專利名稱：驅動裝置以及使用該驅動裝置的成像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包含在2001年12月14日提出申請的日本專利申請No.2001-381884以及2002年8月28日提出申請的日本專利申請NO.2002-248548中的主題，這些文獻整個被本文參引。
本發(fā)明涉及一種與成像裝置一起使用的驅動裝置，該成像裝置例如復印機或打印機，尤其是，本發(fā)明涉及對用于通過多級齒輪組來將驅動力從驅動源傳遞給從動體的驅動裝置的改進，以及使用該驅動裝置的成像裝置。
背景技術：
通常，對于驅動從動體，例如在成像裝置如復印機或打印機中的光導鼓或中間轉印體，的方法，采用了用于通過多級齒輪組(包括多個彼此連續(xù)嚙合的齒輪的齒輪組)來將驅動力從驅動源，例如馬達，傳遞給從動體的驅動裝置(例如參考JP-A-61-156158)。
這時，由齒輪彼此嚙合產生的振動分量、由馬達轉子的偏心引起的一次回轉分量等進入人的功能區(qū)的頻率中，因此需要削弱該分量等，以便提供穩(wěn)定的旋轉。
迄今為止，作為一種解決方法，通常已知將飛輪安裝在光導鼓等的從動體軸上，以便增加慣性量。
還已知將小慣性體的飛輪安裝在與光導鼓等的從動體軸分離的軸上，并增加飛輪的速度，從而給予從動體較大的慣性作用(例如參考日本專利No.3013779)。
不過，在該類型的飛輪方法中，因為至少使用飛輪作為慣性體，部件的數(shù)目增加，裝置自身尺寸擴大。這樣，例如，為了使多級齒輪組的驅動裝置用于串聯(lián)的成像裝置等，從使成像裝置最小化和更便宜的觀點看，采用飛輪方法極其困難。
迄今為止，作為一種減小由齒輪偏心分量引起的速度波動的方法，在相關技術中，齒輪組的齒輪形成為相同形狀的齒輪，例如，相同的模制品或整體同時加工的模制品，且在齒輪的相應位置進行裝配時，根據(jù)齒輪軸的速度波動相位而選擇性地布置齒輪的相位位置(例如參考JP-A-61-126158)。
從V＝rω(其中，V速度；R齒輪半徑；ω角速度)可知，齒輪旋轉，這樣，齒輪的半徑制成為在驅動裝置和從動齒輪的嚙合點處相同，因此，驅動裝置和從動齒輪的角速度相同，以便減小各齒輪的偏心分量。
不過，該方法可以解決由各齒輪的偏心分量引起的速度波動，但是還不能解決由各齒輪的嚙合分量引起的速度波動。
例如，在一種公開的方法中，在四周期中間轉印型(four-cycleintermediate transfer type)成像裝置中，采用了(1)使光導鼓驅動齒輪的旋轉周期大致與從曝光到初級轉印的旋轉周期相匹配的結構以及(2)使中間轉印體驅動齒輪的旋轉周期大致與從初級轉印到次級轉印的旋轉周期相匹配的結構，從而防止由于在將圖像寫到光導鼓上的寫入位置處的周向速度和在轉印位置處的周向速度之間的差異而引起圖像膨脹或收縮，并且還防止由于在從光導鼓進行轉印時的速度和轉印到記錄材料上時的速度之間的差異而引起圖像膨脹或收縮(例如參考JP-A-9-43932)。
在該技術中，可以大致抵消由驅動光導鼓和中間轉印體的齒輪的偏心引起的、光導鼓和中間轉印體的一次回轉期間的波動(色彩偏差)，但是根本沒有解決由于齒輪嚙合頻率的速度波動引起圖像膨脹或收縮，從而引起的圖像缺陷(條紋)；這是一個技術問題。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種驅動裝置，該驅動裝置能夠在不擴大該驅動裝置自身的尺寸的情況下有效防止由多級齒輪組的嚙合分量引起的速度波動；以及提供一種采用該驅動裝置的圖像累積裝置。
本發(fā)明人分析了多級齒輪組模型的齒輪對的嚙合狀態(tài)，并發(fā)現(xiàn)G1和G2齒輪對的齒輪齒的嚙合狀態(tài)不時變化，嚙合點H的數(shù)目為兩個或一個，且速度波動由基于該特征的多級齒輪組的嚙合分量引起，如圖37(a)至37(c)以及圖38(a)和(b)所示。
當在例如采用脊-脊嚙合傳動技術(在該傳動技術中，當齒輪G1在輸入側嚙合點處的齒輪齒是脊位置時，在齒輪G1的輸出側嚙合點處的齒輪齒，即在與齒輪G2嚙合的嚙合點處的齒輪齒也是脊位置)的多級齒輪組模型中，在G1和G2齒輪對的各嚙合點處的齒輪齒的嚙合狀態(tài)改變時，齒輪G1和G2的速度波動結果以及速度波動之間的差異如圖39所示。
另一方面，通過脊-谷嚙合傳動技術(在該傳動技術中，當齒輪G1在輸入側嚙合點處的齒輪齒是脊位置時，在齒輪G1的輸出側嚙合點處的齒輪齒，即在與齒輪G2嚙合的嚙合點處的齒輪齒是谷位置)，齒輪G1和G2的速度波動結果以及速度波動之間的差異如圖40所示。
當在脊-脊嚙合傳動技術中的齒輪G1和G2之間的速度波動差異與在脊-谷嚙合傳動技術中的速度波動差異進行比較時，獲得如圖41所示的結果，并可看見在速度波動差異波形之間的明顯的區(qū)別。
這樣，本發(fā)明人了解到，齒輪速度波動可以通過改變在多級齒輪組的各嚙合點的嚙合狀態(tài)來進行控制，并設計出了本發(fā)明。
也就是，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種驅動裝置，用于通過多級齒輪組2(例如包括齒輪2a至2c)將驅動力從驅動源1傳遞給從動體(未示出)，其特征在于在多級齒輪組2中，在包括齒輪2a至2c的齒輪組與目標齒輪2c的各嚙合點處產生的嚙合頻率的速度波動相位設置在這樣的范圍內，即在該范圍內，在第三級或更后的級處的下游的目標齒輪2c的速度波動振幅等于或小于在上游的直接地在前的嚙合齒輪2b的速度波動振幅。
在該技術的裝置中，多級齒輪組2是指多個的彼此嚙合的齒輪構成的組的形式。組成多級齒輪組2的齒輪2a至2c的每一個可以是一級齒輪或多級齒輪。
優(yōu)選是，如果該多級齒輪組2的至少一個齒輪，例如齒輪2a以多級齒輪來實現(xiàn)(在實例中是兩級齒輪)，因為采用了多級齒輪，齒輪組的齒輪級的數(shù)目可以減小。
在圖1中，多級齒輪組2由三個齒輪2a至2c組成，并與驅動源1的驅動軸齒輪1a嚙合，但是本發(fā)明并不局限于此?？梢允嵌喾N形式，例如由不同數(shù)目的齒輪級組成的多級齒輪組；具有在中間點處分支的齒輪級的多級齒輪組。
從動體的數(shù)目并不必須為一個，也可以是兩個或更多。
而且，目標齒輪2c并不局限于最后級的齒輪，也可以包括中間級的齒輪。通常，從動體直接連接在目標齒輪2c上，但是也包括從動體并不直接連接其上的目標齒輪的情況。
而且，在第三級或更后的級處的下游的目標齒輪2c假定為在該目標齒輪2c上有兩個或更多嚙合點的情況。
目標齒輪2c的數(shù)目可以是一個，或者可以是兩個或更多。
目標齒輪2c的數(shù)目是兩個或更多的形式可以是，從驅動源1的多級齒輪組2的齒輪級的數(shù)目為不同或相同的形式。
當目標齒輪2c的速度波動振幅在等于或小于位于上游的直接地在前的嚙合齒輪2b的速度波動振幅的范圍內時，在各嚙合點A和B處(在圖1中，嚙合點的數(shù)目是兩個，當然并不局限于兩個)的嚙合頻率的速度波動相位可以進行適當?shù)卣{節(jié)。
尤其更優(yōu)選是，等于或小于直接地在前的嚙合齒輪2b的速度波動振幅的范圍設置成使得目標齒輪2c的速度波動振幅減至最小。
作為一種對在齒輪2a至2c的齒輪組與目標齒輪2c嚙合的各嚙合點A和B處產生的嚙合頻率的速度波動相位的特殊設置方法，嚙合頻率的速度波動相位可以根據(jù)各齒輪2a至2c的齒距角度(one-pitch angle)和齒輪組的各嚙合點之間的位置進行設定。
在包括目標齒輪2c的多級齒輪組的齒輪2a至2c的全部或一些為螺旋齒輪時，在多級齒輪組的齒輪2a至2c與目標齒輪2c嚙合的嚙合點A和B的每一處產生的嚙合頻率的速度波動相位可以根據(jù)在螺旋齒輪嚙合點處的螺旋齒輪的軸向嚙合寬度來設定。
將根據(jù)螺旋齒輪的形式來設定齒輪齒相位(齒輪齒相位隨軸向嚙合寬度而變化)。
尤其，優(yōu)選地是，當在多級齒輪組2的中間位置處的中間螺旋齒輪的表面寬度(face-width)設置成小于位于該中間螺旋齒輪上面和下面的各螺旋齒輪的表面寬度，且該中間螺旋齒輪在其表面寬度的全部區(qū)域中與上面和下面的螺旋齒輪嚙合時，可以防止發(fā)生嚙合頻率的速度波動相位隨螺旋齒輪的軸向位置變化而變化的情況。
當位于多級齒輪組的一端部處的螺旋齒輪形成為可沿軸向方向運動的相位調節(jié)齒輪時，可以合適地調節(jié)在各嚙合點A和B處產生的嚙合頻率的速度波動相位，并可以精細調節(jié)速度波動相位。
而且，當包括有目標齒輪2c的多級齒輪組的齒輪2a至2c的全部或一些是螺旋齒輪時，優(yōu)選是提供有用于調節(jié)螺旋齒輪的軸向位置的位置調節(jié)件。
由于螺旋齒輪的結構，很容易產生推力，當在螺旋齒輪的軸向上有松度時，存在嚙合頻率的速度波動相位改變，從而導致產生目標齒輪2c的速度波動的可能性。
不過，根據(jù)該情況，螺旋齒輪的位置由位置調節(jié)件來調節(jié)，從而抑制嚙合頻率的速度波動相位的波動。
形狀類似于塊、襯套等的位置調節(jié)件可以進行合適選擇，只要它至少調節(jié)螺旋齒輪的軸向位置；它可以調節(jié)軸向位置之外的位置(例如方向垂直于軸向方向)。
而且，除了由單獨的部件提供壓力外，螺旋齒輪自身的推力可以用于提供壓向螺旋齒輪的位置調節(jié)件的壓力。
在本發(fā)明中，在多級齒輪組2中，目標齒輪2c可以相對于上游嚙合齒輪2b等速驅動或減速驅動，或者目標齒輪2c可以相對于上游嚙合齒輪2b增速驅動。嚙合頻率的速度波動相位的調節(jié)方法根據(jù)所采用的模式而變化。
例如，作為一種在等速或減速模式下不放大目標齒輪2c的速度波動振幅的方法，當驅動裝置包括在目標齒輪2c上游的、齒輪2a和2b的至少兩級齒輪組，三級齒輪組包括目標齒輪2c和上游的、齒輪2a和2b的兩級齒輪組時，在中間齒輪2b的輸出側嚙合點B處以及在中間齒輪2b的輸入側嚙合點A處的齒輪齒的相位可以變化成大致反相。
不過，該相位變化量可以在使得目標齒輪2c的速度波動振幅并不放大的范圍內，并因此，該相位并不需要精確地為反相，存在對于反相的預定允許寬度；這樣，采用大致地反相的相位。
當驅動裝置包括在目標齒輪2c上游的、齒輪2a、2b……的至少兩級或更多級齒輪組時，在包括目標齒輪2c以及上游的、與目標齒輪2c連續(xù)的齒輪2a、2b…的兩級或更多級齒輪組的齒輪組的嚙合點A、B……處的齒輪齒的相位可以根據(jù)變化角度而變化，該變化角度通過用360度除以嚙合點數(shù)目而得到。
這意味著當齒輪組是n級齒輪組時，嚙合點的數(shù)目是n-1，因此，相位變化的變化角度為360°/(n-1)。
在這種情況中，齒輪齒相位差可以在目標齒輪2c的嚙合點處消除。
作為一種在增速模式下不放大目標齒輪2c的速度波動振幅的方法，當驅動裝置包括在目標齒輪2c上游的、齒輪2a和2b的至少兩級齒輪組，三級齒輪組包括目標齒輪2c和上游的、齒輪2a和2b的兩級齒輪組時，在中間齒輪2b的輸出側嚙合點B處以及在中間齒輪2b的輸入側嚙合點A處的齒輪齒的相位可以變化成大致同相。
不過，該相位變化量可以在使得目標齒輪2c的速度波動振幅并不放大的范圍內，因此，該相位并不需要精確地同相，存在對于同相的預定允許寬度；這樣，采用大致同相。
因此，在嚙合點處的齒輪齒性能上，增速模式與等速或減速模式不同(據(jù)認為，該現(xiàn)象取決于在齒輪齒的嚙合開始和結束時的滑移率之間的差異)，因此，速度波動相位的調節(jié)方法不同。
在多級齒輪組的嚙合頻率中，除了基頻分量外，還可能產生雙倍波、三倍波等的諧波分量。
因此，“設置嚙合頻率的速度波動相位”不僅包括圍繞基頻分量為中心進行的設置，而且包括圍繞諧波分量為中心進行的設置。
例如，當嚙合頻率的諧波分量主要發(fā)生在包括多級齒輪組的驅動裝置中時，嚙合頻率的速度波動相位可以設置成與諧波分量的速度波動抵消。
作為用于抵消諧波分量的速度波動相位的方法，例如，當嚙合頻率在多級齒輪組的中間點處因為雙齒輪等而改變時，可以將變化的嚙合頻率設置成前面的嚙合頻率的整數(shù)倍或類似的設置。
本發(fā)明并不僅應用于驅動裝置，還應用于采用該驅動裝置的成像裝置。
在這種情況中，該驅動裝置可以用作從動體的驅動裝置，該從動體例如圖像承載件。
作為該成像裝置的一個特殊應用實例，以中間轉印類型為例，成像裝置可以包括成像承載件，用于形成和承載圖像；以及中間轉印體，用于暫時承載在成像承載件上的圖像、輸送圖像以及將圖像轉印到記錄材料上；并采用了驅動裝置，用于將驅動力從一個驅動源順序傳遞給中間轉印體和成像承載件。


在附圖中圖1是表示本發(fā)明的驅動裝置的輪廓的示意圖；圖2是表示本發(fā)明的驅動裝置的第一實施例的輪廓的示意圖；圖3(a)是圖2中的嚙合點A的詳圖，而圖3(b)是圖2中的嚙合點B的詳圖；圖4是表示對比實施例的驅動裝置的輪廓的示意圖；圖5(a)是圖4中的嚙合點A的詳圖，而圖5(b)是圖4中的嚙合點B的詳圖；圖6是表示在本發(fā)明的第一實施例中，在嚙合點A和B處的速度波動相位變化以及合成波的示意圖；圖7(a)是表示在本發(fā)明的第一實施例中，在嚙合點A和B處的嚙合頻率以及合成波的曲線圖，而圖7(b)是表示在對比實施例中，在嚙合點A和B處的嚙合頻率以及合成波的曲線圖；圖8是表示在本發(fā)明的第一實施例中，在嚙合點A和B處的嚙合頻率比(f2/f1)以及對比實施例中，在嚙合點A和B處的嚙合頻率比(f2/f1)。
圖9是表示本發(fā)明的驅動裝置的第二實施例的輪廓的示意圖；圖10是表示本發(fā)明的驅動裝置的第三實施例的輪廓的示意圖；圖11是表示在本發(fā)明的第三實施例中，在嚙合點A、B和C處的速度波動相位變化以及合成波的示意圖；圖12是表示本發(fā)明的驅動裝置的第四實施例的輪廓的示意圖；圖13是表示在本發(fā)明的第四實施例中，在嚙合點A、B、C和D處的速度波動相位變化以及合成波的示意圖；圖14是表示第五實施例的示意圖，以表示本發(fā)明的成像裝置；圖15是用于本發(fā)明的第五實施例中的驅動裝置的示意圖；圖16是沿圖15中箭頭XVI的方向看的視圖；圖17是表示第六實施例的示意圖，用于表示與本發(fā)明結合的成像裝置；圖18是用于本發(fā)明的第六實施例中的驅動裝置的示意圖；圖19是表示用于本發(fā)明的第七實施例的成像裝置中的驅動裝置的示意圖(沿與圖16相同的箭頭方向看)；圖20是表示用于本發(fā)明的第七實施例中的驅動裝置的一種變化形式的示意圖；圖21(a)是表示用于本發(fā)明的第七實施例中的驅動裝置的另一變化形式的示意圖，而圖21(b)是表示該驅動裝置的變化形式的橫截面的示意圖；圖22是表示用于本發(fā)明的第八實施例的成像裝置中的驅動裝置的示意圖(沿與圖16相同的箭頭方向看)；圖23(a)是表示在圖22中的嚙合點A處的嚙合頻率特性曲線的示意圖，而圖23(b)是表示在圖22中的嚙合點B處的嚙合頻率特性曲線的示意圖；圖24(a)是表示根據(jù)第一實例的驅動裝置的示意平面圖，而圖24(b)是示意正視圖；圖25是表示在第一實例中，齒輪的嚙合點之間的相位差和齒輪軸的速度波動比之間的關系的曲線圖；圖26(a)是表示根據(jù)第二實例的驅動裝置的輪廓的示意圖；圖26(b)是表示在第二實例中，各齒輪G1至G3的振幅α和相位β以及在嚙合點1、2處的附加分量的振幅α和相位β的示意圖；以及圖26(c)是表示在齒輪G1到G3中的嚙合關系的示意圖。
圖27是表示在第二實例中，齒輪G1至G3和嚙合點1和2的速度波動波形的曲線圖；圖28是表示在第二實例中，齒輪G1至G3以及嚙合點1和2的、在齒輪G1相位方向振幅和齒輪G1相位垂直方向振幅之間的關系的矢量圖；圖29(a)是表示根據(jù)對比實例的驅動裝置的輪廓的示意圖；圖29(b)是表示在對比實例中，各齒輪G1至G3的振幅α和相位β以及在嚙合點1、2處的附加分量的振幅α和相位β的示意圖；圖29(c)是表示齒輪G1至G3之間的嚙合關系的示意圖；圖30是表示在對比實例中，齒輪G1至G3以及嚙合點1和2的速度波動波形的曲線圖；圖31是表示在對比實例中，齒輪G1至G3以及嚙合點1和2的、在齒輪G1相位方向振幅和齒輪G1相位垂直方向振幅之間的關系的矢量圖；圖32(a)是根據(jù)第三實例的驅動裝置的輪廓的示意圖，而圖32(b)是在第三實例中，各齒輪G1至G3的振幅α和相位β以及在嚙合點1、2處的附加分量的振幅α和相位β的示意圖；圖33(a)是在第四實例中，特定齒輪的模型1的各部分的MQ測量結果矢量圖，而圖33(b)是表示差異的示意圖；圖34(a)是在第四實例中，特定齒輪的模型2的各部分的MQ測量結果矢量圖，而圖34(b)是表示差異的示意圖；圖35是表示在減速模式中，齒輪齒的嚙合特性的示意圖；圖36是表示在增速模式中，齒輪齒的嚙合特性的示意圖；圖37(a)至37(c)是表示齒輪步進的嚙合特性的示意圖；圖38(a)和38(b)是表示齒輪步進的嚙合特性的示意圖；圖39是表示在多級齒輪組模型中采用脊-脊嚙合傳動技術時齒輪的速度波動以及速度波動之間的差異的圖形；圖40是表示在多級齒輪組模型中采用脊-谷嚙合傳動技術時齒輪的速度波動以及速度波動之間的差異的圖形；以及圖41是表示在多級齒輪組模型中采用脊-脊嚙合傳動技術和采用脊-谷嚙合傳動技術時齒輪的速度波動差異的示意圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例。第一實施例圖2表示了本發(fā)明所應用的第一實施例的驅動裝置。
圖中，驅動裝置100有第一齒輪111，用于與驅動齒輪101(馬達軸齒輪)嚙合，該驅動齒輪101在驅動源的馬達軸上形成齒；第二齒輪112，用于與第一齒輪111嚙合；以及第三齒輪113，用于與第二齒輪112嚙合，該第三齒輪113與從動體(未示出)連接。
在該實施例中，第一齒輪111有雙齒輪，即大直徑的齒輪111a和小直徑的齒輪111b，該小直徑的齒輪111b與該大直徑的齒輪111a同軸固定；驅動齒輪101與大直徑齒輪111a嚙合，直徑比小直徑齒輪111b的直徑更大的第二齒輪112與該小直徑齒輪111b嚙合。
在本實施例中，例如，第二齒輪112和第三齒輪113形成為相同標準的產品，并且該第三齒輪113減速驅動。
尤其是，在該實施例中，保持下面的關系如果在第二齒輪112的輸入嚙合點A(第二齒輪112和第一齒輪111的小直徑齒輪111b之間的嚙合點)，小直徑的齒輪111b的齒輪齒121的脊123(谷122)與第二齒輪112的齒輪齒121的谷122(脊123)嚙合，如圖2和3(a)所示，那么在第二齒輪112的輸出嚙合點B(第二齒輪112和第三齒輪113之間的嚙合點)，第二齒輪112的齒輪齒121的谷122(脊123)與第三齒輪113的齒輪齒121的脊123(谷122)嚙合，如圖2和3(b)所示。
也就是，在本實施例中，齒輪齒121在嚙合點B處的嚙合相位與齒輪齒121在嚙合點A處的嚙合相位反相(變化180°)，如圖6所示(所謂的脊-谷嚙合傳動技術)。
在本實例中，假定第二齒輪112、第三齒輪113的齒數(shù)為m(例如偶數(shù))，從嚙合點A到嚙合點B的齒數(shù)是(m/2)，嚙合點之間的角度θ設置為與齒數(shù)相對應。
圖4表示了根據(jù)對比實施例的驅動裝置。
在該圖中，驅動裝置的基本結構大致與第一實施例的驅動裝置類似，如圖4以及5(a)和5(b)所示，在嚙合點B處的齒輪齒121的相位與在嚙合點A處的齒輪齒121的相位相同(所謂的脊-脊嚙合傳動技術)。
在嚙合點之間的角度θ’設置為與預定數(shù)目的齒數(shù)相對應(例如，(m/2)-(1/2))。
因此，根據(jù)第一實施例，在具有齒輪111至113的多級齒輪組中，在第一齒輪111和第二齒輪112之間的嚙合點A處的嚙合頻率(例如，考慮基頻分量)f1和在第二齒輪112和第三齒輪113之間的嚙合點B處的嚙合頻率(例如，考慮基頻分量)f2為相同頻率的振動。
這時，在本實施例中，當以第二齒輪112為中心時，在輸出嚙合點B處的齒輪齒121的嚙合相位與在輸入嚙合點A處的齒輪齒121的嚙合相位反相，這樣，如圖7(a)所示，嚙合頻率f1和f2相互抵消，它們的合成波不會相對于嚙合頻率f1的嚙合振動放大，并將向下游傳輸。
因此，在本實施例中，嚙合頻率比(f2/f1)減小至很小的比值，如圖8所示，并且因此，第三齒輪113的速度波動振幅將等于或小于第二齒輪112的速度波動振幅。在圖8中，σ表示(f2/f1)的標準偏差。
相反，在圖4所示的對比實施例中，當以第二齒輪112為中心時，在輸出嚙合點B處的齒輪齒121的嚙合相位與在輸入嚙合點A處的齒輪齒121的嚙合相位相同，這樣，如圖7(b)所示，嚙合頻率f1和f2為相同相位，它們的合成波相對于嚙合頻率f1的嚙合振動被放大并向下游傳播。
因此，在對比實施例中，與圖8中所示的第一實施例相比，嚙合頻率比(f2/f1)變大，因此，與第二齒輪112的速度波動振幅相比，第三齒輪113的速度波動振幅被放大。
在第一實施例中，在嚙合點B處的齒輪齒121的相位設置成與在嚙合點A的相位反相，這樣，在嚙合點A和B的嚙合頻率f1和f2彼此完全抵消，因此，第三齒輪113的速度波動振幅最小。不過，本發(fā)明并不局限于此；在嚙合點B的齒輪齒121的相位可以并不是完全反相，而是當該相位處于使得合成波相對于在嚙合點A處的嚙合頻率f1的嚙合振動并不被放大的范圍內時，可以在預定的允許范圍內合適地選擇。第二實施例圖9表示了本發(fā)明所應用的第二實施例的驅動裝置。
圖中，驅動裝置100有第一齒輪111，用于與驅動齒輪101(下文中在需要時將稱為馬達軸齒輪)嚙合，該驅動齒輪101在驅動源的馬達軸上形成齒；以及第二齒輪112，用于與第一齒輪111嚙合，就象第一實施例中的驅動裝置一樣。不過，與第一實施例中的驅動裝置不同，該驅動裝置100設有多個第三齒輪113(113a和113b)，用于與第二齒輪112嚙合，該第三齒輪113與從動體(未示出)連接，并減速驅動。
尤其是，在本實施例中，在第二齒輪112的輸出嚙合點B處(在第二齒輪112和第三齒輪113a之間的嚙合點)的齒輪齒121的相位以及生輸出嚙合點C處(在第二齒輪112和第三齒輪113b之間的嚙合點)的齒輪齒121的相位設置成與在第二齒輪112的輸入嚙合點A處(在第二齒輪112和第一齒輪111的小直徑齒輪111b之間的嚙合點)的齒輪121的相位反相。
在本實例中，假設第二齒輪112、第三齒輪113a、113b的齒數(shù)為m(例如為偶數(shù))，從嚙合點A到嚙合點B或者從嚙合點A到嚙合點C的齒數(shù)為m1(m1＜m)或m2(m1＜m2＜m)，且嚙合點之間的角度θ1、θ2設置成與齒數(shù)相對應。
因此，根據(jù)本實施例，當以第二齒輪112為中心時，在輸出嚙合點B、C處的齒輪齒121的嚙合相位與在輸入嚙合點A處的齒輪齒121的嚙合相位反相，因此，嚙合頻率(在本實例中，考慮基頻分量)f1和f2、f3彼此抵消，它們的合成波(f1+f2、f1+f3)并不會相對于嚙合頻率f1的嚙合振動放大，并將向下游傳輸。
因此，在本實施例中，相對于第二齒輪112分支成兩個波道的第三齒輪113的速度波動振幅設置成等于或小于該第二齒輪112的速度波動振幅。
還有，在本實施例中，在嚙合點B、C處的齒輪齒121的相位設置成與在嚙合點A處的相位反相，這樣，在嚙合點A、B和C處的嚙合頻率f1和f2、f3完全彼此抵消，因此，第三齒輪113(113a、113b)的速度波動振幅減至最小。不過，本發(fā)明并不局限于此；在嚙合點B、C的齒輪齒121的相位可以并不是完全反相，而是當該相位處于使得合成波在嚙合點A處相對于嚙合頻率f1的嚙合振動并不放大的范圍內時，可以在預定的允許范圍內合適地選擇。第三實施例圖10表示了本發(fā)明所應用的第三實施例的驅動裝置。
圖中，驅動裝置有四級齒輪組，包括彼此順序嚙合的第一齒輪111、第二齒輪112、第三齒輪113和第四齒輪114，馬達軸齒輪(未示出)與第一齒輪111嚙合，而第四齒輪114與從動體(未示出)連接。
在該實施例中，第一齒輪111至第四齒輪形成為相同標準的產品，該第四齒輪相對于馬達軸減速驅動。
特別是，在本實施例中，在第一齒輪111和第二齒輪112之間的嚙合點A處、在第二齒輪112和第三齒輪113之間的嚙合點B處和在第三齒輪113和第四齒輪114之間的嚙合點C處的每一處的齒輪齒121的嚙合相位設置成使得嚙合點B相對于嚙合點A變化120°，使得嚙合點C相對于嚙合點A變化240°，并且在嚙合點A至C處的齒輪齒121的嚙合相位合成波為零，如圖11所示。
因此，根據(jù)本實施例，在嚙合點A至C的嚙合相位順序變化相位差120°，這樣，嚙合頻率(例如，考慮基頻分量)f1、f2和f3彼此抵消，它們的合成波(f1+f2+f3)變成大致為零，并不會相對于嚙合頻率f1、f2的嚙合振動放大，并將向下游傳輸。
因此，第四齒輪114的速度波動振幅設置成等于或小于至少第三齒輪113的速度波動振幅。
在本實施例中，在嚙合點A至C處的嚙合相位一次變化120°，但是本發(fā)明并不局限于此。在第三齒輪113的速度波動振幅或更小的范圍內，相位變化可以在從120°偏離的預定的允許的范圍內。第四實施例圖12表示了本發(fā)明所應用的第四實施例的驅動裝置。
圖中，驅動裝置有五級齒輪組，包括彼此順序嚙合的第一齒輪111、第二齒輪112、第三齒輪113、第四齒輪114和第五齒輪115，馬達軸齒輪(未示出)與第一齒輪111嚙合，而第五齒輪115與從動體(未示出)連接。
在該實施例中，第一齒輪111至第五齒輪115形成為相同標準的產品，該第五齒輪相對于馬達軸減速驅動。
特別是，在本實施例中，在第一齒輪111和第二齒輪112之間的嚙合點A處、在第二齒輪112和第三齒輪113之間的嚙合點B處、在第三齒輪113和第四齒輪114之間的嚙合點C處和在第四齒輪114和第五齒輪115之間的嚙合點D處的每一處的齒輪齒121的嚙合相位設置成在嚙合相位上，使得嚙合點B相對于嚙合點A變化90°，使得嚙合點C相對于嚙合點A變化180°，且使得嚙合點D的嚙合相位相對于嚙合點A的嚙合相位變化270°，并且在嚙合點A至D處的齒輪齒121的嚙合相位合成波為零，如圖13所示。
因此，根據(jù)本實施例，在嚙合點A至D的嚙合相位順序變化相位差90°，這樣，嚙合頻率(例如，考慮基頻分量)f1、f2、f3和f4彼此抵消，它們的合成波(f1+f2+f3+f4)變成大致為零，并不會相對于嚙合頻率f1、f2、f3的嚙合振動放大，并將向下游傳輸。
因此，第五齒輪115的速度波動振幅設置成等于或小于至少第四齒輪114的速度波動振幅。
在本實施例中，在嚙合點A至D處的嚙合相位一次變化90°，但是本發(fā)明并不局限于此。在第四齒輪113的速度波動振幅或更小的范圍內，相位變化可以在從90°偏離的預定允許范圍內。第五實施例圖14表示了根據(jù)本發(fā)明所應用的第五實施例的成像裝置(例如，彩色打印機)。圖14中的箭頭表示旋轉件的旋轉方向。
如圖14所示，彩色打印機包括由成像單元20(20C、20M、20Y和20K)組成的主體部分，該成像單元20有青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)和黑色(K)的光導鼓21(21C、21M、21Y和21K)；充電單元22(22C、22M、22Y和22K)，用于與光導鼓21接觸以便進行初級充電；曝光單元，例如用于施加青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)和黑色(K)的激光23(23C、23M、23Y和23K)的激光單元(未示出)；顯影單元24(24C、24M、24Y、24K)，該顯影單元24儲存有包括彩色成分調色劑的顯影劑；第一初級中間轉印鼓(IDT1)31，用于與四個光導鼓21中的兩個光導鼓21C和21M接觸；第二初級中間轉印鼓(IDT1)32，用于與另兩個光導鼓21Y和21K接觸；次級中間轉印鼓(IDT2)33，用于與第一和第二初級中間轉印鼓31和32接觸；以及末級轉印輥34，用于與次級中間轉印鼓33接觸。
光導鼓21布置成有給定的間隔，以便有公共的接觸平面L。第一初級中間轉印鼓31和第二初級中間轉印鼓32布置成使鼓31和32的旋轉軸與光導鼓21的軸平行，且該軸相對于作為邊界的預定對稱平面成平面對稱關系。而且，次級中間轉印鼓33布置成使鼓33的旋轉軸與光導鼓21的軸平行。
通過圖像處理單元(未示出)將對應于各顏色的圖象信息的信號光柵化(rasterized)，且該信號輸入到激光單元(未示出)。該激光單元調制彩色激光23，并將該光照射在相應的彩色光導鼓21上。
在光導鼓21的周圍，通過已知的電子照相術進行各顏色的成像處理。首先，光導鼓21以預定處理速度的轉速旋轉。
預定充電電平的DC電壓施加在充電單元22上，因此，光導鼓21的表面均勻充電至預定電平。在本實施例中，只將DC分量施加在充電單元22上，但是AC分量也可以疊加在DC分量上。
作為曝光單元的激光單元將相應的彩色激光23照射在光導鼓21表面上，從而具有均衡的表面電勢，用于對應于各顏色的輸入圖象信息而形成靜電潛像。當激光單元寫入靜電潛像時，在光導鼓21的圖像曝光部分的表面電勢消去至預定電平。
與形成于光導鼓21表面上的各顏色相對應的靜電潛像通過相應的彩色顯影單元24進行顯影，并作為在光導鼓21上的各個顏色的調色劑圖像而可視化。
然后，形成于光導鼓21上的彩色調色劑圖像被靜電地初級轉印到第一初級中間轉印鼓31和第二初級中間轉印鼓32上。形成于光導鼓21C和21M上的青色(C)和洋紅色(M)的彩色調色劑圖像轉印到第一初級中間轉印鼓31上，形成于光導鼓21Y和21K上的黃色(Y)和黑色(K)的彩色調色劑圖像轉印到第二初級中間轉印鼓32上。
然后，形成于第一、第二初級中間轉印鼓31、32上的單色調色劑圖像或雙色調色劑圖像被靜電地次級轉印到次級中間轉印鼓33上。
因此，從單色圖像到青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)和黑色(K)的四色圖像的最終調色劑圖象形成于次級中間轉印鼓33上。
最后，形成于次級中間轉印鼓33上的、從單色圖像到四色圖像的該最終調色劑圖像通過由末級轉印輥34進行的第三次轉印而轉印到經過紙張輸送通道40的紙張上。該紙張經歷紙張傳送步驟(未示出)，經過紙張輸送輥41，并輸送到在次級中間轉印鼓33和末級轉印輥34之間的輥隙部分處。在最后的轉印步驟后，形成于紙張上的最終調色劑圖像通過一熔凝器(fuser)42而進行定影。這樣就完成了成像處理程序。
在本實施例中，充電單元22包括充電輥61，用于給光導鼓21充電；以及刷輥62，該刷輥62作為充電輥61上游的刷新器，用于除去光導鼓21上的外來物質(殘留的調色劑、載體等)，以便防止光導鼓21上的外來物質傳遞到充電輥61上。
初級中間刷輥51和52以及次級中間刷輥53作為用于暫時保持在初級中間轉印鼓31和32以及次級中間轉印鼓33上的外來物質(殘留的調色劑、載體等)的刷新器，布置成與鼓31、32和33接觸。
而且，末級轉印輥34設有清潔單元54(54a葉片)，該清潔單元54，例如，采用葉片清潔技術。
下面將介紹用于本實施例中的驅動裝置。
在本實施例中，驅動裝置100有第一齒輪141(在本實例中，與次級中間轉印鼓33連接)，該第一齒輪141與驅動馬達130的馬達軸齒輪130嚙合；多個第二齒輪142，尤其是142a和142b(在本實例中，與初級中間轉印鼓31和32連接)，該第二齒輪142與第一齒輪141嚙合；以及另外的多個第三齒輪143，尤其是143a至143d(在本實例中，與光導鼓21C、21Y、21M和21K連接)，該第三齒輪與第二齒輪142a和142b嚙合，以便相對于初級中間轉印鼓31和32以增速驅動光導鼓21(21C、21Y、21M和21K)，如圖15和16所示。在圖15中，參考標號36表示末級轉印輥，S表示紙張。
而且，在該驅動裝置中，假設第一齒輪(IDT2驅動齒輪)141的一個齒的旋轉角為θp而n1至n4是整數(shù)，在各顏色的初級轉印和次級轉印之間的各角度θ1、θ2、θ3、θ4設置為這樣θ1＝n1*θp，θ2＝n2*θp，θ3＝n3*θp和θ4＝n4*θp。
第一齒輪141、第二齒輪142和第三齒輪143形成為螺旋齒輪；IDT驅動齒輪的第二齒輪142(142a、142b)的表面寬度w2設置成小于與該第二齒輪142嚙合的第一齒輪141的表面寬度w1以及與該第二齒輪142嚙合的第三齒輪143(143a至143d)的表面寬度w3。
特別是，在本實例中，第三齒輪143設置成可沿軸向方向運動，并且與第二齒輪142的嚙合寬度可被調節(jié)，從而將在與第二齒輪142嚙合的嚙合點處的齒輪齒的嚙合相位調節(jié)成預定的嚙合相位。
下面介紹根據(jù)本實施例的驅動裝置的工作。
在本實施例中，驅動裝置100有分支成多個部分的三級齒輪組(第一齒輪141至第三齒輪143)，且在齒輪141至143的嚙合點A(具體是A1和A2)和B(具體是B1至B4)的嚙合相位設置成同相。
這時，在等速或減速模式下，在各嚙合點A、B處的嚙合頻率的嚙合振動將放大。不過，在如本實施例的增速模式中，當在嚙合點A和B處的嚙合相位為同相時，嚙合頻率的嚙合振動并不放大，光導鼓驅動齒輪的第三齒輪143的速度波動振幅抑制為初級中間轉印鼓驅動齒輪的第二齒輪142的速度波動振幅范圍或更小。
因此，光導鼓21的轉速波動可以減至最小，從而有效防止由圖像膨脹或收縮引起的圖像缺陷(條紋)，其中該圖像膨脹或收縮是由多級齒輪組的嚙合頻率的速度波動引起的。
而且，在本實施例中，由IDT1驅動齒輪的第二齒輪142和光導鼓驅動齒輪的第三齒輪143之間的嚙合而引起的、初級中間轉印鼓(IDT1)31、32在初級轉印點處的速度波動相位與第二中間轉印鼓(IDT2)33在次級轉印點處的速度波動相位相匹配，這樣，能夠消除由于速度波動而引起的圖像的膨脹或收縮，從而提供沒有條紋的良好圖像。
尤其是，在本實施例中，IDT1驅動齒輪的第二齒輪142的表面寬度設置成小于與該第二齒輪142嚙合的第一齒輪141和第三齒輪143的表面寬度。因此，當光導鼓21、初級中間轉印鼓31、32或次級中間轉印鼓33的軸向位置改變時，第二齒輪142與第一齒輪141以及第三齒輪143在整個表面寬度區(qū)域嚙合，并且速度波動相位關系變化很小。
因此，根據(jù)本實施例，初級轉印點和次級轉印點之間的距離可以設置成為在不使用任何飛輪的情況下IDT2驅動齒輪的第一齒輪141的齒距的整數(shù)倍，這樣，在不增大驅動裝置自身的尺寸的情況下，可以提高圖像質量。第六實施例圖17表示了根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的成像裝置。
在該圖中，成像裝置是中間轉印類型的成像裝置，就象第五實施例那樣，但是與第五實施例的區(qū)別在于該成像裝置有四個成像單元(具體是70C、70M、70Y和70K)，這四個成像單元平行布置，用于形成多個顏色成分(在本實例中，青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)和黑色(K))的圖像，且中間轉印帶80布置在成像單元70下面，以便將形成于成像單元70中的這些顏色成分的圖像通過中間轉印帶80轉印到作為記錄材料的紙張S上，并在熔凝器(fuser)90中對該紙張S上的未定影圖像進行定影。
在本實施例中，各成像單元70有沿預定方向旋轉的光導鼓71，該光導鼓71環(huán)繞有充電單元72，用于給光導鼓71充電；曝光單元73，用于將靜電潛像寫入到已充電的光導鼓71上；顯影單元74，用于以相應顏色成分的調色劑來對光導鼓71上的靜電潛像進行顯影；初級轉印單元(未示出)，用于通過初級轉印而將光導鼓71上的顏色成分調色劑圖像轉印到中間轉印帶80上；以及清潔單元76，用于清潔光導鼓71上的殘余調色劑。
例如，中間轉印帶80布置在多個拉伸輥81至86上，并通過作為驅動輥的拉伸輥81而循環(huán)。
在圖17中，參考標號87表示次級轉印單元(在本實例中，轉印輥)，用于將中間轉印帶80上的圖像轉印到紙張S上；參考標號88表示帶清潔裝置，用于清潔該中間轉印帶80上的殘余調色劑；參考標號91表示對齊輥，用于在次級轉印部分之前對齊紙張S；參考標號92表示輸送帶，用于將經過次級轉印單元87的紙張S輸送給熔凝器90。
下面，圖18表示該中間轉印帶80的驅動裝置100。
在本實施例中，如圖18所示，驅動裝置100有與驅動馬達130的馬達軸齒輪131嚙合的第一齒輪151的大直徑齒輪151a以及與第一齒輪151的小直徑齒輪151b嚙合的第二齒輪152，該第二齒輪152與驅動輥81連接，以便減速驅動該驅動輥81。
在圖18中，參考標號155表示中間轉印帶80的模塊框架(module frame)，而參考標號156和157表示用于支承齒輪151和152以便旋轉的軸承。
尤其是，在本實施例中，在齒輪151和馬達軸齒輪131之間的嚙合點A處的嚙合相位以及在齒輪151和152之間的嚙合點B處的嚙合相位被調節(jié)成大致反相，在嚙合點A和B處的嚙合頻率彼此抵消，這樣，第二齒輪152的速度波動振幅設置成等于或小于第一齒輪151的速度波動振幅。
根據(jù)本實施例，由驅動裝置100的多級齒輪組的嚙合分量引起的速度波動分量的作用被減小，驅動裝置100的第二齒輪152的速度波動振幅限制為較小的振幅，這樣，驅動輥81的旋轉工作能夠穩(wěn)定，中間轉印帶80的循環(huán)工作也因此而穩(wěn)定。
這樣，中間轉印帶80的運動質量提高，從而有效防止條紋等圖像缺陷。第七實施例圖19表示了根據(jù)第七實施例的驅動裝置，該驅動裝置用于成像裝置中，并且是本發(fā)明所應用的，該圖是沿與圖16相似的箭頭方向看時的視圖。
在圖19中，驅動裝置的基本結構與第五實施例大致相同。該驅動裝置有位置調節(jié)件180，用于調節(jié)螺旋齒輪143c(143d)在其軸向端處的軸向位置。
盡管未示出，需要時，在包括螺旋齒輪143a(143b)的其它螺旋齒輪的軸向端處也提供有位置調節(jié)件180。
在圖19中，與前面在第五實施例中所述部件類似的部件由類似的參考標號表示，且不再詳細介紹。
例如，可以合適選擇塊、襯套等作為位置調節(jié)件180。例如，該位置調節(jié)件180固定在裝置的框架181上，并阻擋螺旋齒輪143c(143d)的軸向運動，從而調節(jié)其軸向位置。
在本實施例中，彈簧等的彈性件182布置在光導鼓21Y(21K)的螺旋齒輪143c(143d)的相對端處，該螺旋齒輪143c(143d)通過彈性件182的推動力量的壓力F而壓靠在位置調節(jié)件180上。也可以通過用固定件例如螺釘代替彈性件182而進行剛性壓靠。
因此，根據(jù)本實施例，除了提供有與第五實施例大致相同的優(yōu)點，當螺旋齒輪143c(143d)在軸向上松弛時，因為螺旋齒輪143c(143d)總是被壓靠在位置調節(jié)器180上，從而不斷地調節(jié)該螺旋齒輪143c(143d)的軸向位置。
這樣，在螺旋齒輪143c(143d)中的嚙合頻率的速度波動相位保持恒定，與具有松度的情況相比，多級齒輪組的嚙合頻率的速度波動更小。
在本實施例中，螺旋齒輪143c(143d)通過單獨部件例如彈性件182而壓靠在位置調節(jié)件180上，但是本發(fā)明并不局限于此。例如，如圖20所示，位置調節(jié)件180可以沿該螺旋齒輪143c(143d)所產生的推力的作月方向而布置，該推力自身可作為壓向該位置調節(jié)件180的壓力F。
根據(jù)這種變化形式，當驅動裝置工作時，螺旋齒輪143c(143d)總是抵靠位置調節(jié)件180，這樣，在不提供用于擠壓的單獨部件的情況下，可以通過較小的壓力來調節(jié)該螺旋齒輪143c(143d)的位置。
而且，在本實施例中，位置調節(jié)件180可以調節(jié)螺旋齒輪143c(143d)的軸向位置；它可以設置成還調節(jié)沿其它任一方向的另一個位置。
這種位置調節(jié)結構如下例如，如圖21(a)和21(b)所示，定位凸臺183在光導鼓21Y(21K)的軸的端部處凸出，另一方面，例如，為了將襯套作為位置調節(jié)件180，具有安裝板185的襯套180通過螺釘?shù)缺３旨?86而固定在裝置框架181上，且該襯套180有定位壓紋(emboss)184，定位凸臺183裝入該壓紋中，并且用于支承螺旋齒輪143c(143d)以便旋轉的軸承190的內環(huán)191，例如，通過預定的壓力F抵靠襯套180的定位壓紋184的邊緣端部。在本實例中，軸承190有布置在內環(huán)191和外環(huán)192之間的滾珠193，該外環(huán)192固定在螺旋齒輪143c(143d)上。
根據(jù)本實施例，軸承190的內環(huán)191抵靠襯套180，從而調節(jié)螺旋齒輪143c(143d)的軸向位置。此外，定位凸臺183裝在襯套180的定位壓紋184內，從而調節(jié)該螺旋齒輪143c(143d)的平面方向位置。該平面方向垂直于軸向方向。
在本實例中，軸側面的定位凸臺183在不旋轉的狀態(tài)下支承于襯套180上，但是該定位凸臺183也能夠以可相對于襯套180旋轉的方式支承。第八實施例圖22表示了用于成像裝置中的、根據(jù)本發(fā)明所應用的第八實施例的驅動裝置，該圖是沿與圖16相似的箭頭方向看時的視圖。
第八實施例與第一至第七實施例的區(qū)別在于它考慮了諧波分量的情況，例如多級齒輪組的嚙合頻率的二次諧波比它的基頻分量更可能出現(xiàn)。
在第八實施例中，驅動裝置的基本結構與第五實施例大致相同。在該第八實施例中，與第五實施例不同，一第二齒輪142a(142)連接在第一初級中間轉印鼓31的一個軸向端上，另一第二齒輪142c(142)連接在該初級中間轉印鼓31的相對軸向端上，而且，連接在光導鼓21C(21M)上的第三齒輪143a(143b)與該第二齒輪142c(142)嚙合，以便通過該第三齒輪143a(143b)驅動光導鼓21C(21M)。在圖22中，與前面在第五實施例中所述的部件類似的部件以類似的參考標號表示，且不再進行詳細介紹。
尤其是，在本實施例中，雙齒輪(第二齒輪142a和142c)布置在第一初級中間轉印鼓31的兩軸向端，假設在輸入側的第二齒輪142a的齒數(shù)是Z1，在輸出側的第二齒輪142c的齒數(shù)是Z2，該Z2設置成等于2×Z1(Z2＝2×Z1)。
在本實施例中，假設二次諧波的諧波分量f1(2)(f1(2)＝2×f1(1))在驅動裝置中第一齒輪141和輸入側的第二齒輪142a之間的嚙合點A處的速度波動比V(％)大于基頻分量f1(1)，如圖23(a)所示。
這時，在本實施例中，由在輸入側的第二齒輪142a和輸出側的第二齒輪142c之間的齒數(shù)比的關系，在輸出側的第二齒輪142c處的嚙合頻率設置為在輸入側的第二齒輪142a處的整數(shù)倍(例如兩倍)。
這樣，在輸出側的第二齒輪142c和第三齒輪143a(143b)之間的嚙合點B處的速度波動比V(％)在嚙合頻率f2有很大變化，例如，如圖23(b)所示；該嚙合頻率f2與在嚙合點A處的對應于嚙合頻率的諧波分量f1(2)的頻率相對應。
因此，在第一齒輪141、第二齒輪142a和142c以及第三齒輪143a(143b)的多級齒輪組中合適地設置在嚙合點A和B處的速度波動相位，從而使變化前的嚙合頻率的諧波分量f1(2)(輸入側的嚙合頻率)和變化后的嚙合頻率f2(輸出側的嚙合頻率)能夠抵消。
在本實施例中，例如，當在嚙合點A的嚙合頻率的基頻分量的三次諧波的諧波分量f1(3)更可能出現(xiàn)時，假設在輸入側的第二齒輪142a的齒數(shù)為Z1，在輸出側的第二齒輪142c的齒數(shù)為Z2，Z2設置成等于2×Z1(Z2＝2×Z1)，并且在嚙合點A和B處的速度波動相位可以設置成抵消在變化前的嚙合頻率(輸入側的嚙合頻率)和在變化后的嚙合頻率f2(輸出側的嚙合頻率)的諧波分量f1(3)。第一實例如圖24(a)和24(b)所示，第一實例為一驅動裝置，其具有由驅動馬達130的馬達軸131驅動的、齒輪G1至G3的三級齒輪組，其中，第一齒輪G1與馬達軸131連接，具有兩級齒輪結構的第二齒輪G2的大直徑齒輪G2a與第一齒輪G1嚙合，在下一級的第三齒輪G3與第二齒輪G2的小直徑齒輪G2b嚙合，該第二齒輪G2的中心上下運動，以便改變在第一齒輪G1和第二齒輪G2的大直徑齒輪G2a之間的嚙合點A與在第二齒輪G2的小直徑齒輪G2b和第三齒輪G3之間的嚙合點B之間的相位差。
在本實例中，當嚙合點之間的相位差改變以及檢查各第一齒輪G1、第二齒輪G2和第三齒輪G3的速度波動比V0-pk(％)時，獲得如圖25所示的結果。在圖25中，第一軸、第二軸和第三軸分別表示第一齒輪G1、第二齒輪G2和第三齒輪G3的軸。
由該圖可以看見第三齒輪G3的第三軸的速度波動比隨嚙合點之間的相位差而變化。
這證明，在多級齒輪組的在各嚙合點處的齒輪齒的嚙合相位可以制成為反相或同相，或者進行合適的相位變化，從而能夠調節(jié)各嚙合點處的嚙合頻率的相位，并能夠很容易地將目標齒輪的速度波動振幅設置成在緊鄰地在前的齒輪的速度波動振幅范圍內或者更小。第二實例如圖26(a)所示，第二實例為一驅動裝置，其具有與馬達軸齒輪131嚙合的、包括齒輪G1(齒輪-1)至G3(齒輪-3)的三級齒輪組，其中，第一齒輪G1是兩級齒輪，第二齒輪G2作為中心齒輪，在第一嚙合點1處與第一齒輪G1嚙合，在嚙合點2處與第三齒輪G3嚙合，并且該第三齒輪G3減速驅動。
在本實例中，嚙合頻率的速度波動表示如下V(t)＝α1 Sin(ωt+β1)+α2 Sin(t+β2)+α3 Sin(ωt+β3)其中，α1齒輪G1的速度波動振幅(0-pk)α2由于齒輪G1和G2的嚙合而產生的速度波動振幅(0-pk)α3由于齒輪G2和G3的嚙合而產生的速度波動振幅(0-pk)β1齒輪G1的速度波動相位β2由于齒輪G1和G2的嚙合而產生的速度波動相位β3由于齒輪G2和G3的嚙合而產生的速度波動相位各齒輪G1至G3的速度波動振幅α和速度波動相位β以及在嚙合點1、2處的附加分量的速度波動振幅α和速度波動相位β設置成如圖26(b)所示。
為了設置嚙合相位，采用了這樣的技術使齒輪G1至G3形成為螺旋齒輪，如圖26(c)所示，并使螺旋齒輪沿軸向運動，從而改變各螺旋齒輪的表面寬度，以便調節(jié)嚙合相位。
嚙合點之間的角度θ表示為如下θ＝n×θp+0.5×θp(n整數(shù)；θp齒輪的齒距角度(one-pitchangle))圖27表示了在第二實例中，齒輪G1至G3和嚙合點1和2的速度波動比。
圖28是表示齒輪G1至G3以及嚙合點1和2的、在齒輪G1相位方向振幅和與其垂直的相位垂直方向振幅之間的關系的矢量圖；由該圖可知，嚙合相位在嚙合點1和2處反相，并相互抵消，從而將第三齒輪G3的速度波動振幅限制成很小的振幅。
相反，如圖29(a)所示的驅動裝置用作對比實例，各齒輪G1至G3的速度波動振幅α和速度波動相位β以及在嚙合點1、2處的附加分量的速度波動振幅α和速度波動相位β如圖29(b)所示進行設置。
嚙合點之間的角度θ為θ＝n×θp圖30表示了在對比實例中，齒輪G1至G3以及嚙合1和2的速度波動比。
圖31是表示齒輪G1至G3以及嚙合點1和2的、在齒輪G1相位方向振幅和與其垂直的相位垂直方向振幅之間的關系的矢量圖；由該圖可知，嚙合相位在嚙合點1和2處同相并且嚙合頻率彼此疊加，從而將第三齒輪G3的速度波動振幅大幅度地放大。第三實例如圖32(a)所示，第三實例為一驅動裝置，其具有與馬達軸齒輪131嚙合的、包括齒輪G1(齒輪-1)至G3(齒輪-3)的三級齒輪組，其中，第一齒輪G1是兩級齒輪，第二齒輪G2作為中心齒輪，在第一嚙合點1處與第一齒輪G1嚙合，在嚙合點2處與第三齒輪G3嚙合，并且該第三齒輪G3被減速驅動。
各齒輪G1至G3的速度波動振幅α和速度波動相位β以及在嚙合點1、2處的附加分量的速度波動振幅α和相位β如圖32(b)所示進行設置。
嚙合點之間的角度θ表示為如下θ＝n×θp+0.5×θp
在本實例中，齒輪G1至G3和嚙合點1和2的速度波動比表示出與圖25中所示的類似的趨勢，并且齒輪G1至G3以及嚙合點1和2的、在齒輪G1相位方向振幅和與其垂直的相位垂直方向振幅之間的關系也表示出與圖28的矢量圖相類似的趨勢。
也就是，應當知道，在增速模式中，與等速或減速模式不同，嚙合點之間的角度以及速度波動相位之間的關系倒轉。
嚙合點之間的角度θ與第二實例的對比實例中相類似，但是作為基于嚙合點2的附加分量的相位，齒輪G1的速度波動相位將反相，與第二實例相同，將削弱第三齒輪G3的速度波動。第四實例在第四實例中，采用根據(jù)第五實施例(增速模式)的驅動裝置，并測量特定齒輪模型1的運動質量(MQ)以及特定齒輪模型2的運動質量(MQ)，在該特定齒輪模型1中，馬達軸齒輪、IDT2驅動齒輪、IDT1驅動齒輪以及光導鼓驅動齒輪在馬達軸齒輪/IDT2驅動齒輪/IDT1驅動齒輪/光導鼓驅動齒輪的嚙合相位中采用了脊/谷/谷嚙合傳動技術，在該特定齒輪模型2中，馬達軸齒輪、IDT2驅動齒輪、IDT1驅動齒輪和光導鼓驅動齒輪采用了脊/谷/脊嚙合傳動技術。
圖33(a)表示了特定齒輪模型1的IDT2驅動齒輪(圖中為IDT2)/IDT1驅動齒輪(圖中為IDT1)/光導鼓驅動齒輪(圖中為鼓)的速度波動比。圖33(b)表示了在嚙合點1(IDT1-IDT2)和嚙合點2(鼓-IDT1)處的速度波動比。
另一方面，圖34(a)表示了特定齒輪模型2的IDT2驅動齒輪(圖中為IDT2)/IDT1驅動齒輪(圖中為IDT1)/光導鼓驅動齒輪(圖中為鼓)的速度波動比。圖34(b)表示了在嚙合點1(IDT1-IDT2)和嚙合點2(鼓-IDT1)處的速度波動比。
由圖33(a)和33(b)可知，盡管特定齒輪模型1采用了脊/谷/谷嚙合傳動技術，IDT1和鼓(嚙合點1(IDT1-IDT2)、嚙合點2(鼓-IDT1))的附加分量反相。
另一方面，由圖34(a)和34(b)可知，盡管特定齒輪模型2采用了脊/谷/脊嚙合傳動技術，IDT1和鼓(嚙合點1(IDT1-IDT2)、嚙合點2(鼓-IDT1))的附加分量同相。
因此，假設在減速級(馬達軸齒輪(輸入)/(IDT2))和在增速級(IDT1/鼓)的嚙合振動的相位顛倒。
可以認為，該相位顛倒現(xiàn)象取決于在齒輪嚙合開始和結束時的齒輪齒滑移率(slip ratio)的更大、相等、更小的關系。
也就是，當在減速模式(減速級)中，對嚙合開始和結束之間的齒輪齒滑移率(在本實例中，以齒輪齒的齒頂滑移率和齒根滑移率的形式進行評價)進行檢查時，可以發(fā)現(xiàn)，在嚙合開始時，齒根滑移率非常大，如圖35所示。
另一方面，同樣地，當在增速模式(增速級)中，對嚙合開始和結束之間的齒輪齒滑移率(在本實例中，以齒輪齒的齒頂滑移率和齒根滑移率的形式進行評價)進行檢查時，可以發(fā)現(xiàn)，在嚙合開始和結束之間的整個期間，齒頂滑移率和齒根滑移率都很小，如圖35所示。
因此，在本實例中，可以采用特定齒輪模型1，或者在特定齒輪模型2中，IDT2驅動齒輪的速度波動相位可以設置成與IDT1驅動齒輪和光導鼓驅動齒輪的附加分量合成波的相位反相，以便顯著減少光導鼓的運動質量。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在采用多級齒輪組的驅動中，在齒輪組與目標齒輪的各嚙合點處產生的嚙合頻率的速度波動相位被設置在使得目標齒輪的速度波動振幅等于或小于在上游的緊鄰地在前的嚙合齒輪的速度波動振幅的范圍內，這樣，可以在沒有采用飛輪等的情況下，能夠抑制由多級齒輪組的嚙合分量產生的速度分量。
因此，可以在不擴大驅動裝置自身的尺寸的情況下，有效地防止由多級齒輪組的嚙合分量引起的速度波動。
對于采用了該驅動裝置的成像裝置，能夠在不擴大該驅動裝置(裝置)自身的尺寸的情況下，有效防止由多級齒輪組的嚙合分量引起的速度波動。因此，例如當該驅動裝置用于串聯(lián)的成像裝置時，由具有較小速度波動的驅動裝置驅動的從動體，例如圖像承載件，的驅動性能能夠穩(wěn)定，同時滿足使驅動裝置(裝置)小型化的要求。
權利要求
1.一種驅動裝置，用于通過多級齒輪組將驅動力從驅動源傳遞給從動體，該驅動裝置包括至少三個齒輪，該至少三個齒輪彼此嚙合，以便形成齒輪組，該齒輪包括布置在齒輪組的最上游處的第一齒輪和布置在該齒輪組的第三級或更后的級處的目標齒輪；其中，在齒輪組中，在第一齒輪與目標齒輪之間的各嚙合點處產生的嚙合頻率的速度波動相位設置成這樣，即目標齒輪的速度波動振幅不超過在齒輪組上游中的緊鄰地在前的齒輪的速度波動振幅。
2.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于在第齒輪和目標齒輪之間的齒輪組中的各嚙合點處產生的嚙合頻率的速度波動相位設置成使得目標齒輪的速度波動振幅能減至最小。
3.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于相對于上游的齒輪，目標齒輪以等速或減速方式驅動。
4.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于相對于上游的齒輪，目標齒輪以增速方式驅動。
5.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于除了目標齒輪的齒輪的至少一個是多級齒輪。
6.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于在第一齒輪和目標齒輪之間的齒輪組中的各嚙合點處產生的嚙合頻率的速度波動相位根據(jù)各齒輪的齒距角度以及嚙合點之間的位置關系來進行設置。
7.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于包括目標齒輪的所有齒輪或一部分齒輪是螺旋齒輪；以及在螺旋齒輪嚙合的嚙合點處，在第一齒輪和目標齒輪之間的齒輪組中的各嚙合點處產生的嚙合頻率的速度波動相位根據(jù)螺旋齒輪的軸向嚙合寬度來進行設置。
8.根據(jù)權利要求7所述的驅動裝置，其特征在于在齒輪組中的中間位置處的中間螺旋齒輪的表面寬度設置成小于在其上游和下游的在前的螺旋齒輪的表面寬度，這樣，該中間螺旋齒輪在其表面寬度的全部區(qū)域都與在其上游和下游的前面的螺旋齒輪嚙合。
9.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于包括目標齒輪的所有齒輪或一部分齒輪為螺旋齒輪；并且位于齒輪組端頭處的螺旋齒輪是可軸向運動的相位調節(jié)齒輪。
10.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于包括目標齒輪的所有齒輪或一部分齒輪為螺旋齒輪；并且設置有位置調節(jié)件，用于調節(jié)螺旋齒輪的軸向位置。
11.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于該目標齒輪為多個目標齒輪。
12.根據(jù)權利要求3所述的驅動裝置，其特征在于在包括目標齒輪和在該目標齒輪上游的直接地在前的中間兩級齒輪組的三級齒輪組中，在中間齒輪的輸出側嚙合點處以及在中間齒輪的輸入側嚙合點處的齒輪齒的相位變化成近似反相。
13.根據(jù)權利要求3所述的驅動裝置，其特征在于在包括目標齒輪和包括有在該目標齒輪上游的至少兩個齒輪的前面的齒輪組的齒輪組中，在嚙合點處的齒輪齒的相位根據(jù)變化角度而變化，該變化角度通過用360度除以嚙合點數(shù)目而得到。
14.根據(jù)權利要求4所述的驅動裝置，其特征在于在包括目標齒輪和在該目標齒輪上游的前面的兩級齒輪組的三級齒輪組中，在中間齒輪的輸出側嚙合點處以及在中間齒輪的輸入側嚙合點處的齒輪齒的相位設置成近似同相。
15.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于嚙合頻率的速度波動相位圍繞基頻分量為中心進行設置。
16.根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于嚙合頻率的速度波動相位圍繞諧波分量為中心進行設置。
17.一種成像裝置，包括驅動裝置，用于驅動從動體；其中，該驅動裝置通過多級齒輪組將驅動力從驅動源傳遞給從動體；該驅動裝置包括至少三個齒輪，該至少三個齒輪彼此嚙合，以便形成齒輪組，該齒輪包括設置在齒輪組的最上游處的第一齒輪和設置在該齒輪組的第三級或更后的級處的目標齒輪；其中，在齒輪組中，在第一齒輪與目標齒輪之間的各嚙合點處產生的嚙合頻率的速度波動相位設置成這樣，即目標齒輪的速度波動振幅不超過在齒輪組上游的直接地在前的齒輪的速度波動振幅。
18.根據(jù)權利要求17所述的成像裝置，還包括成像承載件，用于形成和承載圖像；以及中間轉印體，用于暫時承載在成像承載件上的圖像、輸送該圖像以及將該圖像轉印到記錄材料上；其中，驅動裝置將驅動力從驅動源順序地傳遞給中間轉印體和成像承載件。
19.一種驅動裝置，用于將驅動力從驅動源傳遞給從動體，其中，在驅動力的輸入側的嚙合點處的齒的相位與在驅動力的輸出側的嚙合點處的齒的相位相反。
20.一種驅動裝置，用于將驅動力從驅動源傳遞給從動體，其中，在驅動力的輸入側的嚙合點處的齒的相位與在驅動力的輸出側的嚙合點處的齒的相位之和為2π的整數(shù)倍。
全文摘要
一種驅動裝置，其通過多級齒輪組(例如包括多個齒輪)將驅動力從驅動源傳遞給從動體。在該多級齒輪組中，在包括多個齒輪的齒輪組與目標齒輪的各嚙合點處產生的嚙合頻率的速度波動相位設置在這樣的范圍內，即在該范圍內，設置在第三級或更后的級處的下游的目標齒輪的速度波動振幅等于或小于設置在上游的直接地在前的嚙合齒輪的速度波動振幅。本發(fā)明還涉及采用該驅動裝置作為從動體的驅動的成像裝置。
文檔編號G03G15/01GK1427311SQ0214667
公開日2003年7月2日 申請日期2002年11月1日 優(yōu)先權日2001年12月14日
發(fā)明者龍崎貴彥, 保苅則雄, 西川聰, 木林進, 三田村欣彥, 半澤德明, 吉原道明 申請人:富士施樂株式會社