JPH07140842A

JPH07140842A - 回転体の駆動装置

Info

Publication number: JPH07140842A
Application number: JP6005354A
Authority: JP
Inventors: Isao Matsuoka; 松岡　　功; Tadashi Miwa; 正三輪; Toru Makino; 徹牧野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1994-01-21
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真方式によりデジタル方式で画像形成
を行う画像形成装置の回転する感光体の段ムラ，回転ム
ラの発生を防止し、すなわち副走査方向の書き込みライ
ンの間隔を一定にし、ジッタや画像ムラのない高画質の
画像形成を可能とする回転体の駆動装置を提供する。【構成】電子写真方式によりデジタル方式で画像形成
を行う感光体に、回転運動を行わせるための駆動歯車が
一体となって結合されている回転体の駆動装置におい
て、前記回転体と前記駆動歯車を、弾性部材または粘弾
性部材で結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式によりデ
ジタル方式で画像形成を行う画像形成装置の回転体に係
り、特に感光体を回転させる回転体の駆動装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式による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、ベルト状の感
光体を走行させその表面に静電潜像を形成し、形成した
静電潜像にトナーを付着させて現像し、このトナー画像
を記録紙上に転写，定着して画像を得るようにしてい
る。

【０００３】ここで、画像形成装置の円筒状の感光体、
すなわち感光体ドラムや、ベルト状感光体を走行させる
駆動ローラを回転体と称することにする。

【０００４】そして、何等かの影響でこの回転する感光
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。

【０００５】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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デジタ
ル方式の画像形成装置の開発では、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
成分の変動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。

【０００７】図６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（しかし図６は100Hz迄を表示）。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。

【０００８】一方、図７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７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。

【０００９】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８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。

【００１０】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。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するためのなさ
れたものである。すなわち、電子写真方式によりデジタ
ル方式で画像形成を行う画像形成装置の回転する感光体
の段ムラ，回転ムラの発生を防止し、すなわち副走査方
向の書き込みラインの間隔を一定にし、ジッタや画像ム
ラのない高画質の画像形成を可能とする回転体の駆動装
置を提供することを目的としたものである。

【００１２】

【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
低減させることを前提として、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。

【００１３】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ｆ_Nは次の式で表現される。

【００１４】

【数１】

【００１５】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ｆ_N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ｆ_N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。ｆ_N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、ｆ_N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。

【００１６】図９及び図10は図８に示したデータの駆動
系について、構造変更により固有振動数を大きい値と、
小さい値に移動させた場合の、駆動系の回転変動のパワ
ースペクトルと伝達関数の実測値について、図８と同様
に、重ね合わせを行ったものである。また、図11は、以
上の３つの駆動系についての伝達関数のピークの値を比
較したものである。図８における駆動系の低剛性化の構
造変更は、駆動系のねじり剛性Ｋの値を小さくするもの
である。図９，図10，図11のデータを比較して、考えら
れることは、共振の回避のために、固有振動数を移動さ
せるために駆動系のねじり剛性Ｋを小さくし固有振動数
をより低周波側に移動させる構造変更の場合には、固有
振動数の移動と共に伝達関数が小さくなっていくことで
ある。これは、固有振動数の移動のための構造変更にと
もない、その柔軟構造化のために減衰要素が顕著にな
り、回転変動を駆動系そのものが吸収するような構造に
移行するためと考えられる。以上の結果、共振の回避の
ための固有振動数の移動を実施する場合、駆動系のねじ
り剛性Ｋを小さくする構造変更が、回転速度の変動の伝
達ゲインの大きさの変化を伴い駆動系の速度変動を低減
することに有利でかつ効果的であることがわかる。

【００１７】そこで本発明では、このような考え方に基
づき回転体駆動系の固有振動数を低下させることとし、
剛性を低下させる手段として、回転体と駆動ユニットと
の間に低剛性部材を設け、回転体の剛性を低くすること
とした。

【００１８】そして具体的手段として、電子写真方式に
よりデジタル方式で画像形成を行う感光体に、回転運動
を行わせるための駆動歯車が一体となって結合されてい
る回転体の駆動装置において、前記回転体と前記駆動歯
車を、弾性部材または粘弾性部材で結合したことを特徴
とする回転体の駆動装置とすることによって上記目的は
達成された。

【００１９】更に上記目的は、前記弾性部材は金属製の
ばね部材であることを、又は前記粘弾性部材は高分子材
料製の部材であることを特徴とする回転体の駆動装置と
することによって達成された。

【００２０】

【作用】回転体駆動系の剛性Ｋを小さくすることによ
り、数１で表される回転体駆動系の固有振動数が低下す
るので、固有振動数と周波数領域における変動成分の分
離ができ、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低くした場合に
は、柔構造化の達成により回転体駆動系の伝達ゲインを
小さくでき、回転体駆動における速度変動のレベルを小
さくすることができる。これらにより、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
が実現できる。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。

【００２１】

【実施例】本発明の実施例の説明に先立って、本発明に
かかる回転体の駆動装置が適用されるカラー画像形成装
置の構成とその作用を図12ないし図18によって説明す
る。

【００２２】図12において10は像担持体である感光体ド
ラムで、ＯＰＣ感光体をドラム上に塗布したもので接地
されて時計方向に駆動回転される。12はスコロトロン帯
電器で、感光体ドラム10周面に対しＶ_Hの一様な帯電を
Ｖ_Gに電位保持されたグリッドとコロナ放電ワイヤによ
るコロナ放電によって与えられる。このスコロトロン帯
電器12による帯電に先だって、前プリントまでの感光体
の履歴をなくすために発光ダイオード等を用いたＰＣＬ
11による露光を行って感光体周面の除電をしておく。

【００２３】感光体への一様帯電ののち像露光手段13に
より画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手段
13は図示しないレーザダイオードを発光光源とし回転す
るポリゴンミラー131、ｆθレンズ等を経て反射ミラー1
32により光路を曲げられ走査がなされるもので、感光体
ドラム10の回転（副走査）によって潜像が形成される。
本実施例では文字部に対して露光を行ない、文字部の方
が低電位Ｖ_Lとなるような反転潜像を形成する。

【００２４】感光体ドラム10周縁にはイエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等のトナー
とキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵した現像器
14が設けられていて、先ず１色目の現像がマグネットを
内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ141によ
って行われる。現像剤はフェライトをコアとしてそのま
わりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリ
エステルを主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤、
シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるもの
で、現像剤は層形成手段によって現像スリーブ141上に1
00〜600μｍの層厚（現像剤）に規制されて現像域へと
搬送される。

【００２５】現像域における現像スリーブ141と感光体
ドラム10との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい0.2〜
1.0mmとして、この間にＶ_ACのＡＣバイアスとＶ_DCのＤ
Ｃバイアスが重畳して印加される。Ｖ_DCとＶ_H、トナー
の帯電は同極性であるため、Ｖ_ACによってキャリアから
離脱するきっかけを与えられたトナーはＶ_DCより電位の
高いＶ_Hの部分には付着せず、Ｖ_DCより電位の低いＶ_L部
分に付着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００２６】１色目の顕像化が終った後２色目の画像形
成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器12による一様
帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像が像露光
手段13によって形成される。このとき１色目の画像形成
行程で行われたＰＣＬ11による除電は、１色目の画像部
に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下により飛
び散るため行わない。

【００２７】再び感光体ドラム10周面の全面に亘ってＶ
_Hの電位となった感光体のうち、１色目の画像のない部
分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行わ
れるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行う
部分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナー
自身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ_DC
とＶ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色目
と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ_L
の潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバランス
が崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M＞Ｖ
_Lとなる中間電位とすることもある。

【００２８】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成行程が行われ、感光体ドラム10周面上には４色
の顕像が形成される。

【００２９】一方給紙カセット15より半月ローラ16を介
して搬出された記録紙Ｐは一旦停止し、転写のタイミン
グの整った時点で給紙ローラ17の回転作動により転写域
へと給紙される。

【００３０】転写域においては転写のタイミングに同期
して感光体ドラム10の周面に転写ローラ18が圧接され、
給紙された記録紙Ｐを挟着して多色像が一括して転写さ
れる。

【００３１】次いで記録紙Ｐはほぼ同時に圧接状態とさ
れた分離ブラシ19によって除電され感光体ドラム10の周
面により分離して定着装置20に搬送され、熱ローラ201
と圧着ローラ202の加熱、加圧によってトナーを溶着し
たのち排紙ローラ21を介して装置外部に排出される。な
お前記の転写ローラ18および分離ブラシ19は記録紙Ｐの
通過後感光体ドラム10の周面より退避離間して次なるト
ナー像の形成に備える。

【００３２】一方記録紙Ｐを分離した感光体ドラム10
は、クリーニング装置22のブレード221の圧接により残
留トナーを除去・清掃し、再びＰＣＬ11による除電と帯
電器12による帯電を受けて次なる画像形成のプロセスに
入る。なお前記のブレード221は感光体面のクリーニン
グ後直ちに移動して感光体ドラム10の周面より退避す
る。

【００３３】図13は前記装置を構成する各ユニットの平
面のレイアウトを示したもので、矢示Ａにて示す側が装
置の前面すなわち操作側の側面に相当する。

【００３４】装置の本体は直立した２枚の側面パネル１
と側面パネル２とを有していて、これ等の側面パネルの
間に前記の像露光手段13である書込みユニットと、感光
体ドラム10と、複数の現像器14を収める現像ユニットと
さらに定着装置20のユニットと、ＤＣ電源ユニットが組
み込まれ、一方側面パネル１の外側には駆動系とプリン
ターコマンドを解読するフォーマッターと機械の動作シ
ーケンス制御用の制御基板類が収められ、また側面パネ
ル２の外側には現像ユニット内の各現像器14に接続する
トナーボックスが収容される。

【００３５】前記の感光体ドラム10および現像ユニット
は装置の操作側面の近くに位置しているので、簡単な操
作によって装置の前面に引き出せる構造とすることが可
能であり、さらに本体の上部を開放出来るようにするこ
とで、感光体ドラム10や現像ユニットを本体より取り出
すことなくドラム架台を引出位置まで引出すことによっ
て転写位置でのジャム処理を行うことも可能である。

【００３６】さらに給紙部でのジャム処理は、感光体ド
ラム10や現像ユニットの下部に装填される給紙カセット
15を装置外部に取出すことによって可能であり、また排
紙部でのジャム処理も装置の背側面を開放する構造とす
ることによって実現される。

【００３７】以下前記装置の画像形成部を構成する各機
材の機能，性能の特徴について説明する。

【００３８】（感光体）感光体ドラム10は安定した回転
作動により周面のＯＰＣ感光体に前記のスコロトロン帯
電器12による均一な帯電作用が実現される。帯電に際し
グリッド電位が制御されて帯電電位の安定が図られる。
感光体の仕様ならびにその帯電条件は一例として次のよ
うに設定される。

【００３９】感光体：ＯＰＣ φ120 線速 100mm／sec 負帯電帯電条件：帯電ワイヤ：白金線（クラッド又はアロ
イ）が好ましく用いられる。Ｖ_H−850Ｖ，Ｖ_L−50Ｖ（像露光）図14（ａ）は像露光手段13のレイアウトの平
面と側面を、また図14（ｂ）は前記像露光手段13に使用
される半導体レーザユニット135の説明図である。

【００４０】感光体ドラム10周面のＯＰＣ感光体は帯電
器12により負帯電されたあと、像露光手段13の半導体レ
ーザユニット135の発光による露光を受けて静電潜像を
形成する。

【００４１】前記のフォーマッタからの画像データはレ
ーザダイオード（ＬＤ）変調回路に送られて、変調され
た画像信号により半導体レーザユニット135のＬＤが発
光すると、そのビーム光はミラーを介しビームインデッ
クス136により各走査線の同期が図られてポリゴンミラ
ー131に投射される。

【００４２】ポリゴンミラー131はその多面体でビーム
光を反射して走査し、その走査光はｆθレンズ133、シ
リンドリカルレンズ134によりビーム形が補正されたあ
と反射ミラー132を介して感光体を露光して主走査を行
い、静電画像を形成する。

【００４３】レーザ光は光学系により600ＤＰＩ相当に
ビーム径が絞られる。従って高品質画像を得るためには
トナーの粒径も小さくする必要がある。本実施例では各
色とも８μmのサイズのトナーを使用している。ただし
ユーザにとって最も重要なのは黒色の文字品質であり、
黒色トナーは小粒径トナー（７μm〜11μm）が好適であ
る。

【００４４】像露光の光学系としては例えば次に記す構
成のものが使用される。

【００４５】ポリゴンミラー：６面、回転数23600rpm
エアーベアリング採用レンズ焦点距離：ｆ＝140mm ドットクロック： 20MH_Z ビーム径：約60×80μｍ（現像）図15は現像器14の構成を示したもので、前記の
トナーボックスより供給されたトナーは現像器の右端部
に落下され、相反する方向に回転する一対の撹拌スクリ
ュ142によってキャリアと撹拌混合され、所定の帯電量
（Ｑ／Ｍ）に設定される。

【００４６】一方トナー濃度はＬ検方式により検知さ
れ、この出力周波数にもとづいてトナーの供給量を制御
して５ないし７％程度のトナー濃度値に設定制御され
る。

【００４７】撹拌された二成分現像剤は供給ローラ143
を介して現像スリーブ141に搬送され、層厚規制部材144
によって薄層とされて感光体ドラム10の現像域に搬送さ
れ、次に記す現像条件によって静電潜像の反転現像を行
う。

【００４８】現像間隙： 0.5mm トナー搬送量： 20〜30mg／cm² 現像バイアス（ＡＣ）：２KV，８KH_Z （ＤＣ）： −750Ｖ現像スリーブ回転方向：感光体ドラムに対し正転画像濃度調整：現像スリーブ回転数制御また
は現像バイアス制御（レーザビームにより感光体に標準
票板を形成し、現像後反射濃度を測定し画像濃度調整を
行う）トナー濃度制御：Ｌ検知方式なお図示しないが前記のトナーボックスに装填するトナ
ーボトルをそのままトナーホッパとして使用することに
よりトナーの供給装置を小型簡略化すると同時に、トナ
ーボトルを半透明の材料で成形することで残量を容易に
視認出来るようにすることも可能である。

【００４９】（給紙）図16は記録紙Ｐの給紙部を示した
もので、記録紙Ｐは給紙カセット15内に片側基準で格納
されており、従ってさばき爪151は記録紙Ｐの基準面側
にのみ設けられさらに半月ローラ16も片持ち構造とされ
て記録紙Ｐの基準面側に片寄って位置されている。

【００５０】給紙部は、専用のモータを有しており、半
月ローラ16が矢示方向に回転して押上げ板152上に積載
した記録紙Ｐをさばき爪151の作用によりその最上層の
１枚のみを搬出する。

【００５１】給紙カセット15より搬出された記録紙Ｐは
搬送系路に入ってＵターンし、先端が給紙ローラ17を通
過したすぐ後に図示しない給紙センサの検知によってモ
ータを一旦停止したのち、転写のタイミングが整った段
階で再びモータが回転を始め、感光体面に対し所定の角
度を保ってその転写域に給紙される。

【００５２】一方手差しによる給紙は装置本体の前面に
位置する手差し給紙台Ｍを図12の一点鎖線にて示す位置
より実線にて示す位置に回動してセットして行う。

【００５３】手差しされた紙はピックアップローラ153
の回転により搬送され、前述した給紙カセット15からの
給紙と同様のプロセスを経て転写域に給紙される。

【００５４】手差し給紙の対象とする紙は通常用いられ
る16ｌｂｓないし24ｌｂｓの一般の記録紙Ｐの他、36ｌ
ｂｓの厚紙やＯＨＰ用のトランスペアレンシ等である。
また手差し給紙台Ｍを取り外し、オプションとして専用
のフィーダを装着することで封筒の給紙も可能である。

【００５５】（転写）転写ローラ18は感光体ドラム10の
周面に対する位置が可変であって、単色画像のプリント
時には図17に示す如く常に圧接状態に置かれるが、カラ
ー画像の形成中には退避して離間した位置に保たれ転写
時にのみ圧接される。一方分離ブラシ19も転写ローラ18
の位置変動にほぼ同期して感光体ドラム10の周面に圧接
ならびに離間の作動をする。

【００５６】本実施例の装置には、印加電圧が＋３ない
し４KVＤＣで、ブレードによってローラ面をクリーニン
グする形式の転写ローラ18が使用され、また分離ブラシ
19にはＤＣとＡＣを重畳したバイアス電圧を印加して使
用される。

【００５７】（定着）本実施例の装置の備える定着装置
20は図18に示す如く一対のローラから成るいわゆる熱ロ
ーラ方式の定着装置であって、ヒータＨを内蔵し時計方
向に駆動回転する熱ローラ201と該熱ローラ201に圧接し
て従動回転する圧着ローラ202との間に形成されたニッ
プ部により記録紙Ｐを加熱搬送してトナー像の溶着を行
う。

【００５８】前記上下の各ローラは共に耐熱チューブを
被覆されていて、圧接によりニップ部が直線状に形成さ
れることにより、封筒等が搬送される際に生じ易い紙面
のシワが防止される。

【００５９】前記熱ローラ201の周面温度は温度センサ
Ｓに検知されることによって制御されて所定の温度範囲
内に保たれ、またトナーの溶着によって付着した汚れは
クリーニングローラ203の圧接によって除去清掃され
る。このクリーニングローラ203はプリント枚数４万枚
程度で新規のものに交換される。また、定着ヒータは使
用しない時間が所定時間を越えるとＳＬＥＥＰモードと
なり、省エネ制御される。

【００６０】さらにＯＨＰに使用されるトランスペアレ
ンシを転写材として使用する場合、カラーのトナー像の
透過率を向上するべくトナー像面を平滑化して乱反射を
防止する目的から、熱ローラ201の周面のオイルパッド2
04によりローラ表面にシリコンオイルが塗布される。

【００６１】従って本実施例の装置は転写材の搬送速度
を100mm／sec，50mm／secおよび12.5mm／secの３段階に
切換可能とすることにより、普通紙，封筒およびトラン
スペアレンシの３種の転写材を使用出来るモードを備え
て幅広い用途に対応して利用される。

【００６２】なお熱ローラ201の設定温度は、低温度で
溶融するトナーを用いることにより約180℃前後と低温
度化することが可能であり、またオイルパッド204にス
ポンジ材（多孔質ＰＴＦＥ被覆）を用いることにより押
圧ムラが解消されて均一なオイル塗布が実現される。

【００６３】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００６４】図１に感光体ドラム10と駆動機構30を示
す。駆動機構30は駆動用モータ31とそれに連結した歯車
群32からなり、歯車群32の最終歯車33に感光体ドラム10
の駆動歯車34が噛み合っている。

【００６５】感光体ドラム10は、円筒状のアルミニウム
母材からなり、前述のようにドラム上にＯＰＣ感光体が
塗布してある。母材は肉圧が薄く形成してあり、両端部
に取り付けられたフランジ101に軸103が嵌合している。
軸103は、軸受け（図示せず）に支持されており、軸端
に上述した駆動歯車34が嵌合している。

【００６６】次に、図２ないし図４は本発明の実施例を
詳細に示す図である。

【００６７】図２（ａ）は端部の部分図（一部断面図）
で、（ｂ）は（ａ）の歯車部を判りやすい方向に回転さ
せて示した斜視の部分図である。

【００６８】図２において、駆動歯車34及び感光体ドラ
ム10に取付けられたフランジ101は上述のように軸103に
嵌合している。そして、軸103は画像形成装置の本体に
対して固定して支持されていても回動自在に支持されて
いてもかまわないが、本実施例においては固定されてい
るものとする。従って駆動歯車34は図示せざるベアリン
グ例えばオイルレスベアリングを介して軸103に嵌合
し、同様に感光体ドラム10に取付けられたフランジ101
はベアリング例えばオイルレスベアリングＢを介して軸
103に嵌合している。

【００６９】フランジ101には慣性負荷（フライホイル
とも言う）102がねじＳＷにより図示のように取付けら
れていて、感光体ドラム10と一体となって回転可能とな
っている。そしてフライホイル102にはピン104が図示の
ように植設されている。

【００７０】又、駆動歯車34にも同様にピン341が図示
のように植設されている。そしてフライホイル102に植
設されたピン104と駆動歯車34に植設されたピン341の間
にはピアノ線で作られたコイルばね105が図２（ａ）で
示すように張架されている。

【００７１】このように構成された駆動歯車34に、駆動
機構30の最終歯車33による図１の図示矢印方向の回転力
が伝達されると、先ず駆動歯車34が図示矢印方向に回転
する。駆動歯車34が図示矢印方向に回転すると駆動歯車
34のピン341とフライホイル102のピン104の間に張架さ
れたコイルばね105が伸び、そしてフライホイル102を図
示矢印方向に回転し、従って感光体ドラム10も同方向に
回転することになる。

【００７２】このようにすることにより、感光体ドラム
10と駆動歯車34とからなる駆動系の回転方向の剛性が低
下し固有振動数は低下する。従って駆動機構30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10の共振を防止
でき、感光体ドラム10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。

【００７３】更に、上記のように剛性を小さくする構造
とした結果、感光体ドラム10への伝達ゲインが低下でき
るので、最終歯車33からの速度変動が減衰されやすくな
り、感光体ドラム10の回転速度の変動を抑えることがで
きる。

【００７４】なお、本実施例においては感光体ドラム10
に上述のようにフライホイル102が取付けられている。
従って駆動系の慣性モーメントは大きくなっている。こ
の場合感光体ドラム10の慣性モーメントＩ１とフライホ
イル102の慣性モーメントＩ２との比が0.05〜0.4の範囲
内にあるのが好ましい。このように構成することによ
り、駆動系の固有振動数を下げることができ、駆動系の
共振を防止でき、出力される画像品質を非常に向上させ
ることができる。

【００７５】図３は別の実施例を示す図で、（ａ）は端
部の部分図、（ｂ）は図２で説明したものと同様の斜視
の部分図である。

【００７６】図３において、駆動歯車34、感光体ドラム
10に取付けられたフランジ101及び軸103の構成は図２に
おいて説明したものと全く同じである。

【００７７】フランジ101にはピン106が図示のように植
設され、駆動歯車34にも同様にピン342が図示のように
植設されている。そしてフランジ101に植設されたピン1
06と駆動歯車34に植設されたピン342の間には、粘弾性
部材である高分子材料製の、例えばゴム製の結合部材10
7が図３（ａ）に示すように取付けられている。即ち、
結合部材107の両端にはピン106，342が挿入される穴が
設けられていて、この穴にピン106，342が挿入されるこ
とによりフランジ101、従って感光体ドラム10と駆動歯
車34が結合され、駆動歯車34より感光体ドラム10に回転
力が結合部材107に引張り方向の力が加わって伝達し、
感光体ドラム10を回転することになる。

【００７８】このようにすることにより、図２において
説明したと同様に、感光体ドラム10と駆動歯車34とから
なる駆動系の回転方向の剛性が低下し固有振動数は低下
する。従って感光体ドラム10の共振を防止でき、又同様
に伝達ゲインを低下でき画像品質を著しく向上させるこ
とができる。

【００７９】図４は別の実施例を示す図で、（ａ），
（ｂ）は図３で説明したものと同様の図である。

【００８０】又図４において、駆動歯車34、フランジ10
1及び軸103の構成も図３において説明したものと全く同
じである。

【００８１】そして、フランジ101、駆動歯車34にはＬ
金具108，343が図示のように取付けられ、Ｌ金具108，3
43の間には粘弾性部材である高分子材料製の、例えばゴ
ム製又はシリコンゲル製の結合部材109が図４（ａ）に
示すように取付けられている。

【００８２】このように構成された駆動歯車34に図示矢
印方向の回転力が伝達されることにより、結合部材109
にはＬ金具108，343を介して圧縮力が加わり、フランジ
101を図示矢印方向に回転することになる。

【００８３】このようにすることにより、図３において
説明したと同様に、感光体ドラム10と駆動歯車34とから
なる駆動系の回転方向の剛性が低下し固有振動数は低下
する。従って感光体ドラム10の共振を防止でき、又同様
に伝達ゲインを低下でき画像品質を著しく向上させるこ
とができる。

【００８４】更に、以上は回転体自身が感光体ドラム10
であったが、感光体ドラム10が回転体でなくともよく、
図５に示すように、ベルト状の感光体110を有し、この
感光体110を駆動する駆動ローラ111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111に用いることにより駆動ロ
ーラ111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110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。

【００８５】以上述べたように、回転体駆動系の剛性を
小さくすることにより固有振動数を下げることができ、
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10、あるいは駆動ローラ11
1の共振を防止でき、更に、剛性を小さくした場合に
は、感光体ドラム10、もしくは駆動ローラ111の伝達ゲ
インが低下し、速度変動が伝達されにくくなり、感光体
ドラム10、あるいは感光体110を速度変動を生じさせず
一定の速度で回転、あるいは移送でき、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。

【００８６】

【発明の効果】本発明の回転体駆動装置によれば、回転
体及びこの回転体を駆動する駆動軸からなる回転体駆動
系の剛性を下げることによりこれらの固有振動数を下げ
て、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一致し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。また、剛性を小さくするための
構造変更をした場合には駆動系の伝達ゲインを下げるこ
とができ、変動の伝達を抑え、より回転体の速度変動を
小さくすることができる。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
られた。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
上できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる回転体駆動系を示す斜視図。

【図２】本発明にかかる実施例を示す図。

【図３】本発明にかかる他の実施例を示す図。

【図４】本発明にかかる他の実施例を示す図。

【図５】本発明にかかる実施例を適用したベルト状の感
光体を有する画像形成装置の断面図。

【図６】従来の感光体の速度変動のパワースペクトルを
示すグラフ。

【図７】従来の感光体駆動系の伝達関数を示すグラフ。

【図８】従来の感光体の速度変動パワースペクトルと感
光体駆動系の伝達関数を合わせ示したグラフ。

【図９】固有振動数を大きくした場合の感光体駆動系の
伝達関数と感光体の速度変動パワースペクトルとを合わ
せ示したグラフ。

【図１０】固有振動数を小さくした場合の感光体駆動系
の伝達関数と感光体の速度変動パワースペクトルとを合
わせ示したグラフ。

【図１１】各駆動系の伝達関数のピークの値を示すグラ
フ。

【図１２】本発明にかかる回転体の駆動装置が適用され
るカラー画像形成装置の断面構成図。

【図１３】前記装置内における各機材のレイアウトを示
す説明図。

【図１４】像露光手段の光学系を示す説明図。

【図１５】現像器の断面構成図。

【図１６】給紙部の要部図。

【図１７】転写部の要部図。

【図１８】定着装置の要部図。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 101 フランジ 103 軸 104，106，341，342 ピン 105 コイルばね 107，109 結合部材 108，343 Ｌ金具 110 感光体 111 駆動ローラ 30 駆動機構 34 駆動歯車

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真方式によりデジタル方式で画像
形成を行う感光体に、回転運動を行わせるための駆動歯
車が一体となって結合されている回転体の駆動装置にお
いて、前記回転体と前記駆動歯車を、弾性部材または粘
弾性部材で結合したことを特徴とする回転体の駆動装
置。
【請求項２】前記弾性部材は金属製のばね部材である
ことを特徴とする請求項１記載の回転体の駆動装置。
【請求項３】前記粘弾性部材は高分子材料製の部材で
あることを特徴とする請求項１記載の回転体の駆動装
置。
【請求項４】ベルト状の感光体を有し、該ベルト状の
感光体を駆動するための駆動ローラが前記回転体である
請求項１，２又は３記載の回転体の駆動装置。