JP5304118B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
複写出力として得られる画像には、単一色だけでなくフルカラーを含む複数色の画像があり、複数色の画像を形成する構成の一つとして、フルカラーを得る際にもモノクロ並みのスピードが得られる利点を有するタンデム型が知られている。
タンデム型の画像形成装置では、感光体および感光体に対する画像形成処理を行う装置の一部を含む色毎の作像部を並置し、各作像部間を移動するベルトに順次画像転写を行い、あるいはベルトにより搬送されるシートなどの記録材に対して順次画像を転写して重畳することによりカラー画像を得るように構成されている。
タンデム型の画像形成装置には、各感光体上の画像を一次転写装置により、中間転写体として用いられる中間転写ベルトに順次転写した後、その中間転写ベルト上の画像を二次転写装置によりシートなどの記録紙等の記録材に一括転写する中間転写方式のものと、各感光体上の画像を転写装置により搬送ベルトで搬送された記録紙等の記録材に順次、直接転写する直接転写方式のものとがある。
一方、中間転写ベルトに対して各色の画像を順次転写する工程を1次転写工程とすると、重畳されたカラートナー像は、2次転写工程において記録紙に対して一括転写されるようになっている。
2次転写工程が行われる2次転写位置に向けて搬送される記録材(以下、記録紙と称することもある)は、中間転写ベルトをバックアップローラに向けて加圧する2次転写ローラとバックアップローラで構成される転写ニップの位置、転写ニップに向けて給送する記録紙のレジストタイミングを設定するレジストローラの位置、給紙装置から繰り出される記録紙の搬送路に位置する搬送ローラとでそれぞれ挟持搬送される。
転写ニップに至る記録紙は、転写ニップに進入する向きを規定するために入り口ガイド部材などによって方向規定を行う場合がある(例えば、特許文献1,2参照)。
特に、案内部材(入口ガイド部材)を通過した記録紙の後端は、その厚さに影響される曲げ剛性により形状復帰する際に転写ベルトに対して不安定な接触を起こし、いわゆる、振動性のある接触を起こしてトナー画像の乱れを起こす原因となる。
案内部材(入口ガイド部材)は、このような不具合を避けるために転写ベルトと記録紙との接触が発生しない状態に配置することが必要となる部材であり、転写ニップ側に位置する端部は転写ニップに対して、より近づけた状態とされることが多い、
しかし、このような構成とした場合には、記録紙の曲げ剛性に影響する厚さが原因して案内部材(入口ガイド部材)により指向された
記録紙の後端が案内部材 (入口ガイド部材)を外れた瞬間に中間転写ベルトに向けて形状復帰した際に衝突することがある。衝突した場合には、そのときの衝撃が大きく発生するという結果を招き、このことが画像乱れを大きくする原因となる虞があった。
特に、厚さが厚く、剛性の強い記録紙等の記録材を用いた場合に発生する記録材と転写部材との衝突による衝撃が原因する転写ブレをなくすことができる構成を備えた画像形成装置を提供することにある。
(1)本発明の画像形成装置は、無端移動する自らの表面にトナー像を担持する無端状の像担持ベルトと、無端移動する自らの表面を該像担持ベルトに当接させて転写ニップを形成する当接部材と、記録材を該転写ニップに向けて送り込む送込手段と、該送込手段から送られる記録材を、転写ニップへ向けて案内する案内部材とを備えた画像形成装置において、上記案内部材は、可撓性部材からなり、且つ上記転写ニップに向けて送り込まれている記録材の後端部の離間タイミングが、該後端部の搬送方向と直交する方向の一端と他端とで異なるように傾けた姿勢に構成され、上記記録材の後端が最後に案内部材と離れる側には、複数の記録材規格サイズの端部に対応する位置に、上記案内部材の先端から上記記録材の搬送方向と逆方向へ所定の長さだけ切り欠くことにより形成されたスリットがそれぞれ設けられ、記録材の搬送方向と直交する方向において端部に設けられたスリットほど、記録材の搬送方向における長さが長いことを特徴とする。
(2)本発明の画像形成装置は、上記(1)に記載の画像形成装置において、上記スリットの記録材の搬送方向における長さは2mm以上10mm以下であることを特徴とする。
(3)本発明の画像形成装置は、上記(1)又は(2)に記載の画像形成装置において、上記スリットの記録材の搬送方向と直交する方向における幅は0.5mm以上4mm以下であることを特徴とする。
(4)本発明の画像形成装置は、上記(1)乃至(3)の何れかに記載の画像形成装置において、上記案内部材の先端を上記搬送直交方向に対して0.2[°]以上傾けたことを特徴とする。
(5)本発明の画像形成装置は、上記(4)に記載の画像形成装置において、上記案内部材の先端を上記搬送直交方向に対して0.4[°]以上傾けたことを特徴とする。
更には、案内部材からの記録紙後端部の離間タイミングを搬送方向と直交する方向の一端と他端とで異なるように傾けた姿勢に構成することで、記録紙後端が徐々に離れるようになるため、記録紙後端が同時に離間させる場合に比べて記録紙後端部を像担持ベルトに接触させる際の勢いを低減し、これにより、記録紙後端部の画像乱れを更に抑えることができる。上記、案内部材と記録紙後端が最後に離れる側には、スリットを設けることで、案内部材の剛性を弱め、記録紙後端が像担持ベルトに接触させる勢いを低減することができる。
本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式の複写機の一実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、記録紙に画像を形成するプリンタ部1、このプリンタ部1に対して記録紙Pを供給する給紙装置200、原稿画像を読み取るスキャナ300、このスキャナ300に原稿を自動給紙する原稿自動搬送装置(以下、ADFという)400等を備えている。
プリンタ部1の筺体の側面には、筺体内に給紙する記録紙Pを手差しで載置する手差しトレイ2や、筐体内から排出された画像形成済みの記録紙Pをスタックする排紙トレイ3が設けられている。
中間転写ベルト51は、駆動ローラ52、2次転写バックアップローラ53、従動ローラ54に対する掛け回し箇所でそれぞれ大きく湾曲していることで、底辺を鉛直方向上側に向ける逆三角形状の姿勢で張架されている。この逆三角形状の底辺にあたるベルト上部張架面は水平方向に延在しており、かかるベルト上部張架面の上方には、4つのプロセスユニット10Y,10C,10M,10Kが上部張架面の延在方向に沿って水平方向に並ぶように配設されている。
本実施形態では、光書込ユニット68として、半導体レーザーから出射したレーザー光を図示しないポリゴンミラーによって偏向せしめながら、図示しない反射ミラーで反射させたり光学レンズに通したりすることで光走査を行うものを用いている。かかる構成のものに代えて、LEDアレイによって光走査を行うものを用いてもよい。
帯電部材12Yは、感光体11Yに当接しながら、図示しない軸受けによって回転自在に支持されるローラ状の部材である。図示しないバイアス供給手段によって帯電バイアスが印加されながら感光体11Yに対して接触回転することで、感光体11Yの表面を例えばYトナーの帯電極性と同極性に一様帯電せしめる。かかる構成の帯電部材12Yに代えて、感光体11Yに対して非接触で一様帯電処理を施すスコロトロンチャージャなどを採用することもできる。
図示しない磁性キャリアと非磁性のYトナーとを含有するY現像剤をケーシング21Yに内包している現像装置20Yは、現像剤搬送装置22Yと現像部23Yとを有している。現像部23Yでは、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで表面を無端移動させる現像剤担持体としての現像スリーブ24Yがその周面の一部をケーシング21Yに設けられた開口から外部に露出させている。これにより、感光体11Yと現像スリーブ24Yとが所定の間隙を介して対向する現像領域が形成されている。
現像スリーブ24Yの回転に伴って上記現像領域を通過したY現像剤は、図示しないマグネットローラに具備される反発磁極間によって形成される反発磁界の影響を受けて、現像スリーブ24Y上から離脱して現像剤搬送装置22Y内に戻る。
現像剤搬送装置22Yは、2本の第1スクリュウ部材26Y、第2スクリュウ部材32Y、両スクリュウ部材間に介在する仕切壁、透磁率センサからなるトナー濃度検知センサ45Yなどを有している。仕切壁は、第1スクリュウ部材26Yが収容される現像剤搬送部たる第1搬送室と、第2スクリュウ部材32Yが収容される現像剤搬送部たる第2搬送室とを仕切っているが、両スクリュウ部材の軸線方向における両端部に対向する領域では、それぞれ図示しない開口を通じて両搬送室を連通させている。
第1スクリュウ部材26Yが収容されている第1搬送室内では、第1スクリュウ部材26Yの回転駆動に伴って、Y現像剤が図紙面に直交する方向の手前側から奥側に向けて搬送される。そして、ケーシング21Yの奥側の端部付近まで搬送されると、仕切壁に設けられた図示しない開口を経由して第2搬送室内に進入する。
第2スクリュウ部材32Yが収容されている第2搬送室の上方には、上述した現像部23Yが形成されており、第2搬送室と現像部23Yとは互いの対向部の全領域において連通している。これにより、第2スクリュウ部材32Yと、これの斜め上方に配設された現像スリーブ24Yとが、互いに平行な関係を維持しながら対向している。第2搬送室内では、第2スクリュウ部材32Yの回転駆動に伴って、Y現像剤が図紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送される。この搬送の過程において、第2スクリュウ部材32Yの回転方向周囲のY現像剤が現像スリーブ24Yに適宜汲み上げられたり、現像スリーブ24Yから現像後のY現像剤が適宜回収されたりする。そして、第2搬送室の図中手前側の端部付近まで搬送されたY現像剤は、仕切壁に設けられた図示しない開口を通って、第1搬送室内に戻る。
感光体11Y上に形成されたYトナー像は、後述するY用の1次転写ニップで中間転写ベルト51上に1次転写される。この1次転写工程を経由した後の感光体11Y表面には、中間転写ベルト51上に1次転写されなかった転写残トナーが付着している。
ドラムクリーニング装置14Yは、例えばポリウレタンゴム等からなるクリーニングブレード15Yを片持ち支持しており、その自由端側を感光体11Y表面に当接させている。また、図示しない駆動手段によって回転駆動される回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた無数の導電性起毛とを具備するブラシローラ16Yのブラシ先端側を感光体11Yに接触させている。そして、上述の転写残トナーをこのクリーニングブレード15Yやブラシローラ16Yによって感光体11Y表面から掻き取る。ブラシローラ16Yには、これに当接する金属製の電界ローラ17Yを介してクリーニングバイアスが印加されており、電界ローラ17Yにはスクレーパ18Yの先端が押し当てられている。クリーニングブレード15Yやブラシローラ16Yによって感光体11Yから掻き取られた転写残トナーは、ブラシローラ16Yと電界ローラ17Yとを経た後、スクレーパ18Yによって電界ローラ17Yから掻き取られて、回収スクリュウ19Y上に落下する。そして、回収スクリュウ19Yの回転駆動に伴って、ケーシング外に排出された後、図示しないトナーリサイクル搬送手段を介して現像剤搬送装置22Y内に戻される。
また、書込光Lによる光書込位置を通過した感光体11Yの非画像部の電位は、電位センサ49Yによって検知されて、その検知結果が図示しない制御部に送られる。
Y用のプロセスユニット10Yについて詳述したが、他色のプロセスユニット(10C,10M,10K)は、使用するトナーの色が異なる点の他は、Y用のものと同様の構成になっている。
中間転写ベルト51の下方には当接部材としての2次転写ローラ56が配設されており、これは図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられながら、中間転写ベルト51のおもて面に当接して2次転写ニップを形成している。そして、この2次転写ニップの裏側では、2次転写バックアップローラ53が中間転写ベルト51を掛け回している。
2次転写バックアップローラ53には、図示しない2次転写電源により、トナーの帯電極性と同極性の2次転写バイアスが印加される。これに対し、ベルトのおもて面に当接して2次転写ニップを形成している当接部材たる2次転写ローラ56は接地されている。これにより、2次転写バックアップローラ53と2次転写ローラ56との間に2次転写電界が形成されている。中間転写ベルト51のおもて面に形成された4色トナー像は、中間転写ベルト51の無端移動に伴って2次転写ニップに進入する。
2次転写ニップの図中左側方には、無端状の紙搬送ベルト76を複数の張架ローラによって張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる搬送ベルトユニット75が配設されている。中間転写ベルト51から分離した記録紙Pは、この紙搬送ベルト76の上部
張架面に受け渡されて、定着装置80に向けて搬送される。
2次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト51表面には、記録紙Pに転写されなかった若干量の2次転写残トナーが付着している。この2次転写残トナーは、中間転写ベルト51の表面に当接しているベルトクリーニング装置57によってベルトから除去される。
定着装置80の下方には、スイッチバック装置85が配設されている。定着装置80から排出された記録紙Pは、揺動可能な切替爪86による搬送路切替位置までくると、切替爪86の揺動停止位置に応じて、排紙ローラ対87、あるいはスイッチバック装置85に向けて送られる。そして、排紙ローラ対87に向けて送られた場合には、機外へと排出された後に、排紙トレイ3上にスタックされる。
なお、プリンタ部1の筺体の側面に設けられた手差しトレイ2上に手差しされた記録紙Pは、手差し供給ローラ72と、手差し分離ローラ対73とを経由した後、レジストローラ対71に向けて送られる。
2次転写ローラ56の弾性層56bとしては、ゴム材料に導電性材料あるいはイオン導電剤を添加した導電性ゴム材料からなるものを例示することができる。弾性層56bの柔軟な変形によって中間転写ベルト51に幅広く密着し得る2次転写ローラ56とするために、弾性層56bとしては、JIS−A硬度が70[°]以下であるものを採用することが望ましい。但し、2次転写ローラ56に対しては、後述するクリーニングブレード60を当接させていることから、弾性層56bが軟らか過ぎると、その柔軟すぎる変形によってクリーニングが困難になる。よって、弾性層56bのJIS−A硬度については、40[°]以上にすることが望ましい。本複写機では、JIS−A硬度を50[°]に調整したエピクロルヒドリンゴムからなる弾性層56bを採用している。
本複写機は、高速プリントを安定的に可能にすべく、紙間にトナー濃度調整パターンを作成しているため、そのトナーは、2次転写ローラ56に付着しするようになる。そこで、2次転写ローラ56に付着したトナーを機械的に掻き取るクリーニングブレード60を2次転写ローラ56に当接させている。また、潤滑剤塗布手段による潤滑剤の塗布で、2次転写ローラ56のトナー離型性をより向上させている。この潤滑剤塗布手段は、ステアリン酸亜鉛塊などの固形潤滑剤63と2次転写ローラ56との両方に接触して回転駆動することで、固形潤滑剤63から掻き取って得た潤滑剤粉末を2次転写ローラ56に塗布する塗布ブラシローラ62や、固形潤滑剤63を塗布ブラシローラ62に向けて付勢するコイルバネ64等を有している。また、クリーニングブレード60の上流には、紙粉を取り除くために、紙粉除去ブラシ61が配置されている。
2次転写ローラ56は、製造時の加工精度の限界から、±0.5[%]の外径誤差がどうしても発生してしまう。このため、中間転写ベルト51の移動速度と2次転写ローラ56の線速とを同じにする設計にしたとしても、僅かな線速差がどうしても発生してしまう。更には、2次転写ローラ56の外周に対して回転中心が僅かに偏心することから、一周あたりにおいても2次転写ローラ56の線速は微妙に変化する。これらの結果、2次転写ニップのベルトと記録紙Pとの接触領域において、記録紙Pの移動速度とベルトの移動速度との速度差をなくすことはできない。そして、この速度差により、トナー像の擦れによる画像乱れ(以下、転写ブレという)が少なからず発生してしまう。
この領域では、記録紙Pは、僅かな線速差をもって中間転写ベルト51と接触しながら移動するため、距離Lだけ移動する際にトナー像が擦れて画像を乱す、即ち、距離Lが長くなるほど、記録紙Pと中間転写ベルト51との接触時間が長くなるので、トナー像の擦れ量が大きくなる。よって、距離Lについては、ある程度短い値になるように、ガイド板65先端を配置している。
そこで、実施形態に係る複写機においては、ガイド板65としては、片持ち支持されながら記録紙Pを案内目標点に向けて案内する可撓性部材からなっている。記録紙Pが厚くて剛性のある紙であると、ガイド板先端には大きな力がかかり、可撓性によって中間転写ベルト51に向けて撓む。これにより、記録紙Pの後端は、中間転写ベルト51のすぐ近くの位置で、ガイド板65から離間する。これにより、記録紙Pの腰の強さによる記録紙P後端のベルトに対する叩きつけ力を低減することで、記録紙Pの後端領域だけに出現する後端転写ブレを軽減することができる。ガイド板65としては、厚み0.5[mm]のポリカーボネート樹脂(PC)シートを用いているが、この他にPETシート、また、中間転写ベルト上のトナーが飛散するのを防止するために導電性を持たせた導電PETシートなどを用いることができる。
そこで、次のような実験を行った。即ち、図5に示すように、ガイド部材65の先端を記録紙表面の搬送方向と直交する方向である紙幅方向(搬送直交方向)に対して角度θを持って傾けた姿勢にした。このようにすると、記録紙後端の幅方向の一端におけるガイド部65からの離間タイミングと、他端におけるガイド部65からの離間タイミングとをずらすことができる。このように離間タイミングがずれると、両端を同時に離間させる場合に比べて、記録紙後端部の腰の強さによる復元力を低減して、後端転写ブレを軽減することができた。さらにガイド部材65は、厚みを変えた2種類のガイド部材から形成させている。第一ガイド部材65aは、紙搬送時にはニップ部へ精度よく紙を規制するために、変形が少なくなるように厚さ0.5mmPCシートで形成し、第二ガイド部材65bは、0.1mmのPETで形成して厚みを薄くすることにより、可撓性によって記録紙後端部がより中間転写ベルト51のすぐ近くの位置で、離間するように構成した。しかし、最後に紙端部がガイド板を離れる場所には、僅かに後端転写ブレは、発生してしまった。
このような構成にすることで、ガイド板の紙端部分では、紙後端は、中間転写ベルト51より近くの位置で、ガイド板から離間することができ、ベルトに対する叩きつけ力を低減することで、端部に発生する転写ブレの発生を防止することができた。スリットを入れることにより、その部分では撓みが大きくなるため、中間転写ベルトと接触することも発生したが、スリットは紙幅位置に入れるようにしたため、中間転写ベルトと接触してもそこにはトナー像が存在しないため、コスレ画像は発生しない。
本実施例では、スリットの位置は、A列(つまり、A3、A4、A5、A6サイズ)の紙幅位置(単位mm)に設定したが、B列およびレターサイズの紙幅位置に設定してもよい。搬送スリットSの幅は、記録紙の幅方向での搬送バラツキを考慮して0.5〜4mmが好ましく、1〜2mmがより好ましい。スリットSの長さは2〜10mmが好ましく、2〜4mmがより好ましい。
テスト画像としては、転写ブレが目立ちやすいドットパターン画像と、グラフィックを具備する一般画像とをそれぞれプリントアウトした。
転写ブレについては、プリントアウトした画像を目視で確認して、認められない=ランク5、凝視すると僅かに認められるものの許容範囲である=ランク4、画像乱れによって発生する濃淡差が認められる=ランク3、より明らかな濃淡差が認められる=ランク2、更に明らかな濃淡差が認められる=ランク1の5段階で評価した。この結果を次の表1に示す。
これまで、像担持ベルトとして、中間転写ベルト51を用いる複写機の例について説明したが、感光ベルトなど、他の像担持ベルトを用いる画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。また、タンデム方式の画像形成装置に限らず、モノクロの画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。
2 手差しトレイ
3 排紙トレイ
10Y,10C,10M,10K プロセスユニット
11Y,11C,11M,11K 感光体
12Y 帯電部材
13Y 除電装置
14Y,14C,14M,14K ドラムクリーニング装置
15Y クリーニングブレード
16Y ブラシローラ
17Y 電界ローラ
18Y スクレーパ
19Y 回収スクリュウ
20Y,20C,20M,20K 現像装置
21Y ケーシング
22Y 現像剤搬送装置
23Y 現像部
24Y 現像スリーブ
25Y ドクタブレード
26Y 第1スクリュウ部材
32Y 第2スクリュウ部材
45Y トナー濃度検知センサ
49Y 電位センサ
50 転写ユニット
51 中間転写ベルト
52 駆動ローラ
53 2次転写バックアップローラ
53a 芯金
53b 弾性層
54 従動ローラ
55Y,55C,55M,55K 1次転写ローラ
56 2次転写ローラ
56a 芯金
56b 弾性層
56c 表面層
57 ベルトクリーニング装置
58 押し下げローラ
59 2次転写電源
60 クリーニングブレード
61 紙粉除去ブラシ
62 塗布ブラシローラ
63 固形潤滑剤
64 コイルバネ
65 ガイド板
65a 第一ガイド部材
65b 第二ガイド部材
68 光書込ユニット
69 光学センサユニット
70 給紙路
71 レジストローラ対
72 手差し供給ローラ
73 手差し分離ローラ対
75 搬送ベルトユニット
76 紙搬送ベルト
80 定着装置
81 加熱ローラ
82 加圧ローラ
85 スイッチバック装置
86 切替爪
87 排紙ローラ対
200 給紙装置
201 給紙カセット
202 給紙ローラ
203 分離ローラ対
204 送り出し路
205 搬送ローラ対
300 スキャナ
301 コンタクトガラス
303 第1走行体
304第2走行体
305 結像レンズ
306 読取センサ
400 原稿自動搬送装置
L 書込光
P 記録紙
S スリット
Claims (5)
- 無端移動する自らの表面にトナー像を担持する無端状の像担持ベルトと、
無端移動する自らの表面を該像担持ベルトに当接させて転写ニップを形成する当接部材と、
記録材を該転写ニップに向けて送り込む送込手段と、
該送込手段から送られる記録材を、転写ニップへ向けて案内する案内部材とを備えた画像形成装置において、
上記案内部材は、可撓性部材からなり、且つ上記転写ニップに向けて送り込まれている記録材の後端部の離間タイミングが、該後端部の搬送方向と直交する方向の一端と他端とで異なるように傾けた姿勢に構成され、上記記録材の後端が最後に案内部材と離れる側には、複数の記録材規格サイズの端部に対応する位置に、上記案内部材の先端から上記記録材の搬送方向と逆方向へ所定の長さだけ切り欠くことにより形成されたスリットがそれぞれ設けられ、
記録材の搬送方向と直交する方向において端部に設けられたスリットほど、記録材の搬送方向における長さが長い
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
上記スリットの記録材の搬送方向における長さは2mm以上10mm以下である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
上記スリットの記録材の搬送方向と直交する方向における幅は0.5mm以上4mm以下である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3の何れかに記載の画像形成装置において、
上記案内部材の先端を上記搬送直交方向に対して0.2[°]以上傾けた
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4に記載の画像形成装置において、
上記案内部材の先端を上記搬送直交方向に対して0.4[°]以上傾けた
ことを特徴とする画像形成装置。
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