JP2007002963A - 動力伝達機構及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、画像形成装置内の空いているスペースに合せて容易に伝動ベルトを張架できるとともに部品点数を極力抑えた動力伝達機構及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】画像形成装置の本体フレーム５０に取り付けられた駆動機構の駆動プーリ４０とトナー補給機構の従動ローラ４１との間に中間プーリ４２を回転自在に支持する支持フレーム４３を備えている。駆動プーリ４０は駆動用無端ベルト４４により中間プーリ４２と連結し、従動プーリ４１は従動用無端ベルト４５により中間プーリ４２と連結している。支持フレーム４３は、バネ４６により駆動プーリ４０及び従動プーリ４１から離れる方向に移動するように付勢されている。そして、その付勢力により無端ベルト４４及び４５に張力が付与される。
【選択図】図２

Description

本発明は、駆動プーリから従動プーリに動力を伝達する動力伝達機構及びそれを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置では、感光体ドラムを回転制御するとともに感光体ドラム表面に像形成するための現像ローラや転写ローラ等をそれに連動して回転制御したり、画像形成を行う用紙の搬送動作のための給紙ローラや搬送ローラを回転制御することが行われており、こうした種々のローラ等の回転動作を行うために様々な動力伝達機構が用いられている。

動力伝達機構としては、歯車を用いた伝達機構や伝動ベルトを用いた伝達機構が一般的であるが、コストを抑えるために装置内の駆動源をできるだけ少なくして設計を行う場合駆動源からの動力伝達径路が長くなり複雑化する。そのため、動力伝達径路が長くならざるを得ない部位では伝動ベルトを用いた伝達機構を採用して精度よく駆動伝達を行うことが望ましい。

しかしながら、伝動ベルトを用いた伝達機構では、駆動プーリと従動プーリとの間に伝動ベルトを張架するためのスペースを確保する必要があり、設計上駆動プーリと従動プーリとの間に別の部品が配置されていると、伝動ベルトを張架できないといった制約がある。伝動ベルトを張架するためのスペースを確保しようとすれば、そのための余分なスペースが必要となり、装置の大型化を招いてしまう。

そこで、空いているスペースを活用して伝動ベルトを張架するために、例えば、図５に示すように駆動プーリ１００と従動プーリ１０１との間に中間プーリ１０２を設けて空いているスペースに合せて伝動ベルト１０３を張架することができる。しかし、中間プーリ１０２により伝動ベルト１０３を曲げているので、別途テンションローラ１０４を設けて伝動ベルト１０３の張力を維持しなければならず、余計な部品が必要となる。

また、特許文献１では、２本のベルトを用いて動力伝達し、１つのテンションプーリにより張力付与するようにした点が記載されている。
特開平７−２５９９３６号公報

上述した特許文献では、駆動プーリから従動プーリへの駆動伝達を伝動ベルトで行っているものの駆動プーリから直線状に伝動ベルトが張架されており、上述したように、画像形成装置内の空いているスペースを有効活用して伝動ベルトを張架する場合には用いることができない。

そこで、本発明は、画像形成装置内の空いているスペースに合せて容易に伝動ベルトを張架できるとともに部品点数を極力抑えた動力伝達機構及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る動力伝達機構は、駆動プーリから従動プーリに動力を伝達する動力伝達機構であって、駆動側プーリ部と従動側プーリ部とを一体化して設けるとともに各プーリ部の回転軸を同軸に設定した回転体と、前記駆動プーリと前記駆動側プーリ部との間に張架された駆動用無端ベルトと、前記従動プーリと前記従動側プーリ部との間に張架された従動用無端ベルトと、前記回転体を前記駆動プーリ及び前記従動プーリの両方から離れる方向に移動するように付勢して前記駆動用無端ベルト及び前記従動用無端ベルトに張力を付与する張力付与手段とを備えていることを特徴とする。さらに、前記張力付与手段の付勢力は、前記駆動プーリの回転中心及び前記回転体の回転中心を結ぶ直線と前記従動プーリの回転中心及び前記回転体の回転中心を結ぶ直線との間の角度の二等分線方向に作用することを特徴とする。さらに、前記駆動用無端ベルト及び前記従動用無端ベルトの張力と前記張力付与手段の付勢力が釣り合った状態で前記回転体を位置決めする位置決め手段を備えていることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上記の動力伝達機構を備えたことを特徴とする。

上記のような構成を有することで、駆動プーリ及び従動プーリとの間でそれぞれ無端ベルトにより連結された回転体を設けているので、装置内の空いているスペースに無端ベルトが配置されるように回転体を位置決めすれば、無端ベルトを用いた動力伝達機構を制約なく容易に設置することができる。したがって、装置の設計の自由度が高まると動力伝達精度の優れた伝達機構を構築することが可能となる。また、回転体を付勢して無端ベルトに張力を付与する張力付与手段を設けているので、部品点数を増加させることなく無端ベルトに張力を付与することができる。

また、張力付与手段の付勢力を、駆動プーリの回転中心及び回転体の回転中心を結ぶ直線と従動プーリの回転中心及び回転体の回転中心を結ぶ直線との間の角度の二等分線方向に作用するように設定すれば、駆動用無端ベルト及び従動用無端ベルトにそれぞれ同じ張力が付与されて安定した状態で張力付与を行うことができる。そして、駆動用無端ベルト及び従動用無端ベルトの張力と張力付与手段の付勢力が釣り合った状態で回転体を位置決めする位置決め手段を設けることで、無端ベルトの張力と張力付与手段の付勢力が互いに釣り合った最適の状態で回転体を位置決めでき、スムーズな動力伝達を行うことができる。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る実施形態を備えた画像形成装置全体の概略断面図である。画像形成装置１の上部には用紙排出トレイ１０が設けられ、その下部には、記録部２及び給紙部３が配されている。

給紙部３では、給紙カセット１１が配置されており、フラッパ１２に所定のサイズの用紙が複数枚積載されている。給紙カセット１１の右端部には、ピックアップローラ１３が配置されている。フラッパ１２は、積載された用紙の上面がピックアップローラ１３に圧接するように、図示しないバネ部材により上方に付勢されている。この状態でピックアップローラ１３が回転駆動すると、摩擦力により用紙が１枚ずつ用紙搬送路に給紙されるようになる。

給紙された用紙は、まずフィードローラ１４及びプレスローラ１５により記録部２に搬送される。記録部２では、搬送された用紙に記録するために、現像器１６、クリーニング機構１７、コロナ帯電器１８、感光体ドラム１９、転写ローラ２０、露光装置２１及び定着ローラ２２が備えられている。クリーニング機構１７は、転写後の感光体ドラム１９の表面に付着した残留トナーや紙粉等の異物をクリーニングローラにより捕捉して感光体ドラム１９の表面を清掃する。コロナ帯電器１８は、放電ワイヤからのコロナ放電により感光体ドラム１９の表面を一様に帯電する。一様に帯電された感光体ドラム１９に、露光装置２１で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像が形成される。そして、現像器１６内のトナーを感光体ドラム１９に形成された静電潜像に転移させて、静電潜像を可視像化する。転写ローラ２０は、用紙を挟んで感光体ドラム１９と対向する位置に設置されており、所定の電圧が印加されると感光体ドラム１９表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２２及びプレスローラ２３によって挟持されて加熱・プレスされ用紙に定着される。定着された用紙は、フィードローラ３４及びプレスローラ３５により搬送され排紙ローラ２４及びプレスローラ２５の間に挟持されて用紙排出トレイ１０に搬出される。

また、装置本体の側面には、手差し給紙機構及び反転搬送機構が設けられており、手差し給紙を行う場合には、側面カバー２６を開いて給紙ローラ２７に用紙を差し込むことで行われる。差し込まれた用紙は、給紙ローラ２７によりフィードローラ１４及びプレスローラ１５に搬送されて記録動作が行われる。また、反転搬送を行う場合には、片面に記録した用紙が一旦排紙ローラ２４及びプレスローラ２５の間に挟持されて搬出された後排紙ローラ２４を逆回転して反転搬送路に搬送して、フィードローラ２８及びプレスローラ２９、フィードローラ３０及びプレスローラ３１の２対の搬送ローラにより下方に向けて搬送する。そして、再度フィードローラ１４及びプレスローラ１５に搬送されてもう一方の面に記録動作が行われ、用紙の両面に記録されるようになる。

現像器１６には、トナーカートリッジ３６からトナーが補給されるようになっており、トナー補給機構として図示せぬ搬送スパイラル等の公知の補給機構が設けられている。

図２は、本発明に係る動力伝達機構を備えた伝達機構を示す概略断面図である。本体フレーム５０には、上述した記録部２、用紙搬送機構、給紙機構、反転搬送機構及びトナー補給機構が取り付けられているが、記録部２等の駆動系からトナー補給機構に動力を伝達するために本発明に係る動力伝達機構が設けられている。この例では、記録部２等を含む駆動系の駆動プーリ４０からトナー補給機構側の従動プーリ４１に動力を伝達するために、回転体である中間プーリ４２を回転自在に支持する支持フレーム４３、駆動プーリ４０及び中間プーリ４２に張架された駆動用無端ベルト４４、従動プーリ４１及び中間プーリ４２に張架された従動用無端ベルト４５、無端ベルトに張力を付与する張力付与手段として支持フレーム４３を付勢するバネ４６が設けられている。バネ４６は、一端を支持フレーム４３に取り付け、他端を本体フレーム５０の底面部５１に形成した係止部に取り付けられており、支持フレーム４３を駆動プーリ４０及び従動プーリ４１から離れる方向に移動するよう付勢している。

駆動プーリ４０と従動プーリ４１との間には、駆動系の支持枠体５２やトナー補給機構の支持枠体５３が配置されているため、駆動プーリ４０及び従動プーリ４１を直接無端ベルトにより連結することは困難であるが、中間プーリ４２を介して連結することで、装置内の空いたスペースを有効に活用して無端ベルトを用いた伝達機構を容易に配置することができる。

図３は、動力伝達機構に関する分解斜視図を示している。支持フレーム４３は、金属製の板を切断・折り曲げ加工して形成されており、中間プーリ４２の軸孔に挿着されるシャフト４７を軸支する軸支部４３ａ及び４３ｂを備えている。軸支部４３ａには支持孔４３ｃが穿設され、軸支部４３ｂには支持孔４３ｄが穿設されており、支持孔４３ｃ及び４３ｄにシャフト４７を挿入し、挿入されたシャフト４７の一端に留めリング４８を取り付けることで抜け防止が図られている。軸支部４３ａ及び４３ｂは、支持部４３ｅにより所定間隔に保持されるようになっており、支持部４３ｅの中央部分を折り曲げてバネ４６の一端を係止する係止部４３ｆが形成されている。また、軸支部４３ａの両側に折り曲げ形成された一対の足部４３ｇが設けられており、足部４３ｇにより本体フレーム５０の側面部との間に所定間隔が保持されるとともに側面部を摺動して支持フレーム４３の位置決めが行われる。足部４３ｇの一方には一部を折り曲げ形成された位置決め部４３ｈが形成されている。位置決め部４３ｈには、ネジにより固定するための長孔が穿設されており、支持フレーム４３が安定した状態で位置決めされた後ネジによりその位置に固定される。

中間プーリ４２は、円柱状の回転体の一方の端部の周面に駆動側プーリ部４２ａが形成され、他方の端部の周面に従動側プーリ４２ｂが形成されている。そして、駆動側プーリ部４２ａには駆動用無端ベルト４４が装着され、従動側プーリ４２ｂには従動用無端ベルト４５が装着される。

駆動プーリ４０が回転駆動すると、駆動用無端ベルト４４が回転することで中間プーリ４２が回転するようになる。中間プーリ４２は、駆動側プーリ部４２ａ及び従動側プーリ部４２ｂが一体となって形成されているため、両プーリ部が一体回転し、従動用無端ベルト４５がそれに連動して回転することで従動プーリ４１が回転するようになる。こうして、駆動プーリ４０の回転駆動がスムーズに従動プーリ４１に伝達される。

図４は、中間プーリ４２がバネ４６によりＦ１の付勢力で付勢されて釣り合った状態を示す説明図である。付勢力Ｆの付勢方向は、駆動プーリ４０及び中間プーリ４２の各回転中心を結ぶ直線Ｔ１と従動プーリ４１及び中間プーリ４２の各回転中心を結ぶ直線Ｔ２との間の角度の二等分線Ｔｍ方向となっており、そのため、中間プーリ４２の回転中心では、直線Ｔ１方向及び直線Ｔ２方向にそれぞれ大きさの等しい力Ｆ２が加わっている。したがって、駆動用無端ベルト４４及び従動用無端ベルト４５にはそれぞれ等しい張力が付与されるようになる。図４に示すような釣り合った状態において、支持フレーム４３を本体フレーム５０に位置決めすることにより、安定した状態で動力伝達を行うことができるようになる。

以上の動力伝達機構の配置を設定する場合には、設計段階で予め装置内の空きスペース並びに駆動プーリ及び従動プーリとの位置関係により支持フレームの設計位置を決めて無端ベルトの長さを設定する。そして、支持フレームの設計位置におけるバネによる付勢方向を図４に示す方向となるようにバネの取付位置を設定し、無端ベルトに必要な張力を付与するバネの引張力を設定する。こうして設定された無端ベルトを支持フレームに装着し設定されたバネにより支持フレームを付勢する。支持フレームは、無端ベルト及びバネによる力の釣り合った位置で安定した静止するが、設計位置とずれている場合には、無端ベルトの長さを微調整する。そして、両方の無端ベルトに均等に張力が付与されるようバネの取付位置及び引張力を微調整した後支持フレームを位置決め固定する。位置決めする場合には、例えば、付勢方向に沿って本体フレームの側面に形成された溝に支持フレームの足部を差し込んで移動方向をある程度規制するようにしてもよい。

なお、以上説明した例では、従動プーリが１つの場合について説明したが、従動プーリが複数ある場合についても同様に本発明を用いることができる。例えば、中間プーリに従動プーリ部を複数形成し、支持フレームを付勢するバネの付勢方向を各無端ベルトと釣り合う方向に設定すればよい。

本発明に係る動力伝達機構を備えた画像形成装置全体の概略断面図である。 本発明に係る動力伝達機構を備えた伝達機構に関する概略断面図である。 本発明に係る動力伝達機構に関する分解斜視図である。 中間プーリがバネの付勢力で釣り合った状態を示す説明図である。 従来の動力伝達機構に関する説明図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 記録部
３ 給紙部
16 現像装置
17 クリーニング機構
18 コロナ帯電器
19 感光体ドラム
20 転写ローラ
36 トナーカートリッジ
40 駆動プーリ
41 従動プーリ
42 中間プーリ
43 支持フレーム
44 駆動用無端ベルト
45 従動用無端ベルト
46 バネ

Claims (4)

1. 駆動プーリから従動プーリに動力を伝達する動力伝達機構であって、駆動側プーリ部と従動側プーリ部とを一体化して設けるとともに各プーリ部の回転軸を同軸に設定した回転体と、前記駆動プーリと前記駆動側プーリ部との間に張架された駆動用無端ベルトと、前記従動プーリと前記従動側プーリ部との間に張架された従動用無端ベルトと、前記回転体を前記駆動プーリ及び前記従動プーリの両方から離れる方向に移動するように付勢して前記駆動用無端ベルト及び前記従動用無端ベルトに張力を付与する張力付与手段とを備えていることを特徴とする動力伝達機構。
2. 前記張力付与手段の付勢力は、前記駆動プーリの回転中心及び前記回転体の回転中心を結ぶ直線と前記従動プーリの回転中心及び前記回転体の回転中心を結ぶ直線との間の角度の二等分線方向に作用することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構。
3. 前記駆動用無端ベルト及び前記従動用無端ベルトの張力と前記張力付与手段の付勢力が釣り合った状態で前記回転体を位置決めする位置決め手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達機構。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の動力伝達機構を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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