JP5540719B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、像担持体と転写部材間に、間隙形成部材を挿入して、像担持体と転写部材とが当接する位置に間隙を形成することで、用紙が突入する衝撃を緩和するものが知られている(特許文献2)。
転写ニップに用紙先端が進入する時と画像部が位置する時の転写圧を切り替え、用紙先端進入時は転写圧を低く、画像部では高くすることで用紙進入時の衝撃を緩和する方法も提案されている(特許文献3)。
特許文献3の構成に加え、先端部の画像が転写不足となることを防止するために、先端部転写電流を画像部転写電流より高くする方法が提案されている(特許文献4)。
また、間隙形成部材は、用紙の厚みがより厚くなると、それに従い間隙形成部材の厚みを大きくする必要があり、間隙間形成部材を挿入した瞬間の衝撃により像担持体の速度変動が発生するようになってしまうという問題があった。
特許文献3、4に記載のものは、転写圧を変えることで用紙が突入する時の衝撃を緩和する構成であるが、用紙が坪量300g/m2以上の紙厚の場合には衝撃による画像乱れが生じるため、特許文献1、2のような空隙を設ける必要があった。
また、特許文献4のように画像先端部にも十分に転写電界を与えようと先端バイアスを高くすると、空隙を設けた場合、空隙により印加電圧が高くなり、用紙先端部もしくは後端部では印加電圧が上昇し、転写出力異常が発生したり、画像先端部のトナーが放電により散ってしまう所謂画像チリの異常画像が発生してしまう。
請求項4に記載の発明は、画像を坦持する像坦持面を有する像坦持体と、前記像担持面と対向する位置に設けられ記録媒体と接触する接触面を有する対向部材と、前記像坦持面と前記接触面との間の転写ニップに圧力を加える加圧手段と、前記像坦持面と前記接触面とを接離する接離手段と、前記像担持面と前記接触面との間に転写電流を流すことにより前記転写ニップに挟まれた記録媒体に前記像担持面の画像を転写する転写手段と、前記転写ニップに記録媒体を供給する記録媒体供給手段と、を有する画像形成装置において、前記転写手段は前記像担持面上の画像部に流れる画像部転写電流が一定になるように制御されており、前記接離手段は、前記記録媒体供給手段から供給された記録媒体の後端が前記転写ニップを抜ける前に、前記像担持面と前記接触面とを離間させ、記録媒体の後端が前記転写ニップを抜けた後、前記像坦持面と前記接触面とを接触させ、前記加圧手段による圧力が前記転写ニップに加わるように構成され、記録媒体の後端が前記転写ニップを抜ける際の前記転写手段の転写電流の絶対値は、前記画像部転写電流の絶対値よりも小さく、記録媒体が前記転写ニップを抜ける際の転写電流は画像部転写電流から連続的に切り替わっていき、前記接離手段が、カムを回転させることにより前記像担持面と前記接触面との距離を調整する構成を有し、前記カムの回転動作の開始に同期して画像部転写電流からの切り替えが始まり、前記カムの回転動作の停止に同期して非画像部転写電流への切り替わりが終了することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記カムの回転動作時の転写電流の絶対値は、前記画像部転写電流の絶対値の1/2以下であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記像坦持体が、並置された複数の感光体ドラム上の画像を重ね合わせて転写される中間転写体であることを特徴とする。
記録媒体先端が進入後は、像坦持体と対向部材との距離を狭くすることによりニップ圧不足による転写不良を防止することができるとともに、記録媒体先端が転写ニップに進入する際の転写電流を画像部の転写電流より小さくすることで、像坦持体と対向部材との間に形成された空隙における印加電圧上昇を抑え、記録媒体先端部で生じる転写出力異常を防止することができる。
また、記録媒体が転写ニップから抜ける際の急激な負荷低下による像担持体の瞬間的な速度上昇の発生を抑えるとともに、記録媒体後端が転写ニップを出る際の転写電流を画像部の転写電流より小さくすることで、像坦持体と対向部材との間に形成された空隙における印加電圧の上昇を抑え、記録媒体後端部で発生する転写出力異常を防止することができる。
転写電流を段階的に切り替えることで記録媒体先後端部に十分な転写電流を与えることが可能となり、記録媒体先後端部の異常画像を防止することができる。
また、転写電流を連続的に切り替えることで記録媒体先後端部に十分な転写電流を与えることが可能となり、記録媒体先後端部の異常画像を防止することができる。
転写電流をカム駆動と同期して切り替えることで、遅延なく記録媒体先後端部に十分な転写電流を与えることが可能となり、記録媒体先後端部の異常画像を防止することができる。
また、記録媒体が転写ニップに進入した際、および記録媒体が転写ニップから出る際の転写電流を画像部転写電流の1/2とすることで空隙における印加電圧の上昇を抑え、転写電流出力異常を防止することができる。
タンデム型画像形成装置においても、記録媒体進入、排出時の中間転写体速度変動による異常画像を防止できるとともに、記録媒体進入、排出時の空隙における印加電圧の上昇を抑え、転写電流出力異常を防止し、記録媒体先後端の転写電流不足による異常画像を防止することができる。
ここでは、本発明を画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機(以下、単に「複写機」という)に適用した実施形態について説明する。
[実施例1]
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、プリンタ部100と、給紙部200と、プリンタ部100の上に取り付けられたスキャナ部300と、スキャナ部300の上に取り付けられた原稿自動搬送装置(ADF)400とを備えている。
プリンタ部100は、像担持体且つ中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト21を備えている。中間転写ベルト21は、側方からの眺めが逆三角形状の形状になる姿勢で、駆動ローラ22、従動ローラ23及び2次転写対向ローラ24に掛け回されており、駆動ローラ22の回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。中間転写ベルト21の上方には、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(黒)のトナー像を形成するための4つの画像形成ユニット1C,M,Y,Kが、ベルト移動方向に沿って並ぶように配設されている。
本プリンタでは、ベルト移動方向に沿って並べられた4つの画像形成ユニット1C,M,Y,Kにより、タンデム画像形成部10が構成されている。
中間転写ベルト21等を具備する転写ユニット20は、中間転写ベルト21のループ内側に、1次転写ローラ25C,M,Y,Kを有している。これら1次転写ローラ25C,M,Y,Kは、C,M,Y,K用の1次転写ニップの裏側で中間転写ベルト21を感光体2C,M,Y,Kに向けて押圧している。
スキャナ部300は、コンタクトガラス301上に載置された原稿の画像情報を読取センサ302で読み取り、読み取った画像情報をプリンタ部100の制御部に送る。不図示の制御部は、スキャナ部300から受け取った画像情報に基づき、プリンタ部100の光書込ユニット15におけるレーザーダイオードやLED等の光源を制御して、C,M,Y,K用のレーザー書込光を出射して、感光体2C,M,Y,Kを光走査する。この光走査により、感光体2C,M,Y,Kの表面に静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経てC,M,Y,Kトナー像に現像される。
給紙については、給紙部200以外に、手差し給紙も可能となっており、手差しのための手差しトレイ98、手差しトレイ98上の用紙を手差し給紙路97に向けて一枚ずつ分離する分離ローラ96も設けられている。プリンタ部100内において、手差し給紙路97は給紙路99に合流している。
給紙路99の末端付近には、レジストローラ対95が配設されている。レジストローラ対95は、給紙路99内を搬送されてくる用紙をローラ間に挟み込んだ後、所定のタイミングで2次転写ニップに向けて送り込む。
そして、第1走行体303にて光源から発した光を原稿面で発射させるとともに、得られた反射光を折り返して第2走行体304に向ける。折り返し光は、第2走行体304のミラーで更に折り返された後、結像レンズ305を通して読取センサ302に入射される。これにより、原稿内容が読み取られる。
同時に、画像形成ユニット1C,M,Y,Kの感光体2C,M,Y,Kの回転駆動を開始した後、感光体2C,M,Y,Kに対する一様帯電処理、光書込処理、現像処理などを行う。これらの処理によって感光体2C,M,Y,Kの表面上に形成されたC,M,Y,Kトナー像は、C,M,Y,K用の1次転写ニップで順次重ね合わせて中間転写ベルト21上に1次転写されて、4色重ね合わせトナー像になる。
その後、中間転写ベルト21上の4色重ね合わせトナー像に同期し得るタイミングでレジストローラ対95が回転駆動すると、2次転写ニップ内に送り込まれてベルト上の4色重ね合わせトナー像に密着する。そして、ニップ圧や転写用電界などの影響によって用紙上に一括2次転写される。
このようにしてカラー画像が形成された用紙は、排出ローラ対74を経由して機外の排紙トレイ75上にスタックされる。
なお、用紙のもう一方の面にも画像が形成される場合には、用紙は定着装置71から排出された後、切替爪76による進路切り替えによってシート反転装置75に送られる。そして、上下反転された後、再びレジストローラ対95に戻されてから、2次転写ニップ及び定着装置71を再経由する。
2次転写ニップを通過した後、4色のうちで1次転写工程が最も上流となるC用の1次転写ニップに進入する前の中間転写ベルト21表面には、ベルトクリーニング装置26が当接している。ベルトクリーニング装置26は、ベルト表面に付着している転写残トナーをクリーニングする。
同図において、中間転写ベルト21のループ内側で自らの周面にベルトを部分的に掛け回している2次転写対向ローラ24は、変形自在な中間転写ベルト21を自らの周面でバックアップして一定の曲率に沿った形状に維持する役割を担っている。
中間転写ベルト21における2次転写対向ローラ24に対する掛け回し箇所には、2次転写ローラ30がベルトおもて面側から当接して2次転写ニップを形成している。
2次転写ローラ30は、図示しない軸受を介して、ローラユニット保持体40に回転自在に保持されている。ローラユニット保持体40は、2次転写ローラ30の回転軸線と平行な姿勢をとるように配設された回動軸40aを中心にして回動可能に構成されている。ローラユニット保持体40が回動軸40aを中心にして図中反時計回り方向に回転すると、ローラユニット保持体40に保持されている2次転写ローラ30が中間転写ベルト21に押し当てられて2次転写ニップが形成される。
ローラユニット保持体40が回動軸40aを中心にして図中時計回り方向に回転すると、ローラユニット保持体40に保持されている2次転写ローラ30が中間転写ベルト21から離間する。
2次転写ローラ30は、図示しないローラ駆動モータの回転駆動力が図示しないギヤ等の駆動伝達手段を介して伝達されることで、図中反時計回り方向に回転駆動される。これらローラ駆動モータや駆動伝達手段も、ローラユニット保持体40に保持させて、2次転写ローラ30やローラユニット保持体40とともに回動させるようにしている。また、ローラユニット保持体40には、クリーニングブレード39、固形潤滑剤41、潤滑剤押し当て器43等も保持させている。
このため、2次転写ローラ30を上述したローラ駆動モータによって回転駆動しているのである。
固形潤滑剤41を2次転写ローラ30に押し当てる代わりに、固形潤滑剤41から潤滑剤を掻き取りながら2次転写ローラ30に塗布する回転塗布ブラシを設けてもよい。
2次転写ローラ30は、ローラ部31と、これの軸線方向の両端面からそれぞれ突出して回転軸線方向に延在する第1軸部材32及び第2軸部材33と、後述する第1空転コロ34及び第2空転コロ35とを有している。
ローラ部31は、円筒状の中空芯金31aと、これの周面に固定された弾性材料からなる弾性層31bと、これの周面に固定された表面層31cとを具備している。
中空芯金31aを構成する金属としては、ステンレス、アルミニウムなどを例示することができるが、これらの材料に限定されるものではない。弾性層31bについては、JIS−A硬度で70[°]以下にすることが望ましい。しかし、ローラ部31には、クリーニングブレード39を当接させていることから、弾性層31bが柔らかすぎると様々な不具合を引き起こしてしまう。よって、弾性層31bについては、JIS−A硬度で40[°]以上にすることが望ましい。ある程度の導電性を発揮するエピクロルヒドリンゴムにより、JIS−A硬度で50[°]程度の弾性層31bを形成している。
これにより、ローラ部31表面に対するトナー付着を抑えたり、ブレードとの摺擦負荷を低減したりしている。表面層31cの材料としては、低摩擦係数で且つ良好なトナー離型性を発揮するフッ素樹脂系樹脂にカーボンやイオン導電剤などの抵抗調整材を含有させたものが好適である。
2次転写ローラ30は、中間転写ベルト21と接触して回転する際に、ベルトと微小な線速差をもつことがある。この線速差によってベルトをスリップさせないように、表面層31cとしては、摩擦係数を0.3以下に調整している。
中間転写ベルト21については、各色の画像を色ズレなく重ねて転写する狙いから、一定速度で駆動することが求められるため、2次転写ローラ30の表面層31cの表面摩擦抵抗を低くすることは重要である。
貫通軸部材24aは、金属からなり、その周面上でローラ部24bを自在に空転させる。本体部としてのローラ部24bは、ドラム状の中空芯金24cと、これの周面上に固定された弾性材料からなる弾性層24dと、中空芯金24cの軸線方向両端にそれぞれ圧入された玉軸受24eとを具備している。
玉軸受24eが中空芯金24cを支えながら、中空芯金24cとともに貫通軸部材24a上で回転する。弾性層24dは、中空芯金24cの外周面に圧入されている。
そして、中間転写ベルト21の無端移動に伴って連れ回ろうとするローラ部24bを、自らの周面上で自在に空転させる。
中空芯金24cの周面上に固定された弾性層24dは、7.5[LogΩ]以上の抵抗を発揮するように、イオン導電剤の添加によって抵抗値が調整された導電性ゴム材料から構成されている。弾性層24dの電気抵抗を所定の範囲に調整しているのは、A5サイズなどといった、ローラ軸線方向のサイズが比較的小さな用紙を使用する際に、2次転写ニップ内において、用紙の介在なしにベルトとローラとが直接接触している箇所に転写電流を集中させてしまうのを防止する狙いからである。弾性層24dの電気抵抗を、用紙の抵抗よりも大きな値にすることで、そのような転写電流の集中を抑えることが可能になる。
また、弾性層24dを構成する導電性ゴム材料としては、Asker−C硬度で40[°]程度の弾性を発揮するように、発泡ゴムを用いている。このような発泡ゴムで弾性層24dを構成することで、2次転写ニップ内で弾性層24dを厚み方向に柔軟に変形させて、シート搬送方向にある程度の広さを有する2次転写ニップを形成することができる。
2次転写対向ローラ24の貫通軸部材24aにおいて、長手方向の全領域のうち、ローラ部24bの中に位置していない両端部領域には、それぞれ2次転写ローラ30に突き当てるための突き当て部材としてのカムを、貫通軸部材24aと一体的に回転させるように固定している。
貫通軸部材24aの長手方向の他端部領域には、第1カム50と同様の構成の第2カム51を固定している。
貫通軸部材24aの軸線方向における第2カム51よりも外側の領域には、駆動受入プーリ54を固定している。この駆動受入プーリ54の更に外側には、被検知円盤59を固定している。
カム駆動モータ58としては、ステッピングモータを用いることで、エンコーダ等の回転角検知手段を設けることなく、モータ回転角を自由に設定可能にしている。
貫通軸部材24aが所定の回転角度で回転を停止させると、第1カム50、第2カム51がそれぞれ、そのカム部を2次転写ローラ30に突き当てて、2次転写ローラ30をローラユニット保持体の付勢コイルバネ45の付勢力に抗して押し返す。
これにより、2次転写ローラ30を2次転写対向ローラ24(ひいては中間転写ベルト21)から遠ざける方向に移動させることで、2次転写対向ローラ24と2次転写ローラ30との軸間距離を調整する。
回転可能な支持回転体としての2次転写対向ローラ24は、その円柱状のローラ部24bに対して貫通せしめた貫通軸部材24a上で、ローラ部24bを自在に空転させる。
貫通軸部材24aが回転すれば、貫通軸部材24aの軸線方向の両端部にそれぞれ固定されたカム(50、51)が一体となって回転するので、貫通軸部材24aに駆動を伝達するための駆動伝達機構を軸線方向の一端側に設けるだけで、両端側のカムをそれぞれ回転させることが可能である。
図3に示すように、2次転写対向ローラ30の金属製の貫通軸部材24aを回転自在に受けている第1軸受52は、導電性のすべり軸受からなる。この導電性の第1軸受52には、2次転写バイアスを出力する高圧電源61が接続されている。高圧電源61から出力される2次転写バイアスは、導電性の第1軸受52を介して2次転写対向ローラ24に導かれる。
すなわち、転写バイアスは、2次転写対向ローラ24内では、金属製の貫通軸部材24aと、金属製の玉軸受24eと、金属製の中空芯金24cと、導電性の弾性層24dとを順に伝わっていく。
貫通軸部材24aが回転する過程において、貫通軸部材24aが所定の回転角度範囲に位置すると、被検知円盤59の被検知部59aが、光学センサ60の発光素子と受光素子との間に入り込んで両者間の光路を遮断する。
光学センサ60の受光素子は、発光素子からの光を受光すると受光信号を図示しない制御部に送信する。制御部は、受光素子からの受光信号が途絶えたタイミングや、そのタイミングからのカム駆動モータ58の駆動量に基づいて、貫通軸部材24aに固定されたカム(50,51)のカム部の回転角度位置を把握する。
なお、2次転写ローラ30の押し下げ量が大きくなるほど、2次転写対向ローラ24と2次転写ローラ30との距離が大きくなる。
2次転写ローラ30において、ローラ部31と一体になって回転する第1軸部材32には、第1空転コロ34が空転可能に設けられている。この第1空転コロ34は、外径がローラ部31よりも少し大きなドーナツ円盤状の形状をしている。そして、それ自体が玉軸受としての機能を有しており、第1軸部材32の周面上で空転することができる。
2次転写ローラ30の第2軸部材33には、第1空転コロ34と同様の構成の第2空転コロ35が空転可能に設けられている。
具体的には、貫通軸部材24aの一端側に固定された第1カム50は、2次転写ローラ24の第1空転コロ34に突き当たる。このとき同時に、貫通軸部材24aの他端側に固定された第2カム51が、2次転写ローラ24の第2空転コロ35に突き当たる。
2次転写対向ローラ24のカム(50,51)に突き当てられた空転コロ(34,35)は、その突き当てに伴って回転を阻止されるが、それによって2次転写ローラ30の回転が妨げられることはない。空転コロ(34,35)が回転を停止しても、空転コロが玉軸受になっているので、2次転写ローラ30の軸部材(32,33)は、空転コロから独立して自在に回転することができるからである。カム(50,51)の突き当てに伴って空転コロ(34,35)の回転を停止させることで、両者の摺擦の発生を回避するとともに、摺擦によるベルト駆動モータや2次転写ローラ30の駆動モータのトルク上昇の発生を回避することもできる。
カム(50,51)は、2段の変位をもった形状で構成されており、カムの回転角度によって、カム位置A、B,C,Dと4段階の変位位置に設定することが可能となる。
カム位置Aとカム位置Cは、外径は同外径に設定し、カム位置Bは、変位量δ=1mm(カム位置A、Cよりも1mm外径を大きく設定)、カム位置Dは変位量δ=0.7mm(カム位置A、Cよりも0.7mm外径を大きく設定)としている。
カム位置Bおよびカム位置Dが2次転写ローラ軸上の空転コロ(34、35)と接触することで、2次転写ローラを押下げ、2次転写ローラと2次転写対向ローラとの距離を変更できるように構成した。
また、カムの変位プロファイルは、対称になるようにしている。具体的には、カム位置A中心⇔カム位置B中心への変位プロファイルと、カム位置B中心からカム位置C中心への変位プロファイルを同じにすることで、カム位置B中心からカムをどちらの方向に回転させても、同じように変位するように構成した。
同様に、カム位置C中心⇔カム位置D中心への変位プロファイルと、カム位置D中心⇔カム位置Aへの変位プロファイルを同じになるような形状にしている。
つまり、普通紙P1を使用するときには、カム(50,51)による2次転写ローラ30の押し下げを実施しない。厚みの比較的薄い普通紙P1では、2次転写ローラ30の押し下げを実施しなくても、2次転写ニップ進入時のベルトや2次転写ローラ30に対する大きな負荷変動が生じないからである。
なお、図6において、軸方向の部材の重なりの実線、破線の厳密な区別は適宜省略している(他の図において同じ)。
図7は、用紙としての厚紙P2を進入させる直前の2次転写ニップの状態を、図8は、厚紙P2が2次転写ニップに進入直後の状態を、図9は厚紙P2が2次転写ニップを出た直後の状態を示す拡大模式図である。
本複写機において、厚紙P2を2次転写ニップに進入させる際には、図7のように、2次転写対向ローラ24のカム(50,51)を、2次転写ローラ30の空転コロ(34,35)に突き当てる位置(カム位置B)で、2次転写対向ローラ24の貫通軸部材24aの回転を停止させる。
つまり、厚紙P2を使用するときには、カム(50,51)よる2次転写ローラ30の押し下げを実施し、2次転写ローラと2次転写対向ローラとが隙間Xの間隔になるように設定する。
このように、2次転写ローラ30と2次転写対向ローラ24との間に隙間Xを形成した状態にすることで、厚みの大きい用紙P2が進入しても、2次転写ニップ進入時のベルトや2次転写ローラ30に対する大きな負荷変動が生じなくなる。
したがって、本発明では、用紙が2次転写ニップに進入直後は、図8のように、2次転写対向ローラ24のカム(50,51)を、2次転写ローラ30の空転コロ(34,35)に突き当てない位置になるように、2次転写対向ローラ24の貫通軸部材24aを回転させることで、時計周りにカムが回転し、カム位置Cが下向きになるような位置で停止させる。
この回転動作は用紙のニップ進入直後に動作をさせ、トナー画像がニップ部に来るまでに完了する必要がある。
図9に示すように、中間転写ベルト上の画像を転写終了後、用紙後端が2次転写ニップを抜けるまでの間に、2次転写対向ローラ24のカム(50,51)を、逆転動作させ(本実施例では反時計回りに回転させ)、2次転写ローラ30の空転コロ(34,35)に突き当てる位置(カム位置B)になるように停止させる。
これは、厚みの大きい用紙P2では、2次転写ニップ排出時もベルトや2次転写ローラ30に対する大きな負荷変動を発生させてしまうため、用紙先端突入と同様に2次転写ローラを押下げることで防止可能となる。
続いて、次の用紙先端が2次転写ニップ進入までは、2次転写ローラを押下げた状態になるように、カムを(カム位置Bが下向きになるように)停止させておくことで、1枚目と同様に、2枚目の紙が2次転写ニップ突入時に発生する、ベルトや2次転写ローラへの負荷変動を防止できる。
2枚目の用紙先端が転写ニップ突入後は、一枚目の用紙先端突入後の動作とは、逆転方向に(本実施例では反時計回りに)カムを回転させ、先端白抜け幅領域内で、2次転写対向ローラ24のカム(50,51)を、2次転写ローラ30の空転コロ(34,35)に突き当てない位置(カム位置Aが下向きになるような位置)で回転動作させる。
変位プロファイルが対称でないと、例えば図4の(1)と(2)が非対称の場合、(1)か(2)のどちらかの傾斜で正逆転を繰り返し使用することになり、寿命としては本発明の半分になってしまう。
用紙の坪量によってはシート先端が突入してしばらくしてから大きなベルト速度変動が見られる場合もある。例えば、図4,5のカム位置B(変位量δ:1mm)で坪量300[g/m2]の用紙を通紙した場合、用紙突入時から排紙時までベルトの速度変動がないのに対して、坪量160[g/m2]では、用紙突入時及び排出時のベルト速度変動はないが、押し下げを解除したときに速度変動が起こる。
そこで、2次転写ローラの押し下げ量を少なくしたカム位置D(変位量δ:0.7mm)として押し下げ解除時の振動を抑えることとしたが、坪量160[g/m2]ではベルトの速度変動がないのに対し、坪量300[g/m2]では押し下げ量が少ないために、用紙突入時に速度変動が発生してしまった。
これより、用紙厚みによって押し下げ量を変える必要があるため、本複写機では、2次転写ニップに供給される用紙の厚み情報を取得する厚み情報取得手段を設けている。
厚み情報取得手段としては、給紙路99内を搬送される用紙の厚みを実際に検知する厚み検知センサを用いてもよいし、操作者からの厚み情報のデータ入力を受け付けるデータ入力手段を用いてもよい。また、厚み検知センサとしては、厚み方向の光透過率を検知する光学センサや、搬送ローラ対に用紙を挟み込んだときのローラ移動量を検知するセンサなどを例示することができる。
具体的には、制御部におけるROM等のデータ記憶手段には、用紙の厚みと、それに対応する貫通軸部材24aの回転停止位置(押し下げ量と同意)との関係を示すデータテーブルを記憶させている。
用紙の厚みの取得結果に対応する回転停止位置をデータテーブルから特定し、その回転停止位置まで貫通軸部材24aを回転させることで、多段カムの停止位置を決定してから、用紙を2次転写ニップに進入させる処理を実行するように、制御部を構成している。これにより、用紙の厚みに適した2次転写押し下げ量を設定(カム位置を設定)することにより、シート先端進入時のショックおよび押下げ解除時のショックとの両方を抑えることができる。
なお、貫通軸部材24aの回転停止位置については、上述したように、光学センサ60が被検知円盤59の被検知部59aを検知したタイミングや、タイミングからのカム駆動モータ58であるステッピングモータの駆動量に基づいて、把握するように制御部を構成している。
図10は、用紙として厚紙P2を2枚通紙したときの用紙、画像、カム位置、2次転写電流のタイミングチャートである。
本実施形態では、2次転写電流は定電流制御を行い、2次転写対向ローラ24にトナー(本実施例ではマイナス極性)と同極性のバイアスを印加して転写する斥力転写方式を用いている。
したがって、本実施形態では、2次転写対向ローラ24が転写手段となる。勿論、2次転写ローラ30により転写バイアスを印加する引力転写方式としてもよい。この場合には2次転写ローラ30が転写手段となる。
1枚目の印刷が開始されたきのカムは位置B(変位量δ:1mm)で2次転写ローラと2次転写対向ローラは離間している。このとき、2次転写電流は非画像部電流(本実施例では−5μA)が印加される。この状態で用紙:厚紙P2が搬送され、2次転写ニップに到達、つまり紙先端が進入したと同時にカムが正転動作(本実施例では時計回りに回転)を開始する。
この正転動作の開始に同期して2次転写電流はカム回転時電流(本実施例では−10μA)へと切り替わる。
このように、2次転写ローラと2次転写対向ローラが離間しているときの2次転写電流を画像部電流より絶対値で小さく設定することで、空隙における印加電圧の上昇を抑え、マシン異常(転写出力異常)を防止している。また、2次転写電流を非画像部電流より絶対値で大きくすることで、画像先端における転写電流の切替えをスムーズに行い、転写電流不足による転写不良を防止している。
この逆転動作の開始に同期して2次転写電流は画像部電流からカム回転時電流へと切り替わる。
用紙後端がニップへ到達したときにカムは位置Bへ移動して停止し、カムの動作停止と同期して、2次転写電流はカム回転時電流から非画像部電流へと切り替わる。
画像後端においても、先端部と同様に2次転写電流を段階的に下げることで、2次転写ローラと2次転写対向ローラが離間しているときの空隙における印加電圧上昇を抑え、転写電流の出力異常を防止している。
このように、用紙先端から画像先端までの余白、および画像後端から用紙後端までの余白を用いて2次転写ローラと2次転写対向ローラの接離と2次転写電流を段階的に切り替えることで、ベルト速度変動による異常画像および画像先後端に発生する異常画像、さらに空隙における印加電圧上昇を抑え、転写電流の出力異常を防止することができる。
そこで、カム回転時電流(絶対値)は画像部転写電流(絶対値)の1/2以下にする必要があり、好ましくは本実施例同様、1/3程度とするのが望ましい。
実施例2は実施例1の構成に対して、2次転写ローラ押し下げ用のカムが回転しているときの2次転写電流をカムの回転に同期して連続的に変化させることを特徴としている。
装置構成については実施例1と同様のため割愛し、ここでは用紙とカム位置、および2次転写電流の関係について、実施例1と異なる部分のみを1枚目の印刷タイミングに基づいて説明する。
図11は実施例2における用紙として厚紙P2を2枚通紙したときの用紙、画像、カム位置、2次転写電流のタイミングチャートである。
1枚目の印刷が開始されたきのカムは位置B(変位量δ:1mm)で2次転写ローラと2次転写対向ローラは離間している。このとき、2次転写電流は非画像部電流(本実施例では−5μA)が印加される。この状態で用紙:厚紙P2が搬送され、2次転写ニップに到達、つまり紙先端が進入したと同時にカムが正転動作(本実施例では時計回りに回転)を開始する。
そして、画像先端がニップへ到達したときカムは位置Cへ移動して停止し、2次転写ローラと2次転写対向ローラは接触状態となり、2次転写電流は画像部電流(本実施例では−30μA)へと到達する。
このように2次転写電流を連続的に変化させた場合でも、2次転写ローラと2次転写対向ローラが離間しているときの2次転写電流を画像部電流より絶対値で低く設定することができ、実施例1と同様に、空隙におけるや印加電圧上昇を抑え、転写電流の出力異常を防止ることが可能である。
また、転写電流を連続的に変化させているため、画像先端における転写電流不足による転写不良も防止が可能である。
そして、用紙後端がニップへ到達したときにカムは位置Bへ移動して停止して2次転写ローラと2次転写対向ローラが離間状態となり、2次転写電流は非画像部電流へ到達する。
画像後端においても、先端部と同様に2次転写電流を連続的に下げることで、2次転写ローラと2次転写対向ローラが離間しているときの空隙における印加電圧の上昇を抑えてマシン異常(転写出力異常)を防止することが可能である。
しかしながら、カム回転時電流が画像部転写電流の1/2より大きくなる時間はカム回転時間(離間から接触の時間)の半分であること、空隙がより少ない位置で転写電流が高くなっていることから、転写電流の出力異常は発生することはない。
比較例1は実施例1の構成に対して、2次転写ローラ押し下げ用のカムが回転しているときの2次転写電流を画像部転写電流としたものである。
装置構成については実施例1と同様のため割愛し、ここでは用紙とカム位置、および2次転写電流の関係について、実施例1と異なる部分のみを1枚目の印刷タイミングに基づいて説明する。
図12は比較例1における用紙として厚紙P2を2枚通紙したときの用紙、画像、カム位置、2次転写電流のタイミングチャートである。
1枚目の印刷が開始されたきのカムは位置B(変位量δ:1mm)で2次転写ローラと2次転写対向ローラは離間している。このとき、2次転写電流は非画像部電流(本例では−5μA)が印加される。この状態で用紙:厚紙P2が搬送され、2次転写ニップに到達、つまり紙先端が進入したと同時にカムが正転動作(本例では時計回りに回転)を開始する。この正転動作の開始に同期して2次転写電流は画像部転写電流へと切り替わる。
次に2次転写ローラと2次転写対向ローラが接触状態では、画像部転写電流を印加して印刷を行い、画像後端がニップへ到達したときに、カムは位置Bへの逆転動作(本実施例では反時計回りに回転)を開始し、離間動作をはじめる。
用紙後端がニップへ到達したときにカムは位置Bへ移動して停止して2次転写ローラと2次転写対向ローラが離間状態となり、カムの停止に同期して2次転写電流は非画像部電流へと切り替わる。
比較例2は実施例1の構成に対して、2次転写ローラ押し下げ用のカムが回転しているときの2次転写電流を非画像部転写電流としたものである。
装置構成については実施例1と同様のため割愛し、ここでは用紙とカム位置、および2次転写電流の関係について、実施例1と異なる部分のみを1枚目の印刷タイミングに基づいて説明する。
図13は比較例1における用紙として厚紙P2を2枚通紙したときの用紙、画像、カム位置、2次転写電流のタイミングチャートである。
1枚目の印刷が開始されたきのカムは位置B(変位量δ:1mm)で2次転写ローラと2次転写対向ローラは離間している。このとき、2次転写電流は非画像部電流(本例では−5μA)が印加される。この状態で用紙:厚紙P2が搬送され、2次転写ニップに到達、つまり紙先端が進入したと同時にカムが正転動作(本例では時計回りに回転)を開始する。
次に2次転写ローラと2次転写対向ローラが接触状態、画像部転写電流を印加して印刷を行い、画像後端がニップへ到達したときに、カムは位置Bへの逆転動作(本例では反時計回りに回転)を開始し、離間動作をはじめる。カム逆転動作の開始と同期して2次転写電流は非画像部電流へと切り替わる。
用紙後端がニップへ到達したときにカムは位置Bへ移動して停止し、2次転写ローラと2次転写対向ローラが離間状態となる。
実施例1、2、比較例1、2の各構成において以下の条件で通紙実験を行った。
用紙:Mondi社製「Color Copy(坪量300g/m2)」
温湿度:23℃ 50%RH
画像パターン:ハーフトーン画像
評価項目:画像先後端部の異常画像(転写電流不足によるチリや白抜け) 転写電流出力異常
通紙実験1の結果を表1に示す。
実施例1、2では異常画像や出力異常の発生がなかったのに対し、比較例では異常画像や出力異常の発生があったことから、本発明の効果を確認することができた。
実施例1の構成においてカム回転時電流を変えて通紙実験を行った。用紙、評価項目等の条件は通紙実験1と同様であるが、評価対象は画像先端とした。
通紙実験2の結果を表2に示す。
カム回転時電流が非画像部電流(−5μA)に近い場合には画像先端における転写不足が発生し、画像部電流(−30μA)の1/2(−15μA)より大きい場合には、画像チリおよび転写出力異常の発生があったことから、本発明の効果を確認することができた。
たとえば、本実施形態ではタンデム型の複写機を例示したが、これに限るものではなく、4サイクル型の複写機、または像担持体を1つしか持たない中間転写方式の複写機などにも適用できる。
21 像坦持体としての中間転写ベルト
24 転写手段としての2次転写対向ローラ
30 対向部材としての2次転写ローラ
45 加圧手段としての付勢コイルバネ
50、51 カム
200 記録媒体供給手段としての給紙部
Claims (7)
- 画像を坦持する像坦持面を有する像坦持体と、
前記像担持面と対向する位置に設けられ記録媒体と接触する接触面を有する対向部材と、
前記像坦持面と前記接触面との間の転写ニップに圧力を加える加圧手段と、
前記像坦持面と前記接触面とを接離する接離手段と、
前記像担持面と前記接触面との間に転写電流を流すことにより前記転写ニップに挟まれた記録媒体に前記像担持面の画像を転写する転写手段と、
前記転写ニップに記録媒体を供給する記録媒体供給手段と、
を有する画像形成装置において、
前記転写手段は前記像担持面上の画像部に流れる画像部転写電流が一定になるように制御されており、
前記接離手段は、前記記録媒体供給手段から供給された記録媒体が前記転写ニップに進入する前に、前記像担持面と前記接触面とを離間させ、記録媒体が前記転写ニップに進入した後、前記像坦持面と前記接触面とを記録媒体を介して接触させ、前記加圧手段による圧力が前記転写ニップに加わるように構成され、
記録媒体が前記転写ニップに進入した際の前記転写手段の転写電流の絶対値は、前記画像部転写電流の絶対値よりも小さく、
記録媒体が前記転写ニップに進入した際の転写電流は非画像部転写電流から段階的に切り替わっていき、
前記接離手段が、カムを回転させることにより前記像担持面と前記接触面との距離を調整する構成を有し、
前記カムの回転動作の開始に同期して非画像部転写電流からの切り替えが始まり、前記カムの回転動作の停止に同期して画像部転写電流への切り替わりが終了することを特徴とする画像形成装置。 - 画像を坦持する像坦持面を有する像坦持体と、
前記像担持面と対向する位置に設けられ記録媒体と接触する接触面を有する対向部材と、
前記像坦持面と前記接触面との間の転写ニップに圧力を加える加圧手段と、
前記像坦持面と前記接触面とを接離する接離手段と、
前記像担持面と前記接触面との間に転写電流を流すことにより前記転写ニップに挟まれた記録媒体に前記像担持面の画像を転写する転写手段と、
前記転写ニップに記録媒体を供給する記録媒体供給手段と、
を有する画像形成装置において、
前記転写手段は前記像担持面上の画像部に流れる画像部転写電流が一定になるように制御されており、
前記接離手段は、前記記録媒体供給手段から供給された記録媒体の後端が前記転写ニップを抜ける前に、前記像担持面と前記接触面とを離間させ、記録媒体の後端が前記転写ニップを抜けた後、前記像坦持面と前記接触面とを接触させ、前記加圧手段による圧力が前記転写ニップに加わるように構成され、
記録媒体の後端が前記転写ニップを抜ける際の前記転写手段の転写電流の絶対値は、前記画像部転写電流の絶対値よりも小さく、
記録媒体が前記転写ニップを抜ける際の転写電流は画像部転写電流から段階的に切り替わっていき、
前記接離手段が、カムを回転させることにより前記像担持面と前記接触面との距離を調整する構成を有し、
前記カムの回転動作の開始に同期して画像部転写電流からの切り替えが始まり、前記カムの回転動作の停止に同期して非画像部転写電流への切り替わりが終了することを特徴とする画像形成装置。 - 画像を坦持する像坦持面を有する像坦持体と、
前記像担持面と対向する位置に設けられ記録媒体と接触する接触面を有する対向部材と、
前記像坦持面と前記接触面との間の転写ニップに圧力を加える加圧手段と、
前記像坦持面と前記接触面とを接離する接離手段と、
前記像担持面と前記接触面との間に転写電流を流すことにより前記転写ニップに挟まれた記録媒体に前記像担持面の画像を転写する転写手段と、
前記転写ニップに記録媒体を供給する記録媒体供給手段と、
を有する画像形成装置において、
前記転写手段は前記像担持面上の画像部に流れる画像部転写電流が一定になるように制御されており、
前記接離手段は、前記記録媒体供給手段から供給された記録媒体が前記転写ニップに進入する前に、前記像担持面と前記接触面とを離間させ、記録媒体が前記転写ニップに進入した後、前記像坦持面と前記接触面とを記録媒体を介して接触させ、前記加圧手段による圧力が前記転写ニップに加わるように構成され、
記録媒体が前記転写ニップに進入した際の前記転写手段の転写電流の絶対値は、前記画像部転写電流の絶対値よりも小さく、
記録媒体が前記転写ニップに進入した際の転写電流は非画像部転写電流から連続的に切り替わっていき、
前記接離手段が、カムを回転させることにより前記像担持面と前記接触面との距離を調整する構成を有し、
前記カムの回転動作の開始に同期して非画像部転写電流からの切り替えが始まり、前記カムの回転動作の停止に同期して画像部転写電流への切り替わりが終了することを特徴とする画像形成装置。 - 画像を坦持する像坦持面を有する像坦持体と、
前記像担持面と対向する位置に設けられ記録媒体と接触する接触面を有する対向部材と、
前記像坦持面と前記接触面との間の転写ニップに圧力を加える加圧手段と、
前記像坦持面と前記接触面とを接離する接離手段と、
前記像担持面と前記接触面との間に転写電流を流すことにより前記転写ニップに挟まれた記録媒体に前記像担持面の画像を転写する転写手段と、
前記転写ニップに記録媒体を供給する記録媒体供給手段と、
を有する画像形成装置において、
前記転写手段は前記像担持面上の画像部に流れる画像部転写電流が一定になるように制御されており、
前記接離手段は、前記記録媒体供給手段から供給された記録媒体の後端が前記転写ニップを抜ける前に、前記像担持面と前記接触面とを離間させ、記録媒体の後端が前記転写ニップを抜けた後、前記像坦持面と前記接触面とを接触させ、前記加圧手段による圧力が前記転写ニップに加わるように構成され、
記録媒体の後端が前記転写ニップを抜ける際の前記転写手段の転写電流の絶対値は、前記画像部転写電流の絶対値よりも小さく、
記録媒体が前記転写ニップを抜ける際の転写電流は画像部転写電流から連続的に切り替わっていき、
前記接離手段が、カムを回転させることにより前記像担持面と前記接触面との距離を調整する構成を有し、
前記カムの回転動作の開始に同期して画像部転写電流からの切り替えが始まり、前記カムの回転動作の停止に同期して非画像部転写電流への切り替わりが終了することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の画像形成装置において、
前記カムの回転動作時の転写電流の絶対値は、前記画像部転写電流の絶対値の1/2以下であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載の画像形成装置において、
前記カムが複数の変位をもった形状を有し、各変位でのプロファイルは変位の頂点に対して左右対称であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の画像形成装置において、
前記像坦持体が、並置された複数の感光体ドラム上の画像を重ね合わせて転写される中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
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