JP2020118927A - 駆動伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属粉の付着を防止してベルトの耐久性を向上させた駆動伝達装置を提供する。
【解決手段】駆動伝達装置３１は、駆動プーリー３５と従動プーリー３７とに巻き回された無端状の金属製ベルト３９を介して前記駆動プーリー３５の回転を前記従動プーリー３７に伝達する。駆動伝達装置３１は、前記駆動プーリー３５、前記従動プーリー３７、前記ベルト３９の少なくとも一つの表面に接触して該表面に付着した異物を除去するクリーニング部材４１を備えている。
【選択図】図２

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る画像形成装置に関する。

プリンターやコピー機等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。感光体ドラムは回転軸を中心として回転するように設けられており、駆動伝達装置によってモーターから回転軸に回転力が伝達される。

特許文献１に記載されている駆動伝達装置は、モーターの出力軸である駆動プーリーと、感光体ドラムの回転軸に固定された従動プーリーと、両者に巻き回されるベルトと、を備え、モーターの回転力を、ベルトを介して従動プーリーに伝達して感光体ドラムを回転させるように構成されている。モーターの出力軸にベルトを直接巻き回すことで、高い剛性が得られ、安価に形成することができる。

ベルトは、一般に、ＳＵＳなどの非磁性の金属材料で形成される。このようなベルトを蛇行することなく安定に走行させるためには、少なくとも一方のプーリーに、外周面に沿って径方向の外側に突出した膨出部（クラウニング形状）を形成することが有効である。

特開２０１４−１５９８６５号公報

上記特許文献１に記載されている駆動伝達装置において、ベルトとの接触によって駆動プーリーが削れて金属粉が発生することがある。特に、前述のように、従動プーリーがクラウニング形状を有している場合は、ベルトが従動プーリーに沿った円弧状に湾曲するので、駆動プーリーがベルトの両側縁で削られて、金属粉が発生しやすくなる。

ＳＵＳは非常に錆び難い材料ではあるが、削れた金属粉は酸化しやすい。この金属粉がベルトや駆動プーリー（モーターの出力軸）に付着すると、腐食してベルトの強度が低下する虞がある。

本発明は上記事情を考慮し、金属粉の付着を防止してベルトの耐久性を向上させた駆動伝達装置、及びこの駆動伝達装置を備える画像形成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、本発明の駆動伝達装置は、駆動プーリーと従動プーリーとに巻き回された無端状の金属製ベルトを介して前記駆動プーリーの回転を前記従動プーリーに伝達する駆動伝達装置であって、前記駆動プーリー、前記従動プーリー、前記ベルトの少なくとも一つの表面に接触して該表面に付着した異物を除去するクリーニング部材を備えていることを特徴とする。

本発明の駆動伝達装置において、前記クリーニング部材によって除去された異物を収容する囲い部材を備えていることを特徴としてもよい。

本発明の駆動伝達装置において、前記クリーニング部材は、回転軸と、前記回転軸に螺旋状に形成されて前記従動プーリーに接触するスパイラル部と、を有し、前記従動プーリーに接触して従動回転するクリーニングローラーであり、前記囲い部材の内側に配置されて、回転することで前記囲い部材に収容された異物を前記回転軸の軸方向に搬送することを特徴としてもよい。

本発明の駆動伝達装置において、前記ベルトの張力を調整する張力調整部をさらに備え、前記張力調整部は、前記駆動プーリーを支持する支持部材を、前記従動プーリーに近接又は離間する方向に移動させる移動機構を有し、前記クリーニング部材は、前記支持部材に支持されていることを特徴としてもよい。

本発明の駆動伝達装置において、前記駆動プーリー及び前記従動プーリーの少なくとも一方には、外周面に沿って径方向の外側に突出した膨出部が形成されていることを特徴としてもよい。

本発明の画像形成装置は、前記駆動伝達装置によって回転する感光体ドラムを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、ベルトの回転によって発生した金属粉をクリーニング部材によって速やかに回収できるので、金属粉の付着によるベルトの腐食を防止できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達装置を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る駆動伝達装置のクリーニング部材を示す正面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の画像形成装置及び駆動伝達装置について説明する。

まず、図１を用いて、画像形成装置の全体の構成について説明する。図１は画像形成装置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画像形成装置１の正面側（前側）とし、左右の向きは画像形成装置１を正面から見た方向を基準として説明する。各図のＬ及びＲは、それぞれ左方向及び右方向を示す。

画像形成装置１の装置本体３には、用紙Ｓが収容される給紙カセット５と、給紙カセット５から用紙Ｓを送り出す給紙装置７と、用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成部９と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置１１と、用紙Ｓを排紙する排紙装置１３と、排紙された用紙Ｓが積載される排紙トレイ１５と、が備えられている。さらに、装置本体３には、給紙装置７から、画像形成部９と定着装置１１とを通って排紙装置１３に向かう用紙Ｓの搬送経路１７が形成されている。

画像形成部９には、感光体ドラム１９と、帯電装置２１と、露光装置２３と、現像装置２５と、転写ローラー２７と、クリーニング装置２９と、が備えられている。感光体ドラム１９は、後述する駆動伝達装置３１（図２参照）によって駆動力が伝達されることで、図１の時計回り方向に回転する。帯電装置２１と、現像装置２５と、転写ローラー２７と、クリーニング装置２９と、は感光体ドラム１９の周囲に、感光体ドラム１９の回転方向に沿って配置されている。

次に、画像形成動作について説明する。給紙装置７によって給紙カセット５から給紙された用紙Ｓは、搬送経路１７に沿って画像形成部９に搬送される。画像形成部９において、感光体ドラム１９は駆動伝達装置３１によって駆動されて回転しながら、まず、帯電装置２１によって所定の表面電位に帯電する。その後、露光装置２３によって露光されて、感光体ドラム１９に静電潜像が形成される。次に、現像装置２５によって静電潜像がトナー像に現像される。トナー像は、転写ローラー２７によって搬送された用紙Ｓに定着する。トナー像が定着された用紙Ｓは搬送経路１７に沿って定着装置１１に送られ、定着装置１１でトナー像が用紙Ｓに定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは排紙装置１３からされて排紙トレイ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で除去される。

次に、図２〜図４を参照して、駆動伝達装置３１について説明する。図２は駆動伝達装置の側面図、図３は駆動伝達装置の正面図、図４は感光体ドラムとクリーニング部材の正面図である。

前述のように、駆動伝達装置３１は、感光体ドラム１９の回転軸１９ａに駆動力を伝達する。感光体ドラム１９の回転軸１９ａは、装置本体３の対向する一対の側板３ａ（一方の側板３ａのみ図示）に回転可能に支持されている。

駆動伝達装置３１は、駆動源としてのモーター３３と、駆動プーリー３５と、従動プーリー３７と、両プーリー３５及び３７に巻き回されるベルト３９と、ベルト３９のクリーニング部材４１と、ベルト３９の張力を調整する張力調整部４５と、を備えている。

モーター３３は、支持部材としての支持プレート５１に固定されている。モーター３３の出力軸３３ａは、支持プレート５１を貫通している。支持プレート５１は、感光体ドラム１９の下方において、出力軸３３ａを側板３ａの外側から内側に貫通させた状態で、側板３ａの外側に配置されている。支持プレート５１は、側板３ａに上下方向に移動可能に支持されている。

本実施形態では、モーター３３の出力軸３３ａが駆動プーリー３５を兼ねている。駆動プーリー３５（出力軸３３ａ）の径は、８ｍｍ以下である。あるいは、出力軸３３ａとは別に駆動プーリー３５を準備して、この駆動プーリー３５をモーター３３の出力軸３３ａに固定してもよい。

従動プーリー３７は、感光体ドラム１９の回転軸１９ａの端部に固定されている。従動プーリー３７は、駆動プーリー３５よりも大きい径を有している。従動プーリー３７の外周面に沿って、従動プーリー３７の径方向の外側に突出する膨出部３７ａが形成されている。膨出部３７ａは、従動プーリー３７の厚さ方向の中央部が両端部よりも径方向の外側に突出したクラウニング形状を有している。

ベルト３９は、シームレスの無端状ベルトである。ベルトは、ＳＵＳ３０４（オーステナイト系ステンレス）等の、非磁性の金属材料で形成されている。

ベルト３９は、駆動プーリー３５と従動プーリー３７とに巻き回されている。従動プーリー３７の外周面には膨出部３７ａが形成されているので、従動プーリー３７に巻き回される際、ベルト３９はこの膨出部３７ａの最大外径部に主に接触する。

クリーニング部材４１は、回転軸４１ａと、回転軸４１ａの外周面に設けられるスパイラル部４１ｂと、を有するクリーニングローラーである。回転軸４１ａは、感光体ドラム１９の回転軸１９ａと同等の長さを有している。スパイラル部４１ｂは、回転軸４１ａの軸方向に螺旋状に形成されている。スパイラル部４１ｂは、ゴムやウレタンで形成されている。

クリーニング部材４１は、感光体ドラム１９の下方に配置されている。回転軸４１ａは、感光体ドラム１９の回転軸１９ａと平行に配置されて、一端が支持プレート５１に回転可能に支持され、他端が装置本体３の他方の側板に回転可能に支持されている。スパイラル部４１ｂは、感光体ドラム１９の回転軸１９ａに固定された従動プーリー３７に所定の圧力で接触している。

クリーニング部材４１の下方には、クリーニング部材４１を下方から囲むような樋状の囲い部材５５（図４参照、図２には図示省略）が設けられている。囲い部材５５は、装置本体３の一対の側板３ａの間に固定されている。囲い部材５５の一端には、開口を通して回収コンテナ（図示省略）が着脱自在に装着されている。

張力調整部４５は、２つのコイルバネ６１と、互いに螺合する２対の雌ネジ６３及び雄ネジ６５と、を有している。２つのコイルバネ６１と、２対の雌ネジ６３及び雄ネジ６５とは、モーター３３の両側に配置されている。雌ネジ６３及び雄ネジ６５は、支持プレート５１を従動プーリー３７に近接又は離間する方向に移動させる移動機構である。

モーター３３の両側において、支持プレート５１と、側板３ａに固定された固定プレート６７とには、上下方向に対向する上側のバネ受け片６９と下側のバネ受け片７１とがそれぞれ形成されている。下側のバネ受け片７１には、貫通孔７１ａが形成されている。

雌ネジ６３は、下側のバネ受け片７１の上面に、貫通孔７１ａと同軸上に固定されている。雄ネジ６５は、下側のバネ受け片７１の貫通孔７１ａに下方から貫通して、雌ネジ６３に螺合している。雄ネジ６５の先端には、当接プレート７３が固定されている。

コイルバネ６１の上端は、上側のバネ受け片６９に係止されている。コイルバネ６１の下端は、当接プレート７３に係止されている。コイルバネ６１は、支持プレート５１を側板３ａに対して下方に付勢している。つまり、支持プレート５１に支持されたモーター３３の出力軸３３ａ（駆動プーリー３５）を、感光体ドラム１９の従動プーリー３７から離間する方向に付勢して、ベルト３９に張力を付与している。

雄ネジ６５を雌ネジ６３に対して締結方向に螺合させることで、当接プレート７３によってコイルバネ６１が押し上げられ、支持プレート５１が上方へ移動する。この結果、駆動プーリー３５と従動プーリー３７との間の距離が短くなり、ベルト３９の張力が低くなるように調整される。一方、雄ネジ６５を雌ネジ６３に対して反締結方向に螺合させることで、当接プレート７３によってコイルバネ６１が引き下げられ、支持プレート５１が下方へ移動する。この結果、駆動プーリー３５と従動プーリー３７との距離が長くなり、ベルト３９の張力が高くなるように調整される。

さらに、このような支持プレート５１の移動によって、支持プレート５１に支持されたクリーニング部材４１のスパイラル部４１ｂが従動プーリー３７を押圧する力が変化する。つまり、ベルト３９の張力が高くなるように調整された場合には、クリーニング部材４１の従動プーリー３７に対する押圧力が低くなり、ベルト３９の張力が低くなるように調整された場合には、押圧力が高くなる。

上記構成を有する駆動伝達装置３１において、モーター３３が回転すると、駆動プーリー３５が回転して、ベルト３９を介して従動プーリー３７が回転する。これにより、従動プーリー３７が固定された回転軸１９ａが回転して感光体ドラム１９が回転する。前述のように、ベルト３９が従動プーリー３７に沿った円弧状に湾曲するので、駆動プーリー３５がベルト３９の両側縁で削られて、金属粉が発生しやすい。金属粉は、駆動プーリー３５やベルト３９、従動プーリー３７に付着する。

ベルト３９を介して従動プーリー３７が回転すると、従動プーリー３７に当接しているクリーニング部材４１が、従動プーリー３７に従動して回転する。これにより、従動プーリー３７の表面の異物がクリーニング部材４１によって除去される。除去された異物は、囲い部材５５内に落下する。そして、クリーニング部材４１が回転することでスパイラル部４１ｂによって囲い部材５５内を搬送されて、回収容器に回収される。

上記説明したように、本発明の駆動伝達装置３１によれば、ベルト３９の回転によって発生した金属粉をクリーニング部材４１によって速やかに回収できるので、金属粉の付着によるベルト３９の腐食を防止できる。

また、クリーニング部材４１は、従動プーリー３７に接触して従動プーリー３７の表面に付着した金属粉を含む異物を除去している。従動プーリー３７は、駆動プーリー３５よりも大径であり、外周面の面積が広いため、異物の付着量が多いと予測される。このため、クリーニング部材４１を従動プーリー３７に接触させることで、より多くの量の異物を除去できる可能性がある。なお、クリーニング部材４１を、従動プーリー３７、駆動プーリー３５、ベルト３９の少なくとも一つに接触させて、これらに付着した異物を除去させるようにしてもよい。ただし、従動プーリー３７が駆動プーリー３５よりも大径の場合は、前述のように、除去できる異物の量を多くできることや、囲い部材５５を配置しやすいことにより、従動プーリー３７に接触させることが好ましい。

さらに、除去された異物を収容する囲い部材５５を設けることで、装置本体３の内部が異物で汚染されることを防止できる。さらに、クリーニング部材４１が回転することで、囲い部材５５に収容された異物がスパイラル部４１ｂで搬送されて回収される。したがって、異物を搬送するための専用の部材を設けることなく、異物を装置本体３の内部から速やかに除去することができる。

なお、クリーニング部材４１は、従動プーリー３７に従動して回転する円筒状のローラーや、従動プーリー３７に当接するブレードであってもよい。ブレードが従動プーリー３７に当接することで、従動プーリー３７の表面に付着している異物が掻き落とされる。この場合は、従動プーリー３７とローラーやブレードとの当接部の下方に、除去された異物が収容される回収コンテナを配置する。回収コンテナを着脱自在に設ければ、異物を装置本体３の内部から速やかに除去することができる。

さらに、クリーニング部材４１は、張力調整部４５の支持部材５１に支持されているので、ベルト３９の伸びやコイルバネ６１のテンションの差異に追従して、クリーニング部材４１の従動プーリー３７への押圧量を調整することができる。

本実施形態では、張力調整部４５がベルト３９のテンションを高くするように調整する、言い換えると、軸間距離（回転軸１９ａと駆動プーリー３５間の距離）が広がると、クリーニング部材４１の従動プーリー３７への押圧力を低くする。これは、以下の理由による。本実施形態では、クリーニング部材４１が従動ローラー３７に接触する構成であるので、クリーニング部材４１のスパイラル部４１ｂの耐久性が問題となる。ベルト３９は経年使用によって周長が伸びて軸間距離が広がり、切削粉の発生量が少なくなる。このため、軸間距離が広がった場合には、クリーニング部材４１の従動プーリー３７に対する押圧力を弱くすることで、スパイラル部４１ｂの劣化を低減してクリーニング部材４１の耐久性を上げることができるようになっている。つまり、初期のテンションが高い場合には、必要な押圧力が設定され、それ以外の場合には、できるだけ押圧力を下げる構成となっている。

また、従動プーリー３７の外周面に沿って膨出部３７ａが形成されているので、従動プーリー３７の厚さ方向へのベルト３９のずれを規制することができる。つまり、ベルト３９は、膨出部３７ａの最大外径部（外周面の厚さ方向における中央部）に主に接触する。すると、ベルト３９と膨出部３７ａの最大外径部との間に摩擦熱が発生し、この熱によって、膨出部３７ａの最大外径部はさらに径方向の外側へ膨らむ。これにより、ベルト３９と膨出部３７ａとの間の摩擦力がさらに高まるので、従動プーリー３７の厚さ方向へのベルト３９のずれを規制することができる。なお、駆動プーリー３５にも、従動プーリー３７と同様に、外周面に沿って膨出部を形成してもよい。

上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る駆動伝達装置及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。

１ プリンター（画像形成装置）
１９ 感光体ドラム
３１ 駆動伝達装置
３５ 駆動プーリー
３７ 従動プーリー
３７ａ 膨出部
３９ ベルト
４１ クリーニング部材
４１ａ 回転軸
４１ｂ スパイラル部
４５ 張力調整部
５１ 支持部材
５５ 囲い部材
６３ 雌ネジ（移動機構）
６５ 雄ネジ（移動機構）

Claims (6)

1. 駆動プーリーと従動プーリーとに巻き回された無端状の金属製ベルトを介して前記駆動プーリーの回転を前記従動プーリーに伝達する駆動伝達装置であって、
   前記駆動プーリー、前記従動プーリー、前記ベルトの少なくとも一つの表面に接触して該表面に付着した異物を除去するクリーニング部材を備えていることを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記クリーニング部材によって除去された異物を収容する囲い部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
3. 前記クリーニング部材は、
   回転軸と、前記回転軸に螺旋状に形成されて前記従動プーリーに接触するスパイラル部と、を有し、前記従動プーリーに接触して従動回転するクリーニングローラーであり、
   前記囲い部材の内側に配置されて、回転することで前記囲い部材に収容された異物を前記回転軸の軸方向に搬送することを特徴とする請求項２に記載の駆動伝達装置。
4. 前記ベルトの張力を調整する張力調整部をさらに備え、
   前記張力調整部は、
   前記駆動プーリーを支持する支持部材を、前記従動プーリーに近接又は離間する方向に移動させる移動機構を有し、
   前記クリーニング部材は、前記支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
5. 前記駆動プーリー及び前記従動プーリーの少なくとも一方には、外周面に沿って径方向の外側に突出した膨出部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の駆動伝達装置によって回転する感光体ドラムを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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