JP2008015077A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型・低廉で高画像品質の画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置本体の正面側に設けられる駆動源１６と、給送ローラ、搬送ローラ、感光体、定着ローラ及び排出ローラから構成され、画像形成装置本体の背面側に略鉛直に形成されるシート材搬送路と、給送ローラ、搬送ローラ、感光体、定着ローラ及び排出ローラの各軸２５〜２９へ駆動源１６から駆動力を伝達する駆動機構と、を備え、駆動機構は、駆動源１６の軸上に設けられた駆動プーリ２１と、同軸のギア部２３ｂを有する従動プーリ２３と、駆動プーリ２１から従動プーリ２３へ駆動伝達を行う歯付きベルト２２と、従動プーリ２３のギア部２３ｂと噛みあう２つのアイドラギア２４ａ、２４ｂを備え、２つのアイドラギア２４ａ、２４ｂを略同径に、かつ、これらの軸中心を結んだ直線Ｌ２をシート材搬送路Ｌ１と略平行に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の駆動装置に関するものである。

図５は、従来の駆動装置を搭載した画像形成装置の概略構成を説明する断面構成説明図である。この図に基づいて画像形成装置の構成と画像プロセス及びシート材の給送開始状態から排出に至るまでを簡単に説明する。

本構成は、小型化やプリンタの高速化、特に最初の１ページを出力するのに要する時間（ファーストプリントアウトタイム）を速くすることを追求した形態を特徴としている。即ち、給送手段〜転写手段〜定着手段に至るシート材の搬送経路が垂直に近く、シート材の給送から排出までの搬送経路を極力短くしている。

シート材の画像形成動作を説明する。駆動モータ１６の駆動が、不図示の駆動装置を介して給送ローラ２に伝わり、給送ローラ２の回転により給紙トレイ１にセットされたシート材は送り出される。給送ローラ２により送り出されたシート材は、分離パッドで分離されて搬送ローラ３ａ、３ｂを経て、画像転写部である感光体８と転写ローラ９とからなる転写ニップへと搬送されていく。

他方、画像書き込みスキャナ５により、プロセスカートリッジ７内の感光体８に潜像が形成され、現像器により潜像がトナー像として顕像化される。感光体８に形成されたトナー像は、感光体８と転写ローラ９とからなる転写ニップにて未定着画像としてシート材上に転写される。シート材に転写された未定着画像は、定着ローラ１１により加熱定着される。

画像定着を終えたシート材は、搬送ガイド１５に沿って排出ローラ１２へ搬送されて、排出ローラ１２により排紙トレイ１４へ排出される。

次に、図６を参照して従来の駆動装置の概略構成及び駆動動作を簡単に説明する。図６は、従来の駆動装置の概略構成を説明する駆動構成説明図である。

不図示の電気基盤より駆動モータ１１６に駆動信号が入力されることにより、駆動モータ１１６が駆動する。次に、この駆動モータ１１６よりピニオン１４４を介してアイドラ歯車列１４１、１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃに沿って駆動の伝達が行われる。そして、被駆動軸である給送ローラ軸のギア１２５、搬送ローラ軸のギア１２６、感光体軸のギア１２７、定着ローラ軸のギア１２８、排出ローラ軸のギア１２９が駆動され、各ローラ及び感光体によりシート材の搬送を行う。

ここで、駆動モータ１１６は本体内において被駆動軸から離れた位置に設けられている。その理由としては、本体サイズの幅方向の小型化及び定着熱源との距離を確保する目的から、本位置に設けられている。

他方、従来、駆動を伝達するための歯車列の代わりに歯付きベルトを用いてシート材搬送及び感光体駆動を行っているものがある（例えば、特許文献１、第１９頁、図１）。
特開平３−１７４５４６号公報

しかしながら上記従来例では、以下のような欠点があった。
・駆動モータ１１６と被駆動軸のギア１２５、１２６、１２７、１２８、１２９との距離が離れているため、歯車列が大型になる。また製造コストがかかる。
・駆動モータ１１６からの初段の第１アイドラギア１４１が大径となり、ピニオン１４４との噛合い精度の保証が困難となる。そのため駆動モータが高回転の場合、噛合い部での騒音及び駆動回転ムラが生じバンディング悪化の懸念があった。
・複数の歯付きベルトを使用し、また、駆動機構全体を歯付きベルトにより駆動する構成では、ベルト長が長くなり、コストが高い。そのため小型ＬＢＰに適する構成ではない。

そこで、本発明の目的は、歯車列の小型化により安価な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
駆動源と、
シート材を給送する給送ローラと、
前記給送ローラから給送されたシート材を搬送する搬送ローラと、
前記搬送ローラから搬送されたシート材に画像形成を行う感光体と、
前記感光体によりシート材に形成された画像の定着を行う定着ローラと、
前記定着ローラによって画像が定着されたシート材を排出する排出ローラと、
前記給送ローラ、前記搬送ローラ、前記感光体、前記定着ローラ及び前記排出ローラのそれぞれの軸へ前記駆動源から駆動力を伝達する駆動機構と、
を備え、
前記駆動源は、画像形成装置本体の一側面側に設けられ、
前記給送ローラ、前記搬送ローラ、前記感光体、前記定着ローラ及び前記排出ローラは、画像形成装置本体における前記一側面側と反対側の他側面側に沿って配置されることにより、画像形成装置本体の他側面側に沿ったシート材搬送路を形成する画像形成装置の駆動装置であって、
前記駆動機構は、
前記駆動源の軸上に設けられた駆動プーリと、
同軸のギア部を有する従動プーリと、
前記駆動プーリから前記従動プーリへ駆動伝達を行う歯付きベルトと、
前記従動プーリの前記ギア部と噛みあい、前記給送ローラ、前記搬送ローラ、前記感光体、前記定着ローラ及び前記排出ローラのそれぞれの軸へ駆動伝達を行う２つのアイドラギアと、
を備え、
前記２つのアイドラギアを略同径に、かつ、前記２つのアイドラギアの軸中心を結んだ直線をシート材搬送路と略平行に設けることを特徴とする。

本発明によれば、従来よりも大幅に歯車列を小型化することが可能となり、より安価な画像形成装置を提供することができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係る画像形成装置の駆動装置について説明する。図１は、本実施例に係る画像形成装置の駆動装置の概略構成を説明する模式的断面図である。図２は、本実施例に係る駆動装置を搭載した画像形成装置の概略構成を説明する模式的断面図である。

ここで、図２に示した画像形成装置の構成と画像プロセス、及びシート材の給送開始状態から排出に至るまでの基本動作は従来例と同様であるので説明は省略する。また、従来例と同様の機能を持つ部品については同一番号を付している。

次に、図１に示した本実施例に係る画像形成装置の駆動装置について説明する。本実施例に係る画像形成装置の駆動装置は、画像形成装置本体の一側面側としての正面側に駆動源としての駆動モータ１６を備える。また、画像形成装置本体の他側面側としての背面側（後側面）には、給送ローラ、搬送ローラ、感光体としての感光体ドラム、定着ローラ及び排出ローラが、底面側から略垂直方向に順に配置されている。したがって、画像形成装置本体の背面側に沿った略鉛直のシート材搬送路が形成される。シート材搬送路を形成する給送ローラ、搬送ローラ、感光体ドラム、定着ローラ及び排出ローラの各軸に設けられたギア２５〜２９へは、以下に述べる駆動機構により駆動モータ１６から駆動力が伝達される。この駆動機構は、駆動モータ１６の軸上に設けられた駆動プーリとしてのモータプーリ２１と、歯付きベルト２２と、従動プーリとしての第１アイドラプーリ２３と、２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂから構成されている。また、第１アイドラプーリ２３は、歯付きベルト２２と噛みあう歯を備えたプーリ部としての第１アイドラプーリプーリ部２３ａと、第１アイドラプーリプーリ部２３ａよりもピッチ円直径の小さいギア部としての第１アイドラプーリギア部２３ｂを備える。２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂは、第１アイドラプーリギア部２３ｂと噛みあうように構成されている。また、３０は、歯車カバーを示し、３１は、画像形成装置の側板を示している。ここで、画像形成装置本体の正面側とは、ユーザが画像形成装置の操作や給紙等を行う側のことをいい、画像形成装置本体の背面側とは正面側の反対側である。

本実施例では、駆動モータ１６の作動によりモータプーリ２１を介して歯付きベルト２２が駆動される。さらに、歯付きベルト２２により第１アイドラプーリ２３が駆動され、第１アイドラプーリ２３より下流にて第２アイドラギア２４ａ、２４ｂ及び第３アイドラギア２４ｃに駆動機構が分岐する。そして、被駆動軸である給送ローラ軸のギア２５、搬送ローラ軸のギア２６、感光体軸のギア２７、定着ローラ軸のギア２８、および排出ローラ軸のギア２９へと駆動力が伝達され、画像形成装置の一連の動作を可能にしている。なお、本実施例では駆動モータ１６としてパルスモータを用いている。

本発明では２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂを略同径で、かつ、これら２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂの軸中心を結んだ直線Ｌ２をシート材搬送路Ｌ１と略平行に設けている。これにより、略垂直なシート材搬送路に沿って位置する、給送ローラ軸のギア２５、搬送ローラ軸のギア２６、感光体軸のギア２７、定着ローラ軸のギア２８、及び排出ローラ軸のギア２９への駆動力伝達を、小型な駆動機構で構成することを可能にしている。ここで、図６におけるＬ３は、従来例における第２アイドラギア１２４ａ、１２４ｂの軸中心を結んだ直線である。

以下、駆動機構の小型化に関し詳細を説明する。まず、駆動モータ１６からモータプーリ２１を介しての初段の駆動伝達に歯付きベルト２２を用いる。ここで、ベルトにかけるベルトテンションは駆動モータ１６の位置を組立時に調節することにより適正なベルトテンションに保つ。これにより、駆動モータ１６から被駆動軸までの離れた距離の駆動伝達を行うための歯車を、従来例における第１アイドラギア１４１のような大型の歯車とする
必要がなくなり、駆動機構の小型化が可能となる。ここで、本実施例における第１アイドラプーリ２３は、従来例におけるベルトと噛みあうプーリ部を有する第１アイドラギア１４１に対応する。

次に、第１アイドラプーリギア部２３ｂと噛みあう２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂの設計について述べる。図６に示した従来の駆動機構構成では、第１アイドラギア１４１はピニオン１４４と２つの第２アイドラギア１２４ａ、１２４ｂの３箇所での噛合いにより駆動伝達を行っていた。他方、駆動回転数と被駆動軸回転数の関係から、第１アイドラギア１４１の減速比は一意に決まる。また、駆動モータ１１６の位置及び被駆動軸のギア１２５、１２６、１２７、１２８、１２９の位置は、画像形成装置の小型化を目的とした他の設計用件から決まる。よって、２つの第２アイドラギア１２４ａ、１２４ｂは第１アイドラギア１４１と被駆動軸との間の駆動力伝達の役割を持つが、上記設計条件からそのピッチ円直径及び位置はほぼ一意に定まり、駆動機構のさらなる小型化は困難な状況であった。

しかしながら、本実施例では、上記歯付きベルト２２の採用により第１アイドラプーリ２３の小径化が可能となり、また、第１アイドラプーリ２３の位置を自由に決めることが可能となった。その結果、２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂのピッチ円直径及び位置についても第１アイドラプーリ２３のピッチ円直径及び位置との最適な組み合わせにより、駆動機構のさらなる小型化が可能となる。

すなわち、本実施例のように略鉛直のシート材搬送路を持つ画像形成装置において、２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂの設計自由度を生かすことで、駆動機構の小型化が可能となる。具体的には、２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂを略同径に、かつ、２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂの軸中心を結んだ直線Ｌ２をシート材搬送路Ｌ１と略平行に配置することにより、シート材搬送路近傍にギア列を集め、駆動機構の小型化を可能とした。

また、従来では駆動モータ１１６からの初段の噛合い部が、ピニオン１４４と第１アイドラギア１４１のようにギア間での駆動伝達であった。しかしながら、本実施例ではモータプーリ２１と弾性体である歯付きベルト２２との間で駆動伝達が行われるため、駆動モータ１６の回転数が比較的高い場合においても初段の噛合い音による騒音の悪化を抑制することができる。また、駆動伝達における回転誤差も低減され、バンディングを抑制することができる。

本発明によれば、２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂを、略同径かつシート材搬送路と略平行に設けることにより、従来よりも大幅に歯車列を小型化することが可能となり、より安価な画像形成装置の駆動手段を提供することができる。また駆動源からの駆動伝達に歯付きベルトを用いることにより噛合い音の低減及び回転精度の向上が可能となり、より低騒音かつ高品位な画像形成装置の駆動装置を提供することができる。

（実施例２）
次に、図３を参照して、本発明の実施例２に係る画像形成装置の駆動装置について説明する。図３は、本実施例に係る画像形成装置の駆動装置の概略構成を説明する模式的断面図である。ここでは実施例１と異なる点についてのみ説明し、実施例１と共通する構成については同一の番号を付してその説明を省略する。なお、その作用、効果等は実施例１と同様とする。

前述の実施例１では歯付きベルト２２のベルトテンションの調整方法として、駆動モータ位置による調整としたが、図３に示すようにテンショナーコロ３２を設ける構成でもよ
い。ここで、テンショナーコロ３２は歯付きベルト２２の回転に伴い従動回転するアイドラコロである。

すなわち、本実施例に係る画像形成装置の駆動装置は、歯付きベルトのベルトテンションをテンショナーコロ位置により調整することを特徴とするものであり、この構成によれば、軸間距離の調節によるベルトテンション調整が不要となり、組立性が向上される。

実施例１で述べた軸間距離によるベルトテンションの調整方法は、被駆動軸の軸負荷が比較的小さい場合、コスト面から非常に有効な手段である。すなわち、被駆動軸トルクが低い場合、駆動伝達に必要なベルトテンションは比較的低く、駆動モータ１６の位置調節で十分に対応可能である。

しかしながら、被駆動軸の軸負荷が比較的大きい場合、駆動伝達に必要なベルトテンションは高くなる。このような場合、駆動モータ１６の位置調整によってベルトテンション調整を行うと、要求される位置精度は非常に高くなり、組立上困難な場合がある。

そこで、本実施例ではテンショナーコロ３２によりベルトテンションを調整する構成とした。この構成によれば、駆動モータ１６の位置ではなく、テンショナーコロ３２の押し込み力でベルトテンションを調節することが可能となり組立性が向上する。また、テンショナーコロ３２によりベルトの巻きつき角を大きくすることができ、実施例１の場合と比較して、低いテンションで駆動力伝達が可能となる。その結果、駆動モータ１６、及び歯付きベルト２２の耐久性の向上、またモータプーリ２１と歯付きベルト２２の間で生じる噛合い音の低減の効果がある。

ここで、テンショナーコロ３２の位置を調整する手段としては、従来の既知の手段を適宜採用することができる。したがって、例えば、テンショナーコロ３２の軸の係止部を段階的に設けて係止位置を適宜変更することによりテンショナーコロ３２の位置調整を可能としてもよい。

（実施例３）
次に、図４を参照して、本発明の実施例３に係る画像形成装置の駆動装置について説明する。図４は、本実施例に係る画像形成装置の駆動装置の概略構成を説明する模式的断面図である。ここでは上記実施例と異なる点についてのみ説明し、上記実施例と共通する構成については同一の番号を付してその説明を省略する。なお、その作用、効果等は上記実施例と同様とする。

前述の実施例２では歯付きベルトのベルトテンションの調整方法として、テンショナーコロ３２を用いる構成としたが、図４に示すようにベルトテンションを自動調整するオートテンショナーを設ける構成も望ましい。

ここで、オートテンショナーとは、テンショナーコロ３２が弾性体であるテンショナーバネ３３により歯付きベルト２２に付勢され、歯付きベルト２２へのベルトテンションを自動調節するテンショナー構成である。なお、テンショナーコロ３２は実施例２と同様、歯付きベルト２２の回転に伴い従動回転するアイドラコロである。また、テンショナーバネ３３によるテンショナーコロ３２への付勢は、例えば、テンショナーコロ３２の軸とテンショナーバネ３３とを接続することにより行うことができるが、これに限られるものではなく、既知の従来技術を適宜採用し得る。

実施例１及び２では、組立時にベルトテンションの調整作業が必要であるが、本実施例の場合、ベルトテンションは弾性体からの付勢力によって決まる。よって、組立時の無調
整組立が可能となる。また、組立時の駆動モータ位置及びアイドラコロ位置の組立誤差によるベルトテンションのばらつきをなくすことが可能となる。したがって、ベルトテンションのばらつきを抑えることでベルトテンションを安定化させ、より安定した品質の画像形成装置の駆動手段を提供することが可能となる。

（実施例４）
次に、本発明の実施例４に係る画像形成装置の駆動装置について説明する。ここでは上記実施例と異なる点についてのみ説明し、上記実施例と共通する構成についての説明は省略する。

前述の実施例１、２及び３の駆動モータとしてＤＣモータを用いる構成も望ましい。すなわち、実施例１では駆動源としてパルスモータを用いる駆動構成としたが、ＤＣモータを用いることによりパルスモータ特有の励磁音を低減することが可能となる。そして、駆動源からの励磁音を抑えることで、より低騒音な画像形成装置の駆動装置を提供することができる。

以上、本発明の好適な４つの実施例の形態を例示的に説明したが、本発明の範囲は上記実施例の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で想到し得る種々の変形例を含むものである。

例えば、上記実施例では２つの第２アイドラギア２４ａ、２４ｂからの駆動機構下流において、第２アイドラギア２４ａにより定着ローラ軸２８及び排出ローラ軸２９の駆動力を伝達している。そして、第２アイドラギア２４ｂにより給送ローラ軸２５、搬送ローラ軸２６、感光体軸２７の駆動力を伝達している。しかし、上記形態に限らず、第２アイドラギア２４ａにより定着ローラ軸２８、排出ローラ軸２９、感光体軸２７の駆動力を、そして第２アイドラギア２４ｂにより給送ローラ軸２５、搬送ローラ軸２６の駆動力を伝達する形態であってもよい。このような形態においても、上記実施例と同様に駆動機構の小型化が可能である。

また、上記実施例では２つ第２アイドラギア２４ａ、２４ｂからの駆動機構下流において、０個ないしは１個のアイドラギアを介して被駆動軸２５、２６、２７、２８、２９を駆動している。しかし、第２アイドラギア２４ａ、２４ｂからの駆動機構下流から被駆動軸間の駆動伝達に０個ないし複数個のアイドラギアを用いた形態としても、上記実施例と同様に駆動機構の小型化が可能である。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の駆動装置の模式的断面図 本発明の実施例１に係る画像形成装置の模式的断面図 本発明の実施例２に係る画像形成装置の駆動装置の模式的断面図 本発明の実施例３に係る画像形成装置の駆動装置の模式的断面図 従来例に係る画像形成装置の模式的断面図 従来例に係る画像形成装置の駆動装置の模式的断面図

符号の説明

１ 給紙トレイ
２ 給送ローラ
３ａ、３ｂ 搬送ローラ
５ スキャナ
７ プロセスカートリッジ
８ 感光体
９ 転写ローラ
１１ 定着ローラ
１２ 排出ローラ
１４ 排紙トレイ
１５ 搬送ガイド
１６ 駆動モータ
２１ 駆動プーリ
２２ 歯付きベルト
２３ 第１アイドラプーリ
２３ａ 第１アイドラプーリプーリ部
２３ｂ 第１アイドラプーリギア部
２４ａ、２４ｂ 第２アイドラギア
２４ｃ 第３アイドラギア
２５ 給送ローラ軸のギア
２６ 搬送ローラ軸のギア
２７ 感光体軸のギア
２８ 定着ローラ軸のギア
２９ 排出ローラ軸のギア
３０ 歯車カバー
３１ 側板
３２ テンショナーコロ
３３ テンショナーバネ
Ｌ１ シート材搬送路の概略位置
Ｌ２ ２つの第２アイドラギアの軸中心線の概略位置（実施例）
Ｌ３ ２つの第２アイドラギアの軸中心線の概略位置（従来例）

Claims (4)

1. 駆動源と、
   シート材を給送する給送ローラと、
   前記給送ローラから給送されたシート材を搬送する搬送ローラと、
   前記搬送ローラから搬送されたシート材に画像形成を行う感光体と、
   前記感光体によりシート材に形成された画像の定着を行う定着ローラと、
   前記定着ローラによって画像が定着されたシート材を排出する排出ローラと、
   前記給送ローラ、前記搬送ローラ、前記感光体、前記定着ローラ及び前記排出ローラのそれぞれの軸へ前記駆動源から駆動力を伝達する駆動機構と、
   を備え、
   前記駆動源は、画像形成装置本体の一側面側に設けられ、
   前記給送ローラ、前記搬送ローラ、前記感光体、前記定着ローラ及び前記排出ローラは、画像形成装置本体における前記一側面側と反対側の他側面側に沿って配置されることにより、画像形成装置本体の他側面側に沿ったシート材搬送路を形成する画像形成装置であって、
   前記駆動機構は、
   前記駆動源の軸上に設けられた駆動プーリと、
   同軸のギア部を有する従動プーリと、
   前記駆動プーリから前記従動プーリへ駆動伝達を行う歯付きベルトと、
   前記従動プーリの前記ギア部と噛みあい、前記給送ローラ、前記搬送ローラ、前記感光体、前記定着ローラ及び前記排出ローラのそれぞれの軸へ駆動伝達を行う２つのアイドラギアと、
   を備え、
   前記２つのアイドラギアを略同径に、かつ、前記２つのアイドラギアの軸中心を結んだ直線をシート材搬送路と略平行に設けることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記歯付きベルトの回転に伴い従動回転するテンショナーコロをさらに備え、
   前記歯付きベルトのベルトテンションが、前記テンショナーコロの位置により調整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。
3. 前記歯付きベルトの回転に伴い従動回転するテンショナーコロと、
   前記テンショナーコロに付勢力を与える弾性体と、
   をさらに備え、
   前記テンショナーコロと前記弾性体によりベルトテンションを自動調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動源にＤＣモータを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。

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