JP2005062468A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 タンデム型の画像形成装置において、簡単な構成で色ずれを確実に防止する。
【解決手段】 吸着ローラ11bの周速をレジストローラ対13aによるシート搬送速度よりも速く設定するとともに、レジストローラ対によるシート搬送速度を転写ベルト体8の移動速度よりも速く設定して、カラーモードの際、吸着ローラに印加するバイアス電圧を制御して、シートの転写ベルト体への吸着を停止する。
【選択図】 図3
【解決手段】 吸着ローラ11bの周速をレジストローラ対13aによるシート搬送速度よりも速く設定するとともに、レジストローラ対によるシート搬送速度を転写ベルト体8の移動速度よりも速く設定して、カラーモードの際、吸着ローラに印加するバイアス電圧を制御して、シートの転写ベルト体への吸着を停止する。
【選択図】 図3
Description
本発明は、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、タンデム型のカラー画像形成装置に関するものである。
一般に、電子写真プロセスを用いたフルカラー画像形成装置として、転写ベルトの搬送方向に沿って複数の画像形成ユニットを配置した所謂タンデム型のカラー画像形成装置が知られている。この種のカラー画像形成装置においては、転写ベルト上に記録用紙等のシートを吸着させるための吸着ローラを、レジストローラよりもシート搬送方向下流側に備えており、吸着ローラにバイアス電圧を印加して、レジストローラから供給されたシートを転写ベルトに静電吸着させて、転写ベルトによってシートを搬送している。
ところで、レジストローラの上流側に配置され給紙カセット等の給紙部からシートを搬送する給紙ローラ等の負荷変動に起因するシート搬送速度の変化を相殺するため(小さくするため)、一般に、レジストローラの搬送力は大きく設定されている。このため、レジストローラの周速が転写ベルトの回転速度よりも遅いと、転写ベルトに静電吸着されたシートがレジストローラによって上流側に引っ張られることになる。
このような状況となって、最上流側に位置する画像形成ユニットでシートに画像が形成されてシートが下流側に搬送されると、レジストローラからシートの後端が解放された時点でシートがレジストローラによって引っ張られなくなる関係上、実質的にシートの搬送速度が上がり、下流側に位置する画像形成ユニットでシートに転写される画像の位置がずれて、所謂色ずれが生じてしまう。
このような不具合を防止するため、レジストローラの周速は転写ベルトの回転速度と等速以上に設定されている(一般には、経年変化及び環境変化を考慮して、レジストローラの周速は転写ベルトの回転速度よりも0.5%〜数パーセント高めに設定される)。
ところで、レジストローラの周速が転写ベルトの回転速度よりも高いと、シートがレジストローラと転写ベルト上流端(吸着ローラ)との間で撓むことになる。ところが、近年、画像形成装置の小型化によって、レジストローラと吸着ローラとの間のスペースが大きくとれず(つまり、十分なシート撓みスペースを確保することができず)、撓みスペースが十分に確保できないと、レジストローラの搬送力によって、シートが吸着ローラ側に押し込まれることになり、これによって、転写ベルトの速度が上昇してしまう。
一方、シートの後端がレジストローラを抜けると、レジストローラによる搬送力がなくなる結果、転写ベルトの回転速度は低下することになって、前述したように、最上流側に位置する画像形成ユニットによる画像転写と下流側に位置する画像形成ユニットによる画像転写とで位置ズレが生じ、色ずれが発生してしまう。
このような色ずれを防止するため、ガイド部材によってシートをカイドするとともに、シートをガイド部材に押し付けて、シートを転写ベルト側に向わせるようにして、シートの先端が転写ベルトに到達した後、転写ベルトとレジストローラとの速度差によって、シートをガイド部材に押圧する押圧部をシートによって押圧して、シートをガイド部材に押し付ける位置から退避させて、シートの撓みを吸収するようにしている(特許文献1参照)。
さらに、アライニング機構部から転写ベルトへ供給されるシートの搬送速度Vaを検出するとともに、転写ベルト上のシートの搬送速度Vbを検出し、これら検出されたシートの搬送速度を比較して、搬送速度Vaが搬送速度Vbより所定の正の比率α%だけ速くなる状態であるVa=Vb×(1+α)式を満足するように速度関係に調整制御するようにして、シートの撓みスペースにおけるタワミ可能量に合った適正な相対速度範囲に収め、色ずれを防止するようにしたものがある(特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1に記載された画像形成装置においては、ガイド部材を押圧する押圧部をシートの撓みによって押圧して、シートを、ガイド部材を押し付ける位置から退避させて、シートの撓みを吸収しているため、レジストローラと吸着ローラとの距離が短いと、つまり、小型の画像形成装置においては、シートを撓ませるための十分な撓みスペースが得られず、色ずれを防止することが難しいという課題がある。
さらに、特許文献2に記載された画像形成装置においては、少なくとも、アライニング機構部から転写ベルトへ供給されるシートの搬送速度Vaを検出するためのセンサ、転写ベルト上のシートの搬送速度Vbを検出するためのセンサ、及びこれら検出されたシートの搬送速度を比較して、搬送速度Vaが搬送速度Vbより所定の正の比率α%だけ速くなる状態であるVa=Vb×(1+α)式を満足するように速度関係に調整制御するための制御部が必要となって、画像形成装置自体の構成が複雑となってしまうばかりでなく、前述のように給紙ローラ等の負荷変動が大きくなると、調整制御が複雑になってしまうという課題がある。
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、簡単な構成で色ずれを確実に防止することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、所定の方向にシートを搬送する転写ベルト体と、該転写ベルト体の移動方向に沿って配置され各色毎にトナー像を形成する複数の画像形成ユニットと、前記転写ベルト体の移動方向上流端側から前記転写ベルト体に前記シートを搬送するシート搬送部と、前記転写ベルト体の最上流側に位置する画像形成ユニットよりもさらに上流側に位置づけられて前記転写ベルト体とともに前記シートを挟持して前記シートを前記転写ベルト体に吸着させるための吸着ローラと、前記各色毎のトナー像を前記シートに転写する転写部とを有する画像形成装置において、前記吸着ローラの周速は前記シート搬送部によるシート搬送速度よりも速く、該シート搬送速度は前記転写ベルト体の移動速度よりも速く設定されており、前記複数のトナー像を順次前記シートに転写する第1のモードの際、前記吸着ローラに印加する吸着バイアス電圧を調整して、前記吸着ローラによる前記シートの前記転写ベルト体への吸着を停止する吸着制御手段を有することを特徴とする。
さらに、本発明では、前記吸着制御手段は、前記複数のトナー像の内一つのみを前記シートに転写する第2のモードの際、前記吸着ローラに印加する吸着バイアス電圧を調整して、前記吸着ローラによる前記シートの前記転写ベルト体への吸着を行うようにしたことを特徴としている。
例えば、前記複数の画像形成ユニットとして、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラック用画像形成ユニットが前記転写ベルト体に沿って配置されており、前記ブラック用画像形成ユニットが前記転写ベルト体の移動方向最下流端に配置され、前記第2のモードにおける前記複数のトナー像の内の一つはブラックトナー像である。
さらに、本発明では、前記画像形成ユニットの各々はトナー像が担持される像担持体を備え、前記第2のモードでは前記複数のトナー像の内一つが担持された像担持体を除く像担持体を前記転写ベルト体から離間させることが望ましい。
以上のように、本発明の画像形成装置は、吸着ローラの周速をシート搬送部によるシート搬送速度よりも速くするとともに、シート搬送部によるシート搬送速度を転写ベルト体の移動速度よりも速く設定して、第1のモードの際、吸着ローラによるシートの転写ベルト体への吸着を停止するようにしたので、シート搬送部の搬送力による影響が軽減でき、転写ベルト体に速度変動が生じることがなく、色ずれを良好に防止することができるという効果がある。
さらに、本発明では、第2のモードの際、吸着ローラによるシートの転写ベルト体への吸着を行うようにしたので、たとえ、当該画像形成ユニットが最下流側にある際においても、シートを確実に搬送できるという効果がある。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図1は画像形成装置として用いられるタンデム型カラープリンター1の一例を概略的に示す断面図であり、図示のプリンター1においては、外部コンピュータ(図示せず)から送られる原稿画像データの色情報に応じてフルカラー画像出力とモノクロ画像出力とのいずれかを選択する。例えば、画像出力速度は、フルカラー及びモノクロの場合ともにA4サイズで20枚/分とされている。
プリンター1のハウジング(筐体)2内にはシート(用紙)を搬送するための用紙搬送ベルト(転写ベルト)8が配置され、用紙搬送ベルト8は駆動ローラ10、従動ローラ11、補助ローラ11aに張架されて、駆動ローラ10の駆動によって実線矢印で示す方向に回転駆動される。用紙搬送ベルト8の一端側(図中右端側、以下用紙受入側と呼ぶ)には、用紙搬送路13の出口側が位置づけられ、この出口側にはレジストローラ対13aが配置され、レジストローラ対13aの下流側に用紙受入側が位置している。
用紙搬送路13には用紙搬送ローラ対13bが配置され、用紙搬送路13の上流端には給紙装置12が配置されている。一方、用紙搬送ベルト8の他端側(図中左端側、以下用紙排出側と呼ぶ)には定着装置50が配置され、定着装置50の出口側は用紙搬送路15に連続し、この用紙搬送路15は、ハウジング2の上面に設けられた排出部16に繋がっている。
用紙搬送ベルト8に沿って、用紙搬送ベルト8の搬送方向上流側から順次4つの画像形成ユニット30M、30C、30Y、及び30Bが配置され、図示の例では、上流側から順に、マゼンタ用画像形成ユニット30M、シアン用画像形成ユニット30C、イエロー用画像形成ユニット30Y、及びブラック用画像形成ユニット30Bが用紙搬送ベルト8に沿って配列されている。
ここで、画像形成ユニット30Mに注目すると、図2に示すように、画像形成ユニット30Mは、例えば、アモルファスシリコンを感光体とする感光体ドラム4Mを備えており、感光体ドラム4Mの周囲には主帯電器5M、LEDプリントヘッドユニット6M、現像装置3M、及びクリーニング装置20Mが配置されている。現像装置3Mには、マゼンタ色のトナーとフェライトキャリアを、例えば、5:95の重量比で混合した現像剤が収容され、トナーはコールターカウンタによるメジアン径(体積基準)が9μm、フェライトキャリアは平均粒径が70μmとなっている。そして、現像装置3Mには固定磁石(図示せず)を内蔵した現像スリーブ3Maが配設されている。
感光体ドラム4Mと現像スリーブ3Maとは、例えば、0.5mmの隙間を隔てて対向し、図2に示すように、感光体ドラム4M及び現像スリーブ3Maは実線矢印で示す向きに回転する。図示の例では、感光体ドラム4Mの周速度は100mm/sec、現像スリーブ3Maの周速度は200mm/secであり、現像スリーブ3Maの表面には現像剤によって磁気ブラシ(図示せず)が形成される。また、トナーはキャリアとの摩擦により正に帯電することになる。現像スリーブ3Maに対して穂切板(図示せず)が配置され、穂切板と現像スリーブ3Maとの隙間は、例えば、0.5mmである。そして、現像スリーブ3Maには+300Vの現像バイアス電圧が印加される。
クリーニング装置20Mは感光体ドラム4Mに接触するゴム製のクリーニングローラ21M、用紙に転写されなかったトナーを感光体ドラム4Mから掻き落とすクリーニングブレード22M、及びトナーを回収容器(図示せず)に排出する排出スパイラル23Mを有している。
画像形成を行う際には、感光体ドラム4Mの表面は主帯電器5Mによって一様に+400Vに帯電され、外部コンピュータから原稿画像データが入力されると、LEDプリントヘッド6Mが原稿画像データに対応するLED光を感光体ドラム4Mの表面に照射する。これによって、感光体ドラム4Mの表面は、LED光の照射された露光部分の電圧が+25Vにまで減衰して、非露光部分と露光部分とによって感光体ドラム4M上に静電潜像が形成される。そして、現像スリーブ3Maに印加された+300Vの現像バイアス電圧によって、現像剤中の正帯電トナーが感光体ドラム4M上の露光部に付着し、静電潜像が現像されて感光体ドラム4M上にトナー像が形成される。
同様にして、画像形成ユニット30C、30Y、及び30Bもそれぞれ感光体ドラム4C,4Y,4B、LEDプリントヘッドユニット6C,6Y,6B、現像装置3C,3Y,3B、及びクリーニング装置20C,20Y,20Bを有している。感光体ドラム4M,4C,4Y,及び4Bは用紙搬送ベルト8を挟んで転写ローラ9M,9C,9Y,及び9Bと対向しており、これら転写ローラ9M〜9Bは用紙搬送ベルト8を支持するとともに、感光体ドラム4M〜4Bに用紙搬送ベルト8を当接させる役割を担っており、後述するように、用紙搬送ベルト8上の用紙に感光体ドラム4M〜4B上のトナー像が転写される。なお、これら転写ローラ9M〜9Bには−1.5kVの電圧が印加されている。
現像によって、現像装置3M,3C,3Y,及び3Bの中の現像剤が消費されると、それぞれトナー供給容器7M、7C、7Y、及び7Bからトナーが現像装置3M,3C,3Y,及び3B中に搬送されてトナーの補給が行われ、現像装置3M,3C,3Y,及び3B内には常に適量の現像剤が収容されることになる。なお、図1においては、現像装置3M,3C,3Y,及び3Bとクリーニング装置20M,20C,20Y,及び20Bは簡略化して示されている。
カラーモードで画像形成を行う場合には、給紙装置12から用紙搬送路13を介して供給された用紙が用紙搬送ベルト8上に吸着されて搬送され、ここでは、図1に示すように、感光体ドラム4M〜4Bは実線矢印で示す方向に回転する。用紙搬送ベルト8の移動速度は、例えば、感光体ドラム4の周速度と同一である(例えば、100mm/secである)。
用紙搬送ベルト8上の用紙が感光体ドラム4Mの下を通過する際、転写ローラ9Mに印加された−1.5KVの電圧によって、感光体ドラム4Mに付着したトナー像が用紙に引きつけられて、トナー像が用紙に転写される。このようにして、画像形成ユニット30Mでマゼンタトナー像が用紙に転写された後、順次画像形成ユニット30C、30Y、及び30Bでシアン、イエロー、及びブラックの各色のトナー像が用紙に転写されて、各色トナー像が重ね合わされ、カラー画像が用紙に転写されることになる。その後、用紙は定着装置50に搬送されて、ここでカラー画像が定着されて、用紙搬送路15を経て排出部16に排出される。
一方、モノクロモードで画像形成を行う際には、転写ローラ9M,9C,及び9Yが退避して、画像形成ユニット30Bによって、前述したようにしてブラックトナー像が用紙に転写された後、定着装置50を介して排紙されることになる。
ところで、図1に示すように、用紙搬送ベルト8の用紙受入側には、吸着ローラ11bが配設され、この吸着ローラ11bは用紙搬送ベルト8を挟んで従動ローラ11に対向接触しており、吸着ローラ11bにバイアス電圧を印加して、用紙が用紙搬送ベルト8に静電吸着されて、搬送されることになるが、前述したように、レジストローラ対13aの周速は用紙搬送ベルトの回転速度(搬送速度)よりも高く設定されている関係上、レジストローラ対13aと吸着ローラ11bとの間のスペースが大きくとれないと、色ずれが発生してしまうことになる。通常、小型のカラープリンターにおいては、レジストローラ対13aと吸着ローラ11bとの距離は、おおよそ30mm程度であり、十分な用紙撓みスペースを確保することができず、カラーモードで画像形成を行った際には、色ずれが生じることがある。
このため、ここでは、次のようにして、レジストローラ対(シート搬送部)13aの周速、吸着ローラ11bの周速、及び用紙搬送ベルト(転写ベルト体)8の搬送速度を制御した。図3を参照して、図3は図1を簡略化して示しているが、図3において、図1で省略されていたバイアス電圧印加が示されるとともに、速度検知ローラ8a、カラーレジストセンサ8b、分離ガイド8c、及びレジストスイッチ(SW)13cが示されている。
速度検知ローラ8aは用紙搬送ベルト8の回転に応じて回転し、速度検知ローラ8aの回転速度に応じて制御装置(図示せず)は用紙搬送ベルト8の回転速度(搬送速度)を知る。一方、カラーレジストセンサ8bによってカラーレジスト位置が検知されて、制御装置はカラーレジスト位置に応じて駆動ローラ10の駆動を制御して、用紙搬送ベルト8の搬送速度を制御する。レジストSW13cは用紙がレジストローラ対13aの位置に達した際オンし、制御装置では、レジストSW13cのオンによってレジストローラ対13aの駆動タイミングを制御することになる。なお、分離ガイド8cは搬送用紙排出側に排紙されており、用紙搬送ベルト8で搬送された用紙を用紙搬送ベルト8から分離して定着装置50側にガイドする。
ここで、図4も参照して、図4は図3に示す用紙搬送ベルトの上流側を示す図であり、図4においては、図3で省略されていた進入ガイド13dが示されている(この進入ガイド13dは用紙を吸着ローラ11b側に案内するために用いられる)。図4に示すように、吸着ローラ11bは吸着ローラ駆動ギア列111を介して従動ローラ11に連結されており、従動ローラ11を駆動源として回転駆動されており、吸着ローラ11bの周速はレジストローラ対13aの周速よりも速く設定されている。つまり、吸着ローラ11bの周速はレジストローラ対13aから供給される用紙の速度よりも速く設定されている。
一方、レジストローラ対13aの周速は用紙搬送ベルト8の回転速度(搬送速度)よりも速く設定されており、吸着ローラ11bの周速をAmm/sec,レジストローラ対13aの周速をBmm/sec,そして、用紙搬送ベルト8の搬送速度をCmm/secとすると、A>B>Cの関係に設定されている。例えば、用紙搬送ベルト8の搬送速度Cを基準とすると、AはCの1.02〜1.03倍程度、BはCの1.005倍程度とされる。
いま、カラーモード(第1のモード)で動作している際には、制御装置(吸着制御手段)は、吸着ローラ11bへのバイアス電圧印加をオフする。この結果、用紙受入側では用紙は用紙搬送ベルト8に静電吸着されることなく、用紙搬送ベルト8上を搬送されることになる。用紙が感光体ドラム4Mと転写ローラ9Mとの転写位置(第1転写位置)に達すると、転写バイアスの印加によって用紙は用紙搬送ベルト8に吸着されることになる。
前述のように、吸着ローラ11bの周速Aは最も速いから、用紙は吸着ローラ11bによって用紙搬送ベルト8よりも移動速度が速く、この結果、吸着ローラ11bと第1転写位置との間で用紙の撓みが生じることになる(撓みの状態を図4に破線で示す)。吸着ローラ11bと第1転写位置との距離は、吸着ローラ11bとレジストローラ対13aとの距離に比べて長く、このため、吸着ローラ11bと第1転写位置との間で用紙の撓みを生じさせるようにすれば、レジストローラ対13aの搬送力による影響が軽減でき、用紙搬送ベルト8に速度変動が生じることがなく、色ずれを良好に防止することができる。
一方、モノクロモード(第2のモード)においては、前述のように、転写ローラ9M,9C,及び9Yを退避させて、図3に一点鎖線で示すように、用紙搬送ベルト8の位置を下側に下げる。これによって、感光体ドラム(像担持体)4M,4C,及び4Yから用紙搬送ベルト8を離間させる。さらに、画像形成ユニット30M,30C,及び30Y(図1)においては、感光体ドラム4M,4C,及び4Yと現像装置3M,3C,及び3Y等の駆動が停止される。そして、モノクロモードの際には、制御装置では吸着ローラ11bにバイアス電圧を印加して用紙を用紙搬送ベルト8に静電吸着して搬送する。これによって、画像形成ユニット30M,30C,及び30Yが停止しても、確実に画像形成ユニット30Bまで、用紙を搬送できることになる。
なお、上述の実施例1では、用紙搬送ベルト8に沿って上流側から画像形成ユニット30M,30C,30Y,30Mの順に画像形成ユニットが配列された例については説明したが、画像形成ユニットの配列順は図1に示した順に限定されることはなく、どのような配列順序でも良い。
さらに、カラーモードでは吸着ローラ11bに印加するバイアス電圧をオフするようにしたが、必ずしもオフする必要はなく、用紙搬送ベルト8への静電吸着が起こらない程度にバイアス電圧を下げるようにしてもよい。
加えて、カラーモードの際、感光体ドラム4M〜4Bの周速を用紙搬送ベルト8の搬送速度よりも若干遅くすると、さらに良好にカラー画像形成を行うことができることが分かった。例えば、感光体ドラム4M〜4Bの周速をDmm/secとすると、DはC(用紙搬送ベルト8の搬送速度)の0.995〜0.999倍程度とされる。
カラーモード又はモノクロモードにおいて、吸着ローラに印加する吸着バイアス電圧を制御して、選択的にシートを転写ベルト体に吸着するようにした結果、カラーモード及びモノクロモードにおける画像形成が良好になり、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等に適用できる。
1 タンデム型カラープリンター
2 ハウジング
8 用紙搬送ベルト(転写ベルト体)
9M,9C,9Y,9B 転写ローラ(転写部)
11b 吸着ローラ
13a レジストローラ対(シート搬送部)
12 給紙装置
13、15 用紙搬送路
16 排出部
30M,30C,30Y,30B 画像形成ユニット
4M,4C,4Y,4B 感光体ドラム
50 定着装置
2 ハウジング
8 用紙搬送ベルト(転写ベルト体)
9M,9C,9Y,9B 転写ローラ(転写部)
11b 吸着ローラ
13a レジストローラ対(シート搬送部)
12 給紙装置
13、15 用紙搬送路
16 排出部
30M,30C,30Y,30B 画像形成ユニット
4M,4C,4Y,4B 感光体ドラム
50 定着装置
Claims (4)
- 所定の方向にシートを搬送する転写ベルト体と、該転写ベルト体の移動方向に沿って配置され各色毎にトナー像を形成する複数の画像形成ユニットと、前記転写ベルト体の移動方向上流端側から前記転写ベルト体に前記シートを搬送するシート搬送部と、前記転写ベルト体の最上流側に位置する画像形成ユニットよりもさらに上流側に位置づけられて、前記転写ベルト体とともに前記シートを挟持して前記シートを前記転写ベルト体に吸着させるための吸着ローラと、前記各色毎のトナー像を前記シートに転写する転写部とを有する画像形成装置において、
前記吸着ローラの周速は前記シート搬送部によるシート搬送速度よりも速く、該シート搬送速度は前記転写ベルト体の移動速度よりも速く設定されており、
前記複数のトナー像を順次前記シートに転写する第1のモードの際、前記吸着ローラに印加する吸着バイアス電圧を調整して、前記吸着ローラによる前記シートの前記転写ベルト体への吸着を停止する吸着制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記吸着制御手段は、前記複数のトナー像の内一つのみを前記シートに転写する第2のモードの際、前記吸着ローラに印加する吸着バイアス電圧を調整して、前記吸着ローラによる前記シートの前記転写ベルト体への吸着を行うようにしたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記複数の画像形成ユニットとして、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラック用画像形成ユニットが前記転写ベルト体に沿って配置されており、
前記ブラック用画像形成ユニットが前記転写ベルト体の移動方向最下流端に配置され、前記第2のモードにおける前記複数のトナー像の内の一つはブラックトナー像であることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 - 前記画像形成ユニットの各々はトナー像が担持される像担持体を備え、前記第2のモードでは、前記複数のトナー像の内一つが担持された像担持体を除く像担持体を前記転写ベルト体から離間させるようにしたことを特徴とする請求項2又は3記載の画像形成装置。
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US7647015B2 (en) | 2007-03-30 | 2010-01-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Color image forming apparatus and color image forming method |
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US7647015B2 (en) | 2007-03-30 | 2010-01-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Color image forming apparatus and color image forming method |
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