JP2011048087A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁気ローラ130と、現像ローラ150と、第1電圧印加部261と第2電圧印加部262とを制御する電圧制御部271と、第1モードTMにおいて、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193が形成される第1電圧差VB1とするよう電圧制御部271に指示するトナー層形成制御部273と、第2モードHMにおいて、最初の回転で、現像ローラ150に形成されたトナー層193からトナー192の一部を磁気ローラ130に移動させる第2電圧差VB2とするよう電圧制御部271に指示し、最後の回転で、残りのトナー192の全部又は一部を磁気ローラ130に移動させる第3電圧差VB3とするよう電圧制御部271に指示する剥離制御部272と、を備える。
【選択図】図2
Description
また、本発明は、前記現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
図1により、本実施形態における画像形成装置としてのコピー機1における全体構造を説明する。図1は、コピー機1の各構成要素の配置を説明するための図である。
なお、コピー機1の説明において、副走査方向Xをコピー機1の「左右方向」ともいい、主走査方向Y(図1を貫く方向、図2参照)をコピー機1の「前後方向」ともいう。コピー機1の上下方向Zは、副走査方向X及び主走査方向Yと直交する。
図1に示すように、画像読取装置300は、蓋部材70と、原稿Gの画像を読み取る読取部301と、を備える。
蓋部材70は、読取部301に対して不図示の連結部により開閉可能に連結されている。蓋部材70は、後述する読取面302Aを保護する機能を有する。
装置本体Mは、所定の画像情報に基づいて用紙Tに所定のトナー画像を形成する画像形成部GKと、用紙Tを画像形成部GKに給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Tを排紙する給排紙部KHとを有する。
装置本体Mにおける外形は、筐体としてのケース体BDにより構成される。
まず、画像形成部GKについて説明する。
画像形成部GKにおいては、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に沿って順に、上流側から下流側に順に、帯電部10a、10b、10c、10dによる帯電、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dによる露光、現像装置16a、16b、16c、16dによる現像、中間転写ベルト7及び1次転写ローラ37a、37b、37c、37dによる1次転写、除電器12a、12b、12c、12dによる除電、及びドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dによるクリーニングが行われる。
また、画像形成部GKにおいては、中間転写ベルト7、2次転写ローラ8及び対抗ローラ18による2次転写、並びに定着部9による定着が行われる。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する2個の給紙カセット52が上下に積み重ねた状態で配置される。給紙カセット52は、装置本体Mの筐体から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置板60の上に積層された状態で収容される。載置板60に載置された用紙Tは、給紙カセット52における用紙送り出し側の端部(図1において左側の端部)に配置されるカセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラ対63からなる重送防止機構を備える。
第1合流部P1は、手差し搬送路Laが第1搬送路L1に合流する合流部である。第2合流部P2は、戻り搬送路Lbが第1搬送路L1に合流する合流部である。
第1分岐部Q1は、後処理搬送路Lcが第3搬送路L3から分岐する分岐部である。第1分岐部Q1には、整流部材58が設けられている。整流部材58は、定着部9から搬出された用紙Tの搬送方向を、第1排紙部50aに向かう第3搬送路L3又は第2排紙部50bに向かう後処理搬送路Lcに整流させる(切り換える)。
第2排紙部50bにおける開口側には、後処理装置(図示せず)が連結される。後処理装置は、画像形成装置(コピー機1)から排出される用紙の後処理(ステープル、パンチ等)を行うものである。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
図1に示すように、装置本体Mの左側面側(図1において左側)には、主搬送路L1〜L3及び戻り搬送路Lbが主に上下方向に延びるように並列している。装置本体Mの左側面側(図1において左側)には、装置本体Mの側面の一部を形成するように、カバー体40が設けられている。カバー体40は、その下端部において、支点軸43を介して装置本体Mに連結されている。支点軸43は、その軸方向が主搬送路L1〜L3及び戻り搬送路Lbを横断する方向に沿って配設されている。カバー体40は、支点軸43を中心として閉位置(図1に示す位置)と開位置(図示せず)との間を回動自在に構成されている。
また、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第2のカバー部42は、その内面側(装置本体M側)が主搬送路L1〜L3の一部を形成している。
更に、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第1のカバー部41の内面側と第2のカバー部42の外面側とが、戻り搬送路Lbの少なくとも一部を形成している。つまり、戻り搬送路Lbは、第1のカバー部41と第2のカバー部42との間に形成されている。
図2は、現像装置16a及び感光体ドラム2aを示す図である。図3は、通常モードTMにおいて、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193が形成される様子を示す図である。図4は、通常モードTMにおいて、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193が形成された状態を示す図であり、移動可能なトナー192が平衡状態にある図である。図5は、剥離モードHMにおいて、現像ローラ150の表面からトナー192の一部が剥離される様子を示す図である。図6は、剥離モードHMにおいて、現像ローラ150の表面からトナー192の略全部が剥離される様子を示す図である。
攪拌ローラ120a,120bは、現像容器110に収容された二成分現像剤190を攪拌する。攪拌された二成分現像剤190には、摩擦により静電気が発生し、磁性キャリア191はマイナスに帯電し、本実施形態において、トナー192はプラスに帯電する。また、静電気力により、トナー192は、磁性キャリア191に付着する。
磁気スリーブ131は、円筒形状であり、非磁性部材により構成される。磁気スリーブ131は、図2に示す矢印Bの方向に回転駆動される。磁気スリーブ131には、後述の第1電圧印加部261により、所定の第1バイアス電圧V1が印加される。
第1磁気ローラ磁極部材132は、磁気ローラ130における後述する現像スリーブ151に最も近接する部分に対応して配置される。第1磁気ローラ磁極部材132は、外側(磁気スリーブ131の周面側)にN極が位置するように配置される。
言い換えると、現像ローラ磁極部材152と第1磁気ローラ磁極部材132とは、現像スリーブ151と磁気スリーブ131とが最も近接する領域を挟んで、互いに対向して配置される。
第2電圧印加部262は、後述の電圧制御部271から出力される制御信号S4を受けて、現像ローラ150に第2バイアス電圧V2を印加する。
バイアス電圧差(磁気ローラ130に印加された第1バイアス電圧V1と現像ローラ150に印加された第2バイアス電圧V2と関係)VBにより、磁気ローラ130と現像ローラ150との間でトナー192を移動させる電界が生じる。
ここで、バイアス電圧差(第2バイアス電圧V2と第1バイアス電圧V1との関係)VBとは、第2バイアス電圧V2を基準した場合における第2バイアス電圧V2と第1バイアス電圧V1との電圧差である。
通常モードTMは、現像装置16aによる現像が行われる際に、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193を形成するモードである。具体的には、モード設定部274は、コピー機1の電源オンで通常モードTMに設定する。また、モード設定部274は、剥離モードHMが終了した場合に、剥離モードHMから通常モードTMに切り替える。
剥離モードHMは、現像ローラ150の表面に形成されたトナー層193を構成するトナー192を現像ローラ150が複数回回転する間に剥離させるモードである。具体的には、モード設定部274は、現像装置16aにより感光体ドラム2aへのトナー画像の形成が行われていない間に、通常モードTMから剥離モードHMに切り替えることができる。
具体的には、トナー192がプラスに帯電している場合には、第2電圧差VB2は、第1電圧差VB1よりも大きいバイアス電圧差VBである。
これにより、現像ローラ150の表面に形成されたトナー層193を構成するトナー192の一部が剥離される。
具体的には、トナー192がプラスに帯電している場合には、第3電圧差VB3は、第2電圧差VB2よりも大きいバイアス電圧差VBである。
これにより、現像ローラ150の表面に形成されたトナー層193を構成するトナー192の残りの略全部が剥離される。
そのため、第3電圧差VB3は、第2電圧差VB2によりトナー層193からトナー192の一部を移動させた後における少なくとも残りのトナー192の全部又は一部を磁気ローラ130に移動させることができるバイアス電圧差VBであればよい。
バイアス電圧差記憶部281には、バイアス電圧差VBを第1電圧差VB1、第2電圧差VB2又は第3電圧差VB3とするための第1バイアス電圧V1及び第2バイアス電圧V2に関する電圧情報が記憶されている。
本実施形態においては、トナー192がプラスに帯電している。そのため、第2電圧差VB2は、第1電圧差VB1よりも大きいバイアス電圧差VBである。第3電圧差VB3は、第2電圧差VB2よりも大きいバイアス電圧差VBである。
なお、バイアス電圧差VB、第1バイアス電圧V1及び第2バイアス電圧V2に関する電圧情報は、これらの電圧情報に限定されず、設計条件等により適宜設定することができる。
まず、図7に示すように、ステップST1において、ユーザは、電源オンによりコピー機1をオンにしてステップST2に進む。
次に、ステップST2において、コピー機1は、モード設定部274により通常モードTMに設定される。通常モードTMは、現像装置16aにより現像が行われる際に、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193を形成するモードである。
磁気ローラ130の表面に形成された現像剤層194は、磁気スリーブ131の回転に伴って回転移動し、層厚規制ブレード140に接触して所定の層厚に規制される。
また、図4に示すように、バイアス電圧差VBを第1電圧差VB1とした所定時間経過後には、トナー192の移動は、磁気ローラ130と現像ローラ150との間で移動しない平衡状態となる。これにより、現像ローラ150の表面には、トナー層193が好適に形成される。その後、ステップST4に進む。
ステップST4における用紙Tに画像を印刷させる指示により、コピー機1による用紙Tに画像を印刷させる動作が開始されてステップST5に進む。
具体的には、トナー層193が形成された現像ローラ150の表面は、感光体ドラム2aの表面と対向する。そして、現像ローラ150と感光体ドラム2aとの電位差によって静電潜像が現像される。つまり、感光体ドラム2aにおいては、表面に静電潜像が形成されると共に、現像装置16aのトナー層193からトナーの供給を受けて静電潜像にトナー画像が形成される。
そして、図1に示すように、感光体ドラム2aに現像されたトナー画像が中間転写ベルト7に順次1次転写される。中間転写ベルト7に1次転写されたトナー画像は、2次転写ローラ8により用紙Tに2次転写される。用紙Tに2次転写されたトナー画像は定着部9に搬送されて、定着部9によりトナーが用紙Tに定着される。
その後、用紙Tは、第3搬送路L3により第1排紙部50aに搬送され、第1排紙部50aから排紙集積部M1に排出される。このようにして、コピー機1による用紙Tの印刷が完了する。
カウント部275によりカウント数が所定枚数tを超えたと判定された場合(ST7:YES)には、ステップST8に進む。カウント部275によりカウント数が所定枚数tを超えていないと判定された場合(ST7:YES)には、ステップST4に戻る。
つまり、現像ローラ150の表面に形成されたトナー層193を構成するトナー192の一部が剥離される。
ステップST10において現像装置16aによる現像ローラ150の1回転目の剥離制御部272によるトナー192の移動が終了した後にステップST11に進む。
つまり、現像ローラ150の表面から残りのトナー層193を構成するトナー192の略全部を剥離させる(剥ぎ取る)ことができる。
また、本発明に係る現像装置16aは、現像ローラ150に形成されたトナー層193からトナー192を段階的に剥離させることで、現像ローラ150の表面に形成されたトナー192を確実に剥離させることができる。
その後、ステップST12に進む。
ステップST2において、モード設定部274は、剥離モードHMから通常モードTMに切り替えてステップST3に進む。
そのため、現像装置16aは、現像ローラ150の表面に現像性の低いトナー192が堆積することによるトナー画像における画像濃度の低下や、現像ローラ150の表面に現像性の低いトナー192が堆積することによる画像不良の発生を抑制することができる。
以下の実施例1、2及び比較例において、京セラミタ株式会社製複合機の現像装置16a、16b、16c、16dを用い、剥離モードHMにおいて、現像ローラ150の表面に形成されたトナー層193からトナー192を剥ぎ取る(剥離させる)制御を、現像ローラ150を2回転させる間に行った。
その後、通常モードTMから剥離モードHMに移行させて、剥離モードHMにおいて、バイアス電圧差VBを現像ローラ150の1回転目に第2電圧差VB2とし、2回転目に第3電圧差VB3として、現像ローラ150の表面に形成されるトナー層193からトナー192を剥ぎ取った。
その結果として、印字率5%の画像パターンにて、10000枚の印字評価を実施した。剥ぎ取り時のバイアス電圧差VBの設定は図8Bの通りとした。そして、10000枚の印字評価の後に、磁気ローラ130の側方に設置したカバー部材141(図2参照)に堆積した飛散トナー量を計測した。また、10000枚の画像に縦白抜けの不具合が無いかを評価した。画像白抜けの判定基準は以下とした。
[画像白抜け]
○:画像上に縦白筋がない場合を合格とした。
×:画像上に縦白筋がある場合を不合格とした。
各実施例及び比較例の評価結果を、図8Bに示した。
実施例1では、現像ローラ150の表面にトナー層193が形成されている状態から、現像ローラ150の1回転目で、現像ローラに印加される第2バイアス電圧V2を100V、磁気ローラ130に印加される第1バイアス電圧V1を150V(第2電圧差VB2=−50V)として現像ローラ150の表面からトナー層193を構成するトナー192の剥ぎ取りを行った。つまり、剥離モードHMにおける現像ローラ150の1回転目においては、第1電圧差VB1=−200Vより大きい第2電圧差VB2=−50Vで現像ローラ150の表面からトナー192を少量剥ぎ取った(剥離させた)。
その結果として、現像ローラ150の表面から段階的にトナー192を剥ぎ取る(剥離させる)こととなり、トナー192を剥離させる際のトナー192の飛散量が低減される(0.18g/1000枚)という結果が得られた。また、10000枚の印字画像には、画像の白抜けは発生しなかった。
実施例2では、現像ローラ150の表面にトナー層193が形成されている状態から、現像ローラ150の1回転目で、現像ローラに印加される第2バイアス電圧V2を−20V、磁気ローラ130に印加される第1バイアス電圧V1を0V(第2電圧差VB2=−20V)として現像ローラ150の表面からトナー層193を構成するトナー192の剥ぎ取りを行った。つまり、現像ローラ150の1回転目においては、第1電圧差VB1=−200Vより大きい第2電圧差VB2=−20Vで現像ローラ150の表面からトナー層193を構成するトナー192を少量剥ぎ取った(剥離させた)。
その結果として、現像ローラ150の表面から段階的にトナー192を剥ぎ取る(剥離させる)こととなり、トナー192の飛散量は少量に抑えられる(0.12g/1000枚)という結果が得られた。また、10000枚の印字画像には、画像の白抜けは発生しなかった。
これにより、剥離制御部272は、磁気ローラ130に印加する第1バイアス電圧V1を0(ゼロ)Vに固定した状態で、現像ローラ150に印加する第2バイアス電圧V2のみを変更させるように電圧制御部271に指示するだけでよい。
比較例では、現像ローラ150の表面にトナー層193が形成されている状態から、剥離モードHMにおいて、現像ローラ150を2回転させる間における1回転目及び2回転目において同じ第1バイアス電圧V1及び同じ第2バイアス電圧V2を印加することで剥ぎ取りを行った。
具体的には、剥離モードHMにおける現像ローラ150の1回転目で、現像ローラに印加される第2バイアス電圧V2を100V、磁気ローラ130に印加される第1バイアス電圧V1を0V(第2電圧差VB2=100V)として現像ローラ150の表面からトナー192の剥ぎ取りを行った。つまり、現像ローラ150の1回転目では、第1電圧差VB1=−200Vより大きい第2電圧差VB2=100Vで現像ローラ150の表面からトナー192の略全部を剥ぎ取った。
次に、剥離モードHMにおける現像ローラ150の2回転目で、現像ローラ150の1回転目と同じ第1バイアス電圧V1及び第2バイアス電圧V2としてトナー192の剥ぎ取りを行った。現像ローラ150の2回転目では、現像ローラ150の表面から1回転目で剥ぎ取った後の残りのトナー192を剥ぎ取った。
その結果として、トナー192の飛散量は多い(0.25g/1000枚)という結果が得られた。また、10000枚の印字画像には、飛散したトナー192による露光部の汚染も激しく、画像白抜けが発生した。
本実施形態によれば、通常モードTMにおいて、バイアス電圧差VBを現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193が形成される第1電圧差VB1とするよう電圧制御部271に指示するトナー層形成制御部273と、現像ローラ150の表面に形成されたトナー層193を現像ローラ150が複数回回転する間に剥離させる剥離モードHMにおいて、最初の回転で、バイアス電圧差VBを現像ローラ150から磁気ローラ130に移動するトナー192の量が第1電圧差VB1よりも多くなる電界を生じさせる第2電圧差VB2であって、現像ローラ150に形成されたトナー層193からトナー192の一部を磁気ローラ130に移動させる第2電圧差VB2とするよう電圧制御部271に指示し、最後の回転で、バイアス電圧差VBを現像ローラ150から磁気ローラ130に移動するトナー192の量が第2電圧差VB2よりも多くなる電界を生じさせる第3電圧差VB3であって、現像ローラ150に形成されたトナー層193から残りのトナー192の全部又は一部を磁気ローラ130に移動させる第3電圧差VB3とするよう電圧制御部271に指示する剥離制御部272と、を備える。
これにより、現像装置16aは、現像ローラからトナーを剥離させる際に生じるトナーの飛散を抑制することができる。
また、現像装置16aは、現像ローラ150に形成されたトナー層193からトナー192を段階的に剥離させることで、現像ローラ150の表面に形成されたトナー192を確実に剥離させることができる。
また、現像装置16aは、磁気ローラ130の表面にトナー192が段階的に移動されるので、磁気ローラ130の表面に移動されたトナー192も段階的に現像容器110の内部に収容されることから、トナー192を剥離させる効率を向上させることができる。
従って、現像装置16aは、現像ローラの表面に現像性の低いトナーが堆積することによるトナー画像における画像濃度の低下や、現像ローラ150の表面に現像性の低いトナーが堆積することによる画像不良を抑制することができる。
従って、現像装置16aは、記憶部280に記憶されたバイアス電圧差VBに関する電圧情報により、現像ローラ150の表面からトナーを確実に剥離させることができる。
前述の実施形態においては、トナー192がプラスに帯電した場合について説明しているが、これに制限されない。トナー192は、マイナスに帯電していてもよい。具体的には、前述の実施形態においては、プラスに帯電したトナー192を使用する場合について説明している。このように、プラスに帯電したトナー192を使用する場合は、第2電圧差VB2は、第1電圧差VB1よりも大きいバイアス電圧差VBであり、第3電圧差VB3は、第2電圧差VB2よりも大きいバイアス電圧差VBである。
これに対し、マイナスに帯電したトナー192を使用する場合には、第2電圧差VB2を第1電圧差VB1よりも小さいバイアス電圧差VBとし、第3電圧差VB3を第2電圧差VB2よりも小さいバイアス電圧差VBとする。これにより、マイナスに帯電したトナー192を使用する場合においても、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
この点以外におけるマイナスに帯電したトナー192を使用する場合における構成、作用及び効果は、プラスに帯電したトナー192を使用する場合と同様である。
また、用紙Tを連続して印刷することによる加熱回転体9aの一部分の温度の低下を復帰させるために、連続印刷の途中であっても、用紙Tと用紙Tとの間に所定間隔(時間)を設けるという制御を行う場合がある。この場合には、用紙Tが印刷されない用紙Tと用紙Tとの間の間隔(時間)を利用して、剥離モードHMに移行する構成としてもよい。
用紙Tが印刷されない用紙Tと用紙Tとの間の間隔(時間)としては、少なくとも現像ローラ150が3回転できる間隔(時間)が確保されていればよい。この場合、現像ローラ150が2回転(最初の回転、最後の回転)する間に段階的にトナー192を剥離させて、現像ローラ150が1回転する間に現像ローラ150に新たなトナー層193を形成することができる。
シート状の被転写材は、用紙Tに制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
Claims (5)
- 磁性キャリア及びトナーを含む二成分現像剤を磁力により保持させて表面に二成分現像剤層を形成させる磁気ローラと、
前記磁気ローラに対向して配置され、前記磁気ローラから移動した前記トナーにより表面にトナー層を形成可能な現像ローラと、
前記磁気ローラに第1バイアス電圧を印加する第1電圧印加部と、
前記現像ローラに第2バイアス電圧を印加する第2電圧印加部と、
前記第1電圧印加部と前記第2電圧印加部とを制御する電圧制御部と、
第1モードにおいて、
前記第2バイアス電圧と前記第1バイアス電圧との関係を前記磁気ローラと前記現像ローラとの間で前記トナーが双方向に移動可能であると共に、前記現像ローラの表面に所定厚さの前記トナー層が形成される第1電圧差とするよう前記電圧制御部に指示するトナー層形成制御部と、
前記現像ローラの表面に形成された前記トナー層を前記現像ローラが複数回回転する間に剥離させる第2モードにおいて、
最初の回転で、前記第2バイアス電圧と前記第1バイアス電圧との関係を前記現像ローラから前記磁気ローラに移動する前記トナーの量が前記第1電圧差よりも多くなる電界を生じさせる第2電圧差であって、前記現像ローラに形成された前記トナー層から前記トナーの一部を前記磁気ローラに移動させる第2電圧差とするよう前記電圧制御部に指示し、
最後の回転で、前記第2バイアス電圧と前記第1バイアス電圧との関係を前記現像ローラから前記磁気ローラに移動する前記トナーの量が前記第2電圧差よりも多くなる電界を生じさせる第3電圧差であって、前記現像ローラに形成された前記トナー層から残りの前記トナーの全部又は一部を前記磁気ローラに移動させる第3電圧差とするよう前記電圧制御部に指示する剥離制御部と、を備える
現像装置。 - 前記剥離制御部は、前記第2バイアス電圧と前記第1バイアス電圧との関係を前記第2電圧差から前記第3電圧差に変更する際に、前記第1電圧印加部又は前記第2電圧印加部に印加するいずれか一方のバイアス電圧を変更させるよう前記電圧制御部に指示すると共に、前記第1電圧印加部又は前記第2電圧印加部に印加するいずれか他方のバイアス電圧を変更させないよう前記電圧制御部に指示する
請求項1に記載の現像装置。 - 前記剥離制御部は、前記第2バイアス電圧と前記第1バイアス電圧との関係を前記第2電圧差から前記第3電圧差に変更する際に、前記いずれか他方のバイアス電圧をゼロにするよう前記電圧制御部に指示する
請求項2に記載の現像装置 - 請求項1から3のいずれかに記載の現像装置と、
表面に静電潜像が形成されると共に、前記現像装置の前記トナー層からトナーの供給を受けて前記静電潜像にトナー画像が形成される1又は複数の像担持体と、
前記1又は複数の像担持体に形成されたトナー画像を直接的に又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、
前記被転写材に転写されたトナー画像を定着させる定着部と、を備える
画像形成装置。 - 前記現像装置は、前記像担持体への前記トナー画像の形成が行われていない場合に、前記第2モードに移行し、
前記剥離制御部は、前記第2バイアス電圧と前記第1バイアス電圧との関係を前記第2電圧差又は前記第3電圧差とするよう前記電圧制御部に指示する
請求項4に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009195756A JP5417089B2 (ja) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | 現像装置及び画像形成装置 |
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