JP2014163956A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】比較的簡易な構成で、装置を大型化することなく、Bkの出力の際のY、M、Cの感光ドラムの劣化を防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】Bkの出力の際に、Bkの感光ドラムと被転写材との接触位置が、Y、M、Cの感光ドラムと被転写材が離れる方向に配置されているため、Y、M、Cの感光ドラムと被転写材との距離を十分に離すことができる構成。これにより、比較的簡易な構成で、装置を大型化することなく、Bkの出力の際のY、M、Cの感光ドラムの劣化を防止することができる。
【選択図】図7

Description

本発明は、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成方式などの画像形成装置に関する。特に、所定の方向に順に並べて配置されておりそれぞれ異なる色の画像が形成される回転可能な複数の像担持体を有するタンデム方式の画像形成装置に関する。
ここで、画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスなどを用いて、記録媒体に画像を形成するものである。画像形成装置としては、例えば、複写機、プリンタ(例えば、カラーLEDプリンタ)、フアクシミリ装置、及びワードプロセッサがある。また、記録媒体は、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、OHPシート等(以下、用紙と記す)が含まれる。
従来、カラー画像形成装置として、タンデム方式を採用する電子写真画像形成装置が知られている。タンデム方式とは、各色の現像剤(以下、トナーと記す)に対応して設けられた像担持体としての複数の電子写真感光体ドラム(以下、ドラム)を一列に並べ、各々のドラムが担持するトナー画像を被転写材に重ね合わせて転写することで所望の色調を得る方式である。被転写材としては、例えば無端状の中間転写ベルトのような中間転写材を用いてもよいし(中間転写方式)、搬送部材で搬送される用紙にドラムから直接転写を行う構成であってもよい(直接転写方式)。
タンデム方式の画像形成装置では、カラー画像の出力イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)を常に要求されるわけではなく、たとえばブラックのみといったモノクロ画像の出力(Bk)を要求されることが少なくない。そして、全てのドラムを被転写材に当接させた状態で、ブラック以外のドラムの回転駆動を停止させることでモノクロ画像を得る構成も知られている。しかし、この構成によれば、停止したブラック以外のドラムと搬送される被転写材との間で摩擦が生じるので、被転写材及びドラムが劣化しやすい、といった問題を生じる。
この課題への対応として、Bkの出力の際に、その他のカラードラム・現像器(Y・M・C)を延命するために、Y・M・Cの転写部材をドラムから離間させる構成のものがある。例えば、Y、M、Cの転写ローラをドラムに当接またはドラムから離間させるために、Y、M、Cの転写ローラを被転写材に対してそれぞれ垂直に直線移動させて当接または離間させるものがある(特許文献1)。また、Y、M、Cの転写ローラをドラムに当接またはドラムから離間させるために、押上ローラを被転写材に当接または離間させるものがある。(特許文献2)
特開2009−128580号公報 特開2008−122601号公報
特許文献1の画像形成装置は、Bkの出力の際にY、M、Cの転写ローラをドラムから離間させても、被転写材の姿勢はBkの転写ローラと被転写材の張架する部材とで決まってしまう。このとき、Y、M、Cのドラム、特にBkのドラムと隣り合うCのドラムと被転写材との距離を十分に離すことができないことも考えられる。十分に離せない場合には、例えば、被転写材が波打っているような状態の場合に、Y、M、Cのドラムと被転写材が接触してしまい、被転写材及びドラムが劣化しやすくなることも考えられる。
また、特許文献2の画像形成装置は、Bkの出力の際に押上ローラによって直接、被転写材を離間させているため、Y、M、Cのドラムと被転写材との距離を十分に離す効果が期待できる。しかし、特許文献2の画像形成装置は、押上ローラ自体、及び押上ローラを当接または離間させる機構が必要である。更には、押上ローラをモノクロ画像の出力時に被転写材に接触させているため、押上ローラにトナーの極性と同じ極性の電圧(バイアス)を印加させる機構が必要である。よって、部品点数が増加し、かつ、これらのスペースを確保するため画像形成装置が大型化してしまっていた。
本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものである。その目的は、比較的簡易な構成で、装置を大型化することなく、例えば、Bkの出力の際に、Y、M、Cの像担持体と被転写材との距離を十分に離間させることができる画像形成装置を提供することである。
上記の目的を達成するための本発明に係わる画像形成装置の代表的な構成は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、所定の方向に順に並べて配置されておりそれぞれ異なる色の画像が形成される回転可能な複数の像担持体と、張架部材により張架されていて前記複数の像担持体に対向して配設されている回転可能で可撓性を有する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記複数の像担持体に対してそれぞれ対向して設けられている複数の転写部材と、前記複数の転写部材のうちの一つの特定転写部材を除く他の転写部材をそれぞれ対応する像担持体に対して前記ベルト部材を介して当接させた当接位置と像担持体から離間させた離間位置との間を移動させる移動手段と、を備え、前記他の転写部材の前記当接位置または離間位置への移動に関わらず、前記特定転写部材は対応する像担持体に対して前記ベルト部材を介して当接が維持されており、前記特定転写部材に対応する像担持体と前記ベルト部材との接触位置は、前記他の転写部材が前記当接位置に移動された状態における前記他の転写部材にそれぞれ対向する像担持体と前記ベルト部材との接触位置それぞれを結んだ直線に対して前記ベルト部材を押し込む方向に配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、特定転写部材に対応する像担持体だけを用いた画像形成物を出力の際に、その像担持体とベルト部材との接触位置が他の像担持体とベルト部材が離れる方向に配置されている。そのため、他の像担持体とベルト部材がとの距離を十分に離すことができる。これにより、比較的簡易な構成で、装置を大型化することなく、特定転写部材に対応する像担持体だけを用いた画像形成物の出力の際の他の像担持体やベルト部材の劣化を低減することができる。
実施例1に係る画像形成装置のカラーモード時の断面略図である。 同画像形成装置のモノクロモード時の断面略図である。 図1の画像形成装置において開閉ドアを開いた状態時の断面略図である。 図1の画像形成装置において開閉ドアを開いた状態時の断面略図である。 図3の画像形成装置においてトレイを引き出した状態時の断面略図である。 制御系統のブロック図である。 (a)は図1における中間転写ベルトユニットの部分の拡大模式図、(b)は図2における中間転写ベルトユニットの部分の拡大模式図である。 (a)は図3における中間転写ベルトユニットの部分の拡大模式図、(b)は図4における中間転写ベルトユニットの部分の拡大模式図である。 図1の部分的な拡大図である。 実施例2に係る画像形成装置の断面略図である。 他の装置構成の画像形成装置の断面略図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
[実施例1]
(画像形成装置例の説明)
本実施例に係る画像形成装置について図1の断面略図を用いて説明する。この画像形成装置100は、電子写真画像形成方式を用いたフルカラーレーザプリンタである。即ち、外部ホスト装置200から制御回路部(制御手段)101に入力する画像情報(電気的画像信号)に基づいて記録媒体Sにフルカラー画像またはモノクロ画像の形成を行う。なお、本発明において、画像形成装置はプリンタのみならず、複写機やファクシミリ装置など他の画像形成装置であってもよい。
外部ホスト装置200はパソコン、イメージリーダー、ファクシミリ装置、ネットワークシステム、ワークステーション等である。102は画像形成装置100の操作パネル部である。
この画像形成装置100は画像形成プロセスに寄与する複数のカートリッジPが画像形成装置本体(以下、装置本体と記す)100Aの内部に取り外し可能に装着された状態で記録媒体Sに画像を形成するカートリッジ方式である。本実施例の画像形成装置100は4つのプロセスカートリッジP(PY、PM、PC、PBk:以下、カートリッジと記す)を画像形成装置100の装置本体100Aの内部に対して取り外し可能に装着する。そして、記録媒体Sにフルカラー画像(カラーモード)またはモノクロ画像(モノクロモード)を形成するものである。
ここで、この画像形成装置100に関して、開閉ドア(開閉部材)103を設けた側を前側(正面側)、前側と反対側の面を後側(後面側)とする。また、左右とは画像形成装置100を前側から見て左または右である。装置本体100Aの内部には後側から前側にかけて所定の方向、本実施例では水平方向に順に、第1のカートリッジPY、第2のカートリッジPM、第3のカートリッジPC、第4のカートリッジPBkの4つのカートリッジPが配置されている。
各カートリッジPはいわゆる一体型のプロセスカートリッジであり、それぞれ同様の電子写真プロセス機構を有している。即ち、各カートリッジPは、それぞれ、回転可能な像担持体としての電子写真感光体ドラム(以下、ドラムと記す)1(1Y、1M、1C、1Bk)を有する。また、ドラム1に作用する電子写真プロセス手段としての、帯電器2、現像ユニット(現像装置)3(3Y、3M、3C、3Bk)、クリーニングユニット4を有する。
帯電器2はドラム1を所定の極性と電位に一様に帯電する帯電手段であり、本実施例においてはた帯電ローラである。現像ユニット3は現像剤(以下、トナーと記す)を担持してドラム1に適用してドラム面に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像剤担持体としての現像ローラ3a、現像ローラに供給するトナーを収容(貯蔵)したトナー収容部3bを有している。
各カートリッジPの現像ユニット3のトナー収容部3bに収容させたトナーの色は互いに異なるものである。本実施例においては、第1のカートリッジPYの現像ユニット3Yのトナー収容部3bにはイエロー(Y)色のトナーが収容されている。第2のカートリッジPMの現像ユニット3Mのトナー収容部3bにはマゼンタ(M)色のトナーが収容されている。第3のカートリッジPMの現像ユニット3Mのトナー収容部3bにはマゼンタ(M)色のトナーが収容されている。第4のカートリッジPBkの現像ユニット3Bkのトナー収容部3bにはブラック(Bk)色のトナーが収容されている。
クリーニングユニット4はドラム1から後述する転写ベルト11対してトナー画像が1次転写された後のドラム面に残留したトナーを除去してドラム面を清掃するクリーニング手段である。本実施例においては清掃部材としてクリーニングブレードを用いている。
各カートリッジPは後述する移動部材としてのカートリッジ支持部材(以下、トレイと記す)6における各対応する載置部に長手方向(ドラム1の回転軸線方向)を左右方向にして載置されて支持されている。
図1においては、トレイ6は装置本体100Aの内部に位置して各カートリッジPをそれぞれ画像形成動作可能な装着位置に位置付けた収納位置に位置している。ドア103は装置本体100Aの前面の開口104に対して閉じ込まれている。この状態においては、各カートリッジPは、それぞれ、装置本体100A側の押圧手段の押圧動作により被位置決め部が装置本体100A側の位置決め部に押し付けられて画像形成動作可能な装着位置に位置決めされて固定されている。上記において、押圧手段、被位置決め部、位置決め部はいずれも図には省略されている。
そして、各カートリッジPが装置本体100A内の装着位置に位置決め固定されている状態において、各カートリッジPの被駆動カップリング部に対して装置本体100A側の駆動カップリング部が結合している。これにより、装置本体100A側の駆動部から各カートリッジPに対してそれぞれ駆動力を伝達可能である。各カートリッジPのドラム1はそれぞれ上記の駆動力の伝達を受けて矢印の反時計方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。また、現像ユニット3の現像ローラ3aなどの他の回転部材も所定の方向、速度で回転駆動される。
また、各カートリッジPの受電部に対して装置本体100A側の給電部が電気的に結合している。これにより、装置本体100A側の電源部から各カートリッジPに対してそれぞれ帯電バイアス・現像バイアス等の所定のバイアスを印加可能である。上記において、被駆動カップリング部、駆動カップリング部、受電部、給電部、電源部は何れも図には省略されている。
上記4つのカートリッジPの上方部には、露光手段としてのレーザースキャナユニットLBが設けられている。このユニットLBは、各カートリッジPに対する画像情報に対応して変調されたレーザー光Zを出力する。そのレーザー光ZがカートリッジPの露光窓部5からカートリッジ内に進入してドラム1の表面を主走査露光する構成である。
また、上記4つのカートリッジPの下方には、中間転写ベルトユニット7が設けられている。このユニット7は、ベルト張架部材としての駆動ローラ8、テンションローラ9、アシストローラ10を有している。この3本のローラ間に可撓性を有する無端状のベルト部材(エンドレスベルト)としての転写ベルト(中間転写部材)11が張架されている。駆動ローラ8とテンションローラ9との間の上方側(上行側)の転写ベルト部分が上記4つのカートリッジPのドラム1に対して対向している。
本実施例においては、駆動ローラ8は装置本体100A内において第1のカートリッジPYよりも後側に配設されている。テンションローラ9は装置本体100A内において第4のカートリッジPBkよりも前側に配設されている。アシストローラ10は駆動ローラ8の近傍において駆動ローラ8の下側に配設されている。
駆動ローラ8、テンションローラ9、アシストローラ10はそれぞれ回転軸線方向を左右方向にして互いに平行に配設されている。テンションローラ9は転写ベルト11に対して所定の一定圧のテンションを与える方向に左右両端部の軸受部(不図示)がバネ等の付勢手段(不図示)によって常に移動付勢されている。転写ベルト11は駆動ローラ8が矢印の時計方向に回転駆動されることで矢印の時計方向にドラム1の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転駆動される。テンションローラ9とアシストローラ10は転写ベルト11の回転に従動して回転する。
転写ベルト11の内側には、上方側ベルト部分を介して各カートリッジPのドラム下面にそれぞれ対向する転写部材(一次転写手段)としての4つの転写ブラシ12(12Y、12M、12C、12Bk)が長手方向を左右方向にして平行に配設されている。
それらの転写ブラシ12Y、12M、12C、12Bkのうちの、第1〜第3のカートリッジPY、PM、PCに対応する転写ブラシ12Y、12M、12Cについては共通の可動の支持部材105に固定して支持させてある。第4のカートリッジPBkに対応する転写ブラシ12Bkについては特定転写部材として所定の定位置に固定して配設されている。
即ち、特定転写部材としての転写ブラシ12Bkに対応するドラム1Bkは他の転写ブラシ12Y、12M、12Cにそれぞれ対応するドラム1Y、1M、1Cよりも転写ベルト11の移動方向下流側に配設されている。
支持部材105は制御回路部101で制御されるシフト機構107(図6)により転写ベルト11の内側において水平を保って上下方向に移動される。支持部材105のシフト機構017の具体的な構成は図の煩雑をさけるために図には省略したけれども、例えば、モータで駆動される平行四辺形リンク昇降動機構、モータやソレノイドにより駆動されるカムを有する昇降動機構などで構成することができる。
支持部材105はシフト機構107で駆動されて、転写ブラシ12Y、12M、12Cをドラム1Y、1M、1Cの下面に転写ベルト11の上方側ベルト部分を介して当接させた当接位置Aとそれらのドラムから離間させた離間位置Bとの間を移動させる。本実施例においては、上記の支持部材105とシフト機構107が転写ブラシ12Y、12M、12Cをそれぞれ対応するドラム1Y、1M、1Cに対して上記の当接位置Aと離間位置Bとの間を移動させる移動手段である。
図1は転写ブラシ12Y、12M、12Cが当接位置Aに移動された状態時を示している。図7の(a)は図1における中間転写ベルトユニット7の部分の拡大模式図である。この状態においては、転写ブラシ12Y、12M、12Cは支持部材105の上昇移動により転写ベルト11をベルト張力に抗して持ち上げて対応するドラム1Y、1M、1Cの下面に当接する方向に移動されて所定の押圧力をもって押し当った状態となっている。定位置に固定して配設されている転写ブラシ12Bkは第4のカートリッジPBkのドラム1Bkの下面に対して転写ベルト11を介して所定の押圧力で付勢されて当接している。
即ち、図7の(a)のように全てのカートリッジPのドラム1に対して転写ベルト11が接触していてそれぞれの接触位置NY、NM、NC、NBkにおいて1次転写ニップ部(1次転写位置)を形成している状態となっている。
図2は転写ブラシ12Y、12M、12Cが上記の当接位置Aから離間位置Bに移動された状態時を示している。図7の(b)における中間転写ベルトユニット7の部分の拡大模式図である。この状態においては、転写ブラシ12Y、12M、12Cが、それぞれ、転写ベルト11の上方側ベルト部分の内面から離れている。そのため、図7の(b)のように、第1〜第3のカートリッジPY、PM、PCのドラム1Y、1M、1Cの下面に対しては転写ベルト11の上方側ベルト部分が離間して1次転写ニップ部の形成が解除された状態に保持されている。
つまり、転写ブラシ12Y、12M、12Cの離間位置Bは転写ブラシ12Y、12M、12Cがそれぞれ対応するドラム12Y、12M、12Cから離間する方向へ所定量移動されて1次転写ニップ部の形成が解除された状態となっている位置である。
一方、定位置に固定して配設されている転写ブラシ12Bkについては対応の第4のカートリッジPBkのドラム1Bkの下面に対して転写ベルト11の上方側ベルト部分を介して所定の押圧力で付勢されて当接している状態が維持されている。これにより、第4のカートリッジPBkについてはそのドラム1Bkに対して転写ベルト11が接触していて接触位置NBkにおいて1次転写ニップ部が形成されている状態となっている。
この状態において、カラーモード及びモノクロモードにおいても転写ベルト11のテンションローラ9への巻きつき量が1次転写ニップ部が形成されない状態と比べて大きくなる。したがって、カラーモード及びモノクロモードにおいても転写ベルト11の駆動の安定性が向上する。
上記のように、特定転写部材である転写ブラシ12Bkとそれが対応するドラム1Bkは、他の転写部材である転写ブラシ12Y、12M、12Cの前記当接位置Aまたは前記離間位置Bへの移動に関わらず、転写ベルト11を介して当接が維持されている。
また、ユニット7の駆動ローラ8のベルト懸回部には転写ベルト11を介して2次転写ローラ13が所定の押圧力で付勢されて当接しており2次転写ニップ部(2次転写位置)を形成している。
ユニット7の下方部には画像が形成される記録媒体Sを積載して収容した給送トレイ(給送カセット)14、ピックアップローラ15、一枚分離給送ローラ16、レジストローラ17等が配設されている。記録媒体Sは画像を形成することができるシート状部材であって、定型若しくは非定型の各種の普通紙、樹脂コート紙、OHPシート、封筒、葉書などが含まれる(以下、用紙と記す)。
給送トレイ14は装置本体100Aの前側から出し入れ(挿脱)自由である(フロントローデング)。ピックアップローラ15、一枚分離給送ローラ16、レジストローラ17は装置本体100Aの内部の後側に配設されている。また、装置本体100Aの内部の後側には給送ローラ16から装置本体100Aの上方部の排出口21に向かう用紙上行搬送路(垂直搬送路)18が配設されている。この搬送路18に沿って下側から上側に順次に、一枚分離給送ローラ16、レジストローラ17、2次転写ローラ13、定着装置19、排出ローラ対20、排出口21が配設されている。
装置本体100Aの上面部は排出トレイ22とされている。定着装置19は用紙Sに形成された未定着トナー画像を固着画像として定着する装置である。本実施例においては加熱手段で加熱される定着フィルムを含む加熱ユニットと加圧ローラを有し、その両者で形成される定着ニップ部で用紙Sを挟持搬送して定着する装置である。排出ローラ対20は排出ローラと排出コロを有する。搬送路18は用紙をガイドするガイド板等を有するが図には省略してある。
(画像形成動作)
1)カラーモード
カラーモードは第1〜第4のカートリッジPY、PM、PC、PBkの全てのドラム1Y、1M、1C、1Bkを用いて用紙Sに4色フルカラー画像を形成する画像形成モードである。
このカラーモードが選択指定されると、制御回路部101は、支持部材105が所定の上昇位置Aに位置していない場合はシフト機構107を動作させて支持部材105を所定の上昇位置Aに上昇移動させる。これにより、図1、図7の(a)のように、第1〜第4の全てのカートリッジPのドラム1に対して対応する転写ブラシ12が転写ベルト11を介して当接してそれぞれの接触位置NY、NM、NC、NBkにおいて1次転写ニップ部が形成されている状態になる。
各カートリッジPのドラム1が所定の速度で回転駆動される。転写ベルト11もドラム1の回転に順方向にドラム1の速度に対応した速度で回転駆動される。レーザースキャナユニットLBも駆動される。
レーザースキャナユニットLBの駆動に同期して、各カートリッジPにおいて帯電ローラ2がドラム1の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。レーザースキャナユニットLBは各ドラム1の表面を対応する色の画像信号に応じてレーザー光Zで走査露光する。これにより、各ドラム1の表面に対応色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。静電潜像は現像ユニット3の現像ローラによりトナー画像として現像される。
上記のような電子写真画像形成プロセス動作により、第1のカートリッジPYのドラム1Yにはフルカラー画像のY色成分に対応するY色トナー画像が形成される。そのトナー画像が転写ベルト11上に一次転写される。第2のカートリッジPMのドラム1Mにはフルカラー画像のM色成分に対応するM色トナー画像が形成される。そのトナー画像が、転写ベルト11上にすでに転写されているY色トナー画像に重畳されて一次転写される。
また、第3のカートリッジPCのドラム1Cにはフルカラー画像のC色成分に対応するC色トナー画像が形成される。そのトナー画像が、転写ベルト11上にすでに転写されているY色とM色のトナー画像に重畳されて一次転写される。第4のカートリッジPBkのドラム1Bkにはフルカラー画像のBk色成分に対応するBk色トナー画像(黒色画像)が形成される。そのトナー画像が、転写ベルト11上にすでに転写されているY色とM色とC色のトナー画像に重畳されて1次転写される。
転写ブラシ12Y、12M、12C、12Bkには、必要に応じて1次転写バイアスを印加してもよい。このようにして、転写ベルト11上にはY色+M色+C色+Bk色の4色フルカラーの未定着の重畳転写トナー画像が形成される。
一方、給送トレイ14から所定の制御タイミングで用紙Sが1枚ずつ分離されて給送される。その用紙Sは、レジストローラ17により所定の制御タイミングで2次転写ローラ13と転写ベルト11との当接部である2次転写ニップ部に導入される。これにより、用紙Sが2次転写ニップ部で挟持搬送されていく過程で、転写ベルト11上の4色重畳のトナー画像が用紙Sの面に順次に一括して2次転写される。2次転写ローラ13には、必要に応じて2次転写バイアスを印加してもよい。
そして、トナー画像の2次転写を受けた用紙Sは定着装置19に導入されて定着処理を受け、フルカラー画像形成物として排出ローラ対20により排出口21から排出トレイ22へ排出される。
2)モノクロモード
モノクロモード(減色モード)は第1〜第4のカートリッジPY、PM、PC、PBkのうちの、Bk色トナー画像を形成する第4のカートリッジPBkのドラム1Bkのみ用いて用紙Sにモノクロ画像を形成する画像形成モードである。
モノクロモードが選択指定されると、制御回路部101は、支持部材105が所定の下降位置Bに位置していない場合はシフト機構107を動作させて支持部材105を所定の下降位置Bに下降移動させる。これにより、図2、図7の(b)のように、第1〜第3のカートリッジPY、PM、PCのドラム1Y、1M、1Cに対応する転写ブラシ12Y、12M、12Cが、それぞれ、転写ベルト11の上方側ベルト部分の内面から離れる。
そのため、第1〜第3のカートリッジPY、PM、PCのドラム1Y、1M、1Cの下面に対しては転写ベルト11の上方側ベルト部分が離間して1次転写ニップ部の形成が解除された状態に保持される。即ち、転写ブラシ12Y、12M、12Cが対向するドラム1Y、1M、1Cから離間した状態に保持される。
これに対して、定位置に固定して配設されている転写ブラシ12Bkは対応の第4のカートリッジPBkのドラム1Bkの下面に対して転写ベルト11の上方側ベルト部分を介して所定の押圧力で付勢されて当接している状態が維持されている。これにより、第4のカートリッジPBkについては接触位置NBk、即ち1次転写ニップ部の形成が維持された状態となっている。
そして、第4のカートリッジPBkのドラム1Bkが所定の速度で回転駆動される。なお、第1〜第3のカートリッジPY、PM、PCについてはドラム1Y、1M、1Cの駆動がなされず画像形成動作はなされない。転写ベルト11がドラム1Bkの回転に順方向にドラム1Bkの速度に対応した速度で回転駆動される。レーザースキャナユニットLBが駆動される。この状態において、第4のカートリッジPBkのみによる画像形成が実行されてドラム1BkにBk色トナー画像が形成される。そして、そのBk色トナー画像が転写ベルト11に対して順次に1次転写されていく。
以下、カラーモードの場合と同様に、給送トレイ14から用紙Sが一枚分離給送される。その用紙Sに対して2次転写ニップ部において転写ベルト11側のBk色トナー画像の2次転写がなされる。その用紙Sが定着装置19に導入されて画像定着を受け、モノクロ画像形成物として排出ローラ対20により排出口21から排出トレイ22へ排出される。
(カートリッジ交換方式)
各カートリッジPは画像形成に使用されるにつれてそれぞれ現像ユニット3のトナー収容部3bに収容されているトナーが消費される。そして、カートリッジPを購入した使用者にとって満足できる品質の画像を形成することが出来なくなる程度までトナーが消費された際にカートリッジPとしての商品価値が喪失する。
そこで、例えば、個々のカートリッジPのトナー残量を検知する手段108Y、108M、108C、108Bk(図6)を具備させて、制御回路部101において、検知残量値を、予め設定したカートリッジ寿命予告や寿命警告のための閾値と比較させる。そして、検知残量値が閾値よりも少ない残量値となったカートリッジについては操作パネル部102の表示部102aに、そのカートリッジPについての寿命予告あるいは寿命警告を表示させる。これにより使用者に、交換用のカートリッジの準備を促す、あるいはカートリッジの交換を促して、出力画像の品質を維持するようにしている。
本実施例の画像形成装置100において、カートリッジPの交換は、ユーザビリティ向上のために、カートリッジPを装置本体100Aに対して引き出し式の移動部材としてのカートリッジトレイ6に乗せて、フロントアクセスにより交換する方式である。
すなわち、装置本体100Aの前側には、装置本体100Aの内部のカートリッシ収容部へカートリッジPを挿入する、逆に、カートリッジPを取り出すために、カートリッジPを通過させる開口104が設けられている。そして、図1、図2のように、この開口104を閉じる閉じ位置(閉鎖位置)Cと、図3、図4のように、開口104を開放する開放位置Dとの間を移動可能な開閉ドア103が設けられている。即ち、ドア103は、開口104を閉じる閉じ位置Cと開放する開放位置Dとを取り得る。
本実施例においては、ドア103は、ドア下辺側のヒンジ部103aを中心に装置本体100Aに対して開閉回動可能である。すなわち、ドア103は、ヒンジ部103aを中心に立て起こし方向に回動して、図1、図2のように、装置本体100Aに対して閉じ込んだ状態にすることができる。このドア103を閉じることにより開口104が閉鎖される。また、ヒンジ部103aを中心に、ドア103を装置本体100Aの手前側にほぼ水平に倒し回動して、図3、図4のように、装置本体100Aから開いた状態にすることができる。これにより、開口104が大きく開放される。
なお、図3は転写ブラシ12Y、12M、12Cが当接位置Aに位置している状態時においてドア103が開かれた状態を示している。図4は転写ブラシ12Y、12M、12Cが離間位置Bに位置している状態時においてドア103が開かれた状態を示している。
トレイ6は、ドア103が図1、図2のように閉鎖位置Cに位置している状態時においては、装置本体100Aの内側に位置する内側位置であって、各カートリッジPを画像形成動作可能な装着位置に位置付けた収納位置に位置している。
この状態においては、前述したように、各カートリッジPは、それぞれ、装置本体100A側の押圧手段の押圧動作により被位置決め部が装置本体100A側の位置決め部に押し付けられて所定の装着位置に位置決めされて固定されている。そして、各カートリッジPの被駆動カップリング部に対して装置本体100A側の駆動カップリング部が機械的に結合している。また、各カートリッジPの受電部に対して装置本体100A側の給電部が電気的に結合している。
ドア103が図1、図2の閉鎖位置Cから図3、図4のように開放位置Dに開かれると、ドア103の開き動作に連動する連動機構(不図示)が動作する。その動作により、各カートリッジP側の被駆動カップリング部に対する装置本体100A側の駆動カップリング部の結合が解除される。また、押圧手段による各カートリッジPの押圧が解除される。そして、トレイ6は、装置本体100Aの内側に位置する内側位置であって、上記の収納位置よりも上方の移動可能位置に移動する。
そして、トレイ6が収納位置から移動可能位置に上方移動することで、各カートリッジPも装着位置から持ち上げられて全てのドラム1が転写ベルト11から離れた状態に保持される。また、各カートリッジPの受電部に対する装置本体100A側の給電部の接続も解除される。図8の(a)は図3における中間転写ベルトユニット7の部分の拡大模式図、(b)は図4における中間転写ベルトユニット7の部分の拡大模式図である。
図8の(a)においては、転写ベルト11が当接位置Aに位置している転写ブラシ12Y、12M、12Cで持ち上げられている状態において全てのドラム1Y、1M、1C、1Bkが転写ベルト11から離間している。
図8の(b)においては、転写ベルト11が離間位置Bに位置している転写ブラシ12Y、12M、12Cから離れている状態において全てのドラム1Y、1M、1C、1Bkが転写ベルト11から離間している。転写ベルト11の上側ベルト部分は駆動ローラ8とテンションローラ9との間に直線的に展張しており、転写ベルト11は転写ブラシ12Bkからも離間している。
そして、トレイ6は図3、図4の移動可能位置から開口104を通して図5のように装置本体100Aの外部に引き出されてカートリッジPY、PM、PC、PBkを着脱可能とする所定の着脱位置(外側位置)Eまで引き出し移動することが出来る。Fはトレイ6の引き出し移動方向である。トレイ6の引き出し移動はトレイ6を支持させている装置本体100A側の前後方向に長いレール部材106に沿ってなされる。
トレイ6は4つのカートリッジPを支持してカートリッジPの長手方向(ドラム1の回転軸線方向)と直交(交差)する方向へレール部材106に沿って移動可能である。トレイ6は図3、図4の移動可能位置と図5の着脱位置Eとの間の移動方向において上記4つのカートリッジPを並べて載置可能である。Bk色の画像を形成する第4のカートリッジPBkはトレイ6に対してトレイ6の引き出し移動方向Fの最も下流の位置に配置されている。
上記のようにトレイ6の移動時には各カートリッジPのドラム1と転写ベルト11は離れているので、トレイ6はドラム1と転写ベルト11が接触することなく図3、図4の移動可能位置から図5の着脱位置Eへと移動する。トレイ6は所定の着脱位置Eまで引き出されると、ストッパ(不図示)によりそれ以上の引き出し移動は阻止される。また、引き出された状態が安定に保持される。この着脱位置Eにおいてトレイ6に対してカートリッジPの新旧交換操作をすることができる。
トレイ6は、着脱位置Eにおいて、個々のカートリッジPを上方に取り出し可能に支持している。また、トレイ6は、個々のカートリッジPを下方に向かって移動させることによって支持する。そこで、交換すべき使用済みのカートリッジをトレイ6から上方に持ち上げて抜き外す。そして、新しいカートリッジをトレイ6に対して上から嵌め入れて載せる。つまり、トレイ6が装置本体100Aの外側に引き出された時、カートリッジPは装置本体100Aに対して着脱が可能である。
着脱位置Eに引き出されているトレイ6は、逆に、開口104を通して装置本体100A内の内側位置である移動可能位置に押し込み移動することが出来る。Gはトレイ6の押し込み移動方法である。この移動時も各カートリッジPのドラム1が転写ベルト11から離れた状態に保持されていて、トレイ6はドラム1と転写ベルト11が接触することなく着脱位置Eから移動可能位置へと移動する。
そして、トレイ6が移動可能位置に所定に押し込まれた状態(図3、図4)においてドア103を装置本体100Aに対して閉じ込んだ状態にすることができる。このドア103の閉じ動作に連動する連動機構(不図示)の動作により、トレイ6は下方に所定量移動して移動可能位置から収納位置に位置する。これにより、各カートリッジPが画像形成動作可能な装着位置に位置する。
引き続くドア103の閉じ動作に連動する動作により、各カートリッジP側の被駆動カップリング部に対して装置本体100A側の駆動カップリング部が結合係合動作する。続いて、押圧手段が押圧動作して各カートリッジPの被位置きめ部が装置本体100A側の位置決め部に押し付けられて所定の装着位置に位置決め状態に保持される。また、各カートリッジP側の受電部に対して装置本体100A側の給電部が電気的に接続した状態になる。かくして、各カートリッジPが画像形成動作可能な状態(図1、図2)に復帰する。
(転写部の構成)
カラーモード時におけるユニット7の部分の拡大模式図である図7の(a)において、転写ブラシ12Y、12M、12Cにそれぞれ対向するドラム1Y、1M、1Cと転写ベルト11との接触位置NY、NM、NCそれぞれを結んだ直線(仮想線)をLとする。この直線Lに対して、特定転写部材である転写ブラシ12Bkに対応するドラム1Bkと転写ベルト11との接触位置NBkは、転写ベルト11を押し込む方向に配置されている。
本実施例においては、全てのカートリッジPがそれぞれ装着位置に位置決め固定された状態において、カートリッジPBkはドラム1Bkが他のカートリッジPY、PM、PCのドラム1Y、1M、1Cよりも転写ベルト11の側に位置する構成としてある。
そして、本実施例におけるドラム1Bkと転写ベルト11との接触位置NBkは、直線Lに対して、図7の(a)における下方向に距離Xだけ離して配置されている。本実施例においては、ドラム1Bkと転写ベルト11との接触位置NBkは距離Xを2mmにして配置している。
そして、図7の(b)に示すように、モノクロモード時において転写ブラシ12Y、12M、12Cがドラム1Y、12M、12Cから離間した際は、接触位置NBkが直線Lから距離X離れている。そのため、転写ベルト11をドラム1Y、12M、12Cから離間することができる。このとき、転写ベルト11とドラム1Y、12M、12Cとの距離が十分に離れている為、例えば転写ベルト11が長期保管した際のセット跡等によって波打ってしまった場合においても、転写ベルト11とドラム1Y、12M、12Cが接触することはない。
以上より、モノクロモード時において、Bk色画像を形成するドラム1Bkと転写ベルト11との接触位置Nbkが画像形成しない他のドラム1Y、1M、1Cと転写ベルト11が離れる方向に配置されている。そのため、画像形成しない他のドラム1Y、1M、1Cと転写ベルト11とを十分に離すことができる。これにより、比較的簡易な構成で、装置を大型化することなく、Bk色画像の出力の際の画像形成しない他のドラム1Y、1M、1Cおよび転写ベルト11の接触に起因する劣化を低減することができる。
また、図7の(b)のように、モノクロモード時において、Bk色画像を形成するドラム1Bkと転写ベルト11との接触位置Nbkが、画像形成しない他のドラム1Y、1M、1Cと転写ベルト11が離れる方向に配置されている。この場合、Bk色画像を形成するドラム1Bkと転写ベルト1との接触位置NBkにおいて転写ベルト11はドラム1Bkにより巻き付いて接触する。これにより、本実施例の画像形成装置においては、Bk色画像を形成するドラム1Bkの1次転写ニップ部の幅が十分に確保されるため、転写不良のない良好な転写画像を得ることができる。
更には、上記のように、Bk色画像を形成するドラム1Bkと転写ベルト11との接触位置NBkを他のドラム1Y、1M、1Cと転写ベルト11が離れる方向に配置した場合、カートリッジPBkを他のカートリッジよりも下方向に配置することができる。これによりカートリッジPBkのトナー収容部3bを、図9の破線示のように、上下方向に前述の距離Xだけ、他のカートリッジのそれよりも大きいサイズに設定しても、装置本体100Aサイズを変えることなく装置本体100A内に設置することができる。
本実施例においては、カートリッジPBkは、カートリッジPY、PM、PC、PBkを交換する際のトレイ6の引き出し方向において最も下流に配置されている。この配置であれば、カートリッジPBkを前述の距離Xだけ大きいサイズに設定しても、カートリッジPY、PM、PC、PBkの交換性には影響がない。これにより、本実施例の画像形成装置100においては、装置本体サイズを変えることなく、かつカートリッジ交換性を損なうことなく、使用頻度の高いカートリッジPBkをトナーの収納量について大容量にすることができる。
[実施例2]
図10を用いて第2の実施例に係わる画像形成装置について説明する。本実施例2の画像形成装置100においては、第1〜第4のカートリッジPY、PM、PC、PBkを支持させたトレイ6を装置本体100A内において斜め右下方向に傾斜して配置されている。即ち、トレイ6は、装置本体100Aの内部において水平に対して引き出し移動方向Fの下流側が上流側よりも低位となるように傾斜して配設されている。
これに伴い中間転写ベルトユニット7もトレイ6の傾斜と並行するように傾けて配置されている。トレイ6の装置本体100Aからの引き出移動方向Fおよび押し込み移動方向Gは、第1〜第4のカートリッジPY、PM、PCの1Y、1M、1Cの中心を結んだ直線に対して平行となるように設定される。
上記の構成以外の画像形成装置構成は実施例1の画像形成装置100と同様である。本実施例においては、第1〜第4のカートリッジPY、PM、PC、PBkが装置本体100A内においてその順に斜め右下方向に傾斜して配置されている。そのため、ユニットLBとの間隔関係においては、第1〜第4のカートリッジPY、PM、PC、PBkの各トナー収容部3bの上下方向サイズをその順に大きく設定しても、装置本体サイズを変えることなく装置本体100A内に設置することができる。図10においては、使用頻度の高いカートリッジPBkのトナー収容部3bのみサイズを大きくしている。
このとき、本実施例2においても、実施例1と同様に、ドラム1Bkとベルト11との接触位置がドラム1Y、1M、1Cとベルト11が離れる方向に配置されている。そのため、カートリッジPBkのトナー収容部3bを更に前述の距離Xだけ大きいサイズに設定することができる。
また、本実施例においても、実施例1と同様に、カートリッジPBkはカートリッジPY、PM、PC、PBkを交換する際のトレイ6の引き出し方向において最も下流に配置されている。この配置であれば、カートリッジPBkのトナー収容部3bを状へ方向において、前述した傾斜して配置した分と、前述の距離Xの分を合わせた大きいサイズに設定しても、カートリッジPY、PM、PC、PBkの交換性には影響がない。
これにより、本実施例の画像形成装置100においては、装置本体サイズを変えることなく、かつカートリッジ交換性を損なうことなく、実施例1と比較して現像剤の収納量について更に大容量のカートリッジを装置本体100A内に設置することができる。
[その他の事項]
(1)上記の実施例1、2においては、転写部材として転写ブラシ12Y、12M、12C、12Bkを用いたけれども、転写部材はパッド材でもよいし、ローラ材(転写ローラ)でも構わない。
(2)複数の像担持体は装置本体100Aやトレイ6に対して作り付けにてタンデム配設されている装置構成でも構わない。また、複数の像担持体が上下方向にタンデム配設されている画像形成装置構成にすることもできる。複数の像担持体は実施例の4つに限られず、2つ、3つ、5つ以上とした画像形成装置構成にすることもできる。回転可能な像担持体はドラム型に限られず、エンドレスベルト型のものにすることもできる。
(3)ドラム1Y、1M、1C、1Bkに対向して配設されている回転可能で可撓性を有する無端状のベルト部材は、実施例のようにドラム1から画像の転写を受ける中間転写部材に限られない。ドラム1から画像の転写を受ける記録媒体を担持して搬送する記録媒体搬送部材であってもよい。
図11は実施例1における中間転写ベルトユニット7を記録媒体搬送ユニット7Aとした画像形成装置の要部の模式図である。ユニット7Aは、記録媒体としての用紙Sを担持して各ドラム1における画像転写部に搬送する無端状のベルト部材である記録媒体搬送部材11Aを有する。
(4)各画像形成部の画像形成方式は実施例の電子写真方式に限られない。像担持体として静電記録誘電体を用いた正殿記録画像形成方式、像担持体として磁気記録磁性体を用いた磁気記録画像形成方式、その他の画像形成方式とすることもできる。
100・・画像形成装置、100A・・装置本体、S・・記録媒体、1Y、1M、1C、1Bk・・複数の像担持体、11・・無端状のベルト部材、8、9、10・・張架部材、12Y、12M、12C、12Bk・・複数の転写部材、A・・当接位置、B・・離間位置、105、107・・移動手段、NY、NM、NC、NBk・・接触位置、L・・直線

Claims (12)

  1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
    所定の方向に順に並べて配置されておりそれぞれ異なる色の画像が形成される回転可能な複数の像担持体と、
    張架部材により張架されていて前記複数の像担持体に対向して配設されている回転可能で可撓性を有する無端状のベルト部材と、
    前記ベルト部材を介して前記複数の像担持体に対してそれぞれ対向して設けられている複数の転写部材と、
    前記複数の転写部材のうちの一つの特定転写部材を除く他の転写部材をそれぞれ対応する像担持体に対して前記ベルト部材を介して当接させた当接位置と像担持体から離間させた離間位置との間を移動させる移動手段と、
    を備え、
    前記他の転写部材の前記当接位置または離間位置への移動に関わらず、前記特定転写部材は対応する像担持体に対して前記ベルト部材を介して当接が維持されており、
    前記特定転写部材に対応する像担持体と前記ベルト部材との接触位置は、前記他の転写部材が前記当接位置に移動された状態における前記他の転写部材にそれぞれ対向する像担持体と前記ベルト部材との接触位置それぞれを結んだ直線に対して前記ベルト部材を押し込む方向に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記特定転写部材に対応する像担持体と前記ベルト部材との接触位置が前記ベルト部材を当該像担持体に巻き付ける方向に配置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. 前記ベルト部材は前記像担持体から画像の転写を受ける中間転写部材であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記ベルト部材は前記像担持体から画像の転写を受ける記録媒体を担持して搬送する記録媒体搬送部材であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  5. 前記転写部材は転写ブラシであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  6. 前記転写部材は転写ローラであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 前記特定転写部材に対応する像担持体には黒色画像が形成され、前記記録媒体にフルカラー画像を形成するカラーモードと黒色画像を形成するモノクロモードを選択して実行することができ、前記カラーモードが選択されたときは前記移動手段により前記他の転写部材が前記当接位置に移動され、前記モノクロモードが選択されたときは前記移動手段により前記他の転写部材が前記離間位置に移動されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  8. 前記特定転写部材に対応する像担持体は前記他の転写部材にそれぞれ対応する像担持体よりも前記ベルト部材の移動方向下流側に配設されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  9. 前記複数の像担持体はそれぞれ画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着される複数のカートリッジに配設されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  10. 前記装置本体に設けられた開口と、
    前記複数のカートリッジを載置するためのカートリッジ支持部材であって、前記装置本体の内部に位置して前記複数のカートリッジをそれぞれ画像形成動作可能な装着位置に位置付けた収納位置と、前記開口を通り前記装置本体の外部に引き出されて前記複数のカートリッジを着脱可能とする着脱位置と、を取り得る移動可能なカートリッジ支持部材と、
    を備え、
    前記複数のカートリッジのうち、前記特定転写部材に対応する像担持体を有するカートリッジが前記カートリッジ支持部材の引き出し移動方向における最も下流の位置に配置されていることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
  11. 前記複数のカートリッジのうち、前記特定転写部材に対応する像担持体を有するカートリッジが、前記他の転写部材にそれぞれ対応する像担持体を有するカートリッジと比較して、現像剤を貯蔵する容量が大きいことを特徴とする請求項9または10に記載の画像形成装置。
  12. 前記カートリッジ支持部材は、前記装置本体の内部において水平に対して引き出し移動方向の下流側が上流側よりも低位となるように傾斜して配設されていることを特徴とする請求項10または11に記載の画像形成装置。
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