JP6515599B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
実施形態及び変形例等に亘り、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、一度説明した後では適宜、同一符号を付すに留めて、説明を省略する。
図1に示すように、本発明に係る画像形成装置の一例である中間転写型の画像形成装置1は、タンデム型間接転写方式の電子写真装置であるカラー複写装置を成している。画像形成装置1は、トナー像を形成するプリンタ部100と、プリンタ部100を載置する給紙テーブル200と、プリンタ部100上に搭載されたスキャナ部300と、スキャナ部300上に搭載された原稿自動搬送装置であるADF400とを有している。
中間転写ベルト21の二次転写ニップNよりもX方向の上流側に、記録媒体である記録材としての記録シートを二次転写ニップNの入口へ向けて案内するガイド板51が配設されている。
回転ブラシ53は、ステアリン酸亜鉛塊などの固形潤滑剤531と二次転写ローラ30との両方に接触して回転駆動することで、固形潤滑剤531から掻き取って得た潤滑剤粉末を二次転写ローラ30に塗布する。二次転写ローラ30の回転方向において、二次転写ニップNの下流でクリーニングブレード52の上流の部位には、紙粉を取り除くための紙粉除去ブラシ54が当接するように配置されている。
この光書込ユニット15がC、M、Y、K用のレーザ書込光を出射して、感光体ドラム2C、2M、2Y、2Kを光走査する。
この光走査により、感光体ドラム2C、2M、2Y、2Kの表面に静電潜像が形成され、静電潜像は所定の現像プロセスを経てC、M、Y、Kの各色のトナー像を形成する。
このようにレジストローラ対95は、上給紙路99内又は手差し給紙路97内を搬送されてくる記録シートを挟み込んだ後、所定のタイミングで二次転写ニップNに向けて送り込む。
読取センサ302及び同センサの信号処理機能を有する信号処理回路(付設される)によって原稿内容が読み取られ、画像情報として一旦記憶された後、順次、プリンタ部100へ送られる。
現像処理によって感光体ドラム2C、2M、2Y、2Kの表面上に形成されたC、M、Y、Kの各色のトナー像が、C、M、Y、K用の一次転写ニップで順次重ね合わせて中間転写ベルト21上に一次転写されて、4色重ね合わせたフルカラーのトナー像になる。
シート反転装置77に送られた記録シートは上下反転された後、再びレジストローラ対95に戻される。更に、二次転写ニップNへ送り込まれて他方の面にフルカラーのトナー像が二次転写され、再び定着装置71を経由してトナー像を定着され、排紙トレイ75上にスタックされる。
電源81は、直流電源811と交流電源812とを有し、両者は直列に接続される。電源81は、二次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳せしめた重畳バイアスを芯金241に出力可能であって二次転写ニップNに印加可能な構成とされている。
ヒータ87は、中間転写ベルト21のループの内部に設けられ、二次転写対向ローラ24の近傍に配置され、ループの内部域を無駄なく利用できる。ヒータ87はヒータ駆動用の電源としての交流のヒータ電源84にリレー861を介して接続されている。
ヒータ87はニクロム線ヒータであり、定格電圧200V、ワット数9Wのものであるが、これに限定されない。
ヒータ87はフレキシブルな面状発熱体であり、厚さ0.05mmのアルミ箔を用い、発熱体872であるシリコンゴム絶縁発熱体を両面から覆うようにして一体的に形成されている。ヒータ87の表面温度の上昇値は80℃±20℃である。符号873は差し込みスイッチを示す。
ヒータ駆動手段600bは、図4に示す制御部60の機能の一つであり、二次転写ニップNでトナー像を記録シートへ転写する時点で、リレー861が接続切換えされ、ヒータ87を動作させる。
電源81は、二次転写ニップN内に挟み込んだ記録シートに対して中間転写ベルト21上のトナー像を転写するための電圧(以下「二次転写バイアス」と記す)を出力して芯金241に印加する電源回路を備えている。
なお、二次転写対向ローラ24と二次転写ローラ30とでは二次転写対向ローラ24の方が抵抗値が高くなっている。
制御部60により決定された二次転写バイアスを用いて、二次転写ニップN内に挟み込んだ記録シートに対して中間転写ベルト21上のトナー像が二次転写される。
二次転写を行う際に、ヒータ駆動手段600bでヒータ87を駆動して、二次転写対向ローラ24を加熱し、抵抗値を低減しておくことで、X方向における二次転写ニップN直前で放電が発生することが防止または抑制される。よって、二次転写のときに転写チリが生じて中間転写ベルト21上または記録シート上のトナー像が劣化することが防止または抑制され、画像劣化が防止または抑制される。
このように、重畳バイアスを用いてトナー像を記録シートに転写する時は、ヒータ87の出力を大きくして、二次転写対向ローラ24を加熱して低抵抗化を図ることで、ピーク間電圧Vppおよび平均電圧Vave(Voff)を抑える。これにより、ピーク値Vtを抑えることで、中間転写ベルト21と記録シート表面の凹部との間に形成される微小空隙等での放電発生を抑え、トナー像劣化による画像劣化を防止する。このように、ヒータ87は抵抗調整手段として機能する。
制御部60が、転写チリが発生し易い低温時に、ヒータ87を加熱作動させて二次転写対向ローラ24の抵抗値を低減させ、高温時にヒータ87をオフするので、ヒータ87の無駄な作動を防止する。
操作者は、タッチパネルの画面に表示された紙種から、印刷に用いる紙種を選択可能であるため、オペレータパネル69は、紙種を選択する選択手段89(図4)として機能する。紙種が選択されると、オペレータパネル69は選択された紙種情報を制御部60へ送信する。
オペレータパネル69は、制御部60から送られてくる制御信号に基づいて、タッチパネルに画像を表示することもできる。
電源81では、二次転写バイアスの交流成分における電圧の時間平均値(Vave)が転写側であることを必須としている。それを実現するために、二次転写バイアスの直流成分の値であるオフセット電圧Voffを転写側に設定し、これに交流成分を重畳し、二次転写バイアスの時間平均値(Vave)を転写側にオフセット電圧値Voffだけずらしている。
このようにして得られた二次転写バイアスの時間平均値(Vave)とは電圧の時間平均値であり、これは電圧波形の1周期にわたる積分値を、1周期の長さで割った値である。また、オフセット電圧値Voffと電圧の時間平均値Vaveとの関係を示す値として、各周期における交流波形全体に占める時間平均値Vaveとオフセット電圧値Voffの面積の割合を、例えば、戻し時間B[%]とする。
画像形成中において、制御部60の指示で、一次転写時期に一次転写電源(一次転写バイアス電源)62が駆動される。更に、二次転写時期において二次転写電源(二次転写バイアス電源)である電源81が駆動される。
制御部60は、重畳バイアス信号をオンさせ、これに応じてバイアス制御手段600aが電源81を重畳バイアスを二次転写ニップNに印加するよう駆動する。同時に、制御部60がヒータ駆動信号のオンを決定した場合には、ヒータ駆動信号に応じてヒータ駆動手段600bがヒータ87を駆動する。
放電し易い環境下ではすでに二次転写対向ローラ24が加熱され、抵抗値が低減されているため、二次転写時の、X方向における二次転写ニップN直前の二次転写対向ローラ24表面からの放電の発生が防止または抑制され、転写チリが防止または抑制される。なお、環境温度の高温時は、二次転写対向ローラ24の抵抗がもともと低いので、ヒータ87を非作動に保持し、無駄な出力を防止する。
図5に示す変形例では、第1の転写部材としての二次転写ローラ30に電源81を接続し、第2の転写部材としての二次転写対向ローラ24を接地した構成を採る。ヒータ87は二次転写ローラ30に対向して配置されている。
本変形例でも図2に示した構成と同様の作用効果が得られ、またヒータ87が、中間転写ベルト21のループ外に配置されているので、ループ内を簡素化できる。ただし、ヒータ87は二次転写対向ローラ24に対向して配置してもよい。
本変形例でも、図2に示した構成と同様の作用効果が得られ、また、直流電源811と交流電源812とが分散して接続されているので、レイアウトが容易化される。
ヒータ87は実線で示すように、二次転写対向ローラ24に対向して、配置してもよいし、二点鎖線で示すように、二次転写ローラ30に対向して配置してもよい。
電源81における直流電源811と交流電源812との分散した接続の態様及び接地の態様は、図7に示すように、図6に示した状態と逆であってもよい。図7に示す変形例ではヒータ87の配置の態様についても図6に示した構成と逆になっている。
本変形例において、制御部60は、電源81を制御して直流バイアスと重畳バイアスとの一方を選択して出力するバイアス制御手段601aと、ヒータ87を低温時に駆動して動作させるヒータ駆動手段600bとしての制御機能部を備える。
切り換えスイッチ88はバイアス制御手段601aによって切り換え制御される。
切換え制御はオペレータパネル69のタッチパネルからの入力に基づいて行われる。
ヒータ87は実線で示すように、二次転写対向ローラ24に対向して、配置してもよいし、二点鎖線で示すように、二次転写ローラ30に対向して配置してもよい。
ただし、制御部60は、重畳バイアスの印加時にヒータ87をオンするとき、ヒータ87の出力を9Wとし、直流バイアスを印加するときヒータ87の出力を9Wよりも小さく、たとえば3Wとするように、ヒータ87の出力を制御してもよい。
ヒータ87の出力の制御は、ヒータ87を複数設け、制御部60がヒータ87を選択して駆動することで、行ってもよい。
例えば、重畳バイアス印加時に出力をオンするヒータ87の数を、直流バイアス印加時に出力をオンするヒータ87の数よりも多くするように、複数のヒータ87の出力を制御する。
二次転写ニップN直前での放電発生を抑え画像劣化を防止することを優先するか、消費電力の抑制を優先するか、を操作者が容易に選択可能である。
図10(a)に示す変形例では二次転写対向ローラ24が電源81を介して接地された第1の転写部材、二次転写ローラ30が可変抵抗器40を介して接地された第2の転写部材である。図10(b)に示す変形例では二次転写ローラ30が電源81を介して接地された第1の転写部材、二次転写対向ローラ24が可変抵抗器40を介して接地された第2の転写部材である。
制御部60は、図11に示すように、電源81を制御して重畳バイアスを出力するバイアス制御手段600aと、可変抵抗器40の抵抗を制御する抵抗制御手段600cとを有する制御機能部を備えている。電源81は定電流回路を成すよう形成される。
抵抗制御手段600cは図4に示したヒータ駆動手段600bに代わる構成として備えられている。
例えば、図1に示すような各作像ユニット1C、1M、1Y、1Kにおける、それぞれの像担持体としての感光体ドラム2C、2M、2Y、2Kを第1の転写部材とする。この第1の転写部材と中間転写ベルト21を介して下方に位置する一次転写ローラ25C、25M、25Y、25Kを第2の転写部材とする。この場合、第2の転写部材側に重畳バイアスを印加し、感光体ドラム2C、2M、2Y、2K上のトナー像を中間転写ベルト21に転写する転写電界を形成する。
この際、一次転写ニップ近傍を加熱する、ヒータ87と同等のヒータを一次転写ローラ25C、25M、25Y、25Kに対してそれぞれ設け、ヒータ87と同様に動作させる。感光体ドラム2C、2M、2Y、2Kは像担持体であると同時に第1または第2の転写部材を構成する。
例えば、第1、第2の転写部材、電源、可変抵抗器の接地は必須ではない。電源は定電流回路ではなく、定電圧回路を備えてもよい。抵抗調整手段はヒータと可変抵抗器とを同時に備えていてもよい。
その他、本発明を適用する画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ、これら複数の機構を備えた複合機であってもよい。更に、モノクロプリンタなどのモノクロ画像形成装置に本発明を適用してもよい。
本発明に係る画像形成装置は、電気回路形成に用いられる画像形成装置、バイオテクノロジー分野において、所定の画像を形成するのに用いられる画像形成装置であってもよい。
2C、2M、2Y、2K 像担持体、第1の転写部材、第2の転写部材
21 像担持体、中間転写ベルト
24 第1の転写部材(二次転写対向ローラ)、第2の転写部材
30 第2の転写部材(二次転写ローラ)、第1の転写部材
40 可変抵抗器、抵抗調整手段
60 制御部、抵抗制御手段
68 温湿度を検知する検知手段(温湿度検知手段)
69 印加電圧選択手段
81 電源
861 リレー
87 ヒータ、抵抗調整手段
89 選択手段
600a、601a バイアス制御手段
600b ヒータ駆動手段(抵抗制御手段)
600c 抵抗制御手段
N 転写ニップ、二次転写ニップ
Claims (18)
- 互いの間に像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写ニップを形成する第1、第2の転写部材と、
直流成分と交流成分とが重畳された重畳バイアスと、直流成分のみからなる直流バイアスと、を前記転写ニップに印加可能な電源と、
前記第1、第2の転写部材の少なくとも一方を加熱する熱を発生するヒータと、
前記重畳バイアスによって前記転写ニップで前記トナー像を前記記録材へ転写する際に、前記ヒータを動作させるヒータ駆動手段と、を有し、
前記重畳バイアスによって前記転写ニップで前記像担持体上のトナー像を前記記録材へ転写する際の前記ヒータの出力を、前記直流バイアスによって前記転写ニップで前記像担持体上のトナー像を前記記録材へ転写する際の前記ヒータの出力よりも大きくすることを特徴とする画像形成装置。 - 前記直流バイアスによって前記転写ニップで前記像担持体上のトナー像を前記記録材へ転写する際に、前記ヒータの出力をオフすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 像担持体である中間転写ベルトに当接して転写ニップを形成する第1、第2の転写部材と、
前記中間転写ベルト上のトナー像を前記転写ニップで記録材へ転写するために、直流成分のみからなる直流バイアスと、直流成分と交流成分とが重畳された重畳バイアスとの一方を前記転写ニップに印加する電源と、
前記転写ニップ近傍に設けられて熱を発生するヒータと、
紙種を選択する選択手段と、
前記電源を制御して前記直流バイアスと前記重畳バイアスとの一方を選択して出力するバイアス制御手段と、
前記ヒータを制御して該ヒータを動作させるヒータ駆動手段と、を有し、
前記選択手段によって選択された紙種が所定の種類の紙種である場合に、前記バイアス制御手段により前記電源を制御して前記重畳バイアスを出力するとともに前記ヒータ駆動手段により前記ヒータを駆動し、
前記選択手段によって選択された紙種が前記所定の種類以外の紙種である場合に、前記バイアス制御手段により前記電源を制御して直流バイアスを出力するとともに前記ヒータ駆動手段により前記ヒータの出力をオフすることを特徴とする画像形成装置。 - 前記所定の種類の紙種は凹凸紙であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記選択手段に代えて、前記バイアス制御手段に対し、前記電源に前記重畳バイアスと前記直流バイアスとのいずれを印加させるかを指示する印加電圧選択手段を備えたことを特徴とする請求項3または4に記載の画像形成装置。
- 前記重畳バイアスによって前記転写ニップで前記像担持体上のトナー像を前記記録材へ転写する際の前記ヒータの出力を、前記直流バイアスによって前記転写ニップで前記像担持体上のトナー像を前記記録材へ転写する際の前記ヒータの出力よりも大きくすることを特徴とする請求項3〜5のいずれか一つに記載の画像形成装置。
- 前記直流バイアスによって前記転写ニップで前記像担持体上のトナー像を前記記録材へ転写する際に、前記ヒータの出力をオフすることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
- 前記ヒータは、前記転写ニップの近傍または前記像担持体の内部に設けられることを特徴とする請求項1〜7の何れか1つに記載の画像形成装置。
- 前記ヒータの駆動回路は前記電源にリレーを介して接続され、前記リレーはトナー像を前記記録材へ転写する時点で抵抗制御手段により接続切り換えされることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の画像形成装置。
- 温湿度を検知する検知手段を備え、前記検知手段の検知結果に基づいて前記ヒータの動作を制御することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の画像形成装置。
- 前記第1、第2の転写部材のいずれか一方の転写部材が像担持体であって、
いずれか他方の転写部材に前記重畳バイアスを印加可能な前記電源と、前記他方の転写部材を加熱する熱を発生する前記ヒータを設けたものであって、
前記重畳バイアスによって前記転写ニップで前記一方の転写部材上のトナー像を前記記録材へ転写することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の画像形成装置。 - 互いの間に像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写ニップを形成する第1、第2の転写部材と、
直流成分と交流成分とが重畳された重畳バイアスを前記第1の転写部材に印加可能な電源と、
前記第2の転写部材に接続された可変抵抗器と、
前記重畳バイアスによって前記転写ニップで前記トナー像を前記記録材へ転写する際に、前記可変抵抗器の抵抗を制御する抵抗制御手段と、を有し、
前記電源は、直流成分のみからなる直流バイアスを出力可能であって、
前記重畳バイアスによって前記転写ニップで前記像担持体上のトナー像を前記記録材へ転写する際の前記可変抵抗器の抵抗を、前記直流バイアスによって前記転写ニップで前記像担持体上のトナー像を前記記録材へ転写する際の前記可変抵抗器の抵抗より小さくすることを特徴とする画像形成装置。 - 前記像担持体は中間転写ベルトであって、
前記第1、第2の転写部材の一方は前記転写ニップにおいて前記中間転写ベルトの外側に当接する二次転写ローラであって、
前記第1、第2の転写部材の他方は前記転写ニップにおいて前記中間転写ベルトの内側に当接する二次転写対向ローラであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の画像形成装置。 - 請求項13記載の画像形成装置であって、前記ヒータを有する画像形成装置において、
前記ヒータは、前記二次転写ローラと前記二次転写対向ローラとのうちで抵抗が高い方のローラに近い位置に配置されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項13記載の画像形成装置であって、前記ヒータを有する画像形成装置において、
前記電源は、前記二次転写ローラと前記二次転写対向ローラのうちの一方のローラに前記重畳バイアスを出力可能であり、他方のローラが接地され、
前記ヒータは、前記一方のローラに近い位置に配置されることを特徴とする画像形成装置。 - 互いの間に像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写ニップを形成する第1、第2の転写部材と、
直流成分と交流成分とが重畳された重畳バイアスを前記転写ニップに印加可能な電源と、
前記第1、第2の転写部材の少なくとも一方を加熱する熱を発生するヒータと、
前記重畳バイアスによって前記転写ニップで前記トナー像を前記記録材へ転写する際に、前記ヒータを動作させるヒータ駆動手段と、を有する画像形成装置であって、
前記第1、第2の転写部材のいずれか一方の転写部材が像担持体であって、
いずれか他方の転写部材に前記重畳バイアスを印加可能な前記電源と、前記他方の転写部材を加熱する熱を発生する前記ヒータを設けたものであって、
前記重畳バイアスによって前記転写ニップで前記一方の転写部材上のトナー像を前記記録材へ転写することを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体である中間転写ベルトに当接して転写ニップを形成する第1、第2の転写部材と、
前記中間転写ベルト上のトナー像を前記転写ニップで記録材へ転写するために、直流成分のみからなる直流バイアスと、直流成分と交流成分とが重畳された重畳バイアスとの一方を前記転写ニップに印加する電源と、
前記転写ニップ近傍に設けられて熱を発生するヒータと、
紙種を選択する選択手段と、
前記電源を制御して前記直流バイアスと前記重畳バイアスとの一方を選択して出力するバイアス制御手段と、
前記ヒータを制御して該ヒータを動作させるヒータ駆動手段と、を有し、
前記選択手段によって選択された紙種が所定の種類の紙種である場合に、前記バイアス制御手段により前記電源を制御して前記重畳バイアスを出力するとともに前記ヒータ駆動手段により前記ヒータを駆動することを特徴とする画像形成装置であって、
いずれか他方の転写部材に前記重畳バイアスを印加可能な前記電源と、前記他方の転写部材を加熱する熱を発生する前記ヒータを設けたものであって、
前記重畳バイアスによって前記転写ニップで前記一方の転写部材上のトナー像を前記記録材へ転写することを特徴とする画像形成装置。 - 前記像担持体はトナー像が担持される中間転写体であって、前記転写ニップが二次転写ニップであることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一つに記載の画像形成装置。
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