JPH06308784A

JPH06308784A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06308784A
Application number: JP5099453A
Authority: JP
Inventors: Akio Ono; 大野晃生
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動源により減速手段等を介して受像部材を
駆動する際に生ずる受像部材の回転ムラを低減するため
に、従来は、受像部材の支軸に慣性体を設けており、受
像体周辺が大きな慣性体で占められる問題があった。本
発明はこの問題点を解決する。【構成】像担持体、現像手段、転写手段等を有する画
像形成装置において、前記像担持体を駆動するための駆
動源と、該駆動源より所望回転数に減速するための減速
手段と、該減速手段より入力される第１プーリと、像担
持体回転軸上に設けられた第２プーリと、前記第１プー
リと前記第２プーリの間に張設されたベルトとを有する
駆動手段を有し、前記第１プーリと同軸上に慣性体を設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真感光体等の像担
持体に対して潜像形成、現像を行い、得られた現像像を
受像部材に転写して画像を形成する画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式を採用した画像
形成装置においては、像担持体としての電子写真感光体
を帯電器により帯電し、この感光体に画像情報に応じた
光照射を行って潜像を形成し、この潜像を現像器によっ
て現像して得た現像像をシート材等に転写して画像を形
成することが行われている。

【０００３】このような画像形成装置では、像担持体の
回転ムラは、画像の伸縮、ピッチムラ等の画像不良を生
じさせ画質を損う。

【０００４】特にカラー複写機、カラープリンタの場
合、色ズレや色味の変化として現われるため、画質の劣
化は大きい。このようなことから像担持体である感光ド
ラムの回転ムラを極力抑えることが画質の向上につなが
る。そのため、感光ドラムを回転するための駆動源で
ある駆動モータの回転精度を上げる、駆動モータから
感光ドラムまで駆動を伝達する歯車の精度を上げる、等
の対策を施し、感光ドラムの回転精度を上げている。

【０００５】しかし、駆動モータ、歯車等の単部品での
精度のバラツキ、組立上のバラツキ等があるため、最終
的には、感光ドラムにフライホイールを付加し、ドラム
の回転ムラを低減させている。

【０００６】このフライホイールの付加により、駆動モ
ータや歯車等の１回転周期及び噛合い周期の回転ムラ低
減に効果がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来こ
の回転ムラ低減効果を得るために、感光ドラムを支持す
る感光ドラム軸上に付加するフライホイールは大きなも
のとなり易く、例えばイナーシャＧＤ² にて約３０００
ｋｇｆｃｍ² 、重量にて１０ｋｇものフライホイールを
感光ドラム軸上に付加しなければならない例もある。

【０００８】そのため、感光ドラム軸まわりに、フラ
イホイールを付加するための空間が大きく必要となり、
装置の大型化につながる、フライホイール付加によ
り、ドラム軸まわりの部品が覆われてしまうため、装置
のメンテナンス性、組立性が悪化する、等の問題点があ
る。

【０００９】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的はイナーシャの小さいフライホイールに
て、効率良く感光ドラムの回転ムラを低減させるドラム
駆動方式を提案し、良質の画像を得ることのできる画像
形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明による画像形成装置は、像担持体
と、この像担持体に潜像を形成する手段と、この潜像を
現像する手段と、像担持体上の現像像を受像部材に転写
する手段と、を有する画像形成装置において、前記像担
持体を駆動するための駆動源と、該駆動源より所望回転
数に減速するための減速手段と、該減速手段より入力さ
れる第１プーリと、像担持体回転軸上に設けられた第２
プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリの間に張設
されたベルトとを有する駆動手段を有し、前記第１プー
リと同軸上に慣性体を設けたことを特徴とし、受像部材
周辺の慣性体による占有空間を無くし、また受像部材の
回転ムラを低減し、形成画像の画質を向上せしめる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】まず、本発明が適用可能な画像形成装置の
一実施例について図３を用いて説明する。

【００１３】図３において、画像形成装置は４つの画像
形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが配置され、
各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは像担
持体としての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをそ
れぞれに有し、その周りには専用の帯電手段２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄ、レーザースキャナー等の露光手段３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄ、転写手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、クリーニング手
段６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配置されている。
ここで、画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ
はそれぞれイエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、
ブラック画像を形成するところである。

【００１４】一方、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄ
を通過する態様で、感光体ドラム１ａ〜１ｄの下方に無
端ベルト状の搬送手段７が配置され、給紙ローラ８によ
り給紙された紙等のシート材（受像部材）９は搬送手段
７によって各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの転写手
段５ａ〜５ｄの上を通して搬送される。

【００１５】斯かる構成において、先ず第１画像形成ス
テーションＰａの帯電手段２ａ及び露光手段３ａ等の公
知の電子写真プロセス手段により感光体ドラム１ａ上に
画像情報のイエロー成分色の潜像を形成した後、該潜像
は現像手段４ａでイエロートナーを有する現像剤により
イエロートナー像として可視像化され、搬送手段７にて
搬送されてきたシート材９に転写手段４ａでイエロート
ナー像が転写される。

【００１６】一方、上記イエロートナー像がシート材９
に転写されている間に第２の画像形成ステーションＰｂ
ではマゼンタ成分色の潜像が形成され、続いて現像手段
４ｂでマゼンタトナーによるトナー像が得られ、先の第
１画像形成ステーションＰｂで転写が終了したシート材
９に第２の画像形成ステーションＰｂの転写手段５ｂに
てマゼンタトナー像が転写される。

【００１７】以下、シアン像、ブラック像についても同
様な方法で画像形成が行なわれ、シート材９上にも４色
のトナー像の重ね合わせが終了すると、シート材９は定
着手段１０で加熱定着され、シート材９に多色（フルカ
ラー）画像が得られる。

【００１８】尚、転写が終了したそれぞれの感光体ドラ
ム１ａ〜１ｄはクリーニング手段６ａ〜６ｄで各ドラム
上から残留トナーが除去され、引き続き行なわれる、次
の像成形に備えられる。

【００１９】このような画像形成装置における感光体ド
ラムの駆動手段について図１、図２を用いて説明する。

【００２０】図１において、１１は像担持体である感光
体ドラムを支持するドラム軸であり、図中１１ａ、１１
ｂ、１１ｃ、１１ｄはそれぞれ図３で説明してきた４つ
の画像形成ステーションの感光体ドラム１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄのドラム軸である。それぞれのドラム軸１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ上には、ドラム駆動プーリ
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられ、第１ステ
ーション及び第２ステーションのドラム駆動プーリ２４
ａ、２４ｂは、入力プーリ２２ａからタイミングベルト
２３ａ、２３ｂを介して、第３ステーション及び第４ス
テーションのドラム駆動プーリ２４ｃ、２４ｄは、入力
プーリ２２ｂより、タイミングベルト２３ｃ、２３ｄを
介して、駆動力が伝達される。

【００２１】駆動源であるドラム駆動モータ３１は、そ
の出力ギヤ３２より、ギヤ３３及びギヤ３４を介し、適
当な減速比で、入力プーリ２２に伝達される。

【００２２】上述の通り、入力プーリ２２は、２ケ所の
プーリ２２ａと２２ｂに分割されているため、モータ３
１の駆動力は、ギヤ３３にて、入力プーリ２２ａ側（第
１、第２ステーション側）のギヤ３４ａと、入力プーリ
２３ｂ側（第３、第４ステーション側）のギヤ３４ｂと
に分枝されている。

【００２３】図１中、２５ａ〜２５ｄは、それぞれアイ
ドラプーリであり、各タイミングベルト２３ａ〜２３ｄ
の張力を調整するためのものである。

【００２４】図２は図１における１つの画像形成ステー
ション、ここでは第１ステーションの感光体ドラム１ａ
の長手方向の概略を示すものである。

【００２５】駆動モータ３１は、駆動回路４１により、
一定速度になるよう駆動される。例えば、駆動モータと
してエンコーダ内蔵のＤＣモータを使用する場合、駆動
回路４１にてフェーズロックループ制御することで、一
定速度でモータが回転するように制御される。また、駆
動モータとしてステッピングモータを使用する場合に
は、ステッピングモータ駆動回路４１により、一定クロ
ックに応じた駆動パルスがステッピングモータに入力さ
れ、一定速度の回転が実行される。

【００２６】しかしながら、モータを一定速度で回転さ
せることには限界があり、ローターのバランス、出力軸
の剛性、出力ギヤの精度、またモータ制御の応答性等の
特性により回転ムラを生じてしまう。

【００２７】また、減速ギヤ列ここではギヤ３３、ギヤ
３４の精度及び軸３５に対するギヤ３４の偏心、軸３５
に対するプーリ２２の偏心によっても回転ムラを生ず
る。

【００２８】本実施例では、モータ３１の回転数を４０
０ｒｐｍ、モータ出力ギヤ３２を８歯、ギヤ３３、ギヤ
３４を８０歯のギヤとして、入力プーリ２２の回転数は
４０ｒｐｍとし、入力プーリ２２を４０歯、駆動プーリ
２４を８０歯のタイミングプーリとして、感光ドラム１
を２０ｒｐｍで回転させている。

【００２９】その時駆動系による回転ムラの基本周波数
は、以下のようになる。

【００３０】モータ３１の１回転成分…６．７Ｈｚギヤ３３，３４及び入力プーリ２２の１回転成分…
０．６７Ｈｚギヤ３２，３３，３４の噛合い成分…５３．３Ｈｚ入力プーリ２２とベルトの噛合い成分…２６．７Ｈｚ（駆動プーリ２４とベルトの噛合い成分）一般にピッチムラは、周波数特性があり、周波数が高い
方が、よりその周波数の回転ムラを小さくする必要があ
るが、およそ１００Ｈｚ以下の周波数域では、すべての
周波数に対して、０．３％以下の回転ムラにすれば、実
用上ピッチムラとしては見えなくなる。

【００３１】従って本実施例では〜の周波数の回転
ムラをすべて０．３％以下にすれば良い。

【００３２】そこで本発明では、感光体ドラム１へ駆動
を伝達する最終手段として、タイミングベルトを使用し
ている。

【００３３】タイミングベルト伝動は、噛合い率が高い
ことから、歯車に比較して噛み合い周波数の回転ムラを
発生しずらい。

【００３４】本実施例では、プーリ２２及びプーリ２４
の振れを５０μｍ以下とし、ベルト２３の張力を５ｋｇ
ｆに張設することにより、上記のベルト噛合周波数の
回転ムラを０．２％以下に抑えている。

【００３５】次に、残る〜の回転ムラの低減方法に
ついては、図１及び図２中の慣性体である、フライホイ
ール３６ａ、３６ｂを、入力プーリ２２と同軸上に配置
することにより、達成されている。

【００３６】図４及び図５はそのフライホイールのイナ
ーシャＧＤ² を横軸にとり、回転ムラの減衰効果を示し
たものである。

【００３７】図４は、のギヤ３３、３４の噛合い周波
数の回転ムラがフライホイールの付加によりどのように
減衰していくかを示しており、フライホイール付加とと
もに著しく回転ムラが低減されている。

【００３８】のギヤ３３、３４及び入力プーリ１回転
周波数も、同様に図４特性に等しい。

【００３９】しかし、のモータ１回転周波数について
は、図５の特性を示し、フライホイール付加により１度
回転ムラが悪化し、即ちフライホイールイナーシャの所
定値において、回転ムラは極値を有し、更にフライホイ
ールイナーシャが増すと、回転ムラは低減する。

【００４０】図５は、駆動モータとして、ロータイナー
シャＧＤ² ＝１０００ｇｆｃｍ² のＤＣモータにて調べ
た特性であり、およそモータロータイナーシャの３倍つ
まり３ｋｇｆｃｍ² 以上のフライホイールを付加すれ
ば、イニシャル値からの効果が推定される。

【００４１】上記図４、図５の特性より、ピッチムラ許
容レベル以下に各周波数の回転ムラを抑えれば良いこと
が分かる。

【００４２】本実施例の場合、ピッチムラ許容回転ムラ
を０．３％とした時、図４では約０．５ｋｇｆｃｍ² 以
上、図５では約４ｋｇｆｃｍ² のモータ軸換算イナーシ
ャをもつフライホイールが必要ということになる。

【００４３】従ってこの駆動系では、ＧＤ² ＝４ｋｇｆ
ｃｍ² 以上のモータ軸換算イナーシャをもつフライホイ
ールが必要である。

【００４４】さてこのＧＤ² ＝４ｋｇｆｃｍ² のイナー
シャのフライホイールを、ドラム軸１１に装着するとす
ると、モータ３１よりドラム軸１１までの減速比が１／
２０であるので、ＧＤ² ＝４×（２０）² ＝１６００ｋ
ｇｆｃｍ² のフライホイールが必要となる。

【００４５】しかし、本実施例では、入力プーリ軸３５
上にフライホイールを設けており、モータ３１から入力
プーリ軸３５までの減速比が１／１０であるので、入力
プーリ軸３５上のイナーシャは、ＧＤ² ＝４×（１０）
² ＝４００ｋｇｆｃｍ² となり、２つの軸に分散させる
ことにより、フライホイール３６ａ、及びフライホイー
ル３６ｂはそれぞれＧＤ² ＝２００ｋｇｆｃｍ² とな
る。

【００４６】以上の実施例によれば、感光ドラム駆動モ
ータから必要回転数に減速するための減速ギヤ列の最終
段にフライホイールを付加したことにより、ドラム軸ま
わりをフライホイールにて覆うことがないためドラム軸
まわりの部品の組立性、メンテナンス性に優れている。
特に本実施例のように複数のドラムを有する画像形成装
置においてはそのメリットが大きい。

【００４７】また、減速ギヤ列の最終段よりドラム軸
へ、タイミングベルトにて伝動しているため、最終段に
てフライホイール効果により回転ムラを低減させた状態
をそのままドラム軸に伝達できる。

【００４８】更に、入力プーリよりドラム駆動プーリへ
減速しているため、ドラム軸に付加するフライホイール
のイナーシャに比べ、大巾にフライホイールのイナーシ
ャを低減させることができ、効率の良い回転ムラ低減が
可能となる。

【００４９】またフライホイールが小型になるため装置
の小型化にもつながる。

【００５０】本実施例では、４つのドラムを有する画像
形成装置について説明したが、本発明の適用はそれに限
らず、１つのドラムを有する画像形成装置にも適応でき
ることは勿論である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
感光ドラム駆動モータから必要回転数に減速するための
減速ギヤ列の最終段にフライホイールを付加したことに
より、受像部材即ちドラム軸まわりをフライホイールに
て覆うことがないため、ドラム軸まわりの部品の組立
性、メンテナンス性に優れている。

【００５２】また、減速ギヤ列の最終段よりドラム軸
へ、タイミングベルトにて伝動しているため、最終段に
てフライホイール効果により回転ムラを低減させた状態
を、そのままドラム軸に伝達でき、受像部材の回転ムラ
を低減し、結果的に、形成する画質を向上することがで
きる。

【００５３】そして、感光ドラム軸上にフライホイール
を付加する場合に比べて、大巾にフライホイールのイナ
ーシャを低減させることができる。

【００５４】また、感光ドラム軸上に巨大なフライホイ
ールを付加する必要がなくなるため、感光ドラム軸を必
要以上に剛性、強度アップする必要もない。

【００５５】その結果、装置の小型化、コストの低減が
はかれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置における像担持体の
駆動手段の一実施例の正面図

【図２】本発明による画像形成装置における像担持体の
駆動手段の一実施例の側面図

【図３】本発明による画像形成装置の一実施例の全体概
略図

【図４】図１の駆動手段におけるギヤの回転ムラと慣性
体イナーシャとの関係を示す図

【図５】図１の駆動手段におけるモータの回転ムラと慣
性体イナーシャとの関係を示す図

【符号の説明】

１…像担持体４…現像手段５…転写手段９…受像部材３１…モータ３２、３３、３４
…ギヤ２２、２４…プーリ２３…ベルト３６…慣性体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、この像担持体に潜像を形成
する手段と、この潜像を現像する手段と、像担持体上の
現像像を受像部材に転写する手段と、を有する画像形成
装置において、前記像担持体を駆動するための駆動源と、該駆動源より
所望回転数に減速するための減速手段と、該減速手段か
ら入力される第１プーリと、像担持体回転軸上に設けら
れた第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリの
間に張設されたベルトとを有する駆動手段を有し、前記
第１プーリと同軸上に慣性体を設けたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記第１プーリから前記第２プーリへ減
速されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記画像形成装置は前記像担持体をそれ
ぞれ有する複数の画像形成ステーションを有し、各画像
形成ステーションにて同一の受像部材に像が重ね転写さ
れることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。