JP2015206827A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナー像を形成するシートSの厚みに応じて中間転写ベルト5とファーブラシローラー51の回転速度を変更して画像を形成する画像形成装置10において、制御部2は、搬送するシートSの枚数(S1)と、厚み閾値以上のシートSの枚数とを取得する(S3,S5)。制御部2は、搬送するシートSに対する前記厚み閾値以上のシートSの枚数の割合に応じて、画像を形成するモードからファーブラシローラー51自体を清掃するモードへ切り替える切替タイミングを変更する(S10)。
【選択図】図6
Description
図1に示される、本発明の実施形態に係る画像形成装置10(本発明の画像形成装置の一例)の概略構成について説明する。なお、説明の便宜上、画像形成装置10が使用可能に設置された設置状態(図1に示される状態)で鉛直方向を上下方向8と定義する。また、前記設置状態において図1に示される正面(前面)として前後方向7と定義する。また、前記設置状態の画像形成装置10の正面を基準として左右方向9を定義する。
ベルトクリーニング装置50は、中間転写ベルト5からシートSにトナー像が転写される二次転写ローラー20の転写位置よりも中間転写ベルト5の走行(回転)方向の下流側で中間転写ベルト5上に残留するトナーを回収する。図1に示されるように、ベルトクリーニング装置50は、シアン用の画像形成ユニット4Cよりも中間転写ベルト5の走行(回転)方向(矢印19方向)の上流側に設けられている。ベルトクリーニング装置50によってトナーが回収された後の中間転写ベルト5に、各画像形成ユニット4による各色のトナー像が順番に一次転写される。図2及び図5に示されるように、ベルトクリーニング装置50は、ファーブラシローラー51(本発明の清掃部材の一例)、回収ローラー52(本発明の回収部材の一例)、クリーニングブレード53(本発明の掻取部材の一例)、搬送スパイラル54、第1帯電部55(本発明の第1電圧印加部の一例)、駆動モーター58、及び第3帯電部61(本発明の第3電圧印加部の一例)を備える。
図3(A)は、印刷枚数とファーブラシローラー51内のトナー蓄積量の関係を示す図である。図3(B)は、ファーブラシローラー51の回転速度と前記トナー蓄積量の関係を示す図である。図3(C)は、清掃時のファーブラシローラー51の回転速度の違いによる清掃後の前記トナー蓄積量の違いを示す図である。図3(D)は、画像形成時のファーブラシローラー51の回転速度とファーブラシローラー51に保持される前記トナー蓄積量との関係を示す図である。なお、図3(B)のVa,Vbは、ファーブラシローラー51の回転速度を示す。後述する制御部2によって第1速度制御モード及び第2速度制御モードの何れかの速度制御モードが実行されるときに、ファーブラシローラー51の回転速度は、切り替えられる。前記第2速度制御モードのファーブラシローラー51の回転速度Vb(本発明の第2回転速度の一例)は、前記第1速度制御モードのファーブラシローラー51の回転速度Va(本発明の第1回転速度の一例)よりも早い速度である。ここで、前記第1速度制御モードとは、中間転写ベルト5上のトナー像をシートSに転写する画像形成時にファーブラシローラー51を回転速度Vaで回転させるときの制御部2が実行するモードである。前記第2速度制御モードとは、前記画像形成時以外の所定のタイミングでファーブラシローラー51を回転速度Vbで回転させるときの制御部2が実行するモードである。
図4(A)は、前記第2速度制御モードにおいてファーブラシローラー51を回転速度Va(550mm/s)で回転させた場合のタイミングチャートを示す図である。図4(B)は、前記第2速度制御モードにおいてファーブラシローラー51を回転速度Vb(660mm/s)で回転させた場合のタイミングチャートを示す図である。図4(A)のタイミングチャートは、図3(C)の一点鎖線L4の場合に対応し、図4(B)のタイミングチャートは、図3(C)の実線L5の場合に対応する。図4(A)及び図4(B)のタイミングチャートの共通点は、前記第1速度制御モードにおいて普通の厚みのシートSに画像を形成し、その後の前記第2速度制御モードにおいてファーブラシローラー51を清掃することである。
トナー像が転写されるシートSが厚い場合には、定着装置16でトナー像を定着可能な温度まで加熱するために、シートSの搬送速度が低速にされる。そのため、中間転写ベルト5の走行速度VT1も低速にされる。また、中間転写ベルト5とファーブラシローラー51との相対速度の差が大きくなると、ファーブラシローラー51によって中間転写ベルト5が傷つけられる。中間転写ベルト5の傷つきを防止するために、ファーブラシローラー51の回転速度も低速にされる。ファーブラシローラー51の走行速度VT1が低速になると、ファーブラシローラー51の遠心力が弱くなり、ファーブラシローラー51内に保持される前記トナー蓄積量が増加する。ファーブラシローラー51の回転速度に反比例してファーブラシローラー51に保持されることが可能なトナー量が少なくなる。これに伴い、図3(D)の実線L6に示されるように、ファーブラシローラー51の回転速度が低速になるとファーブラシローラー51の閾値量THRの値も小さくなる。例えば、多数の厚いシートSにトナー像を転写させた後に薄いシートSにトナー像を転写させるものとする。多数の厚いシートSにトナー像を転写させるために、制御部2によってファーブラシローラー51が回転速度Vaの半分の速度で回転される。この場合、ファーブラシローラー51に保持される前記トナー蓄積量が蓄積量Pになる。図3(D)の点P1で示されるように、トナーの蓄積量Pは、閾値量THRよりも小さい。その後、ファーブラシローラー51の前記トナー蓄積量がこの状態のまま、薄いシートSにトナー像を転写させるために、制御部2によってファーブラシローラー51が回転速度Vaで回転されるものとする。この場合、トナーの蓄積量Pは変化しないが、ファーブラシローラー51の回転速度が回転速度1/2Vaから回転速度Vaに変化されたことに応じて、ファーブラシローラー51の閾値量THRが小さくなる。図3(D)の点P2で示されるように、トナーの蓄積量Pは、閾値量THRよりも大きくなる。そのため、ファーブラシローラー51に蓄積されたトナーが中間転写ベルト5上に吐き出される。トナーが中間転写ベルト5上に付着することによって、シートSに転写されるトナー像が、残留するトナーによって汚れて、画質が低下する問題が生じる。
図4(C)は、前記第1速度制御モードにおいて厚いシートSを搬送させた場合のタイミングチャートを示す図である。タイミングT21において、操作表示部25から画像形成指示が入力されると、トルクセンサー62からの信号によって制御部2は、厚いシートSに対応して中間転写ベルト5を走行させ、ファーブラシローラー51を回転させる。制御部2によって中間転写ベルト5が走行速度VT2(229mm/s)で走行され、ファーブラシローラー51は回転速度1/2Va(275mm/s)で回転される。また、制御部2によって感光体ドラム11も中間転写ベルト5に対応する回転速度VTbで回転される。タイミングT22において、画像データに基づいて光走査装置13が感光体ドラム11を走査する。感光体ドラム11が回転速度VTbで回転しているため、光走査装置13の前記副走査方向の動作速度はVTbに等しくなる。タイミングT23において、光走査装置13による走査が終了して、光走査装置13の前記副走査方向の動作は停止する。トナー像をシートSに定着させ且つ中間転写ベルト5を清掃するために、光走査装置13が停止した後も中間転写ベルト5及びファーブラシローラー51は、駆動し続ける。
制御部2は、画像形成装置10を統括制御するものである。制御部2は、CPU、ROM、RAM、EEPROM、DRIVERなどを主な構成要素とするマイクロコンピュータとして構成されている。なお、制御部2は、集積回路(ASIC、DSP)などの電子回路で構成されたものであってもよい。
以下、図6を参照して、制御部2によって実行されるファーブラシローラー清掃処理の手順を説明する。図6のフローチャートにおいてステップS1、S2、・・・は処理手順(ステップ)番号を表している。なお、制御部2による前記ファーブラシローラー清掃処理を実行する条件は、画像形成装置10の画像形成処理を実行するときに判定される。条件が成立すると、制御部2は、前記第1速度制御モードから前記第2速度制御モードに変更してファーブラシローラー51の清掃処理が行われる。ここに、前記ファーブラシローラー清掃処理を実行するときの制御部2が本発明に係る第1取得部、モード変更部、第2取得部、判定部、及び回転制御部に相当する。
ステップS1において、制御部2は、画像形成装置10の画像形成指示が入力されたか否かを判定する。前記画像形成指示には、トナー像の元になる画像データ及びトナー像が転写されて画像が形成されるシートSの枚数を示す前記第2転写枚数などの情報が含まれている。例えば、制御部2は、ユーザーからコピーや印刷などの指示が入力されたか否かを判定する。その際、制御部2は、前記画像形成指示に含まれるシートSの枚数を示す第2転写枚数を取得する。制御部2は、画像形成指示が入力されるまで待つ(S1のNO側)。一方、制御部2は、画像形成指示が入力されると処理をステップS2に移行する(S1のYES側)。
ステップS2において、制御部2は、トナー像が転写され画像が形成されるシートSを搬送する。その際に、トルクセンサー62は、シートSを搬送する際に、中間搬送ローラー24の前記駆動トルクを検出して、前記駆動トルクに対応する前記トルク信号を制御部2に出力する。前記トルク信号は、シートSの厚みを示す情報である。そのため、制御部2は、トナー像を転写する際に、転写されるシートSの前記トルク信号を取得する。
ステップS3において、制御部2は、前記トルク信号によって示される厚みが前記厚み閾値以上か否かを判定する。例えば、制御部2は、前記トルク信号によって示される信号レベルが、前記厚み閾値(136g/m2)に相当する基準信号レベル以上か否かを判定する。前記厚み閾値以上と判定されると、制御部2は処理をステップS4に移行する(ステップS3のYES側)。一方、前記厚み閾値未満と判定されると、制御部2は処理をステップS6に移行する(ステップS3のNO側)。
ステップS4において、制御部2は、中間転写ベルト5の走行速度VT2及びファーブラシローラー51の回転速度1/2Vaを設定する。これによって、制御部2は、前記厚み閾値以上のシートSが定着装置16を通過する際に、シートSが定着温度まで加熱される時間を得ることができる。ステップS5において、制御部2は、ファーブラシローラー51を前記第1速度制御モードから前記第2速度制御モードに移行させる期間を判定する第1カウンターCの値に2を加算する。これによって、制御部2は、前記厚み閾値以上のシートSの枚数を示す前記第1転写枚数に予め定められた1以上の係数を乗じた換算枚数を第1カウンターCに加算する。また、ステップS5において、制御部2は、前記第1転写枚数をカウントする第2カウンターDの値に1を加算する。これによって、制御部2は、前記厚み閾値以上のシートSの枚数を示す前記第1転写枚数を取得する。ステップS5を実行した制御部2は処理をステップS8へ移行する。なお、ステップS3,S5を実行するときの制御部2は、本発明の第1取得部に相当する。
ステップS4で前記厚み閾値未満と判定されると(S4のNO側)、ステップS6において、制御部2は、中間転写ベルト5の走行速度VT1及びファーブラシローラー51の回転速度Vaを設定する。これによって、制御部2は、前記厚み閾値未満のシートSが定着装置16を通過する際に、シートSが過度に加熱されることを防止することができる。ステップS7において、制御部2は、第1カウンターCの値に1を加算してステップS8へ移行する。これによって、制御部2は、第1カウンターCに前記厚み閾値未満のシートSの枚数を加算する。なお、ステップS5,S7を実行するときの制御部2は、本発明の第2取得部に相当する。
ステップS8において、制御部2は、画像データに基づくトナー像をシートSに転写させて、1頁分の画像をシートSに形成する。その間、制御部2は、ステップS4で設定された回転速度1/2Va又はステップS6で設定された回転速度Vaでファーブラシローラー51を回転させる。また、制御部2は、ステップS4で設定された走行速度VT2又はステップS6で設定された走行速度VT1で中間転写ベルト5を走行させる。中間転写ベルト5及びファーブラシローラー51が駆動しているため、ファーブラシローラー51にトナーが回収され保持される。そのため、ファーブラシローラー51の前記トナー蓄積量が増加する。ステップS9において、制御部2は、指示された画像データに基づく画像形成が終了したか否かを判定する。具体的には、制御部2は、画像を形成したシートSの枚数が前記画像形成指示に基づく枚数に達したか否かを判定する。前記画像形成指示に基づく枚数に達していないと判定されると、制御部2は、処理をステップS2に移行する(S9のNO側)。一方、前記画像形成指示に基づく枚数に達したと判定されると、制御部2は、処理をステップS10に移行する(S9のYES側)。このように、制御部2は、前記画像形成指示に基づく枚数に達するまで、シートSに画像を形成する。
ステップS10において、制御部2は、第1カウンターCの値が前記第1閾値枚数以上か否かを判定する。ここで、第1カウンターCの値は、ステップS5において前記換算枚数が加算され、ステップS7において前記厚み閾値未満のシートSの枚数が加算されているため、補正後の前記第3転写枚数を示している。前記第1閾値枚数未満と判定されると、制御部2は処理を終了する(S10のNO側)。この場合、制御部2は、前記第1速度制御モードを維持したまま画像形成処理を終了する。一方、前記第1閾値枚数以上と判定されると、制御部2は処理をステップS11に移行する(S10のYES側)。これによって、制御部2は、前記速度制御モードを前記第1速度制御モードから前記第2速度制御モードに切り替える。このように、制御部2は、前記切替タイミングを前記第2転写枚数に対する前記第1転写枚数の割合が大きくなると前記切替タイミングを早め、前記割合が小さくなると前記切替タイミングを遅くする。なお、ステップS10を実行するときの制御部2は、本発明の判定部に相当する。また、処理をステップS11に移行する制御部2が、本発明のモード変更部に相当する。
ステップS11において、制御部2は、第1帯電部55、帯電装置12、及び第3帯電部61を各バイアスに帯電させる。この場合、ファーブラシローラー51は、第1帯電部55によって前記第1バイアスが印加される。感光体ドラム11は、帯電装置12により前記第2バイアスが印加される。中間転写ベルト5上のベルトクリーニング装置50よりも走行(回転)方向の上流側にあるトナーは前記第3バイアスが印加される。これにより、制御部2は、中間転写ベルト5上に残留するトナーをベルトクリーニング装置50によって回収容易にする。また、制御部2は、ベルトクリーニング装置50によって回収されない逆極性に帯電されたトナーを、下流側の感光体ドラム11に移動可能にする。
ステップS12において、制御部2は、ファーブラシローラー51の回転速度を回転速度Vbに設定する。制御部2は、前記第1速度制御モードにおけるファーブラシローラー51の回転速度からより速い回転速度である回転速度Vbに設定する。これによって、中間転写ベルト5からトナーをファーブラシローラー51に回収しやすくする。
ステップS13において、制御部2は、第2カウンターDの値が予め定められた第2閾値枚数以上か否かを判定する。ここで、第2カウンターDの値は、前記厚み閾値以上のシートSの枚数を示す前記第1転写枚数である。制御部2は、前記厚み閾値以上のシートSの枚数が基準になる前記第2閾値枚数以上か否かを判定する。前記第2閾値枚数以上と判定されると、制御部2は処理をステップS14に移行する(ステップS13のYES側)。ステップS14において、制御部2は、前記清掃時間を80sに設定する。この場合、制御部2は、ファーブラシローラー51の前記トナー蓄積量が多いため、ファーブラシローラー51の回転回数を増加させなければ閾値量THRよりも十分少ない量にすることができないと判定する。一方、前記第2閾値枚数未満と判定されると、制御部2は処理をステップS15に移行する(S13のNO側)。ステップS15において、制御部2は、前記清掃時間を40sに設定する。この場合、制御部2は、ファーブラシローラー51の前記トナー蓄積量が多くないため、ファーブラシローラー51の回転回数を増加させなくても、閾値量THRよりも十分少ない量にすることが可能であると判定する。このように、制御部2は、ファーブラシローラー51を回転速度Vbで回転させる前記清掃時間を前記第1転写枚数に比例するように定められた時間に応じて変更する。
ステップS16において、制御部2は、駆動モーター58によってファーブラシローラー51を回転速度Vbで回転させる駆動時間が前記清掃時間に達したか否かを判定する。制御部2は、前記清掃時間が経過するまで待つ(S16のNO側)。一方、前記清掃時間が経過したと判定すると、制御部2はファーブラシローラー51の回転を停止して、処理をステップS17に移行する(S16のYES側)。このように、制御部2は、画像形成時以外の所定のタイミングにおいて、回転速度Vbでファーブラシローラー51を回転させる。なお、ステップS4,S6,S8,S10,S12〜S16を実行するときの制御部2は、本発明の回転制御部に相当する。
ステップS17において、制御部2は、第1カウンターC及び第2カウンターDの値をクリアーにして処理を終了する。
以上説明したように、本発明の画像形成装置10によれば、画像形成時のシートSの厚さに応じて、画像形成時の前記第1速度制御モードから画像形成時以外のファーブラシローラー51を清掃する前記第2速度制御モードに変更する切替タイミングを変更することができる。また、本発明の画像形成装置10によれば、画像形成時のシートSの厚さに応じて、前記第2速度制御モードにおいてファーブラシローラー51を回転させる前記清掃時間を変更することができる。これによって、画像形成装置10は、ファーブラシローラー51に前記トナー蓄積量が過剰になることを防止しつつ、中間転写ベルト5上のトナーを取り除くことができる。
前記実施形態の説明では、本発明の像担持体の一例を中間転写ベルト5、本発明の被転写体の一例をシートS、及び清掃部材の一例をベルトクリーニング装置50が有するファーブラシローラー51である場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、像担持体が感光体ドラム11、被転写体が中間転写ベルト5、及び清掃部材をクリーニング装置17が有するブラシローラーであってもよい。
4:画像形成ユニット
5:中間転写ベルト
10:画像形成装置
11:感光体ドラム
12:帯電装置
17:クリーニング装置
50:ベルトクリーニング装置
51:ファーブラシローラー
52:回収ローラー
53:クリーニングブレード
54:搬送スパイラル
55:第1帯電部
61:第3帯電部
62:トルクセンサー
71:第2取得部
72:厚み検知部
73:第1取得部
74:回転制御部
75:モード切替部
76:換算枚数判定部
77:帯電制御部
78:転写ベルト制御部
79:感光体制御部
80:回収制御部
Claims (11)
- シートに転写されるトナー像を表面に担持する回転可能な像担持体と、
前記トナー像が転写される転写位置よりも前記像担持体の回転方向の下流側で前記像担持体の表面に接触しながら回転することにより前記像担持体からトナーを回収するとともに保持可能な清掃部材と、
前記トナー像を前記シートに転写するときに前記シートの厚みに応じた第1回転速度で前記清掃部材を回転させる第1速度制御モードと、前記第1回転速度よりも速い第2回転速度で前記清掃部材を回転させる第2速度制御モードとを有し、予め定められた切替タイミングで前記第1速度制御モードから前記第2速度制御モードに切り替える回転制御部と、
前記トナー像が転写される前記シートのうち、予め定められた第1閾値以上の厚みを有するシートの枚数を示す第1転写枚数を取得する第1取得部と、
前記切替タイミングを前記第1転写枚数に応じて変更するモード変更部と、
を備える画像形成装置。 - 前記トナー像が転写される前記シートの枚数を示す第2転写枚数を取得する第2取得部を更に備え、
前記モード変更部は、前記第2転写枚数に対する前記第1転写枚数の割合に応じて、前記切替タイミングを変更する請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記モード変更部は、前記第2転写枚数に対する前記第1転写枚数の割合が大きくなると前記切替タイミングを早め、前記割合が小さくなると前記切替タイミングを遅くする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記回転制御部は、前記清掃部材を前記第2回転速度で回転させる清掃時間を前記第1転写枚数に比例するように変更する請求項1〜3の何れかに記載の画像形成装置。
- 前記回転制御部は、前記切替タイミングの直前の前記第1速度制御モードにおける前記第1回転速度に反比例するように、前記切替タイミング後の前記第2速度制御モードにおける前記清掃時間を変更する請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記第1転写枚数に予め定められた1以上の係数を乗じた換算枚数を前記第1転写枚数と前記第2転写枚数との差分枚数に加算した第3転写枚数が予め定められた第2閾値以上か否かを判定する判定部を更に備え、
前記切替タイミングは、前記判定部によって前記第2閾値以上と判定されたタイミングである請求項2〜5の何れかに記載の画像形成装置。 - 前記シートの厚みに応じた搬送速度で前記シートを搬送することにより転写された前記トナー像を前記シートに定着させる定着部を更に備え、
前記回転制御部は、前記定着部の前記搬送速度に応じた前記第1回転速度で前記清掃部材を回転させるとともに、前記搬送速度に応じた回転速度で前記像担持体を回転させる請求項1〜6の何れかに記載の画像形成装置。 - 帯電されたトナーによって前記像担持体に前記トナー像を現像する現像部と、
前記像担持体のトナーの第1帯電極性とは逆極性の第1バイアスを前記清掃部材に印加する第1電圧印加部と、
前記清掃部材に接触しながら回転することによって、前記像担持体から前記清掃部材に保持されたトナーを表面に付着させる回収部材と、
前記回収部材の表面に接触することによって、前記回収部材の表面に付着したトナーを掻き取る掻取部材と、を更に備え、
前記回転制御部は、前記清掃部材とともに、前記清掃部材の回転速度に応じた速度で前記回収部材を回転させる請求項1〜7の何れかに記載の画像形成装置。 - 前記像担持体に転写する前記トナー像が形成される感光体ドラムと、
前記回転制御部が前記第2速度制御モードを実行するときに、前記感光体ドラムを前記第1バイアスとは逆極性の第2バイアスを印加して、前記第1帯電極性とは逆極性の第2帯電極性に帯電されたトナーを前記像担持体から前記感光体ドラムに移動可能にする第2電圧印加部と、を更に備え、
前記像担持体は、駆動ローラー及び従動ローラーに張架されたベルト状部材によって構成され、前記感光体ドラムから一次転写される前記トナー像を担持するとともに前記シートに対する二次転写位置まで前記トナー像を搬送するものであり、
前記清掃部材は、前記感光体ドラムよりも前記像担持体の前記回転方向の上流側に設けられている請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記清掃部材は、その回転軸の外周に半径方向外方に突出し、前記像担持体との接触により先端部分が変形される複数のブラシ毛を有する請求項1〜9の何れかに記載の画像形成装置。
- 前記清掃部材よりも前記像担持体の前記回転方向の上流側に設けられ、前記第1バイアスとは逆極性の第3バイアスを前記像担持体に印加して、前記像担持体のトナーを前記第1帯電極性に帯電させる第3電圧印加部を更に備える請求項8〜10の何れかに記載の画像形成装置。
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