(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、
前記駆動源からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車、前記太陽歯車と同軸上で配設された内歯歯車、前記内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う複数の遊星歯車、及び、前記遊星歯車を回転自在に支持するとともに前記太陽歯車や前記内歯歯車と同軸上で回転自在なキャリア、からなる遊星歯車機構と、を備え、
前記駆動源からの回転駆動力を前記遊星歯車機構により減速させて、画像形成装置で使用される回転体を駆動する回転駆動装置において、
前記内歯歯車は、金型に形成され内周側に歯部形状を有する円筒状のキャビティ内に、前記遊星歯車の数の非整数倍の数だけキャビティ円周方向に等間隔で前記金型に設けられた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出することにより成形されたものであることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
請求項１の回転駆動装置において、
上記内歯歯車の外周面の円周方向に等間隔で上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ凹み部を形成したことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２の回転駆動装置において、
上記内歯歯車の外周面の円周方向に等間隔で上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ固定用取り付け部を一体成形したことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項４】
請求項３の回転駆動装置において、
上記遊星歯車機構は、上記内歯歯車内で軸方向に２段で構成されており、前記固定用取り付け部の位置は、一段目の遊星歯車と内歯歯車との噛み合い領域と、二段目の遊星歯車と内歯歯車の噛み合い領域の間の噛み合い領域外であることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の回転駆動装置において、
上記駆動源と上記遊星歯車機構はフランジを介してネジ部材にて固定されており、
上記内歯歯車の円周方向に等間隔で上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ固定用ネジ挿入部を設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項６】
請求項５の回転駆動装置において、
上記固定用ネジ挿入部の位置は、遊星歯車と内歯歯車との噛み合い領域外であることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項７】
請求項１または２の回転駆動装置において、
上記駆動源と上記遊星歯車機構はフランジを介して固定ピンにて固定されており、
上記内歯歯車の円周方向に等間隔で上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ固定用ピン挿入部を設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項８】
請求項７の回転駆動装置において、
上記固定用ピン挿入部の位置は、遊星歯車と内歯歯車との噛み合い領域外であることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の回転駆動装置において、
装置本体に対する上記内歯歯車の回り止め部材を、上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ前記内歯歯車の外周面の円周方向に等間隔で配置して設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の回転駆動装置において、
上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ上記内歯歯車の外周面の円周方向に等間隔でリブを配置して設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項１１】
駆動源と、
前記駆動源からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車、前記太陽歯車と同軸上で配設された内歯歯車、前記内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う複数の遊星歯車、及び、前記遊星歯車を回転自在に支持するとともに前記太陽歯車や前記内歯歯車と同軸上で回転自在なキャリア、からなる遊星歯車機構と、を備え、
前記駆動源からの回転駆動力を前記遊星歯車機構により減速させて、画像形成装置で使用される回転体を駆動する回転駆動装置において、
前記内歯歯車は、金型に形成され内周側に歯部形状を有する円筒状のキャビティ内に、前記遊星歯車の数の整数倍の数だけキャビティ円周方向に等間隔で配置されていない、前記金型に設けられた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出することにより成形されたものであることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項１２】
請求項１１の回転駆動装置において、
装置本体に対して上記内歯歯車を固定させて取り付ける固定用取り付け部を、上記遊星歯車の数の整数倍の数だけ前記内歯歯車の円周方向に等間隔で配置せずに設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２の回転駆動装置において、
装置本体に対する上記内歯歯車の回り止め部材を、上記遊星歯車の数の整数倍の数だけ前記内歯歯車の円周方向に等間隔で配置せずに設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項１４】
請求項１１、１２または１３の回転駆動装置において、
上記内歯歯車の外周面の円周方向に等間隔で配置せずに、上記遊星歯車の数の整数倍の数だけリブを設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項１５】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４の回転駆動装置において、
上記遊星歯車機構は、上記内歯歯車内で軸方向に駆動源側が一段目であり回転体側が二段目となるように二段で構成されており、
上記遊星歯車の数は二段目の遊星歯車の数であることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項１６】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の回転駆動装置において、
上記遊星歯車機構は、上記内歯歯車内で軸方向に２段で構成されており、
上記遊星歯車の数は、前記内歯歯車の軸方向で上記金型に設けられた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出された側の段にある遊星歯車の数であることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項１７】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６の回転駆動装置において、
上記遊星歯車機構は、上記内歯歯車内で軸方向に２段で構成されており、
一段目のキャリアと二段目の太陽歯車とは、金型に形成されたキャビティ内に前記金型に設けられた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出することにより一体で成形されたものであり、
二段目の遊星歯車の数は一段目の遊星歯車の数に対して非整数倍であることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項１８】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７の回転駆動装置において、
上記遊星歯車機構は、上記内歯歯車内で軸方向に２段で構成されており、
一段目のキャリアと二段目の太陽歯車とは、金型に形成されたキャビティ内に、二段目の遊星歯車の数の非整数倍の数だけキャビティ円周方向に等間隔で前記金型に設けられた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出することにより一体で成形されたものであることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項１９】
請求項１８の回転駆動装置において、
上記二段目の太陽歯車の外周面に設けられた歯部よりも半径方向内側で円周方向に、等間隔で上記二段目の遊星歯車の数の非整数倍の数だけ凹み部を形成したことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２０】
請求項１８または１９の回転駆動装置において、
上記二段目の太陽歯車の外周面に設けられた歯部よりも半径方向内側で円周方向に、等間隔で上記二段目の遊星歯車の数の非整数倍の数だけリブ形状を設けたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２１】
請求項１７、１８、１９または２０の回転体駆動装置において、
上記一段目のキャリアの一部と上記二段目の太陽歯車とが一体で成形されており、
前記一段目のキャリアが上記一段目の遊星歯車の回転軸の両端を支持することを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２２】
請求項１７、１８、１９または２０の回転体駆動装置において、
上記一段目のキャリアの全体と上記二段目の太陽歯車とが一体で形成されており、
前記一段目のキャリアが上記一段目の遊星歯車の回転軸の両端を支持することを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項２３】
請求項２２の回転体駆動装置において、
上記内歯歯車は一段目と二段目とが一体で成形されていることを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項２４】
回転体を備えた画像形成装置において、
前記回転体を駆動する回転駆動手段として、請求項１乃至２３の回転駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２５】
請求項２４の画像形成装置において、
上記回転体は感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２６】
請求項２４の画像形成装置において、
上記回転体は中間転写ベルトを駆動する駆動ローラとであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２７】
請求項２４の画像形成装置において、
上記回転体である像担持体と、現像手段、帯電手段及びクリーニング手段の少なくとも一つとが一体形成された、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを有しており、
上記回転駆動装置を前記像担持体の駆動に用いた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、回転体を駆動する回転駆動装置、及び、その回転駆動装置を備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による複写機やプリンタ等では、回転する円筒状の像担持体（以下感光体ドラムという）の表面に静電潜像を形成し、形成した静電潜像にトナーを付着させて現像し、このトナー画像を無端状ベルト（以下転写ベルトという）に一次転写し、さらに記録紙上に二次転写し、定着して画像を得るようにしている。
【０００３】
画像形成装置には、感光体ドラム等の像担持体、中間転写ベルトや転写ベルト等のベルト部材を駆動する駆動ローラ、記録材等を搬送するための搬送ローラなど、多くの回転体が使用されている。このような回転体の駆動には、一般に高い精度が要求されるので、駆動源からの回転駆動力を回転変動が少ない状態で駆動対象の回転体まで伝達する機構が望まれる。特に、感光体ドラムや中間転写ベルトなどの表面移動速度に速度変動が生じると、出力された画像上にジッタや濃度ムラが生じる。すなわち、感光体ドラムや中間転写ベルトにある周波数で速度変動が継続すると画像全体に周期的な濃度ムラが生じ、縞模様のバンディングとして目視される。また、感光体ドラムの速度変動は書き込み系の露光ラインの副走査位置ずれを発生させたり、感光体ドラムから中間転写ベルトへのトナー画像の一次転写時の副走査位置ずれを発生させたりする。一方、中間転写ベルトの速度変動は、一次転写時と二次転写時の副走査位置ずれを発生させる。この速度変動に起因したバンディングにより画像品質が著しく低下してしまう。
【０００４】
このような高精度駆動が要求される感光体ドラムや中間転写ベルトの駆動伝達部には、溶融樹脂を射出することに成形されたプラスチック歯車が利用されている。プラスチック歯車は金属歯車に比べて、自己潤滑性があり、使用時の騒音が低く、軽量化を図ることができ、耐腐食性が高く、量産性が高い点で優れている。一方、耐久性（耐摩耗性）、高精度、高剛性といった点が金属歯車に比べて劣っている。
【０００５】
プラスチック歯車を用いた場合でも十分な耐久性が得られるように、遊星歯車機構を用いることが提案されている（例えば特許文献１など）。遊星歯車機構は、駆動源の回転駆動力を受けて回転する太陽歯車と、太陽歯車と同軸上で配設された内歯歯車と、内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され太陽歯車と内歯歯車とに噛み合う複数の遊星歯車と、遊星歯車を回転可能に支持するとともに太陽歯車及び内歯歯車と同軸上で回転可能なキャリアとを備えている。駆動源からの回転駆動力により太陽歯車を回転させることにより、太陽歯車を中心として複数の遊星歯車が内歯歯車内で自転しつつキャリアを回転させながら公転する。そして、このキャリアの回転による回転駆動力がキャリアと回転体とに接続された出力軸を介して回転体に伝達される。そのため、複数の遊星歯車により回転負荷が分散されるので、プラスチック歯車を用いた場合でも耐久性を得ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラスチック歯車の製造方法としては金型に溶融樹脂を射出して成形する方法が知られている。この射出成形で内歯歯車の製造の際に用いる金型は、上型と下型とから構成され、上型の空隙部と下型の空隙部とに挟まれた部分にキャビティが形成されている。キャビティは内周側に歯車の歯部形状が形成された円筒状の空隙であり、このキャビティ内に溶融樹脂が射出されて冷却固化されることにより内歯歯車が成形される。また、上型には、溶融樹脂をキャビティ内に射出するための複数個のピンゲートが円筒状のキャビティの円周方向に等間隔で形成されている。このように複数個のピンゲートをキャビティの円周方向に等間隔で形成することで、各ピンゲートからキャビティ内に溶融樹脂を均等に射出することが可能となる。
【０００７】
キャビティ内に射出された溶融樹脂は、各ピンゲートを中心にして放射状に広がるので、ピンゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂の到達タイミングはピンゲートの位置から離れるほど遅くなる。そのため、隣り合うピンゲートそれぞれから溶融樹脂が到達する、隣り合うピンゲートの中間位置付近の前記歯部形状の箇所では溶融樹脂の充填量が不足ぎみとなり、成形された内歯歯車の歯部形状に変形が発生する場合がある。このように内歯歯車の歯部形状に変形が発生すると、その箇所での遊星歯車と内歯歯車との噛み合い不良による回転伝達誤差により遊星歯車機構に回転速度変動が生じる。よって、駆動源からの回転駆動力を回転変動が少ない状態で駆動対象の回転体まで伝達するのが困難となる。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、遊星歯車機構の回転速度変動を低減できる回転駆動装置、及び、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動源と、前記駆動源からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車、前記太陽歯車と同軸上で配設された内歯歯車、前記内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う複数の遊星歯車、及び、前記遊星歯車を回転自在に支持するとともに前記太陽歯車や前記内歯歯車と同軸上で回転自在なキャリア、からなる遊星歯車機構と、を備え、前記駆動源からの回転駆動力を前記遊星歯車機構により減速させて、画像形成装置で使用される回転体を駆動する回転駆動装置において、前記内歯歯車は、金型に形成され内周側に歯部形状を有する円筒状のキャビティ内に、前記遊星歯車の数の非整数倍の数だけキャビティ円周方向に等間隔で前記金型に設けられた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出することにより成形されたものであることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の回転駆動装置において、上記内歯歯車の外周面の円周方向に等間隔で上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ凹み部を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の回転駆動装置において、上記内歯歯車の外周面の円周方向に等間隔で上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ固定用取り付け部を一体成形したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の回転駆動装置において、上記遊星歯車機構は、上記内歯歯車内で軸方向に２段で構成されており、前記固定用取り付け部の位置は、一段目の遊星歯車と内歯歯車との噛み合い領域と、二段目の遊星歯車と内歯歯車の噛み合い領域の間の噛み合い領域外であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の回転駆動装置において、上記駆動源と上記遊星歯車機構はフランジを介してネジ部材にて固定されており、上記内歯歯車の円周方向に等間隔で上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ固定用ネジ挿入部を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の回転駆動装置において、上記固定用ネジ挿入部の位置は、遊星歯車と内歯歯車との噛み合い領域外であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１または２の回転駆動装置において、上記駆動源と上記遊星歯車機構はフランジを介して固定ピンにて固定されており、上記内歯歯車の円周方向に等間隔で上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ固定用ピン挿入部を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の回転駆動装置において、上記固定用ピン挿入部の位置は、遊星歯車と内歯歯車との噛み合い領域外であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の回転駆動装置において、装置本体に対する上記内歯歯車の回り止め部材を、上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ前記内歯歯車の外周面の円周方向に等間隔で配置して設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の回転駆動装置において、上記遊星歯車の数の非整数倍の数だけ上記内歯歯車の外周面の円周方向に等間隔でリブを配置して設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、駆動源と、前記駆動源からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車、前記太陽歯車と同軸上で配設された内歯歯車、前記内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う複数の遊星歯車、及び、前記遊星歯車を回転自在に支持するとともに前記太陽歯車や前記内歯歯車と同軸上で回転自在なキャリア、からなる遊星歯車機構と、を備え、前記駆動源からの回転駆動力を前記遊星歯車機構により減速させて、画像形成装置で使用される回転体を駆動する回転駆動装置において、前記内歯歯車は、金型に形成され内周側に歯部形状を有する円筒状のキャビティ内に、前記遊星歯車の数の整数倍の数だけキャビティ円周方向に等間隔で配置されていない、前記金型に設けられた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出することにより成形されたものであることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１の回転駆動装置において、装置本体に対して上記内歯歯車を固定させて取り付ける固定用取り付け部を、上記遊星歯車の数の整数倍の数だけ前記内歯歯車の円周方向に等間隔で配置せずに設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１１または１２の回転駆動装置において、装置本体に対する上記内歯歯車の回り止め部材を、上記遊星歯車の数の整数倍の数だけ前記内歯歯車の円周方向に等間隔で配置せずに設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１１、１２または１３の回転駆動装置において、上記内歯歯車の外周面の円周方向に等間隔で配置せずに、上記遊星歯車の数の整数倍の数だけリブを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４の回転駆動装置において、上記遊星歯車機構は、上記内歯歯車内で軸方向に駆動源側が一段目であり回転体側が二段目となるように二段で構成されており、上記遊星歯車の数は二段目の遊星歯車の数であることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３の回転駆動装置において、上記遊星歯車機構は、上記内歯歯車内で軸方向に２段で構成されており、上記遊星歯車の数は、前記内歯歯車の軸方向で上記金型に設けられた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出された側の段にある遊星歯車の数であることを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６の回転駆動装置において、上記遊星歯車機構は、上記内歯歯車内で軸方向に２段で構成されており、一段目のキャリアと二段目の太陽歯車とは、金型に形成されたキャビティ内に前記金型に設けられた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出することにより一体で成形されたものであり、二段目の遊星歯車の数は一段目の遊星歯車の数に対して非整数倍であることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７の回転駆動装置において、上記遊星歯車機構は、上記内歯歯車内で軸方向に２段で構成されており、一段目のキャリアと二段目の太陽歯車とは、金型に形成されたキャビティ内に、二段目の遊星歯車の数の非整数倍の数だけキャビティ円周方向に等間隔で前記金型に設けられた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出することにより一体で成形されたものであることを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、請求項１８の回転駆動装置において、上記二段目の太陽歯車の外周面に設けられた歯部よりも半径方向内側で円周方向に、等間隔で上記二段目の遊星歯車の数の非整数倍の数だけ凹み部を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項２０の発明は、請求項１８または１９の回転駆動装置において、上記二段目の太陽歯車の外周面に設けられた歯部よりも半径方向内側で円周方向に、等間隔で上記二段目の遊星歯車の数の非整数倍の数だけリブ形状を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２１の発明は、請求項１７、１８、１９または２０の回転体駆動装置において、上記一段目のキャリアの一部と上記二段目の太陽歯車とが一体で成形されており、前記一段目のキャリアが上記一段目の遊星歯車の回転軸の両端を支持することを特徴とするものである。
また、請求項２２の発明は、請求項１７、１８、１９または２０の回転体駆動装置において、上記一段目のキャリアの全体と上記二段目の太陽歯車とが一体で形成されており、前記一段目のキャリアが上記一段目の遊星歯車の回転軸の両端を支持することを特徴とするものである。
また、請求項２３の発明は、請求項２２の回転体駆動装置において、上記内歯歯車は一段目と二段目とが一体で成形されていることを特徴とするものである。
また、請求項２４の発明は、回転体を備えた画像形成装置において、前記回転体を駆動する回転駆動手段として、請求項１乃至２３の回転駆動装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項２５の発明は、請求項２４の画像形成装置において、上記回転体は感光体ドラムであることを特徴とするものである。
また、請求項２６の発明は、請求項２４の画像形成装置において、上記回転体は中間転写ベルトを駆動する駆動ローラとであることを特徴とするものである。
また、請求項２７の発明は、請求項２４の画像形成装置において、上記回転体である像担持体と、現像手段、帯電手段及びクリーニング手段の少なくとも一つとが一体形成された、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを有しており、上記回転駆動装置を前記像担持体の駆動に用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
上述したように、円筒状のキャビティの円周方向に等間隔で金型に設けられた複数のピンゲートの隣り合うピンゲートの中間付近に位置する歯部形状の箇所での溶融樹脂の充填不足により、その箇所に対応した内歯歯車の歯部形状に変形が生じる。このことから、金型に設けられたピンゲートの数と同じ数だけ内歯歯車の円周方向にほぼ等間隔で歯部形状に変形が生じることになる。よって、前記ピンゲートの数が内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設される遊星歯車の数の整数倍であると、その金型で成形された内歯歯車内でキャリアが１回転する間に各遊星歯車がほぼ同じタイミングで内歯歯車の歯部形状の変形箇所に位置する。そのため、キャリアが１回転する間に遊星歯車と内歯歯車との噛み合い不良により生じる回転伝達誤差が、各遊星歯車で同じタイミングで発生し大きな回転速度変動となる。
【００１１】
請求項１の発明においては、金型に形成され内周側に歯部形状を有する円筒状のキャビティ内に、遊星歯車の数の非整数倍の数だけ金型にキャビティの円周方向で等間隔に設けた複数のピンゲートから溶融樹脂を射出して成形された内歯歯車を用いる。これにより、キャリアが１回転する間に各遊星歯車が内歯歯車の歯部形状の変形箇所に位置するタイミングを異ならせることができる。よって、キャリアが１回転する間に遊星歯車と内歯歯車との噛み合い不良により生じる回転伝達誤差が、各遊星歯車で同じタイミングで発生するのを抑制でき回転速度変動を低減させることができる。
【００１２】
請求項１１の発明においては、金型に形成され内周側に歯部形状を有する円筒状のキャビティ内に、遊星歯車の数の整数倍の数だけキャビティ円周方向に等間隔で配置されていない、複数のピンゲートから溶融樹脂を射出して成形された内歯歯車を用いる。これにより、キャリアが１回転する間に各遊星歯車が内歯歯車の歯部形状の変形箇所に位置するタイミングを異ならせることができる。よって、キャリアが１回転する間に遊星歯車と内歯歯車との噛み合い不良により生じる回転伝達誤差が、各遊星歯車で同じタイミングで発生するのを抑制でき回転速度変動を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、本発明によれば、遊星歯車機構の回転速度変動を低減できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】遊星歯車機構の平面図。
【図２】実施形態に係るプリンタの一例における画像形成部全体の概略構成図。
【図３】感光体駆動装置の概略構成図。
【図４】遊星歯車減速機構の２段構成を示す縦断面の模式図。
【図５】一段目の横断面模式図。
【図６】金型の構造を示す縦断正面図。
【図７】成形されたプラスチック成形品の固定内歯歯車を示す平面図。
【図８】固定ピンを用いた固定方法の説明図。
【図９】遊星歯車減速機構の２段構成を示す縦断面の模式図。
【図１０】遊星歯車３個で固定内歯歯車誤差３周期の場合の遊星歯車減速機の出力軸の回転速度変動率を周波数解析した結果を示すグラフ。
【図１１】遊星歯車３個で固定内歯歯車誤差４周期の場合の遊星歯車減速機の出力軸の回転速度変動率を周波数解析した結果を示すグラフ。
【図１２】遊星歯車４個で固定内歯歯車誤差４周期の場合の遊星歯車減速機の出力軸の回転速度変動率を周波数解析した結果を示すグラフ。
【図１３】遊星歯車４個で固定内歯歯車誤差３周期の場合の遊星歯車減速機の出力軸の回転速度変動率を周波数解析した結果を示すグラフ。
【図１４】遊星歯車減速機構の２段構成を示す縦断面の模式図。
【図１５】遊星歯車減速機構の一段目の横断面模式図。
【図１６】遊星歯車減速機構付き駆動装置である感光体駆動装置を示した図。
【図１７】（ａ）一段目のキャリアの一部と二段目の太陽歯車とを一体成形した一体成形品を示した図、（ｂ）一段目のキャリアの全体と二段目の太陽歯車とを一体成型した一体成形品を示した図。
【図１８】金型の構造を示す縦断正面図。
【図１９】成形されたプラスチック成形品の平面図。
【図２０】（ａ）二段目の太陽歯車と遊星歯車との噛み合い状態を示した図、（ｂ）二段目の太陽歯車と遊星歯車との噛み合い状態を示した図。
【図２１】感光体駆動装置の斜視図。
【図２２】感光体駆動装置の断面図。
【図２３】遊星歯車減速機構の一段目の模式図。
【図２４】遊星歯車減速機構の二段目の模式図。
【図２５】ジョイントの構成を示す図。
【図２６】ジョイントの他の構成を示す図。
【図２７】（ａ）固定内歯歯車の正面図、（ｂ）固定内歯歯車の側面図。
【図２８】固定内歯歯車を樹脂で成形する際のピンゲートを４つにした際の例を示す図。
【図２９】４角形形状に変形した固定内歯歯車の模式図。
【図３０】固定内歯歯車と遊星歯車との噛み合いなどについて説明する図。
【図３１】図３０に示した固定内歯歯車に対する各遊星歯車の位置から遊星歯車を９０度回転させた場合における、固定内歯歯車と遊星歯車との噛み合いなどについて説明する図。
【図３２】キャリアの回転角度と駆動負荷との相関を示すグラフ。
【図３３】樹脂成形された固定内歯歯車の斜視図。
【図３４】ピンゲートの数のみを一段目の遊星歯車の数と同じ３個として円周方向に等配置していない固定内歯歯車の斜視図。
【図３５】ピンゲート、回り止め形状及び固定部材締結形状の数を一段目の遊星歯車の数と同じ３個とし円周方向に等配置していない固定内歯歯車の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態１］
本発明の実施対象となる画像形成装置である電子写真方式のカラープリンタ（以下、単にプリンタという）の第１の実施形態について説明する。なお、本実施形態のプリンタは、いわゆるタンデム式の画像形成装置であって、乾式二成分現像剤を用いた乾式二成分現像方式を採用したものであるが、本発明はこれに限定されない。
【００１６】
図２は、プリンタの一例における画像形成部全体の概略構成図である。このプリンタは、図示しない画像読取部から画像情報である画像データを受け取って画像形成処理を行う。
【００１７】
このプリンタには図２に示すように、イエロー（以下、「Ｙ」と省略する）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と省略する）、シアン（以下、「Ｃ」と省略する）、ブラック（以下、「Ｂｋ」と省略する）の各色用の４個の回転体としての潜像担持体である感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが並設されている。
【００１８】
これら感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、駆動ローラを含む回転可能な複数のローラに支持された無端ベルト状の中間転写ベルト５に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並んで配置されている。
【００１９】
また、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの周りには、それぞれ、帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ、各色対応の現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋ、クリーニング装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ、除電ランプ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ等の電子写真プロセス用部材がプロセス順に配設されている。また、感光体ドラム１、帯電器２、除電ランプ３、クリーニング装置４及び現像装置９は、プリンタ本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして一体形成されている。
【００２０】
本実施形態のプリンタでフルカラー画像を形成する場合、感光体ドラム１Ｙを回転駆動しながら帯電器２Ｙで一様帯電した後、図示しない光書込装置からの光ビームＬＹを照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹ静電潜像を形成する。このＹ静電潜像は、現像装置９Ｙにより、現像剤中のＹトナーにより現像される。現像時には、現像装置９Ｙに設けられた現像ローラと感光体ドラム１Ｙとの間に所定の現像バイアスが印加され、現像ローラ上のＹトナーは、感光体ドラム１Ｙ上のＹ静電潜像部分に静電吸着する。
【００２１】
このように現像されて形成されたＹトナー像は、感光体ドラム１Ｙの回転に伴い、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト５とが接触する一次転写位置に搬送される。この一次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面には、一次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス電圧が印加される。そして、このバイアス印加によって発生した一次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹトナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベルト５上に一次転写する。
【００２２】
以下、同様にして、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像も、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合うように一次転写される。
【００２３】
そして、中間転写ベルト５上に４色重なり合ったトナー像は、中間転写ベルト５の回転に伴い、二次転写ローラ７と対向する二次転写位置に搬送される。また、この二次転写位置には、図示しないレジストローラにより所定のタイミングで転写紙が搬送される。
【００２４】
そして、この二次転写位置において、二次転写ローラ７により転写紙の裏面に所定のバイアス電圧が印加され、そのバイアス印加により発生した二次転写電界及び二次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト５上のトナー像が転写紙上に一括して二次転写される。その後、トナー像が二次転写された転写紙は、定着ローラ対８により定着処理がなされた後に装置外に排出される。
【００２５】
次に、減速手段としての遊星歯車減速機構を備える駆動手段としての減速機構付き回転駆動装置である感光体駆動装置について図３で説明する。なお、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ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、感光体ドラム１Ｙの感光体駆動装置について説明する。
【００２６】
なお、本実施形態の感光体駆動装置の構成は、感光体ドラム１のほか、中間転写ベルト５の駆動ローラなど、他の回転体の駆動装置としても同様に適用することができる。
【００２７】
ここで、遊星歯車減速機構として一般的な２ＫＨ型２段遊星歯車減速機構の基本構成を説明する。図４は減速機構の２段構成を示す縦断面の模式図であり、図５は一段目の減速機構の横断面模式図である。
【００２８】
２ＫＨ型遊星歯車機構の一つのユニットは、太陽歯車、遊星歯車、遊星歯車の公転運動を支持するキャリア、内歯歯車の部品から構成される。
【００２９】
太陽歯車の回転、遊星歯車の公転（キャリアの回転）、外輪歯車の回転の三つの要素の内、一つを固定、一つを入力、一つを出力に接続する。  それぞれ、どれを入出力・固定に割り当てるかによって、一つのユニットで複数の減速比や回転方向の切替えが可能である。
【００３０】
今回の対象となる２ＫＨ型の２段構造は、複合遊星歯車機構（２個以上の２ＫＨ型）に分類され、２個以上の２ＫＨ型のそれぞれの３本の基本軸のうち２本の基本軸同士を結合し、残りの基本軸の１本を固定し、他の１軸を駆動軸または従動軸とする機構となる。
【００３１】
本実施形態においては、図４に示すように、駆動源であるモータ（不図示）に連結される入力軸５０の一端には、一段目の太陽歯車５４が設けられており、それに噛み合う一段目の遊星歯車５５が太陽歯車５４の周りを一段目のキャリア６０の軸６４に軸受５９で回転可能に支持されて公転する。遊星歯車５５は回転バランスとトルク分担のために同心状に２箇所またはそれ以上の複数個が等間隔で配置される。例えば、図５（ａ）は固定内歯歯車５８内に遊星歯車５５を同心状に等間隔で３個配置した場合であり、図５（ｂ）は固定内歯歯車５８内に遊星歯車５５を同心状に等間隔で４個配置した場合である。
【００３２】
本実施形態においては図５（ａ）に示すように一段目の遊星歯車５５を同心状に等間隔で３個配置しており、その外周軌道では固定内歯歯車５８と噛み合って回転する。固定内歯歯車５８は回転不能に固定化されている。一段目の３個の遊星歯車５５は太陽歯車５４と固定内歯歯車５８との噛み合いにより自転及び公転回転し、それら遊星歯車５５を支持する一段目のキャリア６０は一段目の太陽歯車５４の回転に対し減速回転し、一段目の減速比が獲得される。
【００３３】
また、図４に示すように一段目のキャリア６０の回転中心に設けられた二段目の太陽歯車５７が二段目の減速機構の入力となる。二段目の太陽歯車５７は、若干のクリアランスを有する２箇所の回転支持部に支持されて（浮動支持）回転を行う。
【００３４】
一段目の減速機構と同様に、二段目のキャリア６１に設けられた二段目の３個の遊星歯車５６は、その外周軌道で、前記した一段目の減速機構と共通の固定化された固定内歯歯車５８との噛み合い回転により、さらに減速回転して二段目のキャリア６１の回転すなわち出力軸５１の回転となる。
【００３５】
ここで、太陽歯車の歯数をＺａ、遊星歯車の歯数をＺｂ、内歯車の歯数をＺｃとした２ＫＨ型遊星歯車機構において、太陽歯車の回転を入力とし、内歯車を固定、キャリアの回転（遊星歯車の公転）を出力とした場合、その速比（出力／入力）は数１のようになる。なお、添え字１や添え字２はそれぞれ一段目や二段目の意味を示す。
【００３６】
【数１】
0005776972.tif 000002
【００３７】
内歯歯車が振動するとバンディング現象が発生しやすいため、内歯歯車はフランジに対して、運転時トルクで回転しないようにすることや、噛み合い振動やモータ振動が伝播して高次の振動が起こらないように確実に固定されることが必要である。
【００３８】
また、運転時の歯噛み合い低振動化のために、平歯車よりハス歯歯車を使用することが望ましい。ハス歯にすることで、噛み合い率が増加して分担荷重が減少するとともに、順次なめらかな移動が行われるという利点が得られる。反面、ハス歯歯車の噛み合いでは、スラスト方向のベクトル力が発生するため、内歯がスラスト方向に移動する虞があり、このスラスト方向への移動に対して規制を行う必要がある。
【００３９】
図４では、入力軸５０や出力軸５１はそれぞれフランジ５２やエンドキャップ５３に設置された軸受９０や軸受９１にてスラスト方向の移動が規制される。また、一段目のキャリア６０のスラスト方向への移動を規制するために、一段目の太陽歯車５４の軸の先端が一段目のキャリア６０の中心の回転支持部６２に接触し、二段目の太陽歯車５７の軸の先端が二段目のキャリア６１の中心の回転支持部６３に接触してスラスト方向の支持する構成としている。また、回転支持部６２，６３での回転摩擦損失を低減するために、一段目の太陽歯車５４の軸の先端や二段目の太陽歯車５７の軸の先端には球面処理を施している。
【００４０】
感光体ドラム１の駆動にこの減速機構を用いた場合、発生する画像のバンディングから許容される速度許容は０〜２００［Ｈｚ］帯域において、おおむね±０．３［％Ｐ−Ｐ］以下の高精度運転が要求され、一般的な位置決め用途の遊星歯車減速機構に比べれば１桁高い値となる。
【００４１】
図３に示すように、感光ドラム１の軸方向の端部には、その感光体ドラム１を回転支持するドラム軸７８が固定されている。このドラム軸７８は、プリンタの本体側板７６の軸受７７によって回転自在に支持されており、副側板７４に支持される遊星歯車減速機構８０の出力軸５１の回転力がジョイント７５を介して伝達されるように構成されている。また、このジョイント７５は、感光体ドラム１の交換を可能にするため、ドラム軸７８の着脱が容易な構成となっている。
【００４２】
遊星歯車減速機構８０の固定内歯歯車５８は、固定ネジ７０によりフランジ５２に対して回転不能に固定されており、フランジ５２の固定内歯歯車５８が固定された側の反対側には感光体ドラム１を駆動するための駆動源であるモータ７３が固定されている。このような構成にすることで、フランジ５２によって固定内歯歯車５８はモータ回転に対して回転不能に固定される。
【００４３】
また、このように、固定内歯歯車５８をモータ７３に対して回転不能に固定すると同時に、遊星歯車減速機構８０をプリンタ本体に固定する必要がある。そのため、本実施形態では、固定内歯歯車５８と一体成形され外周上に複数設置された固定ホルダー２５を介して本体機構固定ネジ７１により遊星歯車減速機構８０を副側板７４に固定している。
【００４４】
また本実施形態においては、固定ネジ７０の挿入部や固定ホルダー２５を、遊星歯車と固定内歯歯車５８との噛み合い領域外に設置している。すなわち、本実施形態のように２ＫＨ型２段構成の場合では、図４に示すように固定ホルダー２５を、一段目の遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との軸方向での噛み合い領域外、且つ、二段目の遊星歯車５６と固定内歯歯車５８との軸方向での噛み合い領域外、である領域Ｆの円筒状本体２６の外周面に設置している。また、固定ネジ７０の挿入領域を、一段目の遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との軸方向での噛み合い領域に達しないように限定している。
【００４５】
このように、遊星歯車５５，５６と固定内歯歯車５８との噛み合い領域外に、固定ホルダー２５の設置位置や固定ネジ７０の挿入位置を設定することで、固定ホルダー２５の設置位置や固定ネジ７０の挿入位置に起因する後述するような固定内歯歯車５８の変形が減速機構の回転変動に与える影響を最小限にすることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、固定ホルダー２５の数や固定ネジ７０の数を、遊星歯車５５や遊星歯車５６などの遊星歯車の個数の非整数倍数としている。例えば、一段目と二段目それぞれの遊星歯車の数が３個の場合、固定ホルダー２５や固定ネジ７０の数は、内歯円周方向に等間隔で４箇所設ける。言い換えれば、円筒状本体２６の外周面に円周方向で等間隔に配置された固定ホルダー２５の数と、固定ネジ７０による固定内歯歯車５８のフランジ５２への固定箇所とを、遊星歯車個数３の非整数倍である４としている。このように固定ホルダー２５や固定ネジ７０の設置個数を遊星歯車５５，５６の個数の非整数倍数にすることで、ネジ締結による歪み変形やフランジ勘合時の歪み変形の箇所を、円筒状本体２６の円周方向において遊星歯車の個数に対して非整数倍にしている。これにより、遊星歯車機構特有の相殺効果が働き、固定ホルダー２５や固定ネジ７０の設置に起因する固定内歯歯車５８の変形が生じても回転変動への影響を低減することが可能である。
【００４７】
さらに、固定内歯歯車５８の樹脂成形において、外周面に形成される補強リブの数や、固定内歯歯車５８の外周面にひけ形成によって生じる凹凸形状の数、金型への樹脂導入部であるピンゲートの数を、同様に固定内歯歯車５８の円周方向に等間隔で非整数倍数としている。なお、固定内歯歯車５８の樹脂成形の詳細については後述する。
【００４８】
次に、溶融樹脂の射出成形による固定内歯歯車５８の製造方法と、成形された固定内歯歯車５８について説明する。図６は固定内歯歯車５８を成形する際に用いる金型１４の構造を示す縦断正面図であり、図７は金型１４を用いて成形されたプラスチック成形品である固定内歯歯車５８を示す平面図である。
【００４９】
金型１４は、固定式の上型１５と可動式の下型１６とから構成され、上型１５の空隙部と下型１６の空隙部とに挟まれた部分にキャビティ１７が形成されている。キャビティ１７は円筒状に形成された空隙であり、このキャビティ１７内に溶融樹脂が射出されて冷却固化されることにより円筒状プラスチック成形品である固定内歯歯車５８が成形される。
【００５０】
上型１５には、溶融樹脂が供給される流路１９と、流路１９内を供給された溶融樹脂がキャビティ１７内に射出される複数個のピンゲート２０とが形成されている。
【００５１】
上型１５と下型１６とにはそれぞれキャビティ１７内に連通される複数個の連通孔２１が形成されている。これらの連通孔２１は、圧縮気体供給源２２に接続されている。連通孔２１の内径寸法、より詳しくは、連通孔２１におけるキャビティ１７に開口する部分の内径寸法は、０．００１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］としている。
【００５２】
図７は、金型１４で形成された円筒状プラスチック成形品である固定内歯歯車５８を示すもので、この固定内歯歯車５８は、円筒状本体２６と、円筒状本体２６の内周側に形成されてキャビティ１７の内周側端部に形成されているギヤの歯部形状が転写された転写部である内周側転写部２４と、円筒状本体２６の外周側に形成されてキャビティ１７の外周側端部に形成されている外周側転写部である固定ホルダー２５とから構成されている。
【００５３】
円筒状本体２６の外側の側面部には、連通孔２１からキャビティ１７内に圧縮気体が供給されることにより形成された複数個の引け凹部２７が等間隔で放射状に配列して形成されている。
【００５４】
なお、図７に示した符号２０ａは、キャビティ１７内へ溶融樹脂の射出が行われたピンゲート２０の痕跡を示したものである。
【００５５】
上述した金型１４を用いて行われる固定内歯歯車５８の成形時においては、溶融樹脂が流路１９内を流れて供給され、この溶融樹脂がピンゲート２０からキャビティ１７内に射出される。キャビティ１７内に射出された溶融樹脂は、各ピンゲート２０を中心にして放射状に広がる。このため、キャビティ１７内に射出された溶融樹脂がキャビティ１７の外周側端部や内周側端部に到達するタイミングにバラツキが生じる。そして、キャビティ１７の外周側端部や内周側端部における溶融樹脂の到達タイミングが遅い箇所では、溶融樹脂の充填量が不足ぎみとなる。
【００５６】
このような円筒状のキャビティ１７の円周方向に等間隔で金型１４に設けられた複数のピンゲート２０の隣り合うピンゲート２０の中間付近に位置する歯部形状の箇所での溶融樹脂の充填不足により、その箇所に対応した固定内歯歯車５８の歯部形状の内周側転写部２４に変形が生じる。このことから、金型１４に設けられたピンゲート２０の数と同じ数だけ固定内歯歯車５８の円周方向にほぼ等間隔で歯部形状の内周側転写部２４に変形が生じることになる。よって、ピンゲート２０の数が固定内歯歯車５８内に円周方向で等間隔に配設される遊星歯車５５の数の整数倍であると、その金型１４で成形された固定内歯歯車５８内でキャリア６０が１回転する間に各遊星歯車５５がほぼ同じタイミングで固定内歯歯車５８の歯部形状の内周側転写部２４の変形箇所に位置する。そのため、キャリア６０が１回転する間に遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との噛み合い不良により生じる回転伝達誤差が、各遊星歯車５５で同じタイミングで発生し大きな回転速度変動となる。
【００５７】
本実施形態においては、金型１４のキャビティ１７内に、遊星歯車５５の数の非整数倍の数だけ金型１４にキャビティ１７の円周方向で等間隔に設けた複数のピンゲート２０から溶融樹脂を射出して成形された固定内歯歯車５８を用いる。これにより、キャリア６０が１回転する間に各遊星歯車５５が固定内歯歯車５８の歯部形状の内周側転写部２４の変形箇所に位置するタイミングを異ならせることができる。よって、キャリア６０が１回転する間に遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との噛み合い不良により生じる回転伝達誤差が、各遊星歯車５５で同じタイミングで発生するのを抑制でき回転速度変動を低減させることができる。
【００５８】
なお、ここではピンゲート２０の数を一段目の遊星歯車５５の数の非整数倍にすることについて説明したが、当然ながら二段目の遊星歯車５６においても、溶融樹脂の充填不足による固定内歯歯車５８の歯部形状の内周側転写部２４の変形に起因する噛み合い不良によって回転伝達誤差が生じるので、ピンゲート２０の数を二段目の遊星歯車５６の数の非整数倍にする。
【００５９】
また、図７に示されたように円筒状本体２６のピンゲート痕跡２０ａ（すなわち、成形時にピンゲート２０に対向した位置）が設置された場合、隣接する２本のピンゲート２０の略中央部に位置して引け凹部２７が形成されている。
【００６０】
非転写面となる引け凹部２７が、歯部形状が転写された内周側転写部２４に発生しないように以下の方法が採用されている。
【００６１】
キャビティ１７内に射出された溶融樹脂は時間の経過とともに冷却固化され、この冷却固化される過程で樹脂圧力が所定の値になったとき、圧縮気体供給源２２を駆動させ、円筒状本体２６の側面部に対向して形成されている連通孔２１からキャビティ１７内へ圧縮気体を吹き付ける。この圧縮気体の吹き付けにより、円筒状本体２６の側面部における連通孔２１に対向している部分には引け凹部２７が形成される。
【００６２】
このような引け凹部２７が形成されることにより、この引け凹部２７の容積に相当する量の溶融樹脂がキャビティ１７の外周側端部や内周側端部に追加して充填される状態となる。そして、この引け凹部２７が形成される位置が、隣接する２本のピンゲート２０の略中央部であってキャビティ１７内に射出された溶融樹脂がキャビティ１７の外周側端部や内周側端部に到達するタイミングが遅れるとともに溶融樹脂の充填量が不足ぎみになる箇所に対応する位置であるので、溶融樹脂の充填量が不足ぎみとなる箇所に溶融樹脂が追加して充填される状態となる。
【００６３】
これにより、キャビティ１７の外周側端部や内周側端部に充填される溶融樹脂の充填量のバラツキを修正して略均一にすることができ、円筒状本体２６の外周側転写部である固定ホルダー２５や内周側転写部２４の歯部形状に波形の凹凸が発生することを防止でき、内周側転写部２４や固定ホルダー２５の成形精度が高い固定内歯歯車５８を得ることができる。
【００６４】
なお、圧縮気体供給源２２の駆動タイミングや出力を調節することにより、圧縮気体の付与量と付与タイミングとを適宜調節することができ、それによって、引け凹部２７の形成領域や深さを調節することができる。このため、引け凹部２７の容積を調節することができ、キャビティ１７の外周側端部や内周側端部へ追加して充填される状態となる溶融樹脂の量を調節することができる。そして、この調節によって円筒状本体２６の外周側転写部である固定ホルダー２５や内周側転写部２４に波形の凹凸が発生することをより確実に防止でき、固定ホルダー２５や内周側転写部２４の成形精度がより高い固定内歯歯車５８を得ることができる。
【００６５】
また、連通孔２１の内径寸法が０．００１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］と小さいので、キャビティ１７内へ射出された溶融樹脂の連通孔２１への入り込みが発生せず、溶融樹脂が連通孔２１内に入り込むことが原因となるバリの発生が防止される。
【００６６】
本実施形態では、円筒状本体２６の円周方向に配置されたピンゲート２０の数を遊星歯車の個数３の非整数倍である８としている。また、引け凹部２７の発生箇所を、円筒状本体外周面の円周方向で遊星歯車の個数３の非整数倍である８箇所としている。これは、転写部は高精度に成形されるものの、若干の転写不良や、円筒状部材全体としては厚みが不均一となるために生じる成形後の歪み変形を、円筒状本体２６の円周方向において、遊星歯車の個数に対して非整数倍とするためである。
【００６７】
固定内歯歯車５８の外周面にネジ止め用の固定ホルダー２５やハウジング勘合用の突起部を複数個、張り出すように設置した形状を射出成形により、一体成形すると、円周方向にわたり厚みが不均一となるために固定内歯歯車５８に歪みが生じる。
【００６８】
円周方向にわたり厚い部分と薄い部分とは５［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］程度の差があるため射出成形後の冷却時間に差が生じ、厚い部分と薄い部分の曲率に差が生じる。この曲率差やそれによる固定内歯歯車５８の歪みは樹脂特性や周辺温度や温度分布条件などで著しく変動するため、一概に歪み形状を示すことはできないが、ネジ止め用の固定ホルダー２５やハウジング勘合用の突起部の個数が３の場合は、真円からおむすび形状に歪み、個数が４の場合は、正方形に歪むことが多い。
【００６９】
このような肉厚の違いによる固定内歯歯車５８の歪み変形を避けるために、射出成形後の冷却をゆっくり時間をかける対策が考えられる。しかしながら、冷却時間をかけることで成形精度は向上するが、成形サイクルが長くなりコスト高となる。そのため、量産性とコスト面とを考えると、固定内歯歯車５８にある程度の歪みが生じることは避けられない。
【００７０】
また、固定内歯歯車５８に要求される精度は、歯車精度等級で、（新ＪＩＳ４級）又はそれ以上であり、精度確保とともに噛み合い振動を低減する狙いから、ヤング率が金属またはエンジニアリングプラスチックより低い適正値であり、かつ粘性のある樹脂材料を選択してこれの成型品によって行う。
【００７１】
高精度な樹脂成型の条件を満たすためには、成型時の流動性を良くするために小型で、極力異形でない形状とすること、部分的な収縮変形を起こさせないために偏肉部を設けないことが重要である。
【００７２】
一方、この様に高精度に成型加工された固定内歯歯車５８は肉厚も薄くなり、組み付け及び運転時には、外力に対して応力変形を受けやすい構造である。そのため、ネジ締結やカシメ等による機械的応力を直接作用させることで円筒状本体２６の円周方向で変形が発生し、その変形により運転時の回転精度の劣化につながる。
【００７３】
仮に、回転精度の劣化の一つとして、それに起因する変動が１秒間にＮ回発生するものとすると、プリント速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］で出力される画像では、Ｖ／Ｎ［ｍｍ］の周期で発生し、これが濃淡として認識され（バンディング現象）、知覚的には大変見苦しいものとなる。
【００７４】
そのため、本実施形態では、円筒状本体２６の円周方向に配置された固定ホルダー２５の数を、一段目の遊星歯車の個数と二段目の遊星歯車それぞれの個数３の非整数倍である４としている。これは、固定内歯歯車５８の成形時の歪み変形を固定内歯歯車５８の円周方向において、一段目の遊星歯車５５の個数と二段目の遊星歯車５６それぞれの個数に対して非整数倍の４箇所とするためである。これにより、キャリア６０が１回転する間に３個の遊星歯車５５それぞれが固定内歯歯車５８の歪み変形箇所に位置するタイミングや、キャリア６１が１回転する間に３個の遊星歯車５６それぞれが固定内歯歯車５８の歪み変形箇所に位置するタイミングを異ならせることができる。よって、キャリア６０，６１が１回転する間に遊星歯車５５，５６と固定内歯歯車５８との噛み合い不良により生じる回転伝達誤差が、各遊星歯車で同じタイミングで発生するのを抑制でき回転速度変動を低減させることができる。
【００７５】
［変形例］
固定ホルダー２５や固定ネジ７０を用いた固定方法の他に、固定ピン７９を用いた固定方法を図８、図９で説明する。
【００７６】
遊星歯車減速機構８１において、固定内歯歯車５８のモータ７３側外周面には複数の固定ピン７９を挿入する挿入孔が円周方向に等間隔で複数設けられており、フランジ９２側にも固定ピン７９を挿入する挿入穴が固定内歯歯車５８に設けられた前記挿入孔と連通するように対応付けられて複数設けられている。固定内歯歯車５８の外周面側から固定内歯歯車５８の前記挿入孔とフランジ９２の前記挿入穴とに固定ピン７９を挿入することで固定内歯歯車５８がフランジ９２に固定される。これにより、フランジ９２に対して固定内歯歯車５８が回転するのを抑制することができる。また、フランジ９２は装置本体に設けられた副側板７４に本体機構固定ネジ７１で固定されており、固定内歯歯車５８からフランジ９２にかかる回転力によりフランジ９２が回転することを防止している。
【００７７】
固定ピン７９が固定内歯歯車５８の挿入孔とフランジ９２の挿入穴との両方に軽圧入されることで、固定内歯歯車５８はガタ無くフランジ９２に固定され、固定ピン７９は固定内歯歯車５８の回り留めだけでなく、はす歯歯車を採用時にはスラスト方向の固定の機能も持つ。
【００７８】
本実施形態では、固定ピン７９の数や固定内歯歯車５８の前記挿入孔の数を、固定内歯歯車５８内に円周方向で等間隔に配設される遊星歯車５５の個数３の非整数倍である４としている。これは、固定内歯歯車５８の前記挿入孔などに固定ピン７９を圧入したときの固定内歯歯車５８の歪み変形を円周方向で遊星歯車５５の個数に対して非整数倍の４箇所とするためである。これにより、固定内歯歯車５８に対する固定ピン７９の挿入位置に起因する固定内歯歯車５８の変形が減速機構の回転変動に与える影響を最小限にすることができる。
【００７９】
上述したように、固定内歯歯車５８の前記挿入孔などに固定ピン７９を圧入したときに、固定内歯歯車５８の前記挿入孔の付近に変形が生じる。このことから、前記挿入孔の数と同じ数だけ固定内歯歯車５８の円周方向にほぼ等間隔で変形が生じることになる。よって、前記挿入孔の数が固定内歯歯車５８内に円周方向で等間隔に配設される遊星歯車５５の数の整数倍であると、固定内歯歯車５８内でキャリア６０が１回転する間に各遊星歯車５５がほぼ同じタイミングで固定内歯歯車５８の変形箇所に位置する。そのため、キャリア６０が１回転する間に遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との噛み合い不良により生じる回転伝達誤差が、各遊星歯車５５で同じタイミングで発生し大きな回転速度変動となる。
【００８０】
それに対し、前記挿入孔の数が固定内歯歯車５８内に円周方向で等間隔に配設される遊星歯車５５の数の非整数倍であるので、キャリアが１回転する間に各遊星歯車５５が固定内歯歯車５８の変形箇所に位置するタイミングを異ならせることができる。よって、キャリアが１回転する間に遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との噛み合い不良により生じる回転伝達誤差が、各遊星歯車５５で同じタイミングで発生するのを抑制でき回転速度変動を低減させることができる。
【００８１】
次に、固定ピン７９による固定方法の利点を以下に説明する。固定内歯歯車５８の変形は、副側板７４への固定するための固定ネジ締結時だけでなく、経時、環境変化で発生する。特に温度、湿度環境の変化による樹脂材料の熱膨張が大きな変形要因となる。プリンタ内の環境は、標準環境の２０［℃］から、定着装置の放熱により約５０［℃］以上まで変化する。
【００８２】
図３に示すように、樹脂材料からなる固定内歯歯車５８とステンレスなどの金属材料からなるフランジ９２や副側板７４とが固定ネジで固定されている場合、樹脂と金属の熱膨張率の違いから、固定内歯歯車５８の熱膨張を固定ネジによって拘束する形となり、固定内歯歯車５８の熱膨張に応じて固定部で大きく変形してしまう。
【００８３】
本実施形態では、この変形も遊星歯車減速機構の回転特性へ影響がないように、遊星歯車５５の個数に対して非整数倍としているが、環境変化が大きく変形量が大きいと影響が無視できない。そこで、固定内歯歯車５８の熱膨張が生じても固定部材で変形が発生しないと同時に、固定内歯歯車５８を確実に固定できる方式としてピン留めを採用している。また、固定ピン７９は固定内歯歯車５８の外周面から挿入する形態で固定内歯歯車５８の熱膨張変化を妨げない。
【００８４】
［実験］
次に、本実施形態における発明の効果について、実測データを基に説明する。表１に本実施形態における２ＫＨ型遊星歯車機構の各歯車の歯数、モジュールを示す。また、入力モータを１２００［ｒｐｍ］で駆動した場合の各部品の回転数及び回転周波数を示す。
【００８５】
【表１】
0005776972.tif 000003
【００８６】
ここでは便宜上、２ＫＨ型１段減速機構を例に説明する。１段減速機構は２段減速機構成に比べ部品数が少なく回転変動要因が少ないため、本発明の効果をより明確に示すことができるためである。なお、２段減速機構成であっても同様の効果が得られる。
【００８７】
まず、遊星歯車５５の数が３個の減速機に、固定内歯歯車５８の外周面に設けた固定ホルダー２５の数を３個とし、金型のピンゲート数を６個、引け凹部２７を６箇所として製作した固定内歯歯車５８を使用した。
【００８８】
固定内歯歯車５８の成形誤差や取り付け時の変形により、キャリアが固定内歯歯車５８を１周回するうちに噛み合い伝達誤差が３周期発生する。この遊星歯車減速機の出力軸５１の回転速度変動率［％ｐｐ］を周波数解析した結果を図１０に示す。
【００８９】
遊星歯車の偏心誤差により遊星自転周期の９［Ｈｚ］の変動成分の他、キャリア回転周期３．５［Ｈｚ］の３次成分である１０．６［Ｈｚ］の変動が顕著に発生している。これは、遊星歯車３個それぞれで、固定内歯歯車５８との噛み合いで発生する伝達誤差が同じ位相で発生するため、回転変動が顕著に生じるためである。
【００９０】
次に、同じ遊星歯車５５が３個の減速機に、固定内歯歯車５８の固定ホルダー２５の数を４個とし、ピンゲート数を８個、引け凹部２７を８箇所として製作した固定内歯歯車５８を使用した。
【００９１】
固定内歯歯車５８の成形誤差や取り付け時の変形により、噛み合い伝達誤差が、キャリア１回転につき４周期発生する。なお、伝達誤差の大きさはほぼ同じ量であった。この遊星歯車減速機の回転変動率を図１１に示す。
【００９２】
遊星自転周期成分は図１０と同じであるが、キャリア回転周期の３次成分はほとんどなく、キャリア４次成分の変動振幅も微小であることがわかる。これは、遊星歯車３個それぞれに固定内歯歯車５８との噛み合いで発生する伝達誤差が、遊星歯車間で異なる位相で発生するため、遊星歯車間で伝達誤差の相殺効果が発生してキャリア４次成分が微小となる。
【００９３】
また、遊星歯車５５の数が４個の減速機において、キャリア１回転につき伝達誤差変動が４周期発生する固定内歯歯車５８を採用した場合の速度変動率を図１２に示し、キャリア１回転につき伝達誤差変動が３周期発生する固定内歯歯車５８を採用した場合を図１３に示す。キャリア１回転につき伝達誤差変動が３周期発生する場合のほうが、キャリア１回転につき伝達誤差変動が４周期発生する場合よりも、キャリア３次成分や４次成分の回転変動の発生が無く、良好な回転精度が得られていることがわかる。
【００９４】
このように、遊星歯車５５の数に対して同じ周期数の伝達誤差を有する固定内歯歯車５８を採用するとその周期に応じた回転変動が生じ、遊星歯車５５の数に対して異なる周期数の伝達誤差を有する固定内歯歯車５８を採用すると回転変動の発生が抑えられるという結果が得られた。
【００９５】
なお、遊星歯車５５の数に対して同じ周期数だけでなく整数倍の周期数においてもその周期に応じた回転変動が生じ、非整数倍の周期数では回転変動が微小であることも確認した。
【００９６】
したがって、固定内歯歯車５８の伝達誤差の発生要因となる、固定ホルダー２５や固定ネジ７０、固定ピン７９、ピンゲート２０の数、引け凹部２７の数等は、遊星歯車５５の数や遊星歯車５６の数に対して非整数倍数とする必要がある。また、併せてその影響を低減するために、噛み合い領域外に固定ホルダー２５や固定ネジ７０や固定ピン７９を設置することが望ましい。
【００９７】
［実施形態２］
本発明の実施対象となる画像形成装置である電子写真方式のカラープリンタ（以下、単にプリンタという）の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成は、実施形態１に係るプリンタの構成と同様なので、その説明は省略する。
【００９８】
図１４は遊星歯車減速機構の２段構成を示す縦断面の模式図であり、図１５は遊星歯車減速機構の一段目の横断面模式図である。
【００９９】
先ず本実施形態における２ＫＨ型２段遊星歯車減速機構の基本構成を示す。
モータに連結される入力軸５０は一端が太陽歯車５４となっており、それに噛み合う一段目の遊星歯車５５が太陽歯車５４の周りを一段目のキャリア６０に支持されて公転する。遊星歯車５５は回転バランスとトルク分担のために同心状に２箇所またはそれ以上の複数個が配置される。
【０１００】
本実施形態では、図１５に示すように一段目の遊星歯車機構に遊星歯車５５を３個、二段目の遊星歯車機構に遊星歯車５６を４個配置しており、その外周軌道では、遊星歯車５５や遊星歯車５６が固定内歯歯車５８と噛み合って回転する。この固定内歯歯車５８は回転不能に固定化されている。なお、固定内歯歯車５８は実施形態１で説明した成型方法によって作製したものを用いている。
【０１０１】
遊星歯車５５は、太陽歯車５４と固定内歯歯車５８との噛み合いによって自転及び公転する。遊星歯車５５を支持するキャリア６０は、太陽歯車５４の回転に対して減速回転し、一段目の減速比が獲得される。キャリア６０の回転中心には、二段目減速機構の入力となる太陽歯車５７が設けられている。二段目の太陽歯車５７は、若干のクリアランスを有する２箇所の回転支持部６２，６３に支持され、浮動支持された状態で回転を行う。
【０１０２】
二段目のキャリア６１に設けられた二段目の遊星歯車５６は、その外周軌道で、前述した一段目と共通の固定化された固定内歯歯車５８との噛み合い回転により、さらに減速回転して二段目のキャリア６１の回転、すなわち出力軸５１の回転となる。
【０１０３】
本実施形態では、固定内歯歯車５８を一段目と二段目とで共通かつ一体構成としている。これにより、一段目と二段目との同軸精度が向上し、各遊星歯車５５，５６が各太陽歯車５４，５７と片当りすることなく、正確に噛み合うことができる。そのため、一段目のキャリア６０と二段目の太陽歯車５７とを一体成形することによる同軸精度向上と回転精度向上や高剛性化がより発揮しやすい構成となっている。
【０１０４】
図１４に示すように、入力軸５０や出力軸５１は、それぞれフランジ５２やエンドキャップ５３に設置された軸受９０，９１にて、スラスト方向の移動が規制される。
【０１０５】
一段目のキャリア６０のスラスト方向への移動を規制するために、一段目の太陽歯車５４の軸の先端が一段目のキャリア６０の中心に接触し、二段目の太陽歯車５７の軸の先端が二段目のキャリア６１の中心に接触してスラスト方向の支持をする構成としている。また、各太陽歯車５４，５７と各キャリア６０，６１との接触部での回転摩擦損失を低減するために、各太陽歯車５４，５７の軸の先端には球面処理を施している。
【０１０６】
遊星歯車減速機構は、感光体ドラム１の駆動や、中間転写ベルト５の駆動部に、駆動源となるモータとともに用いられる。感光体ドラム１の駆動に、この遊星歯車減速機構を用いた場合は、発生する画像のバンディングから許容される速度許容は０〜２００［Ｈｚ］帯域において、おおむね±０．３［％Ｐ−Ｐ］以下の高精度運転が要求される。一般的な、位置決め用途の遊星歯車減速機構に比べれば１桁高い値となる。
【０１０７】
次に、遊星差動歯車減速装置を備える感光体駆動装置について説明する。
図１６は、遊星歯車減速機構付き駆動装置である感光体駆動装置を示したものである。
なお、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ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、感光体ドラム１Ｙの感光体駆動装置について説明する。
【０１０８】
この感光ドラム１Ｙの軸方向の端部には、その感光体ドラム１Ｙを回転支持するドラム軸７８が固定されている。このドラム軸７８は、画像形成装置の本体側板７６の軸受７７によって回転自在に支持されており、副側板７４に支持される遊星歯車減速機構８０の出力軸５１の回転力がジョイント７５を介して伝達されるように構成されている。また、ジョイント７５は、感光体ドラム１Ｙの交換を可能にするために、ドラム軸７８の着脱が容易な構成となっている。
【０１０９】
遊星歯車減速機構８０は、固定内歯歯車５８に一体成形された外周上に複数設置された固定ホルダー２５を介して、本体機構固定ネジ７１によって副側板７４に固定されている。また、固定内歯歯車５８は、固定ネジ７０によってフランジ５２に回転不能に固定されており、フランジ５２の反対側にはモータ７３が固定されている。そして、このフランジ５２によって、固定内歯歯車５８はモータ７３の回転に対して回転不能に固定される。
【０１１０】
なお、駆動対象としては感光体ドラム１の他に中間転写ベルト５や定着ベルトの駆動ローラが挙げられ、これらに対して同様の駆動装置を適用することができる。
【０１１１】
次に、本実施形態の遊星歯車減速機構に用いられる、一段目のキャリアと二段目の太陽歯車との一体成形品について説明する。図１７は、一段目のキャリアと二段目の太陽歯車との一体成形品を示したものである。
【０１１２】
まず、一体成形構成として、図１４に示したように、一段目のキャリア６０は円盤状部材に遊星歯車軸６４を圧入またはインサートして成形したもので、キャリア６０の円盤形状の中心部に二段目の太陽歯車５７を設けて構成したものが挙げられる。この構成の場合、キャリア６０によって遊星歯車軸６４を片側で支持する。そのため、遊星歯車軸６４の荷重によって遊星歯車軸６４が変形したり、遊星歯車軸６４を保持しているキャリア６０が変形したりしやすい。そのため、図１７に示すように、遊星歯車軸６４を軸方向両側で支持するキャリア構成を採用するのが望ましい。
【０１１３】
図１７（ａ）は、一段目のキャリア６０の一部と二段目の太陽歯車５７とを一体成形した構成である。図１４と同様に一段目のキャリア６０の円盤状部材の中心部に二段目の太陽歯車５７が一体成形されたギヤ側部品に、遊星歯車軸６４を両側から支持するためにベース側部品を接着または溶着した構成である。
【０１１４】
遊星歯車軸６４は金属製であり、射出成形時に、ベース側部品にインサートして成形される。組み立て方法としては、ベース側部品に一端側が支持された遊星歯車軸６４の他端側から一段目の遊星歯車５５を遊星歯車軸６４に挿入し、その後、ギヤ側部品を遊星歯車軸６４に挿入することで簡単に組み立てられる。
【０１１５】
また、別の構成として、図１７（ｂ）に示すような、遊星歯車軸６４の軸方向両端それぞれ支持する遊星歯車軸取付孔６５を有する一段目のキャリア６０に、二段目の太陽歯車５７を一体で成形した構成が挙げられる。
【０１１６】
組み立て方法としては、一段目の遊星歯車５５を一段目のキャリア６０の側面部から挿入し、その後、一段目の遊星歯車軸６４を遊星歯車軸取付孔６５に挿入することで簡単に組み立てられる。
【０１１７】
このように遊星歯車軸６４を軸方向両側で支持するキャリア構成を採用することにより、キャリア６０の変形は大幅に低減されるが、完全になくなることはない。一段目のキャリア６０では、３本の遊星歯車軸６４を支持しており、それぞれの遊星歯車軸６４からキャリア回転方向の荷重がかかる。そのため、キャリア６０は遊星歯車軸６４を支持する３箇所からの荷重により、それぞれで局所的な変形が発生したり、三角形状に変形したりすることがある。このようなキャリア６０の変形により、キャリア６０と一体成形されている二段目の太陽歯車５７にも３箇所の局所的な変形や三角形状の変形が発生する。
【０１１８】
また、一段目のキャリア６０で遊星歯車軸６４の軸方向両側を支持するキャリア構成を採用することにより、二段目の太陽歯車５７の姿勢が安定する。キャリア６０で遊星歯車軸６４の軸方向片側を支持するキャリア構成に比べて、太陽歯車５７が摺り木状に振れ回転することがなく、安定して二段目の遊星歯車５６と噛み合うことができる。そのため、回転精度の向上をより発揮しやすくなる。
【０１１９】
次に、本実施形態の一段目のキャリア６０と二段目の太陽歯車５７との一体成形品について、溶融樹脂の射出成形による製造方法とその成形品について説明する。図１８は、金型の構造を示す縦断正面図である。
【０１２０】
金型１４は、固定式の上型２１５と可動式の下型２１６とから構成され、上型２１５の空隙部と下型２１６の空隙部とに挟まれた部分にキャビティ２１７が形成されている。キャビティ２１７は円筒状に形成された空隙であり、このキャビティ２１７内に溶融樹脂が射出されて冷却固化されることによりプラスチック成形品２１８が成形される。
【０１２１】
上型２１５には、溶融樹脂が供給される流路２１９と、流路２１９内を供給された溶融樹脂がキャビティ２１７内に射出される複数個のピンゲート２２０とが形成されている。
【０１２２】
上型２１５と下型２１６とにはそれぞれキャビティ２１７内に連通される複数個の連通孔２２１が形成されている。これらの連通孔２２１は、圧縮気体供給源２２２に接続されている。連通孔２２１の内径寸法、より詳しくは、連通孔２２１におけるキャビティ２１７に開口する部分の内径寸法は、０．００１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］とされている。
【０１２３】
図１９は、金型１４で形成された、キャリアと太陽歯車とが一体化したプラスチック成形品２１８を示すものである。
【０１２４】
このプラスチック成形品２１８は、円盤状キャリアと、円盤状キャリアの中心部に形成されてキャビティ２１７の外周側端部に形成されているギアの歯部形状が転写された転写部である二段目の太陽歯車５７と、円盤状キャリアの側面に形成されて、キャビティ２１７の移動に連動して移動する図示しないスライドコアによって形成されている遊星歯車のホルダー形状が転写された一段目のキャリア６０とから構成されている。
【０１２５】
二段目の太陽歯車５７の歯部の内側の側面部には、連通孔２２１からキャビティ２１７内に圧縮気体が供給されることにより形成された複数個の引け凹部が等間隔で放射状に配列して形成される。その引け凹部形状は、図１９に示すキャビティ２１７内へ溶融樹脂の射出が行われたピンゲート２２０の間に形成される。
【０１２６】
図１９に示されたように、太陽歯車歯部の内側円周方向に３箇所のピンゲート２２０が設置された場合、隣接する２本のピンゲート２２０の略中央部に位置して引け凹部が３箇所形成される。そのため、非転写面となる引け凹部が、歯部形状が転写された外側転写部２２４に発生しないように以下の方法が採用されている。
【０１２７】
上述した金型１４を用いて行われるプラスチック成形品２１８の成形時においては、溶融樹脂が流路２１９内を流れて供給され、この溶融樹脂がピンゲート２２０からキャビティ２１７内に射出される。キャビティ２１７内に射出された溶融樹脂は、各ピンゲート２２０を中心にして放射状に広がる。
【０１２８】
このため、キャビティ２１７内に射出された溶融樹脂がキャビティ２１７の外周側端部や内周側端部に到達するタイミングにバラツキが生じる。そして、キャビティ２１７の外周側端部や内周側端部における溶融樹脂の到達タイミングが遅い箇所では、溶融樹脂の充填量が不足ぎみとなる。
【０１２９】
キャビティ２１７内に射出された溶融樹脂は時間の経過とともに冷却固化され、この冷却固化される過程で樹脂圧力が所定の値になったとき、圧縮気体供給源２２２を駆動させ、円筒状本体の側面部に対向して形成されている連通孔２２１からキャビティ２１７内へ圧縮気体を吹き付ける。この圧縮気体の吹き付けにより、円筒状本体の側面部における連通孔２２１に対向している部分には引け凹部が形成される。
【０１３０】
このような引け凹部が形成されることにより、この引け凹部の容積に相当する量の溶融樹脂がキャビティ２１７の外周側端部や内周側端部に追加して充填される状態となる。そして、この引け凹部が形成される位置が、隣接するピンゲート２２０の略中央部であってキャビティ２１７内に射出された溶融樹脂がキャビティ２１７の外周側端部や内周側端部に到達するタイミングが遅れるとともに溶融樹脂の充填量が不足ぎみになる箇所に対応する位置であるので、溶融樹脂の充填量が不足ぎみとなる箇所に溶融樹脂が追加して充填される状態となる。
【０１３１】
これにより、キャビティ２１７の外周側端部や内周側端部に充填される溶融樹脂の充填量のバラツキを修正して略均一にすることができ、二段目の太陽歯車５７の歯部形状に波形の凹凸が発生することを抑制でき、成形精度が高い円筒状のプラスチック成形品２１８を得ることができる。
【０１３２】
なお、圧縮気体供給源２２２の駆動タイミングや出力を調節することにより、圧縮気体の付与量と付与タイミングとを適宜調節することができ、それによって、引け凹部の形成領域や深さを調節することができる。このため、引け凹部の容積を調節することができ、キャビティ２１７の外周側端部や内周側端部へ追加して充填される状態となる溶融樹脂の量を調節することができる。そして、この調節によって太陽歯車歯部に波形の凹凸が発生することをより確実に防止でき、太陽歯車の歯形成形精度がより高いプラスチック成形品２１８を得ることができる。  
【０１３３】
また、連通孔２２１の内径寸法が０．００１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］と小さいので、キャビティ２１７内へ射出された溶融樹脂の連通孔２２１への入り込みが発生せず、溶融樹脂が連通孔２２１内に入り込むことが原因となるバリの発生が防止される。
【０１３４】
本実施形態では、二段目の太陽歯車５７の円周方向に配置されたピンゲート２２０の数を二段目の遊星歯車５６の個数４の非整数倍比である３としている。また、引け凹部の発生箇所を、太陽歯車５７の内周面の円周方向に遊星歯車５６の個数４の非整数倍比である３箇所としている。これは、転写部は高精度に成形されるものの、若干の転写不良や、円筒状部材全体としては厚みが不均一となるために生じる成形後の歪み変形を円周方向において、遊星歯車５６の個数４に対して非整数倍比の３箇所とするためである。
【０１３５】
二段目の太陽歯車５７の強度向上のために、図１９に示すような張り出すように設置したリブ形状３５を射出成形によって太陽歯車５７と一体成形すると、円周方向にわたってリブ形状３５がある部分と無い部分とで太陽歯車５７の厚みが不均一となる。そのため、太陽歯車５７に歪みが生じる。すなわち、円周方向にわたって太陽歯車５７に厚い部分と薄い部分との肉厚差があるため、射出成形後の溶融樹脂の冷却時間に差が生じ、厚い部分と薄い部分との曲率に差が生じる。この曲率差やそれによる太陽歯車５７の歪みは、樹脂特性や周辺温度や温度分布条件などで著しく変動するため、一概に歪み形状を示すことはできないが、太陽歯車５７に形成したリブ形状３５が３個の場合は真円から三角のおむすび形状に歪み、４個の場合は正方形に歪むことが多い。
【０１３６】
このような肉厚の違いによる太陽歯車５７の歪み変形を避けるために、射出成形後の冷却をゆっくり時間をかける対策が考えられる。しかしながら、冷却時間をかけることで成形精度は向上するが、成形サイクルが長くなり、コスト高となる。そのため、量産性やコストを考えるとある程度の歪みは避けられない。
【０１３７】
本実施形態では、太陽歯車５７のリブ形状３５の数を二段目の遊星歯車５６の個数４の非整数倍比である３としている。これは、上述した成形時の太陽歯車５７の歪み変形を、円周方向において遊星歯車５６の個数４に対して非整数倍比の３箇所とするためである。
【０１３８】
図２０は、本発明の効果発生原理を説明する図である。まず、図２０（ａ）を用いて、二段目の遊星歯車５６の数を３個とし、一段目のキャリア６０及び二段目の太陽歯車５７の成形ピンゲート数を３個、引け凹部を３箇所としてキャリア６０と太陽歯車５７とを一体成型した場合について説明する。
【０１３９】
図２０の（ａ）は、二段目の太陽歯車５７と遊星歯車５６との噛み合い状態を示している。二段目の太陽歯車５７の成形誤差による変形により、噛み合い伝達誤差のピークが、二段目の太陽歯車５７の１回転において３回発生する。このような太陽歯車５７の変形は、一段目の遊星歯車数が３個で、キャリア６０の円盤部材が変形した際にも発生する。太陽歯車５７の変形状態は、図２０の実線で示すように三角形状となっている。
【０１４０】
この遊星歯車減速機の出力軸５１の回転速度波形を解析すると、二段目の太陽歯車５７の回転の３次周期で大きな回転変動が見られる。これは、３個の二段目の遊星歯車５６それぞれに、太陽歯車５７との噛み合いで発生する伝達誤差が同じ位相で発生するために、回転変動が顕著に生じるためである。
【０１４１】
次に、図２０（ｂ）を用いて、二段目の遊星歯車５６の数を４個とし、一段目のキャリア６０及び二段目の太陽歯車５７の成形ピンゲート数を３個、引け凹部を３箇所としてキャリア６０と太陽歯車５７とを一体成型した場合について説明する。
【０１４２】
図２０の（ｂ）は、二段目の太陽歯車５７と遊星歯車５６との噛み合い状態を示している。二段目の太陽歯車５７の成形誤差による変形や荷重による変形は、図２０（ａ）と同様に三角形状である。この遊星歯車減速機の回転変動は、太陽歯車回転周期の３次成分がほとんどなく、太陽歯車回転周期の４次成分の回転変動も微小であった。これは、４個の二段目の遊星歯車５６それぞれに、太陽歯車５７との噛み合いで発生する伝達誤差が異なる位相で発生するため、遊星歯車間で伝達誤差の相殺効果が発生して回転変動が微小となるからである。
【０１４３】
また、二段目の遊星歯車５６の数が３個の減速機において、二段目の太陽歯車５７が１回転に伝達誤差変動が４周期発生するようにピンゲート数４個を採用した場合、太陽歯車５７の回転周期４次成分の回転変動の発生が無く、良好な回転精度が得られる。
【０１４４】
このように、遊星歯車５６の数に対して、同じ周期数の伝達誤差を有する太陽歯車５７を採用するとその周期に応じた回転変動が生じ、異なる周期数の伝達誤差を有する太陽歯車５７を採用すると良好な結果が得られた。また、遊星歯車５６の数に対して、同じ周期数だけでなく整数倍の周期数においてもその周期に応じた回転変動が生じ、非整数倍比の周期数では回転変動が微小であることも確認した。
【０１４５】
したがって、一段目のキャリア６０と一体で成型された二段目の太陽歯車５７の伝達誤差の発生要因となる、キャリア６０に遊星歯車軸６４を介して支持される一段目の遊星歯車５５の数、前記ピンゲート数、前記引け凹部の数等は、二段目の遊星歯車５６の数に対して非整数倍比とすることが望ましい。
【０１４６】
［実施形態３］
本発明の実施対象となる画像形成装置である電子写真方式のカラープリンタ（以下、単にプリンタという）の第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成は、実施形態１に係るプリンタの構成と同様なので、その説明は省略する。
【０１４７】
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ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、感光体ドラム１Ｙの感光体駆動装置１０Ｙについて説明する。  図２１は感光体駆動装置１０Ｙの斜視図であり、図２２は感光体駆動装置１０Ｙの断面図である。
【０１４８】
図２１に示すように、感光体駆動装置１０Ｙは、モータ７３、遊星歯車減速機構８０、ジョイント７５、及び、ドラム軸７８などから構成されている。
【０１４９】
遊星歯車減速機構８０の出力軸５１は、ドラム軸７８とジョイント７５とにより連結固定されている。また、ドラム軸７８には軸受が圧入されており、この軸受を介して図２２に示した装置筐体である前側板７２と本体側板７６に支持位置決めされる構成となっている。
【０１５０】
次に、図２２を用いて遊星歯車減速機構８０の内部構造の詳細について説明する。
本実施形態の遊星歯車減速機構８０は、２ＫＨ型２段構成の遊星歯車機構が用いられている。なお、本実施形態では遊星歯車機構を２段としているが、減速比に応じて３段、４段と段数をさらに重ね合わせることも可能である。
【０１５１】
モータ７３の入力軸５０には、一段目の太陽歯車５４が直接歯切りされて設けられている。この一段目の太陽歯車５４と、内歯固定フランジ４２に固定された固定内歯歯車５８とに噛み合う一段目の遊星歯車５５が、一段目のキャリア６０により支持されて一段目の太陽歯車５４の外周を公転するようになっている。また、一段目の遊星歯車５５は、回転バランスとトルク分担のためにキャリア６０に対して同心状に３箇所配置される。本実施形態では、キャリア６０の周方向で３等分された位置にそれぞれ遊星歯車５５が配置されている（図２３参照）。各遊星歯車５５は、キャリア６０に設けられた遊星歯車軸６４に支持されて自転する。
【０１５２】
一段目の遊星歯車５５は、一段目の太陽歯車５４と固定内歯歯車５８との噛み合いによって自転及び公転し、遊星歯車５５を支持するキャリア６０は、太陽歯車５４の回転に対し減速回転し一段目の減速比が獲得される。
【０１５３】
一段目のキャリア６０の回転中心には、二段目減速機構の入力となる二段目の太陽歯車５７が設けられている。また、キャリア６０には回転支持部はなく、浮動回転を行うようになっている。
【０１５４】
二段目の太陽歯車５７には、一段目から二段目まで一体で形成された固定内歯歯車５８に噛み合う二段目の遊星歯車５６が、二段目のキャリア６１により支持されて、二段目の太陽歯車５７の外周を公転するようになっている。本実施形態では、キャリア６１の周方向で４等分された位置にそれぞれ二段目の遊星歯車５６が配置されている（図２４参照）。
【０１５５】
各遊星歯車５６は、二段目のキャリア６１に設けられた遊星歯車軸６８に支持されて自転及び公転する。
【０１５６】
遊星歯車機構の最終段に相当する二段目のキャリア６１の回転中心には出力軸５１が設けられており、中空円筒上のジョイント７５を介してドラム軸７８と連結されている。
【０１５７】
ここで、二段目のキャリア６１の出力軸５１は、固定内歯歯車５８により位置決めされた内歯歯車キャップ４１に圧入された軸受９１により支持される構成となっている。また、内歯歯車キャップ４１は、固定内歯歯車５８の内周とインローで位置決めされる構成となっている。そのため、出力軸５１は固定内歯歯車５８の中心軸と同軸度を最小化できる構成となっている。
【０１５８】
なお、ジョイント７５については、図２５や図２６に示すような構成があげられる。
図２５に示したジョイント７５は中空円筒形状となっており、ドラム軸７８、遊星歯車減速機構８０の出力軸５１は同じ直径となっており、ジョイント７５はドラム軸７８に圧入され、出力軸５１はすきまばめとなっており、ジョイント７５と段付きねじ４７によってジョイント７５と連結固定される構成となっている。
【０１５９】
一方、図２６に示したジョイント７５は、中央部にスリット７５ａを有しており、出力軸５１はネジ４８により押し曲げられたジョイント７５との摩擦力により連結固定される構成となっている。
【０１６０】
図２５や図２６に示したいずれのジョイント７５の構成も、ジョイント部分によるドラム軸７８と出力軸５１との中心軸のずれを最小化して、駆動伝達できる構成となっている。
【０１６１】
図２２に示すように、上述したモータ７３の入力軸５０は、内歯固定フランジ４２に軸受６７などを介して回転可能に支持されている。また、固定内歯歯車５８は、内歯固定フランジ４２に対してネジ４３によって固定されており、内歯固定フランジ４２は固定内歯歯車５８やモータ７３の固定保持をしている。また、内歯固定フランジ４２は、副側板７４とねじ６５によって固定される構成となっている。
【０１６２】
なお、副側板７４は、本体側板７６にカシメられたスタッド４４により支持位置決めされている。固定内歯歯車５８のモータ側には、内歯歯車中心軸に中空円筒形状のボス６６が設けられており、モータ７３はボス６６の円筒形状内周と軸受６７とがインローによる勘合で位置決めされ、ボス６６の中空円筒形状の外周は内歯固定フランジ４２の孔とインローによる勘合で位置決めされる構成となっている。
【０１６３】
以上の構成とすることで、固定内歯歯車５８を基準として、モータ７３の入力軸５０、内歯固定フランジ４２、遊星歯車減速機構８０の出力軸５１の中心軸をすべて同軸上に配置し、かつ部品寸法のばらつきによる同軸度を最小化することが可能な構成となっている。
【０１６４】
これより、モータ７３の入力軸５０からドラム軸７８まで中心軸をすべて同軸上に配置できかつ、部品寸法のばらつきによる同軸度を最小化することが可能となっている。
【０１６５】
また、感光体ドラム１は、感光体ドラム軸方向両端に設けられたドラムフランジ１ａ，１ｂを介してドラム軸７８に位置決めされる構成となっている。ドラムフランジ１ａ，１ｂの回転中心には孔が設けられており、その孔とドラム軸７８とがインローで位置決めされる。
【０１６６】
また、ドラム軸７８には感光体ドラム１へと駆動伝達をおこなうジョイント４５が圧入されており、ドラムフランジ１ａを介して感光体ドラム１は駆動される構成となっている。
【０１６７】
以上の構成により、モータ７３の入力軸５０、固定内歯歯車５８、二段目のキャリア６１、遊星歯車減速機構８０の出力軸５１、ドラム軸７８、感光体ドラム１の中心軸をすべて同一軸上に配置し、部品寸法のばらつきによる同軸度を最小化できる構成となっている。
【０１６８】
以上の遊星歯車減速機構８０において、モータ７３の入力軸５０、すなわち遊星歯車機構の入力軸に直接歯切りされた一段目の太陽歯車５４と、遊星歯車軸６４、遊星歯車軸６８は金属材料、例えばステンレス鋼や炭素鋼などからなり、その他の一段目の遊星歯車５５、一段目のキャリア６０及び一体で構成された二段目の太陽歯車５７、二段目の遊星歯車５６、二段目のキャリア６１、一段目の遊星歯車５５と二段目の遊星歯車５６と噛み合う共通歯車仕様でありハウジングケースと一体で構成された固定内歯歯車５８は、樹脂材料、例えばポリアセタールなどの成型品で構成されている。
【０１６９】
なお、固定内歯歯車５８は実施形態１で説明した成型方法と略同様の成型方法によって作製するが、後述するようにピンゲート２０の配置の仕方を実施形態１と異ならせている。また、一段目のキャリア６０と二段目の太陽歯車５７との一体成型品は、実施形態２で説明した成型方法によって作製したものを用いることができる。
【０１７０】
本実施形態では、固定内歯歯車５８の真円度変形に関わる条件の数が、各遊星歯車機構の遊星歯車数の非整数倍、または整数倍であっても等配置しないことを特徴とする画像形成装置としているが、ピンゲート２０が４箇所で等配置であり、一段目の遊星歯車５５の個数が４個のときに速度ムラになるメカニズムを図２７〜図３１を用いて説明する。
【０１７１】
図２７（ａ）に固定内歯歯車５８の正面図を示し、図２７（ｂ）に固定内歯歯車５８の側面図を示す。固定内歯歯車５８が樹脂の切削品であったり金属で作成したりした場合には、図２７（ａ）に示すような固定内歯歯車５８を正面から見たときの円筒形状は真円に近い精度となる。
【０１７２】
図２８に固定内歯歯車５８を樹脂で成形する際のピンゲート２０を４つにした際の例を示す。
図２８は、図２７（ｂ）に示した固定内歯歯車５８の図中右側の端面に円筒中心から円周方向で等間隔に４箇所のピンゲート２０を設けている。このようにピンゲート２０を配置して固定内歯歯車５８を樹脂で作成した場合、成形後の固定内歯歯車５８は図２９に示すように厳密に言うと真円形状ではなく４角形形状になる。なお、図２９においては、真円形状との違いをわかりやすくするために大げさに描いている。
【０１７３】
図３０は、固定内歯歯車５８と遊星歯車５５との噛み合いなどについて説明する図である。この固定内歯歯車５８と４個の遊星歯車５５とが噛み合うとき、図３０に示すような固定内歯歯車５８に対する各遊星歯車５５の位置では、太陽歯車５４と遊星歯車５５との軸間距離や、遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との軸間距離に余裕があるため駆動負荷が小さくなる。
【０１７４】
図３１は、図３０に示した固定内歯歯車５８に対する各遊星歯車５５の位置から遊星歯車５５を９０度回転させた場合における、固定内歯歯車５８と遊星歯車５５との噛み合いなどについて説明する図である。
【０１７５】
図３１に示すような固定内歯歯車５８に対する各遊星歯車５５の位置では、太陽歯車５４と遊星歯車５５との軸間距離や、遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との軸間距離が狭く駆動負荷が大きくなる。
【０１７６】
遊星歯車構成は、固定内歯歯車５８に対し、キャリア６０を浮動支持していると調心作用でキャリア６０が移動し駆動負荷の変動幅を小さくする特徴を持っている。しかしながら、固定内歯歯車５８の真円度変形に関わる条件の数（ここでは、固定内歯歯車５８を樹脂で成形する際のピンゲート２０の数）が、各遊星歯車機構の遊星歯車数の整数倍であり円周方向に等間隔に配置されていると、キャリア６０の調心が行えず駆動負荷変動を低減できない。
【０１７７】
図３２にキャリアの回転角度と駆動負荷との相関を示すグラフを示す。
ピンゲート２０を円周方向に等間隔で４箇所、遊星歯車５５を４個の構成のときは、駆動負荷の変動がキャリア１回転（３６０度回転）で４回のピークとなる（固定内歯歯車５８に対する遊星歯車５５の位置が、図３０に示す位置と図３１に示す位置とを４回繰り返す）。この４回の負荷変動はキャリア１回転の４倍の周波数で速度変動となり色ずれやバンディングの原因となる。
【０１７８】
そこで、本実施形態は遊星歯車５５の数と固定内歯歯車５８の真円度変形にかかわる条件の数を非整数倍で円周方向に等間隔に配置するか、前記条件の数を整数倍で円周方向に等間隔で配置しないことで、遊星歯車構成の調心作用を働かせ、駆動負荷変動の値を小さくし良好な画像を得るというものである。
【０１７９】
次に、一段目の遊星歯車機構の遊星歯車５５が３個で、二段目の遊星歯車機構の遊星歯車５６が４個である遊星歯車減速機構８０において、固定内歯歯車５８の真円度変形に関わる条件の数（ピンゲート２０の数、固定部材締結形状３１の数、回り止め形状３０の数）が、各遊星歯車機構の遊星歯車数の非整数倍であり円周方向に等間隔に配置した場合について、図３３を用いて説明する。
【０１８０】
図３３は、本実施形態で用いる樹脂成形された固定内歯歯車５８の斜視図である。固定内歯歯車５８はコップ形状であり、コップ形状の円筒部の内側に円周方向にわたって歯部が成形されている。また、一段目の遊星歯車５５及び二段目の遊星歯車５６が前記歯部と噛み合うように、固定内歯歯車５８の軸方向の長さである円筒幅は長く成形されている。したがって、固定内歯歯車５８は一段目の遊星歯車機構と二段目の遊星歯車機構とに対し共通の固定内歯歯車となる。
【０１８１】
固定内歯歯車５８を一段目の遊星歯車機構と二段目の遊星歯車機構との共通の固定内歯歯車とし、樹脂による一体成形とすることによって、一段目と二段目との固定内歯歯車の中心位置が一致する。これにより、一段目と二段目とが別の固定内歯歯車であり、２つの部品を連結した際に生じる連結誤差や取り付け誤差が生じるのを防止し、回転精度を向上させることができる。また、一段目と二段目との固定内歯歯車のねじれ剛性が、駆動減速機の剛性に大きく寄与するため、一体成形で固定することで、回転力を逃がさずに伝達することができ高剛性化できる。
【０１８２】
固定内歯歯車５８のコップ形状の底の部分には、内歯固定フランジ４２にネジ４３によって固定するためネジ孔が開けられた固定部材締結形状３１、モータから遊星歯車減速機構８０への駆動伝達時に内歯固定フランジ４２に対して固定内歯歯車５８が回転するのを止めるための回り止め形状３０、及び、射出成形時のピンゲート２０が位置する箇所がある。
【０１８３】
ここで、固定部材締結形状３１が、固定内歯歯車５８の円周方向で等間隔に４つ設けられると、固定内歯歯車５８を内歯固定フランジ４２にネジ４３によって固定した時にかかる応力によって、上述したようなピンゲート２０と同様に図２９に示したような固定内歯歯車５８の変形を引き起こす。
【０１８４】
また、回り止め形状３０が、固定内歯歯車５８の円周方向で等間隔に４つ設けられると、モータから遊星歯車減速機構８０への駆動伝達時に回り止め形状３０へ応力がかかることで、上述したピンゲート２０と同様に図２９に示したような固定内歯歯車５８の変形を引き起こす。
【０１８５】
本実施形態では、一段目の遊星歯車機構と二段目の遊星歯車機構とで共通の固定内歯歯車５８を採用し、一段目の遊星歯車５５が３個で二段目の遊星歯車が４個であることから、各遊星歯車の数の非整数倍の数として５を選択し、固定部材締結形状３１の数、回り止め形状３０の数、及び、ピンゲート２０の数をそれぞれ５個とし、円周方向で等間隔に配置した。
【０１８６】
また、射出成形時のピンゲート２０は回り止め形状３０の中央部に配置した。これは、成形時にピンゲート周辺にバリが発生しやすいが、固定内歯歯車５８を内歯固定フランジ４２に固定した際、内歯固定フランジ４２は回り止め形状３０のピンゲート周辺だった箇所に接触しないようになっているため、前記バリが内歯固定フランジ４２に対する固定内歯歯車５８の位置決めに影響しないようにするためである。
【０１８７】
円周方向で等間隔にピンゲート２０を配し、回り止め形状３０や固定部材締結形状３１を円周方向で等間隔に配置することで、固定内歯歯車５８の射出成形時に樹脂の流入が均等になりやすく、固定内歯歯車５８の真円度が得られやすい。また、樹脂の流入の不均等が発生しても固定内歯歯車１周にわたって５箇所（５周期）の不均等が発生するが、一段目の遊星歯車５５や二段目の遊星歯車５６の数と非整数倍であるため、遊星歯車減速機構８０の回転変動となりにくい。
【０１８８】
さらに、固定部材締結形状３１では、ネジ４３によって固定内歯歯車５８が内歯固定フランジ４２に固定される際に圧力を受けて変形しやすい。しかし、この変形箇所も固定内歯歯車１周にわたり５箇所（５周期）であり、一段目の遊星歯車５５や二段目の遊星歯車５６の数と非整数倍であるため、遊星歯車減速機構８０の回転変動となりにくい。
【０１８９】
次に、回り止め形状３０、固定部材締結形状３１、ピンゲート２０の数が、各遊星歯車機構の遊星歯車数の整数倍であり円周方向に等間隔で配置しない場合について説明する。
【０１９０】
図３４に、固定内歯歯車５８の真円度に最も影響しやすいピンゲート２０の数のみを一段目の遊星歯車５５の数と同じ３個として、円周方向に等配置しない例を示す。３箇所のピンゲート２０は、２等辺三角形の頂点の位置関係となるように、５箇所の回り止め形状３０のうちの３箇所の回り止め形状３０それぞれの中央部に配置している。すなわち、３箇所のピンゲート２０を固定内歯歯車５８の円周方向に等間隔で配置しない。これによって、射出成形時の樹脂の流入不均等により、固定内歯歯車５８の形状が２等辺三角形のような形状になる。
【０１９１】
このような形状の固定内歯歯車５８と、固定内歯歯車５８に円周方向に等間隔に配置された３個の遊星歯車５５とが噛み合うとき、各遊星歯車５５にかかる駆動負荷に差が生じるため、キャリアの調心作用で移動し駆動負荷の変動幅を小さくすることができ、遊星歯車減速の回転変動を発生しにくくすることができる。
【０１９２】
また、図３４では、固定内歯歯車５８を成型するときのピンゲート２０の数を一段目の遊星歯車５５の数と同じにし、固定内歯歯車５８の円周方向に等間隔で配置しない構成を示したが、さらに、図３５に示すように、回り止め形状３０や固定部材締結形状３１も一段目の遊星歯車５５の数と同じまたは整数倍にし、固定内歯歯車５８の円周方向に等間隔で配置しない構成にすることで、同様に、各遊星歯車５５にかかる駆動負荷に差が生じるため、キャリアの調心作用で移動し駆動負荷の変動幅を小さくすることができ、遊星歯車減速機構８０の回転変動を発生しにくくすることができる。
【０１９３】
また、固定内歯歯車５８の外周面に円周方向に補強用のリブを形成する場合には、このリブに関しても射出成形時に肉厚差による冷却速度の違いによるひけにつながるため、図２９に示したような固定内歯歯車５８の変形を引き起こす。
【０１９４】
そのため、リブの数を一段目の遊星歯車５５や二段目の遊星歯車５６の数と非整数倍で円周方向に等配置する構成を採用したり、一段目の遊星歯車５５の数の整数倍で円周方向に等配置しない構成を採用したりする。これにより、上述したような遊星歯車にかかる駆動負荷に差が生じるため、キャリアの調心作用で移動し駆動負荷の変動幅を小さくすることができ、遊星歯車減速機構８０の回転変動を発生しにくくすることができる。
【０１９５】
以上、本実施形態によれば、駆動源であるモータ７３と、モータ７３からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車５４、太陽歯車５４と同軸上で配設された固定内歯歯車５８、固定内歯歯車５８内に円周方向で等間隔に配設され太陽歯車５４と固定内歯歯車５８とに噛み合う複数の遊星歯車５５、及び、遊星歯車５５を回転自在に支持するとともに太陽歯車５４や固定内歯歯車５８と同軸上で回転自在なキャリア６０、からなる遊星歯車機構である遊星歯車減速機構８０と、を備え、モータ７３からの回転駆動力を遊星歯車減速機構８０により減速させて、画像形成装置で使用される回転体を駆動する回転駆動装置において、固定内歯歯車５８は、金型１４に形成され内周側端部に歯部形状を有する円筒状のキャビティ内に、遊星歯車５５の数の非整数倍の数だけキャビティの円周方向に等間隔で金型に形成された複数個のピンゲート２０から溶融樹脂を射出することにより成形されたものである。固定内歯歯車５８の射出成形時にピンゲート２０の数に応じて、固定内歯歯車５８の変形が生じやすい。その結果、ピンゲート２０の数に応じた遊星歯車減速機構８０の伝達誤差が発生する。例えば、遊星歯車５５の個数が３個に対してゲートの個数も３個や６個の場合、回転速度変動がキャリア回転の３次成分、６次成分で発生しやすい。一方、遊星歯車５５の個数が３個に対してピンゲート２０の個数が遊星歯車５５の個数の非整数倍である４個や８個の場合、３個の遊星歯車５５それぞれと固定内歯歯車５８との噛み合い伝達誤差の発生位相が異なり、伝達誤差の相殺効果があるため、回転速度変動は微小となる。
また、本実施形態によれば、固定内歯歯車５８の外周面の円周方向に等間隔で遊星歯車５５の数の非整数倍の数だけ凹み部である引け凹部２７を形成した。固定内歯歯車５８の射出成形時に、固定内歯歯車５８の外周面の円周方向に等間隔で形成された引け凹部２７の数に応じて、固定内歯歯車５８の変形が生じやすい。その結果、引け凹部２７の数に応じた遊星歯車減速機構８０の伝達誤差が発生する。例えば、遊星歯車５５の個数が３個に対して引け凹部２７の個数も３個の場合、回転速度変動が発生しやすい。一方、遊星歯車５５の個数が３個に対して引け凹部２７の個数が遊星歯車５５の個数の非整数倍である４個の場合、３個の遊星歯車それぞれと固定内歯歯車５８との噛み合い伝達誤差の発生位相が異なり、伝達誤差の相殺効果があるため、回転速度変動は微小となる。
また、本実施形態によれば、固定内歯歯車５８の外周面の円周方向に等間隔で遊星歯車５５の数の非整数倍の数だけ固定用取り付け部である固定ホルダー２５を一体成形した。溶融樹脂により固定内歯歯車５８の円筒状本体２６と固定ホルダー２５とを一体成形した場合、肉厚が厚い部分と薄い部分との冷却速度差により固定ホルダー２５の数に応じて固定内歯歯車５８の変形が生じやすい。また、取り付け固定時に、固定ホルダー２５の数に応じて変形が生じやすい。その結果、固定ホルダー２５の数に応じた遊星歯車減速機構８０の伝達誤差が発生する。例えば、遊星歯車５５の個数が３個に対して固定ホルダー２５の個数も３個の場合、３個の遊星歯車それぞれと固定内歯歯車５８との噛み合い伝達誤差の発生位相が同じになるため、大きな回転速度変動が発生しやすい。一方、遊星歯車５５の個数が３個に対して固定ホルダー２５の個数が遊星歯車５５の個数の非整数倍である４個の場合、３個の遊星歯車それぞれと固定内歯歯車５８との噛み合い伝達誤差の発生位相が異なり伝達誤差の相殺効果があるため回転速度変動が低減される。
また、本実施形態によれば、遊星歯車減速機構８０は、固定内歯歯車５８内で２段に構成されており、固定ホルダー２５の位置は、一段目の遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との噛み合い領域と、二段目の遊星歯車５５と固定内歯歯車５８の噛み合い領域との間の噛み合い領域外である領域Ｆである。このように、固定ホルダー２５の設置位置を各遊星歯車５５，５６と固定内歯歯車５８との噛み合い領域外とすることで、各遊星歯車５５，５６と固定内歯歯車５８との噛み合い領域における固定内歯歯車５８の変形量を少なくすることができ、固定内歯歯車５８の変形に伴う回転速度変動をより低減させることができる。
また、本実施形態によれば、モータ７３と遊星歯車減速機構８０はフランジ５２を介してネジ部材である固定ネジ７０にて固定されており、固定内歯歯車５８の円周方向に等間隔で遊星歯車５５の数の非整数倍の数だけ固定用ネジ挿入部を設けた。固定内歯歯車５８の固定用ネジ挿入部の穴形状も含めて溶融樹脂により一体成形した場合、固定用ネジ挿入部の数に応じて、固定内歯歯車５８の変形が生じやすい。また、取り付け固定時に、固定用ネジ挿入部の数に応じて変形が生じやすい。その結果、固定用ネジ挿入部の数に応じた遊星歯車減速機構８０の伝達誤差が発生する。遊星歯車５５の個数が３個に対して固定用ネジ挿入部の個数も３個の場合、回転速度変動が発生しやすい。一方、遊星歯車５５の個数が３個に対して固定用ネジ挿入部の個数が遊星歯車５５の個数の非整数倍である４個の場合、３個の遊星歯車それぞれと固定内歯歯車５８との噛み合い伝達誤差の発生位相が異なり伝達誤差の相殺効果があるため、回転速度変動は微小となる。
また、本実施形態によれば、固定用ネジ挿入部の位置は、一段目の遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との噛み合い領域外である。これにより、遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との噛み合い領域における固定内歯歯車５８の変形量が少なくなり、より変動を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、モータ７３と遊星歯車減速機構８１はフランジ９２を介してネジ部材である固定ピン７９にて固定されており、固定内歯歯車５８の円周方向に等間隔で遊星歯車５５の数の非整数倍の数だけ固定用ピン挿入部を設けた。固定内歯歯車５８の固定用ピン挿入部の穴形状も含めて溶融樹脂により一体成形した場合、固定用ピン挿入部の数に応じて、固定内歯歯車５８の変形が生じやすい。また、取り付け固定時に、固定用ピン挿入部の数に応じて変形が生じやすい。その結果、固定用ピン挿入部の数に応じた遊星歯車減速機構８０の伝達誤差が発生する。遊星歯車５５の個数が３個に対して固定用ピン挿入部の個数も３個の場合、回転速度変動が発生しやすい。一方、遊星歯車５５の個数が３個に対して固定用ピン挿入部の個数が遊星歯車５５の個数の非整数倍である４個の場合、３個の遊星歯車それぞれと固定内歯歯車５８との噛み合い伝達誤差の発生位相が異なり伝達誤差の相殺効果があるため、回転速度変動は微小となる。
また、本実施形態によれば、固定用ピン挿入部の位置は、一段目の遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との噛み合い領域外である。これにより、遊星歯車５５と固定内歯歯車５８との噛み合い領域における固定内歯歯車５８の変形量が少なくなり、より変動を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、装置本体に対する固定内歯歯車５８の回り止め部材を、遊星歯車５５の数の非整数倍の数だけ固定内歯歯車５８の外周面の円周方向に等間隔で配置して設けたことで、各遊星歯車５５にかかる駆動負荷に差が生じるため、キャリアの調心作用で移動し駆動負荷の変動幅を小さくすることができ、遊星歯車減速機構８０の回転変動を発生しにくくすることができる。
また、本実施形態によれば、遊星歯車５５の数の非整数倍の数だけ固定内歯歯車５８の外周面の円周方向に等間隔でリブを配置して設けたことで、各遊星歯車５５にかかる駆動負荷に差が生じるため、キャリアの調心作用で移動し駆動負荷の変動幅を小さくすることができ、遊星歯車減速機構８０の回転変動を発生しにくくすることができる。
また、本実施形態によれば、駆動源であるモータ７３と、モータ７３からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車５４、太陽歯車５４と同軸上で配設された固定内歯歯車５８、固定内歯歯車５８内に円周方向で等間隔に配設され太陽歯車５４と固定内歯歯車５８とに噛み合う複数の遊星歯車５５、及び、遊星歯車５５を回転自在に支持するとともに太陽歯車５４や固定内歯歯車５８と同軸上で回転自在なキャリア６０、からなる遊星歯車機構である遊星歯車減速機構８０と、を備え、モータ７３からの回転駆動力を遊星歯車減速機構８０により減速させて、画像形成装置で使用される回転体を駆動する回転駆動装置において、固定内歯歯車５８は、金型１４に形成され内周側端部に歯部形状を有する円筒状のキャビティ内に、遊星歯車５５の数の整数倍の数だけキャビティの円周方向に等間隔で配置されていない、金型に形成された複数個のピンゲート２０から溶融樹脂を射出することにより成形されたものである。これにより、固定内歯歯車５８と、固定内歯歯車５８に円周方向に等間隔に配置された３個の遊星歯車５５とが噛み合うとき、ピンゲート２０の位置と数に応じた固定内歯歯車５８の変形に起因した各遊星歯車５５にかかる駆動負荷に差が生じるため、キャリアの調心作用で移動し駆動負荷の変動幅を小さくすることができ、遊星歯車減速機構８０の回転変動を発生しにくくすることができる。
また、本実施形態によれば、装置本体に対して固定内歯歯車５８を固定させて取り付ける固定用取り付け部である固定部材締結形状３１を、遊星歯車５５の数の整数倍の数だけ固定内歯歯車５８の円周方向に等間隔で配置されないように設けたことで、固定部材締結形状３１の位置と数に応じた固定内歯歯車５８の変形に起因した各遊星歯車５５にかかる駆動負荷に差が生じるため、キャリアの調心作用で移動し駆動負荷の変動幅を小さくすることができ、遊星歯車減速機構８０の回転変動を発生しにくくすることができる。
また、本実施形態によれば、装置本体に対する固定内歯歯車５８の回り止め部材である回り止め形状３０を、遊星歯車５５の数の整数倍の数だけ固定内歯歯車５８の円周方向に等間隔で配置されなように設けたことで、回り止め形状３０の位置と数に応じた固定内歯歯車５８の変形に起因した各遊星歯車５５にかかる駆動負荷に差が生じるため、キャリアの調心作用で移動し駆動負荷の変動幅を小さくすることができ、遊星歯車減速機構８０の回転変動を発生しにくくすることができる。
また、本実施形態によれば、遊星歯車５５の数の整数倍の数だけ固定内歯歯車５８の外周面の円周方向に等間隔で配置されないようにリブを設けたことで、リブの位置と数に応じた固定内歯歯車５８の変形に起因した各遊星歯車５５にかかる駆動負荷に差が生じるため、キャリアの調心作用で移動し駆動負荷の変動幅を小さくすることができ、遊星歯車減速機構８０の回転変動を発生しにくくすることができる。
また、本実施形態によれば、遊星歯車機構は、固定内歯歯車５８内で軸方向に駆動源であるモータ側が一段目であり回転体である感光体ドラム側が二段目となるように二段で構成されており、前記遊星歯車の数は二段目の遊星歯車５６の数であることで、遊星歯車減速機構から感光体ドラムに出力される駆動力の回転変動を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、遊星歯車機構は、固定内歯歯車５８内で軸方向に２段で構成されており、前記遊星歯車の数は、固定内歯歯車５８の軸方向で前記金型に設けられた複数のピンゲート２０から溶融樹脂を射出された側の段である一段目にある遊星歯車５５の数である。これにより、固定内歯歯車５８の真円度に最も影響しやすいピンゲート２０の数に起因する遊星歯車減速機構８０の回転変動を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、遊星歯車機構は、固定内歯歯車５８内で軸方向に２段で構成されており、一段目のキャリア６０と二段目の太陽歯車５７とは、金型に形成されたキャビティ内に前記金型に設けられた複数のピンゲート２２０から溶融樹脂を射出することにより一体で成形されたものであり、二段目の遊星歯車５６の数は一段目の遊星歯車５５の数に対して非整数倍である。これにより、二段目の遊星歯車５６の数が４個に対して、一段目の遊星歯車５５の数が３個の場合、一段目のキャリア６０の円周方向にある３箇所の遊星歯車５５の取り付け部の影響で二段目の太陽歯車５７が変形しても、４個の二段目の遊星歯車５６の噛み合い伝達誤差の発生位相が異なるため、伝達誤差の相殺効果があり、回転速度変動を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、遊星歯車機構は、固定内歯歯車５８内で軸方向に２段で構成されており、一段目のキャリア６０と二段目の太陽歯車５７とは、金型に形成されたキャビティ内に、二段目の遊星歯車５６の数の非整数倍の数だけキャビティ円周方向に等間隔で前記金型に設けられた複数のピンゲート２２０から溶融樹脂を射出することにより一体で成形されたものである。これにより、成型時にピンゲートの数に応じて二段目の太陽歯車５７に変形が生じても、二段目の遊星歯車５６の伝達誤差の発生位相がそれぞれ異なるため、伝達誤差の相殺効果があり、回転速度変動を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、二段目の太陽歯車５７の外周面に設けられた歯部よりも半径方向内側で円周方向に、等間隔で二段目の遊星歯車５６の数の非整数倍の数だけ凹み部を形成したことで、前記凹み部の数に応じて二段目の太陽歯車５７に変形が生じても、二段目の遊星歯車５６の伝達誤差の発生位相がそれぞれ異なるため、伝達誤差の相殺効果があり、回転速度変動を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、二段目の太陽歯車５７の外周面に設けられた歯部よりも半径方向内側で円周方向に、等間隔で二段目の遊星歯車５６の数の非整数倍の数だけリブ形状３５を設けたことで、前記リブ形状３５の数に応じて二段目の太陽歯車５７に変形が生じても、二段目の遊星歯車５６の伝達誤差の発生位相がそれぞれ異なるため、伝達誤差の相殺効果があり、回転速度変動を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、一段目のキャリア６０の一部と二段目の太陽歯車５７とが一体で成形されており、一段目のキャリア６０が一段目の遊星歯車５５の回転軸である遊星歯車軸６４の両端を支持する。これにより、二段目の太陽歯車５７の姿勢が安定するので、キャリア６０で遊星歯車軸６４の軸方向片側を支持するキャリア構成に比べて、太陽歯車５７が摺り木状に振れ回転することがなく、安定して二段目の遊星歯車５６と噛み合うことができる。そのため、回転精度の向上をより発揮しやすくなる。
また、本実施形態によれば、一段目のキャリア６０の全体と二段目の太陽歯車５７とが一体で形成されており、一段目のキャリア６０が一段目の遊星歯車の回転軸である遊星歯車軸６４の両端を支持する。これにより、二段目の太陽歯車５７の姿勢が安定するので、キャリア６０で遊星歯車軸６４の軸方向片側を支持するキャリア構成に比べて、太陽歯車５７が摺り木状に振れ回転することがなく、安定して二段目の遊星歯車５６と噛み合うことができる。そのため、回転精度の向上をより発揮しやすくなる。
また、本実施形態によれば、固定内歯歯車５８は一段目と二段目とが一体で成形されていることで、一段目と二段目との固定内歯歯車の中心位置が一致する。これにより、一段目と二段目とが別の固定内歯歯車であり、２つの部品を連結した際に生じる連結誤差や取り付け誤差が生じるのを防止し、回転精度を向上させることができる。また、一段目と二段目との固定内歯歯車のねじれ剛性が、駆動減速機の剛性に大きく寄与するため、一体成形で固定することで、回転力を逃がさずに伝達することができ高剛性化できる。
また、本実施形態によれば、回転体を備えたプリンタなどの画像形成装置において、前記回転体を駆動する回転駆動手段として、本発明の回転駆動装置を用いたことで、感光体ドラム等の像担持体、中間転写ベルト５や転写ベルト等のベルト部材を駆動する駆動ローラ、記録材等を搬送するための搬送ローラなどの回転体の回転速度変動を低減させることができ、良好な画像形成を行うことができる。
また、本実施形態によれば、上記回転体である像担持体としての感光体ドラム１と、現像手段である現像装置９、帯電手段である帯電器２及びクリーニング手段であるクリーニング装置４の少なくとも一つとが一体形成された、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを有しており、本発明の遊星歯車減速機構８０を有する回転駆動装置を感光体ドラム１の回転駆動に用いたことで、感光体ドラム１の回転速度変動が低減し良好な画像形成を行うことができる。
【符号の説明】
【０１９６】
１      感光体ドラム
１ａ    ドラムフランジ
１ｂ    ドラムフランジ
２      帯電器
３      除電ランプ
４      クリーニング装置
５      中間転写ベルト
６      一次転写ローラ
７      二次転写ローラ
８      定着ローラ対
９      現像装置
１０    感光体駆動装置
１４    金型
１７    キャビティ
２０    ピンゲート
２０ａ  ピンゲート痕跡
２４    内周側転写部
２５    固定ホルダー
２６    円筒状本体
２７    凹部
３０    回り止め形状
３１    固定部材締結形状
３５    リブ形状
４１    内歯歯車キャップ
４２    内歯固定フランジ
４３    ネジ
４４    スタッド
４５    ジョイント
４７    軸受
４８    ネジ
５０    入力軸
５１    出力軸
５２    フランジ
５３    エンドキャップ
５４    太陽歯車
５５    遊星歯車
５６    遊星歯車
５７    太陽歯車
５８    固定内歯歯車
５９    軸受
６０    キャリア
６１    キャリア
６２    回転支持部
６３    回転支持部
６４    軸
６４    遊星歯車軸
６５    遊星歯車軸取付孔
６６    ボス
６７    軸受
６８    遊星歯車軸
７０    固定ネジ
７１    本体機構固定ネジ
７２    前側板
７３    モータ
７４    副側板
７５    ジョイント
７５ａ  スリット
７６    本体側板
７７    軸受
７８    ドラム軸
７９    固定ピン
８０    遊星歯車減速機構
８１    遊星歯車減速機構
９０    軸受
９１    軸受
９２    フランジ
２１５  上型
２１６  下型
２１７  キャビティ
２１８  プラスチック成形品
２１９  流路
２２０  ピンゲート
２２１  連通孔
２２２  圧縮気体供給源
２２４  外側転写部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９７】
【特許文献１】特開２００７−２１２８０６号公報
【図１】
0005776972.tif 000004
【図２】
0005776972.tif 000005
【図３】
0005776972.tif 000006
【図４】
0005776972.tif 000007
【図５】
0005776972.tif 000008
【図６】
0005776972.tif 000009
【図７】
0005776972.tif 000010
【図８】
0005776972.tif 000011
【図９】
0005776972.tif 000012
【図１０】
0005776972.tif 000013
【図１１】
0005776972.tif 000014
【図１２】
0005776972.tif 000015
【図１３】
0005776972.tif 000016
【図１４】
0005776972.tif 000017
【図１５】
0005776972.tif 000018
【図１６】
0005776972.tif 000019
【図１７】
0005776972.tif 000020
【図１８】
0005776972.tif 000021
【図１９】
0005776972.tif 000022
【図２０】
0005776972.tif 000023
【図２１】
0005776972.tif 000024
【図２２】
0005776972.tif 000025
【図２３】
0005776972.tif 000026
【図２４】
0005776972.tif 000027
【図２５】
0005776972.tif 000028
【図２６】
0005776972.tif 000029
【図２７】
0005776972.tif 000030
【図２８】
0005776972.tif 000031
【図２９】
0005776972.tif 000032
【図３０】
0005776972.tif 000033
【図３１】
0005776972.tif 000034
【図３２】
0005776972.tif 000035
【図３３】
0005776972.tif 000036
【図３４】
0005776972.tif 000037
【図３５】
0005776972.tif 000038