减速装置、显影装置和图像形成装置的制作方法

本发明涉及一种使输入轴的旋转减速并传递给输出轴的减速装置、以及具有该减速装置的显影装置和图像形成装置。

背景技术：

显影装置中具有使马达的旋转减速并传递给搅拌显影剂的搅拌螺杆的减速装置。

在减速装置中，存在构成为通过曲轴使与固定太阳内齿轮啮合的行星齿轮旋转的减速装置。另外，存在一种减速装置，其具有：配置在同轴上且一方为变位齿轮的第一齿轮和第二齿轮；与第一齿轮和第二齿轮在同轴上进行旋转的驱动圆盘；和能够绕固定于驱动圆盘的轴旋转，且一边与第一齿轮及第二齿轮啮合一边公转的行星齿轮。

但是，在前者的减速装置中，虽然能够得到高减速比，但为了仅将行星齿轮的自转分量用于减速，需要较大的空间，零部件数量增多。另外，在后者的减速装置中，需要研究驱动圆盘和行星齿轮的支承机构。另外，由于行星齿轮在第一齿轮和第二齿轮周围旋转，因此需要较大的空间。

技术实现要素：

本发明考虑到上述情况，其目的在于提供一种能够得到高减速比的小型减速装置和具有该减速装置的显影装置及图像形成装置。

本发明的一实施方式所涉及的减速装置具有输入轴、固定内齿轮、输出内齿轮和二级行星齿轮。所述输入轴承受驱动力而进行旋转。所述固定内齿轮被固定在所述输入轴上。所述输出内齿轮以能够旋转的方式被配置在与所述固定内齿轮同轴上，且齿数与所述固定内齿轮不同。所述二级行星齿轮具有大齿轮和小齿轮，该大齿轮和小齿轮以将与所述输入轴平行的偏心轴作为中心而自如旋转的方式被支承在所述输入轴上，并分别与所述固定内齿轮和所述输出内齿轮啮合，所述大齿轮与所述小齿轮的齿数差同所述固定内齿轮与所述输出内齿轮的齿数差相等。通过所述输入轴的旋转，所述大齿轮与所述固定内齿轮啮合，所述二级行星齿轮以所述偏心轴为中心自转的同时以所述输入轴为中心进行公转，所述小齿轮使所述输出内齿轮旋转。

本发明的一实施方式所涉及的显影装置具有搅拌螺杆和所述减速装置，其中，所述搅拌螺杆对包含调色剂的显影剂进行搅拌。旋转力被从所述减速装置的所述输出内齿轮传递给所述搅拌螺杆。

本发明的一实施方式所涉及的图像形成装置具有：形成静电潜像的感光鼓；和利用调色剂使所述感光鼓的静电潜像显影的所述显影装置。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的打印机的内部结构的主视图。

图2是表示本发明的一实施方式所涉及的显影装置的剖视图。

图3是表示本发明的一实施方式所涉及的减速装置的剖视图。

图4是表示本发明的一实施方式所涉及的减速装置的局部的立体图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一实施方式所涉及的减速装置、显影装置和图像形成装置进行说明。

首先，使用图1对作为图像形成装置的打印机1的整体结构进行说明。图1是示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的打印机的概略的图。在以下的说明中，将图1中的纸面左侧作为打印机1的正面侧(前侧)。各图所附的箭头fr、rr、l、r、up、lo分别表示打印机1的前侧、后侧、左侧、右侧、上侧、下侧。

在打印机1的装置主体2中具有：收纳纸张s的供纸盒3；从供纸盒3供给纸张s的供纸装置5；在纸张s上形成调色剂图像的图像形成部7；将调色剂图像定影在纸张s上的定影装置9；将定影有调色剂图像的纸张s排出的排出装置11；和装载排出的纸张s的出纸盘13。此外，在装置主体2中形成有从供纸装置5通过图像形成部7和定影装置9而朝向排出装置11的纸张s的输送路径15。

图像形成部7具有：感光鼓21，其以可旋转的方式设置，形成静电潜像；显影装置23，其将形成在感光鼓21上的静电潜像显影为调色剂图像；和调色剂盒25。

接着，参照图2和图3对显影装置23进行说明。图2是显影装置的剖视图，图3是减速装置的剖视图。

显影装置23具有：显影壳体31；第一搅拌螺杆33及第二搅拌螺杆35；显影辊37；限制部件39；和减速装置41(参照图3)，其使第一搅拌螺杆33及第二搅拌螺杆35旋转。

显影壳体31具有在感光鼓21的旋转轴方向(打印机1的左右方向)上较长的中空部。如图3所示，在中空部中形成有显影剂收容室s1和齿轮收容室s2。在显影剂收容室s1中收容包括调色剂和载体的显影剂。齿轮收容室s2形成在显影剂收容室s1的旋转轴方向上的一端(左端)，并且收容减速装置41。显影剂收容室s1和齿轮收容室s2之间由分隔壁31a分隔。如图2所示，在显影剂收容室s1中，沿着旋转轴方向分别形成有第一搅拌室s3、第二搅拌室s4和显影辊收容室s5。

第一搅拌室s3形成在远离感光鼓21的一侧，第二搅拌室s4形成在靠近感光鼓21的一侧。第一搅拌室s3和第二搅拌室s4之间由间隔壁31b间隔开。在间隔壁31b上，在旋转轴方向的两端部分别形成有通过口(省略图示)。在第一搅拌室s3的上壁形成有调色剂的补给口31c。通过该补给口31c，从调色剂盒25向第一搅拌室s3补给调色剂。

显影辊收容室s5形成在第二搅拌室s4的斜上方。在显影辊收容室s5形成有与感光鼓21相向的开口部31d。

再次参照图3，在齿轮收容室s2的端壁31e上开设有通孔45。在端壁31e上形成有以通孔45为中心的圆形的凹部47。

参照图2，第一搅拌螺杆33以能够旋转的方式被收容在第一搅拌室s3中。如图3所示，第1搅拌螺杆33的一端部贯穿分隔壁31a而突出到齿轮收容室s2。在第1搅拌螺杆33的突出到齿轮收容室s2的一端部固定有输入齿轮33a。第二搅拌螺杆35以能够旋转的方式被收容在第二搅拌室s4中。如图3所示，第2搅拌螺杆35的一端部贯穿隔壁31a而突出到齿轮收容室s2。在第2搅拌螺杆35的突出到齿轮收容室s2的一端部固定有输入齿轮35a。

显影辊37具有：圆筒状套筒37a，其以能够旋转的方式被支承；和圆柱状磁辊37b，其被收容在套筒37a的内部，且以无法旋转的方式被固定。套筒37a由非磁性材料形成。磁辊37b沿周向具有多个磁极。利用磁辊37b的磁力，将显影剂保持在套筒37a的表面上。

显影辊37被收容在显影辊收容室s5中，且显影辊37的一部分从开口部31d露出。套筒37a沿图2的顺时针方向旋转。磁辊37b以各磁极被配置在规定位置的方式被固定。

限制部件39是在旋转轴方向上较长的、截面形状为l字形的部件。限制部件39在显影辊收容室s5的开口部31d上与显影辊37隔开规定的间隔而配置，并被固定于显影壳体31。

接着，参照图3和图4，对减速装置41进行说明。图4是表示减速装置的局部的立体图。

减速装置41具有：输入轴51；固定内齿轮53及输出内齿轮55，其被设置在与输入轴51相同的旋转轴a上；和二级行星齿轮57，其被支承在输入轴51上。如上所述，减速装置41被收容在显影壳体31的齿轮收容室s2中。

输入轴51具有与该输入轴51平行的偏心轴61。偏心轴61被固定在输入轴51的长度方向的大致中央部。输入轴51的一端部穿过齿轮收容室s2的端壁31e的通孔45向显影壳体31的外部突出。突出的一端部通过联轴器与作为驱动源的马达63的输出轴63a连接。输入轴51由马达63驱动，以旋转轴a为中心旋转。

固定内齿轮53在齿轮收容室s2的凹部47的侧面以通孔45为中心形成。换言之，固定内齿轮53以旋转轴a为中心而形成。固定内齿轮53的齿数为37齿以上(作为一例为100齿)。

输出内齿轮55是有底的筒状部件，具有圆板状底壁71、圆筒状侧壁73和圆筒状输出筒75。在底壁71的中心形成有开口77。侧壁73沿着底壁71的一方的表面的外周以开口77为中心而形成。在侧壁73的内周面形成有以开口77为中心的内齿轮79。内齿轮79具有齿数比固定内齿轮53少一个的齿数，优选为37齿以上(作为一例为99齿)。输出筒75在底壁71的另一方的表面上以开口77为中心形成。在输出筒75的外周面上形成有驱动齿轮75a，该驱动齿轮75a与分别固定在第1搅拌螺杆33和第2搅拌螺杆35上的输入齿轮33a和输入齿轮35a啮合。

输入轴51的另一端部贯插于底壁71的开口77。据此，输出内齿轮55与固定内齿轮53被配置在与输入轴51相同的旋转轴a上。侧壁73的端面与齿轮收容室s2的端壁31e抵接，由输出内齿轮55的侧壁73和底壁71围成的空间与端壁31e的凹部47连通。连通的空间s6与外部(齿轮收容室s2)隔离。输出筒75的驱动齿轮75a与分别固定在第1搅拌螺杆33和第2搅拌螺杆35上的输入齿轮33a和输入齿轮35a啮合。另外，输出内齿轮55通过c形环等(省略图示)防止其从输入轴51脱落。

二级行星齿轮57是具有能够分别与固定内齿轮53和输出内齿轮55的内齿轮79啮合的大齿轮81和小齿轮83的二级齿轮。大齿轮81与小齿轮83的齿数差同固定内齿轮53与输出内齿轮55的内齿轮79的齿数差(在该例中为1)相等。另外，大齿轮81和小齿轮83的齿数分别为固定内齿轮53和输出内齿轮55的内齿轮79的齿数的1/2以上(作为一例，大齿轮81的齿数为80，小齿轮83的齿数为79)。

二级行星齿轮57以能够旋转的方式被支承于输入轴51的偏心轴61。二级行星齿轮57被收容在连通的空间s6中，大齿轮81和小齿轮83分别与固定内齿轮53、和输出内齿轮55的内齿轮79啮合。

下面对具有上述结构的减速装置41的减速动作和显影装置23的显影动作进行说明。当通过马达63使输入轴51以旋转轴a为中心旋转时，偏心轴61在以旋转轴a为中心的轨迹上移动。于是，如图4所示，以自如旋转的方式被支承于偏心轴61的二级行星齿轮57的大齿轮81和小齿轮83分别啮合于固定内齿轮53和输出内齿轮55的内齿轮79，二级行星齿轮57以偏心轴61为中心自转的同时以旋转轴a为中心公转。在此，由于固定内齿轮53无法旋转，因此，通过二级行星齿轮57的旋转，输出内齿轮55相对于固定内齿轮53旋转。详细而言，根据二级行星齿轮57公转一周(输入轴51旋转一周)时小齿轮83与内齿轮79啮合的齿数(在该例中为(100/80)×79＝98.75)与内齿轮79的齿数(在该例中为99)的齿数差(0.25)，输出内齿轮55相对于固定内齿轮53旋转。在该示例中，齿数差为0.25，因此当二级行星齿轮57公转一周时，输出内齿轮55旋转0.25个齿相应的量。

当设固定内齿轮53的齿数为za、输出内齿轮55的内齿轮79的齿数为zb、二级行星齿轮57的大齿轮81的齿数为zda、二级行星齿轮57的小齿轮83的齿数为zdb时，减速比w由w＝-1/(za/zda·zdb/zb-1)来表示。

作为一例，当设固定内齿轮53的齿数为za＝100、输出内齿轮55的内齿轮79的齿数为zb＝99、大齿轮81的齿数为zda＝80、小齿轮83的齿数为zdb＝79时，减速比为w＝-1/(za/zda·zdb/zb-1)＝-1/(100/80·79/99-1)＝396。换言之，通过输入轴51旋转396圈，输出内齿轮55旋转1圈。

如此，当通过减速装置41使马达63的旋转减速，而输出内齿轮55旋转时，经由与输出筒75的驱动齿轮75a啮合的输入齿轮33a、35a，第一搅拌螺杆33和第二搅拌螺杆35旋转。据此，补给到第一搅拌室s3中的调色剂在第一搅拌室s3与第二搅拌室s4之间通过间隔壁31b的通过口被输送的同时，与载体一起被搅拌。如此，通过搅拌调色剂，使调色剂带电。

含有带电的调色剂的显影剂通过显影辊37的磁辊37b被汲取到套筒37a的表面并被保持在套筒37a上，并通过套筒37a的旋转被输送。显影剂在由限制部件39限制层厚之后，被输送到与感光鼓21相向的位置，利用调色剂使感光鼓21的静电潜像显影。

从上述说明可知，根据本发明的减速装置41，能够通过使用固定内齿轮53及输出内齿轮55和二级行星齿轮57，得到较高的减速比，并且能够实现小型化。与具有同样原理的、包括如下部件的现有技术中的减速装置相比，虽然在零部件数量均为4件这方面相同，但现有技术的减速装置需要在第一齿轮及第二齿轮的周围留出与行星齿轮的直径相应的空间，因此与本发明的减速装置41相比需要较大的空间，其中，现有技术中的减速装置所包括的部件为：配置在同轴上且一方为变位齿轮的第一齿轮及第二齿轮；与第一齿轮及第二齿轮在同轴上旋转的驱动圆盘；能够绕固定于驱动圆盘上的轴旋转且在与第一齿轮及第二齿轮啮合的同时进行公转的行星齿轮。

另外，通过使二级行星齿轮57的大齿轮81与小齿轮83的齿数差同固定内齿轮53与输出内齿轮55的内齿轮79的齿数差相同，能够使相互啮合的齿轮的半径差相等，因此，可不使用变位而使齿轮准确地啮合。

另外，大齿轮81和小齿轮83的齿数为固定内齿轮53和输出内齿轮55的内齿轮79的齿数的1/2以上。在这种情况下，不使用变位齿轮就能够得到较高的减速比。通常使用的齿轮的压力角为20°。在压力角为20°的齿轮中，为了避免内齿轮与正齿轮(行星齿轮)的干涉，需要设置18个齿以上的齿数差。因此，通过使固定内齿轮53和输出内齿轮55的内齿轮79的齿数为37个齿以上，能够使二级行星齿轮57顺利地旋转。

另外，根据本发明的显影装置23，能够以较高的减速比将马达63的旋转传递至第一搅拌螺杆33和第二搅拌螺杆35。并且，由于减速装置41为小型，因此能够使显影壳体31小型化。此外，由于二级行星齿轮57被收容在固定内齿轮53和输出内齿轮55的内部(空间s6)，因此固定内齿轮53、输出内齿轮55的内齿轮79和二级行星齿轮57能够与外部隔离。因此，即使设置在容易发生调色剂飞散等的部位，飞散物也难以侵入空间s6，因此能够防止齿轮的啮合不良或损伤。

此外，显影装置23的结构不限于本实施方式。也可以在马达63的输出轴63a与减速装置41的输入轴51之间、减速装置41的驱动齿轮75a与第1搅拌螺杆33及第2搅拌螺杆35的输入齿轮33a、35a之间，啮合减速用的其他齿轮。另外，在本实施方式中，为了将输出内齿轮55的旋转传递给搅拌螺杆33、35，而在输出内齿轮55上形成有输出筒75，但也可以使用其他的结构。

另外，减速装置41不仅能够用于显影装置23的旋转，也能够用于感光鼓21的旋转和定影装置9的定影部件等的旋转。