JP2011203541A - 画像形成装置 - Google Patents

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博 和田
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裕一郎 田中
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Abstract

【課題】衝撃によるギヤの損傷を防ぐとともに、互いに噛合するギヤの軸間距離を一定に保ってギヤ同士の安定した噛合を実現することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】搬送ユニットに、揺動可能な可動フレーム(第1のフレーム)26に回転可能に軸支された可動ギヤ29を備え、搬送ユニットの装置本体に対する接離動作によって可動ギヤ29を装置本体側の固定フレーム(第2のフレーム)33によって回転可能に軸支された駆動ギヤ(本体ギヤ)34に対して接離させて装置本体側から搬送ユニット側への駆動伝達を断接するようにした画像形成装置において、第1フレーム26に可動ギヤ29の軸30を中心とする円弧面26aを形成するとともに、固定フレーム33に駆動ギヤ34の軸35を中心とする円弧面33aを形成し、両円弧面26a,33a同士を搬送ユニットの装置本体に対する接離動作によって接離させるよう構成する。
【選択図】図6

Description

本発明は、ユニットの装置本体に対する接離動作によって装置本体側からユニット側への動力伝達を断接するようにした複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光ドラム等の感光体の表面が帯電ローラ等によって一様に帯電され、この帯電された感光体の表面が露光走査されることによって該表面には原稿画像に応じた静電潜像が形成される。そして、感光体上に形成された静電潜像は現像装置において現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、トナー像は、適当なタイミングで供給される用紙上に転写手段によって転写された後、定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着され、搬送パスを通って機外に排出される。
ところで、斯かる画像形成装置においてトナー像が定着された用紙が搬送パスにおいてジャムした場合、このジャムした用紙を容易に取り除くことができるように、搬送パスやその途中に設けられた搬送ローラ対等を搬送ユニットとして装置本体に対して開閉可能とし、搬送パスにおいてジャムが発生した場合には搬送ユニットを開いて搬送パスを開放し、この搬送された搬送パスからジャム紙を取り除くようにした構成が採用されている。
特許文献1には、搬送ユニット(搬送路側カバー)に駆動力の伝達を断接するジョイント部を設け、搬送ユニットを開くと、その動作に連動してジョイント部におけるギヤの噛合を解除して手動で搬送ローラ対を回してジャム紙を容易に取り除くことができるようにした構成が提案されている。
特開2004−177819号公報
しかしながら、特許文献1において提案された構成では、ジャム処理が終了して搬送ユニットを閉じる際に搬送ユニット側のギヤが装置本体側のギヤに衝突し、衝突の衝撃によってギヤが損傷を受ける可能性がある他、両ギヤの軸間距離が不安定であるためにギヤの噛合が安定せず、円滑な動力伝達がなされない可能性があるという問題があった。又、ギヤの個数等の少ない動力伝達の構成にして、コストや動力伝達ロスを低減する必要が常に存在する。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、衝撃によるギヤの損傷を防ぐとともに、互いに噛合するギヤの軸間距離を一定に保ってギヤ同士の安定した噛合を実現することができる簡単な構成の動力伝達手段を備えた画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、装置本体に対して離接可能なユニットを備え、該ユニットには回転可能に軸支された従動ギヤの軸心回りに揺動可能な第1のフレームに回転可能に軸支されて該従動ギヤに噛み合う可動ギヤを備え、ユニットの装置本体に対する接離動作によって前記可動ギヤを装置本体側に第2のフレームによって回転可能に軸支された本体ギヤに対して接離させて装置本体側からユニット側への駆動伝達を断接するようにした画像形成装置において、前記ユニット側の第1フレームに前記可動ギヤの回転軸を中心とする円弧面を形成するとともに、前記装置本体側の第2フレームに前記本体ギヤの回転軸を中心とする円弧面を形成し、両円弧面同士をユニットの装置本体に対する接離動作によって接離させるよう構成したことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記可動ギヤと本体ギヤを食い込み方向にそれぞれ回転させ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記載の発明において、前記ユニット側の第1フレームをこれに軸支された前記可動ギヤが前記本体ギヤに噛合する方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記ユニットには前記可動ギヤに対して前記本体ギヤと前記従動ギヤの間の食い込み側において噛み合う他の従動ギヤが設けられていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記他の従動ギヤは支持軸への動力伝達のオンオフが切り換え可能なクラッチのギヤであることを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、ユニットを装置本体に装着する際には該ユニット側の第1フレームに形成された円弧面と装置本体側の第2フレームに形成された円弧面とが接触して可動ギヤと本体ギヤの強い衝突を防ぐことができるため、これらの可動ギヤと本体ギヤの衝撃による損傷が防がれる。又、第1及び第2フレームにそれぞれ形成された円弧面は可動ギヤと本体ギヤの各回転軸を中心とするため、第1及び第2フレームがどのような角度位置にあっても可動ギヤと本体ギヤの軸間距離は常に一定に保たれ、両ギヤの噛合が安定して装置本体側からユニット側への円滑な動力伝達が可能となる。
請求項2記載の発明によれば、可動ギヤと本体ギヤを食い込み方向にそれぞれ回転させるようにしたため、両ギヤの噛合が安定し、これらのギヤを介して装置本体側からユニット側への円滑な動力伝達がなされる。
請求項3記載の発明によれば、ユニット側の第1フレームをこれに軸支された可動ギヤが本体ギヤに噛合する方向に付勢するようにしたため、両ギヤの噛合が安定し、これらのギヤを介して装置本体側からユニット側への円滑な動力伝達がなされる。
請求項4記載の発明によれば、ユニットには可動ギヤに対して本体ギヤと従動ギヤの間の食い込み側において噛み合う他の従動ギヤを設けるようにしたため、可動ギヤと本体ギヤの円滑な噛合いを妨げることなくユニットにおける動力伝達の構成を簡略化することができる。
請求項5に記載の発明によれば、可動ギヤに噛み合う他の従動ギヤは支持軸への動力伝達のオンオフが切り換え可能な電磁クラッチのギヤであり、ユニットを装置本体に装着する際には動力伝達がオフ状態であるため、可動ギヤと本体ギヤの円滑な噛み合いを妨げることをより少なくすることができる。
本発明に係る画像形成装置(カラーレーザープリンタ)の側断面図である。 本発明に係る画像形成装置の動力断接機構を示す部分斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の搬送ユニットのギヤ部分の斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の動力断接機構の平面図である。 図4の矢視A方向の図である。 本発明に係る画像形成装置の動力断接機構の駆動伝達状態を示す図4の矢視B方向の図である。 本発明に係る画像形成装置の動力断接機構の駆動伝達が遮断された状態を示す図4の矢視B方向の図である。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体100内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット1M、シアン画像形成ユニット1C、イエロー画像形成ユニット1Y及びブラック画像形成ユニット1Kが一定の間隔でタンデムに配置されている。
上記各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Kには、電子写真感光体である感光ドラム2a,2b,2c,2dがそれぞれ配置されており、各感光ドラム2a〜2dの周囲には、帯電ローラ3a,3b,3c,3d、現像装置4a,4b,4c,4d、1次転写ローラ5a,5b,5c,5d及びドラムクリーニング装置6a,6b,6c,6dがそれぞれ配置されている。
ここで、前記感光ドラム2a〜2dは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向(時計方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電ローラ3a〜3dは、各感光ドラム2a〜2dに接触して従動回転することによって各感光ドラム2a〜2dの表面をそれぞれ所定の電位に均一に帯電させるものである。
更に、前記現像装置4a〜4dは、マゼンタ(M)トナー、シアン(C)トナー、イエロー(Y)トナー、ブラック(K)トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム2a〜2d上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。
又、前記1次転写ローラ5a〜5dは、各1次転写部にて無端状の中間転写ベルト7を介して各感光ドラム2a〜2dに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト7は、駆動ローラ8と2つのテンションローラ9との間に張設されて各感光ドラム2a〜2dの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラ8は、2次転写部において中間転写ベルト7を介して2次転写ローラ10に当接可能に配置されている。又、テンションローラ9の近傍にはベルトクリーニング装置11が設けられている。
更に、装置本体100内の各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Kの下方にはレーザースキャナユニット(LSU)12が配置され、その下方の本体100の底部には給紙カセット13が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット13には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット13の近傍には、給紙カセット13から用紙を取り出すピックアップローラ14と、取り出された用紙を分離して搬送パスSへと1枚ずつ送り出すフィードローラ15とリタードローラ16が設けられている。
又、装置本体100の側部を上下方向に延びる前記搬送パスSには、用紙を搬送する搬送ローラ対17と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記駆動ローラ8と中間転写ベルト7との当接部である2次転写部へと供給するレジストローラ対18が設けられている。尚、搬送パスSの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスS’が形成されており、この搬送パスS’には複数の反転ローラ対19が適当な間隔で設けられている。
更に、装置本体100内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスSは、装置本体100の上面に設けられた排紙トレイ20まで延びており、その途中には定着装置21と排紙ローラ対22,23が設けられている。
ところで、本実施の形態に係るカラーレーザープリンタにおいては、搬送パスS,S’や搬送ローラ対17、反転ローラ対19等は搬送ユニット24としてユニット化されており、この搬送ユニット24は装置本体100に対して接離させることができる。
次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。
画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Kにおいて各感光ドラム2a〜2dが図示矢印方向(時計方向)に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム2a〜2dは、帯電ローラ3a〜3dによって一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット12は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム2a〜2dの表面に照射し、各感光ドラム2a〜2d上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。
そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット1Mの感光ドラム2a上に形成された静電潜像に、該感光ドラム2aの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置4aによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム2aと転写ローラ5aとの間の1次転写部(転写ニップ部)において、トナーと逆極性の1次転写バイアスが印加された転写ローラ5aの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト7上に1次転写される。
上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト7は、次のシアン画像形成ユニット1Cへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット1Cにおいても、前記と同様にして、感光ドラム2b上に形成されたシアントナー像が1次転写部において中間転写ベルト7上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。
以下同様にして、中間転写ベルト7上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット1Y,1Kの各感光ドラム2c,2d上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各1次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト7上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト7上に転写されないで各感光ドラム2a〜2d上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置6a〜6dによって除去され、各感光ドラム2a〜2dは次の画像形成に備えられる。
そして、中間転写ベルト7上のフルカラートナー像の先端が中間転写ベルト7と2次転写ローラ10間の2次転写部(転写ニップ部)に達するタイミングに合わせて、給紙カセット13からピックアップローラ14とフィードローラ15及びリタードローラ16によって搬送パスSへと送り出された用紙がレジストローラ対18によって2次転写部へと搬送される。そして、2次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の2次転写バイアスが印加された2次転写ローラ10によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト7から一括して二次転写される。
而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置21へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対22,23によって排紙トレイ20上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト7上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置11によって除去され、中間転写ベルト7は次の画像形成に備えられる。
ところで、定着装置21においてフルカラートナー像が定着された用紙が搬送パスSにおいてジャムした場合には、搬送ユニット24を装置本体100に対して移動させて搬送パスSを開放すれば、この開放された搬送パスSからジャム紙を容易に取り除くことができる。
而して、本実施の形態に係るカラーレーザープリンタにおいては、装置本体100側から搬送ユニット24へと動力伝達がなされるが、この動力伝達は搬送ユニット24の装置本体100に対する接離動作に連動して断接される。以下、動力伝達の断接構造を図2〜図7に基づいて説明する。
図2は動力断接機構を示す部分斜視図、図3は搬送ユニットのギヤ部分の斜視図、図4は動力断接機構の平面図、図5は図4の矢視A方向の図、図6は動力断接機構の駆動伝達状態を示す図4の矢視B方向の図、図7は動力断接機構の駆動伝達が遮断された状態を示す図4の矢視B方向の図である。
図2及び図4に示すように、搬送ユニット24のハウジング25の一側部には可動フレーム26が軸27によって揺動可能に軸支されており、軸27にはギヤ28が回転可能に支持されている。又、可動フレーム26の先端部には段ギヤである可動ギヤ29が軸30によって回転可能に支持されており、前記ギヤ28の側部には図3に示すようにクラッチ31付きのギヤ32が回転可能に配されている。ここで、可動ギヤ29には大径ギヤ29aと小径ギヤ29bが一体に形成されており、図3及び図4に示すように、大径ギヤ29aはギヤ28に噛合し、小径ギヤ29bはギヤ32に噛合している。
他方、図2に示すように、装置本体100の固定フレーム33には駆動ギヤ34が軸35によって回転可能に支持されており、後述のように搬送ユニット24が装置本体100に対して図示矢印方向に移動して接離すると、この搬送ユニット24の接離動作に連動して可動ギヤ29が駆動ギヤ34に選択的に噛合する。ここで、搬送ユニット24の可動フレーム26とハウジング25の間には付勢手段としてのスプリング36が介装されており、このスプリング36によって可動フレーム26は軸27を中心として図2の反時計方向(可動ギヤ29が駆動ギヤ34に噛合する方向)に付勢されている。
そして、本実施の形態では、図6及び図7に示すように、搬送ユニット24側の可動フレーム26の先端には可動ギヤ29の回転中心である軸30を中心とする半径r1の円弧面26aが形成されており、装置本体100側の固定フレーム33の先端には駆動ギヤ34の回転中心である軸35を中心とする半径r2の円弧面33aが形成されている。
而して、図2に示すように搬送ユニット24が装置本体100に装填されている状態においては、図5及び図6に示すように搬送ユニット24側の可動ギヤ29は装置本体100側の駆動ギヤ34に噛合しており、駆動ギヤ34が装置本体100側に設けられた駆動源である不図示のモータからの駆動力を受けて図示矢印a方向に回転駆動されると、これに噛合する可動ギヤ29が図示矢印b方向に回転する。この場合の駆動ギヤ34の回転方向(矢印a方向)と可動ギヤ29の回転方向(矢印b方向)は、これらの駆動ギヤ34と可動ギヤ29が食い込むよう噛合する方向に一致している。このため、駆動ギヤ34と可動ギヤ29の噛合が確実且つ安定的になされ、駆動ギヤ34から可動ギヤ29への回転動力の伝達が確実になされる。
クラッチ31付きのギヤ32と可動ギヤ29の小径ギヤ29bの噛み合い位置は食い込み方向であり、スプリング36の付勢方向である側において、大径ギヤ29aとギヤ28及び駆動ギヤ34の噛み合い位置の間に設けられている。よって、搬送ユニット24の接離動作に連動する可動ギヤ29と駆動ギヤ34の噛み合いを妨げることはない。又、上述のように、駆動ギヤ34と可動ギヤ29への回転動力の伝達が確実になされることにより、ギヤ32へも回転動力の伝達が確実になされる。そして、ギヤ28を介すことなく可動ギヤ29から直接に動力伝達することにより、回転動力のロスを低減することができる。
上述のように搬送ユニット24側の可動ギヤ29が図示矢印b方向に回転すると、この可動ギヤ29の大径ギヤ29aに噛合するギヤ28と小径ギヤ29bに噛合するギヤ32が矢印c方向に回転し、図1に示す搬送ローラ対17や反転ローラ対19にモータの回転動力が伝達されてこれらが回転駆動されて用紙が搬送される。
ところで、フルカラートナー像が定着された用紙が搬送パスSを搬送されているときに該用紙が何らかの原因でジャムしたような場合には、搬送ユニット24を装置本体100から離して搬送パスSを開放すれば、この開放された搬送パスSからジャム紙を容易に取り除くことができる。このとき、図7に示すように搬送ユニット24側の可動ギヤ29は装置本体100側の駆動ギヤ34から離間して両者の噛合が解除されるため、例えば不図示の操作ノブを操作して搬送ローラ対17を回してジャムした用紙を手動で搬送してこれを容易に取り除くことができる。
そして、上述のようにしてジャム処理がなされると搬送ユニット24が再び装置本体100に装着されるが、搬送ユニット24側の可動フレーム26の先端に形成された円弧面26aと装置本体100側の固定フレーム33の先端に形成された円弧面33aとが図6に示すように接触して可動ギヤ29と駆動ギヤ34の強い衝突を防ぐことができるため、これらの可動ギヤ29と駆動ギヤ34の衝撃による損傷が防がれる。又、可動フレーム26と固定フレーム33にそれぞれ形成された円弧面26a,33aは可動ギヤ29と駆動ギヤ34の軸30,35を中心とした半径r1,r2の円弧を成すため、可動フレーム26と固定フレーム33がどのような角度位置にあっても可動ギヤ29と駆動ギヤ34の軸間距離Lは常に一定値(r1+r2)に保たれ、可動ギヤ29と駆動ギヤ34との噛合が安定して装置本体100側から搬送ユニット24側への円滑な動力伝達が可能となる。
更に、本実施の形態では、可動ギヤ29と駆動ギヤ34を食い込み方向にそれぞれ回転させるようにしたため、これらの可動ギヤ29と駆動ギヤ34の噛合が安定し、両ギヤ29,34を介して装置本体100側から搬送ユニット24側への円滑な動力伝達がなされる。
又、本実施の形態では、搬送ユニット24側の可動フレーム26をこれに軸支された可動ギヤ29が装置本体100側の駆動ギヤ34に噛合する方向に付勢するスプリング36を設けたため、可動ギヤ29と駆動ギヤ34の噛合が更に安定し、両ギヤ29,34を介して装置本体100側から搬送ユニット24側への円滑な動力伝達がなされるという効果が得られる。
又、本実施の形態では、可動ギヤに対して前記本体ギヤと前記従動ギヤの間の食い込み側において噛み合う他の従動ギヤを設けることにより、動力伝達の構成を簡略化して動力伝達ロスを低減することができるという効果が得られる。
尚、以上は本発明をカラーレーザープリンタに対して適用した形態について説明したが、本発明は、カラー複写機等の他の任意のカラー画像形成装置、或いはモノクロの画像形成装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
1M マゼンタ画像形成ユニット
1C シアン画像形成ユニット
1Y イエロー画像形成ユニット
1K ブラック画像形成ユニット
2a〜2d 感光ドラム
3a〜3d 帯電ローラ
4a〜4d 現像装置
5a〜5d 転写ローラ
6a〜6d ドラムクリーニング装置
7 中間転写ベルト(トナー像担持体)
8 駆動ローラ
9 テンションローラ
10 2次転写ローラ(転写ローラ)
11 ベルトクリーニング装置
12 レーザースキャナユニット(LSU)
13 給紙カセット
14 ピックアップローラ
15 フィードローラ
16 リタードローラ
17 搬送ローラ対
18 レジストローラ対
19 搬送ローラ対
20 排紙トレイ
21 定着装置
22,23 排紙ローラ対
24 搬送ユニット
25 搬送ユニットのハウジング
26 可動フレーム(第1フレーム)
26a 可動フレームの円弧面
27 可動フレームの軸
28 ギヤ
29 可動ギヤ
29a 可動ギヤの大径ギヤ
29b 可動ギヤの小径ギヤ
30 可動ギヤの軸
31 クラッチ
32 ギヤ
33 固定フレーム(第2フレーム)
33a 固定フレームの円弧面
34 駆動ギヤ(本体ギヤ)
35 駆動ギヤの軸
36 スプリング(付勢手段)
100 画像形成装置本体
L 駆動ギヤと可動ギヤの軸間距離
r1 可動フレームの円弧面半径
r2 固定フレームの円弧面半径
S,S’ 搬送パス

Claims (5)

  1. 装置本体に対して離接可能なユニットを備え、該ユニットには回転可能に軸支された従動ギヤの軸心回りに揺動可能な第1のフレームに回転可能に軸支されて該従動ギヤに噛み合う可動ギヤを備え、ユニットの装置本体に対する接離動作によって前記可動ギヤを装置本体側に第2のフレームによって回転可能に軸支された本体ギヤに対して接離させて装置本体側からユニット側への駆動伝達を断接するようにした画像形成装置において、
    前記ユニット側の第1フレームに前記可動ギヤの回転軸を中心とする円弧面を形成するとともに、前記装置本体側の第2フレームに前記本体ギヤの回転軸を中心とする円弧面を形成し、両円弧面同士をユニットの装置本体に対する接離動作によって接離させるよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記可動ギヤと本体ギヤを食い込み方向にそれぞれ回転させることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記ユニット側の第1フレームをこれに軸支された前記可動ギヤが前記本体ギヤに噛合する方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
  4. 前記ユニットには前記可動ギヤに対して前記本体ギヤと前記従動ギヤの間の食い込み側において噛み合う他の従動ギヤが設けられていることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  5. 前記他の従動ギヤは、支持軸への動力伝達のオンオフが切り換え可能なクラッチのギヤであることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
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