JP5891660B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1のように、帯電部に対して風を吹きつけさせる構成の場合、風により排出されたオゾンが感光体に当たって周囲に拡散し、帯電部の周囲の構成(例えば、露光装置等)を汚損することがあった。また、特許文献2のように、帯電部から空気を吸引してオゾンを排出する構成の場合、空気の吸引量や帯電部付近の構造等の各種要因により決定する空気の流路によってはオゾンの排出が十分に行われず、帯電部や帯電制御部材及びその周囲の構成の汚損を十分に抑止することができない場合があった。また、紙粉や感光体周辺のトナーを吸い込み、それによって帯電部や帯電制御部材が汚染される場合もあった。
図1は、本発明の一実施形態である画像形成装置1の概略構成を示すブロック図である。
画像形成装置1は、例えば、図1に示すように、制御部101、記憶部102、操作表示部105、送受信部106、画像処理部107、画像形成部108等を備え、各部はバス109により接続されている。
湿度検出部は、例えば、半導体等を用いた湿度センサーを有する電気式湿度計であり、湿度センサーにより検出された湿度の値を制御部101へ出力する。制御部101は、例えば、湿度検出部103により検出された湿度の値に基づいて、画像形成装置1の外気の湿度([%])を取得する。
具体的には、送受信部106は、外部の機器から通信ネットワークNを介して送信された画像データ等を受信する。
また、送受信部106は、例えば、所定のインタフェース(例えば、USB:Universal Serial Bus)等による接続を介して外部の機器と画像形成装置1とを接続するものであってもよい。
第1実施形態における画像形成部108は、例えば、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の4色それぞれを個別の静電ドラムで転写する構成(タンデム方式)である。
図2に示すように、画像形成部108は、カセット11、給紙ローラ12、搬送ローラ13、搬送ベルト14、感光体15Y、15M、15C、15K、帯電ユニット50、50、50、50、露光装置16Y、16M、16C、16K、現像装置17Y、17M、17C、17K、転写ローラ18Y、18M、18C、18K、定着器19、排紙ローラ20等を備える。
給紙ローラ12は、カセット11に格納されている用紙を一枚ずつ引き出す。
搬送ローラ13は、給紙ローラ12により引き出された用紙を、搬送ベルト14へ搬送する。
ここで、トナー画像の転写について、感光体15Yによるイエロー(Y)のトナー画像の転写を一例として説明する。
感光体15Yは、例えば、駆動部(図示略)により回転駆動される円筒状の部材であり、帯電ユニット50の帯電器51(図3参照)によりその円筒の外周面が帯電している。露光装置16Yは、感光体15Yの外周面に静電潜像を形成する。具体的には、露光装置16Yは、帯電した感光体15Yの外周面に対して、プリントデータに基づいて用紙に形成されるイエローの画像に応じたレーザを照射する。
具体的には、現像装置17Yは、トナーカートリッジと、現像ユニットとを有する。トナーカートリッジは、イエロー(Y)のトナーを備蓄し、現像ユニットに供給する。現像ユニットは、感光体15Yの外周面に形成された静電潜像に対して、トナーカートリッジのトナーを付着させる現像処理を行う。現像処理により、イエロー(Y)のトナー画像が感光体15Yの外周面に形成される。
転写ローラ18Yは、搬送ベルト14を挟んで感光体15Yと対向する位置に設けられている。転写ローラ18Yは、搬送ベルト14と感光体15Yとによって用紙が挟まれるタイミングで、用紙をトナー画像と逆の電荷により帯電させる(逆帯電処理)。逆帯電処理により、感光体15Yの外周面に形成されたイエロー(Y)のトナー画像が用紙に転写される(二次転写)。
定着器19は、用紙に転写されたトナー画像を定着させる。
排紙ローラ20は、定着器19によりトナー画像が定着された用紙を搬送し、排紙トレイ21上に排出する。
図3は、帯電ユニット50とその周囲の構成の一例を示す図である。図4は、図3に示す帯電ユニット50の斜視図である。
帯電ユニット50は、帯電器51、給気ノズル52、給気ダクト53、給気ファン54、排気ノズル55、排気ダクト56、排気ファン57等を有する。
具体的には、帯電器51は、例えば、網状のグリッド51bを挟んで感光体15Yの外周面に近接するよう設けられた帯電ワイヤ51a、51aを有する。帯電ワイヤ51a、51aは、電源部(図示略)と接続されている。帯電ワイヤ51a、51aは、電源部から供給された電力により感光体15Yの外周面に対して放電を行い、感光体15Yを帯電させる。第1実施形態の帯電器51は、二つの帯電ワイヤ51a、51aが感光体15Yを帯電させる構成であるが、当該構成は一例であり、これに限られるものではない。例えば、一つの帯電ワイヤにより感光体を帯電させてもよいし、三つ以上の帯電ワイヤにより感光体を帯電させてもよい。また、ワイヤではなく、針状の電極でも良い。
給気ノズル52は、例えば、樹脂を素材とし、図4に示すように、給気ダクト53との接続部52aから噴射口52b側にかけて、空気の流路をX方向に沿って広げさせる枠部52cや、枠部52cの内側における空気の流れを整流させる整流部材(リブ)52dを有する。
具体的には、給気ファン54は、例えば、シロッコファン又は軸流ファンであり、羽根の回転により給気口から空気を吸引し、吸引した空気を吐出口から排出する。吐出口から排出された空気は、給気ダクト53及び給気ノズル52の通気経路を通過し、給気ノズル52の噴射口52bから噴射される。給気ノズル52の噴射口52bから噴射された空気は、給気ノズル52側から帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間を通過し、排気ノズル55側へ流れる。このとき、給気ノズル52の噴射口52bから噴射された空気は、帯電ワイヤ51a、51aによる放電に伴って帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間に生じたオゾンを、排気ノズル55側へ押し流す。
また、排気ノズル55は、例えば、樹脂を素材とし、排気ノズル55の吸引口55aから排気ダクト56側にかけて、空気の流路をX方向に沿って集約させる枠部(図示略)を有する。
具体的には、排気ファン57は、例えば、シロッコファン又は軸流ファンであり、羽根の回転により吸引口から空気を吸引し、吸引した空気を排気口から排出する。排気ファン57は、吸引口から空気を吸引することにより、排気ダクト56及び排気ノズル55を介して、排気ノズル55の吸引口55aから空気を吸引する。ここで、排気ノズル55の吸引口55aの近傍には、給気ノズル52の噴射口52bから噴射され、給気ノズル52側から帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間を通過し、帯電ワイヤ51a、51aによる放電に伴って帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間に生じたオゾンを押し流した空気が流れ込んでいる。つまり、排気ファン57は、排気ノズル55の吸引口55aから、給気ノズル52から噴射され、帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間に生じたオゾンを押し流して該オゾンを含んだ空気を吸引する。
具体的には、例えば、排気ノズル55の吸引口55a、帯電ワイヤ51a、51a及び給気ノズル52の噴射口52bは、X方向に沿った方向の中心位置が、Y方向に沿う所定の直線状に位置するよう設けられる。そして、排気ノズル55の吸引口55aは、X方向に沿った大きさが、給気ノズル52の噴射口52bのX方向に沿った大きさよりも大きい。
具体的には、排気ファン57の風量は、給気ファン54の風量より大きくなるよう設けられる。例えば、排気ファン57と給気ファン54とが同種のファン(例えば、シロッコファン又は軸流ファン等)である場合、排気ファン57は、給気ファン54に比して、ファンの径が大きいか、所定時間単位のファンの回転数の値がより大きいか、またはその両方を満たす。
第1実施形態において、制御部101は、PWM制御部104を介して給気ファン54及び排気ファン57の動作性御を行う。具体的には、制御部101は、例えば、給気ファン54、排気ファン57を動作させる場合、PWM制御部104に、給気ファン54、排気ファン57の各々を動作させるための所定の電圧値の電圧を給気ファン54、排気ファン57へ印加させる。給気ファン54、排気ファン57は、PWM制御部104からの電圧値に応じて羽根を回転させ、上記のように噴射、吸引を行う。
また、画像形成装置1による画像形成が行われるにあたり、制御部101は、電源部に帯電ワイヤ51a、51aへ電力を供給させる前に、給気ファン54を動作させる。また、制御部101は、給気ファン54を動作させると共に、排気ファン57を所定の高回転速度で動作させる。給気ファン54が動作し、排気ファン57が所定の高回転速度で動作している状態となった後、制御部101は、電源部に帯電ワイヤ51a、51aへ電力を供給させることを含め、画像形成装置1の各部に画像形成のための動作を行わせる。
オゾンは、周囲の気体(例えば、空気等)に含まれる水分子(例えば、水蒸気等)と結合することによりオゾンボケや帯電部(例えば、帯電ワイヤ51a、51a)の周辺構成(例えば、露光装置16Yや現像装置17Y等)の汚損を生じさせるので、湿度が高い場合、オゾンはオゾンボケや帯電部の周辺構成の汚損を生じさせやすくなる。そこで、例えば、所定の湿度の値(例えば、65[%])に基づいて湿度の高低を判定し、湿度が高い場合により確実にオゾンを排出させるための給気ファン54及び排気ファン57の動作制御を行うことにより、制御部101は、オゾンボケや帯電部の周辺構成の汚損をより良好に抑止することができる。
なお、所定の湿度の値を示すデータは、例えば、記憶部102に記憶されているが、操作入力部105を介した入力操作内容に応じて所定の湿度の値を任意に設定することができるようにしてもよい。
このように、帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間におけるオゾン濃度が極めて低い状態で保たれるので、帯電ワイヤ51a、51aは、オゾンによる汚損を生じさせることなく、良好に感光体15Yを帯電させることができる。つまり、給気ファン54及び排気ファン57は、帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間に生じたオゾンを帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間から排出することにより、オゾンボケを良好に抑止する。
また、給気ファン54及び排気ファン57は、給気ノズル52から排気ノズル55へ向かう気体の流れによりオゾンを排出するので、オゾンを含んだ空気が感光体15Yの外周面の近傍の空間や、感光体15Yの周囲に設けられた各種の構成(例えば、露光装置16Y、現像装置17Y等)の近傍の空間へ流れ込むことがない。よって、これらの空間のオゾン濃度が極めて低い状態で保たれるので、感光体15Yや感光体15Yの周囲に設けられた各種の構成は、オゾンによる汚損を生じさせることなく、トナー画像の形成に関する動作を良好な状態で機能させることができる。
即ち、給気ファン54及び排気ファン57は、帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間に生じたオゾンを帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間から排出することにより、感光体15Yに形成されるトナー画像の画質を極めて良好なものとする。
これによって、帯電ワイヤ51a、51aにより生じたオゾンを、気体の噴射により帯電ワイヤ51a、51aから押し流して移動させると共に、気体の吸引により押し流されたオゾンを含む気体を吸引することができるので、帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間からオゾンを良好に排出させることができる。よって、オゾンボケによる画像のムラを良好に抑止することができるので、画像形成装置1は、画像形成により、画像のムラの少ない良好な画質の画像出力を行うことができる。さらに、帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間からオゾンを良好に排出させることにより、帯電ワイヤ51a、51aやその周囲の構成(例えば、露光装置や現像装置等)の汚損を十分に抑止することができるので、画像形成装置1は、画像形成に関する各部の汚損による画質の低下を生じさせることなく、良好な画質の画像出力を行うことができる。
これによって、噴射によりオゾンを帯電ワイヤ51a、51aの近傍から押し流して移動させて吸引するという気体の流れを、帯電ワイヤ51a、51aを挟んだ直線上とすることができ、排気ファン57は、噴射により押し流されたオゾンをより良好に吸引することができるので、帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間からオゾンをより良好に排出させることができ、帯電ワイヤ51a、51aやその周囲の構成の汚損をより良好に抑止することができる。よって、オゾンボケによる画像のムラをより良好に抑止することができ、画像形成に関する各部の汚損による画質の低下をより良好に抑止することができ、画像形成装置1は、画像形成により、より良好な画質の画像出力を行うことができる。
これによって、帯電ワイヤ51a、51aに対して感光体の外周面の移動方向の下流側に設けられた構成(例えば、露光装置や現像装置)の近傍の空間にオゾンを含む空気が入り込むことがなくなるので、これらの構成がオゾンにより汚損されることをより良好に抑止することができる。ここで、帯電ワイヤ51a、51aに対して感光体の外周面の移動方向の下流側に設けられる構成は、例えば、露光装置や現像装置のように、画像形成に直接関る即ち汚損により画質が低下する構成である。つまり、帯電ワイヤ51a、51aに対して感光体の外周面の移動方向の下流側に設けられた構成がオゾンにより汚損されることをより良好に抑止することができるので、画像形成装置1は、画像形成により、より良好な画質の画像出力を行うことができる。
また、気体の流れが感光体の外周面の移動方向の下流側から上流側に向かうので、オゾンを排出させる気体の流れが感光体の下流側の紙粉やトナーを下流側に運んでしまうことがない。これにより、紙粉やトナーによる帯電部や帯電制御部材及びその周囲の構成の汚損を十分に抑止することができる。
これによって、制御部101は、所定の湿度の値に基づいて湿度が高いと判定した場合に、より確実にオゾンを排出させるための給気ファン54及び排気ファン57の動作制御を行うことができるので、より確実にオゾンが排出されることにより、オゾンボケや帯電部の周辺構成の汚損をより良好に抑止することができる。
これによって、帯電ワイヤ51a、51aの近傍から押し流されたオゾンを含む気体を排気ファン57のによる気体の吸引口(例えば、排気ノズル55の吸引口55a)以外の場所へ散逸させることをより良好に抑止することができるので、帯電ワイヤ51a、51aの近傍の空間からオゾンをより良好に排出させることができ、帯電ワイヤ51a、51aやその周囲の構成の汚損をより良好に抑止することができる。よって、オゾンボケによる画像のムラをより良好に抑止することができ、画像形成に関する各部の汚損による画質の低下をより良好に抑止することができ、画像形成装置1は、画像形成により、より良好な画質の画像出力を行うことができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図7は、第2実施形態の画像形成装置における帯電ユニット50とその周囲の構成の一例を示す図である。
第2実施形態の給気ノズル52は、噴射口52bに加えて、給気ノズル52から噴射される気体の一部の噴射方向を感光体15Y側に向けて分岐させる分岐手段として機能するスリット60を有する。また、第2実施形態の画像形成装置は、スリット60により分岐された気体による気流を、気体が給気ノズル52から噴射されて排気ノズル55に吸引されることにより生じる気流(第1の気流)よりも感光体に近い位置で第1の気流に沿った方向に誘導する誘導板70を有する。スリット60により分岐されて誘導板70により誘導された気流は、第2の気流として機能する。
図9は、スリット60の形状を模式的に示すための説明図である。
スリット60は、噴射される気体の流路を構成する流路構成部材(例えば、給気ノズル52)に設けられ、その長手方向が帯電部51の延在方向に沿うよう設けられている。即ち、第2実施形態におけるスリット60の長手方向は、X方向に沿う。
給気ノズル52は、給気ダクト53との接続部52aから噴射口52b側にかけて、空気の流路をX方向に沿って広げさせる枠部52を有する。ここで、枠部52の形状により、給気ノズル52のX方向の両端の風速は、該両端の中間に位置する部分、特に中央部付近に比して小さくなる。よって、本実施形態では、スリット60による気体の流路となる開口部の形状について、X方向の両端が該両端の中間に対して末広がりとなるようにすることで、該両端の中間に比して両端での気体の通過を容易とし、スリット60に沿ったX方向のどの位置でもスリット60を通過する気流の風速をほぼ均一とすることができる。
このように、スリット60及び誘導板70は、第1の気流の方向に沿った第2の気流を帯電部51と感光体15Yとの間であって第1の気流よりも感光体に近い位置で生じさせる気流発生手段として機能する。
例えば、第1の気流による気体の流量を1とした場合、第2の気流による気体の流量は、0.1〜0.3となるよう設けられる。具体的には、気体の流量の比率が1:0.1〜0.3程度となるよう、スリット60の開口部の幅の大きさが定められる。
また、図示しないが、画像形成装置には感光体の周囲の気体を入れ替えるためのファン等が設けられており、排気ノズル55に引き込まれなかった第2の気流の気体は、かかるファン等により画像形成装置の外へ排気される。なお、かかる第2の気流の気体の排気方法は一例であり、これに限られるものではない。例えば、専用の排気ファン等を設けてもよい。
また、図7及び上記の説明では感光体15Y付近の構成を用いて説明を行っているが、感光体15M、感光体15C、感光体15K付近についても同様である。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第1実施形態、第2実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図10は、第3実施形態の画像形成装置における帯電ユニット50とその周囲の構成の一例を示す図である。
第3実施形態の給気ノズル52は、噴射口52bに加えて、給気ノズル52から噴射される気体の一部の噴射方向を感光体15Yと露光装置16Yとの間に向けて分岐させる分岐手段として機能するスリット60Aを有する。一方、第3実施形態の画像形成装置は、第2実施形態の画像形成装置と異なり、誘導板70を有しない。
また、スリット60Aは、気流を分岐させる方向を除いて、スリット60と同様の特徴を有する。即ち、スリット60Aは、長手方向が帯電部51の延在方向(X方向)に沿って設けられる。また、スリット60の幅は、両端が該両端の中間に比して大きい。そして、スリット60Aを通過した気流による気体の流量は、給気ノズル52の噴射口52bから排気ノズル55に向かって噴射される気流による気体の流量よりも小さくなるよう設けられている。
また、図10では感光体15Y付近の構成を用いて説明を行っているが、感光体15M、感光体15C、感光体15K付近についても同様である。
また、上記の実施形態では、感光体を円筒状の部材としているが、一例であり、これに限られるものではない。例えば、複数のローラにより張架されたベルト上の感光体等を用いてもよい。
また、第2の気流と、帯電部51に対して感光体の駆動による該感光体の外周面の移動方向の下流側から該感光体の外周面の移動方向に沿った気流との両方を生じさせるための構成を一つの画像形成装置に設けてもよい。例えば、第2実施形態と第3実施形態とを組み合わせてもよい。
16Y 露光装置
17Y 現像装置
50 帯電ユニット
51 帯電器
51a 帯電ワイヤ
52 給気ノズル
52a 接続部
52b 噴射口
53 給気ダクト
54 給気ファン
55 排気ノズル
55a 吸引口
56 排気ダクト
57 排気ファン
101 制御部
103 湿度検出部
104 PWM制御部
Claims (13)
- 感光体を帯電させる帯電部又はこの帯電部の近傍へ気体を噴射する噴射手段と、
前記噴射手段により噴射された気体を含む前記帯電部の近傍の気体を吸引する吸引手段と、
気体が前記噴射手段から噴射されて前記吸引手段に吸引されることにより生じる第1の気流の方向に沿った第2の気流を前記帯電部と前記感光体との間であって前記第1の気流よりも感光体に近い位置で生じさせる気流発生手段を備え、
前記気流発生手段は、前記噴射手段により噴射される気体の一部の噴射方向を前記感光体側に向けて分岐させる分岐手段と、
前記分岐手段により分岐された気流を前記第1の気流よりも感光体に近い位置で前記第1の気流の方向に沿った方向に誘導する誘導手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記噴射手段による気体の噴射口と前記吸引手段による気体の吸引口とは、前記帯電部を挟んで対向する位置に設けられることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記噴射手段による気体の噴射口は、前記帯電部に対して、前記感光体の駆動による該感光体の外周面の移動方向の下流側に設けられ、
前記吸引手段による気体の吸引口は、前記帯電部に対して、前記感光体の駆動による該感光体の外周面の移動方向の上流側に設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 感光体を帯電させる帯電部又はこの帯電部の近傍へ気体を噴射する噴射手段と、
前記噴射手段により噴射された気体を含む前記帯電部の近傍の気体を吸引する吸引手段と、
前記帯電部に対して前記感光体の駆動による該感光体の外周面の移動方向の下流側から該感光体の外周面の移動方向に沿った気流を生じさせる気流発生手段を備え、
前記気流発生手段は、前記噴射手段により噴射される気体の一部の噴射方向を前記感光体と前記露光装置との間に向けて分岐させる分岐手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記噴射手段による気体の噴射口と前記吸引手段による気体の吸引口とは、前記帯電部を挟んで対向する位置に設けられることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記噴射手段による気体の噴射口は、前記帯電部に対して、前記感光体の駆動による該感光体の外周面の移動方向の下流側に設けられ、
前記吸引手段による気体の吸引口は、前記帯電部に対して、前記感光体の駆動による該感光体の外周面の移動方向の上流側に設けられることを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成装置。 - 前記気流発生手段は、前記感光体と露光装置との間に前記気流を通過させることを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記分岐手段は、前記噴射手段により噴射される気体の流路を構成する流路構成部材に設けられたスリットであり、
前記スリットの長手方向は、前記帯電部の延在方向に沿うことを特徴とする請求項1又は請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記スリットの幅は、両端が該両端の中間に対して大きいことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記気流発生手段により生じる気体の流量は、前記噴射手段から噴射される気体の流量よりも小さいことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置の外気の湿度を検出する湿度検出手段と、
この湿度検出手段により検出された湿度に基づいて、前記噴射手段及び前記吸引手段の動作を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記湿度検出手段により検出された湿度と所定の湿度との比較を行う比較手段を備え、
前記制御手段は、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記湿度検出手段により検出された湿度が前記所定の湿度以上である場合、前記湿度検出手段により検出された湿度が前記所定の湿度に比して低い場合よりも、前記噴射手段及び前記吸引手段の動作時間を長くするか、前記噴射手段による気体の噴射量及び前記吸引手段による気体の吸引量を増加させるかの少なくともいずれか一方を行うことを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。 - 前記吸引手段による気体の吸引量は、前記噴射手段による気体の噴射量よりも大きいことを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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