JP5488508B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に関するものである。
例えば、特許文献1に記載の発明では、プロセスユニット等の画像形成ユニットを着脱自在に下筐体に装着するとともに、下筐体に揺動可能に組み付けられた上筐体にベルトユニット及び定着器を組み付けている。このため、画像形成ユニットを取り外す際には、上筐体を上方側に揺動させて下筐体の上方側を開放する必要がある(特に、特許文献1の図2等参照)。
特開平10−307439号公報
しかし、特許文献1に記載の発明では、画像形成ユニットを取り外す際に、ユーザは、比較的重量の大きい定着器も含めて上筐体全体を上方側に揺動させる必要があるので、上筐体を揺動させるために大きな操作力を必要とし、画像形成ユニットの着脱作業性が低いという問題がある。
本発明は、上記点に鑑み、画像形成ユニットの着脱作業性を向上させることを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、記録シートに画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、装置本体(3)に対して固定された第1ローラ(13B)と、装置本体(3)に対して変位可能として装置本体(3)に組み付けられた第2ローラ(13C)と、第1、第2ローラ(13B、13C)間に掛け渡された無端ベルト(13A)と、無端ベルト(13A)の上方側に設けられ、装置本体(3)の上方側を開放する第1ポジションと装置本体(3)の上方側を覆う第2ポジションとの間で変位可能なトップカバー(21)と、無端ベルト(13A)の下方側のうち無端ベルト(13A)と対向する位置にて装置本体(3)に対して着脱自在に装着され、記録シートに画像を形成するための画像形成ユニット(7)と、装置本体(3)に組み付けられ、第1ローラ(13B)の上方のうち無端ベルト(13A)と上下方向に重なる位置に配設され、記録シートに転写された現像剤像を定着させる定着器(11)とを備え、少なくともトップカバー(21)が第1ポジションにあるときには、第2ローラ(13C)の位置を、画像形成時の第2ローラ(13C)の位置より上方側に変位させることが可能であり、さらに、第2ローラ(13C)の位置が画像形成時の位置より上方側に変位している場合に第1ローラ(13B)の回転軸と平行な方向から無端ベルト(13A)を見たとき、無端ベルト(13A)のうち第1、第2ローラ(13B、13C)間に架け渡された部位が屈曲していることを特徴とする。
これにより、本発明では、定着器(11)を装置本体(3)側に組み付けた構成となるので、定着器(11)を移動させることなく、無端ベルト(13A)及びトップカバー(21)を上方側に変位させて装置本体(3)の上方側を開放することができる。したがって、トップカバー(21)が従来に比べて軽くなり容易に開放することができるので、画像形成ユニット(7)の着脱作業性を向上させることができる。
なお、「装置本体(3)に対して固定された第1ローラ(13B)」とは、装置本体(3)に直接的又は間接的に固定された状態であって、通常の使用状態では、装置本体(3)から取り外すことができない状態をいう。
また、定着器(11)はトップカバー(21)側ではなく装置本体(3)側にあればよく、定着器(11)を装置本体(3)に対して着脱自在又は装置本体(3)内において変位可能な構成としてもよい。
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。
本発明の第1実施形態に係る画像形成装置1の中央断面図であって、トップカバー21が閉じられた状態を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置1の中央断面図であって、トップカバー21が開かれた状態を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置1の中央断面図であって、トップカバー21が開かれた状態を示す図である。 本発明の第1実施形態に係るベルトサイドフレーム13Eの概念図である。
本実施形態は電子写真方式の画像形成装置に本発明に係る画像形成装置を適用したものであり、以下に本実施形態を図面と共に説明する。
(第1実施形態)
1.画像形成装置の概要
画像形成装置1の筐体3内には、図1に示すように、記録用紙やOHPシート等の記録シート(以下、用紙という。)に現像剤像を転写することにより、用紙に画像を形成する画像形成部5が収納されており、この画像形成部5は、プロセスユニット7、露光器9及び定着器11等から構成されている。
そして、本実施形態では、複数個(本実施形態では、4個)のプロセスユニット7K〜7Cが、ベルトユニット13の下方側において転写ベルト13Aの移動方向に沿って直列に配設されているとともに、各プロセスユニット7K〜7Cに対応するように複数個(本実施形態では、4個)の露光器9K〜9Cが設けられている。
また、転写ベルト13Aは、駆動ローラ13B及び従動ローラ13C間に架け渡されて張架され、かつ、これらローラ13B、13Cの回転と共に張架方向に移動するように回転する無端状のベルトであり、これら13A〜13Cによりベルトユニット13が構成されている。なお、ベルトユニット13の詳細は後述する。
ここで、張架方向とは、駆動ローラ13Bから従動ローラ13Cに向かう方向と平行な方向(図1では前後方向)をいい、転写ベルト13Aの張架面とは、転写ベルト13Aのうち張架方向と平行となっている面をいう。
また、各プロセスユニット7K〜7Cは、現像剤像が担持される感光ドラム7A及び感光ドラム7Aを帯電させる帯電器7B等から構成されており、帯電した感光ドラム7Aを露光器9にて露光して感光ドラム7Aの外周面に静電潜像を形成した後、電荷を帯びた現像剤を感光ドラム7Aに供給すると、感光ドラム7Aの外周面に現像剤像が担持(形成)される。
そして、各プロセスユニット7K〜7Cの感光ドラム7Aは、画像形成時に下側張架面13Dに接触するように下側張架面13Dと対向する位置に配設されており、この下側張架面13Dを挟んで各感光ドラム7Aと対向する位置には、感光ドラム7Aに担持された現像剤を下側張架面13Dに転写させる一次転写ローラ15(15K〜15C)が設けられている。このため、各感光ドラム7Aに担持されている現像剤像は、転写ベルト13A上で重ね合わせられる。
また、プロセスユニット7の下方側には、転写ベルト13A(本実施形態では、駆動ローラ13B)側に向けて搬送される用紙が載置される給紙トレイ17が設けられており、この給紙トレイ17に載置されている用紙は、フィーダ機構19により1枚ずつ転写ベルト13A側に送出される。
そして、転写ベルト13Aを挟んで駆動ローラ13Bと対向する位置には、転写ベルト13Aに転写された現像剤像を給紙トレイ17から送出されてきた用紙に転写させる二次転写ローラ21が配設されており、現像剤像が転写された用紙は定着器11に搬送されて加熱される。これにより、転写された現像剤像が用紙に溶着(定着)し、その後、用紙は、画像形成部5の上方側に設定された排紙トレイ3Aに排出される。
ところで、定着器11は、駆動ローラ13Bの上方側のうち、上下方向において転写ベルト13Aと重なる位置にて装置本体に固定された状態で組み付けられているのに対して、各プロセスユニット7K〜7Cは、上下方向に移動可能として装置本体に着脱自在に組み付けられている(図3参照)。
なお、装置本体とは、筐体3やメインフレーム(図示せず。)等の画像形成装置1の骨格構造を構成するものであるので、以下、装置本体を装置本体3と記す。因みに、メインフレームは、ベルトユニット13を挟んで左右両側に配設された略板状の強度部材である。
また、装置本体3(筐体3)の上方側(本実施形態では、排紙トレイ3Aが設定された部位)には、装置本体3の上方側を開放する第1ポジション(図2参照)と装置本体3の上方側を覆うように閉塞する第2ポジション(図1参照)との間で変位可能なトップカバー21が設けられており、このトップカバー21は、定着器11側(本実施形態では、後方側)を揺動中心として第1、第2ポジション間で揺動変位することができる。
因みに、排紙トレイ3A(トップカバー21)の上方側には、原稿に記載された画像等を読み取るフラットベット方式の画像読取装置33が設けられており、この画像読取装置33も定着器11側を揺動中心として水平な状態(図1参照)と起立した状態(図2参照)との間で揺動変位することができる。
2.ベルトユニットの構造
ベルトユニット13は、転写ベルト13A駆動ローラ13B、従動ローラ13C、並びに駆動ローラ13B及び従動ローラ13Cを回転可能に支持する一対のベルトサイドフレーム13E(図4参照)等を有して構成されており、各ベルトサイドフレーム13Eは、図4に示すように、固定ベルトフレーム13F及び揺動ベルトフレーム13G等から構成されている。
固定ベルトフレーム13Fは、装置本体3(メインフレーム)のうち定着器11の下方側に固定されて張架方向(本実施形態では、前後方向)に延びる帯状の強度部材であり、この固定ベルトフレーム13Fの長手方向一端側(本実施形態では、後方側)に駆動ローラ13Bが回転可能に組み付け固定され、他端側(本実施形態では、前方側)に揺動ベルトフレーム13Gが揺動可能に連結されている。
揺動ベルトフレーム13Gは、固定ベルトフレーム13Fとの連結部から従動ローラ13C側(本実施形態では、前方側)に延びる帯状の強度部材であり、その延び方向先端側に従動ローラ13Cが回転可能に組み付けられている。
なお、従動ローラ13Cの回転軸は、揺動ベルトフレーム13Gに対してその延び方向(長手方向)に変位可能に組み付けられており、本実施形態では、揺動ベルトフレーム13Gに対して従動ローラ13Cを長手方向に変位させることにより、転写ベルト13Aに発生する張力を調整している。
つまり、本実施形態に係る従動ローラ13Cは、テンションローラを兼ねるものであり、従動ローラ13Cが画像形成状態にあるとき(図1に示す状態のとき)には、図1に示すように、従動ローラ13Cはテンションレバー16Aを介してバネ16Bにより駆動ローラ13Bから離間する向きに押圧される。
なお、テンションレバー16Aは、メインフレーム等の装置本体3のうち従動ローラ13Cの軸方向両端に対応する部位に揺動可能に組み付けられているとともに、従動ローラ13Cの軸端側に係合することにより従動ローラ13Cを押圧する。
また、固定ベルトフレーム13F及び揺動ベルトフレーム13Gには、図4に示すように、両フレーム13F、13Gを揺動可能に連結する揺動軸13Hが挿入される軸穴13Jが設けられており、この軸穴13Jは、従動ローラ13Cと駆動ローラ13Bとの間の部位であって駆動ローラ13B側の部位に設けられている。
このため、従動ローラ13Cは、図2に示すように、転写ベルト13Aにより囲まれた空間内のうち一次転写ローラ15と駆動ローラ13Bとの間を揺動中心として、上下方向に揺動変位することができる。なお、ここでいう一次転写ローラ15とは、複数の一次転写ローラ15K〜15Cのうち最も駆動ローラ13Bに近接した一次転写ローラ15Cをいう。
つまり、本実施形態に係るベルトユニット13では、トップカバー21が閉じられて画像形成可能な状態においては、図1に示すように、従動ローラ13Cは駆動ローラ13Bに対して水平方向前方側にずれた部位に位置し、トップカバー21が開かれた状態においては、図2に示すように、従動ローラ13Cを画像形成時の従動ローラ13Cの位置より上方側に変位させることができる。
このとき、本実施形態では、トップカバー21と一対の揺動ベルトフレーム13Gの従動ローラ13C側とを連結するリンク棒13Kが設けられているため、トップカバー21が閉じられた状態からトップカバー21が開かれた状態に向けて揺動すると、これに機械的連動して従動ローラ13C(揺動ベルトフレーム13G)が上方側に揺動変位する。
そこで、以下、従動ローラ13Cが上方側に揺動変位した状態(図2参照)を従動ローラ13Cが第1ポジションにあるといい、従動ローラ13Cが画像形成時の位置にある状態(図1参照)を従動ローラ13Cが第2ポジションにあるという。
なお、リンク棒13Kの長手方向一端側はトップカバー21に回転可能に連結され、他端側は揺動ベルトフレーム13Gに回転可能に連結されている。そして、リンク棒13Kの長手方向他端側が連結された長穴13Lは、その長径方向が揺動ベルトフレーム13Gの長手方向と一致しており、リンク棒13Kの長手方向他端側は、長穴13Lを長径方向に摺動しながら回転することができる。
また、装置本体3には、図2に示すように、従動ローラ13Cが第1ポジションに変位しているときに、転写ベルト13Aの外周面のうち上側張架面13Mに接触する第1ベルト規制部材14Aが設けられている。
そして、第1ベルト規制部材14Aは、従動ローラ13Cが第1ポジションに変位したときに、少なくとも上側張架面13Mのうち定着器11に対応する部位が予め設定された位置より上方側に変位することを規制して上側張架面13Mを略逆への字状に屈曲させる。
一方、ベルトサイドフレーム13E(本実施形態では、揺動ベルトフレーム13G)には、従動ローラ13Cが第1ポジションに変位しているときに、転写ベルト13Aの内周面のうち下側張架面13Dに対応する部位に接触する第2ベルト規制部材14Bが設けられている。
そして、第2ベルト規制部材14Bは、従動ローラ13Cが第1ポジションに変位したときに、少なくとも下側張架面13Dのうち定着器11に対応する部位が予め設定された位置より上方側に変位することを規制して下側張架面13Dを略逆への字状に屈曲させる。
なお、上側張架面13M又は下側張架面13Dのうち定着器11に対応する部位とは、上側張架面13M又は下側張架面13Dのうち上下方向において定着器11と重なる部分、つまり、定着器11を上下方向から上側張架面13M又は下側張架面13Dに投影したときに、定着器11が投影される範囲をいう。
そして、第1ベルト規制部材14A及び第2ベルト規制部材14Bは、駆動ローラ13Bと従動ローラ13Cとの中間位置より駆動ローラ13B側(本実施形態では、一次転写ローラ15と駆動ローラ13Bとの間)であって、揺動軸13Hの近傍に設けられている。
以上の構成により、従動ローラ13C(揺動ベルトフレーム13G)が第1ポジションにある場合に駆動ローラ13Bの回転軸と平行な方向から転写ベルト13Aを見ると、図2に示すように、転写ベルト13Aのうち駆動ローラ13B及び従動ローラ13C間に架け渡された部位(上側張架面13M及び下側張架面13D)は、略逆への字状に屈曲した状態となる。
また、第1ベルト規制部材14Aは、図1に示すように、画像形成時においても上側張架面13Mに接触するように設定されているとともに、転写ベルト13Aに残留した現像剤を除去する現像剤除去手段であるクリーニングローラを兼ねている。
具体的には、第1ベルト規制部材14Aに現像剤が帯びている電荷と逆極性の電圧を印加することにより、第1ベルト規制部材14Aに現像剤を静電吸引し、転写ベルト13Aに残留した現像剤を回収する。
また、一対のベルトサイドフレーム13E(固定ベルトフレーム13F及び揺動ベルトフレーム13G)間には、図4に示すように、一対のベルトサイドフレーム13Eを連結複数のブリッジフレーム13Nが設けられており、これらブリッジフレーム13Nによりベルトユニット13の機械的強度を確保している。
3.本実施形態に係る画像形成装置の特徴
本実施形態では、定着器11を装置本体3側に組み付けているので、図3に示すように、定着器11を移動させることなく、転写ベルト13A及びトップカバー21を上方側に変位させて装置本体3の上方側を開放することができる。したがって、トップカバー21が従来に比べて軽くなり容易に開放することができるので、プロセスユニット7の着脱作業性を向上させることができる。
また、転写ベルト13A及びトップカバー21を上方側に変位させたときに、転写ベルト13Aのうち駆動ローラ13B及び従動ローラ13C間に架け渡された部位(上側張架面13M及び下側張架面13D)は屈曲した状態となり、かつ、上側張架面13M及び下側張架面13Dのうち定着器11に対応する部位が予め設定された位置より上方側に変位することが規制されるので、トップカバー21等を第1ポジションとしたときに、転写ベルト13A(ベルトユニット13)と定着器11とが干渉してしまうことを防止でき、転写ベルト13Aが損傷してしまうことを確実に防止できる。
また、第1ベルト規制部材14Aがクリーニングローラを兼ねているので、別途、クリーニングローラを設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制できる。
4.発明特定事項と実施形態との対応関係
本実施形態では、駆動ローラ13Bが特許請求の範囲に記載された第1ローラに相当し、従動ローラ13Cが特許請求の範囲に記載された第2ローラに相当し、転写ベルト13Aが特許請求の範囲に記載された無端ベルトに相当する。
また、第1ベルト規制部材14Aが特許請求の範囲に記載された第1規制手段に相当し、第2ベルト規制部材14Bが特許請求の範囲に記載された第2規制手段に相当し、リンク棒13Kが特許請求の範囲に記載された連動手段に相当する。
(第2実施形態)
第1実施形態では、第1ベルト規制部材14Aが画像形成時においても上側張架面13Mに接触するように設定されていたが、本実施形態は、少なくとも画像形成時においては、第1ベルト規制部材14Aが転写ベルト13Aから離間するように第1ベルト規制部材14Aの位置を設定したものである。
そして、第1ベルト規制部材14Aに現像剤が帯びている電荷と同一極性の電圧を印加することにより、第1ベルト規制部材14Aに現像剤が付着することを抑止し、形成される画像の品質が低下することを抑制している。なお、本実施形態では、クリーニングローラ(図示せず。)を別途設けている。
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、駆動ローラ13Bを固定ベルトフレーム13Fを介してメインフレーム(装置本体3)に間接的に組み付けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、駆動ローラ13Bをメインフレーム(装置本体3)に直接的に組み付けてもよい。
また、上述の実施形態では、ベルトサイドフレーム13Eを設けていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ベルトサイドフレーム13Eを廃止し、駆動ローラ13Bをメインフレーム(装置本体3)に直接的に組み付け、従動ローラ13Cをトップカバー21に組み付けてもよい。
また、上述の実施形態では、第1ベルト規制部材14A及び第1ベルト規制部材14Aを設けることにより、従動ローラ13C(揺動ベルトフレーム13G)が第1ポジションにある場合に駆動ローラ13Bの回転軸と平行な方向から転写ベルト13Aを見ると、上側張架面13M及び下側張架面13Dが屈曲した状態となるように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第1ベルト規制部材14A及び第1ベルト規制部材14Aを廃止し、転写ベルト13Aの自重により上側張架面13M及び下側張架面13Dが屈曲した状態となるように構成してもよい。
また、上述の実施形態では、リンク棒13Kによりトップカバー21の揺動と連動させて従動ローラ13Cを変位させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、両者を非連動としてもよい。
また、上述の実施形態では、リンク棒13Kにより、第2ポジションから第1ポジションに向かうトップカバー21の揺動に連動して従動ローラ13Cを上方側に変位させる連動手段を構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
1…画像形成装置、3…装置本体(筐体)、3A…排紙トレイ、5…画像形成部、
7…プロセスユニット、7A…感光ドラム、9…露光器、9K…露光器、
11…定着器、13…ベルトユニット、13A…転写ベルト、13B…駆動ローラ、
13C…従動ローラ、13D…下側張架面、13E…ベルトサイドフレーム、
13F…固定ベルトフレーム、13G…揺動ベルトフレーム、13H…揺動軸、
13J…軸穴、13K…リンク棒、13L…長穴、13M…上側張架面、
14A…第1ベルト規制部材、14B…第2ベルト規制部材、
15…一次転写ローラ、16A…テンションレバー、16B…バネ、
17…給紙トレイ、19…フィーダ機構、21…トップカバー、
21…二次転写ローラ、33…画像読取装置。

Claims (12)

  1. 記録シートに画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、
    装置本体に対して固定された第1ローラと、
    前記装置本体に対して変位可能として前記装置本体に組み付けられた第2ローラと、
    前記第1、第2ローラ間に掛け渡された無端ベルトと、
    前記無端ベルトの上方側に設けられ、前記装置本体の上方側を開放する第1ポジションと前記装置本体の上方側を覆う第2ポジションとの間で変位可能なトップカバーと、
    前記無端ベルトの下方側のうち前記無端ベルトと対向する位置にて前記装置本体に対して着脱自在に装着され、記録シートに画像を形成するための画像形成ユニットと、
    前記装置本体に組み付けられ、前記第1ローラの上方のうち前記無端ベルトと上下方向に重なる位置に配設され、記録シートに転写された現像剤像を定着させる定着器とを備え、
    少なくとも前記トップカバーが前記第1ポジションにあるときには、前記第2ローラの位置を、画像形成時の前記第2ローラの位置より上方側に変位させることが可能であり、
    さらに、前記第2ローラの位置が画像形成時の位置より上方側に変位している場合に前記第1ローラの回転軸と平行な方向から前記無端ベルトを見たとき、前記無端ベルトのうち前記第1、第2ローラ間に架け渡された部位が屈曲していることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第2ローラを支持するともに、前記第2ローラと前記第1ローラとの間の部位であって前記第1ローラ側の部位を揺動中心として前記装置本体に対して揺動可能な揺動ベルトフレームを備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記装置本体に固定され、前記揺動ベルトフレームが揺動可能に組み付けられた固定ベルトフレームを備えることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記固定ベルトフレームの一端側に前記第1ローラが固定され、他端側に前記揺動ベルトフレームが揺動可能に組み付けられていることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記無端ベルトにより囲まれた空間内のうち前記画像形成ユニットと対向する部位には、前記無端ベルトに現像剤像を転写させる転写ローラが設けられており、
    さらに、前記揺動ベルトフレームの揺動中心は、前記第1ローラと前記転写ローラとの間に設定されていることを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記第2ローラが上方側に変位しているときに、前記無端ベルトの外周面に接触して、前記無端ベルトの上面が予め設定された位置より上方側に変位することを規制して前記無端ベルトの上側張架面を屈曲させる第1規制手段を備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記第1規制手段は、前記第1ローラと前記第2ローラとの中間位置より前記第1ローラ側に設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。
  8. 前記第1規制手段は、前記無端ベルトに残存する現像剤を前記無端ベルトから除去するクリーニングローラを兼ねることを特徴とする請求項6又は7に記載の画像形成装置。
  9. 少なくとも画像形成時においては、前記第1規制手段は前記無端ベルトから離間した位置にあることを特徴とする請求項6又は7に記載の画像形成装置。
  10. 前記第1規制手段には、前記第1規制手段に現像剤が付着することを抑止するための電圧が印加されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の画像形成装置。
  11. 前記第2ローラが上方側に変位しているときに、前記無端ベルトの内周面に接触して、前記無端ベルトの下面が予め設定された位置より上方側に変位することを規制して前記無端ベルトの下側張架面を屈曲させる第2規制手段を備えることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  12. 前記トップカバーは、前記定着器側を揺動中心として前記装置本体に対して揺動可能であり、
    さらに、前記第2ポジションから前記第1ポジションに向かう前記トップカバーの揺動に連動して前記第2ローラを上方側に変位させる連動手段を備えることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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