JP2018184973A - 駆動伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピンによって回転部材と軸部材を連結する構成において、回転部材の振動を低減する。
【解決手段】駆動伝達装置は、軸部材（１２０）と、ピン（１３０）と、回転部材（１１０）とを備える。回転部材はピンを介して軸部材に連結され、軸部材と共に回転する。軸部材の外周面（１２１）及び回転部材の内周面（１１３）の一方には凸部（１１５ａ，１１５ｂ）が突設され、軸部材の外周面及び回転部材の内周面の他方に圧接する。これにより、ピンを支点とする回転部材の揺動が規制される。
【選択図】図４

Description

本発明は、駆動力を伝達する駆動伝達装置に関する。

駆動伝達装置において、回転可能な軸部材と、歯車、スプロケット及びプーリ等の回転部材とを相対回転不能に連結する構成として、平行ピン等のピン状部材を用いる構成が知られている。特許文献１には、回転軸に軸方向に対して垂直なピン穴を形成し、ピン穴に円柱状の平行ピンを貫通させると共に、ギヤの側面に設けられた溝部を平行ピンに係合させてギヤと回転軸を連結する構成が記載されている。

特開２０１１−５３２４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成は、ギヤの内径と回転軸の外径の公差等の要因によってギヤと回転軸に隙間が生じた場合に、平行ピンを支点としてギヤが回転軸に対して揺動し得るものであった。そして、ギヤ及び回転軸の回転に伴ってギヤが振動することで、ギヤと回転軸との衝突音等の不都合が発生することがあった。

そこで、本発明は、回転部材の振動を低減可能な駆動伝達装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る駆動伝達装置は、回転可能な軸部材と、前記軸部材に設けられ、前記軸部材の外周面から径方向外側に突出するピンと、前記軸部材の外周面に対向する内周面と、前記ピンに係合する係合部とを有し、前記軸部材と共に回転する回転部材と、前記軸部材の外周面及び前記回転部材の内周面の一方に突設され、前記軸部材の外周面及び前記回転部材の内周面の他方に圧接する凸部と、を備える、ことを特徴とする。

本発明の他の態様に係る駆動伝達装置は、金属からなる回転可能な軸部材と、金属からなり、前記軸部材に形成された穴に挿通され、前記軸部材の外周面から径方向の両側に突出するピンと、合成樹脂からなり、前記軸部材の外周面に対向する内周面と、前記軸部材の軸方向における一方の側面に形成され、前記ピンに係合する係合溝と、前記軸部材の軸心を中心とする周方向に沿って配列された複数の歯とを有し、前記軸部材と共に回転する歯車と、を備え、前記歯車は、それぞれ前記内周面から径方向内側に向かって突設され前記軸部材の外周面に圧接する第１の凸部及び第２の凸部を有し、前記ピンの突出方向から視て、前記第１の凸部が前記軸部材の軸心に対して一方側に配置され、前記第２の凸部が前記軸部材の軸心に対して他方側に配置される、ことを特徴とする。

本発明に係る駆動伝達装置の構成によれば、回転部材の振動を低減することができる。

本開示に係る画像形成装置の構成を示す概略図。 画像形成装置の開閉カバーを示す斜視図（ａ）及び開閉カバーに支持された駆動ローラの駆動構成を示す概略図（ｂ）。 シートのカールを補正するための構成を示す概略図（ａ）及びその駆動構成を示す概略図（ｂ）。 第１の実施例に係る歯車構造体を軸方向から視た概略図。 第２の実施例に係る歯車構造体の断面構成を示す概略図。 第３の実施例に係る歯車構造体を軸方向から視た概略図。 第３の実施例に係る歯車構造体の断面構成を示す概略図。 第４の実施例に係る歯車構造体を軸方向から視た概略図。

以下、図面を参照しながら本開示に係る駆動伝達装置について説明する。この駆動伝達装置は、以下に詳しく説明するように、プリンタ、コピー機、及び複合機を例とする画像形成装置の駆動源とアクチュエータとに介在する駆動伝達装置として使用可能である。また、本技術は、画像形成装置に限らず産業用機械や自動車部品等を例とする任意の駆動伝達装置として利用可能である。

［画像形成装置の概要］
図１に示すように、本開示に係る駆動伝達装置は、電子写真方式のフルカラーレーザープリンタである画像形成装置１の一部を構成している。画像形成装置１の装置本体１Ａには、シートＳを収納する給送カセット１０と、給送カセット１０から給送されたシートＳに画像を形成する画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫとが配置されている。記録材であるシートＳは、印刷用紙及び封筒等の紙、ＯＨＰフィルム等のプラスチック、布等である。画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫは、それぞれ電子写真感光体である感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを有し、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナー像を形成する。各色のトナー像は、中間転写ベルト４０に一次転写された後、二次転写部においてシートＳに二次転写され、これによってシートＳにフルカラー画像が形成される。

画像形成手段の一例である画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫの構成及びトナー像の形成プロセス（作像動作）について説明する。ただし、これらの画像形成部は現像に用いるトナーの色が異なる以外は同様に構成されるため、イエローの画像形成部ＰＹを代表として説明し、残りの画像形成部ＰＭ，ＰＣ，ＰＫについては説明を省略する。

画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙの他に、露光装置３、現像装置４、及びドラムクリーニング装置５等を有している。感光ドラム１Ｙは、外周部に感光層を有するドラム状の感光体であり、中間転写ベルト４０の回転方向に沿った所定方向に回転する。感光ドラム１Ｙの表面は、帯電ローラ等の帯電手段によって電荷を供給されることで、所定の電位（暗部電位）に帯電させられる。露光装置３は、画像情報に応じて変調されたレーザ光を発光し、反射装置３ａを含む光学系を介して感光ドラム１Ｙを走査することで、感光ドラム１Ｙの表面に静電潜像を描き込む。現像装置４は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容し、感光ドラム１Ｙにトナーを供給することで、静電潜像をトナー像に現像する。

感光ドラム１Ｙに形成されたトナー像は、一次転写ローラ４５と中間転写ベルト４０との間のニップ部（一次転写部）において中間転写ベルトへと転写される。一次転写ローラ４５は、中間転写ベルト４０を挟んで感光ドラム１Ｙに圧接されており、所定のバイアス電圧を印加されることで、静電気力によってトナーを中間転写ベルト４０へと移動させることで一次転写を行う。転写後に感光ドラム１Ｙに残留した残トナーは、ドラムクリーニング装置５によって除去される。

中間転写体である中間転写ベルト４０は、駆動ローラ４１、従動ローラ４２、二次転写内ローラ４３、及び一次転写ローラ４５に巻き掛けられ、駆動ローラ４１により図中時計回り方向（矢印Ｒ１）に回転駆動される。上述の作像動作は各画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫにおいて並行して進められ、４色のトナー像が互いに重なるように多重転写されることで、中間転写ベルト４０にフルカラーのトナー像が形成される。このトナー像は、中間転写ベルト４０に担持されて移動し、二次転写内ローラ４３と二次転写ローラ４４との間のニップ部である二次転写部Ｔ２に搬送される。転写手段としての二次転写ローラ４４には、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧が印加され、これによってフルカラーのトナー像がシートＳに一括転写される。なお、転写後に中間転写ベルト４０に残留した残トナーは、ベルトクリーニング装置４６によって除去される。

トナー像を転写されたシートＳは、定着前搬送ユニット４９により、定着ユニット５０へと搬送される。定着ユニット５０は、シートＳを挟持して搬送する定着ローラ対５１，５２と、ハロゲンヒータ等の熱源５３とを有し、シートＳに担持されたトナー像に圧力及び熱を加える。これにより、トナー粒子が溶融・固着して、シートＳに定着した定着画像が得られる。

次に、給送カセット１０に収容されたシートＳを給送し、画像が形成されたシートＳを機体外部に排出するシート搬送系の構成及び動作について説明する。シート搬送系は、給送カセット１０、給送ユニット１２、引抜ローラ対２１，２２、レジストレーションユニット３９、定着前搬送ユニット４９、定着ユニット５０、分岐ユニット６０、反転ユニット７０、及び両面搬送ユニット８０を含む。

１つ又は複数設けられる給送カセット１０は、それぞれ、装置本体１Ａに対して引抜き可能に装着されている。給送カセット１０は、カセット本体に対して昇降可能な昇降プレート１１を備え、給送ユニット１２は、昇降プレート１１に積載されたシートＳを引抜ローラ対２１，２２へ向けて送り出す。給送ユニット１２は、給送カセット１０から最上位のシートＳを送り出すピックアップローラ１２ａと、ピックアップローラ１２ａからシートＳを受取って搬送するフィードローラ１２ｂと、シートＳを他のシートから分離するリタードローラ１２ｃとを含む。

引抜ローラ対２１，２２は、駆動源に接続された駆動ローラ２１ａ，２２ａと、駆動ローラ２１ａ，２２ａに従動回転する従動ローラ２１ｂ，２２ｂとを有し、給送ユニット１２から受け取ったシートＳをレジストレーションユニット３９へ向けて搬送する。なお、シート搬送経路においてより上流側（図中左側）の引抜ローラ対２２によって搬送されるシートＳは、両面搬送ユニット８０を構成する両面パスローラ８１，８２を介してレジストレーションユニット３９へと搬送される。

レジストレーションユニット３９は、シャッタ機構等によりシートＳの斜行を補正し、中間転写ベルト４０によって搬送されるトナー像とタイミングを合わせて、シートＳを二次転写部Ｔ２へと搬送する。二次転写部Ｔ２によってトナー像を転写され、定着ユニット５０によって画像を定着させられたシートＳは、シートＳの搬送経路を切り替え可能な切替部材６２を有する分岐ユニット６０に搬送される。シートＳに対する画像形成が完了している場合には、シートＳは排出ローラ対６５によって装置本体１Ａの外方に配置された排出トレイ６６に排出される。このとき、印刷ジョブの設定に応じて、切替部材６２によるシートＳの排出経路が切替わり、反転ユニット７０によってシートＳを反転させた状態で搬送ローラ対６１及び排出ローラ対６５を介してシートＳの排出が行われる。つまり、画像形成装置１は、画像を形成された面が下方を向いた所謂フェイスダウン状態でシートＳを排出トレイ６６に排出するモードが選択可能となっている。

シートＳの裏面に画像を形成する場合、シートＳは切替部材６２によって反転ユニット７０へと受け渡された後、両面搬送ユニット８０に受け渡される。反転ユニット７０は、正転及び逆転可能な反転ローラ対７１と、反転ローラ対７１によってスイッチバック搬送されるシートＳを案内する案内部材７２とを有し、シートＳの表面と裏面とを反転させた状態でシートＳを両面搬送ユニット８０に受け渡す。両面搬送ユニット８０は、水平方向に延びる両面搬送パスを形成する不図示のガイド部材と、両面搬送パスに沿って配置された両面パスローラ８１，８２等を有し、反転ユニット７０から受け取ったシートＳをレジストレーションユニット３９へ向けて搬送する。これにより、シートＳは再び二次転写部Ｔ２及び定着ユニット５０へと搬送され、裏面に画像を形成される。両面に画像が形成されたシートＳは、分岐ユニット６０を介して排出トレイ６６へと排出される。

本実施形態に係る搬送系の一部は、装置本体１Ａから引き出し可能な引出し部２０として構成されている。引出し部２０には、レジストレーションユニット３９、二次転写ローラ４４、定着前搬送ユニット４９、及び定着ユニット５０からなる上側搬送路と、上側搬送路の下方に配置された両面搬送ユニット８０とが含まれる。また、装置本体１ＡにはシートＳの搬送状態を監視する搬送センサ４７が配置されており、搬送異常が発生した場合には、部品交換・点検等の場合には、制御部１０１がユーザに報知する。このような場合、ユーザは引出し部２０を装置本体１Ａから引き出した状態で作業を行うことが可能であり、引出し部２０を装置本体１Ａに押し込んで再装着することで作業を完了する。

なお、上記構成は画像形成装置の一例であり、例えば、電子写真方式に代えてインクジェット方式の画像形成手段を備えた画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置は、画像形成手段を備えた装置本体の他にオプションフィーダやシート処理装置等の付属機器を備えるものがあるが、以下で説明する駆動伝達装置はこのような付属機器における駆動伝達に用いてもよい。

［歯車伝動機構］
次に、駆動伝達装置の一例である歯車伝動機構について説明する。この歯車伝動機構は、分岐ユニット６０の搬送ローラ対６１に駆動力を伝達する駆動伝達装置として用いられている。図１に示すように、反転ユニット７０及び分岐ユニット６０の一部は、装置本体１Ａに対して開閉可能な開閉カバー７５に配置されている。開閉カバー７５は、図２（ａ）に示すように、装置本体１Ａの背面側（図１の奥側）に設けられたヒンジ部を中心として装置本体１Ａに対して回動可能である。そして、図２（ｂ）に示すように、搬送ローラ対６１の駆動ローラ６３は開閉カバー７５に配置され、駆動ローラ６３に従動する従動ローラ６４は装置本体１Ａに配置されている。

詳しく説明すると、駆動ローラ６３はローラ軸１２０に取付けられ、ローラ軸１２０は開閉カバー７５に固定された軸受９４，９４によって両端部を回転可能に支持されている。一方、従動ローラ６４は装置本体１Ａに配置されたコロ部材であり、ローラ軸１２０に対して平行に配置された軸６４ａによって支持される。開閉カバー７５が閉じた状態では、駆動ローラ６３及び従動ローラ６４が所定のニップ圧で当接し、開閉カバー７５が開くと、駆動ローラ６３が従動ローラ６４から離間する。また、開閉カバー７５を開くことで、搬送ローラ対６１によって搬送されるシートの搬送路を形成するガイド部材や、反転ユニット７０の反転ローラ対７１等が離間する。これにより、作業者は分岐ユニット６０や反転ユニット７０に詰まったジャムシートの除去を行うことができる。

図２（ｂ）に示すように、歯車伝動機構９０は、装置本体１Ａに配置されたモータ９１と駆動ローラ６３との間に介在している。つまり、歯車伝動機構９０は、駆動源としてのモータ９１から出力された回転を、アクチュエータである搬送ローラ対６１に伝達し、搬送ローラ対６１にシート搬送動作を行わせる。

歯車伝動機構９０は、モータ９１の出力軸に取付けられた駆動ギヤ９２と、ローラ軸１２０に取付けられた従動ギヤ１１０と、駆動ギヤ９２及び従動ギヤ１１０に噛合うアイドラギヤ９３とを含む。駆動ギヤ９２及びアイドラギヤ９３は装置本体１Ａに配置され、従動ギヤ１１０は開閉カバー７５に配置される。従って、モータ９１の駆動が開始されると、駆動力が駆動ギヤ９２、アイドラギヤ９３、及び従動ギヤ１１０を介してローラ軸１２０に伝達され、駆動ローラ６３が回転する。

図４に示すように、ローラ軸１２０には平行ピン１３０が挿通され、従動ギヤ１１０は係合溝１１７によって平行ピン１３０に係合している。従動ギヤ１１０は、平行ピン１３０を介してローラ軸１２０に相対回転不能に連結されており、平行ピン１３０と係合溝１１７の接触部を介して駆動力が伝達される。即ち、歯車伝動機構９０は、ローラ軸１２０、平行ピン１３０、及び従動ギヤ１１０で構成される歯車構造体１００を備えている。従動ギヤ１１０は、軸部材としてのローラ軸１２０に装着される回転部材の一例であり、ローラ軸１２０と一体的に回転しながら、他の部材（ここではアイドラギヤ９３）との間で回転を伝達する。

ここで、ピンによってローラ軸１２０に連結される従動ギヤ１１０の振動について説明する。従動ギヤ１１０がローラ軸１２０に装着された状態において、従動ギヤ１１０の内周面１１３と、これに対向するローラ軸１２０の外周面１２１との間に隙間が発生する場合がある。このような隙間が生じる理由としては、ローラ軸１２０の外径及び従動ギヤ１１０の内径の公差、及び従動ギヤ１１０が樹脂成型品である場合の型抜き用の傾斜が挙げられる。

ローラ軸１２０と従動ギヤ１１０との間に隙間がある状態で歯車伝動機構９０が作動すると、歯車構造体１００の回転に伴って周期的に従動ギヤ１１０が揺動することがある。つまり、平行ピン１３０の軸方向から視た場合に、従動ギヤ１１０が平行ピン１３０を揺動支点としてローラ軸１２０の軸心に対して揺動することにより、好ましくない振動を発生させてしまう。この場合、従動ギヤ１１０とローラ軸１２０の衝突音が騒音レベル上昇の原因となる他、駆動伝達効率の低下及び従動ギヤ１１０の耐久性の低下が懸念される。

特に、上記従動ギヤ１１０は、駆動ギヤとしてのアイドラギヤ９３から駆動力を受け取る従動ギヤであると共に、可動部材である開閉カバー７５の開閉に伴って駆動ギヤに対して係合及び離脱する部材である。従って、開閉カバー７５を閉じた状態における開閉カバー７５と装置本体１Ａとの位置決め精度に依存して、ローラ軸１２０とアイドラギヤ９３の支持軸９３ａ（図２（ｂ）参照）との軸間距離の変動や傾斜が生じる可能性がある。従って、このような構成では、従動ギヤ１１０とローラ軸１２０との間に隙間がある場合の従動ギヤ１１０の揺動による振動の影響が表れやすくなる。

なお、回転部材の振動が生じやすい他の例として、カール補正用のローラを駆動する歯車伝動機構を挙げることができる。図１に示すように、定着ユニット５０の定着ローラ対５１，５２から送り出されたシートＳは、第１補正ローラ対５８及び第２補正ローラ対５９を順に通過するように構成されている。

図３（ａ）に示すように、第１補正ローラ対５８は、シートの第１面（図中上側の面）に当接可能な金属ローラ５８ａと、金属ローラ５８ａに接触するスポンジローラ５８ｂとで構成される。また、第２補正ローラ対５９は、シートの第２面（図中下側の面）に当接可能な金属ローラ５９ａと、金属ローラ５９ａに接触するスポンジローラ５９ｂとで構成される。

第１補正ローラ対５８及び第２補正ローラ対５９は、それぞれに設けられたカム機構（９５，９６）により、カール補正機能の強度を調整可能である。即ち、各スポンジローラ５８ｂ，５９ｂは回転軸９５ａを中心にして揺動可能なホルダ９５に支持されており、ホルダ９５はカム軸９６ａに取付けられたカム９６に当接している。カム軸９６ａが回転すると、ホルダ９５がカム９６に押圧されることで揺動し、スポンジローラ５８ｂ，５９ｂとこれに対応する金属ローラ５８ａ，５９ａの軸間距離が変更される。これにより、スポンジローラ５８ｂ，５９ｂに対する金属ローラ５８ａ，５９ａの侵入量を、独立に制御可能である。

シートの第１面が凸状となる（図３（ａ）において上に凸な）カールを補正する場合、第１補正ローラ対５８の金属ローラ５８ａの侵入量を大きく、第２補正ローラ対５９の金属ローラ５９ａの侵入量を小さく設定する。この場合、シートが第１補正ローラ対５８を通過する際に、第２面をスポンジローラ５８ｂに支持された状態で第１面を金属ローラ５８ａが押圧することで、シートのカールが矯正される。シートの第１面が凹状となるカールを補正する場合には、これとは逆に第１補正ローラ対５８の金属ローラ５８ａの侵入量を小さく、第２補正ローラ対５９の金属ローラ５９ａの侵入量を大きくすればよい。

図３（ｂ）に示すように、第１補正ローラ対５８の駆動ローラである金属ローラ５８ａは、駆動源であるモータ９９から駆動伝達装置の他の例である歯車伝動機構９０Ａを介して駆動力を受取っている。歯車伝動機構９０Ａは、モータ９９の出力軸９９ａに取付けられた駆動ギヤ９８と、金属ローラ５８ａのローラ軸１２０Ａに取付けられ、駆動ギヤ９８に噛合う従動ギヤ１１０Ａとによって構成され、モータ９９が出力する回転を金属ローラ５８ａに伝達する。なお、第２補正ローラ対５９も歯車伝動機構９０Ａと同様の構成を備えた伝動機構を介して駆動される。

軸部材としてのローラ軸１２０Ａと回転部材としての従動ギヤ１１０Ａは、歯車構造体１００Ａを構成している。従動ギヤ１１０Ａは、ローラ軸１２０Ａに挿通された平行ピンを介してローラ軸１２０Ａに連結されている。

ここで、金属ローラ５８ａのローラ軸１２０Ａは、装置本体に固定された軸受９７，９７によって両端部を回転可能に支持されている。このため、ホルダ９５の移動によって金属ローラ５８ａのスポンジローラ５８ｂに対する侵入量が大きくなった状態では、弾性体であるスポンジローラ５９ｂによって金属ローラ５８ａが押圧される。すると、ローラ軸１２０Ａが軸受９７，９７の間でスポンジローラ５８ｂの軸心から離れる方向（図中上方）に撓み、モータ９９の出力軸９９ａに対して平行でない状態となる（撓みを誇張したものを破線として示す）。ローラ軸１２０Ａの撓みによって従動ギヤ１１０Ａの回転中心が駆動ギヤ９８の回転中心に対して傾斜した状態となる。

そして、ローラ軸１２０Ａと従動ギヤ１１０Ａとの間に隙間がある状態でこのようなローラ軸１２０Ａの撓みが発生すると、モータ９９の回転に伴って、平行ピンを支点として従動ギヤ１１０Ａがローラ軸１２０Ａに対して揺動する。これにより、従動ギヤ１１０Ａの振動が発生し、結果としてローラ軸１２０Ａの衝突音等が発生することが懸念される。

この他、図１を参照して、画像形成装置１には、ニップ圧を一定以上の圧力で保持する必要のあるローラ対がある。例えば、トナー像を定着させるためにシートＳを加圧する定着ローラ対５１，５２や、給送ユニット１２の駆動が停止した状態でシートＳを引抜く場合がある引抜ローラ対２１，２２等が挙げられる。このような構成において、ローラ軸に取付けられた歯車等の回転部材の振動が発生することが考えられる。

［回転部材の防振構造］
そこで、本実施形態では、ピンによって軸部材と回転部材とを連結する構成において、軸部材の外周面及び回転部材の内周面の一方に凸部を形成し、軸部材の外周面及び回転部材の内周面の他方に凸部が圧接した状態となるように構成する。この構成により、主にピンを介して軸部材と回転部材との間で回転が伝達される一方で、凸部の変形を伴って軸部材が回転部材に圧入された状態となり、回転部材の揺動が抑制される。また、軸部材の外周面の直径を回転部材の内周面の直径より小さく設定する、所謂締まりばめの構成に比べて、凸部を変形させる程度の力で装着作業を行うことができるため、組立作業の作業性を確保することができる。

なお、凸部は軸部材の外周面及び回転部材の内周面の少なくとも一方に配置すればよいものとする。軸部材の軸方向から視た凸部の断面形状は、台形形状や円形状、三角形状などが挙げられるが、軸部材の外周面及び回転部材の内周面の一方から他方に向かって径方向に突出する任意の形状に変更してよい。凸部は、好ましくは軸部材の軸心に対する周方向に関して複数の位置に配置され、より好ましくは、ピンの突出方向から視た場合に軸部材の軸心に対して一方側と他方側とに配置される。また、複数の凸部を配置する場合、周方向に均等間隔で配置する等、回転対称な配置とすると好適である。つまり、軸方向に垂直な平面における凸部の座標の算術平均が軸部材の軸心に一致する配置が好ましい。軸方向に関して、凸部は少なくともピンと回転部材との係合位置と異なる位置に設けられていると好適である。この場合、凸部を係合位置と異なる複数位置に分散配置してもよく、凸部を係合位置から軸方向に沿って延びる形状としてもよい。

また、回転部材は、平歯車に限らずはす歯歯車、かさ歯歯車、ウォームギヤ等に置換可能であり、歯車以外の回転部材に置き換えてもよい。このような部材の例としては、ベルト駆動機構におけるプーリ、チェーン駆動機構におけるスプロケット、カム機構におけるカムを挙げることができる。さらに、ピンは平行ピンに限らず他の形状としてもよく、また、樹脂成型等によって軸部材と一体形成してもよい。

以下、歯車伝動機構９０の具体的な構成例について説明する。なお、上述の歯車伝動機構９０は、駆動伝達装置の一例であり、各実施例は画像形成装置１の他の部位又は画像形成装置以外の装置に用いてもよい。そのため、以下の説明では、従動ギヤ１１０を単に「歯車」とし、ローラ軸１２０を単に「軸」とする。また、図４乃至図９の各図において、凸部に対応する構造（例えば図４における突起部１１５ａ，１１５ｂ）は、回転部材が軸部材に装着される前の形状を仮想線として図示している。

第１の実施例に係る歯車構造体１００について、図４を用いて説明する。図４は歯車構造体１００を軸方向から、つまり軸１２０の軸心に沿った方向から視た断面構成を表す概略図である。

図４に示すように、歯車構造体１００は、回転部材としての歯車１１０と、軸部材としての軸１２０と、ピンとしての平行ピン１３０と、の三部材で構成されている。軸１２０及び平行ピン１３０は金属であり、歯車１１０は合成樹脂からなる樹脂成型品である。

軸１２０は断面が円周状の外周面１２１を有する軸部材であり、軸方向に対して垂直に、かつ軸１２０の軸心を通る位置にピン穴１２２が形成されている。平行ピン１３０は、ピン穴１２２に挿通された状態で、軸１２０の外周面１２１から径方向外側に向かって軸心に対する両側に突出している。歯車１１０には、軸方向における一方の側面に、軸方向に対して垂直かつ平行ピン１３０に対して垂直な方向に沿って延びる溝形状の係合溝１１７，１１８が形成されている。ピンに係合する係合部としての係合溝１１７，１１８は、軸１２０から突出する平行ピン１３０の突出部１３１，１３２にそれぞれ係合している。

歯車１１０の外周部１１２には、周方向に沿って配列された複数の歯からなる歯列１１１が形成されている。歯車１１０の内周部１１４には、軸１２０が挿通される歯車穴を形成すると共に、軸１２０の円筒状の外周面１２１に対向する円筒状の内周面１１３が設けられている。軸１２０の外径（外周面１２１の直径）は、歯車１１０の内径（内周面１１３の直径）と等しいか、又は外周面１２１と内周面１１３とが締まりばめとならない程度に若干小さく設定される。

歯車１１０の内周面１１３には、凸部として、径方向内側に向かって突出する突起部１１５ａ，１１５ｂが形成されている。突起部１１５ａ，１１５ｂは、いずれも軸方向から視て半円形の断面形状を有し、少なくとも頂点部Ｐ１において軸１２０の外周面１２１に接している。つまり、歯車１１０が軸１２０に装着されていない状態で、内周面１１３の中心から頂点部Ｐ１までの距離が軸１２０の外周面１２１の半径より小さくなるように構成される。歯車１１０が軸１２０に装着された状態では、突起部１１５ａ，１１５ｂ及びその周辺の変形によって頂点部Ｐ１が軸１２０の径方向外側に押しやられる。

各突起部１１５ａ，１１５ｂは、平行ピン１３０の位置から軸方向の一方側及び他方側に延び、軸方向における歯列１１１の幅の略全長に亘って形成されている。突起部１１５ａ，１１５ｂは、軸１２０の軸心を中心とする周方向（以下、単に周方向とする）関して等間隔に配置される複数の凸部の一例であり、軸方向から視て平行ピン１３０に垂直に交差する方向に沿って配置されている。即ち、突起部１１５ａは第１の凸部に相当し、突起部１１５ｂは第２の凸部に相当する。

歯車構造体１００の組立て方法について説明する。歯車１１０は、平行ピン１３０がピン穴１２２に予め挿通された状態で、軸方向の一方から軸１２０に嵌め込まれることで（又は軸１２０が歯車１１０に挿入されることで）軸１２０に取付けられる。このとき、歯車１１０の側面に設けられた係合溝１１７，１１８が平行ピン１３０の突出部１３１，１３２に係合し、軸１２０と歯車１１０とが連結される。また、突起部１１５ａ，１１５ｂが軸１２０の外周面１２１に押圧されて変形した状態で、軸１２０が歯車１１０の歯車穴に圧入される。その後、歯車１１０の係合溝１１７，１１８とは反対側の側面に対向するスナップリング（例えば、図５のリング溝１２５参照）を軸１２０に取付けることで、歯車１１０の軸方向の移動を規制し歯車１１０と平行ピン１３０の離脱を防ぐ。なお、スナップリングに代えて軸１２０に他の歯車を取付ける等、歯車１１０を他の構成部品に対向させることで軸方向の移動を規制してもよい。

歯車１１０が軸１２０に装着された状態では、押し潰された状態の突起部１１５ａ，１１５ｂによって歯車１１０の内周面１１３と軸１２０の外周面１２１との隙間が埋められる。これにより、平行ピン１３０を介して軸１２０と歯車１１０とが相対回転不能に連結されると共に、突起部１１５ａ，１１５ｂにより、軸方向に交差する方向に関して歯車１１０の軸１２０に対する移動が規制される。従って、歯車構造体１００が他の歯車によって回転駆動される場合に、歯車１１０が軸１２０に対して揺動して振動を発生することを防ぐことができ、衝突音の発生等の不都合を回避することができる。また、歯車穴に軸１２０を圧入するために必要となる力は、突起部１１５ａ，１１５ｂを変形させる程度の大きさで足りる。このため、歯車１１０の揺動を規制するために例えば締まりばめの構成によって円柱状の軸を円筒状の歯車穴に圧入する構成に比べて、小さな力で装着動作を完了することができる。即ち、歯車構造体１００Ｂを組立てる際の作業性を確保しつつ、回転時の歯車１１０の振動を規制することができる。

なお、突起部１１５ａ，１１５ｂの軸１２０に対する侵入量は、周方向に関して複数個所に配置される突起部１１５ａ，１１５ｂの間で等しく設定される。ただし、侵入量とは、歯車１１０が軸１２０に装着されていない状態における歯車穴の中心から突起部１１５ａ，１１５ｂまでの距離と、軸１２０の外周面１２１の半径との差を表す。侵入量を等しく設定することにより、軸１２０を歯車穴に圧入する際に、突起部１１５ａ，１１５ｂを変形させるための圧力が周方向に関して均等に作用することになり、歯車１１０の回転中心を軸１２０の軸心に容易に合わせることができる。

侵入量の大きさは、歯車１１０を構成する樹脂材料の弾性率等を考慮し、組立作業における作業性と、歯車１１０の振動を低減する効果とを両立するように設定する。この場合において、侵入量を必ずしも歯車１１０の弾性範囲に留める必要はなく、軸１２０の圧入によって突起部１１５ａ，１１５ｂが塑性変形する構成として構わない。

また、本実施例において、歯車１１０は、合成樹脂を射出成型によって成型したものを用いることができる。具体的には、歯車１１０の係合溝１１７，１１８が設けられる側面に対応する型を可動金型とし、反対側の側面に対応する型を固定金型とすると共に、固定金型に軸状の突起を設けて内周面１１３及び突起部１１５ａ，１１５ｂを形成させる。この場合、離型性を高めるために軸状の突起をテーパー状とし、内周面１１３の内径が軸方向に関して係合溝とは反対側の側面に向かって次第に大きくなる形状とすることが考えられる。このような構成において、突起部１１５ａ，１１５ｂの侵入量を適宜設定することにより、歯車１１０の内周面１１３と軸１２０の外周面１２１との隙間を突起部１１５ａ，１１５ｂによって埋めることができる。即ち、本実施例の構成によれば、樹脂成型品である歯車１１０の生産性を高めて製造コストを低減しつつ、完成製品における歯車１１０の振動を低減することが可能となる。

また、本実施例において、突起部１１５ａ，１１５ｂは軸方向視で平行ピン１３０に垂直な方向に沿って２箇所に配置されているが、３つ以上の突起部を歯車１１０の内周面１１３に配置してもよい。

第２の実施例に係る歯車構造体１００Ｂについて、図５を用いて説明する。本実施例に係る歯車構造体は、軸方向における突起部の配置について上記実施例１と異なっている。その他の実施例１と共通する要素には実施例１と同符号を付して説明を省略する。

図５は、軸１２０の軸心を含む平面における歯車構造体１００Ｂの断面構成を表す概略図であり、断面位置は実施例１において図５に図示した位置に相当する。本実施例に係る歯車構造体１００Ｂの歯車１１０Ｂには、実施例１と同様に、歯車穴を形成する内周面１１３の周方向における複数の位置に、凸部としての突起部１１５ｃ，１１５ｄ，１１５ｅ，１１５ｆが突設されている。つまり、突起部１１５ｃ〜１１５ｆは、平行ピン１３０の突出方向から視て軸１２０の軸心に対して一方側に配置された群（１１５ｃ，１１５ｅ）と、軸１２０の軸心に対して他方側に配置された群（１１５ｄ，１１５ｆ）を含む。

ここで、本実施例に係る突起部１１５ｃ〜１１５ｆは、歯車１１０Ｂの内周面１１３の軸方向における両端部に配置されている。また、突起部１１５ｃ〜１１５ｆは、複数の歯が設けられた外周部１１２と内周面１１３が設けられた内周部１１４とを接続する接続部１１６を避けるように配置される。外周部１１２及び内周部１１４はいずれも円筒状であり、支持部としての接続部１１６は内周部１１４から径方向外側に延びて外周部１１２を支持している。そして、接続部１１６は、少なくとも突起部１１５ｃ〜１１５ｆが配置された周方向位置において、外周部１１２及び内周面１１３より軸方向の幅が小さくなるように形成される。このため、径方向における外周部１１２と内周部１１４との間には、隙間１１９が形成されている。突起部１１５ｃ〜１１５ｆは、軸方向に関して接続部１１６と異なる位置に配置され、径方向の内側から視て接続部１１６はいずれの突起部とも重なっていない。

歯車１１０Ｂを軸１２０に装着する場合、突起部１１５ｃ〜１１５ｆが変形した状態となるように軸１２０が歯車１１０Ｂの歯車穴に圧入される。このため、実施例１と同様に、歯車構造体１００Ｂを組立てる際の作業性を確保しつつ、回転時の歯車１１０の振動を回避することができる。

また、本実施例では、突起部１１５ｃ〜１１５ｆが歯車１１０Ｂの内周面１１３の軸方向における一部に配置される。このため、内周面１１３の略全長に亘って突起部が延設される実施例１に比べてより軽い力で歯車１１０Ｂを軸１２０に装着することができる。

特に、突起部１１５ｃ〜１１５ｆは、径方向の内側から視て接続部１１６と重ならない位置に配置される。このため、軸１２０の圧入によって歯車１１０Ｂが変形する場合であっても、突起部１１５ｃ〜１１５ｆが軸１２０に押圧される力は主に内周部１１４の変形によって吸収され、外周部１１２における応力の発生を最小限に抑えることができる。そして、歯列２１１の歯面の変形を抑えて歯車構造体２００による駆動伝達効率の向上を図ると共に、歯車２１０の耐久性向上を図ることができる。ただし、歯車１１０Ｂが相手側の歯車から受ける力の最大値が大きい場合等、歯車１１０Ｂの振動をより強く規制したい場合には、実施例１のように突起部を軸方向に延設することも十分考えられる。

なお、軸方向及び周方向における突起部の配置は実施例１，２において説明したものに限らず、装着状態で歯車の内周面と軸の外周面との隙間が埋まる構成であれば適宜変更可能である。例えば、図５に示すように装着状態における平行ピン１３０の軸方向位置が歯車１１０Ｂの中央位置に比べて偏っている（係合溝が浅い）構成において、平行ピン１３０とは反対側の突起部１１５ｃ，１１５ｄのみを配置することが考えられる。これらの突起部１１５ｃ，１１５ｄは、揺動支点となり得る平行ピン１３０からの距離が遠いため、最小限の構成で歯車１１０Ｂの振動を低減する効果が期待される。

また、複数の突起部（例えば突起部１１５ｃ，１１５ｅ）が軸方向に並ぶ構成に代えて、歯車１１０Ｂを樹脂成型する場合の型抜きの作業性を考慮して、軸方向のある箇所に配置される突起部と他の箇所に配置される突起部との位相をずらす配置としてもよい。この場合、軸方向の同一箇所に配置される突起部の群の各々を、歯車１１０Ｂの回転中心に対して周方向に均等間隔で配置すると好適である。

第３の実施例に係る歯車構造体２００について、図６及び図７を用いて説明する。図６は歯車構造体２００を軸方向から視た側面図であり、図７は図６に図示した位置における断面図である。

図６及び図７に示すように、歯車２１０は内周面２１３において軸２２０の外周面２２１に対向し、かつ、係合溝２１７，２１８において平行ピン２３０の突出部２３１，２３２に係合した状態で軸２２０に装着される。歯車穴を形成する内周面２１３には、凸部として、周方向における２箇所に径方向内側に向かって突出する突起部２１５ａ，２１５ｂが設けられている。突起部２１５ａ，２１５ｂは、第１の凸部及び第２の凸部の他の例である。

ここで、本実施例に係る歯車２１０は、軸方向において歯列２１１が設けられた範囲Ｗ２の外側に延設された円筒状の延設部２１９を備えており（図７参照）、突起部２１５ａ，２１５ｂは延設部２１９の内周側に配置されている。即ち、本実施例における歯車２１０の内周面２１３は、軸方向に関して歯列２１１と重なる第１領域２１３ａと、歯列２１１とは重ならない第２領域２１３ｂとを含み、突起部２１５ａ，２１５ｂは第２領域２１３ｂに配置される。このため、突起部２１５ａ，２１５ｂは、いずれも径方向内側から視て歯車２１０の歯列２１１とは重なっていない。

歯車２１０を軸２２０に装着する場合、突起部２１５ａ，２１５ｂが変形した状態となるように軸２２０が歯車２１０の歯車穴に圧入される。このため、実施例１，２と同様に、歯車構造体２００を組立てる際の作業性を確保しつつ、回転時の歯車２１０の振動を低減することができる。

また、本実施例では、突起部２１５ａ，２１５ｂが、径方向内側から視て歯車２１０の歯列２１１と重ならない位置に配置される。このため、軸２２０の圧入によって歯車２１０が変形する場合であっても、突起部２１５ａ，２１５ｂが軸２２０によって押圧される力は主に延設部２１９の変形によって吸収され、歯列２１１における応力の発生を最小限に抑えることができる。そして、歯列２１１の歯面の変形を抑えて歯車構造体２００による駆動伝達効率の向上を図ると共に、歯車２１０の耐久性向上を図ることができる。

なお、本実施例における延設部２１９は、歯車穴に対する軸２２０の挿入方向Ｄ１（図７参照）において歯列２１１に対して上流に配置されているが、延設部２１９を歯列２１１に対して下流に配置してもよく、上流及び下流の両方に配置してもよい。延設部２１９を歯列２１１の下流にのみ配置した場合、軸２２０が突起部２１５ａ，２１５ｂに圧接した状態で摺動する距離が短くなり、組立作業に要する労力がさらに低減される。一方、本実施例のように延設部２１９を歯列２１１の上流に配置した場合には、軸２２０に一度装着された歯車２１０が組立作業の途中で脱落する可能性を低減することができる。また、周方向及び軸方向に関する突起部の数、長さ、配置及び突起部の形状等の詳細は適宜変更可能である。

第４の実施例に係る歯車構造体３００について、図８を用いて説明する。図８は歯車構造体３００を軸方向から視た側面図である。

図８に示すように、歯車３１０は内周面３１３において軸３２０の外周面３２１に対向し、かつ、係合溝において実施例１〜３と同様の平行ピンの突出部に係合した状態で軸３２０に装着される。歯車穴を形成する内周面３１３には、凸部として、周方向における３箇所に均等な間隔で配置され径方向内側に向かって突出する突起部３１５ａ，３１５ｂ，３１５ｃが設けられている。

本実施例に係る歯車３１０は、歯列３１１が形成された外周部３１２と、内周面３１３が設けられ外周部３１２の径方向内側に位置する内周部３１４と、外周部３１２及び内周部３１４を接続する複数のリブ３１６と、を備えている。リブ３１６は支持部の他の例であり、周方向における複数の位置（図示した例で６箇所）において内周部３１４から径方向外側に延びて外周部３１２を支持している。周方向において隣り合うリブ３１６，３１６の間には、それぞれ、径方向における外周部３１２と内周部３１４との間の隙間３１９が形成されている。

そして、突起部３１５ａ〜３１５ｃは、周方向においてリブ３１６とは異なる位相に配置されている。即ち、本実施例における突起部３１５ａ〜３１５ｃは、いずれも径方向内側から視てリブ３１６とは重ならない位置に設けられている。

歯車３１０を軸３２０に装着する場合、突起部３１５ａ〜３１５ｃが変形した状態となるように軸３２０が歯車３１０の歯車穴に圧入される。このため、実施例１と同様に、歯車構造体３００を組立てる際の作業性を確保しつつ、回転時の歯車３１０の振動を回避することができる。

また、本実施例では、突起部３１５ａ〜３１５ｃが周方向に関してリブ３１６と異なる位置に配置される。このため、軸３２０の圧入によって歯車３１０が変形する場合であっても、突起部３１５ａ〜３１５ｃが軸３２０に押圧される力は主に内周部３１４の変形によって吸収され、外周部３１２における応力の発生を最小限に抑えることができる。そして、歯列３１１の歯面の変形を抑えて歯車構造体３００による駆動伝達効率の向上を図ると共に、歯車３１０の耐久性向上を図ることができる。

なお、図８に示すように、内周部３１４の外周面に、突起部３１５ａ〜３１５ｃに対応する位置で径方向内側に向かって凹む凹形状３１７を設けることで内周部３１４の変形を容易にし、軸３２０の圧入に要する力を調整することが可能である。また、軸方向における突起部３１５ａ〜３１５ｃの配置、形状は、上記実施例１〜３を参考にして適宜設定することができ、その他、周方向における突起部の配置数や各突起部の形状等は適宜変更可能である。

９０，９０Ａ…駆動伝達装置（歯車伝動機構）／１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，２１０，３１０…回転部材、歯車（従動ギヤ）／１１１，２１１，３１１…複数の歯（歯列）／１１２，３１２…外周部／１１３，２１３，３１３…回転部材の内周面／１１４，３１４…内周部／１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄ，１１５ｅ，１１５ｆ，２１５ａ，２１５ｂ，３１５ａ，３１５ｂ，３１５ｃ…凸部、第１の凸部、第２の凸部（突起部）／１１６，３１６…支持部（接続部、リブ）／１１７，１１８，２１７，２１８…係合部、係合溝／１２０，１２０Ａ，２２０，３２０…軸部材（軸、ローラ軸）／１２１，２２１，３２１…軸部材の外周面／１３０，２３０…ピン（平行ピン）／２１３ａ…第１領域／２１３ｂ…第２領域

Claims (13)

1. 回転可能な軸部材と、
   前記軸部材に設けられ、前記軸部材の外周面から径方向外側に突出するピンと、
   前記軸部材の外周面に対向する内周面と、前記ピンに係合する係合部とを有し、前記軸部材と共に回転する回転部材と、
   前記軸部材の外周面及び前記回転部材の内周面の一方に突設され、前記軸部材の外周面及び前記回転部材の内周面の他方に圧接する凸部と、を備える、
   ことを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記凸部が前記回転部材の内周面に配置され、
   前記軸部材の外周面は、前記軸部材の軸方向において前記凸部が設けられた位置において円周状であり、
   前記軸部材の外周面の外径が前記回転部材の内周面の内径より小さく、かつ、
   前記回転部材が前記軸部材に装着されていない状態において、前記回転部材の回転中心から前記凸部までの距離が前記軸部材の外周面の半径より小さい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
3. 前記凸部は、前記軸部材の軸心に対する周方向において、前記ピンの突出方向とは異なる位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動伝達装置。
4. 前記凸部は、前記ピンの突出方向から視て、前記軸部材の軸心に対して一方側と他方側とに配置されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の駆動伝達装置。
5. 前記凸部は、前記軸部材の軸方向から視て、前記軸部材の軸心を中心として回転対称な複数の位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
6. 前記凸部は、前記軸部材の軸方向において、前記ピンと前記係合部との係合位置とは異なる位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
7. 前記回転部材は、複数の歯が形成された歯車である、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
8. 前記内周面は、前記軸部材の軸方向に関して前記歯車の前記複数の歯と重なる第１領域と、前記複数の歯と重ならない第２領域とを含み、
   前記凸部は、前記第２領域に配置される、
   ことを特徴とする請求項７に記載の駆動伝達装置。
9. 前記歯車は、前記内周面が設けられた内周部と、前記内周部の径方向外側に位置し、前記複数の歯が設けられ、径方向内側から視て前記内周部に少なくとも一部が重なる外周部と、前記内周部から径方向外側に延びて前記外周部を支持する支持部とを有し、
   前記凸部は、径方向内側から視て前記支持部と重ならない位置に配置される、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の駆動伝達装置。
10. 前記軸部材の軸方向における前記支持部の長さが前記軸部材の軸方向における前記複数の歯の幅に比べて小さく、
    前記凸部は、前記軸部材の軸方向において前記支持部と異なる位置に配置される、
    ことを特徴とする請求項９に記載の駆動伝達装置。
11. 前記支持部は、前記軸部材の軸心を中心とする周方向において複数の位置に設けられ、
    前記凸部は、前記周方向において、前記複数の位置に設けられた前記支持部の間に配置される、
    ことを特徴とする請求項９に記載の駆動伝達装置。
12. 前記係合部は、前記軸部材の軸方向における前記回転部材の一方の側面に形成され、前記軸方向に交差する方向に延びる溝形状である、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
13. 金属からなる回転可能な軸部材と、
    金属からなり、前記軸部材に形成された穴に挿通され、前記軸部材の外周面から径方向の両側に突出するピンと、
    合成樹脂からなり、前記軸部材の外周面に対向する内周面と、前記軸部材の軸方向における一方の側面に形成され、前記ピンに係合する係合溝と、前記軸部材の軸心を中心とする周方向に沿って配列された複数の歯とを有し、前記軸部材と共に回転する歯車と、を備え、
    前記歯車は、それぞれ前記内周面から径方向内側に向かって突設され前記軸部材の外周面に圧接する第１の凸部及び第２の凸部を有し、前記ピンの突出方向から視て、前記第１の凸部が前記軸部材の軸心に対して一方側に配置され、前記第２の凸部が前記軸部材の軸心に対して他方側に配置される、
    ことを特徴とする駆動伝達装置。

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