JP2000250279A

JP2000250279A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000250279A
Application number: JP11056204A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Noguchi; 武史野口; Mamoru Kido; 衛城戸; Koji Nagao; 剛次長尾; Kiichiro Iijima; 喜一郎飯島
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体への駆動力伝達機構にはす歯プーリ
とはす歯ベルトからなる機構を用いた場合における、は
す歯のスラスト力に起因するベルトの蛇行を抑制し、ベ
ルト蛇行に起因する印刷画質低下などの諸問題を解決す
る。【解決手段】像担持体に接続されたはす歯を有する従
動プーリ５と、駆動力発生部７に接続されたはす歯を有
する駆動プーリ４とを、はす歯構造によりはす歯ベルト
６に作用するスラスト力の向きと逆向きに向かって径が
大きくなるテーパ付きのプーリとする。このテーパによ
り、はす歯によるスラスト力を打ち消す力がはす歯ベル
ト６に作用するようになり、はす歯ベルト６の蛇行の原
因が解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタや複写機
などの画像形成装置に関し、特に画像形成処理の過程で
画像を保持する感光体や中間転写体などの像担持体へ駆
動力を伝達するための機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来公知のプリンタおよび複写機等にお
ける像担持体への駆動力伝達部材としては、特開平９−
８０８４０号公報や特開平５−７２８６２号公報に記載
されているように、高噛合い率と高伝達率を実現するた
め、あるいは良好な低回転むら性能を得るために、はす
歯歯車を用いるものがある。また、はす歯歯車を用いる
よりも低回転むら性能を改善できるとして駆動力伝達部
材に平ベルトやすぐ歯ベルトを用いるものも知られてい
る。また、すぐ歯ベルトを用いるよりも良好な低回転む
ら性能が実現できるとして、特開平９−１６０３３２号
公報や特開平１０−２６９０３号公報に記載されている
ようなはす歯ベルトを用いる構成も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、像担持
体への駆動力伝達にはす歯歯車を用いた従来技術は、す
ぐ歯歯車を利用した場合と比較すると、噛合い率を大き
く取り易く、駆動歯車と従動歯車の噛合いがゆっくりと
実施されるため、従動歯車に伝達される噛合い振動はか
なり低減できることがわかっているが、図１０に示した
ような、駆動歯車７０と従動歯車７５の歯７２同士の
「がた」（バックラッシュ）は原理的に十分小さくでき
ない。よって従動歯車７５が噛合いによって加振された
場合、このがた分だけは簡単に動かされてしまう。この
ため従動歯車に感光体などの像担持体を接続して駆動す
る構成の場合、噛合い振動によって微小な加振力が発生
しただけで出力画像に周期的な濃度むらが発生すること
になる。また、はす歯歯車を利用したとしてもすぐ歯歯
車を利用した場合と比較して噛合い面積（歯数）を劇的
に増やすことは不可能なため、歯の変形を考慮するとあ
る程度の硬度を有する材料で歯車を製作する必要がある
が、硬度の高い材料で形成された駆動歯車と従動歯車が
噛合う場合、噛合い振動を吸収する部分が駆動伝達経路
内に全く存在しないことになるため、駆動歯車と従動歯
車が噛合うことにより発生した噛合い振動は減衰されず
にそのまま従動歯車へ伝達され、その結果出力画像に周
期的な濃度むらが発生することになるという欠点があっ
た。

【０００４】また平ベルトを用いて像担持体へ駆動力を
伝達する従来の画像形成装置では、平ベルトと駆動およ
び従動プーリが噛合うことにより発生する噛合い振動は
原理的に発生しないので周期的な濃度むらが出力画像に
発生することはなくなるが、平ベルトと駆動および従動
プーリ間が摩擦伝動となるため、図１１に示すように、
従動軸の負荷がある値以上になると平ベルトと駆動また
は従動プーリ間にすべりを生じ、従動プーリ回転平均速
度が大きく低下するようになる。この状態になると、従
動プーリの速度は時間とともに変動するようになり、出
力画像に色ずれや転写むらが発生して正常な画像形成動
作が不可能となる。また安定した駆動を獲得するため
に、駆動部の剛性を確保する目的で金属ベルトを利用す
ると、ベルトとプーリ間の摩擦係数がゴムベルトや樹脂
ベルト等を利用した場合に比べて小さくなるため、前記
従動軸負荷の限界値が大きく下がり、画像形成装置で想
定される従動負荷条件下では安定した画像形成動作が不
可能となるケースが非常に多いという欠点があった。

【０００５】またすぐ歯ベルトを用いて駆動力を伝達す
る従来の画像形成装置では、プーリと噛合うベルトの歯
が柔軟性に富んでいるゴム系の材料で製作されているた
め、プーリと噛み合った場合に振動の発生が少なくなる
のではないかと期待されるが、発明者らが実測したとこ
ろ図１２に示すようにすぐ歯歯車の場合とほとんど変わ
らない結果となった。したがってすぐ歯ベルトを用いて
も、すぐ歯歯車を用いた場合と同様に出力画像には周期
的な濃度むらが発生するという欠点は結局解消できない
ことが分かった。

【０００６】またはす歯ベルトを用いて駆動力を伝達す
る画像形成装置では、図１３に示すようにはす歯ベルト
と駆動および従動プーリが噛合うことにより発生する噛
合い振動はかなり小さくでき、この状態で画像形成動作
を実施すれば周期的な濃度むらが出力画像に発生するこ
とはほとんどない。しかし、はす歯ベルトを用いて駆動
力を伝達した場合には、図１４に示すように、はす歯ベ
ルト８４は駆動プーリ８０および従動プーリ８２からプ
ーリ回転方向に対して直角方向（すなわち回転軸方向）
のスラスト力Ｆ又はＦ’を受け、プーリ回転方向に対し
て直角方向に移動する（すなわちベルトが蛇行する）お
それがある。ただし駆動プーリ８０に張架されている部
分と従動プーリ８２に張架されている部分ではベルト８
４に働く力の方向が図１４に示したように正反対となる
ため、｜F｜＝｜F'｜の条件が常に満たされるとベルト
は蛇行しなくなることが予測できるが、通常の画像形成
装置動作時にこの条件が満たされるケースはほとんどな
い。特に減速段としてベルトを使う場合には、プーリの
ピッチ円直径が駆動側と従動側で異なり、さらにベルト
のプーリへの巻付き量が異なるため、｜F｜＝｜F'｜の
条件が成立することはほとんどないと考えられる。した
がって通常使用状態においては、ほとんどの場合ベルト
は蛇行すると考えられる。ここでプーリおよびに蛇行止
めのフランジが設けられている場合には、ベルトはフラ
ンジに接触し、スラスト方向の移動はそれで止まるもの
の、ベルトはフランジに対して摺動することになる。こ
の状態でベルト端部がプーリに押しつけられたまま回転
した場合、図１４のようなメカニズムで発生したベルト
端部をプーリに押しつける力は比較的大きなものとなる
ため、ベルト端部の摩耗が顕著に進行することが多い。
このようになると摩耗扮が大量に発生し、その摩耗扮が
プーリとベルトの間にはさまって固着されるため、プー
リのピッチ円直径が場所によって変化し、従動プーリに
予期しない回転変動を誘発する可能性がある。また、摩
耗扮が軸受け内に侵入するとプーリの１回転中における
負荷トルクが変動するようになり、従動プーリに予期し
ない回転変動を誘発する可能性がある。また、ベルト端
部が摩耗してくるとベルト端部の強度が低下して伸びや
すくなるため、ベルト端部がプーリに部分的に乗り上げ
るような挙動を示し、プーリの１回転中における負荷ト
ルクが変動するようになり、従動プーリに予期しない回
転変動を誘発する可能性があるという欠点があった。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
であり、画像形成装置の駆動力伝達部の機構を改良し、
出力画像の濃度むらおよび画像位置ずれを低減して高品
位な画像を得ることができる画像形成装置を提供するこ
とを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る画像形成装置は、回転しながら画像形
成動作を行うための像担持体と、前記像担持体に対して
回転駆動力を伝達する駆動力伝達機構とを備える画像形
成装置であって、前記駆動力伝達機構の少なくとも一部
に、はす歯プーリとはす歯ベルトとを用い、前記はす歯
プーリの少なくとも１つを、はす歯構造による前記はす
歯ベルトへのスラスト力を打ち消す力が前記はす歯ベル
トに作用するよう、ピッチ円直径がプーリ幅方向に向か
って連続的に増大または減少するテーパ形状に構成し
た。

【０００９】この構成によれば、はす歯プーリのテーパ
の作用により、はす歯構造によるスラスト力を打ち消す
力がはす歯ベルトに働くようになり、蛇行の原因となっ
ていたはす歯構造によるスラスト力が大幅に低減され、
はす歯ベルトの蛇行を抑制することができる。したがっ
て、はす歯構造の高噛み合い率による回転むらの低減効
果をうけつつも、はす歯ベルトの蛇行抑制により、はす
歯ベルトを用いる従来技術の諸問題点を解消あるいは改
善することができる。

【００１０】また、本発明の別の構成は、回転しながら
画像形成動作を行うための像担持体と、前記像担持体に
対して回転駆動力を伝達する駆動力伝達機構とを備える
画像形成装置であって、前記駆動力伝達機構は、歯のね
じれ方向が反対のはす歯部を２個接合してなるやま歯プ
ーリと、このやま歯プーリの各はす歯部にそれぞれ係合
する２本のはす歯ベルトと、備え、前記各はす歯ベルト
がそれぞれ、前記やま歯プーリの各はす歯部から前記や
ま歯プーリの内側に向かってスラスト力を受けるように
構成される。

【００１１】この構成によれば、２つのはす歯ベルト同
士が、はす歯構造によるスラスト力により互いに接近
し、やま歯プーリにおける両はす歯部の接合部付近で互
いに押し付けあい、一体となって回転するようになる。
この状態で、各はす歯部から各はす歯ベルトに作用する
スラスト力は、向きが反対で同じ大きさになるので、両
方のスラスト力が打ち消し合うことになり、両ベルトの
蛇行が防止される。この結果、はす歯構造の採用による
画像濃度むらの改善効果を受けつつも、はす歯ベルトを
用いる従来技術の諸問題点を解消あるいは改善すること
ができる。

【００１２】なお、この構成において、やま歯プーリを
構成する２つのはす歯部同士を、１／２歯分位相をずら
せれば、各はす歯部分によるプーリの回転むら成分が互
いに打ち消し合うので、プーリの回転むらを大幅に低減
することができ、ひいては出力画像の品質を向上させる
ことができる。

【００１３】また、本発明の別の構成は、回転しながら
画像形成動作を行うための像担持体と、前記像担持体に
対して回転駆動力を伝達する駆動力伝達機構とを備える
画像形成装置であって、前記駆動力伝達機構は、歯のね
じれ方向が反対のはす歯部を２個接合してなるやま歯プ
ーリと、このやま歯プーリに係合する１本のやま歯ベル
トとを備える。

【００１４】この構成では、やま歯構造によりベルトの
蛇行が起こらず、しかもやま歯を構成するはす歯部での
はす歯構造により、回転むら等を改善することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態とよぶ）を図面を参照して説明する。

【００１６】［第１実施形態］図１は、本発明の第１実
施形態の画像形成装置における駆動力伝達機構の構成を
概略的に示す図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面
図である。これは、プリンタや複写機などの画像形成装
置の駆動力伝達機構、特に感光体や中間転写体等の像担
持体を駆動するための駆動力伝達機構の例である。

【００１７】図１において、駆動プーリ４は駆動軸３０
に連結された駆動力発生部７により回転駆動される。駆
動力発生部７としては一般的な電動機が利用できるが、
特にモータ軸の位置決め精度が良く、制御が容易なパル
スモータや、騒音が少なく、多少のトルク変動を受けて
も動作が停止しない直流ブラシレスモータ等を用いると
安定した駆動力の発生が可能となる。感光体や中間転写
体等の像担持体（図示省略）は、従動軸３１を介して従
動プーリ５に連結され、はす歯ベルト６を介して駆動プ
ーリ４から駆動力を受けて駆動される。

【００１８】ここで、本実施形態では、駆動プーリ４及
び従動プーリ５は、テーパ付きのはす歯プーリとして構
成した。すなわち、駆動プーリ４及び従動プーリ５は、
ピッチ円直径がプーリ幅方向に向かって連続的に増大ま
たは減少するように構成したはす歯プーリとなってお
り、この点が特開平10-26903号公報記載の従来技術等と
異なる点である。

【００１９】はす歯ベルト６は、特開平10-26903号公報
記載の従来技術等に示されたのと同様の、はす歯を有す
るベルトを用いることができる。すなわち、このはす歯
ベルト６は、テーパのない平はす歯プーリに用いられて
いたものと同様のものを用いることができる。はす歯ベ
ルト６は、ゴム製等のある程度弾性のあるものであり、
駆動プーリ４や従動プーリ５との係合位置では、張架状
態に起因する張力等の作用により、それらプーリのテー
パ面（歯のついた面）の側に引っ張られ、そのテーパ面
にある程度倣って移動することになる。なお、駆動プー
リ４と従動プーリ５との間に、はす歯ベルト６に対して
更に張力を与えるためのテンションプーリを設けてもよ
い。はす歯ベルト６としては、具体的にはユニッタ株式
会社製H1.5GT、H2GT等を利用することができる。

【００２０】このように本実施形態では、ピッチ円直径
がプーリ幅方向に向かって連続的に増大または減少した
はす歯プーリ（駆動プーリ４及び従動プーリ５）を用い
ることにより、はす歯ベルト６の蛇行を防止している。

【００２１】図２は、本実施形態によるはす歯ベルト６
の蛇行防止効果を説明するための図である。図２には駆
動プーリ４とはす歯ベルト６との相互作用を示してい
る。図に示すように、はす歯ベルト６には、駆動プーリ
４のはす歯構造に起因するスラスト方向の力（スラスト
力と呼ぶ）ＦBと、当該プーリ４に設けられたテーパに
起因する力ＦAとが作用している。このうちスラスト力
ＦBは、従来技術においてベルト６の蛇行の原因となっ
ていた力である。これに対し、力ＦAは、スラスト力ＦB
と拮抗している。このように、本実施形態では、はす歯
プーリへテーパを導入することにより生じた力ＦAでス
ラスト力ＦBを打ち消すことにより、はす歯ベルト６の
蛇行を防止している。

【００２２】逆に言えば、本実施形態では、力ＦAは、
スラスト力ＦBを打ち消す方向に、スラスト力ＦBと同じ
大きさで働くようにする必要がある。

【００２３】まず、スラスト力ＦBを打ち消す方向に力
ＦAを発生させるには、スラスト力ＦBの方向と反対向き
に径が大きくなるよう、はす歯プーリにテーパをつけれ
ばよい。図１に示したような互いに対向したテーパ付き
のプーリのペアに掛かったベルトは、テーパ付きプーリ
の径の大きい側へ偏ろうとする。これは、歯のないテー
パ付きプーリに平ベルトを掛けた場合などにも起こる、
広く知られている現象であり、これはベルトに作用する
張力や、ベルトのテーパ面への進入角度などの種々の要
因によるものである。このように、プーリにテーパをつ
けると、そのテーパの効果として、ベルトにはプーリの
径の大きい側への力が作用するようになる。したがっ
て、はす歯構造によるスラスト力を打ち消すには、その
スラスト力の向きと反対向きに、はす歯プーリの径を大
きくすればよいことになる。

【００２４】一方、テーパに起因する力ＦAの大きさを
スラスト力ＦBに拮抗する大きさにするには、はす歯プ
ーリのテーパ角ψ（図２）を調整すればよい。一般的に
言えば、スラスト力ＦBは、はす歯のねじれ角やはす歯
プーリの径、プーリの回転速度などの要因によって決ま
る。そして、これらの要因は、像担持体のサイズや駆動
のための回転速度、画像形成装置自体のサイズ、回転む
らの要求水準など、画像形成装置の設計仕様に応じて決
まってくる。したがって、そのスラスト力ＦBに応じた
力ＦAが得られるよう、テーパ角ψを決めればよい。一
般的には、テーパ角ψを大きくするほど力ＦAを大きく
することができるといえるが、厳密な設計に当たって
は、実験により適切な角度を決めることになる。

【００２５】本実施形態によれば、以上のような構成に
より、はす歯プーリからはす歯ベルトに作用するスラス
ト力を打ち消す力をはす歯ベルトに与えることができる
ので、はす歯ベルト６を利用する場合に発生するはす歯
ベルト６の蛇行が解消される。したがって、本実施形態
によれば、蛇行の問題が解消される結果、はす歯ベルト
６の噛合い振動抑制効果が安定的に発現可能となるた
め、画像形成装置における出力画像の濃度むらおよび画
像位置ずれを、人間の認知限界以下まで低減させること
ができる。

【００２６】なお、はす歯ベルトを用いる特開平10-269
03号公報記載の従来技術では、ベルト端部がプーリのフ
ランジ部に大きな力で押しつけられることによるベルト
端部の急速な摩耗を避けるために、はす歯のねじれ角を
10°に設定しているが、本実施形態に示したテーパー付
きのはす歯プーリを導入すれば、ねじれ角を20°程度ま
で増大させてもベルト端部がプーリのフランジ部に大き
な力で押しつけられることがなくなることを実験により
確認している。はす歯のねじれ角を大きくすれば噛み合
い率を向上させることができるので、噛合い振動の発生
をよりよく防止することが可能となり、画像形成装置に
おける出力画像の濃度むらや画像位置ずれなどをさらに
低減させることができる。

【００２７】さて発明者らは、本実施形態の構成につい
て、はす歯のねじれ角θとテーパ角ψを様々に変更して
その効果を実験した。この実験において、例えばねじれ
角を20°に設定したはす歯ベルト６、駆動プーリ４及び
従動プーリ５を用いたところ、ねじれ角が10°の場合と
比較して従動プーリ５の噛合い振動による回転むらは若
干小さくなった。次にねじれ角を25°に設定したはす歯
ベルト６を用いたところ、ねじれ角が20°の場合と比較
して従動プーリ５の噛合い振動による回転むらは変化し
なかった。これらの例では、当然ながら蛇行を防止する
よう、はす歯のねじれ角θに合わせてプーリのテーパ角
ψを調整している。次に、はす歯のねじれ角を30°に設
定したはす歯ベルト６を用いたところ、ねじれ角が20°
の場合と比較して従動プーリ５の噛合い振動による回転
むらは変化しなかったが、はす歯ベルト６の蛇行を防止
するために付加したテーパ角ψが大きくなり、安定して
蛇行を停止させることが困難となった。すなわち、プー
リのテーパ角ψを大きくしすぎると、はす歯ベルト６の
安定性が損なわれることが分かった。

【００２８】以上の結果より、はす歯プーリ（４及び
５）とはす歯ベルト６のねじれ角は１０°≦θ≦２５°
程度に設定することが望ましいと言える。また、はす歯
プーリのテーパ角ψは、スラスト力の大きさを決める諸
要因によって決まるが、例えば大きい方の径が約60mm、
厚さ約10mmのプーリを用いた実験では、ψが約５°〜約
１０°の範囲で、適切な蛇行防止効果が得られた。

【００２９】また、駆動プーリ４及び従動プーリ５に
は、歯の形状精度を考慮して金属プーリを用いることが
望ましい。また金属プーリは、同一形状の樹脂プーリと
比較して一般に慣性モーメントを大きくでき、今回問題
となっている噛合い振動のような高周波振動の減衰効果
が期待できるため、樹脂プーリよりも金属プーリの導入
を検討することが望ましい。

【００３０】［第２実施形態］次に、本発明の第２実施
形態について説明する。前述の第１実施形態では、像担
持体への駆動力伝達に、テーパをつけたはす歯プーリを
用いたのに対し、本実施形態では、図３に示すように、
ねじれ方向が反対のはす歯部５０ａ及び５０ｂを接合し
てなるやま歯プーリ５５を用いた。すなわち、本実施形
態では、駆動力発生部に接続された駆動プーリと、像担
持体に接続された従動プーリとを、従来のようなはす歯
プーリに代えてやま歯プーリ５５とした。なお、やま歯
プーリ５５の角はす歯部５０ａ、５０ｂには、第１実施
形態のようなテーパは設けていない。はす歯部５０ａと
５０ｂとは、ピッチ円直径や材質、はす歯の歯数やねじ
れ角の大きさが同一であり、ねじれ方向のみが正反対と
なっている。

【００３１】本実施形態では、このようなやま歯プーリ
５５の各はす歯部５０ａ、５０ｂに対し、図４に示すよ
うに、それぞれ対応したねじれ角、ねじれ方向のはす歯
を有するはす歯ベルト６０ａと６０ｂを張架している。
像担持体への所定の駆動力を伝達するためには、伝達す
べき力に見合った幅をもつベルトが必要になるが、本実
施形態のはす歯ベルト６０ａと６０ｂは、２本でその力
を伝達すればよいので、１本当たりの幅は従来の約半分
である。

【００３２】このような構成において、各はす歯ベルト
６０ａ、６０ｂがやま歯プーリ５５の中央方向（すなわ
ち各ベルトが互いに近づく向き）にスラスト力を受ける
よう、やま歯プーリ５５を回転させる構成をとる。こう
すれば、各はす歯ベルト６０ａ及び６０ｂは、それぞ
れ、対応するはす歯部５０ａ及び５０ｂから図４に示す
スラスト力ＦB1、ＦB2を独立に受け、お互いに相手に向
かって進もうとする。したがって、これらはす歯ベルト
６０ａ及び６０ｂは、最終的には両はす歯部５０ａ及び
５０ｂの接合部分で互いに押し合った状態で停止し、安
定して回転することになる。ここで、はす歯部５０ａと
５０ｂのねじれ角の大きさは等しいので、各はす歯ベル
ト６０ａ、６０ｂに働く力ＦB1とＦB2とは大きさが同じ
で方向が正反対となり、前記のように両ベルトの押し合
う力は拮抗し、その結果それら２つのベルトのスラスト
方向への移動が起こらなくなる。

【００３３】この構成によれば、各はす歯部５０ａ、５
０ｂと各はす歯ベルト６０ａ、６０ｂとの間で高い噛み
合い率で駆動力伝達を行うことができるので、はす歯に
よる回転むらの低減効果を得ることができる。そして、
更に、プーリをやま歯構成としたことにより２つのはす
歯ベルト６０ａ、６０ｂに働くスラスト力同士が互いに
打ち消し合うので、ベルトの蛇行が解消され、蛇行によ
る種々の不具合が解消される。

【００３４】はす歯プーリによるベルトの蛇行をフラン
ジにより押さえ込む従来技術では、ベルト側面とフラン
ジとの摩擦により、ベルトがプーリに進入する領域とベ
ルトがプーリから脱出する領域でベルト側面に激しい摩
耗が生じていたが、本実施形態では、２本のはす歯ベル
ト６０ａ及び６０ｂが互いに片側の側面同士で接触し、
一体となって回転するため、ベルト側面の磨耗が大幅に
低減され、高い信頼性を得ることができる。ここで、図
５に示すように、はす歯ベルト６０ａ及び６０ｂの接触
する側（内側）の側面６２ａ、６２ｂに対し、フッ素コ
ート等の低摩擦化処理を施しておけば、両ベルト間の摩
耗を更に減少させることが可能となり、信頼性を更に向
上させることができる。

【００３５】なお、上記の例では、図３に示したよう
に、２つのはす歯部５０ａと５０ｂとを直接接合してや
ま歯プーリ５５を構成したが、ベルト６０ａ、６０ｂの
材質、形状によっては、相互に押し合うそれら２つのベ
ルトの側面が弾性変形してプーリの半径方向に伸長して
変形することがある。この場合、変形量が大きいと、変
形部分がはす歯部５０ａ、５０ｂの歯と噛み合わなくな
るため、プーリのピッチ円直径が部分的に変動してプー
リの回転が乱れる可能性もある。したがって、そのよう
な弾性変形によるベルトの変形量が無視できない場合に
は、図６に示すごとく、２つのはす歯部５０ａと５０ｂ
との接合部分に、所定幅dのマージン部５８を設けてお
くと、不要な弾性変形部がプーリと接触しなくなるた
め、上述のような不具合が解消できる。

【００３６】図７は、この第２実施形態の変形例に係る
やま歯プーリ７０を示している。このやま歯プーリ７０
は、回転むらの更なる低減を測ったものである。

【００３７】図７のやま歯プーリ７０は、２つのはす歯
部５０ａと５０ｂとを、１／２（２分の１）歯分だけ位
相をずらして接合したものである。この構成の効果を図
８を参照して説明する。図８の波形図（ａ）は、駆動時
のやま歯プーリの回転ムラのうち、片方のはす歯部５０
ａ（又は５０ｂ）とそれに係合する１本のはす歯ベルト
６０ａ（又は６０ｂ）による成分の周期的変化を示して
いる。はす歯部５０ａ及び５０ｂは、ねじれ角や歯のピ
ッチは同じなので、回転むらの変動周期も同じになる。
したがって、両はす歯部５０ａと５０ｂとを、図３や図
６の例のように歯の位相を合わせて接合した場合は、各
はす歯部による回転むらの変動の位相が一致し、波形図
（ｂ）に示すような大きさの回転むらが生じる。これに
対し、この変形例のように、両はす歯部を歯の位相を１
／２歯分だけずらして接合すれば、各はす歯部による回
転むらの変動成分が互いに打ち消しあって、回転むらを
大幅に小さくすることができる。実験では、波形図
（ｃ）に示すような結果が得られた。この図からも、回
転むらが大幅に低減されていることが分かる。

【００３８】このように、やま歯プーリの２つのはす歯
部の位相を１／２歯分ずらせば、良好な回転むら低減効
果を得ることができ、ひいてはそのプーリに接続された
像担持体での画像形成における濃度むらを減少させるこ
とができる。

【００３９】以上、両はす歯部の位相を１／２歯分をず
らした場合の効果を説明したが、ここで注意すべきは、
歯の位相をずらさない場合の回転むらの大きさ（波形図
（ｂ）参照）も、図１４に示した従来技術の場合より悪
い（大きい）訳ではないということである。本実施形態
では、像担持体へ伝達する駆動力を、２本のはす歯ベル
ト５０ａ及び５０ｂで分担しているので、結局２本のベ
ルトを合わせれば、条件は従来技術の１本のベルトと同
じになり、したがって回転むらの大きさも、従来技術に
おける回転むらの大きさにほぼ等しくなる。

【００４０】なお、上記第２実施形態では、やま歯プー
リ５５に２本の細いはす歯ベルト６０ａ及び６０ｂを張
架して駆動系を構成したが、２本のはす歯ベルトを用い
る代わりに、それら２本のはす歯ベルトを中央で接合し
たような１本のやま歯ベルトを用いても、同等の効果を
得ることができる。

【００４１】［画像形成装置への適用］以上、画像形成
装置の駆動力伝達機構の好適な実施形態を説明した。次
に、これら駆動力伝達機構を組み込んだ画像形成装置の
概略構成を図９を参照して説明する。

【００４２】図９の画像形成装置は、転写ベルト駆動装
置（図示省略）が導入され、記録用紙Ｐを転写ベルト８
で搬送し、ＫＹＭＣ（ブラック、イエロー、マゼンタ、
サイアン）の各色について連続的に印刷していくタンデ
ム型のものである。この画像形成装置は、原稿（図示省
略）が載置されるプラテンガラス等の透明の原稿載置台
９と、原稿載置台９上に載置された原稿を光学的に走査
して原稿から画像データを読取る画像読取り部１０と、
画像読取り部１０が読取った画像データをＫＹＭＣ各色
のカラー画像データに色分解し、色分解された画像デー
タにマーキングデバイス／プロセスの特性を考慮した所
定の重み係数を付与する等の画像処理を施す画像処理部
１１を備える。また、画像形成装置は、画像処理部１１
による画像処理後の各画像データに基づいて、ブラック
（Ｋ）の色材粒子を用紙に転写する第１画像形成ステー
ション１２−１、イエロー（Ｙ）の色材粒子を転写する
第２画像形成ステーション１２−２、マゼンタ（Ｍ）の
色材粒子を転写する第３画像形成ステーション１２−
３、サイアン（Ｃ）の色材粒子を転写する第４画像形成
ステーション１２−４を有する。各画像ステーション１
２−１〜１２−４は、各々の感光体１に自己の担当する
色の画像を潜像として書き込む画像書込部１３−１〜１
３−４を有する。感光体１表面に色材を供給して潜像を
顕像化させる色材粒子供給部２０−１〜２０−４と、感
光体１表面に形成された色材像を記録用紙Ｐに転写する
転写部２１−１〜２１−４と、色材像転写後の感光体１
から残留物を除去する不要異物除去部２２−１〜２２−
４とを備えている。感光体４の軸は、図示しない従動プ
ーリに接続されており、この従動プーリに対し、上記実
施形態のはす歯ベルト６（又ははす歯ベルト６０ａと６
０ｂのペア、やま歯ベルト）を介して駆動プーリ４から
駆動力が伝達される構成となっている。

【００４３】レジストローラ１４は、用紙搬送路に沿っ
て供給される記録用紙Ｐを所定のタイミングで用紙搬送
用の転写ベルト８に送り込む。吸着用帯電部１５は、記
録用紙Ｐの供給ポイントに設けられており、記録用紙Ｐ
に所定の電荷を付与する。一方、用紙出口付近に設けら
れる剥離部１６は、各画像形成ステーション１２で色材
粒子が転写された記録用紙Ｐを剥離するのに必要な所定
の電荷を付与する。その後段に設けられた定着部１７
は、用紙搬送路に沿って供給されてきた記録用紙Ｐの色
材粒子を定着して排出する。

【００４４】また、除電部１８は、次の用紙Ｐの供給を
受ける前に転写ベルト８の不要な電荷を除去する。除電
部１８で除電された転写ベルト８の表面は、清掃部１９
により清掃される。なお、これら各ユニットは、画像形
成装置全体の制御を行う主制御部により統合的に制御さ
れるが、この主制御部については図示を省略している。
この主制御部は、ベルト駆動開始時にベルト駆動信号を
各ベルトの駆動装置の制御部に出力し、記録用紙Ｐの供
給タイミングに同期して感光体１への画像データ書き込
み開始信号を画像書込部１３−１〜１３−４に送るよう
動作する。

【００４５】この例では、各実施形態で示した駆動力伝
達機構は、この画像形成装置の各画像形成ステーション
１２における感光体１の駆動機構に組み込まれている。

【００４６】歯車や歯付きベルトの噛合い振動が感光体
の回転に重畳するとその変動量および周期に対応した濃
度むらが出力画像に発生することが多いため、各実施形
態の駆動力伝達機構は、まず感光体の駆動部に設置する
ことが好ましい。

【００４７】しかし感光体駆動部にそのような駆動力伝
達機構を設置しても出力画像に周期的な濃度むらがなお
も残留しているような場合には、転写ベルト８の駆動力
伝達部に各実施形態の駆動力伝達機構を設置すれば、周
期的な濃度むらを更に低減することができ、適切に調整
すれば濃度むらを消滅させる（認知限界未満に抑える）
ことも可能である。

【００４８】また、感光体１に形成された色材像を用紙
に直接転写するのではなく、円筒形又はベルト状の中間
転写体を介して用紙に転写する構成を採る画像形成装置
では、そのような中間転写体の駆動機構に対して上記各
実施形態の駆動力伝達機構を用いることも好適である。
また、被転写媒体が記録用紙Ｐである場合を説明した
が、中間体ベルトに画像を転写する構成においても、各
実施形態の機構は適用可能である。

【００４９】また以上の例では、像担持体に直接的に接
続されたプーリを、ベルトと駆動プーリを介して駆動す
る駆動力伝達機構を例にとって説明した。しかしなが
ら、上記各実施形態の機構は、像担持体に直接にはつな
がっていない（ただし中間の歯車やベルト等を介して間
接的にはつながっている）駆動部分に適用することもも
ちろん可能であり、その場合でもベルト蛇行の防止効果
は当然得られる。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成では、
像担持体への駆動力伝達機構に用いるはす歯プーリにテ
ーパを持たせたことにより、はす歯ベルトの蛇行が抑制
される。また、本発明の別の構成では、ねじれ方向が反
対のはす歯部を有するやま歯プーリを駆動力伝達機構に
用いたことにより、駆動力伝達用のベルトの蛇行が抑制
される。このようなベルト蛇行の抑制により、はす歯を
利用したことによる噛合い振動抑制効果が安定的に発現
可能となるため、画像形成装置における出力画像の濃度
むらおよび画像位置ずれを認知限界以下まで低減させる
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の画像形成装置におけ
る像担持体への駆動力伝達機構の構成を示す図である。

【図２】第１実施形態によるはす歯ベルトの蛇行防止
効果を説明するための図である。

【図３】第２実施形態の像担持体への駆動力伝達機構
に用いるやま歯プーリの一例を示す図である。

【図４】第２実施形態の駆動力伝達機構のベルト蛇行
防止効果を説明するための図である。

【図５】第２実施形態における２本のベルトの内側側
面についての改良例を説明するための図である。

【図６】第２実施形態における、各はす歯部の接合部
にマージン部を設けたやま歯プーリを示す図である。

【図７】第２実施形態における、やま歯プーリの各は
す歯部の歯の位相をずらせた変形例を示す図である。

【図８】図７の変形例の効果を説明するための図であ
る。

【図９】各実施形態の駆動力伝達機構が組み込まれる
画像形成装置の構成例を示す図である。

【図１０】従来の歯車伝動における「がた（バックラ
ッシ）」を説明するための図である。

【図１１】従来の平歯車伝動における不具合点を説明
するための図である。

【図１２】従来のすぐ歯歯車伝動とすぐ歯ベルト伝動
との回転むらの程度を比較して示す図である。

【図１３】従来のすぐ歯ベルト伝動とはす歯ベルト伝
動との回転むらの程度を比較して示す図である。

【図１４】従来のはす歯ベルト伝動の不具合点を説明
するための図である。

【符号の説明】

４駆動プーリ、５従動プーリ、６，６０ａ，６０ｂ
はす歯ベルト、７駆動力発生部、３０駆動軸、３１
従動軸、５０ａ，５０ｂはす歯部、５５やま歯プー
リ、５８マージン部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長尾剛次神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者飯島喜一郎神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H035 CA07 CF00 CG03 2H071 BA42 CA02 CA05 DA15 DA26 3J049 AA03 AB01 BF01 BF02 BF06 CA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転しながら画像形成動作を行うための
像担持体と、前記像担持体に対して回転駆動力を伝達する駆動力伝達
機構とを備える画像形成装置であって、前記駆動力伝達機構の少なくとも一部に、はす歯プーリ
とはす歯ベルトとを用い、前記はす歯プーリの少なくとも１つが、はす歯構造によ
る前記はす歯ベルトへのスラスト力を打ち消す力が前記
はす歯ベルトに作用するようピッチ円直径がプーリ幅方
向に向かって連続的に増大または減少するテーパ形状に
構成されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記駆動力伝達機構は、前記像担持体に
接続されたはす歯プーリと、このはす歯プーリに対して
前記はす歯ベルトを介して駆動力を伝達するはす歯プー
リを含み、これらのはす歯プーリが前記テーパ形状に構
成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記はす歯プーリとはす歯ベルトのねじ
れ角θが１０°≦θ≦２５°であることを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記はす歯プーリが金属プーリであるこ
とを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載
の画像形成装置。
【請求項５】回転しながら画像形成動作を行うための
像担持体と、前記像担持体に対して回転駆動力を伝達する駆動力伝達
機構とを備える画像形成装置であって、前記駆動力伝達機構は、歯のねじれ方向が反対のはす歯部を２個接合してなるや
ま歯プーリと、このやま歯プーリの各はす歯部にそれぞれ係合する２本
のはす歯ベルトと、を備え、前記各はす歯ベルトがそれ
ぞれ、前記やま歯プーリの各はす歯部から、前記やま歯
プーリの接合部の方向に向かってスラスト力を受けるよ
うに構成される画像形成装置。
【請求項６】前記やま歯プーリは、２つの前記はす歯
部同士を、１／２歯分位相をずらせて接合してなること
を特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】回転しながら画像形成動作を行うための
像担持体と、前記像担持体に対して回転駆動力を伝達する駆動力伝達
機構とを備える画像形成装置であって、前記駆動力伝達機構は、歯のねじれ方向が反対のはす歯部を２個接合してなるや
ま歯プーリと、このやま歯プーリに係合する１本のやま歯ベルトと、を
備える画像形成装置。
【請求項８】前記やま歯プーリは、前記像担持体に接
続されることを特徴とする請求項５から請求項７のいず
れかに記載の画像形成装置。
【請求項９】前記やま歯プーリが金属製であることを
特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記載の画
像形成装置。
【請求項１０】前記像担持体が感光体であることを特
徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の画像
形成装置。
【請求項１１】前記像担持体が中間転写体であること
を特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の
画像形成装置。