JP6939108B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、簡易な方法によりベルト走行を安定化させることが可能な装置を提供することをその目的とする。
四つの画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kは、粉体であり現像剤として、互いに異なる色のY、M、C、Kのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。つまり、四つの画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kは、画像形成装置本体としてのプリンタ本体100Aに対して着脱自在に設けられていて、交換可能とされている。
感光体2Y、2M、2C、2Kのトナー像Tは、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト31のおもて面31a上に一次転写されて担持される。
ドラムクリーニング装置3Y、3M、3C、3Kは、一次転写工程(後述する一次転写ニップ)を経た後の感光体2Y、2M、2C、2Kの表面に付着している転写残トナーを除去するものである。除電装置は、ドラムクリーニング装置3、3M、3C、3Kによってクリーニングされた後の感光体2、2M、2C、2Kの残留電荷を除電する周知のものである。感光体2Y、2M、2C、2Kの表面は、この除電によって初期化されて次の画像形成に備えられる。
転写ユニット30は、プリンタ本体100Aに対してユニットごと着脱自在(交換可能)とされている。転写ユニット30は、ベルト状の像担持体であり中間転写体でもある中間転写ベルト31の他に、駆動ローラ32、二次転写裏面ローラ33、クリーニングバックアップローラ34、四つの一次転写ローラ35Y、35M、35C、35K、転写前ローラ37などを備えている。
このようにしてYトナー像が一次転写された中間転写ベルト31は、その後、M、C、K用の一次転写ニップN1を順次通過する。そして、感光体2M、2C、2K上のM、C、Kトナー像が、Yトナー像上に順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト31上には四色重ね合わせトナー像が形成される。
なお、ここまでの画像形成工程では、4色フルカラー画像を形成することを前提として説明した。しかし、プリンタ100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの何れかの単色トナー像、あるいは前記カラーの内の少なくとも2色のトナーを用いたトナー像を形成して中間転写ベルト31に転写することも可能である。
二次転写ユニット41は、中間転写ベルト31のループ内側に配置した二次転写裏面ローラ33と二次転写ベルト406の間に中間転写ベルト31を挟み込み、中間転写ベルト31のおもて面31aと、二次転写ベルト406とが当接する転写部となる二次転写ニップN2を形成している。本実施形態では、二次転写裏面ローラ33に転写バイアス出力手段としての電源39により二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写裏面ローラ33と二次転写ベルト406との間に、マイナス極性に帯電しているトナーを二次転写裏面ローラ33側から二次転写ベルト406側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。
本実施形態では、この転写部となる二次転写ニップN2において中間転写ベルト31上のトナー像が記録材Pへ二次転写される。中間転写ベルト31は、搬送ベルトである二次転写ベルト406との間に二次転写ニップN2を形成する像担持体であり、感光体2Y、2M、2C、2K上のトナー像が一次転写される中間転写体でもある。なお、二次転写ベルト406に転写されるトナー像は、画像濃度測定用に用いるトナー像である。
図2は転写装置40の構成を示す外観斜視図、図3は転写装置40を軸線方向から見た外観図、図4は転写装置40の主要部の構成を説明する図である。図2の符号Wは、転写装置40の長手方向であり軸線方向である。転写装置40は、二次転写ユニット41と、複数のクリーニングユニットとして第1クリーニングユニット410と、第2クリーニングユニット420と、クリーニング部42を備えている。転写装置40は、二次転写ユニット41と第1クリーニングユニット410とが一体化され、クリーニング部42と第2クリーニングユニット420とが一体化されている。
第1クリーニングユニット410は、第2クリーニングユニット420よりも二次転写ベルト406の回転移動方向上流側に配置されている。第2クリーニングユニット420の上部には、上流側搬送ガイド部材46が二次転写ベルト406(二次転写ニップN2)よりも記録材搬送方向上流側に位置するように設けられている。転写装置40には、下流側搬送ガイド部材47が二次転写ベルト406(二次転写ニップN2)よりも記録材搬送方向下流側に位置するように設けられている。
二次転写ユニット41は、図4に示すように、複数の回転体に巻き掛けられたベルト部材としての二次転写ベルト406を備えている。本実施形態において、複数の回転体は、分離ローラ401と、従動ローラ402、第1ブレード対向ローラ及び張力付与部材を構成するテンションローラ403、第2ブレード対向ローラ404及び二次転写ローラ405とで構成されている。二次転写ベルト406は、これらローラの外周面に巻き掛けられてテンションローラ403によってベルト内側から外側に向かって張力が付与されている。二次転写ベルト406は、駆動ローラとしても機能する。すなわち、二次転写ローラ405は、図2、図3に示すように、その軸405Aの端部に設けられた歯車G1に、駆動源からの駆動力が伝達されることで、図中反時計周り方向に回転駆動され、二次転写ベルト406を図中反時計回り方向に回転移送する。
第1クリーニングユニット410は、クリーニング部材である第1クリーニングブレード411を備えている。第1クリーニングブレード411は、その一部である一端411aが二次転写ベルト406の表面406bにテンションローラ403と対向する位置で食い込むように当接している。第2クリーニングユニット420は、クリーニング部材である第2クリーニングブレード421を備えている。第2クリーニングブレード421は、その一部である一端421aが二次転写ベルト406の表面406bに第2ブレード対向ローラ404と対向する位置で食い込むように当接している。
回収部45には、第1クリーニングブレード411と二次転写ベルト406との当接部の下方に配置されていて、紙粉取りブラシ43で取られた紙粉や、第1クリーニングブレード411で掻きとられた転写残トナーが落下して堆積する空間部451を備えている。空間部451の内部には回収部材として廃トナー搬送スクリュ452が設けられていて、空間部451内に堆積した異物(紙粉・トナー)をプリンタ本体100Aに設けられている廃トナータンクへと搬送するように構成されている。
加圧台前側板491と加圧台後側板492の一端491a、492aには、軸線方向Wに延びる支持軸48がそれぞれ貫通して取り付けられて位置決めされている。支持軸48は、プリンタ本体100Aに配置された基部101A、101Bに、その両端48a、48bが回転自在に支持されることで、加圧台回転支点を構成している。本実施形態において、基部101A、101Bとは、プリンタ本体100Aに抜き差し可能に設けられた引き出しユニットのフレーム側板である。引き出しユニットは、2次転写ニップN2近傍でジャムした記録材Pを除去する際の作業性を考慮してプリンタ本体100Aに抜き差し可能に装備される周知の構成である。
支持軸48の端部である両端48a、48bを位置決めする部材は、引出しユニットの側板である基部101A、101Bに限定されるものではなく、例えば中間転写ユニット30の基部となる側板であってもよい。
コイルバネ51A、51Bは、加圧台前側板491と加圧台後側板492の他端491b、492bに一端がそれぞれ取り付けられていて、他端が例えば基部101A、101Bにそれぞれ取り付けられている。
加圧台前側板491の上面491cには、複数の支持部としての位置決め部495A,496Aが形成されている。加圧台後側板492の上面492cには、複数の支持部としての位置決め部495B,496Bが形成されている。位置決め部495Aと位置決め部495Bは互いに対向する位置に線対称に形成されている。位置決め部496Aと位置決め部496Bは互いに対向する位置に線対称に形成されている。
位置決め部495Aは、図8に示すように、上部が開放されていて、軸405Aの一方の端部405Aaに装着された玉軸受497Aを上面491cの上方から落とし込んで収納するポケット部として形成されている。位置決め部495Aは、玉軸受497Aの直径とほぼ同等の幅を有している。このため、玉軸受497Aは、位置決め部495Aに収納されることで軸線方向Wと記録材搬送方向bへの位置決めがなされる。
位置決め部496Aは、上面491cから下方に向かってくぼんだ凹部として形成されていて、分離ローラ401の軸401Aの一方の端部401Aaに装着された玉軸受498Aを上方から落とし込む凹部として形成されている。位置決め部496Aは、玉軸受498Aの直径よりも大きな幅を有している。このため、玉軸受498Aは、位置決め部496Aに収納されると、位置決め部496Aの底部496Aaに載置されるとともに、軸線方向Wと記録材搬送方向bと上下方向Zに対して移動可能に保持される。
位置決め部496Bは、上面491cから下方に向かってくぼんだ凹部として形成されていて、分離ローラ401の軸401Aの他方の端部401Abに装着された玉軸受498Bを上方から落とし込む凹部として形成されている。位置決め部496Bは、玉軸受497Bの直径よりも大きな幅を有している。このため、玉軸受498Bは、位置決め部496Bに収納されると、位置決め部496Bの底部496Baに載置されるとともに、軸線方向Wと記録材搬送方向bと上下方向Zに対して移動可能に保持される。
すなわち、本実施形態において、二次転写ユニット41を加圧フレーム49に装着する際に、軸405A側を遊びのない様に形成して主基準とし、軸401Aに遊びを持たせた従基準として位置決めを行っている。これは、主基準までにいろいろな部品があると、そのゆがみが蓄積されてしまい、バネ圧にばらつきが発生し易くなるため、部品の積み上げの少ない軸405Aを主基準としている。
このため、二次転写ユニット41を加圧フレーム49に装着した際のニップ圧の偏差の割合が、加圧力を高めていないタイプと同等であっても、絶対値の差としては大きくなってしまい、ベルト寄り速度が大きくなる傾向となる。なお、弾性を有するベルト部材を使わずに加圧力を高くしない場合でも、二次転写ユニット41を加圧フレーム49に装着する場合には、組み付け誤差などによってベルト寄り速度に変動が生じることがある。
図11によると、圧偏差が大きくなればなるほど、寄り速度は大きくなり、0.4を超えると乗り上げが発生することが確認された。なお、図11は、圧偏差以外の偏差を全て0とした場合のグラフである。例えば二次転写ベルト406に当接する第1クリーニングブレード411や第2クリーニングブレード421の圧偏差や、各ローラの前後位置偏差などは考慮していない。
従基準位置を0.4mm上下にずらすと寄り速度が0.4を超えてしまい乗り上げが発生した。寄り速度にプラスとマイナスがあるのは、プラスが後寄りの場合、マイナスが前寄りの場合である。
このように二次転写圧偏差割合に制限を加えた場合、従基準位置の変更による寄り速度を上下に0.2μm/mm以下とするように従基準位置である軸401Aの端部401Aaを調整すると、乗り上げの発生がしなくなる。つまり、従基準位置を調整することで寄り速度を小さくすることができる。
調整板602は、一端602a側に段差部605が形成されている。段差部605の底部605aは、調整板602を水平状態で固定した場合、位置決め部496Aの水平な底部496Aaと平行になるように形成されている。この水平状態を調整板602の基準位置とする。そして、調整板602を回動させて底部605aが位置決め部496Aの底部496Aaよりも持ち上げる矢印D1方向が図13の+方向であり、調整板602を回動させて底部605aが位置決め部496Aの底部496Aaよりも下がる矢印D2示す方向が図13の−方向である。
調整板602が水平状態で寄り速度が0.2μm/mmを超える場合には、作業者は寄り速度を低下させるべく、調整操作を行なう。固定ネジ603,604を緩めて、例えば調整板602をD1方向に0.1mm移動して固定ネジ603,604を締め込んで固定する。そして、この時の寄り速度を測定し0.2μm/mm以下になればそこで調整操作を終える。0.1mm移動しても寄り速度が改善されない場合には、矢印D1方向に調整板602をさらに0.1mm移動したのち、寄り速度を計測する。ここで、寄り速度の値が+の方向に大きくなる傾向の場合には、調整板602を水平状態(初期位置)に対して矢印D2方向に0.1mm移動して固定ネジ603,604を締め込んで固定する。そして、この時の寄り速度を測定し0.2μm/mm以下になればそこで調整操作を終える。
本実施形態のように、ベルト装置が二次転写ベルト406を備えた転写装置40の場合において、二次転写ベルト406が安定して回転することは二次転写ニップN2を通過する記録材Pの搬送の安定性や、中間転写ベルト31に転写されたトナー像の安定した転写と搬送につながる。このため、良好な転写性、すなわち、記録材Pへの調整部600は、プリンタ本体100Aの前面側に配置されているので、プリンタ本体100Aにユニットをセットした状態で、寄り速度を確認しながら簡易に位置調整が可能であり、作業性がよく、また精度も出し易いという効果がある。ベルト走行を安定化させるための調整方法としては、互いに大きさの異なる複数の玉軸受498Aを用意して、ベルト走行が最も安定する玉軸受を選ぶ方法も考えられる。しかし、この場合、複数の玉軸受を軸401Aに対して取り付けたり取外したりする必要があり、調整方法は煩雑になる。また、ベルト走行を安定化させるための別の調整方法としては、切削器具などを用いて位置決め部496Aを少しずつ削っていき、ベルト走行が最も安定したときに切削を終了する方法も考えられる。しかし、この場合も、調整作業は煩雑になる。本実施形態によれば、玉軸受498Aの位置を調整する調整部600を備えるので、上述したような煩雑な作業を要することなく、簡易な方法で位置調整をおこなうことができる。
調整部600の調整板602によって従基準位置となる分離ローラ401の軸部401Aの一方の端部401Aaを移動させるということは、2次転写ユニット41に対して、他のユニットやフレームから位置決めされている、部材との位置精度が低下する場合が想定される。本実施形態においては、この濃度センサ701と二次転写ベルト406の位置関係がこれに相当する。
センサブラケット702の他端702bには、軸部402Aと当接(圧接)する突き当て部704A、704Bが図17、図18に示すように軸線方向Wに間隔を空けて形成されている。突き当て部704Aは図17に示すように軸部402Aの一方の端部702Aaに突き当てられ、突き当て部704Bは図18に示すように軸部402Aの他方の端部702Abに突き当てられている。つまり、突き当て部704A、704Bと軸部402Aとの突き当て箇所が従基準とされている。
このように濃度センサ701を設けたセンサブラケット702を従動ローラ402の軸部402Aに突き当てて位置決めするので、調整部600で軸401Aの端部401Aa側の位置調整を行った場合でも濃度センサ701と従動ローラ402の位置精度を保つ効果がある。このことは検知精度の安定化につながる。また、支持軸48を支点として回動するセンサブラケット702は、ねじりコイルバネ703によって軸部402Aに向かって付勢されているので、センサ組み付け時にいちいち持ち上げる必要が無く、作業性の向上を図れる。
なお、濃度センサ701は、二次転写ベルト406の表面であって従動ローラ402に支持されない位置に対向して配置されていてもよい。この場合も、濃度センサ701を支持するセンサブラケット702を二次転写ユニット41に対して位置決めすることにより、濃度センサ701と従動ローラ402の位置精度を保つ効果がある。
なお、濃度センサ701に加えて又は換えて、画像の位置ずれ補正用のトナー像(トナーパターン)を検知するための位置検知センサ(検知手段)を備えてもよい。画像形成装置内に設けられたコントローラ200は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック各色のトナーパターンの位置検知センサによる検知結果に基づいて、感光体2Y,2M,2C,2K上に形成するトナー像の位置および形成タイミングを調整する。従動ローラ402に巻き掛けられている二次転写ベルト406の部分で、位置ずれ補正用のトナーパターンを検知することで、検知精度の安定化を図ることができる。また、位置検知センサを支持するセンサブラケット702をベルトユニット41に対して位置決めすることにより、位置検知センサと従動ローラ402の位置精度を保つ効果がある。
図19から図27を用いて本発明の別な実施形態について説明する。
上述の実施形態では、ブラケット支持部材は軸としての支持軸48であり、加圧フレーム49とセンサブラケット702を、支持軸48を中心に同軸上に配置して回動可能に支持した構成としたが、本実施形態では、センサブラケットと加圧フレーム49とは、個別に設けた支点軸で回転可能に支持している。つまり、上述の実施形態では、二次転写ベルト406の寄り速度を加圧フレーム49の支点となる支持軸48に対して調整するようにしたが、本実施形態では、二次転写ベルト406(二次転写ユニット41)に対してセンサブラケットの支点位置と寄り速度の双方を調整可能としている。
本実施形態において、二次転写ユニット41と加圧フレーム49の構成は、上述の実施形態と同様であるが、センサブラケットと調整部の構成が異なっている。このため、この相違している部分を中心に、本実施形態の特徴部分について説明する。
調整板602Aは、その上部602Abに凹部605Aが形成されている。凹部605Aの底部605Aaは、調整板602Aを図25に示すように、水平状態で固定した場合に水平になるように形成されている。この水平状態を調整板602Aの基準位置とする。そして、図26に示すように、調整板602Aを矢印D3方向に回動させると、図13の+方向への移動となり、図27に示すように、調整板602Aを回動させて矢印D4方向に回動させると、図13の−方向への移動となる。図中符号611は、調整板602Aの回動方向への移動をガイドするガイドピンである。ガイドピン611は加圧台前側板491に設けられている。
調整板602Aの他端602Acには、調整板602Aの移動量を表す移動量表示部620が設けられている。移動量表示部620は、加圧台前側板491に上下方向に目盛りが等間隔で表示された計測部620Aと、調整板602Aの他端602Acに矢印マークとして設けられた指示部620Bを備えていて、調整板602Aの回動時の移動量を目視で確認できるように構成されている。
上記実施形態では、ベルト装置としてカラー画像形成を行う画像形成装置の二次転写ベルト方式の転写装置40に適用した例を用いて説明したが、ベルト装置の適用は転写装置40に限定されるものではない。例えば、モノクロ画像を形成する画像形成装置に転写装置であって、像担持体と、像担持体に当接して両者の間に転写部を構成し、転写部に記録材を搬送してトナー像を直接記録材に転写する直接転写方式の転写装置に適用することもできる。
例えば、以下のような構成の転写装置及び画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
(1)フランジ部材を備え、フランジ部材にベルトの端面を押し当てて寄りを規制する構成を備えた転写装置及び画像形成装置。この構成では、ベルトの寄り速度が速すぎるとベルトが幅方向による力が強いことにより、ベルトが破損するおそれがある。
(2)ベルトの寄りを光学センサ等により検知し、検知結果にもとづいてベルトを支持するローラを傾け、ベルトの寄りを矯正する構成(いわゆるステアリングコントロール)を備えた転写装置及び画像形成装置。この構成では、ベルトの寄り速度が速すぎるとセンサによる寄りの検知が間に合わなかったり、ローラを傾けてもベルトの寄りを矯正しきれないおそれがある。
(3)ベルトの端部に突き当たるフランジ部材を備え、フランジ部材はベルトの幅方向の寄りに応じてベルト幅方向に移動可能であって、フランジ部材の移動に連動してベルトを支持するローラが傾くようにし、該ローラが傾くことにより、ベルトの幅方向の寄りを矯正する構成を備えた転写装置及び画像形成装置。この構成では、ベルトの寄り速度が速すぎるとベルトが幅方向による力が強いことにより、ベルトが破損するおそれがある。また、ローラが傾いてもベルトの寄りを矯正しきれないおそれがある。
このような(1)〜(3)に記載した装置構成のものに本発明を適用することで、ベルト走行を安定化せることが可能な転写装置及び画像形成装置として提供することができる。さらに、(1)〜(3)に記載した装置構成特有の課題を解決することができる。
例えば、画像形成装置としては、プリンタではなく、複写機、ファクシミリ単体、あるいは、複写機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナのうちの少なくとも2つの機能を備えた複合機であってもよい。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
31 加圧対象、転写部材(中間転写体)
30 転写ユニット
40 ベルト装置
41 ベルトユニット
48 ブラケット支持部材、軸
49 フレーム
50 加圧機構
100 画像形成装置
401〜405 複数の回転体
406 ベルト部材、二次転写部材
480 ブラケット支持部材、軸
491 加圧台前側板
495A 1つの支持部
495A、495B 複数の支持部
496A、496B 複数の支持部
600、600A 調整部
602、602A 調整板
701 検知手段
702、802 ブラケット
c 所定の方向
N1 転写ニップ
N2 二次転写ニップ
W 軸線方向
Claims (8)
- 複数の回転体と、前記複数の回転体に巻き掛けられたベルト部材と、を有するベルトユニットと、
前記ベルトユニットを複数の支持部で支持するフレームと、
前記フレームに支持された前記ベルトユニットを所定の方向へ付勢する加圧機構と、
前記複数の支持部のうちの少なくとも1つの前記支持部の位置を調整する調整部と、を有するベルト装置を具備し、
像担持体と、
前記像担持体との間に形成される転写ニップで前記像担持体上のトナー像が転写される転写部材と、を備え、
前記転写部材が前記ベルト部材である画像形成装置であって、
前記トナー像を検知する検知手段と、
前記検知手段が設けられたブラケットと、を有し、
前記ブラケットが、前記ベルトユニットに位置決めされており、
前記ブラケットを支持するブラケット支持部材を有し、
前記調整部は、少なくとも1つの前記支持部の位置と、前記ブラケット支持部材の位置を調整可能である画像形成装置。 - 複数の回転体と、前記複数の回転体に巻き掛けられたベルト部材と、を有するベルトユニットと、
前記ベルトユニットを複数の支持部で支持するフレームと、
前記フレームに支持された前記ベルトユニットを所定の方向へ付勢する加圧機構と、
前記フレームに対して前記ベルトユニットの捻れを調整する調整部と、を有するベルト装置を具備し、
像担持体と、
前記像担持体との間に形成される転写ニップで前記像担持体上のトナー像が転写される転写部材と、を備え、
前記転写部材が前記ベルト部材である画像形成装置であって、
前記トナー像を検知する検知手段と、
前記検知手段が設けられたブラケットと、を有し、
前記ブラケットが、前記ベルトユニットに位置決めされており、
前記ブラケットを支持するブラケット支持部材を有し、
前記調整部は、少なくとも1つの前記支持部の位置と、前記ブラケット支持部材の位置を調整可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記複数の支持部は、主基準と従基準を有し、
前記調整部は、前記従基準における装置手前側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体は中間転写体であって、
前記転写部材は二次転写部材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。 - 前記検知手段は、前記複数の回転体のうちの一つの前記回転体に対して、前記ベルト部材を介して対向する位置に配置され、
前記ブラケットは前記一つの前記回転体の軸に位置決めされていることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記ブラケット支持部材は軸であり、
前記ブラケットは、前記軸を中心に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記軸は、前記ベルトユニットを支持する前記フレームに取り付けられていることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記フレームは、前記軸と異なる位置で回転可能に支持されていることを特徴とする請求項6または7に記載の画像形成装置。
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