JP2009097595A - Gear ratchet mechanism and image forming device having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歯車ラチェット機構とこれを動力伝達部に備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a gear ratchet mechanism and an image forming apparatus including the same in a power transmission unit.
電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置の動力伝達部には、逆回転防止機構であるラチェット機構を備えた図6に示すような歯車ラチェット機構が設けられている(特許文献1,2参照)。 A gear ratchet mechanism as shown in FIG. 6 equipped with a ratchet mechanism that is a reverse rotation prevention mechanism is provided in a power transmission unit of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that employs an electrophotographic system (Patent Document). 1 and 2).
即ち、図6は従来の歯車ラチェット機構130の側断面図であり、同図において、131,132は同軸上に配された駆動ギヤと被動ギヤであり、被動ギヤ132は回転軸133に固着されており、該被動ギヤ132の軸方向に長いボス132a上に駆動ギヤ131のボス131aが摺動可能に挿通することによって、駆動ギヤ131が被動ギヤ132のボス132a上を軸方向に摺動可能に配されている。このように構成することによって駆動ギヤ131と被動ギヤ132との軸間距離を短縮し、両ギヤ131,132の設置スペースの縮小を図っている。
6 is a side sectional view of a conventional
又、上記駆動ギヤ131と被動ギヤ132の各ウェブの相対向する面には円環リブ131b,132bがそれぞれ突設されており、これらの円環リブ131b,132bには互いに噛合するラチェット爪131c,132cがそれぞれ形成されている。そして、駆動ギヤ131は付勢手段であるスプリング135によって被動ギヤ132側(ラチェット爪131c,132c同士が噛合する方向)に常時付勢されている。
Further,
以上のように構成された歯車ラチェット機構130において、駆動ギヤ131の正回転は互いに噛合するラチェット爪131c,132cを介して被動ギヤ132に伝達され、該被動ギヤ132が駆動ギヤ131と共に正回転する。これに対して駆動ギヤ131が逆回転すると、ラチェット爪131c,132c同士の噛合が外れ、駆動ギヤ131側のラチェット爪131cが被動ギヤ132側のラチェット爪132cを乗り越えるため、駆動ギヤ131はスプリング135の付勢力に抗して間欠的に軸方向に移動しながら空転し、被動ギヤ132に回転を伝達しない。このため、被動ギヤ132の逆回転が防がれる。
しかしながら、図6に示した従来の歯車ラチェット機構130においては、特に駆動ギヤ131がはすば歯車であるような場合、該駆動ギヤ131が不図示の他のはすば歯車との噛み合いによって図示矢印方向のスラスト荷重Fを受けると、駆動ギヤ131にはラチェット爪131c,132cを中心とするモーメントが作用するため、該駆動ギヤ131に倒れが発生し、回転変動や騒音、ラチェット爪131c,132cの外れによる歯飛び現象の発生、駆動ギヤ131及び被動ギヤ132の破損や異常摩耗等の問題が引き起こされる。
However, in the conventional
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、駆動ギヤ又は被動ギヤの倒れを防いで回転変動や騒音等の問題を解消することができる歯車ラチェット機構及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to provide a gear ratchet mechanism that can prevent problems such as rotational fluctuations and noises by preventing the drive gear or the driven gear from falling down, and the same. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、同軸上に配された駆動ギヤと被動ギヤを備え、これらの駆動ギヤと被動ギヤの各ウェブに突設された円環リブに形成されたラチェット爪同士を噛合せしめるとともに、回転軸に固着された前記被動ギヤのボス部上を摺動可能に配された前記駆動ギヤを付勢手段によって前記被動ギヤ側に付勢して成る歯車ラチェット機構において、前記駆動ギヤ又は被動ギヤの一方の前記円環リブよりも径方向外方に倒れ防止用の円環リブを突設し、該円環リブを他方のギヤの端面に当接させたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a drive gear and a driven gear arranged on the same axis, and is formed in an annular rib projecting from each web of the drive gear and the driven gear. A gear ratchet that meshes the ratchet pawls and urges the drive gear slidably disposed on the boss portion of the driven gear fixed to the rotation shaft to the driven gear side by urging means. In the mechanism, an annular rib for preventing falling is provided radially outward from one of the annular ribs of the driving gear or the driven gear, and the annular rib is brought into contact with the end face of the other gear. It is characterized by that.
請求項2記載の画像形成装置は、動力伝達部に請求項1記載の歯車ラチェット機構を設けたことを特徴とする。 An image forming apparatus according to a second aspect is characterized in that the power transmission portion is provided with the gear ratchet mechanism according to the first aspect.
請求項1記載の発明によれば、駆動ギヤ又は被動ギヤの一方の円環リブよりも径方向外方に倒れ防止用の円環リブを突設し、該円環リブを他方のギヤの端面に当接させたため、駆動ギヤ又は被動ギヤにスラスト荷重が作用しても、駆動ギヤ又は被動ギヤの倒れが防がれ、回転変動や騒音、ラチェット爪の外れによる歯飛び現象の発生、ギヤの破損や異常摩耗等の問題が解消される。又、押圧力を小さくして所要の回転トルクを得るために小径部に爪を設けて安定した動作を行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, an annular rib for preventing a fall is provided projecting radially outward from one annular rib of the drive gear or the driven gear, and the annular rib is used as an end face of the other gear. Therefore, even if a thrust load is applied to the drive gear or driven gear, the drive gear or driven gear is prevented from falling, rotation fluctuations and noise, occurrence of tooth skipping due to ratchet claw disengagement, Problems such as breakage and abnormal wear are eliminated. Further, in order to obtain a required rotational torque by reducing the pressing force, a claw can be provided on the small diameter portion to perform a stable operation.
請求項2記載の発明によれば、歯車ラチェット機構におけるギヤの倒れが防がれるため、正常な動力伝達がなされて高質画像が安定的に得られる。 According to the second aspect of the present invention, since the gear ratchet mechanism is prevented from falling down, normal power transmission is performed and a high-quality image can be stably obtained.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
[画像形成装置]
図1は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのレーザビームプリンタの側断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[Image forming apparatus]
FIG. 1 is a side sectional view of a laser beam printer as an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
図示のレーザビームプリンタ1においては、箱状の本体(筐体)2の上面の中央部に、傾斜した凹状の排紙トレイ3が設けられている。そして、本体2の前面(図1の右側が前方)上部には開閉可能な手差しトレイ4が設けられており、この手差しトレイ4とその奥の本体2内に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラ5は手差し給紙部6を構成している。尚、手差し給紙部6の詳細は後述する。
In the illustrated laser beam printer 1, an inclined
而して、レーザビームプリンタ1は、本体2内に設けられた搬送路Lに沿って記録材である用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであって、前記搬送路Lは、側面視略L字状を成して前記排紙トレイ3へと延びている。
Thus, the laser beam printer 1 conveys an image on a sheet based on image data transmitted from a terminal (not shown) while conveying a sheet as a recording material along a conveyance path L provided in the
又、レーザビームプリンタ1は、本体2の下部に設けられたカセット給紙部7と、該カセット給紙部7上方の本体2内の略中央部に設けられた画像形成部8と、該画像形成部8の後方に配された定着部9と、該定着部9上方の本体2上面に設けられた凹状の排紙部10を備えている。
The laser beam printer 1 includes a cassette
上記カセット給紙部7は、上面が開放された矩形箱状の給紙カセット11内に複数枚の用紙を積層収容するとともに、給紙カセット11内の用紙を1枚ずつ取り出すピックローラ12と、取り出された用紙を1枚ずつ分離して搬送路Lへと送り出す給紙ローラ13aと分離ローラ13bを備えており、搬送路Lには、送り出された用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで画像形成部8へと供給するレジストローラ対14が設けられている。
The cassette
前記画像形成部8は、手差し給紙部6又はカセット給紙部7から供給された用紙に画像を形成するものであって、本体2内の略中央部に回転可能に配された像担持体としての感光ドラム15と、その周囲に配置された帯電器16、現像手段である現像装置17、転写手段である転写ローラ18及びクリーニング装置19と、これらの上方に配置されたレーザスキャナユニット(LSU)20、トナーホッパー21等を備えている。
The
又、前記定着部9は、画像形成部8において用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるためのものであって、互いに圧接されて回転する定着ローラ22と加圧ローラ23を備えている。
The
更に、前記排紙部10は、定着部9においてトナー像が定着された用紙を本体2外へと排出するためのものであって、搬送路Lの末端に設けられた排紙ローラ対24と、搬送路Lを搬送される用紙を前記排紙ローラ対24へと案内する縦リブ状の複数の搬送ガイドリブ25及び本体2外へと排出される用紙を積載するための前記排紙トレイ3を備えている。
Further, the paper discharge unit 10 is for discharging the paper on which the toner image has been fixed in the
次に、以上の構成を有するレーザビームプリンタ1の画像形成動作について説明する。 Next, an image forming operation of the laser beam printer 1 having the above configuration will be described.
例えばパーソナルコンピュータ(パソコン)等の端末から当該レーザビームプリンタ1にプリント開始信号が送信されると、画像形成部8においては、感光ドラム15が不図示の駆動手段によって図1の矢印方向(時計方向)に回転駆動され、その表面が帯電器16によって所定の電位に一様に帯電される。そして、端末から送信された画像データに基づくレーザ光がレーザスキャナユニット20から出力されて感光ドラム15上に照射されると、該感光ドラム15上には静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム15上に形成された静電潜像は、現像装置17によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。
For example, when a print start signal is transmitted to the laser beam printer 1 from a terminal such as a personal computer (personal computer), the
ところで、カセット給紙を行う場合、カセット給紙部7の給紙カセット11内に収容された用紙は、ピックローラ12によって最上位のものから1枚ずつピックアップされ、180ー
方向が反転されつつ給紙ローラ13aによってレジストローラ対14へと搬送される。
By the way, when cassette feeding is performed, the sheets stored in the
レジストローラ対14においては、用紙は、一時待機状態とされた後、感光ドラム15上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部8へと供給される。
In the
画像形成部8においては、感光ドラム15と転写ローラ18との間の転写ニップへと供給された用紙は、転写ローラ18によって感光ドラム15に押し付けられながら搬送されることによって、その表面(転写面)に感光ドラム15上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着部9へと搬送され、この定着部9において定着ローラ22と加圧ローラ23によって挟み込まれて搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム15の表面に残留するトナー(転写残トナー)はクリーニング装置19によって除去される。
In the
而して、定着部9にて表面にトナー像が定着された用紙は、搬送路Lを上方へと搬送され、搬送ガイドリブ25に沿って排紙ローラ対24へと導かれ、排紙ローラ対24によって本体2上部の排紙トレイ3に排出されて積載され、一連の画像形成動作が完了する。
Thus, the sheet on which the toner image is fixed on the surface by the fixing
尚、ユーザーが手差しで給紙する場合には、手差し給紙部6の手差しトレイ4上にセットされた用紙が給紙ローラ5によってレジストローラ対14へと供給され、以後は前述と同様のプロセスを経て用紙に画像が形成される。
[歯車ラチェット機構]
次に、本発明に係る歯車ラチェット機構を図2及び図3に基づいて説明する。
When the user manually feeds the paper, the paper set on the manual feed tray 4 of the manual paper feed unit 6 is supplied to the
[Gear ratchet mechanism]
Next, the gear ratchet mechanism according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図2は図1に示したレーザビームプリンタの動力伝達部の歯車ラチェット機構部の部分断面斜視図、図3は歯車ラチェット機構を構成する駆動ギヤと被動ギヤの斜視図である。 FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view of a gear ratchet mechanism portion of the power transmission portion of the laser beam printer shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of a drive gear and a driven gear constituting the gear ratchet mechanism.
図2に示すように、本発明に係る歯車ラチェット機構30は動力伝達部に組み込まれており、同軸上に配された駆動ギヤ31と被動ギヤ32を備えており、被動ギヤ32は回転軸33に固着されている。そして、被動ギヤ32の軸方向に長いボス32a上に駆動ギヤ31のボス31aが摺動可能に挿通することによって、駆動ギヤ31が被動ギヤ32のボス32a上を軸方向に摺動可能に配されており、該駆動ギヤ31は不図示のギヤに噛合し、被動ギヤ32はギヤ34に噛合している。このように構成することによって駆動ギヤ31と被動ギヤ32との軸間距離が短縮され、両ギヤ31,32の設置スペースが縮小され、動力伝達部の小型化が図られている。
As shown in FIG. 2, a
又、上記駆動ギヤ31と被動ギヤ32の各ウェプの相対向する面には円環リブ31b,32bがそれぞれ突設されており、図3に示すように、これらの円環リブ31b,32bには互いに噛合するラチェット爪31c,32cがそれぞれ形成されている。そして、駆動ギヤ31は付勢手段であるスプリング35によって被動ギヤ32側(ラチェット爪31c,32c同士が噛合する方向)に常時付勢されている。
In addition,
而して、本実施の形態では、駆動ギヤ31の前記円環リブ31bよりも径方向外方に位置するリムの被動ギヤ32に対向する端面には、倒れ防止用の円環リブ36が被動ギヤ32に向かって一体に突設されており、該円環リブ36はスプリング35の付勢力によって被動ギヤ32のリムの端面に当接している。
Thus, in the present embodiment, the
以上のように構成された歯車ラチェット機構30において、駆動ギヤ31の正回転は互いに噛合するラチェット爪31c,32cを介して被動ギヤ32に伝達され、該被動ギヤ32が駆動ギヤ31と共に正回転し、その回転はギヤ34に伝達される。これに対して駆動ギヤ31が逆回転すると、ラチェット爪31c,32c同士の噛合が外れ、駆動ギヤ31側のラチェット爪31cが被動ギヤ32側のラチェット爪32cを乗り越えるため、駆動ギヤ31はスプリング35の付勢力に抗して間欠的に軸方向に移動しながら空転し、被動ギヤ32に回転を伝達しない。このため、被動ギヤ32の逆回転が防がれる。
In the
而して、本実施の形態に係る歯車ラチェット機構30においては、駆動ギヤ31の円環リブ31bよりも径方向外方に位置するリムに倒れ防止用の円環リブ36を突設し、該円環リブ36を被動ギヤ32のリムの端面に当接させたため、駆動ギヤ31と被動ギヤ32の噛合によって駆動ギヤ31に図2に示すようにスラスト荷重Fが作用しても、駆動ギヤ31の倒れが防がれ、回転変動や騒音、ラチェット爪31c,32cの外れによる歯飛び現象の発生、ギヤ31,32の破損や異常摩耗等の問題が解消される。即ち、スラスト荷重Fによって駆動ギヤ31にはラチェット爪31c,32cを中心とするモーメントM1(=F×r1:r1はラチェット爪31c,32cからスラスト荷重Fの作用点までの距離)が作用し、このモーメントM1が駆動ギヤ31に倒れを生じさせるが、該駆動ギヤ31に突設された倒れ防止用の円環リブ36の被動ギヤ32への当接点のはスラスト荷重Fとは逆方向の反力Rが作用するため、駆動ギヤ31にはM1とは逆向きのモーメントM2(=R×r2:r2はラチェット爪31c,32cから反力Rの作用点までの距離)が作用する。従って、駆動ギヤ31に倒れを生じさせようとするモーメントM1は逆向きのモーメントM2によって相殺或いは減殺されることとなり、この結果、前述のように駆動ギヤ31の倒れが防がれて前記効果が得られる。
Thus, in the
又、上述のように歯車ラチェット機構30における駆動ギヤ31の倒れが防がれるため、図1に示したレーザビームプリンタ1における動力伝達部において正常な動力伝達がなされ、これによって高質画像が安定的に得られる。
Further, as described above, the
次に、本発明に係る歯車ラチェット機構の他の実施の形態を図4及び図5に示す。尚、図4及び図5においては、図2及び図3に示したものと同一要素には同一符号を付している。 Next, another embodiment of a gear ratchet mechanism according to the present invention is shown in FIGS. 4 and 5, the same elements as those shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals.
即ち、図4及び図5は他の実施の形態に係る歯車ラチェット機構の側断面図であり、図4に示す形態では、駆動ギヤ31のウェブの円環リブ31bよりも径方向外方の部位に倒れ防止用の円環リブ36’を突設し、該円環リブ36’を被動ギヤ32のリムの端面に当接させている。
4 and FIG. 5 are side sectional views of a gear ratchet mechanism according to another embodiment. In the embodiment shown in FIG. 4, the portion of the web of the
又、図5に示す形態では、駆動ギヤ31のリムよりも径方向外方に倒れ防止用の円環リブ36”を突設し、該円環リブ36”を被動ギヤ32のリムの外周に突設した円環プレート37に当接させており、本実施の形態では、反力Rが作用する円環リブ36”の円環プレート37への当接点がスラスト荷重Fの作用点よりも径方向外方に位置しているため、スラスト荷重Fによる曲げモーメントに対して反力Rによる逆方向の曲げモーメント(抵抗モーメント)が大きくなる。このため、駆動ギヤ31の倒れが一層効果的に防がれる。
Further, in the embodiment shown in FIG. 5, an
尚、以上の実施の形態では、駆動ギア31側に倒れ防止用の円環リブ36,36’,36”を突設したが、被動ギヤ32側に倒れ用の円環リブを突設し、この円環リブを駆動ギヤ31の端面に当接させるようにしても前記と同様の効果が得られる。又、以上は本発明を特にレーザビームプリンタ及びこれの動力伝達部に設けられた歯車ラチェット機構に適用した形態について説明したが、本発明は、プリンタの他、複写機やファクシミリ装置等、他の任意の画像形成装置及びこれの動力伝達部に設けられた歯車ラチェット機構に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
In the above embodiment, the
1 レーザビームプリンタ(画像形成装置)
2 プリンタ本体
3 排紙トレイ
4 手差しトレイ
5 給紙ローラ
6 手差し給紙部
7 カセット給紙部
8 画像形成部
9 定着部
10 排紙部
11 給紙カセット
12 ピックローラ
13a 給紙ローラ
13b 分離ローラ
14 レジストローラ対
15 感光ドラム
16 帯電器
17 現像装置
18 転写ローラ
19 クリーニング装置
20 レーザスキャナユニット(LSU)
21 トナーホッパー
22 定着ローラ
23 加圧ローラ
24 排紙ローラ対
25 搬送ガイドリブ
30 歯車ラチェット機構
31 駆動ギヤ
31a 駆動ギヤのボス
31b 駆動ギヤの円環リブ
31c 駆動ギヤのラチェット爪
32 被動ギヤ
32a 被動ギヤのボス
32b 被動ギヤの円環リブ
32c 被動ギヤのラチェット爪
33 回転軸
34 ギヤ
35 スプリング(付勢手段)
36 倒れ防止用円環リブ
36’ 倒れ防止用円環リブ
36” 倒れ防止用円環リブ
37 円環プレート
F スラスト荷重
L 搬送路
R 反力
r1 ラチェット爪からスラスト荷重の作用点までの距離
r2 ラチェット爪から反力の作用点までの距離
1 Laser beam printer (image forming device)
DESCRIPTION OF
21
36 Annular rib for fall prevention 36 'Annular rib for
Claims (2)
前記駆動ギヤ又は被動ギヤの一方の前記円環リブよりも径方向外方に倒れ防止用の円環リブを突設し、該円環リブを他方のギヤの端面に当接させたことを特徴とする歯車ラチェット機構。 A drive gear and a driven gear arranged on the same axis are provided, and ratchet claws formed on annular ribs projecting from the respective webs of the drive gear and the driven gear are meshed with each other and fixed to the rotating shaft. In the gear ratchet mechanism formed by urging the drive gear slidably arranged on the boss portion of the driven gear toward the driven gear by urging means,
An annular rib for preventing falling is projected outwardly in the radial direction from one of the annular ribs of the driving gear or the driven gear, and the annular rib is brought into contact with an end face of the other gear. Gear ratchet mechanism.
An image forming apparatus, wherein the power transmission portion is provided with the gear ratchet mechanism according to claim 1.
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