JPH0720761A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH0720761A
JPH0720761A JP5163486A JP16348693A JPH0720761A JP H0720761 A JPH0720761 A JP H0720761A JP 5163486 A JP5163486 A JP 5163486A JP 16348693 A JP16348693 A JP 16348693A JP H0720761 A JPH0720761 A JP H0720761A
Authority
JP
Japan
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gear train
image
image carrier
drive
paper conveying
Prior art date
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Pending
Application number
JP5163486A
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English (en)
Inventor
Satoru Sugita
哲 杉田
Akihiro Toma
東間昭弘
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Handling Of Sheets (AREA)
  • Character Spaces And Line Spaces In Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動源からドラム駆動部に至るギア列の途中
から他の負荷を駆動するギア列が分岐している駆動系を
有する画像形成装置において、ドラムの駆動状態が他の
負荷の駆動状態の影響を受けて、縞模様の発生等による
画質の低下を防止すること。 【構成】 少なくとも1組の紙搬送手段、画像担持体、
転写手段、定着手段等を有し、これら各手段の駆動手段
のすべてまたは一部が、少なくとも1個の駆動源および
複数個のギアよりなるギア列とし、駆動源から画像担持
体に至るギア列の途中で、紙搬送手段の駆動ギア列等を
分岐した画像形成装置において、分岐部から画像担持体
および転写手段等に至る駆動ギア列が、駆動ギア列内の
噛合い振動によって生ずる画像転写速度むらの発生間隔
が画像上で1mm未満となるような歯形諸元を選択し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はたとえばプリンタ、複写
機、印刷機等の画像形成装置の画像形成・紙葉類搬送の
ための駆動ギア列の設計手法に関するもので、特に画像
に影響を与える駆動系の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から知られている画像形成装置の構
成例を図6に示す。本図は電子写真プロセス技術を応用
して、レーザビームを用いて画像書き込みを行う、小形
の画像形成装置の断面構成を示す。図6において、60
1はカートリッジ本体、602は画像担持体(以下、ド
ラムと略す)、603は画像担持体に描かれた画像を紙
葉類に転写するための転写手段(以下、転写ローラと略
す)、604・605は紙葉類を装置内に送るための給
紙手段(以下、給紙ローラと略す)であり、606およ
び607は紙葉類上に転写された画像を定着させるため
の定着手段(以下、定着ローラ対と略す)であって、こ
れらは対で定着装置608を構成する。609は、転写
前に紙葉類の先端姿勢保持と紙送りタイミングをとるた
めの手段(以下、レジストローラと略す)で、610は
紙葉類を装置外部へ排出するための排紙手段(以下、排
紙ローラと略す)である。611は画像形成を行うレー
ザ光源で、ドラム602表面にレーザビーム612を照
射して画像書き込みを行なう。613・614は画像形
成装置の匡体である。本図により画像形成の過程を説明
する。
【0003】給紙ローラ604または605から給紙さ
れた紙葉類は、レジストローラ609で一旦先端姿勢保
持されたのち、一定間隔で順次装置内へ送り込まれてい
く。ここで、給紙ローラおよびレジストローラは紙葉類
の送り間隔を一定に保つためにクラッチなどの間欠運動
機構を付加されていることが一般的である。送られた紙
葉類の画像描画面には、所定の電子写真プロセスにより
ドラム602にトナー(不図示)で描かれた画像が転写
ローラ603により転写される。転写の完了した紙葉類
は定着装置608に送られ、ここで熱と圧力を加えて画
像の定着が行なわれ、最後に排紙ローラ610により装
置外部へ排出される。このように紙葉類の搬送経路はい
くつかのステップを踏んで図示615のような形にな
る。
【0004】図6に示したような紙葉類の搬送経路を持
つ画像形成装置の駆動手段の構成例を図5に示す。この
画像形成装置は小形であるため、全ての駆動手段はギア
によっている。駆動源はモータ(電気駆動)であって、
1個のモータから複数の駆動分岐をして、給紙、カート
リッジ(ドラム)、転写、定着、排紙、その他の紙葉類
搬送手段の駆動を行なっている。以下、この駆動手段
(以下、ギア列と略す)の説明を行なう。
【0005】図5は、A4サイズの紙葉類を、1分間に
8枚送る画像形成装置のギア列構成である。本図におい
て、501はドラム駆動および他の各部への駆動分岐を
行なうギア列であり、502は排紙駆動ギア列である。
503はドラムの一端に設けられた駆動ギア、504・
505は給紙ローラを駆動するギアであって、通常クラ
ッチ等の間欠運動機構と一組になっている。506は転
写ローラを駆動するギアで、ドラム503の他の一端
(不図示)から駆動動力を受けて駆動される。507は
レジストローラ対を駆動するギア対で、これもクラッチ
等の間欠運動機構と一組になっているのが一般的であ
る。508は定着装置のギア列であって、定着ローラを
駆動する。509はモーター(この場合は電気駆動)
で、前記ギア列の所定の減速比分、回転速度を減速させ
ながら最終段まで回転力を伝達させている。このような
ギア列により前記の図6に示す画像形成装置の駆動手段
が構成されている。
【0006】このようなギア列の構成では、ギアの1歯
毎の噛み合い振動が回転むらとして駆動系内に重畳し、
この回転むらがドラム回転数や画像転写あるいは紙葉類
搬送時の送り速度むらを発生させギアの歯数と回転数の
組み合わせによっては特にドット(点)や横線等により
ハーフトーン画像を出力させた際に紙葉類の送り方向に
ドットや横線の間隔の粗密模様を残すことがある。これ
がピッチむらと呼ばれるもので、次式で算出され、事前
にある程度までは計算による予測が可能である。
【0007】(1)ギア列の噛み合い振動周波数(回転
むら周波数) z:ギアの歯数 n:ギアの回転数(rpm)とする
と、 ギアの噛み合い振動周波数fG =Z・n/60(Hz) (2)画像上ピッチむら計算式 Vsp:ドラム周速度(送り速度)(mm/sec.)と
すると、 ピッチむらp=VSP/fG (mm)…つまりp(mm)
毎に粗密が現われることになる。
【0008】また、同一モジュールのギアの噛み合いで
は、複数個ギアが同時に噛み合うため、上記ギアの噛み
合いによる回転むら周波数は多くの場合上記周波数の2
倍以上の周波数にも現れてくる。(これを高次成分と呼
びこれによって発生するピッチむらは上記ピッチむらの
1/2以下で現れることになる。)この様にして生じる
ピッチむらp〔mm〕がどの程度まで小さくなると目立
たなくなるのかは、出力する画像パターンの違い、即
ち、ドットの大きさ、線の太さにもよるが、経験的に、
p<1mmとなると、目視では目立たなくなることが知
られている。
【0009】実際の装置では、ドラム駆動部をはじめと
して、各駆動部での最終段の回転数が数回転〜数十回転
程度まで下がるため、ハーフトーン画像ではピッチむら
が目立ちやすい傾向にあり、各設計者とも駆動負荷の低
減・ハス歯ギアの使用によるギア噛み合い率の向上等、
さまざまな工夫を行なっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来構成では、装置自体は大幅に小形化できるが、駆動源
からドラム駆動部にいたるギア列の途中から他の負荷を
駆動するギア列が分岐しているため、ドラムの駆動状態
が他の負荷の駆動状態の影響を受けやすく、他の負荷に
異常が発生するとただちに画像にもその影響が現れてし
まい、画像の高精細化が進む中で、通常の文字等の文書
作成の場合は大きな問題にはならないが、イラストレー
ションやCAD図面等ハーフトーンの多い画像を作成・
出力した際に、甚だしい場合にはハーフトーン画像全体
に縞模様のような跡を残し、画像品質を著しく低下させ
てしまうようになってきた。このため大きな駆動力を必
要とする部分は駆動ギア列を独立させて別駆動とした
り、ギアの歯幅を増やしたりハス歯ギアの場合は捩れ角
を増して噛み合い率を増やしたりして駆動時の回転むら
を押えるような工夫も見られるが装置内の駆動部品の占
めるスペースが増加する傾向にあって装置のコンパクト
化という観点からは課題も多く、駆動機構構成もより複
雑となり、また部品コストも上昇してしまうことが多か
った。また大型機ではフライホイルを装着して回転運動
を安定させる事例もあるが、小形機ではスペースおよび
コストの関係から装着が困難で、前記従来例でも、ドラ
ム周速が38mm/sec.であるとき、ドラム駆動ギ
ア列501のギア513・514・515・516・5
17の噛み合い振動周波数が24Hzとなり、駆動分岐
をも持つため負荷も大きく、結果として、1.6mm前
後のピッチむらがもっとも目立ってしまい、画像の高精
細化を目指す上でのネックとなっていた。噛み合い率を
増やす検討・歯の曲げ強度を増やす検討等も実施した
が、決してこれらだけでは改善は不十分であることも判
明した。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題を解決
するため、駆動ギア列内で大きい駆動負荷の加わるギア
の歯形諸元を、画像転写速度むらの発生間隔が1mm未
満になるように組み合わせることにより、ハーフトーン
画像上のピッチむらが目立たないようにして、大きな全
体構成変更なしに高精細画像の得られる画像形成装置の
設計を可能にしたものである。
【0012】
【実施例】
<実施例1>本発明による第一の実施例を図1に示す。
図1は、図6に示す画像形成装置の駆動手段である図5
に示すギア列の改良後の構成を示す図である。改良個所
はドラム駆動ギア列である。本図において、101はド
ラム駆動および他の各部への駆動分岐を行なうギア列で
あって負荷的に最も条件の厳しい部分であり、102は
排紙駆動ギア列である。103はドラムの一端に設けら
れた駆動ギア、104・105は給紙ローラを駆動する
ギアであって通常クラッチ等の間欠運動機構と一組にな
っている。106は転写ローラを駆動するギアでドラム
103の他の一端(不図示)から駆動動力を受けて駆動
される。107はレジストローラ対を駆動するギア対
で、これもクラッチ等の間欠運動機構と一組になってい
るのが一般的である。108は定着装置のギア列であっ
て、定着ローラを駆動する。109はモーターで、前記
ギア列の所定の減速比分、回転速度を減速させながら最
終段まで回転力を伝達させている。ここで、ドラム駆動
ギア列において、従来のドラム駆動ギア列(図5の51
3・514・515・516・517)の噛み合い周波
数は前記のとおり24(Hz)であり、ドラム周速度が
38mm/sec.のとき発生するピッチむらは1.6
mmで画像中で最も目立っていたが、これらを図1に示
す改良ギア113・114・115・116・117に
置き換えた。置換前後のギアの構成を図7に示す。同図
に示す例では、モジュールを大としているが、本発明
は、圧力角等、種々の歯形諸元を変えることができる。
本装置では、45Hz以上の噛み合い周波数は画像上に
現れないことがわかっていたので、改良ギアはスペース
と歯元曲げ強度確保の関係で歯幅を変更せず、ギア歯形
のモジュールを半分にし、歯数を2倍にして回転時の噛
み合い周波数を高次領域へ移動させ、発生するピッチむ
らをハーフトーン画像上に現れないようにした。この結
果、ハーフトーン画像上からはこのギア列にかかわるピ
ッチむらがまったく見えなくなり、きわめて良好な美し
いハーフトーン画像が得られるようになった。また、こ
れらの改良によって噛み合い率もほぼ1.6〜2倍に増
加し、モジュールを小さくしたことによる歯元曲げ強度
の低下も20%程度で済み、駆動負荷のもっとも大きい
部分であったために行なった弊害確認としてのカートリ
ッジのトナー固着時の起動試験でも破損なく起動でき、
懸念されていたギアの歯元曲げ強度もまったく問題なか
った。このように改良構成したギア列の噛み合い振動周
波数成分の実測結果を図8に、このときの画像の変化の
模式図を図9に示した。図10に、図8に示す駆動ギア
列改良前後のギアの噛み合い振動周波数成分実測データ
と図9に示す画像の変化の模式図の関係を示す。この場
合、送り速度変動は1対のギア噛合いによって生じるも
のを示し、実際には様々なギアの成分が混在するのを単
純化した。また速度変動の波形は、図9のものについて
は図示のようになるが、実際にはサインカーブ、鋸歯状
等、様々なものがある。なお、原形ギアで噛み合い率を
同程度に増加させたもの(歯幅を増やした)も試作した
が、画像上からはピッチむらを完全に除去することはで
きなかった。
【0013】<実施例2>本発明による第二実施例を図
2に示す。図2は定着装置207を駆動するギア列の歯
形諸元を変更・改良した例である。201〜206は改
良を加えた駆動ギアで、定着装置の駆動負荷が大きいと
きに、このギア列に起因する噛み合い振動によって発生
する画像上のピッチむらを改善した場合の事例である。
【0014】<実施例3>本発明による第三実施例を図
3に示す。図3は排紙駆動ギア列の歯形諸元を改良した
事例で、排紙駆動ギア列の噛み合い振動によるピッチむ
ら対策を示す。
【0015】<実施例4>本発明による第四実施例を図
4に示す。図4は定着装置内のギアの噛み合い振動によ
るピッチむら対策の例を示す。
【0016】以上示したように、本発明は駆動ギア列の
ただひとつの部分に限定適用されるものではなく、種々
の変形構成や別部分への適用が可能である。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、駆動ギア列の一部
の歯形諸元を変更することにより、画像形成装置自体の
大きな構成変更やコストアップなしに、画像品質を格段
に向上させることができるようになった。特にハーフト
ーン画像の質が大幅にアップし、用途範囲を広げる一要
因となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像形成装置の駆動ギア列の第一
の実施例を示す図
【図2】本発明による画像形成装置の駆動ギア列の第二
の実施例を示す図
【図3】本発明による画像形成装置の駆動ギア列の第三
の実施例を示す図
【図4】本発明による画像形成装置の駆動ギア列の第四
の実施例を示す図
【図5】従来の画像形成装置の駆動ギア列構成例を示す
【図6】画像形成装置の主断面図
【図7】従来例と本発明の第一実施例の駆動ギア列を示
す図
【図8】駆動ギア列改良前後のギアの噛み合い振動周波
数成分実測データを示す図
【図9】駆動ギア列改良前後の画像の変化の模式図
【図10】図8及び図9の関係の説明図
【符号の説明】
101…ドラム駆動および駆動分岐ギア列 102…排紙駆動ギア列 103…ドラムギ
ア 104・105…給紙ローラ駆動ギア 106…転写ローラギア 107…レジスト
ローラ駆動ギア対 108…定着装置 109…モータ出
力ギア軸 110…紙葉類搬送経路 111・112…
画像形成装置匡体 501…ドラム駆動および駆動分岐ギア列 502…排紙駆動ギア列 503…ドラムギ
ア 504・505…給紙ローラ駆動ギア 506…転写ローラギア 507…レジスト
ローラ駆動ギア対 508…定着装置 509…モータ出
力ギア軸 510…紙葉類搬送経路 511・512…
画像形成装置匡体 601…カートリッジ 602…ドラム 603…転写ローラ 604・605…
給紙ローラ 607・608…定着ローラ 609…レジスト
ローラ対 610…排紙ローラ 611…レーザ光
源 612…レーザビーム 613・614…
画像形成装置匡体 615…紙葉類搬送経路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/16

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1組の紙搬送手段と複数の紙
    搬送ガイド手段および所定の画像形成プロセスによる画
    像担持体を有し、これに相対して画像担持体上に形成さ
    れた画像を紙葉類に転写するための転写手段および転写
    後の画像を紙葉類上に定着させる定着手段とを有し、上
    記紙搬送手段および画像担持体・転写手段・定着手段の
    駆動手段のすべてまたは一部が、少なくとも1個の駆動
    源および複数個のギアにより成るギア列によっており、
    上記駆動源から画像担持体にいたるギア列の途中で、紙
    搬送手段および定着手段の駆動ギア列のすべてまたは一
    部を、駆動源を除く少なくとも1個所から分岐して成る
    ギア列によって構成した画像形成装置において、 駆動手段におけるギア列における、分岐部から画像担持
    体および転写手段に至る間の駆動ギア列のすべてまたは
    一部が、駆動ギア列内の噛み合い振動によって生じる画
    像転写速度むらの発生間隔が画像上で1mm未満となる
    ように歯形諸元を選んだギア列を有することを特徴とす
    る画像形成装置。
  2. 【請求項2】 複数組の紙搬送手段と複数の紙搬送ガイ
    ド手段および所定の画像形成プロセスによる画像担持体
    を有し、これに相対して画像担持体上に形成された画像
    を紙葉類に転写するための転写手段および転写後の画像
    を紙葉類上に定着させる定着手段とを有し、上記紙搬送
    手段および画像担持体・転写手段・定着手段の駆動手段
    のすべてまたは一部が、少なくとも1個の駆動源および
    複数個のギアにより成るギア列によっており、上記駆動
    源から画像担持体にいたるギア列の途中で、紙搬送手段
    および定着手段の駆動ギア列のすべてまたは一部を、駆
    動源を除く少なくとも1個所から分岐して成るギア列に
    よって構成した画像形成装置において、 駆動手段におけるギア列における、分岐部から定着手段
    の負荷に至るまでの間の駆動ギア列のすべてまたは一部
    が、駆動ギア列内の噛み合い振動によって生じる画像転
    写速度むらの発生間隔が画像上で1mm未満となるよう
    な歯形諸元を選んだギア列を有することを特徴とする画
    像形成装置。
  3. 【請求項3】 複数組の紙搬送手段と複数の紙搬送ガイ
    ド手段および所定の画像形成プロセスによる画像担持体
    を有し、これに相対して画像担持体上に形成された画像
    を紙葉類に転写するための転写手段および転写後の画像
    を紙葉類上に定着させる定着手段とを有し、上記紙搬送
    手段および画像担持体・転写手段・定着手段の駆動手段
    のすべてまたは一部が、少なくとも1個の駆動源および
    複数個のギアにより成るギア列によっており、上記駆動
    源から画像担持体にいたるギア列の途中で、紙搬送手段
    および定着手段の駆動ギア列のすべてまたは一部を、駆
    動源を除く少なくとも1個所から分岐して成るギア列に
    よって構成した画像形成装置において、 駆動手段におけるギア列における、分岐部から紙搬送ロ
    ーラ負荷に至るまでの間の駆動ギア列のすべてまたは一
    部が、駆動ギア列内の噛み合い振動によって生じる画像
    転写速度むらの発生間隔が画像上で1mm未満となるよ
    うな歯形諸元を選んだギア列を有することを特徴とする
    画像形成装置。
  4. 【請求項4】 複数組の紙搬送手段と複数の紙搬送ガイ
    ド手段および所定の画像形成プロセスによる画像担持体
    を有し、これに相対して画像担持体上に形成された画像
    を紙葉類に転写するための転写手段および転写後の画像
    を紙葉類上に定着させる定着手段とを有し、上記紙搬送
    手段および画像担持体・転写手段・定着手段の駆動手段
    のすべてまたは一部が、少なくとも1個の駆動源および
    複数個のギアにより成るギア列によっており、上記駆動
    源から画像担持体にいたるギア列の途中で、紙搬送手段
    および定着手段の駆動ギア列のすべてまたは一部を、駆
    動源を除く少なくとも1個所から分岐して成るギア列に
    よって構成した画像形成装置において、 駆動手段におけるギア列における、分岐部から、画像担
    持体および転写手段に至るまでの間と、定着手段の負荷
    に至るまでの間と、紙搬送ローラ負荷に至るまでの間の
    駆動ギア列のすべてまたは一部が、駆動ギア列内の噛み
    合い振動によって生じる画像転写速度むらの発生間隔が
    画像上で1mm未満となるような歯形諸元を選んだギア
    列をすべて有することを特徴とする画像形成装置。
JP5163486A 1993-07-01 1993-07-01 画像形成装置 Pending JPH0720761A (ja)

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JP (1) JPH0720761A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7450885B2 (en) 2004-03-24 2008-11-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrophotographic type image forming apparatus and its driving method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7450885B2 (en) 2004-03-24 2008-11-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrophotographic type image forming apparatus and its driving method

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