JP2010102005A - 歯車保持構造及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

歯車保持構造及びこれを備えた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】部品点数できるだけ少なくして低コスト化が図られ、手間を排除して組み立て作業性が高められた歯車保持構造を提供する。
【解決手段】定着ローラ21に動力を伝達するための駆動歯車24を、開閉部材である上ハウジング23Uの近傍に設けられた固定軸24aに、その軸線まわりに回転自在にして保持する歯車保持構造30は、上ハウジング23Uに、上ハウジング23Uの閉鎖時、固定軸24a先端側の駆動歯車24側面外側に近接して出現し、上ハウジング23Uの開放時、駆動歯車24側面外側の箇所から退避する歯車保持部31を備える。これにより、上ハウジング23Uを開放して駆動歯車24を固定軸24aに取り付け、その後上ハウジング23Uを閉鎖することによって容易に駆動歯車24を保持することが可能である。そして、この構成は、上ハウジング23Uに歯車保持部31を設けるだけで済む。
【選択図】図4

Description

本発明は、歯車を保持するための保持構造に関する。また、この歯車保持構造を備えた画像形成装置に関する。
オフィスや家庭などで使用される電子機器には、動作を制御するための様々な機能部品が必要であり、複写機やプリンタに代表される画像形成装置も例外ではない。このような機能部品のうち、モータなどの動力源から回転部材に動力を伝達するため、歯車が数多く使用されている。
従来歯車は、固定軸に挿入して抜けないようにするため、スナップリングなどを用いて保持されている。スナップリングは通常、固定軸の、先端側の歯車側面のさらに外側の箇所に刻まれた溝部に、専用工具であるスナップリングプライヤーなどを用いて取り付けられる。したがって、固定軸の先端側に溝部を刻む加工を施す必要がある。また、歯車の組み立て時には、作業者が上記プライヤーなどの工具を用いてスナップリングを取り付ける作業が必要となる。このようにして保持された歯車が数多く存在すると、結果として、部品点数や組み立て工数が大幅に増加することが懸念されている。
そこで、このような問題を解決すべく、スナップリングを用いることなく歯車を固定軸に保持する手法が提案され、その一例を特許文献1に見ることができる。特許文献1に記載された駆動ユニットのギア抜け止め構造では、固定軸を備えた板状部材に爪状突起を、歯車につばを設けている。
特許第4056174号公報(第3頁、図2)
特許文献1に記載された駆動ユニットのギア抜け止め構造では、固定軸を備えた板状部材に爪状突起を、歯車につばを設け、これら爪状突起とつばとを係合させることによって固定軸から歯車が抜けないように保持している。しかしながら、この構成では、すべての歯車につばを設ける加工が必要となり、歯車に関して部品材料や加工工数が増加することが懸念される。また、爪状突起を手で弾性変形させて、押さえながら歯車を固定軸に対して挿入したり、取り外したりしなければならない場合があり、組み立て作業性が悪くなる恐れがある。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、動力を伝達するための歯車を、開閉部材の近傍に設けられた固定軸に、その軸線まわりに回転自在にして保持する場合において、部品点数できるだけ少なくして低コスト化が図られ、手間を排除して組み立て作業性が高められた歯車保持構造を提供することを目的とする。また、このような歯車保持構造を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明は、動力を伝達するための歯車を、開閉部材の近傍に設けられた固定軸に、その軸線まわりに回転自在にして保持する歯車保持構造であって、前記開閉部材に、開閉部材閉鎖時、前記固定軸先端側の前記歯車側面外側に近接して出現し、開閉部材開放時、前記歯車側面外側の箇所から退避する歯車保持部を設けることとした。
また、上記構成の歯車保持構造において、前記歯車側面と前記歯車保持部との間に、スペーサー部材を備えることとした。
また、上記構成の歯車保持構造において、前記スペーサー部材は、その外径が、前記歯車の歯底円直径より小さいこととした。
また、上記構成の歯車保持構造において、前記スペーサー部材は、前記歯車に向かって突出する、歯車の歯底円直径より小さい直径のボス部を備えることとした。
また本発明では、上記歯車保持構造を画像形成装置に備えることとした。
本発明の構成によれば、動力を伝達するための歯車を、開閉部材の近傍に設けられた固定軸に、その軸線まわりに回転自在にして保持する歯車保持構造において、前記開閉部材に、開閉部材閉鎖時、前記固定軸先端側の前記歯車側面外側に近接して出現し、開閉部材開放時、前記歯車側面外側の箇所から退避する歯車保持部を設けることとしたので、開閉部材を開放して歯車を固定軸に取り付け、その後開閉部材を閉鎖することによって容易に歯車を保持することが可能である。そして、この構成は、開閉部材に歯車保持部を設けるだけで済む。したがって、動力を伝達するための歯車を、開閉部材の近傍に設けられた固定軸に、その軸線まわりに回転自在にして保持する場合において、部品点数できるだけ少なくして低コスト化が図られ、手間を排除して組み立て作業性が高められた歯車保持構造を提供することができる。
また、前記歯車側面と前記歯車保持部との間に、スペーサー部材を備えることとしたので、歯車保持部が、歯車の歯の箇所の側面に接触するのを防止することが可能である。これにより、歯車保持部が、回転する歯に引っ掛かるのを防止できる。したがって、低コスト化、及び組み立て作業性の向上に加えて、歯車の回転安定性も高められた歯車保持構造を提供することができる。
また、前記スペーサー部材は、その外径が、前記歯車の歯底円直径より小さいこととしたので、その歯車に噛み合う他方の歯車の歯が、スペーサー部材の周縁部に引っ掛かるのを防止することが可能である。したがって、低コスト化、及び組み立て作業性の向上に加えて、歯車の回転安定性が一層高められた歯車保持構造を提供することができる。
また、前記スペーサー部材は、前記歯車に向かって突出する、歯車の歯底円直径より小さい直径のボス部を備えることとしたので、上記と同様に、その歯車に噛み合う他方の歯車の歯が、スペーサー部材の周縁部に引っ掛かるのを防止することが可能である。したがって、低コスト化、及び組み立て作業性の向上に加えて、歯車の回転安定性が一層高められた歯車保持構造を提供することができる。
また本発明では、上記歯車保持構造を画像形成装置に備えることとしたので、動力を伝達するための歯車を、開閉部材の近傍に設けられた固定軸に、その軸線まわりに回転自在にして保持する場合に関して、部品点数できるだけ少なくして低コスト化が図られ、手間を排除して組み立て作業性が高められた画像形成装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を図1〜図7に基づき説明する。
最初に、本発明の第1の実施形態に係る歯車保持構造を備えた画像形成装置について、図1を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図1は、画像形成装置の一例であるプリンタの概略構造を示す模型的垂直断面右側面図である。図1において左方がプリンタの正面側、右方が背面側である。
図1に示すように、プリンタ1の本体2の内部下方には、給紙カセット3が備えられている。給紙カセット3の内部には、用紙Pが積まれて収容されている。給紙カセット3の用紙搬送方向下流部上方には、給紙カセット3用の給紙装置4が配置されている。この給紙装置4により、用紙Pは図1において給紙カセット3の左上方に向けて送り出される。なお、給紙カセット3は、本体2の正面側、すなわち図1において左方に、水平にスライド移動させて引き出し/収納が自在である。
プリンタ1の本体2の正面中央部には、図1に示すように、手差し給紙トレイ5が備えられている。手差し給紙トレイ5は、下端に設けられた、横方向に略水平に延びる支軸を中心として、用紙搬送方向に沿う垂直面内で回転可能になっている。手差し給紙トレイ5は、その支軸を中心として上端をプリンタ1の手前側、すなわち図1において左方に開閉自在であり、開放し、展開することにより、その上面に用紙Pなどを載置することが可能な形態になる。
手差し給紙トレイ5は、給紙カセット3に入っていないサイズの用紙や、厚紙、OHPシートのように1枚ずつ手で載置して、装置内に送り込みたいものを取り扱いことができる。手差し給紙トレイ5に載置された用紙は、図1において手差し給紙トレイ5の右方に配置された手差し給紙トレイ5用の給紙装置6により、本体2内に向けて送り出される。手差し給紙トレイ5は、使用しないとき、図1に示すように閉鎖状態にされる。
給紙カセット3及び手差し給紙トレイ5の用紙搬送方向下流には、給紙用用紙搬送路7、レジストローラ8、画像形成部9、及び転写ローラ10が配置されている。給紙カセット3または手差し給紙トレイ5から送り出された用紙Pは、給紙用用紙搬送路7を通りレジストローラ8の箇所に到達する。レジストローラ8は、用紙Pの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部9で形成されるトナー像とのタイミングを計り、用紙Pを転写ローラ10の箇所へと送り出す。
外部コンピュータ(図示せず)からの文字や図形、模様などの画像データ信号がプリンタ1に送信され、この画像データに基づき、画像形成部9上方に備えられた光走査装置11にて制御されるレーザ光L(図中一点鎖線)が照射される。これにより、画像形成部9においては、像担持体である感光体ドラム12上に原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、前記レジストローラ8によって同期をとって送られてきた用紙Pに、感光体ドラム12と転写ローラ10とが圧接して形成される転写ニップ部にて転写される。
画像形成部9及び転写ローラ10の用紙搬送方向下流には、定着装置20が備えられている。転写ローラ10にて未定着トナー像を担持した用紙Pは、定着装置20へと送られ、熱ローラである定着ローラ21と加圧ローラ22とによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
定着装置20の下流には、排出用用紙搬送路13、用紙排出口14、及び用紙排出部15が配置されている。定着装置20から排出された用紙Pは、排出用用紙搬送路13を通って上方へ送られ、用紙排出口14から、本体2上面に設けられた用紙排出部15に排出される。
続いて、プリンタ1の定着装置20の詳細な構造について、図1に加えて、図2〜図5を用いて説明する。図2は定着装置の右前方から見た斜視図、図3は図2の定着装置の歯車保持構造の箇所を示す部分拡大斜視図、図4は定着装置の歯車保持構造の箇所を示す垂直断面部分拡大正面図、図5は図2と同様の定着装置の右前方から見た斜視図にして、歯車及びスペーサー部材を取り外した状態を示すものである。
定着装置20は、図1及び図2に示すように、定着部材である定着ローラ21と、加圧部材である加圧ローラ22とを、そのハウジング23の内部に備えている。そして、図2に示すように、ハウジング23の右側面の箇所には歯車保持構造30が備えられている。
定着ローラ21は、用紙搬送路の上方で、用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図1の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。定着ローラ21は直径が40mmで、アルミニウムや鉄等の金属からなる管状芯材の表面に、シリコンゴムまたはスポンジからなる弾性部材層が設けられている。弾性部材層の外側であって、定着ローラ21の表面には、フッ素系樹脂からなる離型層を密着して設け、平滑性とトナーの離型性を高めている。
定着ローラ21の内部には、定着ローラ21の加熱手段である棒状のハロゲンヒータ(図示せず)が配置されている。このハロゲンヒータは、定着ローラ21の軸線方向に延び、内側から定着ローラ21を加熱するものである。
加圧ローラ22は、用紙搬送路の下方、すなわち定着ローラ21の下方で、定着ローラ21と同様に用紙幅方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。加圧ローラ22は、アルミニウムやステンレス鋼等の金属からなる芯金の外側に、シリコンゴムまたはスポンジからなる弾性部材層が設けられている。なお、加圧ローラ22を加熱する加熱手段は備えられていない。
定着装置20には、加圧ローラ22を定着ローラ21に向かって付勢する付勢手段(図示せず)が設けられている。これにより、定着ローラ21と加圧ローラ22とは、所定の圧力で互いに圧接せしめられ、用紙搬送方向に所定長さの定着ニップ部を形成する。この定着ニップ部を、未定着トナー像を担持した用紙Pが通過する。
一方、図2及び図3に示すように、定着装置20は、その右側面の箇所に、駆動歯車24及び従動歯車25を備えている。駆動歯車24は、後述する下ハウジング23Bの上ハウジング23U近傍の箇所に設けられた、下ハウジング23Bの右側面から右方外側に向かって略水平に延びる固定軸24aの軸線まわりに回転自在にして支持されている。駆動歯車24は、図示しない駆動装置から得た動力を、連結する従動歯車25に伝達する。これにより、定着ローラ21は、駆動歯車24及び従動歯車25を介して、用紙搬送速度と同じ周速度になるように回転せしめられる。加圧ローラ22は、定着ローラ21に接触していることにより、定着ローラ21の回転に従って回転する。通常の定着動作では、図1において用紙Pを左方から右方に搬送しつつ、用紙Pの表面の未定着トナー像を定着するように、定着ローラ21は反時計方向に、加圧ローラ22は時計方向に回転する。
ハウジング23は、定着ローラ21及び加圧ローラ22の周囲を覆い、カバーしている。ハウジング23は、用紙幅方向に長く延びる略直方体の箱形状をなすとともに、その正面側及び背面側に、用紙Pが通過する用紙進入口26(図2参照)及び用紙排出口(図示せず)の開口部が各々設けられている。
また、ハウジング23は、定着ローラ21を擁する上ハウジング23Uと、加圧ローラ22を擁する下ハウジング23Bとの、上下2個の部材が合体して構成されている。上ハウジング23Uは、用紙進入口26の上方に設けられた、用紙幅方向に延びる図示しない支軸により、下ハウジング23Bに対して支持されている。これにより、図5に示すように、上ハウジング23Uは、その支軸の箇所を中心とし、背面側を自由端として用紙搬送方向に沿う垂直面内で回転自在な、開閉部材として機能する。上ハウジング23Uを上方に開放すると、定着ローラ21が加圧ローラ22に対して離間し、用紙ジャムなどに対応することができる。また、上ハウジング23Uを閉鎖すると、定着ローラ21と加圧ローラ22とが付勢手段に抗して圧接することになる。
歯車保持構造30は、図3に示すように、定着ローラ21を回転させるための駆動歯車24に対応する箇所に備えられている。歯車保持構造30は、歯車保持部31と、スペーサー部材32とを備えている。
歯車保持部31は、図4に示すように、上ハウジング23Uに設けられている。歯車保持部31は、上ハウジング23Uの本体部から下方に突出するように延びる突起部として構成されている。歯車保持部31は、図3及び図4に示すように、開閉部材である上ハウジング23Uの閉鎖時、下ハウジング23Bの固定軸24aに支持された駆動歯車24に対応する箇所であって、固定軸24a先端側の駆動歯車24側面外側に近接する箇所に位置している。歯車保持部31の下端は、駆動歯車24の径方向に関して駆動歯車24の歯底と固定軸24aとの間の箇所に位置している。駆動歯車24の固定軸24a先端側は、この歯車保持部31によって、駆動歯車24が固定軸24aから脱落しないように保持されている。
なお、歯車保持部31は、上ハウジング23Uの閉鎖時、上記のように固定軸24a先端側の駆動歯車24側面外側に近接する箇所に出現するが、上ハウジング23Uの開放時、図5に示すように、駆動歯車24側面外側の箇所から退避する。これにより、駆動歯車24は、固定軸24aから取り外すことができる。
スペーサー部材32は、固定軸24a先端側の駆動歯車24側面外側であって、駆動歯車24と歯車保持部31との間の箇所に備えられている。スペーサー部材32は、駆動歯車24同様、固定軸24aに軸線を一致させ、回転自在にして挿入された薄い円盤形状の部材であり、厚さが0.5mmのPC(ポリカーボネート)シートで構成されている。スペーサー部材32の外径は、駆動歯車24の歯底円直径より小さい。このようなスペーサー部材32の存在により、歯車保持部31は、駆動歯車24に直接接触することなく、スペーサー部材32を介して、駆動歯車24が固定軸24aから脱落しないように保持している。
上記のように、定着装置20の定着ローラ21に動力を伝達するための駆動歯車24を、開閉部材である定着装置20の上ハウジング23Uの近傍に設けられた固定軸24aに、その軸線まわりに回転自在にして保持する歯車保持構造30において、上ハウジング23Uに、上ハウジング23Uの閉鎖時、固定軸24a先端側の駆動歯車24側面外側に近接して出現し、上ハウジング23Uの開放時、駆動歯車24側面外側の箇所から退避する歯車保持部31を設けたので、上ハウジング23Uを開放して駆動歯車24を固定軸24aに取り付け、その後上ハウジング23Uを閉鎖することによって容易に駆動歯車24を保持することが可能である。そして、この構成は、上ハウジング23Uに歯車保持部31を設けるだけで済む。したがって、動力を伝達するための駆動歯車24を、上ハウジング23Uの近傍に設けられた固定軸24aに、その軸線まわりに回転自在にして保持する場合において、部品点数できるだけ少なくして低コスト化が図られ、手間を排除して組み立て作業性が高められた歯車保持構造30を提供することができる。
また、駆動歯車24側面と歯車保持部31との間に、固定軸24aに回転自在にして挿入されたスペーサー部材32を備えているので、歯車保持部31が、駆動歯車24の歯の箇所の側面に接触するのを防止することが可能である。これにより、歯車保持部31が、回転する歯に引っ掛かるのを防止できる。したがって、低コスト化、及び組み立て作業性の向上に加えて、駆動歯車24の回転安定性も高められた歯車保持構造30を提供することができる。
そして、スペーサー部材32は、外径が駆動歯車24の歯底円直径より小さい円盤形状であるので、その駆動歯車24に噛み合う他方の歯車である従動歯車25の歯が、スペーサー部材32の周縁部に引っ掛かるのを防止することが可能である。したがって、低コスト化、及び組み立て作業性の向上に加えて、歯車の回転安定性が一層高められた歯車保持構造30を提供することができる。
また本発明では、上記歯車保持構造30を画像形成装置であるプリンタ1に備えたので、定着装置20の定着ローラ21に動力を伝達するための駆動歯車24を、上ハウジング23Uの近傍に設けられた固定軸24aに、その軸線まわりに回転自在にして保持する場合に関して、部品点数できるだけ少なくして低コスト化が図られ、手間を排除して組み立て作業性が高められたプリンタ1を提供することができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る歯車保持構造の詳細な構成について、図6を用いて説明する。図6は、定着装置の歯車保持構造の箇所を示す垂直断面部分拡大正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図1〜図5を用いて説明した前記第1の実施形態と同じであるので、第1の実施形態と共通する構成については図面の記載、及びその説明を省略するものとする。
第2の実施形態に係る歯車保持構造30は、図6に示すように、スペーサー部材33がボス部33aを備えている。ボス部33aは、駆動歯車24及びスペーサー部材33と軸線を一致させた円形断面を有する形で構成され、駆動歯車24に向かって突出している。そして、ボス部33aは、その直径が駆動歯車24の歯底円直径より小さい。スペーサー部材33は、ボス部33a側の端面で駆動歯車24と、ボス部33aと反対側の面で歯車保持部31と接触し得る。
このようにして、スペーサー部材33は、駆動歯車24に向かって突出する、駆動歯車24の歯底円直径より小さい直径のボス部33aを備えているので、第1の実施形態と同様に、駆動歯車24に噛み合う従動歯車25の歯が、スペーサー部材33の周縁部に引っ掛かるのを防止することが可能である。したがって、低コスト化、及び組み立て作業性の向上に加えて、歯車の回転安定性が一層高められた歯車保持構造30を提供することができる。
次に、本発明の第3の実施形態に係る歯車保持構造の詳細な構成について、図7を用いて説明する。図7は、定着装置の歯車保持構造の箇所を示す垂直断面部分拡大正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図1〜図5を用いて説明した前記第1の実施形態と同じであるので、第1の実施形態と共通する構成については図面の記載、及びその説明を省略するものとする。
第3の実施形態に係る歯車保持構造30は、図7に示すように、第1の実施形態で見られたスペーサー部材32を用いることなく、歯車保持部31の先端の箇所に凸部34を備えている。凸部34は、駆動歯車24の径方向に関して駆動歯車24の歯底と固定軸24aとの間の箇所に位置し、駆動歯車24の軸線方向に関して歯車保持部31から駆動歯車24の外側側面に向かって突出している。
このようにして、歯車保持構造30が、スペーサー部材32を用いることなく、歯車保持部31の先端の箇所に凸部34を備えている場合であっても、第1の実施形態と同様の作用、効果が得られる。すなわち、定着装置20の定着ローラ21に動力を伝達するための駆動歯車24を、上ハウジング23Uの近傍に設けられた固定軸24aに、その軸線まわりに回転自在にして保持する場合において、低コスト化、及び組み立て作業性の向上に加えて、駆動歯車24の回転安定性も高められた歯車保持構造30を提供することができる。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
例えば、プリンタ1は、上記実施形態ではブラックトナーのみを使用したモノクロ印刷用の画像形成装置であるが、このような機種に限定されるわけではなく、中間転写ベルトを備え、複数色を重ね合わせて画像形成すること可能なタンデム方式、或いはロータリーラック方式のカラー印刷用画像形成装置であっても構わない。
また、上記実施形態では、本発明の歯車保持構造を定着装置20の定着ローラ21に動力を伝達するための駆動歯車24に対して適用した形態を、一例として掲げたが、他の歯車に対して適用することも可能である。定着ローラ21のほかの例としては、図1に示した感光体ドラム12、レジストローラ8などといった回転部材に動力を伝達する歯車(図示せず)に対しても、本発明の歯車保持構造を適用することができる。これにより、プリンタ1の各所に設けられた歯車保持構造に関して、低コスト化、組み立て作業性の向上、及び歯車の回転安定性の向上が図られた歯車保持構造を提供することができる。
本発明は、動力を伝達するための歯車を、開閉部材の近傍に設けられた固定軸に、その軸線まわりに回転自在にして保持する歯車保持構造において利用可能である。
本発明の第1の実施形態に係る歯車保持構造を備えたプリンタを示す模型的垂直断面右側面図である。 図1に示すプリンタの定着装置の右前方から見た斜視図である。 図2の定着装置の歯車保持構造の箇所を示す部分拡大斜視図である。 図3の歯車保持構造の箇所を示す垂直断面部分拡大正面図である。 図2と同様の定着装置の右前方から見た斜視図にして、歯車及びスペーサー部材を取り外した状態を示すものである。 本発明の第2の実施形態に係る歯車保持構造の箇所を示す垂直断面部分拡大正面図である。 本発明の第3の実施形態に係る歯車保持構造の箇所を示す垂直断面部分拡大正面図である。
符号の説明
1 プリンタ(画像形成装置)
20 定着装置
21 定着ローラ
22 加圧ローラ
23 ハウジング
23U 上ハウジング(開閉部材)
23B 下ハウジング
24 駆動歯車(歯車)
24a 固定軸
30 歯車保持構造
31 歯車保持部
32、33 スペーサー部材
33a ボス部
34 凸部

Claims (5)

  1. 動力を伝達するための歯車を、開閉部材の近傍に設けられた固定軸に、その軸線まわりに回転自在にして保持する歯車保持構造であって、
    前記開閉部材に、開閉部材閉鎖時、前記固定軸先端側の前記歯車側面外側に近接して出現し、開閉部材開放時、前記歯車側面外側の箇所から退避する歯車保持部を設けたことを特徴とする歯車保持構造。
  2. 前記歯車側面と前記歯車保持部との間に、スペーサー部材を備えることを特徴とする請求項1に記載の歯車保持構造。
  3. 前記スペーサー部材は、その外径が、前記歯車の歯底円直径より小さいことを特徴とする請求項2に記載の歯車保持構造。
  4. 前記スペーサー部材は、前記歯車に向かって突出する、歯車の歯底円直径より小さい直径のボス部を備えることを特徴とする請求項2に記載の歯車保持構造。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の歯車保持構造を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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JP2016142851A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 ブラザー工業株式会社 現像カートリッジ

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JP2016142851A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 ブラザー工業株式会社 現像カートリッジ

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