JP2015165263A - 画像形成装置 - Google Patents

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JP2015165263A JP2014040030A JP2014040030A JP2015165263A JP 2015165263 A JP2015165263 A JP 2015165263A JP 2014040030 A JP2014040030 A JP 2014040030A JP 2014040030 A JP2014040030 A JP 2014040030A JP 2015165263 A JP2015165263 A JP 2015165263A
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努 小宮山
Tsutomu Komiyama
努 小宮山
雅憲 白井
Masanori Shirai
雅憲 白井
鈴木 健司
Kenji Suzuki
健司 鈴木
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Abstract

【課題】無端ベルトの交換を容易に行うことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】筐体に、張力が付与された状態で表面が移動可能に支持された無端ベルトと、無端ベルトが張架されるとともに、軸線回りに回転し軸線と交差する方向に移動可能に支持された回転部材と、筐体の両側面に設けられ、無端ベルトの張力を付与する方向に回転部材を付勢する一対の張力付与手段と、無端ベルトの張力が減少する方向に回転部材を移動させて張力を解除した状態を、無端ベルトを介して保持する保持部材と、を備え、一対の張力付与手段の一方が、保持部材を介して張力を解除した状態で、筐体の一面側から着脱可能に設けられている。
【選択図】図4

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
弾性部材から形成され表面に多数のスリットが形成されるロールと、ロールを回転自在に軸支する支持部材と、ロールの両側面の軸に軸方向に摺動自在に軸支されるとともに、支持部材に対してベルト両端部を弾性支持するベルト蛇行規制部材と、無端ベルトに張力を付与させるために支持部材に設けられる張力付与機構と、該張力付与機構の動作を解除させる張力解除機構と、ロールを軸方向に傾動させるための傾動機構とを備えた無端ベルト搬送装置が知られている(特許文献1)。
ベルトを支持する複数本のロールと、複数本のロールのうちの少なくとも1本がベルトのテンションを解除する方向へ移動できるロール移動機構と、複数本のロール間に配置されロール移動機構によってテンションが解除されたベルトの内側端面を保持する如く回転するベルト交換用支持部材とを有し、複数本のロールを除くベルトとベルト交換用支持部材の部分を交換部分としたベルトカートリッジも知られている(特許文献2)。
特開平6−64772号公報 特開平8−123294号公報
本発明は、無端ベルトの交換を容易に行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、請求項1に記載の画像形成装置は、
筐体と、
前記筐体に、張力が付与された状態で表面が移動可能に支持された無端ベルトと、
前記無端ベルトが張架されるとともに、軸線回りに回転し前記軸線と交差する方向に移動可能に支持された回転部材と、
前記筐体の両側面に設けられ、前記無端ベルトの張力を付与する方向に前記回転部材を付勢する一対の張力付与手段と、
前記無端ベルトの張力が減少する方向に前記回転部材を移動させて張力を解除した状態を、前記無端ベルトを介して保持する保持部材と、を備え、
前記一対の張力付与手段の一方が、前記保持部材を介して前記張力を解除した状態で、前記筐体の一面側から着脱可能に設けられている、
ことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、
前記無端ベルトが、前記張力付与手段の一方が着脱される前記筐体の一面側から着脱される、
ことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記回転部材が、着脱される前記張力付与手段の一方と一体として着脱可能に支持されている、
ことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記張力付与手段が、前記筐体に着脱可能に固定された支持体、前記回転部材を回転可能に支持し前記支持体に移動可能に支持されたスライド部材、一端が前記支持体に固定され他端が前記スライド部材を前記回転部材の軸線と交わる方向に付勢する弾性部材、からなる、
ことを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記保持部材が、前記回転部材が前記無端ベルトの張力が減少する方向に移動して張力を解除した解除位置で、前記支持部材に設けられた係止孔に、前記スライド部材に設けられた被係止孔を係止するように嵌挿されて、前記張力付与手段が張力を解除した状態で保持される、
ことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、無端ベルトの交換を容易に行うことができる。
請求項2に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、無端ベルトの交換を効率的に行うことができる。
請求項3に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、張力付与手段と回転部材を一体的に着脱することができる。
請求項4に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、回転部材を無端部材の張力を付与する方向と、張力が減少する方向に移動させることができる。
請求項5に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、容易に張力付与手段を張力解除状態に保持することができる。
画像形成装置1の内部構成を示す断面模式図である。 転写ユニット50の内部構成を示す斜視図である。 転写ユニット50のテンションローラ56を支持するテンション機構100を示す部分斜視図である。 (a)はテンションローラ56に張力が付与されている状態のテンション機構100の透過図、(b)はテンションローラ56の張力が解除されるときのスライド部材120の移動を示すテンション機構100の透過図である。 画像形成装置1本体への転写ユニット50の着脱を示す斜視図である。 転写ユニット50からテンションローラ56とテンション機構100を一体として交換する状態を示す斜視図である。
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とする。
(1)画像形成装置の全体構成及び動作
図1は本実施形態に係る画像形成装置1の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置1の全体構成及び動作を説明する。
画像形成装置1は、制御装置10、給紙装置20、感光体ユニット30、現像ユニット40、転写ユニット50、定着装置60、を備えて構成されている。画像形成装置1の上面(Z方向)には、画像が記録された用紙が排出・収容される排出トレイ1aが形成されている。
制御装置10は、画像形成装置1の動作を制御する画像形成装置制御部11と、印刷処理要求に応じた画像データを準備するコントローラ部12、露光ヘッドLHの点灯を制御する露光制御部13、電源装置14等を有する。電源装置14は、後述する帯電ローラ32、現像ローラ42、一次転写ローラ52、二次転写ローラ53等に高圧電圧を印加するとともに、露光ヘッドLH、給紙装置20、定着装置60及び備えられた各センサ等に電力を供給する。
コントローラ部12は、外部の情報送信装置(例えばパーソナルコンピュータ等)から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光ヘッドLHに出力する。本実施形態の露光ヘッドLHは、複数の発光素子(LED:Light Emitting Diode)が主走査方向に沿って線状に配列されたLEDヘッドにより構成されている。
画像形成装置1の底部には、給紙装置20が設けられている。給紙装置20は、用紙積載板21を備え、用紙積載板21の上面には多数の記録媒体としての用紙Pが積載される。用紙積載板21に積載され、規制板(不図示)で幅方向位置が決められた用紙Pは、上側から1枚ずつ用紙引き出し部22により前方(−X方向)に引き出された後、レジストローラ対23のニップ部まで搬送される。
感光体ユニット30は、給紙装置20の上方(Z方向)に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム31を備えている。感光体ドラム31の回転方向に沿って、帯電ローラ32、露光ヘッドLH、現像ユニット40、一次転写ローラ52、クリーニングブレード34が配置されている。帯電ローラ32には、帯電ローラ32の表面をクリーニングするクリーニングローラ33が対向、接触して配置されている。
現像ユニット40は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング41を有する。現像ハウジング41内には、感光体ドラム31に対向して配置された現像ローラ42と、この現像ローラ42の背面側斜め下方には現像剤を現像ローラ42側へ撹拌搬送する一対のオーガ44、45が配設されている。現像ローラ42には、現像剤の層厚を規制する層規制部材46が近接配置されている。
現像ユニット40各々は、現像ハウジング41に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
回転する感光体ドラム31の表面は、帯電ローラ32により帯電され、露光ヘッドLHから出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム31上に形成された静電潜像は現像ローラ42によりトナー像として現像される。
転写ユニット50は、各感光体ユニット30の感光体ドラム31にて形成された各色トナー像が多重転写される無端ベルトの一例としての中間転写ベルト51、各感光体ユニット30にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト51に順次転写(一次転写)する一次転写ローラ52を備えている。さらに、中間転写ベルト51上に重畳して転写された各色トナー像を記録媒体である用紙Pに一括転写(二次転写)する二次転写ローラ53、中間転写ベルト51上に付着している残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーナ57を備えて構成されている。
各感光体ユニット30の感光体ドラム31に形成された各色トナー像は、画像形成装置制御部11により制御される電源装置14等から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ52により中間転写ベルト51上に順次静電転写(一次転写)され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。
中間転写ベルト51上の重畳トナー像は、中間転写ベルト51の移動に伴って二次転写ローラ53が配置された領域(二次転写部TR)に搬送される。重畳トナー像が二次転写部TRに搬送されると、そのタイミングに合わせて給紙装置20から用紙Pが二次転写部TRに供給される。そして、二次転写ローラ53には、画像形成装置制御部11により制御される電源装置14等から所定の転写電圧が印加され、レジストローラ対23から送り出され、搬送ガイドにより案内された用紙Pに中間転写ベルト51上の多重トナー像が一括転写される。
感光体ドラム31表面の残留トナーは、クリーニングブレード34により除去され、廃トナー回収容器(不図示)に回収される。感光体ドラム31の表面は、帯電ローラ32により再帯電される。尚、クリーニングブレード34で除去しきれず帯電ローラ32に付着した残留物は、帯電ローラ32に接触して回転するクリーニングローラ33表面に捕捉され、蓄積される。
定着装置60は加熱モジュール61と加圧モジュール62を有し、加熱モジュール61と加圧モジュール62の圧接領域によって定着ニップ部N(定着領域)が形成される。
転写ユニット50においてトナー像が転写された用紙Pは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを経由して定着装置60に搬送される。定着装置60に搬送された用紙Pは、一対の加熱モジュール61と加圧モジュール62により、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
定着トナー像が形成された用紙Pは、搬送ガイド65a、65bによってガイドされ、排出ローラ対69から画像形成装置1上面の排出トレイ1aに排出される。
(2)転写ユニットの構成とベルト交換操作
図2は本実施形態に係る画像形成装置1の転写ユニット50の内部構成を示す斜視図、図3は転写ユニット50のテンションローラ56を支持するテンション機構100を示す部分斜視図である。図4はテンション機構100の構造を示す透過図、図5は画像形成装置1本体への転写ユニット50の着脱を示す斜視図、図6は転写ユニット50からテンションローラ56とテンション機構100を一体として交換する状態を示す斜視図である。以下、図面を参照しながら、転写ユニット50の構成とベルト交換操作について説明する。
(2.1)転写ユニットの全体構成
転写ユニット50は枠体50A、50Bからなる筐体内に、中間転写ベルト51が駆動ローラ54、支持ローラ55、テンションローラ56に張架されて循環駆動されるように構成されている。
中間転写ベルト51の内面側には、一次転写ローラ52が、中間転写ベルト51を挟んで各感光体ドラム31に対向して設けられ、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム31上のトナー像が中間転写ベルト51に順次、静電吸引され、中間転写ベルト51上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
中間転写ベルト51は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が106〜1014Ω・cmとなるように形成されており、その厚みは例えば、0.1mm程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。
駆動ローラ54は、枠体50A、50Bの一端側で回転支持され、画像形成装置1本体に設けられた駆動機構(不図示)からの回転駆動を継手54Aで受けて、中間転写ベルト51を循環駆動させる。
また、駆動ローラ54は、中間転写ベルト51の裏面側に配置されて二次転写ローラ53のニップ荷重を受ける対向部材をなしている。
支持ローラ55は、二次転写部TRの上流側で中間転写ベルト51の内周面に接触して回転自在に配置され、当接部材として中間転写ベルト51を支持している。
テンションローラ56は、枠体50A、50Bの他端側で、後述する張力付与手段としての両側一対のテンション機構100を介して回転可能に支持され、中間転写ベルト51に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト51の蛇行を防止する。
(2.2)テンション機構
図4(a)、(b)はテンション機構100の構造を示す透過図であり、理解を容易にするために支持体110を実線、スライド部材120は破線、テンションローラ56は細線で表している。図4(a)はテンションローラ56に張力が付与されている状態、図4(b)はテンションローラ56の張力が解除されるときのスライド部材120の移動を示している。
図4(a)に示すように、テンション機構100は、支持体110、スライド部材120、コイルバネ130、ロックピン140からなり、支持体110が枠体50A、50Bに固定されて、テンションローラ56を回転支持している。
支持体110は、一端側にテンションローラ56の軸が挿通される貫通孔111が設けられている。貫通孔111は、テンションローラ56の移動方向にテンションローラ56の移動量よりも大きい長穴形状とされている。
支持体110の中央部には、後述する保持部材の一例としてのロックピン140が嵌挿される係止孔112が形成されている。
係止孔112を挟んで上下には、中間転写ベルト51の張力を付与する方向にテンションローラ56を付勢する弾性部材の一例としてのコイルバネ130を挿通して支持する支持軸113が形成されている。
支持体110の上下端には、スライド部材120の移動を案内する案内面114が設けられている。
スライド部材120は、一端側に軸受BRを介してテンションローラ56の軸を回転支持する軸受部121が設けられている。
スライド部材120の上下端には、支持体110に形成された案内面114に接触して案内されるスライド面122が形成されている。
スライド部材120の中央部には、ロックピン140が嵌挿される被係止孔123Aが形成されている。また、軸受部121の上下にも同一形状の被係止孔123B、123Cが形成されている。中央部の被係止孔123Aは、スライド部材120が、中間転写ベルト51の張力が減少する方向にテンションローラ56を移動させて張力を解除した解除位置に移動した際に、ロックピン140を介して支持体110の係止孔112に係止される。
スライド部材120の内面側(支持体110と面する側)には、被係止孔123Aを挟んで上下に、支持体110の固定部113に固定されたコイルバネ130の他端を受ける受部124が形成されている。
スライド部材120は、スライド面122が支持体110の案内面114と接触した状態で被係止孔123A、123B、123Aを介してフランジ付ネジSWで互いに固定されている。
そして、スライド部材120は、フランジ付ネジSWを緩めて被係止孔123A、123B、123Cの長穴の範囲で移動させることができる。
ロックピン140は、図4(b)に示すように、支持体110の係止孔112に嵌挿されるピン140bの先端側はテーパ形状とされ、スライド部材120の被係止孔123に挿通される側は段付きの頭部140aが設けられている。
尚、本実施形態においては、被係止孔123はロックピン140のピン140bが挿通される丸孔として形成されているが、係止孔112に雌ネジ部を形成するとともに、被係止孔123はスライド部材120の移動量よりも大きい長穴形状として、ロックピン140を公知の雄ネジとしても良い。ロックピン140に公知の雄ネジを用いれば、テンション機構100にロックピン140を装着した状態で使用することができる。
このように構成されるテンション機構100は、枠体50A、50Bに固定されてテンションローラ56を軸線と交差する方向に移動可能に回転支持し、テンションローラ56を介して中間転写ベルト51に内面側から張力を付与している。
(2.3)中間転写ベルトの交換操作
このようなユニット構成の画像形成装置1における中間転写ベルト51の交換操作の手順について図面を参照しながら説明する。
図5に示すように、画像形成装置1の本体フレームFRには、フロント側(図4中 Y方向)から各感光体ユニット30、各現像ユニット40が装着(図5中 矢印R1)されて固定されている。そして、各感光体ユニット30、各現像ユニット40の上方に転写ユニット50が装着されている。
各感光体ユニット30は、本体フレームFRに対してフロント側から着脱され、本体フレームFRには固定ノブNBで固定される。
同様に、現像ユニット40も、本体フレームFRに対してY方向に着脱され、本体フレームFRには固定ネジS1で固定される。
転写ユニット50は、操作ハンドル501を回転操作して、全ての一次転写ローラ52(Y)、(M)、(C)、(K)が感光体ドラム31から離間した状態(メンテナンス位置)で、本体フレームFRに対してY方向に引き出し又は装着される。
このようにして、本体フレームFRから引き出された転写ユニット50において、図4(b)に示すように、テンション機構100のスライド部材120を、中間転写ベルト51の張力が減少する方向に移動させて張力を解除した解除位置に位置した状態で、ロックピン140を介して支持体110の係止孔112に係止して張力が解除された状態を保持する。
係る張力が解除された状態では、駆動ローラ54、支持ローラ55、テンションローラ56に張架された中間転写ベルト51の内面からテンションローラ56が離れて、中間転写ベルト51には弛みが形成される。
次に、転写ユニット50を保持具(不図示)上で、枠体50A、50Bの一端側を上側にして保持する。そして、テンション機構100の張力が解除された状態を保持したまま、上側のテンション機構100の支持体110を枠体50Aに固定しているネジを取り外して、枠体50A、50B内に中間転写ベルト51を残した状態で、上側のテンション機構100をスライド部材120に支持されたテンションローラ56とともに一体として引き抜いて取り外す(図6参照)。
上側のテンション機構100がテンションローラ56とともに引き抜かれた転写ユニット50においては、枠体50A側から中間転写ベルト51が取り外され、新たな中間転写ベルト51が上側のテンション機構100が引き抜かれた状態で枠体50A、50B内に装着される。
そして、中間転写ベルト51の内面側に、テンションローラ56とともに上側のテンション機構100が取り付けられ、支持体110が枠体50Aに固定された後、転写ユニット50を保持具Hから取り外して、ロックピン140による支持体110とスライド部材120の係止を解除して、中間転写ベルト51に張力を付与する。
中間転写ベルト51が交換されて張力が付与された転写ユニット50は、全ての一次転写ローラ52(Y)、(M)、(C)、(K)が感光体ドラム31から離間した状態で本体フレームFRに対してY方向に装着され、その後、操作ハンドル501を回転操作して全ての一次転写ローラ52(Y)、(M)、(C)、(K)が感光体ドラム31に当接した状態で固定される。
(3)テンション機構の作用・効果
本実施形態に係る画像形成装置1においては、転写ユニット50が、枠体50A、50Bからなる筐体内に、張力が付与された状態で表面が移動可能に支持された中間転写ベルト51と、中間転写ベルト51が張架されて軸線回りに回転し、軸線と交差する方向に移動可能に支持されたテンションローラ56と、枠体50A、50Bの両側面に設けられ、中間転写ベルト51の張力を付与する方向にテンションローラ56を付勢する一対のテンション機構100と、中間転写ベルト51の張力が減少する方向にテンションローラ56を移動させて張力を解除した状態を、中間転写ベルト51を介して保持するロックピン140と、を備え、テンション機構100の一方が、ロックピン140を介して張力を解除した状態で、枠体50Aから着脱可能に設けられている。
その結果、テンション解除状態のテンション機構100と、テンションローラ56を一体として転写ユニット50に対して着脱することができる。すなわち、テンション機構100を構成する支持体110、スライド部材120、コイルバネ130等を分解して取り外すことなく、一体として取り外し、また取り付けることができ、中間転写ベルト51を容易に交換することができる。
以上、本発明に係る実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行うことが可能である。
例えば、本実施形態では無端ベルトとして、中間転写ベルト51を備えた中間転写方式の画像形成装置1について説明したが、搬送ベルト上に保持された記録媒体を介して感光体ドラムと接触して、感光体ドラム上のトナー像を転写・搬送する直接転写方式の画像形成装置における転写搬送ユニットであっても適用することができる。
また、タンデム方式の画像形成装置のみならず、1個の感光体ドラムを備えた画像形成装置における中間転写ベルトの交換機構であっても適用することができ、更に、用紙を静電吸着して保持する直接転写方式の転写ドラムにおける転写ベルトの交換機構であっても適用できる。
1・・・画像形成装置
排出トレイ1a
10・・・制御装置
20・・・給紙装置
30・・・感光体ユニット
40・・・現像ユニット
50・・・転写ユニット
50A、50B・・・枠体
51・・・中間転写ベルト
52・・・一次転写ローラ
54・・・駆動ローラ
55・・・支持ローラ
56・・・テンションローラ
60・・・定着装置
100・・・テンション機構
110・・・支持体
111・・・貫通孔(支持体)
112・・・係止孔(支持体)
113・・・支持軸(支持体)
114・・・案内面(支持体)
120・・・スライド部材
121・・・軸受部(スライド部材)
122・・・スライド面(スライド部材)
123A、B、C・・・被係止孔(スライド部材)
124・・・受部(スライド部材)
130・・・コイルバネ
140・・・ロックピン
LH・・・露光ヘッド
FR・・・本体フレーム
SW・・・フランジ付ネジ

Claims (5)

  1. 筐体と、
    前記筐体に、張力が付与された状態で表面が移動可能に支持された無端ベルトと、
    前記無端ベルトが張架されるとともに、軸線回りに回転し前記軸線と交差する方向に移動可能に支持された回転部材と、
    前記筐体の両側面に設けられ、前記無端ベルトの張力を付与する方向に前記回転部材を付勢する一対の張力付与手段と、
    前記無端ベルトの張力が減少する方向に前記回転部材を移動させて張力を解除した状態を、前記無端ベルトを介して保持する保持部材と、を備え、
    前記一対の張力付与手段の一方が、前記保持部材を介して前記張力を解除した状態で、前記筐体の一面側から着脱可能に設けられている、
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記無端ベルトが、前記張力付与手段の一方が着脱される前記筐体の一面側から着脱される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記回転部材が、着脱される前記張力付与手段の一方と一体として着脱可能に支持されている、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記張力付与手段が、前記筐体に着脱可能に固定された支持体、前記回転部材を回転可能に支持し前記支持体に移動可能に支持されたスライド部材、一端が前記支持体に固定され他端が前記スライド部材を前記回転部材の軸線と交わる方向に付勢する弾性部材、からなる、
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記保持部材が、前記回転部材が前記無端ベルトの張力が減少する方向に移動して張力を解除した解除位置で、前記支持部材に設けられた係止孔に、前記スライド部材に設けられた被係止孔を係止するように嵌挿されて、前記張力付与手段が張力を解除した状態で保持される、
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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