JPH0695567A - 回転体の駆動装置 - Google Patents

回転体の駆動装置

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Publication number
JPH0695567A
JPH0695567A JP27110992A JP27110992A JPH0695567A JP H0695567 A JPH0695567 A JP H0695567A JP 27110992 A JP27110992 A JP 27110992A JP 27110992 A JP27110992 A JP 27110992A JP H0695567 A JPH0695567 A JP H0695567A
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JP
Japan
Prior art keywords
drive
drive system
rotating
rotating body
photosensitive drum
Prior art date
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Pending
Application number
JP27110992A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Makino
徹 牧野
Tadashi Miwa
正 三輪
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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Publication of JPH0695567A publication Critical patent/JPH0695567A/ja
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  • Handling Of Cut Paper (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電子写真画像出力機器の回転体の
速度変動を減少させ、画像品質を向上させることを目的
とする。 【構成】 感光体ドラム2の内部に補強部材8を設け、
感光体ドラム2の回転方向の剛性Kを上昇させ、駆動系
の固有振動数を高めて、駆動系の固有振動数と駆動系に
伝達される速度変動の周波数とを一致させないようす
る。これにより、回転体である感光体ドラム2の共振を
防止し、速度変動を減少させて画像品質を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスを応
用したデジタルカラー複写機、あるいはデジタルカラー
プリンタをはじめとする画像形成出力機器に関する。
【0002】
【従来技術】電子写真プロセスを応用した複写機やプリ
ンタ等では、回転する円筒状の感光体の表面や、ベルト
状に形成した感光体を走行させその表面に順次静電潜像
を形成し、形成した静電潜像に黒、及びカラー画像であ
れば各色のトナーを付着させて現像しそれを紙面に転写
して画像を得るようにしている。ここで、画像出力装置
における感光体ドラムや、ベルト状感光体の駆動ローラ
を回転体と称することにする。そのため、何らかの影響
で感光体に速度の変動が生じると出力された画像にジッ
タや画像ムラが生じる。このことは、感光体への書き込
みを半導体レーザの走査によって行わせるデジタル方式
の電子写真技術においては特に顕著に現れ、感光体の回
転の速度変動が書き込み系の副走査方向の速度変動とな
り書き込みラインの間隔に微妙なずれを生じさせて画像
品質を著しく低下させる原因となっていた。
【0003】一方、従来複写機やプリンタ等の駆動系の
設計は、駆動対象を、製品仕様から導かれたラインスピ
ード、回転数等の数値を満足させながら、許容されるス
ペースとの関係で適正配置を探ることに力点が置かれて
いた。すなわち動力源からの動力を駆動対象までどのよ
うに伝達するか、動力伝達の機械要素として何を用いる
かと言うようなことが大きな関心事であった。したがっ
て、できあがった製品に段ムラ、回転ムラが発生すると
原因を探り感光体の駆動軸の軸受けを焼結品に変更した
り、感光体の駆動軸にフライホイールを連結させたり、
感光体の回転軸にばねと摩擦部材を組み合わせたブレー
キを取り付けたり、歯車精度を向上させたり、種々のね
じり角を持つはすば歯車を使用する等という対策がとら
れていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デジタ
ル方式の画像出力機器の開発では、性能が向上するにつ
れ、レーザによる書き込みによる1ドットラインの再現
性が厳密に求められ、駆動系に要求される精度も急速に
厳しいものになった。ここで要求される精度は、レーザ
による書き込みの副走査方向の均一性が視覚系の可視感
度との関係で保証されるレベルであり、これを達成する
にあたっては、感光体駆動の高精度化が最大の技術課題
である。駆動系の速度変動の主原因は、モータの回転軸
1回転あたりの速度変動と、歯車の1回転成分及び1歯
成分の絶対値が大きいことと、それらの変動成分とその
高調波成分が駆動系の固有振動数との関係で共振現象を
起こしていることであることが判明した。
【0005】図8に従来機の駆動系の速度変動パワース
ペクトルを示す。これによると、機械固有のラインスピ
ードに基づき歯車一歯による変動成分は、モータに直結
した歯車で176Hz、第2軸で64Hz、ドラムに直
結した歯車で25Hzのものを有し、その高調波成分と
して50Hzのものが現れている。またモータに直結し
た歯車の一回転成分として22Hzを有し、その高調波
として44Hzが現れている。
【0006】一方、図9に駆動系の固有振動数を数値的
にとらえるための伝達関数の測定例を示す。この場合の
測定はデュアルチャンネルのFFTアナライザにインパ
クト加振ハンマの出力と、感光体ドラムの一端に回転方
向の加速度変動が測定できるように取り付けた圧電型ピ
ックアップセンサの出力を接続し、それぞれのフーリエ
スペクトルの比を求める方法で行った。この図9から、
本駆動系の固有振動数のピークが45Hz付近にあり、
伝達関数のレベルの高い領域が30〜60Hz付近まで
広がりを見せていることがわかる。
【0007】上記変動成分スペクトルと伝達関数とを重
ね合わせたのが図10である。この図からわかるよう
に、本駆動系は、伝達関数のピークと、変動成分及びそ
の2次高調波が存在する周波数領域の位置が重なりあっ
ている。すなわち、本駆動系は変動成分を増幅させてい
る(共振を起こしている)系であることが判明した。
【0008】実際、本駆動系を有する機械3台について
実測値を調べてみると感光体の回転変動は5〜8%の値
を示していた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するため、モータや歯車など発生源での速度変動を
低減させることは前提として、更にこれに加え、駆動伝
達系での変動成分の伝達という点に着目し、伝達関数、
共振、固有振動数の概念を取り入れ、しかも、伝達され
た変動をいかに減衰させるかという点を考慮して、回転
体の駆動装置を次のように構成した。
【0010】まず、回転体駆動系の共振を回避するため
に、回転体駆動系の固有振動数と、回転体駆動系に伝達
される変動成分の周波数の一致を防止することにした。
一般に、固有振動数ωは次の式で表現される。
【0011】
【数1】 式中Kは駆動系のねじり剛性、Iは慣性モーメントであ
る。共振の回避のためにKあるいはIの値を変更するこ
とによりωの値を変えることができる。共振の回避とい
う観点からはωを回転駆動系の変動成分に対し、大きく
してもよいし、また小さくしてもよい。ωを大きくする
方法としては、Kを大きくするか、Iを小さくすること
で実現できる。また、ωを小さくするためには、Iを大
きくするか、Kを小さくすると実現できる。Iを大きく
するために有効でかつ容易な方法に、駆動系の慣性モー
メントの値を大きくするために、おもりなどの慣性負荷
を付与することが構造変更の手段としてあげられるが、
この方法は機械自体の重量を大きくすることになった
り、寸法を大きくすることに相当するので、設計上必ず
しも得策とは言えない。
【0012】そこで、本発明ではこのような考え方に基
づき、回転体の剛性Kを上げることとし、剛性Kを上げ
る手段として、回転体の内部に補強部材等を設けること
とした。こうすることにより、固有振動数を上昇させて
固有振動数と変動成分の周波数とを分離し、回転体の共
振を防止する。
【0013】
【作用】回転体の剛性を高くしたことから、数1で表さ
れる回転体駆動系の固有振動数が上昇するので、固有振
動数と変動成分の周波数と分離でき、回転体駆動系の共
振を防止して回転の速度変動を減少できる。更に、回転
体駆動系の剛性を上げたことにより、回転が正確に伝達
され、回転体の速度変動が減少し、出力された画像品質
を大きく向上させことができる。又、装置を小型化し、
低コスト、更にはシステム全体の信頼性を向上できる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【0015】図6に本発明の回転体を用いた電子写真画
像出力機器の全体を示す。この電子写真画像出力機器3
1は内部に回転体としての感光体ドラム2,現像部3、
感光体ドラム2を駆動する駆動機構等が取り付けられて
いる。図2に感光体ドラム2と駆動機構4を示す。駆動
機構4は駆動用モータ5とそれに連結した歯車群6から
なり、歯車群6の最終歯車10に感光体ドラム2の駆動
歯車11が連結している。
【0016】感光体ドラム2は,円筒状のアルミニウム
母材からなり、図1に示すように両端にフランジ12が
取り付けてあり、側面には有機感光材料が塗布してあ
る。フランジ12の中心には、駆動軸13がピン15に
より固定してあり、この駆動軸13は、軸受け21に回
動自在に支持されており、前述した駆動歯車11が軸端
に取り付けられ、この駆動歯車11が最終歯車10に噛
み合っている。感光体ドラム2の内部には、図3に示す
円板状の補強部材8がフランジ12に平行に設けられて
いる。これら補強部材8は、駆動軸13及び感光体ドラ
ム2の内面のいずれにも固定されており、更に各々の補
強部材8は、連結棒9が穴15に通してあり、この連結
棒9により互いに連結されている。
【0017】このように、感光体ドラム2の内部に補強
部材8を設けたことから、感光体ドラム2の回転方向の
剛性Kが上昇し、その結果駆動系の固有振動数が増加す
る。したがって、この固有振動数を適宜な値に設定し
て、駆動機構4で発生した変動成分の周波数との関係で
固有振動数と変動成分とを分離させることができ、感光
体ドラム2の共振を防止でき、感光体ドラム2を速度変
動を生じさせることなく滑らかに回転させて出力される
画像品質を著しく向上させることができる。
【0018】図4に感光体ドラム2の他の実施例を示
す。これは、補強部材8がハニカム状に形成されたもの
で、この補強部材8を感光体ドラム2の内部全体に充填
してある。この補強部材8は、駆動軸13及び感光体ド
ラム2の内面との間に接着剤等を用いて互いに固定して
あり、感光体ドラム2の内面に密着してある。このよう
に補強部材8を形成しても、上述した同様に感光体ドラ
ム2の剛性Kを上げて固有振動数を上昇させることがで
き、その結果、固有振動数と変動成分とを分離でき、共
振を防止して感光体ドラム2の速度変動を減少させ画像
品質を著しく向上させることができる。
【0019】図5に他の実施例を示す。これは、補強部
材8を円板状ではなく、感光体ドラム2の内部にリブ1
6を放射状に設けたものである。このリブ16はアルミ
の押し出し成形を用いたもので、このように補強部材8
をリブ状に形成することによっても感光体ドラム2の剛
性Kを上げることができ、しかも重量の増加を小さくで
き、上述したと同様速度変動を減少させて画像品質を向
上できる。
【0020】又、以上は回転体自身が感光体ドラム2で
あったが、感光体ドラム2が回転体でなくともよく、図
7に示すように、ベルト状の感光体25を有し、この感
光体25を駆動する駆動ローラ26を本発明の回転体と
した画像出力装置でもよい。この場合においても、上述
した実施例を駆動ローラ26に用いて駆動ローラ26を
速度変動なく回転させることができ、したがって感光体
25を一定の速度で移送できるので、出力する画像品質
を著しく向上させることができる。
【0021】更に、駆動ローラ26に上記第2実施例も
しくは第3実施例のごとく補強部材8をハニカム状の材
質から形成したり、又リブ状部材で形成してもよい。こ
の場合においても、上述したと同様な効果が得られる。
【0022】以上述べたように、感光体ドラム2の内部
に補強部材8を設けることにより駆動系の剛性を上昇さ
せることと、固有振動数を上げて、駆動系に伝達される
速度変動の周波数と一致させないようにしたので、感光
体ドラム2、あるいは駆動ローラ26の共振を防止で
き、感光体ドラム2、もしくは感光体25を速度変動を
生じさせず一定の速度で回転、もしくは移送でき、これ
により画像品質を著しく向上できる。更に、コンパクト
な機構で実現でき装置を小型化し、コストを下げること
ができ、またシステム全体の信頼性を著しく向上させる
ことができる。
【0023】
【発明の効果】本発明の回転体駆動装置によれば、駆動
モータに接続されて駆動される駆動軸と、この駆動軸に
連結して一定回転される回転体からなる駆動系におい
て、回転体の剛性を上昇させたことと、これら駆動系の
固有振動数を上げ、駆動モータ及びこれに連結する歯車
の回転によって発生する変動成分の周波数と固有振動数
とを一致させないように設定したので、回転体の共振が
防止でき回転体を速度変動なく回転させることができ
る。その結果、画像品質、特に書き込み系の副走査方向
に発生する段ムラ、ピッチムラと呼ばれる画像ムラが低
減し、画像品質の著しい向上が得られる。又、従来技術
では機構が複雑で大型化していた装置を、簡単でコンパ
クトな機構により実現でき、且つこのことによりコスト
ダウンが図れた。更に、機構が簡素化したことにより、
システム全体の信頼性を著しく向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる感光体ドラムの実施例を示す断
面図である。
【図2】回転体駆動系の全体を示す斜視図である。
【図3】感光体ドラムの他の実施例を示す断面図であ
る。
【図4】感光体ドラムの他の実施例を示す断面図であ
る。
【図5】感光体ドラムの他の実施例を示す断面図であ
る。
【図6】本発明にかかる電子写真画像出力機器を示す断
面図である。
【図7】本発明にかかる電子写真画像出力機器を示す断
面図である。
【図8】従来の感光体ドラムの速度変動を示すグラフで
ある。
【図9】従来の感光体駆動系の伝達関数を示すグラフで
ある。
【図10】従来の感光体ドラムの速度変動スペクトルと
感光体駆動系の伝達関数を合わせ示したグラフである。
【符号の説明】
2 感光体ドラム 8 補強部材 11 駆動歯車 12 フランジ 25 感光体 26 駆動ローラ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年3月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図11
【補正方法】削除
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図12
【補正方法】削除
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図13
【補正方法】削除

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転体及び当該回転体を回転させるため
    の駆動軸からなる駆動系と、当該駆動系を回転させるた
    めのモータ及び駆動伝達系とを有する画像出力装置にお
    いて、前記回転体の回転方向の剛性を上げたことを特徴
    とする回転体の駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記回転体の内部に、当該回転体の内側
    に密着する円板状の補強部材を軸方向に互いに固定させ
    た状態で取り付けたことを特徴とする請求項1に記載の
    回転体の駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記回転体の内部にハニカム状部材を充
    填させたことを特徴とする請求項1に記載の回転体の駆
    動装置。
  4. 【請求項4】 前記補強部材を中心からリブを放射状に
    設けたリブ状部材により形成したことを特徴とする請求
    項2に記載の回転体の駆動装置。
JP27110992A 1992-09-14 1992-09-14 回転体の駆動装置 Pending JPH0695567A (ja)

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JP27110992A JPH0695567A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 回転体の駆動装置

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JP27110992A JPH0695567A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 回転体の駆動装置

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JPH0695567A true JPH0695567A (ja) 1994-04-08

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ID=17495466

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27110992A Pending JPH0695567A (ja) 1992-09-14 1992-09-14 回転体の駆動装置

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JP (1) JPH0695567A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007255698A (ja) * 2006-02-24 2007-10-04 Nok Corp トーショナルダンパ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011127