JP2006078907A - 回転体駆動装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動プーリと従動プーリ間のベルトの伸びを少なくしてフィードバック制御に対応した高精度制御が可能な回転体駆動装置を提供する。
【解決手段】 回転体を回転駆動するための駆動源と、該回転体に固設された従動プーリと、この駆動源に設けた駆動プーリとを有し、該駆動プーリと該従動プーリとに掛け渡したベルトを介して、該回転体の回転軸に駆動力を伝達する回転体駆動装置であって、前記駆動プーリと前記従動プーリ間に、駆動プーリと従動プーリ間のベルトの張り方向に固定するローラを設け、該ローラは前記駆動プーリの回転力により、前記従動プーリを駆動するベルトに接触しながらベルトの移動方向に回転するようにした。これにより、ベルト駆動の接触領域が広くなるため制御性が向上する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、回転体駆動装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの像担持体の回転軸に駆動力を伝達するための回転体駆動装置、及びそれを使用した画像形成装置に関する。

静電潜像担持体として感光体を用いた電子写真式の画像形成装置においては、感光体の回転変動や用紙搬送速度変動が画像形成に影響を及ぼし、出力画像の濃度むらになるため、感光体ドラム軸に固設された位置検出用部材や用紙搬送部に取り付けた位置検出用部材からの出力パルスで、感光体ドラムや用紙搬送ローラが一定回転になるよう駆動モータをフィードバック制御する手法が知られている。
また、インクジェットによる画像形成装置においては、用紙搬送部に取り付けた位置検出用部材からの出力パルスで、用紙搬送ローラが一定回転になるよう駆動モータをフィードバック制御する手法が知られている。
減速機構を用いて駆動モータをフィードバック制御する場合、歯車駆動機構ではバックラッシ（歯車の噛合いガタツキ）によりフィードバック制御性が損なわれるため常時歯車が圧接しながら回転する機構が求められる。
また、ベルト駆動機構ではバックラッシによるガタツキは少ないがベルトの伸びにより、駆動モータが一定回転しても従動プーリは速度変動が発生する。

回転体の回転変動を検知してフィードバック制御する場合、歯車のバックラッシやベルトの伸びによる、制御できない要因を極力なくす駆動機構が求められる。しかし、歯車駆動機構でフィードバック制御の精度を良くするためには、広い周波数領域でも常時歯車が圧接しながら回転するように圧接力を強くする必要があり、圧接機構のコストアップや圧接による歯車の磨耗が発生する。
また、ベルト駆動機構でフィードバック制御の精度を良くするためには、ベルトの幅を広くするかベルト長さを短くする必要がある。しかし、ベルトの幅を広くすると従動プーリの慣性が大きくなるため、制御性が悪くなり、駆動機構も大きくなる不具合が発生する。
また、ベルト長さを短くすると減速比を大きくすることが困難になり、駆動プーリの噛合い数が少ないことによる歯飛びを無くすために直径の大きなプーリが必要になる。
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、駆動プーリと従動プーリのベルト張り側にローラを設け、ローラが駆動プーリの回転力で回転しながらベルトに接触することにより、ベルトの伸びを少なくすると共に、噛合い数が多くなり駆動プーリ径が小さくなり、減速比を大きくできるため、フィードバック制御に対応した高精度制御が可能な回転体駆動装置およびこの回転体駆動装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転体と、駆動源と、該駆動源によって回転駆動される駆動プーリと、該回転体の回転軸に固定された搬送ローラプーリと、該駆動プーリと該搬送ローラプーリとに掛け渡したベルトと、を備え、該ベルトを介して該回転体の回転軸に駆動力を伝達する回転体駆動装置において、前記駆動プーリと前記搬送ローラプーリとの間にローラを設け、該ローラは前記ベルトに接触しながらベルトの移動方向に回転することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転体駆動装置において、前記ローラのベルト接触面線速はベルトの線速と同等又はベルトの線速より遅いことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の回転体駆動装置において、前記ローラは前記駆動プーリと前記従動プーリ間のベルトの張り方向に固定されていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の回転体駆動装置において、前記ベルトの内側は歯付で外側は歯無しのベルトであることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の回転体駆動装置において、前記ローラは、駆動源に設けられた歯車により回転することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の回転体駆動装置において、前記歯車はハスバ歯車であることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、印字用紙の搬送を請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回転体駆動装置よって駆動制御することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、駆動プーリと従動プーリ間に設けたローラがベルトに接触しながら駆動プーリの駆動力により順方向に回転するため、ベルト駆動の接触領域が広くなり制御性が向上する。
また、駆動プーリと従動プーリ間に設けたローラがベルトに食い込んで接触することにより、ベルトが駆動プーリに巻き付ける距離が多くなるため制御性が向上する。
また、駆動プーリと従動プーリ間に駆動ローラが介在することにより、駆動プーリや従動プーリに接触しない距離が短くなり、ベルトの伸びや振れによる速度変動が減少するため制御性が向上する。
また、ローラ外周面の線速をベルトのローラ接触面線速と同等又は遅くすることにより、ベルトは一定の緊張力で駆動プーリとローラ間を搬送するため、変動の少ない精度の高い駆動制御ができる。
また、駆動プーリが回転するとベルトが引っ張られ、ローラを持ち上げるようになるが、ローラを駆動プーリと従動プーリ間のベルトの張り方向に固定することにより、プーリ間の距離が常に一定であるため、制御性が向上する。
また、駆動プーリと従動プーリを駆動するベルト内側が歯付ベルトにすることにより駆動プーリの回転量が正確に従動プーリに伝達され、ローラが接触するベルト外側を歯無しにすることによりローラの外周面線速がベルトの線速と異なってもローラの滑りにより従動プーリの回転量に影響を及ぼさない駆動が可能になる。
また、ローラの回転は駆動プーリと同軸に設けられた歯車により回転することにより構造が簡単な低コストの駆動機構を提供することができる。
また、ローラに駆動伝達する歯車をハスバ歯車にすることにより、ローラの回転変動が少ないベルト駆動を行なうことができる。
また、回転体駆動装置は印字用紙の搬送を駆動制御する画像形成装置に用いることにより、回転位置精度が必要な感光体ドラムや転写ベルト、及び用紙搬送の駆動をベルトの伸びや振れの少ない駆動機構でフィードバック制御することにより、精度の高い駆動制御が可能になり、印刷の位置ずれや色ずれの少ない高品質の画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、インクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図であり、図２は、インクジェット記録装置の機構部の側面説明図である。
図１において、インクジェット記録装置は、記録装置本体１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ２、キャリッジ２に搭載した記録ヘッド３（図２参照）、記録ヘッド３へインクを供給するインクカートリッジ４、キャリッジ２に固定されたベルト５を回転させてキャリッジ２を主走査方向に駆動するキャリッジ駆動モータ６、記録用紙を記録ヘッド３の下に搬送する用紙搬送ローラ７、この用紙搬送ローラ７を回転駆動する搬送駆動モータ８、記録ヘッド３に付着したインクの清掃やインク吐き出し不良を回復する回復装置９等で構成されている。
図２において、装置本体１の下方部には多数枚の用紙１０を積載可能な給紙トレイ１１があり、給紙ローラ１２により給紙トレイ１１の用紙１０を記録ヘッド３側へ取り込む。
給紙ローラ１２から搬送された用紙１０は、搬送ローラ１３により記録ヘッド３に搬送し、搬送された用紙１０は記録ヘッド３で記録された後、排紙トレイ１４に排紙される。
キャリッジ２は、記録装置本体１の左右側板に固定された主ガイドロッド１５と従ガイドロッド１６で主走査方向（図２で紙面垂直方向）に摺動自在に保持され、このキャリッジ２にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなる記録ヘッド３を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
また、キャリッジ２には記録ヘッド３に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ４を交換可能に装着している。

キャリッジ２の後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１５に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１６に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ２を主走査方向に移動走査するため、キャリッジ駆動モータ６で回転駆動される駆動プーリ１７と従動プーリ１８との間にタイミングベルト５を張装し、このタイミングベルト５はキャリッジ２に固定されており、キャリッジ駆動モータ６の正逆回転によりキャリッジ２が往復駆動される。
一方、給紙カセット１１にセットした用紙１０を記録ヘッド３の下方側に搬送するために、給紙トレイ１１から用紙１０を分離給装する給紙ローラ１２及びフリクションパッド１９と、用紙１０を案内するガイド部材２０、２１、２２と、給紙された用紙１０を搬送ローラ１３の周面に押し付ける搬送コロ２３及び搬送ローラ１３からの用紙送り出し角度を規定する先端コロ２４とを設けている。
搬送ローラ１３は搬送駆動モータ８の回転によって駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６に巻きつけたベルト２７を介して回転駆動される。キャリッジ２の記録ヘッド３の下方には、搬送ローラ１３から送り出された用紙１０を案内する用紙ガイド部材である印写受け部材２８を設けている。この印写受け部材２８の用紙搬送方向下流側には、用紙１０を排紙方向の排紙トレイ１４へ送り出すために回転駆動される排紙ローラ２９と拍車３０を配設している。
キャリッジ２の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド３の吐出不良を回復するための回復装置９を配置している。回復装置９は、キャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ２は印字待機中にはこの回復装置９側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド３をキャッピングして、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。
また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド３の吐出口を密封し、記載されていないチューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出した後、吐出口面に付着したインクやゴミ等をクリーニング手段により除去して吐出不良を回復させる。
また、吸引されたインクは、本体下部に設置された図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。

図３は、一般的ベルト駆動機構の概略構成図である。同図において、駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６にベルト２７を巻きつけ、駆動プーリ２５が矢印Ａ方向に回転すると搬送ローラプーリ２６は矢印Ｂ方向に回転する。駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６に巻きつけたベルト２７の長さのずれを補正するため、駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６間のベルト２７たわみ側にテンションローラ３１でベルト２７を圧接している。
図４は、本発明に係るベルト駆動機構の概略構成図であり、図５は本発明に係るベルト駆動機構の平面詳細図である。
駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６にベルト２７を巻きつけ、駆動プーリ２５が矢印Ａ方向に回転すると搬送ローラプーリ２６が矢印Ｂ方向に回転する。
搬送ローラプーリ２６のプーリ部の両側には、ベルト２７が搬送ローラプーリ２６や駆動プーリ２５から外れないようにフランジ２６ａ、２６ｂが設けられている。駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６に巻きつけたベルト２７の張り側にベルト２７の長さ調整を兼ねたベルト駆動ローラ３２が配設されている。
搬送ローラプーリ２６は、用紙搬送ローラ７の回転軸７ａに固定され、用紙搬送ローラ７は回転軸７ａに挿入されたベアリング３３で回転自在に側板３４に固定されている。
搬送ローラプーリ２６の用紙搬送ローラ７とは反対側の軸には、ベアリング（図示しない）が挿入され、このベアリングは側板（図示しない）に回転自在に固定されている。
側板３４には搬送駆動モータ８が固定され、搬送駆動モータ８の駆動軸８ａに駆動プーリ２５が固定されている。駆動プーリ２５は、駆動歯車２５ａが一体形成され、ベルト駆動ローラ３２に一体形成された従動歯車３２ａと噛合っている。
ここで、駆動プーリ２５が回転するとベルト２７が引っ張られ、ベルト駆動ローラ３２を持ち上げるようになってしまうので、ベルト駆動ローラ３２を駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６間のベルト２７の張り方向に固定するようにすると、これらのプーリ間の距離が常に一定となり、制御性が向上する。

駆動プーリ２５が矢印Ａ方向に回転すると、駆動プーリ２５に一体形成された駆動歯車２５ａから従動歯車３２ａに回転力が駆動伝達されて、ベルト駆動ローラ３２が回転する。これにより、ベルト駆動ローラ３２の回転は、駆動プーリ２５と同軸に設けられた歯車により回転することになり、構造が簡単な低コストの駆動機構を提供することができる。
この従動歯車３２ａの歯数は駆動歯車２５ａと同じであり、ベルト駆動ローラ３２の外形は駆動プーリ２５のピッチ径と同じかそれ以下になっている。
これにより、ベルト２７は一定の緊張力（ベルト駆動ローラ３２が滑りながら回転する）で駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６間を搬送するため、変動の少ない精度の高い駆動制御ができる。（ベルト駆動ローラ３２の線速がベルト２７より早いと、ベルト２７の撓みにより駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６間が不安定になる）
また、駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６を駆動するベルト２７の内側が歯付ベルトにすることにより、駆動プーリ２５の回転量が正確に搬送ローラプーリ２６に伝達され、ベルト駆動ローラ３２が接触するベルト３７の外側を歯無しにすることにより、ベルト駆動ローラ３２の外周面線速がベルト２７の線速と異なってもベルト駆動ローラ３２の滑りにより搬送ローラプーリ２６の回転量に影響を及ぼさない駆動が可能になる。
これにより、ベルト駆動ローラ３２のベルト接触面線速は、ベルト２７の線速と同速度かそれ以下になり、駆動プーリ２５とベルト駆動ローラ３２間のベルト２７は撓みない状態で移動する。搬送駆動モータ８の駆動軸８ａにはベアリング３５、３６により回転自在のプレート３７が挿入され、ベルト駆動ローラ３２はプレート３７の軸３７ａに固設されたベアリング３８、３９で回転自在になっている。プレート３７ｂはプレート３７と一体化され、プレート３７はベルト２７に圧接された状態で後側板３４に固定される。
また、ベルト駆動ローラ３２に駆動伝達する歯車をハスバ歯車にすることにより、ベルト駆動ローラ３２の回転変動が少ないベルト駆動を行なうことができる。

図６は、本発明に係る他のベルト駆動機構の概略構成図である。駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６のベルト２７引っ張り側にベルト駆動ローラ３２と、たわみ側に搬送ローラプーリ４０が固設されている。
搬送ローラプーリ４０の詳細構成図は、図５と同様のため省略するが、搬送ローラプーリ４０は引っ張り側に設けたベルト駆動ローラ３２と同様に、プレート（図示しない）に回転自在に挿入され、搬送ローラプーリ４０に一体形成された従動歯車（図示しない）と駆動歯車２５ａが噛合って搬送駆動モータ８の回転が伝達される。駆動プーリ２５と搬送ローラプーリ２６に巻きつけたベルト２７は搬送ローラプーリ２６と搬送ローラプーリ４０に圧接した状態で搬送される。

インクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図。 インクジェット記録装置の機構部の側面説明図。 一般的ベルト駆動機構の概略構成図。 本発明に係るベルト駆動機構の概略構成図。 本発明に係るベルト駆動機構の平面詳細図。 本発明に係る他のベルト駆動機構の概略構成図。

符号の説明

１ 記録装置本体、２ キャリッジ、３ 記録ヘッド、４ インクカートリッジ、５ タイミングベルト、６ キャリッジ駆動モータ、７ 用紙搬送ローラ、７ａ 用紙搬送ローラの回転軸、８ 搬送駆動モータ、８ａ 搬送駆動モータの駆動軸、９ 回復装置、１０ 用紙、１１ 給紙トレイ、１２ 給紙ローラ、１３ 搬送ローラ、１４ 排紙トレイ、１５ 主ガイドロッド、１６ 従ガイドロッド、１７ 駆動プーリ、１８ 従動プーリ、１９ フリクションパッド、２０、２１、２２ ガイド部材、２３ 搬送コロ、２４ 先端コロ、２５ 駆動プーリ、２５ａ 駆動プーリの歯車、２６ 搬送ローラプーリ、２６ａ、２６ｂ フランジ、２７ ベルト、２８ 印写受け部材、２９ 排紙ローラ、３０ 拍車、３１ テンションローラ、３２ ベルト駆動ローラ、３２ａ ベルト駆動ローラの従動歯車、３３ ベアリング、３４ 側板、３５、３６ ベアリング、３７ プレート、３７ａ プレートの軸、３７ｂ プレート、３８、３９ ベアリング、４０ 搬送ローラプーリ

Claims (7)

1. 回転体と、駆動源と、該駆動源によって回転駆動される駆動プーリと、該回転体の回転軸に固定された搬送ローラプーリと、該駆動プーリと該搬送ローラプーリとに掛け渡したベルトと、を備え、該ベルトを介して該回転体の回転軸に駆動力を伝達する回転体駆動装置において、前記駆動プーリと前記搬送ローラプーリとの間にローラを設け、該ローラは前記ベルトに接触しながらベルトの移動方向に回転することを特徴とする回転体駆動装置。
2. 請求項１に記載の回転体駆動装置において、前記ローラのベルト接触面線速はベルトの線速と同等か、又はベルトの線速より遅いことを特徴とする回転体駆動装置。
3. 請求項１に記載の回転体駆動装置において、前記ローラは前記駆動プーリと前記搬送ローラプーリ間に位置するベルトの張り方向に固定されていることを特徴とする回転体駆動装置。
4. 請求項１に記載の回転体駆動装置において、前記ベルトの内側は歯付で、該ベルトの外側は歯無しであることを特徴とする回転体駆動装置。
5. 請求項１に記載の回転体駆動装置において、前記ローラは、駆動源に設けられた歯車により回転することを特徴とする回転体駆動装置。
6. 請求項５に記載の回転体駆動装置において、前記歯車はハスバ歯車であることを特徴とする回転体駆動装置。
7. 印字用紙の搬送を請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回転体駆動装置よって駆動制御することを特徴とする画像形成装置。
   

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