JP5487134B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
この状態で現像が行なわれると、得られるトナー画像に滲みやボケ等を含む画像流れ現象が発生し、著しい画質の劣化が生じる場合がある。特に、空気中の水分が多い高温高湿環境下では、上述の画像流れ現象が発生しやすい。
このような常温常湿の環境条件において、結露が発生するような環境条件の変動は、環境条件(温度、湿度)の測定手段を設置したとしても、確実に検知することができないという問題があった。
この方法は、帯電部材と像担持体との間に水分を含んだ放電生成物が存在すると、注入帯電状態となるために、放電開始電圧が低下するといった原理を利用するものである。
つまり、放電開始電圧の近傍において、一定の直流電圧を印加したときに流れる直流電流を検知することにより、注入帯電状態であると判定する方法である。
つまり、検出手段を構成する検出器の性能によっては、十分に結露状態を検出できない場合があった。
図1により、第1実施形態における画像形成装置としてのプリンター1における全体構造を説明する。図1は、プリンター1の各構成要素の配置を説明するための図である。
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2の表面に沿って順に、上流側から下流側に順に、帯電装置10による帯電、レーザースキャナユニット4による露光、現像器16による現像、転写ローラー8による転写、除電器12による除電、及びドラムクリーニング部11によるクリーニングが行われる。
帯電装置10については後述する。
レーザースキャナユニット4は、PC(パーソナルコンピュータ)等の外部機器から入力された画像情報に基づいて、感光体ドラム2の表面を走査露光する。レーザースキャナユニット4により走査露光されることで、感光体ドラム2の表面の露光された部分の電荷が除去される。これにより、感光体ドラム2の表面に静電潜像が形成される。
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1個の給紙カセット52が配置される。給紙カセット52は、装置本体Mの右側(図1における右側)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160が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置板160の上に積層された状態で収容される。載置板160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において右側の端部)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160上の用紙Tを取り出すための前送りコロ161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ー対163と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、戻り搬送路Lbが第3搬送路L3から分岐する分岐部で、第1ローラー対54a及び第2ローラー対54bを有する。第1ローラー対54aの一方のローラーと第2ローラー対54bの一方のローラーとは兼用される。
戻し搬送路Lbによれば、第1分岐部Q1から第1ローラー対54aにより排紙部50側に搬送された用紙Tを表裏反転させて第2ローラー対54bにより第1搬送路L1に戻して、転写ローラー8の上流側に配置されたレジストローラー対80の上流側に搬送させることができる。戻し搬送路Lbにより表裏反転された用紙Tには、転写ニップNにおいて未印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサーが配置される。
まず、給紙カセット52に収容された用紙Tに片面印刷を行う場合について説明する。
給紙カセット52に収容された用紙Tは、前送りコロ161及び給紙ローラー対163によって第1搬送路L1に送り出され、その後、第1合流部P1及び第1搬送路L1を介してレジストローラー対80に搬送される。
レジストローラー対80においては、用紙Tのスキュー補正や、トナー画像とのタイミング調整が行われる。
その後、用紙Tは、感光体ドラム2と転写ローラー8との間から排出され、第2搬送路L2を介して、定着部9における加熱回転体9aと加圧回転体9bとの間の定着ニップに導入される。そして、定着ニップにおいてトナーTNが溶融し、トナーTNが用紙Tに定着される。
このようにして、給紙カセット52に収容された用紙Tの片面印刷が完了する。
また、プリンター1は、送風部77と、送風制御部78と、ドラムクリーニング部11と、クリーニング制御部74と、現像器168(現像装置、図1参照)とを備える。
帯電ローラー60は、感光体ドラム2の表面を帯電する帯電部材である。帯電ローラー60は、芯金と、芯金の表面を覆う導電性材料で構成される弾性材料層とを有して構成される。
ブラシロール67は、帯電ローラー60の上方に配置される。ブラシロール67は、帯電ローラー60の表面に接触して回転することにより、付着物を除去する。
振動電圧生成部61は、交流電圧と直流電圧とを重畳して振動電圧を生成すると共に、生成した振動電圧を帯電装置10に印加する。
電圧制御部62は、交流電圧のピーク間電圧値Vppを、後述する第1ピーク間電圧値Vpp(A)や、第2ピーク間電圧値Vpp(C)に変更させる。
電圧制御部62は、第1ピーク間電圧値Vpp(A)や、第2ピーク間電圧値Vpp(C)に関する情報を記憶部66(データーテーブル73)より取得する。詳細には、電圧制御部62は、第1ピーク間電圧値Vpp(A)や、第2ピーク間電圧値Vpp(C)に関する情報を、後述する環境測定部65から取得する環境条件情報に基づいて、記憶部66(データーテーブル73)より取得する。
環境測定部65は、プリンター1に設置される温度センサー70及び湿度センサー71を有する。環境測定部65(温度センサー70、湿度センサー71)は、取得した環境条件情報(環境温度情報、環境湿度情報)を電圧制御部62に出力する。
本実施形態において、判定部64は、交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)であるときに電流検知部63により検知された第1直流電流値Idc(A)と、交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)よりも大きい第2ピーク間電圧値(C)であるときに電流検知部63により検知された第2直流電圧値Idc(C)との差分(値)△Idcの絶対値が第2閾値未満である場合、感光体ドラム2が結露した状態である第1結露状態と判定する。
また、第2ピーク間電圧値(C)は、図3に示すように、交流電圧のピーク間電圧値Vppと、感光体ドラム2と帯電ローラー60との間の直流電圧値Idcとの関係を表す2次元座標上の想定特性曲線に対して、ピーク間電圧値Vppを昇圧したときに現れる変曲点Pの電圧値より高圧側における所定のピーク間電圧値Vppである。
そして、判定部64は、差分△Idcの絶対値|△Idc|が第2閾値A2未満である場合、感光体ドラム2が結露した状態の第1結露状態(完全結露状態)であると判定する。
また、判定部64は、差分△Idcの絶対値|△Idc|が第2閾値A2以上の場合、感光体ドラム2が第1結露状態よりも結露が少ない第2結露状態(ソフト結露状態)又は感光体ドラム2が非結露状態(結露していない状態)であると判定する。
ここで、帯電ローラー60の帯電特性における大きな変動要因は、環境温度及び環境湿度である。
具体例としては、図4に示すように、環境温度(℃)に関連付けられて、ピーク間電圧値Vpp(V)としての低圧側の第1ピーク間電圧値Vpp(A)及び高圧側の第2ピーク間電圧値Vpp(C)が設定されたデーターテーブル73を例示する。
データーテーブル73において、更に、環境湿度も関連づけて低圧側の第1ピーク間電圧値Vpp(A)及び高圧側の第2ピーク間電圧値Vpp(C)を設定するようにしてもよい。
つまり、プリンター1は、判定部64により感光体ドラム2が第1結露状態であると判定された場合、エージング動作を行うことでトナーとともに水分や付着物を除去する。
プリンター1は、判定部64により感光体ドラム2が第1結露状態であると判定された場合、送風部が送風を停止するよう構成される。具体的には、プリンター1は、判定部64により感光体ドラム2が第1結露状態であると判定された場合、送風制御部78により送風部77の駆動が停止されるよう構成される。
つまり、プリンター1は、判定部64により感光体ドラム2が第1結露状態であると判定された場合、外気がケース体BD内に入り込むことを抑制し、更なる結露の発生を抑制する。
まず、ステップST1において、プリンター1の電源がオンとされる。
続けて、ステップST3において、電圧制御部62は、入力された環境温度の情報に基づいて、環境温度に関連づけられて記憶部66のデーターテーブル73に設定されている適正な低圧側の第1ピーク間電圧値Vpp(A)及び高圧側の第2ピーク間電圧値Vpp(C)が選択する。
また、差分△Idcの絶対値|△Idc|が第2閾値A2以上である場合(ST6、YES)、判定部64は、感光体ドラム2が第1結露状態でないと判定する。この場合、処理は、ステップSTに8に進む。
そして、上記動作を終了後、処理は、ステップST4に戻る。
また、ステップST8において、プリンター1は印字準備動作に移行する。
また、本実施形態において、プリンター1は、2つの直流電流値Idc(A)と直流電流値Idc(C)との差分△Idc{Idc(C)−Idc(A)}を求め、この差分△Idcの絶対値|△Idc|と第2閾値とを比較することで、感光体ドラム2の結露状態を判定する。これにより、プリンター1は、特別な装置等を用いることなく、感光体ドラム2の結露状態を正確に判定できる。また、これにより、プリンター1は、コスト負担を増加させずに、結露状態の判定精度を向上させることができる。
そのため、プリンター1は、環境条件の変化によって帯電特性が変動しても、実際の環境条件に適合する第1ピーク間電圧値Vpp(A)及び第2ピーク間電圧値Vpp(C)を用いた判定が可能である。これにより、プリンター1は、結露状態の判定精度が一層向上される。
また、プリンター1は、送風部77の運転停止(駆動停止、送風停止)により、結露の進行を抑制等できる。これにより、プリンター1は、導電性物質の滞留に起因する画像流れ現象の発生等を予防できる。
更に、本実施形態によれば、プリンター1は、結露状態の判定に用いる関数が差分でなく、直流電流値Idc(X)という1つの値を用いるだけであるため、直流電流値Idc(X)の検知が容易であると共に、判定自体も単純であって、より簡易に結露状態を判定することが可能である。
更に、本実施形態によれば、プリンター1は、|△Idc/△Vcc|により、帯電特性曲線の傾きを検出する。ここで、本実施形態において、低圧側の第1ピーク間電圧値Vpp(A)と高圧側の第2ピーク間電圧値Vpp(C)とが変曲点Pを挟んで設定されるので、プリンター1(判定部64)は、感光体ドラム2における第1結露状態と、非結露状態とを明確に判定できる。
そして、判定部64は、直流電流値Idc(X)が第1閾値A1未満である場合において、交流電圧のピーク間電圧値Vppが低圧側の第1ピーク間電圧値Vpp(A)であるときに電流検知部63により検知された第1直流電流値Idc(A)と、交流電圧のピーク間電圧値Vppが高圧側の第2ピーク間電圧値(C)であるときに電流検知部63により検知された第2直流電圧値Idc(C)との差分△Idcの絶対値|△Idc|が第4閾値A4未満である場合、感光体ドラム2が第1結露状態よりも結露が少ない第2結露状態であると判定すると共に、差分△Idcの絶対値|△Idc|が第4閾値A4以上である場合、感光体ドラム2が非結露状態であると判定する。
更に、本実施形態によれば、プリンター1は、感光体ドラム2の結露状態について、第1結露状態(完全結露状態)だけでなく、第2結露状態(ソフト結露状態)であることを判定できる。本実施形態におけるプリンター1は、感光体ドラム2結露状態について多段階に判定できる。これにより、プリンター1は、感光体ドラム2の結露状態の解消につき、必要な場合にのみ所定の解消動作を行うよう構成される。また、プリンター1は、感光体ドラム2における結露状態の解消動作でなく、第2結露状態を検知したときに結露の予防動作を行わせることも可能である。
また、本実施形態によれば、プリンター1(判定部64)は、感光体ドラム2が第1結露状態(完全結露状態)であるかを簡易な判定基準で判定すると共に、感光体ドラム2が第2結露状態であることを精度の高い判定基準で判定する。これにより、プリンター1は、感光体ドラム2が第1結露状態であることを確実に把握して対応すると共に、感光体ドラム2が第2結露状態であることも把握して対応することができる。
そして、判定部64は、直流電流値Idc(X)が第1閾値A1未満である場合において、交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)であるときに電流検知部63により検知された第1直流電流値Idc(A)と、交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)よりも大きい第2ピーク間電圧値(C)であるときに電流検知部63により検知された第2直流電圧値Idc(C)との差分△Idcを、第1ピーク間電圧値Vpp(A)と第2ピーク間電圧値(C)との差分△Vppで除した値の絶対値|△Idc/△Vcc|が第5閾値未満である場合、感光体ドラム2が第1結露状態よりも結露が少ない第2結露状態であると判定すると共に、差分△Idcを差分△Vppで除した値の絶対値|△Idc/△Vcc|が第5閾値A5以上である場合、感光体ドラム2が非結露状態であると判定する。
更に、本実施形態によれば、第4実施形態と同様、プリンター1は、感光体ドラム2の結露状態について、第1結露状態(完全結露状態)だけでなく、第2結露状態(ソフト結露状態)であることを判定できる。本実施形態におけるプリンター1は、感光体ドラム2結露状態について多段階に判定できる。これにより、プリンター1は、感光体ドラム2の結露状態の解消につき、必要な場合にのみ所定の解消動作を行うよう構成される。また、プリンター1は、感光体ドラム2における結露状態の解消動作でなく、第2結露状態を検知したときに結露の予防動作を行わせることも可能である。
また、本実施形態によれば、プリンター1(判定部64)は、感光体ドラム2が第1結露状態(完全結露状態)であるかを簡易な判定基準で判定すると共に、感光体ドラム2が第2結露状態であることを精度の高い判定基準で判定する。これにより、プリンター1は、感光体ドラム2が第1結露状態であることを確実に把握して対応すると共に、感光体ドラム2が第2結露状態であることも把握して対応することができる。
例えば、交流電圧のピーク間電圧値Vppとしての第1ピーク間電圧値Vpp(A)と、第1ピーク間電圧値Vpp(A)より大きい第2ピーク間電圧値Vpp(C)は、前述の実施形態で示したように、2次元座標上の想定特性曲線上に現れる変曲点Pの低圧側、高圧側のピーク間電圧値Vppとしているが、これに限定されず、任意に設定できる。
また、上述の実施形態におけるピーク間電圧値Vpp(X)は、各実施形態において、任意に設定できる。
Claims (12)
- 像担持体と、
前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
交流電圧と直流電圧とを重畳して振動電圧を生成すると共に、前記振動電圧を前記帯電部材に印加する振動電圧生成部と、
前記振動電圧生成部において重畳される前記交流電圧のピーク間電圧値Vppを制御する電圧制御部と、
前記像担持体と前記帯電部材との間の直流電流値Idcを検知する電流検知部と、
前記像担持体における結露の状態を判定する判定部であって、
前記交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)であるときに前記電流検知部により検知された第1直流電流値Idc(A)と、前記交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)よりも大きい第2ピーク間電圧値(C)であるときに前記電流検知部により検知された第2直流電圧値Idc(C)との差分△Idcの絶対値が第2閾値未満である場合、前記像担持体が結露した状態の第1結露状態であると判定する判定部と、を備える
画像形成装置。 - 前記第1ピーク間電圧値Vpp(A)は、前記ピーク間電圧値Vppと、前記帯電部材と像担持体間の直流電流値Idcとの関係を表す2次元座標上の想定特性曲線に対して、前記ピーク間電圧値Vppを昇圧したときに現れる変曲点の電圧値より低圧側のピーク間電圧値であり、
前記第2ピーク間電圧値(C)は、前記変曲点の電圧値より高圧側のピーク間電圧値である
請求項1に記載の画像形成装置。 - 環境条件を測定する環境測定部と、
環境条件と、第1ピーク間電圧値Vpp(A)及び第2ピーク間電圧値Vpp(C)とが関連付けて記憶される記憶部と、を備え、
前記判定部は、前記記憶部において、前記環境測定部により測定された環境条件と関連付けて記憶される第1ピーク間電圧値Vpp(A)及び第2ピーク間電圧値Vpp(C)を適用して前記像担持体の結露状態を判定する
請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 環境条件を測定する環境測定部と、
環境条件と第2閾値とが関連付けて記憶される記憶部と、を備え、
前記判定部は、前記記憶部において、前記環境測定部により測定された環境条件と関連付けて記憶される第2閾値に基づいて、前記像担持体の結露状態を判定する
請求項3に記載の画像形成装置。 - 像担持体と、
前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
交流電圧と直流電圧とを重畳して振動電圧を生成すると共に、前記振動電圧を前記帯電部材に印加する振動電圧生成部と、
前記振動電圧生成部において重畳される前記交流電圧のピーク間電圧値Vppを制御する電圧制御部と、
前記像担持体と前記帯電部材との間の直流電流値Idcを検知する電流検知部と、
前記像担持体における結露の状態を判定する判定部であって、
前記交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)であるときに前記電流検知部により検知された第1直流電流値Idc(A)と、前記交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)よりも大きい第2ピーク間電圧値(C)であるときに前記電流検知部により検知された第2直流電圧値Idc(C)との差分△Idcを、第1ピーク間電圧値Vpp(A)と第2ピーク間電圧値(C)との差分△Vppで除した値の絶対値が第3閾値未満である場合、前記像担持体が結露した状態の第1結露状態であると判定する判定部と、を備える
画像形成装置。 - 前記第1ピーク間電圧値Vpp(A)は、前記ピーク間電圧値Vppと、前記帯電部材と像担持体間の直流電流値Idcとの関係を表す2次元座標上の想定特性曲線に対して、前記ピーク間電圧値Vppを昇圧したときに現れる変曲点の電圧値より低圧側のピーク間電圧値であり、
前記第2ピーク間電圧値(C)は、前記変曲点の電圧値より高圧側のピーク間電圧値である
請求項5に記載の画像形成装置。 - 環境条件を測定する環境測定部と、
環境条件と、第1ピーク間電圧値Vpp(A)及び第2ピーク間電圧値Vpp(C)とが関連付けて記憶される記憶部と、を備え、
前記判定部は、前記記憶部において、前記環境測定部により測定された環境条件と関連付けて記憶される第1ピーク間電圧値Vpp(A)及び第2ピーク間電圧値Vpp(C)を適用して前記像担持体の結露状態を判定する
請求項5又は6に記載の画像形成装置。 - 環境条件を測定する環境測定部と、
環境条件と第3閾値とが関連付けて記憶される記憶部と、を備え、
前記判定部は、前記記憶部において、前記環境測定部により測定された環境条件と関連付けて記憶される第3閾値に基づいて、前記像担持体における結露状態を判定する
請求項7に記載の画像形成装置。 - 像担持体と、
前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
交流電圧と直流電圧とを重畳して振動電圧を生成すると共に、前記振動電圧を前記帯電部材に印加する振動電圧生成部と、
前記振動電圧生成部において重畳される前記交流電圧のピーク間電圧値Vppを制御する電圧制御部と、
前記像担持体と前記帯電部材との間の直流電流値Idcを検知する電流検知部と、
前記像担持体における結露の状態を判定する判定部であって、
前記交流電圧のピーク間電圧値Vppがピーク間電圧値Vpp(X)であるときに前記電流検知部により検知された直流電流値Idc(X)が第1閾値以上である場合、前記像担持体が結露した状態の第1結露状態にあると判定し、
前記直流電流値Idc(X)が前記第1閾値未満である場合において、
前記交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)であるときに前記電流検知部により検知された第1直流電流値Idc(A)と、前記交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)よりも大きい第2ピーク間電圧値(C)であるときに前記電流検知部により検知された第2直流電圧値Idc(C)との差分△Idcの絶対値が第4閾値未満である場合、前記像担持体が前記第1結露状態よりも結露が少ない第2結露状態であると判定し、
前記差分△Idcの絶対値が前記第4閾値以上である場合、前記像担持体が非結露状態であると判定する判定部と、を備える
画像形成装置。 - 像担持体と、
前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
交流電圧と直流電圧とを重畳して振動電圧を生成すると共に、前記振動電圧を前記帯電部材に印加する振動電圧生成部と、
前記振動電圧生成部において重畳される前記交流電圧のピーク間電圧値Vppを制御する電圧制御部と、
前記像担持体と前記帯電部材との間の直流電流値Idcを検知する電流検知部と、
前記像担持体における結露の状態を判定する判定部であって、
前記交流電圧のピーク間電圧値Vppがピーク間電圧値Vpp(X)であるときに前記電流検知部により検知された直流電流値Idc(X)が第1閾値以上である場合、前記像担持体が結露した状態の第1結露状態にあると判定し、
前記直流電流値Idc(X)が前記第1閾値未満である場合において、
前記交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)であるときに前記電流検知部により検知された第1直流電流値Idc(A)と、前記交流電圧のピーク間電圧値Vppが第1ピーク間電圧値Vpp(A)よりも大きい第2ピーク間電圧値(C)であるときに前記電流検知部により検知された第2直流電圧値Idc(C)との差分△Idcを、第1ピーク間電圧値Vpp(A)と第2ピーク間電圧値(C)との差分△Vppで除した値の絶対値が第5閾値未満である場合、前記像担持体が第1結露状態よりも結露が少ない第2結露状態であると判定し、
差分△Idcを前記差分△Vppで除した値の絶対値が前記第5閾値以上である場合、前記像担持体が非結露状態であると判定する判定部と、を備える
画像形成装置。 - 前記像担持体の表面にトナーを現像する現像装置と、
前記像担持体の表面のトナーを除去するクリーニング部と、を備え、
前記判定部により前記像担持体が第1結露状態であると判定された場合、
前記現像装置により前記像担持体の表面にトナーを現像する共に、現像されたトナーを転写することなく前記クリーニング部により除去するエージング動作を行う
請求項1から10のいずれかに記載の画像形成装置。 - 外型を構成するケース体と、
前記ケース体の外部から内部に送風する送風部と、を備え、
前記判定部により前記像担持体が第1結露状態であると判定された場合、
前記送風部は、送風を停止する
請求項1から10のいずれかに記載の画像形成装置。
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