JP2003240065A - 駆動装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

駆動装置及びこれを用いた画像形成装置

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JP2003240065A JP2002248548A JP2002248548A JP2003240065A JP 2003240065 A JP2003240065 A JP 2003240065A JP 2002248548 A JP2002248548 A JP 2002248548A JP 2002248548 A JP2002248548 A JP 2002248548A JP 2003240065 A JP2003240065 A JP 2003240065A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置自体を大型化することなく、多連ギア列
の噛合成分に起因する速度変動を有効に防止する。 【解決手段】 駆動源1からの駆動力を多連ギア列2
(例えば2a〜2c)を介して被駆動体に駆動伝達する
駆動装置において、多連ギア列2のうち、3連目以降下
流に位置する目標ギア2cの速度変動振幅が上流側に位
置する直前噛合ギア2bの速度変動振幅以下の範囲で、
目標ギア2cに至るまでのギア列2a〜2cの各噛合箇
所で発生する噛合周波数の速度変動位相を設定する。ま
た、上述した駆動装置を被駆動体の駆動装置として用い
る画像形成装置をも対象とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機やプ
リンタ等の画像形成装置で用いられる駆動装置に係り、
特に、駆動源からの駆動力を多連ギア列を介して被駆動
体に駆動伝達する駆動装置及びこれを用いた画像形成装
置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、複写機やプリンタ等の画像形成
装置において、感光体ドラムや中間転写体などの被駆動
体を駆動する方式としては、モータ等の駆動源から駆動
力を多連ギア列(複数のギアを連続的に噛合させてなる
ギア列)を用いて被駆動体に駆動伝達する駆動装置が用
いられる(例えば特開昭61−156158号公報参
照)。このとき、ギア同士の噛合による振動成分や、モ
ータのロータの偏芯による一回転成分などが人間の官能
領域の周波数に入ってきてしまうため、これらを減衰さ
せ安定的な回転を得ることが必要である。従来この種の
改善策としては、感光体ドラム等の被駆動体軸上にフラ
イホイールを取り付け、慣性量を増大させて対応するこ
とが一般的に知られている。また、感光体ドラム等の被
駆動体軸とは別軸に小さな慣性体であるフライホイール
を取り付け、このフライホイールを増速させることで被
駆動体に大きな慣性効果を与えるようにした技術も知ら
れている(例えば特許第3013779号公報参照)。
【0003】しかしながら、この種のフライホイール方
式は、少なくとも慣性体としてのフライホイールを使用
する分、部品点数が増加し、装置自体が大型化してしま
うため、例えばタンデム型画像形成装置などに多連ギア
列の駆動装置を適用しようとすると、画像形成装置の小
型化、低廉化という観点からフライホイール方式を適用
することは極めて困難である。また、従来にあっては、
ギアの偏芯成分に起因する速度変動を低減させる手法と
して、ギア列のギアを同一形状のギア、例えば同一成型
品若しくは一体同時加工成型品として形成し、各ギアの
対応位置を組み付け時に各ギア軸の速度変動位相に応じ
た位相位置に選定配置するものが提案されている(例え
ば特開昭61−156158号公報参照)。これは、V
=r・ω(V:速度,r:ギア半径,ω:角速度)か
ら、駆動側と被駆動側のギアの噛合箇所での夫々の半径
が同一になるように回転させることにより、駆動する側
のギアと被駆動側のギアとの角速度を同一とし、各ギア
の偏心成分を低減させるものである。ところが、このタ
イプにあっては、各ギアの偏芯成分に起因する速度変動
には対応できるかも知れないが、依然として各ギアの噛
合成分に起因する速度変動には対応できない。
【0004】また、例えば4サイクルの中間転写型画像
形成装置において、感光体ドラム駆動ギアの回転周期
を露光〜一次転写までの回動周期に略一致させた構成、
中間転写体駆動ギアの回転周期を一次転写〜二次転写
までの回動周期に略一致させた構成にすることで、感光
体ドラムへの画像書き込み位置と転写位置での周速に速
度差が生じることによる画像の伸縮を防止し、更に、感
光体ドラムからの転写時と記録材への転写時の速度差に
よる画像の伸縮を防止するようにした方式が開示されて
いる(例えば特開平9−43932号公報参照)。この
方式では、感光体ドラム及び中間転写体を駆動するギア
の偏心に起因する、感光体ドラム及び中間転写体1回転
周期の変動(色ずれ)を略キャンセルすることは可能か
も知れないが、ギアの噛合周波数の速度変動に起因する
画像の伸縮による画像ディフェクト(バンディング)に
対しては何等改善されないという技術的課題がある。
【0005】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、装置自体を大型化すること
なく、多連ギア列の噛合成分に起因する速度変動を有効
に防止できるようにした駆動装置及びこれを用いた画像
形成装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、多連ギア
列モデルのギア対の噛合状態を解析したところ、図37
(a)〜(c)及び図38(a)(b)に示すように、
ギア対G1,G2の各ギア歯501,502の噛合状態
が刻々と変化し、噛合箇所hが2箇所になったり、1箇
所になったりし、このような挙動に基づいて多連ギア列
の噛合成分に起因する速度変動が生じていることを確認
した。また、多連ギア列モデルにおいて、ギア対G1,
G2の噛合箇所におけるギア歯の噛合状態を変化させた
ところ、例えば山山噛合伝達方式(ギアG1の入力側噛
合箇所におけるギア歯が谷位置、言い換えれば、ギアG
1の入力側ギアのギア歯が山位置であるときに、ギアG
1の出力側噛合箇所、すなわち、ギアG2との噛合箇所
におけるギア歯が山位置である伝達方式)である場合に
は、各ギアG1,G2の速度変動及びその差分は、図3
9に示すような結果が得られた。一方、例えば山谷噛合
伝達方式(ギアG1の入力側噛合箇所におけるギア歯が
谷位置、言い換えれば、ギアG1の入力側ギアのギア歯
が山位置であるときに、ギアG1の出力側噛合箇所、す
なわち、ギアG2との噛合箇所におけるギア歯が谷位置
である伝達方式)である場合には、各ギアG1,G2の
速度変動及びその差分は、図40に示すような結果が得
られた。ここで、山山噛合伝達方式と山谷噛合伝達方式
とで、各ギアG1,G2の速度変動差分を対比したとこ
ろ、図41に示す結果が得られ、速度変動差分波形に明
確な違いが見られた。そこで、本発明者らは、多連ギア
列の噛合箇所における噛合状態を変えることでギアの速
度変動を制御できるのではないかという知見を得て、本
発明を案出するに至ったのである。
【0007】すなわち、本発明は、図1に示すように、
駆動源1からの駆動力を多連ギア列2(例えば2a〜2
c)を介して図示外の被駆動体に駆動伝達する駆動装置
において、多連ギア列2のうち、3連目以降下流に位置
する目標ギア2cの速度変動振幅が上流側に位置する直
前噛合ギア2bの速度変動振幅以下の範囲で、目標ギア
2cに至るまでのギア列2a〜2cの各噛合箇所で発生
する噛合周波数の速度変動位相を設定したことを特徴と
するものである。
【0008】このような技術的手段において、多連ギア
列2とは、噛合し合うギアが多数列状に連なっている態
様を指す。ここで、多連ギア列2を構成する各ギア2a
〜2cは一段ギアでもよいし、多段ギアでもよい。ここ
で、多連ギア列2の少なくとも一つ、例えばギア2aを
多段ギア(本例では2段ギア)で構成すれば、多段ギア
を使うことでギア列の連数を低減することが可能である
点で好ましい。尚、図1では、多連ギア列2は駆動源1
の駆動軸ギア1aに噛合する3つのギア2a〜2cを図
示しているが、これに限定されるものではなく、連数や
ギア列が途中で分岐するなど各種態様を含む。
【0009】また、被駆動体は単一である必要はなく、
複数あってもよい。更に、目標ギア2cは最終段ギアと
は限られず、中間段ギアをも含む。また、目標ギア2c
には通常被駆動体が直結されるが、被駆動体が直結され
ていないものも含む。更にまた、3連目以降下流に位置
する目標ギア2cとは、目標ギア2cに至るまでに噛合
箇所が二箇所以上ある場合を想定したものである。そし
てまた、目標ギア2cは単一でもよいし、複数あっても
よい。ここで、目標ギア2cが複数の態様としては、多
連ギア列2のうち、駆動源1からのギアの連数が相違す
る態様とギアの連数が同一の態様とがある。
【0010】また、本件は、目標ギア2cの速度変動振
幅が上流側に位置する直前噛合ギア2bの速度変動振幅
以下の範囲であれば、各噛合箇所A,B(図1では2箇
所であるが、これに限られないことは勿論である。)で
の噛合周波数の速度変動位相を適宜調整して差し支えな
い。特に、直前噛合ギア2bの速度変動振幅以下の範囲
のうち、最も好ましいのは目標ギア2cの速度変動振幅
が最小となるように設定することである。ここで、目標
ギア2cに至るまでのギア列2a〜2cの各噛合箇所
A,Bで発生する噛合周波数の速度変動位相に対する具
体的設定法としては、各ギア2a〜2cの1ピッチ角度
及びギア列の噛合箇所間の位置に応じて設定するように
すればよい。
【0011】また、目標ギア2cを含む多連ギア列2a
〜2cの全部若しくは一部がハスバギアである態様にお
いては、目標ギア2cに至るまでの多連ギア列2a〜2
cの各噛合箇所A,Bで発生する噛合周波数の速度変動
位相は、ハスバギアの噛合箇所ではハスバギアの軸方向
噛合幅により設定するようにすればよい。これは、ハス
バギアの態様(軸方向噛合幅によりギア歯の位相が変
化)に着目し、ギア歯の位相を設定することを企図した
ものである。特に、多連ギア列2のうち中間に位置する
中間ハスバギアの歯幅をその上下に位置するハスバギア
の歯幅よりも小さく設定し、中間ハスバギアの歯幅全域
で上下のハスバギアと噛合させるようにすれば、ハスバ
ギアの軸方向位置のばらつきに伴って噛合周波数の速度
変動位相がばらつく事態を回避する点で好ましい。ま
た、多連ギア列2の端部に位置するハスバギアを軸方向
に対して移動自在な位相調整ギアとして構成するように
すれば、各噛合箇所A,Bで発生する噛合周波数の速度
変動位相を適宜調整することが可能になり、前記速度変
動位相を微調整することが可能になる点で好ましい。
【0012】更に、目標ギア2cを含む多連ギア列2a
〜2cの全部若しくは一部がハスバギアである態様にお
いて、ハスバギアの軸方向位置が規制される位置規制部
材を設けることが好ましい。ハスバギアは、その構成上
スラスト力が発生し易く、ハスバギアの軸方向にガタを
有する場合に、噛合周波数の速度変動位相が変化し、目
標ギア2cの速度変動が生ずる可能性がある。ところ
が、本態様によれば、位置規制部材によりハスバギアが
位置規制されるため、噛合周波数の速度変動位相の変動
は抑制される。また、位置規制部材には、少なくともハ
スバギアの軸方向位置を規制するものであれば、ブロッ
ク状、ブッシュ状等適宜選定して差し支えなく、前記軸
方向位置以外の位置(例えば軸方向に直交する方向)を
規制するようにしてもよい。更に、ハスバギアの位置規
制部材への押し付け力は別部材により得るほか、ハスバ
ギア自体のスラスト力を利用してもよい。
【0013】また、本発明において、多連ギア列2は、
上流側噛合ギア2bに対して目標ギア2cを同速若しく
は減速駆動するものであってもよいし、あるいは、上流
側噛合ギア2bに対して目標ギア2cを増速駆動するも
のであってもよいが、いずれかのモードであるかによっ
て噛合周波数の速度変動位相の調整法が異なる。例えば
同速若しくは減速モードにおける目標ギア2cの速度変
動振幅を増幅させない対策としては、目標ギア2cの上
流側に少なくとも2連ギア2a,2bを有する態様にお
いて、目標ギア2c及び上流側の2連ギア2a,2bか
らなる3連ギアのうち、中間ギア2bの出力側噛合箇所
Bと、中間ギア2bの入力側噛合箇所Aとのギア歯の位
相を略逆位相に偏倚させるようにすればよい。
【0014】但し、位相の偏倚量については、目標ギア
2cの速度変動振幅が増幅しない範囲であればよいた
め、正確に逆位相であることは必要ではなく、逆位相に
対し所定の許容幅があり、この点で略逆位相とした。ま
た、目標ギア2cの上流側に少なくとも2連以上のギア
2a,2b……を有する態様において、目標ギア2c及
びこれに連なる上流側2連以上のギア列2a,2b……
の各噛合箇所A,B……におけるギア歯の位相を、噛合
箇所数で360度を除した偏倚角度に応じて偏倚させる
ようにしてもよい。これは、n連ギアであれば、噛合箇
所はn−1箇所であるから、360°/(n−1)の偏
倚角度で偏倚する態様を意味する。この場合、目標ギア
2cの噛合箇所でギア歯の位相差をキャンセルするよう
にすればよい。
【0015】また、増速モードにおける目標ギア2cの
速度変動振幅を増幅させない対策としては、目標ギア2
cの上流側に少なくとも2連ギア2a,2bを有する態
様において、目標ギア2c及び上流側の2連ギア2a,
2bからなる3連ギアのうち、中間ギア2bの出力側噛
合箇所Bと、中間ギア2bの入力側噛合箇所Aとのギア
歯の位相を略同位相に設定するようにすればよい。但
し、目標ギア2cの速度変動振幅が増幅しない範囲であ
ればよいため、正確に同位相であることは必要ではな
く、同位相に対し所定の許容幅があり、この点で略同位
相とした。このように、増速モードと同速・減速モード
とでは、噛合箇所でのギア歯の挙動が相違する(ギア歯
の噛合開始と噛合終わりにおけるすべり率の違いに依存
すると推定)ため、速度変動位相の調整法が相違するの
である。
【0016】また、多連ギア列の噛合周波数には、基本
波成分の他に、2倍波、3倍波などの高調波成分が発生
する場合がある。従って、本件における「噛合周波数の
速度変動位相設定」には、基本波成分を中心に設定する
もののほか、高調波成分を中心に設定するものも含まれ
る。例えば多連ギア列を含む駆動装置において、噛合周
波数の高調波成分が主として発生するような場合におい
ては、高調波成分の速度変動を打ち消すように、噛合周
波数の速度変動位相を設定するようにすればよい。ここ
で、高調波成分の速度変動位相を打ち消す手段として
は、例えば多連ギア列の途中でダブルギア等により噛合
周波数が変更する場合、変更する噛合周波数を元の噛合
周波数の整数倍に設定すること等が挙げられる。
【0017】また、本発明は、駆動装置に限らず、これ
を用いた画像形成装置をも対象とするものである。この
場合、上述した駆動装置を像担持体等の被駆動体の駆動
装置として用いるようにすればよい。ここで、画像形成
装置への具体的な適用例としては、例えば中間転写型を
例に挙げれば、画像が形成担持される像形成担持体と、
この像形成担持体上の画像を一時的に担持搬送し且つ記
録材に転写する中間転写体とを備え、1つの駆動源から
の駆動力が中間転写体、像形成担持体へと順次伝達され
る駆動装置を用いるようにしたものが挙げられる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態1 図2は本発明が適用された駆動装置の実施の形態1を示
す。同図において、駆動装置100は、駆動源であるモ
ータ軸に切った駆動ギア(モータ軸ギア)101に噛合
する第1ギア111、この第1ギア111に噛合する第
2ギア112及びこの第2ギア112に噛合する第3ギ
ア113からなり、第3ギア113を図示外の被駆動体
に連結したものである。本実施の形態において、第1ギ
ア111は大径ギア111aとこの大径ギア111aと
同軸に小径ギア111bを固定した2段ギアからなり、
大径ギア111aに前記駆動ギア101が噛合し、小径
ギア111bにこの小径ギア111bより大径の第2ギ
ア112が噛合するようになっている。また、本実施の
形態では、第2ギア112及び第3ギア113は例えば
同一規格品にて構成されており、第3ギア113は減速
駆動されるようになっている。
【0019】特に、本実施の形態においては、第2ギア
112の入力側噛合箇所A(第2ギア112と第1ギア
111の小径ギア111bとの噛合箇所)では、図2及
び図3(a)に示すように、第2ギア112のギア歯1
21の谷122(山123)に対し、小径ギア111b
のギア歯121の山123(谷122)が噛合している
とすれば、第2ギア112の出力側噛合箇所B(第2ギ
ア112と第3ギア113との噛合箇所)では、図2及
び図3(b)に示すように、第3ギア113のギア歯1
21の山123(谷122)に対し、第2ギア112の
ギア歯121の谷122(山123)が噛合するという
関係が成立する。すなわち、本実施の形態では、前記噛
合箇所Bにおけるギア歯121の噛合位相は、図6に示
すように、噛合箇所Aにおけるギア歯121の噛合位相
に対して逆位相(180°偏倚)になっている(所謂、
山谷噛合伝達方式)。本例の場合、第2ギア112、第
3ギア113の歯数がm個(例えば偶数個)であるとす
れば、噛合箇所A〜Bに至るまでの歯数は(m/2)で
あり、噛合箇所間角度θはこれらの歯数分に対応した分
に設定される。
【0020】また、図4に比較の形態に係る駆動装置を
示す。同図において、駆動装置の基本的構成は、実施の
形態1と略同様であるが、図4及び図5(a)(b)に
示すように、噛合箇所Bにおけるギア歯121の噛合位
相は、噛合箇所Aにおけるギア歯121の噛合位相に対
して同位相になっている(所謂、山山噛合伝達方式)。
尚、噛合箇所間角度θ’は所定の歯数[例えば(m/
2)−(1/2)]に対応した分に設定される。
【0021】従って、本実施の形態によれば、多連ギア
列111〜113において、第1ギア111と第2ギア
112との噛合箇所Aにおける噛合周波数(本例では基
本波成分を考慮)f1及び第2ギア112と第3ギア1
13との噛合箇所Bにおける噛合周波数(本例では基本
波成分を考慮)f2は同じ周波数の振動になる。このと
き、本実施の形態では、第2ギア112を中心に考えた
とき、出力側噛合箇所Bにおけるギア歯121の噛合位
相は、入力側噛合箇所Aにおけるギア歯121の噛合位
相に対し逆位相になるため、図7(a)に示すように、
夫々の噛合周波数f1,f2は相互に打ち消し合い、両者
の合成波は、噛合周波数f1の噛合振動に対して増幅さ
れずに下流側に伝達する。このため、本実施の形態にお
いて、噛合周波数比(f2/f1)は、図8に示すよう
に、小さく抑えられ、この結果、第3ギア113の速度
変動振幅は第2ギア112の速度変動振幅以下に設定さ
れる。尚、図8中、σは(f2/f1)の標準偏差であ
る。
【0022】これに対し、図4に示す比較の形態では、
第2ギア112を中心に考えた場合、出力側噛合箇所B
におけるギア歯121の噛合位相は、入力側噛合箇所A
におけるギア歯121の噛合位相に対し同位相になるた
め、図7(b)に示すように、夫々の噛合周波数f1
2は同位相になり、両者の合成波は、噛合周波数f1
噛合振動に対して増幅された状態で下流側に伝達する。
このため、比較の形態において、噛合周波数比(f2
1)は、図8に示すように、実施の形態に比べて大き
くなってしまい、この結果、第3ギア113の速度変動
振幅は第2ギア112の速度変動振幅に比べて増幅した
状態になってしまう。
【0023】尚、本実施の形態では、噛合箇所Bにおけ
るギア歯121の位相は、噛合箇所Aに対して逆位相に
設定されているため、各噛合箇所A,Bにおける噛合周
波数f1,f2は完全に打ち消し合うため、第3ギア11
3の速度変動振幅は最小に抑えられるが、これに限られ
るものではなく、噛合箇所Aの噛合周波数f1の噛合振
動に対して増幅されない範囲であれば、噛合箇所Bでの
ギア歯121の位相は完全に逆位相でなくてもよく、所
定の許容範囲内で適宜選定して差し支えない。
【0024】◎実施の形態2 図9は本発明が適用された駆動装置の実施の形態2を示
す。同図において、駆動装置100は、実施の形態1と
同様に、駆動源であるモータ軸に切った駆動ギア(以
下、必要に応じてモータ軸ギアという)101に噛合す
る第1ギア111、この第1ギア111に噛合する第2
ギア112を有するが、実施の形態1と異なり、第2ギ
ア112に噛合する第3ギア113(113a,113
b)が複数設けられており、第3ギア113を図示外の
被駆動体に連結し、かつ、減速駆動するようにしたもの
である。
【0025】特に、本実施の形態では、第2ギア112
の出力側噛合箇所B(第2ギア112と第3ギア113
aとの噛合箇所)及びC(第2ギア112と第3ギア1
13bとの噛合箇所)におけるギア歯121の位相は、
第2ギア112の入力側噛合箇所A(第2ギア112と
第1ギア111の小径ギア111bとの噛合箇所)のギ
ア歯121の位相に対し逆位相に設定されている。本例
の場合、第2ギア112、第3ギア113a,113b
の歯数がm個(例えば偶数個)であるとすれば、噛合箇
所A〜B又はA〜Cに至るまでの歯数はm1(m1<
m)又はm2(m1<m2<m)であり、噛合箇所間角
度θ1,θ2はこれらの歯数分に対応した分に設定され
る。
【0026】従って、本実施の形態によれば、第2ギア
112を中心に考えたとき、出力側噛合箇所B,Cにお
けるギア歯121の噛合位相は、入力側噛合箇所Aにお
けるギア歯121の噛合位相に対し逆位相になるため、
夫々の噛合周波数(本例では基本波成分を考慮)f1
2,f3とは相互に打ち消し合い、両者の合成波(f1
+f2、f1+f3)は噛合周波数f1の噛合振動に対して
増幅されずに下流側に伝達する。このため、本実施の形
態において、夫々第2ギア112に対して2系統に分岐
した第3ギア113の速度変動振幅は第2ギア112の
速度変動振幅以下に設定される。尚、本実施の形態にお
いても、噛合箇所B,Cにおけるギア歯121の位相
は、噛合箇所Aに対して逆位相に設定されているため、
各噛合箇所A,B,Cにおける噛合周波数f1とf2,f
3とは完全に打ち消し合うため、第3ギア113(11
3a,113b)の速度変動振幅は最小に抑えられる
が、これに限られるものではなく、噛合箇所Aの噛合周
波数f1の噛合振動に対して増幅されない範囲であれ
ば、噛合箇所B,Cでのギア歯121の位相は完全に逆
位相でなくてもよく、所定の許容範囲内で適宜選定して
差し支えない。
【0027】◎実施の形態3 図10は本発明が適用された駆動装置の実施の形態3を
示す。同図において、駆動装置は、順次噛合する4連ギ
ア列(第1ギア111〜第4ギア114)からなり、第
1ギア111に図示外のモータ軸ギアを噛合させ、第4
ギア114を図示外の被駆動体に連結したものである。
本実施の形態では、第1ギア111〜第4ギア114は
いずれも同一規格品からなり、第4ギア114はモータ
軸に対して減速駆動されるようになっている。特に、本
実施の形態によれば、各ギア111〜114の噛合箇所
A〜Cにおけるギア歯121の噛合位相は、図11に示
すように、噛合箇所Aに対し噛合箇所Bが120°偏倚
し、更に、噛合箇所Cが240°と偏倚した状態に設定
されており、各噛合箇所A〜Cのギア歯121の噛合位
相合成波はゼロになるようになっている。
【0028】従って、本実施の形態によれば、各噛合箇
所A〜Cの噛合位相は、順次位相差120°ずつ偏倚す
るため、夫々の噛合周波数(例えば基本波成分を考慮)
1,f2,f3は3者で打ち消し合い、これらの合成波
(f1+f2+f3)は略ゼロになり、噛合周波数f1,f2
の噛合振動に対して増幅されずに下流側に伝達する。よ
って、第4ギア114の速度変動振幅は少なくとも第3
ギア113の速度変動振幅以下に設定される。尚、本実
施の形態では、各噛合箇所A〜Cの噛合位相を120°
ずつ偏倚させて設定しているが、これに限られるもので
はなく、第3ギア113の速度変動振幅以下の範囲で位
相ずれを120°から所定の許容範囲内ずらすようにし
てもよい。
【0029】◎実施の形態4 図12は本発明が適用された駆動装置の実施の形態4を
示す。同図において、駆動装置は、順次噛合する5連ギ
ア列(第1ギア111〜第5ギア115)からなり、第
1ギア111に図示外のモータ軸ギアを噛合させ、第5
ギア115を図示外の被駆動体に連結したものである。
本実施の形態では、第1ギア111〜第5ギア115は
いずれも同一規格品からなり、第5ギア115はモータ
軸に対して減速駆動されるようになっている。特に、本
実施の形態によれば、各ギア111〜115の噛合箇所
A〜Dにおけるギア歯121の噛合位相は、図13に示
すように、噛合箇所Aに対し噛合箇所Bが90°偏倚
し、更に、噛合箇所Cが180°偏倚し、更にまた、噛
合箇所Dが270°偏倚した状態に設定されており、各
噛合箇所A〜Dのギア歯121の噛合位相合成波はゼロ
になるようになっている。
【0030】従って、本実施の形態によれば、各噛合箇
所A〜Dの噛合位相は、順次位相差90°ずつ偏倚する
ため、夫々の噛合周波数(例えば基本波成分を考慮)f
1,f2,f3,f4は4者で打ち消し合い、これらの合成
波(f1+f2+f3+f4)は略ゼロになり、噛合周波数
1,f2,f3の噛合振動に対して増幅されずに下流側
に伝達する。よって、第5ギア115の速度変動振幅は
少なくとも第4ギア114の速度変動振幅以下に設定さ
れる。尚、本実施の形態では、各噛合箇所A〜Dの噛合
位相を90°ずつ偏倚させて設定しているが、これに限
られるものではなく、第4ギア114の速度変動振幅以
下の範囲で位相ずれを90°から所定の許容範囲内ずら
すようにしてもよい。
【0031】◎実施の形態5 図14は本発明が適用される画像形成装置(本例ではフ
ルカラープリンタ)を示す実施の形態5を示す。尚、図
14中の矢印は、各回転部材の回転方向を示す。このフ
ルカラープリンタは、図14に示すように、シアン
(C)、マゼンタ(M)、イエロ(Y)、ブラック
(K)用の各感光体ドラム21(21C,21M,21
Y,21K)を有する画像形成ユニット20(20C,
20M,20Y,20K)と、これら感光体ドラム21
に接触する一次帯電用の帯電装置22(22C,22
M,22Y,22K)と、シアン(C)、マゼンタ
(M)、イエロ(Y)、ブラック(K)の各色のレーザ
光23(23C,23M,23Y,23K)を照射する
図示しないレーザ光学ユニット等の露光装置と、各色成
分トナーが含まれる現像剤を収容した現像装置24(2
4C,24M,24Y,24K)と、上記4つの感光体
ドラム21のうちの2つの感光体ドラム21C,21M
に接触する第1の一次中間転写ドラム(IDT1)31
及び他の2つの感光体ドラム21Y,21Kに接触する
第2の一次中間転写ドラム(IDT1)32と、上記第
1、第2の一次中間転写ドラム31,32に接触する二
次中間転写ドラム(IDT2)33と、この二次中間転
写ドラム33に接触する最終転写ロール34とで、その
主要部が構成されている。
【0032】各感光体ドラム21は、共通の接平面Lを
有するように一定の間隔をおいて配置されている。ま
た、第1の一次中間転写ドラム31及び第2の一次中間
転写ドラム32は、各回転軸が該感光体ドラム21軸に
対し平行かつ所定の対象面を境界とした面対象の関係に
あるように配置されている。更に、二次中間転写ドラム
33は、該感光体ドラム21と回転軸が平行であるよう
に配置されている。各色毎の画像情報に応じた信号は、
図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングさ
れて図示しないレーザ光学ユニットに入力される。この
レーザ光学ユニットでは、各色のレーザ光23が変調さ
れ、対応する色の感光体ドラム21に夫々照射される。
【0033】上記各感光体ドラム21の周囲では、周知
の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行な
われる。先ず、上記感光体ドラム21は所定のプロセス
速度の回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム2
1の表面は、帯電装置22に所定の帯電レベルのDC電
圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電さ
れる。尚、この実施の形態では、上記帯電装置22に対
してDC成分のみを印加しているが、AC成分をDC成
分に重畳するように構成することもできる。
【0034】このようにして一様な表面電位を具備した
感光体ドラム21の表面には、露光装置としてのレーザ
光学ユニットによって各色に対応したレーザ光23が照
射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成
される。レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれる
ことにより、感光体ドラム21上の画像露光部の表面電
位は所定レベルにまで除電される。また、上記感光体ド
ラム21の表面に形成された各色に対応した静電潜像
は、対応する色の現像装置24によって現像され、各感
光体ドラム21上に各色のトナー像として可視化され
る。
【0035】次に、上記各感光体ドラム21上に形成さ
れた各色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム31
及び第2の一次中間転写ドラム32上に、静電的に一次
転写される。感光体ドラム21C,21M上に形成され
たシアン(C)およびマゼンタ(M)色のトナー像は、
第1の一次中間転写ドラム31上に、感光体ドラム21
Y,21K上に形成されたイエロ(Y)、ブラック
(K)色のトナー像は、第2の一次中間転写ドラム32
上に、それぞれ転写される。この後、第1、第2の一次
中間転写ドラム31,32上に形成された単色又は二重
色のトナー像は、二次中間転写ドラム33上に静電的に
二次転写される。従って、二次中間転写ドラム33上に
は、単色像からシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロ
(Y)、ブラック(K)色の四重色像までの最終的なト
ナー像が形成されることになる。
【0036】最後に、上記二次中間転写ドラム33上に
形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像
は、最終転写ロール34によって、用紙搬送路40を通
る用紙に三次転写される。この用紙は、不図示の紙送り
工程を経て用紙搬送ロール41を通過し、二次中間転写
ドラム33と最終転写ロール34とのニップ部に送り込
まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最
終的なトナー像は、定着装置42によって定着され、一
連の画像形成プロセスが完了する。尚、本実施の形態に
おいて、帯電装置22は、感光体ドラム21を帯電する
帯電ロール61と、この帯電ロール61の上流側にリフ
レッシャとしてのブラシロール62とを備え、このブラ
シロール62にて感光体ドラム21上の異物(残留トナ
ーやキャリアなど)を除去し、帯電ロール61側に感光
体ドラム21上の異物が転移しないようになっている。
また、一次中間転写ドラム31,32及び二次中間転写
ドラム33には夫々のドラム表面の異物(残留トナーや
異物)を一時的に保持するリフレッシャとしての一次中
間ブラシロール51,52、及び、二次中間ブラシロー
ル53が接触配置されている。更に、最終転写ロール3
4には例えばブレードクリーニング方式を採用したクリ
ーニング装置54(54a:ブレード)が設けられてい
る。
【0037】次に、本実施の形態で用いられる駆動装置
について説明する。本実施の形態において、駆動装置1
00は、図15及び図16に示すように、駆動モータ1
30のモータ軸ギア131に第1ギア141(本例では
二次中間転写ドラム33に連結)を噛合させ、この第1
ギア141には複数の第2ギア142、具体的には14
2a,142b(本例では一次中間転写ドラム31,3
2に連結)を噛合させ、更に、複数の第3ギア143、
具体的には143a〜143d(本例では感光体ドラム
21C〜21Kに連結)を噛合させ、一次中間転写ドラ
ム31,32に対して感光体ドラム21(21C〜21
K)を増速駆動するものである。尚、図15中、36は
最終転写ロール、Sは用紙を示す。
【0038】更に、本駆動装置において、各色一次転写
〜二次転写間角度θ1、θ2、θ3、θ4を第1ギア
(IDT2駆動ギア)141の1歯分の回転角度をθ
p、n1〜n4を整数としたとき、θ1=n1・θp、
θ2=n2・θp、θ3=n3・θp、θ4=n4・θ
pとなるように構成される。また、第1ギア141〜第
3ギア143はいずれもハスバギアからなるが、IDT
駆動ギアである第2ギア142(142a,142b)
の歯幅w2は、これと噛み合う第1ギア141,第3ギ
ア143(143a〜143d)の歯幅w1,w3より
も小さく設定されている。特に、本実施の形態では、第
3ギア143は軸方向に移動自在に設けられ、第2ギア
142との噛合幅を調整することで、第2ギア142と
の噛合箇所におけるギア歯の噛合位相が所定のものに調
整されるようになっている。
【0039】次に、本実施の形態に係る駆動装置の作動
について説明する。本実施の形態において、駆動装置1
00は、複数に分岐した3連ギア列(第1ギア141〜
第3ギア143)を有しているが、各ギア141〜14
3の噛合箇所A(具体的にはA1,A2),B(具体的
にはB1〜B4)における噛合位相は同位相に設定され
ている。このとき、同速・減速モードであれば、各噛合
箇所A,Bにおける噛合周波数の噛合振動が増幅されて
しまうが、本実施の形態のように、増速モードにあって
は、各噛合箇所A,Bにおける噛合位相が同位相である
としても、噛合周波数の噛合振動が増幅されることはな
く、感光体ドラム駆動ギアである第3ギア143の速度
変動振幅は一次中間転写ドラム駆動ギアである第2ギア
142の速度変動振幅以下の範囲に抑えられる。それゆ
え、感光体ドラム21の回転速度変動は最小限に抑えら
れることになり、多連ギア列の噛合周波数の速度変動に
よる画像の伸縮による画像ディフェクト(バンディン
グ)は有効に回避される。
【0040】更に、本実施の形態では、IDT1駆動ギ
アである第2ギア142と感光体ドラム駆動ギアである
第3ギア143との噛合に起因する一次転写点での一次
中間転写ドラム(IDT1)31,32の速度変動位相
と、二次転写点での二次中間転写ドラム(IDT2)3
3の速度変動位相とが一致することにより、速度変動に
よる画像の伸縮をキャンセルすることができるため、バ
ンディングのない良好な画像を得ることができる。特
に、本実施の形態では、IDT1駆動ギアである第2ギ
ア142の歯幅がこれに噛合する第1ギア141,第3
ギア143の歯幅より小さく設定されているため、感光
体ドラム21、一次中間転写ドラム31,32又は二次
中間転写ドラム33の軸方向位置がばらついても、第2
ギア142は歯幅全域に亘って第1ギア141,第3ギ
ア143に噛合し、速度変動位相関係が変わることは少
ない。このように、本実施の形態によれば、フライホイ
ールを用いることなく、一次転写点と二次転写点間距離
についてIDT2駆動ギアである第1ギア141の1ピ
ッチ距離の整数倍に設定すればよいため、装置自体を大
型化することなく、画像品質を向上させることができ
る。
【0041】◎実施の形態6 図17は本発明に係る画像形成装置の実施の形態6を示
す。同図において、画像形成装置は、実施の形態5と同
様に中間転写型画像形成装置であるが、実施の形態5と
異なり、複数の色成分(本例ではシアン(C),マゼン
タ(M),イエロ(Y),ブラック(K))画像が形成
せしめられる四つの画像形成ユニット70(具体的には
70C,70M,70Y,70K)を並列に配設し、各
画像形成ユニット70の下方には中間転写ベルト80を
配設し、各画像形成ユニット70にて作像された各色成
分画像を中間転写ベルト80を介して記録材としての用
紙Sに転写し、定着装置90にて用紙S上の未定着画像
を定着するものである。
【0042】本実施の形態において、各画像形成ユニッ
ト70は、所定方向に回転する感光体ドラム71を有
し、この感光体ドラム71の周囲には、感光体ドラム7
1を帯電する帯電装置72と、帯電された感光体ドラム
71に静電潜像を書き込む露光装置73と、感光体ドラ
ム71上の静電潜像を対応する色成分トナーにて現像す
る現像装置74と、感光体ドラム71上の色成分トナー
像を中間転写ベルト80に一次転写させる一次転写装置
(図示せず)と、感光体ドラム71上の残留トナーを清
掃するクリーニング装置76とを配設したものである。
また、中間転写ベルト80は複数の張架ロール81〜8
6に掛け渡されており、例えば張架ロール81を駆動ロ
ールとして循環移動するようになっている。尚、87は
中間転写ベルト80上の画像を用紙Sに転写する二次転
写装置(本例では転写ロール)、符号88は中間転写ベ
ルト80上の残留トナーを清掃するベルトクリーニング
装置、91は二次転写部位の手前で用紙Sを位置決めす
るレジストロール、92は二次転写装置87を通過した
用紙Sを定着装置90に搬送する搬送ベルトである。
【0043】次に、中間転写ベルト80の駆動装置10
0を図18に示す。本実施の形態において、駆動装置1
00は、図18に示すように、駆動モータ130のモー
タ軸ギア131に第1ギア151(本例では2段ギアに
て構成)の大径ギア151aに噛合させ、第1ギア15
1の小径ギア151bには第2ギア152を噛合させ、
この第2ギア152を駆動ロール81に連結し、駆動ロ
ール81を減速駆動するものである。尚、図18中、符
号155は中間転写ベルト80のモジュールフレーム、
符号156,157は各ギア151,152を回転支承
する軸受である。特に、本実施の形態では、各ギア15
1,152とモータ軸ギア131との間の噛合箇所A,
Bにおける噛合位相を略逆位相に調整し、各噛合箇所
A,Bにおける噛合周波数を相互に打ち消し、もって、
第2ギア152の速度変動振幅を第1ギア151の速度
変動振幅以下に小さく抑えたものである。
【0044】本実施の形態によれば、駆動装置100の
多連ギア列の噛合成分に起因する速度変動成分の影響が
少なくなり、駆動装置100の第2ギア152の速度変
動振幅が小さく抑えられるため、駆動ロール81の回転
動作が安定し、その分、中間転写ベルト80の循環移動
動作が安定する。このため、中間転写ベルト80のモー
ションクオリティが高くなり、バンディングなどの画像
ディフェクトが有効に防止される。
【0045】◎実施の形態7 図19は本発明が適用される画像形成装置の実施の形態
7で用いられる駆動装置を示すもので、図16と同様な
方向から見た矢視図である。同図において、駆動装置の
基本的構成は、実施の形態5と略同様であるが、ハスバ
ギア143c(143d)の軸方向一端に、軸方向位置
が規制される位置規制部材180を設けたものである。
また、図示していないが、ハスバギア143a(143
b)を始め、他のハスバギアの軸方向一端にも位置規制
部材180が必要に応じて設けられている。尚、実施の
形態5と同様な構成要素については、実施の形態5と同
様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
【0046】この位置規制部材180は、例えばブロッ
ク、ブッシュなど適宜選定して差し支えなく、例えば装
置フレーム181に固定され、ハスバギア143c(1
43d)の軸方向移動を阻止することで、その軸方向位
置を規制する。そして、本実施の形態では、感光体ドラ
ム21Y(21K)のハスバギア143c(143d)
の反対側他端にはスプリング等の弾性部材182が設け
られ、この弾性部材182の付勢力によりハスバギア1
43c(143d)が位置規制部材180に押付力Fに
て押し付けられている。尚、弾性部材182の代わりに
ネジ等の締め付け具によりリジットに押し付けるように
してもよい。
【0047】従って、本実施の形態によれば、実施の形
態5と略同様な作用を奏するほか、ハスバギア143c
(143d)が軸方向にガタを有する場合であっても、
前記ハスバギア143c(143d)は常時位置規制部
材180に押し付けられるため、ハスバギア143c
(143d)の軸方向位置は一定に規制される。このた
め、このハスバギア143c(143d)における噛合
周波数の速度変動位相は一定に保たれることになり、ガ
タを有する場合に比べて、多連ギア列の噛合周波数の速
度変動はより少なく抑えられる。
【0048】また、本実施の形態では、ハスバギア14
3c(143d)は弾性部材182等の別部材にて位置
規制部材180側に押し付けられているが、必ずしもこ
れに限定されるものではなく、例えば図20に示すよう
に、ハスバギア143c(143d)で発生するスラス
ト力が作用する方向に位置規制部材180を設け、前記
スラスト力自体を位置規制部材180への押付力Fとし
てもよい。本変形態様によれば、駆動装置に駆動がかか
ると、ハスバギア143c(143d)は常時位置規制
部材180に当接するため、押付用に別部材を設けるこ
となく、少ない押付力で位置規制される。
【0049】更に、本実施の形態において、位置規制部
材180はハスバギア143c(143d)の軸方向位
置を規制するものであればよいが、他の方向の位置規制
を兼用するように構成してもよい。この種の位置規制構
造は、例えば図21(a)(b)に示すように、感光体
ドラム21Y(21K)のシャフトの端部に位置決めボ
ス183を突設する一方、位置規制部材180として例
えばブッシュを用いる場合には、取付プレート185を
有するブッシュ180をネジ等の留め具186を介して
装置フレーム181に固定し、このブッシュ180には
前記位置決めボス183が嵌合する位置決めエンボス1
84を形成すると共に、例えばハスバギア143c(1
43d)が回転支承せしめられるベアリング190の内
輪191を、前記ブッシュ180の位置決めエンボス1
84周縁端部に所定の押付力Fにて当接させるようにし
たものである。尚、本例では、ベアリング190は、例
えば内輪191と外輪192との間にボール193を介
在させた態様のもので、外輪192をハスバギア143
c(143d)に固定したものである。
【0050】本態様によれば、ハスバギア143c(1
43d)は、ブッシュ180にベアリング190の内輪
191を当接させることにより、軸方向位置が規制され
るほか、ブッシュ180の位置決めエンボス184に位
置決めボス183を嵌合させることにより、軸方向に直
交する面方向位置が規制される。尚、本例では、シャフ
ト側の位置決めボス183は非回転状態でブッシュ18
0に支持されているが、ブッシュ180に対し回転自在
な位置決めボス183を支持するようにしてもよい。
【0051】◎実施の形態8 図22は本発明が適用される画像形成装置の実施の形態
8で用いられる駆動装置を示すもので、図16と同様な
方向から見た矢視図である。本実施の形態は、実施の形
態1〜7と異なり、多連ギア列の噛合周波数のうち、基
本波成分よりも例えば2倍波からなる高調波成分が多く
発生する場合を考慮したものである。本実施の形態にお
いて、駆動装置の基本的構成は、実施の形態5と略同様
であるが、実施の形態5と異なり、第1の一次中間転写
ドラム31の軸方向一端に第2ギア142a(142)
を連結すると共に、一次中間転写ドラム31の軸方向他
端には別の第2ギア142c(142)を連結し、更
に、前記第2ギア142c(142)には感光体ドラム
21C(21M)に連結された第3ギア143a(14
3b)を噛合させ、第3ギア143a(143b)を介
して感光体ドラム21C(21M)を駆動するものであ
る。尚、実施の形態5と同様な構成要素については、実
施の形態5と同様な符号を付してここではその詳細な説
明を省略する。
【0052】特に、本実施の形態において、第1の一次
中間転写ドラム31の軸方向両端にダブルギア(第2ギ
ア142a,142c)が設けられており、入力側の第
2ギア142aの歯数をZ1、出力側の第2ギア142
bの歯数をZ2とすれば、Z2=2×Z1になるように設
定されている。
【0053】本実施の形態において、駆動装置の第1ギ
ア141と入力側第2ギア142aとの噛合箇所Aにお
ける速度変動率ΔV(%)が、例えば図23(a)に示
すように、基本波成分f1(1)よりも2倍波の高調波成分
f1(2)[f1(2)=2×f1(1)]の方が多く発生している
と仮定する。このとき、本実施の形態では、入力側の第
2ギア142aと出力側の第2ギア142cとの歯数比
の関係から、出力側の第2ギア142cにおける噛合周
波数は入力側の第2ギア142aのそれに比べて整数倍
(本例では2倍)に変更される。このため、出力側の第
2ギア142cと第3ギア143a(143b)との噛
合箇所Bにおける速度変動率ΔV(%)は、例えば図2
3(b)に示すように、噛合周波数f2で大きく変化す
るが、この噛合周波数f2は噛合箇所Aにおける噛合周
期数の高調波成分f1(2)に対応する周波数に対応したも
のになる。それゆえ、第1ギア141、第2ギア142
a,142c、第3ギア143a(143b)の多連ギ
ア列において、各噛合箇所A,Bにおける速度変動位相
を適宜設定することにより、変更前の噛合周波数の高調
波成分f1(2) (入力側の噛合周波数)と、変更後の噛
合周波数f2(出力側の噛合周波数)とを打ち消すこと
が可能である。
【0054】尚、本実施の形態において、例えば噛合箇
所Aの噛合周波数が基本波成分の3倍波からなる高調波
成分f1(3)が多く発生するような場合には、例えば入力
側の第2ギア142aの歯数をZ1、出力側の第2ギア
142bの歯数をZ2とすれば、Z2=3×Z1になるよ
うに設定し、変更前の噛合周波数の高調波成分f1(3)
(入力側の噛合周波数)と、変更後の噛合周波数f2
(出力側の噛合周波数)とを打ち消すように、各噛合箇
所A,Bにおける速度変動位相を設定するようにすれば
よい。
【0055】
【実施例】◎実施例1 本実施例1は、図24(a)(b)に示すように、駆動
モータ130のモータ軸161にて駆動される3連ギア
列G1〜G3からなる駆動装置であり、モータ軸161
に第1ギアG1を連結し、この第1ギアG1に2段ギア
構成の第2ギアG2の大径ギアG2aを噛合させ、小径
ギアG2bを後段の第3ギアG3を噛合させ、第2ギア
G2中心を上下動させ、第1ギアG1と大径第2ギアG
2aとの噛合箇所A、小径第2ギアG2bと第3ギアG
3との間の噛合箇所Bにおける噛合点間位相差を変化さ
せるようにしたものである。
【0056】本実施例において、前記噛合点間位相差を
変化させ、第1ギアG1、第2ギアG2、第3ギアG3
の速度変動率ΔV0-pk(%)を調べたところ、図25に
示す結果が得られた。尚、図25中、1軸、2軸、3軸
は夫々第1ギアG1、第2ギアG2、第3ギアG3の軸
161,162,163を示す。同図によれば、第3ギ
アG3軸の速度変動率は噛合点間位相差に従って変化す
ることが確認される。このことは、多連ギア列の噛合箇
所でのギア歯の噛合位相を逆位相あるいは同位相、ある
いは、適宜位相を偏倚させ、各噛合箇所における噛合周
波数の位相を調整することができ、目標ギアの速度変動
振幅を直前噛合ギアの速度変動振幅以下の範囲に容易に
設定することができることを裏付けるものである。
【0057】◎実施例2 本実施例は、図26(a)に示すように、モータ軸ギア
131に噛合する3連ギア列(G1(Gear-1)〜G3
(Gear-3))からなる駆動装置であり、第1ギアG1を
2段ギアとし、第2ギアG2を中心として第1ギアG1
と噛合1、第3ギアG3と噛合2で噛合し、第3ギアG
3を減速駆動するものである。本実施例において、噛合
周波数の速度変動は以下のように表される。 ΔV(t)=α1Sin(ωt+β1)+α2Sin(ωt+β2)+α3Sin
(ωt+β3) 但し、α1:ギアG1の速度変動振幅(0-pk) α2:ギアG1とギアG2の噛合で生ずる速度変動振幅
(0-pk) α3:ギアG2とギアG3の噛合で生ずる速度変動振幅
(0-pk) β1:ギアG1の速度変動位相 β2:ギアG1とギアG2の噛合で生ずる速度変動位相 β3:ギアG2とギアG3の噛合で生ずる速度変動位相 このときの各ギアG1〜G3の速度変動振幅α、位相β
並びに噛合1,2における加算成分の速度変動振幅α、
位相βを図26(b)のように設定した。この場合にお
ける噛合位相の設定法としては、例えば図26(c)に
示すように、各ギアG1〜G3をハスバギアで構成し、
ハスバギアを軸方向に移動させることでハスバギアの歯
幅を変化させ、噛合位相を調整する手法を採るようにす
ればよい。また、噛合間角度θは、θ=n×θp(n:
整数,θp:ギアの1ピッチ角度)で示される。
【0058】図27に実施例2における各ギアG1〜G
3及び噛合1,2の速度変動率を示す。また、図28に
は各ギアG1〜G3及び噛合1,2のギアG1位相方向
振幅とそれに直交する位相直交方向振幅との関係を示す
ベクトル図を示す。同図によれば、噛合1,2で噛合位
相が逆位相になり、相互に打ち消し合い、第3ギアG3
の速度変動振幅が小さく抑えられていることが理解され
る。
【0059】これに対し、図29(a)に示すような駆
動装置モデルを比較例とし、このときの各ギアG1〜G
3の速度変動振幅α、位相β並びに噛合1,2における
加算成分の速度変動振幅α、位相βを図29(b)のよ
うに設定した。また、噛合間角度θは、θ=n×θp+
0.5×θpである。図30に比較例における各ギアG
1〜G3及び噛合1,2の速度変動率を示す。また、図
31には各ギアG1〜G3及び噛合1,2のギアG1位
相方向振幅とそれに直交する位相直交方向振幅との関係
を示すベクトル図を示す。同図によれば、噛合1,2で
噛合位相が同位相になり、噛合周波数が重畳し、第3ギ
アG3の速度変動振幅が大きく増幅されていることが理
解される。
【0060】◎実施例3 本実施例は、図32(a)に示すように、モータ軸ギア
131に噛合する3連ギア列(G1(Gear-1)〜G3
(Gear-3))からなる駆動装置であり、第1ギアG1を
2段ギアとし、第2ギアG2を中心として第1ギアG1
と噛合1、第3ギアG3と噛合2で噛合し、第3ギアG
3を増速駆動するものである。このときの各ギアG1〜
G3の速度変動振幅α、位相β並びに噛合1,2におけ
る加算成分の速度変動振幅α、位相βを図32(b)の
ように設定した。また、噛合間角度θは、θ=n×θp
+0.5×θpで表される。
【0061】本実施例において、各ギアG1〜G3及び
噛合1,2の速度変動率は図25と同様な傾向を示し、
また、各ギアG1〜G3及び噛合1,2のギアG1位相
方向振幅とそれに直交する位相直交方向振幅との関係は
図28と同様なベクトル図傾向を示す。すなわち、増速
モードの場合には、同速・減速モードと異なり、噛合間
角度と速度変動位相の関係が反転することが理解され
る。噛合間角度θは実施例2の比較例と同様であるが、
噛合2による加算成分の位相がギアG1の速度変動位相
とは逆位相になり、実施例2と同様に、第3ギアG3の
速度変動が減衰する。
【0062】◎実施例4 本実施例は、実施の形態5に係る駆動装置モデル(増速
モード)を用い、モータ軸ギア、IDT2駆動ギア、I
DT1駆動ギア、感光体ドラム駆動ギアをモータ軸ギア
/IDT2駆動ギア/IDT1駆動ギア/感光体ドラム
駆動ギアの噛合位相を山谷谷噛合伝達方式で構成したモ
デル1仕様ギア、また、モータ軸ギア/IDT2駆動ギ
ア/IDT1駆動ギア/感光体ドラム駆動ギアの噛合位
相を山谷山噛合伝達方式で構成したモデル2仕様ギアの
夫々についてモーションクオリティ(MQ)を測定し
た。図33(a)はモデル1仕様ギアのIDT2駆動ギ
ア(図中IDT2)/IDT1駆動ギア(図中IDT
1)/感光体ドラム駆動ギア(図中Drum)の速度変
動率を示し、また、同図(b)は噛合1(IDT1−I
DT2)、噛合2(Drum−IDT1)の速度変動率
を示す。一方、図34(a)はモデル2仕様ギアのID
T2駆動ギア(図中IDT2)/IDT1駆動ギア(図
中IDT1)/感光体ドラム駆動ギア(図中Drum)
の速度変動率を示し、また、同図(b)は噛合1(ID
T1−IDT2)、噛合2(Drum−IDT1)の速
度変動率を示す。
【0063】図33(a)(b)によれば、モデル1仕
様ギアは、山谷谷噛合伝達方式であるにも拘わらず、I
DT1、Drumの加算成分(噛合1(IDT1−ID
T2)、噛合2(Drum−IDT1))が逆位相にな
っていることが理解される。一方、図34(a)(b)
によれば、モデル2仕様ギアは、山谷山噛合伝達方式で
あるにも拘わらず、IDT1、Drumの加算成分(噛
合1(IDT1−IDT2)、噛合2(Drum−ID
T1))が同位相になっていることが理解される。
【0064】これらの結果によれば、減速段(モータ軸
ギア(Input)/(IDT2))と、増速段(ID
T1/Drum)での噛合振動の位相が逆転していると
想定される。このような位相逆転現象は、ギアの噛合始
めと噛合終わりとでギア歯のすべり率の大小関係に依存
したものと推測される。すなわち、減速モード(減速
段)において、ギア歯のすべり率(本例ではギア歯の歯
末すべり率、歯元すべり率で評価)を噛合始めと噛合終
わりとの間で調べたところ、図35に示すように、噛合
始めの方で歯元すべり率が非常に大きいことが確認され
る。一方、増速モード(増速段)において、同様に、ギ
ア歯のすべり率(本例ではギア歯の歯末すべり率、歯元
すべり率で評価)を噛合始めと噛合終わりとの間で調べ
たところ、図36に示すように、噛合始め、噛合終わり
の間、歯末すべり率、歯元すべり率は全体的に小さいこ
とが理解される。
【0065】従って、本実施例においては、モデル1仕
様ギアにするか、また、モデル2仕様ギアにおいて、I
DT2駆動ギアの速度変動位相をIDT1駆動ギア、感
光体ドラム駆動ギアの加算成分合成波と逆位相に設定
し、感光体ドラムのモーションクオリティ(MQ)を大
幅に減衰させるようにしてもよい。
【0066】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
駆動装置によれば、多連ギア列を用いた駆動装置におい
て、目標ギアの速度変動振幅が上流側に位置する直前噛
合ギアの速度変動振幅以下の範囲で、目標ギアに至るま
でのギア列の各噛合箇所で発生する噛合周波数の速度変
動位相を設定するようにしたので、フライホイール方式
などを採用することなく、多連ギア列の噛合成分に起因
する速度成分を抑制することができる。このため、装置
自体を大型化することなく、多連ギア列の噛合成分に起
因する速度変動を有効に防止することができる。また、
上述した駆動装置を用いた画像形成装置によれば、装置
自体の大型化を回避した状態で、多連ギア列の噛合成分
に起因する速度変動を有効に防止するようにしたので、
例えばタンデム型の画像形成装置に駆動装置を適用する
にしても、装置の小型化という要請を満たしながら、速
度変動の少ない駆動装置にて像担持体などの被駆動体に
対する駆動性能を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る駆動装置の概要を示す説明図で
ある。
【図2】 本発明に係る駆動装置の実施の形態1の概要
を示す説明図である。
【図3】 (a)は図2の噛合箇所Aの詳細図、(b)
は図2の噛合箇所Bの詳細図である。
【図4】 比較の形態に係る駆動装置の概要を示す説明
図である。
【図5】 (a)は図4の噛合箇所Aの詳細図、(b)
は図4の噛合箇所Bの詳細図である。
【図6】 実施の形態1の噛合箇所A,Bにおける速度
変動位相変化及びその合成波を示す説明図である。
【図7】 (a)は実施の形態1の噛合箇所A,Bにお
ける噛合周波数及びその合成波を示すグラフ図、(b)
は比較の形態の噛合箇所A,Bにおける噛合周波数及び
その合成波を示すグラフ図である。
【図8】 実施の形態1の噛合箇所A,Bにおける噛合
周波数比(f2/f1)及び比較の形態の噛合箇所A,B
における噛合周波数比(f2/f1)を示す説明図であ
る。
【図9】 本発明に係る駆動装置の実施の形態2の概要
を示す説明図である。
【図10】 本発明に係る駆動装置の実施の形態3の概
要を示す説明図である。
【図11】 実施の形態3の噛合箇所A,B,Cにおけ
る速度変動位相変化及びその合成波を示す説明図であ
る。
【図12】 本発明に係る駆動装置の実施の形態4の概
要を示す説明図である。
【図13】 実施の形態4の噛合箇所A,B,C,Dに
おける速度変動位相変化及びその合成波を示す説明図で
ある。
【図14】 本発明に係る画像形成装置の実施の形態5
を示す説明図である。
【図15】 実施の形態5で用いられる駆動装置を示す
説明図である。
【図16】 図15中XVI方向から見た矢視図であ
る。
【図17】 本発明に係る画像形成装置の実施の形態6
を示す説明図である。
【図18】 実施の形態6で用いられる駆動装置を示す
説明図である。
【図19】 実施の形態7に係る画像形成装置で用いら
れる駆動装置を示す説明図(図16と同様な方向から見
た矢視図)である。
【図20】 実施の形態7で用いられる駆動装置の変形
形態を示す説明図である。
【図21】 (a)は実施の形態7で用いられ駆動装置
の他の変形形態を示す説明図、(b)はその断面説明図
である。
【図22】 実施の形態8に係る画像形成装置で用いら
れる駆動装置を示す説明図(図16と同様な方向から見
た矢視図)である。
【図23】 (a)は図22中の噛合箇所Aにおける噛
合周波数特性を示す説明図、(b)は図22中の噛合箇
所Bにおける噛合周波数特性を示す説明図である。
【図24】 (a)は実施例1に係る駆動装置を示す平
面説明図、(b)はその正面説明図である。
【図25】 実施例1における各ギアの噛合点間位相差
と各ギア軸の速度変動率との関係を示すグラフ図であ
る。
【図26】 (a)は実施例2に係る駆動装置の概要を
示す説明図、(b)は実施例2におけるギア1〜3の振
幅α、位相β及び噛合1,噛合2の加算成分の振幅α、
位相βを示す説明図、(c)はギア1〜3の噛合関係を
示す説明図である。
【図27】 実施例2におけるギア1〜3及び噛合1,
2の速度変動波形を示すグラフ図である。
【図28】 実施例2におけるギア1〜3及び噛合1,
2のギア1位相方向振幅とギア1位相直交方向振幅との
関係を示すベクトル図である。
【図29】 (a)は比較例に係る駆動装置の概要を示
す説明図、(b)は比較例におけるギア1〜3の振幅
α、位相β及び噛合1,噛合2の加算成分の振幅α、位
相βを示す説明図である。
【図30】 比較例におけるギア1〜3及び噛合1,2
の速度変動波形を示すグラフ図である。
【図31】 比較例におけるギア1〜3及び噛合1,2
のギア1位相方向振幅とギア1位相直交方向振幅との関
係を示すベクトル図である。
【図32】 (a)は実施例3に係る駆動装置の概要を
示す説明図、(b)は実施例4におけるギア1〜3の振
幅α、位相β及び噛合1,噛合2の加算成分の振幅α、
位相βを示す説明図である。
【図33】 (a)は実施例4におけるモデル1仕様ギ
アの各部のMQ測定結果ベクトル図、(b)はその差分
を示す説明図である。
【図34】 (a)は実施例4におけるモデル2仕様ギ
アの各部のMQ測定結果ベクトル図、(b)はその差分
を示す説明図である。
【図35】 減速モードにおけるギア歯の噛合挙動を示
す説明図である。
【図36】 増速モードにおけるギア歯の噛合挙動を示
す説明図である。
【図37】 (a)〜(c)はギアの噛合挙動を段階的
に示す説明図である。
【図38】 (a),(b)はギアの噛合挙動を段階的
に示す説明図である。
【図39】 多連ギア列モデルにおいて山山噛合伝達方
式を採用した際の各ギアの速度変動及びその差分を示す
グラフ図である。
【図40】 多連ギア列モデルにおいて山谷噛合伝達方
式を採用した際の各ギアの速度変動及びその差分を示す
グラフ図である。
【図41】 多連ギア列モデルにおいて山山噛合伝達方
式及び山谷噛合伝達方式の各ギアの速度変動差分を示す
説明図である。
【符号の説明】
1…駆動源,1a…駆動軸ギア,2…多連ギア列,2a
…ギア,2b…ギア(中間ギア),2c…ギア(目標ギ
ア),A,B…噛合箇所
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/00 350 G03G 21/00 350 3J103 (72)発明者 西川 聰 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 木林 進 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 三田村 欣彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 半澤 徳明 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 吉原 道明 埼玉県岩槻市府内3丁目7番1号 富士ゼ ロックス株式会社内 Fターム(参考) 2C480 CA21 CB15 2H035 CA07 CD07 CG03 2H171 FA04 FA09 FA10 GA01 GA03 GA08 JA02 JA03 LA08 LA09 LA10 QA03 QA08 QA13 QA23 QA24 QA25 QB15 2H200 FA04 FA16 GA12 GA23 GA34 GA47 GB12 GB26 HA02 HB14 JA02 JC02 JC04 LA27 LA29 3J009 DA11 EA11 EA12 EA21 EA32 EA43 ED01 FA17 FA18 3J103 AA02 BA43 CA62 GA57 GA58

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動源からの駆動力を多連ギア列を介し
    て被駆動体に駆動伝達する駆動装置において、 多連ギア列のうち、3連目以降下流に位置する目標ギア
    の速度変動振幅が上流側に位置する直前噛合ギアの速度
    変動振幅以下の範囲で、目標ギアに至るまでのギア列の
    各噛合箇所で発生する噛合周波数の速度変動位相を設定
    したことを特徴とする駆動装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の駆動装置において、 目標ギアに至るまでのギア列の各噛合箇所で発生する噛
    合周波数の速度変動位相は、目標ギアの速度変動振幅が
    最小となるように設定されることを特徴とする駆動装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の駆動装置において、 上流側噛合ギアに対して目標ギアを同速若しくは減速駆
    動することを特徴とする駆動装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の駆動装置において、 上流側噛合ギアに対して目標ギアを増速駆動することを
    特徴とする駆動装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の駆動装置において、 目標ギアに至るギア列のうち少なくとも1つが多段ギア
    であることを特徴とする駆動装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の駆動装置において、 目標ギアに至るまでのギア列の各噛合箇所で発生する噛
    合周波数の速度変動位相は、各ギアの1ピッチ角度及び
    ギア列の噛合箇所間の位置に応じて設定されることを特
    徴とする駆動装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の駆動装置のうち、目標ギ
    アを含むギア列の全部若しくは一部がハスバギアである
    態様において、 目標ギアに至るまでのギア列の各噛合箇所で発生する噛
    合周波数の速度変動位相は、ハスバギアの噛合箇所では
    ハスバギアの軸方向噛合幅により設定されることを特徴
    とする駆動装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の駆動装置において、 多連ギア列のうち中間に位置する中間ハスバギアの歯幅
    をその上下に位置するハスバギアの歯幅よりも小さく設
    定し、中間ハスバギアの歯幅全域で上下のハスバギアと
    噛合させるようにしたことを特徴とする駆動装置。
  9. 【請求項9】 請求項1記載の駆動装置のうち、目標ギ
    アを含む多連ギア列の全部若しくは一部がハスバギアで
    ある態様において、 多連ギア列の端部に位置するハスバギアを軸方向に対し
    て移動自在な位相調整ギアとして構成したことを特徴と
    する駆動装置。
  10. 【請求項10】 請求項1記載の駆動装置のうち、目標
    ギアを含む多連ギア列の全部若しくは一部がハスバギア
    である態様において、 ハスバギアの軸方向位置が規制される位置規制部材を設
    けたことを特徴とする駆動装置。
  11. 【請求項11】 請求項1記載の駆動装置において、 目標ギアが複数あることを特徴とする駆動装置。
  12. 【請求項12】 請求項3記載の駆動装置のうち、目標
    ギアの上流側に少なくとも2連ギアを有する態様におい
    て、 目標ギア及び上流側の2連ギアからなる3連ギアのう
    ち、中間ギアの出力側噛合箇所と、中間ギアの入力側噛
    合箇所とのギア歯の位相を略逆位相に偏倚させたことを
    特徴とする駆動装置。
  13. 【請求項13】 請求項3記載の駆動装置のうち、目標
    ギアの上流側に少なくとも2連以上のギアを有する態様
    において、 目標ギア及びこれに連なる上流側2連以上のギア列の各
    噛合箇所におけるギア歯の位相を、噛合箇所数で360
    度を除した偏倚角度に応じて偏倚させたことを特徴とす
    る駆動装置。
  14. 【請求項14】 請求項4記載の駆動装置のうち、目標
    ギアの上流側に少なくとも2連ギアを有する態様におい
    て、 目標ギア及び上流側の2連ギアからなる3連ギアのう
    ち、中間ギアの出力側噛合箇所と、中間ギアの入力側噛
    合箇所とのギア歯の位相を略同位相に設定したことを特
    徴とする駆動装置。
  15. 【請求項15】 請求項1記載の駆動装置において、 噛合周波数の速度変動位相は、基本波成分を中心に設定
    するものであることを特徴とする駆動装置。
  16. 【請求項16】 請求項1記載の駆動装置において、 噛合周波数の速度変動位相は、高調波成分を中心に設定
    するものであることを特徴とする駆動装置。
  17. 【請求項17】 請求項1記載の駆動装置を被駆動体の
    駆動装置として用いたことを特徴とする画像形成装置。
  18. 【請求項18】 請求項17記載の画像形成装置におい
    て、 画像が形成担持される像形成担持体と、この像形成担持
    体上の画像を一時的に担持搬送し且つ記録材に転写する
    中間転写体とを備え、1つの駆動源からの駆動力が中間
    転写体、像形成担持体へと順次伝達される駆動装置を用
    いたことを特徴とする画像形成装置。
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