JPH0862955A - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JPH0862955A
JPH0862955A JP21323794A JP21323794A JPH0862955A JP H0862955 A JPH0862955 A JP H0862955A JP 21323794 A JP21323794 A JP 21323794A JP 21323794 A JP21323794 A JP 21323794A JP H0862955 A JPH0862955 A JP H0862955A
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JP
Japan
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latent image
power supply
electrostatic latent
developer
vmax
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JP21323794A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiro Matsumoto
充博 松本
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 背景部にかぶりを生じることがなく、十分
なソリッド濃度を確保するとともに、優れたライン再現
性を有する現像装置を提供する。 【構成】 現像装置内の、静電潜像保持体1と近接対
向して配設される現像剤担持体に印加される現像バイア
スを、直流電圧成分のみとすると同時に、該直流電圧成
分を制御装置により、次の条件下で間欠的に印加して現
像を行う。 (a/f)・(|Vmax|−|Vh|)/d<5 1<(a/f)・(|Vmax|−|Vl|)/d 2000<(|Vmax|−|Vl|)/d ただし、Vmax:電源から出力される直流電圧値
(V) Vh:非画像部の電位(V) Vl:画像部の電位(V) a:一周期における電圧印加時間の割合 f:周波数(Hz)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ等の
電子写真式の画像形成装置に用いられ、トナーの付着に
より静電潜像保持体上の潜像を可視化する現像装置に係
り、特に、常に安定した可視像が得られるとともに、バ
イアス電源として安価な電源装置を利用することができ
る現像装置に関する。
【0002】従来より静電潜像保持体上の潜像を現像す
る方法として、現像剤担持体にバイアス電圧を印加し、
現像剤担持体と静電潜像保持体との間に形成された電界
によってトナーを転移させる方法が知られている。この
ような現像方法を行なう現像装置として、例えば特開昭
54−51848号公報に開示されるようないわゆるジ
ャンピング現像を行なうものがある。この現像装置は、
現像剤担持体と静電潜像保持体とが間隙をおいて対向す
るように配置され、現像剤担持体には直流電圧に交流電
圧を重畳したバイアス電圧がを印加され、形成される振
動電界内でトナーを飛翔させるものである。
【0003】このような現像装置で用いられるバイアス
電圧は、例えば図6に示すされるように、静電潜像保持
体上の非画像部電位Vhと画像部電位Vlとの間にある
直流成分Vdcに、正弦波のピークツーピーク電圧Vp
pが数kVの交流成分を重畳したものが多く用いられ
る。しかし、このような交流重畳直流電圧を発生させる
ためには、交流のピークツーピーク電圧Vppが数kV
であるために、交流発生用高圧トランスの使用が避けら
れず、電源装置の大型化、製作費の増大という問題が生
じる。
【0004】このような問題を回避するために、バイア
ス電圧として、図7に示されるように直流成分のみを用
いることも考えられ、この場合には、現像能力は直流バ
イアス電圧Vdcと画像部電位Vlとの差である現像コ
ントラストVcに依存し、現像コントラストの大きさに
比例して増大する。しかし、直流バイアス電圧Vdc
を、非画像部電位Vhより大きくすると背景部(非画像
部)のかぶりが増大することになり、非画像部の電位よ
り大きくすることはできない。このため、現像コントラ
ストが充分ではなく、ソリッド濃度が不足する。また、
現像領域におけるトナーの飛翔方向が、現像剤担持体か
ら静電潜像保持体への一方向となり、磁性一成分現像剤
を用いた場合には現像剤がチェーンの状態で潜像に付着
し、ライン周辺においてブラー、尾引き等の欠陥を発生
する。
【0005】このような事情から、特開昭61−239
253号公報、特開平4−276777号公報等に、バ
イアス電圧として、直流電圧を間欠的に印加する現像方
法が開示されている。この現像方法では、静電潜像保持
体の帯電極性と同極性の直流電圧であって非画像部の電
位より絶対値の大きい電圧を現像剤担持体に間欠的に印
加する。これにより、背景部のかぶりを防止すると共に
十分なソリッド濃度を得ようとするものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
直流電圧を間欠的に印加する現像方法においても、次の
ような問題点がある。印加する直流電圧の最大値が大き
すぎたり、バイアスのON時間とOFF時間との和に対
するON時間の割合が大きすぎると、背景部にかぶりを
生じる。また、これらの値が小さすぎると、ソリッド濃
度が不足するという問題がある。また、現像剤担持体と
静電潜像保持体との間隙に形成される電界の強さが不足
するとブラーが生じやすいという問題がある。本発明は
上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、背景部のかぶりを生じることなく、ソリッドに
おける充分な濃度を確保し、なおかつ、優れたライン再
現性を得ることができる現像装置を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項1に記載の現像装置は、周面に帯電電位の差
による潜像が形成される静電潜像保持体と近接対向して
配設され、現像剤層を担持して、前記静電潜像保持体と
の対向位置に搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持
体に現像バイアス電圧を印加する電源装置とを有する現
像装置において、 前記電源装置は、直流電源と、この
直流電源からの電圧を間欠的に印加するようにON/O
FFするスイッチング手段とを有し、 前記静電潜像保
持体と前記現像剤担持体との最小間隙d(mm)と、前
記直流電源から出力される電圧値Vmax(V)と、前
記静電潜像保持体上の非画像部の電位Vh(V)と、前
記スイッチング手段のスイッチング周波数f(Hz)
と、前記スイッチング手段のON時間とOFF時間との
和に対するON時間の比aとが、 (a/f)・(|Vmax|−|Vh|)/d<5 となるように設定されているものとする。
【0008】また請求項2に記載の現像装置は、周面に
帯電電位の差による潜像が形成される静電潜像保持体と
近接対向して配設され、現像剤層を担持して、前記静電
潜像保持体との対向位置に搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する電源装
置とを有する現像装置において、 前記電源装置は、直
流電源と、この直流電源からの電圧を間欠的に印加する
ようにON/OFFするスイッチング手段とを有し、
前記静電潜像保持体と前記現像剤担持体との最小間隙d
(mm)と、前記直流電源から出力される電圧値Vma
x(V)と、前記静電潜像保持体上の画像部の電位Vl
(V)と、前記スイッチング手段のスイッチング周波数
f(Hz)と、前記スイッチング手段のON時間とOF
F時間との和に対するON時間の比aとが、 1<(a/f)・(|Vmax|−|Vl|)/d となるように設定されているものとする。
【0009】また請求項3に記載の現像装置は、周面に
帯電電位の差による潜像が形成される静電潜像保持体と
近接対向して配設され、現像剤層を担持して、前記静電
潜像保持体との対向位置に搬送する現像剤担持体と、前
記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する電源装置
とを有する現像装置において、前記電源装置は、直流電
源と、この直流電源からの電圧を間欠的に印加するよう
にON/OFFするスイッチング手段とを有し、前記静
電潜像保持体と前記現像剤担持体との最小間隙d(m
m)と、前記直流電源から出力される電圧値Vmax
(V)と、前記静電潜像保持体上の画像部の電位Vl
(V)とが、 2000<(|Vmax|−|Vl|)/d となるように設定されているものとする。
【0010】
【作用】請求項1に記載の現像装置においては、現像バ
イアス電圧を間欠的に印加するために、非画像部の電位
Vhより高い現像バイアス電圧Vmaxを設定しても、
かぶりの発生を抑止することができ、現像コントラスト
を十分大きくすることができる。このとき、a/fで示
される、一周期内の電圧印加時間が大き過ぎると、現像
剤担持体と静電潜像保持体の非画像部との電位差の生じ
る時間、すなわち、現像剤担持体から静電潜像保持体の
非画像部にトナーを移動させる力の作用時間が長くな
り、静電潜像保持体の非画像部にまでも現像剤が付着し
やすくなってかぶりが生じる。また(|Vmax|−|
Vh|)/dで示される電界の強さが大き過ぎると、現
像剤担持体から静電潜像保持体の非画像部にトナーを移
動させる力が大きくなることにより、現像剤が非画像部
にまでも付着しやすくなりかぶりが生じる。このため、
a/fの値及び(|Vmax|−|Vh|)/dで示さ
れる値が適正な範囲になければならず、Vmax、V
h、a、f、dが、(a/f)・(|Vmax|−|V
h|)/d<5を充足するように設定することによって
非画像部にかぶりのない良好な画像が得られる。
【0011】また請求項2に記載の現像装置において
は、現像バイアス電圧を間欠的に印加するので、非画像
部の電位Vhより高い現像バイアス電圧Vmaxを設定
することができ、現像コントラストを十分大きくするこ
とができるが、一周期内の電圧印加時間であるa/fが
小さ過ぎると、現像剤担持体から静電潜像保持体方向に
トナーを移動させる力の作用時間が短くなり、静電潜像
へ現像剤が飛翔する時間が不足し、現像剤が画像部に十
分転移しない。このためソリッド濃度が不足する。また
電界の強さである(|Vmax|−|Vl|)/dが小
さ過ぎると現像剤担持体から静電潜像保持体方向に働く
力が不足し、現像剤が画像部に十分付着せず、ソリッド
濃度が不足する。このため充分なソリッド濃度を得るた
めには、a/fの値及び(|Vmax|−|Vl|)/
dで示される値が適正な範囲になければならず、Vma
x、Vl、a、f、dが、1<(a/f)・(|Vma
x|−|Vl|)/dを充足することによって、充分な
濃度が得られる。
【0012】また、請求項3に記載の現像装置において
は、現像バイアスを間欠的に現像剤担持体に印加するこ
とにより非画像部の電位Vhより高い現像バイアス電圧
Vmaxを設定しても、非画像のかぶりを抑止すること
ができ、現像コントラストを大きくすることができると
共に、現像剤の飛翔方向を周期的に変化させることがで
きる。これにより磁性一成分の現像剤はチェーンのまま
ではなく分断され、現像領域でクラウド状態となって現
像剤担持体と静電潜像保持体の画像部との電位差により
画像部に付着される。一方、(|Vmax|−|Vl
|)/dで示される電界の強さが小さいと、現像剤のチ
ェーンが分断されずチェーン状のまま画像部に付着する
ためラインにブラーや尾引きが生じる。このため、電界
は現像剤のチェーンを分断するのに充分な程度の強さが
必要となり、2000<(|Vmax|−|Vl|)/
dを満たすことによりブラーや尾引きのない優れたライ
ン再現性が得られる。またこの時500<f<5000
とすると、現像剤担持体と静電潜像保持体との間におけ
る現像剤の往復運動がより適切となり、現像剤の均一性
は増し、一層ラインの再現性が向上する。
【0013】なお、上記請求項1から3において、|V
max|−|Vh|、|Vmax|−|Vl|の値のい
ずれをも静電潜像保持体と現像剤担持体の最小間隔dで
除しているのは、現像剤に作用する力は電界強度に依存
し、この電界強度は、静電潜像保持体と現像剤担持体と
の電位差に比例するとともにこれらの距離に反比例する
ことに基づくものである。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1(a)は、本発明の一実施例である現像装置を
示す概略構成図である。この現像装置は、静電潜像保持
体1と対向する位置に、外周面の一部をハウジングから
露出して設けられた現像ロールと、この背面側のハウジ
ング内に配設された現像剤攪拌手段9と、前記現像ロー
ルに圧接され、トナーを帯電させると共に薄層化する現
像剤規制部材7とで主要部が構成されている。
【0015】前記現像ロールは、支持軸により固定支持
された磁石ロール5と、この磁石ロール5の外側で回転
可能に支持されたスリーブ6とを備えており、磁石ロー
ルは周面に複数の磁極を有している。スリーブ6として
は肉厚0.6mmのアルミニウムを円筒状に形成した導
電性スリーブが用いられ、このスリーブ6には現像バイ
アスを印加するための電源装置8が接続されている。電
源装置8は、直流電源8aとスイッチング回路8bとを
備えており、間欠的に直流バイアス電圧を印加すること
ができるようになっている。
【0016】前記現像剤規制部材7は弾軟性材料からな
るブレードとこれを一端付近で支持する板バネとからな
り、ブレードがスリーブ6に圧接されると共に板バネの
他端付近が板金や樹脂などからなるホルダーに接着もし
くはネジによって固定されている。上記現像装置におい
て、現像剤は、磁性粉を40%含んでいる一成分磁性ト
ナーが用いられており、現像剤収容部3で現像剤攪拌手
段9により攪拌されて十分な電荷が付与され、現像ロー
ル周面のスリーブ6に供給される。スリーブ6の表面に
供給された現像剤はスリーブ6の回転により現像剤規制
部材の圧接位置に送られ、現像剤規制部材7により現像
剤量が規制されると共に帯電され、静電潜像保持体と対
向する現像領域に搬送される。
【0017】本実施例においては、この時静電潜像保持
体の画像部分の電位は−70V、非画像部の電位は−5
00Vとなっており、スリーブ6と静電潜像保持体1の
最小間隔dは180μmに設定されている。またスリー
ブ6には電源装置8から、周波数1000Hz、−60
0Vの現像バイアス電圧が印加されており、ON時間と
OFF時間との和に対するON時間の比aが0.7とな
るようにスイッチング回路が設定されている。このよう
な現像バイアス電圧及び静電潜像担持体の電位によって
形成される電界によって、上記スリーブ上の現像剤は振
動しながら静電潜像保持体に向かって飛翔し、画像部に
付着して可視像を形成する。この時、上記設定により、
かぶりやラインのブラー、尾びきなどがなく、ソリッド
濃度が十分で非常に良好な画像が得られた。
【0018】次に前記した現像装置と同様の現像装置を
用い、図1(b)の斜線部分Aの面積に相当する、(a
/f)・(|Vmax|−|Vh|)の値をdで除した
ものを変動させ、かぶりレベルとの関係を調べたところ
図2に示す結果が得られた。なお、本実施例において、
かぶりレベルは下記のような基準によって決めるものと
し、2より小さいものを許容レベルとする。 1…目視によりほとんど識別できない程度 3…目視によりうっすらと識別できる程度 5…目視によりはっきりと識別できる程度 図2からも明らかなように(a/f)・(|Vmax|
−|Vh|)/d<5であると、本発明で要求されるか
ぶりレベルが満足される。これは、a/f、すなわち印
加時間と、(|Vmax|−|Vh|)/dすなわち現
像剤担持体と非画像部の間の電界強度との積が大き過ぎ
ると、現像剤担持体から非画像部へトナーを転移させよ
うとする力が大きくなり過ぎ、非画像部分にまで現像剤
が付着してしまうためである。
【0019】次に前記したのと同様の現像装置を用い、
図1(b)の斜線部分Bの面積に相当する、(a/f)
・(|Vmax|−|Vl|)の値をdで除したものを
変化させて、ソリッド濃度との関係を調べたところ図3
に示される結果が得られた。なお本実施例においてはソ
リッド濃度が1.4を越えるものを許容レベルとする。
図3からも明らかな様に(a/f)・(|Vmax|−
|Vl|)/dが大きくなる程、ソリッド濃度は高くな
り、1<(a/f)・(|Vmax|−|Vl|)/d
であると本発明で要求されるソリッド濃度を満足する。
これは、a/f、すなわち印加時間と(|Vmax|−
|Vl|)/dすなわち現像剤担持体と画像部の間の電
界強度との積が小さ過ぎると現像剤担持体から画像部に
現像剤を転移させる力が不十分となり、十分なソリッド
濃度が得られなくなるためである。
【0020】次に周波数fとラインのブラーレベルとの
関係を調べたところ図4に示される結果が得られた。本
実施例においてブラーレベルは、 1…目視により細線が鮮明に見え、ほとんどブラーが認
められない程度 3…目視により細線がかすかににじんで見える程度 5…目視によりブラーがはっきりと見える程度 とし、2より小さいものを許容レベルとした。図4から
も明らかな様に500<f<5000であると好ましい
ブラーレベルが得られる。これは、鮮明な画像を形成す
るためには、チェーンが分断され適当なクラウドを形成
する必要があるが、fが500以下であると、現像剤の
現像剤担持体と静電潜像保持体間での往復運動が十分で
なく、長いチェーンが分断されずに転移して、ブラーや
尾びきの原因となるためであり、またfが5000以上
であると、往復運動の周期が短か過ぎ、現像剤がこれに
追従して飛翔できず、適当なクラウドを形成できないた
めである。
【0021】更に(|Vmax|−|Vl|)/dとブ
ラーレベルの関係を調べたところ図5に示す結果が得ら
れた。この図からも明らかな様に本実施例において(|
Vmax|−|Vl|)/dが2000より大きい時満
足するブラーレベルが得られることがわかる。これは電
界強度が低いとスリーブ上から飛翔した現像剤中のチェ
ーンが分断せずそのまま画像部分に付着してしまうため
である。
【0022】
【発明の効果】請求項1に記載の現像装置は、間欠的に
現像剤担持体に直流現像バイアス電圧を印加すると共
に、印加する条件は、(a/f)・(|Vmax|−|
Vh|)/d<5を満足するものである。このため、現
像に必要な現像コントラストを得るために現像バイアス
電圧の絶対値を非画像部の電位より高くしても、現像剤
担持体から静電潜像保持体の非画像部にトナーを移動さ
せる力が過度に働くことがなく、かぶりのない優れた画
像が得られる。
【0023】また本発明の請求項2に記載の現像装置
は、間欠的に現像剤担持体に直流現像バイアス電圧を印
加すると共に、印加する条件は、1<(a/f)・(|
Vmax|−|Vl|)/dを満足するものである。こ
のため、現像剤担持体から静電潜像保持体の画像部に充
分な現像剤を付着させることができるので、十分なソリ
ッド濃度を有する画像が得られる。
【0024】更に、本発明の請求項3に記載の現像装置
は、間欠的に現像剤担持体に直流現像バイアス電圧を印
加すると共に、印加する条件は、2000<(|Vma
x|−|Vl|)/dを満足するものであるため、現像
剤担持体上でチェーン状となっている磁性一成分現像剤
も電界の力で分断し、クラウド状で現像領域に存在さ
せ、これを画像部に付着することができるので、ライン
にブラーや尾引きのない優れた画像が得られる。またこ
の時500<f<5000であると現像剤がより一層適
当なクラウドを形成することができ好ましい。
【0025】また本発明の請求項1〜3の現像装置はい
ずれも従来の現像装置で用いられる交流発生用高圧トラ
ンスなどを用いた場合に比べ、電源装置も小さく、安価
に製作することができる。
【0026】なお、請求項1から請求項3に記載の発明
に係る現像装置は、上記実施例のように、いずれも磁性
一成分現像剤を用いる現像装置としたときに、とりわけ
顕著な効果を得ることができる。しかし、二成分現像剤
や非磁性一成分現像剤を用いる現像装置に適用すること
も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1から請求項3に記載の発明の一実施例
である現像装置の概略構成図および現像剤担持体に印加
されるバイアス電圧の波形を示す概略図である。
【図2】現像状態のパラメータと背景部のかぶりレベル
との関係を示す図である。
【図3】現像状態のパラメータとソリッド濃度との関係
を示す図である。
【図4】間欠的に印加するバイアス電圧の周波数とブラ
ーレベルとの関係を示す図である。
【図5】現像状態のパラメータとブラーレベルとの関係
を示す図である。
【図6】従来の現像装置に印加される現像バイアス電圧
の波形を示す図である。
【図7】従来の現像装置に印加される直流現像バイアス
電圧の概念図である。
【符号の説明】
1 静電潜像保持体 2 画像部 3 現像剤収容部 4 現像剤 5 磁石ロール 6 スリーブ 7 現像剤規制部材 8 電源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周面に帯電電位の差による潜像が形成
    される静電潜像保持体と近接対向して配設され、現像剤
    層を担持して、前記静電潜像保持体との対向位置に搬送
    する現像剤担持体と、 前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する電源装
    置とを有する現像装置において、 前記電源装置は、直流電源と、この直流電源からの電圧
    を間欠的に印加するようにON/OFFするスイッチン
    グ手段とを有し、 前記静電潜像保持体と前記現像剤担持体との最小間隙d
    (mm)と、前記直流電源から出力される電圧値Vma
    x(V)と、前記静電潜像保持体上の非画像部の電位V
    h(V)と、前記スイッチング手段のスイッチング周波
    数f(Hz)と、前記スイッチング手段のON時間とO
    FF時間との和に対するON時間の比aとが、 (a/f)・(|Vmax|−|Vh|)/d<5 となるように設定されていることを特徴とする現像装
    置。
  2. 【請求項2】 周面に帯電電位の差による潜像が形成
    される静電潜像保持体と近接対向して配設され、現像剤
    層を担持して、前記静電潜像保持体との対向位置に搬送
    する現像剤担持体と、 前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する電源装
    置とを有する現像装置において、 前記電源装置は、直流電源と、この直流電源からの電圧
    を間欠的に印加するようにON/OFFするスイッチン
    グ手段とを有し、 前記静電潜像保持体と前記現像剤担持体との最小間隙d
    (mm)と、前記直流電源から出力される電圧値Vma
    x(V)と、前記静電潜像保持体上の画像部の電位Vl
    (V)と、前記スイッチング手段のスイッチング周波数
    f(Hz)と、前記スイッチング手段のON時間とOF
    F時間との和に対するON時間の比aとが、 1<(a/f)・(|Vmax|−|Vl|)/d となるように設定されていることを特徴とする現像装
    置。
  3. 【請求項3】 周面に帯電電位の差による潜像が形成
    される静電潜像保持体と近接対向して配設され、現像剤
    層を担持して、前記静電潜像保持体との対向位置に搬送
    する現像剤担持体と、 前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する電源装
    置とを有する現像装置において、 前記電源装置は、直流電源と、この直流電源からの電圧
    を間欠的に印加するようにON/OFFするスイッチン
    グ手段とを有し、 前記静電潜像保持体と前記現像剤担持体との最小間隙d
    (mm)と、前記直流電源から出力される電圧値Vma
    x(V)と、前記静電潜像保持体上の画像部の電位Vl
    (V)とが、 2000<(|Vmax|−|Vl|)/d となるように設定されていることを特徴とする現像装
    置。
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JP21323794A Pending JPH0862955A (ja) 1994-08-16 1994-08-16 現像装置

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JP (1) JPH0862955A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5937228A (en) * 1997-01-17 1999-08-10 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus

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US5937228A (en) * 1997-01-17 1999-08-10 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus

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