JPH0836311A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH0836311A
JPH0836311A JP6192122A JP19212294A JPH0836311A JP H0836311 A JPH0836311 A JP H0836311A JP 6192122 A JP6192122 A JP 6192122A JP 19212294 A JP19212294 A JP 19212294A JP H0836311 A JPH0836311 A JP H0836311A
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JP
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magnetic pole
magnetic
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developing sleeve
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JP6192122A
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Inventor
Takao Nishikawa
卓男 西川
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】極上の穂が像担持体に接触しないよう磁極開き
角を大きくとることができて搬送性が向上する画像形成
装置を提供する。 【構成】像担持体1と現像スリーブ8とが最近接間隙を
形成する現像領域40で、非接触状態にある穂高さを有
する現像剤層により像担持体1の潜像を異なる色の現像
剤を磁極の極間で現像し、重ね合わせて多色画像を得る
画像形成装置において、現像スリーブ8の像担持体1と
の最近接点Pを中心に挟む磁極の中心点A,Bと、現像
スリーブ8の中心点Oにおいて、∠AOBを磁極開き角
θとし、さらに線OAの延長上の点A’とし、磁極31
aのN極とS極を結ぶ線L1,L2とし、この結ぶ線
1,L2の両方若しくは片方の着磁方向を変化させ、こ
の結ぶ線L1は最近接点Pと近い方とし、∠A’AL1
着磁方向αとして、着磁方向αは0°<α≦90°であ
り、磁極開き角θは40°≦θ≦90°であり、磁極上
での磁速密度は500ガウス以上である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、像担持体、特に電子
写真式画像形成装置に供される像担持体上の潜像の現像
に適用され、重ね合わせて多色画像を得る画像形成装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、トナーと磁性キャリアとを混合
した2成分現像剤は、磁性キャリアを用いない磁性トナ
ーから成る1成分現像剤に比較して、トナーの摩擦帯電
制御が容易で、トナーの凝集が起りにくく、現像電界に
よるトナーの移行制御が効果的に行われ、特にカラート
ナーの場合には色の鮮明性が得られることから、磁性キ
ャリアに対するトナーの量の管理を必要とするにも拘ら
ず、多く用いられている。
【0003】このような2成分現像剤を用いる画像形成
装置としては、例えば特公昭64−7667号公報に開
示されるように、像担持体の表面に対向する現像スリー
ブを回転し、この現像スリーブの内部に磁極を固定して
設け、現像スリーブ上にその回転にしたがって移動する
層厚の規制された現像剤層を形成し、像形成体と現像ス
リーブとが最近接間隙を形成する現像領域で、非接触状
態にある穂高さを有する現像剤層により像担持体の潜像
を異なる色の現像剤を磁極の極間で現像し、重ね合わせ
て多色画像を得るものがある。
【0004】このように、像担持体の潜像を異なる色の
現像剤を磁極の極間で現像し、重ね合わせて多色画像を
得る現像装置として、例えばキャリア付着防止の点から
磁極の極間開き角及び極上の磁束密度を規定していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、像担持体の
潜像を磁極の極間で現像し、これを異なる色の現像剤ご
とに複数回繰り返し像担持体上にトナーを重ね合わせ多
色画像を得る現像方式では、磁極上の現像剤が像担持体
に接触しないよう極間開き角が規定されている。
【0006】ところが、極間開き角が開きすぎると、現
像剤が搬送しなくなり、一方、極間開き角が狭いと極上
の穂が像担持体に接触し、画質劣化が生じる。
【0007】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、着磁方向を磁極開き角の内側に向けることによ
り、極上の穂が像担持体に接触しないよう磁極開き角を
大きくとることができて搬送性が向上する画像形成装置
を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、像担持体の表面に対向する
現像スリーブを回転し、この現像スリーブの内部に磁極
を固定して設け、前記現像スリーブ上にその回転にした
がって移動する層厚の規制された現像剤層を形成し、前
記像担持体と前記現像スリーブとが最近接間隙を形成す
る現像領域で、非接触状態にある穂高さを有する前記現
像剤層により前記像担持体の潜像を異なる色の現像剤を
前記磁極の極間で現像し、重ね合わせて多色画像を得る
画像形成装置において、前記現像スリーブの前記像担持
体との最近接点Pを中心に挟む磁極の中心点A,Bと、
前記現像スリーブの中心点Oにおいて、∠AOBを磁極
開き角θとし、さらに線OAの延長上の点A’とし、前
記磁極のN極とS極を結ぶ線L1,L2とし、この結ぶ線
1,L2の両方若しくは片方の着磁方向を変化させ、こ
の結ぶ線L1は前記最近接点Pと近い方とし、∠A’A
1を着磁方向αとして、着磁方向αは0°<α≦90
°であり、前記磁極開き角θは40°≦θ≦90°であ
り、前記磁極上での磁速密度は500ガウス以上である
ことを特徴としている。
【0009】
【作用】請求項1記載の発明では、着磁方向αを0°≦
α≦90°に設定し、磁極開き角θを40°≦θ≦90
°とし、磁極上での磁速密度は500ガウス以上とする
ことで、着磁方向αを磁極開き角の内側に向けることに
より、極上の穂が像担持体に接触しないように磁極開き
角を大きくとることができる。これにより、現像剤の搬
送性が向上し、極間現像で極上現像剤接触が防止でき、
その結果良好な画質を得ることができる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の画像形成装置の実施例を図
面に基づいて説明する。図1はカラー画像形成装置の断
面構成図である。
【0011】カラー画像形成装置には像担持体1が備え
られ、この像担持体1はOPC感光体をドラム上に塗布
した感光体ドラムで構成され、この像担持体1は矢印方
向に駆動回転される。像担持体1には帯電器2が対向し
て配置され、スコロトロン帯電器2により像担持体1の
周面に対しVHの一様な帯電を、VGに電位保持されたグ
リッドとコロナ放電ワイヤによるコロナ放電によって与
えられる。このスコロトロン帯電器2による帯電に先だ
って、前プリントまでの感光体の履歴をなくすために発
光ダイオード等を用いたPCL3による露光を行って感
光体周面の除電をしておく。感光体への一様帯電ののち
像露光手段4により画像信号に基づいた像露光が行われ
る。像露光手段4は図示しないレーザダイオードを発光
光源とし回転するポリゴンミラー5、fθレンズ等を経
て反射ミラー6により光路を曲げられ走査がなされるも
ので、像担持体1の回転(副走査)によって潜像が形成
される。
【0012】像担持体1の周縁には、イエロー(Y)、
マゼンタ(M)、シアン(C)、黒色(K)等の非磁性
絶縁性トナーと磁性キャリアとからなる現像剤をそれぞ
れ内蔵した現像装置7が設けられていて、先ず1色目の
現像がマグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現
像スリーブ8によって行われる。現像剤はフェライトを
コアとしてそのまわりに絶縁性樹脂をコーティングした
磁性キャリアと、ポリエステルを主材料として色に応じ
た顔料と荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えた非
磁性絶縁性トナーとからなるもので、現像剤は現像スリ
ーブ8上に100〜600μmの層厚(現像剤)に規制
されて現像域へと搬送される。現像域における現像スリ
ーブ8と像担持体1との間隙は層厚(現像剤)よりも大
きい0.2〜1.0mmとして、この間にVACのACバ
アイスとVDCのDCバイアスが重畳して印加される。V
DCとVH、非磁性絶縁性トナーの帯電は同極性であるた
め、VACによって磁性キャリアから離脱するきっかけを
与えられた非磁性絶縁性トナーはVDCより電位の高いV
Hの部分には付着せず、VDCより電位の低いVL部分に付
着し顕像化(反転現像)が行われる。1色目の顕像化が
終った後2色目の画像形成行程にはいり、再びスコロト
ロン帯電器2による一様帯電が行われ、2色目の画像デ
ータによる潜像が像露光手段4によって形成される。こ
のとき1色目の画像形成行程で行われたPCL3による
除電は、1色目の画像部に付着した非磁性絶縁性トナー
がまわりの電位の急激な低下により飛び散るため行わな
い。
【0013】再び像担持体1の周面の全面に亘ってVH
の電位となった感光体のうち、1色目の画像のない部分
に対しては1色目と同様の潜像がつくられ現像が行われ
るが、1色目の画像がある部分に対し再び現像を行う部
分では、1色目の付着した非磁性絶縁性トナーにより遮
光と非磁性絶縁性トナー自身のもつ電荷によってVM´
の潜像が形成され、VDCとVM´の電位差に応じた現像
が行われる。この1色目と2色目の画像の重なりの部分
では1色目の現像をVLの潜像をつくって行うと、1色
目と2色目とのバランスが崩れるため、1色目の露光量
を減らしてVH>VM>VLとなる中間電位とすることも
ある。3色目、4色目についても2色目と同様の画像形
成行程が行われ、像担持体1の周面上には4色の顕像が
形成される。
【0014】一方給紙カセット9より半月ローラ10を
介して搬出された記録紙Fは一旦停止し、転写のタイミ
ングの整った時点で給紙ローラ11の回転作動により転
写域へと給紙される。転写域においては、転写のタイミ
ングに同期して像担持体1の周面に転写ローラ12が圧
接され、給紙された記録紙Fを挟着して多色像が一括し
て転写される次いで、記録紙Fはほぼ同時に圧接状態と
された分割ブラシ13によって除電され像担持体1の周
面により分離して定着装置14に搬送され、定着ローラ
15と定着ローラ16の加熱、加圧によって非磁性絶縁
性トナーを溶着したのち排紙ローラ17を介して装置外
部に排出される。
【0015】なお、転写ローラ12および分離ブラシ1
3は記録紙Fの通過後、像担持体1の周面より退避離間
して次なるトナー像の形成に備える。一方記録紙Fを分
離した像担持体1は、クリーニング装置18のブレード
19の圧接により残留トナーを除去、清掃し、再びPC
L3による除電と、帯電器2による帯電を受けて次なる
画像形成のプロセスに入る。なお、ブレード19は感光
体面のクリーニング後、直ちに移動して像担持体1の周
面より退避する。
【0016】次に、この発明の現像装置の構成を図2に
基づいて説明する。図2は現像装置の断面図である。現
像装置7は像担持体1に対向して配設され、この像担持
体1はドラムあるいはベルト表面に例えばOPC感光体
等の光導電層を塗布あるいは蒸着したものである。現像
装置7のケーシング30内には現像スリーブ8が設けら
れ、現像スリーブ8は矢印方向に回転する円筒状であ
り、その内部に固定した磁界発生手段31を有してお
り、この磁界発生手段31は磁石で構成される。
【0017】トナーボックスより供給された非磁性絶縁
性トナーは、現像装置7のケーシング30の右端部に落
下され、相反する方向に回転する一対の撹拌スクリュ3
2によって磁性キャリアと撹拌混合され、所定の帯電量
(Q/M)に設定される一方トナー濃度はL検方式によ
り検知され、この出力周波数にもとづいて非磁性絶縁性
トナーの供給量を制御して、例えば5ないし7%程度の
トナー濃度値に設定制御される。撹拌された二成分現像
剤は供給ローラ33を介して現像スリーブ8に搬送され
る。現像剤層厚規制部材34は現像スリーブ8に僅かの
間隙をもって対向し、現像剤層厚規制部材34は搬送す
る現像剤量を規制し、これによって現像剤層が一定かつ
適切な層厚に制御されて像担持体1の現像領域40に搬
送され、次に記す現像条件によって静電潜像の反転現像
を行う。供給ローラ33の下方位置には戻しローラ35
が配置され、この戻しローラ35で供給された余りの現
像剤を撹拌スクリュ32側に戻す。
【0018】非磁性絶縁性トナーは例えば下記の組成か
ら成るもので、 スチレンーメタクリル酸ブチル(75:25)共重合体樹脂 100重量部 着色剤 10重量部 バリファースト(オリエント化学社製) 0.2重量部 軟化点120℃のポリプロピレン 2重量部 上記組成物を溶融、練肉、冷却、粉砕、紛糾し重量平均
粒径8μm径の非磁性絶縁性トナーとしたもので、5〜
15μm径の間が好ましく用いられる。
【0019】非磁性絶縁性トナーに用いられる樹脂とし
ては、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、
ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられ、それにカ
ーボン等の着色剤や必要に応じて定着性向上剤、帯電制
御剤等を加えて、従来公知のトナー粒子製造方法と同様
の方法によって作ることができる。さらに、トナー粒子
がスプレードライ法、あるいは粒子化後の球形化処理に
よって球形化されたものであると、現像剤の流動性が向
上して凝集しにくくなり、磁性キャリアとの均一混合
性、搬送性および帯電性も向上する。
【0020】トナー用の着色剤としては、一般に染料及
び顔料が用いられるが、耐候堅牢度が高い顔料が広く用
いられる。顔料としては、カーボンブラック(黒色)、
ベンジジンイエロー(黄)、ローダミンB(マゼン
タ)、銅フタロシアニン(シアン)等が用いられる。こ
れら有機及び無機顔料は所望に応じて単独又は複数を選
択併用して、求める色調に調えられる。又顔料の添加量
は樹脂に対し約3から15部が好ましく選択される。
【0021】磁性キャリアは、重量平均粒径40μmの
球形フェライト粒子にスチレン樹脂の0.5μm厚の被
覆層を設けて形成した。磁性キャリアの平均粒径が大き
いと、現像スリーブ8上に形成される現像剤層の状態が
荒くなり、振動電界で振動を与えてもトナー像にムラが
現れ易く、現像剤層におけるトナー濃度が低くなるの
で、高濃度の現像が困難になる。又磁性キャリアの平均
粒径が小さい場合、キャリア粒子が細か過ぎると、トナ
ー粒子と共に感光体面ヘの付着、飛散を起し易くなる。
これらの現象は、現像条件としてのキャリア粒子に作用
させる磁界の強さ、それに応ずるキャリア粒子の磁化の
強さに関係し、重量平均粒径が15〜120μm、磁界
500エルステット下での磁化率が20〜50emu/
gの磁性キャリアが好ましく用いられる。
【0022】現像剤は、上記の磁性キャリアに対して非
磁性絶縁性トナーが5wt%となるよう混合すると共
に、疎水性シリカを0.5wt%となるよう加えて現像
剤としたものが多く用いられる。
【0023】ケーシング30内の2成分現像剤は撹拌ス
クリュ32によって撹拌され、帯電して非磁性絶縁性ト
ナーは磁性キャリアの周囲に静電的に付着する。かかる
状態の現像剤は回転する供給ローラ33によって移動
し、磁界発生手段31の磁石の磁力によって現像スリー
ブ8に付着する。現像スリーブ8に付着した現像剤は、
現像剤層厚規制部材34によって層厚規制がなされたの
ち像担持体1と現像スリーブ8との最近接位置である現
像領域40において非接触現像を行う。
【0024】現像スリーブ8は導電性の金属管で、アル
ミ材やステンレス材が用いられ、外径10〜50mmφ
のローラである。現像スリーブ8の表面は現像剤の安定
して均ーな搬送がなされるよう平均粗さは2〜15μm
の間にあることが好ましい。平滑であると搬送は十分に
行われなくなり、粗すぎると現像ムラが生じることとな
る。上記の表面粗さにするにはサンドブラスト処理が好
ましく用いられ、アルミ材の場合はアルマイト加工が施
されていることが望ましい。現像スリーブ8は10〜5
0cm/secの周速度で回転し現像領域に新しい現像
剤を供給する。この供給量は像担持体1の移動速度に関
係し、不足すると現像不足(アンダ)の現像しか行われ
ない。また、現像スリーブ8の回転数が高いとトナーが
飛散しやすい条件となる。
【0025】図3はこの発明の画像形成装置を説明する
図である。この画像形成装置は、像担持体1の表面に対
向する現像スリーブ8を矢印方向に回転し、この現像ス
リーブ8の内部に複数の磁極31aを固定して設け、現
像スリーブ8上にその回転にしたがって移動する層厚の
規制された現像剤層HDを形成し、像担持体1と現像ス
リーブ8とが最近接間隙を形成する現像領域40で、非
接触状態にある穂高さを有する現像剤層HDにより像担
持体1の潜像を異なる色の現像剤を磁極の極間で現像
し、重ね合わせて多色画像を得るものである。
【0026】現像スリーブ8の像担持体1との最近接点
Pを中心に挟む磁極31a,31aの中心点A,Bと、
現像スリーブ8の中心点Oにおいて、∠AOBを磁極開
き角θとし、さらに線OAの延長上の点A’とし、磁極
31aのN極とS極を結ぶ線L1,L2とし、この結ぶ線
1,L2の両方若しくは片方の着磁方向を変化させ、こ
の結ぶ線L1は最近接点Pと近い方とし、∠A’AL1
着磁方向αとして、着磁方向αは0°<α≦90°であ
り、磁極開き角θは40°≦θ≦90°であり、さら
に、磁極上での磁速密度は500ガウス以上である。
【0027】このように、磁極開き角θを、40°≦θ
≦90°に設定し、極上の穂が像担持体1に接触しない
よう磁極開き角θを大きくとり、且つ磁極31aのN極
とS極を結ぶ線L1,L2とし、この結ぶ線L1は最近接
点Pと近い方とし、∠A’AL1を着磁方向αとして、
着磁方向αは0°<α≦90°に設定することで、着磁
方向を磁極開き角の内側に向けることにより、磁極開き
角θを大きくとることができ、これにより現像剤の円滑
な搬送ができ、しかも極間現像で極上現像剤接触が防止
でき、その結果良好な画質を得ることができる。
【0028】着磁方向αが0°以下であり、また90°
以上であると、着磁方向を磁極開き角の外側に向けるこ
とになり、磁極開き角θを大きくとることができず、こ
れにより現像剤の円滑な搬送ができ、現像剤穂の接触ま
たは接近しすぎることによる接触、混色、はぎとりが発
生する。
【0029】また、磁極開き角θが40°≦θ≦90°
の範囲であると、混色、はぎとりを抑えて画像劣化が防
止でき、現像剤の円滑な搬送ができる。磁極開き角θが
40度以下では現像剤穂の接触または接近しすぎること
による接触、混色、はぎとりが発生し、磁極開き角θが
90度以上では現像剤の滑らかな搬送が困難になる。
【0030】また、磁極31aの現像スリーブ8の表面
上での磁束密度は何れも500ガウス以上であることが
好ましい。このように、磁極31aの極上の磁束密度
が、500ガウス以上であることにより、キャリア付着
が少なく現像剤による現像が良好である。
【0031】この像担持体1の径は、小型化、現像性能
の点で、φ90mm〜φ180mm、好ましくはφ10
0mm〜φ150mm、さらに好ましくはφ120mm
である。また、現像スリーブ8の径は、同様に小型化、
あるいは現像剤の搬送性から、φ10mm〜φ50m
m、好ましくはφ10mm〜φ30mm、さらに好まし
くはφ20mmである。
【0032】磁極開き角θは、前記したように40°〜
90°の範囲に設定されるが、搬送性及び画質劣化防止
の点から好ましくは50°〜80°の範囲、さらに好ま
しくは55°〜75°の範囲である。
【0033】また、現像剤としては、1成分の場合、ト
ナー径5〜15μmが好ましく、2成分の場合には、ト
ナー径5〜15μm、キャリア径15〜100μmのも
のが好ましく用いられる。
【0034】また、現像バイアスは直流に交流を重畳し
ており、周波数5〜20KHz、ピーク間電圧Vpp
0.5〜3.5KVとしており、像担持体と現像スリー
ブ間距離Dsdにより可変であり、例えばDsdが0.
5mmのとき周波数8KHz、ピーク間電圧Vppは
1.8KVに設定される。
【0035】次に、さらに具体的な実施例1を像担持体
と現像スリーブとの構成について説明する。
【0036】この実施例1では、図1に示すカラー画像
形成装置を用いて画出しを行った。像担持体1の径はφ
180mmで、像担持体半径Rpcは90mmである。
現像スリーブ8の径は、φ10mmで、現像スリーブ半
径Rslは5mmである。像担持体と現像スリーブ間距
離Dsdは0.5mmである。
【0037】現像剤は、非磁性絶縁性トナーの量平均粒
径8.5μm径であり、磁性キャリアの重量平均粒径が
50μmであり、磁性キャリアの磁界100エルステッ
ト下での磁化率が20emu/gが用いられる。
【0038】また、現像バイアスは、直流−750V
に、周波数f8kHz、VAC1.8kVPPの交流を
重ねる。像担持体電位は−850V、露光部は−50V
である。
【0039】現像剤層厚規制部材34により、現像領域
40における現像剤の搬送量dwsは22 mg/cm2
に規制され、非接触状態に制御される。
【0040】上記の条件において、表1に示すように、
磁極開き角θ、着磁方向α及び磁束密度ガウスを変化さ
せて、現像剤の搬送性、像担持体1への接触の有無及び
画質についていずれも目視によって評価した。その結果
を比較例と比較して、表1に示す。
【0041】
【表1】 表1から明らかなように、着磁方向αは0°<α≦90
°の範囲、磁極開き角θは40°≦θ≦90°の範囲、
さらに、磁極上での磁速密度は500ガウス以上である
と、現像剤の円滑な搬送ができ、極間現像で極上現像剤
接触が防止でき、良好な画質を得ることができた。
【0042】
【発明の効果】前記したように、請求項1記載の発明
は、着磁方向αを0°<α≦90°に設定し、磁極開き
角θを40°≦θ≦90°とし、磁極上での磁速密度は
500ガウス以上とすることで、着磁方向αを磁極開き
角の内側に向けることにより、極上の穂が像担持体に接
触しないように磁極開き角を大きくとることができ、こ
れにより現像剤の搬送性が改善され、極間現像で極上現
像剤接触が防止でき、その結果良好な画質を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カラー画像形成装置の断面構成図である。
【図2】現像装置の断面図である。
【図3】この発明の画像形成装置を説明する図である。
【符号の説明】
1 像担持体 8 現像スリーブ 40 現像領域 α 着磁方向 θ 磁極開き角 p 最近接点 A,B 最近接点Pを中心に挟む磁極の中心点 O 現像スリーブ8の中心点

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】像担持体の表面に対向する現像スリーブを
    回転し、この現像スリーブの内部に磁極を固定して設
    け、前記現像スリーブ上にその回転にしたがって移動す
    る層厚の規制された現像剤層を形成し、前記像担持体と
    前記現像スリーブとが最近接間隙を形成する現像領域
    で、非接触状態にある穂高さを有する前記現像剤層によ
    り前記像担持体の潜像を異なる色の現像剤を前記磁極の
    極間で現像し、重ね合わせて多色画像を得る画像形成装
    置において、前記現像スリーブの前記像担持体との最近
    接点Pを中心に挟む磁極の中心点A,Bと、前記現像ス
    リーブの中心点Oにおいて、∠AOBを磁極開き角θと
    し、さらに線OAの延長上の点A’とし、前記磁極のN
    極とS極を結ぶ線L1,L2とし、この結ぶ線L1,L2
    両方若しくは片方の着磁方向を変化させ、この結ぶ線L
    1は前記最近接点Pと近い方とし、∠A’AL1を着磁方
    向αとして、着磁方向αは0°<α≦90°であり、前
    記磁極開き角θは40°≦θ≦90°であり、前記磁極
    上での磁速密度は500ガウス以上であることを特徴と
    する画像形成装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100708220B1 (ko) * 1999-02-17 2007-04-17 소니 가부시끼 가이샤 배터리 팩, 배터리 장착 장치, 전력 공급 장치 및, 전자기기

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100708220B1 (ko) * 1999-02-17 2007-04-17 소니 가부시끼 가이샤 배터리 팩, 배터리 장착 장치, 전력 공급 장치 및, 전자기기

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