JPH0611016A - 歯車及び歯車駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像形成装置の駆動装置の回転ムラは画像の
品質を低下させる。この駆動装置が歯車列の場合、回転
ムラの一因として歯のたわみがある。本発明は歯のたわ
みを歯を直接補強すること、各部摩擦を減少させるこ
と、歯車列の歯車材料の組合せによりトルクを減少させ
ることにより歯のたわみを小さくし回転むらを小さくす
る。 【構成】 軸受ボス部１４の材質の摩擦係数が歯車部１
３の摩擦係数よりも小さく、且つ軸受ボス部の材質の曲
げ弾性係数が歯車部１３の材質の曲げ弾性係数よりも小
さくしてある。又、選択図にはないが歯先円よりも大き
なつばを歯端に設け、歯車列とした場合に摺動グレード
とナチュラルグレードを交互に組合せる順序を摩擦損失
の小さい組合せとする等を組合せることも有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モールド歯車及び歯車
列を備えた駆動装置及び歯車列を備えた駆動装置を有す
る画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するもの
である。又、本発明はモータから減速を行なう動力伝達
装置を介して画像形成工程を行なう装置を駆動し、該動
力位置装置から増速して内部の冷却を行なうファンを駆
動する動力伝達装置を備えた画像形成装置、例えば電子
写真複写機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（１）モールド歯車の特長は、量産性に優れ、低コス
ト、低騒音など種々あり、各方面において広く利用され
ていることは今更言うまでもないが、同じ材料のナチュ
ラルグレードの歯車同士を噛み合わせた場合、歯面の摩
擦により表面が凝着し、歯面の損傷、摩耗、騒音など種
々の問題が発生する。そのため、従来から、グリスなど
の潤滑剤を歯面に塗布することが行われているが、量産
時に手間がかかる、経時変化により安定性がないなどの
問題がある。

【０００３】又、グリスなどの潤滑剤を歯面に塗布する
と、歯面の摩擦によるトルクの損失は少なくなるが、極
力、経時変化によらず安定性を持続しようとして粘度の
高い潤滑剤を用いると粘性抵抗によるトルクの損失が大
きくなり、総じて、トルク損失の低減という効果は得ら
れないという問題がある。

【０００４】以上述べたような理由により、グリスなど
の潤滑剤を塗布しない方法が研究されている。

【０００５】そのなかで、近年、モールド歯車の噛み合
い部分での摩擦を低減するため、オイルやフッ素などを
含有した摺動グレードといわれる摩擦係数の比較的小さ
い材質が開発され、この摺動グレードの材質で成型した
モールド歯車と、含有物のないナチュラルグレードの材
質で成型されたモールド歯車と噛み合わせることによ
り、潤滑剤の塗布を行わずに、低騒音、歯面の摩耗の減
少、トルクの損失の減少などの効果を上げている。歯車
列を備えた駆動装置におけるトルク損失には歯車のすべ
りによるトルク損失のほかに、固定軸に対して回転自在
な歯車の場合、歯車の軸受内径と固定軸との接触部で摩
擦によるトルク損失、また、はすば歯車を含む歯車の場
合、スラスト荷重が作用し、その荷重を軸受ボス端面で
受けるため、そこに摩擦力が発生し、トルク損失とな
る。これらのトルク損失は、歯部を除くとその歯車の軸
受部摩擦係数が大きいほど大きい。つまり、歯車の軸受
部の摩擦係数はできるだけ小さいほうがよい。

【０００６】（２）図３６は従来例の電子写真複写機の
縦断面略図であり、一つのモータで画像形成工程を行な
う各装置と冷却用ファンを駆動する例である。感光ドラ
ム３０の周囲には不図示の画像形成工程を行なう装置が
配列されており、不図示の光学装置により矢印方向に回
転する感光ドラム３０に結像した像は潜像となり現像剤
を付与され転写ローラ３５に至る。一方給紙カセット３
７中の転写材は給紙ローラ３８及び不図示の分離爪によ
り最上位の１枚が送り出され、レジストローラ４３で姿
勢を直されタイミングを合せて感光ドラム３０と転写ロ
ーラ３５の対向部へ送られ、感光ドラム３０上の現像像
は転写材に転写され定着器４６へ送られ、定着され、排
紙ローラ４８で排出される。上記において給紙ローラ３
８、レジストローラ４３、感光ドラム３０はモータ２７
から減速する動力伝達装置を介して夫々の部位において
直接又はクラッチを介して駆動される。又機内の排熱と
発生オゾンを機外へ排出するか又は冷風を機内へ吹込む
例えば軸流の冷却ファン２０はモータ２７と同軸の歯車
２２から歯車２３，２４，２５と伝えられ、歯車２４と
同軸の歯車２５、歯車２５と噛合う歯車２９を介して増
速駆動される。

【０００７】従来、複写機、プリンターにおいて冷却フ
ァンは、モータ一体型（ファンと同軸）のものと、前述
した画像形成工程等を行なう装置を動力伝達装置を介し
て駆動するモータから増速して駆動を受け、駆動源を兼
用するものとがある。前者に比べて後者は駆動源である
モータを兼用することで安価な構成となるが、反面画像
形成工程等はモータ回転速度に対して減速させて利用す
るが、冷却ファンは逆に約１０倍以上に増速させるのが
一般的で、例えばモータの起動時及び停止時、更に、ジ
ャム、故障等でモータを急停止させた場合、高速で回転
しているファンの慣性に抗して、主として慣性負荷を与
えるため、モータとファンを連結している動力伝達装置
の歯車の破損、又該動力伝達装置にベルト装置を含む場
合はプーリ、プーリ軸、ベルトの破損を発生させる。

【０００８】このように低速回転である電子写真工程を
行なう各装置と、高速回転である冷却用ファンの部分と
を同一の駆動源で兼用するために生じる不都合に対し、
高速回転部である冷却用ファンの動力伝達部材の強化対
策として歯車の歯の破損に対しては歯幅の拡大、プーリ
の軸破損に対しては、軸径を増やしたり急激な停止時ベ
ルトが滑る様に歯付ベルトから平滑ベルトにした上でテ
ンションプーリを追加する等していた。又ベルトの破損
に対してはベルト断面を大きくしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例（１）では、歯車の歯は荷重がかかることによりたわ
む。摺動グレードのモールド歯車と、ナチュラルグレー
ドのモールド歯車を噛み合わせることにより、歯面の摩
擦力を低減し、歯面の摩擦によるトルク損失の減少に効
果はあるが、固定軸に対して回転自在な歯車の場合、歯
車の軸受内径と固定軸との接触部で摩擦によるトルク損
失が生じ、また、はすば歯車を含む歯車の場合、必ずス
ラスト荷重がかかり、その荷重を軸受ボス端面で受ける
ため、そこに摩擦力が発生し、トルク損失となる。これ
らのトルク損失は、その歯車の摩擦係数が大きいほど大
きい。つまり、歯車の摩擦係数はできるだけ小さいほう
がよい。この点のみを考慮すれば摺動グレードの歯車の
みで歯車駆動装置を構成すれば良いように思われるが、
一般的に、摺動グレードとナチュラルグレードとでは、
摺動グレードのほうが曲げ弾性係数が小さくなり、歯は
たみやすくなる。軸受損失を考慮すれば摺動グレードの
歯車のみで駆動装置を構成すれば良いように思われる
が、負荷のトルクを小さくする観点からみると、一般的
に、摺動グレードとナチュラルグレードとでは、摺動グ
レードのほうが曲げ弾性係数が小さくなり、歯はたわみ
やすくなる。

【００１０】歯車の歯面にかかる荷重は噛み合い位置に
より変化し、歯のたわみ量は歯車の噛み合い周期で変化
し、このたわみ量の変化は、騒音や歯車の回転むらの原
因となる。

【００１１】また、この歯のたわみは噛み合いピッチを
周期とした振動となり、このようにして発生した振動は
固有振動数が一致する部材が近傍にあることにより共振
し、更に回転むらを大きくしてしまう。特に画像形成装
置の場合、画像上に歯車の噛み合いピッチで発生するい
わゆるピッチむらが発生し、画像品位を著しく低下させ
る。歯面のたわみによる回転むらはモータなどの動力源
側の歯車から累積されて伝わっていき、負荷側の歯車の
回転はより不安定になる。そのため、できるだけ多くの
ナチュラルグレードの歯車を用いて駆動伝達構造を構成
した方が良い。また、一般的にナチュラルグレードの方
がコストが安いため、より低コストな歯車駆動装置を提
供できる。

【００１２】総じて、歯面にグリスなどの潤滑剤を塗布
しないことを条件とし、極力摺動グレードのモールド歯
車を用いないようにするには、摺動グレードの歯車とナ
チュラルグレードの歯車を交互に噛み合わせれば良いこ
とになる。

【００１３】本発明は、以上述べたことを考慮し、歯車
駆動装置のトルク損失、歯のたわみ量を極力低減した歯
車及び歯車列を備えた駆動装置を提供し、画像形成装置
に適用した場合には高品位な画像を得ることを目的とす
る。

【００１４】上記従来例（２）では部品費が上がり、且
つ温度変化により歯車やベルトの劣化が助長された際、
モータ急停止等の衝撃荷重に対してやはり顕著に耐久寿
命が悪化するという欠点があった。又、歯車、ベルト、
プーリ等の幅或は断面を大きくする結果、モータから冷
却用ファンへの動力伝達装置の幅を大きくしてしまい、
画像形成装置の画像形成幅以外に枠板を介して設けた空
間に入れるのが困難となる。更に又、モータから冷却用
ファンへの動力伝達装置中にクラッチを介在して、冷却
用ファンのオン−オフを独立して行なえるようにし機内
の温度制御の精度を高めた場合、冷却用ファンの慣性負
荷がクラッチを含めて上記動力伝達装置に加わるため、
該動力伝達装置はくり返し荷重による疲労破壊を生ずる
おそれがあり、装置を強化して大きくしておく必要があ
った。

【００１５】本発明はモータと該モータに減速を行なう
動力伝達装置を介して連結された画像形成工程を行なう
装置と該動力伝達装置に増速を行なう動力伝達装置を介
して連結され装置内部を冷却するファンを備えた画像形
成装置において、動力伝達装置に伝達すべき回転力を制
限する部材を設けることにより、上記問題点を解決する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は軸
受ボス部の材質の摩擦係数が歯面の材質の摩擦係数より
も小さく、且つ、軸受ボス部の材質の曲げ弾性係数が歯
面の材質の曲げ弾性係数よりも小さいことを特徴とする
歯車である。

【００１７】本発明の第２の発明は歯先円直径以上の直
径を有するつばが歯の端面と一体になっていることを特
徴とする複数の歯車を同軸上に有する第１の発明に記載
の段付歯車である。

【００１８】本発明の第３の発明は第１の発明又は第２
の発明に記載の歯車を用いたことを特徴とする歯車列を
備えた駆動装置である。

【００１９】本発明の第４の発明は固定軸及び固定軸を
支持する構造体及び前記固定軸に対して回転自在な第１
の発明又は第２の発明に記載の歯車を有することを特徴
とする歯車列を備えた駆動装置である。

【００２０】本発明の第５の発明は歯車の軸受ボス部端
面と構造体が摺動する摺動面を備えた歯車列を有する第
４の発明に記載の駆動装置である。

【００２１】本発明の第６の発明は摺動グレードのモー
ルド歯車とナチュラルグレードのモールド歯車とを交互
に噛み合わせる歯車列を備えた駆動装置において、その
歯車列の組合わせをトルク損失がより少なくなるように
配列したことを特徴とする第１の発明又は第２の発明に
記載の歯車を含む歯車列を備えた駆動装置である。

【００２２】本発明の第７の発明は歯先円直径以上の直
径を有するつばが歯の端面と一体になっていることを特
徴とする複数の歯車を同軸上に有する段付歯車である。

【００２３】本発明の第８の発明は摺動グレードのモー
ルド歯車とナチュラルグレードのモールド歯車とを交互
に噛み合わせる歯車列を備えた駆動装置において、その
歯車列の組合わせをトルク損失がより少なくなるように
配列したことを特徴とする歯車列を備えた駆動装置であ
る。

【００２４】本発明の第９の発明は動力源から像担持体
に動力を伝える歯車列を備えた第３の発明から第６の発
明の何れか１つに記載の駆動装置である。

【００２５】本発明の第１０の発明は動力源から定着器
に動力を伝える歯車列を備えた第３の発明から第６の発
明の何れか１つに記載の駆動装置である。

【００２６】本発明の第１１の発明は動力源から走査光
学系に動力を伝える歯車列を備えた第３の発明から第６
の発明の何れか１つに記載の駆動装置である。

【００２７】本発明の第１２の発明はモータと該モータ
に減速を行なう動力伝達装置を介して連結された画像形
成工程を行なう装置と該動力伝達装置に増速を行なう動
力伝達装置を介して連結され装置内部を冷却するファン
を備えた画像形成装置において、冷却用ファンに対して
増速を行なう動力伝達装置に粘性継手を介在したことを
特徴とする画像形成装置である。

【００２８】本発明の第１３の発明は動力伝達装置を構
成する動力伝達部材に粘性継手を内蔵したことを特徴と
する第１２の発明に記載の画像形成装置である。

【００２９】本発明によれば、粘性継手を動力伝達部材
に設けることにより、高速回転部の冷却ファンと低速回
転部の電子写真工程を行なう装置とを共用の駆動源とし
ながら、且つ起動、停止時の過負荷を緩和出来、高速回
転部には緩やかに時間をかけて全駆動力が伝えられるよ
うになる。前記部品費の削減は勿論、ギアの歯、テンシ
ョンベルトにかかる衝撃荷重が緩和されその結果ファン
の大型化又は動力伝達装置の小型化が図れ、又駆動源で
あるモータも特別低く抑えた起動トルクを必要とせず最
適な設計が計れる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。実施例１〜４は歯を直接補強補剛した歯車に関して
いる。

【００３１】「実施例１」図１，２は第１の実施例であ
り、同図において、第１の歯車Ｇ₁ は、モジュールＭ₁
が１．０、歯数Ｚ₁ が５４、ねじれ角β₁ が１８°、ね
じれ角方向が左である。第２の歯車Ｇ₂ はモジュールＭ
₂ が１．０、歯数Ｚ₂ が２７、ねじれ角β₂ が１８°、
ねじれ角方向が左である。この段付歯車Ｇ₁ ，Ｇ₂ があ
る駆動装置の１つの構成部品となったときに、歯車Ｇ₁
に作用するスラスト力Ｆ_x1および歯車Ｇ₂ に作用するス
ラスト力Ｆ_x2は互いに相殺する方向に作用するが、歯車
全体は、Ｆ_x2−Ｆ_x1の力を受け、同図において、Ａ面側
に移動するものとする。同図において、Ａ面側は面取り
Ｃａを施してあり、Ｂ面側は面取りＣｂを施してある。
Ａ面側もＢ面側も軸受ボスの基本円筒直径はφＤであ
り、Ｃａ＞Ｃｂであり、Ａ面の軸受ボス端部の直径はφ
Ｄａ，Ｂ面の軸受ボス端部の直径はφＤｂであり、Ｄａ
＜Ｄｂとして、極力スラスト荷重による摩擦損失を低減
することで、歯面にかかる荷重を極力低減し、歯のたわ
みを小さくするように設定している。

【００３２】図１に示すように、軸受ボス端面Ｂ面上に
は、ゲートｇが４か所設けられており、成型時には、樹
脂が、ゲートｇより注入され、Ａ面側から充填されてい
く。樹脂の注入量が増えていき、ウエブ１１に到達する
と樹脂はウエブ部を全円周方向に均一な速度で流入し、
精度の良い歯車を成型することができる。

【００３３】ウエブ１１は歯車Ｇ₂ の歯の端面と一体に
なっており、その径は歯車Ｇ₂ の歯先円の径以上であ
る。そのため、歯車Ｇ₂ の歯は荷重がかかってもたわみ
にくい。

【００３４】つば２１は歯車Ｇ₁ の歯の端面と一体にな
っており、その径は歯車Ｇ₁ の歯先円の径以上である。
そのため、歯車Ｇ₁ の歯は荷重がかかってもたわみにく
い。

【００３５】本実施例で示した数値は、あくまでも１実
施例であり、本発明を限定するものでないことはもちろ
んであり、歯車Ｇ₁ ，Ｇ₂ のねじれ角の方向が互いに逆
方向であったり、歯車Ｇ₁ ，Ｇ₂ のどちらか、或は両方
が平歯車であってもかまわない。

【００３６】また、材質に限定はなく、加工法も成型で
なくてもよい。

【００３７】「実施例２」図３，４は本発明の第２の実
施例であり、同図において実施例１と同一の符号を付し
た部分は図１，２と同様であるので説明は省略する。本
実施例ではウエブ１１は歯車Ｇ₂ の歯幅方向の中間部に
設けられ、更に歯車Ｇ₂ 端部からは歯車Ｇ₁ の歯幅方向
の中間部に向ってウエブ１２が設けてある。

【００３８】ウエブ１２は歯車Ｇ₂ の歯の端面と一体に
なっており、その径は歯車Ｇ₂ の歯先円の径以上であ
る。そのため、歯車Ｇ₂ の歯は荷重がかかってもたわみ
にくい。

【００３９】本実施例によればウエブが歯幅のほぼ中央
に位置しているため、歯面のそりが少なくなり、より精
度の良い歯車を成型できる。

【００４０】「実施例３」図５，６は本発明の第３の実
施例であり、同図において第１実施例と同様の部分は同
符号を付し説明を省略する。本実施例においてつば２１
を歯車Ｇ₁ の前各実施例とは反対側端面に設け、ウエブ
１１と軸直角な同一面上に設けたものである。

【００４１】実施例１，２と実施例３とは後述の実施例
４に示すように、噛み合う歯車によって使い分ければ良
い。また、実施例２の場合と同様に、ウエブを歯幅の中
央近傍に位置するようにしてもよい。

【００４２】「実施例４」実施例１，２，３に示した歯
車を用いた駆動装置はいかなる駆動装置であっても歯車
の精度が維持され且つトルク損失が少ないが、その駆動
装置の１実施例として画像形成装置の歯車駆動装置を図
７〜１１に示す。

【００４３】図７，８はこの画像形成装置の歯車駆動装
置の平面図および正面断面図である。尚、図８の断面図
は板金１の断面図である。同図において歯車Ｇ０１はモ
ータＭの回転軸と一体となっており、モジュール０．
５、ねじれ角１８°、ねじれ角方向は左、歯数２９であ
る。歯車Ｇ０２は歯車Ｇ０１と噛み合っており、歯数７
６であり、歯車Ｇ０１と歯車Ｇ０２との噛み合い歯幅は
１０．２ｍｍであり重なり噛み合い率は２である。歯車
Ｇ０３は歯車Ｇ０２と一体であり、モジュール０．５、
ねじれ角１８°、ねじれ角方向は右、歯数２３である。
歯車Ｇ０４は歯車Ｇ０３と噛み合っており、歯数８７で
あり、歯車Ｇ０３と歯車Ｇ０４との噛み合い歯幅は１
０．２ｍｍであり、重なり噛み合い率は２である。歯車
Ｇ０５は歯車Ｇ０４と一体であり、モジュール０．６、
ねじれ角２４．８８８°、ねじれ角方向は左、歯車１９
である。歯車Ｇ０６は歯車Ｇ０５と噛み合っており、歯
数６７であり、歯車Ｇ０５と歯車Ｇ０６との噛み合い歯
幅は９ｍｍであり、重なり噛み合い率は２である。歯車
Ｇ０６は図１０に示すプロセスカートリッジＣの感光ド
ラムと一体になっているドラム歯車ＧＣ１と噛み合い、
感光ドラムを駆動する。この部分の噛み合い歯幅も９ｍ
ｍであり、重なり噛み合い率は２である。尚ドラム歯車
ＧＣ１は歯数４６である。

【００４４】歯車Ｇ０７は歯車Ｇ０３と噛み合ってお
り、歯数７７であり、歯車Ｇ０３とＧ０７との噛み合い
歯幅は１０．２ｍｍであり、重なり噛み合い率は２であ
る。歯車Ｇ０８は歯車Ｇ０７と噛み合っており、歯数５
８であり、歯車Ｇ０７と歯車Ｇ０８との噛み合い歯幅は
１０．２ｍｍであり、重なり噛み合い率は２である。歯
車Ｇ０９は歯車Ｇ０８と一体の平歯車で、モジュール
０．６、歯数１９である。歯車Ｇ１０は歯車Ｇ０９と噛
み合っており、歯数２９である。歯車Ｇ１１は歯車Ｇ１
０と噛み合っており、歯数２５、転位量０．１２であ
る。歯車Ｇ１２は歯車Ｇ１１と噛み合い、また、定着ロ
ーラＦと一体になっている歯車で、歯数４６、転位量−
０．１２である。また、歯車Ｇ０２と歯車Ｇ０３が一体
になった歯車Ｇ０２０３、歯車Ｇ０４と歯車Ｇ０５が一
体になった歯車Ｇ０４０５は実施例１，２に示した二段
の段付歯車、歯車Ｇ０７はアイドル歯車であり、歯の端
面と一体につば７を設けてある。歯車Ｇ０８と歯車Ｇ０
９とが一体になった歯車Ｇ０８０９は実施例３に示した
二段の段付歯車である。このような歯車を用いることに
より歯のたわみによる振動が低減される。歯車Ｇ０２〜
Ｇ０９は中心軸に回転自在に通し、中心軸の片端部はＵ
字型になっている板金１に夫々かしめ、もう一方の端部
を板金に設けた穴と嵌合して、振動ユニットを構成して
いる。また、該中心軸の端部を一方または両方小ねじで
締結してもよい。とにかく、歯車が回転する固定軸を両
側で支持することにより、歯車のたわみに同期する固定
軸の振動を少なくし、歯車駆動装置の振動をより少なく
することができ、前述の歯先円直径よりも大径のつば付
の歯を有する歯車と組み合わせることにより、歯の荷重
によるたわみを小さくし、より振動の少ない歯車駆動装
置を実現でき、低騒音、回転むらの低減などを実現でき
る。

【００４５】歯車Ｇ１０は図１０，１１に示す回転レバ
ー２と一体となった固定軸２ａに回転自在に取り付けら
れており、回転レバー２は不図示のレバーやばねなどに
より回転中心５１を中心として開閉する開閉構造体５２
の開閉動作に連動して歯車Ｇ１１と噛み合ったり解除し
たりする。板金１とモータＭとは本体側板３を挟み、小
ねじ４でとも締されており、板金１はまた、小ねじ５に
よっても本体側板３に固定されている。歯車Ｇ１１は図
１１に示す定着器４６に固定されている固定軸２６に回
転自在に取り付けられている。

【００４６】図１０は、プロセスカートリッジＣを装置
本体に挿入したときの歯車の噛み合いの様子を示した説
明図であり、同図において、スリーブ歯車ＧＣ２は現像
スリーブと一体であり、ドラム歯車ＧＣ１と噛み合い現
像スリーブを駆動する。この部分の噛み合い歯幅も９ｍ
ｍであり、重なり噛み合い率は２である。尚、スリーブ
歯車ＧＣ２は歯数２４である。本実施例では、プロセス
カートリッジＣに含まれている歯車はドラム歯車ＧＣ１
とスリーブ歯車ＧＣ２のみであるが、他に歯車がある場
合には、それらの歯車の重なり噛み合い率も整数のほう
が良い。しかし、実質的にプロセスカートリッジＣの中
の回転体の中でトルクが重いものは、感光ドラムと現像
スリーブであるので、これらの回転体を駆動するまでの
部分のみの重なり噛み合い率が整数であっても良い。ま
た、このことは現像スリーブの駆動をドラム歯車以外の
歯車から受けるような駆動系にも当てはまることは勿論
である。

【００４７】図１１は、上記又は後述の歯車駆動装置を
用いた画像形成装置の１実施例としての転写方式電子写
真を利用したレーザビームプリンタ（画像形成装置）の
内部構成を示す縦断面図である。

【００４８】本実施例では、ネガトナー、イメージ露
光、反転現像を行なう。不図示のコントローラから送ら
れるビデオ信号はレーザ走査光学系ユニット２８に入力
される。このユニットは、半導体レーザ、コリメータレ
ンズ、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、倒れ補正レンズ
などからなっている。そしてビデオ信号は半導体レーザ
に印加され、その発散するレーザ光をコリメータレンズ
で平行光とし、高速で回転するポリゴンミラーに照射さ
れ、レーザ光を反射ミラー２８ａを介して感光ドラム３
０の露光部３１に走査する。このとき、半導体レーザが
感光ドラム３０の感光面を走査するタイミング、即ち、
ビデオ信号を送出するタイミングを検知するため、レー
ザ光の感光ドラム３０の感光面走査前の所定位置にレー
ザ光を検出する図示しないビームディテクタが配設され
ており、生成されたＢＤ信号に同期してビデオ信号を送
る。

【００４９】感光ドラム３０の周囲には、帯電ローラ３
３、露光部３１、現像器３４および転写ローラ３５、ク
リーニング器３６が回転方向に沿って順番に設けられて
いる。プロセスカートリッジＣには、感光ドラム３０、
帯電ローラ３３、現像器３４、クリーニング器３６とト
ナーが内包されていて、装置本体３１Ａに対して着脱自
在である。

【００５０】帯電ローラ３３に１次高圧として−７００
Ｖ印加し、感光ドラム３０上に暗電位（Ｖ_D ）を形成す
る。不図示のレーザ走査光学系ユニットにより露光し感
光ドラム３０表面上に静電潜像を形成し、現像器３４に
よりネガトナーを反転現像される。

【００５１】また、カセット３７に積載された転写材Ｐ
は不図示のＣＰＵからの信号により、給紙ローラ３８に
より給紙される。給紙ローラ３８が回転駆動されるとカ
セット３７内に積載されている転写材Ｐの最上位のそれ
は、給紙ローラ３８による繰り出し力と分離爪３９によ
る分離作用により次位の転写材Ｐから分離されて、カセ
ット３７から図において右方向に給送され、搬送ガイド
４０ａ，４０ｂ間を通過し、中間排紙ローラ４１ａ，４
１ｂに導かれる。

【００５２】更に転写材Ｐはガイド板４２ａ，４２ｂ間
を通過して、金属性のレジスト上ローラ４３ａ、ゴムを
被覆したレジスト下ローラ４３ｂの当接部に突入する。
このとき、レジスト上ローラ４３ａ、レジスト下ローラ
４３ｂは停止した状態にあって、搬送された転写材Ｐは
中間排紙ローラ４１ａ，４１ｂとレジスト上ローラ４３
ａ、レジスト下ローラ４３ｂとの間で適度のループを形
成する。

【００５３】次に、レジスト下ローラ４３ｂはＣＰＵか
らの信号により駆動され、レジスト上ローラ４３ａを駆
動し、転写材Ｐを搬送する。ついで、転写材Ｐは転写上
ガイド４４ａ、転写下ガイド４４ｂ間に導かれる。

【００５４】レジストローラ４３ａ，４３ｂにより搬送
される転写材Ｐは感光ドラム３０に形成されているトナ
ー像を転写され、搬送ガイド４５を通過し、更に定着器
４６によりトナー像を定着され、中間排紙ローラ４７
ａ，４７ｂ、排紙ローラ４８ａ，４８ｂを介して排紙ト
レイ４９上へ画像面を下側にしたフェースダウンモード
で排紙される。

【００５５】このようにして歯車のピッチむらの少ない
高品位な画像を得ることができる。

【００５６】本発明は、イメージ露光、反転現像の系に
限ることではなく、バックグランド露光、正規現像の
系、または、イメージ露光、正規現像の系等での画像形
成装置においても同様な効果があることは当然である。

【００５７】更に、実施例としては、電子写真方式の画
像形成装置に限らず、像担持体を駆動する装置であれ
ば、像担持体が、回転ドラムであろうとシートであろう
とも何らの問題もなく、例えば、特公昭５１−４６７０
７号にあるようなマグネスライス方式の画像表示装置で
もピッチむらが低減し、高品質を得られることは勿論で
ある。

【００５８】また、インクジェット方式、熱転写方式な
どの方式の画像形成装置において、転写材を連続的に搬
送するものに関しても、転写材を搬送するためのプラテ
ンローラなどの駆動装置に用いることで同様にピッチむ
らが低減し、高品位な画像を得ることができる。

【００５９】また、イメージスキャナなど画像読み取り
装置の走査光学系の駆動装置に関しても、本発明を用い
ることで、読み取りのむらが低減する。

【００６０】「実施例５」図１２は本発明を最もよく表
わす実施例の１つであり、同図において、第１の歯車Ｇ
₁ 、第２の歯車Ｇ₂ の諸元は第１実施例と同じである。
又、つば２１がなくＡ面とＢ面が入替っているほかは全
体の形状も第１実施例とほぼ同じである。この実施例で
は歯車部１３と軸受ボス部１４の二部材となっている。
この段付歯車Ｇ₁ ，Ｇ₂ がある歯車駆動装置の１つの構
成部品となったときに、歯車Ｇ₁ に作用するスラスト力
Ｆ_x1および歯車Ｇ₂ に作用するスラスト力Ｆ_x2は互いに
相殺する方向に作用するが、歯車全体は、Ｆ_x2−Ｆ_x1の
力を受け、同図において、Ａ面側に移動するものとす
る。

【００６１】最初の成型時に、摺動グレードの樹脂が、
軸受ボス部１４の形状に充填され、次いで歯車部１３の
形状にナチュラルグレードの樹脂が充填され、歯車部１
３と軸受ボス部１４は一体成型される。また、軸受ボス
部１４には軸方向にリブ１１１が設けられており、歯車
部１３と軸受ボス部１４とがラジアル方向、スラスト方
向ともにずれにくくなっている。

【００６２】このように、軸受ボス部１４の材質の摩擦
係数が歯車部１３の歯面の材質の摩擦係数よりも小さ
く、且つ、軸受ボス部１４の材質の曲げ弾性係数が歯面
の材質の曲げ弾性係数よりも小さいことにより、歯車の
軸受内周１５と固定軸との接触部で摩擦によるトルク損
失を低減し、また、はすば歯車を含む場合、スラスト荷
重による軸受ボス部端面Ａでの摩擦力によるトルク損失
を低減し、且つ、各歯車Ｇ₁ ，Ｇ₂ の歯のたわみ量を少
なくすることができる。

【００６３】また、図１３において、Ａ面側はＣａの面
取りを施してあり、Ｂ面側はＣｂの面取りを施してあ
る。Ａ面側もＢ面側も軸受ボス部１４の基本円筒直径は
φＤであり、Ｃａ＞Ｃｂであり、Ａ面の軸受ボス端部の
直径はφＤａ、Ｂ面の軸受ボス端部の直径はφＤｂであ
り、Ｄａ＜Ｄｂである。また、面取りＣａは極力大きい
方がよいが、軸受ボス部の強度も考慮して設計しなけれ
ばならない。このように設計することにより、Ｂ面に射
出成型用のゲートを設け、スラスト受け面であるＡ面の
径を小さくできるため、更に、スラスト荷重により発生
する摩擦力によるトルク損失を低減できる。

【００６４】本実施例で示した数値は、あくまでも１実
施例であり、本発明を限定するものでないことは勿論で
あり、歯車Ｇ₁ 、Ｇ₂ のねじれ角の方向が互いに逆方向
であったり、歯車Ｇ₁ 、Ｇ₂ のどちらか或は両方が平歯
車であってもかまわない。また、本実施例では歯車Ｇ₁
の方がピッチ円半径が歯車Ｇ₂ のそれよりも大きいが、
逆であっても構わない。

【００６５】「実施例６」この実施例は第２実施例に第
５実施例を適用したものである。図１４，１５のような
形状の方が歯車Ｇ₂ が反りにくい。

【００６６】「実施例７」図１６、１７は本発明を用い
たアイドル歯車の１つの実施例の説明図である。同図に
おいて図１２，１３の符号と同じものは同じ符号で示し
ている。同図で射出成型用ゲートの位置ｇ軸受ボス部１
４のＢ面及び該ボス部１４に嵌合する歯車部１３のボス
１６のＢ面と同じ側のＢ面より退いた端面である。歯車
Ｇ₁ はモジュールＭ₁ １．０、歯数２１５４、ねじれ角
β₁ １８°、ねじれ角方向は左とする。この歯車Ｇ₁ が
ある歯車駆動装置のアイドル歯車として１つの構成部品
となったときに、駆動を与える側に作用するスラスト力
Ｆ_x1および駆動を受ける側に作用するスラスト力Ｆ_x2は
互いに相殺する方向に作用するが、歯車全体は、Ｆ_x2−
Ｆ_x1の力を受け、同図において、Ａ面側に移動するもの
とする。（摩擦によるトルク損失がなければ、Ｆ_x2＝Ｆ
_x1であるが、実際には、Ｆ_x2＞Ｆ_x1である。）最初の成
型時に、摺動グレートの樹脂が、軸受ボス部１４の形状
に充填され、次いで、歯車部１３の形状にナチュラルグ
レードの樹脂が充填され、歯車部１３と軸受ボス部１４
は一体成型される。また、軸受ボス部１４にはリブ１１
１が設けられており、歯車部１３と軸受ボス部１４と
が、ラジアル方向、スラスト方向ともにずれにくくなっ
ている。

【００６７】このように、軸受ボス部の材質の摩擦係数
が歯面の材質の摩擦係数よりも小さく、且つ、軸受ボス
部の材質の曲げ弾性係数が歯面の材質の曲げ弾性係数よ
りも小さいことにより、歯車の軸受内径と固定軸との接
触部で摩擦によるトルク損失を低減し、また、はすば歯
車を含む歯車の場合、スラスト荷重による軸受ボス端面
での摩擦力によるトルク損失を低減し、且つ、歯車のた
わみ量を少なくすることができる。軸受端部の形状寸法
関係は第５、６実施例と同様である。

【００６８】実施例５、６、７において加工方法は、２
色成型に限らず、歯車部１３と軸受ボス部１４を接着し
たり、ピンなどで固定したりと、どのような方法でも良
く、材質に関しても、軸受ボス部１４の材質の摩擦係数
が歯車部１３歯面の材質の摩擦係数よりも小さく、且
つ、軸受ボス部１４の材質の曲げ弾性係数が歯面の材質
の曲げ弾性係数よりも小さければ樹脂に限らず、金属、
セラミックスなど何でも良いのである。

【００６９】またリブ１１１がはすば歯車のようにねじ
れていれば軸受ボス部１４と歯車部１３とはよりずれに
くい。また、ねじれの方向は、左右どちらでも良い。

【００７０】「実施例８」実施例５，６，７に示した歯
車を用いた歯車駆動装置はいかなる歯車駆動装置であっ
ても歯のたわみが少なく且つトルク損失が少ないが、そ
の歯車駆動装置の１実施例として画像形成装置の歯車駆
動装置を図１８〜２１に示し、図１１にこの歯車駆動装
置を適用した画像形成装置を示す。

【００７１】この歯車駆動装置は歯車Ｇ１２以外の歯車
はすべて実施例５，６，７の歯車を用いており、それ以
外は図７〜１０について説明した処と同一であり、又、
図１１の画像形成装置は既に述べたとおりであり、夫々
説明は省略する。

【００７２】「実施例９」この実施例は摺動グレードの
モールド歯車とナチュラルグレードのモールド歯車とを
組合せる歯車列で組合せによりトルク損失をより少なく
することを目的としている。歯車駆動装置のトルク損失
を計算する方法を以下に示す。

【００７３】「駆動系におけるトルク損失」歯車駆動装
置におけるトルク損失の要因としては、歯面での摩擦に
よる損失、歯車を支持する軸での摩擦による損失、スラ
スト受面での摩擦による損失、潤滑油の粘性抵抗による
損失などが考えられる。

【００７４】「歯面での摩擦による損失」歯面には歯面
の法線方向に力が作用するが、歯面の接触にはころがり
とすべりが同時に作用し、すべりにより摩擦力が発生す
る。この摩擦力によりトルク損失が発生する。

【００７５】「スラスト受面での摩擦による損失」はす
ば歯車の場合、スラスト力が発生するため、軸受ボス部
端面が摺動する側板などのスラスト受面から抗力を受
け、摩擦力が発生する。この摩擦力によりトルク損失が
発生する。

【００７６】「軸での摩擦による損失」ある歯車が噛み
合っている歯車から駆動を受けるとき、その歯面には力
が作用する。また、ある歯車が噛み合っている歯車に駆
動を伝えるとき、その歯面には反力が作用する。これら
の力により歯車は固定軸に圧接し、固定軸より抗力を受
け、摩擦力が発生する。この摩擦力によりトルク損失が
発生する。

【００７７】「潤滑油の粘性抵抗による損失」歯面、
軸、側板などに潤滑油を塗布し、摩擦係数を小さくする
ことは、トルク損失を低減するには有効に思えるが、潤
滑油の粘性抵抗によるトルク損失が発生する。潤滑油の
粘性が大きいほど、高速に回転する部分ほど、この粘性
抵抗による損失は大きいため、総じてトルク損失の低減
とはならないこともあり得るので注意が必要である。一
般的に、低速回転部分には粘性の大きい潤滑油を、高速
回転部分には粘性の小さい潤滑油を用いる。

【００７８】「重なり噛み合い率（同時噛み合い歯数と
もいう）が整数の歯車対の歯面での摩擦によるトルク損
失」図２２を用いて説明する。作用線の長さｓのうち、
被動歯車Ｇ₂ のピッチ円ＰＣ２と歯底円の間の部分で駆
動歯車Ｇ₁ と接する部分の長さｓ₁ 、ピッチ円ＰＣ２と
歯先円の間の部分で駆動歯車と接する部分の長さをｓ₂
とすれば、 ｓ₁ ＝｛（ｒ₂ ＋ｍ）² −（ｒ₂ ｃｏｓα_t ）² ｝^1/2 −ｒ₂ ｓｉｎα_t ｓ₂ ＝｛（ｒ₁ ＋ｍ）² −（ｒ₁ ｃｏｓα_t ）² ｝^1/2 −ｒ₁ ｓｉｎα_t ただし、駆動歯車Ｇ₁ のピッチ円半径をｒ₁ 、被動歯車
のピッチ円半径をｒ₂とする。

【００７９】重なり噛み合い率が整数であれば、作用線
の長さｓに関係なく、接触歯長は常に一定であるので、
長さｓ₁ 、ｓ₂ における接触歯長も夫々常に一定であ
る。又、作用線上の任意の点を通るスラスト方向の直線
上での接触点の数は常に一定であり、その数は、重なり
噛み合い率の値に等しい。以上のことから、重なり噛み
合い率が整数であれば、正面方向から見た摩擦力の分布
は噛み合い部分において常に均一であることがわかる。

【００８０】被動歯車Ｇ₂ に注目して考えてみれば、作
用線の長さｓのうち、ピッチ円ＰＣ２と歯底円の間の部
分で駆動歯車と接する部分ｓ₁ に作用する摩擦力は、 （ｓ₁ ／ｓ）μ_g Ｆ_n また、被動歯車Ｇ₂ を正転させようとするモーメントを
正の方向として表わせば、ｓ₁ に作用する摩擦力による
モーメントＴ_g11 は、 Ｔ_g11 ＝（ｒ₂ ｓｉｎα_t −ｓ₁ ／２）（ｓ₁ ／ｓ）μ_g Ｆ_t ／ｃｏｓα_t ピッチ円ＰＣ２と歯先円の間の部分で駆動歯車Ｇ₁ と接
する部分ｓ₂ に作用する摩擦力は、 （ｓ₂ ／ｓ）μ_g Ｆ_n また、被動歯車Ｇ₂ を逆転させようとするモーメントの
負の方向として表わせば、作用線の内長さｓ₂ に作用す
る摩擦力によるモーメントＴ_g12 は、 Ｔ_g12 ＝−（ｒ₂ ｓｉｎα_t ＋ｓ₂ ／２)(ｓ₂ ／ｓ）μ_g Ｆ_t ／ｃｏｓα_t よって、被動歯車Ｇ₂ に作用する摩擦力トルクＴ_g1は、 式を整理すれば、Ｔ_g1は、モジュールが小さいほど、
小さくなることがわかる。

【００８１】実際には、噛み合い状態の変位により、法
線方向の力、摩擦力のスラスト方向の分布が変動するた
め、噛み合い周期でトルク変動が発生する。よって、
式を代表値、平均値的に扱う。

【００８２】また、平歯車の場合は、噛み合い状態の変
位により、更に大きなトルク変動があるが式を歯面の
トルク損失の代表値とする。

【００８３】「歯車の軸受ボスとスラスト受面との接触
部でのトルク損失」はすば歯車にはスラスト方向の力が
作用する。駆動を受けるのみの歯車、スラスト力を相殺
できない同軸上に一体で複数の歯車を備えた歯車、即ち
段付歯車では、歯車がスラスト方向に移動することによ
り、歯車の軸受ボスと側板などのスラスト受面とは接触
する。アイドル歯車であれば、軸や歯面での摩擦による
トルク損失がないと仮定すれば、スラスト方向の力は相
殺されるが、実際にはこれらのトルク損失が発生するた
め、やはり、歯車がスラスト方向に移動することによ
り、歯車の軸受ボスと側板などのスラスト受面とは接触
する。

【００８４】これらの歯車は側板より抗力を受け、この
抗力により発生する摩擦力によりトルク損失が発生す
る。また、この抗力は歯車に作用するスラスト力より求
められる。また、はすばの段付歯車の場合、ねじれ角方
向を同方向にするほうが歯車の軸受ボスと側板との接触
部でのトルク損失は少なくなる。

【００８５】「重なり噛み合い率が整数の歯車対に作用
する法線力と摩擦力」図２２を用いて説明する。

【００８６】被動歯車Ｇ₂ がピッチ円ＰＣ２と歯底円と
の間で駆動歯車と接する部分に作用する力は、 Ｆ_t01 ＝（ｓ₁ ／ｓ）（Ｆ_t ^・ ＋μ_g Ｆ_r ^・） ＝（ｓ₁ ／ｓ）（１＋μ_g ｔａｎα_t ）Ｆ_t ^・ Ｆ_r01 ＝（ｓ₁ ／ｓ）（Ｆ_r ^・ −μ_g Ｆ_t ^・） ＝（ｓ₁ ／ｓ）（ｔａｎα_t −μ_g ）Ｆ_t ^・ Ｆ_x01 ＝（ｓ₁ ／ｓ）（Ｆ_t ^・ｔａｎβ＋μ_g Ｆ_r ^・μ_g ｔａｎβ） ＝（ｓ₁ ／ｓ）Ｆ_t ｔａｎβ 被動歯車Ｇ₂ がピッチ円ＰＣ２と歯先円の間の部分で駆
動歯車Ｇ₁ と接する部分に作用する力は、 Ｆ_t02 ＝（ｓ₂ ／ｓ）（Ｆ_t −μ_g Ｆ_r ^・） ＝（ｓ₂ ／ｓ）（１−μ_g ｔａｎα_t ）Ｆ_t ^・ Ｆ_r02 ＝（ｓ₂ ／ｓ）（Ｆ_r ^・＋μ_g Ｆ_t ^・） ＝（ｓ₂ ／ｓ）（ｔａｎα_t ＋μ_g ）Ｆ_t ^・ Ｆ_x02 ＝（ｓ₂ ／ｓ）（Ｆ_t ^・ｔａｎβ−μ_g Ｆ_r ^・μ_g ｔａｎβ） ＝（ｓ₂ ／ｓ）Ｆ_t ｔａｎβ よって、被動歯車Ｇ₂ の作用線上全体に作用する力を Ｆ_t ＝Ｆ_t ^・〔１＋｛（ｓ₁ −ｓ₂ ）／ｓ｝μ_g ｔａｎα_t 〕 Ｆ_r ＝Ｆ_t ^・〔ｔａｎα_t −｛（ｓ₁ −ｓ₂ ）／ｓ｝μ
_g 〕 Ｆ_x ＝Ｆ_t ｔａｎβ と近似する。一般的に、Ｆ_r ≒Ｆ_t ｔａｎα_t である。

【００８７】「歯車の軸受内径部と固定軸との接触状
態」歯車の質量を０、歯車の軸受内径部と固定軸は真円
筒及び真円柱で、どちらも、塑性変形、弾性変形しない
と仮定する。歯車の内径が日本工業規格はめ合いの穴基
準Ｈ公差、固定軸の径がｆ公差であれば、歯車の軸受内
径は固定軸の径よりも必ず大きいので、歯車の軸受内径
と固定軸とは歯車のスラスト方向の両端部で夫々点接触
する。つまり、歯車と、固定軸とが接する部分はこの２
点のみであり（例えば図２３，２４においてＡ，Ｂとす
る）、２点の位相が同じときに限り、歯車と固定軸とは
線接触となる。また、歯車及び固定軸が、塑性変形、弾
性変形しなければ、いかなる場合でも面接触とはならな
い。

【００８８】「歯車の軸受内径部と固定軸との接触部で
のトルク損失」つまり図２３又は図２５に示す様に軸受
ボス部内径と両端面の角の２点Ａ，Ｂで、歯車は固定軸
６より抗力を受け、この抗力により発生する摩擦力によ
りトルク損失が発生する。また、この抗力は、歯車に作
用する力によるモーメントのつりあいの式を作ることに
より求めることができる。

【００８９】歯車に作用する力によるモーメントのつり
あいの式を作るにあたって、はすばの段付歯車を一般的
なモデルとする。（このとき、ねじれ角を０とすれば平
歯車のモデルとなり、従動側の歯車と駆動側の歯車のモ
ジュール、歯数、ねじれ角を等しくすればアイドル歯車
と等価となる。）また、ねじれ角の方向、回転方向、ス
ラスト方向における駆動を受ける側の歯車の噛み合い位
置と駆動を伝える歯車の噛み合い位置の関係によりモー
メントの発生方向が異なるので、抗力を求める式もそれ
に応じて変わるため、注意が必要である。

【００９０】「スラスト力の方向の違いによる歯車の種
類」歯車の一般的なモデルであるはすば段付歯車は下表
に示すように、ｔｙｐｅ１とｔｙｐｅ２とに分類でき
る。固定軸から見て、 ｔｙｐｅ１とｔｙｐｅ２とでは固定軸から受ける抗力が
異なる。

【００９１】また、ねじれ角の方向を異ならせる段付歯
車もあるが、歯車の内径と固定軸での損失トルクは別と
しても、歯車の軸受ボス部と、側板との接触部での損失
トルクは格段に大きくなる場合が殆んどであるので、こ
こではシミレーションを行なわない。

【００９２】「ｔｙｐｅ１の歯車の固定軸でのトルク損
失」ｔｙｐｅ１の歯車の一例として、側面から見て、駆
動を受ける側の噛み合い位置が駆動を伝える側の噛み合
い位置よりも奥側、ねじれ角方向が右、回転方向が反時
計方向である歯直角、はすば歯車の段付歯車について考
えてみる。

【００９３】図２３，２４に示すように段付歯車の諸
元、寸法を定める。駆動歯車をＧ₁ 、段付歯車をＧ₂ 、
段付歯車Ｇ₂ から駆動を受ける歯車をＧ₃ とし、夫々の
歯車中心を同符号とする。駆動歯車Ｇ₁ の回転中心と段
付歯車Ｇ₂ の回転中心とを結ぶ線分（軸間距離）Ｇ₁ Ｇ
₂ 、と段付歯車Ｇ₂ の回転中心Ｇ₂ と歯車Ｇ₃ の回転中
心Ｇ₃ とを結ぶ線分Ｇ₂ Ｇ₃ とし、線分Ｇ₁ Ｇ₂ から歯
車Ｇ₂ の回転方向に線分Ｇ₂ Ｇ₃ となす角をθとし、θ
を２等分する直線をＺ軸、Ｚ軸に垂直な直線をＹ軸、ス
ラスト方向の軸をＸ軸とする。

【００９４】段付歯車Ｇ₂ の従動側の歯車の、ピッチ円
直径をφＤ₁ 、歯数Ｚ₁ 、モジュールをｍ₁ 、ねじれ角
をβ₁ 、駆動側の歯車の、ピッチ円直径をφＤ₂ 、歯数
をＺ₂ 、モジュールをｍ₂ 、ねじれ角β₂ 、段付歯車Ｇ
₂ の軸受ボス端面の直径をφＤ₀ 、固定軸の直径をφ
ｄ、半径をｒとする。

【００９５】スラスト方向において、歯車Ｇ₁ ，Ｇ₂ の
歯幅方向の噛み合い中心と軸受ボス部端面との距離をＬ
₁ 、歯車Ｇ₂ ，Ｇ₃ の歯幅方向の噛み合い中心と軸受ボ
ス部との距離をＬ₂ 、歯車Ｇ₁ ，Ｇ₂ の歯幅の噛み合い
中心と、歯車Ｇ₂ ，Ｇ₃ の歯幅方向の噛み合い中心との
距離をＬ₀ 、Ｌ＝Ｌ₀ ＋Ｌ₁ ＋Ｌ₂ とする。

【００９６】歯車Ｇ₂ は歯車Ｇ₁ より、円周力Ｆ_t1、ラ
ジアル力Ｆ_r1 ^・ 、スラスト力Ｆ_x1を受ける。また、歯車
Ｇ₂ は歯車Ｇ₃ に円周力Ｆ_t2、 ラジアル力Ｆ_r2 ^・ 、スラ
スト力Ｆ_x2を与えるので、歯車Ｇ₃ より、円周方向の反
力Ｆ_t2、ラジアル方向の反力Ｆ_r2 ^・ 、スラスト方向の反
力Ｆ_x2を受ける。

【００９７】次に歯車Ｇ₂ と、固定軸との間に生じる力
について考える。歯車Ｇ₂ の質量を０とし、歯車の軸受
内径と固定軸の径は真円筒、歯車および固定軸が塑性変
形および弾性変形しないと仮定し、歯車の軸受内径を日
本工業規格はめあい穴基準Ｈ公差、固定軸の径をｆ公差
とすると、歯車の軸受内径と固定軸とは軸受ボス部内径
軸方向両側と端面の角の２点Ａ，Ｂで接触し、２点の位
相が同じとき、線接触となる。点Ａと中心Ｇ₂ を結ぶ
線、点Ｂと中心Ｇ₂ を結ぶ線が夫々Ｙ軸となす角度をω
₁ ，ω₂ とし、点Ａで軸から受ける力をＦ_RA、Ｙ軸方向
の分力をＦ_y1、Ｚ軸方向の分力をＦ_Z1、点Ｂで軸から受
ける力をＦ_RB、Ｙ軸方向の分力をＦ_y2、Ｚ軸方向の分力
をＦ_z2とすると Ｆ_RA＝（Ｆ_y1 ² ＋Ｆ_z1 ² ）^1/2 ，ｔａｎω₁ ＝Ｆ_z1／Ｆ_y1 Ｆ_RB＝（Ｆ_y2 ² ＋Ｆ_z2 ² ）^1/2 ，ｔａｎω₂ ＝Ｆ_z2／Ｆ_y2 点Ａの座標を（Ｙ_a ，Ｚ_a ）、点Ｂの座標を（Ｙ_b ，Ｚ
_b ）とすると、 （Ｙ_a ，Ｚ_a ）＝（−ｒｃｏｓω₁ ，ｒｓｉｎω₁ ） （Ｙ_b ，Ｚ_b ）＝（ｒｃｏｓω₂ ，ｒｓｉｎω₂ ） ＹＺ平面における線分ＡＢのＹ軸に対する傾きを−ｔａ
ｎδとすると、（Ｙ軸より歯車Ｇ₂ の回転方向（反時計
回り）と逆方向にδを定める。） また、 ｓｉｎω₁ ＝Ｆ_z1／Ｆ_RA，ｃｏｓω₁ ＝Ｆ_y1／Ｆ_RA ｓｉｎω₂ ＝Ｆ_z2／Ｆ_RB，ｃｏｓω₂ ＝Ｆ_y2／Ｆ_RB よって、 また、歯車Ｇ₂ には、スラスト力が発生するため、固定
軸を支持している側板と軸受ボス端面の外周上の点Ｃで
接触する。点Ｃの座標を（Ｘ_c ，Ｙ_c ）とすると、 （Ｘ_c ，Ｙ_c ）＝（Ｄ₀ ｃｏｓδ，−Ｄ₀ ｓｉｎδ） と表わせる。つまり、歯車Ｇ₂ は点Ｃで、側板より抗力
Ｆ_x0（＝Ｆ_x2−Ｆ_x1）、摩擦力μ_b Ｆ_x0（ただし、側板
と歯車Ｇ₂ との動摩擦係数をμ_b とする）を受ける。

【００９８】以上が歯車Ｇ₂ に作用する力である。

【００９９】次にこれらの力を各成分に分解し、歯車Ｇ
₂ が固定軸から受ける抗力、固定軸でのトルク損失を求
める。

【０１００】ＸＹ平面上の成分に関しては、スラスト力
Ｆ_x1，Ｆ_x2によるモーメント、軸からの抗力Ｆ_y1，
Ｆ_y2、側板との接触点Ｃに生じる抗力Ｆ_x0、摩擦力μ_b
Ｆ_x0ｓｉｎδ、歯面に働く力Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・
ｓｉｎθ／２、Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２
によるモーメントがつり合っている。ａ＝ｃｏｓδ，ｂ
＝ｓｉｎδとする。

【０１０１】Ａ₀ 点におけるつりあいの式を立てれば、 Ｆ_x2（Ｄ₁ ／２・ｓｉｎθ／２）＋Ｆ_x1（Ｄ₂ ／２・ｓｉｎθ／２） ＋（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ）＋μ_b Ｆ_x0Ｌｂ ＝Ｆ_x0Ｄ₀ ａ／２＋（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₁ ＋Ｆ_y2Ｌ よって、 Ｆ_y2＝｛Ｆ_x2（Ｄ₂ ｓｉｎθ／２）＋Ｆ_x1（Ｄ₁ ｓｉｎθ／２） −Ｆ_x0Ｄ₀ ａ＋μ_b Ｆ_x0Ｌｂ ＋２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₁ ｝／ ２Ｌ Ｆ_y2＝｛Ｆ_x2（Ｄ₂ ｓｉｎθ／２−Ｄ _０ ^{ａ＋２Ｌμ}b ^{ｂ） ＋Ｆ} x1^（Ｄ1 ^{ｓｉｎθ／２＋Ｄ}0 ^{ａ−２Ｌμ}b ^{ｂ） ＋２（Ｆ} t2^{ｃｏｓθ／２＋Ｆ}r2^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₁ ｝／２Ｌ Ｂ₀ 点におけるつりあいの式を立てれば、 Ｆ_x1（Ｄ₁ ／２・ｓｉｎθ／２）＋Ｆ_x2（Ｄ₂ ／２・ｓｉｎθ／２） ＋（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） ＝Ｆ_x0Ｄ₀ ａ／２＋（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₂ ＋Ｆ_y1Ｌ よって、 Ｆ_y1＝｛Ｆ_x1（Ｄ₁ ｓｉｎθ／２）＋Ｆ_x2（Ｄ₂ ｓｉｎθ／２）−Ｆ_x0Ｄ₀ ａ ＋２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ Ｆ_y1＝｛Ｆ_x1（Ｄ₁ ｓｉｎθ／２＋Ｄ₀ ａ) ＋Ｆ_x2( Ｄ₂ ｓｉｎθ／２ −Ｄ₀ ａ）＋２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２)(Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ ＸＺ平面上の成分に関しては、スラスト力Ｆ_x1、Ｆ_x2に
よるモーメント、軸からの抗力Ｆ_Z1，Ｆ_z2、側板との接
触点Ｃに生じる抗力Ｆ_x0、摩擦力μ_b Ｆ_x0ｃｏｓδ、歯
面に働く力Ｆ_t1ｓｉｎθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２、Ｆ
_t2ｓｉｎθ／２Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２によるモーメントが
つり合っている。

【０１０２】Ａ₀ 点におけるつりあいの式を立てれば、 Ｆ_x1（Ｄ₁ ／２・ｃｏｓθ／２）＋Ｆ_x0Ｄ₀ ｂ／２＋μ_b Ｆ_x0ｃｏｓδＬ ＋（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） ＋（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₁ ＝Ｆ_x2（Ｄ₂ ／２・ｃｏｓθ／２）＋Ｆ_z2Ｌ よって、 Ｆ_z2＝｛Ｆ_x1Ｄ₁ ｃｏｓθ／２−Ｆ_x2Ｄ₂ ｃｏｓθ／２ ＋Ｆ_x0Ｄ₀ ｂ＋μ_b Ｆ_x0ｃｏｓδＬ ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₁ ｝／２Ｌ Ｆ_z2＝｛Ｆ_x1（Ｄ₁ ｃｏｓθ／２−Ｄ₀ ｂ−μ_b Ｌａ） ＋Ｆ_x2（−Ｄ₂ ｃｏｓθ／２＋Ｄ₀ ｂ＋μ_b Ｌａ） ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₁ ｝／２Ｌ Ｂ₀ 点におけるつりあいの式を立てれば、 Ｆ_x2（Ｄ₂ ／２・ｃｏｓθ／２） ＋（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） ＋（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₂ ＝Ｆ_x1（Ｄ₁ ／２・ｃｏｓθ／２）＋Ｆ_x0Ｄ₀ ｂ／２＋Ｆ_Z1Ｌ よって、 Ｆ_Z1＝｛Ｆ_x2（Ｄ₂ ｃｏｓθ／２）−Ｆ_x0（Ｄ₀ ｂ）−Ｆ_x1Ｄ₁ ｃｏｓθ／２ ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ Ｆ_Z1＝｛Ｆ_x2（Ｄ₂ ｃｏｓθ／２−Ｄ₀ ｂ） ＋Ｆ_x1（−Ｄ₁ ｃｏｓθ／２＋Ｄ₀ ｂ） ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ 以上まとめると、軸が、歯車から受ける力Ｆ_R は、 Ｆ_R ＝（Ｆ_y1 ² ＋Ｆ_Z1 ² ）^1/2 ＋（Ｆ_y2 ² ＋Ｆ_z2 ² ）^1/2 歯車Ｇ₂ と固定軸との動摩擦係数をμ_s とすると固定軸
でのトルク損失Ｔ_s は、 Ｔ_s ＝μ_s Ｆ_R ｒ Ｆ_y1＝｛Ｆ_x1（Ｄ₁ ｓｉｎθ／２＋Ｄ₀ ｃｏｓδ） ＋Ｆ_x2（Ｄ₂ ｓｉｎθ／２−Ｄ₀ ｃｏｓδ） ＋２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ Ｆ_Z1＝｛Ｆ_x2（Ｄ₂ ｃｏｓθ／２−Ｄ₀ ｓｉｎδ） ＋Ｆ_x1（−Ｄ₁ ｃｏｓθ／２＋Ｄ₀ ｓｉｎδ） ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₂ ｝２Ｌ Ｆ_y2＝｛Ｆ_x2（Ｄ₂ ｓｉｎθ／２−Ｄ₀ ｃｏｓδ＋２μ_b Ｌｓｉｎδ） ＋Ｆ_x1（Ｄ₁ ｓｉｎθ／２＋Ｄ₀ ｃｏｓδ−２Ｌμ_b ｓｉｎδ） ＋２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₁ ｝／２Ｌ Ｆ_z2＝｛Ｆ_x1（Ｄ₁ ｃｏｓθ／２−Ｄ₀ ｓｉｎδ−２μ_b Ｌｃｏｓδ） ＋Ｆ_x2（−Ｄ₂ ｃｏｓθ／２＋Ｄ₀ ｓｉｎδ＋２μ_b Ｌｃｏｓδ） ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₁ ｝／２Ｌ となる。

【０１０３】δは、Ｆ_y1，Ｆ_y2，Ｆ_Z1，Ｆ_z2より求めら
れ、また、Ｆ_y1，Ｆ_y2，Ｆ_Z1，Ｆ_z2を求めるには、ｃｏ
ｓδ，ｓｉｎδの値がわからなければならない。つま
り、このままではこの方程式を解けないことになる。そ
こで、以下の手順により方程式を解くことにする。

【０１０４】多くの場合δ＜１０°であるので、仮にδ
＝０をδに代入して、Ｆ_y1，Ｆ_y2，Ｆ_Z1，Ｆ_z2を求め、 より求められた値δをδ₂ とする。δ₁ ＝δ₂ となるま
でこの作業を繰り返し、δを求める。δの有効桁数を１
の位とすると、通常は１，２回で収束する。

【０１０５】また、 Ｆ_x1＝Ｆ_t1ｔａｎβ₁ ，Ｆ_r1 ^・ ＝Ｆ_t1ｔａｎα₁ ／ｃｏ
ｓβ₁ Ｆ_x2＝Ｆ_t2ｔａｎβ₂ ，Ｆ_r2 ^・ ＝Ｆ_t2ｔａｎα₂ ／ｃｏ
ｓβ₂ である。また軸受ボスでのトルク損失Ｔ_b は、 Ｔ_b ＝μ_b Ｆ_x0Ｄ₀ ／２ である。歯車Ｇ₂ の軸トルクをＴ₀ とすると、 Ｆ_t2＝Ｔ₀ ／（Ｄ₂ ／２） 歯面での動摩擦係数μ_g 、歯車Ｇ₂ と固定軸との動摩擦
係数μ_s 、歯車Ｇ₂ と側板との動摩擦係数μ_b が０であ
れば、 Ｆ_t1＝Ｔ₀ ／（Ｄ₁ ／２） であるが、トルク損失Ｔ_g ，Ｔ_s ，Ｔ_b があるため Ｆ_t1＝（Ｔ₀ ＋Ｔ_g ＋Ｔ_s ＋Ｔ_b ）／（Ｄ₁ ／２） となる。Ｔ_g ，Ｔ_s ，Ｔ_b は、Ｆ_t1，Ｆ_t2より求めら
れ、また、Ｆ_t1を求めるには、Ｔ_g ，Ｔ_s ，Ｔ_b の値が
わからなければならない。Ｆ_t11 ＝Ｆ₀ ／（Ｄ₁/2)をＦ
_t1に代入して、Ｔ_g ，Ｔ_s ，Ｔ_b を求め、 Ｆ_t1＝（Ｔ₀ ＋Ｔ_g ＋Ｔ_s ＋Ｔ_b ）／（Ｄ₁ ／２） より求められた値Ｆ_t1をＦ_t12 とする。Ｆ_t11 ＝Ｆ_t12
となるまでこの作業を繰り返し、Ｆ_t1を求める。また、
この歯車Ｇ₂ のＦ_t1は、歯車Ｇ₁ のＦ_t2とも等しい。ま
た、歯車Ｇ₁ のＴ₀ は、 Ｔ₀ ＝Ｆ_t2Ｄ₂ ／２（ただし、Ｆ_t2は歯車Ｇ₁ のＦ_t2、
Ｄ₂ は歯車Ｇ₁ のＤ₂）である。

【０１０６】このような作業を繰り返すことにより、歯
面での摩擦、固定軸での摩擦、スラスト受面での摩擦に
よる負荷損失をも含めた、任意の駆動および従動歯車を
備えた段付歯車に発生するトルクＴは、Ｔ＝Ｔ₀ ＋Ｔ_g
＋Ｔ_s ＋Ｔ_b である。

【０１０７】尚、アイドル歯車は、Ｚ₁ ＝Ｚ₂ ，ｍ₁ ＝
ｍ₂ ，β₁ ＝β₂ とすれば同様に計算でき、平歯車はβ
＝０とすれば良い。

【０１０８】「ｔｙｐｅ２の歯車の固定軸でのトルク損
失」ｔｙｐｅ２の歯車の一例として、側面から見て、駆
動を受ける側の噛み合い位置が駆動を伝える側の噛み合
い位置よりも奥側、ねじれ角方向が左、回転方向が反時
計方向である歯直角はすば歯車の段付歯車について考え
てみる。

【０１０９】図２６〜２８に示すように段付歯車の諸
元、寸法を定めるが、ｔｙｐｅ１の場合とはスラスト方
向の力の作用する方向が違うのみであるので同様な部分
は説明を省略する。

【０１１０】歯車Ｇ₂ が、固定軸を支持している側板と
接触する軸受ボスの外周上の点Ｃは、点Ｃの座標を（Ｘ
_c ，Ｙ_c ）とすると、 （Ｘ_c ，Ｙ_c ）＝（−Ｄ₀ ｃｏｓδ，Ｄ₀ ｓｉｎδ） と表わせる。

【０１１１】次に、歯車Ｇ₂ に作用する力を各成分に分
解し、歯車Ｇ₂ が固定軸から受ける抗力を求める。

【０１１２】ＸＹ平面上の成分に関しては、スラスト力
Ｆ_x1，Ｆ_x2によるモーメント、軸からの抗力Ｆ_y1，
Ｆ_y2、側板との接触点Ｃに生じる抗力Ｆ_x0、摩擦力μ₀
Ｆ_x0ｓｉｎδ、歯面に働く力Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・
ｓｉｎθ／２、Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２
によるモーメントがつり合っている。

【０１１３】Ａ₀ 点におけるつりあいの式を立てれば、 （Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） ＝Ｆ_x2（Ｄ₁ ／２・ｓｉｎθ／２）＋Ｆ_x1（Ｄ₂ ／２・ｓｉｎθ／２） ＋Ｆ_x0Ｄ₀ ａ／２ ＋（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₁ ＋Ｆ_y2Ｌ よって、 Ｆ_y2＝｛−Ｆ_x2（Ｄ₂ ｓｉｎθ／２）−Ｆ_x1（Ｄ₁ ｓｉｎθ／２）−Ｆ_x0Ｄ₀ ａ ＋２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₁ ｝／２Ｌ Ｆ_y2＝｛Ｆ_x2（−Ｄ₂ ｓｉｎθ／２−Ｄ₀ ａ） ＋Ｆ_x1（−Ｄ₁ ｓｉｎθ／２＋Ｄ₀ ａ） ＋２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₁ ｝２Ｌ Ｂ₀ 点におけるつりあいの式を立てれば、 （Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ）＋μ_b Ｆ_x0Ｌｂ ＝Ｆ_x1（Ｄ₁ ／２・ｓｉｎ θ／２）＋Ｆ_x2（Ｄ₂ ／２・ｓｉｎθ／２） ＋Ｆ_x0Ｄ₀ ａ／２ ＋（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₂ ＋Ｆ_y1Ｌ よって、 Ｆ_y1＝｛−Ｆ_x1（Ｄ₁ ｓｉｎθ／２）−Ｆ_x2（Ｄ₂ ｓｉｎθ／２） −Ｆ_x0Ｄ₀ ａ＋２μ_b Ｆ_x0Ｌｂ ＋２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ Ｆ_y1＝｛Ｆ_x1（−Ｄ₁ ｓｉｎθ／２＋Ｄ₀ ａ−２μ_b Ｌｂ） ＋Ｆ_x2（−Ｄ₂ ｓｉｎθ／２−Ｄ₀ ａ＋２μ_b Ｌｂ） ＋２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ ＸＺ平面上の成分に関しては、スラスト力Ｆ_x1，Ｆ_x2に
よるモーメント、軸からの抗力Ｆ_Z1，Ｆ_z2、側板との接
触点Ｃに生じる抗力Ｆ_x0、摩擦力μ_b Ｆ_x0ｃｏｓδ、歯
面に働く力Ｆ_t1ｓｉｎθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２、Ｆ
_t2ｓｉｎθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２によるモーメント
がつり合っている。

【０１１４】Ａ₀ 点におけるつりあいの式を立てれば、 Ｆ_x1^（Ｄ1 ^{／２・ｃｏｓθ／２）＋Ｆ}z2^{Ｌ ＝Ｆ} x 2^（Ｄ2 ^{／２・ｃｏｓθ／２）＋Ｆ}x0^Ｄ0 ^{ｂ／２ ＋（Ｆ} t2^{ｓｉｎθ／２−Ｆ}r2^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） ＋（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₁ よって、 Ｆ_z2＝｛−Ｆ_x1Ｄ₁ ｃｏｓθ／２＋Ｆ_x2Ｄ₂ ｃｏｓθ／２＋Ｆ_x0Ｄ₀ ｂ ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₁ ｝／２Ｌ Ｆ_z2＝｛Ｆ_x1（−Ｄ₁ ｃｏｓθ／２−Ｄ₀ ｂ） ＋Ｆ_x2（Ｄ₂ ｃｏｓθ／２＋Ｄ₀ ｂ） ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₁ ｝／２Ｌ Ｂ₀ 点におけるつりあいの式を立てれば、 Ｆ_x2（Ｄ₂/２・ｃｏｓθ／２）＋Ｆ_Z1Ｌ＋Ｆ_x0Ｄ₀ ｂ／２＋μ_b Ｆ_x0ｃｏｓδＬ ＝Ｆ_x1（Ｄ₁ ／２・ｃｏｓθ／２） ＋（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） ＋（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ｃｏｓθ／２）Ｌ₂ よって、 Ｆ_Z1＝｛−Ｆ_x2Ｄ₂ ｃｏｓθ／２＋Ｆ_x1Ｄ₁ ｃｏｓθ／２ −Ｆ_x0Ｄ₀ ｂ−２μ_b Ｆ_x0ｃｏｓδＬ ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ Ｆ_Z1＝｛Ｆ_x2（−Ｄ₂ ｃｏｓθ／２−Ｄ₀ ｂ−２μ_b Ｌａ） ＋Ｆ_x1（Ｄ₁ ｃｏｓθ／２＋Ｄ₀ ｂ＋２μ_b Ｌａ） ＋（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ 以上まとめると、 Ｆ_y1＝｛Ｆ_x1（−Ｄ₁ ｓｉｎθ／２＋Ｄ₀ ｃｏｓδ−２μ_b Ｌｓｉｎδ） ＋Ｆ_x2（−Ｄ₂ ｓｉｎθ／２−Ｄ₀ ｃｏｓδ＋２μ_b Ｌｓｉｎδ） ＋２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ Ｆ_z1＝｛Ｆ_x2（−Ｄ₂ ｃｏｓθ／２−Ｄ₀ ｓｉｎδ−２μ_b Ｌｃｏｓδ） ＋Ｆ_x1（Ｄ₁ ｃｏｓθ／２＋Ｄ₀ ｓｉｎδ＋２μ_b Ｌｃｏｓδ） ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₂ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₂ ｝／２Ｌ Ｆ_y2＝｛Ｆ_x2（−Ｄ₂ ｓｉｎθ／２−Ｄ₀ ｃｏｓδ） ＋Ｆ_x1（−Ｄ₁ ｓｉｎθ／２＋Ｄ₀ ｃｏｓδ） ＋２（Ｆ_t2ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r2 ^・ ｓｉｎθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） −２（Ｆ_t1ｃｏｓθ／２＋Ｆ_r1 ^・ ｓｉｎθ／２）Ｌ₁ ｝／２Ｌ Ｆ_z2＝｛Ｆ_x1（−Ｄ₁ ｃｏｓθ／２−Ｄ₀ ｓｉｎδ） ＋Ｆ_x2（Ｄ₂ ｃｏｓθ／２＋Ｄ₀ ｓｉｎδ） ＋２（Ｆ_t2ｓｉｎθ／２−Ｆ_r2 ^・ ｃｏｓθ／２）（Ｌ₁ ＋Ｌ₀ ） ＋２（Ｆ_t1ｓｉｎθ／２−Ｆ_r1 ^・ ｃｏｓθ／２）Ｌ₁ ｝／２Ｌ となる。

【０１１５】トルク損失はｔｙｐｅ１の場合と同様に求
める。

【０１１６】歯車駆動装置の１実施例として画像形成装
置の駆動装置を図１８〜２１を用いて説明する。

【０１１７】図１８〜２１は実施例８における画像形成
装置の駆動装置の平面図及び断面図であり、機械機構的
構成及び歯車諸元の説明は実施例８と同様であり、その
説明は省略し、これらの図を借りて本実施例について考
える。同図において歯車Ｇ０１は時計方向に回転する。

【０１１８】このような歯車駆動装置において、摺動グ
レードのモールド歯車とナチュラルグレードのモールド
歯車とを交互に噛み合わせた歯車列からなる、歯車駆動
装置におけるトルク損失がより少なくなるような歯車の
材質の配列を検討してみる。

【０１１９】さて、歯車Ｇ１２と歯車Ｇ１１とは定着ロ
ーラ近傍に配置しているため、耐熱性の材質を用いるこ
とにする。また、図２１に示すドラム歯車ＧＣ１は歯車
Ｇ０６と噛み合うが、ドラム歯車ＧＣ１は感光ドラムに
接着するため、例えばＰＣのような接着可能な材質を用
いる。また、この場合は歯車Ｇ０１は金属を用いる。

【０１２０】そのため、摺動グレードのモールド歯車と
ナチュラルグレードのモールド歯車とを交互に噛み合わ
せる部分は、歯車Ｇ０２と歯車Ｇ０３が一体になった段
付歯車Ｇ０２０３、歯車Ｇ０４と歯車Ｇ０５が一体にな
った段付歯車Ｇ０４０５、歯車Ｇ０６、歯車Ｇ０７、歯
車Ｇ０８とＧ０９が一体になった段付歯車Ｇ０８０９、
歯車Ｇ１０である。本実施例では１例として、ナチュラ
ルグレードＰＯＭ、摺動グレードにオイル入りＰ０Ｍを
用いる。Ｐ０Ｍとオイル入りＰＯＭを交互に配列する仕
方は次に示す２通りである。（歯車については符号のみ
で示す） １）Ｇ０２０３，Ｇ０６，Ｇ０８０９をナチュラルグレ
ードのＰ０Ｍ，Ｇ０４０５，Ｇ０７，Ｇ１０を摺動グレ
ードであるオイル入りＰ０Ｍにした場合。

【０１２１】２）Ｇ０２０３，Ｇ０６，Ｇ０８０９を摺
動グレードであるオイル入りＰ０Ｍ，Ｇ０４０５，Ｇ０
７，Ｇ１０をナチュラルグレードのＰＯＭにした場合。

【０１２２】次に夫々の場合について、モータＭに必要
なトルクを先に示した方法により実際に求めてみる。ま
ず、定着ローラＦがないものと仮定して、プロセスカー
トリッジＣを駆動するために必要なモータ軸でのトルク
Ｔ_c を求め、次にプロセスカートリッジＣがないものと
仮定して定着ローラＦを駆動するために必要なモータ軸
でのトルクＴ_F を求め、この２つのトルクの和をモータ
軸に必要なトルクとして近似する。また、歯車Ｇ０１の
ピッチ円直径は１５．８７４ｍｍである。

【０１２３】まずＴ_c を求める。プロセスカートリッジ
Ｃの感光ドラム３０での軸トルクを３ｋｇｃｍ、ドラム
歯車ＧＣ１のピッチ円直径を３０．４２６ｍｍとする。

【０１２４】歯車の諸元を表に示す。 （単位は、θは°、θ以外はｍｍ、またｔｙｐｅは先に
示したｔｙｐｅを示す。） １）の場合の歯車の摩擦係数を表に示す。

【０１２５】この場合のＴ_c は０．１７７ｋｇｃｍであ
る。

【０１２６】２）の場合の歯車の摩擦係数を表に示す。

【０１２７】この場合のＴ_c は０．１７４ｋｇｃｍであ
る。

【０１２８】次にＴ_F を求める。定着ローラＦの軸トル
クを１．５ｋｇｃｍ、定着ローラＧ１２のピッチ円直径
を２７．６ｍｍとする。

【０１２９】歯車の諸元を表に示す。 （単位は、θは°、θ以外はｍｍ、またｔｙｐｅは先に
示したｔｙｐｅを示す。） １）の場合の歯車の摩擦係数を表に示す。

【０１３０】この場合のＴ_F は０．１７８ｋｇｃｍであ
る。

【０１３１】２）の場合の歯車の摩擦係数を表に示す。

【０１３２】この場合のＴ_F は０．１７４ｋｇｃｍであ
る。

【０１３３】まとめれば、 １）の場合、モータに必要なトルクは、 ０．３５５ｋｇｃｍ ２）の場合、モータに必要なトルクは、 ０．３４８ｋｇｃｍ つまり、２）の組合わせの方がトルク損失が少なくな
る。よって、２）のような配列の仕方が良い。さて、
２）の場合、歯車Ｇ１０は摺動グレードでないため、歯
車Ｇ１１との噛み合い部での摩耗、騒音などを不安視す
るかもしれないが、ベースとなる材質が異なれば凝着は
発生しないため、さほど問題とならない。同様のことが
１）の場合の歯車Ｇ０６とドラム歯車ＧＣ１についても
言える。

【０１３４】また、摺動グレードの歯車はすべて同じ材
質でなくても良く、例えば、段付歯車Ｇ０２０３，Ｇ０
８０９を摺動グレードであるオイル入りコポリマのＰ０
Ｍ、歯車Ｇ０６を摺動グレードであるオイル入りホモポ
リマのＰ０Ｍとしても良い。

【０１３５】また、ナチュラルグレードの歯車はすべて
同じ材質でなくても良く、例えば、段付歯車Ｇ０４０
５、歯車Ｇ１０をナチュラルグレードのコポリマのＰ０
Ｍ、歯車Ｇ０７をナチュラルグレードのホモポリマのＰ
０Ｍとしても良い。

【０１３６】つまり、機械的に材質の変更可能な歯車に
関しては、（本実施例では、段付歯車Ｇ０２０３、段付
歯車Ｇ０４０５、歯車Ｇ０６、歯車Ｇ０７、段付歯車Ｇ
０８０９、歯車Ｇ１０であるが、）摺動性の良い歯車と
摺動性の良くない歯車とを交互に噛み合わせ、その中で
モータＭに必要なトルクが最小となる組合わせであれば
材質が異なっていても良い。

【０１３７】また、本実施例で示した数値は、あくまで
も１実施例であり、本発明を限定するものでないことは
勿論である。

【０１３８】実施例の画像形成装置では動力源のモータ
Ｍから像担持体の感光ドラム３０及び定着器４６への歯
車列について述べたが、動力源から走査光学系に動力を
伝える歯車列について同様に本発明の適用ができる。

【０１３９】以上の実施例は（１）歯先円直径以上の直
径を有するつばが歯の端面と一体になっている同軸上に
複数個の歯車を備えた段付歯車（２）軸受ボス部の材質
の摩擦係数が歯面の材質の摩擦係数よりも小さく、且
つ、軸受ボス部の材質の曲げ弾性係数が歯面の材質の曲
げ弾性係数よりも小さい歯車（３）及びこれらの歯車及
びつば付とし且つ軸受ボス部の材質と歯面の材質を上記
（２）のように異にした歯車各々を組合わせて歯車列に
組込んで歯のたわみを少なくし、効率の向上、回転力の
円滑化に効果がある。又、最後の幾つかの実施例に述べ
たような摺動グレードのモールド歯車とナチュラルグレ
ードのモールド歯車とを交互に噛み合わせる歯車列を備
えた歯車駆動装置において、その歯車列の組み合わせを
トルク損失がより少なくなるように配列した歯車列を備
えた歯車駆動装置に上述したつば付の段付歯車、歯と軸
受ボス部の材質を異にした歯車、つば付で歯面と軸受ボ
ス部の材質を異にした歯車を組込んでよいことは勿論で
あり、かくすることにより、軸受ボス部と軸受部間の摩
擦は減少し、又、歯車歯面の摩擦も減少する。そして段
付歯車ではつばが歯と一体に存在するために歯は剛性強
度が向上してたわみが少なくなる。従って、トルク減少
と歯の強化による歯のたわみの減少により、歯車列の回
転の伝達は円滑となってピッチムラは低減される。

【０１４０】即ち、本発明では何れの実施例においても
本発明が目的とした歯のたわみを小さくすることに寄与
し、３群の実施例を総て備えるようにすることにより歯
のたわみを減少し、トルク減少、歯車列の回転の伝達の
円滑となってピッチムラのない最も良好な運転状態が得
られるものである。

【０１４１】「実施例１０」図２９はモータ６１から冷
却用ファン６６への動力伝達装置を示し、図示されない
がモータ６１は前述の図３６のモータ２７に相当し減速
する動力伝達装置を介して給紙ローラ３８、レジストロ
ーラ４３、感光ドラム３０等を駆動するようになってい
る。モータ６１のモータ軸に固定した歯車６７とファン
軸６３に固定した歯車６２間は増速比となっている歯車
列６７−２によって連結されている。冷却用ファン６６
はクロスフローファンでその側板６５にはファン取付板
６４が固定されている。冷却用ファン６６は軸６３及び
側板６５と軸方向の反対側の側板に固定した不図示の軸
を軸承することにより回転自在であり、吸込口と吐出口
を複写機外装の内と外に向けたファンケーシング（不図
示）が冷却用ファン６６を覆っている（以下の他の実施
例も同じ）。

【０１４２】図３１に示すようにファン取付板６４には
粘性継手が仕組まれている。ファン取付板６４の底のあ
る段付円筒形の穴は粘性流体室６３ｂである。粘性流体
室６３ｂには例えばタービン油のような粘性流体が満た
された状態で軸６３と一体の撹拌翼６３ａが納められ、
該室６３ｂの口部には円筒形の外周のＯリング溝（不図
示）に固定用Ｏリング７０を嵌合した取付板側板６８が
圧入される。そして、該側板６８の中心孔６８ａの内周
のＯリング溝（不図示）には運動用Ｏリング６９が嵌め
込まれて軸封を計って軸６３に嵌合する。以上でファン
取付板６４が粘性継手を内蔵し、該ファン取付板６４が
粘性流体室６３ｂを構成するケーシングを兼ね、ファン
取付板６４、撹拌翼６３ａ、軸６３、取付板側板６８、
Ｏリング６９，７０でもって粘性継手を構成している。

【０１４３】図２９においてモータ６１を起動すると歯
車６７、歯車列６７−２、歯車６２を介して軸６３を回
転する。従って撹拌翼６３ａを回転させ、粘性流体に渦
流を生じさせる事により、ファン取付板６４は制限され
たトルクで撹拌翼６３ａに対して滑り乍ら駆動され、そ
の結果冷却用ファン６６を回転させる。従ってモータ６
１が起動時の起動トルクは歯車列６７−２に全部加わる
ことはなく、冷却用ファン６６の慣性負荷を除いた空力
負荷及び粘性継手の粘性流体を撹拌するための抵抗のみ
が歯車列６７−２の負荷となる。

【０１４４】次にモータ６１を急停止させた場合、軸６
３、ファン取付板６４の間で滑りを生じ、冷却用ファン
６６を含めた粘性継手下流側のファン取付板６４、冷却
用ファン６６は慣性力により回転し粘性継手の抵抗によ
り次第に減速して停止する。

【０１４５】ここで、摩擦式トルクリミッタを同様に使
用した場合摩擦部位の摩耗劣化、異音があるのに対し、
本案の粘性継手は皆無である。又、歯車６７〜歯車６２
間にクラッチを設け任意に冷却用ファン６６をオン−オ
フさせたい場合、粘性継手が駆動トルクの平滑化を行な
うので画像形成中にもクラッチ作動が可能である。

【０１４６】本構成の中で粘性継手の取付位置を動力伝
達装置の冷却用ファン６６の同軸上に配してあるがモー
タ６１〜冷却用ファン６６間のどこへ配しても良く、本
発明の範疇であり、同様の効果があることは明白であ
る。

【０１４７】本構成中粘性継手を出力側取付板内部とし
ているが動力伝達装置の歯車内部に設けても（後述）本
発明の範疇であり、同様の効果がある事は明白である。

【０１４８】本構成中冷却ファンをクロスフローファン
としているが軸流ファンでも本発明の範疇であり、同様
の効果がある事は明白である。

【０１４９】「実施例１１」図３２，３３はベルトを用
いた実施例でモータ６１のモータ軸には不図示の歯車が
固定され歯車列等でもって感光ドラム３０等を減速駆動
している。モータ６１と直結したプーリ７１はモータ６
１で発生した駆動トルクを伝達するベルト７２を介して
プーリ７１よりもはるかに小さい直径を有し内部に粘性
継手を有するプーリ７３に連結され、プーリ７３に粘性
継手を介して連結した軸６３に軸流ファン７５が固定し
てある。粘性継手は前実施例と同じであり、軸６３の軸
端の二面幅部６３ｃに軸流ファン７５が嵌合し、軸方向
に移動しないように小ねじ７６を該ファン７５の中心孔
を通じて軸６３端にねじ込んである。

【０１５０】モータ６１を回転させるとプーリ７１、ベ
ルト７２を介しプーリ７３を増速回転させて、粘性流体
室６３ｂと粘性流体との固体と流体間の摩擦で粘性流体
に回転流を生じさせ、撹拌翼６３ａに回転力を伝え、フ
ァン７５を回転させる。モータ急停止時はプーリ７３、
軸６３間で滑りを生じ、ファン７５を粘性継手の抵抗に
抗して自在に回転させ停止する。 「実施例１２」図３４，３５は歯車に粘性継手を内蔵し
た実施例である。

【０１５１】モータ６１軸に固定された歯車６７に噛み
合う歯車６２を固定した軸６３は歯車７７に内蔵した粘
性継手に連結され、歯車７７と噛み合い増速される歯車
７９は軸流ファン７５に直結されている。粘性継手の構
成は実施例１０と同じである。この実施例では粘性継手
部分では回転速度が小さいので粘性継手の温度上昇が小
さく軸流ファンのオン−オフが頻度が大きい場合に適す
る。

【０１５２】実施例１１，１２はモータから冷却用ファ
ンの動力伝達装置を構成する動力伝達部材の歯車又はプ
ーリに粘性継手を内蔵したが、粘性継手は独立して構成
し、その粘性流体室を形成するケーシングを取付板とし
て、上記歯車又はプーリの側面に固定してもよい。

【０１５３】各実施例はモータから冷却用ファンへの動
力伝達装置を構成する動力伝達部材に粘性継手を内蔵し
たが、場合によっては独立した粘性継手を軸継手として
用いてもよい。

【０１５４】

【発明の効果】

（１）以上説明したように、軸受ボス部の材質の摩擦係
数が歯面の材質の摩擦係数よりも小さく、且つ、軸受ボ
ス部の材質の曲げ弾性係数が歯面の材質の曲げ弾性係数
よりも小さい歯車を歯車列を備えた駆動装置に用いるこ
とにより、個々の歯車は歯車の軸受部でのトルク損失、
歯車のスラスト受面でのトルク損失を低減し、結果とし
て、歯車列からなる駆動装置全体のトルク損失の低減を
可能とし、且つ、歯車のたわみ量も低減できるため、動
力源であるモータの最大許容トルクの低減、電源の低容
量化、装置の小型化、駆動負荷の回転の安定化、低騒音
を実現し、特に、画像形成装置などの像担持体、定着
器、光学駆動系の駆動装置に用いることにより、ピッチ
むらの低減された高品位な画像を得ることが可能となっ
た。

【０１５５】歯先円直径以上の直径を有するつばが歯の
端面と一体になっており、固定軸に対して回転自在な段
付歯車は歯の荷重によるたわみが小さく、結果として歯
車列からなる駆動装置の低騒音、回転むらの低減が実現
でき、特に画像形成装置の像担持体、定着器、光学駆動
系の駆動装置に用いることにより、歯車のピッチむらの
少ない高品位な画像を得ることができる。軸受ボス部の
材質の摩擦係数が歯面の材質の摩擦係数よりも小さく、
且つ、軸受ボス部の材質の曲げ弾性係数が歯面の材質の
曲げ弾性係数よりも小さく、なおかつ歯先円直径以上の
直径を有するつばが歯の端面と一体になっている段付歯
車を歯車列に用いると更に歯のたわみを小さくし、上述
した効果を強める。

【０１５６】摺動グレードのモールド歯車とナチュラル
グレードのモールド歯車とを交互に噛み合わせる歯車列
を備えた駆動装置において、その歯車列の組み合わせを
トルク損失がより少なくなるように配列したことによ
り、歯面に潤滑剤を塗布せずに歯面の摺動性の良い駆動
装置を実現しつつ、駆動装置全体のトルク損失を極力低
減し、且つ、駆動装置全体の歯車のたわみ量も極力低減
できるため、動力源であるモータの最大許容トルクの低
減、電源の低容量化、装置の小型化、駆動負荷の回転の
安定化を実現し、特に、画像形成装置の像担持体、定着
器、光学駆動系の駆動装置に用いることにより、ピッチ
むらの低減された高品位な画像を得ることが可能となっ
た。又、摺動グレードとナチュラルグレードのモールド
歯車の上記組合わせの上更に軸受ボス部の材質の摩擦係
数が歯面の摩擦係数よりも少なく、且つ軸受ボス部の曲
げ弾性係数が歯面の材質の曲げ弾性係数よりも小さい歯
車及び又は上述のつば付段付歯車を組合わせることによ
り、最もたわみが小さく、摩擦損失の小さい歯車列が得
られるため、上記効果が最も発揮されるものである。

【０１５７】歯車の効率は二つの歯車の噛み合いにおけ
る動力伝達効率は歯の噛み合い効率、軸受損失を考慮し
た効率を総合したものであり、歯車列において一組の歯
の噛み合わせ数をｉ（１，２・・・・）とし、噛み合う
１組の歯車の総合効率をη_ｉとすると歯車列の効率はη
_１ ，η_２ ・・・・η_ｉ ・・・・η_ｎ であるこ
と、及び歯のたわみと軸受抵抗は相乗作用があることを
考えると、前述の歯車を歯車列又は本発明の歯車列への
適用は著しく歯車効率を向上させ、歯及び軸受部の摩擦
減少による歯のたわみの減少及び歯をつばと一体とする
ことによる歯の強度、剛性による歯のたわみが相乗効果
を有し、ピッチむらの発生を抑える効果が著しい。

【０１５８】（２）以上説明したように冷却用ファンの
動力伝達装置に粘性継手を設けた事により動力伝達部材
には冷却ファン側の慣性負荷を除く空力負荷しか加わら
ないのでモータの起動及び停止時ならびにジャム、故障
等によるモータ急停止から動力伝達部材を保護できる。
その結果、歯車の歯幅は小さく、又ベルト断面が小さく
できるので薄型な動力伝達装置が提供できる。

【０１５９】又モータから冷却用ファンへの動力伝達装
置中にクラッチを設けた場合、モータが画像形成工程を
行なう装置の駆動を兼ねているにもかかわらずクラッチ
のオン−オフつまり冷却用ファンの作動を行なっても冷
却用ファンを駆動した負荷変動による画像乱れ（ピッチ
ムラ）を回避でき、ファンの制御自由度が増す効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の正面図である。

【図２】図１の軸心を含む断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例の正面図である。

【図４】図３の軸心を含む断面図である。

【図５】本発明の第３の実施例の正面図である。

【図６】図５の軸心を含む断面図である。

【図７】本発明の第４の実施例を示し、各実施例の歯車
或は歯車列を用いた駆動装置の平面図である。

【図８】図７の一部断面で示す正面断面図である。

【図９】プロセスカートリッジのドラム歯車と図７の駆
動装置の関係を示す平面図である。

【図１０】図９の正面図である。

【図１１】本発明の適用される画像形成装置の縦断面図
である。

【図１２】本発明の第５の実施例の正面図である。

【図１３】図１２の軸心を含む断面図である。

【図１４】本発明の第６の実施例の正面図である。

【図１５】図１４の軸心を含む断面図である。

【図１６】本発明の第７の実施例の正面図である。

【図１７】図１６の軸心を含む断面図である。

【図１８】本発明の第８の実施例を示し、各実施例の歯
車或は歯車列を用いた駆動装置の平面図である。

【図１９】図１８の一部断面で示す正面断面図である。

【図２０】プロセスカートリッジのドラム歯車と図１８
の駆動装置の関係を示す平面図である。

【図２１】図２０の正面図である。

【図２２】重なり噛み合い率を説明するための歯車対の
正面図である。

【図２３】歯車列に加わる力及び反力を示す展開断面図
である。

【図２４】図２３の正面図である。

【図２５】歯車列に加わる力及び反力を示す展開断面図
である。

【図２６】歯車列に加わる力及び反力を示す展開断面図
である。

【図２７】歯車列に加わる力及び反力を示す展開断面図
である。

【図２８】歯車列に加わる力及び反力を示す展開断面図
である。

【図２９】本発明を実施した歯車駆動クロスフローファ
ンの動力伝達装置の概略展開図である。

【図３０】図２９のＡ矢視図である。

【図３１】粘性継手の分解斜視図である。

【図３２】本発明を実施したベルト駆動ファンの動力伝
達装置の概略側面図である。

【図３３】図３２の粘性継手の分解斜視図である。

【図３４】本発明を実施した歯車駆動軸流ファンの動力
伝達装置の概略展開図である。

【図３５】図３４の粘性継手の分解斜視図である。

【図３６】従来例の縦断面図である。

【符号の説明】

１・・板金 ２・・回転レバー ２ａ・・固定軸 ３・
・本体側板 ４，５・・小ねじ ６・・固定軸 ７・・
つば １１，１２・・ウエブ １３・・歯車部１４・・
軸受ボス部 １５・・軸受内周 １６・・ボス ２１・
・つば ２６・・固定軸 ２８・・レーザ走査光学系ユ
ニット ２８ａ・・反射ミラー ３０・・感光ドラム
３１・・露光部 ３１Ａ・・装置本体 ３３・・帯電ロ
ーラ３４・・現像器 ３５・・転写ローラ ３６・・ク
リーニング器 ３７・・カセット ３８・・給紙ローラ
３９・・分離爪 ４０ａ，４０ｂ・・搬送ガイド４１
ａ，４１ｂ・・中間排紙ローラ ４２ａ，４２ｂ・・ガ
イド板 ４３ａ・・レジスト上ローラ ４３ｂ・・レジ
スト下ローラ ４４ａ・・転写上ガイド ４４ｂ・・転
写下ガイド ４５・・搬送ガイド ４６・・定着器 ４
７ａ，４７ｂ・・中間排紙ローラ ４８ａ，４８ｂ・・
排紙ローラ ５１・・回転中心 ５２・・開閉構造 １
１１・・リブ Ｇ_１ ，Ｇ_２ ，Ｇ０１，Ｇ０２，Ｇ０
３，Ｇ０４，Ｇ０５，Ｇ０６，Ｇ０７，Ｇ０８，Ｇ０
９，Ｇ１０，Ｇ１１，Ｇ１２，ＧＣ１・・歯車 Ｇ０２
０３，Ｇ０４０５，Ｇ０８０９・・段付歯車 ６１・・
モータ６２・・駆動入力側歯車 ６３・・ファン軸 ６
３ａ・・撹拌翼 ６４・・ファン取付板 ６５・・ファ
ン側板 ６６・・冷却用ファン ６７・・モータ出力側
歯車 ６８・・取付板側板

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受ボス部の材質の摩擦係数が歯面の材
   質の摩擦係数よりも小さく、且つ、軸受ボス部の材質の
   曲げ弾性係数が歯面の材質の曲げ弾性係数よりも小さい
   ことを特徴とする歯車。
2. 【請求項２】 歯先円直径以上の直径を有するつばが歯
   の端面と一体になっていることを特徴とする複数の歯車
   を同軸上に有する請求項１に記載の段付歯車。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の歯車を用いたこ
   とを特徴とする歯車列を備えた駆動装置。
4. 【請求項４】 固定軸及び固定軸を支持する構造体及び
   前記固定軸に対して回転自在な請求項１又は２に記載の
   歯車を有することを特徴とする歯車列を備えた駆動装
   置。
5. 【請求項５】 歯車の軸受ボス部端面と構造体が摺動す
   る摺動面を備えた歯車列を有する請求項４に記載の駆動
   装置。
6. 【請求項６】 摺動グレードのモールド歯車とナチュラ
   ルグレードのモールド歯車とを交互に噛み合わせる歯車
   列を備えた駆動装置において、その歯車列の組合わせを
   トルク損失がより少なくなるように配列したことを特徴
   とする請求項１又は２に記載の歯車を含む歯車列を備え
   た駆動装置。
7. 【請求項７】 歯先円直径以上の直径を有するつばが歯
   の端面と一体になっていることを特徴とする複数の歯車
   を同軸上に有する段付歯車。
8. 【請求項８】 摺動グレードのモールド歯車とナチュラ
   ルグレードのモールド歯車とを交互に噛み合わせる歯車
   列を備えた駆動装置において、その歯車列の組合わせを
   トルク損失がより少なくなるように配列したことを特徴
   とする歯車列を備えた駆動装置。
9. 【請求項９】 動力源から像担持体に動力を伝える歯車
   列を備えた請求項３から６の何れか１つに記載の駆動装
   置。
10. 【請求項１０】 動力源から定着器に動力を伝える歯車
    列を備えた請求項３から６の何れか１つに記載の駆動装
    置。
11. 【請求項１１】 動力源から走査光学系に動力を伝える
    歯車列を備えた請求項３から６の何れか１つに記載の駆
    動装置。
12. 【請求項１２】 モータと該モータに減速を行なう動力
    伝達装置を介して連結された画像形成工程を行なう装置
    と該動力伝達装置に増速を行なう動力伝達装置を介して
    連結され装置内部を冷却するファンを備えた画像形成装
    置において、冷却用ファンに対して増速を行なう動力伝
    達装置に粘性継手を介在したことを特徴とする画像形成
    装置。
13. 【請求項１３】 動力伝達装置を構成する動力伝達部材
    に粘性継手を内蔵したことを特徴とする請求項１２に記
    載の画像形成装置。