JPH1195612A

JPH1195612A - 像担持体の駆動装置

Info

Publication number: JPH1195612A
Application number: JP9252072A
Authority: JP
Inventors: Toru Makino; 徹牧野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 1999-04-09
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: US6023596A; DE69820941D1; DE69820941T2; EP0903641A1; EP0903641B1; JP3823474B2

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、高精度な速度ムラを低減し、伝達
関数のゲインを低下する感光体ドラム又はベルト感光体
の駆動装置の提供。【解決手段】駆動歯車５３と、端面を有し、該端面に
て駆動歯車５３と結合するフライホイール５４と、駆動
歯車５３に固定された剛体の突起５５２と、フライホイ
ール５４の端面に固定された弾性部材５５１で、前記突
起５５２と当接することにより駆動歯車５３に伝達され
た回転駆動力をフライホイール５４に伝達する第１の弾
性部材（梁部５５１Ａ）と、フライホイール５４の端面
に固定され、かつ前記第１の弾性部材５５１Ａと前記突
起５５２の当接で生じる前記第１の弾性部材５５１Ａの
弾性的な挙動に作用する第２の弾性部材（粘弾性体５５
３）とを有した回転体の駆動装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式によっ
て像担持体上に画像形成を行う画像形成装置の像担持体
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、回転する円筒状の像担持体（以後感光体ともい
う）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感
光体ドラムやベルト状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感光体
ドラムやベルト状感光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、回転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８−２０２
２０６号明細書などにみられる。更に、回転体の周波数
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８−６３
０４１号、同８−１１５０４１号、同８−２２０９６６
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、回転
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
ールの使用が感光体ドラムやベルト状感光体の駆動精度
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、これら感光体を低速度で回
転する場合に効果が認められるためには感光体に比して
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、感光体内にフライホイ
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】近年になって感光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、一つの感光体駆動系
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感光体の
駆動が要求される。

【００１３】この為、従来技術の範囲においては、感光
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、径の小さい感光体ドラムや径の小さいベル
ト感光体駆動ローラに対して有効に作動し、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
を可能とする像担持体の駆動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担持
体の駆動装置は、駆動歯車の駆動力を感光体ドラム又は
ベルト感光体駆動ローラに伝達する像担持体の駆動装置
において、前記駆動装置には前記駆動歯車に対向した端
面を有するフライホイールが設けられ、前記駆動歯車に
固定された剛体の突起と、前記フライホイールの端面に
固定された弾性部材で、前記突起と当接することにより
前記駆動歯車に伝達された回転駆動力を前記フライホイ
ールに伝達する第１の弾性部材と、前記回転体の端面に
固定され、かつ前記第１の弾性部材と前記突起の当接で
生じる前記第１の弾性部材の弾性的な挙動に作用する第
２の弾性部材とを有することを特徴とする像担持体の駆
動装置（請求項１の発明）及び駆動歯車の駆動力を感光
体ドラム又はベルト感光体駆動ローラに伝達する像担持
体の駆動装置において、前記駆動装置には前記駆動歯車
に対向した端面を有するフライホイールが設けられ、前
記フライホイールの端面に固定された剛体の突起と、前
記駆動歯車に固定された弾性部材で、前記突起と当接す
ることにより前記フライホイールに、前記駆動歯車に伝
達された回転駆動力を伝達する第１の弾性部材と、前記
駆動歯車に固定され、かつ前記第１の弾性部材と前記突
起の当接で生じる前記第１の弾性部材の弾性的な挙動に
作用する第２の弾性部材とを有することを特徴とする像
担持体の駆動装置（請求項２の発明）により達成され
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下説明する本発明の像担持体の
駆動装置の従来技術との最大の相違点は次の２点であ
る。

【００１７】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、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１２（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。

【００１８】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
２（ｂ）参照）。

【００１９】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。

【００２０】上記の構成は感光体ドラムやベルト感光体
駆動ローラの径が大きく慣性モーメントが約１００００
ｇｃｍ²以上の場合には有効であるが、これ以下の場
合、即ち小径の感光体ドラムや小径のベルト感光体駆動
ローラの場合には充分その効果が発揮し得ないことがあ
ることから、本発明においては像担持体の駆動装置の系
内にフライホイールを設け、上記感光体の慣性モーメン
トにフライホイールの慣性モーメントを加えたものが１
００００ｇｃｍ²〜３００００ｇｃｍ²程度とすることに
よって、小径の感光体ドラムや小径のベルト感光体駆動
ローラに対しても高精度駆動が達成されるようになっ
た。因みに本発明によらないでフライホイールのみによ
って本発明におけると近い高精度駆動を行うにはフライ
ホイールの慣性モーメントは約１０００００ｇｃｍ²以
上であることが必要であった。

【００２１】次に本発明の像担持体の駆動装置を接続す
ることにより高精度にベルト感光体を駆動できることと
なった画像形成装置の一例を図１３の断面構成図によっ
て説明する。

【００２２】ベルト状像担持体であるベルト感光体１０
は駆動ローラ１１及び回動ローラ１２，１３に張架され
た可撓性の感光体ベルトで、テンションローラ１４の作
用により緊張状態とされて、内周面に設けたバックアッ
プ部材４０に局部的に当接しながら時計方向に回動す
る。ベルト感光体１０はポリエステル、ポリイミド、ポ
リエチレンテレフタレート等の可撓性基体上に酸化錫、
酸化鉛、酸化インジウム等の金属薄膜を導電層として設
け、その上面には各種有機感光層（ＯＰＣ）を塗布し、
前記導電層を接地している。本実施形態で用いるベルト
感光体１０は８０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート
を基体とし、ＯＰＣを塗布したもので、１００μｍ厚に
一様の厚みとなるよう精度よく管理されている。

【００２３】張架されたベルト感光体１０の側面には４
組の帯電手段、像露光手段及び現像手段からなる像形成
手段が設けられている。

【００２４】帯電手段であるスコロトロン帯電器２１
（Ｙ），２１（Ｍ），２１（Ｃ）及び２１（Ｋ）はイエ
ロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒色
（Ｋ）の各色の画像形成プロセスに用いられ、ベルト感
光体１０の有機感光体層に対し所定の電位に保持された
制御グリッドと放電ワイヤによるコロナ放電とによって
帯電作用を行い、ベルト感光体１０に対し一様な電位が
与えられる。

【００２５】像露光手段である露光光学系２２（Ｙ），
２２（Ｍ），２２（Ｃ）及び２２（Ｋ）は、半導体レー
ザで発光されたレーザビームを駆動モータにより回転さ
れるポリゴンミラーにより回転走査を行いｆθレンズを
経てベルト感光体１０に対して像露光を行う。この像露
光は別体の画像読み取り装置によって読み取られた各色
の画像信号が画像処理をなされて露光光学系２２
（Ｙ），２２（Ｍ），２２（Ｃ）及び２２（Ｋ）にそれ
ぞれ電気信号として入力されることによって行われる。

【００２６】イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の一成分あるいは二成分の現像剤
をそれぞれ収容する非接触現像法を用いた現像手段であ
る現像器２３（Ｙ），２３（Ｍ），２３（Ｃ）及び２３
（Ｋ）は、縦型に配設されたベルト感光体１０の一方の
側にベルト感光体１０の移動方向と直交してベルト面に
平行に位置するように上下に配設され、それぞれベルト
感光体１０の周面に対し後に説明する手段によって所定
の間隙を保って同方向に回転する現像スリーブ２３１
（Ｙ），２３１（Ｍ），２３１（Ｃ）及び２３１（Ｋ）
（１部のみ図示）を備えている。

【００２７】現像器２３（Ｙ），２３（Ｍ），２３
（Ｃ）及び２３（Ｋ）は、スコロトロン帯電器２１
（Ｙ），２１（Ｍ），２１（Ｃ）及び２１（Ｋ）による
帯電、露光光学系２２（Ｙ），２２（Ｍ），２２（Ｃ）
及び２２（Ｋ）による像露光によって形成されるベルト
感光体１０上の静電潜像を現像バイアス電圧の印加によ
り非接触の状態で反転現像する。

【００２８】画像記録のスタートにより、駆動モータが
回動して駆動ローラ１１を介してベルト感光体１０は時
計方向へと回転し、スコロトロン帯電器２１（Ｙ）の帯
電作用によりベルト感光体１０への電位の付与が開始さ
れる。ベルト感光体１０は電位を付与されたあと、露光
光学系２２（Ｙ）において第１の色信号すなわちイエロ
ー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号による露光が開
始され、ベルトの回転（副走査）によってその表面の感
光層に現像画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電
潜像を形成する。この潜像は現像器２３（Ｙ）により現
像スリーブ２３１（Ｙ）上に付着搬送された現像剤が非
接触の状態で反転現像され、ベルト感光体１０の回転に
応じてイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００２９】次いでベルト感光体１０はイエロー（Ｙ）
のトナー像の上にさらにスコロトロン帯電器２１（Ｍ）
の帯電作用により電位が付与され、露光光学系２２
（Ｍ）の第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信
号に対応する電気信号による露光が行われ、現像器２３
（Ｍ）による非接触の反転現像によって前記のイエロー
（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重
ね合わせて形成される。

【００３０】同様のプロセスによりスコロトロン帯電器
２１（Ｃ），露光光学系２２（Ｃ）及び現像器２３
（Ｃ）によってさらに第３の色信号に対応するシアン
（Ｃ）のトナー像が、またスコロトロン帯電器２１
（Ｋ），露光光学系２２（Ｋ）及び現像器２３（Ｋ）に
よって第４の色信号に対応する黒色（Ｋ）のトナー像が
順次重ね合わせて形成され、ベルト感光体１０の一回転
以内にその周面上にカラーのトナー像が形成される。

【００３１】現像器２３（Ｙ），２３（Ｍ），２３
（Ｃ）及び２３（Ｋ）に対しては、各色の補給用の現像
剤がトナー補給槽２４（Ｙ），２４（Ｍ），２４（Ｃ）
及び２４（Ｋ）より補給される。現像器２３（Ｙ），２
３（Ｍ），２３（Ｃ）及び２３（Ｋ）による現像作用に
際しては、それぞれ現像スリーブ２３１（Ｙ），２３１
（Ｍ），２３１（Ｃ）及び２３１（Ｋ）に対し直流ある
いは更に交流を加えた現像バイアスが印加され、現像ス
リーブ２３１上に付着した一成分或いは二成分現像剤に
よるジャンピング現像が行われて、導電層を接地したベ
ルト感光体１０に対してベルト感光体１０の帯電と同極
性の直流バイアスが印加された現像スリーブ２３１から
感光体上の露光部にトナーを付着させる非接触の反転現
像が行われる。

【００３２】かくして、ベルト感光体１０の周面上に形
成されたカラーのトナー像はスコロトロン帯電器２１
（Ｆ）によって付着トナーの電位が揃えられたのち転写
前露光器２５によって除電が行われ、転写部において、
給紙装置である給紙カセット３１Ａ，３１Ｂ或いは手差
し部３２から送り出され、タイミングローラ３３へと搬
送され、タイミングローラ３３の駆動によってベルト感
光体１０上のトナー像領域と同期して給紙される転写紙
上に、ベルト感光体１０の駆動用の駆動ローラ１１の下
部に対向して配置された転写ローラ２６により転写され
る。

【００３３】トナー像の転写を受けた転写紙は、駆動ロ
ーラ１１の曲率に沿ったベルト感光体１０周面より分離
されたのち、定着装置３４へ搬送され、定着装置３４に
おいて加熱・圧着されてトナーが転写紙上に溶着・定着
されて定着装置３４より排出され、排紙搬送ローラ３５
Ａ，３５Ｂ，３５Ｃにより搬送されて、上部に設けられ
た排紙部３６に転写紙上の画像面を下面にして排出され
る。

【００３４】一方、転写紙を分離したベルト感光体１０
はクリーニング装置２７においてクリーニングブレード
２７１によってベルト感光体１０面の摺擦がなされ、残
留トナーの除去・清掃がなされて、次の原稿画像のトナ
ー像の形成を続行するか、もしくは一旦停止して待機す
る。なお次の原稿画像のトナー像の形成が続いて行われ
るときは、帯電前露光器２８によるベルト感光体１０の
感光体面への露光が行われて前歴の除去がなされる。

【００３５】本実施形態のカラー画像形成装置では、ベ
ルト感光体１０の感光体面と各色ごとの現像スリーブ２
３１との間で形成される現像間隙Ｄｓｄを非接触現像に
適した５００〜６００μｍの設定間隙に現像スリーブ２
３１全域に渡って±２０μｍ以下の高精度の変動範囲内
に維持することを可能としたもので、設定された現像間
隙Ｄｓｄに対してこの精度の変動範囲内に維持されてい
れば、ムラのない良好なトナー像の現像がなされること
を確認してなされたものである。

【００３６】図１４は図１３に示したベルト感光体１０
に対向した現像器２３の断面図を拡大して示している。
ベルト感光体１０の内側に設けた当接支持部材であるバ
ックアップ部材４０には、少なくとも現像スリーブ２３
１（Ｙ），２３１（Ｍ），２３１（Ｃ）及び２３１
（Ｋ）に対向した鰭状に突出し先端が１．５ｍｍの半径
の半円筒状の当接支持部４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が設け
られ、ベルト感光体１０の背面にベルト感光体１０の回
動方向とは直交する方向にそれぞれが当接するよう設け
られている。また本実施形態のカラー画像形成装置で
は、露光光学系２２（Ｙ），２２（Ｍ），２２（Ｃ）及
び２２（Ｋ）による走査光がベルト感光体１０の感光層
上に像露光が行われる箇所の背面には、感光体面の回動
中に生じる振動或いは変動を阻止する目的から先の当接
支持部４１と同様の小半径の半円筒状の当接支持部４２
（Ｙ），４２（Ｍ），４２（Ｃ）及び４２（Ｋ）がベル
ト感光体１０の回動方向とは直交する方向にそれぞれが
当接するよう設けられ、回動ローラ１２，１３の間に張
架されたベルト感光体１０は、その一方の側ではテンシ
ョンローラ１４によって一定の張力がベルトに与えら
れ、他方の像形成が行われる側においては、当接支持部
４２（Ｙ），４１（Ｙ），４２（Ｍ），４１（Ｍ），４
２（Ｃ），４１（Ｃ），４２（Ｋ），４１（Ｋ）の８ヵ
所でベルト感光体１０の背面への当接がなされ、大きな
巻付け角度をもって定速度をもって回転する駆動ローラ
１１によってベルト感光体１０は時計方向に定速回転が
なされる。

【００３７】像形成が行われる側のベルト感光体１０は
上記８ヵ所の当接箇所の間ではベルトは張力によってほ
ぼ平面状に近い形状に張設されていて、当接支持部４１
を挟んで張設されたベルトの上流側の平面及び下流側の
平面のなす角θは好ましくは１７５〜１７９°の間に設
定されている。当接支持部４１，４２によるベルト感光
体１０の背面への当接は摩擦抵抗として作用するので、
当接支持部４１，４２のベルト感光体１０背面への当接
は、好ましくは断面半径が１ｍｍ以上３ｍｍ以下の半円
筒部によって当接がなされるよう構成し、ベルト背面へ
の接触面積を減らしてベルト回動時における摩擦抵抗を
減らしている。また当接支持部４１を挟んで張設された
ベルトの上流側の平面及び下流側の平面のなす角θが小
さいとき、即ちベルト感光体１０が当接支持部４１で大
きく折れ曲がって回動するときは、当該箇所での回動時
の抵抗が大きく作用するので好ましくない。前記の８ヵ
所における角θは何れも１８０°に近い角度で当接支持
部４１からベルト感光体１０背面が浮き上がることのな
い角度に設定する。またテンションローラ１４による張
力も浮き上がりが生じないような条件に設定される。

【００３８】このようにしてベルト感光体１０の回動時
の抵抗を減らして、駆動ローラ１１とベルト感光体１０
との接触部でのスリップをなくし、定速でベルト感光体
１０が回動して、重ね合わされるトナー像にズレが生じ
ない構成にする。

【００３９】以上説明したカラー画像形成装置で、ベル
ト感光体１０を支持する駆動ローラ１１，回転ローラ１
２，１３、テンションローラ１４及びバックアップ部材
４０はベルトカートリッジフレーム１００Ａに取り付け
られてベルトカートリッジ１００として、図１３におい
て手前側に引き出すことが可能となっている。ベルトカ
ートリッジ１００をカラー画像形成装置本体に装着した
状態においては、ベルト感光体の駆動ローラ１１のロー
ラ軸１１１は本発明による像担持体の駆動装置５０と連
結し、駆動用モータＭによる回転は速度ムラが低減され
て高精度の駆動がなされる。

【００４０】図１はベルト感光体駆動ローラ１１に接続
した駆動装置５０の実施形態を示している。

【００４１】駆動装置５０は駆動用モータＭと、回転す
る駆動軸５１を支持する２つの駆動軸受５６Ａ，５６Ｂ
とを取り付けた駆動フレーム５００によってカラー画像
形成本体に固設されている。そしてパルスモータ等の駆
動用モータＭとこれに直結したモータ歯車５２は、駆動
軸５１上に回転可能に設けた駆動歯車５３と噛み合って
いて、駆動用モータＭからの回転は駆動歯車５３に伝達
される。

【００４２】駆動歯車５３の駆動は、駆動歯車５３に対
向した端面を有して駆動軸５１に固設したフライホイー
ル５４に、後に説明する駆動伝達部５５を介して伝達さ
れる。駆動軸５１はフライホイール５４とは一体として
連結されているが、駆動歯車５３とは連結していないの
で、駆動軸５１と駆動歯車５３とは別体として回転し、
駆動歯車５３の駆動は駆動軸５１を通して伝達すること
なく駆動伝達部５５を介して伝達される。

【００４３】かかる構成によってフライホイール５４に
伝達される速度ムラは、駆動伝達部５５による低減効果
とフライホイール５４のイナーシャにより低減してい
る。

【００４４】ベルトカートリッジ１００を装置本体に装
着すると、ベルトカートリッジフレームのローラ軸受１
１２によって軸支されたベルト感光体の駆動ローラ１１
のローラ軸１１１は駆動軸５１と連結部材１１３の結合
によって駆動軸５１と連結し、速度ムラが低減した駆動
軸５１の回転は駆動ローラ１１に伝達され、ベルト感光
体１０は速度ムラのない回動が行われることとなる。図
２は連結部材１１３の１例を示したもので、接離を可能
とし結合状態においてガタがなく偏芯がない状態で回転
伝達が行われる部材であればよい。

【００４５】なお図１に示した実施形態においては、駆
動装置５０はカラー画像形成装置本体側に固設され、ベ
ルトカートリッジ１００を装着することにより、連結部
材１１３によって連結し、駆動装置５０の回転が伝達さ
れる構成となっているがこれに限定されるものではな
く、駆動装置５０を直接ベルトカートリッジフレーム１
００Ａに取り付ける構成とすることも可能であってこの
ときは前記の連結部材１１３は不要となる。

【００４６】図３（ａ）は、駆動伝達部５５の一実施形
態の構造を示す分解斜視図である。駆動歯車５３とフラ
イホイール５４との間で駆動伝達を行う駆動伝達部５５
には、梁部５５１Ａを有した梁状弾性体５５１が駆動歯
車３４の端面に設けられ、梁部５５１Ａが駆動歯車５３
のほぼ半径方向となる位置関係に固設されていて、フラ
イホイール５４の端面には棒状で剛体の駆動連結突起５
５２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３（ｂ）に示すように駆動連結突起５５２は
梁状弾性体５５１の梁部５５１Ａのほぼ中央位置に当接
し、駆動歯車５３の回転に伴って駆動連結突起５５２は
梁部５５１Ａを介して矢示方向に押され、ベルト感光体
１０への駆動伝達がなされる。

【００４７】本実施形態の駆動伝達部５５では、梁部５
５１Ａの駆動連結突起５５２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５５３が設
けられている。本発明は弾性的な変形挙動によって回転
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５５１Ａ）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５５３）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。

【００４８】本実施形態の梁状弾性体５５１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５３に強固に固定さ
れている。梁部５５１Ａ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５５１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３（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。

【００４９】本実施形態の粘弾性体５５３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
５５３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以上の粘弾性体が用い
られる。このような特性を有した粘弾性体５５３は図３
（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５５１Ａの駆動連結突起５５２の当接
点とは反対側に一定面積で面接触している。

【００５０】かかる構成によって、粘弾性体５５３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３（ｂ）
に示すように粘弾性体５５３は、梁部５５１Ａの駆動連
結突起５５２と当接する側と反対側で当接しているが、
図４（ａ）に示すように粘弾性体５５３は梁部５５１Ａ
の駆動連結突起５５２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４（ｂ）に示す
ように粘弾性体５５３は梁部５５１Ａの駆動連結突起５
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５５３の梁部５５１Ａ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４（ｃ）
で示すように粘弾性体５５３の梁部５５１Ａとの当接位
置は駆動連結突起５５２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。

【００５１】粘弾性体５５３は１％から１５％の間の予
め圧縮された状態で梁部５５１Ａに当接するが、図４
（ｄ）に示すように梁状弾性体５５１とは別体に梁部５
５１Ａとの間隔を微調可能とする押圧部材５５４を設
け、その間に挿入された粘弾性体５５３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。

【００５２】本発明者らはフライホイール５４とベルト
感光体駆動ローラ１１の慣性モーメントを合わせて２７
０００ｇｃｍ²のベルト感光体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５５３を用い、
圧縮率１０％をもって梁部５５１Ａ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、１５Ｈｚとし、伝達係数のゲインの低減を可能とし
た。

【００５３】図５〜図１０はその間の状況を示すデータ
である。

【００５４】図５は粘弾性体５５３を除去し、梁部５５
１Ａの梁の部分を加振して、その梁の加速度応答を測定
したデータで、（ａ）は横軸に時間軸、（ｂ）は横軸に
周波数をとったデータである。

【００５５】図６は梁部５５１Ａに粘弾性体５５３を取
り付け梁部５５１Ａの梁の部分を加振した場合のデータ
で、（ａ）は横軸に時間軸、（ｂ）は横軸に周波数をと
ったデータである。図５と図６とを比較すると、粘弾性
体５５３を取り付けることによって周波数領域データで
は固有振動数のゲインが低下し、時間軸領域データから
は振動がすばやく減衰し、振動特性が向上しているのが
認められる。

【００５６】これを実際に画像形成装置の駆動伝達部５
５に適用し、ベルト感光体１０の速度ムラをレーザドッ
プラで測定したデータが図７〜図１０である。図７は粘
弾性体５５３を除去したときのデータである。実際の駆
動系ではベルト感光体１０に対しての負荷変動要因が様
々あり、速度ムラに悪影響を及ぼしている。そのため図
７の梁部５５１Ａのみの場合は、負荷変動の影響を受
け、ねじりの固有振動数（約２５Ｈｚ）近傍でゲインが
大きくなり、時間軸領域データのｐ−ｐ値も大きくなっ
ている。

【００５７】図８は梁部５５１Ａに粘弾性体５５３を取
り付けた場合のデータである。図７のデータと比較する
と、粘弾性体５５３を取り付けた場合は、負荷変動があ
るにも関わらず、周波数領域の共振のゲインも低く抑え
られ、時間軸領域データのｐ−ｐ値は安定して小さく、
駆動精度が向上しているのがわかる。図９に示したデー
タは、図８の条件に加えて、フライホイール５４とベル
ト感光体駆動ローラ１１との加算した慣性モーメントを
更に１２０００ｇｃｍ²増加した場合のデータである
が、図８のデータと比較して更に速度ムラが向上してい
ることが認められる。

【００５８】図１０に示したのは、図９におけるＣＲゴ
ムを用いた粘弾性体５５３に代えて損失係数ｔａｎδが
１．９の熱可塑性エラストマー〔メーカー（東ソー）Ｅ
Ｄ１９２０Ｎ〕の粘弾性体５５３を用いたときのデータ
である。損失係数がＣＲゴムに対してかなり大きな粘弾
性体を用いたことによって、２５Ｈｚ近くのゲインが更
に低下し、速度ムラにおいて向上していることが認めら
れる。

【００５９】以上説明した実施形態の駆動伝達部５５
は、駆動歯車５３の端面に梁状弾性体５５１を固設し、
またフライホイール５４の端面には駆動連結突起５５２
を固設し、梁状弾性体５５１の梁部５５１Ａと駆動連結
突起５５２とを当接させ、駆動歯車５３の駆動回転を梁
部５５１Ａを介して駆動連結突起５５２に伝達する構成
（図３参照）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
１１はこの実施形態の駆動伝達部５５′の構造を示した
もので、図１１（ａ）の分解斜視図で示すように、梁部
５５１Ａ′を有した梁状弾性体５５１′はフライホイー
ル５４′の端面に設けられ、梁部５５１Ａ′がフライホ
イール５４′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５５１Ａ′には粘弾性体５５３′が
当接した形で設けられている。また駆動歯車５３′の端
面には棒状で剛体の駆動連結突起５５２′が固設されて
いて、組立られた状態では図１１（ｂ）に示すように駆
動連結突起５５２′は梁部５５１Ａ′のほぼ中央位置に
当接し、駆動歯車５３′の回転に伴って駆動連結突起５
５２′は梁部５５１Ａ′を矢示方向に押してベルト感光
体駆動ローラ１１への駆動伝達が行われる。

【００６０】以上説明した本発明の像担持体の駆動装置
と接続して画像形成を行う画像形成装置は、ベルト感光
体駆動ローラによって回転するベルト感光体であった
が、回転体自身が感光体ドラムである画像形成装置に対
しても接続することによって本発明による駆動装置は優
れた効果を発揮する。特に感光体ドラムのドラム径が小
さく慣性モーメントが例えば１００００ｇｃｍ²に満た
ない場合にはフライホイール５４に適当な慣性モーメン
トをもたすことによって速度ムラを極度に低減すること
が可能となる。

【００６１】更にまた本発明の像担持体の駆動装置は、
例えばドラム状の回転体に感光フィルムを巻き付け、回
転体を一様速度で回転させながら、ポリゴンミラー等に
よって走査を行うレーザ光で感光フィルム上に画像記録
を行う記録装置に適用しても優れた効果を得ることがで
きる。

【００６２】本発明によるときは、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、
更に本発明においては駆動装置の系の中にフライホイー
ルを設け、慣性モーメントを適当に設定することによっ
て本発明の効果を高めることができる。

【００６３】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、或いはブレ
ード、転写ローラ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。

【００６４】

【発明の効果】本発明により、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、画像を形成す
る感光体ドラムや駆動ローラによって搬送回転するベル
ト感光体に対して常に高精度かつ安定した回転が得られ
る。

【００６５】その結果、本発明による駆動装置と接続し
た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】本発明にかかる回転体駆動機構を示す断面図。

【図２】連結部材の一例を示す説明図。

【図３】本発明にかかる駆動伝達部の一実施例を示す説
明図。

【図４】駆動伝達部における粘弾性体の設置例を示す説
明図。

【図５】梁部のみによる加速度応答の測定データ。

【図６】梁部に粘弾性体を付加したときの加速度応答の
測定データ。

【図７】梁部のみによるベルト感光体の速度ムラデー
タ。

【図８】梁部に粘弾性体を付加したときのベルト感光体
の速度ムラデータ。

【図９】粘弾性体に加えて慣性モーメントを付加したと
きのベルト感光体の速度ムラデータ。

【図１０】図９における条件で粘弾性体を交換したとき
のベルト感光体の速度ムラデータ。

【図１１】本発明にかかる駆動伝達部の他の実施形態を
示す説明図。

【図１２】周波数特性のコントロールに関する説明図。

【図１３】本発明の一適用例を示す画像形成装置の断面
構成図。

【図１４】前記装置内の要部説明図。

【符号の説明】

１０ベルト感光体１１（ベルト感光体）駆動ローラ１００ベルトカートリッジ１１１ローラ軸５０駆動装置５１駆動軸５３駆動歯車５４フライホイール５５駆動伝達部５５１梁状弾性体５５１Ａ梁部５５２駆動連結突起５５３粘弾性体Ｍ駆動用モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動歯車の駆動力を感光体ドラム又はベ
ルト感光体駆動ローラに伝達する像担持体の駆動装置に
おいて、前記駆動装置には前記駆動歯車に対向した端面
を有するフライホイールが設けられ、前記駆動歯車に固
定された剛体の突起と、前記フライホイールの端面に固
定された弾性部材で、前記突起と当接することにより前
記駆動歯車に伝達された回転駆動力を前記フライホイー
ルに伝達する第１の弾性部材と、前記回転体の端面に固
定され、かつ前記第１の弾性部材と前記突起の当接で生
じる前記第１の弾性部材の弾性的な挙動に作用する第２
の弾性部材とを有することを特徴とする像担持体の駆動
装置。
【請求項２】駆動歯車の駆動力を感光体ドラム又はベ
ルト感光体駆動ローラに伝達する像担持体の駆動装置に
おいて、前記駆動装置には前記駆動歯車に対向した端面
を有するフライホイールが設けられ、前記フライホイー
ルの端面に固定された剛体の突起と、前記駆動歯車に固
定された弾性部材で、前記突起と当接することにより前
記フライホイールに、前記駆動歯車に伝達された回転駆
動力を伝達する第１の弾性部材と、前記駆動歯車に固定
され、かつ前記第１の弾性部材と前記突起の当接で生じ
る前記第１の弾性部材の弾性的な挙動に作用する第２の
弾性部材とを有することを特徴とする像担持体の駆動装
置。
【請求項３】前記第１の弾性部材は、少なくとも梁状
部を有し、前記突起とは該梁状部にて当接し、前記第２
の弾性部材は、前記梁状部の前記突起と当接する側とは
反対側で当接する事を特徴とする請求項１又は２に記載
の像担持体の駆動装置。
【請求項４】前記第１の弾性部材は、少なくとも梁状
部を有し、前記突起とは該梁状部にて当接し、前記第２
の弾性部材は、前記梁状部の前記突起と当接する側の側
面で当接する事を特徴とする請求項１又は２に記載の像
担持体の駆動装置。
【請求項５】前記第１の弾性部材は、少なくとも梁状
部を有し、前記突起とは該梁状部にて当接し、前記第２
の弾性部材は、前記梁状部の前記突起と当接する側と同
じ側で当接する事を特徴とする請求項１又は２に記載の
像担持体の駆動装置。
【請求項６】前記第２の弾性部材は、一定の圧縮率で
変形しながら一定面積で面接触により当接する粘弾性部
材であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に
記載の像担持体の駆動装置。
【請求項７】前記第２の弾性部材は、ＪＩＳゴム硬度
が２０度ないし１００度の間にあることを特徴とする請
求項６に記載の像担持体の駆動装置。
【請求項８】前記第２の弾性部材は、損失係数ｔａｎ
δが０．３以上であることを特徴とする請求項６に記載
の像担持体の駆動装置。
【請求項９】前記第２の弾性部材は、圧縮率が１％か
ら１５％の予め圧縮された状態で前記第１の弾性部材と
当接していることを特徴とする請求項６に記載の像担持
体の駆動装置。