JP5263640B2 - 駆動装置または画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、回転慣性体を備えた駆動装置および画像形成装置に関するものである。
回転体を一定速度で回転させるために、回転体と回転慣性体（フライホイール）とを設けた回転体駆動装置が知られている。このような回転体駆動装置は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置の感光体ドラム駆動装置として広く用いられている。画像形成装置は、回転体である感光体ドラムに対して、光走査部で画像データの書き込みを行い、感光体上にトナー像を形成し、トナー像を記録媒体に転写した後、記録媒体上のトナー像を定着して画像を得るものである。このような画像形成装置においては、感光体に対して光走査部で画像データを書き込む際、または、記録媒体にトナー像を転写する際、感光体の速度を一定に維持する必要がある。感光体の速度にムラがあると、トナー像の画質が劣化したり、用紙に転写する際に画像が乱れたりする等の問題が発生するためである。
また、回転慣性体がその充分な効果を得るためには、慣性エネルギーＥ＝（Ｊω２）／２（ここで、Ｊは回転慣性体の慣性モーメント、ωは回転慣性体の角速度）を大きくすることが有利である。すなわち、回転慣性体の慣性モーメントＪを大きくするか、回転慣性体の角速度ωを大きくするかである。
直径が大きく、重量が重い回転慣性体を用いることで慣性モーメントＪを大きくすることができる。しかし、直径が大きい回転慣性体は、大きな設置スペースを必要とする。また、重量が重い回転慣性体は、慣性回転体の回転軸を支持する支持機構の剛性高める必要があり、支持機構が高価になる。また、回転慣性体の奥に配置してある部品のメンテナンスをする際、直径が大きい回転慣性体が邪魔になり、作業効率が悪くなってしまうという不具合がある。
直径が大きく、重量が重い回転慣性体を用いることで慣性モーメントＪを大きくすることができる。しかし、直径が大きい回転慣性体は、大きな設置スペースを必要とする。また、重量が重い回転慣性体は、慣性回転体の回転軸を支持する支持機構の剛性高める必要があり、支持機構が高価になる。また、回転慣性体の奥に配置してある部品のメンテナンスをする際、直径が大きい回転慣性体が邪魔になり、作業効率が悪くなってしまうという不具合がある。
特許文献１、２には、感光体の角速度よりも回転慣性体の角速度を大きくする駆動装置が開示されている。
図１０は、特許文献１に記載の駆動装置を示す図である。
図に示すように、画像形成装置のフレーム１０２には、感光体１を駆動するための駆動モータ（駆動源）１０５が固定されている。駆動モータ１０５の回転軸には、小歯車１０６が固定されており、この小歯車１０６が大歯車１０７に噛み合わせられている。大歯車１０７は、小歯車１０８と共に、フレーム１０２，１０３に回転自在に支持された回転軸１１０に固定されている。そして、小歯車１０８は、大歯車１０９に噛み合わせられている。大歯車１０９は、画像形成装置のフレーム１０２，１０３に回転自在に支持された回転軸１１１（入力軸）に固定されており、回転軸１１１の端部には、軸継手１１２が固定されている。
一方、感光体１の回転中心となる回転軸１ａの端部には、軸継手１１３が固定されており、この軸継手１１３が軸継手１１２に取り付けられている。また、回転軸１１１には、第１のプーリ１１８が固定されている。
図１０は、特許文献１に記載の駆動装置を示す図である。
図に示すように、画像形成装置のフレーム１０２には、感光体１を駆動するための駆動モータ（駆動源）１０５が固定されている。駆動モータ１０５の回転軸には、小歯車１０６が固定されており、この小歯車１０６が大歯車１０７に噛み合わせられている。大歯車１０７は、小歯車１０８と共に、フレーム１０２，１０３に回転自在に支持された回転軸１１０に固定されている。そして、小歯車１０８は、大歯車１０９に噛み合わせられている。大歯車１０９は、画像形成装置のフレーム１０２，１０３に回転自在に支持された回転軸１１１（入力軸）に固定されており、回転軸１１１の端部には、軸継手１１２が固定されている。
一方、感光体１の回転中心となる回転軸１ａの端部には、軸継手１１３が固定されており、この軸継手１１３が軸継手１１２に取り付けられている。また、回転軸１１１には、第１のプーリ１１８が固定されている。
また、画像形成装置のフレーム１０２，１０３には、ホイール回転軸１１９（出力軸）が支持されている。このホイール回転軸１１９には、感光体１の回転速度を安定化するための回転慣性体たるフライホイール１２０が固定されている。さらに、ホイール回転軸１１９の端部には、第２プーリ１２１が固定されている。第２プーリ１２１は、第１プーリ１１８よりも小径になされている。そして、第２プーリ１２１および第１プーリ１１８にエンドレスベルト１２２が巻回されている。
駆動モータ１０５が駆動回転されると、歯車１０６〜１０９によって回転速度が減速されて伝達されながら回転軸１１１（入力軸）が回転される。これにより、回転軸１１１（入力軸）に固定された第１プーリ１１８も回転され、同時に、軸継手１１２，１１３により回転軸１ａも回転され、感光体１も回転される。また、エンドレスベルト１２２により、第１プーリ１１８の駆動力が第２プーリ１２１に伝達されて第２プーリ１２１も回転され、これによりプーリ２１と同軸上のフライホイール１２０も回転される。ここで、第１プーリ１１８の半径は、第２プーリ１２１の半径よりも大きいので、感光体１の角速度よりも、フライホイール１２０の角速度の方が大きくなる。
このように、回転慣性体であるフライホイール１２０の角速度ωを大きくすることにより、慣性モーメントＪを大きくすることなく、慣性エネルギーＥを大きくすることができる。よって、フライホイール１２０の半径が小さく、重量が軽くても、必要な慣性エネルギーを得ることができる。その結果、フライホイール１２０の設置スペースが大きくなるのを抑制することができる。また、ホイール回転軸１１９を支持する軸受、フレーム１０２，１０３の剛性を高める必要がなく、安価にすることができる。
図１１は、特許文献２に記載の駆動装置を示す図である。
特許文献２に記載の駆動装置は、感光体１の角速度よりも、フライホイール１２０の角速度の方を大きくするための変速（増速）機構１３０を、回転軸１１１（入力軸）に取り付けた大径摩擦車１２８と、ホイール軸１１９（出力軸）に取り付けられ、大径摩擦車１２８に接触して大径摩擦車１２８と連動して回転する小径摩擦車１２９とで構成したものである。
特許文献２に記載の駆動装置は、感光体１の角速度よりも、フライホイール１２０の角速度の方を大きくするための変速（増速）機構１３０を、回転軸１１１（入力軸）に取り付けた大径摩擦車１２８と、ホイール軸１１９（出力軸）に取り付けられ、大径摩擦車１２８に接触して大径摩擦車１２８と連動して回転する小径摩擦車１２９とで構成したものである。
この特許文献２に記載の駆動装置においても、回転慣性体であるフライホイール１２０の角速度ωを大きくすることができ、フライホイール１２０の半径が小さく、重量が軽くても慣性エネルギーＥを大きくすることができる。
しかし、特許文献１における変速機構は、エンドレスベルト１２２が第１プーリ１１８、第２プーリ１２１に対してすべりなどが発生しないように、エンドレスベルト１２２に大きな張力を与えている。このため、回転軸１１１（入力軸）とホイール回転軸１１９（出力軸）とには、エンドレスベルト１２２の張力によって互いに近づく方向に曲げ応力が働き、各軸１１１、１１９が撓んでしまう。その結果、フライホイール１２２及び感光体１に回転ぶれが発生する。この回転ぶれによる振動により、フライホイール１２２を設けたにもかかわらず、かえって速度変動を大きくしてしまう場合があった。特許文献２に記載のように変速機構１３０を大径摩擦車１２８と小径摩擦車１２９とで構成した場合も、小径摩擦車１２９が大径摩擦車１２８に対してすべらずに回転できるように小径摩擦車１２９を大径摩擦車１２８に対して大きな圧力で接触させる必要がある。このため、回転軸１１１（入力軸）とホイール軸１１９（出力軸）とが互いに反発する方向に曲げ応力が働き、やはり各軸１１１、１１９が撓んでしまい、フライホイール１２０及び感光体１に回転ぶれが発生してしまう。
そこで、変速機構をギヤなどの歯と歯とが噛み合うような伝達部材で構成することも考えられる。しかし、この場合、バックラッシュの存在、歯形精度により、噛み合い振動が発生する。従って、フライホイールで回転安定化させようとしているにもかかわらず、その目的を十分に達成できず、阻害することすら考えられる。
さらに、特許文献１、２の変速機構は、ホイール軸１１９を回転軸１１１の同軸上から外れた位置に設ける必要があり、駆動装置が回転軸の径方向に大きくなるという問題もあった。
そこで、変速機構をギヤなどの歯と歯とが噛み合うような伝達部材で構成することも考えられる。しかし、この場合、バックラッシュの存在、歯形精度により、噛み合い振動が発生する。従って、フライホイールで回転安定化させようとしているにもかかわらず、その目的を十分に達成できず、阻害することすら考えられる。
さらに、特許文献１、２の変速機構は、ホイール軸１１９を回転軸１１１の同軸上から外れた位置に設ける必要があり、駆動装置が回転軸の径方向に大きくなるという問題もあった。
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、伝達機構に起因する回転体の振動を抑制し、かつ、駆動装置の小型化を図ることができる駆動装置および画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動源と、回転体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転体駆動伝達機構と、前記回転体の速度変動を抑制するための回転慣性体と、前記回転慣性体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構とを備え、前記回転体駆動伝達機構および前記回転慣性体駆動伝達機構の少なくとも一方に回転速度を変速する遊星摩擦車機構を設けて、前記回転慣性体を前記回転体の角速度を越える角速度で回転させる駆動装置において、前記回転慣性体と前記回転体駆動伝達機構と前記回転慣性体駆動伝達機構とを前記回転体の回転軸と同軸上に設け、前記遊星摩擦車機構を、回転慣性体駆動伝達機構に設け、前記回転慣性体と同軸上かつ、前記回転体駆動伝達機構と前記回転慣性体駆動伝達機構との間に前記駆動源の駆動力を入力する駆動伝達部材を配置し、前記遊星摩擦車機構は、前記回転軸と同軸上に設けられた太陽摩擦車と、同心円上に等間隔で配置された遊星軸を備えるキャリアと、前記遊星軸にそれぞれ回転自在に固定され、自転する複数の遊星摩擦車と、前記駆動伝達部材の回転中心に設けられた凹部とを有し、前記遊星摩擦車を前記太陽摩擦車と前記凹部の内周面とで圧接する構成としたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、駆動源と、回転体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転体駆動伝達機構と、前記回転体の速度変動を抑制するための回転慣性体と、前記回転慣性体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構とを備え、前記回転体駆動伝達機構および前記回転慣性体駆動伝達機構の少なくとも一方に回転速度を変速する遊星摩擦車機構を設けて、前記回転慣性体を前記回転体の角速度を越える角速度で回転させる駆動装置において、前記回転慣性体と前記回転体駆動伝達機構と前記回転慣性体駆動伝達機構とを前記回転体の回転軸と同軸上に設け、前記遊星摩擦車機構を、回転慣性体駆動伝達機構に設け、前記回転慣性体と同軸上かつ、前記回転体駆動伝達機構と前記回転慣性体駆動伝達機構との間に前記駆動源の出力ギヤと噛み合い、駆動力を入力する駆動伝達ギヤを配置し、前記駆動源の回転速度を前記駆動伝達ギヤのみで減速する１段減速機構であって、前記回転慣性体の外径を前記駆動伝達部材の外径よりも小さくして、前記駆動源と前記回転慣性体とを前記回転軸の法線方向に並べて配置したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、駆動源と、回転体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転体駆動伝達機構と、前記回転体の速度変動を抑制するための回転慣性体と、前記回転慣性体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構とを備え、前記回転体駆動伝達機構および前記回転慣性体駆動伝達機構の少なくとも一方に回転速度を変速する遊星摩擦車機構を設けて、前記回転慣性体を前記回転体の角速度を越える角速度で回転させる駆動装置において、前記遊星摩擦車機構は、前記回転軸と同軸上に設けられた太陽摩擦車と、同心円上に等間隔で配置された遊星軸を備えるキャリアと、前記遊星軸にそれぞれ回転自在に固定され、少なくとも自転する複数の遊星摩擦車と、筒状部を備えた内接リングとを有し、前記遊星摩擦車を前記太陽摩擦車と前記内接リングの内周面とで圧接する構成であって、前記太陽摩擦車、前記キャリア、前記内接リングのうちのひとつを固定して駆動力の伝達を行うものであって、前記内接リングが、少なくと前記遊星摩擦車を密閉状態に覆う構成とし、前記駆動源の出力ギヤと噛み合い、前記駆動源の駆動力を入力する駆動伝達ギヤを設け、前記駆動源の回転速度を前記駆動伝達ギヤのみで減速する１段減速機構であって、前記回転慣性体の外径を前記駆動伝達部材の外径よりも小さくして、前記駆動源と前記回転慣性体とを前記回転軸の法線方向に並べて配置したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の駆動装置において、前記駆動伝達部材を樹脂で形成し、前記凹部内周面を金属部材で構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１または４に記載の駆動装置において、前記駆動伝達部材は、前記駆動源の出力ギヤと噛み合う駆動伝達ギヤであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の駆動装置において、前記駆動源の回転速度を前記駆動伝達ギヤのみで減速する１段減速機構であって、前記回転慣性体の外径を前記駆動伝達部材の外径よりも小さくして、前記駆動源と前記回転慣性体とを前記回転軸の法線方向に並べて配置したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項２の駆動装置において、前記遊星摩擦車機構は、前記回転軸と同軸上に設けられた太陽摩擦車と、同心円上に等間隔で配置された遊星軸を備えるキャリアと、前記遊星軸にそれぞれ回転自在に固定され、少なくとも自転する複数の遊星摩擦車と、筒状部を備えた内接リングとを有し、前記遊星摩擦車を前記太陽摩擦車と前記内接リングの内周面とで圧接する構成であって、前記太陽摩擦車、前記キャリア、前記内接リングのうちのひとつを固定して駆動力の伝達を行うものであって、前記内接リングが、少なくとも前記遊星摩擦車を密閉状態に覆うことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかひとつに記載の駆動装置において、前記回転体は、当該駆動装置を備えた画像形成装置に対して着脱可能であって、駆動伝達部材と前記回転慣性体と変速機構とを前記画像形成装置本体側に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、回転体を備えた画像形成装置において、前記回転体を回転駆動させる駆動装置として、請求項１乃至８いずれかひとつに記載の駆動装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、前記回転体が像担持体であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、前記像担持体の周囲にそれぞれ色の異なるトナー収納した複数の現像装置を配置し、前記像担持体が一回転する間に前記像担持体上にカラー画像が形成されることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、駆動源と、回転体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転体駆動伝達機構と、前記回転体の速度変動を抑制するための回転慣性体と、前記回転慣性体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構とを備え、前記回転体駆動伝達機構および前記回転慣性体駆動伝達機構の少なくとも一方に回転速度を変速する遊星摩擦車機構を設けて、前記回転慣性体を前記回転体の角速度を越える角速度で回転させる駆動装置において、前記回転慣性体と前記回転体駆動伝達機構と前記回転慣性体駆動伝達機構とを前記回転体の回転軸と同軸上に設け、前記遊星摩擦車機構を、回転慣性体駆動伝達機構に設け、前記回転慣性体と同軸上かつ、前記回転体駆動伝達機構と前記回転慣性体駆動伝達機構との間に前記駆動源の出力ギヤと噛み合い、駆動力を入力する駆動伝達ギヤを配置し、前記駆動源の回転速度を前記駆動伝達ギヤのみで減速する１段減速機構であって、前記回転慣性体の外径を前記駆動伝達部材の外径よりも小さくして、前記駆動源と前記回転慣性体とを前記回転軸の法線方向に並べて配置したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、駆動源と、回転体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転体駆動伝達機構と、前記回転体の速度変動を抑制するための回転慣性体と、前記回転慣性体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構とを備え、前記回転体駆動伝達機構および前記回転慣性体駆動伝達機構の少なくとも一方に回転速度を変速する遊星摩擦車機構を設けて、前記回転慣性体を前記回転体の角速度を越える角速度で回転させる駆動装置において、前記遊星摩擦車機構は、前記回転軸と同軸上に設けられた太陽摩擦車と、同心円上に等間隔で配置された遊星軸を備えるキャリアと、前記遊星軸にそれぞれ回転自在に固定され、少なくとも自転する複数の遊星摩擦車と、筒状部を備えた内接リングとを有し、前記遊星摩擦車を前記太陽摩擦車と前記内接リングの内周面とで圧接する構成であって、前記太陽摩擦車、前記キャリア、前記内接リングのうちのひとつを固定して駆動力の伝達を行うものであって、前記内接リングが、少なくと前記遊星摩擦車を密閉状態に覆う構成とし、前記駆動源の出力ギヤと噛み合い、前記駆動源の駆動力を入力する駆動伝達ギヤを設け、前記駆動源の回転速度を前記駆動伝達ギヤのみで減速する１段減速機構であって、前記回転慣性体の外径を前記駆動伝達部材の外径よりも小さくして、前記駆動源と前記回転慣性体とを前記回転軸の法線方向に並べて配置したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の駆動装置において、前記駆動伝達部材を樹脂で形成し、前記凹部内周面を金属部材で構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１または４に記載の駆動装置において、前記駆動伝達部材は、前記駆動源の出力ギヤと噛み合う駆動伝達ギヤであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の駆動装置において、前記駆動源の回転速度を前記駆動伝達ギヤのみで減速する１段減速機構であって、前記回転慣性体の外径を前記駆動伝達部材の外径よりも小さくして、前記駆動源と前記回転慣性体とを前記回転軸の法線方向に並べて配置したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項２の駆動装置において、前記遊星摩擦車機構は、前記回転軸と同軸上に設けられた太陽摩擦車と、同心円上に等間隔で配置された遊星軸を備えるキャリアと、前記遊星軸にそれぞれ回転自在に固定され、少なくとも自転する複数の遊星摩擦車と、筒状部を備えた内接リングとを有し、前記遊星摩擦車を前記太陽摩擦車と前記内接リングの内周面とで圧接する構成であって、前記太陽摩擦車、前記キャリア、前記内接リングのうちのひとつを固定して駆動力の伝達を行うものであって、前記内接リングが、少なくとも前記遊星摩擦車を密閉状態に覆うことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかひとつに記載の駆動装置において、前記回転体は、当該駆動装置を備えた画像形成装置に対して着脱可能であって、駆動伝達部材と前記回転慣性体と変速機構とを前記画像形成装置本体側に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、回転体を備えた画像形成装置において、前記回転体を回転駆動させる駆動装置として、請求項１乃至８いずれかひとつに記載の駆動装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、前記回転体が像担持体であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、前記像担持体の周囲にそれぞれ色の異なるトナー収納した複数の現像装置を配置し、前記像担持体が一回転する間に前記像担持体上にカラー画像が形成されることを特徴とするものである。
請求項１乃至１２の発明によれば、変速機構で、回転慣性体の角速度を回転体の角速度を超える角速度にするので、半径が小さく、重量が軽い回転慣性体であっても回転体の速度変動を抑えるのに必要な慣性エネルギーを得ることができる。これにより、回転体の速度変動を抑制する効果を損なうことなく、回転慣性体を小型化でき、駆動装置のレイアウトの自由度を広げることができる。また、駆動装置の小型化を図ることができる。
また、変速機構として、遊星摩擦車機構を用いて、摩擦力により駆動力を伝達する。よって、歯と歯とが噛み合うような歯車機構により駆動力を伝達するもののように噛み合い振動が発生することがない。また、遊星摩擦車機構は、太陽摩擦車の円周方向均等に配置された複数の遊星摩擦車を太陽摩擦車と内接リングの内周面とで圧接する構成である。このため、摩擦力により駆動力を伝達する方式であっても、特許文献１や２記載の変速機構のように、変速機構によって入力軸や出力軸を撓ませることがない。その結果、変速機構に起因する回転体の振動を抑制することができる。さらに、遊星摩擦車機構を用いることで、入力軸と出力軸とを同軸上にすることができるので、回転軸上に回転慣性体を設けることが可能となる。そして、回転慣性体を回転軸と同軸上に設けることで、特許文献１、２に比べて回転軸の径方向に駆動装置を小型化することができる。
また、変速機構として、遊星摩擦車機構を用いて、摩擦力により駆動力を伝達する。よって、歯と歯とが噛み合うような歯車機構により駆動力を伝達するもののように噛み合い振動が発生することがない。また、遊星摩擦車機構は、太陽摩擦車の円周方向均等に配置された複数の遊星摩擦車を太陽摩擦車と内接リングの内周面とで圧接する構成である。このため、摩擦力により駆動力を伝達する方式であっても、特許文献１や２記載の変速機構のように、変速機構によって入力軸や出力軸を撓ませることがない。その結果、変速機構に起因する回転体の振動を抑制することができる。さらに、遊星摩擦車機構を用いることで、入力軸と出力軸とを同軸上にすることができるので、回転軸上に回転慣性体を設けることが可能となる。そして、回転慣性体を回転軸と同軸上に設けることで、特許文献１、２に比べて回転軸の径方向に駆動装置を小型化することができる。
以下、本発明を、画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るプリンタの構成及び動作について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ全体の概略構成図である。画像形成装置の本体中央部には作像部があり、この作像部に像担持体としての感光体ドラム１を備えている。感光体ドラム１の周辺には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）の各色のトナー像を形成するための帯電装置２と現像装置４とが、上方から反時計回りに４組が配置されている。また、装置の左方には感光体ドラム１にレーザー光Ｌを照射する露光装置５が設けられており、各帯電装置２と各現像装置４の間の露光部に各色の潜像形成用のレーザー光Ｌを照射している。すなわち、イエロー（Ｙ）用の帯電装置２Ｙ、露光部３Ｙ、現像装置４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の帯電装置２Ｍ、露光部３Ｍ、現像装置４Ｍ、シアン（Ｃ）用の帯電装置２Ｃ、露光部３Ｃ、現像装置４Ｃ、黒（Ｂｋ）用の帯電装置２Ｂｋ、露光部３Ｂｋ、現像装置４Ｂｋが順に配置されている。また、これらの下流の感光体ドラム１の周辺には、転写ベルト装置９と、クリーニング装置１４とが設けられている。なお、本実施形態の作像部は、感光体１と、帯電装置２、現像装置４及びクリーニング装置１４とを一体とした、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとなっている。プロセスカートリッジとしての構成は本実施形態のような構成に限るものではなく、また、作像部をプロセスカートリッジ化しなくても構わない。
図１は、本実施形態に係るプリンタ全体の概略構成図である。画像形成装置の本体中央部には作像部があり、この作像部に像担持体としての感光体ドラム１を備えている。感光体ドラム１の周辺には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）の各色のトナー像を形成するための帯電装置２と現像装置４とが、上方から反時計回りに４組が配置されている。また、装置の左方には感光体ドラム１にレーザー光Ｌを照射する露光装置５が設けられており、各帯電装置２と各現像装置４の間の露光部に各色の潜像形成用のレーザー光Ｌを照射している。すなわち、イエロー（Ｙ）用の帯電装置２Ｙ、露光部３Ｙ、現像装置４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の帯電装置２Ｍ、露光部３Ｍ、現像装置４Ｍ、シアン（Ｃ）用の帯電装置２Ｃ、露光部３Ｃ、現像装置４Ｃ、黒（Ｂｋ）用の帯電装置２Ｂｋ、露光部３Ｂｋ、現像装置４Ｂｋが順に配置されている。また、これらの下流の感光体ドラム１の周辺には、転写ベルト装置９と、クリーニング装置１４とが設けられている。なお、本実施形態の作像部は、感光体１と、帯電装置２、現像装置４及びクリーニング装置１４とを一体とした、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとなっている。プロセスカートリッジとしての構成は本実施形態のような構成に限るものではなく、また、作像部をプロセスカートリッジ化しなくても構わない。
なお、帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ、露光部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ及び現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋに関しては、構成・動作が同じ部分は、添字のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを省略して説明をおこなう。
帯電装置２はスコロトロン帯電器で、装置本体に設けた図示しない電源装置によって電圧を供給され、感光体ドラム１の有機感光体層に対して、所定の電位に保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ放電とによって帯電作用を行い、感光体ドラム１表面に一様な電位を与える。
露光装置５は、レーザー光Ｌを感光体ドラム１に対して４箇所放射状に入光する、一体化されたユニット構成からなる。露光装置５は、一様に帯電された感光体１上の露光部３に各色の画像データに基づきレーザー光Ｌを照射して、各色の潜像を形成する。なお、露光装置５は、色毎にユニット化された４体から構成されても、各ＬＥＤアレイから構成されても良い。
現像装置４は、感光体ドラム１と対向する位置に設けられた、静電的にトナーを担持して感光体ドラム１の現像領域にトナーを搬送する現像ローラを有している。
転写ベルト装置９は、転写ベルト１３と、これを張架する駆動ローラ１０、従動ローラ８と、転写ローラ１２とを備えている。転写ベルト１３が感光体ドラム１周面に接する領域の転写ベルト１３内側には転写ローラ１２が配設され、感光体ドラム１のトナー像を転写ベルト１３の担持する記録用紙上へ転写する転写域を形成する。転写ベルト１３は無端状のベルトである。このベルトは、シリコンゴム或いはウレタンゴムからなる体積抵抗値１０８〜１０１２［Ω・ｃｍ］、厚さ０．５〜２．０［ｍｍ］の半導電性基体と、トナーフィルミング防止のため厚さ５〜５０［μｍ］のフッ素コーティングの半導電性表層の２層構成のゴムベルトである。また、上記ゴム状の基体の代わりに、厚さ０．１〜０．５［ｍｍ］の半導電性のポリエステルやポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等を使用することもできる。また、転写ベルト１３にはベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置（図示なし）が設けられている。
クリーニング装置１４は、クリーニングブレード１５とファーブラシ１６とを備えている。なお、クリーニングブレード１５のみの構成でも良い。
記録用紙の搬送方向に関して転写ベルト装置９の下流には、定着装置１８が配設されている。定着装置１８は、無端状の定着ベルト１９とそれを支持する２本のローラとテンションローラ２０と定着ベルト１９に圧接している加圧ローラから構成されている。
また、画像形成装置本体の下部には、転写材である記録用紙が収納された給紙カセット３１と給紙カセット３１から記録用紙を送り出す給紙ローラ３２とフィードローラ３３が配設されている。転写ベルト１３までの記録用紙搬送経路には搬送ローラ対３４、レジストローラ対３５が設けられている。定着装置１８後の記録用紙搬送経路には本体上に設けられた記録用紙スタック部に排出する排紙ローラ２７、また両面印刷する経路には反転ローラ２８、さらにレジストローラ対３５までの反転経路には搬送ローラ対が３組設けられている。また、本体左側には手差し給紙部があり、記録用紙を給紙、搬送するピックアップローラ２９とフィードローラとが配設されている。
次に、上記構成の画像形成装置の動作を説明する。
原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り装置（図示なし）の撮像素子により読み取られた画像或いはコンピュータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＢｋの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納される。画像記録のスタートにより感光体駆動モータ（図示なし）の始動により感光体ドラム１を反時計方向へと回転し、同時にＹ用帯電装置２Ｙの帯電作用により電位の付与が開始される。感光体ドラム１は電位を付与されたあと、露光装置５より照射されるレーザー光ＬＹにより第１の色信号即ちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号に基づく露光が開始されドラムの回転走査によってその表面の感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する潜像を形成する。Ｙ用の潜像は現像装置４Ｙの現像ローラ３０にて、感光体ドラム１との対向部に搬送されてきたトナーにより非接触現像され、感光体ドラム１上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り装置（図示なし）の撮像素子により読み取られた画像或いはコンピュータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＢｋの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納される。画像記録のスタートにより感光体駆動モータ（図示なし）の始動により感光体ドラム１を反時計方向へと回転し、同時にＹ用帯電装置２Ｙの帯電作用により電位の付与が開始される。感光体ドラム１は電位を付与されたあと、露光装置５より照射されるレーザー光ＬＹにより第１の色信号即ちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号に基づく露光が開始されドラムの回転走査によってその表面の感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する潜像を形成する。Ｙ用の潜像は現像装置４Ｙの現像ローラ３０にて、感光体ドラム１との対向部に搬送されてきたトナーにより非接触現像され、感光体ドラム１上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
次いで、感光体ドラム１は上記イエロー（Ｙ）のトナー像の上に、Ｍ用帯電装置２Ｍの帯電作用により電位を付与され、露光装置５より照射されるレーザー光ＬＭにより第２の色信号即ちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電気信号による露光が行われ、原稿画像のマゼンタ（Ｍ）の画像に対応する潜像を形成する。Ｍ用の潜像は現像装置４Ｍの現像ローラ３０Ｍにて、感光体ドラム１との対向部に搬送されてきたトナーにより非接触現像され、上記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が順次重ね合わせて形成していく。同様のプロセスによりＣ用帯電装置２Ｃ、露光装置５からのレーザー光ＬＣによる露光及び現像装置４Ｃによって更に第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が、また帯電装置２Ｂｋ、露光装置５からのレーザー光ＬＢｋによる露光及び現像装置４Ｂｋによって第４の色信号に対応する黒色（Ｂｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム１の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成される。
一方では給紙カセット３１から給紙ローラ３２、フィードローラ３３、搬送ローラ対３４の作動により記録用紙が搬出されてレジストローラ対３５に搬送され、感光体ドラム１上のカラートナー像の搬送に同期して転写ベルト１３の転写域に給紙される。給紙された記録用紙は転写域において転写ローラ１２によるトナーと反対極性のバイアス電圧の印加により順次カラートナー像は記録用紙上に転写される。
転写後は感光体ドラム１上の転写残トナーをクリーニング装置１４によってクリーニングする。クリーニングは、まずファーブラシ１６で残トナーを感光体ドラム１から剥ぎ取り、その下流でクリーニングブレード１５によって完全に掻き取る。クリーニングされたトナーはクリーニングスクリュ１７によって不図示の廃トナーボトルへ送られる。
また、カラートナー像の転写を受けた記録用紙は転写ベルト１３に静電的に貼り付いて駆動ローラ１０部まで搬送されると、記録用紙先端は転写ベルト１３と曲率分離して定着装置１８に搬送され、定着ベルト１９と加圧ローラの間に挟着搬送して加熱され、トナーを溶着して定着がなされたのち排紙ローラ２８を介して装置スタック部２６に排出される。
両面印刷する場合は、記録用紙は反転ローラ２８側に搬送され、反転ローラ２８の逆回転により、再度、レジストローラ３５に送られる。そして感光体ドラム１上に形成されたカラートナー像とタイミングを合わせて、転写ベルト１３のニップ部へ送られ、記録用紙裏面に転写され、再度定着装置１８を通過して、スタック部３６に排出される。
このような感光体ドラム１の周りに現像装置が４つ配置され、４つの現像装置が同時に駆動される画像形成装置においては、４つの現像装置の駆動振動が感光体ドラム１に伝搬するため、感光体ドラム１の回転速度変動が起こりやすい。そこで、このような画像形成装置の場合、駆動装置に回転慣性体たるフライホイールを設けて、上記振動などによる感光体ドラムの速度変動を起こりにくくしている。以下に、具体的に説明する。
図２は、感光体ドラム１を回転駆動するための駆動装置６０の周辺部を示す概略構成図である。
駆動装置６０は、駆動源たる駆動モータ６２、感光体ドラム１の速度変動を抑制するための回転慣性体たるフライホイール６１、回転体たる感光体ドラム１およびフライホイール６１に駆動源の駆動力を伝達するための駆動伝達部材たる駆動ギヤ６３、フライホイール６１が感光体ドラム１の角速度を越える角速度で回転するようフライホイール６１の回転速度を増速する変速機構たる遊星摩擦車機構７０、等を備えている。
駆動モータ６２は、支持板６４に固定されている。駆動モータ６２の出力ギヤ６２ａには、駆動ギヤ６３が噛み合っており、駆動ギヤ６３は、感光体ドラム１の回転軸１ａと同軸上に設けられた出力軸６７に固定されており、駆動ギヤ６３のピッチ円直径は、感光体ドラム１の直径よりも大きくなっている。また、駆動モータ６２が回転すると、その回転駆動力が出力ギヤ６２ａから駆動ギヤ６３に一段減速で伝達されて感光体ドラム１が回転駆動するようになっている。一段減速とすることで、部品点数を少なくし低コストにすることができる。また、ギヤを２つにして噛み合い誤差や偏心による伝達誤差の要因を少なくすることができ、感光体の速度変動の要因を少なくすることができる。特に、駆動ギヤ６３のモジュールｍ（歯数／ギヤの直径）を、感光体ドラム１の直径をＤｄ、駆動ギヤピッチ円直径Ｄｇとしたとき、ｍ＜（Ｄｇ／２πＤｄ）の関係にすることが好ましい。これにより、ギヤの噛み合いによる速度変動によって感光体ドラム表面に形成するトナー像に与えるバンディング（噛み合い周期のピッチむら）が視認しにくい高周波領域にすることができる。
駆動装置６０は、駆動源たる駆動モータ６２、感光体ドラム１の速度変動を抑制するための回転慣性体たるフライホイール６１、回転体たる感光体ドラム１およびフライホイール６１に駆動源の駆動力を伝達するための駆動伝達部材たる駆動ギヤ６３、フライホイール６１が感光体ドラム１の角速度を越える角速度で回転するようフライホイール６１の回転速度を増速する変速機構たる遊星摩擦車機構７０、等を備えている。
駆動モータ６２は、支持板６４に固定されている。駆動モータ６２の出力ギヤ６２ａには、駆動ギヤ６３が噛み合っており、駆動ギヤ６３は、感光体ドラム１の回転軸１ａと同軸上に設けられた出力軸６７に固定されており、駆動ギヤ６３のピッチ円直径は、感光体ドラム１の直径よりも大きくなっている。また、駆動モータ６２が回転すると、その回転駆動力が出力ギヤ６２ａから駆動ギヤ６３に一段減速で伝達されて感光体ドラム１が回転駆動するようになっている。一段減速とすることで、部品点数を少なくし低コストにすることができる。また、ギヤを２つにして噛み合い誤差や偏心による伝達誤差の要因を少なくすることができ、感光体の速度変動の要因を少なくすることができる。特に、駆動ギヤ６３のモジュールｍ（歯数／ギヤの直径）を、感光体ドラム１の直径をＤｄ、駆動ギヤピッチ円直径Ｄｇとしたとき、ｍ＜（Ｄｇ／２πＤｄ）の関係にすることが好ましい。これにより、ギヤの噛み合いによる速度変動によって感光体ドラム表面に形成するトナー像に与えるバンディング（噛み合い周期のピッチむら）が視認しにくい高周波領域にすることができる。
出力軸６７の奥側端部には、後述する遊星摩擦車機構７０が取り付けられている。出力軸６７の感光体ドラム側端部には、駆動側カップリング６６ｂが同心状に固定されている。また、感光体ドラムの回転軸１ａと同軸上に、遊星摩擦車機構７０の太陽軸７４が延びており、太陽摩擦車たる太陽軸７４にはフライホイール６１が固定されている。出力軸６７は、軸受９２によって奥側側板６５に回転自在に支持されており、太陽軸７４は、軸受９１によって支持板６４に回転自在に支持されている。
感光体ドラム１の回転軸１ａの手前側端部は、軸受９３によってプリンタ本体の前側板６８に着脱自在に取り付けられた面板６９に回転自在に支持されている。感光体ドラム１の回転軸１ａ奥側端部には、従動側カップリング６６ａが同心状に固定されている。
感光体ドラム１は、面板６９と回転軸１ａと従動側カップリング６６ａとともに装置本体から着脱可能に構成されている。感光体ドラム１が装置本体に装着された状態のとき、駆動側カップリング６６ｂと従動側カップリング６６ａとが回転方向に係合している。これにより、出力軸６７の回転がカップリング装置６６を介して回転軸１ａに伝えられ、感光体ドラム１が回転駆動する。
感光体ドラム１は、面板６９と回転軸１ａと従動側カップリング６６ａとともに装置本体から着脱可能に構成されている。感光体ドラム１が装置本体に装着された状態のとき、駆動側カップリング６６ｂと従動側カップリング６６ａとが回転方向に係合している。これにより、出力軸６７の回転がカップリング装置６６を介して回転軸１ａに伝えられ、感光体ドラム１が回転駆動する。
図３（ａ）は、遊星摩擦車機構７０の側断面図であり、図３（ｂ）は、遊星摩擦車機構７０の正面断面図である。
遊星摩擦車機構７０は、太陽軸７４と、３つの遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃと、キャリア部材７２と、内接リング７１とで構成されている。
キャリア部材７２は、出力軸６７の奥側端面に同心状に固定されている。キャリア部材の太陽軸側側面には、円周方向等間隔で３箇所、側面から垂直方向に延びる遊星軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃが設けられている。各遊星軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃには、それぞれ遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃが回転自在に取り付けられており、各遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃの外周面は、太陽軸７４の外周面と内接リング７１の内周面と圧接している。太陽軸７４、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、内接リング７１は、金属などの剛性の高い部材で形成されており、圧接により太陽軸７４、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、内接リング７１が弾性変形などを起こさないようにしている。内接リング７１は、円柱形状をしており、円形面７１ｂ、７１ｃの中央に孔部軸受７１ｅ、７１ｄがそれぞれ設けられている。そして、円形面７１ｂの孔部に取り付けられた軸受７１ｅには、出力軸６７が貫通しており、円形面７１ｃの孔部に取り付けた軸受７１ｄには太陽軸７４が貫通している。これにより、内接リング内部のキャリア部材７２、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃが内接リング７１により密閉状態にせしめられる。これにより、飛散したトナーなどの異物が、遊星摩擦車７３と太陽軸７４との間や、遊星摩擦車７３と内接リング７１の内周面との間に付着するのを防止することができる。よって、トナーなどの異物により、遊星摩擦車７３が滑るのを抑制することができ、良好にフライホイール６１に駆動力を伝達することができる。また、内接リング７１は、支持板６４に固定されている。
遊星摩擦車機構７０は、太陽軸７４、キャリア部材７２、内接リング７１が、それぞれ回転駆動力が入力される入力部と、遊星摩擦車７３により増加された角速度を出力する出力部と、回転不能な固定部となることで、変速機構としての機能を発揮する。図３に示す遊星摩擦車機構の場合は、キャリア部材７２が入力部として機能し、太陽軸７４が出力部として機能し、内接リング７１が固定部として機能する。
遊星摩擦車機構７０は、太陽軸７４と、３つの遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃと、キャリア部材７２と、内接リング７１とで構成されている。
キャリア部材７２は、出力軸６７の奥側端面に同心状に固定されている。キャリア部材の太陽軸側側面には、円周方向等間隔で３箇所、側面から垂直方向に延びる遊星軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃが設けられている。各遊星軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃには、それぞれ遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃが回転自在に取り付けられており、各遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃの外周面は、太陽軸７４の外周面と内接リング７１の内周面と圧接している。太陽軸７４、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、内接リング７１は、金属などの剛性の高い部材で形成されており、圧接により太陽軸７４、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、内接リング７１が弾性変形などを起こさないようにしている。内接リング７１は、円柱形状をしており、円形面７１ｂ、７１ｃの中央に孔部軸受７１ｅ、７１ｄがそれぞれ設けられている。そして、円形面７１ｂの孔部に取り付けられた軸受７１ｅには、出力軸６７が貫通しており、円形面７１ｃの孔部に取り付けた軸受７１ｄには太陽軸７４が貫通している。これにより、内接リング内部のキャリア部材７２、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃが内接リング７１により密閉状態にせしめられる。これにより、飛散したトナーなどの異物が、遊星摩擦車７３と太陽軸７４との間や、遊星摩擦車７３と内接リング７１の内周面との間に付着するのを防止することができる。よって、トナーなどの異物により、遊星摩擦車７３が滑るのを抑制することができ、良好にフライホイール６１に駆動力を伝達することができる。また、内接リング７１は、支持板６４に固定されている。
遊星摩擦車機構７０は、太陽軸７４、キャリア部材７２、内接リング７１が、それぞれ回転駆動力が入力される入力部と、遊星摩擦車７３により増加された角速度を出力する出力部と、回転不能な固定部となることで、変速機構としての機能を発揮する。図３に示す遊星摩擦車機構の場合は、キャリア部材７２が入力部として機能し、太陽軸７４が出力部として機能し、内接リング７１が固定部として機能する。
駆動モータ６２が回転駆動すると、駆動出力ギヤ６２ａから駆動ギヤ６３に駆動力が伝達されて、出力軸６７が回転する。これにより、出力軸６７に固定された駆動カップリング６６ｂと係合している従動カップリング６６ａが回転し、回転軸１ａに取り付けられた感光体１が回転する。すなわち、本実施形態においては、感光体ドラムに駆動モータの駆動力を伝達する回転体駆動伝達機構が、カップリング機構６６で構成される。
また、出力軸６７の奥側端面に固定された遊星摩擦車機構７０のキャリア部材７２が回転する。キャリア部材７２が回転すると、キャリア部材７２の遊星軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃに回転自在に取り付けられた３個の遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃが、太陽軸７４の軸中心を公転する。このとき、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃは、支持板６４に固定された内接リング７１の内周面と圧接しているため、内接リング７１との接触面を転がりながら遊星摩擦車軸中心に自転することになる。さらに、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃは太陽軸７４と圧接しているので、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃの公転による回転と、自転による回転とが伝達されて太陽軸７４が回転する。これにより、回転軸６７の回転速度は、遊星摩擦車機構７０により増速されて、太陽軸７４に出力されて、フライホール６１が感光体ドラム１の角速度よりも速い角速度で回転する。このように、本実施形態においては、回転慣性体たるフライホイールに駆動モータの駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構が、遊星摩擦車機構７０で構成される。
また、出力軸６７の奥側端面に固定された遊星摩擦車機構７０のキャリア部材７２が回転する。キャリア部材７２が回転すると、キャリア部材７２の遊星軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃに回転自在に取り付けられた３個の遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃが、太陽軸７４の軸中心を公転する。このとき、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃは、支持板６４に固定された内接リング７１の内周面と圧接しているため、内接リング７１との接触面を転がりながら遊星摩擦車軸中心に自転することになる。さらに、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃは太陽軸７４と圧接しているので、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃの公転による回転と、自転による回転とが伝達されて太陽軸７４が回転する。これにより、回転軸６７の回転速度は、遊星摩擦車機構７０により増速されて、太陽軸７４に出力されて、フライホール６１が感光体ドラム１の角速度よりも速い角速度で回転する。このように、本実施形態においては、回転慣性体たるフライホイールに駆動モータの駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構が、遊星摩擦車機構７０で構成される。
太陽軸の外径：Ｄｓ、遊星摩擦車の外径：Ｄｐ、内接リングの内径：Ｄｉとすると、この遊星摩擦車機構７０における増速比は、増速比（出力軸回転数／入力軸回転数）＝（πＤｉ／πＤｓ）＋１＝（Ｄｉ／Ｄｓ）＋１となる。
たとえば、Ｄｓ＝１０、Ｄｐ＝２０、Ｄｉ＝５０であれば、増速比は６倍となる。
たとえば、Ｄｓ＝１０、Ｄｐ＝２０、Ｄｉ＝５０であれば、増速比は６倍となる。
このように、回転軸６７の回転速度は、遊星摩擦車機構７０により増速されて、太陽軸７４に出力されるので、太陽軸７４に取り付けられたフライホイール６１の角速度ωを、感光体ドラム１の角速度よりも速くすることができる。
このように、フライホイール６１の角速度ωを大きくすることができるので、上述した慣性エネルギーＥ＝（Ｊω２）／２（ここで、Ｊは回転慣性体の慣性モーメント、ωは回転慣性体の角速度）を大きくすることができる。よって、半径が小さく、重量が軽いフライホイール６１であっても感光体ドラム１の速度変動を抑えるのに必要な慣性エネルギーＥを得ることができる。これにより、感光体ドラム１の速度変動を抑制する効果を損なうことなく、フライホイール６１を小型化でき、省スペースな駆動装置を得ることができる。
このように、フライホイール６１の角速度ωを大きくすることができるので、上述した慣性エネルギーＥ＝（Ｊω２）／２（ここで、Ｊは回転慣性体の慣性モーメント、ωは回転慣性体の角速度）を大きくすることができる。よって、半径が小さく、重量が軽いフライホイール６１であっても感光体ドラム１の速度変動を抑えるのに必要な慣性エネルギーＥを得ることができる。これにより、感光体ドラム１の速度変動を抑制する効果を損なうことなく、フライホイール６１を小型化でき、省スペースな駆動装置を得ることができる。
本実施形態においては、図２に示すように、駆動モータ６２とフライホイール６１とが並設されるように、すなわち、フライホイールの半径：Ｒｆ、駆動モータ半径：Ｒｍ、駆動ギヤの半径をＲｄとした場合、Ｒｄ＞Ｒｆ＋Ｒｍの関係を満たすように、フライホイール６１が設計されている。そして、Ｒｄ＞Ｒｆ＋Ｒｍの関係を満たし、かつ、フライホイール６１によって感光体ドラム１の速度変動を抑制する効果を損なわないように、遊星摩擦車機構７０の増速比が決定されている。
Ｒｄ＞Ｒｆ＋Ｒｍの関係を満たすことで、フライホイールが取り付けられる軸（太陽軸７４）の長さを短くでき、軸（太陽軸７４）がフライホイールの重みで撓むことが抑制されるとともに、軸方向に駆動装置を小型化することができる。
Ｒｄ＞Ｒｆ＋Ｒｍの関係を満たすことで、フライホイールが取り付けられる軸（太陽軸７４）の長さを短くでき、軸（太陽軸７４）がフライホイールの重みで撓むことが抑制されるとともに、軸方向に駆動装置を小型化することができる。
次に、駆動装置６０の変形例について、説明する。
［変形例１］
図４は、変形例１の駆動装置を示す図である。
図に示すように、この変形例１の駆動装置は、フライホイール６１および遊星摩擦車機構７０をプリンタ本体の手前側に設けたものである。この変形例１では、遊星摩擦車機構７０の内接リング７１を面板６９に固定されている。回転軸１ａの手前側端部には、第１カップリング８０ａが取り付けられており、入力軸８１の奥側端部には、第２カップリング８０ｂが取り付けられており、第１カップリング８０ａと第２カップリング８０ｂとは、回転方向に係合している。入力軸８１は、面板６９に回転自在に支持されており、入力軸８１の手前側端部には、キャリア７２が固定されている。
この変形例１は、駆動モータ６２の駆動力が、駆動出力ギヤ６２ａから駆動ギヤ６３に伝達され、出力軸６７が回転して、カップリング機構６６を介して回転軸１ａが回転して感光体ドラムが回転する。また、回転軸１ａが回転すると、カップリング機構８０を介して入力軸８１が回転する。そして、遊星摩擦車機構７０で速度が増速され、太陽軸７４に出力され、太陽軸７４に固定されたフライホイール６１が、感光体ドラム１の角速度よりも速い角速度で回転する。すなわち、変形例１においては、回転慣性体たるフライホイールに駆動モータの駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構が、カップリング機構８０と、入力軸８１と、遊星摩擦車機構７０とで構成される。
この変形例１の駆動装置は、装置奥側にフライホイールを配置するよりも、装置奥側のスペースをより有効に利用することができる。また、感光体ドラム１の交換時に遊星摩擦車機構７０とフライホイール６１を外す場合は、カップリング８０で分離することができる。
図４は、変形例１の駆動装置を示す図である。
図に示すように、この変形例１の駆動装置は、フライホイール６１および遊星摩擦車機構７０をプリンタ本体の手前側に設けたものである。この変形例１では、遊星摩擦車機構７０の内接リング７１を面板６９に固定されている。回転軸１ａの手前側端部には、第１カップリング８０ａが取り付けられており、入力軸８１の奥側端部には、第２カップリング８０ｂが取り付けられており、第１カップリング８０ａと第２カップリング８０ｂとは、回転方向に係合している。入力軸８１は、面板６９に回転自在に支持されており、入力軸８１の手前側端部には、キャリア７２が固定されている。
この変形例１は、駆動モータ６２の駆動力が、駆動出力ギヤ６２ａから駆動ギヤ６３に伝達され、出力軸６７が回転して、カップリング機構６６を介して回転軸１ａが回転して感光体ドラムが回転する。また、回転軸１ａが回転すると、カップリング機構８０を介して入力軸８１が回転する。そして、遊星摩擦車機構７０で速度が増速され、太陽軸７４に出力され、太陽軸７４に固定されたフライホイール６１が、感光体ドラム１の角速度よりも速い角速度で回転する。すなわち、変形例１においては、回転慣性体たるフライホイールに駆動モータの駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構が、カップリング機構８０と、入力軸８１と、遊星摩擦車機構７０とで構成される。
この変形例１の駆動装置は、装置奥側にフライホイールを配置するよりも、装置奥側のスペースをより有効に利用することができる。また、感光体ドラム１の交換時に遊星摩擦車機構７０とフライホイール６１を外す場合は、カップリング８０で分離することができる。
［変形例２］
図５は、変形例２の駆動装置である。
この変形例２の駆動装置は、駆動ギヤ６３の回転中心を中心にして円形の凹部６３ａが設けられ、駆動ギヤ６３の凹部６３ａの回転中心には、第２の凹部６３ｂが設けられており、この第２の凹部６３ｂに太陽軸７４の手前側端部が軸受によって回転自在に取り付けられている。また、太陽軸７４は、支持板６４軸受を介して回転自在に支持されており、その奥側端部に、フライホイール６１が固定されている。支持板６４には、太陽軸７４の軸中心を中心にして同心円上に太陽軸の回転方向等間隔で３箇所、支持板６４から垂直に延びる遊星軸７２ａ、７２ｂ（図示せず）、７２ｃが設けられている。この遊星軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃにそれぞれ遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ（図示せず）７３ｃが回転自在に取り付けられており、各遊星摩擦車７３ａ〜ｃは、太陽軸７４の外周面と駆動ギヤ６３の凹部の内周面とに圧接している。
すなわち、変形例２の駆動装置における、遊星摩擦車機構は、駆動ギヤ６３の凹部６３ａと、太陽軸７４と、遊星摩擦車７３ａ〜７３ｃと、遊星軸７２ａ〜７２ｃとで構成されている。
また、この変形例２の駆動装置においては、駆動ギヤ６３の装置手前側（感光体側）の面には、出力部６３ｃが駆動ギヤの回転中心と同心状に設けられており、出力部６３ｃの先端には、凹型のメス型カップリング６６ｂが設けられている。メス型カップリング６６ｂの円柱状の凹部の内周面に複数の歯車を有する内歯車が形成されている。感光体ドラムの回転軸１ａにはオス型カップリング６６ａが設けられており、メス型カップリング６６ｂの内歯車と噛み合うギヤを有している。なお、感光体ドラムの回転軸１ａに取り付けられるカップリングをメス型として、駆動ギヤの出力部のカップリングをオス型としてもよい。駆動ギヤ６３は、軸受によって奥側側板６５に回転自在に支持されている。
図５は、変形例２の駆動装置である。
この変形例２の駆動装置は、駆動ギヤ６３の回転中心を中心にして円形の凹部６３ａが設けられ、駆動ギヤ６３の凹部６３ａの回転中心には、第２の凹部６３ｂが設けられており、この第２の凹部６３ｂに太陽軸７４の手前側端部が軸受によって回転自在に取り付けられている。また、太陽軸７４は、支持板６４軸受を介して回転自在に支持されており、その奥側端部に、フライホイール６１が固定されている。支持板６４には、太陽軸７４の軸中心を中心にして同心円上に太陽軸の回転方向等間隔で３箇所、支持板６４から垂直に延びる遊星軸７２ａ、７２ｂ（図示せず）、７２ｃが設けられている。この遊星軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃにそれぞれ遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ（図示せず）７３ｃが回転自在に取り付けられており、各遊星摩擦車７３ａ〜ｃは、太陽軸７４の外周面と駆動ギヤ６３の凹部の内周面とに圧接している。
すなわち、変形例２の駆動装置における、遊星摩擦車機構は、駆動ギヤ６３の凹部６３ａと、太陽軸７４と、遊星摩擦車７３ａ〜７３ｃと、遊星軸７２ａ〜７２ｃとで構成されている。
また、この変形例２の駆動装置においては、駆動ギヤ６３の装置手前側（感光体側）の面には、出力部６３ｃが駆動ギヤの回転中心と同心状に設けられており、出力部６３ｃの先端には、凹型のメス型カップリング６６ｂが設けられている。メス型カップリング６６ｂの円柱状の凹部の内周面に複数の歯車を有する内歯車が形成されている。感光体ドラムの回転軸１ａにはオス型カップリング６６ａが設けられており、メス型カップリング６６ｂの内歯車と噛み合うギヤを有している。なお、感光体ドラムの回転軸１ａに取り付けられるカップリングをメス型として、駆動ギヤの出力部のカップリングをオス型としてもよい。駆動ギヤ６３は、軸受によって奥側側板６５に回転自在に支持されている。
駆動モータ６２が駆動されると出力ギヤ６２ａから駆動ギヤ６３により減速され、カップリング機構６６を介して感光体ドラムが駆動される。また、駆動ギヤが回転することにより、駆動ギヤの凹部６３ａの内周面と圧接している複数の遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ（図示せず）、７３ｃが、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃの軸中心に回転（自転）する。さらに、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃは太陽軸７４と圧接しているので、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃの自転による回転が伝達されて太陽軸７４が回転する。これにより、駆動ギヤ６３の回転速度は、遊星摩擦車機構７０により増速されて、太陽軸７４に出力され、フライホイール６１が増速回転する。すなわち、この変形例２の駆動装置における遊星摩擦車機構７０においては、駆動ギヤ６３の凹部６３ａが入力部として機能し、遊星軸７２ａ〜７２ｃが固定部として機能し、太陽軸７４が出力部として機能するものである。この変形例２における遊星摩擦車機構７０の増速比は、増速比＝−πＤｉ／πＤｓ＝−Ｄｉ／Ｄｓとなる。マイナスの符号は入力軸と出力軸の回転方向が反対を示す。なお、Ｄｉは、駆動ギヤ６３の凹部６３ａの穴径、Ｄｓは、太陽軸の外径である。たとえば、駆動ギヤ凹部の穴径Ｄｉ＝５０、遊星摩擦車の径Ｄｐ＝２０、太陽軸径＝１０であれば、増速比は５倍となる。
このように、変形例２の駆動装置においても、フライホイール６１の角速度ωを感光体ドラムの角速度よりも速くすることができるので、感光体ドラム１の速度変動を抑制する効果を損なうことなく、フライホイール６１の半径Ｒｆを小さくでき、駆動ギヤ６３の半径（Ｒｄ）＞フライホイール６１の半径（Ｒｆ）＋駆動モータ６２の半径（Ｒｍ）の関係を満たすことができる。よって、図５に示すように、駆動モータ６２とフライホイール６１とを回転軸１ａの径方向に並設することができ、駆動装置を軸方向に短くすることができる。
この変形例２の駆動装置によれば、駆動ギヤ６３の凹部６３ａを内接リングとして機能を有することで、部品点数が削減でき、コストダウンを図ることができる。また、駆動ギヤ内の一部に遊星摩擦車機構を設けることができるので、駆動装置を軸方向長さを短くすることができ、省スペース化を図ることができる。
また、出力ギヤ６２ａと駆動ギヤ６３との間の噛み合い伝達部における振動を減衰させるため、駆動ギヤ６３を樹脂で形成することが好ましい。しかしながら、駆動ギヤ６３を樹脂で形成した場合、凹部６３ａの内周面が、遊星摩擦車との圧接により弾性性変形して、凹部６３ａ内周面と遊星摩擦車との圧接が十分でなくなる場合がある。その結果、凹部６３ａ内周面と遊星摩擦車との間ですべりなどが発生し、太陽軸７４への駆動伝達がスムーズに行われないおそれがある。
そこで、駆動ギヤ６３を樹脂とした場合、図６に示すように、凹部６３ａの内周面に金属リング６３ｄを嵌合させる。あるいは、射出成形される駆動ギヤ６３に金属リング６３ｄをインサート成形する。凹部６３ａの内周面に金属リング６３ｄを設けることで、凹部６３ａの内周面が、遊星摩擦車との圧接により弾性性変形するのを防止し、太陽軸７４への駆動伝達をスムーズに行うことができる。また、駆動ギヤ６３を樹脂で形成することで、出力ギヤ６２ａと駆動ギヤ６３との間の噛み合い伝達部における振動を減衰させることができ、感光体ドラム１の速度変動を抑制することができる。
そこで、駆動ギヤ６３を樹脂とした場合、図６に示すように、凹部６３ａの内周面に金属リング６３ｄを嵌合させる。あるいは、射出成形される駆動ギヤ６３に金属リング６３ｄをインサート成形する。凹部６３ａの内周面に金属リング６３ｄを設けることで、凹部６３ａの内周面が、遊星摩擦車との圧接により弾性性変形するのを防止し、太陽軸７４への駆動伝達をスムーズに行うことができる。また、駆動ギヤ６３を樹脂で形成することで、出力ギヤ６２ａと駆動ギヤ６３との間の噛み合い伝達部における振動を減衰させることができ、感光体ドラム１の速度変動を抑制することができる。
［変形例３］
図７は、変形例３の駆動装置である。
この変形例３の駆動装置は、駆動ギヤ６３の太陽軸７４の軸中心を中心にして同心円上に駆動ギヤの回転方向等間隔で３箇所、駆動ギヤ６３の奥側側面から垂直に延びる遊星軸７２ａ、７２ｂ（図示せず）、７２ｃが設けられている。太陽軸７４は、駆動ギヤの回転中心に固定された軸受と支持板６４の軸受の２点で回転自在に支持され、奥側端部にはフライホイール６１が固定されている。内接リング７１は、支持板６４に固定されている。
すなわち、変形例３の駆動装置における遊星摩擦車機構７０は、太陽軸７４と、遊星摩擦車７３ａ〜７３ｃと、駆動ギヤ６３に配設された遊星軸７２ａ〜７２ｃと、内接リング７１とで構成されている。
図７は、変形例３の駆動装置である。
この変形例３の駆動装置は、駆動ギヤ６３の太陽軸７４の軸中心を中心にして同心円上に駆動ギヤの回転方向等間隔で３箇所、駆動ギヤ６３の奥側側面から垂直に延びる遊星軸７２ａ、７２ｂ（図示せず）、７２ｃが設けられている。太陽軸７４は、駆動ギヤの回転中心に固定された軸受と支持板６４の軸受の２点で回転自在に支持され、奥側端部にはフライホイール６１が固定されている。内接リング７１は、支持板６４に固定されている。
すなわち、変形例３の駆動装置における遊星摩擦車機構７０は、太陽軸７４と、遊星摩擦車７３ａ〜７３ｃと、駆動ギヤ６３に配設された遊星軸７２ａ〜７２ｃと、内接リング７１とで構成されている。
駆動モータ６２が駆動されると出力ギヤ６２ａから駆動ギヤ６３により減速され、カップリング機構６６を介して感光体ドラム１が駆動される。また、駆動ギヤ６３が回転することにより、遊星軸７２ａ〜７２ｃが太陽軸を中心にして回転する。その結果、遊星軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃに回転自在に取り付けられた３個の遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃが、太陽軸７４の軸中心を公転する。このとき、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃは、支持板６４に固定された内接リング７１の内周面と圧接しているため、内接リング７１との接触面を転がりながら遊星摩擦車軸中心に自転することになる。さらに、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃは太陽軸７４と圧接しているので、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃの公転による回転と、自転による回転とが伝達されて太陽軸７４が回転する。これにより、駆動ギヤ６３の回転速度は、遊星摩擦車機構により増速されて、太陽軸７４に出力され、フライホイールが増速回転する。すなわち、この変形例３の駆動装置における遊星摩擦車機構７０においては、駆動ギヤ６３に配設された遊星軸７２ａ〜７２ｃが入力部として機能し、内接リング７１が固定部として機能し、太陽軸７４が出力部として機能する。
この変形例３における遊星摩擦車機構７０の増速比は、図２の構成と同じである。すなわち、増速比＝（πＤｉ／πＤｓ）＋１＝（Ｄｉ／Ｄｓ）＋１となる。たとえば、Ｄｓ＝１０、Ｄｐ＝２０、Ｄｉ＝５０であれば、増速比は６倍となる。
この変形例３における遊星摩擦車機構７０の増速比は、図２の構成と同じである。すなわち、増速比＝（πＤｉ／πＤｓ）＋１＝（Ｄｉ／Ｄｓ）＋１となる。たとえば、Ｄｓ＝１０、Ｄｐ＝２０、Ｄｉ＝５０であれば、増速比は６倍となる。
この変形例３の駆動装置においても、フライホイール６１の角速度ωを感光体ドラム１の角速度よりも速くすることができるので、感光体ドラム１の速度変動を抑制する効果を損なうことなく、フライホイール６１の半径Ｒｆを小さくでき、駆動ギヤ６３の半径（Ｒｄ）＞フライホイール６１の半径（Ｒｆ）＋駆動モータ６２の半径（Ｒｍ）の関係を満たすことができる。よって、図７に示すように、駆動モータ６２とフライホイール６１とを回転軸１ａの径方向に並設することができ、駆動装置を軸方向に短くすることができる。
また、変形例３においては、キャリアを無くすことができるので、部品点数が減った分、図２の構成に比べて、装置を安価にすることができる。
［変形例４］
図８は、変形例４の駆動装置である。
この変形例４の駆動装置は、変形例３同様、駆動ギヤ６３の太陽軸７４の軸中心を中心にして同心円上に駆動ギヤ６３の回転方向等間隔で３箇所、駆動ギヤ６３の奥側側面から垂直に延びる遊星軸７２ａ、７２ｂ（図示せず）、７２ｃが設けられている。太陽軸７４の奥側端部は、ブラケット８１に固定されており、手前側端部は、駆動ギヤ６３の回転中心に固定された軸受に支持されている。内接リング７１には、フライホイール６１が固定されており、内接リング７１およびフライホイール６１は、太陽軸７４に固定された軸受により回転自在に支持されている。この変形例４の駆動装置における遊星摩擦車機構７０は、変形例３同様、太陽軸７４と、遊星摩擦車７３ａ〜７３ｃと、駆動ギヤ６３に配設された遊星軸７２ａ〜７２ｃと、内接リング７１とで構成されている。
図８は、変形例４の駆動装置である。
この変形例４の駆動装置は、変形例３同様、駆動ギヤ６３の太陽軸７４の軸中心を中心にして同心円上に駆動ギヤ６３の回転方向等間隔で３箇所、駆動ギヤ６３の奥側側面から垂直に延びる遊星軸７２ａ、７２ｂ（図示せず）、７２ｃが設けられている。太陽軸７４の奥側端部は、ブラケット８１に固定されており、手前側端部は、駆動ギヤ６３の回転中心に固定された軸受に支持されている。内接リング７１には、フライホイール６１が固定されており、内接リング７１およびフライホイール６１は、太陽軸７４に固定された軸受により回転自在に支持されている。この変形例４の駆動装置における遊星摩擦車機構７０は、変形例３同様、太陽軸７４と、遊星摩擦車７３ａ〜７３ｃと、駆動ギヤ６３に配設された遊星軸７２ａ〜７２ｃと、内接リング７１とで構成されている。
駆動モータ６２が駆動されると出力ギヤ６２ａから駆動ギヤ６３により減速され、カップリング機構６６を介して感光体ドラム１が駆動される。また、駆動ギヤ６３が回転することにより、遊星軸７２ａ〜７２ｃが太陽軸７４を中心にして回転する。その結果、遊星軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃに回転自在に取り付けられた３個の遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃが、太陽軸７４の軸中心を公転する。このとき、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃは、ブラケット８１に固定された太陽軸７４の外周面と圧接しているため、太陽軸７４との接触面を転がりながら遊星摩擦車軸中心に自転することになる。さらに、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃは内接リング７１と圧接しているので、遊星摩擦車７３ａ、７３ｂ、７３ｃの公転による回転と、自転による回転とが伝達されて内接リング７１が回転する。これにより、駆動ギヤ６３の回転速度は、遊星摩擦車機構により増速されて、内接リング７１に出力され、フライホイール６１が増速回転する。すなわち、この変形例４の駆動装置における遊星摩擦車機構７０においては、駆動ギヤ６３に配設された遊星軸７２ａ〜７２ｃが入力部として機能し、太陽軸７４が固定部として機能し、内接リング７１が出力部として機能する。
この変形例４における遊星摩擦車機構の増速比は、増速比＝（πＤｓ／πＤｉ）＋１＝（Ｄｓ／Ｄｉ）＋１となる。たとえば、Ｄｓ＝１０、Ｄｐ＝２０、Ｄｉ＝５０であれば、増速比は１．２倍となる。
この変形例４における遊星摩擦車機構の増速比は、増速比＝（πＤｓ／πＤｉ）＋１＝（Ｄｓ／Ｄｉ）＋１となる。たとえば、Ｄｓ＝１０、Ｄｐ＝２０、Ｄｉ＝５０であれば、増速比は１．２倍となる。
この変形例４の駆動装置においても、フライホイール６１の角速度ωを感光体ドラム１の角速度よりも速くすることができるので、感光体ドラム１の速度変動を抑制する効果を損なうことなく、フライホイールの半径Ｒｆを小さくでき、駆動ギヤの半径（Ｒｄ）＞フライホイールの半径（Ｒｆ）＋駆動モータ６２の半径（Ｒｍ）の関係を満たすことができる。よって、図５に示すように、駆動モータ６２とフライホイール６１とを回転軸１ａの径方向に並設することができ、駆動装置を軸方向に短くすることができる。
また、変形例４においても、キャリアを無くすことができるので、部品点数が減った文、図２の構成に比べて、装置を安価にすることができる。
なお、本実施形態の駆動装置は、図１に示した画像形成装置に限られず、例えば、図９に示すタンデム型画像形成装置にも適用することができる。また、遊星摩擦車は、３個に限られず、適宜設定すればよいものである。また、本実施形態の駆動装置は、現像ローラを駆動する駆動装置や定着ベルト１９を駆動する駆動装置、転写ベルト１３を駆動する駆動装置などにも適用することができる。
また、本実施形態においては、遊星摩擦車機構によって、フライホイールに伝達する回転速度を増速させることで、フライホイールの角速度を感光体ドラムの角速度より速くしているが、遊星摩擦車機構によって、感光体ドラムに伝達する回転速度を減速させることで、フライホイールの角速度を感光体ドラムの角速度より速くしてもよい。この場合においても、慣性エネルギーＪをフライホイールが感光体ドラムと等速で回転させるものに比べて、大きくでき、フライホイールを小径化することができる。また、回転体駆動伝達機構に、回転速度を減速させる遊星摩擦機構を設けて、回転慣性体駆動伝達機構に回転速度を増速させる遊星摩擦機構を設けて、フライホイールの角速度を感光体ドラムの角速度より速くしてもよい。また、回転体駆動伝達機構および回転慣性体駆動伝達機構それぞれ回転速度を減速させる遊星摩擦機構を設け、回転体駆動伝達機構に設けた遊星摩擦機構の減速比を、回転慣性体駆動伝達機構に設けた遊星摩擦機構の減速比よりも大きくすることで、フライホイールの角速度を感光体ドラムの角速度より速くしてもよい。もちろん、回転体駆動伝達機構および回転慣性体駆動伝達機構それぞれ回転速度を増速させる遊星摩擦機構を設け、回転体駆動伝達機構に設けた遊星摩擦機構の増速比を、回転慣性体駆動伝達機構に設けた遊星摩擦機構の増速比よりも小さくすることで、フライホイールの角速度を感光体ドラムの角速度より速くしてもよい。
以上、本実施形態の駆動装置によれば、遊星摩擦車機構で回転慣性体たるフライホイール６１の角速度を回転体たる感光体ドラム１の角速度を超える角速度に増速するので、半径が小さく、重量が軽いフライホールであっても感光体ドラムの速度変動を抑えるのに必要な慣性エネルギーを得ることができる。これにより、感光体ドラムの速度変動を抑制する効果を損なうことなく、フライホイールを小型化でき、省スペースな駆動装置を得ることができる。
また、遊星摩擦車機構７０を用いて、摩擦力により駆動力を伝達することで、回転軸１ａなどが撓むことがなく、噛み合い振動なども発生することがない。その結果、角速度増速伝達機構に起因する感光体ドラムの振動を抑制することができる。さらに、遊星摩擦車機構７０を用いることで、入力軸と出力軸とを同軸上にすることができるので、回転軸上にフライホイール６１を設けることが可能となる。そして、フライホイールを回転軸と同軸上に設けることで、回転軸法線方向に駆動装置を短くすることができ、装置の小型化を図ることができる。
また、遊星摩擦車機構７０を用いて、摩擦力により駆動力を伝達することで、回転軸１ａなどが撓むことがなく、噛み合い振動なども発生することがない。その結果、角速度増速伝達機構に起因する感光体ドラムの振動を抑制することができる。さらに、遊星摩擦車機構７０を用いることで、入力軸と出力軸とを同軸上にすることができるので、回転軸上にフライホイール６１を設けることが可能となる。そして、フライホイールを回転軸と同軸上に設けることで、回転軸法線方向に駆動装置を短くすることができ、装置の小型化を図ることができる。
また、本実施形態の駆動装置は、感光体ドラム１と遊星摩擦車機構７０との間に駆動モータの駆動力を入力する前記駆動伝達部材を配置することで、駆動装置側に回転軸と同軸上にフライホイールを設けることができる。
また、図３に示すように、遊星摩擦車機構７０の内接リング７１が、遊星摩擦車７３を密閉状態に覆うことで、内接リング７１と遊星摩擦車との間、太陽摩擦車たる太陽軸７４と遊星摩擦車との間に飛散トナーなどの異物が付着することが防止される。これにより、トナーなどの異物により、遊星摩擦車７３が滑るのを抑制することができ、良好にフライホイール６１に駆動力を伝達することができる。
また、変形例２の駆動装置は、遊星摩擦車７３を駆動ギヤの回転中心に設けられた凹部の内周面と太陽軸の外周面とで圧接する構成としたことで、図２に示す駆動装置に比べて、内接リング７１を無くすことができ、内接リング分部品コストを削減することができる。また、遊星摩擦車機構の一部が駆動ギヤの内部に形成されることで、図２の駆動装置に比べて、駆動装置を軸方向に短くすることができる。これにより、図２の駆動装置に比べて、駆動装置の小型化を図ることができる。
また、駆動ギヤ６３を樹脂で形成することで、出力ギヤ６２ａと駆動ギヤ６３との間の噛み合い伝達部における振動を減衰させることができ、感光体の速度変動を抑制することができる。また、凹部内周面を金属部材で構成することで、凹部内周面が遊星摩擦車と圧接しても凹部内周面が弾性変形することがない。これにより、遊星摩擦車７３と凹部内周面との圧接が不十分で遊星摩擦車が滑るのを防止することができ、良好にフライホイールに駆動力を伝達することができる。
また、変形例３の駆動装置は、駆動ギヤの同心円上に等間隔で遊星軸を配置したことで、キャリアを無くすことができ、図２の駆動装置に比べて、キャリアを無くした分だけ部品コストを安価にすることができる。
また、駆動ギヤを駆動モータの出力ギヤと噛み合って駆動力を伝達することで、感光体ドラムの回転負荷が大きくなっても、駆動ギヤによって駆動モータ駆動力を確実に伝達することができる。
また、駆動モータとフライホイールとを前記回転軸の径方向に並べて配置することで、駆動装置を軸方向に短くすることができ、駆動装置の小型化を図ることができる。
また、駆動伝達部材と回転慣性体と遊星摩擦伝達機構とを画像形成装置本体側に設けることで、感光体ドラムとともに交換される部品を少なくすることができる。
本実施形態の駆動装置を、画像形成装置が備えることで、回転体の速度変動を抑制することができる。特に、像担持体を回転させる駆動装置として、本実施形態の駆動装置を用いることで、バンディングなどの異常画像を抑制することができる。
また、感光体ドラムの周りに現像装置が４つ配置され、４つの現像装置が同時に駆動される画像形成装置においては、４つの現像装置の駆動振動が感光体ドラムに伝搬するため、感光体の回転速度変動が起こりやすい。しかし、本実施形態の駆動装置を用いて、感光体ドラムを駆動することで、感光体ドラムを一定速度で回転させることができ、バンディングなどの異常画像を抑制することができる。
１ 感光体ドラム
２ 帯電装置
４ 現像装置
５ 露光装置
９ 転写ベルト装置
１１ 感光体ドラム
１２ 転写ローラ
１３ 転写ベルト
１４ クリーニング装置
１５ クリーニングブレード
１８ 定着装置
６０ 駆動装置
６１ フライホイール
６２ 駆動モータ
６３ 駆動ギヤ
７０ 遊星摩擦車機構
７２ キャリア
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ 遊星軸
７３ａ、７３ｂ、７３ｃ 遊星摩擦車
７４ 太陽軸
２ 帯電装置
４ 現像装置
５ 露光装置
９ 転写ベルト装置
１１ 感光体ドラム
１２ 転写ローラ
１３ 転写ベルト
１４ クリーニング装置
１５ クリーニングブレード
１８ 定着装置
６０ 駆動装置
６１ フライホイール
６２ 駆動モータ
６３ 駆動ギヤ
７０ 遊星摩擦車機構
７２ キャリア
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ 遊星軸
７３ａ、７３ｂ、７３ｃ 遊星摩擦車
７４ 太陽軸
Claims (11)
- 駆動源と、
回転体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転体駆動伝達機構と、
前記回転体の速度変動を抑制するための回転慣性体と、
前記回転慣性体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構とを備え、
前記回転体駆動伝達機構および前記回転慣性体駆動伝達機構の少なくとも一方に回転速度を変速する遊星摩擦車機構を設けて、前記回転慣性体を前記回転体の角速度を越える角速度で回転させる駆動装置において、
前記回転慣性体と前記回転体駆動伝達機構と前記回転慣性体駆動伝達機構とを前記回転体の回転軸と同軸上に設け、
前記遊星摩擦車機構を、回転慣性体駆動伝達機構に設け、
前記回転慣性体と同軸上かつ、前記回転体駆動伝達機構と前記回転慣性体駆動伝達機構との間に前記駆動源の駆動力を入力する駆動伝達部材を配置し、
前記遊星摩擦車機構は、
前記回転軸と同軸上に設けられた太陽摩擦車と、
同心円上に等間隔で配置された遊星軸を備えるキャリアと、
前記遊星軸にそれぞれ回転自在に固定され、自転する複数の遊星摩擦車と、
前記駆動伝達部材の回転中心に設けられた凹部とを有し、
前記遊星摩擦車を前記太陽摩擦車と前記凹部の内周面とで圧接する構成としたことを特徴とする駆動装置。 - 駆動源と、
回転体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転体駆動伝達機構と、
前記回転体の速度変動を抑制するための回転慣性体と、
前記回転慣性体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構とを備え、
前記回転体駆動伝達機構および前記回転慣性体駆動伝達機構の少なくとも一方に回転速度を変速する遊星摩擦車機構を設けて、前記回転慣性体を前記回転体の角速度を越える角速度で回転させる駆動装置において、
前記回転慣性体と前記回転体駆動伝達機構と前記回転慣性体駆動伝達機構とを前記回転体の回転軸と同軸上に設け、
前記遊星摩擦車機構を、回転慣性体駆動伝達機構に設け、
前記回転慣性体と同軸上かつ、前記回転体駆動伝達機構と前記回転慣性体駆動伝達機構との間に前記駆動源の出力ギヤと噛み合い、駆動力を入力する駆動伝達ギヤを配置し、
前記駆動源の回転速度を前記駆動伝達ギヤのみで減速する１段減速機構であって、前記回転慣性体の外径を前記駆動伝達部材の外径よりも小さくして、前記駆動源と前記回転慣性体とを前記回転軸の法線方向に並べて配置したことを特徴とする駆動装置。 - 駆動源と、
回転体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転体駆動伝達機構と、
前記回転体の速度変動を抑制するための回転慣性体と、
前記回転慣性体に前記駆動源の駆動力を伝達する回転慣性体駆動伝達機構とを備え、
前記回転体駆動伝達機構および前記回転慣性体駆動伝達機構の少なくとも一方に回転速度を変速する遊星摩擦車機構を設けて、前記回転慣性体を前記回転体の角速度を越える角速度で回転させる駆動装置において、
前記遊星摩擦車機構は、
前記回転軸と同軸上に設けられた太陽摩擦車と、
同心円上に等間隔で配置された遊星軸を備えるキャリアと、
前記遊星軸にそれぞれ回転自在に固定され、少なくとも自転する複数の遊星摩擦車と、
筒状部を備えた内接リングとを有し、
前記遊星摩擦車を前記太陽摩擦車と前記内接リングの内周面とで圧接する構成であって、前記太陽摩擦車、前記キャリア、前記内接リングのうちのひとつを固定して駆動力の伝達を行うものであって、
前記内接リングが、少なくと前記遊星摩擦車を密閉状態に覆う構成とし、
前記駆動源の出力ギヤと噛み合い、前記駆動源の駆動力を入力する駆動伝達ギヤを設け、
前記駆動源の回転速度を前記駆動伝達ギヤのみで減速する１段減速機構であって、前記回転慣性体の外径を前記駆動伝達部材の外径よりも小さくして、前記駆動源と前記回転慣性体とを前記回転軸の法線方向に並べて配置したことを特徴とする駆動装置。 - 請求項１の駆動装置において、
前記駆動伝達部材を樹脂で形成し、前記凹部内周面を金属部材で構成したことを特徴とする駆動装置。 - 請求項１または４に記載の駆動装置において、
前記駆動伝達部材は、前記駆動源の出力ギヤと噛み合う駆動伝達ギヤであることを特徴とする駆動装置。 - 請求項５に記載の駆動装置において、
前記駆動源の回転速度を前記駆動伝達ギヤのみで減速する１段減速機構であって、前記回転慣性体の外径を前記駆動伝達部材の外径よりも小さくして、前記駆動源と前記回転慣性体とを前記回転軸の法線方向に並べて配置したことを特徴とする駆動装置。 - 請求項２の駆動装置において、
前記遊星摩擦車機構は、
前記回転軸と同軸上に設けられた太陽摩擦車と、
同心円上に等間隔で配置された遊星軸を備えるキャリアと、
前記遊星軸にそれぞれ回転自在に固定され、少なくとも自転する複数の遊星摩擦車と、
筒状部を備えた内接リングとを有し、
前記遊星摩擦車を前記太陽摩擦車と前記内接リングの内周面とで圧接する構成であって、前記太陽摩擦車、前記キャリア、前記内接リングのうちのひとつを固定して駆動力の伝達を行うものであって、
前記内接リングが、少なくとも前記遊星摩擦車を密閉状態に覆うことを特徴とする駆動装置。 - 請求項１乃至７いずれかひとつに記載の駆動装置において、
前記回転体は、当該駆動装置を備えた画像形成装置に対して着脱可能であって、駆動伝達部材と前記回転慣性体と変速機構とを前記画像形成装置本体側に設けたことを特徴とする駆動装置。 - 回転体を備えた画像形成装置において、
前記回転体を回転駆動させる駆動装置として、請求項１乃至８いずれかひとつに記載の駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項９の画像形成装置において、
前記回転体が像担持体であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１０の画像形成装置において、
前記像担持体の周囲にそれぞれ色の異なるトナー収納した複数の現像装置を配置し、前記像担持体が一回転する間に前記像担持体上にカラー画像が形成されることを特徴とする画像形成装置。
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