遊星変速機構、回転駆動装置、及び画像形成装置
【課題】被回転体の共振周波数が移動しても、被回転体の回転速度変動を抑制でき、小型で軽量かつ資源消費の少ない遊星変速機構を提供する。
【解決手段】感光体ドラム４０のドラム駆動軸１５１に形成された外歯ギヤ１５３とスプライン継ぎ手を構成する雌型スプライン部材１７１と、その外周に一体的に構成された同軸の弾性伝達部材１７２とからなるスプライン継ぎ手部１７０設ける。そして、このスプライン継ぎ手部１７０を２段目のキャリア１１８に設けた出力軸１１９に対して着脱自在に設ける。
【解決手段】感光体ドラム４０のドラム駆動軸１５１に形成された外歯ギヤ１５３とスプライン継ぎ手を構成する雌型スプライン部材１７１と、その外周に一体的に構成された同軸の弾性伝達部材１７２とからなるスプライン継ぎ手部１７０設ける。そして、このスプライン継ぎ手部１７０を２段目のキャリア１１８に設けた出力軸１１９に対して着脱自在に設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被回転体に駆動源の回転を変速して伝達する遊星変速機構、この遊星変速機構を備えた回転駆動装置、及びこれらを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被回転体の駆動軸に回転駆動源の回転駆動力を変速して伝達する変速機構として、様々な変速機構が知られている。例えば、特許文献１には、次のように構成された減速機構が記載されている。減速機構の出力軸と同軸に設けられた減速ギヤを、回転駆動源であるモータ軸に設けたモータギヤ、又はモータギヤに噛み合うアイドラギヤを介して回転駆動させる。また、被回転体の駆動軸に設けられた被伝達側継ぎ手部と、この継ぎ手部に結合されて回転駆動源の回転駆動力を伝達する出力軸に備えた駆動側継ぎ手部とを、スプライン継ぎ手で構成している。そして、被回転体の被伝達側継ぎ手部と出力軸の駆動側継ぎ手部とを結合させて回転駆動力を伝達するとともに、被回転体と出力軸とを着脱自在な構成としている。
【０００３】
また、変速機構の小型化や高変速比を得るために遊星歯車や遊星ローラ（トラクション方式）を用いた遊星変速機構であって、その出力軸と被回転体の駆動軸との継ぎ手部にスプライン継ぎ手を採用したものも知られている。例えば、図１０に示すような画像形成装置の感光体ドラム４０のドラム駆動軸１５１に回転駆動力を伝達する遊星歯車減速機構１１０が知られている。この遊星歯車減速機構１１０は、遊星歯車１１４を有した１段目のキャリア１１５と、遊星歯車１１７を有した２段目のキャリア１１８とを備えている。この２段目のキャリア１１８には、駆動側継ぎ手部である内歯ギヤが形成された出力軸１１９が接続されている。この出力軸１１９に形成された内歯ギヤは、被伝達側継ぎ手部であるドラム駆動軸１５１の先端に形成された外歯ギヤ１５３に結合されて回転駆動力を伝達する。そして、ドラム駆動軸１５１の外歯ギヤ１５３と出力軸１１９の内歯ギヤとで、スプライン継ぎ手を構成している。
【０００４】
これらの変速機構のように、被回転体の駆動軸と変速機構の出力軸とを別体で構成して着脱自在とすることで、被回転体の交換作業等のメインテナンス性が向上する。また、着脱自在な継ぎ手部をスプライン継ぎ手で構成することで、継ぎ手部における高い回転伝達剛性を確保し、ガタ等による回転速度変動を抑制した回転を行なえる。しかし、被駆動系、伝達系（変速機構を含む）、及び駆動系はそれぞれ共振周波数を有するとともに、駆動モータ等の振動の周波数成分を有する。また、変速機構内にギヤ等の歯車を用いるものは、ギヤの噛み合い周波数やそのｎ次の周波数成分も有する。そして、被駆動系、伝達系、及び駆動系の共振周波数が、他の系の共振周波数又はギヤの噛み合い周波数やそのｎ次の周波数成分等に重なると共振して被回転体の回転速度変動を増加させてしまう。このような回転速度変動を抑制するため、従来から、被駆動系、伝達系、及び駆動系の共振周波数が、他の系の共振周波数等に重ならないようにする工夫が行なわれきた。そして、被回転体の駆動軸と変速機構の出力軸との継ぎ手部も、発生振動が最少となるように最適化された形状、構成で搭載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１や図１０を用いて説明した変速機構では、負荷側でもある被回転体の組み付け誤差等の変動要因により回転に係る条件が変動すると、共振周波数が若干変化することがある。つまり、共振周波数が当初設定されていた周波数から若干高い周波数や低い周波数に移動することがある。例えば、被回転体が画像形成装置に用いる感光体ドラムの場合には、部品公差による慣性力差、クリーニングブレードの接触圧による粘性抵抗変化、感光体ドラムと中間転写ベルトが接触する１次転写部の負荷変動等が生じる場合がある。当初設定されていた共振周波数近傍に存在する変速機構内でのギヤの噛み合い周波数やそのｎ次の周波数成分に、上記変動要因で移動した共振周波数が重なって、被回転体の回転速度変動を増加させてしまうなどの問題があった。
【０００６】
従来は、このような問題に対応するために、変速機構の出力軸に大口径のフライホイールを取り付けて慣性力を増す等の方法で、事前に伝達系の共振周波数を他の系の共振周波数よりも大幅に低域に移動させていた。例えば、特許文献２には、次のように構成された減速機構が記載されている。駆動側継ぎ手部を有する継ぎ手機構で、減速機構の減速ギヤ軸（出力軸）と駆動側継ぎ手部とを連結する連結部に弾性円筒状部材を設け、この弾性円筒状部材にフライホイールを取り付けている。このように連結部を構成することで、この連結部の共振周波数（ねじれ固有周波数）を、他の部分の共振周波数、又はギヤの噛み合い周波数やそのｎ次の周波数成分より大幅に低く設定して共振を抑制できる。また、駆動モータ等の振動も被回転体に伝達され難くできる。これらの作用により、被回転体の回転速度変動を抑えるというものである。
【０００７】
しかし、特許文献２の減速機構では、連結部の弾性円筒状部材にフライホイールを装着しているので、軸方向長さが増え装置が大型化するとともに、高重量化をまねくという問題がある。また、フライホイールを設けている必要があり、資源消費の観点からの問題もある。
【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、次の遊星変速機構、この遊星変速機構を備えた回転駆動装置、及びこれらを備えた画像形成装置を提供することである。被回転体の共振周波数が移動しても、被回転体の回転速度変動を抑制でき、小型で軽量かつ資源消費の少ない遊星変速機構である。
【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に記載の遊星変速機構の発明は、被回転体の駆動軸に設けられた被伝達側継ぎ手部と結合されて回転駆動源の回転駆動力を伝達する駆動側継ぎ手部を、キャリアと一体的に設けられた出力軸に備える遊星変速機構において、上記駆動側継ぎ手部は、上記被伝達側継ぎ手部とスプライン結合するスプライン部材と、該スプライン部材と同軸かつ一体的に構成される弾性伝達部材とからなるスプライン継ぎ手部であり、上記スプライン継ぎ手部が、上記出力軸に対して着脱自在に構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の遊星変速機構において、上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、上記被伝達側継ぎ手部、上記スプライン部材、及び上記出力軸のねじり剛性よりも低い材料からなることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の遊星変速機構において、上記スプライン継ぎ手部は、上記弾性伝達部材が交換取り付け可能に構成されており、用いる装置への上記被回転体の装着時に、上記弾性伝達部材を選択交換して異なるねじり剛性を設定できるものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一に記載の遊星変速機構において、上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、ねじり剛性を、その材料硬度により可変としていることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一に記載の遊星変速機構において、上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、ねじり剛性を、上記出力軸との嵌め合いに設けた凸形状の軸方向長さで可変としていることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一に記載の遊星変速機構において、上記スプライン継ぎ手部の一部には、その機能に影響しない端部に交換を容易とする引き抜きのための、摘み部を設けていることを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一に記載の遊星変速機構において、上記出力軸の一部には、その機能に影響しない端部に上記被回転体の駆動軸の着脱時又は回転時の上記スプライン継ぎ手部の脱落を防止するための、板状突起部を設けていることを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の回転駆動装置の発明は、被回転体を回転駆動する回転駆動装置において、上記被回転体に回転駆動源の回転駆動力を変速して伝達する機構として、請求項１乃至７のいずれか一に記載の遊星変速機構を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項９に記載の画像形成形成装置の発明は、複数の回転体を備えた画像形成形成装置において、上記複数の回転体の内、少なくともいずれか１つの回転体の回転駆動に、請求項１乃至７のいずれか一に記載の遊星変速機構、又は請求項８に記載の回転駆動装置を用いることを特徴とするものである。
本発明は、スプライン継ぎ手部のスプライン部材と弾性伝達部材とが一体的に構成されているので、スプライン継ぎ手の高い回転伝達剛性を確保しつつ、弾性伝達部材における共振周波数の移動と振動振幅の抑制を支配的に行うことができる。共振周波数の移動と振動振幅の抑制を支配的に行うことで、共振周波数帯域に存在するギヤの噛み合い周波数の基本波や、そのｎ次波回転変動成分を減少させ、高精度な回転伝達を行うことができる。
そして、スプライン継ぎ手部が出力軸に対して着脱自在なので、遊星変速機構を分解することなく、スプライン継ぎ手部を容易に適切なものと交換して、弾性伝達部材における共振周波数の微少移動と振幅の抑制を支配的に行える。したがって、装置の組付け後に駆動状態が変化して被回転体の共振周波数が移動しても、スプライン継ぎ手部を適切なものと交換して、弾性伝達部材における共振周波数の微少移動と振幅を抑制した高精度な回転伝達を行うことができる。
また、出力軸に対して着脱自在なスプライン継ぎ手部を設ける構成により、フライホイールを用いることなく、弾性伝達部材における共振周波数の微少移動と振幅を抑制した高精度な回転伝達を行うことができる。したがって、特許文献２のように駆動側継ぎ手部と出力軸との連結部の弾性円筒状部材にフライホイールを取り付ける構成よりも、小型で軽量かつ資源消費の少ない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、装置の組付け後に駆動状態が変化して被回転体の共振周波数が移動しても、スプライン継ぎ手部を容易に交換して、共振周波数の微少移動と振幅の抑制を行うことができる。また、特許文献２のように駆動側継ぎ手部と出力軸との連結部の弾性円筒状部材にフライホイールを取り付ける構成よりも、小型で軽量かつ資源消費の少ない。
よって、被回転体の共振周波数が移動しても、被回転体の回転速度変動を抑制でき、小型で軽量かつ資源消費の少ない遊星変速機構、この遊星変速機構を備えた回転駆動装置、及びこれらを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の全体構成の説明図。
【図２】実施例１に係る遊星歯車減速機構のスプライン継ぎ手部を離間させた状態の説明図。
【図３】実施例１に係る遊星歯車減速機構のスプライン継ぎ手部を装着した状態の説明図。
【図４】実施例１に係るスプライン継ぎ手部の説明図。
【図５】スプライン継ぎ手部のねじり剛性値を変化させた場合の速度変動率のグラフ。
【図６】実施例２に係るスプライン継ぎ手部の説明図。
【図７】実施例３に係るスプライン継ぎ手部の説明図。
【図８】実施例４に係るスプライン継ぎ手部に設ける摘み部材の説明図。
【図９】実施例４に係るスプライン継ぎ手部を押さえる押さえ部材の説明図。
【図１０】従来の遊星歯車減速機構の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を、電写真方式の画像形成装置であるカラー対応のＭＦＰ機（以下、複合機という）の感光体ドラムの回転駆動装置に適用した実施形態の例について、実施例を挙げ、図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成の説明図である。図２は、実施例１に係る遊星歯車減速機構のスプライン継ぎ手部を離間させた状態の説明図、図３は、実施例１に係る遊星歯車減速機構のスプライン継ぎ手部を装着した状態の説明図である。図４は、実施例１に係るスプライン継ぎ手部の説明図、図５は、スプライン継ぎ手部のねじり剛性値を変化させた場合の速度変動率のグラフである。図６は、実施例２に係るスプライン継ぎ手部の説明図、図７は、実施例３に係るスプライン継ぎ手部の説明図である。図８は、実施例４に係るスプライン継ぎ手部の装着前の説明図、図９は、実施例４に係るスプライン継ぎ手部の装着後の説明図である。また、図２では、次の部材の関係が分かり易いように、それぞれの位置をずらして記載している。ドラム駆動軸１５１の先端に設けた外歯ギヤ１５３と、雌型スプライン部材１７１を設けたスプライン継ぎ手部１７０と、２段目キャリア１１８の出力軸１１９との関係である。
【００１３】
まず、本実施形態の複合機の構成及び動作について説明する。この複写機は、図１に示すように、主に次のものから構成されている。画像形成装置本体であり画像を作像する作像部１００、作像部１００を載置する給紙テーブル２００、作像部１００上に取り付けられたスキャナ３００、及びスキャナ３００上に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００である。
【００１４】
スキャナ３００では、原稿照明用光源やミラーなどを搭載した第一走行体３０３と、複数の反射ミラーを搭載した第二走行体３０４とが往復移動するのにともなって、コンタクトガラス３０１上に載置された原稿の読取り走査が行われる。第二走行体３０４から送り出される走査光は、結像レンズ３０５によってその後方に設置されている読取りセンサ３０６の結像面に集光せしめられた後、読取りセンサ３０６によって画像信号として読込まれる。
【００１５】
作像部１００には、潜像担持体としてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーに対応した感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｂｋが設けられている。各感光体ドラム４０の周囲には現像装置７０、帯電装置８５、感光体クリーニング装置８６等の電子写真プロセスを実行する各手段が配置され、これによって画像形成ユニット３８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）が形成されている。また、各画像形成ユニット３８は、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。各画像形成ユニット３８は４つ並列に設けられており、タンデム型画像形成部２０を形成している。ここで、各画像形成ユニット３８の構成は使用するトナーの色が異なるのみで、その構成・動作は、同一でああるので以下の説明では、符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは適宜、省略して説明する。
【００１６】
また、各画像形成ユニット３８内には、感光体ドラムユニット１５０を有している。図２、３に示すように、感光体ドラムユニット１５０のドラムホルダー１５４に保持された感光体ドラム４０のドラム駆動軸１５１は、ドラムホルダー１５４の片側に設けられた軸孔から、その先端が外部に出るように設けられている。ドラム駆動軸１５１の先端には、被伝達側継ぎ手部である外歯ギヤ１５３が形成されている。また、この外歯ギヤ１５３に結合されて駆動モーラ１４０の回転駆動力を伝達する駆動側継ぎ手部は、次のように構成されている。外歯ギヤ１５３とスプライン継ぎ手を構成する雌型スプライン部材１７１と、その外周に一体的に構成された同軸の弾性伝達部材１７２とからなるスプライン継ぎ手部１７０である。そして、画像形成ユニット３８の装着時に回転駆動装置である駆動モジュール１０５の出力軸１１９に取り付けられたスプライン継ぎ手部１７０の雌型スプライン部材１７１に外歯ギヤ１５３が噛み合ってスプライン継ぎ手を構成する。この駆動モジュール１０５は、遊星歯車減速機構１１０と駆動モータ１４０とを備えている。
【００１７】
そして、各画像形成ユニット３８の現像装置７０においては、それぞれ上記４色のトナーを含んだ現像剤が用いられる。現像装置７０は、現像剤担持体である現像ローラ７１が現像剤を担持、搬送して、感光体ドラム４０との対向位置において、感光体ドラム４０上の潜像を現像する。
【００１８】
タンデム型画像形成部２０の上部には、画像情報に基づいて感光体ドラム４０をレーザ光又はＬＥＤ光により露光して潜像を形成する露光装置３１が設けられている。
【００１９】
また、タンデム型画像形成部２０の感光体ドラム４０と対向する下方位置には、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト１５が配置されている。中間転写ベルト１５は支持ローラ３４、支持ローラ３５及び二次転写バックアップローラ３６によって支持されている。中間転写ベルト１５を介して感光体ドラム４０と相対する隣接位置には、感光体ドラム４０上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写装置６２が配置されている。
【００２０】
中間転写ベルト１５の下方には、中間転写ベルト１５表面に重ね合わせて形成されたトナー像を、給紙テーブル２００の給紙カセット４４から搬送されてくるシートＰに一括転写する二次転写装置１９が配置されている。二次転写装置１９は、二次転写ローラ２３と、この二次転写ローラ２３を中間転写ベルト１５に接離可能に支持する接離機構（不図示）とを備えている。二次転写装置１９は中間転写ベルト１５を介して二次転写バックアップローラ３６に二次転写ローラ２３を押し当て、中間転写ベルト１５上のトナー像をシートＰに転写する。
【００２１】
中間転写ベルト１５の表面に残留するトナーを取り除くために中間転写ベルトクリーニングユニット９０が設けられている。中間転写ベルトクリーニングユニット３７は、例えばファーブラシやウレタンゴムで形成されたクリーニングブレードを中間転写ベルト１５に当接させて、中間転写ベルト１５に付着している二次転写残トナーを掻き取る。
【００２２】
二次転写装置１９に隣接するように定着装置６０が設けられており、定着装置６０はシートＰ上の画像を定着する。定着装置６０は、内部に熱源としてのヒータが組み込まれた加熱ローラ６６と、この加熱ローラ６６に押し当てられる加圧ローラ６７とから主として構成されている。
【００２３】
二次転写装置１９及び定着装置６０の下方には、シートＰを反転する反転装置２８が配置されている。反転装置２８は、シートＰの両面に画像を記録すべくシートＰを反転させる。
【００２４】
次に、上記構成の画像形成装置の動作について説明する。図１の原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットするか、または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３０１上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じる。この状態で、操作パネル上のスタートスイッチ（不図示）を押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３０１上へと移動した後、第一走行体３０３および第二走行体３０４を走行させる。また、コンタクトガラス３０１上に原稿をセットしたときは直ちにスキャナ３００が駆動し、第一走行体３０３および第二走行体３０４を走行させる。そして、第一走行体３０３で光源から光を照射するとともに原稿面からの反射光を受ける。この反射光を第二走行体３０４に向けて反射し、第二走行体３０４のミラーで反射光を更に反射して結像レンズ３０５を通して読取りセンサ３０６に入射させ、読取りセンサ３０６で原稿内容を読取る。
【００２５】
また、操作パネル上のスタートスイッチを押すことによって、駆動モータ（不図示）を駆動させて、支持ローラ３４、支持ローラ３５、二次転写バックアップローラ３６の１つを回転駆動し、他の２つの支持ローラを従動回転させる。このように回転させることで、中間転写ベルト１５を回動させる。同時に、各画像形成ユニット３８において、帯電装置８５によって感光体ドラム４０を一様に帯電させる。そして、スキャナ３００の読取り内容に応じて露光装置３１からレーザやＬＥＤ等による書込み光を照射して帯電した各感光体ドラム４０上に静電潜像を形成する。静電潜像が形成された感光体ドラム４０に現像装置７０からトナーを供給し、静電潜像を可視像化し、各感光体ドラム４０上にそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の単色画像を形成する。単色画像を順次一次転写装置６２によって中間転写ベルト１５上に重なるように一次転写し、中間転写ベルト１５上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム４０の表面は、感光体クリーニング装置８６によって残留トナーを除去し、除電装置（不図示）で除電して再度の画像形成に備える。
【００２６】
操作パネル上のスタートスイッチを押すことにより、また給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択されて回転し、ペーパーバンク４３に多段に設けられた給紙カセット４４の１つからシートＰを繰り出す。繰り出したシートＰを、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に挿入し、搬送ローラ対４７で搬送して作像部１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ対４９に突き当てて停止させる。次に、中間転写ベルト１５上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ対４９を回転し、中間転写ベルト１５と二次転写装置１９との間にシートＰを送り込み二次転写装置１９で転写してシートＰ上にカラー画像を転写する。
【００２７】
二次転写ローラ２３を通過した未定着トナー像を担持したシートＰを、定着装置６０へ搬送し、定着装置６０で熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。画像定着後のシートＰは、切換爪５５で切り換えて排出ローラ対５６によって排出し、排紙トレイ５７上にスタックされるか、切換爪５５で切り換えて反転装置２８に導入される。反転装置２８に導入したシートＰは、反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を記録され、その後、排出ローラ対５６で排紙トレイ５７上に排出される。このとき、画像転写後の中間転写ベルト１５上に残留する残留トナーを中間転写ベルトクリーニングユニット９０で除去し、タンデム型画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
【００２８】
次に、本実施形態の特徴部である、遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５について、実施例を挙げ図を用いて説明する。ここで、各画像形成ユニット３８に対応する駆動モジュール１０５の構成は、対応する各画像形成ユニット３８で使用するトナーの色が異なるのみで、その構成・動作は、同一であある。したがって、以下の説明では、符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは適宜、省略して説明する。
【００２９】
（実施例１）
本実施形態の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５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２、３に示すように、遊星歯車減速機構１１０とその駆動源である駆動モータ１４０とは、遊星歯車減速機構１１０のモータ側エンドプレート１３５と、駆動モータ１４０のハウジングとがネジ（不図示）で締め付け固定されている。このように固定されて、遊星歯車減速機構１１０と駆動モータ１４０駆動とは駆動モジュール１０５を形成している。この駆動モジュール１０５は、図３に示すように、別途支持されて回転するドラム駆動軸１５１と連結されて感光体ドラム４０の正確な回転を行う。ドラム駆動軸１５１と、遊星歯車減速機構１１０の出力軸１１９とは、装置本体への組付け性や、メンテナンス時の交換性を考慮すると、このように分割構成して形成し、いずれかの箇所で結合して回転駆動させる必要がある。
【００３０】
遊星歯車減速機構１１０は、主に、次のものを有している。その内周面の一部に内歯の歯車部１１２が形成された固定内歯歯車１１１と、１段目の遊星歯車１１４と、１段目のキャリア１１５とを有している。また、１段目のキャリア１１５に接続された１段目の出力軸でもある２段目の太陽歯車１１６と、２段目の遊星歯車１１７と、２段目のキャリア１１８とを有している。そして、２段目のキャリア１１８に接続された２段目の出力軸である出力軸１１９を有している。この出力軸１１９には、被伝達側継ぎ手部であるドラム駆動軸１５１先端の外歯ギヤ１５３とスプライン継ぎ手を構成する雌型スプライン部材１７１を有したスプライン継ぎ手部１７０が着脱自在に取り付けられている。このスプライン継ぎ手部１７０は、雌型スプライン部材１７１と、その外周に同軸に、一体的に構成された弾性伝達部材１７２とからなる。また、固定内歯歯車１１１の駆動モータ１４０側の内周面端部には、モータ側エンドプレート１３５が固定され、固定内歯歯車１１１の出力軸１１９側の端部には、出力軸側エンドプレート１３６が固定される。また、出力軸側エンドプレート１３６には、出力軸１１９を通す出力軸孔が形成されており、この出力軸孔の感光体ドラムユニット１５０側には突起部が形成されている。この突起部が、装置本体の本体側取り付け側板１６０（以下、側板１６０という）に形成された孔に嵌め合わされて位置決めの後、ネジ止め（不図示）されることになる。また、この遊星歯車減速機構１１０では各キャリアを浮動支持するため、出力軸孔の内周面と出力軸１１９の外周面には、適切なギャップが設定され、所定の回転数で高精度な等角速度運転が行われる様になっている。
【００３１】
駆動モータ１４０は、遊星歯車減速機構１１０側に回転駆動力を伝達する駆動モータ軸１４１を有しており、この駆動モータ軸１４１には外歯ギヤが形成され、遊星歯車減速機構１１０の１段目の太陽歯車１１３として機能する。この駆動モータ軸１４１を通すため、遊星歯車減速機構１１０のモータ側エンドプレート１３５には、その中心に駆動モータ孔（不図示）が太陽歯車１１３の外歯ギヤと十分なギャップを持って形成されている。
【００３２】
遊星歯車減速機構１１０の各キャリアによる遊星歯車の保持は、各遊星歯車を回転自在の保持するキャリアピンと、キャリアと、キャリアから離れた側の端部に設けられた円盤状のキャリアピン押さえで行なわれる。また、キャリアピン押さえには、各遊星歯車に噛み合う太陽歯車を通すための孔が形成されている。この孔の径には、固定内歯歯車１１１の歯車部１１２と各遊星歯車の噛み合い誤差等により、キャリア中心軸にズレや傾きが生じても、太陽歯車に接触しないように、十分なギャップが設定されている。
【００３３】
また、感光体ドラムユニット１５０は、画像形成ユニット３８内に有するトナーが無くなった場合や、感光体ドラム４０の交換等を行う場合に、図２中の矢印で示す装着方向にスライドして装着されるように構成されている。このように構成されていることで、感光体ドラムユニット１５０は、所定の位置に対して着脱可能になっている。感光体ドラムユニット１５０が所定位置に装着されることで、感光体ドラムユニット１５０と駆動モジュール１０５とがスプライン継ぎ手部１７０を介して結合される。本実施例の特徴は、感光体ドラムユニット１５０と駆動モジュール１０５との結合を、被伝達側継ぎ手部である外歯ギヤ１５３と、駆動側継ぎ手部であるスプライン継ぎ手部１７０を介して行うことにある。
【００３４】
次に、スプライン継ぎ手部１７０について、図４（ａ）〜（ｄ）を用いて、より詳細に説明する。図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、スプライン継ぎ手部１７０は、ドラム駆動軸１５１先端の外歯ギヤ１５３と結合して回転駆動力を伝達する雌型スプライン部材１７１と、弾性伝達部材１７２とで構成されている。また、雌型スプライン部材１７１は略円筒状の形状をしており、その軸方向長さは出力軸１１９の２段目のキャリア１１８からの軸方向の延出長さと略同一に構成している。また、弾性伝達部材１７２の軸方向長さも同様である。ここで、図４の（ａ）は、スプライン継ぎ手部１７０を出力軸１１９に取り付けた状態の平面、（ｂ）は、スプライン継ぎ手部１７０と出力軸１１９との関係を示した断面を示している。また、図４の（ｃ）は、スプライン継ぎ手部１７０の平面、（ｄ）は、スプライン継ぎ手部１７０の断面を示している。
【００３５】
雌型スプライン部材１７１における略円筒状の形状の中空部には、ドラム駆動軸１５１先端の外歯ギヤ１５３とスプライン結合する歯形形状が形成されいる。この噛み合い歯の形状は、一般平歯車と近似で、例えばモジュール０．８、圧力角２０°で作られる。このようにスプライン結合の方式を採用するのは、結合部の噛み合い歯形形状をインボリュート歯形で全周形成することができるため、その結果、噛み合い部の歯数が多くて剛性が高まり、振動が少なくトルク伝達できるためである。また、回転伝達の軸心ずれに関しても比較的許容差が大きく、８０μｍ以下程度の位置誤差は吸収が可能である。図２、３に示すように組み付ける場合、仮にドラム駆動軸１５１と、遊星歯車減速機構１１０の出力軸１１９とが、それぞれの部品公差の積み上げにより誤差が大きく積みあがって、同軸度が出ていなかった場合に有効である。そして、雌型スプライン部材１７１を形成する材料としては、金属あるいは、硬質な成型樹脂材料を用いる。例えば、金属ではステンレス、アルミ合金、銅及び銅合金の切削加工品で良く、鉄又は銅系の焼結品でも良い。その他カーボン又はガラスファバーを入れた、硬質な樹脂成型品で良い。
【００３６】
本実施例では、雌型スプライン部材１７１と同軸であって、雌型スプライン部材１７１の外周に、適正なねじり剛性を設定して回転駆動力を伝達できる弾性伝達部材１７２を成型加工により一体的に形成している。雌型スプライン部材１７１と弾性伝達部材１７２間は、伝達する回転駆動力の回転トルクが作用しても接合がとれて、空回りしないように固着されている。具体的には、雌型スプライン部材１７１の軸方向に平行な外周に、微少な凹凸部１７３が加工しており、弾性伝達部材１７２の成型加工時にこの部分が埋め合わされることで、回転ねじりに対して、保持するに十分な耐トルクが確保される。
【００３７】
この弾性伝達部材１７２の外周には、出力軸１１９に対して抜き差しによる交換が可能であるとともに、回転方向のトルク伝達が可能な出力軸１１９との嵌合突起１７４を、弾性伝達部材１７２の円周方向に均等に分割配置して設けている。この嵌合突起１７４の軸方向に垂直な断面は略台形状をしており、弾性伝達部材１７２の軸方向長と同じ長さで、弾性伝達部材１７２と一体に成形される。そして、弾性伝達部材１７２を形成する材料としては、ゴム（ウレタン、天然、クロロプレン）などのエラストマーを、狙いのねじり剛性となるように、部品の形状と硬度（材料配合を変えて調合）を決定して成型加工する。その硬度は、概ねゴム硬度で４０度〜９０度である。また、本実施例では、図４（ａ）、（ｃ）に示すように、嵌合突起１７４を４個設けているが、４個に限定されるものではない。
【００３８】
また、第２キャリア１１８の出力軸１１９の内面には、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、弾性伝達部材１７２と同軸で、弾性伝達部材１７２の外周と嵌め合う内面と、嵌合突起１７４に対応する凹形状部とが形成されている。このように形成されることで、スプライン継ぎ手部１７０と出力軸１１９とはスライドして抜き差しが可能なように構成されている。この構成により、いわゆる交換可能な、スプライン継ぎ手部１７０が形成されることとなる。
【００３９】
このスプライン継ぎ手部１７０は、抜き差しによる交換が可能であるので、ねじり剛性の異なる弾性伝達部材１７２を用いて構成したスプライン継ぎ手部１７０を、事前に駆動系の共振周波数に応じて数種類用意しておく。そして、任意に選択して、伝達系となる遊星歯車減速機構１１０の出力軸１１９に取り付けることが可能となる。
【００４０】
このようにねじり剛性の異なる弾性伝達部材１７２を用いて構成したスプライン継ぎ手部１７０を用いることで、伝達系の共振周波数の移動と、振動振幅の抑制を行うことができる。このように行うことができるため、共振周波数帯域に存在するギヤの噛み合い周波数の基本波又はそのｎ次波といった回転変動成分を減少させ、高精度な回転伝達を行うことができる。また、スプライン継ぎ手と弾性伝達部材とを一体的に構成することで、スプライン継ぎ手の高い回転伝達剛性を確保しつつ、弾性伝達部材における共振周波数の移動と、振動振幅の抑制を支配的に行うことができる。そして、剛性の異なる弾性伝達部材１７２を、部品加工時に一体化させておくことで、交換のための抜き差しを容易にすることが可能である。一方、キャリア１１８の出力軸１１９側に完全固定すると、遊星歯車減速機構１１０を取り外し、さらにキャリア１１８を分解してから交換する必要があり容易に行なうことはできない。そこで、本実施例の構成では、弾性伝達部材１７２をスプライン継ぎ手部１７０部側に形成するとで、遊星歯車減速機構１１０を取り外してキャリア１１８を分解することなく、スライド動作だけで容易に行うことができる。
【００４１】
また、このようにスプライン継ぎ手によって接続が行われ、伝達系が構成されると、この系における伝達特性は、弾性係数の最も低い弾性伝達部材１７２により決定することができる。弾性伝達部材１７２での、形状及び材料特性のみによって、この部分でのねじり剛性［ｒａｄ／Ｎｍ］を設定できれば、系の伝達特性を調整しやすくなる。すなわち、各所のねじり剛性の影響がなく、ここのバネ性と粘性だけで決定されるので、調整のための試行を繰り返さなくても１回のスプライン継ぎ手部１７０の交換で狙いの変化を得ることができる。そのために、弾性伝達部材１７２以外の部分すなわち雌型スプライン部材１７１及び、キャリア１１８の出力軸１１９のねじり剛性は、弾性伝達部材１７２のねじり剛性よりも十分高くなるように、その形状と材料を決定する。
【００４２】
また、弾性伝達部材１７２の所望のねじり剛性は、選択する材料又は材料配合によるの硬度差で得ることができる。このように、ねじり剛性可変の手段として、エラストマーで構成する材料の硬度を可変させることで可能となる。このように可能となることで、極めて小型化した弾性伝達部材１７２が形成でき、これをスプライン継ぎ手部１７０に組み込むことができる。よって、遊星歯車減速機構１１０の径方向の拡大を最小限に抑えることができる。
【００４３】
また、参考に試験機において発生する回転速度変動が、剛性の異なる弾性伝達部材１７２を用いることで抑制される効果を示した例のグラフを図５（ａ）〜（ｃ）に記載する。試験機に、図２、３に記載した構成と同様な、スプライン継ぎ手部１７０を介在させて、ドラム駆動軸１５１と２段目キャリア１１８間のねじり剛性値を可変した。それぞれのねじり剛性は、ｍａ＝３５０〔Ｎｍ／ｒａｄ〕、ｍｂ＝１５０〔Ｎｍ／ｒａｄ〕、ｍｃ＝５３〔Ｎｍ／ｒａｄ〕とした。図５の各グラフの横軸が回転変動発生の周波数で、縦軸は回転の速度変動率〔％（ｐ−ｐ）〕を示している。各グラフでは３００〜４００ＨＺあたりに系の共振周波数が存在することが分かる。このあたりにおいて発生するギヤの噛み合いや、そのｎ次周波数の変動が、ｍｃ＝５３〔Ｎｍ／ｒａｄ〕のねじり剛性のスプライン継ぎ手部１７０を介在させた図５（ｃ）のグラフが最も速度変動率が小さくなった。つまり、３００〜４００ＨＺあたりでのギヤの噛み合いや、そのｎ次周波数の変動が、剛性の異なる弾性伝達部材１７２に付け替えて駆動させることで、変動の振幅が減少する効果を確認することができた。
【００４４】
また、上述した本実施例では、本発明を遊星歯車を用いた遊星歯車減速機構に適用した例について説明したが、本発明を適用可能な遊星変速機構は、遊星歯車減速機構に限定されるものではない。例えば、遊星ローラを用いたトラクション方式の遊星減速機構等にも適用可能である。また、増速に用いる遊星変速機構、すなわち遊星歯車増速機構や、トラクション方式の遊星増速機構等にも適用可能である。
【００４５】
（実施例２）
本実施形態の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５の、第２の実施例である実施例２を図６（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。本実施例と上述した実施例１とでは、本実施例のスプライン継ぎ手部１７０が、弾性伝達部材１７２を交換可能に構成したこと、すなわちスプライン継ぎ手部１７０を分割できるように構成したことに係る点のみが異なる。他の構成・動作等は、上述した実施例１と同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。ここで、図６の（ａ）は、スプライン継ぎ手部１７０を出力軸１１９に取り付けた状態の平面、（ｂ）は、スプライン継ぎ手部１７０と出力軸１１９との関係を断面で示したものである。また、図６の（ｃ）は、スプライン継ぎ手部１７０の弾性伝達部材１７２の平面、（ｄ）は、スプライン継ぎ手部１７０の弾性伝達部材１７２と雌型スプライン部材１７１を離間させた状態を断面で示したものである。
【００４６】
本実施例のスプライン継ぎ手部１７０も、実施例１と同様に２段目のキャリア１１８にもうけた出力軸１１９に対して着脱自在に構成されている。この構成に加え、本実施例のスプライン継ぎ手部１７０では、弾性伝達部材１７２だけを、任意に交換取り付けして使用できるように構成している。このようにスプライン継ぎ手部１７０を構成することで、雌型スプライン部材１７１は、共通部品として使用することができるので、製作個数の無駄を最少にして、所望の伝達特性を得ることができる。
【００４７】
具体的には、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、実施例１と同様な弾性伝達部材１７２の外周に設ける出力軸１１９との嵌合突起１７４に加え、弾性伝達部材１７２の内周に嵌合突起１７５を設けている。この内周に設ける嵌合突起１７５により、２段目のキャリア１１８に設けた出力軸１１９に加え、雌型スプライン部材１７１に対しても抜き差しによる交換が可能であるとともに、回転方向のトルク伝達を可能としている。この内周に設ける嵌合突起１７５は、外周に設ける嵌合突起１７４と同様に、その軸方向に垂直な断面は略台形状をしており、弾性伝達部材１７２の軸方向長と同じ長さで、弾性伝達部材１７２と一体に成形される。そして、弾性伝達部材１７２の内周に均等に分割配置して設けている。また、本実施例では、図６（ａ）、（ｃ）に示すように、嵌合突起１７４を４個設けているが、４個に限定されるものではない。
【００４８】
また、スプライン継ぎ手部１７０を構成する雌型スプライン部材１７１の外周には、弾性伝達部材１７２と同軸で、弾性伝達部材１７２の内周と嵌め合う外面と、嵌合突起１７５に対応する凹形状部とが形成されている。このように形成されることで、雌型スプライン部材１７１と弾性伝達部材１７２とはスライドして抜き差しが可能なように構成されている。この構成により、いわゆる分離型のスプライン継ぎ手部１７０が形成されることとなる。
【００４９】
本実施例のスプライン継ぎ手部１７０では、回転駆動力を伝達する場合に、出力軸１１９に弾性伝達部材１７２を挿入し、かつ、この弾性伝達部材１７２に雌型スプライン部材１７１を挿入した状態とする。このような状態で回転伝達を行なうことで、弾性伝達部材１７２は回転方向に対して、出力軸１１９及び雌型スプライン部材１７１に確実に固定され、両者との安定した伝達特性を確保することができる。逆に、交換のための抜き差しは、スライドするだけで容易に行うことが可能である。また、弾性伝達部材１７２の内周に設けた嵌合突起１７５により、回転方向に対して雌型スプライン部材１７１に確実に固定されるので、雌型スプライン部材１７１の軸方向に平行な外周に、微少な凹凸部１７３は加工していない。
【００５０】
このように構成することで、感光体ドラムユニット１５０を装着した時点で、部品の積み上げ精度誤差や、クリーニングブレードの接触圧による粘性抵抗の変化等により共振周波数が移動した場合でも、それを補正する操作を簡単にできる。従来の構成では、共振周波数が移動した場合に、その修正を行なうためには、大変な労力を有するが、この構成であれば装置内の振動特性に合わせてスプライン継ぎ手部１７０を交換する時も、極めて容易に行うことができる。
【００５１】
（実施例３）
本実施形態の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５の、第３の実施例である実施例３を図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。本実施例と上述した実施例１、２とでは、本実施例のスプライン継ぎ手部１７０では、弾性伝達部材１７２のねじり剛性を可変する構成に係る点のみが異なる。他の構成・動作等は、上述した実施例１又は２と同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。ここで、図７の（ａ）は、スプライン継ぎ手部１７０の弾性伝達部材１７２の平面、（ｂ）は、スプライン継ぎ手部１７０の弾性伝達部材１７２の側面を示している。
【００５２】
本実施例では、弾性伝達部材１７２のねじり剛性を可変するのに、弾性伝達部材１７２に用いる材料特性を一種類に固定化しておき、内外周に形成する嵌合突起１７５及び嵌合突起１７４の軸心方向長さの長短によって決定するようにした。
【００５３】
具体的には、図７（ａ）に示すように、弾性伝達部材１７２の内外周にに形成する嵌合突起１７５及び嵌合突起１７４の、台形状部の弾性伝達部材１７２の内外周に接する軸心に垂直な方向の長さ（Ｗ）を固定化する。そして、図７（ｂ）に示すように、弾性伝達部材１７２の内外周にに形成する嵌合突起１７５及び嵌合突起１７４の、台形状部の弾性伝達部材１７２の内外周に接する軸心に平行な方向の長さ（Ｌ）を、中心振り分けで調整する。
【００５４】
このように弾性伝達部材１７２の内外周にに形成する嵌合突起１７５及び嵌合突起１７４の軸心に平行な方向の長さ（Ｌ）を変更することで、各嵌合突起が弾性伝達部材１７２の内外周に接する部分の面積を変更することができる。したがって、弾性伝達部材１７２のねじり剛性を、一定の範囲で、軸心に平行な方向の長さ（Ｌ）の設定により、ほぼ直線的に変えることができる。このように弾性伝達部材１７２のねじり剛性を変更可能なので、ねじり剛性値の管理を容易に行なうことができる。
【００５５】
（実施例４）
本実施形態の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５の、第４の実施例である実施例４を図を用いて説明する。本実施例と上述した実施例１乃至３とでは、本実施例のスプライン継ぎ手部１７０では、スプライン継ぎ手部１７０を着脱時に利用する構成や、スプライン継ぎ手部１７０を出力軸１１９に保持する構成に係る点のみが異なる。他の構成・動作等は、上述した実施例１又は２と同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。ここで、図８の（ａ）は、スプライン継ぎ手部１７０に設ける摘み部材１８０の平面、（ｂ）は、スプライン継ぎ手部１７０に設ける摘み部材１８０の断面を示している。また、図９の（ａ）は、スプライン継ぎ手部１７０を押さえる押さえ部材１９０の平面、（ｂ）は、スプライン継ぎ手部１７０を押さえる押さえ部材１９０の断面を示している。
【００５６】
上述した各実施例のスプライン継ぎ手部１７０は、出力軸１１９に装着している状態では、図３に示すように、感光体ドラムユニット１５０の装着方向奥側の側板１６０とほぼ同じ位置に取り付けられている。このような位置に取り付けられるため、スプライン継ぎ手部１７０を形成して装着した場合、その後、スプライン継ぎ手部１７０を交換する場合に取り出しにくいという難点がある。また、スプライン継ぎ手部１７０を交換した場合や、駆動モジュール１０５を回転させる場合に、出力軸１１９から抜けてしまうと、正常に駆動モジュール１０５を回転駆動させることができないばかりではなく、後処理にも労力を要する。
【００５７】
そこで、本実施例では、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、操作者が容易にスプライン継ぎ手部１７０を引き出せるように、スプライン継ぎ手部１７０に引き抜きのための摘み部材１８０を設けた。また、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、スプライン継ぎ手部１７０を装着後に、その抜け止めを行えるように、出力軸１１９に押さえ部材１９０を設けた。
【００５８】
まず、図８（ａ）、（ｂ）を用いて、スプライン継ぎ手部１７０に設けた引き抜きのための摘み部材１８０から説明する。ここで、本実施例の摘み部材１８０を、実施例１の図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明したスプライン継ぎ手部１７０に適用した例について説明する。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、スプライン継ぎ手部１７０の引き抜き方向の雌型スプライン部材１７１の端面に、摘み部材１８０を固定する。この摘み部材１８０は、雌型スプライン部材１７１の端面に固定される円板状部１８１と、この円板状部１８１の外周部に固定されて軸方向に所定長さだけ延出された平板状部１８２を備えている。また、この平板状部１８２の引き抜き方向端部に軸心に垂直であって、軸心から離れる方向に折り曲げられた摘み部１８３が設けられている。そして、円板状部１８１は雌型スプライン部材１７１と同軸心であって、その内歯ギヤが形成された部分を覆わないように、穴が形成されている。また、この円板状部１８１に固定される平板状部１８２及び摘み部１８３は、軸心に点対称に偏芯しないように２組固定されている。
【００５９】
この摘み部材１８０の材料は弾性変形するように、薄板金属をブレスによって作るか、同じく薄肉の成型樹脂によって作る。いずれも溶接あるいは、熱溶着により、雌型スプライン部材１７１の端面に、回転軸と同軸性を持って、偏芯しないように接合する。又、回転質量軽減のために極力薄肉化を図る。このように摘み部材１８０を構成することで、操作者は、感光体ドラムユニット１５０を図中左側に引き抜くか、あるいは遊星歯車減速機構１１０を本体取り付け側板１６０から取り外すことによって、スプライン継ぎ手部１７０を露出させることができる。したがって、その後、摘み部１８３を持って簡単に引き抜き、取り外すことができる。
【００６０】
次に、図９（ａ）、（ｂ）を用いて、スプライン継ぎ手部１７０の装着後に、その抜け止めを行う、出力軸１１９設けた押さえ部材１９０について説明する。ここで、本実施例の押さえ部材１９０を、実施例１の図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明したスプライン継ぎ手部１７０に適用した例について説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、板状の押さえ部材１９０は、出力軸１１９の側面に接続される部分この板状の押さえ部材１９０は、出力軸１１９の側面に接続される部分と、弾性伝達部材１７２の引き抜き方向の端面に沿って折り曲げられた折り曲げ部と、その先端に形成された円弧部とからなる。この円弧部及び折り曲げ部により弾性伝達部材１７２の端部が抜け出ないように位置固定が行われる。また、この押さえ部材１９０は、弾性変形するように、薄板金属をブレスによって作るか、同じく薄肉の成型樹脂によって作られている。そして、スプライン継ぎ手部１７０の引き抜き時には、この押さえ部材１９０のこの円弧部及び折り曲げ部が変形するので、スプライン継ぎ手部１７０を容易に引き抜ける。また挿入時には、円弧部が弾性伝達部材１７２に設けた嵌合突起１７４の先端により、軸心から離れる側に押されて折り曲げ部が変形するので、容易に挿入することもできる。
【００６１】
以上、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。スプライン継ぎ手部１７０の雌型スプライン部材１７１と弾性伝達部材１７２とが一体的に構成されているので、スプライン継ぎ手の高い回転伝達剛性を確保しつつ、弾性伝達部材１７２における共振周波数の移動と振動振幅の抑制を支配的に行うことができる。共振周波数の移動と振動振幅の抑制を支配的に行うことで、共振周波数帯域に存在するギヤの噛み合い周波数の基本波や、そのｎ次波回転変動成分を減少させ、高精度な回転伝達を行うことができる。そして、スプライン継ぎ手部１７０が出力軸１１９に対して着脱自在なので、遊星歯車減速機構１１０を分解することなく、スプライン継ぎ手部１７０を容易に適切なものと交換して、弾性伝達部材１７２における共振周波数の微少移動と振幅の抑制を支配的に行える。したがって、装置の組付け後に駆動状態が変化して感光体ドラム４０の共振周波数が移動しても、スプライン継ぎ手部１７０を適切なものと交換して、弾性伝達部材１７２における共振周波数の微少移動と振幅を抑制した高精度な回転伝達を行うことができる。また、出力軸１１９に対して着脱自在なスプライン継ぎ手部１７０を設ける構成により、フライホイールを用いることなく、弾性伝達部材１７２における共振周波数の微少移動と振幅を抑制した高精度な回転伝達を行うことができる。したがって、特許文献２のように駆動側継ぎ手部と出力軸との連結部の弾性円筒状部材にフライホイールを取り付ける構成よりも、小型で軽量かつ資源消費の少ない。よって、感光体ドラム４０の共振周波数が移動しても、感光体ドラム４０の回転速度変動を抑制でき、小型で軽量かつ資源消費の少ない遊星歯車減速機構１１０を提供することができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。弾性伝達部材１７２以外の部分すなわち雌型スプライン部材１７１及び、キャリア１１８の出力軸１１９のねじり剛性は、弾性伝達部材１７２のねじり剛性よりも十分高くなるように、その形状と材料を決定している。スプライン継ぎ手によって接続が行われ、伝達系が構成されると、この系における伝達特性は、弾性係数の最も低い弾性伝達部材１７２により決定することができる。弾性伝達部材１７２での、形状及び材料特性のみによって、この部分でのねじり剛性［ｒａｄ／Ｎｍ］を設定できれば、系の伝達特性を調整しやすくなる。そして、調整のための試行を繰り返さなくても１回のスプライン継ぎ手部１７０の交換で狙いの変化を得ることができる。そのために、弾性伝達部材１７２以外の部分すなわち雌型スプライン部材１７１及び、キャリア１１８の出力軸１１９のねじり剛性は、弾性伝達部材１７２のねじり剛性よりも十分高くなるように、その形状と材料を決定する。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。外周に設ける出力軸１１９との嵌合突起１７４に加え、弾性伝達部材１７２の内周に嵌合突起１７５を設けている。この内周に設ける嵌合突起１７５により、２段目のキャリア１１８に設けた出力軸１１９に加え、雌型スプライン部材１７１に対しても抜き差しによる交換が可能であるとともに、回転方向のトルク伝達を可能としている。この構成により、いわゆる分離型のスプライン継ぎ手部１７０が形成されることとなる。このように構成することで、感光体ドラムユニット１５０を装着した時点で、部品の積み上げ精度誤差や、クリーニングブレードの接触圧による粘性抵抗の変化等により共振周波数が移動した場合でも、それを補正する操作を簡単にできる。従来の構成では、共振周波数が移動した場合に、その修正を行なうためには、大変な労力を有するが、この構成であれば装置内の振動特性に合わせてスプライン継ぎ手部１７０を交換する時も、極めて容易に行うことができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。弾性伝達部材１７２の所望のねじり剛性は、選択する材料又は材料配合によるの硬度差で得ることができる。このように、ねじり剛性可変の手段として、エラストマーで構成する材料の硬度を可変させることで可能となる。このように可能となることで、極めて小型化した弾性伝達部材１７２が形成でき、これをスプライン継ぎ手部１７０に組み込むことができる。よって、遊星歯車減速機構１１０の径方向の拡大を最小限に抑えることができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。弾性伝達部材１７２の内外周にに形成する嵌合突起１７５及び嵌合突起１７４の軸心に平行な方向の長さ（Ｌ）を変更することで、各嵌合突起が弾性伝達部材１７２の内外周に接する部分の面積を変更することができる。したがって、弾性伝達部材１７２のねじり剛性を、一定の範囲で、軸心に平行な方向の長さ（Ｌ）の設定により、ほぼ直線的に変えることができる。このように弾性伝達部材１７２のねじり剛性を変更可能なので、ねじり剛性値の管理を容易に行なうことができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。スプライン継ぎ手部１７０の引き抜き方向の雌型スプライン部材１７１の端面に、摘み部材１８０設けているので、操作者は、感光体ドラムユニット１５０を図中左側に引き抜くか、あるいは遊星歯車減速機構１１０を本体取り付け側板１６０から取り外すことによって、スプライン継ぎ手部１７０を露出させることができる。したがって、その後、摘み部１８３を持って簡単に引き抜き、取り外すことができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。板状の押さえ部材１９０を、出力軸１１９の側面に接続し、機能に影響しない端部に設けている。そして、スプライン継ぎ手部１７０の引き抜き時には、この押さえ部材１９０のこの円弧部及び折り曲げ部が変形するので、スプライン継ぎ手部１７０を容易に引き抜ける。また挿入時には、円弧部が弾性伝達部材１７２に設けた嵌合突起１７４の先端により、軸心から離れる側に押されて折り曲げ部が変形するので、容易に挿入することもできる。したがって、スプライン継ぎ手部１７０の装着後の引き抜きを確実に防止できる。
また、本実施形態の回転駆動装置である駆動モジュール１０５では、感光体ドラム４０に駆動モータ１４０の回転駆動力を減速して伝達する機構として、上述したいずれかの遊星歯車減速機構１１０を備える。したがって、上述したいずれかの遊星歯車減速機構１１０と同様な作用効果を奏することができる。
また、本実施形態の画像形成装置である複合機では、備える複数の回転体のい内、少なくとも感光体ドラム４０の回転駆動に、上述したいずれかの遊星歯車減速機構１１０、又は上述した駆動モジュール１０５を備える。したがって、上述したいずれかの遊星歯車減速機構１１０、又は上述した駆動モジュール１０５と同様な作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６２】
４０ 感光体ドラム
１０５ 駆動モジュール
１１０ 遊星歯車減速機構
１１１ 固定内歯歯車
１１２ １段目の歯車部
１１３ １段目の太陽歯車
１１４ １段目の遊星歯車
１１５ １段目のキャリア
１１６ ２段目の太陽歯車
１１７ ２段目の遊星歯車
１１８ ２段目のキャリア
１１９ 出力軸
１３５ モータ側エンドプレート
１３６ 出力軸側エンドプレート
１４０ 駆動モータ
１４１ 駆動モータ軸
１５０ 感光体ドラムユニット
１５１ ドラム駆動軸
１５３ 外歯ギヤ
１５４ ドラムホルダー
１６０ 側板
１７０ スプライン手継ぎ手部
１７１ 雌型スプライン部材
１７２ 弾性伝達部材
１７３ 凹凸部
１７４、１７５ 嵌合突起
１８０ 摘み部材１８０
１８１ 円板状部
１８２ 平板状部
１８３ 摘み部
１９０ 押さえ部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開２００９−０６９５５６号公報
【特許文献２】特開２００６−３００２３０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被回転体に駆動源の回転を変速して伝達する遊星変速機構、この遊星変速機構を備えた回転駆動装置、及びこれらを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被回転体の駆動軸に回転駆動源の回転駆動力を変速して伝達する変速機構として、様々な変速機構が知られている。例えば、特許文献１には、次のように構成された減速機構が記載されている。減速機構の出力軸と同軸に設けられた減速ギヤを、回転駆動源であるモータ軸に設けたモータギヤ、又はモータギヤに噛み合うアイドラギヤを介して回転駆動させる。また、被回転体の駆動軸に設けられた被伝達側継ぎ手部と、この継ぎ手部に結合されて回転駆動源の回転駆動力を伝達する出力軸に備えた駆動側継ぎ手部とを、スプライン継ぎ手で構成している。そして、被回転体の被伝達側継ぎ手部と出力軸の駆動側継ぎ手部とを結合させて回転駆動力を伝達するとともに、被回転体と出力軸とを着脱自在な構成としている。
【０００３】
また、変速機構の小型化や高変速比を得るために遊星歯車や遊星ローラ（トラクション方式）を用いた遊星変速機構であって、その出力軸と被回転体の駆動軸との継ぎ手部にスプライン継ぎ手を採用したものも知られている。例えば、図１０に示すような画像形成装置の感光体ドラム４０のドラム駆動軸１５１に回転駆動力を伝達する遊星歯車減速機構１１０が知られている。この遊星歯車減速機構１１０は、遊星歯車１１４を有した１段目のキャリア１１５と、遊星歯車１１７を有した２段目のキャリア１１８とを備えている。この２段目のキャリア１１８には、駆動側継ぎ手部である内歯ギヤが形成された出力軸１１９が接続されている。この出力軸１１９に形成された内歯ギヤは、被伝達側継ぎ手部であるドラム駆動軸１５１の先端に形成された外歯ギヤ１５３に結合されて回転駆動力を伝達する。そして、ドラム駆動軸１５１の外歯ギヤ１５３と出力軸１１９の内歯ギヤとで、スプライン継ぎ手を構成している。
【０００４】
これらの変速機構のように、被回転体の駆動軸と変速機構の出力軸とを別体で構成して着脱自在とすることで、被回転体の交換作業等のメインテナンス性が向上する。また、着脱自在な継ぎ手部をスプライン継ぎ手で構成することで、継ぎ手部における高い回転伝達剛性を確保し、ガタ等による回転速度変動を抑制した回転を行なえる。しかし、被駆動系、伝達系（変速機構を含む）、及び駆動系はそれぞれ共振周波数を有するとともに、駆動モータ等の振動の周波数成分を有する。また、変速機構内にギヤ等の歯車を用いるものは、ギヤの噛み合い周波数やそのｎ次の周波数成分も有する。そして、被駆動系、伝達系、及び駆動系の共振周波数が、他の系の共振周波数又はギヤの噛み合い周波数やそのｎ次の周波数成分等に重なると共振して被回転体の回転速度変動を増加させてしまう。このような回転速度変動を抑制するため、従来から、被駆動系、伝達系、及び駆動系の共振周波数が、他の系の共振周波数等に重ならないようにする工夫が行なわれきた。そして、被回転体の駆動軸と変速機構の出力軸との継ぎ手部も、発生振動が最少となるように最適化された形状、構成で搭載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１や図１０を用いて説明した変速機構では、負荷側でもある被回転体の組み付け誤差等の変動要因により回転に係る条件が変動すると、共振周波数が若干変化することがある。つまり、共振周波数が当初設定されていた周波数から若干高い周波数や低い周波数に移動することがある。例えば、被回転体が画像形成装置に用いる感光体ドラムの場合には、部品公差による慣性力差、クリーニングブレードの接触圧による粘性抵抗変化、感光体ドラムと中間転写ベルトが接触する１次転写部の負荷変動等が生じる場合がある。当初設定されていた共振周波数近傍に存在する変速機構内でのギヤの噛み合い周波数やそのｎ次の周波数成分に、上記変動要因で移動した共振周波数が重なって、被回転体の回転速度変動を増加させてしまうなどの問題があった。
【０００６】
従来は、このような問題に対応するために、変速機構の出力軸に大口径のフライホイールを取り付けて慣性力を増す等の方法で、事前に伝達系の共振周波数を他の系の共振周波数よりも大幅に低域に移動させていた。例えば、特許文献２には、次のように構成された減速機構が記載されている。駆動側継ぎ手部を有する継ぎ手機構で、減速機構の減速ギヤ軸（出力軸）と駆動側継ぎ手部とを連結する連結部に弾性円筒状部材を設け、この弾性円筒状部材にフライホイールを取り付けている。このように連結部を構成することで、この連結部の共振周波数（ねじれ固有周波数）を、他の部分の共振周波数、又はギヤの噛み合い周波数やそのｎ次の周波数成分より大幅に低く設定して共振を抑制できる。また、駆動モータ等の振動も被回転体に伝達され難くできる。これらの作用により、被回転体の回転速度変動を抑えるというものである。
【０００７】
しかし、特許文献２の減速機構では、連結部の弾性円筒状部材にフライホイールを装着しているので、軸方向長さが増え装置が大型化するとともに、高重量化をまねくという問題がある。また、フライホイールを設けている必要があり、資源消費の観点からの問題もある。
【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、次の遊星変速機構、この遊星変速機構を備えた回転駆動装置、及びこれらを備えた画像形成装置を提供することである。被回転体の共振周波数が移動しても、被回転体の回転速度変動を抑制でき、小型で軽量かつ資源消費の少ない遊星変速機構である。
【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に記載の遊星変速機構の発明は、被回転体の駆動軸に設けられた被伝達側継ぎ手部と結合されて回転駆動源の回転駆動力を伝達する駆動側継ぎ手部を、キャリアと一体的に設けられた出力軸に備える遊星変速機構において、上記駆動側継ぎ手部は、上記被伝達側継ぎ手部とスプライン結合するスプライン部材と、該スプライン部材と同軸かつ一体的に構成される弾性伝達部材とからなるスプライン継ぎ手部であり、上記スプライン継ぎ手部が、上記出力軸に対して着脱自在に構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の遊星変速機構において、上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、上記被伝達側継ぎ手部、上記スプライン部材、及び上記出力軸のねじり剛性よりも低い材料からなることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の遊星変速機構において、上記スプライン継ぎ手部は、上記弾性伝達部材が交換取り付け可能に構成されており、用いる装置への上記被回転体の装着時に、上記弾性伝達部材を選択交換して異なるねじり剛性を設定できるものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一に記載の遊星変速機構において、上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、ねじり剛性を、その材料硬度により可変としていることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一に記載の遊星変速機構において、上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、ねじり剛性を、上記出力軸との嵌め合いに設けた凸形状の軸方向長さで可変としていることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一に記載の遊星変速機構において、上記スプライン継ぎ手部の一部には、その機能に影響しない端部に交換を容易とする引き抜きのための、摘み部を設けていることを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一に記載の遊星変速機構において、上記出力軸の一部には、その機能に影響しない端部に上記被回転体の駆動軸の着脱時又は回転時の上記スプライン継ぎ手部の脱落を防止するための、板状突起部を設けていることを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の回転駆動装置の発明は、被回転体を回転駆動する回転駆動装置において、上記被回転体に回転駆動源の回転駆動力を変速して伝達する機構として、請求項１乃至７のいずれか一に記載の遊星変速機構を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項９に記載の画像形成形成装置の発明は、複数の回転体を備えた画像形成形成装置において、上記複数の回転体の内、少なくともいずれか１つの回転体の回転駆動に、請求項１乃至７のいずれか一に記載の遊星変速機構、又は請求項８に記載の回転駆動装置を用いることを特徴とするものである。
本発明は、スプライン継ぎ手部のスプライン部材と弾性伝達部材とが一体的に構成されているので、スプライン継ぎ手の高い回転伝達剛性を確保しつつ、弾性伝達部材における共振周波数の移動と振動振幅の抑制を支配的に行うことができる。共振周波数の移動と振動振幅の抑制を支配的に行うことで、共振周波数帯域に存在するギヤの噛み合い周波数の基本波や、そのｎ次波回転変動成分を減少させ、高精度な回転伝達を行うことができる。
そして、スプライン継ぎ手部が出力軸に対して着脱自在なので、遊星変速機構を分解することなく、スプライン継ぎ手部を容易に適切なものと交換して、弾性伝達部材における共振周波数の微少移動と振幅の抑制を支配的に行える。したがって、装置の組付け後に駆動状態が変化して被回転体の共振周波数が移動しても、スプライン継ぎ手部を適切なものと交換して、弾性伝達部材における共振周波数の微少移動と振幅を抑制した高精度な回転伝達を行うことができる。
また、出力軸に対して着脱自在なスプライン継ぎ手部を設ける構成により、フライホイールを用いることなく、弾性伝達部材における共振周波数の微少移動と振幅を抑制した高精度な回転伝達を行うことができる。したがって、特許文献２のように駆動側継ぎ手部と出力軸との連結部の弾性円筒状部材にフライホイールを取り付ける構成よりも、小型で軽量かつ資源消費の少ない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、装置の組付け後に駆動状態が変化して被回転体の共振周波数が移動しても、スプライン継ぎ手部を容易に交換して、共振周波数の微少移動と振幅の抑制を行うことができる。また、特許文献２のように駆動側継ぎ手部と出力軸との連結部の弾性円筒状部材にフライホイールを取り付ける構成よりも、小型で軽量かつ資源消費の少ない。
よって、被回転体の共振周波数が移動しても、被回転体の回転速度変動を抑制でき、小型で軽量かつ資源消費の少ない遊星変速機構、この遊星変速機構を備えた回転駆動装置、及びこれらを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の全体構成の説明図。
【図２】実施例１に係る遊星歯車減速機構のスプライン継ぎ手部を離間させた状態の説明図。
【図３】実施例１に係る遊星歯車減速機構のスプライン継ぎ手部を装着した状態の説明図。
【図４】実施例１に係るスプライン継ぎ手部の説明図。
【図５】スプライン継ぎ手部のねじり剛性値を変化させた場合の速度変動率のグラフ。
【図６】実施例２に係るスプライン継ぎ手部の説明図。
【図７】実施例３に係るスプライン継ぎ手部の説明図。
【図８】実施例４に係るスプライン継ぎ手部に設ける摘み部材の説明図。
【図９】実施例４に係るスプライン継ぎ手部を押さえる押さえ部材の説明図。
【図１０】従来の遊星歯車減速機構の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を、電写真方式の画像形成装置であるカラー対応のＭＦＰ機（以下、複合機という）の感光体ドラムの回転駆動装置に適用した実施形態の例について、実施例を挙げ、図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成の説明図である。図２は、実施例１に係る遊星歯車減速機構のスプライン継ぎ手部を離間させた状態の説明図、図３は、実施例１に係る遊星歯車減速機構のスプライン継ぎ手部を装着した状態の説明図である。図４は、実施例１に係るスプライン継ぎ手部の説明図、図５は、スプライン継ぎ手部のねじり剛性値を変化させた場合の速度変動率のグラフである。図６は、実施例２に係るスプライン継ぎ手部の説明図、図７は、実施例３に係るスプライン継ぎ手部の説明図である。図８は、実施例４に係るスプライン継ぎ手部の装着前の説明図、図９は、実施例４に係るスプライン継ぎ手部の装着後の説明図である。また、図２では、次の部材の関係が分かり易いように、それぞれの位置をずらして記載している。ドラム駆動軸１５１の先端に設けた外歯ギヤ１５３と、雌型スプライン部材１７１を設けたスプライン継ぎ手部１７０と、２段目キャリア１１８の出力軸１１９との関係である。
【００１３】
まず、本実施形態の複合機の構成及び動作について説明する。この複写機は、図１に示すように、主に次のものから構成されている。画像形成装置本体であり画像を作像する作像部１００、作像部１００を載置する給紙テーブル２００、作像部１００上に取り付けられたスキャナ３００、及びスキャナ３００上に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００である。
【００１４】
スキャナ３００では、原稿照明用光源やミラーなどを搭載した第一走行体３０３と、複数の反射ミラーを搭載した第二走行体３０４とが往復移動するのにともなって、コンタクトガラス３０１上に載置された原稿の読取り走査が行われる。第二走行体３０４から送り出される走査光は、結像レンズ３０５によってその後方に設置されている読取りセンサ３０６の結像面に集光せしめられた後、読取りセンサ３０６によって画像信号として読込まれる。
【００１５】
作像部１００には、潜像担持体としてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーに対応した感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｂｋが設けられている。各感光体ドラム４０の周囲には現像装置７０、帯電装置８５、感光体クリーニング装置８６等の電子写真プロセスを実行する各手段が配置され、これによって画像形成ユニット３８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）が形成されている。また、各画像形成ユニット３８は、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。各画像形成ユニット３８は４つ並列に設けられており、タンデム型画像形成部２０を形成している。ここで、各画像形成ユニット３８の構成は使用するトナーの色が異なるのみで、その構成・動作は、同一でああるので以下の説明では、符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは適宜、省略して説明する。
【００１６】
また、各画像形成ユニット３８内には、感光体ドラムユニット１５０を有している。図２、３に示すように、感光体ドラムユニット１５０のドラムホルダー１５４に保持された感光体ドラム４０のドラム駆動軸１５１は、ドラムホルダー１５４の片側に設けられた軸孔から、その先端が外部に出るように設けられている。ドラム駆動軸１５１の先端には、被伝達側継ぎ手部である外歯ギヤ１５３が形成されている。また、この外歯ギヤ１５３に結合されて駆動モーラ１４０の回転駆動力を伝達する駆動側継ぎ手部は、次のように構成されている。外歯ギヤ１５３とスプライン継ぎ手を構成する雌型スプライン部材１７１と、その外周に一体的に構成された同軸の弾性伝達部材１７２とからなるスプライン継ぎ手部１７０である。そして、画像形成ユニット３８の装着時に回転駆動装置である駆動モジュール１０５の出力軸１１９に取り付けられたスプライン継ぎ手部１７０の雌型スプライン部材１７１に外歯ギヤ１５３が噛み合ってスプライン継ぎ手を構成する。この駆動モジュール１０５は、遊星歯車減速機構１１０と駆動モータ１４０とを備えている。
【００１７】
そして、各画像形成ユニット３８の現像装置７０においては、それぞれ上記４色のトナーを含んだ現像剤が用いられる。現像装置７０は、現像剤担持体である現像ローラ７１が現像剤を担持、搬送して、感光体ドラム４０との対向位置において、感光体ドラム４０上の潜像を現像する。
【００１８】
タンデム型画像形成部２０の上部には、画像情報に基づいて感光体ドラム４０をレーザ光又はＬＥＤ光により露光して潜像を形成する露光装置３１が設けられている。
【００１９】
また、タンデム型画像形成部２０の感光体ドラム４０と対向する下方位置には、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト１５が配置されている。中間転写ベルト１５は支持ローラ３４、支持ローラ３５及び二次転写バックアップローラ３６によって支持されている。中間転写ベルト１５を介して感光体ドラム４０と相対する隣接位置には、感光体ドラム４０上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写装置６２が配置されている。
【００２０】
中間転写ベルト１５の下方には、中間転写ベルト１５表面に重ね合わせて形成されたトナー像を、給紙テーブル２００の給紙カセット４４から搬送されてくるシートＰに一括転写する二次転写装置１９が配置されている。二次転写装置１９は、二次転写ローラ２３と、この二次転写ローラ２３を中間転写ベルト１５に接離可能に支持する接離機構（不図示）とを備えている。二次転写装置１９は中間転写ベルト１５を介して二次転写バックアップローラ３６に二次転写ローラ２３を押し当て、中間転写ベルト１５上のトナー像をシートＰに転写する。
【００２１】
中間転写ベルト１５の表面に残留するトナーを取り除くために中間転写ベルトクリーニングユニット９０が設けられている。中間転写ベルトクリーニングユニット３７は、例えばファーブラシやウレタンゴムで形成されたクリーニングブレードを中間転写ベルト１５に当接させて、中間転写ベルト１５に付着している二次転写残トナーを掻き取る。
【００２２】
二次転写装置１９に隣接するように定着装置６０が設けられており、定着装置６０はシートＰ上の画像を定着する。定着装置６０は、内部に熱源としてのヒータが組み込まれた加熱ローラ６６と、この加熱ローラ６６に押し当てられる加圧ローラ６７とから主として構成されている。
【００２３】
二次転写装置１９及び定着装置６０の下方には、シートＰを反転する反転装置２８が配置されている。反転装置２８は、シートＰの両面に画像を記録すべくシートＰを反転させる。
【００２４】
次に、上記構成の画像形成装置の動作について説明する。図１の原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットするか、または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３０１上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じる。この状態で、操作パネル上のスタートスイッチ（不図示）を押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３０１上へと移動した後、第一走行体３０３および第二走行体３０４を走行させる。また、コンタクトガラス３０１上に原稿をセットしたときは直ちにスキャナ３００が駆動し、第一走行体３０３および第二走行体３０４を走行させる。そして、第一走行体３０３で光源から光を照射するとともに原稿面からの反射光を受ける。この反射光を第二走行体３０４に向けて反射し、第二走行体３０４のミラーで反射光を更に反射して結像レンズ３０５を通して読取りセンサ３０６に入射させ、読取りセンサ３０６で原稿内容を読取る。
【００２５】
また、操作パネル上のスタートスイッチを押すことによって、駆動モータ（不図示）を駆動させて、支持ローラ３４、支持ローラ３５、二次転写バックアップローラ３６の１つを回転駆動し、他の２つの支持ローラを従動回転させる。このように回転させることで、中間転写ベルト１５を回動させる。同時に、各画像形成ユニット３８において、帯電装置８５によって感光体ドラム４０を一様に帯電させる。そして、スキャナ３００の読取り内容に応じて露光装置３１からレーザやＬＥＤ等による書込み光を照射して帯電した各感光体ドラム４０上に静電潜像を形成する。静電潜像が形成された感光体ドラム４０に現像装置７０からトナーを供給し、静電潜像を可視像化し、各感光体ドラム４０上にそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の単色画像を形成する。単色画像を順次一次転写装置６２によって中間転写ベルト１５上に重なるように一次転写し、中間転写ベルト１５上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム４０の表面は、感光体クリーニング装置８６によって残留トナーを除去し、除電装置（不図示）で除電して再度の画像形成に備える。
【００２６】
操作パネル上のスタートスイッチを押すことにより、また給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択されて回転し、ペーパーバンク４３に多段に設けられた給紙カセット４４の１つからシートＰを繰り出す。繰り出したシートＰを、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に挿入し、搬送ローラ対４７で搬送して作像部１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ対４９に突き当てて停止させる。次に、中間転写ベルト１５上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ対４９を回転し、中間転写ベルト１５と二次転写装置１９との間にシートＰを送り込み二次転写装置１９で転写してシートＰ上にカラー画像を転写する。
【００２７】
二次転写ローラ２３を通過した未定着トナー像を担持したシートＰを、定着装置６０へ搬送し、定着装置６０で熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。画像定着後のシートＰは、切換爪５５で切り換えて排出ローラ対５６によって排出し、排紙トレイ５７上にスタックされるか、切換爪５５で切り換えて反転装置２８に導入される。反転装置２８に導入したシートＰは、反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を記録され、その後、排出ローラ対５６で排紙トレイ５７上に排出される。このとき、画像転写後の中間転写ベルト１５上に残留する残留トナーを中間転写ベルトクリーニングユニット９０で除去し、タンデム型画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
【００２８】
次に、本実施形態の特徴部である、遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５について、実施例を挙げ図を用いて説明する。ここで、各画像形成ユニット３８に対応する駆動モジュール１０５の構成は、対応する各画像形成ユニット３８で使用するトナーの色が異なるのみで、その構成・動作は、同一であある。したがって、以下の説明では、符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは適宜、省略して説明する。
【００２９】
（実施例１）
本実施形態の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５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２、３に示すように、遊星歯車減速機構１１０とその駆動源である駆動モータ１４０とは、遊星歯車減速機構１１０のモータ側エンドプレート１３５と、駆動モータ１４０のハウジングとがネジ（不図示）で締め付け固定されている。このように固定されて、遊星歯車減速機構１１０と駆動モータ１４０駆動とは駆動モジュール１０５を形成している。この駆動モジュール１０５は、図３に示すように、別途支持されて回転するドラム駆動軸１５１と連結されて感光体ドラム４０の正確な回転を行う。ドラム駆動軸１５１と、遊星歯車減速機構１１０の出力軸１１９とは、装置本体への組付け性や、メンテナンス時の交換性を考慮すると、このように分割構成して形成し、いずれかの箇所で結合して回転駆動させる必要がある。
【００３０】
遊星歯車減速機構１１０は、主に、次のものを有している。その内周面の一部に内歯の歯車部１１２が形成された固定内歯歯車１１１と、１段目の遊星歯車１１４と、１段目のキャリア１１５とを有している。また、１段目のキャリア１１５に接続された１段目の出力軸でもある２段目の太陽歯車１１６と、２段目の遊星歯車１１７と、２段目のキャリア１１８とを有している。そして、２段目のキャリア１１８に接続された２段目の出力軸である出力軸１１９を有している。この出力軸１１９には、被伝達側継ぎ手部であるドラム駆動軸１５１先端の外歯ギヤ１５３とスプライン継ぎ手を構成する雌型スプライン部材１７１を有したスプライン継ぎ手部１７０が着脱自在に取り付けられている。このスプライン継ぎ手部１７０は、雌型スプライン部材１７１と、その外周に同軸に、一体的に構成された弾性伝達部材１７２とからなる。また、固定内歯歯車１１１の駆動モータ１４０側の内周面端部には、モータ側エンドプレート１３５が固定され、固定内歯歯車１１１の出力軸１１９側の端部には、出力軸側エンドプレート１３６が固定される。また、出力軸側エンドプレート１３６には、出力軸１１９を通す出力軸孔が形成されており、この出力軸孔の感光体ドラムユニット１５０側には突起部が形成されている。この突起部が、装置本体の本体側取り付け側板１６０（以下、側板１６０という）に形成された孔に嵌め合わされて位置決めの後、ネジ止め（不図示）されることになる。また、この遊星歯車減速機構１１０では各キャリアを浮動支持するため、出力軸孔の内周面と出力軸１１９の外周面には、適切なギャップが設定され、所定の回転数で高精度な等角速度運転が行われる様になっている。
【００３１】
駆動モータ１４０は、遊星歯車減速機構１１０側に回転駆動力を伝達する駆動モータ軸１４１を有しており、この駆動モータ軸１４１には外歯ギヤが形成され、遊星歯車減速機構１１０の１段目の太陽歯車１１３として機能する。この駆動モータ軸１４１を通すため、遊星歯車減速機構１１０のモータ側エンドプレート１３５には、その中心に駆動モータ孔（不図示）が太陽歯車１１３の外歯ギヤと十分なギャップを持って形成されている。
【００３２】
遊星歯車減速機構１１０の各キャリアによる遊星歯車の保持は、各遊星歯車を回転自在の保持するキャリアピンと、キャリアと、キャリアから離れた側の端部に設けられた円盤状のキャリアピン押さえで行なわれる。また、キャリアピン押さえには、各遊星歯車に噛み合う太陽歯車を通すための孔が形成されている。この孔の径には、固定内歯歯車１１１の歯車部１１２と各遊星歯車の噛み合い誤差等により、キャリア中心軸にズレや傾きが生じても、太陽歯車に接触しないように、十分なギャップが設定されている。
【００３３】
また、感光体ドラムユニット１５０は、画像形成ユニット３８内に有するトナーが無くなった場合や、感光体ドラム４０の交換等を行う場合に、図２中の矢印で示す装着方向にスライドして装着されるように構成されている。このように構成されていることで、感光体ドラムユニット１５０は、所定の位置に対して着脱可能になっている。感光体ドラムユニット１５０が所定位置に装着されることで、感光体ドラムユニット１５０と駆動モジュール１０５とがスプライン継ぎ手部１７０を介して結合される。本実施例の特徴は、感光体ドラムユニット１５０と駆動モジュール１０５との結合を、被伝達側継ぎ手部である外歯ギヤ１５３と、駆動側継ぎ手部であるスプライン継ぎ手部１７０を介して行うことにある。
【００３４】
次に、スプライン継ぎ手部１７０について、図４（ａ）〜（ｄ）を用いて、より詳細に説明する。図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、スプライン継ぎ手部１７０は、ドラム駆動軸１５１先端の外歯ギヤ１５３と結合して回転駆動力を伝達する雌型スプライン部材１７１と、弾性伝達部材１７２とで構成されている。また、雌型スプライン部材１７１は略円筒状の形状をしており、その軸方向長さは出力軸１１９の２段目のキャリア１１８からの軸方向の延出長さと略同一に構成している。また、弾性伝達部材１７２の軸方向長さも同様である。ここで、図４の（ａ）は、スプライン継ぎ手部１７０を出力軸１１９に取り付けた状態の平面、（ｂ）は、スプライン継ぎ手部１７０と出力軸１１９との関係を示した断面を示している。また、図４の（ｃ）は、スプライン継ぎ手部１７０の平面、（ｄ）は、スプライン継ぎ手部１７０の断面を示している。
【００３５】
雌型スプライン部材１７１における略円筒状の形状の中空部には、ドラム駆動軸１５１先端の外歯ギヤ１５３とスプライン結合する歯形形状が形成されいる。この噛み合い歯の形状は、一般平歯車と近似で、例えばモジュール０．８、圧力角２０°で作られる。このようにスプライン結合の方式を採用するのは、結合部の噛み合い歯形形状をインボリュート歯形で全周形成することができるため、その結果、噛み合い部の歯数が多くて剛性が高まり、振動が少なくトルク伝達できるためである。また、回転伝達の軸心ずれに関しても比較的許容差が大きく、８０μｍ以下程度の位置誤差は吸収が可能である。図２、３に示すように組み付ける場合、仮にドラム駆動軸１５１と、遊星歯車減速機構１１０の出力軸１１９とが、それぞれの部品公差の積み上げにより誤差が大きく積みあがって、同軸度が出ていなかった場合に有効である。そして、雌型スプライン部材１７１を形成する材料としては、金属あるいは、硬質な成型樹脂材料を用いる。例えば、金属ではステンレス、アルミ合金、銅及び銅合金の切削加工品で良く、鉄又は銅系の焼結品でも良い。その他カーボン又はガラスファバーを入れた、硬質な樹脂成型品で良い。
【００３６】
本実施例では、雌型スプライン部材１７１と同軸であって、雌型スプライン部材１７１の外周に、適正なねじり剛性を設定して回転駆動力を伝達できる弾性伝達部材１７２を成型加工により一体的に形成している。雌型スプライン部材１７１と弾性伝達部材１７２間は、伝達する回転駆動力の回転トルクが作用しても接合がとれて、空回りしないように固着されている。具体的には、雌型スプライン部材１７１の軸方向に平行な外周に、微少な凹凸部１７３が加工しており、弾性伝達部材１７２の成型加工時にこの部分が埋め合わされることで、回転ねじりに対して、保持するに十分な耐トルクが確保される。
【００３７】
この弾性伝達部材１７２の外周には、出力軸１１９に対して抜き差しによる交換が可能であるとともに、回転方向のトルク伝達が可能な出力軸１１９との嵌合突起１７４を、弾性伝達部材１７２の円周方向に均等に分割配置して設けている。この嵌合突起１７４の軸方向に垂直な断面は略台形状をしており、弾性伝達部材１７２の軸方向長と同じ長さで、弾性伝達部材１７２と一体に成形される。そして、弾性伝達部材１７２を形成する材料としては、ゴム（ウレタン、天然、クロロプレン）などのエラストマーを、狙いのねじり剛性となるように、部品の形状と硬度（材料配合を変えて調合）を決定して成型加工する。その硬度は、概ねゴム硬度で４０度〜９０度である。また、本実施例では、図４（ａ）、（ｃ）に示すように、嵌合突起１７４を４個設けているが、４個に限定されるものではない。
【００３８】
また、第２キャリア１１８の出力軸１１９の内面には、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、弾性伝達部材１７２と同軸で、弾性伝達部材１７２の外周と嵌め合う内面と、嵌合突起１７４に対応する凹形状部とが形成されている。このように形成されることで、スプライン継ぎ手部１７０と出力軸１１９とはスライドして抜き差しが可能なように構成されている。この構成により、いわゆる交換可能な、スプライン継ぎ手部１７０が形成されることとなる。
【００３９】
このスプライン継ぎ手部１７０は、抜き差しによる交換が可能であるので、ねじり剛性の異なる弾性伝達部材１７２を用いて構成したスプライン継ぎ手部１７０を、事前に駆動系の共振周波数に応じて数種類用意しておく。そして、任意に選択して、伝達系となる遊星歯車減速機構１１０の出力軸１１９に取り付けることが可能となる。
【００４０】
このようにねじり剛性の異なる弾性伝達部材１７２を用いて構成したスプライン継ぎ手部１７０を用いることで、伝達系の共振周波数の移動と、振動振幅の抑制を行うことができる。このように行うことができるため、共振周波数帯域に存在するギヤの噛み合い周波数の基本波又はそのｎ次波といった回転変動成分を減少させ、高精度な回転伝達を行うことができる。また、スプライン継ぎ手と弾性伝達部材とを一体的に構成することで、スプライン継ぎ手の高い回転伝達剛性を確保しつつ、弾性伝達部材における共振周波数の移動と、振動振幅の抑制を支配的に行うことができる。そして、剛性の異なる弾性伝達部材１７２を、部品加工時に一体化させておくことで、交換のための抜き差しを容易にすることが可能である。一方、キャリア１１８の出力軸１１９側に完全固定すると、遊星歯車減速機構１１０を取り外し、さらにキャリア１１８を分解してから交換する必要があり容易に行なうことはできない。そこで、本実施例の構成では、弾性伝達部材１７２をスプライン継ぎ手部１７０部側に形成するとで、遊星歯車減速機構１１０を取り外してキャリア１１８を分解することなく、スライド動作だけで容易に行うことができる。
【００４１】
また、このようにスプライン継ぎ手によって接続が行われ、伝達系が構成されると、この系における伝達特性は、弾性係数の最も低い弾性伝達部材１７２により決定することができる。弾性伝達部材１７２での、形状及び材料特性のみによって、この部分でのねじり剛性［ｒａｄ／Ｎｍ］を設定できれば、系の伝達特性を調整しやすくなる。すなわち、各所のねじり剛性の影響がなく、ここのバネ性と粘性だけで決定されるので、調整のための試行を繰り返さなくても１回のスプライン継ぎ手部１７０の交換で狙いの変化を得ることができる。そのために、弾性伝達部材１７２以外の部分すなわち雌型スプライン部材１７１及び、キャリア１１８の出力軸１１９のねじり剛性は、弾性伝達部材１７２のねじり剛性よりも十分高くなるように、その形状と材料を決定する。
【００４２】
また、弾性伝達部材１７２の所望のねじり剛性は、選択する材料又は材料配合によるの硬度差で得ることができる。このように、ねじり剛性可変の手段として、エラストマーで構成する材料の硬度を可変させることで可能となる。このように可能となることで、極めて小型化した弾性伝達部材１７２が形成でき、これをスプライン継ぎ手部１７０に組み込むことができる。よって、遊星歯車減速機構１１０の径方向の拡大を最小限に抑えることができる。
【００４３】
また、参考に試験機において発生する回転速度変動が、剛性の異なる弾性伝達部材１７２を用いることで抑制される効果を示した例のグラフを図５（ａ）〜（ｃ）に記載する。試験機に、図２、３に記載した構成と同様な、スプライン継ぎ手部１７０を介在させて、ドラム駆動軸１５１と２段目キャリア１１８間のねじり剛性値を可変した。それぞれのねじり剛性は、ｍａ＝３５０〔Ｎｍ／ｒａｄ〕、ｍｂ＝１５０〔Ｎｍ／ｒａｄ〕、ｍｃ＝５３〔Ｎｍ／ｒａｄ〕とした。図５の各グラフの横軸が回転変動発生の周波数で、縦軸は回転の速度変動率〔％（ｐ−ｐ）〕を示している。各グラフでは３００〜４００ＨＺあたりに系の共振周波数が存在することが分かる。このあたりにおいて発生するギヤの噛み合いや、そのｎ次周波数の変動が、ｍｃ＝５３〔Ｎｍ／ｒａｄ〕のねじり剛性のスプライン継ぎ手部１７０を介在させた図５（ｃ）のグラフが最も速度変動率が小さくなった。つまり、３００〜４００ＨＺあたりでのギヤの噛み合いや、そのｎ次周波数の変動が、剛性の異なる弾性伝達部材１７２に付け替えて駆動させることで、変動の振幅が減少する効果を確認することができた。
【００４４】
また、上述した本実施例では、本発明を遊星歯車を用いた遊星歯車減速機構に適用した例について説明したが、本発明を適用可能な遊星変速機構は、遊星歯車減速機構に限定されるものではない。例えば、遊星ローラを用いたトラクション方式の遊星減速機構等にも適用可能である。また、増速に用いる遊星変速機構、すなわち遊星歯車増速機構や、トラクション方式の遊星増速機構等にも適用可能である。
【００４５】
（実施例２）
本実施形態の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５の、第２の実施例である実施例２を図６（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。本実施例と上述した実施例１とでは、本実施例のスプライン継ぎ手部１７０が、弾性伝達部材１７２を交換可能に構成したこと、すなわちスプライン継ぎ手部１７０を分割できるように構成したことに係る点のみが異なる。他の構成・動作等は、上述した実施例１と同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。ここで、図６の（ａ）は、スプライン継ぎ手部１７０を出力軸１１９に取り付けた状態の平面、（ｂ）は、スプライン継ぎ手部１７０と出力軸１１９との関係を断面で示したものである。また、図６の（ｃ）は、スプライン継ぎ手部１７０の弾性伝達部材１７２の平面、（ｄ）は、スプライン継ぎ手部１７０の弾性伝達部材１７２と雌型スプライン部材１７１を離間させた状態を断面で示したものである。
【００４６】
本実施例のスプライン継ぎ手部１７０も、実施例１と同様に２段目のキャリア１１８にもうけた出力軸１１９に対して着脱自在に構成されている。この構成に加え、本実施例のスプライン継ぎ手部１７０では、弾性伝達部材１７２だけを、任意に交換取り付けして使用できるように構成している。このようにスプライン継ぎ手部１７０を構成することで、雌型スプライン部材１７１は、共通部品として使用することができるので、製作個数の無駄を最少にして、所望の伝達特性を得ることができる。
【００４７】
具体的には、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、実施例１と同様な弾性伝達部材１７２の外周に設ける出力軸１１９との嵌合突起１７４に加え、弾性伝達部材１７２の内周に嵌合突起１７５を設けている。この内周に設ける嵌合突起１７５により、２段目のキャリア１１８に設けた出力軸１１９に加え、雌型スプライン部材１７１に対しても抜き差しによる交換が可能であるとともに、回転方向のトルク伝達を可能としている。この内周に設ける嵌合突起１７５は、外周に設ける嵌合突起１７４と同様に、その軸方向に垂直な断面は略台形状をしており、弾性伝達部材１７２の軸方向長と同じ長さで、弾性伝達部材１７２と一体に成形される。そして、弾性伝達部材１７２の内周に均等に分割配置して設けている。また、本実施例では、図６（ａ）、（ｃ）に示すように、嵌合突起１７４を４個設けているが、４個に限定されるものではない。
【００４８】
また、スプライン継ぎ手部１７０を構成する雌型スプライン部材１７１の外周には、弾性伝達部材１７２と同軸で、弾性伝達部材１７２の内周と嵌め合う外面と、嵌合突起１７５に対応する凹形状部とが形成されている。このように形成されることで、雌型スプライン部材１７１と弾性伝達部材１７２とはスライドして抜き差しが可能なように構成されている。この構成により、いわゆる分離型のスプライン継ぎ手部１７０が形成されることとなる。
【００４９】
本実施例のスプライン継ぎ手部１７０では、回転駆動力を伝達する場合に、出力軸１１９に弾性伝達部材１７２を挿入し、かつ、この弾性伝達部材１７２に雌型スプライン部材１７１を挿入した状態とする。このような状態で回転伝達を行なうことで、弾性伝達部材１７２は回転方向に対して、出力軸１１９及び雌型スプライン部材１７１に確実に固定され、両者との安定した伝達特性を確保することができる。逆に、交換のための抜き差しは、スライドするだけで容易に行うことが可能である。また、弾性伝達部材１７２の内周に設けた嵌合突起１７５により、回転方向に対して雌型スプライン部材１７１に確実に固定されるので、雌型スプライン部材１７１の軸方向に平行な外周に、微少な凹凸部１７３は加工していない。
【００５０】
このように構成することで、感光体ドラムユニット１５０を装着した時点で、部品の積み上げ精度誤差や、クリーニングブレードの接触圧による粘性抵抗の変化等により共振周波数が移動した場合でも、それを補正する操作を簡単にできる。従来の構成では、共振周波数が移動した場合に、その修正を行なうためには、大変な労力を有するが、この構成であれば装置内の振動特性に合わせてスプライン継ぎ手部１７０を交換する時も、極めて容易に行うことができる。
【００５１】
（実施例３）
本実施形態の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５の、第３の実施例である実施例３を図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。本実施例と上述した実施例１、２とでは、本実施例のスプライン継ぎ手部１７０では、弾性伝達部材１７２のねじり剛性を可変する構成に係る点のみが異なる。他の構成・動作等は、上述した実施例１又は２と同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。ここで、図７の（ａ）は、スプライン継ぎ手部１７０の弾性伝達部材１７２の平面、（ｂ）は、スプライン継ぎ手部１７０の弾性伝達部材１７２の側面を示している。
【００５２】
本実施例では、弾性伝達部材１７２のねじり剛性を可変するのに、弾性伝達部材１７２に用いる材料特性を一種類に固定化しておき、内外周に形成する嵌合突起１７５及び嵌合突起１７４の軸心方向長さの長短によって決定するようにした。
【００５３】
具体的には、図７（ａ）に示すように、弾性伝達部材１７２の内外周にに形成する嵌合突起１７５及び嵌合突起１７４の、台形状部の弾性伝達部材１７２の内外周に接する軸心に垂直な方向の長さ（Ｗ）を固定化する。そして、図７（ｂ）に示すように、弾性伝達部材１７２の内外周にに形成する嵌合突起１７５及び嵌合突起１７４の、台形状部の弾性伝達部材１７２の内外周に接する軸心に平行な方向の長さ（Ｌ）を、中心振り分けで調整する。
【００５４】
このように弾性伝達部材１７２の内外周にに形成する嵌合突起１７５及び嵌合突起１７４の軸心に平行な方向の長さ（Ｌ）を変更することで、各嵌合突起が弾性伝達部材１７２の内外周に接する部分の面積を変更することができる。したがって、弾性伝達部材１７２のねじり剛性を、一定の範囲で、軸心に平行な方向の長さ（Ｌ）の設定により、ほぼ直線的に変えることができる。このように弾性伝達部材１７２のねじり剛性を変更可能なので、ねじり剛性値の管理を容易に行なうことができる。
【００５５】
（実施例４）
本実施形態の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５の、第４の実施例である実施例４を図を用いて説明する。本実施例と上述した実施例１乃至３とでは、本実施例のスプライン継ぎ手部１７０では、スプライン継ぎ手部１７０を着脱時に利用する構成や、スプライン継ぎ手部１７０を出力軸１１９に保持する構成に係る点のみが異なる。他の構成・動作等は、上述した実施例１又は２と同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。ここで、図８の（ａ）は、スプライン継ぎ手部１７０に設ける摘み部材１８０の平面、（ｂ）は、スプライン継ぎ手部１７０に設ける摘み部材１８０の断面を示している。また、図９の（ａ）は、スプライン継ぎ手部１７０を押さえる押さえ部材１９０の平面、（ｂ）は、スプライン継ぎ手部１７０を押さえる押さえ部材１９０の断面を示している。
【００５６】
上述した各実施例のスプライン継ぎ手部１７０は、出力軸１１９に装着している状態では、図３に示すように、感光体ドラムユニット１５０の装着方向奥側の側板１６０とほぼ同じ位置に取り付けられている。このような位置に取り付けられるため、スプライン継ぎ手部１７０を形成して装着した場合、その後、スプライン継ぎ手部１７０を交換する場合に取り出しにくいという難点がある。また、スプライン継ぎ手部１７０を交換した場合や、駆動モジュール１０５を回転させる場合に、出力軸１１９から抜けてしまうと、正常に駆動モジュール１０５を回転駆動させることができないばかりではなく、後処理にも労力を要する。
【００５７】
そこで、本実施例では、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、操作者が容易にスプライン継ぎ手部１７０を引き出せるように、スプライン継ぎ手部１７０に引き抜きのための摘み部材１８０を設けた。また、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、スプライン継ぎ手部１７０を装着後に、その抜け止めを行えるように、出力軸１１９に押さえ部材１９０を設けた。
【００５８】
まず、図８（ａ）、（ｂ）を用いて、スプライン継ぎ手部１７０に設けた引き抜きのための摘み部材１８０から説明する。ここで、本実施例の摘み部材１８０を、実施例１の図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明したスプライン継ぎ手部１７０に適用した例について説明する。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、スプライン継ぎ手部１７０の引き抜き方向の雌型スプライン部材１７１の端面に、摘み部材１８０を固定する。この摘み部材１８０は、雌型スプライン部材１７１の端面に固定される円板状部１８１と、この円板状部１８１の外周部に固定されて軸方向に所定長さだけ延出された平板状部１８２を備えている。また、この平板状部１８２の引き抜き方向端部に軸心に垂直であって、軸心から離れる方向に折り曲げられた摘み部１８３が設けられている。そして、円板状部１８１は雌型スプライン部材１７１と同軸心であって、その内歯ギヤが形成された部分を覆わないように、穴が形成されている。また、この円板状部１８１に固定される平板状部１８２及び摘み部１８３は、軸心に点対称に偏芯しないように２組固定されている。
【００５９】
この摘み部材１８０の材料は弾性変形するように、薄板金属をブレスによって作るか、同じく薄肉の成型樹脂によって作る。いずれも溶接あるいは、熱溶着により、雌型スプライン部材１７１の端面に、回転軸と同軸性を持って、偏芯しないように接合する。又、回転質量軽減のために極力薄肉化を図る。このように摘み部材１８０を構成することで、操作者は、感光体ドラムユニット１５０を図中左側に引き抜くか、あるいは遊星歯車減速機構１１０を本体取り付け側板１６０から取り外すことによって、スプライン継ぎ手部１７０を露出させることができる。したがって、その後、摘み部１８３を持って簡単に引き抜き、取り外すことができる。
【００６０】
次に、図９（ａ）、（ｂ）を用いて、スプライン継ぎ手部１７０の装着後に、その抜け止めを行う、出力軸１１９設けた押さえ部材１９０について説明する。ここで、本実施例の押さえ部材１９０を、実施例１の図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明したスプライン継ぎ手部１７０に適用した例について説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、板状の押さえ部材１９０は、出力軸１１９の側面に接続される部分この板状の押さえ部材１９０は、出力軸１１９の側面に接続される部分と、弾性伝達部材１７２の引き抜き方向の端面に沿って折り曲げられた折り曲げ部と、その先端に形成された円弧部とからなる。この円弧部及び折り曲げ部により弾性伝達部材１７２の端部が抜け出ないように位置固定が行われる。また、この押さえ部材１９０は、弾性変形するように、薄板金属をブレスによって作るか、同じく薄肉の成型樹脂によって作られている。そして、スプライン継ぎ手部１７０の引き抜き時には、この押さえ部材１９０のこの円弧部及び折り曲げ部が変形するので、スプライン継ぎ手部１７０を容易に引き抜ける。また挿入時には、円弧部が弾性伝達部材１７２に設けた嵌合突起１７４の先端により、軸心から離れる側に押されて折り曲げ部が変形するので、容易に挿入することもできる。
【００６１】
以上、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。スプライン継ぎ手部１７０の雌型スプライン部材１７１と弾性伝達部材１７２とが一体的に構成されているので、スプライン継ぎ手の高い回転伝達剛性を確保しつつ、弾性伝達部材１７２における共振周波数の移動と振動振幅の抑制を支配的に行うことができる。共振周波数の移動と振動振幅の抑制を支配的に行うことで、共振周波数帯域に存在するギヤの噛み合い周波数の基本波や、そのｎ次波回転変動成分を減少させ、高精度な回転伝達を行うことができる。そして、スプライン継ぎ手部１７０が出力軸１１９に対して着脱自在なので、遊星歯車減速機構１１０を分解することなく、スプライン継ぎ手部１７０を容易に適切なものと交換して、弾性伝達部材１７２における共振周波数の微少移動と振幅の抑制を支配的に行える。したがって、装置の組付け後に駆動状態が変化して感光体ドラム４０の共振周波数が移動しても、スプライン継ぎ手部１７０を適切なものと交換して、弾性伝達部材１７２における共振周波数の微少移動と振幅を抑制した高精度な回転伝達を行うことができる。また、出力軸１１９に対して着脱自在なスプライン継ぎ手部１７０を設ける構成により、フライホイールを用いることなく、弾性伝達部材１７２における共振周波数の微少移動と振幅を抑制した高精度な回転伝達を行うことができる。したがって、特許文献２のように駆動側継ぎ手部と出力軸との連結部の弾性円筒状部材にフライホイールを取り付ける構成よりも、小型で軽量かつ資源消費の少ない。よって、感光体ドラム４０の共振周波数が移動しても、感光体ドラム４０の回転速度変動を抑制でき、小型で軽量かつ資源消費の少ない遊星歯車減速機構１１０を提供することができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。弾性伝達部材１７２以外の部分すなわち雌型スプライン部材１７１及び、キャリア１１８の出力軸１１９のねじり剛性は、弾性伝達部材１７２のねじり剛性よりも十分高くなるように、その形状と材料を決定している。スプライン継ぎ手によって接続が行われ、伝達系が構成されると、この系における伝達特性は、弾性係数の最も低い弾性伝達部材１７２により決定することができる。弾性伝達部材１７２での、形状及び材料特性のみによって、この部分でのねじり剛性［ｒａｄ／Ｎｍ］を設定できれば、系の伝達特性を調整しやすくなる。そして、調整のための試行を繰り返さなくても１回のスプライン継ぎ手部１７０の交換で狙いの変化を得ることができる。そのために、弾性伝達部材１７２以外の部分すなわち雌型スプライン部材１７１及び、キャリア１１８の出力軸１１９のねじり剛性は、弾性伝達部材１７２のねじり剛性よりも十分高くなるように、その形状と材料を決定する。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。外周に設ける出力軸１１９との嵌合突起１７４に加え、弾性伝達部材１７２の内周に嵌合突起１７５を設けている。この内周に設ける嵌合突起１７５により、２段目のキャリア１１８に設けた出力軸１１９に加え、雌型スプライン部材１７１に対しても抜き差しによる交換が可能であるとともに、回転方向のトルク伝達を可能としている。この構成により、いわゆる分離型のスプライン継ぎ手部１７０が形成されることとなる。このように構成することで、感光体ドラムユニット１５０を装着した時点で、部品の積み上げ精度誤差や、クリーニングブレードの接触圧による粘性抵抗の変化等により共振周波数が移動した場合でも、それを補正する操作を簡単にできる。従来の構成では、共振周波数が移動した場合に、その修正を行なうためには、大変な労力を有するが、この構成であれば装置内の振動特性に合わせてスプライン継ぎ手部１７０を交換する時も、極めて容易に行うことができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。弾性伝達部材１７２の所望のねじり剛性は、選択する材料又は材料配合によるの硬度差で得ることができる。このように、ねじり剛性可変の手段として、エラストマーで構成する材料の硬度を可変させることで可能となる。このように可能となることで、極めて小型化した弾性伝達部材１７２が形成でき、これをスプライン継ぎ手部１７０に組み込むことができる。よって、遊星歯車減速機構１１０の径方向の拡大を最小限に抑えることができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。弾性伝達部材１７２の内外周にに形成する嵌合突起１７５及び嵌合突起１７４の軸心に平行な方向の長さ（Ｌ）を変更することで、各嵌合突起が弾性伝達部材１７２の内外周に接する部分の面積を変更することができる。したがって、弾性伝達部材１７２のねじり剛性を、一定の範囲で、軸心に平行な方向の長さ（Ｌ）の設定により、ほぼ直線的に変えることができる。このように弾性伝達部材１７２のねじり剛性を変更可能なので、ねじり剛性値の管理を容易に行なうことができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。スプライン継ぎ手部１７０の引き抜き方向の雌型スプライン部材１７１の端面に、摘み部材１８０設けているので、操作者は、感光体ドラムユニット１５０を図中左側に引き抜くか、あるいは遊星歯車減速機構１１０を本体取り付け側板１６０から取り外すことによって、スプライン継ぎ手部１７０を露出させることができる。したがって、その後、摘み部１８３を持って簡単に引き抜き、取り外すことができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、次のような作用効果を奏することができる。板状の押さえ部材１９０を、出力軸１１９の側面に接続し、機能に影響しない端部に設けている。そして、スプライン継ぎ手部１７０の引き抜き時には、この押さえ部材１９０のこの円弧部及び折り曲げ部が変形するので、スプライン継ぎ手部１７０を容易に引き抜ける。また挿入時には、円弧部が弾性伝達部材１７２に設けた嵌合突起１７４の先端により、軸心から離れる側に押されて折り曲げ部が変形するので、容易に挿入することもできる。したがって、スプライン継ぎ手部１７０の装着後の引き抜きを確実に防止できる。
また、本実施形態の回転駆動装置である駆動モジュール１０５では、感光体ドラム４０に駆動モータ１４０の回転駆動力を減速して伝達する機構として、上述したいずれかの遊星歯車減速機構１１０を備える。したがって、上述したいずれかの遊星歯車減速機構１１０と同様な作用効果を奏することができる。
また、本実施形態の画像形成装置である複合機では、備える複数の回転体のい内、少なくとも感光体ドラム４０の回転駆動に、上述したいずれかの遊星歯車減速機構１１０、又は上述した駆動モジュール１０５を備える。したがって、上述したいずれかの遊星歯車減速機構１１０、又は上述した駆動モジュール１０５と同様な作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６２】
４０ 感光体ドラム
１０５ 駆動モジュール
１１０ 遊星歯車減速機構
１１１ 固定内歯歯車
１１２ １段目の歯車部
１１３ １段目の太陽歯車
１１４ １段目の遊星歯車
１１５ １段目のキャリア
１１６ ２段目の太陽歯車
１１７ ２段目の遊星歯車
１１８ ２段目のキャリア
１１９ 出力軸
１３５ モータ側エンドプレート
１３６ 出力軸側エンドプレート
１４０ 駆動モータ
１４１ 駆動モータ軸
１５０ 感光体ドラムユニット
１５１ ドラム駆動軸
１５３ 外歯ギヤ
１５４ ドラムホルダー
１６０ 側板
１７０ スプライン手継ぎ手部
１７１ 雌型スプライン部材
１７２ 弾性伝達部材
１７３ 凹凸部
１７４、１７５ 嵌合突起
１８０ 摘み部材１８０
１８１ 円板状部
１８２ 平板状部
１８３ 摘み部
１９０ 押さえ部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開２００９−０６９５５６号公報
【特許文献２】特開２００６−３００２３０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被回転体の駆動軸に設けられた被伝達側継ぎ手部と結合されて回転駆動源の回転駆動力を伝達する駆動側継ぎ手部を、キャリアと一体的に設けられた出力軸に備える遊星変速機構において、
上記駆動側継ぎ手部は、
上記被伝達側継ぎ手部とスプライン結合するスプライン部材と、該スプライン部材と同軸かつ一体的に構成される弾性伝達部材とからなるスプライン継ぎ手部であり、
上記スプライン継ぎ手部が、上記出力軸に対して着脱自在に構成されていることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星変速機構において、
上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、
上記被伝達側継ぎ手部、上記スプライン部材、及び上記出力軸のねじり剛性よりも低い材料からなることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の遊星変速機構において、
上記スプライン継ぎ手部は、
上記弾性伝達部材が交換取り付け可能に構成されており、
用いる装置への上記被回転体の装着時に、上記弾性伝達部材を選択交換して異なるねじり剛性を設定できることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一に記載の遊星変速機構において、
上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、
ねじり剛性を、その材料硬度により可変としていることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一に記載の遊星変速機構において、
上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、
ねじり剛性を、上記出力軸との嵌め合いに設けた凸形状の軸方向長さで可変としていることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一に記載の遊星変速機構において、
上記スプライン継ぎ手部の一部には、
その機能に影響しない端部に交換を容易とする引き抜きのための、摘み部を設けていることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一に記載の遊星変速機構において、
上記出力軸の一部には、
その機能に影響しない端部に上記被回転体の駆動軸の着脱時又は回転時の上記スプライン継ぎ手部の脱落を防止するための、板状突起部を設けていることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項８】
被回転体を回転駆動する回転駆動装置において、
上記被回転体に回転駆動源の回転駆動力を変速して伝達する機構として、請求項１乃至７のいずれか一に記載の遊星変速機構を備えたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項９】
複数の回転体を備えた画像形成形成装置において、
上記複数の回転体の内、少なくともいずれか１つの回転体の回転駆動に、請求項１乃至７のいずれか一に記載の遊星変速機構、又は請求項８に記載の回転駆動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
被回転体の駆動軸に設けられた被伝達側継ぎ手部と結合されて回転駆動源の回転駆動力を伝達する駆動側継ぎ手部を、キャリアと一体的に設けられた出力軸に備える遊星変速機構において、
上記駆動側継ぎ手部は、
上記被伝達側継ぎ手部とスプライン結合するスプライン部材と、該スプライン部材と同軸かつ一体的に構成される弾性伝達部材とからなるスプライン継ぎ手部であり、
上記スプライン継ぎ手部が、上記出力軸に対して着脱自在に構成されていることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星変速機構において、
上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、
上記被伝達側継ぎ手部、上記スプライン部材、及び上記出力軸のねじり剛性よりも低い材料からなることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の遊星変速機構において、
上記スプライン継ぎ手部は、
上記弾性伝達部材が交換取り付け可能に構成されており、
用いる装置への上記被回転体の装着時に、上記弾性伝達部材を選択交換して異なるねじり剛性を設定できることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一に記載の遊星変速機構において、
上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、
ねじり剛性を、その材料硬度により可変としていることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一に記載の遊星変速機構において、
上記スプライン継ぎ手部の上記弾性伝達部材は、
ねじり剛性を、上記出力軸との嵌め合いに設けた凸形状の軸方向長さで可変としていることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一に記載の遊星変速機構において、
上記スプライン継ぎ手部の一部には、
その機能に影響しない端部に交換を容易とする引き抜きのための、摘み部を設けていることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一に記載の遊星変速機構において、
上記出力軸の一部には、
その機能に影響しない端部に上記被回転体の駆動軸の着脱時又は回転時の上記スプライン継ぎ手部の脱落を防止するための、板状突起部を設けていることを特徴とする遊星変速機構。
【請求項８】
被回転体を回転駆動する回転駆動装置において、
上記被回転体に回転駆動源の回転駆動力を変速して伝達する機構として、請求項１乃至７のいずれか一に記載の遊星変速機構を備えたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項９】
複数の回転体を備えた画像形成形成装置において、
上記複数の回転体の内、少なくともいずれか１つの回転体の回転駆動に、請求項１乃至７のいずれか一に記載の遊星変速機構、又は請求項８に記載の回転駆動装置を用いることを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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２３３４８８（Ｐ２０１２−２３３４８８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１００２６４（Ｐ２０１１−１００２６４）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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