JP2017211456A - Drive power transmission mechanism and image formation apparatus with the same - Google Patents

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大二郎 上野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive power transmission mechanism capable of suppressing a helical gear from moving in a thrust direction, and an image formation apparatus with the same.SOLUTION: A driving power transmission mechanism 20 comprises: a multistage gear 21 having a first helical gear 21a and a second helical gear 21b arranged coaxially; a coupling member 22 arranged coaxially with the multistage gear 21 and transmitting drive power to the multistage gear 21; and downstream-side helical gear 23 and 24 meshing with the first helical gear 21a and second helical gear 21b of the multistage gear 21 respectively and receiving drive force transmitted from the multistage gear 21. The first helical gear 21a and second helical gear 21b of the multistage gear 21 have their torsion angles B1 and B2 so set that the total of thrust force generated by the first helical gear 21a and second helical gear 21b is substantially 0.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、複数のはすば歯車を有する多段歯車が設けられた駆動力伝達機構およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a driving force transmission mechanism provided with a multi-stage gear having a plurality of helical gears and an image forming apparatus including the driving force transmission mechanism.

従来、複写機などの画像形成装置に用いる駆動力伝達機構には、多くの歯車が用いられている。歯車の中でもはすば歯車には、静音性の向上、噛み合い率の上昇、回転精度の向上などの効果があることが知られている。   Conventionally, many gears are used in a driving force transmission mechanism used in an image forming apparatus such as a copying machine. Among the gears, it is known that helical gears have effects such as improvement in noise reduction, increase in meshing rate, and improvement in rotational accuracy.

なお、はすば歯車を用いた駆動力伝達機構は、例えば特許文献１に開示されている。   A driving force transmission mechanism using a helical gear is disclosed in Patent Document 1, for example.

特開平７−３１５６５９号公報JP 7-315659 A

しかしながら、はすば歯車を用いると、はすば歯車のねじれ角に応じてスラスト力（軸方向の力）が生じるので、はすば歯車がスラスト方向に移動して摩耗等の弊害が生じるという問題点がある。   However, when a helical gear is used, a thrust force (axial force) is generated in accordance with the helical angle of the helical gear, so that the helical gear moves in the thrust direction and causes adverse effects such as wear. There is a problem.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、はすば歯車がスラスト方向に移動するのを抑制することが可能な駆動力伝達機構およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a driving force transmission mechanism capable of suppressing the movement of a helical gear in the thrust direction, and the same. Is provided.

上記目的を達成するために、本発明の第１の構成の駆動力伝達機構は、同軸上に配置された複数のはすば歯車を有する多段歯車と、多段歯車と同軸上に配置され、多段歯車に駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、多段歯車の各はすば歯車にそれぞれ噛み合い、多段歯車から駆動力が伝達される複数の下流側はすば歯車と、を備える。多段歯車の各はすば歯車のねじれ角は、多段歯車の各はすば歯車に生じるスラスト力の合計が略０になるように設定されている。   In order to achieve the above object, a driving force transmission mechanism according to a first configuration of the present invention includes a multi-stage gear having a plurality of helical gears arranged coaxially, a multi-stage gear arranged coaxially with the multi-stage gear, A driving force transmission member that transmits a driving force to the gear, and a plurality of downstream helical gears that mesh with the helical gears of the multi-stage gear and that transmit the driving force from the multi-stage gear. The helical angle of each helical gear of the multi-stage gear is set so that the total thrust force generated in each helical gear of the multi-stage gear is substantially zero.

本発明の第１の構成によれば、多段歯車の各はすば歯車のねじれ角は、多段歯車の各はすば歯車に生じるスラスト力の合計が略０になるように設定されている。これにより、多段歯車がスラスト方向に移動するのを抑制することができるので、多段歯車の摩耗等の弊害を抑制することができる。   According to the first configuration of the present invention, the helical angle of each helical gear of the multi-stage gear is set so that the sum of the thrust forces generated in the helical gears of the multi-stage gear is substantially zero. Thereby, since it can suppress that a multistage gear moves to a thrust direction, bad effects, such as abrasion of a multistage gear, can be suppressed.

また、多段歯車の各はすば歯車に生じるスラスト力の合計が略０になるように、各はすば歯車のねじれ角を設定する。これにより、各はすば歯車から末端負荷までの減速比および各はすば歯車のピッチ円の直径を変更する必要がなく、各はすば歯車のねじれ角のみを調整すればよいので、駆動力伝達機構およびその周辺装置の大幅な設計変更を行う必要がない。   Further, the helical angle of each helical gear is set so that the total thrust force generated in each helical gear of the multi-stage gear becomes substantially zero. Thus, it is not necessary to change the reduction ratio from each helical gear to the end load and the diameter of the pitch circle of each helical gear, and only the helical angle of each helical gear needs to be adjusted. There is no need to make significant design changes to the force transmission mechanism and its peripheral devices.

本発明の一実施形態の駆動力伝達機構を備えた画像形成装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus including a driving force transmission mechanism according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の駆動力伝達機構周辺の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the driving force transmission mechanism periphery of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の駆動力伝達機構の多段歯車の構造を示した図である。It is the figure which showed the structure of the multistage gear of the driving force transmission mechanism of one Embodiment of this invention. 本発明の変形例の駆動力伝達機構周辺の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the driving force transmission mechanism periphery of the modification of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態の駆動力伝達機構２０を備えた画像形成装置１００の構成を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus 100 including a driving force transmission mechanism 20 according to an embodiment of the present invention.

図１の画像形成装置１００は以下のような構成になっている。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。   The image forming apparatus 100 of FIG. 1 has the following configuration. In the main body of the image forming apparatus 100, four image forming portions Pa, Pb, Pc, and Pd are sequentially arranged from the upstream side in the transport direction (the right side in FIG. 1). These image forming portions Pa to Pd are provided corresponding to images of four different colors (cyan, magenta, yellow, and black), and cyan, magenta, and yellow are respectively performed by charging, exposure, development, and transfer processes. And a black image are sequentially formed.

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。   These image forming portions Pa to Pd are provided with photosensitive drums 1a, 1b, 1c and 1d which carry visible images (toner images) of the respective colors, and are intermediate in the clockwise direction in FIG. A transfer belt 8 is provided adjacent to each of the image forming portions Pa to Pd.

トナー像が転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００本体下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａ及びレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９へと搬送される。   The transfer paper P onto which the toner image is transferred is accommodated in a paper cassette 16 at the lower part of the main body of the image forming apparatus 100, and is conveyed to the secondary transfer roller 9 via the paper feed roller 12a and the registration roller pair 12b. .

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。中間転写ベルト８は、駆動ローラー１０およびテンションローラー１１に張架されている。   Next, the image forming units Pa to Pd will be described. Around and below the photosensitive drums 1a to 1d arranged to be rotatable, chargers 2a, 2b, 2c and 2d for charging the photosensitive drums 1a to 1d, and image information to each of the photosensitive drums 1a to 1d. The exposure unit 4 for exposing the toner, the developing units 3a, 3b, 3c and 3d for forming toner images on the photosensitive drums 1a to 1d, and the developer (toner) remaining on the photosensitive drums 1a to 1d are removed. Cleaning devices 5a, 5b, 5c and 5d are provided. The intermediate transfer belt 8 is stretched around a driving roller 10 and a tension roller 11.

次に、画像形成装置１００における画像形成手順について説明する。ユーザーにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光ユニット４によって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。   Next, an image forming procedure in the image forming apparatus 100 will be described. When the start of image formation is input by the user, first, the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d are uniformly charged by the chargers 2a to 2d. Next, the exposure unit 4 irradiates the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d to form electrostatic latent images corresponding to the image signals on the photosensitive drums 1a to 1d. Each of the developing units 3a to 3d is filled with a predetermined amount of cyan, magenta, yellow, and black toner by a replenishing device (not shown). The toner is supplied onto the photosensitive drums 1a to 1d by the developing units 3a to 3d and electrostatically attached, whereby a toner image corresponding to the electrostatic latent image formed by exposure from the exposure unit 4 is formed. It is formed.

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置５ａ〜５ｄにより除去される。   The primary transfer rollers 6a to 6d apply an electric field at a predetermined transfer voltage between the primary transfer rollers 6a to 6d and the photosensitive drums 1a to 1d, and cyan, magenta, yellow, and yellow on the photosensitive drums 1a to 1d. A black toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 8. These four color images are formed with a predetermined positional relationship predetermined for forming a predetermined full-color image. Thereafter, the toner remaining on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d is removed by the cleaning devices 5a to 5d in preparation for the subsequent formation of a new electrostatic latent image.

後述する駆動モーター３０による駆動ローラー１０の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。   When the intermediate transfer belt 8 starts to rotate in the clockwise direction with the rotation of the drive roller 10 by the drive motor 30 described later, the transfer paper P is provided adjacent to the intermediate transfer belt 8 from the registration roller 12b at a predetermined timing. The full color image is transferred to the secondary transfer roller 9. The transfer paper P onto which the toner image is transferred is conveyed to the fixing unit 7.

定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面印刷された後に）、排出ローラー１５によって排出トレイ１７に排出される。   The transfer paper P conveyed to the fixing unit 7 is heated and pressed by a pair of fixing rollers, and the toner image is fixed on the surface of the transfer paper P, thereby forming a predetermined full-color image. The transfer paper P on which the full-color image is formed is distributed in the transport direction by the branching section 14 and is discharged to the discharge tray 17 by the discharge roller 15 as it is (or after being sent to the double-sided conveyance path 18 and printed on both sides). The

次に、駆動力伝達機構２０の構造について説明する。   Next, the structure of the driving force transmission mechanism 20 will be described.

駆動力伝達機構２０は図２に示すように、多段歯車２１と、多段歯車２１と同軸上に配置され、多段歯車２１に駆動力を伝達するカップリング部材（駆動力伝達部材）２２と、多段歯車２１から駆動力が伝達される複数（ここでは２つ）の下流側はすば歯車２３および２４と、によって構成されている。   As shown in FIG. 2, the driving force transmission mechanism 20 includes a multi-stage gear 21, a coupling member (driving force transmission member) 22 that is disposed coaxially with the multi-stage gear 21, and that transmits the driving force to the multi-stage gear 21. A plurality (two in this case) of the downstream side to which the driving force is transmitted from the gear 21 is constituted by helical gears 23 and 24.

多段歯車２１は、同軸上に配置された複数（ここでは２つ）のはすば歯車（第１はすば歯車２１ａおよび第２はすば歯車２１ｂ）を有する２段歯車からなり、樹脂により一体で形成されている。   The multi-stage gear 21 is a two-stage gear having a plurality of (here, two) helical gears (the first helical gear 21a and the second helical gear 21b) arranged on the same axis. It is integrally formed.

カップリング部材２２は、ギア列等を介して駆動モーター（駆動源）３０に連結されており、駆動モーター３０から駆動力が伝達される。また、カップリング部材２２は、多段歯車２１の側面に形成された凹凸（図示せず）と係合しており、駆動モーター３０からの駆動力を多段歯車２１に伝達する。   The coupling member 22 is connected to a drive motor (drive source) 30 via a gear train or the like, and a drive force is transmitted from the drive motor 30. Further, the coupling member 22 is engaged with unevenness (not shown) formed on the side surface of the multi-stage gear 21, and transmits the driving force from the drive motor 30 to the multi-stage gear 21.

下流側はすば歯車２３は、多段歯車２１の第１はすば歯車２１ａと噛み合っている。また、下流側はすば歯車２３は、ギア列等を介して現像ユニット３ａ〜３ｄ（第１末端負荷）に連結されており、第１はすば歯車２１ａからの駆動力を現像ユニット３ａ〜３ｄに伝達する。   The downstream helical gear 23 meshes with the first helical gear 21 a of the multi-stage gear 21. Further, the downstream helical gear 23 is connected to the developing units 3a to 3d (first end load) via a gear train or the like, and the driving force from the first helical gear 21a is applied to the developing units 3a to 3d. 3d.

下流側はすば歯車２４は、多段歯車２１の第２はすば歯車２１ｂと噛み合っている。また、下流側はすば歯車２４は、ギア列等を介して中間転写ベルト８（第２末端負荷）の駆動ローラー１０に連結されており、第２はすば歯車２１ｂからの駆動力を中間転写ベルト８に伝達する。   The downstream helical gear 24 meshes with the second helical gear 21 b of the multi-stage gear 21. Further, the downstream helical gear 24 is connected to the driving roller 10 of the intermediate transfer belt 8 (second end load) via a gear train or the like, and the driving force from the second helical gear 21b is intermediated. It is transmitted to the transfer belt 8.

また、多段歯車２１の第１はすば歯車２１ａおよび第２はすば歯車２１ｂは、ねじれ方向が互いに異なっており、第１はすば歯車２１ａは左ねじれになっており、第２はすば歯車２１ｂは右ねじれになっている。このため、図２の白抜き矢印方向に多段歯車２１が回転すると、第１はすば歯車２１ａには図２の上方向へのスラスト力が生じ、第２はすば歯車２１ｂには図２の下方向へのスラスト力が生じる。   Further, the first helical gear 21a and the second helical gear 21b of the multi-stage gear 21 have different twist directions, the first helical gear 21a is left-twisted, and the second helical gear 21b. The gear 21b is right-handed. Therefore, when the multi-stage gear 21 rotates in the direction of the white arrow in FIG. 2, the first helical gear 21a generates a thrust force in the upward direction of FIG. 2, and the second helical gear 21b has FIG. A downward thrust force is generated.

そこで、本実施形態では、多段歯車２１の第１はすば歯車２１ａおよび第２はすば歯車２１ｂのねじれ角を、第１はすば歯車２１ａおよび第２はすば歯車２１ｂに生じるスラスト力の合計が略０になるように設定している。   Therefore, in the present embodiment, the first helical gear 21a and the second helical gear 21b of the multi-stage gear 21 are set to the torsion angles, and the thrust force generated in the first helical gear 21a and the second helical gear 21b. Is set to be substantially zero.

具体的には、現像ユニット３ａ〜３ｄを駆動するために必要な第１末端トルクをＴ１［Ｎ・ｍｍ］、中間転写ベルト８を駆動するために必要な第２末端トルクをＴ２［Ｎ・ｍｍ］、第１はすば歯車２１ａから現像ユニット３ａ〜３ｄまでの減速比をＸ１、第２はすば歯車２１ｂから中間転写ベルト８までの減速比をＸ２、とすると、第１はすば歯車２１ａに作用するトルクは、Ｔ１／Ｘ１［Ｎ・ｍｍ］となり、第２はすば歯車２１ｂに作用するトルクは、Ｔ２／Ｘ２［Ｎ・ｍｍ］となる。   Specifically, the first terminal torque required to drive the developing units 3a to 3d is T1 [N · mm], and the second terminal torque required to drive the intermediate transfer belt 8 is T2 [N · mm. If the reduction ratio from the first helical gear 21a to the developing units 3a to 3d is X1, and the reduction ratio from the second helical gear 21b to the intermediate transfer belt 8 is X2, the first helical gear The torque acting on 21a is T1 / X1 [N · mm], and the torque acting on the second helical gear 21b is T2 / X2 [N · mm].

また、第１はすば歯車２１ａのピッチ円の直径をＤ１［ｍｍ］、第２はすば歯車２１ｂのピッチ円の直径をＤ２［ｍｍ］、とすると、第１はすば歯車２１ａに作用する接線力は、（Ｔ１／Ｘ１）／（Ｄ１／２）［Ｎ］となり、第２はすば歯車２１ｂに作用する接線力は、（Ｔ２／Ｘ２）／（Ｄ２／２）［Ｎ］となる。   Further, if the diameter of the pitch circle of the first helical gear 21a is D1 [mm] and the diameter of the pitch circle of the second helical gear 21b is D2 [mm], the first helical gear 21a acts on the first helical gear 21a. The tangential force to be applied is (T1 / X1) / (D1 / 2) [N], and the tangential force acting on the second helical gear 21b is (T2 / X2) / (D2 / 2) [N]. Become.

また、第１はすば歯車２１ａのねじれ角をＢ１［°］、第２はすば歯車２１ｂのねじれ角をＢ２［°］、とすると、第１はすば歯車２１ａに作用するスラスト力は、｛（Ｔ１／Ｘ１）／（Ｄ１／２）｝×ｔａｎ（Ｂ１）［Ｎ］となり、第２はすば歯車２１ｂに作用するスラスト力は、｛（Ｔ２／Ｘ２）／（Ｄ２／２）｝×ｔａｎ（Ｂ２）［Ｎ］となる。   If the first helical gear 21a has a twist angle B1 [°] and the second helical gear 21b has a twist angle B2 [°], the thrust force acting on the first helical gear 21a is {(T1 / X1) / (D1 / 2)} × tan (B1) [N], and the thrust force acting on the second helical gear 21b is {(T2 / X2) / (D2 / 2). } × tan (B2) [N].

このため、第１はすば歯車２１ａのねじれ角Ｂ１および第２はすば歯車２１ｂのねじれ角Ｂ２は、
｛（Ｔ１／Ｘ１）／（Ｄ１／２）｝×ｔａｎ（Ｂ１）＋｛（Ｔ２／Ｘ２）／（Ｄ２／２）｝×ｔａｎ（Ｂ２）＝０
の関係を略満たすように形成されている。 Therefore, the twist angle B1 of the first helical gear 21a and the twist angle B2 of the second helical gear 21b are
{(T1 / X1) / (D1 / 2)} × tan (B1) + {(T2 / X2) / (D2 / 2)} × tan (B2) = 0
It is formed so as to substantially satisfy the relationship.

なお、本明細書および特許請求の範囲において、ねじれ角とは図３に示すように、反時計回り方向を正方向とした場合の回転軸に対する歯の角度を意味する。すなわち、左ねじれの場合（第１はすば歯車２１ａの場合）は回転軸と歯とのなす角のうちの小さい方の角（Ｂ１）を意味し、右ねじれの場合（第２はすば歯車２１ｂの場合）は回転軸と歯とのなす角のうちの大きい方の角（Ｂ２）を意味する。また、ねじれ角を、時計回り方向を正方向とした場合の回転軸に対する歯の角度としてもよい。   In addition, in this specification and a claim, as shown in FIG. 3, a twist angle means the angle of the tooth | gear with respect to a rotating shaft when a counterclockwise direction is made into a positive direction. That is, in the case of left twist (in the case of the first helical gear 21a), it means the smaller angle (B1) of the angles formed by the rotating shaft and the teeth, and in the case of right twist (the second helical gear 21a). (In the case of the gear 21b) means the larger angle (B2) of the angles formed by the rotating shaft and the teeth. The twist angle may be a tooth angle with respect to the rotation axis when the clockwise direction is a positive direction.

次に、ねじれ角Ｂ１およびＢ２の設定方法について具体的な数値を用いて説明する。   Next, a method for setting the twist angles B1 and B2 will be described using specific numerical values.

例えば、第１末端トルクＴ１を１００［Ｎ・ｍｍ］、第２末端トルクＴ２を２００［Ｎ・ｍｍ］、減速比Ｘ１を５、減速比Ｘ２を６、ピッチ円の直径Ｄ１を２６．５０［ｍｍ］、ピッチ円の直径Ｄ２を１４．９１［ｍｍ］、とする。このとき、上述したように、第１はすば歯車２１ａに作用するスラスト力は、｛（１００／５）／（２６．５０／２）｝×ｔａｎ（Ｂ１）≒１．５１×ｔａｎ（Ｂ１）［Ｎ］となり、第２はすば歯車２１ｂに作用するスラスト力は、｛（２００／６）／（１４．９１／２）｝×ｔａｎ（Ｂ２）≒４．４７×ｔａｎ（Ｂ２）［Ｎ］となる。   For example, the first end torque T1 is 100 [N · mm], the second end torque T2 is 200 [N · mm], the reduction ratio X1 is 5, the reduction ratio X2 is 6, and the pitch circle diameter D1 is 26.50 [ mm], and the pitch circle diameter D2 is 14.91 [mm]. At this time, as described above, the thrust force acting on the first helical gear 21a is {(100/5) / (26.50 / 2)} × tan (B1) ≈1.51 × tan (B1 ) [N], and the thrust force acting on the second helical gear 21b is {(200/6) / (14.91 / 2)} × tan (B2) ≈4.47 × tan (B2) [ N].

このため、ねじれ角Ｂ１およびＢ２を、
１．５１×ｔａｎ（Ｂ１）＋４．４７×ｔａｎ（Ｂ２）＝０
の関係を略満たすように形成すればよい。 For this reason, the twist angles B1 and B2 are
1.51 × tan (B1) + 4.47 × tan (B2) = 0
It is sufficient to form so as to substantially satisfy the relationship.

例えば、第１はすば歯車２１ａのねじれ角Ｂ１を１５［°］にする場合、第２はすば歯車２１ｂのねじれ角Ｂ２を約１７４．８［°］にすればよい。なお、上記式の関係をより満たすように、ねじれ角Ｂ１およびＢ２を小数点以下の位まで設定することが好ましいが、四捨五入により小数点以下を無くして、例えば上記の例ではねじれ角Ｂ２を１７５［°］に設定してもよい。   For example, when the twist angle B1 of the first helical gear 21a is set to 15 [°], the twist angle B2 of the second helical gear 21b may be set to about 174.8 [°]. Note that the twist angles B1 and B2 are preferably set to the decimal place so as to satisfy the relationship of the above formula. However, by rounding off the decimal point, the twist angle B2 is set to 175 [° in the above example, for example. ] May be set.

本実施形態では、上記のように、多段歯車２１の第１はすば歯車２１ａおよび第２はすば歯車２１ｂのねじれ角Ｂ１およびＢ２は、第１はすば歯車２１ａおよび第２はすば歯車２１ｂに生じるスラスト力の合計が略０になるように設定されている。これにより、多段歯車２１がスラスト方向に移動するのを抑制することができるので、多段歯車２１の摩耗等の弊害を抑制することができる。   In the present embodiment, as described above, the first helical gear 21a and the second helical gear 21b of the multi-stage gear 21 have the torsion angles B1 and B2 that are equal to the first helical gear 21a and the second helical gear 21b. The total thrust force generated in the gear 21b is set to be substantially zero. Thereby, since it can suppress that the multistage gear 21 moves to a thrust direction, harmful effects, such as abrasion of the multistage gear 21, can be suppressed.

また、第１はすば歯車２１ａおよび第２はすば歯車２１ｂに生じるスラスト力の合計が略０になるように、ねじれ角Ｂ１およびＢ２を設定する。これにより、減速比Ｘ１、Ｘ２およびピッチ円の直径Ｄ１、Ｄ２を変更する必要がなく、ねじれ角Ｂ１およびＢ２のみを調整すればよいので、駆動力伝達機構２０およびその周辺装置の大幅な設計変更を行う必要がない。   Further, the torsion angles B1 and B2 are set so that the total thrust force generated in the first helical gear 21a and the second helical gear 21b is substantially zero. Thus, it is not necessary to change the reduction ratios X1, X2 and the pitch circle diameters D1, D2, and only the torsion angles B1 and B2 need be adjusted. There is no need to do.

また、上記のように、第１末端トルクをＴ１、第２末端トルクをＴ２、第１はすば歯車２１ａから現像ユニット３ａ〜３ｄまでの減速比をＸ１、第２はすば歯車２１ｂから中間転写ベルト８までの減速比をＸ２、第１はすば歯車２１ａのピッチ円の直径をＤ１、第２はすば歯車２１ｂのピッチ円の直径をＤ２、第１はすば歯車２１ａのねじれ角をＢ１、第２はすば歯車２１ｂのねじれ角をＢ２、とすると、ねじれ角Ｂ１およびＢ２は、
｛（Ｔ１／Ｘ１）／（Ｄ１／２）｝×ｔａｎ（Ｂ１）＋｛（Ｔ２／Ｘ２）／（Ｄ２／２）｝×ｔａｎ（Ｂ２）＝０
の関係を略満たす。これにより、多段歯車２１が２段歯車からなる場合に、第１はすば歯車２１ａおよび第２はすば歯車２１ｂに生じるスラスト力の合計を容易に略０にすることができる。 Further, as described above, the first end torque is T1, the second end torque is T2, the reduction ratio from the first helical gear 21a to the developing units 3a to 3d is X1, and the second helical gear 21b is intermediate. The reduction ratio to the transfer belt 8 is X2, the diameter of the pitch circle of the first helical gear 21a is D1, the diameter of the pitch circle of the second helical gear 21b is D2, and the twist angle of the first helical gear 21a. Is B1, and the helical angle of the second helical gear 21b is B2, and the helical angles B1 and B2 are
{(T1 / X1) / (D1 / 2)} × tan (B1) + {(T2 / X2) / (D2 / 2)} × tan (B2) = 0
The relationship of is substantially satisfied. Thereby, when the multi-stage gear 21 is a two-stage gear, the total thrust force generated in the first helical gear 21a and the second helical gear 21b can be easily made substantially zero.

また、上記のように、駆動力伝達部材としてカップリング部材２２を用いることによって、多段歯車２１に同軸上から駆動力を容易に伝達することができる。   Further, as described above, by using the coupling member 22 as the driving force transmission member, it is possible to easily transmit the driving force to the multistage gear 21 from the same axis.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

例えば、上記実施形態では、カラープリンターに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、モノクロプリンター、カラー複写機、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、複数のはすば歯車を有する多段歯車が設けられた駆動力伝達機構を備えた種々の画像形成装置に本発明を適用できる。また、複数のはすば歯車を有する多段歯車が設けられた駆動力伝達機構を備えた種々の装置に本発明を適用できる。   For example, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a color printer has been described, but the present invention is not limited to this. Needless to say, the present invention is applied to various image forming apparatuses having a driving force transmission mechanism provided with a multi-stage gear having a plurality of helical gears, such as a monochrome printer, a color copying machine, a monochrome copying machine, a digital multifunction machine, and a facsimile machine. The invention can be applied. In addition, the present invention can be applied to various devices including a driving force transmission mechanism provided with a multi-stage gear having a plurality of helical gears.

また、上記実施形態では、多段歯車２１が２つのはすば歯車を有する２段歯車からなる例について示したが、本発明はこれに限らず、多段歯車２１は３つ以上のはすば歯車を有するように形成されていてもよい。例えば、図４に示した本発明の変形例の駆動力伝達機構２０のように、多段歯車２１を、少なくとも１つがねじれ方向の異なる第１はすば歯車２１ａ、第２はすば歯車２１ｂおよび第３はすば歯車２１ｃを有する３段歯車により形成してもよい。この場合、上記実施形態の構成に加えて、第３はすば歯車２１ｃから下流側はすば歯車２５を介して駆動力が伝達される感光体ドラム１ａ〜１ｄ（第３末端負荷）を駆動するために必要な第３末端トルクをＴ３、第３はすば歯車２１ｃから感光体ドラム１ａ〜１ｄまでの減速比をＸ３、第３はすば歯車２１ｃのピッチ円の直径をＤ３、第３はすば歯車２１ｃのねじれ角をＢ３、とすると、ねじれ角Ｂ１、Ｂ２およびＢ３は、
｛（Ｔ１／Ｘ１）／（Ｄ１／２）｝×ｔａｎ（Ｂ１）＋｛（Ｔ２／Ｘ２）／（Ｄ２／２）｝×ｔａｎ（Ｂ２）＋｛（Ｔ３／Ｘ３）／（Ｄ３／２）｝×ｔａｎ（Ｂ３）＝０
の関係を略満たすように構成される。これにより、多段歯車２１が３段歯車からなる場合に、第１はすば歯車２１ａ、第２はすば歯車２１ｂおよび第３はすば歯車２１ｃに生じるスラスト力の合計を容易に略０にすることができる。 In the above embodiment, the multi-stage gear 21 is shown as an example of a two-stage gear having two helical gears. However, the present invention is not limited to this, and the multi-stage gear 21 has three or more helical gears. It may be formed to have For example, as in the driving force transmission mechanism 20 of the modification of the present invention shown in FIG. 4, the multi-stage gear 21 includes at least one helical gear 21a, second helical gear 21b, The third may be formed by a three-stage gear having a helical gear 21c. In this case, in addition to the configuration of the above-described embodiment, the photosensitive drums 1a to 1d (third end load) to which the driving force is transmitted from the third helical gear 21c via the downstream helical gear 25 are driven. T3 is the third terminal torque required to achieve this, the reduction ratio from the third helical gear 21c to the photosensitive drums 1a to 1d is X3, the diameter of the pitch circle of the third helical gear 21c is D3, When the helical angle of the helical gear 21c is B3, the helical angles B1, B2 and B3 are
{(T1 / X1) / (D1 / 2)} × tan (B1) + {(T2 / X2) / (D2 / 2)} × tan (B2) + {(T3 / X3) / (D3 / 2) } × tan (B3) = 0
It is configured to substantially satisfy the relationship. Thus, when the multi-stage gear 21 is a three-stage gear, the total thrust force generated in the first helical gear 21a, the second helical gear 21b, and the third helical gear 21c can be easily reduced to substantially zero. can do.

また、上記実施形態および変形例では、第１末端負荷を現像ユニット３ａ〜３ｄ、第２末端負荷を中間転写ベルト８、第３末端負荷を感光体ドラム１ａ〜１ｄとした例について示したが、本発明はこれに限らない。第１末端負荷、第２末端負荷、第３末端負荷として、現像ユニット３ａ〜３ｄ、中間転写ベルト８、感光体ドラム１ａ〜１ｄ以外の負荷を設けてもよい。   In the above-described embodiment and modification, the first end load is the developing units 3a to 3d, the second end load is the intermediate transfer belt 8, and the third end load is the photosensitive drums 1a to 1d. The present invention is not limited to this. As the first end load, the second end load, and the third end load, loads other than the developing units 3a to 3d, the intermediate transfer belt 8, and the photosensitive drums 1a to 1d may be provided.

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（第３末端負荷）
３ａ〜３ｄ 現像ユニット（第１末端負荷）
８ 中間転写ベルト（第２末端負荷）
２０ 駆動力伝達機構
２１ 多段歯車
２１ａ 第１はすば歯車（はすば歯車）
２１ｂ 第２はすば歯車（はすば歯車）
２１ｃ 第３はすば歯車（はすば歯車）
２２ カップリング部材（駆動力伝達部材）
２３、２４、２５ 下流側はすば歯車
１００ 画像形成装置
Ｂ１、Ｂ２ ねじれ角 1a to 1d Photosensitive drum (third end load)
3a-3d Development unit (first end load)
8 Intermediate transfer belt (second end load)
20 driving force transmission mechanism 21 multi-stage gear 21a first helical gear (helical gear)
21b Second helical gear (helical gear)
21c 3rd helical gear (helical gear)
22 Coupling member (driving force transmission member)
23, 24, 25 Helical gears on the downstream side 100 Image forming apparatus B1, B2 Helix angle

Claims (5)

同軸上に配置された複数のはすば歯車を有する多段歯車と、
前記多段歯車と同軸上に配置され、前記多段歯車に駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、
前記多段歯車の各はすば歯車にそれぞれ噛み合い、前記多段歯車から駆動力が伝達される複数の下流側はすば歯車と、
を備え、
前記多段歯車の各はすば歯車のねじれ角は、前記多段歯車の各はすば歯車に生じるスラスト力の合計が略０になるように設定されていることを特徴とする駆動力伝達機構。 A multi-stage gear having a plurality of helical gears arranged on the same axis;
A driving force transmission member disposed coaxially with the multi-stage gear and transmitting a driving force to the multi-stage gear;
Each of the multi-stage gears meshes with each helical gear, and a plurality of downstream helical gears to which driving force is transmitted from the multi-stage gears,
With
2. A driving force transmission mechanism according to claim 1, wherein the helical angles of the helical gears of the multi-stage gear are set so that the total thrust force generated in the helical gears of the multi-stage gear is substantially zero. 前記多段歯車は、ねじれ方向が互いに異なる第１はすば歯車および第２はすば歯車を有する２段歯車からなり、
前記第１はすば歯車から前記下流側はすば歯車を介して駆動力が伝達される第１末端負荷を駆動するために必要な第１末端トルクをＴ１、前記第２はすば歯車から前記下流側はすば歯車を介して駆動力が伝達される第２末端負荷を駆動するために必要な第２末端トルクをＴ２、前記第１はすば歯車から前記第１末端負荷までの減速比をＸ１、前記第２はすば歯車から前記第２末端負荷までの減速比をＸ２、前記第１はすば歯車のピッチ円の直径をＤ１、前記第２はすば歯車のピッチ円の直径をＤ２、前記第１はすば歯車のねじれ角をＢ１、前記第２はすば歯車のねじれ角をＢ２、とすると、ねじれ角Ｂ１およびＢ２は、
｛（Ｔ１／Ｘ１）／（Ｄ１／２）｝×ｔａｎ（Ｂ１）＋｛（Ｔ２／Ｘ２）／（Ｄ２／２）｝×ｔａｎ（Ｂ２）＝０
の関係を略満たすことを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達機構。 The multi-stage gear is a two-stage gear having a first helical gear and a second helical gear that have different twist directions.
The first terminal torque required to drive the first terminal load to which the driving force is transmitted from the first helical gear through the downstream helical gear is T1, and from the second helical gear. The downstream side has a second terminal torque T2 required for driving the second end load to which the driving force is transmitted via the helical gear, and the speed reduction from the first helical gear to the first end load. The ratio is X1, the reduction ratio from the second helical gear to the second end load is X2, the diameter of the pitch circle of the first helical gear is D1, and the pitch circle of the second helical gear is When the diameter is D2, the twist angle of the first helical gear is B1, and the twist angle of the second helical gear is B2, the twist angles B1 and B2 are:
{(T1 / X1) / (D1 / 2)} × tan (B1) + {(T2 / X2) / (D2 / 2)} × tan (B2) = 0
The driving force transmission mechanism according to claim 1, wherein the relationship is substantially satisfied. 前記多段歯車は、少なくとも１つがねじれ方向の異なる第１はすば歯車、第２はすば歯車および第３はすば歯車を有する３段歯車からなり、
前記第１はすば歯車から前記下流側はすば歯車を介して駆動力が伝達される第１末端負荷を駆動するために必要な第１末端トルクをＴ１、前記第２はすば歯車から前記下流側はすば歯車を介して駆動力が伝達される第２末端負荷を駆動するために必要な第２末端トルクをＴ２、前記第３はすば歯車から前記下流側はすば歯車を介して駆動力が伝達される第３末端負荷を駆動するために必要な第３末端トルクをＴ３、前記第１はすば歯車から前記第１末端負荷までの減速比をＸ１、前記第２はすば歯車から前記第２末端負荷までの減速比をＸ２、前記第３はすば歯車から前記第３末端負荷までの減速比をＸ３、前記第１はすば歯車のピッチ円の直径をＤ１、前記第２はすば歯車のピッチ円の直径をＤ２、前記第３はすば歯車のピッチ円の直径をＤ３、前記第１はすば歯車のねじれ角をＢ１、前記第２はすば歯車のねじれ角をＢ２、前記第３はすば歯車のねじれ角をＢ３、とすると、ねじれ角Ｂ１、Ｂ２およびＢ３は、
｛（Ｔ１／Ｘ１）／（Ｄ１／２）｝×ｔａｎ（Ｂ１）＋｛（Ｔ２／Ｘ２）／（Ｄ２／２）｝×ｔａｎ（Ｂ２）＋｛（Ｔ３／Ｘ３）／（Ｄ３／２）｝×ｔａｎ（Ｂ３）＝０
の関係を略満たすことを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達機構。 The multi-stage gear includes a three-stage gear having at least one first helical gear, a second helical gear, and a third helical gear, each having a different twist direction.
The first terminal torque required to drive the first terminal load to which the driving force is transmitted from the first helical gear through the downstream helical gear is T1, and from the second helical gear. The second end torque required to drive the second end load to which the driving force is transmitted via the helical gear on the downstream side is T2, and the downstream helical gear is transferred from the third helical gear to the downstream side helical gear. T3 is the third terminal torque required to drive the third terminal load to which the driving force is transmitted, X1 is the reduction ratio from the first helical gear to the first terminal load, and the second is The reduction ratio from the helical gear to the second end load is X2, the reduction ratio from the third helical gear to the third end load is X3, and the diameter of the pitch circle of the first helical gear is D1. The diameter of the pitch circle of the second helical gear is D2, and the diameter of the pitch circle of the third helical gear is 3. When the torsion angle of the first helical gear is B1, the torsion angle of the second helical gear is B2, and the torsion angle of the third helical gear is B3, the torsion angles B1, B2 and B3
{(T1 / X1) / (D1 / 2)} × tan (B1) + {(T2 / X2) / (D2 / 2)} × tan (B2) + {(T3 / X3) / (D3 / 2) } × tan (B3) = 0
The driving force transmission mechanism according to claim 1, wherein the relationship is substantially satisfied. 前記駆動力伝達部材は、カップリング部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動力伝達機構。   The driving force transmission mechanism according to claim 1, wherein the driving force transmission member is a coupling member. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動力伝達機構を備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the driving force transmission mechanism according to claim 1.
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