(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の駆動部に駆動力を伝達するためのギヤ装置において、画像形成装置の装置本体に回転可能に軸支され、駆動源からの駆動力を受けて回転する第１の歯車と、前記装置本体に回転可能に軸支され、前記第１の歯車と噛み合う第２の歯車と、を備え、第１および第２の歯車は、射出成形によって形成されるとともに、周方向に沿って等間隔で位置する複数のゲートを有し、第１の歯車の歯数をＺ、第１の歯車のゲートの数をＴ、任意の整数をａとすると、第２の歯車はその歯数がａＺで且つゲート数がａＴに設定され、第１および第２の歯車は、互いのゲート同士が噛み合い部で向き合うように噛み合わされていることを特徴とするギヤ装置。
【請求項２】
第１および第２の歯車には、ゲートの位置を示すマークが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のギヤ装置。
【請求項３】
前記第１および第２の歯車には、リブを有しないことを特徴とする請求項１または２に記載のギヤ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に設けられ、画像形成装置の駆動部に駆動力を伝達するためのギヤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば静電写真プロセスが利用されている画像形成装置では、原稿の画像を照明して得られる原稿からの反射光により、予め所定の極性に帯電された像担持体（例えば感光体ドラム）の表面に静電潜像が形成される。像担持体の表面上に形成された静電潜像は、帯電した微粉体であるトナーにより現像されて可視化される。その後、このトナー像は、像担持体の回転によって転写部へと達し、転写部に搬送されてきた転写材（記録紙）に転写される。
【０００３】
こうした画像形成装置、特に、デジタルカラーコピー機やカラープリンタ等のようにハーフトーン画像を作像する機械においては、作像にかかわる駆動部（感光体ドラム等）の回転駆動性能に高い精度が要求される。
【０００４】
優れた回転駆動性能が要求される前記駆動部は、モータからの回転駆動力によって駆動される。モータの回転駆動力は、一般に、複数のギヤが噛み合わされて成るギヤ装置を介して、その回転速度が減速されつつ前記駆動部に伝達される。したがって、ギヤ装置の回転駆動性能にも高い精度が要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像形成装置全体の製造コストを低減させるためには、ギヤ装置（ギヤ）を安価に製造することが望まれる。ギヤを安価に製造する一般的な手法としては、樹脂材料を用いた射出成形を挙げることができる。
【０００６】
しかし、ギヤが樹脂製の射出成形品であると、以下に述べるような問題が生じる。すなわち、射出成形では、金型に設けられたゲートを通じて樹脂材料が金型のキャビティ内に充填されるが、ゲート部分では、成形時に圧が高くなるため、成形品であるギヤの径が大きくなり、また、ゲートとゲートとの間では、ヒケのため、ギヤの径が小さくなる。したがって、成形品であるギヤは、所定の真円度を確保することが難しく、このようなギヤを用いてモータからの回転力を画像形成装置の前記駆動部に伝達しようとすると、回転速度に変動が生じてしまう。
【０００７】
つまり、ギヤの径が一定せず周方向でばらついていると、ギヤの回転速度（角速度）が一定であるにもかかわらず、ギヤの周速度（線速度）が周方向でばらつき、このギヤと噛み合う他のギヤの回転速度が変動してしまう。ギヤの回転速度の変動は、最終的に、画像密度の変動を来し、濃度ムラとなって表われる。そのため、現状では、一般に、高価な切削ギヤや金属の焼結ギヤが力伝達機構として用いられている。
【０００８】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、射出成形ギヤを用いて高い回転駆動性能を確保することができる安価なギヤ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、画像形成装置の駆動部に駆動力を伝達するためのギヤ装置において、画像形成装置の装置本体に回転可能に軸支され、駆動源からの駆動力を受けて回転する第１の歯車と、前記装置本体に回転可能に軸支され、前記第１の歯車と噛み合う第２の歯車とを備え、第１および第２の歯車は、射出成形によって形成されるとともに、周方向に沿って等間隔で位置する複数のゲートを有し、第１の歯車の歯数をＺ、第１の歯車のゲートの数をＴ、任意の整数をａとすると、第２の歯車はその歯数がａＺで且つゲート数がａＴに設定され、第１および第２の歯車は、互いのゲート同士が噛み合い部で向き合うように噛み合わされていることを特徴とする。
【００１０】
この請求項１に記載された発明によれば、一定の角速度で回転する第１の歯車の周速度が変動する場合であっても、この歯車と噛み合う第２の歯車の角速度を略一定にすることが可能になる。すなわち、第１の歯車と第２の歯車の噛み合い時のゲート位置の関係（位相）が常に一定の関係となり、また、互いのゲート位置が必ず噛み合い部で向き合うような関係に組み合わされるため、位相が互いに相殺され、第１の歯車の回転スピードに対し、第２の歯車は、回転スピードのムラの発生が抑制されつつ、回転駆動することが可能になる。これにより、射出成形ギヤを用いて高い回転駆動性能を確保することができる安価なギヤ装置を提供できる。
【００１１】
また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、第１および第２の歯車には、ゲートの位置を示すマークが形成されていることを特徴とする。この請求項２に記載された発明によれば、ゲートが小さく目視が困難である場合でも、噛み合い部でゲート同士が向き合うように両歯車を噛み合わすことが容易となる。
【００１２】
さらに請求項３に記載された発明は、第１および第２の歯車には、リブを有しないことを特徴とする。駆動ギヤの周速度に変動があった場合であっても、駆動ギヤと噛合う従動ギヤの角速度を略一定にすることを可能とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、画像形成装置の駆動部（例えば、感光体）に駆動力を伝達するためのギヤ装置１を示している。このギヤ装置１は、第１の歯車としての駆動ギヤ３と、第２の歯車としての従動ギヤ５とを備えている。駆動ギヤ３は、画像形成装置の装置本体（図示せず）に回転可能に軸支され、モータ等の駆動源からの駆動力を受けて回転する。また、従動ギヤ５は、前記装置本体に回転可能に軸支され、駆動ギヤ３と噛み合っている。
【００１５】
駆動ギヤ３および従動ギヤ５は、そのギヤ比が１：２に設定されている。具体的には、例えば、駆動ギヤ３の歯数が２５、従動ギヤ５の歯数が５０に設定されている。
【００１６】
また、第１および第２の歯車３，５は射出成形によって形成されている。すなわち、金型に設けられたゲートを通じて樹脂材料が金型のキャビティー内に充填され、これによって、射出成形品であるギヤ３，５が形成される。この場合、ゲートは、ギヤ３，５の周方向に沿って等間隔でゲート跡（ゲート内で成形されて型から抜け出た部分…以下、単にゲートという）７が形成されるように、金型に複数箇所設けられる。
【００１７】
本実施形態において、駆動ギヤ３のゲート７の数は３つ、従動ギヤ５のゲート７の数は６つにそれぞれ設定されている。これは２つのギヤ３，５のギヤ比（１：２）に対応している。また、駆動ギヤ３と従動ギヤ５は、互いのゲート７同士が噛み合い部９で向き合うように噛み合わされている。すなわち、等間隔で位置する両ギヤ３，５の任意のゲート７同士が噛み合い部９で必ず向き合うようになっている。なお、ゲート７は小さくて目視が困難である。そのため、噛み合い部９でゲート７同士を容易に向き合わすことができるように（そのように両ギヤ３，５を容易に噛み合わすことができるように）、各ギヤ３，５にはゲート７の位置を示す１つのマーク１１がゲート７に隣接して設けられている。具体的には、マーク１１は、所定の１つのゲート７から径方向に所定距離離間しており、型彫り込みで成形されている。
【００１８】
ゲート７がある部分では、成形時に圧が高くなるため、成形品であるギヤ３，５の径が大きくなり、また、ゲート７とゲート７との間では、ヒケのため、ギヤ３，５の径が小さくなる。そのため、図２に示されるように、駆動ギヤ３は、ゲート７の部分で径がＲ１となり、ゲート７とゲート７との間の部分で径がＲ２（＜Ｒ１）となる。また、同様に、従動ギヤ５も、ゲート７の部分で径がｒ１となり、ゲート７とゲート７との間の部分で径がｒ２（＜ｒ１）となる。
【００１９】
次に、図２および図３を参照しながら、上記構成のギヤ装置１の作用について説明する。
【００２０】
駆動ギヤ３は駆動源からの回転駆動力を得て一定の角速度（回転速度）Ｗで回転される。しかしながら、駆動ギヤ３の径が周方向でばらついているため、径がＲ１の部分では周速度（線速度）がｖ１（＝Ｒ１×Ｗ）となり、径がＲ２の部分では周速度（線速度）がｖ２（＝Ｒ２×Ｗ＜ｖ１）となる。すなわち、駆動ギヤ３の回転速度（角速度）が一定（＝Ｗ）であるにもかかわらず、駆動ギヤ３の周速度（線速度）が周方向でばらついてしまう。その状態が図３の（ａ）に示されている。したがって、駆動ギヤ３と従動ギヤ５との噛み合い状態によっては、駆動ギヤ３の周速度の変動に伴って従動ギヤ５の回転速度が変動してしまう。
【００２１】
しかしながら、本実施形態では、駆動ギヤ３に等間隔で設けられたゲート７の数と従動ギヤ５に等間隔で設けられたゲート７の数との比がギヤ比（１：２）と同一に設定されるとともに、駆動ギヤ３と従動ギヤ５は、互いのゲート７同士が噛み合い部９で向き合うように噛み合わされているため、径がＲ１の駆動ギヤ３の部分と噛み合い部９で噛み合う径がｒ１の従動ギヤ５の部分の周速度Ｖ１（＝ｖ１）は、径がＲ２（＜Ｒ１）の駆動ギヤ３の部分と噛み合い部９で噛み合う径がｒ２の従動ギヤ５の部分の周速度Ｖ２（＝ｖ２）よりも大きく、従動ギヤ５の周速度Ｖの変動と径ｒの変動とが略比例する関係となる。言い換えると、駆動ギヤ３が一定の角速度Ｗで回転する時の周速度ｖの変動周期と従動ギヤ５が一定の角速度ｗで回転する時の周速度Ｖの変動周期とが略合致し、これが両ギヤ３，５の噛み合い時に従動ギヤ５を一定の角速度ｗ（回転速度）で回転させるようになる。
【００２２】
このことを別の視点から述べると、以下のようになる。すなわち、従動ギヤ５の周速度Ｖが一定であると仮定すると、径がｒ１の部分の角速度ｗ１と、径がｒ２の部分の角速度ｗ２との関係は、ｗ１＜ｗ２となる。図３の（ａ）は駆動ギヤ３の周速度ｖと時間ｔとの関係、図３の（ｂ）は従動ギヤ５の角速度ｗと時間ｔとの関係をそれぞれ示しているが、駆動ギヤ３と従動ギヤ５は、歯数比とゲート数比がともに１：２であるため、グラフ上の関係はちょうど逆位相の擬似的なサインカーブになる。実際には両者３，５は噛み合っているため、ｖ＝Ｖであり、図３の（ａ）と図３の（ｂ）のグラフは重ね合わさることになり、図３の（ｃ）に示されるように、Ｗ＝一定に対し、ｗも略一定となる。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態のギヤ装置１において、駆動ギヤ３に等間隔で設けられたゲート７の数と従動ギヤ５に等間隔で設けられたゲート７の数との比はギヤ比（１：２）と同一に設定されるとともに、駆動ギヤ３と従動ギヤ５は、互いのゲート７同士が噛み合い部９で向き合うように噛み合わされている。したがって、一定の角速度Ｗで回転する駆動ギヤ３の周速度が変動する場合であっても、このギヤ３と噛み合う従動ギヤ５の角速度ｗを略一定にすることが可能になる。すなわち、駆動ギヤ３と従動ギヤ５の噛み合い時のゲート位置の関係（位相）が常に一定の関係となり、また、互いのゲート位置が必ず噛み合い部９で向き合うような関係に組み合わされるため、位相が互いに相殺され、駆動ギヤ３の回転スピードに対し、従動ギヤ５は、回転スピードのムラの発生が抑制されつつ、回転駆動することが可能になる。これにより、射出成形ギヤを用いて高い回転駆動性能を確保することができる安価なギヤ装置を提供できる。
【００２４】
また、本実施形態において、駆動ギヤ３および従動ギヤ５には、ゲート７の位置を示すマーク１１が形成されているため、ゲート７が小さく目視が困難である場合でも、噛み合い部９でゲート７同士が向き合うように両ギヤ３，５を噛み合わすことが容易となる。
【００２５】
なお、本実施形態では、駆動ギヤ３と従動ギヤ５のギヤ比が１：２に設定され、ギヤ比と同じ比率でゲート７が設けられているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、駆動ギヤ３の歯数をＺ、駆動ギヤ３のゲート７の数をＴ、任意の整数をａとすると、従動ギヤ５はその歯数がａＺで且つゲート数がａＴに設定されていれば良い。つまり、ギヤ比が１：３であれば、ゲート数の比も１：３に設定され、また、ギヤ比が１：４であれば、ゲート数の比も１：４に設定される。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、一定の角速度で回転する第１の歯車の周速度が変動する場合であっても、この歯車と噛み合う第２の歯車の角速度を略一定にすることが可能になる。これにより、射出成形ギヤを用いて高い回転駆動性能を確保することができる安価なギヤ装置を提供できる。
【００２７】
請求項２に記載された発明によれば、ゲートが小さく目視が困難である場合でも、噛み合い部でゲート同士が向き合うように両歯車を噛み合わすことが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るギヤ装置の駆動ギヤと従動ギヤの噛み合い状態を示す図である。
【図２】図１の駆動ギヤと従動ギヤの角速度と周速度の関係を示す図である。
【図３】（ａ）は駆動ギヤの線速と時間との関係を示すグラフ、（ｂ）は周速度が一定である場合の従動ギヤの角速度と時間との関係を示すグラフ、（ｃ）は駆動ギヤと噛み合う従動ギヤの角速度と時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ギヤ装置
３…駆動ギヤ（第１の歯車）
５…従動ギヤ（第２の歯車）
７…ゲート
【図１】
0004130721.tif 000002
【図２】
0004130721.tif 000003
【図３】
0004130721.tif 000004