JP2007003690A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができるような画像形成装置を提供すること。
【解決手段】中間転写方式を用いるカラー画像形成装置において、カラーの各画像形成部10b、10c、10dに設けられるカラーの感光体ドラム3b、3c、3dは、互いに隣り合う2つのカラーの感光体ドラム3の中間転写ベルト7との接触位置間の距離が全て同一となるように配置されており、ブラックの画像形成部10aに設けられるブラックの感光体ドラム3aは、ブラックの感光体ドラム3aの中間転写ベルト7との接触位置と、このブラックの感光体ドラム3aの最も近くに配置されるシアンの感光体ドラム3bの中間転写ベルト7との接触位置との距離が、上述の互いに隣り合う2つのカラーの感光体ドラム3の中間転写ベルト7との接触位置間の距離よりも大きくなるように配置されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像形成装置に関し、詳細には、中間転写方式を用いたカラー画像形成装置に関する。
カラー画像形成装置において、用紙に画像を印字する手法として、用紙上に各色相の現像剤を順次直接積層する手法(第1の手法)や、中間転写体を用いて各色相の現像剤を一旦中間転写体に積層した後に用紙に一括転写する手法(第2の手法)がある。そして、いずれの手法を用いるカラー画像形成装置においても、カラー印字だけでなく、モノクロ印字を行うことが可能となっている。
第1の手法を用いるカラー画像形成装置では、装置が大型化しないというメリットがあるものの、次のようなデメリットがある。すなわち、カラー印字を行う場合の印字プロセス速度とモノクロ印字を行う場合の印字プロセス速度とが同一であり、このため、カラー印字を行う場合に対し、モノクロ印字を行う場合に印字プロセス速度を高速化することができないというデメリットがある。このことは、印字処理の高速化を達成しようとする要請が次第に大きくなっており、とりわけ、モノクロ印字の場合には、その要請が大きく、大量の印字処理を迅速に行うことができるような装置の開発が行われているが、このような要請に反してしまう結果となる。また、第1の手法を用いるカラー画像形成装置では、各色相の混色も問題となっている。さらには、各色相の現像剤を用紙上に直接積層して印字を行うため、用紙搬送速度のコントロールが困難であり、カラー画像の色ずれを防止することが難しいというデメリットがある。
第2の手法を用いるカラー画像形成装置(中間転写方式のカラー画像形成装置)は、具体的には、複数に色分解された画像情報の各色相に対応する画像形成部を備え、複数に色分解された画像情報を各画像形成部に備えられる静電潜像担持体(感光体)により、各静電潜像担持体と所定圧力で接触する中間転写体に順次積層転写し、この中間転写体上の画像情報を中間転写体に所定圧力で接触する2次転写部材により、用紙に転写するように構成されている。このような中間転写方式のカラー画像形成装置では、装置が大型化するというデメリットがあるものの、モノクロ印字を行うか、カラー印字を行うかに応じて、カラーの各色相(例えば、シアン、マゼンタ、イエロー)に対応する感光体と中間転写体とを離接することにより、印字プロセス速度を変更することが可能となっている。このため、モノクロ印字を行う場合には、カラー印字を行う場合に対し、印字プロセス速度を高速化することができ、モノクロ印字の印字処理を高速化することができる。したがって、近年では、中間転写方式のカラー画像形成装置の開発が進められてきている。
ところで、各感光体の周長を全て同一とすると、上述のように、印字プロセス速度を高速化してモノクロ印字を行うと、ブラックの感光体の劣化がカラーの各感光体の劣化と比べて激しくなり、ブラックの感光体の寿命がカラーの各感光体の寿命と比べて短くなる。このため、ブラックの感光体とカラーの各感光体との間でサプライ交換時期に差が生じたり、カラー印字の際、カラーの各色相とブラックの色相との印字品位に差が生じ、結果として、印字品位の低下を招来したりするという不具合がある。
従来では、このような不具合を解消するために、ブラックの感光体の周長をカラーの各感光体の周長よりも長くする手法が提案されている。この手法によれば、モノクロ印字の高速化の要請を満足できるとともに、ブラックの感光体の劣化を抑え、その寿命を延ばすことができる。
そして、中間転写方式のカラー画像形成装置においても、カラー画像の色ずれを防止することは重要である。カラー画像の色ずれの主な要因として、各感光体の軸心ブレや、中間転写体を駆動する駆動ローラの軸心ブレ、中間転写体のスリップ等があるが、このうち、各感光体の軸心ブレによる色ずれについては、各感光体の大きさ(周長)を全て同一とすることで、その影響を少なくすることができる。すなわち、各感光体の大きさ(周長)が全て同一であれば、互いに隣り合う2つの感光体の中間転写体との接触位置(1次転写位置)間の距離を全て同一とすることによって、さらに望ましくは、これらの距離を各感光体の周長と全て同一とすることによって、カラー印字を行う際、各感光体の軸心ブレの影響を取り除くことができ、各色相の画像情報の位置合わせを行って、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることが可能である。
しかしながら、上述のように、ブラックの感光体の寿命を長くしようとして、その周長をカラーの各感光体の周長よりも長くすると、カラー印字を行う際、各感光体の軸心ブレの影響を取り除くことができず、各色相の画像情報の位置合わせが困難となり、その結果、カラー画像に色ずれが生じてしまうという問題点がある。
一方、中間転写方式のカラー画像形成装置において、カラー画像の色ずれを防止するには、中間転写体を駆動する駆動ローラの軸心ブレによる色ずれについても考慮することが重要である。
特許文献1には、簡単な機構で各感光体の回転を完全に同期させることによって、用紙上に重ね合わせられるトナー像の色ずれを防止するような画像形成装置が示されている。具体的には、複数の感光体と、各感光体の表面上にトナー像を形成する作像手段と、各感光体を回転駆動する単一の駆動手段とを有し、各感光体上に形成されたトナー像を用紙上に重ね合わせて画像を形成する画像形成装置が示されており、さらに、このような画像形成装置において、各感光体と駆動手段とを連結する剛体連結部材と、感光体の1つに設けられその回転速度を検出する回転速度検出手段とを有し、回転速度検出手段の検出値に基づき駆動手段の駆動速度を補正して各感光体の回転を同期させることが開示されている。
特開平11−119502号公報
本発明は、上述したような従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、各感光体の大きさ(周長)、配置等を工夫することによって、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができるような中間転写方式を用いたカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、複数に色分解される画像情報の各色相に対応する画像形成部を備え、複数に色分解された画像情報を前記各画像形成部に設けられる静電潜像担持体により、該各静電潜像担持体と所定圧力で接触する中間転写体に積層転写(1次転写)し、この中間転写体上の画像情報を該中間転写体に所定圧力で接触する2次転写部材により、用紙に転写(2次転写)する画像形成装置において、前記各画像形成部は、複数に色分解される画像情報の各色相のうち、ブラックの色相に対応する画像形成部と、複数に色分解される画像情報の各色相のうち、ブラック以外のカラーの各色相に対応する画像形成部であり、前記カラーの各画像形成部に設けられるカラーの静電潜像担持体は、互いに隣り合う2つのカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置(1次転写位置)間の距離が全て同一となるように配置されており、前記ブラックの画像形成部に設けられるブラックの静電潜像担持体は、該ブラックの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置と、このブラックの静電潜像担持体の最も近くに配置されるカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置との距離が、前記互いに隣り合う2つのカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置間の距離よりも大きくなるように配置されていることを特徴とする。
このような構成によると、互いに隣り合う2つのカラーの1次転写位置間の距離、および、ブラックの1次転写位置とこのブラックの1次転写位置の最も近傍のカラーの1次転写位置との距離を、中間転写体を駆動する駆動ローラの周長の整数倍とすれば、ブラックの静電潜像担持体を大きくして周長を長くした場合であっても、画像形成装置おいてカラー印字を行う際、駆動ローラの軸心ブレや中間転写体のスリップ等の影響を少なくすることができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。また、互いに隣り合う2つのカラーの1次転写位置間の距離を、カラーの各静電潜像担持体の周長の整数倍とすれば、カラーの各色相の画像情報の位置合わせを容易に行うことができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。さらに、ブラックの1次転写位置と、このブラックの1次転写位置の最も近傍のカラーの1次転写位置との距離を、カラーの各静電潜像担持体の周長の整数倍、かつ、ブラックの静電潜像担持体の周長の整数倍とすれば、ブラックの色相の画像情報についても位置合わせを行うことができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。
ここで、モノクロ印字を行う際の印字プロセス速度を、カラー印字を行う際の印字プロセス速度よりも速くすることができる。これにより、画像形成装置におけるモノクロ印字の印字処理の高速化を図ることができ、印字処理の高速化を達成しようとする要請を満足させることができる。
また、本発明の画像形成装置において、前記カラーの各画像形成部がユニット化して構成され、該カラー転写ユニットに前記ブラックの画像形成部が交換可能に設けられることを特徴とする。このように、カラーの各画像形成部をユニット化して共通の構成とすることによって、画像形成装置の開発コスト、製造コストを抑えることが可能となる。
そして、前記カラーの各画像形成部に設けられるカラーの静電潜像担持体の周長に対する前記ブラックの画像形成部に設けられるブラックの静電潜像担持体の周長の比率は、前記カラーの各静電潜像担持体の使用頻度に対する前記ブラックの静電潜像担持体の使用頻度の比率に応じて変更される。このようにすることで、各静電潜像担持体のサプライ交換時期を同じような時期に合わせることができ、カラー印字の際、カラーの各色相とブラックの色相との印字品位に差が生ずることを防止でき、画像形成装置における印字品位を維持することができる。
また、本発明の画像形成装置において、前記互いに隣り合う2つのカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置間の距離は、前記中間転写体を駆動する駆動ローラの周長の整数倍であることを特徴とする。
このような構成によれば、ブラックの静電潜像担持体を大きくして周長を長くした場合であっても、画像形成装置おいてカラー印字を行う際、駆動ローラの軸心ブレや中間転写体のスリップ等の影響を少なくすることができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。
ここで望ましくは、前記互いに隣り合う2つのカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置間の距離を、前記カラーの各静電潜像担持体の周長の整数倍とする。これにより、カラーの各色相の画像情報の位置合わせを容易に行うことができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。
また、本発明の画像形成装置において、前記ブラックの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置と、このブラックの静電潜像担持体の最も近くに配置されるカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置との距離は、前記中間転写体を駆動する駆動ローラの周長の整数倍であることを特徴とする。
このような構成によれば、ブラックの静電潜像担持体を大きくして周長を長くした場合であっても、画像形成装置おいてカラー印字を行う際、駆動ローラの軸心ブレや中間転写体のスリップ等の影響を少なくすることができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。
ここで望ましくは、前記ブラックの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置と、このブラックの静電潜像担持体の最も近くに配置されるカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置との距離を、前記カラーの各静電潜像担持体の周長の整数倍、かつ、前記ブラックの静電潜像担持体の整数倍とする。これにより、ブラックの色相の画像情報についても位置合わせを行うことができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。
また、前記ブラックの画像形成部と、このブラックの画像形成部の最も近くに配置される画像形成部との間に、現像剤飛散防止部材を設けてもよい。このように、空いたスペースを利用して現像剤飛散防止部材を設けることによって、ブラックの静電潜像担持体の外周から発生するブラックの現像剤の飛散を防止でき、混色の発生を防止できる。
本発明は、上述のように構成されているから、互いに隣り合う2つのカラーの1次転写位置間の距離、および、ブラックの1次転写位置とこのブラックの1次転写位置の最も近傍のカラーの1次転写位置との距離を、中間転写体を駆動する駆動ローラの周長の整数倍とすることにより、ブラックの静電潜像担持体を大きくして周長を長くした場合であっても、画像形成装置おいてカラー印字を行う際、駆動ローラの軸心ブレや中間転写体のスリップ等の影響を少なくすることができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
まず、本発明を適用する画像形成装置の概略構成について説明する。図1に示すように、画像形成装置100は、後述するような中間転写方式を用いた画像形成装置であって、露光ユニット1、現像器2、感光体ドラム(静電潜像担持体)3、主帯電器5、クリーナユニット4、中間転写ベルトユニット8、定着ユニット12、用紙搬送路S、給紙カセット13、排紙トレイ15等により構成されている。そして、画像形成装置100は、複数色(この例では4色)に色分解された画像情報を、各色相に対応する感光体ドラム3上に静電潜像として書き込み、各色相の現像器2により可視化像とし、各感光体ドラム3と所定圧力で接触し回転する中間転写ベルト7に積層転写した後に、給紙カセット13等の用紙収納部から搬送されるシート(用紙)に一括転写することによって画像を用紙上に形成するように構成されている。
なお、画像形成装置100において扱われる画像情報は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたものとなっている。そして、各色(K、C、M、Y)に応じた画像を形成するように、画像形成装置100には、現像器2(2a、2b、2c、2d)、感光体ドラム3(3a、3b、3c、3d)、主帯電器5(5a、5b、5c、5d)、クリーナユニット4(4a、4b、4c、3d)がそれぞれ4つずつ設けられており、4つの画像形成部10(10a、10b、10c、10d)が配設されている。図1では、ブラックの画像形成部10a、シアンの画像形成部10b、マゼンタの画像形成部10c、イエローの画像形成部10dが左から右へ順に配列されている。ここで、添え字aの構成部材がブラックに、添え字bの構成部材がシアンに、添え字cの構成部材がマゼンタに、添え字dの構成部材がイエローにそれぞれ対応している。
感光体ドラム3は、画像形成装置100の上部に配置(装着)されている。各感光体ドラム3の周囲には、主帯電器5、現像器2、クリーナユニット4等が配置されている。
各主帯電器5は、主帯電工程において、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させるものであり、この例では、接触式のローラ型の帯電器が用いられている。なお、ブラシ型の帯電器、チャージャ型の帯電器等を用いてもよい。
露光ユニット1は、像露光工程において、主帯電器5により帯電された感光体ドラム3を入力された画像情報に応じて露光することによって、その表面に、画像情報に応じた静電潜像を形成するものであり、この例では、レーザ照射部21、ポリゴンミラー22、反射ミラー23、24等を備えたレーザスキャニングユニット(LSU)が用いられている。なお、発光素子がアレイ状に並べられたELやLED書込みヘッド等を用いてもよい。
露光ユニット1について具体的に説明すると、露光ユニット1は、レーザ照射部21、ポリゴンミラー22、反射ミラー23(23a、23b、23c、23d)、反射ミラー24(24b、24c、24d)等により構成されている。レーザ照射部21によって、図示しない外部に接続されたパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からの画像情報が各色(K、C、M、Y)の色相にそれぞれ分解されて、レーザ光として照射される。レーザ照射部21により照射され、ポリゴンミラー22を通過してきた各色の色相に対応するレーザ光は、反射ミラー23、24により反射され、各画像形成部10の感光体ドラム3に照射される。これにより、各色(K、C、M、Y)に色分解された画像情報が、各色相に対応するの感光体ドラム3上に静電潜像として書き込まれる。
各現像器2は、現像工程において、感光体ドラム3上に形成された静電潜像を各色(K、C、M、Y)のトナーにより顕像化し、各色のトナー像を形成するものである。現像工程の後、転写工程において、後述するように、各感光体ドラム3上のトナー像が1次転写位置30(30a、30b、30c、30d)において中間転写ベルト7に転写される(1次転写)。
各クリーナユニット4は、現像・転写後における感光体ドラム3上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。
感光体ドラム3の上方に配置されている中間転写ベルトユニット8は、用紙上にカラーまたはモノクロ(単色)の画像を形成するものである。中間転写ベルトユニット8には、中間転写ベルト7、中間転写ベルト駆動ローラ71、中間転写ベルトテンション機構73、中間転写ベルト従動ローラ72、中間転写ローラ6(6a、6b、6c、6d)、中間転写ベルトクリーニングユニット9等が備えられている。
中間転写ベルト7は、中間転写ベルト駆動ローラ71、中間転写ベルトテンション機構73の中間転写ベルトテンションローラ74、中間転写ローラ6、中間転写ベルト従動ローラ72等に張架されており、矢印B方向に回転駆動する。中間転写ベルト7は、厚さ100〜150μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。また、中間転写ベルト7は、対向して配置されている各感光体ドラム3と中間転写ローラ6とにそれぞれ接触し、両者に挟まれるようにして設けられている。この中間転写ベルト7にカラーまたはモノクロのトナー像が形成される。ここで、カラー印字を行う場合には、全ての画像形成部10が駆動されて、各感光体ドラム3に形成されたトナー像が順次的に重ねて転写されることによって、中間転写ベルト7上にカラーのトナー像(多色トナー像)が形成される。これに対し、モノクロ印字を行う場合には、ブラックの画像形成部10aのみが駆動されて、ブラックの感光体ドラム3aに形成されたトナー像が転写されることによって、中間転写ベルト7上にモノクロのトナー像が形成される。
上述のような1次転写、つまり、各感光体ドラム3から中間転写ベルト7へのトナー像の転写は、1次転写位置30(30a、30b、30c、30d)において行われる。ここで、1次転写位置30は、各感光体ドラム3に中間転写ベルト7が接触している位置である。この1次転写位置30の裏側において、中間転写ベルト7は各中間転写ローラ6に接触している。
各中間転写ローラ6は、中間転写ベルトテンション機構73の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。そして、各感光体ドラム3のトナー像を中間転写ベルト7上に転写するために、中間転写ローラ6には、高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。各中間転写ローラ6は、直径8〜10mmの金属(例えばステンレス等)の軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材(例えば、EPDM、発泡ウレタン等)により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト7に対して均一に高電圧を印加することができる。なお、この例では、ローラ状の転写電極を使用しているが、ブラシ状のものを用いてもよい。
上述のように、入力された画像情報が、各感光体ドラム3上で各色に応じて顕像化され、さらに、中間転写ベルト7上に積層転写される。そして、一括転写工程において、積層された画像情報は、中間転写ベルト7の回転によって、中間転写ベルト7と2次転写ローラ(2次転写部材)11とが圧接している2次転写位置70において用紙上に一括転写される(2次転写)。
このとき、中間転写ベルト7と2次転写ローラ11とは、2次転写位置70において所定ニップで圧接されているとともに、2次転写ローラ11には、中間転写ベルト7に積層されたトナー像を用紙に転写させるための電圧(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加される。そして、2次転写ローラ11および中間転写ベルト駆動ローラ71のうち、一方を硬質材料(例えば金属等)のローラとし、他方を軟質材料(例えば、ゴム、発泡性樹脂等)の弾性ローラとして、上記ニップを定常的に得られるようにしている。
各感光体ドラム3との接触により中間転写ベルト7に付着したトナーのうち、2次転写ローラ11によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト7上に残留したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、中間転写ベルトクリーニングユニット9により除去・回収されるようにしている。中間転写ベルトクリーニングユニット9には、中間転写ベルト7に接触するクリーニング部材として、例えば、クリーニングブレードが備えられている。中間転写ベルト7は、クリーニングブレードと接触する位置で裏側から中間転写ベルト従動ローラ72により支持されている。
給紙カセット13は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておく用紙収納部として、画像形成装置100の各画像形成部10および露光ユニット1の下側に設けられている。一方、排紙トレイ15は、印刷済みの用紙をフェイスダウンで載置するために、画像形成装置100の上部に設けられている。
定着ユニット12には、ヒートローラ27、加圧ローラ28等が備えられており、ヒートローラ27および加圧ローラ28は、用紙を挟んで回転するようになっている。ヒートローラ27は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて所定の定着温度となるように温度制御されている。ヒートローラ27および加圧ローラ28は、用紙を熱圧着することで用紙に転写されたトナー像を溶融・混合・圧接する。これにより、用紙にトナー像を熱定着するようにしている。このような定着ユニット12による定着後、用紙は、搬送ローラ(25−2、25−3)によって搬送され、フェイスダウンで(トナー像を下側に向けて)排紙トレイ15に排出される。
画像形成装置100には、用紙を給紙カセット13から排紙トレイ15まで搬送するための用紙搬送路Sが設けられている。給紙カセット13から排紙トレイ15までの用紙搬送路Sに沿って、ピックアップローラ16、レジストローラ14、2次転写位置70、定着ユニット12、用紙を搬送する搬送ローラ25等が配置されている。そして、用紙搬送路Sは、給紙カセット13の近傍に配置されている搬送ローラ25−1から、排紙トレイ15の近傍に配置されている搬送ローラ25−3までの間では、略垂直に形成されている。
搬送ローラ25は、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Sに沿って複数設けられている。ピックアップローラ16は、給紙カセット13の先端部に備えられ、給紙カセット13から用紙を1枚ずつ用紙搬送路Sに供給する呼び込みローラである。また、レジストローラ14は、用紙搬送路Sに沿って搬送されている用紙を一旦保持するとともに、用紙の先端と中間転写ベルト7上のトナー像の先端とを合わせるタイミングで用紙を2次転写位置70に搬送するローラである。
用紙搬送路Sにおいて、給紙カセット13から給紙された用紙は、搬送ローラ25−1によってレジストローラ14まで搬送され、用紙の先端と中間転写ベルト7上の画像情報の先端を整合するタイミングで2次転写位置70に搬送され、2次転写位置70で用紙上に画像情報が書き込まれる。その後、用紙は定着ユニット12で用紙上の未定着トナーが溶融・固着され、搬送ローラ25−2、搬送ローラ(排紙ローラ)25−3によって搬送され、フェイスダウンで(トナー像を下側に向けて)排紙トレイ15に排出される(片面印字要求の場合)。
一方、印字要求内容が両面印字要求の場合には、上述のように片面印字が終了し、定着ユニット12を通過した用紙は、その後端が排紙ローラ25−3でチャックされた状態で、排紙ローラ25−3が逆回転することによって、反転搬送路S´に導かれる。反転搬送路S´では、搬送ローラ25−7、25−8によって搬送された後、再び用紙搬送路Sに導かれる。そして、レジストローラ14を経て、裏面印字が行われた後に排紙トレイ15に排出される。
画像形成装置100には、上述の給紙カセット13とともに、少数枚の印字を行うとき、ユーザが給紙カセット13の開閉動作を行わなくてもよいようにするために、手差しトレイ17が配置されている。手差しトレイ17の端部には、ピックアップローラ18が備えられており、手差しトレイ17の用紙を1枚ずつ用紙搬送路Sに導くようになっている。手差しトレイ17に積載される用紙は、ピックアップローラ18によって給紙され、複数の搬送ローラ(25−6、25−5、25−4)を経て、レジストローラ14まで搬送される。それ以降は、給紙カセット13から給紙される用紙の場合と同様にして排紙トレイ15に排出される。
上述したように、画像形成装置100は、複数色(K、C、M、Y)に色分解された画像情報の各色相に対応する画像形成部10を備え、複数色に色分解された画像情報を各画像形成部10に備えられる感光体ドラム3により、各感光体ドラム3と所定圧力で接触する中間転写ベルト7に順次積層転写し、この中間転写ベルト7上に転写された画像情報を中間転写ベルト7に所定圧力で接触する2次転写ローラ11により、用紙に転写するように構成されている。
次に、上記構成の画像形成装置100における各画像形成部10、中間転写ベルトユニット8等の配置構成等について、図2〜図4を用いて説明する。この例では、ブラックの感光体ドラム3aが、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dよりも大径に形成されている。つまり、ブラックの感光体ドラム3aの周長がカラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長よりも長く形成されている。そして、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dが、互いに隣り合うシアンとマゼンタとの1次転写位置30b、30c間の距離L2と、互いに隣り合うマゼンタとイエローの1次転写位置30c、30d間の距離L3とが同一となるように配置されている。また、ブラックの感光体ドラム3aが、ブラックの1次転写位置30aとシアンの1次転写位置30bとの距離L1が上記距離L2よりも大きくなるように配置されている。以下、詳しく説明する。なお、図1では、画像形成装置100の概略構成を示しているため、各感光体ドラム3の大きさや、各1次転写位置30間の距離が、図2に示す場合と異なっている。
図2に示すように、各画像形成部10の感光体ドラム3と中間転写ベルトユニット8の中間転写ベルト駆動ローラ71は、次のような大きさ(周長)に形成されている。カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4は、それぞれ同一となっている(M2=M3=M4)。一方、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1は、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の2倍となっている(M1=M2×2)。また、中間転写ベルト7を駆動する中間転写ベルト駆動ローラ71の周長M5は、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4と同一となっている(M5=M2)。このように、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1を長くすることにより、ブラックの感光体ドラム3aの寿命を延ばすことができる。ブラックの感光体ドラム3aの周長M1をカラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の2倍とすると、各感光体ドラム3の使用頻度が同じであるとすれば、ブラックの感光体ドラム3aの寿命を、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの寿命の2倍とすることができる。
そして、画像形成装置100において、各感光体ドラム3は、次のように配置されている。カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dは、互いに隣り合うシアンとマゼンタとの1次転写位置30b、30c間の距離L2と、互いに隣り合うマゼンタとイエローの1次転写位置30c、30d間の距離L3とが同一となるようにそれぞれ配置されている(L2=L3)。この距離L2は、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4と同一となっている(L2=M2)。一方、ブラックの感光体ドラム3aは、互いに隣り合うブラックの1次転写位置30aとシアンの1次転写位置30bとの距離L1が、上記距離L2の2倍となるように配置されている(L1=L2×2)。この距離L1は、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1と同一となっている(L1=M1)。
以上より、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの中間転写ベルト7との1次転写位置30b、30c、30cのうち、互いに隣り合う1次転写位置30b、30c、30c間の距離は、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4と同一であり、しかも、中間転写ベルト駆動ローラ71の周長M5と同一である(M2=M3=M4=M5=L2=L3)。
また、互いに隣り合うブラックとシアンの1次転写位置30a、30bとの距離L1は、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1と同一であり、しかも、互いに隣り合うシアンとマゼンタとの1次転写位置30b、30c間の距離L2の2倍である(L1=M1=L2×2)。
このように、1次転写位置30a、30bとの距離L1と、1次転写位置30b、30c間の距離L2と、1次転写位置30c、30d間の距離L3とが、それぞれ中間転写ベルト駆動ローラ71の周長M5の整数倍となっている。これにより、ブラックの感光体ドラム3aの寿命を長くしようとして、ブラックの感光体ドラム3aを大きくして周長を長くした場合であっても、画像形成装置100においてカラー印字を行う際、中間転写ベルト駆動ローラ71の軸心ブレや中間転写ベルト7のスリップ等の影響を少なくすることができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。なお、1次転写位置30a、30bとの距離L1、1次転写位置30b、30c間の距離L2、1次転写位置30c、30d間の距離L3は、中間転写ベルト駆動ローラ71の周長M5の整数倍であれば、図2に示す場合に限られない。
さらに、1次転写位置30b、30c間の距離L2と、1次転写位置30c、30d間の距離L3とが、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4と同一であるので、カラーの各色相の画像情報の位置合わせを容易に行うことができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。なお、1次転写位置30b、30c間の距離L2、1次転写位置30c、30d間の距離L3は、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の整数倍であれば、図2に示す場合に限られない。
しかも、1次転写位置30a、30bとの距離L1がブラックの感光体ドラム3aの周長M1と同一であって、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の2倍であるので、ブラックの色相の画像情報についても位置合わせを行うことができ、できる限り色ずれのないカラー画像を得ることができる。なお、1次転写位置30a、30bとの距離L1は、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1の整数倍であれば、図2に示す場合に限られない。また、1次転写位置30a、30bとの距離L1は、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の整数倍であれば、図2に示す場合に限られない。
上述したように、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1を長くすることによって、ブラックの感光体ドラム3aの寿命を延ばすことが可能であるが、次のようにすると、画像形成装置100において、モノクロ印字を行う際の印字処理の高速化に対応することが可能となる。これについて、図3を用いて説明する。
図3(a)は、画像形成装置100においてカラー印字を行う場合の各画像形成部10、中間転写ベルトユニット8等を示す図であり、図3(b)は、画像形成装置100においてモノクロ印字を行う場合の各画像形成部10、中間転写ベルトユニット8等を示す図である。なお、図3に示す各画像形成部10、中間転写ベルトユニット8等の配置構成は、図2に示す場合と同様となっている。
この例では、画像形成装置100において、カラー印字を行うか、モノクロ印字を行うかに応じて、各画像形成部10を選択的に駆動するようにしている。そして、中間転写ベルト7に各感光体ドラム3を選択的に接離するようにしている。各感光体ドラム3と中間転写ベルト7との接触状態と離間状態との切り替えは、図示しない接離機構によって行われる。
カラー印字を行う場合には、全ての画像形成部10が駆動されて、各感光体ドラム3に形成されたトナー像が順次的に重ねて転写されることによって、中間転写ベルト7上にカラーのトナー像が形成される。このとき、図3(a)に示すように、全ての感光体ドラム3が中間転写ベルト7に接触している。
これに対して、モノクロ印字を行う場合には、ブラックの画像形成部10aのみが駆動されて、ブラックの感光体ドラム3aに形成されたトナー像が転写されることによって、中間転写ベルト7上にモノクロのトナー像が形成される。このとき、図3(b)に示すように、ブラックの感光体ドラム3aのみが中間転写ベルト7に接触しており、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dは、中間転写ベルト7から離間している。そして、モノクロ印字を行う際の印字プロセス速度を、カラー印字を行う際の印字プロセス速度よりも速くしている。これにより、画像形成装置100におけるモノクロ印字の印字処理の高速化を図ることができ、印字処理の高速化を達成しようとする要請を満足させることができる。
ところで、モノクロ印字を行う場合には、カラー印字を行う場合に比べて、中間転写ベルト7も高速で駆動され、ブラックの感光体ドラム3aも高速で回転する。一方、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dは回転しない。このように、モノクロ印字を行う場合には、ブラックの感光体ドラム3aのみが使用されるため、モノクロ印字を行う頻度が多いほどブラックの感光体ドラム3aが劣化し、その寿命が短くなる。この例では、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1を、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の2倍としているため、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1がカラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4と同一である場合と比べて、サプライ交換時期を遅らせることができる。この場合、ブラックの感光体ドラム3aの使用頻度が、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの使用頻度の2倍であれば、ブラックの感光体ドラム3aとカラーの各感光体ドラム3b、3c、3dとのサプライ交換時期がちょうど同じような時期となるようにすることができる。また、カラー印字の際、カラーの各色相とブラックの色相との印字品位に差が生ずることを防止でき、画像形成装置100における印字品位を維持することができる。
なお、図3では、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1がカラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の2倍としているが、この周長の比率を、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの使用頻度に対するブラックの感光体ドラム3aの使用頻度の比率に応じて、言い換えると、画像形成装置100においてカラー印字を行う頻度に対するモノクロ印字を行う頻度の比率に応じて適宜変更することで、モノクロ印字の印字処理の高速化を図るとともに、各感光体ドラム3のサプライ交換時期を同じような時期に合わせることができる。
ここで、上述のように、ブラックの感光体ドラム3aは、使用頻度に応じてその周長を変更することが好ましい。これに対し、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dについては、カラーの各色相の画像情報の位置合わせの観点や、装置のコンパクト化の観点から、上述したように、1次転写位置30b、30c間の距離L2と、1次転写位置30c、30d間の距離L3とが、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4と同一であり、さらに、中間転写ベルト駆動ローラ71の周長M5と同一であることが好ましい(M2=M3=M4=M5=L2=L3)。したがって、図4に示すように、カラーの各画像形成部10b、10c、10dをカラー1次転写ユニット40としてユニット化しておくことが可能である。そして、共通の構成であるカラー1次転写ユニット40に対し、交換可能なブラックの画像形成部10aを、例えば、図4(a)〜(c)に示すように、適宜組み合わせることができる。なお、カラー1次転写ユニット40に中間転写ベルトユニット8のカラーの各画像形成部10b、10c、10側に配置される部分を含めるようにしてもよい。
図4(a)に示す例は、カラー1次転写ユニット40に、周長M1がカラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4と同一であるブラックの感光体ドラム3aを有するブラックの画像形成部10aを組み合わせたものである。ここで、ブラックとシアンの1次転写位置30a、30bとの距離L1は、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1と同一である。この長さは、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4と同一となっており、しかも、1次転写位置30b、30c間の距離L2、1次転写位置30c、30d間の距離L3と同一となっている。
このようなカラー1次転写ユニット40とブラックの画像形成部10aとの組み合わせは、ブラックの感光体ドラム3aの使用頻度と、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの使用頻度とが略同じ場合、つまり、モノクロ印字を行う頻度が少ない場合に好適である。この場合、各感光体ドラム3のサプライ交換時期を同じような時期に合わせることができ、カラー印字の際、カラーの各色相とブラックの色相との印字品位に差が生ずることを防止でき、画像形成装置100における印字品位を維持することができる。
図4(b)に示す例は、カラー1次転写ユニット40に、周長M1がカラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の2倍であるブラックの感光体ドラム3aを有するブラックの画像形成部10aを組み合わせたものである。ここで、ブラックとシアンの1次転写位置30a、30bとの距離L1は、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1と同一である。この長さは、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の2倍となっており、また、1次転写位置30b、30c間の距離L2、1次転写位置30c、30d間の距離L3の2倍となっている。
このようなカラー1次転写ユニット40とブラックの画像形成部10aとの組み合わせは、ブラックの感光体ドラム3aの使用頻度が、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの使用頻度が略2倍である場合、つまり、モノクロ印字を行う頻度とカラー印字を行う頻度が略同じ場合に好適である。この場合、各感光体ドラム3のサプライ交換時期を同じような時期に合わせることができ、カラー印字の際、カラーの各色相とブラックの色相との印字品位に差が生ずることを防止でき、画像形成装置100における印字品位を維持することができる。
図4(c)に示す例は、カラー1次転写ユニット40に、周長M1がカラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の3倍であるブラックの感光体ドラム3aを有するブラックの画像形成部10aを組み合わせたものである。ここで、ブラックとシアンの1次転写位置30a、30bとの距離L1は、ブラックの感光体ドラム3aの周長M1と同一である。この長さは、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4の3倍となっており、また、1次転写位置30b、30c間の距離L2、1次転写位置30c、30d間の距離L3の3倍となっている。
このようなカラー1次転写ユニット40とブラックの画像形成部10aとの組み合わせは、ブラックの感光体ドラム3aの使用頻度が、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの使用頻度が略3倍である場合、つまり、モノクロ印字を行う頻度がカラー印字を行う頻度と比べて略2倍である場合に好適である。この場合、各感光体ドラム3のサプライ交換時期を同じような時期に合わせることができ、カラー印字の際、カラーの各色相とブラックの色相との印字品位に差が生ずることを防止でき、画像形成装置100における印字品位を維持することができる。
以上のように、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの使用頻度に対するブラックの感光体ドラム3aの使用頻度の比率に応じて、カラーの各感光体ドラム3b、3c、3dの周長M2、M3、M4に対するブラックの感光体ドラム3aの周長M1の比率を適宜変更することで、各感光体ドラム3のサプライ交換時期を同じような時期に合わせることができ、カラー印字の際、カラーの各色相とブラックの色相との印字品位に差が生ずることを防止でき、画像形成装置100における印字品位を維持することができる。そして、カラー1次転写ユニット40としてユニット化して共通の構成とし、ブラックの画像形成部10aを適宜交換して組み合わせる構成としているため、画像形成装置100の開発コスト、製造コストを抑えることが可能となる。
また、上述のように、1次転写位置30a、30bとの距離L1が、1次転写位置30b、30c間の距離L2や1次転写位置30c、30d間の距離L3よりも長くなっていると、ブラックの画像形成部10aとシアンの画像形成部10bとの間に空いたスペースが形成される。そこで、図5に示すように、ブラックの画像形成部10aとシアンの画像形成部10bとの間のスペースに遮蔽板50を設けてもよい。この遮蔽板50は、ブラックの感光体ドラム3aの外周から発生するブラックの現像剤の飛散を防止して、混色の発生を防止するための現像剤飛散防止剤として設けられている。上述のように、ブラックの感光体ドラム3aの周長を長くしたり、ブラックの感光体ドラム3aを高速回転させたりすることによって、周囲に飛散するブラックの現像剤が多くなるため、空いたスペースを利用して、このような遮蔽板50を設けることは有効である。
本発明を適用する画像形成装置の概略構成を示す図である。 感光体ドラム、中間転写ベルト等の配置構成を模式的に示す図である。 カラー印字を行う場合およびモノクロ印字を行う場合の画像形成部、中間転写ベルトユニット等を示す図である。 カラー1次転写ユニットとブラックの画像形成部との組み合わせ例を示す図である。 現像剤飛散防止剤としての遮蔽板を設けた例を示す図である。
符号の説明
3 感光体ドラム
6 中間転写ローラ
7 中間転写ベルト
8 中間転写ベルトユニット
10 画像形成部
11 2次転写ローラ
30 1次転写位置
70 2次転写位置
71 中間転写ベルト駆動ローラ
100 画像形成装置

Claims (9)

  1. 複数に色分解される画像情報の各色相に対応する画像形成部を備え、複数に色分解された画像情報を前記各画像形成部に設けられる静電潜像担持体により、該各静電潜像担持体と所定圧力で接触する中間転写体に積層転写し、この中間転写体上の画像情報を該中間転写体に所定圧力で接触する2次転写部材により、用紙に転写する画像形成装置において、
    前記各画像形成部は、複数に色分解される画像情報の各色相のうち、ブラックの色相に対応する画像形成部と、複数に色分解される画像情報の各色相のうち、ブラック以外のカラーの各色相に対応する画像形成部であり、
    前記カラーの各画像形成部に設けられるカラーの静電潜像担持体は、互いに隣り合う2つのカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置間の距離が全て同一となるように配置されており、
    前記ブラックの画像形成部に設けられるブラックの静電潜像担持体は、該ブラックの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置と、このブラックの静電潜像担持体の最も近くに配置されるカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置との距離が、前記互いに隣り合う2つのカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置間の距離よりも大きくなるように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 当該画像形成装置でモノクロ印字を行う際の印字プロセス速度は、カラー印字を行う際の印字プロセス速度よりも速いことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記カラーの各画像形成部がユニット化して構成され、該カラー転写ユニットに前記ブラックの画像形成部が交換可能に設けられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記カラーの各画像形成部に設けられるカラーの静電潜像担持体の周長に対する前記ブラックの画像形成部に設けられるブラックの静電潜像担持体の周長の比率は、前記カラーの各静電潜像担持体の使用頻度に対する前記ブラックの静電潜像担持体の使用頻度の比率に応じて変更されることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記互いに隣り合う2つのカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置間の距離は、前記中間転写体を駆動する駆動ローラの周長の整数倍であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記互いに隣り合う2つのカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置間の距離は、前記カラーの各静電潜像担持体の周長の整数倍であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記ブラックの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置と、このブラックの静電潜像担持体の最も近くに配置されるカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置との距離は、前記中間転写体を駆動する駆動ローラの周長の整数倍であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。
  8. 前記ブラックの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置と、このブラックの静電潜像担持体の最も近くに配置されるカラーの静電潜像担持体の中間転写体との接触位置との距離は、前記カラーの各静電潜像担持体の周長の整数倍、かつ、前記ブラックの静電潜像担持体の整数倍であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記ブラックの画像形成部と、このブラックの画像形成部の最も近くに配置される画像形成部との間には、現像剤飛散防止部材が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の画像形成装置。
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