JP2012251582A - ダンパー装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で好ましい振動遮断効果を有するダンパー装置及び画像形成装置を得る。
【解決手段】回転駆動力が入力される入力部材２１と、入力部材２１に入力された回転駆動力を受けて回転する出力部材３１と、入力部材２１と出力部材３１との間に介在された柱状の粘弾性部材４０と、入力部材２１に取り付けられており、入力された駆動力によって粘弾性部材４０の一端面に押圧力を作用させる駆動側押圧部材２２と、出力部材３１に取り付けられており、粘弾性部材４０の他端面から押圧力を受ける受動側押圧部材３２と、駆動側押圧部材２２を入力部材２１に対して回動自在に支持する第１の支持部材２３と、受動側押圧部材３２を出力部材３１に対して回動自在に支持する第２の支持部材３３と、を備えたダンパー装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダンパー装置、特に、入力された回転力又は直進力を出力部材３１に伝達する箇所に配置されるダンパー装置、及び、複写機やプリンタなどの画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式による画像形成装置において、作像プロセスに関する回転駆動には高精度な回転力の伝達が要求されている。しかし、回転駆動系には、モータやギヤの噛み合いなど、回転方向の負荷変動あるいは回転方向の振動（速度変動）が発生する要因を含んでおり、回転力伝達の高精度化を阻んでいる。一方、コスト削減の方策として、回転力伝達系の簡素化が要求されており、これを実現するためには、駆動系の上流側で発生する回転方向の振動（速度変動）を下流側に伝達しないように簡単な構成で効果的に遮断する必要がある。

特許文献１には、動力を発生するブラシレスモータと、このブラシレスモータの動力により回転駆動される感光体ドラムと、ブラシレスモータの動力を複数個のギヤを介して感光体ドラムに伝達するギヤ列と、ギヤ間に介在され、感光体ドラムへの振動の伝達を規制する防振ゴムと、感光体ドラムに設けられ、ギヤに接続される感光体ギヤとを備えた駆動装置が記載されている。

しかしながら、前記特許文献１に記載の防振対策は構成の簡素化や効果の点で必ずしも好ましいものではなく、より効果的な防振対策が望まれている。

特開２００２−１７４９３２号公報

本発明の目的は、簡単な構成で好ましい振動遮断効果を有するダンパー装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明の第１の形態であるダンパー装置は、
回転駆動力が入力される入力部材と、
前記入力部材に入力された回転駆動力を受けて回転する出力部材と、
前記入力部材と前記出力部材との間に介在された柱状の粘弾性部材と、
前記入力部材に取り付けられており、入力された駆動力によって前記粘弾性部材の一端面に押圧力を作用させる駆動側押圧部材と、
前記出力部材に取り付けられており、前記粘弾性部材の他端面から押圧力を受ける受動側押圧部材と、
前記駆動側押圧部材を前記入力部材に対して回動自在に支持する第１の支持部材と、
前記受動側押圧部材を前記出力部材に対して回動自在に支持する第２の支持部材と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の第２の形態である画像形成装置は、前記第１の形態であるダンパー装置を備えたことを特徴とする。

前記ダンパー装置においては、粘弾性部材が入力部材に入力された振動を吸収する。粘弾性部材の一端面に押圧力を作用させる駆動側押圧部材は第１の支持部材によって入力部材に対して回動自在に支持され、かつ、粘弾性部材の他端面から押圧力を受ける受動側押圧部材は第２の支持部材によって出力部材に対して回動自在に支持されているため、粘弾性部材はその一端面と他端面とがほぼ平行状態を保って座屈することなく収縮／伸長し、振動エネルギーを効果的に吸収する。

本発明によれば、簡単な構成で好ましい振動遮断効果を有し、回転力の高精度な伝達が可能となる。

画像形成装置を示す概略構成図である。 第１実施例であるダンパー装置を示し、（Ａ）は停止状態を示す斜視図、（Ｂ）は回転状態を示す斜視図である。 前記ダンパー装置を示し、（Ａ）は停止状態を示す正面図、（Ｂ）は回転状態を示す正面図である。 両端に押圧部材を備えた粘弾性部材弾性を示す斜視図である。 粘弾性部材の動作を解析した説明図である。 第２実施例であるダンパー装置を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は半断面とした斜視図である。

以下、本発明に係るダンパー装置及び画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材、部分に関しては共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

（画像形成装置の概略構成、図１参照）
図１に示すように、本画像形成装置は、タンデム方式のカラープリンタとして構成され、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各画像を形成するための作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが中間転写ベルト１０の直下に並置されている。各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは感光体ドラム２を中心に現像器３などを配置した周知の構成を有している。中間転写ベルト１０は、支持ローラ１１，１２に無端状に張り渡され、矢印ａ方向に回転駆動される。各感光体ドラム２上に形成されたトナー画像は順次中間転写ベルト１０上に１次転写されてカラー画像に合成される。

用紙は給紙トレイ１５に積載されており、給紙ローラ１６によって１枚ずつ給紙され、タイミングローラ対１７を経て中間転写ベルト１０と２次転写ローラ１８とのニップ部を通過することにより、前記カラー画像が中間転写ベルト１０から２次転写される。その後、用紙は定着ユニット１９に搬送されてトナーの加熱定着を施され、排出ローラ対５から本体上面に排出される。

なお、画像形成装置としては、前記カラープリンタ以外にモノクロプリンタであっても、あるいは、画像読取りユニットを備えた複写機として構成されているもの、ファクシミリ機能やインターネットとの通信機能を備えた様々な態様の装置であってもよい。

前記画像形成装置において、以下に説明するダンパー装置を効果的に用いることができる箇所は、作像ユニット（感光体ドラム２、現像器３の現像ローラ３ａ）の駆動機構や中間転写ベルト１０を駆動するローラ１１の駆動機構である。

（第１実施例、図２〜図５参照）
第１実施例であるダンパー装置２０Ａは、図１及び図２に示すように、概略、矢印ｂ方向に回転駆動力が入力される円盤状の入力部材２１と、入力部材２１に入力された回転駆動力を受けて矢印ｂ方向に回転する円盤状の出力部材３１と、入力部材２１と出力部材３１との間に介在された柱状の粘弾性部材４０と、で構成されている。

粘弾性部材４０の一端面には、入力された駆動力によって該一端面に押圧力を作用させる駆動側押圧部材２２が接着固定されており、該駆動側押圧部材２２に形成した穴部２２ａには入力部材２１に設けた第１の支持部材（以下、第１の軸部材２３と称する）が回動自在に挿入されている。また、粘弾性部材４０の他端面には、粘弾性部材４０から押圧力を受ける受動側押圧部材３２が接着固定されており、該受動側押圧部材３２に形成した穴部３２ａには出力部材３１に設けた第２の支持部材（以下、第２の軸部材３３と称する）が回動自在に挿入されている。

さらに、第１の軸部材２３は駆動側押圧部材２２から出力部材３１側に突出しており、出力部材３１には該突出部分を受け入れて回転方向にガイドする円弧状の長穴３４が形成されている。

粘弾性部材４０は、図３に示すように、入力部材２１及び出力部材３１に対して円周方向に３等分された位置に配置されている。粘弾性部材４０の配置個数は３個に限定するものではないが、３個を等間隔に配置することがバランスが最も良好である。

以上の構成からなるダンパー装置２０Ａにおいては、停止状態では図３（Ａ）に示すように、粘弾性部材４０は自身の弾性によって伸長状態を保持している。入力部材２１に矢印ｂ方向の回転駆動力が入力されると、第１の軸部材２３を介して駆動側押圧部材２２が長穴３４にガイドされつつ矢印ｂ方向に移動し、粘弾性部材４０の一端面に押圧力を作用させる。このとき、粘弾性部材４０は収縮しつつ他端面から受動側押圧部材３２に押圧力を作用させ（図３（Ｂ）参照）、受動側押圧部材３２から第２の軸部材３３を介して回転駆動力が出力部材３１に伝達される。

入力部材２１に入力された微振動（速度変動）は粘弾性部材４０の弾性によって吸収され、出力部材３１に伝達されることはない。即ち、入力部材２１と出力部材３１との間に介在された粘弾性部材４０によって振動が遮断されることになる。そして、粘弾性部材４０の一端面に押圧力を作用させる駆動側押圧部材２２は第１の軸部材２３によって入力部材２１に対して回動自在に支持され、かつ、粘弾性部材４０の他端面から押圧力を受ける受動側押圧部材３２は第２の軸部材３３によって出力部材３１に対して回動自在に支持されているため、粘弾性部材４０はその一端面と他端面とが平行状態を保って収縮／伸長し、振動エネルギーを効果的に吸収する。つまり、粘弾性部材４０はほぼ平行状態を保って圧縮されることでその内部応力が均一に分布し、座屈や押圧力の不均衡を生じることがない。

ここで、ダンパー装置２０Ａのより詳細な具体例及び粘弾性部材４０の挙動について図４及び図５を参照して説明する。

粘弾性部材４０としては、アスカーＣ硬度３０相当でヤング率Ｅが０．６５ＭＰａのゴムを好適に用いることができる。押圧部材２２，３２としてはヤング率Ｅが２５８０ＭＰａのＰＯＭ（ポリオキシメチレン）を好適に用いることができる。粘弾性部材４０の寸法は、図４に示すように、長さＬは３８ｍｍ、幅Ｗ及び高さＴはそれぞれ１０ｍｍが適当である。

前記材料及び前記寸法の粘弾性部材４０及び押圧部材２２，３２を用い、第１及び第２の軸部材２３，３３と穴部２２ａ，３２ａとの摩擦力をゼロに設定して（第１及び第２の軸部材２３，３３と穴部２２ａ，３２ａとの間に潤滑剤、好ましくはグリースを介在させた状態を想定）、出力部材３１を固定した状態で入力部材２１に回転駆動力を与えてシミュレートしたところ、図５（Ｂ１）に示すように、粘弾性部材４０は一端面と他端面とが平行状態を保持して収縮／伸長し、座屈は生じなかった。図５（Ｂ２）に示すように、粘弾性部材４０の偏芯量は０であり、収縮時における腹部Ｓの応力は０．２５ＭＰａであった。

一方、第１及び第２の軸部材２３，３３と穴部２２ａ，３２ａを固定した状態で前記と同様に入力部材２１に回転駆動力を与えてシミュレートしたところ、図５（Ａ１）に示すように、粘弾性部材４０は比較的大きく湾曲した。図５（Ａ２）に示すように、粘弾性部材４０の偏芯量Ｈは３．４５ｍｍであり、収縮時における腹部Ｓの応力は０．３ＭＰａであった。また、第１及び第２の軸部材２３，３３と穴部２２ａ，３２ａとの間に潤滑剤を介在させないである程度の摩擦力が生じている状態として入力部材２１に回転駆動力を与えてシミュレートしたところ、図５（Ｃ１）に示すように、粘弾性部材４０に僅かな湾曲を生じた。図５（Ｃ２）に示すように、粘弾性部材４０の偏芯量Ｈは１．６８ｍｍであり、収縮時における腹部Ｓの応力は０．２８ＭＰａであった。

以上の解析結果から明らかなように、第１及び第２の軸部材２３，３３は穴部２２ａ，３２ａに回動自在に挿入されており、両者の間に摩擦力がほとんど生じないか、僅かに生じている程度が好ましい。図５（Ａ１），（Ａ２）に示したように、第１及び第２の軸部材２３，３３と穴部２２ａ，３２ａとを固定してしまうと、粘弾性部材４０が大きく湾曲し、座屈を生じるおそれがある。

（第２実施例、図６参照）
第２実施例であるダンパー装置２０Ｂは、図６に示すように、第１の軸部材２３をガイドする長穴３４を省略したものである。他の構成は前記第１実施例と同様である。即ち、前記長穴３４はダンパー装置として必ずしも必要なものではない。

入力部材２１や出力部材３１は回転を高精度に伝達するための高精度ギヤである場合が考えられる。このような高精度ギヤを樹脂成形する場合に長穴３４を設けると、成形時に生じる“ひけ”で精度が低下する。これを回避するために本第２実施例では長穴３４を設けないこととした。

（他の実施例）
なお、本発明に係るダンパー装置及び画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

以上のように、本発明は、ダンパー装置、画像形成装置に有用であり、特に、簡単な構成で好ましい振動遮断効果を有する点で優れている。

２０Ａ，２０Ｂ…ダンパー装置
２１…入力部材
２２…駆動側押圧部材
２２ａ…穴部
２３…第１の軸部材
３１…出力部材
３２…受動側押圧部材
３２ａ…穴部
３３…第２の軸部材
４０…粘弾性部材

Claims (5)

1. 回転駆動力が入力される入力部材と、
   前記入力部材に入力された回転駆動力を受けて回転する出力部材と、
   前記入力部材と前記出力部材との間に介在された柱状の粘弾性部材と、
   前記入力部材に取り付けられており、入力された駆動力によって前記粘弾性部材の一端面に押圧力を作用させる駆動側押圧部材と、
   前記出力部材に取り付けられており、前記粘弾性部材の他端面から押圧力を受ける受動側押圧部材と、
   前記駆動側押圧部材を前記入力部材に対して回動自在に支持する第１の支持部材と、
   前記受動側押圧部材を前記出力部材に対して回動自在に支持する第２の支持部材と、
   を備えたことを特徴とするダンパー装置。
2. 前記粘弾性部材は柱状の一端面が前記駆動側押圧部材に接着固定され、他端面が前記受動側押圧部材に接着固定されていること、を特徴とする請求項１に記載のダンパー装置。
3. 第１の支持部材は前記入力部材に設けた第１の軸部材であり、第２の支持部材は前記出力部材に設けた第２の軸部材であり、
   第１の軸部材は前記駆動側押圧部材に形成した穴部に回動自在に挿入され、第２の軸部材は前記受動側押圧部材に形成した穴部に回動自在に挿入されていること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダンパー装置。
4. 第１及び第２の軸部材と前記穴部との間に潤滑剤が介在されていること、を特徴とする請求項３に記載のダンパー装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のダンパー装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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