(57)【要約】【課題】本発明は、歯形の歯面の寸法精度を高めることができる樹脂製歯車を提供することを目的とするものである。【解決手段】歯車１は、円板状の歯車本体２の中心部に回転軸を装着する取付孔３が形成されている。歯車本体２の外周には等間隔で複数の歯形４が形成されている。各歯形４の片面には、他の歯車と噛み合う歯面４ａが形成されており、歯面４ａに沿うように歯先から歯元まで同じ歯厚に設定されている。歯形４の歯面４ａとは反対側の面には、補強リブ５が形成されている。歯形４の歯厚を歯先から歯元まで同じにすることで、樹脂成形時の収縮が均一になり、歯面４ａの寸法精度を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複数の歯形が形成された樹脂製歯車であって、各歯形の片面が他の歯車と噛み合う歯面に形成されているとともに歯先から歯元までほぼ同じ歯厚に設定されており、各歯形の歯面の反対側に補強リブが形成されていることを特徴とする樹脂製歯車。
【請求項２】
前記補強リブは、歯幅方向のほぼ中央部に形成されているとともに前記歯厚とほぼ同じ厚さに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製歯車。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の樹脂製歯車を備えている現像器。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の樹脂製歯車を備えている感光体ドラムユニット。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の樹脂製歯車を備えている画像形成装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の樹脂製歯車を備えている画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の駆動伝達機構に適用可能な樹脂製歯車、及びそれを備えた現像器、感光体ドラムユニット、画像形成装置又は画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の駆動伝達機構をはじめとして様々な装置の駆動伝達機構では、歯車を用いてモータ等の駆動源からの駆動力を伝達している。こうした駆動伝達用の歯車は、金属材料から加工して製造されていたが、コスト及び軽量化の観点から樹脂製の歯車が用いられるようになっている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、歯車の歯の歯幅方向の両端側に、歯の肉厚を薄くする空洞部を、歯幅方向に向かって所定深さだけ形成し、射出成形後の収縮差を考慮して空洞部を形成した部分の歯厚を、空洞部を形成しない部分よりも大きくした点が記載されている。また、特許文献２では、樹脂製ウォームホイールを製造する場合に、素形体を金型により成形した後切削加工により歯形の形状を仕上げるようにした点が記載されている。また、特許文献３では、歯幅寸法を大きくすることなく、簡単な構造で構成された樹脂製のバッククラッシュ除去歯車が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−９０４１２号公報
【特許文献２】特開２００２−３４９６７４号公報
【特許文献３】特開２００５−１８８５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の樹脂製歯車では、例えば、平歯車の場合、図５に示すように、歯形Ｔの歯先の歯厚Ｈｔよりも歯元の歯厚Ｈｂのほうが大きく形成されている。樹脂成形加工を行う場合、樹脂の肉厚が異なると冷却固化する際に肉厚の大きいほうが収縮率が大きくなり、そのため歯形全体が不均一に収縮して設計通りの寸法に仕上げられない、といった問題点がある。
【０００５】
特に、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の駆動伝達機構に用いられる歯車は、寸法精度の高いものを使用しないと用紙搬送動作や画像形成処理に誤差が生じて画質の劣化に直結してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、歯形の歯面の寸法精度を高めることができる樹脂製歯車、及びそれを備えた現像器、感光体ドラムユニット、画像形成装置又は画像読取装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る樹脂製歯車は、外周に複数の歯形が形成された樹脂製歯車であって、各歯形の片面が他の歯車と噛み合う歯面に形成されているとともに歯先から歯元までほぼ同じ歯厚に設定されており、各歯形の歯面の反対側に補強リブが形成されていることを特徴とする。さらに、前記補強リブは、歯幅方向のほぼ中央部に形成されているとともに前記歯厚とほぼ同じ厚さに設定されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る現像器は、上記の樹脂製歯車を備えている。
【０００９】
本発明に係る感光体ドラムユニットは、上記の樹脂製歯車を備えている。
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、上記の樹脂製歯車を備えている。
【００１１】
本発明に係る画像読取装置は、上記の樹脂製歯車を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る樹脂製歯車は、上記のような構成を有することで、各歯形の片面が他の歯車と噛み合う歯面に形成されているとともに歯先から歯元までほぼ同じ歯厚に設定されているので、歯形の歯厚が一定となって樹脂成形時の収縮差の発生を抑えることができ、歯形の片面に形成された歯面の寸法精度を高めることができる。そして、各歯形の歯面の反対側に補強リブが形成されているので、各歯形の強度低下を抑えることが可能となる。
【００１３】
一般に歯車を用いる場合、歯車を一方の回転方向のみ回転させて使用することが多く、そうした場合には、本発明に係る樹脂製歯車のように歯形の片面のみに歯面を形成しておけばよい。そのため、歯面と反対側の面には歯面が不要になることから、こうした点に着目して本発明では寸法精度の高い歯形を容易に製造することができるようになった。そして、歯元の歯厚が従来よりも薄くなることによる強度低下に対しては、補強リブを形成しておくことで防止することができる。
【００１４】
また、補強リブを歯厚とほぼ同じ厚さに設定すれば、補強リブを一体成形する際の収縮差の発生が抑えられて補強リブを設けたことによる歯面への影響を抑えることができ、補強リブを歯幅方向のほぼ中央部に形成しているため歯面に加わる圧力に対して補強リブが有効に作用して歯面の変形等を抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明に係る実施形態である樹脂製歯車に関する正面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。歯車１は、円板状の歯車本体２の中心部に回転軸を装着する取付孔３が形成されている。歯車本体２の外周には等間隔で複数の歯形４が形成されている。各歯形４の片面には、他の歯車と噛み合う歯面４ａが形成されており、歯面４ａに沿うように歯先から歯元まで同じ歯厚に設定されている。歯形４の歯面４ａとは反対側の面には、補強リブ５が形成されている。
【００１７】
歯車本体２の外周縁には、両側に全周にわたって突縁２ａが形成されており、突縁２ａを含む歯車本体２の外周幅と歯形４の歯厚とが同一となるように設定されている。取付孔３の外周にも両側に突縁３ａが形成されている。
【００１８】
そして、図１に示すように、歯形４の歯厚をｄとした場合に、補強リブ５の厚さ、歯車本体２の厚さ及び突縁２ａの厚さもｄに設定されており、歯車１の各部位の肉厚がほぼ一定とされている。
【００１９】
歯車１を樹脂成形加工により製造する場合に、２つの金型を密着させて金型内部に加熱溶融した樹脂を流し込み冷却して流し込んだ樹脂を固化させて成形すると、固化する際に樹脂がある程度収縮するようになるが、歯車１の場合には樹脂の肉厚が各部位でほぼ一定となっているので、全体が均一に収縮するようになり、設計どおりの寸法精度に仕上げることが容易になる。
【００２０】
図３は、歯形４の部分に関する一部拡大斜視図である。歯形４は、歯車１の回転軸方向に所定の歯幅を有しており、上述したように歯先から歯元まで同じ歯厚に設定されている。そして、歯形４の片面側に歯面４ａが形成されており、反対側の面に補強リブ５が形成されている。補強リブ５は、歯形４の歯幅方向のほぼ中央部に歯幅方向とは直交するように一体形成されている。したがって、従来の歯車の歯形と比較すると、補強リブ５の両側に肉盗みを形成したことになり、その分従来に比べ成形に用いる樹脂材料の量を節約することができる。
【００２１】
補強リブ５の形状は、歯車が噛み合う際に歯面４ａに加わる圧力に対して十分耐えるだけの強度を備えていれば、どのような形状でもよい。その場合には、補強リブ５の厚さが厚くなってもよく、複数並列して形成することもできる。また、歯面４ａに加わる圧力に対してその位置を歯幅方向の中央部以外に設定してもよい。
【００２２】
要は、歯形４の歯厚を歯先から歯元までほぼ同じ厚さに設定することで成形時の収縮差を均一にし、歯面４ａの寸法精度を高めることが可能となる。
【００２３】
図４は、歯車１が同じ歯車１’と噛み合った状態を示す説明図である。歯車１が反時計回りに回転することで、歯形４の歯面４ａが歯形４’の歯面４ａ’に当接して噛み合った状態で歯車１’が時計回りに従動回転するようになる。歯車１は、常時反時計回りのみ回転するため、駆動伝達動作は歯面４ａのみが噛み合って行われるようになる。したがって、歯面４ａとは反対側の面は駆動伝達動作に使用しないため、補強リブ５を形成しても駆動伝達動作に支障は生じない。
【００２４】
図６は、本発明に係る実施形態である樹脂製歯車を備えた画像形成装置全体の概略図を示している。画像形成装置の上部には原稿を搬送して原稿を読み取る原稿読取部１００が配置され、その下部に画像を記録する記録部２００、画像を記録する用紙を搬送する用紙搬送部３００及び給紙部４００が配されている。
【００２５】
原稿読取部１００は、原稿搬送装置（ＡＤＦ）を内部に備えたカバー部１０と、スキャナ１１を備えた読取本体部１２からなる。読取本体部１２の上面には、搬送される原稿を読み取る部分にプラテンガラス１３が配置され、原稿や本等を載置して読み取る部分に透明なガラス材からなる載置ベッド１４が配置されている。搬送原稿を読み取る場合にはスキャナ１１をプラテンガラス１３に対向する位置に静止させて読取動作を行い、載置ベッド１４に載置された原稿等を読み取る場合にはスキャナ１１で原稿等の読取面に対して走査して読取動作を行うようにする。
【００２６】
カバー部１０の載置ベッド１４に対向する面には原稿押え１５が取り付けられており、また、その上部には複数枚の原稿を載置しておく原稿トレイ１６が設けられている。原稿トレイ１６に載置された原稿は、ピックアップローラ１７及びセパレートローラ１８によりＡＤＦ内に搬入されてフィードローラ１９によりプラテンガラス１３に対向する読取位置に搬送されてスキャン１１により読み取られ排出ローラ２０により原稿排出トレイ２１に排出される。
【００２７】
記録部２００では、用紙搬送部３００により搬送された用紙に記録するために、現像器２２、帯電ブラシ２３、感光体ドラム２４、転写ローラ２５、露光ヘッド２６、メモリ除去ブラシ２７及び定着ローラ２８が備えられている。まず、感光体ドラム２４の表面を帯電ブラシ２３により一様に帯電させ、帯電された感光体ドラム２４の表面に露光ヘッド２６で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像を形成する。次に、現像器２２内のトナーを供給ローラ及び現像ローラによって感光体ドラム２４に形成された静電潜像に転移させて可視像化し、転写ローラ２５により感光体ドラム２４表面に形成されたトナー像を用紙に転写する。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２８によって加熱・プレスして用紙に定着される。
【００２８】
こうして、感光体への帯電、露光、現像、用紙への転写及び定着といった一連のプロセスが行われて、用紙に画像形成がなされる。転写後に感光体ドラム２４の表面に残留したトナーは、メモリ除去ブラシ（ＥＲＳブラシ）２７により付着力が弱められ、感光体ドラム１０の表面上に分散させられる。そして、残留トナーは、現像器２２の現像ローラに回収される。
【００２９】
給紙部４００には、給紙カセット５に複数枚の用紙が積載してセットされており、給紙ローラ２９により一枚ずつ用紙搬送部３００に給紙される。給紙された用紙は、フィードローラ３０により搬送されてフィードローラ３１及び３２に挟持される。そして、フィードローラ３１により記録部２００に用紙が搬送されて画像形成され、画像形成処理された用紙は定着ローラ２８及びプレスローラ３３の間に挟持されて定着処理を行った後排紙ローラ３４により排紙トレイ３５に搬出される。
【００３０】
現像器２２の現像ローラ及び供給ローラは、ローラ軸が現像器２２のフレームに軸支されており、ローラ軸の端部に固定された歯車により図示せぬ駆動モータからの駆動力が伝達されて回転するようになる。現像ローラ及び供給ローラは常時一方方向に回転するので、こうしたローラ軸の回転駆動に上述の樹脂製歯車が用いられる。本発明に係る樹脂製歯車を用いることで、正確な回転制御を行うことができるとともに現像器の軽量化にも貢献することが可能となる。
【００３１】
感光体ドラム２４、露光ヘッド２６、メモリ除去ブラシ２７はユニット化されて感光体ドラムユニットとして一体となっている。そして、感光体ドラム２４はユニットのフレームにドラム軸が軸支されており、ドラム軸の端部に固定された歯車により図示せぬ駆動モータからの駆動力が伝達されて回転するようになる。感光体ドラム２４は常時一方方向に回転するので、これらの回転駆動に上述の樹脂製歯車が用いられる。本発明に係る樹脂製歯車を用いることで、正確な回転制御を行うことができるとともに感光体ドラムユニットの軽量化にも貢献することが可能となる。
【００３２】
また、用紙搬送動作を行うフィードローラ３０及び３１並びに排紙ローラ３４は、装置本体のフレームにローラ軸が軸支されており、各ローラ軸の端部に固定された歯車により図示せぬ駆動モータからの駆動力が伝達されて回転するようになる。これらのローラは常時一方方向に回転するので、これらの回転駆動に上述の樹脂製歯車が用いられる。本発明に係る樹脂製歯車を用いることで、正確な回転制御を行うことができるとともに画像形成装置の軽量化にも貢献することが可能となる。
【００３３】
図７は、フィードローラ３０に本発明に係る樹脂製歯車を適用した例を示す斜視図である。フィードローラ３０は、ローラ軸３０ａに複数のローラ部３０ｂが固着されており、ローラ軸３０ａの両端部は軸支部材４０を介してフレームに取り付けられている。樹脂製歯車１は、その取付孔３をローラ軸３０ａの一方の端部に嵌合して固定されている。
【００３４】
また、原稿読取部１００においてＡＤＦのフィードローラ１９は、原稿読取部１００のフレームにローラ軸が軸支されており、ローラ軸の端部に固定された歯車により図示せぬ駆動モータからの駆動力が伝達されて回転するようになる。フィードローラ１９は常時一方方向に回転するので、これらの回転駆動に上述の樹脂製歯車が用いられる。本発明に係る樹脂製歯車を用いることで、正確な回転制御を行うことができるとともに原稿読取部の軽量化にも貢献することが可能となる。
【００３５】
なお、以上説明した例では、平歯車を例に説明したが、平歯車以外の樹脂製歯車においても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る実施形態である樹脂製歯車に関する正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】歯形の部分に関する一部拡大斜視図である。
【図４】樹脂製歯車同士が噛み合った状態を示す説明図である。
【図５】従来の歯車の歯形に関する一部拡大斜視図である。
【図６】本発明に係る実施形態である樹脂製歯車を備えた画像形成装置全体の概略図である。
【図７】樹脂製歯車を適用したフィードローラに関する斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    樹脂製歯車
２    歯車本体
３    取付孔
４    歯形
５    補強リブ
100   原稿読取部
200   記録部
300   用紙搬送部
400   給紙部
【図１】
2007309399.tif 000003
【図２】
2007309399.tif 000004
【図３】
2007309399.tif 000005
【図４】
2007309399.tif 000006
【図５】
2007309399.tif 000007
【図６】
2007309399.tif 000008
【図７】
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