JP4461867B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特に、ベルト状搬送体を用いた態様の画像形成装置に関する。
近年、電子写真方式を利用する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、例えば、電子写真方式を利用した中間転写型画像形成装置を例に挙げると、感光体ドラム上に各色成分のトナー像を順次形成した後、これらの各色成分トナー像を中間転写体として用いられるベルト状搬送体に一次転写した後に、記録材に対しベルト状搬送体上の多重転写トナー像を一括して二次転写してカラー画像を得るものが既に提案されている。
この種の画像形成装置にあっては、二次転写後にベルト状搬送体に残存する残留物をそのままに放置すると、次にベルト状搬送体に形成される画像を汚すこととなる。このため、ベルト状搬送体には、残留物を除去するために、クリーニングブレードを用いたクリーニング装置が配設されるようになっている。
更に、上記画像形成装置においては、高画質な画像を得るためにトナーの小粒径化、球形化が図られているため、クリーニングブレードは、クリーニング性能を確保するために圧力を増加させる必要がある。この結果、ベルト状搬送体表面が摩耗されることにより画質劣化が生じ、ベルト状搬送体の耐久性にも問題が生じてしまい、また、クリーニングブレードの過度の圧力によりベルト状搬送体が伸び、色ずれが生じてしまう。
そこで、上記問題を解決するため、以下のような先行技術が提案されてきた。
例えば、クリーニングブレード圧接時において、中間転写ベルト(本件のベルト状搬送体に相当)の搬送力を増加させる補助駆動(駆動ロール)を設け、この補助駆動の周速を中間転写ベルトの周速よりも速く設定することにより、クリーニングブレードの圧接による補助駆動と中間転写ベルトとの間のすべりを防ぎ、色ずれを軽減する提案がある(例えば特許文献1参照)。
また、中間転写体(本件のベルト状搬送体に相当)上に付着しているトナーの帯電極性と同極性の電圧をクリーニング装置のブラシと中間転写体とに印加することにより、ブラシとトナーとの間に静電反発力を発生させ、中間転写体上のトナーと中間転写体との間に働く静電力を弱める。これによりトナーをクリーニングブレードで掻き落としやすくし、中間転写体表面に与える傷や摩耗を低減させる提案がある(例えば特許文献2参照)。
特開平8−286584号公報(第3−6頁、図2) 特開平8−262879号公報(第5−8頁、図1、図2)
しかしながら、上述した先行技術にあっては、以下のような技術的課題が見られる。
例えば、特許文献1では、中間転写ベルトに対するクリーニングブレードの圧接と補助駆動の駆動開始時とのタイミングを一致させる必要があり、このタイミングがずれてしまうと却って色ずれが発生してしまう。
更に、中間転写ベルトが弾性体の場合、補助駆動の位置によって中間転写ベルトは伸縮し、色ずれが発生してしまう。
そして、特許文献2においても、クリーニングブレードの圧接による中間転写体の伸びが生じてしまい、ブラシの回転方向や回転速度によっては色ずれを悪化させてしまう。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであってクリーニング性能を維持しつつ、ベルト状搬送体の伸びを防止する画像形成装置を提供するものである。
すなわち、本発明は、図1に示すように、駆動系にて駆動搬送されると共に複数の張架部材1に掛け渡されて画像が担持搬送される弾性層を有するベルト状搬送体2と、ベルト状搬送体2との間で接離すると共に接触時に記録材Pがニップ搬送される回転自在な転写部材3aを有し且つベルト状搬送体2上の画像を記録材Pに転写する転写手段3と、ベルト状搬送体2に接離するクリーニング部材4aを有し且つベルト状搬送体2上の転写後残留物Tを清掃するクリーニング手段4と、転写部材3aを介してベルト状搬送体2に補助搬送力を与え前記ベルト状搬送体2に対する前記クリーニング部材4a及び前記転写部材3aの接離に伴って発生するベルト状搬送体2の伸縮を相殺する伸縮制御手段6とを備え、前記伸縮制御手段6は、ベルト状搬送体2に対するクリーニング部材4a及び転写部材3aの圧接時と離間時にて、ベルト状搬送体2の周速を検知することで当該ベルト状搬送体2の伸縮状態を検知する検知手段(図示せず)と、この検知手段による検知結果に基づいて転写部材3aの回転状態を制御する制御手段(図示せず)と、この制御手段からの制御信号に基づいて転写部材3aを駆動する駆動手段(図示せず)とを備えたことを特徴とするものである。
このような技術的手段において、複数の張架部材1は、駆動張架部材、従動張架部材を適宜選定して差し支えなく、例えば、一つの張架部材1を駆動張架部材とし、他の張架部材1を従動張架部材としてもよいし、また、ベルト状搬送体2を追従駆動する方式にあっては、全ての張架部材1を従動張架部材としてもよい。
ここで、ベルト状搬送体2の画像が担持搬送される態様としては、画像が形成担持される感光体ベルトや誘電体ベルト、また、形成された画像が一次転写されて保持される中間転写ベルト等が挙げられる。
そして、本件の画像形成装置で用いられる画像形成方式については、例えば電子写真方式、静電記録方式等が用いられ、ベルト状搬送体2に直接担持される画像転移方式についても、電子写真方式や静電記録方式のように、形成された画像は、転写手段3を介してベルト状搬送体2に転写させる方式が主に用いられる。
また、転写部材3aは、ベルト状搬送体2との間で記録材Pがニップ搬送される回転自在なものであれば適宜選定して差し支えなく、例えば、ロール状部材、ベルト状部材等が挙げられ、摩擦力の低減という観点からすれば、ロール状部材であることが好ましい。
また、クリーニング部材4aは、ベルト状搬送体2の移動方向に直交する幅方向に亘って延びる部材であって、ベルト状搬送体2に接触するものであればロール状、ブラシ状、ベルト状等の回転部材や、クリーニングブレードやスクレーパ等の板状部材等適宜選定して差し支えない。
尚、クリーニング部材4aには、クリーニング用バイアスが印加され、ベルト状搬送体2上の残留物(例えば残留トナー)Tを静電吸着するようになっていてもよい。
また、クリーニング手段4は、ベルト状搬送体2上の残留物Tを清掃するクリーニング部材4aから構成されるものであれば適宜選定して差し支えなく、単体のクリーニング部材4aで構成されていても、複数から構成されていてもよい。
複数で構成する場合、クリーニング部材4aとしては、ロール状の回転部材と、ブレード状の板状部材とで構成することが好ましく、ベルト状搬送体2やクリーニング部材4aの摩耗を低減でき、しかも、クリーニング部材4aの圧接力を低減できる分、ベルト状搬送体2に対するベルト状搬送体2の伸縮変形を少なく抑えることができる。
また、伸縮制御手段6としては、転写部材3aを介してベルト状搬送体2に補助搬送力を与え、この補助搬送力により、ベルト状搬送体2の伸び(縮み)を打ち消すものであれば適宜選定して差し支えない。
この伸縮制御手段6の代表的態様としては、転写部材3aに回転駆動力を与えるものが挙げられる。これは、モータ等の駆動源を適宜制御することにより得られる態様であり、例えば伸縮制御手段6からの制御信号により、ベルト状搬送体2の移動方向と同方向に転写部材3aを回転させ、クリーニング部材4aから下流側におけるベルト状搬送体2の伸び(縮み)を打ち消すようにすればよい。
更に、伸縮制御手段6は、ベルト状搬送体2の伸縮に影響する負荷が転写部材3aの通常搬送力に比べ大きいとき、転写部材3aの搬送力を増加させ、ベルト状搬送体2の伸びを打ち消すようにすればよい。
逆に、伸縮制御手段6は、ベルト状搬送体2の伸縮に影響する負荷が転写部材3aの通常搬送力に比べ小さいとき、転写部材3aの搬送力を減少させ、ベルト状搬送体2の縮みを打ち消すようにすればよい。
また、安定的にクリーニング性能を維持する観点からすれば、ベルト状搬送体2を挟んでクリーニング部材4aに対向するベルト状搬送体2裏面側に配置される対向部材5を設ける態様が好ましい。
この対向部材5としては、ベルト状搬送体2に接触するものであれば、適宜選定して差し支えなく、例えば、回転可能なロール状部材やブレード状の板状部材などを用いてもよい。また、摩擦力の低減という観点からすれば、ロール状部材であることが好ましい。
ここで、対向部材5は、ベルト状搬送体2に対して常に接した状態であってもよいし、クリーニング部材4aと同時に圧接、離間する態様であってもよい。
また、ベルト状搬送体2表面の汚れに対する清浄性を確保するという観点から、ベルト状搬送体2は、少なくとも弾性層の表面に離型層を積層してなる多層構成であることが好ましい。
更に、ベルト状搬送体2表面が記録材Pの凹凸に追従でき、また、ホロキャラクタなどの転写ディフェクト低減など良好な転写性を得るという観点から、ベルト状搬送体2の弾性層の物性値としては、ヤング率が30MPa以下であることが好ましい。
更にまた、転写性を維持する観点から、ベルト状搬送体2の弾性層の体積抵抗は、10Ω以上1010Ω以下であることが好ましい。
また、ベルト状搬送体2は、駆動回転、従動回転どちらの態様でもよく、例えば、駆動系を持ってベルト搬送される態様や、対向配置された感光体や誘電体等の像形成担持体に従動してベルト搬送される態様などを適宜選定して差し支えない。
ベルト状搬送体2の駆動制御コストを大幅に削減できる観点からすれば、ベルト状搬送体2は従動した態様であることが好ましい。
また、ベルト状搬送体2は、温度や湿度等の環境変動により材質が軟硬化し、伸縮の程度も変化する。このため、環境に合わせて転写部材3aの周速を変化させるという観点からすれば、本発明で用いられる伸縮制御手段6としては、ベルト状搬送体2の周速を検知することで当該ベルト状搬送体2の伸縮状態を検知する検知手段と、この検知手段による検知結果に基づいて転写部材3aの回転状態を制御する制御手段と、この制御手段からの制御信号に基づいて転写部材3aを駆動する駆動手段とを備えたものが挙げられる。
本態様によれば、環境変動によるベルト状搬送体2の伸縮変化を把握し、これに基づいて転写部材3aによる補助搬送力(回転駆動力)を制御可能であるため、環境変動に対応して転写部材3aによる補助搬送力を最適に設定することができ、環境変動を考慮しながら、ベルト状搬送体2の伸縮を確実に相殺することができる。
本態様において、例えば、検知手段により、温度上昇によるベルト状搬送体2の伸びを検知した場合には、制御手段により転写部材3aの周速を変化させるようにすればよい。
尚、制御手段は、検知手段による検知結果に基づいて転写部材3の回転数を変化させるものであれば適宜選定して差し支えなく、例えばコンピュータによる制御等が挙げられる。
更に、検知手段がベルト状搬送体2の状態を検知する態様において、本発明で用いられる検知手段は、ベルト状搬送体2に対するクリーニング部材4a及び転写部材3aの圧接時と離間時にて、ベルト状搬送体2の周速を検知する方式が採用されている。
例えば、ベルト状搬送体2上の画像形成範囲外に反射シールを設け、少なくともクリーニング部材4a及び転写部材3aの圧接時と離間時におけるベルト状搬送体2の一回転速度を検知する方法が挙げられる。
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置によれば、駆動系にて駆動搬送され且つ弾性層を有するベルト状搬送体との間で記録材がニップ搬送される回転可能な転写部材を設け、当該転写部材を介してベルト状搬送体に補助搬送力を与えベルト状搬送体に対するクリーニング部材及び転写部材の接離に伴って発生するベルト状搬送体の伸縮を相殺する伸縮制御手段を備えるようにしたので、ベルト状搬送体に与えられた補助搬送力によりクリーニング部材及び転写部材によるベルト状搬送体の伸びを打ち消すことができ、その分、クリーニング性能を維持しつつ、色ずれのない良好な画像を得ることができる
特に、本発明によれば、前記伸縮制御手段が、ベルト状搬送体に対するクリーニング部材及び転写部材の圧接時と離間時にて、ベルト状搬送体の周速を検知することで当該ベルト状搬送体2伸縮状態を検知する検知手段と、この検知手段による検知結果に基づいて転写部材3aの回転状態を制御する制御手段と、この制御手段からの制御信号に基づいて転写部材3aを駆動する駆動手段とを備えているので、環境変動によるベルト状搬送体の伸縮変化を把握し、これに基づいて転写部材よる補助搬送力を制御することができる。このため、環境変動に対応して転写部材による補助搬送力を最適に設定することができ、環境変動を考慮しながら、ベルト状搬送体の伸縮を確実に相殺することができる。
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態1
図2は、本発明の基本的構成が適用された画像形成装置の実施の形態1を示す。
同図において、画像形成装置は、感光体ドラム10と、この感光体ドラム10からトナー像を転写させるために接触する中間転写ベルト20とを有する。
本実施の形態において、感光体ドラム10は、光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この感光体ドラム10の周囲には、感光体ドラム10を帯電する帯電装置11と、帯電された感光体ドラム10上に各色成分(本例ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック)の静電潜像を書き込む露光装置12と、感光体ドラム10上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化するロータリ型現像装置13と、前記中間転写ベルト20と、感光体ドラム10上の残留トナーを清掃する感光体クリーニング装置14とが配設されている。
本実施の形態において、帯電装置11としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロン等の帯電器を用いてもよい。
また、露光装置12は、感光体ドラム10上に光によって像を書き込めるものであればよく、例えばLEDを用いたプリントヘッドが用いられるが、これに限られるものではなく、ELを用いたプリントヘッドや、レーザビームをポリゴンミラーでスキャンするスキャナ等適宜選定して差し支えない。
更に、ロータリ型現像装置13は、各色成分トナーが収容された現像器13a〜13dを回転可能に搭載したものであり、例えば感光体ドラム10上で露光によって電位が低下した部分に各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えなく、使用するトナーも形状、粒径など特に制限はなく、感光体ドラム10上の静電潜像上に正確に載るものであればよい。
尚、本実施の形態では、ロータリ型現像装置13が用いられているが、四台の現像装置を用いるようにしてもよい。
そして、感光体クリーニング装置14については、感光体ドラム10上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式を採用したもの等適宜選定して差し支えない。但し、転写率の高いトナーを使用する場合には、感光体クリーニング装置14を使用しない態様もあり得る。このとき、中間転写ベルト20上の残留トナーを感光体ドラム10で回収する方式とした場合には、例えば現像剤を回収可能な現像装置などが必要となる。
また、中間転写ベルト20は、図2に示すように四つの張架ロール21〜24に掛け渡されるものであって、ロータリ型現像装置13と感光体クリーニング装置14との間に位置する感光体ドラム10面に沿う形で所定の接触領域だけ密着配置されている。
ここで、この中間転写ベルト20と感光体ドラム10とは夫々別駆動系で駆動されていてもよいが、本実施の形態では、中間転写ベルト20が後述するように弾性ベルトであり、しかも、感光体ドラム10の周面に沿って接触配置されていることから、中間転写ベルト20は、例えば感光体ドラム10を駆動源として、従動回転するようになっている。従って、本実施の形態では、各張架ロール21〜24はいずれも従動ロールとして機能しているが、張架ロール23は二次転写のための対向ロール(バックアップロール)を兼用し、また、張架ロール24はクリーニング装置60の対向ロールを兼用する。
また、本実施の形態において、中間転写ベルト20が感光体ドラム10に密着した接触領域の一部には、中間転写ベルト20の裏側から一次転写装置としての一次転写ロール15が接触配置されており、所定の一次転写バイアスが印加されている。
更に、張架ロール23と張架ロール21との間には、クリーニング装置(ベルトクリーナ)60が配設されている。
そして、用紙等の記録材100は、図示外の供給トレイに収容されており、図示外のピックアップロールにて供給された後、図示外の搬送ロール及びレジストロールを経て二次転写部位に導かれ、図示外の定着装置へと搬送されるようになっている。
本実施の形態において、中間転写ベルト20は、例えば、表面に汚れが付着した時の清浄性を考慮して、弾性ゴム基体(弾性層)の表面にフッ素樹脂層(離型層)を積層した多層構造であることが好ましい。
この場合において、弾性ゴム基体(弾性層)には、転写性を維持する上で必要な体積抵抗(例えば10Ω以上1010Ω以下)が必要である。
尚、本実施の形態における弾性ゴム基体(弾性層)は、ヤング率が30MPa以下のものを用いた。
また、本実施の形態において、中間転写ベルト20に対向した部位には、二次転写装置40が設けられている。当該二次転写装置40は、図3に示すように、中間転写ベルト20との間で記録材100がニップ搬送される回転自在な二次転写ロール41と、中間転写ベルト20と二次転写ロール41との対向部の中間転写ベルト20裏面側にて、中間転写ベルト20に接触する二次転写対向ロール42と、二次転写ロール41に接続された二次転写用バイアスを印加するためのバイアス電源43と、二次転写ロール41に駆動を与える駆動モータ44とを備えている。
尚、本例では、二次転写対向ロール42は張架ロール23を兼用している。
また、二次転写ロール41は、例えば、カーボンを分散したウレタンゴムのチューブからなる表面層とカーボンを分散した発泡ウレタンゴムからなる内部層とを備え、表面にはフッ素コートが施されている態様のものであるが、これに限られるものではなく、ベルト状のものなど適宜選定してよい。
更に、二次転写用バイアスとしてのバイアス電源43は、中間転写ベルト20上に担持搬送されたトナー像を記録材100に一括転写可能なものであれば、直流成分のみ、交流成分のみ、あるいは両成分を含むものなど適宜選定して差し支えない。
また、本実施の形態において、クリーニング装置60は、中間転写ベルト20上の残留トナーを清掃するクリーニング部材としてのクリーニングブレード61を有し、このクリーニングブレード61には、ブレード用バイアスを印加するための図示外のバイアス電源が接続されている。このブレード用バイアスとしては、直流成分のみ、交流成分のみ、あるいは両成分を含むものなど適宜選定して差し支えない。
ここで、クリーニングブレード61は、例えば、中間転写ベルト20の幅方向に向かって延び且つ弾性を有するウレタンゴムからなり、その自由端側が中間転写ベルト20表面に接触配置されると共に、他端側が図示外のブレードホルダに取り付けられ、このブレードホルダが可動することにより、中間転写ベルト20表面に対して接離自在になっている。
特に本実施の形態では、画像形成装置は、作像プロセス制御用の制御装置50を有しており、この制御装置50は、クリーニングブレード61の接離タイミングに応じて二次転写ロール41の駆動モータ44を可変制御し、中間転写ベルト20の伸縮を補正するようになっている。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する(図2,3参照)。
本実施の形態に係る画像形成装置において、感光体ドラム10上に各色成分トナーが順次形成され、一次転写位置にて中間転写ベルト20に順次転写される。
この後、中間転写ベルト20から離間していた二次転写ロール41は二次転写位置へと移動され、記録材100に一括転写される。
更に、中間転写ベルト20から離間していたクリーニング装置60のクリーニングブレード61は、中間転写ベルト20に対して圧接し、中間転写ベルト20上の残留トナーはクリーニングされる。
このとき、連続カラー印刷である場合、二枚目以降の一色目(例えばイエロ)の画像形成中においてのみ、クリーニングブレード61は、中間転写ベルト20に対して圧接した状態にある。
すなわち、クリーニングブレード61が中間転写ベルト20に対して圧接しているため、中間転写ベルト20は、ブレード対向ロール(張架ロール24)からベルト移動方向下流側で伸びた状態となる。この状態において、感光体ドラム10上のトナー像(例えばイエロ)は、伸ばされた中間転写ベルト20上に一次転写される一方、他色のトナー像は、クリーニングブレード61が中間転写ベルト20から離間している状態(正規の中間転写ベルト20の長さ)で中間転写ベルト20上に一次転写されるため、色ずれが生じてしまう。
そこで、クリーニングブレード61が中間転写ベルト20に対して圧接している間、制御装置50は駆動モータ44に駆動源回転数制御信号を送る。
そして、駆動モータ44は、駆動源回転数制御信号を受け、二次転写ロール41をベルト移動方向と同方向に通常速度よりも速く駆動回転することによりベルト送り性能を高め、クリーニングブレード61から二次転写ロール41までの間における中間転写ベルト20を正規の長さに縮める。
これにより、一色目のトナー像(例えばイエロ)は、正規の中間転写ベルト20の長さにおいて一次転写されることになり、他色のトナー像との色ずれを生じない。
更に、本実施の形態にあっては、感光体ドラム10の駆動により、中間転写ベルト20を従動回転させるようにしたことで、一次転写での中間転写ベルト20の感光体ドラム10への接触幅が例えば50mm以上と非常に広く設定可能であるため、中間転写ベルト20に対し安定した従動が実現でき、しかも、転写ニップ域前後での無駄な空隙がない分、放電によるトナーの飛び散りがない状態で一次転写される。
また、色重ねの観点では、中間転写ベルト20の駆動伝達が感光体ドラム10表面であるため、ベルトの厚みムラなどの影響を受けない。
特に、本実施の形態では、感光体ドラム10と中間転写ベルト20との転写ニップ域を広く確保するようにしているため、転写ニップ域の圧力を低減することが可能になり、その分、感光体ドラム10と中間転写ベルト20とが完全に密着する事態はより確実に回避される。
尚、本実施の形態においては、感光体ドラム10と中間転写ベルト20とはオーバーラップした状態で接触配置されており、しかも、中間転写ベルト20が感光体ドラム10からの駆動力に基づいて従動回転するようになっているが、これに限定されるものではなく、感光体ドラム10、中間転写ベルト20が別々の駆動系を持ち、しかも、感光体ドラム10に対して中間転写ベルト20を線接触させるようにした態様にも本件発明を適用できることは勿論である。
◎実施の形態2
図4は、本発明の基本的構成が適用された画像形成装置の実施の形態2の要部を示す。
同図において、本実施の形態に係る画像形成装置の基本構成は、実施の形態1と略同様であるが、実施の形態1と異なり、画像形成装置内の温度条件によって二次転写ロール41の回転を制御するようにしたものである。
尚、本実施の形態に係る画像形成装置の構成要素のうち、実施の形態1に係る画像形成装置と同様のものについては、実施の形態1と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
そして、本実施の形態に係る画像形成装置は、画像形成装置内の温度を検知する温度センサ80と、この温度センサ80による検知結果に基づいて二次転写ロール41の回転状態を制御する制御装置50と、この制御装置50からの制御信号に基づいて二次転写ロール41の回転数を変化させる駆動モータ44とを備えている。
ここで、図5に制御装置50のブロック図を示す。
同図において、図4に示す温度センサ80からの温度検知信号81が入力インターフェース51を介してCPU52に取り込まれ、次にCPU52は、ROM53内に予め格納されている駆動制御プログラムを実行してRAM54との間で適宜データ処理を行った後、出力インターフェース55を介して駆動源回転数制御信号(制御信号)56を送出するようになっている。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について制御装置50を中心に説明する。
図4に示すように、温度センサ80により画像形成装置内の温度が検知される。そして、この温度検知信号81(図5参照)を受けた制御装置50は、図6に示すように、この検知した温度が例えばX℃以下、X℃以上Y℃以下、Y℃以上のどの範囲であるかを判断し、これにより夫々の回転数(A〜C)を決定し、駆動源回転数制御信号56を駆動モータ44に送る。
この結果、二次転写ロール41は、画像形成装置内の温度変化によって回転数を変化することができ、温度変化による中間転写ベルト20の伸縮に対応することができる。
◎実施の形態3
図7は、本発明の基本的構成が適用された画像形成装置の実施の形態3の要部を示す。
本実施の形態に係る画像形成装置の基本構成は、図7に示すように、実施の形態2と略同様であるが、実施の形態2と異なり、反射センサ85が、中間転写ベルト20に対するクリーニングブレード61(本実施の形態においてクリーニング装置60)(図2参照)の圧接時と離間時にて、中間転写ベルト20の周速を検知し、この検知結果に基づいて制御装置50が二次転写ロール41の回転を制御するようにしたものである。
尚、本実施の形態に係る画像形成装置の構成要素のうち、実施の形態2に係る画像形成装置と同様のものについては、実施の形態2と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態に係る画像形成装置では、図7に示すように、中間転写ベルト20上の画像形成領域範囲外に反射シール86を設け、反射センサ85にて前記反射シール86を検知するものである。
つまり、本実施の形態における制御装置50は、図5に示すように、温度検知信号81に代えて、反射センサ85からの反射検知信号87を取り込むようにし、この反射検知信号87により二次転写ロール41の回転数を制御するものである。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について、制御装置50を中心に説明する(図5,7,8参照)。
クリーニングブレード61が中間転写ベルト20から離間している状態において、中間転写ベルト20の一回転の速度(反射シール86間隔の時間t1)を反射センサ85により検知する一方、クリーニングブレード61が中間転写ベルト20に圧接している状態において、中間転写ベルト20の一回転の速度(反射シール86間隔の時間t2)を反射センサ85により検知する。
そして、この反射検知信号87に基づいて制御装置50は、時間差(t2−t1)により、例えばW〜Xmsec,X〜Ymsec,Y〜Zmsecのどの範囲であるかを判断した後、夫々の回転数(A〜C)を決定し、駆動源回転数制御信号56を駆動モータ44に送る。
従って、本実施の形態によれば、温度や湿度等の環境変動によって、中間転写ベルト20の材質が軟硬化し、伸縮の程度が変化した場合においても、二次転写ロール41は、回転数を変化することができ、画像形成装置内の環境変動に対応することができる。
◎実施の形態4
図9は本発明の基本的構成が適用された画像形成装置の実施の形態4の要部を示す。
同図において、本実施の形態に係る画像形成装置の基本構成は、実施の形態3と略同様であるが、実施の形態3と異なり、感光体ドラム10に対して中間転写ベルト20をオーバーラップさせずに線接触させ、しかも、感光体ドラム10と中間転写ベルト20とを夫々別駆動系にて駆動するようにしたものであり、更に、中間転写ベルト20に対するクリーニング装置60としては、クリーニングブラシ62を設け、このクリーニングブラシ62の上流側にクリーニングブレードの代わりに金属製のクリーニングスクレーパ61を用いるようにしたものである。
特に、本実施の形態は、実施の形態3と異なり、クリーニング装置60が、複数のクリーニング部材、例えば、クリーニングスクレーパ61と、クリーニングブラシ62とを用いた点を特徴とする。
本実施の形態において、金属製クリーニングスクレーパ61は、中間転写ベルト20に接離自在に接触するように設けられ、クリーニング用バイアスを印加するためのバイアス電源65が接続されている。
また、クリーニングブラシ62は、中間転写ベルト20に接離自在に接触し且つ中間転写ベルト20の移動方向と同方向に回転し、クリーニング用バイアスを印加するためのバイアス電源66が接続されている。
そして、本実施の形態では、クリーニングブラシ62としては、機械的な力が小さいヤング率2500cN/mm以下のブラシ原糸が望ましく、また、静電的な力(静電吸着力)を有効に使うためには、ブラシの原糸抵抗が10Ω・cm以上1010Ω・cm以下であることが望ましい。
更に、本実施の形態において、クリーニング装置60は、中間転写ベルト20とクリーニングスクレーパ61との対向部の中間転写ベルト20裏面側にて、中間転写ベルト20に接触するスクレーパ対向ロール63と、中間転写ベルト20とクリーニングブラシ62との対向部の中間転写ベルト20裏面側にて、中間転写ベルト20に接触するブラシ対向ロール64とを備えている。尚、本実施の形態では、各対向ロール63,64は張架ロール24,25を兼用している。
また、本実施の形態に係る画像形成装置の構成要素のうち、実施の形態3に係る画像形成装置と同様のものについては、実施の形態3と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態に係る画像形成装置は、図9に示すように、反射センサ85が、クリーニングスクレーパ61及びクリーニングブラシ62(本実施の形態においてクリーニング装置60)の圧接時と離間時にて、中間転写ベルト20上の画像形成領域範囲外に設けた反射シール86を検知するものである。
つまり、本実施の形態における制御装置50は、反射センサ85からの反射検知信号87を取り込むようにし、この反射検知信号87により二次転写ロール41の回転数を制御するものである。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について、制御装置50を中心に説明する(図5,8,9参照)。
クリーニングスクレーパ61及びクリーニングブラシ62が中間転写ベルト20から離間している状態において、中間転写ベルト20の一回転の速度(反射シール86間隔の時間t1)を反射センサ85により検知する一方、クリーニングスクレーパ61及びクリーニングブラシ62が中間転写ベルト20に圧接している状態において、中間転写ベルト20の一回転の速度(反射シール86間隔の時間t2)を反射センサ85により検知する。
そして、この反射検知信号87に基づいて制御装置50は、時間差(t2−t1)により、例えばW〜Xmsec,X〜Ymsec,Y〜Zmsecのどの範囲であるかを判断した後、これにより二次転写ロール41への駆動モータ回転数(A〜C)を決定し、駆動源回転数制御信号56を駆動モータ44に送る。
これにより、二次転写ロール41については、複数のクリーニング部材による圧接時,離間時の温度や湿度等の環境変動によって、中間転写ベルト20の伸縮が変化した場合においても、駆動源回転数を変化することができ、中間転写ベルト20の伸縮に対応することができる。
特に、本実施の形態で用いたクリーニングブレード61とクリーニングブラシ62とを備えたクリーニング装置の構成は、クリーニングブラシ62が、中間転写ベルト20との間に静電反発力を発生させ、中間転写ベルト20上のトナーと中間転写ベルト20との間に働く静電力を弱め、クリーニングブレード61による掻き落としをしやすい。
このような態様は、クリーニング部材による中間転写ベルト20表面に与える傷や摩耗を低減する観点から好ましい態様である。
◎実施の形態5
本実施の形態に係る画像形成装置の基本的構成は、実施の形態3(図7参照)に示す画像形成装置モデルと略同様であるが、反射センサ85による中間転写ベルト20のベルト伸縮検知が、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61を使用)の中間転写ベルト20への圧接時と離間時のみならず、二次転写ロール41の中間転写ベルト20への圧接時と離間時にも行う点で異なる。
尚、本実施の形態に係る画像形成装置の構成要素のうち、実施の形態3に係る画像形成装置と同様のものについては、実施の形態3と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
特に、本実施の形態では、制御装置50は、クリーニングブレード61の接離動作及び二次転写ロール41の接離動作時における中間転写ベルト20の伸縮情報を基に、二次転写ロール41の回転数を制御するようになっている。
そして、中間転写ベルト20の伸縮情報の検知方法としては、図10に示すように、順次処理を実行し、これら検知結果を基に決定した二次転写ロール41の回転数を格納するテーブルを構築するようになっている。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について、制御装置50を中心に説明する。
本実施の形態において、クリーニング装置60の中間転写ベルト20上のクリーニング工程は実施の形態3と略同様である。
また、中間転写ベルト20の伸縮情報の検知方法は、図10に示すように、最初にクリーニング装置60の検知処理を行い、次に二次転写ロール41の検知処理を行う。そして、これら検知情報を基に二次転写ロール41の回転数を格納するテーブルを構築し、中間転写ベルト20の伸縮状態に応じて当該テーブルを参照して回転数を選択し、駆動モータ44へ制御信号を送る。
このような検知方法のうち、クリーニング装置60の検知処理と、二次転写ロール41の検知処理とを夫々図11,12にフローチャートで示し、詳細に説明する。
図11に示すように、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61)が中間転写ベルト20から離間している状態において、中間転写ベルト20の一回転の速度(反射シール86の間隔時間t11)を反射センサ85により検知する一方、二次転写ロール41が中間転写ベルト20に圧接している状態において、中間転写ベルト20の一回転の速度(反射シール86の間隔時間t12)を反射センサ85により検知する。
そして、この反射検知信号87に基づいて制御装置50は、時間差(t11−t12)により、例えばW1〜X1msec,X1〜Y1msec,Y1〜Z1msecのどの範囲であるかを判断した後、夫々の回転数(A1〜C1)を決定し、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61を使用)の圧接時と離間時との情報としてRAM54へ格納する。
一方、図12に示すように、二次転写ロール41が転写位置から離間している状態において、中間転写ベルト20の一回転の速度(反射シール86間隔時間をt21)を反射センサ85により検知する一方、二次転写ロール41が転写位置へ配置されている状態において、中間転写ベルト20の一回転の速度(反射シール86間隔時間t22)を反射センサ85により検知する。
そして、この反射検知信号87に基づいて制御装置50は、時間差(t21−t22)により、例えばW2〜X2msec,X2〜Y2msec,Y2〜Z2msecのどの範囲であるかを判断した後、夫々の回転数(A2〜C2)を決定し、二次転写ロール41の圧接時と離間時との情報としてRAM54へ格納する。
このような検知結果を基に中間転写ベルト20の伸縮状況に応じた回転数を決定し、テーブルを構築する。そして、クリーニング装置60及び二次転写ロール41の接離タイミングに応じて、前記テーブルに格納された二次転写ロール41の回転数を選択する。
例えば、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61)と二次転写ロール41とが同時に中間転写ベルト20に圧接した状態を考える。夫々の負荷検知処理によって得られた回転数のうち、クリーニング装置60の処理によって得られた回転数をA1,二次転写ロール41の処理によって得られた回転数をA2とし、二次転写ロール41の通常の回転数をR0、夫々の差分をΔA1,ΔA2とすると、A1=R0+ΔA1,A2=R0+ΔA2であるから、両者の情報A1,A2を考慮し、最終的にクリーニング装置60と二次転写ロール41とが同時に圧接したときの回転数Rを求めることができ、本例では「R=A1+A2−R0」となる。
このような態様は、これに限られるものではなく、夫々の圧接タイミングに時間差があるような場合であってもよく、このような態様においては、例えば、夫々の圧接タイミングに応じてテーブルを参照し、回転数を選択するようにすればよい。
更に、制御装置50は、このように構築されたテーブルを参照して選択した回転数を、駆動源回転数制御信号56として駆動モータ44に送る。
このような検知に基づいて構築されたテーブルを用いて制御が行われる態様を図13に示し、詳細を説明する。
図13(a)に示すように、二次転写ロール41が中間転写ベルト20に圧接して中間転写ベルト20の伸縮に影響する負荷を与える。そして、制御装置50は、テーブルを参照して当該伸縮を相殺するような回転数を選択して駆動モータ44を制御し、二次転写ロール41に駆動を与える。この駆動制御により二次転写ロール41は、周速vで回転し、中間転写ベルト20の搬送方向に沿って速度を与え、伸縮を相殺する。
更に、図13(b)に示すように、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61)が中間転写ベルト20に圧接して、中間転写ベルト20の伸縮に影響する負荷を与える。そして、制御装置50は、テーブルを参照して当該伸縮を相殺するような回転数を再び選択して駆動モータ44を制御し、二次転写ロール41に駆動を与える。この駆動制御により、二次転写ロール41は周速vで回転し、中間転写ベルト20の搬送方向に沿って速度を与え、伸縮を相殺する。
このような時間の経過と速度変化を表したものを図14に示すグラフを用いて説明する。
前記二次転写ロール41が中間転写ベルト20に圧接した時間をtIとすると、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61)が中間転写ベルト20に圧接した時間はtIIとして表される。
また、二次転写ロール41が圧接した時間tIからクリーニング装置60が圧接した時間tIIまでの間、二次転写ロール41は、周速vで回転している。更に、このときの状態はIで表され、クリーニング装置60が中間転写ベルト20に圧接した時間tIIで、状態はIからIIへと変化する。ここで、二次転写ロール41は状態IIのとき周速vで回転してベルト伸縮を相殺する。
このように、図14は、時間経過と二次転写ロール41の周速との関係を表したグラフであり、時間経過に伴って変化する接離状態によって、制御装置50が、前記テーブルを参照して二次転写ロール41の回転数を制御し、中間転写ベルト20の伸縮を打ち消すような二次転写ロール41の周速vに変化させる態様が一目でわかるように表されている。
尚、本実施の形態では、二次転写ロール41が中間転写ベルト20に圧接した状態をIとする態様を用いて説明したが、これに限られるものではなく、例えば、二次転写ロール41とクリーニング装置60とが同時に圧接するような態様であっても差し支えない。このような態様においては、状態Iで二次転写ロール41が周速vで回転するようにすればよい。
従って、本実施の形態によれば、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61を使用)の中間転写ベルト20への圧接時と離間時のみならず、二次転写ロール41の中間転写ベルト20への圧接時と離間時においても、構築されたテーブルを参照して回転数を選択することで、二次転写ロール41は、回転数を変化することができ、中間転写ベルト20の伸縮変化に対応することができる。
◎実施の形態6
本実施の形態に係る画像形成装置の基本的構成は、実施の形態5(図7,図11〜図14参照)に示す画像形成装置モデルと略同様であるが、反射センサ85による中間転写ベルト20のベルト伸縮検知が、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61を使用)と、二次転写ロール41とが中間転写ベルト20への圧接時と離間時に検知が行われるのに加え、更に、記録材100の転写位置突入時と転写位置突入後にも行う点で異なる。
尚、本実施の形態に係る画像形成装置の構成要素のうち、実施の形態5に係る画像形成装置と同様のものについては、実施の形態5と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態に係る画像形成装置では、図15に示すように、記録材100の通過を検知して、この検知情報を制御装置50へ送るような位置センサ90を備えている。
特に、本実施の形態では、制御装置50は、クリーニングブレード61の接離動作時と、二次転写ロール41の接離動作時と、記録材100の転写位置突入時とにおける中間転写ベルト20の伸縮情報を基に、二次転写ロール41の回転数を制御するようになっている。
そして、中間転写ベルト20の伸縮情報の検知方法としては、図10に示すように、実施の形態5と略同様にして順次処理を実行し、更に、点線部で囲まれた記録材100の突入に伴う負荷検知処理を行い、これら検知結果を基に決定した二次転写ロール41の回転数を格納するテーブル(回転数格納テーブル)を構築するようになっている。
ここで、記録材100の突入に伴う負荷検知処理としては、例えば通常の作像プロセス時の記録材100の挙動に起因する反射センサ85の出力を取り込み、記録材100の二次転写部位への突入に伴う負荷変動を検知するようにすればよい。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について、制御装置50を中心に説明する。
本実施の形態において、制御装置50は、二次転写ロール41の回転数格納テーブルを参照し、中間転写ベルト20の伸縮状態に応じて二次転写ロール41の回転数を選択し、駆動モータ44へ制御信号を送出する。
例えば、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61)と二次転写ロール41とが同時に中間転写ベルト20に圧接している状態(実施の形態5で示した状態)に、記録材100が転写位置へ突入した状態を考える。記録材100突入前の二次転写ロール41の回転状態は、実施の形態5で示した状態と略同様である。また、記録材100の負荷検知処理によって得られた二次転写ロール41の回転数をA3とすると、記録材100が転写位置へ突入した後の二次転写ロール41の回転数Rは「R=A1+A2+A3−2R0」となる。
このような態様は、これに限られるものではなく、例えば、夫々の圧接や離間のタイミングに時間差があるような場合であってもよい。このような態様にあっては、夫々の圧接や離間のタイミングに応じてテーブルを参照し、回転数を選択するようにすればよい。
そして、制御装置50は、このように構築されたテーブルを参照して選択した回転数を、駆動源回転数制御信号56として駆動モータ44に送る。
このような検知に基づいて構築されたテーブルを用いて制御が行われる態様を図15に示し、詳細を説明する。
図15に示すように、二次転写ロール41が中間転写ベルト20に圧接して中間転写ベルト20の伸縮に影響する負荷を与える。更に、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61)が中間転写ベルト20に圧接して中間転写ベルト20の伸縮に影響する負荷を与える。更にまた、記録材100が転写位置に突入して、中間転写ベルト20の伸縮に影響する負荷を与える。
そして、制御装置50は、テーブルを参照して当該伸縮を相殺するような回転数を選択して駆動モータ44を制御し、二次転写ロール41に駆動を与える。この駆動制御により二次転写ロール41は周速vで回転し、中間転写ベルト20を更に増速して中間転写ベルト20の伸縮を相殺する。
すなわち、実施の形態5で示した図14の状態II(クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61)と、二次転写ロール41とが中間転写ベルト20に圧接している状態)から状態IIIへの変化と捉えることができる。
ここで、記録材100が転写位置へ突入したときの時間はtIIIで表され、このときの二次転写ロール41の周速はvで表される。記録材100の転写位置への突入により、状態IIから状態IIIへと変化し、テーブル参照によって選択された回転数により、二次転写ロール41の周速もvからvへと制御される。
更に、記録材100が転写位置を通過し終えた状態(状態IV)に変化すると、再びテーブルが参照されて回転数が選択され、二次転写ロール41の周速もvへと制御される。
ここで、例えば、状態IIIから状態IVへの変化が記録材100の転写位置を通過終了のみによるとき、状態IVは状態IIと同様である。しかし、このような状態変化の順序に限られたものではなく、例えば、記録材100の通過終了と同時にクリーニング装置60が離間するような状態変化であってもよい。
従って、本実施の形態によれば、クリーニング装置60(本実施の形態ではクリーニングブレード61を使用)の中間転写ベルト20への圧接時と離間時のみならず、二次転写ロール41の中間転写ベルト20への圧接時と離間時、更には、記録材100の転写位置突入時においても、構築されたテーブルを参照して回転数を選択することで、二次転写ロール41は、回転数を変化することができ、中間転写ベルト20の伸縮変化に対応することができる。
また、本実施の形態では、クリーニング装置60としてクリーニングブレード61を備えているが、これに限られるものではなく、例えば、実施の形態4と組み合わせ、複数のクリーニング部材を備えたクリーニング装置60を用いた構成にしてもよいことは勿論である。
本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。 実施の形態1に係る画像形成装置を示す説明図である。 実施の形態1で用いられる転写装置の詳細を示す説明図である。 実施の形態2に係る画像形成装置の要部を示す説明図である。 実施の形態2で用いられる制御装置の具体的構成を示すブロック図である。 実施の形態2で用いられる制御装置の作動を示すフローチャートである。 実施の形態3に係る画像形成装置の要部を示す説明図である。 実施の形態3で用いられる制御装置の作動を示すフローチャートである。 実施の形態4に係る画像形成装置を示す説明図である。 実施の形態5で用いられる制御装置の作動(負荷検知処理)を示すフローチャートである。 実施の形態5で用いられる負荷検知処理のうちクリーニング装置接離に伴う負荷検知処理内容の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態5で用いられる負荷検知処理のうち二次転写ロール接離に伴う負荷検知処理内容の詳細を示すフローチャートである。 (a)(b)は実施の形態5に係る画像形成装置の作動状態を模式的に示す説明図である。 実施の形態5で用いられる二次転写ロールの周速変化を示す説明図である。 実施の形態6に係る画像形成装置の要部を示す説明図である。
符号の説明
1…張架部材,2…ベルト状搬送体,3…転写手段,3a…転写部材,4…クリーニング手段,4a…クリーニング部材,5…対向部材,6…伸縮制御手段,T…残留物,P…記録材

Claims (8)

  1. 駆動系にて駆動搬送されると共に複数の張架部材に掛け渡されて画像が担持搬送される弾性層を有するベルト状搬送体と、
    ベルト状搬送体との間で接離すると共に接触時に記録材がニップ搬送される回転自在な転写部材を有し且つベルト状搬送体上の画像を記録材に転写する転写手段と、
    ベルト状搬送体に接離するクリーニング部材を有し且つベルト状搬送体上の転写後残留物を清掃するクリーニング手段と、
    転写部材を介してベルト状搬送体に補助搬送力を与え前記ベルト状搬送体に対する前記クリーニング部材及び前記転写部材の接離に伴って発生するベルト状搬送体の伸縮を相殺する伸縮制御手段とを備え
    前記伸縮制御手段は、ベルト状搬送体に対するクリーニング部材及び転写部材の圧接時と離間時にて、ベルト状搬送体の周速を検知することで当該ベルト状搬送体の伸縮状態を検知する検知手段と、
    この検知手段による検知結果に基づいて転写部材の回転状態を制御する制御手段と、
    この制御手段からの制御信号に基づいて転写部材を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1記載の画像形成装置において、
    伸縮制御手段は、転写部材への回転駆動力を制御するものであることを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1記載の画像形成装置において、
    伸縮制御手段は、少なくともクリーニング部材がベルト状搬送体に圧接したとき、ベルト状搬送体の移動方向に沿って転写部材を駆動することを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1記載の画像形成装置において、
    伸縮制御手段は、ベルト状搬送体の伸縮に影響する負荷が、転写部材の通常搬送力に比べ大きいとき、転写部材の搬送力を増加させることを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1記載の画像形成装置において、
    伸縮制御手段は、ベルト状搬送体の伸縮に影響する負荷が、転写部材の通常搬送力に比べ小さいとき、転写部材の搬送力を減少させることを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項1記載の画像形成装置において、
    ベルト状搬送体は、少なくとも弾性層の表面に離型層を積層してなる多層構成であることを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項1記載の画像形成装置において、
    ベルト状搬送体の弾性層のヤング率は、30MPa以下であることを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項1記載の画像形成装置において、
    ベルト状搬送体は、像形成担持体に対向配置し、当該像形成担持体に従動していることを特徴とする画像形成装置。
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