JP2009075350A - 画像形成装置 - Google Patents

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達史 水野
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Abstract

【課題】本発明は、画像ノイズの抑制、モノクロとカラーの混在する連続プリントにおいて出力時間の短縮、当接動作時の衝撃により発生する騒音の低減を図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。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、相対する感光ドラム1に向けて一次転写ローラ5dを押圧する転写バネ24と、転写バネ24の押圧方向と直交する方向に移動することで、少なくとも一つ以上の一次転写ローラ5dを一次転写ローラ5dの押圧方向及び離間方向に移動するカムスライダ21と、カムスライダ21を移動して、一次転写ローラ5dを転写可能な当接位置と、転写不可能な離間位置と、に選択的に移動する回転カム22と、を備える画像形成装置であって、カムスライダ21を、離間位置へ移動する方向に付勢する圧縮バネ25と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図5

Description

本発明は、電子写真方式または静電記録方式を用いた画像形成装置に関するものである。
従来、カラー画像を出力する画像形成装置としては、複数の感光体ドラムを中間転写ベルトに沿って並べたタンデム型が知られている。この種の画像形成装置では、各感光体ドラム上に異なる色のトナー画像をそれぞれ形成し、これらのトナー画像を中間転写ベルト上に順次重ねて一次転写してカラートナー画像を得る。その後、中間転写ベルトと中間転写ベルトに圧接する二次転写ローラとの間を通過するシートにカラートナー画像を二次転写することにより、シートにカラー画像を出力する。
このようなカラー画像形成装置は、一般に、4色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナーを用いて画像を形成するカラーモードと、1色のトナー(典型的にはブラック)を用いて画像を形成するモノクロモードとを有している。カラーモードでは、全ての感光体ドラムを中間転写ベルトに接触させて一次転写を行う。モノクロモードでは、1つの感光体ドラム(典型的には、ブラック用の感光体ドラム)を中間転写ベルトに接触させるとともにその他の色の感光体ドラムを中間転写ベルトから離間させる。これにより、モノクロ画像形成にかかわらないプロセス部材(例えば、感光体ドラム、現像器など)について不要な消耗を防止する。
上記のようにモノクロモードとカラーモードとで感光体ドラムと中間転写ベルトの離接切換えを行なう技術として、中間転写ベルトに押圧をかける一次転写手段を感光体ドラムに対して離接する方向に移動させる方法がある(特許文献1)。
従来の画像形成装置の一例を、図7〜図9によって示す。
図7は従来の画像形成装置の概略断面図である。図7のカラー画像形成装置は、像担持体としての複数の感光体ドラム101(Y、M、C、BK)から中間転写ベルト105bに重ねて一次転写されたトナー画像を、二次転写部Eで転写材に一括して二次転写する。
図8及び図9は感光体ドラム101と中間転写ベルト105bの接離動作を説明する概略断面図である。図8はフルカラーモードで全ての感光体ドラム101(Y、M、C、BK)に中間転写ベルト105bを当接している状態を示す。図9はブラック単色のモノクロモードでブラック以外の感光体ドラム101(Y、M、C)から中間転写ベルト105bを離間した状態を示す。
図8において、中間転写ベルト105bは、不図示の中間転写ユニット筐体に対して回転可能に支持された張架ローラ127、128によって張架されている。一次転写ローラ105d(Y、M、C)は、長手方向端部を軸受リンク部材123(Y、M、C)の軸受部123b(Y、M、C)によって回転自在に支持されている。軸受リンク部材123(Y、M、C)は、不図示の中間転写ユニット筐体に対して回転軸123a(Y、M、C)を中心に揺動可能に支持されている。そして、転写バネ124(Y、M、C)によって一次転写ローラ105d(Y、M、C)を、それぞれに相対する感光体ドラム101(Y、M、C)に対して中間転写ベルト105bを挟んで押圧している。ブラックの一次転写ローラ105dBKは、長手方向端部を軸受部材126によって回転自在に支持され、転写バネ124BKにより感光体ドラム101BKに対して中間転写ベルト105bを挟んで押圧している。
カムスライダ121は、不図示の中間転写ユニット筐体に対して、転写バネ124の押圧方向と直交する方向に移動可能に設けられている。カムスライダ121は、カム斜面121aを有し、カムスライダ121が図8における下方向に移動すると、軸受リンク部材123(Y、M、C)の係合部123c(Y、M、C)と係合して軸受リンク部材123を揺動する。
回転カム122は、不図示の中間転写ユニット筐体に対して回転カム軸122aを中心に回動可能に支持されている。回転カム122のカム面がカムスライダ121の壁121b又は121cを押すことによってカムスライダ121は図8、図9における上下方向に移動する。回転カム122は、不図示のモータによって駆動され、不図示の制御部によって図8の位置と図9の位置とに選択的に駆動制御される。
図8のフルカラーモードの状態から不図示の制御部によってモノクロモードへの切換え命令が送られると、図9のように回転カム122が180度回転してカムスライダ121を押し下げる。回転カム122によって押し下げられたカムスライダ121のカム斜面121aに係合して軸受リンク部材123が揺動し、ブラック以外の一次転写ローラ105d(Y、M、C)は感光体ドラム101(Y、M、C)から遠ざかる。一次転写ローラ105d(Y、M、C)に押圧されていた中間転写ベルト105bもブラック以外の感光体ドラム101(Y、M、C)から離間する。このとき、軸受リンク部材123を介して一次転写ローラ105d(Y、M、C)を付勢している転写バネ124(Y、M、C)を押し縮める力がカムスライダ121の移動に対して抵抗力となる。
逆に、図9のモノクロモードから図8のフルカラーモードへの切換え時には、回転カム122が180度回転することによってカムスライダ121を押し上げられる。このとき、軸受リンク部材123の係合部123cがカムスライダ121のカム斜面21aを下りながら、軸受リンク部材123が図中時計回りに揺動する。この際、転写バネ124(Y、M、C)の付勢力により、一次転写ローラ105d(Y、M、C)が中間転写ベルト105bを感光体ドラム101(Y、M、C)に押圧する。
特開2005−156776
上記の例に示すような画像形成装置は、当接動作において一次転写ローラ105d(Y、M、C)を押圧する転写バネ124(Y、M、C)が一斉に開放される。このため、一次転写ローラ105d(Y、M、C)が勢いよく中間転写ベルト105bを叩き、衝撃音とともに、ベルト上に振動が発生する。したがって、二次転写動作中にモノクロモードからカラーモードに切換えると、当接動作によって中間転写ベルトが受ける衝撃が二次転写部Eに伝わり、画像ノイズを生じてしまう。
このような画像ノイズの発生を避けるため、従来の画像形成装置は、印刷ジョブにカラー原稿とモノクロ原稿が混在する場合、モード切換え動作と二次転写動作のタイミングをずらすように制御している。このため、モノクロとカラーの混在する連続プリントにおいて出力時間が長くなってしまう。
また、離間動作においては、転写バネ124(Y、M、C)を一斉に押し縮めなければならないため、カムスライダ121を離間方向に移動させるのに非常に高い負荷が必要となる。転写バネ124(Y、M、C)を押し縮めることなく、バネの座面ごと離間すれば負荷は抑えられるが、退避するためのスペースが取れない、座面が動くと位置精度が出ないためバネの押圧力がばらつく、といった別の課題が生じる。
そこで本発明は、画像ノイズの抑制、モノクロとカラーの混在する連続プリントにおいて出力時間の短縮、当接動作時の衝撃により発生する騒音の低減を図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。
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像を担持する複数の像担持体と、前記静電潜像を現像して現像化する複数の現像手段と、前記各像担持体に対向する無端ベルトと、前記無端ベルトを挟んで前記像担持体に相対する複数の転写手段と、前記相対する像担持体に向けて前記転写手段を押圧する押圧手段と、前記押圧手段の押圧方向と直交する方向に移動することで、少なくとも一つ以上の前記転写手段を前記転写手段の押圧方向及び離間方向に移動する転写手段接離部材と、前記転写手段接離部材を移動して、前記転写手段を転写可能な当接位置と、転写不可能な離間位置と、に選択的に移動する接離部材移動手段と、を備える画像形成装置であって、前記転写手段接離部材を、前記離間位置へ移動する方向に付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、中間転写ベルトを当接位置から離間位置へ移動するための負荷を低減するとともに、離間位置から当接位置へ移動する際に転写手段が中間転写体に与える衝撃を抑えることができる。
これにより、画像ノイズを抑制できる。また、中間転写体から転写材へ二次転写をしている途中であっても二次転写画像に影響を与えることなく当接位置への切換えができ、モノクロとカラーの混在する連続プリントにおいて出力時間を短縮することができる。また、当接動作時の衝撃により発生する騒音も低減される。
[第一実施形態]
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図1は本実施形態に係る電子写真方式を利用したカラー画像形成装置の概略構成図である。
(カラー画像形成装置A)
図1に示すように、カラー画像形成装置Aは、4色フルカラー画像を形成できるレーザビームプリンタである。カラー画像形成装置Aは、現像剤(例えば、トナー)で可視像化された画像を熱などによって転写材に定着させる過程を経て画像形成を行なう。
カラー画像形成装置Aは、
帯電装置2(Y、M、C、BK)、現像装置4(Y、M、C、BK)、中間転写ユニット5を有している。現像装置4は、感光ドラム1、帯電装置2、露光装置3を有している。現像装置4は、感光ドラム1上の静電潜像にトナーを付着させて現像化する。
感光ドラム1Y、1M、1C、1BKは、第1の像担持体としてドラム型の電子写真感光体である。感光ドラム1は、駆動手段(不図示)によって、例えば反時計周りに回転駆動されるようになっている。
帯電装置2は、感光ドラム1の表面を均一に帯電させる。露光装置3は、画像情報に基づいて光源(例えば、レーザ光やLED光)を点滅させ、感光ドラム1上に静電潜像を形成する。中間転写ユニット5は、感光ドラム1上のトナー像が転写される第二の像担持体である。
現像装置4は中間転写ユニット5に対して、並列に固定配置されている。現像装置4は、4色のトナーを収容する4つの現像剤収容部を有している。各現像剤収容部には、表面に現像剤であるトナーを担持するとともに、現像剤収容部が感光ドラム1と対峙したときに感光ドラム1と対向する現像剤担持ローラ(現像手段)4aが設けられている。現像剤担持ローラ4aは感光ドラム1上の静電潜像を現像化する。
中間転写ユニット5は、中間転写体(中間転写ベルト)5b、一次転写ローラ5dを有している。中間転写ベルト5bは無端ベルトであり、時計回りに回転している。一次転写ローラ5d(Y、M、C、BK)は、感光ドラム1から中間転写ベルト5bにトナー像を一次転写させるために、感光ドラムに対して電気バイアスを発生させる一次転写手段である。一次転写ローラ5dは、中間転写ベルト5bを挟んで感光ドラム1の反対側に設けられている。
感光ドラム1上の現像画像を対向した一つの中間転写体ユニット5に各色順次転写、重ね合わせることにより、中間転写ベルト5b上に静電吸着された一つのフルカラー現像画像が形成される。
中間転写ベルト5b上に一つの現像画像を形成した後、中間転写ベルト5bは転写材へ現像画像を転写させる二次転写部Eまでさらに回転する。転写材収納箱6内の転写材は、給搬送装置7によって所定のタイミングで二次転写部Eへ供給される。二次転写部Eでは、転写ベルト5bに対して電気バイアスを発生させる二次転写ローラ(二次転写手段)11を、転写材を挟んで転写ベルト5bの反対側に設けている。
このように静電吸着力を利用して、トナー画像を転写材へ二次転写させる。さらに、転写材へトナー像を固定化させるために、転写材は定着装置8へと搬送される。定着装置8では熱、圧力などを利用して、転写材上のトナーを溶融、定着させる。
定着装置8を通過した転写材は、搬送ユニット9により、排出トレイ10に排出される。なお、曲線20は、転写材の搬送経路を示している。
図2、図3は図1の画像形成装置Aを模式的に示した概略図である。
図2では複数の現像装置および像担持体全てが画像形成を行なっているフルカラーモードの状態である。一次転写ローラ5dが中間転写ベルト5bを各色に対応した像担持体1(Y、M、C、BK)へ押し付けている。この接触および高電圧バイアスを利用して、像担持体1上の現像画像を中間転写ベルト5bの表面に一次転写する。
図3では、例えばブラック色のみの画像形成を行なうモノクロモードの状態を示している。使用しない色、イエロー、マゼンタ、シアンに対して、それぞれ一次転写ローラ5d(Y、M、C)を移動し、像担持体1と中間転写ベルト5bを離間させている。この構成をとることによって、使用しない像担持体1Y、1M、1Cと中間転写ベルト5bは摺擦しなくなり、互いが損傷することがなくなる。
(中間転写体ユニット5の内部機構)
図4及び図5は、それぞれ図2及び図3における中間転写体ユニット5の内部機構を示した図である。
図4において、中間転写ベルト5bは、不図示の中間転写ユニット筐体に対して回転可能に支持された張架ローラ27、28によって張架されている。
一次転写ローラ5d(Y、M、C)は、長手方向端部を軸受リンク部材23(Y、M、C)の軸受部23b(Y、M、C)によって回転自在に支持されている。軸受リンク部材23(Y、M、C)は、不図示の中間転写ユニット筐体に対して回転軸23a(Y、M、C)を中心に揺動可能に支持されている。軸受リンク部材23は、転写バネ(押圧手段)24(Y、M、C)によって一次転写ローラ5d(Y、M、C)を、それぞれに相対する感光体ドラム1(Y、M、C)に対して中間転写ベルト5bを挟んで押圧している。
ブラックの一次転写ローラ5dBKは、長手方向端部を軸受部材26によって回転自在に支持され、転写バネ24BKにより感光体ドラム1BKに対して中間転写ベルト5bを挟んで押圧している。
カムスライダ21は、不図示の中間転写ユニット筐体に対して、転写バネ24の押圧方向と直交する方向に移動可能に設けられている。カムスライダ21は、転写バネ24の押圧方向と直交する方向に移動することで、少なくとも一つ以上の一次転写ローラ5dを一次転写ローラ5dの押圧方向及び離間方向に移動する転写手段接離部材である。
カムスライダ21は、カム斜面21aを有し、カムスライダ21が図4における下方向に移動すると、軸受リンク部材23(Y、M、C)の係合部23c(Y、M、C)と係合して軸受リンク部材23を揺動する。
回転カム22は、不図示の中間転写ユニット筐体に対して回転カム軸22aを中心に回動可能に支持されている。回転カム22は、カムスライダ21をを移動して、一次転写ローラ5dを転写可能な当接位置と、転写不可能な離間位置と、に選択的に移動する接離部材移動手段である。回転カム22のカム面がカムスライダ21のスライド方向端部の壁21b又は21cを押すことによってカムスライダ21は図4、図5における上下方向に移動する。回転カム22は、不図示のモータによって駆動され、不図示の制御部によって図4の位置と図5の位置とに選択的に駆動制御される。圧縮バネ(付勢手段)25は、不図示の中間転写ユニット筐体に固定され、カムスライダ21を、前記離間位置へ移動する方向(図4及び図5における下方向)に付勢している。
カムスライダ21によって移動される一次転写ローラ5dは、モノクロの画像形成時に使用されない一次転写ローラ5d(Y、M、C)である。接離制御手段29(図1参照)は、与えられた印刷ジョブに基づいて、フルカラーモードとモノクロモードとを選択してカムスライダ21の動作を制御する。フルカラーモードでは、一次転写ローラ5d(Y、M、C、BK)が全て当接位置に配置する。モノクロモードでは、モノクロ画像の形成に不要な一次転写ローラ5d(Y、M、C)を離間位置に配置する。
接離制御手段29は、フルカラー原稿とモノクロ原稿が混在した複数枚を連続印刷する印刷ジョブにおいて、二次転写動作の最中においても、次の画像の一次転写に備えてカムスライダ21の移動動作を行なう。
(中間転写ベルトの接離動作)
次に中間転写ベルトの接離動作について説明する。
図4は図2におけるフルカラーモードの状態を示している。この状態から不図示の制御部によってモノクロモードへの切換え命令が送られると、図5のように回転カム22が180度回転してカムスライダ21を押し下げる。回転カム22によって押し下げられたカムスライダ21のカム斜面21aに係合して軸受リンク部材23が揺動する。そして、ブラック以外の一次転写ローラ5d(Y、M、C)は感光体ドラム1(Y、M、C)から遠ざかり、一次転写ローラ5d(Y、M、C)に押圧されていた中間転写ベルト5bもブラック以外の感光体ドラム1(Y、M、C)から離間する。このとき、軸受リンク部材23を介して一次転写ローラ5d(Y、M、C)を付勢している転写バネ24(Y、M、C)を押し縮める力がカムスライダ21の移動に対して抵抗力となる。しかし、この力は圧縮バネ25の付勢力によってキャンセルされ、回転カム22の負荷トルクを軽減している。
逆に、図5のモノクロモードから図4のフルカラーモードへの切換え時には、回転カム22が180度回転することによってカムスライダ21を押し上げられる。このとき、軸受リンク部材23の係合部23cがカムスライダ21のカム斜面21aを下りる。これにより、押し縮められていた転写バネ24(Y、M、C)のバネ力が一斉に開放され、軸受リンク部材23は時計回りに勢いよく回ろうとする。
ここで、圧縮バネ25はカムスライダ21を下方向に付勢しているため、カムスライダ21が上に移動しようとする速度を緩める作用が働く。したがって、軸受リンク部材23の係合部23cがカム斜面21aを下りる速度も緩められ、一次転写ローラ5d(Y、M、C)はゆっくりと中間転写ベルト5bに当接し、感光体ドラム1(Y、M、C)に中間転写ベルト5bを押圧する。よって、モノクロモードからフルカラーモードへの切換え動作において、中間転写ベルト5bへの衝撃を大幅に緩和できる。
したがって、二次転写部Eにおいて、転写材にモノクロ原稿を二次転写している最中に、次の転写材のフルカラー原稿に備えてフルカラーモードに切換えても、二次転写部Eで画像ノイズを発生させることなく、良好な画像出力が得られる。よって、モノクロ原稿とフルカラー原稿が混在したジョブにおいても、二次転写タイミングとモード切換えタイミングをずらすことなく連続印刷することが可能となり、単一モードのジョブと同等の出力時間とすることができる。
また、モード切換え時の衝撃音についても低減される。さらに、一次転写ローラ5dを当接位置から離間位置へ移動するための負荷低減により、接離機構を駆動するためのモータの小型化や省電力、コストダウンが可能となる。
[第二実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の第二実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
図6は、直接転写方式の画像形成装置Bの概略断面図である。図6に示すように、本実施形態の画像形成装置Bは、上記第一実施形態の画像形成装置Aの中間転写ユニット5を転写搬送ユニット35に変えたものである。
転写搬送ユニット35は、中間転写ユニット5の中間転写ベルト5bを転写材搬送ベルト35bに変えたものである。転写材搬送ベルト35bは、転写材を静電吸着させて搬送する無端ベルトである。一次転写ローラ5dは、感光ドラム1上のトナー像を転写材搬送ベルト35bに担持された転写材に転写する。
転写搬送ユニット35は、中間転写体ユニット5と同様のモノクロとフルカラーの切換え機構を有している。
したがって、画像形成装置Bにおいても、モノクロとフルカラーの切換え動作によって画像形成動作に対してノイズを与えることなく、モノクロ原稿とカラー原稿の混在したジョブで出力時間の短縮を実現できる。
第一実施形態に係る中間転写方式のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。 フルカラーモードの状態の画像形成装置を模式的に示す概略図である。 モノクロモードの状態の画像形成装置を模式的に示す概略図である。 フルカラーモードの状態の一次転写手段の接離機構を示す概略図である。 モノクロモードの状態の一次転写手段の接離機構を示す概略図である。 第二実施形態に係る直接転写方式のカラー画像形成装置の全体構成を模式的に示す概略断面図。 従来の中間転写方式のカラー画像形成装置の全体構成を模式的に示す概略断面図である。 従来のフルカラーモードの状態の一次転写手段の接離機構を示す概略図である。 従来のモノクロモードの状態の一次転写手段の接離機構を示す概略図である。
符号の説明
A、B …画像形成装置
E …二次転写部
1 …感光ドラム
2 …帯電装置
3 …露光装置
4 …現像装置
4a …現像剤担持ローラ
5 …中間転写ユニット
5b …中間転写体
5d …一次転写ローラ
6 …転写材収納箱
7 …給搬送装置
8 …定着装置
9 …搬送ユニット
10 …排出トレイ
20 …曲線
21 …カムスライダ
21a …カム斜面
21b、21c …壁
22 …回転カム
22a …回転カム軸
23 …軸受リンク部材
23b …軸受部
24 …転写バネ
25 …圧縮バネ
27、28 …張架ローラ
35 …転写搬送ユニット
35b …転写材搬送ベルト

Claims (5)

  1. 静電潜像を担持する複数の像担持体と、前記静電潜像を現像して現像化する複数の現像手段と、前記各像担持体に対向する無端ベルトと、前記無端ベルトを挟んで前記像担持体に相対する複数の転写手段と、前記相対する像担持体に向けて前記転写手段を押圧する押圧手段と、前記押圧手段の押圧方向と直交する方向に移動することで、少なくとも一つ以上の前記転写手段を前記転写手段の押圧方向及び離間方向に移動する転写手段接離部材と、前記転写手段接離部材を移動して、前記転写手段を転写可能な当接位置と、転写不可能な離間位置と、に選択的に移動する接離部材移動手段と、を備える画像形成装置であって、
    前記転写手段接離部材を、前記離間位置へ移動する方向に付勢する付勢手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記無端ベルトは中間転写ベルトであり、
    前記複数の転写手段は前記像担持体の上のトナー像を前記中間転写ベルトの表面に一次転写するための一次転写手段であり、
    前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を転写材に二次転写する二次転写手段を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記無端ベルトは転写材を担持して搬送する転写材搬送ベルトであり、
    前記複数の転写手段は前記像担持体の上のトナー像を前記転写材搬送ベルトに担持された転写材に転写するための転写手段であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記転写手段接離部材によって移動される転写手段はモノクロの画像形成時に使用されない転写手段であって、
    与えられた印刷ジョブに基づいて、前記複数の転写手段が全て前記当接位置に配置したフルカラーモードと、モノクロ画像の形成に不要な前記転写手段を前記離間位置に配置したモノクロモードと、を選択して前記接離部材移動手段の動作を制御する接離制御手段を有し、
    前記接離制御手段は、フルカラー原稿とモノクロ原稿が混在した複数枚を連続印刷する印刷ジョブにおいて、前記中間転写ベルト上に形成されたトナー像を転写材へ二次転写する二次転写動作の最中においても、次の画像の一次転写に備えて前記接離部材移動手段の移動動作を行なうことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  5. 前記転写手段接離部材によって移動される転写手段はモノクロの画像形成時に使用されない転写手段であって、
    与えられた印刷ジョブに基づいて、前記複数の転写手段が全て前記当接位置に配置したフルカラーモードと、モノクロ画像の形成に不要な前記転写手段を前記離間位置に配置したモノクロモードと、を選択して前記接離部材移動手段の動作を制御する接離制御手段を有し、
    前記接離制御手段は、フルカラー原稿とモノクロ原稿が混在した複数枚を連続印刷する印刷ジョブにおいて、前記転写材搬送ベルトに担持された転写材に前記像担持体の上のトナー像を転写する転写動作の最中においても、次の画像の転写に備えた接離部材移動手段の移動動作を行なうことを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。
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