JP7009195B2

JP7009195B2 - 動力伝達装置及び画像形成装置

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Publication number: JP7009195B2
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Inventors: 紅葉田村
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Description

本発明は、動力を伝達する動力伝達装置及びシートに画像を形成する画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、及び複合機等の画像形成装置の内部には、歯付きベルト等の伝動機構を用いて、モータが出力した動力を搬送ローラ等の駆動対象に伝達する動力伝達装置が用いられている。歯付きベルトを用いる場合、駆動プーリ又は従動プーリの歯と歯付きベルトの歯が噛み合わずにプーリとベルトが相対回転する歯飛びが発生すると、動力伝達に支障が生じる。そこで、特許文献１には、駆動プーリ又は従動プーリに対向する回転体を設け、プーリと回転体でベルトを挟み込むことで歯飛びの発生を防ぐ技術が記載されている。

特開２０１７－３１９８５号公報

ところで、歯付きベルトの歯飛びが生じる主な要因の１つは、回転部材である駆動プーリ及び従動プーリの軸線同士の距離（軸間距離）が変化してしまうことである。このような軸間距離の変化は、各プーリの回転軸を支持する支持部材として屈曲部を有する板状の支持部材を使用した場合に、組み立て時に加えられた外力やベルトの張力等によって折曲部が変形することで発生する場合がある。

そこで、本発明は、支持部材の変形による回転部材の相対位置の変化を抑制可能な動力伝達装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る動力伝達装置は、第１軸部材と、第２軸部材と、前記第１軸部材に設けられた回転可能な第１回転部材と、前記第２軸部材に設けられた回転可能な第２回転部材と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間で動力を伝達する動力伝達手段と、前記第１軸部材を支持する第１面と、前記第２軸部材を支持する第２面と、前記第１面及び前記第２面を接続する、屈曲した屈曲部と、を有する板状の第１支持部材と、前記第１軸部材の軸線方向において前記第１支持部材に対向するように配置され、前記第２軸部材を支持し、前記第１軸部材から離間している第２支持部材と、前記第１支持部材の前記第１面及び前記第２支持部材のいずれか一方に設けられ、前記第１面及び前記第２支持部材の他方に係合することにより、前記第１面の移動を規制する第１位置決め手段と、を備え、前記第１支持部材の前記第１面及び前記第２面は、いずれも前記第１軸部材の軸線方向に垂直な平面を構成し、前記第２支持部材は、前記第１支持部材の前記第１面及び前記第２面に対向する、前記第１軸部材の軸線方向に垂直な平面を構成し、前記第１支持部材の前記屈曲部は、前記第１面から第２支持部材まで距離に比べて、前記第２面から前記第２支持部材までの距離が大きくなるように、前記第１面と前記第２面とを段状に接続している、ことを特徴とする。

本発明によれば、支持部材の変形による回転部材の相対位置の変化の低下を抑制することができる。

本開示に係る画像形成装置の概略図。実施例１に係る動力伝達装置の側面図。実施例１に係る動力伝達装置の、第２支持板を取り外した状態における斜視図。実施例１に係る位置決め軸の配置を説明するための模式図。実施例１の変形例における位置決め軸の配置を説明するための模式図。実施例１の変形例における軸間距離の変動を説明するための模式図。実施例２に係る動力伝達装置の、第２支持板を取り外した状態における斜視図。実施例２に係る動力伝達装置の要部を示す概略図。

以下、図面を参照しながら、本開示に係る動力伝達装置及び画像形成装置について説明する。画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、及び複合機を含み、外部ＰＣから入力された画像情報や原稿から読取った画像情報に基づいて、記録媒体として用いられるシートに画像を形成する。記録媒体として用いられるシートの例としては、用紙及び封筒等の紙、オーバーヘッドプロジェクタ用のプラスチックフィルム、並びに布が挙げられる。

図１に示す画像形成装置１００は、フルカラーの複合機であり、画像形成装置１００の装置本体９０には、電子写真方式の画像形成部１が搭載されている。画像形成部１によって形成されたトナー像は、中間転写ベルト３６に一次転写された後、二次転写部Ｔ２において、シート給送装置（２，６０）から給送されたシートＳに二次転写される。装置本体９０の上部には、原稿の画像を読み取る原稿読取装置４３（リーダー部）が配置されている。原稿読取装置４３は、原稿画像を走査して光電変換する不図示の走査光学系を有し、画像情報を電子信号に変換して画像形成装置１００のコントローラ１０１に転送する。

画像形成部１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）のトナー像を形成する４つの画像形成ステーション１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって構成される。各画像形成ステーション１Ｙ～１Ｋの構成は、現像に用いるトナーの色を除いて実質的に同様であるため、以下、イエローの画像形成ステーション１Ｙを例に説明し、他の画像形成ステーション１Ｍ，１Ｃ，１Ｋについては説明を省略する。

画像形成ステーション１Ｙは、ドラム状の感光体である感光ドラム１１と、帯電器１２と、露光装置１３Ｙと、現像装置１４と、ドラムクリーナ１５とを備えている。画像形成ステーション１Ｙに対してトナー像の形成が要求されると、感光ドラム１１が回転駆動され、帯電器１２はドラム表面を一様に帯電させる。露光装置１３Ｙは、コントローラ１０１から伝送される信号に基づいてレーザ光を変調して感光ドラム１１に照射し、感光ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置１４から供給されるトナーによって可視化（現像）される。感光ドラム１１に担持されたトナー像は、一次転写ローラ３５によって中間転写ベルト３６へと一次転写される。中間転写ベルト３６に転写されずに感光ドラム１１に残留したトナー等の付着物は、ドラムクリーナ１５によって除去される。

このようなトナー像の形成動作は各画像形成ステーション１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいて並行して進められ、各色のトナー像は中間転写ベルト３６に互いに重なりあうように多重転写される。中間転写体である中間転写ベルト３６に担持されたトナー像は、二次転写内ローラ３７と二次転写ローラ１６との間に形成される二次転写部Ｔ２においてシートＳに二次転写される。シートＳに転写されずに中間転写ベルト３６に残留したトナー等の付着物は、ベルトクリーナ３９によって除去される。

このような画像形成プロセスに並行して、画像形成装置１００が備えるシート給送部（６０，２）から二次転写部Ｔ２へ向けてシートＳが給送される。図示した画像形成装置１００は、装置本体９０の下部に設けられたフロントローディング式のカセット式給送装置６０と、装置本体９０の側部に設けられた手差し給送装置２とを有している。

カセット式給送装置は、装置本体９０に引き出し可能に装着された給送カセット６１，６２，６３，６４と、各カセットに収納されたシートＳを給送する給送ユニット７１，７２，７３，７４とを備える。給送ユニット７１～７４は、例えばカセット６１～６４からシートＳを送り出すピックアップローラと、シートＳを一枚ずつ分離しながら搬送する搬送ローラ対（フィードローラ及びリタードローラ）によって構成される。給送ユニット７１～７４から送り出されたシートＳは、装置本体９０の内部を上方に向かって延びる縦パスに配置された搬送ローラ対１１０によって順に挟持されて搬送され、レジストレーション部７５に到達する。また、手差し給送装置２の手差しトレイ３にセットされたシートＳは、給送ユニット４及び搬送ローラ対２４を介してレジストレーション部７５に搬送される。レジストレーション部７５は、シートＳの斜行を補正し、トナー像の転写タイミングに合わせてシートＳを二次転写部Ｔ２に送り出す。

二次転写部Ｔ２においてトナー像を転写されたシートＳは、定着前搬送部１７を介して定着ユニット５へ搬送される。定着ユニット５は、シートＳに熱及び圧力を付与されることでトナー像をシートＳに定着させる。片面印刷の場合、シートＳは排出口５０を介して装置本体９０の外部に排出され、排出トレイや装置本体９０に連結されるシート処理装置にシートＳが受け渡される。両面印刷の場合、切替部５１によってシートＳが反転部５２に受け渡され、反転部５２によってシートＳの表面（第１面）と裏面（第２面）とが入れ替えられる。そして、両面搬送部８５を介してシートＳが再びレジストレーション部７５へと搬送され、二次転写部Ｔ２及び定着ユニット５を通過する間にシートＳの裏面に画像形成された後、排出口５０からシートＳが排出される。

以上説明した画像形成部１は画像形成手段の一例であり、直接転写方式の電子写真ユニットを用いてもよく、インクジェット方式やオフセット印刷方式の画像形成手段を用いてもよい。

次に、第１の実施形態（実施例１）に係る動力伝達装置について説明する。この動力伝達装置は、画像形成装置１００の装置本体９０に搭載された搬送モータの動力を、搬送ローラ対１１０に伝達する装置として使用される。図１に示すように、各搬送ローラ対１１０は、搬送モータの駆動力が入力される駆動ローラ１１１と、駆動ローラ１１１に従動回転する従動ローラ１１２によって構成される。動力伝達装置は、搬送モータの駆動力を１つ以上の搬送ローラ対１１０に伝達する。

図２及び図３を用いて本実施形態に係る動力伝達装置１２０の構成を説明する。図２は駆動源である搬送モータＭ１の軸方向に垂直な方向から見た動力伝達装置１２０の側面図であり、図３は一部の構成（第２支持板１２７等）の図示を省略した斜視図である。

図２に示すように、動力伝達装置１２０は駆動軸１２１及び従動軸１２３と、駆動軸１２１に設けられた駆動プーリ１２２と、従動軸１２３に設けられた従動プーリ１２４と、駆動プーリ１２２及び従動プーリ１２４に巻き回された歯付きベルト１２５を備える。駆動軸１２１は搬送モータＭ１の出力軸であり、駆動プーリ１２２は搬送モータＭ１の駆動力によって駆動軸１２１と共に回転する。従動プーリ１２４は駆動軸１２１に平行に配置される従動軸１２３に取付けられており、歯付きベルト１２５を介して駆動プーリ１２２から伝達される駆動力によって従動軸１２３と共に回転する。

駆動軸１２１は第１軸部材に相当し、従動軸１２３は第２軸部材に相当する。駆動プーリ１２２は第１回転部材に相当し、従動プーリ１２４は第２回転部材に相当する。また、歯付きベルト１２５は、第１回転部材と第２回転部材との間で動力を伝達する動力伝達手段の一例である。

以下、駆動軸１２１の軸線方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直かつ駆動軸１２１の軸線と従動軸１２３の軸線とを結ぶ方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とする。なお、部材間の位置関係を説明するために「平行」又は「垂直」の語を用いるが、これらは実質的に平行又は垂直であればよいものとし、例えば厳密な平行又は垂直から５度以内の傾斜角度であれば平行又は垂直と見做すことができるものとする。

従動軸１２３の端部１２３ａには、平行ピン等を用いて歯車が取付けられ、従動軸１２３の回転が歯車列等の伝動機構を介して駆動ローラ１１１が取付けられたローラ軸に伝達されるように構成される。また、従動軸１２３には、必要に応じて、他の駆動対象部へ駆動力を分配するための駆動伝達部材１３１が設けられる。駆動伝達部材１３１の例として、搬送モータＭ１が２つ以上の搬送ローラ対１１０を駆動する構成において、従動軸１２３の端部１２３ａに設けた歯車が駆動する搬送ローラ対（Ａ）とは別の搬送ローラ対（Ｂ）に駆動力を伝達する駆動プーリが挙げられる。

駆動軸１２１及び従動軸１２３の支持構造について説明する。駆動軸１２１及び従動軸１２３は、板状の第１支持板１２６によって回転可能に支持されている。また、駆動軸１２１及び従動軸１２３のうち、従動軸１２３のみ、第１支持板１２６に支持される端部１２３ｂとは反対側の端部１２３ａを板状の第２支持板１２７によって回転可能に支持されている。駆動軸１２１は、既述のように搬送モータＭ１の出力軸であり、搬送モータＭ１は、後に述べるように取付け板Ｍ１ａを介して第１支持板１２７に取り付けられている。駆動軸１２１は、搬送モータＭ１から第２支持板１２７へ向けて延びている。駆動軸１２１は、第１支持板１２７にあけられた駆動軸１２１の外径よりも大きな穴に挿入されている。搬送モータＭ１は第１支持板１２７に取り付けられているので、実質的に駆動軸１２１は第１支持板１２７に支持されている。駆動軸１２１の端部は、第２支持板１２７から離間した状態で配置されている。言い換えると、駆動軸１２１は第１支持板１２６によって支持される片持ち構成であり、従動軸１２３は第１支持板１２６及び第２支持板１２７によって２点を支持される両持ち構成である。

第１支持板１２６は、両端部１２６ｄ，１２６ｅにおいて平板状の第２支持板１２７に当接しており、両端部１２６ｄ，１２６ｅの間で第２支持板１２７から離れた状態となるように折れ曲がっている。これにより、２つのプーリ１２２，１２４及び歯付きベルト１２５を収容する空間が第１支持板１２６と第２支持板１２７との間に形成されている。動力伝達装置１２０及び搬送モータＭ１は、第１支持板１２６及び第２支持板１２７に支持される駆動装置としてユニット化され、第１支持板１２７及び／又は第２支持板１２７が装置本体９０の枠体に締結されることで装置本体９０に組付けられる。

第１支持板１２６は、搬送モータＭ１を（即ち、駆動軸１２１を）支持する第１平面部１２６ａと、従動軸１２３を支持する第２平面部１２６ｂと、第１平面部１２６ａと第２平面部１２６ｂとを接続する折曲部１２６ｃと、を有する。第１平面部１２６ａは第１支持部材の第１面に相当し、第２平面部１２６ｂは第２面に相当する。また、折曲部１２６ｃは、第１面及び第２面を接続すると共に、第１面と第２面との間で少なくとも１箇所において屈曲した屈曲部に相当する。

第１平面部１２６ａ及び第２平面部１２６ｂは、いずれもＺ軸方向に垂直な平面を構成し、同じくＺ軸方向に垂直な平面を構成する第２支持板１２７に対向している。折曲部１２６ｃは第１角部ｃ１及び第２角部ｃ２において直角に屈曲し、第１平面部１２６ａ及び第２平面部１２６ｂを段状に接続している。これにより、第２平面部１２６ｂから第２支持板１２７までの距離が、第１平面部１２６ａから第２支持板１２７までの距離に比べて大きく設定されている。第１支持板１２６及び第２支持板は、ステンレス等の金属板によって構成されるが、板状に成型したプラスチック（エンジニアリングプラスチック等の強度があるもの）を用いてもよい。また、第１支持板１２６の屈曲形状は、金属板の曲げ加工やプラスチックの射出成型によって形成される。

搬送モータＭ１は、取付け板Ｍ１ａを介して第１支持板１２６の第１平面部１２６ａに取付けられている。また、搬送モータＭ１は、第１平面部１２６ａに対して駆動プーリ１２２の反対側であって、第２支持板１２７までのＺ軸方向の距離ｄ１が第２平面部１２６ｂから第２支持板１２７までの距離ｄ２より小さくなるように配置される。言い換えると、Ｘ軸方向から視たとき、搬送モータＭ１の少なくとも一部が第１支持板１２６及び第２支持板１２７の間の空間と重なるように配置されている。また、従動軸１２３に駆動伝達部材１３１が設けられている場合、Ｚ軸方向における搬送モータＭ１の位置と駆動伝達部材１３１の位置とがオーバーラップする。このような配置により、Ｚ軸方向における搬送モータＭ１及び動力伝達装置１２０の占有空間を可能な限り小さくして画像形成装置１００の小型化に貢献することができる。

（位置決め手段の配置）
ここで、第１支持板１２６の変形と、駆動プーリ１２２及び従動プーリ１２４の相対位置の変化について説明する。本実施形態では、第１支持板１２６として折曲部１２６ｃを有する板状部材を用いており、かつ回転部材の１つである駆動プーリが、第１支持板１２６によって片持ち構成で支持された駆動軸１２１に取付けられている。従って、第１支持板１２６の変形（特に、折曲部１２６ｃの変形）により第１平面部１２６ａの位置や姿勢が変化することにより、駆動プーリ１２２と従動プーリ１２４とが相対的に移動する可能性に注意する必要があった。ここで、プーリ同士の相対移動には、一方のプーリ１２２を固定して考えた場合の、他方のプーリの平行移動及び回転変位（姿勢変化）を含むものとする。第１支持板１２６の変形によってプーリ同士が相対移動すると、プーリ同士の回転中心の間の距離（軸間距離）の変動等の影響が現われる。

具体的に、製造工程において第１支持板１２６を運搬したり組付け作業を行ったりする際に、第１支持板１２６が、両端部１２６ｄ，１２６ｅを把持して挟み込むように把持される場合を想定することができる。この場合、図３の矢印Ｆ１のようなＸ軸方向の外力により、折曲部１２６ｃの曲げ角度がきつくなるような第１支持板１２６の変形が生じ得る。また、歯付きベルト１２５を駆動プーリ１２２及び従動プーリ１２４に巻き回す際に、プーリ間の軸間距離を近づけて取付け作業を容易にする目的で、矢印Ｆ２のように駆動軸１２１を従動軸１２３へ向けて倒すようなＸ軸方向の外力が加えられる場合がある。

このような外力（Ｆ１，Ｆ２）により、駆動プーリ１２２及び従動プーリ１２４の相対移動が生じると、動力伝達装置１２０による動力伝達に好ましくない影響が生じ得る。特に、プーリ間の軸間距離が設計上の長さより短くなった場合、歯付きベルト１２５の張力が十分に得られずに歯飛びが生じ易くなる。また、駆動プーリ１２２の回転軸線と従動プーリ１２４の回転軸線が相対的に傾いた状態では、歯付きベルト１２５の脱落や動力伝達効率の低下が懸念される。

そこで、本実施形態では、図２及び図３に示すように、第１位置決め手段としての位置決め軸１２８を設け、駆動軸１２１を支軸する第１平面部１２６ａと第２支持板１２７との相対位置の変化を規制している。位置決め軸１２８は、第１平面部１２６ａに突設され、Ｚ軸方向に延びる軸状部材である。第２支持板１２７には、位置決め軸１２８（位置決め部材）の端部が係合する第１の穴部としての穴部１２７ａが設けられている。穴部１２７ａは、貫通穴として形成されるものとするが、変形例として、プレス加工等により、貫通していない凹形状として形成されてもよい。

また、従動軸１２３の近傍で第１支持板１２６と第２支持板１２７の相対位置の変化を規制するための第２位置決め手段として、エンボス加工による突起部１２９を第１支持板１２６に設けている。突起部１２９は、第１支持板１２６の従動軸１２３に近い方の端部１２６ｅに設けられ、第２支持板１２７にはエンボス加工等の方法により、突起部１２９が係合する第２の穴部として穴部１２７ｂが設けられている。

位置決め軸１２８は、第１支持板１２６にカシメ加工で固定される。ただし、位置決め軸１２８を第２支持板１２７に固定し、第１支持板１２６に設けた穴部に係合させる構成としてもよいし、固定方法もカシメ加工に限られない。また、突起部１２９についても同様であり、第２支持板１２７に突起部１２９を設けて第１支持板１２６に設けた穴部に係合させてもよいし、エンボス加工による突起に代えて例えば軸状の部材を第２位置決め手段として用いてもよい。また、穴部１２７ｂを凹形状とすることに代えて、そのような軸状の部材が挿通される貫通穴を穴部１２７ｂとして用いてもよい。

ここで、本実施形態の第１位置決め手段である位置決め軸１２８は、第１支持板１２６のうち駆動軸１２１を支持する部分、即ち第１平面部１２６ａに設けられている。仮に、位置決め軸１２８が第１平面部１２６ａとは別の面に設けられている場合、即ち、駆動軸１２１と位置決め軸１２８との間に１箇所以上の屈曲が存在する構成の場合、その屈曲箇所の変形により、駆動軸１２１の位置決め精度が低下してしまう。屈曲箇所の変形により位置決め軸１２８と第１平面部１２６ａとの相対位置が変化して、第１支持板１２６の位置決め軸１２８が設けられた部分が位置決めされていたとしても、第１平面部１２６ａの移動を十分に抑制できないためである。これに対し、本実施形態では位置決め軸１２８を第１平面部１２６ａに設けたため、このような不都合を回避して駆動軸１２１を高い精度で位置決めすることができる。

また、図示した例では、第１支持板１２６が折曲部１２６ｃを有するのに対し、第２支持板１２７が平板状の部材によって構成されている。そして、位置決め軸１２８及び突起部１２９は、いずれも第２支持板１２７に形成された穴部１２７ａ，１２７ｂと係合するように構成されている。従って、折曲部１２６ｃの変形や公差等により第１支持板１２６の形状にずれが生じていても、第２支持板１２７と組み合わせることで、位置決め軸１２８及び突起部１２９が穴部１２７ａ，１２７ｂに係合するように第１支持板１２６がわずかに変形する。

これにより、外力に対して面内方向の変形を生じにくい、平板状の第２支持板１２７に形成された２つの穴部１２７ａ，１２７ｂによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における第１支持板１２６と第２支持板１２７との相対位置が規定される。従って、駆動プーリ１２２及び従動プーリ１２４の軸間距離を高い精度で維持することが可能である。なお、第２支持板１２７は平板状の部材に限らず、少なくとも第１支持板１２６に比べてＺ軸方向に垂直な方向の外力に対する剛性が高い構成であればこのような効果が得られる。

次に、図４～図６を用いて、位置決め軸１２８及び突起部１２９の配置について説明する。本実施例では、駆動プーリ１２２及び従動プーリ１２４の軸間距離の変動を最小限に抑えるように位置決め軸１２８及び突起部１２９の詳細な配置を決定している。上述した通り、位置決め軸１２８を設けることで、第１支持板１２６の第１平面部１２６ａの移動を規制し、折曲部１２６ｃの倒れ（角部ｃ１，ｃ２の曲げ角がきつくなること）を少なくとも部分的に抑制することができる。しかしながら、位置決め軸１２８の配置によっては、折曲部１２６ｃの一部の倒れが規制されても他の一部に倒れが生じ、折曲部１２６ｃが歪むように変形する可能性がある。

実施例１の変形例として、図５に示すように、位置決め軸２２８が各プーリ１２２，１２４の回転軸線Ｏ１，Ｏ２を結ぶ直線Ｌからオフセットして配置される構成について考える。位置決め軸２２８は、直線Ｌと重なる位置にはなく、Ｘ軸方向から視て駆動プーリ１２２、従動プーリ１２４及び歯付きベルト１２５と重なることもない。このような構成で、駆動軸１２１を従動軸１２３に向かって倒れ込ませる方向の外力Ｆｒ（図３の矢印Ｆ１，Ｆ２参照）が、直線Ｌの付近で第１支持板１２６に作用したとする。

すると、折曲部１２６ｃの内、位置決め軸２２８の中心を通りＸ軸方向に延びる直線Ｌ２と交差する部分１２６ｇについては、位置決め軸２２８の作用により変形が規制される。一方、直線Ｌ２から離れるほど位置決め軸２２８による位置決め作用の効果は小さくなり、折曲部１２６ｃの内、各プーリ１２２，１２４の回転軸線を結ぶ直線Ｌに対して位置決め軸２２８と反対側の部分１２６ｆは図中右側に倒れ込んでしまう。言い換えると、外力Ｆｒが、位置決め軸２２８を中心にして第１平面部１２６ａを図中反時計回り方向に回動させようとする力のモーメントＭｒを生じさせ、駆動軸１２１及び駆動プーリ１２２が図中右側に変位してしまう。このような理由で駆動プーリ１２２及び従動プーリ１２４の軸間距離が大きく変化することを許容すると、歯付きベルト１２５の歯飛び等を十分に抑制できない可能性がある。

そこで、本実施形態に係る位置決め軸１２８は、図４に示すように、好ましくはＸ軸方向から視て各プーリ１２２，１２４の回転軸線Ｏ１，Ｏ２を結ぶ直線Ｌ（駆動軸１２１及び従動軸１２３の軸線を結ぶ直線）と重なる位置に配置される。さらに、軸状部材である位置決め軸１２８の中心が、直線Ｌと重なるように配置するとより好適である。

このような配置により各プーリ１２２，１２４の間の軸間距離が維持される理由について、図４と図６を比較しながら説明する。図６は、上述の変形例と同様に、位置決め軸２２８が各プーリ１２２，１２４の回転軸線Ｏ１，Ｏ２を結ぶ直線Ｌからオフセットした配置を表している。Ｒ１は、第１支持板１２６の変形が生じていない状態において、従動プーリ１２４の回転軸線Ｏ２を中心とし、駆動プーリ１２２の回転軸線Ｏ１を通る円の半径を表している。駆動プーリ１２２の中心がこの円の内側に移動すると、プーリ同士の軸間距離が設計上の距離に比べて短くなることを意味する。

Ｒ２は、位置決め軸２２８を中心とし、駆動プーリ１２２の回転軸線Ｏ１を通る円の半径を表している。ここで図５に示すような外力Ｆｒが第１支持板１２６に加えられた場合、第１平面部１２６ａには、位置決め軸２２８を中心とする力のモーメントＭｒが作用する。すると、折曲部１２６ｃが歪むようにして第１平面部１２６ａが回転し、図６において駆動プーリ１２２の回転軸線Ｏ１は位置決め軸２２８を中心にして半径Ｒ２の円に沿って図中反時計回り方向に移動する。このとき、駆動プーリ１２２の回転軸線Ｏ１が半径Ｒ１の円の内側に移動することになるため、プーリ同士の軸間距離が短くなり、歯付きベルト１２５の歯飛びにつながる張力の低下が生じてしまう。

一方、図４に示すように、本実施形態の位置決め軸１２８は直線Ｌの上であって、駆動プーリ１２２の回転軸線Ｏ１に対して従動プーリ１２４の回転軸線Ｏ２の反対側に配置されている。この構成では、図６のように半径Ｒ１の円と半径Ｒ２の円とが交差している部分がなく、２つの円は外接している。従って、仮に外力によって第１平面部１２６ａを回転させようとするモーメントが生じたとしても、駆動プーリ１２２の回転軸線Ｏ１は２つの円の共通接線の方向（図中上下方向）に移動しようとする。このため、駆動プーリ１２２の回転軸線Ｏ１が半径Ｒ１の円の内側に移動することがなく、プーリ間の軸間距離が保たれる。なお、第１平面部１２６ａに対して、図５に示すような外力Ｆｒが直線Ｌの上で作用する場合、位置決め軸１２８が第２支持板１２７の穴部１２７ａに係合した状態で突っ張ることでプーリ同士の軸間距離が保たれる。

なお、位置決め軸１２８を直線Ｌの上に（又は可能な限り直線Ｌに近い位置に）配置することは、上述のようにプーリ同士の軸間距離の変動につながる第１支持板１２６の変形を抑制することに加え、位置決め軸１２８自体の配置精度を向上する利点がある。即ち、位置決め軸１２８を第１支持板１２６に設ける製造過程において、一般的に、駆動プーリ１２２の回転軸線Ｏ１から位置決め軸１２８までの距離が短いほど、回転軸線Ｏ１に対する位置決め軸１２８の相対位置に関する寸法公差が小さくなる。これにより、図４及び図６を比較して、Ｘ軸方向の位置を固定して考えたときは位置決め軸の位置を直線Ｌに近づけた方が寸法公差の点でも有利であり、プーリ同士の相対位置を高い精度で規制することができる。

位置決め軸１２８を直線Ｌの上に配置することの利点は、従動軸１２３の付近に配置される突起部１２９についても同様に当てはまる。即ち、本実施形態の突起部１２９は、Ｚ軸方向から見て各プーリ１２２，１２４の回転軸線Ｏ１，Ｏ２を結ぶ直線Ｌの上であって、従動軸１２３に対して駆動軸１２１の反対側に配置される（図３参照）。これにより、従動軸１２３の付近で第１支持板１２６と第２支持板１２７の相対位置がＸ軸方向にずれることを効果的に規制し、プーリ同士の軸間距離の変動を抑制することができる。また、突起部１２９が従動軸１２３の付近に配置されることにより、従動軸１２３から突起部１２９のまでの寸法精度も向上する。

（変形例）
上述した通り、位置決め軸１２８及び突起部１２９は直線Ｌの上に配置することが好ましいが、直線Ｌからオフセットした位置にあっても、少なくとも位置決め軸１２８や突起部１２９がない場合に比べてプーリ同士の軸間距離の変動が抑制される。従って、例えば部品公差や配置スペース等の理由で直線Ｌの上に位置決め軸を配置できない場合、プーリ間の軸間距離の変動量が一定以下となる有効な範囲に位置決め軸を配置すれば歯飛びを抑制することができる。この範囲とは、プーリ同士の軸間距離の変化量について、歯飛びが発生する可能性がある閾値を予め決定しておき、この閾値に対応する位置決め軸から直線Ｌまでの距離ｄ３（図６）である。本実施形態を適用した動力伝達装置１２０の構成例では、直線Ｌからの距離が３ｍｍ以内であれば実用上十分な程度に歯飛びを抑制できることが分かっている。ただし、この閾値は固定値ではなく、動力伝達装置１２０及びこれに関係する周辺部位（搬送モータＭ１や駆動対象部位）の具体的構成によって変化するため、計算や実験によって求めておく必要がある。考慮すべき要因としては、プーリ同士の軸間距離の大きさや、使用時の搬送モータＭ１の出力トルク、歯付きベルト１２５の歯形、動力伝達に伴う歯付きベルト１２５の負荷等が挙げられる。

また、本実施形態では、第１位置決め手段としての位置決め軸１２８及び第２位置決め手段としての突起部１２９が両方とも設けられた構成例について説明したが、第２位置決め手段を省略することも考えられる。この場合も、両持ち構成である従動軸１２３と第２支持板１２７との軸受部と、位置決め軸１２８と第２支持板１２７の穴部１２７ａとの、少なくとも２箇所において第１支持板１２６が位置決めされる。そして、位置決め軸１２８が第１平面部１２６ａの移動を規制することで、プーリ同士の軸間距離の変動を抑制することができる。なお、従動軸１２３を挿通するために第２支持板１２７に形成する穴の位置や大きさの精度を十分に確保できない場合もあるため、本実施形態では突起部１２９を設けることでより一層の精度向上を図っている。

なお、以上の説明では、搬送モータＭ１を第１平面部１２６ａに支持させ、第１軸としての駆動軸１２１が第１平面部１２６ａに支持される構成を例示した。しかし、これに限らず、例えば、モータからギアなどを介して駆動力が伝達される第１軸を、軸受を介して第１平面部１２６ａが支持する形態であってもよい。

次に、第２の実施形態（実施例２）に係る動力伝達装置１２０Ｂについて、図７及び図８を用いて説明する。本実施形態に係る動力伝達装置１２０Ｂは、歯付きベルト１２５に張力を付与するテンショナユニット１３０が設けられている点で上記実施例１と異なっている。その他の、実施例１と共通する要素については実施例１と同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態の動力伝達装置１２０Ｂは、テンショナユニット１３０により歯付きベルト１２５に張力が付与されると共に、駆動プーリ１２２及び従動プーリ１２４に対する歯付きベルト１２５の巻き付き角が増加する。このため、実施例１の動力伝達装置１２０と比べた場合、比較的駆動負荷が高い状況であっても、歯飛びを発生させることなく安定して動力を伝達することができる。

図７及び図８に示すように、テンショナユニット１３０は、コロ状の回転体１３０ａと、回転体１３０ａの回転軸１３０ｂと、回転体１３０ａ及び回転軸１３０ｂを支持するテンショナ台１３０ｃと、付勢ばね１３０ｄによって構成される。回転体１３０ａは、Ｘ軸方向における駆動軸１２１及び従動軸１２３の間の位置で歯付きベルト１２５の外周面に当接するように配置され、テンショナ台１３０ｃに固定された回転軸１３０ｂに回転可能に支持されている。付勢ばね１３０ｃは第１支持板１２６とテンショナ台１３０ｃとの間に張設され、回転体１３０ａを歯付きベルト１２５に押し当てるように（つまり図８の時計回り方向に）テンショナ台１３０ｃを付勢する。

実施例１と同様に、第１支持板１２６には第１位置決め手段としての位置決め軸１２８及び第２位置決め手段としての突起部１２９が設けられている。位置決め軸１２８は、駆動軸１２１を支持する第１支持板１２６の第１平面部１２６ａに設けられ、Ｚ軸方向から見て各プーリ１２２，１２４の軸線を結ぶ直線Ｌの上に配置される。突起部１２９は、同じく直線Ｌの上であって、従動軸１２３に対して駆動軸１２１の反対側に配置される。従って、実施例１において位置決め軸１２８及び突起部１２９を設けた結果と同様の効果を得ることができる。

ここで、本実施形態では、回動部材であるテンショナ台１３０ｃが位置決め軸１２８を中心にして回動するように構成した。テンショナ台１３０ｃには駆動軸１２１及び駆動プーリ１２２等との干渉を避けるための切り欠き形状１３０ｅが設けられている。位置決め軸１２８をテンショナ台１３０ｃの回動中心として使用することで、テンショナユニット１３０を追加するために回動軸を新たに追加する必要がないため、低コスト化、省スペース化が可能である。

なお、テンショナユニット１３０の回転体１３０ａを歯付きベルト１２５に対して安定して当接させるためには、回転体１３０ａのＺ軸方向の移動を規制しつつＺ軸に垂直な方向への移動を可能とする必要がある。この点、本実施形態のテンショナ台１３０ｃは、Ｚ軸方向において第１支持板１２６の第１平面部１２６ａに対向する板状部材であり、Ｚ軸方向に延びる位置決め軸１２８を中心にして回動する。この構成により、位置決め軸１２８及び第１平面部１２６ａを利用した簡単な構成により、回転体１３０ａを歯付きベルト１２５に対して安定して当接させることができる。

（その他の実施形態）
以上説明した各実施形態では、第１回転部材（駆動プーリ１２２）から第２回転部材（従動プーリ１２４）に動力を伝達する動力伝達手段として、歯付きベルト１２５を採用している。しかしながら、歯のないフラットベルトを用いてもよいし、第１軸部材と第２軸部材との間の動力伝達手段としてチェーンや歯車列を採用してもよい。これらの場合でも、本実施形態の位置決め手段を用いることで第１回転部材の回転軸線と第２回転部材の回転軸線との相対移動が規制される。従って、チェーンや歯車の歯飛びを防ぐとともに、チェーンのねじれや歯の底当たりを防ぐことで静音性の向上や動力伝達効率の向上といった効果を得ることができる。

なお、第１軸部材及び第２軸部材は、第１支持部材及び第２支持部材に回転可能に支持される構成に限らず、第１支持部材及び第２支持部材に固定され、第１回転部材及び第２回転部材を回転可能に支持するものであってもよい。また、第１軸部材はモータの出力軸に限らず、第２軸部材との間で動力伝達手段を介して動力を伝達可能な軸であればよい。

また、各実施形態における第２支持板１２７を平板状の部材として説明したが、強度向上のための絞り形状や、端部に曲げ形状が追加されたものを用いても良い。また、第１支持板１２６の屈曲部は、互いに平行な第１平面部１２６ａ及び第２平面部１２６ｂを１段の段形状によって接続する上述の折曲部１２６ｃに限らず、より複雑な屈曲形状を有するものであってもよい。

また、各実施形態における動力伝達装置１２０，１２０Ｂは、画像形成装置１００において搬送モータＭ１の動力を搬送ローラ対１１０に伝達するものとして説明したが、画像形成装置１００の他の部位に用いられる動力伝達装置としても適用可能である。なお、画像形成機能を備えた画像形成装置の本体に連結可能な装置である、画像形成されたシートを処理するシート処理装置や装置本体にシートを給送するシート給送装置に本実施形態で説明した動力伝達装置の構成を適用してもよい。

１…画像形成手段（画像形成部）／１００…画像形成装置／１２１…第１軸部材（駆動軸）／１２２…第１回転部材（駆動プーリ）／１２３…第２軸部材（従動軸）／１２４…第２回転部材（従動プーリ）／１２５…動力伝達手段（歯付きベルト）／１２６…第１支持部材（第１支持板）／１２６ａ…第１面（第１平面部）／１２６ｂ…第２面（第２平面部）／１２６ｃ…屈曲部（折曲部）／１２７…第２支持部材（第２支持板）／１２７ａ…第１の穴部（穴部）／１２７ｂ…第２の穴部（穴部）／１２８…第１位置決め手段（位置決め軸）／１２９…第２位置決め手段（突起部）／１３０ａ…回転体／１３０ｃ…回動部材（テンショナ台）／１３０ｄ…付勢手段（付勢ばね）／Ｍ１…モータ（搬送モータ）

Claims

第１軸部材と、
第２軸部材と、
前記第１軸部材に設けられた回転可能な第１回転部材と、
前記第２軸部材に設けられた回転可能な第２回転部材と、
前記第１回転部材と前記第２回転部材との間で動力を伝達する動力伝達手段と、
前記第１軸部材を支持する第１面と、前記第２軸部材を支持する第２面と、前記第１面及び前記第２面を接続する、屈曲した屈曲部と、を有する板状の第１支持部材と、
前記第１軸部材の軸線方向において前記第１支持部材に対向するように配置され、前記第２軸部材を支持し、前記第１軸部材から離間している第２支持部材と、
前記第１支持部材の前記第１面及び前記第２支持部材のいずれか一方に設けられ、前記第１面及び前記第２支持部材の他方に係合することにより、前記第１面の移動を規制する第１位置決め手段と、を備え、
前記第１支持部材の前記第１面及び前記第２面は、いずれも前記第１軸部材の軸線方向に垂直な平面を構成し、
前記第２支持部材は、前記第１支持部材の前記第１面及び前記第２面に対向する、前記第１軸部材の軸線方向に垂直な平面を構成し、
前記第１支持部材の前記屈曲部は、前記第１面から第２支持部材まで距離に比べて、前記第２面から前記第２支持部材までの距離が大きくなるように、前記第１面と前記第２面とを段状に接続している、
ことを特徴とする動力伝達装置。
前記第１軸部材の軸線と前記第２軸部材の軸線が平行であり、
前記第１位置決め手段は、前記第１軸部材の軸線方向から視て、前記第１軸部材の軸線と前記第２軸部材の軸線とを結ぶ直線と重なる位置に配置される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の動力伝達装置。
前記第１位置決め手段は、前記第１軸部材の軸線方向に延び、前記第１面及び前記第２支持部材の他方に設けられた第１の穴部に係合する軸状部材であり、
前記軸状部材が、前記第１軸部材の軸線方向から視て前記第１軸部材及び前記第２軸部材を通る直線に重なる位置であって、前記第１軸部材に対して前記第２軸部材の反対側に配置される、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
前記第１支持部材及び前記第２支持部材のいずれか一方に設けられ、前記第１軸部材の軸線までの距離に比べて前記第２軸部材の軸線に近い位置において、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の他方に係合することで、前記第１支持部材と前記第２支持部材の相対移動を規制する第２位置決め手段を備える、
ことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の動力伝達装置。
前記第２位置決め手段は、前記第１軸部材の軸線方向から視て、前記第１軸部材の軸線と前記第２軸部材の軸線とを結ぶ直線と重なる位置であって、前記直線が延びる方向において前記第２軸部材に対して前記第１軸部材の反対側に配置される、
ことを特徴とする、請求項４に記載の動力伝達装置。
前記第２位置決め手段は、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の一方から前記第２軸部材の軸線方向に突設され、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の他方に設けられた第２の穴部に係合する突起部である、
ことを特徴とする、請求項４又は５に記載の動力伝達装置。
前記第１回転部材及び前記第２回転部材がいずれも歯付きプーリであり、
前記動力伝達手段が前記歯付きプーリに巻き回された歯付きベルトである、
ことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の動力伝達装置。
前記第１回転部材及び前記第２回転部材の間の位置で前記歯付きベルトの外周面に当接する回転体と、
前記回転体を回転可能に支持し、前記第１位置決め手段を中心に回動する回動部材と、
前記回転体によって前記歯付きベルトに張力を付与するように、前記回動部材を付勢する付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする、請求項７に記載の動力伝達装置。
前記第１軸部材を出力軸とし、前記第１支持部材の前記第１面に対して前記第１回転部材の反対側に配置されたモータを備え、
前記第１軸部材の軸線方向における前記モータから前記第２支持部材までの距離が、前記第２面から前記第２支持部材までの距離より小さくなるように、前記モータが配置される、
ことを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の動力伝達装置。
シートに画像を形成する画像形成手段と、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の動力伝達装置と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。