JP2001050249A

JP2001050249A - 回転安定装置、回転駆動機構、画像形成装置及び画像読取装置

Info

Publication number: JP2001050249A
Application number: JP2000129187A
Authority: JP
Inventors: Toru Makino; 徹牧野; Yoshihiko Fukuo; 兆彦福王; Atsushi Onishi; 淳大西; Taku Saito; 卓齋藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】使用する際に汎用性があり自由度が高くかつ回
転変動を抑止し回転を安定化させることのできる回転安
定装置、及びこの回転安定装置を備える回転駆動機構、
画像読取装置、及び感光ドラムなどの回転体における回
転変動を抑止可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】回転ドラム１が回転速度変動を生じたとき
に、グロメット（粘弾性部材）８は、この速度変動に応
じて変形するので、速度変動を熱に変換して収束させる
ことができ、それにより回転を安定化させることがで
き、画像形成装置では高画質な画像を形成することがで
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、回転変動を抑止し
回転を安定化させる回転安定装置、及びこの回転安定装
置を備える回転駆動機構、感光ドラムなどの像担持体に
おける回転変動を抑止できる画像形成装置及び画像読取
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、様々な技術分野において駆動
技術の安定化が望まれている。例えば、複写機等の画像
形成装置においては、像担持体としての感光ドラム上の
潜像を現像するために現像剤すなわちトナーが使用され
ている。一般的にトナーは、約１０ミクロン程度の大き
さの紛状体であり、樹脂と磁性体又は接着剤とで構成さ
れている。

【０００３】画像形成時に、トナーを電荷の蓄積した感
光ドラム上に吸着し、その後画像形成体としての紙にト
ナーを転写し、かかるトナーを定着ローラを用いて紙上
に固着するようになっている。転写され損なった結果感
光ドラム上に残ってしまったトナーは、掻き取りブレー
ド等によって、次の電荷が蓄積される前に、感光ドラム
上から排除されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、感光ドラム
を回転駆動するために駆動系を介して伝達されるトルク
は概ね一定であるが、感光ドラムの外周に当接して、ト
ナーを掻き取る例えば掻き取りブレードの抵抗は、通常
不規則に変動する。かかる抵抗が増大すれば感光ドラム
の回転速度は遅くなり、一方、かかる抵抗が減少すれば
感光ドラムの回転速度は速くなることから、感光ドラム
には本来的に回転変動が生じることとなる。感光ドラム
に回転変動が生じると、画像が一様に形成されず、その
画質が低下する恐れがある。

【０００５】このような回転変動を防止するために、感
光ドラムと同軸に、より慣性モーメントの大きいフライ
ホイールを設けることが行われている。かかるフライホ
イールによれば、その大きな慣性モーメントにより、感
光ドラムの回転変動をある程度吸収することができる。

【０００６】ところが、慣性モーメントの大きいフライ
ホイールを設けても、感光ドラムに速度変動が生じる場
合があることが判明した。フライホイールと、感光ドラ
ムに対して連結される軸と、駆動系の歯車とは、一つの
ねじり振動系を形成する。かかるねじり振動系において
は、固有振動数が存在する。従って、例えば感光ドラム
の外周面に当接する掻き取りブレードなどの抵抗が起振
力となり、ねじり振動系の固有振動数に近い周波数で起
振するようになると、上記ねじり振動系にいわゆる共振
現象が生じ、フライホイールに大きなねじり振動が生じ
る。かかるねじり振動は、感光ドラムの回転変動を招
き、それにより画像形成に悪影響を与えることとなる。

【０００７】これに対し、フライホイールの慣性モーメ
ントを更に増大させたとしても、固有振動数はなくなる
ことはなく、むしろより低い周波数側に移動し、伝達倍
率が上昇するため、共振現象が生じやすくなるという新
たな不具合が生じる。

【０００８】また、掻き取りブレードなどの抵抗の変化
に応じて、駆動系からのトルクを電子制御的に変更する
ことも考えられるが、制御構成が複雑となる他、高性能
のモータや高価な電子部品などが必要となり、それによ
り画像形成装置のコストを上昇させることとなる。ま
た、画像形成装置に限られず、回転体の駆動の安定化技
術として、様々な技術が採用されている。

【０００９】例えば、モータの駆動安定性を図るために
ダンパを配置することが公知である。特開昭６１−９１
５６号公報には、モータ軸に固定されるフランジ部と慣
性体とを弾性部材を介して固着したステッピングモータ
のダンパが開示されている。しかし、接着剤や焼き付け
によりフランジ部と慣性体とに弾性体が固着されている
ため、弾性体の位置、個数、材質等を変えることができ
ず、またフランジ部や慣性体も同様にその寸法や材質を
変えることができず、汎用性がなく、使用における自由
度が低いものとならざるを得ない。また、弾性体や慣性
体等が劣化等したときにも交換ができず、ダンパ全体を
取り替える必要がある。このように、従来構造のもの
は、汎用性がないため、他種類を予め用意しておく必要
があり、コストが嵩む。

【００１０】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
み、使用する際に汎用性があり自由度が高くかつ回転変
動を抑止し回転を安定化させることのできる回転安定装
置、及びこの回転安定装置を備える回転駆動機構、画像
形成装置及び画像読取装置を提供することである。

【００１１】また、本発明は、簡素な構成でありなが
ら、感光ドラムなどの回転体における回転変動を抑止可
能な画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明による回転安定装置は、回転中心軸を中心に
して回転する回転部材と、前記回転中心軸の軸方向に前
記回転部材と異なる位置に配置された慣性部材と、粘性
及び弾性を有する粘弾性部材を備え、前記粘弾性部材を
介して前記回転部材と前記慣性部材とを着脱自在に結合
する結合部材と、を具備し、前記結合部材を前記回転中
心軸から半径方向に離れた位置に設けたことを特徴とす
る。

【００１３】この回転安定装置によれば、慣性部材の振
動によって回転部材の回転速度変動が抑制されるととも
に、粘性及び弾性を有する粘弾性部材が慣性部材の振動
に応じて変形するので、回転部材に回転速度変動が生じ
るような起振力が生じた場合でも、かかる回転速度変動
が抑制され、回転部材が安定して回転できる。また、結
合部材は回転部材と慣性部材とを着脱自在に結合するか
ら、粘弾性部材、回転部材や慣性部材の交換が容易であ
り、各部材の組み合わせが自由となり、より回転安定化
のための調整が容易となり、使用に際し汎用性があり自
由度が高い回転安定装置を実現できる。また、構造が簡
単であるため低コストでかつ堅牢な構成の回転安定装置
を実現できる。

【００１４】また、前記回転部材に固定され前記回転部
材と一体になって回転する回転軸を更に具備することに
より、この回転軸をモータ等の回転軸と連結でき、回転
安定装置をモータ等に取り付けることができる。

【００１５】また、前記結合部材は前記粘弾性部材を前
記回転部材と前記慣性部材とに取り付ける取付部材を備
えることにより、粘弾性部材の取付が容易となる。

【００１６】また、前記取付部材は前記粘弾性部材と一
体に形成されたつば部を備えることにより、粘弾性部材
を回転部材と慣性部材とに取り付けることができる。こ
の場合、前記取付部材の前記つば部が前記回転部材と前
記慣性部材との間に挟まれるように構成することが好ま
しい。

【００１７】また、前記取付部材は前記回転部材と前記
慣性部材との少なくとも一方に設けた支持部により支持
されるようにできる。この場合、前記取付部材は前記支
持部でねじ止めまたは嵌合されることが好ましい。ま
た、前記取付部材は前記粘弾性部材に設けられた貫通孔
内に差し込まれて前記支持部で支持されることが好まし
い。

【００１８】また、前記回転部材は円盤状に構成され、
前記慣性部材は円盤状に構成されることが好ましく、こ
の場合、前記慣性部材の径は前記回転部材の径よりも大
きいことが好ましい。なお、本明細書で円盤状とは、回
転中心軸の垂直方向に切断して見た場合の形状を意味
し、平板状及び円筒状のものも含む。

【００１９】また、前記結合部材が複数配置されている
ことが好ましく、この場合、前記結合部材は前記回転中
心軸の同心円上に設けられ、前記結合部材は前記同心円
上の円周方向に均等に分割された位置に設けられること
が好ましい。

【００２０】また、本発明による回転駆動機構は、回転
中心軸を中心にして回転する回転部材と、前記回転中心
軸の軸方向に前記回転部材と異なる位置に配置された慣
性部材と、粘性及び弾性を有する粘弾性部材を備え、前
記粘弾性部材を介して前記回転部材と前記慣性部材とを
着脱自在に結合する結合部材とを具備し、前記結合部材
を前記回転中心軸から半径方向に離れた位置に設けた回
転安定装置と、回転駆動手段と、前記回転駆動手段によ
り前記回転部材とともに回転する回転軸と、前記回転軸
に連結される回転伝達機構とを具備することを特徴とす
る。

【００２１】この回転駆動機構によれば、慣性部材の振
動によって回転部材の回転速度変動が抑制されるととも
に、粘性及び弾性を有する粘弾性部材が慣性部材の振動
に応じて変形するので、回転駆動手段において回転速度
変動が生じるような起振力が生じた場合でも、かかる回
転速度変動が抑制され、回転安定装置の回転部材が安定
して回転できる結果、回転軸が安定して回転できるとと
もに回転軸から安定した回転が伝達される。また、回転
安定装置の結合部材は回転部材と慣性部材とを着脱自在
に結合するから、粘弾性部材、回転部材や慣性部材の交
換が容易であり、各部材の組み合わせが自由となり、回
転駆動機構において低振動化のための適切な調整が容易
となる。

【００２２】この場合、前記回転安定装置は、前記回転
部材に固定され前記回転部材と一体になって回転し前記
回転軸に連結される回転安定装置側回転軸を更に具備す
ることが好ましい。

【００２３】また、前記回転駆動手段は回転ドラムを備
え、前記回転安定装置の前記回転部材は前記回転ドラム
と一体に構成されていてもよい。この場合、回転ドラム
に慣性部材が粘弾性部材を介して結合されることにな
る。

【００２４】また、前記回転伝達機構は、前記回転軸に
連結された歯付きプーリと、この歯付きプーリと噛み合
う歯付きベルトと、被駆動部に設けられ前記歯付きベル
トと噛み合う歯付きプーリとを備えることができる。ま
た、前記回転伝達機構は、前記回転軸に連結された第１
の歯車と、被駆動部に設けられ前記第１の歯車と噛み合
う第２の歯車とを備えるようにしてもよい。なお、この
場合、プーリや歯車を回転安定装置の回転部材と一体化
するように構成してもよい。

【００２５】また、前記回転駆動手段をステッピングモ
ータとすることができる。

【００２６】また、本発明による画像形成装置は、回転
中心軸を中心にして回転する回転部材と、前記回転中心
軸の軸方向に前記回転部材と異なる位置に配置された慣
性部材と、粘性及び弾性を有する粘弾性部材を備え、前
記粘弾性部材を介して前記回転部材と前記慣性部材とを
着脱自在に結合する結合部材とを具備し、前記結合部材
を前記回転中心軸から半径方向に離れた位置に設けた回
転安定装置と、回転駆動手段と、前記回転駆動手段によ
り前記回転部材とともに回転する回転軸と、前記回転軸
に連結される回転伝達機構とを備える回転駆動機構と、
画像形成手段によって形成された像を担持する像担持体
を備えた回転体と、前記回転駆動機構により回転駆動さ
れ前記回転体をクリーニングするためのファーブラシを
有するクリーニングユニットとを具備することを特徴と
する。

【００２７】この画像形成装置によれば、回転駆動手段
において回転速度変動が生じるような起振力が生じた場
合でも、かかる回転速度変動が抑制され、回転安定装置
の回転部材が安定して回転できる結果、回転軸が安定し
て回転できるとともに回転軸から安定した回転が伝達さ
れるから、ファーブラシを有するクリーニングユニット
は安定して回転し、回転体を確実かつ均一にクリーニン
グすることができる。

【００２８】また、本発明による別の画像形成装置は、
回転中心軸を中心にして回転する回転部材と、前記回転
中心軸の軸方向に前記回転部材と異なる位置に配置され
た慣性部材と、粘性及び弾性を有する粘弾性部材を備
え、前記粘弾性部材を介して前記回転部材と前記慣性部
材とを着脱自在に結合する結合部材とを具備し、前記結
合部材を前記回転中心軸から半径方向に離れた位置に設
けた回転安定装置と、回転駆動手段と、前記回転駆動手
段により前記回転部材とともに回転する回転軸と、前記
回転軸に連結される回転伝達機構とを備える回転駆動機
構と、画像形成手段によって形成された像を担持する像
担持体を備えた回転体と、前記回転駆動機構により回転
駆動され前記像担持体に担持された像を転写シートに転
写するための転写ローラまたは転写ベルトとを具備する
ことを特徴とする。

【００２９】この画像形成装置によれば、回転駆動手段
において回転速度変動が生じるような起振力が生じた場
合でも、かかる回転速度変動が抑制され、回転安定装置
の回転部材が安定して回転できる結果、回転軸が安定し
て回転できるとともに回転軸から安定した回転が伝達さ
れるから、転写ローラまたは転写ベルトは安定して一定
速度で回転または移動し、転写シートに対する像の転写
精度が向上し、高品質の画像形成が可能となる。

【００３０】また、本発明による画像読取装置は、回転
中心軸を中心にして回転する回転部材と、前記回転中心
軸の軸方向に前記回転部材と異なる位置に配置された慣
性部材と、粘性及び弾性を有する粘弾性部材を備え、前
記粘弾性部材を介して前記回転部材と前記慣性部材とを
着脱自在に結合する結合部材とを具備し、前記結合部材
を前記回転中心軸から半径方向に離れた位置に設けた回
転安定装置と、回転駆動手段と、前記回転駆動手段によ
り前記回転部材とともに回転する回転軸と、前記回転軸
に連結される回転伝達機構とを備える回転駆動機構と、
前記回転駆動機構によって駆動されるプーリにより原稿
に対し相対移動しながら画像を読み取る画像読取手段と
を具備することを特徴とする。

【００３１】この画像読取装置によれば、回転駆動手段
において回転速度変動が生じるような起振力が生じた場
合でも、かかる回転速度変動が抑制され、回転安定装置
の回転部材が安定して回転できる結果、回転軸が安定し
て回転できるとともに回転軸から安定した回転がプーリ
に伝達されるから、画像読取手段の読み取り時における
移動が安定し、読み取り精度が向上する。

【００３２】また、画像形成装置または画像読取装置に
おいて上述の回転安定装置を備える回転駆動機構を具備
することにより、上述以外の回転部において回転を安定
化させることができる。

【００３３】また、本発明の更に別の画像形成装置は、
画像形成手段によって形成された像を担持する像担持体
を備えた回転体と、前記回転体に対して、粘性及び弾性
を有する減衰体を介して取り付けられた振動体とを有
し、前記振動体が振動することによって、前記回転体の
回転速度変動が抑制されるようになっており、かつ前記
減衰体は、前記振動体の振動に応じて変形することを特
徴とする。

【００３４】本発明の画像形成装置によれば、画像形成
手段によって形成された像を担持する像担持体を備えた
回転体と、前記回転体に対して、粘性及び弾性を有する
減衰体を介して取り付けられた振動体とを有し、前記振
動体が振動することによって、前記回転体の回転速度変
動が抑制されるようになっており、かつ前記減衰体は、
前記振動体の振動に応じて変形するので、前記回転体に
回転速度変動が生じるような起振力が生じた場合でも、
前記振動体が振動することによって、かかる回転速度変
動が抑制され、更に前記振動体の振動に応じて、粘性及
び弾性を有する前記減衰体が変形することによって、前
記速度変動を熱に変換して収束させることができ、それ
により高画質な画像を形成することができる。

【００３５】更に、前記回転体を、前記像担持体と、前
記像担持体に対して軸により連結された第１円盤部とか
ら構成し、前記振動体を、前記第１円盤部に対して前記
減衰体を介して設けられた第２円盤部から構成すれば、
前記回転体の回転速度変動を、前記第１円盤部に対して
前記第２円盤部を変位させることにより低減でき、かつ
粘性及び弾性を有する前記減衰体が伸縮変形して、第２
円盤部の変位を抑止することができる。

【００３６】更に、前記減衰体のばね常数と前記第２円
盤部の慣性モーメントで得られる、ねじりの固有振動数
Ｆ１と、前記回転体を駆動する駆動系と前記第１円盤部
とを連結する前記軸の合成ばね常数と、前記回転体の慣
性モーメントとで得られるねじりの固有振動数Ｆ２と
が、以下の式を満たすようにすれば、０．５×Ｆ２ ≦ Ｆ１ ≦ ２×Ｆ２いわゆるダイナミックダンパによる減衰効果が奏され、
それにより前記回転体の回転変動をより効果的に抑止で
きる。

【００３７】かかる場合、前記第２円盤部の慣性モーメ
ントを、前記回転体の慣性モーメントに対して２０％以
上の値（より好ましくは３０％〜１２０％の値）に設定
すれば、ダイナミックダンパによる減衰効果をより高め
ることができる。

【００３８】前記減衰体の減衰特性を、損失係数ｔａｎ
δ≧０．０５で表される特性にすれば、その減衰効果を
より高めることができる。

【００３９】また、前記減衰体のばね常数Ｋ１と、前記
振動体の慣性モーメントＩ２とで表せる固有振動数ｆ＝
（１／２π）・√（Ｋ１／Ｉ２）を、前記回転体を駆動
するモータの回転周波数、及び前記回転体を駆動する歯
車のかみ合い周波数より小さく設定すれば、前記振動体
の共振を防止でき、従って前記回転体の回転速度変動を
抑止できることとなる。

【００４０】一方、前記減衰体のばね常数Ｋ１と、前記
振動体の慣性モーメントＩ２とで表せる固有振動数ｆ＝
（１／２π）・√（Ｋ１／Ｉ２）を、前記回転体を駆動
するモータの回転周波数と、前記回転体を駆動する歯車
のかみ合い周波数との間に設定しても、前記振動体の共
振を防止でき、従って前記回転体の回転速度変動を抑止
できることとなる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態
を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に
かかる画像形成装置である複写機の一部を示す図であ
る。

【００４２】図１において、像担持体としての感光ドラ
ム１は、ドラム軸２に対して一体的に回転するように取
り付けられており、ドラム軸２は、不図示の軸受により
回転自在に支持されている。感光ドラム１の右方には、
ギヤ３がドラム軸２に対して一体的に回転するように取
り付けられている。ギヤ３は、ギヤ４と噛合しており、
不図示のモータからギヤ４を介して回転トルクを受ける
ようになっている。

【００４３】ギヤ３の右方には、大径の円盤であるフラ
イホイール（回転部材）５がドラム軸２に対して一体的
に回転するように取り付けられている。更に、フライホ
イール５の右方には、フライホイール５と同径の円盤で
あるイナーシャ部（慣性部材）６が、ドラム軸２に対し
て直接設けられておらず、後述する粘弾性部材のグロメ
ット８を介して、フライホイール５に取り付けられてい
る。尚、回転ドラム１の外周面には、矩形板状の掻き取
りブレード７の下端エッジが当接している。

【００４４】図２は、図１の構成のII部を拡大して示す
一部断面図である。図３は、図２の構成のIII部を拡大
して示す図である。図２，３に示すように、フライホイ
ール５とイナーシャ部６とは、グロメット８及びボルト
９を介して連結されている。かかる連結の態様をより詳
細に説明する。フライホイール５には９０度間隔毎にね
じ孔５ａが形成され、一方、イナーシャ部６におけるね
じ孔５ａに対応する部分には、貫通孔６ａが形成されて
いる。更に、貫通孔６ａをくぐらせるようにして、グロ
メット８が取り付けられている。

【００４５】グロメット８は、粘性及び弾性を有する材
料から一体的に形成され、並行する２つの円板部８ａ、
８ｂを、それより小径の円筒部８ｃにより連結した形状
を有し、更にそれらの中央に貫通孔８ｄを形成してな
る。尚、図３に示すように、円板部８ａ、８ｂの外径
は、イナーシャ部６の貫通孔６ａの内径より大きいが、
グロメット８は弾性を有するので、円板部８ａ、８ｂの
いずれかの外周を押し縮めるようにすれば、イナーシャ
部６の貫通孔６ａを通過できる程度に小さくできる。更
に貫通孔６ａを通過した後に、円板部８ａ（又は８ｂ）
は再び元の径に復帰するため、取り付けた後にグロメッ
ト８が不用意に落下することがない。

【００４６】グロメット８をイナーシャ部６の貫通孔６
ａをくぐらせた後、フランジの付いたスリーブ１０をグ
ロメット８の貫通孔８ａに嵌挿させ、更に、スリーブ１
０内にねじ９を挿通してフライホイール５のねじ孔５ａ
に螺合させることによって、フライホイール５とイナー
シャ部６とがグロメット８を介して連結される。尚、本
実施の形態において、グロメットとは、図３に示す形状
を有する粘性及び弾性を備えた部材を代表する名称であ
り、従って名称に関わらず、同様の形状及び機能を有す
る他の部材を用いることができるのは勿論である。

【００４７】なお、弾性とは、加えた加重を取り去って
応力をなくすと歪みもなくなり、元の形に戻る性質をい
い、粘性とは、流体の１つの層を他の層に対して相対的
に運動させたときに付着力と凝集力の結果として、その
境界面に沿って内部摩擦を生じ流れに抵抗する性質をい
う。

【００４８】ここで、グロメット８のばね常数と、フラ
イホイール５の慣性モーメントで得られる、ねじりの固
有振動数Ｆ１と、感光ドラム１及びイナーシャ部６を駆
動するギヤ３、４とイナーシャ部６とを連結する軸２の
合成ばね常数と、感光ドラム１及びイナーシャ部６慣性
モーメントとで得られるねじりの固有振動数Ｆ２とは、
以下の式を満たしていることが好ましい。０．５×Ｆ２ ≦ Ｆ１ ≦ ２×Ｆ２（１）このように、感光ドラム１及びイナーシャ部６を駆動す
るギヤ３、４とイナーシャ部６とを連結する軸２の第２
の振動系の固有振動数Ｆ２と、グロメット８とフライホ
イール５とからなる第１の振動系の固有振動数とを近づ
けることにより、いわゆるダイナミックダンパ効果を期
待でき、かかる効果が発揮されれば、第１の振動系が振
動することによって、第２の振動系の振動（速度ムラ）
を抑制することができる。一方、第１の振動系の振動
は、グロメット８が変形することによって熱に変換され
るため、効果的に減衰されることとなる。

【００４９】図４（ａ）は、図１の構成において、実験
により求めた駆動系（ギヤ３，４）の伝達関数を示した
ものであり、縦軸に伝達倍率を、横軸に周波数をとって
示している。図４（ｂ）、（ｃ）は、同様に実験により
求めた感光ドラム１の速度ムラの変化を示す図であり、
それぞれ縦軸に速度ムラを、横軸に周波数をとって示し
ている。ここで、伝達倍率は、防振材を介して部材Ａを
支持している部材Ｂが加振された場合における、部材Ｂ
の変位と部材Ａの変位との比で表すことができ、その防
振材の防振特性を表す値である。

【００５０】図４に示す伝達関数は、モータ制御信号
に、速度変動となる変動成分を含め、その周波数を変化
させたときの周波数毎のモータ速度変動と、感光ドラム
４の速度変動の比から求めた。モータの速度変動は、モ
ータ軸上のエンコーダ出力から求め、感光ドラムの速度
変動は、感光ドラム４にレーザ光を照射し、その散乱光
をＦＦＴで解析することによって求めた。尚、フライホ
イール５の慣性モーメントは、感光ドラム１及びイナー
シャ部６の慣性モーメントの５０％であった。測定装置
の詳細は省略する。

【００５１】本実施の形態の複写機において、感光ドラ
ム１は、１回転の間に、不図示の帯電装置（画像形成手
段）からの電荷を蓄積し、トナーを外周面に吸着し、か
かるトナーを紙に転写し、残ったトナーを掻き取りブレ
ード７やファーブラン等によって排除するというよう
に、次の電荷が蓄積される前に、感光ドラム上から残留
トナーを排除するという動作を順次行っている。

【００５２】このように感光ドラム１が、不図示のモー
タからギヤ３，４を介しての動力を受けて回転するとき
に、掻き取りブレード７やファーブランの抵抗によって
起振され、ドラム軸２にねじり振動の共振が生じること
となる。かかる場合、イナーシャ部６及びグロメット８
を設けない場合には、図４（ａ）の二点鎖線Ａに示すご
とく、駆動系の伝達倍率が大きくなって、図４（ｂ）に
示すように、周波数３０〜１００Ｈｚ（感光ドラム１，
軸２，ギヤ３，フライホイール５からなるねじり振動系
等の固有振動数）近傍で１．５％に近い速度ムラが発生
することが判明した。

【００５３】これに対し、本実施の形態の場合には、イ
ナーシャ部６及びグロメット８を設けることによって、
図４（ａ）の点線Ｂに示すごとく、駆動系の伝達倍率が
５０％ほど低下している。このように振動ゲインが低下
した結果、ねじり振動系等の固有振動数に近い（３０〜
８０Ｈｚ）における増幅割合が低減し、それにより図４
（ｃ）に示すように、速度ムラが０．５％以下に抑止で
きることが判明した。

【００５４】かかる実験結果を考察するに、本実施の形
態が周波数３０Ｈｚ〜８０Ｈｚにおける駆動系の伝達倍
率を大幅に低減できるのは、以下に述べる理由が考えら
れる。すなわち、グロメット８のばね常数と、フライホ
イール５の慣性モーメントで得られる、ねじりの固有振
動数Ｆ１と、感光ドラム１及びイナーシャ部６を駆動す
るギヤ３、４とイナーシャ部６とを連結する軸２の合成
ばね常数と、感光ドラム１及びイナーシャ部６の慣性モ
ーメントとで得られるねじりの固有振動数Ｆ２とが、上
述した（１）式を満たすようにしているので、いわゆる
ダイナミックダンパ効果が生じ、周波数３０Ｈｚ〜８０
Ｈｚで、イナーシャ部６とグロメット８とからなる系が
共振して、フライホイール５に対して大きく両方向に角
度変位するようになり、その相互作用としてドラム軸２
の共振が抑止されるためと考えられる。

【００５５】一方、イナーシャ部６のフライホイール５
に対する角度変位は、粘性を有するグロメット８の変形
（伸縮やネジレなど）によって熱に変換されて、減衰さ
れるようになっている。尚、グロメット８の材質として
は、減衰特性が損失係数ｔａｎδ≧０．０５であると、
良好に速度変動を低減できることが判明している。ここ
で、損失係数ｔａｎδとは、ゴムなどの材料の振動吸収
性能を表す値であって、かかる値が大きいほど振動吸収
性が良いことを示すものであり、本実施の形態において
は、雰囲気温度が０〜６０℃において、測定周波数１０
Ｈｚで測定を行った結果、動的歪みが引っ張りでの最大
値で表している。尚、損失係数ｔａｎδに関しては、Ｊ
ＩＳＫ６３９４に依拠したものであるため、以下に詳細
は記載しないが、測定周波数は、３〜１００Ｈｚ、動的
歪みは、剪断、圧縮、引っ張り測定のいずれの最大値で
あっても良い。

【００５６】又、イナーシャ部６の慣性モーメントを、
感光ドラム１及びフライホイール５の慣性モーメントに
対して２０％以上の値（好ましくは３０％〜１２０％、
更に好ましくは３０％〜１００％）に設定すれば、更に
良好に速度変動を低減できることが判明している。

【００５７】尚、図４（ａ）において、ドラム軸２を駆
動する駆動モータの回転周波数は３０Ｈｚ前後であり、
歯車３のかみ合い周波数は１００Ｈｚ前後と考えられる
ため、グロメット８のばね常数Ｋ１と、イナーシャ部６
の慣性モーメントＩ２とで表せる固有振動数ｆ＝（１／
２π）・√（Ｋ１／Ｉ２）は、３０Ｈｚより低くする
か、あるいは３０Ｈｚより高くなる場合には１００Ｈｚ
より低くすると良い。

【００５８】そのように固有振動数ｆを設定すると、少
なくとも駆動モータの回転周波数、もしくは歯車３のか
み合い周波数に基づいて、イナーシャ部６に共振が生ず
る恐れはなくなるため、より効果的に感光ドラム１の回
転速度変動を抑止することができる。

【００５９】又、図３において一例を示したグロメット
８は、様々な径、長さのものが上市され、比較的容易に
入手可能であるため、複写機における回転ドラム２の仕
様などに応じて、低コストで最適に速度変動を抑止でき
る。

【００６０】ここで、フライホイールや感光ドラムの
（直径ｄ１（ｃｍ）、孔径ｄ２（ｃｍ）、重さｗ（ｋｇ
ｆ））のイナーシャＩ及びねじりばね定数Ｋ２は次式か
ら求めることができる。Ｉ＝ｗ（ｄ１²＋ｄ２²）／８（ｋｇｆ・ｃｍ²）（１） ’ Ｋ２＝Ｉ（２πＦ２）²／９８０（ｋｇｆｃｍ／ｒａｄ）（２）ここで、Ｆ２は、図４（ａ）に示す伝達関数のピーク時
の周波数で、固有振動数である。

【００６１】具体的に説明すると、図４（ａ）における
条件Ａ（図４（ｂ）と同条件）は、感光ドラムのイナー
シャＩｂ＝１９．５(kgfcm²)、フライホール全体のイナ
ーシャＩｆｗ＝５８．５×３枚＝１７５．５(kgfcm²)、
であり、Ｉ＝Ｉｂ＋Ｉｆｗ＝１９５(kgfcm²)となる。固
有振動数Ｆ２は図４（ａ）から２２Ｈｚである。従っ
て、式（２）から駆動系のねじりばね定数Ｋ２＝１９５
×（２π×２２）²／９８０＝３７９８(kgf/rad)、とな
る。

【００６２】また、図４（ａ）における条件Ｂ（図４
（ｃ）と同条件）は、感光ドラム及びフライホールのイ
ナーシャＩ１＝５８．５×２＋１９．５＝１３６．５(k
gfcm²)、イナーシャ部のイナーシャＩ２＝５８．５(kgf
cm²)（ｄ１＝２２ｃｍ、ｄ２＝５ｃｍ、ｗ＝０．９ｋ
ｇ）となり、Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２＝１９５(kgfcm²)となる。

【００６３】グロメット３個の合成ばね定数をＫ１及び
固有振動数Ｆ１は、次のようにして求めることができ
る。なお、グロメット材料は、ＮＯＫ社製（ＨＤＲ−
Ｃ）、ゴム硬度４０度、ｔａｎδ＝０．８のものであ
る。

【００６４】固有振動数Ｆ１は、図１５（ａ）のよう
に、グロメット１５３によりイナーシャ部１５２が取り
付けられたフライホール部１５１を台１５４で固定し、
図１５（ｂ）のように、イナーシャ部１５２を回転方向
に加振ハンマ１５８で加振し、その応答性を加速度セン
サ１５７で測定し、ＦＦＴアナライザ１５６で解析する
ことにより得られた周波数応答データのピーク周波数か
ら求める。その結果、固有振動数Ｆ１＝２３．５Ｈｚで
ある。また、合成ばね定数をＫ１は次のようにして求め
る。Ｋ１＝Ｉ２×（２π×Ｆ１）²／９８０＝５８．５
×（２π×２３．５）²／９８０＝１３００(kgf/rad)、
となる。

【００６５】次に、本発明による実施の形態の回転安定
装置を図面を参照して説明する。図５（ａ）〜（ｉ）は
本実施の形態にかかる回転安定装置の一例を示す図であ
る。

【００６６】図５に示すように、回転安定装置１１は、
回転中心となる回転軸保持部１２ｂと回転軸保持部１２
ｂの同心円上に円周方向に等しく配置した複数の孔１２
ａとを有し平板の円盤状に形成された回転部材１２と、
回転部材１２の回転軸保持部１２ｂよりも径の大きい中
心孔１３ｂと回転部材１２の孔１２ａと対応して設けら
れた複数の孔１３ａとを有し平板の円盤状に形成された
慣性部材１３と、弾性及び粘性を有する材料から全体と
して円筒状に一体に形成され複数のつば部１４ａ、１４
ｂ、１４ｃとつば部１４ａと１４ｂとの間に位置する小
径部１４ｄとつば部１４ｂと１４ｃとの間に位置する小
径部１４ｅとを有し回転部材１２と慣性部材１３とを結
合する複数の結合部材１４とを備える。

【００６７】図５（ａ），（ｅ）に示すように、回転安
定装置１１では、複数の結合部材１４は、弾性的性質を
有し、つば部１４ａ〜１４ｃを弾性変形させながら回転
部材１２の各孔１２ａ及び慣性部材１３の各孔１３ａに
それぞれ押し込んでから弾性復元すると、つば部１４ａ
と１４ｂとの間に慣性部材１３が挟まれるように位置
し、小径部１４ｄが慣性部材１３の各孔１３ａの内周面
に対向して位置し、一方つば部１４ｂと１４ｃとの間に
回転部材１２が挟まれるように位置し、小径部１４ｅが
回転部材１２の各孔１２ａの内周面に対向して位置す
る。

【００６８】以上のように、結合部材１４は、粘弾性部
材と取付部材とを兼ね、つば部１４ａ〜１４ｃの弾性変
形及び弾性復元を利用して回転部材１２と慣性部材１３
とに取り付けられて、粘弾性部材を介して両者を結合す
ることができる。また、結合部材１４は、その弾性変形
により容易に回転部材１２の孔１２ａと慣性部材１３の
孔１３ａとから取り外すことができる。

【００６９】この場合、結合部材１４のつば部１４ａと
１４ｂが慣性部材１３に対して、またつば部１４ｂと１
４ｃが回転部材１２に対して比較的親密に接し、一方、
結合部材１４の小径部１４ｄ，１４ｅが各孔１２ａ、１
３ａの内周面で比較的緩やかに位置している。これによ
り、各結合部材１４を各孔１２ａ、１３ａの周りで回転
させることができる。

【００７０】結合部材１４を構成する粘弾性部材は、特
定の周波数を低減とさせるようにその直径や長さ等の寸
法を決めることができ、形状としては円筒形以外であっ
てもよく、立方体とすることができる。例えば、グロメ
ット等を用いることができる。

【００７１】また、かかる弾性及び粘性を有する材質と
して、低減させたい振動の周波数に最適な減衰特性を有
し、ｔａｎδが０．０５以上である材料が好ましい。か
かる材料としては、天然ゴム及び合成ゴムがあり、例え
ば、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、Ｉ
ＩＲ（ブチルゴム）、シリコンゴム、ＥＰＤＭ（エチレ
ン−プロピレン−非共役ジエタン）等を用いることがで
きるが、これらに限定されるものではない。また、ゴム
硬度としては２０度〜７０度の範囲内のものが好まし
い。

【００７２】また、回転部材１２は、材質としては鉄、
アルミニウム、真鍮等の金属、ＰＯＭやＡＢＳ等の樹脂
等を使用でき、これらの材料から製造した板金、焼結
品、切削品、樹脂成形品とすることができるが、これら
の材質及び製造方法に限定されるものではない。

【００７３】また、慣性部材１３は回転部材１２と同様
の材質とすることができるが、慣性部材１３と回転部材
１との少なくとも一方が金属製であることが好ましく、
両方が金属製であることが更に好ましい。

【００７４】上述のような回転安定装置１１は、図５
（ｅ）のように、回転部材１２の回転軸保持部１２ｂに
モータ等の回転軸２０がはめ込まれて連結される。この
モータ等の回転軸２０の回転により回転安定装置１１の
回転部材１２が慣性部材１３とともに回転するが、回転
時における慣性部材１３の振動によって回転部材１２の
回転速度変動が抑制されるとともに、結合部材１４（粘
弾性部材）が慣性部材１３の振動に応じて変形するため
モータ等に起因して回転部材１２に回転速度変動が生じ
るような起振力が生じた場合でも、かかる回転速度変動
が抑制され、回転部材１２が安定して回転できる。その
結果、回転軸２０が振動が抑制されながら安定して回転
できることになる。

【００７５】また、結合部材１４は回転部材１２と慣性
部材１３とを着脱自在に結合するから、粘弾性部材とし
ての結合部材１４、回転部材１２及び慣性部材１３の交
換が容易であり、また、各部材１２，１３，１４の組み
合わせが自由となり、より回転安定化のための調整が容
易となり、使用に際し汎用性があり自由度が高い回転安
定装置を実現できる。このように、回転安定装置におい
て粘弾性部材、回転部材及び慣性部材の組み替えが容易
なため、試作コストの削減と、設計自由度及び振動低減
設計の適正化が低コストで達成でき、好ましい。また、
回転安定装置の構造は、上述の通り、単純でありかつ堅
牢に構成でき、耐久性も高いので、安定した性能を長期
間にわたって得ることができる。

【００７６】図６（ａ）〜（ｊ）により別の回転安定装
置２１について説明する。この回転安定装置２１は、結
合部材を粘弾性部材と取付部材とから構成した以外は図
５と同様の構成であるので、同一部分には同一の符号を
付しその説明は省略する。

【００７７】図６（ｄ），（ｅ），（ｉ），（ｊ）に示
すように、回転部材１２と慣性部材１３とを結合する結
合部材は、弾性及び粘性を有する材料から全体として一
体に形成されその両端のつば部２４ａ，２４ａと、つば
部２４ａの間に形成された小径部２４ｂと、中央に形成
された貫通孔２４ｃとを備えた粘弾性部材（グロメッ
ト）２４と、粘弾性部材２４の貫通孔２４ｃに差し込ま
れて回転部材１２のねじ孔１２ｃにねじ止めされるねじ
部２５ｂと、中間に段差部２５ａとを備えた取付部材２
５とから構成されている。

【００７８】図６（ａ），（ｆ）に示すように、回転安
定装置２１では、粘弾性部材２４を慣性部材１３の各孔
１３ａに弾性変形させて押し込んで弾性復元することに
より、つば部２４ａと２４ａとの間に慣性部材１３が位
置し、各孔１３ａの内周面に小径部２４ｂが対向するよ
うにしてから、取付部材２５を貫通孔２４ｃに差し込ん
で回転部材１２のねじ孔１２ｃにねじ止めしている。こ
れにより、回転部材１２と慣性部材１３とが粘弾性部材
２４を介して結合される。この場合、取付部材２５には
段差部２５ａがあり回転部材１２の表面に当接するの
で、取付部材２５は粘弾性部材２４をつば部２４ａ間で
一定の距離に維持し、不必要に圧縮変形させることはな
い。

【００７９】以上のように、回転安定装置２１では、取
付部材２５のねじ止めを緩めることにより、回転部材１
２と慣性部材１３とを容易に取り外すことができ、ま
た、粘弾性部材２４を弾性変形させて慣性部材１３の各
孔１３ａから容易に取り外すことができる。また、取付
部材２５の材質は、粘弾性部材よりも剛性の高い材料が
好ましい。

【００８０】上述の回転安定装置２１によれば、図６
（ｆ）のようにモータ等の回転軸２０に連結されて、図
５と同様の効果が得られる。なお、粘弾性部材２４の小
径部２４ｂは、慣性部材１３の孔１３ａの内周面で比較
的緩やかに位置し、粘弾性部材２４を孔１３ａの周りで
回転させることができる。また、図６では、粘弾性部材
を慣性部材１３の孔１３ａに取り付けたが、回転部材１
２側の孔に取り付け、慣性部材にはねじ孔を形成して取
り付けるようにしてもよい。

【００８１】次に、図７（ａ），（ｂ）により更に別の
回転安定装置３１を説明する。この回転安定装置３１
は、図６と同様の慣性部材、粘弾性部材及び取付部材を
使用するが、回転部材が特に回転軸を有しない構成であ
る。即ち、ＤＣアウターロータモータを構成するロータ
３２を回転部材としてその端面３２ａ上に図６と同様に
慣性部材１３が粘弾性部材２４を介して取り付け部材２
５によりねじ止めされている。

【００８２】回転軸３３は、モータ取付板３５と一体に
なった円筒部３３ａの軸受け３６を介した回転可能であ
り、ロータ３２と連結されて一体に回転する。円筒部３
３ａの外周のコイル３３ｂにモータ電気基板３５ａから
通電されると、ローラ３２の内周のマグネット３４との
作用でロータ３２と回転軸３３が回転したとき、ロータ
３２はモータに回転速度変動が生じるような起振力が生
じた場合でも、回転安定装置３１によりかかる回転速度
変動が抑制され、ロータ３２と回転軸３３が安定して回
転でき、図５と同様の効果が得られる。特に、ＤＣモー
タは低回転領域でコギングにより速度変動が生じ易いの
であるが、本構成により速度変動を吸収できるため、低
回転でも安定した回転速度が得られる。特に、コギング
成分の周波数と回転安定装置３１の固有振動数を一致さ
せると効果的である。

【００８３】なお、上述の各回転安定装置においては、
固定型のフライホールを併用してもよい。また、回転部
材を粘性及び弾性を有する材料で構成してもよい。更
に、かかる粘弾性材料の回転部材に粘弾性部材を一体に
構成してもよい。

【００８４】次に、図８に図６及び図７で用いることの
できる粘弾性部材の変形例を示す。この粘弾性部材２
４’は、つば部２４ａの表面から貫通孔２４ｃの内周面
に連続した線状の小突起２４ｄを複数本設けたものであ
る。小突起２４ｄはつば部２４ａ上では半径方向に放射
状に延び、貫通孔２４ｃの内周面では縦方向に直線状に
延びている。小突起２４ｃの高さや本数により振動の減
衰特性を調整することが可能である。

【００８５】次に、図９（ａ），（ｂ）により、上述の
図６とほぼ同様の回転安定装置を設けた回転駆動機構を
説明する。図９（ａ）の回転駆動機構は、回転安定装置
４１と、モータ４２と、モータの回転軸４３と、モータ
４２の回転軸４３の一端４３ａ側に固定された歯付きプ
ーリ４４と、歯付きプーリ４４と噛み合う歯付き駆動ベ
ルト４５とを備える。

【００８６】歯付きプーリ４４と噛み合う歯付き駆動ベ
ルト４５と被駆動部に設けられた別の歯付きプーリ（図
示省略）とにより回転伝達機構が構成される。モータ４
２の回転軸４３の回転が回転安定装置４１により安定す
る結果、回転伝達機構により伝達される被駆動部での回
転が安定する。

【００８７】なお、回転安定装置４１は、粘弾性部材２
４を回転部材１２側に取付け、取付部材２５により慣性
部材１３のねじ孔に結合するように構成されている。

【００８８】また、図９（ａ）においてプーリ４４を回
転安定装置４１の回転部材１２と一体に形成することに
より、構成を簡略化でき部品点数も削減でき、低コスト
化が可能となる。

【００８９】また、図９（ｂ）の回転駆動機構は、歯付
きプーリ４４をモータ４２の回転軸４３の一端４３ａ側
に固定し、回転安定装置４１を回転軸４３の他端４３ｂ
側に取り付けたものである。これにより、図９（ａ）と
同様の効果を得ることができる。

【００９０】次に、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）によ
り、別の回転駆動機構を説明する。図１０（ａ）の例
は、モータ５２の回転軸５４に固定された第１の歯車５
３が破線で示す第２の歯車５５を駆動するように構成し
たものである。図６とほぼ同様の回転安定装置５１が回
転軸５４にその回転部材１２の回転軸１２ｂが差し込ま
れてねじ５２により固定されている。回転安定装置５１
は、歯車５３側に粘弾性部材２４を取り付けた回転部材
１２を設け、取付部材２５により外側の慣性部材１３を
結合したものである。モータ５２の回転軸５４の回転が
回転安定装置５１により安定する結果、回転伝達機構で
ある歯車機構により伝達される被駆動部での回転が安定
する。

【００９１】図１０（ｂ）の例は、回転安定装置６１
を、慣性部材１３を歯車５３側に設け、粘弾性部材２４
を取り付けた回転部材１２の回転軸１２ｂを慣性部材１
３の中心孔１３ｂを貫通させて歯車５３側でねじ５２に
より回転軸５４に固定して構成したものである。

【００９２】図１０（ｃ）の例は、回転安定装置７１
を、図１０（ａ）と同調に、回転部材１２を歯車５３側
に設けているが、粘弾性部材２４を慣性部材１３に取り
付け手構成したものである。図１０（ｂ）、（ｃ）で
も、図１０（ａ）と同様の効果を得ることができる。

【００９３】また、図１０（ｄ）の例のように、図１０
（ｃ）と同様の構成で、回転安定装置８１の回転部材１
２に駆動歯車８２を一体化するようにしてもよく、これ
により、構成を簡略化でき部品点数も削減でき、低コス
ト化が可能となる。

【００９４】次に、図１１及び図１２により、画像形成
装置の転写ベルトの回転駆動機構に上述の回転安定装置
を設けた例を説明する。図１１に示すように、画像形成
装置の帯状の像担持体としての転写ベルト１０１は、感
光体から構成され、その表面１０１ａに形成された像が
転写器１０７によって方向Ｆに搬送されてくる転写シー
トＳに転写される構成となっている。転写ベルト１０１
は、駆動ローラ１０２の回転駆動により、回転ローラ１
０３，１０４，１０５の間で方向Ｙに移動しながら回転
ローラ１０６とローラ１０４との間を転写シートＳが方
向Ｆに搬送される。

【００９５】図１２に示すように、転写ベルト１０１を
回転駆動する回転駆動ローラ１０２は、その回転軸１０
２ａが歯車１１１及び歯車１１２を介してモータ１１３
により回転駆動される。モータ１１３の回転軸１１４の
一端１１４ａ側に歯車１１３が連結され、他端１１４ｂ
側に上述と同様の回転安定装置１１５が連結されてい
る。

【００９６】モータ１１３が駆動すると、回転軸１１
４，歯車１１２，１１１、回転軸１０２ａ等を介して回
転駆動ローラ１０２が回転するが、このとき、モータ１
１３において回転速度変動が生じるような起振力が生じ
た場合でも、回転安定装置１１５の作用によりかかる回
転速度変動が抑制され、回転軸１１４は振動が抑制され
ながら安定して回転できるので、回転駆動ローラ１０２
の回転が安定する。このため、転写ベルト１０１は方向
Ｙへ安定した一定速度で移動することができる。従っ
て、転写ベルト１０１から転写シートＳに対して転写器
１０７によりその像の転写が安定して確実に行われるこ
とになり、より高品質の画像形成が可能となる。

【００９７】以上のように、本実施の形態の回転安定装
置を備えた画像形成装置によれば、良好な画質を得るの
に複雑な制御を必要としないので高価な回路やモータを
使用する必要がなく、また、わずかな部品で構成できる
ため低コスト化に寄与することができる。

【００９８】また、従来、画像形成装置の感光ドラムや
転写ベルト等の像担持体において速度変動を生じると、
画質の低下が生じてしまう。この原因はこれらの像担持
体に加えられる負荷の変動であるが、この負荷変動は必
ずしも大きさや時間に対して規則的であるとは限らない
ため、負荷変動を予想して像担持体の駆動力を変化させ
ることができなかったのであるが、本発明による回転安
定装置を用いることにより、負荷変動による速度変動を
抑制し、回転を安定化させることができるので、かかる
問題を解消できる。

【００９９】次に、画像形成装置において回転駆動機構
を有するファーブラシクリーニングユニットに上述と同
様の回転安定装置を設けた例を図１３（ａ），（ｂ）に
より説明する。図１３（ａ）のように、電子写真方式に
よる画像形成装置の感光体ドラム１２１の近傍には、感
光体ドラム１２１の表面に形成された潜像をトナー現像
した後に、次の画像形成のため感光体ドラム１２１上の
残存トナーを清掃するためのクリーナユニット１２２が
配置されている。このクリーナユニット１２２は、図の
矢印方向に回転する感光体ドラム１２１から残存トナー
を掻き取るクリーニングブレード１２３と、クリーニン
グブレード１２３の下流側で感光体ドラム１２１と接触
し補助的にクリーニングを行うファーブラシ１２４と、
掻き取られたトナーをクリーナユニット１２２の外部に
搬送するトナー搬送スクリュー１２５とを備える。

【０１００】図１３（ｂ）に示すように、ファーブラシ
１２４は、その回転軸が両端で軸受け１２９により回転
可能に支持され、ＰＯＭカップリング１２８を介して駆
動プーリ１２７の回転軸１２７ａに連結され、駆動プー
リ１２７により回転駆動される。駆動プーリ１２７は、
駆動モータ（図示省略）によりベルト１２７ｂを介して
回転駆動され、その回転軸１２７ａに上述と同様の回転
安定装置１２６が接続されている。本例では、回転安定
装置を駆動モータ側に配置せず、ファーブラシ１２４の
回転軸に連結される駆動プーリ１２７の回転軸１２７ａ
側に設けているが、上述と同様に回転軸１２７ａに速度
変動が生じてもファーブラシ１２４の回転軸の回転を安
定させることができる。

【０１０１】ファーブラシ１２４は、感光体ドラム１２
１と接触し、感光体ドラム１２１の周速とほぼ同等また
は周速差を有するので、ファーブラシ１２４に速度変動
が生じると、感光体ドラム１２１に伝達されてしまい感
光体ドラム１２１に速度変動が生じてしまい、画像ムラ
等の原因となってしまうのであるが、本例では、上述の
ように回転安定装置をファーブラシ１２４の回転軸側に
設けることにより、ファーブラシ１２４の速度変動を防
止できる結果、感光体ドラム１２１の速度変動を防止で
き、画像ムラ等が生じなく、高画質化を実現でき、好ま
しい。なお、回転安定装置を駆動プーリ１２７の駆動モ
ータ側に配置してもよいことは勿論である。

【０１０２】次に、図１４により、画像読取装置におい
て例えば図９（ａ）または（ｂ）においてモータとして
ステッピングモータを用いた回転駆動機構を用いた例を
説明する。図の画像読み取り装置は、図９（ｂ）と同様
の回転安定装置を設けたステッピングモータ１３１と、
モータ１３１によりタイミングベルト１３２を介して駆
動され回転軸１３４を回転駆動する駆動プーリ１３３
と、装置の周囲に張られて回転軸１３４の回転により駆
動されるワイヤ１３５と、ワイヤ１３５の駆動により図
の方向Ｘに駆動され原稿から画像を読み取るため原稿に
露光する光源やミラー等の光学系を含む露光ユニット１
３６及びＶミラーユニット１３７とを備える。

【０１０３】ステッピングモータ１３１に回転安定装置
を設けているため、回転に速度変動が生じてもステッピ
ングモータ１３１の回転が安定し、ワイヤ１３５による
露光ユニット１３６とＶミラーユニット１３７との移動
が安定するため、より精度のよい画像読み取りを実現で
き、好ましい。

【０１０４】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。例えば、フライホイール５を省略し
て、イナーシャ部６を感光ドラム１に直付けすることも
考えられる。また、粘性及び弾性を有する部材で円盤を
作り、これをフライホイール５とイナーシャ部６との間
に直貼りしても同様な効果が得られる。更に、イナーシ
ャ部６自体を、粘性及び弾性を有する部材で形成し、ね
じによりフライホイール５と連結するようにしても良
い。加えて、像担持体は、円筒状の部材に張架された無
端ベルトのようなものであっても良い。

【０１０５】

【発明の効果】本発明によれば、使用する際に汎用性が
あり自由度が高くかつ回転変動を抑止し回転を安定化さ
せることのできる回転安定装置、及びこの回転安定装置
を備える回転駆動機構、画像形成装置及び画像読取装置
を提供できる。かかる回転安定装置は、構造が簡単であ
るため低コストでかつ堅牢な構成にできる。

【０１０６】本発明の画像形成装置によれば、画像形成
手段によって形成された像を担持する像担持体を備えた
回転体と、前記回転体に対して、粘性及び弾性を有する
減衰体を介して取り付けられた振動体とを有し、前記振
動体が振動することによって、前記回転体の回転速度変
動が抑制されるようになっており、かつ前記減衰体は、
前記振動体の振動に応じて変形するので、前記回転体に
回転速度変動が生じるような起振力が生じた場合でも、
前記振動体が振動することによって、かかる回転速度変
動が抑制され、更に前記振動体の振動に応じて、粘性及
び弾性を有する前記減衰体が変形することによって、前
記速度変動を熱に変換して収束させることができ、それ
により高画質な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかる画像形成装置である複写
機の一部を示す図である。

【図２】図１の構成のII部を拡大して示す一部断面図で
ある。

【図３】図２の構成のIII部を拡大して示す図である。

【図４】図４（ａ）は、図１の構成において、実験によ
り求めた駆動系の伝達関数を示したものであり、縦軸に
伝達倍率を、横軸に周波数をとって示した図である。図
４（ｂ）、（ｃ）は、同様に実験により求めた感光ドラ
ムの速度ムラの変化を示す図であり、それぞれ縦軸に速
度ムラを、横軸に周波数をとって示した図である。

【図５】本実施の形態の回転安定装置の斜視図（ａ）、
回転部材の斜視図（ｂ）、慣性部材の斜視図（ｃ）、結
合部材の斜視図（ｄ）、回転安定装置の断面図（ｅ）、
回転部材の断面図（ｆ）、慣性部材の断面図（ｇ）、及
び結合部材の断面図（ｉ）である。

【図６】本実施の形態の別の回転安定装置の斜視図
（ａ）、回転部材の斜視図（ｂ）、慣性部材の斜視図
（ｃ）、取付部材の斜視図（ｄ）、粘弾性部材の斜視図
（ｅ）回転安定装置の断面図（ｆ）、回転部材の断面図
（ｇ）、慣性部材の断面図（ｈ）、取付部材の断面図
（ｉ）及び粘弾性部材の断面図（ｊ）である。

【図７】本実施の形態の更に別の回転安定装置の斜視図
（ａ）及び断面図（ｂ）である。

【図８】図６（ｅ）の粘弾性部材の変形例を示す斜視図
である。

【図９】本実施の形態の歯付きプーリと歯付きベルトを
有する回転駆動機構を示す側面図（ａ）、及び別の例を
示す側面図（ｂ）である。

【図１０】本実施の形態の駆動歯車を有する回転駆動機
構を示す側面図（ａ）、及び別の例を示す側面図
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。

【図１１】本実施の形態の画像形成装置における転写ベ
ルト及びその近傍の構成を示す図である。

【図１２】図１１の転写ベルトの回転駆動機構を示す図
である。

【図１３】本実施の形態の画像形成装置における感光体
ドラムとクリーニングユニットの側面図（ａ）及びクリ
ーニングユニットの平面図（ｂ）である。

【図１４】本実施の形態の画像読取装置を概略的に示す
斜視図である。

【図１５】本実施の形態においてイナーシャ部（慣性部
材）の固有振動数の求める方法を説明するための図
（ａ），（ｂ）である。

【符号の説明】

１感光ドラム２ドラム軸３、４ギヤ（歯車）５フライホイール（回転部材）６イナーシャ部（慣性部材）７掻き取りブレード８グロメット（粘弾性部材）９ねじ（取付部材）１１，２１，３１回転安定装置１２回転部材１３慣性部材１４結合部材２４，２４’ 粘弾性部材２５取付部材４１回転安定装置４２モータ４３モータの回転軸４４歯付きプーリ４５歯付きベルト５１．６１，７１，８１回転安定装置５２モータ５３，５５歯車５４モータの回転軸１０１転写ベルト１０２回転駆動ローラ１１１，１１２歯車１１３モータ１１４モータの回転軸１１５回転安定装置１２１感光体ドラム１２２クリーナユニット１２４ファーブラシ１２６回転安定装置１２７駆動プーリ１２７ｂベルト１３１ステッピングモータ１３２タイミングベルト１３３駆動プーリ１３６露光ユニット（画像読取手
段）１３７Ｖミラーユニット（画像読取
手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３Ｈ０４Ｎ 1/06 ３Ｊ１０３ 21/10 Ｆ１６Ｆ 15/30 Ｑ５Ｃ０７２ 21/00 ３５０Ｇ０３Ｇ 15/00 ５５４Ｈ０４Ｎ 1/06 21/00 ３１４ (72)発明者齋藤卓東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H032 AA05 BA09 BA23 2H034 BD06 2H035 CA07 CB01 CD13 CG03 2H071 BA41 CA01 CA02 CA05 CA07 CA09 DA02 DA09 DA13 DA15 DA27 3J009 DA11 EA04 EA05 EA11 EA21 EA32 EB30 EC10 FA16 3J103 AA02 BA37 CA01 FA04 FA18 GA02 GA57 5C072 AA01 BA04 BA13 MA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転中心軸を中心にして回転する回転部
材と、前記回転中心軸の軸方向に前記回転部材と異なる位置に
配置された慣性部材と、粘性及び弾性を有する粘弾性部材を備え、前記粘弾性部
材を介して前記回転部材と前記慣性部材とを着脱自在に
結合する結合部材と、を具備し、前記結合部材を前記回転中心軸から半径方向に離れた位
置に設けたことを特徴とする回転安定装置。
【請求項２】前記回転部材に固定され前記回転部材と
一体になって回転する回転軸を更に具備することを特徴
とする請求項１に記載の回転安定装置。
【請求項３】前記結合部材は前記粘弾性部材を前記回
転部材と前記慣性部材とに取り付ける取付部材を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転安定装
置。
【請求項４】前記取付部材は前記粘弾性部材と一体に
形成されたつば部を備えることを特徴とする請求項３に
記載の回転安定装置。
【請求項５】前記取付部材は前記回転部材と前記慣性
部材との少なくとも一方に設けた支持部により支持され
ることを特徴とする請求項３または４に記載の回転安定
装置。
【請求項６】前記取付部材は前記支持部でねじ止めま
たは嵌合されることを特徴とする請求項５に記載の回転
安定装置。
【請求項７】前記取付部材は前記粘弾性部材に設けら
れた貫通孔内に差し込まれて前記支持部で支持されるこ
とを特徴とする請求項５または６に記載の回転安定装
置。
【請求項８】前記取付部材の前記つば部が前記回転部
材と前記慣性部材との間に挟まれることを特徴とする請
求項４に記載の回転安定装置。
【請求項９】前記回転部材は円盤状に構成されている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の
回転安定装置。
【請求項１０】前記慣性部材は円盤状に構成されてい
ることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載
の回転安定装置。
【請求項１１】前記慣性部材の径は前記回転部材の径
よりも大きいことを特徴とする請求項９または１０に記
載の回転安定装置。
【請求項１２】前記結合部材が複数配置されているこ
とを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の
回転安定装置。
【請求項１３】前記結合部材は、前記回転中心軸の同
心円上に設けられていることを特徴とする請求項１２に
記載の回転安定装置。
【請求項１４】前記結合部材は、前記同心円上の円周
方向に均等に分割された位置に設けられていることを特
徴とする請求項１３に記載の回転安定装置。
【請求項１５】回転中心軸を中心にして回転する回転
部材と、前記回転中心軸の軸方向に前記回転部材と異な
る位置に配置された慣性部材と、粘性及び弾性を有する
粘弾性部材を備え、前記粘弾性部材を介して前記回転部
材と前記慣性部材とを着脱自在に結合する結合部材と、
を具備し、前記結合部材を前記回転中心軸から半径方向
に離れた位置に設けた回転安定装置と、回転駆動手段と、前記回転駆動手段により前記回転部材とともに回転する
回転軸と、前記回転軸に連結される回転伝達機構と、を具備するこ
とを特徴とする回転駆動機構。
【請求項１６】前記回転安定装置は、前記回転部材に
固定され前記回転部材と一体になって回転し前記回転軸
に連結される回転安定装置側回転軸を更に具備すること
を特徴とする請求項１５に記載の回転駆動機構。
【請求項１７】前記回転駆動手段は回転ドラムを備
え、前記回転安定装置の前記回転部材は前記回転ドラム
と一体に構成されていることを特徴とする請求項１５に
記載の回転駆動機構。
【請求項１８】前記回転伝達機構は、前記回転軸に連
結された歯付きプーリと、この歯付きプーリと噛み合う
歯付きベルトと、被駆動部に設けられ前記歯付きベルト
と噛み合う歯付きプーリと、を備えることを特徴とする
請求項１５，１６または１７に記載の回転駆動機構。
【請求項１９】前記回転伝達機構は、前記回転軸に連
結された第１の歯車と、被駆動部に設けられ前記第１の
歯車と噛み合う第２の歯車と、を備えることを特徴とす
る請求項１５，１６または１７に記載の回転駆動機構。
【請求項２０】前記回転駆動手段がステッピングモー
タであることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれか
１項に記載の回転駆動機構。
【請求項２１】回転中心軸を中心にして回転する回転
部材と、前記回転中心軸の軸方向に前記回転部材と異な
る位置に配置された慣性部材と、粘性及び弾性を有する
粘弾性部材を備え、前記粘弾性部材を介して前記回転部
材と前記慣性部材とを着脱自在に結合する結合部材と、
を具備し、前記結合部材を前記回転中心軸から半径方向
に離れた位置に設けた回転安定装置と、回転駆動手段
と、前記回転駆動手段により前記回転部材とともに回転
する回転軸と、前記回転軸に連結される回転伝達機構
と、を備える回転駆動機構と、画像形成手段によって形成された像を担持する像担持体
を備えた回転体と、前記回転駆動機構により回転駆動され前記回転体をクリ
ーニングするためのファーブラシを有するクリーニング
ユニットと、を具備することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２２】回転中心軸を中心にして回転する回転
部材と、前記回転中心軸の軸方向に前記回転部材と異な
る位置に配置された慣性部材と、粘性及び弾性を有する
粘弾性部材を備え、前記粘弾性部材を介して前記回転部
材と前記慣性部材とを着脱自在に結合する結合部材と、
を具備し、前記結合部材を前記回転中心軸から半径方向
に離れた位置に設けた回転安定装置と、回転駆動手段
と、前記回転駆動手段により前記回転部材とともに回転
する回転軸と、前記回転軸に連結される回転伝達機構
と、を備える回転駆動機構と、画像形成手段によって形成された像を担持する像担持体
を備えた回転体と、前記回転駆動機構により回転駆動され前記像担持体に担
持された像を転写シートに転写するための転写ローラま
たは転写ベルトと、を具備することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２３】回転中心軸を中心にして回転する回転
部材と、前記回転中心軸の軸方向に前記回転部材と異な
る位置に配置された慣性部材と、粘性及び弾性を有する
粘弾性部材を備え、前記粘弾性部材を介して前記回転部
材と前記慣性部材とを着脱自在に結合する結合部材と、
を具備し、前記結合部材を前記回転中心軸から半径方向
に離れた位置に設けた回転安定装置と、回転駆動手段
と、前記回転駆動手段により前記回転部材とともに回転
する回転軸と、前記回転軸に連結される回転伝達機構
と、を備える回転駆動機構と、前記回転駆動機構によって駆動されるプーリにより原稿
に対し相対移動しながら画像を読み取る画像読取手段
と、を具備することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２４】請求項１〜１４のいずれか１項に記載
の回転安定装置を備える回転駆動機構を具備することを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２５】画像形成手段によって形成された像を
担持する像担持体を備えた回転体と、前記回転体に対して、粘性及び弾性を有する減衰体を介
して取り付けられた振動体とを有し、前記振動体が振動することによって、前記回転体の回転
速度変動が抑制されるようになっており、かつ前記減衰
体は、前記振動体の振動に応じて変形することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２６】前記回転体は、前記像担持体と、前記
像担持体に対して軸により連結された第１円盤部とから
構成されており、前記振動体は、前記第１円盤部に対して前記減衰体を介
して設けられた第２円盤部から構成されていることを特
徴とする請求項２５に記載の画像形成装置。
【請求項２７】前記減衰体のばね常数と前記第２円盤
部の慣性モーメントで得られる、ねじりの固有振動数Ｆ
１と、前記回転体を駆動する駆動系と前記第１円盤部と
を連結する前記軸の合成ばね常数と、前記回転体の慣性
モーメントとで得られるねじりの固有振動数Ｆ２とが、
以下の式を満たすことを特徴とする請求項２６に記載の
画像形成装置。０．５×Ｆ２ ≦ Ｆ１ ≦ ２×Ｆ２
【請求項２８】前記第２円盤部の慣性モーメントは、
前記回転体の慣性モーメントに対して２０％以上の値に
設定されていることを特徴とする請求項２７に記載の画
像形成装置。
【請求項２９】前記第２円盤部の慣性モーメントは、
前記回転体の慣性モーメントに対して３０％以上１２０
％以下の値に設定されていることを特徴とする請求項２
７に記載の画像形成装置。
【請求項３０】前記減衰体の減衰特性は、損失係数ｔ
ａｎδ≧０．０５で表される特性であることを特徴とす
る請求項２５乃至２９のいずれかに記載の画像形成装
置。
【請求項３１】前記減衰体のばね常数Ｋ１と、前記振
動体の慣性モーメントＩ２とで表せる固有振動数ｆ＝
（１／２π）・√（Ｋ１／Ｉ２）が、前記回転体を駆動
するモータの回転周波数、及び前記回転体を駆動する歯
車のかみ合い周波数より小さいことを特徴とする請求項
２５乃至３０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項３２】前記減衰体のばね常数Ｋ１と、前記振
動体の慣性モーメントＩ２とで表せる固有振動数ｆ＝
（１／２π）・√（Ｋ１／Ｉ２）が、前記回転体を駆動
するモータの回転周波数と、前記回転体を駆動する歯車
のかみ合い周波数との間にあることを特徴とする請求項
２５乃至３１のいずれかに記載の画像形成装置。