JP2021157023A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】実行中の画像形成を取り消した際、画像形成の再開を早くすることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置1は、トナー像を担持する感光体ドラム13と、感光体ドラム13からトナー像が転写される中間転写ベルト21と、用紙にトナー像を転写させる2次転写部27と、用紙を搬送する用紙搬送路と、用紙搬送路における用紙の位置を検知する用紙検知センサ35と、用紙検知センサ35の検知結果に基づいて、画像形成を取り消すかどうかを判断する画像形成判断部51と、感光体ドラム13から中間転写ベルト21へのトナー像の転写を中止させる転写中止部52とを備える。【選択図】図2

Description

本発明は、トナー像を転写して用紙に画像形成する画像形成装置に関する。
従来、転写ベルトを用いた画像形成装置では、感光体上にトナー像を形成し、転写ベルトを介して、用紙にトナー像を転写している。用紙にトナー像を転写した後、次の画像形成に備えて、転写ベルト上に残留したトナーをクリーニングする必要がある。クリーニングをするごとに、クリーナーブラシが摩耗していくので、クリーナーブラシの高寿命化を図る方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2019−74638号公報
特許文献1に記載の画像形成装置は、像担持体と、クリーニング部と、制御装置とを備え、クリーニング部は2つのクリーナーブラシを含み、2つのクリーナーブラシに印加するバイアス電圧の極性を入れ替える。
ところで、画像形成装置では、画像形成処理の高速化が図られており、用紙が搬送されれば、即座にトナー像を転写できるように、トナー像を形成している。この際、給紙遅れ等で用紙の搬送が遅れることがあり、用紙が間に合わずに、転写ベルト上のトナー像を転写できないことがあった。このような場合には、転写ベルト上のトナー像が消えるまで画像形成を再開できず、待ち時間が長くなるという問題があった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、実行中の画像形成を取り消した際、転写ベルトに転写するトナー像を省略して、画像形成の再開を早くす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。
本発明に係る画像形成装置は、トナー像を転写して用紙に画像形成する画像形成装置であって、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が転写される中間転写部と、前記中間転写部と共に用紙を押圧する転写位置において、用紙にトナー像を転写させる2次転写部と、前記転写位置を経由して用紙を搬送する用紙搬送路と、前記用紙搬送路における用紙の位置を検知する用紙検知センサと、前記用紙検知センサの検知結果に基づいて、画像形成を取り消すかどうかを判断する画像形成判断部と、前記画像形成判断部からの指示に応じて、前記像担持体から前記中間転写部へのトナー像の転写を中止させる転写中止部とを備えることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、前記中間転写部と前記像担持体とを離接させる離接部を備え、前記転写中止部は、前記画像形成判断部が画像形成を取り消すと判断したとき、前記離接部によって、前記中間転写部と前記像担持体とを離間させる構成としてもよい。
本発明に係る画像形成装置は、露光して前記像担持体にトナー像を担持させる露光部を備え、前記転写中止部は、前記画像形成判断部が画像形成を取り消すと判断したとき、前記露光部による前記像担持体への露光を中止させる構成としてもよい。
本発明に係る画像形成装置では、前記画像形成判断部は、前記用紙搬送路によって搬送される用紙が前記転写位置に到達するタイミングと、前記中間転写部上のトナー像が前記転写位置に到達するタイミングとが一致しない場合に、画像形成を取り消すと判断する構成としてもよい。
本発明に係る画像形成装置では、前記画像形成判断部は、前記転写中止部がトナー像の転写を中止させてから所定の時間経過後、画像形成を再度行うかどうかを判断する構成としてもよい。
本発明によると、実行中の画像形成を取り消した際、転写を中止して中間転写部上のトナー像を本来よりも省略することができる。それによって、中間転写部上に新たなトナー像を転写する領域を確保でき、画像形成の再開を早くすることができる。
本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の概略側面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 トナー像の転写タイミングに合わせて用紙が搬送されている状態を示す説明図である。 感光体ドラムと中間転写ベルトとを離間させて、画像キャンセルしている状態を示す説明図である。 感光体ドラムへの露光を中止して、画像キャンセルしている状態を示す説明図である。 画像形成判断部が画像形成を実施させるかどうかを判断する処理の処理フローを示すフロー図である。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の概略側面図である。
画像形成装置1は、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙に対して多色および単色の画像を形成する。画像形成装置1は、露光部11、現像装置12、感光体ドラム13(像担持体の一例)、クリーナ装置14、帯電器15、中間転写部16、定着装置17、給紙トレイ18、排紙トレイ19、および用紙搬送装置20を備える構成とされている。
画像形成装置1において扱われる画像データは、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である。従って、現像装置12、感光体ドラム13、帯電器15、クリーナ装置14は、各色に応じた4種類の潜像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって4つの画像ステーションが構成されている。
感光体ドラム13は、画像形成装置1の略中央に配置され、接続された駆動部41(後述する図2参照)によって回転駆動する。帯電器15は、感光体ドラム13の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光部11は、感光体ドラム13の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置12は、感光体ドラム13の表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム13の表面にトナー像を形成する。上述した一連の動作によって、各感光体ドラム13の表面に各色のトナー像が形成され、感光体ドラム13上のトナー像は、中間転写ベルト21に転写される。クリーナ装置14は、現像および画像転写の後に感光体ドラム13の表面の残留トナーを除去および回収する。
中間転写部16は、感光体ドラム13の上側に配置され、中間転写ベルト21、転写駆動ローラ22、転写従動ローラ23、転写圧接ローラ24、および中間転写ベルトクリーニング装置25を備えている。なお、転写圧接ローラ24は、YMCK用の各色の画像ステーションに対応して4本設けられている。
中間転写ベルト21は、転写駆動ローラ22、転写従動ローラ23、および転写圧接ローラ24に張架して支持されている。転写駆動ローラ22は、駆動部41(後述する図2参照)に接続されて回転駆動し、中間転写ベルト21を矢符Cの方向へ周回移動させる。中間転写ベルト21は、中間転写ベルトクリーニング装置25によって残留トナーを除去および回収され、各感光体ドラム13の表面に形成された各色のトナー像が順次転写して重ね合わされて、中間転写ベルト21の表面にカラーのトナー像が形成される。なお、中間転写部16の動作については、後述する図3ないし図5を参照して、詳細に説明する。
画像形成装置1は、転写ローラ27aを含む2次転写装置27をさらに備えている。転写ローラ27aは、中間転写ベルト21との間にニップ域(転写位置)が形成されており、用紙搬送路Sを通じて搬送されて来た用紙Pをニップ域に挟み込んで搬送する。用紙Pは、ニップ域を通過する際に、中間転写ベルト21の表面のトナー像が転写される。
給紙トレイ18は、画像形成に使用する用紙Pを蓄積しておくためのトレイであり、露光部11の下側に設けられている。また、排紙トレイ19は、画像形成装置1の上側に設けられており、画像形成済みの用紙Pを載置するためのトレイである。
また、画像形成装置1には、給紙トレイ18の用紙Pを2次転写装置27や定着装置17を経由させて排紙トレイ19に送るための用紙搬送装置20が設けられている。用紙搬送装置20は、S字状の用紙搬送路Sを有し、用紙搬送路Sに沿って、ピックアップローラ31、一対の分離ローラ31a,31b、レジストローラ32、レジスト前ローラ33、定着装置17、排紙ローラ34、および用紙検知センサ35が配置されている。
ピックアップローラ31は、給紙トレイ18の端部近傍に備えられ、給紙トレイ18から用紙P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。一方の分離ローラ31aは、他方の分離ローラ31bとの間に用紙Pを通過させて1枚ずつ分離しつつ用紙搬送路Sへと搬送する。レジストローラ32は、給紙トレイ18から搬送されている用紙Pを一旦保持し、感光体ドラム13上のトナー像の先端と用紙Pの先端とを合わせるタイミングで用紙Pを転写ローラ27aに搬送する。レジスト前ローラ33は、用紙Pの搬送を促進補助するための小型のローラである。
用紙検知センサ35は、用紙搬送路Sに沿って設けられており、通過する用紙Pの位置を検知する。本実施の形態では、用紙検知センサ35がレジスト前ローラ33よりも上流側に設けられているが、これに限定されず、少なくとも1つがピックアップローラ31からレジストローラ32までの間に配置されていればよく、さらに他の用紙検知センサ35がそれ以外の場所に配置されていてもよい。
定着装置17は、ベルト定着方式とされており、定着ローラ171および加熱ローラ172に定着ベルト173が巻き掛けられ、定着ベルト173を介して定着ローラ171に加圧ローラ174が押圧されるようになっている。定着装置17では、未定着のトナー像が形成された用紙Pを受け取り、用紙Pを定着ベルト173と加圧ローラ174との間に挟み込んで搬送する。定着後の用紙Pは、排紙ローラ34によって排紙トレイ19上に排出される。なお、定着装置17は、ベルト定着方式の定着装置とされているがこれに限定されず、加圧ローラ174で定着ローラ171を直接押圧する方式としてもよい。
図2は、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
画像形成装置1は、上述した露光部11、感光体ドラム13、中間転写ベルト21、2次転写部27、用紙検知センサ35、および駆動部41の他に、離接部42とCPU50とを備えている。なお、図2では、画像形成装置1の一部を抜き出して示しており、残りを省略している。
離接部42は、中間転写ベルト21を押圧することで、中間転写部16と感光体ドラム13とを離接させる。画像形成判断部51および転写中止部52は、CPU50に予め組み込まれたプログラムとして記憶されている。CPU50は、記憶したプログラムを実行することにより、後述する処理を実行する。
次に、画像形成装置1の中間転写部16近傍でのトナー像と用紙との動作について、図面を参照して説明する。なお、以下の図3ないし図5では、図1から中間転写ベルト21近傍の一部を抜き出して模式的に示しており、画像ステーションの各部や露光部11などを省略している。
図3は、トナー像の転写タイミングに合わせて用紙が搬送されている状態を示す説明図である。
上述したように、中間転写ベルト21は、転写駆動ローラ22および転写従動ローラ23に張架されている。4つの転写圧接ローラ24は、転写駆動ローラ22と転写従動ローラ23との間であって、中間転写ベルト21の下方側の内周面に面する位置に設けられている。中間転写ベルト21は、張架されたローラの位置によって、伸縮する構造とされており、位置が固定された転写駆動ローラ22および転写従動ローラ23に対して、転写圧接ローラ24が移動することで、自在に変形する。中間転写ベルト21の下方には、4つの感光体ドラム13が配置されている。4つの転写圧接ローラ24は、転写駆動ローラ22および転写従動ローラ23より下方へ中間転写ベルト21を押下げており、中間転写ベルト21を介して、対応する感光体ドラム13に圧接している。画像形成装置1では、図3に示す状態において、感光体ドラム13上にトナー像TZを形成し、感光体ドラム13から中間転写ベルト21にトナー像TZを転写している。
トナー像TZは、感光体ドラム13および中間転写ベルト21が回転するに従って、徐々に上述したニップ域(転写位置)に近づいていく。以下では説明のため、トナー像TZについて、転写位置に近い側の端部をトナー像先端TZaと呼び、転写位置から遠い側の端部をトナー像後端TZbと呼ぶことがある。また、用紙Pについては、用紙搬送路Sでの搬送方向の下流側の端部を用紙先端Paと呼び、上流側の端部を用紙後端(図示しない)と呼ぶことがある。
図3には、露光部11から照射され、感光体ドラム13を露光する光ビームLBが示されており、4つの感光体ドラム13に対し、対応する光ビームLBがそれぞれ照射されている。4つの感光体ドラム13について、以下ではこれらを区別するため、転写位置から遠い側から順に、第1感光体ドラム13Y、第2感光体ドラム13M、第3感光体ドラム13C、および第4感光体ドラム13Kと呼ぶことがある。本実施の形態において、第1感光体ドラム13Yには、イエローのトナー像TZが形成され、第1感光体ドラム13Yには、マゼンタのトナー像TZが形成され、第3感光体ドラム13Cには、シアンのトナー像TZが形成され、第4感光体ドラム13Kには、ブラックのトナー像TZが形成されるが、これに限定されず、感光体ドラム13に対応するトナー像TZの色は、適宜変更してもよい。
画像形成判断部51は、用紙搬送路Sによって搬送される用紙Pが転写位置に到達するタイミングと、中間転写部16上のトナー像TZが転写位置に到達するタイミングとに基づいて、転写(画像形成)を実施するかどうかを判断している。図3では、用紙先端Paとトナー像先端TZaとが、略同じタイミングで転写位置に到達する状態を示しており、このような場合に転写を実施している。用紙Pについては、用紙検知センサ35で検知した用紙Pの位置と、各種ローラによる用紙Pの搬送速度に基づいて、転写位置に到達するタイミングを把握することができる。また、トナー像TZについては、感光体ドラム13上にトナー像TZを形成し始めた時間と、感光体ドラム13および中間転写ベルト21の回転速度とに基づいて、転写位置に到達するタイミングを把握することができる。なお、用紙Pの到達が早い場合には、レジストローラ32が用紙Pを保持することで、タイミングを遅らせてもよい。
図4は、感光体ドラムと中間転写ベルトとを離間させて、画像キャンセルしている状態を示す説明図である。
画像形成装置1では、画像形成に合わせて用紙Pの搬送を開始するが、例えば、紙詰まりや、用紙Pのピックアップミスなどによって、給紙遅れが生じることがあり、トナー像TZの転写タイミングまでに用紙Pの搬送が間に合わないことがある。このように、用紙Pが転写位置に到達するタイミングと、トナー像TZが転写位置に到達するタイミングとが一致しない場合には、画像形成判断部51が、画像形成を取り消すと判断する。画像形成を取り消した際には、形成し始めたトナー像TZを用紙Pに転写せずに、中間転写ベルト21を回転させ、中間転写ベルトクリーニング装置25によって、中間転写ベルト21上からトナー像TZを除去する(画像キャンセル)。その後、用紙Pの搬送に合わせて再度トナー像TZを形成するが、その際には、中間転写ベルト21上において、先に形成したトナー像TZと干渉しない位置に転写することが望ましい。このことを考慮すると、画像キャンセルしたトナー像TZについては、中間転写ベルト21上において、トナー像先端TZaからトナー像後端TZbまでの長さを、出来るだけ短くすることで、印字再開を早くすることができる。つまり、トナー像TZが短い分だけ、感光体ドラム13からの転写位置や、用紙Pへの転写位置をトナー像後端TZbが早く通過する。また、中間転写ベルト21に付着するトナーの量が少なくなるので、クリーニングを簡略化することができ、処理速度を早くすることができる。
具体的に、画像形成判断部51が画像形成を取り消すと判断した際、転写中止部52は、感光体ドラム13から中間転写ベルト21へのトナー像TZの転写を中止させており、本実施の形態では、離接部42によって、中間転写ベルト21と感光体ドラム13とを離間させることで、転写を中止させている。離接部42は、転写圧接ローラ24を、感光体ドラム13から離間する方向(矢符Aの方向)へ移動させることで、転写圧接ローラ24に押圧されていた中間転写ベルト21を移動させている。
感光体ドラム13と中間転写ベルト21とが離間した状態では、感光体ドラム13上に形成されたトナー像TZが、中間転写ベルト21に転写されず、クリーナ装置14によって除去される。なお、感光体ドラム13と中間転写ベルト21とを離間するタイミングは、用紙Pの搬送が間に合わないと判断したときでよく、トナー像TZの一部が中間転写ベルト21に転写されていてもよい。一部が転写されていても、転写を中止することで、トナー像TZの残りの部分が転写されない。このように、実行中の画像形成を取り消す際、転写を中止して中間転写ベルト21上のトナー像TZを本来よりも省略することができる。それによって、中間転写ベルト21上に新たなトナー像TZを転写する領域を確保でき、画像形成の再開を早くすることができる。
なお、画像形成判断部51が画像形成を実施させるかどうかを判断する処理の処理フローについては、上述した第1実施形態と、後述する第2実施形態とで共通するので、第2実施形態について説明した後に、併せて説明する。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、第2実施形態は、図1ないし図4に示す第1実施形態と略同様の構成とされているので、説明および図面を省略する。
図5は、感光体ドラムへの露光を中止して、画像キャンセルしている状態を示す説明図である。
第2実施形態では、第1実施形態に対し、中間転写ベルト21へのトナー像TZの転写を中止させる方法が異なっている。具体的に、本実施の形態において、転写中止部52は、露光部11による感光体ドラム13への露光を中止させることで、トナー像TZの形成を止めている。露光を中止する方法として、例えば、照射される光ビームLBを遮るシャッターなどを設けてもよいし、露光部11自体を停止させて、光ビームLBの照射を止めてもよい。露光を中止した時点で、感光体ドラム13上でのトナー像TZの形成が止まるので、トナー像TZを本来よりも省略することができる。また、形成するトナー像TZを省略することで、本来よりもトナーの消費を抑えることができる。
本発明はこれに限定されず、第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせてもよく、中間転写ベルト21と感光体ドラム13との離間に併せて、露光の中止を行ってもよい。両者を組み合わせることで、より確実に中間転写ベルト21上のトナー像TZを省略することができる。
図6は、画像形成判断部が画像形成を実施させるかどうかを判断する処理の処理フローを示すフロー図である。
図6に示す処理フローにおいて、処理開始時では、画像形成の実施が指示された状態とされている。
ステップS01では、画像形成判断部51によって、トナー像TZの形成が指示される。トナー像TZの形成が指示されると、露光部11、感光体ドラム13、および中間転写部16などを順次動作させて、トナー像TZを形成し、それに合わせて用紙Pの搬送が開始される。
ステップS02では、画像形成判断部51によって、トナー像TZの転写タイミングに用紙Pが間に合うかどうかが判断される。その結果、用紙Pが間に合う場合には(ステップS02:Yes)、ステップS03へ進む。一方、用紙Pが間に合わない場合には(ステップS02:No)、ステップS04へ進む。
ステップS03では、2次転写装置27によって、用紙Pへのトナー像TZの転写が行われる。トナー像TZの転写を行った用紙Pには、トナー像TZの定着などを行い、処理を終了する。
ステップS04では、転写中止部52によって、トナー像TZの転写を中止する。ここで、トナー像TZの転写の中止については、中間転写ベルト21と感光体ドラム13との離間でもよいし、露光の中止でもよい。このように、給紙遅れ等の影響により、転写のタイミングが揃わないことが分かった時点で画像形成を取り消すことで、画像形成の再開を早くすることができる。
ステップS05では、画像形成判断部51によって、トナー像後端TZbが通り過ぎたかどうかが判断される。トナー像後端TZbについては、中間転写ベルト21上での所定の位置を通り過ぎたかどうかを確認している。この所定の位置は、適宜設定してもよく、例えば、第4感光体ドラム13Kと中間転写ベルト21とが接する位置であってもよいし、用紙Pへの転写を行う転写位置であってもよい。上述した位置をトナー像後端TZbが通り過ぎていれば、新たに形成するトナー像TZが、前に形成したトナー像TZと重複することはない。トナー像後端TZbについては、トナー像TZの形成および中止から経過した時間や、感光体ドラム13および中間転写ベルト21の駆動速度などに基づいて、位置を把握することができる。その結果、トナー像後端TZbが通り過ぎたと判断した場合には(ステップS05:Yes)、ステップS01に戻り、トナー像TZの形成をやり直す。一方、トナー像後端TZbが通り過ぎていないと判断した場合には(ステップS05:No)、通り過ぎるまで待機する。
上述したように、画像形成判断部51は、転写中止部52がトナー像TZの転写を中止させてから所定の時間経過後、画像形成を再度行うかどうかを判断している。このように、画像キャンセル時のトナー像TZの影響が無くなってから画像形成をやり直すので、平常通りに画像形成を行うことができる。
なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
1 画像形成装置
11 露光部
13 感光体ドラム(像担持体の一例)
21 中間転写ベルト
27 2次転写部
35 用紙検知センサ
41 駆動部
42 離接部
50 CPU
51 画像形成判断部
52 転写中止部

Claims (5)

  1. トナー像を転写して用紙に画像形成する画像形成装置であって、
    トナー像を担持する像担持体と、
    前記像担持体からトナー像が転写される中間転写部と、
    前記中間転写部と共に用紙を押圧する転写位置において、用紙にトナー像を転写させる2次転写部と、
    前記転写位置を経由して用紙を搬送する用紙搬送路と、
    前記用紙搬送路における用紙の位置を検知する用紙検知センサと、
    前記用紙検知センサの検知結果に基づいて、画像形成を取り消すかどうかを判断する画像形成判断部と、
    前記画像形成判断部からの指示に応じて、前記像担持体から前記中間転写部へのトナー像の転写を中止させる転写中止部とを備えること
    を特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置であって、
    前記中間転写部と前記像担持体とを離接させる離接部を備え、
    前記転写中止部は、前記画像形成判断部が画像形成を取り消すと判断したとき、前記離接部によって、前記中間転写部と前記像担持体とを離間させること
    を特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の画像形成装置であって、
    露光して前記像担持体にトナー像を担持させる露光部を備え、
    前記転写中止部は、前記画像形成判断部が画像形成を取り消すと判断したとき、前記露光部による前記像担持体への露光を中止させること
    を特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
    前記画像形成判断部は、前記用紙搬送路によって搬送される用紙が前記転写位置に到達するタイミングと、前記中間転写部上のトナー像が前記転写位置に到達するタイミングとが一致しない場合に、画像形成を取り消すと判断すること
    を特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1から請求項4までのいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
    前記画像形成判断部は、前記転写中止部がトナー像の転写を中止させてから所定の時間経過後、画像形成を再度行うかどうかを判断すること
    を特徴とする画像形成装置。
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