JP2009122168A - 画像形成装置と画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 感光体9Bk,9M,9C,9Y上をそれぞれ帯電させる帯電ローラ10Bk,10M,10C,10Y、その帯電された感光体9Bk,9M,9C,9Y上を露光して感光体9Bk,9M,9C,9Y上に画像の静電潜像を形成し、その形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成し、その形成されたトナー画像を用紙Sに転写し、その転写されたトナー画像を用紙S上に定着させて画像を形成する画像形成装置において、制御部50が電源部51を制御して、感光体9Bk,9M,9C,9Yとそれに対向する帯電ローラ10Bk,10M,10C,10Yとにそれぞれ所定のバイアス電圧値を印加する。
【選択図】 図1
Description
従来は、像担持体もしくは、それに対向するローラのいずれか一方にのみバイアス電圧値を印加する画像形成装置(例えば、特許文献1,2参照)であった。
そして、そのバイアス電圧値によって高圧配線は他ノードとの電位差に相応した沿面距離を設ける必要がある。
一般的に電位差1KV毎に沿面距離は1mm必要であり、公的安全規格では実際に使用するバイアス電圧値の約3倍の電圧値で試験しても問題無いことが要求されているので、例えば、出力5KVの場合はGNDやVCCに対して15mmの沿面距離が必要となってくる。
そして、この沿面距離はバイアス電圧値が印加されている全経路で確保する必要があり、上記沿面距離確保が小型化への障害となるという問題があった。特に、電子写真作像プロセスを搭載した小型のレーザプリンタにおいては小型化への障害となる。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、バイアス電圧値を印加する必要のある箇所への印加バイアス電圧値を減らし、必要な沿面距離を減らすことができるようにすることを目的とする。
(1)像担持体上を帯電させる帯電手段と、その帯電手段によって帯電された上記像担持体上を露光して上記像担持体上に画像の静電潜像を形成し、その形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成し、その形成されたトナー画像を記録媒体に転写し、その転写されたトナー画像を上記記録媒体上に定着させて、上記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、上記像担持体とそれに対向する上記帯電手段とにそれぞれ所定のバイアス電圧値を印加する手段を設けた画像形成装置。
(3)上記のような画像形成装置において、上記両バイアス電圧値のいずれか一方を、変化させる画像形成装置。
(4)上記のような画像形成装置において、上記両バイアス電圧値をそれぞれタイミングをずらして印加するようにした画像形成装置。
(5)上記のような画像形成装置において、上記両バイアス電圧値を同じ電源手段から供給するようにした画像形成装置。
(6)上記のような画像形成装置において、上記両バイアス電圧値を、同極性のバイアス電圧値にした画像形成装置。
(7)上記のような画像形成装置において、上記両バイアス電圧値を、互いに異なる極性のバイアス電圧値にした画像形成装置。
(10)上記のような画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法において、上記両バイアス電圧値のいずれか一方を、変化させる画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
(11)上記のような画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法において、上記両バイアス電圧値をそれぞれタイミングをずらして印加した画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
(12)上記のような画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法において、上記両バイアス電圧値を同じ電源手段から供給した画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
(13)上記のような画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法において、上記両バイアス電圧値を、同極性のバイアス電圧値にした画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
(14)上記のような画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法において、上記両バイアス電圧値を、互いに異なる極性のバイアス電圧値にした画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、この発明の一実施形態である画像形成装置の機構部の全体構成図である。
この画像形成装置は、図1に示すように、転写手段に相当する転写ベルト(1次転写ベルト)5に沿って複数色の電子写真プロセス部(画像形成部)であるAIOカートリッジ6Bk,6M,6C,6Yが並べられた構成を備えるものであり、所謂、タンデムタイプといわれるものである。
これら複数のAIOカートリッジ6Bk,6M,6C,6Yは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。
AIOカートリッジ6Bkはブラックのトナー画像を、AIOカートリッジ6Mはマゼンタのトナー画像を、AIOカートリッジ6Cはシアンのトナー画像を、AIOカートリッジ6Yはイエローのトナー画像をそれぞれ形成する。
AIOカートリッジ6Bk,6M,6C,6Yは、それぞれ内部にトナーを撹拌するパドル40Bk,40M,40C,40Yを備えている。
2次転写駆動ローラ7は、図示を省略した駆動源である駆動モータによって回転駆動される。その駆動モータと、2次転写駆動ローラ7と、転写ベルトテンションローラ8とが、転写ベルト5を移動させる駆動手段として機能する。
AIOカートリッジ6Bkは、感光体9Bk、この感光体9Bkの周囲に配置された帯電手段である帯電ローラ10Bk、露光手段である露光器11、現像手段である現像ローラ12Bk、クリーニング手段であるクリーナーブレード13Bk等から構成されている。
画像形成に際し、感光体9Bkの外周面は、暗中にて帯電ローラ10Bkにより一様に帯電された後、露光器11からのブラック画像に対応するレーザ光14Bkにより露光され、静電潜像が形成される。
このトナー画像は、感光体9Bkと転写ベルト5とが接する位置(1次転写位置)で、1次転写ローラ15Bkの働きにより転写ベルト5上に転写される。
この転写により、転写ベルト5上にブラックのトナーによる画像が形成される。
以上のようにして、AIOカートリッジ6Bkでブラックのトナー画像を転写された転写ベルト5は、転写ベルト5によって次のAIOカートリッジ6Mに搬送される。
AIOカートリッジ6Mでは、AIOカートリッジ6Bkでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体9M上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が転写ベルト5上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。
こうして、転写ベルト5上にフルカラーの画像が形成される。
このフルカラーの重ね画像が形成された転写ベルト5は、2次転写ローラ16の位置まで搬送される。
画像形成時の用紙搬送動作に際して、給紙トレイ1に収納された用紙Sは、最も上のものから給紙ローラ2を矢示方向(反時計回り)に回転駆動することにより順に送り出され、レジストローラ3の位置によって停止して待機する。
その停止タイミングは、用紙Sの先端がレジストセンサ4によって検知(検出)されてから所定時間経過した時点となる。
このとき、レジストローラ3は矢示方向(反時計方向)に回転駆動することによって用紙Sを送り出す。
レジストローラ3によって送り出された用紙Sは、2次転写ローラ16によって転写ベルト5上のトナー画像を用紙Sに転写した後、定着器20によってトナー画像を熱及び圧力で定着し、矢示方向(反時計回り)に回転駆動された排紙ローラ18によって当該画像形成装置の外部に排出(排紙)される。
一方、加圧ローラ202も、同様にアルミニウム芯金にゴムコーティングの構成となっており、定着ローラ201とある一定の圧力を持って接触(この接触部を以降は「ニップ部」と称す)している。
図示を省略した駆動系(駆動手段)により、定着ローラ201を回転駆動させることにより、定着ローラ201に接触している加圧ローラも回転する。用紙Sに2次転写されたトナー画像は、この2ローラ間を通過する際に、熱と圧力によって用紙Sに定着されることになる。
用紙Sの表裏両面に画像形成を行う両面印刷モード時には、用紙Sが排紙ローラ18を通過する手前(排紙センサ31によって検知されなくなった時点)で排紙ローラ18を時計回りに回転駆動し、用紙Sを両面搬送経路30に搬送する。32は両面センサである。
レジストローラ3に到達した用紙Sは、再びレジストローラ3から再給紙され、2次転写ローラ16によって先ほどと逆側の用紙面にトナー画像を転写後、定着器20によってトナー画像を熱及び圧力で定着し、矢示方向に回転駆動された排紙ローラ18によって当該画像形成装置の外部に排紙される。
このようにして、図示を省略した駆動手段である駆動モータによって回転駆動される像担持体の感光体上に画像の静電潜像を形成し、その形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成し、その形成されたトナー画像を用紙に転写し、その転写されたトナー画像を用紙上に定着させて、用紙上に画像を印刷する。
電源51は、この画像形成装置内の各部へ電力を供給すると共に、制御部50の制御により、上記帯電ローラ,上記感光体を含む各部へ印加するバイアス電圧値を出力する。
なお、41はTMセンサである。上記除去されたトナーは、廃トナーボックス44に収容される。廃トナーフル検知センサ43は、廃トナーボックス44の廃トナー量がフルになったことを検知する検知手段である。
上記両バイアス電圧値は、それぞれ異ならせるようにしてもよい。
また、上記両バイアス電圧値のいずれか一方を、変化させてもよい。
さらに、上記両バイアス電圧値をそれぞれタイミングをずらして印加するようにしてもよい。
また、上記両バイアス電圧値を、同極性のバイアス電圧値にするとよい。
あるいは、上記両バイアス電圧値を、互いに異なる極性のバイアス電圧値にしてもよい。
次に、この画像形成装置における2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7に対するバイアス電圧印加制御について説明する。
画像形成時に2次転写ローラ16に対して2次転写駆動ローラ7と比べて正極のバイアス電圧値を印加し、クリーニング時に2次転写ローラ16に対して2次転写駆動ローラ7と比べて負極のバイアス電圧値を印加する必要がある場合、制御部50は電源51を制御して、画像形成時には、2次転写ローラ16に正極のバイアス電圧値を印加し、2次転写駆動ローラ7に正極のバイアス電圧値を印加する。
このようにして、正出力と負出力間の電位差を小さく出来るので、沿面距離を小さくすることができる。
画像形成時に2次転写ローラ16に対して2次転写駆動ローラ7と比べて正極のバイアス電圧値を印加する必要がある場合、制御部50は電源51を制御して、2次転写ローラ16に正極のバイアス電圧値を印加し、2次転写駆動ローラ7に負極のバイアス電圧値を印加する。
このようにして、各印加バイアス電圧値の電位(絶対値)を小さく出来るので、GND等の他ノードに対する沿面距離を小さくすることが可能になる。
また、クリーニング時に逆バイアスを印加する必要がある場合は、上記バイアス電圧値の極性の正負関係を逆転させることにより、同様の効果を得ることができる。
図2乃至図4は、現行技術での2次転写ローラへのバイアス電圧値の印加事例を示す説明図である。
図2に示す印加事例では、画像形成時に、2次転写駆動ローラ7に対してバイアス電圧を印加せず、2次転写ローラ16に+1000Vのバイアス電圧値を印加して、2次転写駆動ローラ7に対して2次転写ローラ16に+1000Vの電位差を設けている。
図4に示す印加事例では、クリーニング時に、2次転写ローラ16に対して+1000Vのバイアス電圧値を印加し、2次転写駆動ローラ7にバイアス電圧を印加せず、2次転写駆動ローラ7に対して2次転写ローラ16に−1000Vの電位差を設けている。
このように、いずれの場合も2次転写ローラ16、あるいは2次転写駆動ローラ7のいずれか片方にのみバイアス電圧値を印加している。
2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに同極性のバイアス電圧値を印加する例を説明する。
図5は、2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに同極性のバイアス電圧値を印加する場合の説明図である。
上記参考技術と同じように2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノード間に1000Vの電位差を設けるため、制御部50が電源部51を制御して、画像形成時は、2次転写駆動ローラ7へ+100Vのバイアス電圧値を、2次転写ローラ16へ+1100Vのバイアス電圧値をそれぞれ印加する。
上述の参考技術では、最大電位差が+1000V/−1000V間の2000Vとなるが、実施例3のバイアス電圧印加制御では、最大電位差が+1100V/+100V間の1000Vに低減することができる。
したがって、この電位差低減により、配線間の沿面距離&空間距離を低減することができる。
2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに同極性のバイアス電圧値を印加すると共に、片方のバイアス電圧値をゼロに近づけるようにする例を説明する。
図6は、2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに同極性のバイアス電圧値を印加すると共に、片方のバイアス電圧値をゼロに近づけるようにする場合の説明図である。
上記参考技術と同じように2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノード間に1000Vの電位差を設けるため、制御部50が電源部51を制御して、画像形成時は、2次転写駆動ローラ7へ+0Vのバイアス電圧値を、2次転写ローラ16へ+1000Vのバイアス電圧値をそれぞれ印加する。
このようにして、最大電位差は+1000V/+0V間の1000Vであり、上記実施例3の例と変わらないが、最大電圧値(絶対値)は上記実施例3の例と比べてより低減することができる。
したがって、この対GNDとの電位差低減により、GNDとの沿面距離&空間距離を低減することができる。
2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに同極性のバイアス電圧値を印加すると共に、片方のバイアス電圧値を固定する例を説明する。
図7は、2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに同極性のバイアス電圧値を印加すると共に、片方のバイアス電圧値を固定する場合の説明図である。
上記参考技術と同じように2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノード間に1000Vの電位差を設けるため、制御部50が電源部51を制御して、画像形成時は、2次転写駆動ローラ7へ+1000Vのバイアス電圧値を、2次転写ローラ16へ+2000Vのバイアス電圧値をそれぞれ印加する。
このようにして、片方のバイアス電圧値を固定しても、所望する電位差を設けることができるので、バイアス電圧印加制御を容易に行える。
なお、上述の例では同極性として正極の例を示したが、負極の場合でも同様の効果がある。
また、2次転写以外の像担持体とそれに対向するローラにおいても、上述のようなバイアス電圧値印加制御を行うことにより、上述と同様の効果を得ることができる。
2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードにバイアス電圧値を印加する場合に、2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7でバイアス電圧値を変化させるタイミングをずらす例を説明する。
図8は、2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7でバイアス電圧値を変化させるタイミングをずらす場合の説明に供するタイミングチャート図である。
同図の(a)に示すように、2次転写ローラ16へのバイアス電圧値の出力に対して、同図の(b)に示すように、2次転写駆動ローラ7へのバイアス電圧値の出力のタイミングをずらして同時にしないことにより、同図の(c)に示すように、この2つのバイアス電圧値の合成出力である合成値は階段状に変化することになる。
このようにして、DC出力をAC出力に倣って出力させたい場合に、よりAC波形に近づけることが可能になる。
2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに異極性のバイアス電圧値を印加する例を説明する。
図9は、2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに異極性のバイアス電圧値を印加する場合の説明図である。
上記参考技術と同じように2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノード間に1000Vの電位差を設けるため、制御部50が電源部51を制御して、画像形成時は、2次転写駆動ローラ7へ−700Vのバイアス電圧値を、2次転写ローラ16へ+300Vのバイアス電圧値をそれぞれ印加する。
上述の参考技術では、最大電位差が+1000V/−1000V間の2000Vとなるが、実施例7のバイアス電圧印加制御では、最大電位差が−700V/+600V間の1300Vに低減することができる。
この電位差低減により、配線間の沿面距離&空間距離を低減することができる。
また、最大電圧値(電圧の絶対値)についても、上述の参考技術では1000Vであったが、実施例7のバイアス電圧印加制御では、700Vに低減することができるので、対GND間の電位差が低減でき、この電位差低減により、GNDとの沿面距離&空間距離を低減することができる。
2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに異極性のバイアス電圧値を印加すると共に、片方のバイアス電圧値ともう片方のバイアス電圧値の絶対値を等しくする例について説明する。
図10は、2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに異極性のバイアス電圧値を印加すると共に、片方のバイアス電圧値ともう片方のバイアス電圧値の絶対値を等しくする場合の説明図である。
上記参考技術と同じように2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノード間に1000Vの電位差を設けるため、制御部50が電源部51を制御して、画像形成時は、2次転写駆動ローラ7へ−500Vのバイアス電圧値を、2次転写ローラ16へ+500Vのバイアス電圧値をそれぞれ印加する。
このようにして、最大電位差は+500V/−500V間の1000Vであり、実施例7の例(1300V)と比べて300V低減することができ、この電位差低減により、配線間の沿面距離&空間距離を低減することができる。
また、最大電圧値(絶対値)は500Vであり、実施例7の例(700V)と比べてさらに低減できるので、この電位差低減により、GNDとの沿面距離&空間距離を低減することができる。
2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに異極性のバイアス電圧値を印加すると共に、片方のバイアス電圧値を固定する例を説明する。
図11は、2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノードに異極性のバイアス電圧値を印加すると共に、片方のバイアス電圧値を固定する場合の説明図である。
上記参考技術と同じように2次転写ローラ16と2次転写駆動ローラ7の両方のノード間に1000Vの電位差を設けるため、制御部50が電源部51を制御して、画像形成時は、2次転写駆動ローラ7へ+500Vのバイアス電圧値を、2次転写ローラ16へ+15000Vのバイアス電圧値をそれぞれ印加する。
このように、片方のバイアス電圧値を固定しても、所望する電位差を設けることができることができるので、制御の容易化が可能となる。
また、2次転写以外の像担持体とそれに対向するローラにおいても、上述のようなバイアス電圧値印加制御を行うことにより、上述と同様の効果を得ることができる。
また、対象ノードの両方に同極性のバイアス電圧値を印加することにより、対象ノードのどちらか一方に正極性のバイアス電圧値を印加した状態、且つ負極性のバイアス電圧値を印加した状態の両方を作り出すことができるので、正極性のバイアス電圧値と負極性のバイアス電圧値間の電位差と比べて、正極性のバイアス電圧値同士の電位差を小さくすることができ、正極性&負極性両方のバイアス電圧値の印加が必要な箇所について、沿面距離を小さくすることができる。
さらに、正極性のバイアス電圧値と負極性のバイアス電圧値の両方を作る場合と比べて正極性のバイアス電圧値を2つ作る方が容易に1個のトランスで達成できるので、トランス1個分の搭載面積を削減することも可能である。
さらに、対象ノードの少なくともいずれか一方のノードへ印加するバイアス電圧値を出力する印加ノードを共通にするので、バイアス電圧値の印加を担う部分を共有でき、スペースを削減することができる。
また、対象ノードのいずれか一方のノード(例えば、感光体あるいはそれに対向するローラ)のバイアス値を変化させずに固定するので、制御対象が1つになり、制御方法を容易にすることができる。
また、対象ノードの両方に異極性のバイアス電圧値を印加することにより、片側のノードのみにバイアス電圧値を印加する場合と比べて印加するバイアス電圧値を下げることができ、GNDやVCCとの沿面距離を小さくすることができる。
さらに、対象ノードのいずれか一方(もしくは両方)へ印加する異極性の各バイアス電圧値をそれぞれ異ならせるので、必要なタイミングで必要な電位差を達成することができる。
さらに、対象ノードのいずれか一方のノード(例えば、感光体あるいはそれに対向するローラ)へ印加する異極性の各バイアス電圧値が変化せずに固定されるので、制御対象が1つになり、制御方法を容易にすることができる。
また、対象ノード(例えば、感光体あるいはそれに対向するローラ)のバイアス電圧値が交互に変化するので、デジタル信号でDC出力を変化させる時の階段状の変化が滑らかになり、AC出力に倣って変化させる場合にAC出力波形に近づけることができる。
さらに、電位差が最大になる様に片方のバイアス電圧値をゼロに近づける制御を行うので、対象ノードに印加されるバイアス電圧値を最小にすることができる。
Claims (14)
- 像担持体上を帯電させる帯電手段と、該帯電手段によって帯電された前記像担持体上を露光して前記像担持体上に画像の静電潜像を形成し、該形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成し、該形成されたトナー画像を記録媒体に転写し、該転写されたトナー画像を前記記録媒体上に定着させて、前記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体とそれに対向する前記帯電手段とにそれぞれ所定のバイアス電圧値を印加する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記両バイアス電圧値をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記両バイアス電圧値のいずれか一方を、変化させることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 前記両バイアス電圧値をそれぞれタイミングをずらして印加するようにしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記両バイアス電圧値は同じ電源手段から供給するようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記両バイアス電圧値は、同極性のバイアス電圧値であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記両バイアス電圧値は、互いに異なる極性のバイアス電圧値であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 像担持体上を帯電させる帯電手段と、該帯電手段によって帯電された前記像担持体上を露光して前記像担持体上に画像の静電潜像を形成し、該形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成し、該形成されたトナー画像を記録媒体に転写し、該転写されたトナー画像を前記記録媒体上に定着させて、前記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法であって、
前記像担持体とそれに対向する前記帯電手段とにそれぞれ所定のバイアス電圧値を印加することを特徴とする画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。 - 前記両バイアス電圧値をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項8記載の画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
- 前記両バイアス電圧値のいずれか一方を、変化させることを特徴とする請求項8又は9記載の画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
- 前記両バイアス電圧値をそれぞれタイミングをずらして印加することを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項に記載の画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
- 前記両バイアス電圧値は同じ電源手段から供給することを特徴とする請求項8乃至11のいずれか一項に記載の画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
- 前記両バイアス電圧値は、同極性のバイアス電圧値であることを特徴とする請求項8乃至12のいずれか一項に記載の画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
- 前記両バイアス電圧値は、互いに異なる極性のバイアス電圧値であることを特徴とする請求項8乃至13のいずれか一項に記載の画像形成装置のバイアス電圧印加制御方法。
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