JPH03274078A - 画像形成装置のクリーニング装置 - Google Patents

画像形成装置のクリーニング装置

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JPH03274078A
JPH03274078A JP7436090A JP7436090A JPH03274078A JP H03274078 A JPH03274078 A JP H03274078A JP 7436090 A JP7436090 A JP 7436090A JP 7436090 A JP7436090 A JP 7436090A JP H03274078 A JPH03274078 A JP H03274078A
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bias roller
roller
magnetic toner
bias
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Nobuyuki Kume
信幸 久米
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、一般には、磁性トナーと非磁性トナーを使用
し、2色又は多色のカラー画像を形成するための電子写
真方式の画像形成装置のクリーニング装置に関するもの
であり、特に繰り返し使用される感光体のクリーニング
手段の制御にファジィ推論を用いることを特徴とするク
リーニング装置に関するものである。
(従来の技術) 例えば、この種の電子写真複写装置などの画像形成装置
においては、電子写真感光体表面に形成したトナー像を
紙などの転写材に転写し、コピーを得るが、感光体は表
面上に残留されたトナーを種々の形態をしたクリーニン
グ手段にて除去した後繰り返し画像形成工程に供される
この種のクリーニング手段としては、ウレタンゴムなど
の弾性体からなるクリーニングブレートを感光体の周面
に向けて配設した構成が一般的であり、斯る構成は簡単
で小型コンパクトであり、しかも残留トナーの除去機能
もすぐれているので従来から広く実用されている。
しかしながら、このようなりリーニングブレードはトナ
ー除去機能は優れているが、転写材として、最も頻繁に
使用されている転写紙を用いた場合には該転写紙から発
生するロジンタルクなどの析出物或いは装置内の高電圧
部材から発生するコロナ生成物などの除去には不十分で
あり、このような物質が感光体表面に付着すると高湿下
において画像流れを生じ著しくコピー像の質を低下せし
めるという問題があった。
そこで、従来この問題を解決するため、感光体上の付着
物を確実に除去するためのクリーニング手段として、感
光体の回転方向でクリーニングブレードより上流側にマ
グネットローラを設け、該ローラ上に磁性粒子層を形成
し、この磁性粒子で感光体表面を摺擦するように構成し
たものが提案されている。特に、感光体としてアモーフ
ァスシリコン感光体を用い、また、磁性粒子に現像剤と
同じ一威分磁性現像剤を使用したものは、既に、実際に
使用されており、アモーファス・シリコン感光体の高耐
久性を生かした、高信頼性を有するクリーニング手段と
なっている。
ところで、近年、記録像がより明瞭となり且つ情報の理
解がより容易となる等の理由から、例えば、フォーマッ
トの色と計算値データの値の色とが異なる色で表現され
たり、CADにより出力された図面の一部が他の色で出
力されるなど、2色又は多色で識別されることが望まれ
ており、黒色以外の色トナーが多く使用されるようにな
ってきた。
(発明が解決しようとする課題) しかし斯かる従来技術にあっては、一般に黒色以外の色
トナーは現在主に非磁性トナーであり、磁性トナーに比
べ飛散しやす〈機内を汚し易い。
又、非磁性トナーはクリーニングブレードのエツジ部で
凝集しやすく感光体に融着したりクリーニング不良の原
因となり画質の低下を招く等の問題があった。
特に、色トナーのみのコピーを続けるとマグネットロー
ラLの磁性粒子層が色トナー(非磁性)で覆われてしま
い上記問題の発生は避けられなかった。
また、上記問題を解決するため、マグネットローラに近
接してバイアスローラを配設し、バイアス電圧を印加す
ることにより非磁性トナーのみを除去する手段が本願発
明者によって提案されている。しかしながら1例えば、
多量の非磁性トナーを除去するためにのみバイアス印加
量を太きくすると、非磁性トナーが少量しかマグネット
ローラに付着していない場合にも、磁性粒子を除去して
しまうなどの不都合が生じ、非磁性トナーが好ましい量
となるように7へイアスローラによる除去を制御するこ
とは困難であった。
本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、画像形成装置の
クリーニング装置としてクリーニングブレード、マグネ
ットローラ及びバイアスローラを配設し、該バイアスロ
ーラによる非磁性トナーの除去にファジィ推論による制
御を行なうことで、画像形成装置内の環境をクリーンに
#I持し、かつ、トナー量を適切に維持するクリーニン
グ装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記目的を遠戚するために、本発明にあっては、磁性ト
ナーと非磁性トナーを選択して使用可能な画像形成装置
の感光体周面に向け配設されるクリーニングブレードと
、感光体の回転方向に対して該クリーニングブレードよ
り上流に配設されるマグネットローラと、該マグネット
ローラに近接して配設されるバイアスローラを、有する
画像形成装置のクリーニング装置において、上記バイア
スローラに印加する印加電圧及びその回転速度の少なく
とも一方を制御するための制御手段と、上記制御手段に
より制御するため状態量を検知する状態量検知手段と、
上記状態量と上記制御手段による制御量の関係を定性的
な規則として関係づける規則記憶手段と、上記状態量と
制御量を少なくともひとつのあいまい集合で表現した関
数記憶手段と、上記状態量検知手段からの検知信号を受
け、上記規則記憶手段及び関数記憶手段による情報に基
づいて、上記制御手段により最も可能性の高い制御量を
ファジィ推論により決定する推論手段を有することを特
徴とする。
そして、上記状態量検知手段は、原稿濃度、非磁性トナ
ーコピー設定枚数、転写材サイズのうち少なくとも1つ
を検知することとすればよく、また上記制御手段はバイ
アスローラの印加電圧、及び周速のうち少なくとも1つ
を制御することとすればよい。
(作 用) 而してバイアスローラによって非磁性トナーが適切にそ
の量を制御されるので、画像形成装置上のトナーの飛散
等が防止され、常に安定した高品位の画像形成が可能と
なる。
(実施例) 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
本発明の第1実施例に係る画像形成装置のクリーニング
装置を概要で示す第1図において、lは画像形成装置内
で矢印A方向に回転する感光体である。この感光体lの
周面に隣接してクリーニング装置2が配設されている。
このクリーニング装置2には感光体1の周面へ向けクリ
ーニングブレード3が配設してあり、不図示の転写部位
において転写に寄与せず感光体表面に残った残留トナー
と共に、マグネットローラ4上の磁性トナー層から付与
されたトナーを除去する。マグネットローラ4は感光体
との間隙δを持って矢印B方向に回転するようになって
いる。このマグネットローラ4の表面の磁性トナー層は
マグネットローラとの間隙αを持った規制部材5によっ
て、その厚さを規制される。6は非磁性トナーを除去す
るバイアスローラでありマグネットローラと間隙βを持
って近接して配置され矢印C方向に回転するようになっ
ている。
このバイアスローラ6には適当なバイアス電圧9が印加
され、マグネットローラ上の磁性トナー層表面に付着し
た非磁性トナーを引きっけ、バイアス口ようの回転トナ
ー共にスクレーパー7によって非磁性トナーはバイアス
ローラから除去され、余分な磁性トナーと共に搬送スク
リュー8によって廃トナー箱へと排出されるようになっ
ている。
また、第2図は回収されたトナーの振舞いを説明する略
図である。11はマグネットローラ表面に磁力によって
拘束されている磁性トナー層を示す、この磁性トナーは
、不図示の異色現像器内の現像剤と同一のものである0
図では誇張したため磁性トナーが数層しか拘束されてい
ないが、実際には約200〜300層ぐらいの磁性トナ
ーが積層されている。10は非磁性トナーであり、従来
の装置では色コピーを取り続けると徐々に磁性トナー層
表面が非磁性トナーで覆われてしまった。
しかし、本装置ではマグネットローラの回転と共に、バ
イアスローラ位置まで運ばれた非磁性トナーは、非磁性
トナーの極性と反対極性に電圧を印加されたバイアスロ
ーラに捕捉され、スクレーパーによって廃トナー搬送ス
クリュー上に落下するようにしである。
なお1本実施例装置は中央演算装置(CPU)20を有
しており、このCPU20に感光体lの表面電位センサ
14、画像形成(コピー)回数カウンタ22及びコピー
紙サイズ入力部21からの信号が伝達されるようになっ
ている。その一方CPU20からの信号はバイアス電圧
9及びバイアスローラ6の回転駆動部23に伝達される
ようになっている。
次に、上記本実施例装置のより具体的内容を示す。
感光体1に7モーフアス・シリコン感光体(φ108)
を使用し、周速を330 amlsecとした。マグネ
ットローラ4は6極構威で磁性位置の表面磁束密度がl
 O00Gausg 、外径φ201周速を260■■
/secとした。バイアスローラ6の外径はφ12であ
る。磁性トナーコピー時、バイアスローラは電位的にフ
ロートとし、周速を約lO■■/secとした。!!光
体1とマグネットローラ4の間をδ= 1.0mm 、
マグネットローラと規制部材5ノキヤツプをα=1.3
(law、バイアスローラ6とマグネットローラ4間の
ギャップをβ= 1.40wvsとした。
黒色の磁性トナー、赤色等の非磁性トナー共に負極性、
平均粒径的lOμ塵のものを使用した。
また、本発明はファジィ推論に基づきバイアスローラ6
による非磁性トナーの除去を制御するため、推論の決定
手段及び制御手段として上記CPU20を用いている。
非磁性トナーによるコピー時のバイアスローラを制御す
る際の状態量と ■ 原稿濃度(感光体平均電位) ■ 非磁性トナーによるコピー時のコピー設定枚数 ■ コピー紙の面積(サイズ) の3つの状態量を用いる。
これらの状態量を検知する状態量検知手段が、上記した
感光体表面電位センサー4、コピーカウンタ22及びコ
ピーサイズ入力部21である。
これらを状態量としたのは、原稿濃度が濃いものほど、
コピー用紙の現像剤転写後に感光体表面に残る転写残ト
ナー(非磁性トナー)が多く、それに見合った非磁性ト
ナーの除去が必要だからである。
さらに良い制御を行なうためには、非磁性トナーでコピ
ーを取る枚数を状態量に加える。それは、原稿濃度が濃
くてもコピー数が少なければ転写残トナーは少なく、逆
に、原稿濃度が薄くてもコピー数が多ければ全体として
の転写残トナーが多くなるからである。
同様なことはコピー用紙の面積(サイズ)についても言
える。
一方、制御量としては、 ■ バイアスローラに印加するバイアス電圧量 ■ バイアスローラの回転速度 の2つとした。これらの制御は上記CPU20からの制
御信号がバイアス電圧9、回転駆動部23に送信される
ことにより行なわれる。
上記2つの量を制御する理由は、非磁性トナーを十分に
除去すると共に非磁性トナーと磁性トナーが同極である
ため、磁性トナーをも同時に除去してしまう不都合を避
けるためである。
第3図は、本発明を実施する基本ブロック図である。符
号は第1図と同様に示し、20は中央演算装置(CPU
)で例えば16bi tマイクロ・コンピューターを使
用し実際にファジィ推論を行う決定手段である。32は
後述するROMでファジィ規則及び、メイバシップ関数
を記憶する規則記憶手段及び関数記憶手段である。33
は後述するRAMでファジィ推論を行う際作業領域とし
て用いる。30はアナログ信号をディジタル信号に変換
するA/D変換器、31はデジタル信号をアナログ信号
に変換するD/A変換器、14は感光体lの表面電位を
測定する電位センサー、9はバイアスローラ印加電圧電
源、23はバイアスローラ周速制御装置であり、それぞ
れCPU20からの指令により所定の出力値を制御され
る。30゜31は例えばNEC製の入出力回路ボー)g
PD8255を使用する。
第4図は、前述の状態量および制御量のメンバーシップ
関数と呼ばれるファジィ集合である。
図中、(a)は原稿濃度、(b)はコピー設定枚数、(
C)は紙面績、(d)はバイアスローラの印加電圧、(
e)は回転速度を集合に分けである。
例えば、原稿濃度の場合には、第1図の電位センサー1
4によって原稿に対応した感光体の平均電位を読み取り
、その値によって第4図(a)のように4通りに分類し
である。
1)HH:かなり電位が高い(例えば400v以上でダ
ーク電位に近い、もしくはダー ク電位)(原稿濃度がかなり濃い) 2)H:電位が高い(例えば300Vでハーフトーンと
ダーク電位の間)(原稿濃度 が濃い) 3)L :電位が低い(例えば200vでハーフトーン
電位程度)(原稿濃度かうす い) 4)LL:電位がかなり低い(例えばtoovで白地電
位に近い)(原稿濃度がかなり うすい) 等である。
また、コピー設定枚数については、画像比率が10%で
あるような原稿を基準として。
1)HH:コピー枚数が多い(例えば800枚程度) 2)H:コピー枚数が少ない(例えば600枚) 3)L :コピー枚数が少ない(例えば400枚) 4)LL:コピー枚数がかなり少ない(200枚以下) 紙面績については、 1)B:コピー紙が大きい(例えばB44サイズ257
X364■? ) 2)M:コピー紙が中間の大きさである(例えばA4サ
イズ210X297wm2) 3)S:コピー紙が小さい(例えばA5サイズ148X
210■1?) 等である。
また、制御量としてのバイアスローラ印加電圧は、 1)HH:かなり高い (例えばd、c、=+1100V) 2)H:高い(例えばd、c、 = +900 V)3
)L :低い(例えばd、c、= + 700 V)4
)LL:かなり低い (例えばd、c、= + 500 V)である。
制御量としてのバイアスローラの回転速度については、 1)HH:かなり速い (例えば周速700 mm15ec) 2)H:速い(例えば周速5005rs15ec)3)
L :遅い(例えば周速300 mm15ec)4)L
L:かなり遅い (例えば周速100 mm15ec) である。
なお、第4図(a)〜(e)において、縦軸は0〜lま
でであり、ある集合に属している割合を表わしている。
以下では上記した内容の実施例装置について、状態量と
制御量を具体的に特性してファジィ制御を行った例につ
いて説明する。
(具体例1) 状態量を原稿濃度のみとして、そのときの制御量、即ち
バイアスローラ印加電圧を制御した例について述べる。
第4図の(a)及び(d)をメンバーシップ関数として
、そのときのルールを第5図(a)の如く決める0例え
ば原稿濃度が上記Hに属するとき、バイアスローラ印加
電圧は上記に属している。
さて、第5図(b)のようにある原稿濃度(平均電位)
がXのときのバイアス電圧を決定する方法について記す
、Xなる原稿濃度は、集合H及びLにそれぞれgH、g
Kなる割合で属している。
バイアス量は、以下のように決定する。第5図(C)の
ようにJLHについては集合Hに属し、斜線部■で示さ
れた台形とし、gI、については集合りに属し、やはり
斜線部■の台形とする。その後、この2つの集合H■と
L■の最大値をとり、第5図(d)の太線部と斜線部で
表わされた集合を作り、この集合の重心を計算して得ら
れたバイアス印加電圧が、ファジィ推論による値である
具体的に数値を入れて述べると、原稿濃度が平均電位と
して270Vのとき集合Hに属する割合は0.7(ル’
=0.7)、Lに属する割合は0.3(u4 =0.3
 )である、このときの重心、即ち、バイアスローラ印
加電圧は、d、c、=+820Vである。
(具体例2) 制御量として、同じくバイアスローラ印加電圧、状思量
として原稿濃度とコピー設定枚数の2つをとった場合に
ついて述べる。第6図(a)にルールを示す、このとき
のメンバシップ関数は上記第4図の(a)、(b)、(
d)−cある。今、第7図(a)。
(b)のように、ある原稿濃度Xについては、集合り及
びHlあるコピー設定枚数yについては集合、L及びH
にそれぞれある割合で属している。
従って、以下の4通りについて 上述の(具体例1)のように重心を求めれば良い、求め
方を第7図に示しである。第7図の(a) 、(b) 
、(c)では、(a)が原稿濃度、(b)がコピー枚数
のそれぞれX、yでの、集合Hに属する割合がおのおの
IL!!、μ与であり・(c)にそのときのバイアスロ
ーラ印加電圧が集合Hの斜線部で表わしである。その集
合は、μ己と糾ツの最小値によって決定される。
他の3通りについても同様であり、(d)及び(e)か
ら(f) 、 (g)及び(b)から(i) 、 (j
)及び(h)から(文)が求められる。バイアスローラ
印加電圧は、第7図(c)、(f)、(i)、 (文)
から、その最大値を選び第7図(1)のように太線で囲
まれた斜線部の集合となる。この図形の重心が、求める
最適なバイアスローラ印加電圧であり、原稿濃度として
感光体電位270V、コピー枚数520枚とすると、バ
イアスローラ電圧は約840Vである。
(具体例3) 状態量を原稿濃度、コピー設定枚数、紙面績とした場合
であり、新たにルールとして第6図(b)が追加される
求めるバイアスローラ印加電圧は、実施例1)及び2)
と同様に、バイアスローラ印加電圧の集合を求め、その
図形の重心から決定される。
なお、第8図に本実施例のフローチャートを示しておく
以下で、第1図に示される本実施例装置で、(具体例2
)に基づいて実験を行った例について簡易に記すと1種
々の原稿濃度を持つオリジナルのコピーをしたところ、
赤色(非磁性)コピーのみ50000枚のコピーを行な
っても、マグネットローラ上の磁性トナー層が非磁性ト
ナーで覆われることなく、従って機内飛散も良好であっ
た。
なお、バイアスローラに電圧を印加しないと。
この場合バイアスa−ラは黒色コビート時のときの設定
と同じで電位的にはフロートになっているが、約500
0枚〜i o 、ooo枚で非磁性トナーが飛散し機内
が汚れたりコピー紙上に落下したりしてしまった。
(具体例4) 上記した具体例1〜3では制御量としてバイアスローラ
の印加電圧のみを用いたが、新たにバイアスローラの周
速を考慮した場合も、同様にファジィ規則、ファジィ集
合を決定して制御することができた。
バイアスローラ周速を制御する状態量として原稿濃度の
みをとる例について記すと、(具体例1)と同様にして
、原稿濃度が270vのとき原稿濃度の集合Hに属する
割合は0.7  (gp =0.7)、Lに属する割合
は0.3  (ILH=0.3 )であり、このときの
バイアスローラ周速は4201量/secである。
従って、このときは、バイアスローラ印加′屯圧820
V、ローラ周速420■厘/secの値にバイアスロー
ラは制御された。
第9図には本発明の第2実施例が示されている。上記し
た第1実施例と同一の構成部分については同一の符号を
付して重複した説明を省略する。
本実施例装置ではマグネットローラ4の回転方向け第1
図に示した第1実施例と逆方向であり。
周速も100 amlsecと遅くした。バイアスロー
ラ12をマグネットローラの下部に配置した。また、こ
のバイアスローラ12にマグネットローラ4上の磁性ト
ナー層厚を規制する規制部材の役目を同実施例に持たせ
た。感光体lとマグネットローラ4間のギャップを1.
0mm、マグネットローラとバイアスローラ間のギャッ
プを1.30mmとした。
上述の第1実施例についての具体例1〜4と同様な実験
により、同様に満足すべき結果が得られた。iio図は
第9図の変形について示した。
なお、第1図に示した第1実施例装置においても規制部
材5を除去し、上述のS2実施例と同様にバイアスロー
ラ6を磁性トナー層の厚さ規制部材と兼用させることが
可能である。
(発明の効果) 本発明は以上の構成および作用から成るもので、画像形
成装置のクリーニング装置としてクリーニングブレード
、マグネットローラ及びバイアスローラを配設し、該バ
イアスローラによる非磁性トナーの除去にファジィ推論
による制御を採用することにより、非磁性トナーを使用
してコピーをする時に原稿濃度や、コピー設定枚数、コ
ピー紙面積などからファジィ(Fuzzy)推論によっ
てバイアスローラの印加電圧及びその周速を適切に決定
することにより、効率良く1機内飛散等を防止出来、長
期にわたる品質の維持が可能となった。即ち、ファジィ
推論により、従来のデジタル的制御がアナログ的になり
、濃度とかコピー枚数、紙面績というあいまいな量(濃
い、うすい。
多い、少ない、大きい、小さい)が適切に処理され、品
質が維持されると共に、同じような処理を従来の方法で
行うに比べ、はるかにメモリ手段の数が削減出来、製品
のコストも下げることが出来た。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係る画像形成装置のクリ
ーニング装置の概要構成を示す図、第2図は同装置での
トナーの作用説明図、第3図は同装置の制御内容を示す
ブロック図、第4図はff11実施例でのファジィ集合
を示し、(a)〜(C)は状態量、(d)  、 (e
)は制御量について示す図、第5図(a)はファジィ規
則(ルール)に示し、i5図(b)〜(d)は制御内容
の説明図、第6図(a)(b)は他のファジィルールの
説明図、第7図(a)〜(重)はファジィ制御の内容の
説明図、第8図は第1実施例のフローチャート、第9図
は本発明の第2実施例を示す概要構成図、第10図は同
一部変更例を示す図である。 符号の説明 1・・・感光体     2・・・クリーニング装置3
・・・クリーニングブレード 4・・・マグネットローラ 6・・・バイアスローラ 9・・・バイアス電圧(制御手段) 14.21.22・・・状態量検知手段(14・・・電
位センサ、21・・・コピーサイズ入力部、22・・・
コピーカウンタ) 20・・・ファジィ推論決定手段(CPU)23・・・
バイアスローラ周速制御部(制御手段)32・・・規則
記憶手段、関数記憶手段(ROM)第 1 図 第 図 脈−度(原性H四側の VI 2oo    400  600     &)00門
鮫性y11ガ…々)フピ寥ε白又数[おO+000 部面′様 xlo’ 1m蛸 第 図 第 図 Lvlハイ了スローラガ加口電圧 1rnrn15eC1 バ1了又口・う声lit #鳴ff!瓜 Co) 図 原濡鷹度 (b) 第8図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)磁性トナーと非磁性トナーを選択して使用可能な
    画像形成装置の感光体周面に向け配設されるクリーニン
    グブレードと、感光体の回転方向に対して該クリーニン
    グブレードより上流に配設されるマグネットローラと、
    該マグネットローラに近接して配設されるバイアスロー
    ラを、有する画像形成装置のクリーニング装置において
    、 上記バイアスローラに印加する印加電圧及 びその回転速度の少なくとも一方を制御するための制御
    手段と、 上記制御手段により制御するため状態量を 検知する状態量検知手段と、 上記状態量と上記制御手段による制御量の 関係を定性的な規則として関係づける規則記憶手段と、 上記状態量と制御量を少なくともひとつの あいまい集合で表現した関数記憶手段と、 上記状態量検知手段からの検知信号を受 け、上記規則記憶手段及び関数記憶手段による情報に基
    づいて、上記制御手段により最も可能性の高い制御量を
    ファジィ推論により決定する推論手段を有することを特
    徴とする画像形成装置のクリーニング装置。
  2. (2)上記状態量検知手段は、原稿濃度、非磁性トナー
    コピー設定枚数、転写材サイズのうち少なくとも1つを
    検知することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装
    置のクリーニング装置。
  3. (3)上記制御手段はバイアスローラの印加電圧、及び
    周速のうち少なくとも1つを制御することを特徴とする
    請求項1に記載の画像装置のクリーニング装置。
JP7436090A 1990-03-23 1990-03-23 画像形成装置のクリーニング装置 Pending JPH03274078A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160145716A (ko) 2014-05-16 2016-12-20 도판 인사츠 가부시키가이샤 불연 시트 및 그 제조 방법

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