JP3769973B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録材の表裏両面に画像形成を行うことができる電子写真方式、静電記録方式等の画像形成装置に関し、例えば転写ベルト等の無端状の記録材搬送手段を有するタンデム式のカラー複写機やカラープリンタ等に好適に採用できる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4に示すように、タンデム式のカラー複写機等においては、給紙カセット101a〜101d内から給紙部101によって給送された記録材を、タイミングローラ161によって無端環状の転写ベルト(記録材搬送手段)105に給送し、その記録材を転写ベルト105により担持して搬送させつつ、記録材に画像形成手段106によって画像を形成し、そしてその記録材を転写ベルト105から搬出させてソータ等の記録材排出部103に排出するようにしている。
【0003】
このような複写機においては、記録材の両面に画像を形成できるように、記録材を反転するための反転手段109が設けられるものがあり、両面コピーを行う場合には、一面に画像が形成されて転写ベルト105から搬出された記録材を、上記反転手段109によって反転させて、循環経路110を介して給紙側に戻し、再度タイミングローラ161により転写ベルト105に給送し、その記録材の裏面に画像を形成するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のカラー複写機においては、両面コピーを行うにあたって、一面に画像を形成して転写ベルト105から搬出された記録材を、循環経路110によって、給紙側に戻すようにしているため、別途、循環経路110を装備させる必要があり、その分、装置の大型化及び構造の複雑化を来たし、コストの増大を招くという問題があった。
【0005】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、記録材の両面に確実に画像を形成できることはもちろん、装置の小型化及び構造の簡素化を図ることができ、コストの削減を図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、第1及び第2の位置を有し、無端状に形成されて循環駆動するとともに、記録材を担持搬送する記録材搬送手段と、前記記録材搬送手段の第1の位置から第2の位置の間に対向して設けられ、前記記録材搬送手段によって前記第1の位置から第2の位置に向けて搬送される記録材に画像を形成する画像形成手段と、所定位置に配置された記録材を、前記記録材搬送手段の第1の位置の上流に給送する第1の給送手段と、前記記録材搬送手段の第2の位置の下流から搬出された記録材を、反転させる反転手段と、前記反転手段によって反転された記録材を、前記記録材搬送手段の循環方向の第2の位置の下流に給送する第2の給送手段とを備える画像形成装置を要旨としている。
【0007】
この発明の画像形成装置においては、一面に画像を形成した記録材を、無端状の記録材搬送手段における画像形成領域下流側端部の第2の位置の下流に給送し、記録材搬送手段によって画像形成領域に搬送して他面に画像を形成することができる。従って、一面に画像を形成した記録材を、記録材搬送手段における画像形成領域上流側端部の第1の位置に戻すための循環経路等を、別途設ける必要がなく、装置構成部品の一部を省略することができる。
【0008】
なお、記録材搬送手段によって画像形成領域に返送された記録材は、画像形成手段によって他面側に画像が形成されるので、記録材両面に確実に画像を形成することができる。
【0009】
本発明においては、前記記録材搬送手段の付着汚染物や残留電荷を除去するためのクリーニング手段を更に備える構成を採用するのが好ましい。
【0010】
すなわちこの構成を採用する場合には、トナーやオイル等の汚染物や残留電荷が、記録材搬送手段から除去されるので、汚染物や残留電荷による悪影響が回避されて、高い品質の画像を形成することができる。
【0011】
更に本発明においては、前記第2の位置と前記反転手段との間に、記録材に形成される画像を定着させるための定着手段が設けられ、一面に画像が形成されて前記記録材搬送手段の第2の位置の下流から搬出された記録材を、その画像を定着させずに、前記反転手段により反転させるようにした構成、又は前記第2の位置と、前記反転手段との間に、記録材に形成される画像を定着させるための定着手段が設けられ、一面に画像が形成されて前記記録材搬送手段の第2の位置の下流から搬出された記録材を、その画像を前記定着手段により定着させて、前記反転手段により反転させるようにした構成を好適に採用することができる。
【0012】
このように定着手段を、装置構造に合わせて、反転手段の下流側や上流側に設けることができるので、設計の柔軟性を確保しつつ、定着手段を確実に装備させることができる。更に定着手段によって、記録材に形成された画像を定着させることができ、安定状態の画像を形成することができる。
【0013】
また本発明において、前記第2の給送手段は、前記記録材搬送手段に所定のタイミングで記録材を給送するタイミングローラを有する構成を採用するのが望ましい。
【0014】
すなわちこの構成を採用する場合には、例えば記録材を記録材搬送手段の継ぎ目にかからないように載置することが可能となり、継ぎ目による悪影響を回避することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明の実施形態である画像形成装置が適用された電子写真方式のフルカラー複写機における画像形成主要部を示す概略断面図である。
【0016】
同図に示すように、この画像形成装置は、装置内に4つの画像形成手段Pc、Pm、Py、Pkを有し、その下側に給紙部1、左側に定着器(定着手段)2が配置されている。更に定着器2の左側にはソータ3が配置されている。このソータ3はステープル機能やシフトトレー機能を有している。
【0017】
定着器2とソータ3の間には、用紙を反転排出するための用紙反転手段9が設けられている。この用紙反転手段9は、用紙を反転させる他に、用紙をソータ3へ排出するか、用紙を裏面コピーのために、後述する転写ベルト5の復路領域5Rに導くかを切り替える手段を兼用している。
【0018】
給紙部1から定着器2に至る搬送経路の下側には、用紙を担持、搬送する無端環環状の転写ベルト5(記録材搬送手段)が複数のローラ(図示省略)間に架張されている。
【0019】
転写ベルト5は、半導電(又は導電体)の特性を持った樹脂からなるフィルムシートの両端部を、融着等の手段により無端状につなぎ合わせたものであり、駆動ローラ(図示省略)により矢印方向に一定速度で循環駆動される。
【0020】
この転写ベルト5は、上側(画像形成手段側)が往路領域5Gとして構成されるとともに、下側(給紙部側)が復路領域5Rとして構成されており、給紙部1を通じて、往路領域5Gの上流位置に給送される用紙を担持し、各画像形成手段Pc、Pm、Py、Pkへと順次搬送するものである。なお、本実施形態においては、転写ベルト5の往路領域5Gにおける循環方向に対し上流側端部が第1の位置として構成されるとともに、下流側端部が第2の位置として構成される。更に転写ベルト5の第1の位置と第2の位置との間が、画像形成領域として構成される。
【0021】
転写ベルト5における往路領域5Gのベルト回転方向に対し上流側の端部には、第1の吸着手段(第1の担持手段)51が設けられるとともに、復路領域5Rの上流側端部には、第2の吸着手段(第2の担持手段)52が設けられており、これらの吸着手段51、52により用紙を転写ベルト5上に静電的に確実に吸着担持できるように構成されている。
【0022】
転写ベルト5の往路領域5Gにおける画像形成手段Pkの下流側には、除電帯電器53が設けられており、この除電帯電器53により転写ベルト5に吸着された用紙を分離させることができるように構成されている。
【0023】
また転写ベルト5における往路領域5Gから復路領域5Rへの折り返し部には、ベルト5に付着したトナーを除去するためのクリーナー手段54、ベルト5に付着する定着オイルを回収除去するためのオイル回収手段55の他、残留電荷を除去するための除電手段(図示省略)等が設けられ、これらの手段によってクリーニング手段が構成されている。
【0024】
各画像形成手段Pc、Pm、Py、Pkは実質的に同一の構成を有し、図示矢印の方向に回転駆動される像担持体としての感光体ドラム6c、6m、6y、6kが配置されている。また図示は省略するが、感光体ドラムの周辺には、各感光体ドラムを一様に帯電させる帯電チャージャ、各感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像器、現像されたトナー像を用紙へ転写する転写チャージャ、感光体ドラムに残存するトナーを除去するクリーナーが、各感光体ドラムの回転方向に順次配設されている。なお、画像形成手段Pcの現像器にはシアン色のトナーが、画像形成手段Pmの現像器にはマゼンタ色のトナーが、画像形成手段Pyの現像器にはイエロー色のトナーが、画像形成手段Pkの現像器には黒色のトナーがそれぞれ収納されている。
【0025】
感光体ドラム6c、6m、6y、6kの上方には、像露光装置7c、7m、7y、7kが設けられている。これらの像露光装置7c、7m、7y、7kは、半導体レーザー、ポリゴンミラー、fθレンズ等からなり、電気デジタル画像信号の入力を受けてこの信号に対応して変調されたレーザービームを、帯電チャージャ及び現像器の間で感光体ドラム6c、6m、6y、6kの母線方向に走査してドラム面を露光し、各感光体ドラム上に静電潜像を形成するようになっている。
【0026】
なお、画像形成手段Pcの像露光装置7cにはカラー画像のシアン成分に対応する画像信号が、画像形成手段Pmの像露光装置7mにはカラー画像のマゼンタ成分に対応する画像信号が、画像形成手段Pyの像露光装置7yにはカラー画像のイエロー成分に対応する画像信号が、画像形成手段Pkの像露光装置7kにはカラー画像の黒成分に対応する画像信号がそれぞれ入力される。
【0027】
給紙部1は、サイズの異なる用紙を収納する給紙カセットや手差しトレーがセットされた複数個の給紙口1a〜1dと、各給紙口から用紙を1枚ずつ給紙するための給紙ローラ11a〜11dとを有している。
【0028】
また給紙部1と転写ベルト5との間には、給紙部1により給紙された用紙を所定のタイミングで転写ベルト5上における往路領域5Gの上流位置に給送するための第1のタイミングローラ61が設けられるとともに、用紙反転手段9と転写ベルト5との間には、用紙反転手段9により反転された用紙を所定のタイミングで転写ベルト5上における復路領域5Rの上流位置に給送するための第2のタイミングローラ62が設けられている。
【0029】
なお、本実施形態においては、給紙部1及び第1のタイミングローラ61等により第1の給送手段が構成されるとともに、用紙反転手段9及び第2のタイミングローラ62等により第2の給送手段が構成されている。
【0030】
図2は図1のフルカラー複写機の操作パネル200の一部を示す平面図である。同図に示すように、この複写機は、操作パネル200により各種コピーモードの設定やコピー動作の開始を行ったり、表示によりコピーモード等の設定状態、装置状態を知らせることができる。
【0031】
すなわち、枚数設置部201はコピー枚数を設定し、あるいは設定されたコピー枚数をクリアするためのキー群である。
【0032】
プリントキー202は、コピー動作を開始するキーであり、コピー中断キー203は、動作中のコピー動作を中断するためのキーであり、濃度設定キー204は、コピーされる画像の濃度を調整するキーであり、倍率設定キー205は、コピーされる画像の変倍率を設定するキーであり、カラーモード選択キー206は、コピーされる画像の色をフルカラーで印字するか黒色一色で印字するかを設定するキーである。
【0033】
また、両面キー207は、コピーされる画像を用紙の片面のみに印字するか両面に印字するかを設定するキーであり、カセット選択キー208は、1段目から4段目の給紙カセットの中でどのカセットの用紙をコピー動作に用いるかを選択するキーである。
【0034】
枚数表示部210は、設定された枚数、又はコピー動作中は残コピー枚数を表示する表示部であり、倍率表示部211は、設定された変倍率を表示する表示部であり、液晶表示部212は、枚数変倍率以外の、設定されている各種コピーモードや装置の状態等の多くの情報を表示する多目的表示部である。
【0035】
図3は図1及び図2に示したフルカラー複写機の全体の制御系を示すブロック図である。
【0036】
このフルカラー複写機は、図1や図2で説明した画像形成主要部やパネル部分に加えて、複写機としての機能として原稿の画像情報を読み込むイメージリーダー(IR)や、複数の原稿を1枚ずつ順次イメージリーダーの画像読み取り部へ給紙搬送する自動原稿送り装置(ADF)等を有しており、これらの各駆動部が図3に示す制御手段により制御されて、後述するコピー動作が行われる。
【0037】
図3の制御手段において、システムコントローラー301は、この画像形成装置全体を統括制御する制御部である。
【0038】
ADF制御部302は、イメージリーダーの画像読み取り部に原稿を1枚ずつ給紙搬送し、画像読み取りが完了すれば、その原稿の原稿排出部への排出を行うように、原稿送り装置を制御する制御部である。
【0039】
IR制御部303は、原稿の画像を読み込むためのスキャナーの走査速度制御、位置制御を行う制御部である。
【0040】
画像処理制御部304は、コピーシーケンスやコピーモードに応じてマルチメモリ画像制御部312の動作指示等を行う制御部である。具体的には、スキャナー画像処理部311で処理された画像信号を原稿のページ単位で記録する制御や、コピーシーケンス等に応じた順序で、記憶させたページ単位の原稿の画像信号を選択させ、その階調処理部313に画像信号を送る制御、コピーモード等に応じて画像方向を90度あるいは180度回転する制御を行う。
【0041】
パネル制御部305は、図2で説明したように操作パネル200のキー入力処理や表示を行う制御部である。
【0042】
本体制御部306は、図1で説明した給紙部1の制御、定着器2の制御、転写ベルト5の制御、感光体ドラム6c、6m、6y、6kとその周辺機器の制御、用紙反転手段9の制御、第1及び第2の吸着手段51、52の制御、第1及び第2のタイミングローラ61、62の制御等を行う制御部である。
【0043】
ソータ制御部307は、ソータ3内での用紙搬送排出制御やビンの移動、シフトトレーの位置制御、ステープル動作の制御を行う制御部である。
【0044】
画像入力部310は、原稿の画像を読み込むCCD等からなるセンサ部と、その信号をデジタル化する回路部から構成されている。この実施形態では、CMYKの各成分を同時並行処理する回路構成となっている。
【0045】
スキャナー画像処理部311は、デジタル化された画像信号をコピーモード等に応じて変倍処理や画像シフト処理やイレース処理を行う回路から構成される。
【0046】
マルチメモリ画像処理部312は、画像情報を記憶するメモリや、画像の回転あるいは画像の圧縮伸長を行う等の回路から構成される。
【0047】
階調処理部313は、回路構成に応じた階調データへの変換(8階調から3階調変換等)を行う等の回路から構成される。
【0048】
フレームメモリ314は、両面コピー時に複数ページの画像信号を一時的に記憶し、必要なタイミングで必要なページの画像信号を出力する回路から構成されている。
【0049】
レジスト補正部315は、カラー画像のCMYK各成分に対応する画像信号を、用紙が画像形成手段Pc、Pm、Py、Pkの下部を順次に通過していくタイミングのずれに相当する時間分だけ遅らせる回路から構成されている。この回路により、CMYK各成分の画像信号を、画像入力部310から階調処理部313又はフレームメモリ314までの間は同時並行処理することができる。
【0050】
像露光装置316は、図1の符号7c、7m、7y、7kに対応するものであり、CMYK各成分ごとに、対応する画像信号に応じて感光体6c、6m、6y、6k上に静電潜像を形成する回路から構成される。
【0051】
次にこの複写機におけるコピー動作について説明する。
【0052】
まず画像読み取り部において、イメーリーダーによって読み取られた原稿の画像情報が、デジタル化されて、その電気デジタル画像信号が、CMYK各成分ごとに、像露光装置7c、7m、7y、7kに入力され、その信号に対応して変調されたレーザービームが感光体ドラム6c、6m、6y、6kに照射されてドラム面が露光され、各感光体ドラム6c、6m、6y、6k上にCMYK各成分ごとの静電潜像が形成される。更に現像器によって各ドラム6c、6m、6y、6kの静電潜像が現像されて、CMYK各成分ごとのトナー像が形成される。
【0053】
その一方、給紙部1において、所定の給紙カセット等から用紙(記録材)が、第1のタイミングローラ61まで搬送され、その用紙が、第1のタイミングローラ61によって、各感光体ドラム6c、6m、6y、6kのトナー像に合致するタイミングで、転写ベルト5上における往路領域5Gに給送されて、第1の吸着手段51により転写ベルト5上に静電的に吸着担持される。そして用紙は、転写ベルト5の移動により、画像形成手段Pc、Pm、Py、Pkの各感光体ドラム6c、6m、6y、6kの下部を順次に通過して定着器2の方向へ搬送されるとともに、その搬送中に、各画像形成手段の転写チャージャーにより、CMYK各成分ごとのトナー像が用紙上に順次に重ねて転写され、カラー画像が合成される。
【0054】
こうして画像形成手段Pkを通過した用紙は、除電帯電器53により除電されて、転写ベルト5から分離された後、定着器2によって合成画像が定着される。
【0055】
そして、片面コピー時には、定着器2を通過した用紙は、用紙反転手段9によってソータ3へと排出される。
【0056】
また、両面コピー時には、定着器2を通過した用紙は、ソータ3へ排出されることなく、用紙反転手段9によって反転された後、第2のタイミングローラ62へと送られる。なお、画像形成部においては、用紙裏面に形成すべき画像に対応して、各感光体ドラム6c、6m、6y、6kにトナー像が形成される。
【0057】
第2のタイミングローラ62へと搬送された用紙は、第2のタイミングローラ62によって、各感光体ドラム6c、6m、6y、6kのトナー像に合致するタイミングで、転写ベルト5上における復路領域5Rに給送されて、その用紙が第2の吸着手段52により転写ベルト上に静電的に吸着される。そして用紙は、転写ベルト5の移動に伴って、復路領域5Rから往路領域5Gに導かれ、更に各感光体ドラム6c、6m、6y、6kを順次に通過して、裏面側にカラー画像が上記と同様に合成されて、定着器2によって定着される。
【0058】
こうして両面に画像が形成された用紙は、用紙反転手段9によってソータ3へと排出される。
【0059】
以上説明したように、本実施形態の複写機においては、両面コピーを行うにあたって、反転させた用紙を、転写ベルト5における下側の復路領域5Rに給送して、転写ベルト5によって、用紙を画像形成領域に返送ようにしているため、反転させた用紙を転写ベルト5の画像形成領域に戻すための循環経路を、別途設ける必要がなく、その分、構造の簡素化及び装置の小型化を図ることができるとともに、コストの削減を図ることができる。
【0060】
更に本発明においては、転写ベルト5における往路領域5Gから復路領域5Rへの折り返し部に、クリーナー手段54、オイル回収手段55、除電手段(図示省略)等からなるクリーニング手段を設けているため、トナーやオイル等の汚染物や残留電荷が転写ベルト5から確実に除去されて、汚染物等による悪影響を回避でき、高い品質の画像を形成することができる。
【0061】
また、上記実施形態において、転写ベルトの継ぎ目は、厚みが他の部分と異なり、その継ぎ目に用紙がかかるように転写ベルトに給送されると、感光体ドラムから用紙への確実な転写に対して悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、本発明においては、用紙を第1及び第2のタイミングローラ61、62により、継ぎ目を避けるようなタイミングで、あるいは継ぎ目による悪影響を避けるタイミングで転写ベルト5の往路領域5G及び復路領域5Rに給送することも可能である。
【0062】
なお、上記実施形態においては、転写ベルト5と用紙反転手段9の間に定着器2を設けて、片面コピーを行った用紙を定着器2に通過させて、画像を定着させた後、両面コピーのために、用紙反転手段9により用紙を反転させて転写ベルト復路領域5Rに給送するように構成しているが、本発明においては、用紙反転手段9とソータ3との間に定着器を設けて、片面コピーを行った用紙を定着器に通過させずに、両面コピーのために、用紙反転手段9により用紙を反転させて転写ベルト5の復路領域5Rに送給するように構成しても良い。この場合には、一面の画像を定着させないまま、用紙を転写ベルト5によって返送することとなり、画像への悪影響が懸念されるが、例えば転写ベルトとして、サクションベルトを採用することにより、画像への悪影響を回避することができる。
【0063】
更にこのように定着器2を、装置構造に合わせて、反転手段9の上流側及び下流側のいずれの位置にも配置することができるので、設計の柔軟性を十分に確保することができる。
【0064】
また、本発明においては、第2のタイミングローラを必ずしも設ける必要はなく、反転手段に設けられた反転ローラにより、タイミングをとって、用紙を転写ベルトの復路領域に給送するように構成しても良い。
【0065】
また本発明は、上記以外の電子写真方式、静電記録方式等の種々の構成の画像形成装置に等しく適用できる。
【0066】
【発明の効果】
以上のように、この発明の画像形成装置によれば、一面に画像を形成した記録材を、無端状の記録材搬送手段における画像形成領域下流側の第2の位置の下流に給送して、記録材搬送手段によって、画像形成領域に搬送して他面に画像を形成することができるので、一面に画像を形成した記録材を記録材搬送手段の画像形成領域に戻すための循環経路を別途設ける必要がなく、その分、構造の簡素化及び装置の小型化を図ることができるとともに、コストの削減を図ることができる。また記録材搬送手段によって画像形成領域に再送された記録材は、他面側に画像形成手段によって画像が形成されるので、記録材両面に確実に画像を形成することができるという効果がある。
【0067】
本発明において、記録材搬送手段の付着汚染物や電荷を除去するためのクリーニング手段を備える場合には、トナーやオイル等の汚染物や残留電荷が、記録材搬送手段から除去されるので、汚染物や残留電荷による悪影響が回避されて、高い品質の画像を形成することができるという利点がある。
【0068】
また本発明においては、定着手段を、装置構造に合わせて、反転手段の下流側又は上流側に設けることができるので、設計の柔軟性を確保しつつ、定着手段を確実に装備させることができる上更に、定着手段によって、記録材に形成された画像を定着させることができ、安定状態の画像を形成することができる。
【0069】
更に本発明において、第2の給送手段にタイミングローラを設ける場合には、記録材を記録材搬送手段の継ぎ目にかからないように載置することも可能となり、継ぎ目による悪影響を回避することができ、より一層高品質の画像を形成することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態である画像形成装置が適用されたフルカラー複写機における画像形成主要部を示す概略断面図である。
【図2】実施形態の複写機における操作パネルの一部を示す平面図である。
【図3】実施形態の複写機における全体の制御系を示すブロック図である。
【図4】従来のフルカラー複写機における画像形成主要部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1…給紙部
5…転写ベルト(記録材搬送手段)
5G…往路領域(画像形成領域)
9…反転手段
61、62…タイミングローラ
Pc、Pm、Py、Pk…画像形成手段
Claims (5)
- 第1及び第2の位置を有し、無端状に形成されて循環駆動するとともに、記録材を担持搬送する記録材搬送手段と、
前記記録材搬送手段の第1の位置から第2の位置の間に対向して設けられ、前記記録材搬送手段によって前記第1の位置から第2の位置に向けて搬送される記録材に画像を形成する画像形成手段と、
所定位置に配置された記録材を、前記記録材搬送手段の第1の位置の上流に給送する第1の給送手段と、
前記記録材搬送手段の第2の位置の下流から搬出された記録材を、反転させる反転手段と、
前記反転手段によって反転された記録材を、前記記録材搬送手段の循環方向の第2の位置の下流に給送する第2の給送手段とを備える画像形成装置。 - 前記記録材搬送手段の付着汚染物や残留電荷を除去するためのクリーニング手段を更に備える請求項1記載の画像形成装置。
- 前記第2の位置と前記反転手段との間に、記録材に形成される画像を定着させるための定着手段が設けられ、
一面に画像が形成されて前記記録材搬送手段の第2の位置の下流から搬出された記録材を、その画像を定着させずに、前記反転手段により反転させるよう構成されてなる請求項1又は2記載の画像形成装置。 - 前記第2の位置と、前記反転手段との間に、記録材に形成される画像を定着させるための定着手段が設けられ、
一面に画像が形成されて前記記録材搬送手段の第2の位置の下流から搬出された記録材を、その画像を前記定着手段により定着させて、前記反転手段により反転させるよう構成されてなる請求項1又2記載の画像形成装置。 - 前記第2の給送手段は、前記記録材搬送手段に所定のタイミングで記録材を給送するタイミングローラを有する請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
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