JP2000249190A

JP2000249190A - 回転体駆動装置

Info

Publication number: JP2000249190A
Application number: JP11049569A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yamamoto; 雅典山本
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動源から駆動伝達機構を介して回転体に駆
動力を伝達する回転体駆動装置において、回転体の駆動
系での振動を低減するためのダイナミックダンパを省ス
ペースにて設ける。【解決手段】モータ２から感光体１に駆動力を伝達す
る駆動伝達系３とは別に、感光体１の回転力をイナーシ
ャ５（回転慣性体）に伝達する動力伝達系４を設け、そ
の一部が弾性変形し得るようにして、駆動伝達系３での
共振に対するダイナミックダンパ機能が得られるように
した。これにより、感光体１の回転むらを低減すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に搭
載されたドラム状感光体等の回転体の駆動に用いられる
回転体駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の回転体駆動装置におい
て、ドラム状感光体の駆動系での振動、回転速度むらを
低減するために、感光体の回転に伴って回転する回転慣
性体を設け、この回転慣性体が、回転軸への取り付け部
と、その外周に位置する慣性部と、前記取り付け部と慣
性体部の間に介在される中間連結部とから成り、この中
間連結部により回転軸に対する慣性体部の弾性的な相対
的変位を許容するようにしたものがある（例えば、特開
平５−７２８３６号公報参照）。また、ドラム状感光体
と同軸に動吸振器（ダイナミックダンパ）が設けられた
防振装置であって、このダイナミックダンパがねじり剛
性部とそのねじり剛性部に固定される慣性部から成るも
のが知られている（例えば、特開平４−１２０５８２号
公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の回転体駆動装置においては、回転体の軸上
にダイナミックダンパが設けられているため、設置スペ
ースが大きくなり、配置が規制される。また、イメージ
ングカートリッジ形態の感光体の軸上にダイナミックダ
ンパを組み込むと、装置が大型化、複雑化してしまう。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、回転体の駆動系での振動を低減するためのダ
イナミックダンパを省スペースにて設けることができ、
配置が規制されることがなく、また、イメージングカー
トリッジ形態の感光体に適用しても構成が大型化、複雑
化することのない回転体駆動装置を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、駆動源から駆動伝達機構を介して
回転体に駆動力を伝達する回転体駆動装置において、前
記駆動源から前記回転体に駆動力を伝達する駆動伝達手
段と、前記駆動伝達手段とは別に前記回転体の軸の回転
力を回転慣性体に伝達すると共に、少なくともその一部
に弾性変形し得る弾性変形部が設けられてなる動力伝達
手段とを備え、前記弾性変形部と前記回転慣性体によ
り、前記駆動伝達手段での共振に対するダイナミックダ
ンパを構成したものである。

【０００５】この構成においては、回転体に駆動力を伝
達する駆動伝達手段で回転方向に振動する共振が発生し
ていても、回転体から慣性体に動力を伝達する動力伝達
手段の一部が回転方向に弾性変形して、ダイナミックダ
ンパ機能が得られる。このため、駆動伝達手段の共振を
打ち消すことができ、回転体の回転むら・振動を低減す
ることができる。しかも、回転体の軸上にダイナミック
ダンパを設けるものでないので、装置形状が大きくなる
ことがなく、設置の自由度も増し、イメージングカート
リッジ形態の感光体にも容易にダイナミックダンパを付
加することができる。

【０００６】また、前記動力伝達手段が歯車であり、そ
の歯車が弾性変形するものとすることができる。また、
前記回転体から前記回転慣性体を増速して回転させるよ
うにしてもよい。これにより、慣性体の慣性効果が増速
比の２乗に比例して大きくなるので、慣性体の小型化が
図れる。

【０００７】また、前記動力伝達手段がベルトであり、
そのベルトが弾性変形するものとしてもよい。これによ
り、慣性体の配置を自由に設定することができ、また、
ベルトのテンションを調整することで、減衰能力も調整
できる。

【０００８】また、前記回転体がフライホイルであって
もよい。ここに、フライホイルの回転が動力伝達手段を
介して慣性体に伝達され、慣性体の配置が自由となり、
増速することで慣性体を小型化できる。

【０００９】また、前記動力伝達手段が、回転力が伝達
される動力伝達部と、この動力伝達部と前記回転慣性体
の軸との間の少なくとも一部に弾性部材を介在してなる
軸固定部を含み、その軸固定部の軸との固定位置を調整
自在とされているものとすることができる。この軸固定
部の軸との固定位置を調整することで、ねじれ（回転方
向）のばね定数が変化し、慣性体の共振周波数の調整が
可能となる。また、本駆動装置が適用される機種が多様
になっても、機差に応じた適切な調整を容易に行うこと
ができる。

【００１０】また、前記回転慣性体が弾性管状体を介し
て支持軸に回動自由に支持されてなり、前記動力伝達手
段の動力伝達部に磁石を用い、前記回転慣性体を磁気結
合により回転させるようにしてもよい。これにより、動
力伝達部に歯車やベルトを用いた場合に比べて噛み合い
振動をなくすことができる。

【００１１】また、前記回転体が感光体であり、前記回
転慣性体が帯電ブラシ又は帯電ローラであってもよい。
これにより、既存の構成でダイナミックダンパを構成で
きるので、新たに慣性体を付加する必要がなく、装置の
小型化が図れる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。本実施形態の回転体駆動装
置は、画像形成装置に搭載されたドラム状感光体（回転
体）を駆動するものである。図１に第１実施形態による
装置を示す。本装置は、感光体１にモータ２（駆動源）
から駆動伝達系３（駆動伝達機構）を介して駆動力を伝
達し、また、この駆動伝達系３とは別に設けた動力伝達
系４（動力伝達手段）を介して、イナーシャ５（回転慣
性体）に感光体１の軸の回転力を伝達するように構成さ
れている。

【００１３】そして、駆動伝達系３は、モータ出力歯車
３１、これに噛み合う歯車３２、これと一体の歯車３
３、これに噛み合い感光体１の軸に固定された歯車３４
から成る。また、動力伝達系４は、いずれも樹脂などの
弾性体でなる、感光体１の軸に固定された歯車４１と、
これに噛み合う歯車４２と、これに噛み合い、イナーシ
ャ５の回転軸に固定された歯車４３とから成り、これら
の歯車列により弾性変形し得る弾性変形部を構成してい
る。この動力伝達系４の弾性変形部とイナーシャ５によ
り、駆動伝達系３での共振に対するダイナミックダンパ
を構成している。イナーシャ５の回転軸はフレーム６に
軸受け７を介して支持されている。

【００１４】上記の構成においては、感光体１に駆動力
を伝達する駆動伝達系３で回転方向に振動する共振が発
生していても、感光体１の軸からシナーシャ５に動力を
伝達する動力伝達系４の弾性体でなる歯車列が一種のバ
ネとなって撓み（回転方向に弾性変形）、ダイナミック
ダンパ機能が得られる。このため、駆動伝達系３の共振
を打ち消すことができ、感光体１の回転むら、振動を低
減することができる。しかも、従来のように感光体１の
軸上にダイナミックダンパを設けるものでないので、装
置形状が大きくなることがなく、設置の自由度も増す。
従ってまた、省スペース化を図ったイメージングカート
リッジ形態の感光体にも容易にダイナミックダンパを付
加することができる。

【００１５】図２は第２実施形態の回転体駆動装置を示
す。本実施形態では、動力伝達系４が、感光体１の歯車
３４に噛み合う歯車４２と、これに噛み合いイナーシャ
５の軸に固定された歯車４３とから成り、これら歯車の
材質は特に弾性体でなくても、歯車自体に撓みが発生し
バネとなり得るものであればよい。また、この歯車列
は、感光体１からイナーシャ５を増速して回転させるよ
うに構成されている。これにより、イナーシャ５の慣性
効果が増速比の２乗に比例して大きくなり、慣性体の小
型化が図れる。

【００１６】図３は第３実施形態の回転体駆動装置を示
す。本実施形態では、動力伝達系４はベルト４４で構成
され、このベルト４４は感光体１の歯車３４に噛み合う
歯車４２（支持軸８に支持されている）と一体に回転す
るプーリ４５と、イナーシャ５の軸９に固定されたプー
リ４６との間に架けられている。このベルト４４の撓み
（弾性変形）がバネとなり、ダイナミックダンパの機能
が得られ、駆動伝達系３の共振振動を減衰させることが
できる。ベルト４４を用いることで、イナーシャ５の配
置を自由に設定することができ、また、ベルト４４のテ
ンションを調整することで、減衰能力も調整できる。

【００１７】図４は第４実施形態の回転体駆動装置を示
す。本実施形態では、動力伝達系４により駆動される感
光体１と同軸にフライホイル１１が取り付けられ、その
軸から動力伝達系４の歯車４７，４８を介して慣性体の
機能を担う動吸振器１２が設けられている。動力伝達系
４により増速することで、動吸振器１２の小型化が図
れ、また、配置の自由度が上がる。一般に、フライホイ
ルは慣性が大きいので、イナーシャも大型化してしま
い、設計の自由度が少なかったが、本実施形態によれ
ば、その問題を解消できる。

【００１８】図５は第５実施形態の回転体駆動装置を示
す。本実施形態では、動力伝達系４が、感光体１と一体
の歯車４２と、これに噛み合う歯車４３とから成り、こ
の歯車４３は、軸受け７に軸支されたイナーシャ５の軸
９に軸固定部を含む弾性体１４（弾性部材）を介して取
り付けられているものである。弾性体１４は、その軸固
定部に長穴１５が形成され、ネジ１６による軸９への固
定位置を調整自在とされている。弾性体１４の軸固定位
置を調整することで、ねじれ（回転方向）のばね定数が
変化し、イナーシャ５の共振周波数の調整が可能とな
る。また、本駆動装置が適用される機種が多種類になっ
ても、機差に応じた適切な調整を容易に行うことができ
る。

【００１９】図６（ａ）（ｂ）は第６実施形態の回転体
駆動装置を示す。本実施形態では、イナーシャ５が、樹
脂スペーサ１８（弾性管状体）を介して金属軸９（支持
軸）に回動自由に支持され、動力伝達系４に組み込んだ
磁気結合構造により回転駆動されるようにしている。具
体的には、動力伝達系４の動力伝達部として用いている
歯車４１，４２，４３の内、少なくとも歯車４３に磁石
を用い、この歯車４３を金属軸９に固定すると共に、歯
車４３の軸方向に対向するイナーシャ５の側面に磁石又
はヒステリシス材１７を設けて、それと磁石の歯車４３
との間を磁気結合させている。これにより、磁石間がバ
ネとなり、動力伝達系４の動力伝達部に歯車やベルトを
用いた場合に比べて、噛み合い振動を抑えることができ
る。

【００２０】図７（ａ）（ｂ）は第７実施形態の回転体
駆動装置を示す。本実施形態では、回転体である感光体
１に、回転自在な帯電ブラシ又は帯電ローラ２１が所定
の圧力をもって接触し、これがイナーシャとして機能す
るようにしている。モータから感光体１へ駆動を伝達す
る駆動伝達系は図示を省略している。帯電ブラシ又は帯
電ローラ２１へ回転力を伝達する動力伝達系４は、感光
体１と一体の歯車３４に噛み合い、帯電ローラ軸２２に
固定されているゴム材でなる歯車４３から成る。

【００２１】また、図７（ｃ）（ｄ）は、上記（ａ）
（ｂ）に示した動力伝達系４の変形例を示す。この変形
例では、歯車３４に噛み合う樹脂又は金属製の歯車４３
が帯電ローラ軸２２に弾性的に取り付けられている。す
なわち、歯車４３は軸挿入用のボス部を有し、このボス
部の一部にゴム材でなる弾性体１４が介在されていて、
ネジ１６により帯電ローラ軸２２に取り付ける。上記２
つの例のような動力伝達構成を用いて帯電ブラシ又は帯
電ローラ２１へ動力を伝達して、これをイナーシャとし
て機能させることにより、既存の構成でダイナミックダ
ンパを構成できるので、新たに慣性体を付加する必要が
なく、装置の小型化が図れる。

【００２２】次に、図８、図９を参照して上記各種実施
形態における振動減衰作用の原理説明を行う。既存の駆
動伝達系における振動系の構成と伝達関数の周波数特性
を図8（ａ）（ｂ）に示す。駆動伝達系の剛性をＫ、回
転体の質量をＭとしたとき、振動系は、図８（ａ）に示
すようになり、伝達関数Ｘ／Ｆ（変位／力）は、図８
（ｂ）に示すように、共振周波数で大きいピークを持
つ。

【００２３】一方、本発明のように、既存の駆動伝達系
に、慣性体（イナーシャ）と弾性変形部を持つ動力伝達
系（振動系）を付加した場合の振動系は、図９（ａ）に
示すようになる。ここに、駆動伝達系３に付加される動
力伝達系４の剛性をｋ、減衰をｃ、慣性体（イナーシ
ャ）の質量をｍとしている。この振動系は２自由度系と
なり、互いに振動を打ち消し合うことになる。従って、
伝達関数Ｘ／Ｆ（変位／力）は、図９（ｂ）に示すよう
に、共振周波数のピークは２つになり、いずれのピーク
も、従来の場合に比べて小さいものとなる。このため、
振動しがたくなり、回転体の回転むらが低減される。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回転体に
駆動力を伝達する駆動伝達手段とは別に、回転体から慣
性体に動力を伝達する動力伝達手段を設け、その一部に
弾性変形部を設けて、ダイナミックダンパ機能を得るよ
うにしたので、駆動伝達手段の共振を打ち消すことがで
き、回転体の回転むら、振動を低減することができる。
しかも、回転体の軸上にダイナミックダンパを設けるも
のでないので、装置形状が大きくなることがなく、装置
設置の自由度が増大し、ひいては、小型のイメージング
カートリッジ形態の感光体にダイナミックダンパを付加
することが容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による回転体駆動装置
の構成図である。

【図２】第２実施形態による回転体駆動装置の構成図
である。

【図３】第３実施形態による回転体駆動装置の構成図
である。

【図４】第４実施形態による回転体駆動装置の構成図
である。

【図５】第５実施形態による回転体駆動装置の構成図
である。

【図６】第６実施形態による回転体駆動装置の構成図
である。

【図７】第７実施形態による回転体駆動装置の構成図
である。

【図８】既存の駆動伝達系における振動系の構成と伝
達関数の周波数特性図である。

【図９】本発明における振動系の構成と伝達関数の周
波数特性図である。

【符号の説明】

１感光体２モータ（駆動源）３駆動伝達系（駆動伝達機構）４動力伝達系（動力伝達手段）５イナーシャ（回転慣性体）１１フライホイル１２動吸振器１４弾性体２１帯電ローラ３１，３２，３３，３４歯車４１，４２，４３歯車４４ベルト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動源から駆動伝達機構を介して回転体
に駆動力を伝達する回転体駆動装置において、前記駆動源から前記回転体に駆動力を伝達する駆動伝達
手段と、前記駆動伝達手段とは別に前記回転体の軸の回転力を回
転慣性体に伝達すると共に、少なくともその一部に弾性
変形し得る弾性変形部が設けられてなる動力伝達手段と
を備え、前記弾性変形部と前記回転慣性体により、前記駆動伝達
手段での共振に対するダイナミックダンパを構成したこ
とを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項２】前記動力伝達手段が歯車であり、その歯
車が弾性変形することを特徴とする請求項１に記載の回
転体駆動装置。
【請求項３】前記回転体から前記回転慣性体を増速し
て回転させるようにしたことを特徴とする請求項１に記
載の回転体駆動装置。
【請求項４】前記動力伝達手段がベルトであり、その
ベルトが弾性変形することを特徴とする請求項１に記載
の回転体駆動装置。
【請求項５】前記回転体がフライホイルであることを
特徴とする請求項１に記載の回転体駆動装置。
【請求項６】前記動力伝達手段が、回転力が伝達され
る動力伝達部と、この動力伝達部と前記回転慣性体の軸
との間の少なくとも一部に弾性部材を介在してなる軸固
定部を含み、その軸固定部の軸との固定位置を調整自在
とされていることを特徴とする請求項１に記載の回転体
駆動装置。
【請求項７】前記回転慣性体が弾性管状体を介して支
持軸に回動自由に支持されてなり、前記動力伝達手段の
動力伝達部に磁石を用い、前記回転慣性体を磁気結合に
より回転させるようにしたことを特徴とする請求項１に
記載の回転体駆動装置。
【請求項８】前記回転体が感光体であり、前記回転慣
性体が帯電ブラシ又は帯電ローラであることを特徴とす
る請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の回転体駆動
装置。