(57)【要約】【課題】減速比の設定の自由度を向上させるとともに、より大きな減速比と大トルク伝達が可能な減速機及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】モータ軸７４ｂに設けられた太陽歯車８０から駆動を受ける第一遊星歯車７７は、固定内歯歯車７２及び可動内歯歯車７５に噛み合っている。第二及び第三遊星歯車７８，７９（７９は不図示）は、同じく太陽歯車８０から駆動を受けるとともに、可動内歯歯車７５のみに噛み合っている。可動内歯歯車７５の回転負荷（出力軸７１の負荷）は、可動内歯歯車７５に噛み合っている複数の遊星歯車に荷重分配されるので、剛性の低下が防止され、低振動で高精度な回転が可能となる。【選択図】図４
2010101340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に設けた太陽歯車と、
該太陽歯車に噛み合い、自転及び公転可能な複数の遊星歯車と、
該遊星歯車と夫々噛み合い、夫々歯数の異なる固定内歯歯車及び可動内歯歯車と
を有し、
前記固定内歯歯車と前記可動内歯歯車を同軸上に設け、前記可動内歯歯車の回転中心に出力軸を設けた遊星差動歯車減速機において、
前記可動内歯歯車の歯数を前記固定内歯歯車の歯数より少なく構成し、
前記複数の遊星歯車の内の少なくとも１つは、前記可動内歯歯車及び前記固定内歯歯車の歯の位相が等しい位置において夫々と噛み合い、
その他の遊星歯車は、前記可動内歯歯車に噛み合い前記固定内歯歯車と噛み合わないよう構成した
ことを特徴とする遊星差動歯車減速機。
【請求項２】
前記可動内歯歯車と前記固定内歯歯車との歯数差は１歯であり、
前記その他の遊星歯車は前記太陽歯車の周方向で均等な位置に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の遊星差動歯車減速機。
【請求項３】
前記可動内歯歯車及び前記固定内歯歯車はピッチ円直径が等しく設けられ、
前記複数の遊星歯車の内の少なくとも１つと前記可動内歯歯車及び前記固定内歯歯車の少なくとも一方は、各々が同時に噛み合い可能に転位されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の遊星差動歯車減速機。
【請求項４】
前記その他の遊星歯車は同軸上にウエイト部を有し、
該ウエイト部を有する遊星歯車と、前記可動内歯歯車及び前記固定内歯歯車の歯の位相が等しい位置において夫々と噛み合う前記遊星歯車とは、慣性モーメントが等しく設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の遊星差動歯車減速機。
【請求項５】
前記入力軸に回転自在に支持されるキャリア部材を備え、該キャリア部材は前記複数の遊星歯車を自転自在かつ前記太陽歯車周りに公転自在に支持することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の遊星差動歯車減速機。
【請求項６】
前記可動内歯歯車及び前記固定内歯歯車の歯の位相が等しい位置において夫々と噛み合う前記複数の遊星歯車の内の少なくとも１つの剛性は、前記その他の遊星歯車の剛性よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の遊星差動歯車減速機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の遊星差動歯車減速機を具備し、
該遊星差動歯車減速機により駆動源の回転を減速して像担持体を駆動することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型モータなどの動力源に直結する小型減速機として好適に用いられる遊星差動歯車減速機、およびこれを備える複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００４−１９９００号公報
【特許文献２】特開２００５−１６６９５号公報
【特許文献３】特開昭６３−３４３４３号公報
【０００３】
従来から小型軽量で高減速比、大トルク伝達が可能な減速機として、一般的に差動遊星歯車減速機（遊星差動歯車減速機）が知られている。この差動遊星歯車機構は太陽歯車を入力として、キャリアに回転自在に支持され、且つ太陽歯車に公転可能に支持された遊星歯車を歯数の異なる２つの固定内歯歯車と可動内歯歯車とに噛み合わせ、可動内歯歯車の回転を減速出力する構成になっている。この構成によって太陽歯車で駆動する遊星歯車が太陽歯車の廻りを１回転するときに、固定内歯歯車に対して可動内歯歯車は、その歯数差分の角度しか回転せず、歯数差をわずかにすれば、高減速比、大トルク伝達が可能となる。
【０００４】
このような差動遊星歯車機構では、固定内歯歯車の歯数をＺｃ、可動内歯歯車の歯数をＺｄとしたとき、Ｚｃ＜ＺｄまたはＺｃ＞Ｚｄに設定され、かつ両内歯歯車あるいは片一方の内歯歯車を転位して両内歯歯車の歯先円直径が同一寸法に形成されている。そして、遊星歯車は両内歯歯車に同時に噛み合うようになっている。このとき、複数の遊星歯車を等配して荷重を均一に分担することによって動力伝達性とねじり剛性の向上を図ることができ、小さな歯形で大きな負荷を駆動することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、固定内歯歯車と可動内歯歯車の歯数差ΔＺには制約があり、遊星歯車の個数の整数倍にしなければならないので、以下のような問題がある。例えば、バランスの良い３個の遊星歯車で構成されると、歯数差ΔＺは最小で３にしなければならないので、希望の減速比を自由に設定することができない。さらに転位量も大きくなり、設計上の制約が増すことになる。
【０００６】
また、歯数差を１にして多様な減速比を選択しようとすると、遊星歯車の配置が１となりバランスが悪く高速回転では支障が生じる。また荷重を１個で受けなければならないので、機械的強度も必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの問題に対して、上記特許文献１または特許文献２に記載のものでは、遊星歯車を固定内歯歯車に噛み合う部位の遊星歯車と可動内歯歯車に噛み合う部位の遊星歯車に分割した構成にするとともに、所定の位相差を設けて同軸上に構成して、複数個が等配して固定内歯歯車と可動内歯歯車に噛み合うようにしている。
【０００８】
しかし、このような構成では遊星歯車の構成が複雑になり、位相差を設けた遊星歯車を均等に噛み合わせるにはかなりの精度が要求されるため、加工及び組み付けが困難であり、精度よく加工や組付けができていない状態で駆動伝達させようとすると、噛み合い精度が悪くなり、回転精度も悪くなる。
【０００９】
また、特許文献３に記載の構成では、入力軸上に設けられた太陽歯車は、遊星歯車と可動内歯歯車に対向する位置でのみ噛み合っており、固定内歯歯車と対向する位置においては内側から遊星歯車と噛み合っていない。そのため、遊星歯車が精度良く作られていないと回転中心がずれ易く、そのずれにより出力軸に回転速度変動が生じる虞があった。また、この構成において上記問題を解決するために、太陽歯車を遊星歯車の全長において対向する位置に設けようとすると、可動内歯歯車と固定内歯歯車の歯が位相差を有するため、その様に構成すること自体が不可能であった。
【００１０】
本発明は、従来技術における上述の問題を解決し、コストアップを招くことなく、減速比の設定の自由度を向上させるとともに、より大きな減速比と大トルク伝達が可能な減速機及びこれを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題は、本発明により、入力軸に設けた太陽歯車と、該太陽歯車に噛み合い、自転及び公転可能な複数の遊星歯車と、該遊星歯車と夫々噛み合い、夫々歯数の異なる固定内歯歯車及び可動内歯歯車とを有し、前記固定内歯歯車と前記可動内歯歯車を同軸上に設け、前記可動内歯歯車の回転中心に出力軸を設けた遊星差動歯車減速機において、前記可動内歯歯車の歯数を前記固定内歯歯車の歯数より少なく構成し、前記複数の遊星歯車の内の少なくとも１つは、前記可動内歯歯車及び前記固定内歯歯車の歯の位相が等しい位置において夫々と噛み合い、その他の遊星歯車は、前記可動内歯歯車に噛み合い前記固定内歯歯車と噛み合わないよう構成したことにより解決される。
【００１２】
また、前記可動内歯歯車と前記固定内歯歯車との歯数差は１歯であり、前記その他の遊星歯車は前記太陽歯車の周方向で均等な位置に設けられると好ましい。
また、前記可動内歯歯車及び前記固定内歯歯車はピッチ円直径が等しく設けられ、前記複数の遊星歯車の内の少なくとも１つと前記可動内歯歯車及び前記固定内歯歯車の少なくとも一方は、各々が同時に噛み合い可能に転位されていると好ましい。
【００１３】
また、前記その他の遊星歯車は同軸上にウエイト部を有し、該ウエイト部を有する遊星歯車と、前記可動内歯歯車及び前記固定内歯歯車の歯の位相が等しい位置において夫々と噛み合う前記遊星歯車とは、慣性モーメントが等しく設けられていると好ましい。
【００１４】
また、前記入力軸に回転自在に支持されるキャリア部材を備え、該キャリア部材は前記複数の遊星歯車を自転自在かつ前記太陽歯車周りに公転自在に支持すると好ましい。
また、前記可動内歯歯車及び前記固定内歯歯車の歯の位相が等しい位置において夫々と噛み合う前記複数の遊星歯車の内の少なくとも１つの剛性は、前記その他の遊星歯車の剛性よりも大きいと好ましい。
【００１５】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜６のいずれか１項に記載の遊星差動歯車減速機を具備し、該遊星差動歯車減速機により駆動源の回転を減速して像担持体を駆動する画像形成装置により解決される。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の遊星差動歯車減速機によれば、可動内歯歯車の回転方向が遊星歯車と同じ方向になり、駆動源の太陽歯車から力を受けた、可動内歯歯車のみに噛み合う（固定内歯歯車と噛み合わない）遊星歯車の駆動力が可動内歯歯車を回転する方向に伝達されることになる。したがって、出力軸の負荷に対して、可動内歯歯車に噛み合っている複数の遊星歯車に荷重分配されて、剛性の低下も防ぐことができ、低振動の高精度回転が可能となる。
【００１７】
請求項２の構成により、小さな構成で大きな減速比を得ることが可能となる。また、 歯数差が1歯であれば減速比も自由度が広がる。
請求項３の構成により、歯先を転位させる歯車を、可動内歯歯車または固定内歯歯車の一方、あるいはその両者と同一位相において噛み合う遊星歯車のいずれかの歯を転位させることによって、可動内歯歯車のみ或いは固定内歯歯車のみに噛み合う遊星歯車を転位させる必要がないため、加工する箇所が少なくて済み、加工精度、ひいては駆動伝達精度を高めることができる。
【００１８】
請求項４の構成により、各遊星歯車の慣性モーメントを均等にすることによって、回転時のダイナミックバランスが良くなり振動を低減することができる。
請求項５の構成により、遊星歯車を回転自在に支持するキャリア部材を設けたことによって、遊星歯車はモータ軸を基準として同心精度がでて回転することができる。これにより、回転時の振動が低減できる。
【００１９】
請求項６の構成により、固定内歯歯車と可動内歯歯車の両方に噛み合う遊星歯車は両内歯歯車から両歯面に力を受けるので、その剛性大きくすることによって、小さい歯形での構成が可能となり、耐久性も増すことになる。
【００２０】
請求項７の画像形成装置によれば、低振動の高精度回転が可能な遊星差動歯車減速機により駆動源の回転を減速して像担持体を駆動するので、像担持体を高精度に回転駆動することが可能となり、高品質な画像形成を行なうことができる。また、装置の小型化を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す断面構成図である。このカラー複写機は、中央に複写機本体１００、その下部にテーブル状に構成された給紙部２００が配置され、複写機本体１００の上方にスキャナ３００、スキャナ３００の上方に自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）４００を配置した構成となっている。
【００２２】
複写機本体１００には、複数のローラ１４、１５、１６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数の支持ローラ１４，１５，１６のうち１つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト１０が矢印で示す図中時計回りに走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト１０の上部走行辺に沿ってイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の各作像ユニット５０が横に並んで配置されている。すなわち、支持ローラ１４と支持ローラ１５間にほぼ水平に張り渡されベルト走行辺上に、４つの作像ユニット５０を配置してタンデム作像部２０を構成している。
【００２３】
４個の作像ユニット５０は、図２にも詳しく示すように、中間転写ベルト１０に接する潜像担持体としての感光体ドラム５１を具備している。この感光体ドラム５１の周りには、帯電装置５２，現像装置５３，クリーニング装置５４，除電装置５５等の電子写真プロセス用機器がプロセス順に配置され、さらに感光体ドラム５１が中間転写ベルト１０に接する位置における中間転写ベルト１０の内側に一次転写装置５６が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット５０は同一構造に構成されているが、現像装置のトナーの色がイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの４色に異なっている。
【００２４】
図１に戻り、タンデム作像部２０の上方には、光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する露光装置２１が配置され、このレーザ光Ｌは帯電装置５２と現像装置５３の間で感光体ドラムに照射される（図２参照）。
【００２５】
中間転写ベルト１０を挟んでタンデム作像部２０と反対の側には、二次転写装置２２が設けられている。二次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３，２３間に、無端ベルトである二次転写ベルト２４を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト１０を介して対向ローラ１６に押し当てられるように配置されている。二次転写装置２２は、画像転写後のシートを定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、二次転写装置としては、非接触のチャージャを用いても良く、その場合にはシート搬送手段を別途設ける必要がある。
【００２６】
さらに、二次転写装置２２の図において左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置２５が設けられている。本実施形態の定着装置２５は、加圧ローラ２７と、該加圧ローラ２７に押し当てた無端ベルトである定着ベルト２６とを具備している。定着装置２５は、その一部を中間転写ベルト１０の張り渡し領域の下方に入り込ませて配置されるが、その全部を中間転写ベルト１０の張り渡し領域の下方に入り込ませても良い。定着装置２５及び二次転写装置２２の下に、上述したタンデム作像部２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備えている。
【００２７】
さて、上記のように構成されたカラー複写機を用いてコピーをとる場合について説明する。まず、自動原稿搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、自動原稿搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００２８】
そして、図示していないスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００２９】
また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト１０が回転走行し、同時に、個々の作像ユニット５０でその感光体５１を回転して各感光体５１上にそれぞれ、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００３０】
さらに、スタートスイッチを押すことで、給紙部２００の給紙ローラ４２の１つを選択的に回転駆動し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
【００３１】
または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ６０を回転して手差しトレイ６１上のシートを繰り出し、分離ローラ６２で１枚ずつ分離して手差し給紙路６３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００３２】
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と二次転写装置２２との間にシートを送り込み、二次転写装置２２で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。
【００３３】
画像転写後のシートは、二次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪６５で切り換えて排出ローラ６６で排出し、排紙トレイ６７上にスタックする。または、切換爪６５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ６６で排紙トレイ６７上に排出する。
【００３４】
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム作像部２０による再度の画像形成に備える。
【００３５】
次に、本発明の特徴部分である、減速手段としての遊星差動歯車減速装置を備える駆動手段としての減速機構付き駆動装置である感光体駆動装置について説明する。なお、上記カラー複写機における各感光体ドラム５１Ｂｋ，５１Ｃ，５１Ｍ，５１Ｙは、同一構成の感光体駆動装置により回転駆動されているので、以下、一つの感光体ドラム５１の駆動装置について説明する。
【００３６】
図３は、感光ドラムの軸方向一端部外方に設置される感光体駆動装置の部分概略図である。この図に示すように、感光体ドラム５１は感光体ドラム軸５７に固定され、感光体ドラム軸５７がカップリング５８を介して感光体駆動装置７０の出力軸７１に連結されている。感光体駆動装置７０は本体側板５９に取り付けられており、その出力軸７１が回転することによって感光体ドラム５１が回転する。
【００３７】
図４は、本発明による小型減速機（感光体駆動装置７０）の断面構成図である。また、図４におけるＢ−Ｂ線での断面を図５に、Ｃ−Ｃ線での断面を図６に示す。なお、図４の断面図は、図５及び図６におけるＡ−Ａ線での断面を展開したものである。
【００３８】
まず、図４を参照して減速機の構成について説明する。減速機の外枠は固定内歯歯車７２とケース７３で構成されており、固定内歯歯車７２の外側端面部７２ａに駆動源のモータ７４が固定されている。なお、出力軸７１は、後述するように、可動内歯歯車７５の外側端面中心に設けられたものである。さて、固定内歯歯車７２の端面中心部には穴が設けられ、その穴にモータ７４のボス部７４ａが嵌合され、ボス部７４ａから回転の入力軸となるモータ軸７４ｂが突き出されている。この構成によって、モータ軸７４ｂと固定内歯歯車７２の同心を出している。モータ軸７４ｂには歯車噛み合い伝達の入力となる太陽歯車８０が嵌め込まれて固定され、根本には軸受７６，７６が配設されている。この太陽歯車８０の周りには第一遊星歯車７７及び第二，第三遊星歯車７８，７９が等間隔で配設されて噛み合っている。なお、図４において、第三遊星歯車７９は第二遊星歯車７８の裏側に隠れて見えていない（図５，６及び図７を参照）。
【００３９】
第一遊星歯車７７は固定内歯歯車７２及びモータ軸７４ｂの先端側に配設された可動内歯歯車７５と同時に噛み合っている。第一遊星歯車７７は、固定内歯歯車７２及び可動内歯歯車７５に対し、両内歯歯車７２，７５の位相が等しい位置において固定内歯歯車７２と可動内歯歯車７５とに噛み合わされている。また、第二及び第三遊星歯車７８，７９は可動内歯歯車７５に噛み合っている（固定内歯歯車７２には噛み合っていない）。したがって、第一遊星歯車７７の歯幅は長く、第二及び第三遊星歯車７８，７９の約２倍の長さとなっている。また、本例では遊星歯車を３個としているが、それに限るものではない。３個の各遊星歯車７７〜７９は遊星歯車の軸中心に回転自在でキャリア８１，８１に支持され、そのキャリア８１，８１は遊星歯車軸の両端部の２箇所を支持するように構成されている。そして、キャリア８１，８１には中心に穴が設けられ（図５，６も参照）、両外側の端面には中心穴と同心に段差部があり、そこに軸受け７６，７６を嵌め込みモータ軸７４ｂが通っている。この構成でキャリア８１，８１がモータ軸７４ｂを基準として同心精度がでて回転することができる。またモータ軸７４ｂ先端に段差が設けられて、そこに軸受け８２が配設されている。その軸受け８２は可動内歯歯車７５の内側端面中心に設けられた中心穴の一部と嵌合してモータ軸７４ｂと同心を出しいる。また、可動内歯歯車７５の外側端面中心には出力軸７１が設けられている。このようにモータ軸先端を可動内歯歯車７５で支持することによって、モータ軸中心基準として太陽歯車８０，キャリア８１，固定内歯歯車７２、可動内歯歯車７５が取り付けられるので、各取付偏心が抑えられて回転伝達精度が良くなる。
【００４０】
減速機７０の外枠のケース７３は可動内歯歯車７５に設けられた出力軸７１に軸受け８３を介して減速機を包み込むように嵌め込まれて、端部の開口部が固定内歯歯車７２の外周に設けられた段差部に嵌合して固定支持される。したがって、可動内歯歯車７５はモータ軸７４ｂとケース７３で支持されながら回転することになる。
【００４１】
次に、図５，６を参照して各歯車の回転方向について説明する。
図５では太陽歯車８０から第一遊星歯車７７及び固定内歯歯車７２までを示している。太陽歯車８０がモータ７４によって矢印ａ方向（ｃｗ：図中時計回り）に回転すると、第一遊星歯車７７は矢印ｂ方向（ｃｃｗ：図中反時計回り）に、キャリア８１に支持された遊星歯車軸７７ａを中心として自転する。それと同時に第一遊星歯車７７は回転しない固定内歯歯車７２に噛み合っているので、ｂ方向に自転しながら固定内歯歯車７２に沿って矢印ｃ方向にキャリア８１とともに公転することになる。なお、図中の符号８４，８４は、それぞれ第二，第三遊星歯車７８，７９の軸７８ａ，７９ａにそれぞれ設けられたカウンターウエイトである。カウンターウエイト８４については図７により後述する。
【００４２】
図６では太陽歯車８０から第二，第三遊星歯車７８，７９及び可動内歯歯車７５までを示している。太陽歯車８０が矢印ａ方向（ｃｗ）に回転すると、その動力は第一遊星歯車７７及び第二，第三遊星歯車７８，７９に伝達され、それぞれ矢印ｂ方向（ｃｃｗ）に、キャリア８１に支持された遊星歯車軸７７ａ，７８ａ，７９ａを中心として自転する。第一遊星歯車７７は図５で示した固定内歯歯車７２と同時に可動内歯歯車７５と噛み合っている。固定内歯歯車７２と可動内歯歯車７５の歯数は１歯の歯数差を設けて構成されており、その１歯分の角度だけ遊星歯車の公転１回転毎に（可動内歯歯車７５が）回転する。歯数の異なる固定内歯歯車７２と可動内歯歯車７５に遊星歯車を同時に噛み合わせるためには、固定内歯歯車７２の歯数をＺｃ、可動内歯歯車７５の歯数をＺｄとしたとき、Ｚｃ＜ＺｄまたはＺｃ＞Ｚｄに設定され、かつ両内歯歯車あるいは片一方の内歯歯車を転位して両内歯歯車の歯先円直径が同一寸法になるよう形成する。歯数差を１にするメリットとして歯数差が少ないほど転位量が少なくなり、各歯車の噛み合うピッチ円直径を容易に揃えることができる。また、固定内歯歯車７２と可動内歯歯車７５の歯数差ΔＺには制約があり、遊星歯車の個数の整数倍にしなければならない。したがって、歯数差１の本発明では両内歯歯車７２，７５と同時に噛み合わせることができる遊星歯車は１個のみ（第一遊星歯車７７）となる。しかし、第二及び第三遊星歯車７８，７９は可動内歯歯車７５のみに噛み合っているため、上記制約にとらわれることなく複数個配設することができる。ところで、遊星歯車を複数個配置する場合には、太陽歯車８０の周方向で均等に配置することが望ましい。これは、太陽歯車に生じる遊星歯車との噛み合いによる反力を、相殺させるためである。均等に配置されていない場合には、ある方向に太陽歯車に生じる遊星歯車との噛み合いによる反力の合力が生じるため、回転時に振動を生じる恐れがあるからである。
【００４３】
太陽歯車８０から遊星歯車７７〜８０に伝達された動力で回転する可動内歯歯車７５の回転方向は、Ｚｃ＜Ｚｄの場合、太陽歯車８０と同方向に回転し、Ｚｃ＞Ｚｄに設定された場合、太陽歯車８０と反対方向で遊星歯車と同方向に回転することになる。
【００４４】
本実施形態の感光体駆動装置７０はＺｃ＞Ｚｄに設定された場合であり、太陽歯車８０から伝達された遊星歯車が可動内歯歯車７５へ伝達する動力の方向は図６で示した矢印Ｄ方向となり、可動内歯歯車７５の回転方向と一致する。したがって、第二及び第三遊星歯車７８，７９は可動内歯歯車７５の回転負荷の荷重を分担して駆動することになる。
【００４５】
一方、Ｚｃ＜Ｚｄの場合では可動内歯歯車７５の回転方向は太陽歯車８０と同方向で遊星歯車と反対方向の回転にため、遊星歯車の動力伝達方向とは反対方向になり、可動内歯歯車７５の回転負荷の荷重を分担することにはならない。
【００４６】
図７は、太陽歯車８０と第一〜第三遊星歯車７７，７８，７９と一方のキャリア８１を立体的に示す斜視図である。この図を参照して、公転する回転体である複数の遊星歯車の重量バランスを均等にする構成を説明する。第二及び第三遊星歯車７８，７９を回転自在に支持している遊星歯車軸７８ａ，７９ａは両側端部でキャリア８１に固定されている（手前側のキャリア８１は不図示）。この遊星歯車軸で遊星歯車（７８，７９）を支持している部分は長さの半分のみであるので、遊星歯車を支持していない部分の軸径を太くしてカウンターウエイト８４として設け、歯幅の長い第一遊星歯車７７の重量と同じになるように構成している。あるいは、第一遊星歯車７７の材質よりも比重の大きい材質を遊星歯車軸７８ａ，７９ａに付加しても良い。これは、太陽歯車８０の周方向における慣性モーメントに偏りがあると、ダイナミックバランスが悪くなり等速で回転させることが難しくなるからである。周方向における慣性モーメントを等しくすることによって、ダイナミックバランスが良くなり振動を低減できる。本発明を駆動源と感光体の間の減速装置として用いた際に、ダイナミックバランスが良くなり振動が低減できれば、感光体の回転が安定して画質劣化がなくなる。
【００４７】
ここで、図８を用いて、歯数の異なる可動内歯歯車及び固定内歯歯車と、遊星歯車を同一ピッチ円上で噛み合わせる方法について述べる。
図８は、歯数の多い（ピッチ円直径が大きい）固定内歯歯車を転位して可動内歯歯車のピッチ円直径に揃えた図である。この図において、遊星歯車と可動内歯歯車は転位していない歯形である。図８では固定内歯歯車を転位する例を示したが、可動内歯歯車及び固定内歯歯車と、遊星歯車の何れかまたは全てを転位させてもよい。
【００４８】
上記したように固定内歯歯車７２と可動内歯歯車７５は歯数が１歯異なるために、歯幅が同一だとするとピッチ円直径は可動内歯歯車よりも固定内歯歯車の方が大きくなる。固定内歯歯車のピッチ円直径を可動内歯歯車と等しくすると、図８に示すように歯幅が通常よりも細くなる。歯数差が大きくなればその分だけ転位量も増えるため、歯の強度が下がってしまう。
【００４９】
一般的に歯車は樹脂成型品で構成するとコストを安くすることができる。しかし、強度、耐摩耗性が弱く、高負荷が掛かる場合には耐久性が悪くなる。第一遊星歯車７７は両方の内歯歯車７２，７５から両歯面に力を受け、また固定内歯歯車７２からの抗力を全て１個で受けることになる。したがって、荷重負荷の大きい第一遊星歯車７７を金属材料（たとえば、ステンレスや黄銅など）で構成し、荷重負荷を複数個で分担できる第二及び第三遊星歯車７８，７９を樹脂で構成すると好適である。
【００５０】
次に、小型減速機の第２実施例について図９〜図１１を参照して説明する。なお、図９〜図１１に示す第２実施例の小型減速機（感光体駆動装置）１７０において、上記第１実施例の小型減速機７０と同等部分には同じ符号を用いている。
【００５１】
図９は、第２実施例の小型減速機（感光体駆動装置１７０）の断面構成図である。また、図９におけるＢ−Ｂ線での断面を図１０に、Ｃ−Ｃ線での断面を図１１に示す。なお、図９の断面図は、図１０及び図１１におけるＡ−Ａ線での断面を展開したものである。ここで、図９は、図４と同じに見えるが、図１０，１１から分かるように、展開するＡ−Ａ線の角度が第１実施例の場合とは異なるためである。
【００５２】
では、まず図９で減速機の構成について説明する。減速機１７０の外枠は固定内歯歯車７２とケース７３で構成されており、固定内歯歯車７２の外側端面部７２ａに駆動源のモータ７４が固定されている。固定内歯歯車７２の端面中心部には穴が設けられ、そこにモータのボス部７４ａが嵌合され、ボス部７４ａから回転の入力軸となるモータ軸７４ｂが突き出されている。この構成によって、モータ軸７４ｂと固定内歯歯車７２の同心を出している。モータ軸７４ｂには歯車噛み合い伝達の入力となる太陽歯車８０が嵌め込まれて固定され、根本には軸受７６，７６が配設されている。この太陽歯車８０の周りには第一遊星歯車７７と第四遊星歯車８５（図１０，１１参照）及び第二遊星歯車７８と第三遊星歯車７９が等間隔で配設されて噛み合っている。
【００５３】
第一遊星歯車７７及び第四遊星歯車８５は固定内歯歯車７２及びモータ軸先端側に配設された可動内歯歯車７５と同時に噛み合っている。第一及び第四遊星歯車７７，８５は、固定内歯歯車７２及び可動内歯歯車７５に対し、両内歯歯車７２，７５の位相が等しい位置において固定内歯歯車７２と可動内歯歯車７５とにそれぞれ噛み合わされている。また第二遊星歯車７８及び第三遊星歯車７９は可動内歯歯車７５に噛み合っている（固定内歯歯車７２には噛み合っていない）。したがって、第一及び第四遊星歯車７７，８５の歯幅は長く、第二及び第三遊星歯車７８，７９の約２倍の長さとなる。また本実施例では遊星歯車を４個としているが、それに限るものではない。
【００５４】
４個の各遊星歯車７７，７８，７９，８５はそれぞれの遊星歯車軸中心に回転自在でキャリア８１，８１に支持され、そのキャリア８１，８１は各遊星歯車軸の両側端部を支持するように構成されている。そして、キャリア８１には中心に穴が設けられ、両外側の端面には中心穴と同心に段差部があり、そこに軸受け７６，７６を嵌め込みモータ軸７４ｂが通っている。この構成でキャリア８１がモータ軸７４ｂを基準として同心精度がでて回転することができる。またモータ軸７４ｂ先端に段差が設けられて、そこに軸受け８２が配設されている。その軸受け８２は可動内歯歯車７５の内側端面中心に設けられた中心穴の一部と嵌合してモータ軸７４ｂと同心を出しいる。また可動内歯歯車７５の外側端面中心には出力軸７１が設けられている。このようにモータ軸７４ｂ先端を可動内歯歯車７５で支持することによって、モータ軸中心基準として太陽歯車８０、キャリア８１、固定内歯歯車７２、可動内歯歯車７５が取り付けられるので、各取付偏心が抑えられて回転伝達精度が良くなる。
【００５５】
減速機の外枠のケース７３は可動内歯歯車７５に設けられた出力軸７１に軸受け８３を介して減速機を包み込むように嵌め込まれて、端部の開口部が固定内歯歯車７２の外周に設けられた段差部に嵌合して固定支持される。したがって、可動内歯歯車７５はモータ軸７４ｂとケース７３で支持されながら回転することになる。
【００５６】
次に図１０，１１で各歯車の回転方向について説明する。
図１０では太陽歯車８０から第一遊星歯車７７と第四遊星歯車８５及び固定内歯歯車７２までを示している。太陽歯車８０がモータによって矢印ａ方向（ｃｗ）に回転すると、第一及び第四遊星歯車７７，８５は矢印ｂ方向（ｃｃｗ）に、キャリア８１に支持された遊星歯車軸７７ａ，８５ａをそれぞれの中心として自転する。それと同時に第一遊星歯車７７は回転しない固定内歯歯車７２に噛み合っているので、ｂ方向に自転しながら固定内歯歯車７２に沿って矢印ｃ方向にキャリア８１とともに公転することになる。
【００５７】
図１１では太陽歯車８０から第二遊星歯車７８と第三遊星歯車７９及び可動内歯歯車７５までを示している。太陽歯車８０が矢印ａ方向（ｃｗ）に回転すると、その動力は第一、第四遊星歯車７７，８５及び第二、第三遊星歯車７８，７９に伝達され、それぞれ矢印ｂ方向（ｃｃｗ）に、キャリア８１に支持された遊星歯車軸７７ａ，８５ａ，７８ａ，７９ａをそれぞれの中心として自転する。第一及び第四遊星歯車７７，８５は図１０で示した固定内歯歯車７２と同時に可動内歯歯車７５と噛み合っている。本第２実施例では固定内歯歯車７２と可動内歯歯車７５の歯数は２歯の歯数差を設けて構成されており、その２歯分の角度だけ遊星歯車の公転１回転毎に（可動内歯歯車７５が）回転する。歯数の異なる固定内歯歯車７２と可動内歯歯車７５に遊星歯車を同時に噛み合わせるためには、固定内歯歯車７２の歯数をＺｃ、可動内歯歯車７５の歯数をＺｄとしたとき、Ｚｃ＜ＺｄまたはＺｃ＞Ｚｄに設定され、かつ両方の内歯歯車あるいは片一方の内歯歯車を転位して両内歯歯車７２，７５の歯先円直径が同一寸法になるように形成する。また、固定内歯歯車７２と可動内歯歯車７５の歯数差ΔＺには制約があり、遊星歯車の個数の整数倍にしなければならない。したがって、歯数差２の本第２実施例では両内歯歯車７２，７５と同時に噛み合わせることができる遊星歯車は２個のみ（第一及び第四遊星歯車７７，８５）となる。しかし、第二及び第三遊星歯車７８，７９は可動内歯歯車７５のみに噛み合っているため、上記制約にとらわれることなく複数個配設することができる。
【００５８】
太陽歯車８０から遊星歯車７７，７８，７９，８５に伝達された動力で回転する可動内歯歯車７５の回転方向は、Ｚｃ＜Ｚｄの場合、太陽歯車８０と同方向に回転し、Ｚｃ＞Ｚｄに設定された場合、太陽歯車８０と反対方向で遊星歯車と同方向に回転することになる。
【００５９】
本実施形態の感光体駆動装置１７０はＺｃ＞Ｚｄに設定された場合であり、太陽歯車８０から伝達された遊星歯車が可動内歯歯車７５へ伝達する動力の方向は図１１で示した矢印Ｄ方向となり、可動内歯歯車７５の回転方向と一致する。したがって、第二及び第三遊星歯車７８，７９は可動内歯歯車７５の回転負荷の荷重を分担して駆動することになる。
【００６０】
一方、Ｚｃ＜Ｚｄの場合では可動内歯歯車７５の回転方向は太陽歯車８０と同方向で遊星歯車と反対方向の回転にため、遊星歯車の動力伝達方向とは反対方向になり、可動内歯歯車７５の回転負荷の荷重を分担することにはならない。
【００６１】
図９と図１０を参照して、公転する回転体である複数の遊星歯車の重量バランスを均等にする構成を説明する。第二及び第三遊星歯車７８，７９を回転自在に支持している遊星歯車軸７８ａ，７９ａは両側端部でキャリア８１に固定されている。この遊星歯車軸で遊星歯車（７８，７９）を支持している部分は長さの半分のみであるので、遊星歯車を支持していない部分の軸径を太くしてカウンターウエイト８４として設け、歯幅の長い第一遊星歯車７７及び第四遊星歯車８５の重量と同じになるように構成している。あるいは、第一遊星歯車７７及び第四遊星歯車８５の材質よりも比重の大きい材質を遊星歯車軸７８ａ，７９ａに付加しても良い。
【００６２】
一般的に歯車は樹脂成型品で構成するとコストを安くすることができる。しかし、強度、耐摩耗性が弱く、高負荷が掛かる場合には耐久性が悪くなる。第一遊星歯車７７及び第四遊星歯車８５は両方の内歯歯車７２，７５から両歯面に力を受け、また固定内歯歯車７２からの抗力を２個で受けることになる。したがって、荷重負荷の大きい第一遊星歯車７７及び第四遊星歯車８５を金属材料（たとえば、ステンレスや黄銅など）で構成し、荷重負荷を複数個で分担できる第二及び第三遊星歯車７８，７９を樹脂で構成すると好適である。
【００６３】
このように、本発明に係る小型減速機では可動内歯歯車７５の歯数（Ｚｄ）を固定内歯歯車７２の歯数（Ｚｃ）より少なくする（Ｚｃ＞Ｚｄ）ことにより、可動内歯歯車７５の回転方向が遊星歯車と同じ方向になり、駆動源の太陽歯車８０から力を受けた、可動内歯歯車７５のみに噛み合う遊星歯車の駆動力が可動内歯歯車７５を回転する方向に伝達されることになる。したがって、出力軸の負荷に対して、可動内歯歯車７５に噛み合っている複数の遊星歯車に荷重分配されて、剛性の低下も防ぐことができ、低振動の高精度回転が可能となる。したがって、この小型減速機を感光体駆動装置に適用することで、像担持体である感光体ドラム５１を高精度に回転駆動することが可能となり、高品質な画像形成を行なうことができる。
【００６４】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各歯車の歯数や直径などは任意であり、可動内歯歯車と固定内歯歯車の歯数差も本発明に従って設定可能である。また、本発明による減速機は、感光体の駆動装置に限らず、他の機器の駆動装置（減速機）としても使用可能である。
【００６５】
画像形成装置各部の構成も任意であり、像担持体の周囲に配置する現像装置やクリーニング装置などの各種機器の構成等も任意である。また、画像形成装置の作像部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの配置順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す断面構成図である。
【図２】その複写機のタンデム作像部を示す部分拡大図である。
【図３】感光体とその駆動装置を示す部分概略図である。
【図４】本発明による小型減速機（感光体駆動装置）の第１実施例の断面構成図である。
【図５】その減速機の、図４におけるＢ−Ｂ線での断面図である。
【図６】その減速機の、図４におけるＣ−Ｃ線での断面図である。
【図７】その減速機が備える各歯車の構成関係を立体的に示す斜視図である。
【図８】歯数の異なる可動内歯歯車及び固定内歯歯車と、遊星歯車を同一ピッチ円上で噛み合わせる方法を説明するための模式図である。
【図９】第２実施例の小型減速機（感光体駆動装置）の断面構成図である。
【図１０】その減速機の、図９におけるＢ−Ｂ線での断面図である。
【図１１】その減速機の、図９におけるＣ−Ｃ線での断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
５０            作像ユニット
５１            感光体ドラム
７０，１７０    小型減速機（感光体駆動装置）
７１            出力軸
７２            固定内歯歯車
７３            ケース
７４            モータ
７４ｂ          モータ軸
７５            可動内歯歯車
７６，８２，８３  軸受
７７            第一遊星歯車
７８            第二遊星歯車
７９            第三遊星歯車
８０            太陽歯車
８１            キャリア
８４            カウンターウエイト
８５            第四遊星歯車
Ｚｃ            固定内歯歯車７２の歯数
Ｚｄ            可動内歯歯車７５の歯数
【図１】
2010101340.tif 000003
【図２】
2010101340.tif 000004
【図３】
2010101340.tif 000005
【図４】
2010101340.tif 000006
【図５】
2010101340.tif 000007
【図６】
2010101340.tif 000008
【図７】
2010101340.tif 000009
【図８】
2010101340.tif 000010
【図９】
2010101340.tif 000011
【図１０】
2010101340.tif 000012
【図１１】
2010101340.tif 000013