JPH09138588A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH09138588A
JPH09138588A JP29448795A JP29448795A JPH09138588A JP H09138588 A JPH09138588 A JP H09138588A JP 29448795 A JP29448795 A JP 29448795A JP 29448795 A JP29448795 A JP 29448795A JP H09138588 A JPH09138588 A JP H09138588A
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JP29448795A
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English (en)
Inventor
Yasuo Tanaka
保雄 田中
Tetsuya Sakai
哲也 酒井
Kazuyoshi Hara
和義 原
Akihiro Hayashi
明洋 林
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真による画像形成装置において、像担
持体上へのトナー付着量が変化した場合であっても良好
な転写効率を維持すること。 【解決手段】 感光体ドラム100の周囲に、帯電チャ
ージャ111、レーザ走査光学ユニット112、現像器
113、転写ローラ114を配置したレーザプリンタ。
感光体ドラム100上に後に行われるトナー像の形成と
同じ条件でテストトナー像を形成する。転写ローラ11
4に高圧電源121から定電流制御された電力を供給し
て前記テストトナー像を転写紙Sに転写する。このとき
発生する電圧の値を検出し、検出電圧値を後に行われる
トナー像の転写工程での定電圧制御にフィードバックす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置、特
に、像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写す
る画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子写真複写機、プリンタのト
ナー像転写工程にあっては、感光体ドラムの転写位置に
搬送された転写紙の背面に転写ローラから電荷を付与
し、感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写紙上に
静電的に吸着させている。ところで、転写ローラや転写
材の抵抗値の変動に対処するため、特開平5−3238
05号公報には、トナー像の転写に先立って、転写材の
先端が感光体ドラムと転写ローラとの間に挿入された時
点で、転写ローラに定電流制御された電力を供給してそ
のとき発生する電圧値をホールドし、以後はホールドさ
れた電圧値で定電圧制御された電力を転写ローラに供給
し、トナー像を転写材に転写することが記載されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
転写装置では、どのような場合でも高い転写効率を維持
することは困難であった。その理由は、感光体ドラム上
へのトナー付着量は温度/湿度等の環境変動、感光体の
劣化度、オペレータによる濃度調整等によって変化し、
必要な転写電圧が変化するにも拘らず、従来の転写装置
では転写の直前にホールドされる電圧値にトナー付着量
の変化が実測値として含まれていないためである。それ
故、転写不良による画像のカスレが発生したり、濃度調
整で高濃度にシフトさせても濃度不足が生じたりしてい
た。
【0004】
【発明の目的、要旨及び効果】そこで、本発明の目的
は、像担持体上へのトナー付着量が変化した場合であっ
ても良好な転写効率を維持し、画像のカスレや濃度不足
を解消できる画像形成装置を提供することにある。
【0005】以上の目的を達成するため、本発明に係る
画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を、
該像担持体に密着させた転写材に転写電極から電荷を付
与して転写する画像形成装置において、前記像担持体上
に後に行われるトナー像の形成と同じ条件でテストトナ
ー像を形成する手段と、前記転写電極に定電流制御され
た電力を供給して前記テストトナー像を転写材に転写さ
せ、このとき発生する電圧の値を検出し、後に行われる
トナー像の転写時には前記検出電圧値に基づいて定電圧
制御された電力を転写電極に供給する転写制御手段と、
を備えている。ここで、転写材とは転写紙あるいは中間
転写ベルトや中間転写ドラム等を意味する。
【0006】以上の構成において、本来画像として形成
されるトナー像の転写に先立って、テストトナー像を定
電流制御の下で転写材に転写し、このとき転写電極に発
生する電圧の値を検出する。次に、本来のトナー像を転
写する際に、前記検出電圧値に基づいて定電圧制御を行
いトナー像を転写材に転写する。テストトナー像は本来
のトナー像と同じ条件で形成されるため、環境の変動、
感光体の劣化度、画像濃度調整にも拘らず本来のトナー
像と同じ付着量である。本発明では、このようなテスト
トナー像を実際に転写し、その転写電圧をモニタして本
来のトナー像の転写工程での転写電圧を制御するため、
常に転写効率が良好であり、画像のカスレや濃度不足を
解消できる。
【0007】さらに、本発明では、転写材が転写紙であ
る場合には、テストトナー像を定電流制御の下で転写電
極に転写させ、このときの電圧値をモニタして後に行わ
れる本来のトナー像の転写の際の定電圧制御にフィード
バックしてもよい。この場合には、良好な転写効率を維
持できるばかりか、転写紙の余分な消費をなくすことが
できる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
の実施形態について添付図面を参照して説明する。以下
に説明する実施形態は本発明をレーザプリンタに適用し
たものである。
【0009】(第1実施形態、図1〜図3参照)本レー
ザプリンタは、矢印a方向に回転駆動される感光体ドラ
ム100の周囲に、帯電チャージャ111、レーザ走査
光学ユニット112、現像器113、転写ローラ11
4、残留トナーのクリーナ115、残留電荷のイレーサ
116を配設したものである。
【0010】感光体ドラム100の表面は、まず、帯電
チャージャ111で均一に所定の電位に帯電され、レー
ザ走査ユニット112から放射されるレーザビームによ
って静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器11
3によってトナー像として顕像化される。一方、図示し
ない給紙部から転写紙Sが感光体ドラム100と転写ロ
ーラ114との間に搬送され、転写ローラ114に対し
て高圧電源121から電力を供給することにより、トナ
ー像が転写紙S上に転写される。このとき転写ローラ1
14に供給される転写電圧は、トナーの帯電極性とは逆
極性であり、その電圧値の制御は以下に詳述する。
【0011】前記転写工程の後、転写紙Sはコンベアベ
ルト117で定着器118に送り込まれてトナーの定着
を施され、機外に排出される。
【0012】ところで、本レーザプリンタでは、本来の
プリント動作の直前に、本来のトナー像と同じ条件、即
ち、同じ帯電電圧/露光量/現像バイアス電圧の下で、
同じトナーを使用して感光体ドラム100上にテストト
ナー像を形成する。このテストトナー像は、例えば、感
光体ドラム100の回転方向の長さが200mm、幅が
40mmの黒ベタ像であり、同じ種類の転写紙Sに、所
定の電流値に定電流制御された電力を高圧電源121か
ら転写ローラ114に供給することによって転写され
る。
【0013】図2は、テストトナー像を転写紙S上に転
写したときの転写電流Iと転写ローラ114の電圧Vと
の関係であるI−V特性を示す。線B1,B2,B3は、
感光体ドラム100へのトナー付着量がそれぞれ約0.
4mg/cm2、約0.7mg/cm2、約1.0mg/
cm2のときの特性を示す。各付着量において良好な転
写効率が得られる範囲を太線部分で示す。本レーザプリ
ンタでは、環境変動、感光体の劣化度、オペレータによ
る濃度調整等でトナー付着量が0.4〜1.0mg/c
2の範囲で変化することが判明している。
【0014】電流値をI0に設定して定電流制御した場
合、転写ローラ114には付着量に応じて電圧V1
2,V3が発生する。この電圧値を検出し、以後、本来
のトナー像の転写に際しては、この検出電圧値に基いて
高圧電源121を定電圧制御する。
【0015】従来では、テストトナー像の転写による電
圧のモニタは実行されておらず、約0.7mg/cm2
の付着量(図2中線B2参照)を標準として転写電圧を
制御していたため、付着量が線B1,B2に示すように変
化した場合に対応できなかった。しかし、本実施形態で
は、トナー付着量の変化に対応した適切な転写電圧に制
御でき、常に良好な効率での転写が可能となる。
【0016】なお、テストトナー像の転写に際して電流
値I0が微小であると、高圧電源121を高精度に定電
流制御することが困難な場合がある。この場合には、電
流値をI0’に大きく設定し、それぞれの発生電圧
1’,V2’,V3’を検出し、電圧V1,V2,V3に変
換してもよい。種々のトナー付着量に対するI−V特性
を演算式としてあるいはルックアップテーブルとしてC
PUのROMに格納しておけば、この種の変換は容易に
行うことができる。
【0017】図3は転写ローラ114の電力供給制御回
路120を示す。高圧電源(トランス)121はCPU
によって制御されるトランジスタスイッチング制御部1
22によって定電流/定電圧制御される。CPUの端子
Cは定電流制御、定電圧制御の切換え信号を出力し、
端子TIは定電流値設定信号を出力し、端子TVは定電圧
値設定信号を出力する。さらに、端子TMは転写出力電
圧モニタ信号が入力される。高圧電源121の出力端子
OUTからは転写ローラ114へ電力が出力される。出
力電圧検出点P1は前記端子TM及び比較器IC1へ接続
されている。出力電流検出点P2は比較器IC2へ接続さ
れている。
【0018】CPUは、まず、端子TIから電流値I0
はI0’を出力し、端子TCから定電流制御信号を出力
し、高圧電源121をオンする。この定電流制御中に、
転写位置にテストトナー像及び転写紙Sが到達し、テス
トトナー像が転写紙Sに転写される。このとき、出力端
子TOUTの電圧値が端子TMに検出される。端子TMでの
検出電圧値は必ずしも出力端子TOUTの出力電圧値と一
致しないため、CPUはROMに格納されているデータ
から適切な電圧値を演算する。
【0019】次に、CPUは端子TVから演算された電
圧値を出力し、さらにプリント動作開始信号あるいはプ
リントレディ信号を出力する。実際のプリント動作が開
始されると、CPUは所定のタイミングで端子TCから
定電圧制御信号を出力し、高圧電源121をオンする。
これにて、高圧電源121が定電圧制御され、本来のト
ナー像が転写紙Sに転写される。
【0020】(第2実施形態、図4〜図6参照)本第2
実施形態は本発明を図1に示した第1実施形態と同じ構
成のレーザプリンタに適用したもので、テストトナー像
を転写紙Sではなく、転写ローラ114に転写するよう
にしたものである。転写ローラ114に対する電力供給
制御回路も図3に示した制御回路120と同じである。
【0021】また、転写ローラ114には転写されたテ
ストトナー像を除去するためのクリーナ130が付設さ
れている。このクリーナ130はクリーニングブレード
131とトナー収容ボックス132とで構成されてい
る。本第2実施形態において、本来のプリント動作の直
前に、本来のトナー像と同じ条件で感光体ドラム100
上にテストトナー像を形成する。このテストトナー像は
所定の電流値に定電流制御された電力を転写ローラ11
4に供給することによって転写ローラ114の表面に転
写される。
【0022】前記転写工程における転写電流Iと転写ロ
ーラ114の電圧Vとの関係であるI−V特性を図5に
示す。線B1,B2,B3は、前記図2と同様に、感光体
ドラム100へのトナー付着量がそれぞれ約0.4mg
/cm2、約0.7mg/cm2、約1.0mg/cm2
のときの特性を示す。電流値をI0に設定して定電流制
御した場合、転写ローラ114には付着量に応じて電圧
1”,V2”,V3”が発生し、その値はCPUにて検
出される。本第2実施形態ではテストトナー像を転写紙
Sが介在することなく転写ローラ114へ転写するた
め、電圧V1”,V2”,V3”は転写紙Sが介在した場
合の電圧V1,V2,V3よりも低くなる。そこで、CP
UのROMには図6に示す特性のルックアップテーブル
を格納しておき、検出電圧V1”,V2”,V3”をそれ
ぞれの転写電圧V1,V2,V3に換算する。次のプリン
ト動作時に、換算された電圧V1,V2,V3に基づいて
高圧電源121が定電圧制御される。
【0023】(第3実施形態、図7〜図9参照)この第
3実施形態は本発明をフルカラーレーザプリンタに適用
したものである。図7に示すように、このフルカラーレ
ーザプリンタは、概略、矢印a方向に回転駆動される感
光体ドラム11を有する感光体ユニット10と、レーザ
走査光学ユニット20と、フルカラー現像ユニット30
と、矢印b方向に回転駆動される無端状の中間転写ベル
ト41を有する中間転写ユニット40と、給紙部60と
で構成されている。
【0024】感光体ユニット10内には、さらに、帯電
ブラシ12、クリーナ13が設置され、クリーナ13の
背部は廃トナー収容室14とされている。帯電ブラシ1
2は感光体ドラム11の表面を所定の電位に均一に帯電
する。クリーナ13はブレード13aによって感光体ド
ラム11上に残留したトナーを掻き落とす。
【0025】レーザ走査光学ユニット20はレーザダイ
オード、ポリゴンミラー、fθ光学素子を内蔵した周知
のもので、その制御部にはC(シアン)、M(マゼン
タ)、Y(イエロー)、Bk(ブラック)ごとの印字デ
ータがホストコンピュータから転送される。レーザ走査
光学ユニット20は各色ごとの印字データを順次レーザ
ビームとして出力し、感光体ドラム11上を走査露光す
る。これにて、感光体ドラム11上に各色ごとの静電潜
像が順次形成される。
【0026】フルカラー現像ユニット30はC,M,
Y,Bkのトナーを含む現像剤を収容した四つの色別現
像器31C,31M,31Y,31Bkを一体化したも
ので、支軸33を支点として時計回り方向に1ステップ
ごとに回転可能である。各現像器は、感光体ドラム11
上に各色の静電潜像が形成されるごとに、対応する現像
器の現像スリーブ32が感光体ドラム11と対向する現
像位置へ位置するように回転しつつ切り換えられる。
【0027】中間転写ユニット40内において、中間転
写ベルト41は駆動ローラ42、支持ローラ43、及
び、テンションローラ44,45に無端状に張り渡さ
れ、感光体ドラム11と同期して矢印b方向に回転駆動
される。中間転写ベルト41の側部には図示しない突起
が設けられ、この突起をマイクロスイッチ49が検出す
ることにより、露光、現像、転写等の作像処理が制御さ
れる。中間転写ベルト41は回転自在な1次転写ローラ
46に押圧されて感光体ドラム11に接触し、この接触
部が1次転写部T1である。また、中間転写ベルト41
は支持ローラ43に支持された部分で転写紙の水平搬送
路65に臨み、回転自在な2次転写ローラ59が接触し
ている。この接触部が2次転写部T2である。
【0028】さらに、中間転写ユニット40にはクリー
ナ50が設置されている。クリーナ50は中間転写ベル
ト41上の残留トナーを掻き取るためのブレード51を
有している。このブレード51及び前記2次転写ローラ
59は中間転写ベルト41に対して所定のタイミングで
接離可能である。給紙部60は、プリンタ本体1の正面
側(オペレータが通常位置する側)に開放可能な給紙ト
レイ61と、給紙ローラ62と、タイミングローラ63
とから構成されている。転写紙Sは給紙トレイ61上に
積載され、給紙ローラ62の回転によって1枚ずつ図7
中右方へ給紙され、タイミングローラ63で中間転写ベ
ルト41上に形成された画像と同期をとって2次転写部
2へ送り出される。転写紙の水平搬送路65はエアー
サクションベルト66等で構成され、転写紙は定着器7
0からは搬送ローラ76,77,78を通じてプリンタ
本体1の上面へ排出される。
【0029】ここで、本第3実施形態におけるフルカラ
ーのプリント動作について、その概略を説明する。プリ
ント動作の開始に際して、2次転写ローラ59及びクリ
ーニングブレード51は中間転写ベルト41から離間し
ている。プリント動作が開始されると、感光体ドラム1
1が矢印a方向、中間転写ベルト41が矢印b方向に同
じ周速度で回転駆動され、感光体ドラム11は帯電ブラ
シ12によって所定の電位に帯電される。
【0030】続いて、レーザ走査光学ユニット20によ
ってシアン画像の露光が行われ、感光体ドラム11上に
シアン画像の静電潜像が形成される。この静電潜像は直
ちに現像器31Cで現像されると共に、トナー像は1次
転写部T1で中間転写ベルト41上に転写される。1次
転写終了直後に現像器31Mが現像位置へ切り換えら
れ、続いてマゼンタ画像の露光、現像、1次転写が行わ
れる。以下同様に、現像器31Yへの切換え、イエロー
画像の露光、現像、1次転写が行われる。さらに、現像
器31Bkへの切換え、ブラック画像の露光、現像、1
次転写が行われ、1次転写ごとに中間転写ベルト41上
にはトナー像が重ねられていく。
【0031】最終の1次転写が終了すると、現像ユニッ
ト30は次のプリント処理のために現像器31Cへ切り
換えられ、同時に2次転写ローラ59及びクリーニング
ブレード51が中間転写ベルト41に圧接する。このと
き、転写紙Sが2次転写部T 2へ送り込まれ、中間転写
ベルト41上に形成されたフルカラートナー像が転写紙
S上に転写される。この2次転写が終了すると、2次転
写ローラ59及びクリーニングブレード51は中間転写
ベルト41から離間する。
【0032】このフルカラーレーザプリンタにおいてト
ナー像の転写は1次転写部T1と2次転写部T2とで行わ
れる。1次転写にあっては、図8に示すように、転写ロ
ーラ46に高圧電源121から電力を供給する。前記第
1実施形態と同様に、プリント動作の直前にテストトナ
ー像を感光体ドラム11上に形成し、この場合は中間転
写ベルト41上に、高圧電源121を定電流制御してテ
ストトナー像を転写し、そのときの転写電圧を検出し、
次のプリント動作時の定電圧制御にフィードバックす
る。
【0033】なお、2色目、3色目、4色目とテストト
ナー像を中間転写ベルト41に重ねて転写し、それぞれ
定電流制御の下で転写電圧を検出することも可能であ
る。
【0034】2次転写にあっては、図9に示すように、
転写ローラ59に高圧電源121から電力を供給する。
この場合には、中間転写ベルト41上に重ねられた4色
のテストトナー像を転写紙S上に、高圧電源121を定
電流制御して転写する。そのときの転写電圧を検出し、
次のプリント動作時の定電圧制御にフィードバックす
る。なお、モノカラーのプリントであれば、2次転写時
におけるテストトナー像も1色である。
【0035】前記転写ローラ46,59に電力を供給す
る高圧電源121に対する電力供給制御回路は図3に示
した制御回路120と同じである。
【0036】(第4実施形態、図10参照)本第4実施
形態は本発明を図7に示した第3実施形態と同じ構成の
フルカラーレーザプリンタに適用したもので、中間転写
ベルト41への転写部において、走行方向bの下流側に
転写ローラ47が設置され、上流側に絶縁性のガイドロ
ーラ48aが設置されている。転写ローラ47に対して
は高圧電源121から電力を供給する。高圧電源121
は図3に示した制御回路120によって、テストトナー
像の転写時には定電流制御され、その検出電圧に基いて
本来のトナー像の転写時には定電圧制御される。
【0037】本第4実施形態では、転写ローラ47を転
写部の下流側に配置したため、転写ローラ47を金属製
の低抵抗の材料を用いたとしても、感光体のピンホール
に流れる過電流が抑止され、中間転写ベルト41へのダ
メージを防止できる。また、中間転写ベルト41と感光
体ドラム11との接触部が長くなり、比較的高い転写電
圧を印加しても、トナーへの転写前放電が防止される。
従って、高い転写効率での転写が可能となる。
【0038】(第5実施形態、図11参照)本第5実施
形態は、前記第4実施形態と同様に、転写部の下流側に
転写ローラ47を設置し、上流側に導電性のガイドロー
ラ48bを設置し、ガイドローラ48bを高圧電源12
1の帰還側に電気的に接続した。転写ローラ47の近傍
に転写ローラ47とは電位の異なる部材が配置されてい
ると、高圧電源121から出力される総電流Iaの一部
が漏洩電流Isとして漏れる。漏洩電流Isが存在する
と、総電流Iaを定電流制御した場合、テストトナー像
転写時にトナー付着量に応じて発生する電圧の検出感度
が低下する。そこで、検出感度を低下させる原因となっ
ている漏洩電流Isを高圧電源121に帰還させ、転写
電流Itを定電流制御することにより、検出感度の低下
を防止できる。これにて、漏洩電流Isのない場合と同
等の検出感度を得ることができる。
【0039】(他の実施形態)なお、本発明に係る画像
形成装置は前記実施形態に限定するものではなく、その
要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、
フルカラープリンタで中間転写ベルト41に代えて中間
転写ドラムを用いる機種にあっては、中間転写ドラムに
テストトナー像を転写し、そのときの転写電圧を検出す
るようにしてもよい。また、中間転写ベルトや中間転写
ドラムに保持された転写紙にトナー像を転写する構成の
画像形成装置において、該ベルトやドラムに保持された
転写紙にテストトナー像を転写する実施形態や、転写紙
を保持していない状態の中間転写ベルトや中間転写ドラ
ムにテストトナー像を転写する実施形態も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態であるレーザプリンタを
示す概略構成図。
【図2】第1実施形態において、テストトナー像の転写
工程でのI−V特性を示すグラフ。
【図3】第1実施形態での転写制御回路を示すブロック
図。
【図4】本発明の第2実施形態であるレーザプリンタの
要部を示す構成図。
【図5】第2実施形態において、テストトナー像の転写
工程でのI−V特性を示すグラフ。
【図6】第2実施形態において、検出電圧と転写電圧と
の換算特性を示すグラフ。
【図7】本発明の第3実施形態であるフルカラーレーザ
プリンタを示す内部構成図。
【図8】第3実施形態での1次転写部を示す構成図。
【図9】第3実施形態での2次転写部を示す構成図。
【図10】本発明の第4実施形態の要部を示す構成図。
【図11】本発明の第5実施形態の要部を示す構成図。
【符号の説明】 11,100…感光体ドラム 12…帯電ブラシ 111…帯電チャージャ 30…現像ユニット 113…現像器 41…中間転写ベルト 46,47,59,114…転写ローラ(転写電極) 120…制御回路 121…高圧電源 130…トナークリーナ CPU…マイクロコンピュータ S…転写紙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 和義 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 林 明洋 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体上に形成されたトナー像を、該
    像担持体に密着させた転写材に転写電極から電荷を付与
    して転写する画像形成装置において、 前記像担持体上に後に行われるトナー像の形成と同じ条
    件でテストトナー像を形成する手段と、 前記転写電極に定電流制御された電力を供給して前記テ
    ストトナー像を転写材に転写させ、このとき発生する電
    圧の値を検出し、後に行われるトナー像の転写時には前
    記検出電圧値に基づいて定電圧制御された電力を転写電
    極に供給する転写制御手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 像担持体上に形成されたトナー像を、該
    像担持体に密着させた転写材に転写電極から電荷を付与
    して転写する画像形成装置において、 前記像担持体上に後に行われるトナー像の形成と同じ条
    件でテストトナー像を形成する手段と、 前記転写電極に定電流制御された電力を供給して前記テ
    ストトナー像を転写電極に転写させ、このとき発生する
    電圧の値を検出し、後に行われるトナー像の転写時には
    前記検出電圧値に基づいて定電圧制御された電力を転写
    電極に供給する転写制御手段と、 前記転写電極に転写されたテストトナー像を除去するク
    リーニング手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013134293A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
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