JP4734956B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、画像形成装置にかかり、より詳細には、トナー画像を担持する担持体に平面状の被被画像形成媒体を搬送かつ接触させて該トナー画像を被被画像形成媒体に転写することにより画像を形成する画像形成装置に関する。
従来の画像形成装置としての連続紙高速電子写真装置では、印刷媒体を安定して搬送させることが非常に重要であることは周知の事実である。連続媒体を搬送させる手段として、現像−転写プロセス部(ドラム感光体部)の上流側および下流側にそれぞれ搬送駆動部材を配置し、設定した速度にて駆動回転させることで用紙搬送を行う方法がほとんどである。上流側の駆動構造としては、用紙の搬送のために設けられたスプロケット穴にピンを立て、トラクターと呼ばれる機構で搬送をおこなう供給機構や、スプロケット穴がない用紙(ピンレス紙等)を搬送させる場合では、ローラーにて用紙を挟み込み駆動回転させる供給機構などがある。また、下流側の搬送駆動構造として、ローラ定着方式のエンジンではその定着ローラ自体が搬送ローラとなり駆動する、非接触型のフラッシュ定着方式のエンジンでは搬送のための軸状のローラを配し該媒体用紙を挟み込み、必要な速度でローラを回転駆動させ該媒体用紙を搬送させる方式が多くとられている。
これらのような搬送方式をまとめると大きく分けて、用紙スプロケット穴を利用したピンを用いて搬送させる機構であるピン搬送方式、ピンを利用しないで搬送させる機構を持つピンレス搬送方式の2つがある。いずれの方式においても連続媒体にて安定した印字結果を得るためには、装置の用紙供給口から排出口までいかなる箇所においても、該連続用紙を安定した速度で、弛みのない状態で搬送をおこなう事が重要である。
しかし、連続媒体の用紙搬送挙動として、印刷パターンや諸条件によって用紙の弛みが生じる問題がある。特に、転写部に媒体保持機構を持たない装置では、これが顕著に生じる。
印字が行われる一連のプロセスの中で媒体上に画像を形成する際に、媒体は積極的に感光ドラムに接触しながら転写プロセスが行われている。ここで、感光体は静電印加された状態で連続用紙と接触しているため、感光体と媒体が持つ静電気力によって互いに引き付けあう力を有している。このとき問題となるのは、媒体搬送の際、感光体上のトナーの量や環境・同一静電気量であっても、トナー外添剤の種類や量、感光体上のカブリ状態、媒体の表面状態の違い等の諸条件によって互いの吸着力が変わる。特に、ほとんどカブリのない状態等では、大きな吸着力が発生し、連続媒体が設計上の搬送経路(パスルート)を外れ、その結果、感光体側へ弛んだ形となった状態で媒体搬送が行われてしまうことがあることである。
特に顕著な例を以下にあげる。連続紙の用紙搬送において、転写プロセス部分の構造には以下のような例が多くとられている。第1の例は、感光体部分に媒体が最小範囲で接触する方式(U字型パス)である。この方式は搬送媒体を転写部へ巻きつける様にU字型に搬送路を設けることが多い為、用紙張力が感光体と真逆方向の成分が多い状態で媒体は搬送されている。このため感光体と媒体間に引き付け合う力が生じても媒体が弛むことはほとんどなく搬送が行われる。その上この方式では感光体に最も接した転写部の近傍に用紙保持のための機構を設けることが多いため、より弛みのない媒体搬送が実現される。ただしこの方式では転写プロセスは線転写であるため転写効率が低くなりやすく、転写能力の向上に苦慮し構造が複雑化となる搬送路と言える。
これに対し第2の例は、感光体部分に媒体が出来るだけ広い範囲で接触する方式(ストレートパス方式)である。この方式はストレートに近い状態で搬送されている媒体を挟み込むように感光体と転写部が配されているため、媒体に掛かっている張力の方向は感光体と転写部を結ぶ線に対し垂直方向成分が多くなってしまう。このため形成する画像によって感光体と媒体間に引き付け合う力が生じた場合には媒体が感光体方向へ引き寄せられ弛みが発生することとなる。この方式では転写プロセスは面転写が可能であり転写効率を大幅にあげ印字品質の向上が望め、また搬送路を簡略化することが出来るという特徴をもつ。
上記2つの例にあげた両者間においても媒体に搬送用のスプロケット穴がないピンレス用紙などでは弛みの発生量が顕著となることは明白であり、安定した搬送能力と良好な転写能力の両立実現が課題であった。
これらの対策案として既に幾つかの発明が提案されている(特許文献1〜3)。特許文献1における発明は、連設した複数のウエブ搬送手段の各々の搬送速度を搬送方向の上流より下流ほど低速としてウエブを間隙で弛緩させるウエブ搬送装置において、ウエブの種類により個々に変化する複数のウエブ搬送手段の搬送速度を補正することでウエブの弛緩の不足や過剰を防止する。
また、特許文献2における発明は、連続紙を用いる電子写真プリンタにおいて、連続記録紙に適度な張力を与え、しかも、連続記録紙のミシン目が通過した時の衝撃の発生を抑え、さらに、偏摩耗を起こすことの無いようにしている。
しかし、これらの発明は、用紙搬送における搬送ズレの検出および調整として用紙穴量・送り量の検出をおこなうのであり、形成する画像の状態に応じて発生する搬送経路の途中での弛み等の調整はできない。
また、特許文献3の発明は、感光体自身の静電吸着力を用紙搬送の手段の一部としている。このように、この発明では、用紙を自動装着する際に感光体で媒体を吸着搬送させることを主たる目的としているため、画像形成時に発生する弛みに対する解決を行うことができない。
特開平07-215554号公報 特開平08-259068号公報 特許03320372号
本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、形成する画像の状態に応じて担持体付近の被被画像形成媒体に発生した弛みを減少させることの可能な画像形成装置を目的とする。
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、トナー画像を担持する担持体(18)に平面状の被画像形成媒体を搬送かつ接触させて該トナー画像を被画像形成媒体に転写することにより画像を形成する複数の画像形成部(16N1−16Nn)と、前記複数の画像形成部(16N1−16Nn)を順に経由する経路が予め定められ、前記被画像形成媒体の長さは当該経路より長く、前記被画像形成媒体の搬送方向の最も下流側に位置する画像形成部(16Nn)より下流側に配置され、当該経路に配置された前記被画像形成媒体を両面側から挟み、各々がモータにより回転することにより当該挟んだ前記被画像形成媒体を搬送方向下流側に搬送する一対の搬送ローラ(28)と、を備えた画像形成装置(10)であって、
前記複数の画像形成部(16N1−16Nn)の各々は、前記被画像形成媒体を搬送すると共に、前記一対の搬送ローラ(28)によって搬送されることにより前記被画像形成媒体にかかる張力を変化させることができる搬送装置(24)と、前記被画像形成媒体が接触する前記担持体の領域の前記搬送方向の上流側又は下流側に配置され、前記被画像形成媒体と前記担持体とが接触する面積を検出する検出装置(22)と、により構成され、
前記搬送装置(24)は、前記担持体(18)の前記被画像形成媒体が接触する領域に対して前記搬送方向上流側に配置され、前記被画像形成媒体を両面側から挟む一対のローラ(24A)で構成され、一方のローラが前記被画像形成媒体を挟んで他方のローラに近づく第1の方向と遠ざかる第2の方向とに移動することができるように配置された当該一対のローラ(24A)、前記一方のローラに前記第1の方向に離間して配置され、前記一方のローラに対して前記第1の方向と前記第2の方向とに移動することができるように配置された移動板(24D)、一端が前記一方のローラの軸(24B)に、他端が前記移動板(24D)に接続されたバネ(24C)、及び前記移動板(24D)を前記第1の方向と前記第2の方向とに移動させる移動機構(24E)により構成され、
前記検出装置(22)は、前記被画像形成媒体が接触する前記担持体の領域の前記搬送方向の下流側の先端側又は上流側の後端において前記被画像形成媒体から離間して配置された支持板(22A)、前記被画像形成媒体の前記担持体に接触する前記搬送方向の下流側の先端側又は上流側の後端側において一端がバネにより、前記被画像形成媒体の前記担持体に接触する側の面に接触され、他端が、前記被画像形成媒体と前記担持体との間の距離が変化して当該一端の位置が変化するのに応じて、前記支持板(22A)とのなす角が変化するように前記支持板(22A)に取り付けられた接触媒体(22B)、及び前記なす角を検出する角度検出手段により構成され、
前記画像形成装置(10)は、(1)前記複数の画像形成部(16N1−16Nn)の各々の前記検出装置(2)の前記角度検出手段により検出された前記なす角に基づいて、前記複数の画像形成部(16N1−16Nn)の各々の各移動板(24D)の位置を移動させ、(a)前記角度により定まりかつ前記接触媒体(22B)の前記一端が接触する部分の前記被画像形成媒体の位置が前記担持体位置を基準とした所定範囲内における前記担持体位置から遠い上限値を超えている場合には、前記被画像形成媒体が前記担持体の位置に近づき、(b)当該被画像形成媒体の位置が前記所定範囲における前記担持体位置から近い下限値を超えている場合には、前記被画像形成媒体が前記担持体の位置から遠ざかるように、前記移動機構(24E)を制御すると共に、(2)前記一対の搬送ローラ(28)によって搬送されることにより前記被画像形成媒体にかかる張力、各担持体(18)に接触することにより前記被画像形成媒体にかかる張力、及び前記各移動板(24D)の位置を移動させることにより前記被画像形成媒体にかかる張力により定まる前記被画像形成媒体にかかる全体の張力が、前記被画像形成媒体が破断することになる所定の張力未満となるように、前記一対の搬送ローラ(28)を回転させる前記モータを制御する制御手段(32)を更に備えたことを特徴とする。
以上説明したように本発明によれば、被画像形成媒体と担持体とが接触する面積を制御するので、形成する画像の状態に応じて担持体付近の被被画像形成媒体に発生した弛みを減少させることができるという効果がある。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1に示すように、本実施の形態の画像形成装置としての連続紙電子写真装置10は、連続用紙である媒体(被画像形成媒体)に画像を形成するエンジン機構部12と、画像が形成された媒体を収納するスタッカ部14と、表示装置34と、を備えている。エンジン機構部12は、媒体収納部15に収納された媒体を搬送し、搬送された媒体に画像を形成する画像形成部16N1〜16Nnを備えている。各画像形成部16N1〜16Nnはそれぞれ同様の構成であるので、画像形成部16N1のみを説明し、その他の画像形成部の説明を省略する。
画像形成部16N1は、トナー画像を担持する担持体としての感光体18を備えている。感光体18の回りには図示しない帯電器、光走査装置、現像機、及びクリーニング装置を備えている。画像形成部16N1は、感光体18に担持されたトナー画像を媒体に転写する転写部20を備えている。また、画像形成部16N1は、感光体18に対して媒体の搬送方向上流側及び下流側それぞれに配置された媒体弛み量検出機構22と、感光体18に対応して搬送方向上流側及び下流側に配置され、媒体を搬送すると共に、媒体に働く張力を変えることにより媒体を媒体面に略垂直な方向に移動させて媒体と感光体18との接触面積を変える一対の搬送部24と、を備えている。なお、図1には1つの搬送部24が示されている。
図1に示すように、本実施の形態では、複数の画像形成部16N1〜16Nnを備え、媒体の搬送経路の中央には、テンションローラ26を備えている。媒体の搬送方向の最も下流側に位置する画像形成部16Nnの更に下流側には、転写されたトナー画像を媒体に定着させる定着器27を備えている。
また、スタッカ部14は、エンジン機構部12における前述した定着器27によってトナー画像が定着した媒体を収納する30を備えている。なお、媒体の破断を防ぐために所定以上の張力がかからないよう媒体を摩擦駆動するスカッフローラ28を備えている。
次に、図2を参照して、媒体弛み量検出機構22の構成を詳細に説明する。図2に示すように、媒体弛み量検出機構22は、媒体弛み量検出機構支持版22Aに支持され、媒体に接触する媒体弛み量検出機構接触部材22Bを備えている。媒体弛み量検出機構接触部材22Bは、図示しないバネにより媒体の下面または上面に接触するように構成されている。媒体弛み量検出機構22は、媒体弛み量検出機構支持版22Aと媒体弛み量検出機構接触部材22Bとの成す角から感光体18を基準とした基準位置からの弛み量Xを媒体と感光体18とが接触する面積として検出する。
次に、搬送部24の構成を図3を参照して詳細に説明する。図3に示すように搬送部24は、媒体を搬送する搬送手段としての一対の駆動ローラ24Aを備えている。駆動ローラ24Aは軸24Bを中心に回転する。軸24Bには、移動板24Dに支持されたバネ24Cが接続されている。移動板24Dは、後述する移動機構24Eにより媒体面に対して垂直な方向に移動される。駆動ローラ24Aと媒体面との間の摩擦力が変化する。本実施の形態では、スカッフローラ28による搬送速度に対して感光体18や搬送部24による搬送速度の方が遅いため、感光体18の下流側において媒体に働く張力は、感光体18に吸着して働く張力、搬送部24の摩擦によって働く張力および搬送部24の上流側から媒体に働く張力とを合わせたものとなる。なお、感光体18に吸着して働く張力は、媒体と感光体18との接触面積にほぼ比例する。感光体18に対応して搬送方向上流側に配置された各々の搬送部24における摩擦力を変化させることにより、各々の搬送部24における張力を調整することにより、媒体の位置即ち媒体と感光体18との接触面積を調整して、弛みを減少させるものである。
図4には、媒体の弛みを減少させる部分の制御系が示されている。本制御系は、各媒体弛み量検出機構22における上記検出された弛み量Xを出力する出力部22Dを備えている。弛み量Xは制御装置32に入力される。制御装置32は、入力された弛み量に基づいて、搬送部24における移動板24Dを媒体面に垂直な方向に移動させる各移動機構24Eを制御する。制御装置32には、表示装置34が接続されている。制御装置32は、図示しないCPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータにより構成されている。
次に、本実施の形態の作用を説明する。図5には、所定のスタートボタンがONされたときスタートする媒体の弛み量減少処理プログラムを示すフローチャートが示されている。なお、本媒体の弛み量減少処理プログラムは、各画像形成部毎に実行する。
本プログラムがスタートすると、ステップ42で、エンジン機構部12が印字動作中か否かを判断する。印字動作中でないと判断した場合には、弛み量減少処理プログラムは終了する。
ステップ42で、印字動作中と判断された場合には、ステップ44で、媒体弛み量検出機構22により媒体の位置の検出を開始し、ステップ46で、媒体弛み量検出機構22により所定時間毎に検出される媒体の位置の移動平均値を検出位置Xとする。
次のステップ48で、予め定められた媒体の位置の所定範囲(上限値Xmax、下限値Xmin)をメモリから取り込み、ステップ46で算出された検出位置(移動平均値)Xを所定範囲(上限値Xmax、下限値Xmin)と比較し、ステップ50で、検出位置Xが所定範囲以内か否かを判断する。検出位置Xが所定範囲以内と判断された場合には、ステップ62で、検出位置が所定範囲外と判断された回数を示す変数Mを0に初期化してステップ42に戻る。
一方、ステップ50で、検出位置Xが所定範囲外と判断された場合には、ステップ51で、Mを1インクリメントし、ステップ52で、検出位置が所定範囲外と判断されたことがm回目であるか否かを判断し、m回目と判断された場合には、後述する処理では弛み量を矯正することができないので、ステップ54で、エンジン機構部12の画像形成処理を停止し、アラームを通知する。これにより、検出位置が所定範囲外となる状態が所定期間続いた場合、表示装置34に、媒体の位置が異常であることが表示される。
一方、ステップ52で、検出位置Xが所定範囲内でないと判断されたことがm回目でないと判断された場合には、ステップ56で、検出位置Xが所定範囲の上限値である正常位置Xmaxより大きいか否かを判断する。検出位置Xが正常位置Xmaxより大きいと判断された場合には、弛みがあり過ぎるので、弛みが少なくなるようにするため、ステップ58で、下流側上流側摩擦力回転数UP制御を実行して摩擦力を強くする。即ち、制御装置32は、移動機構24Eを介して、移動板25D、軸24Bを図3に示すように、抑え力がアップする方向に移動する。
これにより、媒体が静電吸着力によって感光体へ近づく方向の力を受けても、それに影響されない様に媒体に上流側で張力を加えることになるので、弛みが減少し、媒体位置を感光体に対する基準位置に近づけることができる。
ステップ56で、検出位置Xが正常位置Xmaxより大きいと判断されなかった場合、即ち、検出位置Xが正常位置Xminより小さいと判断された場合には、弛みが少な過ぎるので、ステップ60で、上流側摩擦力回転数DOWNUP制御を実行して摩擦力を弱くする。即ち、制御装置32は、移動機構24Eを介して、移動板25D、軸24Bを抑え力ダウン方向に移動させる。
これにより、媒体は感光体に近づく方向の力を受けやすくなり、弛みを発生し、媒体位置を感光体に対する基準位置に近づけることができる。
以上説明した実施の形態では、媒体の弛みを検出し、これを減少させているので、安定した媒体搬送を実現することができる。特に、媒体の種類や表面の違い、プロセスの諸条件の違いによる媒体と感光体の吸着力の変化に対応した搬送力を可変させることによって、最適な媒体張力を与え媒体の搬送経路に弛みのない媒体搬送を実現することができる。
前述した実施の形態では、媒体弛み量検出機構は感光体18の両側で媒体に接触する方式を採用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、媒体の弛み量(媒体と感光体18との接触面積)を検出可能な機構であれば何れの構成でもよく、例えば、感光体18の上流または下流のいずれか一方で媒体の弛みを検出したり、光電投受光器やカメラを使用した画像処理装置による媒体の位置検出方法を用いて媒体の弛みを検出してもよく、方式や材質を限定するものではない。
また、前述した実施の形態では、各感光体18の上流側に搬送部24を設けたが、下流側にも搬送部24と同様の搬送部を併設し、媒体の各感光体18への吸着力が強い場合は下流側の搬送部における摩擦力を弱くするとともに上流側の搬送部24における摩擦力を強くするようにしてもよい。このようにすれば、各感光体において媒体に働く張力が相互に干渉することを軽減することができる。
さらに、前述した実施の形態では、駆動ローラを有する搬送部24の摩擦力を変えて媒体に働く張力を制御するようにしたが、媒体に働く張力を調整可能なものであれば、搬送部24におけるローラの少なくとも一方を駆動力のない従動ローラとしてもよく、単なる摩擦手段を用いるものであってもよい。
連続紙電子写真装置10の内部概略図である。 媒体弛み量検出機構22の構成を示す図である。 搬送部24の構成を示す図である。 弛み量を調整する制御系のブロック図である。 弛み量減少処理プログラムを示すフローチャートである。
符号の説明
10 連続紙電子写真装置
12 エンジン機構部
14 スタッカ部
15 媒体収納部
16N1〜16Nn 画像形成部
18 感光体
20 転写部
22 媒体弛み量検出機構
22A 支持板
22B 接触部材
22D 出力部
24 搬送部
24A 駆動ローラ
24B 軸
24C バネ
24D 移動板
24E 移動機構
26 テンションローラ
27 定着部
28 スカッフローラ
30 収納部
32 制御装置
34 表示装置

Claims (1)

  1. トナー画像を担持する担持体(18)に平面状の被画像形成媒体を搬送かつ接触させて該トナー画像を被画像形成媒体に転写することにより画像を形成する複数の画像形成部(16N1−16Nn)と、
    前記複数の画像形成部(16N1−16Nn)を順に経由する経路が予め定められ、前記被画像形成媒体の長さは当該経路より長く、前記被画像形成媒体の搬送方向の最も下流側に位置する画像形成部(16Nn)より下流側に配置され、当該経路に配置された前記被画像形成媒体を両面側から挟み、各々がモータにより回転することにより当該挟んだ前記被画像形成媒体を搬送方向下流側に搬送する一対の搬送ローラ(28)と、
    を備えた画像形成装置(10)であって、
    前記複数の画像形成部(16N1−16Nn)の各々は、
    前記被画像形成媒体を搬送すると共に、前記一対の搬送ローラ(28)によって搬送されることにより前記被画像形成媒体にかかる張力を変化させることができる搬送装置(24)と、
    前記被画像形成媒体が接触する前記担持体の領域の前記搬送方向の上流側又は下流側に配置され、前記被画像形成媒体と前記担持体とが接触する面積を検出する検出装置(22)と、
    により構成され、
    前記搬送装置(24)は、
    前記担持体(18)の前記被画像形成媒体が接触する領域に対して前記搬送方向上流側に配置され、前記被画像形成媒体を両面側から挟む一対のローラ(24A)で構成され、一方のローラが前記被画像形成媒体を挟んで他方のローラに近づく第1の方向と遠ざかる第2の方向とに移動することができるように配置された当該一対のローラ(24A)、
    前記一方のローラに前記第1の方向に離間して配置され、前記一方のローラに対して前記第1の方向と前記第2の方向とに移動することができるように配置された移動板(24D)、
    一端が前記一方のローラの軸(24B)に、他端が前記移動板(24D)に接続されたバネ(24C)、及び
    前記移動板(24D)を前記第1の方向と前記第2の方向とに移動させる移動機構(24E)
    により構成され、
    前記検出装置(22)は、
    前記被画像形成媒体が接触する前記担持体の領域の前記搬送方向の下流側の先端側又は上流側の後端において前記被画像形成媒体から離間して配置された支持板(22A)、
    前記被画像形成媒体の前記担持体に接触する前記搬送方向の下流側の先端側又は上流側の後端側において一端がバネにより、前記被画像形成媒体の前記担持体に接触する側の面に接触され、他端が、前記被画像形成媒体と前記担持体との間の距離が変化して当該一端の位置が変化するのに応じて、前記支持板(22A)とのなす角が変化するように前記支持板(22A)に取り付けられた接触媒体(22B)、及び
    前記なす角を検出する角度検出手段
    により構成され、
    前記画像形成装置(10)は、
    (1)前記複数の画像形成部(16N1−16Nn)の各々の前記検出装置(2)の前記角度検出手段により検出された前記なす角に基づいて、前記複数の画像形成部(16N1−16Nn)の各々の各移動板(24D)の位置を移動させ、(a)前記角度により定まりかつ前記接触媒体(22B)の前記一端が接触する部分の前記被画像形成媒体の位置が前記担持体位置を基準とした所定範囲内における前記担持体位置から遠い上限値を超えている場合には、前記被画像形成媒体が前記担持体の位置に近づき、(b)当該被画像形成媒体の位置が前記所定範囲における前記担持体位置から近い下限値を超えている場合には、前記被画像形成媒体が前記担持体の位置から遠ざかるように、前記移動機構(24E)を制御すると共に、(2)前記一対の搬送ローラ(28)によって搬送されることにより前記被画像形成媒体にかかる張力、各担持体(18)に接触することにより前記被画像形成媒体にかかる張力、及び前記各移動板(24D)の位置を移動させることにより前記被画像形成媒体にかかる張力により定まる前記被画像形成媒体にかかる全体の張力が、前記被画像形成媒体が破断することになる所定の張力未満となるように、前記一対の搬送ローラ(28)を回転させる前記モータを制御する制御手段(32)
    を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
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