JP2009020397A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラム - Google Patents

画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】コストを抑えた高圧電源を用いながら効果的なクリーニングを実行することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体のトナー像を記録媒体に転写する印字モードと、転写部材の汚れを取り除くクリーニングモードとを切り替える画像形成装置において、印字モードとクリーニングモードとを切り替えるときに、帯電出力と現像バイアス出力と転写出力とを切り替える出力切替シーケンスを実行する。クリーニングモードから印字モードに切り替えを行なうときのクリーニング復帰シーケンスにて発生したかぶりトナーが転写部材に到達する前に、転写部材を離間させ、かぶりトナーが通過した後に圧接させる。
【選択図】図7

Description

この発明は画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムに関し、特に転写部材の清掃動作を実行する画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムに関する。
従来より、トナー像を用紙にプリントすることによって画像を形成する画像形成装置(MFP(Multi Function Peripheral)、ファクシミリ装置、複写機、プリンタなど)が知られている。
画像品質を維持するために画像形成装置は、所定量の印字を行なったり、または所定の時間が経過するごとに、画像形成部の調整動作や清掃動作を行なう。
印字動作中に、調整動作や清掃動作を実施する場合、印字動作と調整動作、または印字動作と清掃動作の切り替えが必要となる。この切り替え時間や、調整動作および清掃動作そのものに必要となる時間を減少させることが、印字の中断時間を低減し、印字生産性を向上させる事になり、結果としてユーザの利便性の向上に繋がることとなる。
清掃動作が必要となる原因の1つとして、以下のものがある。
感光体などの像担持体に静電潜像を作成し、これ現像部においてトナー像にする際、本来トナーを付着させない非画像部にもトナーがごくわずかに付着する。
このトナーは、トナー像を用紙に転写する際に用紙に付着する。このトナーは、極微量であるため、画像品質の観点からは問題とならない。しかしながら、用紙が存在しない部分(用紙と用紙との間隔部や小サイズ用紙を使用した場合の非通紙部)に付着したトナーは、転写工程において転写部材に吸着され、転写部材に蓄積する。蓄積の結果、用紙の裏面にトナーが付着する裏汚れが生じ、問題となる。
裏汚れを防止するために、所定枚数の印字が行なわれると、転写部材のクリーニングを実施することが考えられる。
クリーニングにおいては、転写部材への印加電圧を、印字動作時とは異なった極性に切り替えたり、異なった出力に変化させたりする(なお、ここでは説明上、「電圧」としているが、電流や電力でも構わない)。これにより、転写部材のトナーを転写ベルトや感光体などに付着させ、除去するものである。
下記特許文献1は、現像バイアス電圧と帯電電圧の立ち上げ時に、現像バイアス電圧を帯電電圧に先行して増加させ、立ち下げ時には、逆に帯電出力を現像バイアスに先行して減少させる画像形成装置を開示している。
特許文献2は、トナー、キャリア付着の防止目的で、現像バイアス印加とPC(静電像担持体)の駆動タイミング、または、現像バイアス印加と現像ローラーの駆動タイミングを制御する画像形成装置を開示している。
特開2003−202790号公報 特開平6−214442号公報
図18は、画像形成装置の高圧電源の具体例を示す図である。
高圧電源315は、帯電チャージャー353に電圧を印加するための帯電出力用電源315aと、現像ローラー351aに電圧を印加するための現像バイアス出力用電源315bと、クリーニング時に2次転写ローラー309に電圧を印加するための2次転写出力用(クリーニング用)電源315eと、印字時に2次転写ローラー309に電圧を印加するための2次転写出力用(印字用)電源315cとを備える。
帯電出力用電源315aは、−300V〜−1100Vの電圧を出力し、現像バイアス出力用電源315bは、−100V〜−800Vの電圧を出力し、2次転写出力用(クリーニング用)電源315eは、−500Vの電圧を出力し、2次転写出力用(印字用)電源315cは、+300V〜+4800Vの電圧を出力する。
2次転写出力用(クリーニング用)電源315eと、2次転写出力用(印字用)電源315cとの出力が、スイッチSWにより切り替えられて転写ローラー309に印加される。
図に示されるように、クリーニングを実行するためには、転写部材へ電圧を印加する高圧電源に対して、印加電圧の出力や極性を変化させる機能が必要である。その機能の分、高圧電源は高価となりコストダウン上の障害になっている。
この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、コストを抑えた高圧電源を用いながら効果的なクリーニングを実行することができる画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、画像形成装置は、画像を担持する像担持体と、像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、露光手段により形成された静電潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像されたトナー像を記録媒体へ転写する転写手段と、像担持体のトナー像を記録媒体に転写する印字モードと、転写手段の汚れを取り除くクリーニングモードとを切り替える切替手段と、印字モードとクリーニングモードとを切り替えるときに、帯電出力と現像バイアス出力と転写出力とを切り替える出力切替シーケンスを実行する制御手段と、クリーニングモードから印字モードに切り替えを行なうときの出力切替シーケンスにて発生したかぶりトナーが転写手段に到達する前に、転写手段を離間させ、かぶりトナーが通過した後に圧接させる駆動手段とを備える。
好ましくは画像形成装置は、駆動手段によって転写手段が圧接された後に、印字を再開する印字再開手段をさらに備える。
好ましくは画像形成装置は、印字モードからクリーニングモードに切り替えを行なうときの出力切替シーケンスにて発生したかぶりトナーを転写手段で回収した後に、転写手段をクリーニングする。
好ましくは画像形成装置は、出力切替シーケンス実行する場合において、現像バイアス出力の絶対値を上げるときは、先に帯電出力の絶対値を上げ、帯電出力の絶対値を上げた時の帯電ポイントと対向していた感光体表面の位置が、現像ポイントより上流の位置となる時点で現像バイアス出力の絶対値を設定する。
好ましくは画像形成装置は、出力切替シーケンス実行する場合において、現像バイアス出力の絶対値を下げるときは、先に帯電出力の絶対値を下げ、帯電出力の絶対値を下げた時の帯電ポイントと対向していた感光体表面の位置が、現像ポイントより下流の位置となる時点で現像バイアス出力の絶対値を設定する。
好ましくは画像形成装置は、出力切替シーケンス実行する場合において、常に感光体にキャリアを付着させずにかぶりトナーが付着するように出力の切替制御を行なう。
この発明の他の局面に従うと、画像形成装置の制御方法は、画像を担持する像担持体と、像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、露光手段により形成された静電潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像されたトナー像を記録媒体へ転写する転写手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、像担持体のトナー像を記録媒体に転写する印字モードと、転写手段の汚れを取り除くクリーニングモードとを切り替える切替ステップと、印字モードとクリーニングモードとを切り替えるときに、帯電出力と現像バイアス出力と転写出力とを切り替える出力切替シーケンスを実行する制御ステップと、クリーニングモードから印字モードに切り替えを行なうときの出力切替シーケンスにて発生したかぶりトナーが転写手段に到達する前に、転写手段を離間させ、かぶりトナーが通過した後に圧接させる駆動ステップとを備える。
この発明のさらに他の局面に従うと、画像形成装置の制御プログラムは、画像を担持する像担持体と、像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、露光手段により形成された静電潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像されたトナー像を記録媒体へ転写する転写手段とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、像担持体のトナー像を記録媒体に転写する印字モードと、転写手段の汚れを取り除くクリーニングモードとを切り替える切替ステップと、印字モードとクリーニングモードとを切り替えるときに、帯電出力と現像バイアス出力と転写出力とを切り替える出力切替シーケンスを実行する制御ステップと、クリーニングモードから印字モードに切り替えを行なうときの出力切替シーケンスにて発生したかぶりトナーが転写手段に到達する前に、転写手段を離間させ、かぶりトナーが通過した後に圧接させる駆動ステップとをコンピュータに実行させる。
これらの発明に従うと、コストを抑えた高圧電源を用いながら効果的なクリーニングを実行することができる画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムを提供することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態の1つにおける画像形成装置について説明する。
画像形成装置は、画像形成装置を構成する1つの構成要素である転写ローラーのクリーニング制御を行なう。
一般的に、転写ローラーのクリーニングを実施する際は、転写ローラーに、印字動作中とは異なった電圧を印加する。このため、印字動作中に転写ローラーのクリーニングを実施する際は、印字動作を一旦中断した上で、転写ローラーへの印加電圧を「印字用の電圧」から「クリーニング用の電圧」に変更し、クリーニング動作が終了した時点で「印字用の電圧」に再び切り替える。
転写ローラー用の出力と現像バイアス用の出力などを行なう画像形成装置内の複数の高圧出力に対して、回路の共通化を行なった低コストの高圧電源を使用して装置を構成する場合、転写ローラーへの印字出力とクリーニング出力の切り替えに伴って現像バイアスも変化するため、トナーが感光体や転写ベルトに付着する。
トナーやキャリアの付着を防止するためには、帯電チャージャーへの印加電圧も変化させる必要がある。しかし、高圧電源の出力電圧を切り替えた際の出力電圧の変化の時間特性が一律ではないため、トナーやキャリアの付着をゼロにすることはできない。
そこで、付着したトナーが転写ローラーの汚れとして画像形成に影響しないように、かつ、印字中断時間を最小にしたクリーニング制御を実現するために、本実施の形態における画像形成装置は、クリーニング実施前に転写ローラーの位置に到達するトナーは転写ローラーを圧接した状態で通過させ、クリーニング後は転写ローラーを離間して通過させる。
これにより、品質が高くダウンタイムを短くしたクリーニングが実施される。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態の1つにおける画像形成装置の概略構成を示す図である。
図を参照して画像形成装置は、原稿を光学的に読み取り、画像データを出力するスキャナ101と、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色の画像形成部を備えたプリント部103と、給紙カセットや手差し給紙装置を備える給紙部105と、片面に画像がプリントされた用紙を反転させ、再度プリント部103に送り込むことで両面プリントを実行させる両面ユニット107と、プリント後の用紙にパンチ処理、紙折り処理、ステープル処理を行なう後処理ユニット109と、用紙の仕分けを行なうソーター111とを備えている。
プリント部103は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色それぞれに対応する、感光体ドラム、現像器、帯電チャージャー、イレーサー、クリーナー、およびレーザー発光ユニットから構成されるイメージングユニットIUを含む。またプリント部103は、各色に対応するトナー保持、送り出し部を含む。さらにプリント部103は、トナー像を一旦保持し、それを用紙に転写する中間転写ベルトと、用紙上のトナー像を定着させる定着器(加熱ローラー、加圧ローラーから構成される。)とを含む。
プリント部103内の通紙経路の近くであって、両面ユニット107からの用紙が戻ってくる位置付近には、環境温度を検出する環境温度センサSEが設置されている。
図2は、画像形成装置の制御装置のブロック図である。
画像形成装置の制御装置は、プリント部103のメカ機構を制御するエンジン制御部と、エンジンを制御するプリンタコントローラー部と、メモリを備えるイメージングユニットとから構成される。
エンジン制御部には、排紙制御を行なう排紙装置223が接続される。
プリンタコントローラー部には、コンピュータなどの外部機器225、ファクシミリ回線227、およびスキャナ装置229が接続される。
エンジン制御部は、装置全体を制御するためのCPU201と、制御プログラムや各種定数を記憶するROM203と、データを一時的に記憶するRAM205と、エンジン制御部とその外部との間で情報の授受を行なうインタフェース(IF)制御部207と、各種機器との間で情報や信号の受け渡しを行なう拡張I/O(A/D変換部、およびD/A変換部を含む。)209と、本体バックアップメモリ211と、拡張I/O209からの発光制御信号に基づき制御される、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック用のレーザダイオード213と、各種センサ(環境温度センサSEを含む。)215と、各種モータ、各種ソレノイド、各種クラッチ、各種高圧電源、および各種リレー217と、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック用のトナー濃度を測定するトナー濃度センサ219とを備えている。
プリンタコントローラー部は、画像処理を行なう画像処理コントローラー231と、液晶表示装置(LCD)を含み、その表示制御を行なうLCDコントローラー233と、キーボードを含み、それからのユーザ入力を受付けるキーボードコントローラー235とを備える。
イメージングユニットには、メモリ237が含まれる。
さらに拡張I/O209には、イメージングユニットIUの転写ローラーを中間転写ベルトに圧接させたり、離間させたりする圧接離間モータ301と、その圧接離間の状態を検出する圧接離間位置センサ303とが接続されている。
図3は、イメージングユニットIUの一部構成を示す図である。
図3(A)に示されるように、中間転写ベルト305は矢印方向に速度Vで駆動されるものとする。駆動には、転写ベルト駆動ローラー307が用いられる。転写ベルト駆動ローラー307は、中間転写ベルト305を介して2次転写ローラー309に対峙する。
中間転写ベルト305にトナー像を形成するため、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの感光体321Y,321M,321C,321Kが配列されている。中間転写ベルト305がブラックの感光体321Kに対向する位置から、2次転写ローラー309に対向する位置までの距離をL1で示す。
図3(B)は、図3(A)のブラックの感光体321Kの周囲の構成を拡大した図である。
図に示されるように、感光体321Kの表面は、中間転写ベルト305の駆動速度と同じ線速度Vで駆動される。
感光体321Kの周囲には、帯電チャージャー353、レーザビームを照射する照射装置、現像器351、クリーナー357、およびイレーサー355が設けられている。
帯電チャージャー353による感光体321Kの帯電範囲をL4で示し、帯電チャージャー353の中央から現像器351による現像位置までの、感光体321Kの表面の距離をL3で示す。
現像器351による現像位置から中間転写ベルト305がブラックの感光体321Kに対向する位置までの、感光体321Kの表面の距離をL2で示す。
感光体321Kは、画像を担持する像担持体を構成する。帯電チャージャー353は、像担持体表面を一様に帯電する帯電部材を構成する。レーザービームおよびそれを照射する機構(図2のレーザーダイオード213など)は、帯電チャージャーにより一様に帯電された像担持体上に静電潜像を形成する露光部材を構成する。
現像器351は、露光部材により形成された静電潜像を顕著化する。2次転写ローラー309は、現像部材により顕著化されたトナー像を被転写体へ転写する転写部材を構成する。
図4は、2次転写ローラー309の圧接離間機構の構成を示す図である。
2次転写ローラー309には、ばねにより図面右に向かう張力が付与されている。圧接離間カム311は圧接離間モータ301(図2)に接続され、2次転写ローラー309を支持する部材に当接している。圧接離間カム311は、回転することで2次転写ローラー309を中間転写ベルト305に当接させたり離間させたりする。圧接離間の状態は、圧接離間位置センサ303により検出される。
2次転写ローラー309は、高圧電源315に接続されており、電圧が印加される。
図5は、画像形成装置の高圧電源の具体例を示す図である。
高圧電源315は、帯電チャージャー353に電圧を印加するための帯電出力用電源315aと、現像ローラー351aに電圧を印加するための現像バイアス出力用電源315bと、印字時に2次転写ローラー309に電圧を印加するための2次転写出力用電源315cとを備える。
帯電出力用電源315aは、−300V〜−1100Vの電圧を出力し、現像バイアス出力用電源315bは、−100V〜−800Vの電圧を出力し、2次転写出力用電源315cは、+300V〜+4800Vの電圧を出力する。
現像バイアス出力用電源315bと2次転写出力用電源315cとの出力が、スイッチSWにより切り替えられて転写ローラー309に印加される。
クリーニングを実行するためには、転写部材へ電圧を印加する高圧電源に対して、印加電圧の出力や極性を変化させる機能が必要である。本実施の形態では、クリーニング時には現像バイアス出力用電源315bの出力を転写ローラー309に印加することで、印加電圧の出力や極性を変化させる。
これにより、図18に示される2次転写出力用(クリーニング用)電源315eを省くことができ、高圧電源のコストを低下させることができる。
図6は、印字中とクリーニング時における高圧電源の出力を示す図である。
印字中には帯電出力用電源315aは、−300V〜−1100Vの電圧を出力し、現像バイアス出力用電源315bは、−100V〜−800Vの電圧を出力し、2次転写出力用電源315cは、+300V〜+4800Vの電圧を出力する。
2次転写ローラー309には、2次転写出力用電源315cの電圧が出力される。
クリーニング時には帯電出力用電源315aは、−650Vの電圧を出力し、現像バイアス出力用電源315bは、−500Vの電圧を出力し、2次転写出力用電源315cは、+500Vの電圧を出力する。
2次転写ローラー309には、2次転写出力用電源315cおよび2次転写出力用電源315cの電圧が切り替えられて繰り返し付与される。
このように、画像形成装置は、像担持体のトナー像を記録媒体に転写する印字モードと、転写部材の汚れを取り除くクリーニングモードとを有する。
印字モードからクリーニングモードに切り替わるとき、帯電出力と現像バイアスDC出力と2次転写出力とを切り替える出力切替シーケンスが実行される。
出力切替シーケンスにて発生するかぶりトナーを転写部材で回収した後に、転写部材をクリーニングする制御が実行される。
クリーニングモードから印字モードに切り替わるとき、同様に出力切替シーケンスが実行される。出力切替シーケンスにて発生したかぶりトナーが2次転写ローラーに到達する前に、2次転写ローラーを離間し、かぶりトナー通過後に再圧接させる。その後、印字が再開される。
クリーニングの出力切替シーケンス制御実行時に、感光体にキャリアを付着させずに、常にかぶりトナーが付着するように電圧の制御が行なわれる。そのため、現像バイアスDCの出力の絶対値を上げる時は、先に帯電出力値を上げて、帯電出力の絶対値を上げた時の帯電ポイントと対向していた感光体表面の位置が、現像ポイントより上流の位置にあるときに、現像バイアスDC出力の絶対値を設定する。
現像バイアスDCの出力値の絶対値を下げるときは、先に帯電出力の絶対値を下げて、帯電出力の絶対値を下げた時の帯電ポイントと対向していた感光体表面の位置が、現像ポイントより下流の位置にあるときに、現像バイアスDC出力の絶対値を設定する。
図7は、印字時とクリーニング時の高圧電源の出力と2次転写ローラー圧接離間の切替タイミングを示す図である。
図7においては、現像バイアスの絶対値に関して、印字中よりもクリーニング中の方が大きい場合の例を示している。
この図においては、印字モード(印字中シーケンス)から、クリーニングモードへ移行するシーケンス(クリーニング移行シーケンス)が実行され、クリーニングモード(クリーニングシーケンス)の処理が実行される状況を示している。
さらに、クリーニングモードから印字モードへ移行するシーケンス(クリーニング復帰シーケンス)が実行され、印字モード(印字中シーケンス)の処理が実行される状況を示している。
(A)〜(C)において、帯電出力、現像バイアス出力、および2次転写出力が示されている。(D)において、2次転写ローラーの圧接離間状態が示されている。図中の太線が切り替えのタイミングを示す。点線は、各シーケンスの区切りを示す。
クリーニング移行シーケンスにおいて、(A)の帯電出力は、−500Vから−650Vに切り替えられる。(B)の現像バイアス出力は、−350Vから−500Vに切り替えられる。(C)の2次転写出力は、+1500Vから−500V/+500Vの繰り返しに切り替えられる。
クリーニング復帰シーケンスにおいて、(A)の帯電出力は、−650Vから−500Vに切り替えられる。(B)の現像バイアス出力は、−500Vから−350Vに切り替えられる。(C)の2次転写出力は、−500V/+500Vの繰り返しから+1500Vに切り替えられる。
また、クリーニング復帰シーケンスにおいて、(D)の2次転写ローラーは、圧接状態から離間状態となり、その後圧接状態となる。
クリーニング移行シーケンスにおいて、(A)の帯電出力が、−500Vから−650Vに切り替えられた後、T1の時間が経過した後に、(B)の現像バイアス出力が、−350Vから−500Vに切り替えられる。
クリーニング復帰シーケンスにおいて、2次転写ローラーの離間要求が出力され、時間T3が経過した後に、(A)の帯電出力が、−650Vから−500Vに切り替えられる。その後、T2の時間が経過した後に、(B)の現像バイアス出力が、−500Vから−350Vに切り替えられる。さらにその後、T4の時間が経過した後に、2次転写ローラーの圧接要求が出され、時間T5後に2次転写ローラーが圧接状態となる。
図8は、印字時とクリーニング時の高圧電源の出力と2次転写ローラー圧接離間の切替タイミングを示す図である。
図8においては、現像バイアスの絶対値に関して、印字中よりもクリーニング中の方が小さい場合の例を示している。
クリーニング移行シーケンスにおいて、(A)の帯電出力は、−750Vから−650Vに切り替えられる。(B)の現像バイアス出力は、−600Vから−500Vに切り替えられる。(C)の2次転写出力は、+1500Vから−500V/+500Vの繰り返しに切り替えられる。
クリーニング復帰シーケンスにおいて、(A)の帯電出力は、−650Vから−750Vに切り替えられる。(B)の現像バイアス出力は、−500Vから−600Vに切り替えられる。(C)の2次転写出力は、−500V/+500Vの繰り返しから+1500Vに切り替えられる。
また、クリーニング復帰シーケンスにおいて、(D)の2次転写ローラーは、圧接状態から離間状態となり、その後圧接状態となる。
クリーニング移行シーケンスにおいて、(A)の帯電出力が、−750Vから−650Vに切り替えられた後、T2の時間が経過した後に、(B)の現像バイアス出力が、−600Vから−500Vに切り替えられる。
クリーニング復帰シーケンスにおいて、2次転写ローラーの離間要求が出力され、時間T3が経過した後に、(A)の帯電出力が、−650Vから−750Vに切り替えられる。その後、T1の時間が経過した後に、(B)の現像バイアス出力が、−500Vから−600Vに切り替えられる。さらにその後、T4の時間が経過した後に、2次転写ローラーの圧接要求が出され、時間T5後に2次転写ローラーが圧接状態となる。
図7および8において、時間T1〜T5は、以下のように決定される。
T1={(L3−(1/2)・L4−α1)/V} ・・・(1)
(なお、α1=5mm程度である。)
T1は、現像バイアスの切り替え前の出力値の絶対値が、切り替え後の出力の絶対値以下である場合の制御に用いられる時間である。
T2={(L3−(1/2)・L4+α2)/V} ・・・(2)
(なお、α2=5mm程度である。)
T2は、現像バイアスの切り替え前の出力値の絶対値が、切り替え後の出力の絶対値より大きい場合の制御に用いられる時間である。
T3=T6−{(L1+L2+L3−(1/2)・L4)}/V ・・・(3)
(なお、T6は離間動作に必要な時間である。)
本実施の形態では、T6≧{(L1+L2+L3−(1/2)・L4)}/Vであるものとしている。
T6<{(L1+L2+L3−(1/2)・L4)}/Vとなる場合は、クリーニング移行シーケンスが異なる。基本的には、帯電チャージャーの出力を切り替えたポイントが現像ローラーに達した時点でかぶりトナーが発生する。そのかぶりトナーが2次転写部に達する前に離間動作が完了できるタイミング関係となるようなシーケンスとする。
T4=(L1+L2)/V−T5
T5=(圧接に必要な時間)
図9は、画像形成装置全体の処理を示すフローチャートである。
ステップS101において、初期動作が実行される。ステップS103において、入出力処理が行なわれ、各I/Oからの信号の入出力を実行する。
ステップS105において、スタートキーが押下されると、ステップS107において印字制御が行なわれる。
印字制御中に必用なタイミングで2次転写ローラーのクリーニングシーケンスを挿入するために、ステップS109でクリーニング制御が行われる。ステップS111でその他の制御が行なわれる。これは例えば、定着器の温度調整、用紙カセットのサイズ検出その他の必要な処理である。
ステップS105においてスタートキーが押されていなければ、ステップS111に進む。
ステップS111での処理の後、ステップS103からの処理を繰り返し実行する。
図10および11は、図9の印字制御(S107)での処理を示すフローチャートである。
ここでは、感光体を中心とした電子写真プロセスの起動制御が行なわれ、これが完了すると印字動作が印字中シーケンスで実行される。印字動作中は、その他の印字制御として用紙の搬送動作などが行なわれる。所定の印字が終了すると電子写真プロセスの終了シーケンスが実行され、待機状態に戻る。
また、印字動作中にクリーニングを行なう必要が生じた場合は、クリーニング移行シーケンスが実行される。クリーニング移行シーケンスが完了すると、クリーニングシーケンスの完了を待つ。クリーニングシーケンスが完了するとクリーニング復帰シーケンスを実行した後、印字中シーケンスに戻る。
図10を参照して、ステップS201において印字制御ステータスを確認する。
印字制御ステータスが、「待機中」であれば、ステップS203で印字起動シーケンスを実行する。ステップS205で起動が完了したかを判定し、YESであればステップS207でステータスを「印字中」とする。
ステップS209でその他の印字制御を実行し、ステップS211でクリーニング実行カウンタをカウントアップさせる。
ステップS201で印字制御ステータスが、「印字中」であれば、ステップS213で印字中シーケンスを実行する。ステップS215でクリーニング要求があるかを判定し、YESであればステップS217でステータスを「クリーニング移行」とする。ステップS219でSTEP=0とし、ステップS209へ進む。
また、ステップS215でNOであれば、ステップS221で印字終了であるかを判定し、YESであればステップS223で、ステータスを「印字終了」とする。その後、ステップS209へ進む。
ステップS201で印字制御ステータスが、「印字終了」であれば、ステップS225で印字終了シーケンスを実行する。ステップS227で印字終了シーケンスが完了したかを判定し、YESであればステップS229でステータスを「待機中」とする。その後、ステップS209へ進む。
ステップS201で印字制御ステータスが、「クリーニング移行」(図11)であれば、ステップS231でクリーニング移行シーケンスを実行する。ステップS233で移行が完了したかを判定し、YESであればステップS235でステータスを「クリーニング完了待ち」とする。その後、ステップS209へ進む。
ステップS201で印字制御ステータスが、「クリーニング完了待ち」(図11)であれば、ステップS237でクリーニング完了待ちシーケンスを実行する。ステップS239でクリーニングステータスが「完了」であるかを判定し、YESであればステップS241でステータスを「クリーニング復帰」とする。その後、ステップS209へ進む。
ステップS201で印字制御ステータスが、「クリーニング復帰」(図11)であれば、ステップS243でクリーニング復帰シーケンスを実行する。ステップS245で復帰完了であるかを判定し、YESであればステップS247でステータスを「印字中」とする。その後、ステップS209へ進む。
図12および13は、図9のクリーニング制御(S109)での処理を示すフローチャートである。
印字動作中からクリーニング移行シーケンスが完了すると、クリーニング動作が実行される。
通常の印字状態での2次転写出力としては、環境条件や用紙の種類に合わせて+300〜+1100Vの電圧を出力する。クリーニング時は+500Vと−500Vを所定時間間隔で所定回数交互に出力する。
図12および13を参照して、ステップS301でクリーニング制御ステータス(クリーニングステータス)を判定する。
クリーニングステータスが「待機」であれば、ステップS303においてクリーニング実行カウンタが所定値以上となっているかを判定する。YESであればステップS303でクリーニング要求をセットする。ステップS307において、クリーニングステータスを「印字終了待ち」とする。その後、メインルーチンへ戻る。
ステップS301でクリーニングステータスが「印字終了待ち」であれば、ステップS309において印字ステータスがクリーニング完了待ちとなっているかを判定する。YESであればステップS311で、クリーニングステータスをクリーニング中(1)にする。ステップS313において、クリーニング繰り返しカウンタをゼロとする。ステップS315で、電圧印加タイマーをゼロにする。ステップS317で2次転写出力を−500Vに設定する。その後、メインルーチンへ戻る。
ステップS301でクリーニングステータスが「クリーニング中(1)」であれば、ステップS319において電圧印加タイマーが所定値以上となっているかを判定する。YESであればステップS321で、電圧印加タイマーをゼロとし、ステップS323で2次転写出力を+500Vに設定する。ステップS325でクリーニング繰り返しカウンタを加算し、ステップS327でクリーニング繰り返しカウンタが所定値以上かを判定する。
ステップS327でYESであれば、ステップS329でクリーニングステータスを「完了」とし、メインルーチンへ戻る。
ステップS327でNOであれば、ステップS331でクリーニングステータスを「クリーニング中(2)」とし、メインルーチンへ戻る。
ステップS319でNOであれば、ステップS333で電圧印加タイマーを加算し、メインルーチンへ戻る。
ステップS301でクリーニングステータスが「クリーニング中(2)」であれば(図13)、ステップS335において電圧印加タイマーが所定値以上となっているかを判定する。YESであればステップS337で、電圧印加タイマーをゼロとし、ステップS339で2次転写出力を−500Vに設定する。ステップS341でクリーニングステータスを「クリーニング中(2)」とし、メインルーチンへ戻る。
ステップS335でNOであれば、ステップS343で電圧印加タイマーを加算し、メインルーチンへ戻る。
ステップS301でクリーニングステータスが「完了」であれば(図13)、ステップS345において印字ステータスが「クリーニング復帰」となっているかを判定する。YESであればステップS347で、クリーニングステータスを「待機」とし、メインルーチンへ戻る。
図14は、図11のクリーニング移行シーケンス(S231)での処理を示すフローチャートである。
印字中においては、現像器には環境に応じて−100〜−800Vの現像バイアスが印加されている。帯電チャージャーには、環境に応じて、現像バイアスよりも100〜400V絶対値が大きい−300〜−1000V程度の電圧が印加される(印字用出力)。
クリーニング中は現像バイアスが−500Vに固定されるため、帯電出力も−650Vに固定される(クリーニング用出力)。
電圧の切り替え手順としては、帯電チャージャーへの出力を印字用出力からクリーニング用出力に切り替え、所定時間後、現像バイアスも印字用出力からクリーニング用出力に切り替える。
所定時間の設定は、印字用出力の現像バイアスの絶対値がクリーニング用出力の現像バイアスよりも絶対値で小さい場合(図7)は、帯電出力を切り替えたときに、帯電範囲に存在した感光体の表面が現像器のローラーニップ部に到達するよりも少し早く現像バイアスの出力絶対値が増加するような時間関係で行う。
印字用出力の現像バイアスの絶対値がクリーニング用出力の現像バイアスよりも絶対値で大きい場合(図8)は、帯電出力を切り替えたときに、帯電範囲に存在した感光体の表面が現像器のローラーニップ部を少し通過したタイミングで、現像バイアスの出力絶対値が増加するような時間関係とする。
現像バイアスの切り替えを少し早めたり、帯電範囲に存在した感光体の表面が現像器のローラーニップ部を少し通過させたりする時間は、距離にして5〜10mm程度が望ましい。この距離が小さいと、高圧電源の電圧が変化する特性のばらつきで感光体にキャリアが付着する懸念があり、大きいと、感光体に付着するトナーの量が増えて不経済となる。
図14において、ステップS401で変数STEPの値を調べる。STEP=0であれば、ステップS403において、帯電出力を印字用出力からクリーニング用出力に変更する(図7の例であれば、−500Vから−650Vへ変更する)。
ステップS405において、現像バイアス出力の絶対値が、印字時よりクリーニング時の方が大きいかを判定する。
ステップS405でYESであれば、ステップS407でタイマーに時間T1をセットし、ステップS409でSTEP=1とする。その後、メインルーチンへ戻る。
ステップS405でNOであれば、ステップS411でタイマーに時間T2をセットし、ステップS413でSTEP=1とする。その後、メインルーチンへ戻る。
ステップS401で変数STEP=1であると判定されると、ステップS415で所定時間T1またはT2が経過したかを判定する。
ステップS415でYESであれば、ステップS417で現像バイアス出力を印字用出力からクリーニング用出力に変更する(図7の例であれば、−350Vからー500Vへ変更する)。
ステップS419で、移行完了をセットし、メインルーチンへ戻る。
図15および16は、図11のクリーニング復帰シーケンス(S243)の内容を示すフローチャートである。
クリーニング復帰シーケンスでは、はじめに2次転写ローラーの離間動作を開始する。
所定時間後、帯電出力をクリーニング用から印字用に切り替える。さらに所定時間後、現像バイアスもクリーニング出力用から印字出力用に切り替える。
クリーニング用出力の現像バイアスの絶対値が印字用出力の現像バイアスよりも絶対値で小さい場合(図8)は、帯電出力を切り替えたときに、帯電範囲に存在した感光体の表面が現像器のローラーニップ部に到達するよりも少し早く現像バイアスの出力絶対値が増加するような時間関係で切り替えを行なう。
クリーニング用出力の現像バイアスの絶対値が印字用出力の現像バイアスよりも絶対値で大きい場合(図7)は、帯電出力を切り替えたときに、帯電範囲に存在した感光体の表面が現像器のローラーニップ部を少し通過したタイミングで、現像バイアスの出力絶対値が減少するような時間関係で切り替えを行なう。
さらに所定時間後、2次転写ローラーの圧接を行う。2次転写ローラーの圧接に必要な時間が経過すると印字を再開する。
図15および16を参照して、ステップS501において変数STEPの値を調べる。
STEP=0であれば、ステップS503で2次転写ローラーの離間要求を出力する。ステップS505でタイマーT3をセットする。ステップS507でSTEP=1としてメインルーチンへ戻る。
ステップS501において、STEP=1であれば、ステップS509において、所定時間T3が経過したかを判定する。YESであれば、ステップS511で帯電出力をクリーニング用出力から印字用出力に変更する(図7の例であれば、−650Vから−500Vへ変更する)。
ステップS513において、現像バイアス出力の絶対値が、印字時よりクリーニング時の方で大きいかを判定する。
ステップS513でYESであれば、ステップS515でタイマーに時間T2をセットし、ステップS517でSTEP=2とする。その後、メインルーチンへ戻る。
ステップS513でNOであれば、ステップS519でタイマーに時間T1をセットし、ステップS521でSTEP=2とする。その後、メインルーチンへ戻る。
ステップS501において、STEP=2であれば、ステップS523において、所定時間T1またはT2が経過したかを判定する。YESであれば、ステップS525で現像出力をクリーニング用出力から印字用出力に変更する(図7の例であれば、−500Vから−350Vへ変更する)。
ステップS527において、タイマーに時間T4をセットし、STEP=3とする。その後、メインルーチンへ戻る。
ステップS501において、STEP=3であれば(図16)、ステップS529において、所定時間T4が経過したかを判定する。YESであれば、ステップS531で2次転写ローラー圧接要求を出力する。
その後、ステップS533において、タイマーに時間T5をセットし、STEP=4とする。その後、メインルーチンへ戻る。
ステップS501において、STEP=4であれば(図16)、ステップS535において、所定時間T5が経過したかを判定する。YESであれば、ステップS537で復帰完了とする。その後、メインルーチンへ戻る。
なお本実施の形態では、2次転写ローラーの離間を開始してから、クリーニング用出力を印字用出力に切り替え、その後再圧接の動作を行なっている。しかしながら、出力切り替え時に付着するトナーが2次転写部に移動する時間よりも圧接離間の時間が短い場合は、出力の切り替えと圧接離間の順序を入れ替える方が望ましい。
[変形例]
なお本発明は、中間転写ベルトを持たず、感光体と転写ローラーとの間に用紙を挿通させ、用紙にトナー像を形成するタイプの画像形成装置にも応用することが可能である。
図17は、変形例における画像形成装置の構成を示す図である。
図に示されるように画像形成装置は、感光体401と、用紙収容カセット403と、給紙ローラー405と、転写ローラー407と、定着ローラー409とを備える。
図4と同様の構成で転写ローラー407を矢印方向に圧接離間させるのであれば、本発明のクリーニング動作を実施することができる。
[実施の形態における効果]
本実施の形態によると、クリーニング開始時に、意図的にトナーを感光体に付着させることとなる。付着されたトナーはやがて転写部材に到達する。このとき転写部材にトナーが付着しないように転写部材を離間させると、トナーが通過した後の再圧接に時間がかかり、印字中断時間が長くなる。このため、クリーニング実施前に付着したトナーは転写部材を離間させることなく通過させることで、時間の短縮を図る。
逆に、クリーニング終了時に付着したトナーが転写部材を汚すことを防ぐ必要があるので、転写部材を離間させた状態でトナーを通過させる。
以上の構成によると、画像形成装置において、高価な高圧電源を用いなくとも短い動作時間でクリーニングを実現でき、印字生産性の低下を抑えることができる。また、装置自体のコストを削減することができるという効果がある。
[その他]
本発明はMFP、ファクシミリ装置、複写機などの画像形成装置に対して実施することができる。
また、上述の実施の形態における処理は、ソフトウエアによって行なっても、ハードウエア回路を用いて行なってもよい。
また、上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをCD−ROM、フレキシブルディスク、ハードディスク、ROM、RAM、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザに提供することにしてもよい。また、プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。
なお、上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の実施の形態の1つにおける画像形成装置の概略構成を示す図である。 画像形成装置の制御装置のブロック図である。 イメージングユニットIUの一部構成を示す図である。 2次転写ローラー309の圧接離間機構の構成を示す図である。 画像形成装置の高圧電源の具体例を示す図である。 印字中とクリーニング時における高圧電源の出力を示す図である。 印字時とクリーニング時の高圧電源の出力と2次転写ローラー圧接離間の切替タイミングを示す図である。 印字時とクリーニング時の高圧電源の出力と2次転写ローラー圧接離間の切替タイミングを示す図である。 画像形成装置全体の処理を示すフローチャートである。 図9の印字制御(S107)での処理を示すフローチャートである。 図10に続くフローチャートである。 図9のクリーニング制御(S109)での処理を示すフローチャートである。 図12に続くフローチャートである。 図11のクリーニング移行シーケンス(S231)での処理を示すフローチャートである。 図11のクリーニング復帰シーケンス(S243)の内容を示すフローチャートである。 図15に続くフローチャートである。 変形例における画像形成装置の構成を示す図である。 画像形成装置の高圧電源の具体例を示す図である。
符号の説明
101 スキャナ、103 プリント部、105 給紙部、107 両面ユニット、109 後処理ユニット、111 ソーター、207 IF制御部、211 本体バックアップメモリ、213 レーザダイオード、219 トナー濃度センサ、223 排紙装置、229 スキャナ装置、231 画像処理コントローラー、237 メモリ、301 圧接離間モータ、303 圧接離間位置センサ、305 中間転写ベルト、307 転写ベルト駆動ローラー、309 2次転写ローラー、311 圧接離間カム、315 高圧電源、315a 帯電出力用電源、315b 現像バイアス出力用電源、315c 2次転写出力電源、321Y,321M,321C,321K 感光体、351 現像器、351a 現像ローラー、353 帯電チャージャー、355 イレーサー、357 クリーナー、401 感光体、403 用紙収容カセット、405 給紙ローラー、407 転写ローラー、409 定着ローラー。

Claims (8)

  1. 画像を担持する像担持体と、
    前記像担持体表面を帯電させる帯電手段と、
    前記帯電手段により帯電された像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
    前記露光手段により形成された静電潜像を現像する現像手段と、
    前記現像手段により現像されたトナー像を記録媒体へ転写する転写手段と、
    前記像担持体のトナー像を記録媒体に転写する印字モードと、前記転写手段の汚れを取り除くクリーニングモードとを切り替える切替手段と、
    前記印字モードと前記クリーニングモードとを切り替えるときに、帯電出力と現像バイアス出力と転写出力とを切り替える出力切替シーケンスを実行する制御手段と、
    前記クリーニングモードから前記印字モードに切り替えを行なうときの出力切替シーケンスにて発生したかぶりトナーが前記転写手段に到達する前に、前記転写手段を離間させ、かぶりトナーが通過した後に圧接させる駆動手段とを備えた、画像形成装置。
  2. 前記駆動手段によって転写手段が圧接された後に、印字を再開する印字再開手段をさらに備えた、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記印字モードから前記クリーニングモードに切り替えを行なうときの出力切替シーケンスにて発生したかぶりトナーを前記転写手段で回収した後に、転写手段をクリーニングする、請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 出力切替シーケンス実行する場合において、現像バイアス出力の絶対値を上げるときは、先に帯電出力の絶対値を上げ、
    帯電出力の絶対値を上げた時の帯電ポイントと対向していた感光体表面の位置が、現像ポイントより上流の位置となる時点で現像バイアス出力の絶対値を設定する、請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 出力切替シーケンス実行する場合において、現像バイアス出力の絶対値を下げるときは、先に帯電出力の絶対値を下げ、
    帯電出力の絶対値を下げた時の帯電ポイントと対向していた感光体表面の位置が、現像ポイントより下流の位置となる時点で現像バイアス出力の絶対値を設定する、請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 出力切替シーケンス実行する場合において、常に感光体にキャリアを付着させずにかぶりトナーが付着するように出力の切替制御を行なう、請求項1から5のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 画像を担持する像担持体と、
    前記像担持体表面を帯電させる帯電手段と、
    前記帯電手段により帯電された像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
    前記露光手段により形成された静電潜像を現像する現像手段と、
    前記現像手段により現像されたトナー像を記録媒体へ転写する転写手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記像担持体のトナー像を記録媒体に転写する印字モードと、前記転写手段の汚れを取り除くクリーニングモードとを切り替える切替ステップと、
    前記印字モードと前記クリーニングモードとを切り替えるときに、帯電出力と現像バイアス出力と転写出力とを切り替える出力切替シーケンスを実行する制御ステップと、
    前記クリーニングモードから前記印字モードに切り替えを行なうときの出力切替シーケンスにて発生したかぶりトナーが前記転写手段に到達する前に、前記転写手段を離間させ、かぶりトナーが通過した後に圧接させる駆動ステップとを備えた、画像形成装置の制御方法。
  8. 画像を担持する像担持体と、
    前記像担持体表面を帯電させる帯電手段と、
    前記帯電手段により帯電された像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
    前記露光手段により形成された静電潜像を現像する現像手段と、
    前記現像手段により現像されたトナー像を記録媒体へ転写する転写手段とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、
    前記像担持体のトナー像を記録媒体に転写する印字モードと、前記転写手段の汚れを取り除くクリーニングモードとを切り替える切替ステップと、
    前記印字モードと前記クリーニングモードとを切り替えるときに、帯電出力と現像バイアス出力と転写出力とを切り替える出力切替シーケンスを実行する制御ステップと、
    前記クリーニングモードから前記印字モードに切り替えを行なうときの出力切替シーケンスにて発生したかぶりトナーが前記転写手段に到達する前に、前記転写手段を離間させ、かぶりトナーが通過した後に圧接させる駆動ステップとをコンピュータに実行させる、画像形成装置の制御プログラム。
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