JP2000231248A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2000231248A
JP2000231248A JP11032759A JP3275999A JP2000231248A JP 2000231248 A JP2000231248 A JP 2000231248A JP 11032759 A JP11032759 A JP 11032759A JP 3275999 A JP3275999 A JP 3275999A JP 2000231248 A JP2000231248 A JP 2000231248A
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JP11032759A
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Kouta Fujimori
仰太 藤森
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 形成される画像の濃度変化をなくすようにし
た画像形成装置を提供する。 【解決手段】 像担持体上のトナー付着量が所定値にな
るよう現像剤へのトナーの補給量を制御して画像を形成
する画像形成装置において、前記像担持体上の画像域外
にテスト潜像を形成する手段と、形成された前記テスト
潜像の電位を計測する電位センサと、前記電位センサの
計測値に基づいて前記像担持体上のトナー付着量が所定
値になるよう現像バイアスを変化させる手段と、を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は二成分現像剤を使用
した画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】今日では二成分現像剤を使用した複写機
やプリンタが広く用いられている。これらの画像形成装
置においては、画像濃度は、感光ドラムに付着したトナ
ー付着量を検出し、検出されたトナー付着量が所定値に
なる現像剤へのトナー補給量を制御して画像の濃度を所
定値になるようにしている。
【0003】また上記方法はトナーを補給してから感光
ドラムのトナー付着量が所定値になるまでに長時間を要
する。したがって、画像形成動作による温度変化等によ
ってトナー付着量が変化することに対処するため、定期
的にPセンサでトナー濃度を検出し、Pセンサ出力が所
定値になるよう感光ドラムに印加している現像バイアス
電圧を変化させトナー付着量を所定値になるようにして
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
は定期的に現像バイアスを制御してトナー付着量を所定
値になるようにしていた。しかし、画像形成動作により
現像能力が回復するとトナー付着量が変化し、画像濃度
が変化していた。
【0005】本発明は形成される画像の濃度変化をなく
すようにした画像形成装置を提供することを課題とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項1の発明においては、像担持体上のトナー
付着量が所定値になるよう現像剤へのトナーの補給量を
制御して画像を形成する画像形成装置において、前記像
担持体上の画像域外にテスト潜像を形成する手段と、形
成された前記テスト潜像の電位を計測する電位センサ
と、前記電位センサの計測値に基づいて前記像担持体上
のトナー付着量が所定値になるよう現像バイアスを変化
させる手段と、を備える。
【0007】請求項2の発明においては、前記テスト潜
像を所定枚数または所定時間間隔で形成する。請求項3
の発明においては、前記テスト潜像を電源投入時、所定
枚数画像形成が連続して行われたとき、または所定時間
画像形成が行われずに画像形成動作が開始されたときに
テスト潜像を形成する。
【0008】請求項4の発明においては、前記テスト潜
像を、画像域の前に形成させる。請求項5の発明におい
ては、前記現像バイアスの変化に代えて、前記像担持体
を帯電させる帯電チャージャの電圧または潜像を形成す
るレーザ光の光量を変化させて行う。また、請求項6の
発明においては、前記現像バイアスの変化を所定範囲以
内で行う。
【0009】
【発明の実施の形態】先ず本発明が適用されるフルカラ
ー電子写真複写機について説明する。図1は、第1の実
施形態のプリンタ部における主要部の概略構成図であ
る。このプリンタ部には、像担持体としての感光体ドラ
ム10が設けられており、該感光体ドラムの周囲に、図
示しない露光手段としての書込光学ユニットと、クリー
ニング手段としての感光体クリーニング装置111と、
帯電手段としての帯電チャージャ13と、現像手段とし
ての回転型現像装置であるリボルバ現像ユニット110
と、中間転写手段としての中間転写ユニット120とが
配設されている。また、このプリンタ部には、転写手段
としての転写ユニット130と、定着手段としての定着
ユニット145と、上記第1実施形態と同様の図示しな
い給紙部及び制御部なども設けられている。
【0010】上記感光体クリーニング装置111は、フ
ァーブラシ111bと感光体クリーニングブレード11
1cとを有し、1次転写後の感光体ドラム10の表面を
クリーニングする。また、上記定着ユニット145は、
定着ローラ対145aと、図示しない排出ローラ対とを
有する。
【0011】また、上記ファーブラシ111bの周囲に
は、潤滑剤としての固形潤滑剤111dがブラシ先端に
接触するよう配置されている。この固形潤滑剤111d
としては、上記実施形態1同様に例えば、板状に成型さ
れた微粒子からなるステアリン酸亜鉛を使用することが
できる。
【0012】上記リボルバ現像ユニット110は、Bk
現像器115と、C現像器116と、M現像器117
と、Y現像器118とを有し、該リボルバ現像ユニット
が回転することで、各色の現像器における感光体ドラム
10と対向する現像位置を位置決めすることができる。
【0013】上記中間転写ユニット120は、中間転写
体としての中間転写ベルト121を、電荷付与手段とし
ての1次転写バイアスローラ122と、これに接続した
電源としての1次転写電源128と、1次転写前除電手
段としてのアースローラ123と、ベルト駆動手段とし
ての駆動ローラ124と、テンションローラ125と、
2次転写対向ローラ126と、クリーニング対向ローラ
127とに張架した構成をとっている。上記中間転写ベ
ルト121と張架するすべてのローラは導電性材料で形
成されており、上記1次転写バイアスローラ122以外
の各ローラはそれぞれ接地されている。
【0014】この1次転写バイアスローラ122には、
1次転写電源128によって定電流又は定電圧制御され
た所定の1次転写バイアスが供給される。また、上記中
間転写ベルト121は、上記第1実施形態と同様の構成
であるが、その体積抵抗率が1012〜1014Ωcm、好ま
しくは1013Ωcmとなるように形成されている。また、
この中間転写ベルト121の表面層側における表面抵抗
率は、107 〜1014Ωcmとなるように構成されてい
る。
【0015】また、上記中間転写ベルト121の周囲に
は、潤滑剤付与手段としての潤滑剤塗布ブラシ129a
と、ベルトクリーニングブレード129bと、転写ユニ
ット130とが配設されており、これらは図示しない接
離機構によってそれぞれ上記中間転写ベルト121から
接離可能となっている。
【0016】上記転写ユニット130は、転写材担持体
としての2次転写ベルト134と、該2次転写ベルト表
面をクリーニングする転写クリーニングブレード132
と、上記中間転写ユニット120の2次転写対向ローラ
126に対向する2次転写バイアスローラ131と、こ
れに接続された2次転写電源139と、給紙部側の端部
に位置する第1支持ローラ135aと、定着ユニット1
45側の端部に位置する第2支持ローラ135bと、上
記転写クリーニングブレード132に対向する第3支持
ローラ135cと、転写紙除電チャージャ136と、転
写ベルト除電チャージャ137とを有する。
【0017】上記2次転写ベルト134は、PVDFか
らなる体積抵抗率が1013Ωcm以上の高抵抗となるよう
に形成されている。尚、上記転写ユニット130は、こ
の構成に限定されず、例えば上記2次転写ベルト134
の変わりにドラムなどの他の形状の部材を適用した構成
とすることも可能である。
【0018】次に、現像の順序をBk、C、M、Yの順
とした場合における上記複写機の動作について説明す
る。画像形成サイクルを開始する前に、上記感光体ドラ
ム10が、図1における矢印Cの方向すなわち反時計回
りに回転駆動し、上記帯電チャージャ113がコロナ放
電を開始する。このとき、例えば負電荷で上記感光体ド
ラム10を所定電位に一様帯電する。また、上記中間転
写ユニット120の中間転写ベルト121は、上記感光
体ドラム10と等速で駆動し、図1における矢印Dの方
向すなわち時計回りに回転する。
【0019】上記スキャナ部では、上記第1実施形態の
ように、所定のタイミングで原稿のカラー画像情報を読
み取り、この画像情報から得られたBk画像データに基
づいて、上記書込光学ユニットによるレーザ光での光書
き込み(例えばラスタ露光)を行う。
【0020】これにより、上記感光体ドラム10上に
は、Bk画像データに対応したBk潜像が形成される。
その後、感光体ドラム10上に形成されたBk潜像は、
上記リボルバ現像ユニット110のBk現像器115に
よって、負帯電トナーで反転現像される。これにより、
感光体ドラム10上には、Bkトナー像が形成される。
【0021】このように感光体ドラム10上に形成され
たBkトナー像は、1次転写領域における転写電界によ
って中間転写ベルト121表面に1次転写される。この
転写電界は、上記1次転写バイアスローラ122により
中間転写ベルト121に付与される電荷によって形成さ
れる。
【0022】このとき、上記1次転写バイアスローラ1
22には、上記1次転写電源128によって、例えば、
1色目のBkトナー像に対して1.5kV、2色目のC
トナー像に対して1.6〜1.8kV、3色目のMトナ
ー像に対して1.8〜2.0kV、4色目のYトナー像
に対して2.0〜2.2kVの適切な大きさの1次転写
バイアスが印加される。尚、現像後に感光体ドラム10
上に残留する1次転写残トナーは、上記感光体クリーニ
ング装置111によって該感光体ドラム上から除去され
る。
【0023】上記Bkトナー像が1次転写された中間転
写ベルト121上の画像面は、上記第1実施形態と同様
に、再び1次転写領域に戻される。このとき、上記実施
形態1と同様に、上記トナー像が乱されないよう、潤滑
剤塗布ブラシ129a及びベルトクリーニングブレード
129bを、それぞれ接離機構によって上記中間転写ベ
ルト121から離間させる。
【0024】更に、上記転写ユニット130における第
1支持ローラ135a及び2次転写バイアスローラ13
1を図示しない転写用接離機構によって移動させ、該2
次転写バイアスローラを上記中間転写ベルト121から
離間させる。このとき、上記2次転写バイアスローラ1
31に接続した2次転写電源139による電圧印加を停
止する。上記の状態は、中間転写ベルト121上に1次
転写されたトナー像を転写紙に2次転写するまで維持さ
れる。
【0025】一方、上述したBk工程が終了した後、上
記感光体ドラム10側ではC工程が開始され、所定のタ
イミングで再び原稿のカラー画像情報を読み取り、この
画像情報から得られたC画像データに基づいて、レーザ
光により感光体ドラム10上にC潜像を形成し、C現像
器116によってCトナー像を形成する。
【0026】本実施形態においては、上記Bk潜像後端
部分が通過した後、速やかに上記リボルバ現像ユニット
110の回転動作が開始される。そして、この回転動作
は、感光体ドラム10上に形成されたC潜像の先端部分
がC現像器116の現像位置に到達する前に、完了する
ようにする。これにより、C現像器116は現像位置に
位置決めされ、この現像位置に移動してくるC現像をC
トナーで現像する。
【0027】以後、M工程及びY工程においても、上述
したC工程と同様に、それぞれの画像データに基づい
て、潜像形成、現像、1次転写を行う。このようにし
て、中間転写ベルト121上における同一の画像面に、
上記感光体ドラム10上に順次形成されるBk、C、
M、Yの各トナー像を1次転写することで、該中間転写
ベルト上には、これら4色が重なり合ったトナー像が形
成される。
【0028】以上のようにして中間転写ベルト121上
に転写されたトナー像は、転写紙100上に2次転写す
るため、上記2次転写領域に送られる。このとき、上記
転写ユニット130の2次転写バイアスローラ131
は、図示しない転写用接離機構によって上記中間転写ベ
ルト121に押圧される。その後、この2次転写バイア
スローラ131には所定の2次転写バイアスが印加さ
れ、上記2次転写領域に2次転写電界を形成する。
【0029】これにより、上記中間転写ベルト121上
のトナー像は上記転写紙100上に転写される。また、
上記2次転写領域に搬送される転写紙100は、上記中
間転写ベルト121上のトナー像の先端部が該2次転写
領域に到達するタイミングに合わせて給紙される。
【0030】上述のように、上記中間転写ベルト121
上に4色が重なり合って形成されたトナー像が一括転写
された転写紙100は、その後、上記転写ユニット13
0における転写紙除電チャージャ136との対向部に搬
送される。この対向部を通過するとき、上記転写紙は、
作動状態にある上記転写紙除電チャージャ136によっ
て除電され、2次転写ベルト134から剥離される。そ
して、剥離した転写紙は、定着ユニット145の定着ロ
ーラ対145aのローラ間に向けて送られる。この定着
ローラ対145aでは、これらローラ間に形成されるニ
ップ部からなる定着領域で、上記転写紙100上の未定
着トナー像を溶融し、該未定着トナー像の定着を行う。
そして、この転写紙は、図示しないコピートレイに搬出
され、スタックされる。
【0031】一方、2次転写後の中間転写ベルト121
は、ベルトクリーニングブレード129bが図示しない
ベルトクリーニング用接離機構によって該中間転写ベル
ト121に押圧することで、その表面に残留した2次転
写残トナーを除去する。更に、クリーニング性の向上及
び2次転写性の向上を図るために、図示しない接離機構
で中間転写ベルト121に押圧される潤滑剤塗布ブラシ
129aによって、潤滑剤収納部129cに収納された
潤滑剤が塗布される。この潤滑剤としては、例えば板状
に成型された微粒子からなるステアリン酸亜鉛を使用す
ることができる。
【0032】また、転写紙を剥離した後、上記2次転写
ベルト134表面に残留した電荷は、上記転写ベルト除
電チャージャ137によって除電される。尚、この2次
転写ベルト134表面は、更に、上記ベルトクリーニン
グブレード129bによってクリーニングされる。
【0033】また、図2は、第2実施形態のプリンタ部
における主要部の概略構成図であり、前記第1実施形態
と同様の構成部材については同じ符号を付している。こ
の複写機は、主に低コスト化を図ったものであり、プリ
ンタ部における構造及び動作は前記第1実施形態と僅か
に異なっているのみであるので、前記第1実施形態と同
様に構成され、動作する部分についての説明は省略す
る。
【0034】本実施形態においては、中間転写ユニット
220における中間転写ベルト221の中間層を、体積
抵抗率が108 〜1011Ωcmの中抵抗層としている。ま
た、この中間転写ベルト221は、全体として、1010
〜1012Ωcmの体積抵抗率を有している。また、この中
間転写ベルト221の表面層側における表面抵抗率は、
107 〜1014Ωcmとなるように構成されている。この
ような中抵抗の中間転写ベルト221を用いることで、
1次転写後の中間転写ベルト221表面に発生する帯電
ムラを防止することができる。
【0035】また、本実施形態において、中間転写ユニ
ット220における駆動ローラ224は、2次転写領域
のベルト回転方向下流側かつ1次転写領域のベルト回転
方向上流側に配置されている。そして、この駆動ローラ
224に対向するようにベルトクリーニングブレード1
29bを配設することで、該駆動ローラを上記第2実施
形態におけるクリーニング対向ローラ127としても兼
用している。
【0036】また、本実施形態においては、転写手段と
して、前記第1実施形態における転写ユニットの代わり
に、中間転写ユニット220の2次転写対向ローラ12
6に対向するように配設された2次転写バイアスローラ
231を用いている。これにより、2次転写工程に必要
な構成部材数が減少し、前記第1実施形態に比べて低コ
スト化を図ることができる。
【0037】本実施形態における給紙の際、給紙された
転写紙100は、上記2次転写バイアスローラ231と
中間転写ベルト221との間で直接挟持され、定着ユニ
ット145の定着ローラ対145aのローラ間に向けて
送られる。
【0038】つぎに図3および図4を参照して本発明に
係る実施例について説明する。図3は本発明の実施例の
構成図、図4は同実施例の動作フローチャートである。
図3において、感光ドラム10、帯電チャージャ13、
Bk現像器115は図1で説明した通りである。なお実
施例ではBk現像器115を代表して示しており、以後
現像器115として説明する。
【0039】また、1はトナーを補給する補給部、2は
トナー濃度を検出するTセンサ、3は感光ドラムの潜像
電位を検出する電位センサ、4は感光ドラム10に付着
したトナー付着量を検出するPセンサ、6は制御部、7
a〜7fはインタフェース(I/O)、8は処理を実行
するプロセッサ(CPU)である。
【0040】帯電チャージャ13からはVc なる電圧が
印加され感光ドラム10は帯電する。Vc なる電位で帯
電された感光ドラム13は回転し、レーザ光が照射され
て潜像が形成される。潜像電位Vl はレーザ光の光量L
に比例して低下し、 Vl =Vc −k・L …(1) となる。
【0041】また一方、現像バイアス電源5より現像バ
イアスVb が感光ドラム10と現像器115との間に印
加されるため、潜像されたパターンの電位Vp は Vp =Vb −Vl …(2) =Vb −Vc +k・L …(3) となる。
【0042】パターン電位VP と感光ドラム10に付着
量Pは図5で示すように表され、予め測定して制御部6
に記録しておく。なおPとVp との関係を近似式で近似
して、近似式を記録させるようにしてもよい。
【0043】通常の画像形成動作時には、制御部6はT
センサ2の出力値がTとなるようトナー補給部1を制御
してトナーを補給する。また、Pセンサ4でトナーの付
着量を検出して、検出された付着量が所定値P0 である
か否かを判定し、P0 と異なるときはTセンサ2の出力
値を増減してT0 になるよう制御し、以後トナー補給部
1でのトナー補給はTセンサの出力がT0 となるようト
ナー補給が行われる。
【0044】つぎに、図4を参照して、本発明の実施例
の動作を説明する。動作の開始は、I/O7cより電源
投入時や濃度変化が生じたと考えられる時点、すなわ
ち、所定枚数連続して画像形成が行われた時、また所定
時間画像形成が行われずに画像形成動作が開始されたと
き等に動作が開始される。
【0045】ステップS1では、画像域外、例えば形成
される画像と画像との間にレーザ光を照射してテスト潜
像を形成する。ステップS2では、形成されたテスト潜
像の電位Vp を電位センサ3で検出する。
【0046】ステップS3では、図5で示す所定トナー
付着量P0 に対応するパターン電位Vp1と異なるときは
現像バイアス電圧の算出を行い、ステップS4に移って
算出された現像バイアス電圧が印加されるよう現像バイ
アス電源5を制御する。
【0047】現像バイアス電圧の算出は、まず電位セン
サ3で検出され電位Vp と所定トナー付着量P0 に対応
するパターン電位Vp1との差ΔPを求める。すなわち、 ΔP=Vp1−Vp …(4) を算出する。
【0048】次にパターン電位がVp1となるように、現
像バイアス電源5が現在出力している現像バイアス電圧
b を式(4)で算出された値であるΔP増加させる。
現像バイアス電圧がΔP増加すると、式(2)よりパタ
ーン電位はVp1となる。またパターン電位がVp1となる
とトナー付着量は所定値のP0 となる。
【0049】このように現像バイアス電圧を変化させる
ことによりトナー濃度を変化させることなく直ちに画像
濃度を所定値にすることができる。ステップS5では、
現像バイアス電圧を変化させた状態で画像形成を行う。
ステップS6では、所定値N枚画像形成されたか否かを
判定し、判定がNOの場合はステップS5に移って所定
枚数Nになるまで画像形成を行わせる。
【0050】また判定がYESの場合はステップS7に
移り、nN枚画像形成が行われたか否かを判定し、判定
結果がNOの場合はステップS1に移り、ステップS1
〜S7を繰り返し、判定がYESの場合は通常の画像形
成動作に移行する。
【0051】例えば電源投入時においては現像能力の変
化が急激に変化する。しかし、所定枚数毎に現像バイア
ス電圧を調整することにより、画像形成速度を低下させ
ることなく画像濃度を所定値にすることができる。
【0052】またnN枚画像形成した状態においては現
像能力の変化がなくなるため現像バイアス電圧の調整は
行わず、通常の画像形成動作を開始させることにより画
像形成速度の通常の動作速度にもどる。
【0053】なお実施例では現像バイアス電圧を調整し
たが式(3)で示されるように、帯電チャージャ13の
電圧VC またはレーザ光の光量Lを変化させるようにし
てもよい。また、ステップS3で算出した現像バイアス
電源5より印加する現像バイアス電圧が所定範囲外のと
きは障害があるものとして動作を停止するようにしても
よい。
【0054】
【発明の効果】本発明によれば、画像域外にテスト潜像
を形成させてテスト潜像の電位を計測し、計測された値
に基づいてトナー付着量が所定値になるよう現像バイア
スを変化させるようにしたので、形成される画像の濃度
変化をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される第1の実施形態のプリンタ
部における主要部の概略構成図である。
【図2】本発明が適用される第2の実施形態のプリンタ
部における主要部の概略構成図である。
【図3】本発明の実施例の構成図である。
【図4】同実施例の動作フローチャートである。
【図5】トナー付着量とパターン電位との関係説明図で
ある。
【符号の説明】
1 トナー補給部 2 Tセンサ 3 電位センサ 4 Pセンサ 5 現像バイアス電源 6 制御部 7a〜7f インタフェース(I/O) 8 プロセッサ(CPU) 10 感光ドラム 13 帯電チャージャ 115 現像器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H027 DA02 DA40 DA46 DE07 EA01 EA02 EA05 EB04 EC06 EC19 ED09 EE02 EE06 EF01 EF06 ZA07 2H030 BB02 BB24 BB34 BB36 BB42 2H073 AA02 AA05 BA23 BA27 BA28 BA41 BA45 CA03 CA22 2H077 AD35 DA02 DA10 DA42 DA47 DA82 DB02 DB08 EA01 GA13 GA17

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体上のトナー付着量が所定値にな
    るよう現像剤へのトナーの補給量を制御して画像を形成
    する画像形成装置において、 前記像担持体上の画像域外にテスト潜像を形成する手段
    と、 形成された前記テスト潜像の電位を計測する電位センサ
    と、 前記電位センサの計測値に基づいて前記像担持体上のト
    ナー付着量が所定値になるよう現像バイアスを変化させ
    る手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記テスト潜像を所定枚数または所定時
    間間隔で形成するようにしたことを特徴とする請求項1
    記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記テスト潜像を電源投入時、所定枚数
    画像形成が連続して行われたとき、または所定時間画像
    形成が行われずに画像形成動作が開始されたときにテス
    ト潜像を形成するようにしたことを特徴とする請求項1
    または2記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記テスト潜像を、画像域の前に形成さ
    せるようにしたことを特徴とする請求項1,2または3
    記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記現像バイアスの変化に代えて、前記
    像担持体を帯電させる帯電チャージャの電圧または潜像
    を形成するレーザ光の光量を変化させて行うようにした
    ことを特徴とする請求項1,2,3または4記載の画像
    形成装置。
  6. 【請求項6】 前記現像バイアスの変化を所定範囲以内
    で行うようにしたことを特徴とする請求項1,2,3ま
    たは4記載の画像形成装置。
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