JP2000221797A - 転写装置および電子写真画像形成装置 - Google Patents

転写装置および電子写真画像形成装置

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JP2000221797A
JP2000221797A JP11020524A JP2052499A JP2000221797A JP 2000221797 A JP2000221797 A JP 2000221797A JP 11020524 A JP11020524 A JP 11020524A JP 2052499 A JP2052499 A JP 2052499A JP 2000221797 A JP2000221797 A JP 2000221797A
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Hideo Nanataki
秀夫 七瀧
Tetsuya Sano
哲也 佐野
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Canon Inc
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の感光ドラムと、中間転写ベルトとを具
備した電子写真画像形成装置において、色レジずれを低
減した高画質、高速の電子写真画像形成装置を提供す
る。 【解決手段】 中間転写ベルト1を駆動ローラ1a、分
離ローラ1b、支持ローラ1cに張設し、支持ローラ1
cには中間転写ベルト1を介して当接する速度検出ロー
ラ1dが設けられており、中間転写ベルト1の表面速度
と等速で従動回転される。速度検出ローラ1dには回転
速度検出素子19が直結されており、速度検出ローラ1
dの回転速度を測定して、信号を制御回路に伝える。こ
れを駆動ローラ1aの駆動制御に反映させることによっ
て、中間転写ベルト1の走行ムラを解消する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子写真
複写機、プリンタ、ファックスなどの電子写真画像形成
装置、および、電子写真、静電記録、磁気記録などの適
宜の画像形成プロセス手段により、帯電したトナーを用
いて記録材の面に直接もしくは間接方式で形成したトナ
ー画像を記録材面に静電的に転写する転写装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、中間転写体を用いる画像形成装置
としては、例えば図7に示すような電子写真方式をフル
カラープリンターに応用したカラー画像形成装置が知ら
れている。
【0003】像担持体である感光ドラム111は矢印方
向に回転し一次帯電器112により一様に帯電され、ス
キャナー113からのレーザー光で感光ドラム111上
に静電潜像を作成する。静電潜像は感光ドラム111の
回転により、現像器114a、114b、114c、1
14dに達し、同一極性に帯電された粉体(トナー)が
供給されて顕像化される。フルカラー画像形成装置にお
いては一般に4色の現像器114a〜114dを具備し
ていて、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クのトナーを供給する。
【0004】ここで説明するフルカラー画像形成装置は
中間転写体である中間転写ベルト101上でトナー像を
合成するので、感光ドラム111上の静電潜像は単色の
トナーに対して顕像化される。まず第1現像器114a
から第1色(イエロー)のトナーが静電潜像に応じて感
光ドラム111に付与される。この際、第2〜第4現像
器114b〜114dは作動オフしており、第1色の顕
像は第2〜第4現像器114b〜114dによって影響
を受けることなく中間転写ベルト101と感光ドラム1
11のなす1次転写ニップに到達し、中間転写ベルト1
01の背面に接している導電ローラ101cに印加され
た第1色のトナーと逆極性の電圧によって第1色のトナ
ー顕像は中間転写ベルト1上に中間転写される。尚、中
間転写ベルト101は3つのローラ101a、101
b、101cに張設されている。
【0005】第1色トナー像の転写を終えた感光ドラム
111の表面はクリーニング装置116により表面を清
掃された後、第2色(マゼンタ)の画像形成工程に入
る。第2色目の工程においては第2現像器114bのみ
が作動し、他の現像器114a、114c、114dは
作動オフしており、以下、上述した手順によって、第2
色のトナー像が中間転写ベルト101上に中間転写され
る。
【0006】以下、第3色(シアン)、第4色(ブラッ
ク)と中間転写ベルト101上に中間転写され、中間転
写ベルト101上に4色の重ね合わせカラー画像が形成
される。尚、この間、中間転写ベルト101の転写クリ
ーニング装置118は解除しており、中間転写ベルト1
の画像を乱さないようになっている。
【0007】つぎに、不図示の給紙手段から記録材Pが
1枚取り出され、2次転写ニップ域に挿通される。この
とき、導電ローラ103にはトナーと逆極性の電圧が印
加され、第1〜第4色のトナーは中間転写ベルト101
から記録材Pに転写される。
【0008】2次転写ニップ域を出た未定着カラー像を
載せた記録材Pは、定着装置117に到達し、加熱・加
圧されて永久定着像が得られる。第1色〜第4色のトナ
ー像を記録材Pに転写し終えた中間転写ベルト101の
表面は、転写クリーニング装置118が作動して清掃さ
れる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
中間転写体を用いたフルカラー画像形成装置ではつぎの
ような不具合があった。
【0010】すなわち、1個の感光体(像担持体)を用
いて画像形成する装置においては、画像形成のために中
間転写体を複数回回転させる必要があるために画像形成
に長時間を要していた。
【0011】また、1回の中間転写体の回転中にフルカ
ラーの画像形成を行なう複数の感光体を用いた画像形成
装置も考えられたが、中間転写体の表面速度が各感光体
との一次転写部において若干量異なる場合があり、その
場合色レジずれなどの問題となって画像品位を低下させ
ていた。この傾向は中間転写体としてベルトを用いた場
合に顕著で、装置レイアウトが容易なベルト状中間転写
体を用いた画像形成装置の重要な課題となっていた。
【0012】従って、本発明の主な目的は、複数の電子
写真感光体と、中間転写体としてのベルト体とを具備し
た電子写真画像形成装置において、色レジずれを低減し
た高画質、高速の電子写真画像形成装置を提供すること
である。
【0013】本発明の他の目的は、画像形成装置の転写
装置において、色レジずれを低減した転写装置を提供す
ることである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
転写装置および電子写真画像形成装置にて達成される。
要約すれば、本発明は、複数の像担持体上のトナー像を
一次転写部を介して中間転写体の移動可能な表面に一次
転写し、該一次転写されたトナー像を前記中間転写体表
面の移動により担持搬送し、二次転写部を介して記録材
上に二次転写する転写装置において、前記中間転写体は
ベルト状であって、前記中間転写体を狭持する回転体対
と、前記回転体対の少なくとも一方の回転速度を検知す
る検知手段とを具備することを特徴とする転写装置であ
る。
【0015】本発明による他の態様によれば、複数の電
子写真感光体と、該電子写真感光体上のトナー像を形成
する像形成手段と、前記複数の電子写真感光体上のトナ
ー像を一次転写部を介して中間転写体の移動可能な表面
に一次転写し、該一次転写されたトナー像を前記中間転
写体表面の移動により担持搬送し、二次転写部を介して
記録材上に二次転写する転写装置とを有する電子写真画
像形成装置において、前記中間転写体はベルト状であっ
て、前記中間転写体を狭持する回転体対と、前記回転体
対の少なくとも一方の回転速度を検知する検知手段とを
具備することを特徴とする電子写真画像形成装置が提供
される。
【0016】上記発明において、前記中間転写体の回転
速度を変化せしめる変速手段を具備し、前記回転体対の
回転速度に基づき前記中間転写体の回転速度を制御する
ことが好ましい。前記回転体対は前記中間転写体の周方
向に関して前記二次転写部より下流で、且つ、前記一次
転写部より上流の領域で前記中間転写体を狭持すること
が好ましい。前記回転体対は複数の像担持体が中間転写
体に接している部分の曲率と同じ曲率の部分で中間転写
体を狭持することが好ましい。前記回転体対の少なくと
も一方はニッケル鋼からなることが好ましい。前記回転
体対の少なくとも一方の表面を粗すことが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る転写装置およ
び電子写真画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明
する。
【0018】実施例1 本発明の第1実施例について図1〜図4により説明す
る。まず、図1により、本実施例のフルカラーの電子写
真画像形成装置について説明する。
【0019】本実施例は、電子写真感光体としてイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれの色トナーに
対応した感光ドラム(像担持体)11a、11b、11
c、11dを有しており、中間転写体としての中間転写
ベルト1は上記各感光ドラム11a〜11dにそれぞれ
の1次転写部で接触している。
【0020】中間転写ベルト1は、抵抗が、体積抵抗率
で106〜1012Ω・cmが好ましく、ウレタン系樹
脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹脂の
ものや、シリコーンゴムやヒドリンゴムなどの弾性材料
や、これらにカーボンや導電粉体を分散させ抵抗調整を
行なったものなどを用いることができる。本実施例では
ヒドリンゴムにカーボンを分散させて体積抵抗率を10
7Ω・cmのフッ素系樹脂で厚み20μmの表層を設け
て中間転写ベルト1としている。
【0021】中間転写ベルト1は図示のように中間転写
ベルト1に内包される、変速手段としてのステッピング
モータMに連結された駆動ローラ1a、分離ローラ1
b、支持ローラ1cの3本のローラに巻架されている。
【0022】回転体対として、支持ローラ1cには中間
転写ベルト1を介して当接する速度検出ローラ1dが設
けられており、中間転写ベルト1の表面速度と等速で従
動回転される。本実施例では速度検出ローラ1dとして
ステンレス製ローラを用いており、表面はRaで2μm
程度の粗さに表面処理しており、中間転写ベルト1に対
して良好な接触摩擦を得ている。本実施例では速度検出
ローラ1dとしてステンレス製を用いたが、より温度特
性を求める場合には熱膨張係数の小さいニッケル鋼など
が好ましい。
【0023】また、速度検出ローラ1dには回転速度検
出素子(エンコーダー)19が直結されており、速度検
出ローラ1dの回転速度を測定して、信号を制御回路
(不図示)に伝える。
【0024】中間転写ベルト1の張力としては材質にも
よるが伸び率が1%以内になるように設定して、中間転
写ベルト1の破断や永久歪みが発生しないようにするの
が望ましく、本実施例では150Nの荷重がかかるよう
に設定してある。
【0025】各1次転写部には中抵抗(1kV印加時の
ニップ形成での実抵抗が106〜1010Ω)弾性材を芯
金に被覆した1次転写ローラ15a、15b、15c、
15dが感光ドラム11a〜11dとともに中間転写ベ
ルト1を挟む形で配置してある。
【0026】2次転写ローラ3は中抵抗の抵抗値を有す
るEPDM発泡層で芯金を被覆したもので、分離ローラ
1bに対向する位置に中間転写ベルト1および記録材P
を挟む形で配置してある。
【0027】以下、本画像形成装置の画像形成過程とと
もに動作を説明する。
【0028】感光ドラム11aは矢印方向に回転し一次
帯電器12aにより一様に帯電され、ホストコンピュー
タから送られた画像情報信号により変調されたスキャナ
ー13aからのレーザー光で感光ドラム11a上に静電
潜像を作成する。レーザー光の強度および照明スポット
径は画像形成装置の解像度および所望の画像濃度によっ
て適正に設定されており、感光ドラム11a上の静電潜
像はレーザー光が照射された部分は明部電位VL(約−
100V)に、そうでない部分は一次帯電器12aで帯
電された暗部電位VD(約−700V)に保持されるこ
とによって形成する。静電潜像は感光ドラム11aの回
転により、現像器14aとの対向部に達し、同一極性
(本例ではマイナス極性)に帯電されたトナーが供給さ
れて顕像化される。
【0029】フルカラー画像形成においては各色に対応
した感光ドラム11a、11b、11c、11dについ
て同様にトナー像が形成され、各1次転写ニップにおい
て中間転写ベルト1上に順次1次転写されトナー像を合
成する。中間転写ベルト1と感光ドラム11a〜11d
のなす各1次転写ニップでは、中間転写ベルト1の背面
に接している1次転写ローラ15a〜15dに印加され
たトナーと逆極性の電圧(+100〜+1000V)に
よって1次転写ニップ域に形成された電界によりトナー
像は1次転写される。中間転写ベルト1が感光ドラム1
1dとの1次転写ニップを通過した段階でフルカラー画
像が中間転写ベルト1上に担持され、1次転写工程は完
了する。
【0030】一方、トナー像の1次転写を終えた感光ド
ラム11a〜11dの表面はクリーニング装置16a、
16b、16c、16dによりそれぞれ表面を清掃され
た後、つぎの画像形成に工程に備える。
【0031】つぎに、不図示の給紙手段から記録材Pが
1枚取り出され、2次転写ニップ域に挿通される。この
とき、2次転写ローラ3にはトナーと逆極性の電圧(+
1k〜+6kV)が印加され、トナー像は中間転写ベル
ト1から記録材Pに転写される。
【0032】2次転写ニップ域を出た未定着カラー像を
載せた記録材Pは、定着装置17に到達し、加熱・加圧
されて永久定着像が得られる。トナー像を記録材Pに転
写し終えた中間転写ベルト1の表面は、転写クリーニン
グ装置18にてウレタンゴムからなるクリーニングブレ
ード18aによって2次転写後の残トナーを廃トナーボ
ックス18bへと掻き落とすことにより清掃される。
【0033】本発明においては、中間転写ベルト1によ
るトナー像の担持は1次転写部から2次転写部の間に限
られるため、分離ローラ(2次転写部)1bより下流の
1次転写部までは中間転写ベルト1はトナー像を担持し
ない。従って、この間に存在する速度検知ローラ1dは
2次転写前のトナー像に触れることがなく、速度検知ロ
ーラ1dがトナーで汚れたり、中間転写ベルト1上のト
ナー像が速度検知ローラ1dで乱されたりすることがな
い。
【0034】上記理由により、速度検知ローラ1dを常
時中間転写ベルト1表面に当接させておくことが可能で
あって、中間転写ベルト1の走行速度の連続検出ができ
る。
【0035】図2において、中間転写ベルト1の平面部
での走行速度Vpは駆動ローラ1aの回転速度ωと直径
d、および中間転写ベルト1の厚みt1で決定される。
この中間転写ベルト1の厚みt1に関しては、ベルトを
構成する材質や構造によって有効厚みが変わってくる。
例えば弾性体の中間転写ベルトであれば、駆動ローラ1
aに巻架されている部分では、内側は縮み、外側は伸び
るため実際の中間転写ベルトの平面部での走行速度Vp
としては見かけ上約半分の厚みt1‘が有効に働く。つ
まり、0.5mmの厚さの弾性中間転写ベルトであれ
ば、平面部では約0.25mmの厚み分の走行速度にな
る。
【0036】また図3において、中間転写ベルト1を多
層構造とし、ヤング率の高い(伸びにくい)材料を層中
に設ける場合には中間転写ベルト1の走行速度Vpは、
ヤング率の高い材料の厚みt2および位置xが支配す
る。例えばベルト層厚t1=0.5mmでヒドリンゴム
層の中央にt2=0.1mmのナイロン樹脂を芯体とし
て用いた中間転写ベルトと裏側表面に同じ樹脂を設けた
中間転写ベルトとでは、直径d=30mmの駆動ローラ
1を用いた場合に中間転写ベルト1の平面部での走行速
度は1.3%程度異なることになる。
【0037】上記の事実は、中間転写ベルトの構造によ
って走行精度が大きく左右されることを意味している。
すなわち、中間転写ベルトの厚みムラ、ヤング率ムラ、
多層構造にした場合の位置精度などは中間転写ベルトの
走行ムラとなって現れると考えられる。本実施例の場
合、中間転写ベルト1の平面走行部において複数の感光
ドラム11a〜11dを配してトナー像を重ねるため、
上記中間転写ベルト1の走行速度ムラは色レジずれとな
って画像不良となる場合がある。
【0038】一方、このような中間転写ベルト1の走行
ムラはベルト周期の再現性があることが検討によって明
らかになった。本実施例では、上記速度検出ローラ1d
によって中間転写ベルト1の実走行速度を検出し、これ
を駆動ローラ1aの駆動制御に反映させることによっ
て、中間転写ベルト1の走行ムラを解消することができ
る。
【0039】実際の制御に関しては、例えば以下のよう
な手段がある。
【0040】図4中の太線(a)は従来の場合における
中間転写ベルト1の走行速度を測定した結果である。
【0041】回転速度検出素子19は中間転写ベルト1
の周期を単位としてこれらのパルス間隔変動を記憶す
る。ここでは中間転写ベルト1の周期で繰り返される走
行ムラおよびその他の走行ムラが検出されており、制御
回路はこの信号を繰り返し受け取り加算することにより
中間転写ベルト1で繰り返される速度ムラだけを検出す
ることができる。本発明では上記回転検出を行なうこと
が可能であるため、中間転写ベルトの経時変化や温度変
化などによる緩やかな変化にも追従することができる。
【0042】つぎに制御回路は蓄えられた中間転写ベル
ト周期で再現されるパルス間隔変動に合わせて中間転写
ベルトを駆動している変速手段としてのステッピングモ
ータMのドライブパルスの間隔を変化させることによ
り、中間転写ベルト1の回転駆動を行なう。図4中の細
線はこのような出力パルス間隔の変動を基に中間転写ベ
ルト1を回転制御したもので中間転写ベルト1の走行ム
ラがほとんど解消されていることがわかる。
【0043】このような制御により、中間転写ベルト1
の走行速度はいずれの1次転写部においても同速度とな
り、色レジずれを大幅に改善することができる。
【0044】実施例2 つぎに、本発明の第2実施例について図5により説明す
る。図中前出の部材と同一部材には同一符号を付す。
【0045】本実施例においては、図5に示すように、
中間転写ベルト1の走行速度を検出する回転体対1d、
1eを支持ローラ1cの上流における中間転写ベルト1
の平面走行部に配してある。従って中間転写ベルト1の
歪みがないところで速度検出が可能であるため、より高
い精度で中間転写ベルト1の速度を制御することが可能
となる。
【0046】図5には回転速度検出素子19に直結され
た速度検出ローラ1dが中間転写ベルト1に外接する例
を示したが、本実施例では中間転写ベルト1の表裏が同
じ表面速度を持つため速度検出ローラ1dを内側に配置
することも可能である。
【0047】実施例3 つぎに、本発明の第3実施例について図6を用いて説明
する。
【0048】本実施例では、ステッピングモータMが連
結された駆動ローラ1aを中間転写ベルト1の平面走行
部に配して、この駆動ローラ1aに対して中間転写ベル
ト1を挟んで対向する位置に速度検出ローラ1dを設け
てある。第1、第2実施例における駆動ローラ1aの位
置には支持ローラ1eが配置されている。
【0049】駆動ローラ1aは表面にJIS−Aで80
度の硬度の弾性材を被覆させてあり、中間転写ベルト1
と良好な摩擦を得られる。一方、速度検出ローラ1dは
ニッケル鋼製のローラであって表面はRaで2μm程度
に粗し処理を施してある。これらの回転体対1a、1d
は200Nの加圧力で中間転写ベルト1を挟んで駆動す
る。本実施例では、中間転写ベルト1の張力は駆動に影
響を与えないために比較的小さい張力で中間転写ベルト
1の駆動を行なうことができて、応力緩和などが発生し
にくいという利点がある。
【0050】また、駆動ローラ1aの対向位置に速度検
出ローラ1dを配置しており、駆動ローラ1a、中間転
写ベルト1、速度検出ローラ1dの3体が近接していて
中間転写ベルト1の局部的な伸び縮みや振動などの影響
を受けずに速度検出を行なうことが可能であり、中間転
写ベルト1の走行を高精度に制御することが可能とな
る。
【0051】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の転写装置および電子写真画像形成装置によれば、中間
転写体はベルト状であって、前記中間転写体を狭持する
回転体対と、前記回転体対の少なくとも一方の回転速度
を検知する検知手段とを具備することにより、色レジず
れを低減した高画質、および高速を達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる第1実施例の画像形成装置を示
す概略構成図である。
【図2】中間転写ベルトに弾性体を利用した場合を示す
説明図である。
【図3】中間転写ベルトを多層構造とした場合を示す説
明図である。
【図4】従来例と第1実施例における中間転写ベルトの
走行速度の測定結果を示すグラフである。
【図5】第2実施例における画像形成装置を示す概略構
成図である。
【図6】第3実施例における画像形成装置を示す概略構
成図である。
【図7】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図で
ある。
【符号の説明】
1 中間転写ベルト(中間転写体) 1a 駆動ローラ(回転体) 1c 支持ローラ(回転体) 1d 速度検出ローラ(回転体) 1e 回転体 11a、11b、11c、11d 感光ドラム(像担持
体・電子写真感光体) 19 回転速度検出素子 M ステッピングモータ(変速手段)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の像担持体上のトナー像を一次転写
    部を介して中間転写体の移動可能な表面に一次転写し、
    該一次転写されたトナー像を前記中間転写体表面の移動
    により担持搬送し、二次転写部を介して記録材上に二次
    転写する転写装置において、 前記中間転写体はベルト状であって、前記中間転写体を
    狭持する回転体対と、前記回転体対の少なくとも一方の
    回転速度を検知する検知手段とを具備することを特徴と
    する転写装置。
  2. 【請求項2】 前記中間転写体の回転速度を変化せしめ
    る変速手段を具備し、前記回転体対の回転速度に基づき
    前記中間転写体の回転速度を制御することを特徴とする
    請求項1の転写装置。
  3. 【請求項3】 前記回転体対は前記中間転写体の周方向
    に関して前記二次転写部より下流で、且つ、前記一次転
    写部より上流の領域で前記中間転写体を狭持する請求項
    1または2の転写装置。
  4. 【請求項4】 前記回転体対は前記複数の像担持体が前
    記中間転写体に接している部分の曲率と同じ曲率の部分
    で前記中間転写体を狭持することを特徴とする請求項
    1、2、または3の転写装置。
  5. 【請求項5】 前記回転体対の少なくとも一方はニッケ
    ル鋼からなることを特徴とする請求項1から4のいずれ
    かの転写装置。
  6. 【請求項6】 前記回転体対の少なくとも一方の表面を
    粗したことを特徴とする請求項1から5のいずれかの転
    写装置。
  7. 【請求項7】 複数の電子写真感光体と、該電子写真感
    光体上のトナー像を形成する像形成手段と、前記複数の
    電子写真感光体上のトナー像を一次転写部を介して中間
    転写体の移動可能な表面に一次転写し、該一次転写され
    たトナー像を前記中間転写体表面の移動により担持搬送
    し、二次転写部を介して記録材上に二次転写する転写装
    置とを有する電子写真画像形成装置において、 前記中間転写体はベルト状であって、前記中間転写体を
    狭持する回転体対と、前記回転体対の少なくとも一方の
    回転速度を検知する検知手段とを具備することを特徴と
    する電子写真画像形成装置。
  8. 【請求項8】 前記中間転写体の回転速度を変化せしめ
    る変速手段を具備し、前記回転体対の回転速度に基づき
    前記中間転写体の回転速度を制御することを特徴とする
    請求項7の電子写真画像形成装置。
  9. 【請求項9】 前記回転体対は前記中間転写体の周方向
    に関して前記二次転写部より下流で、且つ、前記一次転
    写部より上流の領域で前記中間転写体を狭持する請求項
    7または8の電子写真画像形成装置。
  10. 【請求項10】 前記回転体対は前記複数の電子写真感
    光体が前記中間転写体に接している部分の曲率と同じ曲
    率の部分で前記中間転写体を狭持することを特徴とする
    請求項7、8、または9の電子写真画像形成装置。
  11. 【請求項11】 前記回転体対の少なくとも一方はニッ
    ケル鋼からなることを特徴とする請求項7から10のい
    ずれかの電子写真画像形成装置。
  12. 【請求項12】 前記回転体対の少なくとも一方の表面
    を粗したことを特徴とする請求項7から11のいずれか
    の電子写真画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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