JP4260313B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ドラム状をした感光体などの像担持体に形成されるトナー画像を一旦,中間転写体に転写し、この転写された中間転写体上の画像をシート状媒体に転写する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
感光体ドラム上に電子写真方式でトナー画像を形成し、このトナー画像を中間転写ベルト上に一旦転写してから、この中間転写ベルト上のトナー画像を用紙上に転写するという工程を経て画像の形成を行なう画像形成装置であって、中間転写ベルトに設けた基準マークにより画像形成のための諸条件を設定する技術として、次のものが知られている。
特開平7−36249号公報に開示された、中間転写ベルト上に複数設けたマーク信号により中間転写ベルトを等速制御するカラー画像形成装置。
特開平7−325455号公報に開示された、感光体ベルトに基準マークを形成したものを中間転写ベルトに転写して用いることで両ベルトの画像領域のズレをなくすようにしたカラー画像形成装置。
特開平8−101554号公報に開示された、温度或は湿度による中間転写ベルトの寸法変化を中間転写ベルト上に設けた複数の検出手段により検出する多色画像形成装置。
特開平10−104970号公報に開示された、良好な画像を得るため基準マーク位置ではバイアスを印加しないようにしたカラー画像形成装置。
【0003】
中間転写ベルト上に画像形成開始基準としての印(以下、マーカという。)が1つだけ設けられたものである場合の画像形成工程を図17に示す。図17において、中間転写ベルトが1回転する毎に中間転写ベルト上には1回の画像形成期間が存在し、少し遅れて画像転写期間が存在する。従って、画像サイズに関係なく一定のプリントスピードしか得られない。
【0004】
該従来技術では、マーカ検出手段が中間転写ベルト上のマーカを検出すると、その後所定時間経過後に画像形成手段に設けられた感光体ドラム上への画像形成が開始され、マーカを検知後、感光体ドラム上の画像先端が所定時間経過後に所定の位置に達したところで、感光体ドラム上に形成された画像が中間転写ベルト上に転写される。
【0005】
この場合、連続プリント時であっても、次画像形成動作はマーカがマーカ検出手段を通過するまで行なわれない。従って、画像形成手段による中間転写ベルトへの転写後、次の画像形成動作が行なわれるまで画像形成手段は待機状態となる。
【0006】
中間転写ベルト上にマーカが1つだけの場合、画像プリント待機時には中間転写体が常に同じ回転位置で待機することになり、中間転写ベルトがローラ間に張設されたものである場合、中間転写ベルトが変形してしまうおそれがある。また、常に同じ位置から画像転写が行なわれるので、ベルト劣化箇所が集中するおそれがある。
【0007】
図18は、この場合の中間転写ベルト上の位置(よこ軸)と中間転写ベルトの使用回数(たて軸)の関係を示したグラフである。図18において、マーカ位置付近の使用頻度が高くなっていることがわかる。このように中間転写ベルトのマーカ付近に集中すると、中間転写ベルトの偏磨耗を生じやすい。
【0008】
カラー画像を形成する場合、現像色の切り替え等に要する時間を考慮して、マーカを検出してから次の画像形成動作を開始するまでの時間をあらかじめ設定しておくことになり、長い時間を精度よく測るために大きいカウンタが必要になる。またマーカ検出から画像形成開始までのベルト送りむらが累積され、カラー画像の重ね転写のときには色ずれが顕著に現れる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、中間転写体の早期の劣化を防止することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するため、以下の構成とした。
(1).複数(N)のマーカが設けられた中間転写体を有し、画像形成開始から画像形成動作終了後までに、前記中間転写体に設けられた前記複数のマーカのうち、検出手段を通過した最後のマーカを画像形成開始基準となるマーカとして検出することで画像形成中(画像形成開始から画像形成動作終了後まで)での検出マーカ数(n)が更新されるとともに、Nとnとを比べ、N≠nの場合は前記中間転写体を停止して待機状態となり、N=nの場合は前記最後のマーカの隣のマーカが検出されるまで前記中間転写体を駆動してから次の待機状態となる画像形成装置において、
画像形成動作終了後の待機時間が所定時間以上となると中間転写体を一旦駆動して、今まで停止基準としていた中間転写体上のマーカとは異なるマーカを基準として前記中間転写体を停止して、再び待機状態になるとともに、
前記中間転写体はローラ間に張設された中間転写ベルトであり、待機時間が所定時間を経過する毎に前記中間転写ベルトが駆動されて、現在の停止位置の基準とされたマーカに隣り合う次のマーカを停止位置の基準として停止して待機状態に入ることとした(請求項1)。
(2). (1)記載の画像形成装置において、前記中間転写体に少なくとも3原色で形成されるトナー画像が転写されることとした(請求項2)。
(3). (2)記載の画像形成装置において、中間転写体の同一移動面に沿って一定の間隔をおいて配置された第1及び第2の画像形成手段を有し、これらの画像形成手段は1つの像担持体と、この像担持体上の静電潜像を少なくとも2色現像剤で現像する現像手段とから構成され、これらの画像形成手段により、前記中間転写体上にトナー画像を重ね転写してカラー画像を得ることとした(請求項3)。
【0011】
【発明の実施の形態】
[1]画像形成装置の概要
以下の各例において、請求項1に対応する例を除き、中間転写ベルトに代えて中間転写用のドラムを使用した画像形成装置についても適用される。本発明では、中間転写ベルト、中間転写用のドラム、その他の中間転写用の媒体を含めて中間転写体と称している。また、像担持体として感光体ドラムに代えて磁気的記録ドラムを用いるタイプのものを用いることもできる。その場合には、光書き込み手段に代えて磁気的な書き込み手段を用いる。
【0012】
本発明が適用される画像形成装置の一例としてカラー画像形成装置の要部構成及びプロセスの概要を図1乃至図4により説明する。
a.画像形成装置の概要
図1に示す画像形成装置100は、像担持体としてドラム状の感光体14,14'(以下、感光体ドラムという)を用い、この感光体14,14'のまわりに、帯電手段15,15'、書き込み手段16,16'、現像手段13,13'、クリーニング手段などの画像形成手段を配置してなる第1、第2画像ステーション140、240を構成し、このような画像ステーションをエンドレスベルトである中間転写ベルト1の同一移動面に沿って一定の間隔をおいて配置している。
【0013】
画像の形成プロセスは、1つの画像ステーションに着目すれば、一般の静電記録方式に準じていて、暗中にて帯電器により一様に帯電された感光体上に書き込み手段によりある色の静電潜像を書き込み、この静電潜像を現像手段により可視像化して中間転写ベルトに転写する。
【0014】
各画像ステーションにおける現像手段について、それぞれ2つの異なる色のトナーによる可視像化機能を有するものとすると、3原色にブラックを加えて4色となるので、これらの色を各現像手段に分担すれば、フルカラー画像を形成することができる。
【0015】
よって、中間転写ベルトの同一画像形成領域が2つの画像ステーションを順次通過する間に、各画像ステーションによりそれぞれ1色ずつトナー像を重ね転写されるようにし、この中間転写ベルト上の2色重ね転写された画像領域がもう一度上記2つの画像ステーションを順次通過する間に、各画像ステーションによりそれぞれ先程とは異なる色のトナー像を重ね転写されるようにすれば、上記同一画像形成領域が各画像ステーションを2回通過した時点で、フルカラートナー画像が重ね転写されていることとなる。このフルカラートナー画像を転写紙に転写すれば、転写紙上にフルカラー画像を得ることができる。この転写紙上のトナー像を定着手段により定着して、転写紙上にフルカラーの最終画像を得ることができる。
【0016】
この画像形成装置は、中間転写ベルトの回転に同期して、高速なプリント出力を得ることを可能とするもので、像担持体としての感光体ドラム、書き込み手段としてLEDと集束性光伝送体とを組み合わせたものを用いたものを例示しているが、この変形応用例として、像担持体として無端ベルト状のものを使用してもよいし、書き込み手段としてレーザ光源を使用してもよい。さらに、像担持体として、感光体に限られるものではなく、光以外の作用だけで潜像を形成しうる媒体、また、そのような像担持体に光以外の作用により電気的磁気的な変化を与え得る書き込み手段を使用することもできる。
【0017】
このように、像担持体に少なくともA色、B色、C色の三原色で形成されるトナー画像を中間転写ベルトに転写し、この中間転写ベルト上のカラー画像を転写手段により転写紙に転写する画像形成方法において、図1に示すように、矢印aの向きに走行する中間転写ベルト1の同一移動面に沿って一定の間隔を置いて配置され、感光体ドラム、帯電手段、現像手段をそれぞれ有する第1の画像形成手段10及び第2の画像形成手段20により、中間転写ベルト1上にトナー画像を転写し、中間転写ベルト1上に得られたカラー画像を転写手段で転写紙に転写するものである。第1の画像形成手段10は第1の画像形成ステーション140、第2の画像形成手段20は第2の画像形成ステーション240にそれぞれ配置される。
b.画像形成プロセス
ここで、中間転写ベルト1の全長をL、転写紙の転写時における移動方向の長さの相当する長さをmとしたとき、L=m+αである場合のカラー画像形成工程を説明する。ただし、αは中間転写ベルト上の非画像領域の中間転写ベルト移動方向の長さであって、α<mであるとする。なお、αの長さは、中間転写ベルト上の画像領域の長さ、または用いられる転写紙の長さによって変化する。したがって転写紙Pの長さによってはα>mの場合も存在する。
(1)A色現像手段を有する第1の画像ステーション140にて中間転写ベルト1にA色トナー画像を転写する。
(2)第2の画像ステーション240にてA色トナー画像にB色トナー画像を重ね転写してA、B色トナー画像を得、このA、B色トナー画像に第1の画像ステーション140によりC色トナー画像を重ね転写してA、B、C色トナー画像を得る。この時点で中間転写ベルト1は略1回転する。
(3)工程(2)で得られたA、B、C色トナー画像に、第2の画像ステーション240にてD色トナー(黒色トナー)画像を重ねて転写し、得られたフルカラー画像を転写紙(1枚目)に転写手段としての転写ローラ110により転写する。転写紙(1枚目)への転写は中間転写ベルト1の2回転目中に行なわれる。
(4)複数枚のカラープリントをとる場合は、上記(3)の工程における第2の画像ステーション240におけるD色トナー画像の重ね転写と同時に、第1の画像ステーション140におけるA色トナー画像を転写し、第2の画像ステーション240におけるB色トナー画像を重ね転写してA、B色トナー画像を得る。
(5)工程(4)で得られたA、B色トナー画像に、第1の画像ステーション140においてC色トナー画像を、続いて第2の画像ステーション240においてD色トナー画像を重ねて転写して得、これを2枚目の転写紙P(2枚目)に転写する。転写紙P(2枚目)への転写は中間転写ベルト1の4回転目中に行なわれる。
(6)3枚目以降のプリントは、工程(3)からの工程が繰り返されることにより、中間転写ベルト1の6回転目に得られる。
c.中間転写ベルトについて
図1に示す画像形成装置100おいて、中間転写体としての中間転写ベルト1はエンドレスベルトであり、駆動ローラ2と従動ローラ3により支持されて、矢印aで示す回転方向に回転駆動されるようになっている。該ベルトの上面上であって、回転方向aと直交する幅方向の一端側には回転方向に沿って中間転写ベルト1上の基準位置となる複数のマーカが列状に間隔をおいて設けられている。
【0018】
マーカは、以下の例で単一のものが設けられるケース或いは複数のものが設けられるケースがある。マーカはライン状をしていて、この部分のみ他の部分と比べて、光を反射するようになっている。
【0019】
図1に示す例では、2つのマーカM1、M2を設けた場合を示し、また、図2に示す例では、多数のマーカMを中間転写ベルト1に等間隔に設けた例を示している。マーカが単一或いは複数の何れの場合でも、これらマーカの通過領域の上方には、発光器5aと受光器5bとの対からなる検出手段5が図示しない不動部材に設けられて定置されている。
【0020】
ここで、検出手段5について説明すると、図3に示すように発光器5aは発光素子からなり、発光器5aはLEDなどの発光素子、受光器5bはホトセンサ(PT)などの受光素子からなる。概略寸法は、たて(b)×よこ(c)=10mm×43mm程度の大きさである。
【0021】
発光器5aから出た光が中間転写ベルト1と共に移動しているマーカM1、M2或いはMなどにより反射されるとその反射光が受光器5bに受光され、制御手段によりマーカの検出が行なわれる。かかるマーカMの検知にかかる制御は、図4に示した回路及び後述する図11に示した制御手段6に準じた構成により行なわれる。
【0022】
図4は検出手段5からのマーカ検出信号を取り出すための検出回路であり、符号R、RLは抵抗、符号Comp.は比較器をそれぞれ示す。検出回路は3つの端子を有する。1つの端子は符号Gndで示すように接地されており、残る2つのうち一方の端子には入力電圧Vccが入力され、他方の端子からは出力電圧Voutが取り出され、図11に示す制御手段6に入力されるようになっている。
【0023】
図4において、発光器5aから発せられた光は中間転写ベルト1を照射する。マーカMがない部分を照射しているとき、受光器5bはオフ状態であり、出力電圧VoutはL(低)レベルのままである。マーカMが到来しマーカMによる反射光が受光器5bに入射されると、出力電圧VoutはH(高)レベルになる。このような出力電圧Voutの変化をとらえて、マーカMの検知を行なう。このように、マーカからの反射光が受光器5bに受光されることにより、マーカMの存在を検知することができる。
【0024】
なお、中間転写ベルト1上、マーカ以外の非反射領域について、残トナーがあると、これが反射することによりマーカと誤検知するおそれがある。このような誤検知を避けるには、入力電圧Vccをパルス駆動し、そのパルスに同期して出力電圧Voutを検出するようにする。
【0025】
図1において、矢印aで示す回転方向に走行する中間転写ベルト1の同一移動面に沿って、間隔をおいて第1の画像形成手段10と第2の画像形成手段20とが設けられている。第1の画像形成手段10と、第2の画像形成手段20とは同じ構成を有し電子写真方式でトナー画像を形成する。
【0026】
第1の画像形成手段10において、像担持体としての感光体ドラム14のまわりには矢印で示す回転方向順に、感光体ドラム14を帯電する帯電手段15、感光体ドラム14上に静電潜像を光書き込みする書き込み手段16、静電潜像をトナーで現像する現像手段13、感光体ドラム14をクリーニングする図示しないクリーニング手段が配置されている。現像手段13はC色用の現像器11とA色用の現像器12からなる。現像器11と現像器12とは所定の切換え手段により択一的に切換えて駆動することができる。
【0027】
同様に、第2の画像形成手段20において、感光体ドラム14'のまわりには矢印で示す回転方向順に帯電手段15'、書き込み手段16'、現像手段13'、図示しないクリーニング手段が配置されている。現像手段13'はB色用の現像器11'とD色用の現像器12'からなる。A色はシアン、B色はマゼンタ、B色はイエロー、D色はブラックである。器現像器11'と現像器12'とは所定の切換え手段により択一的に切換えて駆動することができる。
【0028】
フルカラー画像の形成に際しては、第1の画像形成手段10、第2の画像形成手段20により中間転写ベルト1上に、以下に述べる順序でトナー画像を形成し、中間転写ベルト1上に得られたカラー画像を転写手段で転写紙に転写する。
【0029】
各画像形成手段における感光体ドラム14、14'の回転は中間転写ベルト1の回転による走行と同期しており、その周速度は中間転写ベルト1の走行速度と一致するように定められている。感光体ドラム14、14'は通常、中間転写ベルト1から僅かに離れていて、これら感光体ドラム14、14'上のトナー画像を中間転写ベルト1に転写する工程で、図示しない転写ローラにより中間転写ベルト1が感光体ベルト14、14’に接触させられる。中間転写ベルト1上に転写されたトナー画像は図15、図16などにおいて後述する転写装置によりシート状媒体に転写される。
d.制御手段
以上に説明した画像形成装置の制御は、図11に示す制御系により行なわれる。図11は、図1に示した第1、第2の画像形成手段10,20を具備した画像形成装置100における制御系を示している。CPU、RAM、ROM等からなる制御手段6には、画像形成装置に対する画像形成条件指示する操作スイッチなどを具備した操作パネル22や、検出手段5、温度センサ7等からの情報が入力されるようになっている。
【0030】
制御手段6は、第1の画像形成手段10及び第2の画像形成手段20、その他の被制御対象23に対して画像形成に必要な制御上の情報を出力する。なお、画像形成装置が2つの画像形成手段を有しない単色の画像形成装置である場合には、第1の画像形成手段10、第2の画像形成手段20に代えて黒専用の現像手段を備えた画像形成手段が用いられる。また、中間転写ベルト1に代えてドラム上の中間転写ドラムが使用される場合には、中間転写ベルト駆動系40に代えて中間転写ドラム駆動系に対して制御信号が出力されることになる。
[2]参考例
以上のような構成の画像形成装置100において、以下の例では、中間転写ベルト1上にマーカM1のみが1個だけ形成されている場合を想定して説明する。
【0031】
図11に示す制御手段6が図示しないホストコンピュータからプリント指示信号を受信すると感光体ドラム14、14'及び中間転写ベルト1を駆動させる。
【0032】
図1において、中間転写ベルト1が駆動されると、マーカM1を検出手段5で検出してマーカ検出信号が出力される。画像形成装置100は、中間転写ベルト1の速度が定速に達した後に最初に検出されるマーカ検出信号を基準として、画像形成動作を開始する。中間転写ベルト1の速度の、定速への到達は、予め定速到達時間を求めておいて、中間転写ベルト1の駆動時間を計測することで判断する。
【0033】
この実施の形態における画像形成工程について図5を参照して説明する。ここでは、説明を簡単にするため、中間転写ベルト1の周長を4つの領域に分割した場合について説明する。この例では、中間転写ベルト1の分割された1〜4の各領域ごとの使用領域が図6に例示するとおりに図示しない不揮発性メモリに記憶されるものとする(記憶手段)。
【0034】
画像形成装置100がプリント指示信号を受信すると、制御手段6は前記のように図示しない不揮発性メモリに記憶されている中間転写ベルト1の各領域ごとの使用頻度を確認し、画像形成の開始のタイミングを決定する。
【0035】
この例では、中間転写ベルト1の3と4の領域を使用すべく、マーカM1検知後のタイミングを生成する。したがって、感光体ドラム14'への画像形成、中間転写ベルト1上への転写のタイミングが同じ時間だけシフトする。
【0036】
図5に示す画像形成及び転写の各タイミングは、図17に示したタイミング全体を時間tだけシフトしたものである。マーカM1検出後、常に同じタイミングで画像形成を行なうのではなく、中間転写ベルト1の使用状況に応じて画像形成開始のタイミングを変更し、感光体ドラム14'上のトナー画像の中間転写ベルト1への転写の開始位置を選択する(選択手段)。
【0037】
このように記憶手段と選択手段を設けたので、中間転写体上の使用頻度を全体に均一化して偏磨耗を防止し、中間転写体の早期の磨耗劣化を防止することができる。
【0038】
フルカラー画像を形成する場合のように、画像形成手段10および画像形成手段20を用いて中間転写ベルト1を2回転する必要があるときや、連続的にプリントする場合は、一連のプリント動作が終了するまで、図5に示すように同じ時間tだけ遅れたタイミングで動作を行なう。
【0039】
中間転写ベルト1における1〜4の各領域の長さは最短の画像転写長単位とほぼ同じにし、中間転写ベルト1の周長を単位領域の整数倍としている。これにより、中間転写ベルト1を効率よく使用することができる。また、制御手段6の不揮発性メモリの使用容量を低減することができる。
【0040】
具体的には、ほぼA6横サイズを最短の画像転写長として、かかる長さの領域単位に中間転写ベルト1を分割する。そして、例えばA4横サイズの画像形成を行なう場合であれば、図6に示す例で、中間転写ベルト1の3の領域を転写開始領域とし、中間転写ベルト1の3と4の領域を用いて転写を行う。その結果、上記不揮発性メモリの記憶内容は図6に示す内容から図7に示す内容のように更新される。
【0041】
また、中間転写ベルト1の画像転写長にわたる区間に含まれる一または複数の領域での、上記不揮発性メモリに記憶された使用頻度の合計が最も小さくなるような領域を中間転写ベルト1への転写の開始位置として選択する。これにより、中間転写ベルト1の使用頻度の均一化を図ることができる。
【0042】
例えば、前記したように、A6横サイズを最短の画像転写長としてA4横サイズの画像形成を行なう場合であれば画像転写長はA4横サイズであり、このA4横サイズにわたる区間に含まれる2つの領域での、上記不揮発性メモリに記憶された使用頻度の合計が最も小さくなるような領域は、図6に示す例では3の領域であり、中間転写ベルト1の3の領域を転写開始位置とし、中間転写ベルト1の3と4の領域を用いて転写を行なう。
【0043】
この場合に図8に示すように、使用頻度が最も小さい中間転写ベルト1上の領域が複数存在するときは、中間転写ベルト1に基準位置として設けたマーカM1に後続する最も近い領域を中間転写ベルト1への転写の開始位置として選択する。これにより、プリント終了までの時間を短縮化し、画像形成を短時間に行なうことができる。
【0044】
中間転写ベルト1の各領域ごとの使用頻度は不揮発性メモリに記憶しているので、この使用頻度のデータが画像形成装置100の電源のオフにより失われることはない。また、中間転写ベルト1として無端ベルトを用いることで、転写開始位置を任意に設定することができる。
【0045】
なお、この発明の実施の形態では第1の画像形成手段10と第2の画像形成手段20による2つの画像形成部を備えた画像形成装置100を例にして説明したが、単一の画像形成部だけを備えた画像形成装置に本発明を適用することもできる。
[3]請求項1〜3対応する実施の態様
a.参考例
本例は、図1で説明したように、感光体ドラムや感光体ベルト等の像担持体に形成されるトナー画像を中間転写ベルトに転写し、この中間転写ベルト上の画像を転写手段により転写紙に転写する画像形成装置100に適用することができ、感光体ドラム、帯電手段、現像手段を具備した画像形成手段により、マーカを複数有する中間転写ベルト上にトナー画像を転写して、転写手段で転写紙に転写する画像形成装置である。或は、中間転写ベルトに代えて中間転写ドラムが使用される場合もある。
【0046】
ここでは、図2に示したように、中間転写ベルト1の多数のマーカMを設けた場合について説明する。図9において、プリント開始指示信号は(a)欄に時点t1で受信され、その後、(b)欄の時点t2で中間転写ベルト1の駆動が開始される。これにより、中間転写ベルト1の駆動が開始されて(d)欄の時点t3よりベルトの移動が始まる。
【0047】
中間転写ベルト1は時点t3より次第に速度を上げ、やがて定速に達する。検出手段5はマーカMを次々と検出し(c)欄に示すようにマーカ検出信号を時点t4〜t2のタイミングで生成する。この例では(c)欄、(e)欄に示す時点t7で定速に達している。
【0048】
こうして中間転写ベルト1の速度が定速に達した後に最初に検出される時点t7におけるマーカのマーカ検出信号を基準として画像形成動作を開始する。中間転写ベルト1が定速になったか否かは、予め定速到達時間を求めておいて中間転写ベルト駆動時間を計測することで判断する。或は、マーカ検出信号の生成時間間隔が等間隔になることからも判断できる。
【0049】
ここで、中間転写ベルト1の全長をL、転写紙(画像サイズ)の回転方向の長さを1としたとき、L=2×(1+α)とする。αは中間転写ベルト1上の非画像領域の中間転写ベルト回転方向の長さで、α<<Lであるとする。
【0050】
次にマーカが複数、ここでは説明を簡単にするため図1に示すようにマーカM1、M2のように2つの場合の画像形成のタイミングについて説明する。この場合、マーカM1、M2は中間転写ベルトの回転方向に(1+α)の間隔で設けられている。検出手段5が前記時点t7のタイミングでマーカM1を検出すると、画像形成手段の一部である感光体ドラム上への画像形成が開始され、感光体ドラム上の画像先端が転写に適合する所定の位置(マーカ検知後、所定の時間が経過するときの位置)に達したところで、感光体ドラム上に形成されている画像が中間転写ベルト1上に転写される。
【0051】
ここで、感光体ドラム上における転写紙の長さの画像形成が終了すると、やがて、検出手段5が2つ目のマーカM2を検出する。そこで、新たな画像形成動作が開始される。つまり、図10に示すように、中間転写ベルト1回転当たり2つの画像形成期間が対応するようになる。従って、1つの画像形成(書き込み)動作が終了後、すぐにマーカが検出されるので画像形成手段は待機状態にならずに新たに画像形成(書き込み)動作に入ることができる。
【0052】
よって、プリントスピードを上げることが可能となる。なお、マーカ間隔を最短画像長さsと略同じくして、中間転写ベルト、中間転写ドラム等中間転写体の周長をマーカ間隔の整数倍にすることで,効率よく画像形成を行うことができる。
【0053】
また、画像形成開始基準となるマーカM、M1、M2などとして、アルミ蒸着したポリエステルフィルム等の反射材を粘着剤で貼り付けることにより設けることができる。この場合には、光の反射を利用した検出手段5を用いてマーカMを検出することとなり、光を利用することから、検出手段5の位置は光の授受さえ行なわれれば、限定されない。
【0054】
このことは、中間転写ベルト上に凹凸状のマーカを形成し、機械的な検出手段によるアクチュエータを該中間転写ベルトに接触させる構成と比較した場合に検出手段の設置場所の自由度が高いことを意味し、検出手段を中間転写ベルトとは独立に設置できるので、中間転写ベルトを容易に当該画像形成装置から着脱自在に構成することが可能となる。
【0055】
マーカM、M1、M2などを中間転写ベルト1の裏面に設けた場合には、転写紙への転写後における中間転写ベルト上の残トナーを除去するためのクリーニングブレードによる中間転写ベルト表面の磨耗、クリーニングブレードによる飛散トナーによるベルト端部のトナー汚れによるマーカの検出漏れがなくなる。また、マーカを中間転写ベルトの裏面に設けることにより、検出手段も中間転写ベルトの内側に設置することになり、中間転写ベルトの内部空間を有効に利用することが可能となり、装置の小型化が可能となる。
【0056】
本例では、中間転写体上の画像非形成領域に画像形成開始基準となるマーカを複数設け、プリント指示信号受信後、中間転写体を駆動して中間転写体の走行速度が安定した後、最初に検出したマーカを基準として画像形成動作を開始するようにした場合、プリント開始指示後、すぐにプリント動作に入ることができる。
【0057】
また、中間転写体を有する画像形成装置において、中間転写体上の画像非形成領域に画像形成開始基準となるマーカを複数設け、先行する画像形成動作終了後に検出したマーカで新たな画像形成動作を開始するようにした場合、プリントスピードを上げることができる。
【0058】
さらに、中間転写体を有する画像形成装置において、最短画像域をsとしたとき、中間転写体の画像非形成領域に複数設けた画像域開始基準となるマーカの間隔をsとし、中間転写体の周長は、略n×s(n:1以上の整数)を満足するようにしたので、プリントサイズによらず、プリントスピードを上げることができる。
【0059】
中間転写体に複数設ける画像域開始基準となるマーカ、反射材で形成したので、中間転写体に検出用の穴を設けたり、凹凸等を設けることによって生ずる亀裂等で中間転写体を破損することがなくなるし、また、マーカの検出手段が中間転写体表面又は裏面のどちらか一方でよいので、装置の小型化を図ることができる。
b.参考例:
前記図1〜図4で述べた画像形成装置100において、連続プリント時、次画像形成動作はマーカがマーカ検出手段を通過するまで行なわれない。従って、画像形成手段による中間転写ベルトへの転写後、次の画像形成動作が行なわれるまで画像形成手段は待機状態となる。
【0060】
この例では、中間転写体を有し、画像形成動作終了後に前記中間転写体に設けた画像形成開始基準となるマーカを検出することで前記中間転写体を停止して待機状態となる画像形成装置を前提としている。
【0061】
中間転写ベルト1には複数のマーカMが設けられている。検出手段5がマーカMを検出してからクリーニングブレードによる残トナーのクリーニングが終了するまでの一連のプリント動作終了後、画像形成開始基準となったマーカ以外のマーカを検出することで中間転写ベルトの駆動を停止して、次プリントの指示があるまで待機するように制御する。かかる制御は、後述する図11に示すブロック図に示した構成に準じた構成により行なわれる。
【0062】
このようにすることで、次画像は中間転写ベルト上の先行する画像とは違う領域に形成されることになる。中間転写ベルト上に設置されたマーカ数は予め分っているので、画像形成開始基準となったマーカMは画像形成開始から終了までのマーカ数を常に計数することで簡単に判定することができる。
【0063】
本例では、中間転写体を有し、画像形成動作終了時に中間転写体に設けた画像域開始基準となるマーカを検出することで中間転写体の駆動を停止して待機状態となる画像形成装置において、中間転写体に画像形成開始基準となるマーカを複数設けて、プリント動作終了時、画像形成開始基準となったマーカ以外のマーカを基準として中間転写体の駆動を停止し、待機するようにしたので、次画像は中間転写体上の先行する画像とは違う領域に形成され、中間転写体の早期の劣化を防止することができる。
c.請求項1に対応する例:
この例では、中間転写体を有し、画像形成動作終了後に前記中間転写体に設けた画像形成開始基準となるマーカを検出することで前記中間転写体を停止して待機状態となる画像形成装置を前提としている。プリント待機状態になって所定時間を経過すると、画像形成装置は感光体ドラム及び中間転写ベルトを駆動し、マーカを検出すると感光体ドラム及び中間転写ベルトを停止して再びプリント待機状態に入る。
【0064】
中間転写ベルト1は図1、図2などにより説明したように駆動ローラ2と従動ローラ3により支持されて回転駆動され、図示しないテンションローラにより張力が与えられている。
【0065】
画像形成装置を小型にするため、駆動ローラ2と従動ローラ3の径を小さくするとベルトの曲率が大きくなる。長時間同じ回転位置で張力が与えられると、中間転写ベルト1にくせがついて変形してしまうおそれがある。
【0066】
かかる場合の対処として、プリント待機時間が所定時間以上となると中間転写体を一旦駆動して、今まで停止基準としていた中間転写体上のマーカとは異なるマーカを基準として前記中間転写体を停止して、再び待機状態にする。
【0067】
ここで、所定時間の設定は環境温度に応じて適宜、変更する。環境温度は図11に示す温度センサ7により検出し制御手段6に入力する。環境温度が高い状態が長く続いた場合、前記所定時間を短く設定する。
【0068】
ここで、所定時間の検出は精度を要しないため、簡単なタイマーを設け、数時間単位で行う。該所定時間を経過して中間転写ベルト1が駆動される時には、例えば、ビジー信号をホスト側のコンピュータに送信して、一時的にプリントを不可状態とする。
【0069】
本例のようにすれば、駆動ローラまたは従動ローラと接する中間転写ベルト1の位置がずれていくので、中間転写ベルトの変形が矯正され、変形による早期劣化を防止することができる。また、変形部に画像が形成されることによる画質の低下を防止することができる。
【0070】
本例では、中間転写体を有し、画像形成動作終了後に前記中間転写体に設けた画像形成開始基準となるマーカを検出することで前記中間転写体を停止して待機状態となる画像形成装置において、プリント待機時間が所定時間以上になると中間転写体を一旦駆動して、今まで停止基準としていた中間転写体上のマーカとは異なる任意のマーカを基準として中間転写体の駆動を停止して、再び待機状態になるようにしたので、中間転写ベルトのくせによる変形及び早期劣化を防止することができる。また、画像待機状態から一旦,中間転写体を駆動して再び停止する制御を行うための所要時間は、環境温度に応じて適宜変更するようにしたので、環境温度変化による中間転写ベルトの早期の変形を防止することができる。
d.請求項2に対応する例:
これまで説明した発明は、前記図1乃至図4で画像形成装置100について説明したように、現像手段により中間転写ベルト上に、少なくともシアン、マゼンタ、イエローの3原色のトナー画像を順次重ね転写し、転写紙に一括転写する画像形成プロセスによる画像形成装置に対して適用できる他、画像形成手段が単一で現像手段も黒画像を形成するD色用の現像器12'しか設けられていない白黒画像形成用の画像形成装置に適用することもできる。
【0071】
本例では、a〜cに記載した画像形成装置の中間転写体が中間転写ベルトであるときに、像担持体から少なくとも3原色(シアン,マゼンタ,イエロー)で形成されるトナー画像が転写されるようにしたので、カラー画像形成装置においても、プリントスピードの向上並びに、中間転写ベルトの早期の変形劣化を防止することができる。
e.請求項3に対応する例:
図1に示したカラーの画像形成装置100における画像形成動作を、中間転写ベルトの全長をL,転写紙(画像サイズ)の移動方向の長さを1としたとき、L=2×(1+α)であり、マーカ間の間隔を中間転写ベルト移動方向に(1+α)としたときであって、中間転写ベルト1上にマーカM1と、マーカM2とが設けられた例で説明する。
順序1:
走行が安定した中間転写ベルト1のマーカM1が検出されると、第1の画像形成手段10により先行する1枚目の画像形成が開始される。帯電手段15と書き込み手段16とによりA色潜像が形成され、A色用の現像器12で顕像化されたトナー像が転写ローラにより中間転写ベルト1に転写される。
順序2:
先行するA色による画像形成動作の書き込みが終了すると、次のマーカM2が検出され、新たな画像(2枚目)の画像形成動作が開始される。この2枚眼の画像形成動作も上述の順序1におけると同じように行なわれる。
順序3:
一方、中間転写ベルト1の走行に従い、先行画像(1枚目)のA色画像が第2の画像形成手段20に近づく間に第2の画像形成手段20の感光体ドラム14'に帯電手段15'と書き込み手段16'とによりB色潜像が形成され、B色現像器11'で顕像化されたトナー像が転写ローラにより、中間転写ベルト1上に先行して形成済みの前記A色トナー画像に重ね転写される。
順序4:
先行したA色画像(1枚目)への重ね転写が終了するとやがて、後続のA色画像(2枚目)が第2の画像形成手段20に到達し、先行画像(1枚目)と同様にB色画像が重ね転写される。
順序5:
後続画像(2枚目)のB色書き込みが終了すると、初めの画像形成の基準となったマーカM1が再度検出され、第1の画像形成手段10による画像形成が開始される。第1の画像形成手段10の感光体ドラム14上に、帯電手段15と書き込み手段16とによりC色潜像が形成され、C色現像器11で顕像化されたトナー像が転写ローラによりA、Bの重ね画像(1枚目)に重ね転写される。
順序6:
先行画像(1枚目)のC色画像形成動作による書き込みが終了すると、次のマーカM2が検出され、新たなC色画像形成動作(2枚目)が開始される。該後続のC色画像形成動作も上述の順序5に準じて行なわれる。
順序7:
一方、中間転写ベルト1の走行に伴い,先行画像(1枚目)のA、B、Cの重ね画像が第2の画像形成手段20に近づく間に第2の画像形成手段20の感光体ドラム14'に帯電手段15'と書き込み手段16'とによりD色画像が形成され、D色現像器12'で顕像化されたトナー像が転写ローラによる、先行したA、B、Cの重ね画像(1枚目)への重ね転写が終了する。やがて、後続のA、B、Cの重ね画像(2枚目)が第2の画像形成手段20に到達し先行画像と同じようにD色画像が重ね転写される。
【0072】
以上の手順により最終的にA、B、C、Dのカラー画像が中間転写ベルト1に形成されるころ、図示しない給紙部から送出された転写紙に、図示しない転写装置でカラー画像が転写され、定着される。カラー画像の転写を終えた中間転写ベルト1は図示しないクリーニング装置で残存トナーの除去が行なわれる。
【0073】
引き続きプリントを行う場合、後続(2枚目)のD色での書き込みが終了すると検出されるマーカM1を基準として再度、第1の画像形成手段10による画像形成(3枚目)が開始される。以降,上述の順序を繰り返して、画像形成が行なわれる。
【0074】
このようなカラーの画像形成装置100においても、前記した各発明の実施の態様を適用することができる。
【0075】
本例では、前記[3]d項記載の画像形成装置の中間転写体の同一移動面に沿って一定の間隔をおいて配置された第1及び第2の画像形成手段を有し、画像形成手段は1つの像担持体と、この像担持体上の静電潜像を少なくとも2色現像剤で現像する現像手段とから構成され、画像形成手段により、中間転写体上にトナー画像を重ね転写してカラー画像を得るように画像形成装置を構成したので、小型でプリントスピードがより一層速く、中間転写ベルトの早期変形劣化を防止することができるカラー画像形成装置を実現できる。
f.参考例
前記[3]eの項で説明したカラーの画像形成装置において、中間転写ベルト1における画像形成開始基準となるマーカM1と,マーカM2との間隔は、第1の画像形成手段10と第2の画像形成手段20との間隔と等しくする。
【0076】
このように、中間転写ベルト1上のマーカの間隔を第1及び第2の画像形成手段10、20の間隔と等しくすることで、第1の画像形成手段10による画像形成開始基準となったマーカM1の次に検出されるマーカM2を基準として第2の画像形成手段による画像形成を開始することができる。第1及び第2の画像形成手段の間隔と等しくしたので、画像形成動作開始の制御を簡単にすることができる。
【0077】
この場合、ベルト周長Lと、マーカM1、M2間の間隔mとの間には、L=n×mの関係がある。但し、nは1以上の整数とする。なお、中間転写ベルト1として無端(シームレス)ベルトを使用すると、中間転写ベルト1の任意の位置にマーカを設けることが可能となる。また、任意のマーカから画像形成(書き込み)を開始することができる。
【0078】
この場合、画像長が複数のマーカにわたる場合でも画像形成及び転写の不良が発生することなく確実に画像形成を行うことができる。またこの場合、画像形成途中で検出されるマーカは画像形成手段に画像域開始信号として供給しないように制御手段6により制御する。
【0079】
本例では、中間転写体上の画像開始基準となるマーカの間隔は、第1及び第2の画像形成手段の間隔と等しくしたので、画像形成動作開始の制御を簡単にすることができる。また、画像非形成領域に画像形成基準となるマーカを複数設けた中間転写体を、無端ベルトとしたので、画像開始基準を自由に設定できると同時に、画像の形成不良を起こすことがなくなる。
[4]請求項1に対応する例:
図12〜図14に示すフローチャートにより説明する。使用する画像形成装置は図1〜図4にいるのは説明したものとする。中間転写ベルト1に設けられるマーカの数は2以上とし中間転写ベルト1の全周に等間隔に形成する。マーカの数は多い方がよい。中間転写ベルトはマーカの1ピッチ間以内の移動で定速状態に達するものとする。
【0080】
中間転写ベルト1の材質はフッ素系樹脂であり、厚さは0.15mm、従動ローラ2及び駆動ローラ3の外径は30mmである。図12〜図14に示す手順は図11における制御手段6において実行される。
【0081】
図12において、ステップP1では、操作パネル22からの指示に基き、プリント開始指示がなされる。次のステップP2では、感光体ドラム14、14'及び中間転写ベルト1の回転が開始される。
【0082】
次のステップP3では、中間転写ベルト1の回転速度がプリント開始条件としての所定の定速状態になったかどうかが判断され、定速状態になると次のステップP4に進む。
【0083】
中間転写ベルト1が定速状態移行後にはじめて検出手段5を通過したマーカがステップ4で該検出手段5により検知されると、ステップP5でマーカ計数用カウンタが作動し、計数する。
【0084】
次のステップP6ではプリントが実施される。つまり、第1の画像形成手段10や第2の画像形成手段20による画像の形成及び転写紙への画像の転写などが行なわれる。
【0085】
ステップP7ではプリント動作が終了したかどうかが判断され、終了していれば、図13のステップP8へ進む。ステップP8ではプリント終了後はじめて検出手段5を通過したマーカが検出手段5により検知されると、プリント開始から終了後までに検知されたマーカの数がnとして更新される。RAMにはベルト1周分のマーカ数Nが記憶されている。したがって、この更新されたマーカ数nは中間転写ベルト1周分のマーカ数とは限らない。
【0086】
ステップP9では、更新値nとマーカ数Nとが比較される。ここで、仮にn=Nならば、この状態で中間転写ベルト1を停止すると、次のプリントのときには中間転写ベルト1上の前回と同じ領域が画像形成に用いられることになってしまう。
【0087】
そこで、これを避けるため、n=Nつまり、n≠Nでないならば、ステップP10に進み、隣のマーカが検知されるまで中間転写ベルト1を駆動してからステップP11に進み、マーカ計数用カウンタの計数値をクリアするとともに作動を停止し、さらに図14に示すステップP12に進み、中間転写ベルト1及び感光体ドラム14、14'の回転を停止する。
【0088】
これにより、中間転写ベルト1の停止位置がマーカの1ピッチ分、ずれることから、以下で説明するステップP15、ステップP19において待機時間が所定の短時間の場合に限り、中間転写ベルト1の位置はステップP10で定められた位置からのさらなるずれは生じないことから、次の画像形成領域は前回の画像形成領域に対してマーカの1ピッチ分ずれることになり、全く同じ領域が重ねて使用されることとはならない。
【0089】
なお、ステップP6におけるプリント動作が連続プリントの場合にはプリント回数に応じてマーカ数Nの値は予め設定されている値に変わるものとする。
【0090】
図14において、ステップP13でプリント終了が確認され、次のプリントに備えて待機状態になる。待機状態では、中間転写ベルト1は駆動ローラ2と従動ローラ3間に張設された状態で停止するので、待機時間が長期に及ぶと、例えば、中間転写ベルト1の材質がフッ素系樹脂、厚さ0.15mm、従動ローラ2及び駆動ローラ3の外径が30mmのような条件では、中間転写ベルト1が駆動ローラ2や従動ローラ3の曲率に沿って変形してしまう。
【0091】
このため、このままの状態から次のプリント動作に入ると中間転写ベルト1の変形が画像に影響を及ぼす。そこで、本例では、以下の手順をふむことにした。
【0092】
ステップP14でタイマーにより待機時間の計測が開始される。次に、ステップP15で、上記タイマーにより計測されつつある待機時間計測開始から現在までの待機時間tと予め制御手段6のRAMに設定記憶されている許容待機時間Tとが比較される。ここで、許容待機時間Tは中間転写ベルト1の変形が許容される大きさの範囲に留まる時間である。
【0093】
ステップP15およびステップP19において、待機時間tが許容待機時間Tを経過するまでの間にプリント書き込み開始の指示があれば、ステップP20で待機時間Tをクリアするとともに、時間tの計測を停止する。以後、ステップP2以下のステップに移行する。
【0094】
一方、ステップP15でt>Tと判断されたときには、待機時間が許容待機時間を越えているのであるから、中間転写ベルト1の変形を矯正するため、ステップP16に進み、中間転写ベルト1及び感光体ドラム14、14'を駆動するとともに、ステップP17で待機時間の計測をリセットする。
【0095】
中間転写ベルト1及び感光体ドラム14、14'の回転は、ステップP18において検知手段5が次のマーカを検出するまで継続し、ステップP12で停止し、以下、ステップP13以下のステップに移行する。
【0096】
上記図12〜図14に示した手順では、予め中間転写ベルト全周に等間隔に複数のマーカを形成しておき、所定の画像形成動作終了後回転している当該中間転写ベルトの回転を停止させるときに、前回の画像形成動作終了時に停止の基準としたマーカから一定間隔ずれたマーカを停止の基準として回転を停止させるとともに、画像形成に備えて回転を停止して待機状態にある中間転写ベルトについて、この待機時間が所定の時間を超える毎に、現在の停止位置の基準とされたマーカに隣り合う次のマーカを停止位置の基準として停止するように中間転写ベルトを回転させ停止するので、待機時間tの発生回数によって、中間転写ベルト1は間欠回転され、プリント時の位置はランダムにずれる。しかし、長時間で見た場合には、画像形成領域は中間転写ベルト1上に均等に分布することになる。
【0097】
このように、先行する画像形成動作終了後に検出したマーカ(ステップP4)で新たな画像形成動作を開始するように制御する。
【0098】
また、プリント動作終了時、画像形成開始基準となったマーカ以外のマーカを基準として中間転写ベルトの駆動を停止し待機するようにしている。
【0099】
また、プリント待機時間が所定時間以上となると中間転写ベルトを一旦駆動して、今まで停止基準としていた中間転写体ベルトのマーカとは異なるマーカを基準として中間転写ベルトを停止して、再び待機状態になるようにしている。
【0100】
なお、図12〜図14に示すフローの中、図13のフローを省略して図12におけるステップP7から図14におけるステップP12へ直接進む構成としてもよく、その場合には、待機時間tが所定時間(許容待機時間T)を経過する毎に、中間転写ベルトを駆動して前の停止位置からずれた位置に停止させて待機状態に入ることとなるので、中間転写ベルトの使用頻度が全体に均一化され早期劣化が防止されるとともに、中間転写ベルトの変形による画質の低下を回避できる。[5]画像形成装置の全体構成例
本発明を適用することのできる画像形成装置の全体構成例を2つ説明する。 a.例1
画像形成装置の全体の概要を示した図15において、中間転写ベルト1は駆動ローラ2と従動ローラ3との間に掛け渡されており、駆動ローラ3によって矢印a’の向きに走行するように駆動される。中間転写ベルト1は、テンションローラ60により最適の張力が与えられている。
【0101】
中間転写ベルト1の下側走行面には、中間転写ベルト1の走行方向に沿って、図1における第1の画像形成手段10を包含する第1の画像ステーション140と、図1における第2の画像形成手段20を包含する第2の画像ステーション240とが一定の間隔を置いて配置されている。中間転写ベルト1は、この実施例の画像形成装置に使用される最大サイズの転写紙の移動方向の長さよりも非画像領域分だけ長い。
【0102】
第1の画像ステーション140は、像担持体としての感光体ドラム14の表面を一様に帯電するブラシ状の帯電手段15と、感光体ドラム14の帯電表面に原稿に基づく画像信号によって変調されたビームで書き込みを行う書き込み手段16と、A色用の現像器12、C色用の現像器11、クリーニング手段21から主に構成されていて、A色用の現像器12とC色用の現像器11とで現像手段13を構成している。
【0103】
第2の画像ステーション240、第1の画像ステーション140と同じ構成からなり、感光体ドラム14'と、帯電手段15'と、書き込み手段16'と、B色用の現像器11'、D色用の現像器12'、クリーニング手段31を具備しており、B色用の現像器11'とD色用の現像器12'とで現像手段13'を構成している。第2の画像ステーション240は第1の画像ステーション140と同じ姿勢で装置本体に装着されている。
【0104】
各画像ステーション140、240は、装置本体に対し着脱自在に設けられている。各感光体ドラム14、14'の回転は中間転写ベルト1の走行と同期しており、その周速は、中間転写ベルト1の走行速度と厳密に一致するように定められている。帯電手段15、15'に代えて、コロナ放電器またはローラによる帯電手段を採用することができる。
【0105】
各現像器は2成分現像剤を使用している。A色用の現像器12はマゼンタトナー及びキャリアを、C色用の現像器11はシアントナー及びキャリアを、B色用の現像器11'はイエロートナー及びキャリアを、D色用の現像器12'はブラックトナー及びキャリアをそれぞれ収容しており、帯電手段15と書き込み手段16とによる周知の方法で形成された各感光体ドラム14、14'上の静電潜像を、それぞれの現像ローラ32、33、34、35により現像する。
【0106】
これらの現像ローラ32、33、34、35はそれぞれが現像手段であって、固定磁石のまわりを非磁性のスリーブを回転させる形式のものを使用した磁気ブラシ現像方式を採用している。
【0107】
4個の現像器11、12、11'、12'はそれぞれ現像剤撹拌器であるパドルやトナー補給器である搬送スクリュー等を具備する同様の構成を有し、例えば、特開平8−160697号公報記載その他の周知のカラー現像器を採用することができる。
【0108】
搬送スクリュー4M、4C、4Y、4Bは羽根を螺旋状に巻いた如き構成をしている。パドル8M、8C、8Y、8Bは現像剤の撹拌機能と搬送機能をもたせるために、螺旋状の羽根9cと、8枚の放射状の板を有している。パドル8Mと搬送スクリュー4Mとはそれぞれ回転により軸方向上互いに逆向きに現像剤を搬送し、現像ローラ32の軸長手方向上に均等に現像剤を分布させる。
【0109】
各感光体ドラム14、14'には、転写用のバイアス電圧が印加される転写装置としての第1の転写ブラシ41及び第2の転写ブラシ42が、中間転写ベルト1を挾んでそれぞれ接離自在に、また、従動ローラ3には、転写用のバイアス電圧を印加される転写ローラ10が、中間転写ベルト1を介して接離自在にそれぞれ設けられている。なお、第1、第2の転写ブラシ41、42に代えて転写ローラまたはコロナ放電器を使用することができる。
【0110】
各感光体ドラム14、14'は、平生、中間転写ベルト1から下方に僅かに離れており、また第1の転写ブラシ41及び第2の転写ブラシ42は、中間転写ベルト1から上方に僅かに離れており、各感光体ドラム14、14'上のトナー画像を中間転写ベルト1に転写する工程で、第1の転写ブラシ41及び/または第2の転写ブラシ42により中間転写ベルト1を感光体ドラム14及び/または14'に接触させる。
【0111】
従動ローラ3と転写ローラ110によりカラー画像の転写部45を構成している。転写ローラ110代えて、コロナ放電器または転写ブラシによる転写手段を採用することができる。駆動ローラ2には中間転写ベルト1の表面に残存するトナーを除去するクリーニング装置61が接離自在に設けられている。
【0112】
第1、第2の画像ステーション140、240の下方には、積載された転写紙Pを一枚ずつ送り出す給紙装置(図示されず)が配置される。この給紙装置から送り出された一枚の転写紙Pは、送りローラ対43、一対のレジストローラ44によって転写部45に給送される。転写部45の斜め上方には、矢印bの向きに回転駆動される加熱ローラ47とこの加熱ローラ47に圧接して回転する加圧ローラ48とからなる定着装置50が配置されている。加熱ローラ47には同加熱ローラの表面にオフセット防止液を塗布するローラ51が必要に応じて当接し、また、転写紙剥離用の爪52を接触させている。
【0113】
定着装置50の下流側には、定着装置50から送り出される転写紙を排紙トレイ53上に送り出す排紙ローラ対54が配置されている。図15の左上部には、排熱用の排気ファン55が設けられており、排紙トレイ53の下位に収められる電装部品が定着装置50の熱の影響で加熱されるのを防止している。
【0114】
第1の画像ステーション140における感光体ドラム14と第2の画像ステーション240における感光体ドラム14'とは、形状、大きさ、材質など全く同じものが使用されている。感光体ドラム14と感光体ドラム14'とは同じ線速度で駆動される。
b.例2
図15に述べた画像形成装置の全体の概要を具体的な構成例として示したのが図16に示した画像形成装置である。そこで、図16に示した画像形成装置を図15に示した画像形成装置との比較において説明する。
【0115】
第1の相違点は、図15の画像形成装置では転写ブラシまわりの構成が具体化されて示されていることである。
図15における第1の転写ブラシ41は図16に示す画像形成装置では、揺動体37に固定されている。揺動体37は不動部材に支持された軸38を支点として揺動されるようになっていて、第1の転写ブラシ41はこの揺動体37の自由端側に位置している。また、該揺動体37の自由端側には転写ローラ39が設けられている。第1の転写ブラシ41は中間転写ベルト1に常時接触させておくようにしてもよいが、この例では、摩耗を避けるため、感光体ドラム14上のトナー像を中間転写ベルト1に転写する転写工程でのみ中間転写ベルト1に接触させるように揺動体37の揺動角を制御しているので、上記転写工程以外では、第1の転写ブラシ41及び転写ローラ39は中間転写ベルト1から離間している。
【0116】
第2の転写ブラシ42まわりの構成も第1の転写ベルトまわりの構成と全く同様で、揺動体37’、軸38’、転写ローラ39’などと共に構成されているので、説明は省略する。第1の転写ブラシ41と第2の転写ブラシ42とは、中間転写ベルト1に対する接離のタイミングが異なる。
【0117】
図16では第1転写の転写ブラシ41及び転写ローラ39が中間転写ベルト1から離間した状態が示され、第2の転写ブラシ42及び転写ローラ39’が中間転写ベルト1に接触した状態が示されている。
【0118】
このように、第2の転写ブラシ42と転写ローラ39’とが間隔をおいて中間転写ベルト1を介して感光体ドラム14'に接触することで、中間転写ベルト1を所定のニップ幅で感光体ドラム14'に接触させることができ、転写性能を高めることができる。第1の転写ブラシ41及び転写ローラ39につても、転写工程では同じように中間転写ベルト1に接触した状態となる。ここで、これら転写ローラ39、39’、第1の転写ブラシ41、第2の転写ブラシ42などはこれらの付帯部材も含めて、図16の紙面に垂直な方向に中間転写ベルト1の幅に合わせた所定の奥行きを有していることはもちろんである。
【0119】
第2の相違点は、図16にはクリーニング装置61まわりの構成が具体化されて示されていることである。クリーニング装置61は、中間転写ベルト1に接離自在なブレード61aと、ブレード61aを支持している揺動体61cと、揺動体61cを支持している軸61dと、ブレード61aが中間転写ベルト1に押し付けられる向きに揺動体61cを付勢している伸張性のばねからなる弾性手段61b、ブレード61aにより掻き取られたトナーや紙粉などを下方に案内するガイド61i、ガイド61iの下部に設けられたまんじ形をした回転体61g、回転体61gに自由端側を接するように設けられた板ばね61e、板ばね61eを挾んで回転体61gの反対側に設けられた収容箱61fなどからなる。
【0120】
ここで、回転体61gはその中心軸61hを中心に回転駆動されるようになっている。また、板ばね61eの基端側はフレーム92に支持されている。さらに、軸61dは図示しない駆動手段に連結されていて、この駆動手段を制御することにより揺動体61cを弾性手段61bの付勢力に抗してブレード61aが中間転写ベルト1から離間する状態に回動させその状態を保持させたり、或いは図16に示すように上記回動力を解除して弾性手段61bの付勢力でブレード61を中間転写ベルト1に当接した状態にすることができるようになっている。
【0121】
ブレード61は中間転写ベルト1上のトナー像を乱してはならないので通常は中間転写ベルト1から離間しており、転写ローラ110部で転写紙Pに対する転写を終えた中間転写ベルト1上に付着している残留トナーや紙粉などを掻き取るべき所定のタイミングのときのみ、中間転写ベルト1に当接して掻き取りを行なう。掻き取られた紙粉や排トナーなどの混合廃剤は、ガイド61iに沿って自重で回転体61gまで送られる。
【0122】
回転体61gはその回転に応じて板ばね61eを間欠的に撓ませて、上記混合廃剤を排トナー収容部としての収容箱61fに送り出す。ここで、これらブレード61a、ガイド61i、回転体61g、収容箱61fなどはこれらの付帯部材も含めて、図16の紙面に垂直な方向に中間転写ベルト1の幅に合わせた所定の奥行きを有していることはもちろんである。
【0123】
第3の相違点は、図16には図15に示された送りローラ対43が設けられておらず、また、積載された転写紙Pの最上部に給紙コロ91が示されていることである。給紙コロ91は不動部材に軸支されていて、駆動系に連結されており、給紙に際して回転駆動される。積載された転写紙Pは図示しないガイドにより整列されて底板(図示せず)上に積載されており、上の紙から順に給紙コロ91により送り出されることにより減少した分だけ、上記底板が上昇され給紙コロ91に対して最上位の転写紙が常に適当な圧接力で接触するように公知の手段により制御されるようになっている。なお、送りローラ対43は、図16に示す構成では設けられていないが、必要に応じて設けることもできる。
【0124】
第4の相違点は、図16に示す画像形成装置ではクリーニング手段21、31の構成が具体的に示されていることである。これらクリーニング手段21、31の構成は、ここで概要を述べれば、例えば、クリーニング手段21については、感光体ドラム14に対向する大きさの幅方向の長さで構成されるクリーニングブレード21aにより掻き取られた残留トナーを、該クリーニングブレード21aとほぼ同じ幅方向の長さで構成される断面形状がU字状をした軸支持部64−3内に回収し、オーガ70の回転により感光体ユニット145の幅方向の端部に設けた箱状の取り出し部(図示されず)に送り出して回収するようにしている。クリーニング手段31についてもこれと同じ構成を採用している。
【0125】
第5の相違点は、図16に示す画像形成装置では各構成物が所要な量の構成単位のグループで区画され、或いはユニット化されたことである。例えば、転写紙Pを積載収容した部位は当該画像形成装置内部の最下部に位置していて上下方向で仕切り板91により仕切られている。仕切り板911の上方には現像手段13や現像手段13'などが位置している。これらの現像装置部では、トナーを扱う関係でトナーが積載された転写紙P上に落下してくるおそれがあるが、この仕切り板911が積載された転写紙Pを覆っているので、落下トナーによる汚染を免れる。
【0126】
仕切り板911と中間転写ベルト1とで囲まれた空間内には、書き込み手段16、16'、現像手段13や現像手段13'、感光体ユニット145、245などが収容されている。これらのうち、既に述べたように書き込み手段16と感光体ユニット145とは図示しない共通組付部材を介して本体側板に着脱可能に取り付けられる。また、後述するように、現像手段13や現像手段13'などもそれぞれユニット化されて、上記共通組付部材を介して本体側板に着脱可能に取り付けられる。
【0127】
なお、A色用の現像器12、C色用の現像器11、B色用の現像器11'、D色用の現像器12'内にそれぞれ符号120M、120C、120Y、120Bで示した円は、各現像器内にトナーを補給する補給開口であり、これらの補給開口より、各現像器内にトナーが補給される。
【0128】
中間転写ベルト1及びその付帯物である駆動ローラ2、従動ローラ3、転写ローラ110、第1の転写ブラシ41、第2の転写ブラシ42、転写ローラ39、39’、クリーニング装置61などは、フレーム92、転写紙のガイドを兼ねたフレーム93、ガイド61i,ガイド94などを骨組みとする平たい箱状をした筐体98に収容されて中間転写ユニット1000を構成している。
【0129】
この中間転写ユニット1000は、仕切り板95の下に図示しないガイドに支持されて、当該画像形成装置から着脱自在である。駆動ローラ2の上方には、検出手段5が設けられている。この検出手段5は、中間転写ベルト1の幅方向(駆動ローラ2の軸方向)の端部に設けられたマーカを検知するためのセンサであり、このセンサの読み取り情報に基づいて、画像形成プロセスにおける諸タイミングが設定される。また、中間転写ベルト1の回転回数の算出などが行なわれる。検出手段5は電装基板96に直結又はソケットを介して取り付けられている。電装基板96上の空間97には当該画像形成装置を駆動したり、制御したりする電装系が搭載されている。この電装系で発生した熱を含む内部空気は排気ファン55を介して排出される。
c.画像形成装置全体の動作
以上述べた構成による画像形成装置における画像形成動作を、L=m+αの場合を例にとって図15を参照しながら説明する
(1)第1の画像ステーション140の感光体ドラム14に、帯電手段15と書き込み手段16とによりA色用の現像器12に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像がA色用の現像器12で顕像化されてマゼンタトナー像(以下、M像という)が得られる。このM像が第1の転写ブラシ41により中間転写ベルト1に転写される。
(2)一方、中間転写ベルト1の矢印a’方向への走行に従い、M像が第2の画像形成ステーション240に近づく間に、感光体ドラム14'に帯電手段15'と書き込み手段16'とによりB色用の現像器11'に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像がB色用の現像器11'で顕像化されてイエロートナー像(以下、Y像という)が得られる。このY像が中間転写ベルト1上の、第1の画像ステーション140で得られたM像に第2の転写ブラシ42で重ね転写される。
(3)M、Y像の重ね像が、中間転写ベルト1の走行に従い、第1の画像ステーション140に近づく間に、感光体ドラム14に帯電器15と書き込み手段16とによりC色用の現像器11に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像がC色用の現像器11で顕像化されてシアントナー像(以下、C像という)が得られる。このC像が中間転写ベルト1上の、第2の画像形成ユニット240で得られたM、Y像に第1の転写ブラシ41で重ね転写される。
(4)M、Y、C像の重ね像が、中間転写ベルト1の走行に従い、第2の画像ステーション240に近づく間に、感光体ドラム14'に帯電手段15'と書き込み手段16'とによりD色用の現像器12'に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像がD色用の現像器12'で顕像化されてブラックトナー像(以下、BK像という)が得られる。このBK像が中間転写ベルト1上の、第1の画像ステーション140で得られたM、Y、C像に第2の転写ブラシ42で重ね転写される。
【0130】
第2の転写ブラシ42でフルカラー画像が中間転写ベルト1上に形成される頃、給紙装置から送り出された転写紙Pがレジストローラ対44で転写部45に送り込まれて、ここで転写紙Pにフルカラー画像が転写される。転写されたフルカラー画像は定着装置50で転写紙に定着され、排紙ローラ54で排紙トレイ53に送り出される。一方、カラー画像の転写を終えた中間転写ベルト1はクリーニング装置61で残存トナーを除去される。
【0131】
複数枚のプリントを得る場合は、M、Y像の重ね像が第2の画像ステーション240で中間転写ベルト1に転写されるときに、第1の画像ステーション140で引き続いてM像を中間転写ベルト1に転写し、上記(1)〜(4)の工程を繰り返す。
【0132】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明は、中間転写体の変形及び早期劣化を防止することができる。
請求項2に記載の発明は、画像形成装置の中間転写体が中間転写ベルトであるときに、像担持体から少なくとも3原色で形成されるトナー画像が転写されるようにしたので、カラー画像形成装置においても、プリンタースピードの向上並びに、中間転写ベルトの早期の変形劣化を防止することができる。
請求項3に記載の発明は、小型でプリントスピードがより一層速く、中間転写ベルトの早期変形劣化を防止することができるカラー画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の要部を説明した図である。
【図2】中間転写ベルトまわりの構成を説明した斜視図である。
【図3】検知手段の斜視図である。
【図4】検知手段によるマーカ検知用の回路図である。
【図5】画像形成装置の動作を説明したタイミングチャートである。
【図6】中間転写ベルト上の位置と中間転写ベルトの使用回数の関係を示すグラフである。
【図7】中間転写ベルト上の位置と中間転写ベルトの使用回数の関係を示すグラフである。
【図8】中間転写ベルト上の位置と中間転写ベルトの使用回数の関係を示すグラフである
【図9】中間転写による画像形成プロセスを説明したタイミングチャートである。
【図10】中間転写ベルトの回転と画像形成期間との関係を示した図である。
【図11】制御系のブロック図である。
【図12】マーカを用いた中間転写ベルトの制御に係るフローチャートである。
【図13】マーカを用いた中間転写ベルトの制御に係るフローチャートである。
【図14】マーカを用いた中間転写ベルトの制御に係るフローチャートである。
【図15】画像形成装置の全体の構成を説明した正面図である。
【図16】画像形成装置の全体の構成を説明した正面図である。
【図17】従来の画像形成装置の動作を説明したタイミングチャートである。
【図18】従来の画像形成装置における中間転写ベルト上の位置と中間転写ベルトの使用回数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 (中間転写体としての)中間転写ベルト
100 画像形成装置
5 検出手段
10、20 画像形成手段
13,13' 現像手段
14,14' (像担持体体としての)感光体ドラム
M、M1、M2 マーカ
Claims (3)
- 複数(N)のマーカが設けられた中間転写体を有し、画像形成開始から画像形成動作終了後までに、前記中間転写体に設けられた前記複数のマーカのうち、検出手段を通過した最後のマーカを画像形成開始基準となるマーカとして検出することで画像形成中(画像形成開始から画像形成動作終了後まで)での検出マーカ数(n)が更新されるとともに、Nとnとを比べ、N≠nの場合は前記中間転写体を停止して待機状態となり、N=nの場合は前記最後のマーカの隣のマーカが検出されるまで前記中間転写体を駆動してから次の待機状態となる画像形成装置において、
画像形成動作終了後の待機時間が所定時間以上となると中間転写体を一旦駆動して、今まで停止基準としていた中間転写体上のマーカとは異なるマーカを基準として前記中間転写体を停止して、再び待機状態になるとともに、
前記中間転写体はローラ間に張設された中間転写ベルトであり、待機時間が所定時間を経過する毎に前記中間転写ベルトが駆動されて、現在の停止位置の基準とされたマーカに隣り合う次のマーカを停止位置の基準として停止して待機状態に入ることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、前記中間転写体に少なくとも3原色で形成されるトナー画像が転写されることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2記載の画像形成装置において、中間転写体の同一移動面に沿って一定の間隔をおいて配置された第1及び第2の画像形成手段を有し、これらの画像形成手段は1つの像担持体と、この像担持体上の静電潜像を少なくとも2色現像剤で現像する現像手段とから構成され、これらの画像形成手段により、前記中間転写体上にトナー画像を重ね転写してカラー画像を得ることを特徴とする画像形成装置。
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