JP5433530B2 - 画像形成装置及び中間転写ベルトの転写面処理方法 - Google Patents
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ここで、添加剤は、すじ状のムラ(直線状のすじが幅方向に複数並ぶように形成)がある状態(態様)で中間転写ベルトの表面に付着する場合がある。すじ状のムラがある状態(態様)で添加剤が中間転写ベルトに付着した場合、添加剤が存在する部分(すじの部分)と添加剤が存在しない部分とで転写効率が異なるため、用紙に転写されたトナー画像にすじ状の濃度ムラや抜けが生じる場合がある。
また、特許文献2の画像形成装置において、クリーニング処理を行うために所定量のトナーを無駄にする必要があるという問題があった。特に、中間転写ベルト表面の全てについてクリーニング処理するためには、多量のトナーを無駄にする必要があるという問題があった。
また、特許文献1の画像形成装置及び特許文献2の画像形成装置のいずれにおいても、付着した添加剤をクリーニング処理によって除去した場合でも、所定期間後、再度、添加剤が付着し、すじ状のムラが生じる場合があった。
例えば、工場等からの出荷前に、中間転写ベルトの表面に添加剤を手作業や専用の装置によって塗布することで、中間転写ベルトの全面に添加剤を付着させ、用紙に転写されたトナー画像に濃度ムラ等が生じることを抑制できる。
しかし、この場合においても、作業上の負担や製造コスト上の負担があるという問題があった。
また、本発明は、該画像形成装置における中間転写ベルトの転写面処理方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、該画像形成装置における中間転写ベルトの転写面処理方法を提供することができる。
図1により、本実施形態における画像形成装置としてのカラーコピー機1における全体構造を説明する。図1は、カラーコピー機1の各構成要素の配置を説明するための図である。
なお、カラーコピー機1の説明において、副走査方向Xをカラーコピー機1の「左右方向」ともいい、主走査方向Y(図1の紙面に垂直な方向)をカラーコピー機1の「前後方向」ともいう。カラーコピー機1の上下方向Zは、副走査方向X及び主走査方向Yと直交する。
図1に示すように、画像読取装置300は、蓋部材70と、原稿Gの画像を読み取る読取部301と、を備える。
蓋部材70は、読取部301に対して不図示の連結部により開閉可能に連結される。蓋部材70は、後述する読取面302Aを保護する機能を有する。
装置本体Mは、所定の画像情報に基づいて用紙Tに所定のトナー画像を形成する画像形成部と、用紙Tを画像形成部に給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Tを排紙する給排紙部とを有する。
まず、画像形成部について説明する。
画像形成部においては、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対して、上流側から下流側に順に、帯電部10a、10b、10c、10dによる帯電、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dによる露光、現像器16a、16b、16c、16dによる現像、中間転写ベルト7及び1次転写ローラ37a、37b、37c、37dによる1次転写、除電器12a、12b、12c、12dによる除電、及びドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dによるクリーニングが行われる。
また、画像形成部においては、中間転写ベルト7、2次転写ローラ8及び対抗ローラ18による2次転写、並びに定着部9による定着が行われる。
ここで、転写面7Aに略均一に形成された複数の凹部及び/又は凸部は、後述する研磨剤kが付着する基点となるため、転写面7Aの表面に研磨剤k(及び流動化剤r)がムラ無く付着する。これにより、後述する研磨剤k(及び流動化剤r)は、層が平面方向においてムラ無く(均一に)形成される。
2次転写ローラ8及び対抗ローラ18は、中間転写ベルト7の回転方向において感光体ドラム2a、2b、2c、2dの下流側に配置され、中間転写ベルト7と転写面7A側に配置されたシート状の用紙Tとを挟み込み、1次転写されたトナー画像を用紙Tに2次転写させる。
メインクリーニング部材180は、ファーブラシ81と、回収ローラ82と、清掃ブレード83と、を備える(図2及び図3参照)。
メインクリーニング部材180は、中間転写ベルト7の転写面7A側であって中間転写ベルト7の回転方向Sにおいて2次転写ローラ8の下流側に配置される。具体的には、メインクリーニング部材180は、中間転写ベルト7を挟んで従動ローラ35に対向する位置に配置される。メインクリーニング部材180は、中間転写ベルト7の転写面7Aに付着した残存トナーを除去する。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する2個の給紙カセット52が上下に配列されて配置される。給紙カセット52は、装置本体Mの筐体から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置板60の上に積層された状態で収容される。載置板60に載置された用紙Tは、給紙カセット52における用紙送り出し側の端部(図1において左側の端部)に配置されるカセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラ対63からなる重送防止機構を備える。
第1合流部P1は、手差し搬送路Laが第1搬送路L1に合流する合流部である。第2合流部P2は、戻り搬送路Lbが第1搬送路L1に合流する合流部である。
第1分岐部Q1は、後処理搬送路Lcが第3搬送路L3から分岐する分岐部である。第1分岐部Q1には、整流部材58が設けられている。整流部材58は、定着部9から搬出された用紙Tの搬送方向を、第1排紙部50aに向かう第3搬送路L3又は第2排紙部50bに向かう後処理搬送路Lcに整流させる(切り換える)。
第2排紙部50bにおける開口側には、後処理装置(図示せず)が連結される。後処理装置は、画像形成装置(コピー機1)から排出される用紙の後処理(ステープル、パンチ等)を行うものである。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
図1に示すように、装置本体Mの左側面側(図1において左側)には、主搬送路L1〜L3及び戻り搬送路Lbが主に上下方向に延びるように並列している。装置本体Mの左側面側(図1において左側)には、装置本体Mの側面の一部を形成するように、カバー体40が設けられている。カバー体40は、その下端部において、支点軸43を介して装置本体Mに連結されている。支点軸43は、その軸方向が主搬送路L1〜L3及び戻り搬送路Lbを横断する方向に沿って配設されている。カバー体40は、支点軸43を中心として閉位置(図1に示す位置)と開位置(図示せず)との間を回動自在に構成されている。
また、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第2のカバー部42は、その内面側(装置本体M側)が主搬送路L1〜L3の一部を形成している。
更に、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第1のカバー部41の内面側と第2のカバー部42の外面側とが、戻り搬送路Lbの少なくとも一部を形成している。つまり、戻り搬送路Lbは、第1のカバー部41と第2のカバー部42との間に形成されている。
図2は、カラーコピー機1における転写ユニットの構成を説明するための図である。図3は、クリーニング装置100の具体的な構造を説明する要部の拡大断面図である。図4Aは、中間転写ベルト7の転写面7Aに研磨剤kが層をなすように付着した状態を説明する図である。図4Bは、研磨剤kが層をなすように付着した中間転写ベルト7の転写面7Aに更に流動化剤rが積層されるように付着した状態を説明する図である。図4Cは、表面に流動化剤rが付着した転写面7Aに対するトナーtの良好な剥離性を説明する図である。
メインクリーニング部材180は、中間転写ベルト7の転写面7Aに当接されるファーブラシ81と、ファーブラシ81に当接される回収ローラ82と、回収ローラ82の周面に摺接される清掃ブレード83と、を備える。
メインクリーニング部材180は、中間転写ベルト7の転写面7Aに付着した残存トナーを除去する。
ファーブラシ本体812は、ブラシ軸811に被嵌される樹脂製筒体の外周面に一様にナイロン製やアクリル製のブラシ毛が植設され形成される。本実施形態において、ファーブラシ本体812は、外径寸法が15mmに設定される。また、ブラシ毛としては、ナイロン製であって、毛足が4mmで、320T/48F 密度150KF/inch2の導電性を付与したものを用いることができる。
例えば、ブラシ毛として、用いられるトナーがポリエステルトナーである場合、摩擦帯電系列でマイナス側である導電性アクリル繊維の束を1体成型して1本のブラシ毛としたものを用いることができる。
複数のブラシ毛それぞれは、先端部が、回転状態における中間転写ベルト7の転写面7Aに摺接される。
ここで、複数のブラシ毛は、初期状態において剛性が高く、初期状態後の状態では、剛性が低くなることが好ましい。
また、複数のブラシ毛は、初期状態後では、転写面7Aへの接触面積が大きいことが好ましい。
複数の繊維を一体化して(初期状態において)剛性が高くなるよう形成された複数のブラシ毛は、初期状態において、転写面7Aに無機粉体である研磨剤kの層を早期に形成することに寄与する。
これにより、複数のブラシ毛それぞれの先端部は、初期状態後においては、該先端部とは異なる部分よりも剛性が低下する。
複数の繊維における一体化が解除され先端部の剛性が低下することで、研磨剤k(及び流動化剤r)の層が過剰に形成されることが抑制される。
これにより、複数のブラシ毛それぞれは、研磨剤k(及び流動化剤r)の層を有する中間転写ベルト7への接触面積が初期状態(中間転写ベルト7(転写面7A)に摺接される前)における接触面積よりも大きくなる。複数の繊維における一体化が解除され中間転写ベルト7(転写面7A)への接触面積が大きくなることで、複数のブラシ毛が磨耗することによるクリーニング性の低下が抑制される。また、複数の繊維における一体化が解除され中間転写ベルト7(転写面7A)への接触面積が大きくなることで、トナーへの帯電性が向上し、クリーニング性が向上される。
ブラシ毛を構成する複数の繊維が中間転写ベルト7の表面(転写面7A、塗布層)を構成する材料より高硬度であることにより、ブラシ毛は、初期状態から早期(短時間)に研磨剤kを中間転写ベルト7の転写面7Aに固定させることができる。
また、ブラシ毛を構成する複数の繊維が研磨剤kよりも低硬度である材料により構成されるため、初期状態後において、先端部は、該先端部を構成する複数の繊維が好適にほぐされる。
回収ローラ本体822は、ゴムや軟質合成樹脂等のエラストマーにより形成される。また、本実施形態において、回収ローラ本体822は、外径寸法が12mmに設定されると共に、外周面がファーブラシ本体812に対してブラシ毛の先端から1.5mm程度ブラシ軸側に配置される。回収ローラ本体822は、ファーブラシ本体812におけるブラシ毛の先端側の部分に当接される。
補助クリーニング部材190は、ケーシング30に回動可能に装着される段状フレーム91と、段状フレーム91に固定されるブラシ支持金具92と、ブラシ支持金具92に装着されるバーブラシ93とを備える。
補助クリーニング部材190は、中間転写ベルト7の転写面7Aに付着した残存トナーに接触して残存トナーを転写面7Aから浮き上がらせて該残存トナーの付着力を低減させる。
円柱状部材911の両端部それぞれは、ケーシング30の側板31、32に形成された孔部(図示せず)に挿通される。これにより、段状フレーム91は、円柱状部材911と同軸で一体的に回転可能に構成される。
ブラケット923が架設板913に対応する位置にネジを介して固定されることで、ブラシ支持金具92は、段状フレーム91に固定される。
ブラシ支持金具92は、支持板部921が中間転写ベルト7の転写面7A上であって、従動ローラ35に対応する部分の直前部分に対向するよう取り付けられる。
バーブラシ93は、基礎シート931と中間転写ベルト7の転写面7Aとの距離がブラシ毛932の長さよりも1.5mm程度短くなるように転写面7Aと対向して配置される。バーブラシ93は、ブラシ毛932の先端側の部分が転写面7Aに当接して配置される。
研磨剤としては、例えば、アルミナ(酸化アルミニウム)、マグタイト、酸化セリウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム(焼成クレー)、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、炭酸カルシウム等の微粒子、及びこれら無機微粒子をシリコーンオイルやシランカップリング剤等で疎水化処理したものが挙げられる。研磨剤は、平均粒子径が0.05〜5μm、好ましくは、0.2〜0.6μmである。
ここで、本実施形態におけるカラーコピー機1は、中間転写ベルト7にトナー画像を1次転写する前に、転写面7Aに無機粉末(流動化材、研磨剤)を塗布することができる。無機粉末が研磨剤である場合における具体例は、以下の通りである。
また、ここで、凸部の先端同士の間隔は125μm以下であることが好ましい。また、十点平均粗Rzは、外添剤の平均粒径よりも大きく、トナーの平均粒径よりも小さいことが好ましい。
転写面7Aに略均一に形成された複数の凹部及び/又は凸部は、後述する研磨剤kが付着する基点となるため、転写面7Aの表面に研磨剤k(及び流動化剤r)がムラ無く付着する。
これにより、後述する研磨剤k(及び流動化剤r)は、層が平面方向においてムラ無く(均一に)形成される。
カラーコピー機1は、画像形成処理において、中間転写ベルト7の転写面7Aに流動化剤r等が添加されたトナーによるトナー画像を継続的に形成する。継続的な画像形成処理により、中間転写ベルト7の転写面7Aには、あらかじめ形成された研磨剤kの層(図4A参照)の上に流動化剤rの層(図4B参照)が形成される。ここで、研磨剤kの層が既に略均一に形成されているので、流動化剤rは、好適に転写面7A(研磨剤kの層)の表面に移行(付着)する。
そして、流動化剤rの層が形成された転写面7Aにトナー画像が1次転写された場合、図4Cに示すように、トナー粒子は、転写面7Aから剥離しやすい状態となる。
<第1実施例>
実施形態で説明した仕様(寸法、材質等)の補助クリーニング部材190におけるバーブラシ93のブラシ毛932に、無機粉体として酸化チタン(研磨剤)を塗布し、印刷枚数が1、500、1000、2000、5000、10000、20000、50000、100000(枚)に達した時における中間転写ベルト7の転写面7Aにおける白化及び得られた画像について評価した。
<第1比較例>
実施形態で説明した仕様の補助クリーニング部材190におけるバーブラシ93のブラシ毛932に無機粉体を塗布しないで、実施例と同様な各印刷枚数に達した時における中間転写ベルト7の転写面7Aにおける白化及び得られた画像について評価した。
なお、耐久印字チャートは、文字がイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色5%ガバレッジのカラーチャートを用い、ムラ検査画像としては、600DPIの網点画像を使用した。
図5に示すように、第1比較例の場合、画像評価は、印刷枚数が1枚から1000までは○で、2000枚から100000枚までが×(ムラ、抜けあり)で、20000枚から100000枚までが○となることがわかった。また、白化評価は、印刷枚数が1枚が○(白化なし)で、500枚から20000枚までが×で、50000枚から100000枚までが△であることがわかった。
これにより、第1比較例の場合、動作開始後(1枚目)は白化もなく画像も良好であるが、所定枚数印刷後(500枚)から転写面7Aの白化が始まり、更に所定枚数印刷後(2000枚)に画像にムラ、抜けが生じ、再度画像が良好となる状態(20000枚)に戻るまでかなりの枚数(画像が×である間の印刷枚数:18000枚)において画像にムラ、抜けが生じる可能性があることがわかった。
第1実施例と同様に、実施形態で説明した仕様(寸法、材質等)の補助クリーニング部材190におけるバーブラシ93のブラシ毛932に、無機粉体として酸化チタン(研磨剤)を塗布し、中間転写ベルト7の転写面7Aにおける白化(酸化チタンの層)、クリーニング性等について経時的に観察した。
実施例Aとして、下記構成のカラーコピー機により、酸化チタン層の形成(白化)状態等を確認した。各構成物等において、下記に規定されていない仕様は、上記第1実施例と同様に、実施形態に記載された仕様である。
中間転写ベルト:塗布層:PTFE樹脂分散コート剤を用いて形成
1次転写ローラ:EPDMゴムを外周に配置したローラ
2次転写ローラ:エピクロルヒドリンゴムを外周に配置したローラ
トナー :ポリエステル樹脂、シリカによって正極側に帯電、球形化処理
研磨剤として酸化チタンを含む
ブラシ毛 :導電性アクリル繊維
複数の導電性アクリル繊維を一体化処理
また、初期状態後(酸化チタンの層が転写面の全面に形成された後)、転写面の表面に形成された酸化チタン層は過剰に形成されず、一定の状態で維持された。ファーブラシを構成するブラシ毛の先端部における繊維がほぐれて、先端部が低剛性化することで、酸化チタン層が過剰に形成(過剰な白化)されることが抑制された。
実施例Aの条件に加え、中間転写ベルトの表面を下記条件とした。
中間転写ベルト:塗布層:転写面を凹凸形状に成型
観察の結果、実施例Aと同様に、初期状態から短時間で中間転写ベルトの転写面が白化すると共に、初期状態後におけるクリーニング性も維持された。
また、初期状態から短時間で中間転写ベルトにおける転写面の表面に酸化チタン層が均一に形成された(均一に白化した)。転写面の表面に均一に形成された複数の凹部(又は凸部)を基点として酸化チタンが転写ベルトの表面に固定されることで、初期状態から短時間で均一な酸化チタン層が形成された。
実施例Bの条件をベースに、中間転写ベルトの塗布層における条件を下記条件に変更した。
中間転写ベルト:塗布層:ウレタンアクリル系コート剤を用いて形成
観察の結果、実施例Aと同様に、初期状態から短時間で中間転写ベルトの転写面が白化すると共に、初期状態後におけるクリーニング性も維持された。
また、実施例Bと同様に、初期状態から短時間で中間転写ベルトの転写面が均一に白化した。
転写面の表面を構成する塗布層は、酸化チタンよりも低硬度であると共に、ブラシ毛に用いられるアクリル繊維より低硬度である。このため、酸化チタンが初期状態から短時間で転写面の塗布層に固定されるので、酸化チタン層は、早期に好適に形成された(白化した)。
また、ブラシ毛を構成するアクリル樹脂は、酸化チタンよりも低硬度である。このため、初期状態後において、ファーブラシの先端部が好適にほぐされるので、クリーニング性は維持された。
本実施形態によれば、中間転写ベルト7の転写面7A側であってメインクリーニング部材180の上流側に配置される補助クリーニング部材190は、初期状態において研磨剤及び/又は流動化剤からなる無機粉体を有している。
これにより、トナー画像が転写される前の転写面7Aに簡易に無機粉体を塗布することができる。また、これにより、用紙Tに転写された画像にすじ状の濃度ムラや抜けが生じることを抑制、良好な画像を得ることができる。
これにより、中間転写ベルト7の転写面7Aに手作業や専用の装置によって無機粉末を塗布する必要がなく、作業上の負担や製造コスト上の負担を軽減することができる。
これにより、初期状態から早期(短時間)に無機粉体の層が転写面に均一に形成されると共に、初期状態後においては、先端部を構成する複数の繊維が好適にほぐされて、過剰な無機粉体層の形成及びクリーニング性の低下が抑制される。
Claims (8)
- 表面に静電潜像が形成された1又は複数の像担持体と、
前記1又は複数の像担持体に形成された静電潜像にトナー画像を現像する1又は複数の現像器と、
環方向に回転可能な環状の中間転写ベルトであって、前記1又は複数の像担持体により形成されたトナー画像が1次転写される転写面を有する中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトの回転方向において前記1又は複数の像担持体の下流側に配置され、前記中間転写ベルトと前記転写面側に配置されたシート状の被転写材とを挟み込み前記1次転写されたトナー画像を前記被転写材に2次転写させる一対の2次転写ローラと、
前記中間転写ベルトの前記転写面側であって前記回転方向において前記2次転写ローラの下流側に配置され、前記転写面に付着した残存トナーを除去する清掃部材と、
前記中間転写ベルトの前記転写面側であって前記回転方向において前記清掃部材の上流側に配置され、前記転写面に付着した残存トナーに接触して該残存トナーの付着力を低減させる清掃補助部材であって、初期状態において1種又は2種以上の無機粉体を有する清掃補助部材と、を備え、
前記清掃部材は、前記中間転写ベルトに摺接する複数のブラシ毛を有するファーブラシを備え、
前記複数のブラシ毛それぞれは、複数の繊維が一体化されて形成される
画像形成装置。 - 前記中間転写ベルトにおける前記転写面には、複数の凹部及び/又は凸部が形成される
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記清掃補助部材は、初期状態において前記中間転写ベルトを回転させることで、前記転写面の表面に前記無機粉体を移行させて前記無機粉体の層を形成可能である
請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記中間転写ベルトは、前記転写面に形成された無機粉体の層であって、初期状態において前記中間転写ベルトを回転させることで前記清掃補助部材から移行した無機粉体により形成される無機粉体の層を有する
請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記無機粉体は、トナーに含まれる流動化剤及び/又は研磨剤である
請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記複数のブラシ毛それぞれは、先端部が回転状態における前記無機粉体の層を有する前記中間転写ベルトに摺接され、
前記先端部は、該先端部を構成する複数の繊維における一体化が解除され、該先端部とは異なる部分よりも剛性が低下すると共に、前記無機粉体の層を有する前記中間転写ベルトへの接触面積が初期状態における接触面積よりも大きくなるよう構成される
請求項1から5のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記ブラシ毛を構成する複数の繊維は、前記中間転写ベルトの表面を構成する材料より高硬度であると共に、前記無機粉体よりも低硬度である材料により構成される
請求項1から6のいずれかに記載の画像形成装置。 - 請求項1から7のいずれかに記載の画像形成装置における中間転写ベルトの前記転写面に無機粉体の層を形成する中間転写ベルトの表面処理方法であって、
初期状態において前記中間転写ベルトを所定時間だけ回転させることで、前記清掃補助部材が有する前記無機粉体を前記転写面の表面に移行させて前記無機粉体の層を形成する工程を備える中間転写ベルトの表面処理方法。
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