JP5984042B2 - ベルト駆動装置、及び画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、移動方向の速度を検出するための速度検出用スケールを設けたベルト体を無端移動させるベルト駆動装置、及びこのベルト駆動装置を備えた画像形成装置に関するものである。
従来から、プリンタ、ファックス、複写機等の電子写真方式の画像形成装置において、中間転写ベルトや転写搬送ベルト等の無端状のベルト体(以下、無端状ベルトという)を有したベルト駆動装置を備えたものが普及している。このような画像形成装置では、無端ベルトの移動方向の速度精度が、画像品質に影響を与えてしまう。特に、複数の感光体等の像担持体を備えた直接転写方式又は中間転写方式のタンデム型画像形成装置で、複数色及びフルカラーの画像形成が行う場合には、上記速度精度が色合わせ精度に大きな影響を与えてしまう。上記速度精度を向上させる技術としては、駆動ローラ軸エンコーダ制御方式、従動ローラ軸エンコーダ制御方式が知られている。また、速度検出用のスケールマークを形成したスケールを無端ベルトに設けて、光センサ等からなるスケールセンサで、スケールマークの信号を読み取りフィードバック制御するスケールセンサ制御方式等も知られている。
スケールセンサ制御方式では、無端ベルトの周方向の厚みムラや支持ローラの偏心に起因して無端ベルトがばたついたり、スケールマークまでの距離がばらついたりするとスケールセンサの検知精度が悪くなる。つまり、無端ベルトとスケールセンサの検知面との間に所定の間隙を維持できないとスケールセンサの検知精度が悪くなる。所定の間隙を維持する構成としては、スケールセンサを保持するセンサ保持部材を設け、センサ保持部材のベルト対向面を無端ベルトに接触させて、無端ベルトとスケールセンサの検知面との間に所定の間隙を維持する構成が知られている。また、センサ保持部材のベルト対向面に植毛する等して無端ベルトと滑りやすく工夫し、センサ保持部材をベルト(スケールマーク)に接触させる構成も知られている。
また、複数の像担持体を有する画像形成装置においては、一部、又は全ての像担持体に無端ベルトを接離させるベルト接離手段を有し、使用しない像担持体の寿命を向上させるために無端ベルトを離間させる構成が知られている。このようにベルト接離手段を設けた構成では、一部の像担持体にのみ無端ベルトを接触させるモードや、全ての像担持体を無端ベルトに接触させたり、離間させたりする複数の接離モードを備えたものもある。そして、接離モードによって無端ベルトのベルト軌跡は変わってしまう。
上記のように接離モードによって無端ベルトのベルト軌跡が変わってしまうため、従来から、無端ベルトに接触させているセンサ保持部材も、ベルト接離手段の接離動作に合わせて移動させる構成が多い。例えば、次のように像担持体の下方から無端ベルトを接離させるベルト接離手段にセンサ保持部材を設けた構成が知られている。複数の像担持体が並列して配置される無端ベルトの略平行なベルト展張面の無端ベルトの移動方向(以下、ベルト移動方向という)の最下流側に設けられることが多い黒用の像担持体に無端ベルトを接離させるベルト接離手段にセンサ保持部材を設けている。また、ベルト移動方向上流側に回動支点を有する接離ブラケットと、回動支点の下流側で接離ブラケットに下方から接触するカムとを備え接離ブラケットの回動支点の下流側にセンサ保持部材、1次転写ローラ等を位置決めしている。そして、回動支点とカムとで位置決めされている接離ブラケットをカムの回転で上下に回動させて、1次転写ローラ等に支持された無端ベルトを対向する像担持体に接離させるとともに、センサ保持部材も移動させる構成である。
このような構成では、少なくとも色合わせ精度を高精度に保つ必要がある複数の像担持体を使用して画像形成を行う場合には、無端ベルトのベルト軌跡をベルト移動方向最上流の転写ニップ部から最下流の転写ニップ部までの区間で略直線状にできる。そして、センサ保持部材のベルト対向面と無端ベルトの面とを平行に接触させて、無端ベルトに形成したスケールマークをスケールセンサで検知して無端ベルトの高精度な速度制御が行える。
また、ベルト移動方向最下流側に設けた黒用の像担持体のみ無端ベルトと接触させるモノクロモード時においては、他の像担持体から無端ベルトを離間させることで、センサ保持部材に対する無端ベルトのベルト軌跡が変わってしまう構成もある。このようにベルト軌跡が変わってしまうと、無端ベルトの速度制御の精度が低下する可能性が高いが、モノクロモード時においては他色との色合わせの必要がなく、複数の像担持体を使用して画像形成を行う場合ほど、高精度な速度制御を必要としない。このため、スケールセンサ制御方式によるフィードバック制御を行わなくても、駆動ローラの高精度回転が可能な駆動源を用いることで、一般的な用途での不具合が生じない程度の画像形成が可能である。
しかし、像担持体から無端ベルトを離間させた場合に無端ベルトとセンサ保持部材とが接触したままとなる構成では、次のような不具合が生じる場合があった。無端ベルトが駆動されている間、無端ベルトがセンサ保持部材に常に擦れて無端ベルトが磨耗したり、キズついたりして無端ベルトの寿命が短くなってしまうという不具合である。
また、センサ保持部材を間に挟むように、センサ保持部材のベルト移動方向上下流の両側に無端ベルトを支持する支持ローラ等を設けていない接離ブラケットの構成では、上述したようにセンサ保持部材に対する相対的な無端ベルトのベルト軌跡を一定に保てない可能性が高い。
このように無端ベルトのベルト軌跡を一定に保てない例としては、次のような構成が挙げられる。最下流の像担持体とその上流側の像担持体との間に、センサ保持部材が位置決めされた接離ブラケットを設け、全ての像担持体から無端ベルトを離間させるように、各接離ブラケットを回動させたとする。このような場合、最下流に設けられた接離ブラケットにセンサ保持部材の下流側にしか支持ローラが配置されていないと、この支持ローラと上流側の接離ブラケットに設けられた支持ローラとに無端ベルトが直線的に架け渡されるように無端ベルトのベルト軌跡が変化しようとする。しかし、最下流の接離ブラケットと上流側の接離ブラケットの各支持ローラの間には、最下流の接離ブラケットに位置決めされたセンサ保持部材があるため、センサ保持部材のベルト対向面の角部で無端ベルトを押し上げてしまう。そして、無端ベルトのベルト軌跡がセンサ保持部材のベルト対向面の角部で折れてしまう。
このように無端ベルトのベルト軌跡が折れてしまうと、無端ベルトに加えられているベルトテンション(無端ベルトの張力)の作用により、無端ベルトとセンサ保持部材のベルト対向面の角部との間に生じる接触圧が高まる。そして、無端ベルトにセンサ保持部材のベルト対向面の角部で加わる接触圧が高まると無端ベルトの磨耗やキズが生じ易くなってしまい、単に無端ベルトがセンサ保持部材に擦れる構成に比べて、大幅に無端ベルトの寿命が短くなってしまう。
また、特許文献1には、次のようなベルト駆動装置の構成が記載されている。複数の像担持体の内、ベルト移動方向最下流側の像担持体と無端ベルトとを接離させる接離ブラケットを設けている。そして、接離ブラケットの接離動作に関わらず、この接離ブラケットに位置決めしたスケールセンサの検知面と無端ベルトとの間に所定の間隙を維持した状態でスケールセンサを保持するというものである。また、接離ブラケットを回動させて最下流側の像担持体から無端ベルトを離間させた場合にも、スケールセンサを使用した速度制御が可能な構成である。具体的には、1次転写ローラとスケールセンサとを保持する接離ブラケットの1次転写ローラ及びスケールセンサのベルト移動方向上流側と下流側に、無端ベルトを支持する支持ローラを設けて、各構成部材を一体的に回動させる。そして、スケールセンサのベルト移動方向上流側の支持ローラ(以下、上流側支持ローラという)と1次転写ローラに無端ベルトが架け渡される区間で、無端ベルトとスケールセンサの検知面との間に所定の間隙を形成するようにスケールセンサを接離ブラケットに位置決めするというものである。
近年、複数色及びフルカラーの画像形成が行える画像形成装置の普及にともない、複数の像担持体を使用して画像形成を行う場合の色合わせ精度の更なる高精度化や、無端ベルトの長寿命化の要求が高まってきた。
特許文献1に記載された構成では、上記のようにスケールセンサを接離ブラケットに位置決めすることで、スケールセンサの検知面に対する無端ベルトの相対的なベルト軌跡を略一定に保てるものと考えられる。したがって、スケールセンサの検知面が無端ベルトに接触して、無端ベルトがばたついたり、無端ベルトの寿命が短くったりすることを回避できる。
しかしながら、特許文献1に記載の構成では、無端ベルトに周方向の厚みムラや、スケールセンサに近接する上流側支持ローラ及び1次転写ローラに偏心がある場合に、上流側支持ローラと1次転写ローラの間の区間で無端ベルトがばたついたり、無端ベルトのベルト軌跡が変化する可能性がある。このように無端ベルトがばたついたり、無端ベルトのベルト軌跡が変化すると、センサ保持部材のベルト対向面と無端ベルトの間に所定の間隙を高精度に維持できない。このため、色合わせ精度を高精度に保つ必要がある複数の像担持体を使用して画像形成を行う場合に、センサ保持部材のベルト対向面を無端ベルトに接触させる構成に比べてスケールセンサの検知精度が低下し、高精度な速度制御が行えないおそれがある。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、次のようなベルト駆動装置を提供することである。
無端ベルトに周方向の厚みムラや、スケールセンサに近接する無端ベルトの支持ローラに偏心があっても複数の像担持体を用いて画像形成を行う場合に無端ベルトの高精度な速度制御が行え、無端ベルトの長寿命化を可能とするベルト駆動装置である。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、並列して配置された複数の像担持体を備えた画像形成装置に用いられ、前記複数の像担持体と直接又は記録媒体を介して転写ニップ部を形成する無端ベルトと、該無端ベルト上に設けたスケールマークと、該スケールマークを検知するスケールセンサを保持したセンサ保持部材と、前記無端ベルトを無端移動させる駆動手段と、前記複数の像担持体に前記無端ベルトを介してそれぞれ対向し、前記複数の像担持体に形成されたトナー画像を順次、該無端ベルト又は記録媒体上に転写する複数の転写手段と、前記複数の像担持体の少なくとも1つに対して、直接又は前記記録媒体を介して前記無端ベルトを接触させる状態と離間させる状態を切替えるベルト接離手段と、を有したベルト駆動装置において、前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触する状態から、前記ベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触しない状態になるように前記センサ保持部材を移動可能なセンサ移動手段を有し、前記ベルト接離手段で前記無端ベルトを直接又は前記記録媒体を介して接触させる像担持体の数が、複数の場合には前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とを平行に接触させ、複数でない場合には前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触する状態から、前記ベルト対向面の前記無端ベルトの移動方向上流端のみが該無端ベルトに接触する状態になるように、前記センサ保持部材を移動させることを特徴とするものである。
本発明は、複数の像担持体を用いて画像形成する場合に、センサ保持部材のベルト対向面と無端ベルトの面とを平行に接触させることにより、無端ベルトに周方向の厚みムラや、スケールセンサに近接する無端ベルトの支持ローラに偏心があっても、ベルト対向面と無端ベルトの面とを接触させない構成よりもスケールセンサの検知面と無端ベルトの間に所定の間隙を高精度に維持できる。したがって、複数の像担持体を用いて画像形成を行う場合に、無端ベルトに形成したスケールマークをスケールセンサで検知して無端ベルトの高精度な速度制御が行える。
また、複数の像担持体を用いて画像形成しない場合に、センサ保持部材のベルト対向面と無端ベルトの面とが平行に接触する位置からセンサ保持部材を移動させて、ベルト対向面を離間させたり、無端ベルトとベルト対向面との接触面積を少なくしたりできる。このように離間させたり、接触面積を少なくしたりすることで、無端ベルトが駆動されている間、ベルト対向面と無端ベルトとが常に擦れて無端ベルトが磨耗したり、キズついたりして寿命が短くなってしまうことを抑制することができる。したがって、複数の像担持体を用いて画像形成を行わない場合に、無端ベルトが磨耗したり、キズついたりして寿命が短くなってしまうことを抑制することで、無端ベルトの長寿命化を可能にできる。
本発明は、次のようなベルト駆動装置を提供できる。
無端ベルトに周方向の厚みムラや、スケールセンサに近接する無端ベルトの支持ローラに偏心があっても複数の像担持体を用いて画像形成を行う場合に無端ベルトの高精度な速度制御が行え、無端ベルトの長寿命化を可能とするベルト駆動装置である。
一実施形態に係る複写機の全体概要図。 一実施形態で用いた重合トナーについての説明図。 中間転写ベルトの駆動制御装置の概略構成についての説明図。 スケールマークとスケールセンサの配置状態についての説明図。 スケールセンサによるスケールマークの検出についての説明図。 実施例1に係る、中間転写ベルト駆動装置の中間転写ベルトのベルト軌跡とセンサ保持部材の位置関係についての説明図。 スケールセンサ及びセンサ保持部材の説明図。 従来例1に係る、感光体から中間転写ベルトを離間させた場合に中間転写ベルトのベルト軌跡が折れる構成の説明図。 従来例1に係る、中間転写ベルトを離間させた場合に中間転写ベルトの折れ角が増す構成の詳細説明図。 従来例2に係る、中間転写ベルトを離間させた場合にセンサ保持部材に対する中間転写ベルトのベルト軌跡を一定に保つ構成についての説明図。 従来例2に係る、中間転写ベルトを離間させた場合にセンサ保持部材に対する中間転写ベルトのベルト軌跡を一定に保つベルト離間手段の構成についての説明図。 実施例1に係る、第1ベルト接離手段及びセンサ移動手段の構成と、センサ保持部材130の移動についての説明図。 実施例2に係る、ベルト移動方向最下流側の感光体にのみ中間転写ベルトを接触させた場合の、センサ保持部材の移動についての説明図。 実施例2に係る、ベルト移動方向最上流側の感光体にのみ中間転写ベルトを接触させた場合の、センサ保持部材の移動についての説明図。 従来のベルト押え部材をセンサ保持部材に固定した構成の斜視説明図。 ベルト押え部材をセンサ保持部材に固定した場合のベルトベルト軌跡の説明図。 実施例3に係る、ベルト押え部材135の固定方法の斜視説明図。 実施例4に係る、駆動ローラ軸にエンコーダを設ける構成の斜視説明図。 実施例4に係る、従動ローラ軸にエンコーダを設ける構成の説明図。 実施例5に係る、センサ保持部材の移動についての説明図。
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機(以下、複写機500という)に適用した一実施形態について、複数の実施例を挙げ、図を用いて説明する。まず、各実施例に共通する本実施形態の複写機500の全体概要について説明する。図1は、本実施形態に係る複写機500の全体概要図、図2は、本実施形態で用いた重合トナーについての説明図であり、(a)が、形状係数SF−1の説明図、(b)は形状係数SF−2の説明図である。図3は、中間転写ベルト10の駆動制御装置70の概略構成についての説明図、図4は、スケールマークMとスケールセンサ6A、6Bの配置状態について説明図である。図5は、各スケールセンサ6(6A、6B)によるスケールマークMの検出についての説明図であり、(a)はスケールマークMを下方から見た平面図、(b)はスケールセンサ6の光学系の構成と光路を示す側面透視図、(c)はスケールセンサ6の検出面の平面図である。
本実施形態における複写機500は、いわゆる中間転写方式のタンデム型の画像形成装置であって、乾式二成分現像剤を用いた乾式二成分現像方式を採用したものである。この複写機500は、複写機本体100、複写機本体100を載置する給紙テーブル200、複写機本体100上に取り付けるスキャナ300、及びスキャナ300の上部に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)400から構成されている。複写機本体100には、中央に、無端ベルトである中間転写ベルト10を設けている。図1に示すように本実施形態の複写機500では、中間転写ベルト10を、3つの支持ローラ14、15、16等に掛け回し、図1中、時計回りに回転駆動するベルト駆動装置である中間転写ベルト駆動装置105を備えている。また、3つの支持ローラの内、第2の支持ローラ15と第3の支持ローラ16との間に、記録媒体であるシートP(不図示)上にトナー画像を2次転写した後、中間転写ベルト10上の残トナーを除去するベルトクリーニング装置17を設けている。また、ベルトクリーニング装置17のベルト移動方向下流側には、中間転写ベルト10に外周側から押圧するように接触して、所定のベルトテンションを中間転写ベルト10に加えるテンションローラ19(不図示)が配置されている。
また、3つの支持ローラの内、第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写ベルト10上には、その中間転写ベルト10移動方向(以下、ベルト移動方向という)に沿って、上流側からイエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成部20を構成している。また、図1に示すように、このタンデム画像形成部20の上方には露光装置21を設けている。一方、中間転写ベルト10をはさ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を備えている。2次転写装置22は、2つの支持ローラ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、中間転写ベルト10を介して第3の支持ローラ16に押し当てるように配置され、中間転写ベルト10上に転写されたトナー画像をシートPに転写する。このように、第3の支持ローラ16は2次転写装置22の2次転写部対向ローラ(2次転写部対向ローラ16)としても機能する。
2次転写装置22の図1中、左側には、シートP上に2次転写されたトナー画像をシートP上に定着する定着装置25を設けている。この定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てるように構成されている。上述した2次転写装置22は、2次転写後のシートP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。この2次転写装置22としては、非接触のチャージャを用いても良く、このような場合は、このシート搬送機能をあわせて備えることは難しくなる。また、このように構成した2次転写装置22、及び定着装置25の下方には、上述したタンデム画像形成部20と平行に、シートPの両面に画像形成をすべくシートPを反転させるシート反転装置28を備えている。
次に、この複写機500ののコピー動作について説明する。この複写機500を用いてコピーをとるときは、まず、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を閉じるとともに、原稿自動搬送装置400で原稿を押さえる。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場合には原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、コンタクトガラス32上に原稿をセットした場合には直ちに、スキャナ300を駆動し、第1走行体33及び第2走行体34が走行を開始する。走行開始後、第1走行体33の光源から光が、コンタクトガラス32上の原稿で反射し、その反射光が第2走行体34のミラーで反射されて、結像レンズ35を通して画像読み取りセンサ36に案内されて、原稿の画像情報が読み取られる。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト駆動装置105に設けた駆動モータ(不図示)で支持ローラ14(以下、駆動ローラ14という)を回転駆動する。そして、他の2つの支持ローラ15、16(以下、従動ローラ15、16という)が従動回転し、中間転写ベルト10を回転駆動する。同時に、各画像形成手段18で、感光体40を回転駆動させ、各感光体40上にそれぞれ、イエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト10の回転駆動とともに、各単色画像を順次転写して中間転写ベルト10上に合成カラー画像を形成する。
また、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に多段に備える給紙カセット44の1つからシートP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。又は、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上にセットしたシートP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、中間転写ベルト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、中間転写ベルト10と2次転写装置22との間にシートPを送り込み、2次転写装置22で転写してシートP上にカラー画像を記録する。
カラー画像転写後のシートP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カラー画像を、シートP上に定着した後、切換爪55で搬送先を切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。又は、切換爪55で搬送先を切り換えて、シートPをシート反転装置28に搬送し、そこで反転して再び2次転写装置22へと導き、裏面にもカラー画像を記録した後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。また、カラー画像転写後の中間転写ベルト10はベルトクリーニング装置17で、2次転写後に中間転写ベルト10上に残留する残トナーを除去し、タンデム画像形成部20による再度の画像形成に備える。
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10〜1012Ωcm、かつ表面抵抗率を10〜1013Ωcmの範囲となるよう調整されている。なお、必要に応じて、この中間転写ベルト10の表面に離型層をコートしても良い。表面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。
また、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。そして、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、体積抵抗率及び表面抵抗率が上述した範囲を下回ると、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、本実施形態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。また、体積抵抗率及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。
また、各転写ローラ62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。
次に、本実施形態で用いたトナーについて説明する。本実施形態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(a)は形状係数SF−1、図2(b)は、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、100/4πを乗じた値である。
SF−2={(PERI)/AREA}×(100/4π) ・・・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。
各形状係数の測定は、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る。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。本実施形態では、トナー粒径の体積平均粒径が6.5μmのものを用いた。
次に、駆動制御装置70により制御される中間転写ベルト駆動装置105による中間転写ベルト10の回転駆動について説明する。図3に示すように、中間転写ベルト駆動装置105においては、中間転写ベルト10がベルト内周側に配置された駆動ローラ14と従動ローラ15、16と、不図示のクリーニング対向ローラ等に架け渡され、外周側から不図示のテンションローラ19(図6参照)により、所定のテンションが付加されている。中間転写ベルト10は、テンションが付加された状態で駆動モータ7により、駆動ローラ14に取り付けられた減速機8が回転すると、駆動ローラ14により駆動されて所定速度で移動する。
また、本実施形態の中間転写ベルト10には、内周面の側縁部に沿って、そのベルト移動方向Fの全体にわたって所定間隔(ピッチ)で複数のスケールマークMが連続して設けられている。これら複数のスケールマークMは、互いに平行に等間隔で、同じ長さに形成され、かつ、ベルト移動方向Fに沿って極めて小さいピッチで配列されており、中間転写ベルト10の全周に設けられている。そして、全体として中間転写ベルト10のスケール5を構成している。また、スケールマークMは、所定色の目盛状に形成されており、例えば中間転写ベルト10の表面よりも反射率の高いインキ等によって印刷される。あるいは、地の反射率と異なる反射率のスケールマークMを印刷したテープが、中間転写ベルト10の全周に亘って貼り着けられる。
これに対し、中間転写ベルト10の回転駆動を制御する駆動制御装置70は、互いに接続された制御装置71と、モータ駆動回路81と、スケールマークMを検出するスケールマークセンサ(以下、スケールセンサという)6A、6Bとを有している。そして、スケールセンサ6A、6Bを、中間転写ベルト10のスケールマークMの形成位置下方に所定の距離だけ離間させて配置している。スケールセンサ6A、6Bは、中間転写ベルト10のベルト移動方向Fに沿って所定の間隔を置いて複数(本実施形態では2つ)配置され、それぞれ中間転写ベルト10上のスケールマークMを順次検出して、制御装置71に検出信号を出力する。制御装置71は、後述するように、検出信号からスケールマークMをピッチ補正するための位置データ等を取得し、目標位置データをモータ駆動回路81に入力する等して、中間転写ベルト10の移動速度を制御する。このように、制御装置71は、スケールセンサ6A、6Bで検出した中間転写ベルト10の位置情報等に基づき、モータ駆動回路81に適宜信号を出力し、モータ駆動回路81により駆動モータ7を駆動させて、中間転写ベルト10の移動速度をフィードバック制御する。
また、スケールセンサ6A、6Bは、図4に示すように中間転写ベルト10のベルト移動方向Fに沿って、上流側に一方のスケールセンサ6Bを、下流側に他方のスケールセンサ6Aを、それぞれ全てのスケールマークMを検出可能に配置している。また、スケールセンサ6A、6Bは、それらの検出点の間隔Dが、スケールマークMのピッチの設計値をP0としたとき、P0の整数倍(D=N×P0(N=1、2、3・・・))に設定されている。そして、中間転写ベルト10に伸縮等がないときには、スケールマークMの中心部を同時に通過するように構成されている。スケールセンサ6A、6Bは、中間転写ベルト10が移動すると、それぞれスケールマークMを順次検出して検出信号を制御装置71に出力する。そして、制御装置71が、後述するように、検出信号(入力信号)の位相差等に基づいて、モータ駆動回路81をフィードバック制御する。
このスケールマークMは、反射型のマークであり、図5(a)に示すように、中間転写ベルト10の内周面にベルト移動方向Fに沿って反射部(スケールマークM)と遮光部Sとが交互に形成されている。一方、スケールセンサ6は、図5(b)、(c)に示すように、LED等の発光素子121、コリメートレンズ122、スリットマスク123、ガラスや透明樹脂フィルム等の透明カバーからなる受光窓124を有している。また、及びフォトトランジスタ等の受光素子125も有しており、これらがセンサ部筐体120の各部に固定されている。
各スケールセンサ6の光源である発光素子121が発光すると、その光がコリメートレンズ122を通過して平行光束になり、スリットマスク123のスケールマークMと平行な複数のスリット123aを通り、複数の光ビームLBに分割されて、中間転写ベルト10上のスケール5に照射される。この複数の光ビームLBの一部がスケールマークMにより反射されて、反射光が受光窓124を通って受光素子125によって受光され、受光素子125が反射光の明暗の変化(強弱)を電気信号に変換する。このように、各スケールセンサ6は、受光素子125により反射光の強弱を感知してスケールマークMを検出し、中間転写ベルト10の移動にともなうスケールマークMの有無を、連続的に変調されたアナログ交番信号にして出力する。
また、詳しくは後述するが、本実施形態のスケールセンサ6A、6Bはセンサ保持部材130(不図示)に保持されており、センサ保持部材130とでべルト速度検知装置110(不図示)を構成している。そして、べルト速度検知装置110のセンサ保持部材130は、中間転写ベルト10を駆動する中間転写ベルト駆動装置105に設けられている。また、中間転写ベルト駆動装置105には、センサ保持部材130のベルト対向面131(不図示)と中間転写ベルト10の面とが平行に接触する状態から、ベルト対向面と中間転写ベルト10の面とが平行に接触しない状態になるようにセンサ保持部材を移動可能なセンサ移動手段160(不図示)を有している。
また、本実施形態の中間転写ベルト駆動装置105には、一部、又は全ての感光体40と中間転写ベルト10とを接離させるベルト接離手段(不図示)も設けられている。そして、第1ベルト接離手段150で中間転写ベルト10を接触させる感光体40の数に応じて、センサ保持部材130を移動させるセンサ移動手段160の動作を制御する。
次に、本実施形態の特徴部である、中間転写ベルト駆動装置105に設けたベルト接離手段、及びベルト接離手段で中間転写ベルト10を接触させる感光体40の数に応じて、センサ保持部材130を移動させるセンサ移動手段160係る構成について、複数の実施例を挙げて説明する。
[実施例1]
本実施形態の第1の実施例について、図を用いて説明する。図6は、本実施例に係る、中間転写ベルト駆動装置105の中間転写ベルト10のベルト軌跡とセンサ保持部材130の位置関係についての説明図であり、(a)が全ての感光体40に中間転写ベルト10を接触させた場合、(b)が全ての感光体40から中間転写ベルト10を接触させた場合の説明図である。図7は、スケールセンサ及びセンサ保持部材の説明図であり、(a)がスケールセンサ6A、6Bを一体に設けたセンサ基板127の説明図、(b)がセンサ保持部材130にセンサ基板127を保持した状態の説明図である。
まず、本実施例の中間転写ベルト駆動装置105に設けたベルト接離手段、及びセンサ移動手段160の概要から説明する。
本実施例の中間転写ベルト駆動装置105は、図6(a)に示すように、全ての感光体40に中間転写ベルト10を接触させる全接触モードや、図6(b)に示すように、全ての感光体40から中間転写ベルト10を離間させる全離間モード等の複数の接触モードを有したベルト接離手段を備えている。また、詳しくは後述するべルト速度検知装置110のセンサ保持部材130を移動させるセンサ移動手段160も備えている。
本実施例のベルト接離手段は、感光体40Kに中間転写ベルト10を接離させる第1ベルト接離手段150(不図示)と、感光体40Y,M,Cに中間転写ベルト10を接離させる第2ベルト接離手段170(不図示)から構成されている。また、第2ベルト接離手段170に関しては、感光体40Y,M,Cに中間転写ベルト10を同時に接離させる1つの接離ブラケットを設けた構成や各感光体40毎に対応する接離ブラケットを設けた構成等、公知な構成が適用可能であるため、以下の説明では、特に必要が無い限り第2ベルト接離手段170の説明は省略する。
第1ベルト接離手段150は、感光体40K用の1次転写ローラ62K、及び中間転写ベルト10を支持する上流側支持ローラ153と下流側支持ローラ154を、第1接離ブラケット151(不図示)に保持して回動させる構成である。より具体的には、図6(a),(b)に示すように、ベルト移動方向上流側から上流側支持ローラ153、1次転写ローラ62K、下流側支持ローラ154の順で配置して第1接離ブラケット151に保持する。また、上流側支持ローラ153のさらに上流側に設けられた回動軸155を中心に第1接離ブラケット151を回動させ、図6(a)に示す全接触モードと、図6(b)に示す全離間モードとを切替える。そして、上流側支持ローラ153と1次転写ローラ62Kとの間で、センサ移動手段160により移動させられたセンサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10とが平行に接触する。
また、べルト速度検知装置110は、図7(b)に示すように、センサ基板127とセンサ保持部材130とから主に構成されている。
図7(a)に示すようにセンサ基板127には、スケールセンサ6A、6Bの検知面126が図中上方に向くように、ベルト移動方向Fの上流側にスケールセンサ6A、下流側にスケールセンサ6Bが固定されている。また、センサ基板127のスケールセンサ6A、6Bを設けた側とは反対側の端部近傍には、図中上方に突出するように固定されたハーネスのコネクタ部が配置されている。
センサ保持部材130は、図7(b)に示すように、センサ基板127を保持している。そして、センサブラケット161(不図示)に固定され、センサブラケット161のベルト移動方向上流側の一端側が第1ベルト接離手段150の回動軸155に回動可能に支持されることとなる。また、センサ保持部材130のベルト対向面131には、保持するセンサ基板127に固定された各スケールセンサ6の検知面126の一部を中間転写ベルト10に対して露出させるためのセンサ窓132が2つ形成されている。このベルト対向面131は中間転写ベルト10と接触するため、表面に植毛処理をするなどして摩擦力を小さくする工夫をしている。また、本実施例のセンサ保持部材130は、樹脂製のものを用いているが、他の設計条件による制約が無ければ、金属製のものでも良い。
しかし、回転駆動されている状態の中間転写ベルト10にベルト対向面131に接触させると、中間転写ベルト10上に形成されたスケールマークMやベルト面が磨耗したり、キズついたりして中間転写ベルト10の表面性が劣化してしまう。このような磨耗やキズといった中間転写ベルト10の表面性の劣化が進行すると、例えば、中間転写ベルト10が破断してしまったり、スケールマークMの反射率低下してしまったりする場合もある。そこで、従来は複写機500にシートPを一定枚数通紙して画像形成を行ったら中間転写ベルト10を交換するようにしていた。
本実施例の中間転写ベルト駆動装置105では、図6(a)に示す全接触モードのように各ベルト接離手段で複数の感光体40に中間転写ベルト10を接触させる場合には、センサ移動手段160によりセンサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10の面とが平行に接触する状態に保持する。すなわち、複数の感光体40を用いて画像形成を行う場合に、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10の面とを平行に接触させる。
このように接触させることにより、中間転写ベルト10に周方向の厚みムラがあったり、スケールセンサ6A、6Bに近接する中間転写ベルト10の支持ローラである上流側支持ローラ153や1次転写ローラ62K、又は下流側支持ローラ154に偏心があったりしても、ベルト対向面131と中間転写ベルト10の面とを接触させない構成よりもスケールセンサ6A、6Bの検知面126(不図示)と中間転写ベルト10上に設けたスケールマークMの間に所定の間隙を高精度に維持できる。
一方、図6(b)に示す全離間モードのように複数の感光体40から中間転写ベルト10を離間させる場合には、センサ移動手段160によりセンサ保持部材130を次のように移動させる。センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10の面とが平行に接触する状態から、ベルト対向面131と中間転写ベルト10の面とが離間する状態になるようにセンサ保持部材130を移動させる。すなわち、複数の感光体40を用いて画像形成しない場合に、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10の面とを離間させる。
このように移動させることにより、複数の感光体40を用いて画像形成を行わない場合、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10の面とが擦れることを確実に防ぐことができる。したがって、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10の面とが擦れる時間を短くでき、中間転写ベルト10のベルトキズを抑制できる。
よって、中間転写ベルト10に周方向の厚みムラや、スケールセンサ6A、6Bに近接する中間転写ベルト10の支持ローラに偏心があっても複数の感光体40を用いて画像形成を行う場合に中間転写ベルト10の高精度な速度制御が行え、中間転写ベルト10の長寿命化を可能とする中間転写ベルト駆動装置105を提供できる。
次に、本実施例の中間転写ベルト駆動装置105に設けたベルト接離手段、及びセンサ移動手段160に係る構成ついて詳細に説明する前に、本発明の課題とする、従来の問題点(不具合)について、複数の従来例を挙げて説明する。
(従来例1)
まず、第1の従来例の中間転写ベルト駆動装置105に設けた、ベルト接離手段による各感光体40からの中間転写ベルト10の接離動作、及びセンサ保持部材130の移動に係る構成と、その問題点について図を用いて説明する。図8は、本従来例に係る、感光体40から中間転写ベルト10を離間させた場合に中間転写ベルト10のベルト軌跡が折れる構成の説明図であり、(a)が全ての感光体40に中間転写ベルト10を接触させた場合、(b)が全ての感光体40から中間転写ベルト10を離間させた場合の説明図である。図9は、本従来例に係る、中間転写ベルト10を離間させた場合に中間転写ベルト10の折れ角が増す構成の詳細説明図であり、(a)が感光体40Kの回転軸に垂直な断面、(b)が感光体40の回転軸に平行な断面の説明図である。また、上述した実施例1の概要と同様な構成部材については、同一の符号を付して説明するとともに、同様な構成や作用・効果については、適宜、省略して説明する。
本従来例の中間転写ベルト駆動装置105は、図8(a)に示すように、全ての感光体40に中間転写ベルト10を接触させる全接触モードや、図8(b)に示すように、全ての感光体40から中間転写ベルト10を離間させる全離間モード等の複数の接触モードを有したベルト接離手段を備えている。
また、本従来例のベルト接離手段は、上述した実施例1の概要と同様に感光体40Kに対応する第1ベルト接離手段150(不図示)と、第2ベルト接離手段170(不図示)から構成されている。
第1ベルト接離手段150は、感光体40K用の1次転写ローラ62K、センサ保持部材130、及び中間転写ベルト10を支持する下流側支持ローラ154を、第1接離ブラケット151(不図示)に保持して回動させる構成である。より具体的には、図8(a),(b)に示すように、ベルト移動方向上流側からセンサ保持部材130、1次転写ローラ62K、下流側支持ローラ154の順で配置して第1接離ブラケット151に保持する。そして、センサ保持部材130のさらに上流側に設けられた回動軸155を中心に第1接離ブラケット151を回動させ、図8(a)に示す全接触モードから、図8(b)に示す全離間モードに切替える。
また、図8(a)に示す全接触モード時には、中間転写ベルト10にセンサ保持部材130のベルト対向面131が下方から平行に接触している。しかし、図8(a),(b)に示すようにセンサ保持部材130と、感光体40C用の1次転写ローラ62Cとの間には中間転写ベルト10を下方から支持する支持ローラが無い。このため、通常の第1ベルト接離手段150の回動範囲では、感光体40Kから中間転写ベルト10を離間させた場合に中間転写ベルト10とセンサ保持部材130とが接触したままとなる。そして、図8(b)に示す全離間モード時には、中間転写ベルト10のベルト軌跡がセンサ保持部材130のベルト対向面131の下流側の角部を屈曲点にして折れ曲がってしまう。
また、図9(a)に示すように、感光体40Kの回転軸に垂直な断面で、中間転写ベルト10のベルト軌跡が折れ曲がると、図9(b)に示すように、感光体40の回転軸に平行な断面においてもベルト軌跡が折れ曲がってしまう。具体的には、中間転写ベルト10の幅方向中央に近い側のベルト対向面131の端部を屈曲点にして折れ曲がってしまう。すなわち、上記のような構成では、ベルト対向面131の角部で中間転写ベルト10の周方向のベルト軌跡が折れ曲がる場合には、感光体40Kの回転軸方向のベルト軌跡も折れ曲がってしまう。このように感光体40Kから中間転写ベルト10を離間させた際、中間転写ベルト10のベルト軌跡が折れ曲がる構成では、中間転写ベルト10がベルト対向面131の下流側の角部で下方から持ち上げられて、折れ曲がったり、強く当たることでベルト傷が生じたりする。
また、上記説明ではベルト移動方向最下流側の感光体40Kに対して中間転写ベルト10を接離させる接離手段の構成を例に説明したため、中間転写ベルト10のベルト軌跡がセンサ保持部材130のベルト対向面131の上流側の角部で折れ曲がった。しかし、例えば最上流側の感光体40Yに対して中間転写ベルト10を接離させるために、上記ベルト接離手段を左右反転させたようなベルト接離手段を用いた場合には、中間転写ベルト10のベルト軌跡がセンサ保持部材130のベルト対向面131の下流側の角部で折れ曲がることとなる。
また、上記説明では、中間転写ベルト10の回転駆動を停止することが多い全離間モード時の不具合について説明した。しかし、同様な不具合は、利用頻度が最も高い最下流の感光体40Kにのみ中間転写ベルト10を接触させて中間転写ベルト10を回転駆動させるK単色モード時(モノクロ印刷時)にも発生する可能性が高い。中間転写ベルト10を回転駆動させている場合に、上記のようにセンサ保持部材130のベルト対向面131の下流側の角部で中間転写ベルト10のベルト軌跡が折れ曲がると、中間転写ベルト10が回転駆動されている間、常にベルト対向面131及びその角部、又は角部に中間転写ベルト10が擦れてしまうことになる。
そして、中間転写ベルト10が駆動されている間、中間転写ベルト10がセンサ保持部材130のベルト対向面131に常に擦れて無端ベルトが磨耗したり、キズついたりして無端ベルトの寿命が短くなってしまう。さらに、中間転写ベルト10のベルト軌跡が折れるベルト対向面131の角部では、中間転写ベルト10に加えられているベルトテンションの作用により、中間転写ベルト10とベルト対向面131の角部との間に生じる接触圧が高まる。このように、中間転写ベルト10に加わる接触圧が高まると中間転写ベルト10の磨耗やキズが生じ易くなってしまい、全接触モード時のように単に中間転写ベルト10がベルト対向面131に擦れる構成に比べて、大幅に中間転写ベルト10の寿命が短くなってしまう。
このようにセンサ保持部材130のベルト対向面131の角部で中間転写ベルト10のベルト軌跡が折れることを抑制するため、センサ保持部材130の上流側に近接し、中間転写ベルト10を支持する上流側支持ローラ153を設ける構成も従来から知られている。そこで、次にセンサ保持部材130の上流側に近接する上流側支持ローラ153を設けた従来の構成の問題点について説明する。
(従来例2)
第2の従来例の中間転写ベルト駆動装置105に設けた、ベルト接離手段による各感光体40からの中間転写ベルト10の接離動作、及びセンサ保持部材130の移動に係る構成と、その問題点について図を用いて説明する。図10は、本従来例に係る、中間転写ベルト10を離間させた場合にセンサ保持部材130に対する中間転写ベルト10のベルト軌跡を一定に保つ構成についての説明図であり、(a)が全ての感光体40に中間転写ベルト10を接触させた場合、(b)が全ての感光体40から中間転写ベルト10を離間させた場合の説明図である。図11は、本従来例に係る、中間転写ベルト10を離間させた場合にセンサ保持部材130に対する中間転写ベルト10のベルト軌跡を一定に保つ第1ベルト離間手段150の構成についての説明図であり、(a)が全ての感光体40に中間転写ベルト10を接触させた場合、(b)が全ての感光体40から中間転写ベルト10を離間させた場合の説明図である。また、上述した実施例1の概要や従来例1と同様な構成部材については、同一の符号を付して説明するとともに、同様な構成や作用・効果については、適宜、省略して説明する。
本従来例の中間転写ベルト駆動装置105は、従来例1と同様に、図10(a)に示すように、全ての感光体40に中間転写ベルト10を接触させる全接触モードや、図10(b)に示すように、全ての感光体40から中間転写ベルト10を離間させる全離間モード等の複数の接触モードを有したベルト接離手段を備えている。
また、本従来例のベルト接離手段は、従来例1と同様に、感光体40Kに第1ベルト接離手段150(不図示)と、第2ベルト接離手段170(不図示)から構成されている。
第1ベルト接離手段150は、図11(a),(b)に示すように、感光体40K用の1次転写ローラ62K、センサ保持部材130、及び中間転写ベルト10を支持する上流側支持ローラ153と下流側支持ローラ154を、第1接離ブラケット151に保持して回動させる構成である。そして、ベルト移動方向上流側から上流側支持ローラ153、センサ保持部材130、1次転写ローラ62K、下流側支持ローラ154の順で配置して第1接離ブラケット151に保持している。そして、上流側支持ローラ153のさらに上流側に設けられた回動軸155を中心に第1接離ブラケット151を、第1接離ブラケット151に下方から当接するベルト接離カム156の回転により回動させ、図11(a)に示す全接触モードと、図11(b)に示す全離間モードとを切替える。
また、図11(a)に示す全接触モード時には、中間転写ベルト10にセンサ保持部材130のベルト対向面131が下方から平行に接触している。そして、図11(a),(b)に示すようにセンサ保持部材130と回動軸155との間に中間転写ベルト10を下方から支持する上流側支持ローラ153が設けられ、第1ベルト接離手段150に保持された他の構成部材と一体的に回動する。このため、通常の第1ベルト接離手段150の回動範囲では、図11(b)に示す全離間モード時でも、センサ保持部材130のベルト対向面131に対する中間転写ベルト10のベルト軌跡を略一定に保てる。したがって、第1ベルト接離手段150により全接触モードと全離間モードとを切替える場合に、従来例1のように中間転写ベルト10のベルト軌跡がセンサ保持部材130のベルト対向面131の下流側の角部を屈曲点にして折れ曲ることを防止できる。
しかし、図11(a),(b)に示すように、感光体40Kから中間転写ベルトを離間させた状態でも、中間転写ベルト10がセンサ保持部材130のベルト対向面131に平行に接触している。このため、中間転写ベルト10が駆動されている間、中間転写ベルト10がセンサ保持部材130のベルト対向面131に常に擦れて無端ベルトが磨耗したり、キズついたりして無端ベルトの寿命が短くなってしまう。
また、上記のように中間転写ベルト10がセンサ保持部材130のベルト対向面131に常に擦れて無端ベルトが磨耗したり、キズついたりして無端ベルトの寿命が短くなるのを防止できる構成としては、センサ保持部材130のベルト対向面131を中間転写ベルト10から平行に離間させた構成も知られている。
そこで、次にセンサ保持部材130のベルト対向面131を中間転写ベルト10から平行に離間させた従来の構成の問題点について説明する。
(従来例3)
第3の従来例の中間転写ベルト駆動装置105に設けた、ベルト接離手段による各感光体40からの中間転写ベルト10の接離動作、及びセンサ保持部材130の移動に係る構成と、その問題点について説明する。
本従来例と従来例2とは、本従来例の中間転写ベルト駆動装置105に設けたセンサ保持部材130のベルト対向面131を、中間転写ベルト10から離間させている構成に係る点のみ異なる。したがって、上述した従来例2と同様な構成部材については、同一の符号を付して説明するとともに、同様な構成や作用・効果については、適宜、省略して説明する。
上記従来例2の構成で、センサ保持部材130のベルト対向面131を中間転写ベルト10から平行に離間させ、スケールセンサ6A、6Bの検知面126と中間転写ベルト10上に設けたスケールマークMの間に所定の間隙が形成されるように第1接離ブラケット151にセンサ保持部材130を位置決め固定する。そして、スケールセンサ6A、6Bの検知面126に対向する中間転写ベルト10の仮面の領域の軌跡を、上流側支持ローラ153と1次転写ローラ62Kとで中間転写ベルト10を支持することで略一定に保つという構成である。
このように構成することで、上記従来例2で説明した全接触モード時及び全離間モード時のいずれであっても、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10とは離間した状態を維持できる。したがって、中間転写ベルト10が駆動されている間、中間転写ベルト10がセンサ保持部材130のベルト対向面131に常に擦れて無端ベルトが磨耗したり、キズついたりして中間転写ベルト10の寿命が短くなってしまうことを確実に回避できる。
しかしながら、上記構成では、中間転写ベルト10に周方向の厚みムラや、上流側支持ローラ153及び1次転写ローラ62Kに偏心がある場合に、次のような不具合が発生する可能性が高い。上流側支持ローラ153と1次転写ローラ62Kの間の区間で中間転写ベルト10がばたついたり、中間転写ベルト10のベルト軌跡が変化して、スケールセンサ6A、6Bの検知面126と中間転写ベルト10の間に所定の間隙を高精度に維持できないという不具合である。
中間転写ベルト10に周方向の厚みムラがあると、上流側支持ローラ153及び1次転写ローラ62K上で中間転写ベルト10の重心位置の高さがそれぞれ変動して、前記2つのローラで支持されて高速移動している中間転写ベルト10がばたついてしまう。このような中間転写ベルト10は、ベルト対向面131を接触させた構成でも発生し得るが、上流側支持ローラ153及び1次転写ローラ62Kで支持された中間転写ベルト10は、弦と同様に振動し易い。
また、上流側支持ローラ153及び1次転写ローラ62Kのいずれか、又は両方に高さ方向に軸心が移動した偏心があると、前記2つのローラに掛け渡されたスケールセンサ6A、6Bの検知面126に対向する面の高さが移動する。一方、上流側支持ローラ153及び1次転写ローラ62Kのいずれか、又は両方に外周と軸心との偏心があると、偏心したローラで支持されて高速移動している中間転写ベルト10の検知面126に対向する面の高さが変動するとともに、共振して、ばたつく際の変動幅が大きくなる可能性が高い。
さらに、中間転写ベルト10に上記周方向の厚みムラ、軸心が移動した偏心、及び外周と軸心との偏心の2つ以上が同時にある場合には、共振してばたつく際の変動幅がさらに大きくなってしまう。
上記のような理由により、センサ保持部材130のベルト対向面131を接触させない構成では、接触させた構成に比べ、中間転写ベルト10がばたつく際の変動幅が大きくなり、中間転写ベルト10からスケールセンサ6A、6Bの検知面126までの距離が大きく変動する可能性が高い。
このように変動してしまうと、色合わせ精度を高精度に保つ必要がある複数の感光体40を使用して画像形成を行う場合に、センサ保持部材130のベルト対向面131を中間転写ベルト10に接触させる構成に比べてスケールセンサ6A、6Bの検知精度が低下し、高精度な速度制御が行えないおそれがある。
そこで、本実施例の中間転写ベルト駆動装置105に設けた第1ベルト接離手段150、及びセンサ移動手段160では、上記各従来例の問題点をバランス良く抑制するために、上記本実施例の概要に記載した構成とした。以下、本実施例の中間転写ベルト駆動装置105に設けた第1ベルト接離手段150、及びセンサ移動手段160に係る構成ついて、図を用いてさらに詳細に説明する。
図12は、本実施例に係る、第1ベルト接離手段150及びセンサ移動手段160の構成と、センサ保持部材130の移動についての説明図であり、(a)が全ての感光体40に中間転写ベルト10を接触させた場合、(b)が全ての感光体40から中間転写ベルト10を離間させた場合の説明図である。
第1ベルト接離手段150は、図12(a),(b)に示すように、ベルト移動方向最下流に配置された感光体40Kと中間転写ベルト10とを接離させる。そして、主に第1接離ブラケット151、回動軸155、ベルト接離カム156、ベルト接離カム156を駆動する駆動源(不図示)、及び回動軸155とベルト接離カム156の回転軸を支持する2つのサブフレーム171a,b(図17,18参照)、から構成されている。また、サブフレーム171aは、図12(a),(b)の図中手前側のサブフレームであり、171bは、図中奥側のサブフレームである。また、第1ベルト接離手段150の回動軸155は、センサ移動手段160のセンサブラケット161の回動軸としても機能する。
第1接離ブラケット151は、ベルト移動方向上流側から上流側支持ローラ153、1次転写ローラ62K、下流側支持ローラ154の順で保持している。そして、保持した各ローラに中間転写ベルト10を架け渡した場合にベルト軌跡が略平面状になるように構成されている。また、上流側支持ローラ153と下流側支持ローラ154の回転軸は直接、1次転写ローラ62Kは感光体40Kに向け1次転写ローラ62Kを加圧する加圧機構を介して、各ローラを挟み込むようにして保持している。
また、第1接離ブラケット151は、上流側支持ローラ153の回転軸を支持する孔のさらに上流側の端部近傍に、サブフレーム171a,b(図17,18参照)に固定され、感光体40Kの回転軸と平行な回動軸155が貫通する孔が形成されており、回動軸155を中心として回動可能に構成されている。
そして、第1接離ブラケット151の長手方向の略中央の下部に、サブフレーム171a,bに回転可能に、感光体40Kの回転軸と平行な回転軸を保持されたベルト接離カム156が下方から当接するように配置されている。このベルト接離カム156を回転させることで、回動軸155を中心に第1接離ブラケット151が上下方向に移動するように回動し、図12(a)に示す全接触モードと、図12(b)に示す全離間モードとを切替える。
また、図12(a)に示すように全接触モード時には、上流側支持ローラ153と1次転写ローラ62Kとの間の区間で、中間転写ベルト10の下面(内周面)に、センサ移動手段160により移動可能に保持されたセンサ保持部材130のベルト対向面131が平行に接触する。一方、図12(b)に示すように全離間モード時には、上流側支持ローラ153と1次転写ローラ62Kとの間の区間で、中間転写ベルト10の下面(内周面)から、センサ移動手段160により移動可能に保持されたセンサ保持部材130のベルト対向面131が離間する。
センサ移動手段160は、図12(a),(b)に示すように、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10の面とを、平行に接触させる状態と、離間させる状態とを切替えるようにセンサ保持部材130を移動させる。そして、主にセンサブラケット161、回動軸155、センサ移動カム162、センサ移動カム162を駆動する駆動源(不図示)、及び回動軸155とセンサ移動カム162の回転軸を支持する2つのサブフレーム171a,b(図17,18参照)から構成されている。また、センサ移動手段160は、第1ベルト接離手段150と回動軸155を共用している。
センサブラケット161は、中間転写ベルト10の幅方向の一端側(図12図中、手前側)に設けたれたスケールマークMを検知するべルト速度検知装置110のセンサ保持部材130を保持している。また、感光体40Kの回転軸に垂直な断面が略L状に形成されており、中間転写ベルト10の下面にセンサ保持部材130のベルト対向面131を平行に接触させた場合に長辺が略水平、短辺が略垂直になるように構成されている。そして、短辺の上部には回動軸155が貫通する孔が形成されており、回動軸155を中心として回動可能に構成されている。一方、短辺から離れた側の長辺の端部にセンサ保持部材130を載せるように保持している。
そして、センサブラケット161の長辺の略中央の下部に、サブフレーム171a,bに回転可能に、感光体40Kの回転軸と平行な回転軸を保持されたセンサ移動カム162が下方から当接するように配置されている。このセンサ移動カム162を回転させることで、回動軸155を中心にセンサブラケット161が上下方向に移動するように回動し、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10の下面とを、図12(a)に示す全接触モード時に平行に接触させる状態と、図12(b)に示す全離間モード時に離間させる状態とを切替える。
上記のように第1ベルト接離手段150とセンサ移動手段160の動作を制御することで、全接触モード時には、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10の下面とを接触させているので、従来例1,2の全接触モード時と同様に高精度な中間転写ベルト10の高精度な速度制御が行える。したがって、従来例3の構成のように中間転写ベルト10がばたつく際の変動幅が大きくなり、高精度な速度制御が行えなくなるおそれがない。
また、全離間モード時には、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10の下面とを離間させているので、全離間モード時には従来例3と同様に、中間転写ベルト10が駆動されている間、中間転写ベルト10がベルト対向面131に常に擦れるのを確実に回避できる。したがって、従来例1,2の全接触モード時及び全離間モード時のように、中間転写ベルト10が駆動されている間、ベルト対向面131と中間転写ベルト10の下面とが常に擦れ合って、中間転写ベルト10の寿命が短くなってしまうことを確実に回避できる。
また、本実施例では、第1接離ブラケット151やに板金ブラケットを使用しているが、このような構成に限定されるものではない。ダイカスト材や樹脂製でも良く、用いる材料は機能が達成でき、他の設計条件を満足できれば特に限定されるものではない。また、本実施例では、各カムに樹脂製のカムを用いているが、カムの構成についても同様である。
[実施例2]
本実施形態の第2の実施例について、図を用いて説明する。図13は、本実施例に係る、ベルト移動方向最下流側の感光体40Kにのみ中間転写ベルト10を接触させた場合の、センサ保持部材130の移動についての説明図であり、(a)が全ての感光体40に中間転写ベルト10を接触させた場合、(b)がベルト移動方向最下流側の感光体40にのみ中間転写ベルト10を接触させるとともに、センサ保持部材130を離間させた場合の説明図である。図14は、本実施例に係る、ベルト移動方向最上流側の感光体40Iにのみ中間転写ベルト10を接触させた場合の、センサ保持部材130の移動についての説明図である。
本実施例と実施例1とでは、中間転写ベルト駆動装置105に設けたベルト接離手段で中間転写ベルト10を接触させる感光体40に係る点、つまり、ベルト接離手段の接離モードに係る点のみが異なる。したがって、以下の説明では、上述した実施例1と同様な構成部材については、同一の符号を付して説明するとともに、同様な構成や作用・効果については、適宜、省略して説明する。
本実施例の中間転写ベルト駆動装置105に設けたベルト接離手段で、図13(a)に示す全接触モードから切替える接離モードが、図13(b)に示すように、ベルト移動方向最下流側の感光体40Kにのみ中間転写ベルト10を接触させる最下流接触モードである。複写機500の画像形成動作のモードでは、モノクロモード(白黒印刷モード)時の動作に相等する。以下、最下流接触モード時における中間転写ベルト駆動装置105に設けたベルト接離手段、及びセンサ移動手段160の動作について説明する。
ベルト接離手段の動作に関しては、図13(a)に示す全接触モードの状態から、第2ベルト接離手段170(不図示)により、感光体40Y,M,Cから中間転写ベルト10を離間させる。一方、第1ベルト接離手段150(不図示)では、感光体40Kに中間転写ベルト10を接触させたままの状態を維持して、図13(b)に示す最下流接触モードにする。つまり、第1接離ブラケット151(不図示)を回動させるベルト接離カム156(不図示)を回転させず、全接触モード時の第1接離ブラケット151の状態を維持する。
センサ移動手段160の動作に関しては、図13(a)の状態から、センサ移動手段160により、中間転写ベルト10からべルト速度検知装置110に設けたセンサ保持部材130のベルト対向面131を離間させる。つまり、センサブラケット161(不図示)を回動させるセンサ移動カム162(不図示)を回転させて、全接触モード時の第1接離ブラケット151の状態から、全離間モード時と同様な状態にセンサブラケット161を回動させる。
このようにべルト速度検知装置110に設けたセンサ保持部材130のベルト対向面131を中間転写ベルト10から離間させると、各スケールセンサ6(不図示)を用いたスケールセンサ制御方式による中間転写ベルト10の高精度な速度制御が行えなくなってしまう。しかし、最下流接触モード(モノクロモード)時においては他色との色合わせの必要がなく、複数の感光体40を使用して画像形成を行う場合ほど、高精度な速度制御を必要としない。このため、スケールセンサ制御方式によるフィードバック制御を行わなくても、駆動ローラ14の高精度回転が可能な駆動源を用いることで、一般的な用途での不具合が生じない程度の画像形成が可能である。
そして、通常、最も利用頻度が高いモノクロモード時に、上記ような最下流接触モードにすることで、中間転写ベルト10が駆動されている間、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10が常に擦れて、中間転写ベルト10の寿命が短くなってしまうことを抑制できる。すなわち、複写機500で最も利用頻度が高いモノクロモード時に離間させることで、センサ保持部材130が中間転写ベルト10を傷つける時間を短くでき、中間転写ベルト10の寿命を大幅に向上させることができる。
また、本実施例では、ベルト移動方向最下流側の像担持体である感光体40がが黒用の感光体40Kであったが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。他の色に対応した感光体40がベルト移動方向最下流側に配置された画像形成装置にも適用可能である。そして、中間転写ベルト10の寿命が短くなってしまうことを抑制できる。すなわち、複数の感光体40を使用しない単色モード時に、センサ保持部材130のベルト対向面131と中間転写ベルト10とを離間させることで、センサ保持部材130が中間転写ベルト10を傷つける時間を短くできる。したがって、中間転写ベルト10の寿命を向上させることができる。
また、上記説明では、ベルト移動方向最下流側の像担持体である感光体40Kにのみ中間転写ベルト10を接触させる最下流接触モード時について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図14に示すように、感光体40Y,M,C,Kに加え、透明トナー用の感光体40Iをベルト移動方向最上流側に設け、感光体40Y,M,C,Kを用いた画像形成を行い定着処理を行った後、感光体40Iを用いて透明トナーをその表面に担持させ再度定着処理を行う構成にも適用可能である。また、中間転写ベルト10を接触させる感光体40は、ベルト移動方向の最下流側及び最下流側の感光体40に限定されるものでもなく、最下流側と最下流側の間に配置された任意の感光体40でも良い。
[実施例3]
本実施形態の第3の実施例について、図を用いて説明する。図15は、従来のベルト押え部材135をセンサ保持部材130に固定した構成の斜視説明図、図16は、ベルト押え部材135をセンサ保持部材130に固定した場合のベルトベルト軌跡の説明図である。図17は、本実施例に係る、ベルト押え部材135の固定方法の斜視説明図である。
本実施例と実施例1、2とでは、中間転写ベルト駆動装置105に設けたべルト速度検知装置110を用いて速度制御を行う際に、中間転写ベルト10を上方側(外周側)から押えるベルト押さえ部材135を設けたことに係る点のみことなる。したがって、以下の説明では、上述した実施例1,2と同様な構成部材については、同一の符号を付して説明するとともに、同様な構成や作用・効果については、適宜、省略して説明する。
まず、本実施例の中間転写ベルト駆動装置105に設けた速度検知手段の構成を説明する前に、従来の構成と、その問題点について説明する。
従来は、スケールセンサ6A,Bの検知誤差を少なくするため、中間転写ベルト10がばたつかないように、次のようにしてセンサ保持部材130とベルト押さえ部材135とで中間転写ベルト10を挟み込んでいた。図15に示すように、ベルト押さえ部材135をセンサ保持部材130に位置決め、ねじ止めし、センサ保持部材130と一緒に動くように構成していた。また、押さえ部材を設置する場合は、中間転写ベルト10の端部にスケールセンサ6A,Bを設置するのが好ましい。これは、中央だと、画像範囲内となってしまいベルト押さえ部材135を設置できなくなるためである。また、ベルト押さえ部材135の中間転写ベルト10に接触する接触面にも、センサ保持部材130のベルト対向面131と同様に植毛するなどして摩擦係数を減らすことが好ましい。
しかし、このような従来の構成を、上述した実施例1の構成に、そのまま適用してしまうと次ぎのような不具合が発生してしまう。
例えば、図16に示すように、最下流接触モードの場合に、センサ移動手段160で中間転写ベルト10からセンサ保持部材130を離間させるように移動させると、ベルト押さえ部材135で、中間転写ベルト10とセンサ保持部材130が接触したままになってしまう。さらに、ベルト押さえ部材135により、中間転写ベルト10の軌跡が折り曲げられてしまい、ベルト押さえ部材135の端部で、中間転写ベルト10に加わる接触圧が高まってしまう。その結果、中間転写ベルト10の磨耗やキズが生じ易くなってしまい、全接触モード時のように単に中間転写ベルト10がベルト対向面131に擦れる構成に比べて、大幅に中間転写ベルト10の寿命が短くなってしまう。
そこで、本実施例では、図17に示すように感光体40Kに第1ベルト接離手段150の第1接離ブラケット151が回動しても、移動しないサブフレーム171aにベルト押さえ部材135をステー138でネジ固定する構成とした。このように固定することで、全て(複数)の感光体40に中間転写ベルト10を接触させて画像形成を行う場合に、センサ保持部材130とベルト押さえ部材135と中間転写ベルト10がばたつかないように挟み込むように構成できる。そして、最下流接触モード時や全離間モード時に、第1ベルト接離手段150で第1接離ブラケット151を回動させると、中間転写ベルト10からベルト押さえ部材135が離間する。したがって、最下流接触モード時や全離間モード時に、センサ移動手段160で中間転写ベルト10からセンサ保持部材130を離間させる場合に、ベルト押さえ部材135により、中間転写ベルト10の軌跡が折り曲げられることを防止できる。
また、本実施例のベルト押さえ部材135は、板金製の加工部材に中間転写ベルト10に対向する部分にスポンジシール137を設け、中間転写ベルト10との接触面に植毛シール(不図示)を貼り付けている。このように植毛シールを貼り付けることで、中間転写ベルト10との摩擦力を小さくするとともに、ベルト押さえ部材135との接触により中間転写ベルト10にキズが発生することを抑制できる。また、スポンジシール137は弾性部材によって押し当てる力を得るためである。一方、スポンジシール137等の弾性部材がなければ公差のばらつきによって隙間ができてしまう可能性がある。また、ベルト押さえ部材135に用いる各構成部材の材質は、特に上記の材質に限定するものではない。例えば、植毛シールを貼り付けなくても、すべりのよいウレタンシール等を使用してもよい。また、スポンジシールでなくてもバネによって加圧される構成としてもよい。また、板金製の加工部材でなくても、樹脂、ダイカスト材でもよい。
上記のようにサブフレーム171aに固定することで、ベルト押さえ部材135が、第1ベルト接離手段150の接離動作や、センサ移動手段160の移動動作に連動しないように構成できる。したがって、センサ移動手段160により、中間転写ベルト10からセンサ保持部材130が離間して下がるように移動しても、ベルト押さえ部材135は同じ位置を維持する。また、本実施例ではサブフレーム171aに位置決めしているが、例えばインナーカバーや、本体フレーム、対抗している現像ユニットやクリーニングユニットなど各画像形成手段18を構成するプロセスカートリッジユニットのフレームなどに位置決めしてもよい。
[実施例4]
本実施形態の第4の実施例について、図を用いて説明する。図18は、本実施例に係る、駆動ローラ軸141にエンコーダ140を設ける構成の斜視説明図、図19は、本実施例に係る、従動ローラ軸にエンコーダを設ける構成の説明図である。
本実施例と実施例1乃至3とでは、中間転写ベルト駆動装置105に設けたべルト速度検知装置110を使用して速度制御を行わない場合に、駆動ローラ14やいづれかの従動ローラにエンコーダを設けて速度制御を行うことに係る点のみことなる。したがって、以下の説明では、上述した実施例1乃至3と同様な構成部材については、同一の符号を付して説明するとともに、同様な構成や作用・効果については、適宜、省略して説明する。
本実施例では、図18に示すように、駆動ローラ14の駆動ローラ軸141にエンコーダ140を設けて、べルト速度検知装置110を使用して速度制御を行わない場合に、駆動ローラ軸エンコーダ制御方式にて、中間転写ベルト10の速度制御を行えるように構成した。このように構成することで、べルト速度検知装置110を使用しない場合でも、駆動ローラ軸141の回転速度を一定に保ち、中間転写ベルト10の速度制御を良好に行うことができる。
また、本実施例では、駆動ローラ軸141にエンコーダ140を設けるエンコーダ駆動ローラ軸エンコーダ制御方式を採用する構成について説明したが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。例えば、図19に示す、中間転写ベルト10の移動に従動回転する、第1接離ブラケット151に保持した下流側支持ローラ154の回転軸(以下、従動ローラ軸という)にエンコーダ140を設ける従動ローラ軸エンコーダ制御方式としても良い。このように駆動ローラ軸141ではなく従動ローラ軸にエンコーダを設置することで、駆動ローラのフレによる速度変動成分をフィードバックして制御することができるので、より速度制御性能を向上させることができる。
[実施例5]
本実施形態の第5の実施例について、図を用いて説明する。図20は、本実施例に係る、センサ保持部材130の移動についての説明図である。
本実施例と実施例1乃至4とでは、センサ移動手段160により中間転写ベルト10とセンサ保持部材130のベルト対向面131とが平行に接触させないように移動させる場合の状態に係る点のみことなる。したがって、以下の説明では、上述した実施例1乃至4と同様な構成部材については、同一の符号を付して説明するとともに、同様な構成や作用・効果については、適宜、省略して説明する。
本実施例では、上述した実施例1乃至4と異なり、図20(a),(b)に示すように、センサ移動手段160により中間転写ベルト10とセンサ保持部材130のベルト対向面131とが平行に接触させないように移動させる場合、中間転写ベルト10にセンサ保持部材130のベルト対向面131の端部のみ接触させる構成とした。
このようにベルト対向面131の端部だけ接触するように移動させれば、中間転写ベルト10を持ち上げることはなく、中間転写ベルト10とベルト対向面131とが面で接触することに起因したキズが発生することを抑制できる。また、図20(a),(b)では、ベルト対向面131の端部を尖った角にしているが、Rをつけてそこに植毛をするなど、摩擦を減らす工夫をしておけば、よりキズが発生することを抑制できる。
このようにベルト対向面131の端部だけ接触させている利点は、センサ移動手段160によるセンサ保持部材130の移動量を小さくできるということである。移動量を小さくでききると、図12(a),(b)に示した、センサ移動カム162の大きさが小さくなる。移動領域も小さくなるので省スペース化になる。
また、センサ移動カム162が小さくなるとセンサブラケット161の回動軸155からセンサ移動カム162の表面までの距離が短くなるので、必要な接離トルクも小さくなる。接離トルクが小さくなれば、センサ移動カム162を回転させるモータ等の駆動源を小型化、及び各構成部材の小型化によるコストダウンが可能となる。
また、上述した実施例1乃至4ではセンサ移動手段160によりセンサ保持部材130を移動させる場合、図20(a)に示すように、センサブラケット161の回動軸を、第1ベルト接離手段150の回動軸155と共用するセンサ保持部材130のベルト移動方向上流側としていた。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えばセンサブラケット161の回動軸を、ベルト移動方向下流側(逆の位置)にすれば、図20(b)に示すように、ベルト対向面131のベルト移動方向下流側の端部のみ中間転写ベルト10に接触させる構成にできる。このように、センサ保持部材130を移動させることで、センサ移動手段160のレイアウトの自由度が増す。
また、上述した本実施形態では、本発明を中間転写方式の画像形成装置に適用した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、直接転写方式の画像形成装置にも適用可能である。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
感光体40Y,M,C,Kなどの並列して配置された複数の像担持体を備えた複写機500などの画像形成装置に用いられ、前記複数の像担持体と直接又はシートPなどの記録媒体を介して転写ニップ部を形成する中間転写ベルト10などの無端ベルトと、該無端ベルト上に設けたスケールマークMなどのスケールマークと、該スケールマークを検知するスケールセンサ6A、6Bなどのスケールセンサを保持したセンサ保持部材130などのセンサ保持部材と、前記無端ベルトを無端移動させる駆動モータ7などの駆動手段と、前記複数の像担持体に前記無端ベルトを介してそれぞれ対向し、前記複数の像担持体に形成されたトナー画像を順次、該無端ベルト又は記録媒体上に転写する1次転写ローラ62Y,M,C,Kなどの複数の転写手段と、前記複数の像担持体の少なくとも1つに対して、直接又は前記記録媒体を介して前記無端ベルトを接触させる状態と離間させる状態を切替える第1ベルト接離手段150などのベルト接離手段と、を有した中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置において、前記センサ保持部材のベルト対向面131などのベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触する状態から、前記ベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触しない状態になるように前記センサ保持部材を移動可能なセンサ移動手段160などのセンサ移動手段を有し、前記ベルト接離手段で前記無端ベルトを直接又は前記記録媒体を介して接触させる像担持体の数が、複数の場合には前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とを平行に接触させ、複数でない場合には前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触する状態から、前記ベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触しない状態になるように前記センサ保持部材を移動させることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1について説明したように、次のような中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置を提供することができる。中間転写ベルト10などの無端ベルトに周方向の厚みムラや、スケールセンサ6A、6Bなどのスケールセンサに近接する無端ベルトの上流側支持ローラ153や、1次転写ローラ62K又は下流側支持ローラ154などの支持ローラに偏心があっても感光体40Y,M,C,Kなどの複数の像担持体を用いて画像形成を行う場合に無端ベルトの高精度な速度制御が行え、無端ベルトの長寿命化を可能とするベルト駆動装置を提供である。
(態様B)
(態様A)において、センサ移動手段160などの前記センサ移動手段によりセンサ保持部材130などの前記センサ保持部材を移動させる場合に、ベルト対向面131などの前記ベルト対向面が中間転写ベルト10などの前記無端ベルトから離間するように、前記センサ保持部材を移動させることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1について説明したように、次のようなベルト駆動装置を提供することができる。感光体40Y,M,C,Kなどの複数の像担持体を用いて画像形成を行わない場合に、センサ保持部材130などのセンサ保持部材のベルト対向面131などのベルト対向面と中間転写ベルト10などの無端ベルトとが擦れることを確実に防ぎ、無端ベルトのベルトキズを抑制できる中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置である。
(態様C)
(態様A)において、センサ移動手段160などの前記センサ移動手段によりセンサ保持部材130などの前記センサ保持部材を移動させる場合に、ベルト対向面131などの前記ベルト対向面の中間転写ベルト10などの前記無端ベルトの移動方向上流端のみが該無端ベルトに接触するように、前記センサ保持部材を移動させることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例5について説明したように、次のようなベルト駆動装置を提供することができる。感光体40Y,M,C,Kなどの複数の像担持体を用いて画像形成を行わない場合に、センサ保持部材130などのセンサ保持部材の移動量を少なくし、かつ、ベルト対向面131などのベルト対向面と中間転写ベルト10などの無端ベルトとが摩動する面積を小さくして、無端ベルトのベルトキズを抑制できる。また、センサ移動手段160などのセンサ移動手段の省スペース化、センサ移動カム162などのカムの小径化、カムの小径化にともなうカム駆動トルクの低減による駆動モータ等の小型化、及び各構成部材の小型化によるコストダウンが可能な中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置である。
(態様D)
(態様A)において、センサ移動手段160などの前記センサ移動手段によりセンサ保持部材130などの前記センサ保持部材を移動させる場合に、ベルト対向面131などの前記ベルト対向面の中間転写ベルト10などの前記無端ベルトの移動方向下流端のみが該無端ベルトに接触するように、前記センサ保持部材を移動させることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例5について説明したように、次のようなベルト駆動装置を提供することができる。(態様C)と同様な効果を奏することができる。さらに、センサ移動手段160などのセンサ移動手段のレイアウトの自由度を増すことができる中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置である。
(態様E)
(態様A)乃至(態様D)のいずれかにおいて、感光体40Y,M,C,Kなどの前記並列して配置された複数の像担持体の内、中間転写ベルト10などの前記無端ベルトの無端移動方向最下流側に配置された感光体40Kなどの像担持体のみ、第1ベルト接離手段150などの前記ベルト接触手段で前記無端ベルトに接触させる最下流接触モードを有することを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例2について説明したように、次のようなベルト駆動装置を提供することができる。モノクロモード時などの最下流接触モード時にもセンサ保持部材130などのセンサ保持部材を接触させずに、センサ保持部材との接触に起因した中間転写ベルト10などの無端ベルトのベルトキズを抑制できる。したがって、センサ保持部材130が中間転写ベルト10を傷つける時間を短くでき、中間転写ベルト10の寿命を向上させることができる中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置である。
(態様F)
(態様A)乃至(態様E)のいずれかにおいて、感光体40I,Y,M,C,Kなどの前記並列して配置された複数の像担持体の内、中間転写ベルト10などの前記無端ベルトの無端移動方向最上流側に配置された感光体40Iなどの像担持体のみ、第1ベルト接離手段150などの前記ベルト接触手段で前記無端ベルトに接触させる最上流接触モードを有することを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例2について説明したように、次のようなベルト駆動装置を提供することができる。透明トナーを転写する場合などの最上流接触モード時にもセンサ保持部材130などのセンサ保持部材を接触させずに、センサ保持部材との接触に起因した中間転写ベルト10などの無端ベルトのベルトキズを抑制できる。したがって、センサ保持部材130が中間転写ベルト10を傷つける時間を短くでき、中間転写ベルト10の寿命を向上させることができる中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置である。
(態様G)
(態様A)乃至(態様F)のいずれかにおいて、センサ保持部材130などの前記センサ保持部材のベルト対向面131などのベルト対向面とで挟み込むように、中間転写ベルト10などの前記無端ベルトを押えることが可能なベルト押え部材135などのベルト押え部材を有し、前記ベルト押え部材を前記センサ保持部材以外に位置決めしたことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例3について説明したように、次のようなベルト駆動装置を提供することができる。中間転写ベルト10などの無端ベルトのばたつきを、ベルト押え部材135などのベルト押え部材を設けない構成よりも抑制し、スケールセンサ6A、6Bなどのスケールセンサの検知精度をさらに高めることができる中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置である。
(態様H)
(態様A)乃至(態様G)のいずれかにおいて、中間転写ベルト10などの前記無端ベルトを無端移動させる駆動力を伝達する駆動ローラ14などの駆動ローラと、該駆動ローラの回転速度を検知するエンコーダ140などから構成される駆動ローラ回転速度検知手段とを有し、センサ移動手段160などの前記センサ移動手段でセンサ保持部材130などの前記センサ保持部材を、前記無端ベルトとベルト対向面131などのベルト対向面とが平行に接触しないように移動させた場合に、前記駆動ローラ回転速度検知手段で検知した前記駆動ローラの回転速度に基づいて、前記無端ベルトの移動速度の制御が可能なことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例4について説明したように、次のようなベルト駆動装置を提供することができる。中間転写ベルト10などの無端ベルトとベルト対向面131などのベルト対向面とを平行に接触させず、スケールセンサ6A、6Bなどのスケールセンサを使用しない場合にも、無端ベルトを精度よく速度制御できる中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置である。
(態様I)
(態様A)乃至(態様G)のいずれかにおいて、中間転写ベルト10などの前記無端ベルトの無端移動にともなって回転する下流側支持ローラ154などの従動ローラと、該従動ローラの回転速度を検知するエンコーダ140などから構成される従動ローラ回転速度検知手段とを有し、センサ移動手段160などの前記センサ移動手段でセンサ保持部材130などの前記センサ保持部材を、前記無端ベルトとベルト対向面131などのベルト対向面とが平行に接触しないように移動させた場合に、前記従動ローラ回転速度検知手段で検知した前記従動ローラの回転速度に基づいて、前記無端ベルトの移動速度の制御が可能なことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例4について説明したように、次のようなベルト駆動装置を提供することができる。(態様H)と同様な効果を奏することができる。さらに、駆動ローラ14などの駆動ローラのフレ分の速度変動を低減させる中間転写ベルト10などの無端ベルトの速度制御ができる中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置である。
(態様J)
感光体40Y,M,C,Kなどの並列して配置された複数の像担持体と、前記複数の像担持体に接触可能な中間転写ベルト10などの無端ベルトと、該無端ベルトを無端移動させる駆動モータ7などの駆動手段と、前記無端ベルト体上に形成されたスケールマークMなどのスケールマークと、該スケールマークを検知するスケールセンサ6A、6Bなどのスケールセンサを保持したセンサ保持部材130などのセンサ保持部材と、前記複数の像担持体の少なくとも1つに前記無端ベルトを接離させる第1ベルト接離手段150などのベルト接離手段とを有したベルト駆動装置と、を備えた複写機500などの画像形成装置において、前記ベルト駆動装置として、(態様A)乃至(態様I)のいずれかの中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置を備えたことを特徴とするものである。
これによれば、本実施形態について説明したように、(態様A)乃至(態様I)のいずれかの中間転写ベルト駆動装置105などのベルト駆動装置と同様な効果を奏する複写機500などの画像形成装置を提供することができる。
5 スケール
6A,B スケールセンサ
7 駆動モータ
8 減速機
10 中間転写ベルト
14 駆動ローラ(第1の支持ローラ)
15 従動ローラ(第2の支持ローラ)
16 2次転写部対向ローラ(第3の支持ローラ)
17 ベルトクリーニング装置
18 画像形成手段
19 テンションローラ
20 タンデム画像形成部
21 露光装置
22 2次転写装置
23 支持ローラ(2次転写ベルト)
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 画像読み取りセンサ
40 感光体
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 給紙路
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
62 1次転写ローラ
70 駆動制御装置
71 制御装置
81 モータ駆動回路
100 複写機本体
105 中間転写ベルト駆動装置
110 べルト速度検知装置
120 センサ部筐体
121 発光素子
122 コリメートレンズ
123a スリット
123 スリットマスク
124 受光窓
125 受光素子
126 検知面
127 センサ基板
130 センサ保持部材
131 ベルト対向面
132 センサ窓
135 ベルト押え部材
137 スポンジシール
138 ステー
140 エンコーダ
141 駆動ローラ軸
150 第1ベルト離間手段
151 第1接離ブラケット
153 上流側支持ローラ
154 下流側支持ローラ
155 回動軸
156 ベルト接離カム
160 センサ移動手段
161 センサブラケット
162 センサ移動カム
170 第2ベルト接離手段
171a,b サブフレーム
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
500 複写機
LB 光ビーム
M スケールマーク
P シート
S 遮光部
特開2010−256459号公報

Claims (10)

  1. 並列して配置された複数の像担持体を備えた画像形成装置に用いられ、
    前記複数の像担持体と直接又は記録媒体を介して転写ニップ部を形成する無端ベルトと、該無端ベルト上に設けたスケールマークと、該スケールマークを検知するスケールセンサを保持したセンサ保持部材と、前記無端ベルトを無端移動させる駆動手段と、前記複数の像担持体に前記無端ベルトを介してそれぞれ対向し、前記複数の像担持体に形成されたトナー画像を順次、該無端ベルト又は記録媒体上に転写する複数の転写手段と、前記複数の像担持体の少なくとも1つに対して、直接又は前記記録媒体を介して前記無端ベルトを接触させる状態と離間させる状態を切替えるベルト接離手段と、を有したベルト駆動装置において、
    前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触する状態から、前記ベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触しない状態になるように前記センサ保持部材を移動可能なセンサ移動手段を有し、
    前記ベルト接離手段で前記無端ベルトを直接又は前記記録媒体を介して接触させる像担持体の数が、複数の場合には前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とを平行に接触させ、
    複数でない場合には前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触する状態から、前記ベルト対向面の前記無端ベルトの移動方向上流端のみが該無端ベルトに接触する状態になるように、前記センサ保持部材を移動させることを特徴とするベルト駆動装置
  2. 並列して配置された複数の像担持体を備えた画像形成装置に用いられ、
    前記複数の像担持体と直接又は記録媒体を介して転写ニップ部を形成する無端ベルトと、該無端ベルト上に設けたスケールマークと、該スケールマークを検知するスケールセンサを保持したセンサ保持部材と、前記無端ベルトを無端移動させる駆動手段と、前記複数の像担持体に前記無端ベルトを介してそれぞれ対向し、前記複数の像担持体に形成されたトナー画像を順次、該無端ベルト又は記録媒体上に転写する複数の転写手段と、前記複数の像担持体の少なくとも1つに対して、直接又は前記記録媒体を介して前記無端ベルトを接触させる状態と離間させる状態を切替えるベルト接離手段と、を有したベルト駆動装置において、
    前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触する状態から、前記ベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触しない状態になるように前記センサ保持部材を移動可能なセンサ移動手段を有し、
    前記ベルト接離手段で前記無端ベルトを直接又は前記記録媒体を介して接触させる像担持体の数が、複数の場合には前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とを平行に接触させ、
    複数でない場合には前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触する状態から、
    前記ベルト対向面の前記無端ベルトの移動方向下流端のみが該無端ベルトに接触する状態になるように、前記センサ保持部材を移動させることを特徴とするベルト駆動装置。
  3. 請求項1又は2に記載のベルト駆動装置において、
    前記センサ保持部材のベルト対向面とで挟み込むように、前記無端ベルトを押えることが可能なベルト押え部材を有し、
    前記ベルト押え部材を前記センサ保持部材以外に位置決めしたことを特徴とするベルト駆動装置。
  4. 並列して配置された複数の像担持体を備えた画像形成装置に用いられ、
    前記複数の像担持体と直接又は記録媒体を介して転写ニップ部を形成する無端ベルトと、該無端ベルト上に設けたスケールマークと、該スケールマークを検知するスケールセンサを保持したセンサ保持部材と、前記無端ベルトを無端移動させる駆動手段と、前記複数の像担持体に前記無端ベルトを介してそれぞれ対向し、前記複数の像担持体に形成されたトナー画像を順次、該無端ベルト又は記録媒体上に転写する複数の転写手段と、前記複数の像担持体の少なくとも1つに対して、直接又は前記記録媒体を介して前記無端ベルトを接触させる状態と離間させる状態を切替えるベルト接離手段と、を有したベルト駆動装置において、
    前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触する状態から、前記ベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触しない状態になるように前記センサ保持部材を移動可能なセンサ移動手段と、
    前記センサ保持部材のベルト対向面とで挟み込むように、前記無端ベルトを押えることが可能なベルト押え部材とを有し、前記ベルト押え部材を前記センサ保持部材以外に位置決めし、
    前記ベルト接離手段で前記無端ベルトを直接又は前記記録媒体を介して接触させる像担持体の数が、複数の場合には前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とを平行に接触させ、
    複数でない場合には前記センサ保持部材のベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触する状態から、前記ベルト対向面と前記無端ベルトの面とが平行に接触しない状態になるように前記センサ保持部材を移動させることを特徴とするベルト駆動装置。
  5. 請求項4に記載のベルト駆動装置において、
    前記センサ移動手段により前記センサ保持部材を移動させる場合に、前記ベルト対向面が前記無端ベルトから離間するように、前記センサ保持部材を移動させることを特徴とするベルト駆動装置。
  6. 請求項1乃至のいずれか一に記載のベルト駆動装置において、
    前記並列して配置された複数の像担持体の内、前記無端ベルトの無端移動方向最下流側に配置された像担持体のみ、前記ベルト接手段で前記無端ベルトに接触させる最下流接触モードを有することを特徴とするベルト駆動装置。
  7. 請求項1乃至のいずれか一に記載のベルト駆動装置において、
    前記並列して配置された複数の像担持体の内、前記無端ベルトの無端移動方向最上流側に配置された像担持体のみ、前記ベルト接手段で前記無端ベルトに接触させる最上流接触モードを有することを特徴とするベルト駆動装置
  8. 求項1乃至7のいずれか一に記載のベルト駆動装置において、
    前記無端ベルトを無端移動させる駆動力を伝達する駆動ローラと、該駆動ローラの回転速度を検知する駆動ローラ回転速度検知手段とを有し、
    前記センサ移動手段で前記センサ保持部材を、前記無端ベルトとベルト対向面とが平行に接触しないように移動させた場合に、前記駆動ローラ回転速度検知手段で検知した前記駆動ローラの回転速度に基づいて、前記無端ベルトの移動速度の制御が可能なことを特徴とするベルト駆動装置。
  9. 請求項1乃至7のいずれか一に記載のベルト駆動装置において、
    前記無端ベルトの無端移動にともなって回転する従動ローラと、該従動ローラの回転速度を検知する従動ローラ回転速度検知手段とを有し、
    前記センサ移動手段で前記センサ保持部材を、前記無端ベルトとベルト対向面とが平行に接触しないように移動させた場合に、前記従動ローラ回転速度検知手段で検知した前記従動ローラの回転速度に基づいて、前記無端ベルトの移動速度の制御が可能なことを特徴とするベルト駆動装置。
  10. 並列して配置された複数の像担持体と、
    前記複数の像担持体に接触可能な無端ベルトと、該無端ベルトを無端移動させる駆動手段と、前記無端ベルト上に形成されたスケールマークと、該スケールマークを検知するスケールセンサを保持したセンサ保持部材と、前記複数の像担持体の少なくとも1つに前記無端ベルトを接離させるベルト接離手段とを有したベルト駆動装置と、を備えた画像形成装置において、
    前記ベルト駆動装置として、請求項1乃至9のいずれか一に記載のベルト駆動装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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