(57)【要約】【課題】モーターの出力軸と、当該出力軸から駆動力が伝達される第１ギアが回転自在に取り付けられる駆動第１軸との間を精度よく位置決めし、モーター振動による騒音や回転変動を低減する。【解決手段】駆動装置７は、モーター７０と、締結部材７１と、緩衝部材７２とを備える。モーター７０は、駆動力を伝達する出力軸７０Ｂを有する。締結部材７１は、出力軸７０Ｂが遊嵌した状態でモーター７０に取り付けられ、出力軸７０Ｂと共回りするピニオン７０Ｃから駆動力の伝達を受ける第１ギア７４が回転自在に取り付けられる駆動第１軸７１Ｂが設けられている。緩衝部材７２は、出力軸７０Ｂ及び駆動第１軸７１Ｂが遊嵌して貫通した状態で、モーター７０とは反対側の位置で締結部材７１に取り付けられる。駆動第１軸７１Ｂは、締結部材７１側とは異なる緩衝部材７２の側方において、第１ギア７４が第２ギア７５と噛合する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を伝達するための出力軸を有するモーターと、
前記出力軸が遊嵌して貫通された状態で前記モーターに取り付けられ、前記出力軸と共回りするピニオンから駆動力の伝達を受ける第１ギアが回転自在に取り付けられる駆動第１軸が設けられている締結部材と、
前記出力軸及び前記駆動第１軸がそれぞれ遊嵌して貫通された状態で、前記モーターとは反対側となる位置で、前記締結部材に取り付けられた緩衝部材とを備え、
前記駆動第１軸に取り付けられた前記第１ギアは、前記締結部材側とは異なる前記緩衝部材の側方において、当該第１ギアから供給される駆動力を被駆動体に向けて伝達するための第２ギアと噛合する駆動装置。
【請求項２】
前記モーターには、そのハウジングの前記出力軸側に凸部が形成されており、
前記締結部材には、前記凸部と同じ形状及び大きさの開口部が形成され、当該締結部材は、当該開口部が前記凸部に嵌合した状態で位置決めされて、前記モーターに取り付けられる請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記第１ギアは、前記ピニオンと噛合する大ギアと、当該大ギアよりも少ない歯数で当該大ギアと同心で回転して前記第２ギアと噛合する小ギアとを有する２段ギアとされ、
前記小ギアと前記第２ギアとの噛み合い周波数が前記大ギアと前記ピニオンとの噛み合い周波数よりも低く設定されている請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記第１ギアは、前記ピニオンと噛合する大ギアと、当該大ギアよりも少ない歯数で当該大ギアと同心で回転して前記第２ギアと噛合する小ギアとを有する２段ギアとされ、
前記小ギアのモジュールが前記大ギアのモジュールよりも大きく設定されている請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記締結部材が放熱部材を有する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項６】
前記モーターが前記締結部材又は前記駆動第１軸を介して接地されている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項７】
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の駆動装置とを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーターを駆動源とする駆動装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、モーターの出力軸及び当該出力軸から駆動力が伝達される第１ギアが回転自在に取り付けられる駆動第１軸の構成についての技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター、コピー機、ファクシミリ装置、又はこれら機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置は、さまざまな部材に回転駆動力を付与する駆動源としてモーター、特にステッピングモーターを備えている。このようなステッピングモーターによって駆動されるシステムにおいては、モーター振動に起因する騒音や回転変動が発生することから、ステッピングモーターの出力軸から駆動力が伝達されるギアが回転自在に取り付けられる駆動第１軸が設けられている締結部材（ブラケット）を、緩衝部材を挟んでステッピングモーターに締結することで、ステッピングモーターの振動が他の機構に伝達されることを防ぐ構成が見られる（例えば、下記特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８８８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のように緩衝部材を挟んでステッピングモーターに締結部材を締結した場合、ステッピングモーターの上記出力軸と上記駆動第１軸との間の位置決めを精度よく行うことが難しくなり、公差が増大してしまうことがある。上記出力軸と上記駆動第１軸に設けられた両歯車の軸間距離公差が大きい場合、歯車の噛み合い率低下や、バックラッシの不足から、騒音や回転変動を招く可能性があるため、モーター、緩衝部材、及び治具締結の高精度化が必要になる等により、システムのコストアップが発生していた。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、モーターの出力軸と、当該出力軸から駆動力が伝達される第１ギアが回転自在に取り付けられる駆動第１軸との間の位置決めを精度よく行うことを可能として、これにより、モーター振動に起因する騒音や回転変動を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面に係る駆動装置は、駆動力を伝達するための出力軸を有するモーターと、
前記出力軸が遊嵌して貫通された状態で前記モーターに取り付けられ、前記出力軸と共回りするピニオンから駆動力の伝達を受ける第１ギアが回転自在に取り付けられる駆動第１軸が設けられている締結部材と、
前記出力軸及び前記駆動第１軸がそれぞれ遊嵌して貫通された状態で、前記モーターとは反対側となる位置で、前記締結部材に取り付けられた緩衝部材とを備え、
前記駆動第１軸に取り付けられた前記第１ギアは、前記締結部材側とは異なる前記緩衝部材の側方において、当該第１ギアから供給される駆動力を被駆動体に向けて伝達するための第２ギアと噛合するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、モーターの出力軸と、当該出力軸から駆動力が伝達される第１ギアが回転自在に取り付けられる駆動第１軸との間の位置決めを精度よく行うことが可能になり、これによりモーター振動に起因する騒音や回転変動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る駆動装置の概略を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る駆動装置の分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る駆動装置の構造を示す正面断面図である。
【図５】モーターのハウジングに直接締結される構造体に放熱部材を追加した駆動装置の斜視図である。
【図６】モーターのハウジングに直接締結される構造体を介してモーターを接地した駆動装置の斜視図である。
【図７】第１ギアのギア軸を介してモーターを接地した駆動装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る駆動装置及びこれを備えた画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び原稿読取部５等を備えて構成されている。
【００１１】
操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、操作者への操作案内等を表示する表示部４７３を備えている。
【００１２】
画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。
【００１３】
画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ、又はネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ、又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。カラー印刷を行う場合、画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、それぞれに、上記画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光、及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、当該トナー像を一次転写ローラー１２６により中間転写ベルト１２５上に転写させる。
【００１４】
中間転写ベルト１２５上に転写される上記各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成された当該カラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を、熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。
【００１５】
給紙部１４は、複数の給紙カセットを備える。図示しない制御部は、操作者による指示で指定されたサイズの記録紙が収容された給紙カセットのピックアップローラー１４５を回転駆動させて、各給紙カセットに収容されている記録紙Ｐを上記ニップ部Ｎに向けて搬送させる。
【００１６】
なお、画像形成装置１において、両面印刷を行う場合は、画像形成部１２より一方の面に画像が形成された記録紙Ｐを、排出ローラー対１５９にニップされた状態とした後、当該記録紙Ｐを排出ローラー対１５９によりスイッチバックさせて反転搬送路１９５に送り、搬送ローラー対１９により、上記ニップ部Ｎ及び定着部１３に対して記録紙Ｐの搬送方向上流域に再度搬送する。これにより、画像形成部１２により当該記録紙の他方の面に画像が形成される。
【００１７】
上記構成の画像形成装置１は、画像形成部１２の各回転部材や搬送ローラー対１９等のさまざまな部材に回転駆動力を付与するために、本発明の一実施形態に係る駆動装置を備えている。
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る駆動装置について図面を参照して説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る駆動装置の概略を示す斜視図であり、図３はその分解斜視図であり、図４はその構造を示す正面断面図である。
【００１９】
駆動装置７は、モーター７０と、締結部材７１と、緩衝部材７２とを備える。
【００２０】
モーター７０は、例えばステッピングモーターであり、駆動力を伝達するための出力軸７０Ｂを有する。
【００２１】
締結部材（ブラケット）７１は、出力軸７０Ｂが遊嵌して貫通された状態でモーター７０に取り付けられる。締結部材７１には、出力軸７０Ｂと共回りするピニオン７０Ｃから駆動力の伝達を受ける第１ギア７４が回転自在に取り付けられる駆動第１軸７１Ｂが設けられている。
【００２２】
緩衝部材７２は、出力軸７０Ｂ及び駆動第１軸７１Ｂがそれぞれ遊嵌して貫通された状態で、モーター７０とは反対側となる位置で、締結部材７１に取り付けられている。
【００２３】
すなわち、駆動装置７は、締結部材７１がモーター７０に対して直接に締結され、モーター７０のピニオン７０Ｃに噛合する第１ギア７４と、第１ギア７４に噛合する第２ギア７５とを介してモーター７０の回転駆動力を伝達する装置である。第２ギア７５は、第１ギア７４から供給される駆動力を被駆動体に向けて伝達するためのギアである。
【００２４】
モーター７０において、図示しないローター及びステーター等がハウジング７０Ａに収容されている。モーター７０は、例えば、入力されたパルス信号及びその極性に応じて正方向及び逆方向に所定角度だけ回転することができるステッピングモーターである。真鍮或いは焼結の金属製のピニオン７０Ｃが、上述したように、モーター７０の出力軸７０Ｂに取り付けられている。
【００２５】
緩衝部材７２は、ゴム等の振動を吸収する素材でできており、薄い板状の締結部材７１を挟んでモーター７０のハウジング７０Ａの出力軸７０Ｂが設けられている面に例えばビス留めにより固定されている。このように緩衝部材７２が固定された状態において、モーター７０の出力軸７０Ｂは緩衝部材７２を貫通し、７０Ａが緩衝部材７２の上面よりも突出した状態とされる。
【００２６】
締結部材７１は、金属製又は樹脂製の剛性の高い板状部材で形成されている。締結部材７１には、モーター７０のハウジング７０Ａの出力軸７０Ｂ側にある円形の凸部７０Ｄと同じ形状及び大きさの開口部７１Ａが形成されている。締結部材７１は、開口部７１Ａが凸部７０Ｄに嵌合した状態で位置決めされ、モーター７０のハウジング７０Ａにビス留めによって締結される。このようにして、締結部材７１は、ハウジング７０Ａの出力軸７０Ｂが設けられている面に、緩衝部材７２を介さずに直接締結されている。
【００２７】
締結部材７１における予め設定された位置に、モーター７０の出力軸７０Ｂと同じ向きに延びる回転軸を有する駆動第１軸７１Ｂが設けられている。駆動第１軸７１Ｂは、締結部材７１及び緩衝部材７２がモーター７０のハウジング７０Ａに締結された状態において、緩衝部材７２の上面よりも突出している。
【００２８】
緩衝部材７２が締結されたモーター７０は、当該緩衝部材７２に対して更に第２締結部材７３がビス留めによって締結されている。すなわち、第２締結部材７３が緩衝部材７２を挟んで、モーター７０の上面に締結された締結部材７１に固定されている。なお、実際には第２締結部材７３は図示したものよりも大きな構造物であるが、便宜上、各図では第２締結部材７３の一部を描いている。
【００２９】
第２締結部材７３には、２つの円形の開口部７３Ａ及び７３Ｂが形成されている。開口部７３Ａは、モーター７０の出力軸７０Ｂ及びピニオン７０Ｃを遊嵌状態で貫通させるための通孔である。開口部７３Ｂは、駆動第１軸７１Ｂを遊嵌状態で貫通させるための通孔である。
【００３０】
第１ギア７４は、第２締結部材７３に接触することなく、駆動第１軸７１Ｂに回転自在に取り付けられている。第１ギア７４は、樹脂製のギアであり、モーター７０のピニオン７０Ｃの回転運動を減速させるために大ギア７４Ａと及び小ギア７４Ｂからなる２段ギアで構成されている。大ギア７４Ａは、モーター７０のピニオン７０Ｃと噛合する。一方、小ギア７４Ｂは、大ギア７４Ａよりも少ない歯数で当該大ギア７４Ａと同心で回転して第２ギア７５と噛合する。
【００３１】
第２ギア７５もまた樹脂製のギアであり、第２ギア７５は、第２締結部材７３における予め設定された位置に設けられた駆動第２軸７３Ｃに固定又は回転自在に設けられている。第２ギア７５は、第１ギア７４から供給される駆動力を被駆動体に向けて伝達するためのギアである。
【００３２】
このように、第１ギア７４を回転自在に軸支する駆動第１軸７１Ｂが締結部材７１における上記予め設定された位置に固定されており、更に、この締結部材７１はモーター７０の出力軸７０Ｂが設けられている側の面（本実施形態では上面部）に、緩衝部材７２を介することなく直接に締結により固定されているため、モーター７０の出力軸７０Ｂに対する、第１ギア７４が取り付けられている駆動第１軸７１Ｂの位置決めを精度よく行うことができる。
【００３３】
特に、締結部材７１には、出力軸７０Ｂ側の円形の凸部７０Ｄと同じ形状及び大きさの開口部７１Ａが形成されているため、この開口部７１Ａに凸部７０Ｄを嵌合させた状態で締結部材７１をモーター７０の上記面に締結すると、この嵌合により必然的に、モーター７０の出力軸７０Ｂと第１ギア７４の駆動第１軸７１Ｂとの軸間距離が定まる。
【００３４】
従って、本実施形態によれば、モーター７０の出力軸７０Ｂと第１ギア７４の駆動第１軸７１Ｂとの軸間距離を高い精度で定めることが可能である。これにより、モーター７０の出力軸７０Ｂと、第１ギア７４が取り付けられた駆動第１軸７１Ｂとの間の位置決め公差を一定に保つことができ、ピニオン７０Ｃ及び第１ギア７４間での歯車の噛み合い率を一定に保つことができる。このように、バックラッシも一定に保たれることから、騒音や回転変動の発生が比較的少なく、モーター７０に対する、締結部材７１、緩衝部材７２及び第２締結部材７３の取付に高精度が要求されず、駆動装置７の製造にコストアップを生じさせることもない。このため、従来のように、駆動第１軸が設けられた締結部材を、緩衝部材を挟んでモーターに締結する構成を採らなくても、モーター振動が他の機構に伝達されることを防止可能である。
【００３５】
一方、駆動第２軸７３Ｃは第２締結部材７３に取り付けられ、第２ギア７５は、緩衝部材７２を介してモーター７０と締結されていることになるため、その駆動第２軸７３Ｃと、第１ギア７４が取り付けられている駆動第１軸７１Ｂとの軸間距離は、モーター７０の出力軸７０Ｂと第１ギア７４の駆動第１軸７１Ｂとの軸間距離と比較して公差が大きくなり、かつ、出力軸７０Ｂ及び駆動第１軸７１Ｂの軸間距離は、モーター振動により変化する。しかし、第１ギア７４及び第２ギア７５をいずれも樹脂製のギアにすることで、金属製のギアと比較してモーター振動による騒音や回転変動が抑制される。したがって、駆動装置７全体としては、従来の駆動装置よりもモーター振動に起因する騒音や回転変動が低減される。
【００３６】
なお、第１ギア７４の小ギア７４Ｂと第２ギア７５との噛み合い周波数が、大ギア７４Ａとモーター７０のピニオン７０Ｃとの噛み合い周波数よりも低くなるように、当該各ギアの噛み合いを設定することにより、モーター振動によって第１ギア７４の小ギア７４Ｂ及び第２ギア７５から発生する騒音を人間の可聴域から遠ざけることができる。
【００３７】
また、第１ギア７４の小ギア７４Ｂのモジュールを大ギア７４Ａのモジュールよりも大きく設定してもよい。こうすることで、モーター振動によって第１ギア７４の駆動第１軸７１Ｂと第２ギア７５の駆動第２軸７３Ｃとの軸間距離が変動したとしても、噛合率の変化を小さくすることができ、その結果、騒音や回転変動を抑制することができる。なお、ここでのモジュールとは、歯車のピッチ円直径を歯数で割った数値である。
【００３８】
本実施形態において、締結部材７１がモーター７０のハウジング７０Ａに直接締結されていることを利用して、以下のような変形が可能である。
【００３９】
（変形例１）
図５は、モーター７０のハウジング７０Ａに直接締結される締結部材７１に放熱部材を追加した駆動装置７の斜視図である。なお、図５は、図２に示す状態の駆動装置７を下方から視認した状態を示す斜視図である。
【００４０】
モーター７０は発熱するため、駆動装置７に放熱するための機構を設けることが好ましい。特に、ステッピングモーターは高温になるほど出力が低下することが知られているため、駆動装置７の放熱性能の向上はシステムの設計上優位に働く。上述した従来の駆動装置による構成では、モーター熱の熱伝達経路が緩衝部材によって遮断されてしまうが、本実施形態に係る駆動装置７はモーター７０と第１ギア７４の駆動第１軸７１Ｂとの間の熱伝達率が大きくなり、従来構成と比較して放熱性能に優れた構成である。
【００４１】
そして、これに加えて更に、図５に示したように、締結部材７１の端部に放熱フィン７１Ｃ（放熱部材）を設けてもよい。締結部材７１を金属板で形成した場合、モーター７０で発生した熱が締結部材７１を伝達し、放熱フィン７１Ｃから効率よく放熱される。放熱フィン７１Ｃは、例えば、締結部材７１と同様、金属製とされる。
【００４２】
（変形例２）
図６は、モーター７０のハウジング７０Ａに直接締結される締結部材７１を介してモーター７０を接地した駆動装置７の斜視図である。なお、図６は、図２に示す状態の駆動装置７を下方から視認した状態を示す斜視図である。
【００４３】
図６に示したように、金属製の締結部材７１の端部に、接地用の金属製の接続部材７１Ｄを一体的に形成し、この接続部材７１Ｄを金属製の第２締結部材７３に接続することで接地してもよい。従来構成では、例えば、モーター本体に金属製の接続部材を別途接続してモーターを接地するものがあるが、本変形例では、締結部材７１の一部を接続部材７１Ｄとして用いることができるため、接続部材としての別部材をモーター７０本体に取り付ける必要がない。
【００４４】
（変形例３）
図７は、第１ギア７４の駆動第１軸７１Ｂを介してモーター７０を接地した駆動装置７の斜視図である。なお、図７は、図２に示す状態の駆動装置７を下方から視認した状態を示す斜視図である。
【００４５】
図７に示したように、第１ギア７４の駆動第１軸７１Ｂと第２ギア７５の駆動第２軸７３Ｃを金属製の接続部材７１Ｅで互いに接続することで接地してもよい。従来構成では、上記のように、モーター本体に金属製の接続部材を別途接続してモーターを接地するが、本変形例では、第１ギア７４の駆動第１軸７１Ｂを、金属製の第２締結部材７３に取り付けられている駆動第２軸７３Ｃに接続し、当該駆動第２軸７３Ｃを介して駆動第１軸７１Ｂを第２締結部材７３に接続することで接地する。これにより、アース設計の自由度が増す。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。また、本発明に係る画像形成装置は、上記複合機以外に、コピー機、ファクシミリ装置、プリンター等であってもよい。
【００４７】
また、図１乃至図７を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００４８】
１        画像形成装置
７        駆動装置
７０      モーター
７０Ａ    ハウジング
７０Ｂ    出力軸
７０Ｃ    ピニオン
７１      締結部材
７１Ｂ    駆動第１軸
７１Ｃ    放熱フィン（放熱部材）
７２      緩衝部材
７３      第２締結部材
７４      第１ギア
７４Ａ    大ギア
７４Ｂ    小ギア
７５      第２ギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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