JP2008209745A - 画像形成装置の駆動手段および感光体駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型・低廉で低騒音な画像形成装置の駆動手段を提供すること。
【解決手段】 支持部材１と、前記支持部材１の一方の端部に締結された支持部材２と、前記支持部材１のもう一方の端部に締結された支持部材３と、前記支持部材２と前記支持部材３の間に締結された支持部材４と、前記支持部材１に取付けられた駆動源と、前記駆動源から駆動力を伝達する歯付きベルトと、前記支持部材１に取付けられ、前記歯付きベルトに張力を与えるテンショナーとを有し、前記テンショナーが前記支持部材１と前記支持部材４の締結部近傍に設けられていることを特徴とする画像形成装置の駆動手段。
【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手段および感光体駆動装置に関するものである。

図６は、従来の駆動手段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紙開始状態から排紙に至るまでを簡単に説明する。

本構成の特徴として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としている。即ち、給紙手段〜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、シート材の給紙から排出までの搬送経路を極力短くしている。

給紙トレイ1にセットされたシート材は、駆動モータ16の作動により、不図示の駆動機構装置内の、給紙ローラ用ソレノイドが引かれると共に、給紙動作に入る。

給紙ローラ２の回転により分離パッドで分離給紙されたシート材は、搬送ローラ３を経て、画像転写部である感光ドラム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、画像書き込みレーザスキャナ５は、プロセスカートリッジ7内の感光ドラム8に潜像を描き、トナー像を準備する。前記シート材はここにおいて、感光ドラム8に描かれたトナー像を、感光ドラム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上に転写される。

本画像を加熱定着するために、さらにシート材は定着ローラ１１に送られ、未定着画像が加熱定着される。

画像定着を終えたシート材は、搬送ガイド15に沿って、排紙ローラ１２へと向かう。 排紙ローラ12は、弾性力によって付勢当接される排紙コロとでニップを形成し、シート材を排紙トレイ14へ排出する。

次に、図７は従来の駆動手段の概略構成を説明する駆動構成説明図である。この図に基づいて、概略構成及び駆動機構動作を簡単に説明する。

不図示の電気基盤より駆動モータ16に駆動信号が入力されることにより、駆動モータ16が駆動する。次にこの駆動モータ16より駆動プーリ21、歯付きベルト22を介してアイドラ歯車列23、24a、24b、24cに沿って駆動の伝達が行われる。歯付きベルト22に適切なテンションを与えるため、テンショナーが設けられている。ここでテンショナーはテンショナーコロ51とテンショナー支持部52とから構成されている。被駆動軸である給紙ローラ軸25、搬送ローラ軸26、感光体軸27、定着ローラ軸28、排紙ローラ軸29が駆動され、シート材の搬送を行う。ここで駆動モータ16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、歯付きベルト22はその使用条件により、噛合い周期の騒音（以下、ベルト噛合い音）が問題となる。一般にベルトにより伝達する負荷が大きく、また回転数が高いほど騒音は悪化する傾向にある。従来、上記のようなベルト噛合い音の低減対策として、歯付きベルト歯型形状、歯付きベルト材質、駆動および従動プーリの歯型形状、最適なベルトテンション等、様々な対策が考案されている。その中でテンショナーのベルトへの当接位置については、ベルト噛合いはじめにテンショナーを当接させることで騒音低減を図る提案がなされている。（特開平８−１２５５９）
特開平8-121559号公報

しかしながら上記従来例では、ベルト噛合いにより発生する振動がテンショナーを介して側板に伝播し、その振動（以下、ベルト噛合い振動）により側板が振動を起こし、ベルト噛合い音が増長されるという問題があった。

そこで、本出願に係る第１の発明の目的は、側板へのベルト噛合い振動の伝播を低減し、静粛性の高い画像形成装置の駆動手段を提供することである。

また本出願に係る第２の発明の目的は、側板へ伝播したベルト噛合い振動による騒音の発生を防ぎ、静粛性の高い画像形成装置の駆動手段及び感光体駆動装置を提供することである。

また本出願に係る第３の発明の目的は、側板へのベルト噛合い振動の伝播を低減し、静粛性の高い画像形成装置の駆動手段を提供することである。

また本出願に係る第４の発明の目的は、静粛性の高いより安価な画像形成装置の駆動手段を提供することである。

上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、支持部材１と、前記支持部材１の一方の端部に締結された支持部材２と、前記支持部材１のもう一方の端部に締結された支持部材３と、前記支持部材２と前記支持部材３の間に締結された支持部材４と、前記支持部材１に取付けられた駆動源と、前記駆動源から駆動力を伝達する歯付きベルトと、前記支持部材１に取付けられ、前記歯付きベルトに張力を与えるテンショナーとを有し、前記テンショナーが前記支持部材１と前記支持部材４の締結部近傍に設けられていることを特徴とする。

また本出願に係る第２の発明は、前記支持部材１が前記支持部材３と前記支持部材４の間で穴が設けられ、また前記駆動源が前記支持部材２と前記支持部材４の間で前記支持部材１に取付けられていることを特徴とする。

また本出願に係る第３の発明は、前記テンショナーが、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有し、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。

また本出願に係る第４の発明は、シート材の給紙、搬送、排紙を行う全ての搬送ローラと、画像形成を行う感光体を含む全ての作像ローラと、画像定着を行う定着ローラと、前記搬送ローラ、前記作像ローラ及び前記定着ローラへ単一の駆動源から駆動力を伝達する駆動列とを有し、前記駆動源からの初段の動力伝達に歯付きベルトを用いることを特徴とする。

以上説明したように、本出願に係る第1の発明によれば、テンショナーを支持部材１と支持部材４の締結部近傍に設けることでベルト噛合い音を低減することができる。つまり支持部材１と支持部材４の締結部は、支持部材１の他の箇所と比較して高剛性である。当高剛性部にテンショナーを設けることで、ベルト噛合い振動がテンショナーを伝達して支持部材１を振動させることを防止することができる。その結果、ベルト噛合い音を低減することができる。

また、本出願に係る第２の発明によれば、支持部材１の低剛性部に穴を設けることでベルト噛合い音を低減することができる。つまり、支持部材１の低剛性部はテンショナーからのベルト噛合い振動により振動しやすい。一方、面から放射される音は面の面積に比例して大きくなる。そこで支持部材１の低剛性部に穴を設けることで振動部の面積を減らし、面から放射されるベルト噛合い音を低減することができる。

また、本出願に係る第３の発明によれば、テンショナーに弾性体を用いることにより、ベルト噛合い音を低減することができる。つまり、テンショナーはベルト噛合い音の支持部材１への振動伝達経路である。その振動伝達経路に弾性体を用いることにより、振動のダンピング効果が働き、ベルト噛合い音を低減することができる。

また、本出願に係る第４の発明によれば、画像形成に関する全てのローラを単一のモータで動かす構成にすることにより、より安価な駆動装置を提供することができる。つまり、ベルト噛合い音はその性質上、高回転、高負荷部で問題となりやすい。単一モータによる画像形成装置の駆動部を構成するとき、駆動源のコストを抑えようとすると、必然的に高回転、高負荷となる傾向にある。そのような構成であっても静粛性を確保することができる。

（実施例１）
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。図２は、本発明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。画像形成装置の構成と画像プロセス、及びシート材の給紙開始状態から排紙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割愛する。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割り振っている。

次に本発明の駆動機構装置の概略を説明する。図１は本発明の駆動装置の概略構成を説明する断面構成説明図である。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より下流にてアイドラギア24a、24b、24cに駆動列が分岐し、被駆動軸である給紙ローラ軸25、搬送ローラ軸26、感光体軸27、定着ローラ軸28、および排紙ローラ軸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。

本発明ではテンショナー支持部52を、支持部材1（３１）と支持部材4（３４）の締結部近傍に取付けている。これにより、歯付きベルト噛合い部で発生したベルト噛合い振動の支持部材１への振動伝播を最小限に抑え、低騒音化を達成している。

以下、本実施形態の構成を詳細に説明する。

はじめに支持部材の構成について説明する。支持部材1（31）、支持部材２（32）、支持部材３（33）、支持部材４（34）は板金により構成されている。これらの支持部材の主な役割はそれぞれ、支持部材1（31）は駆動機構を支持する部材、支持部材２（32）は本体強度を確保する部材、支持部材３（33）は本体底面部を構成する部材、支持部材４（34）はレーザスキャナを取付ける部材である。

次に、これらの支持部材の配置構成を図３にて説明する。図３は図１のA-A断面図である。支持部材１（31）に対して、一方の端部に支持部材２（32）が締結され、もう一方の端部に支持部材３（33）が締結されている。支持部材４（34）は支持部材２（32）と支持部材３（33）の間に締結されている。また駆動モータ16は支持部材２（32）と支持部材４（34）の間に設けられ、テンショナー支持部52は支持部材１（31）と支持部材４（34）の締結部近傍に取付けられている。

本実施形態では部材間の締結は締結ビスで行っている。しかしながら、本発明の効果は溶接、接着、スナップフィット、圧入等の他の締結方法でも同様の効果が期待できる。

次にベルト噛合い音について説明する。ベルト噛合い音は歯付きベルト22と駆動プーリ21の噛合い部、および歯付きベルト22と第１アイドラプーリ23の噛合い部を起振源とする。ベルト噛合い音の周期は歯付きベルト22の1歯がプーリと噛合う周期、およびその整数倍の周期で発生する。

次にベルト噛合い振動の伝播経路について説明する。ベルト噛合い振動の伝播経路は、図３の矢印Ｌ１で示す経路となる。即ち、はじめに歯付きベルト22が噛合いにより振動を起こす。その振動はテンショナーコロ51に伝播し、次にテンショナー支持部52に伝播する。テンショナー支持部52は支持部材１（31）に締結されているため、支持部材１に振動が伝播する。ここでテンショナーコロ51は歯付きベルト22にテンションを与え、かつ歯付きベルト51に対し従動回転するようテンショナー支持部52に回転可能に取付けられている。

上述のようにベルト噛合い振動が支持部材１に伝播したとき、支持部材１（31）は広い面積を持つため放射音を増幅し、その騒音（ベルト噛合い音）が問題となる。

そこで本提案では、テンショナー支持部52を支持部材１（31）と支持部材４（34）の締結部近傍に取付けている。その目的は、支持部材１（31）の高剛性部にテンショナー支持部52を取付け、歯付きベルト21から支持部材１（31）への振動の伝播経路を遮断することである。

即ち、支持部材１（31）と支持部材４（34）の締結部は２枚の板金が重複する部分であり、質量が大きくかつ剛性が高い。そのため支持部材１（31）への振動伝播を効果的に低減することができる。

また図３で示すように支持部材１（31）は支持部材2〜４（32〜34）の３点を支点とする３点支持梁の構成となっている。そのため、支持部材1（31）は点線Ｌ2で示す振動モードを持つ。この振動モードに対して、支持部材１（31）と支持部材（34）の締結部は節部となっている。そのため支持部材１（31）と支持部材４（34）の締結部近傍にテンショナー支持部52を配置することにより、支持部材1（31）の振動モードの励起を抑制し、ベルト噛合い音の放射を効果的に低減することができる。

以上述べたベルト噛合い音低減の構成は、上述した画像形成プロセスを単一の駆動モータにより行う画像形成装置の駆動装置において好適である。つまり、単一の駆動モータによる駆動装置では、製造コストを低く抑えるために、一般的に高負荷、高回転が要求される。他方、ベルト噛合い音は高負荷、高回転時に悪化する傾向にあり、本実施形態による効果がより大きくなる。

（実施例２）
前述の実施例1では支持部材１〜4（３１〜３４）とテンショナー支持部52との配置関係によりベルト噛合い音を低減する方法を提案したが、さらに図４に示すように、支持部材１（３１）が支持部材３（３３）と前記支持部材４（３４）の間に穴が設けられ、また駆動モータ２１が支持部材２（３２）と支持部材４（３４）の間で支持部材１（３１）に取付けられている構成も望ましい。

即ち、実施例１では歯付きベルト２２から支持部材1（３１）へのベルト噛合い振動伝播を低減する構成とした。しかしながら、微小な振動伝播まで遮断することはできない。そこで図３の点線Ｌ２で示す振動モードの腹部である、支持部材２（32）と支持部材４（34）の間に駆動モータ２１を配置する。これにより上記腹部の質量を大きくし、振動を抑制することができる。

また、もう一方の振動モードの腹部である支持部材３（33）と支持部材４（34）の間に図４の点線Ｈ１で示す部分に穴を設ける。これにより上記腹部が振動した場合においても、その振動部の面積を小さくすることにより、放射されるベルト噛合い音を低減することが可能となる。

上記、駆動モータ５１と穴形状Ｈ１の配置により、支持部材１（31）の振動モードが励起された場合においても、ベルト噛合い音の放射を効果的に低減することができる。

（実施例３）
前述の実施例1では支持部材１〜4（３１〜３４）とテンショナー支持部52との配置関係によりベルト噛合い音を低減する方法を提案したが、さらに図５に示すようにテンショナーとして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５１が弾性体であるテンショナーバネ５３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５１は実施例１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。

テンショナーとしてオートテンショナーを用いることにより、実施例１で説明した図３のベルト噛合い振動の伝播経路L１に弾性体を設けることができる。よって弾性体の振動ダンピング効果により、さらなる振動遮断効果が生じる。それにより、ベルト噛合い音を低減することができる。

また、他の効果としては実施例１、及び実施例２では組立時にテンショナーコロ５１の位置調整によるベルトテンションの調整作業が必要である。しかし本実施例の場合、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、他の効果としてはオートテンショナーを用いることにより、組立時のテンショナーコロ51位置の組立誤差によるベルトテンションのばらつきを小さくすることが可能となる。これによりさらに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できる。

以上、本発明の好適な3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、上記実施例では支持部材１〜４から筐体が構成されているが、５部材以上から構成される筐体についても、同様にベルト噛合い音の低減は可能である。

また、上記実施例では支持部材1〜４は板金にて構成されているが、他の材料により構成した場合においても、同様にベルト噛合い音の低減は可能である。
また、上記実施例では穴形状として整列した丸穴としたが、穴の形状及び配列を他の形状としても、同様にベルト噛合い音の低減は可能である。

また、上記実施例では単一の駆動モータによる画像形成装置の駆動装置について述べたが、複数の駆動モータによる駆動装置においても、同様にベルト噛合い音の低減は可能である。

本発明に係る画像形成装置の駆動手段の断面図 本発明に係る画像形成装置の断面図 本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の要部の断面図 本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の要部の断面図 本発明の第３の実施例に係る画像形成装置の要部の断面図 従来の画像形成装置の断面図 従来の画像形成装置の駆動手段の断面図

符号の説明

１ 給紙トレイ
２ 給紙ローラ
３ 搬送ローラ
５ レーザスキャナ
７ プロセスカートリッジ
８ 感光ドラム
９ 転写ローラ
１１ 定着ローラ
１２ 排紙ローラ
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 給紙ローラ軸
２６ 搬送ローラ軸
２７ 感光体軸
２８ 定着ローラ軸
２９ 排紙ローラ軸
３０ 歯車カバー
３１ 支持部材１
３２ 支持部材２
３３ 支持部材３
３４ 支持部材４
５１ テンショナーコロ
５２ テンショナー支持部
５２ テンショナーバネ
６１ 締結ビス
Ｌ１ ベルト噛合い振動の伝達経路
Ｌ２ 支持部材１の振動モード
Ｈ１ 支持部材１の穴形状配置位置

Claims (4)

1. 支持部材１と、
   前記支持部材１の一方の端部に締結された支持部材２と、
   前記支持部材１のもう一方の端部に締結された支持部材３と、
   前記支持部材２と前記支持部材３の間に締結された支持部材４と、
   前記支持部材１に取付けられた駆動源と、
   前記駆動源から駆動力を伝達する歯付きベルトと、
   前記支持部材１に取付けられ、前記歯付きベルトに張力を与えるテンショナーとを有し、
   前記テンショナーが前記支持部材１と前記支持部材４の締結部近傍に設けられていることを特徴とする画像形成装置の駆動手段。
2. 前記支持部材１が前記支持部材３と前記支持部材４の間で穴が設けられ、また前記駆動源が前記支持部材２と前記支持部材４の間で前記支持部材１に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の駆動手段。
3. 前記テンショナーが、
   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有し、
   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または請求項２に記載の画像形成装置の駆動手段。
4. シート材の給紙、搬送、排紙を行う全ての搬送ローラと、
   画像形成を行う感光体を含む全ての作像ローラと、
   画像定着を行う定着ローラと、
   前記搬送ローラ、前記作像ローラ及び前記定着ローラへ単一の駆動源から駆動力を伝達する駆動列とを有し、
   前記駆動源からの初段の動力伝達に歯付きベルトを用いることを特徴とする請求項1〜3に記載の画像形成装置の駆動手段。

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