JP4194207B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体を回転駆動する回転体駆動装置、この回転体駆動装置を用いて像担持体を回転駆動する作像ユニット、中間転写ユニット並びにレーザープリンタ、複写機、ファクシミリ、プロッタープリンタ等の画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のレーザープリンタや複写機、ファクシミリ、プロッタープリンタ等の画像形成装置では、回転体である像担持体の表面に画像情報に応じたレーザービームを照射することにより静電潜像を形成し、この静電潜像を現像してシート状部材の１つである用紙に転写することで画像を形成している。画像形成装置では、回転駆動源からの駆動力を伝達系で像担持体に伝達する回転体駆動装置によって像担持体を回転させている。このような回転体駆動装置では、一般に伝達系や回転駆動源や像担持体の回転方向振動によって共振が発生した場合、像担持体の回転速度変動が大きくなってしまう。そこで、像担持体を支持する回転軸にダイナミックダンパーやフライホイール等の慣性部材を設け、回転体を含む回転体系の慣性やねじりバネ定数を調整することにより、回転体の回転変動が発生していない周波数域に増幅域を設定して、像担持体の回転速度変動を抑えている。
【０００３】
特開平９２２２８２６号公報では、回転体を支持する回転軸へ回転駆動源の駆動力を伝達する伝達系に複数の歯車が用いられ、各歯車の偏心や歯車の噛み合いによる回転軸の速度変動の各周波数が、伝達系の周波数応答における減衰領域に収まるように、回転軸に装着される慣性部材の慣性質量や歯車の回転数や歯数を設定するように構成して、周波数の振動増幅を抑制する回転体駆動装置が提案されている。
【０００４】
特開平１０３３３３８５号公報では、回転体としての像担持体に歯車列を介して駆動力する回転駆動源の駆動軸に、ダイナミックダンパー又はフライホイールを設け、回転駆動源の共振による振動の増幅を駆動軸上に設けられたダイナミックダンパー又はフライホイールの効果によって抑えることで、像担持体の振動を低減させて、その表面上に形成される潜像に画像乱れが発生するのを防止する装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
画像形成の分野では、画像データの処理やメモリー等に関するデジタル技術の進歩に伴い、高解像度及び高階調性が要求されている。特にデジタル技術の導入により画質の向上が進められたデジダル方式の画像形成装置等においては、レーザーによる書き込みの１ラインごとの位置精度が厳しく要求される。この位置精度を支配する要因の１つとして、像担持体を支持する回転体系や、回転体系を回転駆動する回転駆動源を有する駆動系や駆動系と回転体系を伝達する伝達系で発生する振動による像担持体の回転速度変動が挙げられる。像担持体の回転速度がある周波数で変動した場合、画像は一定間隔の濃淡となり、濃度ムラを生じることとなる。このため、これら駆動系や伝達系や回転体系における振動の低減が高品質な画像を得られる製品の開発上で重要な技術となる。
【０００６】
特開平１０３３３３８５号公報では、回転駆動源の駆動軸にダイナミックダンパー又はフライホイールを設け、これら部材の効果により回転駆動源の共振による振動の増幅を抑えることで像担持体の振動を低減させている。しかし、回転駆動源から回転体までの間において、加振源は多数存在するので、加振源の１つである回転駆動源の振動だけを低減しても、別な加振源で共振が発生してしまえば、像担持体の振動が増幅してしまう。
【０００７】
回転体駆動装置を用いて回転体を回転駆動する場合、回転体の回転速度変動に有効に寄与する加振源はある程度決まっている。このため、加振周波数によるねじり方向共振の影響を減らすことができれば、回転体の回転速度変動を低減させる上で有効となる。
【０００８】
人間がある物体の上に形成されるラインのズレを、ズレと認識する画像の可視感度は、個人差があるものの、およそあるラインピッチの範囲において目につきやすいといわれている。このような可視感度と像担持体の回転速度の関係とを見てみると、像担持体の線速（回転速度）をラインピッチで割ることで像担持体に対する可視化空間周波数が求められる。例えば、ラインピッチを０．３〜２ ｌｉｎｅ／ｍｍの範囲とし、現在一般的に使用されている像担持体の線速（回転速度）をこのラインピッチで割ると、可視化空間周波数の範囲が数Ｈｚから数百Ｈｚ程度という広い周波数領域となる。このため、高画質を得るためには、このような広い周波数域における画像のズレ、すなわち像担持体の回転速度変動を回避することが要求されることになる。また、画像形成装置における画像形成速度の高速化が進むと、像担持体の回転速度が高速化するため、現状よりもさらに高周波数帯域での振動発生が想定され、より広範囲な周波数領域での振動発生を低減することが望まれる。
【０００９】
本発明は、回転体駆動装置で発生する共振を抑えて、回転体の回転速度変動を効果的かつ、広範囲で低減することが可能な回転体駆動装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、回転体駆動装置で発生する共振を抑えて、像担持体の回転速度変動を効果的かつ、広範囲で低減して高画質化を図れる作像ユニットや中間転写ユニットや画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転体から回転駆動源までの間に存在するねじり方向の共振に着目し、加振源で発生する加振周波数と装置の共振周波数が一致しないような構成することを基本思想としている。すなわち、加振源から発生する様々な加振周波数に対して共振が発生しないように、装置の構成要素の慣性やバネ定数を効果的に設定することで、回転体の回転速度変動を低減させるものである。
【００１１】
請求項１記載の発明は、回転体を支持する回転体系と、この回転体系を回転駆動する回転駆動源を有する駆動系と、回転体系と駆動系とを連結する伝達系とを備えた回転駆動装置において、回転駆動源で発生する回転周波数をｆ_moとしたとき、回転体系で発生する共振時の周波数あるいは伝達系で発生する共振時の周波数の少なくとも一方が、回転周波数ｆ_mo又はそのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように、回転体系又は伝達系の少なくとも１つを構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項１記載の発明は、回転体系が回転体と一体回転可能に設けられた回転軸と、回転軸と一体回転可能に設けられたフライホイール及び回転体歯車を備え、回転体系で発生する共振時の周波数が、フライホイールと回転体の間で発生するねじり振動周波数ｆ_ｓｈと、回転体歯車のねじり振動周波数ｆ_ｇｅであり、ねじり振動周波数ｆ_ｓｈ又はねじり振動周波数ｆ_ｇｅの少なくとも一方が、回転周波数ｆ_ｍｏ又はそのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように回転体系を構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の回転体駆動装置において、伝達系が、回転駆動源の駆動軸と一体回転可能に設けられ回転体歯車と噛合する歯車を有し、伝達系で発生する共振時の周波数が、回転体歯車と歯車の噛合部に発生する相対振動周波数ｆ_ｇｇであり、この相対振動周波数ｆ_ｇｇが、少なくとも回転周波数ｆmo又はそのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように、回転体系又は伝達系の少なくとも１つを構成したことを特徴としている。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の回転体駆動装置において、伝達系が、回転駆動源の駆動軸と回転体歯車とを連結する複数の歯車を有し、伝達系で発生する共振時の振動数が、回転体歯車及び複数の歯車間にそれぞれ発生する相対振動周波数ｆ_ｇｇであり、これら相対振動周波数ｆ_ｇｇが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏ又はそのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように、回転体系又は伝達系の少なくとも１つを構成したことを特徴としている。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、少なくともねじり振動周波数ｆ_ｓｈが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、回転体の慣性を設定したことを特徴としている。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の回転体駆動装置において、回転体の慣性を、回転体の肉厚を変化させることにより設定することを特徴としている。
【００１７】
請求項６、７記載の発明は、請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、少なくともねじり振動周波数ｆ_ｓｈが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、回転軸の軸径や長さを設定したことを特徴としている。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、相対振動周波数ｆ_ｇｇが少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、回転体歯車又は伝達系の各歯車のうちの少なくとも一方の剛性を設定したことを特徴としている。
【００１９】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の回転体駆動装置において、回転歯車や伝達系の各歯車の剛性を、それぞれの材質、形状を変化させることにより設定したことを特徴としている。
【００２０】
請求項１０記載発明は、請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、相対振動周波数ｆ_ｇｇが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、回転体歯車又は伝達系の各歯車のうちの少なくとも一方の慣性を設定したことを特徴としている。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の回転体駆動装置において、回転歯車、や伝達系の各歯車の慣性を、それぞれの質量を変化させることにより設定したことを特徴としている。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、回転体が、回転軸と一体回転可能に設けられた一対のフランジ部と、各フランジ部の間に配置され、各フランジ部と一体化された筒部とを有し、ねじり振動周波数ｆ_ｓｈが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、各フランジ部の剛性を設定したことを特徴としている。
【００２３】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の回転体駆動装置において、フランジ部の剛性を、フランジ部の材質や形状を変化させることにより設定したことを特徴としている。
【００２４】
請求項１４記載の発明は、像担持体を有し、画像形成装置本体に着脱可能な作像ユニットにおいて、像担持体を請求項１ないし１３の何れか１つに記載の回転体駆動装置で回転駆動することを特徴としている。
【００２５】
請求項１５記載の発明は、トナー像が転写される像担持体を有する中間転写ユニットにおいて、像担持体を請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の回転体駆動装置で回転駆動することを特徴としている。
【００２６】
請求項１６記載の発明は、像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、像担持体を請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の回転体駆動装置で回転駆動することを特徴としている。
【００２７】
請求項１７、１８記載の発明は、請求項１６記載の画像形成装置において、像担持体が感光体ドラム又は中間転写ドラムであることを特徴としている。
【００２８】
請求項１９記載の発明は、複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、複数の像担持体をそれぞれ請求項１ないし１３の何れか１つに記載の回転体駆動装置を用いて回転駆動することを特徴としている。
【００２９】
請求項２０記載の発明は、像担持体を回転させ、この像担持体の表面に画像を形成する画像形成方法において、像担持体を請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の回転体駆動装置を用いて回転しながら像担持体の表面に画像を形成することを特徴としている。
【００３０】
請求項２１記載の発明は、複数の像担持体を回転させ、各像担持体の表面に異なる色の画像を形成する画像形成方法において、各像担持体を請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の回転体駆動装置を用いて回転しながら各像担持体の表面に画像を形成することを特徴としている。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される回転体駆動装置の基本的構成を示す斜視図である。図１において、回転体駆動装置は、回転体１を回転可能に支持する回転体系６０と、この回転体系６０を回転駆動する回転駆動源としての電動モータ５を有する駆動系６１と、回転体系６０と駆動系６１とを連結する伝達系６２とを備えている。
【００３２】
回転体系６０は、回転体１と一体回転可能に設けられた円柱状の回転軸２と、回転軸２と一体回転可能に設けられたフライホイール４及び回転体歯車としての最終段歯車３を備えている。回転体１は、回転軸２と一体回転可能に設けられた一対のフランジ部７，７と、フランジ部７，７の間に配置され、各フランジ部と一体化された筒部１ａとから構成されている。各フランジ部７は円形であって、その中心が回転軸２の回転中心と略一致するように回転軸２に固定されている。フライホイール４は回転軸２の端部に固定され、最終段歯車３はフライホイール４とフランジ部７の間に位置する回転軸２に固定されている。回転軸２は、図示しない軸受を介して図示しないフレームなどの基部に回転自在に支持されている。これら回転体系６０は、最終段歯車３が回転すると、その構成要素全てが一体回転するように構成されている。
【００３３】
伝達系６２は、電動モータ５の駆動軸８に固定されて駆動軸８と一体回転可能に設けられた駆動歯車６を備えている。この駆動歯車６は、最終段歯車３と噛合する。駆動系６１は、電動モータ５、駆動軸８及び駆動歯車６で構成されている。
【００３４】
回転体駆動装置では、電動モータ５が通電されて駆動すると、駆動軸８が回転して駆動歯車６、最終段歯車３を介して回転軸２が回転し、回転軸２と一緒にフライホイール４及び回転体１が回転駆動する。
【００３５】
このような回転体駆動装置では、いくつかの回転変動モードを持っている。その中で回転体1の回転に影響を与え可能性のあるものとしては、駆動系６１や回転体系６０や伝達系６２での振動モードがある。回転体系６０の振動モードは、図２に示すように、回転軸２とフランジ部７を介することにより発生する回転体１とフライホイール４の間のねじり振動モードや、図３に示すように、フライホイール４と回転体１の間で最終段歯車３がねじれる振動モードである。伝達系における振動モードは、図４に示すように、回転体１、回転軸２、最終段歯車３及びフライホイール４を一体とした回転体系６０と、電動モータ５及び駆動軸８と一体の駆動歯車６を備えた駆動系６１とを連結する伝達系６２での相対振動モードである。この相対振動モードは、駆動歯車６と最終段歯車３との間で発生するものである。また、駆動系６１の振動モードは、電動モータ８の回転によって発生する駆動軸８上の回転変動モードである。
【００３６】
（第１の実施の形態）
これら振動モード、すなわち、図１に示す回転体系６０、駆動系６１、伝達系６２では、特有の周波数において共振を引き起こす。これら共振周波数が加振源となる振動の周波数と一致、あるいはその近傍になると、回転体駆動装置側が共振して回転体１の回転に影響を与えるので、回転体系６０、駆動系６１、伝達系６２で発生する共振時の周波数が加振周波数とずれるように、回転体系６０、駆動系６１又は伝達系６２のうちの少なくとも１つを構成する。
【００３７】
各振動モードは、図５に示すように、慣性とバネを用いた振動モデルに置き換えることにより、各振動モードの共振周波数を算出することができる。図５において、Ｊ１はフライホイール４に相当し、Ｊ２は最終段歯車３に相当し、Ｊ３は回転体１に相当する。また、Ｋ１はフライホイール４と最終段歯車３間のねじりバネに相当し、Ｋ２は最終段歯車３と回転体１との間のねじりバネに相当し、Ｋ３は最終段歯車３と駆動歯車６との噛合部のねじりバネに相当する。
【００３８】
例えば、加振源が駆動系６１であるときには、回転体系６０で発生する共振時の周波数と伝達系６２で発生する共振時の周波数とが、駆動系６１で発生する周波数とずれるように構成すればよい。本形態において、駆動系６１で発生する加振周波数は、電動モータ５の駆動軸８の回転によって発生する回転周波数ｆ_moであり、回転体系６０で発生する周波数は、フライホイール４と回転体１の間で発生するねじり振動周波数ｆ_shと、最終段歯車３のねじり振動周波数ｆ_geとからなる。伝達系６２で発生する周波数は、最終段歯車３と駆動歯車６間で発生する相対振動周波数ｆ_ggである。
【００３９】
図６は、減衰比０．０１の場合における加振周波数／共振周波数の振動伝達率を示す。同図に示すように、加振周波数／共振周波数が１のとき、すなわち本形態において加振周波数となる回転周波数ｆ_moと、共振周波数となるねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_ge及び相対振動周波数ｆ_ggとが一致するときに振動伝達率が最大となる。図６の場合においては減数比０．０１で振動伝達率が１００倍となる。減衰比の設定によっては、振動伝達率が増幅されることもある。
【００４０】
このため、回転体系６０におけるねじり振動周波数ｆ_shとねじり振動周波数ｆ_ge、及び伝達系６２における相対振動周波数ｆ_ggが、加振源である電動モータ５の回転周波数ｆ_moと一致又は近傍に存在しないように、回転体系６０や伝達系６２を構成することで、電動モータ５の回転周波数ｆ_moでの共振は発生せず、低振動な回転体駆動装置となり、共振が原因となる回転体１の回転変動を低減することができる。さらに、加振周波数と共振周波数の関係が、加振周波数／共振周波数（回転周波数ｆ_mo／ねじり振動周波数ｆ_sh，ねじり振動周波数ｆ_ge，相対振動周波数ｆ_gg）＞√２以上の場合、振動伝達率は１以下で振動低減領域となるため、より低振動な回転体駆動装置となり、共振が原因となる回転体１の回転変動をより低減することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
本形態は、ねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_ge、相対振動周波数ｆ_ggが回転周波数ｆ_moのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように、回転体系６０と伝達系６２とを構成したものである。
【００４２】
図１に示す回転体駆動装置においては、回転体系６０や駆動系６１及び伝達系６２を構成する回転体１、最終段歯車３、フライホイール４、駆動歯車６等が、質量の分布を持つ場合や回転の重心がずれている場合、あるいはそれぞれの部材の結合方法等により偏芯が生じる。また、電動モータ５の回転は、このモータに対して時間的に異なる電流を流す巻線群の数の相数と、モータの界磁に形成されるＮ極とＳ極の合計の数である極数により回転に変動を生じる。この変動は、モータの種類によって様々であり、各モータの種類ごとに僅かではあるがトルク変動を生じる。
【００４３】
このトルク変動の発生する周波数は、モータの回転周波数×１回転当たりの相数であり、モータの回転周波数×１回転当たりの相数×極数のように、電動モータ５の回転周波数ｆ_moの整数倍なることが多い。このため、回転体系６０における共振時の周波数となるねじり振動周波数ｆ_sh及びねじり振動周波数ｆ_geと、伝達系６２における共振時の周波数となる相対振動周波数ｆ_ggとが、電動モータ５の回転周波数ｆ_moの整数倍（１、２、３・・）の周波数と一致又は近傍に存在しないように、回転体系６０及び伝達系６２を構成することで、これら振動モードによる共振は発生せず、低振動な回転体駆動装置となり、共振が原因となる回転体１の回転変動を低減することができる。
【００４４】
（第３の実施の形態）
本形態は、図１に示す回転体駆動装置において、ねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_ge及び相対振動周波数ｆ_ggが、回転周波数ｆ_moと一致せず、かつその近傍にも存在しないように、回転体１の慣性を設定したものである。
【００４５】
図１に示す回転体駆動装置では、回転体系６０を構成するフライホイール４や回転体１等の慣性が、駆動歯車６や駆動軸８等の駆動系６１の慣性と比較した場合、かなり大きなものとなっている。このため、図７に示すように、ねじり振動モデルを単純化することで、回転体系６０のねじり振動周波数ｆ_shやねじり振動周波数ｆ_geが発生する、およその発生周波数が算出可能である。図７のねじり振動モデルにより、回転体系６０におけるねじり振動周波数ｆ_sh及びねじり振動周波数ｆ_geは、下記式（１）により算出可能である。
【００４６】
【数１】

【００４７】
例えば、Ｊ１＝１．７７ｅ^{‐ 3}，Ｊ２＝８．７１ｅ^{‐ 5}，Ｊ３＝４．６８ｅ^{‐ 3}，Ｋ１＝２．６５ｅ⁴，Ｋ２＝４．６９ｅ³としたとき、フライホイール４と回転体１のねじり振動周波数数ｆ_shは、約２７７Ｈｚとなる。ここで、筒部の厚さを変化させることで回転体１の質量を変更し、回転体１の慣性をＪ３´＝１．６４ｅ^{‐ 3}と設定することにより、ねじり振動周波数ｆ_shは約３４３Ｈｚとなる。したがって、少なくとも電動モータ５の回転周波数ｆ_mo、好ましくは回転周波数ｆ_mo及び相対振動周波数ｆ_ggと一致せず、その近傍にもねじり振動周波数数ｆ_shが存在しないように回転体１の慣性を設定することで、相対振動周波数ｆ_ggや回転周波数ｆ_moとの共振を防ぐことができ、低振動な回転体駆動装置となって、共振が原因となる回転体１の回転変動を低減することができる。また、回転体１の肉厚を変化させることで、慣性を設定しているので、回転体１の外形を変化させることなく慣性を変更でき、容易な設計変更により回転体１の回転変動を低減することができる。
【００４８】
（第４の実施の形態）
本形態は、図１に示す回転体駆動装置において、ねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_ge及び相対振動周波数ｆ_ggが回転周波数ｆ_moと一致せず、かつその近傍にも存在しないように、回転軸２の軸径を設定したものである。
【００４９】
回転体駆動装置に発生するねじり振動の共振周波数をシフトさせる手段として、回転軸２の軸径を変化させて設定する方法がある。回転軸２の軸径は、回転体系６０におけるねじり振動のバネ定数に関わり、バネ定数を変化させることで回転体系６０の共振周波数、すなわち、ねじり振動周波数ｆ_shやねじり振動周波数ｆ_geを容易に変化させることが可能である。また、回転軸２のような円柱のねじりバネ定数は、公知である下式（２）により、算出することができる。
【００５０】
【数２】

【００５１】
例えば、Ｊ１＝２．５３ｅ^{‐ 3}，Ｊ２＝８．７１ｅ^{‐ 5}，Ｊ３＝２．３４ｅ^{‐ 3}，Ｋ１＝３．７９ｅ⁴，Ｋ２=６．７０ｅ³のとき、フライホイール４と回転体１のねじり振動周波数ｆ_shは、３４３Ｈｚとなる。このときのＫ２は、回転軸２のねじりバネ定数であり、直径ｄ：１８ｍｍ、長さｌ：１２４ｍｍ、Ｇ：８．０４ｅ¹⁰のものである。そこで、直径ｄの値を２２ｍｍに変更すると、Ｋ２の値は、１．４９ｅ⁴となる。この場合の、フライホイール４と回転体１のねじり振動周波数ｆ_shは、３６４．１Ｈｚとなり、軸径を変化させることで共振周波数を容易に変化させることができる。このように、少なくとも回転周波数ｆ_mo、好ましくは回転周波数ｆ_mo及び相対振動周波数ｆ_ggと一致せず、その近傍にもねじり振動周波数ｆ_shやねじり振動周波数ｆ_geが存在しないように、軸径を変化させることで、回転周波数ｆ_moや相対振動周波数ｆ_ggとの共振を防ぐことができ、低振動な回転体駆動装置となって、共振が原因となる回転体１の回転変動を低減することができる。また、回転軸２の軸径を変化させると、回転体系６０、駆動系６１、伝達系６２の位置関係を変更させなくても回転体１の回転変動を低減することができるので、既存のレイアウトを変更しなくて済み、装置の共通化やコスト低減を図れる。
【００５２】
（第５の実施の形態）
本形態は、図１に示す回転体駆動装置において、ねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_ge及び相対振動周波数ｆ_ggが回転周波数ｆ_moと一致せず、かつその近傍にも存在しないように、回転軸２の長さを設定したものである。
【００５３】
回転軸２の軸径と同様に回転軸２の長さを変更すると、回転体系６０におけるねじり振動のバネ定数の変更が可能であり、共振周波数を変化させることができる。上式（２）から分かるように、回転軸２の長さｌを２倍にした場合、Ｋの値は１／２となる。バネ定数が変化すると、回転体系６０に発生する共振周波数としてのねじり振動周波数数ｆ_shとねじり振動周波数ｆ_geを容易に変化させることができる。このため、少なくとも回転周波数ｆ_mo、好ましくは回転周波数ｆ_mo及び相対振動周波数ｆ_ggと一致せず、その近傍にもねじり振動周波数ｆ_shとねじり振動周波数ｆ_geが存在しないように、軸長を変化させることで、回転周波数ｆ_moや相対振動周波数ｆ_ggとの共振を防ぐことができ、低振動な回転体駆動装置となって、共振が原因となる回転体１の回転変動を低減することができる。また、回転軸２の軸長を変化させるという部分的な変更で、回転体１の回転変動を低減することができるので、大幅なレイアウト変更しなくて済み、装置の共通化やコスト低減を図れる。
【００５４】
（第６の実施の形態）
本形態は、図１に示す回転体駆動装置において、ねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_ge及び相対振動周波数ｆ_ggが回転周波数ｆ_moと一致せず、かつその近傍にも存在しないように、最終段歯車３又は駆動歯車６の少なくとも一方の剛性を設定したものである。
【００５５】
図１に示す最終段歯車３や駆動歯車６の剛性が大きく影響を及ぼす振動モードは、回転体系６０と駆動系６１の間に発生する相対振動モードである。この相対振動モードは、図１に示す回転体１、回転軸２、フライホイール４、最終段歯車３等の、回転軸２と連結されている要素の慣性を、回転体系６０の慣性Ｊ_{Dall_1}とし、図１に示す電動モータ５及び駆動歯車６などの電動モータ５と連結されている要素の慣性を、駆動系６１の慣性Ｊ_{Mall_1}とし、最終段歯車３の半径をｒ_D、駆動歯車６の半径をｒ_M、両歯車間の剛性に依存するバネ定数をＫ_geとしたとき、回転体系６０及び駆動系６１の相対振動モードを、下式（３）によって算出することが可能である。
【００５６】
【数３】

【００５７】
図１に示す回転体駆動装置では、回転体系６０の慣性Ｊ_{Dall_1}が、回転体１やフライホイール４等の慣性の大きな部品から構成されているため、駆動系６１の慣性Ｊ_{Mall_1}と比較しても十分に大きなものとなる。したがって、図５に示す相対振動が発生する振動モデルは、図８に示すように、さらに簡略化するした振動モデルとして考えることが可能である。図８の構成において、慣性Ｊ_{Dall_1}の大きい回転体系６０は固定端とみなした。同図の振動モデルで発生する周波数は、下式（４）で表される。
【００５８】
【数４】

【００５９】
上式（４）に示すように、バネ定数Ｋの値は発生する周波数に大きく影響を与え、ここでは図１に示す駆動系６１の回転周波数ｆ_moや回転体系６０のねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_geと、伝達系６２の相対振動周波数ｆ_ggとを一致又は近傍に存在しないように設定することで、ねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_geや回転周波数ｆ_moとの共振を防ぐことができる。
【００６０】
例えば、図１に示す駆動歯車６と最終段歯車３との間のバネ定数は、最終段歯車３や駆動歯車６にリブを追加、歯車の厚さを変更する等の形状変更による剛性変化のほか、形状変更を行わなくても、材質を例えば樹脂製から金属製に変更することにより剛性を変化させることでも、変化させることが可能である。
【００６１】
このように、伝達系６２におけるバネ定数を変化させることで、伝達系６２に発生する共振周波数としての相対振動周波数ｆ_ggを容易に変化させることができる。このため、少なくとも回転周波数ｆ_mo、好ましくは回転周波数ｆ_mo及びねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_geと一致せず、その近傍にも相対振動周波数ｆ_ggが存在しないように、駆動歯車６や最終段歯車３の剛性を変化させることで、回転周波数ｆ_moやねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_geとの共振を防ぐことができ、低振動な回転体駆動装置となって、共振が原因となる回転体１の回転変動を低減することができる。また、回転体歯車３や駆動歯車６の剛性を変化させるという部分的な変更で、回転体１の回転変動を低減することができるので、大幅なレイアウト変更しなくて済み、装置の共通化やコスト低減を図れる。
【００６２】
（第７の実施の形態）
本形態は、図１に示す回転体駆動装置において、ねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_ge及び相対振動周波数ｆ_ggが回転周波数ｆ_moと一致せず、かつその近傍にも存在しないように、駆動歯車６の慣性を設定したものである。
【００６３】
バネ定数を変化させることと同様に、回転体系６０と駆動系６１の間に発生する相対振動モードを決定するパラメータの１つである駆動系６１の慣性値も相対振動周波数ｆ_ggに大きく影響を与える。慣性を大きくすれば振動周波数は低くなり、小さくすれば高くなる。駆動系６１の慣性値を変化させる方法の１つとして、駆動歯車６を密度の異なる材質にすることで容易に変更することができる。また、駆動系６１にフライホイールのような慣性質量を付加する方法などによっても、慣性値の変更は容易である。
【００６４】
このように、相対振動周波数ｆ_ggを、少なくとも回転周波数ｆ_mo、好ましくは回転周波数ｆ_mo、ねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_geと一致せず、その近傍にも相対振動周波数ｆ_ggが存在しないように、駆動歯車６の慣性を変更することで、回転周波数ｆ_moやねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_geとの共振を防ぐことができ、低振動な回転体駆動装置となって、共振が原因となる回転体１の回転変動を低減することができる。
【００６５】
相対振動周波数ｆ_ggに影響を与える要素としては、駆動歯車６の慣性のほかに、回転体歯車２の慣性も挙げられる。このため、回転体歯車２を密度の異なる材質にして、回転体系６０と駆動系６１の間に発生する相対振動周波数ｆ_ggを変化させて、回転周波数ｆ_moやねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_geと共振しないように調整しても、低振動な回転体駆動装置となり、共振が原因となる回転体１の回転変動を低減することができる。なお、駆動歯車６及び回転体歯車２の双方の慣性を調整して相対振動周波数ｆ_ggを共振しないように設定しても無論構わない。
【００６６】
本形態においては、回転体歯車３や駆動歯車６の慣性を変化させるという部分的な変更で、回転体１の回転変動を低減することができるので、大幅なレイアウトを変更しなくて済み、装置の共通化やコスト低減を図れる。
【００６７】
（第８の実施の形態）
本形態は、図１に示す回転体駆動装置において、回転体１のフランジ部７の剛性に着目し、ねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_ge及び相対振動周波数ｆ_ggが回転周波数ｆ_moと一致せず、かつその近傍にも存在しないように、フランジ部７の剛性を設定したものである。
【００６８】
各フランジ部７の剛性を変化させると、回転体系６０のバネ定数を変化させることが可能となり、回転体系６０のねじり振動周波数のうち、特にねじり振動周波数ｆ_shに大きく影響を与える。図１に示す回転体駆動装置の構成において、回転体１に装着するフランジ部を、図９に示すように、有底筒部７１の底部に回転軸２を挿通する軸受部７２が形成され、有底筒部７１に唾部７３が形成された樹脂製のフランジ部７０とした場合と、図１０に示すように、軸受部８２が円板８１から突出成形されたアルミ製のフランジ部８０とした場合の、回転体系６０のねじり振動周波数ｆ_shの比較を行った。
【００６９】
その結果、図９に示すような樹脂製のフランジ部７０を使用した場合は、１８８．３Ｈｚで共振が発生したのに対して、図１０に示したアルミ製のフランジ部８０を使用した場合には、３１１．４Ｈｚで共振が発生した。無論各フランジ部７０，８０の慣性の変化も多少は影響しているが、回転体系６０の慣性に対する割合は小さい。このため、フランジ自身の剛性を変化させると、主に図５に示すＫ２が変化して共振の発生する周波数を変化させられる。このため、加振源となる電動モータ５の回転周波数ｆ_moや相対振動周波数ｆ_ggの影響を受けないように、フランジ部７の剛性を調整することで、共振を抑えられ、低振動な回転体駆動装置となって、共振が原因となる回転体１の回転変動を低減することができる。また、フランジ部７の剛性を変化させるという部分的な変更で、回転体１の回転変動を低減することができるので、大幅なレイアウト変更しなくて済み、装置の共通化やコスト低減を図れる。
【００７０】
（第９の実施の形態）
本形態にかかる回転体駆動装置は、図１１に示すように、回転体系６０と駆動系６１とを連結する伝達系６２Ａに、複数の歯車を用いて多段化したものである。伝達系６２Ａは、最終段歯車３と電動モータ５の駆動軸８に固定した駆動歯車６と歯車９Ａ、９Ｂを介して連結したものである。歯車９Ａ，９Ｂは、図示しない軸にそれぞれ回転自在に支持されて互いに噛合している。歯車９Ａは、最終段歯車３にも噛合し、歯車９Ｂは駆動歯車６にも噛合している。
【００７１】
図１１に示す回転体駆動装置における、各振動モードは、図１２に示すように、慣性とバネを用いた振動モデルに置き換えることにより、各振動モードの共振周波数を算出することができる。図１１において、Ｊ１はフライホイール４に相当し、Ｊ２は回転体歯車３に相当し、Ｊ３は回転体１に相当し、Ｊ４は歯車９Ａに相当し、Ｊ５は歯車９Ｂに相当し、Ｊ６は駆動歯車に相当する。また、Ｋ１はフライホイール４と最終段歯車３間のねじりバネに相当し、Ｋ２は最終段歯車３と回転体１との間のねじれバネに相当し、Ｋ３は回転体歯車３と歯車９Ａとの噛合部のねじりバネに相当し、Ｋ４は歯車９Ａと歯車９Ｂとの噛合部のねじりバネに相当し、Ｋ５は歯車９Ｂと駆動歯車６との噛合部のねじりバネに相当する。
【００７２】
図１１に示す振動モデルから明らかなように、伝達系６２Ａが複数の歯車で構成されて多段となった場合には、歯車数の増大によりそれぞれの歯車の噛み合いに対して各歯車の剛性に関するバネ要素が追加される振動モデルとなる。したがって、これらの歯車間で発生する噛み合いにより発生する各相対振動周波数ｆ_ggを、回転体歯車、駆動歯車６、歯車９Ａ，９Ｂの剛性や慣性を調整して、回転体系６０や駆動系６１で発生する振動周波数とずれるように設定することで、共振を抑えられ、低振動な回転体駆動装置となって、共振が原因となる回転体１の回転変動を低減することができる。
【００７３】
第３から第９の実施の形態における説明では、ねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_ge、相対振動周波数ｆ_gg等を、主に回転周波数ｆ_moと一致せず、その近傍にも存在しないように、回転体系６０、駆動系６１、伝達系６２，６２Ａを構成する各要素を調整したが、第２の実施の形態で説明したように、回転周波数ｆ_moのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように、回転体系６０、駆動系６１、伝達系６２、６２Ａを構成する各要素を調整しても無論構わない。
【００７４】
第１のから第９の実施の形態においては、回転体系６０、駆動系６１、伝達系６２，６２Ａにおけるバネ定数に対する減衰を一定値とみなして説明したが、図１３に示すように減衰値を考慮した振動モデルを考えてみる。図１３に示す振動モデルにおいて、Ｃ１は、図５に示す振動モデルのねじりバネＫ１の減衰を、Ｃ２はねじりバネＫ２の減衰を、Ｃ３はねじりバネＫ３の減衰をそれぞれ示す。
【００７５】
これら減衰Ｃ１から減衰Ｃ３は、図１に示す回転体系６０、駆動系６１、伝達系６２の要素である回転体１、回転軸２、フランジ部７、回転体歯車３、フライホイール４、駆動歯車６、駆動軸８の材質により異なる。このように減衰が異なっても、各形態で述べたように各部を構成すること、各形態における効果を得られる。
【００７６】
図１４は、減数比の相違による加振周波数と共振周波数の比に対する振動伝達率を示すものである。同図に示すように、加振周波数と共振周波数の比が１のとき、すなわち加振周波数となる回転周波数ｆ_moと、共振周波数となるねじり振動周波数ｆ_sh、ねじり振動周波数ｆ_ge及び相対振動周波数ｆ_ggとが一致するときに、振動伝達率が最大となる。しかし、その最大値は、減衰比ζにより決定される。減衰比ζが大きいほど振動伝達率を低減することができ、低振動な回転体駆動装置となり、共振が原因となる回転体１の回転変動をより低減することができる。また、図１４においても、加振周波数／共振周波数が√２よりも大きい場合に、振動伝達率は１以下にとなるため、より低振動な回転体駆動装置となり、共振が原因となる回転体１の回転変動をより低減することができる。
【００７７】
各形態において、回転周波数ｆ_moの近傍あるいは回転周波数ｆ_moのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数の近傍とは、図６，図１４において、加振周波数／共振周波数の値が√１／２〜√２以下の範囲を外れた範囲が好ましい。
【００７８】
各実施の形態において、回転系６０、駆動系６１、伝達系６２のねじりバネＫは、回転体１、最終段歯車３、フライホイール４の回転軸２に対する取付け強度や、駆動軸８に対する駆動歯車６の取付け強度等が影響するので、各部の取付け強度を振動モデルに反映させるの場合には、適宜各系におけるＫの値を変化させればよい。
【００７９】
各実施の形態で説明した回転体駆動装置によって回転駆動される回転体としては、シート状部材を搬送するローラ部材やベルト、画像形成装置の像担持体が挙げられる。シート状部材としては、磁気カードやＩＣカードやプリペイドカード等に代表される情報の記録や再生を行えるカード類がその一例として挙げられる。このようなカード類を搬送するローラ部材を回転駆動するのに、各形態で説明した回転体駆動装置を用いると、ローラ部材の回転変動を抑えることができるので、カード類の搬送のバラツキを低減することができ、情報の記録や再生を良好に行うことができる。
【００８０】
シート状部材としては、画像形成装置全般で使用される用紙やＯＨＰ用のシートのほかに、葉書、名刺、封筒類、紙幣等が挙げられる。これらシート状部材を搬送するローラ部材を回転駆動するのに、各形態で説明した回転体駆動装置を用いると、シート状部材の搬送を安定させることができ、ジャムやシート状部材に対する様々な処理を良好に行うことができる。
【００８１】
（第１０の実施の形態）
図１５は、本発明が適用された画像形成装置としてのカラー複写機を示す。図１５において、符号１０で示す画像形成装置の装置本体は、その外装ケース１１内の中央よりもやや右寄りに、回転体の一例である像担持体としてのドラム状の感光体ドラム（以下「感光体ドラム」と記す）１２を備えている。感光体ドラム１２の周りには、その上に設置されている帯電器１３から矢示の回転方向（反時計方向）へ順に、現像手段としての回転型現像装置１４、中間転写ユニット１５、クリーニング装置１６、除電器１７などが配置されている。このうち、感光体ドラム１２、帯電器１３、回転型現像装置１４、クリーニング装置１６、除電器１７は、１つの作像ユニット９０として、装置本体１０に対して着脱可能となっている。
【００８２】
これらの帯電器１３、回転型現像装置１４、クリーニング装置１６、除電器１７の上には、露光手段としての光書込み装置、例えばレーザー書込み装置１８が設置される。回転型現像装置１４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した、現像ローラ２１を有する現像器２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを備え、図示しない中心軸まわりに回動して各色の現像器２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを選択的に感光体ドラム１２の外周に対向する現像位置へ移動させる。
【００８３】
中間転写ユニット１５は複数のローラ２３に像担持体としての無端状の中間転写体、例えば中間転写ベルト２４が掛け渡され、この中間転写ベルト２４は感光体ドラム１２に当接される。中間転写ベルト２４の内側には転写装置２５が設置され、中間転写ベルト２４の外側には転写装置２６及びクリーニング装置２７が設置されている。クリーニング装置２７は中間転写ベルト２４に対して接離自在に設けられる。
【００８４】
レーザー書込み装置１８は、画像読取装置２９から図示しない画像処理部を介して各色の画像信号が入力され、各色の画像信号により順次に変調されたレーザー光Ｌを一様帯電状態の感光体ドラム１２に照射して感光体ドラム１２を露光することで感光体ドラム１２上に静電潜像を形成する。画像読取装置２９は装置本体１０の上面に設けられた原稿台３０上にセットされた原稿Ｇの画像を色分解して読み取り、電気的な画像信号に変換する。記録材搬送路３２は右から左へシート状部材としての用紙Ｐを搬送する。記録材搬送路３２には、中間転写ユニット１５及び転写装置２６より手前にレジストローラ対３３が設置され、中間転写ユニット１５及び転写装置２６より下流側に搬送ベルト３４、定着装置３５、排紙ローラ３６が配置されている。
【００８５】
装置本体１０は給紙装置５０上に載置される。給紙装置５０内には、複数の給紙カセット５１が多段に設けられ、給紙ローラ５２のいずれか１つが選択的に駆動されて給紙カセット５１のいずれか１つから用紙Ｐが送り出される。この用紙Ｐは装置本体１０内の自動給紙路３７を通して記録材搬送路３２へ搬送される。また、装置本体１０の右側には、手差しトレイ３８が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ３８から挿入された用紙Ｐは装置本体１０内の手差し給紙路３９を通して記録材搬送路３２へ搬送される。装置本体１０の左側には、図示しない排紙トレイが着脱自在に取り付けられ、記録材搬送路３２を通して排紙ローラ３６により排出された用紙Ｐが排紙トレイへ収容される。
【００８６】
本形態において、カラーコピーをとるときには、原稿台３０上に原稿Ｇをセットし、図示しないスタートスイッチを押すと、複写動作が開始される。まず、画像読取装置２９が原稿台３０上の原稿Ｇの画像を色分解して読み取る。同時に、給紙装置５０内の給紙カセット５１から給紙ローラ５２で選択的に用紙Ｐが送り出され、この用紙Ｐは自動給紙路３７、記録材搬送路３２を通してレジストローラ対３３に突き当たって止まる。
【００８７】
感光体ドラム１２は、反時計方向に回転し、複数のローラ２３のうちの、駆動ローラの回転で中間転写ベルト２４が時計方向へ回転する。感光体ドラム１２は、回転に伴い、帯電器１３により一様に帯電され、画像読取装置２９から画像処理部を介してレーザー書込み装置１８に加えられる１色目の画像信号で変調されたレーザー光がレーザー書込み装置１８から照射されて静電潜像が形成される。
【００８８】
この感光体ドラム１２上の静電潜像は回転型現像装置１４の１色目の現像器２０Ａにより現像されて１色目の画像となり、この感光体ドラム１２上の１色目の画像は転写装置２５により中間転写ベルト２４に転写される。感光体ドラム１２は、１色目の画像の転写後にクリーニング装置１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１７で除電される。
【００８９】
続いて感光体ドラム１２は、帯電器１３により一様に帯電され、画像読取装置２９から画像処理部を介してレーザー書込み装置１８に加えられる２色目の画像信号で変調されたレーザー光がレーザー書込み装置１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１２上の静電潜像は回転型現像装置１４の２色目の現像器２０Ｂにより現像されて２色目の画像となり、この感光体ドラム１２上の２色目の画像は転写装置２５により中間転写ベルト２４上に１色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム１２は、２色目の画像の転写後にクリーニング装置１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１７で除電される。
【００９０】
次に、感光体ドラム１２は、帯電器１３により一様に帯電され、画像読取装置２９から画像処理部を介してレーザー書込み装置１８に加えられる３色目の画像信号で変調されたレーザー光がレーザー書込み装置１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１２上の静電潜像は回転型現像装置１４の３色目の現像器２０Ｃにより現像されて３色目の画像となり、この感光体ドラム１２上の３色目の画像は転写装置２５により中間転写ベルト２４上に１色目の画像、２色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム１２は、３色目の画像の転写後にクリーニング装置１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１７で除電される。
【００９１】
感光体ドラム１２は、帯電器１３により一様に帯電され、画像読取装置２９から画像処理部を介してレーザー書込み装置１８に加えられる４色目の画像信号で変調されたレーザー光がレーザー書込み装置１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１２上の静電潜像は回転型現像装置１４の４色目の現像器２０Ｄにより現像されて４色目の画像となり、この感光体ドラム１２上の４色目の画像が転写装置２５により中間転写ベルト２４上に１色目の画像、２色目の画像、３色目の画像と重ねて転写されることでフルカラー画像が形成される。感光体ドラム１２は、４色目の画像の転写後にクリーニング装置１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１７で除電される。
【００９２】
レジストローラ対３３がタイミングをとって回転して用紙Ｐが送り出され、この用紙Ｐは転写装置２６により中間転写ベルト２４上のフルカラー画像が転写される。この用紙Ｐは、搬送ベルト３４で搬送されて定着装置３５によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ３６により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト２４はフルカラー画像の転写後にクリーニング装置２７でクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００９３】
以上４色重ね画像を形成する動作について説明したが、３色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム１２上に３つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト２４上に重ねて転写された後に用紙Ｐに一括して転写され、２色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム１２上に２つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト２４上に重ねて転写された後に用紙Ｐに一括して転写される。また、単色画像を形成する場合には、感光体ドラム１２上に１つの単色画像が形成されて中間転写ベルト２４上に転写された後に用紙Ｐに転写される。
【００９４】
このようなカラー複写機においては、像担持体である感光体ドラム１２及び中間転写ベルト２４の回転変動が最終画像の品質に大きく影響するので、より高精度な感光体ドラム１２や中間転写ベルト２４の回転駆動が望まれる。このため、本形態におけるカラー複写機では、少なくとも感光体ドラム１２の回転駆動を第１ないし第９の実施の形態のいずれか１つの回転体駆動装置を用いて行う。この場合、感光体ドラム１２を支持する回転軸９１に、図１に示す最終段歯車３を固定し、この歯車３に、電動モータ５の駆動軸８に固定した駆動歯車６を噛合させて、感光体ドラム１２を回転駆動するように構成すればよい。図１におけるフライホイール４は、必要に応じて回転軸９１に装着すればよい。
【００９５】
本形態によれば、感光体ドラム１２の回転駆動を第１ないし第９の実施の形態のいずれか１つの共振を抑えた低振動な回転体駆動装置で行うので、共振による感光体ドラム１２の回転変動を低減でき、高品質な画像を得ることができる。
【００９６】
（第１１の実施の形態）
図１６は、本発明が適用された画像形成装置としてのカラー複写機を示す。図１６において、符号１０１は、閉ループ状のＮiのベルト基材の外周面上に、有機光半導体（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に形成された回転体である像担持体としての感光体ドラムベルトを示す。この感光体ドラムベルト１０１は、３本の感光体ドラム搬送ローラ１０２〜１０４によって支持され、駆動モータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に回動する。
【００９７】
感光体ドラムベルト１０１の周りには、矢印Ａで示す感光体ドラムベルト１０１回転方向へ順に、帯電器１０５、露光手段としての露光光学系（以下ＬＳＵという）１０６、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの各色の現像器１０７〜１１０、中間転写ユニット１１１、感光体ドラムクリーニング手段１１２及び除電器１１３が設けられている。帯電器１０５は、―４〜５ｋＶ程度の高電圧が図示しない電源装置から印加され、感光体ドラムベルト１０１の帯電器１０５に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。
【００９８】
ＬＳＵ１０６は、レーザー駆動回路（図示せず）により階調変換手段（図示せず）からの各色の画像信号を順次に光強度変調やパルス幅変調してその変調信号で半導体レーザー（図示せず）を駆動することにより露光光線１１４を得、この露光光線１１４により感光体ドラムベルト１０１を走査して感光体ドラムベルト１０１上に各色の画像信号に対応する静電潜像を順次に形成する。継ぎ目センサ１１５はループ状に形成された感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ１１５が感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を検知すると、感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成位置が同一になるように、タイミングコントローラ１１６がＬＳＵ１０６の発光タイミングを制御する。
【００９９】
各現像器１０７〜１１０は、それぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体ドラムベルト１０１上の各色の画像信号に対応した静電潜像に応じたタイミングで選択的に感光体ドラムベルト１０１に当接し、感光体ドラムベルト１０１上の静電潜像をトナーにより現像して各色の画像とすることで、４色重ねの画像によるフルカラー画像を形成する。
【０１００】
中間転写ユニット１１１は、アルミニウム等の金属の素管に導電性の樹脂等からなるベルト状のシートを巻いた回転体である中間転写体としての転写ドラム１１７と、ゴム等をブレード状に形成した中間転写体クリーニング手段１１８とからなり、中間転写体１１７上に４色重ねの画像が形成されている間は中間転写体クリーニング手段１１８が中間転写体１１７から離間している。中間転写体クリーニング手段１１８は、中間転写体１１７をクリーニングするときのみ中間転写体１１７に当接し、中間転写体１１７から用紙Ｐとしての記録紙１１９に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙は、記録紙カセット１２０から給紙ローラ１２１により１枚ずつ用紙搬送路１２２に送り出される。
【０１０１】
転写手段としての転写ユニット１２３は、中間転写体１１７上のフルカラー画像を記録紙１１９に転写するものであり、導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト１２４と、中間転写体１１７上のフルカラー画像を記録紙１１９に転写するための転写バイアスを中間転写体１１７に印加する転写器１２５と、記録紙１１９にフルカラー画像が転写された後に記録紙１１９が中間転写体１１７に静電的に張り付くのを防止するようにバイアスを中間転写体１１７に印加する分離器１２６とから構成されている。
【０１０２】
定着器１２７は、内部に熱源を有するヒートローラ１２８と、加圧ローラ１２９とから構成され、記録紙１１９上に転写されたフルカラー画像ををヒートローラ１２８と加圧ローラ１２９との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙１１９に加えて記録紙１１９にフルカラー画像を定着させてフルカラー画像を形成する。以上のように構成された第１１の実施の形態について、以下その動作を説明する。ここで、静電潜像の現像は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で行われるものとして説明を進める。
【０１０３】
感光体ドラムベルト１０１と中間転写体１１７は、それぞれの回転駆動源（図示せず）により、矢印Ａ、Ｂ方向にそれぞれ駆動される。この状態で、まず、帯電器１０５に−４〜５ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加され、帯電器１０５が感光体ドラムベルト１０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。次に、継ぎ目センサ１１５が感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を検知してから、感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ドラムベルト１０１にＬＳＵ１０６からブラックの画像信号に対応したレーザービームの露光光線１１４が照射され、感光体ドラムベルト１０１は露光光線１１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【０１０４】
ブラック現像器１０７は所定のタイミングで感光体ドラムベルト１０１に当接される。ブラック現像器１０７内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ドラムベルト１０１上の露光光線１１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみブラックトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。ブラック現像器１０７により感光体ドラムベルト１０１の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写体１１７に転写される。感光体ドラムベルト１０１から中間転写体１１７に転写されなかった残留トナーは感光体ドラムクリーニング手段１１２により除去され、さらに除電器１１３によって感光体ドラムベルト１０１上の電荷が除去される。
【０１０５】
次に、帯電器１０５が感光体ドラムベルト１０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ１１５が感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を検知してから、感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ドラムベルト１０１にＬＳＵ１０６からシアンの画像信号に対応したレーザービームの露光光線１１４が照射され、感光体ドラムベルト１０１は露光光線１１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【０１０６】
感光体ドラムベルト１０１には所定のタイミングでシアン現像器１０８が当接される。シアン現像器１０８内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ドラムベルト１０１上の露光光線１１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみシアントナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。シアン現像器１０８により感光体ドラムベルト１０１の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写体１１７上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体ドラムベルト１０１から中間転写体１１７に転写されなかった残留トナーは感光体ドラムクリーニング手段１１２により除去され、さらに除電器１１３によって感光体ドラムベルト１０１上の電荷が除去される。
【０１０７】
次に、帯電器１０５が感光体ドラムベルト１０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ１１５が感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を検知してから、感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ドラムベルト１０１にＬＳＵ１０６からマゼンタの画像信号に対応したレーザビームの露光光線１１４が照射され、感光体ドラムベルト１０１は露光光線１１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【０１０８】
感光体ドラムベルト１０１には所定のタイミングでマゼンタ現像器１０９が当接される。マゼンタ現像器１０９内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ドラムベルト１０１上の露光光線１１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみマゼンタトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。マゼンタ現像器１０９により感光体ドラムベルト１０１の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写体１１７上にブラックトナー像、シアントナー像と重ねて転写される。感光体ドラムベルト１０１から中間転写体１１７に転写されなかった残留トナーは感光体ドラムクリーニング手段１１２により除去され、さらに除電器１１３によって感光体ドラムベルト１０１上の電荷が除去される。
【０１０９】
さらに、帯電器１０５が感光体ドラムベルト１０１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ１１５が感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を検知してから、感光体ドラムベルト１０１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ドラムベルト１０１にＬＳＵ１０６からイエローの画像信号に対応したレーザービームの露光光線１１４が照射され、感光体ドラムベルト１０１は露光光線１１４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【０１１０】
感光体ドラムベルト１０１には所定のタイミングでイエロー現像器１１０が当接される。イエロー現像器１１０内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ドラムベルト１０１上の露光光線１１４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみイエロートナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。イエロー現像器１１０により感光体ドラムベルト１０１の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写体１１７上にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像と重ねて転写され、中間転写体１１７上にフルカラー画像が形成される。感光体ドラムベルト１０１から中間転写体１１７に転写されなかった残留トナーは感光体ドラムクリーニング手段１１２により除去され、さらに除電器１１３によって感光体ドラムベルト１０１上の電荷が除去される。
【０１１１】
中間転写体１１７上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写体１１７から離間していた転写ユニット１２３が中間転写体１１７に接触し、転写器１２５に＋１ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加されることで、記録紙カセット１２０から用紙搬送路１２２に沿って搬送されてきた記録紙１１９へ転写器１２５により一括して転写される。
【０１１２】
分離器１２６には記録紙１１９を引き付ける静電力が働くように電圧が電源装置から印加され、記録紙１１９が中間転写体１１７から剥離される。続いて、記録紙１１９は、定着器１２７に送られ、ここでヒートローラ１２８と加圧ローラ１２９とによる挟持圧、ヒートローラ１２８の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ１３０により排紙トレイ１３１へ排出される。
【０１１３】
転写ユニット１２３により記録紙１１９上に転写されなかった中間転写体１１７上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段１１８により除去される。中間転写体クリーニング手段１１８は、フルカラー画像が得られるまで中間転写体１１７から離間した位置にあり、フルカラー画像が記録紙１１９に転写された後に中間転写体１１７に接触して中間転写体１１７上の残留トナーを除去する。
【０１１４】
以上の一連の動作によって１枚分のフルカラー画像形成が終了する。
このようなカラー複写機においては、像担持体としての感光体ドラムベルト１０１や中間転写ドラム１１７の回転変動が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な感光体ドラムベルト１０１や中間転写ドラム１１７の回転駆動が望まれる。このため、本形態におけるカラー複写機では、少なくとも中間転写ドラム１１７の回転駆動を第１ないし第９の実施の形態のいずれか１つの回転体駆動装置を用いて行う。この場合、中間転写ドラム１１７を支持する回転軸１３０に、図１に示す最終段歯車３を固定し、この歯車３に、電動モータ５の駆動軸８に固定した駆動歯車６を噛合させて、中間転写ドラム１１７を回転駆動するように構成すればよい。図１におけるフライホイール４は、必要に応じて回転軸１３０に装着すればよい。
【０１１５】
本形態によれば、中間転写ドラム１１７の回転駆動を第１ないし第９の実施の形態のいずれか１つの共振を抑えた低振動な回転体駆動装置で行うので、共振による中間転写ドラム１１７の振動を低減でき、高品質な画像を得ることができる。
【０１１６】
第１０及び第１１の実施の形態において、中間転写ベルト２４は複数のローラ２３、感光体ドラムベルト１０１はローラ１０２，１０３，１０４にそれぞれ掛け渡した構成であるので、感光体ドラム１２や中間転写ドラム１１７を有する回転系と、その振動モデルを多少異なる。しかし、中間転写ベルト２４や感光体ドラムベルト１０１を回転駆動する駆動装置は、これらに対する加振源であることには変わりないので、中間転写ベルト２４や感光体ドラムベルト１０１を第１ないし第９の実施の形態のいずれか１つの回転体駆動装置を用いて回転駆動すれば、共振による各ベルトの回転変動を低減でき、より高品質な画像を得ることができる。この場合、各ローラのうちの駆動ローラの軸に、図１に示す最終段歯車３を固定し、この歯車３に、電動モータ５の駆動軸８に固定した駆動歯車６を噛合させて、中間転写ベルト２４や感光体ドラムベルト１０１を回転駆動するように構成すればよい。
【０１１７】
（第１２の実施の形態）
図１７は、本発明が適用されたタンデム方式の画像形成装置を示す。この画像形成装置は、複数色、例えばブラック（以下ＢＫという）、マゼンタ（以下Ｍという）、イエロー（以下Ｙという）、シアン（以下Ｃという）の各画像をそれぞれ形成する複数の作像ユニットとしての画像形成ユニット２２１ＢＫ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃが垂直方向に配列されている。画像形成ユニット２２１ＢＫ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃは、それぞれ回転体である像担持体としてのドラム状の感光体ドラム（以下「感光体ドラム」と記す）２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ、帯電装置（例えば接触帯電装置）２２３ＢＫ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃ、現像装置２２４ＢＫ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃ、クリーニング装置２２５ＢＫ、２２５Ｍ、２２５Ｙ、２２５Ｃなどから構成される。これら画像形成ユニット２２１ＢＫ、２２１Ｍ、２２１Ｙ、２２１Ｃは、装置本体に対して着脱自在となっている。
【０１１８】
感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、無端状搬送転写ベルト２２６と対向して垂直方向に配列され、搬送転写ベルト２２６と同じ周速で回転駆動される。この感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、それぞれ、帯電装置２２３ＢＫ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃにより均一に帯電された後に、光書き込み装置からなる露光手段２２７ＢＫ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃによりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。
【０１１９】
光書き込み装置２２７ＢＫ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃは、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ各色の画像信号により半導体レーザー駆動回路で半導体レーザーを駆動して半導体レーザーからのレーザービームをポリゴンミラー２２９ＢＫ、２２９Ｍ、２２９Ｙ、２２９Ｃにより偏向走査し、このポリゴンミラー２２９ＢＫ、２２９Ｍ、２２９Ｙ、２２９Ｃからの各レーザビームを図示しないｆθレンズやミラーを介して感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃに結像することにより感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃを露光して静電潜像を形成する。
【０１２０】
感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上の静電潜像は、それぞれ現像装置２２４ＢＫ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃにより現像されてＢＫ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像となる。したがって、帯電装置２２３ＢＫ、２２３Ｍ、２２３Ｙ、２２３Ｃ、光書き込み装置２２７ＢＫ、２２７Ｍ、２２７Ｙ、２２７Ｃ及び現像装置２２４ＢＫ、２２４Ｍ、２２４Ｙ、２２４Ｃは、感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上にＢＫ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色の画像（トナー像）を形成する画像形成手段を構成している。
【０１２１】
シート状部材としての用紙Ｐは、装置下部に設置された、給紙カセットを用いて構成された給紙装置２３０から記録材搬送路に沿ってレジストローラ対２３１に給紙される。レジストローラ対２３１は、１色目の画像形成ユニット（転写紙に最初に感光体ドラム上の画像を転写する画像形成ユニット）２２１ＢＫにおける感光体ドラム２２２ＢＫ上のトナー像とタイミングを合わせて用紙Ｐを搬送転写ベルト２２６と感光体ドラム２２２ＢＫとの転写ニップ部へ搬送する。
【０１２２】
搬送転写ベルト２２６は垂直方向に配列された駆動ローラ２３２及び従動ローラ２３３に掛け渡され、駆動ローラ２３２が図示しない駆動部により回転駆動されて搬送転写ベルト２２６が感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃと同じ周速で回転する。レジストローラ２３１から送り出された用紙Ｐは、搬送転写ベルト２２６により搬送される。そして、感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃ上のＢＫ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像がコロナ放電器からなる転写手段２３４ＢＫ、２３４Ｍ、２３４Ｙ、２３４Ｃにより形成される電界の作用で順次に重ねて転写されることによりフルカラー画像が形成されると同時に、搬送転写ベルト２２６に静電的に吸着されて確実に搬送される。
【０１２３】
用紙Ｐは、分離チャージャからなる分離手段２３６により除電されて搬送転写ベルト２２６から分離された後に定着装置２３７によりフルカラー画像が定着される。定着を終えた用紙Ｐは、排紙ローラ２３８により上部に設けられている排紙部２３９から機外へ排出される。感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃは、トナー像転写後にクリーニング装置２２５ＢＫ、２２５Ｍ、２２５Ｙ、２２５Ｃによりクリーニングされて次の画像形成動作に備える。
【０１２４】
このようなカラー複写機においては、感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの回転変動が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの回転駆動が望まれる。そこで、本形態では、感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの回転駆動を第１ないし第９の実施の形態のいずれか１つの回転体駆動装置を用いて行う。この場合、感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃを支持する回転軸２４０ＢＫ、２４０Ｍ、２４０Ｙ、２４０Ｃに、図１に示す最終段歯車３を固定し、この歯車３に、電動モータ５の駆動軸８に固定した駆動歯車６を噛合させて、感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃをそれぞれ個別に回転駆動するように構成すればよい。図１におけるフライホイール４は、必要に応じて各回転軸に装着すればよい。
【０１２５】
本形態によれば、感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの回転駆動を第１ないし第９の実施の形態のいずれか１つの共振を抑えた低振動な回転体駆動装置で行うので、共振による感光体ドラム２２２ＢＫ、２２２Ｍ、２２２Ｙ、２２２Ｃの回転変動を低減でき、高品質な画像を得ることができる。
【０１２６】
本発明が適用された各実施の形態においては、回転体１の回転変動に影響を与える最大の加振源を駆動系とし、そこで発生す周波数を、伝達系や回転系で発生する共振時の周波数とずれるようにしている。しかし、回転体１の回転変動に影響を与える加振源は、回転体駆動装置の回転系や駆動系や伝達系の構成によって変動する。このため、影響を与える加振源が変動した場合には、その加振源で発生する周波数（加振周波数）と、それ以外の構成で発生する共振時の周波数（共振周波数）とが一致しないように、回転体駆動装置の各構成要素を、各実施の形態にならって適宜調整した上で設定すればよい。
【０１２７】
【発明の効果】
請求項１、２、３記載の発明によれば、回転体系や伝達系で発生する共振時の周波数が、回転駆動源の回転周波数ｆmoまたはそのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように構成したので、回転周波数ｆ_ｍｏが増幅されることがなく、回転体駆動装置で発生する共振を抑えられ、回転体の回転変動を効果的かつ、広範囲で低減することができる。
【０１２８】
請求項４、５記載の発明によれば、回転体の慣性を設定変更するだけで、回転体駆動装置で発生する共振を抑えられ、回転体の回転変動を効果的かつ、広範囲で低減することができる。特に回転体の肉厚を変化させて慣性を設定すると、回転体の外形を変化させることなく慣性を変更でき、容易な設計変更で回転体の回転変動を低減することができる。
【０１２９】
請求項６、７記載の発明によれば、回転軸の軸径や軸長を変化させるという部分的な変更により、回転体駆動装置で発生する共振を抑えて回転体の回転変動を低減しているので、大幅なレイアウト変更しなくて済み、装置の共通化やコスト低減を図れる。
【０１３０】
請求項８、９、１０、１１記載の発明によれば、回転体歯車や伝達系の各歯車の剛性や慣性を変化させるという部分的な変更により、回転体駆動装置で発生する共振を抑えて回転体の回転変動を低減しているので、大幅なレイアウト変更しなくて済み、装置の共通化やコスト低減を図れる。
【０１３１】
請求項１２、１３記載の発明によれば、回転体のフランジ部の剛性を変化させるという部分的な変更により、回転体駆動装置で発生する共振を抑えて回転体の回転変動を低減しているので、大幅なレイアウト変更しなくて済み、装置の共通化やコスト低減を。
【０１３２】
請求項１４、１５記載の発明によれば、トナー像を担持する像担持体や、トナー像が転写される像担持体を、共振を抑えて低振動な回転体駆動装置で回転駆動するので、共振による像担持体の回転変動を低減でき、高品質な画像を得ることができる。
【０１３３】
請求項１６ないし２１記載の発明によれば、画像形成に用いる像担持体を、共振が抑えられて低振動な回転体駆動装置で回転駆動するので、共振による像担持体の回転変動を低減でき、高品質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される回転体駆動装置の基本構成を示す斜視図である。
【図２】回転体系で発生する振動モデルの１つであるフライホイールと回転体との間ののねじり振動モードを示す斜視図である。
【図３】回転体系で発生する振動モデルの１つである回転軸上の歯車のねじり振動モードを示す斜視図である。
【図４】駆動系と回転体系を連結する伝達系での相対振動モードを示す斜視図である。
【図５】図１に示す回転体駆動装置における各振動モードを慣性とバネを用いた振動モデルに置き換えた図である。
【図６】減衰比０．０１の場合における加振周波数／共振周波数の振動伝達率を示す線図である。
【図７】図５に示す振動モデルをさらに簡略化した振動モデルを示す図である。
【図８】駆動系と回転体系を連結する伝達系における相対振動モードを慣性とバネを用いた振動モデルに置き換えた図である。
【図９】回転体を構成するフランジ部の一形態を示す拡大斜視図である。
【図１０】回転体を構成するフランジ部の別な形態を示す拡大斜視図である。
【図１１】伝達系の歯車が多段化された回転体駆動装置の概略構成を示す平面図である。
【図１２】図１１に示す回転体駆動装置における各振動モードを慣性とバネを用いた振動モデルに置き換えた図である。
【図１３】図１に示す回転体駆動装置における各振動モードを慣性とバネと減衰を用いた振動モデルに置き換えた図である。
【図１４】減衰比の違いによる加振周波数／共振周波数の振動伝達率を示す線図である。
【図１５】本発明が適用された作像ユニットを有する画像形成装置の全体構成図である。
【図１６】本発明が適用された中間転写ユニットを有する画像形成装置の全体構成図である。
【図１７】本発明が適用された作像ユニットを複数有する画像形成装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１ 回転体
１Ａ 筒部
２ 回転軸
３ 回転体歯車
４ フライホイール
５ 回転駆動源
６ 歯車
７ フランジ部
８ 駆動軸
９Ａ，９Ｂ 複数の歯車
１１ 装置本体
１２，２２３（ＢＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）像担持体（感光体ドラム）
２４ 像担持体（中間転写ベルト）
６０ 回転体系
６１ 駆動系
６２，６２Ａ 伝達系
１０１ 像担持体（感光体ベルト）
１１７ 像担持体（中間転写ドラム）
ｆ_sh ねじり振動周波数
ｆ_ge ねじり振動周波数
ｆ_gg 相対振動周波数
ｆ_mo 回転駆動源で発生する回転周波数
ｄ 回転軸の軸径（直径）
ｌ 回転軸の長さ

Claims (21)

1. 回転体を支持する回転体系と、この回転体系を回転駆動する回転駆動源を有する駆動系と、回転体系と駆動系とを連結する伝達系とを備えた回転駆動装置において、
   上記回転駆動源で発生する回転周波数をｆ_ｍｏとしたとき、上記回転体系で発生する共振時の周波数あるいは上記伝達系で発生する共振時の周波数の少なくとも一方が、回転周波数ｆ_ｍｏ又はそのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように、上記回転体系又は上記伝達系の少なくとも１つを構成し、
   上記回転体系は、上記回転体と一体回転可能に設けられた回転軸と、上記回転軸と一体回転可能に設けられたフライホイール及び回転体歯車を備え、上記回転体系で発生する共振時の周波数は、上記フライホイールと上記回転体の間で発生するねじり振動周波数ｆ _ｓｈ と、上記回転体歯車のねじり振動周波数ｆ _ｇｅ であり、
   ねじり振動周波数ｆ _ｓｈ 又はねじり振動周波数ｆ _ｇｅ の少なくとも一方が、回転周波数ｆ _ｍｏ 又はそのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように、上記回転体系を構成した回転体駆動装置。
2. 請求項１記載の回転体駆動装置において、
   上記伝達系は、上記回転駆動源の駆動軸と一体回転可能に設けられ、上記回転体歯車と噛合する歯車を有し、
   上記伝達系で発生する共振時の周波数は、上記回転体歯車と上記歯車の噛合部に発生する相対振動周波数ｆ_ｇｇであり、
   この相対振動周波数ｆ_ｇｇが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏ又はそのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように、上記回転体系又は上記伝達系の少なくとも１つを構成した回転体駆動装置。
3. 請求項１記載の回転体駆動装置において、
   上記伝達系は、上記回転駆動源の駆動軸と上記回転体歯車とを連結する複数の歯車を有し、
   上記伝達系で発生する共振時の振動数は、上記回転体歯車及び複数の歯車間にそれぞれ発生する相対振動周波数ｆ_ｇｇであり、
   これら相対振動周波数ｆ_ｇｇが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏ又はそのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、その近傍にも存在しないように、上記回転体系又は上記伝達系の少なくとも１つを構成した回転体駆動装置。
4. 請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、
   少なくともねじり振動周波数ｆ_ｓｈが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、上記回転体の慣性を設定した回転体駆動装置。
5. 請求項４記載の回転体駆動装置において、上記回転体の慣性は、同回転体の肉厚を変化させることにより設定される回転体駆動装置。
6. 請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、少なくともねじり振動周波数ｆ_ｓｈが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、上記回転軸の軸径を設定した回転体駆動装置。
7. 請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、
   少なくともねじり振動周波数ｆ_ｓｈが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、上記回転軸の長さを設定した回転体駆動装置。
8. 請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、
   相対振動周波数ｆ_ｇｇが少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、上記回転体歯車又は上記伝達系の各歯車のうちの少なくとも一方の剛性を設定した回転体駆動装置。
9. 請求項８記載の回転体駆動装置において、
   上記回転歯車、上記伝達系の各歯車の剛性は、それぞれの材質、形状を変化させることにより設定される回転体駆動装置。
10. 請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、
    相対振動周波数ｆ_ｇｇが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、上記回転体歯車又は上記伝達系の各歯車のうちの少なくとも一方の慣性を設定した回転体駆動装置。
11. 請求項１０記載の回転体駆動装置において、
    上記回転歯車、上記伝達系の各歯車の慣性は、それぞれの質量を変化させることにより設定される回転体駆動装置。
12. 請求項２又は３記載の回転体駆動装置において、
    上記回転体は、上記回転軸と一体回転可能に設けられた一対のフランジ部と、各フランジ部の間に配置され、各フランジ部と一体化された筒部とを有し、
    ねじり振動周波数ｆ_ｓｈが、少なくとも回転周波数ｆ_ｍｏあるいは回転周波数ｆ_ｍｏのｎ倍（ｎ：正の整数）の周波数と一致せず、かつその近傍にも存在しないように、各フランジ部の剛性を設定した回転体駆動装置。
13. 請求項１２記載の回転体駆動装置において、
    上記フランジ部の剛性は、上記フランジ部の材質や形状を変化させることにより設定される回転体駆動装置。
14. 像担持体を有し、画像形成装置本体に着脱可能な作像ユニットにおいて、
    上記像担持体を請求項１ないし１３の何れか１つに記載の回転体駆動装置で回転駆動する作像ユニット。
15. トナー像が転写される像担持体を有する中間転写ユニットにおいて、
    上記像担持体を請求項１ないし１３の何れか１つに記載の回転体駆動装置で回転駆動する中間転写ユニット。
16. 像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置において、
    上記像担持体を請求項１ないし１３の何れか１つに記載の回転体駆動装置で回転駆動する画像形成装置。
17. 請求項１６記載の画像形成装置において、
    上記像担持体が感光体ドラムである画像形成装置。
18. 請求項１６記載の画像形成装置において、
    上記像担持体が中間転写ドラムである画像形成装置。
19. 複数の像担持体を回転させてカラー画像を形成する画像形成装置において、
    上記複数の像担持体をそれぞれ請求項１ないし１３の何れか１つに記載の回転体駆動装置を用いて回転駆動する画像形成装置。
20. 像担持体を回転させ、この像担持体の表面に画像を形成する画像形成方法において、
    上記像担持体を請求項１ないし１３の何れか１つに記載の回転体駆動装置を用いて回転しながら上記像担持体の表面に画像を形成する画像形成方法。
21. 複数の像担持体を回転させ、各像担持体の表面に異なる色の画像を形成する画像形成方法において、
    各像担持体を請求項１ないし１３の何れか１つに記載の回転体駆動装置を用いて回転しながら各像担持体の表面に画像を形成する画像形成方法。

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