(57)【要約】    【課題】  大径フライホイールによる配置スペースの増大による装置の大型化、並びに大出力の駆動モータや構成の複雑化による製造コストの増大を招くことなく、バンディングや色ずれなどの不具合を招く回転体の回転速度の変動を抑制する。    【解決手段】  画像記録装置において感光体ドラム１７ｄを駆動する駆動源としてのモータ３８と、このモータにより駆動される感光体ドラムの回転速度の変動を抑制するフライホイール４１とを有し、モータの駆動力を感光体ドラムに伝達する動力伝達経路上に、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部を備えた連結軸４３が設けられ、この連結軸にフライホイールが取り付けられたものとする。【選択図】    図４
2006300230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を駆動する駆動源としてのモータと、このモータにより駆動される前記回転体の回転速度の変動を抑制するフライホイールとを有し、
前記モータの駆動力を前記回転体に伝達する動力伝達経路上に、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部を備えた連結軸が設けられ、この連結軸に前記フライホイールが取り付けられたことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項２】
前記モータの駆動力を前記連結軸に伝達するべく、この連結軸に同軸的に配置された回転伝動要素をさらに有し、
この回転伝動要素と前記連結軸とが、互いに別体に形成されて、軸方向に螺入するねじにより相互に締結されたことを特徴とする請求項１に記載の回転体の駆動装置。
【請求項３】
前記モータの駆動力を前記連結軸に伝達するべく、この連結軸に同軸的に配置された回転伝動要素をさらに有し、
この回転伝動要素と前記連結軸とが、合成樹脂材料により一体的に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転体の駆動装置。
【請求項４】
前記連結軸が、前記回転体側の軸に設けられた継手部材が軸線方向に着脱可能に嵌合する継手を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転体の駆動装置。
【請求項５】
回転体を駆動する駆動源としてのモータと、このモータにより駆動される前記回転体の回転速度の変動を抑制するフライホイールとを有し、
前記モータの駆動力を前記回転体に伝達する動力伝達経路上に、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部を備えた連結軸が設けられ、この連結軸が、前記フライホイールが取り付けられる回転軸の入力側に配置されたことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項６】
回転体を駆動する駆動源としてのモータと、このモータにより駆動される前記回転体の回転速度の変動を抑制するフライホイールとを有し、
前記フライホイールが、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部を備えた保持部材に保持され、この保持部材が、前記モータの駆動力を前記回転体に伝達する動力伝達経路上の回転軸に外装され、且つこの回転軸に対して前記フライホイールの取付位置から軸方向に離間した位置で相対回転不能に結合されたことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項７】
回転体を駆動する駆動源としてのモータと、このモータにより駆動される前記回転体の回転速度の変動を抑制するフライホイールとを有し、
前記フライホイールが、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部を備えた保持部材に保持され、この保持部材が、前記モータの出力軸に外装され、且つこの出力軸に対して前記フライホイールの取付位置から軸方向に離間した位置で相対回転不能に結合されたことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項８】
前記弾性筒状部を形成する合成樹脂材料が、ポリアセタールであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の回転体の駆動装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の回転体の駆動装置を備えたことを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像記録装置における感光体ドラムやローラなどの回転体を駆動する駆動装置及びこれを備えた画像記録装置に関し、特に回転体の回転速度の変動を抑制するフライホイールを有する回転体の駆動装置及びこれを備えた画像記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、感光体ドラムの回転速度が変動すると、副走査方向の走査ピッチが変化することで、画像上に副走査方向の濃度ムラ、いわゆるバンディングが発生することから、このようなバンディングを低減する目的でフライホイールを感光体ドラムに同軸的に設けた構成が採用されることがある。この構成では、フライホイールを大径化することで、駆動系のねじれ固有振動数をギアやプーリの噛み合い周波数などより大幅に低く設定可能であり、回転速度の変動抑制効果を向上させることができる。
【０００３】
また、カラー画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色成分ごとの複数の感光体ドラムを中間転写ベルトに沿って配列した、いわゆるタンデム型の構成が広く普及しており、このような構成では、各色ごとの感光体ドラム相互の回転速度が異なると、感光体ドラム上に形成される各色ごとのトナー像の位置がずれる、いわゆる色ずれが発生することがあり、この色ずれを低減する上でもフライホイールが有効である。
【０００４】
しかるに、前記のタンデム型のカラー画像形成装置では、感光体ドラムに同軸的に設けたフライホイール相互の干渉を避けるためにフライホイールの外径が制限される不都合を回避してフライホイールの大径化を図るため、フライホイールの取付位置を軸方向にずらしてフライホイールを互い違い配置するようにした構成のものが知られている（特許文献１参照）。また、フライホイールの大径化によらずに感光体ドラムの回転速度の変動を抑制するため、回転慣性体と弾性体とからなる動吸振器を設けた構成のものが知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−１９４３５４号公報
【特許文献２】特開２０００−８５２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のように大径フライホイールの取付位置を軸方向にずらす従来の技術では、大出力の駆動モータを使用して所定の起動時間を確保し、かつ軸方向に余分な配置スペースを確保する必要が生じるため、製造コストが嵩みかつ装置が大型化する不都合が生じる。また、前記のように動吸振器を設ける従来の技術では、構成が複雑になり、製造コストが嵩む難点がある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、大径フライホイールによる配置スペースの増大による装置の大型化、並びに大出力の駆動モータや構成の複雑化による製造コストの増大を招くことなく、バンディングや色ずれなどの不具合を招く回転体の回転速度の変動を抑制することができるように構成された回転体の駆動装置及びこれを備えた画像記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するために、本発明による回転体の駆動装置においては、請求項１に示すとおり、回転体を駆動する駆動源としてのモータと、このモータにより駆動される前記回転体の回転速度の変動を抑制するフライホイールとを有し、前記モータの駆動力を前記回転体に伝達する動力伝達経路上に、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部を備えた連結軸が設けられ、この連結軸に前記フライホイールが取り付けられたものとした。
【０００８】
これによると、小径のフライホイールの場合でも、合成樹脂製の弾性筒状部のねじれ固有振動数を、バンディングや色ずれの要因となる、モータの振動周波数や、ギアやプーリなどの回転伝達要素の噛み合いなどによる振動周波数に比較して低く設定することができ、また合成樹脂製の弾性筒状部は、モータなどによる振動を減衰させる能力が一般的に使用される金属軸に比べて優れているため、モータなどによる振動で生じる入力側での回転速度の変動成分が出力側に伝達され難くなる。このため、小径フライホイール及び小出力モータを採用し、製造コストの上昇及び構成の複雑化を招くことなく、回転体の回転速度の変動を大幅に抑制することができる。
【０００９】
前記回転体の駆動装置においては、請求項２に示すとおり、前記モータの駆動力を前記連結軸に伝達するべく、この連結軸に同軸的に配置された回転伝動要素をさらに有し、この回転伝動要素と前記連結軸とが、互いに別体に形成されて、軸方向に螺入するねじにより相互に締結された構成とすることができる。
【００１０】
また前記回転体の駆動装置においては、請求項３に示すとおり、前記モータの駆動力を前記連結軸に伝達するべく、この連結軸に同軸的に配置された回転伝動要素をさらに有し、この回転伝動要素と前記連結軸とが、合成樹脂材料により一体的に形成された構成とすることができる。
【００１１】
このように連結軸に同軸的に配置された回転伝動要素を有する場合、回転伝動要素の支持軸と回転体の支持軸とは、略同軸的に配置されるが、互いに別体で構成され、両者の同軸度が低い場合でも、回転伝動要素の姿勢が一定に保持されていれば、連結軸のみが撓み、しかもその撓み量と方向が回転時にも一定に保持されるため、回転体の回転速度の変動を抑制することができる。このため、回転伝動要素の支持軸と回転体の支持軸との同軸度を高精度に確保する必要がなく、したがって回転体の支持軸の取付精度を高く確保する一方で、回転伝動要素の支持軸の取付精度を比較的低いものとして製造工数の削減を図ることができる。
【００１２】
そして、前記のように互いに別体な回転伝動要素と連結軸とをねじにより締結した構成、あるいは回転伝動要素と連結軸とを合成樹脂材料で一体成形した構成とすると、回転伝動要素の支持軸と回転体の支持軸との同軸度が低い場合でも、連結軸の一端が回転伝動要素に強固に固定されているため、連結軸の撓み変形をより一定に保持させることができ、回転速度の変動をより一層抑制することができる。
【００１３】
なお、前記の回転伝動要素はギアまたはプーリであり、モータの出力軸に設けた駆動側の回転伝動要素と連係してモータの駆動力を伝達するものである。
【００１４】
前記回転体の駆動装置においては、請求項４に示すとおり、前記連結軸が、前記回転体側の軸に設けられた継手部材が軸線方向に着脱可能に嵌合する継手を備えた構成とすることができる。これによると、回転体の脱着が容易になり、保守作業の効率を高めることができる。
【００１５】
また本発明による回転体の駆動装置においては、請求項５に示すとおり、回転体を駆動する駆動源としてのモータと、このモータにより駆動される前記回転体の回転速度の変動を抑制するフライホイールとを有し、前記モータの駆動力を前記回転体に伝達する動力伝達経路上に、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部を備えた連結軸が設けられ、この連結軸が、前記フライホイールが取り付けられる回転軸の入力側に配置されたものとした。
【００１６】
これによると、小径のフライホイールの場合でも、合成樹脂製の弾性筒状部のねじれ固有振動周波数を、バンディングや色ずれの要因となる、モータの振動周波数や、回転軸のねじれ固有振動数に比較して低く設定することができ、また合成樹脂製の弾性筒状部は、モータなどによる振動を減衰させる能力が一般的に使用される金属軸に比べて優れていることから、モータなどによる振動で生じる入力側での回転速度の変動成分が出力側に伝達され難くなる。このため、小径フライホイール及び小出力モータを採用し、製造コストの上昇及び構成の複雑化を招くことなく、回転体の回転速度の変動を大幅に抑制することができる。
【００１７】
この場合、モータの駆動力を連結軸に伝達する回転伝動要素（ギアやプーリ）を連結軸に直接設けた構成が可能であり、このとき、連結軸は、回転軸に対して回転伝動要素の取付位置から軸方向に離間した位置で相対回転不能に結合された構成とすると、弾性筒状部を有効に機能させることができる。
【００１８】
また本発明による回転体の駆動装置においては、請求項６に示すとおり、回転体を駆動する駆動源としてのモータと、このモータにより駆動される前記回転体の回転速度の変動を抑制するフライホイールとを有し、前記フライホイールが、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部を備えた保持部材に保持され、この保持部材が、前記モータの駆動力を前記回転体に伝達する動力伝達経路上の回転軸に外装され、且つこの回転軸に対して前記フライホイールの取付位置から軸方向に離間した位置で相対回転不能に結合されたものとした。
【００１９】
これによると、小径のフライホイールの場合でも、合成樹脂製の弾性筒状部のねじれ固有振動周波数を、バンディングや色ずれの要因となる、モータの振動周波数や、回転軸のねじれ固有振動数に比較して低く設定することができ、また合成樹脂製の弾性筒状部は、モータなどによる振動を減衰させる能力が一般的に使用される金属軸に比べて優れており、このような弾性筒状部とフライホイールとが協動して、モータなどの加振力により生じる入力側での振動を抑制する力が回転軸に作用するため、回転軸に回転速度の変動成分となる振動が発生し難くなる。このため、小径フライホイール及び小出力モータを採用し、製造コストの上昇及び構成の複雑化を招くことなく、回転体の回転速度の変動を大幅に抑制することができる。
【００２０】
また本発明による回転体の駆動装置においては、請求項７に示すとおり、回転体を駆動する駆動源としてのモータと、このモータにより駆動される前記回転体の回転速度の変動を抑制するフライホイールとを有し、前記フライホイールが、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部を備えた保持部材に保持され、この保持部材が、前記モータの出力軸に外装され、且つこの出力軸に対して前記フライホイールの取付位置から軸方向に離間した位置で相対回転不能に結合されたものとした。
【００２１】
これによると、小径のフライホイールの場合でも、合成樹脂製の弾性筒状部のねじれ固有振動周波数を、バンディングや色ずれの要因となる、モータの振動周波数や、モータの出力軸のねじれ固有振動数に比較して低く設定することができ、また合成樹脂製の弾性筒状部は、モータなどによる振動を減衰させる能力が一般的に使用される金属軸に比べて優れており、このような弾性筒状部とフライホイールとが協動して、モータによる加振力で生じる振動を抑制する力がモータの出力軸に作用するため、モータの出力軸に回転速度の変動成分となる振動が発生し難くなる。このため、小径フライホイール及び小出力モータを採用し、製造コストの上昇及び構成の複雑化を招くことなく、回転体の回転速度の変動を大幅に抑制することができる。
【００２２】
前記回転体の駆動装置においては、請求項８に示すとおり、前記弾性筒状部を形成する合成樹脂材料が、ポリアセタールである構成とすることができる。これによると、弾性筒状部を適度なばね剛性を有するものにすることができ、しかも機械的強度、特に繰り返し荷重に対して高い耐久性を有するものとすることができる。
【００２３】
前記回転体の駆動装置は、画像記録装置に適用することができる。すなわち、前記の回転体が各色ごとの感光体ドラムであり、複数のものが互いに平行に配置された構成とすることができる。これによると、感光体ドラムの回転速度の変動が抑制されるため、副走査方向の走査ピッチの変化に起因するバンディングや、各色ごとの感光体ドラム上に形成される各色ごとのトナー像の副走査方向の位置ずれに起因する色ずれを低減することができる。
【００２４】
しかも、回転伝動要素の支持軸と回転体の支持軸とが別体で構成されているため、回転伝動要素の支持軸とは独立して、回転体としての感光体ドラムの支持軸の取付精度を高く設定することで、各色ごとの感光体ドラム相互の平行度を高く確保することができ、これにより各色ごとの感光体ドラム上に形成される各色ごとのトナー像の主走査方向の位置ずれに起因する色ずれを低減することができる。
【００２５】
また、前記の回転体が、中間転写ベルトが巻き掛けられる支持ローラである構成とすることができる。これによると、支持ローラの回転速度の変動が抑制されるため、中間転写ベルトの走行速度を高い精度で一定に保持することができ、これにより感光体ドラムと中間転写ベルトとの間の速度差により、感光体ドラムから中間転写ベルトに転写されるトナー像にずれが生じたり、中間転写ベルトに負荷がかかる不都合を避けることができる。
【発明の効果】
【００２６】
このように本発明によれば、小径のフライホイールの場合でも、合成樹脂製の弾性筒状部のねじれ固有振動周波数が、モータの振動周波数や、ギアやプーリなどの回転伝達要素の噛み合いなどによる振動周波数に比較して低く設定することができ、また合成樹脂製の弾性筒状部が、優れた高い振動減衰能力を有していることから、モータなどによる振動で生じる入力側での回転速度の変動成分が出力側に伝達され難くなる。このため、小径フライホイール及び小出力モータを採用し、大径フライホイールによる配置スペースの増大による装置の大型化、並びに大出力の駆動モータや構成の複雑化による製造コストの増大を招くことなく、バンディングや色ずれなどの不具合を招く回転体の回転速度の変動を抑制し、高品質な画像を形成する上で大きな効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明が適用される画像形成装置を示す模式的な断面図である。この画像形成装置は、露光、現像、転写及び定着の各プロセスを経て記録紙に画像を形成する画像形成部１を備え、この画像形成部１には、給紙部２の給紙カセット３に収容された記録紙が給紙経路Ａを経て逐次送り込まれ、画像形成部１にて所要の画像が形成された記録紙が排紙経路Ｂを経て排紙部４のトレー上に排出される。また、画像形成部１から送り出された記録紙を反転経路Ｃを経由して再度、画像形成部１に送り込むことで記録紙の両面に画像を形成することができる。
【００２９】
さらにこの画像形成装置は、原稿の画像を読み取る原稿読取部５を備えており、この原稿読取部５で取得した画像データに基づいて画像形成部１で画像形成が行われて、原稿の画像を記録紙上に複写することができる。
【００３０】
画像形成部１は、記録紙にカラー画像を形成するものであり、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色成分ごとのトナー像を形成する複数のプロセスユニット（作像ユニット）１１ａ〜１１ｄを備えている。これらのプロセスユニット１１ａ〜１１ｄは、互いに同一の構成のものである。
【００３１】
各プロセスユニット１１ａ〜１１ｄでは、帯電部１６により均一に帯電させた感光体ドラム１７ａ〜１７ｄの作像面に対して、図示しないＬＳＵ（レーザ・スキャニング・ユニット）から露光用の光束が走査されることで静電潜像が形成され、この感光体ドラム１７ａ〜１７ｄの静電潜像が、現像器１８から供給されるトナーで現像されて色成分ごとの単色トナー像が感光体ドラム１７ａ〜１７ｄの作像面に形成される。
【００３２】
これらのプロセスユニット１１ａ〜１１ｄは、中間転写ベルト２１に沿って配列されており、この中間転写ベルト２１を裏面から押圧する各色ごとの１次転写ローラ２２により、各プロセスユニット１１ａ〜１１ｄの感光体ドラム１７ａ〜１７ｄ上に作像された各色ごとのトナー像が中間転写ベルト２１に順次転写されて重ね合わされる。この転写後に感光体ドラム１７ａ〜１７ｄの作像面上に残留するトナーはクリーニング部１９で除去される。
【００３３】
中間転写ベルト２１は、一対の支持ローラ２３・２４に巻き掛けられており、一方の支持ローラ２３に対向して２次転写ローラ２５が配置され、この２次転写ローラ２５と中間転写ベルト２１との間に給紙部２からの記録紙が送り込まれることで、中間転写ベルト２１上で重ね合わされたトナー像が記録紙に転写される。トナー像が転写された記録紙は、定着部２６に搬送されて熱及び圧力により合成されたトナー像を記録紙に定着させる処理が行われる。
【００３４】
この中間転写ベルト２１、支持ローラ２３・２４、並びに１次転写ローラ２２は、これらを支持する図示しないフレーム材により一体化されて、画像形成装置の筐体に対して着脱可能な転写ユニットを構成している。
【００３５】
また、各プロセスユニット１１ａ〜１１ｄでは、感光体ドラム１７ａ〜１７ｄ、帯電部１６、及びクリーニング部１９を一体化して構成されるプロセスカートリッジ２０が、現像器１８と分離可能に形成され、感光体ドラム１７ａ〜１７ｄの軸線方向に着脱可能となっている。
【００３６】
図２は、図１に示した感光体ドラムの駆動装置を示す斜視図である。これは、回転体としての感光体ドラム１７ａ〜１７ｄを駆動するものであり、イエロー、マゼンタ、及びシアンの感光体ドラム１７ａ〜１７ｃを互いに連動して回転動作させる第１の駆動機構３１と、この第１の駆動機構３１とは独立して、ブラックの感光体ドラム１７ｄを回転動作させる第２の駆動機構３２とを有しており、カラー画像形成時には第１・第２の両駆動機構３１・３２を共に動作させ、白黒画像形成時には第２の駆動機構３２のみを動作させ、第１の駆動機構３１は停止させる。
【００３７】
イエロー、マゼンタ、及びシアンの各感光体ドラム１７ａ〜１７ｃを駆動する第１の駆動機構３１は、駆動源としてのモータ３４と、各感光体ドラム１７ａ〜１７ｃに対して同軸的に設けられたギア（回転伝動要素）３５ａ〜３５ｃと、これらのギア３５ａ〜３５ｃを連動回転させるためのアイドラギア３６・３７とを有している。ブラックの感光体ドラム１７ｄを駆動する第２の駆動機構３２は、駆動源としてのモータ３８と、感光体ドラム１７ｄに対して同軸的に設けられたギア（回転伝動要素）３５ｄとを有している。
【００３８】
各感光体ドラム１７ａ〜１７ｄとギア３５ａ〜３５ｄとの間には、感光体ドラム１７ａ〜１７ｄの回転速度の変動を抑制するフライホイール４１が設けられており、このフライホイール４１は、モータ３４・３８により駆動されるギア３５ａ〜３５ｄの回転力を感光体ドラム１７ａ〜１７ｄの支持軸４２に伝達するべく、この支持軸４２に同軸的に設けられた連結軸４３に外装されている。
【００３９】
図３は、図２に示した感光体ドラムの駆動装置の要部を示す正面図である。イエロー、マゼンタ、及びシアンの各感光体ドラム１７ａ〜１７ｃを駆動する第１の駆動機構３１では、モータ３４の出力軸に設けられたギア４５に、中間に位置するマゼンタ及びシアンのギア３５ｂ・３５ｃが噛み合い、マゼンタ及びシアンの各感光体ドラム１７ｂ・１７ｃが駆動され、またモータ３４の出力軸に設けられたギア４５に、アイドラギア３６が噛み合い、さらにこのアイドラギア３６に噛み合うアイドラギア３７に、端に位置するイエローのギア３５ａが噛み合い、イエローの感光体ドラム１７ａが駆動される。
【００４０】
ブラックの感光体ドラム１７ｄを駆動する第２の駆動機構３２では、モータ３８の出力軸に設けられたギア４６にギア３５ｄが噛み合い、ブラックの感光体ドラム１７ｄが駆動される。
【００４１】
図４は、図２に示した感光体ドラムの駆動装置の要部を示す断面図である。ここでは、ブラックの感光体ドラム１７ｄを駆動する第２の駆動機構３２を示す。フライホイール４１が外装される連結軸（弾性筒状部）４３は、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空な筒状に形成され、その軸線方向中間位置にフライホイール４１の取付部５１が設けられている。この連結軸４３を形成する合成樹脂材料はポリアセタールが好適である。
【００４２】
連結軸４３は、一端に、モータ３８の出力軸と連動回転するギア３５ｄが相対回転不能に連結される入力側継手部５２を備え、他端に、感光体ドラム１７ｄの支持軸４２の端部に設けられた継手部材５３が軸線方向に着脱可能に嵌合する出力側継手部５４を備えている。
【００４３】
継手部材５３は、感光体ドラム１７ｄの支持軸４２の端部が嵌入する中心孔５６を備えた略円筒状をなし、この継手部材５３及び支持軸４２に直径方向に貫設されるピン５７により、回転方向及び軸方向に相対変位不能に支持軸４２に対して固定されている。
【００４４】
継手部材５３における連結軸４３との嵌合部５８の外周面には、軸線方向の突条が周方向に列設された、いわゆるインボリュートスプラインが形成されている。他方、連結軸４３の出力側継手部５４の内周は、継手部材５３の嵌合部５８と相互補完的な断面形状をなしており、出力側継手部５４に対して継手部材５３が軸線方向に着脱可能に嵌合し、且つその嵌合状態では両者が相対回転不能となるため、連結軸４３の回転力が感光体ドラム１７ｄの支持軸４２に伝達される。
【００４５】
感光体ドラム１７ｄの支持軸４２は、ベアリング６１を介してフレーム部材６２に支持されており、その取付位置が位置決めピン６３により規定される。感光体ドラム１７ｄは、前記のように帯電部及びクリーニング部と一体化されてプロセスカートリッジ２０を構成しており、このプロセスカートリッジ２０は、感光体ドラム１７ｄの軸線方向に脱着することができる。
【００４６】
プロセスカートリッジ２０を装着する際には、隣接する現像器の外壁などの周辺部材により案内されて、支持軸４２の端部の継手部材５３が取付孔６４を通過し、さらにベアリング６１が取付孔６４に嵌入し、またこれと同時に位置決めピン６３が位置決め孔６５に嵌入して、感光体ドラム１７ｄが高精度に位置決め固定される。
【００４７】
ギア３５ｄは、ヘリカルギアであり、モータ３８の出力軸に設けられたギア４６に歯合する歯が外周に形成されたギア本体部７０から感光体ドラム１７ｄ側に突出した軸受けボス７１を備え、この軸受けボス７１は、モータ３８を支持するフレーム部材７２に固設された支持軸７３に回転可能に嵌合している。支持軸７３の基部７５は、フレーム部材７２に穿設された取付孔７６に嵌入し、かしめによりフレーム部材７２に対して強固に固定されている。
【００４８】
連結軸４３は、軸受けボス７１を外囲する態様で、入力側継手部５２がギア３５ｄにおける軸受けボス７１の基部に連結され、ギア３５ｄにおける連結軸４３との嵌合部７８の外周面には、軸線方向の突条が周方向に列設された、いわゆるインボリュートスプラインが形成されている。他方、連結軸４３の入力側継手部５２の内周は、ギア３５ｄの嵌合部と相互補完的な断面形状をなしており、両者が相対回転不能に連結されて、ギア３５ｄの回転力が連結軸４３に伝達される。
【００４９】
さらにギア３５ｄと連結軸４３とは、ねじ７９により固定され、このねじ７９は、ギア３５ｄのギア本体部７０を軸線方向に貫通して、連結軸４３の入力側継手部５２の外周に形成された連結部８０に螺入する。なお、ねじ７９は、ギア３５ｄのギア本体部７０に対してがたつくことなく強固に固定されるように、周方向に等間隔をおいて複数、例えば３つ設けられる。
【００５０】
フライホイール４１は、鋼板製の円板８２を複数枚重ね合わせたものであり、連結軸４３において径方向外向きにフランジ状に延出された取付部５１に対してねじ８３により固定される。なお、ねじ８３は、フライホイール４１が取付部５１に対してがたつくことなく強固に固定されるように、周方向に等間隔をおいて複数、例えば３つ設けられる。
【００５１】
図５は、図４に示した感光体ドラムの駆動装置を模式的に示す斜視図である。前記のように、モータ３８の駆動力が、ギア４６、ギア３５ｄ、連結軸４３、及び継手部材５３を順次介して支持軸４２に伝達されて感光体ドラム１７ｄが回転し、このときモータ３８からギア４６及びギア３５ｄを介して連結軸４３に至る駆動系に生じるギアの噛み合いなどに起因する回転速度の変動が、フライホイール４１の慣性力と、振動減衰能力に優れた合成樹脂製の連結軸４３とにより抑制され、このフライホイール４１と連結軸４３とによる回転速度の変動抑制は、特に高周波成分の除去に有効である。
【００５２】
図６は、図４に示した感光体ドラムの駆動装置を模式的に示す断面図である。ギア３５ｄの軸受けボス７１は、筒状の連結軸４３に内挿されるように感光体ドラム１７ｄ側に突出しており、軸受けボス７１と支持軸７３との嵌合長を長く確保することができることから、ギア３５ｄの姿勢を一定に且つ高精度に保持することができ、これによりギア３５ｄの姿勢変化に起因する感光体ドラム１７ｄの回転速度の変動を抑制することができる。
【００５３】
そして感光体ドラム１７ｄの支持軸４２とギア３５ｄの支持軸７３とは、略同軸的に配置されるが、互いに別体で構成され、両者の同軸度が低く、支持軸４２と支持軸７３とのずれＤが大きい場合でも、軸受けボス７１と支持軸７３の剛性によりギア３５ｄの姿勢が一定に保持され、かつ連結軸４３の入力側継手部５２がギア３５ｄに対してねじ７９により強固に固定されていることから連結軸４３のみが撓み、しかもその撓み量と方向が回転時にも一定に保持されるため、感光体ドラム１７ｄの回転速度の変動を抑制することができる。
【００５４】
なお、図４・図５・図６で例示したブラックの感光体ドラム１７ｄを駆動する第２の駆動機構３２におけるギア３５ｄから感光体ドラム１７ｄに至る各部の構成は、シアン、マゼンタ、及びイエローの各感光体ドラム１７ａ〜１７ｃを駆動する第１の駆動機構３１においても同様である。
【００５５】
図７は、本発明による回転体の駆動装置の別の例を示す模式的な斜視図である。これは、中間転写ベルト２１が巻き掛けられる一対の支持ローラ２３・２４のうちの駆動側の支持ローラ２４を駆動するものであり、前記の連結軸４３と同様に、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空な筒状に形成された連結軸１０１が設けられており、その軸線方向中間位置にフライホイール１０２が取り付けられている。
【００５６】
連結軸１０１の入力側継手部１０３は、前記の例と同様に、モータ１０４の出力軸に設けられたギア１０５に噛み合うギア１０６に相対回転不能に連結され、モータ１０４の駆動力が入力される。他方、出力側継手部１０７は、支持ローラ２４の支持軸１０８に設けられたギア１０９に噛み合うギア１１０が設けられた軸１１１に相対回転不能に連結され、連結軸１０１の回転力が支持ローラ２４に伝達されて支持ローラ２４が回転動作する。
【００５７】
ここでは、モータ１０４から連結軸１０１に至る駆動系にギア１０５とギア１０６の噛み合いなどに起因する回転速度の変動が生じると、前記の例と同様に、フライホイール１０２の慣性力と入力側継手部１０３の振動減衰能力により、回転速度の変動成分のうちの高周波成分が除去され、これにより支持ローラ２４の回転速度の変動が大幅に抑制されるため、中間転写ベルト２１の走行速度を高い精度で安定化させることができる。
【００５８】
図８は、図４に示した感光体ドラムの駆動装置の変形例を示す断面図である。ここでは、前記の例でのギア３５ｄと連結軸４３とを一体化した構成の回転伝動部材１２１が設けられている。この回転伝動部材１２１は、前記の例でのギア３５ｄと同様にモータ側のギアが歯合するギア部１２２と、中空な筒状に形成され、その軸線方向中間位置にフライホイール４１の取付部５１が設けられた連結軸部１２３とを有し、これらの各部が所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により一体的に形成されている。
【００５９】
連結軸部１２３は、フレーム部材７２に基部が固定された支持軸１２７に嵌合する軸受けボス１２６を囲繞するように感光体ドラム１７ｄ側に延出された態様で形成されており、前記の例での連結軸４３と同様に、感光体ドラム１７ｄの支持軸４２の端部に設けられた継手部材５３が軸線方向に着脱可能に嵌合する出力側継手部１２５を備えている。
【００６０】
この構成では、前記の例での連結軸４３と同様に、モータ３８からギア部１２２に至る駆動系の回転速度の変動に対して、フライホイール４１の慣性力と連結軸部１２３の振動減衰能力により、ギア部１２２での回転速度の変動成分が出力側継手部１２５に伝達され難くなり、感光体ドラム１７ｄの回転速度の変動を抑制することができる。
【００６１】
図９は、本発明による回転体の駆動装置の別の例を示す模式的な断面図である。ここでは、前記の例と同様に、回転体としての感光体ドラム１７ｄを駆動する駆動源としてのモータ３８と、このモータ３８により駆動される感光体ドラム１７ｄの回転速度の変動を抑制するフライホイール４１とを有しているが、前記の例とは異なり、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部１３１を備えた連結軸１３２が、フライホイール４１が取り付けられる回転軸１３３の入力側に設けられている。
【００６２】
特にここでは、モータ３８の駆動力を連結軸１３２に伝達するギア部（回転伝動要素）１３４が連結軸１３２に一体的に設けられており、モータ３８の駆動力が連結軸１３２を介して回転軸１３３に入力される。
【００６３】
連結軸１３２は、回転軸１３３に外装され、ギア部１３４から軸方向に離間した位置で回転軸１３３に対して相対回転不能に結合され、具体的には、連結軸１３２の一端にギア部１３４が設けられ、連結軸１３２の他端（ギア部１３４と相反する側の端部）に、回転軸１３３に対する相対回転を阻止する締結ピン１３５が設けられており、ギア部１３４が設けられた側の連結軸１３２の端部は、弾性筒状部１３１の弾性変形により許容される範囲で回転軸１３３に対して相対回転可能となっている。
【００６４】
この他、フライホイール４１は、締結ピン１３６により回転軸１３３に相対回転不能に取り付けられている。また、回転軸１３３の端部に設けられた継手部材１４１に対して、感光体ドラム１７ｄの支持軸４２の端部に設けられた継手部材１４２が軸線方向に着脱可能に嵌合し、且つその嵌合状態で両者が相対回転不能として、回転軸１３３の回転力が感光体ドラム１７ｄの支持軸４２に伝達されるようになっている。継手部材１４１・１４２は、それぞれ締結ピン１４３・１４４により回転軸１３３及び支持軸４２に相対回転不能に取り付けられている。回転軸１３３は軸受け１４５・１４６で軸支され、また感光体ドラム１７ｄの支持軸４２は軸受け１４７で軸支されている。
【００６５】
図１０は、本発明による回転体の駆動装置の別の例を示す模式的な断面図である。ここでは、前記の例と同様に、回転体としての感光体ドラム１７ｄを駆動する駆動源としてのモータ３８と、このモータ３８により駆動される感光体ドラム１７ｄの回転速度の変動を抑制するフライホイール４１とを有しているが、前記の例とは異なり、フライホイール４１が、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部１５１を備えた保持部材１５２に保持されており、この保持部材１５２が、回転軸１５３に外装され、且つこの回転軸１５３に対してフライホイール４１の取付位置から軸方向に離間した位置で相対回転不能に結合されている。
【００６６】
特にここでは、保持部材１５２の一端（フライホイール４１と相反する側の端部）に、回転軸１５３に対する相対回転を阻止する締結ピン１５４が設けられており、保持部材１５２の他端（フライホイール４１が設けられた端部）が、弾性筒状部１５１の弾性変形により許容される範囲で回転軸１５３に対して相対回転可能となっている。フライホイール４１は、保持部材１５２において径方向外向きにフランジ状に延出された取付部１５５に対してねじ１５６により固定されている。
【００６７】
また、回転軸１５３には、モータ３８の出力軸に設けられたギア４６が噛み合うギア１５７が、締結ピン１５８により相対回転不能に取り付けられており、モータ３８の駆動力が回転軸１５３に伝達される。
【００６８】
図１１は、本発明による回転体の駆動装置の別の例を示す模式的な断面図である。ここでは、前記の例と同様に、回転体としての感光体ドラム１７ｄを駆動する駆動源としてのモータ３８と、このモータ３８により駆動される感光体ドラム１７ｄの回転速度の変動を抑制するフライホイール４１とを有しており、またフライホイール４１が、所要のばね剛性を有する合成樹脂材料により中空に形成された弾性筒状部１７１を備えた保持部材１７２に保持されているが、前記の例とは異なり、このフライホイール４１の保持部材１７２は、モータ３８の出力軸１７３に外装され、且つこの出力軸１７３に対してフライホイール４１の取付位置から軸方向に離間した位置で相対回転不能に結合されている。
【００６９】
特にここでは、モータ３８の駆動力を回転軸１７４に伝達するべく回転軸１７４に設けられたギア１７５に噛み合うギア４６とモータ本体１７６を挟んで相反する側に延出された出力軸１７３の部分１７３ａに、フライホイール４１の保持部材１７２が取り付けられている。
【００７０】
保持部材１７２は、前記の例と同様に、締結ピン１７７により出力軸１７３に相対回転不能に取り付けられており、この締結ピン１７７は、保持部材１７２の一端（フライホイール４１と相反する側の端部）に設けられ、保持部材１７２の他端（フライホイール４１が設けられた端部）が、弾性筒状部１７１の弾性変形により許容される範囲で出力軸１７３に対して相対回転可能となっている。フライホイール４１は、保持部材１７２において径方向外向きにフランジ状に延出された取付部１７８に対してねじ１７９により固定されている。
【実施例１】
【００７１】
図１２は、本発明による回転体の駆動装置の実験結果を示している。ここで、実施例１は、前記図４に示した構成のもので、フライホイール４１を構成する円板８２を４枚としたものであり、実施例２は、前記図４に示した構成のもので、フライホイール４１を構成する円板８２を８枚としたものである。比較例は、フライホイール４１を取り付けない構成のものである。
【００７２】
（Ａ）は、色ずれのバラツキをＳＮ比（ｄｂ）で示すものであり、比較例で１５．０６、実施例１で２０．５６、実施例２で１７．１９となっている。（Ｂ）は、色ずれの感度（ｄｂ）を示すものであり、比較例で３２．２８、実施例１で３１．１１、実施例２で３１．６６となっている。（Ｃ）は、バンディングのバラツキをＳＮ比（ｄｂ）で示すものであり、比較例で１０．５３、実施例１で２０．５４、実施例２で３１．４１となっている。（Ｄ）は、バンディングの感度（ｄｂ）を示すものであり、比較例で１３．３９、実施例１で６．５８、実施例２で４．７３となっている。
【００７３】
（Ａ）の色ずれのバラツキ及び（Ｃ）バンディングのバラツキでは、数値が大きい方がバラツキが小さく、外乱に強いことを示しており、（Ｂ）の色ずれの感度及び（Ｄ）のバンディングの感度では、感度の数値が小さい方が性能の高いことを示している。
【００７４】
（Ａ）の色ずれのバラツキ及び（Ｂ）の色ずれの感度では、実施例１が最も良好な結果を示している。（Ｃ）のバンディングのバラツキ及び（Ｄ）のバンディングの感度では、実施例２が最も良好な結果を示しているが、実施例１での十分に良好な結果となっており、本発明の有効性を確認することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかる回転体の駆動装置は、大径フライホイールによる配置スペースの増大による装置の大型化並びに大出力モータや構成の複雑化による製造コストの増大を招くことなく、バンディングや色ずれなどの不具合を招く回転体の回転速度の変動を抑制する効果を有し、回転体の回転速度の変動を抑制するフライホイールを有する回転体の駆動装置、特に比較的振動は大きい反面、安価で高出力なステッピングモータを使用して高精度回転並びに低騒音を要求される装置などに有用である。また本発明にかかる画像記録装置は、回転体としての感光体ドラムや、中間転写ベルトが巻き掛けられる支持ローラなどの駆動機構を備えた画像記録装置、例えばプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明が適用される画像形成装置を示す模式的な断面図
【図２】図１に示した感光体ドラムの駆動装置を示す斜視図
【図３】図２に示した感光体ドラムの駆動装置の要部を示す正面図
【図４】図２に示した感光体ドラムの駆動装置の要部を示す断面図
【図５】図４に示した感光体ドラムの駆動装置を模式的に示す斜視図
【図６】図４に示した感光体ドラムの駆動装置を模式的に示す断面図
【図７】本発明による回転体の駆動装置の別の例を示す模式的な斜視図
【図８】図４に示した感光体ドラムの駆動装置の変形例を示す断面図
【図９】本発明による回転体の駆動装置の別の例を示す模式的な断面図
【図１０】本発明による回転体の駆動装置の別の例を示す模式的な断面図
【図１１】本発明による回転体の駆動装置の別の例を示す模式的な断面図
【図１２】本発明による回転体の駆動装置の実験結果を示す図
【符号の説明】
【００７７】
１１ａ〜１１ｄ  プロセスユニット
１７ａ〜１７ｄ  感光体ドラム
２０  プロセスカートリッジ
２１  中間転写ベルト
２３・２４  支持ローラ
３４・３８・１０４  モータ
３５ａ〜３５ｄ・１０６  ギア（回転伝動要素）
４１・１０２  フライホイール
４２  支持軸
４３・１０１  連結軸（弾性筒状部）
５１  取付部
５２・１０３  入力側継手部
５３  継手部材
５４・１０７  出力側継手部
７１  軸受けボス
７３  支持軸
７９  ねじ
１２１  回転伝動部材
１２２  ギア部（回転伝動要素）
１２３  連結軸部
１２５  出力側継手部
１２６  軸受けボス
１２７  支持軸
１３１・１５１・１７１  弾性筒状部
１３２  連結軸
１３３・１５３・１７４  回転軸
１３４  ギア部（回転伝動要素）
１５７・１７５  ギア
１５２・１７２  保持部材
１７３  出力軸
【図１】
2006300230.tif 000003
【図２】
2006300230.tif 000004
【図３】
2006300230.tif 000005
【図４】
2006300230.tif 000006
【図５】
2006300230.tif 000007
【図６】
2006300230.tif 000008
【図７】
2006300230.tif 000009
【図８】
2006300230.tif 000010
【図９】
2006300230.tif 000011
【図１０】
2006300230.tif 000012
【図１１】
2006300230.tif 000013
【図１２】
2006300230.tif 000014