(57)【要約】【課題】モータの回転駆動力を回転負荷部に伝達するギア列からの騒音を可及的に低減した減速装置を提供する。【解決手段】モータ９０の回転は金属ベルト９２を介し駆動軸プーリ９１から２つの第１段プーリ９３、９４に伝達される。モータ９０と第１段プーリ９３、９４の回転減速はモータ９０の３０〜４０回転／秒に対し第１段プーリ９３、９４で１／２〜１／３である。また、第１段プーリ９３、９４に一体形成の小径ギアの直径はプーリ直径の１／２〜１／３である。従来のモータの駆動軸ギアと２つの減速ギアの大径ギアとの噛合という駆動形態が除去され、本例ではモータ９０の駆動軸プーリ９１、金属ベルト９２及び第１段プーリ９３と９４との摩擦係合の形態となり、第１段プーリ９３、９４の小径のギアの噛合い周波数は従来の８００Ｈｚから１／４〜１／９の２００Ｈｚ〜９０Ｈｚと耳に聞こえても支障を感じない程度に低下する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸の回転を減速しながら回転負荷部に伝達するギア列から成る減速装置において、
前記モータの前記回転軸と前記ギア列の第１番目の減速ギアとの間の駆動伝達に金属ベルトとプーリを用いたことを特徴とする減速装置。
【請求項２】
前記第１番目の減速ギアには、該第１番目の減速ギアの回転を監視して前記ギア列の回転を制御するためのエンコーダが備えられていることを特徴とする請求項１記載の減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転駆動力を回転負荷部に伝達するギア列からの騒音を可及的に低減した減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の回転負荷部をモータとその回転駆動を伝達するギア列によって駆動される各種の装置がある。そのような装置の一例としては、電子写真式の４連タンデム型のカラー画像形成装置がある。（例えば、特許文献１参照。）
図２は、そのような電子写真式の４連タンデム型のカラー画像形成装置の内部構成を説明する側断面図である。同図に示すカラー画像形成装置１は、
カット用紙一枚毎に印字を行なうカラー画像形成装置であり、資源節約型の両面印字機構を備えている。このカラー画像形成装置１は、本体２の内部上方に配設された画像形成部３、中央部よりも下方に配設された両面印刷用搬送ユニット４、更にその下方に配設された給紙部５及び画像形成部３の用紙搬送方向下流側（図の左方）に配設された定着部６で構成されている。
【０００３】
上記の画像形成部３は、４個の画像形成ユニット７（７−１、７−２、７−３、７−４）を用紙搬送方向上流側（図の右方）から下流側へ多段式（タンデム式）に並設され、それらの下方には、偏平なループ状に形成された搬送ベルト８が用紙搬送面をほぼ水平にし上記用紙搬送方向に沿って本体２内部ほぼ中央に配設されている。
【０００４】
上記４個の画像形成ユニット７は、現像器に収納された現像剤（トナーの色）を除いて他は全て同じ構成であるので、以下、画像形成ユニット７−３を例にとり、その各部に番号を付与して説明する。画像形成ユニット７は、感光体ドラム９と、この感光体ドラム９の周面を図の時計回り方向に取り囲んで、クリーナ１１、帯電器１２、露光ヘッド１３、現像器１４、現像ローラ１５、及び搬送ベルト８を挟んで転写シート１６の諸装置が配置されている。
【０００５】
用紙搬送方向上流側から３個の画像形成ユニット７の現像器１４内には、減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の色の非磁性トナーが夫々収容され、最下流の画像形成ユニット７−４の現像器１４内には、文字や画像の黒部分に専用されるブラック（Ｋ）の非磁性トナーが収容されている。これら４個の画像形成ユニット７は、それぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の分光画像を形成する。
【０００６】
上記の現像ローラ１５は、現像器１４の下部開口部に回転自在に支持されて、感光体ドラム９に圧接している。感光体ドラム９は、搬送ベルト８の上循環部（用紙搬送面）に夫々接して配置される。感光体ドラム９は、導電性の金属ローラの周面に有機光導電性材料を一様に被着して形成され、金属ローラ部は接地されている。この感光体ドラム９は、図の矢印で示す時計回り方向に回転する。
【０００７】
また、搬送ベルト８は、例えばフッ素樹脂（テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ））にカーボンブラックを添加して抵抗調整することにより、詳しくは後述する固有の表面抵抗と体積抵抗を持たせた厚さおよそ１５０μｍのフィルム状部材で構成され、不図示のベルトユニットのフレームに回動アーム１７と共に組み付けられ、駆動ローラ１８と従動ローラ１９間に張設され、駆動ローラ１８に駆動されて、図の矢印Ａ及びＢで示すように、反時計回り方向に循環移動する。
【０００８】
回動アーム１７は、下流側端部に固定支持ローラ１７ａを備え、上流側端部には可動支持ローラ１７ｂを備えている。固定支持ローラ１７ａは、ベルトユニットのフレームに回転自在に位置固定されて支持されている。この固定支持ローラ１７ａは、最下流の画像形成ユニット７−４の感光体ドラム９に対向する転写シート１６の上流側近傍に設けられる。この固定支持ローラ１７ａは、最下流の画像形成ユニット７−４の感光体ドラム９と搬送ベルト８を常時接触させるべく搬送ベルト８の内周面に当接して配置される。
【０００９】
上記の回動アーム１７は、上記の固定支持ローラ１７ａの支持軸と同軸に支持されてその支持軸を中心にして不図示のカム機構により自由端側（図の右方つまり上流側端部）が上下に回動する。その自由端に位置する上述の可動支持ローラ１７ｂは、最上流の画像形成ユニット７−１の感光体ドラム９に対向する転写シート１６と従動ローラ１９との間の位置で搬送ベルト８の内周面に当接して搬送ベルト８を支持している。そして、この可動支持ローラ１７ｂには、吸着送りローラ２０が搬送ベルト８を介して圧接している。
【００１０】
その吸着送りローラ２０には、プラス極性の電圧を出力する不図示の電源が接続されている。そして、搬送ベルト８の上流側には、待機ローラ対２１が配設されており、更にその上流は横と下に分岐して、横方向には給紙ローラ２２、捌き部材２３、及び開閉給紙トレー２４が配設されている。
【００１１】
また、下方には２枚のガイド板から成る給送路２５が形成され、その給送路２５の下方に延びる中間部に搬送ローラ対２６が配設され、その下方は、鉛直方向と下流側方向に分岐している。鉛直方向には給紙ローラ対２７及び用紙案内コロ２８が配設され、その下方に、給紙部５の用紙カセット２９の給紙端が位置している。その給紙カセット２９の給紙端の上方には、上記用紙案内コロ２８とほぼ並ぶ位置に、断面が半月形の給紙コロ３１が配設されている。上記の給紙カセット２９には多枚数の用紙３２が載置・収容されている。
【００１２】
一方、搬送ベルト８の用紙搬送方向下流側（図の左方）には、その端部に当接して用紙分離爪３３が配設され、その下流に上述した定着部６が配置されている。定着部６は、断熱性の匡体３４内に発熱ローラ３５、圧接ローラ３６、発熱ローラ３５に当接するオイル塗布ローラ３７等から構成されている。
【００１３】
定着部６の下流には、排紙ローラ対３８及び切換フラップ３９が配設されている。この切換フラップ３９は、同図に実線で示す下位置と破線で示す上位置の上下に回動する。この切換フラップ３９より上には、搬送ローラ対４１及び上方向から前方へ反転する排紙路４２が形成され、排紙路４２の終端には排紙ローラ対４３の配置された上部排紙口４４が上部排紙トレー部４５の後部上方に開口している。また、切換フラップ３９より下流横方向には排紙ローラ対４６が配置されその下流に後部排紙口４７が外部に開口している。
【００１４】
更に、切換フラップ３９の下方には、両面印刷用搬送ユニット４の用紙を専ら上流側へ送り戻す送り戻し搬送路４８が、６個の逆搬送ローラ対４９（４９ａ、４９ｂ、・・・、４９ｅ）と、これら逆搬送ローラ対４９の間に配設された逆搬送路５１（５１ａ、５１ｂ、・・・、５１ｅ）によって構成されている。この送り戻し搬送路４８の終端５１ｅは、給送路２５に合流する。
【００１５】
上記のような構成において、給紙部５の給紙コロ３１、開閉給紙トレー２４の給紙ローラ２２、搬送ベルト８の駆動ローラ１８、画像形成ユニット７の感光体ドラム９、定着部６の圧接ローラ３６等は、全て用紙３２の送り速度に合うように回転周面の線速度が同一となるように減速ギア列からなる駆動系に係合して回転駆動される。
【００１６】
図３は、そのような従来のカラー画像形成装置１の駆動系のギア列と各回転負荷部との配置関係を示す図である。同図に示すように、図２に示した各画像形成ユニット７−１、７−２、７−３及び７−４の感光体ドラム９は、その一方の側面（図３では紙面奥行き方向手前側側面）にそれぞれ駆動系の駆動ギアと噛合するドラムギア９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋを備えている。
【００１７】
図４は、上記駆動系のギア列のみを取り出して拡大して示す図である。図３及び図４を用いて、これらギア列の駆動伝達経路を説明する。先ずモータ５２の回転軸ギア５３には、２つの減速ギア５４及び５５の大径ギアがそれぞれ噛合している。
【００１８】
一方の減速ギア５４の小径ギアは、一方ではアイドルギア５６に噛合し、他方では搬送ベルト８の駆動ローラ１８を駆動する駆動減速ギア５７の大径ギアに噛合している。そして、アイドルギア５６は減速ギア５８の大径ギアに噛合し、減速ギア５８の小径ギアは定着部６の圧接ローラ３６を駆動する駆動ギア５９に噛合している。
【００１９】
また、上記他方の減速ギア５５は、一方では大径ギアがアイドルギア６１に噛合し、他方では小径ギアが、減速ギア６２の大径ギアに噛合している。減速ギア６２の小径ギアは、画像形成ユニット７−４のドラムギア９Ｋを駆動する駆動ギア６３に噛合している。
【００２０】
また、減速ギア５５の大径ギアに噛合するアイドルギア６１は、他のアイドルギア６２、及び６３を介して微増速アイドルギア６４に駆動力を伝達している。微増速アイドルギア６４は、一方では微減速ギア６５の大径ギアに噛合し、他方では減速ギア６６の大径ギアに噛合している。上記の微減速ギア６５は２つの減速ギア６７及び６８の大径ギアにそれぞれ噛合している。
【００２１】
上記一方の減速ギア６７の小径ギアは、減速ギア６９を介して画像形成ユニット７−３のドラムギア９Ｙを駆動する駆動ギア７１に駆動力を伝達する。また、上記他方の減速ギア６８の小径ギアは、減速ギア７２を介して画像形成ユニット７−２のドラムギア９Ｃを駆動する駆動ギア７３に駆動力を伝達すると共に、その減速ギア７２、次のアイドルギア７４及び減速ギア７５を介して画像形成ユニット７−１のドラムギア９Ｍを駆動する駆動ギア７６に駆動力を伝達する。
【００２２】
そして、上記の微増速アイドルギア６４に大径ギアが噛合している減速ギア６６は、その小径ギアにより、減速ギア７７、アイドルギア７８及び減速ギア７９を介して給紙部５の給紙コロ３１を駆動する駆動ギア８１に駆動力を伝達すると共に、更に減速ギア７９からアイドルギア８２、８３及びダブルアイドルギア８４を介して開閉給紙トレー２４の給紙ローラ２２を駆動する駆動ギア８５に駆動力を伝達する。
【００２３】
このように、モータ５２の回転軸ギア５３から数段の減速ギアにより減速されアイドルギアに駆動伝達されながら、各駆動ギアが回転駆動される。同図に示す例では、モータの回転数は３０〜４０回転／秒程度の回転であり、ギアの噛合い周波数は７００Ｈｚ〜１０００Ｈｚ程度となっている。そして、次のギアでは減速され、ギアの噛合い周波数は２００Ｈｚ程度である。最終被駆動部の回転数はそれぞれ毎秒１〜３回転程度である。
【００２４】
【特許文献１】
特許第３１８６５５９号公報（段落［００１３］〜［００１８］。図２）
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、旧来は、Ａ４判の用紙を横にして搬送した場合の印刷速度は１３枚／秒程度であったが、近年は、種々の技術面の改良により２９枚／秒の印刷速度が普通となり、旧来の倍以上の印刷速度に高速化されてきている。
【００２６】
ところが、このように印刷速度が高速化されると、上記のように駆動系の全ての駆動経路がモータからギア列による減速伝達の形式となっていると、上述したように、モータの駆動軸ギアの噛合い周波数が７００Ｈｚ〜１０００Ｈｚであることから、このモータと次のギアが噛合っている所で、噛合い周波数による「ピー」という耳障りな雑音が発生して、周囲で事務を執っている人たちの仕事に支障をきたすという問題が発生した。
【００２７】
ギア歯の噛合い周波数を下げるため実験的にギア歯のモジュールを倍にして、ギア歯の噛合い周波数を１／２の４００Ｈｚとして見た場合では、ギア歯の精度をいくら上げても噛合いが円滑にいかず、音質としては低音であるが雑音としては大きな音を発生する。
【００２８】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、モータの回転駆動力を回転負荷部に伝達するギア列からの騒音を可及的に低減した減速装置を提供することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明の減速装置は、モータの回転軸の回転を減速しながら回転負荷部に伝達するギア列から成る減速装置において、上記モータの上記回転軸と上記ギア列の第１番目の減速ギアとの間の駆動伝達に金属ベルトとプーリを用いて構成される。
【００３０】
上記第１番目の減速ギアには、例えば請求項２記載のように、該第１番目の減速ギアの回転を監視して上記ギア列の回転を制御するためのエンコーダが備えられて構成される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、一実施の形態における減速装置の構成を示す図である。先ず、本例において考慮された事柄は、一般に、駆動系の剛性を考えたとき、ギア列による減速は、各画像形成ユニット７における各色の色合わせを行う場合に絶対に必要とされる事柄であるが、駆動系を減速前後で考えたとき、減速前の方が剛性は小さくてよいことは判っている。また、ギア歯の噛合い周波数による雑音は、減速前の方が高音であり、人の耳に障りやすい雑音であることも判明している。
【００３２】
このことから、ギア歯の噛合い周波数が最も高い第１段目の減速に、ギア歯を使用しない減速形態を究明することにした。
この発想に基づいて、本例では、図１に示すように、モータ９０の回転は、駆動軸プーリ９１から金属ベルト９２によって２つの第１段プーリ９３及び９４に伝達される。駆動軸プーリ９１と一方の第１段プーリ９３との間にはテンションプーリ９５が設けられ、この第１段プーリ９３と他方の第１段プーリ９４との間にも他のテンションプーリ９６が設けられている。
【００３３】
この構成におけるモータ９０から駆動軸プーリ９１と金属ベルト９２を介して第１段プーリ９３及び９４への回転力の伝達における減速は、モータ９０の３０〜４０回転／秒に対し第１段プーリ９３及び９４で１／２〜１／３となっている。
【００３４】
また、第１段プーリ９３及び９４には、小径のギアが一体に形成されおり、この小径のギアの直径は、第１段プーリ９３又は９４の直径の１／２〜１／３である。
第１段プーリ９３の小径のギアには、一方では図４に示したと同様の減速ギア６２の大径ギアが噛合し、他方では、新たに配置されたアイドルギア９７と本例ではアイドルギアと化した図４に示した減速ギア５４の小径ギアが噛合して、図４の場合と同様に画像形成ユニット７−４のドラムギア９Ｋを駆動する駆動ギア６３と定着部６の圧接ローラ３６を駆動する駆動ギア５９が駆動される。ちなみに、本例では、減速ギア５４の大径ギアは遊んでいる。
【００３５】
また、第１段プーリ９４の小径のギアには、一方では図４に示したと同様の減速ギア６９の大径ギアが噛合すると共に、他方では新たに配置されたアイドルギア９８及び９９を介して図４に示したと同様の減速ギア７２の大径ギアが噛合して、これにより、図４の場合と同様に、画像形成ユニット７−３のドラムギア９Ｙを駆動する駆動ギア７１、画像形成ユニット７−２のドラムギア９Ｃを駆動する駆動ギア７３、及び画像形成ユニット７−１のドラムギア９Ｍを駆動する駆動ギア７６が駆動される。
【００３６】
また、第１段プーリ９４の小径のギアに噛合するアイドルギア９８は更に他のアイドルギア１０１を介して図４に示したと同様の減速ギア６６の大径ギアを駆動する。これにより、図４の場合と同様に、給紙部５の給紙コロ３１を駆動する駆動ギア８１と、開閉給紙トレー２４の給紙ローラ２２を駆動する駆動ギア８５が駆動される。
【００３７】
このように、本例では、図４に示したモータ５２の駆動軸ギア５３と減速ギア５４及び５５のそれぞれの大径ギアとの噛合という駆動伝達機構が除去されており、代わってモータ９０の駆動軸プーリ９１、金属ベルト９２、及び第１段プーリ９３又は９４との摩擦係合に変換されている。
【００３８】
これにより、第１段プーリ９３の小径のギアの噛合い周波数はモータからの回転駆動が駆動軸ギアであったときの噛合い周波数の１／４〜１／９となる。すなわち、モータからの回転駆動が駆動軸ギアであったときの噛合い周波数である８００Ｈｚによって引き起こされていた騒音が、第１段プーリ９３又は９４の小径のギアとこれに噛合するギアとの噛合い周波数である２００Ｈｚ〜９０Ｈｚ程度の雑音となり、耳に聞こえても支障を感じない程度の雑音に低下した。
【００３９】
また、従来では駆動系のワウ・フラッタの調整と同期をとるためにエンコーダがモータ５２の回転軸ギア５３に対して配置されていたが、本例では、モータ９０から最初に駆動力を伝達される剛性の高い第１段プーリ９３及び９４に対してエンコーダ１０２及び１０３を配置し、常時駆動されるブラックＫ側の第１段プーリ９４の回転を基準とし、モノクロ印刷とカラー印刷とで休止と稼動の２通りの切り替えが発生するイエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭ側の第１段プーリ９４にクラッチを設けて、第１段プーリ９３に対する第１段プーリ９４の同期をとるようにしている。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動源から第１段目の駆動系への最も大きな減速駆動伝達を、金属ベルトとこれに係合するプーリによる駆動伝達としたことにより、耳障りで周囲の人の仕事の支障となる特定周波数の騒音を除去することができ、これにより、例えばモータの回転駆動力を回転負荷部に伝達するギア列からの騒音を可及的に低減した減速装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態における減速装置の構成を示す図である。
【図２】従来の電子写真式の４連タンデム型のカラー画像形成装置の内部構成を説明する側断面図である。
【図３】従来のカラー画像形成装置の駆動機構におけるギア列とその配置関係を示す図である。
【図４】従来のカラー画像形成装置の駆動機構のギア列のみを取り出して拡大して示す図である。
【符号の説明】
１    カラー画像形成装置
２    本体
３    画像形成部
４    両面印刷用搬送ユニット
５    給紙部
６    定着部
７（７−１、７−２、７−３、７−４）  画像形成ユニット
８    搬送ベルト
９    感光体ドラム
１１  クリーナ
１２  帯電器
１３  露光ヘッド
１４  現像器
１５  現像ローラ
１６  転写シート
１７  回動アーム
１７ａ  固定支持ローラ
１７ｂ  可動支持ローラ
１８  駆動ローラ
１９  従動ローラ
２０  吸着送りローラ
２１  待機ローラ対
２２  給紙ローラ
２３  捌き部材
２４  開閉給紙トレー
２５  給送路
２６  搬送ローラ対
２７  給紙ローラ対
２８  用紙案内コロ
２９  用紙カセット
３１  給紙コロ
３２  用紙
３３  用紙分離爪
３４  匡体
３５  発熱ローラ
３６  圧接ローラ
３７  オイル塗布ローラ
３８  排紙ローラ対
３９  切換フラップ
４１  搬送ローラ対
４２  排紙路
４３  排紙ローラ対
４４  上部排紙口
４５  上部排紙トレー部
４６  排紙ローラ対
４７  後部排紙口
４８  送り戻し搬送路
４９（４９ａ、４９ｂ、・・・、４９ｅ）  逆搬送ローラ対
５１（５１ａ、５１ｂ、・・・、５１ｅ）  逆搬送路
５２  モータ
５３  回転軸ギア
５４、５５  減速ギア
５６  アイドルギア
５７  駆動減速ギア
５８  減速ギア
５９  駆動ギア
６１、６２，６３  アイドルギア
６４  微増速アイドルギア
６５  微減速ギア
６６、６７、６８、６９、７２  減速ギア
７１、７３  駆動ギア
７４、７８、８２、８３  アイドルギア
７５、７７、７９  減速ギア
７６、８１、８５  駆動ギア
８４  ダブルアイドルギア
９０  モータ
９１  駆動軸プーリ
９２  金属ベルト
９３、９４  第１段プーリ
９５、９６  テンションプーリ
９７  アイドルギア
９８、９９、１０１  アイドルギア
１０２、１０３  エンコーダ
【図１】
2004293747.tif 000003
【図２】
2004293747.tif 000004
【図３】
2004293747.tif 000005
【図４】
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