JP2008002477A - 駆動伝達部材及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価でしかもワンタッチで組み付けることができるうえ、小型化を実現することができる駆動伝達部材を提供する。
【解決手段】支持軸３４にファイナルギヤ３２と連携ギヤとが対向状態で回転可能に保持され、連携ギヤには回転中心を取り巻くように径方向に厚肉な複数のボス３９が突出され、ファイナルギヤ３２にはボス３９の径方向に延びる一面を被弾接面３９ａとして周回方向に沿って弾接する複数のリブ３７が突出され、複数のボス３９の間にファイナルギヤ３２に設けられた周壁３６を挿入しつつリブ３７を被弾接面３９ａに弾接させることによりファイナルギヤ３２に連携ギヤが同軸上に嵌合保持される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、複数の回転部材を同軸上に設けた駆動伝達部材、この駆動伝達部材を備えた駆動伝達ユニット、及びこれら駆動伝達部材若しくは駆動伝達ユニットを備えた画像形成装置に関する。

従来、モータ等の回転駆動力を伝達する駆動伝達部材には、一つの動力源を利用して複数の駆動伝達先に連携する際、その駆動伝達先への減速比を稼ぐと共に平面上のスペースの有効利用を図るために複数のギヤやプーリを同軸上に設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図１０は、このような複数のギヤを同軸上に設けた一例を示し、歯車ユニットの分解斜視図である。

図１０において、歯車ユニット５０は、径と歯数とが等しい第１の歯車５１と第２の歯車５２とを同軸上に重ね合わせた構成となっている。

第１の歯車５１には、回転中心と同軸上に開口５３が形成されている。この開口５３には、その略３等分点位置に内方に向って開放する凹部５３ａが形成されている。また、第１の歯車５１には、凹部５３ａの間に位置するように係合溝５４が形成されている。さらに、第１の歯車５１には、内方に突出した突起５５ａを有する長孔５５が形成されている。

第２の歯車５２には、凹部５３ａと係合する突起５６ａを一体に設けると共に開口５３と係合する環状突出部５６が形成されている。また、第２の歯車５２には、係合溝５４と係合するランス５７が形成されている。さらに、第２の歯車５２には、長孔５５に臨み且つ先端が突起５６ａと対向する突起５８が形成されている。

この突起５８と突起５５ａとには、長孔５５内に位置するコイルスプリング５９の両端がそれぞれ係合する。

このような構成においては、開口５３に環状突出部５６を挿入しつつ、ランス５７を係合溝５４に係合させることにより、第１及び第２の歯車５１，５２を同軸上に合体させる。

この場合、第１及び第２の歯車５１，５２間には、例えば、環状突出部５６に対する開口５３、突起５６ａに対する凹部５３ａ、ランス５７に対する係合溝５４のそれぞれにおいて、歯車としての回転方向に若干の遊びが設定されている。

そして、第１の歯車５１に形成された突起５５ａと第２の歯車５２に形成された突起５８との間に、コイルスプリング５９が設けられていことにより、第１の歯車５１に対して第２の歯車５２が、矢印Ａで示す方向に回動付勢されている。これにより、上述した若干の遊びが解消されると共に歯車ユニット５０を用いての動力伝達時におけるバックラッシュが防止されている。

尚、このようなバックラッシュを防止する技術としては、同様に付勢手段を用いたもの（例えば、特許文献２参照）の他、ネジを用いてガタを防止するもの（例えば、特許文献３参照）等がある。
特開２００３−３１５９０７号公報 特開平０４−３２３６６３号公報 特開平１１−２４７８７５号公報

ところが、上記の如く構成された駆動伝達部材にあっては、コイルスプリング５９を設ける必要があることから、比較的大径な歯車等にしか適用することができないうえ、３つ以上のギヤ等を同軸上に重ね合わせるような構成には採用することができないという問題が生じていた。

また、上述した何れの文献においても、各歯車５１，５２とは別のコイルスプリング５９等のバックラッシュ防止部材を使用することから、組み付け作業に手間を要し、材料費並びに組付費が高騰するという問題が生じていた。

尚、このような同軸上に複数のギヤ等の回転部材を設けると共に、これらを同期して回転させる駆動伝達部材を複写機やプリンタ等の画像形成装置の動力伝達手段として用いた場合、バックラッシュの発生は、例えば、搬送シート表面へトナー画像を転写する際の転写タイミングにズレが発生したり、トナー画像にブレが発生するといった不具合に直結してしまう。

しかも、画像形成装置内の各種駆動系を一つの駆動源から動力伝達する場合には、その伝達経路中に複数の駆動伝達部材が介在されるため、転写タイミングズレや画像ブレが増幅され易いうえ、負荷も増幅されて動力伝達終端部付近では回転部材の低寿命化や異音の発生といった問題も発生し易くなってしまう。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、バックラッシュを防止したものでありながら、安価でしかもワンタッチで組み付けることができるうえ、小型化を実現することができる駆動伝達部材を提供することを目的とする。

本発明の駆動伝達部材は、支持軸に保持された第１回転部材と、該第１回転部材と対向するように同軸上で嵌合保持された第２回転部材とを備えた駆動伝達部材において、前記第１回転部材と前記第２回転部材の一方の対向面から回転中心を取り巻くように突出された径方向に厚肉な複数のボスと、前記第１回転部材と前記第２回転部材の他方の対向面から突出され且つ前記各ボスの径方向に延びる一面を被弾接面として周回方向に沿って弾接するリブとを備えていることを特徴とする。

この際、他方の対向面にはボスの弾接面とは周回方向逆側の面を被当接面として当接する当接面を設けることにより、リブの弾性に対する受けを設定することができる。尚、支持軸は第１回転部材（第２回転部材）と一体に回転する回転軸でも良いし、第１，第２回転軸を回転可能に支持する固定軸でも良い。

また、リブは第１，第２回転部材の回転方向とは逆方向にボスを付勢するように弾接することにより、第１，第２回転部材の回転に対するガタを効率よく吸収することができる。

尚、各回転部材はギヤとプーリの何れでも良いが、少なくともリブを設けた回転部材は弾性を有する樹脂である方が好ましい。この際、ギヤ又はプーリとして機能する外周部分とリブを有する中央部分とを別部材で構成し、リブを有する中央部分を樹脂で構成することも可能である。

また、本発明は上記した何れかの構成からなる駆動伝達部材を採用した画像形成装置とすることができる。

本発明の駆動伝達部材は、安価でしかもワンタッチで組み付けることができるうえ、小型化を実現することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材について、図面を参照して説明する。

（画像形成装置の全体構成）
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の模式図である。

図１において、画像形成装置としてのフルカラープリンタ１は、外部コンピュータからの原稿画像データの色情報に応じてフルカラー画像出力とモノクロ画像出力の何れかが選択される。フルカラープリンタ１の本体２の内部には、図示を略する転写紙等の搬送シートが収納される給紙カセット３と、この給紙カセット３に収納された搬送シートを取り出す給紙部４と、駆動プーリ５と従動プーリ６との間に巻き掛けられていると共にテンションローラ７によって緊張状態が維持される無端ベルト状の搬送ベルト８と、この搬送ベルト８の上方に位置されると共にシート搬送方向（図示右方から左方）に沿って配置された画像形成部としての４つの画像形成ユニット９Ｂ，９Ｙ，９Ｃ，９Ｍと、搬送ベルト８のシート搬送方向終端部に隣接して設けられた定着装置１０と、定着装置１０に隣接する搬送経路１１の終端部に設けられた排出口１２から搬送シートを排出する排出部１３と、搬送経路１１の中途部から分岐されて給紙部４の近傍で合流される反転経路１４とを備えている。

画像形成ユニット９Ｂ，９Ｙ，９Ｃ，９Ｍは、この実施の形態においては、シート搬送方向上流側から順に、ブラック用の画像形成ユニット９Ｂ、イエロー用の画像形成ユニット９Ｙ、シアン用の画像形成ユニット９Ｃ、マゼンタ用の画像形成ユニット９Ｍの順で配置されている。また、画像形成ユニット９Ｂ，９Ｙ，９Ｃ，９Ｍは、上述した各色毎のトナーを収納するトナー収納部１５Ｂ，１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍと、感光体ドラムユニット１６Ｂ，１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍとを備えている。

この感光体ドラムユニット１６Ｂ，１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍは、トナー収納部１５Ｂ，１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍに収納されたトナーを必要に応じてアモルファスシリコン等を感光体とする感光体ドラム１７Ｂ，１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍに担持させ、搬送ベルト８によって搬送されてきた搬送シート上に未定着トナー画像を形成（静電潜像を可視化）する。

その画像形成済みの搬送シートは、定着ローラ１８と加圧ローラ１９とを備えた定着装置１０によってトナー定着がなされた後、排出口１２からフェイスダウン状態で排出される。

（駆動伝達ユニットの構成）
図２は本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材を備えた駆動伝達ユニットの背面側の斜視図、図３は本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材を備えた駆動伝達ユニットの正面側の斜視図である。

上述した駆動プーリ５、感光体ドラム１７Ｂ，１７Ｙ，１７Ｃ，１７Ｍ、定着ローラ１８、反転経路１４の搬送ローラ２０等は、例えば、図２に示す一つの駆動モータ２１の駆動が動力伝達されることにより同期回転するように構成されている。

この駆動モータ２１は、画像形成装置本体（図示せず）に保持されるプレート２２に固定され、その出力は、図３に示すように、出力軸２３を介して２つの駆動ギヤ２４，２５に動力伝達される。

駆動ギヤ２４には、その回転軸２６上に伝達歯車２７が設けられている。この伝達歯車２７には、内歯無端ベルト２８の一端側が折り返すように巻設されていると共に従動ギヤ２９が噛み合わされている。

そして、例えば、回転軸２６には駆動プーリ５が設けられ、内歯無端ベルト２８の他端側には搬送ローラ２０の回転歯車（図示せず）が設けられ、従動ギヤ２９には感光体ドラム１７Ｍの回転伝達ギヤ（図示せず）等が噛み合わされる。また、駆動ギヤ２５は、複数の伝達ギヤ群３０を介して定着ローラ１８を回転させるための伝達ギヤユニット３１に動力を伝達する。尚、これらの動力伝達は、その回転方向や回転速度等に応じて他のギヤ等が介在される。

伝達ギヤユニット３１は、大径なファイナルギヤ３２と小径な連携ギヤ３３とが支持軸３４を介して互いに対向状態で同軸上に回転可能に設けられている。尚、支持軸３４はプレート２２に固定されており、伝達ギヤユニット３１の回転を許容し且つ図示しないＣリングやＥリング等によって脱落を防止しているものである。

従って、各ギヤ３２，３３の同期回転は、相対回転不能となるように互いに抱き合わせるように係合（嵌合）させることによって実現している。

これにより、支持軸３４は単なる円柱状の軸で良く、特殊な加工を施すことなく伝達ギヤユニット３１自体が伝達ギヤ群３０の動力伝達を受けて回転する。

尚、以下の説明では、伝達ギヤユニット３１を本実施の形態に係わる駆動伝達部材として説明するが、例えば、駆動ギヤ２４と伝達歯車２７や伝達ギヤ群３０を構成するギヤ等、少なくとも同軸上に２つ以上のギヤ（歯車）やプーリを配置すると共に互いに相対回転不能とした構成全般に適用することができる。

（伝達ギヤユニット３１の具体的構成）
図４はファイナルギヤ３２の正面側の斜視図、図５は連携ギヤ３３の背面側の斜視図、図６はファイナルギヤ３２に連携ギヤ３３を組み付けた状態の要部の断面図、図７は組み付け前の要部の断面図、図８は組み付け後の要部の断面図である。

第１回転部材としてのファイナルギヤ３２は、図４に示すように、樹脂（例えば、ポリアセタールやナイロン等）の一体成形により多層のリブ状に形成されており、その中心には支持軸３４が貫通する貫通孔３５が形成されている。また、ファイナルギヤ３２の組み付け状態において連携ギヤ３３と対向する対向面３２ａには、貫通孔３５の外側でこの貫通孔３５を部分的に取り巻くように分割された径方向に厚肉な２つの周壁３６が突出形成されている。この周壁３６のうち径方向に延びる一面は当接面３６ａを構成している。さらに、ファイナルギヤ３２には、弾性変位可能な２つのリブ３７が突出形成されている。

第２回転部材としての連携ギヤ３３は、図５に示すように、樹脂（例えば、ポリアセタールやナイロン等）の一体成形により多層のリブ状に形成されており、その中心には支持軸３４が貫通する貫通孔３８が形成されている。また、連携ギヤ３３の一面（例えば、取り付け状態の背面）には、貫通孔３８の外側でこの貫通孔３８を部分的に取り巻くように分割された２つのボス３９が突出形成されている。尚、このボス３９は中空の周壁構造が採用されている。さらに、このボス３９のうち径方向に延びる一面はリブ３７が弾接する被弾接面３９ａを構成している。
尚、周壁３６とボス３９とは、図６に示すように、その両者を合わせた状態で支持軸３４（貫通孔３５，３８）の略全周を取り巻くように分割されており、本実施の形態では、周壁３６とボス３９とを組み合わせの容易性を確保するための隙を考慮した略４等分に分割されて互いに交互に位置している。また、周壁３６とボス３９の各径方向に延びる突出角部分は互いに挿入が容易となるように面取り加工が施されている。

上記の構成において、伝達ギヤユニット３１は、予めプレート２２に支持軸３４を固定した状態で、この支持軸３４にファイナルギヤ３２の貫通孔３５を貫通させた後、周壁３６間にボス３９が位置するように、支持軸３４に連携ギヤ３３の貫通孔３８を貫通させる。

これにより、図７，図８に示すように、ボス３９の被弾接面３９ａにリブ３７が弾接し、周壁３６とボス３９とが互いに緊密状態で交合に位置すると同時に、リブ３７の弾接力によって周壁３６の当接面３６ａがボス３９の被弾接面３９ａとは周回方向逆側の被当接面３９ｂ（図６参照）と当接することと相俟って、ファイナルギヤ３２に連携ギヤ３３が嵌合保持されることとなる。

この際、リブ３７はファイナルギヤ３２の回転方向と逆方向にボス３９を付勢するように弾接することにより、周壁３６とボス３９とを組み合わせの容易性を確保するための隙が埋まると同時に、伝達ギヤユニット３１が回転した際のバックラッシュを抑制することができる。

これにより、本実施の形態に係わる伝達ギヤユニット３１を画像形成装置としてのフルカラープリンタ１に適用した場合、搬送シートの搬送タイミングとトナーの転写・定着タイミング等にズレが発生し難く、特に、トナー転写に係わる駆動系にこの伝達ギヤユニット３１を介在することによって画像ズレやブレを解消することができる。

また、例え、一つの駆動モータ２１で複数経路の動力伝達系を構成した場合にあっても、複数のギヤ等の回転部材を同軸に設けた際の各回転部材間における組み付け誤差に起因するガタの発生や異音の発生を抑制することができ、ユニット全体での同期を容易に取ることが可能となるうえ、経年劣化に伴うガタの発生を吸収することも可能となり、しかも、ギヤの噛み合い設計（寸法管理等）をも容易とすることができる。

具体的には、図９に示すように、連携ギヤ３３を基準とした場合、隣接するボス３９の間隔Ｓ１に対して周壁３６の幅Ｓ２は隙Ｗ１，Ｗ２だけ幅狭とされると共に、リブ３７の弾接面（突出先端）３７ａは被弾接面３９ａよりも隙Ｗ１，Ｗ２を加えた間隔よりも大きい幅Ｗ３で突出していることにより、リブ３７の弾接面３７ａが被弾接面３９ａに弾接した際に隙Ｗ１，Ｗ２を解消することができる。

尚、弾接面３７ａは、本実施の形態では略台形頭部形状とされたフラット面に形成されているが、全体的に円弧状とすることにより反力を受けた際の削れや傷の発生を防止することができる。

ところで、上記実施の形態では、本発明の駆動伝達部材を画像形成装置としてのフルカラープリンタ１に適用して説明したが、例えば、複写機や複合機等の画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。また、本発明の駆動伝達部材は画像形成装置に限定されるものではなく、少なくとも２つの回転部材を相対回転不能に係合する（抱き合わせる）もの全般に適用することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の模式図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材を備えた駆動伝達ユニットの背面側の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材を備えた駆動伝達ユニットの正面側の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材を構成するファイナルギヤの正面側の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材を構成する連携ギヤの背面側の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材を組み付けた状態の要部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材の組み付け前の要部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材の組み付け後の要部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達部材の要部を展開した説明図である。 従来の駆動伝達部材の分解斜視図である。

符号の説明

３１…伝達ギヤユニット（駆動伝達部材）
３２…ファイナルギヤ（第１回転部材）
３２ａ…対向面
３３…連携ギヤ（第２回転部材）
３３ａ…対向面
３４…支持軸
３６…周壁
３６ａ…当接面
３７…リブ
３９…ボス
３９ａ…被弾接面
３９ｂ…被当接面

Claims (7)

1. 支持軸に保持された第１回転部材と、該第１回転部材と対向するように同軸上で嵌合保持された第２回転部材とを備えた駆動伝達部材において、
   前記第１回転部材と前記第２回転部材の一方の対向面から回転中心を取り巻くように突出された径方向に厚肉な複数のボスと、前記第１回転部材と前記第２回転部材の他方の対向面から突出され且つ前記各ボスの径方向に延びる一面を被弾接面として周回方向に沿って弾接するリブとを備えていることを特徴とする駆動伝達部材。
2. 前記他方の対向面には、前記ボスの前記弾接面とは周回方向逆側の面を被当接面として当接する当接面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達部材。
3. 前記リブは前記第１，第２回転部材の回転方向とは逆方向に前記ボスを付勢するように弾接することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動伝達部材。
4. 前記第１，第２回転部材の一方がギヤ又はプーリであることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の駆動伝達部材。
5. 前記第１，第２回転部材の他方がギヤ又はプーリであることを特徴とする請求項４に記載の駆動伝達部材。
6. 前記第１，第２回転部材のうち少なくとも前記リブを有する回転部材が弾性を有する樹脂から構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の駆動伝達部材。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の駆動伝達部材を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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