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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−38715
公開日 平成11年(1999)2月12日
出願番号 特願平9−198268
出願日 平成9年(1997)7月24日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮一
発明者 山口 義益
要約 目的
低コストで静音化を実現することができる画像形成装置を提供すること。

構成
電動モータ6のロータ軸ギヤとこれに連結されるギヤ3とで構成される駆動手段を備える画像形成装置において、内壁2aと外壁2c及びこれらの間の内部仕切り壁2bから成る複数の遮音壁を有する遮音ケース2で前記駆動手段を覆う。本発明によれば、内壁2aと外壁2cとの二重の遮音壁を有する遮音ケース2によって駆動手段が覆われるため、高速で噛み合いながら回転するギヤ3から発生する叩き音の外部への伝播を効果的に遮断することができ、画像形成装置の静音化を低コストで実現することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】 電動モータのロータ軸ギヤとこれに連結されるギヤとで構成される駆動手段を備える画像形成装置において、内壁と外壁及びこれらの間の内部仕切り壁から成る複数の遮音壁を有する遮音ケースで前記駆動手段を覆ったことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 前記遮音ケースの内壁と外壁との間の振動や音の伝播を緩和するための緩衝材を充填装着し、内壁と外壁を一体的に形成するとともに、遮音ケースの内部に駆動ギヤを収納したことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】 前記遮音ケースの遮音壁の端部にリップを形成するとともに、内壁の内側に潤滑油を封入したことを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
【請求項4】 前記遮音ケースは透明なプラスチック樹脂で構成されることを特徴とする請求項1,2又は3記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やイメージリーダ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】斯かる画像形成装置の駆動手段として、駆動源である電動モータのロータ軸にギヤを設け、該ギヤに連結されたギヤトレインにて構成されたものが知られている。これらの駆動手段には、ギヤトレインが電動モータと一体的に組み立てられてユニット化され、全体がダイカストやプラスチック製のカバーで覆われたクローズドタイプのものがある。
【0003】ところで、電動モータのロータ軸としては金属軸が多く用いられ、場合によってはロータ軸にピニオンギヤを取り付けたり、又、ロータ軸にヘリカルギヤを直接歯切することがある。この場合、ロータ軸に設けられたギヤ(以下、ロータ軸ギヤと称す)に連結されるギヤトレインの中で特にロータ軸ギヤに近いギヤ程回転数が高く設定されており、このギヤは最終的には装置内部で要求される一定回転数の出力として他の構成された装置内部の画像形成装置の被駆動部に接続連結されている。
【0004】従来、画像形成装置は、画像読取手段である光学系と、感光ドラム周りに配置された画像形成プロセス手段と、シート搬送手段及び未定着画像を加圧と加熱によってシートに固着せしめる定着手段によって構成されている。これらの構成手段は駆動源である電動モータとベルトやチェーン及び変速ギヤやギヤトレインを含む駆動手段によって動作するよう構成されている。この際、特に定着手段や光学系では回転時の摺擦音やギヤの噛み合い音が発生するため、装置を覆う外装カバーを用いて音を低く抑えるようにしている。
【0005】又、画像形成に用いられるトナーや感光ドラムを含むプロセスカートリッジや光学読取手段等は振動を嫌うプロセス手段であり、機内振動が著しい場合には画像形成プロセスや露光手段が悪影響を受け、画像形成の性能が不十分であったり、画像がブレてしまい、良好な画像形成が不可能となるばかりか、故障の原因となる可能性がある。
【0006】そこで、従来、機内の振動や騒音上昇を抑えるとともに、駆動回転を滑らかにするため、回転軸にフライホイールを設けたり、ギヤヘッド等を剛性の高い金属(ダイキャスト等の鋳物)によって構成して振動や音の発生を抑えるようにしていた。
【0007】又、近年、OA機器の普及と共にオフィス環境について関心が高まってきており、例えばドイツ国では、機械装置から生じる稼働音について規定するブルーエンジェル等の基準や稼働音そのものが商品価値やコンセプトとして打ち出されてきている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複雑化及び多機能化する画像形成装置においては、よりシンプルな構成にして量産性を向上させるために電動モータとギヤトレインを直接連結して短い駆動伝達系を構成することが望ましい。又、被連結ユニットに対する必要トルクを満足するために正確な回転制御によって安定したトルク伝達を供給することが求められる。
【0009】更に、画像形成装置の製品耐用寿命は益々長くなるように要求されてきており、装置稼働音についても静音化が求められている。画像形成装置の稼働音を測定すると、稼働音は電動モータの高速回転部分(所謂電動モータに接続されているロータ軸近傍の減速部の高回転ギヤ部分)から発生することが判明し、この音は装置から発生する種々の音の中でも連続して発生する音となるため、この音の大小が装置の稼働音に占める割合が極めて大きく、そのための対策が不十分であるとユーザーに不快感を与えてしまう。
【0010】又、電動モータは高精度及び高強度化の方向に向かっているが、一方では低コスト化の要求も大きい。これを満足するために、金属製モータロータ軸にヘリカルギヤを直接歯切して使用しているが、高速度で回転するギヤの場合には歯面の噛み合い叩き音が発生する。この音を低下させるために二硫化モリブデン系のグリース潤滑油を噛み合い部に塗布するが、回転耐久が進行するとギヤ歯面の潤滑油は歯面の相互摺擦によって徐々に掻き取られて歯面サイドにはみ出し、潤滑効果が低下してしまう。そして、この状態で継続使用するとギヤ歯面が摩耗し、噛み合い不良が発生し、音が大きくなって最終的にはギヤ歯面が破損して故障の原因ともなり兼ねないという問題がある。
【0011】一方、最近では、優れた性能を有するプラスチックギヤが開発され、商品化されてはきているが、このプラスチックギヤは金属ギヤと比較すると噛み合い音は静かになる反面、機械的強度が弱いという欠点を有している。これに対する対策としてギヤのモジュールを大きくしたり、ギヤ幅を広げたりすることが考えられるが、その分だけスペースが大きくなり、材料費も高価になってしまう。
【0012】又、他方では、画像品質を高めるためにギヤのモジュールを小さくして画像にギヤのピッチが現れにくくする工夫も行われている。この場合、伝達トルクの都合によってモータのロータ軸ギヤに高周波焼入れ等の表面処理を施してその強度を高めたり、ギヤの加工精度を高めたり、或は噛み合いギヤ間の軸間距離を正確に加工する等の対策を講じている。
【0013】しかしながら、金属ギヤの場合は、噛み合いの叩き音を低下させることは困難である。
【0014】そこで、やむなくギヤトレインを電動モータと一体的に組み立ててユニット化し、所謂ギヤヘッドを構成してこれをダイキャストやプラスチック製のカバーで覆い、クローズドタイプとして音が外部に漏れないようにする対策が採られている。
【0015】しかしながら、ダイキャストカバーの場合は製造コストが高価になるという問題があり、プラスチックカバーの場合は高い寸法精度を確保しづらい上に十分な遮音ができない等の問題があった。
【0016】そこで、画像形成装置では、装置を覆う外装カバーの内側に吸音材を用いて音を低く抑えるようにする場合もあるが、製造コストが高くなり、大きなスペースを要するという問題がある。
【0017】又、画像形成に用いられるトナーや感光ドラムを含むプロセスカートリッジや光学読取手段等は振動を嫌うプロセス手段であり、機内振動が著しい場合には画像形成プロセスや露光手段が悪影響を受け、画像形成の性能が不十分であったり、画像がブレてしまい、良好な画像形成が不可能となるばかりか、故障の原因となる可能性がある。
【0018】そこで、機内の振動や騒音上昇を抑えるとともに、駆動回転を滑らかにするため、回転軸にフライホイールを設ける等の対策が講じられるが、製造コストが高くなってしまうという問題があった。
【0019】一方、機械装置はエコロジーや環境保全の観点から高耐久化が進み、中高速の画像形成装置では100万枚程度シートを画像形成しても使用に耐えられるように設計されてきている。
【0020】しかしながら、上記のように高耐久性を実現するには装置を定期的にメンテナンスする必要があり、或る程度の消耗部品は交換しなければならないのが実情であり、そのために多くの人的な手間を要してしまう。
【0021】そこで、交換部品においても耐久性をできるだけ延ばして使用できるようにする必要があり、適切で、且つ、前述のような様々な要求をバランス良く満足させて設計しなければ、画像形成装置の精密な駆動部品の精度を狂わせてしまい、駆動部品の再調整や交換が必要であり、斯かるメンテナンスに要する手間は大変な負担となってしまう。
【0022】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、低コストで静音化を実現することができる画像形成装置を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、電動モータのロータ軸ギヤとこれに連結されるギヤとで構成される駆動手段を備える画像形成装置において、内壁と外壁及びこれらの間の内部仕切り壁から成る複数の遮音壁を有する遮音ケースで前記駆動手段を覆ったことを特徴とする。
【0024】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記遮音ケースの内壁と外壁との間の振動や音の伝播を緩和するための緩衝材を充填装着し、内壁と外壁を一体的に形成するとともに、遮音ケースの内部に駆動ギヤを収納したことを特徴とする。
【0025】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記遮音ケースの遮音壁の端部にリップを形成するとともに、内壁の内側に潤滑油を封入したことを特徴とする。
【0026】請求項4記載の発明は、請求項1,2又は3記載の発明において、前記遮音ケースを透明なプラスチック樹脂で構成したことを特徴とする。
【0027】従って、請求項1記載の発明によれば、内壁と外壁との二重の遮音壁を有する遮音ケースによって駆動手段が覆われるため、高速で噛み合いながら回転するギヤから発生する叩き音の外部への伝播を効果的に遮断することができ、画像形成装置の静音化を低コストで実現することができる。
【0028】請求項2記載の発明によれば、遮音ケースの遮音壁の間で伝播する振動音を緩衝材によって効果的に吸収することができる。
【0029】請求項3記載の発明によれば、遮音ケースの内壁の内側に潤滑油を封入したため、他の部材と当接する遮音ケースのギヤとの間の隙間を無くして音の漏れを防ぐとともに、潤滑油の漏れをリップによって防いでギヤ歯面の油切れを防ぎ、更にギヤ歯面の叩き音をゲル状の潤滑油で覆い被せることによって吸収することができる。
【0030】請求項4記載の発明によれば、遮音ケースを透明なプラスチック樹脂で構成したため、サービスマンのメンテナンス時の点検を目視チェックのみで済ませることができる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0032】図4は本発明に係る画像形成装置の断面図であり、同図に示すように、画像形成装置本体900には原稿載置台906、光源907、レンズ系908、給紙部909、画像形成部902等が備えられている。
【0033】上記給紙部909は、シート材Sを収納して装置本体900に着脱自在なカセット(収納容器)910,911及びペディスタル912に配置された給紙デッキ913を有しており、各カセット910,911には給紙ローラ(給紙手段)がそれぞれ配設されている。
【0034】又、前記画像形成部902には、円筒状の感光ドラム914、現像器915、転写帯電器916、分離帯電器917、クリーナ918、一次帯電器919等がそれぞれ配設されている。そして、画像形成部902の下流側には、搬送装置920、定着装置904、排出ローラ905等が配設されている。
【0035】次に、この画像形成装置の作動を説明する。
【0036】装置本体900側に設けられている不図示の制御装置から給紙信号が出力されると、光源907から原稿載置台206に載置されている原稿Dに当てられて反射した光はレンズ系908を介して感光ドラム914に照射される。感光ドラム914は一次帯電器919によって予め帯電されており、光が照射されることにより静電潜像が形成され、この静電潜像は現像器915によつて現像されてトナー像として顕画化される。
【0037】一方、給紙部909から給送されたシート材Sは、レジストローラ910で遮光が補正され、更にタイミングが合わされて画像形成部902へ送られる。画像形成部902では、転写帯電器916によってシート材Sに感光ドラム914上のトナー像が転写され、トナー像の転写を受けたシート材Sは分離帯電器917によって転写帯電器916と逆極性に帯電されて感光ドラム914から分離される。
【0038】上述のように感光ドラム914から分離されたシート材Sは搬送装置920によって定着装置904に搬送され、定着装置904においてはシート材Sに未定着転写画像が永久定着される。そして、画像が定着されたシート材Sは排出ローラ905によって装置本体900から排出される。
【0039】以上のプロセスを経て給紙部909から給送されたシート材Sに画像が形成され、画像が形成されたシート材Sは装置本体900外へ排出される。
【0040】次に、本実施の形態に係る画像形成装置に設けられた駆動装置を図1及び図2に基づいて説明する。尚、図1は装置本体900に装着された駆動装置の破断正面図、図2は同駆動装置の平断面図である。
【0041】駆動手段である駆動ユニット1においては、モータ取付板4に駆動源である電動モータ6が複数の取付ビス7によって固定されている。
【0042】上記電動モータ6のロータ軸6aにはヘリカルギヤが加工されており、このヘリカルギヤは接続されるギヤ3に噛み合っている。モータ取付板4は駆動ユニット1の基台板5にビス止めされており、基台板5は連結されるギヤトレイン8を保持し、画像形成装置筐体に取り付けられている。
【0043】而して、本実施の形態に係る駆動装置においては、ロータ軸6aに接続される前記ギヤ3は遮音ケース2によって覆われており、この遮音ケース2は図示のようにギヤ3の外径部との間に僅かなギャップを形成してギヤ3を覆い囲んでおり、その隙間には二流化モリブデン系の潤滑油であるグリース9が封入されている。そして、遮音ケース2の内壁2aがグリース9を遮蔽することによって該グリース9の漏れが防がれている。このため、グリース9は常にギヤ3とロータ軸6aのヘリカルギヤ歯面から除去されることなくギヤ3の歯面を潤しているため、ギヤ3の歯面の摩耗が抑制される。又、グリース9は遮音ケース2の内壁2aとギヤ3との隙間に万遍なく充填されているため、ギヤ3の叩き音を吸収することができる。
【0044】更に、遮音ケース2は、図1に示すように、内壁2aから延出した仕切り壁2bと外壁2cによって複数の部屋に仕切られており、各部屋の中に漏れ出てきた音は更に部屋の中で共鳴しながら音のエネルギーは減衰し、これによって音圧が低減される。この状況において、遮音ケース2を透明な例えばプラスチック樹脂材料で構成した場合には、内部のギヤ3の様子やグリース9の封入状態を装置を分解することなく目視で確認することができる。
【0045】一方、発生する音が高周波の金属音である場合は、更に緩衝材であるグラスウールや発泡ウレタンスポンジを充填装着することによってより効果を高めることができた。この緩衝材としては防振材であれば他の材料を使用することも可能であって、限定されるものではない。尚、駆動手段には、タイミングベルト等を架張するためのテンショナー10やギヤ軸12を支えるベアリング等の軸受11が設けられている。
【0046】又、図2に示すように、遮音ケース2の内壁2aからはリップ2dが延出しており、このリップ2dは遮音ケース2の内部に封入したグリース9のシールしている。尚、このリップ2dは気密性を保つ機能も果たすため、内壁2a内部の音を外部に出しにくくする作用もなす。
【0047】ところで、別の遮音ケース2eを設ければ、高精度が要求されるギヤトレイン8に対して外部からのゴミや埃等の付着を防ぐことができる。
【0048】図3は画像形成装置に実施した前記駆動装置のギヤトレインの系統を模式的に示した説明図であって、同図に示すように駆動源である電動モータ6の動力は各々のギヤを介して画像形成装置の各被駆動体に伝達される。
【0049】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1記載の発明によれば、内壁と外壁との二重の遮音壁を有する遮音ケースによって駆動手段が覆われるため、高速で噛み合いながら回転するギヤから発生する叩き音の外部への伝播を効果的に遮断することができ、画像形成装置の静音化を低コストで実現することができるという効果が得られる。
【0050】請求項2記載の発明によれば、遮音ケースの遮音壁の間で伝播する振動音を緩衝材によって効果的に吸収することができるという効果が得られる。
【0051】請求項3記載の発明によれば、遮音ケースの内壁の内側に潤滑油を封入したため、他の部材と当接する遮音ケースのギヤとの間の隙間を無くして音の漏れを防ぐとともに、潤滑油の漏れをリップによって防いでギヤ歯面の油切れを防ぎ、更にギヤ歯面の叩き音をゲル状の潤滑油で覆い被せることによって吸収することができるという効果が得られる。
【0052】請求項4記載の発明によれば、遮音ケースを透明なプラスチック樹脂で構成したため、サービスマンのメンテナンス時の点検を目視チェックのみで済ませることができるという効果が得られる。




 

 


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