(57)【要約】【課題】  温度変化に対して最適な軸間距離を維持できる歯車駆動伝達装置を提供する。【解決手段】  環境温度あるいは機内温度上昇時には、被駆動回転軸８をＤ方向に移動させることにより、駆動歯車４と被駆動歯車７との軸間距離を一定に保つことにより、両歯車装間のバックラッシュを一定に保つことができる。上記移動させるための手段として、例えば軸受け保持部材６の軸受け５を保持するための穴の中心位置を、軸受け保持部材６の中心位置からずらすことにより、軸受け５に対する軸受け保持部材６の左右の肉量を異らせる方法がある。この状態で温度が上昇すると、軸受け保持部材６の膨張が発生するが、軸受け５に対する軸受け保持部材６の左右の肉量が異なるためにその膨張量の差が発生し、結果として肉量の少ない方へ軸受けが移動することになり、バックラッシュを一定に保つことができる。【選択図】図１
2006161861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに固定されたモータの駆動回転軸に連結された駆動歯車と、
前記ハウジングに固定された軸受保持部材と、
前記軸受け保持部材に保持された軸受けと、
前記軸受けに保持された被駆動回転軸と、
前記被駆動回転軸に連結され前記駆動歯車と噛み合う被駆動歯車と、
前記軸受け保持部材に対する前記軸受けの位置を温度変化に応じて移動させる移動手段とを設けたことを特徴とする歯車駆動伝達装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記軸受け保持部材の前記軸受けを保持する周辺の肉量を前記軸受けに対して不均一にしたものであることを特徴とする請求項１記載の歯車駆動伝達装置。
【請求項３】
前記移動手段は、前記軸受保持部材の前記軸受けを保持する穴の中心を前記軸受保持部材の中心からずらせたものであることを特徴とする請求項２記載の歯車駆動伝達装置。
【請求項４】
前記移動手段は、前記軸受保持部材の断面形状を台形としたものであることを特徴とする請求項２記載の歯車駆動伝達装置。
【請求項５】
前記移動手段は、前記軸受け保持部材の前記軸受けを保持する周辺の一部に切り欠き部を設けたものであることを特徴とする請求項１記載の歯車駆動伝達装置。
【請求項６】
前記移動手段は、前記駆動歯車および前記被駆動歯車の少なくとも一つに負の熱膨張率の材料を加えたものであることを特徴とする請求項１記載の歯車駆動伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置等に用いて好適な、歯車により回転を伝達する歯車駆動伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の感光体駆動に用いられる歯車駆動伝達装置は、歯車の偏心あるいは累積ピッチ誤差による回転速度変動への影響（下記算出式参照）を低減させるために近年大型化している。
速度変動量＝歯車の偏心量＊感光体径／歯車径
また、異常画像の一つの要因であるバンディングは０．５〜２ｍｍピッチが特に視覚的に見え易いことから、この領域を避けるために歯車径を大きく取ることで歯数を増やし、さらにモジュールは可能な限り小さく設定している。
【０００３】
このようにすることで色ずれおよびバンディングに対しては効果を得ることができるが、その一方で雰囲気温度あるいは機内温度上昇に対しては問題がある。その問題とはモジュールが小さいことで適正なバックラッシュの許容範囲が狭いことに加えて、温度上昇による大口径歯車の膨張により相手側の駆動歯車との適正な噛み合い状態が維持できなくなり、結果として過負荷となり回転不可能な状態に陥ることである。
この問題を解決する手段として、駆動歯車と被駆動歯車を保持するハウジングが、駆動歯車と被駆動歯車の膨張量を考慮した量だけ膨張／収縮することで、軸間距離を一定に保つという提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１８６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記特許文献１では、ハウジングには幾多の部材が締結あるいは結合されているため、熱膨張による変形は単純なものではなく、狙いの方向に精度良く膨張することは難しい。また特許文献１では、歯車の膨張量よりも大きな膨張量を得るためにハウジングは金属部よりも熱膨張が高くなければならないという条件付きであるが、画像形成装置における歯車装置では強度の観点から通常板金が使用されており、この特許文献1の技術を展開することは困難であった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、上述の従来の欠点を除去し、単純かつ簡単な構成で温度変化に対して確実に最適軸間距離を維持できる歯車駆動伝達装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、ハウジングに固定されたモータの駆動回転軸に連結された駆動歯車と、前記ハウジングに固定された軸受け保持部材と、前記軸受け保持部材に保持された軸受けと、前記軸受けに保持された被駆動回転軸と、前記被駆動回転軸に連結され前記駆動歯車と噛み合う被駆動歯車と、前記軸受け保持部材に対する前記軸受けの位置を温度変化に応じて移動させる移動手段とを設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記移動手段は、前記軸受け保持部材の前記軸受けを保持する周辺の肉量を前記軸受けに対して不均一にしたものであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記移動手段は、前記軸受け保持部材の前記軸受けを保持する穴の中心を前記軸受け保持部材の中心からずらせたものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記移動手段は、前記軸受け保持部材の断面形状を台形としたものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記移動手段は、前記軸受け保持部材の前記軸受けを保持する周辺の一部に切り欠き部を設けたものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記移動手段は、前記駆動歯車および前記被駆動歯車の少なくとも一つに負の熱膨張率の材料を加えたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、単純かつ簡単な構成で温度変化に対して確実に最適軸間距離を維持することができる。特に、複雑な形状かつ多くの部材が締結あるいは結合されているハウジング全体の熱膨張により軸間を調整する従来技術と比較すると、他の部品からの影響を受けないことから制御し易いという効果がある。
請求項２，３，４の発明によれば、温度変化によって被駆動側の軸受けが膨張するが、軸受け保持部材周辺の肉部を不均一にすることにより、肉厚の部分と肉薄の部分に膨張量の差が生じ、その結果保持されている軸受けを温度に応じて移動させることができる。
【００１２】
請求項５の発明によれば、温度変化によって被駆動側の軸受けが膨張するが、軸受け保持部材周辺に切り欠き部を設けることにより、部材の膨張部分が切り欠き部に移動させることができ、さらに移動量を増やすことができる。
請求項６の発明によれば、歯車に負の熱膨張率の材料を加えることにより、片側の歯車の膨張量と他方の歯車の収縮量を一致させることができ、軸間距離を変えることなく噛み合い位置を一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態の説明に先立ち、本発明を適用し得る歯車駆動伝達装置について図面と共に説明する。
図７は画像形成装置で用いられる従来の歯車駆動伝達装置の概略構成を示す側面図である。
図７において、ハウジング１にはモータ２が取り付けられ、このモータ２の駆動回転軸３には駆動歯車４が設けられている。一方、ハウジング１には軸受け５を保持した軸受け保持部材６が取り付けられ、被駆動歯車７を設けた被駆動回転軸８が軸受け５により支持されている。被駆動歯車７は上記駆動歯車４と噛み合ってモータ２の回転を伝達され、この回転により被駆動回転軸８を介して画像形成装置の感光体ドラムや中間駆動ローラ等を回転駆動させている。
【００１４】
次に、図８を用いて本実施の形態により解決すべき問題点を説明する。
図８において、環境温度あるいは機内温度上昇により駆動歯車４がＢ方向に膨張すると共に、被駆動歯車７が逆のＣ方向に膨張してバックラッシュが減少するが、非精密分野での歯車装置では、十分なバックラッシュを設けているので通常は問題が無い。ところが前述したように近年の歯車の大型化により膨張量が増加する一方で、小モジュール化に伴うバックラッシュの余裕度の減少により、以下のような問題が生じる。
【００１５】
すなわちバックラッシュ量が著しく減少し、歯車回りの伝達効率が低下すると共に、歯面の磨耗も発生する。さらにバックラッシュ量が減少すると、負荷トルクの増大による回転停止に繋がることになる。一方、あらかじめバックラッシュを多く取った場合には、逆に低温時に駆動歯車４および被駆動歯車７が著しく収縮するため、バックラッシュ量が許容値を超え、歯車の噛み合い音の増大および歯車ピッチ成分のバンディングが増大することになる。
【００１６】
そこで、前記特許文献１では、駆動歯車４および被駆動歯車７のＢ，Ｃ方向の膨張をハウジング１のＡ方向の膨張により吸収することで、歯車間距離を一定に保つ方法が提案されている。しかしながらハウジング１に他の多くの部材が締結あるいは結合されている場合には、ハウジング１の狙いの方向Ａへの膨張は期待できない。特に精密な歯車伝達駆動機を必要とする画像形成装置では、図９に示すように板金で形成された別部材９をハウジング１に固定しているため、ハウジング１および別部材９を含む部分の膨張率は低く、このため特許文献１の技術では狙い通りの軸間距離を得ることは困難である。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は上記の問題を解決するための本発明の第１の実施形態による歯車駆動伝達装置の構成図であり、図７〜９と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
図１において、本実施形態は、環境温度あるいは機内温度上昇時には、ハウジング１ではなく、被駆動回転軸８をＤ方向に移動させることにより、駆動歯車４と被駆動歯車７との軸間距離を一定に保つようにしたものである。
【００１８】
次に、被駆動回転軸８をＤ方向に移動させるための移動手段の幾つかの具体的な実施の形態を本発明の第２，３，４の実施形態として説明する。
まず第２の実施形態を説明する。
図２は図７の歯車装置の軸受け保持部材６と軸受け５を示したものである。被駆動回転軸８が結合された軸受け５は軸受け保持部材６に固定され、軸受け保持部材６はハウジング１に固定されている。この場合、軸受け５は軸受け保持部材６の中央部に固定されている。この場合、軸受け保持部材６の軸受け５を保持するための穴６aの中心位置と軸受け５の中心位置とは一致している。
【００１９】
これに対して本発明の第２の実施の形態では、図３に示すように軸受け保持部材６の軸受け５を保持するための穴６ｂの位置を、軸受け保持部材６の中心位置からΔＡだけずらした位置に設けている。
この状態で環境温度あるいは機内温度上昇が発生すると、軸受け保持部材６の膨張が発生するが、軸受け５に対する軸受け保持部材６の左右の肉量が異なるためにその膨張量の差が発生し、結果として肉量の少ない方へ軸受けが移動することになる。
【００２０】
上記第２の実施形態では、軸受け保持部材６の断面形状が円であったが、図４に示す第３の実施形態では、軸受け保持部材６の断面形状を台形としたものである。この場合も軸受け５に対する軸受け保持部材６の左右の肉量が異なり、第２の実施形態と同じ効果を得ることができる。
【００２１】
また、図５に示す第４の実施形態のように、軸受け保持部材６の一部を抜いておく（肉盗部）ことで切り欠き部９を設けることにより、さらに大きな移動量を得ることができる。
【００２２】
さらには図６に示す第５の実施形態のように、駆動歯車４、被駆動歯車７うちの片方の歯車（図示では被駆動歯車７）の材質に、負の膨張率を持つ例えばＺｒＷ２Ｏ８のような物質を用いることにより、他方の駆動歯車４の膨張量を吸収させるようにすることにより、軸間距離を変えることなくバックラッシュを一定に保つことができる。あるいは、駆動歯車４および／又は被駆動歯車７の正の膨張率を持つ物質に負の膨張率を持つ物質を混ぜ合わせることにより、温度変動に対して熱膨張収縮のない歯車とすることも可能である。
【００２３】
以上説明した第１の実施形態によれば、環境温度あるいは機内温度上昇時にハウジングではなく、駆動軸受けの移動により軸間距離を一定に保つことができるため、環境温度変動に対してより精度良く軸間距離を制御することができる。
また、第２，３の実施形態によれば、軸受け保持部材６の穴６ｂの中心をずらしたり、軸受け保持部材６の断面形状を台形にするという従来の形状に単純な変更を加えることにより容易に実現可能である。
また、第４の実施形態によれば、膨張した材料の移動部（切り欠き部）を設けているために、より大きな移動量を得られるものである。
また、第５の実施形態によれば、一方又は双方の歯車材料に膨張率を考慮した物質を加えるだけでバックラッシュを一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態による歯車駆動伝達装置の要部の構成図である。
【図２】歯車駆動伝達装置の要部の構成図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による歯車駆動伝達装置の要部の構成図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による歯車駆動伝達装置の要部の構成図である。
【図５】本発明の第４の実施形態による歯車駆動伝達装置の要部の構成図である。
【図６】本発明の第５の実施形態による歯車駆動伝達装置の要部の構成図である。
【図７】従来の歯車駆動伝達装置の構成図である。
【図８】従来の歯車駆動伝達装置の問題点を説明するための構成図である。
【図９】従来の画像形成装置の歯車駆動伝達装置の問題点を説明するための構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    ハウジング
２    モータ
３    駆動回転軸
４    駆動歯車
５    軸受け
６    軸受け保持部材
６ｂ    軸受けを保持する穴
７    被駆動歯車
８    被駆動回転軸
９    切り欠き部
【図１】
2006161861.tif 000003
【図２】
2006161861.tif 000004
【図３】
2006161861.tif 000005
【図４】
2006161861.tif 000006
【図５】
2006161861.tif 000007
【図６】
2006161861.tif 000008
【図７】
2006161861.tif 000009
【図８】
2006161861.tif 000010
【図９】
2006161861.tif 000011