JP6004262B2 - 回転駆動装置、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、被駆動体軸と遊星歯車変速装置の出力軸の軸ズレを、樹脂である内歯歯車の弾性変形で調心することで、この軸ズレに起因した回転ムラを抑制できる。加えて、回転速度検知手段を設けて駆動源をフィードバック制御することで、被駆動体の回転ムラをさらに抑制して、被駆動体の回転精度をより高めることが可能となるというものである。
さらに、被駆動体軸と遊星歯車変速装置の出力軸の軸ズレを、樹脂である内歯歯車の弾性変形で調心することで、この軸ズレに起因した回転ムラを抑制できる。加えて、回転速度検知手段を設けて駆動源をフィードバック制御することで、被駆動体の回転ムラをさらに抑制して、被駆動体の回転精度をより高めることが可能となる。
よって、フィードバック制御により被駆動体の回転ムラをさらに抑制して、被駆動体の回転精度をより高めることができる。
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、ジョイント41の構成を示す図である。図5は、エンコーダ用センサ82を、取り付けステー83を介して駆動側板63に固定されるブラケット83で支持する例の説明図である。図6は、本実施例に係るエンコーダ用センサ82を内歯歯車32の取り付け部84で支持する構成の説明図、図7は、本実施例に係るエンコーダ用センサ82を支持する内歯歯車32の取り付け部を各遊星歯車との噛合い部の領域を避けて設けた構成の説明図である。
(式1)
減速比=Za1 /(Za1+Zc1)×Za2 /(Za2+Zc2)
また、本実施例では第1キャリア34に回転支持部はなく、浮動回転を行うように構成されている。そして、第1キャリア34の回転中心に設けられた第2太陽歯車36が2段目の遊星歯車機構の入力となる。
上記のような構成とすることで、内歯歯車32を基準として、モータ出力軸21、ブラケット22、遊星歯車減速装置30の出力軸40の中心軸をすべて同軸上に配置し、かつ部品寸法のばらつきによる同軸度を最小化することが可能な構成となっている。
また、図3には、速度検知手段80の例として、エンコーダ用円板81と2つの検知部であるエンコーダ用センサ82を有した2センサ構成の例を示している。この速度検知手段80の構成については、必要制御精度によって任意にエンコーダ用センサ82の数を変更してもよい。
加えて、速度検知手段80を設ける位置がジョイント41の駆動力伝達方向下流側の限定されず、速度検知手段80を出力軸40のジョイント41よりも上流側、つまり、遊星歯車減速装置30側に設けることもできる。
上記のように速度検知手段80を遊星歯車減速装置30側に設けることで、感光体駆動装置10の組立性を悪化させることなく、速度検知手段80の感光体駆動装置10への実装を実現できる。
その後、遊星歯車減速装置30の出力軸40にドラム軸50をジョイント41を用いて連結して一体化した後、後側板62の孔へドラム軸50を、駆動側板63の孔へ遊星歯車減速装置30を差し込んで、それぞれ位置調整及び固定を行う。
なお、エンコーダ用センサ82の固定は、遊星歯車減速装置30のハウジングケースと一体に構成された内歯歯車32に固定する方法、内歯歯車キャップ42に固定する方法、及び遊星歯車減速装置30を固定する駆動側板63に固定する方法等が考えられる。
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る。したがって、高精度に感光体ドラム1を回転駆動できる。
このように構成することで、ドラム軸50と出力軸40に軸ズレが生じた場合、感光体ドラム1側への軸ズレの影響を抑え、生じた軸ズレを樹脂製の内歯歯車32のラジアル方向の弾性変形により効果的に調心でき、より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、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。
通常、速度検知手段80を用いることで、その検知結果からモータ20のフィードバック制御を実施し、感光体ドラム1の回転精度をより高めることが可能となる。しかし、内歯歯車32が弾性変形する構成において高精度な回転精度を保つためには、エンコーダ用円板81とエンコーダ用センサ82の相対位置関係が重要となる。具体的には、エンコーダ用円板81とエンコーダ用センサ82は距離が一定であることが要求される。
まず、比較例として、図5に示すように、出力軸40に取り付けられたエンコーダ用円板81を検知するエンコーダ用センサ82を、取り付けステー83を介して駆動側板63に固定されるブラケット83で支持する構成について説明する。
図5に示す構成では、遊星歯車減速装置30のハウジングと一体に構成された内歯歯車32がネジ固定されるブラケット22に、エンコーダ用センサ82を取り付けるための取り付けステー83の一端側を固定している。この取り付けステー83のブラケット22に対する固定方法は、ネジ固定及び接着のいずれでも良い。
また、内歯歯車32の感光体ドラム1側には内歯歯車キャップ42がインローで位置決めされている。そして、内歯歯車キャップ42に圧入されたベアリング方式の軸受45を介して、出力軸40が回転自在に支持されるとともに、内歯歯車32に対してラジアル方向の位置決めが行われている。
しかし、本発明が対象とする内歯歯車32は樹脂製であり、弾性変形による調心作用も持たせているため、内歯歯車32が弾性変形することでエンコーダ用円板81の位置が変わり、エンコーダ用センサ82との間でギャップが生じてしまう。その結果、上述したように、誤った検知結果に基づいてモータ20のフィードバック制御を行うことになり、感光体ドラム1の回転ムラの抑制効果が低下してしまい、フィードバック制御により感光体ドラム1の回転精度をより高めることができなくなる。
このようにエンコーダ用センサ82を支持させる部材が有した、内歯歯車32の弾性変形にともなってラジアル方向に移動する部位を介してエンコーダ用センサ82を支持するとエンコーダ用センサ82も同じラジアル方向に移動する。そして、同じラジアル方向に移動する出力軸40の同軸上に設けられたエンコーダ用円板81との相対距離の変化を低減できる。すなわち、内歯歯車32の弾性変形にともないラジアル方向に移動するエンコーダ用円板81の移動に、エンコーダ用センサ82を追従させて移動させることができる。
よって、軽量化して省資源化に対応できるとともに、遊星歯車減速装置30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、高精度な被駆動体の回転駆動が可能な感光体駆動装置10を提供することができる。
また、図6(図7)に示したように、取り付け部84を内歯歯車32の感光体ドラム1側の端部近傍に設けることが望ましい。このように取り付け部84を設けることで、出力軸40に設けているエンコーダ用円板81に近い、ラジアル方向の変位を取り付け部84に生じさせることができ、エンコーダ用円板81とエンコーダ用センサ82との間に生じるギャップをより低減できる。
そこで、本実施例では内歯歯車32の周方向の肉厚等の形状により、各遊星歯車と噛み合う噛合い部のギヤ精度に影響を与えるおそれが有る場合には、次のようにしてギヤ精度への影響を低減することもできる。図7に示すように取り付け部84を、各遊星歯車と噛み合う噛合い部の領域から避けた感光体ドラム1側の領域に形成して、各遊星歯車と噛み合う噛合い部のギヤ精度に与える影響を低減する構成である。このように取り付け部84を、内歯歯車32に設けることで、内歯歯車32のギヤ精度への成型時の影響を低減することができ、感光体ドラム1の高精度な回転駆動が可能となる。
このように出力軸40を内歯歯車32に対してラジアル方向の位置決めすることで、速度検知手段80のエンコーダ用円板81とエンコーダ用センサ82との間に生じるギャップをさらに低減でき、感光体ドラム1のより高精度な回転駆動が可能となる。また、ドラム軸50と出力軸40との軸ズレに起因したラジアル方向の力を、軸受45を介し、内歯歯車32に直接伝達することができる。したがって、内歯歯車32と2段目の第2遊星歯車37との噛合い部での片当り等を抑制でき、感光体駆動装置10の耐久性を向上させることができるとともに、感光体ドラム1のより高精度な回転駆動が可能となる。
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8は、速度検知手段80のエンコーダ用センサ82を支持する内歯歯車キャップ42の取り付け部の説明図である。
本実施例と、上述した実施例1とでは、感光体駆動装置10における速度検知手段80のエンコーダ用センサ82を取り付ける箇所に係る点にみが異なる。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。
このように速度検知手段80を設置することで、ドラム軸50と出力軸40との軸ズレに起因した内歯歯車32の弾性変形により移動する出力軸40に設けられたエンコーダ用円板81の移動に、エンコーダ用センサ82を追従させることができる。
したがって、実施例1の構成よりもエンコーダ用円板81の移動にエンコーダ用センサ82を追従させることができ、エンコーダ用円板81とエンコーダ用センサ82との間に生じるギャップをより低減して、より高精度な回転駆動が可能となる。
(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の回転速度を検知する、エンコーダ用円板81などの被検知部とエンコーダ用センサ82などの検知部とを有した速度検知手段80などの回転速度検知手段を設け、前記遊星歯車変速装置は、前記内歯歯車の材質が樹脂で、前記内歯歯車の被駆動体側がラジアル方向に弾性変形可能に構成されており、前記回転速度検知手段は、前記被検知部が前記出力軸の同軸上に設けられ、前記検知部が前記内歯歯車の弾性変形に追従して前記ラジアル方向に移動する部位を有した内歯歯車32などの部材に支持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、軽量化して省資源化に対応できるとともに、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な感光体駆動装置10などの回転駆動装置を提供することができる。
(態様A)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は、出力軸40などの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、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ることができる感光体駆動装置10などの回転駆動装置を提供することができる。
(態様A)又は(態様B)において、速度検知手段80などの前記回転速度検知手段のエンコーダ用センサ82などの検知部を内歯歯車32などの前記内歯歯車に支持させ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1について説明したように、遊星歯車減速装置30の省スペース化がはかれ、材質が樹脂の内歯歯車の特徴である弾性変形に対して速度検知手段80などの回転速度検知手段のエンコーダ用センサ82などの検知部が追従できる。このため、回転速度検知手段のエンコーダ用円板81などの被検知部と検知部との間に生じるギャップが小さくなりより高精度な回転駆動が可能となる。
(態様A)又は(態様B)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は、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などの内歯歯車キャップを有し、速度検知手段80などの回転速度検知手段のエンコーダ用センサ82などの検知部を前記内歯歯車キャップに支持させ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、内歯歯車キャップ42などの内歯歯車キャップにエンコーダ用センサ82などの検知部を設けることで、(態様C)よりさらに内歯歯車32などの内歯歯車の特徴である弾性変形に対して検知部が追従できる。このため、速度検知手段80などの回転速度検知手段のエンコーダ用円板81などの検知部とエンコーダ用センサ82との間に生じるギャップをより低減でき、より高精度な回転駆動が可能となる。また、検知部の取り付け部84などの支持部を、内歯歯車から無くすことができ、内歯歯車の成型時のギア精度が低下するおそれを排除でき、より高精度な回転駆動が可能となる。
(態様A)乃至(態様D)のいずれかにおいて、ドラム軸50などの被駆動体軸は、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51などの軸受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ていることを特徴とする回転駆動装置。
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出力軸40などの出力軸の軸ズレが生じた場合、感光体ドラム1などの被駆動体側への軸ズレの影響を抑え、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の弾性変形により効果的に調心することができ、より高精度に被駆動体を回転駆動できる。
(態様E)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F)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F)に加え、出力軸40などの前記出力軸が一体に設けられた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F)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を向上させることができる。
(態様A)乃至(態様G)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A)乃至(態様H)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は、速度検知手段80などの前記回転速度検知手段に複数のエンコーダ用センサ82前記検知部を設け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で説明したように、複数のエンコーダ用センサ82の検出値の差分情報から、エンコーダ用センサ82の取り付け誤差や傾き誤差などに起因した、速度検知手段80などの回転速度検知手段の検知誤差の補正値を算出でき、より高精度な回転駆動が可能となる。
(態様A)乃至(態様I)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は、2段目の第2キャリア38などの前記キャリアと2段目の遊星歯車機構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などの内歯歯車キャップを有し、前記内歯歯車キャップの出力軸40などの前記出力軸を回転自在に支持する支持部にベアリングを用いた軸受45などの軸受を設けた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、速度検知手段80などの回転速度検知手段のエンコーダ用円板81などの被検知部とエンコーダ用センサ82などの検知部との間に生じるギャップをさらに低減でき、より高精度な回転駆動が可能となる。また、ドラム軸50などの被駆動体軸と出力軸40などの出力軸との軸ズレに起因したラジアル方向の力を、ベアリングを用いた軸受45などの軸受を介し、内歯歯車32などの内歯歯車に直接伝達することができる。したがって、内歯歯車と2段目の第2遊星歯車37などの遊星歯車との噛合い部での片当り等を抑制でき、感光体駆動装置10の耐久性を向上させることができるとともに、より高精度な回転駆動が可能となる。
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J)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J)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。
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 ネジ
45 軸受(内歯歯車キャップ)
50 ドラム軸
51,56 軸受(ドラム軸)
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
80 速度検知手段
81 エンコーダ用円板
82 エンコーダ用センサ
83 取り付けステー
84 取り付け部
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 第1走行体
303 第2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 (9)
- 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の回転速度を検知する、被検知部と検知部とを有した回転速度検知手段を設け、
前記遊星歯車変速装置は、前記内歯歯車の材質が樹脂で、前記内歯歯車の被駆動体側がラジアル方向に弾性変形可能に構成されており、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、
前記回転速度検知手段は、前記被検知部が前記出力軸の同軸上に設けられ、前記検知部が前記内歯歯車の弾性変形に追従して前記ラジアル方向に移動する部位を有した部材に支持されてい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、
前記回転速度検知手段の検知部を前記内歯歯車に支持させたことを特長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、
前記遊星歯車変速装置は、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有し、
前記回転速度検知手段の検知部を前記内歯歯車キャップに支持させたことを特長とする回転駆動装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一に記載の回転駆動装置において、
前記被駆動体軸は、該回転駆動装置を用いる装置の本体側板に軸受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ていることを特徴とする回転駆動装置。 - 請求項4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5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、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6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は、前記回転速度検知手段に複数の前記検知部を設けたことを特徴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、
前記遊星歯車変速装置は、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有し、
前記内歯歯車キャップの前記出力軸を回転自在に支持する支持部に軸受を設けた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8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。
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