JP2004078087A

JP2004078087A - Image forming device

Info

Publication number: JP2004078087A
Application number: JP2002241779A
Authority: JP
Inventors: Masanori Nakada; 中田　将範
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce restrictions of space by obtaining smooth power transmission by making the angle of a twist between a driving gear and a driven gear large and smoothly and easily inserting a unit. <P>SOLUTION: An image forming device body 10 having the driving gear 13 formed of a bevel gear and a unit 20 having a case 21 supporting a rotating body 22 having the driven gear 23 formed of a bevel gear engaging the driving gear are constituted so that the unit 20 can be loaded in and unloaded from the image forming device body by insertion and extraction; and the driving gear 13 is provided movably along the axis and an energizing member 16 is provided which energizes the driving gear 13 in the same direction with a component of force along the axis which is generated with a reaction force that the driving gear 13 receives from the driven gear 23 at the time of driving. A tangential force as a reaction force in a rotating direction which operates on the driven gear 23 with a pressing force at the time of insertion of the unit is set larger than a tangential force needed to rotate the rotating body 22 to the case 21 of the unit. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば感光体ドラムや現像ローラ等の回転体を有するユニット（例えば感光体ユニットや現像ユニット等）が着脱可能に構成された画像形成装置に関する。特に、上記ユニットを画像形成装置本体（以下単に装置本体または本体ともいう）に装着する際、本体側の駆動歯車と、ユニット側の従動歯車とを良好に噛み合わせるための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、画像形成装置における現像ローラや感光体の回転ムラ（速度変動）は、画像品質に大きな影響を与える。
そのため、現像ローラや感光体を歯車で駆動する場合、平歯車よりも滑らかに回転する斜歯歯車が用いられる。
一方、現像器や感光体は消耗品であるため交換作業を行う必要があり、この交換作業をユーザにおいても容易に行うことができるようにするために、現像器を現像ユニットとして構成し、あるいは感光体を感光体ユニットとして構成し、これらのユニットを装置本体に対して抜き差しすることで着脱可能にした画像形成装置がすでに知られている。
また、上記ユニットを装置本体に対して挿入する際に、本体側の駆動歯車とユニット側の従動歯車との歯同士（相対向する歯の側面同士）が当接すると両歯車がうまく噛み合わず、結果としてユニットを円滑に装着することができないという問題があることが知られており、特に両歯車が斜歯歯車であると円滑な装着が困難になるということも知られている。
【０００３】
そこで従来、図４、図５に示すような画像形成装置が提案されている（実公平４−１２５１６号公報）。図４（ａ）は画像形成装置を背面から見た断面図、図４（ｂ）は現像ユニットＤの駆動系を示す背面図、図５は図４（ｂ）におけるＶ−Ｖ線による展開図である。
この画像形成装置は、主として図５に示すように、斜歯歯車からなる駆動歯車１を有する画像形成装置本体２と、駆動歯車１と噛み合ってこの画像形成装置の稼働時に駆動される斜歯歯車からなる従動歯車３を有する現像ローラＤ１（図４（ａ）参照）と、この現像ローラＤ１を回転可能に支持しているケース４とを有するユニットＤとを備えており、ユニットＤが、画像形成装置本体２に対して、前記現像ローラＤ１の軸線方向（図５において矢印Ｘ１、Ｘ２方向）へ抜き差しすることにより着脱可能に構成されている。
駆動歯車１は、その軸線方向に移動可能に設けられているとともに、この駆動歯車を矢印Ｘ１方向へ向けて付勢する付勢部材６が設けられている。
【０００４】
この画像形成装置によれば、ユニットＤを装置本体２に対して矢印Ｘ２方向へ挿入する際、本体側の駆動歯車１とユニットＤ側の従動歯車３との歯同士（相対向する歯の側面同士）が当接した場合には、駆動歯車１が従動歯車３に押され、付勢部材６の付勢力に抗して仮想線で示すように矢印Ｘ２方向へ後退する。
その後、装置の稼働により駆動歯車１が回転して従動歯車３の歯の側面との当接が解除されると、付勢部材６の付勢力によって駆動歯車１が矢印Ｘ１方向へ移動し、従動歯車３と適正に噛み合うこととなる。
この噛み合いが円滑になされるように、駆動歯車１および従動歯車３の歯すじのねじれ角は、２〜５度に設定されている。歯すじのねじれ角を大きく設定すると、駆動歯車１の矢印Ｘ１方向への移動が円滑にはなされなくなってしまうからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の画像形成装置には次のような問題があることが分かった。
【０００６】
（１）駆動歯車１および従動歯車３の歯すじのねじれ角が２〜５度に設定されているので、これらの歯車を斜歯歯車とすることによる効果が十分には得られない。通常、歯車の回転性を向上させる（滑らかに回転させる）ためには、ねじれ角を１０〜２０度にする必要があるが、ねじれ角を２〜５度にしたのでは斜歯歯車を用いることによる効果が十分には得られない。
【０００７】
（２）ユニットＤを装置本体２に対して矢印Ｘ２方向へ挿入する際に本体側の駆動歯車１とユニットＤ側の従動歯車３との歯同士（相対向する歯の側面同士）が当接した場合、駆動歯車１は、仮想線で示すように矢印Ｘ２方向へ、少なくとも従動歯車３の歯幅分だけ後退しなければならないので、この後退のためのスペースを大きくとらなければならなくなる。ねじれ角と同様、噛み合い幅（この場合、従動歯車３の歯幅）も噛み合い率に寄与しており、また歯形剛性の面からも歯幅は十分な余裕を持って設定したいところであるが、上記従来技術では、少なくとも従動歯車３の歯幅分だけ、駆動歯車１が後退するためのスペースをとる必要がある。このため、装置のスペース上の制約によっては十分な歯幅がとれなかったり、逆に、十分な歯幅をとろうとすると装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００８】
（３）画像形成装置の稼働時には、図４（ｂ）に示すように、駆動歯車１は矢印ａ方向へ回転し、従動歯車３は矢印ｂ方向へ回転する。一方、駆動歯車１および従動歯車３の歯すじの傾斜方向は、図５に示すとおりとなっている。
これから明らかなように、従来技術では、駆動歯車１の駆動時にこの駆動歯車１が従動歯車３から受ける反力によって生じる軸線方向の分力（スラスト力）の方向（Ｘ２方向）と、付勢部材６が駆動歯車１を付勢する付勢方向（矢印Ｘ１方向）とが逆方向となっている。
このため、付勢部材６による付勢力が小さいと、駆動歯車１が矢印Ｘ１、Ｘ２方向に大きく往復動してしまい安定した動力伝達が得られなくなってしまう。逆に、駆動歯車１の往復動を極力小さくすべく付勢部材６による付勢力を大きくすると、ユニットＤを挿入する際に、非常に大きな力が必要になってしまうという問題が生じる。
両歯車間における動力伝達を円滑にすべく斜歯のねじれ角を大きくする（上述したように１０〜２０度とする）と、スラスト力も大きくなるので、この問題は重要である。
すなわち、従来技術では、ユニットの挿入を容易に行うことができるようにすると同時に、円滑な動力伝達が得られるようにすることは困難である。
【０００９】
この発明の目的は、以上のような（１）〜（３）の問題を全て解決し、駆動歯車および従動歯車の歯すじのねじれ角を大きくして円滑な動力伝達が得られるようにすると同時に、ユニットの挿入を円滑かつ容易に行うことができ、しかも、装置のスペース上の制約も小さくできる画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の画像形成装置は、斜歯歯車からなる駆動歯車を有する画像形成装置本体と、
前記駆動歯車と噛み合ってこの画像形成装置の稼働時に駆動される斜歯歯車からなる従動歯車を有する回転体と、この回転体を回転可能に支持しているケースとを有するユニットとを備え、
このユニットが、前記画像形成装置本体に対して、前記回転体の軸線方向へ抜き差しすることにより着脱可能に構成された画像形成装置であって、
前記駆動歯車がその軸線方向に移動可能に設けられているとともに、この駆動歯車の駆動時にこの駆動歯車が前記従動歯車から受ける反力によって生じる軸線方向の分力と同方向に当該駆動歯車を付勢する付勢部材と当該付勢部材による付勢方向への駆動歯車の移動を規制するストッパとが設けられており、かつ、前記ユニットを前記画像形成装置本体へ挿入する際の押圧力によって前記従動歯車に作用する回転方向への反力としての接線力が、前記ユニットのケースに対して前記回転体を回転させるのに必要な接線力よりも大きく設定されていることを特徴とする。
請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、前記押圧力が９．０〜１９．６Ｎに設定されていることを特徴とする。
請求項３記載の画像形成装置は、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記駆動歯車が、前記従動歯車と噛み合う第１斜歯歯車と、この第１斜歯歯車と一体となっていて駆動源側の歯車と噛み合う第２斜歯歯車とからなる複合歯車であり、その第２斜歯歯車が、前記第１斜歯歯車に比べて大きなねじれ角または大きなモジュールを有していることを特徴とする。
【００１１】
【作用効果】
請求項１記載の画像形成装置は、斜歯歯車からなる駆動歯車を有する画像形成装置本体と、
前記駆動歯車と噛み合ってこの画像形成装置の稼働時に駆動される斜歯歯車からなる従動歯車を有する回転体と、この回転体を回転可能に支持しているケースとを有するユニットとを備え、
このユニットが、前記画像形成装置本体に対して、前記回転体の軸線方向へ抜き差しすることにより着脱可能に構成された画像形成装置であって、
前記駆動歯車がその軸線方向に移動可能に設けられているとともに、この駆動歯車の駆動時にこの駆動歯車が前記従動歯車から受ける反力によって生じる軸線方向の分力と同方向に当該駆動歯車を付勢する付勢部材と当該付勢部材による付勢方向への駆動歯車の移動を規制するストッパとが設けられており、かつ、前記ユニットを前記画像形成装置本体へ挿入する際の押圧力によって前記従動歯車に作用する回転方向への反力としての接線力が、前記ユニットのケースに対して前記回転体を回転させるのに必要な接線力よりも大きく設定されているので、この請求項１記載の画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
一般に、画像形成装置における装置本体側の駆動歯車列は、モータから複数段減速されているため、ユニットを駆動する駆動歯車と噛み合っている前段の歯車における負荷トルクは十分に大きく、これを手動で回転させようとしても容易には回転しない。
この請求項１の画像形成装置では、ユニットを駆動する駆動歯車がその軸線方向に移動可能に設けられているので、ユニットを装着する際に、本体側の駆動歯車とユニット側の従動歯車との歯同士（相対向する歯の側面同士）が当接した場合には、駆動歯車が従動歯車に押され、付勢部材の付勢力に抗して後退することとなるが、この駆動歯車と噛み合っている前段の歯車は上述したように回転しないことから、駆動歯車は、後退しながら、前段の歯車の歯すじに沿って回動しながら後退することとなる。
そして、この駆動歯車の後退しながらの回動により駆動歯車がユニット側従動歯車との噛み合い位置に達すると、付勢部材の付勢力によって両歯車の端部同士が僅かではあるが噛み合うこととなる。
その後さらに、ユニットを挿入し続けると、この請求項１の画像形成装置では、ユニットを画像形成装置本体へ挿入する際の押圧力によって従動歯車に作用する回転方向への反力としての接線力が、ユニットのケースに対して回転体を回転させるのに必要な接線力よりも大きく設定されているので、回転体すなわち従動歯車が駆動歯車の歯すじに沿って回転しながら軸方向へ移動し、所定の位置に達してユニットの挿入が完了することとなる。
そして、この請求項１の画像形成装置によれば、ユニットを装着する際に、本体側の駆動歯車とユニット側の従動歯車との歯同士（相対向する歯の側面同士）が当接した場合には、駆動歯車が従動歯車に押されて僅かに後退しつつ回動するだけで駆動歯車とユニット側従動歯車とが噛み合いを開始し、その後さらに、ユニットを挿入し続けることにより、回転体すなわち従動歯車が駆動歯車の歯すじに沿って回転しながら軸方向へ移動して所定の位置に達することとなるので、駆動歯車は、従来技術のように従動歯車の歯幅全域に亘って後退する必要はない。したがって、駆動歯車を後退させるためのスペースを従来技術に比べて著しく小さくすることができ、結果として装置全体を小型化することが可能となる。
また、付勢部材による駆動歯車の付勢方向は、駆動歯車の駆動時にこの駆動歯車が前記従動歯車から受ける反力によって生じる軸線方向の分力と同方向となっており、この付勢部材による付勢方向への駆動歯車の移動を規制するストッパが設けられているので、付勢部材による付勢力とは関係なく、駆動歯車と従動歯車とが安定した状態で（駆動歯車がスラスト方向に往復動せず）噛み合うこととなる。
したがって、付勢部材による付勢力を従来に比べて大きくすることなく、両歯車間における動力伝達を円滑にすべく斜歯のねじれ角を大きくすることができる。
以上のように、この請求項１記載の画像形成装置によれば、駆動歯車および従動歯車の歯すじのねじれ角を大きくして円滑な動力伝達が得られるようにすると同時に、ユニットの挿入を円滑かつ容易に行うことができ、しかも、装置のスペース上の制約も小さくできる。
請求項２記載の画像形成装置によれば、請求項１記載の画像形成装置において、前記押圧力が９．０〜１９．６Ｎに設定されているので、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、前記押圧力が９．０Ｎ以下であると、ユニット挿入時の負荷が小さすぎて、装着時に望まれる良好な手応えが発生しない。逆に、前記押圧力が１９．６Ｎ（２ｋｇｆ）以上であると、ユニット挿入時の負荷が大きくなりすぎて、ユニット挿入作業が大変になるおそれがある。
これに対し、請求項２記載の画像形成装置によれば、前記押圧力が９．０〜１９．６Ｎに設定されているので、良好な手応えをもって容易にユニットを挿入することができるようになる。
請求項３記載の画像形成装置によれば、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記駆動歯車が、前記従動歯車と噛み合う第１斜歯歯車と、この第１斜歯歯車と一体となっていて駆動源側の歯車と噛み合う第２斜歯歯車とからなる複合歯車であり、その第２斜歯歯車が、前記第１斜歯歯車に比べて大きなねじれ角または大きなモジュールを有しているので、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、上述したように、ユニットを装着する際に、本体側の駆動歯車とユニット側の従動歯車との歯同士（相対向する歯の側面同士）が当接した場合には、駆動歯車が従動歯車に押され、後退しながら前段の歯車の歯すじに沿って回動することにより両歯車の端部同士が噛み合うこととなるが、この請求項３の構成によれば、駆動歯車が、前記従動歯車と噛み合う第１斜歯歯車と、この第１斜歯歯車と一体となっていて駆動源側の歯車と噛み合う第２斜歯歯車とからなる複合歯車であり、その第２斜歯歯車が、前記第１斜歯歯車に比べて大きなねじれ角または大きなモジュールを有しているので、請求項１の構成に比べて、より短い後退距離で駆動歯車の第１斜歯歯車と従動歯車とが噛み合うこととなる。
したがって、駆動歯車の後退のためのスペースを一層小さくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態の要部を示す概略斜視図、図２はユニットの駆動系歯車列を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
これらの図に示すように、この画像形成装置は、装置本体１０と、この装置本体装置本体１０に対して着脱可能なユニット２０とを備えている。
【００１３】
図２に示すように、装置本体１０の奥部には、そのフレーム１１に対して軸１２で、斜歯歯車からなる駆動歯車１３が回転可能かつスライド可能（軸線方向へ移動可能）に設けられている。この駆動歯車１３は、減速歯車１４，１５等を介し、図示しない駆動モータに連結されている。したがって、駆動モータが回転すると、駆動歯車１３も減速された状態で回転する。減速率は、モータを停止させた状態で、減速歯車１４を手で回転させようとしても容易には回転しないように設定されている。あるいは、モータは、さらに、図示しない動力伝達機構を介して、紙搬送系や定着ローラ等の他の要素の駆動系（負荷）に連結させることもでき、その場合には、上記減速率は、上記他の負荷を含めて最終的に、減速歯車１４を手で回転させようとしても容易には回転しないように設定されている。すなわち、モータから駆動歯車１３への動力伝達系は、駆動歯車１３の前段の歯車１４をモータを停止させた状態で回転させようとしても容易には回転しないように構成されている。
駆動歯車１３の軸１２には、フレーム１１と駆動歯車１３の間に付勢部材である圧縮バネ１６が装着されており、この付勢部材１６によって駆動歯車１３は矢印Ｘ１方向へ付勢されているが、その移動は、軸１２の端部に設けられたリング状のストッパ１７によって規制されている。
【００１４】
ユニット２０は、ケース２１と、このケース２１に軸２４で回転可能に支持された回転体（例えば感光体ドラム）２２とを有している。
回転体２２の先端部（挿入方向先端部）には斜歯歯車からなる従動歯車２３が設けられている。
ユニット２０は、装置本体１０に対して、回転体２２の軸線方向（矢印Ｘ１，Ｘ２方向）へ抜き差しすることにより着脱可能に構成されており、装置本体１０に対し、矢印Ｘ２方向へ挿入して装着した際、その従動歯車２３が上述した駆動歯車１３と噛み合うことによって、画像形成装置の稼働時に回転体２２が回転駆動される。ユニット２０を装置本体１０に装着（挿入）した際、前記回転体２２の軸２４の先端がフレーム１１の穴１１ａに嵌り合って支持される。
【００１５】
画像形成装置の稼働時に駆動歯車１３が回転する方向は矢印ａ方向である。また、駆動歯車１３の歯すじ１３ｂの傾斜方向は図２（ａ）に示すとおりである。したがって、この駆動歯車１３の駆動時に駆動歯車１３が従動歯車２３から受ける反力によって生じる軸線方向の分力（スラスト力）の方向は矢印Ｘ１方向であり、上記付勢部材１６から受ける付勢力の方向（矢印Ｘ１方向）と同方向となっている。なお、画像形成装置稼働時の回転体２２（従動歯車２３）の回転方向は矢印ｂ１方向である。
【００１６】
ところで、上記ユニット２０を矢印Ｘ２方向へ挿入する際に、本体１０側の駆動歯車１３とユニット２０側の従動歯車２３との歯同士（相対向する歯の側面１３ａ、２３ａ同士）が当接した場合には、駆動歯車１３が従動歯車２３に押され、付勢部材１６の付勢力に抗して矢印Ｘ２方向へ後退することとなるが、この駆動歯車１３と噛み合っている前段の歯車１４は上述したように装置の非稼働時（ユニット２０の着脱操作時であり、モータの停止時）には回転しないことから、駆動歯車１３は、矢印Ｘ２方向へ後退しながら、前段の歯車１４の歯すじ１４ｂに沿って矢印ａ方向へ回動しながら後退することとなる。
そして、この駆動歯車１３の後退しながらの回動により駆動歯車１３がユニット側従動歯車２３との噛み合い位置に達すると、付勢部材１６の付勢力によって両歯車１３，２３の端部同士が僅かではあるが噛み合うこととなる。
その後さらに、ユニット２０を矢印Ｘ２方向へ挿入し続けようとすれば、その押圧力（挿入しようとする力）Ｐによって従動歯車２３に作用する回転方向（矢印ｂ２方向）への反力としての接線力Ｆ１が生じることとなる。
そこで、この実施の形態では、ユニット２０のケース２１に対して回転体２２を回転させるのに必要な接線力をＦ２としたとき、この接線力Ｆ２よりも上記接線力Ｆ１の方が大きくなるように、また、上記押圧力Ｐが９．０〜１９．６Ｎの範囲内となるように従動歯車２３のねじれ角（駆動歯車１３のねじれ角でもある）とピッチ円径とを構成してある。
【００１７】
以上のような画像形成装置は、斜歯歯車からなる駆動歯車１３を有する画像形成装置本体１０と、駆動歯車１３と噛み合ってこの画像形成装置の稼働時に駆動される斜歯歯車からなる従動歯車２３を有する回転体２２と、この回転体２２を回転可能に支持しているケース２１とを有するユニット２０とを備え、ユニット２０が、画像形成装置本体１０に対して、回転体２２の軸線方向へ抜き差しすることにより着脱可能に構成された画像形成装置であって、駆動歯車１３がその軸線方向に移動可能に設けられているとともに、この駆動歯車１３の駆動時にこの駆動歯車１３が従動歯車２３から受ける反力によって生じる軸線方向（矢印Ｘ１方向）の分力と同方向（矢印Ｘ１方向）に当該駆動歯車を付勢する付勢部材１６と当該付勢部材１６による付勢方向（矢印Ｘ１方向）への駆動歯車１３の移動を規制するストッパ１７とが設けられており、かつ、ユニット２０を画像形成装置本体１０へ挿入する際の押圧力Ｐによって従動歯車２３に作用する回転方向への反力としての接線力Ｆ１が、ユニット２０のケース２１に対して回転体２２を回転させるのに必要な接線力Ｆ２よりも大きく設定されているので、この画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
【００１８】
（ａ）この画像形成装置における装置本体１０側の駆動歯車列は、モータから複数段減速されているため、ユニットを駆動する駆動歯車１３と噛み合っている前段の歯車１４における負荷トルクは十分に大きく、これを手動で回転させようとしても容易には回転しない。
この画像形成装置では、ユニット２０を駆動する駆動歯車１３がその軸線方向に移動可能に設けられているので、ユニット２０を装着する際に、本体側の駆動歯車１３とユニット側の従動歯車２３との歯同士（相対向する歯の側面１３ａ、２３ａ同士）が当接した場合には、駆動歯車１３が従動歯車２３に押され、付勢部材１６の付勢力に抗して矢印Ｘ２方向へ後退することとなるが、この駆動歯車１３と噛み合っている前段の歯車１４は上述したように回転しないことから、駆動歯車１３は、後退しながら、前段の歯車１４の歯すじ１４ｂに沿って回動しながら後退することとなる。
そして、この駆動歯車１３の後退しながらの回動により駆動歯車１３がユニット側従動歯車２３との噛み合い位置に達すると、付勢部材１６の付勢力によって両歯車１３，２３の端部同士が僅かではあるが噛み合うこととなる。
その後さらに、ユニット２０を挿入し続けると、この画像形成装置では、ユニット２０を画像形成装置本体１０へ挿入する際の押圧力Ｐによって従動歯車２３に作用する回転方向への反力としての接線力Ｆ１が、ユニット２０のケース２１に対して回転体２２を回転させるのに必要な接線力Ｆ２よりも大きく設定されているので、回転体２２すなわち従動歯車２３が駆動歯車１３の歯すじ１３ｂに沿って回転しながら軸方向（矢印Ｘ２方向）へ移動し、所定の位置に達してユニット２０の挿入が完了することとなる。
そして、この画像形成装置によれば、ユニット２０を装着する際に、本体１０側の駆動歯車１３とユニット２０側の従動歯車２３との歯同士（相対向する歯の側面同士）が当接した場合には、駆動歯車１３が従動歯車２３に押されて僅かに後退しつつ回動するだけで駆動歯車１３とユニット側従動歯車２３とが噛み合いを開始し、その後さらに、ユニット２０を挿入し続けることにより、回転体２２すなわち従動歯車２３が駆動歯車１３の歯すじ１３ｂに沿って回転しながら軸方向へ移動して所定の位置に達することとなるので、駆動歯車１３は、従来技術のように従動歯車２３の歯幅全域に亘って後退する必要はない。
したがって、駆動歯車１３を後退させるためのスペースを従来技術に比べて著しく小さくすることができ、結果として装置全体を小型化することが可能となる。
また、付勢部材１６による駆動歯車１３の付勢方向（矢印Ｘ１方向）は、駆動歯車１３の駆動時にこの駆動歯車１３が従動歯車２３から受ける反力によって生じる軸線方向（矢印Ｘ１方向）の分力と同方向となっており、この付勢部材１６による付勢方向（矢印Ｘ１方向）への駆動歯車１３の移動を規制するストッパ１７が設けられているので、付勢部材１６による付勢力とは関係なく、駆動歯車１３と従動歯車２３とが安定した状態で（駆動歯車１３がスラスト方向に往復動せず）噛み合うこととなる。
したがって、付勢部材１６による付勢力を従来に比べて大きくすることなく、両歯車１３，２３間における動力伝達を円滑にすべく斜歯のねじれ角を大きく（例えば１０〜２０度程度に）することができる。
以上のように、この画像形成装置によれば、駆動歯車１３および従動歯車２３の歯すじのねじれ角を大きくして円滑な動力伝達が得られるようにすると同時に、ユニット２０の挿入を円滑かつ容易に行うことができ、しかも、装置のスペース上の制約も小さくできる。
【００１９】
（ｂ）前記押圧力Ｐが９．０〜１９．６Ｎに設定されているので、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、前記押圧力Ｐが９．０Ｎ以下であると、ユニット挿入時の負荷が小さすぎて、装着時に望まれる良好な手応えが発生しない。逆に、前記押圧力Ｐが１９．６Ｎ（２ｋｇｆ）以上であると、ユニット挿入時の負荷が大きくなりすぎて、ユニット挿入作業が大変になるおそれがある。
これに対し、この画像形成装置によれば、前記押圧力Ｐが９．０〜１９．６Ｎに設定されているので、良好な手応えをもって容易にユニットを挿入することができるようになる。
【００２０】
＜第２の実施の形態＞
図３は本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態の要部（ユニットの駆動系歯車列）を示す正面図である。同図において、上述した第１の実施の形態と同一部分ないし相当する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態が上述した第１の実施の形態と異なる点は、駆動歯車１３が、従動歯車と噛み合う第１斜歯歯車１３ｃと、この第１斜歯歯車１３ｃと一体となっていて駆動源側の歯車１４と噛み合う第２斜歯歯車１３ｄとからなる複合歯車であり、その第２斜歯歯車１３ｄが、第１斜歯歯車１３ｃに比べて大きなねじれ角または大きなモジュールを有している点にあり、その他の点に変わりはない。このような構成とすると、上記第１の実施の形態による作用効果に加えさらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、上述したように、ユニット２０を装着する際に、本体１０側の駆動歯車１３とユニット側の従動歯車２３との歯同士（相対向する歯の側面同士）が当接した場合には、駆動歯車１３が従動歯車２３に押され、後退しながら前段の歯車１４の歯すじ１４ｂに沿って回動することにより両歯車１３，２３の端部同士が噛み合うこととなるが、この第２の実施の形態の構成によれば、駆動歯車１３が、従動歯車と噛み合う第１斜歯歯車１３ｃと、この第１斜歯歯車１３ｃと一体となっていて駆動源側の歯車１４と噛み合う第２斜歯歯車１３ｄとからなる複合歯車であり、その第２斜歯歯車１３ｄが、第１斜歯歯車１３ｃに比べて大きなねじれ角または大きなモジュールを有しているので、上記第１の実施の形態の構成に比べて、より短い後退距離で駆動歯車１３の第１斜歯歯車１３ｃと従動歯車２３とが噛み合うこととなる。
したがって、駆動歯車１３の後退のためのスペースを一層小さくすることができる。
【００２１】
【実施例】
ユニット２０における回転体２２の負荷トルクＴが３９．２６Ｎ−ｃｍ、
従動歯車２３のモジュールｍ＝０．８，歯数ｚ＝３６，ねじれ角θ＝２０度、ピッチ円径ｄ＝３．０６４８ｃｍである場合、回転体２２を回転させるのに必要な接線力Ｆ２は、

となる。
したがって、回転体２２を回転させるのに必要な押圧力Ｐは、

となり、９．０〜１９．６Ｎの範囲内となる。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明は上記の実施の形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１〜３記載のいずれの画像形成装置によっても、駆動歯車および従動歯車の歯すじのねじれ角を大きくして円滑な動力伝達が得られるようにすると同時に、ユニットの挿入を円滑かつ容易に行うことができ、しかも、装置のスペース上の制約も小さくできる。
さらに、
請求項２記載の画像形成装置によれば、良好な手応えをもって容易にユニットを挿入することができるようになる。
請求項３記載の画像形成装置によれば、駆動歯車の後退のためのスペースを一層小さくすることができる。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態の要部を示す概略斜視図。
【図２】ユニットの駆動系歯車列を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図３】本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態の要部（ユニットの駆動系歯車列）を示す正面図。
【図４】従来技術を示す図で、（ａ）は画像形成装置を背面から見た断面図、（ｂ）は現像ユニットＤの駆動系を示す背面図。
【図５】従来技術を示す図で、図４（ｂ）におけるＶ−Ｖ線による展開図。
【符号の説明】
１０　　画像形成装置本体
１３　　駆動歯車
１６　　付勢部材
１７　　ストッパ
２０　　ユニット
２１　　ケース
２２　　回転体
２３　　従動歯車[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus in which a unit having a rotating body such as a photosensitive drum and a developing roller (for example, a photosensitive unit and a developing unit) is detachable. In particular, the present invention relates to a technique for satisfactorily engaging a drive gear on the main body side with a driven gear on the unit side when the above-described unit is mounted on an image forming apparatus main body (hereinafter also simply referred to as an apparatus main body or a main body).
[0002]
[Prior art]
Generally, rotation unevenness (speed fluctuation) of a developing roller or a photoreceptor in an image forming apparatus greatly affects image quality.
Therefore, when the developing roller or the photosensitive member is driven by a gear, a bevel gear that rotates more smoothly than a spur gear is used.
On the other hand, since the developing device and the photoconductor are consumables, it is necessary to perform a replacement operation.In order to allow the user to easily perform the replacement operation, the developing device is configured as a developing unit, or 2. Description of the Related Art An image forming apparatus in which a photoreceptor is configured as a photoreceptor unit and these units are detachably inserted into and removed from an apparatus main body is already known.
Also, when inserting the unit into the apparatus main body, if the teeth of the drive gear on the main body side and the driven gear on the unit side (side surfaces of the opposing teeth) contact each other, the two gears do not mesh well, As a result, it is known that there is a problem that the unit cannot be mounted smoothly, and it is also known that smooth mounting becomes difficult particularly when both gears are bevel gears.
[0003]
Therefore, conventionally, an image forming apparatus as shown in FIGS. 4 and 5 has been proposed (Japanese Utility Model Publication No. Hei 4-12516). 4A is a cross-sectional view of the image forming apparatus as viewed from the rear, FIG. 4B is a rear view showing a drive system of the developing unit D, and FIG. 5 is a development view taken along line VV in FIG. It is.
As shown in FIG. 5, the image forming apparatus mainly includes an image forming apparatus main body 2 having a drive gear 1 composed of a helical gear, and a bevel gear that meshes with the drive gear 1 and is driven during operation of the image forming apparatus. And a unit D having a case 4 rotatably supporting the developing roller D1. The developing roller D1 is detachably inserted into and removed from the forming apparatus main body 2 in the axial direction of the developing roller D1 (the directions of arrows X1 and X2 in FIG. 5).
The drive gear 1 is provided so as to be movable in the axial direction thereof, and is provided with an urging member 6 for urging the drive gear in the direction of arrow X1.
[0004]
According to this image forming apparatus, when the unit D is inserted into the apparatus main body 2 in the direction of the arrow X2, the teeth of the drive gear 1 on the main body side and the driven gear 3 on the unit D side (side faces of the opposing teeth) When the two contact each other, the driving gear 1 is pushed by the driven gear 3 and retreats in the direction of the arrow X2 as shown by the imaginary line against the urging force of the urging member 6.
Thereafter, when the drive gear 1 rotates by the operation of the apparatus and the contact of the driven gear 3 with the tooth side surface is released, the drive force of the biasing member 6 causes the drive gear 1 to move in the arrow X1 direction, The gear 3 is properly engaged.
The helix angle of the tooth traces of the driving gear 1 and the driven gear 3 is set to 2 to 5 degrees so that the meshing is smoothly performed. This is because if the torsion angle of the tooth trace is set to be large, the movement of the drive gear 1 in the direction of the arrow X1 will not be performed smoothly.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
It has been found that the conventional image forming apparatus described above has the following problems.
[0006]
(1) Since the helix angles of the tooth traces of the drive gear 1 and the driven gear 3 are set to 2 to 5 degrees, the effect of using these gears as bevel gears cannot be sufficiently obtained. Usually, in order to improve the rotation of the gears (smoothly rotate), it is necessary to set the helix angle to 10 to 20 degrees, but if the helix angle is set to 2 to 5 degrees, a bevel gear must be used. Effect cannot be obtained sufficiently.
[0007]
(2) When the unit D is inserted into the apparatus main body 2 in the direction of the arrow X2, the teeth of the drive gear 1 on the main body side and the driven gear 3 on the unit D side (side surfaces of the opposing teeth) abut. In this case, the drive gear 1 must be retracted at least by the tooth width of the driven gear 3 in the direction of arrow X2 as indicated by the imaginary line, so that the space for this retreat must be increased. Like the torsion angle, the mesh width (in this case, the tooth width of the driven gear 3) also contributes to the mesh ratio, and the tooth width should be set with a sufficient margin from the viewpoint of the tooth profile rigidity. In the prior art, it is necessary to provide a space for the drive gear 1 to retreat at least by the tooth width of the driven gear 3. For this reason, there is a problem that a sufficient tooth width cannot be obtained depending on the space limitation of the apparatus, or conversely, the apparatus becomes large if a sufficient tooth width is to be obtained.
[0008]
(3) During operation of the image forming apparatus, as shown in FIG. 4B, the drive gear 1 rotates in the direction of arrow a, and the driven gear 3 rotates in the direction of arrow b. On the other hand, the inclination direction of the tooth traces of the driving gear 1 and the driven gear 3 is as shown in FIG.
As is apparent from the above description, in the related art, when the driving gear 1 is driven, the direction of the axial component (thrust force) (X2 direction) generated by the reaction force received by the driving gear 1 from the driven gear 3, and the urging member The biasing direction (direction of the arrow X1) in which the drive gear 6 biases the drive gear 1 is opposite to the biasing direction.
Therefore, if the urging force of the urging member 6 is small, the driving gear 1 reciprocates greatly in the directions of the arrows X1 and X2, and stable power transmission cannot be obtained. Conversely, if the urging force of the urging member 6 is increased in order to minimize the reciprocating motion of the drive gear 1, there is a problem that a very large force is required when inserting the unit D.
This problem is important because if the torsion angle of the helical teeth is increased (between 10 and 20 degrees as described above) to facilitate power transmission between the two gears, the thrust force also increases.
That is, in the related art, it is difficult to easily insert the unit and at the same time to obtain smooth power transmission.
[0009]
An object of the present invention is to solve all of the above problems (1) to (3) and to increase the torsion angle of the tooth traces of the driving gear and the driven gear so that smooth power transmission can be obtained. It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of smoothly and easily inserting a unit and reducing a space limitation of the apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to claim 1 includes: an image forming apparatus main body having a drive gear including a bevel gear;
A rotating body having a driven gear formed of a bevel gear that is driven when the image forming apparatus is operated by meshing with the driving gear, and a unit having a case that rotatably supports the rotating body,
This unit is an image forming apparatus configured to be detachably attached to and detached from the image forming apparatus main body in an axial direction of the rotating body,
The drive gear is provided so as to be movable in the axial direction, and when the drive gear is driven, the drive gear is attached in the same direction as the axial component generated by the reaction force received from the driven gear. A biasing member to be biased and a stopper for restricting movement of the drive gear in a biasing direction by the biasing member, and the pressing force when the unit is inserted into the image forming apparatus main body. A tangential force acting on the driven gear as a reaction force in a rotational direction is set to be larger than a tangential force required to rotate the rotating body with respect to the case of the unit.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the pressing force is set to 9.0 to 19.6N.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first or second aspect, the driving gear is a first helical gear that meshes with the driven gear, and is integrated with the first helical gear. And a second helical gear meshing with the gear on the drive source side, wherein the second helical gear has a larger torsion angle or a larger module than the first helical gear. It is characterized by.
[0011]
[Effects]
An image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus has a drive gear including a bevel gear,
A rotating body having a driven gear formed of a bevel gear that is driven when the image forming apparatus is operated by meshing with the driving gear, and a unit having a case that rotatably supports the rotating body,
This unit is an image forming apparatus configured to be detachably attached to and detached from the image forming apparatus main body in an axial direction of the rotating body,
The drive gear is provided so as to be movable in the axial direction, and when the drive gear is driven, the drive gear is attached in the same direction as the axial component generated by the reaction force received from the driven gear. A biasing member to be biased and a stopper for restricting movement of the drive gear in a biasing direction by the biasing member, and the pressing force when the unit is inserted into the image forming apparatus main body. The tangential force acting on the driven gear as a reaction force in the rotational direction as the reaction force in the rotational direction is set to be larger than the tangential force required to rotate the rotating body with respect to the case of the unit. According to the image forming apparatus described above, the following operation and effect can be obtained.
In general, the drive gear train on the apparatus main body side of the image forming apparatus is decelerated by a plurality of stages from the motor, so that the load torque on the preceding gear meshing with the drive gear driving the unit is sufficiently large, and this is manually increased. It does not rotate easily when you try to rotate it.
In the image forming apparatus according to the first aspect, since the drive gear for driving the unit is provided so as to be movable in the axial direction, when the unit is mounted, the drive gear on the main body side and the driven gear on the unit side are connected. When the teeth (side faces of the opposing teeth) contact each other, the driving gear is pushed by the driven gear and retreats against the urging force of the urging member. Since the preceding gear does not rotate as described above, the driving gear moves backward while rotating along the tooth trace of the preceding gear.
When the drive gear reaches the meshing position with the unit-side driven gear due to the rotation of the drive gear while retracting, the ends of both gears are slightly meshed with each other by the urging force of the urging member. .
After that, when the unit is further inserted, in the image forming apparatus of the first aspect, a tangential force as a reaction force in the rotation direction acting on the driven gear by the pressing force when the unit is inserted into the image forming apparatus main body is generated. Since the tangential force required to rotate the rotating body with respect to the case of the unit is set larger, the rotating body, that is, the driven gear moves in the axial direction while rotating along the tooth trace of the driving gear, When the unit reaches the predetermined position, the insertion of the unit is completed.
According to the image forming apparatus of the first aspect, when the unit is mounted, the teeth of the driving gear on the main body side and the teeth of the driven gear on the unit side (side surfaces of the opposing teeth) contact each other. The drive gear is pushed by the driven gear and rotates slightly while retreating, and the drive gear and the unit-side driven gear start to mesh with each other. Since the driven gear rotates in the axial direction while rotating along the teeth of the driving gear to reach a predetermined position, the driving gear is retracted over the entire tooth width of the driven gear as in the prior art. No need. Therefore, the space for retreating the drive gear can be significantly reduced as compared with the related art, and as a result, the entire device can be downsized.
The biasing direction of the drive gear by the biasing member is the same as the axial component force generated by the reaction force received by the drive gear from the driven gear when the drive gear is driven. A stopper is provided to regulate the movement of the drive gear in the biasing direction, so that the drive gear and the driven gear are stable regardless of the biasing force of the biasing member (the drive gear reciprocates in the thrust direction). (Does not move).
Therefore, the torsion angle of the helical teeth can be increased in order to facilitate power transmission between the two gears without increasing the urging force of the urging member as compared with the related art.
As described above, according to the image forming apparatus of the first aspect, the torsion angles of the tooth traces of the driving gear and the driven gear are increased so that smooth power transmission can be obtained, and at the same time, the unit can be smoothly inserted. It can be performed easily, and the restriction on the space of the apparatus can be reduced.
According to the image forming apparatus of the second aspect, in the image forming apparatus of the first aspect, since the pressing force is set to 9.0 to 19.6 N, the following operation and effect can be further obtained. .
That is, if the pressing force is 9.0 N or less, the load at the time of inserting the unit is too small, and a favorable response desired at the time of mounting does not occur. Conversely, if the pressing force is 19.6 N (2 kgf) or more, the load at the time of unit insertion becomes too large, and there is a possibility that the unit insertion work becomes difficult.
On the other hand, according to the image forming apparatus of the second aspect, since the pressing force is set to 9.0 to 19.6 N, the unit can be easily inserted with a good response. .
According to the image forming apparatus of the third aspect, in the image forming apparatus of the first or second aspect, the driving gear includes a first helical gear that meshes with the driven gear, and the first helical gear is integrated with the first helical gear. And a second helical gear that meshes with a gear on the drive source side, the second helical gear having a larger torsion angle or a larger module than the first helical gear. Therefore, the following operation and effect can be obtained.
That is, as described above, when the teeth of the drive gear on the main body side and the teeth of the driven gear on the unit side (side faces of the opposing teeth) abut upon mounting the unit, the drive gear is driven While being pushed by the gears and rotating along the tooth traces of the preceding gear while retreating, the ends of both gears mesh with each other, but according to the configuration of claim 3, the drive gear is A compound helical gear comprising a first helical gear that meshes with the driven gear and a second helical gear that is integrated with the first helical gear and meshes with a gear on the drive source side. Since the first helical gear has a larger torsion angle or a larger module than the first helical gear, the first helical gear and the driven gear of the drive gear can be formed with a shorter retreat distance as compared with the configuration of claim 1. Will be engaged.
Therefore, the space for retreating the drive gear can be further reduced.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a main part of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a drive system gear train of a unit, (a) is a front view, and (b) Is a side view.
As shown in these figures, the image forming apparatus includes an apparatus main body 10 and a unit 20 that is detachable from the apparatus main body apparatus main body 10.
[0013]
As shown in FIG. 2, a drive gear 13 composed of a bevel gear is provided rotatably and slidably (movable in the axial direction) on a shaft 12 with respect to a frame 11 in a rear portion of the apparatus main body 10. ing. The drive gear 13 is connected to a drive motor (not shown) via reduction gears 14, 15 and the like. Therefore, when the drive motor rotates, the drive gear 13 also rotates in a decelerated state. The deceleration rate is set so that the rotation of the reduction gear 14 by hand while the motor is stopped does not easily rotate. Alternatively, the motor can be further connected to a drive system (load) of another element such as a paper conveyance system or a fixing roller via a power transmission mechanism (not shown). In this case, the deceleration rate is Finally, it is set so that the reduction gear 14 is not easily rotated even if it is rotated by hand, including other loads. That is, the power transmission system from the motor to the drive gear 13 is configured such that the gear 14 at the preceding stage of the drive gear 13 is not easily rotated even if the motor is stopped.
A compression spring 16 as an urging member is mounted on the shaft 12 of the driving gear 13 between the frame 11 and the driving gear 13, and the driving gear 13 is urged by the urging member 16 in the direction of arrow X <b> 1. However, the movement is restricted by a ring-shaped stopper 17 provided at the end of the shaft 12.
[0014]
The unit 20 includes a case 21 and a rotating body (for example, a photosensitive drum) 22 rotatably supported by the case 21 on a shaft 24.
A driven gear 23 composed of a helical gear is provided at the tip (the tip in the insertion direction) of the rotating body 22.
The unit 20 is detachably inserted into and removed from the apparatus main body 10 in the axial direction (arrows X1 and X2 directions) of the rotating body 22, and is inserted into and removed from the apparatus main body 10 in the arrow X2 direction. When mounted, the driven gear 23 meshes with the drive gear 13 described above, so that the rotating body 22 is driven to rotate during operation of the image forming apparatus. When the unit 20 is mounted (inserted) on the apparatus main body 10, the tip of the shaft 24 of the rotating body 22 is supported by fitting into the hole 11 a of the frame 11.
[0015]
The direction in which the drive gear 13 rotates during operation of the image forming apparatus is the direction of arrow a. The inclination direction of the tooth trace 13b of the drive gear 13 is as shown in FIG. Therefore, the direction of the axial component force (thrust force) generated by the reaction force received by the driving gear 13 from the driven gear 23 when the driving gear 13 is driven is the direction of the arrow X1, and the direction of the urging force received from the urging member 16 is The direction is the same as the direction (arrow X1 direction). The rotation direction of the rotating body 22 (the driven gear 23) during operation of the image forming apparatus is in the direction of the arrow b1.
[0016]
When the unit 20 is inserted in the direction of the arrow X2, the teeth of the drive gear 13 of the main body 10 and the driven gear 23 of the unit 20 (the side surfaces 13a and 23a of the opposing teeth) abut each other. In this case, the driving gear 13 is pushed by the driven gear 23 and retreats in the direction of arrow X2 against the urging force of the urging member 16, but the previous gear 14 meshing with the driving gear 13 is As described above, since the apparatus does not rotate when the apparatus is not operating (during attachment / detachment operation of the unit 20 and when the motor is stopped), the drive gear 13 moves backward in the direction of the arrow X2, and The robot retreats while rotating in the direction of arrow a along the stripe 14b.
When the drive gear 13 reaches the meshing position with the unit-side driven gear 23 by the rotation of the drive gear 13 while retracting, the ends of the two

gears

13 and 23 are slightly separated by the urging force of the urging member 16. However, they will be engaged.
Thereafter, when the unit 20 is further inserted in the direction of arrow X2, a tangential line as a reaction force in the rotational direction (direction of arrow b2) acting on the driven gear 23 by the pressing force (force to be inserted) P is applied. A force F1 will occur.
Therefore, in this embodiment, when the tangential force required to rotate the rotating body 22 with respect to the case 21 of the unit 20 is F2, the tangential force F1 is larger than the tangential force F2. Further, the torsion angle of the driven gear 23 (which is also the torsion angle of the drive gear 13) and the pitch circle diameter are configured so that the pressing force P is in the range of 9.0 to 19.6N.
[0017]
The image forming apparatus as described above includes an image forming apparatus main body 10 having a drive gear 13 formed of a helical gear, and a driven gear 23 formed of a helical gear that is engaged with the drive gear 13 and driven when the image forming apparatus is operated. And a unit 20 having a case 21 rotatably supporting the rotator 22. The unit 20 moves in the axial direction of the rotator 22 with respect to the image forming apparatus main body 10. An image forming apparatus configured to be detachable by inserting and removing, wherein a driving gear 13 is provided so as to be movable in an axial direction thereof, and when the driving gear 13 is driven, the driving gear 13 is separated from a driven gear 23. The urging member 16 for urging the driving gear in the same direction (arrow X1 direction) as the component force in the axial direction (arrow X1 direction) generated by the received reaction force and the urging member 16 A stopper 17 for regulating the movement of the drive gear 13 in the biasing direction (the direction of the arrow X1), and the driven gear 23 by a pressing force P when the unit 20 is inserted into the image forming apparatus main body 10. Is set larger than the tangential force F2 required to rotate the rotating body 22 with respect to the case 21 of the unit 20, so that this image forming apparatus According to this, the following operation and effect can be obtained.
[0018]
(A) Since the drive gear train on the apparatus main body 10 side in this image forming apparatus is decelerated by a plurality of stages from the motor, the load torque on the preceding gear 14 meshing with the drive gear 13 for driving the unit is sufficiently large. However, it is not easy to rotate it manually.
In this image forming apparatus, since the drive gear 13 for driving the unit 20 is provided so as to be movable in the axial direction, when the unit 20 is mounted, the drive gear 13 on the main body side and the driven gear 23 on the unit side When the two teeth (the side faces 13a and 23a of the opposing teeth) contact each other, the driving gear 13 is pushed by the driven gear 23 and retreats in the direction of arrow X2 against the urging force of the urging member 16. However, since the preceding gear 14 meshed with the driving gear 13 does not rotate as described above, the driving gear 13 rotates along the tooth trace 14b of the preceding gear 14 while moving backward. While retreating.
When the drive gear 13 reaches the meshing position with the unit-side driven gear 23 by the rotation of the drive gear 13 while retracting, the ends of the two

gears

13 and 23 are slightly separated by the urging force of the urging member 16. However, they will be engaged.
Thereafter, when the unit 20 is further inserted, in this image forming apparatus, a tangential force as a reaction force in the rotation direction acting on the driven gear 23 due to the pressing force P when the unit 20 is inserted into the image forming apparatus main body 10. Since F1 is set to be larger than the tangential force F2 required to rotate the rotating body 22 with respect to the case 21 of the unit 20, the rotating body 22, that is, the driven gear 23 moves along the tooth trace 13b of the driving gear 13. It moves in the axial direction (the direction of the arrow X2) while rotating, and reaches a predetermined position, and the insertion of the unit 20 is completed.
According to this image forming apparatus, when the unit 20 is mounted, the teeth of the drive gear 13 of the main body 10 and the teeth of the driven gear 23 of the unit 20 (the side surfaces of the opposing teeth) abut. In this case, the drive gear 13 is pushed by the driven gear 23 and rotates slightly while retreating, so that the drive gear 13 and the unit-side driven gear 23 start to mesh with each other, and then the unit 20 is further inserted. As a result, the rotating body 22, that is, the driven gear 23, moves in the axial direction while rotating along the teeth 13b of the driving gear 13 to reach a predetermined position. It is not necessary to retreat over the entire tooth width of the driven gear 23.
Therefore, the space for retreating the drive gear 13 can be significantly reduced as compared with the related art, and as a result, the entire device can be downsized.
The biasing direction of the drive gear 13 by the biasing member 16 (the direction of the arrow X1) corresponds to the axial direction (the direction of the arrow X1) generated by the reaction force that the drive gear 13 receives from the driven gear 23 when the drive gear 13 is driven. Since the stopper 17 is provided to regulate the movement of the driving gear 13 in the biasing direction (the direction of the arrow X1) by the biasing member 16, the biasing force by the biasing member 16 Regardless, the driving gear 13 and the driven gear 23 mesh with each other in a stable state (the driving gear 13 does not reciprocate in the thrust direction).
Therefore, the torsion angle of the bevel is increased (for example, to about 10 to 20 degrees) in order to smoothly transmit the power between the two

gears

13 and 23 without increasing the urging force of the urging member 16 as compared with the related art. be able to.
As described above, according to this image forming apparatus, the torsion angle of the tooth traces of the driving gear 13 and the driven gear 23 is increased to enable smooth power transmission, and at the same time, the unit 20 is inserted smoothly and easily. And restrictions on the space of the device can be reduced.
[0019]
(B) Since the pressing force P is set to 9.0 to 19.6 N, the following operation and effect can be further obtained.
That is, if the pressing force P is 9.0 N or less, the load at the time of unit insertion is too small, and the desired good response at the time of mounting does not occur. Conversely, if the pressing force P is 19.6 N (2 kgf) or more, the load at the time of unit insertion becomes too large, and there is a possibility that the unit insertion work becomes difficult.
On the other hand, according to this image forming apparatus, since the pressing force P is set to 9.0 to 19.6 N, the unit can be easily inserted with a good response.
[0020]
<Second embodiment>
FIG. 3 is a front view showing a main part (a drive train of a unit) of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
This embodiment is different from the above-described first embodiment in that a driving gear 13 is provided with a first helical gear 13c meshing with a driven gear and a driving source which is integrated with the first helical gear 13c. And a second helical gear 13d meshing with the second helical gear 13d, the second helical gear 13d having a larger torsion angle or a larger module than the first helical gear 13c. And the other points remain the same. With such a configuration, the following operation and effect can be obtained in addition to the operation and effect of the first embodiment.
That is, as described above, when the teeth of the drive gear 13 on the main body 10 and the driven gear 23 on the unit side come into contact with each other (side surfaces of the opposing teeth) when the unit 20 is mounted, When the driving gear 13 is pushed by the driven gear 23 and revolves along the tooth trace 14b of the preceding gear 14 while retreating, the ends of the two

gears

13 and 23 mesh with each other. According to the configuration of the embodiment, the drive gear 13 has the first helical gear 13c meshing with the driven gear and the second helical gear integrated with the first helical gear 13c and meshing with the gear 14 on the drive source side. Since the second helical gear 13d has a larger torsion angle or a larger module than the first helical gear 13c, the second helical gear 13d has the same configuration as that of the first helical gear 13c. Shorter than the configuration A first helical gear 13c and the driven gear 23 of the drive wheel 13 by withdrawal distance so that the meshes.
Therefore, the space for retreating the drive gear 13 can be further reduced.
[0021]
【Example】
The load torque T of the rotating body 22 in the unit 20 is 39.26 N-cm,
When the module m of the driven gear 23 is 0.8, the number of teeth z is 36, the torsion angle θ is 20 degrees, and the pitch circle diameter d is 3.0648 cm, the tangential force F2 required to rotate the rotating body 22 is ,

It becomes.
Therefore, the pressing force P required to rotate the rotating body 22 is

And is in the range of 9.0 to 19.6N.
[0022]
Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments or examples, and can be appropriately modified and implemented within the scope of the present invention.
[0023]
【The invention's effect】
According to any one of claims 1 to 3, the torsion angles of the tooth traces of the driving gear and the driven gear are increased so that smooth power transmission can be obtained, and the unit can be inserted smoothly and easily. This can be performed, and the restriction on the space of the apparatus can be reduced.
further,
According to the image forming apparatus of the second aspect, the unit can be easily inserted with a good response.
According to the image forming apparatus of the third aspect, the space for retracting the drive gear can be further reduced.
[0024]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a main part of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a drive system gear train of the unit, wherein FIG. 2A is a front view and FIG. 2B is a side view.
FIG. 3 is a front view showing a main part (a drive train of a unit) of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention;
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a conventional technique, in which FIG. 4A is a cross-sectional view of the image forming apparatus as viewed from the rear, and FIG.
FIG. 5 is a view showing a conventional technique, and is a development view along a line VV in FIG. 4 (b).
[Explanation of symbols]
10 Image Forming Apparatus Main Body
13 Drive gear
16 urging member
17 Stopper
20 units
21 cases
22 rotating body
23 driven gear

Claims

An image forming apparatus main body having a drive gear composed of a helical gear,
A rotating body having a driven gear formed of a bevel gear that is driven when the image forming apparatus is operated by meshing with the driving gear, and a unit having a case that rotatably supports the rotating body,
This unit is an image forming apparatus configured to be detachably attached to and detached from the image forming apparatus main body in an axial direction of the rotating body,
The drive gear is provided so as to be movable in the axial direction, and when the drive gear is driven, the drive gear is attached in the same direction as the axial component generated by the reaction force received from the driven gear. A biasing member to be biased and a stopper for restricting movement of the drive gear in a biasing direction by the biasing member, and the pressing force when the unit is inserted into the image forming apparatus main body. An image forming apparatus, wherein a tangential force acting on the driven gear as a reaction force in a rotational direction is set to be larger than a tangential force required to rotate the rotating body with respect to the case of the unit. apparatus.

2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the pressing force is set to 9.0 to 19.6N.

The drive gear is a composite gear including a first helical gear that meshes with the driven gear and a second helical gear that is integrated with the first helical gear and meshes with a gear on the drive source side. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second bevel gear has a larger torsion angle or a larger module than the first bevel gear.