JPH11338312A

JPH11338312A - 像形成体の駆動装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH11338312A
Application number: JP10149300A
Authority: JP
Inventors: Toru Makino; 徹牧野; Yoshihiko O; 兆彦王; Naoto Tokutake; 直人徳武; Satoshi Hamaya; 聡濱谷
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量、コンパクト、低コストで、外乱等によ
る影響を受けにくく、伝達関数のゲインを低下し高精度
な駆動を達成する感光体ドラムの駆動装置の提供。【解決手段】駆動歯車３４の側面と感光体ドラム１０
のフランジ１０１の側面との間に駆動歯車３４に固定さ
れた剛体の突起３５２と、フランジ１０１の端面に固定
された弾性部材３５１で、前記突起３５２と当接するこ
とにより駆動歯車３４に伝達された回転駆動力をフラン
ジ１０１に伝達する梁部３５１Ａと、フランジ１０１の
端面に固定され、かつ梁部３５１Ａと突起３５２の当接
で生じる梁部３５１Ａの弾性的な挙動に作用する粘弾性
体３５３とを有した駆動伝達部３５を設けると共に、フ
ランジ１０２とカートリッジ１０Ａの側板１０２Ａとの
間には片面が摺動性の良い材料で構成された粘弾性部材
からなる摺動部材１１０を圧縮状態で固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体を駆動回転
させる像形成体の駆動装置、及びデジタル方式によって
回転する感光体上に像形成を行う画像形成装置に関す
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、像形成体として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】そして、一様の速度をもって回転すべき像
形成体である感光体に速度の変動（回転ムラ）が生じる
とスモールピッチバンディングの現象が生じ、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る。

【０００４】一様の回転速度をもって回転すべき像形成
体駆動の精度向上のための技術に関しては多くの提案が
あるが、大きくは次の２つの流れがみられる。

【０００５】１つは駆動系にフライホイールを組み込む
もので、従来フライホイールの着脱を容易化したもの
が、特開平７−２８１５００号、同８−２０２２０５号
明細書に見られる。また、像形成体内にフライホイール
を設けるものとして、特開平６−１３０８７２号、同６
−１３０８７４号、同７−３０２０２５号、同８−２０
２２０６号明細書などにみられる。更に、像形成体の周
波数特性を検知し、加振周波数との関連で、フライホイ
ールの慣性モーメントを適正化するものが、特開平８−
６３０４１号、同８−１１５０４１号、同８−２２０９
６６号明細書にみられる。

【０００６】また、もう一つの大きな流れとして、像形
成体駆動系の途中に弾性部材を組み込んだ歯車やタイミ
ングベルト・プーリーを用いることにより、駆動伝達系
の回転方向振動を吸収するというものである。具体的に
は、特開平６−２４９３２１号、同６−２９４４５３
号、同７−３２５４４５号、同７−３２５４４６号、同
８−５４０４７号明細書などがあげられる。

【０００７】このように、従来技術の中ではフライホイ
ールの使用が像形成体の駆動精度向上のための最も有効
な技術手段であったが、装置が大型化することと、回転
の立ち上がり時に大きなトルクを必要とすることが原理
的な問題がある。また、フライホイールそのものが回転
の運動エネルギーにより回転振動を低減するものである
ため、像形成体を低速度で回転する場合には、効果が認
められるためには像形成体に比して大きな径のフライホ
イールを採用する必要がある。従って、装置の大型化を
避けるため、像形成体内にフライホイールを設ける場合
にも機能的な限界を認めざるを得なかった。

【０００８】近年になって像形成体の駆動系の固有振動
数を求め、加振周波数との関係を考慮しながら駆動系を
設計するということと、固有振動数を中心とする回転系
の周波数応答を求め慣性量の設計により周波数特性の形
状すなわち伝達関数の形状を変化させ、このピーク位置
を変更し、駆動系を最適化するという考え方が一般化し
てきた。この場合の最大の問題点は、一つの像形成体駆
動系では固有振動数を低周波数領域へ移動させることを
考えると必然的にフライホイールの径を大きくするかそ
の重量を大きくすることになる。これは、すなわち、基
本周波数の固有振動数ｆが

【０００９】

【数１】

【００１０】であらわされるとすると、慣性モーメント
Ｉを大きくすることにより、固有振動数ｆの値を小さく
することに相当する。

【００１１】一方で、駆動系の途中に弾性部材を設ける
ことによって駆動精度の向上をはかることは、駆動系で
発生する回転方向の振動成分を弾性部材内で熱に変換
し、散逸させるものである。ここには駆動系の周波数特
性や伝達関数といった概念が入っていないので、発生す
る振動の加振周波数や駆動系の構成によりその効果が予
測できず、効果のレベルもまちまちであった。

【００１２】

【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、記録密度が６０
０ｄｐｉから２４００ｄｐｉといった高密度記録化に伴
って、スモールピッチバンディングが人間に認識できな
い高レベルを満足する高精度の回転ムラのない像形成体
の駆動が要求される。

【００１３】この為、従来技術の範囲においては、像形
成体の駆動の高精度化には高精度歯車や、駆動の専用
化、大型のフライホイールの採用などが一般に行われて
いる。しかしフライホイールの採用は既に述べたように
重量や装置が大きくなることは避けられない。さらに電
子写真方式のプリンターを提供する為にも、軽量、コン
パクト、低コストで高精度な駆動を構成するという要求
の為に、歯車駆動力を弾性部材を介して感光体ドラム等
の回転体に伝達する構造等が提案されている。ところが
この技術においては、弾性部材のみでは、固有振動数以
上の速度ムラ低減効果は大きいが、共振領域のゲインが
大きくなり、共振領域近傍の速度ムラや、負荷変動の影
響を大きく受け、バンディングが悪化する問題があっ
た。

【００１４】本発明は、それらの問題を解決する新しい
構造により、軽量、コンパクト、低コストで、外乱等に
よる影響を受けにくく、高精度な駆動が達成することに
より、高画質の画像出力を可能とする像形成体の駆動装
置、及び画像形成装置の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的とする像形成
体の駆動装置は、駆動歯車の側面と、像形成体又は像形
成体と直結した慣性部材の側面との間で、一方の側面に
は円柱状の駆動連結部材を設け、他方の側面には前記駆
動連結部材が当接し、樹脂の梁状部分が弾性的に変形す
る弾性部材と、前記樹脂の梁状部分に前記駆動連結部材
の当接点とは反対側に一定面積で面状に当接する粘弾性
部材とを設け、両側面の間で駆動力の伝達を行うと共
に、一方の側面には固定し、他方の面には接触して粘弾
性的に係合する粘弾性部材を設けたことを特徴とする像
形成体の駆動装置（請求項１の発明）及び、駆動歯車の
側面と、像形成体又は像形成体と直結した慣性部材の側
面との間で、一方の側面には円柱状の駆動連結部材を設
け、他方の側面には前記駆動連結部材が当接し、樹脂の
梁状部分が弾性的に変形する弾性部材と、前記樹脂の梁
状部分に前記駆動連結部材の当接点とは反対側に一定面
積で面状に当接する粘弾性部材とを設け、両側面の間で
駆動力の伝達を行うと共に、像形成体又は像形成体と直
結した慣性部材の側面と、像形成体を保持するカートリ
ッジの内側面との間には、片面が摺動性の良い材料で構
成された粘弾性部材が一方の側面に圧縮状態で固定され
ていることを特徴とする像形成体の駆動装置（請求項２
の発明）により達成される。

【００１６】上記の目的とする画像形成装置は、カート
リッジ内には像形成を行うドラム状の像形成体と、前記
像形成体を駆動回転する駆動歯車が同軸上に支持されて
いて、前記駆動歯車の側面と、像形成体又は像形成体と
直結した慣性部材の側面との間で、一方の側面には円柱
状の駆動連結部材を設け、他方の側面には前記駆動連結
部材が当接し、樹脂の梁状部分が弾性的に変形する弾性
部材と、前記樹脂の梁状部分に前記駆動連結部材の当接
点とは反対側に一定面積で面状に当接する粘弾性部材と
を設け、両側面の間で駆動力の伝達を行うと共に、一方
の側面には固定し、他方の面には接触して粘弾性的に係
合する粘弾性部材を設け、像形成体又は像形成体と直結
した慣性部材の側面と、前記カートリッジの内側面との
間には、片面が摺動性の良い材料で構成された粘弾性部
材が一方の側面に圧縮状態で固定されていることを特徴
とする画像形成装置（請求項４の発明）により達成され
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下説明する本発明の像形成体の
駆動装置及びかかる駆動装置を設けた画像形成装置の従
来技術との最大の相違点は次の２点である。

【００１８】１本発明は、フライホイールにより周波
数特性における伝達関数の形を変更するものとは原理的
に異なり、フライホイールを用いることなく、きわめて
簡単な構成で周波数特性のコントロールを可能にするも
のである。すなわち、これまでの技術が慣性モーメント
Ｉを変化させ固有振動数ｆを変更していた（図１１
（ａ）参照）ものに対し、駆動系の実質的な駆動系のね
じり剛性Ｋを変化させ、周波数特性のコントロールを可
能にするものである。

【００１９】２本発明は、周波数特性のピーク位置の
変更により周波数特性をコントロールするだけでなく、
周波数特性の大きさすなわち伝達関数のゲインの大きさ
を自由に低減することが可能である。これは、伝達関数
のピークを平行移動するだけでなく、大きさ方向にも移
動させ伝達関数の高さを低くすることに相当する（図１
１（ｂ）参照）。

【００２０】これにより、対応する周波数領域にある回
転方向の振動の絶対値が著しく低減する効果を持つもの
である。

【００２１】次に、本発明にかかる像形成体の駆動装置
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
１の断面構成図によって説明する。

【００２２】このカラー画像形成装置は、像形成体であ
る感光体ドラム上に順次形成される各色トナー像を重ね
合わせたのち、転写部で記録紙上に１回で転写してカラ
ー画像を形成し、その後、分離手段により像担持体面か
ら剥離する方式のカラー画像形成装置である。

【００２３】図１において、１０は直径１２０ｍｍの円
筒状をなす感光体ドラムで、ＯＰＣ感光体（有機感光
体）をドラム基体上に塗布形成したもので、接地されて
図示の時計方向に線速１００ｍｍ／ｓｅｃで駆動回転さ
れる。１１はスコロトロン帯電器で、感光体ドラム１０
周面に対し高電位Ｖ_Hの一様な帯電をグリッド電位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１
１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帯電前除電
器（ＰＣＬ）１２による露光を行って感光体周面の除電
をしておく。

【００２４】感光体ドラム１０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ーダイオードを
発光光源とし回転するポリゴンミラー、ｆθレンズ、シ
リンドリカルレンズを経て反射ミラーにより光路を曲げ
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、露光部電位Ｖ_Lの方が帯電電位Ｖ_Hよりも低
電位となるような反転潜像を形成する。

【００２５】感光体ドラム１０の周縁には、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二成分現像剤をそれぞれ
内蔵した現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋから成
る現像装置１４が設けられている。

【００２６】先ず１色目のイエローの現像が、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１４
１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、現像剤は後述する現像剤層形成手段によって
現像スリーブ１４１上に１００〜６００μｍの現像剤層
厚に規制されて現像領域へと搬送される。

【００２７】現像領域における現像スリーブ１４１と感
光体ドラム１０との間隙は現像剤層厚よりも大きい０．
２〜１．０ｍｍとして、この間にＡＣバイアスＶ_ACとＤ
ＣバイアスＶ_DCが重畳して印加される。ＤＣバイアスＶ
_DCと感光体帯電電位Ｖ_H、トナーの帯電は同極性である
ため、ＡＣバイアス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、正帯電時にはＤＣバイ
アスＶ_DCより電位の高い感光体帯電電位Ｖ_Hの部分には
付着せず、ＤＣバイアスＶ_DCより電位の低い露光部電位
Ｖ_L部分に付着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００２８】１色目の顕像化が終った後、２色目のマゼ
ンタの画像形成行程に入り、再びスコロトロン帯電器１
１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ＰＣＬ１２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。

【００２９】再び感光体ドラム１０周面の全面に亘って
感光体帯電電位Ｖ_Hに帯電された感光体のうち、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の影響によって、１色目
の露光部電位Ｖ_Lよりも若干高い電位Ｖ_Mの潜像が形成さ
れ、ＤＣバイアスＶ_DCと電位Ｖ_Mの電位差に応じた現像
が行われる。

【００３０】３色目のシアン、４色目の黒色についても
２色目のマゼンタ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。

【００３１】上記各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１
４Ｋに新規の各色トナーを制御して補給するトナー供給
装置は、着脱可能な複数のトナーカートリッジ１５
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、トナー貯蔵手段１６（Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ）、トナー搬送手段１６１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）か
ら構成されている。

【００３２】一方、給紙カセット２０より半月ローラ２
１を介して搬出された一枚の転写材（転写紙等）Ｐは、
中間給紙ローラ対２２Ａ，２２Ｂを経て、レジストセン
サ位置近傍で一旦停止し、転写のタイミングの整った時
点で、給紙部のレジストローラ対２３の回転作動により
転写域へと給紙される。

【００３３】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の周面にトナー像を転写するため
の電圧を印加する転写手段１７が圧接され、給紙された
転写材Ｐを挟着して多色像が一括して転写される。

【００３４】次いで、転写材Ｐは鋸歯電極等の分離手段
１８によって除電され、感光体ドラム１０の周面より分
離して定着装置２４に搬送され、熱ローラ（上ローラ）
２４１と圧着ローラ（下ローラ）２４２の加熱、加圧に
よってトナーを溶着したのち、排紙ローラ対２５Ａ，２
５Ｂ，２５Ｃを経て装置外部の排紙トレイ２６上に排出
される。なお、転写手段１７は転写材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。

【００３５】一方、転写材Ｐを分離した感光体ドラム１
０は、クリーニング装置１９のブレード１９１の圧接に
より残留トナーを除去・清掃され、再びＰＣＬ１２によ
る除電とスコロトロン帯電器１１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、ブレード１９１
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。ブレード１９１によって
クリーニング装置１９内に掻き落された廃棄トナーは、
スクリュー１９２により排出されたのち、図示しない廃
トナー回収容器内へ貯留される。

【００３６】感光体ドラム１０を中心としてクリーニン
グ装置１９、スコロトロン帯電器１１は感光体カートリ
ッジ１０Ａ内に取り付けられている。また複数の現像器
１４を収める現像ユニットは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、さらに装置本体の上部を
開放できるようにすることにより感光体カートリッジ１
０Ａを装置外部に取り出すことも可能である。

【００３７】図２は感光体カートリッジ１０Ａの断面図
を示したもので、感光体ドラム１０は駆動機構３０によ
ってドラム軸１００を回動軸として駆動回転する。駆動
機構３０は装置本体側に設けたパルスモータ等の駆動用
モータ（駆動源）Ｍ１とそれに連結した歯車列３１〜３
３から成っている。歯車列３１〜３３の最終歯車３３
は、感光体ドラム１０と同軸上に回転可能に設けた、感
光体ドラム１０と近似したピッチ円をもつ駆動歯車（駆
動伝達部材）３４と噛み合っている。

【００３８】本発明の像形成体の駆動装置は、駆動歯車
３４から感光体ドラム１０への回転伝達に当たって負荷
変動や駆動系の速度ムラによる影響を極く小さくするこ
とに成功したもので、２つの実施形態について説明す
る。

【００３９】（実施形態１）図３は本発明の第１の実施
形態を示すカートリッジ部の側断面図である。断面がコ
の字状をしたカートリッジ１０Ａの両側板１０１Ａ、１
０２Ａの間に、ドラム軸１００が固定して支持されてい
る。駆動歯車３４は例えばオイルレスベアリング３４１
を介してドラム軸１００に嵌合している。また感光体ド
ラム１０の両側面をなすフランジ１０１、１０２はそれ
ぞれベアリング１０３を介してドラム軸１００に嵌合し
ている。なお、本実施形態においてはドラム軸１００を
固定しているが、ドラム軸１００はカートリッジ１０Ａ
の両側板１０１Ａ、１０２Ａに回動可能に支持されて、
感光体ドラム１０をドラム軸１００に対して固定する構
成であっても差し支えない。

【００４０】本実施形態においては、駆動歯車３４の側
面と感光体ドラム１０のフランジ１０１との間に駆動伝
達部３５を設けて負荷変動や駆動系の速度ムラによる影
響を抑制すると共に、感光体ドラム１０の反対側のフラ
ンジ１０２の側面とカートリッジ１０Ａの側板１０２Ａ
の内壁面との間に摺動部材１１０を設けてスラスト荷重
の安定化をはかっているので、これについて詳しく説明
する。

【００４１】本実施形態においては、フランジ１０１の
側面と駆動歯車３４の側面とは所定の間隔、本実施形態
においては約１０ｍｍの間隔をもって位置していて、そ
の間に設けられた駆動伝達部３５によって駆動用モータ
３１の駆動力は感光体ドラム１０に伝達される。

【００４２】図４（ａ）は、駆動伝達部３５の一実施形
態の構造を示す分解斜視図である。駆動歯車３４と感光
体ドラム１０のフランジ１０１との間で駆動伝達を行う
駆動伝達部３５には、梁部３５１Ａを有した梁状弾性体
３５１が駆動歯車３４の端面に設けられ、梁部３５１Ａ
が駆動歯車３４のほぼ半径方向となる位置関係に固設さ
れていて、フランジ１０１の端面には棒状で剛体の駆動
連結突起３５２が固設されている。そして組み立てられ
た状態においては、図４（ｂ）に示すように駆動連結突
起３５２は梁状弾性体３５１の梁部３５１Ａのほぼ中央
位置に当接し、駆動歯車３４の回転に伴って駆動連結突
起３５２は梁部３５１Ａを介して矢示方向に押され、感
光体ドラム１０への駆動伝達がなされる。

【００４３】本実施形態の駆動伝達部３５では、梁部３
５１Ａの駆動連結突起３５２の当接点とは反対側に一定
の圧縮率で変形しながら面接触する粘弾性体３５３が設
けられている。本発明は弾性的な変形挙動によって像形
成体と駆動源から成る駆動系の固有振動数を決定する第
１の弾性部材（梁部３５１Ａ）と、第１の弾性部材の弾
性的な挙動に作用し、その減衰特性を増加させる第２の
弾性部材（粘弾性体３５３）とを駆動伝達部に有するも
ので、以下これに関して詳しく説明する。

【００４４】本実施形態の梁状弾性体３５１はポリアセ
タール（ＰＯＭ）を材料とする樹脂成型部材であって、
例えば３本のネジによって駆動歯車３４に強固に固定さ
れている。梁部３５１Ａは、厚さ１．８ｍｍ、長さ３５
ｍｍの両端固定の両持梁であって、これにより固有振動
数が決定する。梁状弾性体３５１の材料としては、上記
以外にＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、ＳＵＳ合金、亜鉛メッキ
綱板（ＳＥＣＣ−Ｃ−２０／２０）、アルミ合金等弾性
特性を有した工業用樹脂材や金属材を選択的に用いるこ
とができる。また実施形態においては両持梁の形態をな
しているが図４（ｃ）に示すような片持梁の形態をなし
ていても差し支えない。

【００４５】本実施形態の粘弾性体３５３には、クロロ
プレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤ
Ｍ）、シリコンゲル、オイル含浸多孔質ゴム、ブチルゴ
ム、熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂に高い振動吸
収性能を付加した高機能材料が用いられる。該粘弾性体
３５３はＪＩＳゴム硬度が２０度ないし１００度、好ま
しくは４０度ないし８０度の間にある弾性体で、弾性体
内での内部摩擦の大きさを表す力学的損失係数ｔａｎδ
が０．３以上、好ましくは０．５以上３以下の粘弾性体
が用いられる。こような特性を有した粘弾性体３５３は
図４（ｂ）に示すように圧縮率１％から１５％の予め圧
縮された状態で、梁部３５１Ａの駆動連結突起３５２の
当接点とは反対側に一定面積で面接触している。

【００４６】かかる構成によって、粘弾性体３５３は極
めて効果的に減衰係数を支配的に自在にコントロールす
ることができる。なお本実施形態においては図４（ｂ）
に示すように粘弾性体３５３は、梁部３５１Ａの駆動連
結突起３５２と当接する側と反対側で当接しているが、
図５（ａ）に示すように粘弾性体３５３は梁部３５１Ａ
の駆動連結突起３５２と当接する側と同じ側で当接する
ような構成であってもよい。更にまた図５（ｂ）に示す
ように粘弾性体３５３は梁部３５１Ａの駆動連結突起３
５２と当接する側の側面で当接するような構成であって
もよい。粘弾性体３５３の梁部３５１Ａと当接する位置
は１ヶ所に限定されるものではなく、例えば図５（ｃ）
で示すように粘弾性体３５３の梁部３５１Ａとの当接位
置は駆動連結突起３５２と当接する側と同じ側と反対側
との両方に当接する構成であってもよい。

【００４７】粘弾性体３５３は１％から１５％の間の予
め圧縮された状態で梁部３５１Ａに当接するが、図５
（ｄ）に示すように梁状弾性体３５１とは別体に梁部３
５１Ａとの間隔を微調可能とする押圧部材３５４を設
け、その間に挿入された粘弾性体３５３の最適とする圧
縮率を求めてセットする構成であってもよい。

【００４８】また以上説明した実施形態の駆動伝達部３
５は、駆動歯車３４の端面に梁状弾性体３５１を固設
し、またフランジ１０１の端面には駆動連結突起３５２
を固設し、梁状弾性体３５１の梁部３５１Ａと駆動連結
突起３５２とを当接させ、駆動歯車３４の駆動回転を梁
部３５１Ａを介して駆動連結突起３５２に伝達する構成
（図４参照）であったが、これとは全く逆の構成とする
ことによっても全く同一の効果を得ることができる。図
６はこの実施形態の駆動伝達部３５′の構造を示したも
ので、図６（ａ）の分解斜視図で示すように、梁部３５
１Ａ′を有した梁状弾性体３５１′はフランジ１０１′
の端面に設けられ、梁部３５１Ａ′がフランジ１０１′
のほぼ半径方向となる位置関係に固設されている。そし
て梁部３５１Ａ′には粘弾性体３５３′が当接した形で
設けられている。また駆動歯車３４′の端面には棒状で
剛体の駆動連結突起３５２′が固設されていて、組立ら
れた状態では図６（ｂ）に示すように駆動連結突起３５
２′は梁部３５１Ａ′のほぼ中央位置に当接し、駆動歯
車３４′の回転に伴って駆動連結突起３５２′は梁部３
５１Ａ′を矢示方向に押して感光体ドラム１０への駆動
伝達が行われる。

【００４９】本発明者らは慣性モーメント２７０００ｇ
ｃｍ²の感光体ドラム１０について、ゴム硬度６１度の
ＣＲゴムを材料とする粘弾性体３５３を用い、圧縮率１
０％をもって梁部３５１Ａの裏面側に当接するよう構成
し、固有振動数が２５Ｈｚの梁部３５１Ａに対して粘弾
性体３５３を当接することにより固有振動数を、１５Ｈ
ｚとし、伝達係数のゲインの低減を可能とし、速度ムラ
を低減することとなる。

【００５０】以上説明した駆動伝達部３５を、駆動歯車
３４と感光体ドラム１０又は感光体ドラム１０と一体的
に接続する慣性部材との間に設けることにより、第１の
弾性部材（梁部）によって回転体のねじりの固有振動数
を支配的に第２の弾性部材（粘弾性体）で減衰係数を支
配的に自在にコントロールすることが出来、設計の自由
度が格段に向上する。回転体駆動系の固有振動数と減衰
係数を自由に設定できるということは、具体的な効果と
して、固有振動数よりも高周波の領域においては、伝達
関数のゲインが本来低下する領域にあることにより、速
度ムラが低減し、また、減衰部材の効果で、伝達関数の
ゲインそのものが低減するという効果により、固有振動
数近傍の共振レベルが低くなるという効果として現れ、
全体として回転体駆動に関わる速度ムラが効率よく低減
し、回転体駆動精度が著しく向上するという効果を得る
ことができる。

【００５１】この結果、共振領域近傍の速度ムラ、画像
形成装置にあっては現像駆動部からの振動、或いは接離
を行うクリーニングブレード、転写ローラ、転写材の転
写領域への進入等の負荷変動等の外乱に対して強い、安
定した駆動系が得られる。

【００５２】図７は、摺動部材１１０の一実施形態を示
す分解斜視図である。感光体ドラム１０のフランジ１０
２の側面とカートリッジ１０Ａの側板１０２Ａの内壁面
との間に、片面に固定された形で表面が摺動性の良い材
料で構成された粘弾性部材を設けたもので、摺動部材１
１０はフランジ１０２の側面と側板１０２Ａの内壁面と
の間で常時圧縮された状態でスラスト荷重を受ける機能
を有している。摺動部材１１０に用いる粘弾性部材とし
ては発泡状のＥＰＤＭ、シリコンゲル、オイル含浸多孔
質ゴム、ブチルゴム、熱可塑性エラストマー、熱可塑性
樹脂に高い振動吸収性能を負荷した高機能材料が用いら
れ、粘弾性部材の表面の摺動面に該当する部分には摺動
性の良いテフロンやＰＥＴフィルムが粘弾性部材に貼付
いた形で用いられている。本実施形態においては、厚さ
３ｍｍでφ４０ｍｍ程度のリング状の粘弾性部材を両面
接着テープを用いて側面１０２Ａに貼付け、７００ｇｆ
のスラスト荷重を受けて約１．５ｍｍに圧縮した形で使
用している。

【００５３】本発明者らの検討によれば、摺動部材１１
０にかかる粘弾性部材を用い、圧縮された状態で使用す
ることによりスラスト荷重は安定し画像記録を行う際の
走査方向の画像上に認められる振動は皆無の状態とな
り、先に述べた駆動伝達部３５の効果が更に向上してい
ることが認められた。

【００５４】（実施形態２）図８は本発明の第２の実施
形態を示すカートリッジ部の側断面図である。本実施形
態は、先に説明した第１の実施形態に加えて、駆動歯車
３４の側面と感光体ドラム１０のフランジ１０１の側面
との間に駆動伝達付加部材３６を設けたものである。以
下、第１の実施形態と相異した箇所についてのみ説明を
行う。

【００５５】本実施形態においては、駆動歯車３４の側
面又はフランジ１０１の側面に複数の駆動伝達付加部材
３６を固設し、固設した駆動伝達付加部材３６の固設し
た面とは反対面をフランジ１０１の側面又は駆動歯車３
４の側面に当接するようにしている。図９はフランジ１
０１の側面に駆動伝達付加部材３６を固設した状態の一
例を示す平面図である。

【００５６】駆動伝達付加部材３６は例えばサイコロ形
状又は円柱状をした粘弾性部材であって、複数個の駆動
伝達付加部材３６はフランジ１０１の側面の同一円周上
に等間隔に固定されている。駆動伝達付加部材３６の粘
弾性部材としてはＥＰＤＭ、シリコンゲル、オイル含浸
多孔質ゴム、ブチルゴム、熱可塑性エラストマー、熱可
塑性樹脂に高い振動吸収性能を付加した高機能材料が用
いられ、等間隔に３個のサイコロ状の駆動伝達付加部材
３６を固設している。本実施形態においては、駆動歯車
３４の側面とフランジ１０１の側面との間隔は可変とな
っていて、７００ｇｆのスラスト方向の力を受けて駆動
伝達付加部材３６の上面が駆動歯車３４の側面に当接す
る構成となっている。かかる構成とすることにより定常
速度ムラ、負荷変動時の速度ムラともに改善が認められ
た。

【００５７】なお上記の駆動歯車３４から感光体ドラム
１０への動力伝達に当たって、次の２項目が特に良質の
動力伝達を行うのに有効である。

【００５８】駆動歯車３４の穴径とドラム軸１００の
径ｄとの間のはめ合いのクリアランスｃは５０μｍ以下
であることが必要で、クリアランスｃが５０μｍ以上の
場合には、駆動歯車３４の倒れやガタツキの影響があら
われて、例えば転写材の転写領域への進入時等の負荷変
動時には速度ムラが現れるようになる。多くの実験結果
としては、はめ合いのクリアランスｃは３５μｍ以下
で、すきま比（ｃ／ｄ）は０．００２以下であることが
望ましい。

【００５９】駆動歯車３４は型成形した樹脂部材が用
いられる。型成形の際はユビキ（固化時の収縮）の関係
から一様の薄肉形状とすることが好ましく、リブ等を設
けて強度的な補強を行うことがなされている。しかし本
発明者らの検討によれば、かかる駆動歯車に補強用の放
射状のリブを設けることは好ましくない。リブ部分の近
くの歯車ピッチとリブ以外の箇所の歯車ピッチとの間で
微妙な差異が生じ、速度ムラの原因となるからである。
図１０に示す駆動歯車３４の断面図はこの問題への対応
を示したもので、例えばＳＵＳ材等の金属円板３４２を
リベットや小ネジ等を用いて歯車の薄肉状態にある平面
部に固定して補強している。リブに代えて金属円板３４
２を設けることにより前記の速度ムラを解消することが
できる。なお金属円板３４２を省略すると、側面にスラ
スト負荷がかかる駆動歯車３４では薄肉の平面部からは
駆動伝達時に固有振動が生じこれによる影響が認められ
るようになる。

【００６０】（比較検討）既に本発明による優れた効果
は図１１によって説明した。更に実施形態１と実施形態
２との比較検討を行ったが、これを図示したのが図１２
である。図１２（ａ）は感光体駆動系の伝達関数を示す
グラフで、横軸に周波数（Ｈｚ）、縦軸に伝達関数のゲ
インをとって示している。また図１２（ｂ）は負荷変動
時の速度ムラの比較を示すグラフである。

【００６１】実施形態（Ｔ１によって示す）に対して、
実施形態２では駆動伝達付加部材３６の条件を変更した
２種のテストを行っている。Ｔ２Ａで示したのは駆動伝
達付加部材３６として１５×１５×１０（ｍｍ）の粘弾
性部材を３個取付けて行ったテスト結果であり、Ｔ２Ｂ
で示したのは駆動伝達付加部材３６として１０×１０×
１０（ｍｍ）の粘弾性部材を３個取付けて行ったテスト
結果である。Ｔ２Ａにおいては負荷変動時の速度ムラは
Ｔ１に対して約１／２に減少するが伝達関数の高周波ゲ
インが高くなり、速度ムラは逆に大きくなる。しかし、
Ｔ２Ｂにおいては負荷変動時の速度ムラはＴ２Ａより若
干大きくなるが、画像上ほぼ問題ないレベルで、なおか
つ伝達関数において、加振周波数、のゲインがＴ１
に対して大きく減少し、加振周波数、においては若
干増加するが、画像上問題ないレベルである。

【００６２】上記のテスト結果から明らかなことは、Ｔ
１において従来の駆動伝達とは格段の効果が得られる
が、画像形成装置における加振周波数を測定把握し、こ
れに対応した駆動伝達付加部材３６を設けることによ
り、更に定常速度ムラ、負荷変動時の速度ムラ共に改善
され、画像品質がより向上するよう構成することが可能
となった。

【００６３】

【発明の効果】本発明（請求項１〜６）により、負荷変
動や、駆動系の速度ムラによる影響を極小さく出来るた
め、回転体や画像を形成する感光体ドラムにあっては常
に高精度かつ安定した回転が得られる。

【００６４】その結果、画像形成装置にあっては、感光
体の速度ムラに起因する主要な画像トラブルであるスモ
ールピッチ・バンディングを著しく低減させ、これを人
間に認識できないレベルとし、高画質の画像を安定して
提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す断面
構成図。

【図２】感光体カートリッジの断面図。

【図３】第１の実施形態を示すカートリッジ部の側断面
図。

【図４】駆動伝達部の一実施形態を示す分解斜視図。

【図５】駆動伝達部における粘弾性体の設置例を示す説
明図。

【図６】駆動伝達部の他の実施形態を示す説明図。

【図７】摺動部材の一実施形態を示す分解斜視図。

【図８】第２の実施形態のカートリッジ部の側断面図。

【図９】第２の実施形態のフランジの平面図。

【図１０】駆動歯車の断面図。

【図１１】周波数特性のコントロールに関する説明図。

【図１２】本実施形態における比較グラフ。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１０Ａ（感光体）カートリッジ３０駆動機構３４駆動歯車３５駆動伝達部３６駆動伝達付加部材１００ドラム軸１０１，１０２フランジ１０１Ａ，１０２Ａ側板１１０摺動部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者濱谷聡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】駆動歯車の側面と、像形成体又は像形成
体と直結した慣性部材の側面との間で、一方の側面には
円柱状の駆動連結部材を設け、他方の側面には前記駆動
連結部材が当接し、樹脂の梁状部分が弾性的に変形する
弾性部材と、前記樹脂の梁状部分に前記駆動連結部材の
当接点とは反対側に一定面積で面状に当接する粘弾性部
材とを設け、両側面の間で駆動力の伝達を行うと共に、
一方の側面には固定し、他方の面には接触して粘弾性的
に係合する粘弾性部材を設けたことを特徴とする像形成
体の駆動装置。
【請求項２】駆動歯車の側面と、像形成体又は像形成
体と直結した慣性部材の側面との間で、一方の側面には
円柱状の駆動連結部材を設け、他方の側面には前記駆動
連結部材が当接し、樹脂の梁状部分が弾性的に変形する
弾性部材と、前記樹脂の梁状部分に前記駆動連結部材の
当接点とは反対側に一定面積で面状に当接する粘弾性部
材とを設け、両側面の間で駆動力の伝達を行うと共に、
像形成体又は像形成体と直結した慣性部材の側面と、像
形成体を保持するカートリッジの内側面との間には、片
面が摺動性の良い材料で構成された粘弾性部材が一方の
側面に圧縮状態で固定されていることを特徴とする像形
成体の駆動装置。
【請求項３】前記像形成体はカートリッジ内に保持さ
れていて、像形成体又は像形成体と直結した慣性部材の
側面と、前記カートリッジの内側面との間には、片面が
摺動性の良い材料で構成された粘弾性部材が一方の側面
に圧縮状態で固定されていることを特徴とする請求項１
に記載の像形成体の駆動装置。
【請求項４】カートリッジ内には像形成を行うドラム
状の像形成体と、前記像形成体を駆動回転する駆動歯車
が同軸上に支持されていて、前記駆動歯車の側面と、像
形成体又は像形成体と直結した慣性部材の側面との間
で、一方の側面には円柱状の駆動連結部材を設け、他方
の側面には前記駆動連結部材が当接し、樹脂の梁状部分
が弾性的に変形する弾性部材と、前記樹脂の梁状部分に
前記駆動連結部材の当接点とは反対側に一定面積で面状
に当接する粘弾性部材とを設け、両側面の間で駆動力の
伝達を行うと共に、一方の側面には固定し、他方の面に
は接触して粘弾性的に係合する粘弾性部材を設け、像形
成体又は像形成体と直結した慣性部材の側面と、前記カ
ートリッジの内側面との間には、片面が摺動性の良い材
料で構成された粘弾性部材が一方の側面に圧縮状態で固
定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】前記駆動歯車の穴径と前記軸の径のはめ
合いが５０μｍ以下の構成であることを特徴とする請求
項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記駆動歯車の側面には金属の円盤状部
材が固定されていることを特徴とする請求項４又は５に
記載の画像形成装置。