JP4696737B2

JP4696737B2 - 駆動力伝達装置および画像形成装置

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Publication number: JP4696737B2
Application number: JP2005203448A
Authority: JP
Inventors: 健之鈴木; 達渡部
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: JP2007024085A

Description

本発明は，回転駆動力を伝達する駆動力伝達装置およびその駆動力伝達装置を備えた画像形成装置に関する。さらに詳細には，平行ピンを利用して回転駆動力を伝達する駆動力伝達装置およびその駆動力伝達装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来から，電子写真方式の画像形成装置に利用される駆動力伝達装置には，ラジアル方向（径方向）に貫通する貫通孔に平行ピンを通した駆動軸と，この平行ピンを配置するための一対の溝が形成されたギアとを有しているものがある。このような駆動力伝達装置では，駆動軸の平行ピンとギアの溝とを嵌め合わせることによってギヤと駆動軸とを連結し，回転駆動力を伝達している（例えば，特許文献１）。
特開平１１−９４０２９号公報

しかしながら，前記した従来の駆動力伝達装置では，次のような問題があった。すなわち，平行ピンと溝との間に生じるラジアル方向のガタを防ぐため，ギアの形状を平行ピンの長さに合わせて設計している。そのため，平行ピンの長さによってギアの歯数が決まり，ギアの設計の自由度が奪われている。

また，平行ピンがラジアル方向に移動することでギアの応力値が大きくなり，ギアが破損し易くなる。具体的に，このような駆動力伝達機構では，図９に示すように，平行ピン２１とギア１０との荷重点（図９中の囲みＡ，「応力集中個所Ａ」とする）と，溝１１のラジアル方向の端部の角部周辺（図９中の囲みＢ，「応力集中個所Ｂ」とする）とで応力集中が生じ易い。そのため，応力集中個所Ａと応力集中個所Ｂとが重複することは，過大な応力値を生じさせる観点から好ましくない。しかし，平行ピン２１は，駆動軸に固定されていない。そのため，稼動中に平行ピン２１がラジアル方向のいずれか一方の側に移動してしまう。そして，平行ピン２１が移動して一方の溝１１内の端部に当接し，応力集中個所Ａと応力集中個所Ｂとが重複する。そのため，結果として過大な応力値が生じる。

また，従来の駆動力伝達装置では，上記の問題によるギアの破損を防止するため，溝１１の壁面部分の肉厚（図９中のＸ）を厚くして対応している。しかし，溝１１の壁面の肉厚を厚くすると，成形の際にひけが生じ易くなる。そのため，歯車の形状にばらつきが生じる。また，材料の増加に伴うコストアップやスペース増を招く。

また，平行ピンの移動を抑制するため，ねじ等の押圧部品により平行ピンをギアに固定してしまうことも考えられる（例えば，特許文献１）。しかし，部品点数の増加，工程数の増加は避けられない。

本発明は，前記した従来の駆動力伝達装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，ギア形状の設計自由度が高く，シンプルな構成でギアの破損を抑制する駆動力伝達装置および画像形成装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた駆動力伝達装置は，平行ピンが挿入された駆動軸部材と，駆動軸部材が挿入される貫通孔を挟んでラジアル方向に対向する一対の溝部が設けられたギア部材とを有し，駆動軸部材の平行ピンを前記ギア部材の溝部に収容することによって前記駆動軸部材から前記ギア部材へ回転駆動力が伝達される駆動力伝達装置であって，一方の溝部のラジアル方向の端部から他方の溝部のラジアル方向の端部までの距離は，収容する平行ピンの長さよりも長く，溝部のラジアル方向の端部に，ラジアル方向の中心部側に突起する突起部を有し，一方の溝部の突起部と他方の溝部の突起部とによって平行ピンを溝部のラジアル方向の端部から離間して保持することを特徴としている。

本発明の駆動力伝達装置は，平行ピンとギア部材とを組み合わせて回転駆動力を伝達するものである。そして，平行ピンをギア部材内に挿入するため，ギア部材に一対の溝部が設けられている。さらに，その溝部の端部にはラジアル方向の中心部側に突起する突起部が設けられている。この突起部により，溝内における平行ピンのラジアル方向への移動を規制し，平行ピンをラジアル方向の中央部に保持し続けることができる。すなわち，平行ピンの位置の偏りが抑制され，平行ピンの端部（平行ピンの荷重点）と溝部の端部との重複を回避することができる。また，平行ピンの荷重点では，溝部の端部から離れるほど平行ピンによる圧力を面で受けることができる。そのため，平行ピンの荷重点での応力値は小さい。よって，過大な応力値の発生を避けることができる。

さらに，本発明の駆動力伝達装置では，突起部の突起長を調節することにより，平行ピンのラジアル方向の移動を規制することができる。そのため，平行ピンの長さの制約を受けることなくギア形状の設計を行うことができる。よって，ギア形状の設計自由度は高い。

また，駆動力伝達装置は，ギア部材の溝部は，ギア部材の軸方向の端面を溝底面とし，突起部の突起長は，溝部の溝底面に近づくほど長いこととするとよりよい。すなわち，突起部をテーパ形状とすることにより，平行ピンをギア部材の中央部にガイドすることができる。さらに，両端の突起部によって平行ピンを挟み込むことができ，平行ピンと溝との間に生じるラジアル方向のガタを無くすことができる。

また，本発明の別の駆動力伝達装置は，平行ピンが挿入された駆動軸部材と，駆動軸部材が挿入される貫通孔を挟んでラジアル方向に対向する一対の溝部が設けられたギア部材とを有し，駆動軸部材の平行ピンを前記ギア部材の溝部に収容することによって駆動軸部材からギア部材へ回転駆動力が伝達される駆動力伝達装置であって，一方の溝部のラジアル方向の端部から他方の溝部のラジアル方向の端部までの距離は，収容する平行ピンの長さよりも長く，ギア部材の溝部は，ギア部材の軸方向の端面を溝底面とし，溝部の溝底面は，ラジアル方向の中心部に近づくほど深く，一方の溝部の溝底面と他方の溝部の溝底面とによって平行ピンを溝部のラジアル方向の端部から離間して保持することを特徴としている。

すなわち，本発明の別の駆動力伝達装置では，溝部の溝底面（ウェブ面）がテーパ形状をなしている。そのため，ウェブ面が平行ピンを中央部にガイドし，平行ピンをギア部材の中央部に寄せることができる。これにより，応力集中個所が離間し，過大な応力値の発生を避けることができる。また，両端のウェブ面によって平行ピンを挟み込むことができ，平行ピンと溝との間に生じるラジアル方向のガタを無くすことができる。そのため，平行ピンの長さの制約を受けることなくギア形状の設計を行うことができる。よって，ギア形状の設計自由度は高い。

本発明によれば，ギア部材の溝の端部に突起部を設ける，あるいは溝のウェブ面をテーパ形状にすることにより，平行ピンと溝との間に生じるラジアル方向の移動を規制している。そのため，ギア形状の設計に平行ピンの長さの制約を受けない。また，平行ピンをギア部材の中央部で保持し続けることで，過大な応力値の発生を回避できる。よって，本発明の駆動力伝達装置およびそれを備えた画像形成装置は，ギア形状の設計自由度が高く，シンプルな構成でギア部材の破損を抑制することができる。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，本実施の形態は，電子写真方式のレーザプリンタに備えられた駆動力伝達装置に本発明を適用したものである。

［第１の形態］
第１の形態の画像形成装置は，電子写真方式のレーザプリンタであり，図１に示すように画像プロセス部に感光体ドラム１と，帯電装置２と，現像装置４と，転写装置５と，クリーニング装置６とが配置され，光学系にレーザ発振器３と，ポリゴンミラー３１と，反射ミラー３２とが配置されている。また，搬送部に給紙ローラ７と，排紙ローラ８と，給紙センサ７１と，排紙センサ８１と，定着装置９等とが配置されている。本形態では，帯電装置２，転写装置５，定着装置９はいずれもローラ形状のものを用いている。また，クリーニング装置６には，クリーニングブレードを用いている。

次に，上記のように構成されたレーザプリンタの動作を簡単に説明する。感光体ドラム１は図１中矢印方向に回転しており，帯電装置２により表面が一様に帯電される。また，画像信号に基づいて，レーザ発振器３からレーザ光が変調発光される。このレーザ光は，ポリゴンミラー３１により主走査方向に走査され，反射ミラー３２により反射されて感光体ドラム１に入射する。これにより，感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。

この静電潜像は、現像装置４により現像されてトナー像となる。トナー像は，感光体ドラム１に対向して配置された転写装置５により，給紙ローラ７によって給紙された記録紙Ｓ上に転写される。その後，トナー像が転写された記録紙Ｓは，定着装置９において加圧されつつ加熱され，その熱によりトナー像が溶融して記録紙Ｓ上に定着される。画像定着後，記録紙Ｓは，排紙ローラ８により装置外に排出される。以上の動作により，１枚分のプリントが行われる。

続いて，駆動力伝達装置について説明する。本形態の駆動力伝達装置は，画像形成装置内に設置されているものであり，感光体ドラム１，帯電装置２，現像装置４，転写装置５，給紙ローラ７，排紙ローラ８，定着装置９等に含まれる各種の回転部材に駆動源からの回転駆動力を伝達する。

駆動力伝達装置１００は，図２ないし図３に示すように，駆動モータＭと，駆動モータＭの出力軸に固定されたモータギア１０Ｍと，モータギア１０Ｍからの回転駆動力を伝達する複数のギア１０Ｄおよび駆動軸２０Ｄとを有している。図２に示した構成では，モータギア１０Ｍからの回転駆動力を，ギア１０Ｄ（１），ギア１０Ｄ（２），ギア１０Ｄ（３），（駆動軸２０Ｄ），ギア１０Ｄ（４）の順に伝達する。なお，ギア１０Ｄおよび駆動軸２０Ｄの構成は，図２ないし図３に限定するものではなく，各種の組み合わせが実現可能である。

そして，例えば帯電ローラ２Ｒの回転軸２０Ｒに固定された帯電ギア１０Ｒとギア１０Ｄ（４）とを噛み合わすことにより，駆動モータＭからの回転駆動力が帯電ローラ２Ｒに伝達される。これにより，帯電ローラ２Ｒが所定の速度で回転駆動される。この他，感光体ドラム１，現像装置４，転写装置５，給紙ローラ７，排紙ローラ８，定着装置９等に含まれる各種の回転部材にも駆動モータＭの回転駆動力が伝達される。

続いて，駆動力伝達装置１００のギア１０Ｄ（４）と駆動軸２０Ｄとの連結機構について説明する。なお，以下の説明ではギア１０Ｄ（４）をギア１０と，駆動軸２０Ｄを駆動軸２０とそれぞれ表記する。

まず，図４に駆動軸２０の構造を示す。駆動軸２０は，ラジアル方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。そして，その貫通孔２２に平行ピン２１が挿入され，平行ピン２１の両端部が駆動軸２０から突出した状態になっている。

次に，図５にギア１０の構造を示す。ギア１０は，その中心部に駆動軸２０が挿入される貫通孔１５が設けられている。そして，その貫通孔１５を挟んでラジアル方向に対向する一対の溝１１が形成されている。溝１１は，平行ピン２１を収容することが可能であり，一方の溝１１の端部から他方の溝１１の端部までの距離が収容する平行ピン２１の長さよりも長い。そして，駆動軸２０に挿入された平行ピン２１をギア１０に設けられた溝１１内に収容することによってギヤ１０と駆動軸２０とが連結される。そして，平行ピン２１がギア１０を押すことによって駆動軸２０からギア１０へ回転駆動力が伝達される。

また，本形態のギア１０には，図５に示したように，溝１１の端部の壁面にラジアル方向の中心側に突起する突起部１２が設けられている。この突起部１２により，平行ピン２１が溝１１内に挿入された際に，図６に示すように平行ピン２１のラジアル方向への移動が規制される。すなわち，平行ピン２１の端部が溝１１の一方の端部に寄ることが抑制され，平行ピン２１の位置をラジアル方向の中央部に維持することができる。

また，溝１１内の突起部１２は，図７に示すようにテーパ形状をなしている。すなわち，突起部１２の突起長が溝部１１の溝底面に近づくほど長くなっている。そのため，溝１１内に挿入された平行ピン２１はその突起部１２のテーパ面にガイドされ，ギア１０の中央部に寄せられる。そして，両端部の突起部１２に挟まれた状態で保持される。そのため，平行ピン２１をギア１０の中央部に容易に設置することができるとともに，平行ピン２１と溝１１との間に生じるラジアル方向のガタを無くすことができる。

［第２の形態］
第２の形態の駆動力伝達装置２００は，図８に示すように，ギア１０の溝１１の溝底面１３（ウェブ面）がテーパ状をなしている。すなわち，溝部１１の深さが溝部１１の端部から離れるほど深くなっている。なお，駆動力伝達装置２００を備えた画像形成装置の構成は第１の形態（図１参照）と同様であり，説明を省略する。

駆動力伝達装置２００では，ウェブ面１３がテーパ形状をなすことにより，第１の形態の突起部１２と同様の効果が得られる。すなわち，溝１１内に挿入された平行ピン２１はテーパ形状のウェブ面１３に沿ってギア１０の中央部に寄せられ，ウェブ面１３に挟まれた状態で保持される。そのため，平行ピン２１の端部が溝１１の一方の端部に寄ることが抑制され，平行ピン２１の位置をラジアル方向の中央部に維持することができる。

また，テーパ面であるウェブ面１３が平行ピン２１をガイドするため，平行ピン２１の位置をギア１０の中央部に容易に設置することができるとともに，平行ピン２１と溝１１との間に生じるラジアル方向のガタを無くすことができる。

以上詳細に説明したように本実施の形態の画像形成装置は，平行ピン２１が挿入された駆動軸２０と，ラジアル方向に一対の溝１１が設けられたギア１０とを有し，駆動軸２０の平行ピン２１をギア１０の溝１１に挿入してなる駆動力伝達装置を備えることとしている。そして，その駆動力伝達装置は，平行ピン２１をギア１０の中央部に配置させる手段を有することとしている。具体的に，平行ピン２１をギア１０の中央部に配置させる手段としては，例えば第１の形態のように溝１１の端部に突起部１２を配設する，あるいは第２の形態のように溝１１のウェブ面１３をテーパ形状にすることが該当する。これらの手段によって平行ピン２１について溝１１の一方の端部への移動が規制される。すなわち，突起部１２の突起長やテーパ面の角度を調節することで平行ピン２１の移動を規制することができる。そのため，ギア１０の形状の設計について平行ピン２１の長さによる制限を受けない。

また，平行ピン２１をギア１０の中央部に配置することで，過大な応力値の発生（すなわち，図９中の応力集中個所Ａと応力集中個所Ｂとの重なり）を回避できる。このため，溝１１の壁面の肉厚を厚くしたり，ねじ等によって平行ピン２１を固定する必要はない。よって，歯車形状のばらつきやコストアップを招くことなく，ギア１０の破損を防止できる。従って，ギア形状の設計自由度が高く，シンプルな構成でギアの破損を抑制する駆動力伝達装置および画像形成装置が実現している。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，コピー機，スキャナ，ＦＡＸ等であっても駆動力伝達装置を有するものであれば適用可能である。また，電子写真方式に限らず，例えばインクジェット方式であってもよい。

また，像担持体としてローラ形状の感光体ドラムを用いているが，ベルト状の感光体ベルトを使用してもよい。また，帯電装置は，ローラ帯電方式のほか，コロナ放電方式の帯電チャージャ，ブレード，ブラシ等を使用してもよい。また，露光装置は，レーザによるものでもＬＥＤによるものでもよい。また，転写装置は，転写ローラのほか，転写チャージャを使用してもよい。あるいは，感光体から用紙へ直接トナー像を転写する方式のほか，中間転写体を備え，２段階以上の転写を行う方式であってもよい。また，クリーニング装置は，クリーニングブレードのほか，クリーニングブラシ，クリーニングローラまたはそれらの組合せでもよい。あるいは，現像装置によって転写残トナーの回収を行うものであってもよい。また，定着装置は，定着ローラのほか，定着ベルトを用いてもよいし，非接触方式のものであってもよい。

実施の形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す図である。実施の形態にかかる駆動力伝達装置の概略構成を示す図（その１）である。実施の形態にかかる駆動力伝達装置の概略構成を示す図（その２）である。駆動軸の概略構成を示す図である。ギアの概略構成を示す図である。平行ピンがギアの溝内に挿入された状態を示す正面図（第１の形態）である。平行ピンがギアの溝内に挿入された状態を示す断面図（第１の形態）である。平行ピンがギアの溝内に挿入された状態を示す断面図（第２の形態）である。平行ピンがギアの溝内に挿入された状態を示す正面図（従来の形態）である。

符号の説明

１０ギア（ギア部材）
１１溝（溝部）
１２突起部（突起部）
１３ウェブ面（溝底面）
１５貫通孔（貫通孔）
２０駆動軸（駆動軸部材）
２１平行ピン（平行ピン）
２２貫通孔
１００駆動力伝達装置（駆動力伝達装置）

Claims

平行ピンが挿入された駆動軸部材と，前記駆動軸部材が挿入される貫通孔を挟んでラジアル方向に対向する一対の溝部が設けられたギア部材とを有し，前記駆動軸部材の平行ピンを前記ギア部材の溝部に収容することによって前記駆動軸部材から前記ギア部材へ回転駆動力が伝達される駆動力伝達装置において，
一方の前記溝部のラジアル方向の端部から他方の前記溝部のラジアル方向の端部までの距離は，収容する前記平行ピンの長さよりも長く，
前記溝部のラジアル方向の端部に，ラジアル方向の中心部側に突起する突起部を有し，
一方の前記溝部の前記突起部と他方の前記溝部の前記突起部とによって前記平行ピンを前記溝部のラジアル方向の端部から離間して保持することを特徴とする駆動力伝達装置。
請求項１に記載する駆動力伝達装置において，
前記ギア部材の溝部は，前記ギア部材の軸方向の端面を溝底面とし，
前記突起部の突起長は，前記溝部の溝底面に近づくほど長いことを特徴とする駆動力伝達装置。
平行ピンが挿入された駆動軸部材と，前記駆動軸部材が挿入される貫通孔を挟んでラジアル方向に対向する一対の溝部が設けられたギア部材とを有し，前記駆動軸部材の平行ピンを前記ギア部材の溝部に収容することによって前記駆動軸部材から前記ギア部材へ回転駆動力が伝達される駆動力伝達装置において，
一方の前記溝部のラジアル方向の端部から他方の前記溝部のラジアル方向の端部までの距離は，収容する前記平行ピンの長さよりも長く，
前記ギア部材の溝部は，前記ギア部材の軸方向の端面を溝底面とし，
前記溝部の溝底面は，ラジアル方向の中心部に近づくほど深く，
一方の前記溝部の溝底面と他方の前記溝部の溝底面とによって前記平行ピンを前記溝部のラジアル方向の端部から離間して保持することを特徴とする駆動力伝達装置。
回転ユニットを含み，その回転ユニットを用いて画像を形成する画像形成手段と，平行ピンが挿入された駆動軸部材と，前記駆動軸部材が挿入される貫通孔を挟んでラジアル方向に対向する一対の溝部が設けられたギア部材とを有し，前記駆動軸部材の平行ピンを前記ギア部材の溝部に収容することによって前記駆動軸部材から前記ギア部材へ回転駆動力が伝達される駆動力伝達装置とを有する画像形成装置において，
前記駆動力伝達装置のギア部材は，
一方の前記溝部のラジアル方向の端部から他方の前記溝部のラジアル方向の端部までの距離は，収容する前記平行ピンの長さよりも長く，
前記溝部のラジアル方向の端部に，ラジアル方向の中心部側に突起する突起部を有し，
一方の前記溝部の前記突起部と他方の前記溝部の前記突起部とによって前記平行ピンを前記溝部のラジアル方向の端部から離間して保持することを特徴とする画像形成装置。
請求項４に記載する画像形成装置において，
前記ギア部材の溝部は，前記ギア部材の軸方向の端面を溝底面とし，
前記突起部の突起長は，前記溝部の溝底面に近づくほど長いことを特徴とする画像形成装置。
回転ユニットを含み，その回転ユニットを用いて画像を形成する画像形成手段と，平行ピンが挿入された駆動軸部材と，前記駆動軸部材が挿入される貫通孔を挟んでラジアル方向に対向する一対の溝部が設けられたギア部材とを有し，前記駆動軸部材の平行ピンを前記ギア部材の溝部に収容することによって前記駆動軸部材から前記ギア部材へ回転駆動力が伝達される駆動力伝達装置とを有する画像形成装置において，
前記駆動力伝達装置のギア部材は，
一方の前記溝部のラジアル方向の端部から他方の前記溝部のラジアル方向の端部までの距離は，収容する前記平行ピンの長さよりも長く，
前記ギア部材の溝部は，前記ギア部材の軸方向の端面を溝底面とし，
前記溝部の溝底面は，ラジアル方向の中心部に近づくほど深く，
一方の前記溝部の溝底面と他方の前記溝部の溝底面とによって前記平行ピンを前記溝部のラジアル方向の端部から離間して保持することを特徴とする画像形成装置。