JP2010151262A - 歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックラッシュによる振動及び騒音を除去することができ、かつ小型で組立が簡単な歯車装置を提供する。
【解決手段】駆動部からの駆動力により回転する駆動歯車と噛合して回転する伝達歯車対を、軸方向と直交する側面に円筒状の第１永久磁石３が固定された第１歯車１と、第１歯車１に対向して設けられ、第１歯車１と対向する側面に円筒状の第２永久磁石４が固定された第１歯車１と一体的に回転可能な第２歯車２とにより構成する。そして、第１歯車１及び第２歯車２を、第１永久磁石３と第２永久磁石４の位相をずらして配置し、第１永久磁石３と第２永久磁石４との間の磁力により、第１歯車１及び第２歯車２を相対的に移動させるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、歯車装置に関し、特にバックラッシュを除去するための構成に関する。

従来、例えば感光体ドラムに画像を形成する画像形成装置があり、このような画像形成装置においては、感光体ドラムを回転させるためのドラム回転機構や、シートを画像形成部に搬送するためシート搬送機構を備えている。また、ズーム鏡筒部を備えたカメラにおいては、ズーム鏡筒部をズーム駆動するためのズーム駆動部を備えている。

そして、これら画像形成装置のシート搬送機構やドラム回転機構、カメラのズーム駆動部は、直流モータ等の駆動部からの駆動力により回転する歯車対を備え、この歯車対により駆動部からの駆動力を被駆動部に伝達する歯車装置を備えている。

このような歯車装置では、例えば、図１１に示すように、２つの平行軸歯車１０２，１０３を備えた平歯車対１０１を組み合わせて構成された多くの歯車装置が使用されている。ここで、この平歯車対１０１の２つの平行軸歯車１０２，１０３は、一般に、インボリュート歯形を有し、且つ噛み合い率εが１．０＜ε＜２．０の範囲となるように配置されている。

ここで、このような平歯車対１０１においては、図１２の（ａ）に示すように、平行軸歯車１０２，１０３の歯のうちの、２組の歯が噛み合う場合と、図１２の（ｂ）に示すように１組の歯が噛み合う場合とがある。そして、２組の歯が噛み合う場合と、１組の歯が噛み合う場合とでは歯の硬さ（こわさ）が急激に変化する。この結果、このような平歯車対１０１では、２組の歯が噛み合う場合と、１組の歯が噛み合う場合とでは、歯の撓み変形量が大きく異なる事になり、この歯の撓み変形量の急激な変動に起因する捻り振動が生じる。

そして、このような捻り振動が画像形成装置の一例であるカラー複写機やカラーレーザープリンタの作像ユニットや転写ユニット等の動力伝達系に発生した場合、回転伝達誤差が生じ、色ズレという不具合を生じる。また、このような捻り振動がカメラのズーム駆動系において発生した場合は、ズーム位置精度が悪くなるという問題が生じる。

さらに、カメラ分野では、近年、銀塩カメラからデジタルカメラへ急激に市場は変わってきており、デジタルカメラでは、画像情報の他に音声も同時に撮れるようになってきている。しかし、このように捻り振動が生じると、ズーム駆動時、捻り振動による騒音がマイクに入り、被写体の音声のＳＮ比が悪くなるという問題を生じる。

そこで、歯車の動力伝達時の騒音を低減させるためには、一般的に噛み合い率を上げる対策が取られるが、噛み合い率εが、例えばε＞２．０とした平歯車対では、２組の歯が噛み合う場合と３組の歯が噛み合う場合がある。そして、２組の歯が噛み合う場合と、３組の歯が噛み合う場合とでは歯の硬さが大きく異なることになり、上記噛み合い率εが１．０＜ε＜２．０の平歯車対と同様に、捻り振動や捻り振動に起因する騒音を生じることになり、本質的な改善にはなっていない。

そこで、平歯車対の歯の撓み変形量の急激な変動を抑えることにより、動力伝達系の捻り振動を低減すると共に、捻り振動に起因する騒音を低減するための様々な技術が開発されてきた。例えば、噛み合い領域の硬さを低下させることにより、撓み変形量の差を少なくすることで、捻り振動の低減化を図るようにしたものがある（特許文献１及び２参照）。

そして、噛み合い領域の硬さを低下させるため、例えば図１３の（ａ）に示すように、平歯車対１０４の各歯車１０５，１０６の非接触面であって、且つ各歯車１０５，１０６の歯末部の噛み合い領域の一部１０７，１０８を切り欠くようにしている。また、図１３の（ｂ）に示すように、各歯車１０５，１０６の歯に、一方の側面から他方の側面に貫通する穴１０９，１１０を形成するようにしている。

また、他の構成としては、図１４に示すように、歯車の歯１１１をスリット１１２により、第１歯部１１１ａと第２歯部１１１ｂとに分割し、第２歯部１１１ｂの歯末部を取り除くようにしている。そして、このように第２歯部１１１ｂの歯末部を取り除くことにより、２組の歯が噛み合っている状態と１組の歯が噛み合っている状態との歯の硬さの差を低減するようにしている。

更に、歯車装置としては、動力伝達時の歯の撓み変形量の急激な変動を抑えるために噛み合い率が大きくとれるハスバ歯車を用いたものもある。これらの技術等は主に歯車の変形量を抑制して捻り振動を低減させようとする技術である。

一方、歯車による円滑な回転伝達を行うには噛み合う歯車同士に適切な間隙（いわゆる、バックラッシュ）を必ず設定する必要がある。そして、このようなバックラッシュを設定した場合、歯車駆動時に互いの歯面が叩き合う現象が生じて騒音が生じるようになる。なお、歯形誤差や組立てアライメント誤差のない理想的な歯車では、バックラッシュを小さくすることができ、騒音が低減することはできるが、歯車の加工精度あるいは生産性の能力限界からバックラッシュをゼロにすることは実質的に不可能である。

このため、従来の歯車装置としては、本体歯車の側面に同一歯数の補助歯車を設けると共に、補助歯車を、スプリングにより回転方向に捩り力を持たせた状態で本体歯車に接続するようにしたシザーズ歯車機構を用いたものがある（特許文献３及び４参照）。そして、このような構成のシザーズ歯車機構では、相手歯車が回転する際、相手歯車の歯を、補助歯車の歯と本体歯車の歯とによって挟み込むことにより、ガタ打ちを予防するようにしている。

図１５は、このような従来の歯車装置に設けられたシザーズ歯車機構を備えたバックラッシュ除去歯車の構成を説明する図である。このバックラッシュ除去歯車は、図１５の（ａ）に示すメイン歯車１２２と、不図示のバネによりメイン歯車１２２に後続するように回転するサブ歯車１２３と、これら２つの歯車１２２，１２３と噛合する図１５の（ｂ）に示すドライブ歯車１２１を備えている。

そして、図１５の（ｂ）に示すように、ドライブ歯車１２１を矢印ａ方向に回転すると、まず、その歯１２１ａがメイン歯車１２２の歯１２２ａに着力点ｐで当接し、メイン歯車１２２を矢印ｂ方向に回転駆動する。この後、不図示のバネの付勢力により後続するサブ歯車１２３の歯１２３ａが、ドライブ歯車１２１の歯１２１ａに回転方向後方側から着力点ｑで圧接する。

これにより、ドライブ歯車１２１の歯１２１ａの後に生じるバックラッシュが除去され、これによってトルク変動が生じても着力点ｐが離れず、歯打ちが防止される。このようにバネ等の弾性部材を用いて歯車を挟持することにより、歯面のあばれを防止することができ、駆動時の騒音を低減させることができる。

特開平８−３１２７５５号公報 特開２００１−２７１９１２号公報 特開平８−１０９９６１号公報 特開平９−８９０８２号公報

ところが、このような構成のシザーズ歯車機構を備えた歯車装置においては、低振動・低騒音化の効果は大きいが、互いの歯車に回転力を与えるために対向する歯車側面にスプリングを引っかける作業等が発生するため、組立に手間がかかる。また、歯車の間にスプリングを配するように構成した場合には、歯車装置が大型化し、特に小型の家電製品や事務機製品に使用される場合、組み込み性が悪くなる。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、小型で組立が簡単な歯車装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、第１永久磁石が固定された第１歯車と、前記第１歯車と対向して配置され、前記第１歯車の前記第１永久磁石と対向する第２永久磁石が固定された第２歯車と、から構成され、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石との間の磁力により、前記第１歯車及び前記第２歯車を相対的に移動させるように、前記第１歯車及び前記第２歯車を、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石の位相をずらして配置したことを特徴とするものである。

本発明のように、第１歯車及び第２歯車を、第１永久磁石と第２磁石の位相をずらして配置して相対的に移動させるようにすることにより、小型で組立が簡単な歯車装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る歯車装置の構成を示す図、図２はその組立図である。

図１及び図２において、１は回転支持軸５に回転自在に保持されている第１歯車、２は第１歯車１に対向して設けられ、かつ第１歯車１に回転自在に保持されている第１歯車１と一体的に回転可能な第２歯車である。そして、これら第１歯車１及び第２歯車２は、不図示の駆動部からの駆動力により回転する不図示の駆動歯車と噛合して回転する。

第１歯車１は、不図示の駆動により駆動される不図示の駆動歯車の歯と噛合し、駆動が伝達される歯形成部１ａと、回転支持軸５が挿通される挿通穴１ｂと、第２歯車２を回転自在に保持するための摺動部１ｄを有している。また、第２歯車２は、不図示の駆動歯車の歯と噛合し、駆動伝達を行うための歯形成部２ａと、第１歯車１の摺動部１ｄに挿通される挿通穴２ｂを有している。

なお、軸方向と直交する第１歯車１及び第２歯車２の一方の側面には、本実施の形態においては第１歯車１の側面には、突起部１ｅが突設されている。さらに、第１歯車１及び第２歯車２の他方の側面には、本実施の形態においては第２歯車２の、第１歯車１と対向する側面には、第１歯車１の突起部１ｅが係止（挿通）される貫通孔（挿入孔）２ｄが形成されている。

また、図３に示すように、第１歯車１の第２歯車側の側面には、円筒状の第１永久磁石３が埋め込まれる円形状の切り欠き部１ｃが形成され、第２歯車２の第１歯車側の側面には円筒状の第２永久磁石４が埋め込まれる円形状の切り欠き部２ｃが形成されている。

ここで、第１歯車１に埋め込まれる（固定される）第１永久磁石３と、第１永久磁石３に対向して設けられ、第２歯車２に埋め込まれる第２永久磁石４の極数は少なくとも２極以上であり、本実施の形態においては、双方ともに４極で着磁されている。又、磁性材料としては安価なフェライトを使用しているが、ニッケルコバルト系に代表される磁束密度の高い希土類磁石や加工成形面での自由度の高いプラスチックマグネット等を用いても構わない。

なお、回転支持軸５は不図示の板金フレームに支持されて筐体内部に保持されると共に、第１側端部にはフランジ部５ａが設けられている。また、回転支持軸５の中央部には溝５ｂが設けられており、この溝５ｂに止め輪６を嵌め込むことにより、フランジ部５ａと共に、第１及び第２歯車１，２のスラスト方向の位置規制を行うことができる。

図４の（ａ）及び（ｂ）は第１歯車１及び第２歯車２を図１の矢印Ａ方向から見た側面図である。なお、図４に示すように第１歯車１の歯位相と、第２歯車２の歯位相は同位相であり、他の歯車諸元も同一である。

そして、図４の（ａ）に示すように第１歯車１の歯形成部１ａの中心と、歯車回転中心を結ぶ線上に突起部１ｅが設けられている。また、図４の（ｂ）に示すように、第２歯車２の歯形成部２ａの中心と歯車回転中心を結ぶ線上に、第１歯車１の突起部１ｅが係止される貫通孔２ｄが形成されている。

この貫通孔２ｄは歯車同士の回転位置の規制を行うものであり、内径は突起部１ｅよりも大きく、また突起部１ｅが係止された際、突起部１ｅが第１歯車１の回転方向（移動方向）に所定の範囲で移動できるように歯車回転方向に広がった形状を有している。これにより、第２歯車２を第１歯車１に取り付けた際、例えば第１歯車１は、突起部１ｅを貫通孔２ｄに沿って移動させながら第２歯車２に対し、歯位相が合致した状態から半歯〜１歯程度、相対的に回転移動するようになる。

ここで、第２歯車２を第１歯車１に取り付ける場合は、不図示の駆動歯車の歯と、第１歯車１及び第２歯車２の歯とを噛合させながら、貫通孔２ｄに第１歯車１の突起部１ｅを係止させて取り付けるようにしている。そして、このように第２歯車２を第１歯車１に取り付けると、例えば既述したように第１歯車１が第２歯車１に対し、歯位相が合致した状態から半歯〜１歯程度、相対的に回転移動して第２歯車２と共に不図示の駆動歯車の歯を挟み込むようになる。

ところで、突起部１ｅと貫通孔２ｄの形成位置は、第２歯車２を第１歯車１に取り付けた際、第１歯車１に埋設（固定）された第１永久磁石３と、第２歯車２に埋設された第２永久磁石４とが、位相がずれた状態で向かい合うような位置となっている。ここで、永久磁石の基本的な特性として同磁極では完全に反発し、逆磁極では吸引することは周知のことである。

このため、図４に示すように互いに対向して設けられた２つの永久磁石３，４の回転位相θ１を約３０度ずらす構成にすると、第２歯車２には回転方向、すなわち図４の（ｂ）の矢印Ｋ方向に付勢力を発生させることができる。なお、互いの永久磁石３，４の回転位相（角度設定）により、付勢力（つまり回転力）は変化するので、所望の付勢力を得るためには、歯車材料や歯車強度、磁性体材料及びバックラッシュ量等を適宜決定する。

次に、永久磁石が同磁極で対向した位置から徐々に移動させ、逆磁極になるまでの距離と力との関係を説明する。

図５は互いの永久磁石の位置が相対的に変化したときの、２つの永久磁石の位置と、反発力及び付勢力の関係を説明する図であり、便宜上、下方側の永久磁石が固定され、上方側の永久磁石が図中Ｘ方向に移動することとする。又、１磁極当たりの単位長さをＬとする。

図５の（ａ）の状態は永久磁石が同磁極で配置されている状態を示し、この状態では図中Ｐ方向の力、即ち反発力は非常に大きいが、図中Ｑで示す回転方向の力である付勢力は殆どない。この状態から徐々に上方側の永久磁石がＸ方向に移動していくと、図５の（ｂ）に示す中間状態となり、この状態ではＰ方向の反発力は図５の（ａ）の状態よりも低減し、反面、Ｑ方向の付勢力の成分が大きくなる。

更に上方側の永久磁石がＸ方向に移動すると、図５の（ｃ）に示す状態となり、この状態では対向する磁極が逆の状態となり、この状態では、Ｑ方向の付勢力は発生せず、且つ図中Ｐ’方向の力、即ち吸引力が非常に大きくなる。

図６は、Ｑ方向の移動距離と力との関係を示す図である。なお、図６において、Ｘ軸は上方側の永久磁石の移動量（本実施の形態では回転位相となる）を示し、互いの永久磁石の同磁極が対向する位置を０とし逆になる位置がＬとなる。Ｙ軸には回転力Ｒと反発力Ｔを示す。この図６からわかるように概略Ｌ／２移動した位置で回転力Ｒは最大となり、且つ反発力Ｔはバランスして低くなる。

そして、本実施の形態においては、このような２つの永久磁石の特性を活かして歯車間に回転力を与えるようにしている。なお、本実施の形態では、第１歯車１と第２歯車２に設けた永久磁石３，４の磁極数は、既述したように同一極数（４極）であり、この場合、磁極数１極単位での角度位相は３６０／４＝９０度ということになる。また、永久磁石３，４の相対位相θ１は、既述した図４に示すように約３０度であることから、図６におけるＨ領域を使用していることとなる。

ここで、永久磁石３，４の相対位相θ１を中央付近（４５度近傍）とした場合、即ち図５の（ｂ）の状態とした場合、図６に示すように回転力Ｒが最大となるが、反発力Ｔはほぼ０となる。この場合、歯車間の片寄せが十分に行われず回転支持軸５との嵌合ガタ分、第１歯車１及び第２歯車２が変動する懸念がある。

このため、本実施の形態においては、永久磁石３，４の回転位相を３０度に設定し、回転力Ｒだけでなく永久磁石同士による反発力Ｔも若干生じさせるようにしている。これにより第１歯車１及び第２歯車２を互いに引き離すことができ、嵌合ガタによる影響を低減させることができる。

このように、本実施の形態においては、第１歯車１及び第２歯車２を、第１永久磁石３と第２永久磁石４の位相をずらして配置することにより、駆動歯車の歯を挟む回転方向の付勢力を生じさせ、第１歯車１及び第２歯車２を相対的に移動させるようにしている。これにより、バックラッシュによる振動及び騒音を除去することができ、かつ部品点数を増やす事無く、組立て時においても簡単な作業で組み込みを行う事ができるので、小型で組立が簡単な歯車装置を提供することができる。

また、このように第１歯車１及び第２歯車２を配置することにより、回転支持軸方向（スラスト方向）にも付勢力を発生させることができるので、第１歯車１及び第２歯車２の片寄せを行うことが可能となる。これにより、回転嵌合部の加工誤差によるガタを吸収でき、歯面の変動も低減する事が可能となる。

なお、本実施の形態では、歯車間の永久磁石の相対角度ずれを３０度としているが、第１及び第２歯車１，２の係止を確実にするため、例えば図６に示すようなＶ領域（６０度近傍）を使用し、永久磁石間で反発力ではなく吸引力が生じるようにしても良い。

次に、本発明の第２実施の形態について説明する。

図７は、本実施の形態に係る歯車装置に設けられた第２歯車７の構成を説明する側面図である。なお、図示しないが、この第２歯車に対向して既述した図４に示す第１歯車が配置されている。

図７において、７は第２歯車であり、この第２歯車７は、駆動伝達を行うための歯形成部７ａと、歯形成部７ａの中心と歯車回転中心を結ぶ線上に第１貫通孔７ｄを有している。更に、本実施の形態において、第２歯車７は、この第１貫通孔７ｄと、１８０度対向する位置（位相）から１歯分ずらした回転位置に同様の構成の第２貫通孔７ｅを有している。なお、図７において、７ｆは、第２貫通孔７ｅの延長線上に位置した歯形成部である。

この第１貫通孔７ｄ及び第２貫通孔７ｅは、歯車同士の回転位置の規制を行うものであり、内径は不図示の第１歯車に形成された点線で示す突起部１ｅよりも大きい。また、第１貫通孔７ｄ及び第２貫通孔７ｅは、突起部１ｅが係止された際、突起部１ｅが第１歯車１の回転方向に所定の範囲で移動できるように幅広に形成されている。

これにより、貫通孔７ｄ，７ｅに第１歯車の突起部１ｅを係止させて第２歯車７を第１歯車に取り付けた際、第１歯車は第２歯車７に対し、歯位相が合致した状態から半歯〜１歯程度、相対的に回転移動した後、第２歯車７と一体的に回転することが可能となる。

なお、図７の（ａ）は突起部１ｅが第１貫通孔７ｄに挿入された状態を示しており、この時、第２歯車７に固定された第２永久磁石８は図７の（ａ）に示す位置となっている。また、図７の（ｂ）は、第１貫通孔７ｄに対して約１８０度位相をずらせて設けた第２貫通孔７ｅに突起部１ｅが挿入された状態を示しており、この状態のとき第２永久磁石８の回転位相は図７の（ａ）に示す状態とは歯が１歯分だけずれた状態となっている。

ここで、本実施の形態においては、既述した第１の実施の形態と同様に、図７に示すように第１歯車に設けられた永久磁石と、第２歯車７に設けられた第２永久磁石８の回転位相θ１を約３０度ずらす構成で回転方向に付勢力を発生させる構成をとっている。したがって、図７の（ａ）に示すように第１歯車の突起部１ｅを第２歯車７の第１貫通孔７ｄに係止した場合、既述した第１の実施の形態と同じ回転力を発生させることができる。

一方、第１貫通孔７ｄと第２貫通孔７ｅの回転位相を歯の１歯分ずらすことにより、図７の（ｂ）に示すように、貫通孔７ｅに突起部１ｅを係止させた場合、第２永久磁石８の回転位相θ２はθ１に対して歯の１歯分変化する構成となる。したがって、第２貫通孔７ｅに突起部１ｅを係止させる位置（位相）で第１歯車を組み込むと、互いの永久磁石間の回転位相が、歯の１歯分の回転角度に相当する分だけ変化し、回転力を弱くさせる事ができる。

このように、本実施の形態のように、貫通孔７ｄ，７ｅを２カ所設ける事によって、簡単に付勢力を段階的に変化させる事ができ、この結果、部品形状のバラツキや永久磁石の着磁力のバラツキを吸収し、安定した付勢力を常時発生させる事が可能になる。

なお、本実施の形態では、貫通孔を２カ所形成した場合について説明してきたが、永久磁石の着磁極数を考慮して貫通孔を複数形成する事により、より精度良く付勢力を目標値に合わせ込む事ができる事は言うまでもない。

次に、これまで説明した第１及び第２の実施の形態に係る駆動伝達装置を使用する実施例について説明する。

図８は、本実施の形態に係る駆動伝達装置を備えた第１の実施例に係る装置としての複写機の構成を説明する図である。なお、本実施例においては、本実施の形態に係る駆動伝達装置をシートの搬送系に使用している。

図８において、１０は複写機、１１は複写機本体である。この複写機本体１１の上部には原稿載置台としてのプラテンガラス３１に載置された原稿３０を読み取る画像読み取り部１２が設けられている。

この画像読み取り部１２には、原稿を照明するハロゲンランプ又は蛍光灯等の光源３２、光源３２からの光をレンズ３３により結像し、カラー色分解画像信号を得るＣＣＤ３４を備えている。そして、ＣＣＤ３４により得られたカラー色分解画像信号は、不図示の増幅回路を経て、ビデオ処理ユニットにて処理を施され、後述するレーザ露光光学系３８に伝送される。

一方、複写機本体１１には画像形成部１３、給紙カセット４３に収納されたシートＳを給送するシート給送部１４、シート給送部１４から給送されたシートを搬送するシート搬送系を構成するシート搬送部１５、定着部４４等が設けられている。画像形成部１３には、矢印方向に回転自在な円筒状の感光体ドラム３５、前露光ランプ３６、コロナ帯電器３７、転写装置４１、クリーニング器４２、電位センサ３９が設けられている。また、画像形成部１３には、樹脂と顔料を基体としたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色トナーを用いて、後述するように感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する４個の現像器４０ｙ，４０ｃ，４０ｍ，４０Ｂｋが設けられている。

ここで、転写装置４１は、不図示の転写ドラム、転写帯電器、シートを静電吸着させるための吸着帯電器と対向する吸着ローラ、内側帯電器、外側帯電器とを有している。そして、回転駆動されるように軸支持された転写ドラムの周面開口域には、誘電体からなるシート担持シートを円筒状に一体的に張設している。また、シート担持シートは本実施の形態の装置ではポリカーボネートフィルム等の誘電体シートを使用している。

なお、図８において、３８はレーザ露光光学系であり、このレーザ露光光学系３８は不図示のレーザドライバ、レーザドライバからのレーザ光を水平走査させるポリゴンミラー等を備えている。

次に、このような構成の複写機１０の画像形成動作について説明する。

画像読み取り部１２より原稿画像が読み取られると、画像読み取り部１２からイエロー、シアン、マゼンタまたはブラックのカラー色分解画像信号がレーザ露光光学系３８に送られる。そして、この画像信号に基づきレーザ露光光学系３８からレーザ光がそれぞれの分解色ごとに出力され、このレーザ光は感光体ドラム３５を走査する。

なお、このとき感光体ドラム３５は、予めコロナ帯電器３７により所定極性、所定電圧に帯電されており、レーザ光が照射されることによって表面に静電潜像が形成される。次に、複数の現像器４０ｙ，４０ｃ，４０ｍ，４０Ｂｋにより、選択された色のトナー像が形成される。

ここで、フルカラーモードの場合には、例えば１色目としてイエローの静電潜像を現像するためにイエロー現像器４０ｙが感光体ドラム３５と対向する位置に配置され、このイエロー現像器４０ｙにより、１色目のイエロートナー像が感光体ドラム上に形成される。この後、イエロートナー像が転写された感光体ドラム３５は次のトナー像が形成転写されるよう回転する。なお、この間、次の指定カラーの現像器が感光体ドラム３５に対向する位置に移動し、次の静電潜像を現像する準備をする。こうして、フルカラーモードでは所定画像数のトナー画像が転写され終わるまで、静電潜像形成・現像・転写を繰り返す。

一方、不図示の制御装置は、所定のタイミングでシート給送部１４を駆動し、給紙カセット４３からシートＳを給送する。この後、給送されたシートＳはシート搬送部１５により、レジストローラ４６まで搬送された後、レジストローラ４６により斜行が補正され、さらにタイミングが合わされて感光体ドラム３５と転写装置４１とにより構成される転写部に送られる。

次に、転写部に送られたシートＳは、転写部において感光体ドラム上のフルカラーのトナー像が転写される。そして、このようにして４色のトナー像の転写が終了すると、シートＳを転写装置４１から不図示の分離爪、分離押し上げコロ及び分離帯電器の作用によって分離して定着器４４まで搬送する。この後、定着器４４により加熱及び加圧されることにより、シートＳに未定着転写画像が永久定着され、このように画像が定着されたシートＳは排紙トレイ４５に排出される。

なお、シートＳに転写した後、感光体ドラム上に残ったトナーはクリーニング器４２により、クリーニングされ、このようにクリーニング器４２にて残トナーがクリーニングされた後、感光体ドラム３５は再び画像形成工程に供される。

ここで、本実施例に係る複写機１０では、ファーストコピー時間の短縮及び画像形成時にシート間隔を狭くするため、シート搬送部１５によるレジストローラ４６までのシート搬送速度は、画像形成速度（レジストローラの搬送速度）の２倍以上の速度としている。

このため、シート搬送系を構成するシート搬送部１５は、シートカセット４３に対応して駆動部である第１及び第２駆動モータ４７，４８を設けている。そして、第１及び第２駆動モータ４７，４８は、シートＳをレジストローラ４６に搬送するまでは高回転で駆動され、シートＳがレジストローラ４６に達した後は、画像形成速度（低回転）で駆動されるように駆動されている。

なお、本実施例のように、２個（複数個）の駆動モータ４７，４８を配置するシート搬送部１５において、高回転側の回転数が低回転側の回転数の２倍以上の値の場合、低回転時のモータのトルクは必要トルクに対して数倍の値となる。

このようなトルクの余った状態でのモータ駆動の場合、歯車列にバックラッシュが存在している場合には、モータ駆動時の振動及び歯車同士の歯面が叩き合う音が大きくなる。そして、特に第１及び第２駆動モータ４７，４８が画像形成部１３に近い場合には、音だけではなく振動によって画像形成へのピッチムラ等への悪影響が生じる場合がある。

しかし、このようなシート搬送部１５においては、既述した構成の歯車装置を用いることにより、このような不具合を改善することができる。

図９は、このような歯車装置を用いたシート搬送部１５の駆動部の構成を示す斜視図である。

図９において、４９は給紙カセット４３（上段）から搬送されたシートをレジストローラ４６まで搬送する第１給紙ローラ対であり、駆動ローラ４９ａ及び圧接ローラ４９ｂから構成されている。５０は、第１給紙ローラ対４９の下方に配置され、給紙カセット４３（下段）から搬送されたシートをレジストローラ４６まで搬送する第２給紙ローラ対であり、駆動ローラ５０ａ及び圧接ローラ５０ｂから構成されている。５１〜５４，５４ａは給紙カセット４３から搬送されたシートを導き、移動規制を行うための搬送ガイドである。

５５、５６は第１及び第２駆動モータ４７，４８の回転軸部に圧入された駆動歯車であるピニオン歯車、５７、５８は駆動ローラ４９ａ及び駆動ローラ５０ａの軸部に固定され一体的に回転する第１歯車である駆動歯車である。そして、この駆動歯車５７，５８の内周面には、既述した構成の永久磁石が固定されている。

５９、６０はバックラッシュを除去するために駆動歯車５７，５８に対して回転自在に取り付けられた第２歯車であるバックラッシュ除去歯車である。なお、本実施例において、駆動歯車５７，５８及びバックラッシュ除去歯車５９，６０を摺動性の良好なポリアセタール系の樹脂で形成し、ピニオン歯車５５，５６をＰＰＳ等に代表されるエンジニアリングプラスチックス樹脂で形成している。

そして、このバックラッシュ除去歯車５９，６０の内周面には、既述した永久磁石が固定されており、且つ、その位相は駆動歯車５７，５８に設けられた永久磁石とずらして配置されている。この結果、駆動歯車５７，５８とバックラッシュ除去歯車５９，６０との間には、回転方向に付勢力が働くようになる。これにより、歯車の回転伝達誤差及びピニオン歯車５５，５６に直接伝わる駆動モータ４７，４８の振動を低減させることができ、歯車の振動或いは騒音の伝達を減少させることができる。

以上説明したように、本実施例においては、シート搬送部１５に本発明の歯車装置を用いることにより、組立て作業性を損なう事なく歯車駆動時の振動を低減できるとともに、歯車単部品も安価なので低コストな複写機を提供する事が可能となる。なお、本実施例ではシートの搬送精度を向上させる目的から、給紙ローラ対４９，５０にそれぞれ独立して駆動モータ４７，４８を配置させた構成をとっているが、歯車列を構成して同一の駆動モータで構成できる事は言うまでもない。

図１０は、本実施の形態に係る駆動伝達装置を備えた第２の実施例に係る装置としての撮像装置である撮像素子を備えた電子カメラの構成を説明する図である。なお、本実施例においては、本実施の形態に係る駆動伝達装置をカメラ鏡筒のズーム駆動部に使用している。また、図１０において、（ａ）は非使用時のいわゆる沈胴位置での鏡筒断面図であり、（ｂ）は動作状態での鏡筒断面図である。

図１０において、６１は鏡筒ユニットの基部であるベースで、固定筒６２、カバー６３と共にネジ止め等で固定されて、鏡筒ユニットの構造体を形成する。６４は第１レンズ６５を保持している第１鏡筒であり、第１鏡筒６４の外周側面には、先端にテーパ部を持つフォロア部６４ａが突出形成されている。また、第１鏡筒６４の前面には、環状のキャップ６６が接着等により固定されている。

６７は第２レンズ６８を保持している第２鏡筒であり、第２鏡筒６７の外周側面には、先端にテーパ部を持つフォロア部６７ａが突出形成されている。６９は第３レンズ７０を保持している第３鏡筒であり、ガイドバー７１により光軸方向に移動可能に案内されると共に軸方向の位置は、その腕部６９ａに設けられ、スクリュー７２と回転自在に係合する不図示のナットにより規制されている。

なお、スクリュー７２は、マグネット７３と一体的に設けられており、第３鏡筒６９の不図示のナットの雌ネジ部と螺合する雄ネジ部を有している。また、このスクリュー７２の一端部は、ベース６１の軸受部６１ａに回転可能に嵌合し、他端部は、ベース６１に固定されたキャップ７４に回転可能に嵌合している。

７５はヨークで、マグネット７３と対向する位置に配置されており、不図示のコイルに通電されることにより、回転駆動力を発生する。７６はＬＰＦ（ローパスフィルタ）で、ベース６１に接着等により固定されている。７７は撮像素子で、ベース６１にネジ止め固定される保持板７８に接着等により固定保持されている。７９はＰＣＢフレキで、撮像素子７７で光電変換された画像信号を不図示の信号処理回路に供給する。

固定筒６２の外周部には、駆動環８０が回転可能に嵌合しており、さらに駆動環８０の外周部には一部に歯車部８０ａが形成されており、この駆動環８０は、モータ８１及び減速歯車８３を介して回転駆動される。さらに、この駆動環８０の歯車部８０ａは、固定筒６２の内周部に移動カム環８４が嵌合し、その内周に更に直進ガイド筒８５が嵌合している。移動カム環８４の外周部には、駆動ピン８６が圧入固定されており、また、移動カム環８４の外周部には、テーパ部を有するフォロアピン８７が突設されている。

駆動ピン８６は、固定筒６２の穴部６２ａを貫通して駆動環８０の内周側に設けられた溝部８０ｂに嵌合している。また、フォロアピン８７は、その先端テーパ部が固定筒６２の内周に設けられたテーパカム溝６２ｂに摺接している。

このような構成において、駆動環８０が回転駆動されると、駆動ピン８６を介して移動カム環８４が固定筒６２のテーパカム溝６２ｂに沿って回転しながら光軸方向にも移動する。このとき直進ガイド筒８５は、移動カム環８４の光軸方向の移動に追従して光軸方向にのみ移動する。

第１鏡筒６４及び第２鏡筒６７は、それぞれのフォロア部６４ａ，６７ａを介して移動カム環８４と直進ガイド筒８５の相対運動に伴って光軸方向に移動する。このカムの軌跡に沿って使用状態への繰り出し及び変倍操作を行うように構成されている。

ここで、本実施例においては、駆動歯車である歯車部８０ａと、歯車部８０ａにより回転する減速歯車８３とにより構成される歯車装置に本発明の歯車装置を用いている。即ち、本実施例においては、減速歯車８３を、既述した図１、図２等に示すような２つの歯車から構成することにより、歯車に噛み合う時のバックラッシュを除去することで駆動時に生じる振動を低減させている。

なお、本実施例において、歯車材料に関しては第１の実施例と同様に、歯車部８０ａの材料を摺動性の良好なポリアセタール系の樹脂で形成している。また、モータ軸側の減速歯車８３（駆動側歯車とバックラッシュ除去歯車）の材料をＰＰＳ等に代表されるエンジニアリングプラスチックス樹脂で形成している。これにより、歯車の回転伝達誤差及びモータ軸の減速歯車８３に直接伝わるモータ振動を低減させて、歯車の振動或いは騒音の伝達を減少させている。

本発明の第１の実施の形態に係る歯車装置の構成を示す図。 上記歯車装置の組立図。 上記歯車駆動装置に設けられた第１及び第２歯車の構成を示す断面図。 上記第１及び第２歯車の側面図。 ２つの永久磁石の位置と、反発力及び付勢力の関係を説明する図。 ２つの永久磁石の移動距離と回転力及び反発力の関係を説明する図。 本発明の第２の実施の形態に係る歯車装置に設けられた第２歯車２の構成を説明する側面図。 上記歯車装置を備えた本発明の第１の実施例に係る複写機の構成を説明する図。 上記複写機に設けられたシート搬送部の駆動部の構成を示す斜視図。 上記歯車装置を備えた本発明の第２の実施例に係る電子カメラの構成を説明する図。 従来の歯車装置を説明する図。 上記従来の歯車装置を構成する歯車装置の歯車の噛み合い状態を示す図。 上記従来の歯車装置の歯車の構造を説明する図。 上記従来の歯車装置の歯車の他の構造を説明する図。 上記従来の歯車装置に設けられたシザーズ歯車機構の構成を説明する図。

符号の説明

１ 第１歯車
１ｅ 突起部
２ 第２歯車
２ｄ 貫通孔
３ 第１永久磁石
４ 第２永久磁石
５ 回転支持軸
７ 第２歯車
７ｄ 第１貫通孔
７ｅ 第２貫通孔
８ 第２永久磁石
１０ 複写機
１５ シート搬送部
４７，４８ 第１及び第２駆動モータ
５５，５６ ピニオン歯車
５７，５８ 駆動歯車
５９，６０ バックラッシュ除去歯車
８０ａ 歯車部
８３ 減速歯車

Claims (7)

1. 第１永久磁石が固定された第１歯車と、
   前記第１歯車と対向して配置され、前記第１歯車の前記第１永久磁石と対向する第２永久磁石が固定された第２歯車と、から構成され、
   前記第１永久磁石と前記第２永久磁石との間の磁力により、前記第１歯車及び前記第２歯車を相対的に移動させるように、前記第１歯車及び前記第２歯車を、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石の位相をずらして配置したことを特徴とする歯車装置。
2. 前記第１永久磁石を前記第１歯車の軸方向と直交する側面に固定し、前記第２永久磁石を、前記第２歯車の前記第１永久磁石と対向する側面に固定したことを特徴とする請求項１記載の歯車装置。
3. 前記第１歯車及び前記第２歯車を、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石との間の磁力により、前記第１歯車及び前記第２歯車を相対的に移動させる付勢力と、反発力及び吸引力の一方を発生させるように前記第１永久磁石と前記第２永久磁石の位相をずらして配置したことを特徴とする請求項２記載の歯車装置。
4. 前記第１歯車及び前記第２歯車の一方の対向する側面に突設された突起部と、
   前記第１歯車及び前記第２歯車の他方の対向する側面に形成され、前記突起部が挿入される挿入孔と、を備え、
   前記挿入孔を、前記突起部が挿入された際、前記第１歯車及び前記第２歯車が前記第１永久磁石と前記第２永久磁石の位相をずらして配置される位置に形成し、かつ前記挿入孔を、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石との間の磁力により前記第１歯車及び前記第２歯車が相対的に移動するように移動方向に広がった形状とすることを特徴とする請求項２又は３記載の歯車装置。
5. 前記第１永久磁石と前記第２永久磁石との間の磁力による前記第１歯車及び前記第２歯車を相対的に移動させる方向の付勢力を変化させるように前記挿入孔を複数形成したことを特徴とする請求項４記載の歯車装置。
6. 前記第１永久磁石と前記第２永久磁石は同一極数であり、且つ極数は少なくとも２極以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の歯車装置。
7. 前記第１歯車と前記第２歯車は同一であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の歯車装置。

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