CN101315532B - 感光部件驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种感光部件驱动机构，目的是防止由安装到感光鼓旋转轴上的从动齿轮的偏心率引起的图像变形和偏移。所述驱动机构包括驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；从动齿轮，其同轴地固定到柱形感光部件的旋转轴上；相位控制齿轮，其具有与所述从动齿轮相同的直径并具有与所述从动齿轮相同的转速变动特性；以及传动齿轮，且来自于所述驱动齿轮的驱动力通过所述相位控制齿轮和所述传动齿轮传递到所述从动齿轮。

Description

感光部件驱动机构

技术领域

本发明主要涉及一种用于成像设备的感光部件驱动机构。

背景技术

在传统的成像设备中，作为防止感光鼓的旋转变动(周向速度变动)的对策，已知存在两种类型的系统，第一类型的系统对用于彩色成像的多个感光部件的旋转变动的相位进行匹配以减少色移(例如参见日本未审查的专利公报No.Hei7(1995)-261499)，而第二类型的系统通过控制用于驱动感光部件的马达的速度来减少感光部件的速度变动(例如参见日本未审查的专利公报No.Hei10(1998)-78734)。

采用上述第一类型的系统，不可能消除图像自身的失真，并且即使在单色图像的情况下，形成在感光部件上的图像也朝第二扫描方向畸变，这限制了图像质量的改善。

此外，在彩色成像设备中，在成像设备包括多个直径不同的感光部件的情况下，根本无法执行对色移的调整。因此，为了延长用于黑色图像的感光部件的寿命并且为了提高印刷速度，如果仅仅增大此感光部件的直径，则不可能消除色移。

采用上述第二类型的系统，需要提供用于控制各感光鼓速度的驱动马达，并且还需要高精度地控制其速度，这将导致设备组件数量的增加以及必然的控制复杂化的问题。

发明内容

依据本发明一个方面，提供一种感光部件驱动机构，该驱动机构包括：驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；从动齿轮，其同轴地固定到柱形感光部件的旋转轴上；相位控制齿轮，其具有与从动齿轮相同的直径并具与该从动齿轮相同的转速变动特性；以及传动齿轮，其中驱动齿轮通过相位控制齿轮和传动齿轮将驱动力传递到从动齿轮。其中当所述从动齿轮与所述相位控制齿轮是偏心齿轮、并且所述从动齿轮和所述相位控制齿轮设置有指示两齿轮的旋转相位相同的标志时，θ_X＝60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝-60°或者θ_X＝-60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝60°，其中符号″+″和″-″分别表示从动齿轮的旋转方向和与从动齿轮的旋转方向相反的方向。连接所述驱动齿轮的中心和所述相位控制齿轮的中心的第一直线与连接所述相位控制齿轮的中心和所述相位控制齿轮上的所述标志的第二直线之间形成角θ_A。连接所述相位控制齿轮的中心和所述传动齿轮的中心的第三直线与所述第一直线之间形成角θ_X。连接所述传动齿轮的中心和所述从动齿轮的中心的第四直线与连接所述从动齿轮的中心和所述从动齿轮上的标志的第五直线之间形成角θ_B。

依据本发明另一个方面，提供一种感光部件驱动机构，包括：驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；第一、第二和第三从动齿轮，其同轴地固定到三个柱形感光部件的各个旋转轴上并具有相同的直径和相同的旋转变动特性；单个相位控制齿轮，其具有与所述从动齿轮相同的直径并具有与所述从动齿轮相同的转速变动特性；以及第一、第二和第三传动齿轮，其中所述第一、第二和第三从动齿轮和所述相位控制齿轮是偏心齿轮并且设置有指示它们的旋转相位相同的标志，各个标志靠近各个齿轮的周边形成，所述驱动齿轮将驱动力传递到所述相位控制齿轮，所述相位控制齿轮分别通过第一和第二传动齿轮将驱动力传递到所述第一和第二从动齿轮，所述第二从动齿轮通过第三传动齿轮将驱动力传递到所述第三从动齿轮，连接所述相位控制齿轮的中心和所述相位控制齿轮与所述驱动齿轮之间的接触点的第一直线与连接所述相位控制齿轮的中心和所述相位控制齿轮与所述第一传动齿轮之间的接触点的第二直线之间形成+60°的角，连接所述相位控制齿轮的中心和所述相位控制齿轮与所述第二传动齿轮之间的接触点的第三直线与所述第一直线之间形成+60°的角，当所述相位控制齿轮上的标志处于所述第二直线上时，连接所述第一传动齿轮的中心和所述第一从动齿轮的中心的第四直线与连接所述第一从动齿轮的中心和所述第一从动齿轮上的所述标志的第五直线之间形成+60°的角，当所述相位控制齿轮上的标志处于所述第三直线上时，连接所述第二传动齿轮的中心和所述第二从动齿轮的中心的第六直线与连接所述第二从动齿轮的中心和所述第二从动齿轮上的所述标志的第七直线之间形成-60°的角，其中符号″+″和″-″分别表示从动齿轮的旋转方向和与从动齿轮的旋转方向相反的方向，其中当所述第二从动齿轮上的标志处于连接所述第二从动齿轮的中心和所述第三传动齿轮的中心的直线上时，所述第三从动齿轮的标志处于连接所述第三从动齿轮的中心和所述第三传动齿轮的中心的直线上。

根据本发明又一方面，提供一种感光部件驱动机构，包括：第一机构，包括第一驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；第一从动齿轮，其同轴地固定到柱形感光部件的旋转轴上；第一相位控制齿轮，其具有与所述第一从动齿轮相同的直径并具有与所述第一从动齿轮相同的转速变动特性；以及第一传动齿轮，所述第一机构适于通过所述第一相位控制齿轮和所述第一传动齿轮将驱动力从所述第一驱动齿轮传递到第一从动齿轮；以及第二机构，包括第二驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；第二从动齿轮，其同轴地固定到多个柱形感光部件的各个旋转轴上并且具有相同的直径和相同的转速变动特性；单个第二相位控制齿轮，其具有与所述第二从动齿轮相同的直径并具有与所述第二从动齿轮相同的转速变动特性；以及多个第二传动齿轮，所述第二机构适于通过所述第二相位控制齿轮和所述第二传动齿轮将驱动力从所述第二驱动齿轮传递到各个所述第二从动齿轮。

根据本发明又一方面，提供一种感光部件驱动机构，包括：驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；第一从动齿轮，其同轴地固定到柱形感光部件的旋转轴上；以及相位控制齿轮，其具有与所述第一从动齿轮相同的直径并具有与所述第一从动齿轮相同的转速变动特性，其中所述驱动齿轮通过所述相位控制齿轮将驱动力传递到所述第一从动齿轮，并且其中当所述第一从动齿轮与所述相位控制齿轮是偏心齿轮、并且所述第一从动齿轮和所述相位控制齿轮设置有指示两齿轮的旋转相位相同的标志时，θ_X＝60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝-60°或者θ_X＝-60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝60°，其中符号″+″和″-″分别表示第一从动齿轮的旋转方向和与第一从动齿轮的旋转方向相反的方向，连接所述驱动齿轮的中心和所述相位控制齿轮的中心的第一直线与连接所述相位控制齿轮的中心和所述相位控制齿轮上的所述标志的第二直线之间形成角θ_A，连接所述相位控制齿轮的中心和所述第一从动齿轮的中心的第三直线与所述第一直线之间形成角θ_X，连接所述第一从动齿轮的中心和所述第一从动齿轮上的所述标志的第四直线与所述第三直线之间形成角θ_B。

由于相位控制齿轮具有与从动齿轮相同的直径，并且还具有与从动齿轮相同的转速变动特性，因此由于从动齿轮的转速变动特性导致的感光部件的周向速度变动可由相位控制齿轮抵消，这使得感光部件以恒定的周向速度旋转，从而形成无变形的正确图像。因此，即使在采用多个感光部件形成彩色图像时，也可以形成没有色移的图像。

附图说明

图1是成像设备结构的说明性视图，其采用了依据本发明的感光部件驱动机构；

图2是侧视图，示出依据本发明的感光部件驱动机构的第一实施例；

图3是前视图，示出依据本发明的感光部件驱动机构的第一实施例；

图4是前视图，示出依据本发明的感光部件驱动机构的第一实施例的示例性布置；

图5是前视图，示出依据本发明的感光部件驱动机构的第二实施例的示例性布置；

图6是前视图，示出依据本发明的感光部件驱动机构的第二实施例的示例性布置；

图7是前视图，示出依据本发明的感光部件驱动机构的第二实施例的示例性布置；

图8是前视图，示出依据本发明的感光部件驱动机构的第二实施例的示例性布置；

图9是说明性视图，示出依据本发明的成像设备的第三实施例的结构和操作；

图10是说明性视图，示出依据本发明的成像设备的第三实施例的结构和操作；

图11是说明性视图，示出依据本发明的成像设备的第三实施例的结构和操作；

图12是说明性视图，示出依据本发明的成像设备的第三实施例的结构和操作；以及

图13是说明性视图，示出依据本发明的成像设备的第三实施例的结构和操作。

具体实施方式

依据本发明的第一感光部件驱动机构包括驱动齿轮、从动齿轮、相位控制齿轮、以及传动齿轮，驱动齿轮固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转，从动齿轮同轴地固定到柱形感光部件的旋转轴上，相位控制齿轮具有与从动齿轮相同的直径并具有与从动齿轮相同的转速变动特性，其中驱动齿轮通过相位控制齿轮和传动齿轮将驱动力传递到从动齿轮。

传动齿轮可适于将相位控制齿轮的周向速度传递到从动齿轮，使得从动齿轮以恒定的角速度旋转。

传动齿轮可由旋转轴以可拆卸的方式支撑。

在依据本发明的第一感光部件驱动机构中，从动齿轮和相位控制齿轮是偏心齿轮，并且从动齿轮和相位控制齿轮均在其圆周边缘附近设置有指示两齿轮旋转相位相同的标志。假如连接驱动齿轮的中心和相位控制齿轮的中心的第一直线与连接相位控制齿轮的中心和相位控制齿轮上的标志的第二直线之间形成角度θ_A，连接相位控制齿轮的中心和传动齿轮的中心的第三直线与第一直线之间形成θ_X角，而连接传动齿轮的中心和从动齿轮的中心的第四直线与连接从动齿轮的中心和从动齿轮上的标志的第五直线之间形成θ_B角，那么优选地，存在这样的关系：θ_X＝60度并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝-60度，或者θ_X＝-60度并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝60度(符号±分别表示从动齿轮的旋转方向和与从动齿轮的旋转方向相反的方向)。

所述标志可与从动齿轮和相位控制齿轮一体地模制。

依据本发明的第二感光部件驱动机构包括驱动齿轮、从动齿轮、单个相位控制齿轮以及多个传动齿轮，驱动齿轮被固定到旋转驱动动力源的旋转轴并以恒定的周向速度旋转，从动齿轮被同轴地固定到多个柱形感光部件的各个旋转轴上并具有相同的直径和相同的旋转变动特性，相位控制齿轮具有与从动齿轮相同的直径并具有与从动齿轮相同的转速变动特性，其中来自于驱动齿轮的驱动力通过相位控制齿轮和传动齿轮传递到各个从动齿轮。

依据本发明的第三感光部件驱动机构包括有第一机构，该第一机构包括：第一驱动齿轮，其被固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；第一从动齿轮，其被同轴地固定到柱形感光部件的旋转轴上；第一相位控制齿轮，其具有与第一从动齿轮相同的直径并具有与第一从动齿轮相同的转速变动特性；以及第一传动齿轮，所述第一机构适于通过第一相位控制齿轮和第一传动齿轮将驱动力从第一驱动齿轮传递到第一从动齿轮。进一步地，第三感光部件驱动机构还包括：第二驱动齿轮，其被固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；第二从动齿轮，其被同轴地固定到多个柱形感光部件的各个旋转轴上并具有相同的直径和相同的旋转变动特性；单个第二相位控制齿轮，其具有与第二从动齿轮相同的直径并具有与第二从动齿轮相同的转速变动特性；以及多个第二传动齿轮，第二机构适于通过第二相位控制齿轮和第二传动齿轮将驱动力从第二驱动齿轮传递到各个第二从动齿轮。

依据本发明的第四感光部件驱动机构包括驱动齿轮、从动齿轮和相位控制齿轮，驱动齿轮被固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转，从动齿轮被同轴地固定到柱形感光部件的旋转轴上，相位控制齿轮具有与从动齿轮相同的直径并具有与从动齿轮相同的转速变动特性，其中来自于驱动齿轮的驱动力通过相位控制齿轮传递到从动齿轮。

依据本发明的第五感光部件驱动机构包括驱动齿轮、多个从动齿轮和单个相位控制齿轮，驱动齿轮被固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转，多个从动齿轮被同轴地固定到柱形感光部件的各个旋转轴上并具有相同的直径和相同的旋转变动特性，单个相位控制齿轮具有与从动齿轮相同的直径并具有与从动齿轮相同的转速变动特性，其中来自于驱动齿轮的驱动力通过相位控制齿轮传递到相应的多个从动齿轮。

在依据本发明的第四和第五感光部件驱动机构中，从动齿轮和相位控制齿轮是偏心齿轮，并且从动齿轮和相位控制齿轮设置有指示两齿轮旋转相位相同的标志。假如连接驱动齿轮的中心和相位控制齿轮的中心的第一直线与连接相位控制齿轮的中心和相位控制齿轮上的标志的第二直线之间形成角度θ_A，连接相位控制齿轮的中心和传动齿轮的中心的第三直线与第一直线之间形成θ_X角，连接从动齿轮的中心和从动齿轮上的标志的第四直线与第三直线之间形成θ_B角，那么优选地，存在这样的关系：θ_X＝60度并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝-60度，或者θ_X＝-60度并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝60度(符号±分别表示从动齿轮的旋转方向和与从动齿轮的旋转方向相反的方向)。

在依据本发明的第四和第五感光部件驱动机构中，从动齿轮可以包括第一和第二从动齿轮，并且设置有用于将驱动力从第一从动齿轮传递到第二从动齿轮的传动齿轮。

优选地，传动齿轮是这样的齿轮：其偏心率特性与从动齿轮相同。

传动齿轮的旋转相位可设置为使得第一从动齿轮和传动齿轮上的标志可与第一从动齿轮和传动齿轮之间的接触点重合，而第二从动齿轮和传动齿轮上的标志可与第二从动齿轮和传动齿轮之间的接触点重合。

在下文中，将基于附图示出的实施方案描述本发明。

图1是阐明成像设备结构的结构示意图，该成像设备使用依据本发明的感光部件驱动机构。成像设备100响应于从外部接收到的图像数据在例如纸张的记录介质上形成多色图像和单色图像。因此，成像设备100包括曝光单元E、具有相同直径的感光鼓101a到101d(柱形感光部件)、显影单元102a到102d、充电辊103a到103d、清洁单元104a到104d、中间转印带11、中间转印辊13a到13d、第二转印辊14、定影装置15、纸张传送路径P1、P2和P3，供纸盒16、手动供纸托盘17和纸张排出托盘18等。

成像设备100使用与各色相对应的图像数据形成图像，其中色相对应于依据减色法混色通过分色形成的由黑色(K)和三基色组成的四种颜色，三基色由青色(C)、品红(M)和黄色(Y)组成。感光鼓101a到101d、显影单元102a到102d、充电辊103a到103d、转印辊13a到13d和清洁单元104a到104d的数量是四个，与各色相相关联，从而形成四个成像部分Pa到Pd。成像部分Pa到Pd沿中间转印带11的运动方向(第二扫描方向)顺序排列。

充电辊103是接触型充电装置，其在预定电势下于感光鼓101的表面上均匀充电。曝光单元E包括未示出的半导体激光器、多角镜4和反射镜8等，并将各个激光束导向各个感光鼓101a到101d以便在感光鼓101a到101d的表面上形成与图像数据相对应的潜像，各激光束通过与黑色、青色、品红和黄色的各色相对应的图像数据进行调制。在感光鼓101a到101d上，通过与黑色、青色、品红和黄色的各色相对应的图像数据形成潜像。

因此，感光鼓101a是在单色图像的成像过程中其上形成有黑色着色剂图像的图像承载部件，而感光鼓101b到101d是在全彩色图像成像过程中依据减色法混色在其上形成有三基色着色剂图像的图像承载部件。

显影单元102a到102d向其上已经形成有潜像的感光鼓101a到101d的表面供应显影剂，以便将潜像转变成着色剂图像。各个显影单元102a到102d容纳有与黑色、青色、品红和黄色的各色相对应的显影剂，并将与形成在感光鼓101a到101d上的各色相对应的潜像转变成与黑色、青色、品红和黄色的各色相对应的着色剂图像。在显影并转印了图像之后，清洁单元104a到104d去除并收集残留在感光鼓101a到101d的表面上的着色剂。

位于感光鼓101a到101d上方的中间转印带11在驱动辊11a与从动辊11b之间延伸以形成环形运动路径。中间转印带11的外周面依次地朝向感光鼓101d、感光鼓101c、感光鼓101b和感光鼓101a。

转印辊13a到13d位于隔着中间转印带11与各感光鼓101a到101d相面对的位置。极性与着色剂所带极性相反的转印偏压被施加于转印辊13a到13d，以便将承载于感光鼓101a到101d的表面上的着色剂图像转印到中间转印带11上。因此，与形成在感光鼓101a到101d上的各色相对应的着色剂图像被依次地转印到中间转印带11的外周面上，使得着色剂图像迭叠到中间转印带11上，从而使得全彩色着色剂图像形成在中间转印带11的外周面上。

然而，在仅输入与青色、品红、黄色和黑色的色相中的某些相位相关的图像数据的情况下，仅在四个感光鼓101a到101d中的与输入的图像数据的色相对应的感光鼓上形成潜像和着色剂图像。例如，在形成单色图像期间，仅在与黑色色相对应的感光鼓101a上形成潜像和着色剂图像，并且仅仅是黑色着色剂图像被转印到中间转印带11的外周面上。

每个转印辊13a到13d均由金属(例如不锈钢)制造的轴和覆盖轴表面的导电弹性部件(例如EPDM、发泡聚氨脂)形成，所述轴具有8到10mm的直径，并通过导电弹性部件将高压均匀地施加到中间转印带11。也可以使用刷式中间转印部件来代替上述转印辊。

通过中间转印带11的旋转，如上所述地形成在中间转印带11外周面上的着色剂图像移动到面向第二转印辊14的位置。在成像期间，第二转印辊14以预定的夹紧压力与中间转印带11的外周面保持接触。当从纸盒16或手动供纸托盘17供给的纸张经过第二传送带14和中间转印带11之间时，具有与着色剂电荷极性相反的极性的高压被施加到第二转印辊14。从而，着色剂图像从中间转印带11的外周面转印到纸张表面。

此外，为了将第二转印辊14和中间转印带11之间的夹紧压力保持在预定值，第二转印辊14和驱动辊11a中的任意一个由硬质材料(例如金属)制成，而它们中的另一个由例如弹性辊的软质材料(比如弹性橡胶辊或泡沫树脂辊)制成。

此外，在从感光鼓101a到101d粘附到中间转印带11上的着色剂中，没有转印到纸张上的残留在中间转印带11上的着色剂由清洁单元12收集，以防止在后续步骤中发生颜色混合。

已经转印有着色剂图像的纸张被导到定影装置15，并从加热辊15a和加压辊15b之间通过，从而被加热和加压。因此，着色剂图像被牢牢地定影到纸张表面上。其上已经定影有着色剂图像的纸张通过纸张排出辊18a排出到纸张排出托盘18。

成像设备100设置有纸张传送路径P1，纸张传送路径P1大致沿竖直方向、用于将容纳在纸盒16中的纸张穿过第二转印辊14和中间转印带11之间并穿过定影装置15供给到纸张排出托盘18。沿着纸张传送路径P1，布置有用于将纸盒16内的纸张逐张地拾取到纸张传送路径P1中的拾取辊16a、用于向上地传递已被拾取的纸张的传递辊r、用于将传递到该处的纸张在预定的时刻导到第二转印辊14和中间转印带11之间的阻挡辊19、以及用于将纸张排出到纸张排出托盘18的纸张排出辊18a。

此外，在成像设备100的内部，形成有位于手动供纸托盘17和阻挡辊19之间的纸张传送路径P2，沿纸张传送路径P2布置有拾取辊17a和传递辊r。此外，在纸张排出辊18a和位于阻挡辊19上游侧的纸张传送路径Pl之间形成有纸张传送路径P3。

纸张排出辊18a制成为可沿正常方向和反方向旋转，并且在用于在纸张的一个表面上形成图像的单面成像过程中和在用于在纸张的两个表面上形成图像的双面成像的第二面成像过程中沿正常旋转方向驱动以便将纸张排出到纸张排出托盘18上。另一方面，在双面成像中的第一面成像过程中，排出辊18a沿正常旋转方向驱动，直到纸张的后端经过定影装置15，此后，排出辊18a沿相反旋转方向驱动以便将纸张导到纸张传送路径P3、同时保持住纸张的后端部。从而，在双面成像期间，已经在其一面上形成有图像的纸张以其正反面和前后端相反的状态导到纸张传送路径P1。

阻挡辊19将从纸盒16或手动供纸托盘17供给的纸张、或经由纸张传送路径P3传递的纸张在与中间转印带11的旋转同步的时刻导到第二传递辊14和中间转印带11之间。因此，在感光鼓101和中间转印带11开始操作时，阻挡辊19停止旋转，并且在中间转印带11旋转之前供给或传递的纸张以其前端保持与阻挡辊19相接触的状态停止沿纸张传递路径P1的移动。此后，阻挡辊19在如下时刻开始旋转，使得纸张的前端部和形成在中间转印带11上的着色剂图像的前端部在第二传递辊14与中间转印带11以彼此挤压的方式相互接触的位置处彼此面对。

[第一实施例]

图2是侧视图，示出了应用于图1的成像设备的感光部件驱动机构的第一实施例，而图3是第一实施例的前视图。在这些附图中，驱动齿轮22a由作为旋转驱动源的马达21a驱动并以恒定的周向速度V1沿箭头A方向旋转。

从动齿轮25a是耦联到感光鼓101a端部的齿轮并以感光部件角速度ω_B沿箭头D的方向旋转鼓101a。虽然下文仅描述感光鼓101a的驱动机构，但是图1中示出的感光鼓101b到101d也具有相同的驱动机构。

相位控制齿轮23a是具有与从动齿轮25a相同的速度变动特性的齿轮，并与从动齿轮25a采用相同的模具制成。速度变动特性主要是由齿轮的偏心率引起的，而采用相同模具形成的齿轮将具有相同的偏心率特性。

驱动齿轮22a与相位控制齿轮23a相接触并向相位控制齿轮23a传递驱动力。来自于相位控制齿轮23a的驱动力通过传动齿轮24a传递到从动齿轮25a。相位控制齿轮23a以角速度ω_A沿箭头B方向旋转，而传动齿轮24a以周向速度V2沿箭头C方向旋转。

在图3中，相位控制齿轮23a和从动齿轮25a设置有三角形的标记M1和M2，其由在各齿轮一体成型时形成的突出部(见图2)形成并用作指示两齿轮旋转相位相同的标志(在下文中，所述三角形标记被称为标志)。

因此，标志M1和M2使得能够从视觉上识别相位控制齿轮23a和从动齿轮25a的旋转相位。在本发明中，通过在驱动机构组装期间凭借视觉识别标志M1和M2的位置来进行调整。传动齿轮24a由旋转轴20以可拆卸的方式支撑，因此，在传动齿轮24a与相位控制齿轮23a和从动齿轮25a脱离的状态下，手动旋转相位控制齿轮23a和从动齿轮25a，以便确定它们各自的旋转相位，之后，再将传动齿轮24a安装到旋转轴20上。

依据本发明的感光部件驱动机构包括：驱动齿轮22a，其以恒定的周向速度旋转；从动齿轮25a，其被固定到感光鼓101a的端部；相位控制齿轮23a，其具有与从动齿轮25a相同的速度变动特性；以及传动齿轮24a，其将相位控制齿轮23a的旋转传递到从动齿轮25a使得从动齿轮25a以恒定的角速度旋转。采用这种结构，可最终将感光鼓101a的周向速度保持在恒定的速度，以便减少激光写入位置相对于该感光鼓101a的偏差以及着色剂图像从感光鼓101a转印到中间转印带11(图1)的转印位置的偏差，从而最终减少成像位置的偏差。

下面将进一步描述依据本发明的感光部件驱动机构的结构和功能。

如图3所示，假定驱动齿轮22a的周向速度是V1，从相位控制齿轮23a与驱动齿轮22a之间的接触点N1到旋转中心O₁的半径是r₁，从相位控制齿轮23a与传动齿轮24a之间的接触点N2到旋转中心O₁的半径是r₂，并且从从动齿轮25a与传动齿轮24a之间的接触点N3到旋转中心O₂的半径是r₃。

此外，假定相位控制齿轮23a和从动齿轮25a的角速度分别是ω_A和ω_B，连接中心O₁与点N1的直线和连接中心O₁与标志M1的直线之间形成角θ_A，连接中心O₁与点N1的直线和连接中心O₁与点N2的直线之间形成角θ_X，且连接中心O₂与点N3的直线和连接中心O₂与标志M2的直线之间形成角度θ_B。

v1是驱动马达的周向速度，其为恒定的。此外，假定r是相位控制齿轮23a和从动齿轮25a的设计半径，在下文中，将描述r₁、r₂和r₃由于相位控制齿轮23a和从动齿轮25a的偏心率而周期性变动的值。

r₁＝r+rasinθ_A，r₂＝r+rasin(θ_A-θ_X)，r₃＝r+rasinθ_B

在这种情况下，a是由于其周期性变动而导致的r₁、r₂和r₃相对于r的变动部分的比率。

因此，相位控制齿轮23a的角速度ω_A可如此地表达。

ω_A＝v1/r₁＝v1/(r+rasinθ_A)＝(v1/r)/(1+asinθ_A)

＝(v1/r)·(1-asinθ_A)/(1-a²sinθ_A)

由于不等式a＜＜1成立，所以等式a²＝0成立。

因此，以下等式成立。

ω_A＝(v1/r)(1-asinθ_A)    (1)

接下来，传动齿轮24a的周向速度v2表达如下。

v2＝r₂ω_A＝v1{1-asineθ_A+asin(θ_A-θ_X)}    (2)

接下来，从动齿轮25a的角速度ω_B表达如下。

ω_B＝v2/r₃＝(v1/r){1-asinθ_A+asin(θ_A-θ_X)-asinθ_B}    (3)

通过上文的描述，角速度ω_A与ω_B的变动部分Δω_A与Δω_B可表达如下。

Δω_A＝-asinθ_A

Δω_B＝-asinθ_A+asin(θ_A-θ_X)-asinθ_B

在下文中，将确定满足关系Δω_B＝0的条件。该条件是可使从动齿轮25a的角速度ω_B变动为零、从而使得感光鼓101a的周向速度的变动为零的条件。

为了满足关系Δω_B＝0，确定满足θ_X、θ_A和θ_B以使得等式(3)满足下列等式(4)的“X”的条件，并确定出满足关系X＝0的条件。

ω_B＝(v1/r){1-Xsinθ_B}    (4)

首先，已经证明，在下列等式(5)成立的情况下，可满足等式(4)。

θ_X＝2θ_A-2θ_B-180    (5)

因此，等式(5)代入等式(3)中以提供下列等式。

ω_B＝(v1/r)·[1-asinθ_A+asin{θ_A-(2θ_A-2θ_B-180)}-asinθ_B]

＝(v1/r)·[1-{a+2acos(θ_A-θ_B)}sinθ_B]

＝(v1/r)·[1-{a+2acos(θ_X-(θ_B-(θ_A-θ_X)))}sinθ_B]    (6)

在等式(6)中，当θ_A＝θ_X时，θ_B-(θ_A-θ_X)意味着θ_B的值，即相位控制齿轮23与从动齿轮25之间的位置关系。

因此，可以满足等式X＝0的条件如下。

X＝a+2acos(θ_X-(θ_B-(θ_A-θ_X)))＝0

即，当等式cos(θ_X-(θ_B-(θ_A-θ_X)))＝-0.5成立时，等式X＝0成立。

θ_X、θ_A和θ_B满足上述等式的条件可表达如下。

θ_X-(θ_B-(θ_A-θ_X))＝±120°    (7)

并且

θ_X＝2θ_A-2θ_B-180°    (5)

满足等式(7)和上述等式(5)的具体数值如下。

θ_X＝60°，并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝-60°

或者

θ_X＝-60°，并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝60°

图4示出了在θ_X＝60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝-60°以及θ_X＝θ_A的情况下感光部件驱动机构的一个具体实施例，其是满足等式Δω_B＝0的条件之一。

如图4所示，通过设定标志M1和M2在各个齿轮上的位置，可以使得从动齿轮25a的角速度的变动部分Δω_B为零，从而以恒定的角速度(以恒定的周向速度)旋转感光鼓101a。

[第二实施例]

在本实施例中，将描述整体应用于在图1所示成像设备100中以形成全彩色图像的感光鼓101b到101d的感光部件驱动机构。

此外，依据第一实施例的感光部件驱动机构应用于感光鼓101a以形成黑色图像。在这种情况下，感光鼓101a可具有比其它感光鼓101b到101d大的直径。

图5到8示出了依据本发明实施例的感光部件驱动机构的各个组件间的位置关系和角度关系。

如图5所示，来自于驱动齿轮22b的旋转力传递到相位控制齿轮23b，然后该旋转力通过传动齿轮24b从相位控制齿轮23b传递到从动齿轮25b，还通过传动齿轮24c传递到从动齿轮25c，之后通过传动齿轮24d从从动齿轮25c传递到从动齿轮25d，所述驱动齿轮22b由未示出的马达沿箭头A方向匀速驱动。从动齿轮25b到25d分别耦联到感光鼓101b到101d的端部。此外，从动齿轮25b到25d以及相位控制齿轮23b均采用同一模具形成并具有相同的速度变动特性。

此外，相位控制齿轮23b具有旋转中心O₃并与驱动齿轮22b、传动齿轮24b和24c分别在点N4、N5和N6处相接触，同时从动齿轮25b具有旋转中心O₄并在点N7处与传动齿轮24b相接触。从动齿轮25c具有旋转中心O₅并在点N8和N9处与传动齿轮24c和24d相接触。从动齿轮25d具有旋转中心O₆并在点N10处与传动齿轮24d相接触。

此外，如图5所示，与图4所示实施例相类似，连接相位控制齿轮23b的旋转中心O₃与点N4的直线与连接其旋转中心O₃与点N5的直线之间形成60°的角。此外，连接旋转中心O₃与点N4的直线与连接旋转中心O₃与点N6的直线之间形成60°的角。

接下来，如图6所示，关于从动齿轮25b，当相位控制齿轮23b上的标志M4与点N7重合时，连接从动齿轮25b旋转中心O₄与点N6的直线与连接旋转中心O₄与标志M3的直线之间形成-60°的角。

接下来，如图7所示，关于从动齿轮25c，当相位控制齿轮23b上的标志M4与点N6重合时，连接从动齿轮25c旋转中心O₅与点N8的直线与连接旋转中心O₅与标志M5的直线之间形成-60°的角。

接下来，如图8所示，关于从动齿轮25d，当从动齿轮25c上的标志M5与点N9重合时，从动齿轮25d上的标志M6设定为与点N10重合。

通过如上设定，可实现θ_B-(θ_A-θ_X)＝0°的条件。在这种情况下，可满足以下条件。由于从动齿轮25c的角速度变动是0，因此也可使从动齿轮25d的角速度变动为零。

θ_B-(θ_A-θ_X)＝0，即θ_B＝θ_A-θ_X

因此，以下等式成立。

ω_B＝(v1/r)·{1-asinθ_A+asin(θ_A-θ_X)-asinθ_B}

＝(v1/r)·(1-asinθ_A)

＝ω_A

即，由于ω_B等于ω_A，所以如果角速度变动Δω_A为0，那么Δω_B也为0。

如上所述，类似地，可以在第二实施例中以不变的恒定角速度旋转感光鼓101a、101b、101c和101d。

[第三实施例]

在本实施例中，将描述整体应用于在图1所示成像设备100中以形成全彩色图像的感光鼓101b到101d的感光部件驱动机构。

此外，依据第一实施例的感光部件驱动机构被应用于感光鼓101a以形成黑色图像。在这种情况下，感光鼓101a可具有比其它感光鼓101b到101d大的直径。

图9到13示出了本实施例3的感光部件驱动机构的各个组件间的位置关系和角度关系。

如图9所示，来自于驱动齿轮22b的驱动力被传递到相位控制齿轮23c，并且该驱动力从相位控制齿轮23c传递到从动齿轮25e、且还从相位控制齿轮23c传递到从动齿轮25f，之后通过传动齿轮24e从从动齿轮25f传递到从动齿轮25g，所述驱动齿轮22b由未示出的马达沿箭头A的方向匀速驱动。从动齿轮25e到25g分别耦联到感光鼓101b到101d(图1)的端部。此外，从动齿轮25e到25g、相位控制齿轮23c和传动齿轮24e均采用相同的模具形成并具有相同的速度变动特性。

将参考图9就相位控制齿轮23c与从动齿轮25e之间的关系来描述感光部件驱动机构的操作，该关系是代表性的。

设定以下角度：

位于连接驱动齿轮中心O₇与相位控制齿轮中心O₈的第一直线和连接相位控制齿轮23c的中心O₈与相位控制齿轮23c上的标志M7的第二直线之间的角度θ_A，

位于连接相位控制齿轮23c的中心O₈与从动齿轮25e的中心O₉的第三直线和连接从动齿轮25e的中心O₉与从动齿轮25e上标志M8的第四直线之间的角度θ_B，以及

位于第一直线与第三直线之间的角度θ_X。

此外，在存在θ_X＝60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝-60°、或者θ_X＝-60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝60°(符号“+”和“-”分别表示从动齿轮25e的旋转方向和与从动齿轮25e的旋转方向相反的方向)的关系的情况下，从动齿轮25e的角速度变动可以为零。

图10具体地示出了从动齿轮25e与相位控制齿轮23c的相位状态。

相位控制齿轮23c上的标志M7从相位控制齿轮23c与从动齿轮22b之间的接触点沿着相位控制齿轮23c旋转的方向旋转60度，以使相位控制齿轮23c上的标志M7与相位控制齿轮23c和从动齿轮25e之间的接触点重合(θ_X＝60°)，并且同时，从动齿轮25e上的标志M8沿与从动齿轮25e的旋转方向相反的方向旋转60°(-60°)。

图11具体地示出了从动齿轮25f与相位控制齿轮23c的相位状态。

相位控制齿轮23c上的标志M7从相位控制齿轮23c与从动齿轮22b之间的接触点沿着与相位控制齿轮23c的旋转方向相反的方向旋转60度(θ_X＝-60°)，以使标志M7与相位控制齿轮23c和从动齿轮25f之间的接触点重合，并且同时，从动齿轮25f上的标志M9沿从动齿轮25f的旋转方向旋转60°(+60°)。

图12和图13示出了传动齿轮24e由从动齿轮25f的驱动以及从动齿轮25g的驱动。

图12示出了传动齿轮24e由从动齿轮25f驱动的状况。

首先，设定从动齿轮25f和传动齿轮24e，使得当从动齿轮25f上的标志M9与从动齿轮25f和传动齿轮24e之间的接触点重合时，传动齿轮24e上的标志M10与传动齿轮24e和从动齿轮25f之间的接触点重合。

通过如上设置，在从动齿轮25f与传动齿轮24e之间实现θ_B-(θ_A-θ_X)＝0°的状态。在这种情况下，由于从动齿轮25f与传动齿轮24e具有相同的偏心率特性，因此下列等式(8)的条件被满足。由于从动齿轮25f的角速度变动(Δω_A)为零，因此传动齿轮24e的角速度变动(Δω_B)可为零。

θ_B-(θ_A-θ_X)＝0，即θ_B＝θ_A-θ_X

因此，以下等式成立。

ω_B＝(v1/r)·{1-asinθ_A+asin(θ_A-θ_X)-asinθ_B}

＝(v1/r)·(1-asinθ_A)

＝ω_A        (8)

即，ω_B等于ω_A，因此如果角速度变动Δω_A为零，那么Δω_B为零。

接下来，图13示出了传动齿轮24e由从动齿轮25f驱动的条件。

首先，设定从动齿轮25g和传动齿轮24e，使得当从动齿轮25g上的标志M11与从动齿轮25g和传动齿轮24e之间的接触点重合时，传动齿轮24e上的标志M10与传动齿轮24e和从动齿轮25g之间的接触点重合。

通过如上设置，在从动齿轮25g与传动齿轮24e之间实现θ_B-(θ_A-θ_X)＝0°的状态。在这种情况下，上述等式(8)成立。由于传动齿轮的角速度变动(Δω_A)为零，因此从动齿轮25g的角速度变动(Δω_B)可以为零。

采用上述方式，使得以不变的恒定转速旋转感光鼓101b到101d成为可能。

Claims (10)

1.一种感光部件驱动机构，包括：

驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；

从动齿轮，其同轴地固定到柱形感光部件的旋转轴上；

相位控制齿轮，其具有与所述从动齿轮相同的直径并具有与所述从动齿轮相同的转速变动特性；以及

传动齿轮，

其中所述驱动齿轮通过所述相位控制齿轮和所述传动齿轮将驱动力传递到所述从动齿轮，并且

其中当所述从动齿轮与所述相位控制齿轮是偏心齿轮、并且所述从动齿轮和所述相位控制齿轮设置有指示两齿轮的旋转相位相同的标志时，θ_X＝60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝-60°或者θ_X＝-60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝60°，其中符号″+″和″-″分别表示从动齿轮的旋转方向和与从动齿轮的旋转方向相反的方向，

连接所述驱动齿轮的中心和所述相位控制齿轮的中心的第一直线与连接所述相位控制齿轮的中心和所述相位控制齿轮上的所述标志的第二直线之间形成角θ_A，

连接所述相位控制齿轮的中心和所述传动齿轮的中心的第三直线与所述第一直线之间形成角θ_X，

连接所述传动齿轮的中心和所述从动齿轮的中心的第四直线与连接所述从动齿轮的中心和所述从动齿轮上的标志的第五直线之间形成角θ_B。

2.根据权利要求1的感光部件驱动机构，其中所述传动齿轮适于将所述相位控制齿轮的周向速度传递到所述从动齿轮，使得所述从动齿轮以恒定的角速度旋转。

3.根据权利要求1的感光部件驱动机构，其中所述传动齿轮由旋转轴以可拆卸的方式支撑。

4.根据权利要求1的感光部件驱动机构，其中所述标志与所述从动齿轮和相位控制齿轮整体模制形成。

5.一种感光部件驱动机构，包括：

驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；

第一、第二和第三从动齿轮，其同轴地固定到三个柱形感光部件的各个旋转轴上并具有相同的直径和相同的旋转变动特性；

单个相位控制齿轮，其具有与所述从动齿轮相同的直径并具有与所述从动齿轮相同的转速变动特性；以及

第一、第二和第三传动齿轮，

其中所述第一、第二和第三从动齿轮和所述相位控制齿轮是偏心齿轮并且设置有指示它们的旋转相位相同的标志，各个标志靠近各个齿轮的周边形成，

所述驱动齿轮将驱动力传递到所述相位控制齿轮，所述相位控制齿轮分别通过第一和第二传动齿轮将驱动力传递到所述第一和第二从动齿轮，所述第二从动齿轮通过第三传动齿轮将驱动力传递到所述第三从动齿轮，

连接所述相位控制齿轮的中心和所述相位控制齿轮与所述驱动齿轮之间的接触点的第一直线与连接所述相位控制齿轮的中心和所述相位控制齿轮与所述第一传动齿轮之间的接触点的第二直线之间形成+60°的角，

连接所述相位控制齿轮的中心和所述相位控制齿轮与所述第二传动齿轮之间的接触点的第三直线与所述第一直线之间形成+60°的角，

当所述相位控制齿轮上的标志处于所述第二直线上时，连接所述第一传动齿轮的中心和所述第一从动齿轮的中心的第四直线与连接所述第一从动齿轮的中心和所述第一从动齿轮上的所述标志的第五直线之间形成+60°的角，

当所述相位控制齿轮上的标志处于所述第三直线上时，连接所述第二传动齿轮的中心和所述第二从动齿轮的中心的第六直线与连接所述第二从动齿轮的中心和所述第二从动齿轮上的所述标志的第七直线之间形成-60°的角，

其中符号″+″和″-″分别表示从动齿轮的旋转方向和与从动齿轮的旋转方向相反的方向，

其中当所述第二从动齿轮上的标志处于连接所述第二从动齿轮的中心和所述第三传动齿轮的中心的直线上时，所述第三从动齿轮的标志处于连接所述第三从动齿轮的中心和所述第三传动齿轮的中心的直线上。

6.一种感光部件驱动机构，包括：

第一机构，包括第一驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；第一从动齿轮，其同轴地固定到柱形感光部件的旋转轴上；第一相位控制齿轮，其具有与所述第一从动齿轮相同的直径并具有与所述第一从动齿轮相同的转速变动特性；以及第一传动齿轮，所述第一机构适于通过所述第一相位控制齿轮和所述第一传动齿轮将驱动力从所述第一驱动齿轮传递到第一从动齿轮；以及

第二机构，包括第二驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；第二从动齿轮，其同轴地固定到多个柱形感光部件的各个旋转轴上并且具有相同的直径和相同的转速变动特性；单个第二相位控制齿轮，其具有与所述第二从动齿轮相同的直径并具有与所述第二从动齿轮相同的转速变动特性；以及多个第二传动齿轮，所述第二机构适于通过所述第二相位控制齿轮和所述第二传动齿轮将驱动力从所述第二驱动齿轮传递到各个所述第二从动齿轮。

7.一种感光部件驱动机构，包括：

驱动齿轮，其固定到旋转驱动动力源的旋转轴上并以恒定的周向速度旋转；

第一从动齿轮，其同轴地固定到柱形感光部件的旋转轴上；以及

相位控制齿轮，其具有与所述第一从动齿轮相同的直径并具有与所述第一从动齿轮相同的转速变动特性，

其中所述驱动齿轮通过所述相位控制齿轮将驱动力传递到所述第一从动齿轮，并且

其中当所述第一从动齿轮与所述相位控制齿轮是偏心齿轮、并且所述第一从动齿轮和所述相位控制齿轮设置有指示两齿轮的旋转相位相同的标志时，θ_X＝60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝-60°或者θ_X＝-60°并且θ_B-(θ_A-θ_X)＝60°，其中符号″+″和″-″分别表示第一从动齿轮的旋转方向和与第一从动齿轮的旋转方向相反的方向，

连接所述驱动齿轮的中心和所述相位控制齿轮的中心的第一直线与连接所述相位控制齿轮的中心和所述相位控制齿轮上的所述标志的第二直线之间形成角θ_A，

连接所述相位控制齿轮的中心和所述第一从动齿轮的中心的第三直线与所述第一直线之间形成角θ_X，

连接所述第一从动齿轮的中心和所述第一从动齿轮上的所述标志的第四直线与所述第三直线之间形成角θ_B。

8.根据权利要求7的感光部件驱动机构，进一步包括第二从动齿轮和第三从动齿轮，并且设置有用于将驱动力从所述第二从动齿轮传递到所述第三从动齿轮的传动齿轮。

9.根据权利要求8的感光部件驱动机构，其中所述传动齿轮是具有与每个所述从动齿轮相同的偏心率特性的齿轮。

10.根据权利要求9的感光部件驱动机构，其中当所述第二从动齿轮、所述第三从动齿轮和所述传动齿轮设置有指示旋转相位的标志时，设定所述传动齿轮的旋转相位，使得所述第二从动齿轮和所述传动齿轮上的标志与所述第二从动齿轮和所述传动齿轮之间的接触点重合，且所述第三从动齿轮和所述传动齿轮上的标志与所述第三从动齿轮和所述传动齿轮之间的接触点重合。

Images