JP6552284B2 - 離間機構及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置にて用いられる離間機構、及びその画像形成装置に関するものである。
従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置では、ドラム状やベルト状の電子写真感光体(感光体)や静電記録誘電体とされる像担持体に、適宜の作像プロセスにてトナー像が形成される。このトナー像は、記録材担持体により搬送される記録材に直接転写されたり(直接転写方式)、一旦中間転写体に一次転写された後に記録材に二次転写されたりする(中間転写方式)。記録材担持体や中間転写体としては、無端状のベルトが多く用いられている。そして、このような画像形成装置として、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーで画像を形成する画像形成部を独立して有するタンデム方式の画像形成装置がある。
電子写真方式を用いて画像を形成する、中間転写方式、タンデム方式を採用した画像形成装置を例に更に説明する。この画像形成装置は、例えば像担持体としてドラム型の感光体である感光ドラムを有し、中間転写体として無端状のベルトで構成された中間転写ベルトを有する。そして、感光ドラムに形成されたトナー像は、中間転写ベルトを介して各感光ドラムに対向して設けられた転写部材(一次転写部材)の作用により、中間転写ベルトに一次転写される。一次転写部材としては、ローラ状、パッド状、ブラシ状又はブレード状の部材などが用いられる。
このような、タンデム方式の画像形成装置は、通常、カラー画像の出力の他、ブラック単色画像などのモノクロ画像の出力も可能である。ブラック単色画像の出力時には、例えばイエロー、マゼンタ、シアンなどのカラー用画像形成部は画像形成に用いられず、ブラック用画像形成部のみが画像形成に用いられる。そのため、ブラック単色画像の出力時に、カラー用画像形成部の感光ドラムの損耗を抑制するなどのために、カラー用画像形成部の一次転写部材を感光ドラム1から離間させる離間機構が設けられることがある。
一般に、一次転写部材(被付勢部材)は、バネなどの付勢部材を備えた付勢機構によって、中間転写ベルトを介して感光ドラムに向けて付勢されている。そして、離間機構としては、カラー用画像形成部の一次転写部材の長手方向の両端部を支持する回動可能な回動部材と係合する離間部材を有するものなどが用いられる。
特許文献1は、次のような離間機構を開示している。一次転写部材(一次転写ローラ)の長手方向の端部を支持する回動部材(軸受)の外側に回動部材と係合可能な離間部材を設ける。そして、この離間部材(移動部材)が中間転写ベルトの搬送方向に沿って直線移動することにより、回動部材がその一端部を支点として回動し、一次転写部材を感光ドラムから離間させる。
特開2010−122637号公報
しかしながら、従来の構成では、回動部材の離間部材との係合部は、一次転写部材の長手方向の外側に突出して設けられ、一次転写部材を感光ドラムから離間さる際には、回動部材はその係合部と回動支点との2箇所で付勢部材の付勢力に抗して支持される。また、回動部材は、その2箇所を結んだ直線から外れた位置(一次転写部材の長手方向内側の位置)で付勢部材の付勢力を受ける。そのため、従来の構成では、回動部材、付勢部材及び離間部材を支持する支持部材(フレーム)、並びに回動部材自体に、モーメントが生じる構成となっていた。
その結果、支持部材や回動部材のクリープによる変形が懸念され、支持部材や回動部材の材料としてより剛性の強い材料を選択する必要が生じ、装置のコストアップに繋がることがあった。
したがって、本発明の目的は、回動可能に支持された被付勢部材を付勢力に抗して対象物から離間させる構成において、部材のクリープによる変形を抑制し、材料の選択の自由度を向上することのできる離間機構及び画像形成装置を提供することである。
上記目的は本発明に係る離間機構及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の主要な構成の一つは、被付勢部材と前記被付勢部材を支持する回動可能な回動部材と前記回動部材を付勢する付勢部材と前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記被付勢部材を所定の対象物から離れる方向に移動させる移動部材と、を有する離間機構において、前記付勢部材の付勢力に抗して前記回動部材の回動軸を支持する回動部材支持部と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動部材を支持する移動部材支持部と、を備えた支持部材を有し、前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に関して、前記回動部材を付勢する側の端部とは反対の端部が前記支持部材と当接した状態で配置されており、前記支持部材は、前記回動部材支持部及び前記移動部材支持部からなる少なくとも3箇所で前記付勢部材の付勢力を受け、前記付勢部材の付勢方向に沿って見たときに、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置は、前記少なくとも3箇所を結んだ領域内にあることを特徴とする離間機構である。
また、本発明の主要な構成の他の一つは、被付勢部材と前記被付勢部材を支持する回動可能な回動部材と前記回動部材を付勢する付勢部材と前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記被付勢部材を所定の対象物から離れる方向に移動させる移動部材と、を有する離間機構において、前記付勢部材の付勢力に抗して前記回動部材の回動軸を支持する回動部材支持部と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動部材を支持する移動部材支持部と、を備えた支持部材を有し、前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に関して、前記回動部材を付勢する側の端部とは反対の端部が前記支持部材と当接した状態で配置されており、前記付勢部材の付勢方向に見たときに、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置は、前記回動部材支持部が前記付勢部材の付勢力を受ける位置と前記付勢部材の付勢力を受けた前記回動部材が前記移動部材と接触する位置とを結んだ線上にあることを特徴とする離間機構である。
また、本発明の主要な構成の他の一つは、被付勢部材と前記被付勢部材を支持する回動可能な回動部材と前記回動部材を付勢する付勢部材と前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記被付勢部材を所定の対象物から離れる方向に移動させる移動部材と、を有する離間機構において、前記付勢部材の付勢力に抗して前記回動部材の回動軸を支持する回動部材支持部と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動部材を支持する移動部材支持部と、を備えた支持部材を有し、前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に関して、前記回動部材を付勢する側の端部とは反対の端部が前記支持部材と当接した状態で配置されており、前記支持部材は、前記回動部材支持部及び前記移動部材支持部からなる少なくとも3箇所で前記付勢部材の付勢力を受け前記付勢部材の付勢方向に沿って見たときに、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置は、前記少なくとも3箇所を結んだ領域内にあり、かつ、前記回動部材支持部が前記付勢部材の付勢力を受ける位置と前記付勢部材の付勢力を受けた前記回動部材が前記移動部材と接触する位置とを結んだ線上にあることを特徴とする離間機構である。
更に、本発明の他の態様によれば、上記本発明の離間機構の特徴を備えた画像形成装置が提供される。
本発明によれば、回動可能に支持された被付勢部材を付勢力に抗して対象物から離間させる構成において、部材のクリープによる変形を抑制し、材料の選択の自由度を向上することができる。
画像形成装置の外観斜視図である。 画像形成装置の概略断面図である。 中間転写ベルトユニットの斜視図である。 離間機構の構成要素の斜視図である。 離間機構の構成要素の斜視図である。 離間機構の一部の拡大斜視図である。 離間機構の一部の拡大斜視図である。 離間機構の一部の上面図である。 図8中のA−A断面図である。 比較例の離間機構の一部の斜視図及び上面図である。
以下、本発明に係る離間機構及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
[実施例1]
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1、図2を参照して、本発明の一実施例に係る画像形成装置100の全体的な構成及び動作について説明する。図1は画像形成装置100の外観斜視図であり、図2は画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式、タンデム方式を採用したレーザービームプリンタである。
ここで、画像形成装置100に関して、装置本体110の装置開閉ドア120を設けた側を正面(前面)、正面と反対側の面を背面(後面)、正面と背面とを結ぶ線を略水平として画像形成装置100を配置した際の下側の面を底面、上側の面を上面とする。また、画像形成装置100を正面から見て右側を右(駆動側)、左側を左(非駆動側)とする。なお、図面において画像形成装置100の背面から正面に向かう方向をX軸、左側から右側に向かう方向をY軸、底面から上面に向かう方向をZ軸とそれぞれ定義する。画像形成装置100の左側と右側とを結ぶ線(図2の紙面に略垂直な線)は、後述する感光ドラム1の回転軸線方向と略平行であり、後述する中間転写ベルト7の移動方向と略直交する。また、装置開閉ドア120は、装置本体110の内部を開放し、後述するプロセスカートリッジ9や中間転写ユニット70を、装置本体110に対して着脱できるようにする。
画像形成装置100は、複数の画像形成部(ステーション)として、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像を形成する第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKを有する。なお、各画像形成部SY、SM、SC、SKに設けられる機能、構成が共通する要素について、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾の「Y」、「M」、「C」、「K」は省略して当該要素について総括的に説明する。
画像形成部Sには、像担持体としての回転可能なドラム型の電子写真感光体(感光体)である感光ドラム1が配置されている。感光ドラム1は、図中矢印R1方向に所定の周速度で回転駆動される。回転する感光ドラム1の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ2によって所定の極性(本実施例では負極性)の所定の電位に一様に帯電させられる。帯電した感光ドラム1の表面は、露光手段(画像書き込み手段)としての露光装置(レーザースキャナ)3により、各画像形成部Sに対応した色成分の画像情報(画像信号)に応じて露光され、感光ドラム1上に静電潜像(静電像)が形成される。露光装置3は、画像情報に対応してレーザー光を出力し、このレーザー光は、後述するプロセスカートリッジ9の露光窓部を通過して感光ドラム1の表面を走査露光する。感光ドラム1上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置4によって現像剤としてのトナーを用いて現像(可視化)され、感光ドラム1上にトナー像が形成される。本実施例では、イメージ部露光と反転現像とにより、トナー像が形成される。つまり、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム1上の露光部に、感光ドラム1の帯電極性と同極性(本実施例では負極性)に帯電したトナーが付着する。
各画像形成部Sの各感光ドラム1と対向して、中間転写体としての無端状のベルトで構成された中間転写ベルト7が配置されている。中間転写ベルト7は、図中矢印R2方向(感光ドラム1との接触部において感光ドラム1の移動方向と順方向に移動する方向)に、感光ドラム1の周速度に対応した速度で回転駆動される。感光ドラム1上に形成されたトナー像は、感光ドラム1と中間転写ベルト7とが接触する一次転写部(一次転写ニップ)N1において、一次転写手段としての一次転写ユニット5の作用によって中間転写ベルト7上に静電的に転写(一次転写)される。このとき、一次転写ユニット5の後述する一次転写部材51(図3参照)には、現像時のトナーの帯電極性(正規の帯電極性)とは逆極性の一次転写バイアス(一次転写電圧)が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム1Y、1M、1C、1Kに形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト7上に重ね合わせるようにして順次転写される。一次転写後に感光ドラム1上に残留したトナーは、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ6によって感光ドラム1上から除去されて回収される。
一方、所定の制御タイミングで、給送ユニット10から記録用紙などの記録材(記録媒体、転写材、シート)Pが二次転写部(二次転写ニップ)N2へ搬送される。二次転写部N2は、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ8と、中間転写ベルト7との接触部である。給送ユニット10は、記録材Pを積載して収容した給送トレイ11、給送トレイ11から記録材Pを1枚ずつ分離して給送する給送ローラ12、中間転写ベルト7上のトナー像とタイミングを合わせて記録材Pを搬送するレジストローラ13などを有する。そして、中間転写ベルト7上に形成されたトナー像は、二次転写部N2において、中間転写ベルト7と二次転写ローラ8とに挟持されて搬送される記録材P上に静電的に転写(二次転写)される。このとき、二次転写ローラ8には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の二次転写バイアス(二次転写電圧)が印加される。二次転写後に中間転写ベルト7上に残留したトナー(二次転写残トナー)は、図示しない中間転写体クリーニング手段によって中間転写ベルト7上から除去されて回収される。
トナー像が転写された記録材Pは、定着手段としての定着ユニット20によって加熱及び加圧されて、その上にトナー像が定着される。トナー像を定着された記録材Pは、排出ユニット30により、装置本体110の上面に設けられた排出トレイ40に排出(出力)される。
本実施例の画像形成装置100は、フルカラー画像を形成可能なカラーモード(カラープリント)と、ブラック単色画像を形成可能なモノクロモード(モノクロプリント)と、を実行可能である。カラーモードでは、第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKの全てを用いて、上述のようなプロセスでフルカラー画像を形成することができる。一方、モノクロモードでは、第4の画像形成部SKのみを用いて、上述と同様のプロセスでブラック単色画像を形成することができる。そして、詳しくは後述するように、カラーモードとモノクロモードとで、各感光ドラム1Y、1M、1C、1Kと中間転写ベルト7との当接離間状態が変更される。
なお、感光ドラム1、帯電ローラ2、各色成分の画像の書き込みを行う露光装置3、現像装置4、一次転写ユニット5、ドラムクリーナ6によって、各画像形成部Sが構成される。
また、本実施例では、各画像形成部Sの感光ドラム1と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ2、現像装置4及びドラムクリーナ6とは、一体的に画像形成装置100の装置本体110に対して着脱可能なプロセスカートリッジ9を構成する。各プロセスカートリッジ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを収容している。本実施例では、4個のプロセスカートリッジ9は、装置本体110内で略水平方向に並べて配置される。各プロセスカートリッジ9には、装置本体110に設けられた駆動伝達部(図示せず)から回転駆動力が伝達される。また、各プロセスカートリッジ9には、装置本体110に設けられた電源(図示せず)からバイアス電圧(帯電バイアス、現像バイアスなど)が供給される。
2.中間転写ユニット
次に、本実施例における中間転写ユニット70について説明する。図3は、中間転写ユニット70の概略斜視図である。なお、図3において、中間転写ベルト7の図示は省略されている。
中間転写ユニット70は、中間転写ベルト7、駆動ローラ71、テンションローラ72、アシストローラ73、フレーム(センターフレーム)74、左側板75、右側板76、一次転写ユニット5Y、5M、5C、5K及び離間部材(離間ロッド)77を有する。
中間転写ベルト7は、樹脂材料やゴム材料で形成された、可撓性を有する無端状のベルト(フィルム)で構成されている。中間転写ベルト7は、張架ローラ(支持ローラ)としての駆動ローラ71、テンションローラ72及びアシストローラ73に掛け回されて張架されている。これら3つの張架ローラは、左側板75及び右側板76に設けられた軸受(図示せず)に回転可能に支持されている。左側板75及び右側板76は、支持部材としてのフレーム74に取り付けられている。駆動ローラ71は、装置本体110に設けられた駆動手段(図示せず)によって回転駆動され、中間転写ベルト7を移動(無端移動)させる。テンションローラ72は、付勢手段としてのテンションバネ(図示せず)により、中間転写ベルト7の内周面側から外周面側に向けて付勢されており、中間転写ベルト7にテンション(ベルト張力)を付与する。
中間転写ベルト7の内周面側において、各感光ドラム1Y、1M、1C、1Kに対応して、各一次転写ユニット5Y、5M、5C、5Kが配置されている。各一次転写ユニット5は、各感光ドラム1に対応させて略水平方向に並べて配置されている。各一次転写ユニット5Y、5M、5C、5Kは、フレーム74によって支持されている。そして、各一次転写ユニット5の後述する一次転写部材51が中間転写ベルト7を介して各感光ドラム1に向けて押圧されて、各感光ドラム1と中間転写ベルト7とが接触する一次転写部N1が形成される。また、前述の二次転写ローラ8は、中間転写ベルト7を介して駆動ローラ71と対向する位置に配置される。そして、二次転写ローラ8が中間転写ベルト7を介して駆動ローラ(二次転写対向ローラ)71に向けて押圧されて、中間転写ベルト7と二次転写ローラ8とが接触する二次転写部N2が形成される。
なお、本実施例では、一次転写ユニット5の基本的な構成及び動作は、第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKで同じである。したがって、各画像形成部Sで共通する構成及び動作については総括的に説明し、一部の画像形成部Sにおいて異なる構成及び動作については、適宜指摘することとする。
一次転写ユニット5は、一次転写部材51、ステー(保持部)52、回動部材53、付勢部材54(図6参照)を有する。一次転写部材51は、感光ドラム1の回転軸線方向(中間転写ベルト7の移動方向と略直交する方向)に沿って配置される一方向に長い部材である。本実施例では、一次転写部材51として、導電性繊維を用いて形成されたブラシ状の部材を用いた。一次転写部材51は、固定手段としての両面テープ(図示せず)などにより、ステー52に固定されている。一次転写部材51が貼り付けられたステー52は、その長手方向の両端部が回動部材53によって保持される。これにより、一次転写部材51は回動部材53によって支持される。一次転写部材51は、ベルトを介して像担持体に対向してベルトの内周面に接触可能に設けられた、被付勢部材の一例である。
回動部材53は、一次転写部材51の長手方向の両端部にそれぞれ配置されている。つまり、中間転写ユニット70には、各一次転写ユニット5に対応して、左側及び右側の回動部材53が設けられている。各一次転写ユニット5の左側及び右側の回動部材53は、中間転写ベルト7の移動方向と略直交する方向(幅方向)の実質的な中央に対して線対称に構成されている。回動部材53は、中間転写ベルト7の移動方向に沿って配置される長手方向の一方の端部に、回動軸(回動支点部)53aを有する。回動軸53aの回動軸線(揺動軸線)は、感光ドラム1の回転軸線方向(中間転写ベルト7の移動方向と略直交する方向)と略平行に配置される。回動部材53は、その回動軸53aがフレーム74に形成された回動軸支持部74aによって支持される。これにより、回動軸53aを中心として、つまり回動軸53aと回動軸支持部74aとの係合部を支点として、一次転写ユニット5が回動可能(揺動可能)とされている。
そして、一次転写部材51は、その長手方向の両端部において、回動部材53が付勢手段(押圧手段)としての付勢部材(押圧部材)54によって付勢(押圧)されることで、感光ドラム1に向かう方向へと押圧される。つまり、回動部材53は、付勢部材54によって、像担持体側に付勢される。これにより、感光ドラム1の外周面(表面)と中間転写ベルト7の外周面(表面)、及び中間転写ベルト7の内周面(裏面)と一次転写部材51が、それぞれ密着できるようになっている。本実施例では、付勢部材54は、圧縮バネで構成されている。
また、離間部材77は、一次転写部材51の長手方向の両端部にそれぞれ配置されている。つまり、中間転写ユニット70には、左側及び右側の離間部材77が設けられている。左側及び右側の離間部材77は、中間転写ベルト7の移動方向と略直交する方向(幅方向)の実質的な中央に対して線対称に構成されている。離間部材77は、詳しくは後述するように、第1、第2、第3の画像形成部SY、SM、SCの感光ドラム1Y、1M、1Cから中間転写ベルト7を離間させるために、一次転写部材51Y、51M、51Cを感光ドラム1Y、1M、1Cから離間させる。離間部材77は、回動部材を付勢部材の付勢力に抗して回動させて被付勢部材を所定の対象物から離れる方向に移動させる移動部材の一例である。
3.離間機構
次に、一次転写部材51を感光ドラム1から離間させる離間機構80について更に詳しく説明する。本実施例では、第1、第2、第3の画像形成部SY、SM、SCの一次転写ユニット5Y、5M、5C、離間部材77、及びフレーム74などによって離間機構80が構成される。
本実施例では、カラーモードでは、第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKの全てにおいて、感光ドラム1と中間転写ベルト7とが接触した状態とされる。一方、モノクロモードでは、第1、第2、第3の画像形成部SY、SM、SCにおいては、感光ドラム1と中間転写ベルト7とが離間した状態とされ、第4の画像形成部SKにおいてのみ感光ドラム1と中間転写ベルト7とが接触した状態とされる。そのため、本実施例では、離間機構80は、第1、第2、第3の画像形成部SY、SM、SCにおいて、感光ドラム1から中間転写ベルト7を離間させるために、一次転写部材51を感光ドラム1から離間させることが可能とされている。
ここで、上述のように、第1、第2、第3の画像形成部SY、SM、SCにおいて、一次転写ユニット5の構成及び動作は実質的に同じである。また、第1、第2、第3の画像形成部SY、SM、SCにおいて、一次転写ユニット5の左側及び右側の回動部材53の構成、並びに左側及び右側の離間部材77の構成は、中間転写ベルト7の幅方向の実質的な中央に対して線対称とされている。そして、本実施例では左側及び右側の回動部材53は同期して同方向に回動(揺動)し、また左側及び右側の離間部材77は同期して同方向に直線移動する。したがって、以下の説明では、理解を容易とするために、代表して第3の画像形成部SCにおける左側の構成要素(回動部材53、付勢部材54、フレーム74、離間部材77など)について説明する。この際、シアン用の要素であることを表す符号の末尾の「C」は、適宜省略する。
図4は、本実施例における離間機構80のうちフレーム74を除いた構成の斜視図である。回動部材53は、図4中の矢印D方向に回動可能とされている。回動部材53は、中間転写ベルト7の移動方向に沿って配置される長手方向の一方の端部(回動軸53aとは反対側)に、係合部53bを有する。一方、離間部材77は、回動部材53の係合部53bと係合する係合部支持部77a(図9参照)を有する。回動部材53と離間部材77とは、これら係合部53bと係合部支持部77aとにおいて係合する。なお、本実施例では、第4の画像形成部SKの回動部材53Kには係合部53bは設けられておらず、また離間部材77にもその回動部材53Kと係合する部分は設けられていない。
離間部材77は、駆動機構(図示せず)により図4中の矢印E方向(中間転写ベルト7の移動方向と略平行)に直線移動(往復移動、直動)可能とされている。そして、詳しくは後述するように、その離間部材77の動作と連動して、回動部材53が回動軸53aを回転中心として回動する。これにより、一次転写部材51を感光ドラム1から離間させることが可能となっている。
図5は、離間機構80を構成するフレーム74の斜視図である。回動部材53は、フレーム74に設けられた回動軸支持部74aによって支持される。また、詳しくは後述するように、離間部材77に設けられた外側摺動部77b(図4参照)、内側摺動部77c(図4参照)が、それぞれフレーム74に設けられた外側離間部材支持部74b、内側離間部材支持部74cによって支持される。
図6及び図7は、第3の画像形成部SCの左側の回動部材53の周囲をより詳細に示す斜視図である。図6は、一次転写部材51が中間転写ベルト7を介して感光ドラム1に当接した状態を示しており、図7は一次転写部材51が感光ドラム1から離間した状態を示している。また、図8は、第3の画像形成部SCの左側の回動部材53の周囲を上面から見た模式図であり、一次転写部材51が感光ドラム1から離間した状態を示している。さらに、図9(a)、(b)は、図8中のA−A断面図である。図9(a)は一次転写部材51が中間転写ベルト7を介して感光ドラム1に当接した状態を示しており、図9(b)は一次転写部材51が感光ドラム1から離間した状態を示している。
図6に示すように、カラーモード時には、離間部材77が矢印E方向に沿って前面方向(X方向)に直線移動し、一次転写部材51が付勢部材54により押圧されて中間転写ベルト7を介して感光ドラム1に当接した状態となる。図9(a)に示すように、回動部材53は回動軸53aを中心に矢印D方向に沿って回動可能であり、付勢部材54の押圧力により一次転写部材51が中間転写ベルト7を介して感光ドラム1に当接した状態となる。このとき離間部材77に設けられた、回動部材53の係合部53bと係合する係合部支持部77aは、係合部53bから離間した状態となっている。
一方、図7に示すように、モノクロモード時には、離間部材77が矢印E方向に沿って背面方向(−X方向)に直線移動し、一次転写部材51が感光ドラム1から離間した状態となる。図9(b)に示すように、図9(a)に示した状態から離間部材77が直線移動することで、離間部材77の係合部支持部77aが回動部材53の係合部53bと係合し、該係合部53b上を摺動する。これにより、係合部支持部77aにより係合部53bに下向き(−Z方向)の力がかかる。その結果、回動部材53は回動軸53aを中心に矢印Dに沿って下方向に回動し、一次転写部材51が感光ドラム1から離間した状態となる。このようにして、モノクロモード時は、カラー用画像形成部SY、SM、SCの感光ドラム1Y、1M、1Cの損耗を抑制することができる。
4.回動部材及びフレームが受ける力
次に、回動部材53及びフレーム74が受ける力について説明する。
まず、本実施例の構成の理解を容易とするために、従来の構成に準じる比較例について説明する。図10(a)は、比較例における離間機構の構成を示す斜視図であり、図10(b)は、同構成を示す上面図である。図10(a)、(b)は、一次転写部材51が感光ドラム1から離間した状態を示している。なお、本比較例において、本実施例のものと同一又は対応する機能を有する要素には同一の符号を付している。
本比較例では、一次転写部材(一次転写ローラ)51が回動部材(軸受部材)53によって支持されている。回動部材53は、その回動軸53aがフレーム74に設けられた回動軸支持部74aによって回動可能に支持されている。また、フレーム74には、一次転写部材51の長手方向の端部の外側に離間部材77が直線移動可能に設けられている。また、回動部材53は、付勢部材(圧縮バネ)54によって感光ドラム1に向けて押圧されている。そして、回動部材53に設けられた係合部53bが、離間部材77に設けられた係合部支持部77aと係合し、離間部材77の移動に伴って回動部材53が回動し、一次転写部材51を感光ドラム1から離間させることが可能とされている。
つまり、本比較例では、回動部材53は、一次転写部材51が感光ドラム1から離間した状態では、回動軸53aと係合部53bとの2箇所で支持され、その2点間を結んだ直線から外れた位置においてZ方向に付勢部材(圧縮バネ)54の力を受けている。また、付勢部材54の押圧力を受けた回動部材53を支持するフレーム74に対しては、回動軸支持部74aにおいてZ方向(図10(a)中矢印F1方向)の力が生じる。また、付勢部材54はフレーム74内の座面部74dに着地しており、該座面部74dには−Z方向(図10(a)中矢印F2方向)の力が生じる。さらに、離間部材77に対しては、係合部支持部77aにおいて係合部53bからZ方向(図10(a)中矢印F3方向)の力が生じる。
このように、本比較例では、回動部材53は、回動軸53aと係合部53bとの2箇所で支持され、その2点間から外れた位置においてZ方向に付勢部材54の力を受ける。その結果、回動部材53にモーメントが生じる。また、フレーム74及びフレーム74に支持された離間部材77に対しては、2箇所にZ方向の力、1箇所に−Z方向の力が生じる。その結果、フレーム74が開く方向である図10(a)中の矢印G1・G2の向きのモーメントが生じる。そのため、フレーム74や回動部材53のクリープによる変形が懸念され、フレーム74や回動部材53の材料としてより剛性の強い材料を選択する必要が生じ、装置のコストアップに繋がることがある。
これに対して、本実施例では、回動部材53及びフレーム74が受ける力は以下に説明するようになっている。まず、一次転写部材51が感光ドラム1から離間している状態では、付勢部材54による押圧力は、回動部材53が受けている。このとき、図8に示すように、回動軸53aと係合部53bとが、それぞれフレーム74に設けられた回動軸支持部74a及び離間部材77に設けられた係合部支持部77aによって支持されている。
つまり、本実施例では、付勢部材54は、回動軸支持部74aと係合部支持部77aとを結んだ直線上を押圧している。そのため、回動部材53に対してモーメントが生じにくい。その結果、本実施例では、回動部材53の変形や保管状態でのクリープを低減することができ、回動部材53の材料の選択の自由度が向上する。
また、本実施例では、離間部材77の係合部支持部77aが付勢部材54による押圧力を受けている回動部材53からZ方向の力をかけられた状態で、フレーム74にかかる力は、次のようになっている。図8に示すように、離間部材77には、係合部支持部77aを通るX方向に沿う平面の両側に、それぞれ外側摺動部77b、内側摺動部77cが設けられている。外側摺動部77b、内側摺動部77cは、それぞれフレーム74に設けられた外側離間部材支持部74b、内側離間部材支持部74cによって支持される。また、付勢部材54はフレーム74内の座面部74d(図9参照)に着地している。そして、一次転写ユニット5とフレーム74との間での力を受ける構成に注目すると、付勢部材54による押圧部分が、フレーム74の回動軸支持部74a、外側離間部材支持部74b、内側離間部材支持部74cの3点を結んだ領域の中に設けられている。
つまり、図7に示すように、フレーム74は、Z方向の力(矢印F1、F3、F4)を受ける3箇所を結んだ領域の内部で、付勢部材54による−Z方向の力を受ける構成となっている。そのため、本実施例では、フレーム74に対してモーメントが生じにくい構成となっており、フレーム74の変形や保管状態でのクリープを低減することができ、フレーム74の材料の選択の自由度が向上する。
このように、本実施例では、離間機構80は、被付勢部材(一次転写部材)51と、回動部材53と、付勢部材54と、移動部材(離間部材)77と、支持部材74と、を有する。支持部材74は、付勢部材54の付勢力に抗して回動部材53の回動軸を支持する回動部材支持部(回動軸支持部)74aと、付勢部材の付勢力に抗して移動部材を支持する移動部材支持部(外側及び内側離間部材支持部)74b、74cと、を備えている。支持部材74は、回動部材支持部74a及び移動部材支持部74b、74cからなる少なくとも3箇所で付勢部材54の付勢力を受ける。特に、本実施例では、回動部材支持部74aは、1箇所で付勢部材54の付勢力を受け、移動部材支持部74b、74cは、少なくとも2箇所で付勢力を受ける。なお、本実施例では、この支持部材74が付勢部材54の付勢力を受ける部分は3箇所であるが、これに限定されるものではない。例えば、本実施例における外側離間部材支持部74b、内側離間部材支持部74cの少なくとも一方が複数に分割されるなどして、更に多くの部分で付勢力を受けるようになっていてもよい。また、本実施例における回動軸支持部74aが複数に分割されて、更に多くの部分で付勢力を受けるようになっていてもよい。そして、付勢部材54の付勢方向に沿って見たときに、付勢部材54が回動部材53を付勢する位置は、上記少なくとも3箇所を結んだ領域内にある。ここで、上記支持部材74が付勢部材54の付勢力を受けるそれぞれの箇所が一定の範囲を占める場合は、その範囲内の任意の点間を結んだ領域内に、上記付勢部材54が回動部材53を付勢する位置があればよい。典型的には、上記少なくとも3箇所を結んだ領域は、支持部材74が付勢部材54の付勢力を受けるそれぞれの箇所の中央位置間を結んだ領域で代表できる。特に、本実施例では、移動部材77は、回動部材53の回動軸53aと略直交する平面に沿って直線移動可能である。そして、移動部材支持部74b、74cは、付勢部材54が回動部材53を付勢する位置を通り回動部材53の回動軸と略直交する平面の両側で付勢部材54の付勢力を受ける。
また、本実施例では、付勢部材54の付勢方向に見たときに、付勢部材54が回動部材53を付勢する位置は、回動部材支持部74aが付勢部材54の付勢力を受ける位置と移動部材77が付勢部材54の付勢力を受ける位置とを結んだ線上にある。ここで、上記回動部材支持部74a、移動部材77がそれぞれ付勢部材54の付勢力を受ける位置が所定の範囲を占める場合は、その範囲内の任意の点間を結んだ線上に、付勢部材54が回動部材53を付勢する位置があればよい。典型的には、上記回動部材支持部74a、移動部材77がそれぞれ付勢部材54の付勢力を受ける範囲の端部(回動部材の回動軸線方向の端部)間を全て結んだ範囲内に、付勢部材54が回動部材53を付勢する位置がある。ただし、上記線上にあるとは、少なくとも一部が重なっていればよい。
以上、本実施例によれば、回動可能に支持された一次転写部材51を付勢部材54の付勢力に抗して感光ドラム1から離間させる構成において、回動部材53やフレーム74のクリープによる変形を抑制し、材料の選択の自由度を向上することができる。
[その他]
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
例えば、上述の実施例では、一次転写部材として中間転写ベルトとの接触部分がブラシ形状のものを用いたが、一次転写部材の形状は限定されるものではない。一次転写部材は、ローラ状のもの(金属ローラ、弾性ローラなど)、ブロック状あるいはパッド状のもの(スポンジなどの弾性体など)、シート状のもの(樹脂シートなどの可撓性シートなど)、ブレード状のもの(ゴムなどの弾性体など)であってもよい。
また、上述の実施例では、複数の画像形成部のうち特定の画像形成部以外の画像形成部の転写部材をベルトから離間できるようにしたが、全ての画像形成部の転写部材がベルトから離間できるようになっていてもよい。
また、画像形成装置は、複数の画像形成部としてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4個の画像形成部を有するものに限定されるものではなく、より多くても、より少なくてもよい。また、モノクロモードは、ブラック単色画像を形成する場合に限定されず、何色であってもよい。
上述の実施例では、画像形成装置は、4個のプロセスカートリッジが着脱可能な電子写真画像形成装置を例示したが、画像形成装置はこれに限定されるものではない。電子写真画像形成装置に装着するプロセスカートリッジの個数は4個に限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定されるものである。例えば、モノクロの画像を形成する画像形成装置の場合には、画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジの個数は1個である。また、上述の実施例では、画像形成装置の一態様としてプリンタを例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、複写機、ファクシミリ装置など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などの他の画像形成装置にも適用することができる。ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置の例としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えば、レーザービームプリンタ、LEDプリンタなど)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサなどが含まれる。
また、上述の実施例では、本発明を中間転写方式の画像形成装置の中間転写ベルトユニットに関して適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、感光ドラムから直接トナー像が転写される記録材を搬送する搬送ベルトを備えた、直接転写方式の画像形成装置の搬送ベルトユニットに関して適用してもよい。直接転写方式の画像形成装置は、図1の画像形成装置における中間転写ベルトに代えて、記録材担持体としての無端状のベルトで構成された搬送ベルト(記録材担持ベルト)を有する。この画像形成装置では、各画像形成部で感光ドラムに形成されたトナー像は、各転写部において、転写部材の作用により、搬送ベルト上に担持されて搬送される記録材に転写される。この場合、画像形成部の構成は、図1の画像形成装置のものと同様であり、また搬送ベルトユニットとしては、図1の画像形成装置の中間転写ユニットと同様のものが用いられる。このような直接転写方式の画像形成装置においても、中間転写方式の画像形成装置の場合と同様の支持部材(フレーム)や回動部材といった転写部材の支持に関する構成要素のクリープによる変形や材料の自由度の問題が生じ得る。したがって、このような直接転写方式の画像形成装置においても、本発明を適用することで、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
1 感光ドラム
5 一次転写ユニット
7 中間転写ベルト
51 一次転写部材
53 支持部材
53a 回動軸
54 付勢部材
70 中間転写ユニット
74 フレーム
74a 回動軸支持部(回動部材支持部)
74b 外側離間部材支持部(移動部材支持部)
74c 内側離間部材支持部(移動部材支持部)
77 離間部材(移動部材)
77a 係合部支持部
100 画像形成装置

Claims (16)

  1. 被付勢部材と、
    前記被付勢部材を支持する回動可能な回動部材と、
    前記回動部材を付勢する付勢部材と、
    前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記被付勢部材を所定の対象物から離れる方向に移動させる移動部材と、
    を有する離間機構において、
    前記付勢部材の付勢力に抗して前記回動部材の回動軸を支持する回動部材支持部と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動部材を支持する移動部材支持部と、を備えた支持部材を有し、
    前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に関して、前記回動部材を付勢する側の端部とは反対の端部が前記支持部材と当接した状態で配置されており、
    前記支持部材は、前記回動部材支持部及び前記移動部材支持部からなる少なくとも3箇所で前記付勢部材の付勢力を受け、前記付勢部材の付勢方向に沿って見たときに、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置は、前記少なくとも3箇所を結んだ領域内にあることを特徴とする離間機構。
  2. 前記回動部材支持部は、1箇所で前記付勢部材の付勢力を受け、前記移動部材支持部は、少なくとも2箇所で前記付勢力を受けることを特徴とする請求項1に記載の離間機構。
  3. 前記移動部材は、前記回動部材の回動軸と略直交する平面に沿って直線移動可能であり、前記移動部材支持部は、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置を通り前記回動部材の回動軸と略直交する平面の両側で前記付勢部材の付勢力を受けることを特徴とする請求項1又は2に記載の離間機構。
  4. 被付勢部材と、
    前記被付勢部材を支持する回動可能な回動部材と、
    前記回動部材を付勢する付勢部材と、
    前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記被付勢部材を所定の対象物から離れる方向に移動させる移動部材と、
    を有する離間機構において、
    前記付勢部材の付勢力に抗して前記回動部材の回動軸を支持する回動部材支持部と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動部材を支持する移動部材支持部と、を備えた支持部材を有し、
    前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に関して、前記回動部材を付勢する側の端部とは反対の端部が前記支持部材と当接した状態で配置されており、
    前記付勢部材の付勢方向に見たときに、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置は、前記回動部材支持部が前記付勢部材の付勢力を受ける位置と前記付勢部材の付勢力を受けた前記回動部材が前記移動部材と接触する位置とを結んだ線上にあることを特徴とする離間機構。
  5. 被付勢部材と、
    前記被付勢部材を支持する回動可能な回動部材と、
    前記回動部材を付勢する付勢部材と、
    前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記被付勢部材を所定の対象物から離れる方向に移動させる移動部材と、
    を有する離間機構において、
    前記付勢部材の付勢力に抗して前記回動部材の回動軸を支持する回動部材支持部と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動部材を支持する移動部材支持部と、を備えた支持部材を有し、
    前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に関して、前記回動部材を付勢する側の端部とは反対の端部が前記支持部材と当接した状態で配置されており、
    前記支持部材は、前記回動部材支持部及び前記移動部材支持部からなる少なくとも3箇所で前記付勢部材の付勢力を受け、
    前記付勢部材の付勢方向に沿って見たときに、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置は、前記少なくとも3箇所を結んだ領域内にあり、かつ、前記回動部材支持部が前記付勢部材の付勢力を受ける位置と前記付勢部材の付勢力を受けた前記回動部材が前記移動部材と接触する位置とを結んだ線上にあることを特徴とする離間機構。
  6. 前記回動部材支持部は、1箇所で前記付勢部材の付勢力を受け、前記移動部材支持部は、少なくとも2箇所で前記付勢力を受けることを特徴とする請求項5に記載の離間機構。
  7. 前記移動部材は、前記回動部材の回動軸と略直交する平面に沿って直線移動可能であり、前記移動部材支持部は、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置を通り前記回動部材の回動軸と略直交する平面の両側で前記付勢部材の付勢力を受けることを特徴とする請求項5又は6に記載の離間機構。
  8. 像担持体と、
    前記像担持体と接触して移動可能な無端状のベルトと、
    前記ベルトを介して前記像担持体に対向して前記ベルトの内周面に接触可能に設けられた被付勢部材と、
    前記被付勢部材を支持する回動可能な回動部材と、
    前記回動部材を前記像担持体側に付勢する付勢部材と、
    前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記被付勢部材を前記像担持体から離れる方向に移動させる移動部材と、
    を有する画像形成装置において、
    前記付勢部材の付勢力に抗して前記回動部材の回動軸を支持する回動部材支持部と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動部材を支持する移動部材支持部と、を備えた支持部材を有し、
    前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に関して、前記回動部材を付勢する側の端部とは反対の端部が前記支持部材と当接した状態で配置されており、
    前記支持部材は、前記回動部材支持部及び前記移動部材支持部からなる少なくとも3箇所で前記付勢部材の付勢力を受け、前記付勢部材の付勢方向に沿って見たときに、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置は、前記少なくとも3箇所を結んだ領域内にあることを特徴とする画像形成装置。
  9. 前記回動部材支持部は、1箇所で前記付勢部材の付勢力を受け、前記移動部材支持部は、少なくとも2箇所で前記付勢力を受けることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
  10. 前記移動部材は、前記回動部材の回動軸と略直交する平面に沿って直線移動可能であり、前記移動部材支持部は、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置を通り前記回動部材の回動軸と略直交する平面の両側で前記付勢部材の付勢力を受けることを特徴とする請求項8又は9に記載の画像形成装置。
  11. 像担持体と、
    前記像担持体と接触して移動可能な無端状のベルトと、
    前記ベルトを介して前記像担持体に対向して前記ベルトの内周面に接触可能に設けられた被付勢部材と、
    前記被付勢部材を支持する回動可能な回動部材と、
    前記回動部材を前記像担持体側に付勢する付勢部材と、
    前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記被付勢部材を前記像担持体から離れる方向に移動させる移動部材と、
    を有する画像形成装置において、
    前記付勢部材の付勢力に抗して前記回動部材の回動軸を支持する回動部材支持部と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動部材を支持する移動部材支持部と、を備えた支持部材を有し、
    前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に関して、前記回動部材を付勢する側の端部とは反対の端部が前記支持部材と当接した状態で配置されており、
    前記付勢部材の付勢方向に見たときに、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置は、前記回動部材支持部が前記付勢部材の付勢力を受ける位置と前記付勢部材の付勢力を受けた前記回動部材が前記移動部材と接触する位置とを結んだ線上にあることを特徴とする画像形成装置。
  12. 像担持体と、
    前記像担持体と接触して移動可能な無端状のベルトと、
    前記ベルトを介して前記像担持体に対向して前記ベルトの内周面に接触可能に設けられた被付勢部材と、
    前記被付勢部材を支持する回動可能な回動部材と、
    前記回動部材を前記像担持体側に付勢する付勢部材と、
    前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記被付勢部材を前記像担持体から離れる方向に移動させる移動部材と、
    を有する画像形成装置において、
    前記付勢部材の付勢力に抗して前記回動部材の回動軸を支持する回動部材支持部と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記移動部材を支持する移動部材支持部と、を備えた支持部材を有し、
    前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に関して、前記回動部材を付勢する側の端部とは反対の端部が前記支持部材と当接した状態で配置されており、
    前記支持部材は、前記回動部材支持部及び前記移動部材支持部からなる少なくとも3箇所で前記付勢部材の付勢力を受け、
    前記付勢部材の付勢方向に沿って見たときに、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置は、前記少なくとも3箇所を結んだ領域内にあり、かつ、前記回動部材支持部が前記付勢部材の付勢力を受ける位置と前記付勢部材の付勢力を受けた前記回動部材が前記移動部材と接触する位置とを結んだ線上にあることを特徴とする画像形成装置。
  13. 前記回動部材支持部は、1箇所で前記付勢部材の付勢力を受け、前記移動部材支持部は、少なくとも2箇所で前記付勢力を受けることを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
  14. 前記移動部材は、前記回動部材の回動軸と略直交する平面に沿って直線移動可能であり、前記移動部材支持部は、前記付勢部材が前記回動部材を付勢する位置を通り前記回動部材の回動軸と略直交する平面の両側で前記付勢部材の付勢力を受けることを特徴とする請求項12又は13に記載の画像形成装置。
  15. 前記被付勢部材は、前記像担持体から、前記ベルト又は前記ベルトに担持された記録材にトナー像を転写させる転写部材であることを特徴とする請求項8〜14のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  16. 前記転写部材は、導電性繊維によって構成されるブラシ状部材と、前記ブラシ状部材が固定された保持部と、備え、
    前記ベルトの移動方向と直交する前記ベルトの幅方向に関して、前記保持部の端部は前記回動部材によって保持されていることを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。
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