JP2006275071A - 歯車列及び当該歯車列を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 歯車の強度を向上させつつ、歯車同士の接触時に生じる異音発生を防止できる歯車列及び当該歯車列を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 レーザプリンタのギア伝達機構には、第１ギア１３及び第２ギア１４からなるギア対１０が複数設けられている。この第１ギア１３及び第２ギア１４は、ポリアセタール樹脂を母材とし、潤滑剤のシリコンオイルと、充填剤の非晶質シリカとがともに添加されている。さらに、これらシリコンオイルと非晶質シリカの配合割合を、第１ギア１３と第２ギア１４とで互いに異ならせることによって、ギア対１０の摩擦係数を低下させることができる。さらに、ギア対１０の摩擦摩耗量、歯面温度、歯車騒音レベルを低下させることができ、ギア対１０の回転に伴って生ずるきしみ音を防止することもできる。よって、静音設計のレーザプリンタを提供できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は歯車列及び当該歯車列を備えた画像形成装置に関し、詳細には、複数の歯車が互いに当接して摺動し、動力を伝達する歯車列及び当該歯車列を備えた画像形成装置に関する。

従来より、射出形成プラスチック歯車は量産性に優れ、良好な摺動性を有するため、特に、工業分野の機械の各種機構を駆動させる歯車等に一般的に利用されている。そして、このようなプラスチック歯車においては、互いに隣り合う歯車同士が互いに接触することによってトルクが伝達されるので、歯車同士の各摺動面部は摩擦によって発熱（温度上昇）する。そして、歯車同士の各摺動面部がある限度を超えて過度に発熱すると、歯車自体が熱変形したり、摩擦によって歯車が削れて生じる摩擦粉が各種機構内に侵入し、機構内を汚染することがあった。このような事態が生じると、歯車による伝達トルクが低下したり、各種機構の誤動作の誘発、さらには、摩擦摩耗を原因として発生する異音（所謂、「鳴き」）や振動を激しく生ずるなどの不具合を生じることがあり、これら不具合を防止することが重要な課題となっていた。

そこで、このような不具合を回避する方法として、例えば、互いに隣り合う歯車同士の各摺動面部にグリスを塗布する方法が挙げられる。これによれば、各摺動面部における摺動性が向上するので、摩擦抵抗が低下し、異音（所謂、「鳴き」）や振動を防止することができる。この他にも、結晶性ポリマーに結晶核材を添加したり、振動させながら成形して、結晶性ポリマーの球晶サイズを小さくして、球晶サイズ、結晶化度といった成形品全体の結晶モルホロジーを均一に制御することによって、摩擦・摩耗特性や、衝撃強度、靭性といった歯車特性を向上できる合成樹脂歯車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２７０６５５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の合成樹脂歯車では、結晶モルホロジーを均一化することによって、歯車の強度を向上させることはできても、その歯車の強度が強いために、歯車同士がぶつかり合う時に生じる反発エネルギーを吸収することができず、異音が発生するなどの問題点があった。さらに、歯車列の各摺動面部にグリスを塗布する方法では、グリスを塗布する工程が必要であり手間であった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、歯車の強度を向上させつつ、歯車同士の接触時に生じる異音発生を防止できる歯車列及び当該歯車列を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る歯車列は、互いに当接する第１の歯車と第２の歯車とを備え、前記第１の歯車と前記第２の歯車との少なくとも互いに当接する各当接面部は、ポリアセタールを主体とするとともに、潤滑添加剤が配合された樹脂で形成され、前記各当接面部に、前記潤滑添加剤が１重量％から５重量％の範囲内で配合された場合、前記第１の歯車の前記当接面部の前記潤滑添加剤の配合量は、前記第２の歯車の前記当接面部の前記潤滑添加剤の配合量に対して２倍以上であることを特徴とする。

また、請求項２に係る歯車列は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記潤滑添加剤は、シリコンであることを特徴とする。

また、請求項３に係る歯車列は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記各当接面部には、球状のシリカが配合され、前記第１の歯車の前記当接面部と、前記第２の歯車の前記当接面部とでは、前記シリカの配合量が互いに異なることを特徴とする。

また、請求項４に係る歯車列は、請求項３に記載の発明の構成に加え、前記各当接面部に、前記シリカが５重量％から２０重量％の範囲内で配合された場合、前記第１の歯車の前記当接面部の前記シリカの配合量は、前記第２の歯車の前記当接面部の前記シリカの配合量に対して２倍以上であることを特徴とする。

また、請求項５に係る画像形成装置は、請求項１乃至４の何れかに記載の歯車列を備え、動力源から動力を伝達する伝達手段に、前記歯車列が設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る歯車列では、各当接面部における潤滑添加剤の配合量を１重量％から５重量％の範囲内に設定した場合、第１の歯車の当接面部の潤滑添加剤の配合量を、第２の歯車の当接面部の潤滑添加剤の配合量の２倍以上に調整することによって、互いの当接面部における摩擦係数を低下させ、摩擦によって生じる発熱を抑えることができる。これにより、歯車の摩耗や、変形を防止できるとともに、歯車同士の接触時に生じる異音の発生を防止できる。さらに、グリスなどの潤滑剤を、各歯車の当接面部に塗布する必要がないので、歯車列の製造工程における省力化を図ることができる。また、グリスを使わないため環境面にも配慮できる。

また、請求項２に係る歯車列では、請求項１に記載の発明の効果に加え、潤滑添加剤であるシリコンは分子間力が低く、結晶構造を作りにくい特徴を有する。シリコンを配合した歯車は硬くなり過ぎず、かつ適度な柔軟性を保持することができる。また、シリコンは化学的に不活性で、物性がほとんど変化せずに安定しているので、歯車に配合する潤滑添加剤として扱いやすい。

また、請求項３に係る歯車列では、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、第１の歯車の当接面部と、第２の歯車の当接面部とに球状のシリカを配合させているので、互いに当接する歯車列の耐磨耗性を向上できる。さらに、シリカを配合させた当接面部では、熱膨張の低減や、寸法精度の向上を図ることができる。さらに、各当接面部のシリカの配合量を互いに異ならせているので、第１の歯車の当接面部の硬さと、第２の歯車の当接面部の硬さとが互いに異なるため、互いの当接面部における摩擦係数を低下させ、摩擦によって生じる発熱を抑えることができる。これにより、歯車の摩耗や、変形を防止できるとともに、歯車同士の接触時に生じる異音の発生を防止できる。したがって、例えば、グリスなどの潤滑剤を、各歯車の当接面部に塗布する必要がなくなるので、歯車列の製造工程における省力化を図ることができる。また、グリスを使わないため環境面にも配慮できる。

また、請求項４に係る歯車列では、請求項３に記載の発明の効果に加え、各当接面部におけるシリカの配合量を５重量％から２０重量％の範囲内に設定した場合、第１の歯車の当接面部のシリカの配合量を、第２の歯車の当接面部のシリカの配合量の２倍以上に調整することによって、互いの当接面部における摩擦係数を低下させ、摩擦によって生じる発熱を抑えることができる。これにより、歯車の摩耗や、変形を防止できるとともに、歯車同士の接触時に生じる異音の発生を防止できる。したがって、例えば、グリスなどの潤滑剤を、各歯車の当接面部に塗布する必要がなくなるので、歯車列の製造工程における省力化を図ることができる。また、グリスを使わないため環境面にも配慮できる。

また、請求項５に係る画像形成装置は、伝達手段に、請求項１乃至４の何れかに記載の歯車列を設けているので、歯車同士の摩擦発熱による伝達トルクの低下や熱変形、摩擦によって削れた摩擦粉による伝達手段の系内の汚染、伝達手段の誤動作の誘発、異音の発生等を防止できる。これにより、画像形成装置の画像品質を向上させるとともに、静音設計の画像形成装置を提供できる。

以下、本発明の一実施の形態であるギア対１０と、該ギア対１０を適用したギア伝達機構を備えたレーザプリンタ１について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明を適用したレーザプリンタ１の中央断面図であり、図２は、プロセスカートリッジ１７の縦断面図であり、図３は、筐体２の左側から見た時の、左のフレーム２００に設けられたギア伝達機構のギア列の配置を平面的に示した図であり、図４は、ギア対１０の斜視図であり、図５は、第１ギア１３の歯３１近傍を示した部分拡大図であり、図６は、動力吸収式歯車動的試験機５００の構成図である。

なお、本実施形態のレーザプリンタ１は、図３に示すように、駆動モータ２０５の駆動を各場所に伝達するギア伝達機構を備え、該ギア伝達機構を構成するギア列に、摩擦摩耗が少なく、異音等が発生しにくいギア対１０（図４参照）を適用した点に特徴を有するものである。

はじめに、レーザプリンタ１の概略構造について説明する。図１に示すように、レーザプリンタ１は、筐体２を備える。そして、筐体２内には、被記録媒体としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４、給紙された用紙３に画像を形成する画像形成手段としての画像形成部５を構成するスキャナユニット９、プロセスカートリッジ１７および定着器１８が設けられている。さらに、これらは、筐体２の左右（図中紙面表裏方向）に設けられた２つのフレーム２００，２１０の間の位置に固定もしくは支持されている。

また、用紙３は、筐体２の底部に着脱される給紙カセット６に設けられた用紙押圧板７上にて積層状に保持され、その用紙押圧板７によって、筐体２の前面側で給紙カセット６の上方に設けられた給紙ローラ８に向かって押圧されている。そして、給紙ローラ８の回転にともなって、用紙３は、搬送ローラ１１を介するＵターン状の搬送パスを通って、レジストローラ１２から、筐体２内の略中央に設けられた画像形成部５に向かって搬送されるようになっている。

次に、スキャナユニット９について説明する。図１に示すように、スキャナユニット９は、筐体２内において排紙トレイ４６の直下に配置されている。そして、スキャナユニット９は、レーザ光を出射するレーザ発光部（図示外）、レーザ発光部より出射されたレーザ光を回転駆動して主走査方向に走査するポリゴンミラー１９、ポリゴンミラー１９に走査されたレーザ光の走査速度を一定にするｆθレンズ２０、走査されたレーザ光を反射する反射ミラー２１ａ，２１ｂ、反射ミラー２１ａで反射されたレーザ光を反射ミラー２１ｂを介して感光体ドラム２７（図２参照）上で結像する際の副走査方向における面倒れを補正するシリンダーレンズ２２などで構成されている。このスキャナユニット９は、印刷データに基づいてレーザ発光部から出射されるレーザ光を、図中一点鎖線Ｌで示すように、ポリゴンミラー１９、ｆθレンズ２０、反射ミラー２１ａ、シリンダーレンズ２２、反射ミラー２１ｂの順に通過あるいは反射させて、プロセスカートリッジ１７の感光体ドラム２７の表面上に露光走査するものである。

次に、プロセスカートリッジ１７について説明する。図１，図２に示すように、プロセスカートリッジ１７は、ドラムカートリッジ２３と、当該ドラムカートリッジ２３に着脱可能な現像カートリッジ２４とから構成されている。そして、ドラムカートリッジ２３は、感光体ドラム２７、帯電器２９などを備えている。一方、現像カートリッジ２４は、現像ローラ２８、供給ローラ３３、トナーホッパー３４などを備えている。また、図１に示すように、筐体２の前面の上寄り部位には、プロセスカートリッジ１７の挿入のための一部開放状の空間があり、プロセスカートリッジ１７は、筐体２の前面側（図１の右側）のカバー５３を下向きに回動させて大きく開いた状態で着脱される。

そして、図２に示すように、供給ローラ３３は、現像ローラ２８の側方位置で、現像ローラ２８を挟んで感光体ドラム２７の反対側の位置に回転可能に配設されており、現像ローラ２８に対して圧縮するような状態で当接されている。この供給ローラ３３は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されており、現像ローラ２８に供給するトナーを摩擦帯電するようになっている。このため、供給ローラ３３は、現像ローラ２８と同方向となる矢印方向（図２中反時計方向）に回転可能に配設されている。

また、トナーホッパー３４は、供給ローラ３３の側方位置に設けられており、その内部に供給ローラ３３を介して現像ローラ２８に供給される現像剤を充填している。本実施の形態では、現像剤として正帯電性の非磁性１成分のトナーが使用されている。

さらに、感光体ドラム２７の回転方向の現像ローラ２８の下流で、感光体ドラム２７の下方位置には、転写ローラ３０が配設されており、矢印方向（図１中反時計方向）に回転可能に支持されている。

次に、定着器１８について説明する。図１に示すように、定着器１８は、プロセスカートリッジ１７の側方下流側に配設された定着ローラ４１、この定着ローラ４１を押圧する加圧ローラ４２などを備えている。定着ローラ４１は、中空のアルミニウム製の軸にフッ素樹脂がコーティングされ焼成されたローラであり、筒状のローラの内部に加熱のためのハロゲンランプ４１ａを備えている。加圧ローラ４２は、低硬度シリコンゴムからなる軸にフッ素樹脂のチューブが被膜されたローラであり、スプリング（図示外）によってその軸が定着ローラ４１の方向に付勢されることで、定着ローラ４１に対して押圧されている。定着器１８では、プロセスカートリッジ１７において用紙３上に転写されたトナーが、用紙３が定着ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に用紙３に加圧加熱定着され、その後、用紙３を排紙パス４４に搬送するようにしている。

また、排紙トレイ４６は、筐体２の上部中央より前側にかけての位置に、印刷された用紙３を積層保持できるように、筐体２の前側ほど傾斜が小さくなるように凹部形成されている。画像形成部５で画像が形成された用紙３は、半弧を描くように設けられた排紙パス４４に導かれて排紙トレイ４６上に排出される。

次に、駆動モータ２０５からの駆動力を伝達するギア伝達機構について、図１，図３を参照して説明する。なお、図中、各ギアの歯丈に基づく円周半径の描写については省略する。

まず、ギア伝達機構を構成する各種ギアについて説明する。図３に示すように、略長方形状をなす左のフレーム２００の外側の面には、駆動モータ２０５からの駆動力を、レーザプリンタ１の各部に伝達する複数のギアが並んで構成されたギア伝達機構が設けられている。そして、駆動モータ２０５の駆動軸２０６には、直接ギア歯が形成されており、その駆動軸２０６の上方の位置で、駆動軸２０６のギアにアイドルギア２０８が噛合されている。さらに、このアイドルギア２０８は二段ギアとなっており、その小径ギア２０９には、フィーダ部４（図１参照）の給紙ローラ８や、搬送ローラ１１等へ駆動力を伝達するためのアイドルギア２１１と、画像形成部５の感光体ドラム２７（図１参照）を回転駆動させるためのドラムギア２５０とが各々噛合されている。そして、アイドルギア２１１は、アイドルギア２０８の前方の位置に、ドラムギア２５０はアイドルギア２０８の上方斜め後方の位置に、それぞれ配置されている。

また、ドラムギア２５０の上方の位置には、アイドルギア２６０が噛合されている。アイドルギア２６０には二段ギアとして構成されたアイドルギア２６３が、その前方の位置より噛合されており、そのアイドルギア２６３の小径ギア２６４に、さらに前方の位置より噛合された現像ギア２６６によって、現像カートリッジ２４の現像ローラ２８等（図１参照）へ駆動力が伝達されるようになっている。アイドルギア２６０もまた二段ギアとなっており、その小径ギア２６１に噛合されたアイドルギア２７１から後方斜め上方へ向かって、アイドルギア２７３，２７５，２７７，２７９が順に噛合されている。そして、末端のアイドルギア２７９に噛合された排紙ギア２８１によって、排紙ローラ４５（図１参照）へ駆動力が伝達されるようになっている。

また、ドラムギア２５０の後方の位置には二段ギアであるアイドルギア２５３が噛合され、アイドルギア２５３の小径ギア２５４には、その後方斜め下方の位置にて定着ギア２５６が噛合されている。この定着ギア２５６に伝達される駆動力によって、定着器１８の定着ローラ４１および加圧ローラ４２（図１参照）が回転駆動されるようになっている。

一方、フィーダ部４（図１参照）へ駆動力を伝達するためのアイドルギア２１１には、図示外の第２の給紙ユニットを装着した場合に、その第２の給紙ユニットが収容する用紙を搬送するために必要な駆動力を伝達するためのオプションギア２１３が、下方の位置で噛合されている。また、アイドルギア２１１は二段ギアとなっており、その小径ギア２１２の前方斜め上方の位置で、二段ギアとして構成されている太陽ギア２１８の小径ギア２１７が噛合されている。

太陽ギア２１８には、下側のレジストローラ１２（図１参照）を駆動するためのレジストギア２２２が、その上方の位置にて噛合されている。小径ギア２１７には、前方斜め下方の位置にて、給紙ローラ８へ駆動力を伝達するための給紙ギア２２０が噛合されている。

そして、レジストギア２２２と給紙ギア２２０との間の位置にて、太陽ギア２１８の小径ギア２１７には、後述する遊星ギア２２４が噛合されている。遊星ギア２２４にはアイドルギア２２７が噛合されており、さらに、アイドルギア２２７に、二段ギアである搬送ギア２２９の小径ギア２３０が噛合されている。搬送ギア２２９は、搬送ローラ１１（図１参照）を駆動するための駆動力を伝達するギアであり、レジストギア２２２よりも前方に配置されている。また、搬送ローラ１１に連動して、紙粉を回収するオーガ（図示外）が回転駆動されるように、搬送ギア２２９にはオーガギア２３２が噛合されている。これら上記した各ギアの軸は、一部のギアを除き、フレーム２００に取り付けられるギア軸支持板２９０と、フレーム２００の面との間で軸支されている。

このように、本実施形態のレーザプリンタ１のギア伝達機構は、各種ギアが互いに噛合してなるギア列から構成され、このギア列が複数並んで配置されることによって、駆動モータ２０５からの駆動を筐体２内の各装置に伝達する仕組みとなっている。そして、本実施形態では、このギア列に、本発明の特徴であるギア対１０を適用することによって、摩擦摩耗が少なく、かつ異音等が発生しにくいギア伝達機構を形成することができる。以下、このギア対１０について説明する。

次に、本発明の特徴の一具体例であるギア対１０について説明する。図４に示すように、ギア対１０は、第１ギア１３と、該第１ギア１３と噛合するとともに、第１ギア１３よりも小さい第２ギア１４とから構成されている。なお、第２ギア１４は、第１ギア１３と同じ大きさ、もしくはそれより大きくてもよい。そして、このようなギア対１０は、例えば、平行軸１５と平行軸１６との間に動力を伝達するために設けられる。

次に、第１ギア１３及び第２ギア１４の形状について説明する。図４に示すように、第１ギア１３及び第２ギア１４ともに平歯車である。第１ギア１３は、平行軸１５の径方向周囲にフランジ状に設けられ、第２ギア１４は、平行軸１６の径方向周囲に設けられている。さらに、第１ギア１３及び第２ギア１４の各外周縁に各々設けられた歯３１，３２は直歯状に各々形成され、該歯３１，３２は、平行軸１５，１６の各軸線に対して平行に各々延設されている。そして、歯３１と歯３２とが互いに噛合する際、互いに当接する各当接面が、歯３１の当接面部３１ａと、歯３２の当接面部３２ａとなっている。

次に、第１ギア１３及び第２ギア１４における各寸法について説明する。なお、ここでは、第１ギア１３を例にして説明する。図５に示すように、ギアの寸法を示すピッチ円直径３６は、第１ギア１３の測定の基準となるものである。また、円ピッチ３７は、ピッチ円３８の回りで測定された、１つの歯３１の中心から次の歯３１の中心までの距離である。さらに、第１ギア１３の直径ピッチは、ピッチ直径の１インチに対する歯の数である。さらに、第１ギア１３において、第１ギア１３の中心から歯３１の先までを歯先円直径といい、第１ギア１３の中心から歯３１の底部までを歯底円直径という。

次に、第１ギア１３及び第２ギア１４の構成成分について説明する。図４に示す第１ギア１３及び第２ギア１４は、ともにポリアセタール樹脂を母材とする合成樹脂ギアである。さらに、このポリアセタール樹脂には、潤滑剤としてのシリコンオイルと、充填剤としての非晶質シリカとがともに添加されており、第１ギア１３及び第２ギア１４の機械的強度と、各ギアの歯３１の当接面部３１ａと、歯３２の当接面部３２ａとの摺動性等を向上させている。なお、本実施形態で使用したポリアセタール樹脂は、「ジュラコンＭ９０」（ポリプラスチック株式会社製）である。

一方、シリコンオイルは、当接面部３１ａ及び３２ａの摺動特性を向上させるために添加されるものである。なお、本実施形態で使用したシリコンオイル（ポリジメチルシロキサン）は、「ＫＦ−９６−１００００００ＣＳ」（信越シリコーン社製）である。

さらに、非晶質シリカは、図４に示す第１ギア１３及び第２ギア１４の機械的強度を向上させるために添加されるものである。この非晶質シリカは、平均粒径が０．１〜２μｍのＳｉＯ_２からなる球状微粒子である。なお、本実施形態で使用した非晶質シリカは、「球状シリカＳＦＰ−３０Ｍ」（電気化学工業株式会社製）を使用した。なお、この非晶質シリカの特性は以下の通りである。
・ｄ５０＝０．７２、ｄ１００＝３．２
※なお、ｄ５０とは、累積重量が５０％となる粒子径（＝平均粒径）のことをいい、ｄ１００とは、累積重量が１００％となる粒子径（＝平均粒径）のことをいう。

次に、シリコンオイル及び非晶質シリカの配合割合について説明する。上記したように、図４に示す第１ギア１３、第２ギア１４はともにポリアセタール樹脂を母材とする。そして、本実施形態のギア対１０では、第１ギア１３及び第２ギア１４における各添加成分の配合割合を互いに異ならせることによって、各ギアの歯３１，歯３２の摩擦摩耗を低減させ、当接面部３１ａ，３２ａが互いに刷れることによって生じるきしみ音等の異音の発生を防止することができる。具体的に言うと、シリコンオイルは、母材に対して１重量％〜５重量％の範囲内で配合し、例えば、第１ギア１３のシリコンオイルの配合量を、第２ギア１４のシリコンオイルの配合量に対して２倍以上に調整する。なお、この配合割合は、第１ギア１３と第２ギア１４とで反対になっていてもよい。

一方、非晶質シリカは、母材に対して５重量％〜２０重量％の範囲内で配合し、例えば、第１ギア１３の非晶質シリカの配合量を、第２ギア１４の非晶質シリカの配合量に対して２倍以上に調整する。

したがって、例えば、母材（ポリアセタール樹脂）に対して、シリコンオイル２％、非晶質シリカ１％となるように調整する。これにより、ギア対１０の静摩擦係数、動摩擦係数を低くすることができ、図４に示す第１ギア１３及び第２ギア１４の歯３１，３２における摩擦摩耗を低減し、当接面部３１ａ，３２ａが互いに刷れることによって生じる異音等の発生を防止できる。

上記説明した本発明により限定された数値の効果を確認するために各種試験を以下のようにして行った。次に、試験１から試験５の結果について、図７乃至図２０に示す結果を参照して順次説明する。図７は、試験１−１の結果を示す表であり、図８は、試験１−２の結果を示す表であり、図９は、試験２−１の結果を示す表であり、図１０は、試験２−２の結果を示す表であり、図１１は、試験２−３の結果を示す表であり、図１２は、試験２−４の結果を示す表であり、図１３は、試験３−１の結果を示す表であり、図１４は、試験３−２の結果を示す表であり、図１５は、試験４−１の結果を示す表であり、図１６は、試験４−２の結果を示す表であり、図１７は、試験４−３の結果を示す表であり、図１８は、試験４−４結果を示す表であり、図１９は、試験５−１の結果を示す表であり、図２０は、試験５−２の結果を示す表である。

（試験１）
はじめに、試験１として、シリコンオイルの配合割合を調整して得られた複数の試験片を互いに組み合わせ、各組合せにおける摩擦係数（静摩擦係数と動摩擦係数）の測定を行った。ここで、摩擦係数とは、２つの物体が接している時、接触面に作用する摩擦力と、この面に直角に作用する圧力の比をこの２物体間の摩擦係数という。そして、運動の開始を妨げるものを静摩擦といい、運動中に生ずる抵抗を動摩擦という。

試験片の作成方法と測定条件は以下の通りである。
◎試験片の作成方法
・ポリアセタール樹脂に、シリコンオイルと非晶質シリカとを加えてミキサーで混合した。その後、二軸押出機を使用して溶融混練してペレットを得た。次いで、このペレットを射出成形機を使用することによって複数の試験片を成形した。なお、以下説明において、単位の「重量％」を「ｗｔ％」と示す。
◎測定条件
・ＪＩＳ Ｋ７１２５に準拠。
・試験温度２３℃、荷重２００ｇ、試験速度１５０ｍｍ／ｍｉｎ
・試験片を７０℃の恒温室にて１時間乾燥した。そして、室温２３℃、湿度４０％の室内で１週間保存した後に測定した。

次に、試験１の試験片について説明する。ここでは、シリコンオイルの配合割合を変えた４つの試験片Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用意した。
・試験片Ａ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル１ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・試験片Ｂ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル１．５ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・試験片Ｃ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・試験片Ｄ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル５ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
※なお、ポリアセタール樹脂（評価用）のみで作成した試験片を評価用として用意した。そして、その評価用試験片にグリスを塗布し、その場合の各摩擦係数を基準値とした。なお、本試験で使用したグリスは、「マルテンプＰＳ Ｎｏ２」（協同油脂株式会社製）である。

そして、試験１では、試験１−１，１−２の２つの試験を設定した。
・試験１−１：静摩擦係数の測定
・試験１−２：動摩擦係数の測定

試験１−１の結果について説明する。図７に示すように、シリコンオイルの配合を変えた場合の組合せにおける試験片の静摩擦係数は、試験片Ａ同士では０．４５、試験片Ａと試験片Ｂとの組合せでは０．４４、試験片Ａと試験片Ｃとの組合せでは０．２５、試験片Ａと試験片Ｄとの組合せでは０．２３、試験片Ｂ同士では０．４６、試験片Ｂと試験片Ｃとの組合せでは０．４４、試験片Ｂと試験片Ｄとの組合せでは０．２３、試験片Ｃ同士では０．４６、試験片Ｃと試験片Ｄとの組合せでは０．２４、試験片Ｄ同士では０．４７であった。なお、グリスを塗布した場合の評価用試験片同士の静摩擦係数は０．３０であった。

試験１−２の結果について説明する。図８に示すように、シリコンオイルの配合割合を変えた場合の組合せにおける試験片の動摩擦係数は、試験片Ａ同士では０．４、試験片Ａと試験片Ｂとの組合せでは０．３６、試験片Ａと試験片Ｃとの組合せでは０．２２、試験片Ａと試験片Ｄとの組合せでは０．２、試験片Ｂ同士では０．３８、試験片Ｂと試験片Ｃとの組合せでは０．３６、試験片Ｂと試験片Ｄとの組合せでは０．２、試験片Ｃ同士では０．３６、試験片Ｃと試験片Ｄとの組合せでは０．２２、試験片Ｄ同士では０．３３であった。なお、グリスを塗布した場合の評価用試験片同士の動摩擦係数は０．２６であった。

以上の結果から、基準値よりも低い静摩擦係数であった各種試験片の組合せは、試験片Ａと試験片Ｃ、試験片Ａと試験片Ｄ、試験片Ｂと試験片Ｄ、試験片Ｃと試験片Ｄの４つであった。また、基準値よりも低い動摩擦係数であった各種試験片の組合せは、試験片Ａと試験片Ｃ、試験片Ａと試験片Ｄ、試験片Ｂと試験片Ｄ、試験片Ｃと試験片Ｄの４つであり、静摩擦係数と同様の結果が得られた。

このように、グリス塗布時の各基準値よりも低い上記した４つの組合せにおける静摩擦係数と動摩擦係数との差は、グリス潤滑時の静摩擦係数と動摩擦係数との差と同程度に小さくすることができた。これにより、スティックスリップ現象を抑えることができるので、試験片と試験片とが刷れて生じるきしみ音などの異音を防止できると推測された。

なお、スティックスリップ現象とは、一般的に、固体面間の摩擦による減衰が負である場合に機械的振動系に間欠的に生じる自励振動の一種である。このような自励振動は、非振動的なエネルギーにより振動が発生し、その振動が振動系の振動状態に依存しているような振動をいう。例えば、楽器ではバイオリンの弦の振動、工作機械ではびびり振動が、スティックスリップ現象にあたり、異音発生の原因の１つとなっている。

したがって、上記試験片の組合せのように、ポリアセタール樹脂に対してシリコンオイルの配合量を１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲内に調整した場合に、一方の試験片のシリコンオイルの配合量を、他方の試験片のシリコンオイルの配合量に対して２倍以上に調整すれば、グリスを使わなくても、試験片の組合せによる静摩擦係数及び動摩擦係数を、グリス潤滑時の静摩擦係数及び動摩擦係数と同程度に抑えられることが推測された。

（試験２）
次に、試験２として、シリコンオイルの配合割合を調整して得られた試験用の歯車５１，５２（図６参照）を互いに組み合わせ、各組合せにおける回転摩耗量、歯車騒音、歯面温度、きしみ音発生の各種測定を行った。なお、評価に使用した歯車５１，５２の形状は、以下の通りである。
◎使用した歯車５１，５２の形状（ともに同じ形状）
・平歯車
・モジュールＭ＝０．５
・ピッチ円直径＝２０ｍｍ
・歯数 ４０
・歯幅 ５ｍｍ
・圧力角 ２０°
・歯車回転数 ３００ｒｐｍ
・駆動トルク ０．５Ｎ・ｍ
※試験用の歯車５１，５２の作成方法は、上記した試験１で作成した試験片と同じ作成方法である。
◎測定条件
・測定装置：動力吸収式歯車動的試験機
・室温２３℃、湿度４０％の室内で実施。

ここで、動力吸収式歯車動的試験機５００について説明する。図６に示すように、動力吸収式歯車動的試験機５００は、歯車駆動部５０と、該歯車駆動部５０によって駆動する一対の歯車５１，５２と、該歯車５１，５２から生ずるきしみ音を検出するマイクロホン５４と、該マイクロホン５４に配線を介して接続された騒音計５５と、該騒音計５５に配線を介して接続されたＦＦＴ周波数分析装置５６とで構成されている。なお、歯車駆動部５０は、歯車５１の平行軸５１ａを回転させ、歯車５１を駆動させる駆動用モータ５７と、歯車５２の平行軸５２ａに連結され、歯車５２に負荷トルクを与える負荷トルク用電磁クラッチ５８とから構成されている。そして、マイクロホン５４は、歯車５１，５２から１０ｃｍ離れた位置に設けられ、その周囲は、防音箱５９によって覆われている。なお、ＦＦＴ周波数分析装置５６では、騒音計５５からの出力信号によって周波数領域での分析を行うことができる。

次に、試験２の試験用の歯車５１，５２について説明する。ここでは、シリコンオイルの配合割合を変えて、各歯車５１，５２につき各４枚の歯車Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをそれぞれ用意した。
・歯車Ａ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル１ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・歯車Ｂ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル１．５ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・歯車Ｃ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・歯車Ｄ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル５ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
※なお、ポリアセタール樹脂（評価用）のみで作成した歯車５１，５２を評価用として用意した。そして、その評価用の歯車５１，５２にグリスを塗布し、その場合の各摩擦係数を基準値とした。なお、本試験で使用したグリスは、「マルテンプＰＳ Ｎｏ２」（協同油脂株式会社製）である。

そして、試験２では、試験２−１，２−２，２−３，２−４の４つの試験を設定し、以下のような各種試験をおこなった。
・試験２−１：歯車回転摩耗量試験
・試験２−２：歯車騒音レベル試験
・試験２−３：歯面温度測定試験
・試験２−４：きしみ音発生試験
※なお、試験２−３の歯面温度（℃）は、赤外線放射温度計で計測し、試験２−４のきしみ音は聴覚にてきしみ音の有無を判断した。

試験２−１の結果について説明する。図９に示すように、シリコンオイルの配合を変えた場合の歯車５１，５２における５０万回転の歯車回転摩耗量（ｍｇ）は、歯車Ａ同士では３７ｍｇ、歯車Ａと歯車Ｂとの組合せでは３２ｍｇ、歯車Ａと歯車Ｃとの組合せでは２０ｍｇ、歯車Ａと歯車Ｄとの組合せでは１７ｍｇ、歯車Ｂ同士では３７ｍｇ、歯車Ｂと歯車Ｃとの組合せでは３７ｍｇ、歯車Ｂと歯車Ｄとの組合せでは１９ｍｇ、歯車Ｃ同士では３８ｍｇ、歯車Ｃと歯車Ｄとの組合せでは１９ｍｇ、歯車Ｄ同士では４２ｍｇであった。なお、グリスを塗布した場合の評価用試験歯車同士の静摩擦係数は２２ｍｇであった。

以上の結果から、基準値よりも低い回転摩耗量であった各種歯車の組合せは、歯車Ａと歯車Ｃ、歯車Ａと歯車Ｄ、歯車Ｂと歯車Ｄ、歯車Ｃと歯車Ｄの４つであった。したがって、上記４つの歯車の組合せのように、ポリアセタール樹脂に対してシリコンオイルの配合量を１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲内に調整した場合に、一方の歯車のシリコンオイルの配合量を、他方の歯車のシリコンオイルの配合量に対して２倍以上に調整すれば、グリスを使わなくても、歯車の組合せによる回転摩耗量を、グリス潤滑時と同程度に抑えられることが推測された。

試験２−２の結果について説明する。図１０に示すように、シリコンオイルの配合を変えた歯車５１，５２の組合せにおける歯車騒音レベル（ｄＢ）は、歯車Ａ同士では５７（ｄＢ）、歯車Ａと歯車Ｂとの組合せでは５３（ｄＢ）、歯車Ａと歯車Ｃとの組合せでは４４（ｄＢ）、歯車Ａと歯車Ｄとの組合せでは４２（ｄＢ）、歯車Ｂ同士では５３（ｄＢ）、歯車Ｂと歯車Ｃとの組合せでは５１（ｄＢ）、歯車Ｂと歯車Ｄとの組合せでは４２（ｄＢ）、歯車Ｃ同士では５３（ｄＢ）、歯車Ｃと歯車Ｄとの組合せでは４３（ｄＢ）、歯車Ｄ同士では５０（ｄＢ）であった。なお、グリスを塗布した場合の評価用試験歯車同士の歯車騒音レベルは４４（ｄＢ）であった。

以上の結果から、基準値よりも低い歯車騒音レベル（ｄＢ）であった各種歯車の組合せは、歯車Ａと歯車Ｃ、歯車Ａと歯車Ｄ、歯車Ｂと歯車Ｄ、歯車Ｃと歯車Ｄの４つであった。したがって、上記４つの歯車の組合せのように、ポリアセタール樹脂に対してシリコンオイルの配合量を１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲内に調整した場合に、一方の歯車のシリコンオイルの配合量を、他方の歯車のシリコンオイルの配合量に対して２倍以上に調整すれば、グリスを使わなくても、歯車の組合せによる歯車騒音レベル（ｄＢ）を、グリス潤滑時と同程度に抑えられることが推測された。

試験２−３の結果について説明する。図１１に示すように、シリコンオイルの配合を変えた歯車５１，５２の組合せにおける歯面温度（℃）は、歯車Ａ同士では９５（℃）、歯車Ａと歯車Ｂとの組合せでは８８（℃）、歯車Ａと歯車Ｃとの組合せでは７６（℃）、歯車Ａと歯車Ｄとの組合せでは７３（℃）、歯車Ｂ同士では９２（℃）、歯車Ｂと歯車Ｃとの組合せでは８７（℃）、歯車Ｂと歯車Ｄとの組合せでは７３（℃）、歯車Ｃ同士では９１（℃）、歯車Ｃと歯車Ｄとの組合せでは７４（℃）、歯車Ｄ同士では８９（℃）であった。なお、グリスを塗布した場合の評価用試験歯車同士の歯面温度（℃）は７６（℃）であった。

以上の結果から、基準値よりも低い歯面温度（℃）であった各種歯車の組合せは、歯車Ａと歯車Ｃ、歯車Ａと歯車Ｄ、歯車Ｂと歯車Ｄ、歯車Ｃと歯車Ｄの４つであった。したがって、上記４つの歯車の組合せのように、ポリアセタール樹脂に対してシリコンオイルの配合量を１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲内に調整した場合に、一方の歯車のシリコンオイルの配合量を、他方の歯車のシリコンオイルの配合量に対して２倍以上に調整すれば、グリスを使わなくても、歯車の組合せによる歯面温度（℃）を、グリス潤滑時と同程度に抑えられることが推測された。

試験２−４の結果について説明する。なお、図１２では、きしみ音が発生しなかった場合は「○」、発生した場合は「×」とした。図１２に示すように、シリコンオイルの配合を変えた歯車５１，５２の組合せにおけるきしみ音の発生は、歯車Ａ同士では「×」、歯車Ａと歯車Ｂとの組合せでは「×」、歯車Ａと歯車Ｃとの組合せでは「○」、歯車Ａと歯車Ｄとの組合せでは「○」、歯車Ｂ同士では「×」、歯車Ｂと歯車Ｃとの組合せでは「×」、歯車Ｂと歯車Ｄとの組合せでは「○」、歯車Ｃ同士では「×」、歯車Ｃと歯車Ｄとの組合せでは「○」、歯車Ｄ同士では「×」であった。

以上の結果から、きしみ音が発生しなかった各種歯車の組合せは、歯車Ａと歯車Ｃ、歯車Ａと歯車Ｄ、歯車Ｂと歯車Ｄ、歯車Ｃと歯車Ｄの４つであった。したがって、上記４つの歯車の組合せのように、ポリアセタール樹脂に対してシリコンオイルの配合量を１ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲内に調整した場合に、一方の歯車のシリコンオイルの配合量を、他方の歯車のシリコンオイルの配合量に対して２倍以上に調整すれば、グリスを使わなくても、きしみ音の発生を防止できることが推測された。

（試験３）
次に、試験３として、非晶質シリカの配合割合を調整して得られた試験片を互いに組み合わせ、各組合せにおける摩擦係数（静摩擦係数と動摩擦係数）の測定を行った。なお、試験片の作成方法と測定条件については、上記した試験１と同じである。

次に、試験３の試験片について説明する。ここでは、非晶質シリカの配合割合を変えた３つの試験片を用意した。
◎試験区２に用いた試験片
・試験片Ｆ．ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ５ｗｔ％
・試験片Ｇ．ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・試験片Ｈ．ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ２０ｗｔ％
※なお、ポリアセタール樹脂（評価用）のみで作成した試験片を評価用として用意した。そして、その評価用試験片にグリスを塗布し、その場合の各摩擦係数を基準値とした。なお、本試験で使用したグリスは、「マルテンプＰＳ Ｎｏ２」（協同油脂社製）である。

そして、試験３でも、試験１と同様に試験３−１，３−２の２つの試験を設定した。
・試験３−１：静摩擦係数の測定
・試験３−２：動摩擦係数の測定

試験３−１の結果について説明する。図１３に示すように、非晶質シリカの配合を変えた場合の組合せにおける試験片の静摩擦係数は、試験片Ｆ同士では０．５、試験片Ｆと試験片Ｇとの組合せでは０．２８、試験片Ｆと試験片Ｈとの組合せでは０．２７、試験片Ｇ同士では０．４６、試験片Ｇと試験片Ｈとの組合せでは０．２７、試験片Ｈ同士では０．４５であった。なお、グリスを塗布した場合の評価用試験片同士の静摩擦係数は０．３０であった。

試験３−２の結果について説明する。図１４に示すように、非晶質シリカの配合を変えた場合の組合せにおける試験片の動摩擦係数は、試験片Ｆ同士では０．３８、試験片Ｆと試験片Ｇとの組合せでは０．２５、試験片Ｆと試験片Ｈとの組合せでは０．２５、試験片Ｇ同士では０．３６、試験片Ｇと試験片Ｈとの組合せでは０．２５、試験片Ｈ同士では０．３６であった。なお、グリスを塗布した場合の評価用試験片同士の動摩擦係数は０．２６であった。

以上の結果から、基準値よりも低い静摩擦係数であった各種試験片の組合せは、試験片Ｆと試験片Ｇ、試験片Ｆと試験片Ｈ、試験片Ｇと試験片Ｈの３つであった。また、基準値よりも低い動摩擦係数であった各種試験片の組合せも、試験片Ｆと試験片Ｇ、試験片Ｆと試験片Ｈ、試験片Ｇと試験片Ｈの３つであり、静摩擦係数と同様の結果が得られた。

このように、グリス塗布時の各基準値よりも低い上記した３つの組合せにおける静摩擦係数と動摩擦係数との差は、グリス潤滑時の静摩擦係数と動摩擦係数との差と同程度に小さくすることができた。これにより、スティックスリップ現象を抑えることができるので、試験片と試験片とが刷れて生じるきしみ音などの異音を防止できると推測された。

したがって、上記試験片の組合せのように、ポリアセタール樹脂に対して非晶質シリカの配合量を５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の範囲内に調整した場合に、一方の試験片の非晶質シリカの配合量を、他方の試験片の非晶質シリカの配合量に対して２倍以上に調整すれば、グリスを使わなくても、試験片の組合せによる静摩擦係数及び動摩擦係数を、グリス潤滑時の静摩擦係数及び動摩擦係数と同程度に抑えられることが推測された。

（試験４）
次に、試験４として、非晶質シリカの配合割合を調整して得られた試験用の歯車５１，５２（図６参照）を互いに組み合わせ、各組合せにおける回転摩耗量、歯車騒音、歯面温度、きしみ音発生の各種測定を行った。なお、評価に使用した歯車５１，５２の形状、測定条件については上記した試験２と同じである。

次に、試験４の試験用の歯車５１，５２について説明する。ここでは、非晶質シリカの配合割合を５〜２０ｗｔ％まで変えて、各歯車５１，５２につき３枚の歯車をそれぞれ用意した。
・歯車Ｆ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ５ｗｔ％
・歯車Ｇ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・歯車Ｈ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ２０ｗｔ％
※なお、ポリアセタール樹脂（評価用）のみで作成した歯車５１，５２を評価用として用意した。そして、その評価用の歯車５１，５２にグリスを塗布し、その場合の各摩擦係数を基準値とした。なお、本試験で使用したグリスは、「マルテンプＰＳ Ｎｏ２」（協同油脂社製）である。

そして、試験４でも、試験２と同様に、試験４−１，４−２，４−３，４−４の４つの試験を設定し、以下のような各種試験をおこなった。
・試験４−１：歯車回転摩耗量試験
・試験４−２：歯車騒音レベル試験
・試験４−３：歯面温度測定試験
・試験４−４：きしみ音発生試験

試験４−１の結果について説明する。図１５に示すように、非晶質シリカの配合を変えた場合の歯車５１，５２における５０万回転の歯車回転摩耗量（ｍｇ）は、歯車Ｆ同士では４３ｍｇ、歯車Ｆと歯車Ｇとの組合せでは１９ｍｇ、歯車Ｆと歯車Ｈとの組合せでは２１ｍｇ、歯車Ｇ同士では３８ｍｇ、歯車Ｇと歯車Ｈとの組合せでは１９ｍｇ、歯車Ｈ同士では３５ｍｇであった。なお、グリスを塗布した場合の評価用試験歯車同士の歯車回転摩耗量は２２ｍｇであった。

以上の結果から、基準値よりも低い回転摩耗量であった各種歯車の組合せは、歯車Ｆと歯車Ｇ、歯車Ｆと歯車Ｈ、歯車Ｇと歯車Ｈの３つであった。したがって、上記３つの歯車の組合せのように、ポリアセタール樹脂に対して非晶質シリカの配合量を５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の範囲内に調整した場合に、一方の歯車の非晶質シリカの配合量を、他方の歯車の非晶質シリカの配合量に対して２倍以上に調整すれば、グリスを使わなくても、歯車の組合せによる回転摩耗量を、グリス潤滑時と同程度に抑えられることが推測された。

試験４−２の結果について説明する。図１６に示すように、非晶質シリカの配合を変えた場合の歯車５１，５２における歯車騒音レベル（ｄＢ）は、歯車Ｆ同士では５２（ｄＢ）、歯車Ｆと歯車Ｇとの組合せでは４２（ｄＢ）、歯車Ｆと歯車Ｈとの組合せでは４２（ｄＢ）、歯車Ｇ同士では５３（ｄＢ）、歯車Ｇと歯車Ｈとの組合せでは４４（ｄＢ）、歯車Ｈ同士では５７（ｄＢ）であった。なお、グリスを塗布した場合の評価用試験歯車同士の歯車騒音レベルは４４（ｄＢ）であった。

以上の結果から、基準値よりも低い歯車騒音レベル（ｄＢ）であった各種歯車の組合せは、歯車Ｆと歯車Ｇ、歯車Ｆと歯車Ｈ、歯車Ｇと歯車Ｈの３つであった。したがって、上記３つの歯車の組合せのように、ポリアセタール樹脂に対して非晶質シリカの配合量を５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の範囲内に調整した場合に、一方の歯車の非晶質シリカの配合量を、他方の歯車の非晶質シリカの配合量に対して２倍以上に調整すれば、グリスを使わなくても、歯車の組合せによる歯車騒音レベル（ｄＢ）を、グリス潤滑時と同程度に抑えられることが推測された。

試験４−３の結果について説明する。図１７に示すように、非晶質シリカの配合を変えた場合の歯車５１，５２における歯面温度（℃）は、歯車Ｆ同士では９７（℃）、歯車Ｆと歯車Ｇとの組合せでは７５（℃）、歯車Ｆと歯車Ｈとの組合せでは７５（℃）、歯車Ｇ同士では９１（℃）、歯車Ｇと歯車Ｈとの組合せでは７２（℃）、歯車Ｈ同士では８８（℃）であった。なお、グリスを塗布した場合の評価用試験歯車同士の歯面温度は７６（℃）であった。

以上の結果から、基準値よりも低い歯面温度（℃）であった各種歯車の組合せは、歯車Ｆと歯車Ｇ、歯車Ｆと歯車Ｈ、歯車Ｇと歯車Ｈの３つであった。したがって、上記３つの歯車の組合せのように、ポリアセタール樹脂に対して非晶質シリカの配合量を５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の範囲内に調整した場合に、一方の歯車の非晶質シリカの配合量を、他方の歯車の非晶質シリカの配合量に対して２倍以上に調整すれば、グリスを使わなくても、歯車の組合せによる歯面温度（℃）を、グリス潤滑時と同程度に抑えられることが推測された。

試験４−４の結果について説明する。なお、図１８では、きしみ音が発生しなかった場合は「○」、発生した場合は「×」とした。図１８に示すように、非晶質シリカの配合を変えた場合の歯車５１，５２におけるきしみ音の発生は、歯車Ｆ同士では「×」、歯車Ｆと歯車Ｇとの組合せでは「○」、歯車Ｆと歯車Ｈとの組合せでは「○」、歯車Ｇ同士では「×」、歯車Ｇと歯車Ｈとの組合せでは「○」、歯車Ｈ同士では「×」であった。

以上の結果から、きしみ音が発生しなかった各種歯車の組合せは、歯車Ｆと歯車Ｇ、歯車Ｆと歯車Ｈ、歯車Ｇと歯車Ｈの３つであった。したがって、上記３つの歯車の組合せのように、ポリアセタール樹脂に対して非晶質シリカの配合量を５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の範囲内に調整した場合に、一方の歯車の非晶質シリカの配合量を、他方の歯車の非晶質シリカの配合量に対して２倍以上に調整すれば、グリスを使わなくても、歯車の組合せによる歯面温度（℃）を、きしみ音の発生を防止できることが推測された。

（試験５）
次に、試験５として、シリコンオイルの配合割合又は非晶質シリカの配合割合を調整して得られた試験片Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと、試験片Ｆ、Ｇ、Ｈとをそれぞれ作成し、それぞれの曲げ弾性率（ＭＰａ）を求めた。なお、曲げ弾性率の測定は、ＩＳＯ １７８に準拠しておこなった。ＩＳＯ １７８の試験条件を以下に示す。
◎測定条件
・試験片寸法（ｍｍ）：厚さ×巾×長さ＝４×１０×８０
・支点間距離：６４ｍｍ
・試験速度：２ｍｍ／ｍｉｎ
・単位：ＭＰａ

そして、試験５では、試験５−１，５−２の２つの試験を設定した。
・試験５−１：シリコンオイルの配合割合を変えた場合における試験片の曲げ弾性率の測定
・試験５−２：非晶質シリカの配合割合を変えた場合における試験片の曲げ弾性率の測定

まず、試験５−１の試験片について説明する。ここでは、シリコンオイルの配合割合を変えて、４本の試験片Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをそれぞれ用意した。
・試験片Ａ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル１ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・試験片Ｂ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル１．５ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・試験片Ｃ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・試験片Ｄ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル５ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％

次に、試験５−２の試験片について説明する。ここでは、非晶質シリカの配合割合を変えて、３本の試験片Ｆ、Ｇ、Ｈをそれぞれ用意した。
・試験片Ｆ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ５ｗｔ％
・試験片Ｇ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ１０ｗｔ％
・試験片Ｈ：ポリアセタール樹脂＋シリコンオイル２ｗｔ％＋非晶質シリカ２０ｗｔ％

試験５−１の結果について説明する。図１９に示すように、試験片Ａの曲げ弾性率は３５００（ＭＰａ）、試験片Ｂの曲げ弾性率は３３００（ＭＰａ）、試験片Ｃの曲げ弾性率は３２００（ＭＰａ）、試験片Ｄの曲げ弾性率は２５００（ＭＰａ）であった。このように、シリコンオイルの配合割合が高ければ高いほど、曲げ弾性率は低下する傾向にあることがわかった。これにより、例えば、曲げ弾性率が互いに異なる歯車同士が互いに噛合して回転する場合、一方の歯車の歯と他方の歯車の歯とが互いにぶつかる時に生じる反発エネルギーは、この曲げ弾性率の差によって吸収される。したがって、図１０に示す試験２−２の結果のように、歯車騒音レベルを低減できたように推測される。

試験５−２の結果について説明する。図２０に示すように、試験片Ｆの曲げ弾性率は２７００（ＭＰａ）、試験片Ｇの曲げ弾性率は３２００（ＭＰａ）、試験片Ｈの曲げ弾性率は４１００（ＭＰａ）であった。このように、非晶質シリカの配合割合が高ければ高いほど、曲げ弾性率は上昇する傾向にあることがわかった。これにより、例えば、曲げ弾性率が互いに異なる歯車同士が互いに噛合して回転する場合、一方の歯車の歯と他方の歯車の歯とが互いにぶつかる時に生じる反発エネルギーは、この曲げ弾性率の差によって吸収される。したがって、図１６に示す試験４−２の結果に示したように、歯車騒音レベルを低減できたように推測される。

以上説明したように、本実施形態のレーザプリンタ１では、駆動モータ２０５の駆動を伝達するギア伝達機構を備え、該ギア伝達機構を構成するギア列に、摩擦摩耗が少なく、異音等を発生しない複数のギア対１０を適用した点に特徴を有するものである。これによって、ギア同士の摩擦発熱による伝達トルクの低下や熱変形、摩擦によって削れた摩擦粉によるギア伝達機構の系内の汚染、ギア伝達機構の誤動作の誘発、異音の発生等を防止できる。したがって、レーザプリンタ１の画像品質を向上できるとともに、静音設計のレーザプリンタ１を提供することができる。

なお、本発明の歯車列及び該歯車列を備えた画像形成装置は、上記実施形態のレーザプリンタ１に限らず、各種変形が可能である。例えば、本実施形態では、摺動性のよいギア対１０を、レーザプリンタ１の駆動モータ２０５の駆動を伝達するギア伝達機構に適用したが、それ以外のギア伝達機構に適用してもよい。

また、上記説明では、第１ギア１３と、第２ギア１４とに分けて説明したが、２枚からなるギア列において何れのギアが、第１ギア１３又は第２ギア１４になってもよい。

本発明の歯車列は、少なくとも２枚の歯車からなる歯車列及び該歯車列を備えた動力伝達機構を有する各種装置に適用可能である。

本発明を適用したレーザプリンタ１の中央断面図である。 プロセスカートリッジ１７の縦断面図である。 筐体２の左側から見た時の、左のフレーム２００に設けられたギア伝達機構のギア列の配置を平面的に示した図である。 ギア対１０の斜視図である。 第１ギア１３の歯３１近傍を示した部分拡大図である。 動力吸収式歯車動的試験機５００の構成図である。 試験１−１の結果を示す表である。 試験１−２の結果を示す表である。 試験２−１の結果を示す表である。 試験２−２の結果を示す表である。 試験２−３の結果を示す表である。 試験２−４の結果を示す表である。 試験３−１の結果を示す表である。 試験３−２の結果を示す表である。 試験４−１の結果を示す表である。 試験４−２の結果を示す表である。 試験４−３の結果を示す表である。 試験４−４結果を示す表である。 試験５−１の結果を示す表である。 試験５−２の結果を示す表である。

符号の説明

１ レーザプリンタ
１０ ギア対
１３ 第１ギア
１４ 第２ギア
３１ 歯
３１ａ 当接面部
３２ 歯
３２ａ 当接面部
５１ 歯車
５２ 歯車

Claims (5)

1. 互いに当接する第１の歯車と第２の歯車とを備え、
   前記第１の歯車と前記第２の歯車との少なくとも互いに当接する各当接面部は、ポリアセタールを主体とするとともに、潤滑添加剤が配合された樹脂で形成され、
   前記各当接面部に、前記潤滑添加剤が１重量％から５重量％の範囲内で配合された場合、
   前記第１の歯車の前記当接面部の前記潤滑添加剤の配合量は、前記第２の歯車の前記当接面部の前記潤滑添加剤の配合量に対して２倍以上であることを特徴とする歯車列。
2. 前記潤滑添加剤は、シリコンであることを特徴とする請求項１に記載の歯車列。
3. 前記各当接面部には、球状のシリカが配合され、
   前記第１の歯車の前記当接面部と、前記第２の歯車の前記当接面部とでは、前記シリカの配合量が互いに異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の歯車列。
4. 前記各当接面部に、前記シリカが５重量％から２０重量％の範囲内で配合された場合、
   前記第１の歯車の前記当接面部の前記シリカの配合量は、前記第２の歯車の前記当接面部の前記シリカの配合量に対して２倍以上であることを特徴とする請求項３に記載の歯車列。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の歯車列を備え、
   動力源から動力を伝達する伝達手段に、前記歯車列が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
   
   
   

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