JP2006003567A - 感光体駆動装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体駆動装置において、組付け容易なかつ安価な構造によって、歯車噛み合い振動による回転ムラを低減し、歯車噛み合い周期の振動、回転ムラによる画像不良を抑える感光体駆動装置を提供する。
【解決手段】 デジタルコピー機、レーザープリンタなどの画像形成装置に利用できる感光体駆動装置において、モジュール、歯数、ピッチ円直径、圧力角、ねじれ角が等しい２枚の歯車３、４を同軸上で、一方の歯車の歯底ともう一方の歯車の歯先が対応する位置にあり、かつ前記２枚の歯車３、４の間に噛み合う相手の歯車の歯幅以上の幅の直径が歯底円直径以下の領域を有する２重歯車を減速系として用いる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、軸受け構造を簡素化して低価格で感光体駆動系を形成できる、デジタルコピー機、レーザープリンタなどの画像形成装置に利用できる感光体駆動装置に関するものである。

従来、感光体を駆動する駆動手段と、駆動手段の駆動力を感光体に伝達する駆動伝達手段とを備え、駆動伝達手段に、ねじれ方向が互いに逆の２枚のハスバ歯車間に減衰部材を挟んだ構造の歯車体から成る歯車対を少なくとも１組設けた、または、歯車体の２枚のハスバ歯車の歯を互いに半ピッチ位相をずらせた感光体駆動装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
図１０は従来の感光体駆動装置の一例を示す概略断面図である。図１０において、安価な構成で歯車噛み合い振動による回転むらを低減するために、枠体２０には感光体ドラム２１が軸２１ａによって支持されている。
感光体駆動モータ２３の駆動力を感光ドラム２１に伝達する駆動伝達手段２４に、ねじれ方向が互いに逆の２枚のハスバ歯車３０、３１の間に減衰部材３２を挟んだ構造の歯車体３３から成る歯車対を少なくとも１組設ける。
ハスバ歯車３０、３１を用いることで噛み合い率を大きくして噛み合い振動を低減するとともに、ねじれ方向が互いに逆の２枚のハスバ歯車３０、３１を組み合わせることで各ハスバ歯車の噛み合いによるスラスト力を打ち消し合ってスラスト方向の振動を低減し、かつ２枚のハスバ歯車３０、３１の間に挟んだ減衰部材３２にてハスバ歯車３０、３１間の成形誤差、組み立て誤差等による振動も低減するようにしている。
特開平１０−１６１４７７号公報

歯車噛み合い周波数の振動、回転ムラは画像不良の原因となる。２枚の歯車を半ピッチずらして同軸上で重ねて用いることによって、振動周波数の高周波側シフト、回転ムラ振幅の低減が図れる。
しかしながら、従来技術の方法では歯車の着脱のさいに歯車を軸方向に移動することが困難になるため、軸受け機構などが複雑になり、コストアップの問題が生じる。
図１０においては、２枚のネジレ方向が異なるハスバ歯車３０、３１を同軸方向で合わせた例が示されているが、これらの歯車３０、３１を着脱するさいには、これらの歯車３０、３１を軸方向にスライドする動きが互いの歯車３０、３１によって規制されるため、軸間距離を可変するなど、複雑な機構が必要となってしまい、軸受け構造を含めると安価な駆動装置を得ることが困難になる。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、感光体駆動装置において、組付け容易なかつ安価な構造によって、歯車噛み合い振動による回転ムラを低減し、歯車かみ合い周期の振動、回転ムラによる画像不良を抑える感光体駆動装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、モジュール、歯数、ピッチ円直径、圧力角、ねじれ角が等しい２枚の歯車を同軸状に重ねた２重歯車を減速系として用いる感光体駆動装置であって、一方の歯車の歯底と他方の歯車の歯先が周方向に対応する位置関係にあり、かつ２枚の歯車の対向面には夫々前記歯底円の直径以下の直径を有したスペーサを有し、各スペーサの合計幅は２枚の歯車が噛み合う相手側歯車の歯幅以上の幅を有していることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記２枚の歯車のすべての諸元が等しいことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記２枚の歯車は、夫々同一の金型で成形可能な構成を有していることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１、２又は３において、前記２枚の歯車の外形が真円でなく周期的形状誤差を有している場合に、周期的形状誤差の半周期分だけ周方向位置をずらして重ねて用いられることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４において、前記２枚の歯車間の周方向位置関係は、一方の歯車側面に設けた複数のゲートの位置が、他方の歯車側面に設けたゲート間に位置するように組み付けられたことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１、２、３、又は５において、２枚の歯車の位置関係が、一方の歯車と他方の歯車がほぼ９０度ずれた位置関係で組み付けられたことを特徴とする。 請求項７の発明は、請求項１、２、３、５又は６において、前記２枚の歯車の各歯車軸穴の軸方向両端部の開口径が異なっている場合に、歯車軸穴径の大きな側が向かい合うように２枚の歯車を組み付けたことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１乃至７において、各歯車のスペーサの対向面には、夫々同一個所に凹凸形状部分を備え、この凹凸形状部分同志の嵌合によって、一方の歯車と同軸上にあるもう他方の歯車が半ピッチずれた位置関係で組み付けられることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れか一項に記載の感光体駆動装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、歯車のバックラッシュを少なくして歯車噛み合い周期の回転ムラを減らし、また噛み合いの周波数をシフトさせることによって画像不良現象を低減し、かつ、歯車を軸方向に着脱できるので、軸受け構造を簡素化して低価格で感光体駆動系を形成できる、デジタルコピー機、レーザープリンタなどの画像形成機器に利用できる感光体駆動装置を実現することが可能となる。
また、２枚の歯車の側面に、噛み合う相手側の歯車の各歯幅以上の幅Ｓを形成するスペーサを夫々備えた形状の２重歯車を形成することによって、周波数の高周波側シフト、回転ムラ振幅の低減による画像不良の低減が図れ、かつ、軸方向と回転方向の動きだけで、歯車の着脱が可能となりかつ低コストの駆動系が実現できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による感光体駆動装置の第１の実施の形態を組み付け前の状態で示す概略図である。図１に示すように、この第１の実施の形態においては、感光体ドラム１の軸２に接続される２枚の歯車３、４が設けられる。
これらの歯車３、４の間には、相手側歯車７、８の各歯幅よりも、大きなスペース（歯がない部分）Ｓを有している。つまり、各歯車３、４の対向面に設けたスペーサ３ａ、４ａの合計幅Ｓは、各相手側歯車７、８の歯幅よりも大きく設定してある。このため、取り付けのさいには、軸方向に歯車３、４をスライドさせることが可能である。
即ち、本発明は、モジュール、歯数、ピッチ円直径、圧力角、ねじれ角が等しい２枚の歯車３、４を同軸状に重ねた２重歯車を減速系として用いる感光体駆動装置であって、一方の歯車の歯底と他方の歯車の歯先が周方向に対応する位置関係（半ピッチずれた位置関係）にあり、かつ２枚の歯車の対向面には夫々前記歯底円の直径以下の直径を有したスペーサ３ａ、４ａを有し、各スペーサの合計幅Ｓは２枚の歯車が噛み合う相手側歯車７、８の個々の歯幅以上の幅を有している。
図２は本発明による感光体駆動装置の第１の実施の形態を組み付け中間過程の状態で示す概略図である。図２に示すように１枚目の歯車３をモータ５の軸６のピニオンギヤ７、８のギヤ間スペースまでスライドさせたところで、歯車３を半ピッチ分回転させる。
つまり、予め相手側歯車７、８は、互いに歯車の位置が半ピッチずれた状態となるように周方向位置がずれて軸６に固定されている。これに対して、２枚の歯車３、４も同様に半ピッチずれた状態で組み付けられている。図１の状態から図２の状態に２枚の歯車３、４の結合体である２重歯車を組み付ける場合、歯車３が歯車８を通過した後で、歯車３と歯車７、歯車４と歯車８を夫々同時に噛合させるためには、２重歯車をそのまま軸方向移動させたのでは、各歯車同志が半ピッチずれた状態にあるため噛合できないので、図２のように歯車３と４の間のスペースＳ内に歯車８が位置する状態で２重歯車を半ピッチ分回動させる。これにより、歯車３と歯車７、歯車４と歯車８を夫々同時に噛合させることが可能となる。

図３は本発明による感光体駆動装置の第１の実施の形態を組み付けた状態で示す概略図である。図２において示したように、歯車３を半ピッチ分回転させることによって、図３に示すように２枚目の歯車４を含めて組み付けることが可能となる。
図４は歯車３、４の組み合わせを示す概略図である。図５は図４の歯車３、４が組み合わされた状態を示す概略図である。例えば、上述した第１の実施の形態における歯車３および４の組み合わせである。一方の歯車３のギヤ３Ｇの歯底に、他方の歯車４のギヤ４Ｇの歯先が位置するように周方向位置をずらして組み付けている。
図６は２枚の歯車の側面に設けた複数のゲート同志の周方向位置が重ならないように、組み付ける場合の実施の形態を示す概略図である。図７は図６の２枚の歯車を組み付けた状態を示す概略図である。
各ゲートの位置に対応して各歯車３、４の歯溝の振れや真円度誤差が生じる場合が多いが、本実施の形態のように一方の歯車のゲート位置が他方の歯車のゲートとゲートの間にくるように組み付けることによって、ゲート位置に対応した歯車形状誤差の影響（回転ムラ）を低減することができる。
図８は２枚の歯車を半ピッチずらして組み付けるための、凹凸形状の実施の形態を示す概略図である。図９は図８の２枚の歯車を組み付けた状態を示す概略図である。
図に示したようにスペーサ部分となる円盤状のスペーサ３ａ、４ａの側面上に嵌合可能な凹凸形状部分９、１０を所定の円周軌道に沿って所定の配置にて設けることによって、同形状の成形品である歯車３、４同志を凹凸嵌合させつつ組み付けた場合に、２枚の歯車３、４の歯が半ピッチずれた位置関係に組み付けることができる。
これによって、周波数の高周波側シフト、回転ムラ振幅の低減による画像不良の低減が図れ、かつ、軸方向と回転方向の動きだけで、歯車の着脱が可能となり低コストの駆動系が実現できる。

本発明の感光体駆動装置においては、すべての諸元が等しい２枚の歯車を同軸上で、一方の歯車の歯底ともう一方の歯車の歯先が対応する位置にあり、かつ、２枚の歯車の間に噛み合う相手の歯車の歯幅以上の幅の直径が歯底円直径以下の領域（２つのスペーサ３ａ、４ａの接合体）を有する２重歯車を減速系として用いる。
そのため、噛み合い周波数の高周波側シフト、回転ムラ振幅の低減による画像不良の低減が図れ、かつ、軸方向と回転方向の動きだけで、歯車の着脱が可能となり低コストの駆動系が実現できる。
また、諸元が等しい２枚の歯車を用いるので、同ロットで加工され形状特性が近い歯車を適切に組み合わせることによって、形状誤差に起因する回転ムラをキャンセルすることができる。
本発明の感光体駆動装置においては、重ねて用いられる歯車が同一の金型で成形されたものを半ピッチずらして用いるので、噛み合い周波数の高周波側シフト、回転ムラ振幅の低減による画像不良の低減が図れ、かつ、軸方向と回転方向の動きだけで、ギヤの着脱が可能となり低コストの駆動系が実現できる。
本発明の感光体駆動装置においては、各歯車が有する周期的形状誤差の半周期分ずらした位置関係で重ねて用いるので、歯車の周期的形状誤差に起因している回転ムラをキャンセルすることができる。つまり、同一形状である各歯車３、４に、一回転中に一回周期の誤差がある場合、２つの誤差が互いにキャンセルしあうように１８０度周方向位置をずらして組み付ける。

本発明の感光体駆動装置においては、重ねて用いられる歯車の位置関係が一方のゲートの位置が他方のゲート間の位置になるように組み付けるので、ゲートの位置に対応した歯車の形状誤差に起因する回転ムラをキャンセルすることができる。
本発明の感光体駆動装置においては、重ねて用いられる歯車の位置関係が一方の歯車と他方の歯車がほぼ９０度ずれた位置関係でかつ、半ピッチずれて組み付けるので、金型温度分布などによる歯車の楕円成分形状誤差に起因する回転ムラを低減することができる。即ち、各歯車３、４が真円ではなく、例えば楕円形状に近い偏心を有している場合（一回転で２回周期の形状誤差がある場合）には、２個所の誤差部分の位置が９０度ずれるように両ギヤ３、４の周方向位置をずらして組み付ける。勿論、各歯車のピッチは半ピッチずれた状態である。
したがって、噛み合い周波数の高周波側シフト、噛み合い周期、および２次成分の回転ムラ振幅の低減による画像不良の低減が図れ、かつ、軸方向と回転方向の動きだけで、歯車の着脱が可能となり低コストの駆動系が実現できる。
本発明の感光体駆動装置においては、上記感光体駆動装置であって、重ねて用いられる歯車の位置関係が一方の歯車と他方の歯車の位置関係が、歯車軸穴径の大きな側が向かい合う位置関係でかつ、半ピッチずれて組み付けられるので、組み付けのさいに歯車軸穴の両端の径が小さい傾向となり、歯車が傾いた状態で組み付くことを防ぐことが可能である。つまり、同一形状の２枚の歯車３、４の軸穴の軸方向両端開口の径が異なる場合に、大きい開口側を合致させた状態で組み付けることにより、軸を挿通した時のがたつきが防止される。つまり、２重歯車の軸穴の外側開口が小径となるので、軸と密着することができ、がたつきがなくなる。
本発明の感光体駆動装置においては、各歯車のスペーサ部分に凹凸を有し、この凹凸の嵌合によって、一方の歯車と同軸上にあるもう一方の歯車が半ピッチずれた位置関係で組み付けられるので、容易に半ピッチずれた位置関係で２個の歯車を位置決めして固定することが可能となる。

本発明による感光体駆動装置の第１の実施の形態を組み付け前の状態で示す概略図。 本発明による感光体駆動装置の第１の実施の形態を組み付け中間過程の状態で示す概略図。 本発明による感光体駆動装置の第１の実施の形態を組み付けた状態で示す概略図。 歯車単体との組み合わせを示す概略図。 図４の歯車が組み合わされた状態を示す概略図。 ２枚の歯車のゲート位置が重ならないように、組み付ける場合の実施の形態を示す概略図。 図６の２枚の歯車を組み付けた状態を示す概略図。 ２枚の歯車を半ピッチずらして組み付けるための、凹凸形状の実施の形態を示す概略図。 図８の２枚の歯車を組み付けた状態を示す概略図。 従来の感光体駆動装置の一例を示す概略断面図。

符号の説明

１ 感光体ドラム、２ 感光体ドラムの軸、３ 歯車、４ 歯車、５ モータ、９ 凸形状部分、１０ 凹形状部分

Claims (9)

1. モジュール、歯数、ピッチ円直径、圧力角、ねじれ角が等しい２枚の歯車を同軸状に重ねた２重歯車を減速系として用いる感光体駆動装置であって、一方の歯車の歯底と他方の歯車の歯先が周方向に対応する半ピッチずれた位置関係にあり、かつ２枚の歯車の対向面には夫々前記歯底円の直径以下の直径を有したスペーサを有し、各スペーサの合計幅は２枚の歯車が噛み合う相手側歯車の歯幅以上の幅を有していることを特徴とする感光体駆動装置。
2. 前記２枚の歯車のすべての諸元が等しいことを特徴とする請求項１記載の感光体駆動装置。
3. 前記２枚の歯車は、夫々同一の金型で成形可能な構成を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の感光体駆動装置。
4. 前記２枚の歯車の外形が真円でなく周期的形状誤差を有している場合に、周期的形状誤差の半周期分だけ周方向位置をずらして重ねて用いられることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の感光体駆動装置。
5. 前記２枚の歯車間の周方向位置関係は、一方の歯車側面に設けた複数のゲートの位置が、他方の歯車側面に設けたゲート間に位置するように組み付けられたことを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載の感光体駆動装置。
6. 前記２枚の歯車の位置関係が、一方の歯車と他方の歯車がほぼ９０度ずれた位置関係で組み付けられたことを特徴とする請求項１、２、３、又は５に記載の感光体駆動装置。
7. 前記２枚の歯車の各歯車軸穴の軸方向両端部の開口径が異なっている場合に、歯車軸穴径の大きな側が向かい合うように２枚の歯車を組み付けたことを特徴とする請求項１、２、３、５又は６に記載の感光体駆動装置。
8. 各歯車のスペーサの対向面には、夫々同一個所に凹凸形状部分を備え、この凹凸形状部分同志の嵌合によって、一方の歯車と同軸上にあるもう他方の歯車が半ピッチずれた位置関係で組み付けられることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の感光体駆動装置。
9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の感光体駆動装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

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