JP4852832B2 - ユニットの着脱機構及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ユニットの着脱機構及び画像形成装置に関する。
例えば、電子写真方式を適用した画像形成装置は、像形成ユニットや定着装置などのユニットを装置本体に対して交換可能な構成としたものがある。(例えば、特許文献1参照)。
また、特願2003−378208には、回動するレバー部材によってユニットを装置本体に固定する着脱機構において、レバー部材の回動中心が長孔をスライドすることで、ユニットを装置本体に固定する固定力の作用方向とレバー部材の回動方向とを異なった方向とすることができ、このため固定力より操作力(レバー部材を回動する力)を小さくできる構成が提案されている。
実開平7−26852号公報
しかしながら、特願2003−378208に記載の構成では、オペレータがユニットを装着したのち、手でレバー部材を回動させてユニットを装置本体に固定している。よって、操作が2段階になっている。また、オペレータが固定時にレバー部材の操作を忘れると固定されない。
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、オペレーターがユニットを装置本体に固定する操作を簡略化することを目的とする。
請求項1に記載のユニットの着脱機構は、装置本体に対して着脱自在のユニットを、前記装置本体に着脱するためのユニットの着脱機構において、前記ユニットを前記装置本体に固定する固定位置と該ユニットを前記装置本体から取外し可能な着脱位置との間を回動するレバー部材と、前記着脱位置に装着された前記ユニットを固定方向に押圧することで、前記レバー部材を前記着脱位置から前記固定位置へと回動させ、該ユニットを固定する回動固定手段と、前記回動固定手段を構成する前記ユニットに設けられた固定軸と、前記レバー部材に形成され、上に凸の円弧形状のユニット傾斜抑制部と、を有し、前記レバー部材を前記固定位置から前記着脱位置へ回動する際、前記固定軸の下を前記固定軸に沿って前記ユニット傾斜抑制部が移動し、移動中に前記固定軸が前記ユニット傾斜抑制部から受ける力の方向が、該ユニットの前記固定軸回りの前記着脱位置方向への回動を抑制するように構成され、前記回動固定手段は、前記レバー部材に設けられた複数の回動軸と、前記装置本体に設けられ、前記レバー部材の回動動作に伴い、前記回動軸が移動する移動部と、前記レバー部材を回動させる回転力を与える付勢手段と、前記ユニットを固定位置で固定する固定手段と、を備え、複数の前記回動軸のいずれか一つが該レバー部材の回動中心とされ、前記レバー部材の回動に伴い、前記複数の回動軸が前記移動部を移動し、該レバー部材の回動中心となる前記回動軸が変化し、前記回動軸の変化に伴い、前記付勢手段が前記レバー部材を回動させる回転力方向が、固定位置方向又は着脱位置方向に変化し、前記ユニットを固定方向に押圧すると前記レバー部材は、固定位置方向に回動することを特徴としている。
請求項1に記載のユニットの着脱機構は、レバー部材がユニットを装置本体に固定する固定位置とユニットを装置本体から取り外し可能な着脱位置との間を回動する。そして、着脱位置に装着されたユニットを固定方向に押圧することで、回動固定手段によって、レバー部材が着脱位置から固定位置へと回動し、ユニットを固定する。よって、ユニットを装着した後、レバー部材の操作をすることなく、そのままユニットを固定方向に押圧するだけで、ユニットが固定されるので操作が簡単である。つまり、オペレーターの操作が簡略化されている。
また、ユニットを固定した状態から、レバー部材を固定位置から着脱位置へ回動する際、ユニットの回動方向への傾きをユニット傾斜抑制部が抑制する。よって、ユニットがスムーズに着脱位置に移動すると共に、ユニットの姿勢が傾くことによる不具合が防止されている。
また、ユニットを固定方向に押圧するとレバー部材は、固定置方向に回動し、固定手段がユニットを固定位置で固定する。
また、レバー部材に複数の回動軸が設けられている。複数の回動軸は、レバー部材の回動動作に伴い、装置本体に設けられた移動部を移動し、レバー部材の回動中心となる回動軸が変化する。そして、回動中心となる回動軸の変化に伴い、付勢手段がレバー部材を回動させる回転力方向が、固定位置方向又は着脱位置方向に変化する。よって、ユニットの固定力を強くしても、レバー部材を着脱方向に回動させると回動中心が変化し、着脱位置方向に回転力が働くので、レバー部材部の操作が少ない力で済む。また、着脱位置の状態が保持される。
請求項2に記載のユニットの着脱機構は、請求項1に記載の構成において、前記レバー部材を、前記着脱位置では前記ユニットの自重では前記固定位置へと回動させない保持手段が設けられていることを特徴としている。
請求項2に記載のユニットの着脱機構は、レバー部材を、着脱位置ではユニットの自重では固定位置へと回動させない保持手段が設けられているので、着脱位置の状態でユニットが保持される。よって、着脱位置から容易にユニットを取り外しできる。
請求項3に記載のユニットの着脱機構は、請求項1又は請求項2に記載の構成において、前記固定位置にある前記レバー部材に載着された前記ユニットを、前記着脱位置へ該レバー部材を回動することで、該ユニットを前記着脱位置にガイドするガイド部が、該レバー部材に形成されていることを特徴としている。
請求項3に記載のユニットの着脱機構は、固定位置にあるレバー部材にユニットが載着されても、着脱位置へレバー部材を回動するとガイド部がユニットを着脱位置へガイドする。よって、例えば、オペレータが間違って固定位置にあるレバー部材にユニットを載置しても、不具合を生じることなく容易に固定できる。
請求項4に記載のユニットの着脱機構は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の構成において、前記装置本体に設けられた第1コネクタと、前記ユニットに設けられ、前記第1コネクタと嵌合し、前記装置本体と該ユニットとを電気的に接続する第2コネクタと、を備え、前記固定位置で前記第1コネクタと前記第2コネクタとが嵌合し、前記着脱位置で前記第1コネクタと前記第2コネクタとの嵌合が解除することを特徴としている。
請求項4に記載のユニットの着脱機構は、装置本体に設けられた第1コネクタとユニットに設けられた第2コネクタとは、固定位置で嵌合し、着脱位置では嵌合が解除する。よって、ユニットを固定する際、別途、第1コネクタと第2コネクタとを嵌合させたり、解除させたりする必要がない。つまり、操作が簡略化されている。
請求項5に記載のユニットの着脱機構は、請求項4に記載の構成において、前記第2コネクタは、前記ユニットの一端部に配置されていることを特徴としている。
請求項5に記載のユニットの着脱機構は、第2コネクタは、ユニットの一端部に配置されている。
例えば、着脱位置からユニットを取りは外す際に、第1コネクタと第2コネクタとの嵌合が解除されていなければ、一端部側に嵌合を解除する為の力が必要となり、他端部と一端部とでアンバランスとなり、ユニットが傾くなどの不具合が生じる。しかし、着脱位置では嵌合が解除されているので、このような不具合は生じない。
請求項6に記載のユニットの着脱機構は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の構成において、前記レバー部材は、前記ユニットの両端側にそれぞれ設けられていることを特徴としている。
請求項6に記載のユニットの着脱機構は、レバー部材は、ユニットの両端側にそれぞれ設けられているので、例えば、固定位置又は着脱位置でユニットが傾くなどの不具合が生じない。
請求項7に記載のユニットの着脱機構は、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の構成において、前記移動部は、前記ユニットの固定方向に前記回動軸がスライド可能な第1係合部と、前記第1係合部より、前記着脱位置への回動方向側に形成され、前記回動軸が移動可能な第2係合部と、から構成され、前記付勢手段が前記レバー部材を回動させる回転力方向は、前記第1係合部に回動中心があるときは固定位置方向となり、前記第2係合部に回動中心があるときは着脱位置方向となり、前記ユニットが前記レバー部材を押圧する位置は、前記第2係合部にある回動軸より固定位置方向側とすることを特徴としている。
請求項7に記載のユニットの着脱機構は、ユニットの固定方向に回動軸がスライド可能な第1係合部と、第1係合部より着脱位置への回動方向側に形成され回動軸が移動可能な第2係合部と、から移動部が構成されている。そして、第1係合部に回動中心があるときは固定位置方向の回転力方向となり、第2係合部に回動中心があるときは着脱位置方向の回転力方向となる。よって、請求項8と同様の作用を奏す。
なお、ユニットがレバー部材を押圧する位置は、第2係合部にある回動軸より固定位置方向側にあるので、ユニットを押圧すると固定位置方向にレバー部材が回動する。
更に、第1係合部は固定方向に回動軸がスライド可能である。よって、レバー部材が固定方向に付勢されるので、ユニットの固定力が高い。
請求項8に記載のユニットの着脱機構は、請求項7に記載の構成において、前記付勢手段は、一端側は前記装置本体に取り付けられ、他端側は前記レバー部材に取り付けられ、引っ張り方向に付勢力を発生する引張バネであり、前記一端側と前記他端側とを結ぶ線分は、前記固定位置では、前記第1係合部にある回動中心となっている前記回動軸と他の回動軸とを結ぶ線分と交差し、前記着脱位置では、前記第2係合部にある回動中心となっている前記回動軸と他の回動軸とを結ぶ線分より、着脱位置方向側にあることを特徴としている。
請求項8に記載のユニットの着脱機構は、引張バネの一端側は装置本体に取り付けられ、他端側はレバー部材に取り付けられ、この引張バネによってレバー部材を回動させる回転力が付与されている。
そして、一端側と他端側とを結ぶ線分は、固定位置では、第1係合部にある回動中心となっている回動軸と他の回動軸を結ぶ線分と交差又は重なるので、レバー部材を固定位置方向に回動させる回転力が生じるとともに、レバー部材が固定方向に付勢される
着脱位置では、第2係合部にある回動中心となっている回動軸と他の回動軸とを結ぶ線分より、着脱位置方向側にあるので、レバー部材は着脱位置方向に回動する回転力が生じる。
請求項9に記載のユニットの着脱機構は、請求項8に記載の構成において、前記引張バネの前記一端側と前記他端側とを結ぶ線分は、前記固定位置では、回動中心となる回動軸上にあることを特徴としている。
請求項9に記載のユニットの着脱機構は引張バネの一端側と他端側とを結ぶ線分は、固定位置では、回動中心となる回動軸上にあるので、レバー部材に対して回転モーメントが発生しない。よって、引張バネの付勢力が効率良く固定力に変換される。
請求項10に記載のユニットの着脱機構は、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の構成において、前記装置本体に設けられ、前記ユニットを該装置本体から取外し可能に露出させる開閉カバーと、前記開閉カバーに設けられ、前記開閉カバーの閉止動作に伴い前記ユニットを固定方向に押圧するカバー押圧部と、前記ユニットに設けられ、前記カバー押圧部によって押圧される押圧受部と、を備えることを特徴としている。
請求項10に記載のユニットの着脱機構は、ユニットを装置本体から取外し可能に露出させる開閉カバーが装置本体に設けられている。開閉カバーには、開閉カバーの閉止動作に伴いユニットを固定方向に押圧するカバー押圧部が設けられている。また、ユニットには、カバー押圧部によって押圧される押圧受部が設けられている。
よって、着脱位置にユニットが装着された状態で、開閉カバーを閉めると、開閉カバーによってユニットが固定方向に押圧されるので、レバー部材が着脱位置から固定位置へと回動し、ユニットが固定される。よって、ユニットを装着した後、レバー部材を操作をすることなく、開閉カバー閉めるだけで、ユニットが固定されるので操作が簡単である。つまり、オペレーターの操作が簡略化されている。
請求項11に記載の画像形成装置は、請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載のユニットの着脱機構を備えることを特徴としている。
請求項11に記載の画像形成装置は、レバー部材を操作することなく、そのままユニットを固定方向に押圧するだけで、ユニットが固定されるので操作が簡単である。よって、オペレータの操作が簡単な画像形成装置となっている。
請求項12に記載の画像形成装置は、請求項11に記載の構成において、前記ユニットは定着装置であることを特徴としている。
請求項12に記載の画像形成装置は、定着装置が簡単に着脱できる。
以上説明したように本発明によれば、ユニットを固定方向に押圧するだけで、ユニットが固定されるので操作が簡単である。
図1は、本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構、本実施形態では定着装置の着脱に適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタ100を示すものである。まず、このフルカラープリンター100について説明したのち、ユニットの着脱機構110の詳細を説明する。
図1において、01はフルカラープリンタ100の本体を示すものであり、このプリンタ本体01の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス(Print Head Device)02と、このプリントヘッドデバイス02の像担持体としての4つの感光体ドラム11,12,13,14に画像露光を施す露光装置としての光走査装置03と、上記プリントヘッドデバイス02の各色の現像装置41,42,43,44に対応する色のトナーを供給する4つのトナーボックス04Y,04M,04C,04Kと、上記プリントヘッドデバイス02に記録媒体としての記録用紙Pを供給する給紙カセット05と、上記プリントヘッドデバイス02からトナー像が転写された記録用紙Pに対して、定着処理を施す定着装置70と、この定着装置70によって片面に画像が定着された記録用紙Pを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス02の転写部へと搬送する両面用搬送経路07と、プリンタ本体01の外部から所望の記録用紙Pを給紙する手差し給紙手段08と、プリンタの動作を制御するコントローラ09と、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路や高圧電源回路等からなる電気回路10とが設けられている。なお、図1中、90は画像が形成された記録用紙Pを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレ90は、プリンタ本体01の上部に一体的に配置されている。
上記プリンタ本体01の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としての光走査装置03は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される4つの半導体レーザ(図示省略)や、これら4つの半導体レーザから出射される4本のレーザ光を、偏向走査するためのf−θレンズ(図示省略)やポリゴンミラー(図示省略)、あるいは複数枚の反射ミラー(図示省略)などから構成されている。
図2は、プリントヘッドデバイス02を示すものである。なお、図2中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
このプリントヘッドデバイス02は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)用の各感光体ドラム(像担持体)11,12,13,14を有する画像形成ユニット1,2,3,4と、これら感光体ドラム11,12,13,14に接触する一次帯電用の帯電ロール(接触型帯電装置)21,22,23,24と、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のレーザ光31,32,33,34を照射する光走査装置03(図1参照)と、上記感光体ドラム11,12,13,14上に形成された静電潜像を、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーで現像する現像装置41,42,43,44と、上記4つの感光体ドラム11,12,13,14のうちの2つの感光体ドラム11,12に接触する第1の一次中間転写ドラム(中間転写体)51及び他の2つの感光体ドラム13,14に接触する第2の一次中間転写ドラム(中間転写体)52と、上記第1、第2の一次中間転写ドラム51,52に接触する二次中間転写ドラム(中間転写体)53と、この二次中間転写ドラム53に接触する最終転写ロール(転写部材)60とで、その主要部が構成されている。
感光体ドラム11,12,13,14は、共通の接平面Mを有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11,12,13,14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11,12,13,14と回転軸が平行であるように配置されている。
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路10(図1参照)に配設された画像処理回路によりラスタライジングされて光走査装置03に入力される。この光走査装置03では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のレーザ光31,32,33,34が変調され、対応する色の感光体ドラム11,12,13,14に照射される。
上記各感光体ドラム11,12,13,14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行われる。まず、上記感光体ドラム11,12,13,14としては、例えば、直径20mmのOPC感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11,12,13,14は、例えば、95mm/secの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11,12,13,14の表面は、図2に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール21,22,23,24に、約-840VのDC電圧を印加することによって、例えば約-300V程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11,12,13,14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、DCのみ印加の帯電方式をとっているが、AC+DC印加の帯電方式を用いても良い。
その後、感光体ドラム11,12,13,14の表面には、露光装置としての光走査装置03によってイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応したレーザ光31,32,33,34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11,12,13,14は、光走査装置03で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−60V以下程度にまで除電される。
また、上記感光体ドラム11,12,13,14の表面に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42,43,44によって現像され、感光体ドラム11,12,13,14上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像として可視化される。
この実施の形態では、現像装置41,42,43,44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この現像方式に限定されるものではなく、その他の減像方式であっても良い。例えば、非接触型の現像方式や一成分方式の現像方式であっても良い。
現像装置41,42,43,44には、それぞれ色の異なったイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置41,42,43,44には、図1に示すように、対応する色のトナーボックス04Y,04M,04C,04Kからトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー404で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール401の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール(不図示)が固定した状態で配置されている。この現像ロール401に現像剤を搬送するパドル403によって、当該現像ロール401の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材402によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50g/m2であり、また、このとき現像ロール401上に存在するトナーの帯電量は、概ね−20〜35μC/g程度である。
上記現像ロール401上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11,12,13,14と接触している。この現像ロール401にAC+DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール401上のトナーを感光体ドラム11,12,13,14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のAC成分が4kHz、1.5kVppで、DC成分が−230V程度に設定されている。
この実施の形態では、上記現像装置41,42,43,44において、トナーとして略球形状のトナーである、所謂、”球形トナー”であって、その平均粒径が3〜10μm程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は8μm、カラートナーの平均粒径は7μmに設定される。
次に、上記各感光体ドラム11,12,13,14上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11,12上に形成されたイエロー(Y)およびマゼンタ(M)色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13,14上に形成されたシアン(C)、ブラック(K)色のトナー像は、第2の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第1の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された2色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第2の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14から同様な単色像と二重色像が形成される。
上記第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52上に感光体ドラム11,12,13,14からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500V程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が−20〜35μC/gの範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52の表面電位は、+380V程度が望ましい。
この実施の形態で用いる第1、第2の一次中間転写ドラム51,52は、例えば、外径が42mmに形成され、抵抗値は108Ω程度に設定される。第1、第2の一次中間転写ドラム51,52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはFeやAl等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層(R=102〜103Ω)が、厚さ0.1〜10mm程度に設けられている。更に、第1、第2の中間転写ドラム51,52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3〜100μmの高離型層(R=105〜109Ω)として形成し、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がR=105〜109Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
このように第1、第2の一次中間転写ドラム51,52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に3次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
この二次中間転写ドラム53上へ第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200V程度である。この表面電位は、感光体ドラム11,12,13,14から第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−20〜35μC/gの範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52の表面電位が+380V程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880V程度、つまり第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500V程度に設定することが望ましい。
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52と同じ42mmに形成され、抵抗値は1011Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第1、第2の一次中間転写ドラム51,52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはFeやAl等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層(R=102〜103Ω)が、厚さ0.1〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3〜100μmの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52を帯電してしまい、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であレバー部材、特に材料は限定されない。
さて、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る記録用紙Pに3次転写される。この記録用紙Pは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール90を通過し、二次中間転写ドラム53と最終転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置70によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
さて、図3を示すように、定着装置70は、フロントカバー102を開き、図12に示すように、プリンタ本体01に対して着脱可能となっている。以下に、この定着装置70を着脱する為のユニットの着脱機構110について説明する。
図4と図5とは、ユニットの着脱機構110を側面から見た側面図であり、図4は定着装置70が固定された固定位置を示し、図5は定着装置70が上方に取り外し可能な着脱位置を示している。なお、定着装置70の固定位置から着脱位置への移動では、定着装置70は上方に移動する。
図4と図5とに示すように、プリンタ本体01には、定着装置70の長手方向(記録用紙Pの搬送方向と直交する方向)の両端側にレバー部材120が配置されている。なお、以下は、一端側の構成について説明であるが、第1コネクタ174と第2コネクタ172(図11参照、詳細は後述する)を除き、他方も同様の構成である。
レバー部材120には第1回動軸122と第2回動軸124の二つの回動軸を備えている。プリンタ本体01のフレーム150には、第1回動軸122と第2回動軸124とが移動可能な第1係合部152と第2係合部154とが形成されている。そして、レバー部材120は、図4と図9(A)とに示す定着装置70を固定する固定位置と、図5と図9(B)とに示す定着装置70を着脱可能な着脱位置との間を回動する。
図4と図9(A)とに示すように、第2回動軸124は固定位置では第1回動軸122の上方に位置し、図5と図9(B)とに示すように、着脱位置では右側(固定位置から着脱位置へ回動する側)の斜め上方に位置するように設けられている。
図4と図9とに示すように、第1係合部152は定着装置70の固定方向Sと同じ方向、本実施形態では上下に長く形成されたスリットとなっている。また、第1係合部152の幅は第1回動軸122,第2回動軸124の軸の直径より僅かに幅広である。
第2係合部154は第1係合部152の上部から水平に、図では右側に向かって延びている段差部である。なお、この第2係合部154が延びる方向(図では右側)は、レバー部材120が固定位置(図9(A))から着脱位置(図9(B))へ回動する着脱位置方向K1側となっている。
フレーム150とレバー部材120とには、引張バネ160が取り付けられるボス156,126が形成されている。フレーム150に形成されたボス156は、第1係合部152の左側(着脱位置から固定位置へ回動する固定位置方向K2側)の斜め下方に形成されている。レバー部材120に形成されたボス126は、固定位置(図9(A))においては、第2回動軸124の右側(固定位置から着脱位置へ回動する着脱位置方向K1側)の斜め上方に形成されている。
そして、ボス156,126は、図9(A)に示すように、固定位置では、第1回動軸122上に引張バネ160のバネ軸線がある。なお、第1回動軸122と第2回動軸124とを結ぶ線分と引張バネ160のバネ軸線とが交差する位置関係となっていても良い。
図9(B)に示すように、着脱位置では、第1回動軸122と第2回動軸124とを結ぶ線分とは交差せず、且つ、着脱位置方向K1側となるに形成されている。
なお、図5に示すように、レバー部材120の回動が止まるように、レバー部材120が当たるストッパー158,159がフレーム150に形成されている。
図4と図5とに示すように、レバー部材120には、定着装置70の両端側から突出した固定軸72が係合するU字形状の固定軸係合部128が形成されている。そして、レバー部材120が固定位置(図4,図9(A))では、固定軸係合部128のU字の開いている側が図の左側(固定位置方向K2側)となり、引張バネ160の引張力で固定軸72が固定軸係合部128の上面で固定される。また、着脱位置(図4,図9(B))では、固定軸係合部128のU字の開いている側が左斜め上方になるとともに、固定軸72が固定軸係合部128からでて、固定軸係合部128の下面から連続するレバー部材120の押圧部132の一端部132Aに位置する。なお、このレバー部材120の押圧部132は緩やかなカーブを描いた円弧形状をしている。
また、この固定軸係合部128の上方の上部材130の端部130AはR形状をしている。更に、レバー部材120には、オペレターがレバー部材120の回動を行う際に手で操作する為のレバー134が形成されている。
図11に示すように、定着装置70の長手方向の一端部には、第2コネクタ172が取り付けられている。そして、図11(A)に示すように、固定位置(図4,図9(A)を参照)でプリンタ本体01に設けられている第1コネクタ174と嵌合し、プリンタ本体01の電気回路10(図1参照)から、定着装置70に電源が供給される。また、図11(B)に示すように、着脱位置(図5,図9(B)参照)では、第1コネクタ174と第2コネクタ172との嵌合が解除されている。
図4と図5とに示すように、フロントカバー102には、カバー押圧部104が設けられ、定着装置70には、カバー押圧部104によって押圧される押圧受部106が設けられている。そして、フロントカバー102の閉止動作に伴い、カバー押圧部104が押圧受部106を押圧すると、定着装置70が固定方向Sに押圧される。
つぎに本実施形態のユニットの着脱機構110の作用について説明する。
まず、プリンタ本体01への定着装置70の固定について説明する。
なお、図12は、定着装置70が取り外された状態を示し、図6は、定着装置70を固定する固定動作を(A)から(D)に順番に示している。
図12に示すように、フロントカバー102を開き、レバー部材120が着脱位置にある状態で、図6(A)に示すように、定着装置70の固定軸72をレバー部材120の押圧部132の一端部132Aに載せる。このとき回動中心は第2係合部154にある第2回動軸124である。また、引張バネ160の付勢力は、レバー部材120を着脱位置方向K1に回動させる回転力となっている。なお、一端部132Aは、第2回動軸124より固定位置方向K2側である。
図6(B)に示すように、定着装置70を、例えば、オペレータが手などで、固定方向Sに押圧する。固定軸72がレバー部材120の押圧部132を押圧する。押圧位置、すなわち一端部132Aは、第2回動軸124より固定位置方向K2側であるので、引張バネ160の付勢力に対抗して、レバー部材120は固定位置方向K2(着脱位置方向K1と反対方向)に回動を開始する。そして、第2回動軸124は第2係合部154から第1係合部152へと移動していく。また、固定軸72も押圧部132をU字形状の固定軸係合部128方向に移動していく。さて、図10(D)に示すように、押圧部132の一端部132Aに係る力はT1方向であり、レバー部材120を固定位置方向へ回転する方向となっているので、レバー部材120は比較的に容易に回動を開始する。なお、定着装置70の自重による固定方向への押圧力のみでは、レバー部材120は回動しない。(引張バネ160の付勢力の方が大きい)。
図6(C)に示すように、更に定着装置70を押圧すると、第2回動軸124が第2係合部154から第1係合部152へと移動し、回動中心が第1係合部152に移る。そして、引張バネ160の付勢力は、着脱位置方向K1から固定位置方向K2にレバー部材120を回動させる回転力に変わる。しかし、第2回動軸122が第1係合部152の側面に当たるので、レバー部材120の回転が止まる。そして、固定方向S(第1係合部152のスリット方向に沿った方向)に第1回動軸122が第1係合部152に沿ってスライドする、つまり、固定方向Sにレバー部材120が付勢される。そして、定着装置70の固定軸72がU字形状の固定軸係合部128に入り、固定方向Sにレバー部材120が付勢されるので、定着装置70が固定される。
なお、固定位置では図9(A)に示すように、第1回動軸122上にバネ軸線があるので、レバー部材120に回転モーメントが働かない。よって、引張バネ160の付勢力が効率良く固定方向Sへ変換される。
また、図11(A)に示すように、着脱位置から固定位置へと定着装置70は下方に移動するので、第1コネクタ174と第2コネクタ172とが嵌合し、電気的に接続される。そして、図11(D)に示すように、最後にフロントカバー102を閉めて固定作業が完了する。
なお、固定位置にある状態で定着ユニット70やレバー部材120を上方に持ち上げようとしても、レバー部材120に形成された係止部121がストッパー159に係止するので、上方への持ち上げが防止されている。
また、上記説明では、定着装置70を手などで押圧したが、図7に示すように、フロントカバー102を閉止しても、同様に定着装置70を固定できる。具体的には、フロントカバー102の閉止動作にともない、カバー押圧部104が定着装置70の押圧受部106を固定方向Sに押圧することで、同様の固定動作となる。
さて、つぎに、図8(A)に示すように、レバー部材120が固定位置にある状態で、定着装置72の固定軸がレバー部材120の上部材130の上面部に載せられた場合について説明する。この状態で、図8(B)に示すように、オペラータがレバー134を手などで操作し、レバー部材120を着脱位置へ回動する。上部材130にはR形状をした端部130Aが形成されているので、定着装置70の固定軸72は、着脱位置方向K1側に押されることなく、端部130Aにガイドされ、図8(C)に示すように、レバー部材120が着脱位置になると、押圧部132の一端部132Aに固定軸72が移動する。そして、図6,図7のように、定着装置70を手などで押圧する、又は、フロントカバー102を閉めることによって、定着装置70が固定される。
つぎに、プリンタ本体01からの定着装置70の取り外しについて説明する。
取り外し方法は、固定動作と逆の動きとなる。つまり、図6の(D)から(A)への動きとなる。まず、フロントカバー102を開き、レバー134で着脱位置方向K1へレバー部材120を回動させる。レバー部材120の回動に伴い、第2回動軸124が第1係合部152から第2係合部154にのり上げて移動していき、第1回動軸122は第1係合部152に沿って上方に移動する。そして、回動中心が第1回動軸122から第2回動軸124に変わる。回動中心が変ることで、引張バネ160の付勢力が、レバー部材120を着脱位置方向K1に変わり、これ以降、殆ど力を入れることなく、引張バネ160による付勢力によって、レバー部材120が回動していく。そして、ストッパー158にレバー部材120の係止部121が当たって回動が止まる。よって、操作力(レバー部材120を回動する力)が少なくて良い。また、回動中心が変わる際にクリック感が得られる。
なお、前述したように、定着装置70の自重による固定方向への押圧力のみでは、引張バネ160の付勢力に対抗してレバー部材120は回動しないので、図5、図6(A)の着脱位置が保持される。また、図11(B)に示すように、着脱位置となると、第1コネクタ172と第2コネクタ174との嵌合が解除される。
そして、着脱位置にある定着装置70を上方に持ち上げることで、図12に示すように、プリンタ本体01から取り出される。なお、定着装置70を上方に持ち上げる際、既に第1コネクタ174と第2コネクタ172との嵌合が解除されているので、例えば、嵌合を解除するために一端側(第1コネクタ174側)と他端側と持ち上げの際の力のバランスが異なることによる、定着装置70の傾きなどが発生しない。よって、定着装置70をスムーズに容易に持ち上げて取り外すことができる。
さて、図10は、レバー部材120の回動に伴い、定着装置70の固定軸72がレバー部材120の押圧部132を移動する様子を、(A)から(D)へ連続的に示す図である。この図を見ると判るように、押圧部132の緩やかなカーブを描いた円弧形状をしており、押圧部131から受ける定着装置70の固定軸72の力の方向T2は、着脱位置(図10(D))以外は、常に、着脱位置方向K1と反対側(固定位置方向K2側)に傾いている。このためレバー部材120の回動によって固定軸72が着脱位置方向K1に押され、定着装置70が傾いたり、着脱位置方向K1側に押されたりされないので、例えば、図3において、定着装置70が右側に押され、定着装置70がプリンタ本体01外に出てしまうような不具合が防止されている。
以上、説明したように、定着装置70を固定方向Sに押圧するだけで、レバー部材120が回動し定着装置120をプリンタ本体01に固定することができる。また、回動中心が第1回動軸122と第2回動軸124とで変わることで、回転力が固定位置方向K2から着脱位置方向K1に変わるので、定着装置70を固定する固定力を高くしても、レバー部材120を回動させる操作力が小さくなっている。
なお、上記実施形態では、図4と図5とに示すように、第1回動軸122及び第2回動軸124と、第1係合部152及び第2係合部152と、で構成されていたが、これに限定されない。
その他の実施形態の一例を、以下に説明する。
図13に示すように、レバー部材520には、第1回動軸522,第2A回動軸524、第2B回動軸526が設けられ、プリンタ本体のフレーム108には、第1係合部552、第2A係合部554、第2B係合部556が形成された構成をしている。
つぎに、図13の構成での動作を説明する。
定着装置70を固定する場合を図13(A)から図13(C)に示している、
図13(A)に示すように、レバー部材520が着脱位置にある状態で、定着装置70の固定軸72をレバー部材520の押圧部532に載せる。このとき回動中心は第2B係合部556にある第2B回動軸526である。また、引張バネ160の付勢力は、レバー部材520を着脱位置方向K1に回動させる回転力となっている。
定着装置70を、例えば、オペレータが手などで、固定方向Sに押圧する。押圧によって固定軸72がレバー部材520の押圧部532を押圧する。
図13(B)に示すように、押圧によって、第2B回動軸係合部526は第2B係合部556から出ていく。そして、回動中心が第2B回動軸526から第2A回動軸524に変わる。
図13(C)に示すように、更に、固定方向Sに押圧すると、第2回動軸524は、第2A係合部554から出ていき、回動中心が第1回動軸522に変わり、引張バネ160の付勢力は、着脱位置方向K1から固定位置方向K2にレバー部材120を回動させる回転力に変わる。そして、固定方向S(第1係合部552のスリット方向に沿った方向)に第1回動軸522が第1係合部552に沿ってスライドする、つまり、固定方向Sにレバー部材520が付勢される。そして、定着装置70の固定軸72がU字形状の固定軸係合部560に入り、固定方向Sにレバー部材120が付勢されるので、定着装置70が固定される。
なお、固定位置から着脱位置へは、図13(C)から図13(A)となる。
また、回動軸が3点であるので、レバー部材520の回動中心が2回段階で変わる。よって、1段階に比べ、レバー部材520は少ない回動角度で定着ユニット70の着脱位置をより高くすることができる。
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、着脱可能なユニットは定着装置70であったが、これに限定されない。その他のユニットであっても良い。例えば、像形成を行う像形成ユニット、例えば、所謂、プロセスカートッリジであっても良いし、その他のユニットであっても良い。また、画像形成装置以外の装置にも適用可能である。
本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構を備えるフルカラープリンタの全体構成図である。 本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構を備えるフルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示す構成図である。 フルカラープリンタのフロントカバーが開いた状態の図である。 本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構を示し、レバー部材が固定位置の状態の図である。 本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構を示し、レバー部材が着脱位置の状態の図である。 本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構を示し、レバー部材が着脱位置から固定位置への回動し、定着装置が固定される様子を(A)から(D)に順番に示す図である。 本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構を示し、フロントカバーを閉めて、定着装置が固定される様子を(A)から(C)に順番に示す図である。 本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構を示し、レバー部材が固定位置で定着装置を載せた状態から、レバー部材を着脱位置へ回動し、定着装置が着脱位置に装着される様子を(A)から(C)に順番に示す図である。 本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構の要部を示し、(A)はレバー部材が着脱位置の状態を示し、(B)はレバー部材が固定位置の状態を示す図である。 本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構の要部を示し、固定位置にある定着装置を、レバー部材を回動し、着脱位置とする様子を(A)から(D)ぶ順番に示す図である。 本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構の第1コネクタと第2コネクタとを示し、(A)は固定位置で第1コネクタと第2コネクタとが嵌合しな状態を示し、(B)は着脱位置で第1コネクタと第2コネクタとの嵌合が解除された状態を示す図である。 本発明の一の実施形態に係るユニットの着脱機構を示し、プリンタ本体から定着装置を取り出した状態の図である。 本発明のその他の実施形態に係るユニットの着脱機構の要部を示し、レバー部材が着脱位置から固定位置への回動し、定着装置が固定される様子を(A)から(C)に順番に示す図である。
符号の説明
01 プリンター本体(装置本体)
70 定着装置(ユニット)
72 固定軸(固定手段、回動固定手段)
100 フルカラープリンター(画像形成装置)
102 フロントカバー(開閉カバー)
104 カバー押圧部
106 押圧受部
110 ユニットの着脱機構
120 レバー部材
128 固定軸係合部(固定手段、回動固定手段)
130A 端部(ガイド部)
132 押圧部(ユニット傾斜抑制部)
122 第1回動軸(回動軸、回動固定手段)
124 第2回動軸(回動軸、回動固定手段)
152 第1係合部(移動部、回動固定手段)
154 第2係合部(移動部、回動固定手段)
160 引張バネ(付勢手段、保持手段)
172 第2コネクタ
174 第1コネクタ
K1 着脱位置方向
K2 固定位置方向
S 固定方向

Claims (12)

  1. 装置本体に対して着脱自在のユニットを、前記装置本体に着脱するためのユニットの着脱機構において、
    前記ユニットを前記装置本体に固定する固定位置と該ユニットを前記装置本体から取外し可能な着脱位置との間を回動するレバー部材と、
    前記着脱位置に装着された前記ユニットを固定方向に押圧することで、前記レバー部材を前記着脱位置から前記固定位置へと回動させ、該ユニットを固定する回動固定手段と、
    前記回動固定手段を構成する前記ユニットに設けられた固定軸と、
    前記レバー部材に形成され、上に凸の円弧形状のユニット傾斜抑制部と、
    を有し、
    前記レバー部材を前記固定位置から前記着脱位置へ回動する際、前記固定軸の下を前記固定軸に沿って前記ユニット傾斜抑制部が移動し、移動中に前記固定軸が前記ユニット傾斜抑制部から受ける力の方向が、該ユニットの前記固定軸回りの前記着脱位置方向への回動を抑制するように構成され、
    前記回動固定手段は、
    前記レバー部材に設けられた複数の回動軸と、
    前記装置本体に設けられ、前記レバー部材の回動動作に伴い、前記回動軸が移動する移動部と、
    前記レバー部材を回動させる回転力を与える付勢手段と、
    前記ユニットを固定位置で固定する固定手段と、
    を備え、
    複数の前記回動軸のいずれか一つが該レバー部材の回動中心とされ、
    前記レバー部材の回動に伴い、前記複数の回動軸が前記移動部を移動し、該レバー部材の回動中心となる前記回動軸が変化し、
    前記回動軸の変化に伴い、前記付勢手段が前記レバー部材を回動させる回転力方向が、固定位置方向又は着脱位置方向に変化し、
    前記ユニットを固定方向に押圧すると前記レバー部材は、固定位置方向に回動することを特徴とするユニットの着脱機構。
  2. 前記レバー部材を、前記着脱位置では前記ユニットの自重では前記固定位置へと回動させない保持手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のユニットの着脱機構。
  3. 前記固定位置にある前記レバー部材に載着された前記ユニットを、前記着脱位置へ該レバー部材を回動することで、該ユニットを前記着脱位置にガイドするガイド部が、該レバー部材に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のユニットの着脱機構。
  4. 前記装置本体に設けられた第1コネクタと、
    前記ユニットに設けられ、前記第1コネクタと嵌合し、前記装置本体と該ユニットとを電気的に接続する第2コネクタと、
    を備え、
    前記固定位置で前記第1コネクタと前記第2コネクタとが嵌合し、前記着脱位置で前記第1コネクタと前記第2コネクタとの嵌合が解除することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のユニットの着脱機構。
  5. 前記第2コネクタは、前記ユニットの一端部に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のユニットの着脱機構。
  6. 前記レバー部材は、前記ユニットの両端側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のユニットの着脱機構。
  7. 前記移動部は、
    前記ユニットの固定方向に前記回動軸がスライド可能な第1係合部と、
    前記第1係合部より、前記着脱位置への回動方向側に形成され、前記回動軸が移動可能な第2係合部と、
    から構成され、
    前記付勢手段が前記レバー部材を回動させる回転力方向は、
    前記第1係合部に回動中心があるときは固定位置方向となり、前記第2係合部に回動中心があるときは着脱位置方向となり、
    前記ユニットが前記レバー部材を押圧する位置は、前記第2係合部にある回動軸より固定位置方向側とすることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のユニットの着脱機構。
  8. 前記付勢手段は、一端側は前記装置本体に取り付けられ、他端側は前記レバー部材に取り付けられ、引っ張り方向に付勢力を発生する引張バネであり、
    前記一端側と前記他端側とを結ぶ線分は、
    前記固定位置では、前記第1係合部にある回動中心となっている前記回動軸と他の回動軸とを結ぶ線分と交差し、
    前記着脱位置では、前記第2係合部にある回動中心となっている前記回動軸と他の回動軸とを結ぶ線分より、着脱位置方向側にあることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のユニットの着脱機構。
  9. 前記引張バネの前記一端側と前記他端側とを結ぶ線分は、
    前記固定位置では、回動中心となる回動軸上にあることを特徴とする請求項8に記載のユニットの着脱機構。
  10. 前記装置本体に設けられ、前記ユニットを該装置本体から取外し可能に露出させる開閉カバーと、
    前記開閉カバーに設けられ、前記開閉カバーの閉止動作に伴い前記ユニットを固定方向に押圧するカバー押圧部と、
    前記ユニットに設けられ、前記カバー押圧部によって押圧される押圧受部と、
    を備えることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のユニットの着脱機構。
  11. 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のユニットの着脱機構を備えることを特徴とする画像形成装置。
  12. 前記ユニットは定着装置であることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
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