JP2009134144A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】起動時に像担持体を駆動する駆動源に大きなトルクを必要とせず、簡単な構成、低コスト、省スペースで、定常速度において像担持体を安定して回転させる。
【解決手段】感光体ドラム４０とその軸端に装着されたフライホイール１は駆動モータ３により回転駆動される。現像ローラ６１は現像モータ６によって駆動されるが、現像モータ６からの駆動列中に補助ローラ２が一方向クラッチ２９を介して設けられ、フライホイール１の外周面に圧接されている。感光体起動時に、駆動モータ３と共に現像モータ６（補助モータ）を駆動させる。補助モータにより駆動される補助ローラ２の回転がフライホイール１に伝達されて、感光体ドラム４０の起動回転を補助する。感光体ドラム４０が定常回転に達すると補助ローラ２は空廻りし、負荷とならない。
【選択図】図４

Description

本発明は、像担持体を安定回転させるための慣性回転体を備える画像形成装置に関するものである。

特開平１０−３１８２９２号公報 特開２０００−２２０６９５号公報

電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体の表面に形成した静電潜像に現像装置より現像剤を付与し、形成されたトナー像を記録媒体に直接あるいは中間転写体を介して転写している。また画像転写後の像担持体表面に残留したトナーをクリーニング装置で除去し、次のトナー像形成に移行していく。これらのトナー像形成過程では、像担持体、現像装置、中間転写体を回転させるときの駆動源（駆動モータ）や駆動伝達系の振動（主にはギヤの噛み合い、偏芯、取り付け誤差などによる）、あるいはクリーニング装置の摩擦負荷変動による振動などで、像担持体の回転に速度変動が発生する。これらの振動に対して像担持体を一定速度で回転させるために、駆動伝達系あるいは像担持体に慣性回転体（フライホイール）を設けた駆動装置や画像形成装置が知られている。

しかし、フライホイールを設けると慣性モーメントが大きくなるため、回転起動時に駆動モータが像担持体（感光体ドラム）の回転を加速するために必要なトルク（起動トルク）が大きくなり、駆動モータを大型（高トルクタイプ）にしなければならず、コストアップとなってしまう。あるいは、回転開始から所定の回転速度に達するまでの時間が長くなってしまう。

その対策として、フライホイールを感光体ドラム軸に直結せず、起動時にドラム軸とフライホイールとを切り離す機構を組み入れて、起動時や減速時の慣性モーメントを小さくすることが、特許文献１や特許文献２において提案されている。上記特許文献１では、回転軸に遠心クラッチを設けて、回転軸とフライホイールとの締結・切り離しを行なっている。また、上記特許文献２で開示された発明では、フライホイールを回転軸の軸心方向に並進移動させる移動手段と、フライホイールが回転軸を移動して接触したときにこのフライホイールを吸着して軸心の回りに一体で回転させる吸着体とを設けて、回転軸とフライホイールとの締結・切り離しを行なっている。

ところで、一般的に回転速度を安定化するためには、フライホイールを充分大きくして慣性モーメントを増大する必要がある。そうすると、フライホイールの直径が大きくなり、重量も重くなるため、装置が大きくなり、支持する部材も頑強な剛性が必要となるので高価になり、また、メンテナンスする際の作業効率も低下する。

これを解決するため、フライホイールの角速度を像担持体の角速度より速くする増速機を介してフライホイールを回転させることで、フライホイールを小型化することが提案されている。これは、慣性による運動エネルギ（以下、「慣性エネルギ」とする）Ｅが、次式のようになるからである。
Ｅ＝Ｊω²／２

ここで、ωは角速度、Ｊは慣性モーメントである。通常、慣性モーメントＪは半径の２乗に比例するから、フライホイールを大径にすれば、慣性エネルギＥも大きくなる。しかし、それでは重量が大きくなり支持機構が大型・高額になるうえ、フライホイールを設ける大きなスペースが必要となって装置が大型化し、像担持体の取り付け・交換もやりにくくなる。そこで、角速度ωを大きくすることにより、慣性エネルギＥをωの２乗に比例するように大きくすることができ、より有利なためである。

しかし、この方法ではフライホイールを小さくできるが、増速機を介して回転させることになり、小さい慣性モーメントであっても、増速比分で起動トルクが大きくなり、前記の構成と同様に駆動モータの大型や回転開始から所定の回転速度に達するまでの時間が長くなるという問題がある。

上記特許文献１で開示された発明では、回転軸とフライホイールとを遠心クラッチで締結しているが、遠心クラッチの機構が若干複雑で、コストアップになるおそれがある。さらに、小型化した製品への搭載が困難である。また、電子写真画像形成装置の像担持体は速くても１００ｒｐｍ程度の回転数であり、この程度の回転数で遠心力を利用した遠心クラッチを構成するにはかなりの大口径になり装置が大型化するという問題がある。また、上記特許文献２で開示された発明では、フライホイールを並進移動させて感光体ドラム軸に締結させているが、並進移動させる分、ドラム軸が長くなり、装置が大きくなるという問題がある。

本発明は、従来技術における上述の問題を解決し、起動時に像担持体を駆動する駆動源に大きなトルクを必要とせず、簡単な構成、低コスト、省スペースで、定常速度において像担持体を安定して回転させることのできる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、駆動源により回転駆動される像担持体と、該像担持体を安定回転させるための慣性回転体と、該慣性回転体に駆動力を付与する回転補助機構を備える画像形成装置において、前記回転補助機構は、第２の駆動源により回転駆動される回転補助部材を有し、該回転補助部材から前記慣性回転体の外周部に駆動力を摩擦伝達するよう構成されているとともに、前記第２の駆動源が現像装置を駆動する駆動源であることにより解決される。

また、前記の課題は、本発明により、駆動源により回転駆動される像担持体と、該像担持体を安定回転させるための慣性回転体と、該慣性回転体に駆動力を付与する回転補助機構を備える画像形成装置において、前記回転補助機構は、第２の駆動源により回転駆動される回転補助部材を有し、該回転補助部材から前記慣性回転体の外周部に駆動力を摩擦伝達するよう構成されているとともに、前記第２の駆動源が前記像担持体をクリーニングするクリーニング装置を駆動する駆動源であることにより解決される。

また、前記第２の駆動源と前記回転補助部材との間にクラッチ手段が設けられていると好ましい。
また、前記クラッチ手段が一方向クラッチであると好ましい。

また、前記クラッチ手段が電磁クラッチであると好ましい。
また、前記慣性回転体の定常回転時の外周部の線速が、前記回転補助部材の線速よりも大きいと好ましい。

また、前記回転補助部材が前記慣性回転体の外周面に接触されると好ましい。
また、前記回転補助部材の前記慣性回転体との接触面にゴム又はゴム系のコーティングがなされていると好ましい。

また、前記慣性回転体の回転速度を高める増速手段を有すると好ましい。
また、前記第２の駆動源から前記現像装置又は前記クリーニング装置への駆動系に減速手段が設けられていると好ましい。

請求項１又は請求項２の画像形成装置によれば、回転補助部材から慣性回転体の外周部に駆動力を付与するので、小さな駆動トルクの補助で慣性回転体の起動トルクを低減させることができ、また、回転補助部材の回転数も高回転になることから、第２の駆動源（補助駆動源）として小型モータを使用することができ、コストを低減させることができる。装置の小型軽量化にも寄与できる。

また、回転補助部材から慣性回転体に駆動力を摩擦伝達することにより、駆動力伝達時の振動を抑制することができる。
さらに、第２の駆動源として現像装置を駆動する駆動源またはクリーニング装置を駆動する駆動源を兼用できるので、専用の駆動源を設ける必要がなく、コストを低減させることができる。また、装置の小型軽量化にも寄与できる。

請求項３の構成により、第２の駆動源と回転補助部材との間にクラッチ手段が設けられているので、立ち上がりの回転時のみに慣性回転体に補助駆動力を付与して起動トルクを低減させるとともに、定常回転時に慣性回転体への負荷を解除して像担持体を安定回転させることが可能となる。

請求項４の構成により、構成が簡単で安価な一方向クラッチをクラッチ手段として用いることで、低コスト化を図ることができる。
請求項５の構成により、電磁クラッチをクラッチ手段として用いることで、確実な動作を得られるとともに、所望の制御を行わせることが可能となる。

請求項６の構成により、定常回転時には回転補助部材を空回りさせて慣性回転体への負荷を解除し、像担持体を安定回転させることができる。
請求項７の構成により、簡単な構成で回転補助部材から慣性回転体へ駆動力を伝達することができる。

請求項８の構成により、回転補助部材から慣性回転体へ確実に駆動力を伝達することができる。
請求項９の構成により、増速手段の増速比分だけ慣性回転体を高速回転させることができ、小口径な慣性回転体でも大口径の慣性回転体と同等の回転エネルギを得ることができ、像担持体をより安定して回転させることができる。

請求項１０の構成により、第２の駆動源からの駆動系の構成を簡略化することができ、装置のさらなる小型化を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す断面構成図である。このカラー複写機は、中央に複写機本体１００、その下部にテーブル状に構成された給紙部２００が配置され、複写機本体１００の上方にスキャナ３００、スキャナ３００の上方に自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）４００を配置した構成となっている。

複写機本体１００には、複数のローラ１４、１５、１６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数のローラ１４，１５，１６のうち１つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト１０が矢印で示す図中時計回りに走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト１０の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各作像ユニット１８が横に並んで配置されている。すなわち、ローラ１４とローラ１５間のベルト走行辺上に、４つの画像形成手段１８を配置してタンデム作像部２０を構成している。

４個の作像ユニット１８は、中間転写ベルト１０に接する潜像担持体としての感光体ドラム４０を具備している。この感光体ドラム４０の周りには、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光体ドラム４０が中間転写ベルト１０に接する位置における中間転写ベルト１０の内側には一次転写装置１９が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット１８は同一構造に構成されているが、現像装置のトナーの色がブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色に異なっている。なお、図において一番右側の作像ユニット１８のみに、現像装置６０及びクリーニング装置７０の符号を付して示してある。

各作像ユニット１８の上方には光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する露光装置２１が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置の間で感光体ドラムに照射する。
中間転写ベルト１０を挟んでタンデム作像部２０と反対の側には、２次転写装置２２が設けられている。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３，２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト１０を介してローラ１６に押し当てられるように配置されている。

図１において、２次転写装置２２の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置２５が設けられている。本実施形態の定着装置２５は、加圧ローラ２７と、該加圧ローラ２７に押し当てた無端ベルトである定着ベルト２６とを具備している。上述した２次転写装置２２は、画像転写後のシートを定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。このような２次転写装置２２及び定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備えている。

さて、上記のように構成されたカラー複写機を用いてコピーをとる場合について説明する。まず、自動原稿搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、自動原稿搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。

そして、図示していないスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。

また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト１０が回転走行し、同時に、個々の作像ユニット１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。

さらに、スタートスイッチを押すことで、給紙部２００の給紙ローラ４２の１つを選択的に回転駆動し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。

または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。

そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。

画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。

一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム作像部２０による再度の画像形成に備える。

上記のような構成のカラー画像形成装置では、感光体ドラムの回転特性が画像品質に影響を与える。回転に変動を与える要因として、駆動源であるモータの回転変動、駆動伝達ギヤの噛み合い振動、現像装置やクリーニング装置からの振動などがあげられる。これらの回転変動要因に対して、本実施形態においては、慣性モーメントが大きい慣性回転体であるフライホイールを感光体ドラムに設けることによって、回転エネルギが増加して振動を抑え感光体ドラムを一定速度で回転することができるようになる。

図２は、フライホイール回転補助機構の第１実施例を示す断面図である。本第１実施例は、回転補助機構の駆動源として現像装置を駆動する現像モータを兼用したものである。
図２において、感光体ドラム４０はドラム軸４１に固定され、画像形成装置本体の前側側板（図示せず）と奥側側板１１に軸受を介して回転自在に支持されることで、画像形成装置本体の前後側板間に配置される。そして、本体側板１１のさらに奥側には駆動部品を取り付けるための側板である駆動ブラケット１２が設けられており、感光体ドラム軸４１は、駆動ブラケット１２にも軸受を介して支持されている。上記ドラム軸４１の端部（奥側端部）には、感光体ドラム４０を安定回転させるためのフライホイール１が固定され、感光体ドラム４０と一緒に回転するように設けられている。駆動ブラケット１２には、感光体ドラム４０を駆動するための駆動源である駆動モータ３が装着されており、該モータの駆動軸３ａに固定されたモータギヤ４が、本体側板１１と駆動ブラケット１２の間に位置するようにしてドラム軸４１に固定された駆動ギヤ５に噛み合わされている。

感光体ドラム４０に近接ないし接触して、現像装置６０（図１参照）の現像ローラ６１が回転可能に支持されている。この現像ローラ６１は、駆動ブラケット１２に装着支持された現像モータ６より、現像モータギヤ７，現像伝達ギヤ８，現像駆動ギヤ列６２〜６４を介して駆動される。現像モータギヤ７は現像モータ６の軸６ａに装着されている。現像伝達ギヤ８は、本体側板１１と駆動ブラケット１２に支持された軸９に装着されている。なお、軸９は、後述する補助ローラ２の軸２ａと一体になった２段軸として構成されている。現像駆動ギヤ６２は、上記軸９の現像ローラ側端部に装着されている。また、現像駆動ギヤ６３は、ブラケット１２に植設されたピン１３に枢着されている。そして、現像駆動ギヤ６４は、現像ローラ２１の軸２１ａに装着されている。

上記したように、軸９と一体になった２段軸として構成された補助ローラ軸２ａには補助ローラ２が装着されており、したがって、補助ローラ２には現像モータ６より駆動力が伝達される。また、補助ローラ２はフライホイール１の外周面に圧接されており、補助ローラ２の回転がフライホイール１に伝達されるようになっている。すなわち、本例では、現像モータ６をフライホイール１の補助駆動源（補助モータ）として用いるよう構成している。補助ローラ２の表面（フライホイール１との接触面）は摩擦係数の高い材質からなり、例えばゴムあるいはゴム系のコーティングがなされていることが好ましい。また、補助ローラ２はフライホイール１に一定の圧力で接触していることが好ましい。

感光体ドラム４０の回転を起動する場合、駆動モータ３の駆動開始と同時もしくは少し前に補助モータ（現像モータ６）の駆動を開始させる。駆動モータ３の回転はモータギヤ４から駆動ギヤ５に伝達され、感光体ドラム軸４１を介して、感光体ドラム４０とフライホイール１を回転させる。一方、補助モータが起動して補助ローラ２が回転し、その回転がフライホイール１の外周部に伝達されることにより、フライホイール１を回転させる立ち上がりの起動トルクを軽減させる。

図３は、フライホイール回転補助機構の第２実施例を示す断面図である。本第２実施例は、回転補助機構の駆動源として感光体クリーニング装置の回収手段を駆動する回収モータを兼用したものである。

感光体ドラム４０には、転写後の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置７０（図１参照）が設けられており、そのクリーニング装置７０には、残トナーを掻き取ったあとに回収するための回収スクリュー（回収トナー搬送手段）７１が備えられている。その回収スクリュー７１は、図３に示すように、ブラケット１１に装着支持された回収モータ７５より、回収モータギヤ７６，回収伝達ギヤ７７，回収駆動ギヤ列７２〜７４を介して駆動される。その他の構成と動作は図２で説明した第１実施例の回転補助機構と同じである。したがって、本第２実施例では、補助ローラ２には回収モータ７５より駆動力が伝達され、補助ローラ２の回転がフライホイール１に伝達されるようになっている。すなわち、本例では、回収モータ７５をフライホイール１の補助駆動源（補助モータ）として用いるよう構成している。なお、ここでは、補助モータ（回収モータ７５）が回収スクリュー（回収トナー搬送手段）を駆動する構成で説明したが、補助モータはクリーニングローラやクリーニングブラシ等のクリーニング部材を駆動する駆動源であっても良い。もちろん、回収トナー搬送手段とクリーニング部材の双方を駆動する駆動源でも良い。

感光体ドラム４０の回転を起動する場合、駆動モータ３の駆動開始と同時もしくは少し前に補助モータ（回収モータ７５）の駆動を開始させる。駆動モータ３の回転はモータギヤ４から駆動ギヤ５に伝達され、感光体ドラム軸４１を介して、感光体ドラム４０とフライホイール１を回転させる。一方、補助モータが起動して補助ローラ２が回転し、その回転がフライホイール１の外周部に伝達されることにより、フライホイール１を回転させる立ち上がりの起動トルクを軽減させる。

上記した第１実施例及び第２実施例では、感光体ドラム４０にフライホイール１を設けることによって回転エネルギーが増加し、モータの回転変動やギヤの噛み合い振動、あるいは現像装置やクリーニング装置からの振動などといった回転変動要因に対して、振動を抑制して感光体ドラム４０を一定速度で回転させることができる。しかし、フライホイールを設けると慣性モーメントが大きくなって感光体ドラムの回転起動時に必要な起動トルクが大きくなるが、上記各実施例では、フライホイール１に補助ローラ２を接触させてこれを補助モータ（現像モータ６、回収モータ７５）により駆動するよう構成した回転補助機構を備えることにより、フライホイール１を増速して回転エネルギーを稼ぎ、大口径フライホイールと同等のイナーシャ効果を得ることが可能となった。

次に、補助ローラの駆動系にクラッチを設けた実施例について説明する。
図４及び図５は、補助ローラの駆動系にクラッチを設けた、フライホイール回転補助機構の第３実施例と第４実施例を示す断面図である。図４の第３実施例は、補助ローラ２の駆動源として現像モータ６を兼用するものであり、図５の第４実施例は、補助ローラ２の駆動源として回収モータ７５を兼用するものである。それぞれ、補助ローラ２とその軸２ａとの間に一方向クラッチ２９を介在させている。それ以外の構成は、それぞれ図２の第１実施例、図３の第２実施例と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。また、第３実施例と第４実施例をまとめて説明する。

補助ローラ２に負荷が掛かると、補助ローラ２と一体に構成された一方向クラッチ２９が回転軸２ａとロックして、補助ローラ２は回転軸と同期して回転する（補助ローラ２に現像モータ６又は回収モータ７５の駆動力が伝達される）。逆に、（フライホイール１の回転によって）補助ローラ２が回転軸２ａよりも速く回転すると、一方向クラッチ２９により補助ローラ２は回転軸２ａに対して空回りする（回転軸２ａが停止しても同じく空回りする）。

第３及び第４実施例では、感光体ドラム４０の回転を起動する場合、駆動モータ３の駆動開始と同時か少し前に補助モータ（現像モータ６、回収モータ７５）の駆動を開始させる。駆動モータ３の回転はモータギヤ４から駆動ギヤ５に伝達され、感光体ドラム軸４１を介して、感光体ドラム４０とフライホイール１を所定の回転数で回転する。一方、補助モータ（現像モータ６、回収モータ７５）が起動すると補助ローラ２が回転し、その回転がフライホイール１の立ち上がりの回転を補助することになり、駆動モータ３でフライホイールを回転させる立ち上がりの起動トルクを軽減することになる。このときの駆動モータ３と補助モータ６，７５の回転伝達による起動時のフライホイール１の外周部（図示例では外周面）の線速と補助ローラ２の円周の線速は補助ローラ２の線速の方が速くなるように設定されている。これによって、回転開始から一定回転になるまでの起動時は一方向クラッチ２９がロックして回転軸２ａの回転が補助ローラ２に伝達され、補助ローラ２の回転駆動力によってフライホイール１の回転を補助することができる。フライホイール１は慣性モーメントを稼ぐために（感光体ドラム４０に比べれば）大口径で構成され半径が大きくなっているが、外周部であれば小さいトルクで起動時の回転駆動を補助することができる。また外周部の線速も速くなるので、低コストな高速・低トルク小型モータを補助モータとして使用することができる。

図６，７は、補助ローラの駆動系に設けたクラッチを電磁クラッチとした実施例で、図６の第５実施例は、補助ローラ２の駆動源として現像モータ６を兼用するものであり、図７の第６実施例は、補助ローラ２の駆動源として回収モータ７５を兼用するものである。図４，５の第３，第４実施例と異なる点のみ説明する。また、第５実施例と第６実施例をまとめて説明する。

現像伝達ギヤ８あるいは回収伝達ギヤ７７が装着される軸９の奥側端部には、電磁クラッチ３９を介して補助ローラ２が取り付けられている。第５及び第６実施例では、感光体ドラム４０の回転を起動する場合、駆動モータ３の駆動開始と同時か少し前に補助モータ（現像モータ６、回収モータ７５）の駆動を開始させる。補助モータの駆動開始と同時に電磁クラッチ３９をＯＮさせ、補助ローラ２の回転を開始させる。フライホイール１の回転が立ち上がりから定常回転になると電磁クラッチ３９をＯＦＦさせる。これにより、補助ローラ２は回転フリーとなり、フライホイール１に連れ回るが、補助ローラ２は空回りなのでフライホイール１の回転負荷にはならず、感光体ドラム４０を安定回転させることができる。

次に、フライホイールを増速させる増速手段を備える実施例について説明する。なお、上記各実施例と同一ないし同等の部分については説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図８に示す第７実施例において、現像モータ６のモータ軸６ａの一端に現像モータギヤ７が装着されている。モータ軸６ａの他端には、一方向クラッチ２９を介して補助ローラ２が取り付けられている。また、感光体ドラムの軸４１には増速機５４を介してフライホイール１Ａが取り付けられている。このフライホイール１Ａは、上記各実施例で用いられたフライホイール１よりも小口径のフライホイールである。そして、そのフライホイール１Ａに上記補助ローラ２が圧接されている。

図９は、補助モータを回収モータ７５とした第８実施例であり、回収モータ７５のモータ軸７５ａの一端に回収モータギヤ７６が装着されている。モータ軸７５ａの他端には、一方向クラッチ２９を介して補助ローラ２が取り付けられている。また、感光体ドラムの軸４１には増速機５４を介してフライホイール１Ａが取り付けられていることは上記第７実施例と同様である。そして、このフライホイール１Ａに上記補助ローラ２が圧接されている。

本第７実施例及び第８実施例では、フライホイール１Ａは感光体ドラム４０よりも増速機５４の増速比分だけ高速回転することになり、小口径フライホイールでも大口径フライホイールと同等の回転エネルギが得られ、感光体ドラム４０を安定回転させることができる。本第７実施例及び第８実施例におけるフライホイール１Ａの起動トルクを低減する作用については上記した図４，５の第３実施例及び第４実施例と同じなので説明は省略する。

図１０及び図１１は、フライホイールを増速させる増速手段を備える実施例で、補助ローラの駆動系に電磁クラッチを有するものである。
図１０の第９実施例は、感光体ドラムの軸４１に増速機５４を介してフライホイール１を取り付けたこと以外は、図６の第５実施例と同様である。また、図１１の第１０実施例は、同じく感光体ドラムの軸４１に増速機５４を介してフライホイール１を取り付けたこと以外は、図７の第６実施例と同様である。本第９実施例及び第１０実施例では、フライホイール１は感光体ドラム４０よりも増速機５４の増速比分だけ高速回転することになり、小口径フライホイールでも大口径フライホイールと同等の回転エネルギが得られ、感光体ドラム４０を安定回転させることができる。本第９実施例及び第１０実施例におけるフライホイール１の起動トルクを低減する作用については上記した図６，７の第５実施例及び第６実施例と同じなので説明は省略する。

次に、補助モータからの駆動系に減速機を用いた実施例について説明する。なお、上記各実施例と同一ないし同等の部分については説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
図１２に示す第１１実施例において、現像ローラ６１を駆動するための現像駆動ギヤ列のギヤ６３は、現像モータ６から減速機５８を介して回転駆動される。これ以外の構成及び作用は図８の第７実施例と同様である。

また、図１３に示す第１２実施例において、回収スクリュー７１を駆動するための回収駆動ギヤ列のギヤ７３は、回収モータ７５から減速機５８を介して回転駆動される。これ以外の構成及び作用はは図９の第８実施例と同様である。

本第１１実施例および第１２実施例では、補助ローラ２を駆動する補助モータとして用いる現像モータ６あるいは回収モータ７５から本来の被駆動部材（現像ローラ６１、回収スクリュー７１）への駆動伝達系のギヤ等を減速機５８に置き換えた構成により、駆動伝達系の構成を簡略化することができ、装置のさらなる小型化を実現している。減速機は、増速機を（軸方向に）逆向きに配置することによって機能させることができる。なお、補助モータとして用いる駆動源からの駆動伝達系としては、ここで説明した減速機を用いるものに限らず、ギヤ，ベルト，プーリ，遊星歯車装置等から、駆動力伝達及び装置小型化に適した方式を選択すれば良い。

図１４に、画像形成のために感光体ドラム４０と現像ローラ６１の回転を起動するときのフライホイール１の外周の線速と補助ローラ２の外周の線速をグラフにて示す。このグラフの縦軸は線速であり、横軸は時間である。このグラフに示すように、起動時における補助ローラ２の線速がフライホイール１の線速よりも高くなるように設定し、定常回転（一定速度）に達した後は、フライホイール１の線速が補助ローラ２の線速よりも高く（大きく）なるように構成している。これにより、補助ローラ２の線速の方が高い立ち上がり時には、補助モータ（ここでは現像モータ６）の駆動力が補助ローラ２に伝達され、フライホイール１の立ち上がりの回転を補助することができる。フライホイール１Ａの場合も同様である。そして、クラッチ（電磁クラッチを含む）を有する構成においては、定常回転になるとフライホイール１（１Ａ）の線速の方が補助ローラ２の線速よりも高くなり、補助ローラ２は空回りすることになる。そのため、補助ローラ２がフライホイール１（１Ａ）の回転負荷になることはない。

上述したように、本発明による像担持体の駆動装置によれば、像担持体（感光体ドラム）に慣性回転体（フライホイール）を備えることで像担持体の回転速度の変動を抑制し、像担持体を一定速度で安定して回転させることができ、高画質な出力画像を得ることができる。また、回転補助機構を備えることで、像担持体及び慣性回転体の起動を補助することができ、像担持体（及び慣性回転体）を駆動する駆動源の大型化・高コスト化を抑えることができる。また、回転補助機構の構成が簡単であるので、低コストかつ省スペースに像担持体及び慣性回転体の起動を補助することができる。さらに、回転補助機構の駆動源として画像形成装置が元々備えている駆動源を兼用させることで、専用の駆動源が必要ではなく、コスト上昇を防止することができる。

また、回転補助機構は慣性回転体の外周部（図示例では外周面）に駆動力を付与する構成であるため、小さい駆動トルクの補助で像担持体及び慣性回転体の起動トルクを低減させることができる。そのうえ、低コストな高速・低トルク小型モータを補助モータとして使用することができるので、コストアップを抑制できる。さらに、回転補助部材（補助ローラ）から慣性回転体の外周部に駆動力が摩擦伝達されるので、駆動力伝達時の振動を抑えることもできる。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、慣性回転体を駆動する補助モータとしては、例示した現像モータ及び回収モータ以外の駆動源を用いることも可能である。また、補助モータから回転補助部材までの駆動系も適宜な構成を採用可能である。また、慣性回転体のサイズや重量なども適宜設定することができる。

図示例では補助回転体（補助ローラ２）を慣性回転体（フライホイール１，１Ａ）の外周面に接触させる構成であったが、慣性回転体の側面（端面）の外周部にリブを凸接させ、そのリブの内側（外周部に設けた円周状リブの内周面）に補助回転体を接触させて駆動力を摩擦伝達する構成も可能である。

画像形成装置各部の構成も任意であり、像担持体の周囲に配置する現像装置やクリーニング装置などの各種機器の構成等も任意である。また、画像形成装置の作像部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの配置順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す断面構成図である。 フライホイール回転補助機構の第１実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第２実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第３実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第４実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第５実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第６実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第７実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第８実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第９実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第１０実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第１１実施例を示す断面図である。 フライホイール回転補助機構の第１２実施例を示す断面図である。 フライホイールの線速と補助ローラの線速を示すグラフである。

符号の説明

１，１Ａ フライホイール（慣性回転体）
２ 補助ローラ（回転補助部材）
３ 駆動モータ（駆動源）
５ 駆動ギヤ
６ 現像モータ（第２の駆動源）
１１ 本体側板
１２ 駆動ブラケット
２９ 一方向クラッチ
３９ 電磁クラッチ
４０ 感光体ドラム（像担持体）
４１ ドラム軸
５４ 増速機
５８ 減速機
６０ 現像装置
６２〜６４ 現像駆動ギヤ列
７０ クリーニング装置
７１ 回収スクリュー（回収トナー搬送手段）
７５ 回収モータ（第２の駆動源）
７２〜７４ 回収駆動ギヤ列

Claims (10)

1. 駆動源により回転駆動される像担持体と、該像担持体を安定回転させるための慣性回転体と、該慣性回転体に駆動力を付与する回転補助機構を備える画像形成装置において、
   前記回転補助機構は、第２の駆動源により回転駆動される回転補助部材を有し、該回転補助部材から前記慣性回転体の外周部に駆動力を摩擦伝達するよう構成されているとともに、
   前記第２の駆動源が現像装置を駆動する駆動源であることを特徴とする画像形成装置。
2. 駆動源により回転駆動される像担持体と、該像担持体を安定回転させるための慣性回転体と、該慣性回転体に駆動力を付与する回転補助機構を備える画像形成装置において、
   前記回転補助機構は、第２の駆動源により回転駆動される回転補助部材を有し、該回転補助部材から前記慣性回転体の外周部に駆動力を摩擦伝達するよう構成されているとともに、
   前記第２の駆動源が前記像担持体をクリーニングするクリーニング装置を駆動する駆動源であることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記第２の駆動源と前記回転補助部材との間にクラッチ手段が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記クラッチ手段が一方向クラッチであることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記クラッチ手段が電磁クラッチであることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記慣性回転体の定常回転時の外周部の線速が、前記回転補助部材の線速よりも大きいことを特徴とする、請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記回転補助部材が前記慣性回転体の外周面に接触されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
8. 前記回転補助部材の前記慣性回転体との接触面にゴム又はゴム系のコーティングがなされていることを特徴とする、請求項１，２，７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記慣性回転体の回転速度を高める増速手段を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
10. 前記第２の駆動源から前記現像装置又は前記クリーニング装置への駆動系に減速手段が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
    

Images