画像形成装置
【課題】駆動時の騒音を低減でき、かつ、小型化でき、安定して動作可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置の伝達機構は、歯付プーリー９１と、歯付プーリー９１に噛み合う歯付ベルト９５とを有している。歯付ベルト９５には、心線９７が設けられている。伝達機構は、歯付プーリー９１と歯付ベルト９５とが噛み合う部分において、歯付ベルト９５の歯底部９６ｂと歯付プーリー９１の歯先部９２ａとが互いに接触しないように構成されている。歯付プーリー９１の歯先部９２ａと歯付ベルト９５の歯底部９５ｂとが互いに接触しないので、歯付プーリー９１の歯先部９２ａが歯付ベルト９５の心線９７がたたかれることがなくなり、耳障りな噛み合い音が低減される。
【解決手段】画像形成装置の伝達機構は、歯付プーリー９１と、歯付プーリー９１に噛み合う歯付ベルト９５とを有している。歯付ベルト９５には、心線９７が設けられている。伝達機構は、歯付プーリー９１と歯付ベルト９５とが噛み合う部分において、歯付ベルト９５の歯底部９６ｂと歯付プーリー９１の歯先部９２ａとが互いに接触しないように構成されている。歯付プーリー９１の歯先部９２ａと歯付ベルト９５の歯底部９５ｂとが互いに接触しないので、歯付プーリー９１の歯先部９２ａが歯付ベルト９５の心線９７がたたかれることがなくなり、耳障りな噛み合い音が低減される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置に関し、特に、歯付ベルトと歯付プーリーとを有する駆動力の伝達機構を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置（スキャナー機能、複写機能、プリンターとしての機能、ファクシミリ機能、データ通信機能、及びサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）など）について、より高い静音性が求められるようになっている。画像形成装置は、高い静粛性が求められるオフィス内などに設置される場合も多く、特にその場合、オフィス内の静粛性を妨げないような静音性を有していることが重要になる。
【０００３】
画像形成装置の静音化への要求に対応するための一つの方策として、歯付ベルトと歯付プーリーとの組合せによりベルト駆動を行う伝達機構が採用される場合がある。伝達機構は、画像形成装置の駆動力伝達系において、例えばモーターなどの動力源からの駆動力を伝達するために用いられる。このような歯付ベルトと歯付プーリーとを用いた伝達機構は、他の方式により動力を伝達する機構と比較して、静音性に優れたものである。
【０００４】
図１１は、従来の伝達機構の歯付ベルトと歯付プーリーとの噛み合い部を示す図である。
【０００５】
図１１に示されるように、伝達機構は、歯付プーリー８９１とそれに噛み合う歯付ベルト８９５とを有している。歯付ベルト８９５は、心線８９７を抗張体として有している。図１１において、歯付プーリー８９１の外周の一部は、ラックと同様の形状に示されている。実際は、歯付プーリー８９１は円板状であって、歯付ベルト８９５のうち、歯付プーリー８９１に噛み合っている部分も、歯付プーリー８９１の外周面に沿って湾曲していることはいうまでもない。
【０００６】
歯付プーリー８９１と歯付ベルト８９５とのそれぞれは、互いに適合する歯形を有する歯部８９２，８９６を有している。図１１に示されている例において、歯部８９２，８９６は台形状に形成されている。歯部８９２，８９６のそれぞれの歯の高さ（歯底部から歯先部までの寸法）は、一般的に、伝達効率が高くなるように、互いに略等しいか、歯付プーリー８９１の歯の高さが若干高くなっている。そのため、歯付プーリー８９１と歯付ベルト８９５とが噛み合っているとき、歯付プーリー８９１側の歯部８９２の歯先部８９２ａは、歯付ベルト８９５の歯部８９６間の歯底部８９６ｂに接触した状態となる。
【０００７】
ところで、このような比較的静音性に優れている伝動機構を用いた場合でも、例えばベルトの歯先とプーリーとの間で気体が圧縮されることなどに起因する騒音の発生が問題となることがあった。画像形成装置でより高いレベルの静音性を実現するために、このようなベルト駆動を行う伝達機構それ自体としても、静音化されることが要求されている。
【０００８】
下記特許文献１には、歯付ベルトの歯先と歯付プーリーの歯底との間に隙間を設け、ベルトとプーリーとの両者の歯が衝突する頻度を少なくすることで、その両者の歯が衝突することにより発生する騒音を防止するようにしたベルト伝動機構が開示されている。
【０００９】
下記特許文献２には、丸歯形の歯部を有するベルトを用いたベルトシステムにおいて、プーリー溝内において歯部とプーリー溝との間に第１の隙間と第２の隙間とが形成されるように構成することが開示されている。
【００１０】
下記特許文献３には、Ｖリブドベルトを用いたベルト伝動装置において摩擦スリップ音を低減する構造が開示されている。
【００１１】
下記特許文献４及び特許文献５のそれぞれには、歯付ベルトを用いたベルト伝動装置において、騒音の発生の抑制を図ったものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１９８５２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−６００６８号公報
【特許文献３】特開２００３−７４６５０号公報
【特許文献４】特開２００２−４８２００号公報
【特許文献５】特開２００６−１５３２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ここで、画像形成装置としては、モーターとして大きい回転数で駆動されるもの（例えば、インナーローターモーターなど）を用いたものがある。従来、画像形成装置において、歯付プーリーとして１０ミリメートル程度の歯先円直径を有するものを用いるような伝達機構には、ステッピングモーターが組み合わせて用いられることが多かった。このようなステッピングモーターとしては、必要とされるトルクによっても変わるものの、例えば１０００〜１５００ｒｐｍ程度の回転数で駆動されるものが多かった。これに対し、同様のサイズのインナーローターモーターを用いた場合には、例えば３０００ｒｐｍ程度の回転数で、高速回転可能である。
【００１４】
このように高速回転可能なモーターを用いることには、様々な利点がある。すなわち、画像形成装置は、より高速に動作可能になる。また、画像形成装置の基本的なハードウェア構成を同一とし、装置の制御を行うファームウェアを交換してモーターの回転数の変更などを行うことで（例えば、数百回転／分〜数千回転／分など）、高速動作可能なものから比較的低速な動作を行うものまで、プリント速度などの仕様が異なる、複数種類の画像形成装置を安価に製造できる。
【００１５】
しかしながら、上記のように高速回転可能なモーターを用いて伝達機構を高速で動作させるようにすると、モーターが比較的低い回転数で駆動されていたときに問題になっていた騒音とは異質の騒音が発生する、という新たな問題が発生することがわかった。
【００１６】
すなわち、特にモーターの回転数が例えば２０００ｒｐｍを超えるような高速回転時において、歯付プーリーと歯付ベルトとから耳障りな噛み合い音が聞こえるようになる。噛み合い音は、歯付ベルトの歯が歯付プーリーに噛み合うとき、歯付プーリーの歯先部が歯付ベルトの歯底部に当たり、歯付ベルトの内部に配されている心線に衝撃が加わることで発生すると考えられる。このようにして発生する噛み合い音は、モーターの回転数が比較的低いときにはそれほど問題となりにくいものである。しかしながら、噛み合い音は、特に上記のようにモーターの回転数が高いとき、比較的高い周波数で、可聴域において大きな耳障りな音に感じられるものとなる。特に、画像形成装置の各部の静音化が進み、画像形成装置全体としての動作音が小さくなった中で、このように高速動作時に伝達機構で発生する噛み合い音の問題は、顕著なものとなる。
【００１７】
このようにして発生する噛み合い音に関する問題に対して、例えば、歯ピッチを小さくしたり、歯付プーリーの径を大きくしたりして、歯付プーリーの噛み合い部の多角化作用を改善することにより対策を図ることが考えられる。多角化作用とは、歯付ベルトのピッチラインがプーリーの歯底部で直線状になることで、ピッチラインが狂い、振動（騒音）が発生する現象をいう。しかしながら、歯ピッチを小さくすると、伝達機構に高トルクが掛けられる場合や、間欠動作が繰り返される部分で用いられる場合には、歯飛び（ジャンピング）が発生しやすくなる。伝達機構で歯飛びが発生すると、画像形成装置の動作が安定して行われなくなる。他方、歯付プーリーの径を大きくすると、画像形成装置が大型化してしまう。画像形成装置の小型化が進められている中で、伝達機構を配置するためのスペースには限りがある。そのため、耳障りな噛み合い音が低減するほど大きな歯付プーリーを配置することは困難である。
【００１８】
なお、このような問題点に関し、上記特許文献のいずれにも、有効な解決策は何ら開示されていない。
【００１９】
この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、駆動時の騒音を低減でき、かつ、小型化でき、安定して動作可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、画像形成装置は、駆動力を伝達する伝達機構を備え、伝達機構は、歯付プーリーと、歯付プーリーに噛み合い、心線を有する歯付ベルトとを有し、歯付プーリーと歯付ベルトとが噛み合う部分において、歯付ベルトの歯底部と歯付プーリーの歯先部とは互いに接触しないように構成されている。
【００２１】
好ましくは歯付ベルトと歯付プーリーとが噛み合う部分において、歯付ベルトの歯底部と歯付プーリーの歯先部との間が空間となる。
【００２２】
好ましくは歯付ベルトの歯部は、所定の規格で定められた歯形を有しており、歯付プーリーの歯部は、歯付ベルトの歯形に適合する歯形よりも歯先部の高さが低い歯形を有する。
【００２３】
好ましくは歯付ベルトと歯付プーリーとが噛み合う部分において、歯付ベルトの歯部の側面と歯付プーリーの歯部の側面とが接触し、かつ、歯付ベルトの歯先部と歯付プーリーの歯底部とが接触する。
【００２４】
好ましくは歯付プーリーの歯部のピッチと歯付ベルトの歯部のピッチとが異なる。
【００２５】
好ましくは画像形成装置は、インナーローターモーターをさらに備え、歯付プーリーには、インナーローターモーターからの駆動力が伝達される。
【発明の効果】
【００２６】
これらの発明に従うと、歯付プーリーと歯付ベルトとが噛み合う部分において、歯付ベルトの歯底部と歯付プーリーの歯先部とは互いに接触しない。したがって、駆動時の騒音を低減でき、かつ、小型化でき、安定して動作可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置を示す斜視図である。
【図２】伝達機構を示す図である。
【図３】歯付プーリーの外周部の部分拡大図である。
【図４】歯付ベルトの部分拡大図である。
【図５】歯付プーリーと歯付ベルトとが噛み合う部分を示す図である。
【図６】第２の実施の形態における歯付プーリーの外周部の部分拡大図である。
【図７】第２の実施の形態における歯付ベルトの部分拡大図である。
【図８】歯付プーリーと歯付ベルトとが噛み合う部分を示す図である。
【図９】歯付ベルトが歯付プーリーに噛み合うときの様子を説明する第１の図である。
【図１０】歯付ベルトが歯付プーリーに噛み合うときの様子を説明する第２の図である。
【図１１】従来の伝達機構の歯付ベルトと歯付プーリーとの噛み合い部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態における画像形成装置について説明する。
【００２９】
［第１の実施の形態］
【００３０】
まず、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の全体の構成を説明する。
【００３１】
［画像形成装置の全体構成］
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置１を示す斜視図である。
【００３３】
第１の実施の形態において、画像形成装置１は、例えば電子写真方式により用紙に画像を形成するものである。画像形成装置１は、いわゆるタンデム型カラーデジタル複写機である。すなわち、画像形成装置１は、デジタル画像に基づいて用紙にカラー画像を形成できる。
【００３４】
図１に示されるように、画像形成装置１は、画像形成装置１の上部に配置され原稿画像を読み取るイメージリーダー部１０と、読み取った画像を記録シート（用紙）Ｓ上にプリントして再現するプリンター部２０と、制御部３０とを有している。
【００３５】
イメージリーダー部１０の一部には、ユーザーにより操作可能なパネル部２００が設けられている。画像形成装置１の操作は、パネル部２００を介して行うことができる。パネル部２００は、例えばタッチパネルであって、プリンター部２０で発生したジャムに関する情報や、例えばプリントカートリッジなどの寿命に関する情報など、種々の情報をユーザーに表示する。パネル部２００はユーザーからのタッチ操作を受け付け、受け付けた操作に応じて制御部３０に信号を送る。これにより、パネル部２００により受け付けられたタッチ操作に応じて、画像形成装置１の制御が行われる。
【００３６】
イメージリーダー部１０は、原稿ガラス板（図示せず）に載置された原稿の画像を、スキャナーを移動させて読み取る公知のものである。原稿の画像は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色に色分解されて、不図示のＣＣＤイメージセンサーにより電気信号に変換される。これにより、原稿のＲＧＢの画像データが得られる。
【００３７】
イメージリーダー部１０で得られた各色成分の画像データは、制御部３０において各種のデータ処理を受ける。画像データは、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（以下、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各再現色をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを添え字として付加する。）。
【００３８】
制御部３０は、画像メモリー３３を有している。ＣＭＹＫの画像データは、制御部３０内の画像メモリー３３に再現色ごとに格納され、位置ずれ補正のための必要な画像補正を受ける。画像補正を受けた後、画像データは、記録シートＳ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（ＬＥＤ）の駆動信号となる。
【００３９】
プリンター部２０は、作像部４０と、給紙部５０と、中間転写ユニット６０と、二次転写部７０と、定着部８０とを有している。
【００４０】
給紙部５０は、給紙カセット５１と、給紙ローラー５２と、レジストローラー５３とを有している。給紙カセット５１には、記録シートＳが載置される。給紙ローラー５２は、給紙カセット５１に載置されている記録シートＳを、給紙カセット５１から繰り出す。レジストローラー５３は、給紙ローラー５２により繰り出された記録シートＳを所定のタイミングで二次転写部７０に繰り出す。
【００４１】
第１の実施の形態において、給紙ローラー５２は、モーター８５により駆動される。モーター８５の駆動力は、歯付プーリー９１及び歯付ベルト９５を有する伝達機構９０により給紙ローラー５２に伝達される。
【００４２】
レジストローラー５３よりも記録シートＳの搬送方向の上流側には、シート検出センサーＳＥ１が配置されている。シート検出センサーＳＥ１は、レジストローラー５３の直前に設けられている。シート検出センサーＳＥ１は、記録シートＳの先端が到達したことを検出する。
【００４３】
給紙ローラー５２により繰り出された記録シートＳの先端がレジストローラー５３に到達すると、シート検出センサーＳＥ１によりその記録シートＳが検出される。制御部３０は、シート検出センサーＳＥ１の検出信号を受信すると、その検出信号に応じたタイミングで、先端レジストローラー信号を出力する。先端レジストローラー信号は、レジストローラー５３の駆動部（図示せず）に送られる。レジストローラー５３の駆動部は、先端レジストローラー信号に応じてレジストローラー５３による給紙を開始させ、記録シートＳを二次転写部７０に向けて搬送する。
【００４４】
中間転写ユニット６０は、転写駆動モーター３４と、駆動ローラー６１と、従動ローラー６２と、中間転写ベルト１０３と、クリーナー部１０５とを有している。中間転写ベルト１０３は、駆動ローラー６１と従動ローラー６２との間に、図において左右方向に張架されている。従動ローラー６２は、ばね（図示せず）により図において左方向に付勢されている。これにより、中間転写ベルト１０３に張力が与えられている。
【００４５】
中間転写ベルト１０３の材質としては、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミドなど、種々のものを選択可能であるが、本実施の形態では、例えば、表面抵抗が１０＾１０（１０の１０乗）Ω／□（オームパースクエア）程度のポリアミドイミドが採用されている。
【００４６】
転写駆動モーター３４は、制御部３０による制御に基づいて駆動され、駆動ローラー６１を回転させる。駆動ローラー６１は、図において半時計回りに回転し、それにより、中間転写ベルト１０３が回転駆動される。駆動ローラー６１と転写駆動モーター３４との間には、エンコーダー３４１が設けられている。エンコーダー３４１は、駆動ローラー６１の回転むらを検出する。エンコーダー３４１の検出結果に基づいて、転写駆動モーター３４などのフィードバック制御が行われる。
【００４７】
クリーナー部１０５は、二次転写部７０において記録シートＳに二次転写された後に中間転写ベルト１０３上に残った残留トナーを、従動ローラー６２側の部位において除去する。クリーナー部１０５は、例えば、クリーニングブレード６８と、スクリュー６６と、クリーナーハウジング６９とを有している。クリーナーハウジング６９には、ジョイント１０７を介して、クリーナー部１０５により除去された残留トナーを廃トナーとして貯蔵する廃トナーボックス１０８が接続されている。
【００４８】
クリーニングブレード６８は、中間転写ベルト１０３上に接触するように配置されており、中間転写ベルト１０３上の残留トナーをかき取る。かき取られたトナーは、クリーナーハウジング６９内で回転するスクリュー６６より画像形成装置１の手前側に搬送される。スクリュー６６により搬送されたトナーは、ジョイント１０７を介して、廃トナーボックス１０８内に廃棄される。
【００４９】
作像部４０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色別に４つのもの（作像部４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ）が設けられている。作像部４０のそれぞれは、中間転写ベルト１０３に対向して、クリーナー部１０５側（以下、単に上流側ということがある）から記録シートＳが搬送される側（以下、単に下流側という）に沿って、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に、所定間隔で配置されている。
【００５０】
各作像部４０Ｙ〜４０Ｋは、画像プロセス部と露光走査部４７Ｙ〜４７Ｋとで構成されている。画像プロセス部は、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋと、帯電チャージャー４２Ｙ〜４２Ｋ、現像器４３Ｙ〜４３Ｋ、クリーナー４４Ｙ〜４４Ｋなどを有している。帯電チャージャー４２Ｙ〜４２Ｋ、現像器４３Ｙ〜４３Ｋ、クリーナー４４Ｙ〜４４Ｋは、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋの周囲に配されている。中間転写ベルト１０３を挟んで各作像部４０Ｙ〜４０Ｋの感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋに対向する位置には、転写ローラー４５Ｙ〜４５Ｋが設けられている。
【００５１】
各露光走査部４７Ｙ〜４７Ｋは、制御部３０から出力された駆動信号に応じて光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）４６Ｙ〜４６Ｋを有している。各発光ダイオード４６Ｙ〜４６Ｋは、発光することで、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋの表面を露光走査する。
【００５２】
感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋは、クリーナー４４Ｙ〜４４Ｋで表面の残存トナーが除去され、さらにイレーサーランプ（図示せず）により除電された後、帯電チャージャー４２Ｙ〜４２Ｋにより一様に帯電された状態で、露光走査部４７Ｙ〜４７Ｋからの光を受ける。このように表面が一様に帯電した状態で露光されると、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋの表面に、静電潜像が形成される。各静電潜像は、それぞれ各色の現像器４３Ｙ〜４３Ｋにより現像される。これにより、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋの表面に、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像が形成される。
【００５３】
転写ローラー４５Ｙ〜４５Ｋは、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０３に転写する（一次転写）。転写ローラー４５Ｙ〜４５Ｋには、高電圧基板から電圧が印加され、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋ上のトナー像が、中間転写ベルト１０３上に順次転写されていく。このとき、各色の作像動作は、そのトナー像が搬送されてくる中間転写ベルト１０３の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けて、タイミングをずらして実行される。
【００５４】
二次転写部７０は、中間転写ベルト１０３に対向するように配置された二次転写ローラー７１と、二次転写ローラー７１を駆動する二次転写駆動モーター３５とを有している。
【００５５】
中間転写ベルト１０３上に形成されたトナー画像は、二次転写部７０まで搬送される。二次転写部７０では、記録シートＳが中間転写ベルト１０３と二次転写ローラー７１との間を通過するとき、二次転写ローラー７１に転写電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト１０３上のトナー画像が、記録シートＳ上に転写される（二次転写）。
【００５６】
なお、転写ローラー４５Ｙ〜４５Ｋと二次転写ローラー７１とは、例えばＮＢＲゴムにイオン導電物質を添加し発泡させた弾性ローラーである。これらのローラーは、温度、湿度の影響で電気抵抗が変化するものであるため、画像形成装置１内に配置された温湿度センサー５４により温度、湿度を測定し、適正な電流が転写ローラー４５Ｙ〜４５Ｋと二次転写ローラー７１とに流れるように、それぞれのローラーに印加される電圧が調整される。また、二次転写ローラー７１には、図示しない圧接／離間機構が設けられている。二次転写ローラー７１は、印字が行われないときには中間転写ベルト１０３から離間される。これにより、二次転写ローラー７１の弾性体のクリープ変形が防止されている。
【００５７】
定着部８０は、公知の構造を有しており、例えば加熱ローラーと圧接ローラーとを有している。二次転写部７０で各色のトナー像が転写された記録シートＳは、定着部８０にまで搬送される。定着部８０において、記録シートＳは、高熱で加圧される。これにより、記録シートＳの表面のトナー粒子がシート表面に溶融付着し、トナー像が記録シートＳに定着する。その後、記録シートＳは、排紙ローラー８２を通過し、排紙トレイ８１上に排出される。
【００５８】
［伝達機構９０の説明］
【００５９】
図２は、伝達機構９０を示す図である。
【００６０】
図２に示されるように、伝達機構９０は、複数の歯部９２を有する歯付プーリー（以下、単にプーリーということがある）９１と、複数の歯部９６を有する歯付ベルト（以下、単にベルトということがある）９５とを有している。
【００６１】
伝達機構９０は、上述のモーター８５の駆動力を給紙ローラー５２などに伝達して駆動させる。モーター８５は、例えばブラシレスＤＣモーターである。ここで、モーター８５は、インナーローターモーターであり、高速回転可能なものである。高速回転とは、例えば、２０００ｒｐｍを超えるような回転数で回転することをいう。本実施の形態において、プーリー９１は、モーター８５の駆動に伴い、モーター８５の駆動力が伝達されることで、高速回転する。伝達機構９０は、例えば、正逆両方向に回転可能に構成されているが、これに限られるものではない。
【００６２】
図３は、歯付プーリー９１の外周部の部分拡大図である。
【００６３】
以下、プーリー９１の外周部の一部分の形状を図示するとき、説明のため、歯部９２が直線状に並んだラックの形状と同様にして示す。実際のプーリー９１は円板状であって、歯部９２は円周に沿うように並んでいる。
【００６４】
図３に示されるように、プーリー９１の歯部９２は、略台形形状を有するものである。すなわち、プーリー９１の側周面は、歯先部９２ａと、歯底部９２ｂと、歯先部９２ａと歯底部９２ｂとの間で傾斜するように形成された歯側部９２ｃとで構成されている。各歯部９２の表面は、歯側部９２ｃと歯先部９２ａとで形成されている。すなわち、歯側部９２ｃは、歯部９２の側面であり、歯先部９２ａは、歯部９２の上面である。各歯部９２は、隣接する歯部９２との間に歯底部９２ｂを挟むようにして配置されている。歯部９２の高さ（歯先部９２ａの高さ）Ｘ１すなわち歯底部９２ｂから歯先部９２ａまでの寸法は、所定の値に設定されている。
【００６５】
図４は、歯付ベルト９５の部分拡大図である。
【００６６】
ベルト９５は、歯ゴム層９５ａと、背ゴム層９５ｂと、心線９７とで構成されている。歯ゴム層９５ａ及び背ゴム層９５ｂは、例えば、クロロプレンゴムやポリウレタンなどを用いて形成されている。心線９７は、歯ゴム層９５ａと背ゴム層９５ｂとの間に、環状に（長手方向に）配置されている。心線９７は、例えば、ポリエステル繊維、グラス繊維やアラミド繊維などを用いた抗張体であり、ベルト９５が伸びたり破断したりしにくくなるように配置されている。歯ゴム層９５ａの表面は、例えば帆布で覆われている。
【００６７】
図４に示されるように、ベルト９５の歯部９６も、略台形形状を有している。すなわち、歯ゴム層９５ａの表面は、歯先部９６ａ、歯底部９６ｂ、及び歯先部９６ａと歯底部９６ｂとの間で傾斜するように形成された歯側部９６ｃで構成されている。各歯部９６の表面は、歯側部９６ｃ及び歯先部９６ａで形成されている。すなわち、歯側部９６ｃは、歯部９６の側面であり、歯先部９６ａは、歯部９６の上面である。各歯部９６は、隣接する歯部９６との間に歯底部９６ｂを挟むようにして配置されている。歯部９６の高さ（歯先部９６ａの高さ））Ｘ２すなわち歯底部９６ｂから歯先部９６ａまでの寸法は、所定の値に設定されている。
【００６８】
本実施の形態において、ベルト９５の歯部９６は、所定の規格で定められた歯形を有している。すなわち、歯部９６の高さＸ２は、所定の規格に基づく値となっている。所定の規格としては、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）やＩＳＯ（国際標準化機構）などの規格（ＪＩＳ Ｂ １８５６，ＪＩＳ Ｋ６３７２，ＪＩＳ Ｋ６３７３やそれに対応する他の規格など）が挙げられるが、この限りではない。
【００６９】
ここで、上記のようにベルト９５の歯部９６が所定の規格で定められた歯形を有するものであるのに対して、プーリー９１の歯部９２は、ベルト９５の歯部９６に適合する歯形（図３において二点鎖線で示す形状）すなわち所定の規格で定められた歯形よりも、歯部９２の高さＸ１が低い歯形を有する。本実施の形態において、歯部９２の歯形は、高さＸ１が異なるほか、例えば歯側部９２ｃの傾斜などは、ベルト９５の歯部９６に適合する歯形と同一である。
【００７０】
伝達機構９０は、このようにプーリー９１の歯部９２の高さＸ１がベルト９５の歯部９６の高さＸ２よりも低くなっていることにより、プーリー９１とベルト９５とが噛み合う部分において、ベルト９５の歯底部９６ｂとプーリー９１の歯先部９２ａとが互いに接触しないように構成されている。
【００７１】
図５は、歯付プーリー９１と歯付ベルト９５とが噛み合う部分を示す図である。
【００７２】
図５に示されるように、ベルト９５とプーリー９１とが噛み合う部分において、ベルト９５の歯底部９６ｂと、プーリー９１の歯先部９２ａとの間は、空間Ｃとなる。空間Ｃは、ベルト９５の歯底部９６ｂ及び歯側部９６ｃと、プーリー９１の歯先部９２ａとに囲まれた部位である。ベルト９５がプーリー９１に噛み合うときには、ベルト９５の歯先部９６ａがプーリー９１の歯底部９２ｂに当接する。このように歯先部９６ａが歯底部９２ｂに当接することで、ベルト９５がプーリー９１に噛み合うとき、ベルト９５の歯底部９６ｂとプーリー９１の歯先部９２ａとの間が離れたまま、確実に維持される。
【００７３】
ベルト９５とプーリー９１とが噛み合う部分において、ベルト９５側の歯側部９６ｃと、プーリー９１側の歯部９２の歯側部９２ｃとが接触し、かつ、ベルト９５の歯先部９６ａとプーリー９１の歯底部９２ｂとが接触している。これにより、ベルト９５とプーリー９１とが噛み合っている状態においても、空間Ｃが構成され、ベルト９５の歯底部９６ｂとプーリー９１の歯先部９２ａとが互いに接触しないままで維持される。
【００７４】
このように、本実施の形態においては、プーリー９１とベルト９５とが噛み合う部分において、空間Ｃが存在しており、ベルト９５の歯底部９６ｂとプーリー９１の歯先部９２ａとが接触しない。したがって、ベルト９５がプーリー９１に噛み合うとき、ベルト９５の心線９７がプーリー９１の歯先部９２ａによりたたかれることがなくなる（心線９７に大きな衝撃が加わることがなくなる。）。これにより、伝達機構９０の駆動時において、耳障りな噛み合い音の発生を抑制することができる。特に、例えばモーター８５の高速回転時など、伝達機構９０が高速駆動される場合において、噛み合い音を大幅に抑制することができる。プーリー９１の歯先部９２ａの全域が、ベルト９５の歯底部９６ｂのいずれの部位にも接触しないので、確実に噛み合い音の発生が抑制される。
【００７５】
なお、空間Ｃの大きさは、使用しているベルト９５の圧縮率によって変化するものである。一般的なベルト９５の圧縮率は、１〜１０％程度であることを考慮すると、空間Ｃを設けるためには、例えば、プーリー９１の歯部９２の高さＸ１を、ベルト９５の歯部９６の高さＸ２の高さよりも２０〜３０％だけ小さくするようにすればよい。空間Ｃは、比較的大きいものであるので、ベルト９５とプーリー９１との間の空気が空間Ｃ部分で圧縮される程度は小さく、空気の圧縮に伴い発生する異音なども発生しない。
【００７６】
また、上記のように空間Ｃを設けることで、伝達効率が低下することが考えられるが、その低下の程度は比較的小さくすることができる。すなわち、本実施の形態においては、ベルト９５とプーリー９１の歯側部９２ｃ，９６ｃ同士と、ベルト９５の歯先部９６ａとプーリー９１の歯底部９２ｂとは、互いに積極的に当接するため、伝達効率の低下は、最小限に抑えられている。また、これらの部位が互いに当接することは、高速回転時において心線９７に起因して発生する音にはそれほど寄与しない。
【００７７】
また、上述のように、プーリー９１は、規格に対応する歯形よりも歯部の高さが低く設定されたものである一方で、ベルト９５としては、所定の規格に対応するものを用いることができる。プーリー９１は、専用品であっても、比較的製造しやすいものであるため、製造コストはそれほど高くならない。また、プーリー９１の交換頻度は高くない。他方、ベルト９５としては、入手性に優れており価格が比較的低い量産品を用いて、騒音低下効果が得られる伝達機構９０を構成することができる。したがって、このような構成を有することで、画像形成装置１の製造コストを低減させることができ、画像形成装置１のメンテナンス性も高くすることができる。
【００７８】
以上説明したように、プーリー９１とベルト９５の歯部９２，９６のモジュールを小さくすることなく（歯ピッチを小さくすることなく）、プーリー９１を比較的小径とした場合であっても耳障り音の発生を抑制することができる。したがって、小型化が進められた画像形成装置１のように伝達機構９０が配置されるスペースが狭くても、また、高トルク部で用いられる場合でも、伝達機構９０を用いることで、安定した動作が行えるようになる。
【００７９】
［第２の実施の形態］
【００８０】
第２の実施の形態における画像形成装置の基本的な構成は、第１の実施の形態におけるそれと同じであるためここでの説明を繰り返さない。第２の実施の形態においては、歯付プーリーと歯付ベルトとの間に空間が設けられるメカニズムが第１の実施の形態と異なる。
【００８１】
第２の実施の形態において、画像形成装置の伝達機構は、第１の実施の形態のそれとは若干構成が異なる歯付プーリー及び歯付ベルトを用いて構成されている。
【００８２】
図６は、第２の実施の形態における歯付プーリー１９１の外周部の部分拡大図である。
【００８３】
図６に示されるように、プーリー１９１の歯部１９２は、第１の実施の形態の歯部９２と同様に、略台形形状を有するものである。すなわち、プーリー１９１の側周面は、歯先部１９２ａと、歯底部１９２ｂと、歯先部１９２ａと歯底部１９２ｂとの間で傾斜するように形成された歯側部１９２ｃとで構成されている。歯部１９２の高さ（歯先部１９２ａの高さ）Ｘ１１は、所定の値に設定されている。複数の歯部１９２は、所定のピッチ（歯ピッチ）Ｐ１１毎に配置されている。
【００８４】
歯部１９２において、歯先部１９２ａと両歯側部１９２ｃとの間には、面取部１９２ｄが形成されている。面取部１９２ｄは、歯側部１９２ｃの形状が保たれる程度に小さな半径のＲ面取部である。
【００８５】
図７は、第２の実施の形態における歯付ベルト１９５の部分拡大図である。
【００８６】
図７に示されるように、ベルト１９５の歯部１９６も、略台形形状を有している。すなわち、ベルト１９５の歯ゴム層１９５ａの表面は、歯先部１９６ａと、歯底部１９６ｂと、歯先部１９６ａと歯底部１９６ｂとの間で傾斜するように形成された歯側部１９６ｃとで構成されている。歯部１９６の高さ（歯先部１９６ａの高さ）Ｘ１２は、所定の値に設定されている。複数の歯部１９６は、所定のピッチ（歯ピッチ）Ｐ１２毎に配置されている。
【００８７】
第２の実施の形態において、プーリー１９１の歯部１９２の高さＸ１１とベルト１９５の歯部１９６の高さＸ１２とは、略同じ寸法に形成されている。他方、プーリー１９１の歯ピッチＰ１１と、ベルト１９５の歯ピッチＰ１２とは、異なっている。プーリー１９１の歯ピッチＰ１１は、ベルト１９５の歯ピッチＰ１２よりも若干大きい値である。また、このようにピッチが異なっていることにより、歯部９２と歯部９６とは、それぞれ、互いに異なる歯形を有している。
【００８８】
図８は、歯付プーリー１９１と歯付ベルト１９５とが噛み合う部分を示す図である。
【００８９】
第２の実施の形態においては、上記のようにプーリー１９１側の歯ピッチＰ１１とベルト１９５側の歯ピッチＰ１２とが異なることにより、プーリー１９１とベルト１９５とが噛み合う部位において、プーリー１９１の歯先部１９２ａとベルト１９５の歯底部１９６ｂとが互いに接触しないように構成されている。
【００９０】
図８に示されるように、プーリー１９１とベルト１９５とが噛み合う部分においては、ベルト１９５の歯部１９６は、プーリー１９１の歯部１９２間に納まっているものの、両歯ピッチＰ１１，Ｐ１２が互いに異なることにより、プーリー１９１とベルト１９５との間に、いくつかの空間ができる。
【００９１】
すなわち、プーリー１９１の歯先部１９２ａとベルト１９５の歯底部１９６ｂとの間には、空間Ｃが構成される。空間Ｃは、ベルト１９５の歯底部１９６ｂ及び歯側部１９６ｃとプーリー１９１の歯先部１９２ａとで囲まれる空間である。また、プーリー１９１の歯底部１９２ｂとベルト１９５の歯先部１９６ａとの間には、空間Ｄが構成される。空間Ｄは、ベルト１９５の歯先部１９６ａ及び歯側部１９６ｃと、プーリー１９１の歯底部１９２ｂ及び歯側部１９２ｃとで囲まれる空間である。すなわち、第２の実施の形態では、プーリー１９１とベルト１９５とが噛み合う部分において、歯先部１９２ａと歯底部１９６ｂとの関係と同様に、プーリー１９１の歯底部１９２ｂとベルト１９５の歯先部１９６ａとは、互いに接触しない。
【００９２】
図９は、歯付ベルト１９５が歯付プーリー１９１に噛み合うときの様子を説明する第１の図である。
【００９３】
図９及び後述する図１０においては、模式的に、ラック状のプーリー１９１に、反ったベルト１９５の歯部１９６が順次噛み合う様子を示している。実際には、円板状のプーリー１９１にベルト１９５が巻き付くようにしてベルト１９５がプーリー１９１に噛み合う。また、以下の説明において左、右というのは、図９又は図１０において左方、右方であることを示す。
【００９４】
図９に示されるように、右から左にかけて、プーリー１９１には歯部１９２Ｘ，１９２Ｙ，１９２Ｚが配置されており、ベルト１９５には歯部１９６Ｘ，１９６Ｙ，１９６Ｚが配置されている。
【００９５】
プーリー１９１が矢印Ｒ２方向に回転する場合において、ベルト１９５の歯部１９６Ｘがプーリー１９１の歯部１９２Ｘの右側に入った状態で、ベルト１９５の歯部１９６Ｙが、プーリー１９１の歯部１９２Ｘと歯部１９２Ｙとの間に入る場合を想定する。このとき、ベルト１９５の歯ピッチＰ１２は、プーリー１９１の歯ピッチＰ１１よりも若干小さい値であるので、歯部１９６の歯先部１９６ａがプーリー１９１の歯部１９２Ｘと歯部１９２Ｙとの間に入ると、歯部１９６の右側の歯側部１９６ｃに、歯部１９２Ｘの歯先部１９２ａの左端部に設けられた面取部１９２ｄが当接する。さらにプーリー１９１が回転すると、歯部１９２Ｘの面取部１９２ｄが歯部１９６の右側の歯側部１９６ｃに接触したまま歯底部１９６ｂ側に向けて相対的に移動するようにして、歯部１９６Ｙが、歯部１９２Ｘと歯部１９２Ｙとの間に入る。
【００９６】
このようにして、互いに隣り合う歯部１９６Ｘ，１９６Ｙが、ピッチが異なるプーリー１９１に噛み合うことで、ベルト１９５は、その歯ゴム層１９５ａ部分で若干ひずむ。ベルト１９５は、歯部１９６Ｘ，１９６Ｙ間で若干延びるため、ベルト１９５がプーリー１９１に噛み合う部位において、プーリー１９１の歯先部１９２ａの左右両端部（すなわち面取部１９２ｄ）は、ベルト１９５の歯側部１９６ｃ上で引っかかった状態となり、それ以上歯底部１９６ｂに近接しなくなる。すなわち、ベルト１９５の歯部１９６Ｘ，１９６Ｙ間の歯底部１９６ｂと、プーリー１９１の歯部１９２Ｘの歯先部１９２ａとの間に、空間Ｃが形成される。
【００９７】
図１０は、歯付ベルト１９５が歯付プーリー１９１に噛み合うときの様子を説明する第２の図である。
【００９８】
上記のようにして、ベルト１９５の歯部１９６Ｙが、プーリー１９１の歯部１９２Ｘと歯部１９２Ｙとの間に入ると、その後、プーリー１９１が回転するのに伴い、プーリー１９１の歯部１９２Ｙが、ベルト１９５の歯部１９６Ｙと歯部１９６Ｚとの間に入る。このとき、歯部１９２Ｙの歯先部１９２ａの右端部の面取部１９２ｄは、歯部１９６Ｙの左側の歯側部１９６ｃに摺接する。そして、その後、ベルト１９５の歯部１９６Ｚが、同様に、プーリー１９１の歯部１９２Ｙと歯部１９２Ｚとの間に入る。これにより、同様に、ベルト１９５の歯部１９６Ｙ，１９６Ｚ間の歯底部１９６ｂと、プーリー１９１の歯部１９２Ｙの歯先部１９２ａとの間に、空間Ｃが形成される。
【００９９】
このように、第２の実施の形態において、ベルト１９５側とプーリー１９１側とで、歯部１９６，１９２のピッチＰ１２，Ｐ１１が互いに異なる値となっていることで、ベルト１９５がプーリー１９１に噛み合うとき、ベルト１９５がわずかに延びてひずみながらプーリー１９１に入る。そのため、プーリー１９１の歯先部１９２ａと、ベルト１９５の歯底部１９６ｂとの間に、空間Ｃが構成される。したがって、第１の実施の形態と同様に、ベルト１９５の心線９７に衝撃が加わることを防止することができ、耳障りな噛み合い音を抑制することができる。歯部の大きさは、歯飛びの恐れがなくなるような大きさにすればよく、伝達機構９０は、高トルク部にも用いることができ、また、狭い設置スペースにも配置することができる。
【０１００】
また、プーリー１９１の歯部１９２のうち、ベルト１９５の歯側部１９６ｃに頻繁に摺接する部位には、面取部１９２ｄが設けられているので、ベルト１９５の寿命を長くすることができる。すなわち、ベルト１９５がプーリー１９１に噛み合うとき、歯側部１９６ｃには面取部１９２ｄが摺接するので、歯側部１９６ｃが損傷することを防止することができる。
【０１０１】
なお、プーリー１９１の歯ピッチＰ１１は、ベルト１９５の歯ピッチＰ１２に比べ、例えば１％から３％程度長い値とすればよい。また、面取部１９２ｄの寸法は、プーリー１９１の径や歯数などにもよるが、例えばＲ０．５〜Ｒ１．０程度にすることができる。プーリー１９１の歯先Ｒは、歯の高さの１０％から２０％程度の大きさとすることもできる。
【０１０２】
なお、第２の実施の形態において、ベルト１９５がプーリー１９１に噛み合うとき、プーリー１９１の歯先部１９２ａと、ベルト１９５の歯底部１９６ｂとが接触する場合があったとしても、従来の構造と比較して、噛み合い音は大幅に抑制される。すなわち、この場合、上述のようにプーリー１９１側とベルト１９５側とで歯ピッチが異なることにより、プーリー１９１の歯先部１９２ａは、ベルト１９５の歯底部１９２ｂに接触するまでにベルト１９５の他の部位に接触する。したがって、歯先部１９２ａが歯底部１９２ｂに接触したときに心線９７に伝わる衝撃が小さくなるので、噛み合い音の発生が抑制される。
【０１０３】
［実施例］
【０１０４】
第２の実施の形態について、次のようにして、伝達機構の耐久試験を実施した。耐久試験で使用したプーリー１９１は、歯数１８、歯先円直径９．６８ｍｍ、ピッチＰ１１（歯部とその隣の歯部との距離）２ｍｍ、歯の高さ（歯底部１９２ｂから歯先部１９２ａまでの長さ）０．７６ｍｍ、面取部１９２ｄのＲ面取りの寸法Ｒ０．１の小型のものである。このプーリー１９１を使用して、実際の使用状態に近づけて耐久試験を行った結果、画像形成装置１などにおいて伝達機構９０を使用する用途に問題は生じず、十分な耐久性を有していることが確認された。
【０１０５】
［その他］
【０１０６】
伝達機構は、所定の規格に対してベルト側の歯部の高さが高く構成されていることで、ベルトとプーリーの噛み合い部においてプーリーの歯先部がベルトの歯底部に接触しないように構成されていてもよい。また、ベルト側とプーリー側との両者の歯部の高さがそれぞれ所定の規格に対して変更され、プーリーの歯先部がベルトの歯底部に接触しないように構成されていてもよい。
【０１０７】
ベルトの歯部の歯形やプーリーの歯部の歯形は、台形形状に限られない。例えば曲面を有する歯形であってもよい。
【０１０８】
伝達機構とともに用いられるモーターは、インナーローターモーターに限られない。どのようなモーターの駆動力を伝達する用途にも、伝達機構を用いることができ、その場合、耳障りな噛み合い音の発生を低減することができる。
【０１０９】
また、伝達機構は、記録シートの給紙部に用いられるものに限られない。画像形成装置において、モーターを用いて駆動される部分に、広く適用可能なものである。例えば、イメージリーダー部において原稿を順次搬送する機構部分などに用いられるものであってもよい。
【０１１０】
画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンター、ファクシミリ装置やこれらの複合機（ＭＦＰ）などいずれであってもよい。電子写真方式により画像を形成するものに限られず、例えばいわゆるインクジェット方式により画像を形成するものであってもよい。
【０１１１】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 画像形成装置
８５ モーター（インナーローターモーター）
９０ 伝達機構
９１，１９１ 歯付プーリー
９２，１９２ 歯付プーリーの歯部
９２ａ，１９２ａ 歯付プーリーの歯先部
９２ｂ，１９２ｂ 歯付プーリーの歯底部
９２ｃ，１９２ｃ 歯付プーリーの歯側部
９５，１９５ 歯付ベルト
９６，１９６ 歯付ベルトの歯部
９６ａ，１９６ａ 歯付ベルトの歯先部
９６ｂ，１９６ｂ 歯付ベルトの歯底部
９６ｃ，１９６ｃ 歯付ベルトの歯側部
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ１１，Ｘ１２ 歯部の高さ（歯先部の高さ）
Ｐ１１，Ｐ１２ 歯部のピッチ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置に関し、特に、歯付ベルトと歯付プーリーとを有する駆動力の伝達機構を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置（スキャナー機能、複写機能、プリンターとしての機能、ファクシミリ機能、データ通信機能、及びサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）など）について、より高い静音性が求められるようになっている。画像形成装置は、高い静粛性が求められるオフィス内などに設置される場合も多く、特にその場合、オフィス内の静粛性を妨げないような静音性を有していることが重要になる。
【０００３】
画像形成装置の静音化への要求に対応するための一つの方策として、歯付ベルトと歯付プーリーとの組合せによりベルト駆動を行う伝達機構が採用される場合がある。伝達機構は、画像形成装置の駆動力伝達系において、例えばモーターなどの動力源からの駆動力を伝達するために用いられる。このような歯付ベルトと歯付プーリーとを用いた伝達機構は、他の方式により動力を伝達する機構と比較して、静音性に優れたものである。
【０００４】
図１１は、従来の伝達機構の歯付ベルトと歯付プーリーとの噛み合い部を示す図である。
【０００５】
図１１に示されるように、伝達機構は、歯付プーリー８９１とそれに噛み合う歯付ベルト８９５とを有している。歯付ベルト８９５は、心線８９７を抗張体として有している。図１１において、歯付プーリー８９１の外周の一部は、ラックと同様の形状に示されている。実際は、歯付プーリー８９１は円板状であって、歯付ベルト８９５のうち、歯付プーリー８９１に噛み合っている部分も、歯付プーリー８９１の外周面に沿って湾曲していることはいうまでもない。
【０００６】
歯付プーリー８９１と歯付ベルト８９５とのそれぞれは、互いに適合する歯形を有する歯部８９２，８９６を有している。図１１に示されている例において、歯部８９２，８９６は台形状に形成されている。歯部８９２，８９６のそれぞれの歯の高さ（歯底部から歯先部までの寸法）は、一般的に、伝達効率が高くなるように、互いに略等しいか、歯付プーリー８９１の歯の高さが若干高くなっている。そのため、歯付プーリー８９１と歯付ベルト８９５とが噛み合っているとき、歯付プーリー８９１側の歯部８９２の歯先部８９２ａは、歯付ベルト８９５の歯部８９６間の歯底部８９６ｂに接触した状態となる。
【０００７】
ところで、このような比較的静音性に優れている伝動機構を用いた場合でも、例えばベルトの歯先とプーリーとの間で気体が圧縮されることなどに起因する騒音の発生が問題となることがあった。画像形成装置でより高いレベルの静音性を実現するために、このようなベルト駆動を行う伝達機構それ自体としても、静音化されることが要求されている。
【０００８】
下記特許文献１には、歯付ベルトの歯先と歯付プーリーの歯底との間に隙間を設け、ベルトとプーリーとの両者の歯が衝突する頻度を少なくすることで、その両者の歯が衝突することにより発生する騒音を防止するようにしたベルト伝動機構が開示されている。
【０００９】
下記特許文献２には、丸歯形の歯部を有するベルトを用いたベルトシステムにおいて、プーリー溝内において歯部とプーリー溝との間に第１の隙間と第２の隙間とが形成されるように構成することが開示されている。
【００１０】
下記特許文献３には、Ｖリブドベルトを用いたベルト伝動装置において摩擦スリップ音を低減する構造が開示されている。
【００１１】
下記特許文献４及び特許文献５のそれぞれには、歯付ベルトを用いたベルト伝動装置において、騒音の発生の抑制を図ったものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１９８５２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−６００６８号公報
【特許文献３】特開２００３−７４６５０号公報
【特許文献４】特開２００２−４８２００号公報
【特許文献５】特開２００６−１５３２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ここで、画像形成装置としては、モーターとして大きい回転数で駆動されるもの（例えば、インナーローターモーターなど）を用いたものがある。従来、画像形成装置において、歯付プーリーとして１０ミリメートル程度の歯先円直径を有するものを用いるような伝達機構には、ステッピングモーターが組み合わせて用いられることが多かった。このようなステッピングモーターとしては、必要とされるトルクによっても変わるものの、例えば１０００〜１５００ｒｐｍ程度の回転数で駆動されるものが多かった。これに対し、同様のサイズのインナーローターモーターを用いた場合には、例えば３０００ｒｐｍ程度の回転数で、高速回転可能である。
【００１４】
このように高速回転可能なモーターを用いることには、様々な利点がある。すなわち、画像形成装置は、より高速に動作可能になる。また、画像形成装置の基本的なハードウェア構成を同一とし、装置の制御を行うファームウェアを交換してモーターの回転数の変更などを行うことで（例えば、数百回転／分〜数千回転／分など）、高速動作可能なものから比較的低速な動作を行うものまで、プリント速度などの仕様が異なる、複数種類の画像形成装置を安価に製造できる。
【００１５】
しかしながら、上記のように高速回転可能なモーターを用いて伝達機構を高速で動作させるようにすると、モーターが比較的低い回転数で駆動されていたときに問題になっていた騒音とは異質の騒音が発生する、という新たな問題が発生することがわかった。
【００１６】
すなわち、特にモーターの回転数が例えば２０００ｒｐｍを超えるような高速回転時において、歯付プーリーと歯付ベルトとから耳障りな噛み合い音が聞こえるようになる。噛み合い音は、歯付ベルトの歯が歯付プーリーに噛み合うとき、歯付プーリーの歯先部が歯付ベルトの歯底部に当たり、歯付ベルトの内部に配されている心線に衝撃が加わることで発生すると考えられる。このようにして発生する噛み合い音は、モーターの回転数が比較的低いときにはそれほど問題となりにくいものである。しかしながら、噛み合い音は、特に上記のようにモーターの回転数が高いとき、比較的高い周波数で、可聴域において大きな耳障りな音に感じられるものとなる。特に、画像形成装置の各部の静音化が進み、画像形成装置全体としての動作音が小さくなった中で、このように高速動作時に伝達機構で発生する噛み合い音の問題は、顕著なものとなる。
【００１７】
このようにして発生する噛み合い音に関する問題に対して、例えば、歯ピッチを小さくしたり、歯付プーリーの径を大きくしたりして、歯付プーリーの噛み合い部の多角化作用を改善することにより対策を図ることが考えられる。多角化作用とは、歯付ベルトのピッチラインがプーリーの歯底部で直線状になることで、ピッチラインが狂い、振動（騒音）が発生する現象をいう。しかしながら、歯ピッチを小さくすると、伝達機構に高トルクが掛けられる場合や、間欠動作が繰り返される部分で用いられる場合には、歯飛び（ジャンピング）が発生しやすくなる。伝達機構で歯飛びが発生すると、画像形成装置の動作が安定して行われなくなる。他方、歯付プーリーの径を大きくすると、画像形成装置が大型化してしまう。画像形成装置の小型化が進められている中で、伝達機構を配置するためのスペースには限りがある。そのため、耳障りな噛み合い音が低減するほど大きな歯付プーリーを配置することは困難である。
【００１８】
なお、このような問題点に関し、上記特許文献のいずれにも、有効な解決策は何ら開示されていない。
【００１９】
この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、駆動時の騒音を低減でき、かつ、小型化でき、安定して動作可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、画像形成装置は、駆動力を伝達する伝達機構を備え、伝達機構は、歯付プーリーと、歯付プーリーに噛み合い、心線を有する歯付ベルトとを有し、歯付プーリーと歯付ベルトとが噛み合う部分において、歯付ベルトの歯底部と歯付プーリーの歯先部とは互いに接触しないように構成されている。
【００２１】
好ましくは歯付ベルトと歯付プーリーとが噛み合う部分において、歯付ベルトの歯底部と歯付プーリーの歯先部との間が空間となる。
【００２２】
好ましくは歯付ベルトの歯部は、所定の規格で定められた歯形を有しており、歯付プーリーの歯部は、歯付ベルトの歯形に適合する歯形よりも歯先部の高さが低い歯形を有する。
【００２３】
好ましくは歯付ベルトと歯付プーリーとが噛み合う部分において、歯付ベルトの歯部の側面と歯付プーリーの歯部の側面とが接触し、かつ、歯付ベルトの歯先部と歯付プーリーの歯底部とが接触する。
【００２４】
好ましくは歯付プーリーの歯部のピッチと歯付ベルトの歯部のピッチとが異なる。
【００２５】
好ましくは画像形成装置は、インナーローターモーターをさらに備え、歯付プーリーには、インナーローターモーターからの駆動力が伝達される。
【発明の効果】
【００２６】
これらの発明に従うと、歯付プーリーと歯付ベルトとが噛み合う部分において、歯付ベルトの歯底部と歯付プーリーの歯先部とは互いに接触しない。したがって、駆動時の騒音を低減でき、かつ、小型化でき、安定して動作可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置を示す斜視図である。
【図２】伝達機構を示す図である。
【図３】歯付プーリーの外周部の部分拡大図である。
【図４】歯付ベルトの部分拡大図である。
【図５】歯付プーリーと歯付ベルトとが噛み合う部分を示す図である。
【図６】第２の実施の形態における歯付プーリーの外周部の部分拡大図である。
【図７】第２の実施の形態における歯付ベルトの部分拡大図である。
【図８】歯付プーリーと歯付ベルトとが噛み合う部分を示す図である。
【図９】歯付ベルトが歯付プーリーに噛み合うときの様子を説明する第１の図である。
【図１０】歯付ベルトが歯付プーリーに噛み合うときの様子を説明する第２の図である。
【図１１】従来の伝達機構の歯付ベルトと歯付プーリーとの噛み合い部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態における画像形成装置について説明する。
【００２９】
［第１の実施の形態］
【００３０】
まず、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の全体の構成を説明する。
【００３１】
［画像形成装置の全体構成］
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置１を示す斜視図である。
【００３３】
第１の実施の形態において、画像形成装置１は、例えば電子写真方式により用紙に画像を形成するものである。画像形成装置１は、いわゆるタンデム型カラーデジタル複写機である。すなわち、画像形成装置１は、デジタル画像に基づいて用紙にカラー画像を形成できる。
【００３４】
図１に示されるように、画像形成装置１は、画像形成装置１の上部に配置され原稿画像を読み取るイメージリーダー部１０と、読み取った画像を記録シート（用紙）Ｓ上にプリントして再現するプリンター部２０と、制御部３０とを有している。
【００３５】
イメージリーダー部１０の一部には、ユーザーにより操作可能なパネル部２００が設けられている。画像形成装置１の操作は、パネル部２００を介して行うことができる。パネル部２００は、例えばタッチパネルであって、プリンター部２０で発生したジャムに関する情報や、例えばプリントカートリッジなどの寿命に関する情報など、種々の情報をユーザーに表示する。パネル部２００はユーザーからのタッチ操作を受け付け、受け付けた操作に応じて制御部３０に信号を送る。これにより、パネル部２００により受け付けられたタッチ操作に応じて、画像形成装置１の制御が行われる。
【００３６】
イメージリーダー部１０は、原稿ガラス板（図示せず）に載置された原稿の画像を、スキャナーを移動させて読み取る公知のものである。原稿の画像は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色に色分解されて、不図示のＣＣＤイメージセンサーにより電気信号に変換される。これにより、原稿のＲＧＢの画像データが得られる。
【００３７】
イメージリーダー部１０で得られた各色成分の画像データは、制御部３０において各種のデータ処理を受ける。画像データは、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（以下、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各再現色をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを添え字として付加する。）。
【００３８】
制御部３０は、画像メモリー３３を有している。ＣＭＹＫの画像データは、制御部３０内の画像メモリー３３に再現色ごとに格納され、位置ずれ補正のための必要な画像補正を受ける。画像補正を受けた後、画像データは、記録シートＳ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（ＬＥＤ）の駆動信号となる。
【００３９】
プリンター部２０は、作像部４０と、給紙部５０と、中間転写ユニット６０と、二次転写部７０と、定着部８０とを有している。
【００４０】
給紙部５０は、給紙カセット５１と、給紙ローラー５２と、レジストローラー５３とを有している。給紙カセット５１には、記録シートＳが載置される。給紙ローラー５２は、給紙カセット５１に載置されている記録シートＳを、給紙カセット５１から繰り出す。レジストローラー５３は、給紙ローラー５２により繰り出された記録シートＳを所定のタイミングで二次転写部７０に繰り出す。
【００４１】
第１の実施の形態において、給紙ローラー５２は、モーター８５により駆動される。モーター８５の駆動力は、歯付プーリー９１及び歯付ベルト９５を有する伝達機構９０により給紙ローラー５２に伝達される。
【００４２】
レジストローラー５３よりも記録シートＳの搬送方向の上流側には、シート検出センサーＳＥ１が配置されている。シート検出センサーＳＥ１は、レジストローラー５３の直前に設けられている。シート検出センサーＳＥ１は、記録シートＳの先端が到達したことを検出する。
【００４３】
給紙ローラー５２により繰り出された記録シートＳの先端がレジストローラー５３に到達すると、シート検出センサーＳＥ１によりその記録シートＳが検出される。制御部３０は、シート検出センサーＳＥ１の検出信号を受信すると、その検出信号に応じたタイミングで、先端レジストローラー信号を出力する。先端レジストローラー信号は、レジストローラー５３の駆動部（図示せず）に送られる。レジストローラー５３の駆動部は、先端レジストローラー信号に応じてレジストローラー５３による給紙を開始させ、記録シートＳを二次転写部７０に向けて搬送する。
【００４４】
中間転写ユニット６０は、転写駆動モーター３４と、駆動ローラー６１と、従動ローラー６２と、中間転写ベルト１０３と、クリーナー部１０５とを有している。中間転写ベルト１０３は、駆動ローラー６１と従動ローラー６２との間に、図において左右方向に張架されている。従動ローラー６２は、ばね（図示せず）により図において左方向に付勢されている。これにより、中間転写ベルト１０３に張力が与えられている。
【００４５】
中間転写ベルト１０３の材質としては、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミドなど、種々のものを選択可能であるが、本実施の形態では、例えば、表面抵抗が１０＾１０（１０の１０乗）Ω／□（オームパースクエア）程度のポリアミドイミドが採用されている。
【００４６】
転写駆動モーター３４は、制御部３０による制御に基づいて駆動され、駆動ローラー６１を回転させる。駆動ローラー６１は、図において半時計回りに回転し、それにより、中間転写ベルト１０３が回転駆動される。駆動ローラー６１と転写駆動モーター３４との間には、エンコーダー３４１が設けられている。エンコーダー３４１は、駆動ローラー６１の回転むらを検出する。エンコーダー３４１の検出結果に基づいて、転写駆動モーター３４などのフィードバック制御が行われる。
【００４７】
クリーナー部１０５は、二次転写部７０において記録シートＳに二次転写された後に中間転写ベルト１０３上に残った残留トナーを、従動ローラー６２側の部位において除去する。クリーナー部１０５は、例えば、クリーニングブレード６８と、スクリュー６６と、クリーナーハウジング６９とを有している。クリーナーハウジング６９には、ジョイント１０７を介して、クリーナー部１０５により除去された残留トナーを廃トナーとして貯蔵する廃トナーボックス１０８が接続されている。
【００４８】
クリーニングブレード６８は、中間転写ベルト１０３上に接触するように配置されており、中間転写ベルト１０３上の残留トナーをかき取る。かき取られたトナーは、クリーナーハウジング６９内で回転するスクリュー６６より画像形成装置１の手前側に搬送される。スクリュー６６により搬送されたトナーは、ジョイント１０７を介して、廃トナーボックス１０８内に廃棄される。
【００４９】
作像部４０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色別に４つのもの（作像部４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ）が設けられている。作像部４０のそれぞれは、中間転写ベルト１０３に対向して、クリーナー部１０５側（以下、単に上流側ということがある）から記録シートＳが搬送される側（以下、単に下流側という）に沿って、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に、所定間隔で配置されている。
【００５０】
各作像部４０Ｙ〜４０Ｋは、画像プロセス部と露光走査部４７Ｙ〜４７Ｋとで構成されている。画像プロセス部は、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋと、帯電チャージャー４２Ｙ〜４２Ｋ、現像器４３Ｙ〜４３Ｋ、クリーナー４４Ｙ〜４４Ｋなどを有している。帯電チャージャー４２Ｙ〜４２Ｋ、現像器４３Ｙ〜４３Ｋ、クリーナー４４Ｙ〜４４Ｋは、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋの周囲に配されている。中間転写ベルト１０３を挟んで各作像部４０Ｙ〜４０Ｋの感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋに対向する位置には、転写ローラー４５Ｙ〜４５Ｋが設けられている。
【００５１】
各露光走査部４７Ｙ〜４７Ｋは、制御部３０から出力された駆動信号に応じて光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）４６Ｙ〜４６Ｋを有している。各発光ダイオード４６Ｙ〜４６Ｋは、発光することで、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋの表面を露光走査する。
【００５２】
感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋは、クリーナー４４Ｙ〜４４Ｋで表面の残存トナーが除去され、さらにイレーサーランプ（図示せず）により除電された後、帯電チャージャー４２Ｙ〜４２Ｋにより一様に帯電された状態で、露光走査部４７Ｙ〜４７Ｋからの光を受ける。このように表面が一様に帯電した状態で露光されると、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋの表面に、静電潜像が形成される。各静電潜像は、それぞれ各色の現像器４３Ｙ〜４３Ｋにより現像される。これにより、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋの表面に、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像が形成される。
【００５３】
転写ローラー４５Ｙ〜４５Ｋは、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０３に転写する（一次転写）。転写ローラー４５Ｙ〜４５Ｋには、高電圧基板から電圧が印加され、感光体ドラム４１Ｙ〜４１Ｋ上のトナー像が、中間転写ベルト１０３上に順次転写されていく。このとき、各色の作像動作は、そのトナー像が搬送されてくる中間転写ベルト１０３の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けて、タイミングをずらして実行される。
【００５４】
二次転写部７０は、中間転写ベルト１０３に対向するように配置された二次転写ローラー７１と、二次転写ローラー７１を駆動する二次転写駆動モーター３５とを有している。
【００５５】
中間転写ベルト１０３上に形成されたトナー画像は、二次転写部７０まで搬送される。二次転写部７０では、記録シートＳが中間転写ベルト１０３と二次転写ローラー７１との間を通過するとき、二次転写ローラー７１に転写電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト１０３上のトナー画像が、記録シートＳ上に転写される（二次転写）。
【００５６】
なお、転写ローラー４５Ｙ〜４５Ｋと二次転写ローラー７１とは、例えばＮＢＲゴムにイオン導電物質を添加し発泡させた弾性ローラーである。これらのローラーは、温度、湿度の影響で電気抵抗が変化するものであるため、画像形成装置１内に配置された温湿度センサー５４により温度、湿度を測定し、適正な電流が転写ローラー４５Ｙ〜４５Ｋと二次転写ローラー７１とに流れるように、それぞれのローラーに印加される電圧が調整される。また、二次転写ローラー７１には、図示しない圧接／離間機構が設けられている。二次転写ローラー７１は、印字が行われないときには中間転写ベルト１０３から離間される。これにより、二次転写ローラー７１の弾性体のクリープ変形が防止されている。
【００５７】
定着部８０は、公知の構造を有しており、例えば加熱ローラーと圧接ローラーとを有している。二次転写部７０で各色のトナー像が転写された記録シートＳは、定着部８０にまで搬送される。定着部８０において、記録シートＳは、高熱で加圧される。これにより、記録シートＳの表面のトナー粒子がシート表面に溶融付着し、トナー像が記録シートＳに定着する。その後、記録シートＳは、排紙ローラー８２を通過し、排紙トレイ８１上に排出される。
【００５８】
［伝達機構９０の説明］
【００５９】
図２は、伝達機構９０を示す図である。
【００６０】
図２に示されるように、伝達機構９０は、複数の歯部９２を有する歯付プーリー（以下、単にプーリーということがある）９１と、複数の歯部９６を有する歯付ベルト（以下、単にベルトということがある）９５とを有している。
【００６１】
伝達機構９０は、上述のモーター８５の駆動力を給紙ローラー５２などに伝達して駆動させる。モーター８５は、例えばブラシレスＤＣモーターである。ここで、モーター８５は、インナーローターモーターであり、高速回転可能なものである。高速回転とは、例えば、２０００ｒｐｍを超えるような回転数で回転することをいう。本実施の形態において、プーリー９１は、モーター８５の駆動に伴い、モーター８５の駆動力が伝達されることで、高速回転する。伝達機構９０は、例えば、正逆両方向に回転可能に構成されているが、これに限られるものではない。
【００６２】
図３は、歯付プーリー９１の外周部の部分拡大図である。
【００６３】
以下、プーリー９１の外周部の一部分の形状を図示するとき、説明のため、歯部９２が直線状に並んだラックの形状と同様にして示す。実際のプーリー９１は円板状であって、歯部９２は円周に沿うように並んでいる。
【００６４】
図３に示されるように、プーリー９１の歯部９２は、略台形形状を有するものである。すなわち、プーリー９１の側周面は、歯先部９２ａと、歯底部９２ｂと、歯先部９２ａと歯底部９２ｂとの間で傾斜するように形成された歯側部９２ｃとで構成されている。各歯部９２の表面は、歯側部９２ｃと歯先部９２ａとで形成されている。すなわち、歯側部９２ｃは、歯部９２の側面であり、歯先部９２ａは、歯部９２の上面である。各歯部９２は、隣接する歯部９２との間に歯底部９２ｂを挟むようにして配置されている。歯部９２の高さ（歯先部９２ａの高さ）Ｘ１すなわち歯底部９２ｂから歯先部９２ａまでの寸法は、所定の値に設定されている。
【００６５】
図４は、歯付ベルト９５の部分拡大図である。
【００６６】
ベルト９５は、歯ゴム層９５ａと、背ゴム層９５ｂと、心線９７とで構成されている。歯ゴム層９５ａ及び背ゴム層９５ｂは、例えば、クロロプレンゴムやポリウレタンなどを用いて形成されている。心線９７は、歯ゴム層９５ａと背ゴム層９５ｂとの間に、環状に（長手方向に）配置されている。心線９７は、例えば、ポリエステル繊維、グラス繊維やアラミド繊維などを用いた抗張体であり、ベルト９５が伸びたり破断したりしにくくなるように配置されている。歯ゴム層９５ａの表面は、例えば帆布で覆われている。
【００６７】
図４に示されるように、ベルト９５の歯部９６も、略台形形状を有している。すなわち、歯ゴム層９５ａの表面は、歯先部９６ａ、歯底部９６ｂ、及び歯先部９６ａと歯底部９６ｂとの間で傾斜するように形成された歯側部９６ｃで構成されている。各歯部９６の表面は、歯側部９６ｃ及び歯先部９６ａで形成されている。すなわち、歯側部９６ｃは、歯部９６の側面であり、歯先部９６ａは、歯部９６の上面である。各歯部９６は、隣接する歯部９６との間に歯底部９６ｂを挟むようにして配置されている。歯部９６の高さ（歯先部９６ａの高さ））Ｘ２すなわち歯底部９６ｂから歯先部９６ａまでの寸法は、所定の値に設定されている。
【００６８】
本実施の形態において、ベルト９５の歯部９６は、所定の規格で定められた歯形を有している。すなわち、歯部９６の高さＸ２は、所定の規格に基づく値となっている。所定の規格としては、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）やＩＳＯ（国際標準化機構）などの規格（ＪＩＳ Ｂ １８５６，ＪＩＳ Ｋ６３７２，ＪＩＳ Ｋ６３７３やそれに対応する他の規格など）が挙げられるが、この限りではない。
【００６９】
ここで、上記のようにベルト９５の歯部９６が所定の規格で定められた歯形を有するものであるのに対して、プーリー９１の歯部９２は、ベルト９５の歯部９６に適合する歯形（図３において二点鎖線で示す形状）すなわち所定の規格で定められた歯形よりも、歯部９２の高さＸ１が低い歯形を有する。本実施の形態において、歯部９２の歯形は、高さＸ１が異なるほか、例えば歯側部９２ｃの傾斜などは、ベルト９５の歯部９６に適合する歯形と同一である。
【００７０】
伝達機構９０は、このようにプーリー９１の歯部９２の高さＸ１がベルト９５の歯部９６の高さＸ２よりも低くなっていることにより、プーリー９１とベルト９５とが噛み合う部分において、ベルト９５の歯底部９６ｂとプーリー９１の歯先部９２ａとが互いに接触しないように構成されている。
【００７１】
図５は、歯付プーリー９１と歯付ベルト９５とが噛み合う部分を示す図である。
【００７２】
図５に示されるように、ベルト９５とプーリー９１とが噛み合う部分において、ベルト９５の歯底部９６ｂと、プーリー９１の歯先部９２ａとの間は、空間Ｃとなる。空間Ｃは、ベルト９５の歯底部９６ｂ及び歯側部９６ｃと、プーリー９１の歯先部９２ａとに囲まれた部位である。ベルト９５がプーリー９１に噛み合うときには、ベルト９５の歯先部９６ａがプーリー９１の歯底部９２ｂに当接する。このように歯先部９６ａが歯底部９２ｂに当接することで、ベルト９５がプーリー９１に噛み合うとき、ベルト９５の歯底部９６ｂとプーリー９１の歯先部９２ａとの間が離れたまま、確実に維持される。
【００７３】
ベルト９５とプーリー９１とが噛み合う部分において、ベルト９５側の歯側部９６ｃと、プーリー９１側の歯部９２の歯側部９２ｃとが接触し、かつ、ベルト９５の歯先部９６ａとプーリー９１の歯底部９２ｂとが接触している。これにより、ベルト９５とプーリー９１とが噛み合っている状態においても、空間Ｃが構成され、ベルト９５の歯底部９６ｂとプーリー９１の歯先部９２ａとが互いに接触しないままで維持される。
【００７４】
このように、本実施の形態においては、プーリー９１とベルト９５とが噛み合う部分において、空間Ｃが存在しており、ベルト９５の歯底部９６ｂとプーリー９１の歯先部９２ａとが接触しない。したがって、ベルト９５がプーリー９１に噛み合うとき、ベルト９５の心線９７がプーリー９１の歯先部９２ａによりたたかれることがなくなる（心線９７に大きな衝撃が加わることがなくなる。）。これにより、伝達機構９０の駆動時において、耳障りな噛み合い音の発生を抑制することができる。特に、例えばモーター８５の高速回転時など、伝達機構９０が高速駆動される場合において、噛み合い音を大幅に抑制することができる。プーリー９１の歯先部９２ａの全域が、ベルト９５の歯底部９６ｂのいずれの部位にも接触しないので、確実に噛み合い音の発生が抑制される。
【００７５】
なお、空間Ｃの大きさは、使用しているベルト９５の圧縮率によって変化するものである。一般的なベルト９５の圧縮率は、１〜１０％程度であることを考慮すると、空間Ｃを設けるためには、例えば、プーリー９１の歯部９２の高さＸ１を、ベルト９５の歯部９６の高さＸ２の高さよりも２０〜３０％だけ小さくするようにすればよい。空間Ｃは、比較的大きいものであるので、ベルト９５とプーリー９１との間の空気が空間Ｃ部分で圧縮される程度は小さく、空気の圧縮に伴い発生する異音なども発生しない。
【００７６】
また、上記のように空間Ｃを設けることで、伝達効率が低下することが考えられるが、その低下の程度は比較的小さくすることができる。すなわち、本実施の形態においては、ベルト９５とプーリー９１の歯側部９２ｃ，９６ｃ同士と、ベルト９５の歯先部９６ａとプーリー９１の歯底部９２ｂとは、互いに積極的に当接するため、伝達効率の低下は、最小限に抑えられている。また、これらの部位が互いに当接することは、高速回転時において心線９７に起因して発生する音にはそれほど寄与しない。
【００７７】
また、上述のように、プーリー９１は、規格に対応する歯形よりも歯部の高さが低く設定されたものである一方で、ベルト９５としては、所定の規格に対応するものを用いることができる。プーリー９１は、専用品であっても、比較的製造しやすいものであるため、製造コストはそれほど高くならない。また、プーリー９１の交換頻度は高くない。他方、ベルト９５としては、入手性に優れており価格が比較的低い量産品を用いて、騒音低下効果が得られる伝達機構９０を構成することができる。したがって、このような構成を有することで、画像形成装置１の製造コストを低減させることができ、画像形成装置１のメンテナンス性も高くすることができる。
【００７８】
以上説明したように、プーリー９１とベルト９５の歯部９２，９６のモジュールを小さくすることなく（歯ピッチを小さくすることなく）、プーリー９１を比較的小径とした場合であっても耳障り音の発生を抑制することができる。したがって、小型化が進められた画像形成装置１のように伝達機構９０が配置されるスペースが狭くても、また、高トルク部で用いられる場合でも、伝達機構９０を用いることで、安定した動作が行えるようになる。
【００７９】
［第２の実施の形態］
【００８０】
第２の実施の形態における画像形成装置の基本的な構成は、第１の実施の形態におけるそれと同じであるためここでの説明を繰り返さない。第２の実施の形態においては、歯付プーリーと歯付ベルトとの間に空間が設けられるメカニズムが第１の実施の形態と異なる。
【００８１】
第２の実施の形態において、画像形成装置の伝達機構は、第１の実施の形態のそれとは若干構成が異なる歯付プーリー及び歯付ベルトを用いて構成されている。
【００８２】
図６は、第２の実施の形態における歯付プーリー１９１の外周部の部分拡大図である。
【００８３】
図６に示されるように、プーリー１９１の歯部１９２は、第１の実施の形態の歯部９２と同様に、略台形形状を有するものである。すなわち、プーリー１９１の側周面は、歯先部１９２ａと、歯底部１９２ｂと、歯先部１９２ａと歯底部１９２ｂとの間で傾斜するように形成された歯側部１９２ｃとで構成されている。歯部１９２の高さ（歯先部１９２ａの高さ）Ｘ１１は、所定の値に設定されている。複数の歯部１９２は、所定のピッチ（歯ピッチ）Ｐ１１毎に配置されている。
【００８４】
歯部１９２において、歯先部１９２ａと両歯側部１９２ｃとの間には、面取部１９２ｄが形成されている。面取部１９２ｄは、歯側部１９２ｃの形状が保たれる程度に小さな半径のＲ面取部である。
【００８５】
図７は、第２の実施の形態における歯付ベルト１９５の部分拡大図である。
【００８６】
図７に示されるように、ベルト１９５の歯部１９６も、略台形形状を有している。すなわち、ベルト１９５の歯ゴム層１９５ａの表面は、歯先部１９６ａと、歯底部１９６ｂと、歯先部１９６ａと歯底部１９６ｂとの間で傾斜するように形成された歯側部１９６ｃとで構成されている。歯部１９６の高さ（歯先部１９６ａの高さ）Ｘ１２は、所定の値に設定されている。複数の歯部１９６は、所定のピッチ（歯ピッチ）Ｐ１２毎に配置されている。
【００８７】
第２の実施の形態において、プーリー１９１の歯部１９２の高さＸ１１とベルト１９５の歯部１９６の高さＸ１２とは、略同じ寸法に形成されている。他方、プーリー１９１の歯ピッチＰ１１と、ベルト１９５の歯ピッチＰ１２とは、異なっている。プーリー１９１の歯ピッチＰ１１は、ベルト１９５の歯ピッチＰ１２よりも若干大きい値である。また、このようにピッチが異なっていることにより、歯部９２と歯部９６とは、それぞれ、互いに異なる歯形を有している。
【００８８】
図８は、歯付プーリー１９１と歯付ベルト１９５とが噛み合う部分を示す図である。
【００８９】
第２の実施の形態においては、上記のようにプーリー１９１側の歯ピッチＰ１１とベルト１９５側の歯ピッチＰ１２とが異なることにより、プーリー１９１とベルト１９５とが噛み合う部位において、プーリー１９１の歯先部１９２ａとベルト１９５の歯底部１９６ｂとが互いに接触しないように構成されている。
【００９０】
図８に示されるように、プーリー１９１とベルト１９５とが噛み合う部分においては、ベルト１９５の歯部１９６は、プーリー１９１の歯部１９２間に納まっているものの、両歯ピッチＰ１１，Ｐ１２が互いに異なることにより、プーリー１９１とベルト１９５との間に、いくつかの空間ができる。
【００９１】
すなわち、プーリー１９１の歯先部１９２ａとベルト１９５の歯底部１９６ｂとの間には、空間Ｃが構成される。空間Ｃは、ベルト１９５の歯底部１９６ｂ及び歯側部１９６ｃとプーリー１９１の歯先部１９２ａとで囲まれる空間である。また、プーリー１９１の歯底部１９２ｂとベルト１９５の歯先部１９６ａとの間には、空間Ｄが構成される。空間Ｄは、ベルト１９５の歯先部１９６ａ及び歯側部１９６ｃと、プーリー１９１の歯底部１９２ｂ及び歯側部１９２ｃとで囲まれる空間である。すなわち、第２の実施の形態では、プーリー１９１とベルト１９５とが噛み合う部分において、歯先部１９２ａと歯底部１９６ｂとの関係と同様に、プーリー１９１の歯底部１９２ｂとベルト１９５の歯先部１９６ａとは、互いに接触しない。
【００９２】
図９は、歯付ベルト１９５が歯付プーリー１９１に噛み合うときの様子を説明する第１の図である。
【００９３】
図９及び後述する図１０においては、模式的に、ラック状のプーリー１９１に、反ったベルト１９５の歯部１９６が順次噛み合う様子を示している。実際には、円板状のプーリー１９１にベルト１９５が巻き付くようにしてベルト１９５がプーリー１９１に噛み合う。また、以下の説明において左、右というのは、図９又は図１０において左方、右方であることを示す。
【００９４】
図９に示されるように、右から左にかけて、プーリー１９１には歯部１９２Ｘ，１９２Ｙ，１９２Ｚが配置されており、ベルト１９５には歯部１９６Ｘ，１９６Ｙ，１９６Ｚが配置されている。
【００９５】
プーリー１９１が矢印Ｒ２方向に回転する場合において、ベルト１９５の歯部１９６Ｘがプーリー１９１の歯部１９２Ｘの右側に入った状態で、ベルト１９５の歯部１９６Ｙが、プーリー１９１の歯部１９２Ｘと歯部１９２Ｙとの間に入る場合を想定する。このとき、ベルト１９５の歯ピッチＰ１２は、プーリー１９１の歯ピッチＰ１１よりも若干小さい値であるので、歯部１９６の歯先部１９６ａがプーリー１９１の歯部１９２Ｘと歯部１９２Ｙとの間に入ると、歯部１９６の右側の歯側部１９６ｃに、歯部１９２Ｘの歯先部１９２ａの左端部に設けられた面取部１９２ｄが当接する。さらにプーリー１９１が回転すると、歯部１９２Ｘの面取部１９２ｄが歯部１９６の右側の歯側部１９６ｃに接触したまま歯底部１９６ｂ側に向けて相対的に移動するようにして、歯部１９６Ｙが、歯部１９２Ｘと歯部１９２Ｙとの間に入る。
【００９６】
このようにして、互いに隣り合う歯部１９６Ｘ，１９６Ｙが、ピッチが異なるプーリー１９１に噛み合うことで、ベルト１９５は、その歯ゴム層１９５ａ部分で若干ひずむ。ベルト１９５は、歯部１９６Ｘ，１９６Ｙ間で若干延びるため、ベルト１９５がプーリー１９１に噛み合う部位において、プーリー１９１の歯先部１９２ａの左右両端部（すなわち面取部１９２ｄ）は、ベルト１９５の歯側部１９６ｃ上で引っかかった状態となり、それ以上歯底部１９６ｂに近接しなくなる。すなわち、ベルト１９５の歯部１９６Ｘ，１９６Ｙ間の歯底部１９６ｂと、プーリー１９１の歯部１９２Ｘの歯先部１９２ａとの間に、空間Ｃが形成される。
【００９７】
図１０は、歯付ベルト１９５が歯付プーリー１９１に噛み合うときの様子を説明する第２の図である。
【００９８】
上記のようにして、ベルト１９５の歯部１９６Ｙが、プーリー１９１の歯部１９２Ｘと歯部１９２Ｙとの間に入ると、その後、プーリー１９１が回転するのに伴い、プーリー１９１の歯部１９２Ｙが、ベルト１９５の歯部１９６Ｙと歯部１９６Ｚとの間に入る。このとき、歯部１９２Ｙの歯先部１９２ａの右端部の面取部１９２ｄは、歯部１９６Ｙの左側の歯側部１９６ｃに摺接する。そして、その後、ベルト１９５の歯部１９６Ｚが、同様に、プーリー１９１の歯部１９２Ｙと歯部１９２Ｚとの間に入る。これにより、同様に、ベルト１９５の歯部１９６Ｙ，１９６Ｚ間の歯底部１９６ｂと、プーリー１９１の歯部１９２Ｙの歯先部１９２ａとの間に、空間Ｃが形成される。
【００９９】
このように、第２の実施の形態において、ベルト１９５側とプーリー１９１側とで、歯部１９６，１９２のピッチＰ１２，Ｐ１１が互いに異なる値となっていることで、ベルト１９５がプーリー１９１に噛み合うとき、ベルト１９５がわずかに延びてひずみながらプーリー１９１に入る。そのため、プーリー１９１の歯先部１９２ａと、ベルト１９５の歯底部１９６ｂとの間に、空間Ｃが構成される。したがって、第１の実施の形態と同様に、ベルト１９５の心線９７に衝撃が加わることを防止することができ、耳障りな噛み合い音を抑制することができる。歯部の大きさは、歯飛びの恐れがなくなるような大きさにすればよく、伝達機構９０は、高トルク部にも用いることができ、また、狭い設置スペースにも配置することができる。
【０１００】
また、プーリー１９１の歯部１９２のうち、ベルト１９５の歯側部１９６ｃに頻繁に摺接する部位には、面取部１９２ｄが設けられているので、ベルト１９５の寿命を長くすることができる。すなわち、ベルト１９５がプーリー１９１に噛み合うとき、歯側部１９６ｃには面取部１９２ｄが摺接するので、歯側部１９６ｃが損傷することを防止することができる。
【０１０１】
なお、プーリー１９１の歯ピッチＰ１１は、ベルト１９５の歯ピッチＰ１２に比べ、例えば１％から３％程度長い値とすればよい。また、面取部１９２ｄの寸法は、プーリー１９１の径や歯数などにもよるが、例えばＲ０．５〜Ｒ１．０程度にすることができる。プーリー１９１の歯先Ｒは、歯の高さの１０％から２０％程度の大きさとすることもできる。
【０１０２】
なお、第２の実施の形態において、ベルト１９５がプーリー１９１に噛み合うとき、プーリー１９１の歯先部１９２ａと、ベルト１９５の歯底部１９６ｂとが接触する場合があったとしても、従来の構造と比較して、噛み合い音は大幅に抑制される。すなわち、この場合、上述のようにプーリー１９１側とベルト１９５側とで歯ピッチが異なることにより、プーリー１９１の歯先部１９２ａは、ベルト１９５の歯底部１９２ｂに接触するまでにベルト１９５の他の部位に接触する。したがって、歯先部１９２ａが歯底部１９２ｂに接触したときに心線９７に伝わる衝撃が小さくなるので、噛み合い音の発生が抑制される。
【０１０３】
［実施例］
【０１０４】
第２の実施の形態について、次のようにして、伝達機構の耐久試験を実施した。耐久試験で使用したプーリー１９１は、歯数１８、歯先円直径９．６８ｍｍ、ピッチＰ１１（歯部とその隣の歯部との距離）２ｍｍ、歯の高さ（歯底部１９２ｂから歯先部１９２ａまでの長さ）０．７６ｍｍ、面取部１９２ｄのＲ面取りの寸法Ｒ０．１の小型のものである。このプーリー１９１を使用して、実際の使用状態に近づけて耐久試験を行った結果、画像形成装置１などにおいて伝達機構９０を使用する用途に問題は生じず、十分な耐久性を有していることが確認された。
【０１０５】
［その他］
【０１０６】
伝達機構は、所定の規格に対してベルト側の歯部の高さが高く構成されていることで、ベルトとプーリーの噛み合い部においてプーリーの歯先部がベルトの歯底部に接触しないように構成されていてもよい。また、ベルト側とプーリー側との両者の歯部の高さがそれぞれ所定の規格に対して変更され、プーリーの歯先部がベルトの歯底部に接触しないように構成されていてもよい。
【０１０７】
ベルトの歯部の歯形やプーリーの歯部の歯形は、台形形状に限られない。例えば曲面を有する歯形であってもよい。
【０１０８】
伝達機構とともに用いられるモーターは、インナーローターモーターに限られない。どのようなモーターの駆動力を伝達する用途にも、伝達機構を用いることができ、その場合、耳障りな噛み合い音の発生を低減することができる。
【０１０９】
また、伝達機構は、記録シートの給紙部に用いられるものに限られない。画像形成装置において、モーターを用いて駆動される部分に、広く適用可能なものである。例えば、イメージリーダー部において原稿を順次搬送する機構部分などに用いられるものであってもよい。
【０１１０】
画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンター、ファクシミリ装置やこれらの複合機（ＭＦＰ）などいずれであってもよい。電子写真方式により画像を形成するものに限られず、例えばいわゆるインクジェット方式により画像を形成するものであってもよい。
【０１１１】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 画像形成装置
８５ モーター（インナーローターモーター）
９０ 伝達機構
９１，１９１ 歯付プーリー
９２，１９２ 歯付プーリーの歯部
９２ａ，１９２ａ 歯付プーリーの歯先部
９２ｂ，１９２ｂ 歯付プーリーの歯底部
９２ｃ，１９２ｃ 歯付プーリーの歯側部
９５，１９５ 歯付ベルト
９６，１９６ 歯付ベルトの歯部
９６ａ，１９６ａ 歯付ベルトの歯先部
９６ｂ，１９６ｂ 歯付ベルトの歯底部
９６ｃ，１９６ｃ 歯付ベルトの歯側部
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ１１，Ｘ１２ 歯部の高さ（歯先部の高さ）
Ｐ１１，Ｐ１２ 歯部のピッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を伝達する伝達機構を備えた画像形成装置であって、
前記伝達機構は、
歯付プーリーと、
前記歯付プーリーに噛み合い、心線を有する歯付ベルトとを有し、
前記歯付プーリーと前記歯付ベルトとが噛み合う部分において、前記歯付ベルトの歯底部と前記歯付プーリーの歯先部とは互いに接触しないように構成されている、画像形成装置。
【請求項２】
前記歯付ベルトと前記歯付プーリーとが噛み合う部分において、前記歯付ベルトの歯底部と前記歯付プーリーの歯先部との間が空間となる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記歯付ベルトの歯部は、所定の規格で定められた歯形を有しており、
前記歯付プーリーの歯部は、前記歯付ベルトの歯形に適合する歯形よりも歯先部の高さが低い歯形を有する、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記歯付ベルトと前記歯付プーリーとが噛み合う部分において、前記歯付ベルトの歯部の側面と前記歯付プーリーの歯部の側面とが接触し、かつ、前記歯付ベルトの歯先部と前記歯付プーリーの歯底部とが接触する、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記歯付プーリーの歯部のピッチと前記歯付ベルトの歯部のピッチとが異なる、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置は、インナーローターモーターをさらに備え、
前記歯付プーリーには、前記インナーローターモーターからの駆動力が伝達される、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
駆動力を伝達する伝達機構を備えた画像形成装置であって、
前記伝達機構は、
歯付プーリーと、
前記歯付プーリーに噛み合い、心線を有する歯付ベルトとを有し、
前記歯付プーリーと前記歯付ベルトとが噛み合う部分において、前記歯付ベルトの歯底部と前記歯付プーリーの歯先部とは互いに接触しないように構成されている、画像形成装置。
【請求項２】
前記歯付ベルトと前記歯付プーリーとが噛み合う部分において、前記歯付ベルトの歯底部と前記歯付プーリーの歯先部との間が空間となる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記歯付ベルトの歯部は、所定の規格で定められた歯形を有しており、
前記歯付プーリーの歯部は、前記歯付ベルトの歯形に適合する歯形よりも歯先部の高さが低い歯形を有する、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記歯付ベルトと前記歯付プーリーとが噛み合う部分において、前記歯付ベルトの歯部の側面と前記歯付プーリーの歯部の側面とが接触し、かつ、前記歯付ベルトの歯先部と前記歯付プーリーの歯底部とが接触する、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記歯付プーリーの歯部のピッチと前記歯付ベルトの歯部のピッチとが異なる、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置は、インナーローターモーターをさらに備え、
前記歯付プーリーには、前記インナーローターモーターからの駆動力が伝達される、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１５６５１（Ｐ２０１３−１５６５１Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７９３３（Ｐ２０１１−１４７９３３）
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【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２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【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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