JP3377930B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3377930B2
JP3377930B2 JP16746497A JP16746497A JP3377930B2 JP 3377930 B2 JP3377930 B2 JP 3377930B2 JP 16746497 A JP16746497 A JP 16746497A JP 16746497 A JP16746497 A JP 16746497A JP 3377930 B2 JP3377930 B2 JP 3377930B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリおよびプリンター等のカラー印写を行う画像形成装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、オフィスでは、パーソナルコンピ
ュータの処理能力の向上やカラー化に伴って、急速に、
カラープリンタ、複写機等が普及しつつある。カラープ
リンタ等(以下「画像形成装置」ともいう)としては、
電子写真方式をはじめ、インクジェット方式、熱転写方
式等が既に市場投入されているが、何れの機器も、未だ
処理速度が遅く、オフィスなど扱い文書の多いところで
は、高速処理のできる安価なカラープリンタの出現が待
たれている。以下、従来の技術を図面を用いて説明す
る。
【0003】従来技術に係る画像形成装置は、例えば特
開昭63−298377号公報に開示されている。図2
は、従来技術に係る画像形成装置を構成している転送・
搬送装置を示す構成概略図である。図2においては、像
形成手段として電子写真方式を用いている。ここで、転
送・搬送装置は、転写・搬送ベルト111、この転写・
搬送ベルト111を駆動させるベルト駆動ローラ11
5、このベルト駆動ローラ115とともに転写・搬送ベ
ルト111を架張しているローラ114、転写・搬送ベ
ルト111を帯電させるベルト帯電器116、導電性ロ
ーラ118、定着ガイド119、定着器120、クリー
ニングブラシ121、感光体130、帯電器132、露
光手段133、現像手段134およびクリーニング手段
136を用いて構成されている。
【0004】次に、図2を用いて上記転送・搬送装置の
動作を説明する。まず、転写材117への記録に先立
ち、感光体130上にトナー像を形成する。そのため
に、感光体130の表面を帯電器132によって一様に
帯電する。帯電後、露光手段133によって像様に電荷
の模様(潜像)を感光体130の表面に形成させる。こ
の潜像に荷電着色粒子であるトナーを現像手段134を
用いて感光体130に供給して、像様の可視像が感光体
130上に得られる。
【0005】この像形成に合わせて、転写材117が導
電性ローラ118と転写・搬送ベルト111との間に供
給される。転写・搬送ベルト111は、ベルト帯電器1
16によって表面の誘電体層が予め帯電されている。従
来技術によれば、負帯電のトナーと負帯電の感光体13
0を用いているので、転写・搬送ベルト111は正に帯
電される。転写材117が、供給されると、転写・搬送
ベルト111の正電荷にひかれ、負電荷が導電性ローラ
118を介して転写材117に供給される。そして、こ
れら、転写・搬送ベルト111の正電荷と誘導された転
写材117の負電荷との間では静電引力が働くため、転
写材117を転写・搬送ベルト111上に吸着させて搬
送することができる。
【0006】さらに、転写材117が感光体130との
接触領域に到達すると、先に形成されたトナー像(負帯
電トナー)を、転写・搬送ベルト111の正電荷で、転
写材117に移動させる。トナー像を担持した転写材1
17は、定着ガイド119を通り、定着器120を通っ
て機外に排出される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に係る画像形成装置を構成する転写・搬送装置に
おいては、以下のような課題があった。
【0008】まず第一の課題は、葉書用紙等のように厚
い用紙を転写材として用いる場合に、転写材が転写・搬
送ベルトに充分に密着せず、充分な搬送力を得ることが
できないということである。第二の課題は、転写材がジ
ャムなどによって供給されない場合や、印字部の両サイ
ドなどからトナーが漏れる場合において、転写・搬送ベ
ルトが汚染されるということである。従来技術において
は、トナーをクリーニングブラシ等によって除去する
が、クリーニングブラシ等の脇から漏れたトナーによっ
て、転写・搬送ベルトや導電性のローラが汚れ、転写材
を十分に転写・搬送ベルトに押圧できず、充分な搬送力
を得ることができなかった。第三の課題は、転写材を転
写・搬送ベルトと導電性ローラとの間に供給する際、転
写材がシワになりやすいということである。転写材がシ
ワになりやすい場合には、ジャム発生の確率が高くな
る。
【0009】本発明は、以上の課題を解決するためにな
されたもので、転写材を高い搬送力で搬送することが可
能であり、ジャムの発生の少ない画像形成装置を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の画像形成装置は、記録用紙を搬送する搬送ベ
ルトと、前記記録用紙を前記搬送ベルトに押圧する下記
(A)法により測定される硬度が30°以下である押
ローラと、前記記録用紙が前記搬送ベルトに接する前に
前記押圧ローラに接するように前記記録用紙を前記搬送
ベルトと前記押圧ローラとの間へ導くガイド手段とを備
える。ここで(A)法とは、「導電性ローラの直径を2
0mmに規定して、この導電性ローラの硬度をJIS
K 6301の硬さ試験で使用されるスプリング式硬さ
試験機(A型)を用いて測定する方法」のことであり、
スプリング式硬さ試験機(A型)の測定押針をローラ表
面にあてて、測定治具の指示値を読むことによって硬度
を測定する。この構成に係る画像形成装置によれば、低
硬度(上記(A)法による硬度が30°以下)の押圧
ーラを用いたことにより、転写材としての前記記録用紙
を前記搬送ベルトに確実に吸着させることが可能となる
ため、転写材を高い搬送力で搬送し、ジャム等を減少さ
せることができる。
【0011】
【0012】また、前記記録用紙を先に前記押圧ローラ
に当接させ、前記押圧ローラに沿わせて前記記録用紙を
前記押圧ローラと前記搬送ベルトとの接触部に送り込む
ので、シワの発生を減少させ、密着性を向上させること
が可能となり、搬送前に前記記録用紙に発生していたジ
ャムを減少させることができる。
【0013】また、前記ガイド手段は、固有抵抗10
Ω・cm以上の材料を用いて形成されていることが好ま
しく、さらに、前記ガイド手段は、10Ω以上の抵抗
を介して接地されていることも好ましい。この好ましい
例によれば、前記記録用紙が高湿度に保存されていた場
合において、前記記録用紙を伝わって前記導電性ベルト
から電荷(電流)が漏洩することを防止することが可能
となり、あらゆる環境下でも、転写材としての前記記録
用紙を前記導電性ベルトに確実に吸着させ、転写材を高
い搬送力で搬送し、ジャム等を減少させることができ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る画
像形成装置を図面に基づいて説明する。図1は、本発明
の実施形態に係る画像形成装置の構成概略図である。こ
の図1において、像を形成する手段は、電子写真方式を
用いている。本実施形態に係る画像形成装置を構成して
いる像形成ユニット群1は、4つの像形成ユニット1
Y,1M,1C,1Bから構成されており、各像形成ユ
ニットは、感光体3、帯電器5、露光装置7、現像装置
9および感光体3上のトナーを除去するブレード11を
用いて構成されている。像形成ユニット群1は、後述す
る導電性ベルト20に沿って直列に配置され、画像形成
装置本体から各像形成ユニットが脱着可能であるように
構成されている。像形成ユニット群1を構成する各像形
成ユニットとしては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの4色が用いられ、本実施形態においては、図1
の右から、イエローの像形成ユニット1Y、マゼンタの
像形成ユニット1M、シアンの像形成ユニット1C、ブ
ラックの像形成ユニット1Bの順番で配置されている。
【0015】画像形成装置を構成する導電性ベルト20
は、架張ローラ26と駆動ローラ28とを用いて架張さ
れており、駆動ローラ28が導電性ベルト20を駆動さ
せるように機能する。ここで、導電性ベルト20を架張
するための架張ローラ26および導電性ベルト20を駆
動するための駆動ローラ28については、その機能がそ
れぞれ入れ替わってもよい。本実施形態においては、両
ローラ26,28は、接地されておらず電気的にフロー
トである。
【0016】記録用紙47は、導電性ベルト20によっ
て搬送され、この記録用紙47に、各像形成ユニット1
Y,1M,1C,1Bで形成されたトナー像が転写され
る。ここで、導電性ベルト20は、厚さ約0.5mmの
ステンレス製であり、周囲の長さ(周長)は約900m
mである。この周長は、記録用紙のサイズや、画像形成
装置を構成する各要素のサイズ等に応じて、自由に選択
することができる。
【0017】また、導電性ベルト20は、抵抗値10
Ω以下の導電性材料を用いて形成されていることが好ま
しい。このような抵抗値を有する導電性ベルト20を用
いて画像形成装置を構成すれば、導電性ベルト20に一
箇所から給電した場合であっても、各転写位置において
電圧降下が起こらず、適正な転写性能を得ることができ
る。このような導電性材料としては、絶縁性樹脂中に導
電性のフィラーを混錬して押し出し機にてフィルム化し
たものがあげられる。また、導電性材料としては、絶縁
性樹脂としてポリカーボネート樹脂等を用いて、このポ
リカーボネート樹脂に導電性カーボンを加えてフィルム
化したものを用いてもよい。フィルムの厚みは、約15
0μmであることが好ましい。さらに、樹脂中には酸化
防止剤、分散助剤、離型部材等を混ぜ合わせてもよい。
また、導電性材料として、クロロプレンゴム、ウレタン
ゴム、シリコーンゴム等のゴム材料に導電性の材料を混
入させ抵抗調整したものを用いてもよい。
【0018】さらに、以上のようにして構成される導電
性ベルト20においては、その蛇行や伸びを防止するた
めに、導電性ベルト20の内側の端部にガイド用のフィ
ルムを貼り付けてもよい。この場合、受けとなるローラ
には、このガイド用のフィルムの形状に対応した溝を形
成する必要がある。
【0019】導電性ベルト20には、電圧を印加するた
めの電極21が設けられており、この電極21は、電源
22に接続されている。電極21は、直径約8mmのス
テンレス軸として構成されており、この軸(電極21)
が導電性ベルト20に接触している。本実施形態におい
ては、このような電源22を用いて導電性ベルト20に
電圧を印加することによって、導電性ベルト20に、記
録用紙47を静電気によって吸着させ、帯電したトナー
を記録用紙47に移動させるための静電力を発生させる
ことができる。なお、電極21は、上記ステンレス軸に
限定されるものではなく、例えば、その他の導電性の樹
脂軸や、導電性のブラシであってもよい。
【0020】押圧ローラ24は、直径10mmのステン
レスの軸芯の上に、抵抗値約10Ωのスポンジ層を設
けて構成されており、全体の外径が約20mmである。
この押圧ローラ24は、導電性ベルト20を架張してい
る架張ローラ26を、約100〜1000g/cm
圧力で押圧するように構成されている。押圧ローラ24
の抵抗値は、10〜1010Ωの範囲であることが好
ましい。この抵抗値は、接地された金属板上に押圧ロー
ラ24を押しつけ、軸から1000Vの電圧を印加して
測定した値である。このような抵抗値を有する押圧ロー
ラ24を用いて画像形成装置を構成すれば、記録用紙4
7を介在せずに、押圧ローラ24と導電性ベルト20と
が近接・接触する領域がある場合であっても、電気的な
漏洩、放電を回避することが可能であり、安定に記録用
紙47を導電性ベルト20に静電吸着させることができ
る。また、電気回路の保護や高圧電源の保護が可能とな
り、これを得るための特別な措置が不必要となる。
【0021】押圧ローラ24を構成しているスポンジ層
は、ウレタン樹脂等を用いて形成されている。このスポ
ンジ層についての導電処理方法としては、イオン性のリ
チウム、カリウム等を含有させる方法、あるいは、導電
性のフィラーを含有させる方法等があげられる。また、
スポンジ層の硬度は、先に述べた(A)法により測定さ
れる硬度が30°以下であることが好ましい。本実施形
態においては、このような低硬度のスポンジ層を用いて
押圧ローラ24を構成しているため、記録用紙47を導
電性ベルト20に確実に吸着させることが可能となり、
記録用紙47を高い搬送力で搬送し、ジャム等を減少さ
せることができる。
【0022】導電性ベルト20に付着したトナーを除去
するクリーニング手段30は、本実施形態においては、
自由端長10mmのウレタン性ブレードを用いた。この
クリーニング手段30は、導電性ベルト20に対して約
10〜30度以下の角度と、約5〜30g/cmの線圧
を保って保持されている。クリーニング手段30の軸方
向の長さは約300mmであり、押圧ローラ24の軸方
向の長さ280mmよりも長く形成されている。これ
は、クリーニング手段30の両脇から漏れるトナーによ
って、押圧ローラ24の両サイドが汚染され、導電性ベ
ルト20との間の接触圧力が減ることを防止するためで
ある。導電性ベルト20および押圧ローラ24がトナー
等によって汚染されると、そのトナー等によって押圧ロ
ーラ24にすべりが生じ押圧力が損なわれ、導電性ベル
ト20との間の接触圧力が低下してしまうおそれがあ
る。本実施形態によれば、クリーニング手段30を以上
のように構成することにより、記録用紙47の吸着に先
立ち充分な範囲で、導電性ベルト20から不要トナーを
除去することが可能となるため、トナーによる汚染を効
果的に防止し、接触圧力の低下を防ぐことができる。こ
れにより、記録用紙47を導電性ベルト20に確実に吸
着させ、ジャム等を減少させることができるまた、クリ
ーニング手段30の下方部には、クリーニング手段30
によって掻き取ったトナーを溜めるためのトナー溜め3
2が設けられている。
【0023】各像形成ユニット1Y,1M,1C,1B
に属する感光体3は、それぞれが導電性ベルト20に接
するように構成されている。本実施形態における感光体
3は、接地されたアルミニウム基体上に感光層を設けた
ものであり、外径が約30mmである。
【0024】各像形成ユニット1Y,1M,1C,1B
に属する帯電器5は、感光体3の表面を所望の表面電位
に一様に帯電するための機能を有するものであり、各像
形成ユニット中における感光体3の上部付近に設けられ
ている。
【0025】各像形成ユニット1Y,1M,1C,1B
に属する露光手段7は、LEDアレイを用いて構成され
ており、感光体3を像様に露光する機能を有する。な
お、露光手段7は、LEDアレイのみではなく、レーザ
や蛍光光源を用いたもの、あるいは、これらと液晶など
のシャッターとを組み合わせたものを用いて構成しても
よい。
【0026】各像形成ユニット1Y,1M,1C,1B
に属する現像装置9は、感光体3上に形成された電荷の
像(潜像)をトナーで顕像化する機能を有する。ここで
用いられるトナーについては、磁性、非磁性を問わず、
また、現像方法についても特に何らかの方法に限定され
るものではない。したがって、例えば、二成分現像方
法、導電性の弾性ローラを感光体3に接触させて現像す
る接触現像方法、非接触のスリーブにトナーを担時させ
ると同時に交流と直流を重畳印加するジャンピング現像
方法等、どのような方法でも用いることができる。
【0027】記録用紙47は、用紙カセット42に格納
されており、用紙カセット42の上部には、記録用紙4
7を一枚毎、導電性ベルト20に供給するピックアップ
ローラ40が設けられている。記録用紙47を格納して
いる用紙カセット42から導電性ベルト20までの間に
は、記録用紙47を導電性ベルト20に導くための突入
ガイド板34と用紙ガイド38とが設けられている。
【0028】突入ガイド板34は、導電性ベルト20の
直前に設けられている。この突入ガイド板34は、ステ
ンレス等の導電性の材料を用いて形成されており、ガイ
ド抵抗36を介して接地されている。ガイド抵抗36の
抵抗値は、10〜1000MΩであることが好ましく、
本実施形態においては約100MΩである。また、突入
ガイド板34は、樹脂等に導電フィラーを混ぜ合わせて
抵抗体として形成し、ガイド抵抗36を設けた場合と同
様の抵抗値に調整してもよい。この場合は、ガイド抵抗
36を介さずに直接、接地すればよい。
【0029】用紙ガイド38は、記録用紙47を突入ガ
イド板34に導くためのガイドであり、用紙カセット4
2と突入ガイド板34との間に設けれている。この用紙
ガイド38は、電気的にフロート状態であることが好ま
しいが、記録用紙47の摺動による摩擦帯電を防止する
ため、導電性の材料を用いて形成して、抵抗を介して接
地してもよい。この場合の抵抗値はガイド抵抗36に準
ずる。
【0030】以上のように、突入ガイド板34および用
紙ガイド38を抵抗等を介して接地する理由は、導電性
ベルト20に印加される電流が、記録用紙47を介して
漏洩することを防止して、電荷をある程度の間突入ガイ
ド板34等に溜め込み、記録用紙47の電荷を保持する
ためである。特に、記録用紙47が高湿度下に保存され
ている場合においては、記録用紙47から電荷が漏洩し
やすいわけであるが、本実施形態によれば、突入ガイド
板34および用紙ガイド38を以上のように構成するこ
とにより、記録用紙を伝わって導電性ベルト20から電
荷が漏洩することを効果的に防止して、あらゆる環境下
においても、記録用紙47を導電性ベルト20に確実に
吸着させ、ジャム等の発生も減少させることができる。
【0031】また、記録用紙47が、導電性ベルト20
に接触する前に、押圧ローラ24に当接するように、突
入ガイド板34の角度を調整して構成することが好まし
い。このような構成とすれば、記録用紙47を先に押圧
ローラ24に当接させ、押圧ローラ24に沿わせて記録
用紙47を導電性ベルト20との接触部に送り込ませる
こととなるので、記録用紙47のシワの発生を減少さ
せ、記録用紙47と導電性ベルト20との密着性を向上
させることができる。また、搬送前に発生するジャムも
減少させることができる。このような構成とすれば、特
に、50g/m以下の薄紙で効果的である。
【0032】トナー像が転写された記録用紙47は、定
着ガイド46を通って定着器50に送られ、その後装置
外に搬送される。次に、以上のように構成された本実施
形態に係る画像形成装置の動作について説明する。
【0033】まず、像形成ユニット1Y(イエロー)上
に、トナー像が形成される(このトナー像の形成工程
は、従来技術の場合と同様であるためここでは省略す
る)。次に、このトナー像の先端に合わせて、記録用紙
47が供給される。この際、記録用紙47は、用紙カセ
ット42からピックアップローラ40を用いて搬出さ
れ、用紙ガイド38および突入ガイド34を通って、押
圧ローラ24に当接し、記録用紙47を供給するタイミ
ングを調整した後、導電性ベルト20との接触部に供給
される。
【0034】この記録用紙47の供給に先立ち、導電性
ベルト20には、電源22から、電極21を介して約+
1500Vの電圧が印加される。押圧ローラ24と導電
性ベルト20との間に挟まれた記録用紙47には、押圧
ローラ24の接地から導電性ベルト20の正電位に対し
て反対の負電荷が流入して、記録用紙47を帯電する。
このとき、押圧ローラ24は先述した(A)法で測定さ
れる硬度を30°以下としているので、押圧ローラ24
と記録用紙47とは確実に密着し、極めて効率よく記録
用紙47を帯電することができる。また、このような構
成であるため、葉書用紙などのように、幅が狭く、厚さ
が厚い用紙を用いても、押圧ローラ24が記録用紙47
の表面に柔軟に対応できるので、本実施形態においては
帯電性能を損なうことがない。
【0035】以上のように、記録用紙47が導電性ベル
ト20と反対の電荷を帯びることによって、記録用紙4
7と導電性ベルト20とは静電吸着し、記録用紙47は
像形成ユニット1Yまで搬送されることとなる。
【0036】そして、像形成ユニット1Yにおいて、こ
の像形成ユニット1Yを構成する感光体3上に形成され
た負帯電したトナー(イエロー)が、導電性ベルト20
に印加された正電圧によって記録用紙47に転写され
る。
【0037】次に、像形成ユニット1Yで行われた工程
と同様の工程を、像形成ユニット1M、像形成ユニット
1Cおよび像形成ユニット1Bにおいても行い、記録用
紙47上に4色のトナー像が重ね合わせられる。
【0038】以上の工程を終了した後、記録用紙47
は、駆動ローラ28上で導電性ベルト20から分離さ
れ、定着ガイド46に導かれる。このとき、記録用紙4
7が駆動ローラへ巻き付くのを避けるために、駆動ロー
ラ28の外径は約20mm以下であることが好ましい。
【0039】定着ガイド46に導かれた記録用紙47
は、その後定着器50に導かれ、記録用紙47上に形成
されたトナー像は、定着器50における熱と圧力とによ
って、記録用紙47に固着させられる。これらの工程を
経て、トナー像が形成された記録用紙47は、画像形成
装置の外に送られる。
【0040】記録用紙47と分離した導電性ベルト20
の表面に付着した不要なトナーは、クリーニング手段3
0によって除去される。そして、不要なトナーが除去さ
れた(クリーニングされた)導電性ベルト20は、再
度、記録用紙47の搬送、転写工程に供される。
【0041】なお、本実施形態においては、画像形成装
置を構成している「像を形成する手段」として、電子写
真方式を用いる場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、トナー等の着色粉体等を用
いて「像を形成する手段」としては、例えば、静電力、
磁気力、およびその他の手段を用いる方法であってもよ
い。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写材(記録用紙)を高い搬送力で搬送することが可能
であり、ジャムの発生が少ない画像形成装置を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成概
略図
【図2】従来技術に係る画像形成装置を構成している転
写・搬送装置の構成概略図
【符号の説明】
1 像形成ユニット群 1Y イエローの像形成ユニット 1M マゼンタの像形成ユニット 1C シアンの像形成ユニット 1B ブラックの像形成ユニット 3 感光体 5 帯電器 7 露光装置 9 現像装置 20 導電性ベルト 22 電源 24 押圧ローラ(導電性ローラ) 26 架張ローラ 28 駆動ローラ 30 クリーニング手段 32 トナー溜め 34 突入ガイド板 36 ガイド抵抗 38 用紙ガイド 40 ピックアップローラ 42 用紙カセット 46 定着ガイド 47 記録用紙 50 定着器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G03G 15/08 501 G03G 15/08 501D (56)参考文献 特開 平4−153675(JP,A) 特開 平1−250970(JP,A) 特開 平8−44101(JP,A) 特開 平8−85644(JP,A) 実開 平2−112641(JP,U) 実開 平3−41733(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65H 5/00 B41J 13/08 G03G 15/00 510 G03G 15/01 114 G03G 15/08 501

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録用紙を搬送する搬送ベルトと、 前記記録用紙を前記搬送ベルトに押圧する下記(A)法
    により測定される硬度が30°以下である押圧ローラ
    と、 前記記録用紙が前記搬送ベルトに接する前に前記押圧ロ
    ーラに接するように前記記録用紙を前記搬送ベルトと前
    記押圧ローラとの間へ導くガイド手段とを備えた画像形
    成装置。(A)法 押圧ローラの直径を20mmに規定して、この押圧ロー
    ラの硬度をJISK6301の硬さ試験で使用されるス
    プリング式硬さ試験機(A型)を用いて測定する方法。
  2. 【請求項2】 前記ガイド手段が、固有抵抗105Ω・
    cm以上の材料を用いて形成されていることを特徴とす
    る請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記ガイド手段が、105Ω以上の抵抗
    を介して接地されていることを特徴とする請求項1に
    載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記ガイド手段は前記搬送ベルトの直前
    に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項
    のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記押圧ローラは、ステンレスの軸芯の
    上にスポンジ層を設けて構成されていることを特徴とす
    る請求項1から請求項のいずれかに記載の画像形成装
    置。
  6. 【請求項6】 前記搬送ベルトは導電性材料を用いて構
    成されており、所定の電圧が印加されていることを特徴
    とする請求項1から請求項のいずれかに記載の画像形
    成装置。
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