CN103807365A - 驱动力传递装置和图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱动力传递装置和图像形成设备。该驱动力传递装置包括：太阳齿轮，该太阳齿轮通过接收来自驱动源的驱动力而旋转；内部齿轮，该内部齿轮与所述太阳齿轮同轴地布置；行星齿轮，该行星齿轮与所述太阳齿轮和所述内部齿轮啮合；旋转构件，该旋转构件与所述太阳齿轮和所述内部齿轮同轴地设置，并且安装有所述行星齿轮，从而伴随着所述行星齿轮的公转而旋转；和施力构件，该施力构件朝向所述旋转构件向所述行星齿轮施力。

Description

驱动力传递装置和图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种驱动力传递装置和图像形成设备。

背景技术

JP-A-2007-239910（专利文献1）公开了一种自动变速器，该自动变速器设置有：传递发动机的旋转的输入轴；改变输入轴的旋转速度的自动变速机构；布置在输入轴和自动变速机构之间并切换该输入轴的旋转方向的向前/向后行程切换机构；以及在其中容纳输入轴、自动变速机构和正向/反向行程切换机构的壳体。

JP-A-2001-304349（专利文献2）公开了一种行星齿轮箱，该行星齿轮箱具有如下构造：其中行星齿轮设置在太阳齿轮和内部齿轮之间而与这两个齿轮啮合并被以可旋转的方式支撑到保持板，而且太阳齿轮的旋转经由行星齿轮传递到内部齿轮并输出到外部。另外，该行星齿轮箱设有板，这些板由具有高润滑能力的材料形成并且分别布置在内部齿轮和保持板之间以及保持板和行星齿轮的侧表面之间。

发明内容

本发明的目的是减少在行星齿轮的公转期间可能作用在该行星齿轮上的滑动摩擦。

根据本发明的第一方面，提供了一种驱动力传递装置，该驱动力传递装置包括：太阳齿轮，该太阳齿轮通过接收来自驱动源的驱动力而旋转；内部齿轮，该内部齿轮与所述太阳齿轮同轴地布置；行星齿轮，该行星齿轮与所述太阳齿轮和所述内部齿轮啮合；旋转构件，该旋转构件与所述太阳齿轮和所述内部齿轮同轴地设置，并且安装有所述行星齿轮，从而伴随着所述行星齿轮的公转而旋转；和施力构件，该施力构件朝向所述旋转构件向所述行星齿轮施力。

根据本发明的第二方面，在根据第一方面的驱动力传递装置中，所述行星齿轮和所述内部齿轮可由斜齿轮构成，并且所述行星齿轮可借助由所述行星齿轮和所述内部齿轮之间的啮合产生的轴向力而被朝向所述旋转构件施力。

根据本发明的第三方面，在根据第一方面的驱动力传递装置中，所述驱动源可由马达构成，并且可隔着所述太阳齿轮布置在与所述旋转构件相反的一侧；所述太阳齿轮和所述行星齿轮可由斜齿轮构成；并且所述太阳齿轮可借助由所述太阳齿轮和所述行星齿轮之间的啮合产生的轴向力而被沿远离所述马达的方向施力。

根据本发明的第四方面，在根据第一方面的驱动力传递装置中，所述太阳齿轮、所述行星齿轮和所述内部齿轮可由斜齿轮构成；所述驱动源可由马达构成，并且可隔着所述太阳齿轮布置在与所述旋转构件相反的一侧；借助所述行星齿轮和所述内部齿轮之间的啮合而朝向所述旋转构件向所述行星齿轮施力的第一轴向力可作用在所述行星齿轮上；借助所述太阳齿轮和所述行星齿轮之间的啮合而沿远离所述旋转构件的方向向所述行星齿轮施力的第二轴向力可作用在所述行星齿轮上；并且所述第一轴向力可以被设定成大于所述第二轴向力，并且沿远离所述马达的方向向所述太阳齿轮施力的轴向力可作为所述第二轴向力的反作用而作用在所述太阳齿轮上。

根据本发明的第五方面，提供了一种图像形成设备，该图像形成设备包括：保持所形成的图像的图像保持构件；驱动源，该驱动源用来旋转地驱动所述图像保持构件；以及驱动力传递装置，该驱动力传递装置将来自所述驱动源的驱动力传递到所述图像保持构件，其中，使用根据第一至第四方面中任一项方面所述的驱动力传递装置作为所述驱动力传递装置。

根据本发明的第一方面，可以减少在行星齿轮的公转期间可能作用在行星齿轮上的滑动摩擦。

根据本发明的第二方面，可通过使用斜齿轮构成所述形成齿轮和所述内部齿轮而朝向所述旋转构件向所述行星齿轮施力。

根据本发明的第三方面，与其中太阳齿轮被沿朝向马达的方向施力的情况相比，可以降低马达噪音和马达振动。

根据本发明的第四方面，与沿朝向马达的方向向太阳齿轮施力的轴向力作用在太阳齿轮上的情况相比，可以减少作用在行星齿轮上的滑动摩擦，并还可降低马达噪音和马达振动。

根据本发明的第五方面，可提供这样一种图像形成设备，该图像形成设备能够减少在行星齿轮的公转期间可能作用在该行星齿轮上的滑动摩擦。

附图说明

将基于以下附图详细地描述本发明的示例性实施方式，其中：

图1示出了根据示例性实施方式的图像形成设备的构造例；

图2示出了驱动机构的剖视图；

图3示出了从图2中的箭头III的方向看的驱动机构；

图4示出了两个行星齿轮在图3所示的状态下被移除的状态；

图5示出了作用在设于驱动机构中的各齿轮的推力；

图6示出了驱动机构的比较例；和

图7示出了设置有减速构件的构造例。

具体实施方式

下面，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方式。

图1示出了根据该示例性实施方式的图像形成设备的构造例。

图1所示的图像形成设备1是所谓的串列型彩色打印机，并包括基于图像数据执行图像形成的图像形成部10和控制图像形成设备1的全部操作的控制器31。另外，图像形成设备1包括通信部32和图像处理部33，所述通信部与个人计算机（PC）3、图像读取设备（扫描仪）4等通信并且接收图像数据，所述图像处理部针对从通信部32接收的图像数据执行预定成像处理。

图像形成部10包括以恒定间隔并列地布置的四个图像形成单元11Y、11M、11C和11K（另统称为“图像形成单元11”）。各图像形成单元11都包括：感光鼓12，该感光鼓用作保持色调剂图像的图像保持构件；和驱动机构50，所述驱动机构安装在图像形成设备1的背侧（图1中的后侧）并执行感光鼓12的旋转驱动。驱动机构50由产生旋转驱动力的马达（以下描述）和包括行星齿轮等并将旋转驱动力从马达传递至感光鼓12的驱动力传递装置。随后将详细描述该驱动机构50。

此外，各图像形成单元11均包括：将感光鼓12的表面充电至预定电位的充电器13；基于各颜色的图像数据将由充电器13充电的感光鼓12曝光的LED（发光二极管）打印头14；将形成在感光鼓12上的静电潜像显影的显影器15；和在转印之后清洁感光鼓12的表面的鼓清洁器16。在这种情况下，各图像形成单元11除了存储在显影器15中的色调剂之外均具有相同的构造，并形成黄色（Y）、洋红色（M）、青色（C）或黑色（K）的色调剂图像。

而且，图像形成部10包括：中间转印带20，形成在各图像形成单元11的感光鼓12处的各颜色的色调剂图像被多重转印到该中间转印带上；和一次转印辊21，该一次转印辊将形成在各图像形成单元11处的各颜色的色调剂图像接连地转印（一次转印）到中间转印带20。另外，图像形成部10包括：二次转印辊22，该二次转印辊用于将叠置并转印在中间转印带20上的各颜色的色调剂图像一并转印（二次转印）到作为记录材料的纸P；和定影单元60，该定影单元用于将二次转印到纸P上的各颜色的色调剂图像定影。

在根据该示例性实施方式的图像形成设备1中，在由控制器31的操作控制下执行以下描述的图像形成过程。换言之，由通信部32接收接收来自PC3或扫描仪4的图像数据。随后，图像处理部33执行预定图像处理从而将图像数据转换成各颜色的图像数据，然后将各颜色的图像数据发送到各图像形成单元11。

此外，在例如用于形成黄色（Y）颜色的色调剂图像的图像形成单元11Y中，感光鼓12借助驱动机构50而沿着箭头A的方向旋转，并且感光鼓12由充电器13充电至预定电位。另外，LED打印头14基于从图像处理部33发送的黄色颜色的图像数据使感光鼓12经受扫描和曝光。由此，在感光鼓12上形成黄色颜色图像的静电潜像。形成在感光纸12上的黄色颜色的静电潜像由显影器15显影，由此在感光鼓12上形成黄色颜色的色调剂图像。通过相同方式，在图像形成单元11M、11C或11K中形成洋红色（M）、青色（C）或黑色（K）的色调剂图像。

形成在各图像形成单元11的感光鼓12上的各颜色的色调剂图像由一次转印辊21接连地静电转印（一次转印）到沿着箭头B的方向运动的中间转印带20上。由此，形成了通过叠置各颜色的色调剂形成的叠置色调剂图像。与中间转印带20的运动相对应地，中间转印带20上的叠置色调剂图像被输送到布置有二次转印辊22的区域（二次转印部T）。当叠置色调剂图像被输送到二次转印部T时，纸P被从纸保持部40供应到二次转印部T从而与转印正时匹配。然后，叠置色调剂图像由二次转印辊22借助在二次转印部T中形成的转印电场一并静电转印（二次转印）到所输送的纸P上。

之后，静电转印有叠置色调剂图像的纸P被输送纸定影单元60。被输送到定影单元60的纸P上的色调剂图像被定影单元60加热和加压，由此被定影在纸P上。随后，形成有定影图像的纸P被输送到设置在图像形成设备1的排放部中的纸堆叠部45。

另外，一次转印之后附着在感光鼓12上的色调剂（一次转印剩余色调剂）和二次转印之后附着在中间转印带20上的色调剂（二次转印剩余色调剂）分别由鼓清洁器16和带清洁器25清除。

这样，图像形成设备1中的图像形成过程被反复执行与待打印的纸的数量一样多的循环。

驱动机构50的描述

图2是驱动机构50的剖视图。更具体地说，图2示出了从图1中的箭头II的方向看的驱动机构50的剖视图。

如图2所示，根据该示例性实施方式的驱动机构50设置有作为驱动源的示例的马达M和用作由马达M旋转的太阳齿轮的马达小齿轮MP。另外，在驱动机构50中设置有三个行星齿轮510（图2中示出了两个行星齿轮510），这些行星齿轮510围绕马达小齿轮MP布置并被布置在与马达小齿轮MP啮合的状态下。此外，行星齿轮510由例如POM（聚甲醛（polyoxymethylene,polyacetal））形成。

另外，在驱动机构50中设置有与马达小齿轮MP同轴地布置的内部齿轮520。在这种情况下，内部齿轮520以圆环形状形成并在其内周表面上形成有齿轮。而且，内部齿轮520布置在三个行星齿轮510的外侧从而与这三个行星齿轮510啮合。此外，三个（图2中仅示出了其中一个）支撑轴530在驱动机构50中设置成与三个行星齿轮510对应。另外，支撑轴530被设置成分别穿过行星齿轮510的轴心并以可旋转的方式支撑行星齿轮510。

更进一步，在驱动机构50中设置有与马达小齿轮MP和内部齿轮520同轴地布置的旋转盘（承载架）540。在这种情况下，用作旋转构件的旋转盘540围绕其径向方向上的作为中心的中央部旋转。而且，以上描述的支撑轴530安装在旋转盘540中。在该示例性实施方式中，支撑轴530由旋转盘540支撑。另外，在根据该示例性实施方式的驱动机构50中设置有传动轴550，该传动轴550安装在旋转盘540的在径向方向上的中央部中并将旋转驱动力从旋转盘540传递到感光鼓12。

另外，在驱动机构50中设置有第一板构件561和第二板构件562，所述第一板构件支撑马达M，所述第二板构件562布置在与第一板构件561相对的位置并布置在与第一板构件561间隔开的状态下。在这种情况下，以上描述的马达小齿轮MP、行星齿轮510、内部齿轮520、支撑轴530和旋转盘540布置在第一板构件561和第二板构件562之间。此外，在第一板构件561和第二板构件562之间设置圆筒状容纳构件563，该容纳构件563用来将马达小齿轮MP、行星齿轮510、内部齿轮520、支撑轴530和旋转盘540容纳在其中。

在这种情况下，当感光鼓12借助驱动机构50旋转时，首先马达M被驱动，因此马达小齿轮MP被可旋转地驱动。随后，如果如果马达小齿轮MP被旋转地驱动，则三个行星齿轮510分别围绕其作为旋转中心的轴心旋转（自传）。另外，由于三个行星齿轮510中的每个都与内部齿轮520啮合，因此行星齿轮510围绕作为中心的设置马达小齿轮MP的位置执行圆形运动（执行公转）。

接下来，如果三个行星齿轮510开始圆形运动，则支撑轴530也围绕作为中心的设置有马达小齿轮MP的位置执行圆形运动。与该运动相对应地，旋转盘540开始旋转。然后，如果旋转盘540开始旋转，则传动轴550开始旋转，因此感光鼓12旋转。在根据该示例性实施方式的驱动机构50中，传动机构50的回转速度小于马达M的回转速度，因而驱动机构50用作减速机构。

图3示出了从图2中的箭头III的方向看的驱动机构50。而且，图3示出了马达M、马达小齿轮MP、第一板构件561被移除了的状态。

如图3所示，如上所述，在该示例性实施方式中设置了三个行星齿轮510和被设置成分别对应于三个行星齿轮510并以可旋转的方式支撑这些行星齿轮510的支撑轴530。在这种情况下，尽管在上文中省略了描述，但这三个行星齿轮510分别布置在与等边三角形的顶点对应的位置。

此外，图2中所示的马达小齿轮MP布置（布置在由图3中的附图标记3A表示的位置）在与该等边三角形的中心对应的位置，并且也与所有行星齿轮510啮合。另外，尽管在上文中省略了描述，但三个行星齿轮510中的每个都由斜齿轮构成，并且形成在外周表面上的齿相对于行星齿轮510的轴线方向倾斜，如图3所示。顺便提及，尽管在附图中没有示出，但马达小齿轮MP也由斜齿轮构成，以便与由斜齿轮构成的行星齿轮510啮合。

图4示出了两个行星齿轮510被从图3中所示的状态中移除的状态。

尽管在上文中省略了描述，根据该示例性实施方式的行星齿轮510包括具有大外径的大径部511和具有比大径部511小的外径的小径部512。在该示例性实施方式中，小径部512与内部齿轮520的内周表面啮合，而大径部511与马达小齿轮MP啮合。

此外，在该示例性实施方式中，大径部511和小径部512都由斜齿轮构成，并且内部齿轮510也由斜齿轮构成。另外，在该示例性实施方式中，形成在大径部511的外周表面上的齿的延伸方向（螺旋方向）与形成在小径部512的外周表面上的齿的延伸方向（螺旋方向）不同（相反）。

同时，如果如在该示例性实施方式中那样采用斜齿轮，则使斜齿轮在斜齿轮的轴线方向上移动的推力（轴向力）作用在每个斜齿轮上。在这种情况下，在根据该示例性实施方式的驱动机构50中，由图5中的箭头F1至F5表示的推力（示出了作用设置于驱动机构50中的每个齿轮上的推力的图）分别作用在马达小齿轮MP、行星齿轮510和内部齿轮520上。更详细地说，在该示例性实施方式中，形成在每个斜齿轮的外周表面上的齿的螺旋方向和螺旋角被预先调整成使得在箭头F1至F5的方向上的推力分别作用在马达小齿轮MP、行星齿轮510和内部齿轮520上。

更具体地说，将马达小齿轮MP从马达M拉开的推力F1（沿与马达M分离的方向向马达小齿轮MP施力的推力F1）作用在马达小齿轮MP上。因此，在该示例性实施方式中，马达小齿轮MP沿着与施加至设置在马达M中的滚珠球轴承（球轴承，未示出）的预载荷的作用方向相同的方向被拉动。由此，与推力F1沿着与该预载荷的作用方向相反的方向作用的情况相比，抑制了噪音和振动。

同时，使行星齿轮510向第一板构件561侧（马达M侧）移动的推力F2作用在行星齿轮510的大径部511上。更详细地说，沿与旋转盘540分离的方向向行星齿轮510施力的推力F2（第二轴向力）作用在行星齿轮510上。更具体地说，在该示例性实施方式中，将马达小齿轮MP从马达M拉开的推力F1从行星齿轮510施加至马达小齿轮MP。结果，沿与旋转盘540分离的方向向行星齿轮510施力的推力F2反作用地作用在行星齿轮510上。

更进一步，在该示例性实施方式中，行星齿轮510的小径部512与内部齿轮520啮合，由此使行星齿轮510向与第一板构件561侧（马达M侧）分离的方向移动的推力F3作用在各行星齿轮510上。更详细地说，将行星齿轮510朝向旋转盘540施力的推力F3（第一轴向力）作用在各行星齿轮510上。另外，使内部齿轮520向第一板构件561侧（马达M侧）移动的推力F4反作用地作用在内部齿轮520上。

另外，在该示例性实施方式中，作用在行星齿轮510的小径部512上的推力F3被设定为比作用在行星齿轮510的大径部511上的推力F2强。更详细地说，马达小齿轮MP、行星齿轮510和内部齿轮520被预先设计成使得推力F3强于推力F2。结果，在该示例性实施方式中，由图5中的箭头F5表示的推力作用在各行星齿轮510上，因此，各行星齿轮510被向旋转盘540侧推动（施力）。

图6示出了驱动机构50的比较例。

在斜齿轮中，推力的作用方向根据形成在其外周表面上的齿的倾斜方向而改变。在这种情况下，例如，如果形成在行星齿轮510的小径部512的外周表面上的齿的倾斜方向和形成在内部齿轮520的内周表面上的齿的倾斜方向被设计成与该示例性实施方式中的倾斜方向相反，则朝向第一板构件561向行星齿轮510施力的推力作用在行星齿轮510的小径部512上，如图6中的箭头F6所示。在这种情况下，每个行星齿轮510都被推向第一板构件561侧。

同时，各行星齿轮510都围绕作为中心的设置有马达小齿轮MP的位置公转，如上所述。因此，当行星齿轮510被推向第一板构件561侧时，在各行星齿轮510的公转过程中阻力作用在各行星齿轮510上。在这种情况下，感光鼓12的旋转精度存在会降低的可能。而且，如果这种阻力作用在行星齿轮510上，则很可能由于摩擦磨损而降低其使用寿命。

而且，如图7（示出了设置有减速构件的构造例的图）所示，通过在行星齿轮510（未在图7中示出）被推动的一侧设置由树脂等形成并降低第一板构件561（参见图6）侧和行星齿轮510之间的滑动摩擦的减速构件590可降低作用在行星齿轮510上的阻力。然而，在这种情况下部件数量增加。

另一方面，在根据该示例性实施方式的构造中，各行星齿轮510都被推向与行星齿轮510一起移动的旋转盘540，如图5所示。结果，在该示例性实施方式中，降低了作用在行星齿轮510上的阻力。更详细地说，该示例性实施方式的构造与比较例的构造的相同之处在于，阻力在行星齿轮510的自转过程中作用在行星齿轮510上。然而，在行星齿轮510的公转过程中，在该示例性实施方式中作用在行星齿轮510上的阻力小于在比较例中的阻力。

另外，在该示例性实施方式的情况下，行星齿轮510被推向旋转盘540，由此在行星齿轮510和旋转盘540之间也产生摩擦磨损。在这种情况下，如果行星齿轮510的相对于旋转盘540的推力极其大，则存在装置的使用寿命会受到摩擦磨损的发展的影响的可能。

因此，在该示例性实施方式中，通过调节形成在行星齿轮510的小径部512的外周表面上的齿的倾角（螺旋角）和形成在内部齿轮520的内周表面上的齿的倾角（螺旋角）等，将行星齿轮510的相对于旋转盘540的推动力调整得不过大。更具体地说，行星齿轮510和旋转盘540之间的PV值（载荷压力×旋转速度）被设定为等于或小于极限PV值。由此，防止装置的使用寿命缩短。

此外，尽管在以上描述中驱动机构50用于旋转地驱动感光鼓12，但该驱动机构50可以用来旋转地驱动其他部件。例如，驱动机构50可用于输送纸P的输送辊或旋转地驱动中间转印带20的驱动辊。另外，在该示例性实施方式中举例说明了其中驱动机构50用来驱动图像形成设备1的一部分的情况。然而，不限于图像形成设备1，该驱动机构50可用来驱动设置在其他装置中的旋转构件。

更进一步，在以上描述中，通过利用形成在斜齿轮上的齿的倾斜来实现靠着旋转盘540向行星齿轮510施力。然而，可以通过使用诸如弹簧之类的施力构件来实现靠着旋转盘540向行星齿轮510施力。

为了示意和描述之目的描述了本发明的示例性实施方式的上述描述。其目的并非穷尽本发明或将本发明限于所公开的确切形式。明显地，许多修改和变化对本领域技术人员来说都是显然的。选择并描述所述实施方式是为了最佳地说明本发明的原理及其实际应用，由此使得本领域技术人员能够理解本发明用于各种实施方式并具有适合于所设想的具体应用的各种修改。本发明的范围由所附的权利要求及其等同物来限定。

Claims (5)

1.一种驱动力传递装置，该驱动力传递装置包括：

太阳齿轮，该太阳齿轮通过接收来自驱动源的驱动力而旋转；

内部齿轮，该内部齿轮与所述太阳齿轮同轴地布置；

行星齿轮，该行星齿轮与所述太阳齿轮和所述内部齿轮啮合；

旋转构件，该旋转构件与所述太阳齿轮和所述内部齿轮同轴地设置，并且安装有所述行星齿轮，从而伴随着所述行星齿轮的公转而旋转；和

施力构件，该施力构件朝向所述旋转构件向所述行星齿轮施力。

2.根据权利要求1所述的驱动力传递装置，其中，

所述行星齿轮和所述内部齿轮由斜齿轮构成；并且

所述行星齿轮借助由所述行星齿轮和所述内部齿轮之间的啮合产生的轴向力而被朝向所述旋转构件施力。

3.根据权利要求1所述的驱动力传递装置，其中，

所述驱动源由马达构成，并且隔着所述太阳齿轮布置在与所述旋转构件相反的一侧；

所述太阳齿轮和所述行星齿轮由斜齿轮构成；并且

所述太阳齿轮借助由所述太阳齿轮和所述行星齿轮之间的啮合产生的轴向力而被沿远离所述马达的方向施力。

4.根据权利要求1所述的驱动力传递装置，其中，

所述太阳齿轮、所述行星齿轮和所述内部齿轮由斜齿轮构成；

所述驱动源由马达构成，并且隔着所述太阳齿轮布置在与所述旋转构件相反的一侧；

借助所述行星齿轮和所述内部齿轮之间的啮合而朝向所述旋转构件向所述行星齿轮施力的第一轴向力作用在所述行星齿轮上；

借助所述太阳齿轮和所述行星齿轮之间的啮合而沿远离所述旋转构件的方向向所述行星齿轮施力的第二轴向力作用在所述行星齿轮上；并且

所述第一轴向力被设定成大于所述第二轴向力，并且沿远离所述马达的方向向所述太阳齿轮施力的轴向力作为所述第二轴向力的反作用而作用在所述太阳齿轮上。

5.一种图像形成设备，该图像形成设备包括：

保持所形成的图像的图像保持构件；

驱动源，该驱动源用来旋转地驱动所述图像保持构件；以及

驱动力传递装置，该驱动力传递装置将来自所述驱动源的驱动力传递到所述图像保持构件，

其中，使用根据权利要求1至4中任一项所述的驱动力传递装置作为所述驱动力传递装置。

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