JP6991834B2

JP6991834B2 - 張力調整機構、駆動伝達装置、画像読取装置および記録装置

Info

Publication number: JP6991834B2
Application number: JP2017211320A
Authority: JP
Inventors: 邦明佐藤; 弘幸斎藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2037-10-31
Also published as: US11603275B2; US20190132463A1; JP2019082237A

Description

本発明は、張力調整機構、駆動伝達装置、画像読取装置および記録装置に関する。

特許文献１には、張架ローラに対して駆動源からの駆動を伝達するベルト部材を含む駆動装置において、ベルト部材の張力を調整する張力調整機構が記載されている。ベルト部材が所望の張力となる位置において、ベルト部材を張架している張架ローラの保持部材がネジによって固定されている。そのため、保持部材にはネジ挿入穴が設けられている。ネジ挿入穴はネジ径よりも大きく形成されることから、ネジを締結する際に加わるトルクによって保持部材が移動してしまうことがあり、特許文献１では、ネジ挿入穴を略十字形状に形成することで移動を抑制している。

特開２０１３－４０６６７号公報

しかしながら特許文献１の構成では、張力調整方向においてネジ挿入穴をネジ頭より小さく形成する必要があるため、張力を調整可能な範囲が限定されてしまい、ベルト部材を所望の張力に調整できないことがあった。

上記課題に鑑みて本発明は、ベルト部材を保持する保持部材を締結部材によって締結して固定する際に、ベルト部材を所望の張力に調整可能な張力調整機構を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、シャーシと、駆動する駆動ローラの回転力を伝達するベルト部材と、前記ベルト部材に当接することで前記ベルト部材に張力を付与するローラと、前記ローラを回転可能に支持し、前記シャーシの回転軸を中心に揺動可能な支持部材と、前記支持部材を所定位置で前記シャーシに対して固定するネジと、を備える張力調整機構であって、前記シャーシと係合可能で、前記ネジの挿入方向において前記シャーシとの間で前記支持部材を保持する保持部材を備え、前記支持部材は、前記シャーシと係合可能な係合部を有し、前記シャーシと前記係合部が係合することによって前記支持部材の前記シャーシに対する浮き上がりが抑制されることを特徴とする。

本発明によれば、ベルト部材を保持する保持部材を締結部材によって締結して固定する際に、ベルト部材を所望の張力に調整可能な張力調整機構が提供される。

画像読取装置の外観を示す斜視図である。画像読取装置のＡＤＦを装置背面側から見た側面図である。画像読取装置のＡＤＦの上面斜視図である。画像読取装置のＡＤＦを装置手前側から見た断面図である。画像読取装置のＡＤＦの駆動列を装置背面側から見た斜視図である。図５に示す駆動列のうちベルト駆動部の詳細図である。図６に示すベルト駆動部における張力調整機構の分解図である。画像読取装置のＡＤＦのベルト駆動部の斜視図である。画像読取装置のＡＤＦのベルト駆動部の三面図である。

本発明は、オートドキュメントフィーダ（ＡＤＦ）を備え、イメージセンサ（読取手段）によって原稿を読み取る読取装置（原稿読取装置）に適用することができる。また、読取装置の他、読取機能とともに画像を記録する記録機能を備えた記録装置にも適用することができる。記録装置には、プリント機能（記録機能）の他、ＦＡＸ機能等その他の機能を併せ持った複合装置（複合機）が含まれるものとする。さらに本発明は、読取機能に代えて記録媒体に画像を記録する記録機能を備えた記録装置にも適当することができる。その場合、給送トレイには原稿ではなく画像を記録する対象である記録媒体を積載し、搬送経路中には読取手段に代えて記録部を設け、記録部によって搬送される記録媒体に画像を記録する。

図１は、画像読取装置１００の外観を示す斜視図である。本実施形態の画像読取装置１００は、記録手段を備える記録装置１の上に配されている。画像読取装置１００は、画像を読み取る読取センサ（読取手段）が設けられた原稿台ユニット３１３と、原稿台ユニット３１３に対してヒンジ８０１及びヒンジ８０２により開閉するＡＤＦ７０１とを有する。ヒンジ８０１とヒンジ８０２はそれぞれ、図１に示すＸ方向において左右に配されている。図１では、原稿台ユニット３１３に対してＡＤＦ７０１が開いた状態を示す。ＡＤＦ７０１のうち、原稿台ユニット３１３と対向する面にはベース部材２４が配され、原稿を原稿台ユニット３１３に押圧するための押圧板２２が設けられている。

なお、以降でＸ方向は画像読取装置１００の幅方向を示し、Ｙ方向は奥行方向を示し、Ｚ方向は高さ（鉛直）方向を示す。画像読取装置１００を使用するために装置を前面から見た場合に、Ｘ方向の上流側は装置の左側と対応し、下流側は装置の右側と対応する。また、Ｙ方向の上流側は画像読取装置１００の使用時において手前（前面）側と対応し、下流側は奥（背面）側と対応する。

図２は、ＡＤＦ７０１をＹ方向下流側、つまり画像読取装置１００の背面側から見た側面斜視図である。ヒンジ８０１とヒンジ８０２が装置の背面側に設けられていることから、ユーザは装置の手前側からＡＤＦ７０１の開閉操作が可能となっている。ヒンジ８０１とヒンジ８０２はそれぞれ、回転軸とダンパ機構を有している。２つの回転軸の軸方向は、共に同一方向（Ｘ方向）である。ヒンジ８０１とヒンジ８０２はそれぞれ、ヒンジ構成部品の一方がベース部材２４に固定され、他方が原稿台ユニット３１３に固定されている。

図３は、ＡＤＦ７０１を上から見た外観を示す上面斜視図である。ＡＤＦ７０１の上面には原稿トレイ２０２が設けられ、ユーザによって原稿トレイ２０２の上に原稿２０１がセットされる。

図４は、画像読取装置１００を手前側から見たときのＡＤＦ７０１の内部構造を示す断面図である。ＡＤＦ７０１は、原稿を搬送する搬送経路を有し、搬送経路は搬送される原稿２０１がＵターンして反転するためのＵターンパスを有する。すなわち、原稿トレイ２０２にセットされた原稿２０１はＸ方向の上流側に搬送された後、Ｕ字状に反転されてＸ方向の下流側に向けて搬送され、原稿トレイ２０２の下方に配される排出トレイ２１１に排出される。

ＡＤＦ７０１には、原稿トレイ２０２にセットされた原稿２０１の有無を検知する原稿検知センサ２１３と、原稿２０１の先端を検知して読取のタイミングを決定するためのエッジセンサ２１４が備えられている。また、ＡＤＦ７０１の給紙口近傍には分離ローラ２０３が配され、原稿トレイ２０２に積載された原稿２０１を一枚ずつに分離して給紙する。搬送経路上には、原稿２０１を搬送するための第１搬送ローラ２０５、第２搬送ローラ２０８が配され、排出口の近傍には原稿２０１を排出するための排出ローラ２０９が備えられている。これらのローラは後述するモータＭ（図５参照）によって回転可能となっている。各ローラによって搬送される原稿２０１の第１面を第１読取センサ２０７が読み取った後、第２面を第２読取センサ３１４が読み取る。なお、第１読取センサ２０７は原稿台ユニット３１３に配され、第２読取センサ３１４はＡＤＦ７０１に配されている。

以下に、ＡＤＦ７０１による原稿２０１の読取動作の詳細を説明する。ユーザによって原稿２０１が原稿トレイ２０２にセットされると、原稿検知センサ２１３によって検知される。その後、読取動作を開始する指令に従って、原稿２０１は分離ローラ２０３によって分離搬送されてＵターンパスで反転される。反転後、原稿２０１は第１搬送ローラ２０５によって搬送されながらエッジセンサ２１４で先端を検知されると、搬送ガイド部材２１５と原稿台ユニット３１３が有するガラス部材の間に送り込まれる。搬送ガイド部材２１５は、弾性機構によって原稿２０１を原稿台ユニット３１３に押圧することで読み取りの精度を向上させる役割を持つ。

エッジセンサ２１４によって原稿２０１の先端を検知後、モータＭ（図５参照）のステップカウントが所定数になるまで搬送されると、原稿２０１の先端が第１読取センサ２０７に到達し、第１搬送ローラ２０５による搬送に合わせて第１面が読み取られる。このときの第１面とは、原稿２０１が原稿トレイ２０２にセットされたときの上面に対応する。

搬送ガイド部材２１５よりも下流に搬送された原稿２０１は、第１読取センサ２０７での読取開始後にモータＭのステップカウントが所定数になるまで搬送されると、第２読取センサ３１４によって第２面が読み取られる。ここで第２面とは、第１面の裏側の面であり、原稿２０１が原稿トレイ２０２にセットされたときの下面に対応する。

原稿２０１の後端がエッジセンサ２１４によって検知されて、モータＭのステップカウントが所定数になるまで搬送されると、第１読取センサ２０７による読み取りを終了した後、第２読取センサ３１４による読み取りを終了する。第２読取センサ３１４を通過した原稿２０１は、第２搬送ローラ２０８と排出ローラ２０９を通過して排出トレイ２１１に排出される。このように、モータＭのステップカウントによって、第１読取センサ２０７及び第２読取センサ３１４と原稿２０１の先後端の距離を取得して、各ローラによる原稿２０１の搬送と読取のタイミングを合わせている。

図５は、画像読取装置１００の背面側から見たＡＤＦ７０１の駆動列（駆動伝達装置）を示す斜視図である。駆動源であるモータＭからの駆動が中間ギア部Ｇやベルト駆動部Ｂを介して伝達されることによって、分離ローラ２０３、第１搬送ローラ２０５、第２搬送ローラ２０８、排出ローラ２０９が回転する。

図６は、図５におけるベルト駆動部Ｂの詳細を示す斜視図である。ベルト駆動部Ｂは、張力調整機構３０と、タイミングベルト（ベルト部材）２３と、ドライブプーリ５０と、第１従動プーリ５１と、第２従動プーリ５２を備える。また、ベルト駆動部Ｂは画像読取装置１００本体に固定されるシャーシ３３に対して設けられている。ドライブプーリ５０は排出ローラ２０９を回転させ、第１従動プーリ５１は第２搬送ローラ２０８を回転させ、第２従動プーリ５２は第１搬送ローラ２０５を回転させる。

張力調整機構３０は、タイミングベルト２３の外周面に当接するテンションローラ３１の位置を変更することによって、タイミングベルト２３のテンション（張力）を適切に調整する。張力調整機構３０によって、タイミングベルト２３に設けられている歯と、各プーリの歯とが適切に噛み合わされ、モータＭの駆動が適切に伝達される。図６には張力調整方向（張力付与方向）Ｔを示し、テンションローラ３１の位置が張力調整方向Ｔに向かうほどタイミングベルト２３のテンション（張力）が大きくなり、反対方向に向かうほどタイミングベルト２３のテンション（張力）は小さくなる。張力調整機構３０によって、タイミングベルト２３の歯がプーリの歯に乗り上げて歯飛びする、いわゆるジャンピング現象によってモータＭの駆動伝達が切断されるのを防いでいる。

図７は、張力調整機構３０の詳細を示す分解図である。張力調整機構３０は主に、テンションローラ３１、テンショナーの役割を有する支持部材３２、引張バネ（付勢手段）３６を備え、これらの部材がシャーシ３３に取り付けられている。テンションローラ３１は、タイミングベルト２３に接することで張力を付与するローラであり、支持部材３２に対して回転可能に取り付けられている。

支持部材３２には、テンションローラ３１が取り付けられるテンションローラ軸３２ｓと、支持部材３２をシャーシ３３に対して固定するためのネジ（締結部材）３５が貫通可能なネジ貫通穴３２ａが設けられている。また、支持部材３２には、後述するシャーシ３３の回転軸３３ｇが貫通可能な回転軸穴３２ｇと、引張バネ３６の一端を取付可能なバネ取付部３２ｈが設けられている。回転軸穴３２ｇは、支持部材３２においてＸ方向下流側に突出した突出部分に設けられている。支持部材３２はさらにバネ取付部３２ｈと隣接する位置に凸部３２ｄを有し、凸部３２ｄはシャーシ３３に設けられる規制部３３ｄに挿入可能となっている。

本実施形態では、ネジ貫通穴３２ａが図７に示す張力調整方向Ｔに沿って伸びる円弧形状であり、ネジ貫通穴３２ａの面積が張力調整方向Ｔにおいて調整可能な範囲と対応している。ネジ貫通穴３２ａは、後述するシャーシ３３の回転軸３３ｇを中心とした円弧形状となっている。

板金等で構成されるシャーシ３３は、支持部材３２の回転軸穴３２ｇと嵌合可能な回転軸３３ｇと、ネジ３５が固定されるためのネジ穴３３ａが設けられている。また、シャーシ３３には、支持部材３２の凸部３２ｄを挿入可能な開口を有する規制部３３ｄと、引張バネ３６の他端を取り付け可能なバネ取付部３３ｈが設けられている。

シャーシ３３はさらに穴３３ｓが設けられ、穴３３ｓは回転軸３３ｇを中心とした円弧形状を形成している。穴３３ｓは、テンションローラ軸３２ｓのＹ方向下流側の軸端が移動する範囲に対応するように設けられ、テンションローラ軸３２ｓの軸端が設計公差等で支持部材３２から一部突出していても組立可能に構成されている。また、穴３３ｓは、ネジ貫通穴３２ａと同様、張力調整方向Ｔに延在する円弧形状を有しており、ネジ貫通穴３２ａの張力調整方向Ｔにおける調整可能範囲に対応可能となっている。

保持部材３４は、Ｘ方向に長い略長方形の部材であり、ネジ３５を挿入可能なネジ挿入穴３４ａが設けられている。また、保持部材３４のＸ方向における一端は段形状を有する第１回転規制部（第１係合部）３４ｂを有し、他端は屈曲形状を有する第２回転規制部（第２係合部）３４ｃ（図８参照）を有する。第２回転規制部３４ｃには開口が設けられている。ネジ挿入穴３４ａは、第１回転規制部３４ｂと第２回転規制部３４ｃの間に設けられている。保持部材３４のＸ方向の長さをＬ１とし、支持部材３２の突出部分を除いたＸ方向の長さをＬ２としたときに、Ｌ１はＬ２より長くなるように（Ｌ１＞Ｌ２）形成されている。

第１回転規制部３４ｂは、シャーシ３３に設けられた略矩形状の開口部３３ｂに挿入可能であり、挿入されると段形状の一部がシャーシ３３の裏面に回ることで、シャーシ３３に対するＹ方向の移動を規制する。すなわち、第１回転規制部３４ｂが開口部３３ｂに挿入されると、第１回転規制部３４ｂと開口部３３ｂはＹ方向において係合関係を有する。

第２回転規制部３４ｃは、シャーシ３３に設けられた引掛け部３３ｃと係合可能であり、引掛け部３３ｃと係合することによってシャーシ３３に対するＹ方向の移動が規制される。引掛け部３３ｃは、シャーシ３３の側端に並んで設けられる２つの凹部３３ｍと、２つの凹部３３に挟まれることによって形成される爪部３３ｎとを有し、第２回転規制部３４ｃの開口に爪部３３ｎが挿入されることで係合する。

このように、第１回転規制部３４ｂと開口部３３ｂが係合し、第２回転規制部３４ｃと引掛け部３３ｃが係合することによって、保持部材３４はＸＺ平面における回転移動も規制される。

引張バネ３６は、一端が支持部材３２のバネ取付部３２ｈに取り付けられ、他端がシャーシ３３のバネ取付部３３ｈに取り付けられることで固定される。引張バネ３６の弾性力によって支持部材３２が張力調整方向Ｔに付勢され、テンションローラ軸３２ｓと共にテンションローラ３１の位置が変更される。このように、引張バネ３６の弾性力に基づいてタイミングベルト２３に対して張力が与えられる。

図８はベルト駆動部Ｂを示す斜視図である。図７及び図８を用いて、張力調整機構３０の構成部品の組み立てについて説明する。まず、テンションローラ３１を支持部材３２のテンションローラ軸３２ｓに取り付けた状態で、シャーシ３３の回転軸３３ｇに支持部材３２の回転軸穴３２ｇを挿入して、シャーシ３３と支持部材３２を嵌合させる。これにより、テンションローラ３１、支持部材３２及びシャーシ３３が一体となる。

また、支持部材３２が回転軸３３ｇを中心に揺動可能となることで、テンションローラ３１は、テンションローラ軸３２ｓと共に張力調整方向Ｔに対して移動可能となる。テンションローラ３１を張力調整方向Ｔに移動させて所望の張力となる所定位置まで移動させることで、メカ公差等に応じたタイミングベルト２３の張力調整が可能となる。

その後、保持部材３４を支持部材３２の上から取り付ける。ここで、先述したＬ１＞Ｌ２の関係より、保持部材３４の両端は支持部材３２の上から覆いかぶさってシャーシ３３の開口部３３ｂ及び引掛け部３３ｃと係合される。これにより、ネジ３５の挿入方向（Ｙ方向）において保持部材３４の一部とシャーシ３３との間に支持部材３２が配される。係合によって保持部材３４のＹ方向に対する移動が規制された状態で、各プーリに対してタイミングベルト２３をかける。

続いて、支持部材３２のバネ取付部３２ｈとシャーシ３３のバネ取付部３３ｈに対して引張バネ３６を取り付ける。引張バネ３６の取り付けによって、支持部材３２とテンションローラ３１を介してタイミングベルト２３に張力が付与される。

最後に、ネジ３５をシャーシ３３のネジ穴３３ａに対してネジ結合させる。このときネジ３５は、保持部材３４のネジ挿入穴３４ａと支持部材３２のネジ貫通穴３２ａを貫通している。ネジ結合によって、支持部材３２と保持部材３４がシャーシ３３に対して圧接されて位置が固定される。

ここで、ネジ３５をシャーシ３３のネジ穴３３ａに対して締結させる際に、ネジ３５を回転させるトルクによって、保持部材３４に対してネジ挿入穴３４ａを中心とした回転力が与えられる。しかしながら、第１回転規制部３４ｂと第２回転規制部３４ｃがシャーシ３３に対して係合しているため、保持部材３４のＸＺ平面における回転が規制される。このように保持部材３４は、シャーシ３３と係合することによって、ネジ結合のトルクによる回転力が支持部材３２に対して付与されるのを抑制することができる。

一方、保持部材３４と支持部材３２とは係合関係がないため、ネジ３５のトルクによって支持部材３２に回転力が与えられることはない。つまり、タイミングベルト２３の張力を調整可能な支持部材３２は、ネジ３５のトルクの影響を受けることなく、タイミングベルト２３に所望の張力を付与した状態で固定される。

このように、タイミングベルト２３の張力調整に関わる部材（支持部材３２）と、タイミングベルト２３を所望の張力に固定するための部材（保持部材３４）とに部品を分けることによって、タイミングベルト２３の張力が変動するのを抑制することができる。また、張力調整に関わる支持部材３２はネジ３５の影響を受けないことから、張力調整方向Ｔにおいてネジ貫通穴３２ａの大きさを調整可能である。すなわち、張力の調整可能範囲が限定されず、タイミングベルト２３の張力の調整代を十分に確保することができる。

図９は、ベルト駆動部Ｂの三面図である。図９（ａ）は、画像読取装置１００の背面側から見たベルト駆動部Ｂの正面図である。図９（ｂ）は、鉛直下方から見たベルト駆動部Ｂの下面図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）に示すＡ－Ａ線で切断したときの断面図であり、図９（ｄ）は、図９（ｃ）において線で囲まれた円形部分の拡大図である。

支持部材３２を引張バネ３６によって付勢すると、タイミングベルト２３の張力による反力Ｆをテンションローラ軸３２ｓが受ける。この反力Ｆは、張力調整方向Ｔの反対方向の力である。反力Ｆによって、支持部材３２は鉛直上方の端部である上端３２ｆを中心としてＲ方向の回転力を受ける。Ｒ方向とはＹＺ平面における回転方向であり、上端３２ｆがシャーシ３３に対して押し付けられる方向である。

このＲ方向の回転力は、支持部材３２の鉛直下方の端部である凸部（係合部）３２ｄがＹ方向の下流側に向かう力、すなわちＹ方向において支持部材３２がシャーシ３３から離れて浮き上がる力を発生させる。これを抑制するため、シャーシ３３に対して支持部材３２を取り付ける際に、規制部３３ｄの開口に対して凸部３２ｄを挿入して係合させることで、規制部３３ｄによって凸部３２ｄの浮き上がりが規制される。これにより、テンションローラ軸３２ｓがタイミングベルト２３から反力Ｆを受けたとしても、Ｙ方向における動きが規制されるため、タイミングベルト２３の張力が変動してしまうのを抑制することができる。支持部材３２のＲ方向への回転を規制する規制部は、シャーシ３３に限らず、保持部材３４に備える構成であってもよい。

なお、本実施形態はＡＤＦ７０１の内部に配される駆動伝達装置に限られない。記録装置１内部に配され記録媒体を搬送する搬送モータの駆動を伝達するための駆動伝達装置においても、本実施形態の張力調整機構を採用することが可能である。

２３タイミングベルト（ベルト部材）
３０張力調整機構
３１テンションローラ
３２支持部材
３３シャーシ
３４保持部材
３５ネジ
Ｔ張力調整方向（張力付与方向）

Claims

シャーシと、
駆動する駆動ローラの回転力を伝達するベルト部材と、
前記ベルト部材に当接することで前記ベルト部材に張力を付与するローラと、
前記ローラを回転可能に支持し、前記シャーシの回転軸を中心に揺動可能な支持部材と、
前記支持部材を所定位置で前記シャーシに対して固定するネジと、を備える張力調整機構であって、
前記シャーシと係合可能で、前記ネジの挿入方向において前記シャーシとの間で前記支持部材を保持する保持部材を備え、
前記支持部材は、前記シャーシと係合可能な係合部を有し、前記シャーシと前記係合部が係合することによって前記支持部材の前記シャーシに対する浮き上がりが抑制されることを特徴とする張力調整機構。
前記ローラが前記ベルト部材に張力を付与する張力付与方向に前記支持部材を付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の張力調整機構。
前記支持部材には前記ネジが貫通する貫通穴が設けられ、前記貫通穴は前記張力付与方向に延在することを特徴とする請求項２に記載の張力調整機構。
前記保持部材は、前記ネジを締結する際に前記シャーシと係合することによって前記ネジの回転方向への移動が規制されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の張力調整機構。
前記保持部材には前記ネジが挿入される挿入穴と、前記シャーシと係合可能な第１規制部及び第２規制部とが設けられ、前記挿入穴は前記第１規制部と前記第２規制部の間に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の張力調整機構。
駆動源と、前記ベルト部材を用いて前記駆動源の駆動を伝達する駆動列と、請求項１から５のいずれか１項に記載の張力調整機構と、を備えることを特徴とする駆動伝達装置。
原稿を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送される原稿を読み取る読取手段と、請求項６に記載の駆動伝達装置と、を備えることを特徴とする画像読取装置。
記録媒体に画像を記録する記録手段と、記録媒体を搬送する搬送手段と、請求項６に記載の駆動伝達装置と、を備えることを特徴とする記録装置。