JP3678975B2 - 樹脂製ギヤ及びこの樹脂製ギヤを備えた画像形成装置,樹脂製回転伝達手段 - Google Patents
樹脂製ギヤ及びこの樹脂製ギヤを備えた画像形成装置,樹脂製回転伝達手段 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機,プリンター,ファクシミリ,自動車用部品等の動力伝達機構に広く使用される樹脂製ギヤ及びこの樹脂製ギヤを使用して画像品質を向上させた複写機,プリンター等の画像形成装置に関するものである。又、本発明は、樹脂製回転伝達手段としての樹脂製ギヤや樹脂製プーリに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から複写機や自動車用部品等の動力伝達機構には、部品費用の低廉化,軽量化及び作動音の静粛化等を目的として樹脂製ギヤが使用されている。この樹脂製ギヤは、射出成形により所定の形状に形成されるが、使用目的に合致するような歯形精度及び強度になるように、その形状が工夫されている。
【0003】
例えば、カラー複写機等の画像形成装置においては、鮮明な高品質のカラー画像を作成するため、感光体の駆動用の樹脂製ギヤとして噛み合い率の高い樹脂製はすば歯車が使用されると共に、この樹脂製はすば歯車の形状が様々に工夫されている。そして、その樹脂製はすば歯車が感光体駆動用モータ(駆動手段)に連繋されており、感光体駆動用モータの回転力が樹脂製はすば歯車を介して感光体に円滑に伝達され、感光体が円滑に且つ高精度に回動されることにより、色ずれという印刷不良が効果的に防止されるのである。
【0004】
図16〜図17は、このような画像形成装置に使用される樹脂製はすば歯車100を示すものである。これらの図に示す樹脂製はすば歯車100は、感光体駆動軸101に一体回動できるように嵌合される軸穴102を備えた軸支持部103と、この軸支持部103の半径方向外方に位置する歯104を備えたリム105と、これら軸支持部103とリム105とを接続する肉厚の薄いウェブ106とを有している。そして、この樹脂製はすば歯車100は、スラスト荷重によるウェブ106の変形を防止するため、リム105の内側で且つウェブ106の両側面に環状の第1〜第2の周方向リブ107,108が形成され、軸支持部103と第2の周方向リブ108の間のウェブ106の両側面に軸支持部103と第2の周方向リブ108に接続する径方向リブ110が放射状に形成され、第1の周方向リブ107と第2の周方向リブ108の間のウェブ106の両側面に第1の周方向リブ107と第2の周方向リブ108に接続する径方向リブ111が放射状に形成されている。
【0005】
このような構成の樹脂製はすば歯車100は、径方向リブ110,111がリム105に接続されていないため、歯104を備えたリム105の真円度を損なうことなく、ウェブ106の剛性を高めることができる。尚、樹脂製はすば歯車100は、射出成形により図16〜図17に示す形状に形成されるようになっているため、樹脂の肉厚が厚いほどキャビティ内での冷却に時間がかかり、収縮変形量が大きくなる。従って、このような形状の樹脂製はすば歯車100は、ウェブ106の肉厚が厚いと、ウェブ106とリム105の接続部の肉厚が厚くなり、ウェブ106とリム105の接続部の半径方向内方への収縮変形量がリム105の他部よりも大きくなるため、歯形精度が悪化する。又、図18に示すように、径方向リブ112がリム113に接続されていると、径方向リブ112とリム113の接続部の肉厚が厚くなり、径方向リブ112とリム113との接続部の半径方向内方への収縮変形量がリム113の他部よりも大きくなり(図中点線部参照)、真円度が低下する。そこで、図16〜図17に示す従来の樹脂製はすば歯車100は、ウェブ106の肉厚を可能な限り薄くして、歯104の精度が所望の精度となるようにし、ウェブ106の剛性の不足する分を第1〜第2の周方向リブ107,108及び径方向リブ110,111により補うようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
近年、カラープリンタやカラー複写機等の画像形成装置は、画像処理技術の発展に伴って、従来例よりも一層鮮明なカラー印刷を可能にすることが求められている。このような要望に応えるためには、感光体を従来よりも一層円滑且つ高精度で回動させ、感光体上への作像精度を向上させる必要がある。ここで、感光体の回転精度に大きな影響を与えるのが、前記したように樹脂製はすば歯車の精度である。
【0007】
しかし、従来の樹脂製はすば歯車100は、図19に示すように、動力伝達時に作用するトルクにより、歯104を備えたリム105が軸支持部103に対して回転方向へずれるように変形するが、特に軸支持部103と第2の周方向リブ108の間の変形が他部よりも大きく、軸支持部103に外周側に形成された径方向リブ110が点線で示すように変形するため、図外の感光体駆動用モータから樹脂製はすば歯車100に伝達される回転と樹脂製はすば歯車100から感光体駆動軸101に伝達される回転とにずれを生じ、この回転のずれに起因して色ずれ等の画像品質の低下を招来することが判明した。
【0008】
そこで、本発明は、感光体の回転精度に大きな影響を与える樹脂製はすば歯車の形状を工夫し、樹脂製はすば歯車の動的精度(回転伝達精度)を高めることにより、画像形成装置の画像品質をより一層向上させることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、半径方向外方に形成された略円筒状の歯部と、この歯部の回転中心を中心とするように半径方向内方に形成された軸支持部と、この軸支持部と前記歯部とを接続する薄板状のウェブと、を備えた樹脂製ギヤに関するものである。そして、前記ウェブには、前記歯部の内側で且つ前記歯部と同心位置に周方向リブが形成されている。又、この周方向リブと前記軸支持部を前記ウェブの側面に沿って接続する径方向リブが、前記軸支持部の外周から正回転方向と逆方向へ斜めに延びるように複数形成された第1の径方向リブと、前記軸支持部の外周から逆回転方向と逆方向へ斜めに延びるように複数形成された第2の径方向リブとからなっている。
【0011】
請求項2の発明は、半径方向外方に形成された略円筒状の歯部と、この歯部の回転中心を中心とするように半径方向内方に形成された軸支持部と、この軸支持部と前記歯部とを接続する薄板状のウェブと、を備えた樹脂製ギヤに関するものである。そして、前記ウェブには、前記歯部の内側で且つ前記歯部と同心位置に第1の周方向リブが形成されると共に、この第1の周方向リブの内側で且つ同心位置に第2の周方向リブが形成されている。又、この第2の周方向リブと前記第1の周方向リブを前記ウェブの側面に沿って接続する径方向リブが、動力伝達開始時に圧縮力を受けるように、前記第2の周方向リブの外周から斜め外方へ向けて複数形成されている。
【0012】
請求項3の発明は、半径方向外方に形成された略円筒状の歯部と、この歯部の回転中心を中心とするように半径方向内方に形成された軸支持部と、この軸支持部と前記歯部とを接続する薄板状のウェブと、を備えた樹脂製ギヤに関するものである。そして、前記ウェブには、前記歯部の内側で且つ前記歯部と同心位置に第1の周方向リブが形成されると共に、この第1の周方向リブの内側で且つ同心位置に第2の周方向リブが形成されている。又、この第2の周方向リブと前記第1の周方向リブを前記ウェブの側面に沿って接続する径方向リブが、前記第2の周方向リブの外周から正回転方向と逆方向へ斜めに延びるように複数形成された第1の径方向リブと、前記第2の周方向リブの外周から逆回転方向と逆方向へ斜めに延びるように複数形成された第2の径方向リブとからなっている。
【0014】
請求項4の発明は、前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂製ギヤと、この樹脂製ギヤを介して感光体を回転駆動する駆動手段と、を備えた画像形成装置に関するものである。そして、この画像形成装置は、前記樹脂製ギヤの回転中心と前記感光体の回転中心が同軸上に位置し、前記樹脂製ギヤと前記感光体が一体として回動できるように連繋されたことを特徴としている。
【0015】
請求項5の発明は、半径方向外方に形成された略円筒状の歯部と、この歯部の回転中心を中心とするように半径方向内方に形成された軸支持部と、この軸支持部と前記歯部とを接続する薄板状のウェブと、を備えた樹脂製回転伝達手段に関するものである。そして、前記ウェブには、前記歯部の内側で且つ前記歯部と同心位置に第1の周方向リブが形成されると共に、この第1の周方向リブの内側で且つ同心位置に第2の周方向リブが形成されている。又、この第2の周方向リブと前記第1の周方向リブを前記ウェブの側面に沿って接続する径方向リブが、動力伝達開始時に圧縮力を受けるように、前記第2の周方向リブの外周から斜め外方へ向けて複数形成されている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【0017】
(樹脂製はすば歯車)
[第1の実施の形態]
図1〜図3は、本発明の第1の実施の形態に係る樹脂製ギヤとしての樹脂製はすば歯車1を示すものである。尚、図1は、樹脂製はすば歯車1の正面図(図2の左側面図)である。又、図2は、図1のA−A線に沿って切断して示す樹脂製はすば歯車1の断面図である。又、図3は、樹脂製はすば歯車1の背面図(図2の右側面図)である。
【0018】
これらの図に示すように、樹脂製はすば歯車1は、例えばポリアセタールやフッ素添加ポリカーボネート等の樹脂材料を使用して射出成形したものであり、感光体駆動軸2に係合される軸穴3が形成された軸支持部4と、この軸支持部4の軸方向略中央部で且つ軸支持部4の外表面に形成されたウェブ5と、このウェブ5で前記軸支持部4に接続される略円環状のリム6とを備えている。そして、軸支持部4と同心に形成されたリム6の外周側には歯7が形成されている。尚、このリム6及び歯7で略円筒状の歯部8が構成されている。
【0019】
リム6の内側で且つウェブ5の両側面には、リム6と同心の円環状の第1の周方向リブ10がそれぞれ形成されている。又、この第1の周方向リブ10と軸支持部4との間で且つウェブ5の両側面には、第1の周方向リブ10と同心の円環状の第2の周方向リブ11がそれぞれ形成されている。又、第1の周方向リブ10と第2の周方向リブ11は、この第1の周方向リブ10と第2の周方向リブ11との間のウェブ5の両側面にそれぞれ放射状に複数形成された径方向リブ12で接続されている。
【0020】
そして、第2の周方向リブ11と軸支持部4の円筒状の外筒部分13は、この第2の周方向リブ11と軸支持部4の外筒部分13との間のウェブ5の両側面にそれぞれ形成された複数の径方向リブ14で接続されている。この第2の周方向リブ11と軸支持部4の外筒部分13とを接続する径方向リブ14は、樹脂製はすば歯車1の回転方向と逆方向へ傾くように形成されており、図1中右回り方向の力が歯に作用した際(動力伝達開始時)に圧縮力を受け、第2の周方向リブ11と軸支持部4との相対回動を阻止するような反力を生じさせるようになっている。
【0021】
第1の周方向リブ10とリム6との間のウェブ5の両側面には、歯形精度に悪影響を与えない程度の幅寸法と高さ寸法の径方向リブ15が第1の周方向リブ10とリム6とを接続するように放射状に複数形成されている。その結果、第1の周方向リブ10とリム6との間のウェブ5の剛性は、複数の径方向リブ15で高められている。尚、この径方向リブ15は、他の径方向リブ12,14よりも幅寸法Wが小さく且つ高さ寸法Hが低く形成されている。
【0022】
ここで、各径方向リブ12,14,15は、周方向にずれるように形成されている。即ち、第2の周方向リブ11と径方向リブ12,12との接続部間に径方向リブ14の外周端が接続され、第1の周方向リブ10と径方向リブ15,15との接続部間に径方向リブ12の外周端が接続されるようになっている。これは、各径方向リブ14,12,15が同一直線上に位置すると、射出成形後の半径方向内方への収縮量が大きくなり、歯部8の真円度に悪影響を与える虞があるからである。又、各周方向リブ10,11及び各径方向リブ12,14,15は、ウェブ5の両側面の対称位置に形成されており、射出成形後の収縮変形がウェブ5の一方の側面側とウェブ5の他方の側面側とでずれないようにし、高精度の射出成形が可能になるように工夫されている。
【0023】
軸支持部4は、図外の感光体から延出する感光体駆動軸2に嵌合する軸穴3を備えた内筒部分16と、この内筒部分16と同心に形成された外筒部分13とを備え、この外筒部分13と内筒部分16がウェブ17で接続されている。そして、このウェブ17の一方の側面側(図2中左側)には、感光体駆動軸2の回り止めに係合するキー溝20が略十字形状に形成されている。又、このウェブ5の一方の側面側には、内筒部分16と外筒部分13とを径方向に接続する径方向リブ21が各キー溝20,20間に形成されると共に、この径方向リブ21に交叉する周方向リブ22が各キー溝20,20間に形成されている。一方、軸支持部4のウェブ5の他方の側面側(図2中右側)には、内筒部分16と外筒部分13とを径方向に接続する径方向リブ23が樹脂製はすば歯車1の回転方向と逆方向に傾くように形成されている。又、これら複数の径方向リブ23に交叉する周方向リブ24が軸支持部4のウェブ17の他方の側面に形成されている。ここで、径方向リブ23の外周端は、径方向外方側の径方向リブ14,14の内周端間に位置するように外筒部分13に接続されている。これは、径方向リブ23の外周端位置と径方向リブ14の内周端位置が重なるように形成されると、これら径方向リブ23,14と外筒部分13の接続部が他部よりも厚肉になり、射出成形後の冷却速度に差が生じ、高精度の成形が困難になるからである。尚、軸支持部4のウェブ17は、図2に示すように、キー溝20が形成された一方の側面側に寄った位置に形成されている。これは、感光体駆動軸2の回り止め18が軸支持部4のキー溝20に係合され、軸支持部4の一方の側面側に大きなトルクが作用するようになっているため、軸支持部4の一方の側面側の強度を確保する必要があるからである。
【0024】
以上のような構造の樹脂製はすば歯車1は、リム6、ウェブ5,17、周方向リブ10,11、外筒部分13及び内筒部分16がほぼ同一の肉厚に形成され、各径方向リブ12,14,21,23の肉厚が周方向リブ10,11の肉厚に対して同一か又は薄く形成されており、射出成形後の冷却速度が各部でほぼ同一になるように構成されているため、射出成形後の収縮変形が均一化し、高精度に成形される。尚、周方向リブ22,24は、径方向リブ15の幅寸法及び高さ寸法とほぼ同一の寸法に形成されており、軸支持部4の成形精度を損なうことなく剛性アップを図ることができるように工夫されている。
【0025】
又、本実施の形態の樹脂製はすば歯車1は、上記のように、十分に肉抜きされているため、軽量化が図られると共に、射出成形後の収縮変形量が少なくなり、歯部8を含めた全体形状を高精度に成形することができる。しかし、本実施の形態の樹脂製はすば歯車1は、上記のように肉抜きされても、周方向リブ10,11や径方向リブ12,14,15をウェブ5の側面に形成することにより、ウェブ5の強度を十分に確保するように構成されているため、歯部8に入力された回動力を軸支持部4に係合された感光体駆動軸2に確実に伝達することができる。
【0026】
しかも、本実施の形態の樹脂製はすば歯車1は、回転伝達時における回転方向へのずれ変形が最も大きくなる第2の周方向リブ11と軸支持部4間に(図19参照)、回転方向と逆方向へ傾く径方向リブ14が形成されており、この径方向リブ14が第2の周方向リブ11と軸支持部4の間の回転方向へのずれ変形を阻止するような反力を生じるようになっているため、歯部8と軸支持部4間の回転方向へのずれ変形量(回転の位相差)を小さくすることができる。従って、本実施の形態の樹脂製はすば歯車1によれば、回転伝達精度(動的精度)が向上し、感光体駆動軸2を円滑に且つ高精度で回動させることが可能になる。
【0027】
尚、上記の実施の形態において、径方向リブ12,14と周方向リブ11の接続部コーナー形状や径方向リブ14と外筒部分13の接続部コーナーの形状等、各接続部コーナーの形状は、R面形状とし、成形性や離型性を向上させると共に、応力集中を避けるようになっている。
【0028】
又、上記の実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1において、第1の周方向リブ10と第2の周方向リブ11間の径方向リブ12を、第2の周方向リブ11と軸支持部4間の径方向リブ14と同様に、樹脂製はすば歯車1の回転方向と逆方向に傾けるようにしてもよい。このように構成した樹脂製はすば歯車1は、上記実施の形態よりも回転伝達精度をより一層向上させることができる。
【0029】
又、上記の実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1において、径方向リブ12,15の全てを第2の周方向リブ11と軸支持部4間の径方向リブ14と同様に、樹脂製はすば歯車1の回転方向と逆の方向に傾けるようにしてもよい。このように構成した樹脂製はすば歯車1は、上記の実施の形態よりも回転伝達精度をより一層向上させることができる。
【0030】
又、上記の実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1がアイドルギヤとして使用されるような場合には、径方向リブ12のみを樹脂製はすば歯車1の回転方向と逆の方向に傾けるようにしてもよい。
【0031】
又、上記の実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1は、感光体駆動軸2に一体回動できるように係合される態様を例示したが、これに限られず、支持軸(図示せず)に回動できるように係合する態様でも使用することができる。
【0032】
又、上記実施の形態において、歯部8から入力された動力を軸支持部4から出力する樹脂製はすば歯車1を例示したが、軸支持部4から入力された動力を歯部8から出力する樹脂製はすば歯車1は、径方向リブ14が上記実施の形態の径方向リブ14と逆方向へ傾斜するように形成される。即ち、軸支持部4から入力された動力を歯部8から出力する樹脂製はすば歯車1は、径方向リブ14が軸支持部4の外周から回転方向と同一方向へ斜めに延びるように複数形成される。このように形成した樹脂製はすば歯車1は、径方向リブ14が動力伝達開始時に圧縮力を受け、軸支持部4と歯部8の回転方向へのずれ動きを阻止するような反力を生じさせることができ、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、このように、軸支持部4から入力された動力を歯部8から出力する樹脂製はすば歯車1は、径方向リブ12,15を径方向リブ14と同一方向へ傾けて形成するようにしてもよい。
【0033】
[第2の実施の形態]
図4〜図6は、本発明の第2の実施の形態に係る樹脂製はすば歯車31を示すものであり、大小二段のはすば歯車31a,31bが一体形成された樹脂製はすば歯車31を示すものである。尚、図4は、樹脂製はすば歯車31の正面図(左側面図)である。又、図5は、図4のB−B線に沿って切断して示す断面図である。又、図6は、樹脂製はすば歯車31の背面図(図5の右側面図)である。
【0034】
本実施の形態の樹脂製はすば歯車31は、外周に歯32が形成された第1のリム33と、この第1のリム33の内側に第1のリム33と同心に形成された円環状の第1の周方向リブ34と、この第1の周方向リブ34の内側に第1のリム33と同心に形成された第2の周方向リブ35と、この第2の周方向リブ35の内側に形成された円筒状の軸支持部36とを備え、リム33,第1の周方向リブ34及び第2の周方向リブ35が薄板状の第1のウェブ37で接続されており、第2の周方向リブ35と軸支持部36が薄板状の第2のウェブ38で接続されている。尚、第1の周方向リブ34及び第2の周方向リブ35は、歯幅(L1)と同一の寸法(L1=L2=L3)に形成されている。そして、第1のウェブ37は、歯幅方向略中央部に形成されており、第1のリム33,第1の周方向リブ34及び第2の周方向リブ35に直交するように形成されている。又、第2のウェブ38は、第2の周方向リブ35の裏面側端部(図5中右側端部)に外周端が接続され、軸支持部36の外周に内周端が接続されており、第2の周方向リブ35及び軸支持部36に直交するようになっている。そして、第2のウェブ38の裏面側側面には、外周に歯40を備えた第2のリム41が軸支持部36と同心に形成されている。そして、歯32と第1のリム33により第1の歯部42が構成され、歯40と第2のリム41により第2の歯部43が構成されている。
【0035】
第1のリム33と第1の周方向リブ34との間の第1のウェブ37の両側面には、第1のリム33と第1の周方向リブ34とを径方向に接続する径方向リブ44が周方向に複数形成されている。又、第1の周方向リブ34と第2の周方向リブ35との間の第1のウェブ37の両側面には、第1の周方向リブ34と第2の周方向リブ35とを径方向に接続する径方向リブ45が周方向に複数形成されている。又、第2の周方向リブ35と軸支持部36との間の第2のウェブ38の側面には、第2の周方向リブ35と軸支持部36とを径方向に接続する径方向リブ46が形成されている。更に、第2のリム41と軸支持部36との間の第2のウェブ38の側面には、第2のリム41と軸支持部36とを径方向に接続する径方向リブ47が形成されている。尚、軸支持部36の軸穴48には、軸50が一体回動できるように嵌合されるか、又は軸50が相対回動できるように係合される。
【0036】
そして、本実施の形態の樹脂製はすば歯車31は、図4に示すように、第1及び第2のウェブ37,38の表面側に形成された径方向リブ44,45,46が樹脂製はすば歯車31の回転方向と逆方向へ傾けて形成されている。その結果、このような樹脂製はすば歯車31は、回動力伝達時に作用するトルクによって第1のリム33側が軸支持部36側に対して回転方向へずれ変形しようとすると、径方向リブ44,45,46が軸支持部36側へ圧縮され、その変形を阻止するような反力が径方向リブ44,45,46から第1のリム33,第1の周方向リブ34及び第2の周方向リブ35に作用する。これにより、本実施の形態の樹脂製はすば歯車31は、内周側(軸支持部36側)の回転と外周側(第1のリム33側)の回転に位相差が発生するのを抑えることができ、回転伝達精度(動的精度)を向上することができる。
【0037】
又、本実施の形態の樹脂製はすば歯車31は、図6に示すように、第2のリム41と軸支持部36とを接続する径方向リブ47が回転方向へ向かって傾斜するように形成されている。その結果、このような樹脂製はすば歯車は、小径のはすば歯車31bが他の樹脂製はすば歯車(図示せず)に噛み合わされ、小径のはすば歯車31bから他の樹脂製はすば歯車に回転を伝達する場合に、第2のリム41に回転方向と逆の方向にトルクが作用し、第2のリム41が軸支持部36に対して回転方向と逆の方向へ変位(ずれ変形)しようとしても、この第2のリム41の周方向への変形を阻止するような反力が径方向リブ47から第2のリム41に作用する。その結果、本実施の形態の樹脂製はすば歯車31は、第2のリム41の回転と軸支持部36の回転に位相差が生じるのを抑えることができ、回転伝達精度(動的精度)を向上することができる。
【0038】
尚、本実施の形態の樹脂製はすば歯車31は、第1のリム33,第1の周方向リブ34,第2の周方向リブ35,軸支持部36,第2のリム41及び第1及び第2のウェブ37,38の肉厚がほぼ同一又は近似した寸法になるように形成されており、径方向リブ44,45,46の肉厚が第1及び第2の周方向リブ34,35や第1及び第2のウェブ37,38の肉厚よりも薄く形成されている。又、径方向リブ47の肉厚は、第2のリム41や軸支持部36の肉厚よりも薄く形成されている。しかも、第1のリム33に接続される径方向リブ44は、その高さ寸法H及び肉厚(幅寸法W)が他の径方向リブ45,46よりも小さく形成され、第1の歯部42の成形精度に悪影響を与えないで、第1のウェブ37の剛性を補強するようになっている。従って、本実施の形態の樹脂製はすば歯車31は、射出成形後の冷却速度が各部でほぼ同一になり、射出成形後の収縮変形が均一化し、高精度に成形される。又、本実施の形態の樹脂製はすば歯車31は、上記のように、十分に肉抜きされているため、軽量化が図られると共に、射出成形後の収縮変形量が少なくなり、第1及び第2の歯部42,43を含めた全体形状を高精度に成形することができる。
【0039】
以上のように、本実施の形態の樹脂製はすば歯車31は、前記第1の実施の形態と同様に、静的精度(歯形精度)が優れ、動的精度(回転伝達精度)にも優れているため、円滑で且つ高精度の回転伝達が可能になる。
【0040】
尚、本実施の形態の樹脂製はすば歯車31において、第1のウェブ37,第2の周方向リブ35及び第2のウェブ38の肉厚を第1のリム33及び第2のリム41の肉厚よりも薄くし、第1のウェブ37,第2の周方向リブ35及び第2のウェブ38を第1のリム33及び第2のリム41よりも早く冷却されるようにすれば、第1のリム33や第2のリム41の冷却が遅れても、射出成形後の冷却に伴う大径のはすば歯車31aと小径のはすば歯車31bの外形寸法の縮径変形量が少なくなり、より一層高精度に成形することが可能になる。
【0041】
[第3の実施の形態]
図7〜図8は、本発明の第3の実施の形態に係る樹脂製はすば歯車51を示すものである。尚、図7は樹脂製はすば歯車51の正面図であり、図8は図7のC−C線に沿って切断して示す断面図である。
【0042】
これらの図に示す樹脂製はすば歯車51は、前記第1及び第2の実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1,31に比較して小径のものである。この樹脂製はすば歯車51は、図8に示すように、歯幅方向中央部に対して左右対称形状に形成されており、軸支持部52と歯53が形成されたリム54を薄板状のウェブ55で接続するようになっている。そして、リム54の内側にリム54と同心に円環状の周方向リブ56が形成され、この周方向リブ56と軸支持部52の間のウェブ55の両側面に径方向リブ57が形成されている。この径方向リブ57は、樹脂製はすば歯車51の回転方向と逆方向に傾くように形成されており、その上端部が周方向リブ56に接続され、その下端部が軸支持部57に接続されている。尚、歯53とリム54により歯部58が構成されている。
【0043】
ここで、リム54,周方向リブ56及びウェブ55がほぼ同一の肉厚で形成され、径方向リブ57の肉厚がこれらリム54等の肉厚よりも薄く形成されており、歯部58が高精度で成形されるようになっている。
【0044】
このような構造の樹脂製はすば歯車51は、軸支持部52の軸穴60が軸59に一体回動可能に嵌合され、回転を軸59に伝達する場合、外部から作用するトルクによってリム54が軸支持部52に対して回転方向へずれ動こうとするが、径方向リブ57が突っ張って抵抗するため、リム54側の回転と軸支持部52側の回転の位相差の発生が抑えられる。従って、本実施の形態の樹脂製はすば歯車51は、回転を軸59に円滑且つ高精度に伝達することが可能になる。
【0045】
[第4の実施の形態]
図9〜図10は、本発明の第4の実施の形態に係る樹脂製はすば歯車61を示すものである。尚、図9は樹脂製はすば歯車61の正面図であり、図10は図9のD−D線に沿って切断して示す断面図である。又、本実施の形態に係る樹脂製はすば歯車61は、前記第3の実施の形態の樹脂製はすば歯車51に比較し、径方向リブ62を除いた他の構成が共通するので、同一の構成には同一符号を付して、重複した説明を省略する。
【0046】
即ち、図9〜図10に示す樹脂製はすば歯車61は、正逆両方向に回転を伝達するために使用されるものであり、略V字形状の径方向リブ62を周方向リブ56と軸支持部52との間のウェブ55の側面に形成し、この略V字形状の径方向リブ62の端部を軸支持部55と周方向リブ56にそれぞれ接続して、ウェブ55の剛性を向上させたものである。即ち、径方向リブ62は、樹脂製はすば歯車61の正回転方向と逆の方向に斜めに延びるように形成された第1の径方向リブ62aと、樹脂製はすば歯車61の逆回転方向と逆の方向に斜めに延びるように形成された第2の径方向リブ62bとからなっている。
【0047】
このような構成の樹脂製はすば歯車61は、軸支持部52の軸穴60に一体回動可能に嵌合された軸59に対し、正逆両方向の回転を円滑且つに高精度に伝達することが可能になる。
【0048】
尚、樹脂製はすば歯車61は、図11〜図12に示すように、略V字形状の径方向リブ62を図9に示す態様よりも密に配置し、より一層ウェブ55の剛性を高めるようにすれば、より一層円滑で高精度の回転伝達が可能になる。
(画像形成装置)
[第5の実施の形態]
図13は、本発明の樹脂製はすば歯車1,31,51,61が使用されるカラー複写機(画像形成装置)70を示すものである。
【0049】
この図に示す画像形成装置70は、給紙部71から送り出されたシート材72をシート搬送部73によって感光体74と転写ローラ75の間に送り込み、感光体74上に形成したカラー画像をシート材72に転写した後、そのシート材72を定着部76の定着ローラ77a,77b間に送り込み、シート材72表面に形成されたカラー画像を定着させ、この定着作業終了後のシート材72を排紙ローラ対で排紙トレイ80上に排出するようになっている。
【0050】
感光体74は、図13中右回り方向(矢印方向)に回動させられるようになっており、周囲にクリーニングユニット81,除電ランプ82,帯電器83,露光ユニット84及びカラー現像ユニット85が配置されている。この感光体74は、例えば、図14に示すように、感光体ドラム86の回転中心部に固定された感光体駆動軸2が前記各実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1,31,51,61の軸支持部4,36,52に一体回動できるように係合されており、その樹脂製はすば歯車1(31,51,61)に連繋された駆動手段としてのモータ87により回動させられ、その表面上にカラー現像ユニット85のイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(BK)の4色のカラー像が重ねて形成されるようになっている。
【0051】
このような構成の画像形成装置70は、モータ87の回転が樹脂製はすば歯車1(31,51,61)を介して円滑に且つ高精度に感光体74に伝達されるため、感光体74の回転角速度の変動が抑えられ、感光体74上に作成される各色のカラー画像のずれが抑えられ、鮮明なカラー画像の印刷が可能になる。
【0052】
尚、上記実施の形態において、感光体74として感光体ドラム86を例示したが、これに限られず、感光体74として感光体ベルトを使用するようにしてもよい。即ち、図15に示すように、感光体ベルト88の駆動用ローラ90に前記各実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1(31,51,61)を一体回動できるように接続し、この樹脂製はすば歯車1(31,51,61)にモータ87のギヤ(樹脂製はすば歯車)91を噛み合わせ、モータ87の回転をギヤ91,樹脂製はすば歯車1(31,51,61)を介して駆動用ローラ90に伝達し、感光体ベルト88を円滑且つ高精度に回動させるようにしてもよい。このような構成によっても上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0053】
又、上記実施の形態は、感光体74の駆動用に前記各実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1(31,51,61)を使用する態様を例示したが、これに限られず、給紙部71の給紙ローラ71a,シート搬送部73のレジストローラ73a,カラー現像ユニット85の現像ローラ85a〜85d,定着ローラ77a,77b等の駆動用ギヤ又は回転伝達用のアイドルギヤ等として前記各実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1,31,51,61を適宜使用することができる。更に、上記実施の形態に限られず、中間転写体を使用する構成の画像形成装置(図示せず)の場合には、中間転写体の駆動用に前記各実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1,31,51,61を使用することができる。
【0054】
又、前記各実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1,31,51,61は、上記のように、複写機,プリンター,ファクシミリ等の画像形成装置70に使用する態様を例示したが、これに限られず、インクジェットプリンターや自動車部品及びその他の精密機械等に広く適用することができ、円滑且つ高精度の回転伝達が可能になる。
【0055】
又、上記各実施の形態は、樹脂製ギヤとして樹脂製はすば歯車1,31,51,61を例示したが、これに限られず、平歯車,傘歯車,ウォーム歯車,内歯歯車等のギヤに広く適用することができる。
【0056】
又、本発明は、ギヤに限られず、タイミングベルトに噛み合う歯を備えた回転伝達手段としての樹脂製プーリに適用することができる。
【0057】
更に、上記各実施の形態に係る樹脂製はすば歯車1,31,51,61は、軸に相対回動できるように係合し、他の樹脂製はすば歯車に回転を伝達するために使用することができる。
【0058】
【発明の効果】
以上のように本発明の樹脂製ギヤは、径方向リブが動力伝達開始時に圧縮力を受けるように斜めに形成されており、回転伝達時に作用するトルク変動によって歯部が軸支持部に対して回転方向へずれるように変位しようとしても、その変位を阻止するような抵抗力が径方向リブに生じるため、歯部が軸支持部に対して回転方向にずれるように変位するのを効果的に抑えることができ、歯部と軸支持部の回転角速度のばらつきを抑えることができる。従って、本発明の樹脂製ギヤによれば、円滑且つ高精度の回転伝達が可能になる。
【0059】
又、本発明の樹脂製ギヤは、回転方向と逆の方向に斜めに延びるように形成された第1の径方向リブと、逆回転方向と逆の方向に斜めに延びるように形成された第2の径方向リブとを備えているため、正逆両方向の回転を円滑且つ高精度に伝達することができる。
【0060】
又、本発明の画像形成装置は、回転伝達精度に優れた本発明に係る樹脂製ギヤを備えているため、駆動手段の回転が樹脂製ギヤを介して円滑に且つ高精度に感光体に伝達されるため、感光体の回転角速度の変動が抑えられ、感光体上に作成される各色のカラー画像の色ずれが抑えられ、鮮明なカラー画像の印刷が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る樹脂製ギヤの正面図である。
【図2】図1の樹脂製ギヤのA−A線に沿って切断して示す断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る樹脂製ギヤの背面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る樹脂製ギヤの正面図である。
【図5】図4の樹脂製ギヤのB−B線に沿って切断して示す断面図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係る樹脂製ギヤの背面図である。
【図7】本発明の第3の実施の形態に係る樹脂製ギヤの正面図である。
【図8】図7の樹脂製ギヤのC−C線に沿って切断して示す断面図である。
【図9】本発明の第4の実施の形態に係る樹脂製ギヤの正面図である。
【図10】図9の樹脂製ギヤのD−D線に沿って切断して示す断面図である。
【図11】第4の実施の形態の応用例を示す樹脂製ギヤの図である。図11(a)は同樹脂製ギヤの正面図であり、図11(b)は図11(a)の一部拡大図である。
【図12】図11(a)の樹脂製ギヤのE−E線に沿って切断して示す断面図である。
【図13】画像形成装置の概略構成図である。
【図14】感光体ドラムの駆動機構を示す図である。
【図15】感光体ベルトの駆動機構を示す図である。
【図16】従来の樹脂製ギヤの正面図である。
【図17】図16の樹脂製ギヤのF−F線に沿って切断して示す断面図である。
【図18】他の従来例を示す樹脂製ギヤの正面図である。
【図19】図17に示す樹脂製ギヤの一部を拡大して示す変形状態図である。
【符号の説明】
1,31,51,61……樹脂製はすば歯車(樹脂製ギヤ)、4,36,52……軸支持部、5,37,38,55……ウェブ、8,42,43,58……歯部、10,34……第1の周方向リブ、11,34……第2の周方向リブ、12,15,45,46,57……径方向リブ、56……周方向リブ、62……径方向リブ、62a……第1の径方向リブ、62b……第2の径方向リブ
Claims (5)
- 半径方向外方に形成された略円筒状の歯部と、この歯部の回転中心を中心とするように半径方向内方に形成された軸支持部と、この軸支持部と前記歯部とを接続する薄板状のウェブと、を備えた樹脂製ギヤにおいて、
前記ウェブには、前記歯部の内側で且つ前記歯部と同心位置に周方向リブが形成され、
この周方向リブと前記軸支持部を前記ウェブの側面に沿って接続する径方向リブが、前記軸支持部の外周から正回転方向と逆方向へ斜めに延びるように複数形成された第1の径方向リブと、前記軸支持部の外周から逆回転方向と逆方向へ斜めに延びるように複数形成された第2の径方向リブとからなることを特徴とする樹脂製ギヤ。 - 半径方向外方に形成された略円筒状の歯部と、この歯部の回転中心を中心とするように半径方向内方に形成された軸支持部と、この軸支持部と前記歯部とを接続する薄板状のウェブと、を備えた樹脂製ギヤにおいて、
前記ウェブには、前記歯部の内側で且つ前記歯部と同心位置に第1の周方向リブが形成されると共に、この第1の周方向リブの内側で且つ同心位置に第2の周方向リブが形成され、
この第2の周方向リブと前記第1の周方向リブを前記ウェブの側面に沿って接続する径方向リブが、動力伝達開始時に圧縮力を受けるように、前記第2の周方向リブの外周から斜め外方へ向けて複数形成されたことを特徴とする樹脂製ギヤ。 - 半径方向外方に形成された略円筒状の歯部と、この歯部の回転中心を中心とするように半径方向内方に形成された軸支持部と、この軸支持部と前記歯部とを接続する薄板状のウェブと、を備えた樹脂製ギヤにおいて、
前記ウェブには、前記歯部の内側で且つ前記歯部と同心位置に第1の周方向リブが形成されると共に、この第1の周方向リブの内側で且つ同心位置に第2の周方向リブが形成され、
この第2の周方向リブと前記第1の周方向リブを前記ウェブの側面に沿って接続する径方向リブが、前記第2の周方向リブの外周から正回転方向と逆方向へ斜めに延びるように複数形成された第1の径方向リブと、前記第2の周方向リブの外周から逆回転方向と逆方向へ斜めに延びるように複数形成された第2の径方向リブとからなることを特徴とする樹脂製ギヤ。 - 前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂製ギヤと、この樹脂製ギヤを介して感光体を回転駆動する駆動手段と、を備えた画像形成装置において、
前記樹脂製ギヤの回転中心と前記回転ドラムの回転中心が同軸上に位置し、前記樹脂製ギヤと前記回転ドラムが一体として回動できるように連繋されたことを特徴とする画像形成装置。 - 半径方向外方に形成された略円筒状の歯部と、この歯部の回転中心を中心とするように半径方向内方に形成された軸支持部と、この軸支持部と前記歯部とを接続する薄板状のウェブと、を備えた樹脂製回転伝達手段において、
前記ウェブには、前記歯部の内側で且つ前記歯部と同心位置に第1の周方向リブが形成されると共に、この第1の周方向リブの内側で且つ同心位置に第2の周方向リブが形成され、
この第2の周方向リブと前記第1の周方向リブを前記ウェブの側面に沿って接続する径方向リブが、動力伝達開始時に圧縮力を受けるように、前記第2の周方向リブの外周から斜め外方へ向けて複数形成されたことを特徴とする樹脂製回転伝達手段。
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