JPH11119571A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH11119571A
JPH11119571A JP9284794A JP28479497A JPH11119571A JP H11119571 A JPH11119571 A JP H11119571A JP 9284794 A JP9284794 A JP 9284794A JP 28479497 A JP28479497 A JP 28479497A JP H11119571 A JPH11119571 A JP H11119571A
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toner image
toner
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photosensitive drum
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JP9284794A
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Kenichi Ashida
健一 芦田
Hiroaki Sato
浩明 佐藤
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Data Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】記録媒体に転写されたトナー像に乱れが発生す
ることがなく、画像品位を向上させることができるよう
にする。 【解決手段】像担持体と、該像担持体の表面を一様にか
つ均一に帯電させる帯電装置と、前記像担持体上に静電
潜像を形成する露光装置13と、前記像担持体上の静電
潜像を現像してトナー像を形成する現像装置14と、前
記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記記録
媒体に転写されたトナー像を定着する定着装置27とを
有する。そして、前記転写装置の表面に絶縁部を備えた
絶縁薄膜パターンが被覆される。この場合、絶縁薄膜パ
ターンによって、トナー像を記録媒体に転写するための
電位差が十分に形成される部分と、トナー像を記録媒体
に転写するための電位差が十分に形成されない部分とが
生じるので、トナー像の乱れが発生することがなくな
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、画像形成装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真記録方式を用いたプリン
タ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置におい
ては、表面が一様にかつ均一に帯電させられた感光体ド
ラムをレーザ、LEDヘッド等の露光装置によって露光
し、前記感光体ドラム上に静電潜像を形成し、該静電潜
像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体
としての記録用紙に転写し、定着するようになってい
る。
【0003】ところで、前記トナー像を記録用紙に転写
する転写装置としてコロナ転写器を使用する場合、該コ
ロナ転写器には5〜10〔kv〕の高い電圧を印加する
必要があるので、そのための電源が必要になり、画像形
成装置のコストが高くなってしまう。また、前記コロナ
転写器は、環境に対して安定性が低く、特に、湿度が変
化すると転写効率が変動してしまう。さらに、コロナ転
写器は、コロナ放電現象を利用してオゾンを発生させる
ので、該オゾンによって感光体ドラムを著しく劣化させ
てしまう。
【0004】これに対して、前記画像形成装置にオゾン
吸収分解フィルタを配設して、オゾンを吸収することが
考えられるが、前記オゾン吸収分解フィルタは、耐久性
が低いので、頻繁に交換しなければならず、作業が煩わ
しい。そこで、転写装置として半導電性スポンジローラ
から成る転写ローラを使用し、該転写ローラと感光体ド
ラムとを記録用紙を介して接触させて、前記半導電性ス
ポンジローラに直流の転写電圧を印加し、感光体ドラム
上のトナー像を記録用紙に転写するようにしたものが提
供されている(特開平6−19276号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の画像形成装置においては、転写ローラに印加される
転写電圧を高くすると、感光体ドラムと転写ローラとの
間で放電が起こり、トナーが飛散して記録用紙の白地に
付着してしまう。したがって、記録用紙に転写されたト
ナー像に乱れが発生し、画像品位が低下してしまう。
【0006】本発明は、前記従来の画像形成装置の問題
点を解決して、記録媒体に転写されたトナー像に乱れが
発生することがなく、画像品位を向上させることができ
る画像形成装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の画
像形成装置においては、像担持体と、該像担持体の表面
を一様にかつ均一に帯電させる帯電装置と、前記像担持
体上に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を
現像してトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像
を記録媒体に転写する転写装置と、前記記録媒体に転写
されたトナー像を定着する定着装置とを有する。
【0008】そして、前記転写装置の表面に絶縁部を備
えた絶縁薄膜パターンが被覆される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の
第1の実施の形態における画像形成装置の概略図であ
る。図において、11はドラム状に形成され、図示しな
い駆動手段によって矢印A方向に回転させられる像担持
体としての感光体ドラムであり、該感光体ドラム11
は、導電性支持体11aの上に光導電層11bを被覆し
て形成される。本実施の形態においては、該光導電層1
1bとして有機系感光体を使用した。なお、有機系感光
体に代えて、セレン感光体、酸化亜鉛感光体、アモルフ
ァスシリコン感光体等を使用することもできる。
【0010】また、12は前記感光体ドラム11の表面
に接触又は圧接させられ、矢印B方向に回転させられる
帯電装置としての帯電ローラ、13は前記感光体ドラム
11の回転方向における帯電ローラ12より下流側に、
感光体ドラム11と対向させて配設された露光装置であ
り、本実施の形態においては、該露光装置13として、
図示しないLEDアレイとセルフォックレンズ(商品
名)とを組み合わせることによって形成されたLEDア
レイヘッドを使用した。なお、該LEDアレイヘッドに
代えて、レーザと作像光学系とを組み合わせたものを使
用することもできる。
【0011】また、14は前記感光体ドラム11の回転
方向における露光装置13よりも下流側に、感光体ドラ
ム11に接触させられて、又は感光体ドラム11と微小
の空間をおいて配設された現像装置であり、該現像装置
14内に現像ローラ15が配設されるとともに、トナー
16が収容される。前記現像装置14としては、二成分
磁気ブラシ現像器、一成分磁気ブラシ現像器、一成分非
磁性現像器等を使用することができる。
【0012】前記現像ローラ15は、トナー16を吸着
しながら矢印C方向に回転させられ、感光体ドラム11
上に形成された静電潜像を現像(反転現像)する。その
ために、前記導電性支持体11aと現像ローラ15との
間にバイアス電圧を印加すると、前記静電潜像に対応し
て電気力線が発生する。また、トナー16としては、非
磁性であり、絶縁性を有し、平均体積粒径が8〜12
〔μm〕のスチレン系又はポリエステル系の樹脂が使用
される。本実施の形態においては、感光体ドラム11が
帯電させられる極性が負であるので、トナー16は、負
型の帯電制御剤を充填(てん)することによって負帯電
型にされる。また、トナー16として、鉄、フェライト
等の磁性粉を樹脂に加えた磁性トナー等を使用すること
もできる。
【0013】そして、17は用紙カセット、18は記録
媒体としての記録用紙、19は給紙ローラ、20は送紙
ローラ、24は前記感光体ドラム11の回転方向におけ
る現像装置14よりも下流側に、感光体ドラム11と対
向させ、圧接させて配設された転写装置としての転写ロ
ーラであり、該転写ローラ24は、半導電性スポンジロ
ーラから成り、導電性シャフト21にゴム抵抗層22、
及び絶縁薄膜パターンとしての絶縁薄膜メッシュ23を
被覆することによって形成される。また、前記転写ロー
ラ24は、図示しない駆動手段によって矢印D方向に回
転させられる。そして、前記転写ローラ24の周速度と
感光体ドラム11の周速度とを異ならせる。
【0014】なお、前記転写ローラ24に代えて、オー
ブン定着器、フラッシュ定着器等を使用することもでき
る。また、転写ローラ24として、導電性シャフト21
に抵抗層、中間層、弾性層、表面層等を被覆した3層構
造又は4層構造の半導電性ゴムローラ、半導電性スポン
ジローラ等を使用することもできる。
【0015】そして、25は発熱ローラ、26は加圧ロ
ーラ、27は前記発熱ローラ25及び加圧ローラ26か
ら成る定着装置、28は前記感光体ドラム11の回転方
向における転写ローラ24より下流側に、感光体ドラム
11と当接させて配設されたクリーナ装置であり、該ク
リーナ装置28は感光体ドラム11に残留したトナー1
6を取り除く。
【0016】次に、前記構成の画像形成装置の動作につ
いて説明する。まず、前記帯電ローラ12によって、感
光体ドラム11の表面を一様にかつ均一に帯電させ、前
記露光装置13によって、画像信号に対応する光を感光
体ドラム11に照射し、感光体ドラム11上に静電潜像
を形成する。次に、現像装置14は、現像ローラ15上
において帯電させられたトナー16を、静電気力によっ
て感光体ドラム11上に付着させ、静電潜像を現像する
ことによりトナー像を形成する。
【0017】その後、用紙カセット17に収容された記
録用紙18は、給紙ローラ19によって1枚ずつ繰り出
され、停止させられた状態の送紙ローラ20に送られて
スキューが補正される。次に、送紙ローラ20が回転さ
せられ、記録用紙18は感光体ドラム11と転写ローラ
24との間に形成された転写部に送られ、転写ローラ2
4によって、感光体ドラム11上のトナー像が記録用紙
18に転写される。
【0018】その後、前記トナー像が転写された記録用
紙18が前記定着装置27に送られると、発熱ローラ2
5の熱によってトナー16が溶融させられ、加圧ローラ
26による加圧によって記録用紙18の繊維間にトナー
16が浸透させられる。このようにして、トナー像が記
録用紙18に定着される。そして、定着後の記録用紙1
8は、画像形成装置外に排出される。
【0019】一方、転写後の感光体ドラム11には微量
のトナー16が残留することがあるが、該トナー16は
前記クリーナ装置28によって除去される。このように
して、感光体ドラム11は繰り返し利用される。次に、
前記転写ローラ24について説明する。図2は本発明の
第1の実施の形態における転写ローラの正面図、図3は
本発明の第1の実施の形態における絶縁薄膜メッシュの
拡大斜視図である。
【0020】図に示すように、転写ローラ24は、導電
性シャフト21の上にゴム抵抗層22を被覆し、該ゴム
抵抗層22の上に、メッシュ開口部23a及び絶縁部2
3bから成る絶縁薄膜メッシュ23を更に被覆すること
によって形成される。なお、本実施の形態においては、
ウレタンゴムにアルカリ金属を含有させ、抵抗値を3×
108 〔Ω〕に調整したウレタンフォームをゴム抵抗層
22とし、該ゴム抵抗層22のアスカーC硬度を35
〔°〕とし、感光体ドラム11(図1)に対する圧接力
を2000〔gf〕とした。
【0021】また、前記導電性シャフト21と感光体ド
ラム11の導電性支持体11aとの間には図示しない直
流電源が接続され、該直流電源によって、前記導電性シ
ャフト21に約3000〔V〕の転写電圧が印加され
る。この場合、負帯電型のトナー16が使用されるの
で、前記直流電源から転写ローラ24に印加される転写
電圧の極性は正にされる。なお、正帯電型のトナー16
を使用する場合は、直流電源から転写ローラ24に印加
される電圧の極性は負にされる。
【0022】次に、前記転写ローラ24の寸法について
説明する。導電性シャフト21として直径8〔mm〕の
ステンレスシャフトを使用し、ゴム抵抗層22としてウ
レタンゴムにアルカリ金属を添加したフォーム状の半導
電性ウレタンゴムをモールドし、仕上がりの外径は18
〔mm〕、ゴム抵抗層22の長手方向の寸法は220
〔mm〕にされる。
【0023】また、前記ゴム抵抗層22を被覆している
絶縁薄膜メッシュ23の厚さは、感光体ドラム11上に
形成されたトナー層厚の50〔%〕以下するのが好まし
く、各メッシュ開口部23aの一辺を画像形成装置の基
本解像度間隔の約80〔%〕にした。例えば、図3に示
すように、画像形成装置の解像度が600〔dpi〕で
ある場合は、基本解像度間隔は42.3〔μm〕である
ので、各メッシュ開口部23aの一辺は約34〔μm〕
になる。
【0024】また、前記メッシュ開口部23a間に基本
解像度間隔からメッシュ間隔を引いた8.3〔μm〕の
絶縁部23bが形成されるので、トナー像が記録用紙1
8に転写されたときに絶縁部23bに対応する部分に白
すじが発生する。ところが、一般に、トナー像の各トナ
ー16は、記録用紙18が定着装置27を通過するとき
に1.2〜1.5倍の大きさになるので、前記絶縁部2
3bの幅がその分小さくなって20〔%〕以下の値にな
る。その結果、白すじが発生するのを防止することがで
きる。
【0025】前記絶縁薄膜メッシュ23は、ゴム抵抗層
22の全面に絶縁膜を塗布した後、エッチング処理を施
してメッシュ状にする方法、又はゴム抵抗層22にスク
リーン印刷によって直接形成する方法によって形成され
る。なお、前記絶縁薄膜メッシュ23が被覆されたゴム
抵抗層22の長手方向の寸法は、感光体ドラム11の光
導電層11bの長手方向の寸法によって決まる。
【0026】この場合、感光体ドラム11を製造するに
当たり、感光体ドラム11の長手方向における両端部の
円周上に光導電層11bを形成することは困難である。
そこで、感光体ドラム11への直流電源からの電流がリ
ークしないように、前記ゴム抵抗層22の長手方向にお
ける寸法は、前記光導電層11bの長手方向の寸法より
もわずかに短くされる。
【0027】また、前記導電性シャフト21としては、
ステンレス、鋼鉄、アルミニウム等の金属製のシャフト
が使用される。そして、前記ゴム抵抗層22は、ブチル
ゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴ
ム、ニトリルゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、フ
ッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム等のゴム材に、グラ
ファイト、フェライト、アルミニウム粉、銅粉、ブロン
ズ粉、ステンレス粉、酸化チタン、酸化スズ等の導電性
粉末又は金属粉末、金属繊維等を添加し、フォーム状に
成形したものである。なお、前記ゴム抵抗層22をソリ
ッド状に成形することもできる。
【0028】また、前記ゴム抵抗層22の抵抗値は、実
験の結果、106 〜109 〔Ω〕の範囲に収めるのが好
ましい。この場合、ゴム抵抗層22の抵抗値が前記範囲
より小さいと、前記光導電層11bにピンホール等の欠
陥がある場合、直流電源から転写ローラ24に印加され
た転写電圧が感光体ドラム11にリークしやすくなり、
転写不良が発生してしまう。また、前記抵抗値が前記範
囲より大きいと、転写不良が発生しやすくなる。
【0029】さらに、転写ローラ24と感光体ドラム1
1との間の接触幅を当接面における長手方向にとるため
に、フォーム状のゴム抵抗層22の場合はアスカーC硬
度を20〜60〔°〕とし、ソリッド状のゴム抵抗層2
2の場合はJIS A硬度を30〔°〕以下とするのが
好ましい。また、転写ローラ24の感光体ドラム11に
対する圧接力を、ゴム抵抗層22の硬度にもよるが、4
00〜4000〔gf〕にすると、転写の中抜け等が発
生することがない。
【0030】そして、導電性シャフト21に印加される
転写電圧は、ゴム抵抗層22の抵抗値にもよるが、50
0〜5000〔V〕にすると、良好な転写を行うことが
できる。また、絶縁薄膜メッシュ23は、フッ素樹脂、
ポリイミド、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リカーボネイト樹脂等によって形成され、抵抗値はゴム
抵抗層22の抵抗値と比較して2桁以上高い抵抗値、例
えば、約108 〜1011〔Ω〕にされる。
【0031】次に、前記構成の絶縁薄膜メッシュ23を
転写ローラ24に使用した場合の転写方法について説明
する。感光体ドラム11上に形成されたトナー像が転写
部に送られてくると、トナー像を構成する負の極性に帯
電させられた各トナー16は、転写ローラ24に印加さ
れた正の極性の電位によって記録用紙18に吸引され、
転写される。
【0032】このとき、転写ローラ24の表面に絶縁薄
膜メッシュ23が被覆されているので、感光体ドラム1
1と転写ローラ24との間に転写電圧によって一様な矩
(く)形電界が形成されることになる。したがって、感
光体ドラム11と転写ローラ24との間で放電が起こっ
ても、トナー16が飛散することがないので、トナー1
6が記録用紙18の白地に付着するのを防止することが
できる。
【0033】その結果、前記記録用紙18に転写された
トナー像に乱れが発生することがなく、画像品位を向上
させることができる。図4は本発明の第1の実施の形態
における転写部の動作を示す第1の図、図5は本発明の
第1の実施の形態における転写前のトナーの第1の分布
図、図6は本発明の第1の実施の形態における転写後の
トナーの第1の分布図である。
【0034】図4に示すように、ゴム抵抗層22の上に
絶縁薄膜メッシュ23が被覆されると、メッシュ開口部
23aは転写電圧が漏(も)れる形で電位(+1.5
〔kV〕)が高くなり、絶縁部23bは0〔V〕になっ
て、矩形の転写部電位分布が形成され、感光体ドラム1
1と転写ローラ24(図1)との間に矩形電界が形成さ
れる。一方、感光体ドラム11上には、表面電位が−7
00〔V〕の部分、及び0〔V〕の部分によって静電潜
像電位分布が形成され、0〔V〕の部分にトナー16が
吸引されている。
【0035】この場合、メッシュ開口部23aにおいて
は、トナー像を記録用紙18に転写するための電位差が
十分に形成されるのに対して、絶縁部23bにおいて
は、トナー像を記録用紙18に転写するための電位差が
十分に形成されないので、トナー16はメッシュ開口部
23aにだけ吸引され、絶縁部23bには吸引されな
い。しかも、矩形電界によって発生させられた電気力線
は前記メッシュ開口部23aに集中する。
【0036】したがって、感光体ドラム11上に形成さ
れたトナー像が記録用紙18に転写されるときに、図5
に示すように感光体ドラム11に付着していたトナー1
6は、図6に示すように、記録用紙18におけるメッシ
ュ開口部23aに対応する部分だけに付着し、絶縁部2
3bに対応する部分には付着しないので、トナー像に乱
れが発生することがなくなる。その結果、画像品位を向
上させることができる。
【0037】また、感光体ドラム11と転写ローラ24
との間で放電が起こっても、トナー16が飛散すること
はなく、トナー16が記録用紙18の白地に付着するの
を防止することができる。次に、感光体ドラム11の長
手方向において、感光体ドラム11上のトナー像が、絶
縁薄膜メッシュ23に対してずれた場合について説明す
る。
【0038】図7は本発明の第1の実施の形態における
転写部の動作を示す第2の図、図8は本発明の第1の実
施の形態における転写前のトナーの第2の分布図、図9
は本発明の第1の実施の形態における転写後のトナーの
第2の分布図である。図7に示すように、ゴム抵抗層2
2の上に絶縁薄膜メッシュ23が被覆されると、メッシ
ュ開口部23aは転写電圧が漏れる形で電位(+1.5
〔kV〕)が高くなり、絶縁部23bは0〔V〕になっ
て、矩形の転写部電位分布が形成され、感光体ドラム1
1と転写ローラ24(図1)との間に矩形電界が形成さ
れる。一方、感光体ドラム11上には、表面電位が−7
00〔V〕の部分、及び0〔V〕の部分によって静電潜
像電位分布が形成され、0〔V〕の部分にトナー16が
吸引されている。そして、感光体ドラム11の長手方向
において、感光体ドラム11上のトナー像が、絶縁薄膜
メッシュ23に対してずれると、トナー像を記録用紙1
8に転写するための電位差が形成されたメッシュ開口部
23aだけにトナー16が吸引され、絶縁部23bにお
いてはトナー16は吸引されない。
【0039】したがって、感光体ドラム11上に形成さ
れたトナー像が記録用紙18に転写されるときに、図8
に示すように感光体ドラム11に付着していたトナー1
6は、図9に示すように、記録用紙18におけるメッシ
ュ開口部23aに対応する部分だけに付着し、絶縁部2
3bに対応する部分には付着しない。この場合、トナー
16は二つの部分に分離させられるが、トナー像に乱れ
が発生することはない。その結果、画像品位を向上させ
ることができる。
【0040】なお、感光体ドラム11の円周方向におい
て、感光体ドラム11上のトナー像が、絶縁薄膜メッシ
ュ23に対してずれた場合においても、トナー16は二
つの部分に分離させられるので、トナー像に乱れが発生
することはない。次に、本発明の第2の実施の形態につ
いて説明する。図10は本発明の第2の実施の形態にお
ける絶縁層の拡大図である。
【0041】図において、53はゴム抵抗層、54は該
ゴム抵抗層53の表面に基本解像度間隔より狭い幅
(8.3〔μm〕)で斑(はん)点状に形成された絶縁
薄膜パターンとしての絶縁層である。この場合、該絶縁
層54以外の部分(34〔μm〕)においては、画像を
連続的に形成することができるので、画像品位を向上さ
せることができる。
【0042】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。
【0043】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、画像形成装置においては、像担持体と、該像担持
体の表面を一様にかつ均一に帯電させる帯電装置と、前
記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、前記像
担持体上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像
装置と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置
と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着
装置とを有する。
【0044】そして、前記転写装置の表面に絶縁部を備
えた絶縁薄膜パターンが被覆される。この場合、絶縁薄
膜パターンによって、トナー像を記録媒体に転写するた
めの電位差が十分に形成される部分と、トナー像を記録
媒体に転写するための電位差が十分に形成されない部分
とが生じるので、像担持体上に形成されたトナー像が記
録媒体に転写されるときに、トナー像の乱れが発生する
ことがなくなる。その結果、画像品位を向上させること
ができる。
【0045】また、トナーが飛散することがないので、
トナーが記録媒体の白地に付着するのを防止することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における画像形成装
置の概略図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態における転写ローラ
の正面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態における絶縁薄膜メ
ッシュの拡大斜視図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態における転写部の動
作を示す第1の図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態における転写前のト
ナーの第1の分布図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態における転写後のト
ナーの第1の分布図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態における転写部の動
作を示す第2の図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態における転写前のト
ナーの第2の分布図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態における転写後のト
ナーの第2の分布図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態における絶縁層の
拡大図である。
【符号の説明】
11 感光体ドラム 12 帯電ローラ 13 露光装置 14 現像装置 18 記録用紙 23 絶縁薄膜メッシュ 23a メッシュ開口部 23b 絶縁部 24 転写ローラ 27 定着装置 54 絶縁層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)像担持体と、(b)該像担持体の
    表面を一様にかつ均一に帯電させる帯電装置と、(c)
    前記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、
    (d)前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像
    装置と、(e)前記トナー像を記録媒体に転写する転写
    装置と、(f)前記記録媒体に転写されたトナー像を定
    着する定着装置とを有するとともに、(g)前記転写装
    置の表面に絶縁部を備えた絶縁薄膜パターンが被覆され
    ることを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁薄膜パターンは、絶縁部及びメ
    ッシュ開口部から成る絶縁薄膜メッシュである請求項1
    に記載の画像形成装置。
JP9284794A 1997-10-17 1997-10-17 画像形成装置 Withdrawn JPH11119571A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009204763A (ja) * 2008-02-27 2009-09-10 Canon Inc 画像形成装置

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