JP2002098202A - 歯付ベルト伝動装置及び事務用機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリンタや複写機の事務用機器等に用いられ
る歯付ベルト伝動装置の歯付ベルト８の速度むらを可及
的に低減し、事務用機器の印字精度や画像品質の向上等
を図る。 【解決手段】 歯付ベルト１０のベルト歯部１３を、１
対の歯元部１４と、凸形状の略円弧面からなる１対の歯
側面部１５と、両歯側面部１５同士を連続し、両歯側面
部１５の円弧面に連続する円弧面部１７及び両円弧面部
１７を接続する１つの平面部１８からなる歯先部１６と
で構成する一方、歯付プーリ１，２の各プーリ歯溝部３
を、１対の歯頂円弧部４と、凹形状の円弧面からなる１
対の歯溝側面部５と、両歯溝側面部５同士を接続する歯
溝底部６とで構成し、ベルト１０がプーリ１，２に巻き
付いた伝動状態で、ベルトランド部１２とプーリ外径部
９とを非接触状態とする。ベルト歯部１３のプーリ歯溝
部３への噛込時、対象のプーリ歯溝部３のベルト走行方
向前側に隣接するプーリ歯溝部３の後側歯元付近に対応
するベルトピッチラインＰＬ上の点Ｏ′を中心として回
動させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯付ベルト伝動装
置及びそれを用いた事務用機器に関し、特に、ベルトの
速度むら（速度変動）を低減させるための技術分野に属
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の歯付ベルトとして
は、ベルト歯部の形状が台形状であるものが一般的に用
いられていたが、より一層の高負荷を伝達したり、騒音
をより一層低減したりするという目的で、凸形状の側面
を有する歯部形状のベルトが提案され、現在では主流と
なっている。その歯形の１つが特開昭５０―４２２５２
号公報に示されるいわゆるＳＴＰＤ歯形と呼ばれるもの
であり、他の１つが特開昭５９―８９８５２号公報に示
されたいわゆるＨＴＤ−II歯形と呼ばれるものである。
前者のＳＴＰＤ歯形は、例えばバンドー化学（株）の商
品名「スーパートルクシンクロベルト」として、また後
者のＨＴＤ−II歯形は、ユニッタ（株）の商品名「パワ
ーグリップＧＴベルト」としてそれぞれ実用化されてい
る。

【０００３】また、この他、事務用機器における可動部
の精密な位置決め駆動を目的として、特開昭６４―７４
３４１号公報に示される歯付ベルトも提案されている。
このものでは、図１５に示すように、ベルト１０′にお
ける本体１１′のランドラインＬＬ上に複数のベルト歯
部１３′，１３′，…（１つのみ示す）を一定ピッチで
設け、この各ベルト歯部１３′は、歯幅方向中心線Ｃ２
に対し対称に配置された円弧面からなる歯元部１４′，
１４′と、この歯元部１４′，１４′に連続してかつ上
記歯幅方向中心線Ｃ２に対し対称に設けられた凸形状の
円弧面からなる歯側面部１５′，１５′と、この歯側面
部１５′，１５′に連続してかつ上記歯幅方向中心線Ｃ
２に対し対称に設けられた円弧面からなる円弧面部１
７′，１７′とを備え、これら円弧面部１７′，１７′
同士は１つの平面からなる平面部１８′により接続され
ている。そして、この歯付ベルト１０′の歯付プーリ
１′との静的噛合い状態において、各ベルト歯部１３′
の歯元部１４′がプーリ歯溝部３′の歯頂円弧部４′と
略接触し、ベルト歯部１３′のプーリ歯溝部３′でのバ
ックラッシュがベルト歯部１３′の歯元から歯先にかけ
て漸次増大し、プーリ歯溝部３′の深さがベルト歯部１
３′の高さ以上になるように構成されている。

【０００４】このものでは、プーリ歯溝部３′とのバッ
クラッシュをベルト歯部１３′の歯元部１４′でなくす
一方、そのプーリ歯溝部３′とのバックラッシュをベル
ト歯部１３′の歯元から歯先にかけて漸増させてベルト
歯部１３′を歯先に向かって細くし、このことでベルト
歯部１３′とプーリ歯溝部３′の歯頂円弧部４′との噛
合い干渉を抑制して、この噛合い干渉に起因するベルト
ピッチラインＰＬの変動を低減するようにしている。
尚、図１５中、５′はプーリ歯溝部３′における凹形状
の歯溝側面部、６′は歯溝底部である。また、ベルト１
０′のピッチラインＰＬはプーリ１′のピッチ円ＰＣと
一致している。また、理解を容易にするために、図１５
ではプーリ１′の外周部をベルト１０′と共に展開して
示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プリンタや
複写機に代表される事務用機器においては、歯付ベルト
伝動装置を利用した印字装置（画像印刷も含む）が一般
的に用いられている。この印字装置では、インクやハン
マ等の印字機構を装着したキャリッジを歯付ベルトに取
り付けて、この歯付ベルトを歯付プーリ間に掛け渡し、
プーリを正逆転させてキャリッジを往復動作させるよう
になっている。

【０００６】そして、上記キャリッジによる印字精度や
画像品質を高めるために、歯付ベルトの走行時の速度む
ら（速度変動）を可能な限り低減することが要求され
る。特に、プリンタにおいては、近年、カラー印刷やそ
の高速化・高画質化が急速に進んでおり、歯付ベルトの
噛合振動（噛合いによる速度むら）が印字むらや画像む
らを引き起こすことがあるので、歯付ベルトの噛合速度
むらの低減が強く要求されている。

【０００７】これらプリンタ等の事務用機器には、上記
ＳＴＰＤ歯形やＨＴＤ−II歯形で歯部ピッチが３ｍｍ以
下（例えば３ｍｍ、２ｍｍ、１．５ｍｍ等）の歯付ベル
トが一般的に用いられており、その歯部の形状は８ｍｍ
ピッチや５ｍｍピッチ等、比較的大きい歯部ピッチの歯
形をそのまま略相似的に縮小した形状が採用されてい
る。

【０００８】しかしながら、これらの歯形は本来、高負
荷伝達の用途を目的として開発されたものであり、この
ため、上記速度むらを低減する要求については何等考慮
されていない。

【０００９】尚、上記した特開昭６４―７４３４１号公
報に示される歯付ベルトは、速度むらの低減をある程度
考慮して提案されたものではあるが、その速度むらの低
減に最適な歯形とはなり得ておらず、速度むらを可及的
に低減するのに不十分であった。

【００１０】すなわち、このように、歯付ベルトの速度
むら低減のための歯形状の研究等については、従来から
殆ど行われていないのが実情である。

【００１１】本発明は斯かる諸点に鑑み、本発明者が上
記の如き事務用機器等に用いられる歯付ベルトの歯形状
を構成する種々の因子について解析及び実験を鋭意重ね
ることでなされたものであり、その目的は歯付ベルトの
速度むらを可及的に低減することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明者による研究の結果、ベルト歯部の側面を
凸形状の円弧面とした歯付ベルトにおいては、プーリに
巻き付いてベルト歯部が回動しながらプーリの歯溝部に
噛み合うとき、そのベルト歯部はベルトのピッチライン
上の点を中心として回動することに着目し、ベルト歯部
のプーリ歯溝部への噛合状態でベルト歯部間のランド部
をプーリ歯溝部間のプーリ外径部（歯頂部）から浮かせ
ることにより、ベルト歯部のプーリ歯溝部への噛合時の
ピッチライン上での回動中心をベルト走行方向前側にず
らして、ベルト歯部のプーリ歯溝部との噛合時の干渉を
さらに有効に抑制するようにした。

【００１３】具体的には、請求項１の発明では、ピッチ
ライン上に抗張体が埋設されたベルト本体、及びこのベ
ルト本体のランドライン上に一定ピッチで設けられた複
数のベルト歯部を備えた歯付プーリと、プーリ外径ライ
ン上に一定ピッチで設けられた複数のプーリ歯溝部を備
えた歯付プーリとを組み合わせてなる歯付ベルト伝動装
置が対象である。

【００１４】そして、上記歯付ベルトの各ベルト歯部
は、歯幅方向中心線に対し対称に配置された略円弧面か
らなる歯元部と、この歯元部に連続して歯部側面に位置
しかつ上記歯幅方向中心線に対し対称に設けられた凸形
状の略円弧面からなる歯側面部と、この両歯側面部の円
弧面の歯先側延長線よりも歯元側に位置し、両歯側面部
の円弧面に連続するように設けられた略円弧面からなる
円弧面部、及び両円弧面部を接続するように設けられた
略平面からなる１つの平面部からなる歯先部とで構成す
る。一方、歯付プーリの各プーリ歯溝部は、歯溝幅方向
中心線に対し対称に配置された略円弧面からなる歯頂円
弧部と、この歯頂円弧部に連続して歯溝幅方向中心線に
対し対称に設けられた凹形状の略円弧面からなる歯溝側
面部と、これら両歯溝側面部同士を接続するように設け
られた歯溝底部とで構成する。さらに、ベルトにプーリ
が巻き付いてベルトに張力が付与された伝動状態におい
て、ベルト本体のベルト歯部間のランド部とプーリ外径
部（歯頂部）とを非接触状態とする。

【００１５】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
の対象と同様の歯付ベルト伝動装置として、歯付ベルト
の各ベルト歯部は、歯幅方向中心線に対し対称に配置さ
れた略円弧面からなる歯元部と、この歯元部に連続して
歯部側面に位置しかつ上記歯幅方向中心線に対し対称に
設けられた凸形状の略円弧面からなる歯側面部と、これ
ら両歯側面部の円弧面の歯先側延長線よりも歯元側に位
置し、両歯側面部の円弧面と連続しかつ歯幅方向中心線
上に中心点を持つ１つの円弧面からなる歯先部とで構成
する。一方、歯付プーリの各プーリ歯溝部は、歯溝幅方
向中心線に対し対称に配置された略円弧面からなる歯頂
円弧部と、この歯頂円弧部に連続して歯溝幅方向中心線
に対し対称に設けられた凹形状の略円弧面からなる歯溝
側面部と、これら両歯溝側面部同士を接続するように設
けられた歯溝底部とで構成する。そして、ベルトにプー
リが巻き付いてベルトに張力が付与された伝動状態にお
いて、ベルト本体のベルト歯部間のランド部とプーリ外
径部とを非接触状態とする。

【００１６】これら発明の構成により、ベルトがプーリ
に巻き付くときには、ベルトのランド部がプーリ外径部
に円弧状に巻き付き、このランド部が巻き付いた後にベ
ルト歯部がプーリ歯溝部へ噛み込むが、このとき、ベル
ト歯部及びプーリ歯溝部の噛合時にベルトランド部とプ
ーリ外径部とが接触する通常の場合には、ベルト歯部
は、ベルト本体のピッチライン上においてベルト走行方
向前側の歯元付近における歯頂円弧部（プーリ歯溝部の
走行方向前側端部）に対応する点を回動中心（支点）と
して回動しながらプーリ歯溝部に噛み込む。これに対
し、この各発明のように、ベルトランド部とプーリ外径
部とが非接触状態となる構造では、ベルト歯部がプーリ
歯溝部へ噛み込む際、そのベルト歯部の回動中心は、上
記の如く噛み込もうとする対象のプーリ歯溝部のベルト
走行方向前側の歯元付近における歯頂円弧部に対応する
点ではなく、ベルトランド部がプーリ外径部から離れて
いることに起因して、上記対象のプーリ歯溝部のベルト
走行方向前側に隣接するプーリ歯溝部の後側歯元付近に
おける歯頂円弧部に対応する点にずれ、この点を回動中
心としてベルト歯部が回動しながら対象のプーリ歯溝部
に噛み込むようになる。このことで、上記ベルトランド
部とプーリ外径部とが接触状態である場合に比べて、ベ
ルト歯部の回動半径が大きくなり、その歯側面部の歯先
側の回動軌跡の突出量が小さくなってプーリ歯溝部の歯
溝側面部と干渉し難くなり、ベルト歯部はプーリ歯溝部
に滑らかに滑り込んで、ベルト歯部のプーリ歯溝部との
噛合い干渉に起因するベルトの速度むらをさらに小さく
することができる。

【００１７】また、一般に、歯付ベルト伝動装置におけ
るプーリと歯付ベルトとの間の負荷の伝動は、プーリ歯
溝部及びベルト歯部間の噛合い伝動に加え、プーリ外径
部及びベルトランド部の間の摩擦伝動によってもなさ
れ、プーリの回転速度の変動がこれら２つの伝動態様に
よって歯付ベルトへ伝えられて、歯付ベルトの速度むら
が発生するが、ベルトランド部とプーリ外径部とが非接
触状態であると、上記プーリ及びベルト間の負荷伝動の
態様のうち、後者のプーリ外径部とベルトランド部との
摩擦伝動が取り除かれるので、このベルトランド部の摩
擦伝動によるプーリの回転速度変動のベルトへの伝達が
防止される。そして、ベルト歯部のうち、ベルトのラン
ドラインとプーリの外径ラインとの間の部分がその弾性
によりプーリの回転速度変動を吸収するようになり、こ
のプーリの回転速度変動が上記噛合い伝動によってベル
トへ伝達されるのを抑制して、ベルトの速度むらをさら
に小さくすることができる。

【００１８】また、特に、請求項１の発明では、ベルト
歯部の歯先部は、両側面部の円弧面に連続するように設
けられた略円弧面からなる円弧面部と、これら両円弧面
部を接続するように設けられた略平面からなる１つの平
面部とで構成されているので、以下の作用効果を奏す
る。すなわち、プリンタの用途では、従動プーリ（図３
のプーリ２参照）を平プーリとして使用することがあ
り、その場合、ベルト歯部の歯先部が平プーリ外径部と
直接接触して走行するので、このベルト歯先部が略平面
であれば広い面積で荷重を受け持つこととなり、ピッチ
ラインの位置を安定させることができ、これによりベル
トの速度むらを抑えることができる。

【００１９】一方、請求項２の発明では、ベルト歯部の
歯先部が、両歯側面部の円弧面と連続しかつ歯幅方向中
心線上に中心点を持つ１つの円弧面で構成されているの
で、請求項１の発明のように歯先部に平面部を有するも
の（図１０仮想線参照）に比べ、ベルト歯部のプーリ歯
溝部への接触をさらに遅くすることができ（図１０実線
参照）、その分、請求項３の説明で後述するようにベル
トの速度むらをより一層低減できる利点がある。

【００２０】請求項３の発明では、上記歯付ベルトのラ
ンドライン上での歯元幅をＷとしたとき、ベルト歯部の
歯側面部においてランドラインから歯高さ方向に０．３
Ｗ離れた基準位置での圧力角（以後、０．３Ｗ圧力角と
も記す）を２６〜３９°とする。こうすると、ベルトの
速度むらをさらに低減できて好ましい。

【００２１】すなわち、ベルト歯部の側面を凸形状とし
た歯付ベルトにおいては、その側面の基準位置での圧力
角が速度むらに極めて大きな影響を与える。この理由
は、ベルト歯部側面の凸形状の歯側面部が通常０．６Ｗ
前後の歯高さを有するので、その歯高さの中央となる基
準位置での「０．３Ｗ圧力角」が凸形状歯形の圧力角と
して実質的に有効な指標となるからである。

【００２２】従来のＳＴＰＤ歯形やＨＴＤ−II歯形を有
する歯付ベルトでは、高負荷伝動を目的としているの
で、高負荷時のベルトの歯飛び（ジャンピング）を避け
るために、歯部側面の上記０．３Ｗ圧力角は小さく設定
される。例えば歯部ピッチが１．５〜３．０ｍｍのＳＴ
ＰＤ歯形では上記０．３Ｗ圧力角は２５．１〜２５．３
°の範囲に、また１．５〜３．０ｍｍピッチのＨＴＤ−
II歯形では０．３Ｗ圧力角は２０．８〜２１．１°の範
囲にそれぞれ設定されている。これに対し、事務用機器
の用途に用いられる歯付ベルトは、軽負荷伝動条件下で
駆動されるものであるので、上記の如きベルトの歯飛び
を考慮する必要は殆どない。発明者の研究の結果によれ
ば、歯部側面の０．３Ｗ圧力角を２６〜３９°とするこ
とで、ベルトの速度むらを大きく低減できる。そして、
ベルトのスパン（プーリに巻き付いていない部分）でベ
ルトピッチラインがベルトスパンと直交する方向に上下
動することにより、噛合い速度むらが発生する。上記ピ
ッチラインの上下動量は、ベルト歯部がプーリ歯溝部に
滑り込む際に発生する反力と、その反力によってベルト
が上側に押し上げられたときに発生するベルト張力の分
力とによって決まる。このため、接触位置がベルト歯部
とプーリ歯溝部との完全噛合位置から離れるほどベルト
張力の分力が小さくなり、ピッチラインの押上げ量が大
きくなる。換言すれば、ベルト歯部のプーリ歯溝部への
接触が早期になされるほど速度むらが大きくなるのであ
る。

【００２３】それ故、従来の歯部形状のように０．３Ｗ
圧力角が小さいと、ベルト歯部の側面がプーリ歯溝部の
側面に早く接触する（図５（ｂ）参照）のに対し、本発
明のように０．３Ｗ圧力角が従来のものよりも大きい
と、ベルト歯部のプーリ歯溝部側面との接触は遅くなり
（図５（ａ）参照）、このことによってベルトの速度む
らを低減することができる。

【００２４】一方、上記０．３Ｗ圧力角を無闇に大きく
することはできず、それが大き過ぎると、却って速度む
らが増大する。すなわち、上記のとおり、ベルト歯部の
側面はプーリ歯溝部の側面と接触した後に滑り込む反力
とベルト張力の分力とによってベルトスパンの移動量が
決まるが、そのとき、０．３Ｗ圧力角が大き過ぎると、
ベルト歯部がプーリ歯溝部に滑り込む際に発生する反力
の垂直方向（ベルトスパンと直交する方向）の成分が大
きくなり過ぎ、容易に滑り込めなくなってベルトピッチ
ラインが押し上げられるためである。

【００２５】したがって、上記０．３Ｗ圧力角は、上記
の如く２６〜３９°にあれば最適の許容範囲が得られる
こととなり、従来の圧力角（例えば２５．１〜２５．３
°）を有するものに比べてベルトの速度むらの低減に極
めて有効である。

【００２６】請求項４の発明では、歯付ベルトのランド
部を略平面とする。このことで、上記請求項１又は２の
発明の効果が有効に得られる。

【００２７】請求項５の発明では、歯付ベルトのベルト
歯部の歯側面部と歯付プーリのプーリ歯溝部の歯溝側面
部とを略相似形として、ベルトにプーリが巻き付いてベ
ルトに張力が付与された伝動状態において、ベルト歯部
の歯側面部及びプーリ歯溝部の歯溝側面部の歯高さ方向
の各位置での圧力角を略等しくする。

【００２８】上記のように、凸状円弧の歯側面部を有す
る歯付ベルトで、圧力角を適正範囲に大きく構成すれ
ば、プーリ歯溝部との接触を遅くすることができるた
め、ベルトそのものとして速度むらを低減させる効果を
有するが、プーリ歯溝形状との組合せにより、より一層
大きな効果を発揮できる。すなわち、ベルト歯形状とプ
ーリ歯溝形状の組合せにより速度むらの低減を狙った従
来技術として、上記した特開昭６４―７４３４１号公報
のものがある。このものは、前述のようにベルト歯部と
プーリ歯溝部との間のバックラッシュが歯先部から歯先
側に向かって漸増させる（つまりベルト歯側面の圧力角
よりも、プーリ歯溝側面の圧力角を小さくしたもの）こ
とにより、噛込み時のベルト歯のプーリ歯溝への干渉を
抑えることを狙ったものである（図１５参照）。

【００２９】しかし、この構成では、確かに無負荷の伝
動状態で干渉は殆ど起こらないが、現実には前述のよう
に通常の伝動状態で、与えられる負荷トルクの影響によ
り、ベルト歯部はプーリ歯溝部の位置に対し若干遅れた
位置で噛み込むので、ベルト走行方向後側の歯部側面が
プーリ歯溝部の側面に接触し、その後に滑り込む。この
とき、従来例のように、ベルト歯側面の圧力角よりも、
プーリ歯溝側面の圧力角を小さくすると、ベルト歯部側
面はプーリ歯溝部の歯頂円弧部に接触し、ベルト歯部は
プーリ歯溝部の歯頂円弧部に突き上げられながら噛み込
む（図６（ｂ）参照）。これにより、プーリ歯溝部にス
ムーズに滑り込むことができず、ベルトピッチラインが
押し上げられて速度むらが増大してしまう。実際、有限
要素法を用いた速度むら解析において、ベルトとプーリ
の圧力角が同じものに対して、速度むらが悪化する結果
となる。

【００３０】これに対し、請求項５の発明の構成によれ
ば、ベルト歯部の側面とプーリ歯溝部の歯溝側面との歯
高さ方向の各位置での圧力角が略等しいため、噛込み時
にベルト歯部側面がプーリ歯溝部側面に対し、均一に接
触してベルト歯部がプーリ歯溝部にスムーズに滑り込む
ようになり、ベルトピッチラインが押し上げられない
（図６（ａ）参照）。従って、ベルト歯部側面の圧力角
が従来よりも大きくベルト歯側面がプーリ歯溝側面との
接触が遅いことと相俟って、ベルトの速度むらを極めて
小さく抑えることができる。

【００３１】請求項６の発明では、事務用機器として、
上記歯付ベルト伝動装置が装備されていて、その歯付ベ
ルトにキャリッジが取り付けられているものとする。こ
のことで、歯付ベルト伝動装置の作動時に、キャリッジ
を移動させて印字等をするとき、ベルトの速度むらによ
るキャリッジの速度変動が小さくなるので、キャリッジ
による印字精度や画像品質を高めることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図３は本発明の実
施形態１に係る歯付ベルト伝動装置Ａの全体構成を示
し、この伝動装置Ａは、プリンタや複写機に代表される
事務用機器に装備されるものである。図３において、１
は歯付プーリからなる駆動プーリ、２は同様の従動プー
リで、これらプーリ１，２は例えば水平方向に対向して
配置されている。両プーリ１，２間には歯付ベルト１０
が噛合い状態で巻き掛けられ、この歯付ベルト１０の下
側スパンにはインクやハンマ等の印字機構（図示せず）
を装着したキャリッジ２４が取付部２４ａにて移動一体
に取付固定されており、駆動プーリ１，２を正転又は逆
転させて歯付ベルト１０を走行移動させることにより、
キャリッジ２４をプーリ１，２間で往復動作させるよう
にしている。

【００３３】図２に拡大して示すように、上記歯付プー
リからなる駆動又は従動プーリ１，２は、外周のプーリ
外径ライン上のプーリ外径部９に一定ピッチで設けられ
た複数のプーリ歯溝部３，３，…（１つのみ図示する）
を備えている。この各プーリ歯溝部３は、その歯溝幅方
向中心線Ｃ１に対し対称に配置された円弧半径ｒ１Ｐの
円弧面からなる１対の歯頂円弧部４，４と、これら両歯
頂円弧部４，４に連続して上記歯溝幅方向中心線Ｃ１に
対し対称に設けられ、ピッチ円ＰＣの近傍（後述の如く
プーリ１，２に噛み合うベルト１０の歯部１３における
歯側面部１５の円弧面中心点Ｏ１Ｂと同じ位置）に中心
点Ｏ１Ｐを有しかつ後述するベルト歯部１３の歯側面部
１５の円弧半径ＲＢよりも若干大きい円弧半径ＲＰ（＞
ＲＢ）の凹形状の円弧面からなる１対の歯溝側面部５，
５と、これら両歯溝側面部５，５を連続するように設け
られた歯溝底部６とで構成され、この歯溝底部６は、両
歯溝側面部５，５同士を接続するように設けられた略円
弧面からなる円弧面部７，７と、該両円弧面部７，７同
士を接続するように設けられた略平面からなる１つの平
面部８とで構成されている（尚、図２においては、理解
を容易にするためにプーリ１，２の外周をベルト１０と
共に展開した状態で示している）。

【００３４】一方、上記歯付ベルト１０は、図１に拡大
して示すように、弾性材からなるベルト本体１１を備え
ている。このベルト本体１１はゴム製又はポリウレタン
製であるのが好ましく、その他、例えば合成樹脂系等の
材料でもよい。ゴム製の場合、クロロプレンゴムが用い
られる他、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ等でもよく、その
ゴムの硬度はＪＩＳ−Ａで６５〜８５°程度のものがよ
い。ベルト本体１１をポリウレタン製とする場合、その
ポリウレタンは熱硬化性でかつエーテル系のものが用い
られるが、熱可塑性やエステル系のものでもよい。

【００３５】また、上記ベルト本体１１のピッチライン
ＰＬ上に抗張体としての心線（図示せず）が埋設されて
いる。この心線は、ベルト本体１１がゴム製又はポリウ
レタン製のいずれであっても、主としてガラス繊維、ア
ラミド繊維が用いられ、カーボンやＰＢＯ等の繊維でも
よい。また、事務用機器の消費電力を低減するために、
ロストルクが小さくなるように細径の心線が望ましい。

【００３６】また、ベルト１０の速度むらを低減する狙
いからみて、ベルト１０のピッチラインＰＬを安定して
維持するために、ベルト１０の曲げ剛性を低くする点、
また、負荷がかけられたときの歯ピッチＰＢの維持によ
り噛合干渉を低減し、事務用機器の起動時の速度変動を
素早く減衰させるために、ベルト１０の引張弾性率を高
くする点を考慮すると、高弾性率の心線を用いるのがよ
い。

【００３７】上記ベルト本体１１のランドラインＬＬ上
には、歯元幅Ｗ（ベルト歯部１３の後述する両方の歯側
面部１５，１５の歯元方向の円弧延長線とランドライン
ＬＬとの交差位置間の寸法）を有する複数の歯部１３，
１３，…（１つのみ図示する）がベルト長さ方向に一定
の歯ピッチＰＢで形成され、この歯部１３，１３間にあ
るベルト本体１１の底面に、ランドラインＬＬ上に位置
するランド部１２が設けられている。このランド部１２
は、円弧面でもよいが、歯幅方向中心線Ｃ２に対し対称
に配置された円弧面からなる歯元部１４，１４によりベ
ルト歯部１３側面と連続して接続された略平面で構成す
るのが望ましい。

【００３８】また、上記ベルト歯部１３のピッチＰＢ
は、上記歯元幅Ｗに対し、ＰＢ＝１．２５Ｗ〜１．５Ｗ
とされ、特に、ＰＢ＝１．３７Ｗ〜１．４７Ｗとするの
が好ましい。

【００３９】上記の如くベルト本体１１がゴム製である
場合、その歯部１３の表面に合成繊維製の織布（図示せ
ず）が貼り付けられる。その織布はポリアミド繊維が望
ましいが、ポリエステル繊維でもよい。織布は通常、Ｒ
Ｆ処理、エポキシ処理、ＲＦＬ処理等の接着処理が施さ
れ、糊ゴムにより処理される。この糊ゴム処理は、織布
の表裏両面に行われることもあるが、特に事務用機器の
用途ではベルト１０表面からのゴム粉の飛散を嫌い、し
かもベルト１０の速度むらの低減という目的からみてベ
ルト１０表面の摩擦係数を低くしておく必要があるため
に、歯部１３の表面となる側にゴム処理を行わないのが
好ましい。

【００４０】一方、ベルト本体１１がポリウレタン製で
ある場合、歯部１３の表面に織布は設けられておらず、
ベルト本体１１に心線のみが埋め込まれたものとなる。

【００４１】本発明の特徴は、上記各ベルト歯部１３及
びプーリ歯溝部３の形状にある。すなわち、図１に示す
ように、各ベルト歯部１３は、そのベルト長さ方向両側
に、ベルト歯部１３の歯幅方向中心線Ｃ２（ベルト長さ
方向の中心線）に対し対称に位置しかつランド部１２に
連続する所定半径ｒ１Ｂの円弧面からなる１対の歯元部
１４，１４と、これらの歯元部１４，１４に連続して歯
部１３の側面に位置しかつ上記歯幅方向中心線Ｃ２に対
し対称に設けられ、円弧半径ＲＢの凸形状の円弧面から
なる１対の歯側面部１５，１５と、これら両歯側面部１
５，１５の円弧面の円弧状の歯先側延長線１５ａよりも
歯元側（内側）に位置し、両歯側面部１５，１５同士を
連続するように設けられた歯先部１６とで構成され、こ
の歯先部１６は、両歯側面部１５，１５に連続してかつ
上記歯幅方向中心線Ｃ２に対し対称に設けられた所定半
径ｒ２Ｂの略円弧面からなる円弧面部１７，１７と、こ
れら両円弧面部１７，１７同士を連続するように設けら
れた１つの略平面からなる平面部１８とで構成されてい
る。

【００４２】上記各歯側面部１５の円弧面の中心点Ｏ１
Ｂは、上記ベルト１０のピッチラインＰＬ上又はその近
傍に位置するのが望ましい。また、この各歯側面部１５
の円弧面の円弧半径ＲＢは、ＲＢ＝０．７Ｗ〜１．５Ｗ
に設定するのがよく、特に、ＲＢ＝０．８Ｗ〜１．３
Ｗ、さらにはＲＢ＝０．９Ｗ〜１．１Ｗとする好まし
い。

【００４３】そして、上記歯付ベルト１０のベルト歯部
１３側面の歯側面部１５においてランドラインＬＬから
歯高さ方向に０．３Ｗ離れた基準位置Ｄでの０．３Ｗ圧
力角θＢはθＢ＝２６〜３９°とされ、望ましくはθＢ
＝２８〜３５°であり、そのうちθＢ＝２９〜３３°が
好ましく、最適値はθＢ＝３１°（図示例のもの）であ
る。

【００４４】また、図２に示す如く、上記ベルト歯部１
３の側面（歯幅方向の側面）とプーリ歯溝部３の側面
（歯溝幅方向の側面）とは互いに略相似形であり、ベル
ト１０が各プーリ１，２に巻き付いてベルト１０に張力
が付与された実際の伝動状態では、ベルト歯部１３及び
プーリ歯溝部３の各側面の歯高さ方向の各位置でのベル
ト歯部１３側面の圧力角とプーリ歯溝部３側面の圧力角
とが略等しく構成され、ベルト歯部１３の歯先部１６と
プーリ歯溝部３の歯溝底部６とが接触している一方、ベ
ルト本体１１のランド部１２はプーリ外径部９から所定
寸法だけ離れて該プーリ外径部９とは非接触状態にあ
る。

【００４５】この実施形態においては、歯付ベルト１０
がプーリ１，２に巻き付くときには、まず、そのベルト
１０のランド部１２がプーリ外径部９に円弧状に巻き付
き、このランド部１２が巻き付いた後にベルト歯部１３
がプーリ歯溝部３へ噛み込むが、このとき、ベルト歯部
１３及びプーリ歯溝部３の噛合状態でベルトランド部１
２とプーリ外径部９とが接触するようになっている通常
の場合には、図４に仮想線にて示すように、ベルト歯部
１３は、ベルト本体１１のピッチラインＰＬ上において
ベルト走行方向前側の歯元付近における歯頂円弧部４
（プーリ歯溝部３の走行方向前側端部）に対応する点Ｏ
を回動中心（支点）として回動しながらプーリ歯溝部３
に噛み込む。しかし、この実施形態では、ベルト歯部１
３及びプーリ歯溝部３の噛合時にベルトランド部１２と
プーリ外径部９とは接触しないので、ベルト歯部１３が
プーリ歯溝部３へ噛み込む際、そのベルト歯部１３のピ
ッチラインＰＬ上の回動中心は、上記ベルトランド部１
２とプーリ外径部９とが接触状態にある場合のように、
噛み込もうとする対象のプーリ歯溝部３のベルト走行方
向前側の歯元付近における歯頂円弧部４に対応する点Ｏ
ではなく、ベルトランド部１２がプーリ外径部９から離
れている分だけ、上記対象のプーリ歯溝部３のベルト走
行方向前側に隣接するプーリ歯溝部３の後側歯元付近に
おける歯頂円弧部４に対応する点Ｏ′にずれ、ベルト歯
部１３はこの点Ｏ′を回動中心として回動しながらプー
リ歯溝部３に噛み込むようになる。このことで、上記ベ
ルトランド部１２とプーリ外径部９とが接触状態である
場合（図４で仮想線にて示す）に比べて、ベルト歯部１
３の回動半径が大きくなり、その歯側面部１５の歯先側
の回動軌跡の突出量が小さくなってプーリ歯溝部３の歯
溝側面部５と干渉し難くなり、ベルト歯部１３はプーリ
歯溝部３に滑らかに滑り込むことができる。このため、
干渉に伴って発生するプーリ１，２からの反力によりベ
ルト１０のピッチラインＰＬが押し上げられて変動する
のを低減でき、噛合い干渉に起因するベルト１０の速度
むらを小さくすることができる。

【００４６】尚、図１及び図２に示す如く、上記回動中
心Ｏ′となるベルトピッチラインＰＬがベルト歯部１３
における歯側面部１５の円弧中心点Ｏ１Ｂよりも歯先側
に位置していると、同ベルトピッチラインＰＬがベルト
歯部１３における歯側面部１５の円弧中心点Ｏ１Ｂと同
じか又はそれよりも歯元側に位置している構造と比べ、
ベルト歯部１３の歯側面部１５の歯先側の回動半径が小
さくなり、そのベルト歯部１３の回動に伴う回動軌跡が
プーリ歯溝部３の歯溝側面部５から離れるようになって
該歯溝側面部５と干渉し難くなり、ベルト歯部１３はプ
ーリ歯溝部３にさらに滑らかに滑り込み、両者の噛合い
干渉に起因するベルト１０の速度むらをより一層小さく
することができる。

【００４７】また、一般に、プーリ１，２と歯付ベルト
１０との間の負荷の伝動は、プーリ歯溝部３及びベルト
歯部１３間の噛合い伝動に加え、プーリ外径部９及びベ
ルトランド部１２の間の摩擦伝動によってもなされ、プ
ーリ１，２の回転速度の変動がこれら２つの伝動態様に
よって歯付ベルト１０へ伝えられて、その歯付ベルト１
０の速度むらが発生するが、ベルトランド部１２とプー
リ外径部９とが非接触状態であると、上記プーリ１，２
及びベルト１０間の負荷伝動の態様のうち、後者のプー
リ外径部９とベルトランド部１２との摩擦伝動が取り除
かれる。従って、このベルトランド部１２の摩擦伝動に
よるプーリ１，２の回転速度変動のベルト１０への伝達
が防止されるので、ベルト歯部１３のうちベルト１０の
ランドラインＬＬとプーリ１，２の外径ラインとの間の
部分の弾性によりプーリ１，２の回転速度変動が吸収さ
れるようになり、このプーリ１，２の回転速度変動が上
記噛合い伝動によってベルト１０へ伝達されるのを抑制
して、ベルト１０の速度むらをさらに小さくすることが
できる。

【００４８】また、ベルト本体１１がポリウレタン製で
ある歯付ベルト１０において、そのベルト歯部１３の歯
ピッチＰＢが１．５ｍｍ以下であるときには、心線をラ
ンド部１２から離すために設ける凹部の寸法が極めて小
さく、金型の加工が難しいため、上記の如き凹部を設け
ずに、ランド部１２上に直接心線を配設しているが、こ
の心線がプーリ外径部９に接触して傷付けられないよう
にすべく、ベルト１０のランド部１２がプーリ外径部９
と接触しない状態で使用される。そして、この実施形態
のようにベルト１０のランド部１２を略平面とすること
で、上記心線の位置を安定させることができる。

【００４９】また、図５に示すように、歯付ベルト１０
の各歯部１３が歯付プーリからなる駆動プーリ１の各歯
溝部３に噛み込むとき、与えられる負荷トルクの影響に
よりベルト歯部１３はプーリ歯溝部３の位置に対し若干
遅れた位置で噛み込むので、ベルト走行方向後側の歯部
１３側面がプーリ歯溝部３の側面に接触した後にベルト
歯部１３がプーリ歯溝部３に滑り込む。

【００５０】そのとき、ベルト１０のスパン（プーリ１
に巻き付いていない部分）でベルトピッチラインＰＬが
ベルトスパンと直交する方向に上下動することにより、
噛合い速度むらが発生し、上記ピッチラインＰＬの上下
動量は、ベルト歯部１３がプーリ歯溝部３に滑り込む際
に発生する反力と、その反力によってベルト１０が上側
に押し上げられたときに発生するベルト張力の分力とに
よって決まるため、接触位置がベルト歯部１３とプーリ
歯溝部３との完全噛合位置から離れるほどベルト張力の
分力が小さくなってピッチラインＰＬの押上げ量が大き
くなり、ベルト歯部１３のプーリ歯溝部３への接触が早
期であると速度むらが大きくなる。

【００５１】したがって、従来の歯付ベルト１０では、
図５（ｂ）に示すように、上記したベルト歯部１３側面
の０．３Ｗ圧力角θＢが小さい（θＢ＝２０．８〜２
５．３°）ので、ベルト歯部１３の側面がプーリ歯溝部
３の側面に早く接触するのに対し、この実施形態では、
図５（ａ）に示す如く、上記０．３Ｗ圧力角θＢがθＢ
≧２６°と従来よりも大きいので、ベルト歯部１３のプ
ーリ歯溝部３側面との接触は遅くなり、このことによっ
てベルト１０の速度むらを低減することができる。

【００５２】一方、このように、ベルト歯部１３の側面
はプーリ歯溝部３の側面と接触した後に滑り込む反力と
ベルト張力の分力とによってベルトスパンの移動量が決
まり、そのときに、０．３Ｗ圧力角θＢが大き過ぎる
と、ベルト歯部１３がプーリ歯溝部３に滑り込む際に発
生する反力の垂直方向（ベルトスパンと直交する方向）
の成分が大きくなり過ぎ、容易に滑り込めなくなってベ
ルトピッチラインＰＬが押し上げられ、却ってベルト１
０の速度むらが増大するが、この実施形態では、上記
０．３Ｗ圧力角θＢはθＢ≦３９°であるので、ベルト
歯部１３がプーリ歯溝部３にスムーズに滑り込むように
なり、ベルト１０の速度むらの増大を抑えることができ
る。つまり、０．３Ｗ圧力角θＢの最適範囲をθＢ＝２
６〜３９°とすることで、ベルト１０の速度むらを可及
的に低減することができる。

【００５３】また、この実施形態では、ベルト歯部１３
の側面とプーリ歯溝部３の側面との歯高さ方向の各位置
での圧力角が略等しいため、図６（ａ）に示すように、
ベルト歯部１３の側面がプーリ歯溝部３の側面に対し均
一に接触してベルト歯部１３がプーリ歯溝部３にスムー
ズに滑り込むこととなる。このため、図６（ｂ）に示す
如く、プーリ歯溝部３の圧力角をベルト歯部１３の圧力
角よりも小さくした場合のように、ベルト歯部１３の側
面がプーリ歯溝部３の側面でなくて歯頂円弧部４に接触
してベルト歯部１３がプーリ歯溝部３の歯頂円弧部４に
突き上げられることはなく、ベルト１０の速度むらをさ
らに抑制することができる。

【００５４】また、上記ベルト歯部１３の歯側面に位置
する歯側面部１５の円弧半径ＲＢは、ランドラインＬＬ
上での歯元幅Ｗに対し、ＲＢ＝０．７Ｗ〜１．５Ｗとさ
れているので、次の作用効果が得られる。すなわち、上
記のように、０．３Ｗ圧力角θＢを大きくすることによ
って、ベルト歯部１３のプーリ歯溝部３への噛込み時に
ベルト歯部１３のプーリ歯溝部３への接触が遅くなり、
これにより速度むらを小さくすることができるが、同じ
０．３Ｗ圧力角θＢを有する歯形であっても、その歯形
の歯側面部１５の円弧半径ＲＢによってベルト歯部１３
のプーリ歯溝部３への滑込み易さが異なるため、速度む
らに影響する。つまり、ベルト１０のプーリ１，２への
噛込みにおいては、上記の如く、ベルト１０のランド部
１２がプーリ１，２の外径部９に円弧状に巻き付いた後
にベルト歯部１３がプーリ歯溝部３へ噛み込むとき、そ
のベルト歯部１３は、対象のプーリ歯溝部３よりもベル
ト走行方向前側のプーリ歯溝部３の後側歯元付近におけ
るピッチラインＰＬ上の点Ｏ′を回動中心としてプーリ
歯溝部３に噛み込むが、歯側面部１５の円弧半径ＲＢが
大き過ぎると（例えばＲＢ＝１．６Ｗ）、図７（ｂ）に
示すように、ベルト歯部１３の歯先部１６付近がプーリ
歯溝部３の側面に干渉しながら滑り込む一方、逆に歯側
面部１５の円弧半径ＲＢが小さ過ぎる場合（例えばＲＢ
＝０．６５Ｗ）は、図７（ｃ）に示す如く、ベルト歯部
１３の側面がプーリ歯溝部３の歯頂円弧部４付近に干渉
しながら滑り込む虞れがあり、こうしてベルト歯部１３
の歯先部１６付近又は側面が干渉しながら滑り込むこと
によって、噛込み時に発生するプーリ１，２からの反力
が大きくなり、ピッチラインＰＬが押し上げられて速度
むらが大きくなる。

【００５５】しかし、この実施形態のように、ベルト歯
部１３の歯側面部１５の円弧半径ＲＢがベルト歯元幅Ｗ
と略等しければ（ＲＢ＝０．７Ｗ〜１．５Ｗ）、図７
（ａ）に例示するように、上記の如き干渉は殆ど発生せ
ず、滑らかに滑り込むことができて速度むらが小さくな
る。よって、歯側面部１５の円弧半径ＲＢが歯元幅Ｗに
対し、ＲＢ＝０．７Ｗ〜１．５Ｗの範囲であれば、ベル
ト１０の速度むらの低減に有効である。

【００５６】また、歯付ベルト１０の歯ピッチＰＢは、
歯元幅Ｗに対し、ＰＢ＝１．２５Ｗ〜１．５Ｗとされて
いるので、以下の作用効果を奏する。すなわち、ベルト
１０の速度むらを低減させるためには、ベルト１０の歯
ピッチＰＢができるだけ小さくてプーリ歯数が多い方
が、多角形効果が小さく（より一層円に近く）なるの
で、有利であり、ＰＢ＝１．５Ｗ以下であれば、従来の
ものに比べて、速度むらが小さくなる。一方、ＰＢ＝
１．２５Ｗ未満では、プーリ外径部９が狭くなり過ぎ、
プーリ１，２の強度や加工性に問題がある。このため、
この実施形態のように、ＰＢ＝１．２５Ｗ〜１．５Ｗと
することで、プーリ１，２の強度や加工性の問題を招く
ことなく、ベルト１０の速度むらを低減することができ
る。

【００５７】さらにまた、ベルト歯部１３の歯先部１６
に略平面の平面部１８が設けられている一方、プーリ歯
溝部３の歯溝底部６に略平面の平面部８が設けられてい
るので、ベルト１０がプーリ１，２に完全に噛み合った
状態では、ベルト歯部１３の歯先部１６における平面部
１８全体をプーリ歯溝部３の歯溝底部６における平面部
８が広い面積で受けることになり、完全噛合い時のベル
ト１０の心線位置（ピッチラインＰＬ）をより安定させ
て、ベルト１０の速度むらをさらに低減することができ
る。

【００５８】以上のようにベルト１０の速度むらが可及
的に低減されることによって、事務用機器の印字精度や
画像品質の向上等を図ることができる。

【００５９】また、上記プーリ１，２における各プーリ
歯溝部３の歯溝底部６が略平面であるので、プーリ歯溝
部３の歯溝底部６をベルト歯部１３の歯先部１６と同じ
略平面形状とすることができる。尚、この実施形態１に
おいて、プーリ歯溝部３の歯溝底部６のみを、プーリ中
心方向に中心を持つ円弧面で形成してもよい。

【００６０】（実施形態２）図８及び図９は本発明の実
施形態２を示し（尚、以下の各実施形態では図１及び図
２と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説
明は省略する）、この実施形態では、ベルト歯部１３の
形状を変えたものである。

【００６１】すなわち、この実施形態では、図９に示す
如く、上記実施形態１と同様に、プーリ１，２における
各プーリ歯溝部３は、歯溝幅方向中心線Ｃ１に対し対称
に配置された円弧面からなる歯頂円弧部４，４と、この
歯頂円弧部４，４に連続して歯溝幅方向中心線Ｃ１に対
し対称に設けられた凹形状の円弧面からなる歯溝側面部
５，５と、これら両歯溝側面部５，５同士を連続するよ
うに設けられた円弧面部７，７及び平面部８からなる歯
溝底部６とで構成されている。

【００６２】一方、図８及び図９に示すように、歯付ベ
ルト１０の各ベルト歯部１３は、実施形態１とは異な
り、そのベルト長さ方向両側に、ベルト歯部１３の歯幅
方向中心線Ｃ２に対し対称に位置しかつランド部１２に
連続する所定半径ｒ１Ｂの円弧面からなる１対の歯元部
１４，１４と、この歯元部１４，１４に連続して歯部１
３側面に位置しかつ上記歯幅方向中心線Ｃ２に対し対称
に設けられた円弧半径ＲＢの凸形状の円弧面からなる１
対の歯側面部１５，１５と、この両歯側面部１５，１５
同士を連続するように設けられ、上記ベルト歯部１３の
歯幅方向中心線Ｃ２上に中心点Ｏ２Ｂを持つ円弧半径ｒ
ＴＢの１つの円弧面からなる歯先部１６とで構成されて
いる。

【００６３】そして、上記実施形態１と同様に、上記各
ベルト歯部１３側面の歯側面部１５の基準位置Ｄでの
０．３Ｗ圧力角θＢはθＢ＝２６〜３９°とされ、望ま
しくはθＢ＝２８〜３５°で、そのうちθＢ＝２９〜３
３°が好ましく、最適値はθＢ＝３１°（図示例のも
の）である。

【００６４】さらに、上記ベルト歯部１３側面とプーリ
歯溝部３の側面とは略相似形で、ベルト１０がプーリ
１，２に巻き付いてベルト１０に張力が付与された伝動
状態では、ベルト歯部１３及びプーリ歯溝部３の各側面
の歯高さ方向の各位置でのベルト歯部１３側面の圧力角
とプーリ歯溝部３側面の圧力角とが略等しく構成され、
かつベルト歯部１３の歯先部１６とプーリ歯溝部３の歯
溝底部６とが接触し、ベルト本体１１のランド部１２は
プーリ外径部９から離れて両者は非接触状態にある。そ
の他の構成は実施形態１と同様である。

【００６５】したがって、この実施形態においても、上
記実施形態１と同様の作用効果が得られる。そのことに
加え、各ベルト歯部１３の歯先部１６が１つの円弧面で
構成されているので、図１０で実線にて示すように、ベ
ルト歯部１３のプーリ歯溝部３への接触をさらに遅くす
ることができ、単に０．３Ｗ圧力角θＢを大きくするの
みの実施形態１の構造（図１０に仮想線にて示す）に比
べ、ベルト１０の速度むらをさらに有効に低減できる利
点がある。

【００６６】（実施形態３）図１１は実施形態３を示
し、この実施形態では、歯付ベルト１０における各ベル
ト歯部１３は、上記実施形態２と同様に、その先端部
に、１つの円弧面からなる歯先部１６がベルト長さ方向
両側の両歯側面部１５，１５同士を連続するように設け
られている。

【００６７】これに対し、プーリ１，２における各プー
リ歯溝部３の歯溝底部６は、歯溝幅方向中心線Ｃ１上に
中心点Ｏ２Ｐを持ちベルト歯部１３の歯先部１６の円弧
半径ｒＴＢよりも少し大きい円弧半径ｒＴＰの１つの円
弧面で構成されている。その他は実施形態２と同様の構
成である。

【００６８】この実施形態の場合、各プーリ歯溝部３の
歯溝底部６が各ベルト歯部１３の歯先部１６の円弧面の
半径ｒＴＢよりも少し大きい半径ｒＴＰ（＞ｒＴＢ）を
持つ円弧面で形成されているので、ベルト１０のプーリ
１，２への噛込み時、ベルト歯部１３の側面がプーリ歯
溝部３の側面により一層滑らかに滑り込む。しかも、ベ
ルト歯部１３の歯先部１６が歯側面部１５と連続的に設
けられた円弧面であり、またプーリ歯溝部３の歯溝底部
６が歯溝側面部５と連続的に設けられた円弧面であるの
で、ベルト１０とプーリ１，２とが完全噛合い状態に至
る瞬間まで、ベルト歯部１３の側面のみならず歯先部１
６までもがプーリ歯溝底部６に滑らかに滑り込むように
なる。これらの作用により、ピッチラインＰＬの上下量
が殆ど起こらず、ベルト１０の速度むらを極めて小さく
することができる。

【００６９】また、プーリ歯溝部３の歯溝底部６はベル
ト歯部１３の歯先部１６の円弧半径ｒＴＢよりも若干大
きい半径ｒＴＰの円弧面で構成されているので、この場
合もやはり、ベルト歯部１３の歯先部１６円弧面の略全
体をプーリ歯溝部３における歯溝底部６の円弧面の広い
面積で受けることができ、完全噛合い時のベルト１０の
心線位置を安定させて、ベルト１０の速度むらを低減す
ることができる。

【００７０】（他の実施形態）尚、上記各実施形態は、
プリンタや複写機等の事務用機器に装備された歯付ベル
ト１０及び伝動装置Ａについて説明しているが、本発明
は、事務用機器以外の歯付ベルト及び伝動装置に対して
も適用できるのはいうまでもない。

【００７１】

【実施例】次に、具体的に実施した実施例について説明
する。ベルト及びプーリからなる伝動装置を製作して、
そのベルトの速度むらを測定装置で測定する台上試験を
実施した。すなわち、本発明例として、図１及び図２に
示す実施形態１の構成で歯付ベルト及び歯付プーリを製
作した。具体的には、ベルトの０．３Ｗ圧力角が２９．
２°で、プーリの０．３Ｗ圧力角も同じ２９．２°と
し、プーリと噛み合った状態でベルト本体のベルト歯部
間のランド部とプーリ外径部とが非接触状態となる歯付
ベルト、及び歯付ベルトを製作した（本発明例）。

【００７２】これに対し、従来例として、ベルトの０．
３Ｗ圧力角が２５．３°で、プーリの０．３Ｗ圧力角も
同じ２５．３°で、プーリと噛み合った状態でベルト本
体のベルト歯部間のランド部とプーリ外径部とが接触状
態となる歯付ベルトと、歯付ベルトとを製作した。

【００７３】その各々の寸法は下記の表１のとおりであ
る。尚、寸法値はベルト歯部のピッチ（２．１１７ｍ
ｍ）を「１．０」とする指数で表している。

【００７４】

【表１】

【００７５】具体的には、歯付ベルトは歯ピッチ２．１
１７ｍｍの円弧歯形状の歯部を持つゴム製のもので、そ
のゴムは硬度７０°のクロロプレンゴムで、心線は径
０．３ｍｍのガラス繊維からなる。織布はポリアミドウ
ーリー加工糸からなり、ＲＦ処理と、裏面のみのゴム糊
処理とを施した。

【００７６】そして、これらの歯付ベルトについて、実
際の走行時の速度むらを図１２に示すベルト速度むら測
定装置により測定した。この測定装置は、試験用の歯付
ベルト１０を巻き掛ける歯付プーリからなる駆動及び従
動プーリ１，２を備えており、その従動プーリ２への静
荷重ＤＷによりベルト張力を付与しかつ従動プーリ２を
無負荷にした状態で駆動プーリ１を図で矢印の方向に回
転させ、そのときのベルト１０の緩み側スパンにおいて
駆動プーリ１の軸心からｄ１＝１０ｍｍ離れた部位に対
し、その部位からベルト側方にｄ２＝１００±２ｍｍ離
れた位置のプローブ４３からレーザ光４３ａを当て、そ
のプローブ４３の出力信号に基づいて速度むら測定器４
４によりベルト４０の速度むらを測定し、この速度むら
の周波数をＦＦＴ４５により解析してパソコン４６に取
り込み、そのデータをプリンタ４７によりプリントする
ようにしたものである。この速度むら測定装置の測定デ
ータを図１３に、またベルト１０の速度むらの周波数を
分析したデータを図１４にそれぞれ示す（図１４（ａ）
は本発明例２を、図１４（ｂ）は従来例をそれぞれ示し
ている）。本発明例及び従来例のそれぞれの噛み合い周
波数での速度変動をみると、本発明例が０．０３％であ
るのに対し、従来例は０．１３％であり、このことによ
って、本発明の構成によりベルトの速度変動が著しく低
減されることが裏付けられた。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１では、歯
付ベルトと歯付プーリとを組み合わせてなる歯付ベルト
伝動装置として、歯付ベルトの各ベルト歯部を、略円弧
面からなる１対の歯元部と、凸形状の略円弧面からなる
１対の歯側面部と、この歯側面部の円弧面の歯先側延長
線よりも歯元側に位置する歯先部とで構成して、この歯
先部は両歯側面部の円弧面に連続するように設けられた
略円弧面からなる円弧面部と、両円弧面部を接続するよ
うに設けられた略平面からなる１つの平面部とからなる
ものとする一方、歯付プーリの各プーリ歯溝部を、円弧
面からなる１対の歯頂円弧部と、凹形状の円弧面からな
る１対の歯溝側面部と、両歯溝側面部同士を接続する歯
溝底部とで構成し、ベルトがプーリに巻き付いてベルト
に張力が付与された伝動状態で、ベルト本体のベルト歯
部間のランド部とプーリ外径部とが非接触状態となるよ
うにした。また、請求項２の発明では、請求項１の発明
と同様の構成において、ベルト歯部の歯先部を、両歯側
面部の円弧面と連続しかつ歯幅方向中心線上に中心点を
持つ１つの円弧面からなるものとした。従って、これら
の発明によると、ベルト歯部がプーリ歯溝部へ噛み込む
際に、対象のプーリ歯溝部のベルト走行方向前側に隣接
するプーリ歯溝部の後側歯元付近における歯頂円弧部に
対応するベルトピッチライン上の点を回動中心として回
動しながらプーリ歯溝部に噛み込むようにして、ベルト
歯部の歯側面部の歯先側の回動軌跡をプーリ歯溝部の歯
溝側面部から離してそれと干渉し難くすることができ
る。しかも、プーリ及びベルト間の負荷伝動の態様のう
ち、プーリ外径部とベルトランド部との摩擦伝動を取り
除いて、ベルトランド部の摩擦伝動によるプーリの回転
速度変動のベルトへの伝達を防止し、ベルト歯部のベル
トランドラインとプーリ外径ラインとの間の部分の弾性
によりプーリの回転速度変動を吸収して、プーリの回転
速度変動がベルトへ伝達されるのを抑制することができ
る。よって、これらの相乗効果により、ベルトの速度む
らをさらに小さくすることができる。

【００７８】請求項３の発明によると、上記歯付ベルト
におけるランドライン上での歯元幅をＷとして、ベルト
歯部の歯側面部においてランドラインから歯高さ方向に
０．３Ｗ離れた基準位置での０．３Ｗ圧力角を２６〜３
９°としたことにより、ベルト歯部のプーリ歯溝部への
噛合時にベルト歯部の側面をプーリ歯溝部の側面に遅く
接触させるとともに、ベルト歯部がプーリ歯溝部に滑り
込む際に発生する反力の垂直方向の成分を小さくして、
容易に滑り込ませることができ、歯付ベルトの速度むら
をさらに低減することができる。

【００７９】請求項４の発明によれば、歯付ベルトのラ
ンド部を略平面としたことにより、上記請求項１又は２
の発明の効果が有効に得られる。

【００８０】請求項５の発明によると、ベルト歯部の歯
側面部をプーリ歯溝部の歯溝側面部と略相似形とし、ベ
ルトがプーリに巻き付いてベルトに張力が付与された伝
動状態で、ベルト歯部及びプーリ歯溝部の各側面の歯高
さ方向の各位置でのベルト歯部側面の圧力角とプーリ歯
溝部側面の圧力角とを略等しくしたことにより、伝動状
態でのベルト歯部のプーリ歯溝部への噛込み時にベルト
歯部側面がプーリ歯溝部側面に均一に接触してベルト歯
部がプーリ歯溝部にスムーズに滑り込むようになり、ベ
ルトピッチラインの押上げを抑えて、ベルトの速度むら
をさらに低減することができる。

【００８１】請求項６の発明によると、上記歯付ベルト
伝動装置が装備されていて、その歯付ベルトにキャリッ
ジが取り付けられている事務用機器としたことにより、
その事務用機器のキャリッジの速度変動を小さくして印
字精度や画像品質を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１における歯付ベルトの歯部
を拡大して示す断面図である。

【図２】実施形態１における歯付ベルト伝動装置の歯付
ベルトの歯部が歯付プーリに噛み合った状態を展開して
示す拡大断面図である。

【図３】歯付ベルト伝動装置の全体構成を概略的に示す
正面図である。

【図４】ベルト歯部が回動しながらプーリ歯溝部に噛み
合うときの回動中心の違いによる差を示す図である。

【図５】歯付ベルトの歯部が歯付プーリの歯溝部に噛み
合う状態を概略的に示す説明図である。

【図６】歯付ベルトの歯部側面と歯付プーリの歯溝部側
面との圧力角の相違に応じた噛合状態を示す図５相当図
である。

【図７】ベルト歯部の歯側面部の円弧半径の大きさに応
じた噛合状態を示す図５相当図である。

【図８】本発明の実施形態２における歯付ベルトの歯部
を示す図１相当図である。

【図９】実施形態２を示す図２相当図である。

【図１０】実施形態２において歯付ベルトの歯部が歯付
プーリの歯溝部に噛み合う状態を概略的に示す図５相当
図である。

【図１１】実施形態３を示す図２相当図である。

【図１２】ベルトの速度むら測定装置を示す図である。

【図１３】ベルトの速度むら測定装置の測定データを示
す図である。

【図１４】ベルトの速度むらの周波数を分析したデータ
を示す図である。

【図１５】従来の歯付ベルトの歯部が歯付プーリに噛み
合った状態を示す図２相当図である。

【符号の説明】

Ａ 歯付ベルト伝動装置 １，２ プーリ ３ プーリ歯溝部 ４ 歯頂円弧部 ５ 歯溝側面部 ６ 歯溝底部 ７ 円弧面部 ８ 平面部 ９ プーリ外径部 Ｃ１ 歯溝幅方向中心線 Ｏ２Ｐ 中心点 ｒＴＰ 円弧半径 １０ 歯付ベルト １１ ベルト本体 １２ ランド部 １３ ベルト歯部 １４ 歯元部 １５ 歯側面部 １６ 歯先部 １７ 円弧面部 １８ 平面部 Ｄ 基準位置 ＰＬ ピッチライン ＬＬ ランドライン Ｃ２ 歯幅方向中心線 Ｏ２Ｂ 中心点 ｒＴＢ 円弧半径 θＢ ０．３Ｗ圧力角 Ｗ 歯元幅 Ｏ′ 回動中心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城戸 隆一 兵庫県神戸市兵庫区明和通３丁目２番15号 バンドー化学株式会社内 Ｆターム(参考） 2C480 CA01 CA09 DA04 DA16 3J031 AA01 BB05 CA04 3J049 AA03 BF02 BH04 CA10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピッチライン上に抗張体が埋設されたベ
   ルト本体と、該ベルト本体のランドライン上に一定ピッ
   チで設けられた複数のベルト歯部とを備えた歯付ベルト
   と、 プーリ外径ライン上に一定ピッチで設けられた複数のプ
   ーリ歯溝部を備えた歯付プーリとを組み合わせてなる歯
   付ベルト伝動装置であって、 上記歯付ベルトの各ベルト歯部は、歯幅方向中心線に対
   し対称に配置された略円弧面からなる歯元部と、 上記歯元部に連続して歯部側面に位置しかつ上記歯幅方
   向中心線に対し対称に設けられた凸形状の略円弧面から
   なる歯側面部と、 上記両歯側面部の円弧面の歯先側延長線よりも歯元側に
   位置し、両歯側面部の円弧面に連続するように設けられ
   た略円弧面からなる円弧面部と、該両円弧面部を接続す
   るように設けられた略平面からなる１つの平面部とから
   なる歯先部とで構成されている一方、 上記歯付プーリの各プーリ歯溝部は、歯溝幅方向中心線
   に対し対称に配置された略円弧面からなる歯頂円弧部
   と、 上記歯頂円弧部に連続して歯溝幅方向中心線に対し対称
   に設けられた凹形状の略円弧面からなる歯溝側面部と、 上記両歯溝側面部同士を接続するように設けられた歯溝
   底部とで構成されており、 ベルトにプーリが巻き付いてベルトに張力が付与された
   伝動状態において、ベルト本体のベルト歯部間のランド
   部とプーリ外径部とが非接触状態にあることを特徴とす
   る歯付ベルト伝動装置。
2. 【請求項２】 ピッチライン上に抗張体が埋設されたベ
   ルト本体と、該ベルト本体のランドライン上に一定ピッ
   チで設けられた複数のベルト歯部とを備えた歯付ベルト
   と、 プーリ外径ライン上に一定ピッチで設けられた複数のプ
   ーリ歯溝部を備えた歯付プーリとを組み合わせてなる歯
   付ベルト伝動装置であって、 上記歯付ベルトの各ベルト歯部は、歯幅方向中心線に対
   し対称に配置された略円弧面からなる歯元部と、 上記歯元部に連続して歯部側面に位置しかつ上記歯幅方
   向中心線に対し対称に設けられた凸形状の略円弧面から
   なる歯側面部と、 上記両歯側面部の円弧面の歯先側延長線よりも歯元側に
   位置し、両歯側面部の円弧面と連続しかつ歯幅方向中心
   線上に中心点を持つ１つの円弧面からなる歯先部とで構
   成されている一方、 上記歯付プーリの各プーリ歯溝部は、歯溝幅方向中心線
   に対し対称に配置された略円弧面からなる歯頂円弧部
   と、 上記歯頂円弧部に連続して歯溝幅方向中心線に対し対称
   に設けられた凹形状の略円弧面からなる歯溝側面部と、 上記両歯溝側面部同士を接続するように設けられた歯溝
   底部とで構成されており、 ベルトにプーリが巻き付いてベルトに張力が付与された
   伝動状態において、ベルト本体のベルト歯部間のランド
   部とプーリ外径部とが非接触状態にあることを特徴とす
   る歯付ベルト伝動装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の歯付ベルト伝動装置に
   おいて、 歯付ベルトのランドライン上での歯元幅をＷとしたと
   き、ベルト歯部の歯側面部においてランドラインから歯
   高さ方向に０．３Ｗ離れた基準位置での圧力角が２６〜
   ３９°であることを特徴とする歯付ベルト伝動装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つの歯付ベル
   ト伝動装置において、 歯付ベルトのランド部が略平面であることを特徴とする
   歯付ベルト。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１つの歯付ベル
   ト伝動装置において、 歯付ベルトのベルト歯部の歯側面部と歯付プーリのプー
   リ歯溝部の歯溝側面部とは略相似形であり、 ベルトにプーリが巻き付いてベルトに張力が付与された
   伝動状態において、ベルト歯部の歯側面部及びプーリ歯
   溝部の歯溝側面部の歯高さ方向の各位置での圧力角が略
   等しく構成されていることを特徴とする歯付ベルト伝動
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１つの歯付ベル
   ト伝動装置が装着されていて、 歯付ベルトにキャリッジが取り付けられていることを特
   徴とする事務用機器。