JPH07239596A

JPH07239596A - 回転像形成体の駆動装置

Info

Publication number: JPH07239596A
Application number: JP6030143A
Authority: JP
Inventors: Isao Matsuoka; 松岡　　功; Tadashi Miwa; 正三輪; Toru Makino; 徹牧野; Masafumi Konoue; 雅史鴻上
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】【目的】回転体駆動系の剛性を小さくして回転像形成
体を安定した速度と駆動トルクをもって円滑に回転する
ことを目的とする。【構成】慣性負荷を加えた感光体ドラム10を一体に固
定する駆動軸300の軸端に駆動系のモータＭの動力を伝
達する歯車系列の最終段の歯車Ｇ３を一体に固定し、駆
動軸300上の感光体ドラム10を固定する係止部Ｍと歯車
Ｇ３を固定する締結部Ｎの間に軸径φ、軸方向の長さｌ
の段部302Ａを設けることによって駆動軸300の剛性を小
さくして置き、駆動系に回転速度、感光体ドラム10側に
負荷の変動が生じた場合には駆動系の動力が前記段部30
2Ａに生ずるねじり弾性力を介して感光体ドラム10に伝
達されるようにすることで感光体ドラム10上に形成され
る画像の位置変動を１ドット以下に抑えるように構成し
たことを特徴としている。

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出力機器の回転体に係
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。更に、本発明は、像形成体の周面に複数の
現像器を配し、単色のトナー像を重ね合わせることによ
ってカラーのトナー像を形成するカラー画像形成装置の
回転像形成体の駆動装置に関する。

【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、画像出力機器の円筒状の感光体、
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】特に、像形成体の周面に複数の現像器を配
し、単色のトナー像を重ね合わせることによってカラー
のトナー像を形成するカラー画像形成装置においては、
２層以上のトナー層で形成される２次色の色調が各層の
各色のトナーの適切な付着量で決定されるため、各層ご
との位置の精度が厳密に要求される。すなわち、色調の
変化する第１のメカニズムは２層目以降の画像形成プロ
セスにおいては、感光体上ですでに形成されたトナー層
の上から、半導体レーザ等による露光が行われるため、
トナー層上に露光されるべきものが感光体の速度変動の
影響により位置がずれた場合、トナー層のない感光体表
面を露光することになる。このとき、感光体の表面電位
はトナー層がすでに存在する場合に比べ低下するため、
現像後のトナー付着量がトナー層上で考えた場合と比較
して多くなる。この結果、この部分の色調が目標値から
ずれることになる。さらに色調の変化する第２のメカニ
ズムとしてはデジタル方式の画像出力機器においては、
画像をドットの連続体であるラインで構成することも多
く、この場合には感光体の速度変動で露光間隔が狭くな
った部分と広くなった部分においてはラインないしはド
ットの密度の差が大きくなり、これが画像としては感光
体の回転方向の色ムラになって現れる。これは、カラー
画像の品位を著しく劣化させることになる。

【０００６】上記の感光体の速度変動を与えるものとし
て、感光体の駆動系で発生する様々な変動、例えば、モ
ータの一回転変動や歯車１歯ごとに発生する変動などが
ある。これらは、駆動系が作動中、定常的に発生する変
動である。これに対し、クリーニング装置や転写装置な
どがプロセス動作の途中で動作を開始したり、動作を終
了するときには、一時的に感光体に負荷変動が生じ、速
度変動が発生する。これらの非定常の速度変動が定常的
な速度変動と比較して絶対値が大きいときには、上記の
メカニズムで画像の劣化を起こす。特に、負荷変動の最
大の問題点は、感光体にかかる負荷の大きさにより、感
光体駆動系の持つ弾性により、わずかなねじれ角の差異
が生じ、これが感光体表面においては数ミクロンから数
十ミクロンの大きさになり、これによりレーザによる書
き込み位置にずれが生じる。これにより本来複数の色が
重なるべき画像にわずかなずれが発生したり、露光間隔
に不均一が生じることにより、本来得られるべき画像品
質を著しく劣化させることになる。

【０００７】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、動力伝達を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
じれ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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】駆動系の速度変動の主
原因は、モータの回転軸一回転あたりの速度変動と、歯
車の一回転成分及び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増幅されたり共振現象を起こし
ていることであることが判明した。

【０００９】図11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。

【００１０】一方、図12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ＦＥＴ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12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。

【００１１】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13である。この図から分かるように、
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。

【００１２】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。

【００１３】本発明は、上記課題を解決するためになさ
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出力機器の回転する感光体
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。

【００１４】更に本発明は、デジタル方式のカラー画像
において、感光体の回転方向に発生する濃度ムラや色ム
ラのない高品位の画像を形成する画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【００１５】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。

【００１６】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、固有振動数は次の式で表現される。

【００１７】ｆ_N＝（1/2π）√（Ｋ／Ｉ）（数１式）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の値を変動するこ
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。又、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。

【００１８】図14及び図15は図13に示したデータの駆動
系について、構造変更により固定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13と同様
に、重ね合わせを行ったものである。又、図16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13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14、図15、図16のデータを比較して、考えられ
ることは、共振の回避のめたに、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。

【００１９】そこで本発明においては、回転体と駆動側
の部材とを低剛性の部材により係合することにより、駆
動側の部材がその回転変動を伝えずに回転体に動力伝達
のできることを目的とした。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、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
駆動を行わせるための駆動装置と、感光体表面に潜像を
形成する書き込みユニットと、感光体の表面の残存トナ
ーをクリーニングするためのクリーニング装置と、現像
後の画像を転写体に転写するための転写装置を有する画
像形成装置において、感光体駆動系が、モータと、歯車
と駆動軸および感光体で構成され、感光体駆動軸の、最
終段歯車締結部と感光体の係止部との中間領域におい
て、その軸径の一部を細くし、ねじれ剛性の低下をはか
り、感光体の慣性モーメントとの組み合わせにより、感
光体の速度変動を減少するとともに、感光体の回転に対
する負荷に変動が生じても、レーザ書き込みによる潜像
形成プロセスの画像形成の位置変動が１ドット以下にな
るようにねじれ剛性と慣性モーメントを設定したことを
特徴とする回転像形成体の駆動装置（第１発明）および、像形成体、前記像形成体を帯電するための帯電
手段、前記像形成体上に潜像を形成するための露光手
段、前記潜像を現像してトナー像を得るための、複数の
現像手段、前記トナー像を転写体に転写するための転写
手段、前記トナー像を転写体に転写した後に前記像形成
体をクリーニングするためのクリーニング手段を有する
カラー画像形成装置であって、像形成体駆動系が、モー
タと、歯車と駆動軸および像形成体で構成され、像形成
体駆動軸の、最終段歯車締結部と像形成体の係止部との
中間領域において、その軸径の一部を細くし、ねじれ剛
性の低下をはかり、像形成体の慣性モーメントとの組み
合わせにより、像形成体の速度変動を減少するととも
に、像形成体の回転に対する負荷に変動が生じても、レ
ーザ書き込みによる潜像形成プロセスの画像形成の位置
変動が１ドット以下になるようにねじれ剛性と慣性モー
メントを設定したことを特徴とする回転像形成体の駆動
装置（第２発明）および、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装置と、
感光体表面に潜像を形成する書き込みユニットと、感光
体の表面の残存トナーをクリーニングするためのクリー
ニング装置と、現像後の画像を転写体に転写するための
転写装置を有する画像形成装置において、感光体駆動系
が、モータと、タイミングベルトおよびプーリーと駆動
軸および感光体で構成され、感光体駆動軸の、最終段プ
ーリー締結部と感光体の係止部との中間領域において、
その軸径の一部を細くし、ねじれ剛性の低下をはかり、
感光体の慣性モーメントとの組み合わせにより、感光体
の速度変動を減少するとともに、感光体の回転に対する
負荷に変動が生じても、レーザ書き込みによる潜像形成
プロセスの画像形成の位置変動が１ドット以下になるよ
うにねじれ剛性と慣性モーメントを設定したことを特徴
とする回転像形成体の駆動装置（第３発明）および、像形成体、前記像形成体を帯電するための帯電
手段、前記像形成体上に潜像を形成するための露光手
段、前記潜像を現像してトナー像を得るための、複数の
現像手段、前記トナー像を転写体に転写するための転写
手段、前記トナー像を転写体に転写した後に前記像形成
体をクリーニングするためのクリーニング手段を有する
カラー画像形成装置であって、像形成体駆動系が、モー
タと、タイミングベルトおよびプーリーと駆動軸および
像形成体で構成され、像形成体駆動軸の、最終段プーリ
ー締結部と像形成体の係止部との中間領域において、そ
の軸径の一部を細くし、ねじれ剛性の低下をはかり、像
形成体の慣性モーメントとの組み合わせにより、像形成
体の速度変動を減少するとともに、像形成体の回転に対
する負荷に変動が生じても、レーザ書き込みによる潜像
形成プロセスの画像形成の位置変動が１ドット以下にな
るようにねじれ剛性と慣性モーメントを設定したことを
特徴とする回転像形成体の駆動装置（第４発明）および、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装置と、
感光体表面に潜像を形成する書き込みユニットと、感光
体の表面の残存トナーをクリーニングするためのクリー
ニング装置と、現像後の画像を転写体に転写するための
転写装置を有する画像形成装置において、感光体駆動系
が、モータと、歯車、タイミングベルトおよびプーリー
と駆動軸および感光体で構成され、感光体駆動軸の、最
終段歯車ないしはプーリー締結部と感光体の係止部との
中間領域において、その軸径の一部を細くし、ねじれ剛
性の低下をはかり、感光体の慣性モーメントとの組み合
わせにより、感光体の速度変動を減少するとともに、感
光体の回転に対する負荷に変動が生じても、レーザ書き
込みによる潜像形成プロセスの画像形成の位置変動が１
ドット以下になるようにねじれ剛性と慣性モーメントを
設定したことを特徴とする回転像形成体の駆動装置（第
５発明）および、像形成体、前記像形成体を帯電するための帯電
手段、前記像形成体上に潜像を形成するための露光手
段、前記潜像を現像してトナー像を得るための、複数の
現像手段、前記トナー像を転写体に転写するための転写
手段、前記トナー像を転写体に転写した後に前記像形成
体をクリーニングするためのクリーニング手段を有する
カラー画像形成装置であって、像形成体駆動系が、モー
タと、歯車、タイミングベルトおよびプーリーと駆動軸
および像形成体で構成され、像形成体駆動軸の、最終段
歯車ないしはプーリー締結部と像形成体の係止部との中
間領域において、その軸径の一部を細くし、ねじれ剛性
の低下をはかり、像形成体の慣性モーメントとの組み合
わせにより、像形成体の速度変動を減少するとともに、
像形成体の回転に対する負荷に変動が生じても、レーザ
書き込みによる潜像形成プロセスの画像形成の位置変動
が１ドット以下になるようにねじれ剛性と慣性モーメン
トを設定したことを特徴とする回転像形成体の駆動装置
（第６発明）によって達成される。

【００２１】

【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式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が
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る
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。

【００２２】

【実施例】本発明の各実施例の説明に先立って前記の回
転体すなわち像形成体を使用するカラー画像形成装置の
構造とその作用について説明する。

【００２３】図１において10は像形成体である感光体ド
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の一様な帯電が
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による帯電に先立って、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。

【００２４】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132
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。

【００２５】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。

【００２６】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の部分には着色せず、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。

【００２７】１色目の顕像化が終わった後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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】転写域におてい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、
給紙された記録紙を挟着して多色像が一括して転写され
る。

【００３２】次いで記録紙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及び分離ブラシ19は記録紙の通過後
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。

【００３３】一方記録紙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。

【００３４】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。

【００３５】（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。

【００３６】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−750Ｖ，Ｖ_L−50Ｖ（像露光）図２（ａ）は像露光手段13のレイアウトの平
面と側面を、また図２（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。

【００３７】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。

【００３８】プリンタコマンドを解読するフォーマッタ
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1
32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。

【００３９】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ｆφ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。

【００４０】レーザ光は光学系により600ＤＰＩ相当に
ビーム系が絞られる。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。

【００４１】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。

【００４２】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３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。

【００４３】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。

【００４４】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) ： −650Ｖ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又は
現像バイアス制御（レーザビームにより感光体にパッチ
画像を形成し、現像後反射濃度を測定し画像濃度調整を
行う）前記の画像濃度調整について説明する。

【００４５】前記のパッチ画像Ｐは所定枚数のプリント
の終了毎に感光体ドラム10の画像領域外に各色別に露光
と現像を行って形成する。

【００４６】各色別に形成されたパッチ画像Ｐは図４
（ａ）に示す如く各現像器14の感光体ドラム10の回転下
流側に位置するそれぞれのパッチ検知ユニット100によ
ってその反射率すなわち画像濃度が検出され、その検出
信号が検知回路により出力電圧に変換されて現像バイア
スのバイアス電圧を制御する制御論理回路に入力され
る。

【００４７】前記のパッチ検知ユニット100は図４
（ｂ）に示すようにＬＥＤから成る発光部101とフォト
トランジスタから成る受光部102とから構成されてい
て、感光体ドラム10の回転に応じて前記の各パッチ画像
Ｐのトナー像の反射率を検出し、その検知信号を前記の
検知回路に送る。

【００４８】前記の検知信号は図５に示す検知回路の処
理により出力電圧Ｖoutとして現像バイアスの制御論理
回路に入力されて、各現像スリーブ141に印加するそれ
ぞれの現像バイアスを制御することによって画像濃度の
調整を行う。

【００４９】前記の感光体ドラム10は、軸径の長さ方向
の一部を段部によって細くした駆動軸を介して駆動系に
より駆動され、その段部のねじり弾性力を利用して動力
を伝達される。

【００５０】次に各種の駆動系における前記の後部の設
置例について説明する。

【００５１】（実施例１）本発明の第１発明および第２
発明の実施例を図６および図７によって説明する。

【００５２】感光体ドラム10を挿通する駆動軸300は軸
端を連結した２つの軸301と軸302とから構成され、ドラ
ムより突出したそれぞれの端部が軸受Ｂ１およびＢ２を
介してドラム架台の側板ＩＡおよびＩＢに回動自在に支
持されていて、軸302の係止部Ｍにおいてノックピン等
を介して感光体ドラム10を固定し一体としている。

【００５３】前記の感光体ドラム10は軸302に固定され
る側のフランジ部材Ｆの内側面にドラムの慣性を高める
ための負荷部材Ｗを備えている。

【００５４】前記負荷部材Ｗはリング状もしくは軸302
の対称位置に取り付けられる複数の重量物であって、一
例として回転中の感光体ドラム10自体の慣性モーメント
を1.8×10^-2kg・m²とした場合に、０〜2.0×10^-2kg・m²
の範囲内で感光体ドラム10に対しさらに慣性負荷を付加
している。

【００５５】駆動系はモータＭと大小２つの歯車を備え
る段歯車Ｇ２と平歯車Ｇ３とから構成されていて、モー
タＭは装置本体のパネルIIに、段歯車Ｇ２は大歯車をモ
ータＭの歯車Ｇ１と噛合した状態で側板ＩＢとパネルII
との間にそれぞれ支持され、さらに最終段の平歯車Ｇ３
は段歯車Ｇ２の小歯車と噛合した状態で軸受Ｂ２より突
出する軸302端部の締結部Ｎにおいてノックピン等を介
して固定し、一体とされている。

【００５６】軸302は前記の係止部Ｍと締結部Ｎの中間
領域内の係止部Ｍの前記の軸受Ｂ２との間に段部302Ａ
を設けて軸径を局部的に細くすることにより、回転方向
の剛性を小さくされている。前記の段部302Ａは軸受Ｂ
２と締結部Ｎとの間に設けても良く、例えば軸302に径1
2φmm、長さ150mmのＳＵＳ材を使用する場合、前記の段
部302Ａは軸径φが８ないし10mm、軸方向の長さｌが20m
m程度に設定される。

【００５７】モータＭの回転は前述した歯車系列により
減速されて最終段の歯車Ｇ３に伝達され、その駆動力は
前記の段部302Ａに生ずるねじり弾性力に変換されて感
光体ドラム10を駆動回転する。

【００５８】その結果駆動系の回転速度あるいは感光体
ドラム10に加わる負荷に変動があっても前記の弾性力に
よってドラムの回転ムラは極く僅かに抑えられ、実験に
よってドラム上に形成される画像の位置変動を１ドット
以下にとどめ得ることが確認されている。

【００５９】図７は前記の段部302Ａの軸径φを変化さ
せた場合の感光体ドラム10の速度変動の割合（実線にて
示す）とドラム上に形成されるカラー画像の色ズレ量
（破線にて示す）を駆動系の固有振動数の変動に対応し
て示したものである。

【００６０】（実施例２）本発明の第３発明および第４
発明の実施例を図８によって説明する。

【００６１】感光体ドラム10を挿通駆動軸300は軸端を
連結した２つの軸301と軸302とから構成され、ドラムよ
り突出したそれぞれの端部が軸受Ｂ１およびＢ２を介し
てドラム架台の側板ＩＡおよびＩＢに回動自在に支持さ
れていて、軸302の係止部Ｍにおいてノックピン等を介
して感光体ドラム10を固定し一体としている。

【００６２】駆動系はモータＭと大小２つのプーリ備え
る。段プーリＰ２とプーリＰ３とそれ等に巻回されるタ
イミングベルトＴ１およびＴ２とから構成されていて、
モータＭは装置本体のパネルIIに、段プーリＰ２は大プ
ーリとモータＭのプーリＰ１との間にタイミングベルト
Ｔ１を張架した状態で側板ＩＢとパネルIIとの間にそれ
ぞれ支持され、また最終段のプーリＰ３は段プーリＰ２
の小プーリとの間にタイミングベルトＴ２を張架した状
態で軸受Ｂ２より突出する軸302端部の締結部Ｎにおい
てノックピン等を介して固定し、一体とされている。

【００６３】軸302は前記の係止部Ｍと締結部Ｎの中間
領域内の係止部Ｍと前記の軸受Ｂ２との間に段部302Ａ
を設けて軸径を局部的に細くすることにより、回転方向
の剛性を小さくされている。前記の段部302Ａは軸受Ｂ
２と締結部Ｎとの間に設けても良く、例えば軸302の径
が12mm程度のＳＵＳ材である場合には段部302Ａの軸径
φは８mm、軸方向の長さｌは20mm前後に設定される。

【００６４】モータＭの回転は前述したタイミングベル
トにより構成される駆動系により減速されて最終段のプ
ーリＰ３に伝達され、その駆動力は前記の段部302Ａに
生ずるねじり弾性力に変換されて感光体ドラム10を駆動
回転する。

【００６５】その結果駆動系の回転速度あるいは感光体
ドラム10に加わる負荷に変動があっても前記の弾性力に
よってドラムの回転ムラは極く僅かに抑えられ実験によ
ってドラム上に形成される画像の位置変動を１ドット以
下にとどめ得ることが確認されている。

【００６６】（実施例３）本発明の第５発明および第６
発明の実施例を図９によって説明する。

【００６７】感光体ドラム10を挿通する駆動軸300は軸
端を連結した２つの軸301と302とから構成され、ドラム
より突出したそれぞれの端部が軸受Ｂ１およびＢ２を介
してドラム架台の側板ＩＡおよびＩＢに回動自在に支持
されていて、軸302の係止部Ｍにおいてノックピン等を
介して感光体ドラム10を固定し一体としている。

【００６８】駆動系はモータＭと平歯車Ｇ２とプーリＰ
１，Ｐ２とそれ等に巻回されるタイミングベルトＴとか
ら構成されていて、モータＭは装置本体のパネルIIに、
平歯車Ｇ２はモータＭの歯車Ｇ１と噛合した状態でプー
リＰ１と一体で側板ＩＢとパネルIIとの間にそれぞれ支
持され、また最終段のプーリＰ２はプーリＰ１との間に
タイミングベルトＴを張架した状態で軸受Ｂ２より突出
する軸302端部の締結部Ｎにおいてノックピン等を介し
て固定し、一体とされている。

【００６９】軸302は前記の係止部Ｍと締結部Ｎの中間
領域内の係止部Ｍと前記の軸受Ｂ２との間に段部302Ａ
を設けて軸径を局部的に細くすることにより、回転方向
の剛性を小さくされている。前記の段部302Ａは軸受Ｂ
２と締結部Ｎとの間に設けても良く、例えば軸302の径
が12mm程度のＳＵＳ材である場合には段部302Ａの軸径
φは８mm、軸方向の長さｌは20mm前後に設定される。

【００７０】モータＭの回転は前述した歯車系列とタイ
ミングベルトにより構成される駆動系により減速されて
最終段のプーリＰ２に伝達され、その駆動力は前記の段
部302Ａに生ずるねじり弾性力に変換されて感光体ドラ
ム10を駆動回転する。

【００７１】その結果、駆動系の回転速度あるいは感光
体ドラム10に加わる負荷に変動があっても前記の弾性力
によってドラムの回転ムラは極く僅かに抑えられ実験に
よってドラム上に形成される画像の位置変動を１ドット
以下にとどめ得ることが確認されている。

【００７２】なお以上の各実施例においては駆動する対
象をドラム状の感光体に限定して説明したが、前記の各
発明に関してはドラム状の感光体の他、ベルト状の感光
体を搬送するのに使用される回転体いわゆる回転ローラ
も駆動の対象に含まれる。

【００７３】図10はベルト状の感光体すなわち可撓性の
感光体ベルトを使用するカラー画像形成装置の一例を示
したもので、感光体ベルト10Ａは回転ローラＲ１と従動
ローラＲ２の間に張架され、回転ローラＲ１の駆動によ
って時計方向へと循環して搬送される。

【００７４】前記感光体ベルト10Ａの周面には帯電器12
Ａ、像露光手段13Ａ、複数の現像器14Ａさらに転写器18
Ａ、クリーニング装置22Ａが配設され、前述した感光体
ドラム10の場合と同様のプロセスにより感光体ベルト10
Ａを複数回転させることによってベルト上にカラーのト
ナー像を形成し、これを記録紙に転写して画像の記録を
行うもので当装置の場合には回転ローラＲ１の駆動軸30
0Ａに前述した段部を設けることによってベルト上に形
成される画像の位置変動を抑える。

【００７５】

【発明の効果】本発明により、感光体はその負荷の変化
あるいは駆動系の駆動力の変動による影響を極く小さく
して常に安定した速度で回転されることとなり、その結
果感光体上に画質、色調ともに優れた画像を形成するこ
とのできる画像形成体あるいは像形成体を駆動する回転
像形成体の駆動装置が提供されることとなった。

【００７６】またその効果は、動力伝達の手段を歯車の
回転とする駆動系、タイミングベルトの搬送とする駆動
系、あるいは歯車とタイミングベルトの双方とする駆動
系と、その形成の如何にかかわることなく発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転像形成体の駆動装置を損得る画像
形成装置の構成を示す断面図。

【図２】前記装置の像露光手段の説明図。

【図３】前記装置の現像器の断面図。

【図４】前記装置における画像濃度制御の説明図。

【図５】制御回路図。

【図６】実施例１による駆動系の構成図。

【図７】本発明の効果を示すグラフ。

【図８】実施例２による駆動系の構成図。

【図９】実施例３による駆動系の構成図。

【図１０】ベルト状感光体を使用する画像形成装置の説
明図。

【図１１】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１２】従来の感光体駆動系の伝達関数を示すグラ
フ。

【図１３】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１４】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１５】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１６】各駆動系の伝達関数のピークの値を示すグラ
フ。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 12 帯電器 13 像露光手段 300 駆動軸 301，302 軸 302Ａ段部 φ 軸径ｌ長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鴻上雅史東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

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装
置と、感光体表面に潜像を形成する書き込みユニット
と、感光体の表面の残存トナーをクリーニングするため
のクリーニング装置と、現像後の画像を転写体に転写す
るための転写装置を有する画像形成装置において、感光
体駆動系が、モータと、歯車と駆動軸および感光体で構
成され、感光体駆動軸の、最終段歯車締結部と感光体の
係止部との中間領域において、その軸径の一部を細く
し、ねじれ剛性の低下をはかり、感光体の慣性モーメン
トとの組み合わせにより、感光体の速度変動を減少する
とともに、感光体の回転に対する負荷に変動が生じて
も、レーザ書き込みによる潜像形成プロセスの画像形成
の位置変動が１ドット以下になるようにねじれ剛性と慣
性モーメントを設定したことを特徴とする回転像形成体
の駆動装置。
【請求項２】像形成体、前記像形成体を帯電するため
の帯電手段、前記像形成体上に潜像を形成するための露
光手段、前記潜像を現像してトナー像を得るための、複
数の現像手段、前記トナー像を転写体に転写するための
転写手段、前記トナー像を転写体に転写した後に前記像
形成体をクリーニングするためのクリーニング手段を有
するカラー画像形成装置であって、像形成体駆動系が、
モータと、歯車と駆動軸および像形成体で構成され、像
形成体駆動軸の、最終段歯車締結部と像形成体の係止部
との中間領域において、その軸径の一部を細くし、ねじ
れ剛性の低下をはかり、像形成体の慣性モーメントとの
組み合わせにより、像形成体の速度変動を減少するとと
もに、像形成体の回転に対する負荷に変動が生じても、
レーザ書き込みによる潜像形成プロセスの画像形成の位
置変動が１ドット以下になるようにねじれ剛性と慣性モ
ーメントを設定したことを特徴とする回転像形成体の駆
動装置。
【請求項３】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装
置と、感光体表面に潜像を形成する書き込みユニット
と、感光体の表面の残存トナーをクリーニングするため
のクリーニング装置と、現像後の画像を転写体に転写す
るための転写装置を有する画像形成装置において、感光
体駆動系が、モータと、タイミングベルトおよびプーリ
ーと駆動軸および感光体で構成され、感光体駆動軸の、
最終段プーリー締結部と感光体の係止部との中間領域に
おいて、その軸径の一部を細くし、ねじれ剛性の低下を
はかり、感光体の慣性モーメントとの組み合わせによ
り、感光体の速度変動を減少するとともに、感光体の回
転に対する負荷に変動が生じても、レーザ書き込みによ
る潜像形成プロセスの画像形成の位置変動が１ドット以
下になるようにねじれ剛性と慣性モーメントを設定した
ことを特徴とする回転像形成体の駆動装置。
【請求項４】像形成体、前記像形成体を帯電するため
の帯電手段、前記像形成体上に潜像を形成するための露
光手段、前記潜像を現像してトナー像を得るための、複
数の現像手段、前記トナー像を転写体に転写するための
転写手段、前記トナー像を転写体に転写した後に前記像
形成体をクリーニングするためのクリーニング手段を有
するカラー画像形成装置であって、像形成体駆動系が、
モータと、タイミングベルトおよびプーリーと駆動軸お
よび像形成体で構成され、像形成体駆動軸の、最終段プ
ーリー締結部と像形成体の係止部との中間領域におい
て、その軸径の一部を細くし、ねじれ剛性の低下をはか
り、像形成体の慣性モーメントとの組み合わせにより、
像形成体の速度変動を減少するとともに、像形成体の回
転に対する負荷に変動が生じても、レーザ書き込みによ
る潜像形成プロセスの画像形成の位置変動が１ドット以
下になるようにねじれ剛性と慣性モーメントを設定した
ことを特徴とする回転像形成体の駆動装置。
【請求項５】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装
置と、感光体表面に潜像を形成する書き込みユニット
と、感光体の表面の残存トナーをクリーニングするため
のクリーニング装置と、現像後の画像を転写体に転写す
るための転写装置を有する画像形成装置において、感光
体駆動系が、モータと、歯車、タイミングベルトおよび
プーリーと駆動軸および感光体で構成され、感光体駆動
軸の、最終段歯車ないしはプーリー締結部と感光体の係
止部との中間領域において、その軸径の一部を細くし、
ねじれ剛性の低下をはかり、感光体の慣性モーメントと
の組み合わせにより、感光体の速度変動を減少するとと
もに、感光体の回転に対する負荷に変動が生じても、レ
ーザ書き込みによる潜像形成プロセスの画像形成の位置
変動が１ドット以下になるようにねじれ剛性と慣性モー
メントを設定したことを特徴とする回転像形成体の駆動
装置。
【請求項６】像形成体、前記像形成体を帯電するため
の帯電手段、前記像形成体上に潜像を形成するための露
光手段、前記潜像を現像してトナー像を得るための、複
数の現像手段、前記トナー像を転写体に転写するための
転写手段、前記トナー像を転写体に転写した後に前記像
形成体をクリーニングするためのクリーニング手段を有
するカラー画像形成装置であって、像形成体駆動系が、
モータと、歯車、タイミングベルトおよびプーリーと駆
動軸および像形成体で構成され、像形成体駆動軸の、最
終段歯車ないしはプーリー締結部と像形成体の係止部と
の中間領域において、その軸径の一部を細くし、ねじれ
剛性の低下をはかり、像形成体の慣性モーメントとの組
み合わせにより、像形成体の速度変動を減少するととも
に、像形成体の回転に対する負荷に変動が生じても、レ
ーザ書き込みによる潜像形成プロセスの画像形成の位置
変動が１ドット以下になるようにねじれ剛性と慣性モー
メントを設定したことを特徴とする回転像形成体の駆動
装置。