遊星歯車減速装置及び画像形成装置
【課題】遊星歯車減速機構に備えられた複数の遊星歯車への荷重不均等を緩和することにより、回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる遊星歯車減速装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】段付遊星歯車２９を構成する第１遊星歯車部１９と第２遊星歯車部２０の少なくとも一方ははす歯歯車で構成される。はす歯歯車は、段付遊星歯車２９が第１歯車１１及び第２歯車１３の両方と噛合うことによって生じるスラスト荷重が段付遊星歯車２９の回転軸方向の１方向に生じるように構成される。段付遊星歯車２９は、スラスト荷重に応じて回転軸方向に移動可能に支持され、キャリア２３は、段付遊星歯車２９の１つに生じるスラスト荷重を受けることにより他の段付遊星歯車に逆方向のスラスト荷重を伝達する伝達手段を有する。
【解決手段】段付遊星歯車２９を構成する第１遊星歯車部１９と第２遊星歯車部２０の少なくとも一方ははす歯歯車で構成される。はす歯歯車は、段付遊星歯車２９が第１歯車１１及び第２歯車１３の両方と噛合うことによって生じるスラスト荷重が段付遊星歯車２９の回転軸方向の１方向に生じるように構成される。段付遊星歯車２９は、スラスト荷重に応じて回転軸方向に移動可能に支持され、キャリア２３は、段付遊星歯車２９の１つに生じるスラスト荷重を受けることにより他の段付遊星歯車に逆方向のスラスト荷重を伝達する伝達手段を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体を駆動する駆動源の回転数を減速して像担持体に伝達する遊星歯車減速装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の分野において、モータ等の駆動源より減速手段を経て回転力を伝達する機構としては、歯車輪列を用いたもの、ウォームギヤを用いたもの、ベルト減速機構を用いたものなどが一般的に利用されている。画像形成装置における回転体には、感光体、中間転写体等の像担持体、記録材を搬送する記録材搬送部材、定着ローラなどがあるが、これらは、一般に、数十から百数十ｒｐｍで回転する。一方、回転体に回転力を伝達する駆動源の回転数は、一般に数千ｒｐｍであり、回転体に必要な回転数を得るためには、１／１０〜１／３０程度の減速比をもつ減速手段が必要となる。
【０００３】
また、近年では、インクジェット方式の画像形成装置だけでなく、電子写真方式の装置もパーソナルデスク上に設置する場合が増え、装置の小型化が要求されている。装置を小型化するためには、構成する部品を小型化するだけでなく、装置内の回転体駆動機構の小型化が必要である。
【０００４】
装置内の回転体駆動機構の小型化のために駆動源を小型化する方法がある。小型の駆動源としては、一般的にＤＣモータを使用することが、低騒音、高効率の点で有利である。このＤＣモータを４０００ｒｐｍ程度の回転速度で定常運転し、減速手段で１／４０程度に減速することで、高効率で、負荷トルクが小さい運転ができ、低出力の小型のモータを使用することができる。従って、減速手段は高減速比であることに加えて、減速手段自体の小型化が要求される。
【０００５】
画像形成装置に用いられる減速手段としては、感光体へモータの回転をすべりなく減速するために歯車輪列の減速機を用いるのが一般的である。しかし、歯車輪列の減速機の小型化には以下の課題がある。高減速比のために多段の減速にすると、軸方向に大型化してしまう。一方、一段で減速比を大きくしようとすると、感光体軸に設けられる歯車は大型化してしまい、特にカラーの装置においては感光体の配置ピッチ内に収まらない問題が生じ、装置内の部品配置の検討に時間がかかってしまう。モータ軸に設けられる歯車はモータ軸に直接歯切りされる場合が多いが、この場合の歯数は１２枚ほどが必要であり、モジュールを０．５とするとピッチ円直径は６ｍｍとなる。一方、感光体軸の歯車は、一段で減速比を１／２０とすると歯数は２４０枚となり、ピッチ円直径は１２０ｍｍで、非常に大型化してしまう。感光体の配置間隔が１２０ｍｍ以下の場合には、この歯車を軸方向に互いにずらして配置しなければならない。
【０００６】
このように一般的に用いられている歯車輪列の減速手段は、歯車の歯数比、つまり、歯車の大きさの比によって減速比が決定される。従って、小型化と高減速比との両方を達成することが非常に困難である。この課題に対し、遊星歯車を用いた減速装置の技術が提案されている（たとえば特許文献１参照）。この技術は、太陽歯車（sun gear）を中心として、複数の遊星歯車（planetary gear）が自転しつつ遊星キャリア（planetary carrier）により公転して減速を行うため、少ない段数で大きな減速比が得られること、比較的大きなトルクを伝達できること、入力軸と出力軸とを同軸上に配置できることなどの利点を有している。
【０００７】
特許文献１においては、大きな減速比を得る場合でも、固定歯車と出力歯車の歯数が少ない遊星差動歯車減速装置が提案されている。この装置は、駆動対象に連結されている出力軸に固定された出力歯車と、その出力歯車よりも少ない歯数を有し、その出力歯車と同軸上に配置され、かつ、回転不能に固定された固定歯車とを備えている。また、この装置は、駆動源からの回転力により出力歯車及び固定歯車の外周を回転駆動される遊星歯車軸に回転自在に支持され、出力歯車及び固定歯車の双方に噛み合いながら遊星回転する遊星歯車を備えている。この遊星歯車における固定歯車に噛み合う固定歯車用噛合部分と出力歯車に噛み合う出力歯車用噛合部分の歯数は同一であり、出力歯車、固定歯車、遊星歯車の固定歯車用噛合部分及び遊星歯車の出力歯車用噛合部分のうち少なくとも１つが転位歯車で構成されている。
【０００８】
上記遊星差動歯車減速装置では、固定歯車と出力歯車の歯数は互いに異なるため、これらの歯車を単一の遊星歯車にそのまま噛み合わせるだけではスムーズな回転駆動が実現できないところ、転位歯車を採用することでスムーズな回転駆動を可能にしている。そして、この装置により得られる減速比は、遊星歯車の歯数に関係なく、固定歯車と出力歯車の歯数の差に基づいて得られるので、従来と同じ減速比を得ようとするときには、従来よりも固定歯車と出力歯車の歯数が少なくても済む。例えば、モジュール０.５、歯数４０の歯車でピッチ円直径は２０ｍｍの固定歯車と、モジュール０.５、歯数３９の歯車でピッチ円直径は１９．５ｍｍの出力歯車を用いれば、直径２０ｍｍ程度で減速比１／４０の減速機が２段減速機程度の軸方向幅で実現できる。よって、装置の小型化を図ることが可能となる。
このように遊星差動歯車減速装置を用いることで、小型かつ高減速比をもつ減速手段となり画像形成装置全体の小型化が可能となる。
【０００９】
遊星歯車機構の種類は多岐にわたり、以下の分類が用いられている（非特許文献１参照）。遊星歯車機構は、入力軸、出力軸、機構全体の運動を規制する固定軸（補助軸）の３本の基本軸からなり、これら基本軸は同軸上に配置される。基本軸となる太陽歯車（太陽外歯車、太陽内歯車を含む）の軸をＫ、キャリア軸をＨ、遊星歯車軸をＶで表すと、遊星歯車機構は、２Ｋ−Ｈ型、３Ｋ型、Ｋ−Ｈ−Ｖ型および２個以上の２Ｋ−Ｈ型の連結による複合遊星歯車機構に分類される。上記特許文献１で提案された遊星差動歯車装置は２Ｋ−Ｈ型の不思議遊星歯車機構に関するものである。不思議遊星歯車機構とは、歯数の同じ遊星歯車に２つの歯数の異なる歯車が噛合い伝達する遊星歯車機構を言う。３Ｋ型は、２Ｋ−Ｈ型の不思議遊星歯車機構と同様に、遊星歯車に噛合う２つの歯車の歯数差で減速比が決定され、高減速比が得られる遊星差動歯車減速機構である（非特許文献２参照）。
【００１０】
なお、画像形成装置では、装置の小型化とともに、回転体駆動速度安定性が要求される。すなわち、画像形成装置内の回転体、例えば、ドラム形状の感光体、転写ベルトを駆動搬送するローラ部材、転写材を搬送するローラ部材などは、高い回転精度（回転角速度の安定性）が要求される。これらの回転角速度の変動が感光体、中間転写体、転写材上の画像形成位置の誤差を発生させ、出力画像の劣化要因となるためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記遊星差動歯車減速装置では、遊星歯車機構の各歯車の偏心、ピッチ誤差、取付位置誤差等があると、複数ある遊星歯車に均等に荷重がかからず、回転角速度の変動を生じてしまうおそれがある。例えば遊星歯車が２個の場合、上記誤差があると一方の遊星歯車が他方の遊星歯車に先行して噛合いはじめ、歯面に駆動トルクが加わり、他方の遊星歯車には全くトルクが加わっていない状態が発生する。回転が進むにつれ、逆に、他方の遊星歯車にだけにトルクが加わり、一方の遊星歯車に全くトルクが加わっていない状態が発生する。これらの状態が繰り返されることで、周期的な回転角速度の変動が発生する。しかも、遊星差動歯車減速装置は、回転角速度の変動が差動減速比分だけ増大された後、駆動対象に伝達されるため、歯車輪列に比べて駆動対象の回転角速度の変動の比率が大きくなる。
また、複数の遊星歯車への荷重が不均衡で、回転に伴って各遊星歯車への荷重が変動すると、振動が生じたり、歯車の寿命が短くなったりする問題がある。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、遊星歯車減速機構に備えられた複数の遊星歯車への荷重不均等を緩和することにより、回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる遊星歯車減速装置及びこの遊星歯車減速装置を用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、第１遊星歯車部と歯数又は歯形状が異なる第２遊星歯車部が連結又は一体に構成された遊星歯車と、前記第１遊星歯車部に噛合う第１歯車と、前記第２遊星歯車部に噛合う第２歯車と、駆動源からの駆動を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、複数の前記遊星歯車を回動自在に支持すると共に、ケーシングに回動自在に支持されたキャリアと、を有する遊星歯車減速装置であって、前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部の少なくとも一方は、はす歯歯車で構成され、且つ該はす歯歯車は、前記遊星歯車が前記第１歯車及び前記第２歯車の両方と噛合うことによって生じるスラスト荷重が、前記遊星歯車の回転軸方向の１方向に生じるように構成され、前記遊星歯車は、前記スラスト荷重に応じて回転軸方向に移動可能に支持され、前記キャリアは、前記遊星歯車の１つに生じるスラスト荷重を受けることにより他の前記遊星歯車に逆方向のスラスト荷重を伝達する伝達手段を有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の遊星歯車減速装置において、前記伝達手段は、前記キャリアに支持された複数の前記遊星歯車の軸方向に対して接触する板状部材と、前記キャリアに支持された前記複数の遊星歯車軸から互いに略等距離にある中心部にて該平板部材を支持する支持部材と、を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の遊星歯車減速装置において、前記支持部材は、前記板状部材の支点の位置を前記遊星歯車の軸方向において調整可能な調整手段を有することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の遊星歯車減速装置において、前記板状部材と前記遊星歯車の軸方向端部との間に、前記遊星歯車の定格回転時における噛合い周期の振動を吸収する振動吸収部材を有することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１に記載の遊星歯車減速装置において、前記伝達手段は、前記複数の遊星歯車の軸方向端部にテーパー部材と、該テーパー部材の１つと接触することにより、他の該テーパ部材を押圧する押圧部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の遊星歯車減速装置において、前記押圧部材は、前記第１歯車または前記第２歯車に設けられ、且つ内周部が環状に形成され、該内周部において前記テーパー部材を押圧する第１押圧部を有ことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項５または６に記載の遊星歯車減速装置において、前記押圧部材は、前記キャリア中央部に設けられ、且つ外周部が環状に形成され、該外周部において前記テーパー部材を押圧する第２押圧部を有することを特徴とするものである。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項５ないし７のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、前記テーパー部材及び前記押圧部材を、前記遊星歯車の軸方向両側に設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、前記遊星歯車の回転軸上に、該遊星歯車を前記スラスト荷重が生じる方向と同じ方向へ付勢する付勢部材を有することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部はいずれもはす歯歯車で構成され、該第１遊星歯車部におけるはす歯のねじれ方向と該第２遊星歯車部におけるはす歯のねじれ方向が異なることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、前記遊星歯車は、前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部との径が異なる段付歯車であることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１２記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の遊星歯車減速装置を感光体ドラム駆動装置に用いたことを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１３記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の遊星歯車減速装置を転写ベルト駆動装置に用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数の遊星歯車のうち１つの遊星歯車に生じたスラスト荷重は他の遊星歯車に逆方向のスラスト荷重として伝達され、また、他の遊星歯車に生じたスラスト荷重はさらに他の遊星歯車に逆方向のスラスト荷重として伝達される。スラスト荷重は複数の遊星歯車において全て同じ方向に生じており、複数の遊星歯車で生じたスラスト荷重を全ての遊星歯車でほぼ均等に負荷配分することができるので、遊星歯車減速機構に備えられた複数の遊星歯車への荷重不均等を緩和し、回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた感光体駆動装置の概略正面図である。
【図３】遊星歯車の基本構造の説明図であって、２Ｋ−Ｈ型に分類される遊星歯車機構の説明図である。
【図４】遊星歯車の基本構造の説明図であって、他の２Ｋ−Ｈ型に分類される遊星歯車機構の説明図である。
【図５】遊星歯車の基本構造の説明図であって、３Ｋ型に分類される遊星歯車機構の説明図である。
【図６】段付遊星歯車減速装置の概略断面図である。
【図７】図６に示した段付遊星歯車減速装置のキャリアの概略斜視図である。
【図８】段付遊星歯車にかかる軸直角方向の荷重を説明するための概略斜視図である。
【図９】段付遊星歯車にかかる軸方向（スラスト方向）の荷重を説明するための概略側面図である。
【図１０】段付遊星歯車にかかる軸方向（スラスト方向）の荷重を説明するための概略側面図である。
【図１１】比較例として段差のない遊星歯車にかかる軸方向（スラスト方向）の荷重を説明するための概略側面図である。
【図１２】荷重等配機構を設けたキャリアの概略正面図である。
【図１３】図１２におけるキャリアを図中左側から見た側面図である。
【図１４】変形例にかかる荷重等配機構設けたキャリアの概略正面図である。
【図１５】荷重等配機構をキャリアの両側に設けた変形例にかかるキャリアを右側から見た側面図である。
【図１６】他の変形例にかかる荷重等配機構設けたキャリアの概略正面図である。
【図１７】他の変形例にかかる荷重等配機構をキャリアの両側に設けた構成のキャリアを右側から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機（以下、「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。なお、本実施形態における複写機は、いわゆるタンデム式の画像形成装置であって、乾式二成分現像剤を用いた乾式二成分現像方式を採用したものである。
【００２９】
図１は、本実施形態に係る複写機における画像形成部全体の概略構成図である。この複写機は、図示しない画像読取部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。この複写機には、図に示すように、イエロー（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。）の各色用の４個の回転体としての潜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ローラに支持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んで配置されている。また、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの周りには、それぞれ、帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ、各色対応の現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋ、クリーニング装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ、除電ランプ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ等の電子写真プロセス用部材がプロセス順に配設されている。
【００３０】
本実施形態に係る複写機でフルカラー画像を形成する場合、まず、図２に示すように、後述する感光体駆動装置により、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器２Ｙで一様帯電した後、図示しない光書込装置からの光ビームＬＹ を照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹ静電潜像を形成する。このＹ静電潜像は、現像装置９Ｙにより、現像剤中のＹトナーにより現像される。現像時には、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、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する。
【００３１】
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の回転に伴い、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。この１次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面には、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る。そして、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トナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベルト５上に１次転写する。以下、同様にして、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像も、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合うように１次転写される。
【００３２】
このように、中間転写ベルト５上に４色重なり合ったトナー像は、中間転写ベルト５の回転に伴い、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転写紙が搬送される。そして、この２次転写位置において、２次転写ローラ７により転写紙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次転写電界及び２次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト５上のトナー像が転写紙上に一括して２次転写される。その後、トナー像が２次転写された転写紙は、定着ローラ対８により定着処理がなされた後に装置外に排出される。
【００３３】
次に、本発明の特徴部分である、減速手段としての遊星差動歯車減速装置を備える駆動手段としての減速機構付き駆動装置である感光体駆動装置について説明する。尚、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、同一構成の感光体駆動装置により回転駆動されているので、以下、感光体ドラム１Ｙの感光体駆動装置１０について説明する。
【００３４】
図２は、本実施形態における感光ドラム１Ｙの軸方向一端部外方に設置される感光体駆動装置１０の部分断面図である。この感光ドラム１Ｙの軸方向両端には、その感光体ドラム１Ｙの軸方向端部面を塞ぐように、円板状のドラムフランジ１ａが固定されている。このドラムフランジ１ａの円板は、感光体駆動装置１０の固定内歯歯車１１の固定支持部材１２によって回転自在に支持されており、ドラムフランジ１ａに固定されている出力内歯歯車１３の回転力が伝達されるように構成されている。また、このドラムフランジ１ａは、滑らかな回転が可能となるように、本実施形態の複写機の内部筺体を構成する側板１００のモータ軸受１００ａと同軸となるように回転可能に軸受けされ、支持されている。また、感光体駆動装置１０は、側板１００に対して感光体ドラム側に位置し、その側板１００に固定されている。また、同側板１００には駆動モータ１４も固定されている。感光ドラム軸方向にドラムフランジ１ａは、固定された感光ドラム１Ｙと出力内歯車１３と供に感光体駆動装置１０から着脱可能となっている。また、感光体ドラム１Ｙの表面、又は、ドラムフランジ１ａに固定されたＮＳ極を等間隔に着磁してなる磁気リング１５と回転を感光体駆動装置１０の側面に固定されたＭＲセンサ１６とを有しており、感光体ドラム１Ｙが感光体駆動装置１０に装着されると速度検出機構が構成され、磁気リング１５、すなわち感光体ドラム１Ｙの回転速度が検出され、検出結果はモータ駆動制御コントローラに送られ、一定回転速度に制御される。
なお、本実施形態の感光体駆動装置１０は、感光体ドラムの他、転写ベルト５の駆動ローラ５１においても同様に適用することができる。
【００３５】
次に、図３、４及び５を用いて遊星歯車機構の基本構造について説明する。図中符号ｃはキャリア、ｓは太陽外歯歯車、ｆは固定内歯歯車、ｒは回転内歯歯車、ｐは遊星歯車をそれぞれ示す。
図３は、２Ｋ−Ｈ型の遊星歯車機構の一例を示す構成図である。図示の遊星歯車機構では、キャリアｃ１の回転軸が入力軸となっており、回転内歯歯車ｒ１の回転軸が出力軸となっている。キャリアｃ１の回転により、回転駆動される第１遊星歯車ｐ１１は固定側の第１内歯歯車ｆ１と噛合う。第１遊星歯車ｐ１１と一体に回転する第２の遊星歯車ｐ１２は、回転側の第２の内歯歯車ｒ１と噛合う。第１及び第２の一体に回転する遊星歯車は２個以上あり、キャリアｃ１の回転中心回りに等角度間隔でキャリアｃ１により保持されている。ここで、固定側の第１内歯歯車ｆ１の歯数は、回転側の第２の内歯歯車ｒ１の歯数よりも多く構成されており、この歯数差が小さいほど大きな減速比が得られる。特に、第１遊星歯車ｐ１１と第２の遊星歯車ｐ１２の歯数を一致させ、固定側の第１内歯歯車ｆ１と回転側の第２の内歯歯車ｒ１の歯数差を２歯程度とする不思議遊星歯車機構とすることで、より大きな減速比が得られる。図３の内歯車を用いた構成の他に、固定側及び回転側の両方を外歯歯車で構成した実施形態もある（特許文献１参照）。
【００３６】
図４は、２Ｋ−Ｈ型の遊星歯車機構の他の一例を示す構成図である。太陽外歯歯車ｓ２の回転軸が入力軸となっており、キャリアｃ２の回転軸が出力軸となっている。太陽外歯歯車ｓ２の回転により、第１遊星歯車ｐ２１は回転駆動され、一体に回転する第２の遊星歯車ｐ２２は固定内歯歯車ｆ２に噛合う。第１及び第２の一体に回転する遊星歯車は２個以上あり、キャリアｃ２の回転中心回りに等角度間隔でキャリアｃ２により保持されている。遊星歯車の公転回転はキャリアｃ２の回転となり出力される。ここで、第１遊星歯車ｐ２１の歯数は、第２の遊星歯車ｐ２２の歯数よりも多く構成されており、この歯数差が大きいほど大きな減速比が得られる。
【００３７】
図５は、３Ｋ型の遊星歯車機構の一例を示す構成図である。３Ｋ型の遊星歯車機構は、３本の基本軸のうち２本が内歯歯車で構成された機構をＡ型、２本が外歯歯車で構成された機構をＢ型とし、また、その２本の歯車において歯数の大小関係で１型、２型と分類し、合計で４種類に分類される（非特許文献２参照）。図５の例では、３Ｋ−Ａ１型に分類される機構を示している。なお、本発明は上記４種類のいずれの３Ｋ型遊星歯車機構においても適用可能である。また、第１及び第２の遊星歯車の歯数が等しい不思議遊星歯車機構においても同様に適用が可能である。太陽歯車ｓ３の回転軸が入力軸となっており、回転内歯歯車ｒ３の回転軸が出力軸となっている。太陽歯車ｓ３の回転により、噛合駆動される第１遊星歯車ｐ３１は固定側の第１内歯歯車ｆ３と噛合う。第１遊星歯車ｐ３１と一体に回転する第２の遊星歯車ｐ３２は、回転側の第２の内歯歯車ｒ３と噛合う。第１及び第２の一体に回転する遊星歯車は２個以上あり、キャリアｃ３の回転中心回りに等角度間隔でキャリアｃ３により保持されている。ここで、固定側の第１内歯歯車ｆ３の歯数は、回転側の第２の内歯歯車ｒ３の歯数よりも多く構成されており、この歯数差が小さいほど大きな減速比が得られる。
【００３８】
本実施形態は、一体に回転する第１遊星歯車と第２遊星歯車を有する構成である。又は、同一歯数の第１遊星歯車と第２の遊星歯車に、歯数の異なる２つの内歯歯車又は２つの外歯歯車が噛合う構成である。つまり、軸方向において第１噛合い部と第２の噛合い部の段付構成を有する遊星歯車を用いた機構である。
【００３９】
次に、３Ｋ型の遊星歯車減速機におけるキャリアの遊星歯車回転支持構造を図面にもとづいて説明する。
図６は、本発明の荷重等配装置がキャリアに適用された遊星歯車減速機の全体構成を示す断面図であり、図７は、図６中におけるキャリアの斜視図である。
【００４０】
図６において、感光体駆動装置１０は、駆動モータの駆動力を受けて回転する入力軸１７、入力軸１７に固定され入力軸１７と共に回動する太陽歯車１８、太陽歯車１８に空隙を介して同軸状に配設された内歯歯車１１、前記空隙に配設され太陽歯車１８及び第１歯車としての固定内歯歯車１１に噛合する第１遊星歯車部としての第１遊星歯車１９、第１遊星歯車１９と一体で回転する第２遊星歯車部としての第２遊星歯車２０、第１遊星歯車１９と第２遊星歯車２０とを、軸受２１を介して回転支持する連結ピン２２、連結ピン２２を固定支持すると共に太陽歯車１８と同軸状に回転自在に支持されたキャリア２３、キャリア２３の回転中心と同軸状に配設され第２遊星歯車２０と噛合する第２歯車としての回転内歯歯車１３、固定内歯歯車１１を固定するハウジング１２、回転内歯歯車１３の回転を感光体ドラム１へ伝達するドラムフランジ１ａ等を備えている。また、太陽歯車１８、第１遊星歯車１９、第２遊星歯車２０、固定内歯歯車１１、回転内歯歯車１３は、はすば歯車によって形成されている。また、第１遊星歯車１９と第２遊星歯車２０とは一体で形成され段付遊星歯車２９を構成する。
【００４１】
入力軸１７は、駆動モータ１４と連結して固定されるか、モータ回転軸に直接太陽歯車１８を歯切りして一体成形する。一体成形により、高い取付け精度と高い伝達剛性が期待できる。ハウジング１２は図示しない筐体に固定さており、固定内歯歯車１１は回転不能に固定される。一方、ドラムフランジ１ａは図示しない筐体又は被駆動回転体によって回転支持される。一体成形された第１遊星歯車１９と第２遊星歯車２０とは、太陽歯車１８の周方向に沿って複数備えられ、各々軸受２１を介して連結ピン２２によって回転自在に支持される。各々の連結ピン２２の両端はキャリア２３に支持されている。
【００４２】
図７において、キャリア２３は、右側板２４と左側板２５とが３つの支柱２６で連結され、円筒状に形成されている。右側板２４には太陽歯車１８を収納するための開口穴２４ａと、遊星歯車１９，２０を回転自在に支持する連結ピン２２を取り付けるための取付孔２４ｂと、支柱２６を連結するための連結孔（不図示）とが形成されている。また、左側板２５には、連結ピン２２を取り付けるための取付孔２５ａと、支柱２６を連結するための連結孔２５ｂとが形成されている。太陽歯車１８の周方向に備える遊星歯車１９，２０の数は任意であり、本実施形態では３個の場合を示している。従って、右側板２４と左側板２５との取付孔２４ｂ、２５ａは周方向にそれぞれ３箇所づつ形成されている。また、上記支柱２６は周方向の３箇所に設けられており、第１及び第２遊星歯車１９，２０を支持する連結ピン２２の傾斜や、左右側板２４，２５間のねじれを防止し、振動や回転変動の発生、伝達効率の低下を防止している。
【００４３】
図８は、図３及び図５で説明した遊星歯車機構（２Ｋ−Ｈ型、３Ｋ型）における段付遊星歯車として第１遊星歯車１９及び第２遊星歯車２０の歯にかかる軸直角方向（歯車回転方向）の荷重を示す概略斜視図である。図中の矢印Ａ，Ｂがそれぞれの遊星歯車にかかる軸直角方向の荷重で、このように段付遊星歯車にはそれぞれ逆方向の荷重がかかることがわかる。このような荷重がかかるため段付遊星歯車は軸の傾斜（スキュー）が発生しやすく、本実施形態では、キャリア２３に支柱２６を設けスキューを防止している。
【００４４】
本実施形態では、上述したように各歯車にはすば歯車を採用している。従って、遊星歯車には軸直角方向の荷重が発生すると同時にスラスト方向（軸方向）の荷重も発生する。図９は、図８に示す軸直角方向の荷重が発生し、段付遊星歯車の第１遊星歯車１９と第２遊星歯車２０とのはすばがそれぞれが逆のねじれ方向を有する場合のスラスト荷重を示す概略斜視図である。図中矢印Ｄが第１遊星歯車１９にかかるスラスト荷重で、矢印Ｅが第２遊星歯車２０にかかるスラスト荷重であり、これらのスラスト荷重は同方向となる。詳細は後述するが、本実施形態では、このスラスト荷重を利用した荷重等配機構を提案しているため、段付遊星歯車の各はすばのねじれ方向は逆方向とし、それぞれの歯面荷重により同方向のスラスト荷重が発生するよう構成することが望ましい。あるいは、段付遊星歯車の各はすばのねじれ方向を同方向とした場合は、それぞれの逆方向のスラスト荷重が相殺してゼロとならないよう、どちらか一方のスラスト荷重が大きくなるように方向に各々のねじれ角を調整し、スラスト荷重が発生するように構成することが望ましい。３Ｋ型の場合は太陽歯車の第１遊星歯車との噛合いによるスラスト荷重分も考慮する必要がある。
【００４５】
図１０は、図４で説明した遊星歯車機構（２Ｋ−Ｈ型）における段付遊星歯車として第１遊星歯車ｐ２１及び第２の遊星歯車ｐ２２の歯にかかる軸直角の荷重方向とスラスト荷重の方向の説明図である。また、図１１は、比較例として、段付でない１段遊星歯車構成の軸直角の荷重方向とスラスト荷重の方向の説明図である。
図１１において、内歯歯車ｆを回転不能に固定しキャリアｃの回転を出力とした場合、矢印Ｇ，Ｈに示すように１段遊星歯車構成では軸直角荷重は同方向、同じ大きさで発生する。この時、遊星歯車ｓにかかるスラスト荷重は２箇所の噛合い部でそれぞれ逆方向となる。従って、それぞれスラスト荷重が相殺し、遊星歯車ｓはスラスト移動することは無い。
これに対して、図１０に示す構成の段付遊星歯車機構では、第１遊星歯車ｐ２１と第２遊星歯車ｐ２２のはすばのねじれ方向が同じであった場合、軸直角荷重は同方向となる。しかし、太陽歯車ｓと内歯歯車ｆがそれぞれピッチ円の異なる遊星歯車に噛合っているため、軸直角荷重Ｋ，Ｌの大きさが異なる。従って、スラスト荷重は完全に相殺されず、遊星歯車ｓにスラスト移動する力が発生する。また、第１遊星歯車ｐ２１と第２遊星歯車ｐ２２のはすばのねじれ方向が逆であった場合、スラスト荷重の方向が同一方向となり、遊星歯車ｓのスラスト移動する力は大きくなる。
【００４６】
このように、本実施形態では、はすば歯車の段付遊星歯車を利用した遊星歯車機構のため、遊星歯車にスラスト荷重が発生する。また、そのスラスト荷重の大きさや方向は段付遊星歯車の第１遊星歯車と第２遊星歯車とのねじれ方向とねじれ角の調整で任意に設定できるという優れた特徴を有している。
【００４７】
本実施形態では、複数の遊星歯車に発生するスラスト荷重を互いに均等に配分する荷重等配機構を備えている。
図６において、段付遊星歯車２９を回転自在に支持する左右の軸受２１が連結ピン２２上をガタなくスムーズにスラスト方向に移動可能なように、軸受２１の内輪内径と連結ピン２２の外径とが所定のはめあい寸法公差で形成されている。また、連結ピン２２には平板部材としてのバランスプレート２７がスラスト方向に移動可能に保持されており、このバランスプレート２７はキャリア２３の左側板２５の中心部に設けられた半球状の支持部材２８を支点にして揺動自在となっている。バランスプレート２７は支持部材２８が当接する側と反対側（図中右側）で、各段付遊星歯車２９の軸受２１の左端部と当接し、段付遊星歯車２９のスラスト荷重を受ける。
【００４８】
図１２は、上記荷重等配機構を説明するための段付遊星歯車を備えたキャリアの正面図である。図１３はキャリアを図１２中左方向から見た側面図である。なお、図１２では、動作説明の便宜上、３個の段付遊星歯車２９，３０，３３のうち２個の段付遊星歯車２９，３０を表示するとともに、段付遊星歯車２９については断面を表示している。
【００４９】
上述したように荷重等配機構は、主にバランスプレート２７と支持部材２８とから構成されている。図１３に示すように、バランスプレート２７には３本の各連結ピン２２が貫通する貫通孔２７ａが等角度間隔（図示の例は１２０度間隔）で３つ形成されており、これらの貫通孔２７ａに連結ピン２２が貫通することで、バランスプレート２７をスラスト方向に移動可能に保持する。支持部材２８は、バランスプレート２７に対して、各段付遊星歯車２９，３０，３３から等距離の中心位置が支点となるように配設されている。なお、上記バランスプレート２７の形状や貫通穴数は、段付遊星歯車数に応じて適宜変更させればよい。
【００５０】
段付遊星歯車２９の第１遊星歯車１９及び第２遊星歯車２０に前述したようにスラスト荷重Ｄ及びＥが発生するとバランスプレート２７の一端にはスラスト荷重Ｑが働く。バランスプレート２７の中心部で支持部材２８によって支持されているため、バランスプレート２７の他端には反対方向のスラスト荷重Ｔが発生し、段付遊星歯車３０のスラスト移動力として伝達される。バランスプレート２７を介して、同様のスラスト荷重の伝達が各段付遊星歯車から発生するため、各段付遊星歯車のスラスト荷重が同じとなる状態が、バランスプレート２７の平衡状態となる。各段付遊星歯車のスラスト荷重の大きさは、前述したように軸直角方向の荷重の大きさと相関があるため、スラスト荷重が各段付遊星歯車で一致した状態は、回転伝達のための軸直角方向の荷重も一致している。これによって、各段付遊星歯車の荷重等配が可能となり、振動や回転角速度変動を抑制するとともに、耐久性を向上させることができる。
【００５１】
上記荷重等配機構に、より効果的に作用させるための部材を配設してもよい。図１４は段付遊星歯車２９，３０を備えたキャリア２３の概略正面図であり、支持部材２８としてネジを用い、連結ピン２２にワッシャ３４と付勢部材３５とを配設した構成を示している。
支持部材２８として、先端部が半球状に加工されたネジを用い、キャリア２３の左側板２５の中心部にネジ孔２５ｃを加工して、そのネジ孔２５ｃに螺合させてもよい。ネジ締め量によって、図中横方向に支持部材２８の支点突起部の位置を微調整できるので、段付遊星歯車２９，３０が移動可能な領域を調整し、第１遊星歯車１９，３１が回転内歯歯車１３と接触するなどの不具合を防止することができる。ネジとしては、例えば、すりわり付き又は六角穴付きの丸先イモネジ（セットスクリュー）を用いることができる。この丸先イモネジを用いることにより、ネジ後端部のすりわり部又は六角穴部にマイナスドライバ又は六角レンチを係合して回転することで、ネジ締め量の調整を容易に行うことができる。また、ネジ部の一部に例えばナイロン（登録商標）が設けられた緩み止めのネジを用いることで、回転駆動中のネジの緩みによるネジ締め量の変動を防ぐことができる。
また、ワッシャ３４は、バランスプレート２７と段付遊星歯車２９，３０との間に挿入された状態で連結ピン２２に保持されている。ワッシャ３４は弾性材料、樹脂材料、炭素材料で製作されてものを用いている。これによって、定格回転時に歯の噛合い周期で発生するスラスト荷重の変動を吸収し、バランスプレート２７の振動を防止することができる。ここで、「定格回転時」とは、所定の画像形成動作が行われるように感光体ドラム（転写ベルト）が予め決められた規定の回転速度で回転しているときをいう。感光体ドラムは、例えば１〜３Ｈｚの既定回転速度で、画像形成中は一定速度に駆動される。
また、付勢部材２３は、バランスプレート２７と段付遊星歯車２９，３０とが当接する端部とは反対側の端部とキャリア１０の右側板２４との間に挿入された状態で連結ピン２２に保持されている。付勢部材２３は、バネやゴムなどの弾性部材で構成され、弱いスラスト力を段付遊星歯車２９，３０に与え、段付遊星歯車２９，３０をバランスプレート２７に当接するするように付勢している。これによって、段付遊星歯車２９，３０の幅方向の製造誤差やキャリア２３の製造誤差、バランスプレート２７の経時変形などに応じて段付遊星歯車２９，３０をバランスプレート２７に当接させて、荷重等配効果を発生、維持することができる。
【００５２】
また、上記荷重等配機構を段付遊星歯車の両端部に設置してもよい。これにより、スラスト荷重の伝達剛性が上がり高い効果が得られる。図１５はキャリア２３を図１２中右方向から見た側面図である。キャリア２３の右側板２４には太陽歯車１８を収納するための開口穴２４ａを有しているので、上記構成のバランスプレート２７を用いることができず、また支持部材２８を右側板２４の中央部に設けることもできない。このため、キャリアの右側板中央に開口穴を有しており、中央部に支点部材を配置できない場合で、かつ、段付遊星歯車が３個以上配設されている場合には、図示のように、板状部材として略三角形状のトライアングルプレート３６を用いることことできる。トライアングルプレート３６は３本の各連結ピン２２が貫通する穴３６ａを有しており、周方向に隣り合う２個の段付遊星歯車軸間の中心に支持部材３７が設置されている。本構成の荷重等配機構においても、その動作及び作用は上記と同様であり、１つの段付遊星歯車に働くスラスト力が他２つの段付遊星歯車それぞれに反対方向のスラスト力として伝達される。なお、上記トライアングルプレート３６の形状や貫通穴数は、段付遊星歯車数に応じて適宜変更させればよい。
【００５３】
図１６は各段付遊星歯車に発生するスラスト荷重を利用した荷重等配機構の他の変形例を示す。図１２で説明した荷重等配機構はバランスプレート２７と支持部材２８とを用いて構成されていたが、本変形例ではリング状テーパ部材３８とテーパ部材３９とを用いて構成されている。
押圧部材としてのリング状テーパ部材３８は、内側にテーパ部が形成されたリング形状をしていて、回転内歯車１３（図６参照）と結合又は一体に構成されている。また、テーパ部材３９はリング状テーパ部材３８と段付遊星歯車２９，３０との間に挿入された状態で、各段付遊星歯車２９，３０のスラスト荷重に応じてスラスト方向に移動可能となるように、連結ピン２２に保持されている。このため、テーパ部材３９は段付遊星歯車２９，３０のスラスト移動に応じてスラスト移動可能となっている。リング状テーパ部材３８のテーパ部とテーパ部材３９のテーパ部とは略同角度に形成されていて、これらの当接部では線接触してスムーズに荷重の伝達が行われる。
図中段付遊星歯車２９に発生したスラスト荷重Ｕは、テーパー部材３９からリング状テーパー部材３８へ斜め上方の圧接力Ｕ１としてとして働く。この圧接力Ｕ１によって、リング状テーパー部材３８及び回転内歯歯車１３に働く図中上方向への荷重と、キャリア２３がその反力で図中下方向へ働く荷重によって、段付遊星歯車３０にはテーパー部材３９を介して圧接力Ｖ１が作用してスラスト荷重Ｖが発生する。このようにリング状テーパー部材３８とキャリア２３を介して、同様のスラスト荷重の伝達が各段付遊星歯車から発生するため、各段付遊星歯車のスラスト荷重が同じとなる状態が平衡状態となる。これによって、各段付遊星歯車の荷重等配が可能となり、振動や回転角速度変動を抑制し、耐久性を向上させることができる。なお、テーパー部材３９は段付遊星歯車と連結、又は一体構成としてもよい。一体構成とすることでテーパー部材が摩擦伝達による段付遊星歯車の回転伝達機能を有し、回転伝達力が向上する。特に歯の噛合い周期のトルク変動を補償する伝達力が発生し、回転変動や振動の抑制となる。
【００５４】
上記図１６で説明した構成の荷重等配機構に、より効果的に作用させるための部材を配設してもよい。図１７は段付遊星歯車２９，３０を備えたキャリア２３の概略正面図であり、テーパ付円板部材４０と、段付遊星歯車２９，３０の図中右側端部にリング状テーパ部材と、テーパ部材４２と、テーパ付円板４３とを配設した構成を示している。
押圧部材としてのテーパ付円板４０は、キャリア２３の左側板２５に回転自在に支持されている。上記図１６で説明した構成の荷重等配機構では、リング状テーパー部材３８とキャリア２３を介してスラスト荷重が伝播していたのに対し、テーパ付円板４０を設けることで、段付遊星歯車２９で発生したスラスト荷重Ｕによる圧接力分力Ｕ２がテーパ部材３９からテーパ付円板４０に伝わり、さらにテーパ付円板４０から圧接力分力Ｖ２としてテーパ部材３９を介して段付遊星歯車３０に伝播される。一方、段付遊星歯車２９で発生したスラスト荷重Ｕによる圧接力分力Ｕ１はリング状テーパ部材３８により圧接力分力Ｖ１としてテーパ部材３９を介して段付遊星歯車３０に伝播される。このように、リング状テーパー部材３８とテーパ付円板４０とを介してスラスト荷重が伝播するため、連結ピン２２のたわみや段付遊星歯車の軸受部のガタに影響されず、よりダイレクトに他方の段付遊星歯車へスラスト荷重の働きを伝播させることが可能となる。
【００５５】
また、同様の荷重等配機構を段付遊星歯車の両側に配置してもよい。図示の例では、段付遊星歯車２９，３０の図中右側端部（入力軸側）にリング状テーパ部材４１と、テーパ部材４２と、テーパ付円板４３とを配設している。これによって、入力軸の回転方向で発生するスラスト荷重の方向の変化に対応でき、入力軸の正逆回転のどちらにも荷重等配効果が期待できる。なお、入力側のリング状テーパー部材４１は、固定内歯歯車１１またはケーシング１２（図６参照）に回転不能に固定されており、テーパ付円板４３の中央部には太陽歯車軸１７が貫通するための穴が形成されている。
また、テーパ付円板４３と右側板２５との間に付勢部材を設けることで、上記付勢部材３５を設けた構成と同様の効果が得られる。
【００５６】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５７】
また、本発明は、中間転写体上に順次、各色のトナー像を重ね合わせて転写し、重ね合わされたトナー像を一括して記録媒体に転写するいわゆる中間転写方式の画像形成装置にも適用可能である。本発明は、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも適用可能である。本発明は、モノクロのみの画像形成が可能な画像形成装置にも適用可能である。
【００５８】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００５９】
以上、上記実施形態によれば、第１遊星歯車部としての第１遊星歯車と歯数又は歯形状が異なる第２遊星歯車部としての第２遊星歯車が連結又は一体に構成された遊星歯車としての複数の段付遊星歯車２９，３０，３３を有する。また、第１遊星歯車に噛合う第１歯車としての固定内歯歯車１１と、第２遊星歯車に噛合う第２歯車としての回転内歯歯車１３と、駆動源としてのモータ１４からの駆動を各段付遊星歯車に伝達する太陽歯車１８と、各段付遊星歯車２９，３０，３３を回動自在に支持すると共に、ケーシング１２に回動自在に支持されたキャリア２３とを更に有する。各段付遊星歯車において、第１遊星歯車と第２遊星歯車の少なくとも一方は、はす歯歯車で構成され、そのはす歯歯車は、段付遊星歯車が固定内歯歯車１１及び回転内歯歯車１３の両方と噛合うことによって生じるスラスト荷重が、段付遊星歯車の回転軸方向の１方向に生じるように構成され、各段付遊星歯車は、前記スラスト荷重に応じて回転軸方向に移動可能に支持され、キャリア２３は、複数の段付遊星歯車２９，３０，３３の１つに生じるスラスト荷重を受けることにより他の段付遊星歯車に逆方向のスラスト荷重を伝達する伝達手段を有している。この伝達手段によって、複数の段付遊星歯車２９，３０，３３のうち１つの段付遊星歯車に生じたスラスト荷重は他の段付遊星歯車に逆方向のスラスト荷重として伝達され、また、上記他の段付遊星歯車に生じたスラスト荷重はさらに他の段付遊星歯車に逆方向のスラスト荷重として伝達される。スラスト荷重は複数の段付遊星歯車２９，３０，３３において全て同じ方向に生じており、遊星歯車機構を構成する各歯車の偏心、ピッチ誤差、取付位置誤差等がある場合であっても、１回転する間に複数の段付遊星歯車２９，３０，３３で生じたスラスト荷重を全ての段付遊星歯車２９，３０，３３で均等に負荷配分することができるので、遊星歯車減速機構に備えられた複数の段付遊星歯車２９，３０，３３への荷重不均等を緩和し、回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる。
【００６０】
また、上記実施形態によれば、前記伝達手段は、キャリア２３に支持された複数の段付遊星歯車２９，３０，３３の軸方向に対して接触する板状部材としてのバランスプレート２７と、キャリア２３に支持された前記複数の遊星歯車軸としての連結ピン２２から等距離にある中心部にてバランスプレート２７を支持する支持部材２８と、を備えているので、例えば１つの段付遊星歯車２９に生じたバランスプレート２７方向のスラスト荷重は他の段付遊星歯車３０に反対方向のスラスト荷重として作用する。このように、複数の段付遊星歯車２９，３０，３３に生じたスラスト荷重をバランスプレート２７と支持部材２８とにより各段付遊星歯車２９，３０，３３に均等に配分することができるので、振動や回転角速度変動を抑制するとともに、耐久性を向上させることができる。
【００６１】
また、上記実施形態によれば、支持部材２８は、バランスプレート２７の支点の位置を段付遊星歯車２９，３０，３３の軸方向において調整可能な調整手段としてネジを有しているので、ネジ締め量によって、支持部材２８の支点突起部の位置を微調整できるので、段付遊星歯車２９，３０，３３が移動可能な領域を調整し、第１遊星歯車が回転内歯歯車１３と接触するなどの不具合を防止することができる。
【００６２】
また、上記実施形態によれば、バランスプレート２７と段付遊星歯車２９，３０，３３の軸方向端部との間に、段付遊星歯車２９，３０，３３の定格回転時における噛合い周期の振動を吸収する振動吸収部材としてワッシャ３４を有するので、歯の噛合い周期で発生するスラスト荷重の変動を吸収し、バランスプレート２７の振動を防止することができる。
【００６３】
また、上記実施形態によれば、前記伝達手段は、複数の段付遊星歯車２９，３０，３３の軸方向端部にテーパ部材３９と、テーパ部材３９の１つと接触することにより、他のテーパ部材３９を押圧する押圧部材と、を備えているので、段付遊星歯車２９，３０，３３間でそれぞれに発生したスラスト荷重が良好に伝達される。
【００６４】
また、上記実施形態によれば、前記押圧部材としてのリング状テーパ部材３８は、前記第１歯車としての固定内歯車１１又は第２歯車としての回転内歯車１３に設けられ、且つ内周部が環状に形成され、該内周部においてテーパ部材３９を押圧する第１押圧部を有するので、リング状テーパー部材３８とキャリア２３とを介して、各段付遊星歯車から発生したスラスト荷重が他の段付遊星歯車に伝達し、各段付遊星歯車間でスラスト荷重が平衡状態となる。
【００６５】
また、上記実施形態によれば、前記押圧部材としてのテーパ付円板４０は、キャリア２３中央部に設けられ、且つ外周部が環状に形成され、該外周部において、テーパ部材３９を押圧する第２押圧部を有するので、リング状テーパー部材３８とテーパ付円板４０とを介して、各段付遊星歯車から発生したスラスト荷重が他の段付遊星歯車に伝達し、各段付遊星歯車間でスラスト荷重が平衡状態となる。
【００６６】
また、上記実施形態によれば、テーパ部材３９及びリング状テーパ部材３０、テーパ付円板４０を、段付遊星歯車２９，３０，３３の軸方向両側に設けたので、入力軸の回転方向で発生するスラスト荷重の方向の変化に対応でき、入力軸の正逆回転のどちらにもスラスト荷重を均等に配分できる。
【００６７】
また、上記実施形態によれば、段付遊星歯車２９，３０，３３の回転軸上に、段付遊星歯車２９，３０，３３を前記スラスト荷重が生じる方向と同じ方向へ付勢する付勢部材３５を設けたので、段付遊星歯車２９，３０，３３の幅方向の製造誤差やキャリア２３の製造誤差、バランスプレート２７の経時変形などに応じて段付遊星歯車２９，３０，３３をバランスプレート２７に当接させて、スラスト荷重を均等に配分する効果を発生、維持することができる。
【００６８】
また、上記実施形態によれば、第１遊星歯車と第２遊星歯車はいずれもはす歯歯車で構成され、第１遊星歯車におけるはす歯のねじれ方向と第２遊星歯車におけるはす歯のねじれ方向が異なるので、回転駆動により第１遊星歯車に発生するスラスト荷重の方向と第２遊星歯車に発生するスラスト荷重の方向とを一致させることができる。
【００６９】
また、上記実施形態によれば、段付遊星歯車２９，３０，３３は、第１遊星歯車と第２遊星歯車との径が異なる段付歯車であるので、径が同じである場合に比べ減速比を大きく設定することができる。
【００７０】
また、上記実施形態によれば、前記遊星歯車減速装置を感光体ドラム駆動装置としての感光体駆動装置１０に用いたので、感光体の回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる。
【００７１】
また、上記実施形態によれば、前記遊星歯車減速装置を転写ベルト駆動装置に用いたので、転写ベルト５の回転駆動において回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる。
【符号の説明】
【００７２】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ 感光体
１０ 感光体駆動装置
１４ 駆動源
１８ 太陽歯車
１９、３１ 第１遊星歯車
２０、３２ 第２遊星歯車
２３ キャリア
２７ バランスプレート
２８ 支持部材
２９、３０、３３ 段付遊星歯車
３６ トライアングルプレート
３７ 支持部材
３８，４１ リング状テーパ部材
３９，４２ テーパ部材
４０，４３ テーパ付円板
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特開２００４−２３２８３４号公報
【非特許文献】
【００７４】
【非特許文献１】矢田恒二著、「歯車応用機構の設計（２）」、機械の研究、第４９巻、第１１号、１９９７年
【非特許文献２】矢田恒二著、「歯車応用機構の設計（２６）」、機械の研究、第５１巻、第１１号、１９９９年
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体を駆動する駆動源の回転数を減速して像担持体に伝達する遊星歯車減速装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の分野において、モータ等の駆動源より減速手段を経て回転力を伝達する機構としては、歯車輪列を用いたもの、ウォームギヤを用いたもの、ベルト減速機構を用いたものなどが一般的に利用されている。画像形成装置における回転体には、感光体、中間転写体等の像担持体、記録材を搬送する記録材搬送部材、定着ローラなどがあるが、これらは、一般に、数十から百数十ｒｐｍで回転する。一方、回転体に回転力を伝達する駆動源の回転数は、一般に数千ｒｐｍであり、回転体に必要な回転数を得るためには、１／１０〜１／３０程度の減速比をもつ減速手段が必要となる。
【０００３】
また、近年では、インクジェット方式の画像形成装置だけでなく、電子写真方式の装置もパーソナルデスク上に設置する場合が増え、装置の小型化が要求されている。装置を小型化するためには、構成する部品を小型化するだけでなく、装置内の回転体駆動機構の小型化が必要である。
【０００４】
装置内の回転体駆動機構の小型化のために駆動源を小型化する方法がある。小型の駆動源としては、一般的にＤＣモータを使用することが、低騒音、高効率の点で有利である。このＤＣモータを４０００ｒｐｍ程度の回転速度で定常運転し、減速手段で１／４０程度に減速することで、高効率で、負荷トルクが小さい運転ができ、低出力の小型のモータを使用することができる。従って、減速手段は高減速比であることに加えて、減速手段自体の小型化が要求される。
【０００５】
画像形成装置に用いられる減速手段としては、感光体へモータの回転をすべりなく減速するために歯車輪列の減速機を用いるのが一般的である。しかし、歯車輪列の減速機の小型化には以下の課題がある。高減速比のために多段の減速にすると、軸方向に大型化してしまう。一方、一段で減速比を大きくしようとすると、感光体軸に設けられる歯車は大型化してしまい、特にカラーの装置においては感光体の配置ピッチ内に収まらない問題が生じ、装置内の部品配置の検討に時間がかかってしまう。モータ軸に設けられる歯車はモータ軸に直接歯切りされる場合が多いが、この場合の歯数は１２枚ほどが必要であり、モジュールを０．５とするとピッチ円直径は６ｍｍとなる。一方、感光体軸の歯車は、一段で減速比を１／２０とすると歯数は２４０枚となり、ピッチ円直径は１２０ｍｍで、非常に大型化してしまう。感光体の配置間隔が１２０ｍｍ以下の場合には、この歯車を軸方向に互いにずらして配置しなければならない。
【０００６】
このように一般的に用いられている歯車輪列の減速手段は、歯車の歯数比、つまり、歯車の大きさの比によって減速比が決定される。従って、小型化と高減速比との両方を達成することが非常に困難である。この課題に対し、遊星歯車を用いた減速装置の技術が提案されている（たとえば特許文献１参照）。この技術は、太陽歯車（sun gear）を中心として、複数の遊星歯車（planetary gear）が自転しつつ遊星キャリア（planetary carrier）により公転して減速を行うため、少ない段数で大きな減速比が得られること、比較的大きなトルクを伝達できること、入力軸と出力軸とを同軸上に配置できることなどの利点を有している。
【０００７】
特許文献１においては、大きな減速比を得る場合でも、固定歯車と出力歯車の歯数が少ない遊星差動歯車減速装置が提案されている。この装置は、駆動対象に連結されている出力軸に固定された出力歯車と、その出力歯車よりも少ない歯数を有し、その出力歯車と同軸上に配置され、かつ、回転不能に固定された固定歯車とを備えている。また、この装置は、駆動源からの回転力により出力歯車及び固定歯車の外周を回転駆動される遊星歯車軸に回転自在に支持され、出力歯車及び固定歯車の双方に噛み合いながら遊星回転する遊星歯車を備えている。この遊星歯車における固定歯車に噛み合う固定歯車用噛合部分と出力歯車に噛み合う出力歯車用噛合部分の歯数は同一であり、出力歯車、固定歯車、遊星歯車の固定歯車用噛合部分及び遊星歯車の出力歯車用噛合部分のうち少なくとも１つが転位歯車で構成されている。
【０００８】
上記遊星差動歯車減速装置では、固定歯車と出力歯車の歯数は互いに異なるため、これらの歯車を単一の遊星歯車にそのまま噛み合わせるだけではスムーズな回転駆動が実現できないところ、転位歯車を採用することでスムーズな回転駆動を可能にしている。そして、この装置により得られる減速比は、遊星歯車の歯数に関係なく、固定歯車と出力歯車の歯数の差に基づいて得られるので、従来と同じ減速比を得ようとするときには、従来よりも固定歯車と出力歯車の歯数が少なくても済む。例えば、モジュール０.５、歯数４０の歯車でピッチ円直径は２０ｍｍの固定歯車と、モジュール０.５、歯数３９の歯車でピッチ円直径は１９．５ｍｍの出力歯車を用いれば、直径２０ｍｍ程度で減速比１／４０の減速機が２段減速機程度の軸方向幅で実現できる。よって、装置の小型化を図ることが可能となる。
このように遊星差動歯車減速装置を用いることで、小型かつ高減速比をもつ減速手段となり画像形成装置全体の小型化が可能となる。
【０００９】
遊星歯車機構の種類は多岐にわたり、以下の分類が用いられている（非特許文献１参照）。遊星歯車機構は、入力軸、出力軸、機構全体の運動を規制する固定軸（補助軸）の３本の基本軸からなり、これら基本軸は同軸上に配置される。基本軸となる太陽歯車（太陽外歯車、太陽内歯車を含む）の軸をＫ、キャリア軸をＨ、遊星歯車軸をＶで表すと、遊星歯車機構は、２Ｋ−Ｈ型、３Ｋ型、Ｋ−Ｈ−Ｖ型および２個以上の２Ｋ−Ｈ型の連結による複合遊星歯車機構に分類される。上記特許文献１で提案された遊星差動歯車装置は２Ｋ−Ｈ型の不思議遊星歯車機構に関するものである。不思議遊星歯車機構とは、歯数の同じ遊星歯車に２つの歯数の異なる歯車が噛合い伝達する遊星歯車機構を言う。３Ｋ型は、２Ｋ−Ｈ型の不思議遊星歯車機構と同様に、遊星歯車に噛合う２つの歯車の歯数差で減速比が決定され、高減速比が得られる遊星差動歯車減速機構である（非特許文献２参照）。
【００１０】
なお、画像形成装置では、装置の小型化とともに、回転体駆動速度安定性が要求される。すなわち、画像形成装置内の回転体、例えば、ドラム形状の感光体、転写ベルトを駆動搬送するローラ部材、転写材を搬送するローラ部材などは、高い回転精度（回転角速度の安定性）が要求される。これらの回転角速度の変動が感光体、中間転写体、転写材上の画像形成位置の誤差を発生させ、出力画像の劣化要因となるためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記遊星差動歯車減速装置では、遊星歯車機構の各歯車の偏心、ピッチ誤差、取付位置誤差等があると、複数ある遊星歯車に均等に荷重がかからず、回転角速度の変動を生じてしまうおそれがある。例えば遊星歯車が２個の場合、上記誤差があると一方の遊星歯車が他方の遊星歯車に先行して噛合いはじめ、歯面に駆動トルクが加わり、他方の遊星歯車には全くトルクが加わっていない状態が発生する。回転が進むにつれ、逆に、他方の遊星歯車にだけにトルクが加わり、一方の遊星歯車に全くトルクが加わっていない状態が発生する。これらの状態が繰り返されることで、周期的な回転角速度の変動が発生する。しかも、遊星差動歯車減速装置は、回転角速度の変動が差動減速比分だけ増大された後、駆動対象に伝達されるため、歯車輪列に比べて駆動対象の回転角速度の変動の比率が大きくなる。
また、複数の遊星歯車への荷重が不均衡で、回転に伴って各遊星歯車への荷重が変動すると、振動が生じたり、歯車の寿命が短くなったりする問題がある。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、遊星歯車減速機構に備えられた複数の遊星歯車への荷重不均等を緩和することにより、回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる遊星歯車減速装置及びこの遊星歯車減速装置を用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、第１遊星歯車部と歯数又は歯形状が異なる第２遊星歯車部が連結又は一体に構成された遊星歯車と、前記第１遊星歯車部に噛合う第１歯車と、前記第２遊星歯車部に噛合う第２歯車と、駆動源からの駆動を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、複数の前記遊星歯車を回動自在に支持すると共に、ケーシングに回動自在に支持されたキャリアと、を有する遊星歯車減速装置であって、前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部の少なくとも一方は、はす歯歯車で構成され、且つ該はす歯歯車は、前記遊星歯車が前記第１歯車及び前記第２歯車の両方と噛合うことによって生じるスラスト荷重が、前記遊星歯車の回転軸方向の１方向に生じるように構成され、前記遊星歯車は、前記スラスト荷重に応じて回転軸方向に移動可能に支持され、前記キャリアは、前記遊星歯車の１つに生じるスラスト荷重を受けることにより他の前記遊星歯車に逆方向のスラスト荷重を伝達する伝達手段を有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の遊星歯車減速装置において、前記伝達手段は、前記キャリアに支持された複数の前記遊星歯車の軸方向に対して接触する板状部材と、前記キャリアに支持された前記複数の遊星歯車軸から互いに略等距離にある中心部にて該平板部材を支持する支持部材と、を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の遊星歯車減速装置において、前記支持部材は、前記板状部材の支点の位置を前記遊星歯車の軸方向において調整可能な調整手段を有することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の遊星歯車減速装置において、前記板状部材と前記遊星歯車の軸方向端部との間に、前記遊星歯車の定格回転時における噛合い周期の振動を吸収する振動吸収部材を有することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１に記載の遊星歯車減速装置において、前記伝達手段は、前記複数の遊星歯車の軸方向端部にテーパー部材と、該テーパー部材の１つと接触することにより、他の該テーパ部材を押圧する押圧部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の遊星歯車減速装置において、前記押圧部材は、前記第１歯車または前記第２歯車に設けられ、且つ内周部が環状に形成され、該内周部において前記テーパー部材を押圧する第１押圧部を有ことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項５または６に記載の遊星歯車減速装置において、前記押圧部材は、前記キャリア中央部に設けられ、且つ外周部が環状に形成され、該外周部において前記テーパー部材を押圧する第２押圧部を有することを特徴とするものである。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項５ないし７のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、前記テーパー部材及び前記押圧部材を、前記遊星歯車の軸方向両側に設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、前記遊星歯車の回転軸上に、該遊星歯車を前記スラスト荷重が生じる方向と同じ方向へ付勢する付勢部材を有することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部はいずれもはす歯歯車で構成され、該第１遊星歯車部におけるはす歯のねじれ方向と該第２遊星歯車部におけるはす歯のねじれ方向が異なることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、前記遊星歯車は、前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部との径が異なる段付歯車であることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１２記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の遊星歯車減速装置を感光体ドラム駆動装置に用いたことを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１３記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の遊星歯車減速装置を転写ベルト駆動装置に用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数の遊星歯車のうち１つの遊星歯車に生じたスラスト荷重は他の遊星歯車に逆方向のスラスト荷重として伝達され、また、他の遊星歯車に生じたスラスト荷重はさらに他の遊星歯車に逆方向のスラスト荷重として伝達される。スラスト荷重は複数の遊星歯車において全て同じ方向に生じており、複数の遊星歯車で生じたスラスト荷重を全ての遊星歯車でほぼ均等に負荷配分することができるので、遊星歯車減速機構に備えられた複数の遊星歯車への荷重不均等を緩和し、回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた感光体駆動装置の概略正面図である。
【図３】遊星歯車の基本構造の説明図であって、２Ｋ−Ｈ型に分類される遊星歯車機構の説明図である。
【図４】遊星歯車の基本構造の説明図であって、他の２Ｋ−Ｈ型に分類される遊星歯車機構の説明図である。
【図５】遊星歯車の基本構造の説明図であって、３Ｋ型に分類される遊星歯車機構の説明図である。
【図６】段付遊星歯車減速装置の概略断面図である。
【図７】図６に示した段付遊星歯車減速装置のキャリアの概略斜視図である。
【図８】段付遊星歯車にかかる軸直角方向の荷重を説明するための概略斜視図である。
【図９】段付遊星歯車にかかる軸方向（スラスト方向）の荷重を説明するための概略側面図である。
【図１０】段付遊星歯車にかかる軸方向（スラスト方向）の荷重を説明するための概略側面図である。
【図１１】比較例として段差のない遊星歯車にかかる軸方向（スラスト方向）の荷重を説明するための概略側面図である。
【図１２】荷重等配機構を設けたキャリアの概略正面図である。
【図１３】図１２におけるキャリアを図中左側から見た側面図である。
【図１４】変形例にかかる荷重等配機構設けたキャリアの概略正面図である。
【図１５】荷重等配機構をキャリアの両側に設けた変形例にかかるキャリアを右側から見た側面図である。
【図１６】他の変形例にかかる荷重等配機構設けたキャリアの概略正面図である。
【図１７】他の変形例にかかる荷重等配機構をキャリアの両側に設けた構成のキャリアを右側から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機（以下、「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。なお、本実施形態における複写機は、いわゆるタンデム式の画像形成装置であって、乾式二成分現像剤を用いた乾式二成分現像方式を採用したものである。
【００２９】
図１は、本実施形態に係る複写機における画像形成部全体の概略構成図である。この複写機は、図示しない画像読取部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。この複写機には、図に示すように、イエロー（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。）の各色用の４個の回転体としての潜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ローラに支持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んで配置されている。また、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの周りには、それぞれ、帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ、各色対応の現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋ、クリーニング装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ、除電ランプ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ等の電子写真プロセス用部材がプロセス順に配設されている。
【００３０】
本実施形態に係る複写機でフルカラー画像を形成する場合、まず、図２に示すように、後述する感光体駆動装置により、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器２Ｙで一様帯電した後、図示しない光書込装置からの光ビームＬＹ を照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹ静電潜像を形成する。このＹ静電潜像は、現像装置９Ｙにより、現像剤中のＹトナーにより現像される。現像時には、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、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する。
【００３１】
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の回転に伴い、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。この１次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面には、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る。そして、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トナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベルト５上に１次転写する。以下、同様にして、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像も、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合うように１次転写される。
【００３２】
このように、中間転写ベルト５上に４色重なり合ったトナー像は、中間転写ベルト５の回転に伴い、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転写紙が搬送される。そして、この２次転写位置において、２次転写ローラ７により転写紙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次転写電界及び２次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト５上のトナー像が転写紙上に一括して２次転写される。その後、トナー像が２次転写された転写紙は、定着ローラ対８により定着処理がなされた後に装置外に排出される。
【００３３】
次に、本発明の特徴部分である、減速手段としての遊星差動歯車減速装置を備える駆動手段としての減速機構付き駆動装置である感光体駆動装置について説明する。尚、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、同一構成の感光体駆動装置により回転駆動されているので、以下、感光体ドラム１Ｙの感光体駆動装置１０について説明する。
【００３４】
図２は、本実施形態における感光ドラム１Ｙの軸方向一端部外方に設置される感光体駆動装置１０の部分断面図である。この感光ドラム１Ｙの軸方向両端には、その感光体ドラム１Ｙの軸方向端部面を塞ぐように、円板状のドラムフランジ１ａが固定されている。このドラムフランジ１ａの円板は、感光体駆動装置１０の固定内歯歯車１１の固定支持部材１２によって回転自在に支持されており、ドラムフランジ１ａに固定されている出力内歯歯車１３の回転力が伝達されるように構成されている。また、このドラムフランジ１ａは、滑らかな回転が可能となるように、本実施形態の複写機の内部筺体を構成する側板１００のモータ軸受１００ａと同軸となるように回転可能に軸受けされ、支持されている。また、感光体駆動装置１０は、側板１００に対して感光体ドラム側に位置し、その側板１００に固定されている。また、同側板１００には駆動モータ１４も固定されている。感光ドラム軸方向にドラムフランジ１ａは、固定された感光ドラム１Ｙと出力内歯車１３と供に感光体駆動装置１０から着脱可能となっている。また、感光体ドラム１Ｙの表面、又は、ドラムフランジ１ａに固定されたＮＳ極を等間隔に着磁してなる磁気リング１５と回転を感光体駆動装置１０の側面に固定されたＭＲセンサ１６とを有しており、感光体ドラム１Ｙが感光体駆動装置１０に装着されると速度検出機構が構成され、磁気リング１５、すなわち感光体ドラム１Ｙの回転速度が検出され、検出結果はモータ駆動制御コントローラに送られ、一定回転速度に制御される。
なお、本実施形態の感光体駆動装置１０は、感光体ドラムの他、転写ベルト５の駆動ローラ５１においても同様に適用することができる。
【００３５】
次に、図３、４及び５を用いて遊星歯車機構の基本構造について説明する。図中符号ｃはキャリア、ｓは太陽外歯歯車、ｆは固定内歯歯車、ｒは回転内歯歯車、ｐは遊星歯車をそれぞれ示す。
図３は、２Ｋ−Ｈ型の遊星歯車機構の一例を示す構成図である。図示の遊星歯車機構では、キャリアｃ１の回転軸が入力軸となっており、回転内歯歯車ｒ１の回転軸が出力軸となっている。キャリアｃ１の回転により、回転駆動される第１遊星歯車ｐ１１は固定側の第１内歯歯車ｆ１と噛合う。第１遊星歯車ｐ１１と一体に回転する第２の遊星歯車ｐ１２は、回転側の第２の内歯歯車ｒ１と噛合う。第１及び第２の一体に回転する遊星歯車は２個以上あり、キャリアｃ１の回転中心回りに等角度間隔でキャリアｃ１により保持されている。ここで、固定側の第１内歯歯車ｆ１の歯数は、回転側の第２の内歯歯車ｒ１の歯数よりも多く構成されており、この歯数差が小さいほど大きな減速比が得られる。特に、第１遊星歯車ｐ１１と第２の遊星歯車ｐ１２の歯数を一致させ、固定側の第１内歯歯車ｆ１と回転側の第２の内歯歯車ｒ１の歯数差を２歯程度とする不思議遊星歯車機構とすることで、より大きな減速比が得られる。図３の内歯車を用いた構成の他に、固定側及び回転側の両方を外歯歯車で構成した実施形態もある（特許文献１参照）。
【００３６】
図４は、２Ｋ−Ｈ型の遊星歯車機構の他の一例を示す構成図である。太陽外歯歯車ｓ２の回転軸が入力軸となっており、キャリアｃ２の回転軸が出力軸となっている。太陽外歯歯車ｓ２の回転により、第１遊星歯車ｐ２１は回転駆動され、一体に回転する第２の遊星歯車ｐ２２は固定内歯歯車ｆ２に噛合う。第１及び第２の一体に回転する遊星歯車は２個以上あり、キャリアｃ２の回転中心回りに等角度間隔でキャリアｃ２により保持されている。遊星歯車の公転回転はキャリアｃ２の回転となり出力される。ここで、第１遊星歯車ｐ２１の歯数は、第２の遊星歯車ｐ２２の歯数よりも多く構成されており、この歯数差が大きいほど大きな減速比が得られる。
【００３７】
図５は、３Ｋ型の遊星歯車機構の一例を示す構成図である。３Ｋ型の遊星歯車機構は、３本の基本軸のうち２本が内歯歯車で構成された機構をＡ型、２本が外歯歯車で構成された機構をＢ型とし、また、その２本の歯車において歯数の大小関係で１型、２型と分類し、合計で４種類に分類される（非特許文献２参照）。図５の例では、３Ｋ−Ａ１型に分類される機構を示している。なお、本発明は上記４種類のいずれの３Ｋ型遊星歯車機構においても適用可能である。また、第１及び第２の遊星歯車の歯数が等しい不思議遊星歯車機構においても同様に適用が可能である。太陽歯車ｓ３の回転軸が入力軸となっており、回転内歯歯車ｒ３の回転軸が出力軸となっている。太陽歯車ｓ３の回転により、噛合駆動される第１遊星歯車ｐ３１は固定側の第１内歯歯車ｆ３と噛合う。第１遊星歯車ｐ３１と一体に回転する第２の遊星歯車ｐ３２は、回転側の第２の内歯歯車ｒ３と噛合う。第１及び第２の一体に回転する遊星歯車は２個以上あり、キャリアｃ３の回転中心回りに等角度間隔でキャリアｃ３により保持されている。ここで、固定側の第１内歯歯車ｆ３の歯数は、回転側の第２の内歯歯車ｒ３の歯数よりも多く構成されており、この歯数差が小さいほど大きな減速比が得られる。
【００３８】
本実施形態は、一体に回転する第１遊星歯車と第２遊星歯車を有する構成である。又は、同一歯数の第１遊星歯車と第２の遊星歯車に、歯数の異なる２つの内歯歯車又は２つの外歯歯車が噛合う構成である。つまり、軸方向において第１噛合い部と第２の噛合い部の段付構成を有する遊星歯車を用いた機構である。
【００３９】
次に、３Ｋ型の遊星歯車減速機におけるキャリアの遊星歯車回転支持構造を図面にもとづいて説明する。
図６は、本発明の荷重等配装置がキャリアに適用された遊星歯車減速機の全体構成を示す断面図であり、図７は、図６中におけるキャリアの斜視図である。
【００４０】
図６において、感光体駆動装置１０は、駆動モータの駆動力を受けて回転する入力軸１７、入力軸１７に固定され入力軸１７と共に回動する太陽歯車１８、太陽歯車１８に空隙を介して同軸状に配設された内歯歯車１１、前記空隙に配設され太陽歯車１８及び第１歯車としての固定内歯歯車１１に噛合する第１遊星歯車部としての第１遊星歯車１９、第１遊星歯車１９と一体で回転する第２遊星歯車部としての第２遊星歯車２０、第１遊星歯車１９と第２遊星歯車２０とを、軸受２１を介して回転支持する連結ピン２２、連結ピン２２を固定支持すると共に太陽歯車１８と同軸状に回転自在に支持されたキャリア２３、キャリア２３の回転中心と同軸状に配設され第２遊星歯車２０と噛合する第２歯車としての回転内歯歯車１３、固定内歯歯車１１を固定するハウジング１２、回転内歯歯車１３の回転を感光体ドラム１へ伝達するドラムフランジ１ａ等を備えている。また、太陽歯車１８、第１遊星歯車１９、第２遊星歯車２０、固定内歯歯車１１、回転内歯歯車１３は、はすば歯車によって形成されている。また、第１遊星歯車１９と第２遊星歯車２０とは一体で形成され段付遊星歯車２９を構成する。
【００４１】
入力軸１７は、駆動モータ１４と連結して固定されるか、モータ回転軸に直接太陽歯車１８を歯切りして一体成形する。一体成形により、高い取付け精度と高い伝達剛性が期待できる。ハウジング１２は図示しない筐体に固定さており、固定内歯歯車１１は回転不能に固定される。一方、ドラムフランジ１ａは図示しない筐体又は被駆動回転体によって回転支持される。一体成形された第１遊星歯車１９と第２遊星歯車２０とは、太陽歯車１８の周方向に沿って複数備えられ、各々軸受２１を介して連結ピン２２によって回転自在に支持される。各々の連結ピン２２の両端はキャリア２３に支持されている。
【００４２】
図７において、キャリア２３は、右側板２４と左側板２５とが３つの支柱２６で連結され、円筒状に形成されている。右側板２４には太陽歯車１８を収納するための開口穴２４ａと、遊星歯車１９，２０を回転自在に支持する連結ピン２２を取り付けるための取付孔２４ｂと、支柱２６を連結するための連結孔（不図示）とが形成されている。また、左側板２５には、連結ピン２２を取り付けるための取付孔２５ａと、支柱２６を連結するための連結孔２５ｂとが形成されている。太陽歯車１８の周方向に備える遊星歯車１９，２０の数は任意であり、本実施形態では３個の場合を示している。従って、右側板２４と左側板２５との取付孔２４ｂ、２５ａは周方向にそれぞれ３箇所づつ形成されている。また、上記支柱２６は周方向の３箇所に設けられており、第１及び第２遊星歯車１９，２０を支持する連結ピン２２の傾斜や、左右側板２４，２５間のねじれを防止し、振動や回転変動の発生、伝達効率の低下を防止している。
【００４３】
図８は、図３及び図５で説明した遊星歯車機構（２Ｋ−Ｈ型、３Ｋ型）における段付遊星歯車として第１遊星歯車１９及び第２遊星歯車２０の歯にかかる軸直角方向（歯車回転方向）の荷重を示す概略斜視図である。図中の矢印Ａ，Ｂがそれぞれの遊星歯車にかかる軸直角方向の荷重で、このように段付遊星歯車にはそれぞれ逆方向の荷重がかかることがわかる。このような荷重がかかるため段付遊星歯車は軸の傾斜（スキュー）が発生しやすく、本実施形態では、キャリア２３に支柱２６を設けスキューを防止している。
【００４４】
本実施形態では、上述したように各歯車にはすば歯車を採用している。従って、遊星歯車には軸直角方向の荷重が発生すると同時にスラスト方向（軸方向）の荷重も発生する。図９は、図８に示す軸直角方向の荷重が発生し、段付遊星歯車の第１遊星歯車１９と第２遊星歯車２０とのはすばがそれぞれが逆のねじれ方向を有する場合のスラスト荷重を示す概略斜視図である。図中矢印Ｄが第１遊星歯車１９にかかるスラスト荷重で、矢印Ｅが第２遊星歯車２０にかかるスラスト荷重であり、これらのスラスト荷重は同方向となる。詳細は後述するが、本実施形態では、このスラスト荷重を利用した荷重等配機構を提案しているため、段付遊星歯車の各はすばのねじれ方向は逆方向とし、それぞれの歯面荷重により同方向のスラスト荷重が発生するよう構成することが望ましい。あるいは、段付遊星歯車の各はすばのねじれ方向を同方向とした場合は、それぞれの逆方向のスラスト荷重が相殺してゼロとならないよう、どちらか一方のスラスト荷重が大きくなるように方向に各々のねじれ角を調整し、スラスト荷重が発生するように構成することが望ましい。３Ｋ型の場合は太陽歯車の第１遊星歯車との噛合いによるスラスト荷重分も考慮する必要がある。
【００４５】
図１０は、図４で説明した遊星歯車機構（２Ｋ−Ｈ型）における段付遊星歯車として第１遊星歯車ｐ２１及び第２の遊星歯車ｐ２２の歯にかかる軸直角の荷重方向とスラスト荷重の方向の説明図である。また、図１１は、比較例として、段付でない１段遊星歯車構成の軸直角の荷重方向とスラスト荷重の方向の説明図である。
図１１において、内歯歯車ｆを回転不能に固定しキャリアｃの回転を出力とした場合、矢印Ｇ，Ｈに示すように１段遊星歯車構成では軸直角荷重は同方向、同じ大きさで発生する。この時、遊星歯車ｓにかかるスラスト荷重は２箇所の噛合い部でそれぞれ逆方向となる。従って、それぞれスラスト荷重が相殺し、遊星歯車ｓはスラスト移動することは無い。
これに対して、図１０に示す構成の段付遊星歯車機構では、第１遊星歯車ｐ２１と第２遊星歯車ｐ２２のはすばのねじれ方向が同じであった場合、軸直角荷重は同方向となる。しかし、太陽歯車ｓと内歯歯車ｆがそれぞれピッチ円の異なる遊星歯車に噛合っているため、軸直角荷重Ｋ，Ｌの大きさが異なる。従って、スラスト荷重は完全に相殺されず、遊星歯車ｓにスラスト移動する力が発生する。また、第１遊星歯車ｐ２１と第２遊星歯車ｐ２２のはすばのねじれ方向が逆であった場合、スラスト荷重の方向が同一方向となり、遊星歯車ｓのスラスト移動する力は大きくなる。
【００４６】
このように、本実施形態では、はすば歯車の段付遊星歯車を利用した遊星歯車機構のため、遊星歯車にスラスト荷重が発生する。また、そのスラスト荷重の大きさや方向は段付遊星歯車の第１遊星歯車と第２遊星歯車とのねじれ方向とねじれ角の調整で任意に設定できるという優れた特徴を有している。
【００４７】
本実施形態では、複数の遊星歯車に発生するスラスト荷重を互いに均等に配分する荷重等配機構を備えている。
図６において、段付遊星歯車２９を回転自在に支持する左右の軸受２１が連結ピン２２上をガタなくスムーズにスラスト方向に移動可能なように、軸受２１の内輪内径と連結ピン２２の外径とが所定のはめあい寸法公差で形成されている。また、連結ピン２２には平板部材としてのバランスプレート２７がスラスト方向に移動可能に保持されており、このバランスプレート２７はキャリア２３の左側板２５の中心部に設けられた半球状の支持部材２８を支点にして揺動自在となっている。バランスプレート２７は支持部材２８が当接する側と反対側（図中右側）で、各段付遊星歯車２９の軸受２１の左端部と当接し、段付遊星歯車２９のスラスト荷重を受ける。
【００４８】
図１２は、上記荷重等配機構を説明するための段付遊星歯車を備えたキャリアの正面図である。図１３はキャリアを図１２中左方向から見た側面図である。なお、図１２では、動作説明の便宜上、３個の段付遊星歯車２９，３０，３３のうち２個の段付遊星歯車２９，３０を表示するとともに、段付遊星歯車２９については断面を表示している。
【００４９】
上述したように荷重等配機構は、主にバランスプレート２７と支持部材２８とから構成されている。図１３に示すように、バランスプレート２７には３本の各連結ピン２２が貫通する貫通孔２７ａが等角度間隔（図示の例は１２０度間隔）で３つ形成されており、これらの貫通孔２７ａに連結ピン２２が貫通することで、バランスプレート２７をスラスト方向に移動可能に保持する。支持部材２８は、バランスプレート２７に対して、各段付遊星歯車２９，３０，３３から等距離の中心位置が支点となるように配設されている。なお、上記バランスプレート２７の形状や貫通穴数は、段付遊星歯車数に応じて適宜変更させればよい。
【００５０】
段付遊星歯車２９の第１遊星歯車１９及び第２遊星歯車２０に前述したようにスラスト荷重Ｄ及びＥが発生するとバランスプレート２７の一端にはスラスト荷重Ｑが働く。バランスプレート２７の中心部で支持部材２８によって支持されているため、バランスプレート２７の他端には反対方向のスラスト荷重Ｔが発生し、段付遊星歯車３０のスラスト移動力として伝達される。バランスプレート２７を介して、同様のスラスト荷重の伝達が各段付遊星歯車から発生するため、各段付遊星歯車のスラスト荷重が同じとなる状態が、バランスプレート２７の平衡状態となる。各段付遊星歯車のスラスト荷重の大きさは、前述したように軸直角方向の荷重の大きさと相関があるため、スラスト荷重が各段付遊星歯車で一致した状態は、回転伝達のための軸直角方向の荷重も一致している。これによって、各段付遊星歯車の荷重等配が可能となり、振動や回転角速度変動を抑制するとともに、耐久性を向上させることができる。
【００５１】
上記荷重等配機構に、より効果的に作用させるための部材を配設してもよい。図１４は段付遊星歯車２９，３０を備えたキャリア２３の概略正面図であり、支持部材２８としてネジを用い、連結ピン２２にワッシャ３４と付勢部材３５とを配設した構成を示している。
支持部材２８として、先端部が半球状に加工されたネジを用い、キャリア２３の左側板２５の中心部にネジ孔２５ｃを加工して、そのネジ孔２５ｃに螺合させてもよい。ネジ締め量によって、図中横方向に支持部材２８の支点突起部の位置を微調整できるので、段付遊星歯車２９，３０が移動可能な領域を調整し、第１遊星歯車１９，３１が回転内歯歯車１３と接触するなどの不具合を防止することができる。ネジとしては、例えば、すりわり付き又は六角穴付きの丸先イモネジ（セットスクリュー）を用いることができる。この丸先イモネジを用いることにより、ネジ後端部のすりわり部又は六角穴部にマイナスドライバ又は六角レンチを係合して回転することで、ネジ締め量の調整を容易に行うことができる。また、ネジ部の一部に例えばナイロン（登録商標）が設けられた緩み止めのネジを用いることで、回転駆動中のネジの緩みによるネジ締め量の変動を防ぐことができる。
また、ワッシャ３４は、バランスプレート２７と段付遊星歯車２９，３０との間に挿入された状態で連結ピン２２に保持されている。ワッシャ３４は弾性材料、樹脂材料、炭素材料で製作されてものを用いている。これによって、定格回転時に歯の噛合い周期で発生するスラスト荷重の変動を吸収し、バランスプレート２７の振動を防止することができる。ここで、「定格回転時」とは、所定の画像形成動作が行われるように感光体ドラム（転写ベルト）が予め決められた規定の回転速度で回転しているときをいう。感光体ドラムは、例えば１〜３Ｈｚの既定回転速度で、画像形成中は一定速度に駆動される。
また、付勢部材２３は、バランスプレート２７と段付遊星歯車２９，３０とが当接する端部とは反対側の端部とキャリア１０の右側板２４との間に挿入された状態で連結ピン２２に保持されている。付勢部材２３は、バネやゴムなどの弾性部材で構成され、弱いスラスト力を段付遊星歯車２９，３０に与え、段付遊星歯車２９，３０をバランスプレート２７に当接するするように付勢している。これによって、段付遊星歯車２９，３０の幅方向の製造誤差やキャリア２３の製造誤差、バランスプレート２７の経時変形などに応じて段付遊星歯車２９，３０をバランスプレート２７に当接させて、荷重等配効果を発生、維持することができる。
【００５２】
また、上記荷重等配機構を段付遊星歯車の両端部に設置してもよい。これにより、スラスト荷重の伝達剛性が上がり高い効果が得られる。図１５はキャリア２３を図１２中右方向から見た側面図である。キャリア２３の右側板２４には太陽歯車１８を収納するための開口穴２４ａを有しているので、上記構成のバランスプレート２７を用いることができず、また支持部材２８を右側板２４の中央部に設けることもできない。このため、キャリアの右側板中央に開口穴を有しており、中央部に支点部材を配置できない場合で、かつ、段付遊星歯車が３個以上配設されている場合には、図示のように、板状部材として略三角形状のトライアングルプレート３６を用いることことできる。トライアングルプレート３６は３本の各連結ピン２２が貫通する穴３６ａを有しており、周方向に隣り合う２個の段付遊星歯車軸間の中心に支持部材３７が設置されている。本構成の荷重等配機構においても、その動作及び作用は上記と同様であり、１つの段付遊星歯車に働くスラスト力が他２つの段付遊星歯車それぞれに反対方向のスラスト力として伝達される。なお、上記トライアングルプレート３６の形状や貫通穴数は、段付遊星歯車数に応じて適宜変更させればよい。
【００５３】
図１６は各段付遊星歯車に発生するスラスト荷重を利用した荷重等配機構の他の変形例を示す。図１２で説明した荷重等配機構はバランスプレート２７と支持部材２８とを用いて構成されていたが、本変形例ではリング状テーパ部材３８とテーパ部材３９とを用いて構成されている。
押圧部材としてのリング状テーパ部材３８は、内側にテーパ部が形成されたリング形状をしていて、回転内歯車１３（図６参照）と結合又は一体に構成されている。また、テーパ部材３９はリング状テーパ部材３８と段付遊星歯車２９，３０との間に挿入された状態で、各段付遊星歯車２９，３０のスラスト荷重に応じてスラスト方向に移動可能となるように、連結ピン２２に保持されている。このため、テーパ部材３９は段付遊星歯車２９，３０のスラスト移動に応じてスラスト移動可能となっている。リング状テーパ部材３８のテーパ部とテーパ部材３９のテーパ部とは略同角度に形成されていて、これらの当接部では線接触してスムーズに荷重の伝達が行われる。
図中段付遊星歯車２９に発生したスラスト荷重Ｕは、テーパー部材３９からリング状テーパー部材３８へ斜め上方の圧接力Ｕ１としてとして働く。この圧接力Ｕ１によって、リング状テーパー部材３８及び回転内歯歯車１３に働く図中上方向への荷重と、キャリア２３がその反力で図中下方向へ働く荷重によって、段付遊星歯車３０にはテーパー部材３９を介して圧接力Ｖ１が作用してスラスト荷重Ｖが発生する。このようにリング状テーパー部材３８とキャリア２３を介して、同様のスラスト荷重の伝達が各段付遊星歯車から発生するため、各段付遊星歯車のスラスト荷重が同じとなる状態が平衡状態となる。これによって、各段付遊星歯車の荷重等配が可能となり、振動や回転角速度変動を抑制し、耐久性を向上させることができる。なお、テーパー部材３９は段付遊星歯車と連結、又は一体構成としてもよい。一体構成とすることでテーパー部材が摩擦伝達による段付遊星歯車の回転伝達機能を有し、回転伝達力が向上する。特に歯の噛合い周期のトルク変動を補償する伝達力が発生し、回転変動や振動の抑制となる。
【００５４】
上記図１６で説明した構成の荷重等配機構に、より効果的に作用させるための部材を配設してもよい。図１７は段付遊星歯車２９，３０を備えたキャリア２３の概略正面図であり、テーパ付円板部材４０と、段付遊星歯車２９，３０の図中右側端部にリング状テーパ部材と、テーパ部材４２と、テーパ付円板４３とを配設した構成を示している。
押圧部材としてのテーパ付円板４０は、キャリア２３の左側板２５に回転自在に支持されている。上記図１６で説明した構成の荷重等配機構では、リング状テーパー部材３８とキャリア２３を介してスラスト荷重が伝播していたのに対し、テーパ付円板４０を設けることで、段付遊星歯車２９で発生したスラスト荷重Ｕによる圧接力分力Ｕ２がテーパ部材３９からテーパ付円板４０に伝わり、さらにテーパ付円板４０から圧接力分力Ｖ２としてテーパ部材３９を介して段付遊星歯車３０に伝播される。一方、段付遊星歯車２９で発生したスラスト荷重Ｕによる圧接力分力Ｕ１はリング状テーパ部材３８により圧接力分力Ｖ１としてテーパ部材３９を介して段付遊星歯車３０に伝播される。このように、リング状テーパー部材３８とテーパ付円板４０とを介してスラスト荷重が伝播するため、連結ピン２２のたわみや段付遊星歯車の軸受部のガタに影響されず、よりダイレクトに他方の段付遊星歯車へスラスト荷重の働きを伝播させることが可能となる。
【００５５】
また、同様の荷重等配機構を段付遊星歯車の両側に配置してもよい。図示の例では、段付遊星歯車２９，３０の図中右側端部（入力軸側）にリング状テーパ部材４１と、テーパ部材４２と、テーパ付円板４３とを配設している。これによって、入力軸の回転方向で発生するスラスト荷重の方向の変化に対応でき、入力軸の正逆回転のどちらにも荷重等配効果が期待できる。なお、入力側のリング状テーパー部材４１は、固定内歯歯車１１またはケーシング１２（図６参照）に回転不能に固定されており、テーパ付円板４３の中央部には太陽歯車軸１７が貫通するための穴が形成されている。
また、テーパ付円板４３と右側板２５との間に付勢部材を設けることで、上記付勢部材３５を設けた構成と同様の効果が得られる。
【００５６】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５７】
また、本発明は、中間転写体上に順次、各色のトナー像を重ね合わせて転写し、重ね合わされたトナー像を一括して記録媒体に転写するいわゆる中間転写方式の画像形成装置にも適用可能である。本発明は、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも適用可能である。本発明は、モノクロのみの画像形成が可能な画像形成装置にも適用可能である。
【００５８】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００５９】
以上、上記実施形態によれば、第１遊星歯車部としての第１遊星歯車と歯数又は歯形状が異なる第２遊星歯車部としての第２遊星歯車が連結又は一体に構成された遊星歯車としての複数の段付遊星歯車２９，３０，３３を有する。また、第１遊星歯車に噛合う第１歯車としての固定内歯歯車１１と、第２遊星歯車に噛合う第２歯車としての回転内歯歯車１３と、駆動源としてのモータ１４からの駆動を各段付遊星歯車に伝達する太陽歯車１８と、各段付遊星歯車２９，３０，３３を回動自在に支持すると共に、ケーシング１２に回動自在に支持されたキャリア２３とを更に有する。各段付遊星歯車において、第１遊星歯車と第２遊星歯車の少なくとも一方は、はす歯歯車で構成され、そのはす歯歯車は、段付遊星歯車が固定内歯歯車１１及び回転内歯歯車１３の両方と噛合うことによって生じるスラスト荷重が、段付遊星歯車の回転軸方向の１方向に生じるように構成され、各段付遊星歯車は、前記スラスト荷重に応じて回転軸方向に移動可能に支持され、キャリア２３は、複数の段付遊星歯車２９，３０，３３の１つに生じるスラスト荷重を受けることにより他の段付遊星歯車に逆方向のスラスト荷重を伝達する伝達手段を有している。この伝達手段によって、複数の段付遊星歯車２９，３０，３３のうち１つの段付遊星歯車に生じたスラスト荷重は他の段付遊星歯車に逆方向のスラスト荷重として伝達され、また、上記他の段付遊星歯車に生じたスラスト荷重はさらに他の段付遊星歯車に逆方向のスラスト荷重として伝達される。スラスト荷重は複数の段付遊星歯車２９，３０，３３において全て同じ方向に生じており、遊星歯車機構を構成する各歯車の偏心、ピッチ誤差、取付位置誤差等がある場合であっても、１回転する間に複数の段付遊星歯車２９，３０，３３で生じたスラスト荷重を全ての段付遊星歯車２９，３０，３３で均等に負荷配分することができるので、遊星歯車減速機構に備えられた複数の段付遊星歯車２９，３０，３３への荷重不均等を緩和し、回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる。
【００６０】
また、上記実施形態によれば、前記伝達手段は、キャリア２３に支持された複数の段付遊星歯車２９，３０，３３の軸方向に対して接触する板状部材としてのバランスプレート２７と、キャリア２３に支持された前記複数の遊星歯車軸としての連結ピン２２から等距離にある中心部にてバランスプレート２７を支持する支持部材２８と、を備えているので、例えば１つの段付遊星歯車２９に生じたバランスプレート２７方向のスラスト荷重は他の段付遊星歯車３０に反対方向のスラスト荷重として作用する。このように、複数の段付遊星歯車２９，３０，３３に生じたスラスト荷重をバランスプレート２７と支持部材２８とにより各段付遊星歯車２９，３０，３３に均等に配分することができるので、振動や回転角速度変動を抑制するとともに、耐久性を向上させることができる。
【００６１】
また、上記実施形態によれば、支持部材２８は、バランスプレート２７の支点の位置を段付遊星歯車２９，３０，３３の軸方向において調整可能な調整手段としてネジを有しているので、ネジ締め量によって、支持部材２８の支点突起部の位置を微調整できるので、段付遊星歯車２９，３０，３３が移動可能な領域を調整し、第１遊星歯車が回転内歯歯車１３と接触するなどの不具合を防止することができる。
【００６２】
また、上記実施形態によれば、バランスプレート２７と段付遊星歯車２９，３０，３３の軸方向端部との間に、段付遊星歯車２９，３０，３３の定格回転時における噛合い周期の振動を吸収する振動吸収部材としてワッシャ３４を有するので、歯の噛合い周期で発生するスラスト荷重の変動を吸収し、バランスプレート２７の振動を防止することができる。
【００６３】
また、上記実施形態によれば、前記伝達手段は、複数の段付遊星歯車２９，３０，３３の軸方向端部にテーパ部材３９と、テーパ部材３９の１つと接触することにより、他のテーパ部材３９を押圧する押圧部材と、を備えているので、段付遊星歯車２９，３０，３３間でそれぞれに発生したスラスト荷重が良好に伝達される。
【００６４】
また、上記実施形態によれば、前記押圧部材としてのリング状テーパ部材３８は、前記第１歯車としての固定内歯車１１又は第２歯車としての回転内歯車１３に設けられ、且つ内周部が環状に形成され、該内周部においてテーパ部材３９を押圧する第１押圧部を有するので、リング状テーパー部材３８とキャリア２３とを介して、各段付遊星歯車から発生したスラスト荷重が他の段付遊星歯車に伝達し、各段付遊星歯車間でスラスト荷重が平衡状態となる。
【００６５】
また、上記実施形態によれば、前記押圧部材としてのテーパ付円板４０は、キャリア２３中央部に設けられ、且つ外周部が環状に形成され、該外周部において、テーパ部材３９を押圧する第２押圧部を有するので、リング状テーパー部材３８とテーパ付円板４０とを介して、各段付遊星歯車から発生したスラスト荷重が他の段付遊星歯車に伝達し、各段付遊星歯車間でスラスト荷重が平衡状態となる。
【００６６】
また、上記実施形態によれば、テーパ部材３９及びリング状テーパ部材３０、テーパ付円板４０を、段付遊星歯車２９，３０，３３の軸方向両側に設けたので、入力軸の回転方向で発生するスラスト荷重の方向の変化に対応でき、入力軸の正逆回転のどちらにもスラスト荷重を均等に配分できる。
【００６７】
また、上記実施形態によれば、段付遊星歯車２９，３０，３３の回転軸上に、段付遊星歯車２９，３０，３３を前記スラスト荷重が生じる方向と同じ方向へ付勢する付勢部材３５を設けたので、段付遊星歯車２９，３０，３３の幅方向の製造誤差やキャリア２３の製造誤差、バランスプレート２７の経時変形などに応じて段付遊星歯車２９，３０，３３をバランスプレート２７に当接させて、スラスト荷重を均等に配分する効果を発生、維持することができる。
【００６８】
また、上記実施形態によれば、第１遊星歯車と第２遊星歯車はいずれもはす歯歯車で構成され、第１遊星歯車におけるはす歯のねじれ方向と第２遊星歯車におけるはす歯のねじれ方向が異なるので、回転駆動により第１遊星歯車に発生するスラスト荷重の方向と第２遊星歯車に発生するスラスト荷重の方向とを一致させることができる。
【００６９】
また、上記実施形態によれば、段付遊星歯車２９，３０，３３は、第１遊星歯車と第２遊星歯車との径が異なる段付歯車であるので、径が同じである場合に比べ減速比を大きく設定することができる。
【００７０】
また、上記実施形態によれば、前記遊星歯車減速装置を感光体ドラム駆動装置としての感光体駆動装置１０に用いたので、感光体の回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる。
【００７１】
また、上記実施形態によれば、前記遊星歯車減速装置を転写ベルト駆動装置に用いたので、転写ベルト５の回転駆動において回転角速度変動及び振動を緩和することができ、歯車の長寿命化も達成できる。
【符号の説明】
【００７２】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ 感光体
１０ 感光体駆動装置
１４ 駆動源
１８ 太陽歯車
１９、３１ 第１遊星歯車
２０、３２ 第２遊星歯車
２３ キャリア
２７ バランスプレート
２８ 支持部材
２９、３０、３３ 段付遊星歯車
３６ トライアングルプレート
３７ 支持部材
３８，４１ リング状テーパ部材
３９，４２ テーパ部材
４０，４３ テーパ付円板
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特開２００４−２３２８３４号公報
【非特許文献】
【００７４】
【非特許文献１】矢田恒二著、「歯車応用機構の設計（２）」、機械の研究、第４９巻、第１１号、１９９７年
【非特許文献２】矢田恒二著、「歯車応用機構の設計（２６）」、機械の研究、第５１巻、第１１号、１９９９年
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１遊星歯車部と歯数又は歯形状が異なる第２遊星歯車部が連結又は一体に構成された遊星歯車と、
前記第１遊星歯車部に噛合う第１歯車と、
前記第２遊星歯車部に噛合う第２歯車と、
駆動源からの駆動を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、
複数の前記遊星歯車を回動自在に支持すると共に、ケーシングに回動自在に支持されたキャリアと、を有する遊星歯車減速装置であって、
前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部の少なくとも一方は、はす歯歯車で構成され、且つ該はす歯歯車は、前記遊星歯車が前記第１歯車及び前記第２歯車の両方と噛合うことによって生じるスラスト荷重が、前記遊星歯車の回転軸方向の１方向に生じるように構成され、
前記遊星歯車は、前記スラスト荷重に応じて回転軸方向に移動可能に支持され、
前記キャリアは、前記遊星歯車の１つに生じるスラスト荷重を受けることにより他の前記遊星歯車に逆方向のスラスト荷重を伝達する伝達手段を有することを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星歯車減速装置において、
前記伝達手段は、
前記キャリアに支持された複数の前記遊星歯車の軸方向に対して接触する板状部材と、
前記キャリアに支持された前記複数の遊星歯車軸から互いに略等距離にある中心部にて該平板部材を支持する支持部材と、を備えることを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項３】
請求項２に記載の遊星歯車減速装置において、
前記支持部材は、前記板状部材の支点の位置を前記遊星歯車の軸方向において調整可能な調整手段を有することを特徴とする遊星歯車減速装置
【請求項４】
請求項２又は３に記載の遊星歯車減速装置において、
前記板状部材と前記遊星歯車の軸方向端部との間に、前記遊星歯車の定格回転時における噛合い周期の振動を吸収する振動吸収部材を有することを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項５】
請求項１に記載の遊星歯車減速装置において、
前記伝達手段は、
前記複数の遊星歯車の軸方向端部にテーパー部材と、
該テーパー部材の１つと接触することにより、他の該テーパ部材を押圧する押圧部材と、を備えたことを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項６】
請求項５に記載の遊星歯車減速装置において、
前記押圧部材は、前記第１歯車または前記第２歯車に設けられ、且つ内周部が環状に形成され、該内周部において前記テーパー部材を押圧する第１押圧部を有することを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の遊星歯車減速装置において、
前記押圧部材は、前記キャリア中央部に設けられ、且つ外周部が環状に形成され、該外周部において前記テーパー部材を押圧する第２押圧部を有することを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、
前記テーパー部材及び前記押圧部材を、前記遊星歯車の軸方向両側に設けたことを特徴とする遊星歯車減速装置
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、
前記遊星歯車の回転軸上に、該遊星歯車を前記スラスト荷重が生じる方向と同じ方向へ付勢する付勢部材を有することを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、
前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部はいずれもはす歯歯車で構成され、該第１遊星歯車部におけるはす歯のねじれ方向と該第２遊星歯車部におけるはす歯のねじれ方向が異なることを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、
前記遊星歯車は、前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部との径が異なる段付歯車であることを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の遊星歯車減速装置を感光体ドラム駆動装置に用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の遊星歯車減速装置を転写ベルト駆動装置に用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
第１遊星歯車部と歯数又は歯形状が異なる第２遊星歯車部が連結又は一体に構成された遊星歯車と、
前記第１遊星歯車部に噛合う第１歯車と、
前記第２遊星歯車部に噛合う第２歯車と、
駆動源からの駆動を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、
複数の前記遊星歯車を回動自在に支持すると共に、ケーシングに回動自在に支持されたキャリアと、を有する遊星歯車減速装置であって、
前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部の少なくとも一方は、はす歯歯車で構成され、且つ該はす歯歯車は、前記遊星歯車が前記第１歯車及び前記第２歯車の両方と噛合うことによって生じるスラスト荷重が、前記遊星歯車の回転軸方向の１方向に生じるように構成され、
前記遊星歯車は、前記スラスト荷重に応じて回転軸方向に移動可能に支持され、
前記キャリアは、前記遊星歯車の１つに生じるスラスト荷重を受けることにより他の前記遊星歯車に逆方向のスラスト荷重を伝達する伝達手段を有することを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星歯車減速装置において、
前記伝達手段は、
前記キャリアに支持された複数の前記遊星歯車の軸方向に対して接触する板状部材と、
前記キャリアに支持された前記複数の遊星歯車軸から互いに略等距離にある中心部にて該平板部材を支持する支持部材と、を備えることを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項３】
請求項２に記載の遊星歯車減速装置において、
前記支持部材は、前記板状部材の支点の位置を前記遊星歯車の軸方向において調整可能な調整手段を有することを特徴とする遊星歯車減速装置
【請求項４】
請求項２又は３に記載の遊星歯車減速装置において、
前記板状部材と前記遊星歯車の軸方向端部との間に、前記遊星歯車の定格回転時における噛合い周期の振動を吸収する振動吸収部材を有することを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項５】
請求項１に記載の遊星歯車減速装置において、
前記伝達手段は、
前記複数の遊星歯車の軸方向端部にテーパー部材と、
該テーパー部材の１つと接触することにより、他の該テーパ部材を押圧する押圧部材と、を備えたことを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項６】
請求項５に記載の遊星歯車減速装置において、
前記押圧部材は、前記第１歯車または前記第２歯車に設けられ、且つ内周部が環状に形成され、該内周部において前記テーパー部材を押圧する第１押圧部を有することを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の遊星歯車減速装置において、
前記押圧部材は、前記キャリア中央部に設けられ、且つ外周部が環状に形成され、該外周部において前記テーパー部材を押圧する第２押圧部を有することを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、
前記テーパー部材及び前記押圧部材を、前記遊星歯車の軸方向両側に設けたことを特徴とする遊星歯車減速装置
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、
前記遊星歯車の回転軸上に、該遊星歯車を前記スラスト荷重が生じる方向と同じ方向へ付勢する付勢部材を有することを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、
前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部はいずれもはす歯歯車で構成され、該第１遊星歯車部におけるはす歯のねじれ方向と該第２遊星歯車部におけるはす歯のねじれ方向が異なることを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の遊星歯車減速装置において、
前記遊星歯車は、前記第１遊星歯車部と前記第２遊星歯車部との径が異なる段付歯車であることを特徴とする遊星歯車減速装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の遊星歯車減速装置を感光体ドラム駆動装置に用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の遊星歯車減速装置を転写ベルト駆動装置に用いた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１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−２１６５３５（Ｐ２０１０−２１６５３５Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６２５１９（Ｐ２００９−６２５１９）
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【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９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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