JP2010204250A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像形成装置の設計の自由度を向上させ、交換が必要なユニットの着脱性という観点でユーザビリティを向上させることができる画像形成装置の提供。
【解決手段】転写ベルトクリーニング装置23は、テンションローラ軸11a,11bを中心に転写ベルトユニット25に対して揺動可能に一体として設けられ、中間転写ユニット101が装着ガイド40,41に案内されて画像形成装置100本体に挿入される途中で、転写ベルトユニット25が有する把手部47a,47bが突出した状態から収納された状態へと変化することに連動して、中間転写ユニット101が第一の姿勢Aから第二の姿勢Bへと変化する。
【選択図】図5

Description

本発明はプリンタ、複写機、ファクシミリなど、電子写真方式を利用した画像形成装置に関するものである。特に、装置本体に着脱可能なユニットを備える画像形成装置に関するものであり、設計の自由度やユニットの着脱時のユーザビリティを向上させる技術に関するものである。
従来、複数のプロセスカートリッジの感光体ドラム上に形成されたトナー像を各一次転写部において中間転写ベルトに一次転写し、中間転写ベルト上のトナー像を二次転写部において記録媒体に二次転写するカラー画像形成装置が知られている。
このような画像形成装置において、二次転写後に中間転写ベルト上に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーニング装置によって除去され、廃トナー回収容器に回収される。この中間転写ベルトクリーニング装置と中間転写ベルトを中間転写ユニットとして一体化して、画像形成装置本体に着脱自在な構成とした技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。これにより、廃トナーを漏らすことなく回収でき、中間転写ベルトや中間転写ベルトクリーニング装置の修理、点検、交換等のメンテナンス作業が容易に行える。
このような中間転写ユニットを有する画像形成装置を図23及び図24に示す。ここで、図23は従来例に係る画像形成装置の断面図であり、図24は従来例に係る画像形成装置の斜視図である。図23に示すように、中間転写ユニット90が画像形成装置本体の一方側から他方側にわたって(例えば、図23の左から右にわたって)配置されている。この中間転写ユニット90のうち、中間転写ベルト91の下方には複数のプロセスカートリッジ93が配置されている。さらに中間転写ユニット90のうち、中間転写ベルトクリーニング装置92は、プロセスカートリッジ93に並設されるように中間転写ベルト91の一方の端部(図23においては左端部)に一体に固定されている。この中間転写ベルトクリーニング装置92が配置された側(図中装置本体の左側)には、図24に示すように、中間転写ユニット90が引き出せるように開口部94が設けられ、この開口部94を覆う開閉部材95が開閉可能に設けられている。これにより、中間転写ユニット90を中間転写ベルトクリーニング装置92側から水平方向に引き出すことができる。
特開2001−075374号公報
しかしながら、図23及び図24に示す画像形成装置においては、中間転写ユニット90は、中間転写ベルト91に対して中間転写ベルトクリーニング装置92が屈曲した状態で一体に固定されている。このため、中間転写ユニット90を装置本体から引き出すには、プロセスカートリッジ93と干渉しないように、中間転写ベルトクリーニング装置92側からしか引き出せない。すなわち、2つのユニットが一体化された中間転写ユニット90は、一方のユニットである中間転写ベルト91に対して他方のユニットである中間転写ベルトクリーニング装置92の配置が決まると、おのずとそれを引き出す開口部94の配置も決まってしまう。このため、設計の自由度が中間転写ベルトクリーニング装置92の配置によって限定されてしまう。
また、中間転写ユニット90の装置本体左側の開口部94から着脱するのに対し、プロセスカートリッジ93及び記録材のカセット96は装置本体前側の実線矢印の方向に着脱する必要がある。また定着手段98は装置本体右側から開閉部材97をあけて破線矢印の方向に着脱する必要がある。このように、ユーザは、メンテナンスのためにさまざまな方向から画像形成装置内部にアクセスせざるを得ず、ユーザビリティの面でも改善の余地がある。そして、このように装置本体の開口部を増やすことは、フレームの剛性を確保する上での障害となり、また、開閉部材が増えるため、低コスト化・省スペース化を実現する上でも技術課題となっている。
このような背景を踏まえ、本発明の目的は、一体化された2つのユニットの配置関係によって、そのユニットの着脱方向や開口部の位置が限定されないようにし、装置内の他の部材によってユニットの着脱方向が限定されないようにすることである。これにより、画像形成装置の設計の自由度を向上させ、交換が必要なユニットの着脱性という観点で、ユーザビリティを向上させることを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。
(1)第一のユニットと、前記第一のユニットに当接して作用し前記第一のユニットと一体として設けられる第二のユニットと、を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着される着脱ユニットと、前記画像形成装置本体に前記着脱ユニットを挿入するための開口部から挿入された前記着脱ユニットを案内するためのガイド部材と、を備える画像形成装置であって、前記第二のユニットは、前記着脱ユニットを前記画像形成装置本体に挿入する方向と直交する方向の軸線を中心に、前記第一のユニットに対して揺動可能に一体として設けられ、前記着脱ユニットは、前記着脱ユニットを保持するための把手部を有し、前記把手部は、前記着脱ユニットが前記画像形成装置本体に装着されたときには前記着脱ユニットに収納され、前記着脱ユニットが前記画像形成装置本体から離脱したときには前記着脱ユニットから突出し、前記着脱ユニットは、前記画像形成装置本体から離脱したときには第一の姿勢をとり、前記画像形成装置本体に装着されたときには第二の姿勢をとり、前記着脱ユニットが前記ガイド部材に案内されて前記画像形成装置本体に挿入される途中で、前記把手部が突出した状態から収納された状態へと変化することに連動して、前記着脱ユニットが前記第一の姿勢から前記第二の姿勢へと変化することを特徴とする。
(2)複数の張架部材によって張架されたエンドレスベルトを有する第一のユニットと、前記第一のユニットが有する前記エンドレスベルトに当接して前記エンドレスベルトのトナーをクリーニングするクリーニング部材を有し前記第一のユニットと一体に設けられる第二のユニットと、を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着される着脱ユニットと、前記画像形成装置本体に前記着脱ユニットを挿入するための開口部から挿入された前記着脱ユニットを案内するためのガイド部材と、を備える画像形成装置であって、前記第二のユニットは、前記着脱ユニットを前記画像形成装置本体に挿入する方向と直交する方向の軸線を中心に、前記第一のユニットに対して揺動可能に一体として設けられ、前記着脱ユニットは、前記着脱ユニットを保持するための把手部を有し、前記把手部は、前記着脱ユニットが前記画像形成装置本体に装着されたときには前記着脱ユニットに収納され、前記着脱ユニットが前記画像形成装置本体から離脱したときには前記着脱ユニットから突出し、前記着脱ユニットは、前記画像形成装置本体から離脱したときには第一の姿勢をとり、前記画像形成装置本体に装着されたときには第二の姿勢をとり、前記着脱ユニットが前記ガイド部材に案内されて前記画像形成装置本体に挿入される途中で、前記把手部が突出した状態から収納された状態へと変化することに連動して、前記着脱ユニットが前記第一の姿勢から前記第二の姿勢に変化することを特徴とする。
本発明によれば、画像形成装置の設計の自由度を向上させ、交換が必要なユニットの着脱性という観点でユーザビリティを向上させることができる。
実施例1に係る画像形成装置の概略断面図 実施例1に係る中間転写ユニットの断面図 (a)実施例1に係る中間転写ユニットの斜視図、(b)、(c)中間転写ユニットの把手部の部分拡大図 実施例1に係る中間転写ユニットの上面図 (a)実施例1に係る中間転写ユニットの正面図、(b)(a)の転写ベルトクリーニング装置の部分拡大図 実施例1に係る中間転写ユニットの装着部を示す斜視図 実施例1に係る中間転写ユニットの装着動作を示す斜視図 実施例1に係る中間転写ユニットの装着動作を示す斜視図 (a)実施例1に係る中間転写ユニットの装着完了状態を示す斜視図、(b)(a)の断面図 (a)実施例1に係る中間転写ユニットの構成を示す斜視図、(b)(a)の要部構成図、(c)テンションローラ軸周辺の部分拡大図 (a)実施例1に係る中間転写ユニットの構成を示す斜視図、(b)(a)の要部構成図 (a)実施例1に係る中間転写ユニットの構成を示す斜視図、(b)(a)の要部構成図 実施例1に係る中間転写ユニットと装着ガイドを示す部分拡大図 実施例1に係る中間転写ユニットの装着完了状態を示す断面図 (a)実施例2に係る中間転写ユニットの構成を示す斜視図、(b)(a)の要部構成図、(c)ラック・アンド・ピニオンの部分拡大図、(d)テンションローラ軸周辺の部分拡大図 (a)実施例2に係る中間転写ユニットの構成を示す斜視図、(b)(a)の要部構成図 (a)実施例2に係る中間転写ユニットの構成を示す斜視図、(b)(a)の要部構成図、(c)テンションローラ軸周辺の部分拡大図 実施例3に係る廃トナー回収ユニットの装着動作を示す図で、(a)廃トナー回収ユニットが直線状となっている状態を示す図、(b)(a)の斜視図、(c)廃トナー回収ユニットがヒンジ部を中心に45°回転した状態を示す図、(d)(c)の斜視図、(e)廃トナー回収ユニットがヒンジ部を中心に90°回転した状態を示す図、(f)(e)の斜視図 (a)実施例3に係る廃トナー回収ユニットの装着動作を示す断面図、(b)(a)の斜視図 (a)実施例3に係る廃トナー回収ユニットの装着動作を示す断面図、(b)(a)の斜視図 (a)実施例3に係る廃トナー回収ユニットの装着動作を示す断面図、(b)(a)の斜視図 実施例3に係る廃トナー回収ユニットの装着動作を示す図で、(a)廃トナー回収ユニットが直線状となっている状態を示す図、(b)廃トナー回収ユニットが弾性変形部で45°に曲がった状態を示す図、(c)廃トナー回収ユニットが弾性変形部で90°に曲がった状態を示す図 従来例に係る画像形成装置の断面図 従来例に係る画像形成装置の斜視図
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
図1〜図14を用いて、本実施例に係る画像形成装置について説明する。以下の説明では、まず図1を用いて画像形成装置の全体構成について説明する。次いで図2〜図5を用いて、一次転写ユニットの構成について説明する。次いで図6〜図9を用いて、一次転写ユニットの装置本体への装着動作について説明する。さらに、図10〜図12を用いて、一次転写ユニットの把手部と転写ベルトクリーニング装置の関係を説明する。最後に図7、図9、図14を用いて、一次転写ユニットの装置本体への位置決めについて説明する。
[画像形成装置の全体構成]
まず画像形成装置の全体構成について、図1を用いて説明する。図1に示す画像形成装置100は、水平方向に対して傾斜して並設した4個のプロセスカートリッジを有する。そして、プロセスカートリッジ7(7a〜7d)は、それぞれ1個の像担持体としての電子写真感光体ドラム1(1a〜1d)を備えている。
電子写真感光体ドラム(以下、「感光体ドラム」という)1は、駆動部材(不図示)によって、図1中、時計回りに回転駆動される。感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム1に作用する以下のプロセス手段2、3、4、5、6が配置されている。まず、感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電ローラ2(2a〜2d)、静電潜像を現像剤であるトナーを用いて現像する現像ユニット4(4a〜4d)が配置されている。そして、転写後の感光体ドラム1表面に残ったトナーを除去するクリーニング部材6(6a〜6d)が配置されている。また、画像情報に基づいてレーザビームを照射し、感光体ドラム1に静電潜像を形成するスキャナユニット3、感光体ドラム1上の4色の現像剤(以下、「トナー」という)画像(トナー像)が一括して転写される中間転写ベルト5が配置されている。ここで、感光体ドラム1と、帯電ローラ2、現像ユニット4及びクリーニング部材6は一体的にカートリッジ化され、画像形成装置の装着部に対して着脱可能なプロセスカートリッジ7を構成している。
中間転写ベルト5は、駆動ローラ10、テンションローラ11、二次転写対向ローラ33に張架されている。また、各感光体ドラム1(1a〜1d)に対向して、中間転写ベルト5の内側に一次転写ローラ12(12a〜12d)が配設されており、バイアス印加手段(不図示)により転写バイアスを印加する構成となっている。
感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム1が矢印Q方向に回転し、中間転写ベルト5が矢印R方向に回転し、さらに一次転写ローラ12に正極性のバイアスを印加することにより、順次、中間転写ベルト5上に一次転写される。そして、中間転写ベルト5に4色のトナー像が重なった状態で二次転写部15まで搬送される。
一方、トナー像の転写後に、感光体ドラム1表面に残ったトナーは、クリーニング部材6によって除去され、除去されたトナーは感光体ユニット26(26a〜26d)内の除去トナー室に回収される。
これらの画像形成動作と同期して給送装置13やレジストローラ対17等からなる搬送手段によって記録媒体であるシートが搬送される。給送装置13は、シートSを収納する給送カセット24と、シートSを給送する給送ローラ8と、給送されたシートSを搬送する搬送ローラ対16とを有している。給送カセット24は、図1中の装置手前方向へ引き抜くことができるよう構成されている。ユーザは給送カセット24を引き抜き、装置本体から取り外した後、シートSをセットし装置本体へ挿入することでシート補給が完了する。給送カセット24に収納されたシートSは、給送ローラ8に圧接され、分離パッド9によって一枚ずつ分離され(摩擦片分離方式)、搬送ローラ対16によって搬送される。
そして、給送装置13から搬送されたシートSはレジストローラ対17によって二次転写部15に搬送される。二次転写部15において、二次転写ローラ18に正極性のバイアスを印加することにより、搬送されたシートSに、中間転写ベルト5上の4色のトナー像を二次転写する。
シートSへの二次転写後に中間転写ベルト5上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニング装置23によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー搬送路(不図示)を通過し、装置左側(図1左側)に配置された廃トナー回収容器46へと回収される。
一方、定着手段である定着器14は、シートSに形成したトナー像に熱及び圧力を加えて定着させるものである。定着ベルト14aは円筒形状であり、ヒータ等の発熱手段を接着したベルトガイド部材(不図示)にガイドされている。そして、定着ベルト14aと加圧ローラ14bとが所定の圧接力をもって定着ニップ部を形成している。
そして、画像形成部から搬送された未定着トナー像が形成されたシートSが、定着ベルト14aと加圧ローラ14bとの間の定着ニップで加熱及び加圧され、シートS上の未定着トナー像が定着される。その後、定着されたシートSは、排出ローラ対19によって排出トレイ20に排出される。
[一次転写ユニットの構成]
次に、図2〜図5を用いて、一次転写ユニットとしての中間転写ユニット101の構成について説明する。図2は中間転写ユニット101の概略断面図、図3は中間転写ユニット101の斜視図、図4は中間転写ユニット101の上面図、図5は中間転写ユニット101の正面図である。
中間転写ユニット101は、第一のユニットである転写ベルトユニット25と、この転写ベルトユニット25に当接して作用する第二のユニットである転写ベルトクリーニング装置23を一体に設けた着脱ユニットである。この中間転写ユニット101は、画像形成装置100本体に対して着脱可能に装着される。
ここで、転写ベルトユニット25は、複数の張架部材である駆動ローラ10、テンションローラ11、二次転写対向ローラ33によって張架されたエンドレスベルトである中間転写ベルト5を有する。さらに転写ベルトユニット25は、中間転写ベルト5を介して各感光体ドラム1と対向する位置に設けられた4本の一次転写ローラ12(12a〜12d)を有する。
図2に示すように、転写ベルトクリーニング装置23は、中間転写ベルト5に当接して中間転写ベルト5上の残トナーを掻き取るクリーニング部材としてのクリーニングブレード31を有する。また転写ベルトクリーニング装置23は、クリーニングブレード31の姿勢を保持するためのクリーニングブレード支持板32、クリーニングブレード31を中間転写ベルト5に押し付けるためのブレード加圧バネ34を有する。さらに転写ベルトクリーニング装置23は、中間転写ベルト5から除去した残トナーを回収容器に送るためのスクリュウ35などを有する。
転写ベルトクリーニング装置23は、転写ベルトユニット25に対して挿入方向と直交する方向の軸線を中心に揺動可能に設けられている。具体的には、転写ベルトクリーニング装置23は、図3(a)及び図4に示すように、転写ベルトユニット25に対して、テンションローラ11の軸(以下、テンションローラ軸)11a、11bを支点として揺動可能に支持されている。すなわち、転写ベルトクリーニング装置23は、転写ベルトユニット25が有する複数の張架部材のうち、ユニット挿入方向最も奥側(図3(a)の左側)に位置するテンションローラ11の回転中心であるテンションローラ軸11a、11bを中心にして揺動する。
転写ベルトユニット25には、把手部47a、47bが設けられている。把手部47a、47bは回転中心48a(対向側は不図示の48b)を中心に、後述する把手の付勢部材であるねじりコイルばね49a(対向側は不図示の49b)により、図3(b)及び図3(c)の破線矢印(ア)、(イ)の方向にそれぞれ付勢され回動する。
そして、図5(a)に示すように、画像形成装置100本体に装着する前(離脱した状態)と装着完了したとき(装着した状態)とで、転写ベルトユニット25に対する転写ベルトクリーニング装置23の姿勢が異なる。転写ベルトユニット25に対する転写ベルトクリーニング装置23の姿勢は、図5(a)中破線で示す姿勢が挿入開始時(装着前:離脱した状態)の第一の姿勢Aであり、図5(a)中実線で示す姿勢が装着完了時(装着後:装着した状態)の第二の姿勢Bである。このような二つの姿勢をとることで、図5(b)に示す距離L分だけ排紙トレイの高さを下げることが可能となり、排紙積載量を大きくすることが可能となる。また、二つの姿勢をとることで装置自体の高さを低く抑えることが可能になる。
また、図4に示すように、転写ベルトクリーニング装置23には、画像形成装置100本体に装着したときの姿勢を決めるための位置決めボス36a、36bが設けられている。転写ベルトユニット25には、中間転写ユニット101を画像形成装置100本体に装着するときの被ガイド部37a、37bが設けられている。図4において、10a、10bは駆動ローラ軸、10c、10dは駆動ローラ軸に取付けられた駆動ローラ軸受である。この転写ベルトクリーニング装置23の位置決めボス36a、36b、中間転写ユニット101の被ガイド部37a、37b、及びテンションローラ軸11a、11bは、後述する画像形成装置100本体内のガイド部材に案内される被ガイド部材である。これらの被ガイド部材は、中間転写ユニット101の挿入方向と直交する方向の両側にそれぞれ設けられている。
[一次転写ユニットの画像形成装置本体への装着動作]
次に、図6〜図9を用いて、中間転写ユニット101を画像形成装置100本体へ装着する場合の装着動作について説明する。図6は中間転写ユニット101の画像形成装置100本体に装着する装着部を示す斜視図である。図7は中間転写ユニット101の画像形成装置100本体に装着する様子を示す斜視図である。図8は図7に引き続き、中間転写ユニット101が画像形成装置100本体に挿入され、把手部47a、47bが収納され始める様子を示す斜視図である。そして、図9は画像形成装置100本体に中間転写ユニット101が収納完了した様子を示す斜視図と正面図である。
中間転写ユニット101は、画像形成装置100本体に対して、着脱自在に構成されている。このような構成をとることで、例えば中間転写ベルト5もしくは転写ベルトクリーニング装置23などの、修理、点検、交換等のメンテナンス作業が簡易な操作で行えるようになるので、画像形成装置100本体の使い勝手を向上させることができる。
また、画像形成装置100本体の水平方向の寸法を小さくし、画像形成装置100本体の小型化を図るために、図7に示すようにプロセスカートリッジ7は水平方向に対して斜め方向に配置されている。プロセスカートリッジ7の配置にあわせて、中間転写ユニット101も水平方向に対して斜め方向に配置されている。
中間転写ユニット101の画像形成装置100本体に対する装着方向は、図7に示す矢印F方向となる。なお、図1に示す画像形成装置100本体の右側を一次転写ユニットである中間転写ユニット101の装着方向手前側とし、図1の左側を装着方向奥側として以下説明を行う。
図6及び図7に示すように、画像形成装置100は、中間転写ユニット101を画像形成装置100本体に挿入するための開口部45を覆う開閉部材38を開閉可能に備えている。
中間転写ユニット101を画像形成装置100本体に装着する際、まず開閉部材38を開く。なお、図6に示すように、二次転写対向ローラ33及びその近傍の搬送ガイドは開閉部材38に設けられており、開閉部材38と一緒に移動する。開閉部材38は画像形成装置100本体の外観面の部位を形成する。また、開閉部材38を開くと、開放された開口部45から、搬送途中で紙詰まり等のジャムが発生したシートSを取り除くことも可能になり、また定着器14の着脱も可能になる。なお、開閉部材38の開閉方向は、上下方向に開閉可能としたが、水平方向に開閉可能な構成であってもよい。
開閉部材38を開くと、画像形成装置100本体の内側に、シートSの搬送路やレジストローラ対17とともに、画像形成装置100本体に対して装着される中間転写ユニット101の装着部39が露出する。
図6に点線で示すように、装着部39の画像形成装置100本体の開口部45に向かって左側と右側には、画像形成装置100本体の手前側(図6右側)から奥側(図6左側)に斜め上方向に延びる装着ガイド40、41がそれぞれ設けられる。装着ガイド40、41は、開口部45から装着部39に挿入された中間転写ユニット101を案内するためのガイド部材である。
そして、図7のように中間転写ユニット101の位置決めボス36a、36b、テンションローラ軸11a、11b、被ガイド部37a、37bをそれぞれ順番に装着ガイド40、41にガイドさせつつ、中間転写ユニット101を矢印F方向に挿入する。その後、挿入の途中で、図8に示すがごとく、中間転写ユニット101の把手部47a、47bが画像形成装置100本体のカバーに当接し、図中矢印(ウ)、(エ)の方向に回動し、中間転写ユニット101内に収納され始める。さらに挿入を続けることで、把手部47a、47bは装着ガイド40、41に挟まれる形となり、中間転写ユニット101内に完全に収納される。最終的には、図9のように、中間転写ユニット101を画像形成装置100本体の内部の所定の挿入位置まで挿入した後、開閉部材38を閉じて中間転写ユニット101の装着は完了する。
[一次転写ユニットの把手部と転写ベルトクリーニング装置の関係]
図10〜12を用いて、中間転写ユニット101の把手部47a、47bの回動と連動し、転写ベルトクリーニング装置23が揺動する構成について詳細に説明する。
図10に中間転写ユニット101の装着前の斜視図を図10(a)に、そして、図10(b)は、説明の都合上、把手部47a、47bと転写ベルトクリーニング装置23の揺動動作に関与しないものを図10(a)から除去した図である。把手部47bはそのボス部47bpに可撓性を持つワイヤ52が係止されている。ワイヤ52のもう一端は、転写ベルトユニット25のフレームの一部に設けられたワイヤガイド54と、フレームの開口部51を経由し、転写ベルトクリーニング装置23に具備されたワイヤ保持部53に係止されている。画像形成装置100本体に装着前、把手部47bは前述したように、付勢力を受け、中間転写ユニット101の外側に回動し、突出している。そして、その一部の回転止め部47bfが転写ベルトユニット25のフレームの一部に当接することで、把手部47bの回動量は規制されている。一方、ワイヤ52は、この把手部47bが最も突出したときに、前述した姿勢Aとなるような長さに設定されている。即ち、把手部47bの突出に伴い、ワイヤ52で接続された転写ベルトクリーニング装置23は牽引され、テンションローラ軸11bを回転中心として、姿勢Aに維持・拘束されるわけである。転写ベルトクリーニング装置23は、図10(c)に示すように、転写ベルトユニット25のフレームの一部に形成されたリブ状の回転規制部50mとそれにガイドされる回転規制部50nにより、最大揺動量が所望の量となるような構成をとっている。回転規制部50nは、転写ベルトクリーニング装置23に設けられている。
引き続き、把手部47a、47bが中間転写ユニット101内に収納されるときの転写ベルトクリーニング装置23の姿勢について説明する。図11は中間転写ユニット101が画像形成装置100本体に装着される途中の状態、図12は装着完了後の図である。図中の(a)及び(b)は図10と同様、それぞれのタイミングでの中間転写ユニット101の斜視図及び関連要素の図である。
前述したように、中間転写ユニット101が画像形成装置100本体への装着動作されるとき、把手部47a、47bは画像形成装置100本体に当接しながら、収納され始める。すなわち、図11(a)に示すように、中間転写ユニット101に対し図中矢印(オ)、(カ)の方向に回動しながら収納され始める。同時に、把手部47bが図中矢印(キ)の方向に回動すると、把手部47bに接続されたワイヤ52のテンションが弱まり、転写ベルトクリーニング装置23は、その自重により、図11(b)の矢印(ク)のように揺動し始めようとする。
さらに、中間転写ユニット101が画像形成装置100本体へ挿入されると、把手部47a、47bは図12(a)の中間転写ユニット101内に、矢印(ケ)、(コ)のように完全に収納される。この時、図12(b)のように、把手部47bが図中破線矢印(ナ)の方向に回動し、ワイヤ52のテンションはなくなり、転写ベルトクリーニング装置23はさらに矢印(サ)に示す方向に揺動し、先に述べた回転規制部50m、50nによりその揺動が止まる。なお、この時、回転規制部50m、50nの規制の中においては、揺動は規制されない。
以上で述べたように、転写ベルトユニット25に対し、転写ベルトクリーニング装置23が揺動する構成をとることで、装置の小型化が実現できる。しかし、その一方で、図13に示すように装着ガイド40、41の入り口幅Jに対し、転写ベルトクリーニング装置23の揺動量Kが大きくなる。このため、使用者が中間転写ユニット101を画像形成装置100本体に挿入し始めるときに、挿入位置が定まらず、挿入し難くなる恐れがある。もちろん、装着ガイド40、41の入り口自体を大きくしたり、面取り部を大きくしたりする対策が考えられる。しかしながら、本来画像形成の大きな役割を担う中間転写ユニット101や定着器14に必要なスペースに影響したり、装置そのものが大きくなってしまったりすることが懸念される。
これに対し、上述したように、転写ベルトユニット25に対し、転写ベルトクリーニング装置23が揺動する構成をとり、さらに、把手部47a、47bと転写ベルトクリーニング装置23の揺動を連携させる。こうすることで、従来の装着ガイド40、41や中間転写ユニット101が占めるスペースを殆ど大きくすることなく、かつユニットの装着時のユーザビリティを確保した画像形成装置の構成が実現できる。
[一次転写ユニットの装置本体への位置決め]
次に、図7・図9・図14を用いて、中間転写ユニット101の画像形成装置100本体に対する位置決めに関して、さらに詳しく説明する。
なお、以下の説明では、画像形成装置100本体の図7等の紙面手前側の装着ガイド40に対する中間転写ユニット101の本体手前側の位置決めに関して説明する。画像形成装置100本体及び中間転写ユニット101の本体奥側(図7等の紙面奥側の不図示の部分)にも手前側と対称形状の装着ガイド41及び被ガイド部材が設けられている。そして、中間転写ユニット101は画像形成装置100本体の図中手前と奥側で傾きを生じることなく装着される構成となっている。
中間転写ユニット101を装着する前、転写ベルトユニット25に対する転写ベルトクリーニング装置23は、上述したように、把手部47a、47bの回転、突出に伴い、転写ベルトクリーニング装置23が図5の姿勢Aをとる。このため、図7に示すようにユニット下面がほぼ平面となるような略直線上の第一の姿勢をとる。
図9(b)に示すように、画像形成装置100本体の装着部39に設けられた装着ガイド40は、挿入方向上流側から下流側に向けて順に、第一ガイド部40b、第二ガイド部40d、第三ガイド部40fを有している。この3つのガイド部は、装着ガイド40が各被ガイド部材を挟み込む幅が挿入方向下流側に向けて段階的に狭くなるように形成されている。このうち、第二ガイド部40dは第一ガイド部40bよりも幅が狭く、テンションローラ軸11aを嵌合する幅を有している。また、第三ガイド部40fは、第二ガイド部40dよりも幅が狭く、位置決めボス36aを嵌合する幅を有している。
中間転写ユニット101を画像形成装置100本体に装着するときは、図7に示すように、まず転写ベルトクリーニング装置23の位置決めボス36aを装着ガイド40の入口部40aにあわせる。そして、位置決めボス36aを装着ガイド40の第一ガイド部40bの下側面に沿わせて中間転写ユニット101を矢印F方向に挿入していくと、次いでテンションローラ軸11aが装着ガイド40の第一ガイド部40bにガイドされる。そしてさらに中間転写ユニット101を矢印F方向に押すと、転写ベルトユニット25の被ガイド部37aが装着ガイド40の第一ガイド部40bにガイドされる。
そのまま中間転写ユニット101を矢印F方向に押し続けると、転写ベルトクリーニング装置23の位置決めボス36aが装着ガイド40の第二ガイド部40dの屈曲部40eに達する。その後、図9(b)に示すように、位置決めボス36aが装着ガイド40の第二ガイド部40dに案内されて、転写ベルトクリーニング装置23がテンションローラ軸11aを中心に徐々に揺動して姿勢を変え始める。なお、この時、把手部47a、47bは既に中間転写ユニット101内に収納され、転写ベルトクリーニング装置23の揺動が規制されてはいないので、装着ガイド40による転写ベルトクリーニング装置23の姿勢変化を妨げることはない。
そして、中間転写ユニット101が画像形成装置100本体に装着完了する直前に、図14に示すように、駆動ローラ軸10aに取付けられた駆動ローラ軸受10cが、画像形成装置100本体に設けられたロックレバー43に接する位置に到達する。
ロックレバー43は画像形成装置100本体側に設けられ、回動中心43aを中心に回動する。そして、ロックレバー43は、回動中心43aを中心にして、ロックレバーバネ44によって矢印G方向に付勢されている。
駆動ローラ軸受10cがロックレバー43に接する位置に到達してから、中間転写ユニット101をさらに矢印F方向に押すと、ロックレバー43は駆動ローラ軸受10cから力を受けて矢印G方向と反対の方向に回動しながら退避する。そして駆動ローラ軸受10cがロックレバー43の頂点43bを通過すると、ロックレバー43はロックレバーバネ44の付勢力により、駆動ローラ軸受10cに沿いながら矢印G方向に回動する。
駆動ローラ軸受10cが画像形成装置100本体に設けられた位置決め部42に突き当たった所で、中間転写ユニット101は止まり、装着完了となる。そして、ロックレバー43は駆動ローラ軸受10cを位置決め部42に押し付けながら、中間転写ユニット101を画像形成装置100本体に固定している。
このとき、テンションローラ軸11aは装着ガイド40の第二ガイド部40dに到達し、中間転写ユニット101の装着方向と略垂直方向に嵌合状態となる。これにより、中間転写ユニット101のうちの転写ベルトユニット25の位置が決まる。また、転写ベルトクリーニング装置23は位置決めボス36aが装着ガイド40の第三ガイド部40fに到達して嵌合状態となる。これにより、転写ベルトクリーニング装置23は、テンションローラ軸11aを回動中心とした揺動が止まり、装着前の第一の姿勢とは異なる第二の姿勢に変化し終えて、図9(b)に示すように位置が決まる。このように、中間転写ユニット101をなす転写ベルトユニット25と転写ベルトクリーニング装置23は、装着ガイド40(41)によって各々画像形成装置100本体に位置決めがなされる。
上述したように、中間転写ユニット101は、転写ベルトユニット25に対して転写ベルトクリーニング装置23が揺動可能に一体化されている。これにより、中間転写ユニット101は、装着過程において転写ベルトユニット25に対して転写ベルトクリーニング装置23の姿勢が装着ガイド40、41にならって変化する。このため、一体化された2つのユニットである転写ベルトクリーニング装置23、転写ベルトユニット25の配置関係によって、中間転写ユニット101の着脱方向や開口部の位置が限定されることはない。さらに、装置内のプロセスカートリッジなどの部材によって中間転写ユニット101の着脱方向が限定されることもない。これにより、設計の自由度が向上する。
また、転写ベルトユニット25に対して転写ベルトクリーニング装置23が揺動可能に一体化した中間転写ユニット101とすることにより、中間転写ユニット101を転写ベルトユニット25側から引き出すことができる。これにより、ユニット着脱のための開口部の開閉部材38は、シートSのジャム処理のための開閉部材と定着器交換のための開閉部材を兼ねて使うことができる。
なお、前述した形態では、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジを4つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。また、ガイド部材は、前述した形態のようなレール形状のものに限定するものではなく、本体内部の突起等、第一のユニットに対する第二のユニットの姿勢を変化させる他の部材でも良い。
また前述した形態では、感光体ドラムと、この感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段(帯電ローラ2)、現像手段(現像ユニット4)、クリーニング手段(クリーニング部材6)を一体に有するプロセスカートリッジを例示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、感光体ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか1つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。
実施例1では、転写ベルトユニット25に対して、ワイヤ52を用いて転写ベルトクリーニング装置23の揺動とその姿勢を拘束する構成を実施例として提示した。これに対し、把手部47a、47bと転写ベルトクリーニング装置23とをラック・アンド・ピニオン(ラック&ピニオン)機構で連動させることも可能である。図15〜17を用いて、この場合の構成について説明する。
図15〜図17は図10〜図12と同様、ラック55a、55b及びピニオン56とからなる機構を用いて、中間転写ユニット101の把手部47a、47bの回動と連動し、転写ベルトクリーニング装置23が揺動する構成について詳細に説明する。
図15(a)は中間転写ユニット101の装着前の斜視図、そして、図15(b)は、説明の都合上、把手部47a、47bと転写ベルトクリーニング装置23の動作関係に関与しないものを図15(a)から除去した図である。図15(c)はピニオン56を示す部分拡大図である。図15(d)はラック55bのカム部55baを、そして、転写ベルトクリーニング装置23の被ガイド部であるボス部23aの関係を示す部分拡大図である。転写ベルトユニット25のフレームの一部に設けられたラック保持部57があり、これに図15(b)の実線矢印の方向にラック55a、55bがピニオン56とともに取付けられている。ラック55aはラック保持部57の一部に形成されたばね保持部57aに取付けられた圧縮ばね58により、図15(b)の破線矢印(シ)の方向に付勢されている。ラック55aは、もう一対のラック55bの穴55bcの端部がテンションローラ軸11bに当接するまで矢印(シ)の方向に移動して止まる。そうすると、ラック55bのカム部55baは、転写ベルトクリーニング装置23の被ガイド部であるボス部23aと図15(d)に示すような関係をとり、転写ベルトクリーニング装置23は図5の第一の姿勢Aをとる。
続いて、把手部47a、47bが中間転写ユニット101内に収納されるときの転写ベルトクリーニング装置23の姿勢について説明する。図16は中間転写ユニット101が画像形成装置100本体に装着される途中の状態、図17は装着完了後の図である。図中の(a)及び(b)は図15と同様、それぞれのタイミングでの中間転写ユニット101の斜視図及び関連要素の図である。
前述したように、中間転写ユニット101が画像形成装置100本体への装着動作されるとき、把手部47a、47bは次のようにして収納され始める。すなわち、把手部47a、47bは、画像形成装置100本体に当接しながら、図16(a)のように、中間転写ユニット101に対し図中矢印(ス)、(セ)の方向に回動しながら収納され始める。そして、把手部47bは図中破線矢印(ソ)の方向に回動してラック55aに設けられた当接部55abに当接し、ラック55aは圧縮ばね58の付勢力に抗しながら、図16(b)の実線矢印の方向にスライドし始める。さらに、中間転写ユニット101が画像形成装置100本体へ挿入されると、把手部47a、47bは図17(a)中間転写ユニット101内に完全に収納される。このとき、図17(b)のように、ラック55aは把手部47aからの力を受け、矢印(タ)の方向にスライドし、ピニオン56が矢印(チ)の方向に回転し、さらに、ラック55bが矢印(ツ)の方向にスライドする。そして、ラック55bのカム部55baは、転写ベルトクリーニング装置23の被ガイド部であるボス部23aと図17(c)に示すような関係をとり、転写ベルトクリーニング装置23は図5の第二の姿勢Bをとるのである。
このように、転写ベルトクリーニング装置23はそのボス部23aがラック55bのカム部55baにより移動範囲が規制される(図の矢印方向で量M)ので、その揺動範囲は規定される。ただし、その規制の中では自由に揺動できるようになっている。それゆえ、実施例1と同様、画像形成装置100本体内の装着ガイド40、41の形状に沿って、画像形成装置100本体内に中間転写ユニット101は収納可能となっている。なお、転写ベルトユニット25に対する転写ベルトクリーニング装置23の揺動構成以外は実施例1と何ら変えることなく本実施例は実現可能である。具体的には、画像形成装置100の本体構成及び画像形成動作、画像形成装置100本体内への転写ベルトユニット25の着脱方法や、位置決めなどは実施例1と何ら変えることなく本実施例は実現可能である。このため、それらの説明は割愛する。
実施例1及び2では、画像形成装置100は、転写ベルトクリーニング装置23が転写ベルトユニット25に対し揺動する構成とした。そして、把手部47a、47bと連動しその揺動量が規制される中間転写ユニット101を用いた、記録画像を形成する画像形成装置であるとして説明した。しかし、本発明は中間転写ユニット101に限定されるものではない。
例えば、転写ベルトクリーニング装置23が回収した廃トナー回収容器46などにも適用が可能である。以下、図18〜図22を用いて、この場合の実施例について説明する。なお、以下では、実施例2と同様、画像形成装置100の本体構成及び画像形成動作については説明を省略する。
図18に第一容器60と第二容器61からなる廃トナー回収ユニット64を示す。(a)・(b)、(c)・(d)、(e)・(f)の組み合わせでは、それぞれ、廃トナー回収ユニット64が直線状から、第一容器60と第二容器61を回動可能に接続しているヒンジ部63を中心に45°、90°回転し、その姿勢を変える様子を示している。図中(a)・(c)・(e)が正面図、(b)・(d)・(f)が斜視図である。
廃トナー回収ユニット64は中間転写ユニット101から排出された廃トナーを、転写ベルトクリーニング装置23を経由し、不図示の搬送路を介し回収する。第一容器60と第二容器61は容器内で接続されており、廃トナーは第一容器60と第二容器61の双方の容積が満たされるまで回収可能である。
廃トナー回収ユニット64には、第一容器60と第二容器61を繋いでいる可撓性の把手62が設けられている。把手は第一容器60と第二容器61にそれぞれ設けられた、把手ガイド部60c、61c、61dにより、廃トナー回収ユニット64を着脱する際に図18のように外れることなく、移動することができるようになっている。そして、着脱時に把手62が引っ張られると、図18(a)、図18(b)のように把手62の一部のテーパー形状のテーバー部62aが、第二容器のテーパー部61eと係合し、廃トナー回収ユニット64を直線状に維持する。
引き続き、図19〜図21を用いて、画像形成装置100本体に廃トナー回収ユニット64が収納される様子を示す。図19〜図21は図18(a)・(b)、(c)・(d)、(e)・(f)に対応するように、廃トナー回収ユニット64が直線状、ヒンジ部63を中心に45°、90°回転(揺動)しているときの図である。図19〜図21において、(a)は周辺の正面図、(b)は周辺の斜視図である。
画像形成装置100本体の一部65には先の実施例と同様、廃トナー回収ユニット64の装着ガイド67及び68が具備されている。一方、第一容器60と第二容器61には被ガイド部兼、位置決め部である位置決めボス60a・60b、61a・61bが形成されている。簡便のため、装着ガイド67及び68は画像形成装置100本体内で、図中手前、奥に位置するのみで、機能は同じなので、以下の説明では、図中手前側の装着ガイド67に限定して説明する。
図19(a)及び図19(b)に示すように、画像形成装置100本体の一部65に設けられた装着ガイド67は、挿入方向上流側から下流側に向けて順に、第一ガイド部67b、第二ガイド部67dを有している。この2つのガイド部は、装着ガイド67が各被ガイド部材を挟み込む幅が挿入方向下流側に向けて段階的に狭くなるように形成されている。この内、第二ガイド部67dは第一ガイド部67bよりも幅が狭く、位置決め部である位置決めボス61a、61bを嵌合する幅を有している。
廃トナー回収ユニット64を画像形成装置100本体に装着するときは、図19に示すように、まず第二容器61の位置決めボス61aを装着ガイド67の入口部67aにあわせる。そして、位置決めボス61aを装着ガイド67の第一ガイド部67bの下側面に沿わせて廃トナー回収ユニット64を図の矢印N方向に挿入していくと、次いでまず、第一容器60の位置決めボス60aを装着ガイド67の第一ガイド部67bにガイドされる。
そのまま廃トナー回収ユニット64を矢印N方向に押し続けると、廃トナー回収ユニット64の位置決めボス61aが装着ガイド67の第二ガイド部67d手前の屈曲部67eに達する。その後、図20に示すように、位置決めボス61aが装着ガイド67の第二ガイド部67dに案内されて、廃トナー回収ユニット64がヒンジ部63を中心に徐々に揺動して姿勢を変え始める。
次に、図21に至るとき、位置決めボス61aは装着ガイド67の第二ガイド部67dに到達し、廃トナー回収ユニット64の装着方向と略並行方向に嵌合状態となる。これにより、廃トナー回収ユニット64のうちの第二容器61の位置が決まる。また、第一容器60は位置決めボス60aが装着ガイド67の第一ガイド部67bに到達して位置決め部67fにおいて嵌合状態となる。これにより、第一容器60は、ヒンジ部63を回動中心とした揺動が止まり、装着前の第一の姿勢とは異なる第二の姿勢に変化し終えて、図21に示すように位置が決まる。このように、廃トナー回収ユニット64をなす第一容器60と第二容器61は、装着ガイド67(68)によって各々画像形成装置100本体に位置決めがなされる。
このようなユニット構成をとることで、画像形成装置100本体内で、近傍に他のユニット66があり、直方体のような単純な形状が確保できない空間においても、有効にスペースを活用し、装置の小型化を実現することができる。そして、揺動するユニットの着脱性にも優れた構成をとることができるのである。
[第一容器と第二容器の接続部のその他の実施例]
また、本実施例に関連し、図22の示すように、第一容器60と第二容器61の間を蛇腹構造のような弾性変形部70とすることでも同様の効果を得ることができる。なお、第二容器61が第一容器60に対して45°回転(揺動)しているときは、図22(b)に示すように、点(テ)を通り、廃トナー回収ユニット64の挿入方向と直交する方向の軸線が中心の軸線69となる。また、第二容器61が90°回転(揺動)しているときは、図22(c)に示すように点(ト)を通り、廃トナー回収ユニット64の挿入方向と直交する方向の軸線が中心の軸線69となる。
以上、前述した形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また、中間転写ベルトを使用し、この中間転写ベルトに各色のトナー像を順次重ねて転写し、中間転写ベルトに担持されたトナー像を記録媒体に一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものでもない。エンドレスベルトとして記録媒体搬送ベルトを使用し、この記録媒体搬送ベルトに担持された記録媒体に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
S シート
1 感光体ドラム
2 帯電ローラ
3 スキャナユニット
4 現像ユニット
5 中間転写ベルト
6 クリーニング部材
7 プロセスカートリッジ
12 一次転写ローラ
18 二次転写ローラ
23 転写ベルトクリーニング装置
25 転写ベルトユニット
26 感光体ユニット
31 クリーニングブレード
32 ブレード支持板
33 二次転写対向ローラ
46 廃トナー回収容器
47a、47b 把手部

Claims (7)

  1. 第一のユニットと、前記第一のユニットに当接して作用し前記第一のユニットと一体として設けられる第二のユニットと、を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着される着脱ユニットと、
    前記画像形成装置本体に前記着脱ユニットを挿入するための開口部から挿入された前記着脱ユニットを案内するためのガイド部材と、
    を備える画像形成装置であって、
    前記第二のユニットは、前記着脱ユニットを前記画像形成装置本体に挿入する方向と直交する方向の軸線を中心に、前記第一のユニットに対して揺動可能に一体として設けられ、
    前記着脱ユニットは、前記着脱ユニットを保持するための把手部を有し、
    前記把手部は、前記着脱ユニットが前記画像形成装置本体に装着されたときには前記着脱ユニットに収納され、前記着脱ユニットが前記画像形成装置本体から離脱したときには前記着脱ユニットから突出し、
    前記着脱ユニットは、前記画像形成装置本体から離脱したときには第一の姿勢をとり、前記画像形成装置本体に装着されたときには第二の姿勢をとり、
    前記着脱ユニットが前記ガイド部材に案内されて前記画像形成装置本体に挿入される途中で、前記把手部が突出した状態から収納された状態へと変化することに連動して、前記着脱ユニットが前記第一の姿勢から前記第二の姿勢へと変化することを特徴とする画像形成装置。
  2. 複数の張架部材によって張架されたエンドレスベルトを有する第一のユニットと、前記第一のユニットが有する前記エンドレスベルトに当接して前記エンドレスベルトのトナーをクリーニングするクリーニング部材を有し前記第一のユニットと一体に設けられる第二のユニットと、を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着される着脱ユニットと、
    前記画像形成装置本体に前記着脱ユニットを挿入するための開口部から挿入された前記着脱ユニットを案内するためのガイド部材と、
    を備える画像形成装置であって、
    前記第二のユニットは、前記着脱ユニットを前記画像形成装置本体に挿入する方向と直交する方向の軸線を中心に、前記第一のユニットに対して揺動可能に一体として設けられ、
    前記着脱ユニットは、前記着脱ユニットを保持するための把手部を有し、
    前記把手部は、前記着脱ユニットが前記画像形成装置本体に装着されたときには前記着脱ユニットに収納され、前記着脱ユニットが前記画像形成装置本体から離脱したときには前記着脱ユニットから突出し、
    前記着脱ユニットは、前記画像形成装置本体から離脱したときには第一の姿勢をとり、前記画像形成装置本体に装着されたときには第二の姿勢をとり、
    前記着脱ユニットが前記ガイド部材に案内されて前記画像形成装置本体に挿入される途中で、前記把手部が突出した状態から収納された状態へと変化することに連動して、前記着脱ユニットが前記第一の姿勢から前記第二の姿勢に変化することを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記第一のユニット及び前記第二のユニットは、前記ガイド部材又は前記画像形成装置本体によって各々前記画像形成装置本体に位置決めがなされる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. 前記着脱ユニットが前記開口部から前記画像形成装置本体に挿入されるときに、前記第一のユニットよりも前記第二のユニットが先に挿入されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記第二のユニットは、前記第一のユニットが有する前記複数の張架部材のうち、前記着脱ユニットが挿入される方向で最も奥側に位置する張架部材の回転中心を中心として揺動することを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 記録媒体に転写するためのトナー像を形成される像担持体を備え、
    前記第一のユニットが有する前記エンドレスベルトは、前記像担持体に形成されたトナー像を担持して搬送する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 前記第一のユニットが有する前記エンドレスベルトは、記録媒体を担持して搬送する記録媒体搬送ベルトであることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
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