JPH0874971A - ギア及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転するギアに生ずるスラスト方向の捩じれ
を防止することが可能なギア及び前記ギアを用いた画像
形成装置を提供する。 【構成】 周面にギア部を有するギア部材の少なくとも
一方側面に補強部材を取り付けてギアを構成したことを
特徴としてなる。また合成樹脂製のギア部材の両側面
に、板金製の補強部材の外周が前記ギア部の裏側に当接
するように取り付けると共に、両補強部材相互をネジで
固定したことを特徴としてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は駆動力を伝達するための
ギア及び前記ギアを用いて像担持体に回転力を伝達して
画像を形成するための画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々の記録方式によって画像を形
成する画像形成装置が多数商品化されており、その中で
も電子写真方式による画像形成装置は他の記録方式に比
べて高速、高品位な記録が行えるために広く普及してい
る。このような画像形成装置は像担持体を回転して画像
を形成するが、像担持体を安定して回転させるために高
速回転のモータからの駆動力を減速装置を介して像担持
体に伝達する。このとき駆動伝達部材としてははす歯ギ
アが用いられることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、はす歯
ギアが回転すると、その噛合部において歯の捩じれ角に
応じてスラスト方向の推進力が発生する。従って、はす
歯ギアは、その噛合幅を減らすような方向に捩じられ、
ギア歯数に応じた速度ムラや歯面の磨耗を生ずるおそれ
がある。

【０００４】これは像担持体の回転を安定させるために
ギア列の最下流にある像担持体の回転軸上にフライホイ
ールがついている場合や、像担持体の負荷トルクが大き
い場合に顕著となる。特に段ギアのように２個以上のギ
アと噛合するギアの場合、各々の噛合部で生ずるスラス
ト方向の推進力の方向が異なることがあり、そのときに
生ずる現象は更に複雑なものとなる。

【０００５】また、画像形成装置に用いられるはす歯ギ
アとしては、潤滑性、低コスト性の観点からポリアミ
ド、ポリアセタール等のエンジニアリングプラスチック
で射出成形したものが多く用いられるが、高精度の観点
からするとプラスチックの肉厚は薄い方が有利である。
しかし、肉厚を薄くするとギアの強度が低下してしま
う。そのために軸受部を補強し、或いはギア側面にリブ
を設けて補強してもギアを捩じるような力に対しては充
分な補強とはいい難かった。

【０００６】本発明は従来の上記課題を解決するもので
あり、その目的とするところは、回転するギアに生ずる
スラスト方向の捩じれを防止することが可能なギア及び
前記ギアを用いた画像形成装置を提供せんとするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、周面にギア部を有する
ギア部材の少なくとも一方側面に補強部材を取り付けて
ギアを構成したことを特徴としてなる。

【０００８】

【作用】上記構成にあっては、補強部材によってギア部
が補強されるため、例えばはす歯ギアを用いた場合にス
ラスト方向の推進力によるギアの捩じれが防止される。

【０００９】また前記補強部材を重心に対して対称形状
することにより、補強部材がフライホイールとして機能
し、ギアの回転を安定させる。このとき補強部材の材質
としてギア部材より大きな比重のものを使用することに
より、前記フライホイールとしての機能を効果的に発揮
させることが出来る。

【００１０】

【実施例】次に本発明の好適な実施例を図面を参照して
具体的に説明する。

【００１１】〔第１実施例〕図１乃至図７を参照して本
発明の第１実施例を説明する。ここでは説明の順序とし
て、図１乃至図３を参照してギアの構成について説明
し、次に図４乃至図７を参照して前記ギアを用いた画像
形成装置の構成について説明する。

【００１２】｛ギアの構成｝本実施例に係るギアＧは図
１の平面図及び断面図に示すように、ギア部材40の両側
面に補強部材50を取り付け、前記ギア部材40のギア部41
を補強してなるものである。

【００１３】前記ギア部材40は、ポリアミド、ポリアセ
タール等のエンジニアリングプラスチックを図２（ａ）
の正面図及び（ｂ）の側面図に示す形状に射出成形して
構成するものである。この第１実施例で例示するギア部
材40は大径ギア部41及び小径ギア部42を一体的に構成し
た段ギアであり、側面部43の中心には軸孔44が形成して
あり、外周部にははす歯ギアからなる大径ギア部41が形
成してある。そして側面部43の一方側に突出するように
はす歯ギアからなる小径ギア部42が形成してある。

【００１４】前記側面部43は大径ギア部41の歯幅に対し
て肉薄に形成しプラスチックを射出成形する際の熱収縮
の影響を少なくしている。

【００１５】また前記側面部43には、図２（ａ）に示す
ように、ラジアル方向に４個の孔45が等間隔（90度毎）
で穿孔してあり、この孔45の縁部46は側面部43よりも約
３mm程度突出するように構成している。

【００１６】更に前記側面部43の両面には、後述する補
強部材50を位置決めするために、それぞれ２個のダボ47
が非対象位置に設けてある。

【００１７】一方、補強部材50は、板金を図３に示す形
状に打ち抜き等によって形成したものであり、その外径
は前述したギア部材40の大径ギア部41の裏側部48の内径
と等しく、また孔51の内径はギア部材40の小径ギア42よ
りも僅かに大きく構成している。

【００１８】またラジアル方向にはギア部材40の孔45と
対向して４個の孔52が等間隔（90度毎）に穿孔してあ
り、この孔52の中間位置（孔52と45度ずれた位置）には
メネジ部53が形成してある。

【００１９】更にラジアル方向非対象の２か所にはギア
部材40のダボ47と嵌合し得るダボ孔54が形成してある。
このダボ孔54とダボ47との関係は、ギア部材40の両側面
に同一形状の補強部材50を取り付けたときに、一方側の
補強部材50の孔52がギア部材40の孔45と一致し、他方側
の補強部材50のメネジ部53がギア部材40の孔45と一致す
るようにしている。

【００２０】従って、図１に示すように、ギア部材40の
両側面に補強部材50をそれぞれ取り付け、ネジ60をメネ
ジ部53に螺合して固定することが出来る。このようにし
て固定した補強部材50はギア部材40に対し、その外周部
が大径ギア部41の裏側部48に当接すると共に、縁部46に
当接する。これにより、大径ギア部41の裏側は全周にわ
たって補強部材50によって支持されるため、はす歯ギア
である大径ギア部41が回転することによるスラスト方向
の推進力で捩じれ方向の力が作用しても、ギア歯面が倒
れることなく、充分な強度を有することになる。従っ
て、ギア部材40として側面部43を薄肉にして高精度のモ
ールドギアを使用することが可能となる。

【００２１】また前記補強部材50がギア部材40と当接す
る部分は、大径ギア部41の裏側部48と縁部46のみに限定
されるため、補強部材50を取り付けた後のギアＧの精度
を高めることが容易になし得る。更にギア部材40の両側
に取り付ける補強部材50は同一形状のものでよいため
に、組立性、量産性も良好なものとなる。

【００２２】また前記補強部材50を重心（回転中心）に
対して対称形状にすることにより、ギア部材40のみの場
合よりも補強部材50の回転慣性モーメントが加わり、こ
の補強部材50がフライホイールとして作用するようにな
ってギアＧの回転を安定させることが出来る。この補強
部材50をフライホイールとして作用させるためには、補
強部材50をギア部材40よりも比重が大きい材質で構成す
れば、より効果的となる。尚、本実施例のギアＧにあっ
ては、大径ギア部41と小径ギア部42のギア比は５：１で
あり、またギア部材40のみの場合に比べてギア部材40と
補強部材50の質量は約６倍としているために、見かけの
慣性モーメントは補強部材50を取り付けない場合と比較
すると 150倍程度に増えることになる。

【００２３】｛ギアを用いた画像形成装置｝次に前記ギ
アＧを用いた画像形成装置の構成について説明する。ま
ず、前記ギアＧを用いる好適な画像形成装置の全体構成
を、図４を参照して説明する。

【００２４】（装置の全体構成）図４に示すカラー複写
機は画像形成手段として装置上部にデジタルカラー画像
リーダ部、装置下部にデジタルカラー画像プリンタ部を
有する。

【００２５】前記デジタルカラー画像リーダ部におい
て、原稿１は原稿台ガラス２上に載せ、露光ランプ３に
より露光走査することにより、前記原稿１からの反射光
像Ｅをレンズ４によりフルカラーセンサ５に集光し、カ
ラー色分解画像信号を得る。このカラー色分解画像信号
は、図示しない増幅回路を経て、図示しないビデオ処理
ユニットにて処理を施され、デジタルカラー画像プリン
タ部に転送される。

【００２６】前記デジタルカラー画像プリンタ部におい
て、像担持体である感光ドラム６は矢印方向に回転自在
に担持されており、該感光ドラム６の周囲に前露光ラン
プ７、一次帯電器８、レーザー露光光学系９、電位セン
サ10、色の異なる４個の現像器11ｙ，11ｃ，11ｍ，11B
k、ドラム上光量検知手段12、転写装置13、クリーニン
グ器14が配置されている。

【００２７】前記レーザー露光光学系９において、前記
リーダ部からの画像信号は、レーザー出力部にて光信号
に変換され、該変換されたレーザー光がポリゴンミラー
９ａで反射され、レンズ９ｂ及びミラー９ｃを通って感
光ドラム６の周面に投影される。画像形成時には、前記
感光ドラム６を矢印方向に回転させ、前露光ランプ７で
除電した後の該感光ドラム６を一次帯電器８により一様
に帯電させて、各分解色ごとに光像Ｅを照射して静電潜
像を形成する。

【００２８】次に所定の現像器を動作させて前記感光ド
ラム６上の潜像を現像し、該感光ドラム７上に樹脂を基
体としたトナー像を形成する。現像器11ｙ，11ｃ，11
ｍ，11Bkは、偏心カム15ｙ，15ｃ，15ｍ，15Bk、の動作
により各分解色に応じて択一的に感光ドラム６に接近す
るように構成されている。

【００２９】更に、前記感光ドラム６上のトナー画像
を、シートカセット16よりシート搬送系17を介して供給
された記録媒体であるシートＰを、転写装置13の転写ド
ラム13ａに担持させて前記感光ドラム６に対向する位置
に搬送して、転写帯電器13ｂにより前記トナー像と逆極
性の電圧を印加することによりトナー像をシートＰに転
写する。前記転写装置13は、転写ドラム13ａ、転写帯電
器13ｂ、シートＰを転写ドラム13ａに静電吸着させるた
めの吸着帯電器13ｃ、該吸着帯電器13ｃと対向配置され
た吸着ローラ13ｄ、内側帯電器13ｅ，外側帯電器13ｆを
装備し、回転駆動されるように軸支された転写ドラム13
ａの周面には誘電体からなる担持シート13ｇが円筒状に
張設されている。前記担持シート13ｇはポリカーボネー
トフィルム等の誘電体シートを使用している。

【００３０】また前記転写ドラム13ａの担持シート13ｇ
上のトナーの飛散付着、シートＰへ上のオイル付着等を
防止するために、ファーブラシ13ｉに対向するバックア
ップブラシ13ｊや、オイル除去ローラ13ｋと担持シート
13ｇを介して該オイル除去ローラ13ｋに対向するバック
アップブラシ13ｌの作用により清掃を行なう。このよう
な清掃は画像形成前若しくは後画像形成後に行い、また
紙詰まり（ジャム）発生時には随時行なう。

【００３１】また本実施例においては、所望のタイミン
グで偏心カム13ｍを動作させ、転写ドラム13ａと一体化
しているカムフォロワ13ｎを作動させることにより、担
持シート13ｇと感光ドラム６とのギャップを任意に設定
可能な構成としている。例えば画像形成スタンバイ中又
は電源オフ時には、転写ドラム13ａと感光ドラム６との
間隔を離す。

【００３２】前記転写装置13の転写ドラム13ａを回転さ
せるにしたがって、感光ドラム６上のトナー像は、転写
帯電器13ｂを動作させて担持シート13ｇ上に担持された
シートＰに転写される。このように担持シート13ｇに吸
着搬送されるシートＰには所望数の各色画像が転写さ
れ、フルカラー画像が形成される。

【００３３】前記フルカラー画像形成の場合、４色のト
ナー像の転写を終了すると、シートＰを転写ドラム13ａ
から分離爪18ａ，分離押し上げコロ18ｂ，及び分離帯電
器13ｈの作用によって分離させ、片面コピーの場合は後
述する熱ローラ定着手段19、第１搬送ローラ対33ａ，33
ｂ及び第２搬送ローラ対34ａ，34ｂを介して装置外に設
けた排出トレイ20へ排出する。尚、前記第１搬送ローラ
対33ａ，33ｂの下流側には除電部材としての除電ブラシ
35が設けてある。また、画像転写後、前記感光ドラム６
に残留したトナーは、クリーニング器14により除去され
た後、再度画像形成工程に備える。

【００３４】一方、両面コピーの場合は、前記第１排出
ローラ対33ａ，33ｂの下流側に設けた搬送パス切換ガイ
ド21を駆動して、シート搬送パスを縦パス22方向に切り
換える。これにより画像定着後のシートＰは縦パス22へ
導かれ、更に反転パス23ａに導かれて後端が分岐部を通
過すると、反転ローラ23ｂを逆転駆動させ横パス23ｃへ
搬送する。このときシートサイズに応じたフラッパ24を
回動させて前記横パス23ｃを搬送されるシートＰを中間
トレイ25の積載トレイ部26へ排出し画像面を上にして積
載する。

【００３５】前記中間トレイ25の先端部に設けたゲート
27はシート積載時には閉じており、シートＰを１枚積載
する毎に掃き寄せローラ28を動作させてシート先端をゲ
ート27に突き当てて先端を揃える。以上の動作を所定枚
数繰り返すことにより積載を完了する。

【００３６】そして２面目の画像形成を行なう場合に
は、前記中間トレイ25の先端部に配置したゲート27を開
放してピックアップローラ29が積載したシートＰの最上
側に加圧し回転することによりシートＰを順次送り出
す。そしてリタードローラ対30ａ，30ｂによって最上側
のシートＰ１枚のみが分離搬送され、下流側の補助送り
ローラ対31ａ，31ｂによって給紙パス32に送られる。そ
の後は前記１面目の画像形成工程と同様に２面目の画像
形成が行なわれる。そして前記搬送パス切換ガイド21を
駆動して搬送パスを排出トレイ20方向へ切り換える。２
面目の画像定着が行なわれたシートＰは排出トレイ20上
へ排出され２面目を上にして積載される。

【００３７】以上の動作を前記中間トレイ25の積載トレ
イ部26上にシートＰがなくなるまで繰り返すことによっ
て両面コピーを行うものである。

【００３８】（感光体ドラムへの駆動伝達）前記画像形
成装置６への駆動力の伝達は、前述したギア部材Ｇを用
いて行われる。即ち、図５に示すように、感光体ドラム
６の両端にはフランジ70を接着或いはカシメ等によって
固着し、このフランジ70に回転軸71を一体的に回転可能
に取り付ける。そして前記回転軸71を装置本体の左右側
板72ａ，72ｂ及び駆動側板73にベアリング74を介して回
転可能に取り付けると共に、回転軸71の一方端にはす歯
ギア75を固着している。

【００３９】前記はす歯ギア75に対し、図６に示すよう
に、前述したギアＧの小径ギア部42を噛合し、大径ギア
部41をモータＭのピニオンギア76を噛合している。従っ
て、モータＭを駆動すると、その駆動力がギアＧからは
す歯ギア75を介して減速されて感光体ドラム６に伝達さ
れる。

【００４０】この画像形成装置にあっては、前記ギアＧ
と噛合するはす歯ギア75も、図７（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、前述したギアＧと同様にギア部材40の両側面に補
強部材50を取り付けて補強したものを使用している。
尚、図７に示すはす歯ギア75は段ギアでない点を除いて
図１に示すギアＧと同様の構成である。

【００４１】このように感光体ドラム６に駆動力を伝達
する場合に前述したようなギアＧを用いることにより、
安定した回転力が伝達されることになる。

【００４２】〔他の実施例〕前述した実施例では、ギア
Ｇとしてギア部材40の両側面に補強部材50を取り付けた
例を示したが、前記補強部材50はギア部材40の片側面の
みに取り付けても効果がある。この場合は、ギア部の倒
れに対して完全に補強出来るのは補強部材50を取り付け
た側のみである。このため、はす歯ギアのギア列のアイ
ドラギアとして用いる場合は力を受ける向きが両方であ
るために適当でない。

【００４３】しかし、ギア列の最終ギアとして使用する
場合は、力を受ける向きが片側だけとなるために、補強
部材50による補強はギア部材40の片側のみでも充分な効
果がある。このように補強部材50をギア部材40の片側の
みに設ける場合には、ギア部材40にメネジ部を設け、補
強部材50を直接ギア部材40にネジ止めすることになる。

【００４４】また前述した実施例では、ギア部がはす歯
ギアの場合を例示したが、ギア部ははす歯ギアに限定す
る必要はなく、平歯等であっても補強部材を取り付けて
補強することは効果的である。

【００４５】更に前述したギアＧとしては段ギアを例示
したが、ギア部材に補強部材を取り付けて補強するギア
は前記段ギアに限定する必要はないことは当然である。

【００４６】また前記ギアＧを用いる画像形成装置の例
として、前述した実施例では両面コピーが可能なカラー
複写機を好適な例として示したが、複写機のみならず、
レーザープリンタやファクシミリ装置等の他の画像形成
装置にも好適に適用出来、更には画像形成装置以外の駆
動伝達系にも好適に用いることが出来るものである。

【００４７】

【発明の効果】本発明は前述したように、周面にギア部
を有するギア部材の少なくとも一方側面に補強部材を取
り付けてギアを構成したために、ギア部が補強され、ギ
ア部材をプラスチックの射出成形する場合に側面部を肉
薄に構成することが出来る。

【００４８】従って、ギア部としてはす歯ギアを形成し
た場合に、ギアが回転してスラスト方向の推進力が生じ
てもギアの捩じれが防止される。

【００４９】また前記補強部材を重心に対して対称形状
することにより、補強部材がフライホイールとして機能
し、ギアの回転を安定させる。このとき補強部材の材質
としてギア部材より大きな比重のものを使用することに
より、前記フライホイールとしての機能を効果的に発揮
させることが出来る。

【００５０】従って、前記ギアを画像形成装置の駆動伝
達部材として用いることにより、的確な駆動伝達が可能
となり、高品位の画像形成に寄与し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例に係るギアの平面説
明図であり、（ｂ）は断面説明図である。

【図２】（ａ）はギア部材の平面説明図であり、（ｂ）
は断面説明図である。

【図３】補強部材の平面説明図である。

【図４】画像形成装置の構成説明図である。

【図５】感光体ドラムへの駆動伝達構成の説明図であ
る。

【図６】モータから感光体ドラムへのギア列の説明図で
ある。

【図７】感光体ドラムの軸に取り付けたギアの説明図で
ある。

【符号の説明】

Ｇ…ギア 40…ギア部材 41…大径ギア部 42…小径ギア部 43…側面部 44…軸孔 45…孔 46…縁部 47…ダボ 48…裏側部 50…補強部材 51…孔 52…孔 53…メネジ部 60…ネジ ６…感光ドラム 11ｙ，11ｃ，11ｍ，11Bk…現像器 13…転写装置 14…クリーニング器 19…定着手段

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動力を伝達するためのギアであって、 周面にギア部を有するギア部材と、 前記ギア部材の少なくとも一方側面に取り付ける補強部
   材と、 を有するギア。
2. 【請求項２】 前記補強部材の外周部が前記ギア部の裏
   側に当接するよう取り付けたことを特徴とする請求項１
   記載のギア。
3. 【請求項３】 合成樹脂製のギア部材の両側面に、板金
   製の補強部材の外周が前記ギア部の裏側に当接するよう
   に取り付けると共に、両補強部材相互をネジで固定した
   ことを特徴とする請求項１記載のギア。
4. 【請求項４】 前記補強部材は重心に対して対称形状で
   あることを特徴とする請求項１又は請求項３記載のギ
   ア。
5. 【請求項５】 前記ギア部ははす歯ギアであることを特
   徴とする請求項１又は請求項３記載のギア。
6. 【請求項６】 前記補強部材は、前記ギア部材よりも比
   重が大きいことを特徴とする請求項１又は請求項３記載
   のギア。
7. 【請求項７】 像担持体を回転して記録媒体に画像を形
   成する画像形成装置において、 前記像担持体に回転を伝達する駆動伝達手段としてギア
   を用い、少なくとも１つのギアは、周面にギア部を有す
   るギア部材と、前記ギア部材の少なくとも一方側面に取
   り付ける補強部材とを有することを特徴とする画像形成
   装置。
8. 【請求項８】 前記ギアは、前記補強部材の外周部が前
   記ギア部材に当接することを特徴とする請求項７記載の
   画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記ギアは、合成樹脂製のギア部材の両
   側面に、板金製の補強部材の外周が前記ギア部の裏側に
   当接するように取り付けると共に、両補強部材相互をネ
   ジで固定したことを特徴とする請求項７記載の画像形成
   装置。
10. 【請求項１０】 前記ギアは、前記補強部材が重心に対
    して対称形状であることを特徴とする請求項８記載の画
    像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記ギアは、前記ギア部がはす歯ギア
    であることを特徴とする請求項７又は請求項９記載の画
    像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記ギアは、前記補強部材が前記ギア
    部材よりも比重が大きいことを特徴とする請求項７又は
    請求項９記載の画像形成装置。