JP2012013718A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】感光体ドラムを必要以上に摩耗させることなく、クリーニングブレードによって感光体ドラムに付着した放電生成物等を効率的に除去する。
【解決手段】感光体ドラム21Bを正回転及び逆回転可能に設けると共に、クリーニングブレード7を、感光体ドラム21Bの正回転方向に対してカウンタ方向に圧接させる。そして、クリーニングブレード7の、感光体ドラム21Bが逆回転したときに感光体ドラム21Bと接触する部分に、感光体ドラム21Bの回転方向と垂直方向に切込み71を形成し、装置が停止状態又は待機状態から画像形成可能状態に移行する際に、感光体ドラム21Bを逆回転させて、感光体ドラム21Bの、少なくとも帯電装置22Bと対向していた部分をクリーニングブレード7で摺擦する。
【選択図】図4
【解決手段】感光体ドラム21Bを正回転及び逆回転可能に設けると共に、クリーニングブレード7を、感光体ドラム21Bの正回転方向に対してカウンタ方向に圧接させる。そして、クリーニングブレード7の、感光体ドラム21Bが逆回転したときに感光体ドラム21Bと接触する部分に、感光体ドラム21Bの回転方向と垂直方向に切込み71を形成し、装置が停止状態又は待機状態から画像形成可能状態に移行する際に、感光体ドラム21Bを逆回転させて、感光体ドラム21Bの、少なくとも帯電装置22Bと対向していた部分をクリーニングブレード7で摺擦する。
【選択図】図4
Description
本発明は画像形成装置に関し、より詳細には、クリーニングブレードで静電潜像担持体の表面の残留トナーや放電生成物などの付着物を除去する画像形成装置に関するものである。
ファクシミリやプリンタ、複写機などの電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体(静電潜像担持体)表面を所定電位に一様に帯電させた後、感光体表面を露光して画像情報に対応した静電潜像を形成する。そして、形成された静電潜像を現像装置によってトナー現像して、可視像化する。次いで、感光体表面のトナー画像は用紙上に転写された後、加熱・加圧されて用紙に定着される。
ここで、感光体表面を一様に帯電させる帯電装置としては、種々のタイプのものが知られているが、コロナ放電により像担持体を帯電させるものがこれまでから広く用いられている。このような帯電装置を用いて感光体表面を帯電させると、オゾンや窒素酸化物などの放電生成物が発生する。窒素酸化物は空気中の水分と反応して硝酸化合物を生成する。この硝酸化合物は画像形成処理を終了した後も消滅することなく帯電装置の周辺に滞留する。このため、感光体を長時間停止させていると、感光体表面の、帯電装置と対向する部分に硝酸化合物が徐々に付着し蓄積する。硝酸化合物は吸湿性が高く、高湿環境下で吸湿して前記部分の抵抗値を低下させるので、硝酸化合物が付着したままであると感光体表面に形成される静電潜像が乱れて、いわゆる「像流れ」や「地肌かぶり」、「白抜け」といった画像の不具合が生じる。
そこで、画像形成処理中に一定時間感光体を空回転させて、感光体表面に付着した放電生成物をクリーニング部材で掻き取る方法が用いられている。特許文献1では、目的は若干異なるが、クリーニングブレードの感光体接触面側に研磨剤粒子含有層を設けると共に、クリーニングブレードの接触状態を可変にし、感光体表面を研磨する場合には、感光体を逆回転させて感光体表面に研磨剤粒子層が接触するようにし、且つクリーニングブレードの圧接力を上げて接触面積を大きくし、感光体上へのトナーや後処理によるフィルミングを防止する構成が提案されている。
しかしながら、前記提案技術では、放電生成物を十分に掻き取るためには感光体を複数回回転させる必要があり、その間は画像形成ができない。したがって画像形成速度が低下する。また、感光体の、放電生成物が付着していない部分までもクリーニングブレードで摺擦することになるので、感光体表面が必要以上に摩耗し使用寿命が短くなる。
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、静電潜像担持体表面を必要以上に摩耗させることなく、静電潜像担持体表面に付着した放電生成物等を効率的に除去できる画像形成装置を提供することにある。
前記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、正回転及び逆回転可能な静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電装置と、帯電された前記静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナーで可視像化する現像装置と、可視像化されたトナー像を被転写部材に転写させる転写装置と、転写せずに前記静電潜像担持体上に付着している残留トナーを除去・回収するクリーニング装置とを備えた画像形成装置であって、前記クリーニング装置は、前記静電潜像担持体の正回転方向に対してカウンタ方向で前記静電潜像担持体に圧接し、残留トナーを除去・回収するクリーニングブレードを有し、前記クリーニングブレードには、前記静電潜像担持体が逆回転したときに前記静電潜像担持体と接触する部分に、前記静電潜像担持体の回転方向と交差する方向に切込み及び溝の少なくとも一方が形成され、装置が停止状態又は待機状態から画像形成可能状態に移行する際に、前記静電潜像担持体を逆回転させて、前記静電潜像担持体の、少なくとも前記帯電装置と対向していた部分を前記クリーニングブレードで摺擦することを特徴とする。
ここで、迅速な画像形成処理を図る観点からは、前記静電潜像担持体を逆回転させる時間を、前記静電潜像担持体の、前記帯電装置と対向していた部分が前記クリーニングブレードの圧接部分を通過するまでの時間とするのが好ましい。
また、静電潜像担持体に付着した放電生成物等を効果的に除去する観点からは、前記静電潜像担持体を逆回転させるときの前記クリーニングブレードの圧接力を、前記静電潜像担持体を正回転させるときの前記クリーニングブレードの圧接力よりも高くするのが好ましい。
そしてまた、前記静電潜像担持体の回転動作を制御する回転制御手段をさらに設けて、前記静電潜像担持体の累積回転時間、装置の停止時間、装置停止中の環境条件の少なくとも1つに基づいて、前記静電潜像担持体を逆回転させるかどうかを判断するのが好ましい。
本発明の画像形成装置によれば、静電潜像担持体表面を必要以上に摩耗させることなく、静電潜像担持体表面に付着した放電生成物等を効率的に除去できる。
以下、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置を図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
図1は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。図1の画像形成装置は、タンデム型デジタルカラープリンタ(以下、単に「プリンタ」と記すことがある)である。もちろん、プリンタのほか、さらにスキャナを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。なお、以下において、説明の対象である装置または部材がイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)またはブラック(B)のいずれのものであるかを明確にする必要がある場合は、「(Y)」、「(M)」、「(C)」、「(B)」の文字を符号に付加して説明し、それ以外の場合はそれら文字を省略して説明する。
プリンタ1は、その内部のほぼ中央部に中間転写ベルト(中間転写体)11を備えている。中間転写ベルト11は、ローラ12,テンションローラ13,ガイドローラ14,15の外周部に掛け渡されて反時計回りに回転駆動する。テンションローラ13は、外側へスライド可能に取り付けられていると共に、押しバネSによって中間転写ベルト11の内側から外側に向かって付勢されている。これにより、中間転写ベルト11は、常に張力がかかった状態となっている。
中間転写ベルト11の下部水平部の下には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各色にそれぞれ対応する4つの作像部2Y,2M,2C,2Bが、中間転写ベルト11に沿ってこの順に並んで配置されている。各作像部2Y,2M,2C,2Bは、感光体ドラム(像担持体)21Y,21M,21C,21Bをそれぞれ有している。各感光体ドラム21Y,21M,21C,21Bの周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電装置22Y,22M,22C,22Bと、プリントヘッド部23Y,23M,23C,23Bと、現像装置24Y,24M,24C,24Bと、クリーニング装置25Y,25M,25C,25Bとがそれぞれ配置されている。クリーニング装置25は短冊状のクリーニングブレード7(図2に図示)を備え、その短手方向の一端側を感光体21の外周面に圧接させて、感光体21の表面に付着する残留トナーを除去・回収している。クリーニング装置25については後段で詳述する。プリントヘッド部23は、感光体ドラム21の回転 軸方向と平行な主走査方向に並べられた多数のLEDから構成されている。
そして、中間転写ベルト11を挟んで、各感光体ドラム21Y,21M,21C,21Bと対向する位置には、一次転写ローラ30Y,30M,30C,30Bが設けられている。また、中間転写ベルト11のローラ12で支持された部分には、2次転写ローラ16が圧接されている。2次転写ローラ16と中間転写ベルト11とのニップ部が2次転写領域17となる。この2次転写領域17において中間転写ベルト11上に形成されたトナー像が、搬送されてきた用紙(被転写部材)Pに転写される。
プリンタ1に下部には、給紙カセット91が着脱可能に配置されている。給紙カセット91内に積載収容された用紙Pは、給紙ローラ92の回転によって最上部のものから1枚ずつ引き出されて搬送路93に送り出される。搬送路93は、給紙カセット91から、タイミングローラ対94のニップ部、2次転写領域17、および定着ユニット95を通って排紙トレイ98まで延びている。給紙カセット91から送り出された用紙Pは、タイミングローラ対94に搬送され、ここで所定のタイミングで2次転写領域17に送り出される。
定着ユニット95は、中空円筒状で、ハロゲンヒータHを内部に備えた定着ローラ96と、この定着ローラ96に圧接されて従動回転する加圧ローラ97を備える。トナー像が2次転写された用紙Pが通過する、定着ローラ96と加圧ローラ97とのニップ部が、定着領域となる。
このような構成のプリンタ1の概略動作について説明する。まず、カラー画像を出力するフルカラーモードの場合、外部装置(例えばパソコン)からプリンタ1の画像信号処理部(不図示)に画像信号が入力されると、画像信号処理部ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、この信号をプリントヘッド用LEDドライブ回路に伝達する。このドライブ回路は、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像部2Y,2M,2C,2Bのプリントヘッド部23Y,23M,23C,23Bを発光させて露光を行う。この露光は、プリントヘッド部23Y,23M,23C,23Bの順にそれぞれ時間差をもって行われる。これにより、各感光体ドラム21Y,21M,21C,21Bの表面に各色用の静電潜像がそれぞれ形成される。
各感光体ドラム21Y,21M,21C,21B上に形成された静電潜像は、各現像装置24Y,24M,24C,24Bによってそれぞれ現像されて各色のトナー像となる。そして、各色のトナー像は、各一次転写ローラ30Y,30M,30C,30Bの作用により、図中反時計回りに回転する中間転写ベルト11上に順次一次転写されて重ね合わせられる。
このようにして中間転写ベルト11上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト11の移動にしたがって2次転写領域17に達する。一方、給紙カセット91から搬送路93に送り出された用紙Pは、タイミングローラ対94によって、トナー像が2次転写領域17に達するタイミング合わせて2次転写領域17へ搬送される。そして、2次転写ローラ16にはトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加される。これにより、2次転写領域17において、重ね合わされた各色トナー像は中間転写ベルト11から用紙Pに一括して2次転写される。
トナー像が2次転写された用紙Pは、搬送路93を通って定着ユニット95に送られ、そこで定着領域を通過することによりトナー像が用紙Pに定着される。そして、用紙Pは排紙トレイ98に排出される。
一方、用紙Pに転写されることなく中間転写ベルト11上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置9で掻き取られ、中間転写ベルト11の外周面から除去される。その後、各感光体ドラム21及び中間転写ベルト11の回転駆動が停止される。
図2に、帯電装置22B及びクリーニング装置25Bの拡大構成図を示す。この図に示す帯電装置22Bは、放電電極51と、シールドケース52と、メッシュ状のグリッド電極53とを備える。放電電極51は、感光体ドラム21Bの回転軸方向と略平行にシールドケース52内に張架されている。放電電極51は鋸歯状又は針状の形状を有し、画像形成時に電源(不図示)から絶対値で数kVの電圧が印加される。これにより、放電電極51の先端と感光体ドラム21Bとの間でコロナ放電が発生する。なお、放電電極51としては、タングステンなどのワイヤーを用いた電極形状やピン状電極であってももちろん構わない。
シールドケース52は、放電電極51の気中放電を安定させるための箱形の部材であって、感光体ドラム21Bと対向する側面が開放されている。そして、シールドケース52の開放側面を覆うようにグリッド電極53が取り付けられている。グリッド電極53は、厚さ0.1〜0.2mm程度の薄肉のステンレス製である。
クリーニング装置25Bは、ハウジング61と、クリーニングブレード7と、排出スクリュ64とを有する。クリーニングブレード7は、回転軸方向に細長い短冊形状をなし、短手方向の一方端側が、断面L字状のブレードホルダー62に接着剤等で固着され、ブレードホルダー62はネジ63によってハウジング61に取り付けられている。そして、クリーニングブレード7の自由端側の先端部は、時計回りに回転する感光体ドラム21Bの回転方向に対してカウンター方向で圧接している。
図2において、感光体ドラム21Bは通常は時計回りに回転し(正回転)、感光体ドラム21Bに付着している残留トナーはクリーニングブレード7の先端部によって掻き落とされる。掻き落とされた残留トナーは、クリーニングブレード7の上面部分(厚み部分)に堆積し、クリーニングブレード7と感光体ドラム21Bとの圧接部分に介在して摩擦抵抗の軽減を図る。そして、クリーニングブレード7の上面部分による堆積可能容量を超えると、超過量分の残留トナーが順次クリーニングブレード7の背面側に落下し、排出スクリュ64によって不図示の廃トナーボックスに搬送される。
図3に、クリーニングブレード7の正面図及び側面図を示す。クリーニングブレード7の、感光体ドラム21Bと対向する面の先端部分には、感光体ドラム21Bの回転方向に対して垂直で、且つ互いに平行に3本の切込み71が形成されている。クリーニングブレード7としては、例えば、ウレタンゴムからなるものが好適に使用され、クリーニングブレード7の厚みとしては一般に1mm〜3mmの範囲が好適である。切込み71の深さとしては、クリーニングブレードの強度や耐久性の観点からはクリーニングブレードの厚みの半分以下であるのが好ましい一方、放電生成物を除去する観点からは0.2mm以上であるのが好ましい。切込み71の数に特に限定はなく、1本又は2本以上であってもよい。切込み71を2本以上形成する場合、その形成間隔としては1mm以上が好ましい。
このような構成の画像形成装置において、放電電極51に直流、又は、直流に交流を重畳させた高圧電圧を印加すると、放電電極51周囲の空気が電離してイオン状態となる。そして、イオン化した荷電粒子がシールドケース52の開放口側に向かって移動し、その際、他の気体分子に運動エネルギーを与えてシールドケース52の開放口から外方向にイオン風が発生する。荷電粒子は、発生したイオン風によってグリッド電極53のメッシュ孔を通過して感光体ドラム21Bを帯電させる。このとき、放電生成物(例えばオゾンやNOx等)が生成する。発生した放電生成物は、シールドケース52やグリッド電極53の表面に付着し、画像形成装置が停止状態や待機状態の間に気化して、感光体ドラム21Bの表面に付着する。感光体ドラム21Bに放電生成物が付着すると、前述のように、感光体ドラム21B表面の抵抗が低下し、文字画像では「像流れ」、白紙部では「地肌がかぶり」、中間調領域では「白ぬけ」となり画像品質が大幅に低下する。
そこで、本発明の画像形成装置では、装置が停止状態又は待機状態から画像形成可能状態に移行する際に感光体ドラム21Bを逆回転させる。これによって、感光体ドラム21Bの、帯電装置22Bと対向していた部分、すなわち、放電生成物が多く付着している部分をクリーニングブレード7で摺擦し、感光体ドラム21Bから放電生成物を除去する。なお、感光体ドラム21Bを逆回転させて感光体ドラム21Bから放電生成物を除去する時期としては、装置が停止状態又は待機状態から画像形成可能状態に移行する時の他、画像形成処理が終了した時や主電源を入れた時に追加して行っても構わない。また、感光体ドラム21Bを逆回転させるかどうかの判断は、感光体ドラム21Bの累積回転時間、装置の停止時間、装置停止中の温度・湿度などの環境条件の少なくとも1つに基づいて回転制御手段90(図1に図示)で行う。
図4に基づいて、クリーニングブレード7による放電生成物の除去機構を説明する。通常、感光体ドラム21Bは正回転しているので、クリーニングブレード7には短手方向に圧縮する力がかかり、クリーニングブレード7に形成された切込み71の、対向する両側面は密着した状態となっている(図4(a))。
一方、感光体ドラム21Bから放電生成物Hを除去する場合には、感光体ドラム21Bが逆回転される。すると、クリーニングブレード7には短手方向に引っ張る力がかかるため、クリーニングブレード7に形成された切込み71は、対向する両側面が離れてV字状に開いた状態となる(図4(b))。このV字状に開いた切込み71の角部によって、感光体ドラム21Bに付着する放電生成物Hが掻き取られ、その一部は切込み71内に取り込まれる(図4(c))。切込み71の形成本数が多いほど角部が増え、放電生成物Hは効果的に掻き取り除去される。
感光体ドラム21Bからの放電生成物Hの除去が終了すると、画像形成処理が開始され、感光体ドラム21Bが正回転する。すると、クリーニングブレード7には再び短手方向に圧縮する力がかかり、切込み71は、対向する両側面は密着した状態に戻ろうとする。これにより、切込み71に取り込まれていた放電生成物Hは切込み71から押し出され放出される(図4(d))。なお、切込み71に取り込まれていた放電生成物Hが切込み71からすぐに放出されなくても、感光体ドラム21Bが正回転している間に回転振動等によって切込み71から徐々に放出される。
感光体ドラム21Bを逆回転させて感光体ドラム21Bから放電生成物Hを除去する場合、感光体ドラム21Bを逆回転させる時間としては、少なくとも帯電装置22Bと対向していた部分がクリーニングブレード7の圧接部分を通過するまでの時間である。すなわち、図5に示すように、放電生成物Hは、帯電装置22Bと対向していた部分に集中して付着しているので(同図(a))、この部分がクリーニングブレード7の圧接部分を通過するまでの時間(t秒間)、感光体ドラム21Bを逆回転させれば足りる。このように本発明では、感光体ドラム21Bを従来のような複数回転させる必要がなく、短時間で放電生成物Hの除去が可能となる。もちろん、感光体ドラム21Bを1回転又は2回転以上逆回転させて放電生成物Hを除去するようにしても構わない。
また、感光体ドラム21Bに付着した放電生成物Hを一層確実に除去する観点からは、クリーニングブレード7の圧接力を調整可能とし、感光体ドラム21Bを逆回転させるとき、クリーニングブレード7の圧接力を正回転のときよりも高くするのが好ましい。図6に、クリーニングブレード7の圧接力を調整する機構の一例を示す。同図(a)は感光体ドラム21Bが正回転しているとき、同図(b)は感光体ドラム21Bが逆回転しているときの状態図である。
クリーニングブレード7は、軸65を中心に揺動自在の略L字状のブレードホルダー62の一方の自由端側に取り付けられている。そして、ブレードホルダー62のもう一方の自由端側の側面には、軸82を中心に回動自在のカム81が当接している。図6(a)に示すように、感光体ドラム21Bが正回転している場合は、カム81の短径部がブレードホルダー62に当接し、クリーニングブレード7は感光体ドラム21Bに所定の力で圧接している。一方、感光体ドラム21Bを逆回転させる場合は、カム81を所定角度回転させて、カム81の長径部がブレードホルダー62に当接するようにする。これにより、ブレードホルダー62は軸65を中心として反時計回りに所定角度回転し、クリーニングブレード7の感光体ドラム21Bに対する圧接力が高くなる。なお、クリーニングブレード7の圧接力の調整は、カム81を用いる方法の他、ソレノイドを用いる方法など従来公知の方法を用いることができる。
図7に、本発明で使用するクリーニングブレードの他の実施形態を示す。図7(a)に示すクリーニングブレード7aは、長手方向と平行な破線状の切込み71を短手方向に所定間隔で3本形成したものである。また同図(b)に示すクリーニングブレード7bは、長手方向と平行な断面矩形状の溝72を短手方向に所定間隔で2本形成したものである。溝72の断面形状は、矩形状に限定されるものではなく、例えば、半円状やV字状、台形状などであっても構わない。このような破線状の切込み71や溝72を形成したクリーニングブレード7a,7bを用いても、前記実施形態と同様に、感光体ドラム21Bに付着した放電生成物Hを除去することができる。
本発明の画像形成装置によれば、感光体ドラムを必要以上に摩耗させることなく、クリーニングブレードによって感光体ドラムに付着した放電生成物等を効率的に除去できる。
1
7,7a,7b クリーニングブレード
H 放電生成物
P 用紙(被転写部材)
71 切込み
72 溝
21B 感光体ドラム(静電潜像担持体)
22B 帯電装置
23B 露光装置
24B 現像装置
25B クリーニング装置
30B 転写装置
7,7a,7b クリーニングブレード
H 放電生成物
P 用紙(被転写部材)
71 切込み
72 溝
21B 感光体ドラム(静電潜像担持体)
22B 帯電装置
23B 露光装置
24B 現像装置
25B クリーニング装置
30B 転写装置
Claims (4)
- 正回転及び逆回転可能な静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電装置と、帯電された前記静電潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナーで可視像化する現像装置と、可視像化されたトナー像を被転写部材に転写させる転写装置と、転写せずに前記静電潜像担持体上に付着している残留トナーを除去・回収するクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、
前記クリーニング装置は、前記静電潜像担持体の正回転方向に対してカウンタ方向で前記静電潜像担持体に圧接し、残留トナーを除去・回収するクリーニングブレードを有し、
前記クリーニングブレードには、前記静電潜像担持体が逆回転したときに前記静電潜像担持体と接触する部分に、前記静電潜像担持体の回転方向と交差する方向に切込み及び溝の少なくとも一方が形成され、
装置が停止状態又は待機状態から画像形成可能状態に移行する際に、前記静電潜像担持体を逆回転させて、前記静電潜像担持体の、少なくとも前記帯電装置と対向していた部分を前記クリーニングブレードで摺擦することを特徴とする画像形成装置。 - 前記静電潜像担持体を逆回転させる時間を、前記静電潜像担持体の、前記帯電装置と対向していた部分が前記クリーニングブレードの圧接部分を通過するまでの時間とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記静電潜像担持体を逆回転させるときの前記クリーニングブレードの圧接力を、前記静電潜像担持体を正回転させるときの前記クリーニングブレードの圧接力よりも高くする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 前記静電潜像担持体の回転動作を制御する回転制御手段をさらに備え、前記静電潜像担持体の累積回転時間、装置の停止時間、装置停止中の環境条件の少なくとも1つに基づいて、前記静電潜像担持体を逆回転させるかどうかを判断する請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013213886A (ja) * | 2012-04-01 | 2013-10-17 | Konica Minolta Inc | 画像形成装置 |
JP2017142434A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、制御方法、および制御プログラム |
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2010
- 2010-06-29 JP JP2010146998A patent/JP2012013718A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20130418 |