JP2000267502A - 回転ドラム装置と画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転ドラム装置の像担持体の回転駆動負荷を
一定の低いレベルに保ち、この回転ドラム装置を用い
た、レジずれ、色ずれ、バンディングなど画像欠陥の少
ない高画質でかつ省資源・省エネルギの電子写真画像形
成装置を提供する 【解決手段】 第１の歯車を固着した第１の回転軸を有
し、該第１の回転軸回りに回転するように構成された回
転ドラムと、第１の歯車に噛み合い、該第１の歯車を駆
動する第２の歯車を固着した第２の回転軸とを備え、第
１の回転軸と第２の回転軸とが、第１の回転軸の回転中
心と第２の回転軸の回転中心とを結ぶ直線の方向に相対
的に可動なように、第１の回転軸と第２の回転軸のうち
いずれかが、弾性的に軸支され、回転ドラムは、その周
面上に直接または記録材を介して間接的に、トナー像を
担持し搬送するように構成されたことを特徴とする回転
ドラム装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばデジタル記
録方式のカラー電子写真装置の如く像担持体に走査光線
によって露光像を作成し、顕像化して可視像を得、転写
材に転写、定着して最終画像を得る装置に用いられる、
回転ドラムを備えた回転ドラム装置及び、この回転ドラ
ム装置を備え、高精度で振動が少なくかつ繰返し精度に
優れた品質を要求される画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、アナログ光学系を利用した単色再
現の電子写真方式による画像形成装置においては、像担
持体の回転駆動系の品質は数パーセントの速度変動が含
まれていても画像の伸び・縮みとして再現され、許容さ
れることが一般的であった。

【０００３】しかしながら、近年カラー複写機が商品化
され、さらに高画質のデジタル光学系を採用したフルカ
ラー電子写真画像形成装置にいたっては、像担持体の回
転駆動系の品質として従来のアナログ光学系を利用した
単色再現の電子写真方式に比べ、１桁上の駆動品質、す
なわち速度変動率としておよそ±０．５パーセント以下
の性能が要求されるようになった。

【０００４】これは、デジタル複写機の以下の特徴に由
来する。例えばレーザービームによる走査光学系を使用
したシステムでは 空間周波数１サイクル／ｍｍ前後の
速度変動がバンディングと呼ばれる濃淡縞として画像に
現れやすいので、この周波数における速度変動率は
０．１％以下であることが必要とされている。また、複
数色現像時の比較的長周期の速度変動が、色の変化及び
分解された複数色画像の色ずれとして画像に現れないた
めには、１００μｍ以下の位置精度が必要である。これ
らの要求を満たすために、全速度変動率を０．５％以下
にする駆動性能が要求される。

【０００５】図１０は、従来の回転ドラム装置１１１の
配置を示す概略図である。本図では、高い剛性で支持さ
れ像担持体（図１参照）の軸上に精度よく装着された被
駆動ギア１０２は、像担持体の回転駆動系の品質を向上
させるために、バックラッシュがないように回転中心軸
を一致させて高い剛性をもって支持され精度良く装着さ
れた小アイドラーギア１０９及び大アイドラーギア１０
８を介して、同じくバックラッシュがないように高い剛
性をもって支持され精度良く装着された駆動モータ１０
４の出力軸１１４の出力ギア１１０により回転駆動され
る。装置の高さを低く抑えるため、小アイドラーギア１
０９及び大アイドラーギア１０８の回転中心は、図に示
すように、例えば被駆動ギヤ１０２の回転中心の図中斜
め左下に配置され、出力ギヤ１１０の回転中心は、小ア
イドラーギア１０９及び大アイドラーギア１０８の回転
中心から図中斜め右下に配置されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、要素部
品の製造過程において、すべての回転体は偏心してお
り、ギアの歯はすべて同一形状ではなく製作誤差を有
し、そのピッチ円は真円になり得ないので、前述の対策
によって得られる性能には限界があり、偏心及び製作誤
差を有するギヤの噛み合いは後述のように負荷の増加に
よる回転速度変動を伴い、必ずしも最適な対策が施され
た回転ドラム装置とは言えず、高品質の画像を達成でき
ない。

【０００７】偏心、製作誤差による寸法のずれは、例え
ばギヤの高点（回転中心からの回転半径が設計値を超え
最大となる点）同士が接触する場合、構造的に弱い部分
に弾性変形が発生し、ギアの干渉を回避するが、その弾
性変形を起こす力は駆動モータの駆動力に帰結するため
負荷変動として駆動モータの回転速度に影響を与え、速
度変動を引き起こす。この速度変動は１回転に付き１回
の周波数成分を含む。

【０００８】ここで、ある周波数：ｆ[Hz] の速度変動
が ΔV [mm/sec] であるときの 位置変動量 ΔX[mm]
は、ΔX＝ΔV／（２π・ｆ） と表わされ、速度変動量
の積分値である位置変動量は、周波数に反比例して大き
くなることがわかる。すなわち、像担持体及びほかの駆
動要素の偏心成分等に起因する駆動要素１回転に付き1
回の長周期振動すなわち低周波数の振動が、大きな位置
変動となって画質に悪影響を与える。

【０００９】またギヤの高点同士の接触が終わると、貯
えられた弾性変形部のスプリングバックエネルギが自由
度のある系の振動発生のトリガーとなり、この振動は比
較的高周波数の振動となる。このような観点から、負荷
変動の絶対量を小さくすることは、高精度な駆動系設計
において重要な要素の１つである。

【００１０】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、回転ドラム装置の像担持
体の回転駆動負荷を一定の低いレベルに保ち、この回転
ドラム装置を用いた、レジずれ、色ずれ、バンディング
など画像欠陥の少ない高画質でかつ省資源・省エネルギ
の電子写真画像形成装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明に係る回転ドラム装置１１ａ
は、図１に示すように、第１の歯車２ａを固着した第１
の回転軸１２ａを有し、該第１の回転軸１２ａ回りに回
転するように構成された回転ドラム１ａと；第１の歯車
２ａに噛み合い、該第１の歯車２ａを駆動する第２の歯
車３ａを固着した第２の回転軸１３ａとを備え；第１の
回転軸１２ａと第２の回転軸１３ａとが、第１の回転軸
１２ａの回転中心と第２の回転軸１３ａの回転中心とを
結ぶ直線Ｌの方向に相対的に可動なように、第１の回転
軸１２ａと第２の回転軸１３ａのうちいずれかが、弾性
的に軸支され；回転ドラム１ａは、その周面上に直接ま
たは記録材を介して間接的に、トナー像を担持し搬送す
るように構成されたことを特徴とする。

【００１２】第１の回転軸と第２の回転軸のうちいずれ
かが、第１の回転軸の回転中心と第２の回転軸の回転中
心とを結ぶ直線Ｌに平行な方向に相対的に可動なよう
に、弾性的に軸支されているので、図８に示すように、
第１の歯車の回転中心（Ｏ１）及び第２の歯車の回転中
心（移動前０２１、移動後０２２）の偏心、及び第１の
歯車及び第２の歯車の歯型製作誤差等により、第１の歯
車の回転中心（０１）を中心とするピッチ円半径Ｒ１及
び第２の歯車の回転中心（移動前０２１、移動後０２
２）を中心とするピッチ円半径Ｒ２がともに計算値より
大きい場合は、第１の回転軸と前記第２の回転軸いずれ
かが直線Ｌ方向に動いて（図中、第２の回転軸が移動す
るとしている。）、ピッチ円半径Ｒ１、Ｒ２の増加を吸
収する。図中、第１の歯車の計算値のピッチ半径をＲ１
１、実際のピッチ円半径をＲ１２、第２の歯車の計算値
のピッチ半径をＲ２１、実際のピッチ円半径をＲ２２で
示した。

【００１３】なお、前述の回転中心の偏心及び歯型製作
誤差等がない場合の第１の歯車のピッチ円ＰＣ１１及び
第２の歯車のピッチ円ＰＣ２１を図中実線で示し、両者
の接触点をＰ１とした。回転中心の偏心または歯型製作
誤差等がある場合の第１の歯車のピッチ円ＰＣ１２を点
線で、第２の歯車のピッチ円Ｐ２２の移動前のピッチ円
を二点鎖線で、移動後のピッチ円を点線で示し、移動後
の両者の接触点をＰ２とした。

【００１４】よって、原動機としての駆動モータの負荷
変動を減少させることができ、結果として駆動モータの
速度変動を減少させることができ、第１の回転軸の速度
変動を減少させることができる。また、駆動モータの負
荷の上昇を小さくすることができるので、歯車の噛み合
いにより駆動力伝達系に生じる弾性変形量を小さくする
ことができる。よって、ピッチ円半径Ｒ１、ピッチ円半
径Ｒ２の大きい箇所の接触が終了した後のスプリングバ
ックエネルギが小さく、スプリングバックエネルギによ
って発生する比較的高周波の振動を誘発することはな
い。第２の回転軸を弾性的に軸支し、第２の回転軸が直
線Ｌに平行な方向に動くようにし、第１の回転軸は移動
しないようにすることが好ましい。

【００１５】請求項２に記載の回転ドラム装置は、第１
の歯車を固着した第１の回転軸を有し、該第１の回転軸
回りに回転するように構成された回転ドラムと；前記第
１の歯車に噛み合い、該第１の歯車を駆動する第２の歯
車を固着した第２の回転軸と；前記第２の歯車に噛み合
い、該第２の歯車を駆動する第３の歯車を固着した第３
の回転軸とを備え；前記第３の回転軸の回転中心は、前
記第１の回転軸の回転中心と前記第２の回転軸の回転中
心とを結ぶ直線（ＬＬとする）上にほぼ位置し；前記第
１の回転軸と前記第２の回転軸とが、前記直線の方向に
相対的に可動なように、且つ前記第２の回転軸と前記第
３の回転軸とが、前記直線の方向に相対的に可動なよう
に、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸と前記第３の
回転軸のうちいずれか２つが、前記直線の方向に弾性的
に軸支され；前記回転ドラムは、その周面上に直接また
は記録材を介して間接的に、トナー像を担持し搬送する
ように構成されたことを特徴とする。

【００１６】第３の回転軸の回転中心が前述のように位
置し、第１の回転軸と第２の回転軸とが、直線ＬＬの方
向に相対的に可動なように、且つ第２の回転軸と前記第
３の回転軸とが、直線ＬＬの方向に相対的に可動なよう
に、第１の回転軸と第２の回転軸と第３の回転軸のうち
いずれか２つが、この直線ＬＬの方向に弾性的に軸支さ
れているので、第１の歯車、第２の歯車及び第３の歯車
の回転中心の偏心、第１の歯車、第２の歯車及び第３の
歯車の歯型製作誤差等により、第１の歯車のピッチ円半
径Ｒ１、第２の歯車のピッチ円半径Ｒ２がともに計算値
より大きい場合は、第１の回転軸と前記第２の回転軸い
ずれかが直線ＬＬに平行な方向に動いて、このピッチ円
半径の増加を吸収する。

【００１７】また、第２の歯車のピッチ円半径Ｒ２、第
３の歯車のピッチ円半径Ｒ３がともに計算値より大きい
場合は、第２の回転軸と前記第３の回転軸いずれかが直
線ＬＬに平行な方向に動いて、この距離ピッチ円半径Ｒ
２、Ｒ３の増加を吸収する。

【００１８】よって、駆動モータの負荷変動を減少させ
ることができ、結果として駆動モータの速度変動を減少
させることができ、第１の回転軸の速度変動を減少させ
ることができる。また、前述のようにピッチ円半径Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３の大きい箇所が接触した場合、第１〜第
３の回転軸が移動するので、常にほぼ一定の接触圧力で
歯車同士が噛み合う。よって、従来の回転ドラム装置と
は違い、歯車の接触圧力が上昇し、歯車の剛性の低い箇
所の弾性変形が増大し、スプリングバックによる高周波
の振動が発生せず、バックラッシュがなく振動のない安
定した回転が得られる。

【００１９】第２の回転軸、第３の歯車を弾性的に軸支
し、第２の回転軸、第３の歯車が直線ＬＬに平行な方向
に動くようにし、第１の回転軸は移動しないようにする
ことが好ましい。

【００２０】請求項３に記載の回転ドラム装置は、請求
項１または請求項２に記載の回転ドラム装置において、
前記弾性的に軸支された回転軸は、前記直線と前記回転
軸のいずれにも直角な方向に移動が拘束されていること
を特徴とする。

【００２１】直線Ｌまたは直線ＬＬに直角であって、回
転軸にも直角な方向の移動が拘束されているので、回転
軸が確実に直線Ｌまたは直線ＬＬの方向にのみ、動き得
るようにすることができる。

【００２２】請求項４に記載の回転ドラム装置は、請求
項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回転ドラム装
置において、前記相対的に可動な範囲が、前記各歯車同
士の噛み合いが失われない範囲となるように、前記相対
的に可動な軸の前記直線方向の動きを制限する制限手段
を備えることを特徴とする。

【００２３】前述の制限手段により歯車同士の噛み合い
が失われることがないので、急激な速度変動があっても
歯車同士の噛み合いを確保することができ、起動及び停
止に対処することができる。

【００２４】請求項５に記載の画像形成装置は、請求項
１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転ドラム装置
と；前記回転ドラムを介して被転写材に転写されたトナ
ー像を定着する定着装置を備えることを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 なお、各図において互いに同一
あるいは相当する部材には同一または類似の符号を付
し、重複した説明は省略する。

【００２６】図 1 は、本発明の画像形成装置としての
タンデム型カラー電子写真装置に用いられる第１の実施
の形態の回転ドラム装置１１ａが複数（４台）連なって
配置されている状態を示す概略部分配置図である。回転
ドラム装置１１ａは、周面上に感光体層を有する回転ド
ラムとしての像担持体１ａを備える。像担持体１ａの回
りには像担持体１ａを帯電させる帯電装置（図９参
照）、像担持体を露光し静電潜像を発生させる露光装置
（図９参照）、静電潜像からトナー像を得る現像装置
（図９参照）、トナー像の転写後に像担持体の表面に残
留するトナーを取り除く清掃装置（図９参照）などが配
置される。像担持体１ａ上に対応したそれぞれの色のト
ナー像が形成されると、中間転写ベルト６ａ、若しくは
紙などよりなる被転写体に順次転写され、矢印１５ａの
方向にフルカラーのトナー像が移送される。

【００２７】また、各像担持体１ａの第１の回転軸とし
ての回転軸１２ａ上には第１の歯車としての被駆動ギア
２ａが固着、すなわち固定して装着され、被駆動ギア２
ａは、第２の回転軸としての回転軸１３ａ上に固着され
た第２の歯車としてのアイドラーギア３ａを介して駆動
モータ４ａにより回転駆動される。駆動モータ４ａの第
３の回転軸としての出力軸１４ａには第３の歯車として
の出力ギヤ１０ａが加工されている。アイドラーギヤ３
ａは回転中心軸を一致させて重ねられ、回転軸１３ａ上
に固着された２枚の径の異なるギヤからなり、径の小さ
い方を小アイドラーギヤ９ａ、径の大きい方を大アイド
ラーギヤ８ａとする。小アイドラーギヤ９ａは被駆動ギ
ヤ２ａに噛み合い、大アイドラーギヤ８ａは駆動モータ
４ａの出力ギヤ１０ａに噛み合う。

【００２８】像担持体１ａの回転中心線は被駆動ギヤ２
ａの回転中心線に一致する。被駆動ギヤ２ａの回転中
心、アイドラーギヤ３ａの回転中心、及び駆動モータ４
ａ（出力ギヤ１０ａ）の回転中心は鉛直方向の一の直線
Ｌ上に並んでいる。

【００２９】このようにして４色に色分解された画像を
1枚の中間転写ベルト、若しくは紙などよりなる被転写
体に重ねあわせるため、各色の位置精度は重要であり、
これがずれるとレジずれ、色ずれ、バンディングなどの
画像欠陥となる。そのため、各色の位置精度は０．１ｍ
ｍ 以下が要求されるのが一般的であり、本実施の形態
の回転ドラム装置を使用することによって達成可能であ
る。

【００３０】図２は、本発明による第１の実施の形態の
回転ドラム装置１１ａの正面図であり、被駆動ギア２ａ
とアイドラーギア３ａ及び駆動モータ４ａの出力ギア１
０ａが鉛直な直線Ｌ上に並んで配置されているのが特徴
である。なお、アイドラーギヤ３ａを構成する大アイド
ラーギヤ８ａと小アイドラーギヤ９ａは前述のように回
転中心線が一致している。

【００３１】図３に、第１の実施の形態の回転ドラム装
置１１ａの駆動要素の支持状態を示す。被駆動ギヤ２ａ
が固着された回転軸１２ａは、ハウジングによって高い
剛性で支持されている。それ以外の駆動要素は、以下の
ように鉛直方向に弾力的に弾性体によって支持されてい
る。すなわち、アイドラーギヤ３ａは、拘束手段として
の１対のアイドラーギア用スライドガイド３４ａにより
可動方向が鉛直方向（ギヤの軸心をつないだ直線の方
向）のみであり水平方向（前記括弧内の直線に直角な方
向）の移動が拘束されているアイドラーギア用ブラケッ
ト３３ａ上に固定され、かつ弾性体としてのスプリング
３５ａにより被駆動ギア２ａとの間で鉛直方向に一定の
力で付勢されて装着されている。

【００３２】スプリング３５ａはハウジング（不図示）
に取り付けられたピン２７ａにその一端が掛けられ、他
の一端がアイドラーギア用ブラケット３３ａの、水平方
向の端部近傍でピン２７ａに近い部分に加工された貫通
孔２８ａに掛けられている。アイドラーギア用スライド
ガイド３４ａは、アイドラーギア用ブラケット３３ａの
水平方向の端部において、アイドラーギア用ブラケット
３３ａにアイドラーギア用ブラケット３３ａが摺動可能
なように接触し、ハウジングに固定されて取り付けられ
ている。

【００３３】駆動モータ（図３に不図示）の出力ギア１
０ａもまた、１対の駆動モータ用スライドガイド４５ａ
により可動方向が鉛直方向のみでり、水平方向の移動が
拘束された駆動モータ用ブラケット４４ａ上に固定さ
れ、かつ弾性体としてのスプリング４６ａによりアイド
ラーギア３ａとの間で鉛直方向に一定の力を付勢されて
装着されている。スプリング４６ａはハウジングに取り
付けられたピン２９ａにその一端が掛けられ、他の一端
がモータ用ブラケット４４ａの、水平方向の端部近傍で
ピン２９ａに近い部分にに加工された貫通孔３０ａに掛
けられている。駆動モータ用スライドガイド４５ａは、
駆動モータ用ブラケット４４ａの水平方向の端部におい
て、駆動モータ用ブラケット４４ａに駆動モータ用ブラ
ケット４４ａが摺動可能なように接触し、ハウジングに
固定されて取り付けられている。

【００３４】また、制限手段としてのストッパー５ａ
は、起動・停止時などの急激な速度の変動で前記２個所
のギアの噛合いが外れるのを防ぐ目的で、１組のギアの
噛合い高さ以下の可動範囲となるようにモータ用ブラケ
ット４４ａの鉛直方向の端部の中央部下側に所定の隙間
だけ離れて設置されている。

【００３５】ストッパー５ａは、ハウジングに取り付け
られており、モータ用ブラケット４４ａの鉛直方向の動
きを拘束し、出力ギヤ１０ａと大アイドラーギヤ８ａの
噛み合いが外れないようにしている。本発明実施上の留
意点として、アイドラーギア３ａ及び出力ギヤ１０ａを
回転中心を結んだ線上に弾性的に支持するときに、噛合
う２つのギア中心距離移動範囲が、噛合いを失わない範
囲であることが、起動・停止時に歯飛びによる騒音・ギ
アの摩耗や破損が発生することを防止する上で重要であ
る。

【００３６】本実施の形態の回転ドラム装置１１ａで
は、駆動モータ４ａで発生した駆動力は、ギア間で発生
する負荷トルクの合計に等しく、あるギヤの負荷トルク
[Ｔg]は、そのギヤの回転中心間方向の力[Ｎf]、摩擦係
数[μ]、半径[Ｒ] より、Ｔg = Ｎf×μ×Ｒで表され、
弾性的な支持により力[Ｎf]をほぼ一定とすると、半径
[Ｒ]の変動量すなわち偏心による影響がもっとも大き
く、一般的に使われているギヤでは、負荷トルク[Ｔg]
変動量は駆動モータ軸上で±０．７％程度であり、駆動
モータの定格トルク値 ０．０６２Ｎ・ｍ に対して、
０．０００９Ｎ・ｍ という極めて小さいトルク変動と
なる。

【００３７】これに対して剛性を高く各部品を固定した
図１０に示す従来の回転ドラム装置１１１の構成では、
半径[Ｒ]の変動量（回転中心の偏心成分）は軸の弾性撓
みで吸収されるので、２つのギアの外形寸法公差累積値
０．１８ｍｍが駆動モータ軸（直径６ｍｍ：Ｅ＝１９．
６ Ｎ／ｍｍ²）、加重位置がモータ軸支持部から１０ｍ
ｍとしたときの力[Ｎf]の増加は ７０６０Ｎ、支持して
いるボールベアリングの摩擦係数[μ] ０．００１３、
実効半径[Ｒ] ４．５ｍｍとしたときの、負荷トルク[Ｔ
g]変動量は ０．０４Ｎ・ｍ となる。これは、駆動モ
ータ仕様トルク値の６０％以上に当たり、またモーター
脱調トルクの２０％ に相当する量である。

【００３８】駆動モータ４ａの駆動力発生が電磁気力に
基づいていることから、このようにアイドラーギア３
ａ、出力ギヤ１０ａを弾性的に支持することにより、負
荷トルク変動が約１／５０に減少するので、その位置の
変動が少なくなり、結果として速度変動が小さくなる。
同時に本発明の回転ドラム装置では、ギア列が１つの回
転中心間を結んだ線上に直列に配置され、その相対的な
可動範囲がこの線に平行であることを特徴としている
が、これは以下に説明するギアの公転運動を防止するた
めに必要な処置である。

【００３９】図１０の、上記従来例で示した「剛性の高
い固定」では、回転軸は一般的に片持ちの丸棒であり、
その廻りでどの方向にも同じ剛性を持っているので、回
転中心の偏心成分を回避するための撓み方向は回転中心
を結んだ直線の方向とは限らず、この直線に対して直角
な方向への撓みも起こり得た。このとき、駆動モータ１
０４によって発生した駆動力は、駆動モータ１０４軸上
に設けられた出力ギア１１０及びアイドラーギア１０３
の、噛合っている被駆動ギア１０２に対する公転運動と
して使われるため、最終の被駆動体である像担持体へ駆
動力が正確に伝達されない、すなわち速度変動が発生す
る原因となっていた。

【００４０】また、このような３つ以上のギアが１つの
回転中心を結んだ線上に直列に存在しない構成では、噛
合っている１組のギア間の中心距離の変化が起きた場
合、この変化の方向がその次のギアの回転中心を通らな
いので、次のギヤを回転させる成分を有し、次のギアに
１組のギヤに対する公転運動を起こさせ、駆動力が次の
ギヤに正確に伝達されない、すなわち次のギヤの速度変
動が発生する原因となっていた。

【００４１】以上のように、本発明ではギア列を1つの
回転中心を結んだ線上に直列に並べ、この線に平行な方
向にのみ弾性的に支持することにより、ギアの公転運動
を防止するとともに、回転中心の偏心成分、歯型製作誤
差成分に起因するトルク変動も大幅に減少することがで
きるため、最終的な被駆動体である像担持体を回転振動
なく良好に駆動することが可能になった。前述のよう
に、負荷変動の駆動モータ速度変動への影響と、該負荷
変動・歯型誤差などに起因する駆動品質の劣化は、従来
の構成に比べて下記表１に示されたように改善された。

【００４２】すなわち、指定速度に対する変動率は４６
％減少し、その積分値である位置の誤差は、０．１ｍｍ
以上あったものが、０．０７４ｍｍに減少した。また、
周波数成分の分析結果では、振動周波数の最大値を示し
ていた共鳴周波数での速度変動率がなくなり、剛性が下
がったためより低い周波数へピークがさがるとともに、
その変動量も０．４３２％から０．０９６％とおよそ１
／５に減少した。この値は、一般的なデジタルカラー画
像形成装置にそのまま適用できるレベルである。

【００４３】本発明の第１の実施の形態と従来例による
駆動品質測定結果例を表１に示す。

【表 １】 本実施の形態の回転ドラム装置１１ａによれば、回転ド
ラム装置１１ａの駆動系、すなわち被駆動ギヤ２ａ、ア
イドラーギヤ３ａ、駆動モータ４ａの出力ギヤ１０ａに
発生していた負荷変動の要因が取り除かれるため、回転
ドラム装置１１ａの駆動系の回転むら、振動などが解消
され、ひいてはこの回転ドラム装置１１ａを用いた画像
形成装置は、レジずれ、色ずれ、色むら、バンディング
などが生じない高品質の画像を得ることができる。

【００４４】回転ドラム装置の回転むらに対処する方法
として、回転要素にブレーキを追加して負荷変動の相対
量を減少することは、駆動力伝達系の中に貯えられ振動
源となる弾性エネルギ量が増大するとともに、駆動のた
めのモータ及び消費電力が大きくなるなど２次的な欠点
も多く、好ましい対策とは言い難い。回転要素に慣性負
荷を取り付ける方法も、モータ及び消費電力が大きくな
るという欠点を有するので同様である。

【００４５】本実施の形態では、被駆動ギヤ２ａの連結
された像担持体（図１参照）の回転むら対策用として、
ブレーキなどによる摩擦負荷、慣性負荷の付加が原則的
に必要でなくなるため、駆動モータ４ａの負担が減少
し、小型・低トルクモータの採用が可能になる。その結
果、省資源、省エネルギ、さらには装置の小型化、低価
格化が可能になるものである。

【００４６】また、さらに画像形成装置において、高品
質の画像を得るべくサーボ制御を導入する場合にも、回
転速度の素性の良い駆動系であるため、従来に比べて容
易に駆動品質を高めることが可能となるものである。

【００４７】以上、第１の実施の実機の形態に基づい
て、その概要構造・効果を述べたが、本発明は、以下に
示すさまざまな構成において同様の効果が得られるもの
である。

【００４８】図４に、第２の実施の形態の回転ドラム装
置１１ｂを示す。第１の実施の形態の回転ドラム装置１
１ａ（図２、図３）との相違は、アイドラーギア用ブラ
ケット３３ｂ及び駆動モータ用ブラケット４４ｂにそれ
ぞれ一対のスプリングを取り付ける代わりに、スプリン
グは１本を取り外して１本をそのまま残し、取り外した
スプリングの元の取付位置近傍に、それぞれピボット３
６ｂ、４７ｂを取り付けている。また、アイドラーギア
用ブラケット３３ｂ、駆動モータ用ブラケット４４ｂは
それぞれピボット３６ｂ、４７ｂの廻りで回転可能に固
定され、他方に一定の力がほぼ、ギヤの回転中心間を結
んだ線に平行な方向７ｂに働くように、スプリング３５
ｂ、４６ｂがブラケット３３ｂ、４４ｂのそれぞれ対向
する端部に取り付けられている。駆動モータ用スライド
ガイド及びアイドラーギア用スライドガイドは取り付け
られていない。この回転ドラム装置１１ｂの場合もスト
ッパー５ｂは有効に働く。

【００４９】また、図５に第３の実施の形態の回転ドラ
ム装置１１ｃを示す。第１の実施の形態の回転ドラム装
置１１ａ（図２、図３）との相違は、駆動モータ（図７
に不図示）がアイドラーギヤ３ｃの鉛直方向上側に配置
され、被駆動ギヤ２ｃがアイドラーギヤ３ｃの鉛直方向
下側に配置されている点、ストッパー５ｃが駆動モータ
用ブラケット４４ｃの鉛直方向上側に配置されている
点、及びスプリングがアイドラーギア用ブラケット３３
ｃ、駆動モータ用ブラケット４４ｃに取り付けられてい
ない点である。本実施の形態では、ギア間にギヤの回転
中心間を結んだ直線に平行な方向７ｃに働く力として重
力を利用している。また、アイドラーギア用ブラケット
３３ｃ、駆動モータ用ブラケット４４ｃは、それぞれス
ライドガイド３４ｃ、４５ｃによって鉛直方向上下に可
動なようにスライド支持されているのみである。したが
って、それぞれのギア間で方向７ｃの方向に働く力とし
て、上方に配置された部材の重力を採用しているので、
部品数が少なく、また力も一定となっている。また、こ
の回転ドラム装置１１ｃの場合もストッパー５ｃは有効
に働く。

【００５０】また、本発明は図６に示す第４の実施の形
態の回転ドラム装置１１ｄにも有効である。第４の実施
の形態の回転ドラム装置１１ｄの、第１の実施の形態の
回転ドラム装置１１ａとの相違は、像担持体（図６に不
図示）軸上に固定された被駆動ギア２ｄが、直接に駆動
モータ４ｄの出力ギア１０ｄによって駆動され、アイド
ラーギアのない構成となっている点である。本実施の形
態では、回転中心の偏心成分、歯型誤差などによる軸間
距離の変動は、ギヤの回転中心を結んだ線に平行な方向
７ｄ に発生する。

【００５１】すなわち、例えば図７に示すように、駆動
モータ（図７に不図示）が被駆動ギア２ｄに対してギヤ
の回転中心を結んだ線に平行な方向７ｄにのみ可動にな
るよう、駆動モータをスライドガイド４５ｄでスライド
保持した駆動モータ用ブラケット４４ｄに取り付け、か
つ一対のスプリング４６ｄで一定の鉛直方向の力を印加
しているので、同様の効果が得られるものである。ま
た、この構成の場合もストッパー５ｄは必要である

【００５２】以上、いくつかの実施例をあげて本発明の
詳細を説明したが、ギア列を一直線上に並べ、ギヤをそ
の回転中心を結んだ直線方向に可動としつつ、ギヤに一
定の力を付勢して弾性的に保持する、という要件を満た
すためには、ここに記載した実施例以外にも、スプリン
グ・重力に代えて、空気圧・ゴム・プラスチックなどの
弾性体を使用する方法が、本発明に含まれるものであ
る。空気圧・油圧を使用するとダッシュポットとして作
用させることができ、振動の軽減化を図ることができ
る。また変位に比例する弾性力に加えて、速度に比例す
る力を同時に作用させてもよい。

【００５３】次に、図９を用いて、本発明の回転ドラム
装置を用いた画像形成装置６１について説明する。この
画像形成装置６１には、通常の電子写真方式の画像形成
装置に用いられる、例えば、回転ドラム装置としての感
光体ドラム６２、帯電装置６３、レーザースキャナなど
からなる露光装置６４、現像装置６５、転写装置６６、
定着装置６７、クリーニング装置６８、除電装置６９な
どがそれぞれ備えられている。

【００５４】この画像形成装置６１を用いて画像を出力
する場合の工程を簡単に説明する。まず始めに、感光体
ドラム６２が帯電装置６３によって一様に帯電される。
次に、露光装置６４によって画像部を露光し、表面電位
を減衰させて静電潜像を得る。感光体ドラムは回転速度
変動が抑えられているので精度のよい静電潜像を得るこ
とができる。この静電潜像を現像装置６５によって現像
し精度のよいトナー像を得ることができる。このトナー
像は転写装置６６によって被転写材としての用紙７０に
静電転写された後、定着装置６７によって熱定着され排
出される。用紙７０には、精度のよい画像を定着させる
ことができる。感光体ドラム６２の表面は、転写残留ト
ナーをクリーニング装置６８によって除去された後、除
電装置６９によって除電され、静電潜像は消去される。

【００５５】回転ドラムは、感光体ドラム、周面上にト
ナー像が転写される転写ドラム、中間転写ドラム等の像
端持体の他、無端移動する転写ベルトを張架するプーリ
ードラム、さらに担持された像を転写される被転写材シ
ート、記録紙をその周面上に担持する紙担持ドラムも含
む概念とする。画像形成装置は、例えばプリンター、複
写機、ファックス装置、モノクロ画像の形成装置であっ
てもよいが、特にカラー画像の形成装置が好ましい。モ
ノクロ画像形成装置では、担持体の回転速度の変動は画
像の伸び、縮みとして再現されるが、カラー画像形成装
置では、担持体の速度変動は、レジずれ、色ずれ、バン
ディングとして再現されるので、効果が高いからであ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１の回
転軸と第２の回転軸とが、第１の回転軸の回転中心と第
２の回転軸の回転中心とを結ぶ直線Ｌの方向に相対的に
可動なように、第１の回転軸と第２の回転軸のうちいず
れかが、弾性的に軸支されるので、回転要素の回転中心
の偏心、歯車の製作誤差等によるピッチ円半径の変動に
よる回転駆動負荷の変動を、第１の回転軸と第２の回転
軸の前記直線Ｌ方向の動きによって吸収することができ
るので回転ドラム装置の回転負荷を一定のレベルに保つ
ことができ、回転変動が少ない回転ドラム装置すること
ができる。また、外部から回転負荷を加える必要がない
ので、負荷のレベルを低く抑えることができる。

【００５７】よってこの回転ドラム装置が使用された画
像形成装置は、レジずれ、色ずれ、バンディングなど画
像欠陥の少ない高画質でかつ省資源・省エネルギの画像
形成装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施の形態の回転ドラム装
置を用いたタンデム型カラー電子写真装置の概略部分配
置図である。

【図２】本発明による第１の実施の形態の回転ドラム装
置の模式的正面図である。

【図３】図２の回転ドラム装置の駆動要素の支持状態を
示す模式的正面図である。

【図４】本発明による第２の実施の形態の回転ドラム装
置の模式的正面図である。

【図５】本発明による第３の実施の形態の回転ドラム装
置の模式的正面図である。

【図６】本発明による第４の実施の形態の回転ドラム装
置の模式的正面図である。

【図７】図７の回転ドラム装置の駆動要素の支持状態を
示す模式的正面図である。

【図８】歯車の噛み合いにより回転中心が移動すること
を説明する概念図である。

【図９】本発明の回転ドラム装置を用いた画像形成装置
を示す模式図である。

【図１０】従来の回転ドラム装置の模式的正面図であ
る。

【符号の説明】

１ａ 像担持体 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 被駆動ギヤ ３ａ、３ｃ アイドラーギヤ ４ａ、４ｄ 駆動モータ ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ ストッパー ６ａ 中間転写ベルト ７ａ、７ｃ、７ｄ 方向 ８ａ 大アイドラーギヤ ９ａ 小アイドラーギヤ １０ａ、１０ｄ 出力ギヤ １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 回転ドラム装置 １２ａ 回転軸 １３ａ 回転軸 １４ａ 回転軸 １５ａ 矢印 ２７ａ ピン ２８ａ 貫通孔 ２９ａ ピン ３０ａ 貫通孔 ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ アイドラーギア用ブラケット ３４ａ、３４ｃ アイドラーギア用スライドガイド ３５ａ ３５ｂ アイドラーギア用スプリング ３６ｂ アイドラーギア用回転保持ピボット ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ 駆動モータ用ブラケ
ット ４５ａ、４５ｃ、４５ｄ 駆動モータ用スライドガイド ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ 駆動モータ用スプリ
ング ４７ｂ 駆動モータ用回転保持ピボット ６１ 画像形成装置 ６２ 感光体ドラム ６３ 帯電装置 ６４ 露光装置 ６５ 現像装置 ６６ 転写装置 ６７ 定着装置 ６８ クリーニング装置 ６９ 除電装置 ７０ 用紙 Ｌ 直線 Ｏ１ 回転中心 Ｏ２１、Ｏ２２ 回転中心 Ｐ１ 接触点 Ｐ２ 接触点 Ｒ１１、Ｒ１２ ピッチ円半径 Ｒ２１、Ｒ２２ ピッチ円半径 ＰＣ１１、ＰＣ１２ ピッチ円 ＰＣ２１、ＰＣ２２ ピッチ円

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の歯車を固着した第１の回転軸を有
   し、該第１の回転軸回りに回転するように構成された回
   転ドラムと；前記第１の歯車に噛み合い、該第１の歯車
   を駆動する第２の歯車を固着した第２の回転軸とを備
   え；前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とが、前記第
   １の回転軸の回転中心と前記第２の回転軸の回転中心と
   を結ぶ直線の方向に相対的に可動なように、前記第１の
   回転軸と前記第２の回転軸のうちいずれかが、弾性的に
   軸支され；前記回転ドラムは、その周面上に直接または
   記録材を介して間接的に、トナー像を担持し搬送するよ
   うに構成されたことを特徴とする；回転ドラム装置。
2. 【請求項２】 第１の歯車を固着した第１の回転軸を有
   し、該第１の回転軸回りに回転するように構成された回
   転ドラムと；前記第１の歯車に噛み合い、該第１の歯車
   を駆動する第２の歯車を固着した第２の回転軸と；前記
   第２の歯車に噛み合い、該第２の歯車を駆動する第３の
   歯車を固着した第３の回転軸とを備え；前記第３の回転
   軸の回転中心は、前記第１の回転軸の回転中心と前記第
   ２の回転軸の回転中心とを結ぶ直線上にほぼ位置し；前
   記第１の回転軸と前記第２の回転軸とが、前記直線の方
   向に相対的に可動なように、且つ前記第２の回転軸と前
   記第３の回転軸とが、前記直線の方向に相対的に可動な
   ように、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸と前記第
   ３の回転軸のうちいずれか２つが、前記直線の方向に弾
   性的に軸支され；前記回転ドラムは、その周面上に直接
   または記録材を介して間接的に、トナー像を担持し搬送
   するように構成されたことを特徴とする；回転ドラム装
   置。
3. 【請求項３】 前記弾性的に軸支された回転軸は、前記
   直線と前記回転軸のいずれにも直角な方向の移動が拘束
   されていることを特徴とする；請求項１または請求項２
   に記載の回転ドラム装置。
4. 【請求項４】 前記相対的に可動な範囲が、前記各歯車
   同士の噛み合いが失われない範囲となるように、前記相
   対的に可動な軸の前記直線方向の動きを制限する制限手
   段を備えることを特徴とする、 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回転ドラ
   ム装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
   記載の回転ドラム装置と；前記回転ドラムを介して被転
   写材に転写されたトナー像を定着する定着装置を備え
   る；画像形成装置。