JP7380172B2 - 駆動伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルトを用いて駆動力を伝達する駆動伝達装置及び駆動伝達装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置には、像担持体として感光体ドラムが備えられている。感光体ドラムに駆動力を伝達する装置としては、モーター側の駆動軸又は駆動プーリーと感光体ドラム側の従動プーリーとに金属製のベルトが巻き掛けられた駆動伝達装置が一般的である。このような駆動伝達装置においては、長期間の使用によりベルトに傷や蛇行が生じることでベルトの耐久性や感光体ドラムの回転速度に悪影響が及び、ベルトが破断に至った場合には駆動力の伝達が不能になり、画像形成装置が使用できないダウンタイムが発生するという問題がある。

そこで、従来、駆動伝達装置のベルト破断による予期せぬダウンタイムの発生を防ぐ技術が検討されている。例えば、特許文献１では、モーターを支持するユニットと、駆動シャフトが出力シャフトから離れる方向にユニットを付勢する付勢部材と、金属ベルトの破断に伴って駆動シャフトに連結され、駆動シャフトの回転駆動力を出力シャフトに伝達する補助伝達部と、を有する駆動装置が提案されている。

特開２０１６－１０５９号公報

しかし、特許文献１で提案された駆動装置は、ベルト破断により張力が消失して駆動シャフトがプーリーから離間することで駆動シャフトを補助伝達部に連結させるように構成されている。そのため、ベルト破断前の或る期間にわたって回転ムラが大きくなった状態で画像形成が行われてしまう。また、駆動シャフトと補助伝達部との連結時に互いにギアが衝突するため、ギアの歯先が損傷するおそれがある。

本発明は、上記事情を考慮し、回転ムラを抑制するとともに、ベルトの破断による予期せぬダウンタイムの発生を防ぐことのできる装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る駆動伝達装置は、正回転と逆回転が可能なモーターと、前記モーターによって駆動される駆動軸と、前記駆動軸に対して径方向に離間した位置に設けられた従動軸と、前記従動軸に設けられた従動プーリーと、前記駆動軸と前記従動プーリーとに巻き掛けられたベルトと、前記駆動軸に設けられた駆動ギアと、前記従動軸に設けられ、前記駆動ギアに噛み合わされない従動ギアと、前記従動ギアに噛み合わされたアイドルギアと、前記駆動ギアに噛み合わされた揺動ギアと、前記揺動ギアが前記アイドルギアに噛み合わされる第１位置と、前記揺動ギアが前記アイドルギアに噛み合わされない第２位置とを結ぶ、前記駆動軸を中心とする円弧上における前記揺動ギアの揺動を案内する案内部材と、前記モーターが正回転した場合に前記ベルトを介して前記従動プーリーに伝達される駆動力を前記従動軸に伝達し、前記モーターが逆回転した場合に前記ベルトを介して前記従動プーリーに伝達される駆動力の前記従動軸への伝達を遮断する伝達遮断機構と、前記従動軸の回転ムラを計測する計測部と、前記モーターを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記計測部により計測された前記回転ムラが前記回転ムラの限度を示す条件に該当しない場合に、前記モーターの正回転により前記揺動ギアを前記第２位置に揺動させることで、前記ベルト及び前記従動プーリーを介して前記従動軸に駆動力を伝達させ、前記回転ムラが前記条件に該当する場合に、前記モーターの逆回転により前記揺動ギアを前記第１位置に揺動させることで、前記駆動ギア、前記揺動ギア、前記アイドルギア及び前記従動ギアを介して前記従動軸に駆動力を伝達させることを特徴とする。

本発明に係る駆動伝達装置において、前記駆動軸の外周面には、径方向の外側に膨らむ形状にクラウニングされた第１クラウニング部と、径方向の外側に膨らむ形状にクラウニングされた、前記第１クラウニング部よりも径が大きい第２クラウニング部と、が形成されており、前記従動プーリーの外周面には、前記第１クラウニング部と前記第２クラウニング部との間に対応する位置に、径方向の外側に膨らむ形状にクラウニングされた第３クラウニング部が形成されており、初期設定においては、前記第１クラウニング部と前記第３クラウニング部とに前記ベルトが巻き掛けられており、前記回転ムラが前記条件に該当する場合に、前記制御部が前記モーターを逆回転させることで、前記第１クラウニング部から前記第２クラウニング部へと前記ベルトを移動させるように構成されてもよい。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記のいずれかの駆動伝達装置と、前記従動軸に接続された感光体ドラムと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、回転ムラを抑制するとともに、ベルトの破断による予期せぬダウンタイムの発生を防ぐことができる。

本発明の第１実施形態に係るプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動伝達装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る案内部材の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る制御部が実行する駆動伝達制御の手順を示す流れ図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動ギアが正回転した場合の揺動ギアの動作を示す正面図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動ギアが逆回転した場合の揺動ギアの動作を示す正面図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動ギアが正回転した場合の各部の動作を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動ギアが逆回転した場合の各部の動作を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るモーターが正回転した場合のベルトの動作を示す左側面図である。 本発明の第２実施形態に係るモーターが逆回転した場合のベルトの動作を示す左側面図である。

［第１実施形態］
以下、図面を参照しつつ本発明の第１実施形態に係るプリンター１（画像形成装置の一例）及び駆動伝達装置３１について説明する。

まず、図１を参照して、プリンター１の全体の構成について説明する。図１はプリンター１の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。

プリンター１の本体部３には、シートＳが収容される給紙カセット５と、給紙カセット５からシートＳを送り出す給紙装置７と、シートＳにトナー像を形成する画像形成部９と、トナー像をシートＳに定着する定着装置１１と、シートＳを排出する排出装置１３と、排出されたシートＳが積載される排出トレイ１５と、が備えられている。本体部３には、給紙装置７から、画像形成部９、定着装置１１を経て排出装置１３に至る搬送路１７が形成されている。

画像形成部９には、感光体ドラム１９、帯電装置２１、露光装置２３、現像装置２５、転写ローラー２７及びクリーニング装置２９が備えられている。帯電装置２１、現像装置２５、転写ローラー２７、クリーニング装置２９は、感光体ドラム１９の周囲に回転方向に沿って帯電装置２１、現像装置２５、転写ローラー２７、クリーニング装置２９の順に配置されている。感光体ドラム１９は、後述する駆動伝達装置３１によって駆動され、図１における時計回り方向に回転する。

給紙装置７によって給紙カセット５から給紙されたシートＳは、搬送路１７に沿って画像形成部９に搬送される。帯電装置２１によって感光体ドラム１９が所定の電位に帯電された後、露光装置２３で露光されることで感光体ドラム１９に潜像が書き込まれる。次に、現像装置２５によって静電潜像が現像されることでトナー像が形成される。トナー像は、転写ローラー２７によってシートＳに転写され、定着装置１１によってシートＳに定着される。トナー像が定着されたシートＳは排出装置１３によって排出トレイ１５に積載される。感光体ドラム１９の表面に残留したトナーは、クリーニング装置２９によって除去される。

次に、図２及び３を参照して、駆動伝達装置３１の構成について説明する。図２は、駆動伝達装置３１の斜視図である。図３は、案内部材４７の斜視図である。

駆動伝達装置３１は、正回転と逆回転が可能なモーター３３と、モーター３３によって駆動される駆動軸３４と、駆動軸３４に対して径方向に離間した位置に設けられた従動軸３６と、従動軸３６に設けられた従動プーリー３７と、駆動軸３４と従動プーリー３７とに巻き掛けられたベルト３９と、駆動軸３４に設けられた駆動ギア４１と、従動軸３６に設けられ、駆動ギア４１に噛み合わされない従動ギア４９と、従動ギア４９に噛み合わされたアイドルギア４３と、駆動ギア４１に噛み合わされた揺動ギア４５と、揺動ギア４５がアイドルギア４３に噛み合わされる第１位置と、揺動ギア４５がアイドルギア４３に噛み合わされない第２位置とを結ぶ、駆動軸３４を中心とする円弧上における揺動ギア４５の揺動を案内する案内部材４７と、モーター３３が正回転した場合にベルト３９を介して従動プーリー３７に伝達される駆動力を従動軸３６に伝達し、モーター３３が逆回転した場合にベルト３９を介して従動プーリー３７に伝達される駆動力の従動軸３６への伝達を遮断する伝達遮断機構５３と、従動軸３６の回転ムラＦＬを計測する計測部５１と、モーター３３を制御する制御部４と、を備え、制御部４は、計測部５１により計測された回転ムラＦＬが予め定められた条件に該当しない場合に、モーター３３の正回転により揺動ギア４５を第２位置に揺動させることで、ベルト３９及び従動プーリー３７を介して従動軸３６に駆動力を伝達させ、回転ムラＦＬが回転ムラＦＬの限度を示す条件に該当する場合に、モーター３３の逆回転により揺動ギア４５を第１位置に揺動させることで、駆動ギア４１、揺動ギア４５、アイドルギア４３及び従動ギア４９を介して従動軸３６に駆動力を伝達させる。

駆動伝達装置３１は、感光体ドラム１９の後方に設けられており、本体部３に固定されたハウジング（図示省略）に収容されている。なお、以下の例では、駆動軸３４の下方に従動軸３６が位置する姿勢で駆動伝達装置３１が配置されるが、駆動伝達装置３１は他の姿勢で配置されてもよい。

［モーター、駆動軸］
モーター３３は、前後方向を出力軸３３Ａの軸方向として配置され、ハウジングに固定されている。モーター３３は、正回転と逆回転が可能である。駆動軸３４は、モーター３３の前方に出力軸３３Ａと一体に形成され、ベルト３９を駆動する駆動プーリーの機能を兼ねている。

［従動軸、従動プーリー、ベルト］
従動軸３６は、前後方向を軸方向として、駆動軸３４から下方に離間した位置に設けられている。従動軸３６の前後両端部は、ハウジングに固定された軸受（図示省略）によって支持されている。従動プーリー３７は、従動軸３６に設けられている。従動プーリー３７の外周面は、径方向の外側に膨らむ形状にクラウニングされている（図示省略）。ベルト３９は、シームレスの無端ベルトであり、非磁性の金属材料（例えば、ＳＵＳ３０４）で形成され、駆動軸３４と従動プーリー３７とに巻き掛けられている。モーター３３が正回転した場合に、駆動軸３４及びベルト３９を介して駆動力が伝達されることで従動プーリー３７が正回転する。同様に、モーター３３が逆回転した場合に、従動プーリー３７が逆回転する。

［駆動ギア、従動ギア、アイドルギア］
駆動ギア４１は、駆動軸３４のベルト３９が巻き掛けられる部分よりも前側の部分に固定されている。従動ギア４９は、駆動ギア４１の下方において従動軸３６に固定されている。駆動ギア４１の歯先円と従動ギア４９の歯先円とは互いに離間している。アイドルギア４３は、前後方向を軸方向として従動ギア４９と駆動ギア４１との間の位置に設けられている。アイドルギア４３は、従動ギア４９に噛み合わされ、駆動ギア４１には噛み合わされていない。アイドルギア４３の回転軸４３Ａは、後述する案内部材４７に支持されている。

［揺動ギア、案内部材］
揺動ギア４５は、前後方向を軸方向として駆動ギア４１の右下方に設けられ、駆動ギア４１に噛み合わされている。案内部材４７（図３参照）は、互いに前後方向に対向する前側の第１側板４７１及び後側の第２側板４７２と、第１側板４７１の右端部と第２側板４７２の右端部とを連結する第３側板４７３と、第１側板４７１の下部と第２側板４７２の下部とを連結する底板４７４と、を備え、上部と左端部が開口している。

第１側板４７１及び第２側板４７２には、アイドルギア４３の回転軸４３Ａを支持する支持穴４７Ｈが形成されている。支持穴４７Ｈは、アイドルギア４３の回転軸４３Ａの外周面に対応する円形の穴である。

また、第１側板４７１及び第２側板４７２には、揺動ギア４５の揺動を案内するガイド穴４７Ｇが形成されている。ガイド穴４７Ｇは、内側円弧部４７Ｇｉ、外側円弧部４７Ｇｏ、第１端部４７Ｇ１及び第２端部４７Ｇ２を備える。内側円弧部４７Ｇｉと外側円弧部４７Ｇｏは、駆動軸３４を中心とする円弧状に形成され、内側円弧部４７Ｇｉの曲率半径が外側円弧部４７Ｇｏの曲率半径よりも小さい。内側円弧部４７Ｇｉと外側円弧部４７Ｇｏは、駆動軸３４の径方向における２点で揺動ギア４５の回転軸４５Ａに接触することで、駆動軸３４を中心とする円弧上の揺動ギア４５の揺動を案内するとともに、駆動軸３４の径方向の揺動ギア４５の移動を規制する。

第１端部４７Ｇ１と第２端部４７Ｇ２は、揺動ギア４５の回転軸４５Ａの外周面に対応する半円形状に形成されている。第１端部４７Ｇ１は、揺動ギア４５がアイドルギア４３に噛み合わされる第１位置において回転軸４５Ａに接触することで、駆動ギア４１の正回転方向上流側への回転軸４５Ａの揺動を規制する。第２端部４７Ｇ２は、揺動ギア４５がアイドルギア４３に噛み合わされない第２位置において回転軸４５Ａに接触することで、駆動ギア４１の正回転方向下流側への回転軸４５Ａの揺動を規制する。

上記の構成により、案内部材４７は、揺動ギア４５がアイドルギア４３に噛み合わされる第１位置と、揺動ギア４５がアイドルギア４３に噛み合わされない第２位置とを結ぶ、駆動軸３４を中心とする円弧上における揺動ギア４５の揺動を案内する。駆動ギア４１と揺動ギア４５との噛み合いは、揺動ギア４５の位置にかかわらず常に維持される。揺動ギア４５が第１位置に位置する場合、駆動ギア４１、揺動ギア４５、アイドルギア４３及び従動ギア４９によりギア列が構成される。このギア列の減速比は、ベルト３９と従動プーリー３７による減速比と等しくなるように設定されている。

なお、駆動ギア４１、アイドルギア４３、揺動ギア４５及び従動ギア４９は、平歯車でもよく、はすば歯車でもよい。

［伝達遮断機構］
伝達遮断機構５３は、例えば、ラチェットであり、従動プーリー３７の内周面（又は従動軸３６の外周面）に形成された鋸刃状の摺動面と、従動軸３６の外周面（又は従動プーリー３７の内周面）に設けられ、摺動面に向かって付勢される揺動可能な爪と、を備える（図示省略）。ラチェットは、モーター３３の正回転によりベルト３９を介して従動プーリー３７に駆動力が伝達された場合に、爪の先端部が摺動面の谷の部分に噛み合うことで従動プーリー３７から従動軸３６に駆動力を伝達し、モーター３３の逆回転によりベルト３９を介して従動プーリー３７に駆動力が伝達された場合に、爪の先端部が摺動面上を摺動することで従動プーリー３７から従動軸３６への駆動力の伝達を遮断する。

［計測部］
計測部５１は、例えば、光学式のロータリーエンコーダーであり、遮光板５１Ｄ、フォトインタラプター５１Ｐ及び演算部５１Ｃを備える。遮光板５１Ｄは、放射状に延びる複数のスリット（図示省略）が等間隔で形成された円板であり、従動軸３６の従動ギア４９よりも前方の部分に固定されている。フォトインタラプター５１Ｐは、ハウジングに固定され、遮光板５１Ｄの回転により交互にレベルが変化するパルス信号を出力する。演算部５１Ｃは、例えば、パルス信号の周波数に比例した電圧を出力するＦ／Ｖ変換器と、出力された電圧の周波数を解析するＦＦＴアナライザーと、を備え（図示省略）、フォトインタラプター５１Ｐから出力されたパルス信号を解析して従動軸３６の回転ムラＦＬ（設定された回転数に対する実際の回転数の比率）を算出し、回転ムラＦＬを示すデータを制御部４に出力する。

［制御部］
制御部４は、プロセッサーを用いてソフトウェアによって実現されてもよいし、集積回路等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現されてもよい。プロセッサーを用いる場合には、プロセッサーがメモリーに記憶されているプログラムを読み出して実行することで各種処理が実施される。プロセッサーとしては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が使用される。メモリーは、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の記憶媒体を含む。メモリーには、プリンター１の各部の制御に用いられる制御プログラムが記憶される。

［駆動伝達装置の動作］
次に、図４乃至７を参照して、駆動伝達装置３１の動作について説明する。図４は、制御部４が実行する駆動伝達制御の手順を示す流れ図である。図５Ａは、駆動ギア４１が正回転した場合の揺動ギア４５の動作を示す正面図である。図５Ｂは、駆動ギア４１が逆回転した場合の揺動ギア４５の動作を示す正面図である。図６は、駆動ギア４１が正回転した場合の各部の動作を示す斜視図である。図７は、駆動ギア４１が逆回転した場合の各部の動作を示す斜視図である。

プリンター１に電源が投入されると、制御部４は、画像形成部９の動作を監視しながら、図４に示される駆動伝達制御を実行する。制御部４に備えられたＥＥＰＲＯＭには、第１回転ムラカウンターＮ１、第２回転ムラカウンターＮ２、ページ数カウンターＮＰ、回転方向フラグＲＦ（いずれも初期値は０である。）が記憶されている。

最初に、制御部４は、回転方向フラグＲＦが０であるか否かを判定する（ステップＳ０１）。回転方向フラグＲＦが０の場合には、モーター３３を正回転させるように電源が設定されている。後述するステップＳ１９において回転方向フラグＲＦが１に書き換えられた場合には、モーター３３を逆回転させるように電源の設定が切り替えられる。回転方向フラグＲＦが０でないと判定した場合には（ステップＳ０１：ＮＯ）、制御部４は、駆動伝達制御を終了する。回転方向フラグＲＦが０であると判定した場合には（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、制御部４は、ステップＳ０３の処理に移行する。

ここで、回転方向フラグＲＦが０の場合の駆動伝達装置３１の動作について説明する。回転方向フラグＲＦが０の場合には、制御部４は、モーター３３を正回転させることで、駆動軸３４及び駆動ギア４１を正回転させる（図６のＡ方向、Ｈ方向）。図５Ａに示される作用線Ａ２は、駆動ギア４１の基礎円４１Ｂと揺動ギア４５の基礎円４５Ｂとの共通接線である。駆動ギア４１のピッチ円４１Ｐと揺動ギア４５のピッチ円４５Ｐとの共通接線Ｔ２と作用線Ａ２とのなす角αが、圧力角である。正回転する駆動ギア４１の歯は、揺動ギア４５の歯に対して作用線Ａ２の方向に駆動力を伝達する。この駆動力は、揺動ギア４５をＪ方向に回転させるとともに、揺動ギア４５をＫ２方向に押す力としても作用する。揺動ギア４５がＫ２方向に押されることで、揺動ギア４５の回転軸４５Ａがガイド穴４７Ｇの第２端部４７Ｇ２に押し当てられる。その結果、揺動ギア４５が、アイドルギア４３に噛み合わされない第２位置で回転させられる。

このとき、図６に示されるように、駆動軸３４がベルト３９をＢ方向に周回させることで、従動プーリー３７がＣ方向に正回転させられ、伝達遮断機構５３が従動プーリー３７から従動軸３６に駆動力を伝達することで、従動軸３６がＤ方向に回転させられる。その結果、軸継手３８を介して感光体ドラム１９にＥ方向の駆動力が伝達される。ここで、従動軸３６のＤ方向の回転により、従動ギア４９がＦ方向に、アイドルギア４３がＧ方向に、それぞれ回転させられるが、アイドルギア４３が揺動ギア４５と噛み合わされていないため、揺動ギア４５の回転は従動軸３６の駆動に影響を及ぼさない。

ステップＳ０３においては、制御部４は、露光装置２３により感光体ドラム１９に１ページ分の潜像が書き込まれたか否かを判定する。１ページ分の潜像が書き込まれていないと判定した場合には（ステップＳ０３：ＮＯ）、制御部４は、ステップＳ０３の処理を繰り返す。一方、１ページ分の潜像が書き込まれたと判定した場合には（ステップＳ０３：ＹＥＳ）、制御部４は、ステップＳ０５の処理に移行し、ページ数カウンターＮＰに１を加算する。

次に、制御部４は、ページ数カウンターＮＰが１００に到達したか否かを判定する（ステップＳ０７）。ページ数カウンターＮＰが１００に到達していないと判定した場合には（ステップＳ０７：ＮＯ）、制御部４は、ステップＳ０３以降の処理を繰り返す。一方、ページ数カウンターＮＰが１００に到達したと判定した場合には（ステップＳ０７：ＹＥＳ）、制御部４は、ステップＳ０９の処理に移行し、計測部５１で計測された回転ムラＦＬの大きさを判定する。具体的には、制御部４は、回転ムラＦＬが２％未満であると判定した場合には（ステップＳ０９：ＦＬ＜２％）、ステップＳ０３以降の処理を繰り返し、回転ムラＦＬが２％以上３％未満であると判定した場合には（ステップＳ０９：２％≦ＦＬ＜３％）、ステップＳ１１の処理に移行し、回転ムラＦＬが３％以上であると判定した場合には（ステップＳ０９：３％≦ＦＬ）、ステップＳ１５の処理に移行する。

ステップＳ１１においては、制御部４は、第１回転ムラカウンターＮ１に１を加算し、ステップＳ１３の処理に移行して、第１回転ムラカウンターＮ１の値が５に達したか否かを判定する。第１回転ムラカウンターＮ１の値が５に達していないと判定した場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御部４は、ステップＳ０３以降の処理を繰り返す。一方、第１回転ムラカウンターＮ１の値が５に達したと判定した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御部４は、ステップＳ１９の処理に移行し、回転方向フラグＲＦを１に書き換え、モーター３３を逆回転させるように電源の設定を切り替えて、駆動伝達制御を終了する。

一方、ステップＳ１５においては、制御部４は、第２回転ムラカウンターＮ２に１を加算し、ステップＳ１７の処理に移行して、第２回転ムラカウンターＮ２の値が３に達したか否かを判定する。第２回転ムラカウンターＮ２の値が３に達していないと判定した場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、制御部４は、ステップＳ０３以降の処理を繰り返す。一方、第２回転ムラカウンターＮ２の値が３に達したと判定した場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、制御部４は、ステップＳ１９の処理に移行し、回転方向フラグＲＦを１に書き換え、モーター３３を逆回転させるように電源の設定を切り替えて、駆動伝達制御を終了する。

なお、第１回転ムラカウンターＮ１、第２回転ムラカウンターＮ２、ページ数カウンターＮＰ、回転方向フラグＲＦの値は、制御部４のＥＥＰＲＯＭに記憶されているため、プリンター１の電源が切断された場合でも消去されず、次回の電力投入後に制御部４によって読み出され、読み出された値を初期値として駆動伝達制御が行われる。

ここで、回転方向フラグＲＦが１の場合の駆動伝達装置３１の動作について説明する。回転方向フラグＲＦが１の場合には、制御部４は、モーター３３を逆回転させることで、駆動軸３４及び駆動ギア４１を逆回転させる（図６の－Ａ方向、－Ｈ方向）。図５Ａに示される作用線Ａ１は、駆動ギア４１の基礎円４１Ｂと揺動ギア４５の基礎円４５Ｂとの共通接線である。駆動ギア４１のピッチ円４１Ｐと揺動ギア４５のピッチ円４５Ｐとの共通接線Ｔ１と作用線Ａ１とのなす角αが、圧力角である。逆回転する駆動ギア４１の歯は、揺動ギア４５の歯に対して作用線Ａ１の方向に駆動力を伝達する。この駆動力は、揺動ギア４５を－Ｊ方向に回転させるとともに、揺動ギア４５をＫ１方向に押す力としても作用する。揺動ギア４５がＫ１方向に押されることで、揺動ギア４５の回転軸４５Ａがガイド穴４７Ｇの第１端部４７Ｇ１に押し当てられる。その結果、揺動ギア４５が、アイドルギア４３に噛み合わされる第１位置で回転させられる。

このとき、図７に示されるように、アイドルギア４３がＧ方向に、従動ギア４９がＦ方向に、それぞれ回転させられ、軸継手３８を介して感光体ドラム１９にＥ方向の駆動力が伝達される。ここで、駆動軸３４がベルト３９を－Ｂ方向に周回させることで、従動プーリー３７には－Ｃ方向の駆動力が伝達されるが、伝達遮断機構５３が従動プーリー３７から従動軸３６への駆動力の伝達を遮断するから、ベルト３９及び従動プーリー３７は空転しているに過ぎず、従動軸３６の駆動には影響を及ぼさない。

以上説明した本実施形態に係る駆動伝達装置３１によれば、制御部４が、計測部５１により計測された回転ムラＦＬが回転ムラＦＬの限度を示す条件に該当しない場合に、モーター３３の正回転により揺動ギア４５を第２位置に揺動させることで、ベルト３９及び従動プーリー３７を介して従動軸３６に駆動力を伝達させ、回転ムラＦＬが回転ムラＦＬの限度を示す条件に該当する場合に、モーター３３の逆回転により揺動ギア４５を第１位置に揺動させることで、駆動ギア４１、揺動ギア４５、アイドルギア４３及び従動ギア４９を介して従動軸３６に駆動力を伝達させる。また、伝達遮断機構５３が、モーター３３が正回転した場合にベルト３９を介して従動プーリー３７に伝達される駆動力を従動軸３６に伝達し、モーター３３が逆回転した場合にベルト３９を介して従動プーリー３７に伝達される駆動力の従動軸３６への伝達を遮断する。

つまり、本実施形態に係る駆動伝達装置３１によれば、回転ムラＦＬが回転ムラＦＬの限度を示す条件に該当した場合には、駆動ギア４１、揺動ギア４５、アイドルギア４３及び従動ギア４９を介して従動軸３６に駆動力が伝達されるから、回転ムラＦＬを抑制することができる。

また、本実施形態に係る駆動伝達装置３１によれば、ベルト３９が破断する前に、駆動力の伝達経路がベルト３９及び従動プーリー３７から駆動ギア４１、揺動ギア４５、アイドルギア４３及び従動ギア４９に切り替えられるから、ベルト３９の破断による予期せぬダウンタイムの発生を防ぐことができる。

よって、本実施形態に係る駆動伝達装置３１によれば、回転ムラＦＬを抑制するとともに、ベルト３９の破断による予期せぬダウンタイムの発生を防ぐことができる。

また、本実施形態に係る駆動伝達装置３１によれば、２％以上３％未満の回転ムラＦＬが計測された回数が５回に達した場合、又は、３％以上の回転ムラＦＬが計測された回数が３回に達した場合に、モーター３３を逆回転させる。言い換えれば、比較的大きな回転ムラＦＬが計測された場合には、比較的小さな回転ムラＦＬが計測された場合と比べて早期に駆動力の伝達経路を切り替えるから、本実施形態に係る駆動伝達装置３１によれば、回転ムラＦＬが比較的大きい場合に早期に回転ムラＦＬを抑制することができる。

［第２実施形態］
次に、図８、９を参照して、本発明の第２実施形態に係るプリンター１（画像形成装置の一例）及び駆動伝達装置３１について説明する。図８は、モーター３３が正回転した場合のベルト３９の動作を示す左側面図である。図９は、モーター３３が逆回転した場合のベルト３９の動作を示す左側面図である。

第２実施形態に係る駆動伝達装置３１は、第１実施形態に係る構成に加えて、以下の構成を備えている。駆動軸３４の外周面には、径方向の外側に膨らむ形状にクラウニングされた第１クラウニング部３４１と、径方向の外側に膨らむ形状にクラウニングされた、第１クラウニング部３４１よりも径が大きい第２クラウニング部３４２と、が形成されている。従動プーリー３７の外周面には、第１クラウニング部３４１と第２クラウニング部３４２との間に対応する位置に、径方向の外側に膨らむ形状にクラウニングされた第３クラウニング部３７３が形成されている。この例では、第１クラウニング部３４１、第２クラウニング部３４２がそれぞれ第３クラウニング部３７３よりも前側、後側に形成されているが、第１クラウニング部３４１、第２クラウニング部３４２がそれぞれ第３クラウニング部３７３よりも後側、前側に形成されていてもよい。

初期設定（図８参照）においては、第１クラウニング部３４１と第３クラウニング部３７３とにベルト３９が巻き掛けられている。第２実施形態においても第１実施形態と同様の駆動伝達制御が行われる。モーター３３が正回転する場合、図８の矢印の方向にベルト３９が周回させられる。第１クラウニング部３４１が第３クラウニング部３７３よりも後方に位置するため、第１クラウニング部３４１においては、ベルト３９は右後方から左前方に向かって引き寄せられる（右は紙面奥側、左は紙面手前側）。一方、第３クラウニング部３７３においては、ベルト３９は左前方から右後方に向かって引き寄せられる。ベルト３９は、金属製であるため、面内方向には変形しにくい。そのため、ベルト３９は、全体として、右側の部分が左側の部分よりも後方に偏った姿勢で駆動される。

ステップＳ１９において、制御部４がモーター３３を逆回転させるように電源の設定を切り替えると、図８に示される第１クラウニング部３４１においては、駆動力が、ベルト３９を右後方に引きずり下ろすように作用するため、ベルト３９は、後方に移動させられ、図９に示されるように第２クラウニング部３４２により左前方から右後方に向かって引き寄せられる。

第１実施形態においてモーター３３が逆回転する場合、空転するベルト３９が破断に至り、駆動伝達装置３１の構成要素にベルト３９が絡まって故障を引き起こすおそれがある。これに対して、本実施形態では、回転ムラＦＬが回転ムラＦＬの限度を示す条件に該当する場合に、制御部４がモーター３３を逆回転させることで第１クラウニング部３４１から第２クラウニング部３４２へとベルト３９を移動させる。第２クラウニング部３４２は第１クラウニング部３４１よりも径が大きいから、第２クラウニング部３４２においては、第１クラウニング部３４１よりも、ベルト３９の曲げ応力が低減される。よって、本実施形態に係る駆動伝達装置３１によれば、第１クラウニング部３４１と第２クラウニング部３４２を備えない場合と比べて、モーター３３を逆回転させた場合にベルト３９が破断しにくくなる。

［変形例］
上記実施形態が以下のように変形されてもよい。

上記実施形態の構成に加えて、ステップＳ１９において、ベルト３９の交換を要する旨を、制御部４が通信回線を通じてサービスセンターに送信するように構成されてもよい。この構成によれば、回転ムラＦＬが回転ムラＦＬの限度を示す条件に該当したときからベルト３９が交換されるまでの時間を最小限にすることができるから、空転するベルト３９が破断に至る可能性を低くすることができる。

上記実施形態では、アイドルギア４３の数が１個である例が示されたが、この構成に代えて、奇数個のアイドルギア４３を有するギア列が設けられてもよい。

上記実施形態では、２％以上３％未満の回転ムラＦＬ、及び、３％以上の回転ムラＦＬが検知された回数をカウントする例が示されたが、回転ムラＦＬの大きさの閾値は他の値でもよい。また、上記実施形態では、２％以上３％未満の回転ムラＦＬが計測された回数が５回に達した場合、又は、３％以上の回転ムラＦＬが計測された回数が３回に達した場合に、モーター３３を逆回転させる例が示されたが、閾値以上の回転ムラＦＬが計測された回数の閾値は他の値でもよい。

上記実施形態では、検知された回数をカウントする回転ムラＦＬの閾値を２％以上３％未満、及び、３％以上の２通りに場合分けする例が示されたが、回転ムラＦＬの閾値を場合分けしなくてもよく、３通り以上に場合分けしてもよい。

また、閾値以上の回転ムラＦＬが計測された回数に代えて、閾値以上の回転ムラＦＬが計測された時間の長さが閾値に達した場合に制御部４がモーター３３を逆回転させるように構成されてもよい。

上記実施形態では、伝達遮断機構５３がラチェットである例が示されたが、伝達遮断機構５３はワンウェイクラッチでもよい。また、上記実施形態では、計測部５１が光学式のロータリーエンコーダーである例が示されたが、計測部５１は、金属の歯車が回転したときの誘導起電力や渦電流のパルス信号を出力する電磁式のロータリーエンコーダーでもよい。また、計測部５１が備える演算部５１Ｃの機能は、制御部４に備えられていてもよい。

１ プリンター（画像形成装置）
４ 制御部
１９ 感光体ドラム
３１ 駆動伝達装置
３３ モーター
３４ 駆動軸
３４１ 第１クラウニング部
３４２ 第２クラウニング部
３６ 従動軸
３７ 従動プーリー
３７３ 第３クラウニング部
３９ ベルト
４１ 駆動ギア
４３ アイドルギア
４５ 揺動ギア
４５Ａ 回転軸
４７ 案内部材
４９ 従動ギア
５１ 計測部
５３ 伝達遮断機構

Claims (3)

1. 正回転と逆回転が可能なモーターと、
   前記モーターによって駆動される駆動軸と、
   前記駆動軸に対して径方向に離間した位置に設けられた従動軸と、
   前記従動軸に設けられた従動プーリーと、
   前記駆動軸と前記従動プーリーとに巻き掛けられたベルトと、
   前記駆動軸に設けられた駆動ギアと、
   前記従動軸に設けられ、前記駆動ギアに噛み合わされない従動ギアと、
   前記従動ギアに噛み合わされたアイドルギアと、
   前記駆動ギアに噛み合わされた揺動ギアと、
   前記揺動ギアが前記アイドルギアに噛み合わされる第１位置と、前記揺動ギアが前記アイドルギアに噛み合わされない第２位置とを結ぶ、前記駆動軸を中心とする円弧上における前記揺動ギアの揺動を案内する案内部材と、
   前記モーターが正回転した場合に前記ベルトを介して前記従動プーリーに伝達される駆動力を前記従動軸に伝達し、前記モーターが逆回転した場合に前記ベルトを介して前記従動プーリーに伝達される駆動力の前記従動軸への伝達を遮断する伝達遮断機構と、
   前記従動軸の回転ムラを計測する計測部と、
   前記モーターを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記計測部により計測された前記回転ムラが前記回転ムラの限度を示す条件に該当しない場合に、前記モーターの正回転により前記揺動ギアを前記第２位置に揺動させることで、前記ベルト及び前記従動プーリーを介して前記従動軸に駆動力を伝達させ、前記回転ムラが前記条件に該当する場合に、前記モーターの逆回転により前記揺動ギアを前記第１位置に揺動させることで、前記駆動ギア、前記揺動ギア、前記アイドルギア及び前記従動ギアを介して前記従動軸に駆動力を伝達させることを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記駆動軸の外周面には、径方向の外側に膨らむ形状にクラウニングされた第１クラウニング部と、径方向の外側に膨らむ形状にクラウニングされた、前記第１クラウニング部よりも径が大きい第２クラウニング部と、が形成されており、
   前記従動プーリーの外周面には、前記第１クラウニング部と前記第２クラウニング部との間に対応する位置に、径方向の外側に膨らむ形状にクラウニングされた第３クラウニング部が形成されており、
   初期設定においては、前記第１クラウニング部と前記第３クラウニング部とに前記ベルトが巻き掛けられており、
   前記回転ムラが前記条件に該当する場合に、前記制御部が前記モーターを逆回転させることで、前記第１クラウニング部から前記第２クラウニング部へと前記ベルトを移動させることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
3. 請求項１又は２に記載の駆動伝達装置と、
   前記従動軸に接続された感光体ドラムと、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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