JP2017203548A - 駆動伝達装置とそれを使用した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動モータの駆動外歯ギヤに被駆動ギヤが噛み合わされた伝動装置において、被駆動ギヤからの騒音・振動の放散をより確実かつ効果的に抑制することができる駆動伝達装置を提供する。【解決手段】第１のフレーム２０の片側に配設された駆動源としての駆動モータ３０によって駆動される回転軸３０ａの外歯部３２と、この外歯部３２によって駆動される第１被駆動ギヤ３６を組み合わせた駆動伝達装置である。第１被駆動ギヤ３６は、内周面に内歯部３６ｅが形成された環状凹部３７を有する。回転軸３０ａの外歯部３２を環状凹部３７に挿入して、該外歯部３２と内歯部３６ｅとを直接噛み合わせる。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、モータで駆動される初段被駆動ギヤを内歯ギヤで構成した駆動伝達装置と、当該駆動伝達装置を使用した画像形成装置に関する。

従来、被駆動体を低回転・高トルクで駆動する駆動伝達装置では、駆動源としての駆動モータの回転軸に取り付けられた外歯ギヤと、これに噛み合う初段被駆動ギヤは、高回転・低トルクの動力伝達になるように設計されている。すなわち、駆動モータの外歯ギヤは、増速のために歯数（ピッチ円直径）が小さく設定され、これに対して初段被駆動ギヤのピッチ円直径は相対的に大きく設定され、これにより大きな減速比を達成している。

しかし、駆動モータの外歯ギヤの歯数を少なくすると、初段被駆動ギヤとの間の噛み合い率を十分にとることができず、このことが回転ムラや騒音・振動の原因になっていた。この騒音・振動を低減するためにギヤの噛み合い部にグリスを注入するなどの対策も取られているが、十分とはいえない。また、グリスを複数回注入すると当該注入の際にギヤ噛み合い部に異物等が混入する可能性も高まり、当該異物による異常音や回転精度の悪化、さらにはギヤ破損等の可能性が高まるおそれがあった。

このような課題を解決するため、特許文献１（特開平１１−３１１３０２号公報）には、騒音・振動を低減する目的で、駆動モータの回転軸に取り付けられた外歯ギヤに噛み合う初段被駆動ギヤを内歯ギヤで構成した駆動伝達装置が開示されている。

しかし、特許文献１（特開平１１−３１１３０２号公報）の伝動装置でも、駆動外歯ギヤの反噛み合い側は内歯ギヤの内部空間に向かって露出しているので、内歯ギヤの内部空間でギヤの噛み合い音が反響し、その一部が外部に漏れ出る可能性があった。また、内歯ギヤの剛性が不足すると、ギヤの噛み合いによる振動が内歯ギヤと共振し、当該振動が外側に拡散する可能性もあった。

本発明の目的は、駆動モータの回転軸の外歯ギヤに被駆動ギヤが噛み合わされた駆動伝達装置において、当該被駆動ギヤからの騒音・振動の放散をより確実かつ効果的に抑制することができる駆動伝達装置を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明は、第１のフレームの片側に取り付けられた駆動源と、外歯部を備えた前記駆動源の回転軸と、前記駆動源の回転軸に隣接して回転可能に配設され、その内周面に内歯部が形成された環状凹部を有する第１被駆動ギヤを有し、前記第１被駆動ギヤの前記環状凹部を前記第1フレーム側に対向させた状態で、前記駆動源の回転軸の外歯部を前記環状凹部に挿入して、該外歯部と前記内歯部とを直接噛み合わせたことを特徴とする駆動伝達装置である。

本発明の駆動伝達装置は、被駆動内歯ギヤの環状開口部をフレーム側に対向させた状態で、駆動外歯ギヤを被駆動内歯ギヤの環状開口部に挿入して前記内歯部に噛み合わせている。これにより、駆動外歯ギヤと被駆動内歯ギヤの内歯部の噛み合いによる騒音・振動が環状開口部内に閉じ込められ、また被駆動内歯ギヤの剛性が外側円筒部、内側円筒部及び端板部の連結構造によって高められる。従って、騒音・振動が外部に放散するのを抑制することができる。

第１実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 図１ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。 第２実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第３実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第４実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第５実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第６実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第７実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第８実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第９実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第１０実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第１１実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第１２実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第１３実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第１４実施形態に係る駆動伝達装置の断面図である。 第１４実施形態の変形例に係る駆動伝達装置の断面図である。 本発明に係る駆動伝達装置を使用した画像形成装置の概略断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る駆動伝達装置を図面を参照して説明するが、各図面で共通又は対応する部品には共通の符号を付けることにより、重複した説明を適宜省略する。

（第１実施形態）
図１Ａと図１Ｂは第１実施形態を示すもので、図１Ａに示すように、互いに平行に対向した左右一対の垂直な板状フレーム２０、２１の一方に、駆動源としての駆動モータ３０が、座板３１を介して取り付けられている。この駆動モータ３０の回転軸３０ａは、座板３１と第１のフレーム２０を水平方向に貫通して反対側の第２のフレーム２１に向かって突出している。この回転軸３０ａの先端側に、駆動外歯ギヤ３２が一体的に連結されている。駆動外歯ギヤ３２のピッチ円は、大きな減速比を得るために小さく設定されている。

２つのフレーム２０、２１は、駆動モータ３０の近傍で水平方向に配設された支軸３５よって互いに連結されている。この支軸３５に、前記駆動外歯ギヤ３２に隣接するようにして、被駆動内歯ギヤ３６が回転可能に支持されている。被駆動内歯ギヤ３６は、外側円筒部３６ａ、内側円筒部３６ｂ、軸穴部３６ｃ及び端板部３６ｄを有する。

外側円筒部３６ａ、内側円筒部３６ｂ及び軸穴部３６ｃは、支軸３５を中心として同心状に形成されている。また、内側円筒部３６ｂと軸穴部３６ｃの間は、図１Ｂのように半径方向に６本のリブ３６ｆで連結されている。従って、外側円筒部３６ａと内側円筒部３６ｂの同心二重壁連結構造により内歯ギヤ３６の剛性強度が増強され、さらに前記リブ３６ｆにより剛性が補強されている。

端板部３６ｄは、フレーム２０とは反対側に配設され、外側円筒部３６ａ、内側円筒部３６ｂ及び軸穴部３６ｃの軸方向片側端を径方向に連結し、内歯ギヤ３６の片側を閉塞している。軸穴部３６ｃは図示するように必ずしも軸方向に長く延ばす必要はなく、端板部３６ｄの厚さと実質的に同じ寸法に構成することも可能である。

内歯ギヤ３６の端板部３６ｄで覆われていない反対側は、駆動モータ３０が取り付けられた一方のフレーム２０側に面しており、外側円筒部３６ａと内側円筒部３６ｂの間の環状開口部３７が、フレーム２０側に対向して開口している。外側円筒部３６ａの内周面に、内歯部３６ｅが形成され、環状開口部３７に挿入された駆動モータ３０の駆動外歯ギヤ３２が、当該内歯部３６ｅに噛み合わされている。

当該駆動外歯ギヤ３２と内歯部３６ｅの噛み合わせは、重なり噛み合い率を１．２以上確保するのが望ましい。重なり噛み合い率１．２を以上確保することで高精度回転が可能となる。また、駆動外歯ギヤ３２と内歯部３６ｅは、平歯同士の噛み合わせとする他、斜歯同士の噛み合わせとしてもよい。斜歯にすることで騒音・振動の低減とトルク伝達性の向上を図ることができる。

駆動外歯ギヤ３２の先端部にオス側テーパ部４０が形成され、外側円筒部３６ａと内側円筒部３６ｂの開口縁にはメス側テーパ部４１が形成されている。このテーパ部４０、４１によって駆動外歯ギヤ３２を環状開口部３７に挿入してギア３２を内歯部３６ｅに噛み合わせる際に、噛み合わせ作業をスムーズに完了できるようになっている。

端板部３６ｄに、図１Ａ、図１Ｂに示すように、環状開口部３７に連通する３つのアクセス穴４２が周方向に間隔を置いて形成されている。これら３つのアクセス穴４２は、駆動外歯ギヤ３２にアクセスするためのもので、駆動外歯ギヤ３２にグリスを供給したり噛み合い状態を点検したりする際に使用される。

駆動モータ３０側のフレーム２０には、被駆動内歯ギヤ３６の外側円筒部３６ａの開口側外側の一部又は全周を取り囲むように、環状のリブ２０ａが所定高さで一体形成されている。この環状リブ２０ａは、半径方向で被駆動内歯ギヤ３６の外周部と所定の軸方向長さで重なり合い、これにより被駆動内歯ギヤ３６の環状開口部３７が、直接外部に露出しない構造とされている。

被駆動内歯ギヤ３６の端板部３６ｄの外側面に、外歯ギヤ（第２の外歯ギヤ）４４が一体的に形成されている。この外歯ギヤ４４の外径は、被駆動内歯ギヤ３６の外径の約半分程度であり、当該外歯ギヤ４４の軸心部に被駆動内歯ギヤ３６の支軸３５が貫通されている。そしてこの支軸３５回りに、被駆動内歯ギヤ３６と外歯ギヤ４４が一体的に回転するようになっている。

第１のフレーム２０と対向する反対側の第２のフレーム２１に、被駆動体としての水平な被駆動軸４５が回転可能に取り付けられている。この被駆動軸４５の入力軸４５ａが、軸受４６を介して第２のフレーム２１に支持されている。この被駆動軸４５の入力軸４５ａは、フレーム２０、２１相互間に突き出ている。入力軸４５ａに、外歯ギヤ４７が連結されている。

この外歯ギヤ４７が、被駆動内歯ギヤ３６と一体の外歯ギヤ４４に噛み合わされている。従って、駆動モータ３０の駆動力は、駆動外歯ギヤ３２→被駆動内歯ギヤ３６→外歯ギヤ４４→外歯ギヤ４７→被駆動軸４５の順に伝達されるようになっている。

駆動外歯ギヤ３２から被駆動内歯ギヤ３６の内歯部３６ｅに駆動力が伝達される際、ギヤ同士の噛み合いによる騒音・振動が環状開口部３７内に閉じ込められる。また、被駆動内歯ギヤ３６の剛性が外側円筒部３６ａ、内側円筒部３６ｂ及び端板部３６ｄの同心二重壁連結構造によって高められている。このため、騒音・振動が被駆動内歯ギヤ３６の外部に放散するのが確実かつ効果的に抑制される。なお、被駆動内歯ギヤ３６の後段伝動経路には、前述のように、後段外歯ギヤ４７を設ける他、後段内歯ギヤ又は後段プーリ等を、単独又は任意の組み合わせで配設することが可能である。

（第２実施形態）
図２は第２実施形態を示すもので、前述した被駆動内歯ギヤ３６と一体の外歯ギヤ４４を、第２の内歯ギヤ５０に変更したものである。被駆動内歯ギヤ３６と第２の内歯ギヤ５０の共通の支軸３５は、左右一対のフレーム２０、２１によって両端部を支持されている。また、この第２の内歯ギヤ５０の内歯部５０ａに噛み合う小径の外歯ギヤ５１が、フレーム２１と一体の支軸５２によって回転可能に支持されている。

当該外歯ギヤ５１は、第２の内歯ギヤ５０の外側にあるやや大径の外歯ギヤ５３と一体化されており、外歯ギヤ５１、５３で２段ギヤを構成している。この２段目の外歯ギヤ５３が、被駆動軸４５の入力軸４５ａに取り付けられた外歯ギヤ４７に噛み合わされている。その他の構成は第１実施形態（図１Ａ、図１Ｂ）と同様である。

（第３実施形態）
図３は第３実施形態を示すもので、上下２つの被駆動軸４５、５５を１つの駆動モータ３０で同時駆動するようにしたものである。すなわち、第２の内歯ギヤ５０の外周面に外歯部（第２の外歯ギヤ）５０ｂが形成され、この外歯部５０ｂが、別の被駆動軸５５の入力軸５５ａに取り付けられた外歯ギヤ５４と噛み合わされている。

入力軸５５ａは軸受５６を介して第２のフレーム２１に回転可能に支持されている。その他の構成は、図２と同様である。この実施形態では、駆動モータ３０の駆動トルクが、各被駆動軸４５、５５に至るまでのギヤの減速比に対応して分配される。

（第４実施形態）
図４は第４実施形態を示すもので、被駆動軸６０が駆動モータ３０の回転軸３０ａに対して直角に配設された例である。すなわち、駆動モータ３０が取り付けられたフレーム２０を水平に配置し、駆動モータ３０の回転軸３０ａと駆動外歯ギヤ３２を垂直方向上向きにしている。

被駆動内歯ギヤ３６と外歯ギヤ４４の関係は、縦向きを横向き配置にしただけであり、第１実施形態と同じである。但し、外歯ギヤ４４は傘歯ギヤ（第２の外歯ギヤ）４４ａに変更され、この傘歯ギヤ４４ａに対して別の傘歯ギヤ６１が直角に噛み合わせられている。後段の傘歯ギヤ６１は、水平配置の被駆動軸６０の入力軸６０ａに取り付けられ、この入力軸６０ａは、垂直配置の第３の板状フレーム２２の軸受６２に回転可能に支持されている。

傘歯ギヤ４４ａと傘歯ギヤ６１は、斜歯ギヤにして噛み合わせることもできる。このように斜歯ギヤの噛み合わせにすることで、当該斜歯ギヤに作用する噛み合い駆動トルクの軸線方向分力によって、被駆動内歯ギヤ３６を軸線方向に付勢することができる。

前述したように、被駆動内歯ギヤ３６とフレーム２０の間に隙間があると、この隙間から騒音・振動が外部に放散しやすい。被駆動内歯ギヤ３６は、通常、組付を容易にするために軸線方向に多少のガタ（遊び）を持たせているが、前記斜歯の分力で被駆動内歯ギヤ３６を下側のフレーム２０側に付勢することで、フレーム２０との間の隙間を最小限に狭めることができる。そこで、前記斜歯ギヤの傾斜方向を、被駆動内歯ギヤ３６にフレーム２０側への付勢力が作用するように設定する。

被駆動内歯ギヤ６３と傘歯ギヤ４４ａの共通の支軸３５は、上下一対のフレーム２０、２１によって両端支持されている。駆動外歯ギヤ３２を垂直に上向きにしているので、被駆動内歯ギヤ３６の環状開口部３７が下向きとなり、その内部に埃や異物が侵入しにくい構造になっている。また、被駆動内歯ギヤ３６の端板部３６ｄのアクセス穴４２から駆動外歯ギヤ３２に対してグリスの下向き注油を容易に行うことができる。

（第５実施形態）
図５は第５実施形態を示すもので、２つの被駆動軸４５、６５を１つの駆動モータ３０で同時駆動するようにしたものである。駆動外歯ギヤ３２に、第２の被駆動軸６５の入力軸６５ａに取り付けた外歯ギヤ（第３の外歯ギヤ）６６が噛み合わせられている。入力軸６５ａは軸受６７を介して垂直な第４の板状フレーム２３に回転可能に支持されている。その他の構造は、図１と基本的に同じである。

この実施形態は、特に、被駆動内歯ギヤ３６を樹脂ギヤで構成した場合に、当該樹脂ギヤの負荷軽減を図るうえで有効である。すなわち、駆動外歯ギヤ３２の駆動トルクのすべてを被駆動内歯ギヤ３６を通じて伝達すると、被駆動内歯ギヤ３６に負荷が掛かりすぎる。そこで、外歯ギヤ６６により駆動トルクの一部を被駆動軸６５に分散するようにした。なお、ギヤの噛み合い率の大小関係により、外歯ギヤ６６に分配する駆動トルクよりも、被駆動内歯ギヤ３６に分配する駆動トルクを大きく設定することができる。

（第６実施形態）
図６は第６実施形態を示すもので、３つの被駆動軸４５、５５、７５を１つの駆動モータ３０で同時駆動するようにしている。３つの被駆動軸４５、５５、７５は、各被駆動軸４５、５５、７５に至るまでの減速比に対応してトルク分配される。第１と第２の被駆動軸４５、５５に至るまでのギヤ列は、前記第５実施形態と同じである。

第３の被駆動軸７５の入力軸７５ａに取り付けられた外歯ギヤ７６は、支軸３５に回転可能に取り付けられた外歯ギヤ（第３の外歯ギヤ）７７を介して駆動外歯ギヤ３２によって駆動されるようになっている。すなわち、中間の外歯ギヤ７７が駆動外歯ギヤ３２と外歯ギヤ７６の両方に噛み合わされ、駆動トルクを伝達するようにしている。なお、ギヤの噛み合い率の大小関係により、被駆動内歯ギヤ３６に分配する駆動トルクを、外歯ギヤ６６又は７７に分配する駆動トルクよりも、大きく設定することができる。

（第７実施形態）
図７は第７実施形態を示すもので、駆動モータ３０の回転軸３０ａを垂直上向きに配置し、水平と垂直の２つの被駆動軸６０、６５を１つの駆動モータ３０で同時駆動するようにしたものである。図４と同様に、被駆動内歯ギヤ３６は環状開口部３７が下向きとなるので、埃や異物が侵入しにくい構造である。

被駆動内歯ギヤ３６とフレーム２０の間の駆動モータ３０の駆動外歯ギヤ３２に、第２の被駆動軸６５の入力軸６５ａに取り付けられた外歯ギヤ（第３の外歯ギヤ）６６が噛み合わされている。入力軸６５ａは軸受６７を介して水平なフレーム２３に回転可能に支持されている。支軸３５の上端部は、フレーム２３から延ばした延長部２３ａによって支持されている。その他は図４と同様の構成である。

この第７実施形態において、駆動外歯ギヤ３２、内歯部３６ｅ及び傘歯ギヤ４４ａ、６１は斜歯にすることも可能である。これにより、駆動トルクの軸線方向分力によって被駆動内歯ギヤ３６を下側のフレーム２０側に付勢し、フレーム２０との間の隙間を最低限に狭めることができる。

（第８実施形態）
図８は第８実施形態を示すもので、上下に離間して平行配置された２つの被駆動軸４５、６５を１つの駆動モータ３０で同時駆動するようにしたものである。上側の被駆動軸６５の入力軸６５ａに取り付けられた外歯ギヤ（第３の外歯ギヤ）６６が、駆動モータ３０の駆動外歯ギヤ３２に噛み合わされている。

入力軸６５ａは、軸受６７を介して垂直なフレーム２３に支持されている。被駆動内歯ギヤ３６の外側円筒部３６ａの開口側の外周は、フレーム２０から水平方向に張り出し形成された長目のリブ２０ｂで覆われている。これにより、被駆動内歯ギヤ３６の内部で、駆動外歯ギヤ３２と内歯部３６ｅとが噛み合うことによる騒音・振動が、外部に放出されるのが防止されるようになっている。その他は、第1実施形態（図１Ａ、図１Ｂ）と基本的に同様である。

（第９実施形態）
図９は第９実施形態を示すもので、上下に接近させて平行配置された２つの被駆動軸８０、８１を１つの駆動モータ３０で同時駆動するようにしたものである。被駆動軸８０の入力軸８０ａが被駆動内歯ギヤ３６の支軸と、中間ギヤとなる外歯ギヤ７７の支軸を兼ねている。入力軸８０ａは軸受８４を介してフレーム２１に回転可能に支持されている。

下側の被駆動軸８１の入力軸８１ａは、軸受８２を介して第２のフレーム２１に回転可能に支持されている。入力軸８１ａの先端部は、対向側の第１のフレーム２０へ延びて、当該第１のフレーム２０に回転可能に支持された先端部近傍に、従動側の第１０の外歯ギヤ８３が取り付けられている。この外歯ギヤ８３が、中間の外歯ギヤ（第３の外歯ギヤ）７７に噛み合わされている。中間の外歯ギヤ７７は、駆動外歯ギヤ３２と従動側の第１０の外歯ギヤ８３の両方に噛み合わされている。

駆動モータ３０の駆動外歯ギヤ３２は、その上方において、フレーム２０から水平に突き出たリブ２０ｃによって覆われている。これにより、被駆動内歯ギヤ３６の内部で、駆動外歯ギヤ３２と内歯部３６ｅとが噛み合うことによる騒音・振動が、外部に放出されるのが防止されるようになっている。

（第１０実施形態）
図１０は第１０実施形態を示すもので、上下に離間して平行に配置された２つの被駆動軸４５、８１を１つの駆動モータ３０で同時駆動するようにしたものである。下側の被駆動軸８１の駆動方式は、図９と同様である。

上側の被駆動軸４５の駆動方式は、前述した第２、第３実施形態（図２、図３）の被駆動軸４５と同じである。すなわち、被駆動内歯ギヤ３６の背面に背中合わせで一体形成された、被駆動内歯ギヤ３６よりやや小径の第２の内歯ギヤ５０の内歯部５０ａから取り出した出力で被駆動軸４５が駆動されるようになっている。

すなわち、第２のフレーム２１に支軸５２を取り付け、この支軸５２に大径と小径の２つの外歯ギヤ部５１、５３を有する２段外歯ギヤを回転可能に取り付け、小径外歯ギヤ５１が内歯部５０ａに噛み合わせられている。また、大径外歯ギヤ５３が、第２の被駆動軸４５の入力軸４５ａに取り付けられた外歯ギヤ４７に噛み合わされている。これにより、第２の内歯ギヤ５０の回転が減速されて被駆動軸４５に伝達される。

（第１１実施形態）
図１１は第１１実施形態を示すもので、上下に離間して平行に配置された２つの被駆動軸５５、８１を１つの駆動モータ３０で同時駆動するようにしたものである。下側の被駆動軸８１の駆動方法は、第９、第１０実施形態（図９、１０）と同じである。

上側の被駆動軸５５は、外歯ギヤ５４によって駆動されるようになっている。すなわち、被駆動内歯ギヤ３６に背中合わせで外歯ギヤ（第２の外歯ギヤ）４４が一体形成され、この外歯ギヤ４４に、第２の被駆動軸５５の入力軸５５ａに取り付けられた外歯ギヤ５４が噛み合わされている。入力軸５５ａは、軸受５６を介して第２のフレーム２１に回転可能に支持されている。

（第１２実施形態）
図１２は第１２実施形態を示すもので、互いに平行かつ水平に配置された３つの被駆動軸４５、８１、８６を１つの駆動モータ３０で同時駆動するようにしたものである。上端と下端の２つの被駆動軸４５、８１の駆動方法は、第１０実施形態（図１０）と同じである。中間の第３の被駆動軸８６は、その入力軸８６ａに取り付けられた小径外歯ギヤ８７が、被駆動内歯ギヤ３６に背中合わせで一体形成された第２の内歯ギヤ５０の外周面に形成された外歯部５０ｂに噛み合わされることで駆動される。入力軸８６ａは軸受８８を介して第２のフレーム２１に回転可能に支持されている。

（第１３実施形態）
図１３は第１３実施形態を示すもので、垂直と水平の２つの被駆動軸６０、６５を１つの駆動モータ３０で同時駆動するようにしたものである。駆動外歯ギヤ３２は垂直上向きに配置され、２つのフレーム２０、２１は横向き配置である。図７を左右逆にした形の伝動装置であるが、垂直な第２の被駆動軸６５を駆動するのに、駆動モータ３０の駆動外歯ギヤ３２から直接駆動トルクを得るのではなく、中間に外歯ギヤ（第３の外歯ギヤ）８９を配置している。

この中間外歯ギヤ８９は、被駆動内歯ギヤ３６の支軸３５に回転可能に支持され、一方で駆動モータ３０の駆動外歯ギヤ３２に噛み合い、反対側で被駆動軸６５の入力軸６５ａに取り付けられた外歯ギヤ６６に噛み合わされている。その他は第７実施形態（図７）と基本的に同じである。なお、ギヤの噛み合い率の大小関係により、被駆動内歯ギヤ３６に分配する駆動トルクを、外歯ギヤ８９に分配する駆動トルクよりも、大きく設定することができる。

（第１４実施形態）
図１４Ａと図１４Ｂは第１４実施形態を示すものである。この第１４実施形態では、被駆動内歯ギヤ３６を樹脂製にし、外側円筒部３６ａの外周面に補強用の円周リブ３６ｇを形成している。

一般的に樹脂製の歯車の場合、外側円筒部３６ａの外周面に単に補強用のリブを形成すると、ギヤ成形時に当該リブ部分での樹脂収縮によりヒケが生じ、内歯部３６ｅの歯面が変形してトルク伝達性に支障がでる可能性がある。そこで、本実施形態では、補強用の円周リブ３６ｇを環状開口部３７に隣接する位置、すなわち駆動外歯ギヤ３２の挿入側に形成している。当該円周リブ３６ｇは、外側円筒部３６ａの円周方向に連続して延びている。

円周リブ３６ｇは強度確保のためにある程度の高さと幅が必要であるが、省スペース化のため、高さは必要最低限とするのがよい。この高さは、例えば外側円筒部３６ａの半径方向の肉厚と同程度の高さにすることができる。

また円周リブ３６ｇの幅については、過度に大きくすると材料費の無駄になるし、樹脂成形時のヒケの影響も出る可能性がある。そこで、円周リブ３６ｇは外側円筒部３６ａの外周面の駆動外歯ギヤ３２挿入側に必要最低限の幅で形成するのがよい。必要最低限の幅は、例えば外側円筒部３６ａの半径方向の肉厚と同程度にすることができる。

このように円周リブ３６ｇを形成することで、低振動・低騒音・高耐久・高回転精度のギヤ伝動が可能になる。なお、この第１４実施形態においては、振動・騒音が問題にならない使用環境においては、内側円筒部３６ｂを省略する構成も可能である。なお、以下に述べる第１４実施形態の変形例（図１４Ｂ）でも、同様に内側円筒部３６ｂを省略する構成が可能である。

駆動外歯ギヤ３２と内歯部３６ｅの噛み合わせは、円周リブ３６ｇと重なる内歯部３６ｅを除いた噛み合い部において、重なり噛み合い率を１．２以上確保するのが望ましい。重なり噛み合い率１．２を以上確保することで高精度回転が可能となる。また、駆動外歯ギヤ３２と内歯部３６ｅは、平歯同士の噛み合わせとする他、斜歯同士の噛み合わせとしてもよい。斜歯にすることにより、騒音・振動の低減とトルク伝達性の向上を図ることができる。

図１４Ｂは第１４実施形態の変形例を示すものである。この変形例では、被駆動内歯ギヤ３６の端板部３６ｄの外側円筒部３６ａの内歯部３６ｅに隣接する部分に、潤滑剤としてのグリスを収容可能な凹部３６ｈを形成したものである。

当該凹部３６ｈは端板部３６ｄの周方向に環状に延びている。凹部３６ｈを周方向全体にわたって環状に延ばすのに代えて、複数の半球状又は円弧溝状の独立した凹部を周方向全周又は一部に形成してもよい。このようにグリスを収容可能な凹部３６ｈを形成することにより、内歯部３６ｅの潤滑性が良好になり振動・騒音の低減と駆動伝達装置の寿命増大を図ることができる。

図１４Ａと図１４Ｂにおいて、内側円筒部３６ｂと軸穴部３６ｃの間は、軽量化のために空間のままにしてもよいが、前述した図１Ｂのように半径方向に複数のリブ３６ｆで連結してもよい。リブ３６ｆで連結することで、外側円筒部３６ａと内側円筒部３６ｂの同心二重壁連結構造による剛性強度がさらに補強される。

（画像形成装置）
本発明の実施形態に係る駆動伝達装置は、各種の駆動機構に採用可能である。ここでは、図１５に示す、画像形成装置に適用する例を示す。この画像形成装置において、プロセスユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、像担持体２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ、中間転写ベルト１６、用紙搬送ローラとしての給紙ローラ１３０ａ又は定着装置１３４の少なくともいずれか１つが、前述した複数の実施形態の中の任意の駆動伝達装置によって駆動される。

図１５は、本発明の実施形態に係る用紙搬送装置を備えた画像形成装置としてのレーザプリンタの外観斜視図である。本発明に係る用紙搬送装置を適用する画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの各単体はもちろんこと、これらの２つ以上を組み合わせた複合機であってもよい。

画像形成装置の下部には給紙トレイ１３０が配設され、当該給紙トレイ１３０の上部側の画像形成装置の外表面に、内部点検用のカバーとしての転写カバー８が配設されている。また装置の上部に排紙トレイ１４４が配設されている。転写カバー８は、その内面に両面ユニット９を備え、装置の下部に配設された回転軸１２を中心として画像形成装置の手前側に回動可能になっている。

前記両面ユニット９は搬送ハウジング９ａを有し、この搬送ハウジング９ａの背面側に用紙の戻り通路９ｂが形成されている。また、搬送ハウジング９ａの内面側は、本体側の用紙搬送経路の一部を構成すると共に、転写部材としての二次転写ローラ１２０と、タイミングローラ対１３２の一方のタイミング駆動ローラ１３２ａを備えている。二次転写ローラ１２０は、後述する本体側の駆動ローラ１８とで２個一対の送り部材としての転写ローラ対を構成する。タイミング駆動ローラ１３２ａは、本体側のタイミング従動ローラ１３２ｂとで２個一対の送り部材としてのタイミングローラ対１３２を構成する。

以下、図１に基づいて画像形成装置の主要部を説明する。画像形成装置は、カラー画像の色分解成分に対応するブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の現像剤によって画像を形成する作像部として４つのプロセスユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃを備えている。

画像形成装置の本体側には、プロセスユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃが配設されている。各プロセスユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは、互いに異なる色の未使用トナーを収容したトナーボトル６Ｋ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃを有する。それ以外は同様の構成になっている。１つのプロセスユニット１Ｋを例にその構成を説明すると、プロセスユニット１Ｋは、像担持体２Ｋ（感光体ドラム）と、ドラムクリーニング装置３Ｋと、図示しない除電装置、帯電装置４Ｋ、現像装置５Ｋ等を有している。プロセスユニット１Ｋは画像形成装置の本体に対して着脱自在に装着され、一度に消耗部品を交換可能となっている。

各プロセスユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの上方には、露光器７が配設されている。この露光器７は、画像データに基づいてレーザダイオードからレーザ光を発するように構成されている。

また、各プロセスユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの下方には、第１転写部としての転写装置１５が配設されている。転写装置１５は、各像担持体２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃに対向する４つの一次転写ローラ１９Ｋ，１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ、各一次転写ローラ１９Ｋ，１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃと駆動ローラ１８及び従動ローラ１７に掛け渡され循環走行する中間転写ベルト１６、駆動ローラ１８に対向して配設した第２転写部としての二次転写ローラ１２０、ベルトクリーニング装置１２１、クリーニングバックアップローラ１２２等を有する。像担持体２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃが各色の第１の像担持体とすれば、中間転写ベルト１６はそれらの像を合成した第２の像担持体である。

画像形成装置の下部には、用紙Ｐを多数枚収容可能な給紙トレイ１３０と、給紙トレイ１３０から用紙Ｐを給紙路１３１に向けて送り出す給紙ローラ１３０ａが設けてある。給紙路１３１の末端付近には、用紙を一旦停止させるタイミングローラ対１３２が配設されている。

このタイミングローラ対１３２は、中間転写ベルト１６の直近上流側に位置し、中間転写ベルト１６上のトナー像と、用紙先端位置とを精度良く合わせるために、一度用紙Ｐをたるませる。そして、中間転写ベルト１６上に形成されたトナー像が、二次転写ニップ部で用紙Ｐに転写される直前に、所定のタイミングで用紙Ｐを二次転写ニップ部に送り出す。

なお、本発明でいう「用紙搬送ローラ」は、前記給紙ローラ１３０ａの他、タイミング駆動ローラ１３２ａや排紙ローラ対１３７、反転搬送ローラ対１４３など、用紙搬送に関わるすべてのローラを含むものである。

二次転写ローラ１２０と駆動ローラ１８のニップ部の上方には、転写後搬送路１３３が配設されている。その転写後搬送路１３３の末端付近に、定着部としての定着装置１３４が設けてある。定着装置１３４は、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ１３４ａと、この定着ローラ１３４ａに対して所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ１３４ｂを備えている。

定着装置１３４の上方に定着後搬送路１３５が配設してあり、定着後搬送路１３５の末端で、排紙路１３６と反転搬送路１４１に分岐している。定着後搬送路１３５の側方に、揺動軸１４２ａを中心に揺動駆動する切替部材１４２が配設されている。排紙路１３６の末端には排紙ローラ対１３７が配設されている。反転搬送路１４１はその末端で給紙路１３１に合流し、反転搬送路１４１の途中には、反転搬送ローラ対１４３が配設してある。また、画像形成装置の上部には、上部カバーを内方へ凹ませた排紙トレイ１４４が配設されている。

転写装置１５と給紙トレイ１３０の間には、廃トナーを収容する粉体収容器１０（トナー収容器）が配設してある。粉体収容器１０は画像形成装置本体に対して着脱自在に装着されている。

この実施形態の画像形成装置では、給紙ローラ１３０ａから二次転写ローラ１２０までの空間が転写紙搬送の関係により、ある程度離れている必要がある。そのために生じたデッドスペースに粉体収容器１０を設置して、画像形成装置全体の小型化を図っている。

（画像形成装置の動作）
次に、この画像形成装置の基本的動作について説明する。図１において、図示しない画像形成装置の制御部からの給紙信号によって給紙ローラ１３０ａが回転すると、給紙トレイ１３０に積載した用紙Ｐの最上位の用紙のみが分離されて給紙路１３１へ送り出される。用紙Ｐの先端がタイミングローラ対１３２のニップ部に到達すると、中間転写ベルト１６上に形成されるトナー画像とタイミング（同期）をとると共に、用紙Ｐの先端スキューを補正するため、用紙Ｐに弛みを形成した状態で待機する。

作像動作について、１つのプロセスユニット１Ｋを例にして説明すると、まず、帯電装置４Ｋにて像担持体２Ｋの表面を均一な高電位に帯電させる。画像データに基づいて露光器７から像担持体２Ｋの表面にレーザビームＬが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。トナーボトル６Ｋから未使用のブラックトナーを現像装置５Ｋに供給する。

現像装置５Ｋによって静電潜像が形成された像担持体２Ｋの表面部分にトナーを転移させ、ブラックのトナー画像を形成（現像）する。そして、像担持体２Ｋ上に形成したトナー画像を中間転写ベルト１６に転写する。

ドラムクリーニング装置３Ｋは、中間転写行程を経た後の像担持体２Ｋ表面に付着している残留トナーを除去する。除去された残留トナーは、図示しない廃トナー搬送手段によって、プロセスユニット１Ｋ内にある廃トナー収容部へ送られ回収される。また、図示しない除電装置は、クリーニング後の像担持体２Ｋの残留電荷を除電する。

各色のプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃにおいても、同様にして像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ上にトナー画像が形成され、各色トナー画像が重なり合うように中間転写ベルト１６に転写される。

各色トナー画像が重なり合うように中間転写ベルト１６に転写されると、タイミングローラ対１３２と給紙ローラ１３０ａが駆動を開始し、中間転写ベルト１６に重畳転写したトナー画像とタイミング（同期）をとって用紙Ｐを二次転写ローラ１２０へ送る。そして、二次転写ローラ１２０の二次転写ニップ部によって、送られてきた用紙Ｐに中間転写ベルト１６上のトナー画像を転写する。

トナー画像を転写された用紙Ｐは転写後搬送路１３３を通って定着装置１３４へと搬送される。定着装置１３４に送り込まれた用紙Ｐは、定着ローラ１３４ａと加圧ローラ１３４ｂ間に挟まれ、その未定着トナー画像が加熱・加圧されて用紙Ｐに定着される。トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着装置１３４から定着後搬送路１３５へ送り出される。

定着装置１３４から用紙Ｐを送り出したタイミングでは、切替部材１４２は図１の実線で示す位置にあり、定着後搬送路１３５の末端付近を開放している。そして、定着装置１３４から送り出された用紙Ｐは、定着後搬送路１３５を通過した後、排紙ローラ対１３７に挟み込まれ、排紙トレイ１４４へ排出される。

両面印刷を行う場合は、排紙ローラ対１３７によって搬送される用紙Ｐの後端が、定着後搬送路１３５を通り抜けると、切替部材１４２が図１の点線の位置に揺動して定着後搬送路１３５の末端付近が閉鎖される。これとほぼ同時に、排紙ローラ対１３７が逆回転し、用紙Ｐが逆送されて反転搬送路１４１へ進入する。

反転搬送路１４１内を搬送される用紙Ｐは、反転搬送ローラ対１４３を経て、タイミングローラ対１３２に至り、中間転写ベルト１６上に形成された裏面用のトナー画像とタイミングを合わせて送り出される。そして、二次転写ローラ１２０を通過する際に用紙Ｐの裏面にトナー画像が転写される。用紙Ｐは、その裏面のトナー画像が定着装置１３４によって定着された後、定着後搬送路１３５、排紙路１３６、排紙ローラ対１３７を順次経由して排紙トレイ１４４へ排出される。

また、中間転写ベルト１６上のトナー画像を用紙Ｐに転写した後、中間転写ベルト１６上には残留トナーが付着している。この残留トナーは、ベルトクリーニング装置１２１によって中間転写ベルト１６から除去される。

中間転写ベルト１６から除去されたトナーは、図示しない廃トナー搬送手段によって、粉体収容器１０の入り口１５３へと搬送され、粉体収容器１０内に回収される。

（転写カバー）
印刷途中で用紙詰まりによるジャムが発生した場合、ユーザが転写カバー８を回転軸１２を中心として手で外側に開き、内部のジャム紙を取り出すことができる。用紙Ｐがタイミングローラ対１３２に挟まれている場合、タイミングローラ対１３２の圧力が非常に高いので、タイミングローラ対１３２が閉じたままではジャム紙を取り出すのが困難である。

この実施形態は、転写ローラ１２０と、タイミングローラ対１３２の一方のタイミング駆動ローラ１３２ａを、それぞれ転写カバー８の内側に配設している。従って、転写カバー８を開くことで、転写ローラ１２０とタイミングローラ対１３２も同時に開くことができ、ジャム処理を迅速・簡単に行うことができる。すなわち、転写カバー８を回転軸１２を中心として手前側に解放すると、内部に定着装置１３４と、中間転写ベルト１６の端部と、タイミング従動ローラ１３２ｂ等が見えるので、内部のジャム処理が容易である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。

１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ：プロセスユニット
２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ：像担持体（感光体ドラム）
８：転写カバー
１６：中間転写ベルト
１８：二次転写駆動ローラ
１９Ｋ，１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ：一次転写ローラ
２０〜２３：板状フレーム
２０ａ〜２０ｃ：リブ
３０：駆動モータ
３２：駆動外歯ギヤ
３５：支軸
３６：被駆動内歯ギヤ
３７：環状開口部
４０：オス側テーパ部
４１：メス側テーパ部
４２：アクセス穴
４４：外歯ギヤ（第２の外歯ギヤ）
４４ａ：傘歯ギヤ
４５：被駆動軸
５０：第２の内歯ギヤ
６６：外歯ギヤ（第３の外歯ギヤ）
１２０：二次転写ローラ
１３０：給紙トレイ
１３０ａ：給紙ローラ
１３２：タイミングローラ対
１３４：定着装置

特開平１１−３１１３０２号公報

Claims (29)

1. 第１のフレームの片側に取り付けられた駆動源と、
   外歯部を備えた前記駆動源の回転軸と、
   前記駆動源の回転軸に隣接して回転可能に配設され、その内周面に内歯部が形成された環状凹部を有する第１被駆動ギヤを有し、
   前記第１被駆動ギヤの前記環状凹部を前記第１のフレームに対向させた状態で、前記駆動源の回転軸の外歯部を前記環状凹部に挿入して、該外歯部と前記内歯部とを直接噛み合わせたことを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記第１被駆動ギヤを間に挟んで前記第１のフレームと対向する第２のフレームを配置し、これら２つのフレームによって前記第１被駆動ギヤを支持する支軸の両端部が支持されていることを特徴とする請求項１の駆動伝達装置。
3. 第１のフレームの片側に取り付けられた駆動源と、
   外歯部を備えた前記駆動源の回転軸と、
   前記駆動源の回転軸に隣接して回転可能に配設され、その内周面に内歯部が形成された環状凹部を有する第１被駆動ギヤと、
   前記駆動モータの回転軸に隣接して回転可能に配設され、その外周面に外歯部を備えた第２被駆動ギヤを有し、
   前記第１被駆動ギヤの前記環状凹部を前記第１のフレーム側に対向させた状態で、前記駆動源の回転軸の外歯部を前記環状凹部に挿入して、該外歯部と前記内歯部とを直接噛み合わせるとともに、
   前記第２被駆動ギヤの外歯部は、前記駆動源の回転軸の外歯部であって、前記第１被駆動ギヤと噛み合っていない部分の外歯部と噛み合うことを特徴とする駆動伝達装置。
4. 前記駆動源の回転軸に隣接して回転可能に配設され、その外周面に外歯部を備えた第３被駆動ギヤを更に有し、
   前記第３被駆動ギヤの外歯部は、前記駆動源の回転軸の外歯部であって、前記第１被駆動ギヤ、及び前記第２被駆動ギヤと噛み合っていない部分の外歯部と噛み合うことを特徴とする請求項３の駆動伝達装置。
5. 前記第２被駆動ギヤは、被回転体に駆動源の駆動力を伝達するギヤであることを特徴とする請求項３又は４の駆動伝達装置。
6. 第１のフレームの片側に取り付けられた駆動源と、
   外歯部を備えた前記駆動源の回転軸と、
   前記駆動源の回転軸の近傍に配置され、その内周面に内歯部が形成された環状凹部を備え、前記駆動源の駆動力を第１被回転体に伝達する第１被駆動ギヤと、
   前記駆動源の回転軸の近傍に配置され、その外周面に外歯部を備え、前記駆動源の駆動力を第２被回転体に伝達する第２被駆動ギヤを有し、
   前記第１被駆動ギヤは、前記環状凹部を前記第１のフレーム側に対向させた状態で、前記第１被回転体の回転軸に一体的に設けられており、
   前記駆動源の回転軸の外歯部は、前記環状凹部に設けられた前記内歯部と直接噛み合うことを特徴とする駆動伝達装置。
7. 前記第２被駆動ギヤは、前記第１被回転体の前記回転軸に支持されることを特徴とする請求項６の駆動伝達装置。
8. 前記第２被駆動ギヤと駆動的に連結される第３被駆動ギヤであって、該第３被駆動ギヤは、前記第２被回転体の回転軸に一体的に設けられていることを特徴とする請求項６又は７の駆動伝達装置。
9. 第２のフレームが、前記第１被駆動ギヤを間に挟んで前記第１のフレームと対向する側に配置されており、前記第１のフレーム及び前記第２のフレームは、前記第１被回転体の前記回転軸を支持することを特徴とする請求項６から８のいずれか１の駆動伝達装置。
10. 前記第２のフレームは、前記第１被駆動ギヤを間に挟んで前記第１のフレームと対向する側に配置されており、前記第１のフレーム及び前記第２のフレームは、前記第２被回転体の前記回転軸を支持することを特徴とする請求項９の駆動伝達装置。
11. 前記第１のフレームの前記環状凹部に対向する側に、前記第１被駆動ギヤの外周部の一部又は全周を取り囲む環状リブを形成したことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１の駆動伝達装置。
12. 前記第２被駆動ギヤは、前記第１被駆動ギヤと前記第１のフレームとの間に配設されたことを特徴とする請求項３から１１のいずれか１の駆動伝達装置。
13. 前記第３被駆動ギヤは、前記第１被駆動ギヤと前記第１のフレームとの間に配設されたことを特徴とする請求項４、５、８から１２のいずれか１の駆動伝達装置。
14. 前記第１被駆動ギヤは、減速ギヤであることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１の駆動伝達装置。
15. 前記第１被駆動ギヤの、前記駆動源と反対側の端部に、第２の外歯ギヤが一体形成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１の駆動伝達装置。
16. 前記第２の外歯ギヤは、前記第１被駆動ギヤよりも小径であることを特徴とする請求項１５の駆動伝達装置。
17. 前記第１被駆動ギヤの、前記駆動源と反対側の端部に、第２の内歯ギヤが一体形成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１の駆動伝達装置。
18. 前記第２の内歯ギヤは、前記第１被駆動ギヤよりも小径であることを特徴とする請求項１７の駆動伝達装置。
19. 前記第２の内歯ギヤの外周部に外歯部が形成されていることを特徴とする請求項１７又は１８の駆動伝達装置。
20. 前記第２の外歯ギヤが傘歯ギヤであることを特徴とする請求項１５又は１６の駆動伝達装置。
21. 前記傘歯ギヤを斜歯ギヤで構成し、当該斜歯ギヤに作用する駆動トルクによって前記第１被駆動ギヤが前記第１のフレーム側に付勢されるように前記斜歯ギヤの傾斜方向を設定したことを特徴とする請求項２０の駆動伝達装置。
22. 前記駆動源の回転軸の先端部を上向きにして配置し、前記駆動源の回転軸を前記第１被駆動ギヤによって上方から覆うようにしたことを特徴とする請求項２０又は２１の駆動伝達装置。
23. 前記駆動源の回転軸の外歯部と、前記第１被駆動ギヤの内歯部を斜歯ギヤで構成し、当該斜歯ギヤに作用する駆動トルクによって前記第１被駆動ギヤが前記第１のフレーム側に付勢されるように前記斜歯ギヤの傾斜方向を設定したことを特徴とする請求項１から２２のいずれか１の駆動伝達装置。
24. 前記駆動源の回転軸の先端部にオス側テーパ部が形成されている共に、前記第１被駆動ギヤの環状凹部の縁にメス側テーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１から２３のいずれか１の駆動伝動装置。
25. 前記第１被駆動ギヤの、前記駆動源と反対側の端部に、前記駆動源の回転軸にアクセス可能な孔部が形成されていることを特徴とする請求項１から２４のいずれか１の駆動伝達装置。
26. 前記第１被駆動ギヤは樹脂製であり、その外側表面にリプが形成されていることを特徴とする請求項１から２５のいずれか１の駆動伝達装置。
27. 前記駆動源の回転軸、又は前記第１被駆動ギヤの後段伝達経路に、伝達手段としての後段外歯ギヤ、後段内歯ギヤ又は後段プーリが、単独又は任意の組み合わせで配置されていることを特徴とする請求項１から２６のいずれか１の駆動伝動装置。
28. 前記伝達手段によって、像担持体、中間転写ベルト、プロセスユニット、定着装置、又は用紙搬送ローラが駆動されることを特徴とする請求項１から２７のいずれか１の駆動伝達装置。
29. 請求項１から２８のいずれか１の駆動伝達装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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