(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に当接部材を接触状態と離間状態にさせる像担持体当接部材の接離装置であって、
接離動作はソレノイドを動力とし、前記ソレノイドとしてプランジャが接触位置と離間位置との間を移動するものであり、接触動作または離間動作後に通電を絶ってもプランジャが前記接触位置または前記離間位置に保持されるソレノイドを使用した像担持体当接部材の接離装置において、
前記ソレノイドは、外周部材である筐体中に電磁コイルを配置し、該電磁コイル内に前記プランジャを備えるとともに、
該プランジャの両側位置であって前記筐体の前記電磁コイルの移動両端部には２つの永久磁石を配置し、
前記筐体は、前記当接部材を前記離間状態としたときに前記プランジャから力を受ける面をなす部材を該筐体にカシメにより締結した別部品として備え、
また前記筐体は、前記当接部材を前記接触状態としたときに前記プランジャから力を受ける面をなす部材を該筐体と一体に成形してある、
ことを特徴とする像担持体当接部材の接離装置。
【請求項２】
請求項１の像担持体当接部材の接離装置において、
前記ソレノイドとして、前記接触動作および前記離間動作後に通電を絶ってもプランジャが接触位置および前記離間位置に保持されるキープソレノイドを使用したことを特徴とする像担持体当接部材の接離装置。
【請求項３】
前記像担持体への接触状態のとき、非通電状態のソレノイドの保持力は、前記当接部材が像担持体に接触状態を維持するのに必要な力以上であることを特徴とする請求項１または２の像担持体当接部材の接離装置。
【請求項４】
前記ソレノイドの前記像担持体からの接離動作時の駆動力は、接離状態を維持する力より大きい力であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの像担持体当接部材の接離装置。
【請求項５】
前記ソレノイドの駆動を支持する部材の強度は、前記駆動力に耐えうる強度であることを特徴とする請求項４の像担持体当接部材の接離装置。
【請求項６】
前記締結した別部品を、さらに前記ソレノイドを保持している板金などからなる構造体にも締結してあることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの像担持体当接部材の接離装置。
【請求項７】
像担持体と転写部材とを備え、前記請求項１ないし６のいずれかの像担持体当接部材の接離装置を備えたことを特徴とする転写装置。
【請求項８】
請求項７の転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は像担持体当接部材の接離装置、及びこれを用いた転写装置、同画像形成装置に関し、像担持体に当接部材を接触、離間させる駆動源としてソレノイドを使用したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの複合機などの画像形成装置として、トナーで現像された感光体ドラムなどの像担持体に転写ベルト、転写ローラなどの転写部材を当接させ、転写部材に像を転写し、この転写部材の像を用紙に転写して画像形成を行うものがある。  
【０００３】
このような画像形成装置において、転写ベルトや転写ドラム等の転写体が感光体ドラム等の像担持体に常に接触していると、転写ベルト等がゴムで形成されている。そのため、転写ベルト等のゴム内部の油等の構成物質が像担持体に付着し、像担持体が汚染されるので、転写ベルトは画像形成動作を行わないときは、像担持体から離間するように構成している。  
【０００４】
そのため、必要に応じて像担持体と転写体とを接触状態にしたり離間状態にする接離装置を備えているが、このような接離装置としては、電磁力で内部のプランジャを駆動するソレノイドを動力源とするものが用いられている。  
【０００５】
また、このような転写体当接部材の接離装置として以下のものが提案されている。特許文献１には、接触帯電部材を像担持体へ加圧するばね等の加圧手段により、像担持体が停止しているときに、接触帯電部材が接触している像担持体の表面形状にならうように変形し、中間転写体または転写材保持体に突起部がついたギヤを設け、帯電ローラ離間機構がその突起部と連動し、帯電ローラ、ローラを離間させる。中間転写体の停止位置は常に同じ位置に設定し、本体が停止時には、対でローラが離間された状態になるものが記載されている。  
【０００６】
また、特許文献２には、転写部材として紙転写ローラが中間転写ベルトに対して接離を行い、紙転写ローラの中間転写ベルトに対する接離動作を行うカム機構を備える転写装置であって、カム機構は、接離カムの小径側が紙転写ローラに対している場合に、紙転写ローラが中間転写ベルトに接触するように移動させ、紙転写ローラが中間転写ベルトに接触する際に接離カムが受ける力によりカム軸が受けるトルク以上の負荷を負荷カムによってカム軸にかける転写装置の接離機構が記載されている。    
【特許文献１】特開２００２−３１１６６６
【特許文献２】特開２００４−１１７４９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したソレノイドを使用した接離装置にあっては、当接状態または離間状態を維持する間、ソレノイドに通電しておく必要があり、その間も電力が消費され、この電力消費に起因する温度上昇が発生するという問題があった。その対策として、特許文献１や特許文献２に開示されている発明は、ばねやカム機構等の機構を設けることとしているが、その分のスペースの増加やコストの上昇を招いている。  
【０００８】
本発明は、ばねやカム機構等の他の装置を付加すること無く、接離装置の電力消費量を減少させ、発熱を減少させることができる像担持体当接部材の接離装置、及びこれを用いた転写装置や画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る像担持体当接部材の接離装置のうち請求項１に係るものは、
像担持体に当接部材を接触状態と離間状態にさせる像担持体当接部材の接離装置であって、
接離動作はソレノイドを動力とし、前記ソレノイドとしてプランジャが接触位置と離間位置との間を移動するものであり、接触動作または離間動作後に通電を絶ってもプランジャが前記接触位置または前記離間位置に保持されるソレノイドを使用した像担持体当接部材の接離装置において、
前記ソレノイドは、外周部材である筐体中に電磁コイルを配置し、該電磁コイル内に前記プランジャを備えるとともに、
該プランジャの両側位置であって前記筐体の前記電磁コイルの移動両端部には２つの永久磁石を配置し、
前記筐体は、前記当接部材を前記離間状態としたときに前記プランジャから力を受ける面をなす部材を該筐体にカシメにより締結した別部品として備え、
また前記筐体は、前記当接部材を前記接触状態としたときに前記プランジャから力を受ける面をなす部材を該筐体と一体に成形してある、
ことを特徴とする。
【００１０】
同請求項２に係るものは、請求項１の像担持体当接部材の接離装置において、
前記ソレノイドとして、前記接触動作および前記離間動作後に通電を絶ってもプランジャが接触位置および前記離間位置に保持されるキープソレノイドを使用したことを特徴とする。
【００１１】
同請求項３に係るものは、請求項１または２の像担持体当接部材の接離装置において、前記像担持体への接触状態のとき、非通電状態のソレノイドの保持力は、当接部材の自重と当接部材が像担持体に接触状態を維持するのに必要な力を合わせた以上であることを特徴とする。  
【００１２】
同請求項４に係るものは、請求項１ないし３のいずれかの像担持体当接部材の接離装置は、前記ソレノイドの前記像担持体からの接離動作時の駆動力は、接離状態を維持する力より大きい力であることを特徴とする。  
【００１３】
同請求項５に係るものは、請求項４の像担持体当接部材の接離装置において、前記ソレノイドの駆動を支持する部材の強度は、前記駆動力に耐えうる強度であることを特徴とする。  
【００１４】
同請求項６に係るものは、請求項１ないし５のいずれかの像担持体当接部材の接離装置において、前記締結した別部品を、さらに前記ソレノイドを保持している板金などからなる構造体にも締結してあることを特徴とする請求項１ないし５の像担持体当接部材の接離装置。
【００１７】
本発明の請求項７に係る転写装置は、像担持体と転写部材とを備え、前記請求項１ないし６のいずれかの像担持体の接離装置を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項７に係る画像形成装置は、請求項７の転写装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る像担持体当接部材の接離装置、転写装置、画像形成装置は、当接部材を離間状態としたときにプランジャから力を受ける面をなす部材をカシメにより締結した別部品とし、カシメで押える方向をソレノイドの駆動力を押える方向に被せるようにカシメてソレノイドの駆動力を受け得る構成とすることにより、ソレノイドの駆動力を効率よく受けることができ、ばねやカム機構等の他の装置を付加すること無く、接離装置の電力消費量を減少させ、発熱を減少させ、寿命向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明に係る像担持体当接部材の接離装置を用いる対象となる画像形成装置と、その転写装置について説明する。図１は本発明の一実施例に係る画像形成装置を示す概略断面図、図２は図１に示した画像形成装置の転写装置の離間状態を示す一部拡大断面図、図３は図１に示した画像形成装置の転写装置の接触状態を示す一部拡大断面図である。  
【００２２】
本実施例では画像形装置は像担持体への当接部材として転写ベルトを備えるものとして説明する。本例において、像担持体である感光体ドラム１の下方には、感光体ドラム１とニップ部９で当接し、ニップ部９において、感光体ドラム１と同方向に同一速度で移動する転写ベルト２を備えている。  
【００２３】
転写ベルト２は駆動ローラ３と従動ローラ４間に掛け渡されており、従動ローラ４の手前側（転写紙搬送方向における上流側）にはレジストローラ５が配置されている。転写ベルト２の下側の表面にはベルトへのテンション付与用のレバー６がある。また、転写ベルト２の上側の裏面には転写バイアスローラ７が配置されている。  
【００２４】
転写バイアスローラ７は、感光体ドラム１と弾性体のゴムベルトからなる転写ベルト２とのニップ部９の直下に位置し、転写ベルト２の裏面よりトナーとは逆極性の電荷を付与している。駆動ローラ３近傍の転写ベルト下側の表面には、転写ベルト２上のトナーや紙粉を除去するためのクリーニング装置１０が設けてある。クリーニング装置１０は、クリーニングブレード１１、クリーニングバイアスローラ１２、回収コイル１３、バイアスローラクリーニングブレード１４から構成されている。  
【００２５】
転写ベルト２により搬送されてきた転写紙は転写出口ガイド板１８に案内され定着入口ガイド板１５に搬送され、定着入口ガイド板より、定着ローラ１６へと案内される。  
【００２６】
次に転写ベルトの接離装置２０について説明する。上述のように、転写ベルト２は感光体ドラム１に常に接触しているわけではなく、コピー動作を行わないときは、感光体ドラム１より離間するようにしている。そこで、本例では、接離装置２０を設けるものとしている。  
【００２７】
本例では、転写ベルト２は図２に示すように、通常の放置状態（コピー動作を行っていないとき）のときは感光体ドラム１から離間するようになっている。一方コピー動作時は、図３に示すように、転写接離レバー２１により転写ベルト２は感光体ドラム１に接触し、約８ｍｍのニップ部９を形成している。  
【００２８】
図４は図１に示した画像形成装置の転写装置の作動を示す斜視模式図である。本例では接離装置２０は、ソレノイド３０と、ソレノイドのプランジャ３３に取付けられたレバー２２と、転写接離軸２３とを備えている。レバー２２はプランジャ３３の図４中の水平方向の動きに対して、軸２４を中心に上下方向に回転動作するようになっており、レバー２２が上下方向に動くと、前記転写接離レバー２１が転写接離軸２３を中心として従動ローラ４及びこれに巻き付けられた転写ベルト２を上下方向に移動させるよう回転動作する。  
【００２９】
即ち、本例では、転写ベルト２は転写接離レバー２１上に配置されているため、転写接離レバー２１の上下動作に伴い、転写ベルト２も上下動作を行い、感光体ドラム１に接触、離間する。なお、転写接離レバー２１は板ばねから構成されており、転写ベルト２の接触時、ニップ部９形成後は、転写ベルト２はそれより上方に移動できなくなるため、転写接離レバー２１が変形し、転写ベルト２に力が負荷するようになっている。この力が転写ベルトを支える。  
【００３０】
次にソレノイド３０について説明する。図５は本発明の実施例に用いるソレノイドの構造と動作を示す図であり、（ａ）は構成図。（ｂ）は接触時を示す図、（ｃ）は離間時を示す図である。（ａ）にソレノイド３０の構成を示す。このソレノイド３０はソレノイドの駆動を保持する外周部材である筐体３１中に電磁コイル３２を配置し、この電磁コイル３２内に上述したプランジャ３３を備えるほか、プランジャ３３の両側位置であって筐体３１の電磁コイル３２の移動両端部には２つの永久磁石３４，３５を配置してなる。このような構成を備え、接触動作または離間動作後に通電を絶ってもプランジャが接触位置または前記離間位置に保持されるソレノイドをキープソレノイドと称する。  
【００３１】
図５（ａ）において、ソレノイド３０のプランジャ３３は一方（図中左側）の永久磁石３４に吸着しており、他方（図中右側）永久磁石とは空間あいている状態である。本実施例においては永久磁石３４，３５共略同じ磁力を有しているため、永久磁石３４に吸着しているプランジャはプランジャ３３と離れている永久磁石３５の磁力で移動させることはできない。つまり、永久磁石３４との吸着によりプランジャ３３の位置は保持されており、転写ベルト２は離間した状態となっている。  
【００３２】
一方、コピー動作時は、ソレノイド３０中の電磁コイル３２に所定の通電することにより、図５（ｂ）に示すように、永久磁石３４が吸着していたプランジャ３３を移動させる方向（図中矢印Ａ）に磁力が発生し、永久磁石３４からプランジャ３３を引きはがし、永久磁石３５方向へとプランジャ３３を移動させる。このときの電磁力は永久磁石３４の磁力よりも大きくなり、且つ転写ベルトが接触できるよ
う、通電する電流量によって調整されている。  
【００３３】
永久磁石３５方向に移動させられたプランジャ３３は永久磁石３５に吸着し、電磁コイルの電流が切断されても、転写ベルト２は接触した状態に保持される。なお、永久磁石３５の吸着力は転写ベルト２を感光体ドラム１へ接触させている力以上の力を有するものとする。  
【００３４】
さらに、転写ベルト２が感光体ドラム１に接触している状態から離間させるときには、前述した電磁コイル３２に転写ベルト接触時の通電電流とは逆方向の電流を流し、永久磁石３５側から、永久磁石３４側（図中矢印Ｂ）へと、プランジャ３３を移動させる。本例では、このプランジャ３３の移動は１５０ミリ秒以内に完了するものとしているため、電磁コイル３２への通電時間は１５０ミリ秒と非常に短いものとすることができ、消費電力及び発熱を押さえることができる。  
【００３５】
図６は本発明の実施例に用いるソレノイド３０の内部構造を示す斜視図である。本図には、プランジャ３３、電磁コイル３２、筐体３１が示してある。本例では、プランジャ３３の駆動（吸引、離間）ときの力は筐体３１で受ける構成となっている。図中３３ａは接離機構引っ掛け部である。本実施例のプランジャ駆動力においては、筐体３１はＳＥＣＣ等の材質からなる板金からなっており、板厚は例えば２．６ｍｍを選択している。この板厚については、所望のソレノイドの駆動回数（吸引→離間で１回の動作とする。例えば３００万回）を故障無く行えるように選択している。板厚が２．６ｍｍよりも薄い場合、例えば２．０ｍｍ等では、上述した３００万回の動作を故障無く行うことはできず、筐体３１が変形もしくは破断してしまい、ソレノイドとしての機能を満足できない結果になることを本願発明者は得ている。従って、本実施例においても３００万回の動作保証が必須であるものとすれば、筐体３１には２．６ｍｍ以上の板厚が必要であることとなる。なお、本実施例では、筐体３１の板厚を上述のように２．６ｍｍとしたが、板厚は要求される駆動力に耐えうる強度、駆動回数により必要に応じて設定すればよい。  
【００３６】
また筐体３１のうち、プランジャ３３の接離機構引っ掛け部側の外周部で吸引時に力を受ける面をなす部材３１ａはカシメ（図中符号３１ｂはカシメ部を示す。）により締結した別部品としてあり、逆側の開放時に力を受ける面をなす部分３１ｃは一体に成形してあり、曲げ部３１ｄの内側がＲ形状としてあり、実際には曲げ内半径Ｒ２としてある。  
【００３７】
上述してきた本発明の実施例に用いたキープソレノイドのプランジャストロークと負荷の関係を示すグラフを図７に示す。グラフ中横軸のプランジャストロークは６ｍｍである。本例では、この６ｍｍのとき、即ちソレノイド筐体よりプランジャが一番長く突き出た状態のときが、転写ベルト２が感光体より完全に離間した状態であり、０ｍｍはプランジャが完全に引ききられた状態であり、転写ベルト２が感光体ドラム１へと接触した状態を示している。  
【００３８】
以下、各状態についてみると、プランジャストローク６ｍｍ〜４．２ｍｍのときは、転写ベルトを持ち上げているだけなので、ソレノイドは６．４Ｎ以上の力を有していれば、持ち上げることができる。また、プランジャストローク４．２ｍｍ〜２．５ｍｍのときは、転写ベルト２はニップ部９を形成しており、２．５ｍｍストロークのとき、ニップ幅は８ｍｍとなる。このとき、転写ベルトは撓み、撓んだ反力が下方向へとかかるため、ソレノイドは２２．４７Ｎの力を必要とする。さらに、プランジャストローク２．５ｍｍ〜０ｍｍのときは、転写接離レバーが変形し転写ベルトの接触圧力を形成している。接触圧力も下方向へとかかるため、ソレノイドは５３．５７Ｎの力が必要となる。この力は、ソレノイド中の永久磁石の吸着力を示している。  
【００３９】
これに対して、ソレノイドの吸引力はプランジャストロークに対して２０％以上の力を有するものとしており、常に転写ベルトを接触させるための力以上の力を有する設定となっている。このため、転写ベルトは安定して感光体ドラムへの接触が行うことができる。なお、このような保持力は実際には装置ごとに異なるため、実際に使用する装置の当接部材の自重等をもとに実験的に決定する必要がある。  
【００４０】
また図８はソレノイド３０の吸引時及び開放時にソレノイド外周部に掛かる力の方向を示す図である。図８（ａ）は感光体ドラム１と転写ベルト２とが接触時で、ソレノイド３０のプランジャ３３を吸引する力（電磁コイルへの通電により発生する電磁力：図示の例では６４．２８Ｎ）と接触に必要な力（図示の例では５３．５７Ｎ）が図示のように逆向きになるため、ソレノイド３０の筐体３１に掛かる力は、６４．２８−５３．５７＝１０．７１Ｎとなる。またソレノイド開放時は、図７（ｂ）に示すように、ソレノイドを吸引する力と接離に必要な力が同じ向きであるため、筐体３１に掛かる力は６４．２８＋５３．５７＝１１７．８５となる。すなわち、開放時は吸引時と比べ、筐体３１に約１１倍の力が掛かる。そこで本実施例では吸引時に力を受ける面をなす部材３１ａを図６に示すようにカシメられた別体のものとし、受ける力を小さくしてカシメ部が外れて破損することがないようにしている。また逆に、開放時に力を受ける部分３１ｃは一体とし且つ曲げ部内側をＲ形状として破損することがないようにしている。この構成により、例えば３００万回の動作保証がなし得る。  
【００４１】
なお図６の例においては、カシメ部３１ｂ、すなわちカシメ箇所は片側２箇所、合計４箇所として締結してある。また、カシメ部３１ｂの押える方向は、ソレノイド３０の駆動力を押える方向に被せるようにカシメてあり、ソレノイド３０の駆動力を受ける形態とすることにより、ソレノイド３０の駆動力を効率よく受けることができ、寿命向上を図ってある。  
【００４２】
すなわち本実施例によれば、以上説明したように、電磁コイル３２に電力を供給した後であっても、ソレノイド３０内部の永久磁石３４，３５によりプランジャ３３は接触または離間動作維持する。その結果、電力消費を節減でき，温度上昇の回避ができる。
【実施例２】
【００４３】
本発明の実施例２を図９に示す。図９中のソレノイド４０の筐体は、外周部材４１に蓋をするために、構造的に弱い面をなす部材４１ａをカシメにて締結してあり（カシメ部４１ｂ、４１ｂ）、筐体を構成してあるまた、ソレノイド４０は、板金からなる構造体４２で保持し、図示しない転写ユニット内へと固定できるようになっている。このソレノイド４０の外周部材４１には複数のネジ穴４３を設け、構造体４２にも対応位置にネジ穴４４を設け、複数箇所、具体的には片側４箇所、両側合計で８箇所で固定できるようにしてある。さらに構造的に弱い面をなす部材４１ａに突片４１ｃを設け、そこにネジ穴４５を設け、やはり構造体４２へネジにより、片側１カ所、合計２ヵ所で固定できるようにしてある。このような構成とすることにより、構造的に弱い面をなす部材４１ａも、外周部材４１と同様に構造体４２へ固定するため、ソレノイド４０としての駆動力は構造体４２でも受けることが可能となり、強度アップが可能となる。  
【００４４】
なお、以上説明してきた各実施例では、ソレノイドはプランジャの両側に永久磁石を配置したものを例として示したが、ソレノイドの永久磁石はプランジャの一方だけに配置されたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置を示す概略断面図
【図２】図１に示した画像形成装置の転写装置の離間状態を示す一部拡大断面図
【図３】図１に示した画像形成装置の転写装置の接触状態を示す一部拡大断面図
【図４】図１に示した画像形成装置の転写装置の作動を示す斜視模式図
【図５】本発明の実施例に用いるソレノイドの構造と動作を示す図
【図６】本発明の実施例に用いるソレノイドの内部構造を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例に用いたソレノイドのプランジャストロークと負荷の関係を示すグラフ図
【図８】本発明の実施例に用いたソレノイドの外周部に掛かる力の方向を示す図
【図９】本発明の実施例２を示す分解斜視図
【符号の説明】
【００４６】
１：感光体ドラム２：転写ベルト３：駆動ローラ４：従動ローラ５：レジストローラ６：レバー７：転写バイアスローラ９：ニップ部１０：クリーニング装置１１：クリーニングブレード１２：クリーニングバイアスローラ１３：回収コイル１４：バイアスローラクリーニングブレード１５：定着入口ガイド板１６：定着ローラ１８：転写出口ガイド板２０：接離装置２１：転写接離レバー２２：レバー２３：転写接離軸２４：軸３０、４０：ソレノイド３１：筐体３１ａ：吸引時に力を受ける面をなす部材３１ｂ：カシメ部３１ｃ：開放時に力を受ける面をなす部分３１ｄ：曲げ部３２：電磁コイル３３：プランジャ３３ａ：接離機構引っ掛け部３４：永久磁石３５：永久磁石４１：外周部材４１ａ：構造的に弱い面をなす部材４１ｂ：カシメ部４１ｃ：構造的に弱い面をなす部材の突片４２：構造体４３、４４、４５：ネジ穴 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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