CN101303071B - 摩擦动力传递装置和装有该装置的图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供摩擦动力传递装置和装有该装置的图像形成装置，摩擦动力传递装置包括：太阳辊，具有第一中心轴线，并绕第一中心轴线自由转动；多个轴构件，分别具有第二中心轴线，多个轴构件分别配置在平行于第一中心轴线的多个周边轴线上，第二中心轴线分别与多个周边轴线相一致；多个行星辊，在被轴构件支撑的状态下，设置成绕太阳辊的圆周面自由转动；导向构件，在保持第一中心轴线和第二中心轴线平行的状态下，把轴构件移动自如地向太阳辊的径向引导；以及按压构件，把行星辊按压在太阳辊的圆周面上，以在太阳辊和行星辊之间利用摩擦力来传递动力。由此，可以产生在轴向上均匀的摩擦力。
Description
技术领域
本发明涉及利用辊之间产生的摩擦力，可以进行动力传递或降低转速的摩擦动力传递装置、以及装有该装置的图像形成装置。
背景技术
作为涉及摩擦动力传递装置的现有技术，公知的结构是在连接于转动轴上的太阳辊的周围配置多个行星辊，并用支架支撑各行星辊的行星轴(例如日本专利公开公报特开2000-329206号，下面表示为“专利文献1”)。在专利文献1的装置中，利用在太阳辊和行星辊之间产生的摩擦力，使各行星辊转动，并且把各行星辊沿轨道环绕太阳辊外侧的周向运动利用支架向输出轴传递。
为了在行星辊和太阳辊之间产生足够的摩擦力，必须用行星轴转动自如地支撑行星辊，同时在存在润滑剂的条件下，使行星辊用力压在太阳辊上(压力接触)。为此，在专利文献1的装置中，要确保行星轴和行星辊之间的间隙，并把在行星辊的轴向两个外侧形成的倾斜部夹在一对轨道环之间，使各轨道环内周上形成的倾斜面与各行星辊压力接触，从而把各行星辊压在太阳辊的圆周面上。
按照专利文献1的装置，虽然行星轴固定在支架上，但由于存在所述间隙，行星辊相对于行星轴可以自由移动。因此在使轨道环与倾斜面压力接触，则行星辊用力压在太阳辊上，在存在润滑剂的条件下，可以产生需要的摩擦力。
可是，在专利文献1的装置中，由于在行星轴和行星辊之间设置间隙，在结构上，行星辊的转动轴线(转动中心)相对于行星轴的轴线(中心线)会偏离一定的角度。因此在把行星辊压在太阳辊上时，行星辊的圆周面相对于太阳辊的圆周面稍发生倾斜。在这种情况下，在行星辊的圆周面上轴向的压力分布变得不均匀，发生所谓的一端接触，在太阳辊的圆周面上会产生偏磨损。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以在行星辊和太阳辊之间产生轴向上均匀的摩擦力的技术。
为了实现该目的，本发明提供一种摩擦动力传递装置，包括：太阳辊，具有第一中心轴线，并绕该第一中心轴线自由转动；多个轴构件，分别具有第二中心轴线，该多个轴构件分别配置在平行于所述第一中心轴线的多个周边轴线上，所述第二中心轴线分别与所述多个周边轴线相一致；多个行星辊，在被所述轴构件支撑的状态下，设置成绕所述太阳辊的圆周面自由转动；导向构件，在保持所述第一中心轴线和所述第二中心轴线平行的状态下，把所述轴构件移动自如地向所述太阳辊的径向引导；按压构件，把所述行星辊按压在所述太阳辊的圆周面上，以在所述太阳辊和所述行星辊之间利用摩擦力来传递动力；以及输出轴，该输出轴连接在所述导向构件上，并被驱动转动，其中，该输出轴利用螺纹连接在所述导向构件上，在被驱动时向该输出轴转动的方向被拧紧。
按照该结构，由于行星辊的转动中心(轴构件)向太阳辊的径向移动，所以如果作用有把行星辊按压在太阳辊的圆周面上的力，则可以在两者之间产生摩擦力。再有，行星辊即使向太阳辊的径向移动，行星辊的转动中心(第二中心轴线)也始终保持与太阳辊的转动中心(第一中心轴线)平行，所以可以产生在轴向上均匀的摩擦力。
本发明还提供一种图像形成装置，包括：图像形成部，至少包括感光鼓、或感光鼓和中间转印带；动力源，产生驱动所述感光鼓的驱动力，或产生驱动感光鼓和中间转印带中至少一个的驱动力；以及摩擦动力传递装置，把所述动力源的驱动力传递给所述感光鼓的转动轴或所述中间转印带的驱动构件，其中，所述摩擦动力传递装置具有所述摩擦动力传递装置的结构。
附图说明
图1A、图1B是表示从不同两个方向看本发明实施方式的摩擦动力传递装置外观的立体图。
图2是所述摩擦动力传递装置的分解立体图。
图3是表示使两个外环与行星支架隔离状态的分解立体图。
图4是表示在图3的状态下使两个外环相互接近的状态的立体图。
图5是表示三个行星辊相对于太阳辊的配置的立体图。
图6A、图6B是行星支架的分解立体图。
图7是表示把行星辊的一部分(一个)从行星支架分离的分解立体图。
图8是摩擦动力传递装置沿轴线方向的纵剖面图。
图9是图8的主要部位放大图。
图10是表示本发明实施方式的图像形成装置一个例子的简要剖视图。
图11是表示循环构件的一个例子的立体图。
具体实施方式
下面根据附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。图1A、图1B是表示从不同两个方向看本发明实施方式的摩擦动力传递装置M外观的立体图。摩擦动力传递装置M包括圆筒形的壳2、太阳辊4、端板6、轴承板7和输出轴8。
在壳2的一端形成有四角形的凸缘部2a，其开口部用与凸缘部2a对应形状的端板6封闭。在与凸缘部2a相反一侧的壳2的另一端，形成有四角形的凸缘部2b。摩擦动力传递装置M可以在凸缘部2a一侧连接图中没有表示的动力源(电动机)。
在壳2的内部收容太阳辊4的一个端部，此外，输出轴8从壳2的内部向与太阳辊4相反的一侧突出。在端板6上安装有轴承板7，在该轴承板7的中央形成有凸起部7a。在该凸起部7a内设置有图中没有表示的两个轴承，太阳辊4通过这两个轴承支撑在轴承板7(壳2)。另一方面，在凸缘部2b的中央也形成有凸起部2c，在该凸起部2c内也设置有图中没有表示的两个轴承。输出轴8通过这两个轴承支撑在凸缘部2b(壳2)。
图2是摩擦动力传递装置M的分解立体图。在壳2内，收容两个外环10、12、行星支架14以及输出轴8的一个端部。在图2中没有详细表示，但行星支架14由第一支架构件和第二支架构件构成，由这两个支架构件支撑三个行星辊。关于支架构件和行星辊还将用另外的附图在后面叙述。
外环10、12的外径比壳2的内径稍小，外环10、12和壳2隔开微小间隙，高精度地相互嵌合。此外，在壳2的内表面形成有两个突条2d
(在图2中仅表示了一个)，这些突条2d与太阳辊4和输出轴8的中心轴线平行延伸。在外环10、12上分别形成有对应于两个突条2d的槽部10a、12a，当外环10、12嵌入壳2内时，则突条2d分别进入槽部10a、12a内。这样，在壳2内外环10、12向转动方向(绕输出轴8转动的方向)的位移受到约束。
此外，在壳2内配置有三个压缩螺旋弹簧13(在图2中只表示了两个)。在摩擦动力传递装置M组装状态下，这些压缩螺旋弹簧13与一个外环10的侧面接触，产生使一个外环10靠近另一个外环12的方向的回弹力(弹力)。
在太阳辊4的外圆周上，两个轴承16在长边方向相距配置。在图2中省略表示了所述轴承板7。一般在壳2内部填充润滑剂(滑油)。太阳辊4转动自如地支撑在这些轴承16，并且这些轴承16把填充在壳2内的滑油密封。此外，在输出轴8的外圆周上，也在长边方向上相距配置两个轴承18(在图2中只表示了一个)。输出轴8也转动自如地支撑在这些轴承18，并且这些轴承18把填充在壳2内的滑油密封。再有，在太阳辊4和输出轴8的各自适当的位置上设置有弹性挡环20。
图3是表示把两个外环10、12与行星支架14隔离开状态的分解立体图。图4是表示使两个外环10、12相互靠近状态的立体图。如所述那样，行星支架14由圆板形的第一支架14a(第一圆板)和第二支架14b(第二圆板)构成。三个行星辊22(在图3中只表示了两个)分别通过轴构件24支撑在第一和第二支架14a、14b上。
从各行星辊22的转动轴线方向看，在各行星辊22的两侧分别形成有倾斜部22b。这些倾斜部22b分别呈越靠近轴构件24的任一端的部位越细的对称锥形形状。另一方面，在所述的外环10、12的内圆周边缘的一个侧面(与行星辊22相对的侧面)，形成有曲面形状(断面呈曲形)的按压面10b、12b。
关于太阳辊4、行星辊22和外环10、12的构成材料，优选使用具有高硬度的材料，特别优选使用具有不低于模具钢(die steel)硬度的材料。例如对于太阳辊4，可以把作为一种高速钢(high-speed steel)的、在JIS G4403中规定的SKH系列材料，在适当的温度进行淬火-回火处理后使用。对于行星辊22可以把作为一种工具钢(alloy tool steel)的、在JIS G4404中规定的SKD系列的材料，在适当的温度进行淬火处理后使用。此外，对于外环10、12可以把作为一种模具钢的予硬钢NAK(大同特殊钢株式会社的塑料制品模具材料的商品名)不进行淬火处理，直接在母材状态下使用。
更具体地说，太阳辊4可以使用SKH51，行星辊22可以使用SKD11，外环10、12可以使用NAK55(大同特殊钢株式会社的商品名)。这些材料的硬度用显微维氏硬度Hv表示，太阳辊4约为700左右，行星辊22约为520左右，外环10、12约为450左右。
在此，对于太阳辊4、行星辊22和外环10、12，其压力接触部分的表面速度越大，使用硬度越高的材料。具体说，太阳辊4的材料硬度最高，行星辊22的材料硬度次于太阳辊4的材料，外环10、12的材料硬度最低。这样，与在相同负荷条件下都用相同材质构成的情况相比，满足抖晃(wow-flutter)目标值的寿命大约可以延长到三倍。因此，可以延缓出现因烧熔或磨损导致的性能降低，可以提高耐磨损性能。
此外，优选的是，在太阳辊4、行星辊22、外环10、12之中，至少在被驱动时的压力接触部分的表面速度最大的构件表面上，具体为至少在太阳辊4的表面上，实施微喷丸硬化(micro shot peening)处理(WidePeening Cleaning：WPC处理)。该处理把约10μm(1μm＝1×10-6m)左右的陶瓷或玻璃以声速冲击构件的表面。这样，可以提高太阳辊4的耐磨损性能。
在对太阳辊4实施了微喷丸硬化处理的情况下，与在相同负荷条件下不实施该处理的情况相比，满足抖晃目标值的寿命大约可以延长到1.5倍。因此，可以延长摩擦动力传递装置M的寿命。
关于输出轴8，它和第一支架14a是不同构件，两者用螺纹进行连接。具体如图8和图9所示，输出轴8具有针对第一支架14a的螺纹连接部8a，在该螺纹连接部8a上刻有向承受输出轴8的转矩方向被拧紧的阳螺纹。
因此，与把第一支架14a和输出轴8一体形成的情况相比，加工工序简化，可以降低成本，第一支架14a和输出轴8的组装和分解也容易。再有，由于输出轴8利用螺纹连接在第一支架14a上，在被驱动时向转动的方向被拧紧，所以在组装时如果用足够的转矩被拧紧，在实际使用时，则一瞬也不会发生因拧紧不良而造成的转动不稳(驱动延迟)。其结果，可以可靠地保持第一支架14a和输出轴8的连接。
请参照图9，在输出轴8上，螺纹连接部8a的径向外侧形成有抵接面8b，此外，在该抵接面8b的径向外侧形成有C面部(倒角部)8c。
另一方面，第一支架14a具有后面叙述的第一孔部14e1，在该第一孔部14e1上刻有阴螺纹，利用螺纹与螺纹连接部8a连接。此外，在第一支架14a上与抵接面8b相对的位置形成有接收部14k。该接收部14k向离开输出轴8的方向凹陷，与抵接面8b抵接，并且可以接收C面部8c。再有，在该接收部14k的径向外侧配置有凸部14m，该凸部14m围绕输出轴8的周壁8d。
这样，输出轴8从螺纹连接部8a向周壁8d具有两个部分，螺纹连接部8a利用螺纹与第一支架14a的第一孔部14e1连接，引导输出轴8前进，接着抵接面8b抵接在第一支架14a的接收部14k上，决定轴8相对于支架14a的中心。因此，能确保输出轴8相对于第一支架14a中心的垂直度，与输出轴8只用螺纹连接在第一支架14a上的情况相比，可以抑制在转动方向上的微小松动。而且，由于在输出轴8上形成有C面部8c，在螺纹连接部8a进入到第一孔部14e1中后，由于输出轴8和第一支架14a嵌合，所以能更进一步确保相对于第一支架14a中心的垂直度。
返回到图3，如所述那样，在壳2内部利用压缩螺旋弹簧13的回弹力进行按压，使外环10和12相互靠近。由于外环10、12的内径比行星支架14的外径大，外环10、12不干扰行星支架14。此时如图4所示，两个外环10、12靠近，把三个行星辊22夹在它们中间。在本实施方式中，通过以大力量把各按压面10b、12b按压在行星辊22的倾斜部22b上，使施加在倾斜部22b上的力作用于太阳辊4的径向，从而以大力量把行星辊22沿径向按压在太阳辊4。
图5是在不图示所述的行星支架14和外环10、12的状态下，表示三个行星辊22相对于太阳辊4的配置的立体图。三个行星辊22位于与太阳辊4的转动轴线A0(第一中心轴线)平行的三个周边轴线上，按相同间距(120°)配置在太阳辊4的圆周方向上。即，各行星辊22被各轴构件24支撑，三个行星辊22配置在太阳辊4的周围，其中，所述各轴构件24的中心轴线A1、A2、A3(第二中心轴线；行星辊22的转动轴线)分别与所述三个周边轴线一致，即，中心轴线A1、A2、A3平行于转动轴线A0。在该状态下，三个行星辊22的圆周面22a都靠近太阳辊4的圆周面4a。
在此，为了以大力量把行星辊22沿径向按压在太阳辊4上，行星辊22必须要向太阳辊4的径向自由移动。所以在本实施方式中，对于行星支架14和轴构件24采用以下的结构。
图6A、6B是行星支架14的分解立体图。行星支架14包括：配置在太阳辊4前端一侧的第一支架14a；以及与该第一支架14a隔开距离来配置在太阳辊4的转动轴线A0方向的根部一侧的第二支架14b。第一支架14a和第二支架14b都呈凸缘(开孔的圆板)形状。
第二支架14b具有在其中央部位形成的贯通孔14c。由于贯通孔14c的直径比太阳辊4的直径大，所以第二支架14b可以在太阳辊4的周围自由转动。
如图6A所示，在第一支架14a的中央部位形成有凸起部14d，输出轴8的底端部嵌合(压入)在该凸起部14d中。另一方面，如图6B所示，在凸起部14d的相反一侧(与第二支架14b相对的一侧)形成有第二孔部14e2。太阳辊4的前端通过图中没有表示的轴承(在图8中用符号28表示)，转动自如地支撑在第二孔部14e2。
在第一支架14a的周围边缘部上形成有三个连接部14f，这些连接部14f按相同间隔(120°)配置在圆周方向上。在行星支架14组装的状态下，连接部14f与太阳辊4平行地从第一支架14a向第二支架14b延伸。在与其相对的第二支架14b上，对应于各连接部14f形成有三个嵌合凹陷部14g。这些嵌合凹陷部14g从与第一支架14a相对的面向第二支架14b的厚度方向凹陷。
行星支架14通过把各连接部14f分别嵌合在对应的嵌合凹陷部14g内，使第一支架14a和第二支架14b相互组合，并使在太阳辊4的转动轴线A0方向上的第一支架14a和第二支架14b之间的间隔不变。特别是在本实施方式中，对连接部14f和嵌合凹陷部14g进行高精度加工，通过使它们高精度地嵌合，可以把两者向绕所述转动轴线的转动方向(太阳辊4的圆周方向)的位移(松动)控制到非常小。
第一支架14a在其周围边缘部具有三个导向槽(第一U形槽)14h。此外，第二支架14b在其周围边缘部的、沿太阳辊4的转动轴线A0方向与形成有导向槽14h的位置对应的位置上，具有三个导向槽(第二U形槽)14j。这些导向槽14h、14j分别按相同间距(120°)配置在圆周方向上，并从第一支架14a和第二支架14b的周围边缘部向转动中心(径向中心部位)直线延伸。在本实施方式中，导向槽14j的宽度比导向槽14h的宽度宽。
图7是表示把行星辊22的一部分(一个)从行星支架14分离的分解立体图。在行星辊22的中央部位形成贯通孔22c。行星辊22在把轴构件24穿到该贯通孔22c内的状态下，通过两个轴承26转动自如地安装在轴构件24上。
在行星辊22的轴构件24的一个端部的圆周面上，具有一对相对的平行面24a。通过切除轴构件24外圆周面的一部分，形成该平行面24a。虽然在图7中仅表示了一个平行面24a，但实际上一对平行面24a以轴构件24的中心轴线(图中的符号为A1)为中心对称配置，而且相互平行。由于形成这样的平行面24a，在轴构件24的一端形成有断面呈圆形的两端被切割的近似椭圆形状的部分(以下称椭圆形部)。
成对的平行面24a都位于从轴构件24的一端稍靠内侧(从轴线A1方向看靠近中心)。因此在轴构件24的一端，比平行面24a靠外侧(靠第一支架14a侧)的位置残留有断面为圆形的部位，该部位成为卡止部24b。该卡止部24b在轴构件24与导向槽14h嵌合的状态下，从第一支架14a向外侧(与行星辊22相反一侧)突出，并卡止在第一支架14a的外面(与行星辊22相反一侧的面)。
另一方面，在轴构件24的另一端形成有凸缘形状(具有台阶的销形状)的卡止部24c。如图所示，该卡止部24c也在轴构件24与导向槽14j嵌合的状态下，从第二支架14b向外侧(与行星辊22相反一侧)突出，并卡止在第二支架14b外面(位于与行星辊22相反一侧的面)。
这样，在本实施方式中，由于在轴构件24的两端部分别形成有卡止部24b、24c，如图示的那样，在轴构件24与导向槽14h、14j嵌合的状态下，两个卡止部24b、24c防止第一支架14a和第二支架14b分离，保持两者的嵌合。特别是在本实施方式中，在轴构件24的两端之间，两个卡止部24b、24c的内侧间距(图中的符号为L1)设定成比行星支架14整体的厚度尺寸(图中的符号为L2)稍大。因此，轴构件24在与导向槽14h、14j嵌合的状态下，可以向太阳辊4的径向自由移动(该自由移动的范围设为规定的第一位置和第二位置之间)。
再有在本实施方式中，由于使轴构件24仅向太阳辊4的径向自由移动，而约束了向其他方向的位移，所以在结构上具有以下的要点。
(1)首先，从轴构件24的径向上看，一对平行面24a的面和面的距离(间隔)被设定成比导向槽14h的宽度(图中的符号为W1)稍小。具体说，在轴构件24的径向，平行面24a(椭圆形部)具有微小的间隙并且高精度地嵌合在导向槽14h内。因此，轴构件24在导向槽14h内向太阳辊4的径向自由移动，但绕中心轴线A1的转动位移受到约束。
(2)其次，关注平行面24a的长边方向的宽度(图中的符号为W2)，该宽度W2被设定成比第一支架14a的厚度(图中的符号为T)稍大。即，在轴构件24的长边方向(中心轴线A1方向)，平行面24a(椭圆形部)具有微小的间隙并且高精度地嵌合在导向槽14h内。因此轴构件24在导向槽14h内向太阳辊4的径向自由移动，但向长边方向(沿中心轴线A1的方向)的移动受到约束。
再有，由于存在椭圆形部，轴构件24向其中心轴线A1倾斜方向(在沿太阳辊4径向的平面内转动的方向)的位移受到约束。即，从轴构件24的长边方向看，由于在平行面24a的两侧存在圆形断面的部位24d，所以即使在平行面24a和导向槽14h嵌合的状态下使轴构件24倾斜，也由于圆形断面的部位24d与第一支架14a的外面或内面接触，能阻止这种倾斜。这样，轴构件24在导向槽14h内仅向太阳辊4的径向自由移动，而向其他方向的位移受到约束。
此外，由于在行星辊22中，从其转动轴线方向的前后嵌合轴承26，所以在本实施方式中，包括行星辊22、轴承26甚至轴构件24的公差都非常小。这样，在行星支架14内行星辊22与轴构件24几乎成为一体，可以仅向太阳辊4的径向移动。
由于具有以上结构，三个行星辊22的各轴构件24在保持各中心轴线A1、A2、A3都与太阳辊4的转动轴线A0(图5参照)平行的状态下，可以沿第一支架14a和第二支架14b的导向槽14h、14j向太阳辊4的径向移动。
在摩擦动力传递装置M中，轴构件24(行星辊22)相对行星支架14的滑动是非常重要的因素。因此在本实施方式中，如所述那样，为了使轴构件24可以顺利地移动，仅把轴构件24的一个端部做成椭圆形，另一个端部仍然保持圆形断面。即，如果两个端部都做成椭圆形，则因加工上的误差容易使两侧的平行面24a之间的相对角度产生偏差。这种角度偏差直接对轴构件24的滑动状况造成恶劣的影响，成为导致行星辊22的仅一端接触，进而引起太阳辊4偏磨损的主要原因。在这方面，本实施方式的优点在于，由于仅把一个端部做成椭圆形，所以不会产生角度偏差，可以使行星辊22均匀按压在太阳辊4上。
下面对摩擦动力传递装置M的动作进行说明。图8是沿摩擦动力传递装置M的轴线方向的纵剖面图。
在摩擦动力传递装置M组装的状态下，一个外环12与端板6的内面接触，并在该状态下被定位。而另一个外环10通过压缩螺旋弹簧13的回弹力向接近外环12的方向被按压。此时，通过按压，两个外环10、12用各自的按压面10b、12b从两侧夹住行星辊22的倾斜面22b，使行星辊22向接近太阳辊4径向的方向移动。其结果，行星辊22成为以大力量按压在太阳辊4上的状态，并且如果行星辊22按压到底而不能移动，则外环10也静止在该位置上。
在这种状态下，在壳2内部由于各行星辊22和太阳辊4之间(微小的间隙)作用有超高的压力，所以夹在该微小的间隙中的滑油起到弹塑性体的作用，在太阳辊4转动时可以产生良好的摩擦力。三个行星辊22利用该摩擦力，向与太阳辊4相反的方向转动，并相对于太阳辊4进行行星运动(在太阳辊4的外侧进行周向运动)，则该运动通过轴构件24传递给行星支架14。其结果，整个行星支架14与太阳辊4同向转动。通过把此时行星支架14的转动从输出轴8输出，可以把输入太阳辊4的转矩以正确的减速比传递到输出轴8上。因此，可以把摩擦动力传递装置M作为减速器使用。
采用本实施方式的摩擦动力传递装置M的减速器，不会受如齿轮传递机构那样的齿隙影响，可以平稳地传递转矩。因此，适合于需要高精度控制转动角度的设备的动力源。
再有，在本实施方式中，行星辊22的轴构件24在保持其中心轴线(行星辊22的转动轴线)与太阳辊4的转动轴线平行的状态下，仅能在径向上移动。因此，行星辊22的转动轴线不会相对于太阳辊4的转动轴线倾斜，可以可靠地防止因行星辊22的仅一端接触造成的太阳辊4的偏磨损。由此摩擦动力传递装置M可以发挥长期的耐久性能，可以一直延续直到达到利用该摩擦动力传递装置M的设备的寿命。
适用本实施方式的摩擦动力传递装置M的设备之一是全彩色图像形成装置。图10是表示全彩色图像形成装置一个例子的串列式彩色打印机9的整体结构的简要剖视图。
彩色打印机9包括：供纸部92，向具有框体结构的装置主体9a内提供纸P；图像形成部93，输送从该供纸部92提供的纸P，同时把图像转印到该纸P上；以及定影部94，对在该图像形成部93转印到纸P上的图像实施定影处理。在装置主体9a的上面，设置有出纸部95，把在定影部4中实施了定影处理的纸P排出。
供纸部92包括：储存纸P的供纸盒921；抽纸辊922；供纸辊923、924、925和对准辊926。图像形成部93包括：图像形成单元97；中间转印带911，由所述图像形成单元97把调色剂像转印到其表面上(第一次转印)；第二次转印辊912，用于把在所述中间转印带911上的调色剂像转印到从供纸盒921送来的纸P上(第二次转印)。
图像形成单元97具有从上游一侧(图10中的左侧)向下游一侧顺序配置的黑色用单元97K、黄色用单元97Y、青色用单元97C和品红色用单元97M。各单元97K、97Y、97C和97M分别包括在各自中央位置的作为像载体的感光鼓971。感光鼓971被驱动，向图中的逆时针方向转动。在各感光鼓971的周围，从转动方向上游一侧顺序分别配置带电器、曝光装置、显影装置、清洁装置和除电器等。
中间转印带911是环形带状的转动件，架设在驱动辊913、带支撑辊914、支撑辊915、第一次转印辊916和张力辊917上，并且其上表面分别抵接在各感光鼓971的圆周面上。中间转印带911在由与各感光鼓971相对配置的第一次转印辊916按压在感光鼓971上的状态下，通过所述多个辊环形转动。
在各感光鼓971上形成的调色剂像，以重叠涂敷的方式顺序转印到通过驱动辊913的驱动按箭头(绕顺时针)方向周向转动的中间转印带911上(第一次转印)，形成全彩色调色剂像。该全色调色剂像在第二次转印辊912和支撑辊915的夹缝部中，被转印到纸P上(第二次转印)。转印了全彩色调色剂像的纸P在定影部94实施了定影处理后，向出纸部95排出。
在这样的彩色打印机9中，可以把以上说明的摩擦动力传递装置M连接在需要驱动转动的部件的驱动系统上。特别优选的是，在图像形成部93的驱动部件，例如感光鼓971、中间转印带911的驱动系统中适用摩擦动力传递装置M。如果通过摩擦动力传递装置M把电动机D(动力源)的转动驱动力传递给驱动感光鼓971的转动轴或中间转印带911的驱动辊913(驱动构件)，则与齿轮驱动的情况相比，可以防止传递损失或驱动不均，可以形成高质量的图像。再有，在使用步进式电动机作为电动机的情况下，根据其脉冲控制，可以高精度控制感光鼓971等的转动角度，可以形成质量非常高的图像。
上面对本发明一个实施方式的摩擦动力传递装置M进行了说明，但本发明不限于此，例如可以采用如下的实施方式。
在所述实施方式中，例举了把行星辊22通过轴承26安装在轴构件24上，但也可以采用行星辊22与轴构件一体转动的结构。在这种情况下，可以采用如下结构：把轴承可以滑动地设置在行星支架14上，将轴构件与轴承一起移动自如地向太阳辊4的径向引导。
此外，太阳辊4、行星辊22和外环10、12在壳2的内部相互压力接触，其中，也可以在这些构件中的至少某一个构件上，设置循环构件，在该壳2的内部使滑油强制循环。
图11是表示循环构件40的一个例子的立体图。循环构件40配置在第二支架14b的外面一侧，在其中央部位有穿过太阳辊4的孔部42。在该孔部42的径向外侧的适当位置，按相同间隔(120°)直立设置有三个冲翘凸片44。在冲翘凸片44的径向外侧的适当的位置上按相同间隔(120°)形成有三个卡合部46。卡合部46分别与各轴构件24卡合。
通过安装这样的循环构件40，在支架14被驱动转动时，冲翘凸片44使壳2内的润滑剂强制循环，可以把润滑剂送到太阳辊4和行星辊22的压力接触部分。因此，与没有该循环构件的情况相比，可以防止润滑剂恶化，延长摩擦动力传递装置的寿命。
所述的具体实施方式中主要包括具有以下结构的发明。
本发明提供一种摩擦动力传递装置，包括：太阳辊，具有第一中心轴线，并绕该第一中心轴线自由转动；多个轴构件，分别具有第二中心轴线，该多个轴构件分别配置在平行于所述第一中心轴线的多个周边轴线上，所述第二中心轴线分别与所述多个周边轴线相一致；多个行星辊，在被所述轴构件支撑的状态下，设置成绕所述太阳辊的圆周面自由转动；导向构件，在保持所述第一中心轴线和所述第二中心轴线平行的状态下，把所述轴构件移动自如地向所述太阳辊的径向引导；以及按压构件，把所述行星辊按压在所述太阳辊的圆周面上，以在所述太阳辊和所述行星辊之间利用摩擦力来传递动力。
按照该结构，由于行星辊的转动中心(轴构件)向太阳辊的径向移动，所以如果作用有把行星辊按压在太阳辊的圆周面上的力，则可以在两者之间产生摩擦力。再有，行星辊即使向太阳辊的径向移动，行星辊的转动中心(第二中心轴线)也始终保持与太阳辊的转动中心(第一中心轴线)平行，所以可以产生在轴向上均匀的摩擦力。
在所述结构中，还可以包括轴承，把所述行星辊转动自如地支撑在所述轴构件的周围，其中，所述导向构件把所述轴构件本身与所述行星辊一起移动自如地向所述太阳辊的径向引导。
按照该结构，即使行星辊转动，轴构件也不转动，而通过轴承支撑行星辊。在该状态下，导向构件把轴构件本身移动自如地向太阳辊的径向引导，如所述那样，可以在行星辊的转动中心和太阳辊的转动中心保持平行的状态下，使行星辊向太阳辊的径向移动。
在这种情况下，优选的是，所述导向构件包括：第一支架构件，相对于所述太阳辊，绕所述第一中心轴线自由转动地被支撑；第二支架构件，在所述第一中心轴线方向上与所述第一支架构件具有间隔地相连接，在该第二支架构件与所述第一支架构件之间容纳所述行星辊的状态下，该第二支架构件与所述第一支架构件一起支撑所述轴构件；以及导向槽，分别在所述第一支架构件和第二支架构件上形成，把所述轴构件的两个端部移动自如地向所述太阳辊的径向引导。
按照该结构，利用具有导向槽的第一支架构件和第二支架构件，可以简单地实现使轴构件向太阳辊的径向移动的结构。
在所述结构中，优选的是，在所述轴构件的一个端部具有由按照所述导向槽的宽度相互面对的一对平行面所形成的椭圆形部，所述一对平行面通过切除所述轴构件外圆周的一部分而形成，所述一对平行面在所述轴构件长边方向上的宽度，按照所述第一支架构件或第二支架构件的厚度被设定，以通过所述椭圆形部约束所述轴构件本身向相对于所述太阳辊倾斜方向的位移。
按照该结构，通过在轴构件的一个端部形成椭圆形部，抑制轴构件本身的倾斜，可以使行星辊的转动轴线与太阳辊的转动轴线保持平行。此外，例如仅把轴构件的一个端部做成椭圆形部，把另一个端部做成圆形断面部，可以防止因加工误差造成的两侧的角度偏差。这样，由于轴构件在导向槽内顺利平行移动(滑动)，所以在行星辊和太阳辊之间可以产生良好的摩擦力。
在所述结构中优选的是，所述第一支架构件具有沿所述太阳辊的长边方向、向所述第二支架构件延伸的连接部，所述第二支架构件上形成有嵌合凹陷部，所述连接部嵌合在该嵌合凹陷部内，以在所述太阳辊的圆周方向上，使所述第一支架构件和第二支架构件相互约束，在所述轴构件的两个端部分别形成有卡止部，该卡止部分别卡止于把所述行星辊夹在中间的所述第一支架构件和第二支架构件在所述太阳辊长边方向上的外面，所述卡止部约束所述第一支架构件和第二支架构件相互分离，保持所述连接部和所述嵌合凹陷部的嵌合状态。
按照该结构，对各构件(第一支架构件和第二支架构件、轴构件)进行高精度加工，可以仅仅通过嵌合关系来组合各构件，而不必利用螺钉等固定连接器具。
在所述结构中，所述导向构件为圆筒形的支架构件，该支架构件相对于所述太阳辊，绕所述第一中心轴线自由转动地被支撑，该支架构件包括：第一圆板，在其径向中心部位具有可以容纳太阳辊的前端部的孔；以及第二圆板，在所述第一中心轴线方向上，与所述第一圆板之间具有间隔地被配置，该第二圆板在其径向中心部位具有使所述太阳辊贯通的贯通孔，其中，所述第一圆板和所述第二圆板夹持所述行星辊，该第一圆板和所述第二圆板在所述第一中心轴线方向上的间隔保持不变，所述第一圆板具有多个第一U形槽，该多个第一U形槽分别从所述第一圆板的周围边缘部位向径向中心部位延伸，所述第二圆板具有多个第二U形槽，该多个第二U形槽分别从所述第二圆板的周围边缘部位向径向中心部位延伸，设置在所述第一中心轴线方向上、与所述第一U形槽的形成位置相对应的位置上，所述第一U形槽和第二U形槽分别接受所述轴构件的一端和另一端，使所述轴构件在保持所述第一中心轴线和所述第二中心轴线平行的状态下，在规定的第一位置和比该第一位置靠近所述第一圆板和所述第二圆板的径向中心部位的第二位置之间滑动。
在所述结构中优选的是，在相互压力接触的各构件，即所述太阳辊、所述行星辊和所述按压构件中，压力接触部分的表面速度越大的构件使用硬度越高的材料。按照该结构，与把相同材质的构件组合的情况相比，因烧熔或磨损引起的性能降低减少，可以提供寿命长的摩擦动力传递装置。
在所述结构中优选的是，对于相互压力接触的各构件，即所述太阳辊、所述行星辊和所述按压构件，至少使用硬度不低于模具钢硬度的材料，在所述各构件中，至少在被驱动时的压力接触部分的表面速度最大的构件表面上，实施微喷丸硬化处理。按照该结构，与没有进行所述处理的情况相比，因磨损引起的性能降低减少，可以提供寿命长的摩擦动力传递装置。
在所述结构中，优选的是，还包括输出轴，该输出轴连接在所述导向构件上，并被驱动转动，其中，该输出轴利用螺纹连接在所述导向构件上，在被驱动时向该输出轴转动的方向被拧紧。按照该结构，由于输出轴利用螺纹连接在导向构件上，并在被驱动时向该输出轴转动的方向被拧紧，所以可以可靠地保持这些导向构件和输出轴的连接。
在这种情况下优选的是，所述输出轴包括：螺纹连接部，利用螺纹连接在所述导向构件上；抵接面，配置在所述螺纹连接部的径向外侧，与所述导向构件抵接；以及倒角部，配置在所述抵接面的径向外侧，所述导向构件包括：利用螺纹与所述螺纹连接部连接的孔；接收部，向离开所述输出轴的方向凹陷，与所述抵接面抵接，并且容纳所述倒角部；以及凸部，配置在所述接收部的径向外侧，围绕所述输出轴的周壁。按照该结构，输出轴可以确保相对于导向构件中心的轴垂直度，与输出轴只用螺纹连接在导向构件上的情况相比，可以抑制其转动方向微小的松动。而且，通过在输出轴上形成有倒角部，可以更进一步确保相对于导向构件中心的轴垂直度。
在所述结构中，优选的是还包括：壳，在其内部容纳所述太阳辊的一部分、所述行星辊和所述按压构件，并且填充有润滑剂；以及循环构件，配置在所述壳的内部，使所述润滑剂强制循环。按照该结构，利用循环构件主动把润滑剂循环到处于压力接触状态的各构件。因此可以防止润滑剂的恶化，可以延长摩擦动力传递装置的寿命。
所述的摩擦动力传递装置准确控制把行星辊按压在太阳辊上时的状态(按压状态)，防止构件的偏磨损等，充分持续发挥作用直到达到本来的材料寿命。
本发明还提供一种图像形成装置，包括：图像形成部，至少包括感光鼓、或感光鼓和中间转印带；动力源，产生驱动所述感光鼓的驱动力，或产生驱动感光鼓和中间转印带中至少一个的驱动力；以及摩擦动力传递装置，把所述动力源的驱动力传递给所述感光鼓的转动轴或所述中间转印带的驱动构件，其中，所述摩擦动力传递装置具有所述摩擦动力传递装置的结构。
按照该结构，通过把本发明的摩擦动力传递装置连接在感光鼓或中间转印带的驱动系统上，与齿轮驱动的情况相比，可以高精度地控制感光鼓或中间转印带的转动，可以进行高质量的图像形成。
Claims (11)
1.一种摩擦动力传递装置，其特征在于包括：
太阳辊，具有第一中心轴线，并绕该第一中心轴线自由转动；
多个轴构件，分别具有第二中心轴线，该多个轴构件分别配置在平行于所述第一中心轴线的多个周边轴线上，所述第二中心轴线分别与所述多个周边轴线相一致；
多个行星辊，在被所述轴构件支撑的状态下，设置成绕所述太阳辊的圆周面自由转动；
导向构件，在保持所述第一中心轴线和所述第二中心轴线平行的状态下，把所述轴构件移动自如地向所述太阳辊的径向引导；
按压构件，把所述行星辊按压在所述太阳辊的圆周面上，以在所述太阳辊和所述行星辊之间利用摩擦力来传递动力；以及
输出轴，该输出轴连接在所述导向构件上，并被驱动转动，其中，
该输出轴利用螺纹连接在所述导向构件上，在被驱动时向该输出轴转动的方向被拧紧。
2.根据权利要求1所述的摩擦动力传递装置，其特征在于，还包括轴承，把所述行星辊转动自如地支撑在所述轴构件的周围，其中，
所述导向构件把所述轴构件本身与所述行星辊一起移动自如地向所述太阳辊的径向引导。
3.根据权利要求2所述的摩擦动力传递装置，其特征在于，
所述导向构件包括：
第一支架构件，相对于所述太阳辊，绕所述第一中心轴线自由转动地被支撑；
第二支架构件，在所述第一中心轴线方向上与所述第一支架构件具有间隔地相连接，在该第二支架构件与所述第一支架构件之间容纳所述行星辊的状态下，该第二支架构件与所述第一支架构件一起支撑所述轴构件；以及
导向槽，分别在所述第一支架构件和第二支架构件上形成，把所述轴构件的两个端部移动自如地向所述太阳辊的径向引导。
4.根据权利要求3所述的摩擦动力传递装置，其特征在于，
在所述轴构件的一个端部具有由按照所述导向槽的宽度相互面对的一对平行面所形成的椭圆形部，所述一对平行面通过切除所述轴构件外圆周的一部分而形成，
所述一对平行面在所述轴构件长边方向上的宽度，按照所述第一支架构件或第二支架构件的厚度被设定，以通过所述椭圆形部约束所述轴构件本身向相对于所述太阳辊倾斜方向的位移。
5.根据权利要求4所述的摩擦动力传递装置，其特征在于，
所述第一支架构件具有沿所述太阳辊的长边方向、向所述第二支架构件延伸的连接部，
所述第二支架构件上形成有嵌合凹陷部，所述连接部嵌合在该嵌合凹陷部内，以在所述太阳辊的圆周方向上，使所述第一支架构件和第二支架构件相互约束，
在所述轴构件的两个端部分别形成有卡止部，该卡止部分别卡止于把所述行星辊夹在中间的所述第一支架构件和第二支架构件在所述太阳辊长边方向上的外面，
所述卡止部约束所述第一支架构件和第二支架构件相互分离，保持所述连接部和所述嵌合凹陷部的嵌合状态。
6.根据权利要求2所述的摩擦动力传递装置，其特征在于，
所述导向构件为圆筒形的支架构件，该支架构件相对于所述太阳辊，绕所述第一中心轴线自由转动地被支撑，该支架构件包括：
第一圆板，在其径向中心部位具有可以容纳太阳辊的前端部的孔；以及
第二圆板，在所述第一中心轴线方向上，与所述第一圆板之间具有间隔地被配置，该第二圆板在其径向中心部位具有使所述太阳辊贯通的贯通孔，其中，
所述第一圆板和所述第二圆板夹持所述行星辊，该第一圆板和所述第二圆板在所述第一中心轴线方向上的间隔保持不变，
所述第一圆板具有多个第一U形槽，该多个第一U形槽分别从所述第一圆板的周围边缘部位向径向中心部位延伸，
所述第二圆板具有多个第二U形槽，该多个第二U形槽分别从所述第二圆板的周围边缘部位向径向中心部位延伸，设置在所述第一中心轴线方向上、与所述第一U形槽的形成位置相对应的位置上，
所述第一U形槽和第二U形槽分别接受所述轴构件的一端和另一端，使所述轴构件在保持所述第一中心轴线和所述第二中心轴线平行的状态下，在规定的第一位置和比该第一位置靠近所述第一圆板和所述第二圆板的径向中心部位的第二位置之间滑动。
7.根据权利要求1所述的摩擦动力传递装置，其特征在于，在相互压力接触的各构件，即所述太阳辊、所述行星辊和所述按压构件中，压力接触部分的表面速度越大的构件使用硬度越高的材料。
8.根据权利要求1所述的摩擦动力传递装置，其特征在于，
对于相互压力接触的各构件，即所述太阳辊、所述行星辊和所述按压构件，至少使用硬度不低于模具钢硬度的材料，
在所述各构件中，至少在被驱动时的压力接触部分的表面速度最大的构件表面上，实施微喷丸硬化处理。
9.根据权利要求1所述的摩擦动力传递装置，其特征在于，
所述输出轴包括：
螺纹连接部，利用螺纹连接在所述导向构件上；
抵接面，配置在所述螺纹连接部的径向外侧，与所述导向构件抵接；以及
倒角部，配置在所述抵接面的径向外侧，
所述导向构件包括：
利用螺纹与所述螺纹连接部连接的孔；
接收部，向离开所述输出轴的方向凹陷，与所述抵接面抵接，并且容纳所述倒角部；以及
凸部，配置在所述接收部的径向外侧，围绕所述输出轴的周壁。
10.根据权利要求1所述的摩擦动力传递装置，其特征在于，还包括：
壳，在其内部容纳所述太阳辊的一部分、所述行星辊和所述按压构件，并且填充有润滑剂；以及
循环构件，配置在所述壳的内部，使所述润滑剂强制循环。
11.一种图像形成装置，其特征在于包括：
图像形成部，至少包括感光鼓、或感光鼓和中间转印带；
动力源，产生驱动所述感光鼓的驱动力，或产生驱动感光鼓和中间转印带中至少一个的驱动力；以及
摩擦动力传递装置，把所述动力源的驱动力传递给所述感光鼓的转动轴或所述中间转印带的驱动构件，其中，
所述摩擦动力传递装置为权利要求1-10中任意一项所述的摩擦动力传递装置。
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