JP2008310106A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】感光体に付着した水分を除去し、鮮明な画像を得るとともに、装置が大型化することがなく簡単な構成によって、感光体に付着した水分を除去する画像形成装置を提供する。
【解決手段】アモルファスシリコン系感光層41bを表面に有し、画像データに基づいた静電潜像が形成される感光体41と、回転する感光体41の感光層41bに向けて配され、感光層41bを帯電させる帯電器42と、現像器21とを備える。この現像器21は、感光体41の回転軸心Tに対して画像形成装置100の下方に配設されて、感光層41bに対向配置されトナーを供給する現像ローラ11と、現像ローラ11と規制ブレード12とを保持する筐体5とを有する。筐体5の外面には、発熱体31が感光層41bに対面するように取り付けられ、その発熱体31が感光体41を加熱する。
【選択図】図2

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特にアモルファスシリコン感光体を備える画像形成装置に関する。
電子写真プロセスにおいて、感光体が回転ドラムの様に繰り返し使用される場合には、画像形成の開始時に、感光体表面上のトナー等残留付着物は常に除去されていなければならない。そのため、ブラシ、ブレード、ローラ等を使用して感光体表面上をクリーニングしている。
例えば、特許文献1では、充填剤を含有したシリコンゴムの弾性ローラを感光体に圧接し、その表面を摺擦することにより、未転写トナー、紙粉、強固に付着した溶着トナー等を除去している。
しかしながら、表面がアモルファスシリコン系感光層で形成されている感光体は、その表面硬度が大きい。また印字耐久性が高く、繰り返し使用に伴い、感光体を帯電させるために帯電器が放電すると、帯電器が発生するオゾンから派生するコロナ生成物により、その表面に水分子や水分を吸着した物質が付着するおそれがある。水分子や吸湿した物質が感光体表面に付着すると、表面抵抗が下がって電荷が移動するために、静電潜像が乱れ、画像が滲んだようにぼやけてしまい、画質が低下する。上述の特許文献の如く弾性ローラでは、単に表面を摺擦するだけでは、表面硬度が大きいために、簡単に表面を削り取ることはできず、表面に付着した上記の水分子や吸湿物質を除去することが困難であり、表面を削り取れたとしても、印字耐久枚数が低下する不具合があった。
そのため、アモルファスシリコン感光体を加熱して表面に吸着した水分を蒸発させることが考えられる。特許文献2では、アルミニウム、銅等の熱伝導率の高い物質からなるローラ内にハロゲンランプ・電熱線等の発熱体を固定支持して、加熱部材を形成している。この構成により、ローラが感光体表面に接触しながら従動回転すると、感光体表面がローラとの接触によって傷がついたり劣化したりすることがなく、感光体の水分を発熱体により加熱して除去している。
近年、画像形成装置の小型化に伴い、感光体を備える作像部も小型になってきている。作像部が小型になっても、感光体の周りには帯電器、露光ビームの受光領域、現像器、転写部材、クリーニング部材等を配設することが必要であり、特許文献2に示す加熱部材をさらに感光体の周りに配設するスペースを設けることは、困難である。
また、特許文献3では、中空の感光体ドラムの内側からアモルファスシリコン層を加熱するために、感光体ドラムに送風パイプと排気ファンを設け、また感光体ドラム内に中空軸等を設け、送風パイプから中空軸に熱風を送り、その熱風を排気ファンにより吸引する構成にしている。
しかしながら、近年、画像形成装置の小型に伴い、感光体が小径化され、特許文献3に示す送風パイプ、排気ファン及び中空軸等の加熱部材を感光体ドラム配設することは、困難である。
また、用紙の吸湿を兼用した給紙カセットや露光ビームを照射する画像書込部に加熱部材を設けることが考えられるが、これらの配置では感光体表面から離れた位置となるために、加熱部材の発熱量を大きくすることになり、加熱部材が大型化し、また、装置内に熱が拡散されて、画像形成のプロセスに悪影響を及ぼすおそれがある。
特開昭61−100780号公報(1頁、図2) 特開昭59−111179号公報(2頁右上欄、図1) 実開昭60−82657号公報(実用新案登録請求の範囲、図2)
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、感光体に付着した水分を除去し、鮮明な画像を得るとともに、装置が大型化することがなく簡単な構成によって、感光体表面の水分を除去する画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、アモルファスシリコン系感光層を表面に有し、該表面に画像データに基づいた静電潜像が形成される感光体と、回転する前記感光体の前記表面に向けて配され、前記表面を帯電させる帯電器と、前記感光体の前記表面に対向配置されトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラに対向配置されトナーの層厚を規制する規制部材と、前記現像ローラと前記規制部材とを保持する筐体とを有する現像器とを備え、前記現像器が前記感光体の回転軸心に対して装置の下方に配設された画像形成装置において、 前記筐体の外面に取り付けられ前記感光体の前記表面に対面した加熱部材が前記感光体を加熱することを特徴としている。
この構成によれば、加熱部材から熱い空気が画像形成装置の上方に上がって行き、感光体表面に当たる。そうすると、その表面を覆った熱い空気により、感光体に付着した水分が蒸発させられる。また、この構成によれば、加熱部材が現像器の筐体外面に取り付けられるので、装置が大型化することがなく、簡単な装置構成になる。
また、本発明は、上記の構成の画像形成装置において、前記加熱部材は、前記規制部材の近傍において前記筐体に取り付けられることを特徴としている。この構成によれば、小径の感光体に付着した水分を除去する。
また、本発明は、上記の構成の画像形成装置において、前記加熱部材が前記感光体を加熱しているときに、前記現像ローラは前記感光体にトナーを供給する方向に対して逆方向に回転させられ、前記規制部材付近のトナーが退避させられることを特徴としている。この構成によれば、規制部材の近傍のトナーが、その昇温と機械ストレスとにより凝集し、流動性が悪化するおそれがあるが、しかし、加熱部材が感光体を加熱しているときに、現像ローラは、感光体にトナーを供給する方向に対して逆方向に回転させられることによって、規制部材付近に滞留する現像剤を退避させる規制部材の近傍に滞留するトナーがほぐされ、規制部材から退避する。
また、本発明は、上記の構成の画像形成装置において、前記加熱部材は、前記帯電器に対して装置の下方において前記筐体に取り付けられることを特徴としている。この構成によれば、加熱部材から熱い空気が画像形成装置の上方に上がって行き、感光体表面に当たる。その熱い空気は、感光体表面に沿うように上昇して、帯電器内部に入ると、帯電器のオゾンにより生成された水分が除湿される。
また、本発明は、上記の構成の画像形成装置において、前記加熱部材は、面状発熱体で形成されることを特徴としている。この構成によれば、装置が大型化することがなく、簡単な装置構成になる。
請求項1に記載の発明によれば、加熱部材から熱い空気が画像形成装置の上方に上がって行き、感光体表面に当たる。そうすると、その表面を覆った熱い空気により、感光体に付着した水分が蒸発させられるので、静電潜像が乱れて画像が滲むことを防止することができて、鮮明な画像が得られる。また、加熱部材が現像器の筐体外面に取り付けられるので、装置が大型化することがなく、簡単な構成によって、感光体表面の水分を除去する画像形成装置を得ることができる。
また、請求項2に記載の発明によれば、小径の感光体でも効率よく、感光体に付着した水分を除去するので、静電潜像が乱れて画像が滲むことを防止することができ、鮮明な画像が得られる。
また、請求項3に記載の発明によれば、規制部材の近傍のトナーが、その昇温と機械ストレスとにより凝集し、流動性が悪化するおそれがあるが、しかし、加熱部材が感光体を加熱しているときに、現像ローラは、感光体にトナーを供給する方向に対して逆方向に回転させられることによって、規制部材の近傍に滞留するトナーがほぐされ、規制部材から退避するので、トナーの流動性が悪化することがない。
また、請求項4に記載の発明によれば、加熱部材から熱い空気が画像形成装置の上方に上がって行き、感光体表面に当たる。その熱い空気は、感光体表面に沿うように上昇して、帯電器内部に入ると、帯電器のオゾンにより生成された水分が除湿され、感光体に水分が付着するのを防止することができる。
また、請求項5に記載の発明によれば、装置が大型化することがなく、簡単な構成によって、感光体に付着した水分を除去する画像形成装置を得ることができる。
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
図1は、本発明の実施形態である画像形成装置を示す断面図である。この画像形成装置100は、感光体41、帯電部42、画像書込部43、現像器21、トナー補給部44、転写部45、クリーニング部46、シート収容部51、搬送部52、定着部53、および排紙部54から構成されている。
感光体41は、ドラムの外周面に感光層が積層されたものであり、図1上の矢印方向に回転すると、帯電部42により、その表面が帯電させられるようになっている。そして、感光体41は、画像書込部43からのレーザビームを受けると、その表面に静電潜像を形成する。
帯電部42は、コロナ放電等の放電することで感光体41の表面を帯電させるものである。例えば帯電部42は、細いワイヤー等を有しており、これを電極として、高電圧を印加されることで放電するようになっている。
画像書込部43は、画像データに基づいて、レーザビーム等の光ビームを感光体41の帯電させられた表面に照射させ、その感光体41に静電潜像を形成させるものである。なお、画像データは不図示のパーソナルコンピューター(PC)から送信されたものである。
現像器21は、感光体41の静電潜像にトナーを付着させて、トナー像を形成させるものである。なお、現像器21に収容されているトナーとしては、例えばトナー成分とキャリヤとから構成される2成分現像剤や、トナー成分のみから構成される1成分現像剤が挙げられる。また、現像器21の詳細については後述する。
トナー補給部44は、現像器21内部のトナーが不足するようになれば、その現像器21にトナーを供給するとともに、トナーを貯留しておくものである。転写部45は、感光体41表面に形成されたトナー像を搬送部52から搬送されてくるシート(用紙やOHP等)に転写させるものである。
クリーニング部46は、トナー像がシートに転写された後に、感光体41の表面に残ったトナーを除去するもので、例えば、感光体41の回転軸心Tの方向に線接触するブレード材等で形成される。シート収容部51は、シートを収容するとともに、搬送部52にシートを送出するものである。
搬送部52は、シート収容部51から排紙部54までのシートの通路である。その搬送路52の途中にある定着部53は、ローラ対がシートを加熱・加圧することにより、シートに転写されたトナーを溶融定着させるものであり、両ローラ間にシートを挟持して排紙部54に搬送する。排紙部54は、定着されたシートを収容するものである。
次に、画像形成動作について説明する。予め入力された画像データに基づいて、以下のように画像形成動作が実行される。
感光体41が図1上の矢印方向に回転すると、まず、帯電ローラ42により感光体41の感光層が帯電される。この感光体41に対して、画像データに従い、画像書込部43が感光体41の表面の回転軸心T方向に走査露光を行い、感光体41の表面には静電潜像が形成される。次に、現像器21が感光体41の表面にトナーを供給して、感光体41の静電潜像が現像される。搬送部52がシート収容部51のシートを転写部45に搬送し、転写部45がそのシートに感光体41のトナー像を転写する。転写後に、クリーニング部46が感光体41の表面に残留したトナーを清掃する。一方、転写されたシートが搬送部52により定着部53に案内され、定着部53がシートを加熱・加圧すると、シートにトナー像が定着される。そして、定着されたシートが搬送部52から順次排出され、排紙部54がシートを受け止める。
図2は、画像形成装置100の感光体41、帯電器42、現像器21等の作像部の配置構成を示す断面図である。
感光体41は、アルミニウム製で外径30mmの円筒形ドラム41aの外周面にアモルファスシリコン系感光層41bが積層されたものである。感光体41の周りには、感光体41の回転方向の上流側から順に、帯電部42、現像器21、転写部45及びクリーニング部46が配設され、感光体41が図2上の矢印方向に回転すると、順次、帯電部42による帯電、光ビームLによる静電潜像の形成、現像器21による静電潜像の現像、転写部45によるシートPへの転写、及びクリーニング部46による残留トナーの除去が行われるようになっている。
帯電部42は、感光体41の回転軸心Tより画像形成装置100の斜め上方に配設され、コロナ放電等の放電することで感光体41の感光層41bを帯電させる。
現像器21は、筐体5、第1撹拌スクリュー7、第2撹拌スクリュー8、現像ローラ11、規制ブレード12、及び加熱部材としての発熱体31を含む構成である。また、現像器21は、帯電部42の下方で、感光体41の回転軸心Tより画像形成装置100の下方に配置される。
筐体5は現像器21の外殻を構成するものである。筐体5の内部に、第1撹拌スクリュー7、第2撹拌スクリュー8、現像ローラ11及び、規制ブレード12が備え付けられ、筐体5の外面に発熱体31が取り付けられる。
第1貯留室15と第2貯留室16は、筐体5と一体形成された仕切り板9により、区分けされ、トナーを収容する。この第1貯留室15には、第1撹拌スクリュー7が回転可能に筐体5に支持され、第2貯留室16には、螺旋羽を設けた第2撹拌スクリュー8が回転可能に筐体5に支持されている。
第1撹拌スクリュー7が回転すると、第1貯留室15に貯留されているトナーが撹拌・搬送され、仕切り板9の穴から第2貯留室16に送られる。第2撹拌スクリュー8が回転すると、第2貯留室16に搬送されてきたトナーが撹拌・搬送され、現像ローラ11に供給される。
現像ローラ11は、感光体41に対して画像形成装置100の略下方で対向し、感光体41の回転に応じて回転することで、感光層41bにトナーを供給するものであり、スリーブ11aと磁界発生部材14を含む構成である。
スリーブ11aは、感光体41に対向し、磁界発生部材14との間に所定の隙間を設けて、ローラ軸11bに固設されている。ローラ軸11bは回転可能に筐体5に軸止されている。スリーブ11aは、例えばアルミニウム製のものを本実施形態で用いることができる。
磁界発生部材14は、スリーブ11aに対して回転不能に筐体5に固定され、複数の異なる磁極を有する永久磁石からなる。この磁界発生部材14の磁力の強さに従い、スリーブ11a上にブラシ状のトナーが形成され、規制ブレード12ではこのブラシ状のトナー通過量(層厚)を規制する。感光体41に対向する位置では、スリーブ11aが感光体41と接触すると、ブラシ状のトナーが感光体41上の静電潜像に従い付着する。
規制ブレード12は、筐体5の一部をなすフランジ部5aの現像器21内部側に固定し支持され、現像ローラ11のスリーブ11aと所定の間隔を隔てて対向配置される。規制ブレード12とスリーブ11aとの間隔部により、感光層41bに供給するトナー量を規制する。規制ブレード12の材質としては、磁性体或いは非磁性体のステンレス等が用いられる。なお、非磁性体の規制ブレード12に永久磁石を装着して磁性を付与しても良い。
ここで、現像器21から感光体41へのトナー供給について説明する。スリーブ11aが図2上の矢印A方向に回転すると、規制ブレード12と対向する磁界発生部材14の磁力により、スリーブ11a上にトナーがブラシ状に起立し、規制ブレード12により所定の厚みのトナー薄層が形成される。そして、スリーブ11aが図2上の矢印A方向にさらに回転して、トナーが感光体41の感光層41bに対向する位置に移動すると、磁極発生部材14より磁界が付与されるため、トナーは感光層41bに接触してトナー像を形成する。さらにスリーブ11aが図2上の矢印A方向に回転すると、トナー像の形成に使われなかったトナーが現像器21内に回収される。
発熱体31は、金属箔、ニクロム線等の電気抵抗体の両面にポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを被せた面状発熱体であり、感光体41を加熱するものである。発熱体31は、感光体41の回転軸心Tより画像形成装置100の下方に配置され、規制ブレード12を取り付けたフランジ部5aの外面側に貼り付けられるので、発熱体31の発熱面31aが感光層41bの直近で対面している。尚、発熱体31は、温度の上昇とともに抵抗値が増加する電気抵抗体にポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを被せたものでもよい。
発熱体31が通電されると、発熱体31が昇温して、その発熱面31aから熱い空気が装置の上方に上がって行き、感光層41bに当たる。そうすると、感光層41bを覆った熱い空気により、感光層41bに付着した水分が蒸発させられる。さらに、熱い空気は、感光層41bに沿うように上昇して、帯電器42内部に入ると、帯電器42が発生させるオゾンによる水分を除湿させる。
発熱体31を通電させるのは、夜間等の湿度が高く、画像形成を行っていないときが良好であり、画像形成装置100が例えば温度32℃、相対湿度80%RHの環境下で行うと、本実施形態では、感光層41bを3度〜5度高くなるようように加熱させるだけで、感光体41に付着した水分が蒸発し、また、帯電器42の水分が除湿される。
発熱体31を加熱すると、フランジ部5aの発熱体31を設けた反対の面に取り付けた規制ブレード12が幾分か昇温して、規制ブレード12の近傍のトナーが、その昇温と機械ストレスとにより凝集し、流動性が悪化するおそれがある。そこで、発熱体31を通電しているときには、現像ローラ11のスリーブ11aが、感光体41にトナーを供給する方向に対して逆方向に回転させられる。このことにより、規制ブレード12の近傍のトナーがほぐされて、トナーの流動性が悪化することがない。
上記実施形態によれば、画像形成装置100は、アモルファスシリコン系感光層41bを表面に有し、画像データに基づいた静電潜像が形成される感光体41と、回転する感光体41の感光層41bに向けて配され、感光層41bを帯電させる帯電器42と、現像器21とを備える。この現像器21は、感光体41の回転軸心Tに対して画像形成装置100の下方に配設されて、感光層41bに対向配置されトナーを供給する現像ローラ11と、現像ローラ11に対向配置されトナーの層厚を規制する規制ブレード12と、現像ローラ11と規制ブレード12とを保持する筐体5とを有する。筐体5の外面には、発熱体31が感光層41bに対面するように取り付けられ、その発熱体31が感光体41を加熱する。
この構成によって、発熱体31の発熱面31aから熱い空気が画像形成装置100の上方に上がって行き、感光層41bに当たる。そうすると、感光層41bを覆った熱い空気により、感光層41bに付着した水分が蒸発させられるので、静電潜像が乱れて画像が滲むことを防止することができ、鮮明な画像が得られる。
また、この構成によって、発熱体31を現像器21の筐体5に貼り付ける等により取り付けられるので、小径の感光体41でも効率よく、感光体41に付着した水分を除去することができ、また、装置が大型化することがなく、簡単な構成によって、感光体41に付着した水分を除去する画像形成装置を得ることができる。
また、発熱体31は、規制ブレード12の近傍においてフランジ部5aに取り付けられることによって、小径の感光体41でも効率よく、感光体41に付着した水分を除去するので、静電潜像が乱れて画像が滲むことを防止することができ、鮮明な画像が得られる。
また、発熱体31は、規制ブレード12の近傍においてフランジ部5aに取り付けられ、感光体41を加熱しているときに、規制ブレード12の近傍のトナーが、その昇温と機械ストレスとにより凝集し、流動性が悪化するおそれがある。しかし、発熱体31が通電されているときに、現像ローラ11は、感光体41にトナーを供給する方向に対して逆方向に回転させられることによって、規制ブレード12の近傍に滞留するトナーがほぐされ、規制部材から退避するので、トナーの流動性が悪化することがない。
また、発熱体31は、感光体41の外周面に配設される帯電器42の下方において現像器21の筐体5に取り付けられることによって、発熱体31から熱い空気が画像形成装置100の上方に上がって行き、感光層41bに当たる。その熱い空気は、感光層41bに沿うように上昇して、帯電器42内部に入ると、帯電器42のオゾンにより生成された水分が除湿され、感光層41bに水分が付着するのを防止することができる。
また、発熱体31は、面状に形成されることによって、装置が大型化することがなく、簡単な構成によって、感光体41に付着した水分を除去する画像形成装置を得ることができる。
尚、上記実施形態では、トナー成分とキャリヤとから成る2成分現像剤を用いる画像形成装置に適用したが、本発明は2成分現像剤を用いる画像形成装置に限定されるものではなく、例えば1成分現像剤を用いる画像形成装置であっても、同様に適用可能である。
また、上記実施形態では、モノクロ画像を形成する画像形成装置に適用したが、本発明はこれに限らず、カラー画像を形成する画像形成装置であっても、同様に適用可能である。
また、上記実施形態では、規制ブレード12と磁極を備えた現像ローラ11が所定の間隔を隔てて配置され、規制ブレード12とスリーブ11aとの間隔部により、現像ローラ11上のトナー量を規制した現像装置に適用したが、本発明はこれに限らず、規制ブレードと現像ローラが摺擦して、帯電したトナー薄層を形成する現像装置であっても、同様に適用可能である。
また、上記実施形態では、発熱体31は、その発熱面31aが感光層41bに対面するように、筐体5のフランジ部5aの外面に取り付ける構成を示したが、発熱面31aが感光層41bに対面するのなら、発熱面31aが感光体41の外周面の法線方向に向くように配置してもよい。この場合も上記同様、効率よく感光体41に付着した水分を除去することができる。
また、上記実施形態では、発熱体31は、規制ブレード12近傍のフランジ部5aに取り付けられる構成を示したが、本発明はこれに限らず、発熱体31が感光層41bの直近で対面するのなら、例えば、現像ローラ11近傍の筐体5外面等のどこに設けてもよく、上記同様、効率よく感光体41に付着した水分を除去することができる。
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等のアモルファスシリコン感光体を備える電子写真プロセスを用いた画像形成装置に利用することができる。
は、本発明の実施形態である画像形成装置を示す断面図である。 は、本発明の実施形態である画像形成装置の感光体を含む作像部を示す断面図である。
符号の説明
5 筐体
7 第1撹拌スクリュー
8 第2撹拌スクリュー
11 現像ローラ
11a スリーブ
12 規制ブレード(規制部材)
14 磁界発生部材
14a〜14e 磁極
15 第1貯留室
16 第2貯留室
21 現像器
31 発熱体(加熱部材)
41 感光体
41b 感光層
42 帯電器
43 画像書込部
45 転写部
46 クリーニング部
100 画像形成装置

Claims (5)

  1. アモルファスシリコン系感光層を表面に有し、該表面に画像データに基づいた静電潜像が形成される感光体と、
    回転する前記感光体の前記表面に向けて配され、前記表面を帯電させる帯電器と、
    前記感光体の前記表面に対向配置されトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラに対向配置されトナーの層厚を規制する規制部材と、前記現像ローラと前記規制部材とを保持する筐体とを有する現像器とを備え、
    前記現像器が前記感光体の回転軸心に対して装置の下方に配設された画像形成装置において、
    前記筐体の外面に取り付けられ前記感光体の前記表面に対面した加熱部材が前記感光体を加熱することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記加熱部材は、前記規制部材の近傍において前記筐体に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記加熱部材が前記感光体を加熱しているときに、前記現像ローラは前記感光体にトナーを供給する方向に対して逆方向に回転させられ、前記規制部材付近のトナーが退避させられることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記加熱部材は、前記帯電器に対して装置の下方において前記筐体に取り付けられることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記加熱部材は、面状発熱体で形成されることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20140233973A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Kyocera Document Solutions Inc. Image forming apparatus and image deletion reducing method
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