JP4129582B2 - 動力伝達軸継手 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における現像ユニットの感光体ドラム駆動装置等に適用され、駆動ギアの回転を該駆動ギアと同心に配置された被駆動軸に伝達するように構成された動力伝達軸継手に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式により画像を形成する画像形成装置においては、現像装置、締着装置、記録紙搬送装置等の画像形成に必要な装置はユニット化され、これらのユニットの駆動は画像形成装置の本体内に設置した駆動源であるモータから歯車列及び駆動軸系を介して駆動するようになっている。
そして、かかる駆動軸系には、前記現像装置等のユニットを本体側から取り外す際に、該駆動軸系も同時に連結を切り離せるようにした軸継手を設けている。
前記画像形成装置において、前記ユニットを本体側から取り外す際には、駆動軸系についても駆動側と被駆動側との連結を自在に切り離し可能であるとともに、前記ユニットの本体側への装着時に駆動側と被駆動側とを再連結した際には、駆動軸と被駆動軸との間の軸心のずれや回転方向のガタを吸収し、回転むらや振動の無い円滑な回転力伝達をなし得るような構造であることを要する。
【0003】
前記のような駆動側と被駆動側との連結及び遮断を自在に行い得る軸継手として、特許文献1(特開2001−5291公報)、特許文献2(特開平11−6529号公報)等の技術が提供されている。
特許文献1の技術においては、現像ローラ軸の端部に固定された現像ローラカップリングと本体側駆動軸との間に、軸線と直交する平面内に二次元の自由度を有するオルダム継手を連接させて構成され、前記現像ローラ軸側と本体側駆動軸側との芯ずれを吸収可能にしたオルダム軸継手を備えている。
また特許文献2の技術においては、筒状に形成された外輪部材の内周の一端側に駆動軸の軸端を遊嵌するとともに他端側に従動軸の軸端を遊嵌し、該外輪部材と駆動軸とを軸線に直角方向に貫通された第1ピンによって連結するとともに該外輪部材と従動軸とを前記第1ピンと直角方向に貫通された第2ピンによって連結するようにして、前記駆動軸側と従動軸側との芯ずれを吸収可能に構成している。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−5291公報
【特許文献2】
特開平11−6529号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献1の技術にあっては、構造が簡単で部品点数も少なく製造コストも低廉であるが、オルダム継手が軸線と直交する平面内に二次元の自由度を有するような噛み合い突起と溝との組み合わせであるため、駆動側の軸と従動側の軸とがある角度を以って交わるような軸継手には適用困難であり、また駆動軸側〜従動軸側間の追従性が良好でなく、高回転の軸系には不向きである。
等の問題点を有している。
【0006】
また前記特許文献2の技術にあっては、筒状外輪部材の内周の両端部に駆動軸の軸端及び従動軸の軸端を遊嵌し、該外輪部材と駆動軸及び従動軸とを互いに直交するように貫通された第1、第2ピンを介して連結する構造であるため、駆動側の軸と従動側の軸とがある角度を以って交わるような軸継手にも適用可能であるが、外輪部材と駆動軸及び従動軸とを互いに直交するように貫通された2本のピンを介して連結していることから、前記2本のピンで動力伝達を行うこととなるため動力伝達部の強度に制約があり、高トルクあるいは高回転の軸継手には適用困難である。
等の問題点を有している。
【0007】
本発明はかかる課題に鑑み、駆動側の軸と従動側の軸とがある角度を以って交わるような軸系であっても、駆動側の軸と従動側の軸との間の芯ずれ及び回転方向のガタを完全に吸収して、回転むらや振動の無い円滑な回転力伝達をなし得る動力伝達軸継手を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる目的を達成するもので、駆動ギアの回転を該駆動ギアと同心に配置された被駆動軸に伝達するように構成された動力伝達軸継手において、前記駆動ギアと前記被駆動軸との間に円筒状のカップリングを介装し、該カップリングの一端側内周に前記駆動ギアに形成された円形状の嵌合部を相対回転が規制されかつ軸方向には相対移動可能に嵌合し、前記被駆動軸の軸端部に第2のカップリングを相対回転が規制された形態で装着するとともに該第2のカップリングと前記円筒状のカップリングの他端側とを前記2つのカップリングの円周方向に沿って少なくとも2箇所に形成した噛み合い歯と係合溝との噛み合いにより嵌脱可能に連結し、前記円筒状のカップリングの他端側中心部に突起を設け、該突起と前記被駆動軸の軸端部とを当接してなることを特徴とする。
【0009】
かかる発明において、前記駆動ギアの嵌合部外周にボス部を突設するとともに前記カップリングに軸方向溝を刻設し、前記ボス部を軸方向溝に係合するように構成するのがよい。
【0010】
かかる発明によれば、駆動ギアに形成された円形状の嵌合部を円筒状のカップリングの一端側内周に、好ましくは前記駆動ギアの嵌合部外周に突設されたボス部と前記カップリングに刻設された軸方向溝との係合により、相対回転が規制されかつ軸方向には相対移動可能にかつ同心に嵌合するとともに、被駆動軸の軸端部に相対回転が規制された形態で装着された第2のカップリングと前記円筒状のカップリングの他端側とを円周方向に沿って形成された噛み合い歯と係合溝との噛み合いにより嵌脱可能に連結して軸継手を構成したので、駆動ギアと被駆動軸に相対回転不能に装着された第2のカップリングとの間に円筒状のカップリングが相対回転が規制されかつ軸方向には相対移動可能な状態で介装されることとなり、従来のものよりも高剛性の連結形態となって駆動ギア側と被駆動軸側とが常時正確に同心を維持できるとともに、駆動ギア側の軸心と被駆動軸側の軸心とがある角度を以って交わっていてもかかる軸心の傾斜を吸収できて、自在継手の機能を確実に発揮できる。
【0011】
さらには、駆動ギアと被駆動軸に相対回転が規制された形態で装着された第2のカップリングとの間に円筒状のカップリングが相対回転が規制された形態でかつ軸方向には相対移動可能な状態で介装される構成としたので、円筒状のカップリングを軸方向に移動させることにより、駆動ギア側と被駆動軸側とを簡単に分離させることができる。
またかかる発明によれば、駆動ギアと円筒状のカップリングの一端側とを相対回転が規制された形態で連結するとともに、円筒状のカップリングの他端側と被駆動軸側の第2のカップリングとを円周方向の噛み合い歯と係合溝との噛み合いにより連結する構成としたことにより、回転方向のガタを完全に吸収して駆動ギア側から被駆動軸側に回転力を円滑に伝達することができる。
また、かかる発明によれば、前記円筒状のカップリングの他端側中心部に突起を設け、該突起と前記被駆動軸の軸端部とを当接する構成としたことにより、前記突起と軸端部とが突き合わせた形態で当接しているため、前記当接部が支点となって、前記カップリング側と第2のカップリング側(被駆動軸側)との間の回転方向の振動を抑制することができる。
【0012】
また、かかる発明において好ましくは、前記円筒状のカップリングの内部に、該カップリングと駆動ギアとの間に架設されて該円筒状のカップリングを前記第2のカップリングに当接せしめるように付勢されたスプリングを収納し、前記円筒状のカップリングを軸方向に移動させて前記スプリングを一定量圧縮したとき、前記噛み合い歯と係合溝との係合が外れるように構成する。
このように構成すれば、運転時には前記スプリングの弾力によって前記円筒状のカップリングと第2のカップリングとの間の連結部である前記噛み合い歯と係合溝との係合を安定的に維持できるとともに、駆動ギア側と被駆動軸側との分離時には前記円筒状のカップリングを軸方向に移動させてスプリングを圧縮することにより、容易に駆動ギア側と被駆動軸側とを分離することができる。
【0013】
【0014】
またかかる発明において、駆動ギア、被駆動軸、カップリング類等のスプリングを除く構成部材を樹脂材で構成することもできる。
このように構成すれば、軽量で噛み合い部への注油も不要な軸継手が得られ、複写機の感光ドラム駆動用等、低トルク伝達用の軸継手に好適となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、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、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【0016】
図1は本発明の実施例に係る画像形成装置の現像ユニット連結用動力伝達軸継手の斜視図、図2は図1のA―A線断面図、図3は図2のB―B線断面図、図4は動力伝達軸継手の分解状態を示す斜視図である。図5は本発明が適用される画像形成装置の現像ユニットを示し、(A)は現像ユニットの斜視図、(B)は(A)におけるZ部拡大図である。
【0017】
本発明が適用される画像形成装置の現像ユニットを示す図5において、101は現像ユニット、100は本発明の対象である動力伝達軸継手で、該動力伝達軸継手100の駆動側である駆動ギア1は画像形成装置の本体ケース7(図2参照)内に設置されたモータにギア列を介して連結され、また被駆動側は前記現像ユニット101内の感光ドラム(図示省略)に連結されて、前記モータの回転力をギア列及び動力伝達軸継手100を介して感光ドラムに伝達して該感光ドラムを回転駆動するようになっている。
【0018】
前記動力伝達軸継手100の詳細を示す図1〜4において、7は画像形成装置の本体ケース、2は該本体ケース7に固定された支持軸、1は該支持軸2に回転可能に支持された駆動ギアである。該駆動ギア1は前記本体ケース7内に設置されたモータにギア列(何れも図示省略)を介して連結され、該モータによって回転駆動されるようになっている。
5は前記現像ユニット101内の感光ドラム(図示省略)に連結される被駆動軸、4は該被駆動軸5の外周に固挿された被駆動側カップリングである。該被駆動側カップリングは、図4に示されるように、これの半月状嵌合孔4aと前記被駆動軸5の平面部5aとが嵌着することにより相対回転が規制された形態で該被駆動軸5に固挿されている。
【0019】
3は有底円筒状に形成された駆動側カップリングで、駆動側カップリング3の内周3aには一端側から前記駆動ギア1に形成された円形状の嵌合部14が軸方向に相対摺動可能に嵌合されている。
また、図1及び図4に示されるように、前記駆動側カップリング3には前記駆動ギア1側端面から一定長さに亘り係合溝20が円周方向2箇所(複数箇所であればよい)刻設されており、該係合溝20に、前記駆動ギア1の嵌合部14外周に突設されたボス部9が係合されている。これにより、前記駆動側カップリング3は前記ボス部9と係合溝20との係合部を案内として、前記駆動ギア1と軸方向に相対移動可能かつ相対回転が規制された形態で連結されることとなる。
【0020】
13は前記駆動側カップリング3の後端部に突設された噛み合い用の歯部で、該駆動側カップリング3の円周方向2箇所(複数箇所であればよい)に前記被駆動側カップリング4側に向けて突設され、前記被駆動側カップリング4に凹設された溝部12に噛み合うようになっている。
また、前記被駆動側カップリング4の前端部にも噛み合い用の歯部11が突設されている。該歯部11は、円周方向において前記駆動側カップリング3の歯部13の間に凹設された溝部10に噛み合うようになっている。
これにより、前記駆動側カップリング3の後端部と前記被駆動側カップリング4の前端部とは、図3に示されるように、前記駆動側カップリング3の扇形状の歯部13と前記被駆動側カップリング4の溝12、及び前記被駆動側カップリング4の扇形状の歯部11と駆動側カップリング3の溝とが噛み合うことにより相対回転が規制された形態で連結されることとなる。
【0021】
6は前記駆動側カップリング3の内部に収納されたスプリングで、前記駆動側カップリング3の底面と前記駆動ギア1の後部との間に架設されて、前記駆動側カップリング3を前記被駆動側カップリング4側に押し付けるように付勢され、前記駆動側カップリング3の歯部13と被駆動側カップリング4の溝12、及び被駆動側カップリング4の歯部11と駆動側カップリング3の溝とが噛み合いが外れないようにしている。
また、前記駆動側カップリング3を軸方向に移動させて前記スプリング6を一定量圧縮したとき前記歯部13,11と係合溝12,10との係合が外れるように構成する。
そして、前記駆動ギア1、駆動側カップリング3、被駆動側カップリング4及び被駆動軸5は、同一の軸線01上に配設される。
【0022】
010は前記駆動側カップリング3の後端側中心部に形成された円柱状の突起で、該突起010の後端面が前記被駆動軸5の前側の軸端面05に当接するようになっている。
このように構成することにより、前記突起010と被駆動軸5の軸端部05とが突き合わせた形態で当接しているため、かかる当接部が支点となって、前記駆動側カップリング3と被駆動側カップリング4側つまり被駆動軸側05との間に回転方向の振動が生じようとしても、該当接部の摩擦によってこれを抑制することができる。
また、前記駆動ギア1、被駆動軸5、駆動側カップリング3、被駆動側カップリング4等のスプリング6を除く構成部材を樹脂材で構成してもよい。このように構成すれば、軽量で噛み合い部への注油も不要な軸継手が得られる。
【0023】
かかる構成からなる動力伝達軸継手を備えた画像形成装置において、本体ケース7内に設置されたモータからの回転力はギア列を介して駆動ギア1に伝達される。そして該駆動ギア1の回転力は、該駆動ギア1のボス部9と駆動側カップリング3の係合溝20との係合部を介して該駆動側カップリング3に伝達され、該駆動側カップリング3の歯部13と前記被駆動側カップリング4の溝部12との係合部、及び該被駆動側カップリング4の歯部11と駆動側カップリング3の溝部10との係合部を介して該被駆動側カップリング4に伝達され、さらに該被駆動側カップリング4から前記被駆動軸5を通して前記現像ユニット101の感光ドラムに伝達されて該感光ドラムを回転駆動する。
【0024】
かかる駆動時において、動力伝達軸継手100を、前記のように、前記駆動ギア1に形成された円形状の嵌合部14を円筒状に形成された駆動側カップリング3における該駆動ギア1側の内周面3aに嵌合し、前記駆動ギア1の嵌合部14外周に突設されたボス部9と前記駆動側カップリング3に刻設された軸方向の係合溝20との係合により、前記駆動ギア1と駆動側カップリング3とを相対回転が規制され軸方向には相対移動可能にかつ同心に嵌合するとともに、前記被駆動軸5の軸端部に相対回転不能に装着された被駆動側カップリング4と前記駆動側カップリング3の他端側とを円周方向に沿って形成された歯部13及び11と溝部12及び10との噛み合い(係合)により嵌脱可能に連結して構成しているので、前記駆動ギア1と被駆動軸5に相対回転が規制された形態で装着された被駆動側カップリング4との間に、円筒状の駆動側カップリング3が相対回転が規制されかつ軸方向には相対移動可能な状態で介装されることとなる。
【0025】
これにより、連結ピンを介しての結合態様からなる従来のものよりも高剛性の連結形態となって、駆動ギア1側と被駆動軸5側とが常時正確に同心を維持できるとともに、該駆動ギア1側の軸心と被駆動軸5側の軸心とがある角度を以って、つまり傾斜して交わっていても、かかる軸心の傾斜を吸収できて自在継手の機能を確実に発揮できる。
【0026】
また、前記にように、駆動ギア1と被駆動軸5に相対回転が規制された形態で装着された被駆動側カップリング4との間に円筒状の駆動側カップリング3が相対回転が規制されかつ軸方向には相対移動可能な状態で介装される構成となっているので、円筒状の駆動側カップリング3を軸方向に移動させて、前記歯部13及び11と溝部12及び10との噛み合い(係合)を外すことにより、駆動ギア1側と被駆動軸5側とを簡単に分離させることができる。
【0027】
また、前記駆動ギア1と円筒状の駆動側カップリング3の一端側とを相対回転が規制された形態で連結するとともに、該駆動側カップリング3の他端側と被駆動軸4側の被駆動側カップリング4とを、円周方向の噛み合い歯部13及び11と溝部12及び10との噛み合い(係合)により連結する構成となっているので、回転方向のガタを完全に吸収して駆動ギア1側から被駆動軸5側に回転力を円滑に伝達することが可能となる。
【0028】
また、前記円筒状のカップリング3の内部に、該カップリング3と駆動ギア1との間に架設されたスプリング6を収納し、該スプリング6を、前記駆動側カップリング3を前記被駆動側カップリング4側に押し付けるように付勢して、前記駆動側カップリング3の歯部13と被駆動側カップリング4の溝12、及び被駆動側カップリング4の歯部11と駆動側カップリング3の溝とが噛み合いが外れないように構成しているので、運転時には前記スプリング6の弾力によって前記駆動側カップリング3と被駆動側カップリング4との間の連結部である前記噛み合い歯部13及び11と溝部12及び10との係合を安定的に維持できる。
また、前記駆動ギア1側と被駆動軸5側との分離時には、前記駆動側カップリング3を軸方向に移動させてスプリング6を圧縮することにより、容易に駆動ギア1側と被駆動軸5側とを分離することができる。
【0029】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、駆動ギアと被駆動軸に相対回転が規制された形態で装着された第2のカップリングとの間に円筒状のカップリングが相対回転が規制されかつ軸方向には相対移動可能な状態で介装されることとなり、従来のものよりも高剛性の連結形態となって駆動ギア側と被駆動軸側とが常時正確に同心を維持できるとともに、駆動ギア側の軸心と被駆動軸側の軸心とがある角度を以って交わっていても、かかる軸心の傾斜を吸収できて自在継手の機能を確実に発揮できる。
また、前記駆動ギアと被駆動軸に相対回転が規制された形態で装着された第2のカップリングとの間に円筒状のカップリングが相対回転が規制されかつ軸方向には相対移動可能な状態で介装される構成としたので、円筒状のカップリングを軸方向に移動させることにより、駆動ギア側と被駆動軸側とを簡単に分離させることができる。
【0030】
また、駆動ギアと円筒状のカップリングの一端側とを相対回転が規制された形態で連結するとともに、円筒状のカップリングの他端側と被駆動軸側の第2のカップリングとを円周方向の噛み合い歯と係合溝との噛み合いにより連結する構成としたことにより、回転方向のガタを完全に吸収して駆動ギア側から被駆動軸側に回転力を円滑に伝達することができる。
また、円筒状のカップリングの他端側中心部に突起を設け、該突起と前記被駆動軸の軸端部とを当接する構成としたことにより、前記突起と軸端部とが突き合わせた形態で当接しているため、前記当接部が支点となって、前記カップリング側と第2のカップリング側(被駆動軸側)との間の回転方向の振動を抑制することができる。
従って本発明によれば、駆動側と被駆動側の軸とがある角度を以って交わるような軸系であっても、駆動側の軸と従動側の軸との間の芯ずれ及び回転方向のガタを完全に吸収して、回転むらや振動の無い円滑な回転力伝達をなし得る動力伝達軸継手が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係る画像形成装置の現像ユニット連結用動力伝達軸継手の斜視図である。
【図2】 図1のA―A線断面図である。
【図3】 図2のB―B線断面図である。
【図4】 動力伝達軸継手の分解状態を示す斜視図である。
【図5】 本発明が適用される画像形成装置の現像ユニットを示し、(A)は現像ユニットの斜視図、(B)は(A)におけるZ部拡大図である。
【符号の説明】
1 駆動ギア
2 支持軸
3 駆動側カップリング
4 被駆動側カップリング
5 被駆動軸
6 スプリング
7 本体ケース
9 ボス部
10、12 溝部
010 突起
11、13 歯部
14 嵌合部
20 係合溝
100 動力伝達軸継手
101 現像ユニット
Claims (4)
- 駆動ギアの回転を該駆動ギアと同心に配置された被駆動軸に伝達するように構成された動力伝達軸継手において、前記駆動ギアと前記被駆動軸との間に円筒状のカップリングを介装し、該カップリングの一端側内周に前記駆動ギアに形成された円形状の嵌合部を相対回転が規制されかつ軸方向には相対移動可能に嵌合し、前記被駆動軸の軸端部に第2のカップリングを相対回転が規制された形態で装着するとともに該第2のカップリングと前記円筒状のカップリングの他端側とを前記2つのカップリングの円周方向に沿って少なくとも2箇所に形成した噛み合い歯と係合溝との噛み合いにより嵌脱可能に連結し、前記円筒状のカップリングの他端側中心部に突起を設け、該突起と前記被駆動軸の軸端部とを当接してなることを特徴とする動力伝達軸継手。
- 前記円筒状のカップリングの内部に、該カップリングと駆動ギアとの間に架設されて該円筒状のカップリングを前記第2のカップリングに当接せしめるように付勢されたスプリングを収納し、前記円筒状のカップリングを軸方向に移動させて前記スプリングを一定量圧縮したとき前記噛み合い歯と係合溝との係合が外れるように構成したことを特徴とする請求項1記載の動力伝達軸継手。
- 前記駆動ギアの嵌合部外周にボス部を突設するとともに前記カップリングに軸方向溝を刻設し、前記ボス部を軸方向溝に係合することにより前記駆動ギアとカップリングとを連結してなることを特徴とする請求項1記載の動力伝達軸継手。
- 駆動ギア、被駆動軸、カップリング類等のスプリングを除く構成部材を樹脂材で構成したことを特徴とする請求項1記載の動力伝達軸継手。
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