動力伝達機構、及び画像形成装置
【課題】回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、はすば歯車列を有した動力伝達機構を提供する。
【解決手段】第１駆動モータ１５１に近い動力伝達方向上流側の第１はすば歯車１１１と、駆動源から遠い下流側の第２はすば歯車１１２と、これらの間に配置された第１中間はすば歯車１２１とを有したはすば歯車列を備えた。そして、第１中間はすば歯車１２１の前方側及び後方側いずれの歯面にもδの段差を形成し、第１はすば歯車１１１と接触する幅をＬＢ１とし、第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ１を形成する。また、第２はすば歯車１１２と接触する幅をＬＢ２とし、第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ２を形成する。そして、これらの歯面領域（Ｓ１，Ｓ２）を、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で軸方向で異なるように設定し、双方の噛み合う位相が打ち消し合うように構成した。
【解決手段】第１駆動モータ１５１に近い動力伝達方向上流側の第１はすば歯車１１１と、駆動源から遠い下流側の第２はすば歯車１１２と、これらの間に配置された第１中間はすば歯車１２１とを有したはすば歯車列を備えた。そして、第１中間はすば歯車１２１の前方側及び後方側いずれの歯面にもδの段差を形成し、第１はすば歯車１１１と接触する幅をＬＢ１とし、第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ１を形成する。また、第２はすば歯車１１２と接触する幅をＬＢ２とし、第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ２を形成する。そして、これらの歯面領域（Ｓ１，Ｓ２）を、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で軸方向で異なるように設定し、双方の噛み合う位相が打ち消し合うように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達機構、及びこのれを備えた画像形成装置に関し、特に、はすば歯車列を有し、はすば歯車列の噛み合い時に発生する噛み合い周期の振動や回転ムラを低減できる動力伝達機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、歯車列を有した動力伝達機構は、精密機械製品である複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置や、家電製品、ロボット等幅広い分野で用いられてきた。しかし、歯車列を有した動力伝達機構では、歯車列を構成する各歯車の噛み合い周期の振動や、噛み合い不良に起因した回転ムラや振動といった不具合が生じる場合がある。そして、従来から、これらの不具合を抑制するために様々な方法が提案が行われてきた。
【０００３】
歯車列を構成する各歯車の噛み合い周期の振動の抑制する方法としては、例えば、特許文献１には、次のような動力伝達機構（歯車伝達機構）が記載されている。駆動源に直結している第１はすば歯車（原動歯車）と、この第１はすば歯車にかみ合っている中間はずば歯車（中間歯車）と、この中間はずば歯車に噛み合っている第２はすば歯車（目的歯車）とで、動力伝達機構（歯車伝達機構）が構成されている。また、この動力伝達機構の構成では、中間はずば歯車の歯幅を、互いに歯幅がほぼ等しい第１はすば歯車及び第２はすば歯車の歯幅よりも広くしている。そして、中間はずば歯車の歯幅の略中央に噛み合っている第１はすば歯車の端面の位置（以下、端面位置という）に対する、第２はすば歯車の端面位置を回転軸方向（以下、軸方向という）に所定量ずらして設置している。このように端面位置をずらすことで、中間はずば歯車と第１はすば歯車との噛み合い位置に対する、中間はずば歯車と第２はすば歯車との噛み合い位置を、軸方向に所定量ずらして各歯車の噛み合い周期の振動を打ち消すというものである。
【０００４】
また、特許文献２には、次のような動力伝達機構が記載されている。駆動源（駆動モータ）の出力軸（支軸）に連結された第１はすば歯車（駆動ギア）と、第２はすば歯車（被駆動ギア）と、これらにそれぞれ噛み合う２枚のはすば歯車からなる中間はすば歯車（アイドラギア）とで、動力伝達機構が構成されている。そして、中間はすば歯車を多層化し、かつ転位によって歯数を変えて、駆動歯面（駆動伝達歯面）だけではなく、非駆動歯面（非駆動伝達歯面）にもかみ合わせることで、かみ合い周期の振動を低減させるというものである。また、各噛み合い部の双方でバックラッシが除去できるためバックラッシに起因した回転ムラも低減できるというものである。
【０００５】
一方、噛み合い不良に起因した回転ムラや振動を抑制する方法としては、例えば、特許文献３には、次のような動力伝達機構（駆動伝達装置）が記載されている。駆動源により回転駆動される第１はすば歯車（駆動ギア）と、第１はすば歯車の端面に摺動（摺接）するフランジ部を設けた大口径の第２はすば歯車（従動ギア）とで、動力伝達機構が構成されている。ここで、第２はすば歯車に設けるフランジは、回転時のスラスト力によって第２はすば歯車が移動しようとする方向（変形する方向）とは反対側の面に設けている。そして、第２はすば歯車に設けたフランジ部を、第１はすば歯車の側面に摺動させることで、回転駆動されることで生じるスラスト方向力に起因した第２はすば歯車の弾性変形を抑制し、この弾性変形により生じる回転ムラや振動を抑制するというものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の動力伝達機構では、軸方向の所定の位置に各はすば歯車を設置することで、かみ合い周期の振動や回転ムラは打ち消しあうことができる。しかし、中間はずば歯車と、第１はすば歯車及び第２はすば歯車の歯幅とが異なるとともに、第１はすば歯車の端面位置に対する、第２はすば歯車の端面位置を所定量ずらしており、各はすば歯車の端面位置が揃っていない。したがって、各はすば歯車を所定の位置に設置するための位置決め機構を各はすば歯車ごとに設ける必要があり、位置決め機構や位置決め機構を設置するスペースが各はすば歯車の端面位置を揃えている構成に比べ余分に必要となる。この余分な位置決め機構やその設置スペースにより、小型の製品への搭載が難しくなるとともに、製作コスト高になるという問題がある。また、特許文献２に記載の動力伝達機構では、噛み合い面を増やすことで、噛み合い周期の振動やバックラッシに起因した回転ムラは低減できるものの、その組付け性が低下するとともに、多層化する中間はずば歯車の製作コスト高になってしまうという問題がある。そして、特許文献３に記載の動力伝達機構では、第２はすば歯車の弾性変形による噛み合い不良は軽減できるものの、はすば歯車列を構成した場合、フランジ部が干渉して組み立て性を悪くする可能性があるとともに、製作コスト高になるという問題がある。
【０００７】
特に、小型、軽量化、低コスト化の要求が高い製品に搭載する動力伝達機構として、上述した各特許文献に記載された動力伝達機構の構成では、十分にその要求に対応できないという問題点があった。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、はすば歯車列を有した動力伝達機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の動力伝達機構は、歯車駆動伝達系において、駆動源に近い動力伝達方向上流側の第１はすば歯車と、駆動源から遠い下流側の第２はすば歯車と、これらの間に配置された中間はすば歯車とを有したはすば歯車列を備え、前記第１はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域と、前記第２はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域とを、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で前記中間はすば歯車の軸方向で異なるように設定し、双方の噛み合う位相が打ち消し合うように構成されていることを特徴とするものである。
本発明は、第１はすば歯車及び第２はすば歯車に、それぞれ噛み合う中間はすば歯車の歯面領域を軸方向で異ならせて、双方の噛み合う位相を打ち消し合うよう設定できるので、中間はすば歯車上での回転ムラや振動を抑制することができる。したがって、その下流側にある第２はすば歯車上での回転ムラや振動も抑制できる。
そして、中間はすば歯車上での回転ムラや振動を抑制するのに、第１はすば歯車及び第２はすば歯車とそれぞれ噛み合う中間はすば歯車の歯面領域を、中間はすば歯車の軸方向で異ならせており、従来のように中間はずば歯車を多層化したり、第２はすば歯車にフランジを設けたりする必要がなく、組み立て性やコスト面で不利となることもない。
また、第１はすば歯車及び第２はすば歯車とそれぞれ噛み合う中間はすば歯車の歯面領域を、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で軸方向で異ならせている。したがって、従来のように、軸方向の所定の位置に各はすば歯車を設置するための位置決め機構や位置決め機構を設置するスペースが各はすば歯車の端面位置を揃えている構成に比べ余分に必要となることもない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、第２はすば歯車の回転ムラや振動を小さくできる。そして、従来のように組み立て性やコスト面で不利となることもない。また、従来のように、軸方向の所定の位置に各はすば歯車を設置するための位置決め機構や軸方向のスペースが余分に必要となることもない。
よって、回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、はすば歯車列を有した動力伝達機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る、画像形成装置であるプリンタの概略説明図。
【図２】一実施形態に係る、感光体ドラム駆動装置の斜視説明図。
【図３】一実施形態に係る、感光体ドラム駆動装置のはすば歯車列の説明図。
【図４】実施例１に係る、はずば歯車列の説明図。
【図５】従来の中間はずば歯車の歯面の斜視説明図。
【図６】実施例１に係る、中間はずば歯車の歯面の斜視説明図。
【図７】実施例１に係る、中間はすば歯車の噛み合い面の断面説明図。
【図８】実施例２に係る、はずば歯車列の説明図。
【図９】実施例４に係る、はずば歯車列の説明図。
【図１０】実施例５に係る、形状誤差と噛み合い力の変動成分（起振力）との関係を示したグラフ。
【図１１】実施例６に係る、中間はずば歯車のねじれ角の調整により行う歯面領域の設定についての説明図。
【図１２】実施例７に係る、はすば歯車の形状誤差に応じた接触幅の調整により行う歯面領域の設定についての説明図。
【図１３】実施例９に係る、中間はすば歯車の取り付け方向によって歯面領域が異なる場合に付ける目印の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態の例として、中間転写方式のタンデム型のカラープリンタ（以下、プリンタ２００という）に適用した例について、図を用いて説明する。まず、各実施例に共通する本実施形態のプリンタ２００の全体構成及び動作及び、感光体ドラム駆動装置１５０の概要について、カラー画像を画像形成する場合を例に説明する。図１は、本実施形態に係る、画像形成装置であるプリンタ２００の概略説明図、図２は、本実施形態に係る、感光体ドラム駆動装置１５０の斜視説明図、図３は、本実施形態に係る、感光体ドラム駆動装置１５０のはすば歯車列の説明図である。
【００１３】
図１に示すように、このプリンタ２００には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーに、それぞれ対応した潜像担持体である感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを設けている。各感光体ドラム１は、駆動ローラ２、従動ローラ３、及び２次転写装置方向に中間転写ベルト５を加圧する加圧ローラ４に掛け渡された中間転写体である中間転写ベルト５上の、駆動ローラ２と従動ローラ３間に、中間転写ベルト５に接触するように配置されている。また、各感光体ドラム１の配置は、中間転写ベルト５の無端移動方向上流側から、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの順で配置されている。そして、各感光体ドラム１の回りには、それぞれ不図示の帯電装置、現像装置、感光体クリーニング装置等が設けられている。そして、パソコン等から画像情報が送信されてくると、各感光体ドラム１を回転駆動させるとともに、各帯電装置で、それぞれ各感光体ドラム１上を一様帯電する。その後、各感光体ドラム１の上方に配置された、光書き込み装置６が、パソコン等から送信された画像情報に基づいて、各感光体ドラム１表面上にレーザー光を照射して静電潜像を形成する。この静電潜像を、それぞえに設けられた現像装置でトナー付着させてトナー画像として顕像化する。
【００１４】
各感光体ドラム１表面上にそれぞれ形成された各色のトナー画像は、各感光体ドラム１の図１図中、反時計回りの回転にともない、図１図中、時計回りに無端移動する中間転写ベルト５を介した対向位置に、それぞれ設けられた不図示の１次転写装置位置まで搬送される。そして、１次転写装置に印加される１次転写バイアスにより、各感光体ドラム１表面上から中間転写ベルト５上に、順次、重ね合わせられるようにして１次転写され、中間転写ベルト５上にカラーのトナー画像が形成される。中間転写ベルト５上に１次転写されたカラーのトナー画像は、中間転写ベルト５の無端移動により、加圧ローラ４とローラで構成された２次転写装置７が中間転写ベルト５を介して対向配置された２次転写位置まで搬送される。そして、カラーのトナー画像が２次転写位置に搬送されるタイミングに合わせて、２次転写装置７の下方に設けられた給紙装置８から図１中、点線で示す搬送経路９に沿って給紙され、レジストローラ対１０により２次転写部に搬送された転写紙Ｐ上に、カラーのトナー画像が２次転写装置７により一括転写される。
【００１５】
カラーのトナー画像が一括転写された転写紙Ｐは、搬送経路９に沿って２次転写位置の転写紙搬送方向下流側に設けられた、定着装置１１まで搬送されて転写紙Ｐ上にカラーのトナー画像が定着された後、排紙部１２から排紙されて、排紙トレイ１３上にスタックされる。また、１次転写位置で各感光体ドラム１上から中間転写ベルト５上に１次転写し切れなかった転写残トナーは、各感光体ドラム１における１次転写位置の感光体ドラム回転方向下流側に設けられた不図示の感光体クリーニング装置によりクリーニングされる。そして、２次転写位置で中間転写ベルト５上から転写紙Ｐ上に２次転写しきれなかった転写残トナーも、不図示の中間転写ベルトクリーニング装置によりクリーニングされ、再度の画像形成に備える。
【００１６】
ここで、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを回転駆動する際に、個々に駆動源である駆動モータを設けても良いが、従来からコスト面などを考慮して、１つの駆動モータから複数の感光体ドラムに回転駆動力を伝達する歯車駆動系を有した動力伝達機構が広く用いられている。このように歯車駆動系を有した動力伝達機構を用いて回転駆動される感光体ドラム上での回転ムラや、感光体ドラム周辺部にある光書き込み装置などの書き込み系への振動は、画像品質に直接影響を与えるものであり、重要な課題となっている。
【００１７】
次に、各感光体ドラムを回転駆動する感光体ドラム駆動装置１５０について説明する。本実施例のプリンタ２００では、図２に示すように、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍを第１駆動モータ１５１により回転駆動し、感光体ドラム１Ｋを第２駆動モータ１５２で単独に回転駆動する感光体ドラム駆動装置１５０を用いている。この感光体ドラム駆動装置１５０では、各感光体ドラム１を、図２図中、反時計回りに回転駆動するように、回転駆動している。
【００１８】
図２に示すように、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍの回転軸には、それぞれ、第１のはすば歯車である第１はすば歯車１１１、第２のはすば歯車である第２はすば歯車１１２、第３のはすば歯車である第３はすば歯車１１３が同軸に取り付けられている。そして、第１はすば歯車１１１と第２はすば歯車１１２との間には第１の中間はすば歯車である第１中間はすば歯車１２１が配置されており、この第１中間はすば歯車１２１は第１はすば歯車１１１と噛み合うとともに、第２はすば歯車１１２とも噛み合う。また、第２はすば歯車１１２と第３はすば歯車１１３との間には第２の中間はすば歯車である第２中間はすば歯車１２２が配置されており、この第２中間はすば歯車１２２は第２はすば歯車１１２と噛み合うとともに、第３はすば歯車１１３とも噛み合う。そして、第１駆動モータ１５１の第１駆動軸１４１には、第１の駆動はすば歯車である第１駆動はずば歯車１３１が取り付けられており、中間転写ベルト５の無端移動方向最上流側に配置されている感光体ドラム１Ｙに回転駆動力を伝達する第１はすば歯車１１１に噛み合っている。
【００１９】
また、感光体ドラム１Ｋの回転軸には、第４のはすば歯車である第４はすば歯車１１４が同軸に取り付けられている。そして、第２駆動モータ１５２の第２駆動軸１４２には、第２の駆動はすば歯車である第２駆動はずば歯車１３２が取り付けられており、中間転写ベルト５の無端移動方向最下流側に配置されている感光体ドラム１Ｋに回転駆動力を伝達する第４はすば歯車１１４に噛み合っている。ここで、図２図中では、第１駆動モータ１５１の第１駆動軸１４１に取り付けられた第１駆動はずば歯車１３１、及び第２駆動モータ１５２の第２駆動軸１４２に取り付けられた第２駆動はずば歯車１３２が、それぞれ第１はすば歯車１１１、及び第４はすば歯車１１４の上方から噛み合うように記載している。しかし、この記載は、図２の斜視図説明図において、各駆動モータ、各駆動モータにそれぞれ対応する各駆動軸、及び各駆動はずば歯車が、それぞれ対応する各はすば歯車の影に隠れないように意図して上方から噛み合うように記載したものである。実際には、各はすば歯車を各駆動モータ側から視た、図３の説明図に示すように、第１はすば歯車１１１、及び第４はすば歯車１１４の、中間転写ベルト５の無端移動方向上流側の斜め下方から、第１駆動はずば歯車１３１及び第２駆動はずば歯車１３２がそれぞれ噛み合う構成である。
【００２０】
図３に示すように、この感光体ドラム駆動装置１５０は、不図示の第２駆動モータ１５２により回転駆動される第２駆動はずば歯車１３２の回転駆動力を、不図示の感光体ドラム１Ｋに伝達する、第４はすば歯車１１４を有した第２動力伝達機構１２５を備えている。そして、不図示の第１駆動モータ１５１により回転駆動される第１駆動はずば歯車１３１の回転駆動力を、第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、第２はすば歯車１１２、第２中間はすば歯車１２２、及び第３はすば歯車１１３を有したはすば歯車列（以下、３連はすば歯車列１２３という）を備えた第１動力伝達機構１２４により、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍに伝達している。したがって、この感光体ドラム駆動装置１５０は、上記３連はすば歯車列１２３を備えた第１動力伝達機構１２４を用いることで、個々に駆動モータを備える構成に比べて、駆動モータの数を少なくすることができ、省スペースで、低コストな感光体ドラム駆動装置１５０を提供できる。
【００２１】
以下、本発明の特徴である、歯車駆動伝達系である第１動力伝達機構１２４に備えるはすば歯車列の構成、及び作用・効果について、複数の実施例を挙げ説明する。ここで、本発明の動力伝達機構に備えたはすば歯車列は、中間はすば歯車の動力伝達方向上流側、及び下流側に設けられた各はすば歯車との軸方方向の噛み合い歯面領域の設定を軸方向で異なるように設定し、双方の噛み合う位相を互いに打ち消し合うようにされていることを特徴としている。したがって、以下の各実施例の説明では、図３に示した、第１動力伝達機構１２４のはすば歯車列の最小構成である、第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、第２はすば歯車１１２を有したはすば歯車列（以下、２連はずば歯車列１２０）について説明する。具体的には、第１駆動モータ１５１により回転駆動される第１駆動はずば歯車１３１の回転駆動力を、第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、及び第２はすば歯車１１２を有した２連はずば歯車列１２０で、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃに伝達する構成について説明する。
【００２２】
（実施例１）
まず、本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第１の実施例である実施例１を図を用いて説明する。図４は、本実施例に係る、２連はずば歯車列１２０の説明図、図５は、従来の中間はずば歯車の歯面の斜視説明図、図６は、本実施例に係る、第１中間はずば歯車１２１の歯面の斜視説明図である。また、図７は、本実施例に係る、第１中間はずば歯車１２１の噛み合い面の断面説明図であり、（ａ）は、第２はすば歯車１１２と第１中間はすば歯車１２１との噛み合い面の断面説明図、（ｂ）は、第１はすば歯車１１１と第１中間はすば歯車１２１との噛み合い面の断面説明図である。
【００２３】
図４に示すように、本実施例の２連はずば歯車列１２０では、不図示の第１駆動モータ１５１により回転駆動される第１駆動はずば歯車１３１に、図４図中、左上方から第１はずば歯車１１１が噛み合うように配置されている。そして、第１駆動はずば歯車１３１の回転駆動力が第１はずば歯車１１１に伝達されて、感光体ドラム１Ｙが回転駆動される。また、この第１はずば歯車１１１の左側には、所定の間隔を開けて第２はずば歯車１１２が配置されている。そして、第１はずば歯車１１１と第２はずば歯車１１２との間には、第１中間はすば歯車１２１が配置され、左斜め上方から第１はずば歯車１１１に噛み合い、右斜め上方から第２はずば歯車１１２に噛み合っている。そして、このように第１中間はすば歯車１２１を配置することで、第１はずば歯車１１１からの回転動力が第２はずば歯車１１２に伝達されて、感光体ドラム１Ｃが回転駆動される。
【００２４】
このように、駆動源である第１駆動モータ１５１に近い動力伝達方向上流側の第１はずば歯車１１１と、第１駆動モータ１５１から遠い下流側の第２はずば歯車１１２と、これらの間に配置した第１中間はすば歯車１２１とを有した、２連はずば歯車列１２０で、第１駆動モータ１５１により回転駆動される第１駆動はずば歯車１３１の回転動力を上流側の第１はずば歯車１１１及び下流側の第２はずば歯車１１２に伝達し、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃを回転駆動している。このようなはずば歯車列が噛み合う際には、噛み合う歯のピッチにともなう振動が発生する。このような振動が発生するのは、歯車の歯の形状誤差にともなう接触点のばらつきや、負荷が加わることで歯が弾性変形すること、又は、噛み合う歯の位置（駆動側歯車では歯底から歯先方向へ推移）による剛性変化等が起因している。
【００２５】
従来から、歯車列において、噛み合いピッチによる振動を低減する方法として、噛み合う振動の位相を打ち消すように各歯車を配置することで、振動を相殺する方法が提案されている。例えば、図８に示す回転軸に垂直な平面（以下、ＸＹ平面という）における各歯車のレイアウトを操作して、噛み合う振動の位相を打ち消すような各歯車の回転中心位置を見出す方法がある。具体的には、ＸＹ平面上で、第１駆動はすば歯車１３１、第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、及び第２はすば歯車１１２の配置を操作して、噛み合う際の振動の位相を打ち消すような各はすば歯車の回転中心位置を見出す方法である。また、はすば歯車に限定されるが、背景技術で説明した特許文献１のように、第１中間はすば歯車１２１（中間歯車）の歯幅を、第１はすば歯車１１１（原動歯車）及び第２はすば歯車（目的歯車）１１２の歯幅よりも広くしておき、第１はすば歯車１１１の端面位置に対して、第２はすば歯車１１２の端面位置を軸方向（Ｚ軸方向）にずらして設置する方法もある。このように端面位置をずらすことで、第１中間はすば歯車１２１と第１はすば歯車１１１との噛み合い位置に対する、第１中間はすば歯車１２１と第２はすば歯車１１２との噛み合い位置を、軸方向に所定量ずらして各歯車の噛み合い周期の振動を打ち消すというものである。
【００２６】
そして、はすば歯車列を有した動力伝達機構では、部品配置の構成上、各はすば歯車のＸＹ平面上のレイアウトを噛み合う振動の位相を打ち消すような回転中心位置に配置できない場合、第１はすば歯車１１１の端面位置に対して、第２はすば歯車１１２の端面位置を軸方向にずらして設置することになる。しかし、第１中間はすば歯車１２１と、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の歯幅とが異なるとともに、第１はすば歯車１１１の端面位置に対する、第２はすば歯車１１２の端面位置を所定量ずらしており、各はすば歯車の端面位置が揃っていない。したがって、各はすば歯車を所定の位置に設置するための位置決め機構や軸方向のスペースが余分に必要となる。そして、この余分な位置決め機構やスペースにより、製作コスト高になるという問題がある。
【００２７】
そこで、本実施例では、特許文献１のように、第２はすば歯車１１２だけをその端面位置が移動するようにずらして設置するのではなく、あらかじめ第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２が接触する第１中間はすば歯車１２１のそれぞれの歯面に加工を施しておくこととした。すなわち、図５に示す従来のように、第１中間はすば歯車１２１の噛み合うそれぞれの歯面を凹凸のない滑らかな面にするのではなく、あらかじめ、図６に示すように第１中間はすば歯車１２１の噛み合うそれぞれの歯面に加工を施しておくこととした。
【００２８】
第１中間はすば歯車１２１は、第１はすば歯車１１１との噛み合い時は、図７（ｂ）に示すように、第１中間はすば歯車１２１の噛み合う歯面で動力をもらう側となる従動歯車の働きをもつ。一方、第２はすば歯車１１２との噛み合い時は、図７（ａ）に示すように、第１中間はすば歯車１２１の噛み合う歯面で、第２はすば歯車１１２に動力を与える側となる駆動歯車の働きとなる。すなわち、図６図中、反時計方向の矢印で示した第１中間はすば歯車１２１の歯車回転方向の、前方側の歯面が駆動歯車の働きを、後方側の歯面が従動歯車の働きをもつ。
【００２９】
そこで、本実施例では、図６に示すように第１中間はすば歯車１２１の第１はすば歯車１１１と噛み合う側、及び第２はすば歯車１１２と噛み合う側の、いずれの歯面にもδの段差を形成している。このようにδの段差を形成することで、第１はすば歯車１１１と噛み合う歯面領域Ｓ１と、第２はすば歯車１１２との噛み合う歯面領域Ｓ２とを形成し、第１はすば歯車１１１との噛み合いと第２はすば歯車１１２との噛み合いの位相関係を簡単に設定できるようにしている。具体的には、図６に示すように、第１はすば歯車１１１と接触する幅（以下、接触幅という）をＬＢ１、接触しない幅（以下、非接触幅という）をＬＢｐ１とし、同様に第２はすば歯車１１２との接触幅をＬＢ２、非接触幅をＬＢｐ２とし、接触する面同士を軸方向にずらして配置している。つまり、第１中間はすば歯車１２１の、第１はすば歯車１１１と接触する歯面領域Ｓ１と、第２はすば歯車１１２と接触する歯面領域Ｓ２とを軸方向にずらして配置している。したがって、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で、第１中間はすば歯車１２１の、第１はすば歯車１１１と接触する歯面領域Ｓ１と、第２はすば歯車１１２と接触する歯面領域Ｓ２とを軸方向に異ならせることができる。
【００３０】
また、図６で接触幅が等しく（ＬＢ１＝ＬＢ２）、それぞれの端面から形成された場合、位相差φ（ｒａｄ）は次の式１により定めることができる。
ここで、ｍはモジュール、ＬＢｐ＝ＬＢｐ１＝ＬＢｐ２は位相ずらし量である。
φ＝２・ＬＢｐ・ｃｏｓβ・ｓｉｎβ／ｍ ・・・（式１）
また、実際には、図４で示した、ＸＹ平面におけるレイアウトの位相関係を考慮した上で、設定することになる。
【００３１】
また、ＸＹ平面上で第１はすば歯車１１１との噛み合い振動と、第２はすば歯車１１２とのかみ合い振動が重なって増幅される場合、この関係を打ち消す位相にするためには、φ＝πを式に代入して位相ずらして幅ＬＢｐを算出することで、簡単に設定することができる。このように設定すると、第１中間はすば歯車１２１にかかる力の変動成分同士が打ち消し合うので、第１中間はすば歯車１２１の回転ムラや振動を抑制でき、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の回転ムラも小さくなる。したがって、各はすば歯車自体の組付けは、通常の歯車と同様に端面を揃えて配置することができ、簡単に、省スペースで組み立てることができる。
【００３２】
上述したように、本実施例の２連はずば歯車列１２０では、第１中間はすば歯車１２１の、第１はすば歯車１１１と噛み合う歯面領域Ｓ１と、第２はすば歯車１１２と噛み合う歯面領域Ｓ２とを、双方の位相が打ち消し合うように軸方向で異ならせて設定している。このように、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域Ｓ１,Ｓ２の設定を行うことで、回転ムラや振動を低減できる。そして、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２とそれぞれ噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ１,Ｓ２を、第１中間はすば歯車１２１の軸方向で異ならせて、第１中間はすば歯車１２１上での回転ムラや振動を抑制しており、従来のように中間はずば歯車を多層化したり、第２はすば歯車にフランジを設けたりする必要がなく、組み立て性やコスト面で不利とならない。
【００３３】
また、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２とそれぞれ噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ１,Ｓ２を、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で軸方向で異ならせるので、従来のように、軸方向の所定の位置に各はすば歯車を設置するための位置決め機構や位置決め機構を設置するスペースが余分に必要となることもない。したがって、この余分な位置決め機構やその設置スペースにより、小型の製品への搭載が難しくなるとともに、製作コスト高になることもない。よって、回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００３４】
また、第１中間はすば歯車１２１の軸方向のかみ合う歯面領域Ｓ１，Ｓ２の設定は、一方の端面側からＬＢ１の幅だけ第１はすば歯車１１１と噛み合うように段差δを形成して設定し、他方の端面側からＬＢ２の幅だけ第２はすば歯車１１２と噛み合うように段差δを形成して設定している。このように歯面領域Ｓ１，Ｓ２の設定をおこなうことで、第１はすば歯車１１１と噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ１と、第２はすば歯車１１２なと噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ２とを、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で第１中間はすば歯車１２１の軸方向で確実に異ならせて設定できる３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００３５】
また、本実施例では、第１中間はすば歯車１２１の歯面にあらかじめ加工を施すことで、第１中間はすば歯車１２１の軸方向のかみ合う歯面領域Ｓ１，Ｓ２の設定したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、第１中間はすば歯車１２１の歯面には加工を施さず、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２のそれぞれの歯面に、あらかじめ上記のような加工を施しても良い。２連はすば歯車列１２０や３連はすば歯車列１２３の製作コストは、一概に上記のような加工を施したはすば歯車の個数のみにより左右されるものではなく、量産効果やはすば歯車に施す加工コストにも左右される。したがって、歯面にあらかじめ加工を施すはすば歯車を、第１中間はすば歯車１２１にするか、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２にするかは、２連はすば歯車列１２０や３連はすば歯車列１２３の総合的な製作コストを考慮して選択すれば良い。
【００３６】
（実施例２）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第２の実施例である実施例２について、図を用いて説明する。図８は、本実施例に係る、２連はずば歯車列１２０の説明図である。ここで、上述した実施例１と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１を負荷が加わらないアイドラ歯車とすることを規定していることに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００３７】
本実施例の２連はずば歯車列１２０では、実施例１と異なり第１中間はすば歯車１２１を負荷が加わらないアイドラ歯車とすることを規定している。まず、第１中間はすば歯車１２１をアイドラ歯車とすることを規定している理由を説明する。図８に示すように、本実施例の２連はずば歯車列１２０は、駆動歯車である第１駆動はずば歯車１３１と、複数の被駆動歯車である第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、及び第２はすば歯車１１２とを有している。そして、被駆動歯車である第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２に負荷が加わった場合、その負荷に応じて、それぞれ噛み合い力Ｆ１及びＦ２が発生する。第１中間はすば歯車１２１にも負荷が加わった場合、その分、噛み合い力は変化し、Ｆ１＞Ｆ２になってしまい、位相を相殺してもＦ１−Ｆ２の振動は、小さくなるものの残ってしまう。ここで、被駆動歯車に加わる負荷としては、作業するための負荷トルクや、軸受摩擦等の負荷が加わる。
【００３８】
そして、第１中間はすば歯車１２１の振動や回転ムラを引き起こす力は、これらの噛み合い力Ｆ１、Ｆ２に比例した大きさになるので、双方を同じにすることで効果的に相殺することができる。そこで、本実施例では、第１中間はすば歯車１２１を負荷が加わらないアイドラ歯車と規定している。このように第１中間はすば歯車１２１をアイドラ歯車とした場合、Ｆ１＝Ｆ２となり、位相を相殺するように合わせることで振動を低減できる。つまり、第１中間はすば歯車１２１を、負荷の加わらないアイドラ歯車とすることで、第１中間はすば歯車１２１に加わるＦ１、Ｆ２の二つの力の大きさを等しでき、これらの位相を打ち消すように合わせて変動成分を消滅させることができる。その結果、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００３９】
（実施例３）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第３の実施例である実施例３について説明する。ここで、上述した実施例１、２と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１に、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２よりも耐摩耗性に優れた材質のものを用いていることに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。また、本実施例の２連はずば歯車列１２０の基本的なレイアウトは、実施例１で、図４を用いて説明したレイアウトと同様である。
【００４０】
本実施例の２連はずば歯車列１２０では、第１中間はすば歯車１２１に、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２よりも耐摩耗性に優れた材質のものを用いている。これは、第１中間はすば歯車１２１の歯数が、第１はすば歯車１１１や第２はすば歯車１１２よりも少ない場合、歯の噛み合う回数が多くなるので、相対的に第１中間はすば歯車１２１が摩耗し易くなってしまうためである。そして、本実施例の２連はずば歯車列１２０のように、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２よりも加わる負荷が小さい第１中間はすば歯車１２１の歯数を、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の歯数よりも少なくする場合が一般に多い。また、第１中間はすば歯車１２１の歯数を、耐摩耗性を高めるために、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の歯数よりも多くしてしまうと装置が大型化してしまう可能性が高い。そこで、本実施例の２連はずば歯車列１２０では、第１中間はすば歯車１２１に、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２よりも耐摩耗性に優れている材質を用いることで、長時間使用すること可能となる。
【００４１】
また、各はすば歯車に用いる材質としは、例えば、各はずば歯車にポリプラスチックス社製のポリアセタール（ＰＯＭ）材であるジュラコン（登録商標）材を用いる場合、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２に材質ＳＷ−０１を用い、第１中間はすば歯車１２１に材質ＮＷ０２を用いることで実現できる。ここで、耐摩耗性を示す指標として、比摩耗量（スラスト式摺動試験）があるが、ポリプラスチックス社のカタログには、材質ＳＷ−０１の比摩耗量が０．６１×１０−３［ｍｍ３／（Ｎ・ｋｍ）］、材質ＮＷ−０２の比摩耗量が０．３５×１０−３［ｍｍ３／（Ｎ・ｋｍ）］と記載されており後者の方が摩耗しにくいことがわかる。
【００４２】
上述したように構成することで、第１中間はすば歯車１２１の噛み合い回数が、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の噛み合い回数よりも多くなった場合でも、第１中間はすば歯車１２１が摩耗し難くなり、噛み合い力の位相関係（打ち消しあう関係）を長時間維持することが可能となる。また、第１中間はすば歯車１２１の歯数を、耐摩耗性を高めるために、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の歯数よりも多くする必要もなく、装置が大型化する可能性も低くできる。その結果、省スペースで、かつ長時間使用すること可能な２連はずば歯車列１２０を構成できる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、省スペースで、かつ長時間使用すること可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００４３】
（実施例４）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第４の実施例である実施例４について、図を用いて説明する。図９は、本実施例に係る、２連はずば歯車列１２０の説明図であり、（ａ）は、ＸＹ平面上の各はすば歯車のレイアウト、及び第１中間はすば歯車１２１に働く噛み合い力の説明図、（ｂ）は、第１中間はすば歯車１２１に働く噛み合い力の各方向成分の説明図である。ここで、上述した実施例１乃至３と本実施例とは、本実施例が、はすば歯車列に有した第１はすば歯車１１１、第２はすば歯車１１２、及び第１中間はすば歯車１２１の回転中心が、直線状に配置されていることに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００４４】
本実施例の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０では、図９（ａ）に示すように、２連はずば歯車列１２０に有した第１はすば歯車１１１、第２はすば歯車１１２、及び第１中間はすば歯車１２１の回転中心が、直線状に配置されている。ここで、直線状に配置されるとは、はすば歯車列に有する第１はすば歯車１１１、第２はすば歯車１１２、及び第１中間はすば歯車１２１の回転中心軸が、所定の誤差範囲内で、平行かつ同一面上になるように配置されていることを意図している。
【００４５】
一般に、２つの歯車の間に設けられ、それぞれの歯車と噛み合う中間歯車の噛み合い力Ｆ１、Ｆ２は、歯面法線の作用線上に働く。この噛み合い力の変動成分が回転ムラや振動を引き起こす。ここで、外部に影響を与える振動源を考えた場合、噛み合い力の軸間方向成分である、図９（ｂ）に示すＦ１ｘ及びＦ２ｘが大きく影響を及ぼす。また、Ｆ１ｘ及びＦ２ｘと、それぞれ直交する成分であるＦ１ｙ及びＦ２ｙは、回転方向へと力が逃げていくので振動源としては影響が小さい。本実施例では図９（ａ）に示すように、２連はずば歯車列１２０に有した第１はすば歯車１１１、第２はすば歯車１１２、及び第１中間はすば歯車１２１の回転中心を、直線状に配置することで、第１はすば歯車１１１との噛み合い力Ｆ１の軸間方向成分Ｆ１ｘと、第２はすば歯車１１２との噛み合い力Ｆ２の軸間方向成分Ｆ２ｘの向きが反対となり、完全にゼロにすることが可能となる。これにより、周辺部を加振する力を無くすこととなる。
【００４６】
また、例えば実施例１の説明で用いた図４に示したレイアウトでは、第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、及び第２はすば歯車１１２の回転中心が直線状に配置されていない。すなわち、第１はすば歯車１１１の回転中心と第１中間はすば歯車１２１の回転中心とを結ぶ線分と、第１中間はすば歯車１２１の回転中心と第２はすば歯車１１２の回転中心とを結ぶ線分とがなす角度を１８０度ではなく、所定の角度としている。一方、本実施例の構成では、第１はすば歯車１１１の回転中心と第１中間はすば歯車１２１の回転中心とを結ぶ線分と、第１中間はすば歯車１２１の回転中心と第２はすば歯車１１２の回転中心とを結ぶ線分とがなす角度が１８０度なる。
【００４７】
このように、第１中間はすば歯車１２１の噛み合い力の軸間方向成分であるＦ１ｘ及びＦ２ｘ同士が完全に打ち消す方向となり、振動成分の位相を操作することで、この振動源を消去するこができる。その結果、周辺部に与える振動を効果的に小さくすることが可能な２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、周辺部に与える振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００４８】
（実施例５）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第５の実施例である実施例５について、図を用いて説明する。図１０は、本実施例に係る、形状誤差と噛み合い力の変動成分（起振力）との関係を示したグラフである。ここで、上述した実施例１乃至４と本実施例とは、本実施例が、実施例１乃至４のいずれかの構成に加え、第１はすば歯車１１１と第２はすば歯車１１２とを同一部品としていることに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００４９】
本実施例の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０では、実施例１乃至４のいずれかの構成に加え、第１はすば歯車１１１と第２はすば歯車１１２とを同一部品としている。同一部品であれば、その形状誤差も同程度となり、図１０のグラフに示すように形状誤差にほぼ比例して大きくなる噛み合い力の変動成分（Ｆｍ：回転ムラや振動を引き起こす力）も、同程度の大きさとなる。これらを打ち消しあうように、上述した実施例１乃至４に記載したいづれかの構成を用いて、第１中間はすば歯車１２１の歯面領域を設定することで、回転ムラや振動を効果的に相殺することが可能となる。
【００５０】
ここで、図１０に記載のグラフについて補足すると、噛み合い力Ｆは、定常成分Ｆ＋変動成分Ｆｍで表すことができる。そして、定常成分Ｆは、負荷トルクや起動加速度で定まるものであり、変動成分Ｆｍは、歯面形状誤差、組み付け誤差、及び歯面の接触する位置で変化する歯対剛性等により定まるものである。
【００５１】
上述したように本実施例の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０では、第１はすば歯車１１１と第２はすば歯車１１２とを同一部品とすることで、２つの噛み合い力も同じになる。そして、２つの噛み合い力が同じになるにともなって、回転ムラや振動を引き起こす力も同等なり、その力を打ち消す位相に設定することで回転ムラや振動を効果的に相殺することが可能となる。その結果、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００５２】
（実施例６）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第６の実施例である実施例６について、図を用いて説明する。図１１は、本実施例に係る、第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の調整により行う歯面領域の設定についての説明図である。そして、（ａ）は、ねじれ角の値が正規の値βである第１中間はすば歯車１２１が噛み合う場合の説明図、（ｂ）は、ねじれ角の値が正規の値βにずらし量γを加えてた値である第１中間はすば歯車１２１が噛み合う場合の説明図である。ここで、上述した実施例１乃至５と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の値（β＋γ）の調整により、軸方向の噛み合う各歯面領域の設定することに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００５３】
本実施例では、実施例１で説明した第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域の設定を歯面に形成する段差の位置で調整する方法とは異なり、第１中間はすば歯車１２１に加わる負荷の大きさと、ねじれ角の値（β＋γ）で調整して設定することとした。以下に具体的な調整方法を説明する。ここで、図１１（ａ）及び図（ｂ）では、それぞれ、第１中間はすば歯車１２１の、図中右側に示した矩形の部分が第１はすば歯車１１１との噛み合い歯面領域Ｓ１及び歯面領域Ｓ１’を示し、図中左側に示した矩形の部分が第２はすば歯車１１２との噛み合い歯面領域Ｓ２及び歯面領域Ｓ２’を示している。
【００５４】
図１１（ａ）に示すように、第１中間はすば歯車１２１が、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２と、それぞれ軸方向全域の歯面領域Ｓ１及びＳ２で噛み合う場合の第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の値、つまり第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の正規の値をβとする。この第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の値を、本実施例では、図１１（ｂ）に示すように、上記正規の値であるβにずらし量γを加えてオフセットさせた値としている。このように、第１中間はすば歯車１２１のねじれ角を正規の値からずらすことで、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２と接触する場所と歯面領域が変化する。すなわち、第１中間はすば歯車１２１を第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２と、歯幅全体で接触させるのではなく、任意の歯幅で接触させることができる。
【００５５】
具体的には、図１１（ｂ）に示すように、第１はすば歯車１１１とは、図中下方を基点として噛み合う歯面領域Ｓ１’で噛み合い、第２はすば歯車１１２とは、図中上方を基点として噛み合う歯面領域Ｓ２’で噛み合う。これらの接触する歯面領域Ｓ１’,Ｓ２'は、負荷の大きさと歯面材質の関係で変わるので、動作時の負荷の大きさに対応させて、ねじれ角のずらし量γを設定する必要がある。また、ねじれ角の値を変えるだけで可能となるので、製作面でも容易である。ここで、ずらし量γは、事前にシミュレーションモデルを作成して解析的に最適値を求めても良いし、ずらし量γを変えた複数の第１中間はすば歯車１２１を用意して実験的に最適値を求めても良い。
【００５６】
上述したように、本実施例の２連はずば歯車列１２０では、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域Ｓ１’,Ｓ２'の設定は、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２にそれぞれ第１中間はすば歯車１２１の歯面全体が噛み合う場合の第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の値（β）に所定角度（γ）加えて、第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の値（β＋γ）を設定することで行っている。したがって、歯面全面が噛み合うことができなくなり、噛み合いに位相差が発生する。この位相差を互いに打ち消し合うような、加わる動作時の負荷の大きさと、ねじれ角の値に設定することで、回転ムラや振動が小さくなる。その結果、製作を容易にし、部品コストの低減化を実現することが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成できる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、製作を容易にし、部品コストの低減化を実現することが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００５７】
（実施例７）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第７の実施例である実施例７について、図を用いて説明する。図１２は、本実施例に係る、はすば歯車の形状誤差に応じた接触幅（ＬＢ１,ＬＢ２）の調整により行う歯面領域の設定についての説明図である。そして、（ａ）は、ＸＹ平面上の各はすば歯車のレイアウト、及び第１中間はすば歯車１２１に働く噛み合い力の説明図、（ｂ）は、第１中間はすば歯車１２１の第１はすば歯車１１１との接触幅ＬＢ１と第２はすば歯車１１２との接触幅幅ＬＢ２との関係説明図である。ここで、上述した実施例１乃至６と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う各歯面領域の設定を、噛み合うはすば歯車の形状誤差の値にに応じて調整することに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００５８】
本実施例では、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域（Ｓ１又はＳ１’,Ｓ２又はＳ２'）の設定を、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の形状誤差の値に応じて調整することとした。噛み合い力の変動成分を引き起こす要因の一つである、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の形状誤差を考慮することで、２つの噛み合い力（Ｆ１,Ｆ２）の大きさを調整するものである。
【００５９】
具体的には、例えば、図１２（ａ）に示すようなレイアウトのはずば歯車列で、第１はすば歯車１１１の方が、第２はすば歯車１１２よりも形状誤差が悪い場合には、次のような調整を行う。図１２（ｂ）に示すように、第１はすば歯車１１１に噛み合う第１中間はすば歯車１２１の接触幅ＬＢ１を広く取り（ＬＢ１＞ＬＢ２）、噛み合い力の変動成分を大きくならないようにする。このように第１中間はすば歯車１２１の接触幅を調整することで、２つの噛み合い力（Ｆ１,Ｆ２）が同程度の大きさになるようにする。そして、互いに打ち消すような位相関係にすることで、回転ムラや振動を小さくすることができる。
【００６０】
ここで、本実施形態では振動を小さくするために位相を調整し、相殺するようにしているが、その振幅レベルも同等でないとその効果は小さい。そこで、本実施例では、振幅レベルを揃えるために接触幅（ＬＢ１,ＬＢ２）を調整している。この接触幅は、事前にシミュレーションモデルを作成して解析的に最適値を求めても良いし、接触幅を変えた複数の第１中間はすば歯車１２１を用意して実験的に最適値を求めても良い。
【００６１】
上述したように、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域の設定は、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の形状誤差の値に応じて、形状誤差の値が大きい方のはずば歯車との歯面領域が広くなるように行うことで、第１はすば歯車１１１との噛み合いで発生する噛み合い変動成分の力と、第２はすば歯車１１２との噛み合いで発生する噛み合い変動成分の力との大きさが同程度にできる。さらに、同程度の大きさにした各噛み合い変動成分を、互いに打ち消す位相関係にすることで変動成分を減少させることができる。その結果、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００６２】
（実施例８）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第８の実施例である実施例８について、図を用いて説明する。図については、上述した実施例７と同じ図１２（ａ）、（ｂ）を用いる。ここで、上述した実施例７と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う各歯面領域の設定を、噛み合うはすば歯車の組付け誤差の値に応じて調整することに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００６３】
本実施例では、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域（Ｓ１又はＳ１’,Ｓ２又はＳ２'）の設定を、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の組付け誤差の値に応じて調整することとした。第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２に組付け誤差がある場合、歯面が片当たりとなり、かみ合い力の変動成分が大きくなる。そこで、このように噛み合い力の変動成分を引き起こす要因の一つである、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の組み付け誤差を考慮することで、２つの噛み合い力（Ｆ１,Ｆ２）の大きさを調整するものである。
【００６４】
具体的には、例えば、図１２（ａ）に示すようなレイアウトのはずば歯車列で、第１はすば歯車１１１の方が、第２はすば歯車１１２よりも組み付け誤差が悪い場合には、次のような調整を行う。第２はすば歯車１１２噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域を狭くして、噛み合い力の変動成分が同程度の大きさになるようにし、かつ、互いに打ち消すような位相関係にすることで、回転ムラや振動を小さくすることができる。このように調整を行う場合の、第１中間はすば歯車１２１の歯面領域の調整は、図１２（ｂ）に示すように、第２はすば歯車１１２に噛み合う第１中間はすば歯車１２１の接触幅（ＬＢ２）を狭くして（ＬＢ１＞ＬＢ２）、２つの噛み合い力（Ｆ１,Ｆ２）が同程度の大きさになるようにする。そして、互いに打ち消すような位相関係にすることで、回転ムラや振動を小さくすることができる。
【００６５】
ここで、本実施形態では振動を小さくするために位相を調整し、相殺するようにしているが、その振幅レベルも同等でないとその効果は小さい。そこで、本実施例では、振幅レベルを揃えるために接触幅（ＬＢ１,ＬＢ２）を調整している。この接触幅は、事前にシミュレーションモデルを作成して解析的に最適値を求めても良いし、接触幅を変えた複数の第１中間はすば歯車１２１を用意して実験的に最適値を求めても良い。
【００６６】
上述したように、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域の設定は、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の組み付け誤差の値に応じて、組付け誤差の値が小さい方のはずば歯車との歯面領域を狭くするように行うことで、第１はすば歯車１１１との噛み合いで発生する噛み合い変動成分の力と、第２はすば歯車１１２との噛み合いで発生する噛み合い変動成分の力との大きさが同程度にできる。さらに、同程度の大きさにした各噛み合い変動成分を、互いに打ち消す位相関係にすることで変動成分を減少させることができる。その結果、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００６７】
（実施例９）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第９の実施例である実施例９について図を用いて説明する。図１３は、本実施例に係る、第１中間はすば歯車１２１の取り付け方向によって歯面領域が異なる場合に付ける目印の説明図である。ここで、上述した実施例１乃至８と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１の歯面以外の場所に、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２に噛み合うそれぞれ歯面領域を識別するための印し１２６を設けたことに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００６８】
本実施例では、図１３に示すように、第１はすば歯車１１１と噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域と、第２はすば歯車１１２と噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域の大きさが異なる場合に、第１中間はすば歯車１２１の歯面以外の場所に識別用の印し１２６を設けている。噛み合う歯面領域の大きさが等しければ、どちら側からも組みつけが可能となるが、噛み合う歯面領域が異なる場合には、それを示す目印が必要になる。そこで、設けた印し１２６を参考に組付けを行えば、たとえ噛み合う歯面領域の違いが微小な場合でも間違うことなく組み付けすることができる。
【００６９】
このように、歯面以外の場所に印し１２６を設けることで、それぞれの歯面領域を適切な噛み合わせにすることができる。その結果、組付けを容易にし、組立コストの低減化を実現することが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、組付けを容易にし、組立コストの低減化を実現することが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００７０】
また、上述した各本実施例では、第１はずば歯車１１１には感光体ドラム１Ｙ及びその回転軸が、第２はずば歯車１１２には感光体ドラム１Ｃ及びその回転軸が、それぞれ負荷として加わっている。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、感光体ドラム１Ｙ及びその回転軸が、第１はずば歯車１１１に取り付けられておらず、負荷として加わるのが、第２はずば歯車１１２に取り付けられた感光体ドラム１Ｃ及びその回転軸だけの構成にも適用可能である。
【００７１】
以上、本実施形態のプリンタ２００では、上述した実施例１乃至９のいずれかの３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を用いることで、実施例１乃至９のいずれかの３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４と同様な作用・効果を奏することができる。その結果、プリンタ２００における画像品質の向上、例えば、多色重ね合わせでの色ずれ低減や濃度ムラの低減などを実現できる。
【００７２】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
動力伝達機構１２４などの歯車駆動伝達系において、第１駆動モータ１５１などの駆動源に近い動力伝達方向上流側の第１はすば歯車１１１などの第１はすば歯車と、駆動源から遠い下流側の第２はすば歯車１１２などの第２はすば歯車と、これらの間に配置された第１中間はすば歯車１２１などの中間はすば歯車とを有したはすば歯車列を備え、前記第１はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域Ｓ１などの歯面領域と、前記第２はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域Ｓ２などの歯面領域とを、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で前記中間はすば歯車の軸方向で異なるように設定し、双方の噛み合う位相が打ち消し合うように構成されていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例１について説明したように、回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域の設定は、一方の端面側から所定の幅だけ第１はすば歯車１１１などの第１はすば歯車と噛み合うように設定し、他方の端面側から所定の幅だけ第２はすば歯車１１２などの第２はすば歯車と噛み合うように設定することを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例１について説明したように、第１はすば歯車１１１などの第１はすば歯車と噛み合う第１中間はすば歯車１２１などの中間はすば歯車の歯面領域Ｓ１などの歯面領域と、第２はすば歯車１１２などの第２はすば歯車と噛み合う中間はすば歯車の歯面領域Ｓ２などの歯面領域とを、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で中間はすば歯車の軸方向で確実に異ならせることができる３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）において、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車が、負荷の加わらないアイドラ歯車であることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例２について説明したように、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）のいずれかにおいて、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車は、第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車及び第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車よりも耐摩耗性に優れていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例３について説明したように、省スペースで、かつ長時間使用すること可能な、３連はすば歯車列１２３などのはずば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｄ）のいずれかにおいて、２連はずば歯車列１２０などの前記はすば歯車列に有した第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車、第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車、及び第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の回転中心が、直線状に配置されていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例４について説明したように、周辺部に与える振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｆ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｅ）のいずれかにおいて、第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車と第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車とが、同一部品であることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例５について説明したように、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｇ）
（態様Ｂ）乃至（態様Ｆ）のいずれかにおいて、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域Ｓ１’,Ｓ２'などの歯面領域の設定は、第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車及び第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車にそれぞれ噛み合う側の前記中間はすば歯車の歯面に段差を設けて行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例１について説明したように、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域Ｓ１’,Ｓ２'などの歯面領域の設定を確実に行うことができる、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｈ）
（態様Ｂ）乃至（態様Ｆ）のいずれかにおいて、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域Ｓ１’,Ｓ２'などの歯面領域の設定は、第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車及び第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車にそれぞれ前記中間はすば歯車の歯面全体が噛み合う場合の該中間はすば歯車のねじれ角の値（β）に所定角度（γ）加えて、前記中間はすば歯車のねじれ角の値（β＋γ）を設定することで行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例６について説明したように、製作を容易にし、部品コストの低減化を実現することが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｉ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｈ）のいずれかにおいて、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向の噛み合う歯面領域Ｓ１又はＳ１’,Ｓ２又はＳ２'などの歯面領域の設定は、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２などの噛み合う各はすば歯車の歯車の形状誤差の値に応じて、形状誤差の値が大きい方のはずば歯車との歯面領域が広くなるように行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例７について説明したように、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｊ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｉ）のいずれかにおいて、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向の噛み合う歯面領域Ｓ１又はＳ１’,Ｓ２又はＳ２'などの歯面領域の設定は、歯車の組付け誤差の値に応じて、組付け誤差の値が小さい方のはずば歯車との歯面領域を狭くするように行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例８について説明したように、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｋ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｊ）のいずれかにおいて、第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車と噛み合う第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の歯面領域Ｓ１又はＳ１’などの歯面領域と第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域Ｓ２又はＳ２’などの歯面領域の大きさが異なる場合に、歯面以外の場所に識別用の印し１２６などの印を設けてあることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例９で説明したように、組付けを容易にし、組立コストの低減化を実現することが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｌ）
感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋなどの複数の感光体ドラムを備えたプリンタ２００などの画像形成装置において、前記複数の感光体ドラムの内、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍなどの２以上の感光体ドラムに駆動力を伝達する動力伝達機構に、（態様Ａ）乃至（態様Ｋ）のいずれかの３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を用いること特徴とするものである。
これによれば、本実施形態で説明したように、プリンタ２００などの画像形成装置における画像品質の向上、例えば、多色重ね合わせでの色ずれ低減や濃度ムラの低減などを実現できる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 感光体ドラム
２ 駆動ローラ
３ 従動ローラ
４ 加圧ローラ
５ 中間転写ベルト
６ 光書き込み装置
７ ２次転写装置
８ 給紙装置
９ 搬送経路
１０ レジストローラ対
１１ 定着装置
１２ 排紙部
１３ 排紙トレイ
１１１ 第１はすば歯車
１１２ 第２はすば歯車
１１３ 第３はすば歯車
１１４ 第４はすば歯車
１２０ ２連はすば歯車列
１２１ 第１中間はすば歯車
１２２ 第２中間はすば歯車
１２３ ３連はすば歯車列
１２４ 第１動力伝達機構
１２５ 第２動力伝達機構
１２６ 印し
１３１ 第１駆動はずば歯車
１３２ 第２駆動はずば歯車
１４１ 第１駆動軸
１４２ 第２駆動軸
１５０ 感光体ドラム駆動装置
１５１ 第１駆動モータ
１５２ 第２駆動モータ
２００ プリンタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７４】
【特許文献１】特開２００２−２９５６０３号公報
【特許文献２】特開２００７−２３９９０３号公報
【特許文献３】特開２００６−１６３１９８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達機構、及びこのれを備えた画像形成装置に関し、特に、はすば歯車列を有し、はすば歯車列の噛み合い時に発生する噛み合い周期の振動や回転ムラを低減できる動力伝達機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、歯車列を有した動力伝達機構は、精密機械製品である複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置や、家電製品、ロボット等幅広い分野で用いられてきた。しかし、歯車列を有した動力伝達機構では、歯車列を構成する各歯車の噛み合い周期の振動や、噛み合い不良に起因した回転ムラや振動といった不具合が生じる場合がある。そして、従来から、これらの不具合を抑制するために様々な方法が提案が行われてきた。
【０００３】
歯車列を構成する各歯車の噛み合い周期の振動の抑制する方法としては、例えば、特許文献１には、次のような動力伝達機構（歯車伝達機構）が記載されている。駆動源に直結している第１はすば歯車（原動歯車）と、この第１はすば歯車にかみ合っている中間はずば歯車（中間歯車）と、この中間はずば歯車に噛み合っている第２はすば歯車（目的歯車）とで、動力伝達機構（歯車伝達機構）が構成されている。また、この動力伝達機構の構成では、中間はずば歯車の歯幅を、互いに歯幅がほぼ等しい第１はすば歯車及び第２はすば歯車の歯幅よりも広くしている。そして、中間はずば歯車の歯幅の略中央に噛み合っている第１はすば歯車の端面の位置（以下、端面位置という）に対する、第２はすば歯車の端面位置を回転軸方向（以下、軸方向という）に所定量ずらして設置している。このように端面位置をずらすことで、中間はずば歯車と第１はすば歯車との噛み合い位置に対する、中間はずば歯車と第２はすば歯車との噛み合い位置を、軸方向に所定量ずらして各歯車の噛み合い周期の振動を打ち消すというものである。
【０００４】
また、特許文献２には、次のような動力伝達機構が記載されている。駆動源（駆動モータ）の出力軸（支軸）に連結された第１はすば歯車（駆動ギア）と、第２はすば歯車（被駆動ギア）と、これらにそれぞれ噛み合う２枚のはすば歯車からなる中間はすば歯車（アイドラギア）とで、動力伝達機構が構成されている。そして、中間はすば歯車を多層化し、かつ転位によって歯数を変えて、駆動歯面（駆動伝達歯面）だけではなく、非駆動歯面（非駆動伝達歯面）にもかみ合わせることで、かみ合い周期の振動を低減させるというものである。また、各噛み合い部の双方でバックラッシが除去できるためバックラッシに起因した回転ムラも低減できるというものである。
【０００５】
一方、噛み合い不良に起因した回転ムラや振動を抑制する方法としては、例えば、特許文献３には、次のような動力伝達機構（駆動伝達装置）が記載されている。駆動源により回転駆動される第１はすば歯車（駆動ギア）と、第１はすば歯車の端面に摺動（摺接）するフランジ部を設けた大口径の第２はすば歯車（従動ギア）とで、動力伝達機構が構成されている。ここで、第２はすば歯車に設けるフランジは、回転時のスラスト力によって第２はすば歯車が移動しようとする方向（変形する方向）とは反対側の面に設けている。そして、第２はすば歯車に設けたフランジ部を、第１はすば歯車の側面に摺動させることで、回転駆動されることで生じるスラスト方向力に起因した第２はすば歯車の弾性変形を抑制し、この弾性変形により生じる回転ムラや振動を抑制するというものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の動力伝達機構では、軸方向の所定の位置に各はすば歯車を設置することで、かみ合い周期の振動や回転ムラは打ち消しあうことができる。しかし、中間はずば歯車と、第１はすば歯車及び第２はすば歯車の歯幅とが異なるとともに、第１はすば歯車の端面位置に対する、第２はすば歯車の端面位置を所定量ずらしており、各はすば歯車の端面位置が揃っていない。したがって、各はすば歯車を所定の位置に設置するための位置決め機構を各はすば歯車ごとに設ける必要があり、位置決め機構や位置決め機構を設置するスペースが各はすば歯車の端面位置を揃えている構成に比べ余分に必要となる。この余分な位置決め機構やその設置スペースにより、小型の製品への搭載が難しくなるとともに、製作コスト高になるという問題がある。また、特許文献２に記載の動力伝達機構では、噛み合い面を増やすことで、噛み合い周期の振動やバックラッシに起因した回転ムラは低減できるものの、その組付け性が低下するとともに、多層化する中間はずば歯車の製作コスト高になってしまうという問題がある。そして、特許文献３に記載の動力伝達機構では、第２はすば歯車の弾性変形による噛み合い不良は軽減できるものの、はすば歯車列を構成した場合、フランジ部が干渉して組み立て性を悪くする可能性があるとともに、製作コスト高になるという問題がある。
【０００７】
特に、小型、軽量化、低コスト化の要求が高い製品に搭載する動力伝達機構として、上述した各特許文献に記載された動力伝達機構の構成では、十分にその要求に対応できないという問題点があった。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、はすば歯車列を有した動力伝達機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の動力伝達機構は、歯車駆動伝達系において、駆動源に近い動力伝達方向上流側の第１はすば歯車と、駆動源から遠い下流側の第２はすば歯車と、これらの間に配置された中間はすば歯車とを有したはすば歯車列を備え、前記第１はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域と、前記第２はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域とを、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で前記中間はすば歯車の軸方向で異なるように設定し、双方の噛み合う位相が打ち消し合うように構成されていることを特徴とするものである。
本発明は、第１はすば歯車及び第２はすば歯車に、それぞれ噛み合う中間はすば歯車の歯面領域を軸方向で異ならせて、双方の噛み合う位相を打ち消し合うよう設定できるので、中間はすば歯車上での回転ムラや振動を抑制することができる。したがって、その下流側にある第２はすば歯車上での回転ムラや振動も抑制できる。
そして、中間はすば歯車上での回転ムラや振動を抑制するのに、第１はすば歯車及び第２はすば歯車とそれぞれ噛み合う中間はすば歯車の歯面領域を、中間はすば歯車の軸方向で異ならせており、従来のように中間はずば歯車を多層化したり、第２はすば歯車にフランジを設けたりする必要がなく、組み立て性やコスト面で不利となることもない。
また、第１はすば歯車及び第２はすば歯車とそれぞれ噛み合う中間はすば歯車の歯面領域を、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で軸方向で異ならせている。したがって、従来のように、軸方向の所定の位置に各はすば歯車を設置するための位置決め機構や位置決め機構を設置するスペースが各はすば歯車の端面位置を揃えている構成に比べ余分に必要となることもない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、第２はすば歯車の回転ムラや振動を小さくできる。そして、従来のように組み立て性やコスト面で不利となることもない。また、従来のように、軸方向の所定の位置に各はすば歯車を設置するための位置決め機構や軸方向のスペースが余分に必要となることもない。
よって、回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、はすば歯車列を有した動力伝達機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る、画像形成装置であるプリンタの概略説明図。
【図２】一実施形態に係る、感光体ドラム駆動装置の斜視説明図。
【図３】一実施形態に係る、感光体ドラム駆動装置のはすば歯車列の説明図。
【図４】実施例１に係る、はずば歯車列の説明図。
【図５】従来の中間はずば歯車の歯面の斜視説明図。
【図６】実施例１に係る、中間はずば歯車の歯面の斜視説明図。
【図７】実施例１に係る、中間はすば歯車の噛み合い面の断面説明図。
【図８】実施例２に係る、はずば歯車列の説明図。
【図９】実施例４に係る、はずば歯車列の説明図。
【図１０】実施例５に係る、形状誤差と噛み合い力の変動成分（起振力）との関係を示したグラフ。
【図１１】実施例６に係る、中間はずば歯車のねじれ角の調整により行う歯面領域の設定についての説明図。
【図１２】実施例７に係る、はすば歯車の形状誤差に応じた接触幅の調整により行う歯面領域の設定についての説明図。
【図１３】実施例９に係る、中間はすば歯車の取り付け方向によって歯面領域が異なる場合に付ける目印の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態の例として、中間転写方式のタンデム型のカラープリンタ（以下、プリンタ２００という）に適用した例について、図を用いて説明する。まず、各実施例に共通する本実施形態のプリンタ２００の全体構成及び動作及び、感光体ドラム駆動装置１５０の概要について、カラー画像を画像形成する場合を例に説明する。図１は、本実施形態に係る、画像形成装置であるプリンタ２００の概略説明図、図２は、本実施形態に係る、感光体ドラム駆動装置１５０の斜視説明図、図３は、本実施形態に係る、感光体ドラム駆動装置１５０のはすば歯車列の説明図である。
【００１３】
図１に示すように、このプリンタ２００には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーに、それぞれ対応した潜像担持体である感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを設けている。各感光体ドラム１は、駆動ローラ２、従動ローラ３、及び２次転写装置方向に中間転写ベルト５を加圧する加圧ローラ４に掛け渡された中間転写体である中間転写ベルト５上の、駆動ローラ２と従動ローラ３間に、中間転写ベルト５に接触するように配置されている。また、各感光体ドラム１の配置は、中間転写ベルト５の無端移動方向上流側から、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの順で配置されている。そして、各感光体ドラム１の回りには、それぞれ不図示の帯電装置、現像装置、感光体クリーニング装置等が設けられている。そして、パソコン等から画像情報が送信されてくると、各感光体ドラム１を回転駆動させるとともに、各帯電装置で、それぞれ各感光体ドラム１上を一様帯電する。その後、各感光体ドラム１の上方に配置された、光書き込み装置６が、パソコン等から送信された画像情報に基づいて、各感光体ドラム１表面上にレーザー光を照射して静電潜像を形成する。この静電潜像を、それぞえに設けられた現像装置でトナー付着させてトナー画像として顕像化する。
【００１４】
各感光体ドラム１表面上にそれぞれ形成された各色のトナー画像は、各感光体ドラム１の図１図中、反時計回りの回転にともない、図１図中、時計回りに無端移動する中間転写ベルト５を介した対向位置に、それぞれ設けられた不図示の１次転写装置位置まで搬送される。そして、１次転写装置に印加される１次転写バイアスにより、各感光体ドラム１表面上から中間転写ベルト５上に、順次、重ね合わせられるようにして１次転写され、中間転写ベルト５上にカラーのトナー画像が形成される。中間転写ベルト５上に１次転写されたカラーのトナー画像は、中間転写ベルト５の無端移動により、加圧ローラ４とローラで構成された２次転写装置７が中間転写ベルト５を介して対向配置された２次転写位置まで搬送される。そして、カラーのトナー画像が２次転写位置に搬送されるタイミングに合わせて、２次転写装置７の下方に設けられた給紙装置８から図１中、点線で示す搬送経路９に沿って給紙され、レジストローラ対１０により２次転写部に搬送された転写紙Ｐ上に、カラーのトナー画像が２次転写装置７により一括転写される。
【００１５】
カラーのトナー画像が一括転写された転写紙Ｐは、搬送経路９に沿って２次転写位置の転写紙搬送方向下流側に設けられた、定着装置１１まで搬送されて転写紙Ｐ上にカラーのトナー画像が定着された後、排紙部１２から排紙されて、排紙トレイ１３上にスタックされる。また、１次転写位置で各感光体ドラム１上から中間転写ベルト５上に１次転写し切れなかった転写残トナーは、各感光体ドラム１における１次転写位置の感光体ドラム回転方向下流側に設けられた不図示の感光体クリーニング装置によりクリーニングされる。そして、２次転写位置で中間転写ベルト５上から転写紙Ｐ上に２次転写しきれなかった転写残トナーも、不図示の中間転写ベルトクリーニング装置によりクリーニングされ、再度の画像形成に備える。
【００１６】
ここで、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを回転駆動する際に、個々に駆動源である駆動モータを設けても良いが、従来からコスト面などを考慮して、１つの駆動モータから複数の感光体ドラムに回転駆動力を伝達する歯車駆動系を有した動力伝達機構が広く用いられている。このように歯車駆動系を有した動力伝達機構を用いて回転駆動される感光体ドラム上での回転ムラや、感光体ドラム周辺部にある光書き込み装置などの書き込み系への振動は、画像品質に直接影響を与えるものであり、重要な課題となっている。
【００１７】
次に、各感光体ドラムを回転駆動する感光体ドラム駆動装置１５０について説明する。本実施例のプリンタ２００では、図２に示すように、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍを第１駆動モータ１５１により回転駆動し、感光体ドラム１Ｋを第２駆動モータ１５２で単独に回転駆動する感光体ドラム駆動装置１５０を用いている。この感光体ドラム駆動装置１５０では、各感光体ドラム１を、図２図中、反時計回りに回転駆動するように、回転駆動している。
【００１８】
図２に示すように、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍの回転軸には、それぞれ、第１のはすば歯車である第１はすば歯車１１１、第２のはすば歯車である第２はすば歯車１１２、第３のはすば歯車である第３はすば歯車１１３が同軸に取り付けられている。そして、第１はすば歯車１１１と第２はすば歯車１１２との間には第１の中間はすば歯車である第１中間はすば歯車１２１が配置されており、この第１中間はすば歯車１２１は第１はすば歯車１１１と噛み合うとともに、第２はすば歯車１１２とも噛み合う。また、第２はすば歯車１１２と第３はすば歯車１１３との間には第２の中間はすば歯車である第２中間はすば歯車１２２が配置されており、この第２中間はすば歯車１２２は第２はすば歯車１１２と噛み合うとともに、第３はすば歯車１１３とも噛み合う。そして、第１駆動モータ１５１の第１駆動軸１４１には、第１の駆動はすば歯車である第１駆動はずば歯車１３１が取り付けられており、中間転写ベルト５の無端移動方向最上流側に配置されている感光体ドラム１Ｙに回転駆動力を伝達する第１はすば歯車１１１に噛み合っている。
【００１９】
また、感光体ドラム１Ｋの回転軸には、第４のはすば歯車である第４はすば歯車１１４が同軸に取り付けられている。そして、第２駆動モータ１５２の第２駆動軸１４２には、第２の駆動はすば歯車である第２駆動はずば歯車１３２が取り付けられており、中間転写ベルト５の無端移動方向最下流側に配置されている感光体ドラム１Ｋに回転駆動力を伝達する第４はすば歯車１１４に噛み合っている。ここで、図２図中では、第１駆動モータ１５１の第１駆動軸１４１に取り付けられた第１駆動はずば歯車１３１、及び第２駆動モータ１５２の第２駆動軸１４２に取り付けられた第２駆動はずば歯車１３２が、それぞれ第１はすば歯車１１１、及び第４はすば歯車１１４の上方から噛み合うように記載している。しかし、この記載は、図２の斜視図説明図において、各駆動モータ、各駆動モータにそれぞれ対応する各駆動軸、及び各駆動はずば歯車が、それぞれ対応する各はすば歯車の影に隠れないように意図して上方から噛み合うように記載したものである。実際には、各はすば歯車を各駆動モータ側から視た、図３の説明図に示すように、第１はすば歯車１１１、及び第４はすば歯車１１４の、中間転写ベルト５の無端移動方向上流側の斜め下方から、第１駆動はずば歯車１３１及び第２駆動はずば歯車１３２がそれぞれ噛み合う構成である。
【００２０】
図３に示すように、この感光体ドラム駆動装置１５０は、不図示の第２駆動モータ１５２により回転駆動される第２駆動はずば歯車１３２の回転駆動力を、不図示の感光体ドラム１Ｋに伝達する、第４はすば歯車１１４を有した第２動力伝達機構１２５を備えている。そして、不図示の第１駆動モータ１５１により回転駆動される第１駆動はずば歯車１３１の回転駆動力を、第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、第２はすば歯車１１２、第２中間はすば歯車１２２、及び第３はすば歯車１１３を有したはすば歯車列（以下、３連はすば歯車列１２３という）を備えた第１動力伝達機構１２４により、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍに伝達している。したがって、この感光体ドラム駆動装置１５０は、上記３連はすば歯車列１２３を備えた第１動力伝達機構１２４を用いることで、個々に駆動モータを備える構成に比べて、駆動モータの数を少なくすることができ、省スペースで、低コストな感光体ドラム駆動装置１５０を提供できる。
【００２１】
以下、本発明の特徴である、歯車駆動伝達系である第１動力伝達機構１２４に備えるはすば歯車列の構成、及び作用・効果について、複数の実施例を挙げ説明する。ここで、本発明の動力伝達機構に備えたはすば歯車列は、中間はすば歯車の動力伝達方向上流側、及び下流側に設けられた各はすば歯車との軸方方向の噛み合い歯面領域の設定を軸方向で異なるように設定し、双方の噛み合う位相を互いに打ち消し合うようにされていることを特徴としている。したがって、以下の各実施例の説明では、図３に示した、第１動力伝達機構１２４のはすば歯車列の最小構成である、第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、第２はすば歯車１１２を有したはすば歯車列（以下、２連はずば歯車列１２０）について説明する。具体的には、第１駆動モータ１５１により回転駆動される第１駆動はずば歯車１３１の回転駆動力を、第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、及び第２はすば歯車１１２を有した２連はずば歯車列１２０で、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃに伝達する構成について説明する。
【００２２】
（実施例１）
まず、本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第１の実施例である実施例１を図を用いて説明する。図４は、本実施例に係る、２連はずば歯車列１２０の説明図、図５は、従来の中間はずば歯車の歯面の斜視説明図、図６は、本実施例に係る、第１中間はずば歯車１２１の歯面の斜視説明図である。また、図７は、本実施例に係る、第１中間はずば歯車１２１の噛み合い面の断面説明図であり、（ａ）は、第２はすば歯車１１２と第１中間はすば歯車１２１との噛み合い面の断面説明図、（ｂ）は、第１はすば歯車１１１と第１中間はすば歯車１２１との噛み合い面の断面説明図である。
【００２３】
図４に示すように、本実施例の２連はずば歯車列１２０では、不図示の第１駆動モータ１５１により回転駆動される第１駆動はずば歯車１３１に、図４図中、左上方から第１はずば歯車１１１が噛み合うように配置されている。そして、第１駆動はずば歯車１３１の回転駆動力が第１はずば歯車１１１に伝達されて、感光体ドラム１Ｙが回転駆動される。また、この第１はずば歯車１１１の左側には、所定の間隔を開けて第２はずば歯車１１２が配置されている。そして、第１はずば歯車１１１と第２はずば歯車１１２との間には、第１中間はすば歯車１２１が配置され、左斜め上方から第１はずば歯車１１１に噛み合い、右斜め上方から第２はずば歯車１１２に噛み合っている。そして、このように第１中間はすば歯車１２１を配置することで、第１はずば歯車１１１からの回転動力が第２はずば歯車１１２に伝達されて、感光体ドラム１Ｃが回転駆動される。
【００２４】
このように、駆動源である第１駆動モータ１５１に近い動力伝達方向上流側の第１はずば歯車１１１と、第１駆動モータ１５１から遠い下流側の第２はずば歯車１１２と、これらの間に配置した第１中間はすば歯車１２１とを有した、２連はずば歯車列１２０で、第１駆動モータ１５１により回転駆動される第１駆動はずば歯車１３１の回転動力を上流側の第１はずば歯車１１１及び下流側の第２はずば歯車１１２に伝達し、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃを回転駆動している。このようなはずば歯車列が噛み合う際には、噛み合う歯のピッチにともなう振動が発生する。このような振動が発生するのは、歯車の歯の形状誤差にともなう接触点のばらつきや、負荷が加わることで歯が弾性変形すること、又は、噛み合う歯の位置（駆動側歯車では歯底から歯先方向へ推移）による剛性変化等が起因している。
【００２５】
従来から、歯車列において、噛み合いピッチによる振動を低減する方法として、噛み合う振動の位相を打ち消すように各歯車を配置することで、振動を相殺する方法が提案されている。例えば、図８に示す回転軸に垂直な平面（以下、ＸＹ平面という）における各歯車のレイアウトを操作して、噛み合う振動の位相を打ち消すような各歯車の回転中心位置を見出す方法がある。具体的には、ＸＹ平面上で、第１駆動はすば歯車１３１、第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、及び第２はすば歯車１１２の配置を操作して、噛み合う際の振動の位相を打ち消すような各はすば歯車の回転中心位置を見出す方法である。また、はすば歯車に限定されるが、背景技術で説明した特許文献１のように、第１中間はすば歯車１２１（中間歯車）の歯幅を、第１はすば歯車１１１（原動歯車）及び第２はすば歯車（目的歯車）１１２の歯幅よりも広くしておき、第１はすば歯車１１１の端面位置に対して、第２はすば歯車１１２の端面位置を軸方向（Ｚ軸方向）にずらして設置する方法もある。このように端面位置をずらすことで、第１中間はすば歯車１２１と第１はすば歯車１１１との噛み合い位置に対する、第１中間はすば歯車１２１と第２はすば歯車１１２との噛み合い位置を、軸方向に所定量ずらして各歯車の噛み合い周期の振動を打ち消すというものである。
【００２６】
そして、はすば歯車列を有した動力伝達機構では、部品配置の構成上、各はすば歯車のＸＹ平面上のレイアウトを噛み合う振動の位相を打ち消すような回転中心位置に配置できない場合、第１はすば歯車１１１の端面位置に対して、第２はすば歯車１１２の端面位置を軸方向にずらして設置することになる。しかし、第１中間はすば歯車１２１と、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の歯幅とが異なるとともに、第１はすば歯車１１１の端面位置に対する、第２はすば歯車１１２の端面位置を所定量ずらしており、各はすば歯車の端面位置が揃っていない。したがって、各はすば歯車を所定の位置に設置するための位置決め機構や軸方向のスペースが余分に必要となる。そして、この余分な位置決め機構やスペースにより、製作コスト高になるという問題がある。
【００２７】
そこで、本実施例では、特許文献１のように、第２はすば歯車１１２だけをその端面位置が移動するようにずらして設置するのではなく、あらかじめ第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２が接触する第１中間はすば歯車１２１のそれぞれの歯面に加工を施しておくこととした。すなわち、図５に示す従来のように、第１中間はすば歯車１２１の噛み合うそれぞれの歯面を凹凸のない滑らかな面にするのではなく、あらかじめ、図６に示すように第１中間はすば歯車１２１の噛み合うそれぞれの歯面に加工を施しておくこととした。
【００２８】
第１中間はすば歯車１２１は、第１はすば歯車１１１との噛み合い時は、図７（ｂ）に示すように、第１中間はすば歯車１２１の噛み合う歯面で動力をもらう側となる従動歯車の働きをもつ。一方、第２はすば歯車１１２との噛み合い時は、図７（ａ）に示すように、第１中間はすば歯車１２１の噛み合う歯面で、第２はすば歯車１１２に動力を与える側となる駆動歯車の働きとなる。すなわち、図６図中、反時計方向の矢印で示した第１中間はすば歯車１２１の歯車回転方向の、前方側の歯面が駆動歯車の働きを、後方側の歯面が従動歯車の働きをもつ。
【００２９】
そこで、本実施例では、図６に示すように第１中間はすば歯車１２１の第１はすば歯車１１１と噛み合う側、及び第２はすば歯車１１２と噛み合う側の、いずれの歯面にもδの段差を形成している。このようにδの段差を形成することで、第１はすば歯車１１１と噛み合う歯面領域Ｓ１と、第２はすば歯車１１２との噛み合う歯面領域Ｓ２とを形成し、第１はすば歯車１１１との噛み合いと第２はすば歯車１１２との噛み合いの位相関係を簡単に設定できるようにしている。具体的には、図６に示すように、第１はすば歯車１１１と接触する幅（以下、接触幅という）をＬＢ１、接触しない幅（以下、非接触幅という）をＬＢｐ１とし、同様に第２はすば歯車１１２との接触幅をＬＢ２、非接触幅をＬＢｐ２とし、接触する面同士を軸方向にずらして配置している。つまり、第１中間はすば歯車１２１の、第１はすば歯車１１１と接触する歯面領域Ｓ１と、第２はすば歯車１１２と接触する歯面領域Ｓ２とを軸方向にずらして配置している。したがって、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で、第１中間はすば歯車１２１の、第１はすば歯車１１１と接触する歯面領域Ｓ１と、第２はすば歯車１１２と接触する歯面領域Ｓ２とを軸方向に異ならせることができる。
【００３０】
また、図６で接触幅が等しく（ＬＢ１＝ＬＢ２）、それぞれの端面から形成された場合、位相差φ（ｒａｄ）は次の式１により定めることができる。
ここで、ｍはモジュール、ＬＢｐ＝ＬＢｐ１＝ＬＢｐ２は位相ずらし量である。
φ＝２・ＬＢｐ・ｃｏｓβ・ｓｉｎβ／ｍ ・・・（式１）
また、実際には、図４で示した、ＸＹ平面におけるレイアウトの位相関係を考慮した上で、設定することになる。
【００３１】
また、ＸＹ平面上で第１はすば歯車１１１との噛み合い振動と、第２はすば歯車１１２とのかみ合い振動が重なって増幅される場合、この関係を打ち消す位相にするためには、φ＝πを式に代入して位相ずらして幅ＬＢｐを算出することで、簡単に設定することができる。このように設定すると、第１中間はすば歯車１２１にかかる力の変動成分同士が打ち消し合うので、第１中間はすば歯車１２１の回転ムラや振動を抑制でき、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の回転ムラも小さくなる。したがって、各はすば歯車自体の組付けは、通常の歯車と同様に端面を揃えて配置することができ、簡単に、省スペースで組み立てることができる。
【００３２】
上述したように、本実施例の２連はずば歯車列１２０では、第１中間はすば歯車１２１の、第１はすば歯車１１１と噛み合う歯面領域Ｓ１と、第２はすば歯車１１２と噛み合う歯面領域Ｓ２とを、双方の位相が打ち消し合うように軸方向で異ならせて設定している。このように、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域Ｓ１,Ｓ２の設定を行うことで、回転ムラや振動を低減できる。そして、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２とそれぞれ噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ１,Ｓ２を、第１中間はすば歯車１２１の軸方向で異ならせて、第１中間はすば歯車１２１上での回転ムラや振動を抑制しており、従来のように中間はずば歯車を多層化したり、第２はすば歯車にフランジを設けたりする必要がなく、組み立て性やコスト面で不利とならない。
【００３３】
また、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２とそれぞれ噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ１,Ｓ２を、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で軸方向で異ならせるので、従来のように、軸方向の所定の位置に各はすば歯車を設置するための位置決め機構や位置決め機構を設置するスペースが余分に必要となることもない。したがって、この余分な位置決め機構やその設置スペースにより、小型の製品への搭載が難しくなるとともに、製作コスト高になることもない。よって、回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００３４】
また、第１中間はすば歯車１２１の軸方向のかみ合う歯面領域Ｓ１，Ｓ２の設定は、一方の端面側からＬＢ１の幅だけ第１はすば歯車１１１と噛み合うように段差δを形成して設定し、他方の端面側からＬＢ２の幅だけ第２はすば歯車１１２と噛み合うように段差δを形成して設定している。このように歯面領域Ｓ１，Ｓ２の設定をおこなうことで、第１はすば歯車１１１と噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ１と、第２はすば歯車１１２なと噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域Ｓ２とを、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で第１中間はすば歯車１２１の軸方向で確実に異ならせて設定できる３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００３５】
また、本実施例では、第１中間はすば歯車１２１の歯面にあらかじめ加工を施すことで、第１中間はすば歯車１２１の軸方向のかみ合う歯面領域Ｓ１，Ｓ２の設定したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、第１中間はすば歯車１２１の歯面には加工を施さず、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２のそれぞれの歯面に、あらかじめ上記のような加工を施しても良い。２連はすば歯車列１２０や３連はすば歯車列１２３の製作コストは、一概に上記のような加工を施したはすば歯車の個数のみにより左右されるものではなく、量産効果やはすば歯車に施す加工コストにも左右される。したがって、歯面にあらかじめ加工を施すはすば歯車を、第１中間はすば歯車１２１にするか、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２にするかは、２連はすば歯車列１２０や３連はすば歯車列１２３の総合的な製作コストを考慮して選択すれば良い。
【００３６】
（実施例２）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第２の実施例である実施例２について、図を用いて説明する。図８は、本実施例に係る、２連はずば歯車列１２０の説明図である。ここで、上述した実施例１と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１を負荷が加わらないアイドラ歯車とすることを規定していることに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００３７】
本実施例の２連はずば歯車列１２０では、実施例１と異なり第１中間はすば歯車１２１を負荷が加わらないアイドラ歯車とすることを規定している。まず、第１中間はすば歯車１２１をアイドラ歯車とすることを規定している理由を説明する。図８に示すように、本実施例の２連はずば歯車列１２０は、駆動歯車である第１駆動はずば歯車１３１と、複数の被駆動歯車である第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、及び第２はすば歯車１１２とを有している。そして、被駆動歯車である第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２に負荷が加わった場合、その負荷に応じて、それぞれ噛み合い力Ｆ１及びＦ２が発生する。第１中間はすば歯車１２１にも負荷が加わった場合、その分、噛み合い力は変化し、Ｆ１＞Ｆ２になってしまい、位相を相殺してもＦ１−Ｆ２の振動は、小さくなるものの残ってしまう。ここで、被駆動歯車に加わる負荷としては、作業するための負荷トルクや、軸受摩擦等の負荷が加わる。
【００３８】
そして、第１中間はすば歯車１２１の振動や回転ムラを引き起こす力は、これらの噛み合い力Ｆ１、Ｆ２に比例した大きさになるので、双方を同じにすることで効果的に相殺することができる。そこで、本実施例では、第１中間はすば歯車１２１を負荷が加わらないアイドラ歯車と規定している。このように第１中間はすば歯車１２１をアイドラ歯車とした場合、Ｆ１＝Ｆ２となり、位相を相殺するように合わせることで振動を低減できる。つまり、第１中間はすば歯車１２１を、負荷の加わらないアイドラ歯車とすることで、第１中間はすば歯車１２１に加わるＦ１、Ｆ２の二つの力の大きさを等しでき、これらの位相を打ち消すように合わせて変動成分を消滅させることができる。その結果、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００３９】
（実施例３）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第３の実施例である実施例３について説明する。ここで、上述した実施例１、２と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１に、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２よりも耐摩耗性に優れた材質のものを用いていることに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。また、本実施例の２連はずば歯車列１２０の基本的なレイアウトは、実施例１で、図４を用いて説明したレイアウトと同様である。
【００４０】
本実施例の２連はずば歯車列１２０では、第１中間はすば歯車１２１に、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２よりも耐摩耗性に優れた材質のものを用いている。これは、第１中間はすば歯車１２１の歯数が、第１はすば歯車１１１や第２はすば歯車１１２よりも少ない場合、歯の噛み合う回数が多くなるので、相対的に第１中間はすば歯車１２１が摩耗し易くなってしまうためである。そして、本実施例の２連はずば歯車列１２０のように、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２よりも加わる負荷が小さい第１中間はすば歯車１２１の歯数を、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の歯数よりも少なくする場合が一般に多い。また、第１中間はすば歯車１２１の歯数を、耐摩耗性を高めるために、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の歯数よりも多くしてしまうと装置が大型化してしまう可能性が高い。そこで、本実施例の２連はずば歯車列１２０では、第１中間はすば歯車１２１に、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２よりも耐摩耗性に優れている材質を用いることで、長時間使用すること可能となる。
【００４１】
また、各はすば歯車に用いる材質としは、例えば、各はずば歯車にポリプラスチックス社製のポリアセタール（ＰＯＭ）材であるジュラコン（登録商標）材を用いる場合、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２に材質ＳＷ−０１を用い、第１中間はすば歯車１２１に材質ＮＷ０２を用いることで実現できる。ここで、耐摩耗性を示す指標として、比摩耗量（スラスト式摺動試験）があるが、ポリプラスチックス社のカタログには、材質ＳＷ−０１の比摩耗量が０．６１×１０−３［ｍｍ３／（Ｎ・ｋｍ）］、材質ＮＷ−０２の比摩耗量が０．３５×１０−３［ｍｍ３／（Ｎ・ｋｍ）］と記載されており後者の方が摩耗しにくいことがわかる。
【００４２】
上述したように構成することで、第１中間はすば歯車１２１の噛み合い回数が、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の噛み合い回数よりも多くなった場合でも、第１中間はすば歯車１２１が摩耗し難くなり、噛み合い力の位相関係（打ち消しあう関係）を長時間維持することが可能となる。また、第１中間はすば歯車１２１の歯数を、耐摩耗性を高めるために、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の歯数よりも多くする必要もなく、装置が大型化する可能性も低くできる。その結果、省スペースで、かつ長時間使用すること可能な２連はずば歯車列１２０を構成できる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、省スペースで、かつ長時間使用すること可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００４３】
（実施例４）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第４の実施例である実施例４について、図を用いて説明する。図９は、本実施例に係る、２連はずば歯車列１２０の説明図であり、（ａ）は、ＸＹ平面上の各はすば歯車のレイアウト、及び第１中間はすば歯車１２１に働く噛み合い力の説明図、（ｂ）は、第１中間はすば歯車１２１に働く噛み合い力の各方向成分の説明図である。ここで、上述した実施例１乃至３と本実施例とは、本実施例が、はすば歯車列に有した第１はすば歯車１１１、第２はすば歯車１１２、及び第１中間はすば歯車１２１の回転中心が、直線状に配置されていることに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００４４】
本実施例の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０では、図９（ａ）に示すように、２連はずば歯車列１２０に有した第１はすば歯車１１１、第２はすば歯車１１２、及び第１中間はすば歯車１２１の回転中心が、直線状に配置されている。ここで、直線状に配置されるとは、はすば歯車列に有する第１はすば歯車１１１、第２はすば歯車１１２、及び第１中間はすば歯車１２１の回転中心軸が、所定の誤差範囲内で、平行かつ同一面上になるように配置されていることを意図している。
【００４５】
一般に、２つの歯車の間に設けられ、それぞれの歯車と噛み合う中間歯車の噛み合い力Ｆ１、Ｆ２は、歯面法線の作用線上に働く。この噛み合い力の変動成分が回転ムラや振動を引き起こす。ここで、外部に影響を与える振動源を考えた場合、噛み合い力の軸間方向成分である、図９（ｂ）に示すＦ１ｘ及びＦ２ｘが大きく影響を及ぼす。また、Ｆ１ｘ及びＦ２ｘと、それぞれ直交する成分であるＦ１ｙ及びＦ２ｙは、回転方向へと力が逃げていくので振動源としては影響が小さい。本実施例では図９（ａ）に示すように、２連はずば歯車列１２０に有した第１はすば歯車１１１、第２はすば歯車１１２、及び第１中間はすば歯車１２１の回転中心を、直線状に配置することで、第１はすば歯車１１１との噛み合い力Ｆ１の軸間方向成分Ｆ１ｘと、第２はすば歯車１１２との噛み合い力Ｆ２の軸間方向成分Ｆ２ｘの向きが反対となり、完全にゼロにすることが可能となる。これにより、周辺部を加振する力を無くすこととなる。
【００４６】
また、例えば実施例１の説明で用いた図４に示したレイアウトでは、第１はすば歯車１１１、第１中間はすば歯車１２１、及び第２はすば歯車１１２の回転中心が直線状に配置されていない。すなわち、第１はすば歯車１１１の回転中心と第１中間はすば歯車１２１の回転中心とを結ぶ線分と、第１中間はすば歯車１２１の回転中心と第２はすば歯車１１２の回転中心とを結ぶ線分とがなす角度を１８０度ではなく、所定の角度としている。一方、本実施例の構成では、第１はすば歯車１１１の回転中心と第１中間はすば歯車１２１の回転中心とを結ぶ線分と、第１中間はすば歯車１２１の回転中心と第２はすば歯車１１２の回転中心とを結ぶ線分とがなす角度が１８０度なる。
【００４７】
このように、第１中間はすば歯車１２１の噛み合い力の軸間方向成分であるＦ１ｘ及びＦ２ｘ同士が完全に打ち消す方向となり、振動成分の位相を操作することで、この振動源を消去するこができる。その結果、周辺部に与える振動を効果的に小さくすることが可能な２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、周辺部に与える振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００４８】
（実施例５）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第５の実施例である実施例５について、図を用いて説明する。図１０は、本実施例に係る、形状誤差と噛み合い力の変動成分（起振力）との関係を示したグラフである。ここで、上述した実施例１乃至４と本実施例とは、本実施例が、実施例１乃至４のいずれかの構成に加え、第１はすば歯車１１１と第２はすば歯車１１２とを同一部品としていることに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００４９】
本実施例の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０では、実施例１乃至４のいずれかの構成に加え、第１はすば歯車１１１と第２はすば歯車１１２とを同一部品としている。同一部品であれば、その形状誤差も同程度となり、図１０のグラフに示すように形状誤差にほぼ比例して大きくなる噛み合い力の変動成分（Ｆｍ：回転ムラや振動を引き起こす力）も、同程度の大きさとなる。これらを打ち消しあうように、上述した実施例１乃至４に記載したいづれかの構成を用いて、第１中間はすば歯車１２１の歯面領域を設定することで、回転ムラや振動を効果的に相殺することが可能となる。
【００５０】
ここで、図１０に記載のグラフについて補足すると、噛み合い力Ｆは、定常成分Ｆ＋変動成分Ｆｍで表すことができる。そして、定常成分Ｆは、負荷トルクや起動加速度で定まるものであり、変動成分Ｆｍは、歯面形状誤差、組み付け誤差、及び歯面の接触する位置で変化する歯対剛性等により定まるものである。
【００５１】
上述したように本実施例の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０では、第１はすば歯車１１１と第２はすば歯車１１２とを同一部品とすることで、２つの噛み合い力も同じになる。そして、２つの噛み合い力が同じになるにともなって、回転ムラや振動を引き起こす力も同等なり、その力を打ち消す位相に設定することで回転ムラや振動を効果的に相殺することが可能となる。その結果、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００５２】
（実施例６）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第６の実施例である実施例６について、図を用いて説明する。図１１は、本実施例に係る、第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の調整により行う歯面領域の設定についての説明図である。そして、（ａ）は、ねじれ角の値が正規の値βである第１中間はすば歯車１２１が噛み合う場合の説明図、（ｂ）は、ねじれ角の値が正規の値βにずらし量γを加えてた値である第１中間はすば歯車１２１が噛み合う場合の説明図である。ここで、上述した実施例１乃至５と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の値（β＋γ）の調整により、軸方向の噛み合う各歯面領域の設定することに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００５３】
本実施例では、実施例１で説明した第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域の設定を歯面に形成する段差の位置で調整する方法とは異なり、第１中間はすば歯車１２１に加わる負荷の大きさと、ねじれ角の値（β＋γ）で調整して設定することとした。以下に具体的な調整方法を説明する。ここで、図１１（ａ）及び図（ｂ）では、それぞれ、第１中間はすば歯車１２１の、図中右側に示した矩形の部分が第１はすば歯車１１１との噛み合い歯面領域Ｓ１及び歯面領域Ｓ１’を示し、図中左側に示した矩形の部分が第２はすば歯車１１２との噛み合い歯面領域Ｓ２及び歯面領域Ｓ２’を示している。
【００５４】
図１１（ａ）に示すように、第１中間はすば歯車１２１が、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２と、それぞれ軸方向全域の歯面領域Ｓ１及びＳ２で噛み合う場合の第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の値、つまり第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の正規の値をβとする。この第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の値を、本実施例では、図１１（ｂ）に示すように、上記正規の値であるβにずらし量γを加えてオフセットさせた値としている。このように、第１中間はすば歯車１２１のねじれ角を正規の値からずらすことで、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２と接触する場所と歯面領域が変化する。すなわち、第１中間はすば歯車１２１を第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２と、歯幅全体で接触させるのではなく、任意の歯幅で接触させることができる。
【００５５】
具体的には、図１１（ｂ）に示すように、第１はすば歯車１１１とは、図中下方を基点として噛み合う歯面領域Ｓ１’で噛み合い、第２はすば歯車１１２とは、図中上方を基点として噛み合う歯面領域Ｓ２’で噛み合う。これらの接触する歯面領域Ｓ１’,Ｓ２'は、負荷の大きさと歯面材質の関係で変わるので、動作時の負荷の大きさに対応させて、ねじれ角のずらし量γを設定する必要がある。また、ねじれ角の値を変えるだけで可能となるので、製作面でも容易である。ここで、ずらし量γは、事前にシミュレーションモデルを作成して解析的に最適値を求めても良いし、ずらし量γを変えた複数の第１中間はすば歯車１２１を用意して実験的に最適値を求めても良い。
【００５６】
上述したように、本実施例の２連はずば歯車列１２０では、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域Ｓ１’,Ｓ２'の設定は、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２にそれぞれ第１中間はすば歯車１２１の歯面全体が噛み合う場合の第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の値（β）に所定角度（γ）加えて、第１中間はすば歯車１２１のねじれ角の値（β＋γ）を設定することで行っている。したがって、歯面全面が噛み合うことができなくなり、噛み合いに位相差が発生する。この位相差を互いに打ち消し合うような、加わる動作時の負荷の大きさと、ねじれ角の値に設定することで、回転ムラや振動が小さくなる。その結果、製作を容易にし、部品コストの低減化を実現することが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成できる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、製作を容易にし、部品コストの低減化を実現することが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００５７】
（実施例７）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第７の実施例である実施例７について、図を用いて説明する。図１２は、本実施例に係る、はすば歯車の形状誤差に応じた接触幅（ＬＢ１,ＬＢ２）の調整により行う歯面領域の設定についての説明図である。そして、（ａ）は、ＸＹ平面上の各はすば歯車のレイアウト、及び第１中間はすば歯車１２１に働く噛み合い力の説明図、（ｂ）は、第１中間はすば歯車１２１の第１はすば歯車１１１との接触幅ＬＢ１と第２はすば歯車１１２との接触幅幅ＬＢ２との関係説明図である。ここで、上述した実施例１乃至６と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う各歯面領域の設定を、噛み合うはすば歯車の形状誤差の値にに応じて調整することに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００５８】
本実施例では、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域（Ｓ１又はＳ１’,Ｓ２又はＳ２'）の設定を、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の形状誤差の値に応じて調整することとした。噛み合い力の変動成分を引き起こす要因の一つである、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の形状誤差を考慮することで、２つの噛み合い力（Ｆ１,Ｆ２）の大きさを調整するものである。
【００５９】
具体的には、例えば、図１２（ａ）に示すようなレイアウトのはずば歯車列で、第１はすば歯車１１１の方が、第２はすば歯車１１２よりも形状誤差が悪い場合には、次のような調整を行う。図１２（ｂ）に示すように、第１はすば歯車１１１に噛み合う第１中間はすば歯車１２１の接触幅ＬＢ１を広く取り（ＬＢ１＞ＬＢ２）、噛み合い力の変動成分を大きくならないようにする。このように第１中間はすば歯車１２１の接触幅を調整することで、２つの噛み合い力（Ｆ１,Ｆ２）が同程度の大きさになるようにする。そして、互いに打ち消すような位相関係にすることで、回転ムラや振動を小さくすることができる。
【００６０】
ここで、本実施形態では振動を小さくするために位相を調整し、相殺するようにしているが、その振幅レベルも同等でないとその効果は小さい。そこで、本実施例では、振幅レベルを揃えるために接触幅（ＬＢ１,ＬＢ２）を調整している。この接触幅は、事前にシミュレーションモデルを作成して解析的に最適値を求めても良いし、接触幅を変えた複数の第１中間はすば歯車１２１を用意して実験的に最適値を求めても良い。
【００６１】
上述したように、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域の設定は、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の形状誤差の値に応じて、形状誤差の値が大きい方のはずば歯車との歯面領域が広くなるように行うことで、第１はすば歯車１１１との噛み合いで発生する噛み合い変動成分の力と、第２はすば歯車１１２との噛み合いで発生する噛み合い変動成分の力との大きさが同程度にできる。さらに、同程度の大きさにした各噛み合い変動成分を、互いに打ち消す位相関係にすることで変動成分を減少させることができる。その結果、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００６２】
（実施例８）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第８の実施例である実施例８について、図を用いて説明する。図については、上述した実施例７と同じ図１２（ａ）、（ｂ）を用いる。ここで、上述した実施例７と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う各歯面領域の設定を、噛み合うはすば歯車の組付け誤差の値に応じて調整することに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００６３】
本実施例では、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域（Ｓ１又はＳ１’,Ｓ２又はＳ２'）の設定を、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の組付け誤差の値に応じて調整することとした。第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２に組付け誤差がある場合、歯面が片当たりとなり、かみ合い力の変動成分が大きくなる。そこで、このように噛み合い力の変動成分を引き起こす要因の一つである、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の組み付け誤差を考慮することで、２つの噛み合い力（Ｆ１,Ｆ２）の大きさを調整するものである。
【００６４】
具体的には、例えば、図１２（ａ）に示すようなレイアウトのはずば歯車列で、第１はすば歯車１１１の方が、第２はすば歯車１１２よりも組み付け誤差が悪い場合には、次のような調整を行う。第２はすば歯車１１２噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域を狭くして、噛み合い力の変動成分が同程度の大きさになるようにし、かつ、互いに打ち消すような位相関係にすることで、回転ムラや振動を小さくすることができる。このように調整を行う場合の、第１中間はすば歯車１２１の歯面領域の調整は、図１２（ｂ）に示すように、第２はすば歯車１１２に噛み合う第１中間はすば歯車１２１の接触幅（ＬＢ２）を狭くして（ＬＢ１＞ＬＢ２）、２つの噛み合い力（Ｆ１,Ｆ２）が同程度の大きさになるようにする。そして、互いに打ち消すような位相関係にすることで、回転ムラや振動を小さくすることができる。
【００６５】
ここで、本実施形態では振動を小さくするために位相を調整し、相殺するようにしているが、その振幅レベルも同等でないとその効果は小さい。そこで、本実施例では、振幅レベルを揃えるために接触幅（ＬＢ１,ＬＢ２）を調整している。この接触幅は、事前にシミュレーションモデルを作成して解析的に最適値を求めても良いし、接触幅を変えた複数の第１中間はすば歯車１２１を用意して実験的に最適値を求めても良い。
【００６６】
上述したように、第１中間はすば歯車１２１の軸方向の噛み合う歯面領域の設定は、第１中間はすば歯車１２１に噛み合う第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２の組み付け誤差の値に応じて、組付け誤差の値が小さい方のはずば歯車との歯面領域を狭くするように行うことで、第１はすば歯車１１１との噛み合いで発生する噛み合い変動成分の力と、第２はすば歯車１１２との噛み合いで発生する噛み合い変動成分の力との大きさが同程度にできる。さらに、同程度の大きさにした各噛み合い変動成分を、互いに打ち消す位相関係にすることで変動成分を減少させることができる。その結果、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００６７】
（実施例９）
本実施形態の第１動力伝達機構１２４に備える２連はずば歯車列１２０の第９の実施例である実施例９について図を用いて説明する。図１３は、本実施例に係る、第１中間はすば歯車１２１の取り付け方向によって歯面領域が異なる場合に付ける目印の説明図である。ここで、上述した実施例１乃至８と本実施例とは、本実施例が、第１中間はすば歯車１２１の歯面以外の場所に、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２に噛み合うそれぞれ歯面領域を識別するための印し１２６を設けたことに係る点のみが異なるで、他の同様な構成・動作にについては、適宜、省略して説明する。
【００６８】
本実施例では、図１３に示すように、第１はすば歯車１１１と噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域と、第２はすば歯車１１２と噛み合う第１中間はすば歯車１２１の歯面領域の大きさが異なる場合に、第１中間はすば歯車１２１の歯面以外の場所に識別用の印し１２６を設けている。噛み合う歯面領域の大きさが等しければ、どちら側からも組みつけが可能となるが、噛み合う歯面領域が異なる場合には、それを示す目印が必要になる。そこで、設けた印し１２６を参考に組付けを行えば、たとえ噛み合う歯面領域の違いが微小な場合でも間違うことなく組み付けすることができる。
【００６９】
このように、歯面以外の場所に印し１２６を設けることで、それぞれの歯面領域を適切な噛み合わせにすることができる。その結果、組付けを容易にし、組立コストの低減化を実現することが可能な、２連はずば歯車列１２０を構成することができる。そして、この２連はずば歯車列１２０の構成を３連はすば歯車列１２３に適用することで、組付けを容易にし、組立コストの低減化を実現することが可能な、３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を提供することができる。
【００７０】
また、上述した各本実施例では、第１はずば歯車１１１には感光体ドラム１Ｙ及びその回転軸が、第２はずば歯車１１２には感光体ドラム１Ｃ及びその回転軸が、それぞれ負荷として加わっている。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、感光体ドラム１Ｙ及びその回転軸が、第１はずば歯車１１１に取り付けられておらず、負荷として加わるのが、第２はずば歯車１１２に取り付けられた感光体ドラム１Ｃ及びその回転軸だけの構成にも適用可能である。
【００７１】
以上、本実施形態のプリンタ２００では、上述した実施例１乃至９のいずれかの３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４を用いることで、実施例１乃至９のいずれかの３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４と同様な作用・効果を奏することができる。その結果、プリンタ２００における画像品質の向上、例えば、多色重ね合わせでの色ずれ低減や濃度ムラの低減などを実現できる。
【００７２】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
動力伝達機構１２４などの歯車駆動伝達系において、第１駆動モータ１５１などの駆動源に近い動力伝達方向上流側の第１はすば歯車１１１などの第１はすば歯車と、駆動源から遠い下流側の第２はすば歯車１１２などの第２はすば歯車と、これらの間に配置された第１中間はすば歯車１２１などの中間はすば歯車とを有したはすば歯車列を備え、前記第１はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域Ｓ１などの歯面領域と、前記第２はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域Ｓ２などの歯面領域とを、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で前記中間はすば歯車の軸方向で異なるように設定し、双方の噛み合う位相が打ち消し合うように構成されていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例１について説明したように、回転ムラや振動を低減できるとともに、組み立て性やコスト面で不利とならず、小型の製品への搭載も可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域の設定は、一方の端面側から所定の幅だけ第１はすば歯車１１１などの第１はすば歯車と噛み合うように設定し、他方の端面側から所定の幅だけ第２はすば歯車１１２などの第２はすば歯車と噛み合うように設定することを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例１について説明したように、第１はすば歯車１１１などの第１はすば歯車と噛み合う第１中間はすば歯車１２１などの中間はすば歯車の歯面領域Ｓ１などの歯面領域と、第２はすば歯車１１２などの第２はすば歯車と噛み合う中間はすば歯車の歯面領域Ｓ２などの歯面領域とを、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で中間はすば歯車の軸方向で確実に異ならせることができる３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）において、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車が、負荷の加わらないアイドラ歯車であることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例２について説明したように、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）のいずれかにおいて、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車は、第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車及び第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車よりも耐摩耗性に優れていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例３について説明したように、省スペースで、かつ長時間使用すること可能な、３連はすば歯車列１２３などのはずば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｄ）のいずれかにおいて、２連はずば歯車列１２０などの前記はすば歯車列に有した第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車、第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車、及び第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の回転中心が、直線状に配置されていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例４について説明したように、周辺部に与える振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｆ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｅ）のいずれかにおいて、第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車と第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車とが、同一部品であることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例５について説明したように、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｇ）
（態様Ｂ）乃至（態様Ｆ）のいずれかにおいて、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域Ｓ１’,Ｓ２'などの歯面領域の設定は、第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車及び第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車にそれぞれ噛み合う側の前記中間はすば歯車の歯面に段差を設けて行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例１について説明したように、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域Ｓ１’,Ｓ２'などの歯面領域の設定を確実に行うことができる、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｈ）
（態様Ｂ）乃至（態様Ｆ）のいずれかにおいて、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域Ｓ１’,Ｓ２'などの歯面領域の設定は、第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車及び第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車にそれぞれ前記中間はすば歯車の歯面全体が噛み合う場合の該中間はすば歯車のねじれ角の値（β）に所定角度（γ）加えて、前記中間はすば歯車のねじれ角の値（β＋γ）を設定することで行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例６について説明したように、製作を容易にし、部品コストの低減化を実現することが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｉ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｈ）のいずれかにおいて、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向の噛み合う歯面領域Ｓ１又はＳ１’,Ｓ２又はＳ２'などの歯面領域の設定は、第１はすば歯車１１１及び第２はすば歯車１１２などの噛み合う各はすば歯車の歯車の形状誤差の値に応じて、形状誤差の値が大きい方のはずば歯車との歯面領域が広くなるように行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例７について説明したように、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｊ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｉ）のいずれかにおいて、第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の軸方向の噛み合う歯面領域Ｓ１又はＳ１’,Ｓ２又はＳ２'などの歯面領域の設定は、歯車の組付け誤差の値に応じて、組付け誤差の値が小さい方のはずば歯車との歯面領域を狭くするように行うことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例８について説明したように、回転ムラや振動を効果的に小さくすることが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｋ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｊ）のいずれかにおいて、第１はすば歯車１１１などの前記第１はすば歯車と噛み合う第１中間はすば歯車１２１などの前記中間はすば歯車の歯面領域Ｓ１又はＳ１’などの歯面領域と第２はすば歯車１１２などの前記第２はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域Ｓ２又はＳ２’などの歯面領域の大きさが異なる場合に、歯面以外の場所に識別用の印し１２６などの印を設けてあることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例９で説明したように、組付けを容易にし、組立コストの低減化を実現することが可能な、３連はすば歯車列１２３などのはすば歯車列を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を提供することができる。
（態様Ｌ）
感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋなどの複数の感光体ドラムを備えたプリンタ２００などの画像形成装置において、前記複数の感光体ドラムの内、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍなどの２以上の感光体ドラムに駆動力を伝達する動力伝達機構に、（態様Ａ）乃至（態様Ｋ）のいずれかの３連はすば歯車列１２３を備えた動力伝達機構１２４などの動力伝達機構を用いること特徴とするものである。
これによれば、本実施形態で説明したように、プリンタ２００などの画像形成装置における画像品質の向上、例えば、多色重ね合わせでの色ずれ低減や濃度ムラの低減などを実現できる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 感光体ドラム
２ 駆動ローラ
３ 従動ローラ
４ 加圧ローラ
５ 中間転写ベルト
６ 光書き込み装置
７ ２次転写装置
８ 給紙装置
９ 搬送経路
１０ レジストローラ対
１１ 定着装置
１２ 排紙部
１３ 排紙トレイ
１１１ 第１はすば歯車
１１２ 第２はすば歯車
１１３ 第３はすば歯車
１１４ 第４はすば歯車
１２０ ２連はすば歯車列
１２１ 第１中間はすば歯車
１２２ 第２中間はすば歯車
１２３ ３連はすば歯車列
１２４ 第１動力伝達機構
１２５ 第２動力伝達機構
１２６ 印し
１３１ 第１駆動はずば歯車
１３２ 第２駆動はずば歯車
１４１ 第１駆動軸
１４２ 第２駆動軸
１５０ 感光体ドラム駆動装置
１５１ 第１駆動モータ
１５２ 第２駆動モータ
２００ プリンタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７４】
【特許文献１】特開２００２−２９５６０３号公報
【特許文献２】特開２００７−２３９９０３号公報
【特許文献３】特開２００６−１６３１９８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車駆動伝達系において、駆動源に近い動力伝達方向上流側の第１はすば歯車と、駆動源から遠い下流側の第２はすば歯車と、これらの間に配置された中間はすば歯車とを有したはすば歯車列を備え、
前記第１はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域と、前記第２はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域とを、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で前記中間はすば歯車の軸方向で異なるように設定し、
双方の噛み合う位相が打ち消し合うように構成されていることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域の設定は、一方の端面側から所定の幅だけ第１はすば歯車と噛み合うように設定し、他方の端面側から所定の幅だけ第２はすば歯車と噛み合うように設定することを特徴とする動力伝達機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車が、負荷の加わらないアイドラ歯車であることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車は、前記第１はすば歯車及び前記第２はすば歯車よりも耐摩耗性に優れていることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記はすば歯車列に有した前記第１はすば歯車、前記第２はすば歯車、及び前記中間はすば歯車の回転中心が、直線状に配置されていることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記第１はすば歯車と前記第２はすば歯車とが、同一部品であることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項７】
請求項２乃至６のずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域の設定は、前記第１はすば歯車及び前記第２はすば歯車にそれぞれ噛み合う側の前記中間はすば歯車の歯面に段差を設けて行うことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項８】
請求項２乃至６のずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域の設定は、前記第１はすば歯車及び前記第２はすば歯車にそれぞれ前記中間はすば歯車の歯面全体が噛み合う場合の該中間はすば歯車のねじれ角の値（β）に所定角度（γ）加えて、前記中間はすば歯車のねじれ角の値（β＋γ）を設定することで行うことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項９】
請求項１乃至８のずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車の軸方向の噛み合う歯面領域の設定は、噛み合う各はすば歯車の歯車の形状誤差の値に応じて、形状誤差の値が大きい方のはずば歯車との歯面領域が広くなるように行うことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項１０】
請求項１乃至９のずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車の軸方向の噛み合う歯面領域の設定は、歯車の組付け誤差の値に応じて、組付け誤差の値が小さい方のはずば歯車との歯面領域を狭くするように行うことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記第１はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域と前記第２はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域の大きさが異なる場合に、歯面以外の場所に識別用の印を設けることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項１２】
複数の感光体ドラムを備えた画像形成装置において、
前記複数の感光体ドラムの内、２以上の感光体ドラムに駆動力を伝達する動力伝達機構に、請求項１乃至１１のいずれか一に記載の動力伝達機構を用いること特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
歯車駆動伝達系において、駆動源に近い動力伝達方向上流側の第１はすば歯車と、駆動源から遠い下流側の第２はすば歯車と、これらの間に配置された中間はすば歯車とを有したはすば歯車列を備え、
前記第１はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域と、前記第２はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域とを、各はすば歯車の端面位置を揃えた状態で前記中間はすば歯車の軸方向で異なるように設定し、
双方の噛み合う位相が打ち消し合うように構成されていることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域の設定は、一方の端面側から所定の幅だけ第１はすば歯車と噛み合うように設定し、他方の端面側から所定の幅だけ第２はすば歯車と噛み合うように設定することを特徴とする動力伝達機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車が、負荷の加わらないアイドラ歯車であることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車は、前記第１はすば歯車及び前記第２はすば歯車よりも耐摩耗性に優れていることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記はすば歯車列に有した前記第１はすば歯車、前記第２はすば歯車、及び前記中間はすば歯車の回転中心が、直線状に配置されていることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記第１はすば歯車と前記第２はすば歯車とが、同一部品であることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項７】
請求項２乃至６のずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域の設定は、前記第１はすば歯車及び前記第２はすば歯車にそれぞれ噛み合う側の前記中間はすば歯車の歯面に段差を設けて行うことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項８】
請求項２乃至６のずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車の軸方向のかみ合う歯面領域の設定は、前記第１はすば歯車及び前記第２はすば歯車にそれぞれ前記中間はすば歯車の歯面全体が噛み合う場合の該中間はすば歯車のねじれ角の値（β）に所定角度（γ）加えて、前記中間はすば歯車のねじれ角の値（β＋γ）を設定することで行うことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項９】
請求項１乃至８のずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車の軸方向の噛み合う歯面領域の設定は、噛み合う各はすば歯車の歯車の形状誤差の値に応じて、形状誤差の値が大きい方のはずば歯車との歯面領域が広くなるように行うことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項１０】
請求項１乃至９のずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記中間はすば歯車の軸方向の噛み合う歯面領域の設定は、歯車の組付け誤差の値に応じて、組付け誤差の値が小さい方のはずば歯車との歯面領域を狭くするように行うことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のずれか一に記載の動力伝達機構において、
前記第１はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域と前記第２はすば歯車と噛み合う前記中間はすば歯車の歯面領域の大きさが異なる場合に、歯面以外の場所に識別用の印を設けることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項１２】
複数の感光体ドラムを備えた画像形成装置において、
前記複数の感光体ドラムの内、２以上の感光体ドラムに駆動力を伝達する動力伝達機構に、請求項１乃至１１のいずれか一に記載の動力伝達機構を用いること特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−６４４５５（Ｐ２０１３−６４４５５Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３９８８（Ｐ２０１１−２０３９８８）
【出願日】平成２３年９月１９日（２０１１．９．１９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１９日（２０１１．９．１９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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