(57)【要約】【課題】例えばトップカバーの開閉において、ワンウェイヒンジを用いて、閉じる過程での回動時に負荷を与える場合、ラックギヤとピニオンギヤとを噛合し、また噛合を解除する機構を設けることが好ましいが、噛合状態に移行する際に、うまく噛合できずに歯を破損する虞があった。【解決手段】係合部を有する左側回転軸３４と、この左側回転軸３４が嵌入して前記係合部と係合する被係合部を有し、前記被係合部が前記係合部と係合することによって左側回転軸３４同方向に回転可能に保持されたピニオンギヤ３３と、所定の回動範囲で回動し、前記所定の回動範囲内の限定回動範囲においてピニオンギヤ３３と噛合してこれを回転する左ラックギヤ３１ａを有する左ラック部３１とを有し、左側回転軸３４とピニオンギヤ３３との間で、左側回転軸３４の回転方向において、所定の遊び角θ１だけ相対的に回転可能とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
係合部を有する軸部と、
前記軸部が嵌入して前記係合部と係合する被係合部を有し、前記被係合部が前記係合部と係合することによって前記軸部と同方向に回転可能に保持されたギヤ部と、
所定の回動範囲で回動し、前記所定の回動範囲内の限定回動範囲において前記ギヤ部と噛合して前記ギヤ部を回転する歯部を有する回動体と
を有し、
前記軸部と前記ギヤ部との間で、前記軸部の回転方向において、所定の遊び角だけ相対的に回転可能に構成したことを特徴とするギヤ係合機構。
【請求項２】
前記係合部は、前記軸部の軸方向と垂直な断面において、対向する一対の軸円弧部と、対向する一対の軸直線部とからなる外形状を有し、
前記被係合部は、前記係合部が嵌入する開孔部であり、前記軸部の軸方向と垂直な断面にける孔形状が、前記軸円弧部に対向する一対の孔円弧部と、前記軸直線部に対向する孔直線部とからなり、
対向する前記軸直線部と前記孔直線部との間に所定の隙間を設けたことを特徴とする請求項１記載のギヤ係合機構。
【請求項３】
前記遊び角θ１は、前記ギヤ部の歯間ピッチ角をθ２としたとき、
０．２５×θ２≦θ１≦θ２
の関係であることを特徴とする請求項１又は２記載のギヤ係合機構。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかのギヤ係合機構を有し、
前記回動体を備えたトップカバーと、
前記トップカバーを回動自在に保持し、前記軸部を回転自在に保持するボトムフレームと、
画像形成部とを備え、
前記トップカバーが閉位置と開位置との間で回動する過程で、前記閉位置近傍及び前記開位置近傍以外で、前記ギヤ部と前記歯部とが噛合することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記ボトムフレームは、
前記軸部を回転自在に保持して前記軸部が前記トップカバーが閉じる方向に回動するのに伴って回転する際に回転負荷を付与するワンウェイヒンジを備えたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のギヤ部材が係合、非係合の各状態を取り得るギヤ係合機構と、このギヤ係合機構を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置において、例えばカバーの開閉においてギヤの係合機構を利用してカバーの開閉をサポートするものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７９２１２号公報（第５頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、今後、装置の更なる長寿命化が求められる場合、ギヤの係合機構の長寿命化も共に求められる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるギヤ係合機構は、
係合部を有する軸部と、前記軸部が嵌入して前記係合部と係合する被係合部を有し、前記被係合部が前記係合部と係合することによって前記軸部と同方向に回転可能に保持されたギヤ部と、所定の回動範囲で回動し、前記所定の回動範囲内の限定回動範囲において前記ギヤ部と噛合して前記ギヤ部を回転する歯部を有する回動体とを有し、
前記軸部と前記ギヤ部との間で、前記軸部の回転方向において、所定の遊び角だけ相対的に回転可能に構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ギヤ部と歯部とが、噛合が不完全な状態で当接する場合においても、ギヤ部が、負荷が軽い遊び角を回転する間に安定するため、噛合が不完全の状態である時の各ギヤの負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のギヤ係合機構を備えた実施の形態１のプリンタの要部構成を説明するための概略構成図である。
【図２】ボトムフレームの左サイドシャーシに回動自在に保持されて、開角が３０度程度に開いたトップカバーの回動軸の近傍を斜め上方からみた斜視図である。
【図３】開角が０度の時の、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａの噛合状態を示す状態説明図である。
【図４】開角が約４５度の時の、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａの噛合状態を示す状態説明図である。
【図５】開角が９０度の時の、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａの噛合状態を示す状態説明図である。
【図６】左側回転軸の係合部と左ピニオンギヤの被係合部の構成を示す要部断面図である。
【図７】左側回転軸の係合部と左ピニオンギヤの被係合部の動作説明に供する動作説明図であり、両者が離間する直前の状態を示す。
【図８】左側回転軸の係合部と左ピニオンギヤの被係合部の動作説明に供する動作説明図であり、両者が離間した後の状態を示す。
【図９】左側回転軸の係合部と左ピニオンギヤの被係合部の動作説明に供する動作説明図であり、両者が再噛合した直後の状態を示す。
【図１０】左側回転軸の係合部と左ピニオンギヤの被係合部の変形例１の構成を示す要部断面図である。
【図１１】左側回転軸の係合部と左ピニオンギヤの被係合部の変形例２の構成を示す要部断面図である。
【図１２】左側回転軸の係合部と左ピニオンギヤの被係合部の変形例３の構成を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、本発明のギヤ係合機構を備えた実施の形態１のプリンタ１の要部構成を説明するための概略構成図である。
【０００９】
同図に示すように、画像形成装置としてのプリンタ１には、媒体載置台１０、ピックアップローラ１１、給紙ローラ１２、分離ローラ１３、搬送ローラ対１４，１７、画像形成部１５、画像定着器１６、排出ローラ対１８、及び排出用紙載置台１９が配設されている。
【００１０】
媒体載置台１０は、記録媒体としての記録用紙を重ねて載置し、ピックアップローラ１１は、媒体載置台１０に重ねて載置された記録用紙の最上部の用紙を、順次搬送路の下流側に向かって排出する。給紙ローラ１２及び分離ローラ１３は、共働して、ピックアップローラ１１によって、媒体載置台１０から排出される記録用紙を、複数枚重なることなく一枚に捌いて用紙搬送路に沿って下流側に搬送する。
【００１１】
画像形成部１５は、搬送ローラ対１４によって更に下流側に搬送される記録用紙に対し、印刷データに基づいて感光体ドラム１５ａ上に形成したトナー像を転写ローラ１５ｂによって転写すると共に、転写した記録用紙を画像定着器１６に搬送する。
【００１２】
画像定着器１６は、搬送されてくる記録用紙に、その記録用紙に転写されたトナー像を定着して搬送方向下流側に排出し、搬送ローラ対１７は、画像定着器１６から送られてくる定着済みの記録用紙を排出ローラ対１８に搬送し、排出ローラ対１８は、その印刷処理された記録用紙を排出用紙載置台１９に排出する。従って、上記した処理によって順次印刷された記録用紙は、排出用紙載置台１９に重ねて堆積する。
【００１３】
プリンタ１のトップカバー２２は、排出ローラ対１８及び排出用紙載置台１９を備え、ボトムフレーム２０によって、回動軸２３を回動中心として回動自在に保持されている。例えは、このトップカバー２２を閉じた位置から矢印Ａ方向に回動して開けることにより、プリンタ１の内部に配置された画像定着器１６や画像形成部１５のメンテナンスが可能となる。
【００１４】
尚、図１中のＸ、Ｙ、Ｚの各軸は、記録用紙が感光体ドラム１５ａと転写ローラ１５ｂを通過する際の搬送方向にＸ軸をとり、感光体ドラム１５ａの回転軸方向にＹ軸をとり、これら両軸と直交する方向にＺ軸をとっている。また、後述する他の図においてＸ、Ｙ、Ｚの各軸が示される場合、これらの軸方向は、共通する方向を示すものとする。即ち、各図のＸＹＺ軸は、各図の描写部分が、図１に示すプリンタ１を構成する際の配置方向を示している。またここでは、Ｚ軸が略鉛直方向となるように配置されるものとする。
【００１５】
図２は、ボトムフレーム２０の左サイドシャーシ２０ａに回動自在に保持されて、開角が３０度程度に開いたトップカバー２２の回動軸２３の近傍を斜め上方からみた斜視図である。尚、図１に示すプリンタ１を正面（Ｘ軸のマイナス側）からみて、プリンタ１の左右の方向を特定する場合がある。
【００１６】
トップカバー２２は、回動軸２３の左側（Ｙ軸のプラス側）端部を、図２に示すようにボトムフレーム２０の左サイドシャーシ２０ａによって支持され、回動軸２３の右側（Ｙ軸のマイナス側）端部を、ボトムフレーム２０の図示しない右サイドシャーシ２０ｂによって支持されているが、左右のサイドシャーシ２０ａ、２０ｂ及びトップカバー２２は、この回動支持、及び後述するギヤ係合機構の構成を、左右のサイドシャーシ２０ａ、２０ｂの中間の仮想的な中心面（Ｘ−Ｚ平面に平行）に対して面対称に構成しているため、ここでは左側における各構成のみを図示して説明する。
【００１７】
図２に示すように、左サイドシャーシ２０ａは、トップカバー２２を、その端部に配置された回動軸２３をＹ軸と平行にして回動自在に保持し、左サイドシャーシ２０ａには、回動軸２３の近傍で、Ｘ軸のマイナス側となる所定位置において左ワンウェイヒンジ３２が固定配置されている。
【００１８】
左ワンウェイヒンジ３２は、左サイドシャーシ２０ａの内側にＹ軸と平行に延在する軸部としての左側回転軸３４を有し、その左側回転軸３４が外部から回転力を得て矢印Ｃ方向に回転する際には空転させ、矢印Ｄ方向に回転する際には回転を阻止する方向に逆方向トルクを発生する構成となっている。左側回転軸３４には、左サイドシャーシ２０ａの内側において、同軸となるようにギヤ部としての左ピニオンギヤ３３が配設されている。この配設方法については後述するが、左側回転軸３４及び左ピニオンギヤ３３は、外部から回転力を得て同方向に回転するように構成されている。
【００１９】
トップカバー２２には、その内面（閉じたときに内部側となる面）に、左ピニオンギヤ３３と噛合する左ラックギヤ３１ａを有する回動体としての左ラック部３１が固定配置されている。この歯部としての左ラックギヤ３１ａは、後述するように、トップカバー２２が回動軸２３中心に所定の回動範囲にわたって回動する際に、この所定の回動範囲内の限定された回動範囲おいて左ピニオンギヤ３３と噛合し、左ピニオンギヤ３３に回転力を付与する。従って左ラックギヤ３１ａは、回動軸２３を中心とする円弧に沿って形成されている。
【００２０】
尚、プリンタ１の左側に配置された左サイドシャーシ２０ａと、左ワンウェイヒンジ３２、左側回転軸３４、左ピニオンギヤ３３、左ラックギヤ３１ａ、及び左ラック部３１の構成について説明したが、プリンタ１の右側においても、図示しない右サイドシャーシ２０ｂと、右ワンウェイヒンジ３２´、右側回転軸３４´、右ピニオンギヤ３３´、右ラックギヤ３１ａ´、及び右ラック部３１´が、前記したように、面対称に形成されて同様に構成されているものである。
【００２１】
図３〜図５は、トップカバー２２が、閉位置に相当する閉じた時の開角０度と、開位置に相当する最大に開いたときの開角９０度とにわたる所定の回動範囲で回動する際の、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａの噛合状態を示す状態説明図であり、図３は開角が０度の時、図４は開角が約４５度の時、図５は、開角が最大の９０度の時の各状態に相当する。尚、図３〜図５では、内部を明確に示すため、左サイドシャーシ２０ａを省き、左ワンウェイヒンジ３２（図２）はその左側回転軸３４のみを示し、簡単のため左ピニオンギヤ３３の歯３３ｅ（図６）を省略している。
【００２２】
図３に示すように、左ラック部３１において、左ラックギヤ３１ａが形成されている形成領域Ｗは限定されており、例えば図４に示すように、この形成領域Ｗの左ラックギヤ３１ａが左ピニオンギヤ３３に対向するトップカバー２２の開角範囲、即ち限定回動範囲でのみ、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが噛合するように構成されている。
【００２３】
従って、図３に示すようにトップカバー２２が開角０度の閉じた状態では、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとは離間した状態であり、例えばこの開角状態から矢印Ａ方向の開く方向にトップカバー２２を回動した時、ここでは開角が約２０度になった段階で、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが図４に示すように噛合状態となり、更に約７５度を超えた段階で再び左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが例えば図５に示すように離間した状態となる。従って、両者が噛合状態となるここでの限定回動範囲は開角約２０度〜約７５度に相当する。
【００２４】
同様に、トップカバー２２の開角が、図５に示す最大の９０度の状態から、矢印Ｂ方向の閉じる方向にトップカバー２２を回動した時も、開角が約７５度になった段階で、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが図４に示すように噛合状態となり、更に約２０度になった段階で再び左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが図３に示すように離間した状態となる。
【００２５】
従って、トップカバー２２が、その開角が約２０度〜約７５度の限定回動範囲で回動するとき左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが例えば図４に示すように噛合状態となり、トップカバー２２が開く方向の矢印Ａ方向に回動する際には左ピニオンギヤ３３が矢印Ｃ方向に回転し、トップカバー２２が逆の閉じる方向の矢印Ｂ方向に回動する際には左ピニオンギヤ３３が矢印Ｄ方向に回転する。
【００２６】
この時左ピニオンギヤ３３に伴って同方向に回転し、左ワンウェイヒンジ３２（図２）を構成する左側回転軸３４は、前記したように、矢印Ｃ方向に回転する際には空転し、矢印Ｄ方向に回転する際には回転を阻止する方向の逆方向トルクを受ける。
【００２７】
尚、プリンタ１の左側に配置された左サイドシャーシ２０ａと、左ワンウェイヒンジ３２、左側回転軸３４、左ピニオンギヤ３３、左ラックギヤ３１ａ、及び左ラック部３１の動作について説明したが、プリンタ１の右側においても、前記したように面対称に形成された図示しない右サイドシャーシ２０ｂと、右ワンウェイヒンジ３２´、右側回転軸３４´、右ピニオンギヤ３３´、右ラックギヤ３１ａ´、及び右ラック部３１´が同様に動作するものである。
【００２８】
従って、操作者が、図３に示すように開角が０度で閉じた状態のトップカバー２２を、矢印Ａ方向に回動して開く際には、開角が約２０度〜約７５度の限定回動範囲において左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが噛合して左ピニオンギヤ３３が矢印Ｃ方向に回転しても空転状態で回転するため、殆ど左側ワンウェイヒンジ（図２）による回転負荷を受けることなく、トップカバー２２を開くことができる。
【００２９】
一方、操作者が、図５に示すように開角が９０度で最大に開いた状態のトップカバー２２を、矢印Ｂ方向に回動して閉じる際には、開角が約７５度〜約２０度の限定回動範囲において左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが噛合して左ピニオンギヤ３３が矢印Ｄ方向に回転する間、回転を阻止する方向に発生する逆方向トルクを受けることになる。
【００３０】
このとき左ワンウェイヒンジ３２（図２）によって発生する逆方向トルクは、例えばトップカバー２２が、開角約７５度〜約２０度の領域を閉じる方向に回動するとき、回動速度が自重によって必要以上に増加するのを防ぐように設定されるものである。
【００３１】
ここで、トップカバー２２の開角が、約９０度〜７５度の領域及び約２０度〜０度の各領域において、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが離間し、左ワンウェイヒンジ３２の影響を排除している理由について説明する。
【００３２】
トップカバー２２の自重は、トップカバー２２の開角が最大開角９０度のときにはすべて垂直下方の回動軸２３にかかるために閉じる方向には寄与せず、例えば開角が約７５度になって、やっと自重の２６％程度が閉じる方向に働くようになる。従って、最大開角９０度近傍にあるトップカバー２２を閉じようとするとき、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが噛合状態にあると、操作者は、トップカバー２２の自重による閉じる方向の力を殆ど受けることないため、左ワンウェイヒンジ３２（図２）によって発生する逆方向トルクをそのまま負荷と感じながら強い力で、トップカバー２２を閉める方向に回動しなければならない。
【００３３】
従って、トップカバー２２の自重の２６％程度が閉じる方向の力となる開角約７５度まで、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが離間して逆方向トルクを受けないように構成し、最大開角９０度近傍にあるトップカバー２２を閉じる際に、操作者が円滑に行なえるようにしている。
【００３４】
一方、トップカバー２２が、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが噛合した状態で閉じる方向に回動すると、左ワンウェイヒンジ３２（図２）によって発生する逆方向トルクによって、自然状態で閉じる場合よりゆっくりした回動速度で閉じることになる。従って、回動軸２３によって一端側が保持されるトップカバー２２は、この間、自重による撓み応力を生じた状態となり、この撓み応力は、トップカバー２２の開角が小さくなるに従って大きくなり、これによってクリープ変形を引き起こす要因となる。
【００３５】
従って、撓み応力が大きくなる開角約２０度〜０度の領域において、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとを離間させて逆方向トルクを受けないように構成して撓み応力を抑制し、クリープ変形が生じないようにしている。
【００３６】
次に、左側回転軸３４と左ピニオンギヤ３３の係合機構について説明する。図６は、左側回転軸３４の係合部と左ピニオンギヤ３３の被係合部の構成を示す要部断面図であり、図７〜図９は、この係合部の動作説明に供する動作説明図である。
【００３７】
図２で説明したように、左ワンウェイヒンジ３２の左側回転軸３４は、左サイドシャーシ２０ａの内側にＹ軸と平行に延在し、左ラックギヤ３１ａと対向する位置において左ピニオンギヤ３３を同軸となるように保持している。
【００３８】
図６に示すように、左側回転軸３４には、少なくとも左ピニオンギヤ３３を保持する係合部において、円柱状の周面の対向する位置に一対の切り掛け平面部が平行に形成されている。その係合部は、軸方向と垂直な断面が、対向する一対の軸円弧部３４ｃ、３４ｄと、対向する一対の軸直線部３４ａ，３４ｂとからなる外形状を有する。一方、左ピニオンギヤ３３には、その中心部に左側回転軸３４の係合部が嵌入する被係合部としての開孔部が形成されており、この開孔部は、軸方向と垂直な断面における孔の形状が、対向する一対の孔円弧部３３ｃ、３３ｄと、平行に対向する一対の孔直線部３３ａ，３３ｂとからなる。尚、左ピニオンギヤ３３における各歯３３ｅ間のピッチ角をθ２とする。
【００３９】
軸直線部３４ａと穴直線部３３ａ及び軸直線部３４ｂと穴直線部３３ｂの各間にはそれぞれ隙間ｇ（穴直線部と軸直線部とが平行の時）が形成され、軸円弧部３４ｃと穴円弧部３３及び軸円弧部３４ｄと穴円弧部３３ｄの各間には合計２×ｘとなる隙間が形成されている。これにより、左側回転軸３４の係合部は、左ピニオンギヤ３３の被係合部としての開孔部と嵌合し、更に左ピニオンギヤ３３と左側回転軸３４との間では、左側回転軸３４の回転方向において、遊び角θ１（図７参照）だけ相対的な回転が可能となっている。
【００４０】
尚、図６では、各部の形状を明確にするため、隙間ｘを明確に示したが、この隙間ｘは、左ピニオンギヤ３３と左側回転軸３４との間で、相対的な回転が可能となる程度に設けるものである。また、プリンタ１の左側に配置された左側回転軸３４と左ピニオンギヤ３３の構成について説明したが、プリンタ１の右側においても、図示しない右側回転軸３４´と右ピニオンギヤ３３´とが前記したように、面対称に形成されて同様に構成されているものである。
【００４１】
以上の構成において、左側回転軸３４と左ピニオンギヤ３３の係合動作について、図７〜図９の動作説明図を参照しながら説明する。
【００４２】
図７は、トップカバー２２が、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが噛合する限定回動範囲（開角が約２０度〜約７５度）を開く方向（矢印Ａ方向）回動し、開角が約７５度近辺に至って噛合状態が解除される直前の状態を示している。このとき、左ピニオンギヤ３３は矢印Ｃ方向に回転し、左ワンウェイヒンジ３２の左側回転軸３４も、左ピニオンギヤ３３から回転力を得て同方向に回転する。
【００４３】
従って、左側回転軸３４は、図７に示すように、左ピニオンギヤ３３に対して、遊び角θ１の範囲において回転と反対方向、即ち矢印Ｄ方向に寄った状態で回転し、トップカバー２２が更に矢印Ａ方向に回動して左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとの噛合状態が解除されて回転が停止した後も矢印Ｄ方向に寄った状態を維持する。
【００４４】
一方図８は、トップカバー２２が、開角７５度以上に開いて左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが離間する回動領域から、閉じる方向（矢印Ｂ方向）に回動し、開角が約７５度近辺に至って噛合状態となる直前の状態を示している。このとき、同図に示すように、左ピニオンギヤ３３は左側回転軸３４に対して、遊び角θ１の範囲において矢印Ｃ方向に寄った状態で待機している。従って、このときの左ピニオンギヤ３３は、左側回転軸３４に対して、遊び角θ１だけ矢印Ｄ方向に自由に回転することが可能な状態になっている。
【００４５】
従って、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが噛合を開始する際に、図８に示すように、左ラックギヤ３１ａの先端部が左ピニオンギヤ３３の歯３３ｅ（図６）の先端部に当接する場合においては、このように噛合が不完全な状態から、図９に示すように噛合が略完全な状態となるまで、左ピニオンギヤ３３が遊び角θ１だけ矢印Ｄ方向に自由回転する。この間、左側回転軸３４は、同方向（矢印Ｄ方向）に回転することがないので、左ワンウェイヒンジ３２（図２）によって発生する逆方向トルクを受けることがないため、円滑に完全な噛合状態に移行することができる。
【００４６】
尚、左ピニオンギヤ３３が遊び角θ１だけ矢印Ｄ方向に自由回転する間に、略完全な噛合状態とするため、遊び角θ１は、図６に示す左ピニオンギヤ３３の歯間ピッチ角をθ２とした場合、
０．２５×θ２≦θ１≦θ２
の範囲に設定するのが好ましい。
【００４７】
ここでは、トップカバー２２が、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが噛合する限定回動範囲（開角が約２０度〜約７５度）を開く方向（矢印Ａ方向）回動し、開角が約７５度に至って噛合状態が解除され、その後、閉じる方向（矢印Ｂ方向）に回動し、開角が約７５度近辺に至って噛合状態となる際の動作について説明したが、トップカバー２２が、限定回動範囲を閉じる方向（矢印Ｂ方向）回動し、開角が約２０に至って噛合状態が解除され、その後、開ける方向（矢印Ａ方向）に回動し、開角が約２０度近辺に至って噛合状態となる際においても、同様に作用して円滑に完全な噛合状態に移行することができるものであるが、この場合、ここでは左側回転軸３４が空回りするため、遊び角θ１は特に必要とならない。
【００４８】
また、プリンタ１の左側に配置された左側回転軸３４、左ピニオンギヤ３３、及び左ラックギヤ３１ａの動作について説明したが、プリンタ１の右側においても、図示しない右側回転軸３４´、右ピニオンギヤ３３´及び右ラックギヤ３１ａ´が前記したように、面対称に構成されて同様に動作するものである。
【００４９】
次に、本実施の形態の変形例１について説明する。
【００５０】
図１０は、左側回転軸３４と左ピニオンギヤ３３の係合部の、変形例１の構成を示す要部断面図である。図６に示す本実施の形態１の構成では、直線状の孔直線部３３ａ、３３ｂが形成されたが、この変形例１では、それに相当する側壁部３３ｆ、３３ｇが、中央部が内方に突出するく字形状に形成されている。この場合、左側回転軸３４の軸直線部３４ａ，３４ｂが左ピニオンギヤ３３の側壁部３３ｆ、３３ｇに面接触するため、線接触となる場合より耐久性に優れる。
【００５１】
次に、本実施の形態の変形例２について説明する。
【００５２】
図１１は、左側回転軸３４と左ピニオンギヤ３３の係合部の、変形例２の構成を示す要部断面図である。この変形例２では、左側回転軸３４には、少なくとも保持部において、円柱状の周面に凸状部３４ｈが形成され、左ピニオンギヤ３３には、左側回転軸３４が嵌入する開孔には、左側回転軸３４の凸状部３４ｈが遊嵌する凹部３３ｈが形成されている。この凹部３３ｈの形成角θ５を適当に設定することにより、左ピニオンギヤ３３と左側回転軸３４との間では、左側回転軸３４の回転方向において、遊び角θ１（図７参照）だけ相対的な回転が可能となる。
【００５３】
尚、ここでは円柱状の周面に凸状部３４ｈを形成し、左ピニオンギヤ３３の開孔に凹部３３ｈを形成したが、凹凸部を逆に、即ち円柱状の周面に凹部を形成し、左ピニオンギヤ３３の開孔にこれに遊嵌する凸状部を形成してもよい。
【００５４】
次に、本実施の形態の変形例３について説明する。
【００５５】
図１２は、左側回転軸３４と左ピニオンギヤ３３の係合部の、変形例３の構成を示す要部断面図である。この変形例３では、左側回転軸３４は、少なくとも保持部において、軸心を中心として断面三角形状に形成され、左ピニオンギヤ３３には、左側回転軸３４が嵌入する開孔において、左側回転軸３４の各頂部３４ｋが所定の範囲で摺動可能な孔円弧部３３ｋが形成され、隣接する孔円弧部３３ｋ間は、左側回転軸３４の摺動を邪魔しない形状でつながっている。この孔円弧部３３ｋの円弧角θ６を適当に設定することにより、左ピニオンギヤ３３と左側回転軸３４との間では、左側回転軸３４の回転方向において、遊び角θ１（図７参照）だけ相対的な回転が可能となる。
【００５６】
以上のように、本実施の形態のギヤ係合機構によれば、例えばトップカバー２２を閉じる際に、左ピニオンギヤ３３と左ラックギヤ３１ａとが略完全に噛合してから左回転軸３４が逆方向トルクを受ける方向（矢印Ｄ方向）に回転を開始するため、噛合が不完全の状態である時の各ギヤの負荷を軽減しながら、円滑なトップカバー２２の開閉動作が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
前記した実施の形態１では、本発明を画像形成装置としての単色プリンタに適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、スキャナー、コピー機などの装置にも適用可能である。また、ギヤの噛み合いが離れたり噛み合ったりする遊星ギヤ部などにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  プリンタ、  １０  媒体載置台、  １１  ピックアップローラ、  １２  給紙ローラ、  １３  分離ローラ、  １４  搬送ローラ対、  １５  画像形成部、  １５ａ  感光体ドラム、  １５ｂ  転写ローラ、  １６  画像定着器、  １７  搬送ローラ対、  １８  排出ローラ対、  １９  排出用紙載置台、  ２０  ボトムフレーム、  ２０ａ  左サイドシャーシ、  ２０ｂ  右サイドシャーシ、  ２２  トップカバー、  ２３  回動軸、  ３１  左ラック部、  ３１ａ  左ラックギヤ、  ３２  左ワンウェイヒンジ、  ３３  左ピニオンギヤ、  ３３ａ  孔直線部、  ３３ｂ  孔直線部、  ３３ｃ  孔円弧部、  ３３ｄ  孔円弧部、  ３３ｅ  歯、  ３３ｆ  側壁部、  ３３ｇ  側壁部、  ３３ｈ  凹部、  ３３ｋ  孔円弧部、  ３４  左側回転軸、  ３４ａ  軸直線部、  ３４ｂ  軸直線部、  ３４ｃ  軸円弧部、  ３４ｄ  軸円弧部、  ３４ｈ  凸状部、  ３４ｋ  頂部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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