグネットローラ41の現像極S1 は、図15の
現像領域Gに位置して感光ドラム1と対向しており、そ
の矢印bで示す現像スリーブ5Mの回転方向の下流には
反撥磁極を為す磁極N3 、N2 が配置されている。この
反撥磁極N3 、N2 の間の角度は60°〜180°とさ
れ、望ましくは90°〜180°とされる。又磁極N3
とN2 は、それらの間の中心点における磁束がほぼゼロ
ガウスとなるように構成される。
【0072】図18は、現像スリーブ5M表面上におけ
るマグネットローラ41の各磁極の磁束密度と磁極S1
からの各磁極の配設角度との関係、即ち磁束パターンを
示したグラフである。図18から理解されるように、図
15に示すような磁極配置によれば、現像領域で現像を
終えた現像剤が現像スリーブ5Mの矢印C方向への回転
に伴って同方向に移動し、反撥磁極N3 、N2 間におい
て現像スリーブ5M表面への磁気的吸引力がゼロなの
で、現像スリーブ5M表面から剥離して第1スクリュー
42上に落下する。一方、現像スリーブ5Mにはトナー
を補給して撹拌、混合した現像剤45が第1スクリュー
42より供給され、マグネットローラ41の磁極N2
2 の磁気吸引力により現像スリーブ5Mの表面上に吸
着される。このように現像を終えた現像剤45が現像ス
リーブ5Mから除去され、現像スリーブ5Mに新たな現
像剤45が吸着、担持される。
【0073】一方、非現像時には、現像スリーブ5Mが
現像時と逆方向のF方向に一定回転される。このとき現
像容器40M内の現像剤45は、反撥極のために磁極N
2 からN3 へ受け渡すことができず、然もN2 極による
磁気吸引力によって現像スリーブ5M表面へ吸着する現
像剤45がないため、現像スリーブ5Mの感光ドラム1
に向けた表面には現像剤45が存在しないことになる。
尚、本実施例においては、現像スリーブ5MをC方向、
F方向に正逆に回転できる駆動モータを専用に用いる。
【0074】現像バイアスについて言えば、現像スリー
ブ5MがF方向に回転して停止した後、スイッチ15a
を切って交流電源17による振動電圧がOFFされ、直
流電源16による直流電圧のみが現像バイアスとして現
像スリーブ5Mに印加される。
【0075】以上により、本実施例では、非現像時に現
像スリーブ5MをF方向に回転して現像領域Gからマゼ
ンタ現像剤を除去して、現像バイアスの振動電圧成分は
現像スリーブ5MがF方向に回転して停止した後OFF
される。これは、振動電圧が印加されないままで現像ス
リーブ5MがF方向に回転されると、現像スリーブ5M
上の現像剤が完全に除去されず、感光ドラム1上の次の
色のシアントナー像が現像器4Mのところを通過すると
きに、そのシアンの潜像の明電位部にシアントナーが付
着されていても電位があるため、現像スリーブ5Mに現
像時の現像バイアスの直流電圧成分がそのまま印加され
ている状態下では、現像スリーブ5M上の残留マゼンタ
現像剤のマゼンタトナーが感光ドラム1上に付着するか
らである。
【0076】そこで、本実施例では、上記したように、
現像スリーブ5MがF方向に回転されている間も振動電
圧を印加して、現像スリーブ5M上の現像剤のトナーの
一部を感光ドラム1上のマゼンタトナー像先端の非画像
部に付着させ、又残りのトナーを現像スリーブ5MのF
方向への回転時に振動させてキャリアと一所に搬送させ
ることにより、現像スリーブ5M上から現像剤を完全に
除去するようにする。
【0077】又現像スリーブ5Mが停止した後は振動電
圧が印加されていると、感光ドラム1上の次のシアント
ナー像が来たときに、そのシアンの潜像の明電位部のシ
アントナーを乱したり、シアントナーを現像スリーブ5
M側に転移させたりすることが起こるので、これを防ぐ
ために振動電圧をOFFすることが必要である。
【0078】以上のように、本実施例によれば、例えば
現像器4Mの非現像時に、その現像スリーブ5Kを現像
時とは逆のF方向に回転して、感光ドラム1と対向した
現像領域Gから現像剤を除去すると共に、その回転が停
止するまで現像バイアスの振動電圧を印加し、G方向の
回転を停止した後振動電圧の印加をOFFするというこ
とを、現像器4K〜4Mのそれぞれの非現像時に行なっ
たので、現像器4K〜4Mの着脱をすることなくその現
像剤の混色を防いで、トナーの混色のない良好な画像が
得られる。
【0079】実施例6 図19は、本発明の画像形成装置の更に他の実施例の概
略構成を示す断面図である。図15を参照して説明した
実施例5では、4色のカラー画像形成装置について示し
たが、本発明はこれに限られるものではなく、図19の
ように、感光ドラム1の周囲に例えばレッド現像器4R
とブラック現像器4Kとを備えた2色のカラー画像形成
装置にも適用できる。レッド現像器4Rの基本構成は、
ブラック現像器4Kと同様で、そのレッド現像剤を収容
した現像容器40R内に現像スリーブ5Rを備え、これ
に小間隙を開けて規制ブレード44が配置される。
【0080】以上のような2色のカラー画像形成装置に
対して本発明を適用して、4色のカラー画像形成装置の
ときと同様にすることにより同様な結果が得られた。
【0081】以上の実施例6〜7では、非現像時に現像
スリーブ5M等に印加する直流電圧は、現像時に印加す
る直流電圧(現像バイアスの直流分)と同じにしたが、
これに限られるものではなく、非現像時の直流電圧を現
像時の直流電圧と変えても良いし、又現像器4M〜4K
等毎に変えてもよい。
【0082】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像スリーブ内のマグネットローラを回転させずに、現
像装置を感光ドラムの回転方向水平下に配置することに
より、現像スリーブの現像時とは逆方向の回転で現像ス
リーブ上の現像剤を穂切ることができ、その現像装置の
配置の許容範囲も広げることができる。
【0083】本発明の他の態様によれば、感光ドラムの
周囲に配置されている複数個の現像器の現像剤の混色及
び感光ドラム上に形成された互のトナー像が乱れるのを
容易且つ低コストで防止し、画像形成を安定して行なっ
てフルカラーなどのカラー画像を良好に得ることができ
る。
【0084】本発明の更に他の態様によれば、感光ドラ
ムの周囲に配置されている複数個の現像器を着脱するこ
となく現像剤の混色を防止して、トナーの混色のない良
好なカラー画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の現像装置の一実施例の構成を断面図で
ある。
【図2】従来の現像器を備えた画像形成装置の一例を示
す概略構成図である。
【図3】従来の現像器の現像時の動作を示す断面図であ
る。
【図4】図3の現像器の現像剤穂切り時の動作を示す断
面図である。
【図5】従来の反撥極の一方又は反撥極間を現像極とし
た現像器を示す断面図である。
【図6】感光ドラムの回転方向水平下30°の位置に固
定配置した従来の現像器を示す断面図である。
【図7】感光ドラムの回転方向水平下45°の位置に固
定配置した従来の現像器を示す断面図である。
【図8】感光ドラムに対し水平位置に固定配置した従来
の現像器を示す断面図である。
【図9】図8の現像器のマグネットローラを現像時の現
像スリーブ回転方向と逆方向に回転したことを示す断面
図である。
【図10】図9の現像器を感光ドラムの回転方向水平下
15°の位置に固定配置したところを示す断面図であ
る。
【図11】本発明の画像形成装置の一実施例の概略構成
を示す断面図である。
【図12】本発明の画像形成装置の他の実施例の概略構
成を示す断面図である。
【図13】本発明の画像形成装置の更に他の実施例の概
略構成を示す断面図である。
【図14】従来の画像形成装置の他の例の概略構成を示
す断面図である。
【図15】本発明の画像形成装置の更に他の実施例の概
略構成を示す断面図である。
【図16】図15の画像形成装置における4色のカラー
画像形成プロセスを示すタイミングチャートである。
【図17】図15の画像形成装置に設けられた現像器内
現像剤の動きを説明する断面図である。
【図18】図17の現像器のマグネットローラの各磁極
による現像スリーブ表面における磁束パターンを示す説
明図である。
【図19】本発明の画像形成装置の更に他の実施例の概
略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム 4 現像装置 4C、4K、4M、4Y 現像器 5、5C、5K、5M、5Y 現像ローラ 40 現像容器 40C、40K、40M、40Y 現像容器 41 マグネットローラ 42、43 スクリュー 44 規制ブレード
フロントページの続き (72)発明者 保坂 昭仁 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体と対向した現像容器の開口部内
    に回転自在に設置された非磁性材料筒体からなる現像剤
    担持体内に、同極同士が隣り合った磁極を少なくも1組
    有するマグネットローラを備えた現像装置において、前
    記マグネットローラの前記同極の磁極のうちの現像剤担
    持体回転方向上流側の磁極を現像極とすると共に、前記
    同極の磁極同士がなす角の二等分線が該現像極よりも前
    記現像容器の現像剤担持体回転方向下流側において前記
    開口部の内部端面と交わるように、前記マグネットロー
    ラに前記同極の磁極を配置したことを特徴とする現像装
    置。
  2. 【請求項2】 像担持体の周囲に複数の現像器が配置さ
    れた画像形成装置において、前記複数の現像器のうちの
    少なくとも1つの現像器に、該現像器をその非現像時に
    前記像担持体から離間する現像器着脱手段を備え、残り
    の現像器のうちの少なくとも1つの現像器に、該現像器
    の前記像担持体と対向した部分に担持されている現像剤
    を除去する現像剤穂切り手段を備えたことを特徴とする
    画像形成装置。
  3. 【請求項3】 現像時に現像剤担持体を回転することに
    より、その上に担持された現像剤を像担持体と対向した
    現像領域へ搬送すると共に、直流電圧に振動電圧を重畳
    した現像バイアスが現像剤担持体に印加される現像器
    が、前記像担持体の周囲に複数配置された画像形成装置
    において、非現像時に、前記現像器の現像剤担持体を現
    像時と逆方向に所定時間回転することにより、現像剤担
    持体上に担持された現像剤を前記現像領域から搬送して
    除去すると共に、前記現像剤担持体の逆方向の回転を停
    止するまで現像剤担持体に前記振動電圧を印加すること
    を特徴とする画像形成装置。
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