JP5915936B2 - 回転駆動装置、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、遊星歯車変速装置に設ける内歯歯車と各遊星歯車を樹脂で構成しているので、内歯歯車と各遊星歯車が金属の構成よりも回転駆動装置を軽量化でき、この回転駆動装置を用いる装置の省資源化を促進できる。したがって、回転駆動装置を軽量化する省資源化に対応できる。
加えて、出力軸及び出力軸が設けられるキャリアの材質が金属なので、出力軸及び出力軸が設けられるキャリアは、遊星歯車変速装置の主な構成部品の全てが樹脂の構成よりも、高い被駆動体の負荷に耐えることができる。
まず、本実施形態の第1の実施例について、図を用いて説明する。図2は、本実施例に係る感光体駆動装置10の主要部の斜視図、図3は、本実施例に係る感光体駆動装置10の断面図、図4は、連結部材の構成を示す図、図5は、連結部材の他の構成を示す図である。また、図6は、最終段のキャリアを樹脂とした例に係る感光体駆動装置の断面図である。
減速比に関しては、太陽歯車の歯数をZa、遊星歯車の歯数をZb、内歯歯車の歯数をZcとした場合に、次の式1で表される。なお、式中の添え字1,2は1段目、2段目を意味している。
(式1)
減速比=Za1 /(Za1+Zc1)×Za2 /(Za2+Zc2)
また、樹脂製の内歯歯車32をラジアル方向に弾性変形可能に構成することで、ドラム軸50と遊星歯車減速装置30の出力軸40とに軸ズレが生じた場合であっても、生じた軸ズレを樹脂製の内歯歯車32のラジアル方向に弾性変形により調心することができ、高精度に感光体ドラム1を回転駆動できる。
また、樹脂製の第1遊星歯車33及び第2遊星歯車37もラジアル方向に弾性変形可能に構成することで、次のような効果を得ることもできる。ドラム軸50と遊星歯車減速装置30の出力軸40とに軸ズレが生じた場合に、この軸ズレを調心する際の内歯歯車32のラジアル方向に弾性変形量を、内歯歯車32だけを樹脂製とする構成に比べ小さくして、感光体駆動装置10の耐久性を向上させることができる。
本実施形態の第2の実施例について、図を用いて説明する。図7は、本実施例に係る感光体駆動装置の断面図である。本実施例の感光体駆動装置10は、上述した実施例1と、回転速度検知手段である速度検知手段90を設ける位置に係る点のみ異なる。したがって、上述した実施例1と同じ構成の部分に関しては同じ符号を付し、同様な構成、及び作用・効果については、適宜省略して説明する。
本実施形態の第3の実施例について、図を用いて説明する。図8は、本実施例に係る感光体駆動装置の断面図である。本実施例と、上述した実施例1、2とでは、本実施例の感光体駆動装置10が、感光体ドラム1のドラム軸50と遊星歯車減速装置30の出力軸とを一体に構成していることに係る点のみ異なる。したがって、上述した実施例1、2と同じ構成の部分に関しては同じ符号を付し、同様な構成、及び作用・効果については、適宜省略して説明する。
本実施形態の第4の実施例について、図を用いて説明する。図9は、本実施例に係る感光体駆動装置の断面図である。本実施例と、上述した実施例1とでは、モータ20と遊星歯車減速装置30とを後方の本体側板である後側板62に固定する構成に係る点のみ異なる。したがって、上述した実施例1と同じ構成の部分に関しては同じ符号を付し、同様な構成、及び作用・効果については、適宜省略して説明する。
本実施形態の第5の実施例について、図を用いて説明する。図10は、本実施例に係る遊星歯車キャップの出力軸の軸心に平行な被駆動体側への移動を規制する構成の説明図である。図11は、遊星歯車キャップを内歯歯車にネジ留めして、遊星歯車キャップの出力軸の軸心に平行な被駆動体側への移動を規制する構成の説明図である。本実施例と、上述した実施例1とでは、遊星歯車減速装置30の内歯歯車キャップ42の出力軸40の軸心に平行な感光体ドラム1側への移動を規制するスラスト位置規制部材95を、内歯歯車32とは別に設けることを規定していることに係る点のみ異なる。したがって、上述した実施例1と同じ構成の部分に関しては同じ符号を付し、同様な構成、及び作用・効果については、適宜省略して説明する。
本実施形態の第6の実施例について、図を用いて説明する。図12は、本実施例に係る遊星歯車キャップの出力軸の軸心に平行な方向移動を規制する構成の説明図である。本実施例と、上述した実施例5とでは、遊星歯車減速装置30の内歯歯車キャップ42の出力軸40の軸心に平行な感光体ドラム1側への移動を規制するスラスト位置規制部材95に加え、内歯歯車キャップ42を駆動源であるモータ20側へ出力軸40の軸心方向に平行に付勢する付勢手段を設けることを規定していることに係る点のみ異なる。したがって、上述した実施例5と同じ構成の部分に関しては同じ符号を付し、同様な構成、及び作用・効果については、適宜省略して説明する。
(態様A)
モータ20などの駆動源と、前記駆動源側からの回転駆動力を受けて回転する2段目の第2太陽歯車36などの太陽歯車と、内歯歯車32などの内歯歯車と、該内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う複数の2段目の第2遊星歯車37などの遊星歯車と、該複数の遊星歯車を回転自在に支持するとともに回転自在な2段目の第2キャリア38などのキャリアとからなる2段目の遊星歯車機構などの遊星歯車機構が設けられた遊星歯車減速装置30などの遊星歯車変速装置と、感光体ドラム1などの被駆動体を支持するとともに、前記被駆動体に前記遊星歯車変速装置の出力軸40などの出力軸から出力される回転駆動力を伝達するドラム軸50などの被駆動体軸とを備えた感光体駆動装置10などの回転駆動装置において、前記遊星歯車変速装置は、前記内歯歯車の材質が樹脂で、前記出力軸及び該出力軸が設けられる2段目の第2キャリア38などのキャリアの材質が金属であることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1について説明したように、軽量化して省資源化に対応できるとともに、遊星歯車変速装置の主な構成部品の全てが樹脂の構成よりも、高い感光体ドラム1などの被駆動体の負荷に耐えられる感光体駆動装置10などの回転駆動装置を提供することができる。
(態様B)
(態様A)において、感光体駆動装置10などの該回転駆動装置を用いる複合機500などの装置の後側板62などの本体側板に軸受け51などの軸受けを介してラジアル方向の位置が固定されるとともに回転可能に支持され、内歯歯車32などの前記内歯歯車は、ラジアル方向に弾性変形可能に構成されていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1について説明したように、ドラム軸50などの被駆動体軸と遊星歯車減速装置30などの遊星歯車変速装置の出力軸40などの出力軸の軸ズレが生じた場合に、生じた軸ズレを樹脂製の内歯歯車32などの内歯歯車のラジアル方向に弾性変形により調心することができ、より高精度に感光体ドラム1などの被駆動体を回転駆動できる。
(態様C)
(態様B)において、2段目の第2遊星歯車37などの前記遊星歯車は、材質が樹脂で、ラジアル方向に弾性変形可能に構成されていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1について説明したように、2段目の第2遊星歯車37などの遊星歯車もラジアル方向に弾性変形可能なので、ドラム軸50などの被駆動体軸と遊星歯車減速装置30などの遊星歯車変速装置の出力軸40などの出力軸の軸ズレが生じた場合に、軸ズレを調心する際の内歯歯車32などの内歯歯車の、ラジアル方向に弾性変形量を小さくして感光体駆動装置10などの回転駆動装置の耐久性を向上させることができる。
(態様D)
(態様C)において、出力軸40などの前記出力軸が設けられた2段目の第2キャリア38などのキャリアを除く、1段目の第1キャリア34などのキャリアに一体に設けられた2段目の第2太陽歯車などの前記太陽歯車は、材質が樹脂で、ラジアル方向に弾性変形可能に構成されていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1について説明したように、(態様C)に加え、出力軸40などの前記出力軸が設けられた2段目の第2キャリア38などのキャリアを除く、1段目の第1キャリア34などのキャリアに一体に設けられた2段目の第2太陽歯車などの前記太陽歯車もラジアル方向に弾性変形可能である。したがって、ドラム軸50などの被駆動体軸と遊星歯車減速装置30などの遊星歯車変速装置の出力軸40などの出力軸の軸ズレが生じた場合に、軸ズレを調心する際の内歯歯車32などの内歯歯車のラジアル方向に弾性変形量を、(態様C)よりも小さくして感光体駆動装置10などの回転駆動装置の耐久性させることができる。
(態様E)
(態様A)乃至(態様D)のいずれかにおいて、1段目の遊星歯車機構や2段目の遊星歯車機構などの前記遊星歯車機構を複数段有し、モータ20などの前記駆動源のドラム軸50などの駆動軸、第1太陽歯車31や第2太陽歯車36などの前記太陽歯車、内歯歯車32などの前記内歯歯車、第1キャリア34や第2キャリア38などの前記キャリア、遊星歯車減速装置30などの前記遊星歯車変速装置の出力軸40などの出力軸、ドラム軸50などの前記被駆動体軸、及び感光体ドラム1などの前記被駆動体の全てが同軸上に配設され、1段目の第1キャリア34などの少なくとも1つ以上のキャリアが、前記内歯歯車に対して浮動支持されたことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1について説明したように、浮動支持する1段目の第1キャリア34などのキャリアと内歯歯車32などの内歯歯車との同心誤差を浮動支持による調心作用により抑え、感光体ドラム1の回転ムラをより抑制できる。
(態様F)
(態様A)乃至(態様E)のいずれかにおいて、感光体ドラム1などの前記被駆動体の回転速度を検知するためのエンコーダ用円板などの被検知部を、ドラム軸50などの前記被駆動体軸、又は遊星歯車減速装置30などの前記遊星歯車変速装置の出力軸40などの出力軸の同軸上に有した速度検知手段90などの回転速度検知手段を備えたことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1、2について説明したように、モータ20などの駆動源をフィードバック制御して、感光体ドラム1などの被駆動体の、より高精度な回転駆動が可能となる。
(態様G)
(態様F)において、ドラム軸50などの前記被駆動体軸と遊星歯車減速装置30などの前記遊星歯車変速装置の出力軸40などの出力軸とを連結するジョイント41などの連結部材を備え、速度検知手段90などの前記回転速度検知手段のエンコーダ用円板などの被検知部を前記連結部材の下流側に設けたことを特長とするものである。
これによれば、上記実施例2について説明したように、速度検知手段90などの回転速度検知手段をジョイント41などの連結部材の下流に設けることで、連結部材の連結ガタによって発生する回転ムラをフィードバック制御で除去することができる。
(態様H)
(態様A)乃至(態様F)のいずれかにおいて、ドラム軸50などの前記被駆動体軸と遊星歯車減速装置30などの前記遊星歯車変速装置の出力軸40などの出力軸とを一体に構成としたことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例3について説明したように、ドラム軸50などの被駆動体軸と遊星歯車減速装置30などの遊星歯車変速装置の出力軸40などの出力軸を一体化することで、被駆動体軸と遊星歯車減速装置の出力軸とのジョイント41などの連結部材のガタによる回転ムラを排除することができる。
(態様I)
(態様A)乃至(態様H)のいずれかにおいて、モータ20などの前記駆動源と遊星歯車減速装置30などの前記遊星歯車変速装置とを締結するブラケット22などのブラケットを備え、前記駆動源と前記遊星歯車変速装置の用いる装置の後側板62などの本体側板への固定は、前記ブラケットと前記本体側板とをスタッド64と駆動側板63などの固定部材を用いて固定する構成であることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1について説明したように、内歯歯車32などの内歯歯車をモータ20などの駆動源側からの片持ち支持とすることができ、樹脂製の内歯歯車のラジアル方向の弾性変形量を大きくできる。したがって、ドラム軸50などの被駆動体軸と遊星歯車減速装置30などの遊星歯車変速装置の出力軸40などの出力軸とに軸ズレが生じた場合に調心できる軸ズレ量を大きくでき、より高精度に被駆動体を回転駆動できる。
(態様J)
(態様I)において、ブラケット22などの前記ブラケット及びスタッド64と駆動側板63などの前記固定部材を一体化したダイキャスト91などのアルミ等のダイキャスト構成とし、複合機500などの用いる装置の後側板62などの前記本体側板に直接固定する構成であることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例4について説明したように、モータ20などの駆動源と遊星歯車減速装置30などの遊星歯車変速装置とを、後側板62などの前記本体側板に直接固定するダイキャスト91などの支持構成の剛性を高め、その共振周波数を上げて、速度検知手段90などの回転速度検知手段からのフィードバッグ制御の制御帯域を上げることができる。
(態様K)
(態様A)乃至(態様J)のいずれかにおいて、遊星歯車減速装置30などの前記遊星歯車変速装置の2段目の第2キャリア38などの前記キャリアと2段目の第2遊星歯車37などの前記遊星歯車とを覆うように、内歯歯車32などの前記内歯歯車の感光体ドラム1などの前記被駆動体側の端部に設ける内歯歯車キャップ42などの内歯歯車カバーを備え、前記内歯歯車キャップの前記被駆動体側への出力軸の軸心方向に平行な移動を規制するスラスト位置規制部材94などのスラスト位置規制部材を、該内歯歯車とは別に設けることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例5について説明したように、内歯歯車32などの内歯歯車にストレスを与えることなく、内歯歯車キャップ42などの内歯歯車キャップの出力軸40などの出力軸の軸心方向に平行な移動を規制することができる。したがって、内歯歯車を樹脂製とした感光体駆動装置10において、内歯歯車の変形に起因した周期的な回転ムラを抑制して、より高精度な感光体ドラム1などの被駆動体の回転駆動が可能となる。
(態様L)
(態様K)において、前記内歯歯車キャップを、前記駆動源側へ前記出力軸の軸心方向に平行に付勢する付勢手段を設けることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例6について説明したように、画像形成動作を行なう際に、内歯歯車32などの内歯歯車32にストレスを与えず、かつ、画像品質に影響を与えることなく、内歯歯車キャップ42などの内歯歯車キャップの出力軸40などの出力軸の軸心に平行な感光体ドラム1などの被駆動体側への移動を規制することができる。よって、(態様K)よりも、より高精度な感光体ドラム1の回転駆動が可能となる。
(態様M)
複数の感光体ドラム1や中間転写ベルト5などの被駆動体を備えた複合機500などの画像形成装置において、前記複数の被駆動体の内、いずれか、又は複数の回転駆動に、(態様A)乃至(態様L)のいずれかの感光体駆動装置10やローラ駆動装置などの回転駆動装置を用いることを特徴とするものである。
これによれば、本実施形態で説明したように、(態様A)乃至(態様L)のいずれかの感光体駆動装置10やローラ駆動装置などの回転駆動装置と同様な効果を奏することができる複合機500などの画像形成装置を提供することができる。
(態様N)
(態様M)において、前記被駆動体が感光体ドラム1などの潜像担持体であることを特徴とするものである。
これによれば、本実施形態で説明したように、感光体ドラム1などの潜像担持体の回転ムラに起因した、画像不具合を抑制することができる複合機500などの画像形成装置を提供することができる。
(態様O)
(態様M)において、前記被駆動体が中間転写ベルト5などの中間転写ベルトを回転駆動する架張ローラ12などの駆動ローラであることを特徴とするものである。
これによれば、本実施形態で説明したように、中間転写ベルト5などの中間転写ベルトの回転ムラに起因した、画像不具合を抑制することができる複合機500などの画像形成装置を提供することができる。
2 帯電器
3 除電ランプ
4 クリーニング装置
5 中間転写ベルト
6 1次転写ローラ
7 2次転写ローラ
8 定着ローラ対
9 現像装置
10 感光体駆動装置
11,12,13, 架張ローラ
14 テンションローラ
15 転写紙搬送ベルト
16 架張ローラ対
17 光書込装置
18 定着装置
19 ベルトクリーニング装置
20 モータ
21 モータ出力軸
22 ブラケット
30 遊星歯車減速装置
31 第1太陽歯車
32 内歯歯車
33 第1遊星歯車
34 第1キャリア
35 第1キャリアピン
36 第2太陽歯車
37 第2遊星歯車
38 第2キャリア
39 第2キャリアピン
40 出力軸
41 ジョイント
41a スリット
42 内歯歯車キャップ
43,43a,43b ネジ
50 ドラム軸
51 軸受け
52 ドラム
53a,53b ドラムフランジ
55 ジョイント
61 前側板
62 後側板
63 駆動側板
64 スタッド
65 駆動側板
70 遊星歯車減速装置
72 キャリア
73 出力部
74 スプライン継ぎ手部(ドラム軸)
90 速度検知手段
91 ダイキャスト
93 段差部(内歯歯車)
94 スラスト位置規制部材
95 圧縮コイルばね
99 ネジ
100 複合機本体
101 給紙路
102 レジストローラ
103 給紙路
104 給紙ローラ
105 手差しトレイ
106 排紙ローラ対
107 排紙トレイ
108 分離ローラ
200 給紙テーブル
201 給紙カセット
202 給紙ローラ
203 分離ローラ
204 給紙路
205 搬送ローラ
300 スキャナ
301 コンタクトガラス
302 走行体
303 走行体
304 結像レンズ
305 読取センサ
400 原稿自動搬送装置
401 原稿台
500 複合機
L 光ビーム
Claims (15)
- 駆動源と、
前記駆動源側からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車と、内歯歯車と、該内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う複数の遊星歯車と、該複数の遊星歯車を回転自在に支持するとともに、回転自在なキャリアとからなる遊星歯車機構が設けられた遊星歯車変速装置と、
被駆動体を支持するとともに、前記被駆動体に前記遊星歯車変速装置の出力軸から出力される回転駆動力を伝達する被駆動体軸とを備えた回転駆動装置において、
前記遊星歯車変速装置は、前記内歯歯車の材質が樹脂で、前記出力軸及び該出力軸が設けられるキャリアの材質が金属であり、
前記駆動源と前記遊星歯車変速装置とを締結するブラケットを備え、
前記駆動源と前記遊星歯車変速装置の用いる装置の本体側板への固定は、前記ブラケットと前記本体側板とを固定部材を用いて固定する構成であることを特徴とする回転駆動装置。 - 請求項1に記載の回転駆動装置において、
前記被駆動体軸は、該回転駆動装置を用いる装置の本体側板に軸受けを介してラジアル方向の位置が固定されるとともに回転可能に支持され、
前記内歯歯車は、ラジアル方向に弾性変形可能に構成されていることを特徴とする回転駆動装置。 - 請求項2に記載の回転駆動装置において、
前記遊星歯車は、材質が樹脂で、ラジアル方向に弾性変形可能に構成されていることを特徴とする回転駆動装置。 - 請求項3に記載の回転駆動装置において、
前記出力軸が設けられたキャリアを除く、該キャリアとは異なる他のキャリアに一体に設けられた前記太陽歯車は、材質が樹脂で、ラジアル方向に弾性変形可能に構成されていることを特徴とする回転駆動装置。 - 駆動源と、
前記駆動源側からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車と、内歯歯車と、該内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う複数の遊星歯車と、該複数の遊星歯車を回転自在に支持するとともに、回転自在なキャリアとからなる遊星歯車機構が設けられた遊星歯車変速装置と、
被駆動体を支持するとともに、前記被駆動体に前記遊星歯車変速装置の出力軸から出力される回転駆動力を伝達する被駆動体軸とを備えた回転駆動装置において、
前記遊星歯車変速装置は、前記内歯歯車の材質が樹脂で、前記出力軸及び該出力軸が設けられるキャリアの材質が金属であり、
前記被駆動体軸は、該回転駆動装置を用いる装置の本体側板に軸受けを介してラジアル方向の位置が固定されるとともに回転可能に支持され、
前記内歯歯車は、ラジアル方向に弾性変形可能に構成され、
前記遊星歯車は、材質が樹脂で、ラジアル方向に弾性変形可能に構成され、
前記出力軸が設けられたキャリアを除く、該キャリアとは異なる他のキャリアに一体に設けられた前記太陽歯車は、材質が樹脂で、ラジアル方向に弾性変形可能に構成されていることを特徴とする回転駆動装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一に記載の回転駆動装置において、
前記遊星歯車機構を複数段有し、
前記駆動源の駆動軸、前記太陽歯車、前記内歯歯車、前記キャリア、前記遊星歯車変速装置の出力軸、前記被駆動体軸、及び前記被駆動体の全てが同軸上に配設されていることを特徴とする回転駆動装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一に記載の回転駆動装置において、
前記被駆動体の回転速度を検知するための被検知部を、前記被駆動体軸、又は前記遊星歯車変速装置の出力軸の同軸上に有した回転速度検知手段を備えたことを特徴とする回転駆動装置。 - 請求項7に記載の回転駆動装置において、
前記被駆動体軸と前記遊星歯車変速装置の出力軸とを連結する連結部材を備え、
前記回転速度検知手段の被検知部を前記連結部材の下流側に設けたことを特長とする回転駆動装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一に記載の回転駆動装置において、
前記被駆動体軸と前記遊星歯車変速装置の出力軸とを一体に構成としたことを特徴とする回転駆動装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一に記載の回転駆動装置において、
前記ブラケット及び前記固定部材を一体化したアルミ等のダイキャスト構成とし、用いる装置の前記本体側板に直接固定する構成であることを特徴とする回転駆動装置。 - 請求項1乃至10のいずれか一に記載の回転駆動装置において、
前記遊星歯車変速装置の前記キャリアと前記遊星歯車とを覆うように、前記内歯歯車の前記被駆動体側の端部に設ける内歯歯車キャップを備え、
前記内歯歯車キャップの前記被駆動体側への出力軸の軸心方向に平行な移動を規制するスラスト位置規制部材を、該内歯歯車とは別に設けることを特徴とする回転駆動装置。 - 請求項11に記載の回転駆動装置において、
前記内歯歯車キャップを、前記駆動源側へ前記出力軸の軸心方向に平行に付勢する付勢手段を設けることを特徴とする回転駆動装置。 - 複数の被駆動体を備えた画像形成装置において、
前記複数の被駆動体の内、いずれか、又は複数の回転駆動に、請求項1乃至12のいずれか一に記載の回転駆動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項13に記載の画像形成装置において、
前記被駆動体が潜像担持体であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項13に記載の画像形成装置において、
前記被駆動体が中間転写ベルトを回転駆動する駆動ローラであることを特徴とする画像形成装置。
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