JP2005165205A - 画像形成装置 - Google Patents

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野村雄二郎
Takeshi Ikuma
井熊健
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Abstract

【課題】異なる色の複数の像担持体から中間転写ベルトにそれぞれ転写されるトナー像に対して、色ずれによる影響を低減しつつ、より一層コンパクトに形成する。
【解決手段】像担持体駆動プーリ50が各像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKと略直線上で、中間転写ベルト16のベルト部分16aおよび像担持体駆動ベルト53のベルト部分53dの移動方向に関して中間転写ベルト16の駆動ローラ14と同じ側に設けられる。また、像担持体駆動プーリ50に最も近い位置の像担持体20のブラックを基準色としたレジスト制御による色ずれ補正が行われる。そして、像担持体支持部材のハウジング本体に対する位置決めピンがこの基準色の像担持体の軸で構成される。これにより、両ベルト16,53の各伸びが生じても、この伸びに起因する色ずれによる影響を低減できる。
【選択図】 図9

Description

本発明は、電子写真、ファクシミリ等の画像形成装置の技術分野に関し、特に、直線上に配置された複数の像担持体を1本の無端状の像担持体駆動ベルトで駆動するタンデム型の画像形成装置であって、各像担持体のトナー像が転写される中間転写ベルトを備えている画像形成装置の技術分野に関する。
従来、画像形成装置として、異なる色の複数の像担持体が直線上に配置されたタンデム型の画像形成装置が知られている。このようなタンデム型の画像形成装置においては、各像担持体毎に速度の変動があっても、これらの像担持体によって形成される画像毎の色あわせをより正確に行うことが重要である。そこで、各像担持体の位相を調整して色ずれを抑制することにより、画像毎の色あわせをより正確に行うことが可能であるが、その場合、ギヤ輪列により各像担持体を回転駆動するとともにそれらの位相を調整するようにした場合、ギヤの数が多くなって大きなスペースが必要となる。
このため、異なる色の複数の像担持体を1本の無端状の像担持体駆動ベルトで駆動するとともに、各像担持体の位相を調整して色ずれを抑制しつつ、コンパクトに形成した画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
この特許文献1に開示されている画像形成装置は、駆動モータ出力軸上の駆動プーリ、イエロー(Y)の像担持体プーリ、マゼンタ(M)の像担持体プーリ、シアン(C)の像担持体プーリに1本の無端状の像担持体駆動ベルトであるタイミングベルトを巻装して、駆動モータの駆動力をこのタイミングベルトにより各像担持体プーリに伝達させるとともに、各像担持体プーリとタイミングベルトの噛み合い位置を調整することにより、各像担持体での画像の位置ずれ量の位相を合わせて、色ずれの発生を防止している。
また、複数の像担持体を1本の無端状の像担持体駆動ベルトで駆動するとともに、各像担持体の挙動を均一に保って濃度むらや色ずれを抑制しつつ、コンパクトに形成した画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。
この特許文献2に開示されている画像形成装置は、駆動モータの動力が伝達される駆動プーリ、ブラック(K)の像担持体プーリ、イエロー(Y)の像担持体プーリ、マゼンタ(M)の像担持体プーリ、シアン(C)の像担持体プーリに1本の無端状の像担持体駆動ベルトであるタイミングベルトを巻き掛けるとともに、複数のベルトテンション緊張手段でタイミングベルトにテンションを付与することにより、構成が簡単であって、しかも、複数の像担持体の回転挙動を均一に保ち、濃度むらや色ずれの少ない高品位な画像を得るようにしている。
一方、像担持体支持部材に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)の像担持体を予め設定した基準位置に相互に位置決めしかつ回転可能に支持するとともに、ベルトによりこれらの像担持体を回転駆動し、更に、像担持体支持部材の側板に、位置決めピンを設け、この位置決めピンの位置を基準とした色ずれ情報を取得し、この色ずれ情報に基づいて各像担持体の相対位置がずれている場合には、レジスト制御による色ずれの補正を行う画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献3を参照)。
この特許文献3に開示の色ずれ補正によれば、各像担持体の軸の支持位置の精度およびこれらの軸の加工精度や各像担持体の直径の精度等に起因する色ずれを補正することができる。
また、電子写真プロセスにより、転写材上に形成される画像とは別に、画像位置を検出するための画像レジスターマークを転写ベルト上に、各色ごとに一定間隔をもって形成するとともに、これらのレジスタマークをCCDセンサで読み取り、読み取った画像信号に基づいて、各画像間の予め設定した基準位置からの位置ずれを補正するようにした画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献4を参照)。
この特許文献4に開示されている画像形成装置は、転写材搬送方向の位置ずれ(トツプマージン)、走査方向の位置ずれ(レフトマージン)、斜め方向の傾きずれ、倍率誤差のずれに起因する画像間の位置ずれをレジスタマークにより簡単に補正して、高品質な画像を形成できるようにしている。
これら特許文献3および4に開示されているように、複数の画像間における予め設定した基準位置からの位置ずれを補正制御することで、これらの位置ずれに基づく色ずれを補正することを、本発明ではレジスト制御による色ずれの補正という。
特許第2806617号公報。 特開2002−304033号公報。 特開2003−280313号公報。 特許第2603254号公報。
ところで、各像担持体と転写装置の転写部材とが接触しかつ各像担持体の周速と転写部材の周速との速度差があることから、各像担持体と転写部材との間に抵抗力が作用するようになる。この抵抗力により、像担持体駆動ベルトに伸びが生じるため、予め調整された各像担持体の位相条件がずれてしまい、各画像毎の色ずれが発生する。
しかしながら、前述の特許文献1および2に開示されている画像形成装置では、いずれも、調整した各像担持体プーリとタイミングベルトとの位相を保持することで、各像担持体による画像毎の色ずれを防止しているものの、前述の像担持体駆動ベルトの伸びによる各画像毎の色ずれについては、何ら考慮されていない。特に、各像担持体のトナー像が転写される中間転写ベルトを備えている画像形成装置においては、各像担持体と中間転写ベルトとの間の摩擦により抵抗力が中間転写ベルトにも作用するようになる。このため、中間転写ベルトの伸びによる各画像毎の色ずれにも生じるため、両ベルトのそれぞれの伸びによる色ずれが大きくなるという問題がある。
また、前述の特許文献1および2に開示の画像形成装置では、いずれも、駆動プーリが、直線上にタンデム配置された各像担持体プーリからこれらの像担持体プーリの配置ラインと直交する方向に大きく離間して設けられている。このため、像担持体駆動ベルトのベルト長が長くなることから、前述の像担持体駆動ベルトの伸び量も長くなって、色ずれが更に大きくなってしまう。しかも、前述のようにベルトを用いることで、各像担持体のギヤ列駆動に比べてコンパクトにはなるものの、前述の駆動プーリの配置構造では、大きな配置スペースが必要となり、せっかくのコンパクト性が阻害されるという問題がある。
更に、特許文献3に開示の画像形成装置では、各像担持体の軸の支持位置の精度およびこれらの軸の加工精度や各像担持体の直径の精度等に起因する色ずれを補正することができるものの、同様に、前述の像担持体駆動ベルトの伸びおよび中間転写ベルトの伸びによる各画像毎の色ずれについては考慮されていない。
更に、特許文献4に開示の画像形成装置では、レジスターマークにより複数の画像間の位置ずれを補正しているものの、同様に、前述の像担持体駆動ベルトの伸びおよび中間転写ベルトの伸びによる各画像毎の色ずれについては考慮されていない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、異なる色の複数の像担持体から中間転写ベルトにそれぞれ転写されるトナー像に対して、色ずれによる影響を低減しつつ、より一層コンパクトに形成することのできる画像形成装置を提供することである。
前述の課題を解決するために、請求項1の発明は、複数の像担持体と、前記像担持体を回転駆動する1本の像担持体駆動ベルトと、この像担持体駆動ベルトを回転駆動する像担持体駆動ベルト駆動部材と、前記像担持体からトナー像が中間転写される中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを回転駆動する中間転写ベルト駆動部材とを備えた画像形成装置において、前記複数の像担持体に、それぞれ像担持体駆動ベルトで回転駆動される像担持体プーリが対応する像担持体と同軸にかつ一体回転するように設けられているとともに、前記像担持体駆動ベルト駆動部材がこれらの像担持体プーリの像担持体プーリ列と直線上にまたは略直線上に設けられており、前記像担持体駆動ベルト駆動部材が、前記中間転写ベルトの前記複数の像担持体に対向するベルト部分および前記像担持体駆動ベルトの前記中間転写ベルト側のベルト部分の移動方向に関して前記中間転写ベルト駆動部材と同じ側に設けられており、更に、前記像担持体駆動ベルト駆動部材の最も近い位置に設けられた像担持体を基準色としたレジスト制御による色ずれ補正を行うことを特徴としている。
また、請求項2の発明は、前記複数の像担持体を相対的に位置決めしかつ回転可能に支持する像担持体支持部材が本体に取り付けられていることを特徴としている。
更に、請求項3の発明は、前記像担持体支持部材を前記本体の所定位置に位置決めするための位置決め手段が設けられており、この位置決め手段は前記基準色の像担持体の軸であることを特徴としている。
このように構成された請求項1ないし3の発明に係る画像形成装置によれば、像担持体駆動ベルト駆動部材を、中間転写ベルトの複数の像担持体に対向するベルト部分および像担持体駆動ベルトの中間転写ベルト側のベルト部分の移動方向に関して中間転写ベルト駆動部材と同じ側に設けているとともに、像担持体駆動ベルト駆動部材の最も近い位置に設けられた像担持体を基準色としたレジスト制御による色ずれ補正を行うようにしているので、中間転写ベルトの伸びおよび像担持体駆動ベルトの伸びによる色ずれ量が小さい像担持体の色を基準色としてレジスト制御による色ずれ補正を行うことができる。これにより、各色の色ずれ補正量がより適正なものにできる。したがって、中間転写ベルトの伸びおよび像担持体駆動ベルトの伸びに起因する各色の色ずれが生じたとしても、色ずれによる影響を効果的に低減することができ、より高品質のフルカラーの画像を得ることができる。
また、各像担持体の像担持体駆動ベルトを回転駆動する像担持体駆動ベルト駆動部材を像担持体プーリの像担持体プーリ列と直線上にまたは略直線上に設けているので、像担持体駆動ベルトのベルト長を短くすることができる。これにより、像担持体駆動ベルトの伸び量を小さくできるので、ベルトの伸びによる色ずれを更に効果的に抑制できる。しかも、像担持体駆動ベルト駆動部材が、各像担持体プーリの像担持体プーリ列からこの像担持体プーリ列と直交する方向に大きく離間することがないので、大きな配置スペースを不要にでき、コンパクト性を向上することができる。
特に、請求項2の発明によれば、像担持体支持部材に複数の像担持体を相対的に位置決めしかつ回転可能に支持しているので、複数の像担持体の相互の位置決め精度を向上しつつ、本体に簡単に取り付けることができる。
また、請求項3の発明によれば、像担持体支持部材を本体の所定位置に位置決めするための位置決め手段として基準色の像担持体の軸を併用しているので、専用の位置決め手段を不要にできる。したがって、部品点数を削減でき、製造コストを低減できる。
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す横断面図である。
図1に示すように、この例の画像形成装置1は、ハウジング本体2と、このハウジング本体2の前面(図1において右側面)に開閉自在に装着された第1の開閉部材3と、ハウジング本体2の上面に開閉自在に装着された第2の開閉部材(排紙トレイを兼用している)4とを備えている。第1の開閉部材3には、ハウジング本体2の前面に開閉自在に装着された開閉蓋3′が設けられており、この開閉蓋3′は第1の開閉部材3と連動または独立して開閉可能とされている。
ハウジング本体2内には、電源回路基板および制御回路基板を内蔵する電装品ボックス5、画像形成ユニット6、送風ファン7、転写ベルトユニット9、および給紙ユニット10がそれぞれ配設されている、また、第1の開閉部材3内には、二次転写ユニット11,定着ユニット12、記録媒体搬送手段13がそれぞれ配設されている。画像形成ユニット6および給紙ユニット10内の消耗品はハウジング本体2に対して着脱可能に構成されており、これらは転写ベルトユニット9を含めて取り外して修理あるいは交換可能とされている。第1の開閉部材3はハウジング本体2に、このハウジング本体2の前面下部の両側に架設された回動軸3bを介して開閉自在に装着されている。
転写ベルトユニット9は、ハウジング本体2の下方に配設された図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ(本発明の中間転写ベルト駆動部材に相当)14と、駆動ローラ14の斜め上方に配設された従動ローラ15と、これらの駆動ローラ14と従動ローラ15との間に張架されて図示矢印方向に回転駆動される中間転写ベルト16と、この中間転写ベルト16の表面に離当接されるクリーニング手段17とを備えている。その場合、従動ローラ15および中間転写ベルト16が駆動ローラ14に対して図で左上方へ傾斜する方向に配設されている。これにより、各像担持体に対向する側のベルト部分16aがこのベルト部分16aと反対側つまり各像担持体に対向しない側のベルト部分16bに対して下方に位置し、かつベルト部分16の移動方向が図において斜め右下方となるようにされている。その場合、この例では、ベルト部分16aがベルト駆動時のベルト張り側部(駆動ローラ14により引っ張られる側部)であり、ベルト部分16bがベルト駆動時のベルト緩み側部である。そして、ベルト部分16aに各像担持体20からトナー像が一次転写(中間転写)される。
駆動ローラ14および従動ローラ15はともに支持フレーム9aに回転自在に支持されており、この支持フレーム9aの下端部(図1で右端部)には回動部9bが形成されている。この回動部9bはハウジング本体2に設けられた回動軸(回動支点)2bに嵌合支持されており、これにより、支持フレーム9aはハウジング本体2に回動自在に装着されている。また、支持フレーム9aの上端にはロックレバー9cが回動自在に設けられ、このロックレバー9cはハウジング本体2に設けられた係止軸2cに係止可能にされている。駆動ローラ14は、二次転写ユニット11を構成しかつ駆動ローラ14および中間転写ベルト16に圧接される二次転写ローラ19のバックアップローラを兼ねている。また、従動ローラ15はクリーニング手段17のバックアップローラとして兼用されている。更に、クリーニング手段17は、搬送方向右下向きのベルト部分16a側に設けられている。
また、中間転写ベルト16の搬送方向右下向きのベルト部分16aの裏面には、後述する各画像形成ステーションY、M、C、Kの各像担持体20に対向して板ばね電極からなる一次転写部材21がそれぞれその弾性力で当接されており、一次転写部材21には転写バイアスが印加されている。転写ベルトユニット9の支持フレーム9aには、駆動ローラ14に近接してテストパターンセンサ18が設置されている。このテストパターセンサ18は、中間転写ベルト16上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。
画像形成ユニット6は、複数個(この例では、4個:以下、4個として説明する)の異なる色、つまりイエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの画像をそれぞれ形成する画像形成ステーションY(イエロー用)、M(マゼンタ用)、C(シアン用)、K(ブラック用)を備えている。その場合、各画像ステーションY、M、C、Kの配置順序は従動ローラ15から駆動ローラ14に向かってY、M、C、Kの順にタンデムに配置されている。
また、これらの画像形成ステーションY、M、C、Kは、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体20と、この像担持体20の周囲に配設された、帯電手段22、像書込手段23、現像手段24、および除電手段58を備えている。
各色の画像形成ステーションの像担持体20、帯電手段22、像書込手段23、現像手段24、および除電手段58の構成はいずれも同一であるため、図1においては、符号20,22、23、24、および58は、いずれもイエローの画像形成ステーションYの帯電手段22、像書込手段23、現像手段24、および除電手段58にそれぞれ付し、他の色の画像形成ステーションM、C、Kの各帯電手段、各像書込手段、各現像手段、および各除電手段にこれらの符号を付すことは省略する。
各画像形成ステーションY、M、C、Kの像担持体20は、いずれも、これらの対向しかつ中間転写ベルト16の搬送方向下向きであるベルト部分16aに当接するようにして配置されている。その結果、中間転写ベルト16と同様に、各画像形成ステーションも駆動ローラ14側からK、C、M、Yの順に図1で斜め左上方に配設されるようになる。各像担持体20は、図1に矢印で示すように時計回りに、つまり像担持体20のベルト部分16aとの接触部分がこのベルト部分16aの搬送方向と同じ方向に回転駆動される。中間転写ベルト16にはクリーニング手段17が設けられており、このクリーニング手段17により、二次転写の転写残りトナーが回収されるようになっている。
帯電手段22は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が像担持体20に対して逆移動方向でかつ像担持体20の周速の2〜3倍の周速で当接回転して像担持体20の表面を一様に帯電させる。このような帯電手段22を用いることで、きわめて少ない電流によって像担持体表面を帯電させることができるので、コロナ帯電方式のように装置内外が多量のオゾンによって汚染されることはない。また、帯電手段22と像担持体20との当接がソフトであるので、ローラ帯電方式を用いたときに発生する転写残りトナーの帯電ローラへの固着も発生し難く、安定した画質と装置の信頼性を確保することができる。
像書込手段23には、有機EL発光素子を像担持体20の軸方向に列状に配列した有機ELアレイ露光ヘッド(ラインヘッド)が用いられている。有機ELアレイ露光ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであるため、像担持体20に対して近接配置が可能であり、装置本体を小型化できるという利点を有している。
この例においては、各画像形成ステーションY、M、C、Kの像担持体20、帯電手段22、および像書込手段23を1つの像担持体ユニット25としてユニット化し、転写ベルトユニット9とともに交換可能にすることにより、有機ELアレイ露光ヘッドの像担持体20に対する位置決めを保持する構成とし、像担持体ユニット25の交換時には有機ELアレイ露光ヘッドを含めて交換する構成としている。
次に、現像手段24の詳細について、ブラック用の画像形成ステーションKを代表して説明する。現像手段24は、トナー(図1に示すハッチング部)を貯留するトナー貯留容器26と、このトナー貯留容器26内に形成されたトナー貯留部27と、このトナー貯留部27内に配設されたトナー撹拌部材29と、トナー貯留部27の上部に区画形成された仕切部材30と、仕切部材30の上方に配設されたトナー供給ローラ31と、仕切部材30に設けられトナー供給ローラ31に当接されるブレード32と、トナー供給ローラ31および像担持体20に当接するように配設された現像ローラ33と、現像ローラ33に当接される規制ブレード34とから構成されている。
像担持体20は中間転写ベルト16の搬送方向に回転され、現像ローラ33および供給ローラ31は、図1に矢印で示すように像担持体20の回転方向と逆方向に回転駆動される。一方、撹拌部材29は供給ローラ31の回転方向とは逆方向に回転駆動される。トナー貯留部27において撹拌部材29により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材30の上面に沿ってトナー供給ローラ31に供給され、供給されたトナーはブレード32と摺擦してトナー供給ローラ31の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力とによって、現像ローラ33の表面に供給される。現像ローラ33に供給されたトナーは規制ブレード34により所定の厚さの層厚に規制され、薄層化されたトナー層は、像担持体20へと搬送されて現像ローラ33と像担持体20が接触して構成するニップ部およびその近傍で像担持体20の潜像部を現像する。
除電手段58は、現像装置24と一次転写部(一次転写部材21が像担持体20に当接して像担持体20のトナー像の一次転写が行われる部位)との間に配置されている。この除電手段58は一次転写前に像担持体20を除電するようになっている。このように像担持体20を除電することで、一次転写前の像担持体20の電位を一定にすることができるため、静電吸着力を一定にすることができる。これにより、一次転写部での像担持体20と中間転写ベルト16との間の摩擦力の変動を防止することができ、中間転写ベルト16の伸びの変動を抑制することができる。
給紙ユニット10は、紙等の記録媒体Pが積層保持されている給紙カセット35と、この給紙カセット35から記録媒体Pを1枚ずつ給送するピックアップローラ36とからなる給紙部とを備えている。第1の開閉部材3内には、更に、二次転写部への記録媒体Pの給紙タイミングを規定するレジストローラ対37と、排紙ローラ対39と、両面プリント用搬送路40とが配設されている。
更に、定着ユニット12は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ45と、この加熱ローラ45を押圧付勢する加圧ローラ46と、この加圧ローラ46に揺動可能に配設されたベルト張架部材47と、加熱ローラ45とベルト張架部材47間に張架された耐熱ベルト49とを備えている。そして、記録媒体Pに二次転写されたカラー画像が、この定着ユニット12の加熱ローラ45と耐熱ベルト49で形成するニップ部において所定の温度で記録媒体に定着される。この例においては、中間転写ベルト16が駆動ローラ14から従動ローラ15に向かって斜め左上方に延設されていることで中間転写ベルト16の斜め右上方に形成される空間、つまり、中間転写ベルト16に対して画像形成ユニット6と反対側の空間に定着ユニット12を配設することが可能となり、定着ユニット12から電装品ボックス5、画像形成ユニット6および中間転写ベルト16への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
ところで、この例の画像形成装置1においては、各像担持体20の回転駆動を1本の像担持体駆動ベルトで行っているが、このベルトによる像担持体の回転駆動について説明する。
図2および図3に示すように、像担持体駆動プーリ(本発明の像担持体駆動ベルト駆動部材に相当)50が中間転写ベルト16の駆動ローラ14側に配設されている。したがって、駆動ローラ14および像担持体駆動プーリ50に最も近い位置にブラック(K)用の像担持体20が設けられるとともに、駆動ローラ14および像担持体駆動プーリ50から最も遠い位置にイエロー(Y)用の像担持体20が設けられている。
また、これらの像担持体駆動プーリ50は各像担持体20の幅方向(走査方向)の一側(図3において下端側)に配設されている。像担持体駆動プーリ50は像担持体駆動モータ52によって駆動されるようになっている。その場合、像担持体駆動モータ52の動力は、互いに噛合する像担持体駆動モータ52のモータギヤ52aと像担持体駆動プーリ50のプーリギヤ50aとを介して像担持体駆動プーリ50に伝達される。
各像担持体20の一端側には、それぞれ像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKが対応する像担持体20と同軸にかつ一体回転するように設けられている。これらの像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKは、それらの中心がベルト部分16aと平行な直線α上に配設されて像担持体プーリ列を形成している。また、像担持体駆動プーリ50は、その中心50bが直線αから中間転写ベルト16側に若干ずれていて、これらの像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKの像担持体プーリ列と略直線上に配設されている。その場合、このような像担持体駆動プーリ50の略直線上の配置は、像担持体駆動プーリ50の中心50bが像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKの外周の共通接線β,γの間に領域内に配置される程度をいう。なお、像担持体駆動プーリ50は、その中心50bが直線α上に配置される、すなわち像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKの像担持体プーリ列と直線上に配設されるようにすることもできる。
そして、像担持体駆動プーリ50および各像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKに、1本の無端状の像担持体駆動ベルト53が掛け渡されており、この像担持体駆動ベルト53は像担持体駆動プーリ50により図2に矢印で示す時計回りに回転駆動されるようになっている。すなわち、像担持体駆動ベルト53のベルト張り側部でありかつ中間転写ベルト16側に位置するベルト部分53dの移動方向が図2において斜め右下方向であり、中間転写ベルト16のベルト部分16aの移動方向と同方向となっている。したがって、像担持体駆動プーリ50は両ベルト16,53のベルト部分16a,53dの移動方向に関し中間転写ベルト16の駆動ローラ14と同じ側に設けられる。
また、この例の画像形成装置1では、前述の特許文献3に開示されている画像形成装置と同様の色ずれ補正を行うためのレジスト制御を行っている。このレジスト制御による色ずれ補正の詳細は特許文献3を参照すれば理解できるので、ここでは本発明に関係する部分について簡単に説明する。なお、特許文献3ではレジスト制御の用語は用いられていないが、レジスト制御による色ずれ補正は、特許文献3に開示されている色ずれ補正をいう。
特許文献3に開示の画像形成装置において、色ずれ補正の対象としている色ずれの要因は、ハウジング本体2に取り付けられた像担持体支持部材2aに支持される各像担持体20の軸20bK,20bC,20bM,20bYの支持位置(軸20bK,20bC,20bM,20bYと直交する方向の位置、軸20bK,20bC,20bM,20bYの傾き等)の精度(各像担持体20の相対的位置の精度)、各像担持体20(K、C、M、Y)の直径の精度、軸20bK,20bC,20bM,20bYの加工精度等である。
このような要因に基づく色ずれを補正するために、各像担持体20を支持する像担持体支持部材2aに位置決めピンが設けられている。像担持体支持部材2aはハウジング本体2に規定されている所定位置(基準位置)に、この位置決めピンにより位置合わせされることで、像担持体支持部材2aに支持されている各像担持体20(K、C、M、Y)の相対的位置の位置決めが一義的になされる。
この例の画像形成装置1では、この位置決めピンは、像担持体駆動プーリ50に最も近い位置に配置されたブラック(K)の像担持体20の軸20bKで構成されていて、前述のレジスト制御による色ずれ補正においてはブラック(K)が補正の基準色となる。図3に示すように、この軸20bKは、その軸方向長さが他の色の軸20bC,20bM,20bYの軸方向長さより長く設定する延長部20bK1を有している。この延長部20bK1により、像担持体支持部材2aがハウジング本体2の所定位置(基準位置)に位置合わせされる。したがって、色ずれ情報として、基準色であるブラック(K)以外の他の各像担持体20の位置がブラック(K)の像担持体20の基準位置に基づいて予め設定された正規位置からずれている場合、それらの像担持体20のの位置ずれに起因する、基準色であるブラック(K)に対する色ずれ情報が得られる。
そして、例えば製品出荷時において、正常パターンとテストパターンとを対比することなどにより、当該製品に色ずれが発生しているかどうかを判定し、各像担持体20の位置に基づき色ずれ情報を取得している。
像担持体支持部材2aの側板には、記憶手段としての電子モジュール60が設けられており、この電子モジュール60には、各像担持体20の製造情報、使用状態情報、前述のように取得した色ずれ情報等が記憶されている。この電子モジュール60はICにより構成されている。
図4は、像担持体支持部材2aに取り付けられている電子モジュール60の構成例を示すブロック図である。
図4に示すように、電子モジュール60は、本機の製造番号や製造年月日などの固有の情報を記憶するROM61、色ずれ情報や各像担持体20の回転数などの情報を記憶するEEPROM62、およびこれらのROM61とEEPROM62とを制御する制御回路63を備えている。制御回路63には、信号・電源供給線64と、接地線(GND)65の2本のケーブルが接続されている。また、EEPROM62は、電気的に消去可能なプログラムROMであり、読み出し、書き込みが可能である。
図5は、電子モジュール60に記憶されている色ずれ情報に基づき、画像形成装置1の色ずれ補正を行う制御部66の例を示すブロック図である。
図5に示すように、制御部66には色ずれ補正手段として機能するコントローラ67が設けられており、このコントローラ67は、CPU(中央演算処理装置)67aと、画像データ用RAM67bと、通信回路67cとを有している。
電子モジュール60のEEPROM62に記憶されている色ずれ情報は、制御回路63を介して信号線68により通信回路67cに送信される。通信回路67cで受信した色ずれ情報は、CPU67aに伝達される。CPU67aは、色ずれ情報の内容に応じて所定の信号で画像データ用RAM67bに格納されている画像データを補正し、色ずれの補正を行う。
制御部66は、ホストコンピュータ69に接続されており、ホストコンピュータ69からの信号により色ずれ補正の制御プログラムが開始される。また、色ずれ補正データなどの情報がホストコンピュータ69に送信され、ホストコンピュータ69が画像形成装置1の色ずれ補正データを蓄積することもできる。そして、ホストコンピュータ69側で、送信された色ずれ補正データに基づき色ずれ補正の画像処理が行われ、補正処理された印字データがコントローラ67に送信され、コントローラ67はこの印字データに基づいて像書込手段23を制御することで、印字が行われる。
図6は、このような色ずれ補正の処理手順を示すフローチャートである。
図6に示すように、色ずれ補正を行うため、ステップS1で制御部66により色ずれ補正の処理プログラムが開始されると、ステップS2でホストコンピュータ69から印字指令が発信され、この印字指令が制御部66のコントローラ67で受信される。続いて、ステップS3でホストコンピュータ69から印字データがコントローラ67に入力される。
次に、ステップS4でコントローラ67のCPU67aが電子モジュール60から色ずれ情報を読み出し、ステップS5でこの色ずれ情報および画像データ用RAM67bに記憶されている画像データがホストコンピュータ69に送信され、ホストコンピュータ69により画像データに対して色ずれ情報に基づいて色ずれ補正が行われる。次に、ステップS6で、色ずれ補正された画像データがコントローラ67に送信されて、コントローラ67によりこの画像データに基づいて画像形成動作が行われた後、ステップS7で色ずれ補正の処理プログラムが終了する。
この例の画像形成装置1における色ずれの補正に関する他の構成は、特許文献3に開示されている画像形成装置1の色ずれ補正に関する構成と同じである。
各色の像担持体20はこの像担持体駆動ベルト53で回転駆動されるようになっており、画像形成装置1はタンデムベルト駆動方式とされている。その場合、この例の画像形成装置1では、中間転写ベルト16のベルト部分16aの移動速度(つまり、周速)が像担持体駆動ベルト53のベルト部分53dの移動速度(つまり、周速)より大きく設定されていて、両ベルト16,53の移動速度に速度差が設定されている。なお、両ベルト16,53の速度差は逆に設定することもできる。
図7に示すように、像担持体プーリ20aY,20aM,20aC,20aKは、それぞれそれらの各外周に、それぞれ各プーリの幅方向に延びる多数の溝20cを有する溝付きプーリとして形成されている。また、図示しないが像担持体駆動プーリ50も、同様にそれらの各外周に、それぞれ各プーリの幅方向に延びる多数の溝を有する溝付きプーリとして形成されている。更に、像担持体駆動ベルト53は、その内周面に全周にわたって、各像担持体プーリの溝20cおよび像担持体駆動プーリ50にそれぞれ噛合する歯53aを有する歯付きベルト(つまりタイミングベルト)として形成されている。なお、像担持体駆動ベルト53の外周面は平坦面とされている。
そして、これらのプーリ20aY,20aM,20aC,20aK,50の各溝と像担持体駆動ベルト53の歯53aとが噛合することにより、各プーリ20aY,20aM,20aC,20aK,50と像担持体駆動ベルト53との間に滑りが生じないため、各プーリ20aY,20aM,20aC,20aK,50と像担持体駆動ベルト53との間の確実な動力伝達が可能となる。これにより、長期間使用後も各プーリ20aY,20aM,20aC,20aK,50と像担持体駆動ベルト53との間の滑りに起因して各像担持体プーリ20aY,20aM,20aC,20aKの位相条件が変化することはない。
また、像担持体プーリ20aY,20aM,20aC,20aKの溝20cの大きさpWと、像担持体駆動ベルト53の歯53aの大きさbWとが同じ大きさに設定されている。図示しないが、像担持体駆動プーリ50の溝の大きさも像担持体駆動ベルト53の歯53aの大きさbWとが同じ大きさに設定されている。したがって、各プーリ20aY,20aM,20aC,20aK,50の溝に像担持体駆動ベルト53の歯53aをバックラッシゼロで噛合すること、つまり各プーリ20aY,20aM,20aC,20aK,50の溝と像担持体駆動ベルト53の歯53aとを、回転方向に隙間なく噛合させることを可能にしている。これにより、トルク変動等に起因した各プーリ20aY,20aM,20aC,20aK,50のがたつきを防止することができる。
更に、各像担持体20の像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKは、ともに同一の金型を用いて成形されているとともに、これらの像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKは、所定の位相条件で組み立てられている。これにより、中間転写ベルト16上の同一の場所に重ね合わされる画像を各像担持体20が作像するときに、各像担持体20の回転速度の変動を同一の速度変動とすることが可能となる。したがって、各色の画像の伸縮状態を同一にすることができ、その結果、各像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKに起因する色ずれを防止することができるようになる。
図8に示すように、像担持体駆動ベルト53は、ゴム等から成り歯53aを有するベルト本体53bと、このベルト本体53b内に、ベルト本体53bの周方向に延びるようにかつ幅方向に並置されて埋設された、例えばグラスファイバー等から成る多数の線状の心材53cとから構成されている。これらの多数の心材53cにより、駆動トルクに変動があっても像担持体駆動ベルト53の伸縮を防止でき、ベルト駆動を安定化させることができるようにしている。しかも、像担持体駆動ベルト53の伸縮を防止できることから、色ずれも抑制できるようになる。
この像担持体駆動ベルト53は、各像担持体プーリ20aY,20aM,20aC,20aKの中間に配置されたアイドラプーリ55,56,57によって各像担持体プーリ20aY,20aM,20aC,20aKに押し付けられていて、像担持体駆動ベルト53の歯53aと各像担持体プーリ20aY,20aM,20aC,20aKの溝29cとの噛合数が所定数に確保されているとともに、所定のベルト経路が設定されている。また、像担持体駆動ベルト53はテンションプーリ54によって矢印で示す力Fで押圧されて所定のテンションが付与されている。これにより、像担持体駆動ベルト53は各像担持体プーリ20aY,20aM,20aC,20aKを確実にかつ安定して回転駆動するようになっている。
このように構成されたこの例の画像形成装置1においては、画像形成時に像担持体駆動モータ52が駆動されて像担持体駆動プーリ50が図2において時計回りに回転駆動される。この像担持体駆動プーリ50の回転駆動により、像担持体駆動ベルト53が矢印で示す同じ時計回りに回動する。すると、各像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKも矢印で示す同じ時計回りに回転駆動するので、各像担持体20もともに同方向に回転する。また、駆動ローラ14が矢印で示す反時計回りに回転駆動されるので、中間転写ベルト16も反時計回りに回動される。
このように中間転写ベルト16および像担持体駆動ベルト53が回動すると、心材53cにより像担持体駆動ベルト53の伸びが抑制されるとしても、前述のように中間転写ベルト16および像担持体駆動ベルト53にそれぞれある程度の伸びが生じる。これらのベルト16,53の伸びによって、ベルト部分16aに一次転写される各色の一次転写像の位置がそれぞれずれて色ずれが生じるようになる。
図9に示すように、この色ずれのうち、中間転写ベルト16の伸びに起因する色ずれについては、駆動ローラ14に最も近い側のブラック(K)の色ずれが最も小さく、駆動ローラ14から離れるにしたがって色ずれが積算されるため大きくなり、駆動ローラ14に最も遠い側のイエロー(Y)の色ずれが最も大きくなる。すなわち、中間転写ベルト16の伸びによる色ずれでは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)およびイエロー(Y)の各色ずれ量をそれぞれ、aK、aC、aM、aYとすると、
aK<aC<aM<aY (1)
となる。
また、像担持体駆動ベルト53の伸びに起因する色ずれについては、像担持体駆動プーリ50に最も近い側のブラック(K)の色ずれが最も小さく、像担持体駆動プーリ50から離れるにしたがって色ずれが積算されるため大きくなり、像担持体駆動プーリ50に最も遠い側のイエロー(Y)の色ずれが最も大きくなる。すなわち、像担持体駆動ベルト53の伸びによる色ずれでは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)およびイエロー(Y)の各色ずれ量をそれぞれ、bK、bC、bM、bYとすると、
bK<bC<bM<bY (2)
となる。
したがって、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)およびイエロー(Y)の合計の色ずれ量は、それぞれaK+bK、aC+bC、aM+bM、aY+bYとなるが、前述の不等式(1)および(2)の関係から、これらの合計の色ずれ量は、
aK+bK<aC+bC<aM+bM<aY+bY (3)
となる。この不等式(3)から明らかなように、両ベルト16,53の各伸びに起因する色ずれ量は、ブラック(K)の色ずれ量が最も小さく、シアン(C)の色ずれ量およびマゼンタ(M)の色ずれ量がこれらの順に大きくなり、そしてイエロー(Y)の色ずれ量が最も大きくなる。
したがって、前述の像担持体支持部材2aの位置決めピンを、像担持体駆動プーリに最も近いブラック(K)の像担持体20の軸20bKで構成して、色ずれ量が最も小さいブラック(K)をレジスト制御による色ずれ補正の基準色とすることで、各色の色ずれ補正量がより適正なものとなる。これにより、中間転写ベルト16にそれぞれ転写されるトナー像において、両ベルト16,53の各伸びに起因する各色の色ずれによる影響が低減される。
このように、この例の画像形成装置1によれば、前述の特許文献3に開示の画像形成装置1と同様に、各像担持体20の相対的位置の精度、各像担持体20の直径の精度、各像担持体20の軸20bK,20bC,20bM,20bYの加工精度に起因した色ずれを補正することができる。
しかも、像担持体駆動プーリ50を、中間転写ベルト16の各像担持体20に対向するベルト部分16aおよび像担持体駆動ベルト53の中間転写ベルト16側のベルト部分53dの移動方向に関して中間転写ベルト16の駆動ローラ14と同じ側に設けているとともに、像担持体駆動プーリに最も近く色ずれ量が最も小さいブラック(K)をレジスト制御による色ずれ補正の基準色としているので、中間転写ベルト16の伸びおよび像担持体駆動ベルト53の伸びに起因する各色の色ずれが生じたとしても、色ずれによる影響を最小限に抑制することができ、より高品質のフルカラーの画像を得ることができる。
また、像担持体駆動プーリ50を各像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKの像担持体プーリ列と略直線上または直線上に配設しているので、像担持体駆動ベルト53のベルト長を短くすることができる。これにより、像担持体駆動ベルト53の伸び量を小さくできるので、ベルトの伸びによる色ずれを更に効果的に抑制できる。しかも、像担持体駆動プーリ50が、各像担持体プーリ20aY、20aM、20aC、20aKの像担持体プーリ列からこの像担持体プーリ列と直交する方向に大きく離間することがないので、大きな配置スペースが不要となり、コンパクト性を向上することができる。
更に、像担持体支持部材2aに4個の像担持体20を相対的に位置決めしかつ回転可能に支持しているので、4個の像担持体20の相互の位置決め精度を向上しつつ、ハウジング本体2に簡単に取り付けることができる。
更に、位置決めピンとして像担持体駆動プーリ50の最も近い位置に設けられたブラック(K)の像担持体20の軸20bKを併用し、この像担持体20のブラック(K)をレジスト制御による色ずれ補正の基準色としているので、専用の位置決めピンを不要にできる。したがって、部品点数を削減でき、製造コストを低減できる。
なお、前述の例の画像形成装置1では、色ずれ補正を前述の特許文献3に開示されているレジスト制御による色ずれ補正を行うものとして説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば前述の特許文献4に開示されているレジスターマークを用いた複数画像間の位置ずれ補正に適用することもできる。
また、前述の例の画像形成装置1では、4個の像担持体20を1つの像担持体支持部材2aで一体的に支持するものとしているが、本発明は、これに限定されるものではなく、4個の像担持体20をハウジング本体2a等に個別に設けた画像形成装置に適用することもできる。
更に、前述の例の画像形成装置1では、像担持体駆動プーリ50に最も近い位置に設けられたブラック(K)の像担持体20の軸20bKを、像担持体支持部材2aのハウジング本体2に対する位置決めピンとしているが、必ずしも像担持体20の軸を用いることはなく、像担持体支持部材2aの像担持体駆動プーリ50に最も近い位置に、専用の位置決めピンを設けてもよい。
更に、前述の例の画像形成装置1では、像担持体駆動プーリ50に最も近い位置にブラック用の画像ステーションBが設けられ、像担持体駆動プーリ50から離れるにしたがってC、M、Yの各画像ステーションが順に設けられているが、各像担持体20の配置順序はこれに限定されることはなく、任意に設定することができる。その場合、像担持体駆動プーリ50に最も近い位置に設けられた像担持体20の色を、レジスト制御における色ずれ補正の基準色とすればよい。
更に、中間転写ベルト16および像担持体駆動ベルト53の各回転方向は、逆方向に設定することもできる。その場合にも、各画像ステーションY、M、C、Kの配置順序は任意に設定することができ、同様に像担持体駆動プーリ50に最も近い位置に設けられた像担持体20の色を色ずれ補正の基準色とすればよい。
更に、前述の例では、本発明の画像形成装置を、1本の像担持体駆動ベルト53で回転駆動される、4つの異なる色つまりイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)の像担持体を備えた画像形成装置1に適用して説明しているが、本発明はこれに限定されることはなく、1本の像担持体駆動ベルトで回転駆動される少なくとも3つの異なる色つまりイエロー(Y)、マゼンタ(M)、およびシアン(C)の複数の像担持体を備えた画像形成装置1を始め、2以上の色の複数の像担持体を備えた画像形成装置1にも適用することができる。
更に、前述の例では、像担持体駆動ベルト53がイエロー(Y)の像担持体プーリ20aYでUターンされて、像担持体駆動ベルト53で回転駆動される像担持体従動プーリを設けないものとしているが、本発明は、像担持体プーリ20aYの先に像担持体従動プーリを設け、像担持体駆動ベルト53をこの像担持体従動プーリでUターンさせることもできる。
本発明の画像形成装置は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の像担持体に静電潜像を形成する画像形成装置であって、直線状に配置された複数の像担持体を1本の無端状の像担持体駆動ベルトで駆動するとともに、各像担持体のトナー像が転写される中間転写ベルトを備えている画像形成装置に好適に利用することができる。
本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す横断面図である。 図1に示す例における中間転写ベルトおよび像担持体駆動ベルトを模式的に示す図である。 図1に示す例における像担持体および像担持体駆動ベルトを模式的に示す下面図である。 図1に示す例における色ずれ補正を行うための電子モジュールの構成例を示すブロック図である。 図1に示す例の画像形成装置1の色ずれ補正を行う制御部の一例を示すブロック図である。 図5に示す制御部による色ずれ補正の処理手順を示すフローチャートである。 図1に示す例における像担持体プーリの溝と像担持体駆動ベルトとの噛合を説明する図である。 図1に示す例における像担持体駆動ベルトを模式的にかつ部分的に示す図である。 図1に示す例における中間転写ベルトおよび像担持体駆動ベルトの各伸びによる色ずれを説明する図である。
符号の説明
1…画像形成装置、2…ハウジング本体、2a…像担持体支持部材、6…画像形成ユニット、9…転写ベルトユニット、10…給紙ユニット、11…二次転写ユニット、12…定着ユニット、13…記録媒体搬送手段、14…駆動ローラ、15…従動ローラ、16…中間転写ベルト、16a…中間転写ベルトのベルト張り側部であるベルト部分、16b…中間転写ベルトのベルト緩み側部であるベルト部分、20…像担持体、20aY、20aM、20aC、20aK…像担持体プーリ、20bK,20bC,20bM…軸、20bK1…延長部、20c…溝、22…帯電手段、23…像書込手段、24…現像手段、50…像担持体駆動プーリ、50c…溝、52…像担持体駆動モータ、53…像担持体駆動ベルト、53a…歯、53b…ベルト本体、53c…心材、55,56,57…アイドラプーリ、58…除電手段、60…電子モジュール、61…ROM、62…EEPROM、63…制御回路、66…制御部、67…コントローラ、67a…CPU(中央演算処理装置)、67b…画像データ用RAM、67c…通信回路、69…ホストコンピュータ、aK,aC,aM,aY…中間転写ベルト16の伸びによる色ずれ量、bY,bM,bC,bK…像担持体駆動ベルト53の伸びによる色ずれ量

Claims (3)

  1. 複数の像担持体と、前記像担持体を回転駆動する1本の像担持体駆動ベルトと、この像担持体駆動ベルトを回転駆動する像担持体駆動ベルト駆動部材と、前記像担持体からトナー像が中間転写される中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを回転駆動する中間転写ベルト駆動部材とを備えた画像形成装置において、
    前記複数の像担持体に、それぞれ像担持体駆動ベルトで回転駆動される像担持体プーリが対応する像担持体と同軸にかつ一体回転するように設けられているとともに、前記像担持体駆動ベルト駆動部材がこれらの像担持体プーリの像担持体プーリ列と直線上にまたは略直線上に設けられており、
    前記像担持体駆動ベルト駆動部材は、前記中間転写ベルトの前記複数の像担持体に対向するベルト部分および前記像担持体駆動ベルトの前記中間転写ベルト側のベルト部分の移動方向に関して前記中間転写ベルト駆動部材と同じ側に設けられており、
    更に、前記像担持体駆動ベルト駆動部材の最も近い位置に設けられた像担持体を基準色としたレジスト制御による色ずれ補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記複数の像担持体を相対的に位置決めしかつ回転可能に支持する像担持体支持部材が本体に取り付けられていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記像担持体支持部材を前記本体の所定位置に位置決めするための位置決め手段が設けられており、この位置決め手段は前記基準色の像担持体の軸であることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
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