説明

回転検出装置、給紙装置及び画像形成装置

【課題】長期間に亘って出力歯車の回転角を正確に検出できる回転検出装置、給紙装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は給紙装置1を備えている。給紙装置1は給紙カセット2と押し上げ部材4と駆動軸5と回転検出装置6を備えている。回転検出装置6は駆動軸5と連結する出力歯車を備えている。出力歯車が外縁に歯が設けられた歯車本体と歯車本体に取り付けられかつ回転電極を取り付けているとともにケース9に回転自在に設けられる電極保持部材を備えている。電極保持部材がPOM、PA、PBT、PP、PE、ABS樹脂、PS、PPE、PC、PMMAから選ばれる少なくとも一つの熱可塑性樹脂で構成されている。歯車本体が電極保持部材を構成する熱可塑性樹脂よりも強度の高い材料で構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等に用いられる回転検出装置、給紙装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、給紙装置のトレー内の記録紙の残枚数を検出するための回転検出装置に関する。また、本発明は、かかる回転検出装置を有する給紙装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置は、大量の記録紙を収容し、この記録紙を1枚ずつ搬送するための給紙装置(例えば、特許文献1参照)が用いられている。この特許文献1などに示された給紙装置は、前記画像形成装置の装置本体から出し入れ自在に設けられかつ前記記録紙を大量に収容するトレーと、一端部が前記トレーの底面に回転自在に取り付けられた押し上げ部材と、前記トナーの上部に設けられかつ駆動源としてのモータの回転駆動力により回転されることで前記記録紙を一枚ずつ現像装置に向かって搬出する給紙ローラと、前記トレーに回転自在に設けられかつ前記押し上げ部材の他端部と前記トレーの底面との間に配置された連動押し上げ部材が取り付けられた駆動軸と、前記装置本体に設けられかつ前記トレーが前記装置本体内に位置付けられると前記駆動軸と連結する出力歯車を有した回転検出装置と、を備えている。
【0003】
前記回転検出装置は、ケースと、このケースに回転自在に支持された前述した出力歯車と、前記ケース内に収容されかつ前記出力歯車を正転方向に回転させる駆動源としてのモータと、前記モータの回転駆動力を前記出力歯車に伝達する複数の歯車と、前記出力歯車の回転を検出する検出機構とを備えている。出力歯車と複数の歯車は、互いに噛み合っている。出力歯車と複数の歯車は、互いに噛み合う歯の磨耗を防止するために、ガラス繊維を含んだ合成樹脂、各種の金属、焼結材(非金属或いは金属の粉体を粉体間の結合が生じた成形して固まった材料)などの硬質な材料で構成されている。
【0004】
検出機構は、前記出力歯車の表面から凸のリブ部と、前記ケースに取り付けられた第1固定電極と、前記ケースに取り付けられた第2固定電極と、前記固定電極同士の接触状況を検出することで前記出力歯車の回転を検出する検出回路とを備えている。前記リブ部は、前記出力歯車の周方向に等間隔に四つ設けられた即ち互いに出力歯車の90度毎に設けられたカムリブ対を備えている。即ち、リブ部は、カムリブ対を合計四つ備えている。カムリブ対は、それぞれ、前記出力歯車の凸でかつ当該出力歯車の周方向に延在した内周カムリブと、この内周リブよりも外周側でかつ前記正転方向の後方側に設けられた外周リブとを備えている。
【0005】
第1固定電極は、薄手の板金で構成されかつ出力歯車の前述した内周リブ及び外周リブが設けられた表面と間隔をあけて相対した状態で、前記ケースに固定されている。第2固定電極は、第1固定電極と出力歯車の前述した表面との間に設けられかつ前記出力歯車の径方向に沿って互いに間隔をあけて配置されているとともに前記ケースに固定された一対の導電性のばね片を備えている。一方のばね片は、内周リブと第1固定電極との間に設けられ、かつ他方のばね片は、内周リブと第1固定電極との間に設けられている。これらのばね片は、内周及び外周リブが当接すると、当該内周及び外周リブにより第1固定電極に向かって押圧されて当該第1固定電極と接触する。
【0006】
検出回路は、第1固定電極及び第2固定電極の一対のばね片などと予め定められたパターン通りに電気的に接続している。検出回路は、第1固定電極に第2固定電極の各ばね片が接触又は第1固定電極から第2固定電極の各ばね片が離間した状態を検出することで、出力歯車の回転角即ち当該出力歯車の回転を検出する。
【0007】
前述した回転検出装置は、トレーが画像形成装置の装置本体内に収容されると、出力歯車が駆動軸に連結する。そして、回転検出装置は、モータが出力歯車及び駆動軸を正転方向に回転して、この駆動軸に取り付けられた連動押し上げ部材が押し上げ部材を給紙ローラに向かって押し上げる。その後、回転検出装置は、押し上げ部材上の記録紙が給紙ローラに接触すると、出力歯車及び駆動軸の回転を停止する。こうして、回転検出装置は、押し上げ部材上の記録紙が給紙ローラに接触するまで出力歯車及び駆動軸を回転させ、このときの出力歯車の回転角を検出機構の検出回路により検出することで、トレー内の記録紙の枚数を算出する。そして、画像形成装置は、装置本体の上部に設けられた表示部などに前記回転検出装置が検出した記録紙の枚数を表示する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前述した特許文献1に示された回転検出装置は、出力歯車が前述した硬質な材料で構成されているので、経年変化により当該出力歯車をケースに回転自在に支持する軸受や前述した内周及び外周リブが磨耗しやすかった。このために、前述した回転検出装置は、経年変化により、出力歯車ちケースとの間及びリブと第2固定電極のばね片との間にがたが経年変化により徐々に大きくなり、出力歯車の回転角の検出誤差が勿論経年変化に徐々に大きくなり、トレー内の記録紙の枚数を正確に検出できなくなることがあった。
【0009】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、長期間に亘って出力歯車の回転角を正確に検出できる回転検出装置、給紙装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項1に記載の回転検出装置は、ケースと、このケースに回転自在に支持された出力歯車と、前記出力歯車に取り付けられた回転電極と、前記ケースに取り付けられかつ前記回転電極と接触して前記出力歯車の回転を検出する固定電極と、を備えた回転検出装置において、前記出力歯車が、外縁に歯が設けられた歯車本体と、前記歯車本体に取り付けられかつ前記回転電極を取り付けているとともに前記ケースに回転自在に設けられる電極保持部材と、を備え、前記電極保持部材が、POM、PA、PBT、PP、PE、ABS樹脂、PS、PPE、PC、PMMAから選ばれる少なくとも一つの熱可塑性樹脂で構成され、前記歯車本体が、前記電極保持部材を構成する熱可塑性樹脂よりも強度の高い材料で構成されていることを特徴としている。
【0011】
請求項2に記載の回転検出装置は、請求項1に記載の回転検出装置において、前記電極保持部材が、前記回転電極が取り付けられた円板部と、この円板部から立設した円筒部と、を備え、前記円板部に、当該円板部の径方向に沿って延在したリブがこの円板部の周方向に間隔をあけて複数設けられていることを特徴としている。
【0012】
請求項3に記載の回転検出装置は、請求項2に記載の回転検出装置において、前記歯車本体に、前記円筒部の外周に嵌合する嵌合受け部が設けられていることを特徴としている。
【0013】
請求項4に記載の回転検出装置は、請求項2又は請求項3に記載の回転検出装において、前記円板部に、当該円板部の外縁から立設しかつこの円板部の周方向に延在した外縁リブが設けられていることを特徴としている。
【0014】
請求項5に記載の回転検出装置は、請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載の回転検出装置において、前記電極保持部材と前記歯車本体のうち一方から他方に向かって凸でかつ周方向に間隔をあけて複数設けられた固定用凸部と、前記他方に設けられかつ前記固定用凸部が嵌合する固定用凹部と、を備えたことを特徴としている。
【0015】
請求項6に記載の回転検出装置は、請求項1乃至請求項5のうちいずれか一項に記載の回転検出装置において、前記固定電極と一体に形成された電極固定部材と、前記ケースに設けられかつ前記電極固定部材が嵌合して固定される固定部と、を備えたことを特徴としている。
【0016】
請求項7に記載の給紙装置は、記録紙を収容するトレーと、前記トレーの底面に一端部が回転自在に取り付けられ、前記トレーの上方に他端部が向かうように回転することで、前記記録紙を上方に押し上げる押し上げ部材と、前記トレーに回転自在に設けられかつ前記押し上げ部材の他端部に当接可能な連動押し上げ部材が取り付けられた駆動軸と、前記駆動軸と連結して駆動源の駆動力により回転されることで前記駆動軸を回転する出力歯車を有した回転検出装置と、を備えた給紙装置において、前記回転検出装置として、請求項1乃至請求項6のうちいずれか一項に記載の回転検出装置を備えたことを特徴としている。
【0017】
請求項8に記載の画像形成装置は、感光体ドラムと、帯電装置と、現像装置と、給紙装置と、を少なくとも有する画像形成装置において、上記給紙装置として、請求項7記載の給紙装置を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【0018】
請求項1に記載の回転検出装置によれば、出力歯車をケースに回転自在に支持された電極保持部材と、外縁に歯が設けられた歯車本体とで構成し、電極保持部材を熱可塑性樹脂で構成しかつ電極保持部材を当該熱可塑性樹脂よりも強度が高い材料で構成しているので、ケースに回転自在に保持された電極保持部材が磨耗しにくく、他の歯車などと噛み合う歯車本体が磨耗しにくくなっている。このために、経年変化による電極保持部材の磨耗量を抑制でき、経年変位による電極保持部材即ち出力歯車のケースに対するがたが増加することを防止できる。よって、長期間に亘って出力歯車の回転角を正確に検出することができる。
【0019】
請求項2に記載の回転検出装置によれば、電極保持部材の円板部に径方向に延在したリブを周方向に間隔をあけて複数設けているので、射出成形などにより成形して硬化する際などに生じる電極保持部材のゆがみを抑制することができる。よって、長期間に亘って確実に出力歯車の回転角を正確に検出することができる。
【0020】
請求項3に記載の回転検出装置によれば、歯車本体に電極保持部材の円筒部の外周に嵌合する嵌合受け部を設けているので、歯車本体と電極保持部材との間にがたが生じることを防止できる。よって、長期間に亘ってより一層確実に出力歯車の回転角を正確に検出することができる。
【0021】
請求項4に記載の回転検出装置によれば、電極保持部材の円板部の外縁から立設した外縁リブを設けているので、射出成形などにより成形して硬化する際などに生じる電極保持部材のゆがみをより確実に抑制することができる。よって、長期間に亘ってより一層確実に出力歯車の回転角を正確に検出することができる。
【0022】
請求項5に記載の回転検出装置によれば、電極保持部材と歯車本体のうち一方に固定用凸部を設け、他方に固定用凸部に嵌合する固定用凹部を設けているので、これらの電極保持部材と歯車本体の間にがたが生じることをより一層防止することができる。よって、長期間に亘ってより一層確実に出力歯車の回転角を正確に検出することができる。
【0023】
請求項6に記載の回転検出装置によれば、固定電極に電極固定部材を一体に形成し、かつケースに電極固定部材が嵌合して固定される固定部を設けているので、固定電極と電極固定部材との間及び電極固定部材とケースとの間にがたが生じることを防止できる。よって、長期間に亘ってより一層確実に出力歯車の回転角を正確に検出することができる。
【0024】
請求項7に記載の給紙装置によれば、前述した回転検出装置を備えているので、長期間に亘って出力歯車の回転角を正確に検出することができ、長期間に亘って記録紙の枚数を正確に検出することができる。
【0025】
請求項8に記載の画像形成装置によれば、前述した給紙装置を備えているので、長期間に亘って出力歯車の回転角を正確に検出することができ、長期間に亘って記録紙の枚数を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の一実施形態にかかる給紙装置を備えた画像形成装置の構成を正面からみた説明図である。
【図2】図1に示された画像形成装置の給紙装置の斜視図である。
【図3】図2に示された給紙装置の回転検出装置の斜視図である。
【図4】図3に示された回転検出装置の構成を示す平面図である。
【図5】図4中のV−V線に沿う断面図である。
【図6】図3に示された回転検出装置のケースと出力歯車を示す平面図である。
【図7】図6中のVII−VII線に沿う断面図である。
【図8】図3に示された回転検出装置の出力歯車の分解斜視図である。
【図9】図8に示された出力歯車の他の分解斜視図である。
【図10】図9に示された出力歯車の歯車本体の平面図である。
【図11】図9に示された出力歯車の電極保持部材の平面図である。
【図12】図11中のXII−XII線に沿う断面図である。
【図13】図11に示された歯車本体に取り付けられる回転電極の平面図である。
【図14】図3に示された回転検出装置のケースと固定部材を示す平面図である。
【図15】図14中のXV−XV線に沿う断面図である。
【図16】図14中のXVI−XVI線に沿う断面図である。
【図17】図14に示された固定部材の斜視図である。
【図18】図17に示された固定部材を成型する金型などを示す斜視図である。
【図19】図18に示された金型などの断面図である。
【図20】本発明品と比較例の耐久試験後の出力歯車のトルクを示す説明図である。
【図21】図13に示された回転電極の変形例の平面図である。
【図22】図3に示されたケースの変形例の斜視図である。
【図23】図22に示されたケースと出力歯車を示す断面図である。
【図24】本発明品と比較例の固定電極の磨耗状況を説明する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の一実施形態を、図1ないし図19に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の構成を正面からみた説明図である。図2は、図1に示された画像形成装置の本発明の一実施形態にかかる給紙装置の構成を示す斜視図である。図3は、図2に示された給紙装置の本発明の一実施形態にかかる回転検出装置の構成を分解して示す斜視図である。
【0028】
画像形成装置101は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像則ちカラー画像を、一枚の転写材としての記録紙107(図1に示す)に形成する。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、黒の各色に対応するユニットなどを、以下、符号の末尾に各々Y,M,C,Kを付けて示す。
【0029】
画像形成装置101は、図1に示すように、装置本体102と、給紙ユニット103と、レジストローラ対110と、転写ユニット104と、定着ユニット105と、複数のレーザ書き込みユニット122Y,122M,122C,122Kと、複数のプロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kとを少なくとも備えている。
【0030】
装置本体102は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体102は、給紙ユニット103と、レジストローラ対110と、転写ユニット104と、定着ユニット105と、複数のレーザ書き込みユニット122Y,122M,122C,122Kと、複数のプロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kを収容している。
【0031】
給紙ユニット103は、装置本体102の下部に複数設けられている。給紙ユニット103は、複数の給紙装置1を備えている。これら給紙装置1は、図示例では、三つ設けられ、互いに重ねられて配置されている。これら給紙装置1は、前述した記録紙107を重ねて収容するとともに装置本体102に出し入れ自在なトレーとしての給紙カセット2と、給紙ローラ3などを備えている。給紙ローラ3は、給紙カセット2内の一番上の記録紙107に押し当てられている。給紙ローラ3は、前述した一番上の記録紙107を、転写ユニット104の後述する搬送ベルト129と、プロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kの後述する現像装置113の感光体ドラム108との間に送り出す。なお、この給紙装置1の詳細な構成は、後ほど説明する。
【0032】
レジストローラ対110は、給紙ユニット103から転写ユニット104に搬送される記録紙107の搬送経路に設けられており、一対のローラ110a,110bを備えている。レジストローラ対110は、一対のローラ110a,110b間に記録紙107を挟み込み、該挟み込んだ記録紙107をトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、転写ユニット104とプロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kとの間に送り出す。
【0033】
転写ユニット104は、給紙ユニット103の上方に設けられている。転写ユニット104は、駆動ローラ127と、従動ローラ128と、搬送ベルト129と、転写ローラ130Y,130M,130C,130Kとを備えている。駆動ローラ127は、記録紙107の搬送方向の下流側に配置されており、駆動源としてのモータなどによって回転駆動される。従動ローラ128は、装置本体102に回転自在に支持されており、記録紙107の搬送方向の上流側に配置されている。搬送ベルト129は、無端環状に形成されており、前述した駆動ローラ127と従動ローラ128との双方に掛け渡されている。搬送ベルト129は、駆動ローラ127が回転駆動されることで、前述した駆動ローラ127と従動ローラ128との回りを図中半時計回りに循環(無端走行)する。
【0034】
転写ローラ130Y,130M,130C,130Kは、それぞれ、プロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kの感光体ドラム108との間に搬送ベルト129と該搬送ベルト129上の記録紙107とを挟む。転写ユニット104は、転写ローラ130Y,130M,130C,130Kが、給紙ユニット103から送り出された記録紙107を各プロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kの感光体ドラム108の外表面に押し付けて、感光体ドラム108上のトナー像を記録紙107に転写する。転写ユニット104は、トナー像を転写した記録紙107を定着ユニット105に向けて送り出す。
【0035】
定着ユニット105は、転写ユニット104の記録紙107の搬送方向の下流に設けられ、互いの間に記録紙107を挟む一対のローラ105a,105bを備えている。定着ユニット105は、一対のローラ105a,105b間に転写ユニット104から送り出されてきた記録紙107を押圧加熱することで、感光体ドラム108から記録紙107上に転写されたトナー像を、該記録紙107に定着させる。
【0036】
レーザ書き込みユニット122Y,122M,122C,122Kは、それぞれ、装置本体102の上部に取り付けられている。レーザ書き込みユニット122Y,122M,122C,122Kは、それぞれ、一つのプロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kに対応している。レーザ書き込みユニット122Y,122M,122C,122Kは、プロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kの後述の帯電ローラ109により一様に帯電された感光体ドラム108の外表面にレーザ光を照射して、静電潜像を形成する。
【0037】
プロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kは、それぞれ、転写ユニット104と、レーザ書き込みユニット122Y,122M,122C,122Kとの間に設けられている。プロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kは、装置本体102に着脱自在である。プロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kは、記録紙107の搬送方向に沿って、互いに並設されている。
【0038】
プロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kは、図2に示すように、カートリッジケース111と、帯電装置としての帯電ローラ109と、感光体ドラム(像担持体ともいう)108と、クリーニング装置としてのクリーニングブレード112と、現像装置113と、を備えている。このため、画像形成装置101は、帯電ローラ109と、感光体ドラム108と、クリーニングブレード112と、現像装置113と、を少なくとも備えている。
【0039】
カートリッジケース111は、装置本体102に着脱自在で、かつ帯電ローラ109と、感光体ドラム108と、クリーニングブレード112と、現像装置113と、を収容している。帯電ローラ109は、感光体ドラム108の外表面を一様に帯電する。感光体ドラム108は、現像装置113の後述する現像ローラ115と間隔をあけて配されている。感光体ドラム108は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム108は、対応するレーザ書き込みユニット122Y,122M,122C,122Kにより、外表面上に静電潜像が形成される。感光体ドラム108は、外表面上に形成されかつ担持する静電潜像にトナーが吸着して現像し、こうして得られたトナー像を搬送ベルト129との間に位置付けられた記録紙107に転写する。クリーニングブレード112は、記録紙107にトナー像を転写した後に、感光体ドラム108の外表面に残留した転写残トナーを除去する。
【0040】
現像装置113は、所望の色の現像剤のトナーを感光体ドラム108に吸着させて、静電潜像を現像して、感光体ドラム108上にトナー像を形成する現像ローラ126を備えている。
【0041】
給紙装置1は、図2に示すように、前述した給紙カセット2と、押し上げ部材4と、給紙ローラ3と、駆動軸5と、回転検出装置6とを備えている。給紙カセット2は、上方に開口部が設けられた扁平な箱状に形成されている。給紙カセット2は、内側に大量の記録紙を収容する。
【0042】
押し上げ部材4は、平板状に形成されかつその一端部が給紙カセット2の底面の中央部に回転自在に取り付けられている。押し上げ部材4の回転中心は、給紙カセット2を装置本体102に出し入れする際の移動方向と平行に設けられている。押し上げ部材4の他端部は、給紙ローラ3と鉛直方向に重なる位置に配置されている。押し上げ部材4上には、前述した給紙カセット2内の記録紙107が重ねられる。
【0043】
給紙ローラ3は、給紙カセット2の上部に回転自在に設けられており、給紙カセット2が装置本体102内に収容されると、当該装置本体102内に設けられたモータにより回転駆動される。給紙ローラ3の長手方向は、給紙カセット2を装置本体に出し入れする際の移動方向と平行に設けられている。給紙ローラ3は、前述したモータにより回転駆動されることで、給紙カセット2内の記録紙107を一枚ずつ搬送ベルト129と感光体ドラム108との間に送り出す。
【0044】
駆動軸5は、円柱状に形成されかつ給紙カセット2に回転自在に支持されているとともに、押し上げ部材4の他端部の近傍に配置されている。駆動軸5の長手方向は、給紙カセット2を装置本体102に出し入れする際の移動方向と平行に設けられている。また、駆動軸5には、給紙カセット2の底面と押し上げ部材4の他端部との間に設けられた連動押し上げ部材7が取り付けられている。連動押し上げ部材7は、平板状に形成されかつ駆動軸5から押し上げ部材4に向かうにしたがって徐々に上方に向かうように傾斜している。連動押し上げ部材7は、後述する出力歯車12が正転方向S(図4中に矢印Sで示す)に回転駆動されると、押し上げ部材4を上方に向かって押圧する。また、駆動軸5の装置本体102の奥側の端部には、当該駆動軸5の外周面から突出した複数の係合ピン8が設けられている。係合ピン8は、図示例では四つ設けられ、それぞれ円柱状に形成されているとともに、駆動軸5の周方向に等間隔に設けられている。
【0045】
回転検出装置6は、装置本体102内に収容された給紙カセット2よりも装置本体102の奥側でかつ駆動軸5と給紙カセット2の移動方向と並ぶ位置に配置されているとともに、当該装置本体102に固定されている。回転検出装置6は、図3、図4及び図5に示すように、ケース9と、前記ケース9内に収容されかつ後述の出力歯車12を正転方向Sに回転させる駆動源としてのモータ10と、前記モータ10の回転駆動力を出力歯車12に伝達する複数の歯車11と、このケース9に回転自在に支持された前述した出力歯車12と、連結部材13と、前記出力歯車12の回転を検出する検出機構71とを備えている。
【0046】
ケース9は、ロアケース14と、アッパカバー15とを備えている。ロアケース14は、底板16とこの底板16の外縁から立設した周板17とを備えて、扁平な有底筒状に形成されている。ロアケース14は、ポリカーボネート(Polycarbonate:以下、PCと記す)、アクリロニトリル ブタジエン スチレン (Acrylonitrile Butadiene Styrene) 共重合合成樹脂:以下、ABS樹脂と記す、ポリメタクリル酸メチル樹脂(Polymethyl methacrylate:以下、PMMAと記す)、ポリフェニレンエーテル(Polyphenyleneether:以下、PPEと記す)、ポリスチレン(Polystyrene:以下、PSと記す)、ポリエチレン(Polyethylene:以下、PEと記す)、ポリプロピレン(Polypropylene:以下、PPと記す)、ポリブチレンテレフタレート(Polybutyleneterephtalate:以下、PBTと記す)、ポリアミド(Polyamide:以下、PAと記す)、ポリアセタール (polyacetal:以下、POMと記す)、ポリエチレンテレフタラート(Polyethylene terephthalate:以下、PETと記す) から選ばれる少なくとも一つの熱可塑性樹脂で構成されている。ロアケース14は、底板16から立設しかつ出力歯車12を回転自在に支持する円柱状の支持軸18と、底板16に設けられかつ歯車11を回転自在に支持する円形状の孔19とが設けられている。
【0047】
アッパカバー15は、板金などで構成されかつロアケース14の開口部を塞ぐように、当該ロアケース14に取り付けられる。アッパカバー15は、出力歯車12を回転自在に支持する円形状の丸孔20と、歯車11を回転自在に支持する円形状の複数の孔21とが設けられている。
【0048】
モータ10は、ロアケース14の底板16に取り付けられているとともに、その出力軸10aにウォームギヤ22が取り付けられている。モータ10は、μCOMで構成されたモータ制御装置23(図2に示す)の命令に基づいて、その回転駆動が制御される。
【0049】
複数の歯車11は、それぞれ、後述する歯車本体28と同様に、電極保持部材27よりも強度の高い材料(ガラス繊維を含んで当該ガラス繊維により強化された樹脂、金属、焼結材(非金属或いは金属の粉体を粉体間の結合が生じた成形して固まった材料))で構成されている。なお、図示例では、歯車11は三つ設けられている。
【0050】
歯車11は、互いに同軸に配置された大径歯車24と小径歯車25と円柱状の中心軸26とを一体に備えている。大径歯車24と小径歯車25とは互いに重なり、かつ中心軸26はこれらの歯車24,25から互いに離れる方向に延在している。歯車11は、中心軸26が孔19,21内に通されることで、互いに並べられて、ロアケース14とアッパカバー15との双方に対して即ちケース9に対して回転自在に支持されている。
【0051】
なお、図4に示すように、複数の歯車11のうち一つの歯車11の大径歯車24が前述したウォームギヤ22に噛み合い、互いに隣り合う歯車11の大径歯車24と小径歯車25とが互いに噛み合い、他の一つの歯車11の小径歯車25が出力歯車12の歯車本体28の外縁に設けられた歯28aに噛み合っている。こうして、複数の歯車11は、モータ10の回転駆動力を出力歯車12に伝達し、当該モータ10の駆動力により出力歯車12を回転させるとともに、前述したモータ10からの駆動力の回転数を徐々に減少させて、当該駆動力のトルクを出力歯車12に向かうにしたがって徐々に増加させる。
【0052】
出力歯車12は、図6、図7、図8及び図9に示すように、電極保持部材27と、歯車本体28とを備えている。電極保持部材27は、POM、PA、PBT、PP、PE、ABS樹脂、PS、PPE、PC、PMMAから選ばれる少なくとも一つの熱可塑性樹脂で構成されている。また、電極保持部材27は、前述した熱可塑性樹脂のうちPOM、PA、PBT、PP、PEから選ばれる少なくとも一つの結晶性樹脂で構成されるのが望ましい。
【0053】
電極保持部材27は、図11及び図12に示すように、互いに同軸に配置された円板状の円板部29とこの円板部29の中央から立設した円筒状の円筒部30とを一体に備えている。円板部29は、円板状の本体部31と、この本体部31の表面に設けられた複数のリブ32と、外縁リブ33と、複数の固定用凸部34とを備えている。
【0054】
即ち、円板部29には、リブ32と外縁リブ33とが設けられている。本体部31は、その中央に前記円筒部30の内面と連通した貫通孔35が設けられている。リブ32は、本体部31の歯車本体28の後述する円環部36に相対する表面から凸に形成され、かつ本体部31即ち円板部29の径方向と平行に直線状に延在しているとともに、本体部31即ち円板部29の周方向に等間隔に設けられている。
【0055】
外縁リブ33は、本体部31の外縁から歯車本体28の円環部36に向かって立設しかつ本体部31即ち円板部29の周方向に延在している。図示例では、外縁リブ33は、本体部31即ち円板部29の全周に亘って設けられている。
【0056】
固定用凸部34は、前記円板部29の本体部31の表面から凸でかつ円筒部30の外周面に連なっている。固定用凸部34は、その厚みTが円板部29の径方向に一定に形成されている。固定用凸部34は、円板部29の周方向に互いに間隔をあけて等間隔に設けられている。固定用凸部34は、図示例では、四つ設けられている。このように、回転検出装置6は、電極保持部材27から歯車本体28に向かって凸の固定用凸部34を備えている。
【0057】
円筒部30及び前述した貫通孔35は、その内径が支持軸18の外径と略等しく形成されかつ当該支持軸18の外径よりも若干大きく形成されている。
【0058】
歯車本体28は、電極保持部材27を構成する熱可塑性樹脂よりも強度の高い材料(樹脂、ガラス繊維を含んで当該ガラス繊維により強化された樹脂、金属、焼結材(非金属或いは金属の粉体を粉体間の結合が生じた成形して固まった材料))で構成されている。なお、本明細書でいう強度とは、所謂曲げ弾性率及び引張り弾性率をいう。即ち、歯車本体28は、曲げられたり引っ張られたりしても、電極保持部材27よりも歪みにくい材料で構成されている。
【0059】
なお、歯車本体28は、前述した強度上の条件を満たせば、POM、PA、PBTから選ばれる少なくとも一つの熱可塑性樹脂で構成されるのが望ましく、ガラス繊維で強化されたPOM、ガラス繊維で強化されたPA、ガラス繊維で強化されたPBT、ガラス繊維で強化されたポリフェニレンサルファイド(polyphenylene sulfide:以下、PPSと記す)から選ばれるガラス繊維により強化された樹脂で構成されるのが望ましい。
【0060】
歯車本体28は、嵌合受け部としての円環状の円環部36と、複数の固定用凹部37と、円環部36の内縁部から立設した柱状の出力軸38とを一体に備えている。円環部36は、円環状の本体部39と、この本体部39の外縁から立設しかつ外周面に前述した歯28aが形成された外縁リブ40と、この円環部36の電極保持部材27から離れた側の表面に設けられた複数のリブ41とを備えている。即ち、円環部36には、リブ41と外縁リブ40とが設けられている。本体部39即ち円環部36の内径は、電極保持部材27の円筒部30の外径と略等しく形成されている。
【0061】
外縁リブ40は、本体部39の外縁から電極保持部材27に近づく方向と離れる方向との双方に立設しかつ本体部39即ち円環部36の周方向に延在している。図示例では、外縁リブ40は、本体部39即ち円環部36の全周に亘って設けられている。
【0062】
リブ41は、本体部39の前述した表面から凸に形成され、かつ本体部39即ち円環部36の径方向と平行に直線状に延在しているとともに、本体部39即ち円環部36の周方向に等間隔に設けられている。
【0063】
固定用凹部37は、前記円環部36の本体部39の電極保持部材27に相対する表面と本体部39の内周面との双方から凹に形成されている。図示例では、固定用凹部37は、前記円環部36の本体部39を貫通している。固定用凹部37は、その幅H(図10に示す)が円環部36の径方向に一定に形成されているとともに、固定用凸部34の厚みTよりも若干薄く形成されている。固定用凹部37は、円環部36の周方向に互いに間隔をあけて等間隔に設けられている。固定用凹部37は、図示例では、四つ設けられている。固定用凹部37には、固定用凸部34が侵入して、当該固定用凸部34が嵌合する。固定用凸部34と固定用凹部37とは、互いに嵌合して、電極保持部材27と歯車本体28を互いに固定する。このように、回転検出装置6は、歯車本体28に設けられた固定用凹部37を備えている。
【0064】
出力軸38は、円環部36の本体部39の内縁から電極保持部材27から離れる方向に立設した柱状に形成されている。
【0065】
前述した出力歯車12は、電極保持部材27の円筒部30を歯車本体28の円環部36内に挿入して円環部36を円筒部30の外周に嵌合させるように、電極保持部材27の円板部29の本体部31を歯車本体28の円環部36の本体部39に重ねて、固定用凸部34を固定用凹部37内に嵌合させて、電極保持部材27と歯車本体28とを互いに固定して、得られる。そして、出力歯車12は、電極保持部材27の円筒部30内に支持軸18を通した状態で、ケース9にその軸芯回りに回転自在に取り付けられる。そして、出力歯車12は、歯車本体28が前述した歯車11と噛み合って、モータ10の駆動力により正転方向S(図4中の矢印で示す方向)に回転駆動される。
【0066】
連結部材13は、出力軸38よりの外径が大きな短い円柱状に形成され、出力軸38の先端に当該出力軸38と同軸となる位置に取り付けられる。また、連結部材13は、出力軸38の長手方向に沿ってスライド自在に当該出力軸38に取り付けられている。さらに、連結部材13とアッパカバー15との間には、当該連結部材13をアッパカバー15から遠ざける方向に付勢する図示しないコイルばねが設けられている。
【0067】
また、連結部材13の給紙カセット2と相対する端面13aには、当該端面13aの中央に設けられかつ駆動軸5の端部が侵入する中央穴42と、この中央穴42の周りに設けられかつ係合ピン8が係合する複数の係合溝43と、係合溝43の縁に設けられかつ駆動軸5から離れるのにしたがって徐々に係合溝43の幅を徐々に減少させるテーパ面44とが設けられている。連結部材13は、中央穴42に駆動軸5の端部が侵入しかつ係合溝43内に係合ピン8が侵入して係合することで、駆動軸5と出力歯車12とを連結する。なお、連結部材13が駆動軸5と出力歯車12と連結する際には、テーパ面44が係合溝43内に係合ピン8を案内する。
【0068】
検出機構71は、図2に示すように、回転電極45と、固定部材46と、固定部47と、検出回路48とを備えている。回転電極45は、導電性の板金に打ち抜き加工などが施されて得られる。回転電極45は、図13に示すように、円環部49と、複数の接触部50とを備えている。円環部49は、勿論、円環状に形成されているとともに、その内縁部が電極保持部材27内に埋設されて、当該電極保持部材27の円板部29の本体部31の歯車本体28から離れた側の表面上に外縁部が露出した状態で設けられている。円環部49即ち回転電極45は、勿論、電極保持部材27と同軸に配置されている。接触部50は、円環部49の外縁に連なり、この円環部49の周方向に等間隔に設けられている。図示例では、接触部50は、四つ設けられている。このために、接触部50は、円環部49及び電極保持部材27即ち出力歯車12の90度毎に設けられている。接触部50は、円環部49の外縁に連なった第1の被接触部51と、この第1の被接触部51に更に連なった第2の被接触部52とを備えている。第1の被接触部51と第2の被接触部52は、共に、円環部49の外縁に沿って湾曲して形成されており、この円環部49の周方向の長さが等しく形成されている。また、第1の被接触部51よりも第2の被接触部52は、前記出力歯車12の正転方向Sの後方側に配置されている。
【0069】
固定部材46は、複数の固定電極53と、電極固定部材54とを備えている。固定電極53は、導電性の板金に打ち抜き加工及び曲げ加工が施されて得られる。固定電極53は、固定部材46がケース9に取り付けられると、その平面形状が直線状の帯板状に形成されているとともに、側方から見て複数個所で屈曲して形成されている。固定電極53は、互いに間隔をあけかつ互いに平行に配置されている。なお、図示例では、固定電極53は、三つ設けられ、更に、これら三つの固定電極53は、出力歯車12の径方向に並べられている。
【0070】
固定電極53は、中央部に設けられた被支持部55と、この被支持部55の一端に連なった電極接触部56と、被支持部55の他端に連なった電気接続部57とを備えている。電極接触部56は、被支持部55から徐々に出力歯車12に向かう方向に傾斜して形成されている。電極接触部56の先端部には、出力歯車12から離れる方向に屈曲して、恰も当該出力歯車12に向かって凸に屈曲した接触部58が設けられている。
【0071】
これら三つの固定電極53は、固定部材46がケース9に取り付けられると、出力歯車12とケース9の底板16との間に設けられる。これら三つの固定電極53のうち最も出力歯車12の出力軸38寄りの固定電極53は、接触部58が回転電極45の円環部49に接触して、当該円環部49と常に電気的に接続する。また、三つの固定電極53のうち中央に位置する固定電極53は、接触部58が回転電極45の第1の被接触部51に接触して、当該第1の被接触部51に電気的に接続する位置に設けられている。さらに、三つの固定電極53のうち最も出力歯車12の出力軸38から離れた固定電極53は、接触部58が回転電極45の第2の被接触部52に接触して、当該第2の被接触部52に電気的に接続する位置に設けられている。電気接続部57は、検出回路48に電気的に接続している。
【0072】
電極固定部材54は、絶縁性の合成樹脂で構成されかつ三つの固定電極53の被支持部55の周りを覆って、当該三つの固定電極53と一体に形成されている。図示例では、電極固定部材54は、三つの固定電極53とインサート成型により一体に形成されている。
【0073】
電極固定部材54は、図17に示すように、三つの固定電極53の被支持部55を覆う覆い部59と、前記覆い部59の一端から突出したストッパ突起60と、覆い部59の他端に連なった係止アーム61とを一体に備えている。
【0074】
ストッパ突起60は、覆い部59の一端から固定電極53の長手方向に対して直交する方向に凸に形成されている。係止アーム61は、覆い部59の他端から固定電極53の長手方向に対して直交する方向に延在した延在部62に連なり、当該延在部62から前記ケース9の底板16に向かって立設している。
【0075】
前述した固定部材46は、図18及び図19に示すように、固定電極53とともに一対の金型63,64間に挟まれて、当該金型63,64のキャビティ内に合成樹脂が射出成型されることで得られる。なお、金型63,64間のキャビティは、その外形が固定部材46と略同形状に形成されている。これらの金型63,64には、キャビティの一部をなしかつ固定電極53の接触部58を挟み込んで、当該固定電極53を位置決めする位置決め部63a,64aが設けられている。
【0076】
固定部47は、図14、図15及び図16に示すように、ケース9の底板16を貫通した収容孔65と、ストッパ部66と、収容孔65の近傍に設けられた係止用筒67とを備えている。収容孔65は、概ね支持軸18とモータ10との間に設けられ、内側に電極固定部材54が挿入される。収容孔65の出力歯車12の径方向の幅H1(図15に示す)は、電極固定部材54の覆い部59とストッパ部66とを合わせた部分の前記出力歯車12の径方向の幅h1よりも大きく形成され、かつ収容孔65の出力歯車12の周方向の幅H2(図16に示す)は、電極固定部材54の覆い部59の前記出力歯車12の周方向の幅h2よりも若干小さく即ち略等しく形成されている。なお、径方向の幅H1,h1とは、固定電極53の接触部58を出力歯車12の径方向に位置決めする又は移動可能とする収容孔65の幅をいい、周方向の幅H2,h2とは、固定電極53の接触部58を出力歯車12の周方向に位置決めする又は移動可能とする収容孔65の幅をいう。
【0077】
ストッパ部66は、図15に示すように、収容孔65の内縁のうちモータ10寄りの内縁から立設した立設壁68と、この立設壁68の先端から底板16と平行に出力歯車12に向かって延在した平行壁69とを備えている。
【0078】
係止用筒67は、図15に示すように、ケース9の底板16から支持軸18と逆向きに立設しており、その内側が底板16を貫通した孔となっている。係止用筒67の収容孔65から離れた側の内面には、係止アーム61の先端が係止する係止突起72が設けられている。
【0079】
固定部47は、収容孔65内に電極固定部材54を収容しかつストッパ突起60が底板16と平行壁69との間に侵入して立設壁68に突き当たるとともに、係止アーム61の先端が係止用筒67内の係止突起72に係止することで、当該電極固定部材54が嵌合して固定される。このとき、係止アーム61の弾性復元力によりストッパ突起60が立設壁68に突き当たりかつ前記幅H1,H2,h1,h2が前述した寸法に形成されているので、電極固定部材54即ち固定部材46がケース9に固定される。
【0080】
検出回路48は、図3に示すように、出力歯車12の側方に配置された印刷配線板70と、当該印刷配線板70に実装された複数の回路部品とを備えている。検出回路48は、三つの固定電極53同士を予め定められたパターン通りに互いに電気的に接続している。検出回路48は、回転電極45の被接触部51,52に固定電極53の接触部58が接触したか接触していないかを検出することで、出力歯車12の回転角即ち当該出力歯車12の回転を検出する。
【0081】
前述した回転検出装置6は、給紙カセット2が画像形成装置101の装置本体102内に収容されると、連結部材13の係合溝43内に係合ピン8が係合して、当該連結部材13が駆動軸5と出力歯車12とを連結する。即ち、出力歯車12が駆動軸5に連結する。そして、回転検出装置6は、モータ制御装置23がモータ10に出力歯車12及び駆動軸5を正転方向Sに回転させて、この駆動軸5に取り付けられた連動押し上げ部材7が押し上げ部材4を給紙ローラ3に向かって押し上げる。
【0082】
そして、回転検出装置6は、押し上げ部材4上の記録紙107が給紙ローラ3に接触すると、出力歯車12及び駆動軸5の回転を停止する。こうして、回転検出装置6は、押し上げ部材4上の記録紙107が給紙ローラ3に接触するまで出力歯車12及び駆動軸5を回転させ、このときの出力歯車12の回転角を検出機構71の検出回路48により検出することで、給紙カセット2内の記録紙107の枚数を算出する。そして、画像形成装置101は、装置本体102の上部に設けられた表示部などに前記回転検出装置6が検出した給紙カセット2内の記録紙107の枚数を表示する。
【0083】
前述した構成の画像形成装置101は、以下に示すように、記録紙107に画像を形成する。まず、画像形成装置101は、感光体ドラム108を回転して、この感光体ドラム108の外表面を一様に帯電ローラ109により−700Vに帯電する。感光体ドラム108の外表面にレーザ光を照射して、感光体ドラム108を露光して、画像部分を−150Vに減衰させて、該感光体ドラム108の外表面に静電潜像を形成する。そして、静電潜像が現像ローラ126に相対すると、この静電潜像に−550Vの現像バイアス電圧を印加して、現像装置113の現像ローラ126の外表面に吸着した現像剤のトナーが感光体ドラム108の外表面に吸着して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム108の外表面に形成する。
【0084】
そして、画像形成装置101は、給紙ユニット103の給紙ローラ3などにより搬送されてきた記録紙107が、プロセスカートリッジ106Y,106M,106C,106Kの感光体ドラム108と転写ユニット104の搬送ベルト129との間に位置して、感光体ドラム108の外表面上に形成されたトナー像を記録紙107に転写する。画像形成装置101は、定着ユニット105で、記録紙107にトナー像を定着する。こうして、画像形成装置101は、記録紙107にカラー画像を形成する。
【0085】
一方、転写されずに感光体ドラム108上に残ったトナーは回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム108は図示しない除電ランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
【0086】
また、前述した画像形成装置101では、環境変動や経時変動による画質の変動を抑えるために、プロセスコントロールを行なっている。具体的には、まず現像装置113における現像能力を検出する。例えば、あるトナーパターンの画像を、現像バイアス電圧を一定にした条件下で感光体ドラム108上に形成し、その画像濃度を図示しない光センサで検出し、濃度変化から現像能力を把握する。そして、この現像能力が所定の目標現像能力になるように、トナー濃度の目標値を変更することで、画質を一定に保つことができる。例えば、光センサで検出したトナーパターンの画像濃度が、目標現像濃度よりも薄い場合には、トナー濃度を高くするように、図示しない制御手段としてのCPUが現像装置113を制御する。一方、光センサで検出したトナーパターンの画像濃度が、目標現像濃度よりも薄い場合には、トナー濃度を低くするように、CPUが前述したモータの駆動回路を制御する。ここで、上記トナー濃度は図示しないトナー濃度センサで検知される。なお、感光体ドラム108上に形成されるトナーパターンの画像濃度は、現像ローラ126による画像濃度周期ムラの影響で多少変動することがある。
【0087】
本実施形態によれば、出力歯車12をケース9に回転自在に支持された電極保持部材27と外縁に歯28aが設けられた歯車本体28とで構成し、電極保持部材27を熱可塑性樹脂で構成しかつ電極保持部材27を当該熱可塑性樹脂よりも強度が高い材料で構成しているので、ケース9に回転自在に保持された電極保持部材27が磨耗しにくく、他の歯車11などと噛み合う歯車本体28が磨耗しにくくなっている。このために、経年変化による電極保持部材27の磨耗量を抑制でき、経年変位による電極保持部材27即ち出力歯車12のケース9に対するがたが増加することを防止できる。よって、長期間に亘って出力歯車12の回転角を正確に検出することができるとともに、記録紙107の枚数を正確に検出できる。
【0088】
電極保持部材27の円板部29に径方向に延在したリブ32を周方向に間隔をあけて複数設けているので、射出成形などにより成形して硬化する際などに生じる電極保持部材27のゆがみを抑制することができる。よって、長期間に亘って確実に出力歯車12の回転角を正確に検出することができる。
【0089】
また、歯車本体28に電極保持部材27の円筒部30の外周に嵌合する円環部36を設けているので、歯車本体28と電極保持部材27との間にがたが生じることを防止できる。よって、長期間に亘ってより一層確実に出力歯車12の回転角を正確に検出することができる。
【0090】
電極保持部材27の円板部29の外縁から立設した外縁リブ33を設けているので、射出成形などにより成形して硬化する際などに生じる電極保持部材27のゆがみをより確実に抑制することができる。よって、長期間に亘ってより一層確実に出力歯車12の回転角を正確に検出することができる。
【0091】
電極保持部材27に固定用凸部34を設け、歯車本体28に固定用凸部34に嵌合する固定用凹部37を設けているので、これらの電極保持部材27と歯車本体28との間にがたが生じることをより一層防止することができる。よって、長期間に亘ってより一層確実に出力歯車12の回転角を正確に検出することができる。
【0092】
固定電極53に電極固定部材54を一体に形成し、かつケース9に電極固定部材54が嵌合して固定される固定部47を設けているので、固定電極53と電極固定部材54との間及び電極固定部材54とケース9との間にがたが生じることを防止できる。よって、長期間に亘ってより一層確実に出力歯車12の回転角を正確に検出することができる。
【0093】
給紙装置1は、前述した回転検出装置6を備えているので、長期間に亘って出力歯車12の回転角を正確に検出することができ、長期間に亘って記録紙107の枚数を正確に検出することができる。
【0094】
さらに、画像形成装置101は、前述した給紙装置1を備えているので、長期間に亘って出力歯車12の回転角を正確に検出することができ、長期間に亘って記録紙107の枚数を正確に検出することができる。
【0095】
次に、本発明の発明者らは、前述した実施形態の効果を確認した。結果を図20に示す。図20に示す実験では、前述した実施形態の本発明品(図20中に一点鎖線で示す)と、従来の比較例(図20中に二点鎖線で示す)において、耐久試験後の出力歯車12のトルクとモータ10に印加する電流値の関係(図20中に四角で示す)と、耐久試験後の出力歯車12のトルクと出力歯車12の回転数の関係(図20中に菱形で示す)とを測定した。なお、比較例とは、出力歯車12がガラス繊維で強化されたPOMで一体に形成されたものを用い、本発明品とは、出力歯車12がPOMで形成された電極保持部材27とガラス繊維で強化されたPOMで形成された歯車本体28とで構成されたものを用いている。なお、本発明品及び比較例の双方は、耐久試験前では、出力歯車12のトルクとモータ10に印加する電流値の関係(図20中実線で示す)と、出力歯車12のトルクと出力歯車12の回転数の関係(図20中実線で示す)とが互いに等しい。また、本発明品及び比較例とも支持軸18即ちロアケース14をPCとABS樹脂とを含んで構成している。
【0096】
図20によれば、ガラス繊維で強化されたPOMで一体に形成された出力歯車12を用いた比較例では、耐久試験後に支持軸18の出力歯車を拘束するトルクがゼロになることがあるのに対し即ちモータ10を回転駆動しても出力歯車が支持軸に対して滑ることで当該出力歯車12が回転しなくことがあるのに対して、本発明品では、耐久試験後に支持軸18の出力歯車を拘束するトルクがゼロになることがない。このように、本発明品は、比較例より出力歯車12が支持軸18との間において磨耗しにくいことが明らかとなった。
【0097】
次に、本発明の発明者らは、本発明品と比較例において、ケース9の支持軸18と固定電極53の磨耗量と、この磨耗量が記録紙107の枚数の算出誤差に与える状況を測定した。結果を以下の表1に示す。
【0098】
【表1】

【0099】
本発明品は、電極固定部材54がPOMで構成された出力歯車12を用いて耐久試験後の磨耗状況を測定し、比較例は、ガラス繊維で強化されたPOMで構成された出力歯車12を用いて耐久試験後の磨耗状況を測定した。なお、本発明品及び比較例とも支持軸18をPCとABS樹脂とを含んで構成している。
【0100】
支持軸18の磨耗量とは、当該支持軸18の外径の磨耗量を示し、固定電極53の磨耗量とは、図24に示す耐久試験後に固定電極53の接触部58が磨耗して平坦になった部分の幅HBを示している。そして、磨耗量の換算角度θは、回転電極45の第1の被接触部51と固定電極53の接触部58との接点がXmmずれた際に、第1の被接触部51の幅方向の中心と回転電極の中心との距離を11.5mmとすると、以下の式1で示される。
【0101】
θ(度)=X÷(π×23)×360・・・・・・式1
【0102】
次に、磨耗量の換算枚数は、当該記録紙107の厚さが0.09mmとすると、駆動軸5の回転角度1度あたりの記録紙107の枚数が13枚となるので、以下の式2で示される。
【0103】
記録紙107の換算枚数=θ×13・・・・・・式2
【0104】
表1の結果によれば、本発明品は、比較例よりも支持軸18及び固定電極53の磨耗量が少なく、記録紙107の枚数の計測誤差が26枚も少ないことが明らかとなった。
【0105】
また、本発明の発明者らは、前述した本発明品と比較例において、耐久試験による支持軸18と出力歯車12との間のがたの増加量を測定した。結果を以下の表2に示す。
【0106】
【表2】

【0107】
表2によれば、本発明品のがたの増加量は、比較例のがたの増加量の10分の1未満であり、本発明品が、がたの発生を抑制できることが明らかとなった。
【0108】
また、本発明の発明者らは、前述した本発明品と比較例において、耐久試験による固定電極53の磨耗量を測定した。結果を以下の表3に示す。磨耗幅とは、図24に示す耐久試験後に固定電極53の接触部58が磨耗して平坦になった部分の幅HBを示し、磨耗高さとは、図24に示す耐久試験前の接触部58(点線で示す)と耐久試験後に固定電極53の接触部58が磨耗して平坦になった部分までの距離HAを示している。
【0109】
【表3】

【0110】
表3によれば、本発明品の固定電極53が、比較例の固定電極よりも磨耗しないことが明らかとなり、本発明品が、固定電極53の磨耗を抑制できることが明らかとなった。
【0111】
なお、前述した実施形態では、電極保持部材27に固定用凸部34を設け、歯車本体28に固定用凹部37を設けているが、本発明では、電極保持部材27に固定用凹部37を設け、歯車本体28に固定用凸部34を設けてもよいことは勿論である。
【0112】
また、本発明では、回転電極45を図21に示すように構成してもよい。なお、図21において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図21に示す場合には、回転電極45は、電極保持部材27に埋設される内側円環部81と、電極保持部材27の表面に露出するとともに固定電極53が接触する外側円環部82とを備えている。
【0113】
さらに、本発明では、図22及び図23に示すように、出力歯車12の電極保持部材27に支持軸18を設け、ケース9の底板16に支持軸18を内側に通して当該支持軸18を回転自在に支持する支持用の貫通孔83を設けてもよい。なお、図22及び図23において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【0114】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。即ち、本発明では、電極保持部材27をPOM以外に前述した熱可塑性樹脂望ましくは他の結晶性樹脂で構成しても前述した本発明品と同様の効果が得られ、歯車本体28をガラス繊維で強化されたPOM以外に、電極保持部材27を構成する熱可塑性樹脂よりも強度が高い樹脂、ガラス繊維により強化された樹脂、金属、焼結材(非金属或いは金属の粉体を粉体間の結合が生じた成形して固まった材料)で構成しても前述した本発明品と同様の効果が得られる。即ち、歯車本体28を、前述した樹脂やガラス繊維により強化された樹脂で構成しても前述した本発明品と同様の効果が得られる。また、本発明では、支持軸18即ちロアケース14をPCとABS樹脂とを含んだもの以外に、前述し亜TPCやABSなどの他の熱可塑性樹脂で構成しても前述した本発明品と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【0115】
1 給紙装置
2 給紙カセット(トレー)
4 押し上げ部材
5 駆動軸
6 回転検出装置
7 連動押し上げ部材
9 ケース
12 出力歯車
27 電極保持部材
28 歯車本体
28a 歯
29 円板部
30 円筒部
32 リブ
33 外縁リブ
34 固定用凸部
36 円環部(嵌合受け部)
37 固定用凹部
45 回転電極
47 固定部
53 固定電極
54 電極固定部材
101 画像形成装置
107 記録紙
108 感光体ドラム
109 帯電ローラ(帯電装置)
113 現像装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【0116】
【特許文献1】特許第3665201号公報

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケースと、
このケースに回転自在に支持された出力歯車と、
前記出力歯車に取り付けられた回転電極と、
前記ケースに取り付けられかつ前記回転電極と接触して前記出力歯車の回転を検出する固定電極と、を備えた回転検出装置において、
前記出力歯車が、
外縁に歯が設けられた歯車本体と、
前記歯車本体に取り付けられかつ前記回転電極を取り付けているとともに前記ケースに回転自在に設けられる電極保持部材と、を備え、
前記電極保持部材が、POM、PA、PBT、PP、PE、ABS樹脂、PS、PPE、PC、PMMAから選ばれる少なくとも一つの熱可塑性樹脂で構成され、
前記歯車本体が、前記電極保持部材を構成する熱可塑性樹脂よりも強度の高い材料で構成されていることを特徴とする回転検出装置。
【請求項2】
前記電極保持部材が、
前記回転電極が取り付けられた円板部と、この円板部から立設した円筒部と、を備え、
前記円板部に、当該円板部の径方向に沿って延在したリブがこの円板部の周方向に間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする請求項1記載の回転検出装置。
【請求項3】
前記歯車本体に、前記円筒部の外周に嵌合する嵌合受け部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の回転検出装置。
【請求項4】
前記円板部に、当該円板部の外縁から立設しかつこの円板部の周方向に延在した外縁リブが設けられていることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の回転検出装置。
【請求項5】
前記電極保持部材と前記歯車本体のうち一方から他方に向かって凸でかつ周方向に間隔をあけて複数設けられた固定用凸部と、
前記他方に設けられかつ前記固定用凸部が嵌合する固定用凹部と、を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載の回転検出装置。
【請求項6】
前記固定電極と一体に形成された電極固定部材と、
前記ケースに設けられかつ前記電極固定部材が嵌合して固定される固定部と、
を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちいずれか一項に記載の回転検出装置。
【請求項7】
記録紙を収容するトレーと、
前記トレーの底面に一端部が回転自在に取り付けられ、前記トレーの上方に他端部が向かうように回転することで、前記記録紙を上方に押し上げる押し上げ部材と、
前記トレーに回転自在に設けられかつ前記押し上げ部材の他端部に当接可能な連動押し上げ部材が取り付けられた駆動軸と、
前記駆動軸と連結して駆動源の駆動力により回転されることで前記駆動軸を回転する出力歯車を有した回転検出装置と、を備えた給紙装置において、
前記回転検出装置として、請求項1乃至請求項6のうちいずれか一項に記載の回転検出装置を備えたことを特徴とする給紙装置。
【請求項8】
感光体ドラムと、帯電装置と、現像装置と、給紙装置と、を少なくとも有する画像形成装置において、上記給紙装置として、請求項7記載の給紙装置を有することを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【公開番号】特開2011−149740(P2011−149740A)
【公開日】平成23年8月4日(2011.8.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−9407(P2010−9407)
【出願日】平成22年1月19日(2010.1.19)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】