JP4831439B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
これに対し、帯電器に関する種々の異常が発生すると、グリッド電圧、前記帯電電圧、及び、前記帯電制御信号は正常時とは異なるレベルになり得る。そして、発生し得る複数の異常の中には、グリッド電圧レベル、前記帯電電圧レベル、及び、前記帯電制御信号レベルのうち少なくとも2つの組み合わせパターンが互い異なるものがある。
そこで、本適用例では、グリッド電圧レベル、前記帯電電圧レベル、及び、前記帯電制御信号レベルのうち少なくとも2つを判定要素とし、これらの組合せパターンが相違する複数の異常の有無を判定する構成とした。
本適用例によれば、印加回路の出力側がグランドラインに短絡する異常の有無を判定できる。
本適用例によれば、印加回路の出力側がグリッド電極に短絡する異常の有無を判定できる。
本適用例によれば、グリッド電圧検出回路が故障する異常の有無を判定できる。
本適用例によれば、印加回路が故障する異常の有無を判定できる。
本適用例によれば、判定要素がグリッド電圧の検出レベル及び帯電制御信号レベルの2つだけの場合に比べて、異常判定の精度向上や、判定する異常の種類数の増加が可能になる。
本適用例によれば、帯電電圧の検出レベルを判定要素に加えることにより、印加回路の出力側がグランドラインに短絡する異常と、カートリッジが正常に装着されていない異常とを判別することができる。
本適用例によれば、帯電電圧レベルを判定要素に加えることにより、帯電電圧検出回路が故障する異常の有無を判定できる。
例えば印加回路の出力側がグランドラインに短絡する異常が発生すると、グリッド電圧の検出レベルは略ゼロ[v]になり、帯電電圧レベルも正常時よりも低いレベルになる。また、帯電ワイヤとグリッド電極とが短絡する異常が発生すると、グリッド電圧の検出レベルは略グリッド目標レベルに近づくものの、帯電電圧レベルも当該グリッド目標レベルとほぼ同じレベルになる。このように、本適用例によれば、グリッド電圧レベル、及び、帯電電圧レベルの組み合わせパターンに基づき、帯電器に関する複数の異常の有無を判定することができる。
本適用例によれば、印加回路の出力側がグランドラインに短絡する異常の有無を判定できる。
本適用例によれば、印加回路の出力側がグリッド電極に短絡する異常の有無を判定できる。
本適用例によれば、グリッド電圧検出回路が故障する異常の有無を判定できる。
本適用例によれば、印加回路が故障する異常の有無を判定できる。
本適用例によれば、帯電電圧検出回路が故障する異常の有無を判定できる。
本適用例によれば、グリッド目標レベルを変更した後のグリッド電圧レベル及び帯電電圧レベルの少なくとも一方の変化を判定要素に加えることにより、異常判定の精度を向上させることができる。
本適用例によれば、現像電圧レベル及び現像制御信号レベルの少なくとも一方を判定要素に加えることにより、異常判定の精度を向上させることができる。
本適用例によれば、離間機構により感光体と現像剤担持体とを離間させた状態で異常判定を行うから、この異常判定処理中に発生した異常により、感光体に誤って現像剤が供給されてしまう事態を抑制できる。
[プリンタの全体構成]
図1は、本実施形態のプリンタ1(本発明の「画像形成装置」の一例)の内部構成を表す概略断面図である。以下の説明では、各構成要素について、色毎に区別する場合は各部の符号にY(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),B(ブラック)の添え字を付し、区別しない場合は添え字を省略する。
上記高圧制御装置11は、転写ローラ33、現像ローラ47、帯電器41など、プリンタ1に備えられた各電気的負荷への印加電圧を生成する。
帯電回路51(本発明の「印加回路」の一例)は、PWM信号平滑回路57、グリッド電圧設定回路59、トランスドライブ回路61、昇圧・平滑整流回路63を備えている。PWM信号平滑回路57は、PWM制御回路53のPWMポート53AからのPWM信号SG1を受けて平滑しトランスドライブ回路61に与える。トランスドライブ回路61は、自励巻線61Aを有し、受けたPWM信号SG1に基づき、昇圧・平滑整流回路63のトランス65に発振電流を流す。このような構成により、トランス65の発振電圧が昇圧及び整流され、第1接続端子TB1を介して帯電ワイヤ41Aに帯電電圧VCとして印加される。
現像回路55は、シャント回路83を有する。シャント回路83は、上記現像電圧VDを、帯電回路51による帯電電圧VCに基づき生成する。シャント回路83は、主として、電流制御回路85、及び、スイッチ素子の一例としてのフォトカプラ87を備える。
プリンタ1は、画像形成動作などを実行する通常モードと、エラー(異常)判定を行う検査モードとを有する。この検査モードでは、PWM制御回路53が、帯電電圧VCの検出レベル、グリッド電圧VGの検出レベル、及び、PWM信号SG1のPWM値の組み合わせパターンに基づき、帯電器41に関する各種エラーの有無を判定する。また、現像電圧VDの検出レベル、及び、PWM信号SG5のPWM値に基づき、現像ローラ47に関するエラーの有無を判定する。
このエラーは、プロセスカートリッジ37がプリンタ1に正常に装着されておらず、上記第1〜第3の接続端子TB1〜TB3が帯電ワイヤ41A等に電気的に接続されていない状態である。この状態では、帯電回路51を駆動しても、そこから出力される帯電電圧VCは帯電ワイヤ41Aに印加されないため、グリッド電圧VGは略ゼロ[v]のまま上昇しない。その結果、PWM制御回路53は、グリッド電圧VGをグリッド目標レベルに近づけるようにPWM信号SG1のPWM値を上昇させ続けることになり、そのPWM値は最終的に最大値となって第2上限値DCmaxを超える。それとともに、帯電電圧VCも最大値となって第3上閾値VCmaxを超える。
このエラーは、何らかの原因でグリッド電圧検出回路74が故障して、グリッド電圧VGの実際レベルよりも低いレベルを示す検出信号SG2しか出力できない状態である。この状態では、仮に、グリッド電圧VGの実際レベルがグリッド目標レベルに達していたとしても、PWM制御回路53は、検出信号SG2に基づき、グリッド電圧VGが未だグリッド目標レベルに達していないと認識する。その結果、PWM制御回路53は、グリッド電圧VGをグリッド目標レベルに近づけるようにPWM信号SG1のPWM値を上昇させ続けることになり、そのPWM値は最終的に最大値となって第2上限値DCmaxを超える。それとともに、帯電電圧VCも最大値となって第3上限値VCmaxを超える。一方、現像回路55はほぼ正常に動作する。
このエラーは、例えばトランスドライブ回路61が備える駆動用のトランジスタ61Bが、何らかの原因でオン固定してしまい、PWM信号SG1に基づき帯電電圧VCを制御することができなくなった状態である。この状態では、トランジスタ61Bに常時大電流が流れることになり、帯電電圧VCは第3上限値を超え、グリッド電圧VGもグリッド目標レベル、更には第1上限値VGmaxを超える。すると、PWM制御回路53は、グリッド電圧VGをグリッド目標レベルまで下げるためにPWM信号SG1のPWM値を減少させ続けることになり、そのPWM値は最終的に最小値となって第2下限値DCmin未満になる。一方、現像回路55はほぼ正常に動作する。
このエラー(本発明の「印加回路の出力側がグランドラインに短絡する異常」の一例)は、何らかの原因で、帯電ワイヤ41Aや帯電電圧VCの供給ラインがグランドラインに短絡した状態である。この状態では、帯電回路51を駆動しても、帯電電圧VCは略ゼロ[v]のまま上昇せず、帯電ワイヤ41Aにてコロナ放電が起きない。このため、グリッド電圧VGの検出レベルも略ゼロ[v]のまま上昇しない。その結果、PWM制御回路53は、グリッド電圧VGをグリッド目標レベルに近づけるようにPWM信号SG1のPWM値を上昇させ続けることになり、そのPWM値は最終的に最大値となって第2上限値DCmaxを超える。
このエラーは、何らかの原因で帯電電圧検出回路77が故障して、帯電電圧VCの実際レベルよりも低いレベル(グランド目標レベルよりも更に低いレベル)を示す検出信号SG3しか出力できない状態である。この状態では、仮に、帯電回路55から正常に帯電電圧VCが出力されていても、PWM制御回路53は、検出信号SG3に基づき、帯電電圧VCが正常時よりも低いと認識する。但し、グリッド電圧VGは正常にグリッド目標レベルになり、PWM信号SG1のPWM値も正常時とほぼ同等レベルになる。また、現像回路55もほぼ正常に動作する。
このエラーは、何らかの原因で例えばトランス65が故障し、PWM信号SG1を与えても、そのPWM値に応じたレベルの帯電電圧VCが出力できない状態である。この状態では、帯電電圧VCは極めて低く、グリッド電圧VGはグリッド目標レベルに達することができない。その結果、PWM制御回路53は、グリッド電圧VGをグリッド目標レベルに近づけるようにPWM信号SG1のPWM値を上昇させ続けることになり、そのPWM値は最終的に最大値となって第2上限値DCmaxを超える。
このエラー(本発明の「印加回路の出力側が前記グリッド電極に短絡する異常」の一例)は、何らかの原因で例えば帯電ワイヤ41Aが切れて、当該帯電ワイヤ41Aとグリッド電極41Bとが短絡した状態である。この状態では、PWM制御回路53は、PWM信号SG1のPWM値を調整してグリッド電圧VGをグリッド目標レベルに近づけるよう、ほぼ正常に定電圧制御を実行可能である。但し、グリッド電圧VGがグリッド目標レベルになっているとき、帯電電圧VCもグリッド目標レベルとほぼ同等になっており、そのときのPWM信号SG1のPWM値は、エラーが生じていない正常時よりも低い値になっている。一方、現像回路55はほぼ正常に動作する。
このエラーは、何らかの原因で例えば現像回路55が故障し、現像電圧VDを正常に制御できなくなった状態である。この状態では、帯電電圧VC、PWM信号SG1のPWM値は正常時と同等レベルとなり、グリッド電圧VGはグリッド目標レベルに達する。一方、現像回路55については、現像電圧VD及びPWM信号SG5のPWM値のうち少なくとも一方が正常時の範囲を超える異常レベルになる。
図4はエラー判定処理を示すフローチャートである。上記検査モードに設定されると、PWM制御回路53はこのエラー判定処理を実行する。なお、プリンタ1が起動される度に、自動で検査モードを実行し、いずれのエラーも発生していないと判定された場合に限り、通常モードに移行する構成であってもよい。
まずS101で上記離間機構48を駆動して感光体39と現像ローラ47とを離間させる。これにより検査モード中に、トナーが感光体39に付着されて無駄に消費されることを防止できる。
図5は、第1エラーグループ判定処理を示すフローチャートである。この第1グループエラー判定処理は、第1エラーグループに属する「(1)プロセスカートリッジ無し」、「(2)グリッド電圧検出異常」、「(3)帯電制御異常」を判別するための処理である。
まずグリッド電圧VGが略ゼロ[v]であり(S201:YES)、且つ、PWM信号SG1のPWM値が第2上限値DCmaxを超えていれば(S203:YES)、S205で「プロセスカートリッジ無し」を通知し、図4のS123に進む。なお、エラーの通知方法としては、例えばプリンタ1が備える図示しない表示装置にエラー内容を表示させたり、プリンタ1に接続された外部制御装置(たとえばパーソナルコンピュータなど)にエラー信号を出力したりする方法が考えられる。他のエラーも同様の通知方法で行うことができる。
S207では、グリッド電圧VGが、ゼロ[v]ではないが、第1目標レベルVtg1の下限値未満かどうかを判断し、下限値未満であり(S207:YES)、且つ、PWM信号SG1のPWM値が第2上限値DCmaxを超えていれば(S209:YES)、「グリッド電圧検出異常」の可能性が高いと考えられる(図3参照)。しかし、本実施形態では、この時点では、「グリッド電圧検出異常」とは断定しない。S211に進み、グリッド電圧変更処理1を試みる。
S213では、グリッド電圧VGが、第1上限値VGmaxを超えているかどうかを判断し、超えていて(S213:YES)、且つ、PWM信号SG1のPWM値が第2下限値DCmin未満であれば(S215:YES)、S217で「帯電制御異常」を通知し、図4のS123に進む。
図4のS107で、帯電電圧VCが第3上限値VCmax以下であれば(S107:NO)、S111で、帯電電圧VCが第1目標レベルVtg1の下限値未満かどうかを判断し、下限値未満であればS113に進む。前述したように、「ワイヤ−グランド短絡」、「帯電電圧検出異常」、「帯電出力異常」(以下、これらのエラーをまとめて「第2エラーグループ」という)の発生時に、帯電電圧VCが第1目標レベルVtg1の下限値未満になる。
まずグリッド電圧VGが略ゼロ[v]であり(S401:YES)、且つ、PWM信号SG1のPWM値が第2上限値DCmaxを超えていれば(S403:YES)、S405で「ワイヤ−グランド短絡」を通知し、図4のS123に進む。
S407では、グリッド電圧VGが、ゼロ[v]ではないが、第1目標レベルVtg1の許容範囲(上限値と下限値との間)内かどうかを判断し、許容範囲内であり(S407:YES)、且つ、PWM信号SG1のPWM値が第2範囲(第2上限値DCmaxと第2下限値DCminとの間)内であれば(S409:YES)、「帯電電圧検出異常」の可能性が高いと考えられる(図3参照)。しかし、本実施形態では、この時点では、「帯電電圧検出異常」とは断定しない。S411に進み、グリッド電圧変更処理2を試みる。
S413では、グリッド電圧VGが、ゼロ[v]ではないが、第1目標レベルVtg1の下限値未満かどうかを判断し、下限値未満であり(S413:YES)、且つ、PWM信号SG1のPWM値が第2上限値DCmaxを超えていれば(S415:YES)、S417で「帯電出力異常」を通知し、図4のS123に進む。
図4で、帯電電圧VCが第1目標レベルVtg1の許容範囲内であればS117に進む。前述したように、「ワイヤ−グリッド短絡」(以下、このエラーが属するグループを「第3エラーグループ」という)の発生時に、帯電電圧VCが第1目標レベルVtg1の許容範囲内になる。
図4のS119では、現像回路異常が発生しているかどうかを判定する。具体的には、現像電圧VDが第4範囲(第4上限値VDmaxと第4下限値VDminとの間)外にあること、PWM信号SG5のPWM値が第5範囲(第5上限値DDmaxと第5下限値DDminとの間)外にあることの少なくとも一方を満たすかどうかを判断する。
以上のように、本実施形態によれば、帯電電圧VCの検出レベル、グリッド電圧VGの検出レベル、及び、PWM信号SG1のPWM値の組み合わせパターンに基づき、帯電器41に関する7つのエラーの有無を判定することができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。特に、各実施形態の構成要素のうち、最上位の発明の構成要素以外の構成要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。
(1)上記実施形態では、帯電電圧VCの検出レベル、グリッド電圧VGの検出レベル、及び、PWM信号SG1のPWM値の、3つの判定要素に基づき異常判定をする構成であったが、本発明はこれに限らない。これらの3つのうち、少なくとも2つを判定要素として用いればよい。例えば、次のものがある。
(1−1)帯電電圧VCの検出レベル及びグリッド電圧VGを判定要素とする構成。この構成でも、図3に示す(1)〜(7)のエラーを判別することが可能である。
(1−2)グリッド電圧VGの検出レベル及びPWM信号SG1を判定要素とする構成。この構成では、図3に示す(1)(4)の少なくとも一方を含むエラーと、(2)(6)の少なくとも一方を含むエラーと、(3)のエラーと、(5)のエラーと、(7)のエラーとを判別することが可能である。
(1−3)帯電電圧VCの検出レベル及びPWM信号SG1のPWM値を判定要素とする構成。この構成では、図3に示す(1)(2)の少なくとも一方を含むエラーと、(4)(6)の少なくとも一方を含むエラーと、(3)のエラーと、(5)のエラーと、(7)のエラーとを判別することが可能である。
但し、上記実施形態であれば、判定精度を向上させることができる。
37...プロセスカートリッジ(カートリッジ)
39...感光体
41...帯電器
41A...帯電ワイヤ
41B...グリッド電極
47...現像ローラ(現像剤担持体)
48...離間機構
51...帯電回路(印加回路)
53...PWM制御回路(制御部、判定部)
74...グリッド電圧検出回路
77...帯電電圧検出回路
VC...帯電電圧
VG...グリッド電圧
SG1...PWM信号(帯電制御信号)
SG5...PWM信号(現像制御信号)
Claims (20)
- 帯電ワイヤ及びグリッド電極を有する帯電器と、
前記帯電ワイヤに帯電電圧を印加する印加回路と、
前記グリッド電極に生じるグリッド電圧レベルをグリッド目標レベルに近づけるための帯電制御信号を前記印加回路に出力する制御部と、
前記グリッド電圧レベル、前記帯電電圧レベル、及び、前記帯電制御信号レベルのうち少なくとも2つの組み合わせパターンに基づき、前記帯電器に関する複数の異常の有無を判定する判定部と、を備える画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置であって、
前記グリッド電圧レベルを検出するグリッド電圧検出回路を備え、
前記判定部は、前記グリッド電圧検出回路による前記グリッド電圧の検出レベル、及び、前記帯電制御信号レベルの組み合わせパターンに基づき前記複数の異常の有無を判定する。 - 請求項2記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが第1下限値を下回り、且つ、前記帯電制御信号レベルが第2上限値を上回る場合に、前記印加回路の出力側がグランドラインに短絡する異常が発生したと判定する。 - 請求項2記載の画像形成装置であって、
前記帯電器は、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるカートリッジに収納され、且つ、当該カートリッジが前記画像形成装置本体に正常に装着された状態で前記印加回路に電気的に接続される構成であり、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが第1下限値を下回り、且つ、前記帯電制御信号レベルが第2上限値を上回る場合に、前記印加回路の出力側がグランドラインに短絡する異常、及び、前記カートリッジが正常に装着されていない異常の少なくとも一方が発生したと判定する。 - 請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが前記グリッド目標レベルに近づき、且つ、前記帯電制御信号レベルが正常時よりも低い場合に、前記印加回路の出力側が前記グリッド電極に短絡する異常が発生したと判定する。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが正常時よりも低く、且つ、前記帯電制御信号レベルが第2上限値を上回る場合に、前記グリッド電圧検出回路が故障する異常が発生したと判定する。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが第1上限値を上回る場合に、前記印加回路が故障する異常が発生したと判定する。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記帯電電圧レベルを検出する帯電電圧検出回路を備え、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベル、前記帯電制御信号レベル、及び、前記帯電電圧の検出レベルの組み合わせパターンに基づき前記複数の異常の有無を判定する。 - 請求項8記載の画像形成装置であって、
前記帯電器は、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるカートリッジに収納され、且つ、当該カートリッジが前記画像形成装置本体に正常に装着された状態で前記印加回路に電気的に接続される構成であり、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが第1下限値を下回り、前記帯電制御信号レベルが第2上限値を上回ることを前提として、前記帯電電圧の検出レベルが第3下限値を下回る場合には、前記印加回路の出力側がグランドラインに短絡する異常が発生したと判定し、前記帯電電圧の検出レベルが第3上限値を上回る場合には、前記カートリッジが正常に装着されていない異常が発生したと判定する。 - 請求項8または請求項9に記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが前記グリッド目標レベルに近づき、且つ、前記帯電電圧の検出レベルが第3下限値を下回る場合に、前記帯電電圧検出回路が故障する異常が発生したと判定する。 - 請求項1に記載の画像形成装置であって、
前記グリッド電圧レベルを検出するグリッド電圧検出回路と、
前記帯電電圧レベルを検出する帯電電圧検出回路と、を備え、
前記判定部は、前記グリッド電圧検出回路による前記グリッド電圧の検出レベル、及び、前記帯電電圧検出回路による前記帯電電圧の検出レベルの組み合わせパターンに基づき前記複数の異常の有無を判定する。 - 請求項11記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが第1下限値を下回り、且つ、前記帯電電圧の検出レベルが第3下限値を下回る場合に、前記印加回路の出力側がグランドラインに短絡する異常が発生したと判定する。 - 請求項11または請求項12に記載の画像形成装置であって、
前記帯電器は、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるカートリッジに収納され、且つ、当該カートリッジが前記画像形成装置本体に正常に装着された状態で前記印加回路に電気的に接続される構成であり、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが第1下限値を下回り、且つ、前記帯電電圧の検出レベルが第3上限値を上回る場合に、前記カートリッジが正常に装着されていない異常が発生したと判定する。 - 請求項11から請求項13のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベル及び前記帯電電圧の検出レベルが前記グリッド目標レベルに近づく場合に、前記印加回路の出力側が前記グリッド電極に短絡する異常が発生したと判定する。 - 請求項11から請求項14のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが正常時よりも低く、且つ、前記帯電電圧の検出レベルが第3上限値を上回る場合に、前記グリッド電圧検出回路が故障する異常が発生したと判定する。 - 請求項11から請求項15のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが第1上限値を上回る場合に、前記印加回路が故障する異常が発生したと判定する。 - 請求項11から請求項16のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド電圧の検出レベルが前記グリッド目標レベルに近づき、且つ、前記帯電電圧の検出レベルが第3下限値を下回る場合に、前記帯電電圧検出回路が故障する異常が発生したと判定する。 - 請求項5から請求項7、請求項10、請求項14、請求項15、請求項17のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記判定部は、前記グリッド目標レベルを変更した後の前記グリッド電圧レベル及び前記帯電電圧レベルの少なくとも一方の変化を判定要素に加えて判定する。 - 請求項1から請求項18のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記帯電器の帯電対象としての感光体と、
前記感光体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記印加回路の出力側と前記現像剤担持体との間に接続されて、前記現像剤担持体に現像電圧を印加するシャント回路と、を備え、
前記制御部は、前記現像電圧を現像目標レベルに近づけるための現像制御信号を前記シャント回路に出力する構成であり、
前記判定部は、前記現像電圧レベル及び前記現像制御信号レベルの少なくとも一方を判定要素に加えて判定する。 - 請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記帯電器の帯電対象としての感光体と、
前記感光体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記感光体と前記現像剤担持体との離間させる離間機構と、を備え、
前記判定部は、前記離間機構により前記感光体と前記現像剤担持体とが離間した状態で判定を行う。
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