(57)【要約】【課題】粉塵が飛散し易い環境に置かれた場合にも、粉塵による歯面の損傷を防止し得るギア及びギア機構、並びに同ギア又はギア機構を使用する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１０内の現像装置４０の駆動には、ギア機構２００が使用されている。ギア機構２００を構成するギア１００は、歯底部側面に設けられた陥没部に磁性体板１０３が嵌め込まれている。この磁性体板１０３は永久磁石で構成されており、空間を無指向に散乱する粉塵を吸着して回収し、当該ギアの歯面への粉塵の付着を防止する。また、磁性体板１０３は、その磁力がギア歯面に及ばないようにその大きさが決定されている。従って、ギア歯面へ向かう粉塵の量を著しく減少させることができ、ギア歯面の磨耗を確実に防止することが可能となる。【選択図】        図１
2005009596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の基幹部材の周面に複数並んだ歯部材を有するとともに、
前記周面によって囲まれた前記基幹部材の側面に強磁性体を具備する
ことを特徴とするギア。
【請求項２】
前記強磁性体は、少なくとも一部が前記基幹部材の側面に嵌め込まれている
ことを特徴とする請求項１記載のギア。
【請求項３】
前記強磁性体は、該強磁性体の磁極から発生する磁力線が、前記周面を通過しないような位置及び形状で前記側面に固定されている
ことを特徴とする請求項１乃至２記載のギア。
【請求項４】
前記強磁性体は、永久磁石である
ことを特徴とする請求項１乃至３記載のギア。
【請求項５】
回転軸と、
前記回転軸が貫通し、前記回転軸の回転に伴って回転可能となるように該回転軸に取り付けられた請求項１乃至４に記載のギアと
を具備することを特徴とするギア機構。
【請求項６】
回転軸と、
前記回転軸が貫通し、前記回転軸の回転に伴って回転可能となるように該回転軸に取り付けられたギアと、
強磁性体で構成され、前記回転軸における前記ギア近傍に、該ギアと所定量隔てて設けられたギア固定部材と
を具備することを特徴とするギア機構。
【請求項７】
回転軸と、
前記回転軸が貫通し、前記回転軸の回転に伴って回転可能となるように該回転軸に取り付けられたギアと、
前記ギアの歯面近傍に、該歯面と接触可能に配設され、該歯面への付着物を除去する除去手段と
を具備することを特徴とするギア機構。
【請求項８】
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
現像剤によって前記像担持体上の前記潜像を可視画像化する現像手段とを有する画像形成装置において、
該装置内に請求項１乃至４記載のギア、又は請求項５乃至７記載のギア機構が使用されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動力を伝達するギア及びギア機構、並びに同ギア又はギア機構を使用した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転力の伝達手段として、ギアが一般的に使用されている。その回転力の伝達系において、連動する一組のギアは、その噛合い部分で互いを削り合って磨耗し、その過程で磨耗粉を生じさせることがある。磨耗粉が付着したままの状態でギアが回転を続けると、ギア歯面の磨耗は促進し、最悪の場合は、ギアが損傷する可能性があって好ましくない。そこで、このようなギア歯面への磨耗粉の付着を防止する技術が、特許文献１に開示されている。この技術によれば、ギアの噛合い部分下流側に配置させた磁性体によって、磨耗粉を回収することができる。この技術を便宜的に第１の従来技術と呼ぶこととする。尚、ここで言う上流及び下流とは、ギアの回転方向に対するものであり、噛合い部分を基点に考えると、噛合う直前の部分が上流、噛合った直後の部分が下流である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１６０２２号公報
【０００４】
一方、ギアの設置環境によっては、ギア周辺部に、上記磨耗粉とは異なる粉塵が飛散する場合がある。このような設置環境の一例として、画像形成装置が挙げられる。
【０００５】
画像形成装置は、複数の感光体ドラムを備えている。これら感光体ドラム上には、潜像形成手段によって静電潜像が形成され、この静電潜像は、現像装置によって可視画像化される。現像装置内には、トナーや、トナーを帯電させるための磁性体のキャリア等からなる現像剤が蓄積されており、現像装置は、現像ロールと呼ばれる回転体によってこれら現像材を搬送し、感光体ドラム上の静電潜像に付着させて現像を行っている。従って、現像装置内の、例えば現像ロールを回転駆動する駆動機構に使用されるギアは、電荷を帯びたトナーやキャリアなどの粉塵に晒され易い。
【０００６】
画像形成装置内では、これら粉塵がギアへ悪影響を及ぼすことがある。例えば、粉塵が現像ロール駆動機構の軸受け内部に侵入すると、当該軸受け部分の損傷や、駆動トルクの異常等が発生することがある。これらを防止するため、例えば、特許文献２乃至４には、軸受け内部への粉塵侵入防止技術が開示されている。便宜的にこの技術を第２の従来技術と呼ぶこととする。
【０００７】
【特許文献２】
特開平６−１１８７８３号公報
【特許文献３】
特開平６−１３０７９１号公報
【特許文献４】
特開２０００−１４７９０４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像形成装置内において、粉塵は、軸受け部分だけでなく、ギア歯面にも付着する。歯面に粉塵が付着したままギアが回転すると、上述の磨耗粉の場合と同様、歯面の磨耗が一層促進する恐れがある。従って、粉塵のギア歯面への付着を防止するか、又は付着した粉塵を速やかに回収することが必要となる。
【０００９】
第１の従来技術によれば、飛散するトナーやキャリアを、ギア噛合い部下流に設けられた強磁性体によって、歯面への付着前にある程度捕捉することができる。しかしながら、画像形成装置内において、粉塵はギア近傍に無指向に飛散している。この強磁性体によって回収できるのは、主として噛合い部で発生する磨耗粉であり、ギア全体に降りかかる粉塵を効率よく捕捉することは難しい。また、この強磁性体を、ギア全体に対して高い粉塵収集効果を有するように配置させようとすると、著しく空間的な制約を受ける上、コストも増加する為、実現が難しい。
第２の従来技術は、軸受け内部への粉塵の侵入を防止するものであって、粉塵の、ギア歯面への付着を防止することはできない。
【００１０】
これら従来技術とは別に、ギア部分を粉塵から遮蔽するためのカバーを設けることが考えられるが、空間的制約が大きく現実的ではない。また、気体流によって粉塵の飛散方向を制御する技術も考えられるが、飛散する粉塵全体に作用する気体流を発生させるには、これも空間的な制約がある上、別途気体流を制御する装置も必要となって実現は難しい。更には、粉塵が付着しても磨耗しない材料、例えば焼結金属によってギアを構成することも考えられるが、コストの増加と騒音の悪化を招くので現実的ではない。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、粉塵が飛散し易い環境に置かれた場合にも、粉塵による歯面の損傷を防止し得るギア及びギア機構、並びに同ギア又はギア機構を使用する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係るギアは、円板状の基幹部材の周面に複数並んだ歯部材を有するとともに、前記周面によって囲まれた前記基幹部材の側面に強磁性体を具備することを特徴としている。
かかるギアによれば、ギア周辺に無指向に電荷又は磁性を帯びた粉塵が飛散していても、強磁性体によってこれらを確実に回収することができ、ギア歯面への粉塵の付着を確実に防止することができる。また、かかるギアは、通常のギアと外観上の差異は少ないから、従来のギア機構に使用されるギアと速やかに置換が可能である。また、かかるギアが使用された各種装置は、高い信頼性と保守性を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るギア１００の断面図である。
ギア１００は、基幹部材となる円板状の歯底部１０１と、歯底部１０１の外周面に沿って設けられた複数の歯部材１０２とを有している。歯底部１０１と歯部材１０２は、ポリオキシメチレン（ポリアセタール）やポリアミドなどのエンジニアリングプラスチックで構成されており、これら樹脂から一体に射出成型されている。
【００１４】
歯底部１０１の両側面には、一定の深さを有し、歯底部１０１の側面と同心円状をなす陥没部が形成されている。
この陥没部には、この陥没部分とちょうど同じ形状を有する円環状の磁性体板１０３が嵌め込まれている。磁性体板１０３は永久磁石であり、フェライト磁石等の一般的な磁石が使用される。また、磁性体板１０３が嵌め込まれることによって、歯底部１０１の側部表面は、凹凸のない連続面となっており、歯底部１０１の側面の中心、及び磁性体板１０３の中心には、図示略の駆動源の回転軸を貫通させるための軸孔１０４が設けられている。
【００１５】
図２は、図１におけるＡ−Ａ’線視断面図である。同図に示すように、二つの磁性体板１０３は、それぞれ異なる極性の磁極が歯底部の両側面に現れ、各側面と連続面を形成するように歯底部１０１の両側面に嵌め込まれている。また、磁性体板１０３の厚さは、歯底部１０１表面から歯底部１０１の厚み方向の中心（図示破線Ｂ）までの距離より小さくなっている。このようにして嵌め込まれた磁性体板１０３のＮ極からは、自身のＳ極と、他側面に嵌め込まれた磁性体板１０３のＳ極へ向かう磁力線が発生している。
図３は、この磁力線の様子を簡略に説明したものである。同図に示すように、磁性体板１０３から発生する磁力線のうち、歯底部１０１の外周面を通過するものは存在しない。本実施形態では、このように、磁性体板１０３から発生する磁力線が、歯底部１０１の外周面を通過しないように、磁性体板１０３の材質、形状、大きさ等が決定されている。
【００１６】
＜実施形態の動作＞
上記構成を有するギア１００が、例えば、電荷を帯びた粉塵が飛散している状況下に設置された場合、当該粉塵のほとんどは、磁性体板１０３の発生する磁力によって磁性体板１０３に吸着される。この際、上述したように、歯底部１０１の外周面を通過する磁力線は存在しないから、磁性体板１０３の磁力は歯部材１０２の各歯面には及ばない。従って、磁性体板１０３が原因となって、歯面に粉塵が付着する事態は生じず、飛散する粉塵の内、歯面に向かうものの量は著しく減少する。これは、粉塵が無指向に散乱していても、また粉塵の自由落下方向に、歯面、歯底部側面いずれが対面していても何ら変わることはない。
【００１７】
以上説明したように、本実施形態に係るギア１００は、歯面への粉塵の付着を防止することができる。また、磁性体板１０３が歯底部１０１の一部として形成されているから、ギア外部に磁性体専用の設置箇所を設ける必要がなく、空間効率及びコストの点で非常に優れている。更には、磁性体板１０３が歯底部１０１と同心円をなしているから、粉塵の収集ムラが生じず、粉塵の収集効率を高めることができる。従って、非常に効率良く、且つ確実にギア歯面の磨耗を防止することができる。
【００１８】
尚、ギア１００の構成材料は、本実施形態の態様に限定されない。上記以外のエンジニアリングプラスチック、ポリウレタンなどの軟質樹脂、その他の樹脂材料、又は軟磁性体、非磁性金属等幅広く利用可能である。また、本発明に係るギアにおいて、歯底部と歯部材とは一体に成型されていなくてもよい。更には、歯底部と歯部材とが異なる材料で構成されていてもよい。
【００１９】
尚、磁性体板１０３の構成材料は、本実施形態の態様に限定されない。例えば、バリウムフェライト磁石等の酸化物系磁石、アルニコ磁石等の鉄合金系磁石、Ｓｍ−Ｃｏ（通称サマコバ）磁石等の希土類化合物系磁石で構成されていてもよいし、他の永久磁石材料であっても良い。永久磁石の材料に拠らず上述の効果を享受することが可能である。また、磁性体の磁極の向きは本実施形態の態様に限定されない。粉塵を吸着することができ、歯面に粉塵を吸着させにくい形態であれば良い。
【００２０】
また、磁性体板１０３は永久磁石でなくてもよい。強磁性体であれば、磁化されることによって、同等の効果を得ることができる。更には、ある程度粉塵が付着した段階でこの磁性体の磁化を消磁し、付着した粉塵を予め用意された回収手段に回収するといったメンテナンスも可能となる。
【００２１】
尚、本実施形態において、磁性体板１０３は、固体の強磁性体であるが、実施の態様はこれに限定されない。例えば、蒸着装置、スパッタリング装置、化学気層堆積（ＣＶＤ）装置などの薄膜形成装置によって歯底部側面の所定領域に形成された強磁性体の薄膜であっても良い。
【００２２】
尚、本実施形態は、磁性体を歯底部に嵌め込む構成を有するが、歯底部に陥没部を設けず、磁性体を嵌め込まないようにしても良い。かかる態様としては、例えば、歯底部の両側面に磁性体が接合されたギアが挙げられる。この場合、磁性体の、歯底部側面と対向する（接合される）面の形状は、陥没部に嵌め込む場合と異なり、当該側面からはみ出るようにすることも可能である。しかしながら、磁性体の当該形状は、歯底部側面と対面する方向から見た時に、歯底部外周円からはみ出さない方が望ましい。こうすることによって、一旦磁性体によって回収された粉塵がギア歯面へ移動したり、磁性体へ付着する途中にギア歯面へ付着してしまったりする事態を回避することができる。
【００２３】
尚、本実施形態において、磁性体板１０３は、歯底部１０１側面と同心円をなしているが、磁性体の形状は、これに限定されるものではない。歯底部側面に離散的に配置されていても良いし、粉塵の飛散する状況、例えば方向、密度、流速等に一定の指向性が認められるなら、そのような条件に合わせて複雑な形状を有していても良い。磁性体の形状に拘らず、磁性体はギア歯底部と一体化されているから、従来技術で述べたような、ギア近傍に磁性体を配置する構成と較べて、コスト、収集効率、歯面磨耗防止の点で明らかに優れている。
【００２４】
＜第２実施形態＞
上述の第１実施形態ではギアの一部が磁性体によって構成される態様を説明した。次に、従来のギアを用いて、上記実施形態と同様の効果が得られるギア機構について説明する。
【００２５】
図４は、本発明の第２実施形態に係るギア機構６００の断面図である。ギア機構６００は、回転軸６０１、ギア６０２、及びギア固定部材６０３から構成されている。
【００２６】
回転軸６０１は、図示略の駆動源と接続されており、当該駆動源によって回転駆動される。ギア６０２は、軸孔６０４に回転軸６０１が貫通した状態で固定されており、回転軸６０１と一緒に回転駆動される。ギア６０２は、第１実施形態と同様に、歯底部と歯部材を有するギアであるが、歯底部側面に磁性体は設けられていない。
【００２７】
ギア６０２の歯底部両側面の近傍には、ギア６０２を挟み込むように、永久磁石で構成されたギア固定部材６０３が設けられている。ギア固定部材６０３は、ギア６０２が回転軸６０１の軸方向に所定量以上動かないように、回転軸６０１の所定位置に固定されている。ギア固定部材６０３は、例えば、Ｅリング等がこれに相当する。ギア固定部材６０３は、Ｓ極とＮ極を有し、図示するように、ギア６０２に近い面がそれぞれ異なる極性となるように回転軸６０１に固定されている。また、ギア固定部材６０３の大きさ、形状などは、上述の第１実施形態と同様、このギア固定部材から生じる磁力線が、ギア６０２の歯底部外周面を通過しないように決められている。
【００２８】
上記構成を有するギア機構６００は、粉塵の飛散する状況下であっても、ギア固定部材６０３によって粉塵が回収されるので、ギア６０２の歯面に粉塵が付着しにくい。従って、ギア歯面の磨耗を防止することができる。これは、ちょうど第１実施形態において歯底部側面の一部として形成されていた磁性体を、ギア固定部材によって代替したものである。このようにすると、従来から使用されていたギアを用いても、粉塵によるギア歯面の磨耗を防止することができる。また、本実施形態におけるギア固定部材６０３は、第１実施形態における磁性体板１０３と同様、改めて設けられた部材ではないから、従来技術で生じていたような空間的な制約を一切受けずに設置することができる。更には、コストの増加も防止される。
また、ギア固定部材６０３は、ギア歯面に極めて近い位置に設置される上、歯底部側面と同心円形状であるから、粉塵の回収ムラも生じず、回収効率も従来技術と比較して格段に優れている。
【００２９】
尚、本実施形態において、ギア固定部材６０３はギア６０２の両側面近傍に設けられたが、例えば、明らかに粉塵の飛散状況に偏りがある場合は、高い効果が得られる一方の側面近傍にのみギア固定部材が設けられていても良い。
尚、ギア固定部材の形状は、本実施形態の態様に限定されないが、第１実施形態と同様の理由から、歯底部側面と対面する方向から見た時に、歯底部外周円からはみ出さない形状であるのが望ましい。
尚、ギア固定部材の磁極の向きは、本実施形態の磁極の向きに限定されない。粉塵を吸着することができ、ギア歯面に粉塵が付着しにくくなっていれば良い。
【００３０】
＜第３実施形態＞
上述した二つの実施形態は、ギア歯面への粉塵の付着を防止する技術について述べた。然るに、歯面に付着した粉塵を効率良く除去することができれば、それによってギア歯面の磨耗を防止することができる。ここでは、このようなギア機構について説明する。
【００３１】
図５は、本発明の第３実施形態に係るギア機構７００の断面図である。
ギア７０１及びギア７０２は、互いに噛合って図示Ｐ及びＱ方向に回転するギアである。ギア７０１、７０２の噛合い部上流の、ギア７０１近傍には、ギア７０１の歯面と一部が接触した状態で、ブラシ７０３が設けられている。ブラシ７０３の中心付近には、図示略の筐体に両端を固定された軸７０４が貫通しており、ブラシ７０３が回転可能となっている。かかる状態において、ブラシ７０３は、ギア７０１の回転に伴ってギア７０１の歯面に付勢され、図示Ｒ方向に回転する。尚、ブラシ７０３の、ギア７０１歯面への当接圧力は、ブラシ７０３が、ギア７０１の歯面を磨耗させず、且つギア７０１の回転を妨げない程度となっている。
【００３２】
かかる構成を有するギア機構７００が、帯電の有無を問わない粉塵に晒されている場合、ギア７０１の歯面には当該粉塵が付着する。しかしながら、ブラシ７０３は、ギア７０１に従動回転しつつ、当該歯面がギア７０２との噛合い部に到達する直前に粉塵を除去することができる。従って、噛合い部において、ギア７０１の歯面には常に粉塵が付着しておらず、ギア歯面の磨耗が防止される。本実施形態によれば、従来行なわれていた、歯面噛合い部近傍に設けた磁性体によって粉塵を回収する場合と較べ、歯面を接触クリーニングすることができるため、格段に粉塵の除去効率が高い。
【００３３】
尚、ブラシ７０３の数量や設置位置は、本実施の態様に限定されない。ブラシは、粉塵の付着し易いギアの全てに対して設置されていても良い。また、ギア噛合い部上流に限らず、歯面から粉塵を除去し得る箇所に設置されていれば良い。
尚、ギアの枚数は、本実施形態のように２枚に限定されない。本来、ギア機構は、被駆動体の種類、所望するギア比などに基づいて決定されるものであるから、ギアの枚数に拠らず、本実施形態に係る効果は担保されている。
【００３４】
尚、ブラシ回転方向は、本実施の態様に限定されない。本実施形態において、ブラシ７０３は、ギア７０１に従動して回転する。従って、ギア７０１との当接位置におけるブラシ７０３の回転方向（Ｒ方向）は、ギア７０１の回転方向（Ｐ方向）と等しい。しかしながら、このブラシの回転方向は、ギアの回転方向と逆向きになっている方が、ギア歯面へ付着している粉塵の除去効率が高い場合がある。この様な場合には、ギア歯面の磨耗や損傷を招かない範囲で、ブラシをモータ等の駆動装置によって強制的にギアと反対方向に駆動してやれば良い。
【００３５】
また、粉塵除去のための部材は、ブラシに限定されない。例えば、微小幅のスリットから圧縮された気体を吐出して粉塵を除去しても良い。飛散する粉塵全体に対して気体の流れを作り出す場合と異なり、ギア歯面の微小領域に対する気体の吐出であるから、空間的な制約は小さい。また、ギア歯面との密着性が高いワイプ部材で粉塵を拭き取っても良い。またブラシであっても、その材質、形状は、ギア歯面から粉塵を除去することができる範囲で自由に決定することができる。
【００３６】
＜第４実施形態＞
上述の実施形態では、本発明に係るギア及びギア機構について説明した。ここでは、これらギア及びギア機構の好適な使用例について説明する。
【００３７】
図６は、本発明の第４実施形態に係る画像形成装置１０の略断面図である。本発明に係るギア機構は、画像形成装置１０の、後述する現像装置４０の駆動部に使用されている。始めに、画像形成装置１０について説明する。
【００３８】
画像形成装置１０は、いわゆるタンデム型のデジタルカラー複写機であり、内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応する画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて配設されている。これら画像形成ユニットは、感光体ドラム２０の周囲に、画像形成のための各装置が配設された構成となっている。以下に、任意の一画像形成ユニットについて、その構成を簡単に述べる。
【００３９】
感光体ドラム２０は、図示略の駆動装置により図示Ｃ方向に回転駆動されている。露光装置３０は、すべての画像形成ユニットに共通であり、図示略の帯電装置によって所定の電位に帯電した感光体ドラム２０に対し、画像データに応じたレーザ光を照射して、感光体ドラム２０の表面に静電潜像を形成する。現像装置４０は、感光体ドラム２０の周囲に配設されており、露光装置３０によって形成された静電潜像に対し、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤を付着させることによって当該潜像を顕像化し、可視画像を形成する装置である。
【００４０】
画像形成装置１０の説明に戻る。各画像形成ユニットの上部には、感光体ドラム２０と一部が当接するように中間転写体５０が設けられている。中間転写体５０は、無端ベルトであり、駆動ロール５１、及び駆動ロール５１に従動するバックアップロール５２に、一定の張力を維持するように巻回されており、駆動ロール５１を駆動する図示せぬ駆動装置によって、図示Ｄ方向に循環駆動されている。中間転写体５０と感光体ドラム２０との当接位置には、ちょうど中間転写体５０を挟み込むように１次転写ロール５３が配設されている。各感光体ドラム２０上の可視画像は、この１次転写ロールによって圧接され、中間転写体５０に多重転写される。
【００４１】
一方、画像形成装置１０内の用紙トレイ６０に保持された用紙６１は、複数の搬送ロール６２によって、図示２次転写位置に導かれ、各色の可視画像が多重転写された中間転写体５０と当接する。２次転写位置には、ちょうど用紙６１を挟み込むようにして２次転写ロール６３とバックアップロール５２が対向している。用紙６１は、この２次転写ロール６３によって中間転写体５０と圧接され、中間転写体５０上に多重転写された可視画像が用紙６１に転写される。このようにして用紙６１に転写された可視画像は、最後に、定着装置７０によって加熱、加圧などの定着処理を施された後、排出部７１より排出される。画像形成装置１０は、大略このようにして画像形成を行っている。
【００４２】
さて、画像形成装置１０は、このようにトナーやキャリア等、微粒子の現像剤を使用して画像形成を行う為、現像剤を感光体ドラム２０の表面に付着させる現像装置４０の周辺においては、現像剤を主とする粉塵が多数飛散している。以下に、現像装置４０の詳細を説明する。
【００４３】
図７は、現像装置４０の断面図である。現像装置４０は、感光体ドラム２０と対向する部分が開口し、且つ内部に図示略の二成分現像剤を収容した現像ハウジング４１を有している。現像ハウジング４１内の、開口部４１ａに面した箇所には、現像剤を担持するための現像ロール４２が配設されている。現像ロール４２は、アルミニウムやＳＵＳ等非磁性の回転可能な現像スリーブ４３と、この現像スリーブ４３内に固定配置されるマグネットロール４４を有し、現像スリーブ４３と感光体ドラム２０の周面との間隙を所定値に保ちつつ、図示Ｅ方向に回転駆動されている。
【００４４】
現像ハウジング４１内の、現像ロール４２から見て当該開口部と略反対側の位置には、現像剤を撹拌するための円筒状の撹拌室４５Ａ、４５Ｂが、感光体ドラム２０と同方向に延在している。撹拌室４５Ａ、４５Ｂは、その延在方向両端部において繋がっており、その他の部分は隔壁４６によって仕切られている。この端部の一方には、撹拌室内に、各色トナー及びキャリアからなる二成分現像材を供給するための供給口（図示略）が設けられており、適宜現像剤が補給されている。
【００４５】
撹拌室４５Ａ、４５Ｂの内部には、それぞれ撹拌ロール４７Ａ、４７Ｂが設置されている。撹拌ロール４７Ａ、４７Ｂは、回転軸の側面に撹拌のための板を螺旋状に設けた構造を有している。かかる撹拌ロールが現像剤の充填された撹拌室内で回転すると、当該現像剤は、撹拌ロールによって撹拌されつつ、撹拌室内を一定方向に移動していくようになっている。撹拌ロール４７Ａ、４７Ｂは、この現像材の移動方向が反対となるよう、図示するＦ１及びＦ２方向に互いに逆向きに回転駆動される。
【００４６】
その結果、現像剤は、撹拌室４５Ａで撹拌されつつ撹拌ロール４７Ａの軸方向に移動し、端部の接続部分を介して撹拌室４５Ｂ内に侵入し、今度は撹拌ロール４７Ｂによって撹拌されながら搬送され、再び反対側の端部から撹拌室４５Ａに戻る、といった経路で２つの撹拌室間を循環する。こうしてトナーとキャリアは十分に混合され、摩擦帯電がなされた均質な二成分現像剤として、現像ロール４２の現像スリーブ４３の周面上に、マグネットロール４４の発する磁力によって付着し、現像剤層を形成する。
【００４７】
現像剤層は、層厚調整部材であるトリマーバー４８によって適切な層厚に調整された後、感光体ドラム２０と対向する現像ハウジング４１の開口部４１ａへ運ばれる。現像スリーブ４３には図示せぬ電源からバイアス電圧が印加されており、現像スリーブ４３上の現像剤層は、このバイアス電圧によって、開口部４１ａを通過して感光体ドラム２０の所定領域に付着し、感光体ドラム２０上の静電潜像を可視画像化する。
【００４８】
一方、現像スリーブ４３から開口部４１ａを介して飛散する現像剤は、その全てが感光体ドラム２０に付着する訳ではない。また、撹拌や搬送等、現像装置４０内で行われる種々のプロセス中にも、開口部４１ａから現像剤が飛散する。この飛散する現像剤を主とする粉塵は、現像装置４０を駆動するギアの歯面に付着すると、ギア歯面の磨耗を促進する恐れがある為、現像装置４０には、本発明に係るギア機構２００が使用されている。以下に、ギア機構２００について説明する。尚、ギア機構２００に使用される各ギアは、全て上述の第１実施形態に係るギアとする。
【００４９】
図８は、ギア機構２００の断面図である。ギア機構２００は、現像装置駆動ギア２０１、アイドラギア２０２、現像ロール駆動ギア２０３、及び撹拌ロール駆動ギア２０４Ａ、２０４Ｂから構成されている。
現像装置駆動ギア２０１は、駆動源（図示略）が発生する駆動力を現像装置４０全体に伝達するためのギアである。現像装置駆動ギア２０１には、中間伝達ギアであるアイドラギア２０２が噛合っており、このアイドラギア２０２を介して、現像ロール４２を駆動する現像ロール駆動ギア２０３、及び撹拌ロール４７Ａを駆動する撹拌ロール駆動ギア２０４Ａに駆動力が伝達されている。現像ロール駆動ギア２０３、及び撹拌ロール駆動ギア２０４Ａは、その中心に、現像ロール４２の回転軸、及び撹拌ロール４７Ａの回転軸がそれぞれ貫通しており、現像ロール４２、及び撹拌ロール４７Ａは、各ギアの回転と連動して回転可能となっている。また、撹拌ロール駆動ギア２０４Ａには、撹拌ロール４７Ｂと回転軸を共通とする撹拌ロール駆動ギア２０４Ｂが噛合っており、撹拌ロール４７Ｂは、撹拌ロール４７Ａの回転に伴って、撹拌ロール４７Ａと逆向きに回転可能となっている。
【００５０】
かかる構成を有する現像装置４０のギア機構２００において、現像ロール駆動ギア２０３、アイドラギア２０２は、開口部４１ａと近接している為、当該開口部から飛散する粉塵に晒され易くなっている。また、開口部４１ａの下方にある現像装置駆動ギア２０１は、粉塵の重力落下方向にある為、粉塵に晒され易くなっている。また、これらに限らず、現像装置４０周辺のギアは、粉塵の影響を受け易い。
【００５１】
しかしながら、本実施形態に係る現像装置４０には、上述の第１実施形態と同様のギアが使用されているので、現像装置４０の開口部４１ａから粉塵が飛散したとしても、各ギアの歯底部側面に嵌め込まれた強磁性体によって、確実に粉塵を回収することができる。
従って、本実施形態に係る画像形成装置１０は、ギア歯面の磨耗による現像装置４０の駆動異常の発生が抑止され、感光体ドラム上に形成された静電潜像を極めて高い品質で可視画像化することができる。ギア歯面の磨耗が防止されることによって、装置の耐久性も向上する。
【００５２】
尚、本実施形態においては、現像装置４０を例として挙げたが、無論本発明に係るギア及びギア機構は、画像形成装置内のあらゆる箇所に使用可能である。トナーは数μｍ程度の微粒子であるから、現像装置以外の箇所、例えば、感光体ドラム、残留トナークリーナ等の駆動部に到達することも十分に考えられるが、本発明に係るギア及びギア機構を使用すれば、そのような場合にも、ギア歯面が磨耗する懸念は解消される。
また、本実施形態においては上述の第１実施形態に係るギアが使用されているが、他の実施形態に係るギア機構を用いても、同様にギア歯面の磨耗が防止できるので好適である。
尚、本発明に係るギア及びギア機構の用途は、画像形成装置に限定されない。電荷を帯びた微粒子が飛散、滞留する環境下で幅広く使用可能である。尚、上述の第３実施形態に係るギア機構に関しては、微粒子の帯電の有無は問われない。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るギア及びギア機構は、飛散する粉塵など微粒子を確実に回収でき、ギア歯面へのこれらの付着を防止することができる。従って歯面の磨耗を確実に防止することができる。また、粉塵を回収するための磁性体は、従来からギア及びギア機構の一部をなしていた部材と置換されているから、粉塵回収のための別部材を設ける従来技術と比較すると、明らかに空間効率及びコストの面で優れている。
また、本発明に係る他のギア機構は、ギア歯面に粉塵が付着した場合に、確実にそれを除去することができる。この除去のために使用されるブラシなどの粉塵除去部材は、直接歯面とコンタクトすることによって粉塵を除去するから、確実に粉塵を取り去ることができ、ギア歯面の磨耗を確実に防止することができる。
更に、本発明に係る画像形成装置によれば、当該装置内の駆動機構に、本発明に係るギア又はギア機構を使用することによって、従来問題とされていた機内粉塵によるギア歯面の磨耗を防止することができるから、動作不良の可能性が軽減し、高品質の出力結果を利用者に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るギア１００の断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ’線視断面図。
【図３】図２において磁性体板１０３の発する磁力線を説明する図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るギア機構６００の断面図。
【図５】本発明の第３実施形態に係るギア機構７００の断面図。
【図６】本発明の第４実施形態に係る画像形成装置１０の断面図。
【図７】画像形成装置１０内の現像装置４０の断面図。
【図８】現像装置４０に使用されるギア機構２００の断面図。
【符号の説明】
１０・・・画像形成装置、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ・・・画像形成ユニット、２０・・・感光体ドラム、３０・・・露光装置、４０・・・現像装置、４１・・・現像ハウジング、４１ａ・・・開口部、４２・・・現像ロール、４３・・・現像スリーブ、４４・・・マグネットロール、４５Ａ、４５Ｂ・・・撹拌室、４６・・・隔壁、４７Ａ、４７Ｂ・・・撹拌ロール、４８・・・トリマーバー、５０・・・中間転写体、５１・・・駆動ロール、５２・・・バックアップロール、５３・・・１次転写ロール、６０・・・用紙トレイ、６１・・・用紙、６２・・・搬送ロール、６３・・・２次転写ロール、７０・・・定着装置、７１・・・排出部、１００・・・ギア、１０１・・・歯底部、１０２・・・歯部材、１０２ａ・・・歯面、１０３・・・磁性体板、１０４・・・軸孔、２００・・・ギア機構、２０１・・・現像装置駆動ギア、２０２・・・アイドラギア、２０３・・・現像ロール駆動ギア、２０４Ａ、２０４Ｂ・・・撹拌ロール駆動ギア、６００・・・ギア機構、６０１・・・回転軸、６０２・・・ギア、６０３・・・ギア固定部材、６０４・・・軸孔、７００・・・ギア機構、７０１・・・ギア、７０２・・・ギア、７０３・・・ブラシ、７０４・・・軸。
【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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