JP2007010107A

JP2007010107A - 歯車および駆動伝達装置

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Publication number: JP2007010107A
Application number: JP2005194845A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyuki Ishida; 光行石田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】振動の伝播を防止することができる歯車および駆動伝達装置を提供する。
【解決手段】駆動歯車５６は、多数の歯７０と、少なくとも１つの歯７０の歯先を含んで該歯７０の歯幅方向を横切るように形成された溝７２とを有する。この溝７２は、回転方向に沿って歯幅方向に複数形成されている。また、この溝７２は、歯７０の歯幅に対して０．３〜１．０％の幅を有し、また、歯７０の歯底と同等または歯底よりも高い深さを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、歯車およびこの歯車を有する駆動伝達装置に関し、例えば画像形成装置に用いられる駆動伝達装置に関するものである。

一般に、回転部材などに駆動を伝達する駆動伝達装置に、モータなどの駆動源の出力軸に固定された駆動歯車とこの駆動歯車と連結する従動歯車とを組み合わせてなるものが広く用いられている。この駆動伝達装置に用いられる歯車として、例えば、歯車素材の歯面部に縦溝を形成し、この縦溝を切粉等の逃げ場として活用して研磨効率を向上させたものが公知である（例えば特許文献１）。

特開平５−３１８２３４

従来の駆動伝達装置においては、モータなどの駆動源の振動が、連結する歯車に伝播し、出力側の部材が振動するという問題があった。また、駆動歯車及び従動歯車など複数の歯車が噛み合う際に共振状態となることがあり、振動が発生することがあった。そこで歯車のリム形状を変更することにより、伝播する振動の低減や共振点を移動させる、また、潤滑剤などを塗布することにより摩擦抵抗を低下させ、噛み合い振動を減少させることが知られている。しかしながら、歯車のリム形状の変更や潤滑剤の塗布では、振動および振動伝播の抑制における効果が不十分であった。また、潤滑剤を歯面全体に均一に塗布するためには、多くの潤滑剤を必要とし時間や労力がかかる問題があった。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、振動の伝播を抑制する歯車およびこの歯車を有する駆動伝達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、多数の歯と、少なくとも１つの歯の歯先を含んで該歯の歯幅方向を横切るように形成された溝とを有する歯車にある。

好適には、前記溝は、回転方向に沿って形成されている。

好適には、前記溝は、前記歯の歯幅に対して０．３〜１．０％の幅を有する。

好適には、前記溝は、前記歯の歯底と同等又は歯底よりも高い深さを有する。

好適には、前記溝は、歯幅方向に複数形成されている。

本発明の第２の特徴とするところは、駆動歯車と、この駆動歯車に噛み合う従動歯車とを有し、前記駆動歯車と前記従動歯車の少なくとも一方には、多数の歯と、少なくとも１つの歯の歯先を含んで該歯の歯幅方向を横切るように形成された溝とを有する駆動伝達装置にある。

本発明によれば、駆動伝達装置に用いられる歯車において少なくとも１つの歯の歯先を含んで該歯の歯幅方向を横切るように溝を形成することにより、振動の伝播を抑制することができる。

図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。この画像形成装置１０は、例えばカラーのゼログラフィ方式の像形成部１２を有する。この像形成部１２は、露光装置１４と後述する帯電装置１６、現像装置１８及び感光体２０とを有する。

像形成部１２の露光装置１４は、４色（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）に対応するレーザ光を発するように構成されている。また、４色に対応して４つの帯電装置１６と、４つの現像装置１８と４つの感光体２０とを備えている。また、それぞれ４つの感光体２０がそれぞれ接する２つの第１中間転写体２２と、この２つの第1中間転写体２２接する１つの第２中間転写体２４を備える。

４つの帯電装置１６は、例えば帯電ローラからなり、これら４つの帯電装置１６により一様に帯電されたそれぞれの感光体１８には、画像信号に対応して発する露光装置１４からのレーザが走査されて潜像が形成され、各現像装置１８により潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。各現像装置１８は、現像ローラ２６とトナー収容部２８とを有し、トナー収容部２８に収容されたトナーが現像ローラ２６に付着され、この付着されたトナーにより４つの感光体２０上の潜像を可視化する。この４つの感光体２０にそれぞれ形成されたトナー像は、第１中間転写体２２に転写され、さらに第２中間転写体２４に転写されて４色のトナー像となり、この４色のトナー像が後述する転写装置３０によりシートに転写される。

像形成部１２は、第２中間転写体２４に対峙する転写装置３０をさらに有する。この転写装置３０は例えば転写ローラから構成され、第２中間転写体２４上のトナーとは逆極性の電圧が印加され、第２中間転写体４４と転写装置３０との間を通過するシートに第２中間転写体２４上のトナー像を転写する。

また、像形成部１２は、転写装置３０の下流側に定着装置３２をさらに有する。この定着装置３２は、転写装置３０によりシートに転写されたトナー像を熱と圧力とによりシートに定着するためのもので、加熱ローラ３４と加圧ローラ３６とから構成されている。

シート供給装置３８は、シートが積層されたシート収容カセット４０と、シートが排出されるシート排出部４２と、該シート収容カセット４０からシート排出部４２まで形成されたシート搬送路４４とを有する。シート収容カセット４０に積層された最上位のシートは、ピックアップローラ４６によりピックされ、搬送ローラ４８により下流側に搬送される。そして、該シートは、レジストローラ５０により一時停止され、シートにループを形成するようにタイミングをとって転写装置３０へ供給され、転写装置３０によりトナー像が転写され、さらに転写されたトナー像が定着装置３２により定着され、排出ローラ５２によりシート排出部４２へ排出される。

また、画像形成装置１０には駆動伝達装置５４が設けられ、この駆動伝達装置５４から回転駆動力が伝達することにより上述した２つの第１中間転写体２２および第２中間転写体２４が回転するようになっている。

図２に駆動伝達装置５４の詳細を示す。
図２（ａ）は駆動伝達装置５４の斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）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、駆動伝達装置５４は、駆動歯車５６とこの駆動歯車５６に噛み合う従動歯車５８とを有する。

駆動歯車５６は、回転支軸５７の一方の端部に固定されており、この回転支軸５７の他方の端部近傍には大径歯車６０が固定されている。駆動歯車５６は、この大径歯車６０と噛み合うピニオン６２とを介して、駆動装置（駆動源）であるモータ６４に連結されている。モータ６４は、モータ基盤６６に配設されており、このモータ６４の出力軸に上述したピニオン６２が固定されている。したがって、駆動歯車５６は、モータ６４から伝達された駆動力により後述する従動歯車５８を駆動するようになっている。

従動歯車５８は、２つの出力歯車６８と噛み合っており、駆動歯車５６から伝達された駆動力を２つの出力歯車６８に伝達する（出力する）ようになっている。この従動歯車５８は、上述した第１中間転写体２２の端部に固定されており、２つの出力歯車６８は、上述した２つの第２中間転写体２４の端部に固定されている。

例えば、駆動歯車５６が矢印Ｂ方向に回転すると、この駆動歯車５６と噛み合う従動歯車５８が矢印Ｃ方向に回転し、さらに、この従動歯車５６と噛み合う２つの出力歯車６８が矢印Ｄ方向に回転するようになっている。すなわち、駆動伝達装置５４によりモータ６４の駆動力が伝達されることで第１の中間転写体２２及び２つの第２中間転写体２４が回転するようになっている。

次に駆動歯車５６を図３に基づいて説明する。
図３（ａ）に示すように、歯７０の多数の歯７０と、少なくとも１つの歯７０の歯先を含んで、該歯７０の歯幅方向を横切るように形成された溝７２とを有する。この溝７２は、駆動歯車５６の回転方向に沿って形成されており、該溝７２は、歯７０の歯幅方向に対して複数（例えば５つ）形成されている。
溝７２の幅（図３（ａ）の溝幅Ｂ）は、歯７０の歯幅（図３（ａ）の歯幅Ａ）に対して０．３〜１．０％の幅を有している。

また、溝７２の深さは、歯７０の歯底と同等又は歯底よりも高くなっている。すなわち、図３（ｂ）に示すように、溝７２の深さ（図３（ｂ）の溝深さＣ）は、歯先（図３（ｂ）の歯先Ａ）から歯底（図３（ｂ）の歯底Ｂ）までの範囲となっている。

このように、駆動歯車５６の多数の歯７０に形成された溝７２の幅を歯７０の歯幅に対する０．３〜１．０％の幅とし、溝７２の深さを歯７０の歯底と同等又は歯底よりも高くすることで、潤滑剤における歯面の潤滑性および歯面強度を保持することができる。

上述したように、駆動歯車５６に少なくとも１つの歯７０の歯先を含んで該歯７０の歯幅方向を横切るように形成された溝７２を設けることにより、駆動歯車５６の歯幅方向に伝達する振動を減少させることができる。したがって、モータ５６などの駆動源の振動が駆動歯車５６に伝達された場合においても、駆動歯車５６の溝７２において振動を減少させ、連結する従動歯車５８に対する振動の伝播を抑制することができる。また、駆動歯車５６に少なくとも１つの歯７０の歯先を含んで該歯７０の歯幅方向を横切るように形成された溝７２を設けることにより、駆動歯車５６と従動歯車５８とが噛み合う際に発生する振動が大きい場合（例えば共振状態となる場合）には、駆動歯車５６の固有振動数等を変化させ、共振点を移動させることで振動を減少させることが可能となる。

また、駆動歯車５６に少なくとも１つの歯７０の歯先を含んで該歯７０の歯幅方向を横切るように形成された溝７２を設けることにより、潤滑剤を歯面全体に均一に塗布することができる。すなわち、駆動歯車５６もしくは従動歯車５８に潤滑材を塗布した際には、潤滑剤は均一に溝７２に入り込み、駆動歯車５６及び従動歯車５８が噛み合って回転することにより歯面全体に行き渡るようになる。これにより、駆動歯車５６と従動歯車５８と噛み合い時の摩擦抵抗が低下し、噛み合い振動を減少させることができる。

次に、駆動伝達装置５４の製造方法の一例を説明する。
図４に駆動伝達装置５４の駆動歯車５６を中心とする製造手順が示されている。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、駆動歯車５６は、複数の部材、すなわち歯幅が小さい（厚さが薄い）複数の薄厚歯車（例えば６つの薄厚歯車５６ａ〜５６ｆ）からなる。薄厚歯車５６ａ〜５６ｆは、一方の端面の中央部に結合部７４ａが設けられており、他方の端面の中央部には被結合部７４ｂが設けられている。結合部７４ａは例えば凸状に形成され、被結合部７４ｂは例えば凹状に形成され、この結合部７４ａと他の薄厚歯車の被結合部７４ｂとが結合するようになっている。また、薄厚歯車５６ａ〜５６ｆの一方の端面には例えば全ての薄厚歯車の歯幅に対して０．３〜１．０％の厚み（幅）を有し、薄厚歯車５６ａ〜５６ｆの歯底と同等又は歯底よりも大きく歯先よりも小さい径を有するボス部７６が形成されている。このボス部７６は全ての薄厚歯車５６ａ〜５６ｆにおいて同一方向の端面に設けられている。また、薄厚歯車５６ａ〜５６ｆの中央部には、図示しない支持軸が貫通する貫通孔７８が設けられている。

図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、駆動歯車５６は複数枚の歯車（例えば６つの薄厚歯車５６ａ〜５６ｆ）を組み込むことにより製造される。すなわち、薄厚歯車５６ａの被結合部７４ｂと薄厚歯車５６ｂの結合部７４ａとを結合するように組み込む。同様に６つの薄厚歯車５６ａ〜５６ｆを互いに順次（もしくは同時に）組み込む。

図４（ｃ）に示すように、ボス部７８を有する複数枚の歯車（薄厚歯車６８ａ〜６８ｆ）を組み込むことにより、歯７０の歯先を含んで該歯７０の歯幅方向を横切るように複数（本例においては５つ）の溝７２が形成される。このとき、この溝７２の幅は歯７０の歯幅に対して０．３〜１．０％となっており、溝７２の深さは歯７０の歯底と同等又は歯底よりも高い深さとなっている。

このように、複数枚の歯車を組み込むことのみで、駆動歯車５６に歯７０の歯先を含んで該歯７０の歯幅方向を横切るように複数の溝７２が形成されるので、該溝７２を有する駆動歯車５６を容易に製造することができる。

なお、上述した製造方法においては、駆動歯車５６が複数の歯車を組み込むことにより製造されるものを説明したが、従動歯車５８においては、上記同様に複数の歯車を組み込んで製造してもよく、一体形成により製造してもよい。

次に第２の実施形態について説明する。

なお、上述した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において第２の駆動伝達装置５４における駆動歯車５６と従動歯車５８とが示されている。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、駆動歯車５６及び従動歯車５８には歯７０の歯先を含んで該歯７０の歯幅方向を横切るように複数（例えば３つの）溝７２が形成されている。駆動歯車５６と従動歯車５６とは互いの歯面（もしくは互いの溝７２）が対向するように配置（平行に配置）されている。
このように、駆動歯車５６のみではなく、従動歯車５８にも溝７２を設けてもよい。

また、図５（ｃ）に示すように、溝７２を有する駆動歯車５６と溝７２を有する従動歯車６８とが相対的にずれて配置（段違いに配置）されていてもよい。すなわち、駆動歯車５６及び従動歯車５８の一方の溝７２と他方の歯面とが対向するように配置されてもよい。このように、駆動歯車５６及び従動歯車５８の一方の溝と他方の歯面とが対向するように配置することにより、潤滑剤を歯面全体により均一に塗布することができる。すなわち、潤滑剤が入り込む溝と歯面とが対向することにより、歯面全体に潤滑剤が効率的に行き渡るようになり、少ない塗布量でも潤滑性を保持することができる。

次に第２の実施形態の変形例について説明する。

図６において第２の実施形態の変形例が示されている。
図６（ａ）に示す駆動伝達装置５４においては、駆動歯車５６と従動歯車５８とが同一の構造（溝の数、噛み合い部分の数などが同一）となっており、駆動歯車５６の歯面および溝７２と従動歯車５８の歯面および溝７２とが対向するように配置（平行に配置）されている。この場合、駆動歯車５６と従動歯車５８とに同一の（同一構造の）歯車を使用することが可能となり、部品の共通化によりコストを低減することができる。

図６（ｂ）に示す駆動伝達装置５４おいては、駆動歯車５６と従動歯車５８とが異なる構造（溝の数、噛み合い部分の数などが異なる）となっており、駆動歯車５６の溝７２と従動歯車５８の歯面とが交互に（ずれて）配列されている。なお、駆動歯車５６と従動歯車５８とを相対的にずらして配置してもよく、互いの溝７２のみをずらしてもよい。また、駆動歯車５６及び従動歯車５８の少なくとも一方における溝の幅、溝の深さ、溝部の形状などを変更してもよい。

図６（ｃ）に示す駆動伝達装置５４においては、駆動歯車５６には溝７２が形成され、従動歯車５８には溝７２が形成されていない構造となっている。すなわち、駆動歯車５６の溝７２と従動歯車５８の歯面とが対向するようになっている。

このように、駆動歯車５６及び従動歯車５８の少なくとも一方に、多数の歯７０と、少なくとも１つの歯７０の歯先を含んで該歯幅方向を横切る溝７２を形成し、溝７２の数、溝７２の幅、溝７２の相対的な位置、溝７２の深さ、溝７２の形状などを変更することにより、該溝７２において振動を減少させることができ、もって振動の伝播を抑制することが可能となる。

本発明の実施形態に係る駆動伝達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伝達装置の周辺構造を示し、（ａ)は駆動伝達装置の周辺構造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ)の正面図である。本発明の実施形態に係る駆動伝達装置における駆動歯車を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は溝部の拡大断面図。本発明の実施形態に係る駆動伝達装置の駆動歯車を中心とする製造方法を示し、（ａ）は複数の歯車を組み込む前の状態を示した斜視図および正面図であり、（ｂ）は複数の歯車を組み込んだ状態を示した斜視図および側面図である。本発明の第２の実施形態に係る駆動伝達装置における歯車の配置を示し、（ａ）及び（ｂ）は駆動歯車と従動歯車とが平行に配置された斜視図および上面図を示し、（ｂ）は駆動歯車と従動歯車とが段違いに配置された上面図を示す。本発明の第２の実施形態の変形例に係る駆動伝達装置における駆動歯車及び従動歯車を示した模式図であり、（ａ）は駆動歯車および従動歯車の歯面と溝とが平行に配列されたもの、（ｂ）は駆動歯車および従動歯車の歯面と溝とが交互に配列されたもの、（ｃ）は駆動歯車および従動歯車の溝と歯面とが対向するように配列（一方の歯車が溝を有さない）されたものを示す。

符号の説明

５４駆動伝達装置
５６駆動歯車
５８従動歯車
７０歯
７２溝

Claims

多数の歯と、少なくとも１つの歯の歯先を含んで該歯の歯幅方向を横切るように形成された溝と、を有することを特徴とする歯車。
前記溝は、回転方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯車。
前記溝は、前記歯の歯幅に対して０．３〜１．０％の幅を有することを特徴とする請求項１および請求項２に記載の歯車。
前記溝は、前記歯の歯底と同等又は歯底よりも高い深さを有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の歯車。
前記溝は、歯幅方向に複数形成されていることを特徴とする請求項１乃至４に記載の歯車。
駆動歯車と、この駆動歯車に噛み合う従動歯車とを有し、
前記駆動歯車と前記従動歯車の少なくとも一方には、多数の歯と、少なくとも１つの歯の歯先を含んで該歯の歯幅方向を横切るように形成された溝とを有することを特徴とする駆動伝達装置。