(57)【要約】【課題】歯車伝動を利用した駆動装置の駆動伝達動作の円滑性と耐久性を高める【解決手段】駆動装置は、歯車列(32, 33, 34)を介して駆動対象に動力を伝達する駆動装置において、前記歯車列(32, 33, 34)は、互いにかみ合った第一の歯車33と第二の歯車34を有し、第一の歯車33はプラスチック歯車であり、第二の歯車34は金属歯車の外周にプラスチックの被覆層を設けたハイブリッド歯車である。【選択図】図9
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に装備された駆動対象に歯車列を介して動力を伝達する駆動装置において、前記歯車列は、互いにかみ合った第一の歯車と第二の歯車を有し、第一の歯車はプラスチック歯車であり、第二の歯車は金属歯車の外周にプラスチックの被覆層を設けたハイブリッド歯車であることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
第一の歯車をさらに第三の歯車とかみ合わせたことを特徴とする請求項１の駆動装置。
【請求項３】
第三の歯車を金属歯車としたことを特徴とする請求項２の駆動装置。
【請求項４】
第三の歯車をハイブリッド歯車としたことを特徴とする請求項２の駆動装置。
【請求項５】
前記ハイブリッド歯車を前記歯車列の入力側に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項の駆動装置。
【請求項６】
前記ハイブリッド歯車を前記歯車列の出力側に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項の駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項の駆動装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記駆動装置により感光体ドラムを回転駆動することを特徴とする請求項７の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車伝動を利用した駆動装置及び同駆動装置を備えた画像形成装置に関する。画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びそれらの複合機を包含する概念である。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いる駆動装置は、静音性、低振動、高耐久といった特性が求められる。特に高速機では中低速機に比べてそのようなニーズが一段と高い。そこで、樹脂製の歯車すなわちプラスチック歯車を採用して、プラスチック歯車同士の組み合わせや金属歯車とプラスチック歯車の組み合わせとすることで、歯車のかみ合い音を抑制する技術や耐久性を高める技術が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の技術は、歯車の歯面のかみ合い音を抑制しているにすぎず、次に述べるような問題点が未解決のままである。すなわち、金属歯車とプラスチック歯車の組み合わせの場合、プラスチック歯車に対して相対的に硬度の高い金属歯車の歯面の凹凸形状が擬似的にヤスリの働きをして、プラスチック歯車を切削又は研削してプラスチック歯車の歯面の摩耗を促進する傾向がある。このようなプラスチック歯車の摩耗が発生するとかみ合い部のバックラッシが大きくなり、歯面衝突エネルギーの増大による振動が増大し、円滑な回転動力の伝達が行なえなくなる。そして、当該駆動装置を備えた画像形成装置では、円滑な回転動力の伝達が行なえなくなることによる起振動力が書込ユニットのミラーや感光体ドラムといった作像部位に伝達して異常画像が発生するという問題がある。
【０００４】
また、プラスチック歯車の摩耗が発生すると１歯あたりの強度が低下し、歯の折れや欠けが発生し、駆動力の伝達機能を損なうという問題がある。
さらに、プラスチック歯車が高トルク条件下で高速回転する際に、歯のたわみ戻り運動におけるヒステリシス損失のため発熱し、プラスチック歯車の強度低下、摩耗の促進、歯面潤滑剤の蒸発促進、歯面潤滑剤の酸化劣化促進といった熱に起因する問題がある。
高トルク負荷を高速回転領域において伝達する必要がある駆動力伝達部位においては、高トルクによって歯元に発生する曲げ応力は必然的に大きくなり、繰り返しかみ合い回数が多いことから、歯幅や歯形状が大きくなるという望ましくない結果を引き起こしていた。
【０００５】
特開２００１−２２８６６０号公報（特許文献１）には、駆動歯車列からの振動が像露光部へ伝達されないように極力抑えることで、安定した回転動作を得るとともに、騒音の発生を極力抑えるようにした画像形成装置の駆動装置が開示されている。具体的には、回転時にすべり接触する面間に潤滑剤（グリース）を介在させるようにしたものである。つまり、隣り合う歯車の幅方向の側面のすべり接触部や、歯車の幅方向の側面とその歯車を支える支持基盤とのすべり接触部に、同心円状の対をなす円周リブを設けて潤滑剤を塗布する溝を設けることにより、すべり接触部に常に潤滑剤が存在するようにしている。
しかし、歯車のかみ合い部に関しては何も対策が講じてない。したがって、上述の熱に起因する問題とりわけプラスチック歯車の摩耗促進という問題は解消できていない。また、歯の欠けや折れといった問題も解消できていない。
【０００６】
特開２００６−１６３１９８号公報（特許文献２）には、ドライブギヤにはすば歯車を用いた駆動装置において、はすば歯車のねじれ角に起因する不具合を改善して従動ギヤを精度よく駆動するようにした技術が開示されている。具体的には、回転時のスラスト力によって従動ギヤが変形する方向とは反対側の面に、従動ギヤより大径のフランジ部を従動ギヤと同軸状に一体的に固定する。これにより、従動ギヤの外周から張り出したフランジ部の一面をドライブギヤの一面とすべり接触させつつ回転駆動するようにしたものである。
しかし、ここでも歯車のかみ合い部に関しては何の対策も講じてない。したがって、上述の熱に起因する問題とりわけプラスチック歯車の摩耗促進という問題は解消できていない。しかも、フランジ部と相手歯車とのすべり接触は新たな熱の発生源となるばかりでなく、歯車材の摩耗粉が端部フランジ部にたまり、研削粉として機能して摩耗を促進するという新たな課題が発生する。また、歯の欠けや折れといった問題も解消できていない。
【０００７】
本発明は、歯車伝動を利用した駆動装置において、その駆動伝達動作の円滑性と耐久性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、歯車伝動を利用した駆動装置の歯車列中に、金属歯車の外周にプラスチックの被覆層を形成したハイブリッド歯車とプラスチック歯車との組み合わせを採用することによって課題を解決したものである。すなわち、本発明の駆動装置は、画像形成装置に装備された駆動対象に歯車列を介して動力を伝達する駆動装置において、前記歯車列は、互いにかみ合った第一の歯車と第二の歯車を有する。そして、第一の歯車はプラスチック歯車であり、第二の歯車は金属歯車の外周にプラスチックの被覆層を設けたハイブリッド歯車であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、駆動装置の駆動伝達動作の円滑性と耐久性を高めることができる。金属歯車の特徴とプラスチック歯車の特徴を併せ持つハイブリッド歯車を採用し、ハイブリッド歯車とプラスチック歯車との組み合わせとすることで、かみ合い相手歯車との硬度差及び剛性差を確保して、摩擦発熱低減、たわみ運動によるヒステリシス損失起因の発熱低減、歯車強度確保、歯車の歯面又は端部からの放熱性、振動吸収性を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置としてのプリンタの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明するための駆動装置の斜視図である。
【図３】図２の駆動装置の側面図である。
【図４】図２の駆動装置における駆動軸まわりサブアセンブリの斜視図である。
【図５】図４の駆動軸まわりサブアセンブリの縦断面図である。
【図６】（Ａ）はハイブリッド歯車の回転軸線に垂直な断面図、（Ｂ）はハイブリッド歯車の側面図である。
【図７】駆動装置の従来例を模式的に示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図８】比較例の駆動装置を模式的に示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図９】実施例１の駆動装置を模式的に示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１０】実施例２の駆動装置を模式的に示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１１】実施例３の駆動装置を模式的に示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１２】実施例４の駆動装置を模式的に示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。なお、全図を通じて、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いることとする。
【００１２】
まず、図１を参照して、プリンタの全体構成及び動作について説明する。同図において、符号１００は画像形成装置としてのタンデム型中間転写式の電子写真装置本体を示し、符号２００はその本体１００を載せる給紙テーブルを示す。添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒）の各色をそれぞれ表している。
【００１３】
本体１００には、中央付近に、無端ベルト状の中間転写ベルト１０を設ける。中間転写ベルト１０は、複数の支持ローラに掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、支持ローラ１６の左に、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７を設ける。クリーニング装置１７は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する。支持ローラ１４と支持ローラ１５との間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成手段１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋを横に並べて配置し、タンデム画像形成装置２０を構成する。支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラである。
【００１４】
タンデム画像形成装置２０の上には、さらに露光装置２１を設ける。タンデム画像形成装置２０の各画像形成手段１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋを有している。感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋから中間転写ベルト１０にトナー像を転写する一次転写位置には、一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋを設ける。これらの一次転写ローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋは、中間転写ベルト１０を挟んで各感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋに対向させて配置する。ブラック単色画像を形成する場合には、駆動ローラ以外の支持ローラ１５、１５´を移動させてイエロー、マゼンタ、シアンの感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃを中間転写ベルト１０から離間させることも可能である。
【００１５】
中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２次転写対向ローラ１６に２次転写ローラ１６´を押し当て転写電界を印加することで中間転写体すなわち中間転写ベルト１０上の画像を転写紙としての図示しないシートに転写する。
【００１６】
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。また、支持ローラ２３に掛け回して回転駆動される搬送ベルト２４により、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送する。
【００１７】
なお、図示例では、２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置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させるシート反転装置２８を備える。
【００１８】
上記構成の画像形成装置において、画像形成装置の本体１００に画像データが送られ、作像開始の信号を受けると、不図示の駆動モータで支持ローラ１４を回転駆動して他の複数の支持ローラを従動回転させ、中間転写ベルト１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋで各感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ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の搬送とともに、それらの単色画像を一次転写ローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋで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。
【００１９】
また、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転させ、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に入れる。給紙路４６に入ったシートを搬送ローラ４７で搬送して本体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。あるいは、給紙ローラ５０を回転させて手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラで１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００２０】
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を回転させ、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、熱と圧力とを加えて転写画像を定着させた後、排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。あるいは、不図示の切換爪で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転させ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５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００２１】
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト用のクリーニング装置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、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
【００２２】
次に、図２及び図３に例示した駆動装置について説明する。たとえば、上に述べた感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋを回転駆動するための駆動装置がこれに該当する。駆動装置はブラケット３１に取り付けた各部品によって構成され、駆動源はモータ３０である。モータ３０の動力は、出力軸に固定したモータギヤ３２からアイドラギヤ（遊び歯車）３３を介してドライブギヤ３４及び駆動軸７０に伝達される。なお、図２におけるモータギヤ３２、アイドラギヤ３３、ドライブギヤ３４は略図である。つまり、外周が円筒形であるかのように示してあるが、外歯歯車の歯を省略したものである。図３に示すように、アイドラギヤ３３は互いに同心状のアイドラギヤ上段３３aとアイドラギヤ下段３３ｂからなり、アイドラギヤ上段３３ａはモータギヤ３２とかみ合い、アイドラギヤ下段３３bはドライブギヤ３４とかみ合っている。
【００２３】
図４及び図５に示すように、ドライブギヤ３４を固定した駆動軸７０の端部には、駆動ジョイント３６が取り付けてあり、この駆動ジョイント３６を介して図示しない被駆動ジョイントに動力を伝達する。この被駆動ジョイントへの動力伝達時は駆動ジョイント爪３９と図示しない被駆動ジョイント爪とがかみ合う。図示した例の場合、駆動ジョイント爪３９は爪３９ａ、３９ｂを有し、駆動軸７０が右回転すると駆動ジョイント爪３９と被駆動ジョイント爪がかみ合い、左回転すると駆動ジョイント爪３９と被駆動ジョイント爪がかみ合うことなくフリー回転するようになっている。駆動ジョイント爪３９は駆動軸７０に対して軸方向にのみ相対移動可能で、回転方向にはキー、セレーション、スプラインその他の手段で回り止めがしてある。また、駆動ジョイント爪３９は、圧縮コイルばね３５で駆動軸７０の軸端側へ弾性的に押すとともに、駆動軸７０の端部に形成した止め輪溝（図５参照）に止め輪３８を装着することにより抜け止めがしてある。なお、図５では止め輪３８は図示を省略してある。
【００２４】
図５に示すように、ドライブギヤ３４の中心部に、ドライブギヤ３４の一方（同図右側）の端面に開口した、直径方向に延びた凹部すなわちピン溝７２が形成してある（図６参照）。一方、駆動軸７０には、駆動軸７０の直径方向両側から突出したピン７４が設けてある。そして、ピン７４をピン溝７２にはめ込むことにより回り止めをする構造となっている。ピン７４は駆動軸７０に一体的に形成するほか、駆動軸７０を直径方向に貫通した孔を形成して別体のピンを圧入するようにしてもよい。
【００２５】
図６は、ドライブギヤ３４にハイブリッド歯車を採用した例を示す。ここで、ハイブリッド歯車とは、図６（Ａ）に示すように、金属歯車７６の外周にプラスチックの被覆層７８を設けて金属部分とプラスチック部分とが一体となった歯車である。被覆層７８を形成するための代表的な方法としてはコーティングが挙げられるが、使用するプラスチックの種類等に応じてその他の方法を採用してもよい。また、ドライブギヤ３４の側面図である図６（Ｂ）から分かるように、ハイブリッド歯車のかみ合い部周辺はプラスチックの被覆層７８で被覆されているが、側面は金属部分がむき出しになっている。放熱性と軽量化を図るため、金属歯車７６を軸方向に貫通した複数の貫通孔が設けてある。なお、図６は模式図であって、歯車の形状や寸法、とりわけ被覆層７８の厚さはかなり誇張してある。
【００２６】
従来例
図７は従来の駆動装置を模式的に表したもので、モータ３０の動力を、モータギヤ３２とアイドラギヤ３３と駆動３４とからなる歯車列を介して、出力軸７０に伝達する。ここでは、モータギヤ３２、アイドラギヤ３３、ドライブギヤ３４はいずれも金属歯車である。このような金属歯車どうしをかみ合わせた歯車列の場合、種々の問題があることは周知のとおりである。たとえば、アイドラギヤ３３とドライブギヤ３４のかみ合い時の衝突音によって騒音が発生する。また、衝突によって発生した振動は出力軸７０を介してカップリング（駆動ジョイント３６）に伝わり、さらに動力伝達先の作像ユニットに伝わり、ユニットの振動や回転体の回転むらを引き起こす。あるいは、ブラケット３１（図２参照）を介してブラケットの設置先である本体フレームに振動が伝わり、作像ユニットの一つである書込ユニットのミラーを揺らして異常画像を発生させる。
【００２７】
比較例
図８は、比較例として、本発明の駆動装置の開発過程で考案した駆動装置を模式的に表したものである。図８（Ａ）に示すように、モータ３０の動力を、モータギヤ３２とアイドラギヤ３３とドライブギヤ３４とからなる歯車列を介して、出力軸７０に伝達するようにした構成は図７と同じである。しかし、図８（Ｂ）に示すように、モータギヤ３２とドライブギヤ３４が金属歯車であるのに対して、アイドラギヤ３３にプラスチック歯車を採用したものである。図８（Ｂ）中の散点模様はプラスチック歯車であることを表している。この構成の場合、金属歯車であるドライブギヤ３４の表面性状凹凸によってプラスチック歯車であるアイドラギヤ３３を摩耗させる働きが大きくなる。
【００２８】
実施例１
図９は、実施例１の駆動装置を模式的に表したものである。図９（Ａ）に示すように、モータ３０の動力を、モータギヤ３２とアイドラギヤ３３とドライブギヤ３４とからなる歯車列を介して、出力軸７０に伝達するようにした構成は図７及び図８と同じである。しかし、図９（Ｂ）に示すように、モータギヤ３２が金属歯車であるのに対して、アイドラギヤ３３にプラスチック歯車を採用し、ドライブギヤ３４にハイブリッド歯車を採用したものである。図９（Ｂ）中の散点模様はプラスチック歯車であることを表し、平行斜線はハイブリッド歯車であることを表している。要するに、歯車列の入力側に金属歯車を配置し、出力側にハイブリッド歯車を配置した構成である。
【００２９】
上で比較例に関連して述べたように、金属歯車（モータギヤ３２）とプラスチック歯車（アイドラギヤ３３）の組み合わせの場合、金属歯車の歯面凹凸によるプラスチック歯車の摩耗の促進という問題がある。しかしながら、この実施例１では、発熱体であるモータ３０の近傍のモータギヤ３２を放熱性の良好な金属歯車とすることにより、摩耗の促進というデメリットを放熱性の増大というメリットで緩和する。
一方、アイドラギヤ３３とドライブギヤ３４のかみ合い部はプラスチック歯車とハイブリッド歯車の組み合わせとすることで、歯車表面のかみ合い接触形態をプラスチック同士とし、ヤスリ機能による相手材の研削を抑制する。
また、モータギヤ３２とドライブギヤ３４との間に介在させたアイドラギヤ３３が歯車の歯面にて発生した振動の減衰媒体として機能し、振動伝搬を抑制する。しかも、アイドラギヤ３３をプラスチック歯車とすることにより、歯面のたわみ減衰や歯幅の捻れ減衰によって、振動伝搬を抑制する効果が顕著になる。
【００３０】
プラスチックコーティングの内側の金属歯車が歯車オフセット形状を有し、歯面表面に略均一にプラスチックコーティングがなされている場合は、歯車の曲げ方向に対して金属歯車形状によって破壊に対しての抗力となりうる。また、図６に示すように、互いにかみ合う歯車の歯面をプラスチックコーティングする一方で、歯車の端面（歯車側面）にはプラスチックコーティングを施さず、金属歯車の表面を露出させてもよい。その場合、回転運動に伴い歯車が発熱しても、大気中への放熱作用を一層促進して温度上昇を抑制することができる。
【００３１】
この実施例では、歯車列の出力側にハイブリッド歯車（ドライブギヤ３４）を配置することにより、動力伝達先から受ける負荷変動による回転むらや振動といった外乱要素を該当箇所にていち早く減衰させ、入力側すなわちモータへの振動伝搬を抑制してモータ側構成部品の損傷を抑制することができる。
また、動力伝達先から受ける熱エネルギーの伝搬をいち早く遮蔽し、ハイブリッド歯車（ドライブギヤ３４）の金属歯車部分からの放熱を促進することにより、歯車列全域及び動力上流側構成部位の歯車摩耗並びに構成部品の損傷を抑制することができる。
さらに、一般的に出力側は入力側と比べて高トルク、低回転数となるため、歯車と出力軸との結合部（はめあいやピン接続等）に高荷重が負荷されるところ、ハイブリッド歯車では出力軸と結合する部分は金属であるため高強度であり高耐久性が期待できる。
【００３２】
実施例２
図１０は、実施例２の駆動装置を模式的に表したものである。図１０（Ａ）に示すように、モータ３０の動力を、モータギヤ３２とアイドラギヤ３３とドライブギヤ３４とからなる歯車列を介して、出力軸７０に伝達するようにした構成は図７〜９と同じである。しかし、図１０（Ｂ）に示すように、アイドラギヤ３３にプラスチック歯車を採用し、モータギヤ３２とドライブギヤ３４にハイブリッド歯車を採用している。図１０（Ｂ）中の散点模様はプラスチック歯車であることを表し、平行斜線はハイブリッド歯車であることを表している。したがって、モータギヤ３２とアイドラギヤ３３の接触歯面及びアイドラギヤ３３とドライブギヤ３４との接触歯面はいずれもプラスチック歯車とハイブリッド歯車の組み合わせとなる。この実施例は、歯車列の入力側にも出力側にもハイブリッド歯車を配置した例である。
【００３３】
このような構成とすることにより、歯面の摩耗抑制と放熱性を確保できる。また、振動伝播を抑制する働きのあるプラスチックが介在する部分が増えることによって、モータ３０からアイドラギヤ３３、さらに駆動ジョイント３６を経由して駆動対象ユニットに伝播する振動と回転むら成分が抑制される。さらに、モータギヤ３２にて発生するかみ合い振動もあわせて抑制することから、モータ３０の取付座面とブラケット３１を経由して図示しない本体構造体へ振動が伝播することを抑制できる。ここでも、モータギヤ３２とドライブギヤ３４との間に介在させたアイドラギヤ３３が歯車の歯面にて発生した振動の減衰媒体として機能し、振動伝搬を抑制する。しかも、アイドラギヤ３３をプラスチック歯車とすることにより、歯面のたわみ減衰や歯幅の捻れ減衰によって、振動伝搬を抑制する効果が顕著になる。
【００３４】
一般に歯車列の入力側すなわちモータギヤ３２はピニオン（小歯車）であるため、かみ合い回数が多くなり、歯元に繰り返しの応力がかかり、摩耗や破壊が促進されやすい。そこで、モータギヤ３２にハイブリッド歯車を採用することにより、曲げ強度を金属で補いつつプラスチックの低摩耗性を確保することで歯幅を縮小することができる。
また、熱源（この場合モータ３０）からの伝達熱を放熱しつつアイドラギヤ３３とのかみ合い歯面への伝達を抑制することで、熱によるプラスチック歯面の摩耗を抑制することができる。
さらに、入力側のモータギヤ３２とアイドラギヤ３３のかみ合い周期でアイドラギヤ内軸に衝突する振動衝撃値が低減することから、駆動装置の騒音を抑制することができる。
【００３５】
この実施例では、歯車列の出力側にもハイブリッド歯車（ドライブギヤ３４）が配置してある。したがって、動力伝達先から受ける負荷変動による回転むらや振動といった外乱要素を該当箇所にていち早く減衰させ、入力側すなわちモータへの振動伝搬を抑制してモータ側構成部品の損傷を抑制することができる。
また、動力伝達先から受ける熱エネルギーの伝搬をいち早く遮蔽し、ハイブリッド歯車（ドライブギヤ３４）の金属歯車部分から放熱することにより、歯車列全域及び動力上流側構成部位の歯車摩耗並びに構成部品の損傷を抑制することができる。
さらに、一般的に出力側は入力側と比べて高トルク、低回転数となるため、歯車と出力軸との結合部（はめあいやピン接続等）に高荷重が負荷されるところ、ハイブリッド歯車では出力軸と結合する部分は金属であるため高強度であり高耐久性が期待できる。
【００３６】
実施例３
図１１は、実施例３の駆動装置を模式的に表したものである。図１１（Ａ）に示すように、モータ３０の動力を、モータギヤ３２とアイドラギヤ３３とドライブギヤ３４とからなる歯車列を介して、出力軸７０に伝達するようにした構成は図７〜１０と同じである。しかし、図１１（Ｂ）に示すように、モータギヤ３２にハイブリッド歯車を採用し、アイドラギヤ３３にプラスチック歯車を採用する一方、ドライブギヤ３４は金属歯車としたものである。図１１（Ｂ）中の散点模様はプラスチック歯車であることを表し、平行斜線はハイブリッド歯車であることを表している。要するに、歯車列の入力側にハイブリッド歯車を配置し、出力側に金属歯車を配置した例である。これは、出力軸７０を介して回転駆動対象からドライブギヤ３４側へと伝播する熱エネルギーがドライブギヤ３４とアイドラギヤ３３の間のかみ合い部における摩耗促進に影響を与えにくい構成である。
【００３７】
この実施例の場合、互いにかみ合う歯車の相対硬度差、剛性差が明確になることから、剛体歯側が相手軟体歯側をたわませる働きが生じ、振動の低減が可能となる。また、アイドラギヤ（プラスチック歯車）とハイブリッド歯車とのかみ合い部では振動低減や消音といった機能を分担させ、金属歯車では放熱促進という機能を分担させることにより、それぞれの効果を互いに打ち消し合うことなく有効に発揮させることができる。
ここでも、モータギヤ３２とドライブギヤ３４との間に介在させたアイドラギヤ３３が歯車の歯面にて発生した振動の減衰媒体として機能し、振動伝搬を抑制する。しかも、アイドラギヤ３３をプラスチック歯車とすることにより、歯面のたわみ減衰や歯幅の捻れ減衰によって、振動伝搬を抑制する効果が顕著になる。
【００３８】
実施例４
図１２は、実施例４の駆動装置を模式的に表したものである。図１２（Ａ）に示すように、モータ３０の動力を、モータギヤ３２とドライブギヤ３４とからなる歯車列を介して、出力軸７０に伝達するようにした構成である。上述の実施例１〜３におけるアイドラギヤ３３を用いることなく、モータギヤ３２とドライブギヤ３４は直接かみ合っている。言い換えれば、実施例１〜３ではモータギヤ３２とドライブギヤ３４はアイドラギヤ３３を介して間接的にかみ合っている。そして、図１２（Ｂ）に示すように、モータギヤ３２をハイブリッド歯車とし、ドライブギヤ３４をプラスチック歯車としたものである。図１２（Ｂ）中の散点模様はプラスチック歯車であることを表し、平行斜線はハイブリッド歯車であることを表している。
【００３９】
この実施例は、歯車列において発生する熱の放熱と振動減衰を同時に実現する。
ここではアイドラギヤ３３が省略してあるため、出力軸の回転数及び必要トルクがアイドラギヤを有する構成と同一で、かつ、モータ出力も同一である場合、モータ初段ギヤ比は高減速比となる。その結果、かみ合い回数の増加及び歯元に発生する応力増大が顕著となる。このため、歯車の１歯に求められる強度が大きくなり、通常のプラスチック製のドライブギヤ３４であると歯車の歯幅が大きくなる。しかしながら、ハイブリッド歯車を使用することで、限られた実装スペースに収納可能な歯幅までドライブギヤ３４を小さくしても耐久強度を確保できるようになる。
【００４０】
本発明は、以上説明し、図面に例示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施をすることができるのは言うまでもない。例えば、本発明に係る画像形成装置は、図１に示すようなプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等とすることも可能である。
【００４１】
駆動装置の駆動対象としては、感光体ドラムのほか、画像形成手段内のその他のローラや中間転写ベルトの駆動ローラ等々、画像形成装置に装備された駆動対象に広く使用することができる。一例として定着装置を挙げることができる。定着装置の駆動用には焼結歯車を使用する例が多い。しかし、焼結歯車は注油が必要である。焼結歯車に代えてハイブリッド歯車を採用することにより、初期の注油のみでよく、経時注油が不要となり、メンテナンスフリー化が可能となる。焼結歯車と焼結歯車の間にハイブリッド歯車を介在させてもよい。ＰＯＭ等のプラスチック歯車を焼結歯車と直接かみ合わせると摩耗が激しい。そこで、中間にハイブリッド歯車を介在させることにより、プラスチック歯車の摩耗が軽減され、寿命が延びる。たとえば、定着モジュールから排紙モジュールへ駆動を渡す部位に利用することができる。
【００４２】
さらに、図示した実施例では、駆動装置における歯車列の入力側をモータ３０の出力軸に固定したモータギヤ３２としたが、モータ３０の出力軸から他の歯車やカップリング、ベルト等を介して動力を伝達するようにしてもよい。
【００４３】
プラスチック歯車は、その材料が自己減衰性がよいという特性を有することから、一般ンに振動や騒音は少ないように思われやすい。しかしながら、実際には、歯がたわみやすいことから生じるかみ合い伝達誤差が歯車本体の振動、騒音に大きな影響を及ぼし、さらに熱の影響を考慮するならば、低振動や静音性といった特性は必ずしも満足できるものではなかった。これに対して、プラスチック歯車とハイブリッド歯車の組み合わせの場合、かみ合い部分はプラスチックどうしであるため、振動の減衰性がよいばかりでなく、ハイブリッド歯車の金属歯車部分が存在するため剛性が高く、歯のたわみも少ない。したがって、本発明の駆動装置は、円滑な回転動作を確保するとともに、耐久性も向上する。
【００４４】
また、プラスチック歯車と回転軸とのはめあいでは緩みが生じやすいのに対して、ハイブリッド歯車では金属歯車と回転軸とのはめあいであるため緩みにくく、したがって、長期にわたって安定した回転動作を確保することができる。
【００４５】
さらに、ハイブリッド歯車の金属歯車部分で放熱作用が得られる。したがって、ハイブリッド歯車の、ひいてはそれとかみ合っているプラスチック歯車の、温度上昇を抑制して、熱に起因して歯車列に不具合が発生するのを抑制する。
【００４６】
また、本発明によれば、低振動であるがゆえに低騒音であり、したがってまた静音性にすぐれた、人にとって使い心地のよい画像形成装置を提供することができる。当該画像形成装置は、低振動であるがゆえに画像の乱れの少ない高画質を実現できる。とくに、本発明の駆動装置を、画像形成装置の画像形成にかかわる要高精度、要低振動回転部位である感光体ドラムの回転駆動用に用いることにより、突発性の外乱が発生した場合にも外乱の影響を受けて画像のずれや乱れが発生するという不具合が生じにくくなる。
【符号の説明】
【００４７】
３０  モータ
３１  ブラケット
３２  モータギヤ
３３  アイドラギヤ
３３ａ  アイドラギヤ上段
３３ｂ  アイドラギヤ下段
３４  ドライブギヤ
３５  圧縮コイルばね
３６  駆動ジョイント
３８  止め輪
３９  駆動ジョイント爪
３９ａ、３９ｂ  爪
７０  駆動軸
７２  ピン溝
７４  ピン
７６  金属歯車
７８  被覆層
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２００１−２２８６６０号公報（段落０００８、図４）
【特許文献２】特開２００６−１６３１９８号公報（段落０００９、図１）
【図１】
2014142038.tif 000003
【図２】
2014142038.tif 000004
【図３】
2014142038.tif 000005
【図４】
2014142038.tif 000006
【図５】
2014142038.tif 000007
【図６】
2014142038.tif 000008
【図７】
2014142038.tif 000009
【図８】
2014142038.tif 000010
【図９】
2014142038.tif 000011
【図１０】
2014142038.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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