遊星歯車機構、回転駆動装置、及び画像形成装置
【課題】被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差を吸収し、回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なえる、メインテナンス性が良い低コストな遊星歯車機構を提供する。
【解決手段】感光体ドラム４０のドラム駆動軸１５１に回転駆動力を伝達する継ぎ手部を出力軸１１９に設ける。この出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持する。また、遊星歯車減速機構１１０と駆動モータ１４０とを取り付ける剛性ブラケット１３０で、ドラム駆動軸１５１と駆動モータ１４０の駆動モータ軸１４１との同軸性を保障する。そして、樹脂製の固定内歯歯車１１１の出力軸１１９側は、位置決め規制も固定もしない。
【解決手段】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継ぎ手部を出力軸１１９に設ける。この出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持する。また、遊星歯車減速機構１１０と駆動モータ１４０とを取り付ける剛性ブラケット１３０で、ドラム駆動軸１５１と駆動モータ１４０の駆動モータ軸１４１との同軸性を保障する。そして、樹脂製の固定内歯歯車１１１の出力軸１１９側は、位置決め規制も固定もしない。
【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歯車機構、この遊星歯車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遊星歯車減速機構が記載されている。最終段のキャリアと一体的に形成された出力軸を、この遊星歯車減速機構の出力軸側のエンドプレートである蓋部に軸支させている。そして、この出力軸と被回転体の回転軸とを係合させて回転駆動力を伝達するとともに、出力軸と被回転体とを着脱可能な構成としている。
【０００３】
また、特許文献２には、次のように構成されたトラクション方式（摩擦伝達方式）の遊星減速機構が記載されている。トラクション方式の遊星減速機構を用いた感光体ドラムの回転駆動ユニットにおいて、遊星減速機構内に感光体ドラム軸を、ボールベアリングで回転自在に支持させつつ突入させ、遊星減速機構の出力軸と一体的に構成している。感光体ドラム軸と遊星減速機構の出力軸とを一体的に構成することで、被回転体の回転軸である感光体ドラム軸とキャリアの出力軸との同軸性や真直性の誤差を排除できる。つまり、被回転体の回転軸と、遊星減速機構の出力軸とを別体で設けた場合の被回転体の回転速度変動の要因を排除でき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】
【０００４】
近年、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変速機構において、その回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なうことが要求されている。例えば、画像形成装置では、画像形成装置の高画質化、高速化の要求の高まりにより、用いる変速機構についても、その回転速度変動を従来よりも抑え、バインディング現象等を起こさない高精度な回転駆動力の伝達が要求されている。一方、低コスト化や、量産性向上、メインテナンス性向上といった要求も高い。
【０００５】
変速機構を介して回転駆動源の回転駆動力を伝達される被回転体の回転速度変動の要因としては、被回転体の回転軸と変速機構の出力軸との位置誤差に係わるものが大きく影響する。例えば、被回転体の回転軸の偏芯や、被回転体の回転軸と変速機構の出力軸を接続する継ぎ手機構による締結精度、同じく被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差が主な要因として挙がられる。また、遊星機構においては、遊星機構内において、キャリアに配置される複数個の遊星歯車や遊星ローラの同芯度誤差も主な要因として挙がられる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された遊星歯車減速機構の構成だけでは、被回転体の回転軸の偏芯を低減したり、被回転体の回転軸と減速機構の出力軸を接続する継ぎ手機構による締結精度を高めたりすることは困難である。また、被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差や、キャリアに配置される複数個の遊星歯車の同芯度誤差を抑制するのも困難である。
【０００７】
また、特許文献２に記載されたトラクション方式の遊星減速機構の構成では、各部品の精度と、組み立て精度を全てミクロンオーダー迄高めて高精度化する必要があり、その製造コストが高くなってしまうとともに、量産向きでもない。また、被回転体の回転軸である感光体ドラム軸と駆動系とを最初に一体化して組み立てたものを、用いる装置本体に組み込むという方法も、メインテナンス性向上といったことを考えると良い方法とは言い難い。
【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、次のような遊星歯車機構、その遊星歯車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。被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差を吸収して回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なえる、メインテナンス性が良い低コストな遊星歯車機構である。
【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に記載の遊星歯車機構の発明は、被回転体の駆動軸に回転駆動力を伝達する継ぎ手部を有した出力軸と、固定内歯歯車と、この固定内歯歯車に噛み合う複数の遊星歯車及び上記出力軸を有したキャリアとを具備し、回転駆動源と組み合わされて該被回転体を備える装置本体に搭載される遊星歯車機構において、上記遊星歯車機構と上記回転駆動源とは上記装置本体の側板に剛性ブラケットを介して取り付け固定され、上記ブラケットは被回転体の駆動軸と回転駆動源の駆動軸との同軸性を保障し、上記出力軸を有したキャリアは浮動支持されており、上記固定内歯歯車は樹脂製の成形品であり、上記固定内歯歯車の出力軸側は位置決め規制も固定もされておらず、上記固定内歯歯車の一部が回転駆動時の被回転体の駆動軸と出力軸との偏心誤差から生じる力により変形する構造となっ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に記載の遊星歯車機構において、固定内歯歯車の変形性獲得のため、該固定内歯歯車の一部に肉厚の薄い溝部を、遊星歯車の噛み合わない部分に形成した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に記載の遊星歯車機構において、固定内歯歯車の変形性獲得のため、該固定内歯歯車の一部に連続的な薄肉部を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の遊星歯車機構において、２段変速機構以上の固定内歯歯車の変形性獲得のため、出力軸を有したキャリアの遊星歯車近傍に、溝部又は薄肉部を設けた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２乃至４のいずれか一に記載の遊星歯車機構において、弾性を有し、変形可能なエラストマーで構成される吸振材料を、溝部又は薄肉部を設けた該固定内歯歯車の外周に付与した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５に記載の遊星歯車機構において、吸振材料は、少なくとも固定内歯歯車に設けた、変形用の薄肉部を埋没させるようにして固定され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歯車機構において、出力軸を有したキャリアは浮動支持は、上記キャリアに有した複数の遊星歯車と固定内歯歯車との噛み合いにより行われ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、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歯車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、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歯車機構、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、被回転体の駆動軸に回転駆動力を伝達する出力軸に継ぎ手部を有しているので、被回転体の回転軸と駆動系とを別体で構成して分離することができる。このように分離できるので、被回転体の回転軸と駆動系とを最初に一体化して組み立てたものを、用いる装置本体に組み込むという方法に比べ、メインテナンス性を向上させることができる。
また、出力軸を有したキャリアを浮動支持することで、軸受けで支持する場合よりも被回転体の駆動軸の回転速度変動を抑制した高精度回転が可能である。これは次の理由による。一般に遊星歯車機構の出力軸を回転支持するとき、支持方法毎に嵌めあい公差ガタを規定して、出力軸のラジアル方向ガタ量を規制する。例えば、画像形成装置等に用いる遊星歯車機構では、玉軸受けの場合の嵌めあい公差ガタは１μｍ〜１０μｍ程度、滑り軸受けの場合の嵌めあい公差ガタは１０μｍ〜５０μｍ程度として、出力軸のラジアル方向ガタ量を規制する。一方、浮動支持の場合は、さらにそれ以上のラフ公差である１００〜１５０μｍ程度のガタを与える。このガタにより出力軸を有したキャリアにおいて、スムースで支障のない程度の位置ずれを許容する量とできる。すなわち、被回転体の回転軸の偏芯や、被回転体の回転軸と遊星歯車機構の出力軸を接続する継ぎ手機構による締結精度、被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差を、軸受けで支持する場合よりも多く許容できる。また、遊星歯車の精度バラツキ（回転偏芯や歯型精度のバラツキ）があって、浅い噛み合いに対して深い噛み合いになる等の状況でも、浮動支持部分の自由度により歯車の噛み合い抵抗が発生しない。このように抵抗が発生しないので、出力軸は、自由度を持った回転が行われることになる。上述したように、軸受けで支持する場合よりも同軸性や真直性の誤差等を多く許容できるとともに、自由度を持った回転を行なうことができるので、回転速度変動を抑制した高精度回転が可能である。
また、出力軸を有したキャリアを浮動支持することで、特許文献２に記載された遊星減速機構のように製造コストの上昇をともなう各部品の精度や組み立て精度を高めることなく回転速度変動を抑制でき、製造コストの上昇も抑制できる。
加えて、遊星歯車機構と回転駆動源とを取り付ける剛性ブラケットで、被回転体の駆動軸と回転駆動源の駆動軸との同軸性を保障しつつ、樹脂製の成形品である固定内歯歯車の出力軸側は位置決め規制も固定もしていない。このように樹脂製の固定内歯歯車を固定しているので、固定内歯歯車の一部が回転駆動時の被回転体の駆動軸と出力軸との偏心誤差から生じる力により変形する。この変形により、回転駆動時の被回転体の駆動軸と出力軸との結合により起こる回転トルク変動を低減できる。また、出力軸を有したキャリアを浮動支持するだけの構成で許容できる、被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差等の量に、この変形の変形量を加えることができる。これらの結果、出力軸を有したキャリアを浮動支持するだけの構成よりも被回転体の駆動軸の回転速度変動をより多く吸収することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、被回転体の回転軸と駆動系とを最初に一体化して組み立てたものを用いる装置本体に組み込むという方法に比べ、メインテナンス性を向上させることができる。また、被回転体の駆動軸の回転速度変動を、軸受けで支持する場合よりも抑制した高精度回転が可能であるとともに、製造コストの上昇を抑制できる。加えて、出力軸を有したキャリアを浮動支持するだけの構成よりも被回転体の駆動軸の回転速度変動をより多く吸収することができる。
よって、次のような遊星歯車機構、その遊星歯車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できる。被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差を吸収して回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なえる、メインテナンス性が良い低コストな遊星歯車機構である。
【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の駆動モジュールの説明図。
【図３】実施例１の感光体ドラムユニットと駆動モジュールとの接合、及び剛性ブラケットによるドラム駆動軸と出力軸との位置決めの説明図。
【図４】実施例２の駆動モジュールの説明図。
【図５】図５は、実施例２の溝部の別例の説明図。
【図６】実施例３の駆動モジュールの説明図。
【図７】実施例４の駆動モジュールの説明図。
【図８】実施例４の別例の説明図。
【図９】実施例５の駆動モジュールの説明図。
【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の駆動モジュールの説明図、図３は、実施例１の感光体ドラムユニットと駆動モジュールとの接合、及び剛性ブラケットによるドラム駆動軸と出力軸との位置決めの説明図である。図４は、実施例２の駆動モジュールの説明図、図５は、実施例２の溝部の別例の説明図、図６は、実施例３の駆動モジュールの説明図、図７は、実施例４の駆動モジュールの説明図、図８は、実施例４の別例の説明図である。そして、図９は、実施例５の駆動モジュールの説明図である。
【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。また、画像形成ユニット３８の装着時には、ドラム駆動軸１５１の先端に形成された外歯ギヤ１５３が、詳しくは後述する回転駆動装置である駆動モジュール１０５の出力軸１１９の内歯ギヤに噛み合って継ぎ手部を構成する。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。そして、感光体ドラム４０は、そのドラム駆動軸１５１の外歯ギヤ１５３と、駆動モジュール１０５の出力軸１１９の内歯ギヤが噛み合うことで、駆動モジュール１０５に備えた駆動モータ１４０により回転駆動されることとなる。
【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から説明する。図２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のモータープレート１３４とがネジ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駆動とはモジュール１０５を形成している。この駆動モジュール１０５は、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が形成された樹脂製の成形品である固定内歯歯車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、ドラム駆動軸１５１の外歯ギヤ１５３と噛み合う内歯ギアが形成されている。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がネジ止めされている。
【００３１】
この遊星歯車減速機構１１０の固定は、モータ側エンドプレート１３５を、モータープレート１３４を介して剛性ブラケット１３０に接続しており、出力軸側エンドプレート１３６が固定された側は、自由端となっている。また、この遊星歯車減速機構１１０は、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８は、軸受け等を設けることなく、浮動支持されている。
【００３２】
また、駆動モータ１４０は、駆動モータ軸１４１が貫通しており、遊星歯車減速機構１１０側に駆動モータ軸１４１には外歯ギアが形成されており、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。そして、この駆動モータ１４０のモータープレート１３４には、駆動モータ軸１４１を通す孔が形成されている。モータープレート１３４に形成された孔の遊星歯車減速機構１１０側には、モータ側エンドプレート１３５に形成された孔と嵌め合う円筒状の位置決め部が突出して形成されている。この突出部をモータ側エンドプレート１３５の孔と嵌め合わせ、ネジ止めすることで、遊星歯車減速機構１１０と駆動モータ１４０とが、正確に位置決めされ、ネジ固定されて駆動モジュール１０５を形成することとなる。
【００３３】
そして、このようにして組み付けられた駆動モジュール１０５は、装置本体の本体側取り付け側板１６０（以下、側板１６０という）に剛性ブラケット１３０を介して取り付けられることとなる。
【００３４】
本実施例の駆動モジュール１０５は、遊星歯車減速機構１１０で採用した浮動支持により、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との偏心等に起因した、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、軸受けで支持する場合よりも抑制できる。つまり、本実施例の駆動モジュール１０５は、遊星歯車減速機構１１０で採用した浮動支持により、軸受けで支持する場合よりも、ドラム駆動軸１５１の高精度な回転が可能である。加えて、本実施例の駆動モジュール１０５では、上述した浮動支持以上の効果を奏するために、遊星歯車減速機構１１０の出力軸側エンドプレート１３６が固定された側を、自由端としている。このように自由端とすることで、各遊星歯車が噛み合う固定内歯歯車１１１の一部分を最大で５０μｍ程度変形させて、その結果全体で１５０〜２００μｍ程度のずれ量があっても回転可能な軟構造として回転するようにした。これにより、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持するだけの構成よりも、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との偏心等に起因したドラム駆動軸１５１の回転速度変動をより多く吸収できる。したがって、より高精度な回転駆動力の伝達が可能となる。
【００３５】
このためには、上述したドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との接合部以外の箇所での位置精度は確保し、変形によって起こる高次の振動成分が発生しないように考慮することとした。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動モータ軸１４１と最終的に回転駆動されるドラム駆動軸１５１との軸心を高精度かつ高剛性に支持するため、アルミダイキャスト又は樹脂成形等で作られた剛性ブラケット１３０を両者間に介在させる。この剛性ブラケット１３０は、図３（ｃ）に示すように、凸状位置決め部１３２が形成された円盤状の基底部１３１と、この基底部１３１にその端部が固定されたホーターホルダー１３３からなる。そして、この凸状位置決め部１３２と基底部１３１に同軸心に形成されたブラケット位置決め穴１２０が形成されている。
【００３６】
剛性ブラケット１３０を用いた駆動モータ軸１４１とドラム駆動軸１５１とのとの同軸の保障に関して、次のような構成を備えている。側板１６０側では、図３（ａ）に示すように剛性ブラケット１３０の凸状位置決め部１３２は、側板１６０に形成された位置決め穴に嵌め合わされて、装置本体に位置決めされる。そして、図３（ｂ）に示すように、感光体ドラムユニット１５０が装着位置に装着されることで、ブラケット位置決め穴１２０に、ドラム駆動軸１５１の回転支持を行っているボールベアリング１５５の外輪が嵌め合わされる。このように嵌め合わされることで、剛性ブラケット１３０とドラム駆動軸１５１との同軸が保障される。また、駆動モジュール１０５側では、駆動モータ１４０のハウジングに固定されているモータープレート１３４と剛性ブラケット１３０のホルダー１３３とを、凸状位置決め部１３２と駆動モータ軸１４１とが同軸心になるよう勘合させる。このように勘合させることで、剛性ブラケット１３０と駆動モータ軸１４１との同軸が保障される。一方、平行の保障は、剛性ブラケット１３０の側板１６０側から立ち上がるモーターホルダー１３３のネジ止め高さ精度によって位置だしされることとなる。このようにして、図３（ｄ）に示すように、遊星歯車減速機構１１０の太陽歯車である駆動モータ軸１４１と、ドラム駆動軸１５１との軸心を高精度かつ高剛性に支持することができる。
【００３７】
そして、剛性ブラケット１３０を用いた構成でも出し切れない、誤差の積み上げによる狂いに対しては、固定内歯歯車１１１の一部変形によって、回転トルク変動を軽減し、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動の吸収が行われることになる。
【００３８】
本実施例の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５は、上述したように駆動モータ軸１４１とドラム駆動軸１５１とを頑強な剛性ブラケット１３０で支持し、固定内歯歯車１１１の一部に柔軟に変形する部分に設けている。このように構成することで、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との偏心等に起因したドラム駆動軸１５１の回転速度変動を吸収でき、高精度な回転伝達を行うことができる。よって、ドラム駆動軸１５１と駆動モジュール１０５とを別体で構成し、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との同軸性や真直性の誤差を吸収できる。そして、回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なえる、低コストな遊星歯車減速機構１１０を提供できる。
【００３９】
（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を説明する。本実施例と上述した実施例１とでは、固定内歯歯車１１１の円筒状部分に一部肉厚の薄い溝部を設けていることに係る点のみ異なる。他の構成・動作等は同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。
【００４０】
本実施例の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５では、図４に示すように、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２を設けていない部分を設けた。すなわち、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２以外の位置に一部、肉厚の薄い溝部１６１を設けた。より具体的には、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２を設けていないモータ側エンドプレート１３５の近傍に、溝部１６１を設けた。このように設けることで、遊星歯車の噛み合い回転時に遊星歯車に偏心的な回転が生じた場合、固定内歯歯車１１１が溝部１６１で微少ながら円周方向に任意に変形して抵抗力を吸収できる。このように吸収できるので、実施例１の構成よりも遊星歯車の偏心的な回転に追従可能になる。
【００４１】
このように肉厚の薄い溝部１６１を固定内歯歯車１１１の歯車部１１２以外の位置に配置するのは次ぎの理由による。一般に、固定内歯歯車１１１は、ＰＯＭ等のエンプラ材料を用いた成形品として作られる。しかし、仮に歯車部１１２が存在する、肉厚方向反対部分に溝部を形成して偏肉部を設けると、樹脂の冷却時のヒケ現象により歯形が変形して、精度が劣化し、遊星歯車との適正な噛み合い運転ができなくなるためである。
【００４２】
また、図４に示した溝部１６１の形状は、図５（ａ）や図５（ｂ）のように形成しても良い。図５（ａ）では、溝部１６１の底部がＵ字状になるように面取りを加えて、繰り返し変形疲労によるクラックの発生を抑える構造としている。また、図５（ｂ）では、溝部１６１を２つの溝で構成するとともに、それぞれの底部が円弧状になるように形成している。
【００４３】
このように構成することで、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との噛み合い時の、変位による外力は、固定内歯歯車１１１の肉厚を薄くした部分から先の変位により吸収される。このように吸収されることで、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との結合により起こる回転速度変動が減少する。また、固定内歯歯車１１１の樹脂成形精度の面からは、急激な肉厚の変化部分を、遊星歯車と噛み合わない部分に設けたので、ヒケによる、歯車部１１２の歯形精度を劣化させることがなく、高精度な回転伝達を行うことができる。
【００４４】
（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を説明する。本実施例と上述した実施例１、２とでは、固定内歯歯車１１１の円筒状部分に連続した肉厚の薄い領域を設けていることに係る点のみ異なる。他の構成・動作等は同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。
【００４５】
本実施例の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５では、図６に示すように、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側に連続して肉厚の薄い領域である薄肉部１６２を設けた。具体的には、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２を設けていないモータ側エンドプレート１３５近傍から、歯車部１１２を設けた位置を跨いだ出力軸側エンドプレート１３６近傍まで連続した薄肉部１６２を設けた。このように薄肉部１６２を設けることで、遊星歯車の噛み合い回転時に、遊星歯車に偏心的な回転が生じた場合、固定内歯歯車１１１が薄肉部１６２で微少ながら円周方向に任意に変形して抵抗力を吸収する。そして、実施例２の構成と同様に、実施例１の構成よりも遊星歯車の偏心的な回転に追従可能なようにした。
【００４６】
本実施例も、実施例２と同様に、出力軸を有したキャリアである２段目のキャリア１１８に設けられた遊星歯車１１７の、噛み合い部での変形効果（固定内歯歯車１１１の歯車部１１２の変形）を得るようにしている。
【００４７】
上述したように、薄肉部１６２は、遊星歯車と噛み合う歯車部１１２が存在する位置より前後余裕をもった領域の全域で、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側を均一に薄肉化させている。このため、歯車部１１２を設けた位置の外周側で急激な肉厚の変化はなく、成型時のヒケによる歯形精度の劣化を防止できる。また、実施例２と同様に薄肉に移行する部分、すなわち底部の隅部に円弧状の面取りを付与して、繰り返し変形疲労によるクラックの発生を抑える構造するのが望ましい。
【００４８】
このように構成することで、実施例２と同様にドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との噛み合い時の、変位による外力は、固定内歯歯車１１１の肉厚を薄くした部分から先の変位により吸収される。このように吸収されることで、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との結合により起こる回転速度変動が減少する。また、固定内歯歯車１１１の樹脂成形精度においては、急激な肉厚の変化部分を遊星歯車と噛み合わない部分に設けたので、ヒケによる、歯車部１１２の歯形精度を劣化させることがなく、高精度な回転伝達を行うことができる。
【００４９】
（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を説明する。本実施例と上述した実施例２、３とでは、複数段の遊星歯車を設けた遊星歯車減速機構１１０において、固定内歯歯車１１１の円筒状部分に設ける、溝部１６３、又は薄肉部１６４を設ける部分に係る点のみ異なる。他の構成・動作等は同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。
【００５０】
本実施例でも、遊星歯車が１段しかない遊星歯車減速機構１１０では、固定内歯歯車１１１を変形させるために、その肉厚を薄くする位置は、溝部１６１の場合、固定内歯歯車１１１の出力軸側エンドプレート１３６の近傍に設ける。また、薄肉部１６２の場合、歯車部１１２が存在する位置より前後余裕をもった領域の肉厚を薄くして設ける。しかし、遊星歯車を２段以上設けた遊星歯車減速機構１１０では、出力軸１１９を有したキャリア１１８に設ける遊星歯車が噛み合う固定内歯歯車１１１の部分が変形するように、溝部１６３や薄肉部１６４を設けることとした。このように構成することで、高減速比確保のために、遊星歯車を設けるキャリア段数が増加して多段になった場合でも、最終段のキャリアに設けられた遊星歯車との噛み合い部で発生する変動を、変形動作で吸収するようにした。
【００５１】
具体的には、溝部１６３を設ける構成では、次のように構成した。図７に示すように、最終段のキャリアである２段目のキャリア１１８に設けた遊星歯車１１７と、その１段手前の１段目のキャリア１１５に設けた遊星歯車１１４とが、固定内歯歯車１１１に噛み合う歯車部を２つに分割した。そして、遊星歯車１１７が噛み合う歯車部１１２ａと遊星歯車１１４が噛み合う歯車部１１２ｂとの中間点の、いずれの遊星歯車の噛み合い部分にも掛からない位置の固定内歯歯車１１１の外周側に、変形させるための溝部１６３を設ける。ここで、歯車部１１２ａと歯車部１１２ｂとの分割については、成型加工の場合は、型スライドの関係から連続的な歯型を形成後、２次加工で途中にスリットを入れて分割する。
【００５２】
また、固定内歯歯車１１１の外周側に設ける溝部１６３の形状は、実施例２の溝部１６１と同様に、溝部１６３の底部がＵ字状になるように面取りを加えて、繰り返し変形疲労によるクラックの発生を抑える構造とするのが望ましい。また、図８（ａ）にに示すように２つの溝で形成するとともに、それぞれの底部が円弧状になるように形成しても良い。
【００５３】
また、薄肉部１６４を設ける構成では、次のように構成した。溝部１６３を設ける構成と同様に、固定内歯歯車１１１に噛み合う歯車部を最終段の遊星歯車１１７が噛み合う歯車部１１２ａと、遊星歯車１１４が噛み合う歯車部１１２ｂとに分割した。そして、図８（ｂ）に示すように、固定内歯歯車１１１の歯車部１１２ａを設けた領域よりもやや広く、かつ歯車部１１２ｂを設けた領域に掛からない位置の固定内歯歯車１１１の外周側に、変形させるための薄肉部１６４を設ける。ここで、歯車部１１２ａと歯車部１１２ｂとの分割については、上述した溝部１６３を設ける構成と同様に、成型加工の場合は、型スライドの関係から連続的な歯型を形成後、２次加工で途中にスリットを入れて分割する。
【００５４】
また、固定内歯歯車１１１の外周側に設ける薄肉部１６４の形状に関しては、実施例３の薄肉部１６２と同様に、底部の隅部に円弧状の面取りを付与して、繰り返し変形疲労によるクラックの発生を抑える構造するのが望ましい。
【００５５】
これらのように、高減速比確保のために、キャリア段数が増加して多段になった場合でも、最終段のキャリアに設けられた遊星歯車との噛み合い部で発生する変動を、変形動作で吸収できるようにしている。駆動すべきドラム駆動軸１５１との結合を行うのは、遊星歯車減速機構１１０の最終段であり、トルク変動により大きな変形作用のあるのもこの最終段である。上述したように、固定内歯歯車１１１に溝部１６３や薄肉部１６４を設けることで、最終段の遊星歯車と固定内歯歯車１１１との噛み合い部での変形を吸収させることができ、高精度な回転伝達を行うことができる。
【００５６】
（実施例５）
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５の実施例である実施例５を説明する。本実施例と上述した実施例２乃至４とでは、固定内歯歯車１１１を変形させるために、その肉厚を薄くする部分の外周側に吸振材料を付与することに係る点のみ異なる。他の構成・動作等は同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。
【００５７】
本実施例では、図９に示すように、実施例３で説明した構成、つまり、固定内歯歯車１１１の円筒状部分に連続した肉厚の薄い領域を設けている構成に、吸振材料を付与する場合について説明する。
【００５８】
固定内歯歯車１１１の薄肉部１６２を設けた部分での変形により、出力軸１１９の一回転周期の変動成分は解消されるが、共振周波数の移動により、高周波帯域での振動や、そのｎ次周波数を増加させる可能性がある。そこで、本実施例では、図９に示すように、弾性を有し、変形可能なエラストマーで構成された吸振材料を、固定内歯歯車１１１の中心軸に対して対称形状となるように、薄肉部１６２を設けた固定内歯歯車１１１の外周に付与する。このように付与することで、固定内歯歯車１１１の薄肉部１６２を設けた部分に、均一な厚さのエラストマー部１６５を形成し、薄肉部１６２を設けた部分の粘性と質量を増加させて、振動減衰をさせることとした。
【００５９】
具体的には、厚さ数ミリで成形したウレタンゴム又はクロロプレンゴム、ニトリルゴム、ＳＢＲゴム等のエラストマーで構成されたエラストマー部１６５を、固定内歯歯車１１１の形状変形させる部分に密着するように被せて固定する。つまり、固定内歯歯車１１１に設けた薄肉部１６２に密着するように被せて固定する。このように構成されたエラストマー部１６５は粘性を有するため、微小な捻り変形成分の振動を、その内部で熱に変換して散逸させることができ、僅かながらも上述したような高周波帯域での振動等の振幅を減衰させることができる。そして、最終段の遊星歯車１１７を設けたキャリア１１８の一回転毎に、このエラストマー部１６５が変形しつつ追従し、その粘性と質量効果により、回転及び横振動に対して、共振周波数帯域の移動と、振動振幅の減衰効果を発揮する。よって、溝部１６１や薄肉部１６２を設けただけの構成よりも高精度な回転伝達を行うことができる。
【００６０】
（実施例６）
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６の実施例である実施例６を説明する。本実施例と上述した実施例５とでは、固定内歯歯車１１１の肉厚を薄くする部分の外周側に付与する吸振材料の固定方法を規定していることに係る点のみ異なる。他の構成・動作等は同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。
【００６１】
本実施例も実施例５と同様に、実施例３で説明した構成、つまり、固定内歯歯車１１１の円筒状部分に連続した肉厚の薄い領域を設けている構成に、吸振材料を付与する場合について説明する。
【００６２】
図９に示すように、吸振材料であるエラストマー部１６５と固定内歯歯車１１１との固定は、嵌め合い固定としている。また、嵌め合わされるエラストマー部１６５の内径を、エラストマー部１６５を嵌め合わせる固定内歯歯車１１１の薄肉部１６２の外径よりも、若干小さくなるように設定し、装着時に両者間が密着するような嵌め合い公差としている。そして、エラストマー部１６５は、少なくとも固定内歯歯車１１１に設けた、変形用の薄肉部１６２を埋没させるようにして固定する。
【００６３】
このように、付与する吸振材料であるエラストマー部１６５を、確実に固定内歯歯車１１１に密着させて発生振動の振幅を減衰させる。同時に、吸振材料であるエラストマー部１６５の脱落を防止させることができる。
【００６４】
また、吸振材料であるエラストマー部１６５の固定内歯歯車１１１への固定位置の形成においても、成形時におけるヒケが、内歯歯車である歯車部１１２の精度を劣化させないように考慮する必要がある。このため、本実施例では、各遊星歯車と噛み合う部分の歯形の近傍には偏肉形状は設けない構成としている。そして、エラストマー部１６５と固定内歯歯車１１１のさらなる一体化のために、両者間に接着剤１６６を介在させて、接合力の強化を図っている。
【００６５】
接着剤１６６としては、シアノアクリル系の瞬間接着剤、例えばセメダイン３０００（商品名）や、ゴム系溶剤形接着剤、例えばセメダイン５７５（商品名）を用いることができる。しかし、成形加工された固定内歯歯車１１１の外周は平滑面であるため、成形後にサンドブラスト加工又はレーザによる溶融で微少な凹凸を形成させる。このように形成した間隙に接着剤を介在させることで、接着効果に加えてアンカー効果（絡み合い効果）も確保して頑強な固定が可能となる。
【００６６】
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。ドラム駆動軸１５１に回転駆動力を伝達する出力軸１１９に、ドラム駆動軸１５１の先端に形成した外歯ギヤ１５３と噛み合う内歯ギア有しているので、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９とを別体で構成して分離することができる。このように分離できるので、被回転体の回転軸と駆動系とを最初に一体化して組み立てたものを、用いる装置本体に組み込むという方法に比べ、メインテナンス性を向上させることができる。また、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持することで、軸受けで支持する場合よりも同軸性や真直性の誤差等を多く許容できるとともに、自由度を持った回転を行なうことができる。このように回転を行なうことができるので、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、軸受けで支持する場合よりも抑制した高精度回転が可能である。また、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持することで、特許文献２に記載された遊星減速機構のように製造コストの上昇をともなう各部品の精度や組み立て精度を高めることなく回転速度変動を抑制でき、製造コストの上昇を抑制できる。加えて、遊星歯車減速機構１１０と駆動モータ１４０とを取り付ける剛性ブラケット１３０で、ドラム駆動軸１５１と駆動モータ軸１４１との同軸性を保障し、樹脂製の固定内歯歯車１１１の出力軸１１９側は、位置決め規制も固定もしない。このように樹脂製の固定内歯歯車１１１を固定しているので、固定内歯歯車１１１の一部が回転駆動時のドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との偏心誤差から生じる力により変形する。この変形により、回転駆動時のドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との結合により起こる回転トルク変動を低減できる。また、出力軸１１９を有したキャリア１１８を浮動支持するだけの構成で許容できる、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との同軸性や真直性の誤差等の量に、この変形の変形量を加えることができる。これらの結果、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持するだけの構成よりも多く許容できる。したがって、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持するだけの構成よりもドラム駆動軸１５１の回転速度変動をより多く吸収することができる。よって、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との同軸性や真直性の誤差を吸収して回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なえる、メインテナンス性が良い低コストな遊星歯車減速機構１１０を提供できる。
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。固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２を設けていないモータ側エンドプレート１３５の近傍に、溝部１６１を設けた。このように溝部１６１を設けることで、遊星歯車の噛み合い回転時に遊星歯車に偏心的な回転が生じた場合、固定内歯歯車１１１が溝部１６１で微少ながら円周方向に任意に変形して抵抗力を吸収することができる。このように吸収することで、溝部１６１を設けない構成よりも遊星歯車の偏心的な回転に追従可能である。また、急激な肉厚の変化する部分である溝部１６１を、遊星歯車と噛み合う歯車部１１２以外の位置に配置しているので、固定内歯歯車１１１の成形時に歯車部１１２にヒケ現象が発生し、歯形精度が劣化することを防止できる。よって、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、溝部１６１を設けていない構成よりもさらに減少させるとともに、ヒケによる、歯車部１１２の歯形精度を劣化させることがなく、高精度な回転伝達を行うことができる。
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。固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２を設けていないモータ側エンドプレート１３５の近傍から、歯車部１１２を設けた位置を跨いだ出力軸側エンドプレート１３６の近傍まで連続した薄肉部１６２を設けた。このように薄肉部１６２を設けることで、遊星歯車の噛み合い回転時に遊星歯車に偏心的な回転が生じた場合、固定内歯歯車１１１が溝部１６１で微少ながら円周方向に任意に変形して抵抗力を吸収することができる。このように吸収することで、薄肉部１６２を設けない構成よりも遊星歯車の偏心的な回転に追従可能である。また、肉厚の薄い薄肉部１６２を遊星歯車と噛み合う歯車部１１２が存在する位置より前後余裕をもった領域に設けており、歯車部１１２を設けた位置の外周側で急激な肉厚の変化はなく、成型時のヒケによる歯形精度の劣化を防止できる。よって、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、薄肉部１６２を設けていない構成よりもさらに減少させるとともに、ヒケによる、歯車部１１２の歯形精度を劣化させることがなく、高精度な回転伝達を行うことができる。
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。最終段の遊星歯車１１７と、その１段手前の遊星歯車１１４が固定内歯歯車１１１に噛み合う歯車部を、遊星歯車１１７が噛み合う歯車部１１２ａと遊星歯車１１４が噛み合う歯車部１１２ｂとに分割する。そして、歯車部１１２ａに対して溝部１６３や薄肉部１６４を設ける。具体的には、溝部１６３を設ける場合には、分割した歯車部１１２ａと歯車部１１２ｂの中間であって、いずれの遊星歯車の噛み合い部分に掛からない位置の固定内歯歯車１１１の外周側に、変形させるための溝部１６３を設ける。また、薄肉部１６４を設ける場合には、歯車部１１２ａを設けた領域よりもやや広く、かつ歯車部１１２ｂを設けた領域に掛からない位置の固定内歯歯車１１１の外周側に、変形させるための薄肉部１６４を設ける。このように溝部１６３や薄肉部１６４を固定内歯歯車１１１の外周側に設けることで、最終段のキャリア１１８に設けられた遊星歯車１１７との噛み合い部で発生する変動を、溝部１６３や薄肉部１６４の変形動作で吸収できる。また、急激な肉厚の変化が生じる、溝部１６３や薄肉部１６４の部分を、遊星歯車と噛み合う歯車部１１２ａ、１１２ｂが存在する位置以外の外周側に設けており、成型時のヒケによる歯形精度の劣化を防止できる。よって、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、溝部１６１や薄肉部１６２を設けていない構成よりも減少させるとともに、ヒケによる歯車部１１２ａ、１１２ｂの歯形精度を劣化させることがなく、高精度な回転伝達を行うことができる。
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。固定内歯歯車１１１の形状変形させる部分、すなわち薄肉部１６２を設けた部分に、弾性を有し、変形可能なエラストマーで構成されたエラストマー部１６５を密着するように被せて固定する。このように固定することで、エラストマー部１６５は粘性を有するため、微小な捻り変形成分の振動を、その内部で熱に変換して散逸させることができ、僅かながらも高周波帯域での振動等の振幅を減衰させることができる。そして、最終段の遊星歯車１１７を設けたキャリア１１８の一回転毎に、このエラストマー部１６５が変形しつつ追従し、その粘性と質量効果により回転及び横振動に対して、共振周波数帯域の移動と振動振幅の減衰効果を発揮する。よって、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、回転及び横振動に対して、共振周波数帯域の移動や、振動振幅の減衰効果を発揮することで、溝部１６１や薄肉部１６２を設けただけの構成よりも高精度な回転伝達を行うことができる。
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。嵌め合わされるエラストマー部１６５の内径を、エラストマー部１６５を嵌め合わせる固定内歯歯車１１１の薄肉部１６２の外径よりも、若干小さくなるように設定し、装着時に両者間が密着するような嵌め合い公差としている。そして、エラストマー部１６５は、少なくとも固定内歯歯車１１１に設けた、変形用の薄肉部１６２を埋没させるようにして固定する。このように固定することで、固定内歯歯車１１１に付与する吸振材料であるエラストマー部１６５を、確実に固定内歯歯車１１１に密着させて発生振動の振幅を減衰させると同時に、エラストマー部１６５の脱落を防止させることができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８の浮動支持は、キャリア１１８に有した複数の遊星歯車１１４と固定内歯歯車１１１の歯車部１１２との噛み合いにより行われる。このようにキャリア１１８の浮動支持することで、玉軸受け等を設ける必要がなく、遊星歯車減速機構１１０の製造コストの上昇を抑制できるとともに、遊星歯車減速機構１１０の小型化も可能である。
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】
【００６７】
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 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
１２０ ブラケット位置決め穴
１３０ 剛性ブラケット
１３１ 基底部
１３２ 凸状位置決め部
１３３ モーターホルダー
１３４ モータープレート
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
１５５ ボールベアリング
１６０ 側板
１６１、１６３ 溝部
１６２、１６４ 薄肉部
１６５ エラストマー部
１６６ 接着剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００９−０３７１９８号公報
【特許文献２】特許第４３６０１６２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歯車機構、この遊星歯車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遊星歯車減速機構が記載されている。最終段のキャリアと一体的に形成された出力軸を、この遊星歯車減速機構の出力軸側のエンドプレートである蓋部に軸支させている。そして、この出力軸と被回転体の回転軸とを係合させて回転駆動力を伝達するとともに、出力軸と被回転体とを着脱可能な構成としている。
【０００３】
また、特許文献２には、次のように構成されたトラクション方式（摩擦伝達方式）の遊星減速機構が記載されている。トラクション方式の遊星減速機構を用いた感光体ドラムの回転駆動ユニットにおいて、遊星減速機構内に感光体ドラム軸を、ボールベアリングで回転自在に支持させつつ突入させ、遊星減速機構の出力軸と一体的に構成している。感光体ドラム軸と遊星減速機構の出力軸とを一体的に構成することで、被回転体の回転軸である感光体ドラム軸とキャリアの出力軸との同軸性や真直性の誤差を排除できる。つまり、被回転体の回転軸と、遊星減速機構の出力軸とを別体で設けた場合の被回転体の回転速度変動の要因を排除でき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】
【０００４】
近年、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変速機構において、その回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なうことが要求されている。例えば、画像形成装置では、画像形成装置の高画質化、高速化の要求の高まりにより、用いる変速機構についても、その回転速度変動を従来よりも抑え、バインディング現象等を起こさない高精度な回転駆動力の伝達が要求されている。一方、低コスト化や、量産性向上、メインテナンス性向上といった要求も高い。
【０００５】
変速機構を介して回転駆動源の回転駆動力を伝達される被回転体の回転速度変動の要因としては、被回転体の回転軸と変速機構の出力軸との位置誤差に係わるものが大きく影響する。例えば、被回転体の回転軸の偏芯や、被回転体の回転軸と変速機構の出力軸を接続する継ぎ手機構による締結精度、同じく被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差が主な要因として挙がられる。また、遊星機構においては、遊星機構内において、キャリアに配置される複数個の遊星歯車や遊星ローラの同芯度誤差も主な要因として挙がられる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された遊星歯車減速機構の構成だけでは、被回転体の回転軸の偏芯を低減したり、被回転体の回転軸と減速機構の出力軸を接続する継ぎ手機構による締結精度を高めたりすることは困難である。また、被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差や、キャリアに配置される複数個の遊星歯車の同芯度誤差を抑制するのも困難である。
【０００７】
また、特許文献２に記載されたトラクション方式の遊星減速機構の構成では、各部品の精度と、組み立て精度を全てミクロンオーダー迄高めて高精度化する必要があり、その製造コストが高くなってしまうとともに、量産向きでもない。また、被回転体の回転軸である感光体ドラム軸と駆動系とを最初に一体化して組み立てたものを、用いる装置本体に組み込むという方法も、メインテナンス性向上といったことを考えると良い方法とは言い難い。
【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、次のような遊星歯車機構、その遊星歯車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。被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差を吸収して回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なえる、メインテナンス性が良い低コストな遊星歯車機構である。
【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に記載の遊星歯車機構の発明は、被回転体の駆動軸に回転駆動力を伝達する継ぎ手部を有した出力軸と、固定内歯歯車と、この固定内歯歯車に噛み合う複数の遊星歯車及び上記出力軸を有したキャリアとを具備し、回転駆動源と組み合わされて該被回転体を備える装置本体に搭載される遊星歯車機構において、上記遊星歯車機構と上記回転駆動源とは上記装置本体の側板に剛性ブラケットを介して取り付け固定され、上記ブラケットは被回転体の駆動軸と回転駆動源の駆動軸との同軸性を保障し、上記出力軸を有したキャリアは浮動支持されており、上記固定内歯歯車は樹脂製の成形品であり、上記固定内歯歯車の出力軸側は位置決め規制も固定もされておらず、上記固定内歯歯車の一部が回転駆動時の被回転体の駆動軸と出力軸との偏心誤差から生じる力により変形する構造となっ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に記載の遊星歯車機構において、固定内歯歯車の変形性獲得のため、該固定内歯歯車の一部に肉厚の薄い溝部を、遊星歯車の噛み合わない部分に形成した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に記載の遊星歯車機構において、固定内歯歯車の変形性獲得のため、該固定内歯歯車の一部に連続的な薄肉部を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の遊星歯車機構において、２段変速機構以上の固定内歯歯車の変形性獲得のため、出力軸を有したキャリアの遊星歯車近傍に、溝部又は薄肉部を設けた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２乃至４のいずれか一に記載の遊星歯車機構において、弾性を有し、変形可能なエラストマーで構成される吸振材料を、溝部又は薄肉部を設けた該固定内歯歯車の外周に付与した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５に記載の遊星歯車機構において、吸振材料は、少なくとも固定内歯歯車に設けた、変形用の薄肉部を埋没させるようにして固定され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歯車機構において、出力軸を有したキャリアは浮動支持は、上記キャリアに有した複数の遊星歯車と固定内歯歯車との噛み合いにより行われ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、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歯車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、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歯車機構、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、被回転体の駆動軸に回転駆動力を伝達する出力軸に継ぎ手部を有しているので、被回転体の回転軸と駆動系とを別体で構成して分離することができる。このように分離できるので、被回転体の回転軸と駆動系とを最初に一体化して組み立てたものを、用いる装置本体に組み込むという方法に比べ、メインテナンス性を向上させることができる。
また、出力軸を有したキャリアを浮動支持することで、軸受けで支持する場合よりも被回転体の駆動軸の回転速度変動を抑制した高精度回転が可能である。これは次の理由による。一般に遊星歯車機構の出力軸を回転支持するとき、支持方法毎に嵌めあい公差ガタを規定して、出力軸のラジアル方向ガタ量を規制する。例えば、画像形成装置等に用いる遊星歯車機構では、玉軸受けの場合の嵌めあい公差ガタは１μｍ〜１０μｍ程度、滑り軸受けの場合の嵌めあい公差ガタは１０μｍ〜５０μｍ程度として、出力軸のラジアル方向ガタ量を規制する。一方、浮動支持の場合は、さらにそれ以上のラフ公差である１００〜１５０μｍ程度のガタを与える。このガタにより出力軸を有したキャリアにおいて、スムースで支障のない程度の位置ずれを許容する量とできる。すなわち、被回転体の回転軸の偏芯や、被回転体の回転軸と遊星歯車機構の出力軸を接続する継ぎ手機構による締結精度、被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差を、軸受けで支持する場合よりも多く許容できる。また、遊星歯車の精度バラツキ（回転偏芯や歯型精度のバラツキ）があって、浅い噛み合いに対して深い噛み合いになる等の状況でも、浮動支持部分の自由度により歯車の噛み合い抵抗が発生しない。このように抵抗が発生しないので、出力軸は、自由度を持った回転が行われることになる。上述したように、軸受けで支持する場合よりも同軸性や真直性の誤差等を多く許容できるとともに、自由度を持った回転を行なうことができるので、回転速度変動を抑制した高精度回転が可能である。
また、出力軸を有したキャリアを浮動支持することで、特許文献２に記載された遊星減速機構のように製造コストの上昇をともなう各部品の精度や組み立て精度を高めることなく回転速度変動を抑制でき、製造コストの上昇も抑制できる。
加えて、遊星歯車機構と回転駆動源とを取り付ける剛性ブラケットで、被回転体の駆動軸と回転駆動源の駆動軸との同軸性を保障しつつ、樹脂製の成形品である固定内歯歯車の出力軸側は位置決め規制も固定もしていない。このように樹脂製の固定内歯歯車を固定しているので、固定内歯歯車の一部が回転駆動時の被回転体の駆動軸と出力軸との偏心誤差から生じる力により変形する。この変形により、回転駆動時の被回転体の駆動軸と出力軸との結合により起こる回転トルク変動を低減できる。また、出力軸を有したキャリアを浮動支持するだけの構成で許容できる、被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差等の量に、この変形の変形量を加えることができる。これらの結果、出力軸を有したキャリアを浮動支持するだけの構成よりも被回転体の駆動軸の回転速度変動をより多く吸収することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、被回転体の回転軸と駆動系とを最初に一体化して組み立てたものを用いる装置本体に組み込むという方法に比べ、メインテナンス性を向上させることができる。また、被回転体の駆動軸の回転速度変動を、軸受けで支持する場合よりも抑制した高精度回転が可能であるとともに、製造コストの上昇を抑制できる。加えて、出力軸を有したキャリアを浮動支持するだけの構成よりも被回転体の駆動軸の回転速度変動をより多く吸収することができる。
よって、次のような遊星歯車機構、その遊星歯車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できる。被回転体の回転軸と出力軸との同軸性や真直性の誤差を吸収して回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なえる、メインテナンス性が良い低コストな遊星歯車機構である。
【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の駆動モジュールの説明図。
【図３】実施例１の感光体ドラムユニットと駆動モジュールとの接合、及び剛性ブラケットによるドラム駆動軸と出力軸との位置決めの説明図。
【図４】実施例２の駆動モジュールの説明図。
【図５】図５は、実施例２の溝部の別例の説明図。
【図６】実施例３の駆動モジュールの説明図。
【図７】実施例４の駆動モジュールの説明図。
【図８】実施例４の別例の説明図。
【図９】実施例５の駆動モジュールの説明図。
【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の駆動モジュールの説明図、図３は、実施例１の感光体ドラムユニットと駆動モジュールとの接合、及び剛性ブラケットによるドラム駆動軸と出力軸との位置決めの説明図である。図４は、実施例２の駆動モジュールの説明図、図５は、実施例２の溝部の別例の説明図、図６は、実施例３の駆動モジュールの説明図、図７は、実施例４の駆動モジュールの説明図、図８は、実施例４の別例の説明図である。そして、図９は、実施例５の駆動モジュールの説明図である。
【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。また、画像形成ユニット３８の装着時には、ドラム駆動軸１５１の先端に形成された外歯ギヤ１５３が、詳しくは後述する回転駆動装置である駆動モジュール１０５の出力軸１１９の内歯ギヤに噛み合って継ぎ手部を構成する。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。そして、感光体ドラム４０は、そのドラム駆動軸１５１の外歯ギヤ１５３と、駆動モジュール１０５の出力軸１１９の内歯ギヤが噛み合うことで、駆動モジュール１０５に備えた駆動モータ１４０により回転駆動されることとなる。
【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から説明する。図２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のモータープレート１３４とがネジ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駆動とはモジュール１０５を形成している。この駆動モジュール１０５は、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が形成された樹脂製の成形品である固定内歯歯車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、ドラム駆動軸１５１の外歯ギヤ１５３と噛み合う内歯ギアが形成されている。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がネジ止めされている。
【００３１】
この遊星歯車減速機構１１０の固定は、モータ側エンドプレート１３５を、モータープレート１３４を介して剛性ブラケット１３０に接続しており、出力軸側エンドプレート１３６が固定された側は、自由端となっている。また、この遊星歯車減速機構１１０は、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８は、軸受け等を設けることなく、浮動支持されている。
【００３２】
また、駆動モータ１４０は、駆動モータ軸１４１が貫通しており、遊星歯車減速機構１１０側に駆動モータ軸１４１には外歯ギアが形成されており、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。そして、この駆動モータ１４０のモータープレート１３４には、駆動モータ軸１４１を通す孔が形成されている。モータープレート１３４に形成された孔の遊星歯車減速機構１１０側には、モータ側エンドプレート１３５に形成された孔と嵌め合う円筒状の位置決め部が突出して形成されている。この突出部をモータ側エンドプレート１３５の孔と嵌め合わせ、ネジ止めすることで、遊星歯車減速機構１１０と駆動モータ１４０とが、正確に位置決めされ、ネジ固定されて駆動モジュール１０５を形成することとなる。
【００３３】
そして、このようにして組み付けられた駆動モジュール１０５は、装置本体の本体側取り付け側板１６０（以下、側板１６０という）に剛性ブラケット１３０を介して取り付けられることとなる。
【００３４】
本実施例の駆動モジュール１０５は、遊星歯車減速機構１１０で採用した浮動支持により、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との偏心等に起因した、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、軸受けで支持する場合よりも抑制できる。つまり、本実施例の駆動モジュール１０５は、遊星歯車減速機構１１０で採用した浮動支持により、軸受けで支持する場合よりも、ドラム駆動軸１５１の高精度な回転が可能である。加えて、本実施例の駆動モジュール１０５では、上述した浮動支持以上の効果を奏するために、遊星歯車減速機構１１０の出力軸側エンドプレート１３６が固定された側を、自由端としている。このように自由端とすることで、各遊星歯車が噛み合う固定内歯歯車１１１の一部分を最大で５０μｍ程度変形させて、その結果全体で１５０〜２００μｍ程度のずれ量があっても回転可能な軟構造として回転するようにした。これにより、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持するだけの構成よりも、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との偏心等に起因したドラム駆動軸１５１の回転速度変動をより多く吸収できる。したがって、より高精度な回転駆動力の伝達が可能となる。
【００３５】
このためには、上述したドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との接合部以外の箇所での位置精度は確保し、変形によって起こる高次の振動成分が発生しないように考慮することとした。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動モータ軸１４１と最終的に回転駆動されるドラム駆動軸１５１との軸心を高精度かつ高剛性に支持するため、アルミダイキャスト又は樹脂成形等で作られた剛性ブラケット１３０を両者間に介在させる。この剛性ブラケット１３０は、図３（ｃ）に示すように、凸状位置決め部１３２が形成された円盤状の基底部１３１と、この基底部１３１にその端部が固定されたホーターホルダー１３３からなる。そして、この凸状位置決め部１３２と基底部１３１に同軸心に形成されたブラケット位置決め穴１２０が形成されている。
【００３６】
剛性ブラケット１３０を用いた駆動モータ軸１４１とドラム駆動軸１５１とのとの同軸の保障に関して、次のような構成を備えている。側板１６０側では、図３（ａ）に示すように剛性ブラケット１３０の凸状位置決め部１３２は、側板１６０に形成された位置決め穴に嵌め合わされて、装置本体に位置決めされる。そして、図３（ｂ）に示すように、感光体ドラムユニット１５０が装着位置に装着されることで、ブラケット位置決め穴１２０に、ドラム駆動軸１５１の回転支持を行っているボールベアリング１５５の外輪が嵌め合わされる。このように嵌め合わされることで、剛性ブラケット１３０とドラム駆動軸１５１との同軸が保障される。また、駆動モジュール１０５側では、駆動モータ１４０のハウジングに固定されているモータープレート１３４と剛性ブラケット１３０のホルダー１３３とを、凸状位置決め部１３２と駆動モータ軸１４１とが同軸心になるよう勘合させる。このように勘合させることで、剛性ブラケット１３０と駆動モータ軸１４１との同軸が保障される。一方、平行の保障は、剛性ブラケット１３０の側板１６０側から立ち上がるモーターホルダー１３３のネジ止め高さ精度によって位置だしされることとなる。このようにして、図３（ｄ）に示すように、遊星歯車減速機構１１０の太陽歯車である駆動モータ軸１４１と、ドラム駆動軸１５１との軸心を高精度かつ高剛性に支持することができる。
【００３７】
そして、剛性ブラケット１３０を用いた構成でも出し切れない、誤差の積み上げによる狂いに対しては、固定内歯歯車１１１の一部変形によって、回転トルク変動を軽減し、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動の吸収が行われることになる。
【００３８】
本実施例の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５は、上述したように駆動モータ軸１４１とドラム駆動軸１５１とを頑強な剛性ブラケット１３０で支持し、固定内歯歯車１１１の一部に柔軟に変形する部分に設けている。このように構成することで、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との偏心等に起因したドラム駆動軸１５１の回転速度変動を吸収でき、高精度な回転伝達を行うことができる。よって、ドラム駆動軸１５１と駆動モジュール１０５とを別体で構成し、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との同軸性や真直性の誤差を吸収できる。そして、回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なえる、低コストな遊星歯車減速機構１１０を提供できる。
【００３９】
（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を説明する。本実施例と上述した実施例１とでは、固定内歯歯車１１１の円筒状部分に一部肉厚の薄い溝部を設けていることに係る点のみ異なる。他の構成・動作等は同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。
【００４０】
本実施例の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５では、図４に示すように、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２を設けていない部分を設けた。すなわち、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２以外の位置に一部、肉厚の薄い溝部１６１を設けた。より具体的には、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２を設けていないモータ側エンドプレート１３５の近傍に、溝部１６１を設けた。このように設けることで、遊星歯車の噛み合い回転時に遊星歯車に偏心的な回転が生じた場合、固定内歯歯車１１１が溝部１６１で微少ながら円周方向に任意に変形して抵抗力を吸収できる。このように吸収できるので、実施例１の構成よりも遊星歯車の偏心的な回転に追従可能になる。
【００４１】
このように肉厚の薄い溝部１６１を固定内歯歯車１１１の歯車部１１２以外の位置に配置するのは次ぎの理由による。一般に、固定内歯歯車１１１は、ＰＯＭ等のエンプラ材料を用いた成形品として作られる。しかし、仮に歯車部１１２が存在する、肉厚方向反対部分に溝部を形成して偏肉部を設けると、樹脂の冷却時のヒケ現象により歯形が変形して、精度が劣化し、遊星歯車との適正な噛み合い運転ができなくなるためである。
【００４２】
また、図４に示した溝部１６１の形状は、図５（ａ）や図５（ｂ）のように形成しても良い。図５（ａ）では、溝部１６１の底部がＵ字状になるように面取りを加えて、繰り返し変形疲労によるクラックの発生を抑える構造としている。また、図５（ｂ）では、溝部１６１を２つの溝で構成するとともに、それぞれの底部が円弧状になるように形成している。
【００４３】
このように構成することで、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との噛み合い時の、変位による外力は、固定内歯歯車１１１の肉厚を薄くした部分から先の変位により吸収される。このように吸収されることで、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との結合により起こる回転速度変動が減少する。また、固定内歯歯車１１１の樹脂成形精度の面からは、急激な肉厚の変化部分を、遊星歯車と噛み合わない部分に設けたので、ヒケによる、歯車部１１２の歯形精度を劣化させることがなく、高精度な回転伝達を行うことができる。
【００４４】
（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を説明する。本実施例と上述した実施例１、２とでは、固定内歯歯車１１１の円筒状部分に連続した肉厚の薄い領域を設けていることに係る点のみ異なる。他の構成・動作等は同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。
【００４５】
本実施例の遊星歯車減速機構１１０を備えた駆動モジュール１０５では、図６に示すように、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側に連続して肉厚の薄い領域である薄肉部１６２を設けた。具体的には、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２を設けていないモータ側エンドプレート１３５近傍から、歯車部１１２を設けた位置を跨いだ出力軸側エンドプレート１３６近傍まで連続した薄肉部１６２を設けた。このように薄肉部１６２を設けることで、遊星歯車の噛み合い回転時に、遊星歯車に偏心的な回転が生じた場合、固定内歯歯車１１１が薄肉部１６２で微少ながら円周方向に任意に変形して抵抗力を吸収する。そして、実施例２の構成と同様に、実施例１の構成よりも遊星歯車の偏心的な回転に追従可能なようにした。
【００４６】
本実施例も、実施例２と同様に、出力軸を有したキャリアである２段目のキャリア１１８に設けられた遊星歯車１１７の、噛み合い部での変形効果（固定内歯歯車１１１の歯車部１１２の変形）を得るようにしている。
【００４７】
上述したように、薄肉部１６２は、遊星歯車と噛み合う歯車部１１２が存在する位置より前後余裕をもった領域の全域で、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側を均一に薄肉化させている。このため、歯車部１１２を設けた位置の外周側で急激な肉厚の変化はなく、成型時のヒケによる歯形精度の劣化を防止できる。また、実施例２と同様に薄肉に移行する部分、すなわち底部の隅部に円弧状の面取りを付与して、繰り返し変形疲労によるクラックの発生を抑える構造するのが望ましい。
【００４８】
このように構成することで、実施例２と同様にドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との噛み合い時の、変位による外力は、固定内歯歯車１１１の肉厚を薄くした部分から先の変位により吸収される。このように吸収されることで、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との結合により起こる回転速度変動が減少する。また、固定内歯歯車１１１の樹脂成形精度においては、急激な肉厚の変化部分を遊星歯車と噛み合わない部分に設けたので、ヒケによる、歯車部１１２の歯形精度を劣化させることがなく、高精度な回転伝達を行うことができる。
【００４９】
（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を説明する。本実施例と上述した実施例２、３とでは、複数段の遊星歯車を設けた遊星歯車減速機構１１０において、固定内歯歯車１１１の円筒状部分に設ける、溝部１６３、又は薄肉部１６４を設ける部分に係る点のみ異なる。他の構成・動作等は同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。
【００５０】
本実施例でも、遊星歯車が１段しかない遊星歯車減速機構１１０では、固定内歯歯車１１１を変形させるために、その肉厚を薄くする位置は、溝部１６１の場合、固定内歯歯車１１１の出力軸側エンドプレート１３６の近傍に設ける。また、薄肉部１６２の場合、歯車部１１２が存在する位置より前後余裕をもった領域の肉厚を薄くして設ける。しかし、遊星歯車を２段以上設けた遊星歯車減速機構１１０では、出力軸１１９を有したキャリア１１８に設ける遊星歯車が噛み合う固定内歯歯車１１１の部分が変形するように、溝部１６３や薄肉部１６４を設けることとした。このように構成することで、高減速比確保のために、遊星歯車を設けるキャリア段数が増加して多段になった場合でも、最終段のキャリアに設けられた遊星歯車との噛み合い部で発生する変動を、変形動作で吸収するようにした。
【００５１】
具体的には、溝部１６３を設ける構成では、次のように構成した。図７に示すように、最終段のキャリアである２段目のキャリア１１８に設けた遊星歯車１１７と、その１段手前の１段目のキャリア１１５に設けた遊星歯車１１４とが、固定内歯歯車１１１に噛み合う歯車部を２つに分割した。そして、遊星歯車１１７が噛み合う歯車部１１２ａと遊星歯車１１４が噛み合う歯車部１１２ｂとの中間点の、いずれの遊星歯車の噛み合い部分にも掛からない位置の固定内歯歯車１１１の外周側に、変形させるための溝部１６３を設ける。ここで、歯車部１１２ａと歯車部１１２ｂとの分割については、成型加工の場合は、型スライドの関係から連続的な歯型を形成後、２次加工で途中にスリットを入れて分割する。
【００５２】
また、固定内歯歯車１１１の外周側に設ける溝部１６３の形状は、実施例２の溝部１６１と同様に、溝部１６３の底部がＵ字状になるように面取りを加えて、繰り返し変形疲労によるクラックの発生を抑える構造とするのが望ましい。また、図８（ａ）にに示すように２つの溝で形成するとともに、それぞれの底部が円弧状になるように形成しても良い。
【００５３】
また、薄肉部１６４を設ける構成では、次のように構成した。溝部１６３を設ける構成と同様に、固定内歯歯車１１１に噛み合う歯車部を最終段の遊星歯車１１７が噛み合う歯車部１１２ａと、遊星歯車１１４が噛み合う歯車部１１２ｂとに分割した。そして、図８（ｂ）に示すように、固定内歯歯車１１１の歯車部１１２ａを設けた領域よりもやや広く、かつ歯車部１１２ｂを設けた領域に掛からない位置の固定内歯歯車１１１の外周側に、変形させるための薄肉部１６４を設ける。ここで、歯車部１１２ａと歯車部１１２ｂとの分割については、上述した溝部１６３を設ける構成と同様に、成型加工の場合は、型スライドの関係から連続的な歯型を形成後、２次加工で途中にスリットを入れて分割する。
【００５４】
また、固定内歯歯車１１１の外周側に設ける薄肉部１６４の形状に関しては、実施例３の薄肉部１６２と同様に、底部の隅部に円弧状の面取りを付与して、繰り返し変形疲労によるクラックの発生を抑える構造するのが望ましい。
【００５５】
これらのように、高減速比確保のために、キャリア段数が増加して多段になった場合でも、最終段のキャリアに設けられた遊星歯車との噛み合い部で発生する変動を、変形動作で吸収できるようにしている。駆動すべきドラム駆動軸１５１との結合を行うのは、遊星歯車減速機構１１０の最終段であり、トルク変動により大きな変形作用のあるのもこの最終段である。上述したように、固定内歯歯車１１１に溝部１６３や薄肉部１６４を設けることで、最終段の遊星歯車と固定内歯歯車１１１との噛み合い部での変形を吸収させることができ、高精度な回転伝達を行うことができる。
【００５６】
（実施例５）
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５の実施例である実施例５を説明する。本実施例と上述した実施例２乃至４とでは、固定内歯歯車１１１を変形させるために、その肉厚を薄くする部分の外周側に吸振材料を付与することに係る点のみ異なる。他の構成・動作等は同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。
【００５７】
本実施例では、図９に示すように、実施例３で説明した構成、つまり、固定内歯歯車１１１の円筒状部分に連続した肉厚の薄い領域を設けている構成に、吸振材料を付与する場合について説明する。
【００５８】
固定内歯歯車１１１の薄肉部１６２を設けた部分での変形により、出力軸１１９の一回転周期の変動成分は解消されるが、共振周波数の移動により、高周波帯域での振動や、そのｎ次周波数を増加させる可能性がある。そこで、本実施例では、図９に示すように、弾性を有し、変形可能なエラストマーで構成された吸振材料を、固定内歯歯車１１１の中心軸に対して対称形状となるように、薄肉部１６２を設けた固定内歯歯車１１１の外周に付与する。このように付与することで、固定内歯歯車１１１の薄肉部１６２を設けた部分に、均一な厚さのエラストマー部１６５を形成し、薄肉部１６２を設けた部分の粘性と質量を増加させて、振動減衰をさせることとした。
【００５９】
具体的には、厚さ数ミリで成形したウレタンゴム又はクロロプレンゴム、ニトリルゴム、ＳＢＲゴム等のエラストマーで構成されたエラストマー部１６５を、固定内歯歯車１１１の形状変形させる部分に密着するように被せて固定する。つまり、固定内歯歯車１１１に設けた薄肉部１６２に密着するように被せて固定する。このように構成されたエラストマー部１６５は粘性を有するため、微小な捻り変形成分の振動を、その内部で熱に変換して散逸させることができ、僅かながらも上述したような高周波帯域での振動等の振幅を減衰させることができる。そして、最終段の遊星歯車１１７を設けたキャリア１１８の一回転毎に、このエラストマー部１６５が変形しつつ追従し、その粘性と質量効果により、回転及び横振動に対して、共振周波数帯域の移動と、振動振幅の減衰効果を発揮する。よって、溝部１６１や薄肉部１６２を設けただけの構成よりも高精度な回転伝達を行うことができる。
【００６０】
（実施例６）
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６の実施例である実施例６を説明する。本実施例と上述した実施例５とでは、固定内歯歯車１１１の肉厚を薄くする部分の外周側に付与する吸振材料の固定方法を規定していることに係る点のみ異なる。他の構成・動作等は同様であるので、同様な構成・動作等については適宜省略して説明する。
【００６１】
本実施例も実施例５と同様に、実施例３で説明した構成、つまり、固定内歯歯車１１１の円筒状部分に連続した肉厚の薄い領域を設けている構成に、吸振材料を付与する場合について説明する。
【００６２】
図９に示すように、吸振材料であるエラストマー部１６５と固定内歯歯車１１１との固定は、嵌め合い固定としている。また、嵌め合わされるエラストマー部１６５の内径を、エラストマー部１６５を嵌め合わせる固定内歯歯車１１１の薄肉部１６２の外径よりも、若干小さくなるように設定し、装着時に両者間が密着するような嵌め合い公差としている。そして、エラストマー部１６５は、少なくとも固定内歯歯車１１１に設けた、変形用の薄肉部１６２を埋没させるようにして固定する。
【００６３】
このように、付与する吸振材料であるエラストマー部１６５を、確実に固定内歯歯車１１１に密着させて発生振動の振幅を減衰させる。同時に、吸振材料であるエラストマー部１６５の脱落を防止させることができる。
【００６４】
また、吸振材料であるエラストマー部１６５の固定内歯歯車１１１への固定位置の形成においても、成形時におけるヒケが、内歯歯車である歯車部１１２の精度を劣化させないように考慮する必要がある。このため、本実施例では、各遊星歯車と噛み合う部分の歯形の近傍には偏肉形状は設けない構成としている。そして、エラストマー部１６５と固定内歯歯車１１１のさらなる一体化のために、両者間に接着剤１６６を介在させて、接合力の強化を図っている。
【００６５】
接着剤１６６としては、シアノアクリル系の瞬間接着剤、例えばセメダイン３０００（商品名）や、ゴム系溶剤形接着剤、例えばセメダイン５７５（商品名）を用いることができる。しかし、成形加工された固定内歯歯車１１１の外周は平滑面であるため、成形後にサンドブラスト加工又はレーザによる溶融で微少な凹凸を形成させる。このように形成した間隙に接着剤を介在させることで、接着効果に加えてアンカー効果（絡み合い効果）も確保して頑強な固定が可能となる。
【００６６】
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。ドラム駆動軸１５１に回転駆動力を伝達する出力軸１１９に、ドラム駆動軸１５１の先端に形成した外歯ギヤ１５３と噛み合う内歯ギア有しているので、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９とを別体で構成して分離することができる。このように分離できるので、被回転体の回転軸と駆動系とを最初に一体化して組み立てたものを、用いる装置本体に組み込むという方法に比べ、メインテナンス性を向上させることができる。また、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持することで、軸受けで支持する場合よりも同軸性や真直性の誤差等を多く許容できるとともに、自由度を持った回転を行なうことができる。このように回転を行なうことができるので、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、軸受けで支持する場合よりも抑制した高精度回転が可能である。また、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持することで、特許文献２に記載された遊星減速機構のように製造コストの上昇をともなう各部品の精度や組み立て精度を高めることなく回転速度変動を抑制でき、製造コストの上昇を抑制できる。加えて、遊星歯車減速機構１１０と駆動モータ１４０とを取り付ける剛性ブラケット１３０で、ドラム駆動軸１５１と駆動モータ軸１４１との同軸性を保障し、樹脂製の固定内歯歯車１１１の出力軸１１９側は、位置決め規制も固定もしない。このように樹脂製の固定内歯歯車１１１を固定しているので、固定内歯歯車１１１の一部が回転駆動時のドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との偏心誤差から生じる力により変形する。この変形により、回転駆動時のドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との結合により起こる回転トルク変動を低減できる。また、出力軸１１９を有したキャリア１１８を浮動支持するだけの構成で許容できる、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との同軸性や真直性の誤差等の量に、この変形の変形量を加えることができる。これらの結果、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持するだけの構成よりも多く許容できる。したがって、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８を浮動支持するだけの構成よりもドラム駆動軸１５１の回転速度変動をより多く吸収することができる。よって、ドラム駆動軸１５１と出力軸１１９との同軸性や真直性の誤差を吸収して回転速度変動を従来よりも抑え、高精度な回転駆動力の伝達を行なえる、メインテナンス性が良い低コストな遊星歯車減速機構１１０を提供できる。
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。固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２を設けていないモータ側エンドプレート１３５の近傍に、溝部１６１を設けた。このように溝部１６１を設けることで、遊星歯車の噛み合い回転時に遊星歯車に偏心的な回転が生じた場合、固定内歯歯車１１１が溝部１６１で微少ながら円周方向に任意に変形して抵抗力を吸収することができる。このように吸収することで、溝部１６１を設けない構成よりも遊星歯車の偏心的な回転に追従可能である。また、急激な肉厚の変化する部分である溝部１６１を、遊星歯車と噛み合う歯車部１１２以外の位置に配置しているので、固定内歯歯車１１１の成形時に歯車部１１２にヒケ現象が発生し、歯形精度が劣化することを防止できる。よって、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、溝部１６１を設けていない構成よりもさらに減少させるとともに、ヒケによる、歯車部１１２の歯形精度を劣化させることがなく、高精度な回転伝達を行うことができる。
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。固定内歯歯車１１１の円筒状部分の外周側の、歯車部１１２を設けていないモータ側エンドプレート１３５の近傍から、歯車部１１２を設けた位置を跨いだ出力軸側エンドプレート１３６の近傍まで連続した薄肉部１６２を設けた。このように薄肉部１６２を設けることで、遊星歯車の噛み合い回転時に遊星歯車に偏心的な回転が生じた場合、固定内歯歯車１１１が溝部１６１で微少ながら円周方向に任意に変形して抵抗力を吸収することができる。このように吸収することで、薄肉部１６２を設けない構成よりも遊星歯車の偏心的な回転に追従可能である。また、肉厚の薄い薄肉部１６２を遊星歯車と噛み合う歯車部１１２が存在する位置より前後余裕をもった領域に設けており、歯車部１１２を設けた位置の外周側で急激な肉厚の変化はなく、成型時のヒケによる歯形精度の劣化を防止できる。よって、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、薄肉部１６２を設けていない構成よりもさらに減少させるとともに、ヒケによる、歯車部１１２の歯形精度を劣化させることがなく、高精度な回転伝達を行うことができる。
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。最終段の遊星歯車１１７と、その１段手前の遊星歯車１１４が固定内歯歯車１１１に噛み合う歯車部を、遊星歯車１１７が噛み合う歯車部１１２ａと遊星歯車１１４が噛み合う歯車部１１２ｂとに分割する。そして、歯車部１１２ａに対して溝部１６３や薄肉部１６４を設ける。具体的には、溝部１６３を設ける場合には、分割した歯車部１１２ａと歯車部１１２ｂの中間であって、いずれの遊星歯車の噛み合い部分に掛からない位置の固定内歯歯車１１１の外周側に、変形させるための溝部１６３を設ける。また、薄肉部１６４を設ける場合には、歯車部１１２ａを設けた領域よりもやや広く、かつ歯車部１１２ｂを設けた領域に掛からない位置の固定内歯歯車１１１の外周側に、変形させるための薄肉部１６４を設ける。このように溝部１６３や薄肉部１６４を固定内歯歯車１１１の外周側に設けることで、最終段のキャリア１１８に設けられた遊星歯車１１７との噛み合い部で発生する変動を、溝部１６３や薄肉部１６４の変形動作で吸収できる。また、急激な肉厚の変化が生じる、溝部１６３や薄肉部１６４の部分を、遊星歯車と噛み合う歯車部１１２ａ、１１２ｂが存在する位置以外の外周側に設けており、成型時のヒケによる歯形精度の劣化を防止できる。よって、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、溝部１６１や薄肉部１６２を設けていない構成よりも減少させるとともに、ヒケによる歯車部１１２ａ、１１２ｂの歯形精度を劣化させることがなく、高精度な回転伝達を行うことができる。
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。固定内歯歯車１１１の形状変形させる部分、すなわち薄肉部１６２を設けた部分に、弾性を有し、変形可能なエラストマーで構成されたエラストマー部１６５を密着するように被せて固定する。このように固定することで、エラストマー部１６５は粘性を有するため、微小な捻り変形成分の振動を、その内部で熱に変換して散逸させることができ、僅かながらも高周波帯域での振動等の振幅を減衰させることができる。そして、最終段の遊星歯車１１７を設けたキャリア１１８の一回転毎に、このエラストマー部１６５が変形しつつ追従し、その粘性と質量効果により回転及び横振動に対して、共振周波数帯域の移動と振動振幅の減衰効果を発揮する。よって、ドラム駆動軸１５１の回転速度変動を、回転及び横振動に対して、共振周波数帯域の移動や、振動振幅の減衰効果を発揮することで、溝部１６１や薄肉部１６２を設けただけの構成よりも高精度な回転伝達を行うことができる。
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。嵌め合わされるエラストマー部１６５の内径を、エラストマー部１６５を嵌め合わせる固定内歯歯車１１１の薄肉部１６２の外径よりも、若干小さくなるように設定し、装着時に両者間が密着するような嵌め合い公差としている。そして、エラストマー部１６５は、少なくとも固定内歯歯車１１１に設けた、変形用の薄肉部１６２を埋没させるようにして固定する。このように固定することで、固定内歯歯車１１１に付与する吸振材料であるエラストマー部１６５を、確実に固定内歯歯車１１１に密着させて発生振動の振幅を減衰させると同時に、エラストマー部１６５の脱落を防止させることができる。
また、本実施形態の遊星歯車減速機構１１０では、出力軸１１９を有した２段目のキャリア１１８の浮動支持は、キャリア１１８に有した複数の遊星歯車１１４と固定内歯歯車１１１の歯車部１１２との噛み合いにより行われる。このようにキャリア１１８の浮動支持することで、玉軸受け等を設ける必要がなく、遊星歯車減速機構１１０の製造コストの上昇を抑制できるとともに、遊星歯車減速機構１１０の小型化も可能である。
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】
【００６７】
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 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
１２０ ブラケット位置決め穴
１３０ 剛性ブラケット
１３１ 基底部
１３２ 凸状位置決め部
１３３ モーターホルダー
１３４ モータープレート
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
１５５ ボールベアリング
１６０ 側板
１６１、１６３ 溝部
１６２、１６４ 薄肉部
１６５ エラストマー部
１６６ 接着剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００９−０３７１９８号公報
【特許文献２】特許第４３６０１６２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被回転体の駆動軸に回転駆動力を伝達する継ぎ手部を有した出力軸と、固定内歯歯車と、この固定内歯歯車に噛み合う複数の遊星歯車及び上記出力軸を有したキャリアとを具備し、回転駆動源と組み合わされて該被回転体を備える装置本体に搭載される遊星歯車機構において、
上記遊星歯車機構と上記回転駆動源とは上記装置本体の側板に剛性ブラケットを介して取り付け固定され、
上記ブラケットは被回転体の駆動軸と回転駆動源の駆動軸との同軸性を保障し、
上記出力軸を有したキャリアは浮動支持されており、
上記固定内歯歯車は樹脂製の成形品であり、
上記固定内歯歯車の出力軸側は位置決め規制も固定もされておらず、
上記固定内歯歯車の一部が回転駆動時の被回転体の駆動軸と出力軸との偏心誤差から生じる力により変形する構造となっていることを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星歯車機構において、
固定内歯歯車の変形性獲得のため、該固定内歯歯車の一部に肉厚の薄い溝部を、遊星歯車の噛み合わない部分に形成したことを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項３】
請求項１に記載の遊星歯車機構において、
固定内歯歯車の変形性獲得のため、該固定内歯歯車の一部に連続的な薄肉部を形成したことを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の遊星歯車機構において、
２段変速機構以上の固定内歯歯車の変形性獲得のため、出力軸を有したキャリアの遊星歯車近傍に、溝部又は薄肉部を設けたことを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一に記載の遊星歯車機構において、
弾性を有し、変形可能なエラストマーで構成される吸振材料を、溝部又は薄肉部を設けた該固定内歯歯車の外周に付与したことを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項６】
請求項５に記載の遊星歯車機構において、
吸振材料は、少なくとも固定内歯歯車に設けた、変形用の薄肉部を埋没させるようにして固定されることを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一に記載の遊星歯車機構において、
出力軸を有したキャリアの浮動支持は、
上記キャリアに有した複数の遊星歯車と固定内歯歯車との噛み合いにより行われることを特徴とする遊星歯車機構。
【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、
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歯車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、
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歯車機構、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回転駆動力を伝達する継ぎ手部を有した出力軸と、固定内歯歯車と、この固定内歯歯車に噛み合う複数の遊星歯車及び上記出力軸を有したキャリアとを具備し、回転駆動源と組み合わされて該被回転体を備える装置本体に搭載される遊星歯車機構において、
上記遊星歯車機構と上記回転駆動源とは上記装置本体の側板に剛性ブラケットを介して取り付け固定され、
上記ブラケットは被回転体の駆動軸と回転駆動源の駆動軸との同軸性を保障し、
上記出力軸を有したキャリアは浮動支持されており、
上記固定内歯歯車は樹脂製の成形品であり、
上記固定内歯歯車の出力軸側は位置決め規制も固定もされておらず、
上記固定内歯歯車の一部が回転駆動時の被回転体の駆動軸と出力軸との偏心誤差から生じる力により変形する構造となっていることを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星歯車機構において、
固定内歯歯車の変形性獲得のため、該固定内歯歯車の一部に肉厚の薄い溝部を、遊星歯車の噛み合わない部分に形成したことを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項３】
請求項１に記載の遊星歯車機構において、
固定内歯歯車の変形性獲得のため、該固定内歯歯車の一部に連続的な薄肉部を形成したことを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の遊星歯車機構において、
２段変速機構以上の固定内歯歯車の変形性獲得のため、出力軸を有したキャリアの遊星歯車近傍に、溝部又は薄肉部を設けたことを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一に記載の遊星歯車機構において、
弾性を有し、変形可能なエラストマーで構成される吸振材料を、溝部又は薄肉部を設けた該固定内歯歯車の外周に付与したことを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項６】
請求項５に記載の遊星歯車機構において、
吸振材料は、少なくとも固定内歯歯車に設けた、変形用の薄肉部を埋没させるようにして固定されることを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一に記載の遊星歯車機構において、
出力軸を有したキャリアの浮動支持は、
上記キャリアに有した複数の遊星歯車と固定内歯歯車との噛み合いにより行われることを特徴とする遊星歯車機構。
【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、
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歯車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、
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歯車機構、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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２２９７０８（Ｐ２０１２−２２９７０８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９６６１６（Ｐ２０１１−９６６１６）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【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２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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