JP2012022141A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】透明トナー層とカラートナー層の積層順が相互に異なる第1状態と第2状態を選択的に切り替え可能、かつ装置大型化を抑制可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】中間転写ベルト81に沿って列設された感光体ドラム11〜15と、各感光体ドラムに対応する現像部41〜45を配置する。各現像部は、異なる色用の2つの現像器が回転ラックに収容されてなり、回転ラックの回転により、目的の現像器を感光体ドラムの現像位置まで移動させる。光沢モードのための第1状態では、各現像位置に、上流から下流の順に透明用の現像器41T、Y色用の現像器42Y、M色用の現像器43M、C色用の現像器44C、K色用の現像器45Kを配置させ、非光沢モードのための第2状態では、Y色用の現像器41Y、M色用の現像器42M、C色用の現像器43C、K色用の現像器44K、透明用の現像器45Tを配置させる。
【選択図】図2

Description

本発明は、透明画像と有色のカラー画像を被転写体上に多重転写する画像形成装置に関する。
近年、カラー画像形成が可能な画像形成装置には、例えばY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の異なる複数色用の感光体ドラムを中間転写ベルトの走行方向に沿って列設し、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト上に順次重ね合わせるように多重転写して、多重転写された各色トナー像を二次転写位置において一括して記録シート上に二次転写する、いわゆるタンデム方式のものがある。
特許文献1には、タンデム方式において、カラートナー像とは別に、透明トナー像を形成するための感光体ドラムをY〜K色用の感光体ドラムよりも中間転写ベルトの走行方向上流に配置する構成が開示されている。この構成では、中間転写ベルト上に最初に透明トナー像が一次転写され、その透明トナー像の上にカラートナー像が一次転写されるので、記録シートに二次転写された後では、記録シート上では、Y〜K色のカラートナー層の上に透明トナー層が積層されることになり、この透明トナー層によりカラー画像の光沢性が向上するとしている。
特開2009−37102号公報
上記特許文献1は、記録シート上においてカラートナー層の上に透明トナー層を積層する状態(第1状態)にすることで、カラー画像の光沢性を向上させる技術であるが、記録シート上において透明トナー層の上にカラートナー層を積層する状態(第2状態)にすることについては提案されていない。
記録シート上で透明トナー層の上にカラートナー層を積層させると、上記の光沢性は得られないが、例えば紫外線照射により発光する透明トナーを用いて地紋やセキュリティ用の付加情報をカラートナー像の下に形成させると、光沢をつけずに、かつ人の目に映ることなく、画像に付加情報を埋め込むことができる。
また、これとは別に、透明トナー層が記録シートの面とカラートナー層の間に介在されることにより、人がカラー画像を目視する際に、透明トナー層から入射した周辺光が記録シートに反射してカラートナー層を通過して肉眼に至るようになり、透明トナー層が介在しない状態よりも肉眼に到達する光が豊富になって、色調が豊かになることもある。
記録シート上で透明トナー層の上にカラートナー層が積層される第2状態にするには、中間転写ベルト上で最後に透明トナーが一次転写されなければならず、透明トナーを最後に一次転写するには、透明トナー像を形成するための感光体ドラムを、カラーのY〜K色用の感光体ドラムよりも中間転写ベルトの走行方向最下流に配置する必要が生じる。
光沢性向上のために、上記のように記録シート上でカラートナー層の上に透明トナー層が積層される第1状態にするには、光沢用の透明トナー像を形成するための感光体ドラムを中間転写ベルトの走行方向最上流に配置する必要がある。
従って、第1状態と第2状態を選択する構成をとろうとすると、カラー用の4個の感光体ドラムに加えて、別途2つの感光体ドラムが必要になり、合計6個の感光体ドラムが中間転写ベルトの走行方向に沿って列設されることになる。
画像形成装置の分野では、オフィス等に設置される環境が多いことから、極力、装置小型化が要請されているが、感光体ドラムの数が増えるほど、増えた感光体ドラムを配置するためのスペースが感光体ドラムの列設方向(装置幅方向)に必要になり、また中間転写ベルトの周長を装置幅方向に長くとる必要が生じて装置幅を広げざるを得なくなる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、透明トナー層とカラートナー層の積層順が相互に異なる第1状態と第2状態を選択的に切り替え可能、かつ装置幅をできるだけ広げないようにして装置大型化を抑制することが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、被転写体の移動方向に沿って列設されたN(3以上の整数)個の像担持体のそれぞれに静電潜像を形成し、各像担持体に形成された静電潜像を現像して、各像担持体上に現像された現像剤像を、前記移動する被転写体上に順次、多重転写する画像形成装置であって、透明画像用の現像剤で現像を行う第1と第2透明用現像器と、有色画像用のカラーの現像剤で現像を行う複数のカラー用現像器を含む現像手段と、N個の像担持体のうち、前記移動方向最上流の第1像担持体の現像位置に第1透明用現像器が位置するときに、前記移動方向最下流の第2像担持体の現像位置に1つのカラー用現像器が位置する第1状態と、第2像担持体の現像位置に第2透明用現像器が位置するときに、第1像担持体の現像位置に前記1つのカラー用現像器とは別のカラー用現像器が位置する第2状態とが切り替わるように、各現像器の配置位置を変位させる変位手段と、を備えることを特徴とする。
また、前記変位手段は、第1像担持体と第2像担持体を除く(N−2)個のカラー用像担持体の現像位置に配置されるカラー用現像器が第1状態と第2状態で相互に異なる色用に切り替わるように、各現像器の配置位置を変位させることを特徴とする。
ここで、前記変位手段は、第1状態において、第1像担持体を除く(N−1)個の像担持体の現像位置にそれぞれ配置されるカラー用現像器の、前記移動方向に沿って並ぶ色の順と、第2状態において、第2像担持体を除く(N−1)個の像担持体の現像位置にそれぞれ配置されるカラー用現像器の、前記移動方向に沿って並ぶ色の順とが同じになるように、各現像器の配置位置を変位させることを特徴とする。
また、前記変位手段は、第1透明用現像器と1以上のカラー用現像器とを収容する第1収容部材を直進移動または支軸を中心に回転させることにより、第1状態のときに第1透明用現像器を第1像担持体の現像位置に位置させ、第2状態のときに前記1以上のカラー用現像器のうち1つを第1像担持体の現像位置に位置させる第1変位部と、第2透明用現像器と、前記第1収容部材に収容されるカラー用現像器とは別の1以上のカラー用現像器とを収容する第2収容部材を直進移動または支軸を中心に回転させることにより、第1状態のときに前記別の1以上のカラー用現像器のうち1つを第2像担持体の現像位置に位置させ、第2状態のときに第2透明用現像器を第2像担持体の現像位置に位置させる第2変位部と、を備えることを特徴とする。
さらに、前記カラー用現像器の個数は、(N−1)個であり、前記変位手段は、第1状態では、第1透明用現像器が第1像担持体の現像位置に位置し、(N−1)個のカラー用現像器が(N−2)個のカラー用像担持体の現像位置と第2像担持体の現像位置に位置し、かつ第2透明用現像器がいずれの像担持体の現像位置にも位置せず、第2状態では、第1透明用現像器がいずれの像担持体の現像位置にも位置せず、(N−1)個のカラー用現像器が第1像担持体の現像位置と(N−2)個のカラー用像担持体の現像位置に位置し、かつ第2透明用現像器が第2像担持体の現像位置に位置するように、第1透明用現像器、(N−1)個のカラー用現像器、第2透明用現像器を移動させる移動機構からなることを特徴とする。
ここで、前記移動機構は、第1透明用現像器、(N−1)個のカラー用現像器、第2透明用現像器をそれぞれ前記移動方向に沿ってスライド移動させる機構であることを特徴とする。
また、前記移動機構は、第1像担持体よりも前記移動方向の上流側に配され、第1透明用現像器を収容する第1収容部材と、第1収容部材を揺動させることにより、第1状態では、第1透明用現像器を第1像担持体の現像位置まで移動させ、第2状態では、第1透明用現像器を第1像担持体の現像位置から離間させる第1回転移動部と、第2像担持体よりも前記移動方向の下流側に配され、第2透明用現像器を収容する第2収容部材と、第2収容部材を揺動させることにより、第1状態では、第2透明用現像器を第2像担持体の現像位置から離間させ、第2状態では、第2透明用現像器を第2像担持体の現像位置まで移動させる第2回転移動部と、第1像担持体、(N−2)個のカラー用像担持体、第2像担持体、(N−1)個のカラー用現像器が、前記移動方向に並ぶN個の像担持体のそれぞれ隣り合う2つの像担持体の間に、(N−1)個のカラー用現像器の1つずつが挟まれる位置関係になるように、(N−1)個のカラー用現像器を支持しつつ収容する(N−1)個の第3収容部材と、第3収容部材のそれぞれを揺動させることにより、第1状態では、第3収容部材に収容されているカラー用現像器を、これを挟む位置関係にある、隣り合う2つの像担持体のうち、下流側の像担持体の現像位置に移動させ、第2状態では、当該カラー用現像器を上流側の像担持体の現像位置に移動させる第3回転移動部と、を備えることを特徴とする。
さらに、前記被転写体は、周回移動する中間転写体であり、前記中間転写体に多重転写された現像剤像を、搬送される記録シート上に二次転写することを特徴とする。
このようにすれば被転写体の移動方向に最上流と最下流の像担持体が透明トナー像用とカラートナー像用を兼用することにより、例えばカラー色が4色である場合には、5つの像担持体を設けるだけで済み、最上流と最下流にそれぞれ透明トナー像の専用の像担持体を2つ設けるために合計6個になる構成に比べて、光沢状態と非光沢状態を選択的に切り替え可能、かつ装置幅方向の大きさを縮減して装置大型化を抑制することができる。
実施の形態1に係るプリンタの全体の構成を示す図である。 プリンタに配される複数の現像器が光沢モードにおける配置位置に位置している様子を示す図である。 複数の現像器が非光沢モードにおける配置位置に位置している様子を示す図である。 プリンタに配される制御部の構成を示すブロック図である。 制御部に設けられるモード切替テーブルの内容を示す図である。 プリンタに配されるホッパを部分的に拡大して示した図である。 モード切替処理の内容を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る現像器の変位機構の構成例を示す図である。 実施の形態2に係る現像器の変位機構の構成例を示す図である。 実施の形態3に係る現像器の変位機構の構成例を示す図である。
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)を例にして説明する。
<実施の形態1>
(1)プリンタの全体の構成
図1は、本実施の形態1に係るプリンタ100の全体の構成を示す図である。
同図に示すように、プリンタ100は、周知の電子写真方式により画像を形成するものであり、画像プロセス部10と、転写部20、給送部30と、定着部40と、制御部50を備え、ネットワーク(例えばLAN)に接続されて、外部の端末装置(不図示)からの印刷(プリント)ジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいて有色のイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色からなるカラーの画像形成を実行する。
また、カラー画像の形成とは別に、透明トナーによる透明トナー像を形成することができ、光沢性向上のために透明トナー層が記録シート上においてカラートナー層の上に積層される第1状態(光沢モード)と、記録シート上においてカラートナー層が透明トナー層の上に積層される第2状態(非光沢モード)を切り替えて実行する機能を有する。このモード切替機能の詳細については、後述する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラーの各再現色をY、M、C、K、無色の透明(透明色)をTと表し、カラー再現色と透明色に関連する構成部分の番号に、Y〜K、Tを添字として付加する場合がある。
画像プロセス部10は、5つの作像部1、2、3、4、5を備えている。
作像部1は、感光体ドラム11、その周囲に配設された帯電器21、画像書込手段としての露光部31、現像部41、感光体ドラム11を清掃するためのクリーナ61を備えている。作像部2〜5も同様に、感光体ドラム12〜15、その周囲に配設された帯電器22〜25、露光部32〜35、現像部42〜45、クリーナ62〜65を備えている。
現像手段としての現像部41〜45は、現像部毎に、それぞれ2つの異なる色用の現像器を備えており、2つの現像器を回転可能な回転ラックに収容し、回転ラックを回転させて目的の現像器を、対向する感光体ドラムの現像位置まで移動させる、いわゆるロータリー式が用いられている。ここでは光沢モードのときに、現像部41〜45の順にT、Y、M、C、K色用の現像器が感光体ドラム11〜15の現像位置に位置し、非光沢モードのときに、Y、M、C、K、T色用の現像器が感光体ドラム11〜15の現像位置に位置するように、現像器の配置位置が切り替えられるようになっている。現像部41〜45の構成については、後述する。
転写部20は、矢印方向に周回走行される無端状の中間転写ベルト81と、中間転写ベルト81を張架する駆動ローラ82、従動ローラ83と、中間転写ベルト81を挟んで感光体ドラム11〜15と対向配置される一次転写ローラ51〜55と、中間転写ベルト81を挟んで駆動ローラ82と対向配置される二次転写ローラ94を備える。
中間転写ベルト81の下方に配される作像部1〜5(感光体ドラム11〜15)は、この順に、中間転写ベルト81の走行方向上流側(以降、「上流側」という。)から走行方向下流側(以降、「下流側」という。)に沿って相互に所定間隔をあけて列設される。
給送部30は、記録シートとしての用紙Sを収容する給紙カセット91と、給紙カセット91内の用紙Sを搬送路99上に1枚ずつ繰り出す繰り出しローラ92と、搬送路99に繰り出された用紙Sを二次転写位置941に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対93などを備えている。
定着部40は、定着ローラと加圧ローラを備え、所定の定着温度で用紙Sを加熱、加圧して用紙S上のトナー像を定着させる。
制御部50は、外部の端末装置からの画像信号に基づき、ページ単位でY、M、C、K、T色用の画素毎の画像データを生成し、生成した画像データに基づいて、露光部31〜35のレーザダイオードを駆動させるための駆動信号を生成する。
Y〜K色の画像データは、外部からの画像信号に基づき生成される。
T色用の画像データは、例えば同一ページ内においてY〜K色の少なくとも1色の画像が存在する部分(2色以上が重なる部分を含む)と同じ位置の画素に透明画像が形成されるように、当該1ページに対するデータとして生成される。用紙S上において透明画像がY〜K色のカラー画像と同じ大きさで積層されるようにするためである。なお、外部からの画像信号に透明トナー像用の画像信号が含まれている場合には、その画像信号に基づいてT色用の画像データが生成される。
ここでページとは、プリントジョブに含まれる出力対象の原稿のページ番号を示し、1ページ単位でその原稿画像が用紙Sにプリントされるようになっている。なお、1枚の用紙の片面を1ページ領域として、これを1ページ単位ととらえることもできる。
制御部50において生成された駆動信号により、露光部31〜35のレーザダイオードが駆動されて、レーザビームLが出射され、感光体ドラム11〜15が露光走査される(画像の書き込み)。この露光走査を受ける前に、感光体ドラム11〜15は、帯電器21〜25により一様に帯電されており、レーザビームLの露光により、感光体ドラム11〜15上に静電潜像が作像される。
感光体ドラム11〜15上の静電潜像は、現像部41〜45によりトナーで現像され、現像されたトナー像は、一次転写ローラ51〜55と感光体ドラム11〜15間に生じる電界による静電力の作用により中間転写ベルト81上に一次転写される。
この際、作像部1〜5における作像動作は、1ページ内の各画素をX軸(主走査方向)とY軸(副走査方向)のX−Y平面座標の位置で特定するとした場合に、Y〜T色毎に同じ座標位置の画素が中間転写ベルト81上においても同じ位置に位置するようにタイミングをずらして実行される。
例えば、同一の1ページ内の同じ位置にY、M、C、K、T色の画像が存在する場合には、Y〜K色のカラートナー像と透明トナー像とは、中間転写ベルト81上の同じ位置に重ね合わせて転写されることになる。感光体ドラム11〜15上のトナー像が中間転写ベルト81に一次転写される位置が、その感光体ドラムの一次転写位置になる。
中間転写ベルト81上に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト81の走行により二次転写位置941に移動する。
上記の作像動作のタイミングに合わせて、給送部30からは、タイミングローラ対93を介して用紙Sが搬送されて来ており、その用紙Sは、周回する中間転写ベルト81と、これに圧接されている二次転写ローラ94との間に挟まれて搬送される。
二次転写ローラ94と中間転写ベルト81間に生じる電界による静電力の作用により、中間転写ベルト81上のトナー像が一括して用紙S上に二次転写される。中間転写ベルト81上のトナー像が用紙Sに二次転写される位置が二次転写位置941になる。
二次転写位置941を通過した用紙Sは、定着部40に搬送され、ここでトナー像が加熱、加圧されて用紙Sに定着された後、排出ローラ対95を介して機外に排出され、収容トレイ96に収容される。
中間転写ベルト81よりも上方には、現像部41〜45に補給用のトナーを補給するホッパ71〜76が、中間転写ベルト81に沿って列設されている。ホッパ71〜76の構成については、後述する。
装置正面かつ装置上方であり、ユーザ(操作者)の操作し易い位置には、操作パネル60が配置されている。操作パネル60は、ユーザからのプリント出力枚数や濃度設定などを受け付けるキーや、光沢モードと非光沢モードのモードの切り替えを受け付けるキー、地紋などの付加情報をつけることの指示を受け付けるキーなどを備え、また、各種情報を表示すると共にユーザからのタッチ入力を受け付けるタッチパネル付きの液晶表示部などを備える。受け付けたキー入力やタッチ入力された情報は、制御部50に送られる。
(2)現像部41〜45の構成
図2は、現像部41〜45の構成を示す図であり、現像部の説明に関係のない部材(帯電器や露光部など)については省略して示している。
図2に示すように、現像部41は、Y色のトナーを含む現像剤が収容されているY色用の現像器41Yと、T色のトナー(透明トナーT)を含む現像剤が収容されているT色用の現像器41Tとが、回転ラック49に収容されて構成され、回転ラック49の支軸(不図示:感光体ドラム11の回転軸に平行な軸)を中心に、同図の時計回りと反時計回りのいずれにも回転が可能になっている。回転ラック49を回転させることにより、現像器41Y、41Tを選択的に感光体ドラム11に対向する位置(感光体ドラム11の現像位置)まで移動させる(配置位置を切り替える)ことができる。
透明トナーTは、例えば有色トナーのY色等の製造に使用される樹脂を用いて形成する粒子が使用される。この樹脂としては、実質的に透明であればよく、材料が適宜選択される。具体的には、例えばポリエステル系樹脂、ポリアクリル樹脂など一般トナー用に用いられる樹脂とその重合体を使用することができる。透明トナーの粒径、帯電性などの特性は、有色トナーと同等または装置構成に応じた粒径、帯電性などに設定される。
現像器41T、41Yは、それぞれ収容されている現像剤が異なるが、基本的に同じ構成になっており、例えば現像剤を担持して回転する現像ローラなどの現像剤担持体を有し、現像器が現像位置まで移動したときにその現像器の現像剤担持体が感光体ドラム11に対向した状態で、感光体ドラム11に形成された静電潜像にトナーを付与することにより静電潜像をトナーで現像する構成になっている。
他の現像部42〜45も現像部41と同様の構成であるが、回転ラック49に収容される2つの現像器の組み合わせ(トナー色)が異なっている。
すなわち、現像部42には、Y色のトナーを含む現像剤が収容されるY色用の現像器42Yと、M色のトナーを含む現像剤が収容されるM色用の現像器42Mが備えられ、現像部43には、M色のトナーを含む現像剤が収容されるM色用の現像器43Mと、C色のトナーを含む現像剤が収容されるC色用の現像器43Cが備えられている。
また、現像部44には、C色のトナーを含む現像剤が収容されているC色用の現像器44Cと、K色のトナーを含む現像剤が収容されているK色用の現像器44Kが備えられ、現像部45には、K色のトナーを含む現像剤が収容されているK色用の現像器45Kと、透明トナーTを含む現像剤が収容されているT色用の現像器45Tが備えられている。
現像部41〜45のそれぞれは、その回転ラック49の支軸が歯車伝達機構111を介して切替モータ19に連結されており、切替モータ19の回転駆動力により回転駆動される。ここでは、切替モータ19が回転すると歯車伝達機構111を介して現像部41〜45のそれぞれの回転ラック49に同方向かつ同一の回転駆動力が伝達されて、それぞれの回転ラック49が同期して同じ角度だけ回転するようになっており、1つの切替モータ19を回転制御することにより、感光体ドラム11〜15の現像位置に位置する現像器の組み合わせを切り替えることができるようになっている。
具体的には、最上流の感光体ドラム11の現像位置に現像器41Tが位置するときには(光沢モード)、感光体ドラム12の現像位置に現像器42Yが位置し、感光体ドラム13の現像位置に現像器43Mが位置し、感光体ドラム14の現像位置に現像器44Cが位置し、感光体ドラム15の現像位置に現像器45Kが位置するように、現像器41T、42Y、43M、44C、45Kの位置関係が設定されている。
上記の姿勢から切替モータ19を所定量、回転させることにより、各回転ラック49が同じ角度だけ回転して、図3に示すように最下流の感光体ドラム15の現像位置に現像器45Tが位置する状態になると(非光沢モード)、最上流の感光体ドラム11の現像位置に現像器41Yが位置し、感光体ドラム12の現像位置に現像器42Mが位置し、感光体ドラム13の現像位置に現像器43Cが位置し、感光体ドラム14の現像位置に現像器44Kが位置するように、現像器41Y、42M、43C、44K、45Tの位置関係が設定されている。この姿勢から、切替モータ19を上記と同じ所定量、逆転させると、光沢モードにおける各現像器の姿勢に戻すことができる。なお、目的の現像器が現像位置に位置した状態で保持されるように、例えば歯車伝達機構111の歯車列の中にウォーム歯車が介在して、現像器の位置が切替モータ19の駆動以外の力で変わらないように構成されている。別の保持方法、例えばステッピングモータを用いてその回転軸を停止状態にするなどの方法を用いることもできる。
現像部41〜45においてどの現像器が現像位置に位置しているかは、現像部45に配置されている現像器位置検出センサ112により検出される。現像器位置検出センサ112は、感光体ドラム15の現像位置に位置している方の現像器(45Kと45Tのいずれか)に付加されている現像器識別用の識別情報を読み取る。識別情報を読み取る構成としては、例えば現像器毎に、検出される位置に識別情報として異なる形状が施されている場合にその形状の相違を読み取る構成や、識別情報としてバーコードが現像器に付与されている場合にそのバーコードを読み取る構成などがある。
図2のように感光体ドラム15の現像位置に現像器45Kが位置している場合には、識別情報として現像器位置検出信号1が現像器位置検出センサ112から制御部50に送られる。制御部50は、受信した現像器位置検出信号1から感光体ドラム15の現像位置に現像器45Kが位置していることを検出することができる。
上記のように現像部41〜45のそれぞれの回転ラック49は同期して同じ角度だけ回転するので、現像器45Kが感光体ドラム15の現像位置に位置しているということは、他の感光体ドラム11〜14の現像位置には、図2に示すように41T、42Y、43M、44Cが位置していることになり、光沢モードの姿勢になっていることが判る。
一方、図3のように感光体ドラム15の現像位置に現像器45Tが位置している場合には、識別情報として現像器位置検出信号2が現像器位置検出センサ112から制御部50に送られる。制御部50は、受信した現像器位置検出信号2から感光体ドラム15の現像位置に現像器45Kが位置していることを検出すると共に、他の感光体ドラム11〜14の現像位置には、図3に示すように41Y、42M、43C、44Kが位置しており、非光沢モードの姿勢になっていることが判る。
制御部50は、光沢モードから非光沢モードに切り替える際には、切替モータ19を回転駆動させつつ、現像器位置検出センサ112から送られて来る信号をモニターして、現像器位置検出信号2を受信すると、非光沢モードへの切替が終了したとして、切替モータ19を停止させる。逆に、非光沢モードから光沢モードに切り替える際には、切替モータ19を上記とは逆方向に回転駆動させつつ、現像器位置検出信号1を受信すると、光沢モードへの切替が終了したとして、切替モータ19を停止させる。
この意味で、現像部41、切替モータ19、歯車伝達機構111、制御部50などが、収容部材に収容されている透明用の現像器41Tと1つのカラー用現像器41Yとを切り替えて最上流の感光体ドラム11の現像位置に位置させる(現像位置まで移動させる)第1変位部を構成し、現像部45、切替モータ19、歯車伝達機構111、制御部50などが、別の収容部材に収容されている透明用の現像器45Tと1つのカラー用現像器45Kとを切り替えて最下流の感光体ドラム15の現像位置に位置させる(現像位置まで移動させる)第2変位部を構成するものといえる。
図2の光沢モードでは、最上流の作像部1が透明トナー像を形成するための作像部になり、他の作像部2〜5がY〜Kの4色のカラートナー像を形成するための作像部になる。最上流の作像部1、すなわち感光体ドラム11に透明トナー像が形成され、この透明トナー像が最初に中間転写ベルト81上に一次転写され、この透明トナー像の上に感光体ドラム12〜15に形成されたY〜K色のカラートナー像が順次、一次転写されていく。従って、これらトナー像が用紙Sに二次転写された後、用紙S上では、カラートナー層の上に透明トナー層が積層される第1状態になり、カラー画像に光沢をつけることができる。
一方、図3の非光沢モードでは、最下流の作像部5が透明トナー像を形成するための作像部になり、他の作像部1〜4がY〜Kの4色のカラートナー像を形成するための作像部になる。中間転写ベルト81上では、最上流の感光体ドラム11に形成されたY色のトナー像が最初に中間転写ベルト81上に一次転写され、このY色のトナー像の上に感光体ドラム12〜14に形成されたM〜K色のカラートナー像が順次、一次転写された後、最後に、最下流の感光体ドラム15に形成された透明トナー像がカラートナー像の上に一次転写される。従って、これらトナー像が用紙Sに二次転写された後、用紙S上では、透明トナー層の上にカラートナー層が積層される第2状態になり、カラー画像に光沢をつけずに、透明トナー像をカラートナー像の下に位置させることができる。
例えば、現像器45Tに収容される透明トナーTに、上記の紫外線照射により発光する成分を含有させると共に、透明トナーTを用いて地紋やセキュリティ用の付加情報を透明トナー像として形成すれば、光沢をつけずに、かつ人の目に映ることなく、画像に付加情報を埋め込むことができる。
また、上記のように透明トナー層が用紙面とカラートナー層の間に介在するようになることから、周辺光が透明トナー層から入射して、カラートナー層を通過して人の肉眼に至ることにより、人の目に入射する光の量が増えて、カラー画像の色調がより豊かになり、色調の向上を図ることができる。
ユーザは、操作パネル60から、光沢をつけることを希望する場合に光沢モードを、光沢は不要であるが、セキュリティ用の付加情報をつける、または色調をより向上させることを希望する場合に、非光沢モードを選択することができる。
なお、透明トナーを用いない、すなわちY〜K色の有色トナーだけの画像形成を行う場合には、例えば図2において最上流の作像部1の感光体ドラム11に静電潜像を形成させないように制御される。
(3)ホッパ71〜76について
ホッパ71には、T色の補給用トナーが収容され、現像器41Tに収容されている現像剤が所定量よりも少なくなったことがセンサ(不図示)等により検出されると、必要量、補給用トナーを補給するものである。ここでは、センサによる検出値が制御部50に送られ、制御部50において、トナー補給が必要と判断すると、必要量のトナー補給を行う指示がホッパ71に送られる。ホッパ71は、制御部50からの指示に応じて、収容されているT色の補給用トナーを現像器41Tに補給する。
トナー補給方法は、別の方法を用いるとしても良い。現像器内の現像剤が現像により消費された分、新たな補給用トナーを補給する公知の方法を用いることができる。他のホッパについても同様である。
ホッパ72には、Y色の補給用トナーが収容され、現像器41Y、42Y毎にその現像器に収容されている現像剤が所定量よりも少なくなったことがセンサ(不図示)等により検出されると、その現像器に対して必要量、補給用トナーを補給するものである。ここでは、後述のように2つの現像器41Y、42Yに対して補給用トナーの搬送路を切り替えて補給用トナーを補給することができるようになっている。1つのホッパが2つの現像器に対して搬送路を切り替えて補給用トナーを補給する構成は、ホッパ73、74、75について同様である。
ホッパ73には、M色の補給用トナーが収容され、現像器42M、43M毎にその現像器に収容されている現像剤が所定量よりも少なくなったことがセンサ(不図示)等により検出されると、その現像器に対して必要量、補給用トナーを補給する。
ホッパ74には、C色の補給用トナーが収容され、現像器43C、44C毎にその現像器に収容されている現像剤が所定量よりも少なくなったことがセンサ(不図示)等により検出されると、その現像器に対して必要量、補給用トナーを補給する。
また、ホッパ75には、K色の補給用トナーが収容され、現像器44K、45K毎にその現像器に収容されている現像剤が所定量よりも少なくなったことがセンサ(不図示)等により検出されると、その現像器に対して必要量、補給用トナーを補給する。
ホッパ76には、T色の補給用トナーが収容され、現像器45Tに収容されている現像剤が所定量よりも少なくなったことがセンサ等により検出されると、必要量、T色の補給用トナーを補給する。各ホッパによる補給用トナーの搬送路の切り替えの構成については、後述する。
(4)制御部50の構成
図4は、制御部50の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、制御部50は、主な構成要素として通信インターフェース(I/F)部151、CPU152、ROM153、画像処理部154、画像メモリ155、モード切替テーブル156および光沢モード切替部157などを備える。
通信I/F部151は、LANカード、LANボードといったLANに接続するためのインターフェースであり、外部からのプリントジョブのデータを受信して、受信したデータを画像処理部154に送る。
画像処理部154は、通信I/F部151からのプリントジョブのデータに含まれる画像信号をページ単位でY〜Kの再現色の画像データに変換して、画像メモリ155に出力し、この画像データを再現色ごとに格納させる。また、透明トナー像用のT色の画像データを上記のようにY〜Kの再現色の画像データに基づいて生成する。なお、地紋などの付加情報を再現する場合には、その情報を再現するための画像データを生成する。また、プリントジョブにT色用の画像情報が含まれている場合には、この画像情報に基づいてT色の再現色の画像データを生成する。
モード切替テーブル156には、図5に示すように光沢モードと非光沢モード毎に、透明トナー像の形成に用いる作像部とカラー画像の形成に用いる作像部を示す情報が書き込まれている。具体的には、光沢モードでは、最上流の作像部1が透明トナー像の形成用になり、作像部2〜5がY〜K色のカラートナー像の形成用になることを示し、非光沢モードでは、最下流の作像部5が透明トナー像の形成用になり、作像部1〜4がY〜K色のカラートナー像の形成用になることを示す情報である。
図4に戻り、ROM153には、画像形成動作に関する制御プログラムなどが格納されている。
CPU152は、ROM153から必要なプログラムを読み出して、画像プロセス部10、転写部20、給送部30などの動作をタイミングを取りながら統一的に制御して円滑なプリント動作を実行させる。また、操作パネル60からの光沢モードと非光沢モードの指定をユーザから受け付けて、指定されたモードへの切替を光沢モード切替部157に指示する。また、指定されたモードに基づき、透明画像を形成するための作像部と、カラー画像を形成するための作像部を特定する作像部特定処理を行う。
具体的には、モード切替テーブル156を参照し、光沢モードが指定されると、最上流の作像部1を透明トナー像の形成用、作像部2〜5をY〜K色のカラートナー像の形成用に特定する。また、非光沢モードが指定されると、最下流の作像部5を透明トナー像の形成用、作像部1〜4をY〜K色のカラートナー像の形成用に特定する。この特定された情報は、画像形成時に用いられる。
すなわち、画像形成時にはページ単位で、同一ページの透明画像用とカラー画像用の画像データから、露光部31〜35のレーザダイオードを駆動するための駆動信号を生成する。光沢モードの場合には、透明画像用として特定された最上流の作像部1の露光部31に透明画像用の駆動信号が送られ、カラー画像用として特定された作像部2の露光部32にY色の画像用の駆動信号が送られ、作像部3の露光部33にM色の画像用の駆動信号が送られ、作像部4の露光部34にC色の画像用の駆動信号が送られ、作像部5の露光部35にK色の画像用の駆動信号が送られる。
これにより光沢モードにおける露光部31〜35による各色の作像動作(露光走査)が開始される。なお、各色の作像動作は、上記のように1ページ内においてY〜T色の同じ座標位置に位置する画素のトナー像が中間転写ベルト81上で同じ位置に多重転写されるように、上流から下流にかけて所定のタイミングだけずらして実行される。
一方、非光沢モードの場合には、透明画像用として特定された最下流の作像部5の露光部35に透明画像用の駆動信号が送られ、最上流の作像部1の露光部31にY色の画像用の駆動信号が送られ、作像部2の露光部32にM色の画像用の駆動信号が送られ、作像部3の露光部33にC色の画像用の駆動信号が送られ、作像部4の露光部34にK色の画像用の駆動信号が送られる。
これにより非光沢モードにおける露光部31〜35による各色の作像動作が開始される。各色の作像動作が上流から下流にかけて所定のタイミングだけずらして実行されることは、光沢モードと同じである。
光沢モード切替部157は、現像器位置切替部158と補給用トナー搬送路切替部159を備える。
現像器位置切替部158は、CPU152から切替指示されたモードに応じて、感光体ドラム11〜15のそれぞれの現像位置への現像器の配置位置の切り替えを実行する。具体的には、光沢モードが指示された場合には、現像器位置検出センサ112からの現像器位置検出信号が現像器位置検出信号1であれば、切替モータ19を駆動させず、現像器位置検出信号1でなければ、切替モータ19を駆動させ、現像器位置検出信号1を受信すると切替モータ19を停止させる(図2の姿勢)。
非光沢モードが指示された場合には、現像器位置検出センサ112からの信号が現像器位置検出信号2であれば、切替モータ19を駆動させず、現像器位置検出信号2でなければ、切替モータ19を駆動させ、現像器位置検出信号2を受信すると切替モータ19を停止させる(図3の姿勢)。
補給用トナー搬送路切替部159は、ホッパ72〜75の補給用トナーの各現像器への搬送路を切り替える処理を実行する。
(5)補給用トナー搬送路切替について
図6は、ホッパ71〜73を装置正面側(前側)から装置背面側(後側)に向かって見たときの、ホッパ71〜73を部分的に拡大して示した図である。
同図に示すように、ホッパ72は、現像器41Yと42Yに対するY色の補給用トナーを補給するホッパとして兼用されるが、補給が必要になるのは、2つの現像器41Yと42Yのうち、画像形成において現像によりトナーが消費される現像器、すなわち感光体ドラムの現像位置に位置している方の現像器だけで良い。
本実施の形態では、ホッパ72の補給用トナーの排出口720から排出される補給用トナーの搬送路を途中で2つに分岐して、分岐された一方の搬送路721を現像器41Yの受入口(不図示)に繋ぎ、他方の搬送路722を現像器42Yの受入口(不図示)に繋ぐと共に、搬送路の分岐部に切り替え弁8Yを設ける構成をとっている。
この切り替え弁8Yを作動させることにより、補給用トナーの搬送路を721と722の一方に切り替えることができる。
補給用トナー搬送路切替部159は、切り替え弁8Yを制御して、光沢モードの場合には、現像器41T、42Yのうち、現像位置に位置する方の現像器は現像器42Yになるなので、現像器42Yへの補給用トナーの搬送路722を開放し、現像器41Yへの補給用トナーの搬送路721を遮断する(同図の実線の姿勢)。これにより、画像形成中に現像器42Yにおいてトナー補給が必要になった場合に、ホッパ72から排出される補給用トナーが搬送路722を通って現像器42Yに補給されるようになる。
また、非光沢モードの場合には、現像位置に位置する方の現像器は現像器41Yになるなので、現像器41Yへの補給用トナーの搬送路721を開放し、現像位置に位置しない方の現像器42Yへの補給用トナーの搬送路722を遮断する(同図の破線の姿勢)。これにより、画像形成中に現像器41Yにおいてトナー補給が必要になった場合に、ホッパ72から排出される補給用トナーが搬送路721を通って現像器41Yに補給される。
他のホッパ73〜75についても同様であり、補給用トナー搬送路切替部159は、ホッパごとに、補給対象となる2つの現像器のうち、光沢モードと非光沢モードに応じて、感光体ドラムの現像位置に位置する方の現像器に対する補給用トナーの搬送路が開放され、現像位置に位置しない方の搬送路が遮断されるように切り替え弁8M、8C(不図示)、8K(不図示)を制御する。
なお、補給用トナーの搬送路721、722、ホッパ71からのT色の補給用トナーの搬送路711などを含むトナーの各搬送路は、樹脂などからなるパイプ形状の部材を伸縮可能な蛇腹状に形成してなり、回転ラック49の回転により回転方向に沿って各現像器が移動しても各現像器との接続部位が外れるといったことがないように、その回転方向への動きを許容できる構成になっている。
また、本実施の形態では、各現像器と各ホッパが装置前後方向(感光体ドラムの軸方向に相当)に沿って長尺であり、ホッパ72の排出口720および各現像器の受入口ともに装置後側の端部に設けられ、これに伴って搬送路721、722も中間転写ベルト81よりも装置後側に位置する構成例を示している。
(6)制御部50によるモード切替処理の内容
図7は、モード切替処理の内容を示すフローチャートである。
同図に示すように、制御部50は、光沢モードと非光沢モードのいずれのモードが指定されたかを判断する(ステップS1)。この判断は、ユーザによるモードの指定を操作パネル60を介して受け付けることにより行われる。なお、操作パネル60に限られず、例えば外部から受信したプリントジョブのジョブデータにモードを指定する情報が含まれている場合に、その情報に基づいて、指定されたモードを判断するとしても良い。
指定されたモードが光沢モードであることを判断すると(ステップS1で「YES」)、最上流の作像部1を透明トナー像の形成用、作像部2〜5をY〜K色のカラートナー像の形成用に特定する作像部特定処理を実行する(ステップS2)。
作像部が特定されることにより、光沢モードでの画像形成時には、上記のように透明画像用の画像データに基づき作像部1で透明トナー像の作像が実行されつつ、カラー画像用の画像データに基づき作像部2〜5においてカラートナー像の作像が実行され、作像された各トナー像が一次転写により中間転写ベルト81上に多重転写される。この特定処理は、CPU152により実行される。
ステップS3では、各現像器の配置位置を光沢モード用の位置、すなわち感光体ドラム11の現像位置に現像器41Tが位置し、感光体ドラム12の現像位置に現像器42Yが位置し、感光体ドラム13の現像位置に現像器43Mが位置し、感光体ドラム14の現像位置に現像器44Cが位置し、感光体ドラム15の現像位置に現像器45Kが位置するように、切替モータ19を駆動制御する。この制御は、現像器位置切替部158が行う。この意味で、切替モータ19、歯車伝達機構111、制御部50などは、各現像器の配置位置を変位させる変位手段として機能するものといえる。
ステップS4では、ホッパ72〜75の切替弁8Y〜8Kを制御して、補給用トナーの搬送路を光沢モード用に切り替える。すなわち、ホッパ72では現像器42Yへの補給用トナーの搬送路722の方を開放し(搬送路721を遮断し)、ホッパ73では現像器43Mへの補給用トナーの搬送路の方を開放し、ホッパ74では現像器44Cへの補給用トナーの搬送路の方を開放し、ホッパ75では現像器45Kへの補給用トナーの搬送路の方を開放する。この切替弁の制御は、補給用トナー搬送路切替部159により実行される。
指定されたモードが非光沢モードであることを判断すると(ステップS1で「NO」)、最下流の作像部5を透明トナー像の形成用、作像部1〜4をY〜K色のカラートナー像の形成用に特定する作像部特定処理を実行する(ステップS5)。作像部が特定されることにより、非光沢モードでの画像形成時には、カラー画像用の画像データに基づき作像部1〜4においてカラートナー像の作像が実行されつつ、透明画像用の画像データに基づき作像部5で透明トナー像の作像が実行され、作像された各トナー像が一次転写により中間転写ベルト81上に多重転写される。この特定処理は、CPU152により実行される。
ステップS6では、各現像器の配置位置を非光沢モード用の位置、すなわち感光体ドラム11の現像位置に現像器41Yが位置し、感光体ドラム12の現像位置に現像器42Mが位置し、感光体ドラム13の現像位置に現像器43Cが位置し、感光体ドラム14の現像位置に現像器44Kが位置し、感光体ドラム15の現像位置に現像器45Tが位置するように、切替モータ19を駆動制御する。この制御は、現像器位置切替部158が行う。
ステップS7では、ホッパ72〜75の切替弁8Y〜8Kを制御して、補給用トナーの搬送路を非光沢モード用にする。すなわち、ホッパ72では現像器41Yへの補給用トナーの搬送路721の方を開放し(搬送路722を遮断し)、ホッパ73では現像器42Mへの補給用トナーの搬送路の方を開放し、ホッパ74では現像器43Cへの補給用トナーの搬送路の方を開放し、ホッパ75では現像器44Kへの補給用トナーの搬送路の方を開放する。この切替弁の制御は、補給用トナー搬送路切替部159により実行される。
上記の現像器の配置位置の変位は、画像形成開始前に実行され、現像器の変位終了後に画像形成動作が開始される。なお、各ホッパの補給用トナーの搬送路の切替も同様に画像形成実行開始前に実行されることが望ましいが、例えば画像形成動作の実行中に切替を行うこともできる。
以上、説明したように本実施の形態では、中間転写ベルト81の走行方向に沿って列設された作像部1〜5のうち、最上流に位置する作像部1と最下流に位置する作像部5を、光沢モードと非光沢モードにおいて透明画像とカラー画像の形成に兼用する構成としたので、光沢モードと非光沢モードを切替可能な構成において、中間転写ベルト81の走行方向に沿って列設される作像部の数、すなわち感光体ドラムの数を5つで済ませられる。
従って、Y〜K色用の4個の作像部に加えて、これら4個の作像部よりも上流に光沢モード専用の作像部を配置し、かつ、4個の作像部よりも下流に非光沢モード専用の別の作像部を配置するという合計6個の作像部(感光体ドラム)を列設する構成よりも、本実施の形態の方が感光体ドラムの数が少ない分、装置幅方向(複数の感光体ドラムが列設される方向)の大きさを縮減することが可能になり、もって装置小型化を図ることができる。
<実施の形態2>
上記実施の形態1は、複数の感光体ドラムのそれぞれに対して、2つの異なる色用の現像器が収容される回転ラックを設け、回転ラックを回転することにより、2つの現像器のうち、目的の現像器を感光体ドラムの現像位置まで移動させるロータリー方式の構成例であったが、本実施の形態2では、ロータリー方式に代えて、各現像器を複数の感光体ドラムの列設方向(中間転写ベルト81の走行方向に相当)に沿ってスライドさせることにより、目的の現像器を各感光体ドラムの現像位置に移動させるとしており、この点で実施の形態1と異なっている。以下、説明の重複を避けるため、実施の形態1と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
(1)現像器の変位機構について
図8と図9は、本実施の形態2に係る現像器の変位機構の構成例を示す図である。
図8(a)は、光沢モードにおける感光体ドラムと現像器の位置関係を示し、図8(b)は、現像器のスライド機構の例を模式的に示している。また、図9(a)は、非光沢モードにおける感光体ドラムと現像器の位置関係を示し、図9(b)は、非光沢モードにおけるスライド機構と現像器の位置の例を模式的に示している。
図8(a)に示すように、本実施の形態では、現像手段として6個の現像器、すなわち最上流に位置するT色(透明)用の現像器201と、Y色用の現像器202と、M色用の現像器203と、C色用の現像器204と、K色用の現像器205と、最下流に位置するT色(透明)用の現像器206が上流から下流にかけて並ぶように設けられている。なお、帯電器21〜25、露光部31〜35、クリーナ61〜65については、上記実施の形態とは形状、配置位置が異なっているが、基本的に同じ機能を有するものである。
4個の現像器202〜205は、感光体ドラム11〜15よりも下方に位置し、図8(b)に示すように、感光体ドラム11〜15の列設方向(以下、「ドラム列設方向」という。)に沿って、当該方向と同方向に相互に隣り合うもの同士が一定の間隔を維持した状態(一定のピッチD)でスライダー211により移動自在に支持されている。
一定のピッチDは、隣り合う2個の感光体ドラム同士の、一方の感光体ドラムの最下端と他方の感光体ドラムの最下端との間隔(現像位置間距離)に相当する。この現像位置間距離は、感光体ドラム11、12、感光体ドラム12、13、感光体ドラム13、14、感光体ドラム14、15の各組みについて同じ値に(全て等しく)なっている。
従って、現像器202〜205が感光体ドラム12〜15の最下端に対向する位置(図8)にある状態から、現像器202〜205を上流側に向かって1ピッチ分だけ移動させれば、丁度、現像器202〜205が感光体ドラム11〜14の最下端に対向する位置(図9)にある状態に移行させることができる。
最上流に位置する現像器201は、別のスライダー212によりドラム列設方向に沿って移動自在に支持され、最下流に位置する現像器206は、さらに別のスライダー213によりドラム列設方向に沿って移動自在に支持される構成になっている。
スライダー211に支持される現像器202は、ドラム列設方向への移動により、感光体ドラム11の最下端に対向する位置と感光体ドラム12の最下端に対向する位置との間を移動可能である。また、現像器203は、感光体ドラム12の最下端に対向する位置と感光体ドラム13の最下端に対向する位置との間を移動可能であり、現像器204は、感光体ドラム13の最下端に対向する位置と感光体ドラム14の最下端に対向する位置との間を移動可能であり、現像器205は、感光体ドラム14の最下端に対向する位置と感光体ドラム15の最下端に対向する位置との間を移動可能になっている。
スライダー212に支持される現像器201は、ドラム列設方向への移動により、感光体ドラム11の周面における最下端よりも回転方向下流かつ一次転写位置よりも回転方向上流に位置する周面部に対向する第1位置(図8の実線位置)と、第1位置よりも中間転写ベルト81の走行方向上流側に離れた第2位置(図8の破線位置)との間を移動可能である。
また、スライダー213に支持される現像器206は、ドラム列設方向への移動により、感光体ドラム15の周面における露光位置よりも回転方向下流かつ感光体ドラム11の最下端よりも回転方向上流に位置する周面部に対向する第1位置(図8の破線位置)と、第1位置よりも中間転写ベルト81の走行方向下流側に離れた第2位置(図8の実線位置)との間を移動可能である。
現像器202〜205は、ネジ送り機構231を介して切替モータ221に連結されており、切替モータ221の回転駆動力によりネジ送り機構231のネジ部(不図示)が回転すると、その回転数に応じた分、ネジ部に螺合するナット部(不図示)が直進移動して、ナット部に連結される現像器202〜205に直進移動する力が付与されて、現像器202〜205が相互に上記の一定間隔を保った状態で一体的にドラム列設方向に沿ってスライドする構成になっている。現像器201、206についても同様であり、別のネジ送り機構232を介して切替モータ222に連結されており、切替モータ222からの駆動力によりドラム列設方向に沿ってスライド移動される。切替モータ221、222は、制御部50の現像器位置切替部158により回転駆動が制御される。
(2)光沢モードでの現像器の配置
図8(a)と図8(b)は、光沢モードにおいて、T色用の現像器201が感光体ドラム11に対向する第1位置に位置し、Y色用の現像器202が感光体ドラム12の最下端に対向する位置に位置し、M色用の現像器203が感光体ドラム13の最下端に対向する位置に位置し、C色用の現像器204が感光体ドラム14の最下端に対向する位置に位置し、K色用の現像器205が感光体ドラム15の最下端に対向する位置に位置し、T色用の現像器206が感光体ドラム15に対向する第1位置から離れた第2位置に位置している姿勢を示している。
(3)非光沢モードでの現像器の配置
図9(a)と図9(b)は、光沢モードから非光沢モードに切り替わった場合であり、T色用の現像器201が感光体ドラム11に対向する第1位置から離れた第2位置に位置し、Y色用の現像器202が感光体ドラム11の最下端に対向する位置に位置し、M色用の現像器203が感光体ドラム12の最下端に対向する位置に位置し、C色用の現像器204が感光体ドラム13の最下端に対向する位置に位置し、K色用の現像器205が感光体ドラム14の最下端に対向する位置に位置し、T色用の現像器206が感光体ドラム15に対向する第1位置に位置している姿勢を示している。
現像器が感光体ドラムと対向する位置が感光体ドラムの現像位置になり、本実施の形態では、感光体ドラム11についてT色の現像位置が上記の第1位置、Y色の現像位置が最下端に対向する位置になり、感光体ドラム12〜14は、最下端に対向する位置になり、感光体ドラム15についてT色の現像位置が上記の第1位置、K色の現像位置が最下端に対向する位置になる。
光沢モードと非光沢モードでどの現像器をどの配置位置に位置させるかは、実施の形態1と同様に予め決められており、指定されたモードに対応する位置に、予め決められた現像器が位置するように切替モータ221、222が制御される。ここでは、各現像器がどの位置に位置しているのかを検出するセンサ(不図示)が設けられており、センサの検出信号に基づき、切替モータ221、222の回転方向と回転数が制御される。
このように各現像器を直動移動可能に構成することにより、現像器の数を少なくしつつ、各現像器の、上流から下流への並び順を変えることなく、光沢モードのための第1状態と、非光沢モードのための第2状態とを切り替えることが可能になる。
なお、上記では現像器201、206を現像器202〜205とは別のスライダー212、213で支持して、現像器201、206の移動距離を現像器202〜205の移動距離よりも短くすることにより装置幅方向のさらなる短縮化を図るとしたが、これに限られない。
装置構成によっては、例えば全ての現像器201〜206をドラム列設方向に沿って直線状に並んだ状態で同一のスライダーにより相互に同一の間隔を一定に維持した状態でスライド可能に支持する構成をとることもできる。スライド機構を簡素化しつつ切替モータが1つで済むなどコスト的に有利になる。
また、現像器201、206を移動させるための駆動源を1つの切替モータ222が兼用するとしたが、現像器201、206のそれぞれのストロークを変えるような場合には、現像器別に別々のモータを設ける構成をとるとしても良い。
<実施の形態3>
上記実施の形態2では、各現像器をドラム列設方向に沿ってスライド自在とする構成例としたが、本実施の形態3では、各現像器を個別に支軸を中心に回転駆動させる構成としており、この点で実施の形態2と異なっている。
(1)現像器の変位機構について
図10は、本実施の形態3に係る現像器の変位機構の構成例を示す図であり、図10(a)が光沢モードの場合を、図10(b)が非光沢モードの場合を示している。
図10に示すように、本実施の形態では、最上流に位置するT色(透明)用の現像器311と、Y色用の現像器321と、M色用の現像器331と、C色用の現像器341と、K色用の現像器351と、最下流に位置するT色(透明)用の現像器361が上流から下流にかけて並ぶようにして設けられている。現像器311〜361は、回転ラック301〜306に収容されており、回転ラック301〜306は、それぞれが支軸(感光体ドラム11の回転軸に平行な軸)312〜362を中心に回転自在に支持されている。
中間転写ベルト81の走行方向に、回転ラック301の支軸312は、感光体ドラム11よりも上流側に位置し、回転ラック302の支軸322は、感光体ドラム11よりも下流側かつ感光体ドラム12よりも上流側に位置する。回転ラック303の支軸332は、感光体ドラム12よりも下流側かつ感光体ドラム13よりも上流側に位置し、回転ラック304の支軸342は、感光体ドラム13よりも下流側かつ感光体ドラム14よりも上流側に位置する。また、回転ラック305の支軸352は、感光体ドラム14よりも下流側かつ感光体ドラム15よりも上流側に位置し、回転ラック306の支軸362は、感光体ドラム15よりも下流側に位置している。
現像器311は、回転ラック301が支軸312を中心に回転することにより、感光体ドラム11に対向する位置と、感光体ドラム11から離間する位置との間を揺動可能である。現像器321は、回転ラック302が支軸322を中心に回転することにより、感光体ドラム12に対向する位置と感光体ドラム11に対向する位置との間を揺動可能であり、現像器331は、回転ラック303が支軸332を中心に回転することにより、感光体ドラム13に対向する位置と感光体ドラム12に対向する位置との間を揺動可能である。
また、現像器341は、回転ラック304が支軸342を中心に回転することにより、感光体ドラム14に対向する位置と感光体ドラム13に対向する位置の間を揺動可能であり、現像器351は、回転ラック305が支軸352を中心に回転することにより、感光体ドラム15に対向する位置と感光体ドラム14に対向する位置の間を揺動可能である。現像器361は、回転ラック306が支軸362を中心に回転することにより、感光体ドラム15に対向する位置と感光体ドラム15から離間する位置の間を揺動可能である。
回転ラック301の支軸312は、歯車伝達機構371を介して切替モータ381に連結されており、切替モータ381の回転駆動力が歯車伝達機構371を介して伝達されることにより、回転ラック301が支軸312を中心に回転駆動される。
回転ラック302〜305の支軸322〜352は、歯車伝達機構372を介して切替モータ382に連結されており、切替モータ382の回転駆動力が歯車伝達機構372を介して伝達されることにより、回転ラック302〜305が同期して一体的に同方向に同じ量だけ支軸322〜352を中心に回転駆動される。
回転ラック306の支軸362は、歯車伝達機構373を介して切替モータ383に連結されており、切替モータ383の回転駆動力が歯車伝達機構373を介して伝達されることにより、回転ラック306が支軸362を中心に回転駆動される。切替モータ381〜383は、制御部50の現像器位置切替部158により回転制御される。なお、実施の形態1と同様に、目的の現像器が現像位置に位置した状態で保持されるように、切替モータ19が回転していない状態では、現像器の自由な回転が禁止されるようになっている。
(2)光沢モードと非光沢モードでの現像器の配置
図10(a)は、光沢モードにおいて、T色用の現像器311が感光体ドラム11に対向し、Y色用の現像器321がこれを挟む位置関係にある、隣り合う2つの感光体ドラム11、12のうち、下流側の感光体ドラム12に対向し、M色用の現像器331がこれを挟む位置関係にある、隣り合う2つの感光体ドラム12、13のうち、下流側の感光体ドラム13に対向する。同様に、C色用の現像器341が感光体ドラム14に対向し、K色用の現像器351が感光体ドラム15に対向し、T色用の現像器361が感光体ドラム15から離れた位置に移動している姿勢を示している。
図10(b)は、光沢モードから非光沢モードに切り替わった場合であり、回転ラック301〜306がそれぞれ、図10(a)の姿勢に対して反時計周りに所定角度だけ回転したことにより、現像器311が感光体ドラム11から離れた位置に位置し、現像器321がこれを挟む位置関係にある2つの感光体ドラム11、12のうち、上流側の感光体ドラム11に対向し、現像器331がこれを挟む位置関係にある2つの感光体ドラム12、13のうち、上流側の感光体ドラム12に対向する。同様に、現像器341が感光体ドラム13に対向し、現像器351が感光体ドラム14に対向し、現像器361が感光体ドラム15に対向する位置にそれぞれ移動した後の姿勢を示している。
現像器が感光体ドラムに対向する姿勢になることが、現像器がその感光体の現像位置に位置したことになり、本実施の形態では、各感光体ドラムについて、周方向に異なる2箇所(上流側と下流側の位置)のうち、光沢モードでは下流側の位置が現像位置になり、非光沢モードでは上流側の位置が現像位置になる。
現像器毎に見ると、ドラム列設方向に隣り合う2つの感光体ドラム11、12の間に位置する(挟まれる)現像器321は、光沢モードでは下流側の感光体ドラム12の現像位置に位置し、非光沢モードでは上流側の感光体ドラム11の現像位置に位置する。
同様に、隣り合う2つの感光体ドラム12、13の間に位置する現像器331は、光沢モードでは下流側の感光体ドラム13の現像位置に位置し、非光沢モードでは上流側の感光体ドラム12の現像位置に位置し、隣り合う2つの感光体ドラム13、14(14、15)の間に位置する現像器341(351)は、光沢モードでは下流側の感光体ドラム14(15)の現像位置に位置し、非光沢モードでは上流側の感光体ドラム13(14)の現像位置に位置する。
この意味で、歯車伝達機構371、切替モータ381、制御部50などが、透明用の現像器311を収容する回転ラック301(収容部材)をその支軸を中心に揺動させることにより、第1状態において透明用の現像器311を最上流の感光体ドラム11の現像位置まで移動させ、第2状態において現像位置から離間させる第1回転移動部を構成し、また、歯車伝達機構373、切替モータ383、制御部50などが、透明用の現像器361を収容する回転ラック306(収容部材)をその支軸を中心に揺動させることにより、第1状態において透明用の現像器361を最下流の感光体ドラム15の現像位置まで移動させ、第2状態において現像位置から離間させる第2回転移動部を構成するといえる。
さらに、歯車伝達機構372、切替モータ382、制御部50などが、4個のカラー用現像器を支持しつつ収容する回転ラック(収容部材)302〜305のそれぞれを、その支軸を中心に揺動させることにより、第1状態においてその回転ラックに収容されているカラー用現像器をこれを挟む位置関係にある、隣り合う2つの感光体ドラムのうち、下流側の感光体ドラムの現像位置まで移動させ、第2状態では、当該カラー用現像器を上流側の感光体ドラムの現像位置に移動させる第3回転移動部を構成するといえる。
光沢モードと非光沢モードでどの現像器をどの配置位置に位置させるかは、上記実施の形態と同様に予め決められており、指定されたモードに対応する位置に、予め決められた現像器が位置するように切替モータ381〜383が制御される。ここでは、回転ラック301〜306がそれぞれ基準姿勢から支軸を中心に何度の角度、回転した位置に位置しているのかを検出するセンサ(不図示)が設けられており、センサの検出信号に基づき、切替モータ381〜383の回転方向と回転数が制御される。
このように各現像器を回転可能に構成することにより、各現像器の、上流から下流への並び順を変えることなく、光沢モードのための第1状態と、非光沢モードのための第2状態とを切り替えることが可能になる。
なお、上記では回転ラック302〜305を回転させるための駆動源を1つの切替モータ382が兼用するとしたが、例えば現像器別に別々のモータを設けるとしても良い。また、3個の切替モータ381〜383を設けるとしたが、回転ラック301〜306を同期して同方向に回転駆動する場合には、駆動源を1つのモータで兼用することもできる。
本発明は、画像形成装置に限られず、現像器の現像位置への移動方法(各現像器の配置位置を変位させる方法)であるとしてもよい。また、この方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。さらに、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、DVD−ROM、DVD−RAM、CD−ROM、CD−R、MO、PDなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記の実施の形態1では、作像部1〜5のそれぞれが、色の異なる2個の現像器のうち、目的の現像器を感光体ドラムの現像位置まで移動させる構成としたが、これに限られることはない。例えば、作像部毎に、現像器の数を3以上として、この3以上の現像器を目的の現像位置に切り替える構成としても良い。
また、全ての作像部が複数の現像器を有する構成に限られず、例えば特定の作像部については1つの現像器を固定配置する構成をとることもできる。
具体的には、最上流の作像部1が2個の現像器(T色用とK色用)を有し、最下流の作像部5が2個の現像器(T色用とK色用)を有し、作像部2がY色用の現像器を1つ有し、作像部3がM色用の現像器を1つ有し、作像部4がC色用の現像器を1つ有する構成を考えることができる。作像部2〜4が、上記の特定の作像部になる。
光沢モードでは、作像部1においてT色用の現像器が感光体ドラム11の現像位置に位置し、作像部5においてK色用の現像器が感光体ドラム15の現像位置に位置するように、現像器の配置位置を変位させる。非光沢モードでは、作像部1ではK色用の現像器が感光体ドラム11の現像位置に位置し、作像部5ではT色用の現像器が感光体ドラム15の現像位置に位置するように、現像器の配置位置を変位させる。
この場合、光沢モードと非光沢モードで、Y〜K色のカラートナー像の中間転写ベルト81上への一次転写の順が異なる。具体的には、光沢モードではYMCKの順、非光沢モードではKYMCになるが、最上流と最下流を除く作像部について現像器の切替動作が不要になり、構成をより簡素化することができる。なお、最上流の作像部1と最下流の作像部5がK色用の現像器を有するとしたが、K色用に限らず、他の色としても良い。
(2)上記実施の形態1では、複数の現像器を収容する回転ラック(収容部材)を支軸を中心に回転させることにより、目的の現像器を現像位置まで移動させるロータリー方式を用いる例を説明したが、ロータリー方式に限られず、例えば各現像器を個別に移動させる、いわゆるスライド方式や、各現像器を並べてラック(収容部材)に収容し、これを直進移動させる、いわゆるエレベータ方式などを採用することも可能である。
(3)上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限られず、N(3以上の整数)個の像担持体のそれぞれに静電潜像を形成し、各像担持体に形成された静電潜像を現像して、各像担持体上に現像された現像剤像を被転写体上に順次、多重転写する画像形成装置であれば、例えば複写機、FAX、MFP(Multiple Function Peripheral)等に適用できる。
具体的には、透明用の第1と第2現像器とカラー用の複数の第3現像器を有し、N個の像担持体のうち、少なくとも最上流に位置する第1像担持体と最下流に位置する第2像担持体について、第1像担持体の現像位置に透明用の第1現像器が位置するときに、第2像担持体の現像位置にカラー用の第3現像器Aが位置する第1状態と、第2像担持体の現像位置に透明用の第2現像器が位置するときに、第1像担持体の現像位置に第3現像器Aとは別のカラー用の第3現像器Bが位置する第2状態とが切り替わるように、各現像器の配置位置を変位させる構成であれば良い。
(4)被転写体としては、上記では周回移動する中間転写ベルト81を用いた例を説明したが、これに代えて、例えば被転写体としてのシートを静電吸着等により搬送面に保持しつつ搬送する搬送ベルトを有すると共に、シートの搬送方向に沿って複数の感光体ドラムを列設し、搬送されるシートが各感光体ドラムの一次転写位置を順に通過する際に、シート上に各色のトナー像を順次多重転写するタンデム型の構成にも適用できる。この場合、シートの移動方向が被転写体の移動方向に相当する。
(5)また、像担持体として、上記では感光体ドラムを用いる例を説明したが、これに限られず、例えばベルト状のものを用いるとしても良い。また、中間転写体として、上記では中間転写ベルト81を用いる例を説明したが、これに限られず、例えばドラム状のものを用いるとしても良い。また、上記では、カラー画像として、Y、M、C、Kの4色の例を説明したが、この4色の構成に限られず、異なる複数の色のトナー像を多重転写によりカラー画像を形成する構成に適用することができる。各現像器に収容される現像剤としては、例えば一成分系のものでも良いし、二成分系のものでも良い。
また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
本発明は、透明画像と有色のカラー画像を被転写体上に多重転写する画像形成装置に広く適用することができる。
11、12、13、14、15 感光体ドラム
19、221、222、381、382、383 切替モータ
41、42、43、44、45 現像部
41T、45T、201、206、311、361 透明用の現像器
41Y、42Y、202、321 Y色用の現像器
42M、43M、203、331 M色用の現像器
43C、44C、204、341 C色用の現像器
44K、45K、205、351 K色用の現像器
49、301、302、303、304、305、306 回転ラック
50 制御部
81 中間転写ベルト
100 プリンタ
158 現像器切替部
211,212、213 スライダー
312、322、332、342、352、362 支軸

Claims (8)

  1. 被転写体の移動方向に沿って列設されたN(3以上の整数)個の像担持体のそれぞれに静電潜像を形成し、各像担持体に形成された静電潜像を現像して、各像担持体上に現像された現像剤像を、前記移動する被転写体上に順次、多重転写する画像形成装置であって、
    透明画像用の現像剤で現像を行う第1と第2透明用現像器と、有色画像用のカラーの現像剤で現像を行う複数のカラー用現像器を含む現像手段と、
    N個の像担持体のうち、前記移動方向最上流の第1像担持体の現像位置に第1透明用現像器が位置するときに、前記移動方向最下流の第2像担持体の現像位置に1つのカラー用現像器が位置する第1状態と、第2像担持体の現像位置に第2透明用現像器が位置するときに、第1像担持体の現像位置に前記1つのカラー用現像器とは別のカラー用現像器が位置する第2状態とが切り替わるように、各現像器の配置位置を変位させる変位手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記変位手段は、
    第1像担持体と第2像担持体を除く(N−2)個のカラー用像担持体の現像位置に配置されるカラー用現像器が第1状態と第2状態で相互に異なる色用に切り替わるように、各現像器の配置位置を変位させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記変位手段は、
    第1状態において、第1像担持体を除く(N−1)個の像担持体の現像位置にそれぞれ配置されるカラー用現像器の、前記移動方向に沿って並ぶ色の順と、第2状態において、第2像担持体を除く(N−1)個の像担持体の現像位置にそれぞれ配置されるカラー用現像器の、前記移動方向に沿って並ぶ色の順とが同じになるように、各現像器の配置位置を変位させることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記変位手段は、
    第1透明用現像器と1以上のカラー用現像器とを収容する第1収容部材を直進移動または支軸を中心に回転させることにより、第1状態のときに第1透明用現像器を第1像担持体の現像位置に位置させ、第2状態のときに前記1以上のカラー用現像器のうち1つを第1像担持体の現像位置に位置させる第1変位部と、
    第2透明用現像器と、前記第1収容部材に収容されるカラー用現像器とは別の1以上のカラー用現像器とを収容する第2収容部材を直進移動または支軸を中心に回転させることにより、第1状態のときに前記別の1以上のカラー用現像器のうち1つを第2像担持体の現像位置に位置させ、第2状態のときに第2透明用現像器を第2像担持体の現像位置に位置させる第2変位部と、
    を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記カラー用現像器の個数は、(N−1)個であり、
    前記変位手段は、
    第1状態では、第1透明用現像器が第1像担持体の現像位置に位置し、(N−1)個のカラー用現像器が(N−2)個のカラー用像担持体の現像位置と第2像担持体の現像位置に位置し、かつ第2透明用現像器がいずれの像担持体の現像位置にも位置せず、
    第2状態では、第1透明用現像器がいずれの像担持体の現像位置にも位置せず、(N−1)個のカラー用現像器が第1像担持体の現像位置と(N−2)個のカラー用像担持体の現像位置に位置し、かつ第2透明用現像器が第2像担持体の現像位置に位置するように、第1透明用現像器、(N−1)個のカラー用現像器、第2透明用現像器を移動させる移動機構からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記移動機構は、
    第1透明用現像器、(N−1)個のカラー用現像器、第2透明用現像器をそれぞれ前記移動方向に沿ってスライド移動させる機構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. 前記移動機構は、
    第1像担持体よりも前記移動方向の上流側に配され、第1透明用現像器を収容する第1収容部材と、
    第1収容部材を揺動させることにより、第1状態では、第1透明用現像器を第1像担持体の現像位置まで移動させ、第2状態では、第1透明用現像器を第1像担持体の現像位置から離間させる第1回転移動部と、
    第2像担持体よりも前記移動方向の下流側に配され、第2透明用現像器を収容する第2収容部材と、
    第2収容部材を揺動させることにより、第1状態では、第2透明用現像器を第2像担持体の現像位置から離間させ、第2状態では、第2透明用現像器を第2像担持体の現像位置まで移動させる第2回転移動部と、
    第1像担持体、(N−2)個のカラー用像担持体、第2像担持体、(N−1)個のカラー用現像器が、前記移動方向に並ぶN個の像担持体のそれぞれ隣り合う2つの像担持体の間に、(N−1)個のカラー用現像器の1つずつが挟まれる位置関係になるように、(N−1)個のカラー用現像器を支持しつつ収容する(N−1)個の第3収容部材と、
    第3収容部材のそれぞれを揺動させることにより、第1状態では、第3収容部材に収容されているカラー用現像器を、これを挟む位置関係にある、隣り合う2つの像担持体のうち、下流側の像担持体の現像位置に移動させ、第2状態では、当該カラー用現像器を上流側の像担持体の現像位置に移動させる第3回転移動部と、
    を備えることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  8. 前記被転写体は、周回移動する中間転写体であり、
    前記中間転写体に多重転写された現像剤像を、搬送される記録シート上に二次転写することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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