JPH02161478A - 作像装置 - Google Patents

作像装置

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JPH02161478A
JPH02161478A JP31702488A JP31702488A JPH02161478A JP H02161478 A JPH02161478 A JP H02161478A JP 31702488 A JP31702488 A JP 31702488A JP 31702488 A JP31702488 A JP 31702488A JP H02161478 A JPH02161478 A JP H02161478A
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JP
Japan
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defective
pattern
carriers
toner
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JP31702488A
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Koji Matsushita
松下 浩治
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、キャリアおよびトナーからなる二成分現像剤
を用いて磁気ブラシ現像法により現像するレーザプリン
タ等の作!Il装置に関する。
[従来の技術] 従来の作像装置として、帯電した感光体上に画像情報を
投影して静電潜像を形成させる画像投影装置と、前記静
電潜像をキャリアおよびトナーからなる現像剤を用いて
現像する現像装置と、現像して形成されたトナー像を用
紙上に転写させる転写装置と、転写されたトナー像を前
記用紙に定着させる定着装置とを備えた作像装置が知ら
れている。また、現lIl装置により静電潜像を1m像
化する現像剤は、主としてトナーと磁性キャリアとを混
合した二成分系現像剤が用いられている。
[発明、が解決しようとする課題] 上記現像剤の磁性キャリアは、所定の粒度に均一化され
かつ所定の磁力を付与されたものを用いているが、中に
は粒径が小さ過ぎたり、キャリア中の磁性体の磁力分布
にバラツキがあって磁力の弱いものが混在している。こ
のような不良キャリアは、現像時にトナーとともに感光
体に転移し複写紙に転写される。すると次の定着装置で
トナー画像を複写紙に定着するときに定着ローラの表面
を破損させたり、あるいはボイドと呼ばれる部分的な白
ヌケ状態を生じさせて複写画像に悪影響を与えたりする
問題を発生させる。
本発明は上記問題点に鑑み案出されたものであり、その
課題は定着VRMあるい(よ設写画像に悪影響を及ぼす
不良キャリアを簡1%に除去することができる作像装置
を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の作像装置は、帯電した感光体上に画(像情報を
投影して静電潜像を形成させる画像投影装置と、前記静
電潜像をキャリアおよびトナーからなる現像剤を用いて
現像するy4像装置と、現像して形成されたトナー像を
用紙上に転写させる転写装置と、転写されたトナー像を
前記用紙に定着させる定着装置とを備えた作像装置にお
いて、前記画像投影装置は、前記感光体の非画@領域に
不良キャリア除去用パターンを形成させる画像制御部を
hすることを特徴とするものである。
なお、ここでの非画像領域とは、複写動作の前後あるい
は像間時の作像されていない感光体の軸方向及び軸方向
と直角方向の領域をいう。
〔作用1 本発明の複写装置は、画像投影装置によって感光体の非
画像領域に不良キャリア除去用パターンを形成させる。
この不良キャリア除去用パターンは、粒径が小さ過ぎた
り磁力の弱い不良キャリアが付着し易い形状のものが形
成される。従って、このパターンが現像剤により現像さ
れる際に、トナーとともに特に不良キャリアのみが選択
的にパターン部分に転移する。その後、不良キャリアは
クリーナ等により感光体の表面から回収され除去される
[実施例] 以下、本発明の具体的実論例を添附図面を参照しながら
説明する。
(第1実論例) 第1図は、本実施例のレーtfプリンタの要部の概略を
示す断面模式図である。レーザプリンタ本体の略中央部
には、感光体ドラム1を中心とする作像部が設けられ、
作像部の上方には画像投影装M10が、左方には給紙部
〈図示せず)が、右方には定着装置(図示せず)が各々
設けられている。
感光体ドラム1は、その表面に感光体層を設けたもので
あり、プリンタ本体に回転自在に軸支されている。この
感光体ドラム1は、メインモータ(図示せず)により駆
動を受ける。感光体ドラム1の回転方向(図中矢印a方
向)に沿ってその周囲には、感光体層を一様に帯電させ
る帯電チャージャ2、後で詳述する現像装置4、感光体
ドラム1から転写紙にトナー像を転写させる転写チャー
ジャ5、転写紙を感光体ドラム1から分離させる分離ヂ
V−ジャ6、感光体ドラム1の外周面をクリーニングす
るブレード方式のクリーナ7、感光体層を除電するメイ
ンモ−タ8が配設されている。
第2図は現像装置4の側面図であり、第3図および第4
図は現@装置f4と感光体ドラム1の配置関係を示tI
IIi面模式図である。この現像装M4は、磁気ブラシ
現像法を採用するものであり、開口部40aをもつハウ
ジング40と、ハウジング40内に収容されたマグネッ
トローラ41、バケットローラ42j′3よびWI送ス
クリコ−43とからなる。
マグネットローラ41は、1個の主極N1を含む4個の
N4M磁石N1〜N4と4個のS極磁石S1〜S4とを
所定の間隔角度を隔てて外周部に配置した磁気部411
と、磁気部411の外周に沿って回転自在に配置された
現像スリーブ412とからなる。
磁気部41っけ、レバー414、付勢部材415、ブラ
ンジセ417aを駆動する電磁ソレノイド417とから
なる移動手段を介してその軸部411aがハウジング4
0の側壁に揺動自在に保持されている。この磁気部41
1の主極N1は軸心Qと感光体ドラム1の回転軸心0と
を結ぶII上にある。そして、電磁ソレノイド417が
駆動されたとき磁気部411は、軸心Qを中心として感
光体ドラム1の回転方向と同方向(第4図中矢印C方向
)へ所定の角度θ(本実施例ではθ−40)揺動する。
これにより主極N1は不良キャリア除去用の位置P2へ
移動する。
現像スリーブ412は、現像バイアス切換えすレー(図
示せず)によって通常現像バイアス散源と不良キャリア
除去用の低現像バイアスN8M(ネガ−ポジ作像のため
)とに切換え可能なIQ像バイアスR源回路46と接続
されている(第1図参照)。本実施例では初期表面電位
を一650v、通常現像バイアスを一500v、低現像
バイアスを一400Vに設定している。
なお、現像剤としては絶縁性[・ナーと磁性キャリアと
を混合したものが使用され、絶縁性トナーが現像に供さ
れ消費される。
画像投影装置10は、半導体レーザ(図示せず)と、ポ
リゴンミラー(図示せず)と、レーザ発振回路111お
よび文字発生回路112かうなる画像制御部11とを備
えている。この画像投影装置10は、半導体レーザから
レーザを発振することにより、ポリゴンミラーを介して
感光体ドラム1上に画像情報を投影するものである。画
像91111部11は、後述するCPUと接続されてお
り、CPUからの司令信号に基づいて半導体レーザを作
動させ、通常の複写動作時にはその画像情報を、複写動
作前の所定時に不良キャリア除去用パターンを投影する
ように制御する。不良キャリア除去用パターンは、線と
線、点と点、あるいは線と点が互いに近接間係にある線
または点で形成された画像であり、例えば第5図(a)
〜(e)に示す形状のものから選択されている。
第6図は、不良キャリア除去の制御ブロック図である。
第6図に示すように、CPUはプリントSW、紙先端タ
イミングSW等から信号を受は取り、メインモータ、メ
インイレーサ8、曳幽バイアス、画像制御部11、現像
バイアス切換えリレ、主極位置変更用の電磁ソレノイド
417、帯電チャージャ電源回路46を各々パワーアン
プを介して制御している。
次に、本実施例のレーザプリンタの動作を説明する。な
お、本*施例での不良キャリアの除去は、1回の複写動
作の前において、磁気部411を所定の角度θ揺動させ
て主極N1を通常の位ff1P1から上流側の不良キャ
リア除去用の位置P2へ移動させ、現像バイアス電圧を
通常よりも低く設定した状態で、回転している感光体ド
ラム1上に不良キャリア除去用パターンを形成すること
により実施する。
第7図は不良キャリア除去のための主要部材のタイミン
グチャートであり、第8図はそれを実施するCPUのプ
ログラムを示すフローチV−トである。なお、第9図は
スリーブ412の現像バイアス電位(破線)および感光
体ドラム1表面の帯電電位(実線)の変化を示すグラフ
である。
第8図に示すように、プリントSWがオンになると、ス
テップ$1でメインモータがオンとなる。
これにより、感光体ドラム1が回転するとともに、現像
装置4が作動して現像剤は搬送スクリュー43およびパ
ケットローラ42により撹拌・搬送されつつスリーブ4
12上に供給され、ハウジング40内で循環Jる。次い
でステップ$2では、メインイレーサ8、現像バイアス
、帯電チャージャ2、現象バイアス切換えリレー、N磁
ソレノイド417が各々オンとなり、画像投影装置10
により不良キせリア除去用パターンを形成するレーデが
発4Ftされる。これにより、感光体ドラム1の表面に
は不良キャリア除去用パターンの静’aysmが形成さ
れ、スリーブ412には低現像バイアスが印加され、磁
気部411の主極N1が通常の位置P1から不良キャリ
ア除去用の位置P2へ移動する。即ち、不良キャリア除
去動作を開始し、スリーブ412上を搬送されている現
像剤のうち特に不良キセリアがトナーとともに感光体ド
ラム1のパターン画像部へ転移し、クリーナ7により感
光体ドラム1の表面から回収され、除去される。なお第
10図(a)〜(e)に不良キャリアを小火で示すよう
に、不良キャリアはパターンの線、点間に付着する。ス
テップS3では、内部タイマT1がスタートシネ良キV
リア除去のための時間2秒がカウントされる。ステップ
S4では、内部ウイマT1のカウントが終了したか否か
を判断し、rNOJならば終了するまで待機して不良キ
トリア除去動作を続行させ、rYEsJならばステップ
S5へ進む。ステップ$5では、給紙ローラがオンとな
り、Ilalミソレノイド41フび不良キセリア除去用
パターンがオフとなる。これにより、給紙部から複写紙
が送出され、感光体ドラム1の表面が一様に帯電され、
不良キャリア除去用の位ff1P2にあった主極N1が
通常の位置P1に戻される。ステップS6では、内部タ
イマT2がスタートし次の動作のための時間0.2秒が
カウントされる。そしてステップS7で、内部タイマT
2のカウントが終了したか否かを判断し、rNOJなら
ば終了するまで待機し、rYEsJならばステップ$8
に進む。ステップS8では、現像バイアス切換えリレー
がオフとなり、スリーブ412に接続されていた低現像
バイアス電′IfA47が通常用像バイアス電源4Gに
切換えられる。ステップS9では、紙先端タイミングS
Wがオンか否かが判断され、rNOjであればrYEs
jとなるまで待機し、rYEsJであればステップ31
0へ進む。ステップ810で番よ、信号パターンが発生
し、信号パターンに応じてレーザがオン−オフする。こ
れにより、感光体ドラム1に′静電潜像が形成される。
ステップS11では、所定の複写動作を実行する。即ち
、現像剤のトナーにより静電潜像を現像し、その;−ナ
ー像を搬送されてくる複写紙に転写チャージ1−5によ
り転写し、その複写紙を分離チャージp6により分離し
て定着装置へ搬送し、定着装置によりトナー鍮を定着す
る。ステップ812では、信号パターンがオフとなる。
次いでステップ813では、帯電チャージv2がオフと
なり、現像バイアスがオフとなって複写のための動作を
終了する。ステップ814では、メインイレーザ2がオ
フとなる。R後に、ステップ$15では、メイン七−夕
がオフとなって感光体ドラム1の回転および現像装置4
の作動が停止する。
以上のように本実施例では、複写動作の前において、回
転している感光体ドラム1外周面の非画像領域に不良キ
【・リア除去用パターンを形成させることにより、その
パターン上に強制的に不良キャリアを転移させて除去す
るようにしている。これにより、通常の複写時において
も感光体ドラム1に転移し複写紙に付着して定着装置へ
行く不良キャリアの−が相対的に減少するため、定11
111の耐久性を向上させることができる。また、通常
の複写時に感光体ドラム1に転移する不良キャリアの糟
が減少するため、ボイドと呼ばれる白ヌケ状態の発生に
対する防止効果が大きく、複写画像の品質を向上させる
ことができる。
また、不良キャリア除去用パターンを形成するときには
、磁気部411を所定の角度θ揺動させて主極N1を通
常の位[Plから上流側の不良キせリア除去用の位置P
2へ移動させるとともに、現象バイアス電位を通常より
も低く設定しているため、不良キ1Fリアの除去をより
効率よく行うことかできる。
なお、本実施例では不良キャリアの除去を複写動作の前
における感光体ドラムの中回転時に実施する例を説明し
たが、その他に例えば像間時、定W装置の熱分布を均一
にするための中回転時等、または現像剤を入替えた後あ
るいは着脱式現像装置にあっては現像装置を入替えた後
に実施するようにしても良い。
また、本実施例では作lII装置としてレーデビームプ
リンタの例を示したため、不良キャリア除去用パターン
の形成にレーザビームを発振する画像投影装置l!fi
oを用いたが、文字書込み用のLEDアレイや、LED
等による像間イレーザを用いても良い。
(第2実施例) 本実施例の作像装置は、上記第1実施例のものと基本的
な構成は同じである。従って、第1実施例と共通する第
1図〜第5図を併用し、各部材の番号は同じものを用い
て説明する。
第1実施例では不良キトリア除去時の現像バイアスを通
常よりも低く設定したが、本実施例では現像バイアスを
一定とし不良キャリア除去時の帯電チャージャ2の出力
を通常より高く設定している点で異なる。即ち、本実1
/M例での不良キャリアの除去は、1回の複写動作の前
において、磁気部411を所定の角度θ揺動させて主極
N1を通常の位置P1から上流側の不良キャリア除去用
の位11P2へ移動させ、帯電チャージャ2を高出力に
設定した状態で、回転している感光体ドラム1上に不良
キャリア除去用パターンを形成することにより実施する
ものである。
なお、第1図に示すように、帯電チャージャ2の出力変
換は、CPUの司令に基づき帯電チャージャ電源回路2
0によって行われる。
また、第11図に示すように、本実施例でのCPUは、
メインモータ、メインイレーザ8、現像バイアス電源回
路46、画像制御部11、帯電チ1?−ジャ電源回路2
0、主極位置変更用電磁ソレノイド417を!jltl
llている。
次に、本実施例のレーザプリンタの動作を説明する。
第12図は不良キャリア除去のための主要部材のタイミ
ングチャートであり、第13図はそれを実施するCPU
のプログラムを示すフローチャートである。なお、第1
4図はスリーブ412の現像バイアス電位(破線)およ
び感光体ドラム1表面めNM電位(実m>の変化を示す
グラフである。
第13図に示すように、プリントSWがオンになると、
ステップ5101でメインモータがオンとなる。これに
より、感光体ドラム1が回転するとともに、現像装置4
が作動して現像剤は搬送スクリュー43およびパケット
ロー542により撹拌・搬送されつつスリーブ412上
に供給され、ハウジング40内で循環する。次いでステ
ップ5102では、メインイレーザ8、現像バイアス、
帯電チャージャ電源回路20、電磁ソレノイド417が
各々オンとなり、画像投影装[10により不良キャリア
除去用パターンを形成するレーザが発振される。なお、
帯電チャージャ2は、帯電チャージャ電源回路20によ
り通常の複写に使用する電圧(650V)J:りも高い
電圧(800V)を出力するように制御され、現像バイ
アスは450に設定される。これにより、感光体ドラム
1の表面には不良キャリア除去用パターンの静電潜像が
形成され、帯ff11位が通常よりも高くなるとともに
、磁気部411の主極N1が通常の位WIP1から不良
キャリア除去用の位置P2へ移動する。
即ち、不良キャリア除去動作を開始し、スリーブ412
上を搬送されている現像剤のうち特に不良キャリアがト
ナーとともに感光体ドラム1のパターン画像部へ転移し
く第10図(a)〜(e)参照)、クリーナ7により感
光体ドラム1の表面から回収され、除去される。ステッ
プ5103では、内部タイマT1がスタートし不良キャ
リア除去のための時間2秒がカウントされる。ステップ
$104では、内部タイマT1のカウントが終了したか
否かを判断し、「NO」ならば終了するまで待機して不
良キャリア除去動作を続行させ、rYES」ならばステ
ップ5105へ進む。ステップ5105では、給紙ロー
ラがオンとなり、帯電チャージャ2の出力が高出力から
通常出力に切換えられる。これにより、給紙部から複写
紙が送出され、感光体ドラム1の表面が通常の表面電位
に一様に帯電され、不良キャリア除去用の位v!IP2
にあった主極N1が通常の位置P1に戻される。ステッ
プ8106では、内部タイマT2がスタートし次の動作
のための時間0.1秒がカウントされる。
そしてステップ5107で、内部タイマT2のカウント
が終了したか否かを判断し、rNOJならば終了するま
で待機し、rYEsJならばステップ3108に進む。
ステップ8108では、不良キャリア除去用パターンが
オフとなる。なお、その後の複写動作等のステップ31
09からステップ5115までの動作は、第1実施例の
場合と同じであるため説明を省略する。
以上のように、本実施例の場合も定着装置あるいは複写
画像にR影響を及ぼす不良キャリアを感光体ドラム1に
形成した不良キャリア除去用パターンに転移させて除去
することができる。
(実験) 本発明を完成するに先だって、画像投影装置により形成
するパターンの形状はどのようなものが良いかを調べる
実験を行った。
この実験では、平均粒t!35μm1体積抵抗1゜5X
1011Ω・cm(400v/cmの電界下で測定)、
飽和磁化5QemLJ/Qのフェライトキャリアを用い
た。また、現浄条件は、感光体の表面電位VO−−79
0V、現像バイアス電位=5’50V、i<ターン形成
部ノ電位−−130Vに設定した。この条件で感光体上
に種々の形状のパターンを形成して不良キャリアの付着
し易さを調べたところ、次のことが判明した。
(1)円形や楕円形のような開鎖空間で内径が0゜5〜
1.6mm程度の場合にその内部に不良キャリアが付着
し易い。
(2)2木の平行線(直線でなくてもよい)の間隔が0
.2〜1.(3mml’、7度の場合に不良キャリアが
付着し易い。
なお、上記(1)(2>の現象が生じるのは以1;の理
由による。第15図(a)〜(C)は現像スリーブと感
光体との間の電気力線と電界強度を示す説明図であり、
(a)は線間隔が広すぎる場合(1,6mm程度以上)
、(b)は線間隔が不良キャリアの付着し易い距離の場
合(0,2〜1゜6mm>、(C)は線間隔が狭すぎる
場合(0゜2程度以下)である。(lのように線間隔が
広すぎる場合には、線間での香気力線の密度があまり大
きくないため不良キIFリアの付着は生じにくい。しか
し、(b)の場合には、線間の電気力ねの密度が大きく
なるため、線間部の線と接する部分に電気力線の密な部
分が生じて不段キャリアの付着が生じ易くなる。また、
(C)のように線間が狭すぎる場合には、かえって現像
スリーブの方に電気力線が向くため、不良キレリアの付
着が生じにくくなる。
なお、不良キャリアの付着は、形成したパターンのF流
側(g光体ドラムの回転方向において)で生じ易いこと
も判明したが、その詳細な原理については不明である。
以上の結果から、(1)円形や楕円形のような閉鎖空間
で0.5〜1.5mm程度の内径をもつ形状、(2)2
本の平行m(直線でなくてもよい)の間隔が0.2〜1
.6mm程度の形状、を多くもつパターンを形成すれば
不良キャリアを効率よく除去することができる(第5図
(a)〜(e)参照)。
なお、不良キャリア除去時にはトナーの消費も伴うため
、トナーの消費が少なくなるように線の太さを細くして
、不良キャリアの付1ullがトナーの消費層に対して
比較的大きくなるパターンを形成する必要がある。但し
、あまり細すぎると電気力線が少なくなるため適度な太
さは必要である。
また、不良キャリアの付ttmは別作時の他の要因によ
っても大きく変化し、以下のような現象があることを確
認した。
<A>マグネットローラの主極位置を7グネツトローラ
の中心と感光体ドラムの中心とを結ぶ線よりも十流測位
回にOo〜10’程度移肋させることにより、不良キャ
リアが付着し易くなる(第15図参照)。
(B)パターンの山部と黒部の電位差が大きい程雷Wが
強くなるため不良キャリアは付着し易くなる。
(C)現像バイアス値が文学部電位に近い程(下地部電
位と遠い稈)電気力線は現像スリーブよりし感光体側に
多く向かうため不良キャリアは付着し易くなる。
従って、不良キャリア除去用パターン形成時には、次の
(D)(E)(F)の−または二双上の条件を併用する
ことにより、さらに効率よく不良キャリアを除去するこ
とができる。
(D)マグネットローラの主権位置をマグネットローラ
の中心と感光体ドラムの中心とを結ぶ線よりもト流側位
置に00へ・100程度移動させる。
(E)感光体の表面電位(VO)を上げる。但し、それ
につれて現像バイアス電位(VB)も変化させる。例え
ば、ネガ−ポジ作像の場合は感光体の表面電位(vO)
を100VPi!度アップさせれば、現像バイアス電位
(VB )は50〜100程度アップさせる。
(「)現像バイアス電位VBを文学部電位(VI)に近
づける。例えば、ネガ−ポジ作像でVO=−650V、
VB=−500V、VI=−100Vの」1合には、V
B−−400V程度にする。
[発明の効果] 本発明の作(Il装置にあっては、画像投影装置は、感
光体ドラムの非画像領域に不良キャリア回収用パターン
を形成させる画像制御部を有する。これにより、定着装
置あるいは複写画像に悪影冑を及ぼず不良キャリアを感
光体に形成したパターン上に転移させてFj!l極的に
除去することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図〜第10図は本発明の第1実施例に係り、第1図
は複写機要部の断面模式図、第2図は現像装置の(lI
1面図、第3図および第4図−は現像装置の断面模式図
、第5図(a)〜(e)は不良キャリア除去用パターン
の形状を示す説明図、第6図は作@装置の制御回路の構
成図、第7図は不良キャリア除去用主要部材のタイミン
グチャート、第8図はCPIJのプログラムを示すフロ
ーチャート、第9図は感光体ドラム表面の帯電電位およ
び現像バイアス電位の変化を示すグラフ、第10図は不
良キトリアが付着した状態を示す説明図である。 第11図〜第14図は第2実施例に係り、第11図は作
像装置の制御回路の構成図、第12図は不良キャリア除
去用主要部材のタイミングチャート、第13図はCPL
Jのプログラムを示す70−チV−ト、第14図は感光
体ドラム表面の帯電電位および現像バイアス電位の変化
を示すグラフである。 第15図(a)〜(C)は現像スリーブと感光体との間
の電気力線と電界強度を示す説明図、第16図は主極の
位置を移動したときの感光体ドラムへの不良キせリア付
着階を示すグラフである。 1・・・感光体ドラム   4・・・現像装置5・・・
転写チャージャ(転写装置)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)帯電した感光体上に画像情報を投影して静電潜像
    を形成させる画像投影装置と、前記静電潜像をキャリア
    およびトナーからなる現像剤を用いて現像する現像装置
    と、現像して形成されたトナー像を用紙上に転写させる
    転写装置と、転写されたトナー像を前記用紙に定着させ
    る定着装置とを備えた作像装置において、 前記画像投影装置は、前記感光体の非画像領域に不良キ
    ャリア除去用パターンを形成させる画像制御部を有する
    ことを特徴とする作像装置。
JP31702488A 1988-12-15 1988-12-15 作像装置 Pending JPH02161478A (ja)

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