JP2006336824A

JP2006336824A - 駆動装置

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Publication number: JP2006336824A
Application number: JP2005165347A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyuki Ishida; 光行石田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-06-06
Also published as: JP4984315B2

Abstract

【課題】複数の出力ギアが連結する入力ギアの振動を抑制させる駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置６０は、入力ギア（ピニオンギア６６）と、このピニオンギア６６に連結する複数の出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）とを有する。出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）は、ピニオンギア６６に作用する力のモーメントがバランスするようにピニオンギア６６の軸方向の複数の位置に配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動装置に関し、例えば画像形成装置に用いられる駆動装置に関するものである。

一般に、ファクシミリ装置、複写機、プリンタ等の画像形成装置は、複数の回転部材（ロールなど）を有し、これら複数の回転部材を駆動する駆動装置を備えている。この種の駆動装置としては、例えばモータなどの駆動源に接続される１つの入力ギア（駆動ギア）に対して例えば２つの出力ギア（従動ギア）を噛み合わせるものが知られている。例えば、駆動ギアに対して２個一組となる従動ギアを噛み合わせ、半ピッチだけずれた状態となるように噛み合いを調整することにより、駆動モータの出力軸に設けたギアが他の従動ギアと噛み合う際に発生する高周波の噛み合い振動を抑えるようにしたものは公知である（例えば特許文献１）。また、モータギアをモータギアに噛み合う中間フィードギアに押圧する板ばねを備えることにより、両ギアの軸間距離を一定に保ち、フィードローラにおける用紙送り量のバラツキを少なくしたものは公知である（例えば特許文献２）。さらに、駆動源歯車を隣り合う２つの像担持体の中心を結ぶ直線上にかつその中点に配置し、歯車の歯数を偶数にすることにより、軸の倒れ量を小さくしたものは公知である（例えば特許文献３）。

特開２００４−６８９４６特開２００３−３２７３３８特開２００１−１４７５６５

しかしながら、上記の技術の場合、１つの入力ギアで例えば２つの出力ギアに動力を伝達しているため、所望の回転部材（ロールなど）に駆動を伝達するためには、複数の（例えば２つの）モータを用いる必要があった。そこで、複数の回転部材をより少ない（例えば１つの）モータで回転駆動させるために、１つの入力ギアに複数（例えば３つ以上）の出力ギアを噛み合わせるものが知られている。この場合、１つの入力ギアに複数の出力ギアを配列させるために、入力ギアの軸方向の長さを延長して該入力ギアと複数の出力ギアとの噛み合い幅を確保している。

しかしながら、上記の方法においては、入力ギアの軸方向の長さを延長することによる入力ギアの振れが発生し、モータ軸が振動することがあった。このモータ軸の振動は、騒音、モータ本体の寿命低下および入力ギアに噛み合う出力ギアの偏磨耗の原因となっていた。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、複数の出力ギアが連結する入力ギアの振れを抑制する駆動装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、入力ギアと、前記入力ギアに連結する複数の出力ギアとを有し、前記複数の出力ギアは、前記入力ギアに作用する力のモーメントがバランスするように該入力ギアの軸方向の複数の位置に配置されている駆動装置にある。

好適には、前記複数の出力ギアは、前記入力ギアに作用する力がバランスするように該入力ギアの複数の位置に配置されている。

好適には、前記複数の出力ギアから前記入力ギアのＸ方向に作用する力をＦ１ｘ、Ｆ２ｘ、Ｆ３ｘ、Ｆ４ｘ・・・とし、
前記複数の出力ギアから前記前記入力ギアのＹ方向に作用する力をＦ１ｙ、Ｆ２ｙ、Ｆ３ｙ、Ｆ４ｙ・・・とし、
許容値とαとすると、
Ｆ１ｘ＋Ｆ２ｘ＋Ｆ３ｘ＋Ｆ４ｘ＋・・・≦α
Ｆ１ｙ＋Ｆ２ｙ＋Ｆ３ｙ＋Ｆ４ｙ＋・・・≦α
を満たす。

本発明によれば、複数の出力ギアが、入力ギアに作用する力のモーメントがバランスするように入力ギアの軸方向の複数の位置に配置されていることにより、入力ギアの振れを抑制することができる。

次に本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に像形成手段１４が搭載され、この画像形成装置本体１２の上部に排出部１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に後述する給紙装置１８が設けられている。

排出部１６は、画像形成装置本体１２に対して回動自在の傾斜部２０を有する。この傾斜部２０は、排出口部分が低く、前面方面（図１の右方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜しており、排出出口部分を下端とし、高くなった先端を上端としている。この傾斜部２０は下端を中心に回動自在であるよう画像形成装置本体１２に支持されている。図１において二点鎖線で示すように、傾斜部２０を上方に回転して開いたときには、開放部２２が形成され、この開放部２２を介して後述するプロセスカートリッジ２４が脱着できるようにしてある。

像形成手段１４は、例えば電子写真方式のもので、感光体からなる像担持体２６とこの像担持体２６を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置２８と、この帯電装置２８により帯電された像担持体２６に、光により潜像を書き込む光書込み装置３０と、この光書込み装置３０により形成された像担持体２６の潜像を現像剤により可視化する現像装置３２と、この現像装置３２による現像剤像をシートに転写する例えば転写ロールからなる転写装置３４と、像担持体２６に残存する現像剤をクリーニングする例えばブレードからなるクリーニング装置３６と、転写装置３４により転写されたシート上の現像剤像をシートに定着させる例えば加圧ロールと加熱ロールとからなる定着ロール３７を有する定着装置３８とから構成されている。光書込み装置３０は例えば走査型のレーザ露光装置からなり、給紙装置１８の給紙カセット４０と平行で画像形成装置本体１２の前面（図１の右側面）近傍に配置され、現像装置３２内を横切って像担持体２６を露光する。また、現像装置３２は、像担持体２６と対向する現像ロール４２を有する。

プロセスカートリッジ２４は、像担持体２６、帯電装置２８、現像装置３２及びクリーニング装置３６を一体化したものである。このプロセスカートリッジ２４は、排出部１６の傾斜部２２の直近下方に配置されており、前述したように、傾斜部２２を開いたときに形成される開放部２４を介して脱着される。

また、画像形成装置本体１２には、例えばレジストロール４４が転写装置３４の上流側（図１の下方側）に配置されている。給紙装置１８から搬送路４６に搬送されたシートは、このレジストロール４４により一時停止され、所定のタイミングで像形成手段１４に送られて像が形成され、排出ロール４８により排出部１６へ排出される。

なお、画像形成装置本体１２には、定着装置３８を引き出すための開閉カバー５０が設けられている。この開閉カバー５０は、画像形成装置本体１２の後面方向（図１の左方向）に向けて開閉される。

給紙装置１８には、給紙カセット４０が設けられている。給紙カセット４０は、画像形成装置本体１２に対して摺動自在に装着され、正面方向（図１の右方向）に引き出される。この給紙カセット４０の前端上方付近には、シート搬送部５２が設けられている。このシート搬送部５２は、ピックアップロール５４と、このピックアップロール５４から供給された用紙を分離給送するフィードロール５６及びリタードロール５８とを有する。

また、画像形成装置本体１２には、駆動装置６０が設けられている。この駆動装置６０は、上述した現像装置３２、定着装置３８及びシート搬送部５２等に駆動力を伝達する。

図２に駆動装置６０の詳細を示す。
図２（ａ）は駆動装置６０の斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の駆動装置６０を正面方向（矢印Ａ方向）からみた正面図である。

図２に示すように、駆動装置６０は、駆動源であるモータ６２、モータ基盤６４、入力ギア（ピニオンギア６６）と、このピニオンギア６６に連結する複数の出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）とを有する。

モータ基盤６４の一方の面にはモータ６２が固定され、このモータ基盤６４の他方の面には上述した各ギア（例えばピニオンギア６６、第１のギア６８、第２のギア７０及び第３のギア７２）が配置されている。

ピニオンギア６６は、モータ６２の出力軸に固定され、このモータ６２の駆動力をピニオンギア６６に連結する（噛み合う）各出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）に伝達するようになっている。すなわち、駆動装置６０は、１入力に対して多出力（例えば４出力）となるように構成されている。

また、図２（ａ）に示すように、ピニオンギア６６は、軸方向に長く形成されており、このピニオンギア６６の軸方向に複数の出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）が噛み合っている。換言すると、ピニオンギア６６を軸方向に延長して、出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）との噛み合い幅を確保している。

第１のギア６８及び第２のギア７０は、シート搬送部５２のピックアップロール５４、フィードロール５６など（図１に示す）へ駆動力を伝達するようになっている。第３のギア７２は、現像装置３２の現像ロール４２（図１に示す）へ、第４のギア７４は、定着装置３８の定着ロール３７（図１に示す）へ駆動力を伝達するようになっている。

なお、各出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）の歯幅、歯数は、それぞれ異なっていてもよい。

次に、入力ギア（ピニオンギア６６）に連結する複数の出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）の配置について詳細に説明する。

図３（ａ）は入力ギア（ピニオンギア６６）及び入力ギアに連結する複数の出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）を側面方向（図２の矢印Ｂ方向）から図示した模式図であり、図３（ｂ）は入力ギア及び入力ギアに連結する複数の出力ギアを正面方向（図２の矢印Ａ方向）から図示した模式図である。

図３（ａ）に示すように、第１のギア６８及び第２のギア７０は、側面方向からみてモータ６２の端面、すなわちピニオンギア６６の根元部から所定の距離をおいて配置されている。具体的には、第１のギア６８及び第２のギア７０の中心位置（図３（ａ）の一点鎖線）は、ピニオンギア６６の根元部から軸方向に（先端方向に）長さＬ１の位置に配置されている。

第３のギア７２及び第４のギア７４は、側面方向（図２の矢印Ｂ方向）からみて第１のギア６８及び第２のギア７０から所定の距離をおいて配置されている。具体的には、第３のギア７２及び第４のギア７４の中心位置（図３（ａ）の一点鎖線）は、第１のギア６８及び第２のギア７０からピニオンギア６６の軸方向に（先端方向に）長さＬ２の位置、すなわちピニオンギア６６の根元部から長さＬ１＋Ｌ２の位置に配置されている。

なお、第３のギア７２及び第４のギア７４の中心位置（図３（ａ）の一点鎖線）は、ピニオンギア６６の先端部から（ピニオンギア６６の根元部の方向へ）長さＬ３の位置に配置されており、ピニオンギア６６の全長（Ｌ）は、長さＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３に形成されている。本例において、上述した長さＬ２は長さＬ１よりも長く、すなわちＬ１＜Ｌ２となっている。

図３（ｂ）に示すように、第１のギア６８と第２のギア７０とは、正面方向からみて互いに１８０度隔てて、すなわち対向する位置に配置されている。また、第３のギア７０と第４のギア７４とは、正面方向（図２の矢印Ａ方向）からみて互いに１８０度隔てて、すなわち対向する位置に配置されている。
また、第２のギア７０と第３のギア７２とは角度θ１、第１のギア６８と第３のギア７２とは角度θ２、第１のギア６８と第４のギア７４とは角度θ３、第２のギア７０と第４のギア７２とは角度θ４隔てて配置されている。本例においては、これら４つの出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）は、互いに９０度ずつ隔てて設けられており、すなわち、θ１＝θ２＝θ３＝θ４＝９０°となっている。

図４（ａ）は入力ギア（ピニオンギア６６）に作用する出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）からの駆動負荷を側面方向から図示した模式図であり、図４（ｂ）は入力ギアに作用する出力ギアからの駆動負荷を上面方向（図２の矢印Ｃ方向）から図示した模式図であり、図４（ｃ）は入力ギアに作用する出力ギアからの駆動負荷を正面方向（図２の矢印Ａ方向）から図示した模式図である。なお、本図において、入力ギアの軸方向をＺ軸方向、入力ギアの左右方向をＸ軸方向（水平方向）、入力ギアの上下方向をＹ軸方向（垂直方向）とする。

図４（ａ）に示すように、ピニオンギア６６の垂直方向には、複数の力（駆動負荷）が作用している。具体的には、ピニオンギア６６は、該ピニオンギア６６の垂直方向（Ｙ軸方向）に第３のギア７２からの駆動負荷Ｗ３と第４のギア７４からの駆動負荷Ｗ４とを受けている。この駆動負荷Ｗ３と駆動負荷Ｗ４とは、互いに対向する位置、及び互いに対向する方向に作用している。より具体的には、駆動負荷Ｗ３は、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１＋Ｌ２の位置に、ピニオンギア６６の中心に向かって（図４（ａ））の上方から下方（Ｙ軸方向）に向かって）作用しており、駆動負荷Ｗ４は、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１＋Ｌ２の位置に、ピニオンギア６６の中心に向かって（図４（ａ））の下方から上方（Ｙ軸方向）に向かって）作用している。

また、図４（ｂ）に示すように、ピニオンギア６６の水平方向には、複数の力（駆動負荷）が作用している。具体的には、ピニオンギア６６は、該ピニオンギア６６の水平方向（Ｘ軸方向）に第１のギア６８からの駆動負荷Ｗ１と第２のギア７０からの駆動負荷Ｗ２とを受けている。この駆動負荷Ｗ１と駆動負荷Ｗ２とは、互いに対向する位置、及び互いに対向する方向に作用している。具体的には、駆動負荷Ｗ１は、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１の位置に、ピニオンギア６６に中心に向かって（図４（ｂ））の上方から下方（Ｘ軸方向）に向かって）作用しており、駆動負荷Ｗ２は、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１の位置に、ピニオンギア６６の中心に向かって（図４（ｂ））の下方から上方（Ｘ軸方向）に向かって）作用している。

また、図４（ｃ）に示すように、正面方向（図２の矢印Ａ方向）からみると、上述したピニオンギア６６に作用する力（駆動負荷Ｗ１、駆動負荷Ｗ２、駆動負荷Ｗ３及び駆動負荷Ｗ４）は、ピニオンギア６６の水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）に互いに９０度ずつ隔てて作用している。すなわち、駆動負荷Ｗ２と駆動負荷Ｗ３とをなす角度をθ１、駆動負荷Ｗ１と駆動負荷Ｗ３とをなす角度をθ２、駆動負荷Ｗ１と駆動負荷Ｗ４とをなす角度をθ３、駆動負荷Ｗ２と駆動負荷Ｗ４とをなす角度をθ４とすると、θ１＝θ２＝θ３＝θ４＝９０°となっている。

なお、本例においては、駆動負荷Ｗ１と駆動負荷Ｗ２とは同一の力（負荷）、すなわちＷ１＝Ｗ２となっており、駆動負荷Ｗ３と駆動負荷Ｗ４とは同一の負荷、すなわちＷ３＝Ｗ４となっている。また、駆動負荷Ｗ１及び駆動負荷Ｗ２は、駆動負荷Ｗ３及び駆動負荷Ｗ４と比較して小さな負荷、すなわち（Ｗ１＝Ｗ２）＜（Ｗ３＝Ｗ４）となっている。

ここで、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ピニオンギア６６を該ピニオンギア６６の根元部（図４のＯ点）を固定端とした方持ち梁と仮定すると、梁（ピニオンギア６６）に作用する力のモーメント、すなわちＯ点まわりのモーメントＭ_Ｏは下式（１）で表される。

このとき、本例においてはＷ１＝Ｗ２及びＷ３＝Ｗ４であるので、梁（ピニオンギア６６）に作用する力のモーメントの和は０、すなわち上式（１）においてＭ_Ｏ＝０となる。

また、図４（ｃ）に示すように、梁（ピニオンギア６６）に作用する力（駆動負荷）は、下式（２）で表される。

このとき、本例においてはＷ１＝Ｗ２及びＷ３＝Ｗ４であるので、梁（ピニオンギア６６）に働く力（駆動負荷）の和は０、すなわち上式（２）においてＰ＝０となる。

このように、複数の出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）は、入力ギア（ピニオンギア６６）に作用する力のモーメントがバランスする（つり合う）ように、ピニオンギア６６の軸方向の複数の位置（Ｌ１、Ｌ２）に配置されている。本例においては、入力ギアに作用する力のモーメントの和は０となっている。
また、複数の出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）は、入力ギア（ピニオンギア６６）に作用する力（駆動負荷Ｗ１、駆動負荷Ｗ２、駆動負荷Ｗ３及び駆動負荷Ｗ４）がバランスする（つり合う）ように、ピニオンギア６６の複数の位置（θ１、θ２、θ３及びθ４）に配置されている。本例においては、入力ギアに作用する力の和は０となっている。
これにより、軸方向の長さが延長された入力ギアにおいても、該入力ギアの振れを抑制し、モータ軸の振動を低減させることができる。したがって、モータの騒音、モータ本体の寿命低下、及び入力ギアに噛み合う出力ギアの偏磨耗を抑制することできる。さらに、１つの入力ギアに複数の出力ギアを配列させることで、駆動源（モータ）の数を低減させることができ、コストを低減することができる。

次に第２の実施形態について説明する。

なお、上述した第１の実施形態と実質的に同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図５（ａ）は入力ギア（ピニオンギア６６）及び入力ギアに連結する複数の出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）を側面方向（図２の矢印Ｂ方向）から図示した模式図であり、図５（ｂ）は入力ギア及び入力ギアに連結する複数の出力ギアを正面方向（図２の矢印Ａ方向）から図示した模式図である。

図５（ａ）に示すように、第１のギア６８及び第２のギア７０は、側面方向からみてモータ６２の端面、すなわちピニオンギア６６の根元部から所定の距離の位置に配置されている。具体的には、第１のギア６８及び第２のギア７０の中心位置（図５（ａ）の一点鎖線）は、ピニオンギア６６の根元部から軸方向に（先端方向に）長さＬ１の位置に配置されている。

第３のギア７２は、側面方向からみて第１のギア６８及び第２のギア７０から所定の距離をおいて配置されている。具体的には、第３のギア７２の中心位置（図５（ａ）の一点鎖線）は、第１のギア６８及び第２のギア７０の中心位置（図５（ａ）の一点鎖線）からピニオンギア６６の軸方向に（先端方向に）長さＬ２の位置、すなわち、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１＋Ｌ２の位置に配置されている。

また、第４のギア７４は、側面方向からみて第３のギア７２から所定の距離をおいて配置されている。具体的には、第４のギア７４の中心位置（図５（ａ）の一点鎖線）は、第３のギア７２の中心位置（図５（ａ）の一点鎖線）からピニオンギア６６の軸方向に（先端方向に）長さＬ３の位置、すなわち、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３の位置に配置されている。

なお、第４のギア７４の中心位置（図５（ａ）の一点鎖線）は、ピニオンギア６６の先端部から（ピニオンギア６６の根元部の方向へ）長さＬ４の位置に配置されており、ピニオンギア６６の全長（Ｌ）は、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４の長さに形成されている。
なお、本例において、上述した長さＬ２は長さＬ１よりも長く、且つ長さＬ２は長さＬ３と同一の長さ、すなわちＬ１＜（Ｌ２＝Ｌ３）となっている。

図５（ｂ）に示すように、正面方向（図２の矢印Ａ方向）からみて、第１のギア６８と第２のギア７０とは、所定の角度（例えば角度θ１）隔てて配置されている。また、正面方向からみて、第３のギア７０と第４のギア７４とは、１８０度隔てて、すなわち互いに対向する位置に配置されている。また、第１のギア６８と第４のギア７４とは角度θ２、第２のギア７０と第４のギア７４とは角度θ３隔てて配置されている。

図６（ａ）は入力ギア（ピニオンギア６６）に作用する出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）からの駆動負荷を側面方向から図示した模式図であり、図６（ｂ）は入力ギアに作用する出力ギアからの駆動負荷を上面方向（図２の矢印Ｃ方向）から図示した模式図であり、図６（ｃ）は入力ギアに作用する出力ギアからの駆動負荷を正面方向（図２の矢印Ａ方向）から図示した模式図である。なお、本図において、入力ギアの軸方向をＺ軸方向、入力ギアの左右方向をＸ軸方向（水平方向）、入力ギアの上下方向をＹ軸方向（垂直方向）とする。

なお、本例においては、第１の実施形態で述べた複数の力（駆動負荷Ｗ１、駆動負荷Ｗ２、駆動負荷Ｗ３及び駆動負荷Ｗ４）をベクトルで表す。すなわち、駆動負荷Ｗ１をベクトルＦ１、駆動負荷Ｗ２をベクトルＦ２、駆動負荷Ｗ３をベクトルＦ３及び駆動負荷Ｗ４をベクトルＦ４と表す。
ここで、ベクトルＦ１のＸ軸方向の成分をＦ１ｘ、ベクトルＦ１のＹ軸方向の成分をＦ１ｙとし、同様に、ベクトルＦ２のＸ軸方向の成分をＦ２ｘ、ベクトルＦ２のＹ軸方向の成分をＦ２ｙ、ベクトルＦ３のＸ軸方向の成分をＦ３ｘ、ベクトルＦ３のＹ軸方向の成分をＦ３ｙ、ベクトルＦ４のＸ軸方向の成分をＦ４ｘ、ベクトルＦ４のＹ軸方向の成分をＦ４ｙと表す。

図６（ａ）に示すように、ピニオンギア６６の垂直方向には、複数の力（駆動負荷）が作用している。具体的には、ピニオンギア６６は、該ピニオンギア６６の垂直方向（Ｙ軸方向）に第１のギア６８からの駆動負荷Ｆ１ｙ、第２のギア７０からの駆動負荷Ｆ２ｙ、第３のギア７２からの駆動負荷Ｆ３ｙ及び第４のギア７４からの駆動負荷Ｆ４ｙを受けている。

駆動負荷Ｆ１ｙ及び駆動負荷Ｆ２ｙは、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１の位置に、該ピニオンギア６６の中心に向かって（図６（ａ）の上方から下方（Ｙ軸方向）に向かって）作用している。また、駆動負荷Ｆ３ｙは、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１＋Ｌ２の位置に、ピニオンギア６６の中心に向かって（図６（ａ）の上方から下方（Ｙ軸方向）に向かって）作用している。また、駆動負荷Ｆ４ｙは、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３の位置に、ピニオンギア６６の中心方向に（図６（ａ）の下方から上方（Ｙ軸方向）に向かって）作用している。

図６（ｂ）に示すように、ピニオンギア６６の水平方向には、複数の力（駆動負荷）が作用している。具体的には、ピニオンギア６６は、該ピニオンギア６６の水平方向（Ｘ軸方向）に第１のギア６８からの駆動負荷Ｆ１ｘと第２のギア７０からの駆動負荷Ｆ２ｘとを受けている。駆動負荷Ｆ１ｘ及び駆動負荷Ｆ２ｘは、互いに対向する位置、及び互いに対向する方向に作用している。具体的には、駆動負荷Ｆ１ｘは、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１の位置に、ピニオンギア６６の中心方向に向かって（図６（ｂ）の上方から下方（Ｙ軸方向）に向かって）作用しており、駆動負荷Ｆ２ｘは、ピニオンギア６６の根元部から長さＬ１の位置に、ピニオンギア６６の中心に向かって（図６（ｂ））の下方から上方（Ｙ軸方向）に向かって）作用している。

また、図６（ｃ）に示すように、正面方向からみた場合、ピニオンギア６６の複数の位置（角度）に対して、上述した複数の力（ベクトルＦ１、ベクトルＦ２、ベクトルＦ３及びベクトルＦ４）が作用している。

ベクトルＦ１とベクトルＦ２とは、正面方向からみて、角度θ１隔ててピニオンギア６６の中心に向かって作用している。また、ベクトルＦ３及びベクトルＦ４は、正面方向からみて、互いに対向（１８０度隔てて）作用している。具体的には、ベクトルＦ３は、ピニオンギア６６の中心に向かって（図６（ｃ）の上方から下方（Ｙ軸方向）に向かって）作用しており、ベクトルＦ４、ピニオンギア６６の中心に向かって（図６（ｃ）の下方から上方（Ｙ軸方向）に向かって）作用している。また、ベクトルＦ２とベクトルＦ４とは角度θ３、ベクトルＦ４とベクトルＦ１とは角度θ２隔てて配置されている。

なお、本例においては、ベクトルＦ１とベクトルＦ２との力の大きさは同一、すなわちＦ１＝Ｆ２となっている。また、ベクトルＦ３の力の大きさは、ベクトルＦ１及びベクトルＦ２の力の大きさと比較して大きくなっており、ベクトルＦ４の力の大きさは、ベクトＦ３の力の大きさと比較して大きくなっている。すなわち、上述した各ベクトルの力の大きさは、（Ｆ１＝Ｆ２）＜Ｆ３＜Ｆ４となっている。

また、ベクトルＦ１のＸ軸方向の成分であるＦ１ｘの力の大きさは、Ｆ１ｘ＝ベクトルＦ１×ｃｏｓθ１／２で表され、ベクトルＦ１のＹ軸方向の成分であるＦ１ｙの力の大きさはＦ１ｙ＝ベクトルＦ１×ｓｉｎθ１／２で表される。同様に、Ｆ２ｘの力の大きさは、Ｆ２ｘ＝ベクトルＦ２×ｃｏｓθ１／２で表され、Ｆ２ｙの力の大きさはＦ２ｙ＝ベクトルＦ２×ｓｉｎθ１／２で表される。
また、本例においては、ベクトルＦ３のＸ軸方向の成分であるＦ３ｘの力の大きさは０であり、ベクトルＦ３のＹ軸方向の成分であるＦ３ｙの力の大きさはＦ３ｙ＝ベクトルＦ３となる。同様に、ベクトルＦ４のＸ軸方向の成分であるＦ４ｘの力の大きさは０であり、ベクトルＦ４のＹ軸方向の成分であるＦ４ｙの力の大きさはＦ４ｙ＝ベクトルＦ４となる。

ここで、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ピニオンギア６６を該ピニオンギア６６の根元部（図６のＯ点）を固定端とした方持ち梁と仮定すると、梁（ピニオンギア６６）に作用する力のモーメント、すなわちＯ点まわりのモーメントＭ_Ｏは下式（３）で表される。

ここで、＋Ｌ１Ｆ１ｘと−Ｌ１Ｆ２ｘとは相殺されるので、Ｏ点まわりのモーメントＭ_Ｏは、下式（４）となる。

上式（４）により、Ｍ_Ｏ＝０もしくはＭ_Ｏ≦α_ＭとなるＬ１、Ｌ２及びＬ３が求められる。ここでα_Ｍは入力ギアの振れが抑制される許容値である。すなわち、複数の出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）は、梁（ピニオンギア６６）に作用する力のモーメントの和が０もしくはα_Ｍ以下となるように該ピニオンギア６６の軸方向における複数の位置（Ｌ１、Ｌ２及びＬ３）に配置されている。

また、図６（ｃ）に示すように、梁（ピニオンギア６６）に作用する力（駆動負荷）Ｐは、下式（５）で表される。

上式（５）において、＋Ｆ１ｘと−Ｆ２ｘとは相殺されるので、梁に作用する力（駆動負荷）Ｐは、下式（６）となる。

ここで、上述したようにＦ１ｙはＦ１ｙ＝ベクトルＦ１×ｓｉｎθ１／２、Ｆ２ｙはＦ２ｙ＝ベクトルＦ２×ｓｉｎθ１／２、Ｆ３ｙはＦ３ｙ＝ベクトルＦ３、Ｆ４ｙはＦ４ｙ＝ベクトルＦ４である。

上式（６）により、Ｐ＝０もしくはＰ≦α_Ｐとなる角度（例えばθ１）が求められる。ここでα_Ｐは入力ギアの振れが抑制される許容値である。すなわち、複数の出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）は、梁（ピニオンギア６６）に働く力の和が０もしくはα_Ｐ以下となるように該ピニオンギア６６の複数の位置（θ１、θ２及びθ３）に配置されている。

一般に、物体に働く複数の力（例えばベクトルＦ１、ベクトルＦ２、ベクトルＦ３、ベクトルＦ４・・・）がつり合う条件は、この物体に働く力の和が０のときである。物体に働く複数の力のＸ方向の成分をベクトルＦ１ｘ、ベクトルＦ２ｘ、ベクトルＦ３ｘ、ベクトルＦ４ｘ・・・とし、物体に働く複数の力のＹ方向の成分をベクトルＦ１ｙ、ベクトルＦ２ｙ、ベクトルＦ３ｙ、ベクトルＦ４ｙ・・・とすると、物体に働く力がつり合う条件式は、下式（７）で表される。

したがって、入力ギアに作用する複数の力がつり合う（バランスする）条件においても上式（７）と同様に表すことができる。ただし、入力ギアの振れを抑制する条件としては、入力ギアに作用する力の和が許容値α以下であればよい。すなわち、入力ギアの振れを抑制させるための条件式は、下式（８）で表される。

このように、出力ギア（第１のギア６８、第２のギア７０、第３のギア７２及び第４のギア７４）は、入力ギア（ピニオンギア６６）に作用する力のモーメントがバランスするように該入力ギアの軸方向の複数の位置（Ｌ１、Ｌ２及びＬ３）に配置されている。さらに、出力ギアは、入力ギアに作用する力がバランスするように該入力ギアの複数の位置（θ１、θ２及びθ３）に配置されている。
これにより、軸方向の長さが延長された入力ギアにおいても、該入力ギアの振れを抑制し、モータ軸の振動を低減させることができる。したがって、モータの騒音、モータ本体の寿命低下、及び入力ギアに噛み合う出力ギアの偏磨耗を抑制することできる。さらに、１つの入力ギアに複数の出力ギアを配列させることで、駆動源（モータ）の数を低減させることができ、コストを低減することができる。

本発明の実施形態に係る駆動装置が用いられる画像形成装置を示す側面図である。本発明の実施形態に係る駆動装置を示し、（ａ)は駆動装置を示す斜視図、（ｂ）は（ａ)の正面図である。本発明の実施形態に係る駆動装置におけるギアの配列を示し、（ａ）は側面方向から図示した模式図、（ｂ）は正面方向から図示した模式図である。本発明の実施形態に係る駆動装置におけるギアの配列を示し、（ａ）は入力ギアに作用する出力ギアからの駆動負荷を側面方向から図示した模式図、（ｂ）は入力ギアに作用する出力ギアからの駆動負荷を上面方向から図示した模式図、（ｃ）は入力ギアに作用する出力ギアからの駆動負荷を正面方向から図示した模式図である。本発明の第２の実施形態に係る駆動装置におけるギアの配列を示し、（ａ）は側面方向から図示した模式図、（ｂ）は正面方向から図示した模式図である。本発明の第２の実施形態に係る駆動装置におけるギアの配列を示し、（ａ）は入力ギアに作用する出力ギアからの駆動負荷を側面方向から図示した模式図、（ｂ）は入力ギアに作用する出力ギアからの駆動負荷を上面方向から図示した模式図、（ｃ）は入力ギアに作用する出力ギアからの駆動負荷を正面方向から図示した模式図である。

符号の説明

６０駆動装置
６２モータ
６６ピニオンギア
６８第１のギア
７０第２のギア
７２第３のギア
７４第４のギア

Claims

入力ギアと、
前記入力ギアに連結する複数の出力ギアと、
を有し、
前記複数の出力ギアは、前記入力ギアに作用する力のモーメントがバランスするように該入力ギアの軸方向の複数の位置に配置されていることを特徴とする駆動装置。
前記複数の出力ギアは、前記入力ギアに作用する力がバランスするように該入力ギアの複数の位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
前記複数の出力ギアから前記入力ギアのＸ方向に作用する力をＦ１ｘ、Ｆ２ｘ、Ｆ３ｘ、Ｆ４ｘ・・・とし、
前記複数の出力ギアから前記前記入力ギアのＹ方向に作用する力をＦ１ｙ、Ｆ２ｙ、Ｆ３ｙ、Ｆ４ｙ・・・とし、
許容値とαとすると、
Ｆ１ｘ＋Ｆ２ｘ＋Ｆ３ｘ＋Ｆ４ｘ＋・・・≦α
Ｆ１ｙ＋Ｆ２ｙ＋Ｆ３ｙ＋Ｆ４ｙ＋・・・≦α
を満たすことを特徴とする請求項２記載の駆動装置。