JP2014119102A - Rotational force transmission device and image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歯車によって回転力を伝達する回転力伝達装置と、この回転力伝達装置を備えた画像形成装置とに関する。 The present invention relates to a rotational force transmission device that transmits rotational force with a gear, and an image forming apparatus including the rotational force transmission device.
シートに画像を形成する複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置は、シートを搬送する回転体対としてのローラ対を備えている。ローラ対は、モータや他の機構(以下、駆動源と言う)からの回転力を、歯車列を備えた回転力伝達装置によって伝達されて、回転するようになっている。この場合、ローラ対は、一方向にのみ回転してシートを一方向に搬送する場合と、正逆回転して同一シートを往復搬送する場合とがある。往復搬送する場合として、シートの両面に画像を形成するのに、シートを裏返しにするための、スイッチバック搬送がある。 An image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a fax machine that forms an image on a sheet includes a roller pair as a pair of rotating bodies that convey the sheet. The roller pair is configured to rotate by transmitting a rotational force from a motor or another mechanism (hereinafter referred to as a drive source) by a rotational force transmission device including a gear train. In this case, there are a case where the roller pair rotates only in one direction and conveys the sheet in one direction, and a case where the roller pair rotates forward and backward to reciprocate and convey the same sheet. As a case of reciprocal conveyance, there is switchback conveyance for turning the sheet upside down to form images on both sides of the sheet.
ところが、回転力伝達装置は、歯車列の歯車にバックラッシュがあるため、駆動源の回転ムラや、回転方向の切換によって、従動歯車の歯と駆動歯車の歯とが当接して衝撃音と振動を発することがある。 However, the rotational force transmission device has backlash on the gears of the gear train, so that the tooth of the driven gear and the tooth of the driving gear come into contact with each other due to uneven rotation of the drive source or switching of the rotation direction, and the impact sound and vibration. May be emitted.
以下、衝撃音が発する動作を説明する。なお、駆動源として、ローラ対の回転制御が容易であるステッピングモータ(以下、「STモータ」と言う)を使用した場合について説明するが、他の種類のモータにおいても、同様な現象が生じる。 Hereinafter, an operation for generating an impact sound will be described. In addition, although the case where a stepping motor (hereinafter referred to as “ST motor”) that can easily control the rotation of a roller pair is used as a drive source will be described, the same phenomenon occurs in other types of motors.
一般に、STモータは、STモータにパルスが入力される度に一定のステップ角毎にクイック回転するようになっている。しかし、STモータは、1ステップ角回転するとき、ステップ角や回転角速度が異なって、従動歯車に回転むらが生じることがある。なお、STモータの1ステップ角と、歯車の歯の1ピッチ分回転する角度は、異なる場合と同一の場合とがある。 In general, the ST motor is configured to perform quick rotation every predetermined step angle every time a pulse is input to the ST motor. However, when the ST motor rotates by one step angle, the step angle and the rotation angular velocity are different, and the driven gear may be unevenly rotated. Note that the step angle of the ST motor and the angle of rotation of the gear teeth by one pitch may be different or the same.
図11(A)において、不図示のSTモータによって、駆動平歯車900が矢印A方向に回転すると、従動平歯車901は駆動平歯車900と噛合部Yで噛合って矢印B方向に回転させられる。このとき、STモータに回転むらが発生して、駆動平歯車900が所定の回転速度から、所定の回転速度以上に加速回転した後、所定の回転速度に戻る場合がある。この場合、駆動平歯車900が加速回転した後、所定の回転速度に戻るとき、従動平歯車901は、慣性により、直ぐに、所定の回転速度に戻ることができないで、バックラッシュ分、過回転して、駆動平歯車900に当接する(図11(B)G1)。この結果、衝撃音と振動が発生する。
In FIG. 11A, when the
また、駆動平歯車900が所定の回転速度から、所定の回転速度以下に減速回転した後、所定の回転速度に戻る場合がある。この場合も、従動平歯車901は、所定の回転速度から、慣性により、直ぐに、減速回転することできないで、所定の回転速度のまま、バックラッシュ分、過回転して、駆動平歯車900に当接する(図11(B)G1)。この結果、衝撃音と振動を発生する。
In some cases, the
そこで、衝撃音や振動を少なくするため、STモータの駆動軸上に粘性ダンパーを設けた構成がある(特許文献1)。 Therefore, there is a configuration in which a viscous damper is provided on the drive shaft of the ST motor in order to reduce impact noise and vibration (Patent Document 1).
しかし、特許文献1の構成は、ダンパーの中にフライホイールを設けることによりSTモータ軸のイナーシャが増大し、モータの正逆回転制御の俊敏性を損なうという問題がある。
However, the configuration of
本発明は、駆動歯車の回転むらによって生じる駆動歯車と従動歯車との衝撃音や振動の発生を防止した回転力伝達装置と、この回転力伝達装置を備えた画像形成装置とを提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a rotational force transmission device that prevents the generation of impact noise and vibration between the drive gear and the driven gear caused by uneven rotation of the drive gear, and an image forming apparatus including the rotational force transmission device. is there.
本発明の回転力伝達装置は、駆動源によって回転する駆動はす歯歯車と、前記駆動はす歯歯車に噛み合って回転軸方向に移動可能な従動はす歯歯車と、前記駆動はす歯歯車の加速度に応じて前記回転軸方向に移動する前記従動はす歯歯車を受け止めて、前記従動はす歯歯車の加速度を規制する規制手段と、を備えた、ことを特徴としている。 The rotational force transmission device of the present invention includes a driving helical gear that is rotated by a driving source, a driven helical gear that is meshed with the driving helical gear and is movable in the rotation axis direction, and the driving helical gear. And a restriction means for receiving the driven helical gear that moves in the direction of the rotation axis in accordance with the acceleration of the rotating shaft and restricting the acceleration of the driven helical gear.
本発明の画像形成装置は、シートに画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部によって画像を形成されたシートを搬送する回転体対と、駆動源の回転を前記回転体対に伝達する回転力伝達装置と、を備え、前記回転力伝達装置は、上記の回転力伝達装置である、ことを特徴としている。 An image forming apparatus of the present invention transmits an image forming unit that forms an image on a sheet, a rotating body pair that conveys a sheet on which an image is formed by the image forming unit, and rotation of a drive source to the rotating body pair. A rotational force transmission device, wherein the rotational force transmission device is the rotational force transmission device described above.
本発明の回転力伝達装置は、規制手段によって、駆動はす歯歯車の加速度に応じて回転軸方向に移動する従動はす歯歯車を受け止めて、従動はす歯歯車の加速度を規制するようになっている。このため、本発明の回転力伝達装置は、駆動歯車の回転むらによって生じる従動はす歯歯車の慣性による過回転を防止して、駆動はす歯歯車と従動はす歯歯車の当接による衝撃音と振動との発生を防止することができる。 The rotational force transmission device of the present invention receives the driven helical gear that moves in the direction of the rotation axis according to the acceleration of the driving helical gear by the regulating means, and regulates the acceleration of the driven helical gear. It has become. For this reason, the rotational force transmission device of the present invention prevents over-rotation due to the inertia of the driven helical gear caused by uneven rotation of the driving gear, and the impact caused by the contact between the driving helical gear and the driven helical gear. Generation of sound and vibration can be prevented.
本発明の画像形成装置は、歯車の回転ムラによって生じる衝撃音と振動との発生を防止した回転力伝達装置を備えているので、動作音を低減することができる。 Since the image forming apparatus of the present invention includes the rotational force transmission device that prevents the generation of impact sound and vibration caused by uneven rotation of the gears, the operation sound can be reduced.
以下、本発明の実施形態の画像形成装置と、画像形成装置に組み込まれた回転力伝達装置とを図に基づいて説明する。なお、本実施形態において使用する数値は、実施形態を理解しやすくするための参考数値であり、本発明を限定する数値ではない。 Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention and a rotational force transmission device incorporated in the image forming apparatus will be described with reference to the drawings. In addition, the numerical value used in this embodiment is a reference numerical value for making the embodiment easy to understand, and is not a numerical value that limits the present invention.
(画像形成装置)
図1は、本発明の実施形態の画像形成装置1のシート搬送方向に沿った断面図である。画像形成装置1は、シートSを給送するシート給送部2と、シートにトナー画像を転写する画像形成部3と、トナー画像をシートSに定着させる定着部4と、トナー画像が定着されたシートSを排出する排出部5と、原稿を読み取る画像読取部60等、を備えている。
(Image forming device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
シート給送部2は、画像形成装置1の装置本体1Aの下部に設けられている。シート給送部2は、シートSを積載する積載トレイ21と、積載トレイ21に積載されたシートSをピックアップするピックアップローラ22と、ピックアップされたシートSを分離給送する分離給送部23と、を備えている。シート給送部2は、画像形成装置1の側方からシートSを手差しできる手差し給送部24も備えている。手差し給送部24は、シートSを積載する手差しトレイ25と、手差しトレイ25に積載されたシートSを分離給送する分離給送部26と、を備えている。手差しトレイ25は、装置本体1Aを開閉できるように装置本体1Aに設けられている。
The
画像形成部3は、シート給送部2の上方に配置されている。画像形成部3は、トナー画像が形成される感光体ドラム31と、感光体ドラム31の表面を一様に帯電する帯電ローラ32と、レーザ光を照射して感光体ドラム31に静電潜像を形成するレーザ照射装置33とを備えている。さらに、画像形成部3は、感光体ドラム31上の静電潜像をトナー画像として可視化する現像装置34と、感光体ドラム31に当接して転写ニップNを形成する転写ローラ35等を備えている。
The
定着部4は、画像形成部3のシート搬送方向下流側(以下、単に「下流側」という)のシート搬送路に設けられている。
The fixing unit 4 is provided in a sheet conveyance path downstream of the
排出部5は、定着部4の下流側に設けられている。排出部5は、シートSを装置本体1Aの内部から排出する排出ローラ対51と、排出されたシートSを積載する排出トレイ52と、を備えている。画像読取部60は、画像形成装置1の装置本体1Aの上部に設けられている。画像読取部60は、原稿を載置する原稿載置部61と、原稿載置部61に載置された原稿の画像情報を読み取る読取スキャナ62等を備えている。
The
画像形成装置1は、画像形成ジョブを開始すると、不図示のパソコン又は読取スキャナ62から送信された原稿等の画像情報(画像情報信号)に基づいて、レーザ照射装置33が感光体ドラム31の表面にレーザ光を照射する。これにより、帯電ローラ32によって所定の極性電位に一様に帯電されている感光体ドラム31の表面が露光され、感光体ドラム31の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置34によって現像されて、トナー画像として可視像化される。
When the
トナー画像の形成動作に並行して、シート給送部2から1枚ずつ分離給送されたシートSは、搬送ローラ対10により搬送ローラ対10の下流側のシート搬送路に設けられたレジストローラ対11に搬送され、レジストローラ対11で斜行が補正される。斜行が補正されたシートSは、その後、所定のタイミングで転写ニップNに搬送され、可視像化されたトナー画像が転写ローラ35によってシートSに転写される。
In parallel with the toner image forming operation, the sheets S separated and fed one by one from the
トナー画像が転写されたシートSは、転写ニップNから定着部4に搬送され、定着部4で熱及び圧力を受けることでトナーが溶融され、画像として定着される。その後、画像が定着されたシートSは、排出ローラ対51によって排出トレイ52に排出され、画像形成ジョブが終了する。
The sheet S on which the toner image has been transferred is conveyed from the transfer nip N to the fixing unit 4, and receives heat and pressure at the fixing unit 4, so that the toner is melted and fixed as an image. Thereafter, the sheet S on which the image is fixed is discharged to the
一方の面(第1面)にトナー画像を形成された後、他方の面(第2面)にもトナー画像を形成するシートは、定着部4から中間排出ローラ対6によって反転パス7を経て反転ローラ対110に送られる。反転パス7、反転ローラ対110の順に搬送されシートSの先端部分は、胴内排紙方向に突出される(図1中、矢印C方向)。反転ローラ対110に狭持されたシートSの後端部分が搬送路切り替えフラッパー111を抜けて7mmの位置(不図示のシート検知センサを通過してからの時間に基づいて算出した位置)に到達すると、反転ローラ対110は回転を停止した後、逆回転する。逆回転は、後述するモータの逆回転と、回転力伝達装置101とによって行われる。逆回転した反転ローラ対110は、シートSを装置本体1A内に引き込む(図中矢印D方向)。
After the toner image is formed on one surface (first surface), the sheet on which the toner image is also formed on the other surface (second surface) passes through the
これによって、シートSはスイッチバック搬送されて、表裏反転されたことになる。両面搬送ローラ対8a,8b,8cは、シートSをレジストローラ対11に再度搬送する。レジストローラ対11は、シートを転写ニップNに搬送する。このとき、シートSは、第2面が感光体ドラム31に接触するようになっており、転写ニップNで第2面にトナー画像を転写される。定着部4でトナー画像を定着されたシートSは、最後、排出ローラ対51によって排出トレイ52に排出される。
As a result, the sheet S is switched back and turned upside down. The duplex conveyance roller pairs 8a, 8b, and 8c convey the sheet S to the
(回転力伝達装置)
駆動源としてのステッピングモータ(以下、「STモータ」と言う)122の回転を反転ローラ対110に伝達する回転力伝達装置101を図に基づいて説明する。
(Rotational force transmission device)
A rotational
図2は、本発明の実施形態における回転力伝達装置101の概略図である。図3は、図2の回転力伝達装置101の歯車列に沿った断面図である。図4は、回転力伝達装置101における駆動はす歯歯車123と、駆動はす歯歯車123に従動回転する従動はす歯歯車121Bと、従動はす歯歯車121Bに追従回転する追従歯車としての追従はす歯歯車121Aとの拡大斜視図である。図5は、回転力伝達装置101における追従はす歯歯車121Aと、従動はす歯歯車121Bと、回転伝達機構130との斜視図である。図6は、従動はす歯歯車121Bの粘性流体溜め121Bdを示した図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of the rotational
(回転力伝達装置の構成)
回転力伝達装置101は、STモータ122の回転を回転体対としての反転ローラ対110の駆動ローラ110aの回転軸112に伝達するようになっている。反転ローラ対110は、駆動ローラ110aと従動ローラ110bで構成されている。
(Configuration of rotational force transmission device)
The rotational
反転ローラ対110における駆動ローラ110aの回転軸112の一端には、ローラはす歯歯車120が設けられている。ローラはす歯歯車120には、追従はす歯歯車121Aが噛合っている。追従はす歯歯車121Aは、固定板127に固定突設された回転軸124に回転自在に設けられている。また、回転軸124には、従動はす歯歯車121Bも回転自在に設けられている。
A roller
追従はす歯歯車121Aは、追従はす歯歯車121Aと従動はす歯歯車121Bとの間に設けられた回転伝達機構130によって、従動はす歯歯車121Bに追従回転するようになっている。回転伝達機構130は、追従はす歯歯車121Aに従動はす歯歯車121Bに向けて突設された突起121Aaと、従動はす歯歯車121Bに追従はす歯歯車121Aに向けて突設されたリブ121Baとで構成されている。突起121Aaは、回転軸124の外周に沿って円弧状に形成されている。リブ121Baは、回転軸124から放射状に複数形成されている。突起121Aaは、隣り合うリブ121Ba,121Baの間に進入して、回転方向で、リブ121Baに当接するようになっている。突起121Aaが隣り合うリブ121Ba,121Baとの間に進入した状態で、突起121Aaと隣り合うリブ121Ba,121Baとの間には、回転角5°分だけ互いに回転できる隙間(遊びが)が回転方向に形成されている。この隙間によって、従動はす歯歯車121Bと追従はす歯歯車121A間における振動の伝達を防ぐことができる。
The following
追従はす歯歯車121Aと従動はす歯歯車121Bとの間には、回転軸124に遊嵌した圧縮スプリング(圧縮コイルバネ)126が設けられている。圧縮スプリング126の一端は、リブ121Baの切欠き121Bbに受け止められている。
A compression spring (compression coil spring) 126 loosely fitted on the
従動はす歯歯車121Bは、STモータ122の駆動出力軸128に固定された駆動はす歯歯車123とかみ合っている。これにより、STモータ122の回転は、駆動はす歯歯車123、従動はす歯歯車121B、追従はす歯歯車121A及びローラはす歯歯車120を介して、駆動ローラ110aに伝達されるようになっている。因みに、STモータの回転数は、40乃至50rpmである。
The driven
回転軸124の端部の外周に形成された溝124aには、Eリング125が着脱自在に装着されている。従動はす歯歯車121Bと追従はす歯歯車121Aとの間に圧縮スプリング126が介在しているため、追従はす歯歯車121AはEリング125に受け止められ、従動はす歯歯車121Bは後述するグリスWを介して固定板127に受け止められている。そして、従動はす歯歯車121Bが回転力を受けていないとき、従動はす歯歯車121Bと追従はす歯歯車121Aとの間には、0.3mmの隙間G2(図3)が生じている。このため、従動はす歯歯車121Bと追従はす歯歯車121Aは、回転時に、回転軸方向H,J(歯車のスラスト方向)に隙間G2分(0.3mm)移動可能になっている。
An E-ring 125 is detachably mounted in a
従動はす歯歯車121Bの圧縮スプリング126の付勢力を受ける面に対して反対側の側面121Bcと、側面121Bcに対向するに固定部材としての固定板127との間には、側面121Bcに、粘性流体としてのグリスWが塗布されて介在している。グリスWの粘度は90mm2/sである。従動はす歯歯車121Bの側面121Bcには、グリスWを溜められた凹状の粘性流体溜め121Bdが形成されている。側面121Bcと粘性流体溜め121Bdとの稜線には、傾斜面121Beが形成され、傾斜面121Beと側面121Bcとによって楔状の隙間G3(図6(B))が形成されている。このため、粘性流体溜め121Bdに溜めてあるグリスWは、従動はす歯歯車121Bが回転すると、楔状の隙間によって、粘性流体溜め121Bdから引き出されて、側面121Bcと固定板127との間に介在するようになっている。これによって、従動はす歯歯車121Bと固定板127との間に、グリスWが欠乏しないようになっている。
Between the side surface 121Bc on the opposite side to the surface of the driven
(回転力伝達装置の動作)
次に、STモータ122が駆動したときの、駆動はす歯歯車123、従動はす歯歯車121B、追従はす歯歯車121A及びローラはす歯歯車120の動作を説明する。
(Operation of rotational force transmission device)
Next, operations of the driving
図3、図4において、各はす歯歯車の歯の傾斜方向は、次のようになっている。駆動はす歯歯車123の歯123aは、右に傾いている。従動はす歯歯車121Bの歯121Bfは、左に傾いている。追従はす歯歯車121Aの歯121Abは、右に傾いている。そして、ローラはす歯歯車120の歯120aは、左に傾いている。因みに、駆動はす歯歯車123、従動はす歯歯車121B、追従はす歯歯車121A及びローラはす歯歯車120の各歯の捻れ角は、30度である。
3 and 4, the inclination directions of the teeth of the helical gears are as follows. The
(駆動はす歯歯車123が矢印E方向に回転する場合)
通常、STモータ122は、パルスによって所定の1ステップ角ずつ規則正しく所定の回転速度でクイック回転している。これにともなって、駆動はす歯歯車123も所定の1ステップ角ずつ規則正しく所定の回転速度でクイック回転し、従動はす歯歯車121Bも、駆動はす歯歯車123の規則正しい回転にしたがって、回転している。
(When driving
Normally, the
この場合、STモータ122が回転して、駆動はす歯歯車123が矢印E方向に回転すると、駆動はす歯歯車123の歯123aが、従動はす歯歯車121Bの歯121Bfを押して、従動はす歯歯車121Bを矢印M方向に回転させる。駆動はす歯歯車123が所定の回転速度でクイック回転している場合、従動はす歯歯車121Bは、歯121Bfの傾きによって、圧縮スプリング126に抗して矢印H方向へ移動し、圧縮スプリング126の付勢力によって矢印J方向へ押し戻されながら回転する。このため、従動はす歯歯車121Bは、駆動はす歯歯車123の歯に接触した状態を維持されており、速度変動が生じても慣性によってバックラッシュ分、過回転して、駆動はす歯歯車123の隣りの歯に当接することがない。この結果、回転力伝達装置101は、歯車同士の当接による、衝撃音と振動との発生を防止することができる。
In this case, when the
しかし、所定の1ステップ角の間に、STモータ122に回転むらが発生して、駆動はす歯歯車123が所定の回転速度以上に矢印E方向に加速回転した後、所定の回転速度に戻る場合がある。この回転速度変化において、駆動はす歯歯車123が矢印E方向に加速回転したとき、従動はす歯歯車121Bは、駆動はす歯歯車123に押されて、歯121Bfの傾斜により、所定の回転速度のときより加速回転した分だけ、矢印H方向へ余分に移動させられる。圧縮スプリング126は、従動はす歯歯車121Bが矢印H方向へ余分に移動した分、圧縮される量が増えて、従動はす歯歯車121Bを矢印J方向に押し戻す付勢力が増える。
However, the rotation unevenness occurs in the
その後、駆動はす歯歯車123が加速回転から所定の回転速度に戻る。ところが、従動はす歯歯車121Bは、慣性のため、直ぐに減速回転することなく、矢印M方向に加速回転のまま過回転して、駆動はす歯歯車123の今まで当接していた歯から離れて、隣りの歯に加速回転速度のまま当接するおそれがある。しかし、従動はす歯歯車121Bは、圧縮量が増えた圧縮スプリング126によって矢印J方向に押し返されて、駆動はす歯歯車123の今まで当接していた歯との噛合い状態が維持される。この結果、従動はす歯歯車121Bは、慣性により過回転して、駆動はす歯歯車123の隣りの歯に当接することが無く、衝撃音と振動とを発することを防止される。
Thereafter, the driving
なお、追従はす歯歯車121Aは、従動はす歯歯車121Bの歯と、歯の傾斜方向が異なるはす歯歯車であるので、従動はす歯歯車121Bが矢印H方向へ移動する回転方向のとき追従はす歯歯車121Aは矢印J方向に移動するようになっている。このため、圧縮スプリング126は、追従はす歯歯車121Aによって圧縮される量が増えて、より従動はす歯歯車121Bを矢印J方向に押し戻す付勢力が増える。
Note that the following
また、所定の1ステップ角の間に、STモータ122に回転むらが発生して、駆動はす歯歯車123が所定の回転速度以下に減速回転した後、所定の回転速度に戻る場合がある。この回転速度変化において、駆動はす歯歯車123が減速回転したとき、従動はす歯歯車121Bは、慣性により、直ぐに減速回転することができない。このため、従動はす歯歯車121Bは、所定の回転速度のまま矢印M方向に過回転して、今まで、当接していた駆動はす歯歯車123の歯123aから離れて、隣りの歯に所定の回転速度のまま当接するおそれがある。しかし、従動はす歯歯車121Bは、慣性回転により、駆動はす歯歯車123の今まで当接していた歯から離れようとすると、圧縮スプリング126の付勢力によって、矢印J方向のグリスW側(粘性流体側)へ移動させられる。すると、従動はす歯歯車は、従動はす歯歯車121Bと固定板127との間に介在しているグリスWに押し付けられて、グリスWの粘性によって減速回転させられ、減速回転している駆動はす歯歯車123の今まで当接していた歯との噛合いが維持される。この場合も、衝撃音と振動とを発することを防止される。
Further, there may be a case where the rotation unevenness occurs in the
その後、駆動はす歯歯車123が所定の回転速度以下から所定の回転速度に戻る。従動はす歯歯車121bは、駆動はす歯歯車123に押されて、歯121Bfの傾きによって、矢印H方向へ移動させられ、グリスWとの接触圧が軽減されて、円滑に加速回転をして、所定の回転速度に戻る。
Thereafter, the driving
(駆動はす歯歯車123が矢印F方向に回転する場合)
以上は、駆動はす歯歯車123が矢印E方向に回転する場合の動作説明であったが、駆動はす歯歯車123は正逆回転可能であるので、次に、矢印F方向に回転する場合の回転力伝達装置101の動作を説明する。
(When driving
The above is the explanation of the operation when the driving
STモータ122が逆転して、駆動はす歯歯車123が矢印F方向に回転すると、駆動はす歯歯車123の歯123aが、従動はす歯歯車121Bの歯121Bfを押して、従動はす歯歯車121Bを矢印Q方向に回転させる。駆動はす歯歯車123が所定の回転速度でクイック回転している場合、従動はす歯歯車121Bは、歯121Bfの傾きと、圧縮スプリング126の弾力とによって、矢印J方向へ移動させられて、グリスWに押し付けられながら回転する。このため、従動はす歯歯車121Bは、駆動はす歯歯車123の同じ歯に接触した状態を維持されており、慣性によってバックラッシュ分、過回転して、駆動はす歯歯車123の隣りの歯に当接することがない。この結果、回転力伝達装置101は、歯車同士の当接による、衝撃音と振動との発生を防止することができる。
When the
しかし、所定の1ステップ角の間に、STモータ122に回転むらが発生して、駆動はす歯歯車123が所定の回転速度以上に矢印F方向に加速回転した後、所定の回転速度に戻る場合がある。この回転速度変化において、駆動はす歯歯車123が矢印F方向に加速回転したとき、従動はす歯歯車121Bは、駆動はす歯歯車123に押されて、歯121Bfの傾斜によって、所定の回転速度のときより加速回転した分だけ、矢印J方向へ余分に移動させられる。グリスWは、従動はす歯歯車121Bが矢印J方向へ余分に移動した分、圧縮される量が増えて、従動はす歯歯車121Bを矢印H方向に押し戻す付勢力が増える。
However, the rotation unevenness occurs in the
その後、駆動はす歯歯車123が加速回転から所定の回転速度に戻る。従動はす歯歯車121Bは、慣性のため、直ぐに減速回転することなく、加速回転のまま、矢印Q方向に過回転して、今まで当接していた歯から離れて、所定の回転速度に戻っている駆動はす歯歯車123の隣りの歯に加速回転速度のまま当接するおそれがある。しかし、従動はす歯歯車121Bは、グリスWの粘性によって、速やかに減速回転して、駆動はす歯歯車123の今まで当接していた歯との噛合い状態が維持される。また、従動はす歯歯車121Bは、圧縮量が増えたグリスWによって矢印J方向に押し返されることによっても、駆動はす歯歯車123の今まで当接していた歯との噛合い状態が維持される。この結果、従動はす歯歯車121Bは、慣性により過回転して、駆動はす歯歯車123の隣りの歯に当接することが無く、衝撃音と振動とを発することを防止される。
Thereafter, the driving
また、所定の1ステップ角の間に、STモータ122に回転むらが発生して、駆動はす歯歯車123が所定の回転速度以下に減速回転した後、所定の回転速度に戻る場合がある。この回転速度変化において、駆動はす歯歯車123が減速回転したとき、従動はす歯歯車121Bは、慣性により、直ぐに減速回転することができない。このため、従動はす歯歯車121Bは、所定の回転速度のままQ方向に過回転して、今まで、当接していた駆動はす歯歯車123の歯123aから離れて、隣りの歯に所定の回転速度のまま当接するおそれがある。しかし、従動はす歯歯車121Bは、慣性回転により、駆動はす歯歯車123の今まで当接していた歯から離れようとすると、圧縮スプリング126に押されて矢印J方向のグリスW側(粘性流体側)へ移動させられる。すると、従動はす歯歯車121Bは、グリスWに押し付けられて、グリスWの粘性によって減速回転させられ、減速回転している駆動はす歯歯車123の今まで当接していた歯との噛合いが維持される。この場合も、衝撃音と振動とを発することを防止される。
Further, there may be a case where the rotation unevenness occurs in the
以上のように、従動はす歯歯車121Bが回転すると、回転伝達機構130を介して追従はす歯歯車121Aが追従回転し、ローラはす歯歯車120が回転する。最後、ローラはす歯歯車120に設けられた回転軸112と駆動ローラ110aが回転する。追従はす歯歯車121Aも従動はす歯歯車121Bによって正逆回転して、ローラはす歯歯車120も正逆回転するようになっている。追従はす歯歯車121Aとローラはす歯歯車120もはす歯歯車であるので、正逆回転に応じて、追従はす歯歯車121Aが回転軸124に沿って移動する。これによって、追従はす歯歯車121Aの歯121Abとローラはす歯歯車120の歯120aとの当接による、衝撃音と振動との発生を防止される。回転伝達機構130は、従動はす歯歯車121Bと追従はす歯歯車121Aとの回転方向に回転角5°の遊びによって、反転ローラ対110の駆動ローラ110aの回転方向を変えるときの駆動ローラ110aの慣性回転を吸収するようになっている。
As described above, when the driven
以上の説明では、駆動はす歯歯車123が一方向に回転している場合について説明をしたが、逆回転する場合について説明する。すなわち、反転ローラ対110が、正逆回転して、シートを、スイッチバック搬送をする場合における回転力伝達装置101の動作を説明する。
In the above description, the case where the driving
回転力伝達装置101は、反転ローラ対110を図1においてシートを矢印C方向に搬送させるには、STモータ122によって、駆動はす歯歯車123によって、矢印F方向に回転させる。矢印D方向にシートを逆送する場合には、駆動はす歯歯車123を矢印E方向に回転させる。
In order to convey the sheet in the direction of arrow C in FIG. 1, the rotational
駆動はす歯歯車123が矢印F方向に回転しているとき、従動はす歯歯車121Bは、矢印Q方向に回転して、グリスWに押し付けられている。駆動はす歯歯車123が矢印F方向から矢印E方向に逆転すると、従動はす歯歯車121Bは、矢印Q方向に慣性回転しようとするが、グリスWによって慣性回転を減少されられて、過回転を防止される。このため、駆動はす歯歯車123の回転方向の反転によって、駆動はす歯歯車123の歯が、今まで、当接していた従動はす歯歯車121Bの歯121Bfから離れて、隣りの歯121Bfに当接するときの衝撃が少なく、衝撃音と振動とが低減される。
When the driving
その後、従動はす歯歯車121Bは、駆動はす歯歯車123との噛合いによって、圧縮スプリング126に抗して、矢印H方向に移動して、駆動はす歯歯車123の回転むらに対応して、衝撃音と振動との発生を防止されて回転をする。
Thereafter, the driven
以上のように、回転力伝達装置は、駆動はす歯歯車の回転変化によって生じる加速度に応じて回転軸方向に移動する従動はす歯歯車を、規制手段としての圧縮スプリング或いはグリスによって受け止めて、従動はす歯歯車の加速度を規制するようになっている。しかも、圧縮スプリング或いはグリスは、駆動はす歯歯車の回転変化によって生じる加速度に応じて弾性変形する(規制量が変化する)ようになっている。これによって、回転力伝達装置は、歯車の噛み合いによって生じる衝撃音と振動を少なくすることができる。 As described above, the rotational force transmission device receives the driven helical gear that moves in the direction of the rotation axis in accordance with the acceleration generated by the rotational change of the driving helical gear by the compression spring or grease as the restricting means, The acceleration of the driven helical gear is regulated. In addition, the compression spring or grease is elastically deformed (the amount of regulation changes) according to the acceleration generated by the rotational change of the driving helical gear. Thereby, the rotational force transmission device can reduce the impact sound and vibration caused by the meshing of the gears.
なお、図7に示すように、反転ローラ対110を反転させるとき、駆動はす歯歯車123がF方向へ回転している時間T1が1秒であるのに対して、E方向へ回転している時間T2は、2秒に設定してある。時間T1は、シートが反転ローラ対110によって、矢印C方向に搬送され始めてから、シートが反転ローラ対110を抜けきらない時間である。時間T2は、反転ローラ対110がシートをD方向に搬送して、シートを搬送し終えても、多少回転して、装置本体1A内に確実に送り込むようにするための時間である。シートを装置本体1A内に確実に送り込むため、T1<T2に設定されている。また、T2の時間は、反転ローラ対110がシートを搬送し終えて多少回転しているようにして、この時点における各歯車に対する負荷を少なくして、従動はす歯歯車121Bが、圧縮スプリング126によって、固定板127側に位置するようにしている。これによって、その後、反転ローラにシートをC方向に搬送させるのに、駆動はす歯歯車123が逆転したときの、駆動はす歯歯車123と従動はす歯歯車121Bとの当接による衝撃音と振動との発生を少なくすることができる。
As shown in FIG. 7, when the pair of reversing
以上の説明における、圧縮スプリング126のばね定数kは、次のようにして設定されている。駆動はす歯歯車123の回転を微少に変化させるSTモータ122の作動時における振動周波数fmと、追従はす歯歯車121Aの固有振動数fpとの関係は、式(1)のように設定してある。mは、追従はす歯歯車121Aの質量である。
fg<fp
⇔(√k/m)/2π<fp
⇔k<4π2・m・fp2・・・・(1)
In the above description, the spring constant k of the
fg <fp
⇔ (√k / m) / 2π <fp
⇔k <4π 2 · m · fp 2 (1)
因みに、本実施形態の回転力伝達装置101の圧縮スプリング126のばね定数kは、0.1N/mmである。
Incidentally, the spring constant k of the
このように、圧縮スプリング126のばね定数kを、fg<fpの関係が成立するように設定してあるので、STモータの振動が、駆動はす歯歯車123、従動はす歯歯車121B、圧縮スプリングを介して、追従はす歯歯車121Aに伝達されることが殆ど無い。しかも、パルスモータの振動による騒音の増大をコンパクトで簡易な構成で防止することができる。
Thus, since the spring constant k of the
なお、従動はす歯歯車121Bの回転は、追従はす歯歯車121Aを介してローラはす歯歯車120に伝達するようになっているが、図8のように、回転軸224に従動はす歯歯車121Bのみ設けて、従動はす歯歯車にローラはす歯歯車を噛み合わせてもよい。この場合、ローラはす歯歯車120の歯120aは、右に傾いている(不図示)。
Note that the rotation of the driven
また、図9に示すように、従動はす歯歯車121Bに、従動はす歯歯車121Bと径の異なる出力歯車としての異径従動はす歯歯車121Cを同軸に一体に形成した段ギアにし、違径従動はす歯歯車121Cにローラはす歯歯車120を噛み合わせてもよい。図9において、異径従動はす歯歯車121Cは、従動はす歯歯車121Aより小径であるが、大径であってもよい。また、異径従動はす歯歯車121Cの歯121Caは、従動はす歯歯車121Bの歯121Bfと同じ方向に傾いているが、逆方向に傾いていてもよい。
Further, as shown in FIG. 9, the driven
さらに、図10に示すように、グリスWの代わりに圧縮スプリング226を設けてもよい。この規制部材としての圧縮スプリング226は、従動はす歯歯車121Bが矢印J方向に移動するのを許容した後、矢印H方向へ押し返すようになっている。圧縮スプリング226は、従動はす歯歯車121Bが矢印J,H方向に移動する間に、他方の圧縮スプリング126と同様な作用して、駆動はす歯歯車123の回転むらによって発生する衝撃音と振動を少なくするようになっている。また、圧縮スプリング126,226は、従動はす歯歯車121Bが矢印H,J方向に移動しても、従動はす歯歯車121Bを、駆動はす歯歯車123とローラはす歯歯車120とに噛み合いを維持できる位置に保持する弾力に設定されている。
Further, as shown in FIG. 10, a
以上の説明では、モータがステッピングモータであったが、回転力伝達装置101は、STモータでなくても、通常のモータの回転むらであっても対応することができる。また、駆動はす歯歯車123は、モータではなく、他の装置の回転力伝達装置からの回転力を駆動源として回転してもよい。このため、駆動源は、モータに限定されるものではない。
In the above description, the motor is a stepping motor. However, the rotational
1:画像形成装置、4:画像形成部、101:回転力伝達装置、110:反転ローラ対(回転体対)、110a:駆動ローラ、120:ローラはす歯歯車、121A:追従はす歯歯車、121B:従動はす歯歯車、121Bd:粘性流体溜め、121C:違径はす歯歯車(出力歯車)122:ステッピングモータ(駆動手段)、123:駆動はす歯歯車、124:回転軸、126,226:圧縮スプリング(規制手段、スプリング)、W:グリス(規制手段、粘性流体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Image forming apparatus, 4: Image forming part, 101: Rotational force transmission apparatus, 110: Reversing roller pair (rotating body pair), 110a: Drive roller, 120: Roller helical gear, 121A: Following
Claims (12)
前記駆動はす歯歯車に噛み合って回転軸方向に移動可能な従動はす歯歯車と、
前記駆動はす歯歯車の加速度に応じて前記回転軸方向に移動する前記従動はす歯歯車を受け止めて、前記従動はす歯歯車の加速度を規制する規制手段と、を備えた、
ことを特徴とする回転力伝達装置。 A driving helical gear rotated by a driving source;
A driven helical gear that meshes with the helical gear and is movable in the rotational axis direction;
A regulation means for receiving the driven helical gear that moves in the rotational axis direction according to the acceleration of the driven helical gear and regulating the acceleration of the driven helical gear;
A rotational force transmission device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の回転力伝達装置。 The regulation means changes a regulation amount according to the acceleration.
The rotational force transmission device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の回転力伝達装置。 The regulating means is a spring;
The rotational force transmission device according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の回転力伝達装置。 The restricting means is a viscous fluid located between a side surface of the driven helical gear and a fixing member facing the side surface.
The rotational force transmission device according to claim 1, wherein
前記従動はす歯歯車の一方の側に位置するスプリングと、
前記従動はす歯歯車の前記スプリングの付勢力を受ける側面に対して反対側の側面と、前記反対側の側面に対向する固定部材との間に位置する粘性流体と、を備えた、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の回転力伝達装置。 The regulating means is
A spring located on one side of the driven helical gear;
A viscous fluid positioned between a side surface opposite to the side surface receiving the biasing force of the spring of the driven helical gear, and a fixing member facing the opposite side surface;
The rotational force transmission device according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotational force transmission device is provided.
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の回転力伝達装置。 A viscous fluid reservoir is provided on at least one of a side surface of the driven helical gear and a fixing member facing the side surface.
The rotational force transmission device according to claim 4 or 5, wherein
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の回転力伝達装置。 The drive helical gear can be rotated forward and backward,
The rotational force transmission device according to any one of claims 1 to 6.
前記従動はす歯歯車の回転を、回転方向に遊びを有して前記追従歯車に伝達する回転伝達機構と、を備えた、
ことを特徴とする請求項3又は5に記載の回転力伝達装置。 A follower gear facing the driven helical gear with the spring in between,
A rotation transmission mechanism that transmits rotation of the driven helical gear to the following gear with play in a rotation direction;
The rotational force transmission device according to claim 3 or 5, wherein
ことを特徴とする請求項8に記載の回転力伝達装置。 The follower gear is a helical gear having a tooth inclination direction different from that of the driven helical gear.
The rotational force transmission device according to claim 8.
ことを特徴とする請求項3、5、8のいずれか1項に記載の回転力伝達装置。 The natural frequencies of the driving helical gear, the driven helical gear, and the spring are different from each other.
The rotational force transmission device according to any one of claims 3, 5, and 8.
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の回転力伝達装置。 The rotation according to any one of claims 1 to 7, wherein the driven helical gear is a step gear integrally provided with an output gear formed coaxially with the driven helical gear. Power transmission device.
前記画像形成部によって画像を形成されたシートを搬送する回転体対と、
駆動源の回転を前記回転体対に伝達する回転力伝達装置と、を備え、
前記回転力伝達装置は、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の回転力伝達装置である、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming an image on a sheet;
A pair of rotating bodies for conveying a sheet on which an image is formed by the image forming unit;
A rotational force transmission device that transmits the rotation of the drive source to the pair of rotating bodies,
The torque transmission device is the torque transmission device according to any one of claims 1 to 11.
An image forming apparatus.
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CN106838132A (en) * | 2017-03-30 | 2017-06-13 | 成都工业学院 | A kind of flexible locking gear reduction unit for building hoist |
WO2022045373A1 (en) * | 2020-08-31 | 2022-03-03 | キヤノン株式会社 | Photoreceptor unit, cartridge, and electrophotographic image forming device |
US11281147B2 (en) * | 2019-08-07 | 2022-03-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving device and image forming apparatus |
-
2012
- 2012-12-19 JP JP2012277244A patent/JP2014119102A/en active Pending
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