JP5111561B2 - 駆動機構及び駆動機構を備える画像形成装置 - Google Patents

駆動機構及び駆動機構を備える画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、軸部材を回転駆動する駆動機構及び該駆動機構を備える画像形成装置に関する。
従来、プリンタやコピー機等の画像形成装置において、像担持体としての感光体ドラムを有するタイプが存在する。感光体ドラムは、感光体ドラム本体と、感光体ドラム本体の回転中心において感光体ドラム本体を貫通するように配置される軸部材とを備える。感光体ドラムは、回転駆動部からの回転駆動力が軸部材に直接的又は間接的に伝達されることにより回転駆動される。
感光体ドラムを回転駆動する駆動機構として、例えば、モータの出力軸と感光体ドラムの軸部材とが平行に配置された状態で、モータの出力軸と感光体ドラムの軸部材とにプーリを介して掛け渡される金属製の伝達ベルトを備え、モータの回転駆動力を金属製の伝達ベルトにより感光体ドラムの軸部材に伝達する駆動機構が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載される画像形成装置は、モータの出力軸の一端側がモータ本体に軸支され、他端側にはプーリを介して伝達ベルトが掛けられている。このような画像形成装置においては、金属製の伝達ベルトは、モータの出力軸や感光体ドラムの軸部材や介在されたプーリなどに対して滑らないように、モータの出力軸や感光体ドラムの軸部材やプーリなどに所定の張力を有した状態で掛け渡されている。これにより、金属製の伝達ベルトは、ギアを介在させて回転駆動力を伝達する場合に比べて、ギアの噛み合いにより発生する微小振動等が抑制され、モータからの回転駆動力を感光体ドラムの軸部材に安定して伝達することができる。
ところで、画像形成装置のような小型の装置に用いられるモータの出力軸は、細い径により形成される場合が多い。そのため、モータの出力軸は、その出力軸と感光体ドラムの軸部材とに掛け渡された金属製の伝達ベルトの張力により感光体ドラムの軸部材側に湾曲するように撓み変形する場合がある。
特開2004−100854号公報
そのため、特許文献1に記載される画像形成装置においては、モータの出力軸が感光体ドラムの軸部材側に撓み変形した場合には、金属製の伝達ベルトは、蛇行して走行するため、安定して走行することができない可能性がある。また、伝達ベルトが蛇行して走行することにより、伝達ベルトを劣化させ、伝達ベルトの寿命を低下させる可能性があった。従って、金属製の伝達ベルトを安定して走行させることができる駆動機構が望まれている。
本発明は、金属製の伝達ベルトにより回転駆動力を伝達する駆動機構において、金属製の伝達ベルトを安定して走行させることができる駆動機構を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記駆動機構を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、所定の張力を有した状態で配置される環状の金属製の伝達ベルトと、回転駆動力を出力可能な回転駆動部と、軸受け部と、前記軸受け部により回転可能に軸支される第1軸部材であって、一端側に配置され前記回転駆動部に直接的又は間接的に連結されると共に前記軸受け部に第1回転軸を中心に回転可能に軸支される被軸支部と、他端側に前記被軸支部と連続して配置され、前記伝達ベルトの内側面に当接される被当接部を有すると共に、前記伝達ベルトにより前記被当接部に加えられた引っ張り力によって前記被当接部と前記被軸支部との間の部分が湾曲するように撓み変形され第1回転軸に対して所定角度だけ傾いた斜め回転軸を中心に回転可能な延出部と、を有する第1軸部材と、前記第1回転軸に平行な第2回転軸を中心に回転可能に一端側が軸支される第2軸部材と、前記第2軸部材に連結され前記第2回転軸を中心に回転可能なプーリであって、前記伝達ベルトの内側面に当接し、前記伝達ベルトに当接される部分における前記第1軸部材から最も離間した部分が前記延出部に略平行になるように、前記第2回転軸に対して前記所定角度だけ傾くように傾斜した傾斜外周面を有するプーリと、を備える駆動機構に関する。
また、前記傾斜外周面は、該傾斜外周面が傾斜する方向である傾斜方向において前記伝達ベルトが当接される部分の中央側が突出するクラウニング形状に形成されることが好ましい。
また、前記第1軸部材の径は、前記第2軸部材の径よりも小さいことが好ましい。
また、前記伝達ベルトは、ステンレス鋼を主体とする材質により形成されることが好ましい。
また、本発明は、前記第2軸部材の一端側に直接的又は間接的に接続され、表面に静電潜像が形成される1又は複数の像担持体と、前記1又は複数の像担持体を回転させる前記駆動機構と、を備える画像形成装置に関する。
本発明によれば、金属製の伝達ベルトにより回転駆動力を伝達する駆動機構において、金属製の伝達ベルトを安定して走行させることができる駆動機構を提供することができる。
また、本発明は、前記駆動機構を備える画像形成装置を提供することができる。
プリンタ1の各構成要素の配置を説明するための図である。 プリンタ1における回転駆動機構230の構成を示す斜視図であって、フレーム220からハウジング210を取り外した状態を示す図である。 回転駆動機構230の要部を説明する断面図である。 回転駆動機構230におけるプーリ250の傾斜外周面251のクラウニング形状を説明する図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1により、本実施形態における画像形成装置としてのプリンタ1における全体構造を説明する。図1は、プリンタ1の各構成要素の配置を説明するための図である。
図1に示すように、画像形成装置としてのプリンタ1は、装置本体Mと、所定の画像情報に基づいてシート状の被転写材としての用紙Tに所定のトナー画像を形成する画像形成部GKと、用紙Tを画像形成部GKに給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Tを排紙する給排紙部KHとを有する。
装置本体Mにおける外形は、筐体としてのケース体BDにより構成される。
図1に示すように、画像形成部GKは、像担持体(感光体)としての感光体ドラム2と、帯電部10と、露光ユニットとしてのレーザスキャナユニット4と、現像器16と、トナーカートリッジ5と、トナー供給部6と、ドラムクリーニング部11と、除電器12と、転写ローラ8と、定着部9とを備える。
図1に示すように、給排紙部KHは、給紙カセット52と、手差し給紙部64と、用紙Tの搬送路Lと、レジストローラ対80と、排紙部50とを備える。
以下、画像形成部GK及び給排紙部KHの各構成について詳細に説明する。
まず、画像形成部GKについて説明する。
画像形成部GKにおいては、感光体ドラム2の表面に沿って順に、上流側から下流側に順に、帯電部10による帯電、レーザスキャナユニット4による露光、現像器16による現像、転写ローラ8による転写、除電器12による除電、及びドラムクリーニング部11によるクリーニングが行われる。
感光体ドラム2は、円筒形状の感光体ドラム本体150(図2参照)と、感光体ドラム本体150の回転中心において感光体ドラム本体150を貫通するように配置される第2軸部材としてのドラム貫通軸部材120(図2参照)と、を有する。
ドラム貫通軸部材120は、一端120A側が不図示のベアリングに回転可能に軸支される。ドラム貫通軸部材120は、感光体ドラム本体150の筒軸方向の端部に位置決めされたフランジ部130(図2参照)を介して感光体ドラム本体150に固定される。これにより、感光体ドラム本体150は、ドラム貫通軸部材120と一体的に第2回転軸J2を中心に回転可能に構成される。
感光体ドラム本体150は、感光体又は像担持体として機能する。
ドラム貫通軸部材120には、感光体ドラム駆動ユニット200(図2参照)から回転駆動力が伝達される。これにより、感光体ドラム2は、搬送路Lにおける用紙Tの搬送方向に対して直交する方向に延びる第2回転軸を中心に、図1に示した矢印の方向に回転可能に配置される。感光体ドラム2の表面には、静電潜像が形成され得る。
ここで、感光体ドラム2は、ユニット化され、感光体ドラムユニット100に一体的に配置される(図2参照)。感光体ドラムユニット100は、感光体ドラム駆動ユニット200を含んで構成される。
感光体ドラムユニット100及び感光体ドラム駆動ユニット200の詳細については、後述する。
帯電部10は、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。帯電部10は、感光体ドラム2の表面を一様に負(マイナス極性)又は正(プラス極性)に帯電させる。
レーザスキャナユニット4は、露光ユニットとして機能するものであり、感光体ドラム2の表面から離間して配置される。レーザスキャナユニット4は、不図示のレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有して構成される。
レーザスキャナユニット4は、PC(パーソナルコンピュータ)等の外部機器から入力された画像情報に基づいて、感光体ドラム2の表面を走査露光する。レーザスキャナユニット4により走査露光されることで、感光体ドラム2の表面の露光された部分の電荷が除去される。これにより、感光体ドラム2の表面に静電潜像が形成される。
現像器16は、感光体ドラム2に対応して設けられ、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。現像器16は、感光体ドラム2に形成された静電潜像に単色(通常はブラック)のトナーを付着させて、単色のトナー画像を感光体ドラム2の表面に形成する。現像器16は、感光体ドラム2の表面に対向配置された現像ローラ17、トナー攪拌用の攪拌ローラ18等を有して構成される。
トナーカートリッジ5は、現像器16に対応して設けられており、現像器16に対して供給されるトナーを収容する。
トナー供給部6は、トナーカートリッジ5及び現像器16に対応して設けられており、トナーカートリッジ5に収容されたトナーを現像器16に対して供給する。トナー供給部6と現像器16とは、不図示のトナー供給路により結ばれている。
転写ローラ8は、感光体ドラム2の表面に現像されたトナー画像を用紙Tに転写させる。転写ローラ8には、不図示の転写バイアス印加部により、感光体ドラム2に形成されたトナー画像を用紙Tに転写させるための転写バイアスが印加される。転写ローラ8は、感光体ドラム2に対して当接した状態で回転可能に構成される。
感光体ドラム2と転写ローラ8との間で、搬送路Lを搬送される用紙Tが挟み込まれる。挟み込まれた用紙Tは、感光体ドラム2の表面に押し当てられる。感光体ドラム2と転写ローラ8との間で、転写ニップNが形成される。転写ニップNにおいて、感光体ドラム2に現像されたトナー画像が用紙Tに転写される。
除電器12は、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。除電器12は、感光体ドラム2の表面に光を照射することにより、転写が行われた後の感光体ドラム2の表面を除電する(電荷を除去する)。
ドラムクリーニング部11は、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。ドラムクリーニング部11は、感光体ドラム2の表面に残存したトナーや付着物を除去すると共に、除去されたトナー等を所定の回収機構へ搬送して、回収させる。
定着部9は、用紙Tに転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融及び加圧して、用紙Tに定着させる。定着部9は、ヒータにより加熱される加熱回転体9aと、加熱回転体9aに圧接される加圧回転体9bと、を備える。加熱回転体9aと加圧回転体9bとは、トナー画像が転写された用紙Tを挟み込んで加圧すると共に、搬送する。加熱回転体9aと加圧回転体9bとの間に挟み込まれた状態で用紙Tが搬送されることで、用紙Tに転写されたトナーは、溶融及び加圧され、用紙Tに定着される。
次に、給排紙部KHについて説明する。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する1個の給紙カセット52が配置される。給紙カセット52は、装置本体Mの右側(図1における右側)から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置板60の上に積層された状態で収容される。載置板60に載置された用紙Tは、給紙カセット52における用紙送り出し側の端部(図1において右側の端部)に配置されるカセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラ対63とからなる重送防止機構を備える。
装置本体Mの右側(図1において右側)には、手差し給紙部64が設けられる。手差し給紙部64は、給紙カセット52にセットされる用紙Tとは異なる大きさや種類の用紙Tを装置本体Mに供給することを主目的として設けられる。手差し給紙部64は、閉状態において装置本体Mの前面の一部を構成する手差しトレイ65と、給紙コロ66とを備える。手差しトレイ65は、その下端が給紙コロ66の近傍に回動自在(開閉自在)に取り付けられる。開状態の手差しトレイ65には、用紙Tが載置される。給紙コロ66は、開状態の手差しトレイ65に載置された用紙Tを手差し搬送路Laに給紙する。
装置本体Mにおける上方側には、排紙部50が設けられる。排紙部50は、第3ローラ対53により用紙Tを装置本体Mの外部に排紙する。排紙部50の詳細については後述する。
用紙Tを搬送する搬送路Lは、カセット給紙部51から転写ニップNまでの第1搬送路L1と、転写ニップNから定着部9までの第2搬送路L2と、定着部9から排紙部50までの第3搬送路L3と、手差し給紙部64から供給される用紙を第1搬送路L1に合流させる手差し搬送路Laと、第3搬送路L3を下流側から上流側へ搬送する用紙を、表裏反転させて第1搬送路L1に戻す戻り搬送路Lbとを備える。
また、第1搬送路L1の途中には、第1合流部P1及び第2合流部P2が設けられている。第3搬送路L3の途中には、第1分岐部Q1が設けられている。
第1合流部P1は、手差し搬送路Laが第1搬送路L1に合流する合流部である。第2合流部P2は、戻り搬送路Lbが第1搬送路L1に合流する合流部である。
第1分岐部Q1は、戻り搬送路Lbが第3搬送路L3から分岐する分岐部で、第1ローラ対54a及び第2ローラ対54bを有する。第1ローラ対54aの一方のローラと第2ローラ対54bの一方のローラとは兼用される。
第1搬送路L1の途中(詳細には、第2合流部P2と転写ローラ8との間)には、用紙Tを検出するためのセンサと、用紙Tのスキュー(斜め給紙)補正や画像形成部GKにおけるトナー画像の形成とタイミングを合わせるためのレジストローラ対80とが配置される。センサは、用紙Tの搬送方向におけるレジストローラ対80の直前(搬送方向における上流側)に配置される。レジストローラ対80は、センサからの検出信号情報に基づいて上述の補正やタイミング調整をして用紙Tを搬送する。
戻し搬送路Lbは、用紙Tに両面印刷を行う際に、既に印刷されている面とは反対面(未印刷面)を感光体ドラム2に対向させるために設けられる搬送路である。
戻し搬送路Lbによれば、第1分岐部Q1から第1ローラ対54aにより排紙部50側に搬送された用紙Tを表裏反転させて第2ローラ対54bにより第1搬送路L1に戻して、転写ローラ8の上流側に配置されたレジストローラ対80の上流側に搬送させることができる。戻し搬送路Lbにより表裏反転された用紙Tには、転写ニップNにおいて未印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。
第3搬送路L3における端部には、排紙部50が形成される。排紙部50は、装置本体Mにおける上方側に配置される。排紙部50は、装置本体Mの右側(図1において右側、手差し給紙部64側)に向けて開口している。排紙部50は、第3搬送路L3を搬送される用紙Tを第3ローラ対53により装置本体Mの外部に排紙する。
排紙部50における開口側には、排紙集積部M1が形成される。排紙集積部M1は、装置本体Mにおける上面(外面)に形成される。排紙集積部M1は、装置本体Mにおける上面が下方に窪んで形成された部分である。排紙集積部M1の底面は、装置本体Mにおける上面の一部を構成する。排紙集積部M1には、所定のトナー画像が形成され排紙部50から排紙された用紙Tが積層して集積される。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
次に、図1を参照して、第1実施形態のプリンタ1の動作について、簡単に説明する。
まず、給紙カセット52に収容された用紙Tに片面印刷を行う場合について説明する。
給紙カセット52に収容された用紙Tは、前送りコロ61及び給紙ローラ対63によって第1搬送路L1に送り出され、その後、第1合流部P1及び第1搬送路L1を介してレジストローラ対80に搬送される。
レジストローラ対80においては、用紙Tのスキュー補正や、トナー画像とのタイミング調整が行われる。
レジストローラ対80から排出された用紙Tは、第1搬送路L1を介して感光体ドラム2と転写ローラ8との間(転写ニップN)に導入される。そして、用紙Tには、感光体ドラム2と転写ローラ8との間において、トナー画像が転写される。
その後、用紙Tは、感光体ドラム2と転写ローラ8との間から排出され、第2搬送路L2を介して、定着部9における加熱回転体9aと加圧回転体9bとの間の定着ニップに導入される。そして、定着ニップにおいてトナーTNが溶融し、トナーTNが用紙Tに定着される。
次いで、用紙Tは、第1ローラ対54aにより第3搬送路L3を通して排紙部50に搬送され、第3ローラ対53により排紙部50から排紙集積部M1に排出される。
このようにして、給紙カセット52に収容された用紙Tの片面印刷が完了する。
手差しトレイ65に載置された用紙Tに片面印刷を行う場合には、手差しトレイ65に載置された用紙Tは、給紙コロ66によって手差し搬送路Laに送り出され、その後、第1合流部P1及び第1搬送路L1を介して、レジストローラ対80に搬送される。それ以降の動作は、前述した、給紙カセット52に収容された用紙Tの片面印刷の動作と同様であり、説明を省略する。
次に、両面印刷を行う場合のプリンタ1の動作について説明する。
片面印刷の場合には、前述した通り、片面印刷がされた用紙Tが、排紙部50から排紙集積部M1に排出されて印刷動作が完了する。
これに対し、両面印刷を行う場合には、片面印刷がされた用紙Tが、戻し搬送路Lbを介して、片面印刷時とは表裏反転して、レジストローラ対80に再度搬送されることにより、用紙Tに両面印刷が施される。
詳述すると、片面印刷がされた用紙Tが第3ローラ対53により排紙部50から排出されるまでは、前述した片面印刷の動作と同様である。而して、両面印刷の場合には、片面印刷がされた用紙Tが第3ローラ対53により保持されている状態において、第3ローラ対53の回転を停止させ、逆方向に回転させる。このように第3ローラ対53を逆方向に回転させると、第3ローラ対53に保持されている用紙Tは、第3搬送路L3を逆方向(排紙部50から第1分岐部Q1に向かう方向)に搬送される。
前述したように、用紙Tが、第3搬送路L3を逆方向に搬送されると、(第1ローラ対54aではなく、)第2ローラ対54bに導入される。そして、用紙Tは、戻し搬送路Lb及び第2合流部P2を介して、第1搬送路L1に合流する。ここで、用紙Tは、片面印刷時とは表裏反転している。
更に、用紙Tは、レジストローラ対80により前記補正又は前記調整が行われ、第1搬送路L1を介して、感光体ドラム2と転写ローラ8との間に導入される。用紙Tは、戻し搬送路Lbを経由することにより、未印刷面が感光体ドラム2に対向するので、未印刷面にトナー画像が転写され、その結果、両面印刷が施される。
次に、図2から図4により、本発明の感光体ドラムユニット100について説明する。
図2は、プリンタ1における回転駆動機構230の構成を示す斜視図であって、フレーム220からハウジング210を取り外した状態を示す図である。図3は、回転駆動機構230の要部を説明する断面図である。図4は、回転駆動機構230におけるプーリ250の傾斜外周面251のクラウニング形状を説明する図である。
図2に示すように、感光体ドラムユニット100は、第2軸部材としてのドラム貫通軸部材120を含む感光体ドラム2と、感光体ドラム駆動ユニット200と、を備える。
前述の通り、感光体ドラム2は、第2回転軸J2を中心に回転可能に構成される。感光体ドラム2は、感光体ドラム本体150と、ドラム貫通軸部材120と、を備える。ドラム貫通軸部材120は、第2回転軸J2方向に長く形成され、感光体ドラム本体150の回転中心において第2回転軸J2方向に感光体ドラム本体150を貫通するように配置される。
ドラム貫通軸部材120は、感光体ドラム本体150の第2回転軸J2方向の端部に位置決めされたフランジ部130を介して感光体ドラム本体150に固定される。ドラム貫通軸部材120は、両端部が感光体ドラム本体150の両端から突出して配置される。ドラム貫通軸部材120は、一端120A側が不図示のベアリングに回転可能に軸支される。
図2及び図3に示すように、感光体ドラム駆動ユニット200は、ハウジング210と、フレーム220と、駆動機構としての回転駆動機構230と、を有する。回転駆動機構230は、モータ240と、ドラム貫通軸部材120の他端120B側に連結されるプーリ250と、モータ240のモータ出力軸(第1軸部材)242とプーリ250とに掛け渡される伝達ベルト270と、を備える。
図3に示すように、ハウジング210は、一方側が開口した箱形状の部材である。フレーム220は、板状の部材である。ハウジング210は、フレーム220に固定される。フレーム220は、プリンタ1のケース体BDなどに固定される。
ハウジング210がフレーム220に固定されることにより、収容空間215が形成される。収容空間215には、回転駆動機構230の一部が配置される。
ハウジング210は、ハウジング貫通孔211を有する。ハウジング貫通孔211には、ドラム貫通軸部材120が貫通される。ドラム貫通軸部材120は、他端120B側が収容空間215に配置される。ドラム貫通軸部材120は、ハウジング貫通孔211に固定された第1ベアリング217に回転可能に軸支される。
フレーム220におけるハウジング210とは反対側には、後述するモータ本体241が取り付け板225を介して取り付けられる。フレーム220は、フレーム貫通孔221を有する。フレーム貫通孔221には、後述するモータ240のモータ出力軸242が貫通される。モータ出力軸242の他端242B側は、収容空間215側に突出するように配置される。
また、フレーム貫通孔221には、軸受け部としての第2ベアリング247が固定される。第2ベアリング247は、フレーム220に取り付けられたモータ240のモータ出力軸242を回転可能に軸支する。
伝達ベルト270は、収容空間215の内部に配置される。伝達ベルト270は、環状に形成され、環方向に回転可能である。伝達ベルト270は、環方向に所定長さを有すると共に、環方向に直交する方向(幅方向)に所定長さを有する。伝達ベルト270は、所定の張力を有した状態で、モータ出力軸242とプーリ250とに掛け渡されて配置される。
伝達ベルト270の有する所定の張力は、伝達ベルト270がモータ出力軸242及びプーリ250に掛け渡された状態で、伝達ベルト270がモータ出力軸242及びプーリ250に対して滑らずに追従して回転することができる張力である。これにより、伝達ベルト270は、モータ出力軸242から出力された回転駆動力をドラム貫通軸部材120に良好に伝達することができる。本実施形態においては、例えば、伝達ベルト270は、10kgf程度の張力を有した状態で、モータ出力軸242とプーリ250とに掛け渡される。
伝達ベルト270は、金属製のベルトである。伝達ベルト270は、例えば、ステンレス鋼を主体とした材質により形成される。伝達ベルト270が金属製であるため、回転駆動機構230は、高い回転剛性を得ることができる。これにより、伝達ベルト270は、モータ出力軸242から出力された回転駆動力をドラム貫通軸部材120に良好に伝達することができる。
従って、伝達ベルト270は、モータ240のモータ出力軸242からの回転駆動力をギアを介してドラム貫通軸部材120に伝達されるように構成される場合などと比べて、モータ240の回転駆動力をモータ出力軸242からドラム貫通軸部材120に安定して伝達することができる。
また、伝達ベルト270は、ゴムなどにより構成される場合と比べて伸縮が少なく、モータ240の回転駆動力をモータ出力軸242からドラム貫通軸部材120に良好に伝達することができる。
図3に示すように、モータ240は、回転駆動部241Aを有するモータ本体241と、第1軸部材としてのモータ出力軸242と、軸受け部としてのモータ内部ベアリング246と、を有する。
モータ本体241は、フレーム220に対して感光体ドラム2とは反対側に配置され、フレーム220に取り付けられる。モータ本体241の回転駆動部241Aは、回転駆動力をモータ出力軸242に出力可能に構成される。モータ本体241は、例えば、ブラシレスモータにより構成される。
モータ内部ベアリング246は、モータ本体241におけるモータ出力軸242が突出する側とは反対側の端部(後端部)に配置される。モータ内部ベアリング246は、モータ出力軸242の一端242A側の基端をモータ本体241の内部で回転可能に軸支する。
また、前述のとおり、モータ本体241の外部において、モータ出力軸242は、フレーム貫通孔221に固定された軸受け部としての第2ベアリング247に回転可能に軸支される。
このように、モータ出力軸242は、一端242A側がモータ内部ベアリング246及び第2ベアリング247に回転可能に軸支される。モータ内部ベアリング246及び第2ベアリング247は、例えば、ボールベアリングにより構成される。
モータ出力軸242は、被軸支部としての出力軸被軸支部243と、延出部245と、を有する。出力軸被軸支部243及び延出部245は連続して形成され、モータ出力軸242は、1本の軸部材として構成される。
モータ出力軸242の径は、感光体ドラム2のドラム貫通軸部材120の径よりも小さく形成される。例えば、本実施形態においては、モータ出力軸242の径は、ドラム貫通軸部材120の径の0.8分の1から2分の1程度により形成される。具体的には、例えば、モータ出力軸242の径は、6mmから10mm程度の直径により形成され、感光体ドラム2のドラム貫通軸部材120の径は、8mmから12mm程度の直径により形成される。
そのため、モータ出力軸242は、所定の張力を有した状態でモータ出力軸242及びプーリ250に掛け渡された伝達ベルト270により、湾曲するように撓み変形される。
出力軸被軸支部243は、モータ出力軸242におけるモータ内部ベアリング246及び第2ベアリング247により軸支される部分である。
出力軸被軸支部243は、モータ出力軸242における一端242A側に配置される。出力軸被軸支部243は、第1被軸支部243Aから第2被軸支部243Bまでの部分である。第1被軸支部243Aは、モータ本体241の内部の後端部においてモータ内部ベアリング246に軸支される部分である。第2被軸支部243Bは、モータ本体241が取り付けられたフレーム220のフレーム貫通孔221に固定される第2ベアリング247に軸支される部分である。
出力軸被軸支部243は、回転駆動部241Aに直接的又は間接的に連結される。回転駆動部241Aから出力された回転駆動力により、出力軸被軸支部243は、第1回転軸J1を中心に回転される。
延出部245は、モータ出力軸242の他端242B側に出力軸被軸支部243と連続して配置される。
延出部245は、モータ出力軸242の他端242B側において、所定の張力を有した状態の伝達ベルト270の内側面に当接される被当接部244を有する。被当接部244には、伝達ベルト270が掛けられている。そのため、被当接部244には、伝達ベルト270の張力により引っ張り力が加えられる。これにより、延出部245は、被当接部244と出力軸被軸支部243との間の部分である湾曲部分245Aが湾曲するように撓み変形される。ここで、湾曲部分245Aは、延出部245における出力軸被軸支部243と延出部245との境界の部分又は境界の近傍の部分である。
延出部245は、伝達ベルト270の張力により被当接部244に加えられた引っ張り力によって撓み変形されることで、第1回転軸J1に対して所定角度としての第1角度αだけ傾いている。延出部245は、出力軸被軸支部243が第1回転軸J1を中心に回転されることにより、第1回転軸J1に対して第1角度αだけ傾いた斜め回転軸K1を中心に回転可能に構成される。延出部245は、被当接部244に加えられた引っ張り力により第1回転軸J1に対して第1角度αだけ傾いた状態で回転する。
なお、延出部245が傾く第1角度αには、モータ内部ベアリング246とモータ出力軸242との間のガタ及び第2ベアリング247とモータ出力軸242との間のガタにより、延出部245が傾く角度も含まれる。つまり、第1角度αは、伝達ベルト270の張力により被当接部244に加えられた引っ張り力によって延出部245が撓み変形されることで、結果として、延出部245が第1回転軸J1に対して傾く角度である。
ここで、出力軸被軸支部243と延出部245との境界について説明する。本実施形態においては、前述の通り、出力軸被軸支部243は、モータ出力軸242における第1被軸支部243Aから第2被軸支部243Bまでの部分である。また、延出部245は、第2被軸支部243Bよりも他端242B側の部分である。
詳述すると、第2被軸支部243Bは、第2ベアリング247により軸支されている。第2ベアリング247は、ボールベアリングにより構成される。そのため、第2被軸支部243Bは、第2ベアリング247の内部に収容される複数のボール247Aの中心を通る平面Xに交差する部分において第2ベアリング247に軸支される。
従って、厳密には、出力軸被軸支部243と延出部245との境界は、モータ出力軸242における平面Xに交差する部分である。つまり、平面Xに対してモータ出力軸242の一端242A側が出力軸被軸支部243であり、平面Xに対してモータ出力軸242の他端242B側が延出部245である。
図3に示すように、プーリ250は、ドラム貫通軸部材120の他端120B側に、ドラム貫通軸部材120の外周面を覆うようにドラム貫通軸部材120に連結されて固定される。プーリ250は、ドラム貫通軸部材120と一体的に第2回転軸J2を中心に回転可能に構成される。
プーリ250は、第1回転軸J1方向及び第2回転軸J2方向に直交する方向にモータ出力軸242の延出部245に並んで配置される。プーリ250は、円錐の先端側をカットしたような形状を有し、第2回転軸J2方向に直交する方向から視た断面が略台形状に形成される。
プーリ250は、傾斜外周面251を有する。傾斜外周面251は、伝達ベルト270の内側面が当接される被当接傾斜部252を有する。被当接傾斜部252には、伝達ベルト270が掛けられている。被当接傾斜部252は、所定の張力を有した状態の伝達ベルト270の内側面に当接される。
プーリ250の傾斜外周面251は、被当接傾斜部252におけるモータ出力軸242から最も離間した部分であるプーリ側交差部分252Aがモータ240の延出部245に略平行になるように、第2回転軸J2に対して第1角度αだけ傾くように傾斜する。プーリ側交差部分252Aは、第1回転軸J1及び第2回転軸J2を含む平面とプーリ250の被当接傾斜部252とが交差する部分である。
詳述すると、傾斜外周面251は、プーリ側交差部分252Aが、第1回転軸J1及び第2回転軸J2を含む平面と被当接部244とが交差するモータ軸側交差部分244Aに略平行になるように、第2回転軸J2に対して第1角度αだけ傾くように傾斜する。
言い換えると、本実施形態においては、傾斜外周面251は、第2回転軸J2方向において、ドラム貫通軸部材120の一端120A側から他端120B側に向かうにしたがって第2回転軸J2に近づくように、第2回転軸J2に対して第1角度αだけ傾くように傾斜する。
傾斜外周面251が第2回転軸J2に対して第1角度αだけ傾くように傾斜する方向を「傾斜方向K2」という。傾斜外周面251には、円周方向の全域にわたって傾斜方向K2に沿う傾斜が形成される。
傾斜外周面251に形成される傾斜の第1角度αは、伝達ベルト270により延出部245が傾斜する第1角度αを実験結果などにより得ることにより設定される。延出部245が第1角度αだけ傾斜する要因としては、モータ出力軸242の径の大きさ、ドラム貫通軸部材120の径の大きさ、伝達ベルト270の環方向の長さ、伝達ベルト270の張力、モータ内部ベアリング246のガタ、第2ベアリング247のガタなどがある。
図4に示すように、傾斜外周面251は、伝達ベルト270が当接する被当接傾斜部252における傾斜方向K2の中央側が突出するクラウニング形状に形成される。被当接傾斜部252におけるクラウニング形状は、伝達ベルト270が被当接傾斜部252に当接して安定に走行することができる突出量及び形状であることが好ましい。
具体的には、被当接傾斜部252におけるクラウニング形状は、被当接傾斜部252における傾斜方向K2の中央側が膨らむように突出して形成され、被当接傾斜部252における傾斜方向K2の端部側に向かうにしたがって徐々に突出量が少なくなるように傾斜して形成されることが好ましい。
また、被当接傾斜部252におけるクラウニング形状は、被当接傾斜部252における傾斜方向K2の中央の部分に対して両端部側それぞれが同じ形状に形成される(傾斜方向K2の中央に対して両端部側それぞれが対称の形状に形成される)ことが好ましい。このようにクラウニング形状が形成されることで、被当接傾斜部252における中央に対して両端部側それぞれが伝達ベルト270に均等に当接される。
傾斜外周面251がクラウニング形状に形成されることにより、プーリ250とモータ出力軸242とに掛け渡された伝達ベルト270は、傾斜外周面251における傾斜方向K2への滑りが抑制される。これにより、伝達ベルト270は、安定して走行することができる。従って、モータ240の回転駆動力は、モータ出力軸242から伝達ベルト270を介してプーリ250に良好に伝達される。また、伝達ベルト270が蛇行して走行されることが抑制されることから、伝達ベルト270の損傷が抑制される。
ここで、本実施形態のように、傾斜外周面251の被当接傾斜部252にクラウニング形状が形成される場合において、第1角度αは、第2回転軸J2に対するクラウニング形状の接線Sの角度である。クラウニング形状の接線Sは、被当接傾斜部252の傾斜方向K2における中央の突出する部分における接線である。詳細には、クラウニング形状が形成される場合の第1角度αは、図4に示すように、第2回転軸J2に平行な平行線J2Aを想定した場合における平行線J2Aに対する接線Sの角度である。なお、本実施形態においては、接線Sが延びる方向は、被当接傾斜部252の傾斜方向K2と略平行である。
言い換えると、被当接傾斜部252に形成されるクラウニング形状は、傾斜外周面251が第2回転軸J2に対して第1角度αだけ傾斜して形成される場合において、被当接傾斜部252における傾斜方向K2に平行に延びる基準線K3を基準に形成されることが好ましい。
つまり、クラウニング形状は、基準線K3を基準に、被当接傾斜部252の傾斜方向K2における中央の部分に対して両端部側それぞれが同じ形状に形成されることで、伝達ベルト270が均等に当接される形状に形成される。従って、クラウニング形状を有する被当接傾斜部252は、伝達ベルト270の内側面に好適な状態で当接される。
なお、傾斜外周面251に複数の凹凸が形成される場合において、第1角度αは、第2回転軸J2に対する複数の凹凸の略平均の高さをつなぐ線との角度とすることができる。
以上に説明した回転駆動機構230を有するプリンタ1は、プリンタ1の運転時には、図3に示すモータ本体241からの回転駆動力がモータ出力軸242に出力される。
モータ出力軸242は、一端242A側の出力軸被軸支部243がモータ内部ベアリング246及び第2ベアリング247に軸支され、他端242B側の延出部245が自由端で構成される。
伝達ベルト270は、所定の張力を有した状態で、モータ出力軸242とプーリ250とに掛け渡されている。また、伝達ベルト270は、ステンレス鋼を主体とする金属製である。また、モータ出力軸242の径は、ドラム貫通軸部材120の径よりも小さい。
そのため、モータ出力軸242の延出部245は、伝達ベルト270の張力により湾曲するようにプーリ250側に撓み変形される。具体的には、モータ出力軸242の延出部245は、伝達ベルト270の張力により被当接部244に加えられた引っ張り力によって、湾曲部分(被当接部244と出力軸被軸支部243との間の部分)245Aが湾曲するように撓み変形され、第1回転軸J1から第1角度αだけ傾いている。
モータ出力軸242は、モータ本体241からの回転駆動力により、一端242A側の出力軸被軸支部243が第1回転軸J1を中心に回転されると共に、他端242B側の延出部245が斜め回転軸K1を中心に回転される。
モータ出力軸242から出力された回転駆動力は、モータ出力軸242とプーリ250とに掛け渡された伝達ベルト270を介してプーリ250に伝達される。
ここで、プーリ250の傾斜外周面251は、伝達ベルト270に当接される被当接部244におけるモータ出力軸242から最も離間したプーリ側交差部分252Aが延出部245の傾きに略平行になるように、第2回転軸J2に対して第1角度αだけ傾いて形成される。
そのため、プーリ側交差部分252A(第1回転軸J1及び第2回転軸J2を含む平面とプーリ250の被当接傾斜部252とが交差する部分)は、モータ軸側交差部分244A(第1回転軸J1及び第2回転軸J2を含む平面とモータ出力軸242の被当接部244とが交差する部分)に略平行である。
従って、伝達ベルト270は、延出部245の被当接部244及びプーリ250の被当接傾斜部252に良好に当接した状態で、モータ出力軸242とプーリ250とに掛け渡される。これにより、伝達ベルト270を安定して走行させることができる。そして、伝達ベルト270の損傷を抑制することができるため、伝達ベルト270の寿命の低下を抑制することができる。
更に、プーリ250の傾斜外周面251は、傾斜方向K2における伝達ベルト270が当接される被当接傾斜部252の中央部側が突出するクラウニング形状に形成される。
傾斜外周面251のクラウニング形状は、被当接傾斜部252の傾斜方向K2に平行な方向に延びる基準線K3を基準に中央部側が突出して形成される。
そのため、伝達ベルト270は、傾斜方向K2において傾斜外周面251の被当接傾斜部252に好適な状態で当接される。これにより、伝達ベルト270は、安定して走行することができる。
本実施形態によれば、例えば、次のような効果が奏される。
本実施形態においては、所定の張力を有した状態で配置される環状の金属製の伝達ベルト270と、回転駆動力を出力可能な回転駆動部241Aと、モータ内部ベアリング246及び第2ベアリング247と、モータ内部ベアリング246及び第2ベアリング247により回転可能に軸支されるモータ出力軸242であって、一端242A側に配置され回転駆動部241Aに直接的又は間接的に連結されると共にモータ内部ベアリング246及び第2ベアリング247に第1回転軸J1を中心に回転可能に軸支される出力軸被軸支部243と、他端242B側に出力軸被軸支部243と連続して配置され、伝達ベルト270の内側面に当接される被当接部244を有すると共に、伝達ベルト270により被当接部244に加えられた引っ張り力によって湾曲部分245Aが湾曲するように撓み変形され第1回転軸J1に対して第1角度αだけ傾いた斜め回転軸K1を中心に回転可能な延出部245と、を有するモータ出力軸242と、第1回転軸J1に平行な第2回転軸J2を中心に回転可能に一端120A側が軸支されるドラム貫通軸部材120と、ドラム貫通軸部材120に連結され第2回転軸J2を中心に回転可能なプーリ250であって、伝達ベルト270の内側面に当接し、伝達ベルト270に当接される部分におけるモータ出力軸242から最も離間した部分252Aが延出部245に略平行になるように、第2回転軸J2に対して第1角度αだけ傾くように傾斜した傾斜外周面251を有するプーリ250と、を備える。
そのため、伝達ベルト270が当接されるプーリ20のプーリ側交差部分252Aは、伝達ベルト270が当接される延出部245のモータ軸側交差部分244Aに略平行である。これにより、伝達ベルト270は、モータ出力軸242の被当接部244及びプーリ250の被当接傾斜部252に良好な状態で当接した状態で、モータ出力軸242とプーリ250に掛け渡される。従って、伝達ベルト270を安定して走行させることができる。
また、伝達ベルト270は、安定して走行されるため、モータ出力軸242及びプーリ250からの脱落が抑制される。また、伝達ベルト270の損傷が抑制されるため、伝達ベルト270の寿命の低下を抑制することができる。
また、本実施形態においては、傾斜外周面251は、傾斜外周面251が傾斜する方向である傾斜方向K2において被当接傾斜部252の中央側が突出するクラウニング形状に形成される。そのため、被当接傾斜部252のクラウニング形状は、傾斜外周面251の傾斜方向K2に平行な方向に延びる基準線K3を基準に形成される。これにより、クラウニング形状が被当接傾斜部252に適正に形成されているため、伝達ベルト270は、傾斜外周面251の被当接傾斜部252に適正な状態で当接する。これにより、伝達ベルト270を安定して走行させることができる。
また、本実施形態においては、モータ出力軸242の径は、ドラム貫通軸部材120の径よりも小さい。そのため、モータ出力軸242は、伝達ベルト270の張力により湾曲するように撓み変形される。これにより、モータ出力軸242の回転に伴って、延出部245は、第1回転軸J1に対して第1角度αだけ傾く。従って、モータ出力軸242の回転中においても、モータ出力軸242の延出部245が第1角度αだけ傾くため、モータ軸側交差部分244Aは、プーリ側交差部分252Aに略平行である。その結果、伝達ベルト270は、モータ出力軸242と傾斜外周面251とに安定した状態で当接される。これにより、伝達ベルト270を安定して走行させることができる。
また、本実施形態においては、伝達ベルト270は、ステンレス鋼を主体とする材質により形成される。そのため、回転駆動機構230は、高い回転剛性を有する。これにより、回転駆動機構230は、伝達ベルト270により回転駆動部241Aの回転駆動力をドラム貫通軸部材120に良好に伝達することができる。また、伝達ベルト270は、伸縮による影響が少ないため、回転駆動部241Aの回転駆動力をドラム貫通軸部材120に良好に伝達することができる。
以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。
例えば、前述の実施形態においては、第2軸部材を感光体ドラム2のドラム貫通軸部材120により構成しているが、これに制限されない。第2軸部材は、感光体ドラム2のドラム貫通軸部材とは別の軸部材であってもよい。
また、前述の実施形態においては、ドラム貫通軸部材120を1本の軸部材により構成しているが、これに制限されず、2本以上の軸部材をカップリングを介して接続することにより構成してもよい。
また、本発明の画像形成装置の種類に特に制限はなく、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機等であってもよい。
シート状の被転写材は、用紙Tに制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
1……プリンタ(画像形成装置)、2……感光体ドラム、120……ドラム貫通軸部材(第2軸部材)、120A……一端、230……回転駆動機構(駆動機構)、241A……回転駆動部、242……モータ出力軸(第1軸部材)、242A……一端、242B……他端、243……出力軸被軸支部(被軸支部)、244……被当接部、245……延出部、246……モータ内部ベアリング(軸受け部)、247……第2ベアリング(軸受け部)、250……プーリ、251……傾斜外周面、252……被当接傾斜部(伝達ベルトが当接される部分)、252A……プーリ側交差部分(最も離間した部分)、245A……湾曲部分245A(被当接部と被軸支部との間の部分)、270……伝達ベルト、J1……第1回転軸、J2……第2回転軸、K1……斜め回転軸、K2……傾斜方向、α……第1角度(所定角度)

Claims (5)

  1. 所定の張力を有した状態で配置される環状の金属製の伝達ベルトと、
    回転駆動力を出力可能な回転駆動部と、
    軸受け部と、
    前記軸受け部により回転可能に軸支される第1軸部材であって、
    一端側に配置され前記回転駆動部に直接的又は間接的に連結されると共に前記軸受け部に第1回転軸を中心に回転可能に軸支される被軸支部と、
    他端側に前記被軸支部と連続して配置され、前記伝達ベルトの内側面に当接される被当接部を有すると共に、前記伝達ベルトにより前記被当接部に加えられた引っ張り力によって前記被当接部と前記被軸支部との間の部分が湾曲するように撓み変形され第1回転軸に対して所定角度だけ傾いた斜め回転軸を中心に回転可能な延出部と、を有する第1軸部材と、
    前記第1回転軸に平行な第2回転軸を中心に回転可能に一端側が軸支される第2軸部材と、
    前記第2軸部材に連結され前記第2回転軸を中心に回転可能なプーリであって、
    前記伝達ベルトの内側面に当接し、前記伝達ベルトに当接される部分における前記第1軸部材から最も離間した部分が前記延出部に略平行になるように、前記第2回転軸に対して前記所定角度だけ傾くように傾斜した傾斜外周面を有するプーリと、を備える
    駆動機構。
  2. 前記傾斜外周面は、該傾斜外周面が傾斜する方向である傾斜方向において前記伝達ベルトが当接される部分の中央側が突出するクラウニング形状に形成される
    請求項1に記載の駆動機構。
  3. 前記第1軸部材の径は、前記第2軸部材の径よりも小さい
    請求項1又は2に記載の駆動機構。
  4. 前記伝達ベルトは、ステンレス鋼を主体とする材質により形成される
    請求項1から3のいずれかに記載の駆動機構。
  5. 前記第2軸部材の一端側に直接的又は間接的に接続され、表面に静電潜像が形成される1又は複数の像担持体と、
    前記1又は複数の像担持体を回転させる請求項1から4のいずれかに記載の駆動機構と、
    を備える画像形成装置。
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