JP4871716B2

JP4871716B2 - 駆動伝達装置

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Publication number: JP4871716B2
Application number: JP2006336967A
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Inventors: 将城瀬戸
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Publication date: 2012-02-08
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Description

本発明は、複写機・レーザプーリーンタ・ファクシミリ等の画像形成装置に代表される精密機器に用いれば好適な駆動伝達装置（ベルト駆動伝達装置）に関する。

代表的な精密機器としてカラー画像形成装置を例にして説明する。カラー画像形成装置には、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションを、転写材搬送ベルト又は中間転写ベルトの移動方向に沿って並べて配設したものが知られている。なお、以下では、転写材搬送ベルトと中間転写ベルトとをまとめて「転写ベルト」というものとする。

この種の画像形成装置において、各画像形成ステーションの感光ドラムに対する駆動伝達装置として、駆動モータと、モータ軸から感光ドラム軸を回転させるための減速機構としてギア減速機構を主に用いている。

同様に、転写ベルトの駆動伝達装置としても、モータと、モータの駆動を転写ベルト駆動ローラに伝達するギア減速機構を用いている。転写ベルトは転写ベルト駆動ローラの回転に伴い搬送される。

これらの回転部材である像担持体（感光ドラムや転写ベルト）は一般的に高精度な画像精度を保証するために一定速度で安定的に駆動することが望まれている。このことにより画像は高精度に位置決めされて転写材へ転写されるため、成果物として、色ずれや画像ムラ、または位置ずれのない高品位な出力画像を得られることになる。

ギアを用いて駆動を伝達する構成では、ギア同士の噛み合いピッチムラが感光ドラムや転写ベルトの回転に影響するため、このピッチムラの画像への影響を小さくする構成として、ベルトを用いて駆動を伝達する構成が好ましい。

そこで、特許文献１のように、複数ベルトを駆動源となるモータ軸から駆動を分割して連結する構成が挙げられる。

しかしながら、ベルトによる駆動伝達においては、ベルトとプーリー間でのスリップを防止するために、ベルトテンションを大きくすることがある。その結果、モータ軸や感光ドラム軸に対してベルトテンションに伴う軸倒れを生じさせることがある。軸倒れは、駆動速度を変動させて、色ずれや部分的な画像倍率の収縮から画像ムラを生じさせる虞がある。

この軸倒れを防止する為に、特許文献２に開示されているように、２枚の支持フレーム間に高精度に軸間距離や平行度を規定して軸倒れを防止している。
特開平６−１６１２０５号公報特開２００４−１８３８６０号公報

しかし、特許文献２の構成のように強度を高めても、ベルトの張力による軸への負荷は軽減されないため、この負荷があることで回転軸の駆動安定性が低下する虞がある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものである。その目的とするところは、プーリーとベルトを用いた駆動伝達装置において、ベルトの張力による軸への負荷を軽減し、プーリーの回転安定性を高める駆動伝達装置を提供するものである。

上記の目的を達成するための本発明に係る駆動伝達装置の代表的な構成は、軸に支持されて駆動源からの駆動により回転する第一プーリーと、外径が前記第一プーリーの外径より大きくて軸に支持されて回転可能な第二プーリーと、前記第一プーリーと前記第二プーリーとに懸回張設されたベルトと、を有する駆動伝達装置において、前記第一プーリーと前記第二プーリーとの間の一方側のベルト部分の外面と他方側のベルト部分の外面とにそれぞれ弾性的に圧接されてベルトに張りを与える回転可能なテンショナーローラと、前記ベルトの回転方向において前記第一プーリーの上流側と下流側とにそれぞれ設けられ、弾性押圧部材により付勢されて前記ベルトを介して前記第一プーリーを押圧する複数の回転可能な押圧部材であって、前記第一プーリーに対する押圧部は前記第一プーリーの回転中心よりも前記テンショナーローラの側に設けられていて前記第一プーリーの周面上で揺動可能である前記複数の回転可能な押圧部材と、を有し、前記テンショナーローラと前記複数の回転可能な押圧部材は前記第一プーリーの回転中心と前記第二プーリーの回転中心とを結ぶ線を境にしてほぼ対称に配設されていることを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る駆動伝達装置の他の代表的な構成は、軸に支持されて駆動源からの駆動により回転する第一プーリーと、外径が前記第一プーリーの外径より大きくて軸に支持されて回転可能な第二プーリーと、前記第一プーリーと前記第二プーリーとに懸回張設されたベルトと、を有する駆動伝達装置において、前記第一プーリーと前記第二プーリーとの間の一方側のベルト部分の外面と他方側のベルト部分の外面とにそれぞれ弾性的に圧接されてベルトに張りを与える回転可能なテンショナーローラと、
前記ベルトの回転方向において前記第二プーリーの上流側と下流側とにそれぞれ設けられ、弾性押圧部材により付勢されて前記ベルトを介して前記第二プーリーを押圧する複数の回転可能な押圧部材であって、前記第二プーリーに対する押圧部は前記第二プーリーの回転中心よりも前記テンショナーローラの側に設けられていて前記第二プーリーの周面上で揺動可能である前記複数の回転可能な押圧部材と、を有し、前記テンショナーローラと前記複数の回転可能な押圧部材は前記第一プーリーの回転中心と前記第二プーリーの回転中心とを結ぶ線を境にしてほぼ対称に配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、ベルトの張力による軸への負荷を軽減しつつ、ベルトとプーリーとの接触性を高め、回転安定性を向上させることができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
［実施例１］

（１）画像形成部
図１は本発明に従うベルト駆動伝達装置を用いた画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は、電子写真方式、レーザビーム走査露光方式、中間転写ベルト方式の４色フルカラー複写機であり、リーダ部１Ｒとプーリーンタ部１Ｐとを備えており、プーリーンタ部１Ｐには並列（タンデム）に配設した４個の画像形成ステーションを有する、
１）リーダ部１Ｒ
リーダ部１Ｒは原稿の画像情報を光電読取りするイメージリーダである。原稿台ガラス８１の上に、複写すべき原稿Ｏを画像面を下向きにして所定の載置基準に従って載置し、原稿押え板８２を被せる。不図示の操作部の複写スタートキーが押されると、画像読取機構部８３が動作して、ガラス８１上の原稿Ｏの下向き画像面が光電読取りされる。画像読取機構部８３は光学系移動型のイメージリーダであり、原稿照明光源８４、反射ミラー８５〜８７、結像レンズ系８８、ＣＣＤアレイ等の画像読取素子８９等を有する。画像読取素子８９で光電読取りされた原稿画像の電気的情報が画像処理部７１を経て制御ユニット７０に入力し、画像変調されたデジタル画像信号となる。

２）プーリーンタ部１Ｐ
プーリーンタ部１Ｐは大別して、画像形成部１０、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、及び制御ユニット７０等を有する。

画像形成部１０は、４個の同じ構成の画像形成ステーション（以下、ステーションと記す）ａ・ｂ・ｃ・ｄを有する。各ステーションａ〜ｄにおいて、それぞれ、第１の像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと略記する）１１ａ〜１１ｄがドラム中心で軸支され、後述するドラム駆動系であるベルト駆動伝達装置によって矢印の反時計方向に回転駆動される。ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してドラム回転方向に沿って、一次帯電器１２ａ〜１２ｄ、光学系１３ａ〜１３ｄ、折り返しミラー１６ａ〜１６ｄ、現像器１４ａ〜１４ｄ、ドラムクリーニング装置１５ａ〜１５ｄが配置されている。

一次帯電器１２ａ〜１２ｄによって、ドラム１１ａ〜１１ｄの表面は、所定の極性、所定の電位に均一に帯電される。帯電後のドラム表面は、次いで光学系１３ａ〜１３ｄにより露光されることによって、静電潜像が形成される。

光学系１３ａ〜１３ｄは、本例の場合はレーザ走査露光装置であり、レーザ光源、ポリゴンミラー等を有する。そして、制御ユニット７０から入力するデジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介してドラム１１ａ〜１１ｄの面を走査露光する。

ドラム１１ａ〜１１ｄの面に形成された静電潜像は、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色トナー（現像剤）が収納されている現像器１４ａ〜１４ｄによってトナー像として現像される。このトナー像が一次転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄにおいて、中間転写ユニット３０の、矢印Ｂの方向に回転駆動される、第２の像担持体としての無端状の中間転写ベルト（以下、転写ベルトと記す）３１に転写される。転写ベルト３１に転写されずにドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーは、ドラムクリーニング装置１５ａ〜１５ｄによりドラム表面から掻き落とされる。これにより、ドラム１１ａ〜１１ｄは表面が清掃されて、繰り返して作像に供される。

上記の画像形成プロセスが各ステーションａ〜ｄにおいて所定の制御タイミングで実行されて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーによる画像形成が順次に行われる。

給紙ユニット２０は、転写材（シート状の記録材、記録媒体）Ｐを積載収納させた、上下２段の第１と第２の給紙カセット２１ａ・２１ｂ、及び手差しトレイ２７を有する。また、給紙カセット２１ａ又は２１ｂ、或いは手差しトレイ２７から転写材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ・２２ｂ・２６を有する。また、各ピックアップローラから送り出された転写材Ｐをレジストローラ対２５ａ・２５ｂまで搬送するための給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４を有する。レジストローラ対２５ａ・２５ｂは、所定の制御タイミングで転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのローラである。

中間転写ユニット３０は、中間転写体としての、無端状の転写ベルト３１を備えている。転写ベルト３１は、該ベルトに駆動を伝達する駆動ローラ３３と、該ベルトに張りを付与するテンションローラ３２と、二次転写対向ローラ３４と、の３本のローラに架け回してある。駆動ローラ３３とテンションローラ３２との間に一次転写平面Ａが形成され、各ドラム１１ａ〜１１ｄと転写ベルト３１とが対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、ベルト３１の裏面（内周面）に一次転写用の帯電器３５ａ〜３５ｄが配置されている。

転写ベルト３１は、駆動ローラ３３が後述する転写ベルト駆動系であるベルト駆動伝達装置によって駆動されることによって回転駆動される。駆動ローラ３３は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングして転写ベルト３１とのスリップを防いでいる。テンションローラ３２と二次転写対向ローラ３４は転写ベルト３１の回転に従動して回転する。

二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成している。二次転写ローラ３６は、転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。

また、駆動ローラ３３の転写ベルト巻き架け部において、転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするベルトクリーニング装置５０が配設されている。このベルトクリーニング装置５０は、転写ベルト３１の画像形成面に付着した二次転写残トナーなどを除去するためのクリーニングブレード５１と、除去した二次転写残トナーを廃トナーとして収納する廃トナーボックス５２とを有している。

定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒータなどの熱源４１ａを有する定着ローラ４６と、内部に熱源４１ｂを有し定着ローラ４６に当接された加圧ローラ４７とを有する。

二次転写領域Ｔｅを通った転写材Ｐはガイド４３に案内されて定着ユニット４０の定着ニップ部に導入される。そして、定着ニップ部から出た転写材Ｐが内排紙ローラ４４により定着ユニット外に排出され、更に外排紙ローラ４５により中継ぎされて排紙トレイ４８へ排出される。

制御ユニット７０は、上述の各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板や、モータドライブ基板（不図示）などを備えている。

画像形成動作開始信号が発せられると、例えば、ピックアップローラ２２ａにより、第１の給紙カセット２１ａから転写材Ｐが１枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ対２５ａ・２５ｂまで搬送される。そのときレジストローラ対２５ａ・２５ｂは回転が停止されており、転写材Ｐの先端はニップ部に突き当たる。その後、レジストローラ対２５ａ・２５ｂは所定の制御タイミングで回転を始める。この回転開始タイミングは、転写材Ｐの先端部と、各ステーションａ〜ｄから転写ベルト３１上に一次転写されたトナー像の先端部とが二次転写領域Ｔｅにおいて一致するように設定されている。

各ステーションａ〜ｄでは、画像形成動作開始信号が発せられると、前述した画像形成プロセスが順次に開始される。そして、転写ベルト３１の回転方向において一番上流側にあるステーションｄのドラム１１ｄ上に形成されたイエロートナー像が一次転写領域Ｔｄにおいて、高電圧が印加された一次転写用の帯電器３５ｄによって、転写ベルト３１に一次転写される。転写ベルト３１に一次転写されたイエロートナー像は、次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。各ステーションａ〜ｄ間では、各ステーション間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成プロセスが行われており、転写ベルト３１上の前のトナー像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写されることになる。以下も同様の工程が繰り返され、最終的に、転写ベルト３１上に、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、ブラックトナー像の４色のトナー像が一次転写されて重ね合わされる。

その後、転写ベルト３１の回転に伴って転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入し、転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に高電圧が印加される。これにより、転写ベルト３１上の４色の重ね合わせトナー像が転写材Ｐの表面に一括で二次転写される。

その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によって、定着ユニット４０の定着ローラ４６と加圧ローラ４７との定着ニップ部まで正確に案内される。そして、転写材Ｐは、これらローラ４６・４７により加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。その後、内・外排紙ローラ４４・４５によって排紙トレイ４８上に排出される。

（２）ドラム駆動系と転写ベルト駆動系
続いて、ベルトを用いて駆動源からドラムに駆動を伝達するベルトの配置構成及び駆動源から転写ベルトに駆動を伝達するベルトの配置構成を示す。図２と図３は、画像形成部１０におけるドラム１１ａ〜１１ｄの駆動系１１０と、中間転写ユニット３０における転写ベルト３１の駆動系２１０とを模式化した概念図である。

（２−１）ドラム駆動系１１０
まず、ドラム駆動系１１０について説明する。各ドラム１１ａ〜１１ｄは、それぞれ、装置筐体（装置枠体、シャーシ）の互いに対向させた第１と第２の側板２ａ・２ｂ間に、ドラム軸１１１ａ〜１１１ｄの両端側を軸受部材３を介して回転自由に保持させて、並行に配列してある。この各ドラム軸１１１ａ〜１１１ｄにドラム駆動モータ（駆動源）１１５のモータ軸１１５ａの回転力がドラム駆動系１１０としてのベルト駆動伝達装置により伝達されて、各ドラム１１ａ〜１１ｄが所定の同じ回転方向及び回転速度にて駆動される。

モータ１１５は、第２の側板２ｂに対向させた第３の側板２ｃに定置固定して配設してある。このモータ１１５のモータ軸１１５ａには駆動モータプーリー（第一プーリー：以下、駆動プーリーと記す）１１７を同心一体に固着して配設（連結）してある。また、第２の側板２ｂと、この側板に対向させた第４の側板２ｄとの間に両端側を軸受部材４を介して回転自由に保持させて回転部材であるアイドラプーリー軸５を配設してある。このアイドラプーリー軸５には、第１から第５の５つのアイドラプーリー（従動プーリー）１１２、１１２ａ〜１１２ｄを同心一体に配設（連結）してある。また、各ドラム軸１１１ａ〜１１１ｄの第２の側板２ｂ側の端部には、それぞれ、ドラムプーリー１１８ａ〜１１８ｄを固着して配設してある。このアイドラプーリー軸５の軸中心とアイドラプーリー１１２、１１２ａ〜１１２ｄの中心は実質的に一致している。

駆動プーリー１１７（第一プーリー）と第１のアイドラプーリー１１２（第二プーリー）との間には金属製の平ベルトからなる駆動伝達ベルト（以下、ベルトと記す）１１６を架け回してある（懸架、懸回張設）。そして、このベルト１１６にテンションを付与するテンショナーローラ１２０ａ・１２０ｂと、ベルト１１６のテンションによる駆動軸であるモータ軸１１５ａの軸倒れを防止するための複数のバックアッププーリー（押圧部材）１１９ａ・１１９ｂを配設してある。このテンショナーローラ１２０ａ・１２０ｂと、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂについては後述する。この駆動軸１１５ａの中心と駆動プーリー１１７の中心は実質的に一致している。

第２のアイドラプーリー１１２ａとドラムプーリー１１８ａとの間には金属製の平ベルトからなるベルト１１３ａを架け回してある。このベルト１１３ａはテンショナーローラ１１４ａによりテンションが付与されている。第３のアイドラプーリー１１２ｂとドラムプーリー１１８ｂとの間には金属製の平ベルトからなるベルト１１３ｂを架け回してある。このベルト１１３ｂはテンショナーローラ１１４ｂによりテンションが付与されている。第４のアイドラプーリー１１２ｃとドラムプーリー１１８ｃとの間には金属製の平ベルトからなるベルト１１３ｃを架け回してある。このベルト１１３ｃはテンショナーローラ１１４ｃによりテンションが付与されている。第４のアイドラプーリー１１２ｄとドラムプーリー１１８ｄとの間には金属製の平ベルトからなるベルト１１３ｄを架け回してある。このベルト１１３ｄはテンショナーローラ１１４ｄによりテンションが付与されている。

駆動プーリー１１７に対して第１のアイドラプーリー１１２は大径プーリーにしてある。即ち、第１のアイドラプーリー１１２の外径は駆動プーリー１１７の外径よりも大きい。第１〜第５のアイドラプーリー１１２、１１２ａ〜１１２ｄと、ドラムプーリー１１８ａ〜１１８ｄは本例では同径プーリーにしてある。モータ軸１１５ａの軸線、アイドラプーリー軸５の軸線、ドラム軸１１１ａ〜１１１ｄの軸線は並行である。

モータ１１５のモータ軸１１５ａの回転力は駆動プーリー１１７とベルト１１６を介して第１のアイドラプーリー１１２に伝達され、アイドラプーリー軸５が回転駆動される。駆動プーリー１１２に対して第１のアイドラプーリー１１２が大径プーリーであるので、モータ軸１１５ａの回転速度は減速されてアイドラプーリー軸５に伝達される。アイドラプーリー軸５の回転により、この軸５に同心一体の第２〜第５のアイドラプーリー１１２も回転する。そして、第２のアイドラプーリー１１２ａの回転が、ベルト１１３ａ、ドラムプーリー１１８ａを介してドラム軸１１１ａに伝達されて、ドラム１１ａが回転駆動される。第３のアイドラプーリー１１２ｂの回転が、ベルト１１３ｂ、ドラムプーリー１１８ｂを介してドラム軸１１１ｂに伝達されて、ドラム１１ａが回転駆動される。第４のアイドラプーリー１１２ｃの回転が、ベルト１１３ｃ、ドラムプーリー１１８ｃを介してドラム軸１１１ｃに伝達されて、ドラム１１ｃが回転駆動される。第５のアイドラプーリー１１２ｄの回転が、ベルト１１３ｄ、ドラムプーリー１１８ｄを介してドラム軸１１１ｄに伝達されて、ドラム１１ｄが回転駆動される。

（２−２）転写ベルト駆動系２１０
中間転写ユニット３０において、転写ベルト３１を回転駆動する駆動ローラ３３は、装置筐体の第１と第２の側板２ａ・２ｂ間に、ローラ軸３３ａの両端側を軸受部材６を介して回転自由に保持させて配列してある。二次転写対向ローラ３４も同様に、装置筐体の第１と第２の側板２ａ・２ｂ間に、ローラ軸３４ａの両端側を軸受部材を介して回転自由に保持させて、駆動ローラ３３に並行に配列してある。テンションローラ３２は、ローラ軸３２ａの両端側を移動可能に保持させた軸受部材７により回転自由に保持させるとともに、その軸受部材７を転写ベルト３１にテンションを付与する方向に移動付勢させてある。駆動ローラ３３の軸線、二次転写対向ローラ３４の軸線、テンションローラ３２の軸線は、ドラム軸１１１ａ〜１１１ｄの軸線に並行である。

駆動ローラ３３のローラ軸３３ａに転写ベルト駆動モータ（駆動源）２０１のモータ軸２０１ａの回転力が転写ベルト駆動系２１０としてのベルト駆動伝達装置により伝達されて、転写ベルト３１が所定の回転方向及び回転速度にて駆動される。

モータ２０１は、第２の側板２ｂに対向させた第５の側板２ｅに定置固定して配設してある。このモータ２０１のモータ軸２０１ａには駆動プーリー２０２を同心一体に固着して配設してある。また、駆動ローラ３３のローラ軸３３ａの第２の側板２ｂ側の端部には転写ベルトプーリー２０３を固着して配設してある。

駆動プーリー２０２と転写ベルトプーリー２０３との間には金属製の平ベルトからなる駆動伝達ベルト２０４を架け回してある。そして、このベルト２０４にテンションを付与するテンショナーローラ２０５ａ・２０５ｂと、駆動ベルト２０４のテンションによるモータ軸２０１ａの軸倒れを防止するためのバックアッププーリー（押圧部材）２０６ａ・２０６ｂを配設してある。このテンショナーローラ２０５ａ・２０５ｂと、バックアッププーリー２０６ａ・２０６ｂについては後述する。

モータ軸２０１ａの軸線と駆動ローラ３３のローラ軸３３ａの軸線は並行である。駆動プーリー２０２に対して転写ベルトプーリー２０３は大径プーリーにしてある。

モータ２０１のモータ軸２０１ａの回転力は駆動プーリー２０２とベルト２０４を介して転写ベルトプーリー２０３に伝達され、駆動ローラ３３のローラ軸３３ａが回転駆動される。駆動プーリー２０２に対して転写ベルトプーリー２０３は大径プーリーであるので、モータ軸２０１ａの回転速度が減速されてローラ軸３３ａに伝達されて、駆動ローラ３３が回転駆動される。これにより、転写ベルト３１が所定の回転方向及び回転速度にて駆動される。

（２−３）モータ軸の軸倒れ低減対策
回転部材であるドラム１１の駆動系１１０においては、ドラム駆動モータ（駆動源）１１５のモータ軸１１５ａの回転速度を、駆動プーリー１１７（第一プーリー）とこのプーリーよりも大径の第１のアイドラプーリー１１２（第二プーリー）とこの両プーリー間に架け回したベルト１１６とから構成される。

一般に、ドラム１１ａ〜１１ｄの回転速度は、ドラム駆動モータ１１５として汎用のＤＣモータやパルスモータの定格回転数に比べて遅い。そして、ドラム軸１１１ａ〜１１１ｄは、ドラムに対するクリーニング部材１５ａ〜１５ｄの当接負荷や転写部Ｔａ〜Ｔｄの高電圧に伴うドラムに対する転写ベルト吸着よって、多大な駆動負荷トルクを受ける。そのため、モータ１１５からドラム１１ａ〜１１ｄへの駆動力伝達は、減速機構によるトルクマージンの確保が必要不可欠である。

図４はドラム駆動系１１０における上記の減速機構部分の斜視模型図、図５は正面模型図である。図５において、Ｃは、駆動側プーリーである駆動プーリー１１７の軸中心Ｄと従動側プーリーである第１のアイドラプーリー１１２の軸中心Ｅとを結んだ軸線である。駆動プーリー１１７とアイドラプーリー１１２とに架け回したベルト１１６に張りを付与するテンショナーローラ１２０ａ・１２０ｂは、駆動プーリー１１７とアイドラプーリー１１２との間の一方側のベルト部分の外面と他方側のベルト部分の外面とにそれぞれ弾性的に圧接されており、上記の軸線Ｃを境とする略対称の位置に配設してある。このテンショナーローラ１２０ａ・１２０ｂは、それぞれ、テンションバネ１２１ａ・１２１ｂによりベルト外面に圧接されてベルト１１６に張りを付与する。テンショナーローラ１２０ａ・１２０ｂから得られるベルトテンションはテンショナーローラ１２０ａ・１２０ｂの配置と加圧力から算出できる。

本実施形態においては上記の駆動伝達ベルト１１６として金属製の平ベルトを用いている。歯付ベルトとの対比において、金属製の噛合い歯のない平ベルトやＶベルトを用い高いテンションを付与することで、噛み合いに伴うピッチムラも生じず、高い駆動伝達トルクを確保することが可能となる。

ベルト１１６には金属製の平ベルトを用いているため高いテンションを必要とすることになる。特に、減速構成として、駆動側プーリーである駆動プーリー１１７は従動側のアイドラプーリー１１２に比べてプーリー半径が小さく構成されるため、モータ１１５のモータ軸１１５ａは比較的小径の軸となる。このため、ベルトスリップを防止する高いベルトテンションに対して、剛性の低いモータ軸１１５ａがベルトテンションに引っ張られて軸倒れを生じる虞がある。そこで、このモータ軸１１５ａの軸倒れ低減対策としてバックアッププーリー（押圧部材）１１９ａと１１９ｂを配してこれら問題を解消している。

バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂは、それぞれ、前記軸線Ｃを境とする略対称の位置に配設してあり、ベルト１１６を駆動プーリー１１７との間に挟ませて、駆動プーリー１１７に対して押圧させてある。即ち、ベルト１１６の回転方向において駆動プーリー１１７に対して上流側と下流側のそれぞれにバックアッププーリーを配置している。さらに、本実施例では、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂは、駆動プーリー１１７に対するベルト１１６の巻き架け量（駆動プーリー１１７とベルト１１６との接触領域）を増加させるように、かつアイドラプーリー１１２側から駆動プーリー１１７の略軸中心に向かって押圧させている。そして、バックアッププーリーの駆動プーリーに対する押圧部分は、駆動プーリーの回転中心（回転軸線）よりもアイドラプーリー側に位置する。そうすることで、バックアッププーリーの駆動プーリーに対する力が軸倒れする方向とは逆向きに軸１１５ａにかかるため、軸倒れを軽減することができる。

各バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂは、それぞれ、軸部１２２ａ・１２２ｂを中心に回動自由の揺動アーム１２３ａ・１２３ｂに回転自由に支持させてある。そして、揺動アーム１２３ａ・１２３ｂをそれぞれ押圧バネ（弾性押圧部材）１２４ａ・１２４ｂにより駆動プーリー１１７側に回動付勢することで、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂをベルト１１６を挟んで駆動プーリー１１７に対して圧接させている。即ち、各バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂは駆動プーリー１１７の周面上で揺動可能である。

更に、本実施例では、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂは、図６〜図８に示すように、ベルトテンションとの力関係において合力が０となるようベルト１１６を巻き架けた外側からバックアップ力を駆動プーリー１１７に付与している。

具体的には、駆動プーリー１１７に作用する力を求めてバックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂのバックアップ力を以下のように求めることで容易に設計できる。

図６に示されるように、ベルト１１６がテンショナーローラ１２０ａ・１２０ｂから受ける加圧力Ｆとしたとき、そのベルト巻き角の分力としてベルトテンションＴが得られる。ベルトテンションＴは、各々バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂと駆動プーリー１１７に各々Ｐ、Ｑなる合力を与える。

このとき、図７に示すように、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂと駆動プーリー１１７に架かる合力Ｐ、Ｑを、水平方向と垂直方向の力に分力すると、駆動プーリー１１７には水平方向にＰなる力がかかる。バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂの合力Ｑは水平分力Ｑ_Ｈと垂直分力Ｑ_Ｖに分力される。

ここで、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂと駆動プーリー１１７の垂直分力はバックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂを対向配置していることと、ベルト１１６の架け回し角度の位相が前記軸線Ｃに対して対向位相であるため、分力の和は０となっている。また、水平分力においては、駆動プーリー１１７に掛るＰと、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂのおのおのに掛るＱ_Ｈとなる。この偏った水平分力Ｐ＋２Ｑ_Ｈがモータ軸１１５ａに軸倒れを生じる力となる。

したがって、図８に示すように、この偏った水平分力Ｐ＋２Ｑ_Ｈを打ち消すように、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂのそれぞれに、水平分力でＰ／２＋Ｑ_Ｈとなる合力Ｑ’のバックアップ力を駆動プーリー１１７へ付与する。これによって、上記の軸倒れを生じさせる力Ｐ＋２Ｑ_Ｈを打ち消すことが可能となる。

このとき、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂの駆動プーリー１１７に対するバックアップ力Ｑ’・Ｑ’は略モータ軸１１５ａの中心（回転軸線）に向かっている。しかしながら、上記説明したように偏った水平方向の分力Ｐ＋２Ｑ_Ｈを打ち消せれば軸倒れ問題は解消できる。そのため、必ずしも駆動プーリー１１７の軸中心であるモータ軸１１５ａの中心に向ってバックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂのバックアップ力Ｑ’・Ｑ’を与える必要はない。

また、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂの配置において、前記軸線Ｃに対して必ずしも対称位置に配置せずともよい。すなわち、ある程度（モータ軸周りで約±５°）の配置ずれを生じても、垂直方向の分力和として０に近づく配置でも軸倒れにおける効果を発揮することが可能である。

したがって、軸倒れを保護する軸とバックアッププーリーの当接力の和が垂直分力の和と水平分力の和において打ち消しあう力関係となる配置関係と当接力関係であればよい。

バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂは、駆動プーリー１１７に対するベルト１１６の巻き架け量を増加させるように当接させる。そして、同時に、ベルトテンションによってモータ軸１１５ａに係る軸倒れ方向の力を打ち消すようバックアップ力Ｑ’・Ｑ’を付与する。この軸倒れ低減構成は、ベルトの巻き架け量を多くすることでベルトの回転の安定性を高められるだけでなく、軸倒れ低減の効果を上げることができる。
なお、上記の構成では軸倒れ方向の力を打ちける力がバックアッププーリー等から付与されたが、本発明では、必ずしも同等の力が付与される必要はなく、同等でない力であっても、軸倒れ低減の効果を上げることはできる。
また、上記の実施例では、ベルトの巻き架け量が増加するようにバックアッププーリーを配置した。しかし、巻き架け量が増加しない位置であっても、押圧部分が駆動プーリーの回転中心（回転軸線）よりもアイドラプーリー側に位置することで、軸倒れ低減の効果を上げることができる。

さらに、このときの駆動プーリー１１７とバックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂのベルト巻き架け部の断面形状（周面形状）は、図９に示すように、クラウン形状と逆クラウン形状とにし、平ベルト１１６を挟み込むことでスラスト方向におけるベルト寄りを規制している。駆動プーリー１１７側を逆クラウン形状、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂ側をクラウン形状にしてもよい。

一般的なプーリーリブでベルトのスラスト規制を行うと、金属製で高いテンション設定のベルト１１６の摺擦に伴いリブの耐久的破損を生じる恐れがある。また複雑な寄り防止機構を設ける必要もなく寄り防止機能を有することが可能となる。

図１０は回転部材である転写ベルト３１の駆動系２１０における減速機構部分の正面模型図である。この駆動系２１０においても、転写ベルト駆動モータ（駆動源）２０１のモータ軸２０１ａの回転速度を、駆動プーリー（第一プーリー）２０２と、このプーリーよりも大径の転写ベルトプーリー（第二プーリー）２０３と、この両プーリー間に架け回した金属製の平ベルト２０４とを減速機構として減速させている。そして、上記ドラム駆動系の減速機構部分と同様な構成にて、テンショナーローラ２０５ａ・２０５ｂと、バックアッププーリー（押圧部材）２０６ａ・２０６ｂを配設して、ベルト２０４に張りを付与するとともに、モータ軸２０１ａの軸倒れを低減している。

Ｇは、駆動側プーリーである駆動プーリー２０２の軸中心Ｈと従動側プーリーである転写ベルトプーリー２０３の軸中心Ｉとを結んだ軸線である。駆動プーリー２０２と転写ベルトプーリー２０３とに架け回したベルト２０４に張りを付与するテンショナーローラ２０５ａ・２０５ｂは、上記の軸線Ｇを境とする略対称の位置に配設してある。テンショナーローラ２０５ａ・２０５ｂは、それぞれ、引っ張りバネ２０７ａ・２０７ｂによりベルト外面に圧接されてベルト２０４に張りを付与する。

この転写ベルト駆動系２１０においても、モータ軸２０１ａの軸倒れ低減対策としてバックアッププーリー２０６ａと２０６ｂを配してこれら問題を解消している。

バックアッププーリー２０６ａ・２０６ｂは、それぞれ、前記軸線Ｇを境とする略対称の位置に配設してあり、ベルト２０４を駆動プーリー２０２との間に挟ませて、駆動プーリー２０２に対して押圧させてある。この場合、バックアッププーリー２０６ａ・２０６ｂは、駆動プーリー２０２に対するベルト２０４の巻き架け量を増加させるように、かつ転写ベルトプーリー２０３側から駆動プーリー２０２の略軸中心に向かって押圧させている。

各バックアッププーリー２０６ａ・２０６ｂは、それぞれ、軸部２０８ａ・２０８ｂを中心に回動自由の揺動アーム２０９ａ・２０９ｂに回転自由に支持させてある。そして、揺動アーム２０９ａ・２０９ｂをそれぞれ押圧バネ２１０ａ・２１０ｂにより駆動プーリー２０２側に回動付勢することで、バックアッププーリー２０６ａ・２０６ｂをベルト２０４を挟んで駆動プーリー２０２に対して圧接させている。

バックアッププーリー２０６ａ・２０６ｂは、ベルトテンションとの力関係において合力が０となるようベルト２０４を巻き架けた外側からバックアップ力を駆動プーリー２０２に付与している。このバックアップ力等については、上述したドラム駆動系１１０の減速機構の場合（図４〜図９）と同様であるから、説明を省略する。

本実施例の構成によれば、軸倒れを防止すると共に、ベルトのプーリーへの巻きつけ角度（ベルトの架かり量）を増加させることが可能となりベルトとプーリー間の駆動伝達力を増大させることが可能となる。金属製ベルトであるためベルト収縮が少なく安定的な駆動伝達を行うことが可能となる。これにより、駆動伝達トルクを高く確保した比較的安価なベルト駆動伝達装置が得られる。また、精密機器として代表される画像形成装置において、感光ドラムや転写ベルトにおけるプロセス駆動装置としてこのベルト駆動伝達装置を用いることで色ずれや画像ムラない高品位な出力画像を得られる。
［参考例］

本例は、実施例１のドラム駆動系１１０における機構において、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂをテンショナーローラに兼用させた構成である。

すなわち、図１１のように、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂを、それぞれ、モータ軸１１５ａを中心に回動可能な揺動アーム１２３ａ・１２３ｂに回転可能に、かつアーム長手方向に形成した長穴（スリット）に沿ってスライド移動可能に配設してある。そして、揺動アーム１２３ａ・１２３ｂをそれぞれバックアップバネ１２４ａ・１２４ｂにより駆動プーリー１１７側に回動付勢することで、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂをベルト１１６を挟んで駆動プーリー１１７に対して圧接させている。また、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂをそれぞれテンションバネ１２５ａ・１２５ｂによりベルト１１６の外面に押圧して、ベルト１１６に張りを付与している。

この構成により、駆動プーリー１１７にベルト１１６を巻き架けた外側からバックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂにより、バックアップ力と、ベルトテンションを同時に付与するよう設定することが可能である。このため、モータ軸１１５ａに対して軸倒れ力を生じさせない当接力とベルトテンションを同時に設定することが可能であり、テンショナー構成を別途設けずとも高いベルトテンションと駆動プーリーへの巻き架かり量を確保することが可能となる。

本例のドラム駆動系１１０の減速機構構成は、転写ベルト駆動系２１０の減速機構にも適用できる。

［特記事項］
（１）実施例１・参考例においては、駆動側のプーリー１１７（２０２）に対してバックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂ（２０６ａ・２０６ｂ）を配して軸倒れを防止すると同時に、ベルト巻き架かり量を増大させることができた。従動側のプーリー１１２（２０３）に対して、第二の複数の回転可能な押圧部材としてのバックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂ（２０６ａ・２０６ｂ）を配して軸倒れを防止すると同時に、ベルト巻き架かり量を増大させる構成にしても同様の効果を期待することができる。この場合には、バックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂ（２０６ａ・２０６ｂ）を、駆動側プーリー側から従動側プーリーの軸中心（軸線）に向かって押圧する。駆動側のプーリー１１７（２０２）と従動側のプーリー１１２（２０３）の両方にバックアッププーリー１１９ａ・１１９ｂ（２０６ａ・２０６ｂ）を配して軸倒れを低減すると同時に、ベルト巻き架かり量を増大させる構成にしても同様の効果を期待することができる。また、上記の実施例では、駆動側のプーリーに対して設けていたが、もちろん従動側のプーリーに対してバックアップ部材を設けても軸倒れ低減する効果を上げられることは言うまでもない。

（２）実施例１・参考例においては、駆動伝達ベルト１１６、１１３ａ〜１１３ｂ、２０４を金属製の平ベルトにして、前述したバックアップ構成を用いることで特に大きな効果を得ることができた。駆動伝達ベルトとして、歯付ベルトやＶベルト、または弾性的なゴム製ベルト等を用いたとしても略同様の効果を期待することが可能である。

（３）上記の実施例では、回転部材は別のプーリーを回転させるための回転軸であったが、回転部材が回転体としての感光ドラムの回転軸であっても問題ない。また、同様に、回転部材が中間転写体を駆動する駆動ローラの軸であっても問題ない。

（４）実施例１・参考例においては、精密機器として代表的なカラー画像形成装置におけるベルト駆動伝達装置として本発明の有用性を示した。しかし、本発明のベルト駆動伝達装置は、カラー画像形成装に限らず、その他の精密機器や電気製品、機械装置におけるベルト駆動伝達装置としても同様の効果を得ることが可能である。

実施例１における画像形成装置の概略構成図ドラム駆動系と転写ベルト駆動系の模式図（その１）ドラム駆動系と転写ベルト駆動系の模式図（その２）ドラム駆動系の減速機構部分の斜視模型図ドラム駆動系の減速機構部分の正面模型図ベルトテンションとバックアップ力の力関係の説明図（その１）ベルトテンションとバックアップ力の力関係の説明図（その２）ベルトテンションとバックアップ力の力関係の説明図（その３）ベルトを挟んで圧接している駆動プーリーとバックアッププーリーの部分的拡大断面図転写ベルト駆動系の減速機構部分の正面模型図参考例におけるドラム駆動系の減速機構部分の斜視模型図

１Ｐ・・プーリーンタ部、１Ｒ・・リーダ部、１０・・画像形成部、１１（ａ〜ｄ）・・感光ドラム、２０・・給紙ユニット、３０・・中間転写ユニット、３１・・中間転写ベルト、３２・・テンションローラ、３３・・駆動ローラ、４０・・定着ユニット、１１０・・ドラム駆動系、１１１（ａ〜ｄ）・・ドラム軸、１１２・１１２（ａ〜ｄ）・・アイドラプーリー、１１６・１１３（ａ〜ｄ）・・駆動伝達ベルト、１１４（ａ〜ｄ）・・テンショナー、１１５・・ドラム駆動モータ、１１７・・駆動プーリー、１１８（ａ〜ｄ）・・ドラムプーリー、１１９（ａ・ｂ）・・バックアッププーリー、１２０（ａ・ｂ）・・テンショナー、１２４（ａ・ｂ）・・バックアップバネ、１２５（ａ・ｂ）・・テンションバネ、２０１・・転写ベルト駆動モータ、２０２・・駆動プーリー、２０３・・転写ベルトプーリー、２０４・・駆動伝達ベルト、２１０・・転写ベルト駆動系

Claims

軸に支持されて駆動源からの駆動により回転する第一プーリーと、外径が前記第一プーリーの外径より大きくて軸に支持されて回転可能な第二プーリーと、前記第一プーリーと前記第二プーリーとに懸回張設されたベルトと、を有する駆動伝達装置において、
前記第一プーリーと前記第二プーリーとの間の一方側のベルト部分の外面と他方側のベルト部分の外面とにそれぞれ弾性的に圧接されてベルトに張りを与える回転可能なテンショナーローラと、
前記ベルトの回転方向において前記第一プーリーの上流側と下流側とにそれぞれ設けられ、弾性押圧部材により付勢されて前記ベルトを介して前記第一プーリーを押圧する複数の回転可能な押圧部材であって、前記第一プーリーに対する押圧部は前記第一プーリーの回転中心よりも前記テンショナーローラの側に設けられていて前記第一プーリーの周面上で揺動可能である前記複数の回転可能な押圧部材と、
を有し、前記テンショナーローラと前記複数の回転可能な押圧部材は前記第一プーリーの回転中心と前記第二プーリーの回転中心とを結ぶ線を境にしてほぼ対称に配設されていることを特徴とする駆動伝達装置。
前記複数の押圧部材により前記第一プーリーと前記ベルトとの接触領域が増加することを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
前記押圧部材の周面形状は逆クラウン形状であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の駆動伝達装置。
前記ベルトの回転方向において前記第二プーリーの上流側と下流側とにそれぞれ設けられ、弾性押圧部材により付勢されて前記ベルトを介して前記第二プーリーを押圧する複数の回転可能な押圧部材であって、前記第二プーリーに対する押圧部は前記第二プーリーの回転中心よりも前記テンショナーローラの側に設けられていて前記第一プーリーの周面上で揺動可能である前記複数の回転可能な押圧部材を有し、この複数の押圧部材は前記第一プーリーの回転中心と前記第二プーリーの回転中心とを結ぶ線を境にしてほぼ対称に配設されてい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駆動伝達装置。
軸に支持されて駆動源からの駆動により回転する第一プーリーと、外径が前記第一プーリーの外径より大きくて軸に支持されて回転可能な第二プーリーと、前記第一プーリーと前記第二プーリーとに懸回張設されたベルトと、を有する駆動伝達装置において、
前記第一プーリーと前記第二プーリーとの間の一方側のベルト部分の外面と他方側のベルト部分の外面とにそれぞれ弾性的に圧接されてベルトに張りを与える回転可能なテンショナーローラと、
前記ベルトの回転方向において前記第二プーリーの上流側と下流側とにそれぞれ設けられ、弾性押圧部材により付勢されて前記ベルトを介して前記第二プーリーを押圧する複数の回転可能な押圧部材であって、前記第二プーリーに対する押圧部は前記第二プーリーの回転中心よりも前記テンショナーローラの側に設けられていて前記第二プーリーの周面上で揺動可能である前記複数の回転可能な押圧部材と、
を有し、前記テンショナーローラと前記複数の回転可能な押圧部材は前記第一プーリーの回転中心と前記第二プーリーの回転中心とを結ぶ線を境にしてほぼ対称に配設されていることを特徴とする駆動伝達装置。
前記複数の押圧部材により前記第二プーリーと前記ベルトとの接触領域が増加することを特徴とする請求項５に記載の駆動伝達装置。
前記押圧部材の周面形状は逆クラウン形状であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の駆動伝達装置。