JP2015132711A - 駆動伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動力を伝達するギアを備え、ギアがラジアル方向に付勢される駆動伝達装置において、軸と軸穴との間の摺擦性を保持しつつ、軸と軸穴との摺動による削れの発生を防止する。【解決手段】駆動力を伝達する間、従動ギア２２２がラジアル方向に付勢されることで軸Ｂ２１２の外周面の所定の領域（摺擦部Ｆ）と従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａとが摺動し、軸Ｂ２１２の外周面のうち、摺擦部Ｆ以外の領域に、回転中心穴２２２ａとの間で潤滑剤を保持する溝２１２ａが設けられていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、駆動伝達装置及び画像形成装置に関するものである。

画像形成装置においては、種々の駆動列によりモータ等の動力源から発生される動力を伝達し、各部の部品を動作させている。この駆動列には一般にはギア列が用いられることが多い。ギア列とは、フレーム、フレームに略垂直に設けられた複数の軸、軸に嵌合し回転する複数のギア等の部材から成る。ギアには、駆動力をギア列に入力する入力ギア、入力ギアからの駆動力を伝達する従動ギア、従動ギアからの駆動力を受けて各部の部品を動作させる出力ギアがある。ギア列の駆動時において、従動ギアは、隣接する出力ギアとの位置関係や回転方向等により特定のラジアル方向に付勢力を受ける。このとき、出力ギアの負荷トルクが大きい場合には、従動ギアは大きな付勢力を受けて回転することとなり、その結果、従動ギア回転中心穴と軸とが高い圧で摺擦（摺動）され、従動ギア回転中心穴に削れが生じることが懸念されていた。

画像形成装置においては、例えば加圧ローラに連結されたギアが出力ギアにあたる。そのギアに隣接する従動ギアは回転に大きなトルクを必要とするため、ギア歯面の削れに対して高耐久性が必要であり、また熱源に近いため耐熱性も必要である。また、従動ギアは大きな付勢力を受けて回転するため、従動ギア回転中心穴と軸との良好な摺擦性（摺動性、潤滑性）も必要となる。このような条件を同時に満たす材料は非常に高価であるため、グリス等の潤滑剤塗布により摺擦性を上げる等の工夫が必要となる。
摺擦性向上のために、従動ギア回転中心穴と軸との摺擦部にグリス等の潤滑剤を塗布する構成が例えば特許文献１，２に記載されている。特許文献１では、円周方向に沿って一周する溝を軸に設け、そこにグリスを充填することで、グリスを保持し削れを防止している。特許文献２では、回転中心穴と軸との摺擦部にグリス溜まりの溝を設けることで、グリスを保持し削れを防止している。

特開２０１１−１３７４７８号公報 特開２０１１−１７４５７７号公報

しかしながら、特許文献１，２どちらの構成においても、グリスが存在しているものの、従動ギア回転中心穴と、軸に設けられた溝の端部が摺擦することとなる。そのため、長時間、高い付勢力で駆動が行われた場合には、溝の端部で従動ギア回転中心穴が削られてしまうことが懸念される。
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、駆動力を伝達するギアを備え、ギアがラジアル方向に付勢される駆動伝達装置において、軸と軸穴との間の摺擦性を保持しつつ、軸と軸穴との摺動による削れの発生を防止することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
駆動力を伝達するギアと、
前記ギアを回転可能に支持する枠体と、
を備え、
前記枠体には固定軸が設けられ、前記ギアには、前記固定軸に対して回転可能に嵌合する軸穴が設けられ、
駆動力を伝達する間、前記ギアがラジアル方向に付勢されることで前記固定軸の外周面の所定の領域と前記軸穴とが摺動する駆動伝達装置において、
前記固定軸の外周面のうち、前記所定の領域以外の領域に、前記軸穴との間で潤滑剤を保持する保持部が設けられていることを特徴とする。

また、駆動力を伝達するギアと、
前記ギアを回転可能に支持する枠体と、
を備え、
前記ギアには回転軸が設けられ、前記枠体には、前記回転軸が回転可能に嵌合される軸穴が設けられ、
駆動力を伝達する間、前記ギアがラジアル方向に付勢されることで前記軸穴の内周面の所定の領域と前記回転軸とが摺動する駆動伝達装置において、
前記軸穴の内周面のうち、前記所定の領域以外の領域に、前記回転軸との間で潤滑剤を保持する保持部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、駆動力を伝達するギアを備え、ギアがラジアル方向に付勢される駆動伝達装置において、軸と軸穴との間の摺擦性を保持しつつ、軸と軸穴との摺動による削れの発生を防止することが可能となる。

実施例１の画像形成装置の概略構成を示す断面図 実施例１のギア列の構成について説明するための概略斜視図 実施例１のギア列の構成について説明するための概略斜視図 実施例１のギア列からフレームＢを除いた状態を示す概略正面図 実施例１の付勢力を受けた状態の従動ギアと軸Ｂとの嵌合部を示す拡大図 実施例２の軸Ｂの形状について説明するための図 実施例３の軸Ｂの形状について説明するための図 実施例３のギア列を示す概略図 実施例４の軸Ｂの形状について説明するための図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

［実施例１］
以下に、実施例１について説明する。
図１は、本実施例の画像形成装置の一例としてのモノクロデジタルプリンタの概略構成を示す断面図である。
図１において、１００は画像形成装置本体（以下、装置本体）である。この装置本体１００には、画像形成部１０１が収容されている。１０２は、画像形成部１０１に記録材Ｓを給送する記録材給送部であり、１０３は、記録材Ｓに画像を定着する定着装置である。１２４は、装置本体の上面に設けられ、画像形成部１０１により画像形成された記録材Ｓを積載する積載部である。

ここで、画像形成部１０１は、図１中で時計回りに回転する感光ドラム１１１と、露光
装置１１３と、感光ドラム１１１の回転方向に沿って順に配設された帯電ローラ１１２と、現像装置１１４と、転写ローラ１１５とを有している。そして、画像形成部１０１は、画像形成プロセスによって記録材Ｓ上にトナー像を形成する。

また、記録材給送部１０２は、画像形成に供される記録材Ｓが複数枚、積層状態で収納されている給送カセット１０５、給送ローラ１０７、搬送ガイド１０９、レジストレーションローラ１１０等を有している。
定着装置１０３は、定着ベルト１１６と、この定着ベルト１１６に下方から当接された加圧ローラ１１７と、定着排出ローラ１１８と、定着排出ローラ１１８に上方から当接された定着排出対向ローラ１１９を有している。

画像形成部１０１と、定着装置１０３と、給送カセット１０５との間には、記録材Ｓの表裏両面に対して画像形成するときに使用される記録材Ｓの再搬送通路１２６が設けられている。
記録材Ｓの両面に画像が形成される場合には、一方の面（表面）にトナー像が定着された記録材Ｓは受入ローラ１２３に向かって搬送される。そして、記録材Ｓの後端が分岐部１２７を抜けた後、反転ローラ１２８を逆転させることで、記録材Ｓはスイッチバックされ、再搬送通路１２６を通過して、画像形成部１０１に搬送される。

１２５は、積載部１２４に積載されている記録材Ｓの満載を検知する満載検知レバーである。満載検知レバー１２５により、記録材Ｓが満載であることが検知されると、不図示の制御部は、積載部１２４上の記録材Ｓが取り除かれるまで、記録材Ｓに画像形成を行わないように制御する。
レジストレーションローラ１１０、転写ローラ１１５、加圧ローラ１１７等の画像形成の際に駆動される部材は、後述のようにモータ（駆動源）から発生される駆動力がギア列（駆動伝達装置、駆動伝達機構）により各部に伝達されることで駆動されている。

図２，３は、本実施例の駆動伝達装置としてのギア列２００の構成について説明するための概略斜視図である。図４は、ギア列２００からフレームＢ２０２を除いた状態を示す概略正面図である。
２０１はフレームＡ、２０２はフレームＢであり、後述の軸およびギアを保持しギア列２００の枠体を形成するものである。２１１は軸Ａ、２１２は軸Ｂ、２１３は軸Ｃであり、それぞれ軸足がフレームＡ２０１にカシメられ、フレームＡ２０１に対して略垂直となっている。ここで、軸Ｂ２１２は、固定軸に相当する。
また軸Ａ２１１、軸Ｂ２１２、軸Ｃ２１３の軸先端部はフレームＢ２０２にラフに嵌合されている。２２１は入力ギア、２２２は従動ギア、２２３は出力ギアであり、それぞれ軸Ａ２１１、軸Ｂ２１２、軸Ｃ２１３に、その回転中心穴（軸穴）が隙間嵌めで嵌合され回転可能に支持（保持）されている。

本実施例のギア列２００においては、モータからの駆動力が入力ギア２２１から伝わり、従動ギア２２２を介し、出力ギア２２３へと伝達される。
ギア列２００の組立時には、軸表面にグリスが塗布された状態でギアが組み付けられ、軸表面とギア回転中心穴との間にはグリスが介在した状態となっている。

装置本体１００において、例えば加圧ローラ１１７に連結されたギアは回転させるのに大きなトルクが必要である。本実施例では、出力ギア２２３が加圧ローラ１１７に連結された場合について説明する。

図４に示すように、入力ギア２２１、従動ギア２２２、出力ギア２２３がそれぞれ図中の矢印の方向に回転することでモータからの駆動力が伝達される。このように駆動力が伝
達される間、従動ギア２２２は噛合うギア（入力ギア２２１及び出力ギア２２３）から受ける力の合力である特定のラジアル方向（径方向、本実施例では矢印Ｄの方向）に付勢力を受ける。この付勢力の方向は、従動ギア２２２の入力ギア２２１、出力ギア２２３との噛合い点の位置や、噛合い点の位置における駆動伝達方向（回転方向）等の関係から決まる。

図５は、付勢力を受けた状態における従動ギア２２２と、軸Ｂ２１２との嵌合部を拡大して示した図である。
従動ギア２２２は軸Ｂ２１２に対して隙間嵌めで嵌合され、軸Ｂ２１２の外周面の外径よりも従動ギア２２２の内周面の内径の方が若干大きい。従って、従動ギア２２２は、駆動伝達中は、図４に示す矢印Ｄの方向に付勢力を受けて、軸Ｂ２１２との嵌合ガタの分だけ矢印Ｄの方向に寄る。このため、従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａの内周面と軸Ｂ２１２の外周面の一部の所定の領域とが摺擦（摺動）することとなる。図５に示す箇所Ｆが軸Ｂ２１２の外周面の一部の所定の領域であり、摺擦部Ｆとして説明する。

これに対して、摺擦部Ｆの対向側における、従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａと軸Ｂ２１２との間には図５に示すように隙間ができる。
本実施例では、軸Ｂ２１２の外周面のうち、この隙間ができる箇所に保持部としての溝２１２ａを設け、溝２１２ａと回転中心穴２２２ａの内周面との間に、グリス等の潤滑剤を保持するためのグリス溜まりＥを形成することを特徴としている。
このような構成とすることで、従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａと、軸Ｂ２１２に設けられた溝２１２ａとが摺擦してしまうことを防止することができる。また、グリス溜まりＥに溜まったグリスは、従動ギア２２２の回転と共に摺擦部Ｆに搬送（供給）されるので、摺擦部Ｆにグリスを介在させることができる。

以上説明したように、本実施例では、軸Ｂ２１２のうち、従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａと軸Ｂ２１２とが摺擦する摺擦部Ｆ以外の位置に、溝２１２ａを設けている。これにより、従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａと、軸Ｂ２１２の溝２１２ａとが摺擦するようなことはなくなり、接触することもなくなる。また、グリス溜まりＥに溜まったグリスは、従動ギア２２２の回転と共に摺擦部Ｆに供給されるので、摺擦部Ｆの摺擦性（摺擦性能、摺動性、潤滑性）を良好な状態とすることができる。
したがって、摺擦部Ｆの摺擦性を保持しつつ、従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａや軸Ｂ２１２における摺擦による削れを防止することができ、より高い耐久性を持ったギア列２００、およびこれを備えた画像形成装置を提供することができる。

ここで、本実施例では、溝２１２ａは、軸Ｂ２１２のうち、矢印Ｄの方向に付勢力を受けることで従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａと軸Ｂ２１２との間で隙間ができる箇所（摺擦部Ｆの対向側の箇所）に設けられているが、これに限るものではない。すなわち、溝２１２ａは、軸Ｂ２１２のうち、矢印Ｄの方向に付勢力を受けることで従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａと軸Ｂ２１２とが摺動する領域以外の領域に設けられるものであればよい。
また、本実施例の軸Ｂ２１２においては、断面形状が図５に示されている溝２１２ａが、スラスト方向（軸方向）に延びることで、保持部が構成されているが、これに限るものではない。軸Ｂ２１２に設けられる保持部としては、従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａとの間で潤滑剤を保持するものであればよく、例えば、軸Ｂ２１２の外周面に設けられた１つ以上の凹み（窪み）であってもよい。この凹みに保持される潤滑剤により、従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａと軸Ｂ２１２との摺擦性が良好になるものであればよく、凹みの形状や数は特に限定されるものではない。

また、本実施例では、従動ギア２２２を回転可能に支持する軸Ｂ２１２に溝２１２ａが
設けられた形態について説明したが、これに限るものではない。本発明は、モータからの駆動力を伝達する間、ラジアル方向に付勢されるギアであれば、好適に適用することができ、これにより上述した効果を得ることが可能である。本実施例では、軸Ｂ２１２がフレームＡ２０１、フレームＢ２０２に配設され、軸Ｂ２１２に対して回転可能に嵌合する回転中心穴２２２ａが従動ギア２２２に設けられた形態について説明したが、これに限るものではない。すなわち、従動ギアに回転軸が設けられ、従動ギアの回転軸が回転可能に嵌合される軸穴がフレームに設けられた形態であっても、本発明を好適に適用することができる。この場合には、フレームに設けられた軸穴の内周面に保持部が設けられることとなる。また、本実施例では、駆動伝達装置としてギア列２００が１つの従動ギア２２２を備えた形態について説明したが、これに限るものではない。すなわち、ギア列２００が複数の従動ギアを備えるものであってもよい。また、駆動伝達装置としては、１つの駆動伝達ギアで構成されるものであってもよい。

［実施例２］
以下に、実施例２について説明する。
図６は、本実施例の軸Ｂ２１２の形状について説明するための図である。
本実施例においては、実施例１に対して軸Ｂ２１２の形状が異なっている。なお、本実施例では、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。

実施例１においては、図５に示すように軸Ｂ２１２に断面略Ｖ字型の溝２１２ａが設けられていたが、本実施例においては、軸Ｂ２１２をラジアル方向に沿って切断した場合の断面形状が略Ｄ形状となるような溝２１２ａが設けられている。
この溝２１２ａの断面形状は、換言すると、断面において、円の一部を半直線で２分割し、分割した形状の内の１つを削除することで構成される形状（略Ｄ形状）ということができる。

このような構成とすることで、実施例１に比べて、軸Ｂ２１２の溝２１２ａの加工、および溝２１２ａへのグリスの塗布を容易に行うことができる。この結果、より安価に、従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａや軸Ｂ２１２における摺擦による削れを防止することが可能となる。

［実施例３］
以下に、実施例３について説明する。
図７は、本実施例の軸Ｂ２１２の形状について説明するための図である。図８（ａ）は、本実施例のギア列２００を示す概略正面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＧ−Ｇ断面を示すもので、本実施例の軸Ｂ２１２の中心軸（軸心）および従動ギア２２２の回転中心軸を含む面を切断面とした概略断面図である。
本実施例においては、実施例１，２に対して、軸Ｂ２１２の溝２１２ａが配設されているスラスト方向の範囲が異なっている。なお、本実施例では、実施例１，２に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１，２と同様の構成部分については、その説明を省略する。

実施例１，２においては、軸Ｂ２１２の溝２１２ａは、スラスト方向全域に設けられていた。このような場合には、グリス溜まりＥに保持されているグリスが、溝２１２ａから外部へ流出してしまうことが懸念される。

そこで、本実施例においては、軸Ｂ２１２の溝２１２ａが、スラスト方向における所定位置にのみ設けられている。
すなわち、本実施例の軸Ｂ２１２の溝２１２ａは、スラスト方向において、従動ギア２
２２の回転中心穴２２２ａと軸Ｂ２１２とが嵌合している嵌合領域内に位置するものである。図８（ｂ）を用いて詳細に説明すると、軸Ｂ２１２の溝２１２ａのスラスト方向の長さをＬ１、軸Ｂ２１２と従動ギア２２２とが嵌合している領域のスラスト方向の嵌合長をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２となっている。

このような構成とすることで、溝２１２ａから外部へのグリス流出を防ぐことができる。したがって、より確実に従動ギア２２２の回転中心穴２２２ａや軸Ｂ２１２における摺擦による削れを防止することが可能となる。

［実施例４］
以下に、実施例４について説明する。
図９は、本実施例の軸Ｂ２１２の形状について説明するための図である。
本実施例においては、実施例３に対して、軸Ｂ２１２の溝２１２ａのスラスト方向の端部の形状が異なっている。なお、本実施例では、実施例３に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例３と同様の構成部分については、その説明を省略する。

実施例３においては、軸Ｂ２１２の溝２１２ａのスラスト方向の端部が、スラスト方向に略直交する面（軸Ｂ２１２の外周面に対して略垂直な面）で構成されていた。このような場合には、ギア列の組立時等において、従動ギア２２２がスラスト方向に移動される際に、その回転中心穴２２２ａが軸Ｂ２１２の溝２１２ａのスラスト方向の端部によって削られることが懸念される。

そこで、本実施例においては、軸Ｂ２１２の溝２１２ａのスラスト方向の端部２１２ａ１が、図９に示すように斜面形状となっている。すなわち、本実施例の溝２１２ａのスラスト方向の端部２１２ａ１は、端縁（軸Ｂ２１２の外周面との境界部分）に向かうにつれて溝の深さが浅くなる傾斜形状に形成されている。

このような構成とすることで、組立時等において、従動ギア２２２がスラスト方向（図８（ｂ）にＨで示す方向）に移動される場合においても、その回転中心穴２２２ａが軸Ｂ２１２の溝２１２ａにおけるスラスト方向の端部によって削られることがない。この結果、より確実に従動ギア２２２回転中心穴２２２ａや軸Ｂ２１２における摺擦による削れを防止することが可能となる。

２００…ギア列、２０１…フレームＡ、２０２…フレームＢ、２１２…軸Ｂ、２１２ａ…溝、２２２…従動ギア、２２２ａ…回転中心穴

Claims (8)

1. 駆動力を伝達するギアと、
   前記ギアを回転可能に支持する枠体と、
   を備え、
   前記枠体には固定軸が設けられ、前記ギアには、前記固定軸に対して回転可能に嵌合する軸穴が設けられ、
   駆動力を伝達する間、前記ギアがラジアル方向に付勢されることで前記固定軸の外周面の所定の領域と前記軸穴とが摺動する駆動伝達装置において、
   前記固定軸の外周面のうち、前記所定の領域以外の領域に、前記軸穴との間で潤滑剤を保持する保持部が設けられていることを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記保持部は、前記固定軸の外周面に設けられた凹みであることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
3. 前記凹みは、スラスト方向に延びる溝であることを特徴とする請求項２に記載の駆動伝達装置。
4. スラスト方向において、前記溝は、前記固定軸と前記軸穴とが嵌合している嵌合領域内に位置することを特徴とする請求項３に記載の駆動伝達装置。
5. 前記固定軸を前記溝の部分でラジアル方向に切断した場合の断面形状が略Ｄ形状であることを特徴とする請求項３または４に記載の駆動伝達装置。
6. 前記溝のうちスラスト方向の端部は、端縁に向かうにつれて溝の深さが浅くなる傾斜形状に形成されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
7. 駆動力を伝達するギアと、
   前記ギアを回転可能に支持する枠体と、
   を備え、
   前記ギアには回転軸が設けられ、前記枠体には、前記回転軸が回転可能に嵌合される軸穴が設けられ、
   駆動力を伝達する間、前記ギアがラジアル方向に付勢されることで前記軸穴の内周面の所定の領域と前記回転軸とが摺動する駆動伝達装置において、
   前記軸穴の内周面のうち、前記所定の領域以外の領域に、前記回転軸との間で潤滑剤を保持する保持部が設けられていることを特徴とする駆動伝達装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の駆動伝達装置を有し、
   画像形成の際に駆動される部材への駆動伝達が、前記駆動伝達装置により行われることを特徴とする画像形成装置。

Images