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JP6123382B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の転写部において、転写部材やそれに対向する感光体の寿命延長のために、感光体と転写部材を接離可能に構成したものが知られている。また、感光体と転写部材を接離可能に構成する理由としては他に、転写部材・転写ユニットを画像形成装置本体から着脱する際の、転写部材・転写ユニットと感光体との擦れ防止というものがある。
感光体と転写部材を接離可能とする構成には、手動で接離させる構成や駆動手段により接離させる構成がある。駆動手段を用いる場合には、なるべく低トルクのものを用いると、コストやサイズの点で有利であることが知られている。また、接離トルクには、接離させる部材の移動量、接離させる部材が例えば転写ベルトから受ける荷重が影響することが知られている。ベルトテンションに関しては、接離の移動量が大きいほどベルトが弛み、その結果ベルトテンションが小さくなってしまいスリップや擦れの問題が発生しやすくなる。
長いベルト体を用いる場合、潤滑剤の塗布を工場での組み立て時に手で行うのではなく、画像形成装置本体にセットされた状態かつ、感光体とベルトを離間させた状態でベルト及び潤滑剤塗布機構を駆動させて塗布する構成をとることは、既に知られている。そのため、「テンション低下をなるべく小さくする」、「感光体から離間させた状態で駆動させる」、「ユニット着脱時には感光体から十分な離間量をとる」というこれら3つの条件を成立させるために、ベルトと感光体が当接している第一位置と、ベルトと感光体が離間している第二位置(駆動させる状態)と、第二位置よりもさらに離間させている第三位置(ユニット着脱時の状態)とを有するように構成した接離機構が知られている。
しかし従来の接離機構は、上記第一〜第三の位置を有していても、マシントラブル(ジャムやその他異常)によって即断されてしまった場合には、転写部材はドラムに接触したままの第一位置にあり、手動で第一位置から第三位置にすることができないため、例えばサービスマンが感光体ユニットまたは転写ユニットを引き出す際に転写ベルトや感光体ユニットを傷つけてしまうという問題があった。
特開2009−58681号公報(特許文献1)には、装置が突然に停止した場合や電力が突然に遮断された場合などの即断異常時に、転写ユニットを着脱する際の中間転写ベルトや感光体の傷を防止することを目的とし、即断異常時に手動接離によってベルトと感光体の離間(当接→離間)を行なうことのできる接離構成が開示されている。
しかし、この構成においても、第一位置から第二位置に一旦移動することなく直接第三位置に移動させることができないため、ベルトと感光体に傷がついてしまうという問題は解消できていない。
なお、中間転写方式における転写ベルト(中間転写ベルト)に限らず、直接転写方式における転写ベルト(転写搬送ベルト)においても同様の問題がある。
そこで本発明は、画像形成装置本体からの着脱時における感光体およびベルト体の傷付きを防止することを目的とする。
この課題を解決するため、本発明は、像担持体と、複数のローラ部材に張架されて回動可能なベルト体を接離機構により前記像担持体に対して接離可能に構成したベルトユニットを備え、該ベルトユニットが装置本体に着脱可能に設けられた画像形成装置において、前記接離機構は、前記ベルト体を前記像担持体に接離させるために移動可能な移動部材を、前記ベルト体を前記像担持体に当接させる第一位置と、前記ベルト体を前記像担持体から離間させる第二位置と、該第二位置よりも大きな離間量で前記ベルト体を前記像担持体から離間させる第三位置とに移動するよう設けられ、前記移動部材を、前記第一位置から前記第三位置に移動可能なレバーを有し、前記ベルトユニットは、前記レバーにより前記移動部材を前記第三位置に移動させたとき、装置本体に着脱可能であり、前記複数のローラ部材のうち前記ベルト体を前記像担持体に押圧するローラ部材を支持する保持レバーを、前記移動部材の移動により前記ベルトユニットのフレームに設けた突き当て部に突き当てて位置決めすることを特徴とする。
また、本発明は、像担持体と、複数のローラ部材に張架されて回動可能なベルト体を接離機構により前記像担持体に対して接離可能に構成したベルトユニットを備え、該ベルトユニットが装置本体に着脱可能に設けられた画像形成装置において、前記接離機構は、前記ベルト体を前記像担持体に接離させるために移動可能な移動部材を、前記ベルト体を前記像担持体に当接させる第一位置と、前記ベルト体を前記像担持体から離間させる第二位置と、該第二位置よりも大きな離間量で前記ベルト体を前記像担持体から離間させる第三位置とに移動するよう設けられ、前記移動部材を、前記第一位置から前記第三位置に移動可能なレバーを有し、前記ベルトユニットは、前記レバーにより前記移動部材を前記第三位置に移動させたとき、装置本体に着脱可能であり、前記複数のローラ部材のうち前記ベルト体を前記像担持体に押圧するローラ部材は、前記ベルトユニットのフレームに軸支されて揺動可能なレバー部材に支持されており、前記接離機構は、前記ベルトユニットのフレームにスライド可能に支持されたスライダを有し、前記スライダがスライド移動することによって前記レバー部材を揺動させることで前記ローラ部材を昇降させることを特徴とする。
本発明によれば、レバーによって接離機構の移動部材を第一位置から第三位置に直接移動させることで、第二位置よりも大きな離間量でベルト体を前記像担持体から離間させることができるため、マシントラブルで装置が突然に停止したり電力が突然に遮断されたりした即断異常が発生した場合でも、ベルト体及び感光体を傷つけること無くベルトユニットを着脱することができる。
本発明の一実施態様に係るタンデム型中間転写方式のカラー複写機を示す断面図である。 トナーの形状を模式的に表した図である。 中間転写ユニットの構成例を示す断面図である。 従来技術の問題点について説明するための図である。 図3に示す中間転写ユニットにおける接離機構の構成例を示す部分斜視図である。 その接離機構の奥側部分の構成を示す側面図である。 図6の裏側からレバー等を見た図である。 一次転写ローラ保持レバーとスタッドの位置関係を示す拡大図である。 第1従動ローラ保持レバーとスタッドの位置関係を示す拡大図である。 第2従動ローラ保持レバーとスタッドの位置関係を示す拡大図である。 一次転写ローラと第1及び第2従動ローラが第二位置に位置している状態を示す図である。 図11の裏側からレバー等を見た図である。 一次転写ローラと第1及び第2従動ローラが第三位置に位置している状態を示す図である。 図13の裏側からレバー等を見た図である。 接離機構を第一位置から直接第三位置に移動させた状態を示す図である。 接離機構を2つ備える構成例を示す斜視図である。 カラー接離スライダと、それに取り付けられた部材を示す側面図である。 カラー接離機構とブラック接離機構の接続部付近を示す部分斜視図である。 ベルトユニットの前面を覆うカバー部材の一部を示す正面図である。 そのカバー部材の取り外しが規制された状態を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に、本発明の一実施態様に係るタンデム型間接転写方式のカラー複写機を示す。なお、本発明は中間転写方式に限らず直接転写方式の画像形成装置にも適用可能である。
図中、符号100は複写機本体、200は複写機本体100を載せる給紙テーブル、300は複写機本体100上に取り付けられるスキャナ、400は更にその上に取り付けられる原稿自動搬送装置(ADF)である。
複写機本体100には、中央に、無端ベルト状の中間転写体10(ベルト体)が設けられる。中間転写体10は、図示例では3つの支持ローラ14、15、16に掛け回されて、図中時計回りに回転搬送可能となっている。
この図示例では、3つのローラのうち、第2の支持ローラ15の左側に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が設けられている。また、第1支持ローラ14と第2支持ローラ15間に張り渡された中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの4つの作像ユニット18が横に並べられ配置して、タンデム画像形成部20を構成している。作像ユニット18はプロセスカートリッジとして装置本体に着脱可能に設けられている。タンデム画像形成部20の上には、更に露光装置21が設けられる。一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成部20と反対の側には、2次転写装置22が備えられる。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置され、中間転写体10上の画像をシートに転写するようになっている。
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着するための定着装置25が設けられている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成されている。上述した2次転写装置22は、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、2次転写装置22として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能は別部材で果たされることとなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22及び定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成部20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28が備えられている。
さて、いまこのカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。又は、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じることによって原稿を押さえる。そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動した後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33及び第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を更に反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読み取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14、15、16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40(像担持回転体)を回転して、各感光体40上にそれぞれ、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの単色画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備えられた給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。手差し給紙の場合、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪55で切り換え、排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックするか、シート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備えられる。
上記中間転写ベルト10は、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)等を単層または複数層に構成し、カーボンブラック等の導電性材料を分散させ、その体積抵抗率を10^8〜10^12Ωcm、かつ表面抵抗率を10^9〜10^13Ωcmの範囲となるよう調整されている。なお、必要に応じ該中間転写ベルト10の表面に離型層をコートしても良い。コートに用いる材料としては、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF(フッ化ビニルデン)、PEA(パ−フルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)等のフッ素樹脂が使用できるが、これに限定されるものではない。
中間転写ベルト10の製造方法は注型法、遠心成形法等があり、必要に応じてその表面を研磨しても良い。
中間転写ベルト10の体積抵抗率が上述した範囲を超えると、転写に必要なバイアスが高くなるため、電源コストの増大を招くため好ましくない。また、転写工程、転写紙剥離工程などで中間転写ベルト10の帯電電位が高くなり、かつ自己放電が困難になるため除電手段を設ける必要が生じる。また、体積抵抗率および表面抵抗率が上記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるためトナー飛び散りが発生してしまう。したがって、本発明における中間転写ベルト10の体積抵抗率および表面抵抗率は上記範囲内でなければならない。
なお、体積抵抗率および表面抵抗率の測定は高抵抗抵抗率計(三菱化学社製:ハイレスタIP)にHRSプローブ(内側電極直径5.9mm,リング電極内径11mm)を接続し、中間転写ベルト10の表裏に100V(表面抵抗率は500V)の電圧を印加して10秒後の測定値を用いた。
転写ローラは発泡樹脂剤を金属製(鉄、SUS、AI等)の芯金に塗布したものである。発泡樹脂剤の肉厚は2mm〜10mmであるがこれに限定するものではない。
本実施形態のカラー複写機に用いるトナーの形状係数SF−1は100〜180、形状係数SF−2は100〜180の範囲にあることが好ましい。図2は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)/AREA}×(100π/4) ・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数SF−2は、トナー形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−2={(PERI)/AREA}×(100π/4) ・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、転写率が低下するとともに転写手段に付着した場合のクリーニング性も低下するため好ましくない。
また、トナー粒径は体積平均粒径で4〜10μmの範囲であることが望ましい。これよりも小粒径の場合には現像時に地汚れの原因となったり、流動性が悪化し、さらに凝集しやすくなるので中抜けが発生しやすくなる。逆にこれよりも大粒径の場合にはトナー飛び散りや、解像度悪化により高精細な画像を得ることができない。本実例では、トナー粒径の体積平均粒径6.5μmのものを用いた。
次に、本発明の特徴である中間転写ユニットの構成について説明する。
複数の支持ローラに掛け回された無端状のベルト体である中間転写体10は、実施形態では中間転写ユニットとして、画像形成装置本体から着脱可能に構成されている。以下で説明する中間転写ユニット1は、ベルト体(中間転写体10)の張設形態が図1のものとは相違しているが、図1の複写機にも問題なく適用できるものであり、この中間転写ユニット1を用いて本発明の特徴を説明する。
図3は、中間転写ユニットの構成例を示す断面図である。この図に示す中間転写ユニット1は、無端状のベルト体10が、駆動ローラ101及び複数の従動ローラ102〜111、テンションローラ112、複数の転写ローラ(一次転写ローラ)113および二次転写対向ローラ114を有している。本例の中間転写ユニット1は、フルカラーモード(以下、FCモードと記す)、ブラックモード(以下、Bkモードと記す)、待機時の潤滑剤塗布モード、当該ユニット着脱時のモード、の4種類のモードに対応してベルト体10の張設形態を変更可能に設けている。
図3(a)は、FCモード時のベルト軌跡を示している。FCモード時は、ベルト体10が4個の感光体40の全てに接触している。このとき、4つの一次転写ローラ113と第1従動ローラ102、第2従動ローラ103及び第10従動ローラ111は、ベルト体10を感光体40に接触させる第一位置に位置している。
図3(b)は、Bkモード時のベルト軌跡を示している。Bkモード時は、第1従動ローラ102、第2従動ローラ103及び黒感光体40Kに対応する(図で右端の)一次転写ローラ113はベルト体10と接触してベルト体10を押し上げている(第一位置に位置している)が、黒感光体40K以外の3つの一次転写ローラ113及び第10従動ローラ111は、第二位置に移動しており、ベルト体10と左3つの感光体40(黒感光体40K以外)は接触していない。第二位置は、ベルト体10を感光体40から離間させる位置である。
図3(c)は、潤滑剤塗布モード時のベルト軌跡を示している。潤滑剤塗布モード時は、4つの一次転写ローラ113と第1従動ローラ102、第2従動ローラ103及び第10従動ローラ111が、第二位置に移動して、ベルト体10を全ての感光体40から離間させている。
図3(d)は、ユニット着脱モード時のベルト軌跡を示している。ユニット着脱モード時は、4つの一次転写ローラ113と第1従動ローラ102、第2従動ローラ103及び第10従動ローラ111が、第三位置に移動して、ベルト体10を全ての感光体40から大きく離間させている。第三位置は、第二位置よりも大きく感光体40からベルト体10を離す位置であり、上記したローラを第三位置に移動させることで、潤滑剤塗布モード時よりも大きくベルト体10が感光体40から離間している。
ブラック感光体40Kに対するベルト体10の接離は、第1従動ローラ102、一次転写ローラ113(黒用)、第2従動ローラ103が移動することによって行う。各ローラは、ベルト体と感光体が接触する第一位置と、ベルト体と感光体が離間する第二位置と、第二位置よりも大きくベルト体が感光体から離間する第三位置とに移動する構成である。
カラー用の感光体40Y,40M,40Cに対するベルト体10の接離は、第10従動ローラ111と3つの一次転写ローラ113(黒用以外)が移動することによって行う。各ローラは、ベルト体と感光体が接触する第一位置と、ベルト体と感光体が離間する第二位置と、第二位置よりも大きくベルト体が感光体から離間する第三位置とに移動する構成である。
なお、上記した感光体とベルト体を接離させる構成は一例であり、これに限るものではない。例えば、感光体の数は1個でも複数でもよいし、接離動作するローラの本数も任意である。
ここで、従来技術の問題点について図4を参照して説明する。なお、図4は、特開2011−64762号公報(特許文献2)の図6である。
図4に示すように2つのカム(72、74)を使えばローラ部材を第1位置〜第3位置に移動することができる接離構成を作ることができる。ローラ91、62K、75を保持しているブラケット81は回動支点82を中心に回転する。
第1位置である(a)図の状態はカム72で位置決めされており、この位置は接触の位置なので、通常は駆動モータを使用してカム72を回転させる。手動でやってもよいが、その場合は接触⇔待機になるたびにユーザーに操作させることになり、かつ、操作を忘れた場合にはそもそもの目的である、感光体や転写部材の寿命を長くするということが達成できないので、通常は駆動モータを用いる。
第2位置である(b)は図の状態はカム74で位置決めされている。カム72が駆動モータによって回転してブラケット81とカム72が離れて、ブラケット81がカム74と接触する構成である。
(c)図の第3位置はカム72(または74,72の両方)で位置決めされており、カム72は通常手動レバー等で回す。というのは、第3位置は転写ユニットの着脱時、感光体ユニットの着脱時のどちらかの場合なので頻度が少ないため。
そして問題点は、ジャム等の異常発生により装置が突然に停止したなどの即断異常時には、駆動モータが回らないのでカム72は(a)図に示す状態のままであるという点である。そして、この時にはもう一つのカム74を回しても第3位置にはならずに第1位置のままである。即断異常時にユーザーやサービスマンが転写ユニットや感光体ユニットを引き出すために手動レバーを回しても第1位置のままなので感光体や転写部材が傷ついてしまう。
実施形態の説明に戻り、図5は、図3に示す中間転写ユニット1における接離機構の構成例を示す部分斜視図である。この図ではブラック感光体40Kに対応する部分のローラ部材を接離させる機構を示している。
図5に示すように、一次転写ローラ113K(黒用)、第1従動ローラ102及び第2従動ローラ103の3本のローラ部材が、中間転写ユニット1の前後フレーム115Fと115Rの間に配設されている。各ローラを支持するレバーが前側と奥側にある。すなわち、第1従動ローラ102を支持する第1従動ローラ保持レバー116F,116R、一次転写ローラ113Kを支持する一次転写ローラ保持レバー117F,117R、第2従動ローラ103を支持する第2従動ローラ保持レバー118F,118Rである。各保持レバーは、前後フレーム115F,115Rに回動可能に軸支される。なお、符号の後ろの「F」はFront(前)を、「R」はRear(後ろ)を表している。接離スライダ119F,119R(前側の接離スライダ119Fは前フレーム115Fに隠れて見えない)が、それぞれ前後フレーム115F,115Rに取り付けられている。
図4の従来例などでは、3本(又は2本)のローラを一つのブラケット(図4の例ではブラケット81)にて保持していたが、実施形態では各ローラにつき1つ(前後1対)のレバー(ブラケット)により保持する構成となっている。これにより、各ローラの移動量を各ローラ保持レバーの形状などで個別に設計することができる。従来の一体型では各ローラの離間量を個別には制御できない。
また、実施形態では、接離スライダ119F,119Rを動かす(移動させる)ための第1カム120と第2カム121を奥側と前側(前フレーム115Fに隠れて見えない)に有している。符号122は、第1カム120を回転させる駆動軸である。また、符号123は、第2カム121を回転させるための駆動軸である。第1カム120は、カム駆動モータ154により自動で回す構成となっている。一方、第2カム121は、カム回動取っ手155により手動で回す構成となっている。なお、カム駆動モータ154は、当該モータやギヤ列を保持するブラケット156に取り付けられており、タイミングベルト及びプーリを用いて駆動軸122を回動させ、第1カム120を回す。
図6は、図5で説明した接離機構の奥側部分の構成を示す側面図である。なお、図6では接離機構の奥側(R側)部分について図示・説明するが、前側(F側)部分も同様であり、以下では前後を示すF,Rをつけずに説明する。
スライダ119に設けられた2個所の長穴に、フレーム115に取り付けられた玉軸受124,124(スライダ位置決め用玉軸受)が嵌めこまれ、スライダ119は図6の左右方向にスライド可能となっている。また、玉軸受124,124によってスライダ119の上下方向の位置決めがなされている。左右方向の位置決めは、第1カム120によって行なわれる。フレーム115とスライダ119とにスライダ引っ張りスプリング125が架設されており、図の右方向に付勢されたスライダ119が第1カム120に突き当たる(スライダ119に取り付けられたカム受け用玉軸受129が下死点(玉軸受129に対する下死点)に回動している第1カム120に突き当たる)ことで左右方向の位置決めがなされる。
第1従動ローラ保持レバー116、一次転写ローラ保持レバー117、第2従動ローラ保持レバー118とフレーム115の間には、それぞれ引っ張りスプリング126,127,128が架設されて各保持レバーを付勢している。図6においては、各引っ張りスプリング126,127,128は、各保持レバーを図中反時計回り方向に回転させるように付勢している。
図6は、一次転写ローラ113(黒用)と第1従動ローラ102及び第2従動ローラ103が上記した「第一位置」に位置している状態である。この「第一位置」のとき、第2カム121はスライダ119と接触してはいない。なお、「第一位置」における各ローラの保持レバー116,117,118の位置決めについては次の図7により説明する。
図7は、「第一位置」における保持レバー116,117,118の位置決めについて説明する図であり、図6の裏側から各レバー等を見たものである。従って、図6とは左右が反対になっている。
第1従動ローラ102及び第2従動ローラ103の上下方向の位置決めは、転写フレーム115に設けた突き当て部としてのスタッド130,131に、第1従動ローラ保持レバー116(の従基準116a)と第2従動ローラ保持レバー118(の従基準118a)がそれぞれ突き当たることにより行われる。一次転写ローラ113(黒用)及びその保持レバー117の上下方向の位置決めは、一次転写ローラ113が不図示のベルト体10を挟んで感光体に突き当たることで位置決めされる。
なお、実施形態では、転写フレーム115に取り付けた(固定した)スタッド130,131を突き当て部としているが、突き当て部はスタッドに限らず、板金製フレームの一部を折り曲げて突き当て部としてもよいし、フレームが樹脂製であればフレームと一体的に突き当て部を形成してもよい。突き当て部の形状は、スタッドのような円柱状に限らず、曲面や平面であってもよい。また、突き当て部としてスタッドを用いる場合でも、金属製に限らず、樹脂やその他の適宜な素材を使用可能である。さらに、スタッドの形状も円柱状に限らず、角柱形状など、適宜な形状とすることが可能である。
保持レバーをベルトユニットのフレームに設けた突き当て部に突き当てて位置決めすることにより、(1)部品の積み上げが少なく位置精度に優れる、(2)経時において、耐久でこすれあう部品が摩耗した場合でも位置が変化しない、という効果がある。
(1)位置精度に優れる
例えば、第1従動ローラ102の「第一位置」での位置決めは保持レバー116で決まる。その保持レバー116は回転軸132(図6)により転写フレーム115に軸支されており、主基準が転写フレーム115に設けた回転軸132、従基準が同じく転写フレーム115に設けた突き当て部(スタッド130)である。
従来例である図4のローラ91の位置決めは保持ブラケット81で決まる。保持ブラケット81は、主基準:ベルトユニットフレームに設けられた回転支点82、従基準:ベルトユニットフレームに設けられた回動可能な軸に設置されているカム72である。この構成では、従基準が1部品多くなる。また、一般的に回動可能な軸はスベリ軸受や玉軸受を介してフレームに設置されるので、その場合はさらに1部品多くなる。従基準が1部品または2部品多くなることで部品公差が積みあがり、(実施形態と比べた場合)位置精度は低下する。
(2)経時で位置が変化しない
稼動部はこすれあう部品があることが多く、例えば従来例である図4では、カム72とブラケット81はこすれあう。よって、経時でどちらかが削れ、位置が変わってしまうことになる。一方、本実施形態では、作像に使用している「第一位置」は、突き当てにより位置決めしているためこすれあうことがなく、削れにくい。よって経時で位置が変わらない。なお、後述する「第二位置」及び「第三位置」ではこすれあう部品で位置決めしているため、部材が削れて位置が変わる可能性があるが、第二、第三位置は作像ではなく離間時の位置であるため、精度が必要ではない。
図7において破線の丸印をつけた「拡大図A,B,C」の3個所は、スライダ119に設けた突き当て部と上記の各保持レバーとの関係を説明するための拡大図として、図8〜図10に示してある。
図8は、一次転写ローラ113(黒用)を保持する一次転写ローラ保持レバー117と突き当て部の位置関係を示す拡大図で、図7の「拡大図B」部に相当するものである。突き当て部としてのスタッド137はスライダ119に突設されており、このスタッド137に、保持レバー117の穴部117aが嵌合されている。一次転写ローラ113(及びその保持レバー117)が第1位置にあるとき、スタッド137は保持レバー117に接触してはいない。図において、保持レバー117の穴部117aの壁面とスタッド137との間には隙間が開いている。ここで重要なのは、第1位置ではスタッド137と保持レバー117が接触してはいけないという点である。
図9は、第1従動ローラ102を保持する第1従動ローラ保持レバー116と突き当て部の位置関係を示す拡大図で、図7の「拡大図C」部に相当するものである。突き当て部としてのスタッド136はスライダ119に突設されており、このスタッド136に、保持レバー116の凹部116aが嵌合されている。第1従動ローラ保持レバー116が第1位置にあるとき、スタッド136は保持レバー116に接触してはいない。図において、保持レバー116の凹部116aの壁面とスタッド136との間には隙間が開いている。ここで重要なのは、第1位置ではスタッド136と保持レバー116が接触してはいけないという点である。
図10は、第2従動ローラ103を保持する第2従動ローラ保持レバー118と突き当て部の位置関係を示す拡大図で、図7の「拡大図A」部に相当するものである。突き当て部としてのスタッド138はスライダ119に突設されており、このスタッド138に、保持レバー118の凹部118aが嵌合されている。第2従動ローラ保持レバー118が第1位置にあるとき、スタッド138は保持レバー118に接触してはいない。図において、保持レバー118の凹部118aの壁面とスタッド138との間には隙間が開いている。ここで重要なのは、「第一位置」ではスタッド138と保持レバー118が接触してはいけないという点である。
なお、スライダ119に設けた突き当て部としては、実施形態のスタッド(137,138,139)に限定されるものではなく、転写フレーム115に設けた突き当て部と同様、スライダ119が板金製であればその一部を折り曲げて突き当て部としてもよいし、スライダ119が樹脂製であればスライダと一体的に突き当て部を形成してもよい。突き当て部の形状は、スタッドのような円柱状に限らず、曲面や平面であってもよい。また、突き当て部としてスタッドを用いる場合でも、金属製に限らず、樹脂やその他の適宜な素材を使用可能である。さらに、スタッドの形状も円柱状に限らず、角柱形状など、適宜な形状とすることが可能である。
図11は、一次転写ローラ113(黒用)と第1従動ローラ102及び第2従動ローラ103が上記した「第二位置」に位置している状態である。
第1カム120が上死点(カム受け用玉軸受129に対する上死点)に回動し、スライダ119を保持する。すなわち、第1カム120が図6に示す位置から図11に示す上死点まで回転することで、カム受け用玉軸受129を押しやり、スライダ119を図6の位置から左方向に移動させる。スライダ119が図6の位置から左方向に移動することで、回転軸132によりフレーム115に軸支された第1従動ローラ保持レバー116が図中時計回りに回動し、図11に示す位置となる。この保持レバー116の回転により、第1従動ローラ102が「第一位置」から「第二位置」に移動する(下降する)。この「第二位置」において、第2カム121は「第一位置」と同じくスライダ119には接触していない。
図12は、「第二位置」における保持レバー116,117,118の位置決めについて説明する図であり、図11の裏側から各レバー等を見たものである。従って、図11とは左右が反対になっている。
上記したように、スライダ119が図6の位置から図11の位置に移動することで、スライダ119に設けられたスタッド136,137,138がそれぞれ保持レバー116,117,118に接触して各レバーを押す。これにより各レバーが回転し、各ローラを「第一位置」から「第二位置」に下降させ、ベルト体10が感光体40から離間する。
このとき、「第一位置」でスタッド130,131にそれぞれ突き当たっていた保持レバー116(の従基準116a)と保持レバー118(の従基準118a)は、スタッド130,131から離れる。
また、一次転写ローラ113は、ベルト体10を挟んで感光体40に突き当たって上下方向の位置決めをされていたが、「第二位置」では感光体40及びベルト体10には接触していない。スタッド137が保持レバー117を押してレバーを回転させることで位置決めしている。
次に、「第三位置」について説明する。
図13は、一次転写ローラ113(黒用)と第1従動ローラ102及び第2従動ローラ103が上記した「第三位置」に位置している状態である。
カム回動取っ手155(図5)を手動にて回すと、第2カム121が回転し、スライダ119に取り付けてあるブラケット139に当接してこれを押し、スライダ119を図の左方向に移動させる。図11の「第二位置」と比べると、「第二位置」では第2カム121がブラケット139に当接していないが、「第三位置」では第2カム121が回転してブラケット139を押している様子が分かる。スライダ119は「第二位置」よりもさらに左(図11,13において左)に移動している。スライダ119が「第二位置」よりもさらに移動することで、各ローラの保持レバー116,117,118もさらに回動し、各ローラも「第二位置」よりもさらに下方に位置している。
なお、第2カム121の上死点(ブラケット139に対する上死点)は図13における左向きの位置である。また、図13は、図11の状態(「第二位置」)から「第三位置」に移行した状態を示しており、第1カム120は上死点に回動しているが、カム受け用玉軸受129には接触していない。「第一位置」から「第三位置」への直接移動については後述する。
図14は、「第三位置」における保持レバー116,117,118の位置決めについて説明する図であり、図13の裏側から各レバー等を見たものである。従って、図13とは左右が反対になっている。
スライダ119が「第二位置」よりもさらに移動(図14においては右方向に移動)することで、スライダ119に設けられたスタッド136,137,138がそれぞれ保持レバー116,117,118に接触して各レバーを押す。これにより各レバーが回転し、各ローラを「第三位置」に下降させ、ベルト体10が感光体40からより大きく離間する。
スライダ119が「第二位置」よりも大きく移動しているので、保持レバー116,117,118は、「第二位置」のときよりも、より押し込まれて回転量が大きくなっている。なお、スライダ119の長穴内における玉軸受124,124(スライダ位置決め用玉軸受)の位置からも、スライダ119がより大きく移動していることが分かる。
次に、「第一位置」から「第三位置」への直接移動について説明する。
「第一位置」については図6で説明したが、上記したように、「第一位置」においてはスプリング125により引っ張られたスライダ119のカム受け用玉軸受129が、下死点にある第1カム120に突き当たっている。一方、カム回動取っ手155(図5)を手動で回して「第一位置」から「第三位置」へ直接移動した図15においては、第1カム120は「第一位置」のときと同じ向き(下死点)であるが、カム受け用玉軸受129と第1カム120は離間している。すなわち、第1カム120が「第一位置」の向き(下死点)であっても、手動により(カム回動取っ手155を回転させて)第2カム121を回すことによって、スライダ119を「第一位置」から「第三位置」へ直接移動させることができる。これにより、各ローラも、「第一位置」から「第三位置」へ直接移動する。
本実施形態の画像形成装置において、例えばマシントラブル(ジャムやその他異常)によって装置が突然に停止した場合や電力が突然に遮断された場合などの即断異常が発生した時には、「第一位置」で中間転写体10(ベルト体)を挟んで感光体40に接触していた各ローラを、図15で説明したように手動により第2カム121を回すことで、「第一位置」から「第三位置」へ直接移動させることができるため、異常処理のために中間転写ユニットあるいは作像ユニット(プロセスカートリッジ)を装置本体から引き出したり復帰させたりする場合でも、中間転写体10(ベルト体)を感光体40から離間させることができる。したがって、着脱時におけるベルト体及び感光体の傷付きを防止することができる。また、中間転写ユニットあるいは作像ユニット(プロセスカートリッジ)を着脱しない場合でも、電源復帰あるいは再投入時におけるベルト体及び感光体の傷付きを防止することができる。
なお、上記では黒用感光体40Kに対応する部分の一次転写ローラ113K(黒用)、第1従動ローラ102及び第2従動ローラ103の構成で説明したが、他色の感光体に対応する一次転写ローラ113および第10従動ローラ111(図3)の場合も基本的に同様の構成で対応可能である。
続いて、黒以外の色の各感光体に対応する接離機構の構成例について説明する。
図16は、接離機構を2つ備える構成例を示す斜視図である。ブラック感光体40Kに対応する部分の接離機構(以下、ブラック接離機構と称す)については上記で既に説明しているので、他の色の感光体に対応する接離機構(以下、カラー接離機構と称す)について説明する。
カラー接離機構の基本構成と動作、ならびに接離方法の考え方は、ブラック接離機構と同じである。
図16において、奥側のフレーム115Rに、カラー接離スライダ142がフレーム長手方向(図示しないベルト体と平行)にスライド移動可能に取り付けられている。手前側のフレーム115Fにもカラー接離スライダ142が取り付けられているが、フレーム裏側のために見えていない。また、手前側のフレーム115Fの前面に、カラー接離モータ140が、ブラケット141を介して装着されている。このカラー接離モータ140は、後述するカラー接離カムを回転させるものである。
図17は、カラー接離スライダ142と、それに取り付けられた部材を示す側面図である。基本的には、ブラック接離機構におけるスライダ119と同じである。なお、図17では接離機構の奥側(R側)部分について図示・説明するが、前側(F側)部分も同様であり、以下では前後を示すF,Rをつけずに説明する。
カラー接離スライダ142に設けられた2個所の長穴に、フレーム115に取り付けられた玉軸受143,143(一方側のみ図示)が嵌めこまれ、スライダ142は図17の左右方向にスライド可能となっている。フレーム115とスライダ142とにスライダ引っ張りスプリング144が架設されている。また、スライダ142はカム受け用玉軸受151を有している。上記張りスプリング144により図の右方向に付勢されたスライダ142は、カム受け用玉軸受151がカラー接離カム145に突き当たることで左右方向の位置決めがなされる。
図17の状態(「第一位置」)では、カラー接離カム145は下死点(玉軸受151に対する下死点)に回動しており、そのカラー接離カム145にカム受け用玉軸受151が突き当たっている。そして、カラー接離カム145が上死点(カム受け用玉軸受151に対する上死点)に回動することで、カム受け用玉軸受151を押しやり、スライダ142を図17の位置から左方向に移動させる。
各一次転写ローラ113を保持する一次転写ローラ保持レバー147は、フレーム115に植設された回動軸によって回動可能に支持されている。各一次転写ローラ保持レバー147とフレーム115の間には、それぞれ引っ張りスプリング148が架設されて各保持レバーを付勢している。図13においては、各引っ張りスプリング148は、各保持レバー147を図中反時計回り方向に回転させるように付勢している。
第10従動ローラ111は、フレーム115に回動可能に支持された従動ローラ保持レバー149によって保持されている。従動ローラ保持レバー149とフレーム115の間には引っ張りスプリング150が架設されて保持レバーを図中反時計回り方向に付勢している。引っ張りスプリング150によって付勢された従動ローラ保持レバー149が図示しない突き当て基準に突き当たることで、位置決めしている。
一次転写ローラ保持レバー147及び従動ローラ保持レバー149(一次転写ローラ113及び第10従動ローラ111)を「第一位置」、「第二位置」、「第三位置」とする位置決めについては、ブラック接離機構と全く同じ思想で構成しているので、図示および説明を省略する。なお、カラー接離機構はブラック接離機構と共に手動により「第三位置」となるので、それについては次に説明する。
図18は、カラー接離機構及びブラック接離機構と第2カムとの当接部付近を示す部分斜視図である。
ブラック接離機構のスライダ119の端部付近にはブラケット139が装着されている。このブラケット139の突き当て面139aに第2カム121が当接するようになっており、カム回動取っ手155(図5)で第2カム121を手動により回転させることで、ブラック接離機構を「第三位置」とすることができる。
また、カラー接離スライダ142の端部には、カム突き当て面142aがある。このカム突き当て面142aはブラケット139の突き当て面139aと平行な面として設けられ、ブラケット139の突き当て面139aの隣に位置している。第2カム121は、回動時にブラケット139の突き当て面139aとカラー接離スライダ142のカム突き当て面142aとに同時に突き当たって両者を押せるように構成されている。
このような構成により、第2カム121を手動により回転させることで、ブラック接離機構とカラー接離機構とを同時に「第三位置」に移動させることができる。ブラック接離機構とカラー接離機構は、両者を同時に「第二位置」から「第三位置」に移動させることもできるし、両者を同時に「第一位置」から直接「第三位置」に移動させることもできる。
さらに、ブラック接離機構とカラー接離機構の一方が「第一位置」で他方が「第二位置」のときに、両者を同時に「第三位置」に移動させることもできる。例えば、実施形態におけるブラックモード時(図3(b)の状態のとき)に即断異常が発生した場合、「第一位置」にあるブラック接離機構と「第二位置」にあるカラー接離機構を、同時に「第三位置」に移動させることが可能である。
上述したように、即断異常が発生した時には、ブラック接離機構及びカラー接離機構を「第一位置」から直接「第三位置」に移動させることで、これらに支持された各ローラを「第三位置」に下降させ、中間転写体10(ベルト体)を感光体40から離間させることができる。したがって、中間転写ユニットあるいは作像ユニット(プロセスカートリッジ)着脱時におけるベルト体及び感光体の傷付きを防止することができる。また、中間転写ユニットあるいは作像ユニット(プロセスカートリッジ)を着脱しない場合でも、電源復帰あるいは再投入時におけるベルト体及び感光体の傷付きを防止することができる。
なお、ブラック接離機構とカラー接離機構を同時に「第三位置」に移動させる構成はここに例示した構成に限らず、2つのスライダ119,142を1つのカムで押せる構成であれば良い。
あるいは、同軸上に配置した2つのカムを用いて2つのスライダ119,142を押す構成でも良い。2つのカムを用いる場合は、それぞれのカムの形状を異ならせることで、ブラック接離機構とカラー接離機構の移動量を異ならせることもできる。
ところで、実施形態の画像形成装置においては、ベルトユニット(中間転写ユニット1)は装置本体の前面に設けられた開口(図示せず)から脱着する。そして、ベルトユニットを装置本体に装着した後、ベルトユニットの前面を覆うように本体に取り付けるカバー部材を備えている。もちろん、このカバー部材は装置本体に着脱可能な部材である。そして、ベルトユニットを装置本体に着脱するためには、このカバー部材を装置本体から取り外す必要がある。言い換えれば、このカバー部材が装置本体に取り付いた状態では、ベルトユニットの着脱が規制される。
図19は、ベルトユニットの前面を覆うカバー部材の一部を示す正面図である。
この図に示すように、カバー部材160には、上記したカム回動取っ手155(図5も参照)が貫通できる開口161が設けられている。ただし、開口161は、カム回動取っ手155が横に倒れた状態のときのみ、カム回動取っ手155が通り抜け可能な形状となっている。
一方、図20に示すように、カム回動取っ手155が縦向きになった(図19の状態から回動した)状態では、カム回動取っ手155にカバー部材160が引っ掛かって、カバー部材160を装置本体から取り外すことができない。
図20に示すカム回動取っ手155の位置(姿勢)は、上記した各保持レバー及びローラが「第一位置」または「第二位置」にあるときの取っ手155の位置(姿勢)であり、図19に示すカム回動取っ手155の位置(姿勢)は、上記した各保持レバー及び各ローラが「第三位置」にあるときの取っ手155の位置(姿勢)である。
したがって、各ローラ(及び保持レバー)が「第一位置」または「第二位置」にあるときは取っ手155が縦向きでカバー部材160に干渉するため、カバー部材160を外すことができず、ベルトユニットの着脱が規制される。そして、各ローラ(及び保持レバー)が「第三位置」に移動したときに取っ手155がカバー部材160と干渉しなくなり、カバー部材160を外してベルトユニットの着脱が可能となる。このような構成により、ベルト部材(実施形態では中間転写ベルト10)と像担持体(感光体ドラム40)との接触を防ぐためのフールプルーフ機能が備えられている。
なお、実施形態では上記カバー部材160によってベルトユニット着脱の規制と規制解除を行なっているが、これに代えてカム回動取っ手155の動きに連動するロック機構(爪部材など)を設け、このロック機構がカム回動取っ手155の動きに連動して本体と係合又は係合解除し、それによりベルトユニット着脱の規制と規制解除を行なうように構成しても良い。
以上、本発明を図示例に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。中間転写体としてのベルト体は、適宜な形態に張設可能である。また、転写ユニットあるいは中間転写ユニットの構成も本発明の範囲内で適宜変更可能である。各ローラを支持する保持レバーの形状なども一例に過ぎない。スライダの移動量や各ローラの移動量なども適宜設定可能である。
また、画像形成装置としては、本発明を適用可能であれば任意な構成を採用可能である。中間転写方式に限らず、直接転写方式の装置にも本発明を適用可能である。直接転写方式の場合、ベルト体としては記録媒体を搬送しながら記録媒体上に画像を転写させる転写搬送ベルトがあり、これに本発明を適用できる。タンデム式の場合、作像ユニットの色順等は任意である。また、画像形成装置は複写機に限らず、プリンタやファクシミリあるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
1 中間転写ユニット
10 中間転写ベルト(中間転写体、ベルト体)
40 感光体(像担持体)
101 駆動ローラ
102 第1従動ローラ
103 第2従動ローラ
111 第10従動ローラ
113 一次転写ローラ
115 中間転写ユニットのフレーム
116 第1従動ローラ保持レバー
117 一次転写ローラ保持レバー
118 第2従動ローラ保持レバー
119 接離スライダ
120 第1カム
121 第2カム
124 スライダ位置決め用玉軸受
130,131 スタッド
136〜138 スタッド
140 カラー接離モータ
142 カラー接離スライダ
147 一次転写ローラ保持レバー
149 従動ローラ保持レバー
154 カム駆動モータ
155 カム回動取っ手
特開2009−58681号公報 特開2011−64762号公報

Claims (7)

  1. 像担持体と、複数のローラ部材に張架されて回動可能なベルト体を接離機構により前記像担持体に対して接離可能に構成したベルトユニットを備え、該ベルトユニットが装置本体に着脱可能に設けられた画像形成装置において、
    前記接離機構は、前記ベルト体を前記像担持体に接離させるために移動可能な移動部材を、前記ベルト体を前記像担持体に当接させる第一位置と、前記ベルト体を前記像担持体から離間させる第二位置と、該第二位置よりも大きな離間量で前記ベルト体を前記像担持体から離間させる第三位置とに移動するよう設けられ、
    前記移動部材を、前記第一位置から前記第三位置に移動可能なレバーを有し、前記ベルトユニットは、前記レバーにより前記移動部材を前記第三位置に移動させたとき、装置本体に着脱可能であり、
    前記複数のローラ部材のうち前記ベルト体を前記像担持体に押圧するローラ部材を支持する保持レバーを、前記移動部材の移動により前記ベルトユニットのフレームに設けた突き当て部に突き当てて位置決めすることを特徴とする画像形成装置。
  2. 像担持体と、複数のローラ部材に張架されて回動可能なベルト体を接離機構により前記像担持体に対して接離可能に構成したベルトユニットを備え、該ベルトユニットが装置本体に着脱可能に設けられた画像形成装置において、
    前記接離機構は、前記ベルト体を前記像担持体に接離させるために移動可能な移動部材を、前記ベルト体を前記像担持体に当接させる第一位置と、前記ベルト体を前記像担持体から離間させる第二位置と、該第二位置よりも大きな離間量で前記ベルト体を前記像担持体から離間させる第三位置とに移動するよう設けられ、
    前記移動部材を、前記第一位置から前記第三位置に移動可能なレバーを有し、前記ベルトユニットは、前記レバーにより前記移動部材を前記第三位置に移動させたとき、装置本体に着脱可能であり、
    前記複数のローラ部材のうち前記ベルト体を前記像担持体に押圧するローラ部材は、前記ベルトユニットのフレームに軸支されて揺動可能なレバー部材に支持されており、
    前記接離機構は、前記ベルトユニットのフレームにスライド可能に支持されたスライダを有し、
    前記スライダがスライド移動することによって前記レバー部材を揺動させることで前記ローラ部材を昇降させることを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記接離機構を2つ有し、
    前記レバーは、前記2つの接離機構における前記移動部材を、同時に前記第一位置から前記第三位置に移動可能なことを特徴とする、請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記レバーは、前記移動部材を、前記第二位置から前記第三位置にも移動できることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記レバーは、前記2つの接離機構における前記移動部材の一方が前記第一位置で他方が前記第二位置にある状態でも、両方の前記移動部材を前記第三位置に移動可能なことを特徴とする、請求項3又は4に記載の画像形成装置。
  6. 前記像担持体又は前記像担持体を含む作像ユニットが装置本体に着脱可能に設けられ、
    前記第三位置で前記像担持体又は前記作像ユニットの着脱を行なうことを特徴とする、請求項1〜のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記ベルト体を挟んで前記像担持体に対向するように配置され前記ベルト体を挟んで前記像担持体に押圧される位置と離間する位置とに移動可能に設けられた転写ローラを有し、該転写ローラを、前記移動部材の移動により前記ベルト体を挟んで前記像担持体に突き当てて位置決めすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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