JP2019011843A - 防振マウント及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で簡易な構成で、捻り振動に対する防振性能を確保するとともに、モータのこじり変位に対する剛性を高めることができる防振マウントを提供する。【解決手段】防振マウント１において、ステッピングモータ３に取り付けられる取付板１２と、ステッピングモータ３を支持するフレーム２に取り付けられる取付板１１と、取付板１１における平面方向の縁部に形成され、先端部が取付板１２に向くように曲げられた曲げ部１１ｃであって、取付板１２との間で間隔を持って配置された曲げ部１１ｃと、曲げ部１１ｃの外周面の少なくとも一部を覆い、取付板１１と取付板１２とを連結するように、取付板１１と取付板１２との間に形成された弾性を有する弾性層１３と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、モータの駆動時に発生する振動がモータを支持する支持体に伝わるのを抑制する防振マウントと、この防振マウントが搭載された画像形成装置に関する。

複写機の紙送り機構やパソコン用プリンタの印字ヘッド等の機体には、ステッピングモータが使用される。このステッピングモータは、駆動することで振動を発生させる加振源であるため、前述したような機体のフレームに対して防振マウントを介して取り付けられることがある。

図９（ａ）は、従来の防振マウント１００の装着状態を示す断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）における矢印Ｘ方向の矢視図である。図９に示す様に、防振マウント１００は、フレーム２００に取り付けられる取付板１０１と、ステッピングモータ３００に取り付けられる取付板１０２との間に、ゴム状弾性材料からなる弾性層１０３を一体的に設けた構成である。これによりステッピングモータ３００駆動時に発生する振動は、弾性層１０３の変形動作により吸収され、フレーム２００側への振動伝達が低減される。

ここでステッピングモータ３００の駆動トルクは、回転軸３０１からピニオンギア３０２、これと噛み合う被駆動ギア３０３を介して従動側へ伝達される。従って、ステッピングモータ３００には、トルク伝達の反力によりこじり変位（軸心上の一点を中心とする揺動）が発生する。例えば図１０（ａ）に示す様に、ステッピングモータ３００の回転軸３０１が矢印Ｒ１方向に回転した場合、ピニオンギア３０２から被駆動ギア３０３へのトルク伝達に伴う矢印Ｆ１方向の反力により、回転軸３０１に矢印Ｓ１方向のこじり変位が発生する。この場合、防振マウント１００にこじり変位が生じて、弾性層１０３は圧縮方向と引張方向の荷重を受けて変形する。

これに対し、防振マウント１００のこじり変位に対する剛性を高めるためには、弾性層１０３として硬度の高いゴム状弾性材料を用いることが有効である。しかし、その場合には弾性層１０３の捻り方向（円周方向）の剪断ばね定数も高くなってしまう。また一般にゴム状弾性材料は、硬度が高いほど、動倍率が高くなる（静ばねに対して動ばねが高くなる）傾向にある。このため、硬度の高いゴム状弾性材料を用いた場合、こじり変位に対する剛性は向上しても、動的な入力である捻り振動を抑制する効果が低減して振動が伝わりやすくなってしまう。

そこで特許文献１では、防振マウントにおいて、捻り振動を抑制する効果を確保するとともに、こじり変位に対する剛性を高めるための構成が提案されている。図１０（ｂ）は、特許文献１に係る防振マウント１００の断面図である。図１０（ｂ）に示す様に、防振マウント１００は、取付板１０１、１０２の間に形成された弾性層１０３に嵌着されるとともに、取付板１１１、１１２と接触可能、且つ、非接着で配置されたゴム状弾性材料からなる環状弾性体１１４を有する。これにより防振マウント１００にこじり変位が生じた場合、取付板１１１、１１２が互いに接近する側では、弾性層１１３がある程度圧縮された時点で環状弾性体１１４も共に圧縮されるため、こじり変位に対する剛性が高くなる。また捻り方向の剪断ばねは実質的に弾性層１１３のみが担うので、捻り振動を抑制する効果が確保されて防振性能が確保される。

特開２００８−２９１９３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、こじり変位に対する剛性を高めるために環状弾性体１１４を別途設ける構成のため、部品点数が増加して構成の複雑化やコストアップに繋がる。

そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、安価で簡易な構成で、捻り振動に対する防振性能を確保するとともに、モータのこじり変位に対する剛性を高めることができる防振マウントを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る防振マウントの代表的な構成は、モータに取り付けられる金属製の第１取付板と、前記モータを支持する支持体に取り付けられる金属製の第２取付板と、前記第１取付板と前記第２取付板のうちの少なくてもいずれか一方の取付板における平面方向の縁部に形成され、先端部が他方の取付板に向くように曲げられた曲げ部であって、前記他方の取付板との間で間隔をもって配置された曲げ部と、前記曲げ部の外周面の少なくとも一部を覆い、前記第１取付板と前記第２取付板とを連結するように、前記第１取付板と前記第２取付板との間に形成された弾性を有する弾性層と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、防振マウントにおいて、安価で簡易な構成で、捻り振動に対する防振性能を確保するとともに、モータのこじり変位に対する剛性を高めることができる。

画像形成装置の断面概略図である。 防振マウントの斜視図である。 防振マウントの断面図と弾性層の模式的斜視図である。 取付板の斜視図である。 フレームに対して防振マウントを介してステッピングモータを装着した状態の斜視図である。 フレームに対して防振マウントを介してステッピングモータを装着した状態の断面図である。 防振マウントの別の構成を示す断面図である。 防振マウントの断面図と弾性層の斜視図である。 従来の防振マウントの断面図と正面図である。 従来の防振マウントの断面図である。

（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る防振マウントを備える画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１に示す様に、画像形成装置Ａは、記録媒体であるシートにトナー像を転写して画像を形成する画像形成部と、画像形成部に向けてシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着する定着部を備える。

画像形成に際しては、不図示の制御部がプリント信号を発すると、ステッピングモータ３（図５参照）により駆動される給紙ローラ７９（搬送部材）及び搬送ローラ７８（搬送部材）によってシート積載部８０に積載されたシートＳが画像形成部に送り出される。

なお、本実施形態では、ステッピングモータ３は、画像形成装置Ａの装置本体であるフレーム２に対して、図２に示す防振マウント１を介して取り付けられている。防振マウント１の構成については後に詳しく説明する。

一方、画像形成部においては、帯電ローラ７２にバイアスが印加されることで感光体ドラム７１の表面が帯電させられる。その後、レーザスキャナユニット７３が不図示の光源からレーザ光を出射し、画像情報に応じてレーザ光を感光体ドラム７１に照射する。これにより感光体ドラム７１の電位が部分的に低下して画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム７１の表面上に形成される。

その後、現像装置７４が備える現像スリーブ７６にバイアスが印加されることで現像スリーブ７６から感光体ドラム７１表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像が形成される。

次に、感光体ドラム７１表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム７１と転写ローラ７５との間に形成された転写ニップ部に送り込まれる。トナー像が転写ニップ部に到着すると、転写ローラ７５にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスが印加されてトナー像がシートＳに転写される。

その後、トナー像が転写されたシートＳは定着装置８８に送られ、定着装置８８によりトナー像が加熱・加圧されてシートＳに定着される。その後、シートＳは排出ローラ８２によって排出部８３に排出される。

＜防振マウント＞
次に、防振マウント１の構成について説明する。

図２は、防振マウント１の斜視図であり、図３（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ断面で切断したときの断面図である。図３（ｂ）は、防振マウント１が備える弾性層１３の形状を模式的に示す模式的斜視図である。図４は、防振マウント１が備える取付板１１、１２の斜視図である。

図２〜４に示す様に、防振マウント１は、画像形成装置Ａのフレーム２に取り付けられる鋼鈑で形成された取付板１１（第２取付板）と、ステッピングモータ３に取り付けられる鋼鈑で形成された取付板１２（第１取付板）を備える。また取付板１１、１２の間でこれらと一体的に設けられたゴム状の弾性材料から成る弾性層１３を備える。なお、このゴム状の弾性層１３の硬度は、Ｈｓ４０〜８５（ＪＩＳスプリング式）の範囲にあるのが好ましい。

取付板１１には、円形の内周開口部１１ａが形成される。内周開口部１１ａの開口にはステッピングモータ３の回転によって回転する回転軸３１が挿入される。また、外縁部に沿って２つのネジ挿通孔１１ｂが適当な間隔で設けられている。さらに、内周開口部１１ａの縁部、つまり取付板１１（一方の取付板）の平面方向における内縁部には、先端部が取付板１２（他方の取付板）に向くように曲げられた４つの曲げ部１１ｃが９０°毎に設けられている。曲げ部１１ｃは、その先端部と取付板１２との間で０．５ｍｍ程度の間隔（距離）をもって配置されており、外周面は弾性層１３に覆われている。つまり曲げ部１１ｃの先端部と取付板１２との間には弾性層１３が介在している。なお、曲げ部１１ｃはプレス加工で形成されている。

なお、複数の曲げ部１１ｃそれぞれの先端部と取付板１２との間隔はすべて同一でも良いし、それぞれの間隔が異なっても良い。また本実施形態では、曲げ部１１ｃの先端部と取付板１２との間の間隔に弾性層１３が充填されているものの、この間隔に弾性層１３を設けずに空間（間隙）としてもよい。また本実施形態では、弾性層１３が曲げ部１１ｃの外周面の全周囲を覆っているものの、本発明はこれに限られず、曲げ部１１ｃの外周面の一部を覆う構成としてもよい。

また取付板１２には、円形の内周開口部１２ａが形成されるとともに、外縁部に沿って２つのネジ挿通孔１２ｂが適当な間隔で設けられている。なお、本実施形態では、取付板１１、取付板１２の材料として鋼鈑を用いたものの、他の金属製の材料を用いてもよい。

また弾性層１３は、取付板１１、取付板１２の内周開口部１１ａ、１２ａに沿って円周方向へ環状に連続して延びている。なお、弾性層１３は、取付板１１と取付板１２とが対向した状態となるように取付板１１と取付板１２とがセットされた型に、取付板１１のゲート１１ｄからゴム状の弾性材料が流し込まれることで、取付板１１と取付板１２との間に弾性層１３が形成される。弾性層１３は取付板１１と取付板１２とを連結する。

図５は、画像形成装置Ａ本体のフレーム２に対して、防振マウント１を介してステッピングモータ３を装着した状態の斜視図であり、図６は、その断面図である。なお、説明の便宜上、図５においてフレーム２は透明化して表示する。

図５、６に示す様に、フレーム２には、ステッピングモータ３の取付位置に対応して、円形窓部２ａが設けられている。取付板１１は、ネジ挿通孔１１ｂ（図４（ａ）参照）に挿通したネジ１５によって、内周開口部１１ａがフレーム２の円形窓部２ａと重合するようにフレーム２に取り付けられる。また取付板１２は、ネジ挿通孔１２ｂ（図４（ｂ）参照）に挿通したネジ１６によってステッピングモータ３に取り付けられる。

またステッピングモータ３の回転軸３１（シャフト）は、取付板１１、取付板１２の内周開口部１１ａ、１２ａを通ってフレーム２の円形窓部２ａに挿通されている。つまり内周開口部１１ａ、１２ａは、ステッピングモータ３の回転軸３１が挿通する孔である。また回転軸３１の先端に取り付けられたピニオンギア３２は、被駆動ギア３３と噛合している。このようにしてステッピングモータ３は防振マウント１を介してフレーム２に取り付けられる。

次に、ステッピングモータ３駆動時の防振マウント１の動作について説明する。

まずステッピングモータ３が駆動すると、その駆動トルクは回転軸３１からピニオンギア３２、被駆動ギア３３を介して従動側へと伝達される。このとき、ステッピングモータ３の駆動に伴って捻り方向の振動（円周方向の振動）が発生する。またステッピングモータ３には、トルク伝達の反力によってこじり変位（軸心上の一点を中心とする揺動）が発生する。

例えばステッピングモータ３の回転軸３１が、図５に示す矢印Ｒ２方向に回転した場合、ピニオンギア３２から被駆動ギア３３へのトルク伝達に伴う図６に示す矢印Ｆ２方向の反力によって、回転軸３１には図６に示す矢印Ｓ２方向のこじり変位が発生する。このこじり変位が防振マウント１に生じると、弾性層１３は圧縮方向と引張方向の荷重を受けて変形する。

ここで弾性層１３が圧縮方向に変形すると、取付板１２と取付板１１に形成された曲げ部１１ｃとの間で弾性層１３が圧縮されて、取付板１２が弾性層１３を介して曲げ部１１ｃに突き当たる。これにより弾性層１３にかかる圧縮方向の荷重の大部分は、弾性層１３より剛性が大幅に高い曲げ部１１ｃに伝わる。この結果、弾性層１３の圧縮方向の変形は大幅に抑制される。なお、弾性層１３は、圧縮方向の変形が抑制されることで引張方向の変形も抑制される。つまり曲げ部１１ｃにより、ステッピングモータ３のこじり変位に対する防振マウント１の剛性が向上し、耐久性も向上する。

またステッピングモータ３の駆動に伴って発生する捻り方向の振動に関しては、取付板１１と取付板１２との間で弾性層１３が捻り方向の剪断変形を受けることで吸収され、フレーム２側への振動の伝達が低減される。なお、弾性層１３を構成する弾性ゴムを制振減衰効果を有する防振ゴムとすることで、より高い防振効果を得ることができる。

このように本実施形態の構成によれば、新たな部材を追加することなく、安価で簡易な構成で、ステッピングモータ３の駆動に伴って発生する捻り振動に対する防振性能を確保するとともに、こじり変位に対する防振マウント１の剛性を高めることができる。

また曲げ部１１ｃの外周面が弾性層１３に覆われているため、取付板１２が弾性層１３を介して曲げ部１１ｃに突き当たった際に曲げ部１１ｃの振動が抑制され、取付板１１を介してフレーム２に振動が伝わるのを抑制することができる。また曲げ部１１ｃと取付板１２との間に間隔があるため、取付板１１と取付板１２の間隔を曲げ部１１ｃの高さのばらつきによらず均一化することができ、さらに取付板１１と取付板１２との平行度の精度を向上させることができる。

なお、図７に示す様に、防振マウント１において、曲げ部１１ｃを取付板１２に当接させる構成にしてもよい。これにより、この当接部分からフレーム２に対して捻り振動が伝達され易くなって防振性能が多少低下するものの、ステッピングモータ３のこじり変位が発生しようとする際に、曲げ部１１ｃが荷重を直接受けるため、こじり変位そのものが大幅に抑制される。このため、防振マウント１のこじり変位に対する剛性を向上させるだけでなく、ステッピングモータ３の回転軸３１やピニオンギア３２の傾きを大幅に抑えて歯筋の傾きを抑制でき、ピニオンギア３２と被駆動ギア３３との噛み合い精度を維持することができる。

またピニオンギア３２としてヘリカルギアを用い、ピニオンギア３２が金属製で、被駆動ギア３３が樹脂製の場合、振動による歯筋の傾きで被駆動ギア３３の摩耗が促進されて耐久寿命が急激に低下する懸念がある。しかし図７に示す構成によれば、振動による歯筋の傾きを抑制できるため、耐久寿命の低下を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る防振マウントを備える画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。

図８は、本実施形態に係る防振マウント１の断面図（図８（ａ））と、弾性層１３の斜視図（図８（ｂ））である。本実施形態では、弾性層１３において、取付板１１に形成された４つの曲げ部１１ｃが配置される箇所に切り欠き１３ａが形成されており、弾性層１３と曲げ部１１ｃとが接しておらず、所定の間隔をもって配置されている。なお、その他の構成に関しては第１実施形態の構成と同様である。

このような構成により、ステッピングモータ３の駆動に伴って弾性層１３が捻り方向の剪断変形をする際に、取付板１１の曲げ部１１ｃの影響を受けず、剪断変形に線型性をもたせることができる。

なお、本実施形態においても、図７に示す構成のように、防振マウント１において、曲げ部１１ｃを取付板１２に当接させる構成にしてもよい。これにより上記同様の効果を得ることができる。

なお、上記第１実施形態、第２実施形態において、防振マウント１の取付板１１に形成された曲げ部１１ｃの数は上述したものに限られず、適宜変更することができる。但し、取付板１１、１２を安定的に支える観点から、曲げ部１１ｃを３つ以上形成する（複数形成する）のが好ましい。或いは、内周開口部１１ａの縁部全域を取付板１２に向けて曲げる構成としてもよい。また取付板１１、１２の間に形成された弾性層１３に対する圧縮方向の荷重と引張方向の荷重が最も働く方向に曲げ部１１ｃを設ける構成がさらに好ましい。さらに曲げ部１１ｃは、取付板１１、１２の少なくてもいずれか一方に設けられていればよく、また双方に設けられていてもよい。

また上記第１実施形態、第２実施形態では、取付板１１、取付板１２の材料として金属製の材料を用いたものの、本発明はこれに限られず、合成樹脂などの樹脂製の材料を用いてこれらを形成してもよい。この場合、取付板１１の曲げ部１１ｃに相当する箇所は、取付板１１における平面方向の縁部に形成され、取付板１２に向けて延在した延在部として成型される。これにより取付板１１、１２を金属製の材料で形成した上記構成と同様の効果を得ることができる。

また上記第１実施形態、第２実施形態では、防振マウント１を介してフレーム２に取り付けられるモータとしてステッピングモータ３を例示したものの、本発明はこれに限られず、ＤＣモータやその他のモータでも上記同様の効果を得ることができる。

また上記第１実施形態、第２実施形態では、ステッピングモータ３を支持する支持体として画像形成装置Ａのフレーム２を例示したものの、本発明はこれに限られず、他の電子機器等にモータを取り付ける際に、本発明に係る防振マウント１を用いてもよい。

１…防振マウント
２…フレーム（支持体、画像形成装置の装置本体）
３…ステッピングモータ（モータ）
１１…取付板（第２取付板）
１１ａ…内周開口部（モータのシャフトが挿通する孔）
１１ｃ…曲げ部
１２…取付板（第１取付板）
１２ａ…内周開口部（モータのシャフトが挿通する孔）
１３…弾性層
７８…搬送ローラ（搬送部材）
７９…給紙ローラ（搬送部材）
Ａ…画像形成装置

Claims (15)

1. モータに取り付けられる金属製の第１取付板と、
   前記モータを支持する支持体に取り付けられる金属製の第２取付板と、
   前記第１取付板と前記第２取付板のうちの少なくてもいずれか一方の取付板における平面方向の縁部に形成され、先端部が他方の取付板に向くように曲げられた曲げ部であって、前記他方の取付板との間で間隔をもって配置された曲げ部と、
   前記曲げ部の外周面の少なくとも一部を覆い、前記第１取付板と前記第２取付板とを連結するように、前記第１取付板と前記第２取付板との間に形成された弾性を有する弾性層と、
   を有することを特徴とする防振マウント。
2. モータに取り付けられる金属製の第１取付板と、
   前記モータを支持する支持体に取り付けられる金属製の第２取付板と、
   前記第１取付板と前記第２取付板のうちの少なくても一方の取付板における平面方向の縁部に形成され、先端部が他方の取付板に当接するように曲げられた曲げ部と、
   前記曲げ部の外周面の少なくとも一部を覆い、前記第１取付板と前記第２取付板とを連結するように、前記第１取付板と前記第２取付板との間に形成された弾性を有する弾性層と、
   を有することを特徴とする防振マウント。
3. 前記曲げ部の外周面の全周囲が前記弾性層に覆われていることを特徴とする請求項２に記載の防振マウント。
4. 前記曲げ部は、前記弾性層との間で所定の間隔をもって配置されていることを特徴とする請求項２に記載の防振マウント。
5. 前記曲げ部は、前記１取付板と前記第２取付板の双方に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の防振マウント。
6. 前記曲げ部は、前記第１取付板と前記第２取付板の少なくてもいずれか一方に対して複数形成されており、それぞれが所定の間隔をもって配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の防振マウント。
7. 前記第１取付板と前記第２取付板には、前記モータのシャフトが挿通する孔が形成されており、前記曲げ部は、前記孔の縁部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の防振マウント。
8. モータに取り付けられる樹脂製の第１取付板と、
   前記モータを支持する支持体に取り付けられる樹脂製の第２取付板と、
   前記第１取付板と前記第２取付板のうちの少なくてもいずれか一方の取付板における平面方向の縁部に形成され、他方の取付板に向けて延在した延在部であって、前記他方の取付板との間で間隔をもって配置された延在部と、
   前記延在部の外周面の少なくとも一部を覆い、前記第１取付板と前記第２取付板とを連結するように、前記第１取付板と前記第２取付板との間に形成された弾性を有する弾性層と、
   を有することを特徴とする防振マウント。
9. モータに取り付けられる樹脂製の第１取付板と、
   前記モータを支持する支持体に取り付けられる樹脂製の第２取付板と、
   前記第１取付板と前記第２取付板のうちの少なくてもいずれか一方の取付板における平面方向の縁部に形成され、他方の取付板まで延在した延在部と、
   前記延在部の外周面の少なくとも一部を覆い、前記第１取付板と前記第２取付板とを連結するように、前記第１取付板と前記第２取付板との間に形成された弾性を有する弾性層と、
   を有することを特徴とする防振マウント。
10. 前記延在部の外周面の全周囲が、前記弾性層に覆われていることを特徴とする請求項９に記載の防振マウント。
11. 前記延在部は、前記弾性層との間で所定の間隔をもって配置されていることを特徴とする請求項９に記載の防振マウント。
12. 前記延在部は、前記１取付板と前記第２取付板の双方に形成されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の防振マウント。
13. 前記延在部は、前記第１取付板と前記第２取付板の少なくてもいずれか一方に対して複数形成されており、それぞれが所定の間隔をもって配置されていることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の防振マウント。
14. 前記第１取付板と前記第２取付板には、前記モータのシャフトが挿通する孔が形成されており、前記延在部は、前記孔の縁部に形成されていることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の防振マウント。
15. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
    前記記録媒体を搬送する搬送部材を駆動させるモータと、
    前記モータと、前記モータを支持する前記画像形成装置の装置本体とに取り付けられる、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の防振マウントと、
    を有することを特徴とする画像形成装置。

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