回転伝達機構及びそれを備えた画像形成装置
【課題】駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡して回転を伝達する回転伝達機構において、駆動プーリから従動プーリへの回転伝達の応答遅れを生じさせず且つ回転に伴う騒音を抑制する。
【解決手段】駆動プーリ８２が回転開始する時は、ソレノイド１０３に通電せず、押しバネ１０４の付勢力によってプランジャ１０２をソレノイド本体から突出した第１位置とし、テンションプーリ１０１によって無端状ベルト８５に所定の張力を与える。そして、駆動プーリ８２が所定の速度に達すると、ソレノイド１０３に通電し、プランジャ１０２をソレノイド本体に引き込まれた第２位置として、テンションプーリ１０１を無端状ベルト８５から離間させ、テンションプーリ１０１によって与えられていた張力を解除する。
【解決手段】駆動プーリ８２が回転開始する時は、ソレノイド１０３に通電せず、押しバネ１０４の付勢力によってプランジャ１０２をソレノイド本体から突出した第１位置とし、テンションプーリ１０１によって無端状ベルト８５に所定の張力を与える。そして、駆動プーリ８２が所定の速度に達すると、ソレノイド１０３に通電し、プランジャ１０２をソレノイド本体に引き込まれた第２位置として、テンションプーリ１０１を無端状ベルト８５から離間させ、テンションプーリ１０１によって与えられていた張力を解除する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転伝達機構に関し、より詳細には、複写機やプリンタなどの画像形成装置をはじめとする各種の機器に用いられる、無端状ベルトを使用した回転伝達機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、労働環境意識の高まりを受けて各種機器における静音化の要求が強くなっている。静音化の対策の一つとして、無端状ベルトを用いた回転伝達機構が用いられることがある。無端状ベルトで回転を伝達する場合には、駆動プーリ及び従動プーリとの間で不規則な滑りが生じたり、回転伝達の応答遅れが生じたりしないように、無端状ベルトに一定の張力が与えられる。
【０００３】
例えば、図８（ａ）に示す従来の回転伝達機構８０ａは、駆動プーリ８２と従動プーリ８４との間に無端状ベルト８５が架け渡されてなり、駆動プーリ８２のピッチ円と従動プーリ８４のピッチ円とに接する仮定線と一致するように、プーリ間に無端状ベルト８５が張架されている。ここで、駆動プーリ８２と従動プーリ８４の軸間距離をＤ１とし、無端状ベルト８５に作用している張力をＴ１とする。このような回転伝達機構では、回転始動時に駆動プーリ８２が回転を始めてから従動プーリ８４が回転を開始するまでに遅れは生じない。しかし、駆動プーリ８２の回転軸にラジアル方向に荷重がかかり、回転軸に撓みが生じて騒音発生の原因となるおそれがあった。特に、イナーシャーが小さく回転軸にラジアル方向の荷重がかかると回転軸が撓みやすいインナーブラシレスモータを駆動源として用いた場合には騒音が発生しやすい。
【０００４】
そこで、図８（ｂ）に示す回転伝達機構８０ｂのように、駆動プーリ８２と従動プーリ８４の軸間距離をＤ１よりも少し短いＤ２とし、無端状ベルト８５に作用する張力をＴ１より小さいＴ２とすれば、回転軸にかかるラジアル荷重は小さくなり騒音発生は抑制される。しかし、この回転伝達機構８０ｂでは、駆動プーリ８２が回転を始めてから従動プーリ８４が回転を開始するまでに遅れが生じる。
【０００５】
特許文献１には、駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡し、バネなどの付勢手段で無端状ベルトに回転体を押圧して無端状ベルトに一定の張力を与える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2010-25128号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された回転伝達機構では、回転体の押圧によって無端状ベルトに常に張力が与えられるので、応答遅れは小さくと考えられるが回転軸の撓みに起因する騒音は抑制できないおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プーリ間に架け渡された無端状ベルトによって回転を伝達する機構において、回転伝達の応答遅れを生じさせず且つ騒音を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成する本発明に係る回転伝達機構は、駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡して回転を伝達する回転伝達機構であって、前記無端状ベルトの張力を調整する張力調整手段を設け、前記無端状ベルトの張力を回転始動時よりも回転中を低くすることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記張力調整手段によって前記無端状ベルトの張力を回転速度によって変化させるようにしてもよい。
【００１１】
また、回転停止中は、前記無端状ベルトの張力を回転始動時よりも低くするのが好ましい。
【００１２】
そして、前記張力調整手段として、前記無端状ベルトに張力を与えるテンションプーリと、前記テンションプーリを前記無端状ベルトに対して離接させる離接機構とを有するものを用いてもよい。
【００１３】
あるいは前記離接機構としてソレノイドを用いるものを用いてもよい。
【００１４】
さらには前記離接機構として、ラックとピニオンギアとを用いるものを用いてもよい。
【００１５】
そしてまた、前記離接機構として、一方端にテンションプーリを回転自在に軸支し、他方端に駆動プーリ又は従動プーリの一方の側面と接触する球体を回転自在に支持する棒状のレバーと、前記レバーを移動自在に支持する基部と、前記テンションプーリを前記無端状ベルトに接触させる方向に付勢する付勢部材とを備え、前記の駆動プーリ又は従動プーリが回転することによって、前記球体が半径方向外方へ遠心力で移動し、前記テンションプーリが前記無端状ベルトから離れる方向に移動する機構を用いてもよい。
【００１６】
また本発明によれば、駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡して、画像形成部及び用紙搬送部の少なくとも一方に駆動源からの回転を伝達する画像形成装置において、回転伝達機構として、請求項１〜８のいずれかに記載の回転伝達機構を用いたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の回転伝達機構では、無端状ベルトの張力を調整する張力調整手段を設けて、無端状ベルトの張力を回転始動時よりも回転中を低くするようにしたので、駆動プーリから従動プーリへの回転伝達の応答遅れを生じさせず且つ騒音を抑制できる。特に、駆動プーリがインナーブラシレスモータで駆動される場合に本発明の回転伝達機構は好適に適用される。
【００１８】
また本発明の画像形成装置では、前記回転伝達機構を用いるので優れた静音化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成例を示す概略説明図。
【図２】本発明に係る回転伝達機構の一実施形態を示す説明図。
【図３】図２に示す回転伝達機構の制御フロー図。
【図４】本発明に係る回転伝達機構の他の実施形態を示す説明図。
【図５】図４の実施例のＣ−Ｃ線断面図。
【図６】本発明に係る回転伝達機構のさらに他の実施形態を示す説明図。
【図７】図６に示す回転伝達機構の制御フロー図。
【図８】従来の回転伝達機構を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００２１】
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図を示す。画像形成装置１は、主に原稿画像を読み取るイメージリーダ部１０と、読み取った画像を印刷するプリンタ部２０とから構成される。イメージリーダ部１０は、不図示の原稿ガラス板の上に載置された原稿を、スキャナを移動して読み取る公知のものである。原稿画像は、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の三色に色分解されて、不図示のＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサにより電気信号に変換され、Ｒ・Ｇ・Ｂの画像データが得られる。
【００２２】
イメージリーダ部１０で得られた各色成分ごとの画像データは、制御部６０において各種処理が行われた上、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換される。
【００２３】
画像データは、制御部６０内の画像メモリ６１に各再現色ごとに記憶され、位置ズレ補正のための補正を受けた後、用紙の供給と同期して１走査ラインごとに読み出され、発光ダイオードの駆動信号となる。
【００２４】
プリンタ部２０は、電子写真方式により画像を形成するもので、中間転写ユニット３０には、駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間に中間転写ベルト３３が張架され、従動ローラ３２が図１の左方向にバネで付勢されることによって中間転写ベルト３３に張力が与えられている。駆動ローラ３１はモータ６２によって図１において反時計回りに回転する。中間転写ベルト３３を介して駆動ローラ３１に圧接するように２次転写ローラ３４がけられている。また、中間転写ベルト３３を介して従動ローラ３２に圧接するようにクリーニングブレード３５が設けられ、中間転写ベルト３３に残留したトナーが掻き取り除去される。そして、中間転写ベルト３３から掻き取り除去されたトナーは廃トナーボックス３８に収納される。
【００２５】
中間転写ベルト３３の下方には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の作像部４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ（以下、「作像部４０」と記す総称することがある）が所定間隔で配置されている。色は異なるが同じ構成であるので、図１では作像部４０Ｙの構成要素にのみ符号を付している。作像部４０Ｙでは、感光体ドラム４１Ｙの周囲に帯電チャージャ４２Ｙ、露光走査部４３Ｙ、現像器４４Ｙ、クリーニング部４６Ｙが配置されている。そして、中間転写ベルト３３を介して感光体ドラム４１Ｙと対向する位置に１次転写ローラ４５Ｙが設けられている。
【００２６】
感光体ドラム４１は帯電チャージャ４２で表面が一様に帯電される。プリントする画像データは、メモリ６１に格納された再現色ごとに位置ズレ補正の処理を受けた後、用紙５２の供給と同期して１走査ラインごとに読み出され、露光走査部４３の駆動信号となる。この露光を受けて感光体ドラム４１の表面に静電潜像が形成される。次いで、静電潜像は現像器４４でトナーにより顕像化される。
【００２７】
感光体ドラム４１Ｙ表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３３が感光体ドラム４１Ｙと１次転写ローラ４５Ｙとの間を通過する時に中間転写ベルト３３上に１次転写される。一方、給紙ローラ５３によって給紙トレイ５１から引き出された用紙５２は、破線Ａで示す搬送経路を通ってレジストローラ５４に至る。次いで、用紙５２は、レジストローラ５４によって中間転写ベルト３３の回転とタイミングを合わせて中間転写ベルト３３と２次転写ローラ３４とのニップ部に送られる。そして、用紙５２が、中間転写ベルト３３と２次転写ローラ３４とのニップ部を通過する際に、中間転写ベルト３３のトナー像が用紙５２上に２次転写される。その後、用紙５２は定着部５６へ搬送され、ここで加熱・加圧されてトナー像が用紙５２に定着される。
【００２８】
このような画像形成装置１では、駆動ローラ３１や２次転写ローラ３４、給紙ローラ５３、レジストローラ５４など多数の回転駆動するローラが画像形成部や用紙搬送部に使われており、これらの回転駆動ローラはそれぞれ駆動源から回転駆動の伝達を受けている。そして、回転伝達手段として無端状ベルトとプーリとを組み合わせた手段が多く使われている。また駆動源としては、インナーブラシレスモータが近年多く使われつつある。インナーブラシレスモータは耐久性に優れるものの、イナーシャーが小さく回転軸にラジアル方向の荷重がかかると軸に撓みが生じ騒音が生じやすい。そこで、本発明に係る回転伝達機構が好適に用いられる。
【００２９】
図２に、本発明に係る回転伝達機構の一例を示す概説図を示す。図２の回転伝達機構８０では、駆動プーリ８２と従動プーリ８４との間に無端状ベルト８５を架け渡し、駆動プーリ８２と従動プーリ８４との間の無端状ベルト８５の下側に無端状ベルト８５の張力を調整する張力調整手段１００ａが設けられている。
【００３０】
張力調整手段１００ａは、ソレノイド１０３のプランジャ１０２の先端部にテンションプーリ１０１が回転自在に取り付けられてなる。プランジャ１０２はソレノイド本体から突出した第１位置とソレノイド本体に引き込まれた第２位置とに移動自在であり、プランジャ１０２に外挿された押しバネ１０４によって常に突出する方向に付勢されている。ソレノイド１０３に通電されると、プランジャ１０２は押しバネ１０４の付勢力に抗してソレノイド本体内に引き込まれ第２位置となる。プランジャ１０２が第１位置にあるときは、プランジャ１０２の先端部に取り付けられたテンションプーリ１０１が無端状ベルト８５を押圧し無端状ベルト８５に所定の張力を与える。一方、プランジャ１０が第２位置にあるときは、テンションプーリ１０１は無端状ベルト８５から離間し、テンションプーリ１０１によって与えられていた張力は解除される。
【００３１】
このような回転伝達機構１００ａにおいて、駆動プーリ８２が回転開始する時は、図２（ａ）に示すように、ソレノイド１０３に通電はされず、押しバネ１０４の付勢力によってプランジャ１０２は第１位置とされ、テンションプーリ１０１によって無端状ベルト８５に所定の張力が与えられる。これにより、駆動プーリ８２から従動プーリ８４への回転伝達に応答遅れは生じない。そして、駆動プーリ８２が所定の速度に達するとソレノイド１０３に通電がなされる。プランジャ１０２は第２位置となり、テンションプーリ１０１は無端状ベルト８５から離間し、テンションプーリ１０１によって与えられていた張力は解除される。これにより、回転軸の撓みに起因する騒音が抑制される。なお、無端状ベルト８５の張力が、駆動プーリ８２が回転開始する時よりも回転中が低くなる限りにおいて、プランジャ１０２を第２位置としたときに、テンションプーリ１０１が無端状ベルト８５に圧接していてもよい。
【００３２】
図３に、以上説明した実施形態の制御フローチャートを示す。ステップＳ１１で印刷開始指示があると、ステップＳ１２で給紙モータが駆動する。このとき、ソレノイド１０３は無通電状態で、テンションプーリ１０１によって無端状ベルト８５の張力はＴ１となっている。したがって、駆動プーリ８２から従動プーリ８４への回転伝達に応答遅れは生じない。そして、ステップＳ１３で所定回転速度になったことが検知されると、ステップＳ１４でソレノイド１０３に通電されテンションプーリ１０１が無端状ベルト８５から離間し、テンションプーリ１０１による張力付与が解除され、無端状ベルトの張力はＴ１よりも低いＴ２となる。これにより回転軸の撓みに起因する騒音が抑制される。そして、ステップＳ１５において印刷終了であれば、ステップＳ１６でソレノイド１０３を無通電状態とし、無端状ベルト８５の張力をＴ１にして待機状態とする。
【００３３】
なお、待機状態においてソレノイド１０３に通電し、無端状ベルト８５の張力をＴ２としても構わないが、待機状態が長時間となる場合には、省電力化の観点から待機状態ではソレノイド１０３を無通電するのが好ましい。
【００３４】
本発明で用いる回転伝達機構の他の実施形態を図４及び図５に示す。図４は、回転伝達機構１００ｂの正面図、図５は、図４のＣ−Ｃ線断面図である。棒状のレバー１０５の一方端にテンションプーリ１０１が軸１０９に回転自在に軸支され、もう一方端に球体１０７（図５に図示）が回転自在に取り付けられている。レバー１０５の略中央部には長孔１０５Ａが形成され、基部１０８に形成された軸１０６に長穴１０５Ａが係合されることによって、レバー１０５は基部１０８に揺動可能に取り付けられている。
【００３５】
図４から理解されるように、軸１０９と軸１０６の間には引きバネ１０４が介装され、テンションプーリ１０１は無端状ベルト８５を押圧する方向に常に付勢されている。また、球体１０７は、レバー１０５に一方端から従動プーリ８４の方向に突出した円筒部１０５Ｂの凹部１０５Ｃに回転自在に保持され、従動プーリ８４の側面に接触するように配置されている。そして、円筒部１０５Ｂは、基部１０８に形成されたガイド孔１０８Ａに移動可能に嵌め入れられている。
【００３６】
このような構成の回転伝達機構において、回転していないときは、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、引きバネ１０４の付勢力によって、レバー１０５の円筒部１０５Ｂは、基部１０８のガイド孔１０８Ａの左端に当接し、テンションプーリ１０１は無端状ベルト８５に押圧し所定の張力が作用した状態が維持される。この状態で回転が始まるので、回転始動時において、駆動プーリ８２から従動プーリ８４への回転伝達に応答遅れは生じない。
【００３７】
そして、従動プーリ８４の回転開始すると、球体１０７に遠心力が働き、球体１０７は半径方向外方へ移動する。これによってレバー１０５の円筒部１０５Ｂがガイド孔１０８Ａ内を右方向へ移動し、レバー１０５は、引きバネ１０４の付勢力に抗して時計回りに揺動する。ここで、遠心力による球体１０７の移動がより円滑になるようにするため、従動プーリ８４の側面を半径方向外方に向かって傾斜する形状としてもよい（図５を参照）。レバー１０５が時計回りに揺動することによって、テンションプーリ１０１が無端状ベルト８５から離れ、テンションプーリ１０１によって与えられていた張力が解除される。これにより、回転軸の撓みに起因する騒音が抑制される。なお、本実施形態の回転伝達機構では、従動プーリ８４の回転速度に応じてテンションプーリ１０１の移動量が連続的に変化し、テンションプーリ１０１による無端状ベルトの張力も連続的に変化する。また、テンションプーリ１０１を離接させる機構は、駆動プーリ８２側に設けてももちろん構わない。
【００３８】
本発明で用いる回転伝達機構のさらに他の実施形態を図６に示す。図６に示す回転伝達機構１００ｃでは、ラック部材１１１の上部にテンションプーリ１０１が回転自在に取り付けられ、ラック部材１１１の側面に形成された歯とピニオンギア１１４とが噛み合っている。そして、ピニオンギア１１４はステッピングモータ１１３で回動される。ステッピングモータ１１３によってピニオンギア１１４を正転・逆転させることによって、ラック部材１１１と共にテンションプーリ１０１が無端状ベルト８５に対して接触・離間する方向移動し、無端状ベルト８５に与える張力が調整される。
【００３９】
図６（ａ）は回転開始時の状態であって、テンションプーリ１０１が無端状ベルト８５に所定の張力を与えている。これにより、駆動プーリ８２から従動プーリ８４への回転伝達に応答遅れは生じない。同図（ｂ）及び同図（ｃ）は、それぞれ回転中の状態図であって、ステッピングモータ１１３によってピニオンギア１１４を逆転させてラック部材１１１を図の下方に移動させて、テンションプーリ１０１による無端状ベルト８５への張力の付与を回転開始時よりも低くしている。同図（ｂ）は、テンションプーリ１０１が無端状ベルト８５をまだ押圧している状態で、同図（ｃ）は、テンションプーリ１０１が無端状ベルト８５から完全に離間した状態である。このように、無端状ベルト８５の張力を回転開始時よりも回転中を低くすることにより、回転軸の撓みに起因する騒音が抑制される。
【００４０】
図６に示す回転伝達機構では、テンションプーリ１０１による無端状ベルト８５への張力付与の程度を変化させることもできるので、回転速度に応じてテンションプーリ１０１の移動量を変化させてもよい。例えば、回転速度が速い場合にはテンションプーリ１０１を無端状ベルト８５から完全に離間させる一方、回転速度が遅い場合には図６（ｂ）に示すように、回転開始時よりも低い張力を付与する範囲で、回転速度に対応させてテンションプーリ１０１による無端状ベルト８５の押圧力を変化させるようにしてもよい。また、回転停止中は、テンションプーリ１０１による無端状ベルト８５への張力の付与を回転開始時よりも低い状態とし、回転開始時に、テンションプーリ１０１による無端状ベルト８５への張力の付与を最も高くするようにしてもよい。
【００４１】
図７に、図６に示す回転伝達機構１００ｃの制御フローを示す。ステップＳ２１で印刷が指示されると、ステップＳ２２で給紙モータが駆動を開始し、ステップＳ２３で目標回転速度に達すると、ステップＳ２４でテンションプーリ１０１が無端状ベルト８５から離れる方向に移動し無端状ベルト８５の張力が下げられる。前述のように、本実施形態の回転伝達機構１００ｃでは、テンションプーリ１０１の移動量を連続的に変化させることができるので、回転速度に応じてテンションプーリ１０１を移動させる。なお、回転速度とテンションプーリ１０１の移動量との好適関係は実験等により予め設定しておく。印刷指示設定に高速印刷や高精細度印刷が混在している場合には、一連の画像形成途中で印刷速度が変化する場合があるので、ステップＳ２５で回転速度の変更があれば、ステップＳ２４に戻ってテンションプーリ１０１の移動量を変更して無端状ベルト８５の張力を変更する。そして、回転速度が変更される度にこの操作を繰り返す。ステップＳ２６で印刷が終了すると、ステップＳ２７で無端状ベルトに最も高い張力Ｔ１をかけて待機状態とする。なお、印刷終了後に張力をＴ１よりも低いＴ２として待機状態としてももちろん構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の回転伝達機構では、無端状ベルトの張力を調整する張力調整手段を設けて、無端状ベルトの張力を回転始動時よりも回転中を低くするようにしたので、駆動プーリから従動プーリへの回転伝達の応答遅れを生じさせず且つ騒音を抑制でき有用である。
【符号の説明】
【００４３】
８０ 回転伝達機構
８２ 駆動プーリ
８４ 従動プーリ
８５ 無端状ベルト
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 張力調整手段
１０１ テンションプーリ
１０２ プランジャ
１０３ ソレノイド
１０４ 引きバネ（付勢手段）
１０５ レバー
１０７ 球体
１０８ 基部
１１１ ラック部材
１１４ ピニオンギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転伝達機構に関し、より詳細には、複写機やプリンタなどの画像形成装置をはじめとする各種の機器に用いられる、無端状ベルトを使用した回転伝達機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、労働環境意識の高まりを受けて各種機器における静音化の要求が強くなっている。静音化の対策の一つとして、無端状ベルトを用いた回転伝達機構が用いられることがある。無端状ベルトで回転を伝達する場合には、駆動プーリ及び従動プーリとの間で不規則な滑りが生じたり、回転伝達の応答遅れが生じたりしないように、無端状ベルトに一定の張力が与えられる。
【０００３】
例えば、図８（ａ）に示す従来の回転伝達機構８０ａは、駆動プーリ８２と従動プーリ８４との間に無端状ベルト８５が架け渡されてなり、駆動プーリ８２のピッチ円と従動プーリ８４のピッチ円とに接する仮定線と一致するように、プーリ間に無端状ベルト８５が張架されている。ここで、駆動プーリ８２と従動プーリ８４の軸間距離をＤ１とし、無端状ベルト８５に作用している張力をＴ１とする。このような回転伝達機構では、回転始動時に駆動プーリ８２が回転を始めてから従動プーリ８４が回転を開始するまでに遅れは生じない。しかし、駆動プーリ８２の回転軸にラジアル方向に荷重がかかり、回転軸に撓みが生じて騒音発生の原因となるおそれがあった。特に、イナーシャーが小さく回転軸にラジアル方向の荷重がかかると回転軸が撓みやすいインナーブラシレスモータを駆動源として用いた場合には騒音が発生しやすい。
【０００４】
そこで、図８（ｂ）に示す回転伝達機構８０ｂのように、駆動プーリ８２と従動プーリ８４の軸間距離をＤ１よりも少し短いＤ２とし、無端状ベルト８５に作用する張力をＴ１より小さいＴ２とすれば、回転軸にかかるラジアル荷重は小さくなり騒音発生は抑制される。しかし、この回転伝達機構８０ｂでは、駆動プーリ８２が回転を始めてから従動プーリ８４が回転を開始するまでに遅れが生じる。
【０００５】
特許文献１には、駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡し、バネなどの付勢手段で無端状ベルトに回転体を押圧して無端状ベルトに一定の張力を与える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2010-25128号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された回転伝達機構では、回転体の押圧によって無端状ベルトに常に張力が与えられるので、応答遅れは小さくと考えられるが回転軸の撓みに起因する騒音は抑制できないおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プーリ間に架け渡された無端状ベルトによって回転を伝達する機構において、回転伝達の応答遅れを生じさせず且つ騒音を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成する本発明に係る回転伝達機構は、駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡して回転を伝達する回転伝達機構であって、前記無端状ベルトの張力を調整する張力調整手段を設け、前記無端状ベルトの張力を回転始動時よりも回転中を低くすることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記張力調整手段によって前記無端状ベルトの張力を回転速度によって変化させるようにしてもよい。
【００１１】
また、回転停止中は、前記無端状ベルトの張力を回転始動時よりも低くするのが好ましい。
【００１２】
そして、前記張力調整手段として、前記無端状ベルトに張力を与えるテンションプーリと、前記テンションプーリを前記無端状ベルトに対して離接させる離接機構とを有するものを用いてもよい。
【００１３】
あるいは前記離接機構としてソレノイドを用いるものを用いてもよい。
【００１４】
さらには前記離接機構として、ラックとピニオンギアとを用いるものを用いてもよい。
【００１５】
そしてまた、前記離接機構として、一方端にテンションプーリを回転自在に軸支し、他方端に駆動プーリ又は従動プーリの一方の側面と接触する球体を回転自在に支持する棒状のレバーと、前記レバーを移動自在に支持する基部と、前記テンションプーリを前記無端状ベルトに接触させる方向に付勢する付勢部材とを備え、前記の駆動プーリ又は従動プーリが回転することによって、前記球体が半径方向外方へ遠心力で移動し、前記テンションプーリが前記無端状ベルトから離れる方向に移動する機構を用いてもよい。
【００１６】
また本発明によれば、駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡して、画像形成部及び用紙搬送部の少なくとも一方に駆動源からの回転を伝達する画像形成装置において、回転伝達機構として、請求項１〜８のいずれかに記載の回転伝達機構を用いたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の回転伝達機構では、無端状ベルトの張力を調整する張力調整手段を設けて、無端状ベルトの張力を回転始動時よりも回転中を低くするようにしたので、駆動プーリから従動プーリへの回転伝達の応答遅れを生じさせず且つ騒音を抑制できる。特に、駆動プーリがインナーブラシレスモータで駆動される場合に本発明の回転伝達機構は好適に適用される。
【００１８】
また本発明の画像形成装置では、前記回転伝達機構を用いるので優れた静音化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成例を示す概略説明図。
【図２】本発明に係る回転伝達機構の一実施形態を示す説明図。
【図３】図２に示す回転伝達機構の制御フロー図。
【図４】本発明に係る回転伝達機構の他の実施形態を示す説明図。
【図５】図４の実施例のＣ−Ｃ線断面図。
【図６】本発明に係る回転伝達機構のさらに他の実施形態を示す説明図。
【図７】図６に示す回転伝達機構の制御フロー図。
【図８】従来の回転伝達機構を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００２１】
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図を示す。画像形成装置１は、主に原稿画像を読み取るイメージリーダ部１０と、読み取った画像を印刷するプリンタ部２０とから構成される。イメージリーダ部１０は、不図示の原稿ガラス板の上に載置された原稿を、スキャナを移動して読み取る公知のものである。原稿画像は、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の三色に色分解されて、不図示のＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサにより電気信号に変換され、Ｒ・Ｇ・Ｂの画像データが得られる。
【００２２】
イメージリーダ部１０で得られた各色成分ごとの画像データは、制御部６０において各種処理が行われた上、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換される。
【００２３】
画像データは、制御部６０内の画像メモリ６１に各再現色ごとに記憶され、位置ズレ補正のための補正を受けた後、用紙の供給と同期して１走査ラインごとに読み出され、発光ダイオードの駆動信号となる。
【００２４】
プリンタ部２０は、電子写真方式により画像を形成するもので、中間転写ユニット３０には、駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間に中間転写ベルト３３が張架され、従動ローラ３２が図１の左方向にバネで付勢されることによって中間転写ベルト３３に張力が与えられている。駆動ローラ３１はモータ６２によって図１において反時計回りに回転する。中間転写ベルト３３を介して駆動ローラ３１に圧接するように２次転写ローラ３４がけられている。また、中間転写ベルト３３を介して従動ローラ３２に圧接するようにクリーニングブレード３５が設けられ、中間転写ベルト３３に残留したトナーが掻き取り除去される。そして、中間転写ベルト３３から掻き取り除去されたトナーは廃トナーボックス３８に収納される。
【００２５】
中間転写ベルト３３の下方には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の作像部４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ（以下、「作像部４０」と記す総称することがある）が所定間隔で配置されている。色は異なるが同じ構成であるので、図１では作像部４０Ｙの構成要素にのみ符号を付している。作像部４０Ｙでは、感光体ドラム４１Ｙの周囲に帯電チャージャ４２Ｙ、露光走査部４３Ｙ、現像器４４Ｙ、クリーニング部４６Ｙが配置されている。そして、中間転写ベルト３３を介して感光体ドラム４１Ｙと対向する位置に１次転写ローラ４５Ｙが設けられている。
【００２６】
感光体ドラム４１は帯電チャージャ４２で表面が一様に帯電される。プリントする画像データは、メモリ６１に格納された再現色ごとに位置ズレ補正の処理を受けた後、用紙５２の供給と同期して１走査ラインごとに読み出され、露光走査部４３の駆動信号となる。この露光を受けて感光体ドラム４１の表面に静電潜像が形成される。次いで、静電潜像は現像器４４でトナーにより顕像化される。
【００２７】
感光体ドラム４１Ｙ表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３３が感光体ドラム４１Ｙと１次転写ローラ４５Ｙとの間を通過する時に中間転写ベルト３３上に１次転写される。一方、給紙ローラ５３によって給紙トレイ５１から引き出された用紙５２は、破線Ａで示す搬送経路を通ってレジストローラ５４に至る。次いで、用紙５２は、レジストローラ５４によって中間転写ベルト３３の回転とタイミングを合わせて中間転写ベルト３３と２次転写ローラ３４とのニップ部に送られる。そして、用紙５２が、中間転写ベルト３３と２次転写ローラ３４とのニップ部を通過する際に、中間転写ベルト３３のトナー像が用紙５２上に２次転写される。その後、用紙５２は定着部５６へ搬送され、ここで加熱・加圧されてトナー像が用紙５２に定着される。
【００２８】
このような画像形成装置１では、駆動ローラ３１や２次転写ローラ３４、給紙ローラ５３、レジストローラ５４など多数の回転駆動するローラが画像形成部や用紙搬送部に使われており、これらの回転駆動ローラはそれぞれ駆動源から回転駆動の伝達を受けている。そして、回転伝達手段として無端状ベルトとプーリとを組み合わせた手段が多く使われている。また駆動源としては、インナーブラシレスモータが近年多く使われつつある。インナーブラシレスモータは耐久性に優れるものの、イナーシャーが小さく回転軸にラジアル方向の荷重がかかると軸に撓みが生じ騒音が生じやすい。そこで、本発明に係る回転伝達機構が好適に用いられる。
【００２９】
図２に、本発明に係る回転伝達機構の一例を示す概説図を示す。図２の回転伝達機構８０では、駆動プーリ８２と従動プーリ８４との間に無端状ベルト８５を架け渡し、駆動プーリ８２と従動プーリ８４との間の無端状ベルト８５の下側に無端状ベルト８５の張力を調整する張力調整手段１００ａが設けられている。
【００３０】
張力調整手段１００ａは、ソレノイド１０３のプランジャ１０２の先端部にテンションプーリ１０１が回転自在に取り付けられてなる。プランジャ１０２はソレノイド本体から突出した第１位置とソレノイド本体に引き込まれた第２位置とに移動自在であり、プランジャ１０２に外挿された押しバネ１０４によって常に突出する方向に付勢されている。ソレノイド１０３に通電されると、プランジャ１０２は押しバネ１０４の付勢力に抗してソレノイド本体内に引き込まれ第２位置となる。プランジャ１０２が第１位置にあるときは、プランジャ１０２の先端部に取り付けられたテンションプーリ１０１が無端状ベルト８５を押圧し無端状ベルト８５に所定の張力を与える。一方、プランジャ１０が第２位置にあるときは、テンションプーリ１０１は無端状ベルト８５から離間し、テンションプーリ１０１によって与えられていた張力は解除される。
【００３１】
このような回転伝達機構１００ａにおいて、駆動プーリ８２が回転開始する時は、図２（ａ）に示すように、ソレノイド１０３に通電はされず、押しバネ１０４の付勢力によってプランジャ１０２は第１位置とされ、テンションプーリ１０１によって無端状ベルト８５に所定の張力が与えられる。これにより、駆動プーリ８２から従動プーリ８４への回転伝達に応答遅れは生じない。そして、駆動プーリ８２が所定の速度に達するとソレノイド１０３に通電がなされる。プランジャ１０２は第２位置となり、テンションプーリ１０１は無端状ベルト８５から離間し、テンションプーリ１０１によって与えられていた張力は解除される。これにより、回転軸の撓みに起因する騒音が抑制される。なお、無端状ベルト８５の張力が、駆動プーリ８２が回転開始する時よりも回転中が低くなる限りにおいて、プランジャ１０２を第２位置としたときに、テンションプーリ１０１が無端状ベルト８５に圧接していてもよい。
【００３２】
図３に、以上説明した実施形態の制御フローチャートを示す。ステップＳ１１で印刷開始指示があると、ステップＳ１２で給紙モータが駆動する。このとき、ソレノイド１０３は無通電状態で、テンションプーリ１０１によって無端状ベルト８５の張力はＴ１となっている。したがって、駆動プーリ８２から従動プーリ８４への回転伝達に応答遅れは生じない。そして、ステップＳ１３で所定回転速度になったことが検知されると、ステップＳ１４でソレノイド１０３に通電されテンションプーリ１０１が無端状ベルト８５から離間し、テンションプーリ１０１による張力付与が解除され、無端状ベルトの張力はＴ１よりも低いＴ２となる。これにより回転軸の撓みに起因する騒音が抑制される。そして、ステップＳ１５において印刷終了であれば、ステップＳ１６でソレノイド１０３を無通電状態とし、無端状ベルト８５の張力をＴ１にして待機状態とする。
【００３３】
なお、待機状態においてソレノイド１０３に通電し、無端状ベルト８５の張力をＴ２としても構わないが、待機状態が長時間となる場合には、省電力化の観点から待機状態ではソレノイド１０３を無通電するのが好ましい。
【００３４】
本発明で用いる回転伝達機構の他の実施形態を図４及び図５に示す。図４は、回転伝達機構１００ｂの正面図、図５は、図４のＣ−Ｃ線断面図である。棒状のレバー１０５の一方端にテンションプーリ１０１が軸１０９に回転自在に軸支され、もう一方端に球体１０７（図５に図示）が回転自在に取り付けられている。レバー１０５の略中央部には長孔１０５Ａが形成され、基部１０８に形成された軸１０６に長穴１０５Ａが係合されることによって、レバー１０５は基部１０８に揺動可能に取り付けられている。
【００３５】
図４から理解されるように、軸１０９と軸１０６の間には引きバネ１０４が介装され、テンションプーリ１０１は無端状ベルト８５を押圧する方向に常に付勢されている。また、球体１０７は、レバー１０５に一方端から従動プーリ８４の方向に突出した円筒部１０５Ｂの凹部１０５Ｃに回転自在に保持され、従動プーリ８４の側面に接触するように配置されている。そして、円筒部１０５Ｂは、基部１０８に形成されたガイド孔１０８Ａに移動可能に嵌め入れられている。
【００３６】
このような構成の回転伝達機構において、回転していないときは、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、引きバネ１０４の付勢力によって、レバー１０５の円筒部１０５Ｂは、基部１０８のガイド孔１０８Ａの左端に当接し、テンションプーリ１０１は無端状ベルト８５に押圧し所定の張力が作用した状態が維持される。この状態で回転が始まるので、回転始動時において、駆動プーリ８２から従動プーリ８４への回転伝達に応答遅れは生じない。
【００３７】
そして、従動プーリ８４の回転開始すると、球体１０７に遠心力が働き、球体１０７は半径方向外方へ移動する。これによってレバー１０５の円筒部１０５Ｂがガイド孔１０８Ａ内を右方向へ移動し、レバー１０５は、引きバネ１０４の付勢力に抗して時計回りに揺動する。ここで、遠心力による球体１０７の移動がより円滑になるようにするため、従動プーリ８４の側面を半径方向外方に向かって傾斜する形状としてもよい（図５を参照）。レバー１０５が時計回りに揺動することによって、テンションプーリ１０１が無端状ベルト８５から離れ、テンションプーリ１０１によって与えられていた張力が解除される。これにより、回転軸の撓みに起因する騒音が抑制される。なお、本実施形態の回転伝達機構では、従動プーリ８４の回転速度に応じてテンションプーリ１０１の移動量が連続的に変化し、テンションプーリ１０１による無端状ベルトの張力も連続的に変化する。また、テンションプーリ１０１を離接させる機構は、駆動プーリ８２側に設けてももちろん構わない。
【００３８】
本発明で用いる回転伝達機構のさらに他の実施形態を図６に示す。図６に示す回転伝達機構１００ｃでは、ラック部材１１１の上部にテンションプーリ１０１が回転自在に取り付けられ、ラック部材１１１の側面に形成された歯とピニオンギア１１４とが噛み合っている。そして、ピニオンギア１１４はステッピングモータ１１３で回動される。ステッピングモータ１１３によってピニオンギア１１４を正転・逆転させることによって、ラック部材１１１と共にテンションプーリ１０１が無端状ベルト８５に対して接触・離間する方向移動し、無端状ベルト８５に与える張力が調整される。
【００３９】
図６（ａ）は回転開始時の状態であって、テンションプーリ１０１が無端状ベルト８５に所定の張力を与えている。これにより、駆動プーリ８２から従動プーリ８４への回転伝達に応答遅れは生じない。同図（ｂ）及び同図（ｃ）は、それぞれ回転中の状態図であって、ステッピングモータ１１３によってピニオンギア１１４を逆転させてラック部材１１１を図の下方に移動させて、テンションプーリ１０１による無端状ベルト８５への張力の付与を回転開始時よりも低くしている。同図（ｂ）は、テンションプーリ１０１が無端状ベルト８５をまだ押圧している状態で、同図（ｃ）は、テンションプーリ１０１が無端状ベルト８５から完全に離間した状態である。このように、無端状ベルト８５の張力を回転開始時よりも回転中を低くすることにより、回転軸の撓みに起因する騒音が抑制される。
【００４０】
図６に示す回転伝達機構では、テンションプーリ１０１による無端状ベルト８５への張力付与の程度を変化させることもできるので、回転速度に応じてテンションプーリ１０１の移動量を変化させてもよい。例えば、回転速度が速い場合にはテンションプーリ１０１を無端状ベルト８５から完全に離間させる一方、回転速度が遅い場合には図６（ｂ）に示すように、回転開始時よりも低い張力を付与する範囲で、回転速度に対応させてテンションプーリ１０１による無端状ベルト８５の押圧力を変化させるようにしてもよい。また、回転停止中は、テンションプーリ１０１による無端状ベルト８５への張力の付与を回転開始時よりも低い状態とし、回転開始時に、テンションプーリ１０１による無端状ベルト８５への張力の付与を最も高くするようにしてもよい。
【００４１】
図７に、図６に示す回転伝達機構１００ｃの制御フローを示す。ステップＳ２１で印刷が指示されると、ステップＳ２２で給紙モータが駆動を開始し、ステップＳ２３で目標回転速度に達すると、ステップＳ２４でテンションプーリ１０１が無端状ベルト８５から離れる方向に移動し無端状ベルト８５の張力が下げられる。前述のように、本実施形態の回転伝達機構１００ｃでは、テンションプーリ１０１の移動量を連続的に変化させることができるので、回転速度に応じてテンションプーリ１０１を移動させる。なお、回転速度とテンションプーリ１０１の移動量との好適関係は実験等により予め設定しておく。印刷指示設定に高速印刷や高精細度印刷が混在している場合には、一連の画像形成途中で印刷速度が変化する場合があるので、ステップＳ２５で回転速度の変更があれば、ステップＳ２４に戻ってテンションプーリ１０１の移動量を変更して無端状ベルト８５の張力を変更する。そして、回転速度が変更される度にこの操作を繰り返す。ステップＳ２６で印刷が終了すると、ステップＳ２７で無端状ベルトに最も高い張力Ｔ１をかけて待機状態とする。なお、印刷終了後に張力をＴ１よりも低いＴ２として待機状態としてももちろん構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の回転伝達機構では、無端状ベルトの張力を調整する張力調整手段を設けて、無端状ベルトの張力を回転始動時よりも回転中を低くするようにしたので、駆動プーリから従動プーリへの回転伝達の応答遅れを生じさせず且つ騒音を抑制でき有用である。
【符号の説明】
【００４３】
８０ 回転伝達機構
８２ 駆動プーリ
８４ 従動プーリ
８５ 無端状ベルト
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 張力調整手段
１０１ テンションプーリ
１０２ プランジャ
１０３ ソレノイド
１０４ 引きバネ（付勢手段）
１０５ レバー
１０７ 球体
１０８ 基部
１１１ ラック部材
１１４ ピニオンギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡して回転を伝達する回転伝達機構において、
前記無端状ベルトの張力を調整する張力調整手段を設け、前記無端状ベルトの張力を回転始動時よりも回転中を低くすることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項２】
前記張力調整手段は、前記無端状ベルトの張力を回転速度によって変化させる手段である請求項１記載の回転伝達機構。
【請求項３】
回転停止中は、前記無端状ベルトの張力を回転始動時よりも低くする請求項１又は２記載の回転伝達機構。
【請求項４】
前記張力調整手段は、前記無端状ベルトに張力を与えるテンションプーリと、前記テンションプーリを前記無端状ベルトに対して離接させる離接機構とを有するものである請求項１〜３のいずれかに記載の回転伝達機構。
【請求項５】
前記離接機構が、ソレノイドを用いるものである請求項４記載の回転伝達機構。
【請求項６】
前記離接機構が、ラックとピニオンギアとを用いるものである請求項４記載の回転伝達機構。
【請求項７】
前記離接機構が、一方端にテンションプーリを回転自在に軸支し、他方端に駆動プーリ又は従動プーリの一方の側面と接触する球体を回転自在に支持する棒状のレバーと、前記レバーを移動自在に支持する基部と、前記テンションプーリを前記無端状ベルトに接触させる方向に付勢する付勢部材とを備え、
前記の駆動プーリ又は従動プーリが回転することによって、前記球体が半径方向外方へ遠心力で移動し、前記テンションプーリが前記無端状ベルトから離れる方向に移動する機構である請求項４記載の回転伝達機構。
【請求項８】
駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡して、画像形成部及び用紙搬送部の少なくとも一方に駆動源からの回転を伝達する画像形成装置において、
回転伝達機構として、請求項１〜７のいずれかに記載の回転伝達機構を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡して回転を伝達する回転伝達機構において、
前記無端状ベルトの張力を調整する張力調整手段を設け、前記無端状ベルトの張力を回転始動時よりも回転中を低くすることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項２】
前記張力調整手段は、前記無端状ベルトの張力を回転速度によって変化させる手段である請求項１記載の回転伝達機構。
【請求項３】
回転停止中は、前記無端状ベルトの張力を回転始動時よりも低くする請求項１又は２記載の回転伝達機構。
【請求項４】
前記張力調整手段は、前記無端状ベルトに張力を与えるテンションプーリと、前記テンションプーリを前記無端状ベルトに対して離接させる離接機構とを有するものである請求項１〜３のいずれかに記載の回転伝達機構。
【請求項５】
前記離接機構が、ソレノイドを用いるものである請求項４記載の回転伝達機構。
【請求項６】
前記離接機構が、ラックとピニオンギアとを用いるものである請求項４記載の回転伝達機構。
【請求項７】
前記離接機構が、一方端にテンションプーリを回転自在に軸支し、他方端に駆動プーリ又は従動プーリの一方の側面と接触する球体を回転自在に支持する棒状のレバーと、前記レバーを移動自在に支持する基部と、前記テンションプーリを前記無端状ベルトに接触させる方向に付勢する付勢部材とを備え、
前記の駆動プーリ又は従動プーリが回転することによって、前記球体が半径方向外方へ遠心力で移動し、前記テンションプーリが前記無端状ベルトから離れる方向に移動する機構である請求項４記載の回転伝達機構。
【請求項８】
駆動プーリと従動プーリとの間に無端状ベルトを架け渡して、画像形成部及び用紙搬送部の少なくとも一方に駆動源からの回転を伝達する画像形成装置において、
回転伝達機構として、請求項１〜７のいずれかに記載の回転伝達機構を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１４５１７９（Ｐ２０１２−１４５１７９Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７６４（Ｐ２０１１−４７６４）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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