JPH11184307A

JPH11184307A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11184307A
Application number: JP9353707A
Authority: JP
Inventors: Hitoki Okuno; 仁樹奥野; Nozomi Kondo; 望近藤; Masanori Murakami; 正典村上; Kimio Hara; 公雄原
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体ドラムの駆動機構において発生するノ
イズ振動の影響を低減して再現画像の質を向上する。【解決手段】モータの駆動力を、ウォーム４６とはす
ば歯車４８Ｃ〜４８Ｋを介して感光体ドラム４１Ｃ〜４
１Ｋに伝達してこれらを同一速度で回転駆動すると共
に、ウォーム４６と各はすば歯車４８Ｃ〜４８Ｋの噛み
合い部で生じる噛み合い振動やウォーム軸の偏心により
生じる振動が感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋに伝播しにく
くするため、当該噛み合い部から下流の共振周波数が上
記当該ウォーム４６の回転周波数の（１／√２）未満と
なるように、はすば歯車４８Ｃ〜４８Ｋのねじりばね定
数および回動軸４７Ｃ〜４７Ｋにかかるイナーシャを設
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体上の画像を
複写紙などの転写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】感光体ドラムをレーザ光により露光走査
してトナー像を形成し、これを複写紙上に転写して画像
を形成する電子写真式の画像形成装置においては、感光
体ドラムに形成されたトナー像を忠実に複写紙上に転写
するため、感光体ドラムの周速と複写紙の搬送速度（以
下、「システムスピード」という。）を正確に一致させ
る必要がある。

【０００３】そのために、例えば感光体ドラムの駆動源
であるモータの回転速度を検出してフィードバック制御
するなどの方法が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いくら
モータの回転制御の精度を向上させても、その駆動系に
おける余分な振動の発生を避けることができないという
問題があった。例えば、駆動源としてＤＣモータを使用
する場合には、回転速度の安定化および駆動トルクの確
保等の理由から、通常、当該モータを一定の回転数以上
で回転させ、この回転力をギヤ装置により減速して感光
体ドラムを駆動するようになっているが、当該ギヤ同士
の噛み合い時に生じる振動（以下、「噛み合い振動」と
いう。）や、当該ギヤを含めた動力伝達部材の成形誤差
（特に平歯車やプーリなどの回転部材の偏心）に起因し
て不要な振動（以下、「ノイズ振動」という。）が生じ
る。

【０００５】また、駆動源としてステッピングモータを
利用すれば、その高精度な回転制御性および低回転にお
ける高トルクにより、上述のような減速手段を介さずに
感光体ドラムを直接駆動することができ、これにより上
記噛み合い振動や偏心による回転変動を避けることが可
能であるが、ステッピングモータ自身、入力パルスが入
力される度に、起動・停止の動作を繰り返しながら１ス
テップ角ずつ回転して構成となっているため、その起動
・停止における加速変動により当該モータ自身に微小な
振動（以下、「ステップ振動」という。）が生じるとい
う問題を有し、このステップ振動が上述のノイズ振動と
なる。

【０００６】このような駆動系において発生したノイズ
振動が回動軸を介して感光体ドラムに伝播し、これによ
りレーザ光による走査ラインのピッチにばらつきが生じ
て、再現画像が劣化してしまうという問題があった。本
発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであっ
て、感光体の駆動に伴って当該駆動系に生じるノイズ振
動の影響をできるだけ押えて、質のよい再現画像を形成
する画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、感光体を駆動し、その周面に形成された画
像を転写材に転写して作像する画像形成装置であって、
当該感光体の駆動機構におけるノイズ振動発生部から当
該感光体に至るまでの動力伝達部における共振周波数ｆ
ｓ（Ｈｚ）が、ノイズ振動周波数ｆｐ（Ｈｚ）に対して
次式の関係を満たすように、前記動力伝達部における一
番剛性の低い部材のねじりばね定数または／および出力
軸側のイナーシャを設定したことを特徴とする。

【０００８】

【数３】

【０００９】また、本発明は、前記駆動機構が、駆動源
の駆動力を、１以上の噛み合い部を有する噛合機構を介
して感光体に伝達する構成を含み、前記ノイズ振動周波
数は、当該噛合機構で発生する噛み合い振動のうち一番
周波数の低い噛み合い振動の周波数であることを特徴と
する。ここで、駆動機構に噛み合い部が１つしかない場
合には、「一番周波数の低い噛み合い振動」とは、当該
噛み合い部の噛み合い振動を意味するものとする。

【００１０】また、本発明は、前記駆動機構が、駆動源
の駆動力を、１以上の噛み合い部を有する噛合機構を介
して感光体に伝達する構成を含み、前記ノイズ振動周波
数は、当該噛合機構のうち最終段の噛み合い部における
噛み合い振動の周波数であることを特徴とする。ここ
で、駆動機構に噛み合い部が１つしかない場合には、
「最終段の噛み合い部」とは、当該噛み合い部を意味す
るものとする。

【００１１】また、本発明は、前記駆動機構が、駆動源
の駆動力を、ウォームとウォームホィールとからなるウ
ォーム機構を介して感光体に伝達する構成を含み、前記
ノイズ振動周波数は、ウォーム軸の回転周波数であるこ
とを特徴とする。また、本発明は、前記駆動機構が、駆
動源の駆動力を、ギヤもしくはプーリの回転部材を介し
て感光体に伝達する構成を含み、前記ノイズ振動周波数
は、当該回転部材の偏心によって生じるノイズ振動の周
波数であることを特徴とする。

【００１２】また、本発明は、前記駆動機構が、駆動源
の駆動力をギヤ装置を介して感光体に伝達する構成を含
み、前記一番剛性の低い部材は、当該ギヤ装置のうち最
終段のギヤであることを特徴とする。また、本発明は、
前記駆動機構が、ステッピングモータを駆動源とし、前
記ノイズ振動発生部は、当該ステッピングモータ自身で
あると共に、前記ノイズ振動周波数は、定速駆動時に当
該ステッピングモータをパルス駆動することにより発生
する励磁振動の周波数であることを特徴とする。

【００１３】また、本発明は、上記励磁振動の周波数
が、定速駆動時に当該ステッピングモータの駆動回路に
入力される励磁相切換信号の周波数であることを特徴と
する。また、本発明は、ステッピングモータにより前記
感光体を直接駆動する構成とすることを特徴とする。ま
た、本発明は、前記感光体の駆動時に前記ステッピング
モータにかかる負荷トルクを検出するトルク検出手段
と、前記検出された負荷トルク値に基づき、当該負荷ト
ルクと前記ステッピングモータの駆動トルクがほぼ一定
の関係になるようにステッピングモータへ入力する駆動
パルスの電流値を制御する電流制御手段とを備えたこと
を特徴とする。

【００１４】また、本発明は、前記感光体の回動軸が、
前記駆動機構の出力軸とカップリングを介して連結さ
れ、前記一番剛性の低い部材は当該カップリングである
ことを特徴とする。さらに、本発明は、駆動時における
前記感光体の周速をＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）とすると、前記
共振周波数ｆｓとＶが次式の関係を満たすようにしたこ
とを特徴とする。

【００１５】

【数４】

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
の実施の形態を、フルカラーのタンデム型複写機（以
下、単に「複写機」という。）に適用した例について説
明する。（１）実施の形態１図１は、複写機１の全体の構成を示す図である。同図に
示すように複写機１は、原稿画像を読み取るイメージリ
ーダ部１０と、読み取った画像を記録シートＳ上にプリ
ントして再現するプリンタ部２０とから構成されてい
る。

【００１７】イメージリーダ部１０は、原稿ガラス板
（不図示）に載置された原稿の画像をスキャナを移動さ
せて読み取る公知のものであって、原稿画像は、赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三色に色分解されて、不
図示のＣＣＤイメージセンサ（以下、「ＣＣＤセンサ」
という）により電気信号に変換され、これにより原稿の
Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データが得られる。

【００１８】このイメージリーダ部１０で得られた各色
成分毎の画像データは、制御部１００において各種のデ
ータ処理を受け、更にシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），
イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各再現色の画像デー
タに変換される（以下、シアン、マゼンタ、イエロー、
ブラックの各再現色をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋと表し、各再現色
に関連する構成部分の番号にこのＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを添字
として付加する）。

【００１９】画像データは、制御部１００内の画像メモ
リに各再現色ごとに一旦格納され、記録シートＳの供給
と同期して１走査ラインごとに読み出され、レーザダイ
オードの駆動信号となる。プリンタ部２０は、電子写真
方式により画像を形成するものであって、搬送ベルト３
１が張架されてなる記録シート搬送部３０と、搬送ベル
ト３１に対向して記録シート搬送方向上流側（以降、単
に「上流側」という）から搬送方向下流側（以降、単に
「下流側」という）に沿って所定間隔で配置されたＣ、
Ｍ、Ｙ、Ｋの各色の画像プロセス部４０Ｃ〜４０Ｋと、
各画像プロセス部４０Ｃ〜４０Ｋに対応して設けられた
露光走査部５０Ｃ〜５０Ｋと、記録シート搬送部３０の
上流側に配設された給紙部６０と、下流側に配置された
定着部７０とからなる。

【００２０】露光走査部５０Ｃ〜５０Ｋは、上記制御部
１００から出力された駆動信号を受けてレーザ光を発す
るレーザダイオード５１Ｃ〜５１Ｋや、このレーザ光を
偏向して感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋ上を主走査方向に
露光走査させるためのやポリゴンミラー５２Ｃ〜５２Ｋ
等を備える。画像プロセス部４０Ｃ〜４０Ｋは、感光体
ドラム４１Ｃ〜４１Ｋと、これを中心にしてその周囲に
配された帯電チャージャ４２Ｃ〜４２Ｋ、現像器４３Ｃ
〜４３Ｋ、クリーナ４４Ｃ〜４４Ｋ、および転写チャー
ジャ４５Ｃ〜４５Ｋなどからなる。

【００２１】露光走査部５０Ｃ〜５０Ｋのレーザダイオ
ード５１Ｃ〜５１Ｋは、上記制御部１００からの駆動信
号を受けてレーザ光をそれぞれ出射し、このレーザ光
が、等速で回転するポリゴンミラー５２Ｃ〜５２Ｋのミ
ラー面で反射して偏向され、感光体ドラム４１Ｃ〜４１
Ｋの表面をそれぞれ露光走査する。感光体ドラム４１Ｃ
〜４１Ｋは、前記露光を受ける前にクリーナ４４Ｃ〜４
４Ｋで表面の残存トナーが除去され、さらにイレーサラ
ンプ（不図示）に照射されて除電された後、帯電チャー
ジャ４２Ｃ〜４２Ｋにより一様に帯電されており、この
ように一様に帯電した状態で上記レーザ光による露光を
受けると、感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋの表面に静電潜
像が形成される。

【００２２】各静電潜像は、それぞれ各色の現像器４３
Ｃ〜４３Ｋにより現像され、これにより感光体ドラム４
１Ｃ〜４１Ｋ表面にＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋのトナー像が形成さ
れる。一方、給紙部６０から記録シート搬送部３０の搬
送ベルト３１上に記録シートＳが給紙され、当該搬送ベ
ルト３１で搬送されてくる記録シートＳ上に、各色のト
ナー像が転写チャージャ４５Ｃ〜４５Ｋの静電力により
順次転写される。

【００２３】この際、各色の作像動作は、そのトナー像
が、搬送されてくる記録シートＳの同じ位置に重ね合わ
せて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイ
ミングをずらして実行される。各色のトナー像が多重転
写された記録シートＳは、定着部７０まで搬送されて、
ここで高温で加圧されて記録シートＳ表面のトナー粒子
がシート表面に定着し、その後、排紙トレイ７１上に排
出される。

【００２４】図２は、上記感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋ
の駆動機構の構成を説明するための斜視図である。感光
体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋの各回動軸４７Ｃ〜４７Ｋに
は、ウォームホィールとして、はすば歯車４８Ｃ〜４８
Ｋがそれぞれ取着されている。各はすば歯車４８Ｃ〜４
８Ｋは同一規格のものであって、それぞれウォーム４６
と噛合しており、このウォーム４６を図示しない駆動モ
ータにより回転駆動することにより、各感光体ドラム４
１Ｃ〜４１Ｋが同方向に回転される。

【００２５】このようなウォーム機構を用いた駆動方式
によれば、一段で高減速比を得ることができ、また、ウ
ォーム軸を共通にすることにより各感光体ドラム４１Ｃ
〜４１Ｋの回転速度を複雑な制御なしに一致させること
ができるという利点があり、多重転写の際の色ずれの防
止に効果的である。ところが、ウォーム４６とはすば歯
車４８Ｃ〜４８Ｋとの噛合部で、歯を一つ送るごとに噛
み合い振動が発生して、この振動が回動軸４７Ｃ〜４７
Ｋを介して感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋに伝播し、画像
形成に悪影響を与える。

【００２６】また、ウォーム４６に偏心があれば、その
１回転ごとに送りムラが発生するので、これによっても
再生画像が劣化することになる。図３は、一般的な駆動
系における入力軸の振動周波数とこの振動が出力軸に伝
達される伝達率との関係を示す図である。同図におい
て、横軸は、入力軸の振動周波数を示し、縦軸は、入力
軸の変位が出力軸に伝わる伝達率を示す。

【００２７】横軸におけるｆｓは、駆動系の共振周波数
を示しており、本装置においては、図示しない駆動モー
タからそのウォーム４６、はすば歯車４８Ｃ〜４８Ｋお
よび回動軸４７Ｃ〜４７Ｋを介して感光体ドラム４１Ｃ
〜４１Ｋにおよぶそれぞれの駆動系の共振周波数とな
る。同図からも分かるように周波数応答曲線ｇは、入力
軸の振動周波数が共振周波数に一致したときにピークと
なる。振動周波数が大きくなるに連れて伝達率が下が
り、丁度共振周波数の√２倍になったときに伝達率が
１．０になって、さらに振動周波数が大きくなると伝達
率が１．０より低下するという特性を有する。

【００２８】伝達率が１．０より大きければ、入力軸の
変位が拡大されて出力軸に伝わり、反対に１．０より小
さいほど入力軸の変位が減衰されて出力軸に伝わること
となるので、感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋに伝達される
ステップ振動（ノイズ振動）を減衰させるためには、次
の（式１）の条件を満たすように共振周波数ｆｓを設定
すればよいことになる（この条件を、以下「ノイズ振動
カット条件」という。）。

【００２９】

【数５】

【００３０】以下、上記（式１）を満たすための具体的
な条件について考えていくが、感光体ドラム４１Ｃ〜４
１Ｋの駆動系は全て同一の構成となっているので、説明
の簡略化のため、いずれか一つの特定の感光体ドラムを
感光体ドラム４１として「Ｃ〜Ｋ」の添え字を省略して
説明する。これに付随する他の要素も同様である。ま
ず、初期条件を次のように設定する。

【００３１】感光体ドラム径Ｄ（ｍｍ）：８０ｍｍ感光体ドラム長Ｌｄ（ｍｍ）：３５０ｍｍシステムスピードＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）：１６０ｍｍ／ｓｅｃウォーム軸回転周波数（Ｈｚ）：６０Ｈｚウォームホイール（はすば歯車）：ＪＩＳモジュール０．８、９４歯ここで、ウォーム４６は、減速比を大きくするため１条
のものを用い、また、耐摩耗性を得るため金属を転造加
工したものを用いる。

【００３２】このようにウォーム４６が１条のものであ
る場合には、ウォーム軸が１回転するごとにはすば歯車
４８の歯を１つだけ送り出すことになるから、そのノイ
ズ振動の発生周波数ｆｐは、当該ウォーム４６の回転周
波数（１秒当りの回転数）の６０Ｈｚに等しいことにな
る。また、はすば歯車は１２０歯あるので、減速比は１
／９４と高減速比を得ることができ、このときの感光体
ドラム４１の回転速度は、６０／９４＝０．６４（Ｈ
ｚ）となる。

【００３３】ウォーム機構の噛合部における噛み合い振
動を感光体ドラム４１に伝播しないうようにするために
は、この噛合部より下流側の共振周波数ｆｓが、上記
（式１）より、ｆｓ＜ｆｐ／√２＝６０／√２＝４２．
４３・・・（Ｈｚ）とする必要がある。ウォーム機構
は、動力の伝達方向がウォーム４６からはすば歯車４８
方向に１方向であり、感光体ドラム４１の回動軸４７か
らウォーム４６に駆動力が逆流することはないと捉える
ことができるので（セルフロック機能）、固定端のねじ
り振動の式を用いて、共振周波数ｆｓを次の（式２）で
求めることができる。

【００３４】

【数６】

【００３５】ここで、「Ｋ」は、ねじりばね定数（ｋｇ
ｆｍｍ／ｒａｄ）である。一般に共振周波数は、ノイズ
振動発生源より下流の動力伝達部における一番剛性の低
い部材（この部分で振動を吸収するという効果が得られ
るので、以下、「振動フィルタ」という。）のねじりば
ね定数Ｋでほとんど決定されるので、本実施の形態にお
いては、回動軸４７として十分剛性の高い金属材料を用
い、はすば歯車４８として当該回動軸４７より剛性が低
く耐摩耗性の高い樹脂材料（例えば、ポリアセタールな
ど）で成形されたものを使用し、当該はすば歯車４８を
振動フィルタとして共振周波数を決定するようにしてい
る。

【００３６】はすば歯車４８のねじりばね定数Ｋは、有
限要素法解析もしくは実験により容易に求められ、上記
したモジュール０．８の樹脂製のはすば歯車では、Ｋ＝
２６０００（ｋｇｍｍ／ｒａｄ）となった。また、
「Ｉ」は、回動軸４７Ｃ〜４７Ｋに加わるイナーシャ
（慣性モーメント：ｋｇｆｍｍ²）であって、主にフラ
イングホイール４９および感光体ドラム４１における質
量と径の大きさにより決定される。

【００３７】上記（式２）を、（式１）に代入してイナ
ーシャＩについて解くと、次の（式３）を得る。

【００３８】

【数７】

【００３９】この（式３）に上記ねじりばね定数Ｋおよ
びノイズ振動周波数ｆｐの値を代入すると、イナーシャ
Ｉ＞０．３６５．．（ｋｇｆｍｍ²）となる。そこで、
フライングホイール４９としてステンレス製の径２００
ｍｍ、厚さ３ｍｍのものを用いて、イナーシャＩを実験
により求めると０．４５（ｋｇｆｍｍ ²）となり、十分
（式３）の条件を満たす。

【００４０】これにより、（式１）のノイズ振動カット
条件が満足され、当該ウォーム機構の噛合部で発生した
ノイズ振動が減衰されて伝達されるので、ノイズ振動の
画像形成に与える悪影響を少なくすることができる。実
際に上記条件下で感光体ドラム４１の回転ムラ（ワウフ
ラッタ）を測定すると、０．２５％となり、画質に影響
を与えない程度に低減することができた。

【００４１】なお、図２において各感光体ドラム４１Ｃ
〜４１Ｋの軸間距離は、１２０ｍｍとしており、各フラ
イングホイール４９Ｃ〜４９Ｋは、軸方向に交互にずれ
て回動軸４７Ｃ〜４７Ｋに取着されているので、上述の
ようにフライングホイールの径を２００ｍｍとしても取
り付け可能である。図４は、このノイズ振動カットの効
果を示すため、共振周波数と感光体ドラムのワウフラッ
タとの関係をプロットした図である。

【００４２】横軸は、当該ウォーム機構における噛合部
より下流の共振周波数（Ｈｚ）を示し、フライングホイ
ール４９のイナーシャＩを変化させてその大きさを変化
させている。縦軸は、各共振周波数（Ｈｚ）における感
光体ドラムのワウフラッタ（％ｒｍｓ）の実測値を示し
ている。この実験では、１条のウォームを５０．４Ｈｚ
で回転させており、上述したようにこのときの当該ウォ
ームとはすば歯車との噛合部において発生するノイズ振
動の周波数は、当該ウォーム４６の回転周波数と同じ、
５０．４Ｈｚとなる。

【００４３】同図に示すように、ワウフラッタは、共振
周波数が、上記ノイズ振動の周波数と同じ５０．４Ｈｚ
近辺で最大となり、共振周波数が、ノイズ振動の周波数
の（１／√２）の約３５．６Ｈｚより少なくなると、ワ
ウフラッタも急激に小さくなっている。なお、共振周波
数がほぼ２５Ｈｚ以下になると、ワウフラッタの減少率
も低下しており、これ以上共振周波数を下げてもノイズ
振動カットの効果が少なくなることが分かる。したがっ
て、この領域では、必要以上にイナーシャを大きくする
必要はなく、達成したい回転精度とコストとのバランス
により適当な大きさのイナーシャが決定される。（２）実施の形態２本実施の形態２は、上記実施の形態１と感光体ドラムの
駆動部の構成が異なるだけなので、当該実施の形態１と
同じ内容のものは説明を省略し、本実施の形態固有の構
成についてのみ説明する。

【００４４】図５は、感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋの駆
動部の構成を示す斜視図である。各感光体ドラム４１Ｃ
〜４１Ｋは、それぞれステッピングモータ４１０Ｃ〜４
１０Ｋの駆動軸４１１Ｃ〜４１１Ｋに直結されると共
に、当該ステッピングモータ４１０Ｃ〜４１０Ｋおよび
駆動軸４１１Ｃ〜４１１Ｋは、それぞれ図示しないフレ
ームおよび軸受け部材により保持されている。

【００４５】各ステッピングモータ４１０Ｃ〜４１０Ｋ
の駆動回路は公知のものであって、制御部１００から速
度制御信号としてのクロックパルス（励磁相切換パル
ス）を受信するたびに、予め設定されている励磁方式に
基づきステッピングモータにおける励磁相を切換えて駆
動パルスを供給し、感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋが同一
の回転速度で回転するように制御する。

【００４６】このように制御部１００のＣＰＵからクロ
ックパルスを受けて励磁相が切り換えられるごとに１ス
テップ角ずつロータが回転するので、この際に上述のス
テップ振動が生じ、これがノイズ振動となって形成され
た画像に縞模様が生じる。このステップ振動は、ステッ
ピングモータ特有の問題であり、その発生は避けられな
いが、実施の形態１と同様、当該ステップ振動の周波数
ｆｐと、ステッピングモータ４１０Ｃ〜４１０Ｋから感
光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋに至るまでの動力伝達部（本
例では、駆動軸４１１Ｃ〜４１１Ｋ）の共振周波数ｆｓ
との関係を上記（式１）のノイズ振動カットの条件を満
たすようにすることにより、感光体ドラム４１Ｃ〜４１
Ｋに伝わるノイズ振動を減衰させることが可能となる。

【００４７】そこで、具体的に次の条件で感光体ドラム
４１Ｃ〜４１Ｋを駆動して画像形成する場合について考
えてみる。なお、感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋの駆動系
は全て同一の構成なので、ここでも、いずれか一つの特
定の感光体ドラムを感光体ドラム４１として「Ｃ〜Ｋ」
の添え字を省略して説明する。これに付随する他の要素
も同様である。

【００４８】今、感光体ドラム４１の直径をＤ（ｍ
ｍ）、ステッピングモータ４１０のステップ角をＳ
（゜）とすると、システムスピードＶは、１ステップ角
における周面の移動距離（Ｄπ・Ｓ／３６０）にクロッ
クパルスの周波数ｆｐを乗算して求められるので、Ｖ＝
Ｄπ・（Ｓ／３６０）・ｆｐとなる。これから、ｆｐ＝３６０Ｖ／（πＤＳ）・・・（式４）が導かれる。

【００４９】ここで、初期条件を感光体ドラム径Ｄ（ｍｍ）：８０ｍｍ、システムスピードＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）：１６０ｍｍ／ｓｅｃステップ角Ｓ（°）：０．３７５°（ハーフステップ駆動）として、（式４）に代入すると、ステップ振動の周波数
（＝入力クロックパルスの周波数）ｆｐは、ほぼ６５５
（Ｈｚ）と求まる。

【００５０】一方、この駆動系の共振周波数ｆｓは、ス
テッピングモータ４１０の回転保持力（つまり駆動トル
ク）が十分あると仮定すると、ステッピングモータ４１
０におけるロータの取着部を固定端と捉えることができ
るので、上述と同様固定端のねじり振動の共振周波数を
求める（式２）を利用することができる。但し、本実施
の形態においては、ノイズ振動発生源（ステッピングモ
ータ４１０）から下流側の動力伝達部において上記実施
の形態１のようにはすば歯車４８などは介在しないの
で、駆動軸４１１の、ステッピングモータ４１０のロー
タ取着部から感光体ドラム４１の取着部にいたるまでの
軸長（当該両取着部分の長さ含まず）Ｌ（ｍｍ）の部分
が振動フィルタの役目を果たすことになる。

【００５１】この部分のねじりばね定数Ｋは、上述のは
すば歯車と同様に有限要素法解析や実験によって求める
ことができるが、駆動軸４１１は丸棒なので、振動工学
における公式から端的に次の（式５）により求めること
ができる。Ｋ＝（Ｇ・Ｉｐ）／Ｌ・・・（式５）ここで、Ｇは、軸横弾性係数（単位：ｋｇｆ／ｍｍ²）
であって、駆動軸４１１の軸方向と直交する方向の弾性
係数を意味し、Ｉｐは、断面２次極モーメントを示し、
駆動軸４１１のように中実の丸棒の場合においては、そ
の径ｄ（ｍｍ）を用いて、Ｉｐ＝（πｄ⁴）／３２（式
６）と示される。

【００５２】これらの（式５）、（式６）を上記（式
２）に代入して次の（式７）を得る。

【００５３】

【数８】

【００５４】そこで、感光体のイナーシャＩ、駆動軸径
ｄ、軸横弾性係数Ｇ、軸長Ｌの値をそれぞれ次のように
設定する。イナーシャＩ（ｋｇｆｍｍ²）：０．０４２ｋｇｆｍｍ² 駆動軸径ｄ（ｍｍ）：１０ｍｍ軸横弾性係数Ｇ（ｋｇｆ／ｍｍ²）：８０７６ｋｇｆ／ｍｍ² 軸長Ｌ（ｍｍ）：５０ｍｍこれらの値を（式７）に代入して共振周波数ｆｓを求め
ると、ｆｓは、ほぼ３０９（Ｈｚ）と求まる。

【００５５】図３からも分かるように、共振周波数ｆｓ
＝３０９（Ｈｚ）は、ステップ振動の周波数ｆｐ＝６５
５（Ｈｚ）に対して十分（式１）の条件を満たし、その
際の伝達率αはほぼ０．７となる。これにより、ステッ
プ振動の振幅が減衰され、ピッチむらが減少して、再現
画像の画質を向上させることが可能なる。なお、本実施
の形態の構成では、ステップ角の小さなステッピングモ
ータを使用することにより、ステップ振動の周波数（＝
入力パルスの周波数）ｆｐを容易に増加させることがで
き、上記（式１）を満たす共振周波数ｆｓの範囲を広く
取ることができる。その結果、上記実施の形態１よりも
イナーシャＩの設定の自由度が高くなるとう利点があ
る。また、このようにステップ角を小さく設定する場合
には、発生するステップ振動の大きさ自体も小さくなる
と考えられ、再現画像への影響がより少なくなるという
効果も得られる。

【００５６】なお、イナーシャＩを大きくすることは、
感光体ドラム自身の質量を大きくするほか、駆動軸４１
１の振動フィルタとして作用する部分より下流側に実施
の形態１と同様なフライングホイールを取着することに
より容易に達成できる。（３）変形例本発明は、上記実施の形態に限定されないのは言うまで
もなく、以下のような変形例を考えることができる。（３−１）上述の実施の形態においては、感光体ドラ
ムの駆動系の共振周波数の条件からノイズ振動が感光体
ドラムにできるだけ伝播されないようにしたが、図３の
周波数応答曲線からも分かるように伝達率を完全に
「０」にすることはできず、感光体ドラムにわずかなが
らもノイズ振動が伝わって走査ラインに微小なピッチむ
らが生じ、再現画像に縞模様が残存するおそれがある。

【００５７】そこで、本変形例では、上述の（式１）の
ノイズ振動カットの条件に加えて、次のような方法を用
いることにより、さらに画質を向上させるようにしてい
る。図６は、縞模様の空間周波数と識別可能階調数の関
係を示すグラフである。横軸の空間周波数は、幅１ｍｍ
当たりに等間隔に並んだライン数（ｌｐ／ｍｍ）を示
し、縦軸の識別可能階調数は、当該空間周波数における
ライン画像に対して、肉眼でライン部分と非ライン部分
の濃度差をどれだけ判別できるかをその階調値で示して
いる。

【００５８】同図に示すように空間周波数が１．０（ｌ
ｐ／ｍｍ）、すなわち幅１ｍｍ当たりに１本だけライン
がある場合に、識別可能階調数が一番大きく、縞模様の
存在をはっきり認識でき、そこから空間周波数が変化す
るに連れてその認識の度合いが急速に減少する。一般的
に識別可能階調数が１６０以下の場合に、縞模様の存在
が認識しにくいことが実証されており、そのためには当
該グラフから空間周波数は、ほぼ０．５以下もしくは
２．０以上に設定されればよいことになる。

【００５９】ノイズ振動が生じるたびに、感光体ドラム
４１Ｃ〜４１Ｋにピッチむらが生じて１本の縞（ライ
ン）ができるのであるから、ノイズ振動に起因する縞模
様の空間周波数Ｐ（ｌｐ／ｍｍ）は、ノイズ振動の周波
数ｆｐ（Ｈｚ）と、各感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋの周
速すなわちシステムスピードＶ（ｍｍ／ｓｅｃ）を用い
て、ｆｐ／Ｖで示されることになる。

【００６０】したがって、ｆｐ／Ｖ≦０．５（式８）、
もしくはｆｐ／Ｖ≧２．０（式９）となるようにノイズ
振動の周波数ｆｐとシステムスピードＶの関係を調整し
ておけば、カットしきれなかったノイズ振動によりピッ
チムラが生じても、もはやそれは、人の目に縞模様とは
認識されない。一方、上記（式１）の条件より、ｆｐ＞
√２・ｆｓとなり、これと上記空間周波数の条件のうち
（式８）の方を利用することにより、（（√２）・ｆ
ｓ）／Ｖ＜０．５（＝１／２）の不等式が成立し、これ
よりｆｓ＜Ｖ／（２√２）（式１０）を得る。

【００６１】したがって、駆動系の共振周波数ｆｓがシ
ステムスピードＶに対して（式１０）の関係を満たすよ
うに設定しておけば、たとえノイズ振動がカットしきれ
なくて再現画像に縞模様が発生したとしても。それはも
はや肉眼では認識できず、実質的に画質が向上すること
になる。また、この条件は、ノイズ振動の周波数に依存
していないので、当該駆動系の外部から不要な振動が加
えられた場合でも効果を有する。

【００６２】なお、（式１０）の条件を満たす共振周波
数ｆｓの値は、上述したように出力側の軸にフライング
ホイールなどを設けてイナーシャを大きくすることによ
り、もしくは振動フイルターの剛性を変えることにより
容易に得ることができる。（３−２）また、実施の形態２におけるようにステッピ
ングモータを駆動源とする場合には、当該ステッピング
モータで発生するステップ振動の大きさ（振幅）そのも
のを抑えるようにすれば、感光体ドラムにおける走査ラ
インのピッチムラの発生も抑えることができ、再現画像
の画質をさらに向上させることができる。

【００６３】上述したように、ステッピングモータは、
入力パルスを受けて励磁相が切り換わるごとにロータの
回転が起動・停止を繰り返す構成になっているので、こ
のときの回転角の加速度変化によりステップ振動が生じ
る。当該加速度変化の大きさは、負荷トルクとの関係に
大きく影響され、特に、当該ステッピングモータの駆動
トルクが負荷トルクより大きくなり過ぎると、励磁相が
切り換わるごとにロータが次の停止位置まで回転する時
間が短くなるので、その間の加速度変化、ひいてはステ
ップ振動が増大する結果となる。

【００６４】従って、ステップ振動をできるだけ小さく
抑えるためには、負荷トルクと駆動トルクを一定のバラ
ンスに保つことが望ましい。複写機においても、感光体
ドラムの偏心などの理由により、クリーニングブレード
や現像ローラからの負荷抵抗が変化し、これによりステ
ッピングモータにかかる負荷トルクに変動が生じるおそ
れがあり、この場合にはステッピングモータの駆動トル
クと負荷トルクのバランス（トルクバランス）が崩れ
て、ステップ振動が大きくなってしまう。

【００６５】そこで、本変形例では、次のような構成に
より負荷トルクの大きさに応じてステッピングモータ４
１０Ｃ〜４１０Ｋの駆動トルクを制御するようにしてい
る。以下、ステッピングモータ４１０Ｃ〜４１０Ｋの制
御系の構成を説明するが、各ステッピングモータについ
て同様な制御がなされるので、ここでも、いずれか一つ
の特定のステッピングモータを単にステッピングモータ
４１０として「Ｃ〜Ｋ」の添え字を省略して説明する。
これに付随する他の要素も同様である。

【００６６】同図７において、ステッピングモータ４１
０の駆動軸４１１には、感光体ドラム４１による負荷ト
ルクを検出するためのトルクセンサ４１２が設置されて
いる。このトルクセンサ４１２は、駆動軸４１１のねじ
れ量や歪み量から負荷トルクを検出する公知のものであ
って、例えば、歪みゲ−ジ式トルクセンサや位相差検出
型トルクセンサなどが用いられる。

【００６７】ＣＰＵ４２０は、ＲＯＭ４２２内の制御プ
ログラムに基づいて速度制御信号（クロックパルス）を
生成して駆動回路４３０に送ると共に、上記トルクセン
サ４１２からの検出トルク値に基づき、ＲＯＭ４２２に
格納された関数（次に述べる（式６））により上記トル
クバランスを保つために必要な駆動パルス電流ｉ（ｍ
Ａ）を求め、そのデータを電流値制御信号として駆動回
路４３０に送る。

【００６８】Ｔ＝ａ・Ｒ・ｉ・・・（式１１）ここで、「Ｔ」は、トルクセンサ４１２により検出され
た負荷トルク値（ｋｇｆｍｍ²）であり、「ａ」は、安
全係数、すなわち、負荷トルクに多少変動が生じても安
定した回転駆動を確保するための係数であり、１．０未
満の適当な値であって、ステップ振動の大きさを抑える
最適なトルクバランスを得るための値が予め実験などに
より求められて設定される。また、「Ｒ」は、モータ効
率（ｋｇｆｍｍ²／ｍＡ）であって入力電流を駆動トル
クに変換する際の変換効率を示し、使用するステッピン
グモータの規格によって定まる。

【００６９】図８は、上記駆動回路４３０の構成の１例
を示すブロック図である。この駆動回路４３０は、上記
クロックパルスを受信して励磁信号を生成する励磁信号
生成回路４３１と、電流値制御信号を受信して必要な周
期のＯＮクロックを生成する電流制御回路４３２と、励
磁信号とＯＮクロック信号とを同時に受信している場合
のみＯＮ信号を出力するゲート回路（アンド回路）４３
３と、バッファアンプ４３４と、スィッチング用のトラ
ンジスタ４３５と、ステッピングモータ４１０の各相へ
通電される電流値を検出する電流検出回路４３７と、ト
ランジスタ４３５保護のためのダイオード４３６および
各バイアス抵抗ＲＳ１、ＲＳ２とからなる。

【００７０】ここでは、ステッピングモータ４１０は２
相式のものが示されており、そのステータコイルはＡ
相、Ｂ相およびＡ’相、Ｂ’相からなる。励磁信号生成
回路４３１は、ＣＰＵ４２０からクロックパルスを受信
すると、当該パルスの立ち上がりごとに、予め設定され
た励磁方式（例えば２相励磁方式）で駆動パルスを各相
に分配するための基本的な励磁信号を生成して、各ゲー
ト回路４３３に出力する。

【００７１】また、電流制御回路４３２は、ＣＰＵ４２
０からの電流値制御信号に基づいて、必要な周期でＯＮ
クロックを発して各ゲート回路４３３に送る。各ゲート
回路４３３は、励磁信号生成回路４３１から励磁信号を
受信し、かつ、電流制御回路４３２からＯＮ信号を受信
している場合のみＯＮ信号を出力する。このＯＮ信号
は、バッファアンプ４３４により後段の各トランジスタ
４３５を駆動するために必要な電圧値に増幅された後、
各トランジスタ４３５のベースに印加され、各トランジ
スタ４３５においてコレクターからエミッタへ所定の電
流が流れて通電状態となる。

【００７２】当該ステッピングモータ４１０の駆動トル
クは、単位時間当たりに供給される電流量に比例するの
で、１ステップ周期におけるＯＮクロック数を制御する
ことにより、当該ステッピングモータ４１０における駆
動トルクを制御できることになる。そのため、電流制御
回路４３２は、ＣＰＵ４２０から電流値制御信号を受信
すると、予め内部に設定されている関数により、当該電
流値制御信号に応じた電流量が供給されるようにＯＮク
ロックの周波数を求め、その周波数でＯＮクロックを発
生してゲート回路４３３に送るようになっている。

【００７３】上記ＯＮクロックの周波数を演算する関数
は、定速駆動時における１ステップの周期とトランジス
タ４３５の増幅特性、直流電圧Ｖｃｃの値などを勘案し
て容易に決定することができる。また、そのような関数
の代わりに、入力された電流値制御信号の値に対応させ
て１ステップ内に発生するＯＮクロックの周波数のテー
ブルを予め内部に格納しておき、当該テーブルを参照し
て必要なＯＮクロックの周波数を決定するようにしても
よい。

【００７４】このようなＯＮクロック信号の発生周期
は、１ステップの周期に比較して十分小さく設定されて
おり、ＯＮクロックの断続に起因してステッピングモー
タ４１０にトルクリップルが生じるおそれはない。ま
た、電流検出回路４３７は、ＯＮ信号ごとに各相のコイ
ルに通電される電流値を検出するためのものであって、
この検出値を電流制御回路４３２に送って、実際に通電
される電流値がＣＰＵ４２０から指示のあった電流値に
等しくなるようにフィードバック制御している。

【００７５】なお、実際には、トルクセンサ４１２によ
り検出された負荷トルクＴの値は、ノイズを含めて、主
波形の中で非常に小さな副波形を生じつつ複雑に変化し
ているので、上記制御系における応答速度がそのトルク
変化の速度に追随できなくなる場合も考えられる。この
場合には、次のような制御方法が有効である。

【００７６】トルクセンサ４１２によるトルク検出値を
ＲＡＭ４２１（図７）に格納していき、ＣＰＵ４２０に
より一定の微小時間Δｔ経過ごとにその間の検出トルク
値のピークＴｐを求め、このピーク値Ｔｐを上記負荷ト
ルクＴとして、電流制御信号を生成して駆動回路４３０
の電流制御回路４３２に送り、この値に基づいて駆動パ
ルスの電流値を制御する。当該微小時間Δｔは、少なく
とも制御系における応答に必要な時間以上であって、例
えば１０ｍｓｅｃ程度の時間が設定される。

【００７７】このようにすれば、制御系の応答速度に見
合った的確なトルク制御が可能となる。さらに、次のよ
うに簡易な制御方法によることもできる。すなわち、感
光体ドラム４１の偏心などによる負荷トルクの変動は、
当該感光体ドラム４１の１回転を周期として生ずると考
えられるので、少なくとも感光体ドラムが１回転する時
間だけ、検出トルク値をＲＡＭ４２１に格納しておき、
ＣＰＵ４２０によりその検出トルク値の平均トルク値Ｔ
ａを求め、このような平均トルク値Ｔａを上記負荷トル
ク値Ｔとして以後のトルク制御を実行する。

【００７８】この方法では、上述の方法ほど精度よくト
ルク制御できないが、平均トルク値の採用により、負荷
トルクと駆動トルクの差を従来の駆動方法に比べて低減
することができ、ある程度ステップ振動を抑える効果を
得ることができる。また、この検出時間をさらに長期化
して、現像剤の残量変化やクリーニングブレードの摩耗
などの経時的変化に基づく負荷トルクの変化をモニター
して平均トルクを算出するようにしてもよい。

【００７９】上記トルクセンサ４１２や駆動回路４３０
は、各ステッピングモータ４１０Ｃ〜４１０Ｋごとに設
けられ、上述のトルク制御が各ステッピングモータ４１
０Ｃ〜４１０Ｋごとに実行される。このようなトルク制
御の方式を上記（３−１）の空間周波数の条件と重畳し
て適用すれば、さらにステップ振動の影響を排して再現
画像の質を向上させることができる。（３−３）また、上記実施の形態１では、感光体ドラム
４１Ｃ〜４１Ｋの駆動機構においてウォーム機構を用い
たが、その他の例えば平歯車とピニオンの組み合わせを
用いた減速装置や、タイミングベルトによる動力伝達部
材を利用してもよい。当該駆動機構に複数の噛み合い部
を備えている場合は、異なる周波数の噛み合い振動が発
生することになるが、この場合には次のいずれかの方法
で対処すればよい。

【００８０】（i）共振周波数が、当該噛み合い振動の
うち一番周波数の低い噛み合い振動の周波数に対して、
上記（式１）のノイズ振動カットの条件を満たすように
する。この方法によれば、他の噛み合い振動に対しても
すべて（式１）の条件を満たすこととなり、優れたノイ
ズ振動カットの効果を得ることができる。

【００８１】（ii）共振周波数が、当該複数の噛み合い
部のうち、最終段の噛み合い部（すなわち、感光体ドラ
ムに一番近い噛み合い部）における噛み合い振動に対し
て、（式１）のノイズ振動カットの条件を満たすように
する。最終段の噛み合い部における噛み合い振動の影響
が一番感光体ドラムの回転精度に与える影響が高いの
で、少なくともこの噛み合い振動の周波数に対して式１
の条件を満たしておけば、感光体ドラムの回転に与える
影響を抑えることができる。（３−４）また、実施の形態１の駆動機構として、プー
リを用いてもよい。この場合には、上述のようにギヤを
用いる場合に比べて噛み合い振動の問題が解消される
が、一方でその加工精度上わずかに偏心を生じる場合が
あり、プーリ１回転ごとに速度変動を生じ、これがノイ
ズ振動の原因となる。

【００８２】この場合には、当該プーリ自体がノイズ振
動発生源となり、当該プーリの回転周波数をノイズ振動
の周波数として上記（式１）のノイズ振動カットの条件
が成立するように駆動系の共振周波数が決定される。こ
の偏心の問題は、実は駆動機構として径の大きな平歯車
を用いる場合にも考えられる。この場合には、例えば、
噛み合い振動の大きさと偏心による速度変動の大きさを
比較して、画質に与える影響の大きな方を（式１）にお
けるノイズ振動として設定すればよい。（３−５）上記実施の形態１においては、はすば歯車４
８Ｃ〜４８Ｋを振動フィルタとして設定したが、はすば
歯車４８Ｃ〜４８Ｋの取着部と感光体ドラム４１Ｃ〜４
１Ｋの取着部間の回動軸４７Ｃ〜４７Ｋを振動フィルタ
として設定してもよい。この場合には、当該回動軸４７
Ｃ〜４７Ｋの剛性が、はすば歯車４８Ｃ〜４８Ｋの剛性
より小さく設定されると共に、フライングホイール４９
Ｃ〜４９Ｋも当該回動軸４７Ｃ〜４７Ｋの振動フィルタ
となる部分より下流側に付設される必要がある。（３−６）ギヤ自体を振動フィルタとして用いる場合に
おいて、駆動源と感光体ドラムまでの駆動伝達部に複数
組のギヤが介在する場合には、全ての噛み合い振動をカ
ットするという意味で、少なくとも最終段のギヤを振動
フィルタとして設定することが望ましい。（３−７）実施の形態２においては、ステッピングモー
タ４１０Ｃ〜４１０Ｋの駆動軸４１１Ｃ〜４１１Ｋに感
光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋを取着して直接駆動したが、
感光体ドラム４１Ｃ〜４１Ｋに回転軸を設けておいてこ
の回転軸と当該ステッピングモータの駆動軸とをカップ
リング（ジョイント）を介して接続するようにしてもよ
い。この場合には、当該カップリングとして上記駆動軸
や回転軸より剛性の低いものを使用することにより、こ
れを振動フィルタとして上記（式１）の条件を満たすよ
うにできるので、ステッピングモータの駆動軸の剛性に
あまりこだわる必要がなくなり、市販されている安価な
ステッピングモータを使用してコストダウンを図ること
ができる。

【００８３】一方、必ずしも、ステッピングモータで感
光体ドラムを直接駆動する必要はなく、途中にプーリ機
構などを介在させることも可能である。また、上記カッ
プリングは上記プーリ機構を含めた駆動機構の出力軸と
感光体ドラムの回動軸との連結部に使用しても同様な効
果が得られる。（３−８）また、実施の形態２においては、各ステッピ
ングモータ４１０Ｃ〜４１０Ｋのステップ振動の周波数
ｆｐが入力クロックパルス（励磁相切換信号）の周波数
と等しいとして、この周波数ｆｐの値とステッピングモ
ータ４１０Ｃ〜４１０Ｋから感光体ドラム４１Ｃ〜４１
Ｋに至るまでの動力伝達部の共振周波数ｆｓとの関係を
上記（式１）のノイズ振動カットの条件を満たすように
した。

【００８４】しかし、ステッピングモータを励磁駆動す
ることにより生じる振動（励磁振動）は様々であり、例
えば、５相ステッピングモータをフルステップ駆動する
場合には、入力クロックパルスを１０パルス送ってロー
タ歯が１歯分進む構成となっているため、ロータ歯とス
テータ歯の位置関係から、ロータが１歯分進む際に生じ
る励磁振動は、その間で入力クロックパルスごとに生じ
る振動よりも大きくなることが知られている。したがっ
て、この１歯分進むごとに生じる励磁振動を的確にカッ
トするようにすれば、画像劣化の防止に有効な手段とな
る。

【００８５】この場合、ロータ歯が１歯分進むごとに生
じる励磁振動の周波数は、上記入力クロックパルスの周
波数の１０分の１となる筈であるから、その値をノイズ
振動の周波数ｆｐとして上記（式１）の条件を適用させ
ることにより、より優れたノイズカットの効果を得るこ
とができる。また、同じ５相ステッピングモータであっ
ても、これをハーフステップ駆動する場合には、ロータ
歯を１歯進めるために入力クロックパルスは２０パルス
必要となるので、この場合には、入力クロックパルスの
周波数の２０分の１の値をノイズ振動の周波数ｆｐとし
て上記（式１）の条件を適用させればよいことになる。

【００８６】以上のことを一般的に言えば、ステッピン
グモータの構造（例えば、２相、４相、５相）とその駆
動方式（フルステップ駆動かハーフステップ駆動か）と
の関係で、ロータ歯を１歯分進めるのに必要な入力クロ
ックパルス数Ｎ（Ｎ＝１、２・・・）が決定されるの
で、入力クロックパルスの周波数のＮ分の１の値をノイ
ズ振動の周波数ｆｐとして上記（式１）の条件を適用さ
せればよいことになる。（３−９）上記実施の形態では、感光体ドラムを複数備
えるタンデム型のフルカラー複写機について説明した
が、本発明は、感光体ドラムが１個の複写機にも適用で
き、さらにはレーザプリンタなど感光体を利用した全て
の画像形成装置に適用可能である。

【００８７】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、感光体の駆動機構におけるノイズ振動発生部から当
該感光体に至るまでの動力伝達部における共振周波数ｆ
ｓ（Ｈｚ）が、ノイズ振動周波数ｆｐ（Ｈｚ）の（１／
√２）未満となるように、前記動力伝達部における一番
剛性の低い部材のねじりばね定数または／および出力軸
側のイナーシャを設定しているので、ノイズ振動の感光
体への伝達率を１．０未満とでき、当該ノイズ振動の感
光体に与える悪影響を低減させて、質のよい画像を形成
することができる。

【００８８】また、前記駆動機構が、１以上の噛み合い
部を有する噛合機構を含む場合には、前記ノイズ振動周
波数を、当該噛合機構で発生する噛み合い振動のうち一
番周波数の低い噛み合い振動の周波数とすることによ
り、他の全ての噛み合い振動に対して共振周波数が（１
／√２）未満となる条件を満たすことができる。また、
同じく前記駆動機構が、１以上の噛み合い部を有する噛
合機構を含む場合に、前記ノイズ振動周波数を当該噛合
機構のうち最終段の噛み合い部における噛み合い振動の
周波数と設定することにより、感光体における画像形成
に直接的に影響のある噛み合い振動の伝播を抑えること
ができる。

【００８９】さらに、前記駆動機構が、ウォームとウォ
ームホィールとからなるウォーム機構を含み、前記ノイ
ズ振動周波数として当該ウォーム軸の回転周波数を設定
すれば、ウォーム機構の高減速比により他の減速機構を
不要とできるので、噛み合い振動の発生する個所を最小
にすることができると共に、ウォームとウォームホィー
ルの噛合部における噛み合い振動やウォーム軸の偏心に
より生じる振動の周波数に対して共振周波数を（１／√
２）未満とすることができ、再現画像の質を向上させる
ことが可能となる。

【００９０】また、前記駆動機構が、ギヤもしくはプー
リの回転部材を介して感光体に伝達する構成を含む場合
には、それらの偏心によるノイズ振動が生ずるおそれが
あるので、当該回転部材の偏心によって生じるノイズ振
動の周波数を上記ノイズ振動周波数と設定することによ
り、当該偏心によるノイズ振動をカットすることができ
る。

【００９１】また、前記駆動機構が、ギヤ装置を介して
感光体に伝達する構成を含む場合には、当該ギヤ装置の
うち最終段のギヤを当該駆動系の共振周波数を決定する
ための一番剛性の低い部材として設定すると、それより
上流側のノイズ振動もカットできる。また、当該ギヤと
して金属製に比べて安価な樹脂製のものも使用できるの
で、コストダウンを図れるという効果も得られる。

【００９２】また、本発明は、前記駆動機構が、ステッ
ピングモータを駆動源とし、前記ノイズ振動発生部は、
当該ステッピングモータ自身であると共に、前記ノイズ
振動周波数は、定速駆動時に当該ステッピングモータを
パルス駆動することにより発生する励磁振動の周波数と
しているので、ステッピングモータ特有の励磁振動を効
果的にカットできる。

【００９３】また、本発明は、上記励磁振動の周波数
が、具体的に定速駆動時に当該ステッピングモータの駆
動回路に入力される励磁相切換信号の周波数であり、こ
れにより当該励磁相切換ごとにステッピングモータに発
生するステップ振動が感光体に伝播するのをカットする
ことができる。また、前記ステッピングモータにより前
記感光体を直接駆動するようにすれば、駆動系の構成が
簡易になると共に、他にノイズ振動の発生源がなくなる
ので、上記ステップ振動さえカットすれば、再現画像の
画質の向上を図れる。

【００９４】また、前記感光体の駆動時に前記ステッピ
ングモータにかかる負荷トルクを検出して、この検出さ
れた負荷トルク値に基づき、当該負荷トルクと前記ステ
ッピングモータの駆動トルクがほぼ一定の関係になるよ
うに制御することにより、両トルク間のバランスを一定
の範囲内で維持することが可能となり、発生するステッ
プ振動の大きさを抑えることができ、それだけ再現画像
に与える影響が少なくなる。

【００９５】また、本発明は、前記感光体の回動軸が、
前記駆動機構の出力軸とカップリングを介して連結さ
れ、前記一番剛性の低い部材（振動フィルタ）を当該カ
ップリングとしているので、カップリングの材質や径を
変えるだけで駆動系の共振周波数の調整を容易に行え
る。また、本発明では、駆動系の共振周波数ｆｓ（Ｈ
ｚ）が、駆動時における前記感光体の周速をＶ（ｍｍ／
ｓｅｃ）の（１／２√２）未満となるようにしており、
カットしきれなかったノイズ振動により再現画像に縞模
様が生じたとしても、その空間周波数を０．５以下とで
きる。このような空間周波数の縞模様は、肉眼ではほと
んど認識できないので、実施的に画質を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るタンデム型複写機
の構成を示す図である。

【図２】上記複写機内の感光体ドラムの駆動部の構成を
示す斜視図である。

【図３】駆動系における伝達率の周波数応答曲線を示す
図である。

【図４】ウォーム機構を介して感光体ドラムを回転駆動
したときの、共振周波数と感光体ドラムのワウフラッタ
との関係を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係るタンデム型複写機
の駆動部の構成を示す斜視図である。

【図６】縞模様の空間周波数と識別可能階調数の関係を
示す図である。

【図７】ステッピングモータのトルク制御を行う場合に
おける制御系の構成を示すブロック図である。

【図８】図７における駆動回路の構成の１例を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０イメージリーダ部２０プリンタ部３０記録シート搬送部４０Ｃ〜４０Ｋ画像プロセス部４１Ｃ〜４１Ｋ感光体ドラム４６ウォーム４８Ｃ〜４８Ｋはすば歯車４９Ｃ〜４９Ｋフライングホイール５０Ｃ〜５０Ｋ露光走査部６０給紙部７０定着部１００制御部４１０Ｃ〜４１０Ｋステッピングモータ４１２トルクセンサ４２０ＣＰＵ４２１ＲＡＭ４２２ＲＯＭ４３０駆動回路４３１励磁信号生成回路４３２電流制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村上正典大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者原公雄名古屋市中村区那古野１ー47ー１名古屋国際センタービル23階株式会社ハイテックアプロ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体を駆動し、その周面に形成された
画像を転写材に転写して作像する画像形成装置であっ
て、当該感光体の駆動機構におけるノイズ振動発生部から当
該感光体に至るまでの動力伝達部における共振周波数ｆ
ｓ（Ｈｚ）が、ノイズ振動周波数ｆｐ（Ｈｚ）に対して
次式の関係を満たすように、前記動力伝達部における一
番剛性の低い部材のねじりばね定数または／および出力
軸側のイナーシャを設定したことを特徴とする画像形成
装置。【数１】
【請求項２】前記駆動機構は、駆動源の駆動力を、１
以上の噛み合い部を有する噛合機構を介して感光体に伝
達する構成を含み、前記ノイズ振動周波数は、当該噛合
機構で発生する噛み合い振動のうち一番周波数の低い噛
み合い振動の周波数であ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】前記駆動機構は、駆動源の駆動力を、１
以上の噛み合い部を有する噛合機構を介して感光体に伝
達する構成を含み、前記ノイズ振動周波数は、当該噛合
機構のうち最終段の噛み合い部における噛み合い振動の
周波数であ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４】前記駆動機構は、駆動源の駆動力を、ウ
ォームとウォームホィールとからなるウォーム機構を介
して感光体に伝達する構成を含み、前記ノイズ振動周波
数は、ウォーム軸の回転周波数であ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５】前記駆動機構は、駆動源の駆動力を、ギ
ヤもしくはプーリの回転部材を介して感光体に伝達する
構成を含み、前記ノイズ振動周波数は、当該回転部材の
偏心によって生じるノイズ振動の周波数であることを特
徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】前記駆動機構は、駆動源の駆動力をギヤ
装置を介して感光体に伝達する構成を含み、前記一番剛
性の低い部材は、当該ギヤ装置のうち最終段のギヤであ
ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載
の画像形成装置。
【請求項７】前記駆動機構は、ステッピングモータを
駆動源とし、前記ノイズ振動発生部は、当該ステッピン
グモータ自身であると共に、前記ノイズ振動周波数は、
定速駆動時に当該ステッピングモータをパルス駆動する
ことにより発生する励磁振動の周波数であることを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】前記励磁振動の周波数は、定速駆動時に
当該ステッピングモータの駆動回路に入力される励磁相
切換信号の周波数であることを特徴とする請求項７記載
の画像形成装置。
【請求項９】前記駆動機構は、ステッピングモータに
より前記感光体を直接駆動する構成であることを特徴と
する請求項７または８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記感光体の駆動時に前記ステッピン
グモータにかかる負荷トルクを検出するトルク検出手段
と、前記検出された負荷トルク値に基づき、当該負荷トルク
と前記ステッピングモータの駆動トルクがほぼ一定の関
係になるようにステッピングモータへ入力する駆動パル
スの電流値を制御する電流制御手段とを備えたことを特
徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の画像形成
装置。
【請求項１１】前記感光体の回動軸は、前記駆動機構
の出力軸とカップリングを介して連結され、前記一番剛
性の低い部材は当該カップリングであることを特徴とす
る請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装
置。
【請求項１２】駆動時における前記感光体の周速をＶ
（ｍｍ／ｓｅｃ）とすると、前記共振周波数ｆｓとＶが
次式の関係を満たすようにしたことを特徴とする請求項
１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。【数２】