JP2005090574A - 減速装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数の上昇を押さえて省スペースを実現した上で、効率よく回転摺動部を冷却できる減速装置と、これを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 モータ９によって駆動する減速ギヤ２５を含み、出力軸２４の一端をモータ９の支持部材２０で支持、位置決めし、他端を対向部材２１によって位置決めを行わずに支持し、本体構造体４８に装着した際に、本体構造体４８側によって位置決めを行う。対向部材２１は端部が支持部材２０と全体的に接触して減速ギヤ２５等を内包するギヤケースを構成する。ギヤケース内は、入力ダクト２６と出力ダクト２７を用いてエアの流路を構成し、冷却する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、減速装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。

今日、電子写真方式を用いた画像形成装置では、市場からの要求に伴い、カラー複写機、カラープリンタ等々のように、カラー化が進んできている。カラー複写機等は、１つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものと、複数の感光体を並設し、それぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。

１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者には感光体が１つであるから、比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、１つの感光体を用いて複数回（通常４回）画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するため、画像形成の高速化が困難であると言う問題がある。一方、後者は、複数の感光体等を並設するために１ドラム型よりも大型化し、コスト高になる欠点はあるものの、画像形成の高速化が容易であるという利点がある。

また最近は、フルカラーでの画像形成にもモノクロでの画像形成なみのスピードが望まれるようになってきていることから、タンデム型が注目されてきている。

図１は、タンデム型の電子写真方式の画像形成装置の一例を示し、図２はその駆動系の構成を示す。この装置は、図１に示すように、４つの感光体１Ｙ〜１Ｋ（Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラック。以下、同じ。）及び現像装置、転写装置等の作像系２Ｙ〜２Ｋを並設し、その下方にシート搬送ベルト３を配し、さらに給紙装置４、定着装置５等々を備えている。

各感光体１Ｙ〜１Ｋは、それぞれモータ６Ｙ〜６Ｋにより回転駆動するようになっている。またシート搬送ベルト３は一対のローラ７、７の間に掛け回してあり、一のローラ７をモータ８により回転駆動するようになっている。さらに作像系２Ｙ〜２Ｋは、モータ９Ｙ〜９Ｋと減速装置１０Ｙ〜１０Ｋにより回転駆動するようになっている。

この図１、図２に示すタイプの画像形成装置は、シート搬送ベルト３で搬送するシートＰ（図１中では、点線Ｐで示した搬送経路を搬送する。）に各感光体１（以下では、特に必要がなければ単に符号１を付して感光体を示す。他の要素についてのＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋについても同様とする。）上の画像を作像系２の転写装置により順次転写する直接転写方式となっている。

図３は同じくタンデム型の電子写真方式の画像形成装置の他の例を示し、図４はその駆動系の構成を示す。図１、図２の装置と共通する構成については共通する符号をもって示すが、図中１１はベルト状の中間転写体、１２は２次転写装置、１３はその回転駆動用のモータである。この装置は、各感光体１上の画像を作像系２の１次転写装置によりいったんベルト状の中間転写体１１に順次転写し、その後、中間転写体１１上の画像を２次転写装置１２によりシートＰに一括転写する間接転写方式のものである。図示の二次転写装置１２はローラ形状のものであるが、転写搬送ベルト形状のものもある。

このような直接転写方式のものと間接転写方式のものとを比較すると、前者は感光体１が並んでいる上流側に給紙装置４を、下流側に定着装置５を配置しなければならず、シート搬送方向に大型化する欠点がある。これに対し、後者は、２次転写位置１２を比較的自由に設置することができるので、給紙装置４及び定着装置５を感光体１が並んでいる部分と重ねて配置することができ、小型化が可能になるという利点がある。

これらのような電子写真方式の画像形成装置においては、カラー化、高速化が進みつつあり、そのため機械内部の高密度化及び発熱量の向上が生じ、装置筐体内の冷却に関して、より省スペースで効率のよい方法、装置、機構が望まれるようになってきている。

上述のような画像形成装置の筐体内における発熱の要因としては、上述した駆動系の減速装置１０における回転摺動による摺動熱がある。また機械内部の高密度化が進むに連れて装置本体内部の冷却効率が低下するようになったこともある。そこで例えば、フライホイールを用いて駆動系を冷却する方法が提案されている。
特開２００２−２６８４５６号公報

すなわち、高速かつ高負荷にて回転するギヤ等の回転体は、回転時に摺動を伴うために、局部的に摺動熱により高温になる。画像形成装置のカラー化に伴い冷却用気流経路の確保がレイアウトの制約を大きく受けるようになったこともあり、温度上昇による耐久性等の物性の低下を防ぐため、減速装置の摺動部を冷却する必要が生じているが、本願発明者の知るところでは十分な技術が存在していない。

そこで本発明は、部品点数の上昇を押さえて省スペースを実現した上で、効率よく回転摺動部を冷却できる減速装置と、これを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る減速装置は、モータによって駆動する回転体を少なくとも一つ以上を含み、該回転体の軸の一端を前記モータを支持する支持部材で支持しかつ位置決めを行い、前記軸の他端を前記支持部材と対向する対向部材で位置決めせずに支持してユニット化し、該ユニットを取り付ける際に、被取り付け体側によって前記軸の他端の位置決めを行う減速装置であり、前記対向部材の端部を前記支持部材に接触させて組み付け、前記支持部材と対向部材が、それぞれ組み付け状態で開口していて流路を構成する開口部を少なくとも一箇所以上有することを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１の減速装置において、前記開口部のうち少なくとも一方を前記被組み付け体に設けた開口部と対応配置してなることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項１または２の減速装置において、前記開口部をユニットの対向する面に配置してなることを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項１ないし３のいずれかの減速装置において、前記開口部のうち流体が流入する側の開口部が、前記ユニット内部へ向かって拡開する形状を有することを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項４の減速装置において、前記開口部の拡開形状は、径が徐々に拡大していくものであることを特徴とする。

同請求項６に係るものは、請求項１ないし５のいずれかの減速装置において、前記ユニットの前記被取り付け体への位置決めのうち少なくとも二箇所は、前記被取り付け体に固定したスタッドにより行うことを特徴とする。

同請求項７に係る画像形成装置は、請求項１ないし６の減速装置を搭載したことを特徴とする。

本発明は、高回転で回転する回転体の摺動による摺動熱を装置の大きさを大きくすることなく冷却することができ、高耐久性を実現した減速装置を提供でき、この減速装置を搭載することにより省スペースで本体の冷却効率を向上させた画像形成装置を提供できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図５は本発明に係る減速装置の一実施例を示す断面図である。図５に示すように、減速装置１０は、モータ９を取り付ける支持部材２０と対向部材２１により箱形状のギヤケースを形成し、ギヤケース内へモータ９の出力軸９ａ（軸端のギヤは図示を省略してある）を支持部材２０を貫通させて突出させ、支持部材２０と対向部材２１に取り付けた軸受２２、２３の間を貫通するように支持した減速装置１０としての出力軸２４に、ギヤケース内で減速ギヤ２５を取り付けてユニット化した構成としてある。出力軸２４は、モータ９によって減速駆動される減速ギヤ２５と噛合して回転を伝達する。

ギヤケースを構成する対向部材２１には入力ダクト２６が、支持部材２０には出力ダクト２７が、それぞれ箱形状のギヤケースの開口部として形成してあり、この二箇所のみ開口部として空気の流路を形成できる大きさを持っている。従って入力ダクト２６から出力ダクト２７に向かって空気の流路が形成され、ギヤケース内部は空気の流入、流出によって熱を搬出され、冷却されるようになっている。すなわち、高回転で回転する減速ギヤ２５等の摺動による摺動熱を装置の大きさを大きくすることなく冷却することができ、高耐久性を実現した減速装置となっている。

また入力ダクト２６は、画像形成装置本体の側板等の構成部材（以下、本体構成部材という。）２８に設けた本体ダクト穴２９と嵌合し、本体構成部材２８から排出されるエアが流れる流路を確保し、新たにダクトを追加することなく、省スペースに本体構成部材２８内部（図５の左側部分）の冷却を行うことができるようになっている。

なおユニット化する前の状態（図５Ａ）では、軸受２２によって出力軸２４の一方の端部を支持し、軸受２３によって他方の端部を支持しているが、軸受２３は対向部材２１によって簡略的に支持されているだけで、ユニット化して（図５Ｂ）、出力軸２４を本体構成部材２８に取り付けると、本体構成部材２８のスタッド３０によって簡略的に支持しただけの出力軸２４の端部を完全に拘束し、出力軸２４の両端の支持が達成される。

次に図６と図７により入力ダクト２６等の構成を詳細に説明する。入力ダクト２６は対向部材２１の本体構成部材２８側の面に、出力ダクト２７は支持部材２０のモータ９側の面に配置してあり、入力ダクト２６と出力ダクト２７とは対向する形となっている。

また図７に示すように、入力ダクト２６は本体構成部材２８側からモータ９側に向かって徐々に断面積が大きくなるテーパ形状を有しており、ギヤケース内へ流れ込むエアの圧力損失を低減させ、かつ入力ダクト２６から入ったエアが出力ダクト２７に向かって流路が曲がることなく流れ、流体の圧力損失を低減し、効率の良い冷却を行うことができるようにしてなっている。図中３１は、軸受２２２を通して支持するための出力軸支持穴、３２は軸受２３を通して支持するための出力軸支持穴で、それぞれ本体構成部材２８の出力軸支持穴３３に対応させて設けてある。

図８は減速装置１０の本体構成部材２８に対する位置決め構造を示す。減速装置１０は、図５（Ａ）の状態から本体構造体２８に設けたスタッド３０を主基準及び従基準として本体構造体２８に対して組み付けを行い、減速装置１０の回転方向の座標系を、本体構造体２８と精度よく一致させている。図中３４、３４は支持部材２０に設けたスタッド穴である。これにより減速装置１０の支持部材２０に設けた出力軸支持穴３１と本体構成部材２８側に設けた出力軸支持穴３３の寸法を共に主基準から追うことにより、寸法公差の積み上げをなくし、同軸度を高精度にだすことができ、出力軸２４の支持端の軸ぶれによる偏心を低減し、高精度な回転出力を行うことができる。

なお、入力ダクト２６、出力ダクト２７に加え、さらにエア流通用の開口を形成しても良い。複数の開口部を入力側と出力側とで対向する位置に配置すれば、ギヤケース内部におけるエアの流れのよどみの発生を低減し、減速装置１０内の回転体の摺動による摺動熱を、装置の大きさを大きくすることなく効率よく冷却できる。

また上述してきた実施例は減速ギヤが１個のみであるが、もちろんこれは例示であって、本発明の減速装置のギヤの個数、軸の本数などは図示の実施例のものに限定されない。またギヤケースを構成する支持部材２０や対向部材２１、さらには本体構成部材２８の形状、構造等も図示のものは一例であって、本発明はこれらには限定されない。

そして、省スペースで本体の冷却効率をあげられるようにこの減速装置１０を作像系２周りの駆動系として用いることにより、作像系２の冷却を部品点数の増加やスペースを取られること無く行うことができる。

タンデム型の電子写真方式の画像形成装置の一例を示す図 その駆動系の構成を示す図 タンデム型の電子写真方式の画像形成装置の他の例を示す図 その駆動系の構成を示す図 本発明に係る減速装置の一実施例を示す断面図 同対向部材の外形を示す斜視図 入力ダクトの形状を示す断面図 減速装置の本体構成部材に対する位置決め構造を示す斜視図

符号の説明

１Ｙ〜１Ｋ：感光体
２Ｙ〜２Ｋ：作像系
３：シート搬送ベルト
４：給紙装置
５：定着装置
６Ｙ〜６Ｋ、８、９Ｙ〜９Ｋ：モータ
９ａ：モータの出力軸
７：ローラ
１０Ｙ〜１０Ｋ：減速装置
１１：中間転写体
１２：２次転写装置
１３：モータ
２０：支持部材
２１：対向部材
２２、２３：軸受
２４：出力軸
２５：減速ギヤ
２６：入力ダクト
２７：出力ダクト
２８：本体構成部材
２９：本体ダクト穴
３０：スタッド
３１、３２、３３：出力軸支持穴
３４：スタッド穴
Ｐ：シート

Claims (7)

1. モータによって駆動する回転体を少なくとも一つ以上を含み、該回転体の軸の一端を前記モータを支持する支持部材で支持しかつ位置決めを行い、前記軸の他端を前記支持部材と対向する対向部材で位置決めせずに支持してユニット化し、該ユニットを取り付ける際に、被取り付け体側によって前記軸の他端の位置決めを行う減速装置であり、前記対向部材の端部を前記支持部材に接触させて組み付け、前記支持部材と対向部材が、それぞれ組み付け状態で開口していて流路を構成する開口部を少なくとも一箇所以上有することを特徴とする減速装置。
2. 請求項１の減速装置において、前記開口部のうち少なくとも一方を前記被組み付け体に設けた開口部と対応配置してなることを特徴とする減速装置。
3. 請求項１または２の減速装置において、前記開口部をユニットの対向する面に配置してなることを特徴とする減速装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかの減速装置において、前記開口部のうち流体が流入する側の開口部が、前記ユニット内部へ向かって拡開する形状を有することを特徴とする減速装置。
5. 請求項４の減速装置において、前記開口部の拡開形状は、径が徐々に拡大していくものであることを特徴とする減速装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかの減速装置において、前記ユニットの前記被取り付け体への位置決めのうち少なくとも二箇所は、前記被取り付け体に固定したスタッドにより行うことを特徴とする減速装置。
7. 請求項１ないし６の減速装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
   

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