JP3414313B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3414313B2
JP3414313B2 JP09259899A JP9259899A JP3414313B2 JP 3414313 B2 JP3414313 B2 JP 3414313B2 JP 09259899 A JP09259899 A JP 09259899A JP 9259899 A JP9259899 A JP 9259899A JP 3414313 B2 JP3414313 B2 JP 3414313B2
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淳一 谷崎
裕三 川野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真技術など
を利用して画像情報を転写材上に重ね合わせて合成像を
形成するカラー画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、電子写真技術を採用した画像
形成装置においては、像担持体としての電子写真感光体
を帯電器により帯電し、この感光体に画像情報に応じた
光照射を行って潜像を形成し、この潜像を現像器によっ
て現像して得られたトナー像をシート材等に転写して画
像を形成することが行われている。
【0003】一方、画像のカラー化にともなって、これ
ら各画像形成プロセスが実行される像担持体を複数備え
て、シアン像、マゼンタ像、イエロー像、好ましくはブ
ラック像の各色像をそれぞれの像担持体に形成し、各像
担持体の転写位置にてシート材に各色像を重ねて転写す
ることによりフルカラー画像を形成するタンデム方式の
画像形成装置も提案されている。
【0004】このようなタンデム方式の多重画像形成装
置は、各色ごとにそれぞれの画像形成部を有しているた
め、高速化に有利である。
【0005】ここで、図10は従来のタンデム方式によ
るカラー画像形成装置を示す概略図である。
【0006】図10において、カラー画像形成装置には
感光体ユニットおよび現像ユニットからなる4つの画像
形成ステーション(以下、「プロセスユニット」とい
う。)が配置されている。そして、各プロセスユニット
は像担持体としての感光体1a,1b,1c,1dを有
している。この感光体1a,1b,1c,1dは、歯車
を介して駆動モータ29により回転される。
【0007】なお、図示を簡略化するために、図10に
おいては、感光体ユニット13dのみが表されており、
他の感光体ユニットでは感光体1a,1b,1c以外の
部材は省略されている。同様に、図10においては、現
像ユニット4dのみが表されており、他の現像ユニット
は省略されている。したがって、以下の説明では、図示
が省略されている部材については、感光体ユニット13
dおよび現像ユニット4dを代表として説明する。
【0008】感光体1dの周囲には、感光体1dの表面
を一様に所定の電位に帯電させる帯電ローラ2d、帯電
された感光体1d上に特定色の画像データに対応したレ
ーザ光を照射して静電潜像を形成する走査光学系である
露光手段(図示せず)、感光体1d上に形成された静電
潜像を顕像化する現像ローラ15d、感光体1d上に顕
像化されたトナー像を無端状の搬送ベルト38により送
られる記録紙9に転写する転写器(図示せず)、感光体
1dから記録紙9にトナー像を転写した後に感光体1d
に残っている残留トナーを除去するクリーニング手段6
dがそれぞれ配置されている。
【0009】また、現像ローラ15dにトナーを補給す
るためのトナー補給ローラ16d、現像ローラ15d上
のトナーを薄層化するトナー薄層化部材17dが配置さ
れている。
【0010】ここで、搬送ベルト38は、図示する場合
においては、矢印方向へ周回動する。また、それぞれの
プロセスユニットでは、ブラック画像、シアン画像、マ
ゼンタ画像、イエロー画像が形成される。そして、感光
体1a,1b,1c,1dに形成された各色の単色画像
が搬送ベルト38上を走行する記録紙9に順次重ね転写
されてフルカラー画像が形成される。
【0011】図10において、記録紙9は図中右側から
給紙され、搬送ベルト38に帯電吸着されて図中左側へ
と移動する。そして、カラー画像は、Y、M、C、Bの
感光体ユニット13dと現像ユニット4dとを一体化し
た各プロセスユニットにおけるそれぞれの感光体1から
順次重ねて記録紙9上に形成された後、定着器において
溶融加圧定着されることにより完成する。
【0012】このようなカラー画像形成装置において、
各感光体1を駆動するための駆動力伝達機構は図示する
構成になっている。
【0013】すなわち、装置の端部に設けられた一個も
しくは複数個の駆動モータ29により供給される駆動力
は、Y、M、C、B各色の感光体1の回転軸に設けられ
た歯車に伝達される。さらに、プロセスユニットのその
他の部材への駆動力の伝達は、感光体1の他端部のフラ
ンジに形成された歯車から帯電ローラ2に固定された帯
電ローラ歯車へ伝達され、また、現像ローラ15dに固
定された現像歯車へ伝達される。さらに、現像ローラ1
5dから中間歯車を介してトナー補給ローラ16dのト
ナー補給歯車へ伝達され、ここから、トナー攪拌部等の
動作部へ伝達されるようになっている。
【0014】このような構成によれば、駆動力の伝達経
路が長くなるに従って、途中に介在する歯車の製作誤差
等により、伝達される駆動力の伝達誤差にバラツキが生
じる。また、感光体1を介して感光体ユニット13およ
び現像ユニット4d内の各部材に歯車の噛み合いで駆動
力を伝達しているため、感光体1上に形成される画像情
報量、現像ユニット13内のトナー貯蔵量の変化による
帯電ローラ2d、現像ローラ15d、トナー供給ローラ
16d、トナー攪拌部の回転負荷変動が直接感光体1に
影響して、回転変動を引き起こしてしまう。
【0015】そして、このような駆動力の伝達誤差によ
るバラツキや回転変動は、記録紙9にトナー画像を形成
する際の色ずれの原因となる。特に、非磁性一成分現像
方式を用いたプロセスユニットでは、感光体1と現像ロ
ーラ15dとの接触ニップ幅を管理するために、感光体
1および現像ローラ15dのそれぞれの軸心を両側から
所定間隔で回転支持する構成としているので、大きな接
触力で感光体1と現像ローラ15dとが接触しており、
この回転変動のバラツキが大きくなっている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のカ
ラー画像形成装置においては、各感光体に伝達される駆
動力の伝達誤差のバラツキによる回転変動のバラツキが
大きいので、感光体と現像ローラとの接触状態が変動
し、記録紙上にトナー画像を形成した際、色ずれあるい
は濃度ムラが発生する。
【0017】そこで、本発明は、感光体を介して現像ロ
ーラに伝達される駆動力の伝達誤差による回転変動を抑
制することのできるカラー画像形成装置を提供すること
を目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の画像形成装置は、画像データに対応した
電潜像が形成される感光体を備えた感光体ユニットと、
前記感光体上に形成された静電潜像に現像剤を供給する
現像ローラを含み、前記感光体ユニットに対する回動を
規制する支持ピンを有する現像ユニットと、前記現像ユ
ニットを前記感光体ユニットに対し揺動自在に支持する
ための前記感光体ユニットから前記現像ユニットを貫通
する支持軸と前記現像ユニットの支持ピンに嵌合し支持
ピンの揺動をガイドする案内溝を有する支持手段とを備
えたことを特徴とする構成としたものである。
【0019】これにより、現像ローラへの回転駆動力に
よる現像ユニットの上下変動が低減されて両者の接触状
態が一定に保持され、感光体を介して現像ローラに伝達
される駆動力の伝達誤差による回転変動を抑制すること
が可能になる。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、画像データに対応した静電潜像が形成される感光体
を備えた感光体ユニットと、前記感光体上に形成された
静電潜像に現像剤を供給する現像ローラを含み、前記感
光体ユニットに対する回動を規制する支持ピンを有する
現像ユニットと、前記現像ユニットを前記感光体ユニッ
トに対し揺動自在に支持するための前記感光体ユニット
から前記現像ユニットを貫通する支持軸と前記現像ユニ
ットの支持ピンに嵌合し支持ピンの揺動をガイドする案
内溝を有する支持手段とを備えたことを特徴とする画像
形成装置であり、現像ローラへの回転駆動力による現像
ユニットの上下変動が低減されて両者の接触状態が一定
に保持され、感光体を介して現像ローラに伝達される駆
動力の伝達誤差による回転変動を抑制することが可能に
なるという作用を有する。
【0021】本発明の請求項2に記載の発明は、画像デ
ータに対応した静電潜像が形成される感光体を備えた感
光体ユニットと、前記感光体上に形成された静電潜像に
現像剤を供給する現像ローラを含む現像ユニットと、前
記現像ユニットを前記感光体ユニットに対し揺動自在に
支持するための前記感光体ユニットから前記現像ユニッ
トを貫通する支持軸と前記現像ユニットの現像ローラの
軸心に嵌合し現像ローラの軸心の揺動をガイドする案内
溝を有する支持手段とを備えたことを特徴とする画像形
成装置であり、現像ローラへの回転駆動力による現像ユ
ニットの上下変動が低減されて両者の接触状態が一定に
保持され、感光体を介して現像ローラに伝達される駆動
力の伝達誤差による回転変動を抑制することが可能にな
るという作用を有する。
【0022】
【0023】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図9を用いて説明する。なお、これらの図面におい
て同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複
した説明は省略されている。
【0024】図1は本発明の一実施の形態によるカラー
画像形成装置の構成を示す断面図、図2は図1のカラー
画像形成装置のプロセスユニットを示す側面図、図3は
図1のカラー画像形成装置のプロセスユニットを示す断
面図、図4は図2のプロセスユニットの要部を示す側面
図、図5は図4のプロセスユニットにおける現像ユニッ
ト支持部材を示す斜視図、図6はプロセス駆動ユニット
を示す説明図、図7は図3のプロセスユニットの駆動連
結状態を示す断面図、図8は本発明の他の実施の形態で
あるプロセスユニットの要部を示す側面図、図9は図8
のプロセスユニットにおける現像ユニット支持部材を示
す斜視図である。
【0025】まず、本発明の一実施の形態によるカラー
画像形成装置について図1を用いて説明する。
【0026】図示するように、カラー画像形成装置は4
つの画像形成ステーション(以下、「プロセスユニッ
ト」という。)Pa,Pb,Pc,Pdが配置され、各
プロセスユニットPa,Pb,Pc,Pdは像担持体と
しての感光体ドラム(感光体)1a,1b,1c,1d
をそれぞれに有している。
【0027】また、感光体ドラム1a,1b,1c,1
dの回りには、各感光体ドラム1a,1b,1c,1d
の表面を一様に所定の電位に帯電させる帯電手段2a,
2b,2c,2d、画像情報に応じた光を各々の感光体
ドラム1a,1b,1c,1dに照射して静電潜像を形
成する露光手段3、感光体ドラム1a,1b,1c,1
d上に形成された静電潜像を顕像化する現像手段4a,
4b,4c,4d、感光体ドラム1a,1b,1c,1
d上に顕像化されたトナー像をシート材9に転写する転
写手段5a,5b,5c,5d、感光体ドラム1a,1
b,1c,1d上の残留トナーを除去するクリーニング
手段6a,6b,6c,6dがそれぞれ配置されてい
る。
【0028】ここで、プロセスユニットPa,Pb,P
c,Pdでは、それぞれブラック画像、シアン画像、マ
ゼンタ画像、イエロー画像が形成される。
【0029】各プロセスユニットPa,Pb,Pc,P
dを通過する態様で、感光体ドラム1a,1b,1c,
1dの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト7が配置
されている。この中間転写ベルト7は、矢印A方向へ周
回動する。
【0030】装置の下部には、印字用紙などのシート材
9が収納された給紙カセット10が設けられている。そ
して、シート材9は、給紙ローラ8により給紙カセット
10から1枚ずつ用紙搬送路に送り出される。
【0031】用紙搬送路上には、中間転写ベルト7の外
周面と所定量にわたって接触し、この中間転写ベルト7
上に形成されたカラー画像をシート材9に転写するシー
ト材転写ローラ11、シート材9上に転写されたカラー
画像をローラの狭持回転に伴う圧力と熱とによってシー
ト材9に定着する加熱ローラを備えた定着手段12が配
置されている。
【0032】このような構成のカラー画像形成装置にお
いて、まずプロセスユニットPaの帯電手段2aおよび
露光手段3により感光体ドラム1a上に画像情報のブラ
ック成分色の潜像が形成される。この潜像はブラックト
ナーを有する現像手段4aによりブラックトナー像とし
て可視像化され、転写手段5aにより中間転写ベルト7
上にブラックトナー像として転写される。
【0033】一方、ブラックトナー像が中間転写ベルト
7に転写されている間に、プロセスユニットPbではシ
アン成分色の潜像が形成され、続いて現像手段4bでシ
アントナーによるシアントナー像が顕像化される。そし
て、先のプロセスユニットPaでブラックトナー像の転
写が終了した中間転写ベルト7にシアントナー像がプロ
セスユニットPbの転写手段5bにて転写され、ブラッ
クトナー像と重ね合わされる。
【0034】以下、マゼンタトナー像、イエロートナー
像についても同様な方法で画像形成が行われ、中間転写
ベルト7に4色のトナー像の重ね合わせが終了すると、
給紙ローラ8により給紙カセット10から給紙されたシ
ート材9上にシート材転写ローラ11によって4色のト
ナー像が一括転写される。そして、転写されたトナー像
は定着手段12でシート材9に加熱定着され、このシー
ト材9上にフルカラー画像が形成される。
【0035】なお、転写が終了したそれぞれの感光体ド
ラム1a,1b,1c,1dはクリーニング手段6a,
6b,6c,6dで残留トナーが除去され、引き続き行
われる次の像形成に備えられる。
【0036】このように、複数のプロセスユニットP
a,Pb,Pc,Pdを有するカラー画像形成装置にお
いては、露光手段3のレーザ光源から照射されたレーザ
ビームの走査線3K,3C,3M,3Yによって、図中
矢印B方向に回転する感光体ドラム1a,1b,1c,
1d上に像情報が露光され、既知の画像形成プロセスを
経て、図中矢印A方向へ搬送される中間転写ベルト7の
同一面に異なる色のトナー像が順次重ね転写される。
【0037】ここで、各プロセスユニットPa,Pb,
Pc,Pdにおける各感光体ドラム1a,1b,1c,
1dの回転が理想的な状態からずれたり、感光体ドラム
1a,1b,1c,1dと現像ローラ15との接触状態
が変動したりすると、例えば多色画像の場合には、異な
る色の画像間隔のずれ、あるいは重なりとなる。また、
カラー画像の場合には、色味の違い、さらに程度がひど
くなると色ずれとなって現れて画像の品質を著しく劣化
させる。
【0038】そこで、本実施の形態では、感光体ドラム
1a,1b,1c,1dの回転変動、および感光体ドラ
ム1a,1b,1c,1dと現像ローラとの接触状態の
変動を極力小さくするために、図2〜図5に示すような
プロセスユニットPa,Pb,Pc,Pdの構成が採用
されている。
【0039】すなわち、感光体ユニット13は、感光体
ドラム1と、それ以外のプロセス手段として、帯電ロー
ラ2、クリーニングブレード6から構成されている。
【0040】感光体ドラム1のリア側には、雌型インボ
リュートスプライン19が形成されたフランジが圧入さ
れ、ベアリング21,22を介して固定支持されたドラ
ムシャフト20を中心軸として回転自在に支持されてい
る。また、感光体ドラム1のフロント側には、ドラムシ
ャフト20と同軸上にドラム連結歯車23が回転自在に
設けられている。
【0041】帯電ローラ2は、感光体ドラム1と所定の
食い込み量を確保しながらこの感光体ドラム1と接触回
転できるように、フロント軸側に帯電ローラ歯車24が
固定されている。
【0042】クリーニングブレード6は、感光体ドラム
1の所定の位置にその先端が押圧接触するように固定配
置されている。なお、このクリーニングブレード6で掻
き取られた残留トナーは、同じようにドラム連結歯車2
3と噛み合う歯車(図示せず)を有するスクリュー部材
14によりユニット外部に搬出される。
【0043】現像ユニット4は、トナーを担持回転する
現像ローラ15と、この現像ローラ15にトナーを供給
するためのトナー供給ローラ16と、現像ローラ15上
のトナー層を均一薄層かつ所定の電位に帯電するトナー
薄層化ブレード17と、トナーを攪拌するトナー攪拌部
材41と、トナーを補給するトナー補給手段18とから
構成されている。
【0044】現像ローラ15の回転シャフトのリア側に
は、軸心ずれ許容連結継ぎ手として使用されるオルダム
カップリングの一部となる連結レバーと歯車が一体にな
った現像歯車26が固定支持され、フロント側には、ド
ラム連結歯車23と噛み合うように現像伝達歯車27が
固定支持されている。また、トナー供給ローラ16、ト
ナー攪拌部材41およびトナー供給手段18への駆動力
は、現像歯車26と連結する歯車列28で伝達される。
【0045】感光体ユニット13の側面には、図4およ
び図5に示するように、現像ユニット支持部材47aが
ネジ締め部51aで固定支持されている。この現像ユニ
ット支持部材47aには、感光体ユニット13に対して
現像ユニット4を揺動自在に支持するための支持軸39
と、プロセスユニットを装置本体側に装着するときのガ
イドの役目を果たすガイドピン48とがカシメ固定され
ている。また、支持軸39に対して同心円上に、現像ユ
ニット4を感光体ユニット13側に当接するための現像
ユニット案内溝50aが形成されており、現像ユニット
4の側面に設けられた支持ピン49aをガイドするよう
になっている。
【0046】現像ローラ15を感光体ドラム1に当接さ
せるための引っ張りコイルスプリング(現像ローラ当接
手段)40は、現像ローラ15と感光体ドラム1との軸
心同士を結ぶ直線に対して下方に配置されており、前述
した支持軸39は上方に配置されている。
【0047】また、図6および図7に示すように、複数
のプロセスユニットに駆動力の伝達を行うプロセス駆動
ユニットは、メインモータ29の回転軸に固定された歯
車付きのプーリ30とベルト31とで、雄型インボリュ
ートスプライン32と駆動連結されている。また、メイ
ンモータ29は、プーリ30とアイドル歯車33とを介
してオルダムカップリング歯車34と駆動連結されてい
る。
【0048】ここで、雄型インボリュートスプライン3
2と駆動連結されているのが感光体ドラム1であり、ド
ラムシャフト20が軸シャフト35の案内穴に挿入され
て位置決めされている。また、オルダムカップリング歯
車34と駆動連結されるのが現像ローラ15であり、先
端の連結部37が揺動自在となっているため、現像歯車
26の軸心が多少ずれてもスムーズな駆動連結が行われ
るようになっている。
【0049】このように、本実施の形態によれば、現像
ユニット支持部材47aが、引っ張りコイルスプリング
40により支持軸39を揺動支点にして現像ローラ15
を感光体ドラム1に当接させているので、現像ローラ1
5への回転駆動力による現像ユニット4の上下変動が低
減されて両者の接触状態が一定に保持される。
【0050】これにより、感光体ドラム1を介して現像
ローラ15に伝達される駆動力の伝達誤差による回転変
動を抑制することが可能になる。したがって、色ずれや
濃度ムラの少ない高画質の画像を得ることができる。
【0051】また、引っ張りコイルスプリング40は、
感光体ドラム1の回転軸と現像ローラ15の回転軸とを
結ぶ直線よりも下方に位置するとともに支持軸39がこ
の直線よりも上方に位置するようにして取り付けられて
いるので、引っ張りコイルスプリング40の荷重がモー
メントの関係で効果的に作用することになり、必要以上
の力で感光体ドラム1と現像ローラ15とを接触させる
ことがなくなる。
【0052】ここで、図8および図9に示す場合では、
感光体ユニット13の側面には、現像ユニット支持部材
47bが感光体ドラム1の中心軸を位置決めしており、
ネジ締め部51bで固定支持されている。そして、現像
ユニット支持部材47bには、感光体ユニット13に対
して現像ユニット4を揺動自在に支持するための支持軸
39と、プロセスユニットを装置本体側に装着するとき
のガイドの役目を果たすガイドピン48とがカシメ固定
されている。また、支持軸39に対して同心円上に、現
像ユニット4の現像ローラの軸心を直接感光体ユニット
13の感光体ドラムに当接させるための現像ユニット案
内溝50bが形成されている。
【0053】これによれば、より効果的に現像ローラへ
の回転駆動力による現像ユニットの上下変動を低減する
ことができ、感光体ドラムと現像ローラとの接触状態を
一定に保持でき、現像ローラの回転駆動変動が感光体ド
ラムに影響しにくくなる。
【0054】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、現像ユ
ニット支持部材が支持軸を揺動支点にして現像ローラを
感光体に当接させているので、現像ローラへの回転駆動
力による現像ユニットの上下変動が低減されて両者の接
触状態が一定に保持され、感光体を介して現像ローラに
伝達される駆動力の伝達誤差による回転変動を抑制する
ことが可能になるという有効な効果が得られる。
【0055】これにより、色ずれや濃度ムラの少ない高
画質の画像を得ることができるという有効な効果が得ら
れる。
【0056】また、本発明によれば、引っ張りコイルス
プリングは、感光体ドラムの回転軸と現像ローラの回転
軸とを結ぶ直線よりも下方に位置するとともに支持軸が
この直線よりも上方に位置するようにして取り付けられ
ているので、引っ張りコイルスプリングの荷重がモーメ
ントの関係で効果的に作用することになり、必要以上の
力で感光体と現像ローラとを接触させることがなくなる
という有効な効果が得られる。
【0057】さらに、現像ユニット案内部材は、現像ロ
ーラの軸心を直接感光体に当接させているので、より効
果的に現像ユニットの上下変動が低減されて感光体と現
像ローラとの接触状態を一定に保持され、現像ローラの
回転駆動変動が感光体に影響しにくくなるという有効な
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるカラー画像形成装
置の構成を示す断面図
【図2】図1のカラー画像形成装置のプロセスユニット
を示す側面図
【図3】図1のカラー画像形成装置のプロセスユニット
を示す断面図
【図4】図2のプロセスユニットの要部を示す側面図
【図5】図4のプロセスユニットにおける現像ユニット
支持部材を示す斜視図
【図6】プロセス駆動ユニットを示す説明図
【図7】図3のプロセスユニットの駆動連結状態を示す
断面図
【図8】本発明の他の実施の形態であるプロセスユニッ
トの要部を示す側面図
【図9】図8のプロセスユニットにおける現像ユニット
支持部材を示す斜視図
【図10】従来のタンデム方式によるカラー画像形成装
置を示す概略図
【符号の説明】
1,1a,1b,1c,1d 感光体ドラム(感光体) 4 現像ユニット 13 感光体ユニット 15 現像ローラ 39 支持軸 40 引っ張りコイルスプリング(現像ローラ当接手
段) 47a 現像ユニット支持部材

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像データに対応した静電潜像が形成され
    る感光体を備えた感光体ユニットと、前記感光体上に形
    成された静電潜像に現像剤を供給する現像ローラを含
    み、前記感光体ユニットに対する回動を規制する支持ピ
    ンを有する現像ユニットと、前記現像ユニットを前記感
    光体ユニットに対し揺動自在に支持するための前記感光
    体ユニットから前記現像ユニットを貫通する支持軸と前
    記現像ユニットの支持ピンに嵌合し支持ピンの揺動をガ
    イドする案内溝を有する支持手段とを備えたことを特徴
    とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】画像データに対応した静電潜像が形成され
    る感光体を備えた感光体ユニットと、前記感光体上に形
    成された静電潜像に現像剤を供給する現像ローラを含む
    現像ユニットと、前記現像ユニットを前記感光体ユニッ
    トに対し揺動自在に支持するための前記感光体ユニット
    から前記現像ユニットを貫通する支持軸と前記現像ユニ
    ットの現像ローラの軸心に嵌合し現像ローラの軸心の揺
    動をガイドする案内溝を有する支持手段とを備えたこと
    を特徴とする画像形成装置。
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