JP6256386B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、画像形成装置に関する。
特許文献1には、像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、像担持体の表面にトナー像が形成された画像形成領域の周囲の画像制御用領域に画像制御に用いられる画像制御用トナー像が形成された場合に画像制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、転写手段を静電的にクリーニングする清掃手段と、を備える画像形成装置に関する技術が開示されている。この先行技術では、像担持体の画像制御用領域から転写された転写手段の表面の画像制御用トナー像が清掃手段を通過するときに、検出手段が検出した画像制御用トナー像の濃度に基づいて転写手段及び清掃手段の間に印加される清掃電圧又は清掃電流を変化させている。
特許文献2には、表面移動する被清掃体上のトナーを被清掃体上から除去するブラシローラと、該ブラシローラが被清掃体上のトナーを除去する位置に対して被清掃体表面移動方向上流側の該被清掃体の表面と対向する位置に、被清掃体上のトナーの極性を制御する極性制御部材と、該極性制御部材に電圧を印加する電圧印加手段とを備えたクリーニング装置に関する技術が開示されている。この先行技術では、電圧印加手段は、装置内の温度と湿度とを検知する温湿度検知手段の検知結果に基づいて該極性制御部材に印加する電圧を変更している。
特開2012−083479号公報 特開2009−092955号公報
電圧が印加された導電部材を中間転写体に接触させて、中間転写体を除電する画像形成装置が知られている。
このような構成の画像形成装置では、導電部材に付着物が付着して導電部材が劣化すると、中間転写体と導電部材との間で放電が発生することがある。そして、このように放電が発生すると、扁平顔料を含むトナーで形成されたトナー像が中間転写体に転写される際に転写不良が発生し、画質が低下する場合がある。
本発明は、導電部材に印加する電圧が一定の場合と比較し、扁平顔料を含むトナーのみで形成されたトナー像が中間転写体に転写される際の転写不良を抑制することが目的である。
請求項1の発明は、回転駆動される中間転写体と、扁平顔料を含むトナーで形成されたトナー像を前記中間転写体に転写する第一トナー像形成部と、扁平顔料を含まないトナーで形成されたトナー像を前記中間転写体に転写する第二トナー像形成部と、を有する画像形成部と、前記画像形成部で前記中間転写体に転写された前記トナー像を記録媒体に転写する転写部材と、前記中間転写体における前記転写部材の下流側でかつ前記画像形成部の上流側に接触し、前記転写部材に印加される電圧と逆極性の電圧が印加される導電部材と、前記第一トナー像形成部が前記中間転写体に像密度が100%のトナー像を転写し、前記第二トナー像形成部が前記中間転写体にトナー像を転写しない第一画像単色モードでは、前記導電部材への電圧の印加を停止する制御手段と、を備えている。
請求項2の発明は、前記導電部材は、回転駆動される導電ブラシで構成され、前記導電ブラシに接触する接触部材が備えられている。
請求項1に記載の発明によれば、導電部材に印加する電圧が一定の場合と比較し、扁平顔料を含むトナーのみで形成されたトナー像が中間転写体に転写される際の転写不良が抑制される。
請求項2に記載の発明によれば、接触部材が接触された状態で回転駆動される導電ブラシ以外の導電部材の場合と比較し、導電部材への付着物の付着が抑制される。
画像形成装置を示す概略構成である。 トナー像形成部を示す概略構成図である。 清掃装置を示す概略構成図である。 除電装置を示すブロック図である。 (A)は扁平顔料の姿勢を模式的に示すトナー像の平面図であり、(B)は断面図である。 トナーに含まれる扁平顔料を模式的に示す(A)は平面図であり、(B)は側面図である。
本発明の一実施形態に画像形成装置の一例について説明する。
<画像形成装置の構成>
図1は、画像形成装置10を後述する感光体ドラム21及び中間転写ベルト31の回転軸方向から見た構成を示す概略図である。この図に示されるように、画像形成装置10は、電子写真方式によりトナー像を形成して中間転写ベルト31に転写する画像形成部12と、記録媒体Pにトナー像を転写する転写装置30と、記録媒体Pに転写されたトナー像を定着する定着装置40と、記録媒体Pを搬送する搬送装置50と、画像形成装置10の各部の動作を制御する制御部70と、各構成要素に電力を供給する電源部80と、を含んで構成されている。
[搬送装置]
図1に示されるように、搬送装置50は、記録媒体Pが収容される収容器51と、収容器51から後述する二次転写位置NTへ記録媒体Pを搬送する複数の搬送ロール52と、を有している。さらに、搬送装置50は、二次転写位置NTから定着装置40へ記録媒体Pを搬送する複数の搬送ベルト58と、定着装置40から記録媒体Pの排出部(図示省略)へ向けて記録媒体Pを搬送する搬送ベルト54と、を有している。
[画像形成部]
画像形成部12は、トナー像を形成して中間転写ベルト31に一次転写する複数のトナー像形成部20を有している。
〔トナー像形成部20〕
トナー像形成部20は、色ごとにトナー像を形成し、中間転写ベルト31に転写するように複数備えられている。本実施形態では、特別色(V)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の計5色のトナー像形成部20が設けられている。なお、(V)、(Y)、(M)、(C)、(K)は、上記各色に対応する構成部分を示している。また、本明細書の説明では、(V)、(Y)、(M)、(C)、(K)の括弧を省略して、V、Y、M、C、Kと記載する場合がある。また、これらを区別して説明しない場合は、V、Y、M、C、Kを適宜省略する。
これら各色のトナー像形成部20は、特別色(V)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の順で、後述の中間転写ベルト31の搬送方向の上流側から下流側に向けて配置されている。なお、本実施形態では、特別色(V)には「銀色のトナー」を用いている。
各色のトナー像形成部20は、用いるトナーを除き基本的に同様に構成されている。具体的には、各色のトナー像形成部20は、図2に示されるように、この図2における時計周り方向に回転する感光体ドラム21と、感光体ドラム21を帯電させる帯電器22と、一次転写ロール33と、を有している。
さらに、各色のトナー像形成部20は、帯電器22によって帯電された感光体ドラム21を露光して感光体ドラム21に静電潜像を形成する露光装置23と、露光装置23によって感光体ドラム21に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置24と、感光体清掃装置25と、除電装置26と、を有している。
(現像装置)
図2に示すように、現像装置24は、現像剤Gを収容する容器241と現像ロール242とを含んで構成されている。そして、現像ロール242に現像バイアス電圧を印加することによって、現像ロール242と感光体ドラム21との間に生じる電位差により、感光体ドラム21の外周面に形成された静電潜像がトナー像として顕像化される。
(感光体清掃装置)
感光体清掃装置25は、トナー像の一次転写後に感光体ドラム21の表面に残留したトナーを該感光体ドラム21の表面から掻き取るブレード251を備えている。
[転写装置]
転写装置30は、各色の感光体ドラム21のトナー像を、中間転写ベルト31(中間転写体の一例)に重畳して一次転写し、該重畳されたトナー像を二次転写位置NT(転写ニップの一例)で記録媒体Pに二次転写するように構成されている。
〔中間転写ベルト〕
本実施形態の中間転写体の一例としての中間転写ベルト31は、体積抵抗が1010Ωcm以上に設定されている。中間転写ベルト31は、図1に示されるように、無端の環状を成し、複数のロール32に巻き掛けられている。複数のロール32のうち、ロール32Dは、図示しないモータの動力により中間転写ベルト31を矢印A方向に周回させる駆動ロールとして機能する。
中間転写ベルト31は、矢印A方向に周回することで、各色の感光体ドラム21のトナー像を各一次転写位置Tで一次転写された各色のトナー像が重畳されると共に、該重畳されたトナー像を二次転写位置NTに搬送する。二次転写位置NTに搬送されたトナー像は、二次転写装置38によって記録媒体Pに二次転写される。
なお、複数のロール32のうち、ロール32Tは、中間転写ベルト31に張力を付与する張力付与ロールとして機能する。複数のロール32のうち、ロール32Bは、後述する二次転写ロール34の対向ロール32Bとして機能する。
中間転写ベルト31を清掃する清掃装置35は、中間転写ベルト31の周回方向(矢印A方向)において、二次転写位置NTの下流側で、かつ一次転写位置T(V)の上流側に配置されている。なお、清掃装置35の詳しい説明は後述する。
〔一次転写ロール〕
各一次転写ロール33は、各感光体ドラム21のトナー像を中間転写ベルト31に転写させるロールであり、中間転写ベルト31の内側に配置されている。各一次転写ロール33は、中間転写ベルト31を挟んで対応する色の感光体ドラム21に対して対向配置されている。また、各一次転写ロール33にトナー極性とは逆極性の一次転写電圧が印加されることで、感光体ドラム21に形成されたトナー像が、一次転写位置Tで中間転写ベルト31に転写される。
〔二次転写装置〕
二次転写装置38は、中間転写ベルト31に重畳されたトナー像を記録媒体Pに転写する装置である。二次転写装置38は、二次転写ベルト37を有している。二次転写ベルト37は、無端状をなし、二次転写ロール34と、従動ロール36と、に巻き掛けられている。
二次転写ロール34は、前述した対向ロール32Bとの間に中間転写ベルト31及び二次転写ベルト37を挟むように配置されており、二次転写ベルト37と中間転写ベルト31とは予め定められた荷重にて接触している。このように接触している二次転写ベルト37と中間転写ベルト31の間が二次転写位置NTとされる。
この二次転写位置NTには、収容器51から適時に記録媒体Pが供給されるようになっている。二次転写ベルト37は、二次転写ロール34が回転駆動されることで、周回移動される。
本実施形態では、中間転写ベルト31のトナー像を記録媒体Pに転写する際には、電源部80によって、対向ロール32Bに負極性の電圧が印加される。これにより、対向ロール32Bと二次転写ロール34との間に電位差が生じる。すなわち、対向ロール32Bに負極性の電圧が印加されることで、対向ロール32Bの対向電極をなす二次転写ロール34にトナー極性と逆極性の二次転写電圧(正極性の電圧)が間接的に印加される。これにより、二次転写位置NTを通過する記録媒体Pに、中間転写ベルト31からトナー像が転写される。
[定着装置]
定着装置40は、トナー像が転写された記録媒体Pにトナー像を定着させる。具体的には、定着装置40は、加熱ロール41と加圧ロール42とで形成される定着ニップNFにおいて、トナー像を加熱しつつ加圧することで、トナー像を記録媒体Pに定着する構成とされている。
[画像形成動作]
つぎに、画像形成装置10による記録媒体Pへの画像形成工程の概要を説明する。
図1に示す画像形成装置10では、画像形成指令を受けた制御部70は、トナー像形成部20、二次転写装置38及び定着装置40を作動させる。また、これらの動作に同期して、制御部70は、搬送装置50等を作動させる。
各色の感光体ドラム21は、回転されながら帯電器22によって帯電される。また、制御部70は、画像信号処理部で画像処理が施された画像データを、各露光装置23に送る。各露光装置23は、画像データに応じて各露光光L(図2参照)を出射して、帯電した各感光体ドラム21に露光する。これにより、各感光体ドラム21の外周面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム21に形成された静電潜像は、現像装置24によって現像され、各色の感光体ドラム21には、特別色(V)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)のトナー像が形成される。
各色の感光体ドラム21に形成された各色のトナー像は、各一次転写位置Tにおいて各色の一次転写ロール33によって、周回する中間転写ベルト31に順次一次転写される。これにより、中間転写ベルト31には、トナー像が重畳された重畳トナー像が形成される。この重畳トナー像は、中間転写ベルト31の周回によって二次転写位置NTに搬送される。この二次転写位置NTには、搬送ロール52によって重畳トナー像の搬送にタイミングを合わせて記録媒体Pが供給される。そして、この二次転写位置NTにおいて、中間転写ベルト31から重畳トナー像が記録媒体Pに二次転写される。
重畳トナー像が二次転写された記録媒体Pは、搬送ベルト58によって定着装置40に向けて、負圧吸引されながら搬送される。定着装置40は、定着ニップNFを通過する記録媒体Pに熱及び加圧力を付与する。これにより、記録媒体Pに転写された重畳トナー像が該記録媒体Pに定着される。
定着装置40で重畳トナー像が定着された記録媒体Pは、搬送ベルト54によって搬送され、排出部(図示省略)に排出される。
一方、二次転写位置されないで中間転写ベルト31に残留した残留トナーは、清掃装置35で清掃される。
また、中間転写ベルト31は、清掃装置35の除電装置39の導電ブラシ360(図3を参照)によって除電される。なお、清掃装置35の導電ブラシ360による中間転写ベルト31の除電についての説明は後述する。
<要部構成>
つぎに、本実施形態の要部構成について説明する。
(トナー)
特別色(V)として用いられる銀色のトナーは、図5に示されるように、扁平顔料の一例としての金属顔料110とバインダー樹脂111とを含んで構成されおり、画像に金属光沢感を付与する場合に用いられる。
銀色のトナーは、図5(B)に示されるように、金属顔料110の反射面110Aが紙面PAに対して直交する方向を向くと共に紙面PAに沿った方向に並ぶ、すなわち、金属顔料110の反射面110Aが記録媒体Pの紙面PAに沿うような姿勢となることで、画像100から反射する反射光の方向が記録媒体Pの紙面PAに対して直交する方向に近づく。
これにより、金属光沢感を示す指数であるフロップインデックス値(FI値:Flop Index値)が向上する(金属光沢感が向上する)。
なお、金属光沢感が付与された画像とは、銀色のトナー及び銀色以外の色のトナーを用いて形成される画像と、銀色のトナーだけを用いて形成される画像と、の両方である。なお、後述するように、銀色のトナーだけを用いて画像形成するモードを「銀色単色モード」とする。
金属顔料110は、アルミニウムから構成されている。そして、金属顔料110を平面に置いて側方から見ると、金属顔料110は、図6(B)に示されるように、図中左右方向の寸法が図中上下方向の寸法に対して長くなる形状とされている。
さらに、金属顔料110を図中上方から見ると、金属顔料110は、図6(A)に示されるように、側方から見た形状に対して広がった形状とされ、金属顔料110は、金属顔料110を平面に置いた状態(図6(B)参照)で、上方又は下方を向く一対の反射面110A(扁平面)を有している。このように、金属顔料110は、扁平形状とされている。
一方、図示は省略するが、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及びブラック(K)として用いられる銀色以外の他の色のトナー(他の色のトナー)は、扁平顔料以外の顔料(例えば、有機顔料や無機顔料)とバインダー樹脂とを含んで構成されている。
(清掃装置)
つぎに、中間転写ベルト31に残留した残留トナーを清掃する清掃装置35について説明する。
図3に示すように、清掃装置35は、除電装置39と、ベルトクリーニングブレード352と、ベルトクリーニングスクレーパー350と、搬送部材354とを有している。
ベルトクリーニングブレード352及びベルトクリーニングスクレーパー350は、それぞれロール32D及び対向ロール353との間に中間転写ベルト31を挟むように配置されている。そして、ベルトクリーニングブレード352によって中間転写ベルト31の残留トナーを除去し、ベルトクリーニングスクレーパー350によって中間転写ベルト31に付着した放電生成物を除去する。
除電装置39は、導電部材の一例としての導電ブラシ360と、接触部材の一例としての板状のフリッカー358と、を有している。
導電ブラシ360は、金属製の軸部362と導電繊維で構成されたブラシ部364とを有する構成とされている。導電ブラシ360は、図示していない駆動機構によって矢印R方向に回転駆動される。また、導電ブラシ360は、対向ロール363との間に中間転写ベルト31を挟むように配置されている。
フリッカー358は、回転駆動される導電ブラシ360のブラシ部364に接触するように配置されている。そして、このように、フリッカー358が、回転駆動される導電ブラシ360のブラシ部364に接触することで、ブラシ部364の各繊維に付着したトナーが掻き落とされる。
また、図4に示すように、導電ブラシ360は、電源部80よって負極性(二次転写電圧(正極性の電圧)と逆極性)の電圧が印加されている。
(清掃装置の除電装置の制御)
制御部70は、電源部80を制御し、画像形成中に導電ブラシ360(のブラシ部364)に負極性の電圧を印加する。なお、導電ブラシ360に印加する電圧値は、後述するハーフトーン画像における画質不良(中間転写ベルトゴースト)が発生しない値に適宜設定されている。
しかし、特別色(V)である銀色のトナー像形成部20Vでトナー像を形成して中間転写ベルト31に転写し、他のトナー像形成部20Y、トナー像形成部20M、トナー像形成部20C及びトナー像形成部20Kではトナー像を形成することなく、また一次転写ロール33Y、33M、33C、33Kに電圧を印加していない銀色単色モード(第一画像単色モードの一例)では、制御部70は、電源部80を制御し、導電ブラシ360への電圧の印加を停止する。この「銀色単色モード」では、銀色画像は像密度が100%又は略100%の所謂銀色ベタ画像である。
<作用>
つぎに、本実施形態の作用について説明する。
中間転写ベルト31は体積抵抗率が1010Ωcm以上の高抵抗である。よって、中間転写ベルト31におけるトナー像が記録媒体Pに転写された後の画像部(トナー像が一次転写された部位)と非画像部(トナー像が一次転写されていない部位)とで二次転写後の残留電荷に差が生じる。この残留電荷の差によって、次に形成するハーフトーン画像に画質不良(中間転写ベルトゴースト)が発生することがある。
しかし、前述したように、本実施形態では、画像形成中に導電ブラシ360に負極性の電圧を印加することで、中間転写ベルト31の残留電荷が除電される。よって、画像部と非画像部との残留電荷の差が抑制され、この結果、画像部と非画像部との残留電荷差に起因するハーフトーン画像の画質不良(中間転写ベルトゴースト)が抑制される。
ここで、導電ブラシ360のブラシ部364は、経時変化によって劣化する。具体的には、トナー中のシリカ粒子等の外添剤がブラシ部364の繊維に付着し(フィルミングし)、高抵抗化する。これにより、中間転写ベルト31と導電ブラシ360のブラシ部364との間で放電が発生することがある。そして、この放電によって中間転写ベルト31に除電ムラが生じる。
このような中間転写ベルト31と導電ブラシ360のブラシ部364との間で放電が発生し、除電ムラが発生しても、前述した銀色単色モード以外のモードでは、画質に影響を与えることはない。或いは、画質に影響を与えたとしてもその影響は小さい。
しかし、銀色単色モードでは、中間転写ベルト31と導電ブラシ360のブラシ部364との間の放電による除電ムラによって、幅(軸方向幅)0.1mm〜0.15mm、長さ(搬送方向長さ)0.2mm〜1.5mmのスクラッチ状の白抜けが、銀色画像全面に発生することがある。この白抜けは、連続で画像形成した場合の6枚目の記録媒体P(A4サイズ縦送りの場合)の中間転写ベルト31の一周分で顕著に発生する。また、湿度15%以下の低湿環境で顕著に発生する。そして、このような白抜けによって、銀色画像の金属光沢感を示す指数であるフロップインデックス値(FI値:Flop Index値)が低下する(金属光沢感が低下する)。
そこで、本実施形態では、前述したように、制御部70は、銀色単色モードでは、電源部80を制御し、導電ブラシ360への電圧の印加を停止する。よって、中間転写ベルト31と導電ブラシ360のブラシ部364との間で放電しないので、除電ムラが発生しない。したがって、スクラッチ状の白抜けが発生しない。また、白抜けによるフロップインデックス値(FI値:Flop Index値)の低下も発生しない。
なお、前述したように、銀色単色モードでの銀色画像の像密度は、100%又は略100%の所謂銀色ベタ画像である。よって、導電ブラシ360への電圧の印加を停止しても、画像部と非画像部との残留電荷の差による画質不良(中間転写ベルトゴースト)は視認されない。
また、本実施形態では、回転駆動される導電ブラシ360のブラシ部364にフリッカー358が接触することで、導電ブラシ360のブラシ部364に付着したトナーが掻き落とされる。よって、トナー中のシリカ粒子等の外添剤のブラシ部364の繊維への付着が抑制される。したがって、例えば、シート状の導電部材を中間転写ベルト31に接触させる構成と比較し、導電ブラシ360(導電部材)の劣化速度が低下する。
<その他>
尚、本発明は、上記実施形態に限定されない。
また、上記実施形態では、回転駆動される導電ブラシ360で中間転写ベルト31を除電したが、これに限定されない。例えば、シート状の導電部材やロール状の導電部材で中間転写ベルト31を除電してもよい。
また、上記実施形態では、特別色(V)としての金属顔料110を含むトナーは、銀色トナーを用いたが、これに限られず、例えば、金色のトナーを用いてもよい。金色のトナーは、例えば、金属顔料110とイエロー色の顔料とバインダー樹脂とを含んで構成される。或いは、特別色(V)は、金属顔料110以外の扁平顔料を含むトナーであってもよい。
また、画像形成装置の構成としては、上記実施形態の構成に限られず種々の構成とすることが可能である。例えば、中間転写ベルトでなく、中間転写ロールであってもよい。更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
10 画像形成装置
13 画像形成部
20V トナー像形成部(第一トナー像形成部の一例)
20Y トナー像形成部(第二トナー像形成部の一例)
20M トナー像形成部(第二トナー像形成部の一例)
20C トナー像形成部(第二トナー像形成部の一例)
20K トナー像形成部(第二トナー像形成部の一例)
31 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
34 二次転写ロール(転写部材の一例)
39 除電装置
70 制御装置(制御手段の一例)
80 電源部(電圧印加手段の一例)
360 導電性ブラシ(導電部材の一例)
358 フリッカー(接触部材の一例)

Claims (2)

  1. 回転駆動される中間転写体と、
    扁平顔料を含むトナーで形成されたトナー像を前記中間転写体に転写する第一トナー像形成部と、扁平顔料を含まないトナーで形成されたトナー像を前記中間転写体に転写する第二トナー像形成部と、を有する画像形成部と、
    前記画像形成部で前記中間転写体に転写された前記トナー像を記録媒体に転写する転写部材と、
    前記中間転写体における前記転写部材の下流側でかつ前記画像形成部の上流側に接触し、前記転写部材に印加される電圧と逆極性の電圧が印加される導電部材と、
    前記第一トナー像形成部が前記中間転写体に像密度が100%のトナー像を転写し、前記第二トナー像形成部が前記中間転写体にトナー像を転写しない第一画像単色モードでは、前記導電部材への電圧の印加を停止する制御手段と、
    を備える画像形成装置。
  2. 前記導電部材は、回転駆動される導電ブラシで構成され、
    前記導電ブラシに接触する接触部材が備えられている、
    請求項1に記載の画像形成装置。
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