JP2010002872A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、中間転写ローラを位置決めするための機構を簡素化して簡単に位置決め検知を行う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】各色のトナー像を形成する各感光体ドラムに対向して中間転写ローラ350〜353が位置設定機構35に支持されている。位置設定機構35では、各中間転写ローラを上下動可能に軸支し、スライド部材363を移動させて中間転写ローラを位置決め制御する。スライド部材363は、駆動歯車369の回転により切欠き歯車368が回転してラック歯366と噛み合うことで移動する。駆動歯車369の基準位置を位置検知センサ102で検知してステッピングモータ104のステップ数をカウントすることでスライド部材363の移動制御を行う。
【選択図】図2

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置に関する。
上述の画像形成装置では、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成してトナーにより可視像化し、形成されたトナー像を用紙に転写して画像形成を行い、用紙に転写されたトナー像を用紙に定着させる電子写真方式が採用されている。
電子写真方式の画像形成装置においてカラー画像を形成する場合、転写ドラムに用紙を巻き付けておき異なる色のトナー像を感光体ドラム表面に形成する複数の像形成部から巻き付けた用紙にトナー像を繰り返し転写する方式(転写ドラム方式)がある。また、それ以外に、複数の像形成部から一旦中間転写ベルトにトナー像を転写してカラーのトナー像を形成し、形成されたカラートナー像を用紙に転写する方式(中間転写方式)といった方式が提案されている。
中間転写方式の画像形成装置としては、例えば、特許文献1では、複数の感光体ドラムに対向して配置された複数の1次転写ローラの全部又は一部を転写ベルト側に移動させて感光体ドラムに転写ベルトを接触させる接触モードと、1次転写ローラのすべてを転写ベルトと反対側に移動させて転写ベルトを感光体ドラムから離間させる離間モードとに選択的に設定する画像形成装置が記載されている。
特開2007−079570号公報
特許文献1に記載された画像形成装置では、接触モード又は離間モードに設定するための機構が複雑であり、そのため複数の検知センサからの検知信号に基づいて設定されたモードを検知するようにしている。複数の検知センサを用いて検知処理を行う場合、部品のコスト負担が大きくなり、検知処理も複雑になるといった課題がある。
そこで、本発明は、中間転写ローラを位置決めするための機構を簡素化して簡単に位置決め検知を行う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。
本発明に係る画像形成装置は、異なる色のトナー像を感光体ドラム表面に形成する複数の像形成部と、前記感光体ドラムに近接して配置された中間転写ベルト及び前記感光体ドラムのそれぞれに対して当該中間転写ベルトを介して対向配置された複数の中間転写ローラを備えるとともに前記感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写する中間転写部と、前記中間転写ベルトに転写された複数色からなるトナー画像を用紙に転写する転写部とを備えた画像形成装置であって、前記中間転写ローラを前記中間転写ベルトに接触させて前記感光体ドラムに近接させる作動位置又は前記中間転写ベルトから離隔させて前記感光体ドラムから退避させる待機位置に個別に位置決めする作動部材と、前記中間転写ローラを位置決めするために前記作動部材を往復動させる移動部と、前記移動部の移動量を計数するための基準位置を検知する検知部と、前記検知手部からの検知信号に基づいて前記移動量に対応する計数値をカウントする移動制御部とを備えていることを特徴とする。さらに、前記作動部材は、ラック歯が形成されたスライド部材であり、前記移動部は、前記ラック歯に噛み合う歯車部材を備えており、前記検知部は、前記歯車部材の所定の回転位置を基準位置として検知することを特徴とする。さらに、前記移動部は、前記歯車部材を回転駆動するステッピングモータを備えており、前記移動制御部は、前記検知部からの検知信号に基づいて前記ステッピングモータのステップ数をカウントすることを特徴とする。
上記のような構成を有することで、作動部材を往復動させる移動部の基準位置を検知して移動部の移動量に対応する計数値をカウントするようにしているので、基準位置のみを検知すれば位置決め検知を行うことができる。
すなわち、従来技術のように検知部からの検知信号に基づいて位置決めを行うのではなく、基準位置からの移動量をカウントした計数値に基づいて作動部材の移動位置を決めることができる。そのため、複数のセンサを設ける必要がなく部品点数を減少させて簡素化することが可能となり、また検知処理を簡単かつ確実に行うことができる。
作動部材としてラック歯が形成されたスライド部材を用い、移動部としてラック歯に噛み合う歯車部材を用いることで、簡単な構成で位置決め動作を確実に行うことができる。また、歯車部材の所定の回転位置を基準位置として検知すれば、歯車部材を1回転すれば必ず基準位置が検知されるようになり、検知処理も単純化することができる。
そして、ステッピングモータにより歯車部材を回転駆動し、検知部からの検知信号に基づいてステッピングモータのステップ数をカウントすれば、カウントしたステップ数により中間転写ローラの位置決め制御を迅速的確に行うことができる。
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
図1は、本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。画像形成装置1は、筐体内に、画像形成部2、中間転写部3、転写部4及び給紙部5を備えている。
画像形成部2は、異なる色のトナー像を感光体ドラム表面に形成する複数の像形成部20〜23を備えている。像形成部20は、黒色のトナー像を形成する像形成部で、現像器201、帯電ローラ202、露光ヘッド203、感光体ドラム204及びメモリ除去ブラシ205を備えている。まず、感光体ドラム204の表面を帯電ローラ202により一様に帯電させ、帯電された感光体ドラム204の表面に露光ヘッド(LEDヘッド)203で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像を形成する。次に、現像器201内のトナーを供給ローラ及び現像ローラによって感光体ドラム204に形成された静電潜像に転移させて可視像化し、後述する中間転写ローラにより感光体ドラム204表面に形成されたトナー像を後述する中間転写ベルトに転写される。
こうして、感光体ドラム204への帯電、露光、現像、転写といった一連のプロセスが行われて、黒色のトナー像が形成されて中間転写ベルトに転写される。転写後に感光体ドラム204の表面に残留したトナーは、メモリ除去ブラシ(ERSブラシ)205により付着力が弱められ、感光体ドラム204の表面上に分散させられる。そして、残留トナーは、現像器201の現像ローラに回収される。
像形成部21〜23は、カラー画像形成のためのトナー像を形成するために用いられる。像形成部21は、イエローのトナー像を感光体ドラム表面に形成する像形成部で、像形成部20と同様に、現像器211、帯電ローラ212、露光ヘッド213、感光体ドラム214及びメモリ除去ブラシ215を備えている。そして、像形成部20と同様に、感光体ドラム214への帯電、露光、現像、転写といった一連のプロセスが行われて、イエローのトナー像が形成されて中間転写ベルトに転写される。
像形成部22は、マゼンタのトナー像を感光体ドラム表面に形成する像形成部で、像形成部20と同様に、現像器221、帯電ローラ222、露光ヘッド223、感光体ドラム224及びメモリ除去ブラシ225を備えている。そして、像形成部20と同様に、感光体ドラム224への帯電、露光、現像、転写といった一連のプロセスが行われて、マゼンタのトナー像が形成されて中間転写ベルトに転写される。
像形成部23は、シアンのトナー像を感光体ドラム表面に形成する像形成部で、像形成部20と同様に、現像器231、帯電ローラ232、露光ヘッド233、感光体ドラム234及びメモリ除去ブラシ235を備えている。そして、像形成部20と同様に、感光体ドラム234への帯電、露光、現像、転写といった一連のプロセスが行われて、シアンのトナー像が形成されて中間転写ベルトに転写される。
像形成部20〜23は水平方向に配列されており、下面には感光体ドラム204〜234が下方に向かって一部露出した状態になっている。
中間転写部3は、無端状の中間転写ベルト30、中間転写ローラ350〜353及び位置設定機構35を備えている。中間転写ベルト30は、駆動ローラ31、従動ローラ32及び33、支持ローラ34により張架されており、駆動ローラ31が回転駆動することで周回搬送されるようになっている。従動ローラ33から駆動ローラ31にわたって搬送される中間転写ベルト30の搬送経路は、像形成部20〜23の下面に露出した感光体ドラム204〜234にそれぞれ所定間隔で近接するように設定されている。
張架された中間転写ベルト30の内側には、中間転写ローラ350〜353を支持する位置設定機構35が配置されている。中間転写ローラ350〜353は、それぞれ感光体ドラム204〜234に対向配置されるように中間転写ベルト30の下面側に配列される。
後述する位置設定機構35の動作により中間転写ローラ350〜353を作動位置に上昇させることで、中間転写ローラ350〜353が中間転写ベルト30の下面を押し上げてそれぞれ感光体ドラム204〜234に中間転写ベルト30を介して圧接するようになる。中間転写ローラには図示せぬ電圧印加回路から転写電圧が印加されており、各感光体ドラムの回転速度に同期して中間転写ベルト30が搬送されることで各感光体ドラム表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト30の表面に転写される。
給紙部5は、給紙カセット50内の用紙を給紙ローラ51により1枚ずつ給紙するようになっている。給紙された用紙は、搬送ローラ60及びプレスローラ61に挟持されて転写部4に搬送される。転写部4では、支持ローラ34に対向して転写ローラ40が配置されており、転写ローラ40には図示せぬ電圧印加回路により所定の転写電圧が印加されている。搬送された用紙は、転写ローラ40と中間転写ベルト30との間に挟持されながら搬送され、その間に中間転写ベルト30に担持されたトナー像が用紙に転写される。
トナー像が転写された用紙は、定着ローラ62及びプレスローラ63の間に挟持されて定着処理が行われ、トナー像が定着された用紙は排紙ローラ64及びプレスローラ65に挟持されて排紙トレイに排紙される。
図2は、位置設定機構35に関する斜視図である。位置設定機構35は、箱状の支持フレーム360の内部に中間転写ローラ350〜353が等間隔で配列されている。支持フレーム360の両側部には、各中間転写ローラの両端に突出する回転軸を回転可能に軸支する軸支部材361及び軸支部材361を回動可能に支持する支持部材362が配列されている。
支持フレーム360の内部には、支持部材362の内方側に軸支部材361及び支持部材362を回動して位置決めするためのスライド部材363が配設されている。スライド部材363には、各中間転写ローラの軸方向と直交する方向にスライド溝364が形成されており、支持フレーム360に立設されたガイドピン365にスライド溝364が嵌合して直交方向にスライド可能に取り付けられている。
支持フレーム360の中央部分には中間転写ローラの軸方向に沿って駆動軸367が全幅にわたって軸支されており、駆動軸367にはスライド部材363の中央部分に形成されたラック歯366に噛み合う切欠き歯車368が固定されている。駆動軸367の一方の端部は支持フレーム360から外方に向かって突出して駆動歯車369が取り付けられている。
スライド部材363の一方の端部には、支持フレーム360の内面との間に圧縮バネ370が装着されている。圧縮バネ370の付勢力により、スライド部材363は、他方の端部が支持フレーム360の内面に圧接するように常時付勢されている。
駆動歯車369が矢印方向(時計回り)に回転駆動される場合、切欠き歯車368がラック歯366に噛み合いながら回転し、スライド部材363を圧縮バネ370の付勢力に抗して矢印方向に移動させる。そして、切欠き歯車368が所定角度回転してラック歯366との噛合が外れることで、スライド部材363は圧縮バネ370の付勢力により元の状態に戻る。駆動歯車369がそのまま同じ方向に回転していき、切欠き歯車368が1回転して再びラック歯366に噛み合うことで、再びスライド部材363が移動するようになる。
以上のように切欠き歯車368を一方向に回転することで、スライド部材363を長手方向に往復動させることができる。
スライド部材363を往復動させるために、駆動歯車369を回転駆動するステッピングモータ104が設けられている。ステッピングモータ104は、図示せぬ駆動伝達機構により駆動力を駆動歯車369に伝達して回転させる。駆動歯車369の回転軸が外方に突出してその先端部に検知バー101が取り付けられている。検知バー101は、駆動歯車369の半径方向に延設されており、その先端部は駆動歯車369と同期して回転するようになっている。
検知バー101の先端部の所定の回転位置には、先端部を光学的に検知する位置検知センサ102が設けられている。先端部を検知する回転位置は、例えば、駆動歯車369が回転して切欠き歯車368がラック歯366との噛み合いを開始する回転位置に設定するとよい。
位置検知センサ102は、検知バー101が回転してその先端部が到来すると検知信号を出力する。位置検知センサ102の検知信号は基準位置検知回路103に入力されて制御部100に送信される。制御部100は、ステッピングモータ104の駆動制御を行い、基準位置検知回路103から検知信号が送信された場合、ステッピングモータ104から送信されるステップ数のカウントを開始する。そして、カウントした計数値が予め設定された値に到達した場合にステッピングモータ104の駆動を停止する。
支持フレーム360の一方の側部には、軸支部材361に軸支された各中間転写ローラの回転軸に当接する給電体371が取り付けられている。給電体371は金属板を折り曲げて形成されており、外側部分は、図示せぬ電圧印加回路に接続する給電端子と接続可能となるように露出している。内側部分は端部が中間転写ローラの回転軸の端面に常時接触状態となるように弾性を持たせてある。そのため、各中間転写ローラには給電体371を介して転写電圧が安定して印加されるようになっている。
図3は軸支部材361及び支持部材362に関する拡大斜視図であり、図4はその分解斜視図である。軸支部材361は、板状体の両側部を下方に折り曲げた形状に形成されており、一方の端部側の両側部に軸支孔3611が穿設されている。また、他方の端部側の両側部には中間転写ローラの回転軸が軸着される軸筒部材3612が固定されている。他方の端部には、側部の下端を一部外方に折り曲げて形成された係合部3613が形成されている。
支持部材362は、板状体の両側部を上方に折り曲げた形状に形成されており、一方の端部側に回動軸部材3621が回動可能に軸支されている。他方の端部側には軸筒部材3622が固定されており、軸筒部材3622内を貫通するようにガイドピン3623が回動可能に挿着されている。ガイドピン3623の両端部は軸筒部材3622から外方に突出するように設定されている。他方の端部には、側部に矩形状の係合穴3624が穿設されており、係合穴3624には軸支部材361の係合部3613が係合するようになっている。
軸支部材361と支持部材262との間には圧縮バネ372が装着されている。軸支部材361が軸支孔3611で支持部材362の回動軸部材3621に軸支された状態において圧縮バネ372の付勢力により常時上方に回動するように付勢されている。そして、軸支部材361の係合部3613が支持部材362の係合穴3624の上面に当接した状態で軸支部材361は付勢されて保持される。
支持部材362は、支持フレーム360の底面に固定された取付枠373に回動可能に軸支されている。取付枠373は、板状体の両側部を上方に折り曲げた形状に形成されており、両側部に穿設された軸支孔3731に支持部材362の回動軸部材3621が回動可能に軸支されている。
スライド部材363の支持部材362側の側部3631の上面には、支持部材362のガイドピン3623のガイド面が形成されている。ガイド面は、低い水平位置に設定された第一水平面部3632、高い水平位置に設定された第二水平面部3633及び両水平面部を接続する傾斜面部3634が形成されている。
スライド部材363が往復動する場合、第一水平面部3632と第二水平面部3633との間をガイドピン3623が当接した状態で移動することでガイドピン3623が上下動するようになる。そのため、ガイドピン3623の上下動に連動して支持部材362が上下に回動するようになり、それに伴い軸支部材361に軸支された中間転写ローラが上昇した作動位置及び下降した待機位置に設定されるようになる。
ガイドピン3623がガイド面に当接した状態でスライド部材363が移動する場合、ガイドピン3623が回動可能に軸筒部材3622に保持されているので、移動に伴いガイドピン3623が回転するようになる。そのため、移動抵抗が小さくなってスムーズな移動を行うことができる。また、ガイド面の水平面部と傾斜面部との間の境界部分を曲面形状にすることでさらにスムーズな移動動作を行なうことが可能となる。
以上説明したように、スライド部材363の往復動により中間転写ローラの上下方向の位置設定を行うことができる。
図5は、スライド部材363を移動させて中間転写ローラ350〜353の位置設定を行う場合の動作説明図である。図5Aは、装置が待機状態の場合を示しており、待機状態ではスライド部材363が圧縮バネ370の付勢力により左方向に移動した状態となっている。この状態では、各支持部材362のガイドピン3623は、ガイド面の第一水平面部3632に当接した状態に設定されている。そのため、各中間転写ローラは下降した待機位置に設定されている。待機位置では、中間転写ローラは、対向する感光体ドラムから退避した状態となっており、図5Aではすべての中間転写ローラが感光体ドラムから退避した待機状態となっている。中間転写ベルト30は中間転写ローラに当接した状態となっているが、装置が待機状態であるため、中間転写ベルトが搬送されて中間転写ローラが摺接することはない。
図5Bは、黒色のみによる画像形成を行う場合を示している。この場合には、上述したように、駆動歯車369を所定角度回転駆動してスライド部材363を右方向に所定距離だけ移動させる。スライド部材363の移動により中間転写ローラ350に対応するガイドピン3623のみが第二水平面部3633に移動するようにガイド面が形成されている。そして、それ以外の中間転写ローラのガイドピン3623は第一水平面部又は傾斜面部に移動するようにガイド面が形成されている。そのため、中間転写ローラ350のみが上昇して感光体ドラム204に近接した作動位置に設定される。その際に中間転写ベルト30に接触して押し上げるように作用するため、待機位置に設定されている中間転写ローラ351〜353から中間転写ベルト30が離隔した状態に設定される。この状態で、中間転写ベルト30を搬送する場合、中間転写ローラ351〜353には中間転写ベルト30が摺接しないため中間転写ローラ351〜353の摩耗等の劣化が進むことはない。また、中間転写ベルト30についても、感光体ドラム204及び中間転写ローラ350以外には摺接しないため、その分摺接による劣化を抑えることができる。
図5Cは、カラー画像の画像形成を行う場合を示している。この場合には、駆動歯車369をさらに所定角度回転駆動してスライド部材363をさらに右方向に所定距離移動させる。スライド部材363の移動により中間転写ローラ350〜353に対応するガイドピン3623がすべて第二水平面部3633に移動するようにガイド面が形成されている。そのため、すべての中間転写ローラが上昇して感光体ドラムに近接した作動位置に設定され、中間転写ベルト30に接触して押し上げることですべての感光体ドラムに近接した位置で中間転写ベルト30が搬送されるようになる。
中間転写ローラが作動位置に上昇する場合、中間転写ベルト30に接触して中間転写ローラが下方に押動されるようになる。そのため、圧縮バネ372の付勢力に抗して軸支部材361が下方に移動するように作用し、中間転写ローラには圧縮バネ372による付勢力で安定した状態で作動位置に設定されるようになる。
図5Cに示す状態からさらに駆動歯車369を回転させることでラック歯と切欠き歯車との噛み合せが外れて図5Aの状態に戻すことができる。
図6は、スライド部材363を移動させて中間転写ローラ350〜353の位置決め制御を行う処理フローである。まず、記録モードがモノクロモード(黒色のみの画像形成)又はカラーモード(カラー画像形成)のいずれかに設定されている場合にその設定された記録モードに対応するカウント数Nをセットする(S100)。上述したように、スライド部材363の移動制御は、ステッピングモータ104により駆動歯車369を回転駆動して行われ、その位置決め制御はステッピングモータ104のステップ数をカウントして行われる。そのため、記録モードに応じたスライド部材363の停止位置に基づいて予めステップ数のカウント数Nを設定しておく。
次に、ステッピングモータ104の回転駆動を開始し、駆動歯車369を回転させる(S101)。駆動歯車369に回転に同期して検知バー101も回転するようになる。検知バー101の回転により基準位置が検知されたか否かチェックし(S102)、基準位置が検知された場合にはステッピングモータ104のステップ数のカウントを開始する(S103)。ステップ数のカウント値が設定されたカウント数Nに到達したかチェックし(S104)、カウント数Nに到達した場合にはステッピングモータ104の回転駆動を停止する(S105)。以上の処理により記録モードに応じた中間転写ローラの位置決め制御が行われた後記録モードに対応した画像形成処理が行われる(S106)。
本発明に係る実施形態を備えた画像形成装置全体の概略図である。 位置設定機構に関する斜視図である。 軸支部材及び支持部材に関する拡大斜視図である。 軸支部材及び支持部材に関する分解斜視図である。 スライド部材を移動させて中間転写ローラの位置設定を行う場合の動作説明図である。 スライド部材を移動させて中間転写ローラの位置設定を行う場合の動作説明図である。 スライド部材を移動させて中間転写ローラの位置設定を行う場合の動作説明図である。 スライド部材を移動させて中間転写ローラの位置決め制御を行う処理フローである。
符号の説明
1 画像形成装置
2 画像形成部
3 中間転写部
4 転写部
5 給紙部
30 中間転写ベルト
35 位置設定機構
350〜353 中間転写ローラ
360 支持フレーム
361 軸支部材
362 支持部材
363 スライド部材
366 ラック歯
367 駆動軸
368 切欠き歯車
369 駆動歯車
370 圧縮バネ
372 圧縮バネ
373 取付枠
100 制御部
101 検知バー
102 位置検知センサ
103 基準位置検知回路
104 ステッピングモータ

Claims (3)

  1. 異なる色のトナー像を感光体ドラム表面に形成する複数の像形成部と、前記感光体ドラムに近接して配置された中間転写ベルト及び前記感光体ドラムのそれぞれに対して当該中間転写ベルトを介して対向配置された複数の中間転写ローラを備えるとともに前記感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写する中間転写部と、前記中間転写ベルトに転写された複数色からなるトナー画像を用紙に転写する転写部とを備えた画像形成装置であって、前記中間転写ローラを前記中間転写ベルトに接触させて前記感光体ドラムに近接させる作動位置又は前記中間転写ベルトから離隔させて前記感光体ドラムから退避させる待機位置に個別に位置決めする作動部材と、前記中間転写ローラを位置決めするために前記作動部材を往復動させる移動部と、前記移動部の移動量を計数するための基準位置を検知する検知部と、前記検知手部からの検知信号に基づいて前記移動量に対応する計数値をカウントする移動制御部とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記作動部材は、ラック歯が形成されたスライド部材であり、前記移動部は、前記ラック歯に噛み合う歯車部材を備えており、前記検知部は、前記歯車部材の所定の回転位置を基準位置として検知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. 前記移動部は、前記歯車部材を回転駆動するステッピングモータを備えており、前記移動制御部は、前記検知部からの検知信号に基づいて前記ステッピングモータのステップ数をカウントすることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
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