説明

駆動伝達装置及びそれを備える画像形成装置

【課題】ステッピングモータで生じた振動を確実に吸収することができ、簡易な構成の駆動伝達装置及びそれを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】同軸上に配置された第1のギア101と第2のギア102とを有する駆動伝達装置200において、第1のギア101と第2のギア102には、互いに対向する面に廻り止め部120、121が設けられており、両者の廻り止め部120、121が係止して第2のギア102が一方の回転方向に回転可能な状態において、廻り止め部120、121の間には、他方の回転方向にクリアランスが形成されており、クリアランスの中心角は、ステッピングモータがそのステップ角の4倍の角度を回転した時に、それに伴って駆動ギアが回転する角度に対応する第1のギア101の回転角度よりも大きな角度である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステッピングモータの駆動力を伝達する駆動伝達装置及びそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、シート材の片面に画像を形成する片面印字モードに加え、両面に画像を形成する両面印字モードを備えている画像形成装置が広く普及している。このような画像形成装置には、画像形成部において一方の面に画像が形成されたシート材を両面印字用の再搬送路へ送り込み、シート材が反転した状態で再度画像形成部に送り込んで他方の面に画像を形成する、といった構成が一般的に採用されている。
【0003】
かかる構成を有する画像形成装置として、画像形成部よりも搬送方向の下流側に設けられた正回転・逆回転可能な排出ローラを用いて、シート材の排出、または再搬送路への送り込みの切り換えを行う画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、画像形成部を通過したシート材を装置本体外へ排出する場合と、装置本体外へ排出せずに再搬送路へ送り込む場合とで排出ローラの回転方向を切り換えることで、両面印字モードを実行している。
【0004】
また、排出ローラの正回転・逆回転を可能にする駆動源として、正回転・逆回転の切り換えが容易なステッピングモータが用いられている。ギア列等を介してステッピングモータと排出ローラとを連結することで、排出ローラの正回転・逆回転の切り換えを行うことが可能になる。
【0005】
なお、特許文献1には、従来の駆動伝達装置として、モータの駆動力を被駆動部材へ伝達する駆動伝達装置の構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平11−133695号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしステッピングモータは正回転・逆回転の切り換えが容易であるといった利点を有している一方で、特に起動時、停止時にステッピングモータが回転両方向に振動するといった問題を有している。ステッピングモータが振動すると、ギア列にギア歯面の叩き振動が発生し、ギア列のみならず、ギア列を備える装置全体の振動、騒音のレベルが高くなるといった課題がある。
【0008】
そこで上記従来の駆動伝達装置では、駆動伝達装置の駆動側から従動側へ振動が伝達することを抑制し、振動、騒音のレベルを抑えることを可能にした構成が開示されている。図9に、特許文献1に開示された従来の駆動伝達装置の概略構成を示す。
【0009】
図9に示す駆動伝達装置は、駆動ギア35と従動ギア36との間にダンパー部材49を設け、ダンパー部材49の屈撓作用を利用して、駆動ギア35側で生じた振動が従動ギア36側に伝達することを抑制するものである。
【0010】
これによれば、ステッピングモータで振動が生じた場合に、その振動が駆動伝達装置よ
り従動側にあるギアに伝達することを抑制できるので、ギア列及び装置全体の振動、騒音のレベルを低く抑えることが可能になる。
【0011】
しかし、この駆動伝達装置を用いる場合は以下に示す課題がある。
【0012】
まず、ダンパー部材49を駆動ギア35と従動ギア36の間に追加する必要があるので、駆動伝達装置の製造コストが増大する。なお、ダンパー部材49の繰り返し耐久性の観点から、ダンパー部材49に安価なウレタンフォーム等を使用することは出来ず、このことがさらなるコスト増大につながる。
【0013】
また、従動ギア36に高トルクの回転力が働く場合、高トルクに耐えうるべくダンパー部材49の弾性力(復元力)を高く設定する必要がある。しかし、ダンパー部材49の弾性力を高くすると、ステッピングモータの振動を充分に吸収することが困難になる。
【0014】
つまり従来の駆動伝達装置を用いてステッピングモータの振動の吸収を図る場合は、製造コストの増大、高トルクの場合に振動を充分に吸収できない、などの課題がある。
【0015】
そこで本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でステッピングモータで生じた振動を確実に吸収することができる駆動伝達装置及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
同軸上に配置された第1のギアと第2のギアとを有し、
ステッピングモータ側に配置された駆動ギアに噛み合う第1のギアに入力された駆動力を、第2のギアに噛み合う従動ギアへ出力する駆動伝達装置において、
第1のギアと第2のギアには互いに対向する面にそれぞれ係止部が設けられており、
第1のギアに設けられた係止部の回転方向両側に、第2のギアに設けられた2つの係止部が配置されており、
第1のギアの回転方向に応じて、第1のギアに設けられた係止部と、第2のギアに設けられた2つの係止部のうちの一方の係止部とが互いに係止し、
その状態で第1のギアが回転することで、第2のギアが第1のギアに従動回転する構成であって、
第1のギアに設けられた係止部と、第2のギアに設けられた2つの係止部のうちの一方の係止部とが互いに係止した状態において、
第1のギアに設けられた係止部と、第2のギアに設けられた2つの係止部のうちの他方の係止部との間にはクリアランスが形成されており、
前記クリアランスにおける前記回転方向の両端と、第1のギアと第2のギアの回転中心とを結んで形成される前記クリアランスの中心角は、
前記ステッピングモータがそのステップ角の4倍の角度を回転した時に、それに伴って前記駆動ギアが回転する角度に対応する第1のギアの回転角度よりも大きな角度であることを特徴とする。
【0017】
また、
同軸上に配置された第1のギアと第2のギアとを有し、
ステッピングモータ側に配置された駆動ギアに噛み合う第1のギアに入力された駆動力を、第2のギアに噛み合う従動ギアへ出力する駆動伝達装置において、
第1のギアと第2のギアには互いに対向する面にそれぞれ係止部が設けられており、
第2のギアに設けられた係止部の回転方向両側に、第1のギアに設けられた2つの係止部が配置されており、
第1のギアの回転方向に応じて、第2のギアに設けられた係止部と、第1のギアに設けられた2つの係止部のうちの一方の係止部とが互いに係止し、
その状態で第1のギアが回転することで、第2のギアが第1のギアに従動回転する構成であって、
第2のギアに設けられた係止部と、第1のギアに設けられた2つの係止部のうちの一方の係止部とが互いに係止した状態において、
第2のギアに設けられた係止部と、第1のギアに設けられた2つの係止部のうちの他方の係止部との間にはクリアランスが形成されており、
前記クリアランスにおける前記回転方向の両端と、第1のギアと第2のギアの回転中心とを結んで形成される前記クリアランスの中心角は、
前記ステッピングモータがそのステップ角の4倍の角度を回転した時に、それに伴って前記駆動ギアが回転する角度に対応する第1のギアの回転角度よりも大きな角度であることを特徴とする。
【0018】
また、本発明の画像形成装置にあっては、
シート材に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段において画像が形成されたシート材を搬送するローラ部材と、
前記ローラ部材の駆動源としてのステッピングモータと、
を備えた画像形成装置において、
上記に記載のギア列によって前記ステッピングモータの駆動力が前記ローラ部材に伝達されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
以上説明したように、本発明によれば、ステッピングモータで生じた振動を確実に吸収することができ、簡易な構成の駆動伝達装置及びそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】実施の形態に係る駆動伝達装置の概略構成図。
【図2】実施の形態に係る駆動伝達装置の斜視図。
【図3】実施の形態において廻り止め部の形状を示す斜視図。
【図4】実施の形態における廻り止め部の形状を示す正面図。
【図5】実施の形態におけるステッピングモータの概略構成図。
【図6】実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図7】実施の形態におけるステッピングモータの1ステップ応答特性図。
【図8】実施の形態に係る駆動伝達装置の概略平面図。
【図9】従来の駆動伝達装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0022】
[実施の形態]
図1〜図8を参照して、本発明に係る駆動伝達装置及びそれを備える画像形成装置を適用可能な実施の形態について説明する。
【0023】
(画像形成装置の概略構成)
図6を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成について説明する。ここ
では、画像形成装置として電子写真方式によってシート材Sに画像を形成するレーザビームプリンタを用いて説明を行う。
【0024】
レーザビームプリンタ50は、シート材Sに画像を形成する画像形成部51(画像形成手段)と、画像形成部51にシートSを1枚ずつ分離給送する給送部52とを備えている。
【0025】
画像形成部51は、静電潜像を担持する回転可能な感光体ドラム7、感光体ドラム7の表面を一様に帯電する帯電ローラ8、静電潜像をトナー像として現像する現像ローラ9、トナー像をシート材S上に転写する転写ローラ4、を備えている。
【0026】
さらに感光体ドラム7の上方には、レーザ光を射出して感光体ドラム7の表面を露光する露光装置1が設けられている。また、感光体ドラム7、帯電ローラ8、現像ローラ9は、装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジ53として一体化されている。
【0027】
給送部52は、複数のシート材Sを収容可能な給送カセット3a、ピックアップローラ3b、分離ローラ対3c(フィードローラ3c1、リタードローラ3c2)を備えている。
【0028】
画像形成開始の信号が入力されると、ピックアップローラ3b、分離ローラ対3cによってシート材Sが1枚ずつ搬送され、中間ローラ3d、レジストローラ3eによって所定のタイミングで画像形成部51にシート材Sが搬送される。
【0029】
そして感光体ドラム7と転写ローラ4とのニップ部(転写ニップ部)において、感光体ドラム7からシート材S上にトナー像が転写される。この際、転写ローラ4には不図示のバイアス印加手段により転写バイアスが印加されている。
【0030】
トナー像が転写されたシート材Sは、搬送ベルト3fによって下流側へ搬送され、定着器5へ送り込まれる。そして定着器5において未定着のトナー像がシート材S上に加熱定着される。
【0031】
定着器5を通過したシート材Sは、第1コロ3mと搬送ローラ3gとで形成されるニップ部に挟持搬送され、シート材Sの先頭が排出ローラ3hに達する。
【0032】
排出ローラ3hは、ダブルギア200が組み込まれたギア列によって駆動源としてのステッピングモータ12に連結されており、ステッピングモータ12の駆動によって、正回転・逆回転の切り換えが可能に構成されている。一般的にステッピングモータは、起動、停止、正逆転が容易で位置決め精度が良く、さらに高寿命であるという利点がある。なお、ステッピングモータ12、ダブルギア200、ギア列については後述する。
【0033】
このように本実施の形態では、シート材Sを排出トレイ6に排出する時(正回転)と、シート材Sを再搬送路18へ送り込む時(逆回転)とで、排出ローラ3hの回転方向が切り換わるように構成されている。なお、この回転方向の切り換えは、ユーザの入力内容に基づいて出力される不図示の制御部からの制御信号によって行われる。
【0034】
例えば正回転から逆回転への切り換えは、シート材Sの後端が搬送ローラ3gを抜けたタイミングで行われる。シート材Sの後端が搬送ローラ3gを抜けた時は、シート材Sのコシにより後端が搬送ローラ3gと第2コロ3nとで形成されるニップ部に向かうので、その状態で排出ローラ3hを逆回転させることで、シート材Sを再搬送路18へ搬送する
ことができる。
【0035】
次に両面ユニット10の概略構成について説明する。両面ユニット10は、シート材Sに対して両面印字を行うために設けられているものであり、上述のステッピングモータ12を有している。
【0036】
さらに両面ユニット10は、排出ローラ3hを逆回転させて、第2コロ3nと排出ローラ3gとで形成されるニップ部から、シート材Sを再び画像形成部51へ送り込むための再搬送路18を有している。
【0037】
再搬送路18には、シート材Sの搬送方向に沿って横レジスト補正部11A、斜送ローラ対11Bが設けられており、それぞれに斜送ローラ11aとそれに圧接する斜送従動コロ11bが設けられている。
【0038】
かかる構成の両面ユニット10に送り込まれたシート材Sは、再搬送路18から中間ローラ3dを経て、表裏が反転した状態で再び画像形成部51へ送り込まれ、2面目に画像が形成され、正回転する排出ローラ3hによって排出トレイ6上に排出される。
【0039】
(ステッピングモータの概略構成、駆動原理)
図5、図7を参照して、本実施の形態で用いられるステッピングモータ12の概略構成、駆動原理について説明する。本実施の形態では、ステッピングモータ12としてPM型ステッピングモータが用いられている。図5は、ステッピングモータ12の概略構成を示すものであり、図7はステッピングモータ12の1ステップ応答特性を示す図である。
【0040】
本実施の形態におけるステッピングモータ12は、ロータ(回転子)Rが6極で、相がA・Bの2相、ステップ角Aが30°のモータである。ステップ角AはロータRの極数(又は歯数)と相数により決定されるものである。
【0041】
ステッピングモータ12はモータの回転直前、あるいは停止直後に、相を所定時間(数十ms〜数百ms)励磁してロータRの極(あるいは歯)を相に吸引する、いわゆる初期化の為のホールドを実行する。
【0042】
ホールド実行前の状態で、ロータ相の励磁がされていない場合は、ロータRの極の角度位置は回転方向でどの角度にも位置決めすることができる。図5(a)は、ロータ相の励磁がされていない状態のステッピングモータ12の一形態を示したものである。
【0043】
例えばこの状態で1相励磁としてコイルに所定時間電流を流し、A1相をN極、A2相をS極とすると、ロータRは時計方向、または反時計方向に回転し、最終的にはステップ角Aの2倍分回転した位置に位置決めされる(図5(b)に示す状態)。
【0044】
このように、ホールド実行時にロータRの極と相の極とが中立になっている状態(図5(a))から、励磁されてロータRが最初に回転する時が、ホールド実行時の初期化で最もロータRが回転する条件といえる。
【0045】
しかし、ホールド実行の際にロータRが回転した時、ロータRはその慣性によりオーバーシュートする。オーバーシュートしたロータRは再度逆方向に引き戻されるが、場合によっては再びオーバーシュートし、この動作を繰り返してロータRが徐々に所定の位置に近づき、最終的に停止する。つまり、ホールド実行の際は、ローラRはその回転両方向に振動することになる。
【0046】
図7は、ロータRの初期位置が、ロータRの極と相の極とが中立になっている状態において、ステッピングモータ12に1パスルだけ信号を入力した場合の、1ステップ応答特性図である。つまり、ホールド実行による吸引・初期化で、ロータRが最も回転する時の応答特性図を示したものである。
【0047】
図7に示すように、ステッピングモータ12のロータRは、1パルス信号を入力した場合に励磁により吸引され、その慣性によりある角度オーバーシュートし、再度逆方向に引き戻されるような「振動」動作を続け停止する。
【0048】
つまり、図7中のT1−T2間の角度θ1が、ロータRがオーバーシュートして逆方向に引き戻される時の回転角度であり、次のT2−T3間の角度θ2が、更に逆方向に引き戻される時の回転角度であり、この一連の減衰振動がロータRが停止するまで行われる。この減衰振動が、ホールド実行時のロータRの振動となる。
【0049】
なお、図7に示されているように、減衰振動時に回転するロータRの振動のレンジは、ステップ角A°の4倍未満であることがわかる。
【0050】
(ギア列の概略構成)
図1を参照して、本実施の形態におけるダブルギア200が組み込まれたギア列400の概略構成について説明する。なお、本実施の形態に係る駆動伝達装置とは、ダブルギア200が組み込まれたギア列400全体を指す。
【0051】
図1は本実施の形態に係る画像形成装置において、ステッピングモータ12の駆動力を被駆動部材(シート材を搬送するローラ部材)としての排出ローラ3h、搬送ローラ103へ伝達するギア列400の概略構成を示すものである。このように本実施の形態におけるダブルギア200は、ステッピングモータ12からの駆動力を被駆動部材へ伝達するギア列400に組み込むことが可能である。
【0052】
ステッピングモータ12の回転軸と同軸上には、モータピニオンギア100(駆動ギア)が配置されており、本実施の形態に係るダブルギア200の駆動側(入力側)の第1のギア101(後に説明)と噛み合っている。また、ダブルギア200の従動側(出力側)の第2のギア102(後に説明)に対しては、出力ギア300(従動ギア)が噛み合っている。
【0053】
また図中Sは、排出ローラ3hと搬送ローラ103とによって挟持・搬送されているシート材を示している。両面印字を行う際は、排出ローラ3hが逆回転することにより、排出ローラ3hと搬送ローラ103とによって挟持されたシート材Sが再搬送路18へ送り出される。
【0054】
従って、シート材Sを再搬送路18に送り込むときは、ステッピングモータ12の正回転・停止・逆回転の一連の動作が、シート材Sが排出ローラ3hに挟持されている状態で行われることになる。
【0055】
上記で説明したように、正回転・停止・逆回転時におけるステッピングモータ12のホールド実行時には、ステッピングモータ12が振動する。よって、ステッピングモータ12の振動を吸収しない場合は、振動がそのまま排出ローラ3hに、さらには排出ローラ3hに挟持されているシート材Sに伝わることになる。その結果、ギア列400のギア歯面の叩き振動に起因する騒音が、シート材Sによって助長される虞がある。
【0056】
そこで本実施の形態に係る駆動伝達装置は、ステッピングモータ12で生じた振動がギ
ア列400、排出ローラ3h、シート材Sに伝わることを抑制可能としたものである。以下、本実施の形態に係る駆動伝達装置の構成、機能について説明する。
【0057】
(駆動伝達装置の概略構成)
図2を参照して、本実施の形態に係る駆動伝達装置の概略構成について説明する。図2は本実施の形態に係る駆動伝達装置の斜視図であり、よりわかりやすく説明を行うために、第1のギア101をカットした状態を示している。
【0058】
駆動伝達装置は、同軸上に配置された第1のギア101と第2のギア102とを有するダブルギア状(ダブルギア200)に形成されている。第1のギア101は、ステッピングモータ側に配置された駆動ギアと噛み合う駆動側のギアであり、本実施の形態では、モータピニオンギア100と噛み合っている。また、第2のギア102は、従動ギアとしての出力ギア300と噛み合っているギアである。また、ここでは第1のギア101と第2のギア102を同モジュール・同歯数の歯車として説明する。
【0059】
第1のギア101には、第2のギア102と対向する面に、廻り止め部120(係止部)が設けられている。一方で第2のギア102には、第1のギア101と対向する面に、廻り止め部121(係止部)が設けられている。
【0060】
廻り止め部120、廻り止め部121は、第1のギア101、第2のギア102のうちの一方のギアが所定量回転した時に、互いに係止するように構成されている。なお、本実施の形態では、廻り止め部121の回転方向両側に2つの廻り止め部120を配置しているが、廻り止め部120の回転方向両側に2つの廻り止め部121を配置する構成であってもよい。
【0061】
かかる構成によると、例えばモータピニオンギア100が回転し、それに伴い第1のギア101が回転した時に、廻り止め部120と廻り止め部121が係止し、その状態で第1のギア101がさらに回転することで、第2のギア102が従動回転する。つまり、第1のギア101から第2のギア102へ駆動力を伝達するには、第1のギア101の回転方向に応じて、両者の廻り止め部が互いに係止することが必要になる。
【0062】
さらに本実施の形態では、互いに係止する様にして設けられている廻り止め部120、廻り止め部121の間に、第1のギア101(第2のギア102)の回転方向のクリアランス(間隔)を設けている。
【0063】
以下、このクリアランスの大きさを、廻り止め部121を一方の廻り止め部120に係止させた状態において、廻り止め部121と他方の廻り止め部120との間に形成されるクリアランスの中心角DA°で表す。なお、クリアランスの中心角DA°とは、クリアランスにおける第1のギア101、第2のギア102の回転方向の両端と、第1のギア101、第2のギア102の回転中心とを結んで形成される角度のことをいう。
【0064】
クリアランスDAとモータピニオンギア100、第1のギア101の歯数の関係は以下のようになる。まず、モータピニオンギア100の歯数をPZ(Z)とし、第1のギア101の歯数をFZ(Z)とする。この場合、第1のギア101がDA°回転すると、ギア歯数の速比により、モータピニオンギア100は、FZ/PZ×DA°回転する事に
なる。
【0065】
図2においては、第1のギア101の回転方向の廻り止め部120と第2のギア102の回転方向の廻り止め部121の間には、第1のギア101の時計回り方向に回転角度でDA°分のクリアランスが設けられている。
【0066】
すなわち、第1のギア101が時計回り方向にDA°以上回転しないと、第1のギア101は第2のギア102に駆動力を伝達することができない。
【0067】
これはギア歯数の速比から、モータピニオンギア100の回転角度で換算すると、モータピニオンギア100が反時計回り方向に前述のFZ/PZ×DA°以上回転しないと、
第1のギア101は第2のギア102に回転が伝達できないということと同義である。
【0068】
(廻り止め部の形状)
図3は、第1のギア101と第2のギア102のそれぞれに設けられている廻り止め部の形状を示した斜視図である。
【0069】
第1のギア101の廻り止め部120と、第2のギア102の廻り止め部121は、それぞれの係止面において、スラスト方向に向かってテーパ形状を有している。
【0070】
従って、第1のギア101が回転して、廻り止め部120、121が互いに係止すると、係止面のテーパ形状により、力を図示PA方向(ギアの回転方向)とPB方向(ギアのスラスト方向)に分散することができる。
【0071】
すなわち、力がスラスト方向(PB方向)に分散される事により、第2のギア102と出力ギア300の歯面の叩きに係る衝撃が、スラスト方向に分散し、衝撃を減少することができる。なお、図3では廻り止め部120、121の係止面がそれぞれテーパ形状となっているが、少なくとも一方の係止面がテーパ形状であれば、衝撃を効果的に吸収することが可能である。
【0072】
なお、上記では廻り止め部120、121の係止面が、それぞれスラスト方向にテーパ形状を有している場合について説明したが、廻り止め部120、121の形状はこれに限られるものではない。廻り止め部120、121の係止面が、第1のギア101、第2のギア102のラジアル方向にテーパ形状を有する場合であっても良い。
【0073】
図4に、別形態の第1のギア101、第2のギア102の廻り止め部の概略構成図を示す。図4(a)の点線部は第1のギア101の廻り止め部130を示し、実線部は第2のギア102の廻り止め部131を示している。図4(b)は、第1の廻り止め部130の概略構成を示すものである。
【0074】
そして図4に示すように、廻り止め部130、131の係止面は、それぞれラジアル方向に向かってテーパ形状を有している。従って、第1のギア101が回転して、廻り止め1部30、131が係止すると、テーパ形状により、係止面にかかる力は図示PC方向(ギアの回転方向)とPD方向(ギアのラジアル方向)に分散されることになる。
【0075】
すなわち、係止面に働く力がラジアル方向(PD方向)に分散される事により、第2のギア102と出力ギア300の歯面の叩きに係る衝撃が、ラジアル方向に分散し、衝撃を減少することが出来る。
【0076】
なお、図4では廻り止め部130、131の係止面がそれぞれテーパ形状となっているが、少なくとも一方の係止面がテーパ形状であれば、衝撃を効果的に吸収することが可能である。
【0077】
(ステッピングモータの振動を伝達しないメカニズム)
図8を参照して、上記のように構成される本実施の形態に係る駆動伝達装置によって、
ステッピングモータ12で生じた振動を、ダブルギア200以後のギア列に伝達しないメカニズムについて説明する。
【0078】
図8は、本実施の形態に係る駆動伝達装置の概略平面図である。ここでは、モータピニオンギア100の歯数と第1のギア101の歯数が同じ歯数の場合について説明する。なお、第1のギア101の廻り止め部120と第2のギア102の廻り止め部121の回転方向のクリアランスDAは、ステッピングモータ12のステップ角A°の4倍に設定されている。
【0079】
図8の(a)〜(d)に示すT1〜T4の状態は、それぞれ図7の応答特性図のT1〜T4のオーバーシュートの状態にそれぞれ対応している。
【0080】
ステッピングモータ12の起動・停止によるホールド実行時、モータピニオンギア100はロータRの慣性により、ある角度オーバーシュートしてT1の状態になる。この状態において、廻り止め部121は廻り止め部120に対し、角度としてDA°=4A°のクリアランスを有している。
【0081】
次にオーバーシュートしたモータピニオンギア100は、回転角にしてθ1分、反時計回り方向に再度引き戻され、T2の状態となる。第1のギア101はモータピニオンギア100と同歯数と仮定しているので、第1のギア101も同様に回転角θ1、時計回り方向に引き戻される。
【0082】
この時、第1のギア101が引き戻される回転角θ1は、減衰振動のために、
4A(=DA)>θ1
の関係となる。つまり、第1のギア101が引き戻される回転角θ1が、クリアランスDAとして設けられているステップ角Aの4倍の角度より大きくなることはない。
【0083】
従ってT2の状態では、第1のギア101の廻り止め部120は、第2のギア102の廻り止め部121と係止しないので、第2のギア102は回転しない。
【0084】
次に再度オーバーシュートしたモータピニオンギア100は、θ2の回転分、時計回り方向に引き戻され、T3の状態となる。第1のギア101も同様に回転角θ2、反時計回り方向に引き戻される。
【0085】
この時、引き戻される回転角は減衰振動のために、
θ1>θ2
の関係となる。
【0086】
従ってT3の状態では、第1のギア101の廻り止め部120は、第2のギア102の廻り止め部121と係止しないので、T2の状態と同様に第2のギア102は回転しない。その後、さらにモータピニオンギア100は、θ3の回転分、反時計回り方向に引き戻されてT4の状態となる。
【0087】
この様な減衰振動が、ステッピングモータ12のロータRの振動が停止するまで続くが、少なくともT1の状態以降では、ロータRの振動に応じて第1のギア101が回転しても、それが第1のギア101から第2のギア102に伝達することはない。
【0088】
従って、T1の状態以降では、第2のギア102より下流に位置するギア列に歯面の叩き音(騒音)が発生しない。よって、排出ローラ3hにニップされているシート材Sにステッピングモータ12の振動が伝わることがない。
【0089】
このように、ステッピングモータ12のホールド実行時による吸引・初期化によってロータRが最も回転する時の、ロータRのオーバーシュート・引き戻しのレンジは、ステッピングモータ12のステップ角Aの4倍以下であることがわかる。
【0090】
よって、モータピニオンギア100と第1のギア101の歯数が同じ場合は、第1のギア101と第2のギア102の廻り止め部の回転方向のクリアランスの大きさDAが、ステップ角Aの4倍より大きければ、第2のギア102以後に振動が伝わることがない。
【0091】
しかし、第1のギア101が最初にオーバーシュートする角度によっては、引き戻される回転角θ1が、4A>>θ1の時もある。
【0092】
その場合は、モータピニオンギア100と第1のギア101の歯数が同じ場合は、第1のギア101と第2のギア102の廻り止め部同士の回転方向のクリアランスの大きさDAが、ステップ角Aの4倍より小さい場合であっても同様の効果を奏する。
【0093】
次に、モータピニオンギア100の歯数をPZ(Z)、第1のギア101の歯数をFZ(Z)とした場合について説明する(モータピニオンギア100と第1のギア101の歯数は同数ではない)。
【0094】
この歯数の場合のクリアランスDAは、ギア歯数の速比を考慮すると、
DA>4×PZ/FZ×A°(DA>4×Z/Z×A)
を満たせばよい。
【0095】
クリアランスの大きさDAがこの条件を満たせば、ホールド実行時のロータRのオーバーシュートの際に、T1の状態以降において第2のギア102より下流に位置するギア列に歯面の叩き音(騒音)が発生しない。
【0096】
すなわち、クリアランスの大きさDAが、ステッピングモータ12がステップ角A°の4倍の角度を回転した時に対応する、第1のギア101の回転角度(4×PZ/FZ×A
)以上のクリアランスを有していればよい。
【0097】
ところでホールド実行時、相を励磁しロータを吸引し、モータピニオンギア100と第1のギア101が最初に回転した場合に、第1のギア101が第2のギア102を回転させてしまう場合がある。
【0098】
しかし、第1のギア101の最初の回転時に第2のギア102を回転させてしまっても、それ以降は第1のギア101と第2のギア102の廻り止め部が互いに接触することはないので第2のギア102を回転させることはない。つまり、ステッピングモータ12の回転を第2のギア102以後のギア列に伝達することはない。
【0099】
また、第1のギア101、第2のギア102のうち、少なくとも一方の廻り止め部の形状が、図3または図4に示すようなテーパ形状になっていれば、歯面の叩きに係る衝撃を分散出来るので、ギア歯面の叩き音による騒音レベルを軽減する事が出来る。
【0100】
(ギア列においてダブルギア200を組み込む位置)
本実施の形態では、モータピニオンギア100にダブルギア200を噛み合わせる構成を採用している。このようにギア列400の初段にダブルギア200を組み込んだ構成が、上記で説明した「ギア歯面の叩き音の軽減」の効果を得る最も効果的な構成である。
【0101】
なお、「初段」とは、第1のギア101がモータピニオンギア100と噛み合う位置を指す。すなわち、ステッピングモータ12の駆動力がモータピニオンギア100から直接第1のギア101へ伝達される位置である。
【0102】
しかしギア列400レイアウト上、ダブルギア200を初段に配設出来ない場合は、より下流のギア列にダブルギア200を配設しても、「ギア歯面の叩き音の軽減」の効果を得ることは可能である。
【0103】
なお、この場合、クリアランスの大きさDAは、モータピニオンギア100から第1のギア101までのギア速比をiとすると、
DA>4×i×A°
の関係を満たしているとよい。
【0104】
つまりダブルギア200がギア列400の初段に配置されていない時は、ステッピングモータ12がステップ角A°の4倍回転した時の第1のギア101の駆動ギアが回転する角度に対応する第1のギア101の回転角度が4×i×Aとなる。
【0105】
以上より本実施の形態によれば、駆動側の第1のギア101と従動側の第2のギア102のそれぞれの廻り止め部の間に回転方向に4×Z/Z×Aよりも大きいクリアランスを設けることで、ホールド実行時の振動がギア列に伝わることを防止できる。よって、ホールド実行時に生じていた騒音のレベルを低減させることが可能になる。
【0106】
また、従来の構成と異なり、ダンパー部材等の振動吸収部材を設ける必要がないので、簡易かつ安価な構成でステッピングモータ12の振動伝達を抑制することができる。また、高トルクの回転力がギア列に働く場合も、効果的に振動、騒音を抑制することが可能になる。
【符号の説明】
【0107】
3h 排出ローラ
12 ステッピングモータ
100 モータピニオンギア(駆動ギア)
101 第1のギア
102 第2のギア
120 第1のギアの廻り止め部
121 第2のギアの廻り止め部
200 ダブルギア
300 出力ギア(従動ギア)
400 ギア列
DA クリアランス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
同軸上に配置された第1のギアと第2のギアとを有し、
ステッピングモータ側に配置された駆動ギアに噛み合う第1のギアに入力された駆動力を、第2のギアに噛み合う従動ギアへ出力する駆動伝達装置において、
第1のギアと第2のギアには互いに対向する面にそれぞれ係止部が設けられており、
第1のギアに設けられた係止部の回転方向両側に、第2のギアに設けられた2つの係止部が配置されており、
第1のギアの回転方向に応じて、第1のギアに設けられた係止部と、第2のギアに設けられた2つの係止部のうちの一方の係止部とが互いに係止し、
その状態で第1のギアが回転することで、第2のギアが第1のギアに従動回転する構成であって、
第1のギアに設けられた係止部と、第2のギアに設けられた2つの係止部のうちの一方の係止部とが互いに係止した状態において、
第1のギアに設けられた係止部と、第2のギアに設けられた2つの係止部のうちの他方の係止部との間にはクリアランスが形成されており、
前記クリアランスにおける前記回転方向の両端と、第1のギアと第2のギアの回転中心とを結んで形成される前記クリアランスの中心角は、
前記ステッピングモータがそのステップ角の4倍の角度を回転した時に、それに伴って前記駆動ギアが回転する角度に対応する第1のギアの回転角度よりも大きな角度であることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項2】
同軸上に配置された第1のギアと第2のギアとを有し、
ステッピングモータ側に配置された駆動ギアに噛み合う第1のギアに入力された駆動力を、第2のギアに噛み合う従動ギアへ出力する駆動伝達装置において、
第1のギアと第2のギアには互いに対向する面にそれぞれ係止部が設けられており、
第2のギアに設けられた係止部の回転方向両側に、第1のギアに設けられた2つの係止部が配置されており、
第1のギアの回転方向に応じて、第2のギアに設けられた係止部と、第1のギアに設けられた2つの係止部のうちの一方の係止部とが互いに係止し、
その状態で第1のギアが回転することで、第2のギアが第1のギアに従動回転する構成であって、
第2のギアに設けられた係止部と、第1のギアに設けられた2つの係止部のうちの一方の係止部とが互いに係止した状態において、
第2のギアに設けられた係止部と、第1のギアに設けられた2つの係止部のうちの他方の係止部との間にはクリアランスが形成されており、
前記クリアランスにおける前記回転方向の両端と、第1のギアと第2のギアの回転中心とを結んで形成される前記クリアランスの中心角は、
前記ステッピングモータがそのステップ角の4倍の角度を回転した時に、それに伴って前記駆動ギアが回転する角度に対応する第1のギアの回転角度よりも大きな角度であることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項3】
前記クリアランスの中心角は、
前記駆動ギアの歯数をZ
第1のギアの歯数をZ
前記ステッピングモータのステップ角をA°、
としたときに、
4×Z/Z×A°よりも大きな角度であることを特徴とする請求項1または2に記載の駆動伝達装置。
【請求項4】
第1のギアと第2のギアのそれぞれに設けられている前記係止部のうちの少なくとも一方が、係止面において、第1のギアと第2のギアのラジアル方向、またはスラスト方向にテーパ形状を有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の駆動伝達装置。
【請求項5】
ステッピングモータの駆動力を被駆動部材へ伝達する複数のギアを備えるギア列が、第1のギアまたは第2のギアの少なくとも一方に噛み合って設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の駆動伝達装置。
【請求項6】
第1のギアがステッピングモータの回転軸と同軸上に配置されている駆動ギアに噛み合っていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の駆動伝達装置。
【請求項7】
シート材に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段において画像が形成されたシート材を搬送するローラ部材と、
前記ローラ部材の駆動源としてのステッピングモータと、
を備えた画像形成装置において、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の駆動伝達装置によって前記ステッピングモータの駆動力が前記ローラ部材に伝達されることを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2010−175044(P2010−175044A)
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−20806(P2009−20806)
【出願日】平成21年1月30日(2009.1.30)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】