JP5126249B2

JP5126249B2 - 歯車機構及び画像形成装置

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Publication number: JP5126249B2
Application number: JP2010040497A
Authority: JP
Inventors: 宏五十嵐; 富岳荒舘
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2013-01-23
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Description

本発明は、駆動歯車から駆動力を受けて回転する従動歯車と当該従動歯車を支持するベース部材とを有する歯車機構、並びにこの歯車機構を用いた画像形成装置に関するものである。

滑り軸受は、鋼球等の転動体がなく、軸部と軸穴（ブッシュ）とを摺接させるので、例えば特許文献１に記載の発明では、軸部と軸受スリーブ（ブッシュに相当）との間にグリース溜まりを設け、このグリース溜まりにグリース（潤滑剤）を充填することにより、摺接部の潤滑を図っている。

実開昭６４−３９９６６号公報

ところで、歯車は、これを複数連結する歯車列として用いられるが、特許文献１に記載の発明では、歯車単体におけるグリース溜まりの構成が開示されているのみであり、駆動歯車から駆動力を受けて回転するような従動歯車に対して、具体的にどのような部位にグリース溜まりを設けるべきであるかは検討されていない。

本発明は、上記点に鑑み、駆動歯車から駆動力を受けて回転する従動歯車等において、軸部と軸穴との潤滑性を保持する新規な構成を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、駆動歯車から駆動力を受けて回転する従動歯車と、当該従動歯車を支持するベース部材とを有する歯車機構であって、軸部とこの軸部が回転可能に嵌り込む軸穴とを有し、従動歯車をベース部材に回転可能に組み付ける軸受機構を備え、軸部は従動歯車に設けられ、かつ、軸穴はベース部材に設けられ、前記軸穴のうち駆動歯車から駆動力を受けて従動歯車が回転するときに軸部と軸穴とが摺接する摺接部には、摺接部を潤滑する潤滑剤が充填される溝部が設けられ、軸穴は、長径方向の寸法が軸部の直径寸法より大きい長穴状に形成され、軸部は、軸穴内を長径方向に移動可能であって、駆動歯車から駆動力を受けて従動歯車が回転するときには、軸穴のうち長径方向一端側に位置し、当該一端側の摺接部に溝部が設けられており、さらに、軸穴のうち溝部が設けられた長径方向一端側に軸部が位置したときは、従動歯車は第２の従動歯車と噛み合って駆動歯車から受けた駆動力を第２の従動歯車に伝達し、一方、軸穴のうち長径方向他端側に軸部が位置したときには、従動歯車は、第２の従動歯車から離間して両歯車の噛み合いが解除されることを特徴とする。

これにより、本発明では、接触面圧が高くなる摺接部に潤滑剤を供給することが可能となり、軸部と軸穴との潤滑性を保持する新規な構成を提供することができる。

ところで、軸穴は回転しないので、常に同じ部分が摺接部となり、この部分が早期に摩耗して偏摩耗してしまうおそれがある。

これに対して、本発明では、軸穴に溝部が設けられているので、この部分が早期に摩耗して偏摩耗してしまうことを抑制できる。

なお、「摺接部に溝部を設ける」とは、溝部の少なくとも一部が摺接部に位置することを意味する。したがって、溝部全体が摺接に位置する場合、又は溝部の一部が摺接部に位置する場合のいずれであってもよい。また、溝部は少なくとも１本あれば十分である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概念図である。（ａ）は本発明の第１実施形態に係る第１歯車機構３０の説明図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る第１歯車機構３０の分解図である。本発明の第１実施形態に係る第１歯車機構３０の軸部３２Ｃ及び軸穴３４Ｂの拡大図である。（ａ）は本発明の第１実施形態に係る第２歯車機構４０において、駆動力が伝達されているときを示す図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る第２歯車機構４０において、駆動力が伝達されていないときを示す図である。（ａ）は本発明の第１実施形態に係る第２歯車機構４０において、駆動力が伝達されているときを示す図であり、（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る第２歯車機構４０において、駆動力が伝達されていないときを示す斜視図である。本発明の第２実施形態に係る軸穴３４Ｂの拡大図である。（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３実施形態に係る軸部３２Ｃの拡大図である。（ａ）は本発明の第４実施形態に係る第１歯車機構３０の分解斜視図であり、（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（ｄ）は軸穴３４Ｂ断面の拡大図である。（ａ）は本発明の第５実施形態に係る第１歯車機構３０の分解斜視図であり、（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（ｄ）は軸穴３４Ｂ断面の拡大図である。本発明の第６実施形態に係る第１歯車機構３０の分解斜視図である。本発明の第７実施形態に係る第１歯車機構３０の分解斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は本発明の第８実施形態に係る第１歯車機構３０の分解斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は本発明の第８実施形態に係る第１歯車機構３０の分解断面図である。（ａ）は本発明の第９実施形態に係る第１歯車機構３０の断面図であり、（ｂ）は本発明の第８実施形態に係る軸穴３４Ｂの拡大断面図である。

本実施形態は、本発明に係る歯車機構を画像形成装置の駆動力伝達機構に適用したものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（第１実施形態）
１．画像形成装置の概略構成（図１参照）
本実施形態に係る画像形成装置１は、図１に示すように、現像剤を用紙やＯＨＰシート等（以下、用紙という。）に転写することにより用紙に画像を形成する電子写真方式の作像部３を有しており、この作像部３は、現像剤像を担持する感光ドラム（図示せず。）や感光ドラムに静電潜像を形成する露光器（図示せず。）等から構成されている。

用紙トレイ５は画像形成用の用紙が載置される載置部であり、この用紙トレイ５に載置されている用紙は、給紙ローラ７及び搬送ローラ９等により作像部３側に搬出された後、一対のレジストローラ１１により斜行が矯正されて用紙搬送ベルト１３上を搬送される。

また、定着器１５は、用紙に転写形成された現像剤像を加熱定着させる定着手段であり、定着が完了した用紙は、排紙ローラ１７により排紙スタッカ（排紙トレイ）１９に排出され、用紙への画像形成が終了する。

また、用紙搬送ベルト１３を駆動する駆動ローラ１３Ａ、定着器１５の加熱ローラ１５Ａ、排紙ローラ１７、給紙ローラ７、搬送ローラ９及びレジストローラ１１等の用紙搬送用のローラには、本発明に係る第１歯車機構３０又は第２歯車機構４０を介して駆動源２１から駆動力が伝達されている。なお、以下、給紙ローラ７等を総称するときは、「ローラ」と記す。

そして、第１歯車機構３０及び第２歯車機構４０は、後述するように、複数枚の歯車からなる歯車列にて構成されているとともに、駆動源２１から供給された駆動力を減速しながらローラ側に伝達する駆動力伝達機構である。特に、第２歯車機構４０は、駆動源２１から供給される駆動力と逆向きの駆動力が入力されたときに、歯車間の噛み合いが解除され、その駆動力の伝達を遮断することができる。

なお、給紙ローラ７及びレジストローラ１１への駆動力伝達経路には、駆動源２１から駆動力が供給されているとき、つまり駆動源２１をなす電動モータが回転しているときに、給紙ローラ７又はレジストローラ１１への駆動力の伝達を遮断するクラッチ機構２１Ａ、２１Ｂが設けられている。そして、駆動源２１及びクラッチ機構２１Ａ、２１Ｂ等は、マイクロコンピュータ等にて構成された制御部（図示せず。）により制御されている。

２．歯車機構の詳細構造
２．１．第１歯車機構について
第１歯車機構３０は、図２（ａ）に示すように、駆動源２１から駆動力を受けて回転する駆動歯車３１、駆動歯車３１から駆動力を受けて回転する従動歯車３２、従動歯車３２から駆動力を受けてローラ側に駆動力を出力する出力歯車３３、並びに駆動歯車３１、従動歯車３２及び出力歯車３３を支持するベース部材３４等を有して構成されている。

なお、図２（ａ）に示す第１歯車機構３０は、その一部を示すものであり、実際には、駆動源２１と駆動歯車３１との間、及び出力歯車３３とローラとの間には、図２（ａ）に示される歯車列と同様な歯車列等にて構成された駆動力伝達機構が設けられている。

因みに、本実施形態では、従動歯車３２の大径歯車部３２Ａ及び小径歯車部３２Ｂは、同軸状に配置されて一体化されているとともに、駆動歯車３１は大径歯車部３２Ａに噛み合い、出力歯車３３は小径歯車部２３Ｂに噛み合っているので、駆動源２１から伝達された駆動力は、第１歯車機構３０にて減速されてローラ側に伝達される。

また、駆動歯車３１、従動歯車３２及び出力歯車３３それぞれには、図２（ｂ）に示すように、各歯車３１〜３３に一体化された円柱状の軸部３１Ａ、３２Ｃ、３３Ａが設けられ、一方、ベース部材３４には、各軸部３１Ａ、３２Ｃ、３３Ａが回転可能に嵌り込む軸穴３４Ａ〜３４Ｃが設けられている。そして、これら軸部３１Ａ、３２Ｃ、３３Ａ及び軸穴３４Ａ〜３４Ｃ等によりを駆動歯車３１、従動歯車３２及び出力歯車３３それぞれをベース部材３４に回転可能に組み付ける軸受機構が構成されている。

なお、本実施形態では、ベース部材３４は、図２（ｂ）に示すように、駆動歯車３１、従動歯車３２及び出力歯車３３を挟んで軸方向両側に配設された状態で各軸部３１Ａ、３２Ｃ、３３Ａを両端支持しているとともに、軸部３１Ａ、３２Ｃ、３３Ａとの接触面積が所定以上となるように、軸穴３４Ａ〜３４Ｃ部分がボス状に突出した形状となっている。

また、軸穴３４Ｂには、軸部３２Ｃの外周面と軸穴３４Ｂの内周面との摺接部３４Ｄ（図３参照）を潤滑する潤滑剤が充填される溝部３４Ｅが設けられている。ここで、摺接部３４Ｄとは、図３に示すように、駆動歯車３１から駆動力を受けて従動歯車３２が回転するときに、軸部３２Ｃと軸穴３４Ｂとが摺動しながら接触する部位である。

なお、図３では、軸部３２Ｃ及び軸穴３４Ｂの変形は考慮せず、幾何学的に軸部３２Ｃと軸穴３４Ｂとが接触する範囲を摺接部３４Ｄとして示しているが、実際には、駆動歯車３１から駆動力を受けて従動歯車３２が回転するときには、軸部３２Ｃ及び軸穴３４Ｂは、ヘルツ応力の発生に伴って変形するので、摺接部３４Ｄの範囲は、図３に示す範囲より広くなる。

また、本実施形態に係る溝部３４Ｅは、図２（ｂ）に示すように、軸穴３４Ｂの軸方向一端側から他端側に掛けて軸方向と平行に直線状に延び、かつ、図３に示すように、駆動歯車３１から受ける噛み合い力及び出力歯車３３から受ける噛み合い力の合力Ｆｏの作用線上に位置している。なお、溝部３４Ｅは、その断面形状が略Ｖ字状に形成されているとともに、応力集中を緩和すべく、全体が滑らかな曲面にて構成されている。

そして、本実形態では、軸部３２Ｃ（従動歯車３２）及び軸穴３４Ｂ（ベース部材３４）は樹脂製であるので、摺接部３４Ｄを構成する軸部３２Ｃの外周面及び軸穴３４Ｂの内周面も樹脂製となる。因みに、本実施形態では、軸部３２ＣはＰＯＭ等の樹脂製であり、軸穴３４ＢはＡＢＳ又はＰＳ等の樹脂製である。

２．２．第２歯車機構について
第１歯車機構３０と第２歯車機構４０との差異点は、第２歯車機構４０の従動歯車４２が、第２歯車機構４０の駆動歯車４１の回転中心を揺動中心として揺動変位可能となっている点であり、その他の構成及び材質等はほぼ同様である。

すなわち、第２歯車機構４０も、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、駆動歯車４１、従動歯車４２及び出力歯車４３、並びにこれらの歯車を支持するベース部材４４等を有して構成されている。

また、駆動歯車４１、従動歯車４２及び出力歯車４３それぞれには、各歯車４１〜４３に一体化された円柱状の軸部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａが設けられ、一方、ベース部材４４には、各軸部３１Ａ〜４３Ａが回転可能に嵌り込む軸穴４４Ａ〜４４Ｃが設けられている。

そして、第１歯車機構３０では、全ての軸穴３４Ａ〜３４Ｃが円形断面であったのに対して、第２歯車機構４０では、軸穴４４Ａ、４４Ｃのみが円形断面であり、従動歯車４２用の軸穴４４Ｂは長穴状に形成されている。

つまり、軸穴４４Ｂは、長径方向の寸法が軸部４２Ａの直径寸法より大きく、かつ、長径方向が駆動歯車４１の回転中心を中心として略円弧状に延びる長穴状に形成されているため、軸部４２Ａは軸穴４４Ｂ内を長径方向に移動することができる。

因みに、厳密には、軸穴４４Ｂの短径方向の寸法も軸部４２Ａの直径寸法より大きいが、その寸法差は目視では判別が難しい。一方、軸穴４４Ｂの長径方向寸法と軸部４２Ａの直径寸法との寸法差は、目視にて容易に判別することができる。つまり、「長径方向の寸法が軸部４２Ａの直径寸法より大きい」とは、一見してその寸法差を容易に判別することができる程度に「長径方向の寸法が軸部４２Ａの直径寸法より大きい」ことを意味する。

なお、フリクションバネ４５は、従動歯車４２のうち軸部４２Ａを挟んで駆動歯車４１と反対側の部位に接触して、従動歯車４２の回転を阻害する抵抗力を作用させる抵抗付与部であり、本実施形態に係るフリクションバネ４５は、ベース部材４４に固定された円錐コイルバネにて構成されている。

ところで、駆動歯車４１が、図４（ａ）に示す紙面において、反時計回りの向き（以下、ＣＣＷ（counter clockwise）方向という。）に回転すると、従動歯車４２は、時計回りの向き（以下、ＣＷ（clockwise）方向という。）に回転しようとするが、従動歯車４２は、フリクションバネ４５から抵抗力を受けてＣＷ方向への回転が阻害されるので、従動歯車４２の軸部４２Ａが駆動歯車４１と共に駆動歯車４１の回転中心を中心としてＣＣＷ方向に移動する。

このため、軸部４２Ａは、軸穴４４Ｂに案内されて長径方向一端（図４（ａ）では、下端）に接触するまで移動するので、従動歯車４２と出力歯車４３とが噛み合って従動歯車４２と出力歯車４３とが接続される。

そしてさらに、駆動歯車４１がＣＣＷ方向に回転すると、軸部４２Ａが軸穴４４Ｂの長径方向一端によって規制されてそれ以上移動できないため、フリクションバネ４５に対して従動歯車４２が滑り始め、従動歯車４２が軸部４２Ａを中心として回転し、駆動歯車４１の駆動力が出力歯車４３に伝達される。

すなわち、従動歯車４２に駆動歯車４１から駆動力が作用すると、図４（ｂ）に示すように、駆動歯車４１と従動歯車４２との噛み合い部で発生する噛み合い圧力により、軸部４２Ａには、軸穴４４Ｂの長径方向他端側から一端側に向かう向きの力（紙面、右上から左下に向かう向きの力）が作用する。

そして、従動歯車４２に駆動歯車４１からの駆動力が作用し続けている間は、駆動歯車４１から受ける噛み合い力と出力歯車４３から受ける噛み合い力との合力Ｆｏにより、軸部４２Ａが軸穴４４Ｂの長径方向一端側に押し付けられて位置決めされた状態となるので、従動歯車４２は、軸部４２Ａが軸穴４４Ｂの長径方向一端側に位置した状態で回転し続ける。

そこで、第２歯車機構４０においても、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、軸穴４４Ｂの長径方向一端側であって、駆動歯車４１から駆動力を受けて従動歯車４２が回転するときの摺接部４４Ｄに潤滑剤が充填される溝部４４Ｅが設けられている。

なお、第２歯車機構４０における摺接部４４Ｄとは、第１歯車機構３０における摺接部３４Ｄと同様に、駆動歯車４１から駆動力を受けて従動歯車４２が回転するときに、軸部４２Ａと軸穴４４Ｂとが摺動しながら接触する部位である。

また、第２歯車機構４０に係る溝部４４Ｅも、第１歯車機構３０に係る溝部３４Ｅと同様に、軸穴４４Ｂの軸方向一端側から他端側に掛けて軸方向と平行に直線状に延び、かつ、噛み合い力の合力Ｆｏの作用線上に位置しているとともに、応力集中を緩和すべく、全体が滑らかな曲面にて構成されたＶ溝にて形成されている。

ところで、用紙搬送経路には、用紙の搬送を監視し、用紙が詰まった否かを検知するジャムセンサ（図示せず。）が設けられているとともに、このジャムセンサの検知信号が上述した制御部に入力されている。

そして、ジャムセンサによって用紙詰まりが検知されると、駆動源２１は制御部によって僅かに逆回転される。これにより、駆動歯車４１が逆転されるので、従動歯車４２は、図４（ａ）に示す噛み合い圧力の向きと逆向きの力を駆動歯車４１から受ける。

このとき、従動歯車４２にはフリクションバネ４５の抵抗力が作用しているので、従動歯車４２はその回転を阻害され、図４（ｂ）に示すように、駆動歯車４１のピッチ円周上を駆動歯車４１と回転の向きと同一の向きに移動しようとする力Ｆが従動歯車４２に作用する。

これにより、軸穴４４Ｂの長径方向一端（図４（ｂ）の下端）側から他端（図４（ｂ）の上端）側に軸部４２Ａが移動するため、従動歯車３２と出力歯車４３との噛み合いが解除されて駆動歯車４１と出力歯車４３との接続が切断された状態となる。したがって、出力歯車４３は、駆動源２１と独立して自由に回転でき得る状態となるので、用紙搬送経路に詰まった用紙を簡単に除去することが可能となる。

３．本実施形態に係る歯車機構の特徴
本実施形態では、駆動歯車３１、４１から駆動力を受けて従動歯車３２、４２が回転するときに軸部３２Ｃ、４２Ａと軸穴３４Ｂ、４４Ｂとが摺接する摺接部３４Ｄ、４４Ｄには、摺接部３４Ｄ、４４Ｄを潤滑する潤滑剤が充填される溝部３４Ｅ、４４Ｅが設けられているので、接触面圧が高くなる摺接部３４Ｄ、４４Ｄに潤滑剤を供給することが可能となり、軸部３２Ｃと軸穴３４Ｂとの潤滑性、及び軸部４２Ａと軸穴４４Ｂとの潤滑性を保持する新規な構成を提供することができる。

ところで、ベース部材３４、４４に設けられた軸穴３４Ｂ、４４Ｂは回転しないので、常に同じ部分が摺接部３４Ｄ、４４Ｄとなり、この部分が早期に摩耗して偏摩耗してしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態では、ベース部材３４、４４に設けられた軸穴３４Ｂ、４４Ｂに溝部３４Ｅ、４４Ｅが設けられているので、この部分が早期に摩耗して偏摩耗してしまうことを抑制できる。

ところで、第２歯車機構４０では、軸部４２Ａが移動するための空間を確保すべく、軸穴４４Ｂが長孔状に形成されているので、軸部４２Ａの外周面と軸穴４４Ｂの内周面との間に大きな空間が存在し、潤滑剤を保持することが難しくなり、接触面圧が高くなる部位に潤滑剤を供給することが難しくなるおそれがある。

しかし、本実施形態では、軸穴４４Ｂの長径方向端部側であって、駆動歯車４１から駆動力を受けて従動歯車４２が回転するときの摺接部４４Ｄに溝部４４Ｅが設けられているので、軸部４２Ａが軸穴４４Ｂ内を長径方向に移動可能な場合にあっても、駆動歯車４１から駆動力を受けて従動歯車４２が回転するときに接触面圧が高くなる部位に潤滑剤を供給することが可能となる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、溝部３４Ｅ、４４Ｅは、摺接部３４Ｄ、４４Ｄのうち合力Ｆｏの作用線上に１本のみ設けられていたが、本実施形態は、図６に示すように、摺接部３４Ｄに複数の溝部３４Ｅを設けたものである。

なお、図６では、第１歯車機構３０に係る軸穴３４Ｂを例に本実施形態の特徴を図示したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第２歯車機構４０に係る軸穴４４Ｂに複数の溝部４４Ｅを設けてもよい。

（第３実施形態）
上述の実施形態では、ベース部材３４、４４に軸穴３４Ｂ、４４Ｂが設けられ、従動歯車３２、４２に軸部３２Ｃ、４２Ａが設けられていたが、本実施形態は、ベース部材３４、４４に軸部３２Ｃ、４２Ａが設けられ、従動歯車３２、４２に軸穴３４Ｂ、４４Ｂが設けられた場合に本発明を適用したものである。

したがって、本実施形態では、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、摺接部３４Ｄのうち軸部３２Ｃ側に溝部３４Ｅを設けている。なお、図７（ａ）は、摺接部３４Ｄのうち合力Ｆｏの作用線上に１本のみ溝部３４Ｅを設けた例であり、図７（ｂ）は、摺接部３４Ｄに複数の溝部３４Ｅを設けた例である。

因みに、図７（ａ）及び図７（ｂ）では、第１歯車機構３０を例に本実施形態の特徴を図示したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第２歯車機構４０も第１歯車機構３０と同様な構成としてもよい。

（第４実施形態）
本実施形態は、第１実施形態の変形例であり、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、ベース部材３４に軸穴３４Ｂを設けるとともに、溝部３４Ｅを螺旋状したものである。

これにより、本実施形態に係る溝部３４Ｅは、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、矢視方向Ｄ１に見て、軸方向Ｌ１に対して傾いた形状となる。なお、軸方向Ｌ１とは、軸部３２Ｃ又は軸穴３４Ｂの軸中心線と一致する方向であり、矢視方向Ｄ１とは、軸方向Ｌ１と直交する方向であって、軸方向Ｌ１に向かって溝部３４Ｅを見得る方向をいう。

したがって、本実施形態では、軸穴３４Ｂに対して相対的に軸部３２Ｃが回転する際に、ネジとナットとの関係のごとく、溝部３４Ｅに充填されている潤滑剤を引き込むように流動させることができるので、潤滑剤が一所に滞留してしまうことを抑制して、潤滑剤を摺接部３４Ｄ全域に行き渡らせることが可能となり、軸部３２Ｃと軸穴３４Ｂとの潤滑性を保持することができる。

つまり、溝部３４Ｅが軸方向Ｌ１に対して傾いているので、軸穴３４Ｂに対して相対的に軸部３２Ｃが回転すると、溝部３４Ｅに充填されている潤滑剤のうち軸部３２Ｃと接触する部分には、図８（ｄ）に示すように、軸部３２Ｃ（従動歯車３２）の回転によって回転の向きの剪断力Ｆｓが作用する。

このため、潤滑剤は、軸部３２Ｃの回転の向きに剪断変形するように流動しようとするが、潤滑剤は、溝部３４Ｅを形成する側壁３４Ｗが障害となって、図８（ｄ）の破線で示す矢印のごとく側壁３４Ｗに沿って流動するので、溝部３４Ｅに充填されている潤滑剤は、摺接部３４Ｄ全域に行き渡るように流動する。

なお、本実施形態は、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すもの限定されるものではなく、従動歯車３２の回転の向きを図８に示すものに対して逆向きとした場合、溝部３４Ｅの傾きを図８に示すものに対して逆向きにした場合、又は従動歯車３２の回転の向き及び溝部３４Ｅの傾きを共に図８に示すものに対して逆向きにした場合のいずれであってもよい。

この場合、特に、溝部３４Ｅに充填されている潤滑剤が、図８（ｄ）の破線で示す矢印と反対向き、すなわち従動歯車３２側に流動して摺接部３４Ｄ全域に行き渡るような構成とすることが望ましい。

ところで、本実施形態では、溝部３４Ｅは螺旋状に形成されているので、軸方向Ｌ１と直交する方向であれば、３６０度いずれの方向であっても、溝部３４Ｅを見ることができるので、「軸部３２Ｃ又は軸穴３４Ｂの軸中心線に向かって溝部３４Ｅを見得る方向」とは、軸方向Ｌ１と直交する方向であれば、いずれの方向でもよい。

しかし、本実施形態では、溝部３４Ｅの少なくとも一部が摺接部３４Ｄに位置し、かつ、合力Ｆｏの作用線上に溝部３４Ｅの少なくとも一部が存在することを特徴としているので、本実施形態では、合力Ｆｏの作用線方向を矢視方向Ｄ１とすることが望ましい。そこで、以下、特に断りをした場合を除き、矢視方向Ｄ１とは、合力Ｆｏの作用線方向をいう。

なお、図８（ａ）〜図８（ｄ）では、第１歯車機構３０を例に本実施形態の特徴を図示したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第２歯車機構４０も第１歯車機構３０と同様な構成としてもよい。

（第５実施形態）
第４実施形態では、矢視方向Ｄ１に見たときの溝部３４Ｅと軸方向Ｌ１とのなす角（以下、この角を傾斜角θという。）が一定となるように、溝部３４Ｅを軸方向Ｌ１に対して傾けて螺旋状とした。

しかし、本実施形態は、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、ベース部材３４に軸穴３４Ｂを設けるとともに、図９（ｄ）に示すように、第１の傾斜角θ１を有する第１溝部３４Ｆ、及び第１の傾斜角θ１と異なる第２の傾斜角θ２を有する第２溝部３４Ｇから溝部３４Ｅを構成したものである。

また、本実施形態では、第１の傾斜角θ１が９０度以上であり、かつ、第２の傾斜角θ２が９０度未満であるので、溝部３４Ｅ（第１溝部３４Ｆ及び第２溝部３４Ｇ）は、矢視方向Ｄ１から見ると、回転方向前進側（剪断力Ｆｓ１、Ｆｓ２の向き側）にずれるほど、両溝部３４Ｆ、３４Ｇが近づくように「く」の字状又は「ハ」の字状に形成されている。

つまり、第１溝部３４Ｆ及び第２溝部３４Ｇは、矢視方向Ｄ１から見ると、軸方向Ｌ１の端部側（図９（ｄ）では、上端側又は下端側）から軸方向Ｌ１中央部側に向かうほど、軸方向Ｌ１から従動歯車３２の回転方向前進側にずれるように、軸方向Ｌ１に対して傾いた形状に形成されている。

このため、軸部３２Ｃ（従動歯車３２）の回転によって回転の向きの剪断力Ｆｓ１、Ｆｓ２が潤滑剤に作用すると、図９（ｄ）の破線で示す矢印のごとく、第１溝部３４Ｆに充填されている潤滑剤は第２溝部３４Ｇに近づくように流動し、一方、第２溝部３４Ｇに充填されている潤滑剤は第１溝部３４Ｆに近づくように流動する。

したがって、本実施形態では、潤滑剤は、軸方向Ｌ１の端部側から軸方向中央部側に向かって流動することとなるので、潤滑剤を摺接部３４Ｄ全域に行き渡らせつつ、軸方向端部に存在する潤滑剤が軸穴３４Ｂ及び軸部３２Ｃからなる軸受機構から漏れ出てしまうことを抑制できる。

なお、図９（ａ）〜図９（ｄ）では、第１歯車機構３０を例に本実施形態の特徴を図示したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第２歯車機構４０も第１歯車機構３０と同様な構成としてもよい。

（第６実施形態）
第４実施形態では、ベース部材３４に軸穴３４Ｂが設けられ、従動歯車３２に軸部３２Ｃが設けられていたが、本実形態では、図１０に示すように、ベース部材３４に軸部３２Ｃを設け、従動歯車３２に軸穴３４Ｂを設けるとともに、ベース部材３４に設けられた軸部３２Ｃに螺旋状の溝部３４Ｅを設けたものである。そして、溝部３４Ｅは、上述の実施形態と同様に、少なくとも溝部３４Ｅの一部が軸部３２Ｃの摺接部３４Ｄに位置するように設けられている。

これにより、本実施形態においても、第４実施形態と同様に、溝部３４Ｅに充填されている潤滑剤を摺接部３４Ｄ全域に行き渡るように流動させることができる。
なお、図１０では、第１歯車機構３０を例に本実施形態の特徴を図示したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第２歯車機構４０も第１歯車機構３０と同様な構成としてもよい。

（第７実施形態）
第４実施形態では、ベース部材３４に軸穴３４Ｂが設けられ、従動歯車３２に軸部３２Ｃが設けられていたが、本実形態では、図１１に示すように、ベース部材３４に軸部３２Ｃを設け、従動歯車３２に軸穴３４Ｂを設けるとともに、ベース部材３４に設けられた軸部３２Ｃに第１溝部３４Ｆ及び第２溝部３４Ｇからなる溝部３４Ｅを設けたものである。

これにより、本実施形態においても、第５実施形態と同様に、潤滑剤を摺接部３４Ｄ全域に行き渡らせつつ、軸方向端部に存在する潤滑剤が軸穴３４Ｂ及び軸部３２Ｃからなる軸受機構から漏れ出てしまうことを抑制できる。

なお、図１１では、第１歯車機構３０を例に本実施形態の特徴を図示したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第２歯車機構４０も第１歯車機構３０と同様な構成としてもよい。

（第８実施形態）
上述の実施形態では、軸部３２Ｃ及び軸穴３４Ｂのうちベース部材３４に設けられた部位に溝部３４Ｅを形成したが、本実施形態は、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１３（ａ）及び１３（ｂ）に示すように、軸部３２Ｃ及び軸穴３４Ｂのうち従動歯車３２に設けられた部位に溝部３４Ｅを形成するとともに、その溝部３４Ｅを、矢視方向Ｄ１から見たとき、軸方向Ｌ１に対して傾くように、螺旋状又は「ハ」の字状もしくは「く」の字状としたものである。

そして、図１２（ａ）は、従動歯車３２に軸部３２Ｃを設け、ベース部材３４に軸穴３４Ｂを設けるとともに、螺旋状の溝部３４Ｅを従動歯車３２に軸部３２Ｃに設けた例であり、図１２（ｂ）は、従動歯車３２に軸部３２Ｃを設け、ベース部材３４に軸穴３４Ｂを設けるとともに、「く」の字状又は「ハ」の字状の溝部３４Ｅを従動歯車３２に軸部３２Ｃに設けた例である。

また、図１３（ａ）は、従動歯車３２に軸穴３４Ｂを設け、ベース部材３４に軸部３２Ｃを設けるとともに、螺旋状の溝部３４Ｅを従動歯車３２に軸穴３４Ｂに設けた例であり、図１３（ｂ）は、従動歯車３２に軸穴３４Ｂを設け、ベース部材３４に軸部３２Ｃを設けるとともに、「く」の字状又は「ハ」の字状の溝部３４Ｅを従動歯車３２に軸穴３４Ｂに設けた例である。

したがって、本実施形態では、軸穴３４Ｂに対して相対的に軸部３２Ｃが回転する際に、溝部３４Ｅに充填されている潤滑剤を引き込むように流動させることができるので、潤滑剤が一所に滞留してしまうことを抑制して、潤滑剤を摺接部３４Ｄ全域に行き渡らせることが可能となり、軸部３２Ｃと軸穴３４Ｂとの潤滑性を保持することができる。

なお、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１３（ａ）及び１３（ｂ）では、第１歯車機構３０を例に本実施形態の特徴を図示したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第２歯車機構４０も第１歯車機構３０と同様な構成としてもよい。

（第９実施形態）
上述の実施形態では、従動歯車３２は、出力歯車３３を介してローラ側に駆動力を伝達する歯車機構であったが、本実施形態は、図１４（ａ）に示すように、従動歯車３２の軸部３２Ｃがローラ等の駆動シャフトを兼ねる構造に本発明を適用したものである。

そして、本実施形態も第１実施形態と同様に、図１４（ｂ）に示すように、ベース部材３４に設けられた軸穴３４Ｂのうち駆動歯車３１から駆動力を受けて従動歯車３２が回転するときに、軸部３２Ｃと軸穴３４Ｂとが摺動しながら接触する部位（摺接部３４Ｄ）に溝部３４Ｅが設けられている。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、例えばオートドキュメントフィーダやインクジェット方式の画像形成装置の搬送ローラに駆動力を伝達する歯車機構に適用してもよい。

また、上述の実施形態に係る歯車は平歯車であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘリカル歯車等のその他形式の歯車であってもよい。なお、ヘリカル歯車の場合には、スラスト荷重を受けるので、軸穴は単純な貫通穴ではなく、凹状の一端側が閉塞された軸穴からなるスラスト軸受穴であってもよい。

また、上述の本実形態では、摺接部３４Ｄを構成する軸部３２Ｃの外周面及び軸穴３４Ｂの内周面も含め全て樹脂製であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、軸部３２Ｃの外周面及び軸穴３４Ｂの内周面のみを樹脂製、又は金属製としてもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１…画像形成装置、３…作像部、５…用紙トレイ、７…給紙ローラ、９…搬送ローラ、
１１…レジストローラ、１３…用紙搬送ベルト、１３Ａ…駆動ローラ、
１５…定着器、１５Ａ…加熱ローラ、１７…排紙ローラ、２１…駆動源、
２１Ａ…クラッチ機構、３０…第１歯車機構、３１…駆動歯車、３１Ａ…軸部、
３２…従動歯車、３２Ｃ…軸部、３３…出力歯車、３４…ベース部材、
３４Ａ〜３４Ｃ…軸穴、３４Ｄ…摺接部、３４Ｅ…溝部、４０…第２歯車機構、
４１…駆動歯車、４１Ａ…軸部、４２…従動歯車、４２Ａ…軸部、４３…出力歯車、
４４…ベース部材、４４Ａ〜４４Ｃ…軸穴、４４Ｄ…摺接部、４４Ｅ…溝部。

Claims

駆動歯車から駆動力を受けて回転する従動歯車と、当該従動歯車を支持するベース部材とを有する歯車機構であって、
軸部とこの軸部が回転可能に嵌り込む軸穴とを有し、前記従動歯車を前記ベース部材に回転可能に組み付ける軸受機構を備え、
前記軸部は前記従動歯車に設けられ、かつ、前記軸穴は前記ベース部材に設けられ、
前記軸穴のうち前記駆動歯車から駆動力を受けて前記従動歯車が回転するときに前記軸部と前記軸穴とが摺接する摺接部には、前記摺接部を潤滑する潤滑剤が充填される溝部が設けられ、
前記軸穴は、長径方向の寸法が前記軸部の直径寸法より大きい長穴状に形成され、
前記軸部は、前記軸穴内を前記長径方向に移動可能であって、前記駆動歯車から駆動力を受けて前記従動歯車が回転するときには、前記軸穴のうち長径方向一端側に位置し、当該一端側の前記摺接部に前記溝部が設けられており、
さらに、前記軸穴のうち前記溝部が設けられた長径方向一端側に前記軸部が位置したときは、前記従動歯車は第２の従動歯車と噛み合って前記駆動歯車から受けた駆動力を前記第２の従動歯車に伝達し、
一方、前記軸穴のうち長径方向他端側に前記軸部が位置したときには、前記従動歯車は、前記第２の従動歯車から離間して両歯車の噛み合いが解除されることを特徴とする歯車機構。
前記軸部又は前記軸穴の軸方向と直交する方向であって、前記軸部又は前記軸穴の軸中心線に向かって前記溝部を見得る方向を矢視方向と呼ぶとき、
前記溝部は、前記矢視方向に見て、前記軸方向に対して傾いていることを特徴とする請求項１に記載の歯車機構。
前記矢視方向に見たときの前記溝部と前記軸方向とのなす角を傾斜角と呼ぶとき、
前記溝部は、少なくとも、第１の傾斜角を有する第１溝部及び前記第１の傾斜角と異なる第２の傾斜角を有する第２溝部を有して構成されていることを特徴とする請求項２に記載の歯車機構。
前記溝部は、前記矢視方向に見て、前記軸方向の端部側から前記軸方向中央部側に向かうほど、前記従動歯車の回転方向前進側にずれるように前記軸方向に対して傾いていることを特徴とする請求項２又は３に記載の歯車機構。
前記軸部の外周面及び前記軸穴の内周面は、樹脂製であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の歯車機構。
シートに画像形成する画像形成手段と、
回転体に駆動力を伝達する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の歯車機構と
を備えることを特徴とする画像形成装置。