JP2010102247A - 像担持体の駆動力伝達機構、それを備える画像形成装置、及び像担持体の駆動力伝達方法 - Google Patents

Abstract

【課題】数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジのバンディング、及び数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度である低域の周波数レンジの回転ムラによって生ずる色ムラを軽減することが可能な像担持体の駆動力伝達機構を提供する。
【解決手段】感光体ドラム５１の回転軸と同軸上に配置されたドラム駆動ギア４６と、ドラム駆動ギア４６と感光体ドラム５１の両方に係合するカップリングディスク４８と、カップリングディスク４８の回転情報を検出するエンコーダヘッド６２とを備える感光体ドラム５１の駆動力伝達機構であって、ドラム駆動ギア４６とカップリングディスク４８は粘弾性体４７を介して係合しており、エンコーダヘッド６２によって検出された回転情報に基づいて、感光体ドラム５１の回転を制御する制御回路６４が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等に採用される電子写真画像形成プロセスにおける像担持体の駆動力伝達機構、それを備える画像形成装置、及び像担持体の駆動力伝達方法に関する。

従来より、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置では、回転する像担持体の表面に静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像剤像として現像し、この現像剤像をシート材上に転写して画像を得ている。

しかし何らかの影響によって、回転駆動する像担持体に回転速度変動（以下、速度変動と称する）が発生すると、画像に帯状の画像ブレ（バンディング）が生じ、画像品質を低下させてしまう。

これは、像担持体に速度変動が生じると、それが露光光によって像担持体の表面を走査する際の副走査方向への速度変動につながり、その結果、像担持体の表面に対する露光光の書き込みラインの間隔にズレが生じてしまうことに起因する。

なお、像担持体に生じる速度変動は、モータ等の駆動源の１回転周期の速度変動、駆動力を伝達するギアの１回転周期の速度変動、及び当該ギアの噛合い１歯成分の速度変動、が主な要因となっている。

これに対して、像担持体と駆動歯車とを弾性体や粘弾性体などの低剛性の部材を介して係合させ、駆動源や駆動歯車で生じる速度変動を像担持体に伝えないようにする構成が特許文献１に開示されている。

このように、像担持体と駆動歯車とを弾性体や粘弾性体などの低剛性の部材を介して係合させることによって、上記で挙げた主な要因によって生じる数Ｈｚ〜３００Ｈｚ（回転周波数成分）程度の画像上のバンディングを軽減することが可能となる。
特開平７−２１００３１号公報

しかしながら、像担持体へ駆動力を伝達するにあたり上記従来の駆動力伝達機構、または駆動力伝達方法を用いた場合は、以下に示す問題を生じる。

一般的に、電子写真画像形成プロセスでは、シート材上に画像が形成されるまでに像担持体に対して数々の工程が実行される。

具体的には、像担持体の表面を均一に帯電する帯電工程、半導体レーザー等の露光光により像担持体の表面上に静電潜像を書き込む露光工程、形成された静電潜像に現像剤を供給し、静電潜像を現像剤像として顕像化する現像工程が挙げられる。

また、上記工程に加え、像担持体の表面上に顕像化した現像剤像をシート材や中間転写体上に転写する転写工程、像担持体の表面に残留した現像剤を像担持体の表面から除去するクリーニング工程も実行される。

一方で、これらの工程が実行される際に、像担持体には回転負荷が生じる。像担持体に回転負荷が生じる要因として、例えば、帯電工程において像担持体の表面に帯電部材（帯電ローラ）が接触することによる回転負荷、現像工程において像担持体の表面に現像部材（現像ローラ）が接触することによる回転負荷が挙げられる。

この他にも、転写工程において転写部材（転写ローラ）、あるいはシート材や中間転写体が像担持体の表面に接触することよる回転負荷、クリーニング工程においてクリーニング部材が像担持体の表面に接触することによる回転負荷なども挙げられる。

そしてこれらの要因によって生じる像担持体の回転負荷は、画像形成時中あるいは経時的に安定しているものではない。

そのため従来のように、像担持体と駆動歯車とを弾性体や粘弾性体などの低剛性の部材を介して係合させる場合、不安定な回転負荷に起因して、これら低剛性の部材が圧縮・伸張を繰り返して振動し、結果的に像担持体に低周期の回転ムラが生じてしまう。

なお、この低周期の回転ムラの回転周波数は、低剛性部材の材質の特性によるものであるが数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度であることがわかっている。

さらに現像剤の色毎に設けられた複数の像担持体を用い、中間転写体やシート材に各々の像担持体から現像剤像を重ね合わせて所望の画像を得る方式のカラー画像形成装置では、以下の課題を生じる。

すなわち複数の像担持体によって電子写真画像形成プロセスを行う場合、各々の像担持体の回転負荷が異なるため、像担持体に生じる低周期の回転ムラの回転周波数やその回転位相は、各々の像担持体ごとに異なることになる。

像担持体に生じるこの低周期の回転ムラは、細かい帯状の画像ブレ（バンディング）を画像上に生じさせる程のものではないが、単色でのハーフトーン画像などの副走査方向の広い領域に一定濃度の画像を形成する場合、画像上に周期的な濃度ムラを生じてしまう。

さらに中間転写体やシート材上に単色の濃度ムラが重ね合わされることにより、結果的にそれが色ムラとして現れ、カラー画像の画像品質を低下させてしまうという問題を生じる。

すなわち従来の像担持体の駆動力伝達機構では、像担持体と駆動歯車とを弾性体や粘弾性体などの低剛性の部材を介して係合させることによって、数Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジのバンディングを軽減することが可能であった。

しかし、像担持体の回転負荷の変動に起因する、数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度の低域の周波数レンジの回転ムラの発生を抑制することは困難であり、よって、回転ムラの発生によって生じる色ムラを軽減することができない。

そこで本発明は、数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジのバンディング、及び数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度である低域の周波数レンジの回転ムラによって生ずる色ムラを軽減することが可能な像担持体の駆動力伝達機構、それを備える画像形成装置、及び像担持体の駆動力伝達方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本願発明に係る像担持体の駆動力伝達機構は、
像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
前記カップリング部材の回転情報を検出する検出器と、
を備え、
駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達機構であって、
前記駆動ギアと前記カップリング部材は粘弾性体を介して係合しており、
前記検出器によって検出された前記回転情報に基づいて、前記像担持体の回転を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする。

また、
像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
前記像担持体の回転情報を検出する検出器と、
を備え、
駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達機構であって、
前記カップリング部材と前記像担持体は粘弾性体を介して係合しており、
前記検出器によって検出された前記回転情報に基づいて、前記像担持体の回転を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする。

また、
像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
前記像担持体の回転情報を検出する検出器と、
を備え、
駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達機構であって、
前記駆動ギアと前記カップリング部材は粘弾性体を介して係合しており、
前記検出器によって検出された前記回転情報に基づいて、前記像担持体の回転を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする。

また、本願発明に係る画像形成装置は、
回転駆動する像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光部材と、
前記静電潜像に現像剤を供給して前記静電潜像を現像剤像として現像する現像部材と、
前記現像剤像をシート材上に転写する転写部材と、
上記の像担持体の駆動力伝達機構と、
を備えることを特徴とする。

また、本願発明に係る像担持体の駆動力伝達方法は、
像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
前記カップリング部材の回転情報を検出する検出器と、
を備え、
駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達方法であって、
前記駆動ギアと前記カップリング部材を粘弾性体を介して係合させて前記像担持体に駆動力を伝達した後に、
前記検出器によって前記カップリング部材の回転情報を検出し、
検出された前記回転情報に基づいて前記像担持体の回転変動量を補正するように前記像担持体の回転を制御するフィードバック制御を行うことを特徴とする。

また、
像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
前記像担持体の回転情報を検出する検出器と、
を備え、
駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達方法であって、
前記カップリング部材と前記像担持体を粘弾性体を介して係合させて前記像担持体に駆動力を伝達した後に、
前記検出器によって前記像担持体の回転情報を検出し、
検出された前記回転情報に基づいて前記像担持体の回転変動量を補正するように前記像担持体の回転を制御するフィードバック制御を行うことを特徴とする。

また、
像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
前記像担持体の回転情報を検出する検出器と、
を備え、
駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達方法であって、
前記駆動ギアと前記カップリング部材を粘弾性体を介して係合させて前記像担持体に駆動力を伝達した後に、
前記検出器によって前記像担持体の回転情報を検出し、
検出された前記回転情報に基づいて前記像担持体の回転変動量を補正するように前記像担持体の回転を制御するフィードバック制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジのバンディング、及び数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度である低域の周波数レンジの回転ムラによって生ずる色ムラを軽減することが可能な像担持体の駆動力伝達機構、それを備える画像形成装置、及び像担持体の駆動力伝達方法を提供することが可能になる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［第１の実施の形態］
図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構、それを備える画像形成装置、及び像担持体の駆動力伝達方法について説明する。

（画像形成装置の全体構成）
まず図１を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

本実施の形態に係る画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスによってシート材上に画像を形成するカラーレーザープリンタである。

プリンタ本体１１は水平方向に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に対応した４個の像担持体としての感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）を備えている。

感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）は、後に説明する駆動力伝達機構を介して不図示のモータ（駆動源）から駆動力が伝達されることで、図１中時計回りに回転駆動する。

感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の周囲には、その回転方向に従って順に、帯電部材としての帯電ローラ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）、露光部材としてのスキャナユニット３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）が配置されている。

さらに、現像部材としての現像ローラ４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）、転写部材としての１次転写ローラ５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、クリーニング装置６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）が配置されている。

帯電ローラ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）は、感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の表面を所定の極性に均一に帯電するものである。

また、スキャナユニット３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）は、各色の画像情報に基づいて半導体レーザー（露光光）を走査することで、感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の表面上に静電潜像を形成するものである。

また、現像ローラ４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）は、静電潜像にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー（現像剤）を供給し、静電潜像をトナー像（現像剤像）として現像するものである。

また、１次転写ローラ５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）は、現像ローラ４により感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）表面に形成されたトナー像を、図１中反時計回りに走行する中間転写ベルト（中間転写体）１６上に転写するものである。

また、クリーニング装置６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）は、中間転写ベルト１６にトナー像を転写後の感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の表面に残留したトナーを除去するものである。

次に画像形成動作について説明する。

図１において、複数のシート材Ｓを積載収納する給紙カセット１２は、プリンタ本体１１に着脱自在に装着されている。

画像形成開始の信号が入力されると、ピックアップローラ１３が給紙カセット１２上に載積されているシート材Ｓを給紙し始める。

そしてピックアップローラ１３により給紙カセット１２から給送されたシート材Ｓは、リタードローラ対１４により１枚ずつに分離され、さらに搬送方向下流に給送される。

その後、分離給送されたシート材Ｓの先端は、レジストローラ対１５に突き当たり、そこで一旦停止してループを形成することにより、シート材Ｓの斜行が矯正される。

一方、各々のスキャナユニット３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）は、各色の画像情報に基づき、半導体レーザーによって感光体ドラム１の表面上を走査露光し、感光体ドラム１の表面上に静電潜像を形成する。

感光体ドラム１の表面上の静電潜像に対しては、現像ローラ４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーが供給され、静電潜像がトナー像として現像される。

その後、感光体ドラム１の表面上に現像されたトナー像は、１次転写ローラ５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）により図１において反時計回りに方向に走行する中間転写ベルト１６上に重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト１６上には、所望の色調を有するカラー画像が形成される。

そして、シート材Ｓがレジストローラ対１４により所定のタイミングで２次転写ローラ１７に給送され、２次転写ローラ１７と中間転写ベルト１６とのニップ部において、トナー像が中間転写ベルト１６からシート材Ｓに転写される。

トナー像が転写されたシート材Ｓは、その後定着器１８に搬送され、定着器１８内において加熱定着された後、排出ローラ対１９により排出され、プリンタ本体１１上の排紙トレイ２０に積載される。

（像担持体の駆動力伝達機構の概略構成）
図２〜図４を参照して、本実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構について説明する。

図２は本実施の形態に係る駆動力伝達機構の概略構成を示すものである。図３、図４は、本実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の分解図であり、図３は像担持体側から見た図、図４は駆動源側から見た図である。

図２に示すように、本実施の形態に係る駆動力伝達機構は、駆動源としての感光体ドラム駆動モータ４１（モータ）の回転駆動力（以下、駆動力と称する）を感光体ドラム５１に伝達するものである。

駆動力を感光体ドラム５１に伝達する際は、まず、感光体ドラム駆動モータ４１のモータ軸４２に固定されたモータギア４３から、減速ギア４５を介して、減速ギア４５に接続されているドラム駆動ギア４６（駆動ギア）に駆動力が伝達される。

ここで、ドラム駆動ギア４６は感光体ドラム５１と同軸上に配置されており、さらにドラム駆動ギア４６内周において、ドラム駆動ギア４６とカップリングディスク４８（カップリング部材）とが、複数の粘弾性体４７を介して係合している。

また、この粘弾性体４７は、ドラム駆動ギア４６内周に沿って複数配置されている。なお、カップリングディスク４８は、ドラム駆動ギア４６の内周においてドラム駆動ギア４６と同軸上に回転可能に配置されている。

かかる構成によると、駆動力が感光体ドラム駆動モータ４１からドラム駆動ギア４６に伝達され、ドラム駆動ギア４６が回転することでカップリングディスク４８が回転駆動することになる。

一方、感光体ドラム５１の端部には、フランジ５２が感光体ドラム５１と一体に圧入固定されており、フランジ５２には感光体ドラム５１の回転中心を貫通し、感光体ドラム５１と一体に回転するドラム軸５３（回転軸）が設けられている。

そしてドラム軸５３のドラム駆動ギア４６側の端部には、カップリングディスク４８と係合するための凸カップリング５４が設けられており、凸カップリング５４がカップリングディスク４８に一体に形成されている凹カップリング部４８ａに係合している。

このように、カップリングディスク４８がドラム駆動ギア４６とドラム軸５３の両方に係合することで、ドラム駆動ギア４６の駆動力がカップリングディスク４８に伝達し、さらにその駆動力が凹カップリング部４８ａから凸カップリング５４に伝達する。

そしてこのようにして伝達された駆動力により、感光体ドラム５１が図２中矢印方向に回転駆動することになる。

（粘弾性体の作用効果）
図３を参照して、上記で説明した粘弾性体４７の作用効果について説明する。

図３に示すように、ドラム駆動ギア４６の内周に沿って複数の粘弾性体４７が配置されていることで、ドラム駆動ギア４６の回転方向の力が複数の粘弾性体４７を介してカップリングディスク４８に伝達することになる。

また、ドラム駆動ギア４６とカップリングディスク４８との軸方向の位置はストッパー５０によって規制されるようになっている。

このようにドラム駆動ギア４６とカップリングディスク４８とを複数の粘弾性体４７を介して係合させることで、粘弾性体４７がドラム駆動ギア４６の回転方向の力を受け、所定の角度の範囲内において回転方向に弾性変形することができる。

よって、感光体ドラム駆動モータ４１の１回転周期の速度変動、ギアの噛合いによる１歯成分の速度変動、及びドラム駆動ギア４６の１回転周期の速度変動、等の定常的な速度変動を吸収した上で、駆動力を感光体ドラム５１に伝達することができる。

よって、これらの速度変動によって生じる数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジの画像上のバンディングを軽減することができる。

（検出器の構成及びその作用効果）
本実施の形態では、複数の粘弾性体４７を介してドラム駆動ギア４６とカップリングディスク４８とを係合させたことに加え、カップリングディスク４８の回転情報を検出する検出器を設けたことが特徴である。ここで本実施の形態では、検出器として、エンコーダスケール４９と、エンコーダスケール４９に対向して設けられたエンコーダヘッド６２とを用いた。

上記で説明したように、従来の構成では、像担持体の回転負荷の変動に起因する、数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度の低域の周波数レンジの回転ムラの発生を抑制することが困難である。よって、回転ムラの発生によって生じる色ムラを軽減することができない、といった課題を生じていた。

そこで本実施の形態では、エンコーダスケール４９、エンコーダヘッド６２によってカップリングディスク４８の回転情報を検出することで、数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度の低域の周波数レンジの回転ムラによって生じる色ムラを軽減させることを可能にした。以下、検出器としてのエンコーダスケール４９、エンコーダヘッド６２の構成及び作用効果について説明する。

エンコーダスケール４９はドラム駆動ギア４６と同軸上に設けられ、カップリングディスク４８と一体に配置されている。一方で、エンコーダスケール４９の回転情報を検出するエンコーダヘッド６２は、図４に示すようにエンコーダ基板６１上に実装された状態で、ドラム駆動ギア４６を支持する駆動側板（図示なし）に設けられている。

なお、本実施の形態のエンコーダスケール４９は反射型のものであり、カップリングディスク４８の円周方向に一定の間隔で反射部と非反射部が形成されている。

また、エンコーダスケール４９の回転情報を検出するエンコーダヘッド６２は、不図示の発光部と受光部とが一体となって形成されたものである。

かかる構成によると、エンコーダヘッド６２の発光部から照射される光がエンコーダスケール４９に反射され、反射光のパルス波をエンコーダヘッド６２の受光部で受光することによって、カップリングディスク４８の回転情報を検出することができる。なお、ここでいう回転情報とは、カップリングディスク４８の回転速度変動を指す。

なお、本実施の形態では、エンコーダヘッド６２をエンコーダスケール４９の回転中心に対し１８０度対向する位置に２つ配置した。

エンコーダヘッド６２をこのように配置することで、カップリングディスク４８の回転中心軸とエンコーダスケール４９の中心軸とがずれている場合に、互いに逆位相となる１回転周期の速度変動の検出信号を補正することができる。なお、軸ずれによる誤検出の補正は、後に説明する平均化回路６３によって行うことが可能である。

エンコーダヘッド６２の受光部によって検出された、カップリングディスク４８の回転速度変動に基づくパルス波のデータは、エンコーダヘッド６２が実装されているエンコーダ基板６１を介して平均化回路６３に送られる。

その後、平均化回路６３によって処理され、回転速度変動の検出信号となり、この検出信号は感光体ドラム駆動モータ４１の回転を制御する制御回路６４（制御手段）に送られる。

そして制御回路６４において、回転速度変動の検出信号に基づいて、その回転変動量を相殺する（補正する）制御信号がモータ駆動回路６５を通して感光体ドラム駆動モータ４１にフィードバックされる。その結果、感光体ドラム５１の回転速度変動を補正、抑制することが可能になる。

なお、平均化回路６３、制御回路６４、モータ駆動回路６５は、駆動力伝達機構側に設
けられるものであっても、画像形成装置側に設けられるものであってもよい。

すなわち、かかる構成によれば、数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度の低域の周波数レンジの回転ムラによって生じる色ムラを軽減させることが可能になる。

以上より、本実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構では、ドラム駆動ギア４６とカップリングディスク４８とを粘弾性体４７を介して係合させ、感光体ドラム５１に駆動力を伝達する構成とした。

これにより、感光体ドラム駆動モータ４１の１回転周期の速度変動と、ギアの噛合いによる１歯成分の速度変動によって生じる数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジの回転速度変動を吸収することを可能にした。

よって、これらの速度変動によって生じる数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジの画像上のバンディングを軽減することを可能にした。

それと同時に、検出器としてエンコーダスケール４９とエンコーダヘッド６２とを用い、カップリングディスク４８の回転情報を検出し、一連の制御を通して回転変動量を補正した制御信号を感光体ドラム駆動モータ４１にフィードバックした。

これにより、感光体ドラム５１の回転変動量を補正、抑制することが可能になり、像担持体の回転負荷の変動に起因する、数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度の低域の周波数レンジの回転ムラを抑制することができ、よって色ムラを軽減することが可能になった。

これら２つの作用により、画像上のバンディングと色ムラとが軽減された高画質の画像を感光体ドラム５１の表面に形成することができる。

すなわち、数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジのバンディング、及び数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度である低域の周波数レンジの回転ムラによって生ずる色ムラを軽減することが可能な像担持体の駆動力伝達機構を提供することが可能になる。

また、かかる駆動力伝達機構を画像形成装置に適用することで、中域の周波数レンジのバンディング、及び低域の周波数レンジの回転ムラによって生ずる色ムラを軽減することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

さらに感光体ドラム５１に駆動力を伝達した後に、カップリングディスク４８の回転情報を感光体ドラム駆動モータ４１にフィードバックするフィードバック制御を行うことで、回転ムラと色ムラを軽減することが可能な駆動力伝達方法を提供することができる。

［第２の実施の形態］
図５〜図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構、それを備える画像形成装置、及び像担持体の駆動力伝達方法について説明する。

図５は本実施の形態に係る駆動力伝達機構の概略構成を示すものである。図６、図７は、本実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の分解図であり、図６は像担持体側から見た図、図７は駆動源側から見た図である。

なお、本実施の形態では、画像形成装置の全体構成は第１の実施の形態と同一であり、粘弾性体の配置、検出器の構成が第１の実施の形態と異なる。よって同一の構成についてはその説明を省略し、以下、第１の実施の形態と異なる部分について説明を行う。

（粘弾性体の配置）
上記第１の実施の形態では、ドラム駆動ギア内周に沿って粘弾性体を複数配置し、ドラム駆動ギアとカップリングディスクとが、複数の粘弾性体を介して係合するように構成した。

これに対して本実施の形態では、感光体ドラム８１の回転軸方向の端部に端部フランジ８２を一体に圧入固定し、端部フランジ８２の内周に沿って複数の粘弾性体７７を配置したことを特徴とする（図７）。なお、端部フランジ８２は、感光体ドラム８１と同軸上に回転可能に設けられているものとする。

そして、カップリングディスク７８に一体に設けられた凸形状カップリング部７８ａと、ドラム駆動ギア７６に形成されている凹カップリング部７６ａとを係合させた。

かかる構成によって、ドラム駆動ギア７６に伝達された駆動力は、ドラム駆動ギア７６の凹カップリング部７６ａとカップリングディスク７８の凸形状カップリング部７８ａとの係合によりカップリングディスク７８に伝達される。

そして、カップリングディスク７８から複数の粘弾性体７７を介して駆動力が端部フランジ８２に伝達され、感光体ドラム８１を図中矢印方向に回転駆動させることが可能になる。

このように端部フランジ８２とカップリングディスク７８とを複数の粘弾性体７７を介して係合させることで、粘弾性体７７がドラム駆動ギア７６の回転方向の力を受け、所定の角度の範囲内において回転方向に弾性変形することができる。

よって、感光体ドラム駆動モータ４１の１回転周期の速度変動、ギアの噛合いによる１歯成分の速度変動、及びドラム駆動ギア７６の１回転周期の速度変動、等の定常的な速度変動を吸収した上で、駆動力を感光体ドラム８１に伝達することができる。

（検出器の構成）
本実施の形態では、検出器としてエンコーダスケール７９、エンコーダヘッド６２を設けた。そして、エンコーダスケール７９を端部フランジ８２と一体に形成し、一方でエンコーダヘッド６２をエンコーダ基板９１上に実装した状態で、エンコーダスケール７９と対向する位置に設けた。

なお、本実施の形態のエンコーダスケール７９は反射型のものであり、端部フランジ８２の円周方向に一定の間隔で反射部と非反射部が形成されている。

また、エンコーダスケール７９の回転情報を検出するエンコーダヘッド６２は、不図示の発光部と受光部とが一体となって形成されたものである。

かかる構成によると、エンコーダヘッド６２の発光部から照射される光がエンコーダスケール７９に反射され、反射光のパルス波をエンコーダヘッド６２の受光部で受光することによって、感光体ドラム８１の回転情報を検出することができる。なお、ここでいう回転情報とは、感光体ドラム８１の回転速度変動を指す。

なお、本実施の形態では、エンコーダヘッド６２をエンコーダスケール７９の回転中心に対し１８０度対向する位置に２つ配置した。このように配置することで得られる効果は第１の実施の形態で説明した通りである。

エンコーダヘッド６２の受光部によって検出された、カップリングディスク４８の回転速度変動に基づくパルス波のデータは、エンコーダヘッド６２が実装されているエンコーダ基板９１を介して平均化回路９３に送られる。

その後、平均化回路９３によって処理され、回転速度変動の検出信号となり、この検出信号は感光体ドラム駆動モータ４１の回転を制御する制御回路９４（制御手段）に送られる。

そして制御回路９４において、回転速度変動の検出信号に基づいて、その回転変動量を相殺する（補正する）制御信号がモータ駆動回路９５を通して感光体ドラム駆動モータ４１にフィードバックされる。その結果、感光体ドラム８１の回転速度変動を補正、抑制することが可能になる。

なお、平均化回路９３、制御回路９４、モータ駆動回路９５は、駆動力伝達機構側に設けられるものであっても、画像形成装置側に設けられるものであってもよい。

すなわち、かかる構成によれば、数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度の低域の周波数レンジの回転ムラによって生じる色ムラを軽減させることが可能になる。

以上より、本実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構では、端部フランジ８２とカップリングディスク７８とを粘弾性体７７を介して係合させ、感光体ドラム８１に駆動力を伝達する構成とした。

これにより、感光体ドラム駆動モータ４１の１回転周期の速度変動と、ギアの噛合いによる１歯成分の速度変動によって生じる数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジの回転速度変動を吸収することを可能にした。

よって、これらの速度変動によって生じる数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジの画像上のバンディングを軽減することを可能にした。

それと同時に、検出器としてエンコーダスケール７９とエンコーダヘッド６２とを用い、感光体ドラム８１の回転情報を検出し、一連の制御を通して回転変動量を補正した制御信号を感光体ドラム駆動モータ４１にフィードバックした。

これにより、感光体ドラム８１の回転変動量を補正、抑制することが可能になり、像担持体の回転負荷の変動に起因する、数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度の低域の周波数レンジの回転ムラを抑制することができ、よって色ムラを軽減することが可能になった。

これら２つの作用により、画像上のバンディングと色ムラとが軽減された高画質の画像を感光体ドラム８１の表面に形成することができる。

すなわち、数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジのバンディング、及び数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度である低域の周波数レンジの回転ムラによって生ずる色ムラを軽減することが可能な像担持体の駆動力伝達機構を提供することが可能になる。

また、かかる駆動力伝達機構を画像形成装置に適用することで、中域の周波数レンジのバンディング、及び低域の周波数レンジの回転ムラによって生ずる色ムラを軽減することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

さらに、感光体ドラム８１に駆動力を伝達した後に、感光体ドラム８１の回転情報を感光体ドラム駆動モータ４１にフィードバックするフィードバック制御を行うことで、回転ムラと色ムラを軽減することが可能な駆動力伝達方法を提供することが可能になる。

［第３の実施の形態］
図８〜図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構、それを備える画像形成装置、及び像担持体の駆動力伝達方法について説明する。

図８は本実施の形態に係る駆動力伝達機構の概略構成を示すものである。図９、図１０は、本実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の分解図であり、図９は像担持体側から見た図、図１０は駆動源側から見た図である。

（粘弾性体の配置）
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、ドラム駆動ギア１０６内周に沿って複数の粘弾性体１０７を配置し、粘弾性体１０７を介してドラム駆動ギア１０６とカップリングディスク１０８とを係合させた。なお、カップリングディスク１０８は、ドラム駆動ギア１０６の内周においてドラム駆動ギア１０６と同軸上に配置されている。

かかる構成によって、感光体ドラム駆動モータ４１から駆動力がドラム駆動ギア１０６に伝達され、ドラム駆動ギア１０６が回転することでカップリングディスク１０８が回転駆動することになる。

一方、感光体ドラム１１１の端部には、フランジ１１２が感光体ドラム１１１と一体に圧入固定されており、フランジ１１２には感光体ドラム１１１の回転中心を貫通し、感光体ドラム１１１と一体に回転するドラム軸１１３（回転軸）が設けられている。

そしてドラム軸１１３のドラム駆動ギア１０６側には、カップリングディスク１０８と係合するための凸カップリング１１４が設けられており、凸カップリング１１４がカップリングディスク１０８に一体に形成されている凹カップリング部１０８ａと係合する。

このように、カップリングディスク１０８がドラム駆動ギア１０６とドラム軸１１３の両方に係合することで、ドラム駆動ギア１０６の駆動力がカップリングディスク１０８の凹カップリング部１０８ａから凸カップリング１１４に伝達する。

そしてこのようにして伝達された駆動力により、感光体ドラム１１１が図中矢印方向に回転駆動することになる。

また、ドラム駆動ギア１０６とカップリングディスク１０８との軸方向の位置はストッパー１１０によって規制されるようになっている。

このようにドラム駆動ギア１０６とカップリングディスク１０８とを複数の粘弾性体１０７を介して係合させることで、粘弾性体１０７がドラム駆動ギア１０６の回転方向の力を受け、所定の角度の範囲内において回転方向に弾性変形することができる。

よって、感光体ドラム駆動モータ４１の１回転周期の速度変動、ギアの噛合いによる１歯成分の速度変動、及びドラム駆動ギア１０６の１回転周期の速度変動、等の定常的な速度変動を吸収した上で、駆動力を感光体ドラム１１１に伝達することができる。

（検出器の構成）
本実施の形態では、検出器としてエンコーダスケール１１９、エンコーダヘッド６２を
設けた。そして、エンコーダスケー１１９をフランジ１１２と一体に形成し、一方でエンコーダヘッド６２をエンコーダ基板１２１上に実装した状態で、エンコーダスケール１１９と対向する位置に設けた。

なお、本実施の形態のエンコーダスケール１１９は反射型のものであり、端部フランジ１１２の円周方向に一定の間隔で反射部と非反射部が形成されている。

また、エンコーダスケール１１９の回転情報を検出するエンコーダヘッド６２は、不図示の発光部と受光部とが一体となって形成されたものである。

かかる構成によると、エンコーダヘッド６２の発光部から照射される光がエンコーダスケール１１９に反射され、反射光のパルス波をエンコーダヘッド６２の受光部で受光することによって感光体ドラム１１１の回転情報を検出することができる。なお、ここでいう回転情報とは、感光体ドラム１１１の回転速度変動を指す。

なお、本実施の形態では、エンコーダヘッド６２をエンコーダスケール１１９の回転中心に対し１８０度対向する位置に２つ配置した。このように配置することで得られる効果は第１の実施の形態で説明した通りである。

エンコーダヘッド６２の受光部によって検出された、感光体ドラム１１１の回転速度変動に基づくパルス波のデータは、エンコーダヘッド６２が実装されているエンコーダ基板１２１を介して平均化回路１２３に送られる。

その後、平均化回路１２３によって処理され、回転速度変動の検出信号となり、この検出信号は感光体ドラム駆動モータ４１の回転を制御する制御回路１２４（制御手段）に送られる。

そして制御回路１２４において、回転速度変動の検出信号に基づいて、その回転変動量を相殺する（補正する）制御信号がモータ駆動回路１２５を通して感光体ドラム駆動モータ４１にフィードバックされる。その結果、感光体ドラム１１１の回転速度変動を補正、抑制することが可能になる。

なお、平均化回路１２３、制御回路１２４、モータ駆動回路１２５は、駆動力伝達機構側に設けられるものであっても、画像形成装置側に設けられるものであってもよい。

すなわち、かかる構成によれば、数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度の低域の周波数レンジの回転ムラによって生じる色ムラを軽減させることが可能になる。

以上より、本実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構では、フランジ１１２とカップリングディスク１０８とを粘弾性体１０７を介して係合させ、感光体ドラム１１１に駆動力を伝達する構成とした。

これにより、感光体ドラム駆動モータ４１の１回転周期の速度変動と、ギアの噛合いによる１歯成分の速度変動によって生じる数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジの回転速度変動を吸収することを可能にした。

よって、これらの速度変動によって生じる数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジの画像上のバンディングを軽減することを可能にした。

それと同時に、検出器としてエンコーダスケール１１９とエンコーダヘッド６２とを用
い、感光体ドラム１１１の回転情報を検出し、一連の制御を通して回転変動量を補正した制御信号を感光体ドラム駆動モータ４１にフィードバックした。

これにより、感光体ドラム１１１の回転変動量を補正、抑制することが可能になり、像担持体の回転負荷の変動に起因する、数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度の低域の周波数レンジの回転ムラを抑制することができ、よって色ムラを軽減することが可能になった。

これら２つの作用により、画像上のバンディングと色ムラとが軽減された高画質の画像を感光体ドラム１１１の表面に形成することができる。

すなわち、数十Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度である中域の周波数レンジのバンディング、及び数Ｈｚ〜十数Ｈｚ程度である低域の周波数レンジの回転ムラによって生ずる色ムラを軽減することが可能な像担持体の駆動力伝達機構を提供することが可能になる。

また、かかる駆動力伝達機構を画像形成装置に適用することで、中域の周波数レンジのバンディング、及び低域の周波数レンジの回転ムラによって生ずる色ムラを軽減することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

さらに、感光体ドラム１１１に駆動力を伝達した後に、感光体ドラム１１１の回転情報を感光体ドラム駆動モータ４１にフィードバックするフィードバック制御を行うことで、回転ムラと色ムラを軽減することが可能な駆動力伝達方法を提供することが可能になる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図。 第１の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の概略構成図。 第１の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の分解図。 第１の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の分解図。 第２の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の概略構成図。 第２の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の分解図。 第２の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の分解図。 第３の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の概略構成図。 第３の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の分解図。 第３の実施の形態に係る像担持体の駆動力伝達機構の分解図。

符号の説明

４１ 感光体ドラム駆動モータ
４６ ドラム駆動ギア
４７ 粘弾性体
４８ カップリングディスク
４８ａ凹カップリング部
４９ エンコーダスケール
５１ 感光体ドラム
５２ フランジ
５３ ドラム軸
５４ 凸カップリング
６２ エンコーダヘッド
６３ 平均化回路
６４ 制御回路
６５ モータ駆動回路

Claims (7)

1. 像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
   前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
   前記カップリング部材の回転情報を検出する検出器と、
   を備え、
   駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達機構であって、
   前記駆動ギアと前記カップリング部材は粘弾性体を介して係合しており、
   前記検出器によって検出された前記回転情報に基づいて、前記像担持体の回転を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする像担持体の駆動力伝達機構。
2. 像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
   前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
   前記像担持体の回転情報を検出する検出器と、
   を備え、
   駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達機構であって、
   前記カップリング部材と前記像担持体は粘弾性体を介して係合しており、
   前記検出器によって検出された前記回転情報に基づいて、前記像担持体の回転を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする像担持体の駆動力伝達機構。
3. 像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
   前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
   前記像担持体の回転情報を検出する検出器と、
   を備え、
   駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達機構であって、
   前記駆動ギアと前記カップリング部材は粘弾性体を介して係合しており、
   前記検出器によって検出された前記回転情報に基づいて、前記像担持体の回転を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする像担持体の駆動力伝達機構。
4. 回転駆動する像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
   前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光部材と、
   前記静電潜像に現像剤を供給して前記静電潜像を現像剤像として現像する現像部材と、
   前記現像剤像をシート材上に転写する転写部材と、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の像担持体の駆動力伝達機構と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
   前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
   前記カップリング部材の回転情報を検出する検出器と、
   を備え、
   駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達方法であって、
   前記駆動ギアと前記カップリング部材を粘弾性体を介して係合させて前記像担持体に駆動力を伝達した後に、
   前記検出器によって前記カップリング部材の回転情報を検出し、
   検出された前記回転情報に基づいて前記像担持体の回転変動量を補正するように前記像担持体の回転を制御するフィードバック制御を行うことを特徴とする像担持体の駆動力伝達方法。
6. 像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
   前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
   前記像担持体の回転情報を検出する検出器と、
   を備え、
   駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達方法であって、
   前記カップリング部材と前記像担持体を粘弾性体を介して係合させて前記像担持体に駆動力を伝達した後に、
   前記検出器によって前記像担持体の回転情報を検出し、
   検出された前記回転情報に基づいて前記像担持体の回転変動量を補正するように前記像担持体の回転を制御するフィードバック制御を行うことを特徴とする像担持体の駆動力伝達方法。
7. 像担持体の回転軸と同軸上に配置された駆動ギアと、
   前記駆動ギアと前記像担持体の両方に係合し、前記駆動ギアから前記像担持体に駆動力を伝達するカップリング部材と、
   前記像担持体の回転情報を検出する検出器と、
   を備え、
   駆動源からの駆動力を前記駆動ギアから前記カップリング部材を介して前記像担持体に伝達する像担持体の駆動力伝達方法であって、
   前記駆動ギアと前記カップリング部材を粘弾性体を介して係合させて前記像担持体に駆動力を伝達した後に、
   前記検出器によって前記像担持体の回転情報を検出し、
   検出された前記回転情報に基づいて前記像担持体の回転変動量を補正するように前記像担持体の回転を制御するフィードバック制御を行うことを特徴とする像担持体の駆動力伝達方法。

Images