JP2641646B2 - 現像同時クリーニング方式の画像形成装置 - Google Patents

現像同時クリーニング方式の画像形成装置

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JP2641646B2
JP2641646B2 JP3151816A JP15181691A JP2641646B2 JP 2641646 B2 JP2641646 B2 JP 2641646B2 JP 3151816 A JP3151816 A JP 3151816A JP 15181691 A JP15181691 A JP 15181691A JP 2641646 B2 JP2641646 B2 JP 2641646B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、現像同時クリーニング
方式の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現像器と掻落しブレードを含む廃トナー
回収装置とを転写器を挟んで感光ドラムの両側に配設
し、現像と感光ドラム上の残留トナーのクリーニングと
を別個独立に行わせる周知画像形成装置に対し、本出願
人は現像とクリーニングとを同時に行ういわゆる現像同
時クリーニング方式の図5に示す画像形成装置を先に提
案(例えば特開平3−7972号)している。この現像
同時クリーニング方式によれば、トナー消費量の軽減に
よるランニングコストの低下,装置小型化,感光ドラム
に傷を付けずにクリーニングできる等々の画期的効果を
得られる。
【0003】図5において、1は潜像担持体としての感
光ドラム,2は帯電器,3は現像器,7は転写器であ
る。また、現像器3は、現像剤(トナー)担持体として
の弾性導電ローラ(現像ローラ)6を用いた接触型一成
分非磁性現像方式とされ,ボックス4内に収容された一
成分トナーT0はシリコンゴム等からなる帯電ブラシ5
によって帯電トナーT1とされ、感光ドラム1側に供給
現像される。
【0004】また、20は制御装置で、メーンモータ1
1,レーザ発光源12,現像バイアス電源(−Vb)の
開閉器14,帯電器用電源(−Vo)の開閉器13等
を、図6に示すタイミングで駆動制御する。転写器7の
開閉器15等も同様に駆動制御する。また、感光ドラム
1は、回転駆動手段たるドライバ(図示省略),メーン
モータ11によって定速回転される。
【0005】かかる構成の画像形成装置では、制御装置
20でメーンモータ11を図6の時刻t1において回転
駆動開始すると、感光ドラム1と現像ローラ6とが定速
で同期回動される。また、感光ドラム1の周面は、帯電
器2で画像形成時帯電電位−Voに帯電され、その後の
時刻t2以降においてレーザ走査ビームBが照射された
露光部が電位−Vrとなる。未露光部は、帯電電位−V
oのままである。一方、現像ローラ6も現像バイアス電
位−Vbに帯電される。
【0006】露光部の帯電電位−Vrは、図7(C)に
示す如く、現像ローラ6への現像バイアス電位−Vbと
極性は同じだが絶対値は低い(|Vr|<|Vb|)。
したがって、現像ローラ6上の帯電トナーT1は、図
5,図7(C)に示すように現像トナーT3として露光
部に電界作用によって吸着される。つまり、現像される
〔図7(C)〕。なお、現像ローラ6に残ったトナーT
4は、現像器3内に回収され再利用される。
【0007】この現像トナーT3は、その後に図5の転
写器7(図6の時刻t2においてONされている。)に
よって用紙Pの反対面(表面)に、図5,図7(D)に
示すように画像トナーT5として転写される。
【0008】一方、転写後にも感光ドラム1にトナー
(T6)が残留することがある。この残留トナーT6
は、帯電器2において図7(A)に示すように上記電位
−Voに帯電される。ところが、その後に露光部となる
部位に付着している残留トナーT6は、図7(B)に示
す如く、露光時に現像バイアス電位−Vbより絶対値の
低い電位−Vrに帯電されるので問題はない。むしろ、
図7(C)に示す現像に有効利用されるので有利であ
る。
【0009】一方、図7(B)に示す未露光部に付着し
た残留トナーT6は、現像ローラ6の現像バイアス電位
−Vbと同極性で絶対値が高い帯電電位−Voのままで
ある。したがって、図7(C)に示すように、残留トナ
ーT6は現像ローラ6側に電界作用によって吸着され
る。すなわち、未露光部に付着された残留トナーT6
は、感光ドラム1から取除かれるわけで、ここにクリー
ニングが行われたと理解される。また、取除かれた残留
トナーT6は、図5,図7(C)の供給トナーT1とし
て再利用可能となる。
【0010】かくして、感光ドラム1と現像ローラ6の
接触する上流側位置でクリーニングが行われ、引続きそ
の下流側で現像が同時的に行われる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる装置
で画像形成するには、その先に感光ドラム1を規定回転
数に立上げる準備回転や各電位を安定させる等の準備作
業が必要となる。このために、制御装置20は各手段を
図6に示すタイミングで駆動制御しているわけである。
【0012】ここに、感光ドラム1の図5に示すP2−
P1間周面部位は、準備回転開始時に帯電器2を通過す
ることなく、現像ローラ6と接触することになる。した
がって、P2−P1間周面部位は、画像形成時帯電電位
−Voに帯電されないことは当然として、停止時間の長
さ等によっては、図8に示すように、現像バイアス電位
−Vbよりも絶対値が低い残留電位−Vsとなっている
ことがある。
【0013】すると、図7(C)に示す現像(|Vb|
−|Vr|)と同様な電界作用(|Vb|−|Vs|)
が生じてしまう。つまり、現像バイアス電位−Vbが印
加された現像ローラ6に担持された供給トナーT1が、
残留電位−Vsとなっている感光ドラム1のP2−P1
間周面部位に多量に付着してしまう。本来クリーニング
と逆現象が生じる。これを放置すると、現像ローラ6を
通過した後に、飛散し装置内を汚染するばかりか画質を
劣悪化する。
【0014】したがって、この不都合を解消するには、
当該P2−P1間周面部位を帯電器2を通過させて画像
形成時帯電電位−Voに帯電させ本来的なクリーニング
を行わなければならない。しかし、当該部位に付着した
残留トナーの量が多いと準備回転中に帯電器2を数回通
過させても残留トナーが所定の値(−Vo)に帯電され
ない場合があり、十分なクリーニングが行えない。かく
して、感光ドラム1の準備回転時間を相当長くしなけれ
ばならず、迅速な画像形成を妨げている。
【0015】しかも、感光ドラム1の全周面について完
全なクリーニングが行えたか否かは、転写後の用紙P上
の画像が高品位であるかどうかにより、判定される。こ
のため、実際にクリーニング不完全と判定できたときに
は、時遅く当該用紙Pの無駄,電力労費,さらには画像
形成運転を遅延させる結果となる。かかる心配を一掃す
るために、実際の準備回転時間は必要以上に長いものと
され易い。
【0016】一方において、上記P2−P1間周面部位
に多量の残留トナーT6が付着しかつ所定の値(−V
o)に帯電しにくいという事態が常に生じるわけではな
い。つまり、当該部位を帯電器2に例えば1回だけ通過
させるだけでよい場合があったとしても、上記心配一掃
の観点から設定した長大な準備回転時間を費やすことに
なり、全くの無駄となる。
【0017】本発明の目的は、準備回転時間の大幅短縮
を図りつつ完全なクリーニングを行い高品位画像を迅速
に形成することができる現像同時クリーニング方式の画
像形成装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、準備回転中に
感光ドラム側と現像ローラ側との電位差関係が、逆クリ
ーニング現象を防止しかつ正規的クリーニングを行え、
かつ高品位画像形成が可能か否かを自動的に検出して、
高品位画像形成可能と判定したときに準備回転を終了さ
せる、換言すれば、高品位画像形成が可能となるまで準
備回転を続行させ、準備回転時間を必要的最小時間とす
ることができる構成とし、前記目的を達成するものであ
る。
【0019】すなわち、請求項1の発明は、帯電器を通
過した感光ドラム周面にレーザ走査ビームを照射した露
光部と未露光部とを形成し、感光ドラム側と現像バイア
スが印加された現像ローラ側との電位差を利用して未露
光部に付着している残留トナーを現像ローラ側へ吸着さ
せて未露光部のクリーニングを行うと同時に露光部へ現
像ローラ側からトナーを供給して現像する現像同時クリ
ーニング方式の画像形成装置において、前記感光ドラム
の表面電位を検出する表面電位検出手段と、この感光ド
ラム表面電位検出手段で検出した表面電位が予め設定さ
れた基準表面電位となるまで前記感光ドラムの準備回転
動作を続行させる準備回転続行制御手段とを設けたこと
を特徴とする。
【0020】また、請求項2の発明は、帯電器を通過し
た感光ドラム周面にレーザ走査ビームを照射した露光部
と未露光部とを形成し、感光ドラム側と現像バイアスが
印加された現像ローラ側との電位差を利用して未露光部
に付着している残留トナーを現像ローラ側へ吸着させて
未露光部のクリーニングを行うと同時に露光部へ現像ロ
ーラ側からトナーを供給して現像する現像同時クリーニ
ング方式の画像形成装置において、前記感光ドラムと現
像ローラ間の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、この
抵抗値検出手段で検出した抵抗値が予め設定された基準
抵抗値となるまで前記感光ドラムの準備回転動作を続行
させる準備回転続行制御手段とを設けたことを特徴とす
る。
【0021】
【作用】請求項1の発明では、感光ドラムを準備回転さ
せると、表面電位検出手段は感光ドラムの表面電位を自
動検出する。すると、準備回転続行制御手段は、予め設
定された基準表面電位と検出表面電位とが等しくなるま
で、つまり高品位画像形成が可能となるまで、準備回転
動作を続行させる。したがって、基準表面電位を、逆ク
リーニング現象が起り得ない値に予めセットしておけ
ば、準備回転時間を最短として高品位画像を迅速に形成
できる。
【0022】また、請求項2の発明では、感光ドラムを
準備回転させると、抵抗値検出手段は感光ドラムと現像
ローラとの間の抵抗値を自動検出する。すると、準備回
転続行制御手段は、予め設定された基準抵抗値と検出抵
抗値とが等しくなるまで、つまり高品位画像形成が可能
となるまで、準備回転動作を続行させる。したがって、
基準抵抗値を、逆クリーニング現象が起り得ない値に予
めセットしておけば、準備回転時間を最短として高品位
画像を迅速に形成できる。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 (第1実施例)本現像同時クリーニング方式の画像形成
装置は、図1に示すように、基本的構成が前出図5に示
した従来構造と同じとされ、表面電位検出手段30と準
備回転続行制御手段40とを設け、感光ドラム1の表面
電位(Vdet)が逆クリーニング現象を防止し正規的
クリーニングが行える、つまり高品位画像形成が可能と
なるまで準備回転を続行させる構成とされている。
【0024】まず、表面電位検出手段30は、図1に示
す如く、感光ドラム1の周面に当接離脱可能かつ回動可
能とされた検出ローラ31と、この検出ローラ31とグ
ランドGとの間に接続された電位検出計32とからな
る。検出ローラ31は、感光ドラム1の幅方向(図1の
紙面垂直方向)に一定の長さを持ち、基本的には感光ド
ラムの周面と線接触して平均値を検出するように形成さ
れている。一方、電位検出計32は、検出表面電位相当
信号Vdetを出力する。
【0025】なお、検出ローラ31は、CPU,RO
M,RAM等を含む制御装置20によって、図2の準備
回転開始時(時刻t1)に感光ドラム1の周面に当接さ
れ、かつ後記判定信号JUDが出力された場合に離脱さ
れる。
【0026】次に、準備回転続行制御手段40は、図1
に示す如く、基準表面電位(Vset)を設定する基準
値設定器25と、基準表面電位(Vset)と検出表面
電位(Vdet)とを比較して、|Vdet|≧|Vs
et|の場合に高品位画像形成が可能とみなす判定信号
JUDを出力する比較手段26と、制御手段(20)と
から形成されている。
【0027】そして、この制御手段は、この実施例の場
合、本装置全体を駆動制御するための上記制御装置20
(CPU,ROM等の構成要素とそれらの持つ機能)を
利用して構成され、判定信号JUDが設定時間Tsだけ
連続して入力されるまで、感光ドラム1の回転駆動手段
たるメーンモータ11を回転続行させ、信号JUD入力
後に制御装置20へレーザ走査ビームBによる走査を許
容する旨の信号を出力するものと形成されている。
【0028】なお、制御手段(20)は、この実施例の
場合、一定時間(例えば、図1に示す表面部位P1が少
なくとも1回だけ帯電器2を通過できる時間)経過後
に、上記判定信号JUDの連続性を判断するものと形成
されている。したがって、上記設定時間Tsは、感光ド
ラム1が例えば1/4回転するに要する短い時間でよく
なる。
【0029】但し、設定時間Tsが長ければ長いほど、
逆クリーニング現象を完全に防止できかつ正規的クリー
ニングを一段と確実に行えることから、この実施例で
は、時間設定器21を設けて、可変設定できるように構
成している。
【0030】なお、制御装置20および準備回転続行制
御手段(20)は、各手段を図2に示すようなタイミン
グで起動・停止するものとされている。
【0031】次に、作用を説明する。まず、基準値設定
器25および時間設定器21に、諸条件から選択した基
準表面電位(Vset)および設定時間Tsをセットし
ておく。この実施例では、設定時間Tsを感光ドラム1
が図1に示す状態から1/2回転するだけの時間として
セットされている。なお、基準表面電位Vsetについ
ては、後記する。
【0032】さて、制御装置20が、図2の時刻t1に
おいて、メーンモータ11,レーザ発光源12,帯電器
用電源(−Vo)の開閉器13,現像バイアス電源(−
Vb)の開閉器14等を駆動して準備回転開始すると、
感光ドラム1は、図1で時計方向に回転し始める。
【0033】すると、準備回転続行制御手段40(2
5,26,20)は、高品位画像形成可能となるまで感
光ドラム1の準備回転を続行させる。
【0034】すなわち、検出ローラ31は、時刻t1に
おいて制御装置20の信号に基づき、感光ドラム1の周
面に当接される。すると、電位検出計32から、当該部
位の表面電位相当信号Vdetが入力される。ここに、
比較手段26は、この検出表面電位(Vdet)と予め
設定された基準表面電位(Vset)とを比較して、|
Vdet|≧|Vset|となった場合に判定信号JU
Dを出力する。
【0035】すると、制御手段(20)は、図2に示す
如く、判定信号JUDが設定時間Tsだけ連続されて入
力されると、制御装置20に高品位画像形成可能の旨の
信号を出力する。つまり、それまでは制御装置20にメ
ーンモータ11の回転続行を行わせかつレーザ走査ビー
ムBの走査を許容しない。すなわち、図2の時刻t3ま
で準備回転を続行させる。
【0036】さらに具体的には、図3に示す如く、準備
回転開始時(t1)における感光ドラム1のP2−P1
間周面部位(図1参照)の残留電位が−Vs(例えば−
50V)で、帯電器2による帯電電位が−Vo(例えば
−500V)、現像ローラ6への現像バイアス電位を−
Vb(例えば−200V)とした場合、P2−P1間周
面部位(詳しくは、当該部位に付着した残留トナーT
6)が、例えば1回、帯電器2を通過したにも拘わらず
現像バイアス電位(−Vb)よりも同極性で絶対値が低
い(−Vs+α)まま現像ローラ6と接触すると、図8
で説明した従来例の如く逆クリーニング現象が生じてし
まう。
【0037】ここに、本発明では、基準値設定器25に
セットする基準表面電位(−Vset)を、図3に示す
現像バイアス電位(−Vb)と同極性で絶対値が高い1
点鎖線で示した値(例えば−250V)と選定すれば、
点線で示す検出表面電位(−Vdet)のように、その
値(−Vset=−250V)よりも同極性で絶対値が
高い値となるまで、準備回転が続行(レーザ走査ビーム
Bによる走査を否定)できる。
【0038】つまり、検出表面電位(−Vdet)が、
現像バイアス電位(−Vb)との関係において逆クリー
ニング現象を引起すことが不可能なら、時間の長短に関
係なく、準備回転を終了させることができる。実施結果
によると、図6に示す従来例の準備回転時間(t1−t
2)に比較して、図2に示す準備回転時間(t1−t
3)は、ほとんど半分以下の時間でよいことが確認でき
た。
【0039】なお、図2の時刻t3以後の画像形成時に
は、レーザ走査ビームBが照射されない未露光部の電位
は帯電電位−Voとほぼ同じ例えば−500Vであり、
未露光部に付着していた残留トナーT6も同様に−50
0Vである。かくして、残留トナーT6(−Vo)と現
像ローラ6(−Vb)との間には、前出図7(C)に示
すような大きな電位差(|Vo|−|Vb|)が生じ、
この電界作用によって残留トナーT6は現像ローラ側に
吸着される。つまり、感光ドラム1上の未露光部はクリ
ーニングされる。
【0040】一方、露光部(−Vr)と現像ローラ6
(−Vb)との間には、現像ローラ6側が極性が同じで
絶対値が高い関係の電位差(|Vb|−|Vr|)が生
じるので、供給トナーT1は絶対値が低い露光部に吸着
される。つまり、現像がなされる。電位−Vrは例えば
−50Vである。
【0041】しかして、この実施例によれば、表面電位
検出手段30と準備回転続行制御手段40とを設け、感
光ドラム1の表面電位(−Vdet)が予め設定された
基準表面電位(−Vset)となるまで準備回転を続行
する、つまり高品位画像形成可能時点で準備回転を終了
できる構成であるから、逆クリーニング現象を完全に防
止して正規的クリーニング現象を助長しつつ高品位画像
形成を迅速に行える。
【0042】また、表面電位検出手段30は、検出ロー
ラ31と電位検出計32とからなり、制御装置20で検
出ローラ31を感光ドラム1に当接離脱可能とされる構
成であるから、画像形成時に邪魔にならず準備回転中に
表面電位を確実に検出できる。
【0043】また、準備回転続行制御手段40は、基準
値設定器25と比較手段26と制御手段(20)とから
形成され、基準表面電位(−Vset)を任意に選択設
定できるから、帯電器2による帯電電位(−Vo),現
像バイアス電位(−Vb)等々に即応させた運用ができ
る適用性の広いものとなる。
【0044】さらに、制御手段(20)は、設定時間T
sだけ判定信号JUDが連続入力されたことをもって、
高品位画像形成が可能であるか否かを判断するように形
成されているので、感光ドラム1の周面電位を全面的に
安定してチェックでき、部分的逆クリーニング現象も一
掃できる。
【0045】さらにまた、制御手段(20)は、図1に
示すP2−P1間周面部位が帯電器2を1回通過するま
では、高品位画像形成が可能であるか否かを判断しない
構成とされているので、当該部位に付着していた残留ト
ナーT6を確実にクリーニングできる。
【0046】(第2実施例)この第2実施例は、第1実
施例が感光ドラム1の表面電位(−Vdet)から逆ク
リーニング現象を防止し高品位画像形成が可能であるか
否かを判断するものと構成されていたのに対して、感光
ドラム1と現像ローラ6との間の抵抗値をもって判断す
るように構成している。
【0047】すなわち、第2実施例の構成は、第1実施
例における表面電位検出手段30(31,32)に代え
て図4に示す抵抗値検出手段35を設ける他は、図1に
示す第1実施例の構成と同一とされている。但し、準備
回転続行制御手段40を構成する基準値設定器25には
検出抵抗値に対する基準抵抗値を設定する。
【0048】かかる第2実施例によれば、図4に示す如
く、感光ドラム1と現像ローラ6との間の実際抵抗値つ
まり図3に示す現像バイアス電位(−Vb)と感光ドラ
ム1の表面電位(−Vdet相当あるいは−Vo)との
電位差つまり電界強度とその方向性を間接的に検出し
て、逆クリーニングの防止等を判定することができるか
ら、第1実施例の場合と同様の作用効果を奏する。さら
に、抵抗値検出手段35は図4に示すように感光ドラム
1の表面に接触させる必要がないので、構造が簡単であ
る。
【0049】
【発明の効果】以上の通り、請求項1の発明によれば、
表面電位検出手段と準備回転続行制御手段とを設け、高
品位画像形成可能となった時点で準備回転を終了させる
ことのできる構成であるから、画一的に時間設定してい
た従来例の無駄時間を一掃して、完全クリーニングを保
障しつつ準備回転時間を大幅に短縮しかつ高品位画像を
迅速に形成できる。
【0050】また、請求項2の発明によれば、感光ドラ
ムと現像ローラとの間の抵抗値を検出する抵抗値検出手
段と準備回転続行制御手段とを設けた構成であるから、
請求項1の発明の場合と同様の効果を奏することができ
るほか、さらに構造簡単でコスト低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す全体構成図である。
【図2】同じく、動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。
【図3】同じく、基準表面電位を説明するための図であ
る。
【図4】本発明の第2実施例の抵抗値検出手段を説明す
るための図である。
【図5】従来例の全体構成図である。
【図6】従来例の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。
【図7】従来例の帯電−露光−クリーニング同時現像−
転写の動作を説明するための図である。
【図8】従来例の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム 2 帯電器 3 現像器 6 現像ローラ 7 転写器 11 メーンモータ 12 レーザ発光源 20 制御装置(制御手段) 25 基準値設定器 26 比較手段 30 表面電位検出手段 31 検出ローラ 32 電位検出計 35 抵抗値検出手段 40 準備回転続行制御手段 T1 供給トナー T6 残留トナー Vdet 検出表面電位 Vset 基準表面電位 JUD 判定信号 Ts 設定時間

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯電器を通過した感光ドラム周面にレー
    ザ走査ビームを照射した露光部と未露光部とを形成し、
    感光ドラム側と現像バイアスが印加された現像ローラ側
    との電位差を利用して未露光部に付着している残留トナ
    ーを現像ローラ側へ吸着させて未露光部のクリーニング
    を行うと同時に露光部へ現像ローラ側からトナーを供給
    して現像する現像同時クリーニング方式の画像形成装置
    において、前記感光ドラムの表面電位を検出する表面電
    位検出手段と、この感光ドラム表面電位検出手段で検出
    した表面電位が予め設定された基準表面電位となるまで
    前記感光ドラムの準備回転動作を続行させる準備回転続
    行制御手段とを設けたことを特徴とする現像同時クリー
    ニング方式の画像形成装置。
  2. 【請求項2】 帯電器を通過した感光ドラム周面にレー
    ザ走査ビームを照射した露光部と未露光部とを形成し、
    感光ドラム側と現像バイアスが印加された現像ローラ側
    との電位差を利用して未露光部に付着している残留トナ
    ーを現像ローラ側へ吸着させて未露光部のクリーニング
    を行うと同時に露光部へ現像ローラ側からトナーを供給
    して現像する現像同時クリーニング方式の画像形成装置
    において、前記感光ドラムと現像ローラ間の抵抗値を検
    出する抵抗値検出手段と、この抵抗値検出手段で検出し
    た抵抗値が予め設定された基準抵抗値となるまで前記感
    光ドラムの準備回転動作を続行させる準備回転続行制御
    手段とを設けたことを特徴とする現像同時クリーニング
    方式の画像形成装置。
JP3151816A 1991-06-24 1991-06-24 現像同時クリーニング方式の画像形成装置 Expired - Lifetime JP2641646B2 (ja)

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