(57)【要約】      （修正有）【課題】従来よりも強度を強くすることができる歯車と、このような歯車を有する画像形成装置とを提供する。【解決手段】画像形成装置は、感光体と、感光体に駆動を伝達に用いられる斜歯歯車からなるギア２００とを有し、ギア２００は、外周面２０４に所定の捻れ角で複数の歯２０６が形成されたリム２０２と、少なくとも一部分がリム２０２内に配置され、中心軸を中心に回転可能に支持されるハブ２３０と、リム２０２とハブ２３０とを連結する捻れリブ２５０とを有し、捻れリブ２５０は歯２０６と捻れ角が同じである。【選択図】図３
2009299802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に所定の捻れ角で複数の歯が形成された円筒部と、
少なくとも一部分が前記円筒部内に配置され、中心軸に支持される支持部と、
前記円筒部と前記支持部とを連結し、前記複数の歯と捻れ角が同じである捻れ連結部と、
を有する歯車。
【請求項２】
前記捻れ連結部は、前記中心軸側から前記円筒部側への延長線が、互いに隣り合う前記複数の歯の間を通るように配置されている請求項１記載の歯車。
【請求項３】
前記円筒部と前記支持部とを連結し、前記中心軸と略垂直な垂直連結部をさらに有し、
前記垂直連結部は、前記円筒部の内周面であって、前記複数の歯の有効歯幅を外れた位置に相当する位置で、前記円筒部と連結している請求項１又は２記載の歯車。
【請求項４】
樹脂からなり、射出成形により製造される請求項１乃至３いずれか記載の歯車。
【請求項５】
画像形成に際して回転する回転体と、
前記回転体への駆動伝達に用いられる歯車と、
を有し、
前記歯車は、
外周面に所定の捻れ角で複数の歯が形成された円筒部と、
少なくとも一部分が前記円筒部内に配置され、中心軸に支持される支持部と、
前記円筒部と前記支持部とを連結し、前記複数の歯と捻れ角が同じである捻れ連結部と、
を有する画像形成装置。
【請求項６】
画像形成に際して回転する回転体と、
前記回転体に連結された第１の歯車と、
前記第１の歯車と噛み合い、前記第１の歯車に駆動を伝達する第２の歯車と、
を有し、
前記第１の歯車及び前記第２の歯車は斜歯歯車からなり、
前記第１の歯車及び前記第２の歯車の少なくともいずれか一方は、
外周面に所定の捻れ角で複数の歯が形成された円筒部と、
少なくとも一部分が前記円筒部内に配置され、中心軸に支持される支持部と、
前記円筒部と前記支持部とを連結し、前記複数の歯と捻れ角が同じである捻れ連結部と、
を有し、
前記第１の歯車に形成された歯と前記第２の歯車に形成された歯とは、捻れ角が同じであり、捻れ方向が異なる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外周に歯形を設けたリムと、そのリムと同軸なハブとの間を一様な厚さの側壁で接続した成形歯車において、両端がそれぞれ上記リムと上記ハブとに接続され、上記歯形の歯谷とハブの軸心とを結ぶ線に沿って放射状に配置されたリブを上記側壁と一体に設けたことを特徴とする成形歯車が開示されている。また、特許文献２には、モールドで成形され、軸受部と歯部との間が肉抜きされた歯車において、前記軸受部から半径方向へ延び前記歯部の歯底を支持するリブが、歯部の噛み合い領域の外側に配置されていることを特徴とする歯車が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１２２３３７号公報
【特許文献２】特開平１０−２４６３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、従来よりも強度を強くすることができる歯車と、このような歯車を有する画像形成装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の特徴とするところは、外周面に所定の捻れ角で複数の歯が形成された円筒部と、少なくとも一部分が前記円筒部内に配置され、中心軸に支持される支持部と、前記円筒部と前記支持部とを連結し、前記複数の歯と捻れ角が同じである捻れ連結部と、を有する歯車にある。
【０００６】
好適には、前記捻れ連結部は、前記中心軸側から前記円筒部側への延長線が、互いに隣り合う前記複数の歯の間を通るように配置されている。
【０００７】
また、好適には、前記歯車は、前記円筒部と前記支持部とを連結し、前記中心軸と略垂直な垂直連結部をさらに有し、前記垂直連結部は、前記円筒部の内周面であって、前記複数の歯の有効歯幅を外れた位置に相当する位置で、前記円筒部と連結している。
【０００８】
また、好適には、前記歯車は樹脂からなり、射出成形により製造される。
【０００９】
本発明の第２の特徴とするところは、画像形成に際して回転する回転体と、前記回転体への駆動伝達に用いられる歯車と、を有し、前記歯車は、外周面に所定の捻れ角で複数の歯が形成された円筒部と、少なくとも一部分が前記円筒部内に配置され、中心軸に支持される支持部と、前記円筒部と前記支持部とを連結し、前記複数の歯と捻れ角が同じである捻れ連結部と、を有する画像形成装置にある。
【００１０】
本発明の第３の特徴とするところは、画像形成に際して回転する回転体と、前記回転体に連結された第１の歯車と、前記第１の歯車と噛み合い、前記第１の歯車に駆動を伝達する第２の歯車と、を有し、前記第１の歯車及び前記第２の歯車は斜歯歯車からなり、前記第１の歯車及び前記第２の歯車の少なくともいずれか一方は、外周面に所定の捻れ角で複数の歯が形成された円筒部と、少なくとも一部分が前記円筒部内に配置され、中心軸に支持される支持部と、前記円筒部と前記支持部とを連結し、前記複数の歯と捻れ角が同じである捻れ連結部と、を有し、前記第１の歯車に形成された歯と前記第２の歯車に形成された歯とは、捻れ角が同じであり、捻れ方向が異なる画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来よりも強度を強くすることができる歯車と、このような歯車を有する画像形成装置とを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。
画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２の上部が排出部１６として用いられ、画像形成装置本体１２内に、画像形成部１４と、画像形成部１４に用紙を供給する用紙供給部５０が装着されているとともに、画像形成装置本体１２内に用紙が搬送される用紙搬送路１８が形成されている。また、画像形成装置本体１２内には、後述する感光体２０に駆動を伝達するために用いられる駆動伝達装置１００が設けられている。
【００１３】
画像形成部１４は電子写真方式のもので、像保持体として用いられるとともに、画像形成に際して回転する回転体として用いられるドラム形状の感光体２０と、感光体２０を一様に帯電する帯電装置２２と、帯電装置２２により帯電された感光体２０に光により潜像を書き込む光書き込み装置２４と、光書き込み装置２４により形成された潜像を現像剤により現像し、可視化する現像装置２６と、現像装置２６により可視化された現像剤像を用紙に転写する例えば転写ロールからなる転写装置２８と、感光体２０に残存する現像剤をクリーニングするクリーニング装置３０と、転写装置２８により転写された用紙上の現像剤像を用紙に定着させる定着装置３２とを有する。画像形成部１４を構成する部材のうち、感光体２０、帯電装置２２、現像装置２６及びクリーニング装置３０は、像形成構造体３４として一体化されていて、例えば、画像形成装置本体１２の前側（図１における右側）から画像形成装置本体１２内に着脱することができるようになっている。
【００１４】
感光体２０は、像形成構造体３４の筐体である像形成構造体本体３６に対して回転可能に支持されている。感光体２０は、像形成構造体本体３６で支持することに替えて、画像形成装置本体１２の一部をなす本体フレーム１３（図２参照）等で支持しても良い。
【００１５】
用紙供給部５０は、用紙収納容器５２と、ピックアップロール５４と、送り出しロール５６と、捌きロール５８とを有する。
用紙収納容器５２には、記録媒体として用いられる用紙が積載された状態で収納されていて、用紙収納容器５２は、画像形成装置本体１２の例えば前側に引き出し可能、又は画像形成装置本体１２の例えば前側から画像形成装置本体１２内に着脱可能であって、画像形成装置本体１２から引き出したり、取り外したりした状態で用紙を補給することができるようになっている。
【００１６】
ピックアップロール５４は、用紙収納容器５２の積載された用紙のうち最上部に位置する用紙をピックアップするために用いられる。送り出しロール５６は、ピックアップロール５４によってピックアップされた用紙を用紙搬送方向における下流側に向けて送り出すために用いられる。また、捌きロール５８は、ピックアップロール５４側から用紙が重なった状態で供給された場合に、重なった状態の用紙を捌いて分離する機能を有する。
【００１７】
また、画像形成装置本体１２内には、用紙搬送路１８に沿って、用紙搬送方向における上流側から順に、先述の用紙供給部５０、レジストロール４０、先述の転写装置２８、先述の定着装置３２、及び排出ロール４２が設けられている。レジストロール４０は、用紙供給部５０から送り出された用紙を、画像形成部１４で画像形成がなされるタイミングに合わせて、感光体２０と転写装置２８との接触部に供給するために用いられる。排出ロール４２は、定着装置３２で現像剤像の定着がなされた用紙を、排出部１６に排出するために用いられる。
【００１８】
以上のように構成された画像形成装置１０では、感光体２０が帯電装置２２により一様に帯電され、帯電された感光体２０に、画像信号に基づいて光書き込み装置２４から発せられた光が照射されて潜像が形成され、この潜像が現像装置２６の現像剤により現像されて現像剤像が形成される。一方、用紙収納容器５２に積載された用紙がレジストロール４０へと送り出され、送り出された用紙が、レジストロール４０によって画像形成部１４でなされる画像形成と同期するように転写装置２８と感光体２０との間に供給され、供給された用紙に転写装置２８により現像剤像が転写される。転写された現像剤像は定着装置３２によって用紙に定着され、現像剤像が定着された用紙は、排出ロール４２によって排出部１６に排出される。
【００１９】
図２には、感光体２０及び駆動伝達装置１００が示されている。
感光体２０は、先述のように像形成構造体本体３６に回転することができるように支持されている。また、感光体２０には、像形成構造体本体３６の外側に設けられ、駆動伝達装置１００を構成する複数のギアの中の１つであるギアＧ５が装着されている。ギアＧ５は、第１の歯車として用いられていて、斜歯歯車（ヘリカルギア）からなり、樹脂製であり射出成形によって製造される。
【００２０】
駆動伝達装置１００は、駆動源として用いられるモータ１５０からの駆動を、感光体２０に伝達するために用いられ、先述のギアＧ５と併せて、ギアＧ１、ギアＧ２、ギアＧ３、ギアＧ４、及びギア２００を有する。ギアＧ１は、モータ１５０の回転軸に装着されていて、例えば平歯車からなり、モータ１５０が回転をすることで回転する。ギアＧ２は、画像形成装置本体１２の一部をなす本体フレーム１３に回転可能に支持されて、例えば平歯車からなり、ギアＧ１と噛み合っていて、ギアＧ１からの駆動伝達を受けて回転する。
【００２１】
ギアＧ３は、ギアＧ２と一体成形されていて、例えば平歯車からなり、ギアＧ２よりも小径のギアであり、ギアＧ２と一体として本体フレーム１３に回転することができるように支持されている。このため、ギアＧ２が回転すると、ギアＧ３は、ギアＧ２と一体として回転する。ギアＧ４は、例えば金属からなる軸１０２に固定されていて、軸１０２を用いて本体フレーム１３に回転可能に支持されているとともに、ギアＧ３に噛み合っている。このため、ギアＧ４は、ギアＧ３からの駆動伝達を受けて回転する。
【００２２】
ギア２００は、歯車として用いられているとともに、第２の歯車として用いられていて、軸１０２に固定されている。また、ギア２００は、ギアＧ５に噛み合っている。このため、ギア２００は、ギアＧ４と一体として回転し、ギアＧ５を介して感光体２０に回転駆動を伝達する。
【００２３】
図３乃至図６には、ギア２００が示されている。
ギア２００は、樹脂からなり、射出成形によって製造される。ギア２００に用いられる樹脂としては、例えば、一般熱可塑性樹脂であるポリアセタール（ＰＯＭ）を用いることができる。また、ポリアセタール（ＰＯＭ）に替えて、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ） 、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の樹脂を、ギア２００の成形用の樹脂として用いても良い。これらの樹脂の射出成形における冷却工程での収縮率は０．１％〜３．０％程度である。このように、ギア２００の成形に用いられる樹脂は射出成形における冷却工程時に収縮する。そして、この収縮は、ギア２００の各部に均一に生じるのではなく、ギア２００の各部分ごとに異なる。このため、ギア２００に、周囲の部分よりも収縮が大きく、例えば、凹みが生じる等の不良が生じる部分ができる虞がある。この不良は、一般にヒケと称され、ヒケが、ギア２００の歯の部分に生じると、駆動伝達の精度が低下してしまうとの問題が生じる。
【００２４】
ギア２００は、リム２０２と、ハブ２３０と、捻れリブ２５０とを有する。リム２０２は、円筒部として用いられていて、リム２０２の外周面２０４には、複数の歯２０６が所定の捻れ角θ１で形成されている。
【００２５】
ハブ２３０は、支持部として用いられていて、少なくとも一部分がリム２０２の中空部２０８内に配置されていて、中心軸１０４（図２参照）を中心に回転可能に、軸１０２（図２参照）を介して、本体フレーム１３（図２参照）に支持されている。すなわち、ハブ２３０には、例えば、正１３角形等の断面形状を有する貫通孔２３２が形成されていて、貫通孔２３２に、貫通孔２３２と略同じ断面形状を有する軸１０２（図２参照）が、公差がしまり嵌めとなるように挿入されている。
【００２６】
捻れリブ２５０は、捻れ連結部として用いられていて、リム２０２とハブ２３０とを連結しており、例えば板状の形状を有する。ギア２００には、少なくとも１つの捻れリブ２５０が設けられ、この実施形態では、ギア２００は６個の捻れリブ２５０を有している。６個のリブは、中心軸１０４を中心に放射状に略等角度に配置されていて、中心軸１０４と垂直な面上において互いに隣り合う捻れリブ２５０が中心軸１０４に対してなす角度が６０度となっている。
【００２７】
また、捻れリブ２５０は、所定の捻れ角θ２を有するように配置されており、捻れリブ２５０の捻れ角θ２は、歯２０６の捻れ角であるθ１と同じである。このため、図５に示すように、中心軸１０４からの放射方向において、歯２０６の一部分だけが捻れリブ２５０と重なって配置される状態になることがなく、捻れリブ２５０と歯２０６との中心軸１０４からの放射方向における重なりは均一となる。
【００２８】
また、捻れリブ２５０は、それぞれが、リム２０２の内周面２１０であって、リム２０２の外周面における複数の歯２０６がいずれもが形成されていない位置に相当する位置で、リム２０２に連結している。すなわち、捻れリブ２５０は、中心軸１０４側からリム２０２側への延長線が、互いに隣り合う歯２０６の間を通るように配置されている。このため、射出成形による成形時に、リム２０２の外周面２０４にヒケが生じたとしても、外周面２０４の表面に形成された歯２０６に生じるヒケを抑制することができる。
【００２９】
すなわち、射出成形によるヒケは周囲の部分よりも肉厚の部分に生じやすいため、リム２０２の外周面２０４においては、捻れリブ２５０が内周面２１０に連結された位置に相当する位置である互いに隣り合う歯２０６の間に位置でヒケが生じやすくなる一方で、歯２０６の部分には、ヒケが生じにくくなる。
【００３０】
上述のように、ギアＧ５とギア２００とはともに斜歯歯車であり、互いに噛み合っている。そして、ギアＧ５に形成された歯と、ギア２００に形成された歯２０６とは捻れ角が同じであり、捻れ方向が異なっている。
【００３１】
図７及び図８には、本発明の第２の実施形態に係るギア２００が示されている。
先述の第１の実施形態に係るギア２００は、リム２０２とハブ２３０とを有し、リム２０２とハブ２３０とが捻れリブ２５０によって連結されていた。これに対して、この第２の実施形態に係るギア２００は、リム２０２とハブ２３０とが、捻れリブ２５０と併せて、垂直リブ２７０を用いて連結されている。
【００３２】
垂直リブ２７０は、リム２０２とハブ２３０とを連結する垂直連結部として用いられていて、略平面形状を有し、中心軸１０４に対して略垂直となるように配置されている、また、垂直リブ２７０は、リム２０２の内周面２１０であって、中心軸１０４の方向において複数の歯２０６の有効歯幅Ｗを外れた位置に相当する位置でリム２０２に連結している。ここで、歯２０６の有効歯幅とは、ギア２００が、例えばギアＧ５等の他のギアと噛み合った際に、他のギアに形成された歯と接触する領域をいう。また、垂直リブ２７０と歯２０６の有効歯幅Ｗとは、中心軸１０４の方向において、所定の間隔Ｌを有するように配置することが望ましく、この第２の実施形態では、Ｌが３ｍｍに設定されている。
【００３３】
以上のように垂直リブ２７０を設けることで、垂直リブ２７０を設けない場合と比較して、ギア２００の強度が増す。また、垂直リブ２７０を設けた部分は、周囲の他の部分よりも肉厚になるため、歯２０６の垂直リブ２７０を設けた位置に相当する部分に、ヒケが生じやすくなるものの、垂直リブ２７０は、リム２０２の内周面２１０であって、複数の歯２０６の有効歯幅Ｗの位置を外した位置に相当する位置でリム２０２に連結しているため、歯２０６の有効歯幅Ｗ内の位置には、ヒケが生じにくい。尚、第１の実施形態との同一部分については、説明を省略する。
【００３４】
以上で説明をした第１の実施形態、及び第２の実施形態では、斜歯ギアであるギア２００が、リム２０２とハブ２３０とを接続する捻れリブであって、捻れ角がリムに形成された歯と同じである捻れリブ２５０を有していた。これに対して、ギア２００に替えて、又はギア２００と併せて、斜歯ギアからなるギアＧ５が、リムとハブとを接続する捻れリブであって、捻れ角がリムに形成された歯と同じである捻れリブを有するようにしても良い。
【００３５】
また、第１の実施形態、及び第２の実施形態において、互いに噛み合うギアであるギアＧ１及びギアＧ２の双方を斜歯ギアとし、ギアＧ１及びギアＧ２の少なくともいずれか一方を、リムとハブとを接続する捻れリブであって、捻れ角がリムに形成された歯と同じである捻れリブを有するようにしても良い。また、第１の実施形態、及び第２の実施形態において、互いに噛み合うギアであるギアＧ３及びギアＧ４の双方を斜歯ギアとし、ギアＧ３及びギアＧ４の少なくともいずれか一方を、リムとハブとを接続する捻れリブであって、捻れ角がリムに形成された歯と同じである捻れリブを有するようにしても良い。
【００３６】
図９には、比較例に係るギア２００が示されている。
先述の第１の実施形態に係るギア２００、及び第２の実施形態に係るギア２００は、リム２０２とハブ２３０とを連結する捻れリブ２５０を有し、捻れリブ２５０の捻れ角θ２は、歯２０６の捻れ角θ１と同じであった。これに対して、この変形例に係るギア２００は、水平リブ２６０を有し、水平リブ２６０によってリム２０２とハブ２３０とが連結されている。
【００３７】
水平リブ２６０は、中心軸１０４と水平なリブである。このため、斜歯である歯２０６には、水平リブ２６０に交差する位置Ｐ１と、水平リブ２６０に交差しない位置Ｐ２とが生じる。ここで、位置Ｐ１は水平リブ２６０の位置に設けられているため、位置Ｐ２と比較して肉厚になる。このため、位置Ｐ１は、位置Ｐ２と比較してヒケが生じやすく、例えば、位置Ｐ１だけに引けが生じると、歯２０６の歯筋に形状誤差が生じ、駆動伝達が良好になされなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上述べたように、本発明は、歯車と、歯車を有する例えば複写機、ファクシミリ装置、コピー機等の画像形成装置等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す左側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置が有する駆動伝達機構を示し、図１におけるＡ−Ａ線断面を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る歯車を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る歯車を示し、図３におけるＢ−Ｂ線断面を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る歯車を示す正面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る歯車を示し、図４におけるＣ−Ｃ線断面を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る歯車を示す正面図である。
【図８】本発明の比較例に係る歯車を示す正面図である。
【図９】本発明の比較例に係る歯車を示し、図８におけるＤ−Ｄ線断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０      画像形成装置
２０      感光体
１００    駆動伝達装置
１０２    軸
１０４    中心軸
１５０    モータ
２００    ギア
２０２    リム
２０４    外周面
２０６    歯
２１０    内周面
２３０    ハブ
２５０    捻れリブ
２６０    水平リブ
２７０    垂直リブ
Ｇ５      ギア
θ１      捻れ角
θ２      捻れ角
【図１】
2009299802.tif 000003
【図２】
2009299802.tif 000004
【図３】
2009299802.tif 000005
【図４】
2009299802.tif 000006
【図５】
2009299802.tif 000007
【図６】
2009299802.tif 000008
【図７】
2009299802.tif 000009
【図８】
2009299802.tif 000010
【図９】
2009299802.tif 000011