遊星差動歯車減速機、および画像形成装置
【課題】遊星歯車やキャリアに撓み、傾き、ねじれなどが生ずることなく、低振動、低騒音で、かつ高効率であり、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供する。
【解決手段】モータ軸（入力軸）１７に設けた太陽歯車２１と、その太陽歯車に噛み合う遊星歯車２２と、その遊星歯車を自転自在にかつ太陽歯車まわりに公転自在に支持するキャリア２３と、遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車２４と、その固定内歯歯車と異なる歯数を有し、固定内歯歯車と同様に遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車２５とが備えられており、可動内歯歯車の回転中心に出力軸１３が設けられている。かかる遊星差動歯車減速機２０において、固定内歯歯車２４の歯数が可動内歯歯車２５の歯数より少なくなっているとともに、遊星歯車２２が可動内歯歯車２５と噛み合う歯幅領域Ｂで、太陽歯車２１が遊星歯車２２に噛み合わされている。
【解決手段】モータ軸（入力軸）１７に設けた太陽歯車２１と、その太陽歯車に噛み合う遊星歯車２２と、その遊星歯車を自転自在にかつ太陽歯車まわりに公転自在に支持するキャリア２３と、遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車２４と、その固定内歯歯車と異なる歯数を有し、固定内歯歯車と同様に遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車２５とが備えられており、可動内歯歯車の回転中心に出力軸１３が設けられている。かかる遊星差動歯車減速機２０において、固定内歯歯車２４の歯数が可動内歯歯車２５の歯数より少なくなっているとともに、遊星歯車２２が可動内歯歯車２５と噛み合う歯幅領域Ｂで、太陽歯車２１が遊星歯車２２に噛み合わされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、小型モータなどの駆動源に直結し、入力軸から入力した駆動源の回転を減速して出力軸から出力する遊星差動歯車減速機に関する。および、そのような遊星差動歯車減速機を介して駆動源の回転を減速して像担持体に伝達する、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。特にそのうち、帯電・光書込み・現像・転写・クリーニングなどの電子写真プロセスを繰り返して像担持体上に順次トナー画像を形成し、そのトナー画像を逐次転写して用紙・カード・ＯＨＰフィルムなどの記録材に記録を行う電子写真式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、小型軽量で高減速比であり、大トルク伝達が可能な減速機として、一般的に遊星差動歯車減速機が知られている。この種の遊星差動歯車減速機では、入力軸に設けた太陽歯車と、その太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、その遊星歯車を自転自在にかつ太陽歯車まわりに公転自在に支持するキャリアと、遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、その固定内歯歯車と異なる歯数を有し遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車とが備えられており、可動内歯歯車の回転中心に出力軸が設けられて、入力軸の回転が減速して出力軸から出力される構成になっている。
【０００３】
このような構成になっていることから、太陽歯車で駆動する遊星歯車が太陽歯車のまわりを１回転するときに、固定内歯歯車に対して可動内歯歯車が、その歯数差分の角度しか回転しないようになっている。そこで、歯数差をわずかにすれば、高減速比で、大トルク伝達が可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５５５１７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９４１５８号公報
【特許文献３】特開平５−３２１９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の遊星差動歯車減速機には、遊星歯車がそれとかみ合う太陽歯車と固定内歯歯車と可動内歯歯車の３つの部材から力を受けることにより、遊星歯車に撓みや傾きが生じ、また遊星歯車を支持しているキャリアにも遊星歯車が受けた力によってねじれや傾きが発生するという問題があった。
【０００６】
例えば特許文献１に記載されているような構成とすると、図８に示すように、可動内歯歯車噛み合い部Ｋ１では、遊星歯車１に、太陽歯車から受ける力ａと可動内歯歯車から受ける力ｃとが逆向きに加わるから、遊星歯車１を傾ける力が相殺されるものの、固定内歯歯車噛み合い部Ｋ２では、太陽歯車から受ける力ａと固定内歯歯車から受ける力ｂとが同じ方向に働くから、遊星歯車１を傾ける大きな力が加わって、遊星歯車１にねじれや、図中鎖線で示すような傾きを生ずることとなる。
【０００７】
また、例えば特許文献２に記載されているような構成とすると、図７に示すように、可動内歯歯車噛み合い部Ｋ１では、可動内歯歯車から受ける力ｃと相殺していた太陽歯車から受ける力ａがなくなるとともに、固定内歯歯車噛み合い部Ｋ２では、遊星歯車１に、同様に太陽歯車から受ける力ａと固定内歯歯車から受ける力ｂとが同じ方向に働くから、やはり遊星歯車１を傾ける大きな力が加わって、遊星歯車１の撓み、ねじれ、傾きをさらに増大させることとなる。
【０００８】
そして、遊星歯車１やキャリアに撓み、傾き、ねじれなどが生じると、遊星歯車１と噛み合う太陽歯車、固定内歯歯車、可動内歯歯車が片当たりを起こし、振動、騒音が発生し、太陽歯車の入力から可動内歯歯車の出力までの回転伝達精度や伝達効率が悪くなるという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明の第１の目的は、遊星歯車やキャリアに撓み、傾き、ねじれなどが生ずることなく、低振動、低騒音で、かつ高効率であり、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することにある。
【００１０】
この発明の第２の目的は、入力軸と固定内歯歯車の同軸度を出して、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することにある。
【００１１】
この発明の第３の目的は、入力軸とキャリアの同軸度を出して、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することにある。
【００１２】
この発明の第４の目的は、入力軸と可動内歯歯車の同軸度を出すとともに、入力軸の撓みを防止して、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することにある。
【００１３】
この発明の第５の目的は、寿命を長くした小型の遊星差動歯車減速機を提供することにある。
【００１４】
この発明の第６の目的は、遊星歯車やキャリアに撓み、傾き、ねじれなどが生ずることなく、低振動、低騒音で、かつ高効率であり、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
モータ軸等の入力軸に設けた太陽歯車と、その太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、その遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、その固定内歯歯車と異なる歯数を有し、固定内歯歯車と同様に遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車とが備えられており、可動内歯歯車の回転中心に出力軸が設けられている遊星差動歯車減速機において、
固定内歯歯車の歯数が可動内歯歯車の歯数より少なくなっているとともに、
遊星歯車が可動内歯歯車と噛み合う歯幅領域で、太陽歯車が遊星歯車に噛み合わされていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１に記載の遊星差動歯車減速機において、入力軸が、駆動源のボス部から突出されており、そのボス部にはめ合わせて固定内歯歯車が固定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項１または２に記載の遊星差動歯車減速機において、遊星歯車を自転自在にかつ太陽歯車まわりに公転自在に支持するキャリアを有し、そのキャリアが、軸受を介して入力軸まわりに回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、請求項１ないし３のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機において、入力軸の先端が、軸受を介して可動内歯歯車にはめ合わされてその可動内歯歯車の回転中心で回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、上述した第５の目的を達成すべく、請求項１ないし４のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機において、太陽歯車が直接噛み合わない側の固定内歯歯車と遊星歯車の噛み合い領域を転位させ、太陽歯車が噛み合う領域は通常の歯形形状のままで転位させない構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、上述した第６の目的を達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機を介して、モータ等の駆動源の回転が減速して感光体ドラム等の像担持体に伝達される構成となっていることを特徴とする、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
入力軸に設けた太陽歯車と、その太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、その遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、その固定内歯歯車と異なる歯数を有し、固定内歯歯車と同様に遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車とが備えられており、可動内歯歯車の回転中心に出力軸が設けられている遊星差動歯車減速機において、固定内歯歯車の歯数が可動内歯歯車の歯数より少なくなっている構成では、遊星歯車は固定内歯歯車と可動内歯歯車から両歯面を挟み込む方向に抗力を受けるとともに、固定内歯歯車と可動内歯歯車とのかみ合い位置が歯幅方向に異なっていることから、遊星歯車には歯幅方向にモーメントが働き、遊星歯車（軸方向）、軸、キャリアなどに撓みや傾きが発生しやすくなる。また、遊星歯車は、太陽歯車からは片歯面に力を受けている。
【００２２】
しかし、請求項１に記載の発明によれば、遊星歯車が可動内歯歯車と噛み合う歯幅領域で、太陽歯車が遊星歯車に噛み合わされているので、遊星歯車が太陽歯車から受ける力による歯幅方向のモーメントと、可動内歯歯車から受ける抗力によるモーメントとが打ち消し合う方向に働き、歯の片当たりの原因となる遊星歯車（軸方向）、入力軸、キャリアなどの撓みや傾きやねじれなどの発生を防ぎ、低騒音、低振動で、かつ高効率であり、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、入力軸が、駆動源のボス部から突出されており、そのボス部にはめ合わせて固定内歯歯車が固定されているので、駆動源のボス部を介して入力軸と固定内歯歯車の同軸度を出して、一層、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、遊星歯車を自転自在にかつ太陽歯車まわりに公転自在に支持するキャリアを有し、そのキャリアが、軸受を介して入力軸まわりに回転自在に支持されているので、軸受を介して入力軸とキャリアの同軸度を出して、一層、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、入力軸の先端が、軸受を介して可動内歯歯車にはめ合わされてその可動内歯歯車の回転中心で回転自在に支持されているので、軸受を介して入力軸と可動内歯歯車の同軸度を出すとともに、入力軸の先端を支持することでその撓みを防止して、一層、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、太陽歯車が直接噛み合わない側の固定内歯歯車と遊星歯車の噛み合い領域を転位させ、太陽歯車が噛み合う領域は通常の歯形形状のままで転位させない構成されているので、太陽歯車からの力は通常歯形形状で構成される遊星歯車領域で受けることにより耐久性を向上し、寿命を長くした小型の遊星差動歯車減速機を提供することができる。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、画像形成装置において、請求項１ないし５のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機を介して駆動源の回転が減速して像担持体に伝達される構成となっているので、遊星歯車やキャリアに撓み、傾き、ねじれなどが生ずることなく、低振動、低騒音で、かつ高効率であり、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図９には、画像形成装置の一例であるタンデム方式の電子写真式カラー複写機における全体概略構成を示す。
図中符号１００は複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）である。
【００２９】
複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写ベルト５を設ける。そして、図示するように、例えば３つの支持ローラ４４・４５・４６に掛け回して図中時計まわりに回転搬送可能に張り渡す。この図示例では、３つのうち第２の支持ローラ４５の左に、画像転写後に中間転写ベルト５上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置４７を設ける。
【００３０】
また、３つのうちの第１の支持ローラ４４と第２の支持ローラ４５間にほぼ水平に張り渡した中間転写ベルト５上には、その張り渡し方向に沿って、イエロ（以下、「Ｙ」と省略する。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と省略する。）、シアン（以下、「Ｃ」と省略する。）、ブラック（以下、「Ｂｋ」と省略する。）の４つの作像手段４８Ｙ，４８Ｃ，４８Ｍ，４８Ｂｋを横に並べて配置してタンデム作像装置５０を有する。個々の作像手段４８は、ドラム状の感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのまわりに、帯電手段、現像手段、１次転写手段６、クリーニング手段、除電手段などを備えてなる。
【００３１】
さて、図９に示すように、タンデム作像装置５０の上には、さらに光書込み手段５１を設ける。
【００３２】
一方、中間転写ベルト５の張り渡し領域の下方には、２次転写装置５２を備える。２次転写装置５２は、図示例では、２つのローラ５３間に、無端ベルトである２次転写ベルト５４を掛け渡して構成し、第３の支持ローラ４６に押し当てて中間転写ベルト５上の画像を記録材に転写する。
【００３３】
２次転写装置５２の横には、記録材上の転写画像を定着する定着装置８を設ける。この例の定着装置８は、無端ベルトである定着ベルト５６に加圧ローラ５７を押し当てて構成する。そして、全部でもよいが、図示例ではその一部を、中間転写ベルト５の張り渡し領域の下方に入り込ませて備えてなる。
【００３４】
上述した２次転写装置５２には、画像転写後の記録材をこの定着装置８へと搬送する記録材搬送機能も備えてなる。２次転写装置としては、後述する例のように、２次転写ローラ７を用いても良い。また、２次転写装置として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、記録材搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
【００３５】
さて、このような２次転写装置５２および定着装置８の下には、上述したタンデム作像装置５０と平行に、記録材の両面に画像を形成すべく記録材を反転する記録材反転装置５８を備える。
【００３６】
ところで、いまこのカラー複写機を用いてコピーをとるときは、自動原稿搬送装置４００の原稿台６０上に原稿をセットする。または、自動原稿搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス６２上に原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００３７】
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置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６２上へと移動してから、スキャナ３００を駆動し、第１走行体６３および第２走行体６４を走行する。そして、第１走行体６３で光源からの光を原稿面で反射して第２走行体６４に向け、その光を第２走行体６４のミラーで反射して結像レンズ６５を通して読取りセンサ６６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００３８】
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ４４・４５・４６の１つを回転駆動して他の２つのローラを従動回転し、中間転写ベルト５を回転搬送する。同時に、個々の作像手段４８でその感光体ドラム１を回転して各感光体ドラム１上にそれぞれ、ブラック・シアン・マゼンタ・イエロの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト５の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト５上に合成カラー画像を形成する。
【００３９】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ７２の１つを選択回転し、ペーパーバンク７３に多段に備える給紙カセット７４の１つから記録材を繰り出し、分離ローラ７５で１枚ずつ分離して給紙路７６に入れ、搬送ローラ７７で搬送して複写機本体１００内の給紙路７８に導き、レジストローラ７９に突き当てて止める。または、給紙ローラ８０を回転して手差しトレイ８１上の記録材を繰り出し、分離ローラ８２で１枚ずつ分離して手差し給紙路８３に入れ、同じくレジストローラ７９に突き当てて止める。
【００４０】
そして、中間転写ベルト５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７９を回転し、中間転写ベルト５と２次転写装置５２との間に記録材を送り込み、２次転写装置５２で転写して記録材上にカラー画像を形成する。
【００４１】
画像転写後の記録材は、２次転写装置５２で搬送して定着装置８へと送り込み、定着装置８で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪８５で切り換えて排出ローラ８６で排出し、排紙トレイ８７上にスタックする。または、切換爪８５で切り換えて記録材反転装置５８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を形成して後、排出ローラ８６で排紙トレイ８７上に排出する。
【００４２】
一方、画像転写後の中間転写ベルト５は、ベルトクリーニング装置４７で、画像転写後に中間転写ベルト５上に残留する残留トナーを除去し、タンデム作像装置５０による再度の画像形成に備える。
【００４３】
図１には、図９に示すような電子写真式カラー複写機で使用されるタンデム作像装置５０の別例の概略構成を示す。図１に示すタンデム作像装置５０では、図９に示すタンデム作像装置５０とは相違し、支持ローラ４４・４５・４６とは別にテンションローラ８８が備えられ、中間転写ベルト５に外側から押し当てられており、また２次転写装置として２次転写ローラ７が使用され、定着装置８が定着ローラ９０と加圧ローラ９１とで構成されている。その他は、ほとんど図９に示すタンデム作像装置５０と同一構成である。このタンデム作像装置５０では、乾式二成分現像剤を用いた乾式二成分現像方式が採用されており、図示しないスキャナ３００から画像情報である画像データを受け取って画像形成処理を行う。
【００４４】
タンデム作像装置５０には、図に示すように、ブラック・シアン・マゼンタ・イエロの各色用の４個の像担持体である感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが並設されている。これらの感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、駆動ローラを含む回転可能な複数の支持ローラ４４・４５・４６に支持され、テンションローラ８８で張力を付与された無端ベルト状の中間転写ベルト５に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並べて配置されている。また、個々の感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのまわりには、それぞれ、帯電手段２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ、各色対応の現像手段９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋ、クリーニング手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ、除電手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋなどの電子写真プロセス手段がプロセス順に設置されている。
【００４５】
そして、図示複写機でフルカラー画像を形成する場合は、まず、後述する感光体駆動装置１２により、感光体ドラム１Ｙを図中矢印の方向に回転駆動しながら、帯電手段２Ｙでドラム表面を一様に帯電した後、画像データに基づき図示しない光書込み手段５１から光ビームＬＹを照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹの静電潜像が形成される。このＹの静電潜像は、現像手段９Ｙにより、現像剤中のＹトナーを付着することにより現像される。現像時には、現像手段９Ｙの現像ローラと感光体ドラム１Ｙとの間に所定の現像バイアスが印加されて、現像ローラ上のＹトナーは、感光体ドラム１Ｙ上のＹ静電潜像部分に静電吸着される。
【００４６】
このように現像されて形成されたＹトナー像は、感光体ドラム１Ｙの回転にともない、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト５とが接触する１次転写位置に搬送される。そして、この１次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面に、１次転写手段である１次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス電圧が印加され、このバイアス印加によって発生した１次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹトナー像が中間転写ベルト５側に引き寄せられ、中間転写ベルト５上に１次転写される。
【００４７】
以下、同様にして、画像データに基づき図示しない光書込み手段から光ビームＬＭ，ＬＣ，ＬＢｋを照射して感光体ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ上にそれぞれＭ，Ｃ，Ｂｋの静電潜像が形成され、それらの静電潜像が各現像手段９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋにより現像されてＭトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像が形成され、それらのトナー像が１次転写ローラ６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋにより、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合わされるように１次転写される。
【００４８】
このように、中間転写ベルト５上に４色重ね合わされたフルカラートナー像は、中間転写ベルト５の回転にともない、２次転写ローラ７と対向する２次転写位置に搬送される。また、この２次転写位置には、図示しないレジストローラにより所定のタイミングで、用紙・ＯＨＰフィルム等の記録材が搬送される。そして、この２次転写位置において、２次転写ローラ７により記録材の裏面に所定のバイアス電圧が印加され、そのバイアス印加により発生した２次転写電界および２次転写位置での２次転写ローラ７の当接圧により、中間転写ベルト５上のフルカラートナー像が記録材上に一括して２次転写される。その後、トナー像が２次転写された記録材は、定着装置８により定着処理がなされた後に装置外に排出される。
【００４９】
図２には、図１に示すカラー複写機において、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを駆動する感光体駆動装置の配置構成を示す。
図中符号１０は、複写機本体内に対向して設置する一対の本体側板の一方である。本体側板１０の外側には、取付ねじ等を用いて感光体駆動装置１２が固定される。感光体駆動装置１２の出力軸１３は、本体側板１０を貫通して本体側板１０の内側に向け突出し、先端がカップリング１４を介して感光体ドラム１のドラム軸１５に連結され、感光体ドラム１の一端が支持されている。感光体ドラム１の他端は、一対の本体側板の図示しない他方で回転自在に支持されている。そして、感光体駆動装置１２を駆動してその出力軸１３を回すことにより、感光体ドラム１が回転されるようになっている。
【００５０】
図３には、図２の感光体駆動装置１２を拡大して示す。
感光体駆動装置１２は、駆動源であるモータ１６に遊星差動歯車減速機２０を、組付けねじ等で連結して構成されている。モータ１６は、遊星差動歯車減速機２０の入力軸となるモータ軸１７が、モータ１６のボス部１８から突出して形成されている。そして、遊星差動歯車減速機２０を介してモータ１６の回転が減速して感光体ドラム１に伝達される構成となっている。
【００５１】
遊星差動歯車減速機２０は、入力軸であるモータ軸１７に設けた太陽歯車２１と、その太陽歯車２１に噛み合う３つの遊星歯車２２と、その遊星歯車２２を自転自在にかつ太陽歯車２１まわりに公転自在に支持するキャリア２３と、遊星歯車２２に噛み合う固定内歯歯車２４と、その固定内歯歯車２４と異なる歯数を有し、遊星歯車２２に噛み合う可動内歯歯車２５と、可動内歯歯車２５を被って固定内歯歯車２４にはめ付けるケース２６とが備えられており、可動内歯歯車２５の回転中心に、ケース２６から突出して前述した出力軸１３が設けられている。出力軸１３は、可動内歯歯車２５と一体成形で設けられていてもよいし、別部材でつくって可動内歯歯車２５に組み付け固定することにより設けられていてもよい。
【００５２】
太陽歯車２１は、歯車噛み合い伝達の入力となるように、モータ軸１７の先端側に取り付けて固定されている。遊星歯車２２は、太陽歯車２１のまわりに、この例では３個、等間隔に配置されている。もちろん３個に限るものではない。
【００５３】
キャリア２３には、中心孔２８が設けられ、その中心孔２８の外周縁に段差が形成されている。そして、中心孔２８にモータ軸１７が貫挿され、モータ軸１７の基端に取り付けた軸受２９および先端側に取り付けた軸受３０に段差をはめ付けて、キャリア２３がそれらの軸受２９，３０を介してモータ軸１７のまわりに回転自在に支持されている。キャリア２３は、各遊星歯車２２の遊星歯車軸３１の両端を支持することで、３つの遊星歯車２２を自転自在にかつ太陽歯車２１まわりに公転自在に支持してなる。
【００５４】
固定内歯歯車２４は、その中心孔にモータ１６のボス部１８をはめ合わせることによりモータ１６に取り付け固定されている。可動内歯歯車２５は、モータ軸１７の先端に取り付けた軸受３２にはめ合わされてモータ軸１７を中心として回転自在に支持されている。ケース２６は、固定内歯歯車２４とともに遊星差動歯車減速機２０の外枠を構成し、固定内歯歯車２４の外周段差部にはめ付けて固定されるとともに、軸受３３を介して出力軸１３の根元を支持して出力軸１３を外向きに突出する構成となっている。したがって、可動内歯歯車２５は、モータ軸１７とケース２６で支持されながら回転することになる。
【００５５】
そして、このようにモータ軸１７先端を可動内歯歯車２５で支持することによって、モータ軸１７先端側に設けられた太陽歯車２１が駆動するときに受ける抗力によるモータ軸１７の撓みを防止することができる。また、モータ軸１７を中心基準として太陽歯車２１、キャリア２３、固定内歯歯車２４、可動内歯歯車２５が取り付けられているので、各取付偏芯が抑えられて回転伝達精度を良くすることができる。
【００５６】
この図示遊星差動歯車減速機２０では、遊星歯車２２は固定内歯歯車２４と同時に可動内歯歯車２５とも噛み合っており、可動内歯歯車２５は固定内歯歯車２４と歯数が異なり、その歯数差分の角度だけ、遊星歯車２２の公転１回転ごとに回転するようになっている。そして、歯数の異なる固定内歯歯車２４と可動内歯歯車２５に遊星歯車２２を同時に噛み合わせるためには、３つの歯車の少なくともいずれか１つを転位する必要がある。これについては、詳しくは後述する。
【００５７】
図４には、太陽歯車２１、遊星歯車２２、固定内歯歯車２４、可動内歯歯車２５の噛み合い状態をモータ軸１７の軸方向から見て示す。
図示するように、３個の遊星歯車２２は、キャリア２３で支持されて太陽歯車２１のまわりに等分配置され、太陽歯車２１と噛み合い、また同時に固定内歯歯車２４と可動内歯歯車２５の双方に内接して噛み合って組み込まれている。回転方向は固定内歯歯車２４と可動内歯歯車２５の歯数の大小関係で異なる。歯数が固定内歯歯車２４＜可動内歯歯車２５の場合は、太陽歯車２１（入力）と可動内歯歯車２５（出力）の回転方向は同方向であり、固定内歯歯車２４＞可動内歯歯車２５の場合は、太陽歯車２１（入力）と可動内歯歯車２４（出力）の回転方向は逆方向になる。また、その歯数の大小関係によって、遊星歯車２２が可動内歯歯車２５から受ける力の方向も逆方向になる。
【００５８】
図５には、歯数が固定内歯歯車２４＜可動内歯歯車２５の場合の遊星歯車２２に働く力関係を模式的に示す。
Ｓを太陽歯車２１の基礎円、その外周に位置する円Ｐを遊星歯車２２の基礎円、またその外周の円弧のＲを固定内歯歯車２４の基礎円、Ｍを可動内歯歯車２５の基礎円とすると、遊星歯車２２の歯（歯面）に働く力の方向を各歯車の回転方向とともに方向矢印で示している。ａが遊星歯車２２が太陽歯車２１から受ける力、ｂが固定内歯歯車２４から受ける抗力、ｃが可動内歯歯車２５から受ける抗力となる。
【００５９】
図６には、図５に示す力関係を遊星歯車２１の幅方向で示す。
この発明によれば、固定内歯歯車２４の歯数が可動内歯歯車２５の歯数より少なくなっている。このような構成とすると、遊星歯車２２は固定内歯歯車２４と可動内歯歯車２５から両歯面を挟み込む方向に抗力を受け、遊星歯車２２には、固定内歯歯車２４から受ける力ｂおよび可動内歯歯車２５から受ける抗力ｃが、各々図６に示すように加わる。そして、この発明によれば、図３に示すように、遊星歯車２２が可動内歯歯車２５と噛み合う歯幅領域Ｂで、太陽歯車２１が遊星歯車２２に噛み合わされている。よって、可動内歯歯車噛み合い部Ｋ１では、太陽歯車２１から受ける力ａは、ｃと同じ領域で逆方向に働いて互いに相殺されるとともに、固定内歯歯車噛み合い部Ｋ２では、遊星歯車１に固定内歯歯車２４から受ける力ｂが働くのみであるから、遊星歯車１の撓み、傾き、ねじれを小さくすることができる。
【００６０】
さて、歯数の異なる固定内歯歯車２４と可動内歯歯車２５に遊星歯車２２を同時に噛み合わせるためには、３つの歯車の少なくともいずれか１つを転位する必要がある。しかし、歯車を転位すると、マイナス転位では歯元が細り、プラス転位では歯先が細り、何れも歯の強度が弱くなる。そこで、この発明では、太陽歯車２１が直接噛み合わない側の固定内歯歯車２４と遊星歯車２２の領域を転位させ、太陽歯車２１が噛み合う領域は通常の歯形形状のままで転位させない構成とする。そうすることによって、駆動力が大きく掛かる歯車の強度が維持され、耐久性を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】画像形成装置の一例であるタンデム方式の電子写真式カラー複写機におけるタンデム作像装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すカラー複写機において、各感光体ドラムを駆動する感光体駆動装置の配置構成図である。
【図３】図２の感光体駆動装置の拡大部分断面図である。
【図４】同感光体駆動装置の太陽歯車、遊星歯車、固定内歯歯車、可動内歯歯車の噛み合い状態をモータ軸の軸方向から見て示す図である。
【図５】同感光体駆動装置の遊星差動歯車減速機において、固定内歯歯車の歯数が可動内歯歯車よりも少ない場合に、遊星歯車に働く力関係を模式的に示す図である。
【図６】図５に示す力関係を遊星歯車の幅方向で示す斜視図である。
【図７】従来の遊星差動歯車減速機において、遊星歯車に働く力を遊星歯車の幅方向で示す斜視図である。
【図８】従来の別の遊星差動歯車減速機において、遊星歯車に働く力を遊星歯車の幅方向で示す斜視図である。
【図９】画像形成装置の一例であるタンデム方式の電子写真式カラー複写機における全体概略構成図である。
【符号の説明】
【００６２】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ 感光体ドラム（像担持体）
１２ 感光体駆動装置
１３ 出力軸
１６ モータ（駆動源）
１７ モータ軸（入力軸）
１８ モータのボス部
２０ 遊星差動歯車減速機
２１ 太陽歯車
２２ 遊星歯車
２３ キャリア
２４ 固定内歯歯車
２５ 可動内歯歯車
２６ ケース
２９ 軸受
３０ 軸受
３２ 軸受
３３ 軸受
Ｂ 遊星歯車が可動内歯歯車と噛み合う歯幅領域
ａ 遊星歯車が太陽歯車から受ける力
ｂ 固定内歯歯車から受ける抗力
ｃ 可動内歯歯車から受ける抗力
【技術分野】
【０００１】
この発明は、小型モータなどの駆動源に直結し、入力軸から入力した駆動源の回転を減速して出力軸から出力する遊星差動歯車減速機に関する。および、そのような遊星差動歯車減速機を介して駆動源の回転を減速して像担持体に伝達する、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。特にそのうち、帯電・光書込み・現像・転写・クリーニングなどの電子写真プロセスを繰り返して像担持体上に順次トナー画像を形成し、そのトナー画像を逐次転写して用紙・カード・ＯＨＰフィルムなどの記録材に記録を行う電子写真式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、小型軽量で高減速比であり、大トルク伝達が可能な減速機として、一般的に遊星差動歯車減速機が知られている。この種の遊星差動歯車減速機では、入力軸に設けた太陽歯車と、その太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、その遊星歯車を自転自在にかつ太陽歯車まわりに公転自在に支持するキャリアと、遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、その固定内歯歯車と異なる歯数を有し遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車とが備えられており、可動内歯歯車の回転中心に出力軸が設けられて、入力軸の回転が減速して出力軸から出力される構成になっている。
【０００３】
このような構成になっていることから、太陽歯車で駆動する遊星歯車が太陽歯車のまわりを１回転するときに、固定内歯歯車に対して可動内歯歯車が、その歯数差分の角度しか回転しないようになっている。そこで、歯数差をわずかにすれば、高減速比で、大トルク伝達が可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５５５１７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９４１５８号公報
【特許文献３】特開平５−３２１９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の遊星差動歯車減速機には、遊星歯車がそれとかみ合う太陽歯車と固定内歯歯車と可動内歯歯車の３つの部材から力を受けることにより、遊星歯車に撓みや傾きが生じ、また遊星歯車を支持しているキャリアにも遊星歯車が受けた力によってねじれや傾きが発生するという問題があった。
【０００６】
例えば特許文献１に記載されているような構成とすると、図８に示すように、可動内歯歯車噛み合い部Ｋ１では、遊星歯車１に、太陽歯車から受ける力ａと可動内歯歯車から受ける力ｃとが逆向きに加わるから、遊星歯車１を傾ける力が相殺されるものの、固定内歯歯車噛み合い部Ｋ２では、太陽歯車から受ける力ａと固定内歯歯車から受ける力ｂとが同じ方向に働くから、遊星歯車１を傾ける大きな力が加わって、遊星歯車１にねじれや、図中鎖線で示すような傾きを生ずることとなる。
【０００７】
また、例えば特許文献２に記載されているような構成とすると、図７に示すように、可動内歯歯車噛み合い部Ｋ１では、可動内歯歯車から受ける力ｃと相殺していた太陽歯車から受ける力ａがなくなるとともに、固定内歯歯車噛み合い部Ｋ２では、遊星歯車１に、同様に太陽歯車から受ける力ａと固定内歯歯車から受ける力ｂとが同じ方向に働くから、やはり遊星歯車１を傾ける大きな力が加わって、遊星歯車１の撓み、ねじれ、傾きをさらに増大させることとなる。
【０００８】
そして、遊星歯車１やキャリアに撓み、傾き、ねじれなどが生じると、遊星歯車１と噛み合う太陽歯車、固定内歯歯車、可動内歯歯車が片当たりを起こし、振動、騒音が発生し、太陽歯車の入力から可動内歯歯車の出力までの回転伝達精度や伝達効率が悪くなるという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明の第１の目的は、遊星歯車やキャリアに撓み、傾き、ねじれなどが生ずることなく、低振動、低騒音で、かつ高効率であり、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することにある。
【００１０】
この発明の第２の目的は、入力軸と固定内歯歯車の同軸度を出して、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することにある。
【００１１】
この発明の第３の目的は、入力軸とキャリアの同軸度を出して、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することにある。
【００１２】
この発明の第４の目的は、入力軸と可動内歯歯車の同軸度を出すとともに、入力軸の撓みを防止して、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することにある。
【００１３】
この発明の第５の目的は、寿命を長くした小型の遊星差動歯車減速機を提供することにある。
【００１４】
この発明の第６の目的は、遊星歯車やキャリアに撓み、傾き、ねじれなどが生ずることなく、低振動、低騒音で、かつ高効率であり、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
モータ軸等の入力軸に設けた太陽歯車と、その太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、その遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、その固定内歯歯車と異なる歯数を有し、固定内歯歯車と同様に遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車とが備えられており、可動内歯歯車の回転中心に出力軸が設けられている遊星差動歯車減速機において、
固定内歯歯車の歯数が可動内歯歯車の歯数より少なくなっているとともに、
遊星歯車が可動内歯歯車と噛み合う歯幅領域で、太陽歯車が遊星歯車に噛み合わされていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１に記載の遊星差動歯車減速機において、入力軸が、駆動源のボス部から突出されており、そのボス部にはめ合わせて固定内歯歯車が固定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項１または２に記載の遊星差動歯車減速機において、遊星歯車を自転自在にかつ太陽歯車まわりに公転自在に支持するキャリアを有し、そのキャリアが、軸受を介して入力軸まわりに回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、請求項１ないし３のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機において、入力軸の先端が、軸受を介して可動内歯歯車にはめ合わされてその可動内歯歯車の回転中心で回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、上述した第５の目的を達成すべく、請求項１ないし４のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機において、太陽歯車が直接噛み合わない側の固定内歯歯車と遊星歯車の噛み合い領域を転位させ、太陽歯車が噛み合う領域は通常の歯形形状のままで転位させない構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、上述した第６の目的を達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機を介して、モータ等の駆動源の回転が減速して感光体ドラム等の像担持体に伝達される構成となっていることを特徴とする、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
入力軸に設けた太陽歯車と、その太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、その遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、その固定内歯歯車と異なる歯数を有し、固定内歯歯車と同様に遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車とが備えられており、可動内歯歯車の回転中心に出力軸が設けられている遊星差動歯車減速機において、固定内歯歯車の歯数が可動内歯歯車の歯数より少なくなっている構成では、遊星歯車は固定内歯歯車と可動内歯歯車から両歯面を挟み込む方向に抗力を受けるとともに、固定内歯歯車と可動内歯歯車とのかみ合い位置が歯幅方向に異なっていることから、遊星歯車には歯幅方向にモーメントが働き、遊星歯車（軸方向）、軸、キャリアなどに撓みや傾きが発生しやすくなる。また、遊星歯車は、太陽歯車からは片歯面に力を受けている。
【００２２】
しかし、請求項１に記載の発明によれば、遊星歯車が可動内歯歯車と噛み合う歯幅領域で、太陽歯車が遊星歯車に噛み合わされているので、遊星歯車が太陽歯車から受ける力による歯幅方向のモーメントと、可動内歯歯車から受ける抗力によるモーメントとが打ち消し合う方向に働き、歯の片当たりの原因となる遊星歯車（軸方向）、入力軸、キャリアなどの撓みや傾きやねじれなどの発生を防ぎ、低騒音、低振動で、かつ高効率であり、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、入力軸が、駆動源のボス部から突出されており、そのボス部にはめ合わせて固定内歯歯車が固定されているので、駆動源のボス部を介して入力軸と固定内歯歯車の同軸度を出して、一層、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、遊星歯車を自転自在にかつ太陽歯車まわりに公転自在に支持するキャリアを有し、そのキャリアが、軸受を介して入力軸まわりに回転自在に支持されているので、軸受を介して入力軸とキャリアの同軸度を出して、一層、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、入力軸の先端が、軸受を介して可動内歯歯車にはめ合わされてその可動内歯歯車の回転中心で回転自在に支持されているので、軸受を介して入力軸と可動内歯歯車の同軸度を出すとともに、入力軸の先端を支持することでその撓みを防止して、一層、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を提供することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、太陽歯車が直接噛み合わない側の固定内歯歯車と遊星歯車の噛み合い領域を転位させ、太陽歯車が噛み合う領域は通常の歯形形状のままで転位させない構成されているので、太陽歯車からの力は通常歯形形状で構成される遊星歯車領域で受けることにより耐久性を向上し、寿命を長くした小型の遊星差動歯車減速機を提供することができる。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、画像形成装置において、請求項１ないし５のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機を介して駆動源の回転が減速して像担持体に伝達される構成となっているので、遊星歯車やキャリアに撓み、傾き、ねじれなどが生ずることなく、低振動、低騒音で、かつ高効率であり、高精度駆動伝達可能な小型の遊星差動歯車減速機を用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図９には、画像形成装置の一例であるタンデム方式の電子写真式カラー複写機における全体概略構成を示す。
図中符号１００は複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）である。
【００２９】
複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写ベルト５を設ける。そして、図示するように、例えば３つの支持ローラ４４・４５・４６に掛け回して図中時計まわりに回転搬送可能に張り渡す。この図示例では、３つのうち第２の支持ローラ４５の左に、画像転写後に中間転写ベルト５上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置４７を設ける。
【００３０】
また、３つのうちの第１の支持ローラ４４と第２の支持ローラ４５間にほぼ水平に張り渡した中間転写ベルト５上には、その張り渡し方向に沿って、イエロ（以下、「Ｙ」と省略する。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と省略する。）、シアン（以下、「Ｃ」と省略する。）、ブラック（以下、「Ｂｋ」と省略する。）の４つの作像手段４８Ｙ，４８Ｃ，４８Ｍ，４８Ｂｋを横に並べて配置してタンデム作像装置５０を有する。個々の作像手段４８は、ドラム状の感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのまわりに、帯電手段、現像手段、１次転写手段６、クリーニング手段、除電手段などを備えてなる。
【００３１】
さて、図９に示すように、タンデム作像装置５０の上には、さらに光書込み手段５１を設ける。
【００３２】
一方、中間転写ベルト５の張り渡し領域の下方には、２次転写装置５２を備える。２次転写装置５２は、図示例では、２つのローラ５３間に、無端ベルトである２次転写ベルト５４を掛け渡して構成し、第３の支持ローラ４６に押し当てて中間転写ベルト５上の画像を記録材に転写する。
【００３３】
２次転写装置５２の横には、記録材上の転写画像を定着する定着装置８を設ける。この例の定着装置８は、無端ベルトである定着ベルト５６に加圧ローラ５７を押し当てて構成する。そして、全部でもよいが、図示例ではその一部を、中間転写ベルト５の張り渡し領域の下方に入り込ませて備えてなる。
【００３４】
上述した２次転写装置５２には、画像転写後の記録材をこの定着装置８へと搬送する記録材搬送機能も備えてなる。２次転写装置としては、後述する例のように、２次転写ローラ７を用いても良い。また、２次転写装置として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、記録材搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
【００３５】
さて、このような２次転写装置５２および定着装置８の下には、上述したタンデム作像装置５０と平行に、記録材の両面に画像を形成すべく記録材を反転する記録材反転装置５８を備える。
【００３６】
ところで、いまこのカラー複写機を用いてコピーをとるときは、自動原稿搬送装置４００の原稿台６０上に原稿をセットする。または、自動原稿搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス６２上に原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００３７】
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置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６２上へと移動してから、スキャナ３００を駆動し、第１走行体６３および第２走行体６４を走行する。そして、第１走行体６３で光源からの光を原稿面で反射して第２走行体６４に向け、その光を第２走行体６４のミラーで反射して結像レンズ６５を通して読取りセンサ６６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００３８】
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ４４・４５・４６の１つを回転駆動して他の２つのローラを従動回転し、中間転写ベルト５を回転搬送する。同時に、個々の作像手段４８でその感光体ドラム１を回転して各感光体ドラム１上にそれぞれ、ブラック・シアン・マゼンタ・イエロの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト５の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト５上に合成カラー画像を形成する。
【００３９】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ７２の１つを選択回転し、ペーパーバンク７３に多段に備える給紙カセット７４の１つから記録材を繰り出し、分離ローラ７５で１枚ずつ分離して給紙路７６に入れ、搬送ローラ７７で搬送して複写機本体１００内の給紙路７８に導き、レジストローラ７９に突き当てて止める。または、給紙ローラ８０を回転して手差しトレイ８１上の記録材を繰り出し、分離ローラ８２で１枚ずつ分離して手差し給紙路８３に入れ、同じくレジストローラ７９に突き当てて止める。
【００４０】
そして、中間転写ベルト５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７９を回転し、中間転写ベルト５と２次転写装置５２との間に記録材を送り込み、２次転写装置５２で転写して記録材上にカラー画像を形成する。
【００４１】
画像転写後の記録材は、２次転写装置５２で搬送して定着装置８へと送り込み、定着装置８で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪８５で切り換えて排出ローラ８６で排出し、排紙トレイ８７上にスタックする。または、切換爪８５で切り換えて記録材反転装置５８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を形成して後、排出ローラ８６で排紙トレイ８７上に排出する。
【００４２】
一方、画像転写後の中間転写ベルト５は、ベルトクリーニング装置４７で、画像転写後に中間転写ベルト５上に残留する残留トナーを除去し、タンデム作像装置５０による再度の画像形成に備える。
【００４３】
図１には、図９に示すような電子写真式カラー複写機で使用されるタンデム作像装置５０の別例の概略構成を示す。図１に示すタンデム作像装置５０では、図９に示すタンデム作像装置５０とは相違し、支持ローラ４４・４５・４６とは別にテンションローラ８８が備えられ、中間転写ベルト５に外側から押し当てられており、また２次転写装置として２次転写ローラ７が使用され、定着装置８が定着ローラ９０と加圧ローラ９１とで構成されている。その他は、ほとんど図９に示すタンデム作像装置５０と同一構成である。このタンデム作像装置５０では、乾式二成分現像剤を用いた乾式二成分現像方式が採用されており、図示しないスキャナ３００から画像情報である画像データを受け取って画像形成処理を行う。
【００４４】
タンデム作像装置５０には、図に示すように、ブラック・シアン・マゼンタ・イエロの各色用の４個の像担持体である感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが並設されている。これらの感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、駆動ローラを含む回転可能な複数の支持ローラ４４・４５・４６に支持され、テンションローラ８８で張力を付与された無端ベルト状の中間転写ベルト５に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並べて配置されている。また、個々の感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのまわりには、それぞれ、帯電手段２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ、各色対応の現像手段９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋ、クリーニング手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ、除電手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋなどの電子写真プロセス手段がプロセス順に設置されている。
【００４５】
そして、図示複写機でフルカラー画像を形成する場合は、まず、後述する感光体駆動装置１２により、感光体ドラム１Ｙを図中矢印の方向に回転駆動しながら、帯電手段２Ｙでドラム表面を一様に帯電した後、画像データに基づき図示しない光書込み手段５１から光ビームＬＹを照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹの静電潜像が形成される。このＹの静電潜像は、現像手段９Ｙにより、現像剤中のＹトナーを付着することにより現像される。現像時には、現像手段９Ｙの現像ローラと感光体ドラム１Ｙとの間に所定の現像バイアスが印加されて、現像ローラ上のＹトナーは、感光体ドラム１Ｙ上のＹ静電潜像部分に静電吸着される。
【００４６】
このように現像されて形成されたＹトナー像は、感光体ドラム１Ｙの回転にともない、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト５とが接触する１次転写位置に搬送される。そして、この１次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面に、１次転写手段である１次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス電圧が印加され、このバイアス印加によって発生した１次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹトナー像が中間転写ベルト５側に引き寄せられ、中間転写ベルト５上に１次転写される。
【００４７】
以下、同様にして、画像データに基づき図示しない光書込み手段から光ビームＬＭ，ＬＣ，ＬＢｋを照射して感光体ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ上にそれぞれＭ，Ｃ，Ｂｋの静電潜像が形成され、それらの静電潜像が各現像手段９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋにより現像されてＭトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像が形成され、それらのトナー像が１次転写ローラ６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋにより、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合わされるように１次転写される。
【００４８】
このように、中間転写ベルト５上に４色重ね合わされたフルカラートナー像は、中間転写ベルト５の回転にともない、２次転写ローラ７と対向する２次転写位置に搬送される。また、この２次転写位置には、図示しないレジストローラにより所定のタイミングで、用紙・ＯＨＰフィルム等の記録材が搬送される。そして、この２次転写位置において、２次転写ローラ７により記録材の裏面に所定のバイアス電圧が印加され、そのバイアス印加により発生した２次転写電界および２次転写位置での２次転写ローラ７の当接圧により、中間転写ベルト５上のフルカラートナー像が記録材上に一括して２次転写される。その後、トナー像が２次転写された記録材は、定着装置８により定着処理がなされた後に装置外に排出される。
【００４９】
図２には、図１に示すカラー複写機において、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを駆動する感光体駆動装置の配置構成を示す。
図中符号１０は、複写機本体内に対向して設置する一対の本体側板の一方である。本体側板１０の外側には、取付ねじ等を用いて感光体駆動装置１２が固定される。感光体駆動装置１２の出力軸１３は、本体側板１０を貫通して本体側板１０の内側に向け突出し、先端がカップリング１４を介して感光体ドラム１のドラム軸１５に連結され、感光体ドラム１の一端が支持されている。感光体ドラム１の他端は、一対の本体側板の図示しない他方で回転自在に支持されている。そして、感光体駆動装置１２を駆動してその出力軸１３を回すことにより、感光体ドラム１が回転されるようになっている。
【００５０】
図３には、図２の感光体駆動装置１２を拡大して示す。
感光体駆動装置１２は、駆動源であるモータ１６に遊星差動歯車減速機２０を、組付けねじ等で連結して構成されている。モータ１６は、遊星差動歯車減速機２０の入力軸となるモータ軸１７が、モータ１６のボス部１８から突出して形成されている。そして、遊星差動歯車減速機２０を介してモータ１６の回転が減速して感光体ドラム１に伝達される構成となっている。
【００５１】
遊星差動歯車減速機２０は、入力軸であるモータ軸１７に設けた太陽歯車２１と、その太陽歯車２１に噛み合う３つの遊星歯車２２と、その遊星歯車２２を自転自在にかつ太陽歯車２１まわりに公転自在に支持するキャリア２３と、遊星歯車２２に噛み合う固定内歯歯車２４と、その固定内歯歯車２４と異なる歯数を有し、遊星歯車２２に噛み合う可動内歯歯車２５と、可動内歯歯車２５を被って固定内歯歯車２４にはめ付けるケース２６とが備えられており、可動内歯歯車２５の回転中心に、ケース２６から突出して前述した出力軸１３が設けられている。出力軸１３は、可動内歯歯車２５と一体成形で設けられていてもよいし、別部材でつくって可動内歯歯車２５に組み付け固定することにより設けられていてもよい。
【００５２】
太陽歯車２１は、歯車噛み合い伝達の入力となるように、モータ軸１７の先端側に取り付けて固定されている。遊星歯車２２は、太陽歯車２１のまわりに、この例では３個、等間隔に配置されている。もちろん３個に限るものではない。
【００５３】
キャリア２３には、中心孔２８が設けられ、その中心孔２８の外周縁に段差が形成されている。そして、中心孔２８にモータ軸１７が貫挿され、モータ軸１７の基端に取り付けた軸受２９および先端側に取り付けた軸受３０に段差をはめ付けて、キャリア２３がそれらの軸受２９，３０を介してモータ軸１７のまわりに回転自在に支持されている。キャリア２３は、各遊星歯車２２の遊星歯車軸３１の両端を支持することで、３つの遊星歯車２２を自転自在にかつ太陽歯車２１まわりに公転自在に支持してなる。
【００５４】
固定内歯歯車２４は、その中心孔にモータ１６のボス部１８をはめ合わせることによりモータ１６に取り付け固定されている。可動内歯歯車２５は、モータ軸１７の先端に取り付けた軸受３２にはめ合わされてモータ軸１７を中心として回転自在に支持されている。ケース２６は、固定内歯歯車２４とともに遊星差動歯車減速機２０の外枠を構成し、固定内歯歯車２４の外周段差部にはめ付けて固定されるとともに、軸受３３を介して出力軸１３の根元を支持して出力軸１３を外向きに突出する構成となっている。したがって、可動内歯歯車２５は、モータ軸１７とケース２６で支持されながら回転することになる。
【００５５】
そして、このようにモータ軸１７先端を可動内歯歯車２５で支持することによって、モータ軸１７先端側に設けられた太陽歯車２１が駆動するときに受ける抗力によるモータ軸１７の撓みを防止することができる。また、モータ軸１７を中心基準として太陽歯車２１、キャリア２３、固定内歯歯車２４、可動内歯歯車２５が取り付けられているので、各取付偏芯が抑えられて回転伝達精度を良くすることができる。
【００５６】
この図示遊星差動歯車減速機２０では、遊星歯車２２は固定内歯歯車２４と同時に可動内歯歯車２５とも噛み合っており、可動内歯歯車２５は固定内歯歯車２４と歯数が異なり、その歯数差分の角度だけ、遊星歯車２２の公転１回転ごとに回転するようになっている。そして、歯数の異なる固定内歯歯車２４と可動内歯歯車２５に遊星歯車２２を同時に噛み合わせるためには、３つの歯車の少なくともいずれか１つを転位する必要がある。これについては、詳しくは後述する。
【００５７】
図４には、太陽歯車２１、遊星歯車２２、固定内歯歯車２４、可動内歯歯車２５の噛み合い状態をモータ軸１７の軸方向から見て示す。
図示するように、３個の遊星歯車２２は、キャリア２３で支持されて太陽歯車２１のまわりに等分配置され、太陽歯車２１と噛み合い、また同時に固定内歯歯車２４と可動内歯歯車２５の双方に内接して噛み合って組み込まれている。回転方向は固定内歯歯車２４と可動内歯歯車２５の歯数の大小関係で異なる。歯数が固定内歯歯車２４＜可動内歯歯車２５の場合は、太陽歯車２１（入力）と可動内歯歯車２５（出力）の回転方向は同方向であり、固定内歯歯車２４＞可動内歯歯車２５の場合は、太陽歯車２１（入力）と可動内歯歯車２４（出力）の回転方向は逆方向になる。また、その歯数の大小関係によって、遊星歯車２２が可動内歯歯車２５から受ける力の方向も逆方向になる。
【００５８】
図５には、歯数が固定内歯歯車２４＜可動内歯歯車２５の場合の遊星歯車２２に働く力関係を模式的に示す。
Ｓを太陽歯車２１の基礎円、その外周に位置する円Ｐを遊星歯車２２の基礎円、またその外周の円弧のＲを固定内歯歯車２４の基礎円、Ｍを可動内歯歯車２５の基礎円とすると、遊星歯車２２の歯（歯面）に働く力の方向を各歯車の回転方向とともに方向矢印で示している。ａが遊星歯車２２が太陽歯車２１から受ける力、ｂが固定内歯歯車２４から受ける抗力、ｃが可動内歯歯車２５から受ける抗力となる。
【００５９】
図６には、図５に示す力関係を遊星歯車２１の幅方向で示す。
この発明によれば、固定内歯歯車２４の歯数が可動内歯歯車２５の歯数より少なくなっている。このような構成とすると、遊星歯車２２は固定内歯歯車２４と可動内歯歯車２５から両歯面を挟み込む方向に抗力を受け、遊星歯車２２には、固定内歯歯車２４から受ける力ｂおよび可動内歯歯車２５から受ける抗力ｃが、各々図６に示すように加わる。そして、この発明によれば、図３に示すように、遊星歯車２２が可動内歯歯車２５と噛み合う歯幅領域Ｂで、太陽歯車２１が遊星歯車２２に噛み合わされている。よって、可動内歯歯車噛み合い部Ｋ１では、太陽歯車２１から受ける力ａは、ｃと同じ領域で逆方向に働いて互いに相殺されるとともに、固定内歯歯車噛み合い部Ｋ２では、遊星歯車１に固定内歯歯車２４から受ける力ｂが働くのみであるから、遊星歯車１の撓み、傾き、ねじれを小さくすることができる。
【００６０】
さて、歯数の異なる固定内歯歯車２４と可動内歯歯車２５に遊星歯車２２を同時に噛み合わせるためには、３つの歯車の少なくともいずれか１つを転位する必要がある。しかし、歯車を転位すると、マイナス転位では歯元が細り、プラス転位では歯先が細り、何れも歯の強度が弱くなる。そこで、この発明では、太陽歯車２１が直接噛み合わない側の固定内歯歯車２４と遊星歯車２２の領域を転位させ、太陽歯車２１が噛み合う領域は通常の歯形形状のままで転位させない構成とする。そうすることによって、駆動力が大きく掛かる歯車の強度が維持され、耐久性を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】画像形成装置の一例であるタンデム方式の電子写真式カラー複写機におけるタンデム作像装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すカラー複写機において、各感光体ドラムを駆動する感光体駆動装置の配置構成図である。
【図３】図２の感光体駆動装置の拡大部分断面図である。
【図４】同感光体駆動装置の太陽歯車、遊星歯車、固定内歯歯車、可動内歯歯車の噛み合い状態をモータ軸の軸方向から見て示す図である。
【図５】同感光体駆動装置の遊星差動歯車減速機において、固定内歯歯車の歯数が可動内歯歯車よりも少ない場合に、遊星歯車に働く力関係を模式的に示す図である。
【図６】図５に示す力関係を遊星歯車の幅方向で示す斜視図である。
【図７】従来の遊星差動歯車減速機において、遊星歯車に働く力を遊星歯車の幅方向で示す斜視図である。
【図８】従来の別の遊星差動歯車減速機において、遊星歯車に働く力を遊星歯車の幅方向で示す斜視図である。
【図９】画像形成装置の一例であるタンデム方式の電子写真式カラー複写機における全体概略構成図である。
【符号の説明】
【００６２】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ 感光体ドラム（像担持体）
１２ 感光体駆動装置
１３ 出力軸
１６ モータ（駆動源）
１７ モータ軸（入力軸）
１８ モータのボス部
２０ 遊星差動歯車減速機
２１ 太陽歯車
２２ 遊星歯車
２３ キャリア
２４ 固定内歯歯車
２５ 可動内歯歯車
２６ ケース
２９ 軸受
３０ 軸受
３２ 軸受
３３ 軸受
Ｂ 遊星歯車が可動内歯歯車と噛み合う歯幅領域
ａ 遊星歯車が太陽歯車から受ける力
ｂ 固定内歯歯車から受ける抗力
ｃ 可動内歯歯車から受ける抗力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に設けた太陽歯車と、その太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、その遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、その固定内歯歯車と異なる歯数を有し前記遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車とが備えられており、前記可動内歯歯車の回転中心に出力軸が設けられている遊星差動歯車減速機において、
前記固定内歯歯車の歯数が前記可動内歯歯車の歯数より少なくなっているとともに、
前記遊星歯車が前記可動内歯歯車と噛み合う歯幅領域で、前記太陽歯車が前記遊星歯車に噛み合わされていることを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星差動歯車減速機において、
前記入力軸が、駆動源のボス部から突出されており、そのボス部にはめ合わせて前記固定内歯歯車が固定されていることを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の遊星差動歯車減速機において、
前記遊星歯車を自転自在にかつ前記太陽歯車まわりに公転自在に支持するキャリアを有し、
そのキャリアは、軸受を介して前記入力軸まわりに回転自在に支持されていることを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機において、
前記入力軸の先端が、軸受を介して前記可動内歯歯車にはめ合わされてその可動内歯歯車の回転中心で回転自在に支持されていることを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機において、
前記太陽歯車が直接噛み合わない側の前記固定内歯歯車と前記遊星歯車の噛み合い領域を転位させ、前記太陽歯車が噛み合う領域は通常の歯形形状のままで転位させない構成とされていることを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機を介して駆動源の回転が減速して像担持体に伝達される構成となっていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
入力軸に設けた太陽歯車と、その太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、その遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、その固定内歯歯車と異なる歯数を有し前記遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車とが備えられており、前記可動内歯歯車の回転中心に出力軸が設けられている遊星差動歯車減速機において、
前記固定内歯歯車の歯数が前記可動内歯歯車の歯数より少なくなっているとともに、
前記遊星歯車が前記可動内歯歯車と噛み合う歯幅領域で、前記太陽歯車が前記遊星歯車に噛み合わされていることを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星差動歯車減速機において、
前記入力軸が、駆動源のボス部から突出されており、そのボス部にはめ合わせて前記固定内歯歯車が固定されていることを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の遊星差動歯車減速機において、
前記遊星歯車を自転自在にかつ前記太陽歯車まわりに公転自在に支持するキャリアを有し、
そのキャリアは、軸受を介して前記入力軸まわりに回転自在に支持されていることを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機において、
前記入力軸の先端が、軸受を介して前記可動内歯歯車にはめ合わされてその可動内歯歯車の回転中心で回転自在に支持されていることを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機において、
前記太陽歯車が直接噛み合わない側の前記固定内歯歯車と前記遊星歯車の噛み合い領域を転位させ、前記太陽歯車が噛み合う領域は通常の歯形形状のままで転位させない構成とされていることを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１に記載の遊星差動歯車減速機を介して駆動源の回転が減速して像担持体に伝達される構成となって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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１９２７１（Ｐ２０１０−１９２７１Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７７６６１（Ｐ２００８−１７７６６１）
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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