JP5870648B2 - 同期駆動装置、及び、それを有する画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いるのに適した同期駆動装置、及び、それを有する画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、タイミングベルトを用いた駆動伝達機構を採用した場合、ベルト１周期周波数における速度変動が顕著に現れる為、排紙搬送のような比較的画像に影響の少ない箇所に用いられることが多いことが知られている。その為、駆動機構の中で特に画像に影響しやすい作像駆動伝達機構には、ギヤを配列させた伝達機構を用いることが既に知られている。

また、特開２００４−１００８６３号公報（特許文献１）には、タイミングベルトを用いた画像形成装置において、タイミングベルトの回転ずれ変動量を抑制できるようにするものが開示されている。

特開２００１−２５４７９０（特許文献２）には、偏心成分に起因する同期回転ずれを抑制する目的で、タイミングベルトを二つに分割し、その２本のベルトを組み付ける時にｎ／２歯ずらすことで互いの偏心成分を打ち消すような構成が開示されている。

しかし、今までのギヤだけを用いた駆動伝達機構は、駆動部材と従動部材の間に距離がある場合、多数の歯車を使う必要があるために、噛み合い周波数における速度変動の重畳によるバンディングの悪化や、駆動側部材と従動側部材の間に多数のギヤあることによるショックジターの悪化が懸念される。上記の問題を解決するためにギヤは高精度ギヤを採用せざるを得ず、また、良好な噛み合いを得るためにギヤを保持する部材にも高い加工精度を要求するために駆動機構にコストがかかっていた。その為、タイミングベルトを用いた高精度駆動は検討されていたが、タイミングベルトの１周期成分の位置変動が顕著に画像上に現れてしまうことや、タイミングベルトが長いと上下限品によって速度変動が極端に悪くなる、という問題があった。

なお、特開２００４−１００８６３号公報のものは、駆動プーリと従動プーリとの間一対のタイミングベルトを掛け回すようにしたものであり、この特開２００４−１００８６３号公報の技術は、中継部材を有する本発明が対象とするものには適用できない。

また、特開２００１−２５４７９０では、２本のベルトを使うことで偏心成分を打ち消すようにしている。しかし、前述のように、ベルトの上下限品による変動成分の悪化や同じ箇所に２本組み付けるためにコストがかかるという問題があり、改良の余地がある。

本発明は、上記の問題に鑑み、駆動伝達機構にタイミングベルトを有する画像形成装置で、ベルトの１周期成分の速度・位置変動を抑え、且つ、低コストの同期駆動装置を得ることを課題とする。

請求項１の同期駆動装置は、それぞれプーリを有する駆動側部材と従動側部材と動力を伝達する中継部材を有し、前記駆動側部材と前記従動側部材間において前記中継部材を介してタイミングベルトを掛け渡して前記駆動側部材と前記従動側部材を同期回転させる同期駆動装置において、前記タイミングベルトが、前記プーリの回転軸方向に並置させた複数の細幅タイミングベルトから構成され、各細幅タイミングベルトはそれぞれ偏心成分が前記従動側部材上で互いに打ち消す位置関係に設けられ、前記タイミングベルトの回転方向を識別可能とするマークがあり、該タイミングベルトを同一回転方向に組んであり、前記マークをあわせるための目印が、前記プーリを保持する保持部材に設けてあることを特徴とする。

請求項２の同期駆動装置は、それぞれプーリを有する駆動側部材と従動側部材と動力を伝達する中継部材を有し、前記駆動側部材と前記従動側部材間において前記中継部材を介してタイミングベルトを掛け渡して前記駆動側部材と前記従動側部材を同期回転させる同期駆動装置において、前記タイミングベルトが、前記プーリの回転軸方向に並置させた複数の細幅タイミングベルトから構成され、各細幅タイミングベルトはそれぞれ偏心成分が前記従動側部材上で互いに打ち消す位置関係に設けられ、前記タイミングベルトの回転方向を識別可能とするマークがあり、該タイミングベルトを同一回転方向に組んであり、前記マークの位置が前記タイミングベルトを成型するための内金型と位置関係があることを特徴とする。

請求項３の同期駆動装置は、請求項１または２に記載の同期駆動装置であって、前記マークが複数あることを特徴とする。

請求項４の同期駆動装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、前記タイミングベルトが２つの細幅タイミングベルトから構成され、これらの細幅タイミングベルトは、１のタイミングベルトを分割して得られたものであることを特徴とする。

請求項５の同期駆動装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、前記駆動側部材と前記従動側部材と前記中継部材におけるプーリ径が同一であることを特徴とする。

請求項６の同期駆動装置は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、前記駆動側プーリと前記従動側のプーリの振れの位置をあわせて組み立てたことをとする。

請求項７の同期駆動装置は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、前記タイミングベルト１周期が、カラー画像を形成する画像形成装置の各色のステーションピッチの１／整数倍となっていること特徴とする。

請求項８の同期駆動装置は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、前記中継部材であるプーリにおいて歯をずらして設けられていることを特徴とする。

請求項９の同期駆動装置は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、前記タイミングベルトの許容伝達トルクを従動トルクの３倍以上としたことを特徴とする。

請求項１０の同期駆動装置は、請求項９に記載の同期駆動装置であって、前記プーリ径を大きくすることで前記許容伝達トルクを従動トルクの３倍以上としたことを特徴とする。

請求項１１の同期駆動装置は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、前記タイミングベルトの材質がポリウレタンであることを特徴とする。

請求項１２の同期駆動装置は、請求項４に記載の同期駆動装置であって、前記中継部材であるプーリにおいて前記２つの細幅タイミングベルトを同一向きに組んでいることを特徴とする。

請求項１３の同期駆動装置は、請求項５に記載の同期駆動装置であって、前記駆動側部材と前記中継部材を結ぶ直線と前記従動側部材と前記中継部材を結ぶ直線がなす角と、前記歯をずらして設けた歯のずらし量とに、一定の関係をもつことを特徴とする。

請求項１４の画像形成装置は、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体の駆動を、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の同期駆動装置により行うことを特徴とする。

請求項１５の画像形成装置は、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記像担持体が感光体ドラムであることを特徴とする。

請求項１６の画像形成装置は、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記像担持体が転写ドラムであることを特徴とする。

請求項１７の画像形成装置は、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記像担持体が中間転写ベルトであることを特徴とする。

請求項１８の画像形成装置は、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記像担持体が直接転写ベルトであることを特徴とする。

請求項１９の画像形成装置は、複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、前記複数の像担持体の各駆動を、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の同期駆動装置により行うことを特徴とする。

請求項１または２の同期駆動装置によれば、２本のタイミングベルトを偏心成分が打ち消される形で組むことにより、従動側部材上でベルト１周期成分が打ち消されるので、タイミングベルトを用いた同期駆動装置において、１周期成分の速度変動を十分抑制した状態、且つ、ベルトの上下限品の影響を受けることが少ない状態で、且つ、低コストで使うことができる。また、タイミングベルトの回転方向が識別可能なマークがあり、タイミングベルトを同一回転方向に組んでいるので、速度変動位置・位相が同じになるため、確実に速度変動をキャンセルすることができる。また、マークをあわせるための目印を設けることで組み立て精度が向上し、より確実に速度成分をキャンセルすることができる。

請求項２の同期駆動装置によれば、２本のタイミングベルトを偏心成分が打ち消される形で組むことにより、従動側部材上でベルト１周期成分が打ち消されるので、タイミングベルトを用いた同期駆動装置において、１周期成分の速度変動を十分抑制した状態、且つ、ベルトの上下限品の影響を受けることが少ない状態で、且つ、低コストで使うことができる。また、タイミングベルトの回転方向が識別可能なマークがあり、タイミングベルトを同一回転方向に組んでいるので、速度変動位置・位相が同じになるため、確実に速度変動をキャンセルすることができる。また、マークの位置がタイミングベルトを成型するための内金型と位置関係があるので、速度変動位置が同じになるため、駆動側と従動側のタイミングベルトを異なるスリーブからでも、速度変動をキャンセルすることができ、製造コスト・組み立てコストを安価にすることができる。

請求項３の同期駆動装置によれば、請求項１または２に記載の同期駆動装置において、マークが複数あるので、誤組み立ての防止ができる。

請求項４の同期駆動装置によれば、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の同期駆動装置において、同じロットで、且つ、隣り合っていたベルトは偏心成分分布が等しくなるので、偏心を打ち消す作用が強くなる。

請求項５の同期駆動装置によれば、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の同期駆動装置において、径を同一にすることで、駆動側プーリと中継側プーリをつないだ駆動タイミングベルトと、従動側プーリと中継側プーリをつないだ従動側タイミングベルトの１回転周期が等しくなり、それを偏心成分が打ち消されるような形で組み付けることにより、最終段である従動駆動側部材上で、偏心を打ち消すことができる。

請求項６の同期駆動装置によれば、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の同期駆動装置において、駆動側プーリと従動側のプーリの振れの位置をあわせて組み立てたことで、より確実に速度成分をキャンセルすることができる。

請求項７の同期駆動装置によれば、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の同期駆動装置において、タイミングベルト１周期がステーションピッチの1/整数倍となっているので、組み立て誤差により速度変動成分をキャンセルしきれない場合でも色ずれを抑制することができる。

請求項８の同期駆動装置によれば、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の同期駆動装置において、中継プーリ上で二つのベルトを組み付けることにより、最終段である従動駆動側部材上で、偏心を打ち消すことができる。

請求項９の同期駆動装置によれば、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の同期駆動装置において、タイミングベルトは衝撃負荷に対して、速度変動しやすいため許容伝達トルクを３倍以上とすることで、速度変動を抑制することができる。

請求項１０の同期駆動装置によれば、請求項９に記載の同期駆動装置において、タイミングベルトの許容伝達トルクを３倍以上とするためには、タイミングベルトの芯線の材質や、ベルト幅を大きくする方法が考えられ、いずれもコストアップとなるが、タイミングベルトの許容伝達トルクを３倍以上とするためにプーリ径を大きくすることでタイミングベルトに働く力を小さくしたほうが安価となる。

請求項１１の同期駆動装置によれば、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の同期駆動装置において、タイミングベルトの材質がポリウレタンであるので、ポリウレタンはタイミングベルトの１周期の成分が安定しているため、速度変動成分を確実にキャンセルすることができる。

請求項１２の同期駆動装置によれば、請求項４に記載の同期駆動装置において、組み付ける際に向きを揃えることで偏心の波形が同じとなり、偏心を打ち消す作用が強くなる。

請求項１３の同期駆動装置によれば、請求項５に記載の同期駆動装置において、従動側タイミングベルトには中継側プーリを介して駆動側プーリのタイミングベルトの偏心成分が伝わるが、前述のなす角（連結角）に対応した組み付け角でタイミングベルトを組むことでうまくキャンセルすることができる。

請求項１４記載の発明によれば、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、上記像担持体の駆動を、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の同期駆動装置により行う構成としたので、高精度なタイミングベルト駆動系により常に高品質な画像を得ることができる。

請求項１５記載の発明によれば、請求項１４に記載の画像形成装置において、上記像担持体が感光体ドラムである構成としたので、高精度なタイミングベルト駆動系により常に高品質な画像を得ることができる。

請求項１６記載の発明によれば、請求項１４に記載の画像形成装置において、上記像担持体が転写ドラムである構成としたので、高精度なタイミングベルト駆動系により常に高品質な画像を得ることができる。

請求項１７記載の発明によれば、請求項１４に記載の画像形成装置において、上記像担持体が中間転写ベルトである高精度なタイミングベルト駆動系により常に高品質な画像を得ることができる。

請求項１８記載の発明によれば、請求項１４に記載の画像形成装置において、上記像担持体が直接転写ベルトである高精度なタイミングベルト駆動系により常に高品質な画像を得ることができる。

請求項１９記載の発明によれば、複数の像担時体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、上記複数の像担持体の各駆動を、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の同期駆動装置により行う構成としたので、高精度なタイミングベルト駆動系により常に高品質な画像を得ることができる。

本発明の実施の形態の画像形成装置の概観を説明する図である。 本発明の実施の形態における中継プーリを用いた第１実施例の同期駆動装置を説明する図である。 本発明の実施の形態における第１実施例のタイミングベルトのマーク位置関係を説明する図である。 本発明の実施の形態における１本のタイミングベルトが持つ１周期分の速度変動を説明する図である。 本発明の実施の形態における２本のタイミングベルトを位相組付することによる速度変動を説明する図である。 本発明の実施の形態における第１実施例の２本のタイミングベルトとプーリを位相組付することによる速度変動を説明する図である。 本発明の実施の形態における同期駆動装置の第１実施例のさらなる具体例を説明する図である。 本発明の実施の形態における中継プーリを用いた第２実施例の同期駆動装置を説明する図である。 本発明の実施の形態における第２実施例のタイミングベルトのマーク位置関係を説明する図である。 本発明の実施の形態における第２実施例の２本のタイミングベルトを位相組付する位置関係を説明する図である。 本発明の実施の形態における同期駆動装置の第２実施例のさらなる具体例を説明する図である。 本発明の実施の形態における同期駆動装置の第３実施例を説明する図である。 本発明の実施の形態のマークに関連してタイミングベルトの歯をずらさない場合のマーク位置を例示する図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。

一般的にベルト駆動を採用する場合は駆動源が駆動対象（従動側）から離れている場合が多いので、周長が長いベルトを使う場合が多い。しかし、タイミングベルトは周長が長いほどその長さのばらつきが顕著になるために、速度変動成分が悪化しやすく、さらに、１本のベルトには必ず１周期変動成分を持っている為に、位置ずれの悪化が常に懸念されてきた。しかし、２本の同一のベルトを偏心成分が打ち消されるような形で組み付けることによって、ベルト１周期の位置変動成分をキャンセルすることができ、また、中継プーリを用いることにより上下限品で長さのばらつきが少ないベルトを使うことが可能となり、さらに、２本の同一ベルトを用いる為にベルトの型代を節約できるので低コストにタイミングベルト駆動装置を作ることができる。以下、これらの実施の形態について説明する。

本発明の実施の形態は、タイミングベルトを用いた駆動伝達に際して、以下の特徴を有する。２本の全く同一なベルトは全く同一周波数で１回転変動成分を持つ。駆動側タイミングベルトの偏心成分は中継プーリを介して従動側タイミングベルトに伝わるが、その際、駆動側タイミングベルトの偏心成分の波が従動側タイミングベルトの波とうまく打ち消しあうような形で組み付けることにより、従動側プーリ上にタイミングベルトの１回転変動成分を伝わらせない同期駆動装置を作ることができる。要するに、タイミングベルトの１回転変動成分をキャンセルするような組み付けを行うことが特徴になっている。

上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。

図１は本発明の実施の形態の同期駆動装置を備えた実施の形態の画像形成装置の全体構成図である。この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式の画像形成装置であり、複数色、例えばブラック（以下「Ｋ」という）、イエロー（以下「Ｙ」という）、マゼンタ（以下「Ｍ」という）、シアン（以下「Ｃ」という）の各画像をそれぞれ形成する複数の画像形成ユニットが配列されている。この複数の画像形成ユニットは、それぞれ、トナー像形成部１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、光書込ユニット２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、ドラム状の感光体からなる感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、転写ローラ４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃなどから構成されている。

感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃは、無端状の中間転写ベルト２１と対向して配列され、中間転写ベルト２１と同じ周速で回転駆動される。光書込ユニット２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、それぞれＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、各色の画像信号により図示しない半導体レーザ駆動回路で半導体レーザを駆動して半導体レーザからのレーザビームを偏向走査し、そのレーザビームを図示しないｆθレンズ等により感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃに結像するよう構成されている。そして、感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃは、それぞれ、トナー像形成部１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃにて、均一に帯電された後に、この感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃは、光書込ユニット２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃによりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。

この感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ上の静電潜像は、それぞれトナー像形成部１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃにより現像されてＫ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像となる。中間転写ベルト２１は中間転写駆動ローラ５と中間転写テンションローラ６に掛け渡され、中間転写駆動ローラ５が後述の同期駆動装置により回転駆動されて、この中間転写ベルト２１が感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃと同じ周速で回転する。そして、感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ上のＫ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像が中間転写ベルト２１に順次に重ねて転写され、中間転写ベルト２１上にフルカラーのトナー像が形成される。

一方、転写紙１００は給紙ローラ１２ａ，１２ｂから搬送ローラ１１ａ，１１ｂを介して転写紙搬送路に沿って送り出され、レジストローラ対１０に給紙される。レジストローラ対１０は中間転写ベルト２１上のトナー像とタイミングを合わせて転写紙を搬送する。そして、二次転写ローラ７の位置で中間転写ベルト２１上のトナー像が転写紙に転写され、転写紙上にフルカラー画像が形成される。この画像形成された転写紙は定着部８に送られ、この定着部８でフルカラー画像が定着され、排紙ローラ対９により排紙部へ排出される。

このようなカラー複写機においては、像担持体である感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃの回転精度、中間転写ベルト２１の回転精度が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な回転駆動が望まれる。そこで、本実施の形態では、像担持体である感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃの回転駆動、像担持体である中間転写ベルト２１の回転駆動を、以下に示す同期駆動装置により行う。これにより、本実施の形態によれば、複数の感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、中間転写ベルト２１を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、感光ドラム３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、中間転写ベルト２１の駆動の精度が向上し、高精度な像担持体駆動を行うことができ、高品質な画像を得ることができる。

図２は実施の形態の中継プーリを用いた第１実施例の同期駆動装置を説明する図である。図中、符号１０１は駆動側タイミングベルト、１０２は従動側タイミングベルト、１０３は駆動側プーリ、１０４は中継プーリ、１０５は従動側プーリ、１０６は駆動側タイミングベルト１０１の向きと場所を示すマーク、１０７は従動側タイミングベルト１０２の向きと場所を示すマークである。駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２が、中継プーリ１０４の回転軸方向に並置させた複数の細幅タイミングベルトから構成されている。そして、駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２は、それぞれ偏心成分が記従動側プーリ１０５（従動側部材）上で互いに打ち消す位置関係に設けられている。

駆動側プーリ１０３を回転させると、駆動側タイミングベルト１０１を介して中継プーリ１０４に動力が伝わる。この中継プーリ１０４が回転すると、従動側タイミングベルト１０２を介して従動側プーリ１０５に動力が伝わる。この同期駆動装置の要素を組み付ける際は、マーク１０６とマーク１０７を目印に所定の配分で組み付ける。このように、記タイミングベルト１０１，１０２の回転方向を識別可能とするマーク１０６，１０７があり、タイミングベルト１０１，１０２を同一回転方向に組んでいる。また、タイミングベルト１０１，１０２のそれぞれのためにマーク１０６，１０７が複数ある。

図３は第１実施例のタイミングベルトのマーク位置関係を説明する図である。スリーブ１０８は、タイミングベルト１０８ａ複数本分を一度に成型されたものであり、このスリーブ１０８から所定の間隔で切断することにより複数本のタイミングベルト１０８ａを作製している。タイミングベルト１０８ａの向きと場所を示すマーク１１０は、このスリーブ１０８の歯形を成型するための内金型１０９のある特定の歯と位置関係を持っている。タイミングベルト１０８ａの１周期の速度変動は、内金型１０９の偏芯や歯のピッチ誤差によるものが大きいため、内金型１０９とマーク１１０が位置関係を持つことで、速度成分を確実にキャンセルすることができる。前記のタイミングベルト上のマーク１０６とマーク１０７は、分割前のタイミングベルト上ではマーク１１０，１１０として同一直線上にあり、且つ、同じ方向を向いている。

図４は１本のタイミングベルトが持つ１周期分の速度変動を説明する図である。例えば図示の速度変動１１１のように、１本のタイミングベルトはベルトそのものが持つ厚み変動や金型の変動・タイミングベルト芯線等の影響により必ずベルト１周期成分の速度変動を持つ。図５は２本のタイミングベルトを位相組付することによる速度変動を説明する図である。図中、１１２は駆動側タイミングベルト１０１が持つ速度変動、１１３は従動側タイミングベルト１０２が持つ速度変動である。１１４は、駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２の位相組付によって従動側プーリ上に得られる速度変動である。タイミングベルトはベルト１周期成分の速度変動を持つが、駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２が同一長さで同一振幅の速度変動を持つので、１８０度ずれるように組み付けることで速度変動１１４のように、従動側プーリ上におけるベルト１周期にあたる速度変動をキャンセルすることができる。この駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２が１８０度ずれるように組み付けられた位置関係が、それぞれ偏心成分が従動側部材上で互いに打ち消す位置関係である。

次表１はタイミングベルト長（ピッチ長さ）と寸法公差の関係を説明する表である。

図６は第１実施例の２本のタイミングベルトとプーリを位相組付することによる速度変動を説明する図である。駆動側プーリ１０３と従動側プーリ１０５のもっとも振れの大きい所の位置に、駆動プーリマーク１１５と従動プーリマーク１１６をそれぞれ設ける。ベルトマーク１０６と駆動プーリマーク１１５は、中継プーリ１０４と駆動側プーリ１０３の軸線を結んだ中継プーリ１０４とは正反対の位置になるように組み立て、ベルトマーク１０７と駆動プーリマーク１１６は、中継プーリ１０４と従動側プーリ１０５の軸線を結んだ中継プーリ１０４とは正反対の位置になるように組み立る。この図６のように組み立てた状態で、駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２が１８０度ずれるように組み付けられた位置関係となっている。なお、プーリが回転してもこの位置関係は保たれたままであり、プーリの回転によって前記マーク１０６とマーク１０７は、例えば破線で示す位置に移動する。

図６は第１実施例の２本のタイミングベルトとプーリを位相組付することによる速度変動を説明する図である。駆動側プーリ１０３と従動側プーリ１０５のもっとも振れの大きい所の位置に、駆動プーリマーク１１５と従動プーリマーク１１６をそれぞれ設ける。ベルトマーク１０６と駆動プーリマーク１１５は、中継プーリ１０４と駆動側プーリ１０３の軸線を結んだ中継プーリ１０４とは正反対の位置になるように組み立て、ベルトマーク１０７と駆動プーリマーク１１６は、中継プーリ１０４と従動側プーリ１０５の軸線を結んだ中継プーリ１０４とは正反対の位置になるように組み立る。この図６のように組み立てた状態で、駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２が１８０度ずれるように組み付けられた位置関係となっている。なお、プーリが回転してもこの位置関係は保たれたままであり、プーリの回転によって前記マーク１０６とマーク１０７は、例えば破線で示す位置に移動する。この例では、タイミングベルトの長さはプーリの周長の２倍の例である。

図７は同期駆動装置の第１実施例のさらなる具体例を説明する図である。図中、符号１３はモータ、符号１４は駆動対象、符号１５はプーリを保持する保持部材としての固定フレームである。固定フレーム１５には目印１１７，１１８が刻印されている。この目印１１７，１１８は、タイミングベルト１０１，１０３のそれぞれのマーク１０６，１０７を合わせるための目印である。そして、固定フレーム１５に刻印されている目印１１７，１１８を目印に、マーク１０６，１０７を合わせ、タイミングベルトト１０１，１０３を組み付ける。固定フレーム１５に取り付けられたモータ１３には駆動側プーリ１０３が取り付けられており、駆動側タイミングベルト１０１を介して中継プーリ１０４を回転させる。また、従動側タイミングベルト１０２を介して従動側プーリ１０５を回転させている。従動側プーリ１０５には円筒状の駆動対象１４が取り付けられており、結果としてモータ１３が回転することで駆動対象１４が回転する。

図８は実施の形態の中継プーリを用いた第２実施例の同期駆動装置を説明する図である。なお、第１実施例と同様な要素にはこの第２実施例においても同符号を付記してある。図中、符号１０１は駆動側タイミングベルト、１０２は従動側タイミングベルト、１０３は駆動側プーリ、１０４は中継プーリ、１０５は従動側プーリ、１０６は駆動側タイミングベルト１０１の向きと場所を示すマーク、１０７は従動側タイミングベルト１０２の向きと場所を示すマークである。駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２が、中継プーリ１０４の回転軸方向に並置させた複数の細幅タイミングベルトから構成されている。そして、駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２は、それぞれ偏心成分が記従動側プーリ１０５（従動側部材）上で互いに打ち消す位置関係に設けられている。

駆動側プーリ１０３を回転させると、駆動側タイミングベルト１０１を介して中継プーリ１０４に動力が伝わる。この中継プーリ１０４が回転すると、従動側タイミングベルト１０２を介して従動側プーリ１０５に動力が伝わる。この同期駆動装置の要素を組み付ける際は、マーク１０６とマーク１０７を目印に所定の配分で組み付ける。

図９は第２実施例のタイミングベルトのマーク位置関係を説明する図である。スリーブ１０８は、前記の駆動側タイミングベルト１０１及び従動側タイミングベルト１０２より幅の広いものとして形成されたものである。このスリーブ１０８の周上の一箇所にはマーク１１０が付けられている。このスリーブ１０８を同じ幅で２分割し、細幅の２つのタイミングベルト１０８ａ，１０８ａとする。このタイミングベルト１０８ａ，１０８ａは、ぞれぞれ、前記の駆動側タイミングベルト１０１、従動側タイミングベルト１０２とする。これらのタイミングベルトには、向きと場所を示すマーク１１０が付いている。前記のタイミングベルト上のマーク１０６とマーク１０７は、分割前のタイミングベルト上ではマーク１１０，１１０として同一直線上にあり、且つ、同じ方向を向いている。マーク１１０の形状は第１実施例と異なっている。

図１０は第２実施例の２本のタイミングベルトを位相組付する位置関係を説明する図である。駆動側プーリ１０３と中継プーリ１０４を結んだ線と従動側プーリ１０５と中継プーリ１０４を結んだ線のなす角をθ（符号２１０）、従動側タイミングベルト１０２が中継プーリ１０４と接触する中心位置から従動側タイミングベルト１０２のマーク１０７までの距離をＸ（符号２２０）とする。駆動側タイミングベルト１０１のマーク１０６が駆動側プーリ１０３と接触する位置の中心にあるとき、従動側タイミングベルト１０２のマーク１０７との位置関係はＸ＝（ベルトの長さ）×θ／３６０度となる一定の関係である。すなわち、中継プーリ１０４において、駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２が歯をずらして設けられている。駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２とが直線上に無い場合にも、このように位相組付することで、従動側プーリ上におけるベルト１周期にあたる速度変動をキャンセルすることができる。

図１１は同期駆動装置の第２実施例のさらなる具体例をを説明する図である。図中、符号１３はモータ、符号１４は駆動対象、符号１５は固定フレームである。固定フレーム１５に取り付けられたモータ１３には駆動側プーリ１０３が取り付けられており、駆動側タイミングベルト１０１を介して中継プーリ１０４を回転させる。また、従動側タイミングベルト１０２を介して従動側プーリ１０５を回転させている。従動側プーリ１０５には円筒状の駆動対象１４が取り付けられており、結果としてモータ１３が回転することで駆動対象１４が回転する。

図１２は同期駆動装置の第３実施例を説明する図である。なお、第１実施例、第２実施例と同様な要素にはこの第３実施例においても同符号を付記してある。図中、符号１６はギヤの機能を持たせた駆動側プーリ、符号１７はギヤの機能を持たせた従動側プーリ、符号１８は駆動対象と連結したギヤである。固定フレーム１５に取り付けられたモータ１３にはシャフト部に歯が彫ってありギヤの機能を持つ駆動側プーリ１６を回転させることで、駆動側タイミングベルト１０１を介して中継プーリ１０４を回転させる。また、従動側タイミングベルト１０２を介してギヤの機能を持った従動側プーリ１７を回転させている。円筒状の駆動対象取り付けられたギヤ１８とギヤの機能を持った従動側プーリ１７の歯と接続しているので、結果としてモータ１３が回転することで駆動対象１４が回転する。

以上の実施の形態では同期駆動装置により、画像形成装置の感光ドラム及び中間転写ベルトを回転駆動するようにしているが、像担持体である転写ドラムを備えた画像形成装置において、この転写ドラムを実施の形態の同期駆動装置により回転駆動するようにしてもよい。例えば画像形成装置としてのカラー複写機において、閉ループ状の感光体ベルトに静電潜像を順次に形成し、静電潜像をトナーで現像してフルカラー画像を形成、それを転写ドラムに転写し、その転写ドラムのフルカラー画像を転写紙に転写するように画像形成装置において、上記転写ドラムを実施の形態の同期駆動装置により回転駆動するようにしてもよい。

また、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色の像担持体である感光ドラムに像担持体である直接転写ベルトを対向配置して、この直接転写ベルトにより転写紙を搬送しながら、感光ドラム上の各色のトナー像を転写紙に直接転写することによりフルカラー画像を形成する画像形成装置において、上記直接転写ベルト及び感光ドラムを実施の形態の同期駆動装置により回転駆動するようにしてもよい。

また、例えば図１に示すカラー画像を形成する画像形成装置において、転写ローラ４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃは各色間で一定のピッチ、すなわちステーションピッチで配置されている。そこで、タイミングの１周期が、このステーションピッチの［１／整数］倍（整数分の一倍）となるように設定するとよい。これにより、組み立て誤差により速度変動成分をキャンセルしきれない場合でも色ずれを抑制することができる。

また、タイミングベルトの許容伝達トルクを、従動側プーリに働く負荷である従動トルクの３倍以上としてもよい。これにより、速度変動を抑制することができる。また、
このタイミングベルトの許容伝達トルクを３倍以上とするためには、プーリ径を大きくすることでタイミングベルトに働く力を小さくすると、安価となる。

また、タイミングベルトの材質はポリウレタンとするとよい。ポリウレタンはタイミングベルトの１周期の成分が安定しているため、速度変動成分を確実にキャンセルすることができる。

なお、実施の形態におけるマーク１０６，１０７はスリーブ１０８の状態では同一位置に形成されたマーク１１０であり、タイミングベルトの歯に対して同一位置にある。したがって、図２、図６、図７、図８、図１０に示すマーク１０６，１０７の位置から明らかなように、駆動側タイミングベルト１０１と従動側タイミングベルト１０２は、中間プーリ１０４において、歯をずらして設けられている。仮に歯をずらさないと、例えば図１３のように、中間プーリ１０４の位置において、マーク１０６，１０７が同一直線上になる。

１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ トナー像形成部
２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ 光書込ユニット
３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ 感光ドラム
４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ 転写ローラ
５ 中間転写駆動ローラ
６ 中間転写テンションローラ
２１ 中間転写ベルト
１００ 転写紙
１０１ 駆動側タイミングベルト
１０２ 従動側タイミングベルト
１０３ 駆動側プーリ
１０４ 中継プーリ
１０５ 従動側プーリ
１０６ マーク
１０７ マーク
１０８ タイミングベルト
１１０ マーク
１０８ａ タイミングベルト
１１５ 駆動プーリマーク
１１６ 従動プーリマーク
１１７ 目印
１１８ 目印

特開２００４−１００８６３号公報 特開２００１−２５４７９０号公報

Claims (19)

1. それぞれプーリを有する駆動側部材と従動側部材と動力を伝達する中継部材を有し、前記駆動側部材と前記従動側部材間において前記中継部材を介してタイミングベルトを掛け渡して前記駆動側部材と前記従動側部材を同期回転させる同期駆動装置において、
   前記タイミングベルトが、前記プーリの回転軸方向に並置させた複数の細幅タイミングベルトから構成され、各細幅タイミングベルトはそれぞれ偏心成分が前記従動側部材上で互いに打ち消す位置関係に設けられ、前記タイミングベルトの回転方向を識別可能とするマークがあり、該タイミングベルトを同一回転方向に組んであり、
   前記マークをあわせるための目印が、前記プーリを保持する保持部材に設けてあることを特徴とする同期駆動装置。
2. それぞれプーリを有する駆動側部材と従動側部材と動力を伝達する中継部材を有し、前記駆動側部材と前記従動側部材間において前記中継部材を介してタイミングベルトを掛け渡して前記駆動側部材と前記従動側部材を同期回転させる同期駆動装置において、
   前記タイミングベルトが、前記プーリの回転軸方向に並置させた複数の細幅タイミングベルトから構成され、各細幅タイミングベルトはそれぞれ偏心成分が前記従動側部材上で互いに打ち消す位置関係に設けられ、前記タイミングベルトの回転方向を識別可能とするマークがあり、該タイミングベルトを同一回転方向に組んであり、
   前記マークの位置が前記タイミングベルトを成型するための内金型と位置関係があることを特徴とする同期駆動装置。
3. 請求項１または２に記載の同期駆動装置であって、
   前記マークが複数あることを特徴とする同期駆動装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、
   前記タイミングベルトが２つの細幅タイミングベルトから構成され、これらの細幅タイミングベルトは、１のタイミングベルトを分割して得られたものであることを特徴とする同期駆動装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、
   前記駆動側部材と前記従動側部材と前記中継部材におけるプーリ径が同一であることを特徴とする同期駆動装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、
   前記駆動側プーリと前記従動側のプーリの振れの位置をあわせて組み立てたことをとする同期駆動装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、
   前記タイミングベルト１周期が、カラー画像を形成する画像形成装置の各色のステーションピッチの１／整数倍となっていること特徴とする同期駆動装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、
   前記中継部材であるプーリにおいて歯をずらして設けられていることを特徴とする同期駆動装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、
   前記タイミングベルトの許容伝達トルクを従動トルクの３倍以上としたことを特徴とする同期駆動装置。
10. 請求項９に記載の同期駆動装置であって、
    前記プーリ径を大きくすることで前記許容伝達トルクを従動トルクの３倍以上としたことを特徴とする同期駆動装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の同期駆動装置であって、
    前記タイミングベルトの材質がポリウレタンであることを特徴とする同期駆動装置。
12. 請求項４に記載の同期駆動装置であって、
    前記中継部材であるプーリにおいて前記２つの細幅タイミングベルトを同一向きに組んでいることを特徴とする同期駆動装置。
13. 請求項５に記載の同期駆動装置であって、
    前記駆動側部材と前記中継部材を結ぶ直線と前記従動側部材と前記中継部材を結ぶ直線がなす角と、前記歯をずらして設けた歯のずらし量とに、一定の関係をもつことを特徴とする同期駆動装置。
14. 像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、
    前記像担持体の駆動を、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の同期駆動装置により行うことを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１４に記載の画像形成装置において、
    前記像担持体が感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１４に記載の画像形成装置において、
    前記像担持体が転写ドラムであることを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項１４に記載の画像形成装置において、
    前記像担持体が中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
18. 請求項１４に記載の画像形成装置において、
    前記像担持体が直接転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
19. 複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、
    前記複数の像担持体の各駆動を、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の同期駆動装置により行うことを特徴とする画像形成装置。

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