JP2004183860A - 駆動力伝達装置、駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製無端ベルトをプーリ間に適切なテンションで張架させることを可能とし、かつ、脱輪や蛇行の発生を抑制することである。
【解決手段】減速装置８１は、駆動モータＭに接続されるモータ軸８２に固定された入力プーリ８３と、感光体ドラムのドラム軸２０ａに接続される駆動出力軸８６に固定された出力プーリ８５とに張架されたスチールベルト８４を介して、ドラム軸に回転駆動力を伝達する。モータ軸及び駆動出力軸はそれぞれ第１フレーム８８ａと第２フレーム８８ｂとに軸受けされている。これらのフレームは、ドラム軸を支持する側板２９とは別体に構成されているので、側板よりもずっと小さいフレームに軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を加工することができる。よって、高性能な加工装置を用いて軸受部用の孔を加工できる。したがって、モータ軸と駆動出力軸との間の軸間距離や軸間平行度の精度を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源からの駆動力を金属製ベルトによって被駆動部材に伝達するための駆動力伝達装置並びにこれを備える駆動装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、記録材料の記録面上に画像を記録する記録ヘッドを主走査方向に移動させるための駆動力を、一対のプーリ間に巻き掛けられたスチールベルト（金属製無端ベルト）によって伝達する画像記録装置が開示されている。また、特許文献２には、一対のプーリ間にスチールベルトを巻き掛けた変速段を含む変速装置が開示されている。また、特許文献３には、画像形成装置の被駆動部材に原動機からの回転を伝える駆動伝達機構の摩擦伝動体として使用される金属製無端ベルト及びその製造方法が開示されている。
このようにプーリ間に張架された無端ベルトを介して駆動力を伝達する構成とすれば、複数のギヤを互いに噛み合わせて駆動力を伝達する構成で問題となっていた噛み合い周期に応じたジターの発生がない。そして、その無端ベルトとして剛性の高い金属製の無端ベルトを用いることで、一般に使用されている樹脂製の無端ベルトを用いる場合に比べて、稼働時におけるベルト伸びが生じにくい。よって、ベルト伸びによるベルト周長の誤差が少なく、駆動源からの駆動力を被駆動部材に対してより正確に伝えることが可能となる。したがって、金属製無端ベルトを用いれば、被駆動部材の駆動速度や駆動位置の精度を高めることが可能となる。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６４−１９８６７号公報
【特許文献２】
特開平６−１７４０２１号公報
【特許文献３】
特開２００１−３３００８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プーリ間に張架した無端ベルトを介して駆動力を伝達する場合、その無端ベルトが樹脂製であれば、そのプーリ間の軸間距離に多少の誤差が生じていても、この誤差をベルトの伸びにより吸収できる。よって、プーリ間の軸間距離に多少の誤差があっても、樹脂製の無端ベルトであれば、これをプーリ間に適切なテンションで張架させることができる。しかし、金属製の無端ベルトの場合、上述したように樹脂製の無端ベルトに比べてベルトの伸びが少ないので、そのプーリ間の軸間距離の誤差がベルトの伸びによってほとんど吸収されることはない。そのため、金属製の無端ベルトをプーリ間に適切なテンションで張架させるためには、プーリ間の軸間距離について極めて高い精度が要求される。
【０００５】
また、無端ベルトをプーリ間に張架するとき、これらの間の接触部分における接触圧がベルト幅方向において均一でないと、無端ベルトが蛇行したり、プーリから脱輪したりすることになる。特に、無端ベルトとして金属製の無端ベルトを用いた場合、その剛性の高さから、ベルト幅方向における接触圧の不均一さが、すぐに脱輪や蛇行の発生につながる。よって、金属製の無端ベルトを用いる場合には、樹脂製の無端ベルトを用いる場合に比べて、その接触圧を均一にすることが重要となる。この接触圧を均一にするには、例えば互いに平行な軸をもつ一対のプーリ間に金属製無端ベルトを張架する場合、そのプーリ軸の平行度について高い精度が要求される。ここで、プーリ軸の平行度の精度を高くするためには、そのプーリ軸を両端で支持する各支持板にそれぞれ形成される軸受用孔の間の相対位置精度を高めることが重要となる。しかし、金属製無端ベルトを利用して駆動力を伝達する従来の装置では、プーリ軸の少なくとも一端を画像形成装置などの本体側板（被駆動部材支持部材）で支持している。この本体側板は、一般に大きな板状部材で構成されているので、このように大きな板状部材に対して各プーリ軸の軸受用孔を、金属製無端ベルトに要求される高い相対位置精度で加工するのは、通常の加工装置では困難である。
【０００６】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、金属製無端ベルトをプーリ間に適切なテンションで張架させることを可能とし、かつ、脱輪や蛇行の発生を抑制することが可能な駆動力伝達装置、駆動装置及び画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動源に接続される駆動入力軸に固定された入力プーリと、被駆動部材に接続される駆動出力軸に固定された出力プーリとに張架される金属製無端ベルトを介して、該駆動源からの回転駆動力を該被駆動部材に伝達する駆動力伝達装置において、上記被駆動部材を支持する被駆動部材支持部材とは別体に構成され、上記駆動入力軸の一端及び上記駆動出力軸の一端をそれぞれ軸受する軸受部を有する第１支持部材と、該被駆動部材支持部材とは別体に構成され、該駆動入力軸の他端及び該駆動出力軸の他端をそれぞれ軸受する軸受部を有する第２支持部材と、上記入力プーリ、上記出力プーリ及び上記金属製無端ベルトを収容するスペースを空けて該第１支持部材及び該第２支持部材を互いに固定する固定部材と、該被駆動部材に該駆動出力軸を接続する接続部材とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の駆動力伝達装置において、上記固定部材は、上記第１支持部材と上記第２支持部材との間で互いに熱交換が行われるように構成されており、該第１支持部材及び該第２支持部材を、互いに等しい熱膨張係数をもった材料で形成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の駆動力伝達装置において、上記第１支持部材及び上記第２支持部材のうち上記駆動源に近接する側のものと該駆動源との間に、断熱部材を配置したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の駆動力伝達装置において、上記入力プーリ及び上記出力プーリを含む上記金属製無端ベルトを張架するプーリのうちの少なくとも１つのプーリの軸の傾きを調節する調節手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の駆動力伝達装置において、上記金属製無端ベルトの幅方向位置を検知する検知手段を設け、該検知手段による検知に基づいて、該金属製無端ベルトの幅方向位置を所定の幅方向位置に修正するように、上記調節手段を制御することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の駆動力伝達装置において、上記出力プーリとして、上記入力プーリの径よりも大きい径を有するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、回転駆動力を発生させる駆動源と、該駆動源からの回転駆動力を被駆動部材に伝達する駆動力伝達装置とを備えた駆動装置において、上記駆動力伝達装置として、請求項１、２、３、４、５又は６の駆動力伝達装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、回転駆動力を発生させる駆動源と、該駆動源からの回転駆動力によって表面移動する像担持体と、該駆動源からの回転駆動力を該像担持体に伝達する駆動力伝達装置とを備え、該像担持体上の可視像を記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記駆動力伝達装置として、請求項１、２、３、４、５又は６の駆動力伝達装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１乃至６の駆動力伝達装置、並びに、請求項７の駆動装置及び請求項８の画像形成装置においては、第１支持部材及び第２支持部材を被駆動部材支持部材に取り付け、駆動出力軸と被駆動部材を接続部材によって接続することで、駆動源からの回転駆動力を被駆動部材に伝達することができる。駆動入力軸及び駆動出力軸の各端を軸受する第１支持部材と第２支持部材は、被駆動部材を支持する被駆動部材支持部材とは別体に構成されている。駆動入力軸及び駆動出力軸を軸受部で支持しているのは、第１支持部材及び第２支持部材であって、被駆動部材支持部材ではない。よって、駆動入力軸と駆動出力軸との間の軸間距離や軸間平行度の精度は、被駆動部材支持部材に関係なく、第１支持部材及び第２支持部材にそれぞれ形成される駆動入力軸及び駆動出力軸の軸受部間の相対位置精度によって決まる。
ここで、被駆動部材支持部材が支持する被駆動部材は、一般に駆動力伝達装置よりも寸法が大きく重量も重い。また、被駆動部材を支持する被駆動部材支持部材は更に別の部材をも支持する場合もある。これに対し、第１支持部材及び第２支持部材は、駆動入力軸及び駆動出力軸を支持できるものであればよいので、被駆動部材支持部材よりも小さい寸法で構成することができる。このように第１支持部材及び第２支持部材を小寸法化できることで、通常の加工装置によって、駆動入力軸及び駆動出力軸の各軸受部を高い相対位置精度で加工することが可能となる。したがって、このように高い相対位置精度で軸受部が形成された第１支持部材及び第２支持部材を正確に対向させ、これらを固定部材によって固定することで、駆動入力軸及び駆動出力軸の間における軸間距離及び平行度の精度を高めることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態について説明する。本実施形態の複写機は、各色ごとに潜像担持体としての感光体ドラムを備えたいわゆるタンデム型のカラー複写機であるが、これに限られるものではない。
【００１０】
まず、本実施形態に係る複写機全体の構成について説明する。
図３は、本実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。この複写機は、複写機本体１００と、この複写機本体を載置する給紙テーブル２００と、その複写機本体上に取り付けるスキャナ３００と、このスキャナの上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。
【００１１】
図４は、複写機本体１００部分の構成を示す拡大図である。複写機本体１００には、無端ベルト状の像担持体としての中間転写体である中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４，１５，１６に張架された状態で、図４中時計回り方向に回転駆動される。支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋが並んで配置されている。これらの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの上方には、図３に示すように、露光装置２１が設けられている。この露光装置２１は、スキャナ３００で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各画像形成ユニットに設けられる潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上に静電潜像を形成するためのものである。また、支持ローラのうちの第３支持ローラ１６に対向する位置には、２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３ａ，２３ｂ間に無端ベルト状の２次転写ベルト２４が張架した構成を有する。そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を転写紙上に２次転写する際には、２次転写ベルト２４を第３支持ローラ１６に巻回された中間転写ベルト１０部分に押し当てて２次転写を行う。なお、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４を用いた構成でなくても、例えば転写ローラや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。また、２次転写装置２２の２次転写ベルト２４による転写紙搬送方向下流側には、転写紙上に転写されたトナー像を定着させるための定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、加熱ローラ２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、記録材としての転写紙に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するためのものである。
【００１２】
次に、画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１８Ｋを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍも同様の構成を有する。
図５は、隣り合う２つの画像形成ユニット１８Ｍ，１８Ｋの構成を示す拡大図である。なお、図中の符号では、色の区別を示す「Ｍ」及び「Ｋ」の記号を省略しており、以下の説明でも記号は適宜省略する。
画像形成ユニット１８には、感光体ドラム２０の周囲に、帯電装置６０、現像装置６１及び感光体クリーニング装置６３が設けられている。また、感光体ドラム２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写装置６２が設けられている。
【００１３】
上記帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム２０に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
【００１４】
また、上記現像装置６１は、一成分現像剤を使用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。この現像装置６１は、攪拌部６６と現像部６７に大別できる。攪拌部６６では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュ６８が設けられており、２本のスクリュ６８の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース７０には現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。一方、現像部６７では、現像スリーブ６５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム２０に転移される。この現像部６７には、現像ケース７０の開口を通して感光体ドラム２０と対向する現像スリーブ６５が設けられており、その現像スリーブ６５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ６５に先端が接近するようにドクタブレード７３が設けられている。
【００１５】
この現像装置６１では、現像剤を２本のスクリュ６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ６５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード７３により適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。このようにして感光体ドラム２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム２０上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム２０上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れ、攪拌部６６に戻される。
このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検知し、その検知結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。
【００１６】
また、上記１次転写装置６２は、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム２０に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。
また、上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体ドラム２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、図示しないトナーリサイクル装置を通じて現像装置６１へと戻され、再利用する。
また、除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム２０の表面電位を初期化する。
【００１７】
以上の構成をもつ画像形成ユニット１８では、感光体ドラム２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ３００により読み取った画像情報に基づいて露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込光Ｌを照射し、感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写装置６２により中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体ドラム２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。
【００１８】
次に、本実施形態における複写機の動作について説明する。
上記構成をもつ複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、図３に示した原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにして原稿の画像情報を読み取る。
【００１９】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４，１５，１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋも回転駆動する。なお、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの駆動機構の詳細は後述する。その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づいて、露光装置２１から、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上に書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋにより可視像化される。そして、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写装置６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。
【００２０】
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７により複写機本体１００内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。
【００２１】
レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー画像が２次転写装置２２の２次転写ベルト２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。レジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との間に送り込まれ、２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の合成トナー像が転写紙上に２次転写される。その後、転写紙は、２次転写ベルト２４に吸着した状態で定着装置２５まで搬送され、定着装置２５で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着装置２５を通過した転写紙は、排出ローラ５６により排紙トレイ５７に排出されスタックされる。なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着装置２５を通過した転写紙の搬送経路を切換爪５５により切り換える。そして、その転写紙は、２次転写装置２２の下方に位置するシート反転装置２８に送り込まれ、そこで反転し、再び２次転写部に案内される。
【００２２】
次に、本発明の特徴部分である、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋにそれぞれ設けられる駆動装置８０の構成及び動作について説明する。なお、以下の説明では、色の区別を示す「Ｙ」、「Ｃ」、「Ｍ」及び「Ｋ」の記号を省略する。
図１は、本実施形態における駆動装置８０を感光体ドラム２０の軸方向に切断したときの断面図である。
図２は、駆動装置８０に設けられる減速装置の内部を感光体ドラム２０の軸方向から見たときの正面図である。
本実施形態における駆動装置８０は、駆動源である駆動モータＭと、この駆動モータからの回転駆動力を減速して感光体ドラム２０に伝達する駆動力伝達装置としての減速装置８１とから構成されている。駆動モータＭは、図示しない電力源から電力供給を受けることで、回転駆動力を発生させ、この回転駆動力によって、駆動入力軸であるモータ軸８２が回転する。このモータ軸８２には、入力プーリ８３が固定されており、モータ軸８２が回転することにより、入力プーリ８３がモータ軸８２を中心に回転する。この入力プーリ８３が回転すると、これに張架されている金属製無端ベルトであるスチールベルト８４が無端移動する。このようにしてスチールベルト８４が無端移動すると、これを張架する出力プーリ８５が回転することになる。この出力プーリ８５は、被駆動部材である感光体ドラム２０に接続される駆動出力軸としての出力軸８６に固定されている。よって、出力プーリ８５が回転することにより出力軸８６が回転する。このようにして、駆動モータＭからの回転駆動力が出力軸８６に伝達される。
【００２３】
本実施形態では、出力プーリ８５の径は、入力プーリ８３の径よりも大きい。この大きさの比は、必要とする減速比に応じて決定される。なお、本実施形態では、減速装置を例に挙げているので出力プーリ８５の径が入力プーリ８３の径よりも大きいが、その用途に応じて出力プーリ８５の径を入力プーリ８３の径よりも小さくしたり、同じ大きさにしたりしてもよい。
また、本実施形態では、図２に示すように、スチールベルト８４に適正なテンションを付与するためのテンション手段であるテンショナー９０が設けられている。このテンショナー９０は、スチールベルト８４を、その内周面から外方に向けて付勢しつつこれを張架するプーリとして機能している。スチールベルト８４であっても、経時的な使用により伸びが発生する。スチールベルト８４の場合、一度の伸びが発生すると元には戻らないが、このままでは必要なテンションが得られず、適正なベルト駆動が困難になる。しかし、本実施形態によれば、スチールベルト８４に伸びが発生しても、テンショナー９０によって適正なテンションが保たれるので、経時的に適正なベルト駆動が実現できる。
【００２４】
上記出力軸８６は、接続部材としてのカップリング８７によって、感光体ドラム２０から延びるドラム軸２０ａと接続されている。このカップリング８７は、ドラム軸２０ａ側に固定される部分８７ａと、出力軸８６側に固定される部分８７ｂとを弾性材８７ｃを介して接続した構造を有する。ドラム軸２０ａは、本複写機の本体内部にある被駆動部材支持部材としての側板２９によって支持されている。側板２９には軸受部２９ａが設けられており、この軸受部２９ａに挿通されたドラム軸２０ａは回転自在に支持されている。
【００２５】
本実施形態において、モータ軸８２及び出力軸８６は、第１支持部材としての第１フレーム８８ａと第２支持部材としての第２フレーム８８ｂとによって支持されている。各フレーム８８ａ，８８ｂには、それぞれモータ軸８２及び出力軸８６を軸受けする軸受部８８ｃ，８８ｄが設けられており、これらの軸受部８８ｃ，８８ｄに挿通された各軸８２，８６は回転自在に支持されている。そして、第１フレーム８８ａと第２フレーム８８ｂは、入力プーリ８３、出力プーリ８５及びスチールベルト８４を収容するスペースを空けて、固定部材であるステー８９によって固定されている。
【００２６】
本実施形態における減速装置８１は、第１フレーム８８ａ、第２フレーム８８ｂ及びステー８９によってユニット化されており、側板２９とは別個独立な構成となっている。このような構成においては、モータ軸８２と出力軸８６との間の軸間距離や軸間平行度の精度は、側板２９に関係なく、第１フレーム８８ａ及び第２フレーム８８ｂにそれぞれ形成される軸受部８８ｃ，８８ｄ間の相対位置精度によって決まることになる。
ここで、高い相対位置精度で軸受部８８ｃ，８８ｄを形成するには、高い位置精度で軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を加工できる高性能な穿孔機等の加工装置が必要である。このような加工装置は、通常、小寸法のものを加工対象としている。モータ軸８２及び出力軸８６を側板２９に対して直接組み付ける従来装置の場合、側板２９に軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を加工しなければならないが、この側板２９は、高性能な加工装置の加工対象となり得る寸法よりもはるかに大きい。そのため、この従来装置においては、軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を高性能な加工装置で加工できず、大寸法のものを加工対象とする位置精度が悪い加工装置で加工していた。その結果、側板２９に対して軸受部８８ｃ，８８ｄを高い相対位置精度で形成することができず、モータ軸８２と出力軸８６との間の軸間距離や軸間平行度の精度が悪いものとなる。したがって、このような従来装置では、スチールベルトを用いた場合、これをプーリ間に適切なテンションで張架させることが困難であり、また脱輪や蛇行も発生しやすい。
これに対し、本実施形態における駆動装置８０では、第１フレーム８８ａ及び第２フレーム８８ｂに軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を加工する。各フレーム８８ａ，８８ｂは、側板２９に比べてはるかに小さい寸法であり、高性能な加工装置の加工対象となり得る。よって、各フレーム８８ａ，８８ｂに軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を加工する際には、高性能な加工装置を用いることができる。したがって、本実施形態における駆動装置８０においては、各フレーム８８ａ，８８ｂに軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を高い位置精度で形成することができるので、モータ軸８２と出力軸８６との間の軸間距離や軸間平行度の精度は高いものとなる。
【００２７】
側板２９に支持されている感光体ドラム２０のドラム軸２０ａに対して、駆動装置８０を組み付ける場合、まず、第１フレーム８８ａ、第２フレーム８８ｂ及びステー８９によってユニット化される駆動装置８０を組み立てておく。そして、駆動装置８０から突出した出力軸８６の一端と、側板２９から突出したドラム軸２０ａとをカップリング８７によって接続する。なお、この接続時には、出力軸８６とドラム軸２０ａとの間で多少の位置ズレが生じても、そのズレ分は弾性材８７ｃによって吸収される。その後、駆動装置８０の第１フレーム８８ａを本体ステー２９ｂによって側板２９に取り付ける。これにより、駆動装置８０は、側板２９に固定される。
【００２８】
なお、駆動装置８０を組み付ける方法は、これに限られず、他の方法を採用することもできる。例えば、まず、ドラム軸２０ａと出力軸８６をカップリング８７によって接続し、出力軸８６を軸受けした状態の第１フレーム８８ａを本体ステー２９ｂによって側板２９に取り付ける。そして、この状態の第１フレーム８８ａ及び出力軸８６に対し、入力プーリ８３、出力プーリ８５及び駆動モータＭのモータ軸を、第２フレーム８８ｂとともに、ステー８９によって固定する。この場合、駆動装置８０の組み立てと側板２９への組み付けとを同じ場所で行うことができる。
【００２９】
上記スチールベルト８４は、入力プーリ８３、出力プーリ８５及びテンショナー９０に張架された状態で回転駆動する。このとき、モータ軸８２及び出力軸８６の平行度が僅かにズレているだけで、ベルトの蛇行が発生してしまう。本実施形態では、上述のように高い精度でモータ軸８２と出力軸８６との間の平行度が確保されているが、それでも組み付け誤差などによって平行度がズレてベルトの蛇行が発生することがある。
【００３０】
そこで、本実施形態では、スチールベルト８４を張架する入力プーリ８３のプーリ軸の傾きを調節する調節手段としての移動軸受を用いて、モータ軸８２を軸受けしている。なお、本実施形態では、モータ軸８２を軸受けする軸受部８８ｄのうち、第２フレーム８８ｂに設けられた軸受部８８ｄが移動軸受で構成されている。この移動軸受で構成された軸受部８８ｄは、ネジを回すことによって、モータ軸８２と出力軸８６との結ぶ仮想直線上を第２フレーム８８ｂに沿って移動することができる。よって、このネジを回すことで、入力プーリ８３のプーリ軸の傾きを調節することができる。したがって、本駆動装置８０を上述のようにして組み付けた後、ベルトの蛇行を抑制する方向にネジを回してプーリ軸の傾きを調節し、その後ネジを固定することで、ベルトの蛇行の発生を抑制することができる。
なお、本実施形態では、モータ軸８２を軸受けする軸受部８８ｄを移動させることで、入力プーリ８３のプーリ軸の傾きを調節する場合について説明したが、出力プーリ８５やテンショナー９０におけるプーリ軸の傾きを調節する構成としてもよい。また、プーリ軸の傾きを調節する手段は、入力プーリ８３、出力プーリ８５及びテンショナー９０の一部だけに設けても、これらの全てに設けてもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、駆動モータＭとしてパルスモータが利用されており、連続駆動時には５０℃程度まで温度上昇する。これにより発生する熱は、隣接する第２フレーム８８ｂに伝搬することになる。このように熱の伝搬を受けると、第２フレーム８８ｂは熱膨張し、第２フレーム８８ｂに形成された２つの軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔の相対位置が変化する。このとき、第１フレーム８８ａの温度が第２フレーム８８ｂの温度と大きく異なったものであると、各フレーム８８ａ，８８ｂの２つの軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔の間隔が、フレーム間で互いに異なったものとなってしまう。その結果、上述のように高い相対位置精度で２つの軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を形成したとしても、モータ軸８２と出力軸８６との間の平行度がズレてしまう。
そこで、本実施形態における駆動装置８０では、第１フレーム８８ａ及び第２フレーム８８ｂが互いに等しい熱膨張係数をもった材料で形成している。そして、第１フレーム８８ａと第２フレーム８８ｂとの間を、ステー８９によって互いに熱交換が行われる構成とした。本実施形態では、第１フレーム８８ａ、第２フレーム８８ｂ及びステー８９を、鉄、アルミニウム、ステンレス等の熱伝導性の高い材料を用いてダイキャスト工程などにより形成している。このような構成により、駆動モータＭで発生した熱が第２フレーム８８ｂに伝搬しても、その熱はステー８９を通じて第１フレーム８８ａにも迅速に伝わる。その結果、第１フレーム８８ａ及び第２フレーム８８ｂの温度を常にほぼ等しい状態にすることができる。よって、熱膨張により変化する２つの軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔の間隔は、第１フレーム８８ａ及び第２フレーム８８ｂの間でほぼ等しくなり、モータ軸８２と出力軸８６との間の平行度を保つことができる。なお、第１フレーム８８ａ、第２フレーム８８ｂ及びステー８９間の熱伝導効率を上げるためには、これらを一体成形した構成としてもよい。また、駆動モータＭから第２フレーム８８ｂに伝搬する熱量を少なくするために、駆動モータＭの表面に放熱フィンを設けるなどして、駆動モータＭの放熱対策を施してもよい。
【００３２】
〔変形例１〕
次に、上記実施形態における駆動装置の変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
図６は、本変形例１における駆動装置１８０を、感光体ドラム２０の軸方向に切断したときの断面図である。この駆動装置１８０の基本的構成は、上記実施形態と同様であるが、駆動モータＭの発熱により生じるモータ軸８２と出力軸８６との間の平行度のズレに対する対策が異なっている。すなわち、本変形例１では、図示のように、駆動モータＭと第２フレーム８８ｂとの間に、ゴムやプラスチック等からなる熱伝導性の低い断熱部材１９１を設けている。これにより、駆動モータＭで発生した熱が第２フレーム８８ｂに伝搬しにくくなる。その結果、第２フレーム８８ｂが熱膨張しにくく、２つの軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔の間隔は、上述のように高い相対位置精度で加工された加工時からほとんど変化しない。したがって、モータ軸８２と出力軸８６との間の平行度を保つことができる。
更に、本変形例１では、駆動モータＭの表面に放熱フィン１９２を設けている。これにより、駆動モータＭで発生した熱の一部を、放熱フィン１９２を通じて放熱しやすくなり、第２フレーム８８ｂ側に伝わる熱量を少なくできる。よって、第２フレーム８８ｂは更に熱膨張しにくくなり、モータ軸８２と出力軸８６との間の平行度をより安定して保つことができる。
【００３３】
〔変形例２〕
次に、上記実施形態における駆動装置の他の変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
本変形例２における駆動装置は、移動軸受を用いて僅かな平行度のズレを調節することでベルト蛇行の発生を抑制する点では上記実施形態と同様である。しかし、本変形例２では、駆動装置の運転時にベルト蛇行の発生を検知し、その検知結果に基づいて移動軸受の移動を制御する点で、組み付け時に移動軸受を移動させる上記実施形態とは異なっている。
【００３４】
図７は、本変形例２における移動軸受で構成されるモータ軸８２の軸受部２８８ｄの移動制御に関する説明図である。本変形例２の駆動装置８０には、出力プーリ８５に張架されるスチールベルト８４のベルト部分におけるベルト幅方向の位置ズレを検知する検知手段としてのエリアセンサ２９３が設けられている。このエリアセンサ２９３は、スチールベルト８４のベルト幅方向端部が出力プーリ８５のベルト接触面の端部に近づいたことを検知し、その結果を制御部２９４に出力する。また、モータ軸８２を図示しない第１フレーム８８ａで軸受けする軸受部は移動軸受２８８ｄとなっており、この移動軸受２８８ｄはモータ軸８２と出力軸８６との結ぶ仮想直線上を第１フレーム８８ａに沿って移動することができる。具体的には、図示しない駆動モータＭが取り付けられた端部とは反対側のモータ軸８２の端部には、支点２９５ａを揺動中心として揺動可能な揺動プレート２９５が取り付けられている。この揺動プレート２９５には、軸受移動用モータ２９６のモータ軸が取り付けられており、軸受移動用モータ２９６が駆動してモータ軸が回転すると、揺動プレート２９５が支点２９５ａを揺動中心として揺動することができる。この揺動によって、移動軸受２８８ｄはモータ軸８２と出力軸８６との結ぶ仮想直線上を第１フレーム８８ａに沿って移動する。
【００３５】
ベルトの蛇行が発生すると、出力プーリ８５に張架されたスチールベルト８４の部分がベルト幅方向に移動し、これがエリアセンサ２９３に検知される。その検知結果が制御部２９４に送られると、制御部２９４は、軸受移動用モータ２９６を制御して、出力プーリ８５に張架されたスチールベルト８４の部分のベルト幅方向端部が出力プーリ８５のベルト面に対して適切な位置に戻るように、移動軸受２８８ｄを移動させる。このようにして移動軸受２８８ｄが移動すると、入力プーリ８３のベルト接触面とスチールベルト８４の内周面との接触角が変化し、スチールベルト８４は、逆方向に蛇行し始める。これにより、出力プーリ８５に張架されたスチールベルト８４の部分のベルト幅方向端部は出力プーリ８５のベルト面に対して適切な位置に戻ることができる。
【００３６】
なお、本変形例２では、軸受移動用モータ２９６を用いて移動軸受２８８ｄを移動させる構成について説明したが、移動軸受２８８ｄを移動させる距離は極めて短いので、このような移動制御に適した他の構成を採用してもよい。例えば、移動軸受２８８ｄを移動させる移動機構にピエゾ素子を接続し、ピエゾ素子に印加する電圧値を制御して移動軸受２８８ｄを移動させる構成を採用することができる。この構成であれば、軸受移動用モータ２９６を利用する場合に比べて、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００３７】
以上のように、本実施形態における減速装置８１は、駆動源である駆動モータＭに接続される駆動入力軸としてのモータ軸８２に固定された入力プーリ８３と、被駆動部材である感光体ドラム２０のドラム軸２０ａに接続される駆動出力軸８６に固定された出力プーリ８５とに張架された金属製無端ベルトであるスチールベルト８４を介して、駆動モータＭからの回転駆動力をドラム軸２０ａに伝達するものである。この減速装置８１は、モータ軸８２の一端及び出力軸８６の一端をそれぞれ軸受する軸受部８８ｃ，８８ｄを有する第１支持部材としての第１フレーム８８ａと、第２支持部材としての第２フレーム８８ｂとを備えている。これらのフレーム８８ａ，８８ｂは、ドラム軸２０ａを支持する被駆動部材支持部材としての側板２９とは別体に構成されており、入力プーリ８３、出力プーリ８５及びスチールベルト８４を収容するスペースを空けて固定部材としてのステー８９によって固定されている。また、出力軸８６は、接続部材としてのカップリング８７によってドラム軸２０ａに接続される。本減速装置８１では、側板２９よりもずっと小さい第１フレーム８８ａ及び第２フレーム８８ｂに、軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を加工することができるので、高性能な加工装置を用いて軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を加工できる。よって、各フレーム８８ａ，８８ｂに軸受部８８ｃ，８８ｄ用の孔を高い位置精度で形成することができる。したがって、モータ軸８２と出力軸８６との間の軸間距離や軸間平行度の精度は高いものとなり、スチールベルト８４をプーリ間に適切なテンションで張架させることができ、かつ、ベルトの蛇行等を抑制することができる。
また、本実施形態においては、ステー８９が第１フレーム８８ａと第２フレーム８８ｂとの間で互いに熱交換が行われるように構成されており、第１フレーム８８ａ及び第２フレーム８８ｂを、互いに等しい熱膨張係数をもった材料で形成している。よって、駆動モータＭで発生する熱等によってフレーム８８ａ，８８ｂが熱膨張しても、モータ軸８２と出力軸８６との間の平行度を保つことができる。
また、上記変形例１においては、第１フレーム８８ａ及び第２フレーム８８ｂのうち駆動モータＭに近接する側の第２フレーム８８ｂと駆動モータＭとの間に断熱部材１９１を配置した構成を例示した。この構成によれば、駆動モータＭで発生する熱によって第２フレーム８８ｂが熱膨張しにくくなる。その結果、第１フレーム８８ａと第２フレーム８８ｂとの間で、熱膨張による軸受部８８ｃ，８８ｂ用の孔間距離のズレがなくなり、モータ軸８２と出力軸８６との間の平行度を保つことができる。
また、本実施形態においては、スチールベルト８４を張架する張架部材のうちの少なくとも１つである入力プーリ８３のプーリ軸の傾きを調節する調節手段としての移動軸受を設けている。これにより、組み付け誤差などによって生じるモータ軸８２と出力軸８６との間の平行度のズレを、移動軸受を移動させることで適切に補正することが可能となり、ベルトの蛇行を抑制することができる。
また、上記変形例２においては、スチールベルト８４の幅方向位置を検知する検知手段としてのエリアセンサ２９３を設け、その検知に基づき、制御部２９４によってスチールベルト８４の幅方向位置を所定の幅方向位置に修正するように移動軸受２８８ｄの移動を制御している。これにより、稼働中にベルトの蛇行が生じても、これを修正することができ、ベルトの蛇行をより適切に抑制することができる。
また、本実施形態では、出力プーリ８５として、入力プーリ８３の径よりも大きい径を有するものを用いているので、スチールベルト８４をプーリ間に適切なテンションで張架させることができ、かつ、ベルトの蛇行等を抑制することができる減速装置を提供することができる。
【００３８】
尚、本実施形態では、感光体ドラム２０に駆動力を伝達する減速装置８１、これを備える駆動装置８０について説明したが、中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラに駆動力を伝達する駆動機構としても同様に適用することができる。また、本実施形態では、画像形成装置に利用される駆動力伝達装置及び駆動装置について説明したが、これに限らず、被駆動部材を備える様々な装置について適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１乃至８の発明によれば、金属製無端ベルトをプーリ間に適切なテンションで張架させることを可能とし、かつ、脱輪や蛇行の発生を抑制することが可能となるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る複写機の感光体ドラムを駆動する駆動装置を感光体ドラムの軸方向に切断したときの断面図。
【図２】同駆動装置に設けられる減速装置の内部を感光体ドラムの軸方向から見たときの正面図。
【図３】同複写機全体の概略構成図。
【図４】同複写機本体部分の構成を示す拡大図。
【図５】同複写機における隣り合う２つの画像形成ユニットの構成を示す拡大図。
【図６】変形例１における駆動装置を感光体ドラムの軸方向に切断したときの断面図。
【図７】変形例２における移動軸受で構成されるモータ軸の軸受部の移動制御に関する説明図。
【符号の説明】
１０ 中間転写ベルト
１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋ 画像形成ユニット
２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ 感光体ドラム
２０ａ ドラム軸
２９ 側板
２９ｂ 本体ステー
２９ａ 軸受部
８０，１８０ 駆動装置
８１ 減速装置
８２ モータ軸
８３ 入力プーリ
８４ スチールベルト
８５ 出力プーリ
８６ 出力軸
８７ カップリング
８８ａ 第１フレーム
８８ｂ 第２フレーム
８８ｃ，８８ｄ 軸受部
８９ ステー
９０ テンショナー
１９１ 断熱部材
１９２ 放熱フィン
２８８ｄ 移動軸受
２９３ エリアセンサ
２９４ 制御部
２９５ 揺動プレート
２９６ 軸受移動用モータ

Claims (8)

1. 駆動源に接続される駆動入力軸に固定された入力プーリと、被駆動部材に接続される駆動出力軸に固定された出力プーリとに張架される金属製無端ベルトを介して、該駆動源からの回転駆動力を該被駆動部材に伝達する駆動力伝達装置において、
   上記被駆動部材を支持する被駆動部材支持部材とは別体に構成され、上記駆動入力軸の一端及び上記駆動出力軸の一端をそれぞれ軸受する軸受部を有する第１支持部材と、
   該被駆動部材支持部材とは別体に構成され、該駆動入力軸の他端及び該駆動出力軸の他端をそれぞれ軸受する軸受部を有する第２支持部材と、
   上記入力プーリ、上記出力プーリ及び上記金属製無端ベルトを収容するスペースを空けて該第１支持部材及び該第２支持部材を互いに固定する固定部材と、
   該被駆動部材に該駆動出力軸を接続する接続部材とを備えたことを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 請求項１の駆動力伝達装置において、
   上記固定部材は、上記第１支持部材と上記第２支持部材との間で互いに熱交換が行われるように構成されており、
   該第１支持部材及び該第２支持部材を、互いに等しい熱膨張係数をもった材料で形成したことを特徴とする駆動力伝達装置。
3. 請求項１の駆動力伝達装置において、
   上記第１支持部材及び上記第２支持部材のうち上記駆動源に近接する側のものと該駆動源との間に、断熱部材を配置したことを特徴とする駆動力伝達装置。
4. 請求項１、２又は３の駆動力伝達装置において、
   上記入力プーリ及び上記出力プーリを含む上記金属製無端ベルトを張架するプーリのうちの少なくとも１つのプーリの軸の傾きを調節する調節手段を設けたことを特徴とする駆動力伝達装置。
5. 請求項４の駆動力伝達装置において、
   上記金属製無端ベルトの幅方向位置を検知する検知手段を設け、
   該検知手段による検知に基づいて、該金属製無端ベルトの幅方向位置を所定の幅方向位置に修正するように、上記調節手段を制御することを特徴とする駆動力伝達装置。
6. 請求項１、２、３、４又は５の駆動力伝達装置において、
   上記出力プーリとして、上記入力プーリの径よりも大きい径を有するものを用いたことを特徴とする駆動力伝達装置。
7. 回転駆動力を発生させる駆動源と、
   該駆動源からの回転駆動力を被駆動部材に伝達する駆動力伝達装置とを備えた駆動装置において、
   上記駆動力伝達装置として、請求項１、２、３、４、５又は６の駆動力伝達装置を用いたことを特徴とする駆動装置。
8. 回転駆動力を発生させる駆動源と、
   該駆動源からの回転駆動力によって表面移動する像担持体と、
   該駆動源からの回転駆動力を該像担持体に伝達する駆動力伝達装置とを備え、
   該像担持体上の可視像を記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
   上記駆動力伝達装置として、請求項１、２、３、４、５又は６の駆動力伝達装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

Images