JP2008310302A - カラー電子写真画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の目的は、回転支持体を回転駆動させるための駆動モータを独立して設けなくても、回転支持体に支持された各現像装置を現像位置に確実に移動させ、停止させることである。
【解決手段】ロータリー105を回転させることにより、ロータリー105に支持されたV個(Vは自然数)の各現像装置18を、感光体ドラム2と対向する現像位置へ順次切り替えて移動させる画像形成装置であって、トリガーカム101のM個の爪部101aに対するソレノイド102の係合が解除され、係合される毎にトリガーカム101が1/M回転して、前記1/M回転する毎にトリガーカム101と一体に回転するロータリー駆動ギア104からロータリーギア105aに駆動力が伝達されてロータリー105を(360/V)の約数となる角度Wだけ回転させて停止させる駆動伝達機構を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、複数の現像装置を支持して、回転可能な回転支持体(ロータリー)を用いるカラー電子写真画像形成装置に関する。
従来、複数の現像装置を支持して、回転可能な回転支持体(ロータリー)を用いるカラー電子写真画像形成装置が知られている。前記画像形成装置においては、回転支持体を回転させるためのモータとして、パルスモータを独立して用いる構成が知られている(特許文献1参照)。このパルスモータは、複数のギアを介して、回転支持体に取り付けられた直径の大きなギヤと噛み合わされている。そして、パルスモータの回転を制御することで、回転支持体に支持された各現像装置を、感光体ドラムと対向する現像位置に確実に移動させている。
特開2005−227719号公報(図1、図12)
前記従来の画像形成装置において、前述した通り、回転数を制御することのできるパルスモータの回転数を制御することで、回転支持体の停止位置の制御を行っている。ここで、パルスモータや同様に回転数を制御できるブラシレスモータは高価かつ大型である。そのため、コストアップ、スペースアップの要因となっている。
本発明の目的は、回転数を制御できるパルスモータやブラシレスモータを用いた場合と比較して,コストが安く、スペース効率の良いカラー電子写真画像形成装置を提供することである。
本発明の他の目的は、回転支持体を回転させるための専用のモータを設けなくても、回転支持体に支持された各現像装置を現像位置に確実に移動させることが可能なカラー電子写真画像形成装置を提供することである。
本発明の他の目的は、回転支持体を回転させるためのモータの回転力でもって、回転力被伝達部材(例えば、搬送ローラ、定着装置、転写ベルト等)を回転させることが可能なカラー電子写真画像形成装置を提供することである。
本発明の他の目的は、回転数を制御できるパルスモータやブラシレスモータを用いた場合と比較して、装置の小型化、低コスト化を実現したカラー電子写真画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、記録媒体に画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、電子写真感光体と、回転可能な回転支持体であって、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための、複数の現像装置を支持するための回転支持体と、モータと、前記回転支持体に前記モータからの回転力を伝達するための回転力伝達ユニットであって、前記モータから前記回転力の伝達を受けることを停止する停止状態と、前記モータから前記回転力の伝達を受ける作動状態と、を取り得て、前記作動状態において、前記モータから前記回転力を受けて、前記回転支持体を回転させて、前記現像装置を前記静電潜像を現像する現像位置へ準次移動させる回転力伝達ユニットと、を有することを特徴とする。
本発明によれば、回転数を制御できるパルスモータやブラシレスモータを用いた場合と比較して,コストが安く、スペース効率の良いカラー電子写真画像形成装置を提供するができる。
また、本発明によれば、回転支持体を回転させるための専用のモータを設けなくても、回転支持体に支持された各現像装置を現像位置に確実に移動させることが可能なカラー電子写真画像形成装置を提供することができる。
本発明によれば、回転支持体を回転させるためのモータの回転力でもって、回転力被伝達部材(例えば、搬送ローラ、定着装置、転写ベルト等)を回転させることが可能なカラー電子写真画像形成装置を提供することができる。
また、本発明によれば、パルスモータやブラシレスモータを用いた場合と比較して,装置の小型化、低コスト化を実現したカラー電子写真画像形成装置を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に説明する。ただし、以下の実施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、本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る。したがって、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
〔第1実施形態〕
第1実施形態に係るカラー電子写真画像形成装置について説明する。ここでは、カラー電子写真画像形成装置として、4つの現像装置を備えたカラーレーザビームプリンタを例示している。図1はカラーレーザービームプリンタの構成断面図である。
はじめに、このカラーレーザービームプリンタの画像形成動作について説明する。図1に示すように、画像形成装置は、ドラム形状の電子写真感光体(以下、感光体ドラムと称す)2を有している。感光体ドラム2の周囲には、帯電ローラ3、露光器4、V個(Vは自然数、ここでは4個)の現像装置18a〜18d、クリーニング装置6が配置されている。帯電ローラ3は感光体ドラム2を一様に帯電するための帯電手段である。露光器4は、画像情報に応じて、感光体ドラム2ににレーザー光を照射して静電潜像を形成するための露光手段である。現像装置18a〜18dは、感光体ドラム2に形成された前記潜像を対応する色の現像剤で現像して顕像化する現像手段である。尚、本実施形態では、前記対応する色は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色である。尚、現像装置18aはイエロー色の現像剤(不図示)を収納している。現像装置18bはマゼンタ色の現像剤(不図示)を収納している。 現像装置18cはシアン色の現像剤(不図示)を収納している。現像装置18dはブラック色の現像剤(不図示)を収納している。即ち、現像装置18a〜18dは、感光体ドラム2に形成された前記潜像を現像剤を用いて現像する。また、クリーニング装置6は感光体ドラム2上の残留現像剤を除去するクリーニング手段である。
まず、感光体ドラム2を、中間転写ベルト(回転力被伝達部材)7の回転と同期させて、図1の矢印方向(反時計回り)に回転させる。そして、この感光体ドラム2の表面を帯電ローラ3によって均一に帯電する。それとともに、感光体ドラム2を露光器4によってイエロー画像の光照射を行う。これによって、感光体ドラム2にイエローの静電潜像を形成する。
この静電潜像の形成と同時に、4つの現像装置18a〜18dを支持しかつ回転可能なロータリー(回転支持体)105を軸105bを中心にして駆動伝達機構(後述する)により回転させる。これによって、ロータリー105は回転して、イエローの現像装置18aを、感光体ドラム2と対向する現像位置18Yに配置する(図4)。尚、ロータリー105は回転可能な回転支持体である。そして、ロータリー105は、感光体ドラム2に形成された静電潜像を現像するための、複数の現像装置18a〜18dを回転するC方向(図2、図4)に等間隔に支持している。しかしながら、ロータリー105は、複数の現像装置18a〜18dを等間隔に支持していなくても良い。例えば、現像装置の大きさが異なる場合には、現像装置の大きさに応じてた間隔で支持すれば良い。この場合には、ロータリー105は、現像装置の大きさに応じた角度で回転する。
そして、感光体ドラム2に形成された潜像にイエロー現像剤が付着するように、感光体ドラム2の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を現像ローラ182aに印加する。これによって、潜像にイエロー現像剤を付着させて現像する。即ち、感光体ドラム2にイエロー現像剤像が形成される。
その後、中間転写ベルト7の内側に配置された一次転写ローラ81に現像剤と逆極性の電圧を印加する。これによって、感光体ドラム2に形成されたイエローの現像剤像を中間転写ベルト7上に一次転写する。
上述のようにしてイエロー現像剤像の一次転写が終了すると、マゼンダ、シアン、そしてブラックの各色の現像装置(18b〜18d)が、ロータリー105の回転により順次現像位置18Yに位置決めされる。そして、イエローの場合と同様にして、マゼンダ、シアン、そしてブラックの各色について、潜像の形成、現像、一次転写が順次行われる。そして、中間転写ベルト7上に4色の現像剤像を重ね合わせる。
この間、二次転写ローラ82は、転写ベルト7とは非接触状態にある。またこの時、転写ベルト7上の残留現像剤を除去するクリーニングユニット9も転写ベルト7とは非接触状態である。
一方、記録媒体としてのシートSは、装置下部に設けられた給送カセット51に積載収納されている。そして、給送ローラ52の回転によってカセット51から一枚ずつ分離して給送される。給送されたシートSは、レジストローラ対(搬送ローラ対、回転力被伝達部材)53まで給送される。レジストローラ対53は、給送されたシートSを転写ベルト7と転写ローラ82との間に送り出す。ここで、転写ローラ82が転写ベルト7に圧接された状態にある(図1に示す状態)。
更に、転写ローラ82には現像剤と逆極性の電圧が印加されている。そして、前述したように、転写ベルト7上に重ね合わせた4色の現像剤像は、搬送されてきたシートSの表面に一括して転写(二次転写)される。
現像剤像が転写されたシートSは、定着器(定着手段、定着装置、回転力被伝達部材)54に送られる。定着器54において、シートSが加熱及び加圧される。そして、現像剤像がシートS上に定着される。これにより、シートS上にカラー画像が形成される。そして、このシートSは、定着器54を通過して、上カバー55の排出部へ排出される。
ここで、図2及び図3を用いて、ロータリー105を回転させる駆動伝達機構について説明する。図2は駆動伝達機構の構成を示す正面図であり、図3は図2を右方向から見た右側面図である。但し、図2においては、図3に示す本体フレーム171,172は図示していない。また、図3においては、図2に示す感光体ドラム2、転写ベルト7、転写ローラ81は図示していない。
図2及び図3に示す駆動伝達機構は、ロータリー105を軸105bを中心にして回転させる。これにより、前記駆動伝達機構は、ロータリー105に支持された4つの各現像装置18a〜18dを、感光体ドラム2と対向する現像位置18Yへ順次移動させる。
以下、駆動伝達機構の構成を説明する。
駆動ギア(駆動部材)173は画像形成装置本体Aに対して回転自在に支持されている。ギア173は、モータM(駆動源)から回転力を受けて、一方向(ここでは図2の矢印A方向)に回転する。尚、モータMからギア173に回転力を伝達する回転力伝達機構は、次の構成が挙げられる。例えば、レジストローラ対(搬送ローラ対)53に回転力を伝達するギア等(回転力伝達機構M1、図4)から分歯した構成、あるいは、感光体ドラム2に回転力を伝達するギア等(回転力伝達機構M2、図4)から分歯した構成等、回転力を伝達できる構成であれば適宜用いることができる。また、定着装置54に回転力を伝達するギア等(回転力伝達機構M4、図4)から分歯した構成であっても良い。本実施例では、回転数を制御することができないブラシモータMからの回転力を回転力伝達機構M3(図3)を介してギア173に伝達している。
ここで、回転力伝達機構M1〜M4は、ギア列に限定されずに、例えば、ベルト等回転力を伝達できる部材ならば適用できる。
ここで、モータMから回転力を受けて回転する回転力被伝達部材としては、前記構成に限定されるものではない。前記回転力被伝達部材としては、少なくとも、シートSを搬送する搬送ローラ(レジストローラ)53、シートSに転写された現像剤画像をシートSに定着する定着装置54、及び、感光体ドラム2のいずれか一つである。
また、前記回転力被伝達部材にモータMからの回転力を伝達するための回転力伝達機構としては、例えば、回転力伝達機構M1、M2、M3である。
また、モータMは、ブラシモータに限定されずに、例えば、ステッピングモータ、ブラシDCモータ、ブラスレスDCモータ等が適用できる。本実施例によれば、回転数を制御することができないけれども、同じ出力のパルスモータと比較して安価な前記各モータを適用することができる。また、これらのモータは、同じ出力であるならば、パルスモータと比較して小型である。従って、本実施例によれば、これらのモータの利点を有効に活用する事ができる。
ロータリー105は現像装置18a〜18dを保持し、本体フレーム171,172に対して回転自在に取り付けられている。現像装置18a〜18dは、ロータリー105に対して固定されている固定式でも良いし、ロータリー105に対して取り外し可能な着脱可能式でも良い。尚、本実施例では、現像装置は、ロータリー105に取り外し可能に取り付けられる現像カートリッジを採用している。現像カートリッジは、ユーザがロータリー105に対して着脱可能であるから、メンテナンスが容易である。また、ロータリー105の外周部には、ロータリーギア105aが設けられている。ギア105aは、ロータリー105と一体に回転する。ギア105aは、歯数Y(Yは自然数)の回転支持体ギア部材である。装置本体Aに対して回転可能に設けられたシャフト108には、平行ピンなどによりロータリー駆動ギア104が設けられている。ギア104は、一方向に回転している駆動ギア173からの回転力を伝達する、歯数X(Xは自然数)の伝達ギア(第一伝達ギア部材)である。ギア105aは、ギア104と噛み合っている(係合している)。したがって、ロータリー105はギア104に同期して回転する。
ロータリー105に支持される各現像装置18a〜18dは各々現像ローラ182a〜182dを有している。現像ローラ182a〜182dは弾性体であり、所定の弾性力を有している。現像ローラ182a〜182dは、感光体ドラム2に圧接した状態でて、前記潜像を現像する。
前記シャフト108には、平行ピンなどによりトリガーカム101が設けられている。このためカム101とシャフト108は同期して回転する。カム101は、電気アクチュエータ(後述する)と係合可能なM個(Mは自然数、ここでは1個)の爪部(係合部)101aを有する回転部材である。尚、カム(回転部材)101は、ギア104と一体に回転する。
トリガーバネ103は例えば引っ張りバネである。バネ103は、一端を装置本体Aに固定され、他端はカム101に回転自在に設けられている。バネ103は、カム101を回転方向(ここでは図2の矢印B方向)に付勢している付勢部材(弾性部材)である。
ソレノイド(係合部材)102は装置本体Aに固定されている。ソレノイド102は、カム101に設けられた爪部(係合部)101aを係止する。これにより、バネ103の弾性力により、カム101が矢印B方向(図2)に回転することを防いでいる。ここで、ソレノイド102は、カム101の回転を停止するために、カム101に設けられた爪部(係合部)101aと離脱可能に係合する。
また、ソレノイド102へは制御手段としてのコントロールユニットC(図4)から、電圧の印加が可能である。ソレノイド102は、電圧の印加によりON/OFFされる電気アクチュエータ(係合部材)である。ユニットCからソレノイド102に電圧が印加されることにより、ソレノイド102は、爪部101aから離れる。これによって、カム101がバネ103の弾性力により、矢印B方向に回転する。ソレノイド102に対する電圧がOFFされると、ソレノイド102は、爪部101aに係合する。これによって、カム101は、回転が規制される。
また、シャフト108には、欠歯ギア()106が設けられている。欠歯ギア106は、カム101の側部に固定されている。つまり、本実施例では、欠歯ギア106とトリガーカム101は一体で構成されている。また、欠歯ギア106は完全なギアではない。欠歯ギア106は、図2に示すように、ソレノイド102によりカム101の回転が規制されている状態では、ギア173と噛み合わないように部分的に歯がカット(欠歯部)されている。すなわち、ギア106は、ギア173と噛合可能なギア部106aと、ソレノイド102がトリガーカム101の爪部101aに係合している状態で、駆動ギア173と対向するM個(ここでは1個)の欠歯部106bと、を有している。ギア(第二伝達ギア部材)106は、モータMからの回転力を受けて一方向へ回転するギア(駆動部材)173の回転力をカム101に伝達する。
従って、カム101、駆動ギア104、欠歯ギア106、シャフト108は一体となり、シャフト108中心に回転することができる。前述した各部材によって、駆動伝達機構を構成している。
また、前記駆動伝達機構は、前述した部材の各自然数の値X,M,Y,Vが、(X/M)が(Y/V)の約数となる関係を満たすように設定している。
ここで、ソレノイド102に電圧を印加すると、トリガーカム101の爪部101aに対するソレノイド102の係合が解除される。これによって、カム101がソレノイド102から受けていた規制力が無くなり、バネ103の引っ張り力(付勢力、弾性力)によって、カム101は矢印B方向に回動する。これにより、カム101と同期する欠歯ギア106が回動し、欠歯ギア106のギア部106aが駆動ギア173と噛み合う。つまり、ソレノイド102に電圧を印加することにより、駆動伝達機構は同期して図2の矢印B方向に回転することになる。また、駆動伝達機構が1回転に要する時間をt1、ソレノイド102に電圧を印加する時間をt2とし、ソレノイド102の応答時間を仮に0とする。すると、t1>t2の時、駆動伝達機構は1回転する。これによって、カム101がソレノイド102により係止されて、回転を停止する。すなわち、カム101の爪部101aに対するソレノイド102の係合が解除され毎にカム101が矢印B方向に1/M回転(ここでは1回転)する。また、され、停止される。また、爪部101aにソレノイド102が係合すると、カム101は回転を停止する。
一方、ギア104とギア105aは噛み合っている。そのため、ギア106の回転に伴い、ロータリー105も矢印C方向(図2)に回転する。ここでは、4色の現像装置(18a〜18d)を順次現像位置18Y(図2の状態)に移動させる。そのため、ギア105aの歯数Yを駆動ギア104の歯数Xの4倍と仮定する。例えばギア105aの歯数Yを80、駆動ギア104の歯数Xを20とする。尚、現像位置18Yでは、現像ローラ182は感光体ドラム2に圧接していることとする。
この時、ソレノイド102にt2(<t1)だけ電圧を印加すると、ロータリー105は次の現像装置18bを現像位置18Yに移動させて、現像位置18Yに停止させる。また、現像装置18bの現像が終了し、現像装置18cで現像を行う時には、再びソレノイド102にt2(<t1)だけ電圧を印加する。これによって、現像装置18cを現像位置18Yに移動させて、現像位置18Yに停止させる。
一方、前述したように、ギア105aの歯数Yは駆動ギア104の歯数Xの4倍としているが、倍数は4の自然数倍であれば構わない。例えば、ギア105aの歯数Yを120、駆動ギア104の歯数Xを15とする(120:15=8:18倍)。この場合、ソレノイド102に時間t2(<t1)の間電圧を十分な間隔を空けて2回印加する、又は、t1<t2<2×t1となる時間t2だけ、ソレノイド102に電圧を印加する。これによって、現像装置18a〜18dを順次現像位置18Yに移動させることができる。また、現像位置18Yに停止させることができる。尚、ソレノイド102への前記電圧印加の制御は、コントロールユニットC(図4)によって行われる。
また、現像装置18a〜18dを支持しているロータリー105の回転停止は、次のように行われる。まず、ソレノイド102への電圧の印可が解除される。これによって、ソレノイド102が爪部101aに係合する。すると、図2に示すように、欠歯ギア106の欠歯部106bが駆動ギア173に対向する位置でロータリー105の回転が停止する。
前述したように、前記各自然数の値が、(X/M)が(Y/V)の約数となる関係を満たすように設定した駆動伝達機構であれば、次の通り構成する事ができる。即ち、上記カム101が1/M回転する毎に、カム101と一体に回転する駆動ギア104からギア105aに回転力(駆動力)が伝達される。そして、前記ロータリー105を(360/V)の約数となる角度Wだけ回転させて停止させることができる。
すなわち、本実施形態によれば、ロータリー105を回転させて、ロータリー105の位置を正確に決めるための回転数を制御できるモータを独立して設けなくても良い。本実施形態によれば、回転数を制御できるモータを独立して設けない構成であっても、ロータリー105に取り付けられた各現像装置を現像位置に確実に移動させることができる。また、現像位置に停止させることができる。すなわち、装置の小型化、低コスト化が実現できる。また、回転数を制御できるモータを独立して設けなくても、、ロータリーに取り付けられた各現像装置を現像位置に確実に移動させることができる。また、現像位置に停止させることができる。
また、このようにギア105aの歯数Yと駆動ギア104の歯数Xを4N倍(Nは2以上の自然数)にしておく。これにより、現像ローラ182a〜182dが感光体ドラム2と圧接する位置(現像位置)以外に、現像ローラ182a〜182dと感光体ドラム2とが非接触となる位置でもロータリー105を停止できる。
即ち、本実施例では、ロータリー105は、現像位置18Yから、軸105bを中心にして45度回転した後、停止する。従って、各現像装置18a〜18dは、現像ローラ182a〜182dが感光体ドラム2と接触することの無い待機位置18Xに停止することができる。図4においては、ロータリー105が45度回転した後、停止し、現像装置18aが現像位置18Yから待機位置18Xに移動した後、待機位置18Xに停止している状態を示す。
この場合、各現像ローラ182a〜182dが感光体ドラム2と接触することなく待機することができる。従って、現像ローラと感光体ドラム2が現像中以外でも圧接していることによって、感光体ドラム2又は現像ローラ182a〜182dが何らかの劣化等を起こすことを防止することができる。
また、ここでは4色の現像装置を想定しているが、3色でも2色でも構わない。その場合は、ギア105aの歯数Yをロータリー駆動ギア104の歯数Xの2×P倍(Pは自然数)、3×Q倍(Qは自然数)とすることで同様な効果が得られる。5色以上の場合も同様である。因みに、3色の場合には現像装置は3個、2色の場合には現像装置は2個、ロータリー105に取り付けられる。
さらに、図2ではトリガーカム101の爪部(係合部)101aは一ヶ所としている。しかしながら、図4に示すように、爪部101aは等間隔(等角度)に複数個あっても良い。例えば、図4に示すように爪部が101aと101bの2ヶ所あり、これと対応するように駆動ギア104の欠歯部が106b1と106b2の2ヶ所ある。駆動ギア104の歯数Xとロータリーギア105aの歯数Yの比が1:2の場合、ロータリー105を1/4回転ずつ回転させて、停止させることができる。つまり、前述したような4色の現像装置を順次現像位置に回転させ、停止させることができる。
よって、駆動ギア104の歯数をX、ギア105aの歯数をYとし、カム101の爪部101aの数をMとする。これによって、360/(X×M/Y)=W°となる角度(ピッチ)Wでロータリー105を回転させ、停止させることができる。ただし、V色の各現像装置を現像位置に停止させるには、Wは(360/V)の約数でなければならない。
以上説明した通り、本実施形態によれば、モータMから回転力の伝達を受けることを停止する停止状態と、モータMから前記回転力の伝達を受ける作動状態と、を取り得る回転力伝達ユニットXを有する。そして、回転力伝達ユニットXは、前記作動状態において、モータMから前記回転力を受けて、ロータリー105を所定量回転させて、現像装置18a〜18dを現像位置18Yへ準次移動させる。ここで、回転力伝達ユニットXは、ギア173、ギア106、ギア104、ギア105a、カム101、ソレノイド102、及び、バネ103を有する。
なお、図2に示すような現像状態においては、ソレノイド102に電圧を印加しない限り、ロータリー105は矢印C方向(図2)には回転できないようにソレノイド102によって規制されている。また、カム101は、矢印C方向と反対方向へもトリガーバネ103の弾性力により付勢されている。そのため、この弾性力に抗する力がないとロータリー105は回転できない。もちろん、バネ103の弾性力は、ロータリー105が矢印C方向と反対方向に回転しない十分な力を発している。つまり、図2に示す現像状態において、ロータリー105は固定された状態であり、確実に現像可能となる。
〔第2実施形態〕
次に、図5及び図6を用いて、ロータリー105を回転させる駆動伝達機構の他の形態について説明する。図5は駆動伝達機構の概略構成を示す正面図であり、図6は図5を右方向から見た右側面図である。ただし図5では、図6に示す本体フレーム171,172は図示していない。また、図6では、図5に示す感光体ドラム2、転写ベルト7、転写ローラ81は図示していない。尚、実施形態2及び実施形態3において、前述した実施形態1と同じ機能を有する部材は、説明及び図示を省略した。
本実施形態に係る駆動伝達機構は、前述した実施形態に比べて、トルク伝達手段111を追加し、欠歯ギア106を滑りギア112に変更し、トリガーバネ103を無くした。
滑りギア112はシャフト108に対して回転自在に設けられ、駆動ギア173と常時噛み合っている。
トルク伝達手段111は、例えばトルクリミッタである。トルク伝達手段111はシャフト108に対して回転自在に設けられ、固定側(固定部)111aと滑り側(滑り部)111bとにより構成される。固定側111aは滑りギア112と同期して回転できるように滑りギア112に係合している。滑り側111bはトリガーカム101と同期して回転できるようにカム101に係合している。固定側111aと滑り側111bは通常同期して回転するが、両者の間に所定のトルクT以上が発生すると固定側111aと滑り側111bは滑り、同期した回転はしない。
前述したように、滑りギア112は駆動ギア173から回転力を受ける。そのため、滑りギア112は、固定側111aと共に矢印B方向(図5の)に回転している。一方、滑り側111bとカム101、駆動ギア104、シャフト108は固定側111aから矢印B方向(図5)に回転する力を受ける。しかしながら、ソレノイド102によりカム101の爪部101aが係止されている。このため、トルク伝達手段111の固定側111aと滑り側111bが滑っている状態となっており、滑りギア112の回転力がカム101に対して遮断されて駆動伝達機構の回転は停止されている。
この状態において、ソレノイド102に電圧を印加すると、爪部101aに対するソレノイド102の係合が解除される。すると、固定側111aと滑り側111bが同期して回転する。これによって、滑りギア112の回転力がカム101に伝達されて駆動伝達機構が回転される。すなわち、カム101、駆動ギア104、シャフト108、トルク伝達手段111、滑りギア112は一体となって、矢印B方向(図5)に回転することができる。従って、ロータリー105を回転させることができる。それ以降の動作は前述した実施形態と同じである。
以上説明した通り、本実施形態によれば、モータMから回転力の伝達を受けることを停止する停止状態と、モータMから前記回転力の伝達を受ける作動状態と、を取り得る回転力伝達ユニットYを有する。そして、回転力伝達ユニットYは、前記作動状態において、モータMから前記回転力を受けて、ロータリー105を所定量回転させて、現像装置18a〜18dを現像位置18Yへ準次移動させる。ここで、回転力伝達ユニットYは、ギア173、ギア112、ギア104、ギア105a、及び、ソレノイド102を有する。
本実施形態によれば、前述した実施形態と同様の効果が得られる。
また、固定側111aと滑り側111bとの間に所定のトルクT以上がかかると両者が滑る。これにより、例えば、ロータリー105に異物が混入しロータリー105が回転できない状態になったとしても、ソレノイド102に電圧を印加して、ロータリー105を回転させようとする際、固定側111aと滑り側111bが滑る。これにより、駆動源(不図示)からの駆動トルク(回転トルク)をT以上伝えない。そのため、装置本体が故障することを未然に防止できる。
〔第3実施形態〕
次に、図7及び図8を用いて、ロータリー105を回転させる駆動伝達機構の他の形態について説明する。図7は駆動伝達機構の概略構成を示す正面図であり、図8は図7を右方向から見た右側面図である。ただし感光体ドラム、中間転写ベルト、一次転写ローラ等は図示していない。また、ここではロータリー105の回転方向は前述した実施形態とは反対方向にしてあるが、現像に対する問題は無いこととする。
図7及び図8に示す駆動伝達機構は、ロータリー105を回転させる。これにより、ロータリー105に支持された4つの各現像装置18a〜18dを、感光体ドラム2と対向する現像位置へ順次切り替えて移動させるものである。以下、駆動伝達機構の構成を説明する。
ロータリー105は4つの現像装置18を保持し(取り付けられ)、本体フレーム171,172に対し回転自在に設けられている。前述した通り、4つの現像装置18はロータリー105に対し固定式でも着脱可能式でも構わない。また、ロータリー105の外周部にはロータリーギア126が設けられている。ロータリーギア126はロータリー105と一体に回転する。ギア126は、一方向に回転しているロータリー駆動ギア127と噛合可能なギア部126aを有する。また、ギア126は、ソレノイド102がカム121の爪部121a〜121dのいずれかに係合しているときに駆動ギア127と対向するV個の欠歯部126bを有している。ここでは、ギア126は前記欠歯部126bを等角度に4ヶ所有している。
回転部材としてのカム121はロータリー105と同期して回転できるようにロータリー105に係合し(一体でも良い)、ソレノイド102と係合可能なV個(ここでは4個)の爪部(係合部)121a〜121dを有している。ここでは、カム121は、前記爪部121a〜121dを等角度に配置している。
そして、カム121の爪部121a〜121d及びギア126の4つの欠歯部126bを前記現像位置に対応する位置に設定している。
付勢カム122はカム121と同期して回転できるようカム121と係合し(一体でも良い)ている。この付勢カム122は、V個(ここでは4個)のガイド部122aを有するガイド部材である。
トリガーレバー123は、付勢カム122のガイド部122aに係合しているレバー部材である。このレバー123は装置本体に設けられた回動軸125に回動可能に設けられている。
付勢バネ124は、カム121を回転方向(図7の矢印D方向)に付勢するべくレバー123を付勢している付勢部材(弾性部材)である。この付勢バネ124は例えば引っ張りバネであり、一端を装置本体に固定され、他端をレバー123に設けられている。そして、バネ124は、レバー123に回動力を与えている。これにより、レバー123はバネ124の弾性力(バネ力)により付勢カム122、カム121、ロータリー105を矢印D方向(図7)に付勢している。
ロータリー駆動ギア(駆動部材)127は駆動源(不図示)より回転力を受け、一方向(ここでは図7の矢印F方向)に常時回転している。尚、この駆動源(不図示)は、前述した通り、例えば、搬送ローラ(不図示)を駆動しているギア等から分歯したもの、あるいは、感光体ドラム2を駆動するギアから分歯したもの等、回転力を有するものであれば適宜適用できる。
上述した部材によって駆動伝達機構が構成される。前記駆動伝達機構は、カム121の爪部121a〜121dに対するソレノイド102の係合が解除され、係合される毎に、カム121と同期して回転するギア126のギア部126aが駆動ギア127に噛合する。そして、前記駆動伝達機構は、ロータリー105を(360/V)となる角度Wだけ回転させた後停止させる。
図7に示す状態においては、ソレノイド102がカム121の爪部121aに係合されている。これにより、ギア126の欠歯部126bが駆動ギア127に対向する位置にあり、ギア126へは回転力が伝達されない、従って、駆動伝達機構の回転が停止されている。また、図7に示す状態において、現像ローラ182は感光体ドラム(不図示)に対し弾性力をもって圧接している。
この状態において、ソレノイド102に電圧を所定時間印加すると、カム121の爪部121aに対するソレノイド102の係合が解除される。このため、付勢バネ124の弾性力(付勢力)によってトリガーレバー123が付勢カム122を矢印D方向(図7)に付勢する。これによって、ギア126のギア部126aが駆動ギア127に噛合するように、カム121が回転する。これにより、トリガーレバー123により付勢された付勢カム122、カム121、ロータリー105が一体となって矢印D方向に回動する。すると、ギア部126aが駆動ギア127と噛み合い、次の欠歯部126bまで回転する。その後、カム121がソレノイド102に係止されて付勢カム122、カム121、ロータリー105は停止する。つまり、ロータリー105は次の現像装置を現像位置に移動させ、停止させる。
以上説明した通り、本実施形態によれば、ソレノイド102(係合部材)が爪部(係合部)101aに係合して、カム101(回転部材)の回転が停止させられる。これによって、ギア(第二伝達ギア部材)106がギア(駆動部材)173から回転力の伝達を受けることを停止する停止状態と、カム101が回転することによって、ギア106がギア173から回転力の伝達を受けて回転する作動状態と、を取り得る。そして、前記作動状態において、ロータリー105を所定量回転させて、現像装置18a〜18dを現像位置18Yへ準次移動させる。
また、本実施形態によれば、モータMから回転力の伝達を受けることを停止する停止状態と、モータMから前記回転力の伝達を受ける作動状態と、を取り得る回転力伝達ユニットZを有する。そして、回転力伝達ユニットZは、前記作動状態において、モータMから前記回転力を受けて、ロータリー105を所定量回転させて、現像装置18a〜18dを現像位置18Yへ準次移動させる。ここで、回転力伝達ユニットZは、ギア127、ギア126、カム121、カム122、及び、ソレノイド102を有する。
前述したように構成しても、前述した実施形態と同様の効果が得られる。即ち、回転数を制御できる駆動モータを独立して設けなくても、ロータリーの回転を制御できる。
尚、本実施形態では、4色の現像装置を順次現像位置に移動させるため、爪部121a、欠歯部126bを等角度に4ヶ所設けている。しかしながら、これらは、4×N(Nは自然数)ヶ所設けていれば良い。また、前述した実施形態にも記載したが、3色の場合は3×N(Nは自然数)、2色の場合は2×N(Nは自然数)ヶ所設けていれば良い。5色以上の場合でも同様である。
以上説明した各実施形態によれば、ソレノイド102の制御は、ユニットCによって行われる。
また、各実施形態によれば、回転力の伝達を行う部材としては、ギアに限定されるものではない。ギア部材として、例えば、ギア、歯付きベルト、伝動ベルト等、回転力の伝達を行う部材を適宜用いることができる。
また、各実施形態によれば、前記停止状態において、モータMは回転を続行している。これによって、モータの制御を簡略化できる。
また、各実施形態によれば、モータMからの回転力はロータリー105を回転させるのみならず、前記回転力は回転力被伝達部材に伝達されて、前記回転力被伝達部材を回転させる。ここで、前記回転力被伝達部材としては、少なくとも、シートSを搬送する搬送ローラ(レジストローラ)53、シートSに転写された現像剤画像をシートSに定着する定着装置54、及び、感光体ドラム2に形成された現像剤画像をシートSに転写するために、シートSを感光体ドラム2に搬送する転写ベルト7のいずれか一つである。
また前述した実施形態では、電子写真画像形成装置としてプリンタを例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の電子写真画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の電子写真画像形成装置であっても良い。また、中間転写体(ベルト)を使用し、該中間転写体に各色の現像剤像を順次重ねて転写する。そして、該中間転写体に担持された現像剤像を記録媒体に一括して転写する画像形成装置を例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものでもない。例えば記録媒体担持体を使用し、該記録媒体担持体に担持された記録媒体に各色の現像剤像を順次重ねて転写する電子写真画像形成装置であっても良い。該画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
電子写真画像形成装置の一例であるレーザービームプリンタの構成を示す断面図 第1実施形態に係る駆動伝達機構の構成を示す正面図 第1実施形態に係る駆動伝達機構の右側面図 第1実施形態に係る駆動伝達機構の他の例を示す正面図 第2実施形態に係る駆動伝達機構の構成を示す正面図 第2実施形態に係る駆動伝達機構の右側面図 第3実施形態に係る駆動伝達機構の構成を示す正面図 第3実施形態に係る駆動伝達機構の右側面図
符号の説明
S …シート(記録媒体)
2 …感光体ドラム
18a〜18d …現像装置
101 …トリガーカム
101a,121a〜121d …爪部(係合部)
102 …ソレノイド
103 …トリガーバネ(弾性部材)
104,127 …ロータリー駆動ギア
105 …ロータリー
105a,126 …ロータリーギア
106 …欠歯ギア
106a,126a …ギア部
106b,126b …欠歯部
182a〜182d …現像ローラ

Claims (14)

  1. 記録媒体に画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、
    電子写真感光体と、
    回転可能な回転支持体であって、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための、複数の現像装置を支持するための回転支持体と、
    モータと、
    前記回転支持体に前記モータからの回転力を伝達するための回転力伝達ユニットであって、前記モータから前記回転力の伝達を受けることを停止する停止状態と、前記モータから前記回転力の伝達を受ける作動状態と、を取り得て、前記作動状態において、前記モータから前記回転力を受けて、前記回転支持体を回転させて、前記現像装置を前記静電潜像を現像する現像位置へ準次移動させる回転力伝達ユニットと、
    を有することを特徴とするカラー電子写真画像形成装置。
  2. 記録媒体に画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、
    電子写真感光体と、
    回転可能な回転支持体であって、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための、複数の現像装置を支持するための回転支持体と、
    前記回転支持体と一体に回転する回転支持体ギア部材と、
    前記回転支持体ギア部材と係合する第一伝達ギア部材と、
    前記第一伝達ギア部材と一体に回転する回転部材と、
    前記回転部材の回転を停止するために、前記回転部材に設けられた係合部と離脱可能に係合する係合部材と、
    モータからの回転力を受けて一方向へ回転する駆動部材の回転力を前記回転部材に伝達するための第二伝達ギア部材と、
    を有し、
    前記係合部材が前記係合部に係合して、前記回転部材の回転が停止させられることによって、前記第二伝達ギア部材が前記駆動部材から回転力の伝達を受けることを停止する停止状態と、前記回転部材が回転することによって、前記第二伝達ギア部材が前記駆動部材から前記回転力の伝達を受けて回転する作動状態と、を取り得て、前記作動状態において、前記回転支持体を回転させて、前記現像装置を前記静電潜像を現像する現像位置へ準次移動させることを特徴とするカラー電子写真画像形成装置。
  3. 前記停止状態において、前記モータは回転を続行していることを特徴とする請求項2に記載のカラー電子写真画像形成装置。
  4. 前記駆動部材はモータから回転力を受けて回転し、前記回転力は前記第二伝達ギア部材及び前記回転支持体ギア部材を介して前記回転支持体に伝達されて、前記回転支持体を回転する、また、前記モータからの前記回転力は回転力被伝達部材に伝達されて、前記回転力被伝達部材を回転させることを特徴とする請求項2または請求項3のいずれかに記載のカラー電子写真画像形成装置。
  5. 前記回転力被伝達部材は、少なくとも、前記記録媒体を搬送する搬送ローラ、前記記録媒体に転写された現像剤画像を前記記録媒体に定着するための定着装置、及び、前記電子写真感光体のいずれか一つであることを特徴とする請求項4に記載のカラー電子写真画像形成装置。
  6. 前記第二伝達ギア部材は欠歯ギア、前記駆動部材はギア、前記係合部材は電気アクチュエータであり、前記欠歯ギアは前記駆動部材であるギアと噛合可能なギア部と、前記電気アクチュエータが前記回転部材の係合部に係合している状態で前記駆動部材であるギアと対向するM個の欠歯部と、を有する、また、前記回転部材を回転方向に付勢している弾性部材、を有している、そして、前記係合部に対する前記電気アクチュエータの係合が解除されることで、前記弾性部材の弾性力によって前記欠歯ギアのギア部が前記駆動部材であるギアと噛合するように前記回転部材が回転されて、前記駆動部材であるギアの回転力が、前記ギア部、前記回転支持体ギア部材、及び、前記第一伝達ギア部材を介して前記回転支持体を回転させる、また、前記電気アクチュエータが前記係合部に係合することで、前記欠歯ギアの欠歯部が前記駆動部材であるギアに対向する位置で前記回転部材の回転が停止されることによって、前記駆動部材であるギアの回転力が前記第二伝達ギア部材に伝達されないことを特徴とする請求項2または請求項3のいずれかに記載のカラー電子写真画像形成装置。
  7. 記録媒体に画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、
    電子写真感光体と、
    回転可能な回転支持体であって、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための、複数の現像装置を支持するための回転支持体と、
    モータと、
    前記モータからの回転力を受けて回転する回転力被伝達部材と、
    前記回転力被伝達部材に前記モータからの前記回転力を伝達するための回転力伝達機構と、
    前記回転支持体に前記モータからの前記回転力を伝達するための回転力伝達ユニットであって、前記モータから前記回転力の伝達を受けることを停止する停止状態と、前記モータから前記回転力の伝達を受ける作動状態と、を取り得て、前記作動状態において、前記モータからの回転力を受けて、前記回転支持体を回転させて、前記現像装置を前記静電潜像を現像する現像位置へ準次移動させる回転力伝達ユニットと、
    を有することを特徴とするカラー電子写真画像形成装置。
  8. 前記停止状態において、前記モータは回転を続行していることを特徴とする請求項7に記載のカラー電子写真画像形成装置。
  9. 前記回転力被伝達部材は、少なくとも、前記記録媒体を搬送する搬送ローラ、前記記録媒体に転写された現像剤画像を前記記録媒体に定着するための定着装置、及び、前記電子写真感光体のいずれか一つであることを特徴とする請求項7または請求項8に記載のカラー電子写真画像形成装置。
  10. 記録媒体に画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、
    電子写真感光体と、
    回転可能な回転支持体であって、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための、V個(Vは自然数)の現像装置を支持するための回転支持体と、
    電気アクチュエータと、
    前記電気アクチュエータと係合可能なM個(Mは自然数)の係合部を有する回転部材と、
    一方向に回転している駆動部材からの回転力を伝達される、歯数X(Xは自然数)の伝達ギアと、前記伝達ギアと噛合して、前記回転支持体と一体に回転する、歯数Y(Yは自然数)の回転支持体ギアと、を有し、前記各自然数の値が、(X/M)が(Y/V)の約数となる関係を満たすように設定した駆動伝達機構と、
    を有し、
    前記係合部に対する前記電気アクチュエータの係合が解除される毎に前記回転部材が1/M回転して、前記1/M回転する毎に前記回転部材と一体に回転する伝達ギアから前記回転支持体ギアに回転力が伝達されて、前記回転支持体を(360/V)の約数となる角度Wだけ回転させた後停止させて、前記現像装置を前記静電潜像を現像する現像位置へ準次移動させることを特徴とするカラー電子写真画像形成装置。
  11. 前記駆動伝達機構は、
    前記駆動部材と噛合可能なギア部と、前記電気アクチュエータが前記回転部材の係合部に係合しているときに前記駆動部材と対向するM個の欠歯部と、を有する欠歯ギアと、
    前記回転部材を回転方向に付勢している弾性部材と、を有し、
    前記係合部に対する前記電気アクチュエータの係合が解除されることで、前記弾性部材の弾性力によって前記欠歯ギアのギア部が前記駆動部材に噛合するように前記回転部材が回転され、
    前記電気アクチュエータが前記係合部に係合されることで、前記欠歯ギアの欠歯部が前記駆動部材に対向する位置で前記回転部材の回転が停止されることを特徴とする請求項10に記載のカラー電子写真画像形成装置。
  12. 前記駆動伝達機構は、
    前記駆動部材と噛合している滑りギアと、
    前記滑りギアに係合された固定部と、前記回転部材に係合され、前記固定部と同期して回転する滑り部を有し、前記固定部と前記滑り部の間に所定のトルク以上が発生すると固定部と滑り部は滑って同期して回転しないトルク伝達手段と、を有し、
    前記係合部に対する前記電気アクチュエータの係合が解除されることで、前記固定部と前記滑り部が同期して回転して前記滑りギアの回転力が前記回転部材に伝達されて前記回転部材が回転され、
    前記電気アクチュエータが前記係合部に係合されることで、前記固定部と前記滑り部が滑って前記滑りギアの回転力が前記回転部材に対して遮断されて前記回転部材の回転が停止されることを特徴とする請求項10に記載のカラー電子写真画像形成装置。
  13. 記録媒体に画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、
    電子写真感光体と、
    回転可能な回転支持体であって、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための、V個(Vは自然数)の現像装置を支持するための回転支持体と、
    電気アクチュエータと、
    前記電気アクチュエータと係合可能なV個の係合部を有し、前記回転支持体と一体に回転する回転部材と、
    一方向に回転している駆動部材と噛合可能なギア部と、前記電気アクチュエータが前記係合部に係合している状態で前記駆動部材と対向するV個の欠歯部と、を有しており、前記回転支持体と一体に回転する回転支持体ギアと、を有し、前記係合部及び前記欠歯部を前記現像位置に対応する位置に設定した駆動伝達機構と、
    を有し、
    前記係合部に対する前記電気アクチュエータの係合が解除され、係合される毎に前記回転部材と同期して回転する回転支持体ギアのギア部が前記駆動部材に噛合されて前記回転支持体を(360/V)となる角度Wだけ回転させて停止させることを特徴とするカラー電子写真画像形成装置。
  14. 前記駆動伝達機構は、
    前記回転部材と同期して回転する、V個のガイド部を有するガイド部材と、
    前記ガイド部材のガイド部に係合しているレバー部材と、
    前記回転部材を回転方向に付勢するべく前記レバー部材を付勢している付勢部材と、を有し、
    前記係合部に対する前記電気アクチュエータの係合が解除されることで、前記付勢部材の付勢力によって前記レバー部材が前記ガイド部材を回転方向に付勢して、前記回転支持体ギアのギア部が前記駆動部材に噛合するように前記回転部材が回転され、
    前記電気アクチュエータが前記係合部に係合されることで、前記回転支持体ギアの欠歯部が前記駆動部材に対向する位置で前記回転部材の回転が停止されることを特徴とする請求項13に記載のカラー電子写真画像形成装置。
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