(57)【要約】【課題】慣性体が回転軸と同心上に精度よく保持され、ばね機能と粘性機能が損なわれない動吸振器を構成する。【解決手段】回転体の回転軸に動吸振器を備えた回転体の駆動装置において、動吸振器は、慣性体１１０とばね機能部材１１１と粘性機能部材１１２からなる。ばね機能部材１１１は、回転軸１１３に固定されるボス部１１４と、ボス部から放射状に配置されたスポーク１１５と、スポークの先端部に慣性体１１０を固定する座面部１１６からなる。ばね機能部材１１１は回転軸とボス部で固定され、慣性体を座面部で固定して支持する。慣性体は比重の大きい金属材質の円板形状で構成する。粘性機能部材は円筒形状の粘弾性材料で構成する。粘性機能部材は回転軸に固定された支持部材と慣性体とに挟まれてそれぞれに固定する。【選択図】図３
2015057627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転軸に動吸振器を備えた回転体の駆動装置において、
前記動吸振器は、慣性体とばね機能部材と粘性機能部材からなり、
前記ばね機能部材は、回転軸に固定されるボス部と、該ボス部から放射状に伸びるように配置される複数のスポークと、該スポークの先端部それぞれに前記慣性体を固定するため設けた複数の座面部で構成され、
前記ばね機能部材は、前記回転軸と前記ボス部で固定され、前記慣性体を前記座面部で固定して支持してなる、
ことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転体の駆動装置において、
前記粘性機能部材は、前記回転軸に固定された支持部材と前記慣性体とに挟まれてそれぞれに固定されている、
ことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転体の駆動装置において、
前記慣性体は、前記ばね機能部材と前記粘性機能部材に両端面で支持されている、
ことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の回転体の駆動装置において、
前記慣性体は、前記回転軸と同軸上にフロート状態で、前記ばね機能部材と前記粘性機能部材に支持されている、
ことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の回転体の駆動装置において、
前記動吸振器の前記ばね機能部材のスポークに、前記慣性体と前記回転軸の同軸精度をだす部位を設けた、
ことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の回転体の駆動装置において、
前記回転体の回転軸に回転変動を抑制するフライホイールと前記動吸振器を備え、
前記フライホイールは前記回転軸に固定された支持部材に固定され、
前記動吸振器は、前記慣性体と前記ばね機能部材と前記粘性機能部材からなり、
前記慣性体は比重の大きい金属材で円板状に構成され、
前記ばね機能部材は前記回転軸に固定されるボス部と、該ボス部から放射状に伸びるように配置される複数のスポークと、該スポークの先端部に前記慣性体を固定するための座面部とで構成され、
前記粘性機能部材は円筒形状の粘弾性材料で構成され、
前記ばね機能部材は前記回転軸と前記ボス部で固定され、前記慣性体を外輪部の座面で固定して支持し、
前記粘性機能部材は前記回転軸に固定された前記フライホイールと前記慣性体とに挟まれてそれぞれに固定されている、
ことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項７】
回転体の回転軸に動吸振器を備えた回転体の駆動装置において、
前記動吸振器は、
前記回転軸の回転方向には固定されていない慣性体と、
放射状に配置されて、前記回転軸と前記慣性体に連結される複数個のばね機能部材と、
前記回転軸に固定された支持部材と前記慣性体に連結される粘弾性ゴム材質からなる粘性機能部材と、
からなり、
前記粘性機能部材の粘性特性のばらつきに合わせて、前記ばね機能部材の前記慣性体との連結位置を放射方向に移動させ、前記動吸振器のイナーシャとばね定数を調整可能としてなる、
ことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の回転体の駆動装置において、
前記動吸振器は、前記慣性体に加え、他の慣性体を前記慣性体に複数個配設して備える、
ことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項９】
請求項１または２に記載の回転体の駆動装置において、
前記ばね機能部材は、金属の板ばねからなり、前記回転軸の回転軸に固定した固定部材に固定され、
該ばね機能部材の放射方向の平面は、前記慣性体の面と直角で平面の放射方向に長穴が形成され、
該長穴の任意の位置に、前記長穴と同じ方向に伸びる長穴を形成して前記慣性体に固定した支持ブラケットにねじ止め固定されていることを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の回転体の駆動装置において、
前記他の慣性体は、
該他の慣性体が配置される放射方向に伸びる長穴が形成され、
該長穴の任意の位置で前記慣性体にねじ固定する、
ことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回転体の駆動装置において、
前記ばね機能部材を固定する固定部材と、前記粘性機能部材と前記回転軸を連結する支持部材を一体部材で構成した、
ことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１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形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成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回転体の駆動装置およびこれを備えた画像形成装置に関し、特に、回転体の回転速度の変動を抑制する動吸振器を有する駆動装置およびこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、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、画像上に副捜査方向の濃度むら、いわゆるバンディングが発生する。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の同軸上に設けた構成が採用されている。しかし、この構成ではフライホイールを大径化することで速度変動を抑制するため、装置の大型化、重量化する。
【０００３】
この問題に対し、フライホイールの大型化によらずに感光体ドラムの回転速度変動を抑制する、小径の慣性体を有する動吸振器を設けた構成が知られている（特許文献１〜３参照）。
【０００４】
特許文献１、２に記載された装置では、感光体ドラムと一体に回転する駆動軸に環状のゴム材を介して、その外周に環状の慣性体を設けた動吸振器を備える構成となっている。この構成では慣性体を支えるゴム部材でばね定数と粘性減衰係数が決定される。そのため、製造時のロットでばらつくゴムの剛性と粘性の特性に対して、動吸振器の設計パラメータであるばね定数と粘性減衰係数が最適値からずれることがある。そのようになると、動吸振器の効果が発揮することが困難になるという問題がある。
【０００５】
特許文献３に記載された装置では、第１の回転体に弾性体を狭持して慣性体を設けた動吸振器を備えた構成となっている。特許文献１、２に開示されている動吸振器と同様、例えばゴム材のような弾性体１つで動吸振器のばね定数と粘性減衰係数の設計パラメータを調整して設定する必要がある。この点は、製造が非常に難しくしている。また慣性体を軸受けを介して支軸（感光体ドラム軸）に支持しているので、摩擦ロスにより慣性体の回転方向の動きが妨げられ、動吸振器としての機能が損なわれ得る。
【０００６】
特許文献４に記載された装置では、慣性体の外周部の２箇所に慣性モーメント（イナーシャ）微調整手段を設けている。そのため、ばね定数のばらつきに対してはイナーシャを微調整することにより最適値に設定できる。しかし、粘性減衰係数のばらつきが最適値からずれるため、動吸振器の効果が発揮することが困難になるという問題がある。すなわち、動吸振器は、設計パラメータであるイナーシャとばね定数と粘性減衰係数を最適値になるように慣性体とばね機能部材と粘性機能部材を設計して構成することにより、速度変動を抑制する効果が最も発揮される。一般的に粘性機能部品は、最適値に設計するには粘性が大きく発現できるゴム材質で構成される。しかし、ゴム材質の粘性特性をコントロールして常に一定に製造することは困難であり、製造時のロットにより粘性特性がばらつきやすい問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、慣性体が回転軸と同心上に精度よく保持され、ばね機能と粘性機能が損なわれない動吸振器を構成して、速度変動を抑制する駆動装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転体の駆動装置は、回転体の回転軸に動吸振器を備えた回転体の駆動装置において、前記動吸振器は、慣性体とばね機能部材と粘性機能部材からなり、前記ばね機能部材は、回転軸に固定されるボス部と、該ボス部から放射状に伸びるように配置される複数のスポークと、該スポークの先端部それぞれに前記慣性体を固定するため設けた複数の座面部で構成され、前記ばね機能部材は、前記回転軸と前記ボス部で固定され、前記慣性体を前記座面部で固定して支持してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、慣性体が回転軸と同心上に精度よく保持され、ばね機能と粘性機能が損なわれない動吸振器が構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施対象となる画像形成装置の一例としての複写機における画像形成部全体を示す概略構成図
【図２】本発明の実施形態１に係る動吸振器を感光体ドラムの駆動系へ適用した例を図１の上側から見て示す概略構成図
【図３】本発明の動吸振器の一例を示す断面図（Ａ）、回転体側から見て示す斜視図（Ｂ）、図３（Ｂ）の反対側から見て示す斜視図（Ｃ）
【図４】ばね機能部材の他の例を示す図
【図５】ばね機能部材で慣性体と回転軸の同軸精度を高めた例を示す図
【図６】ばね機能部材で慣性体と回転軸の同軸精度を高めた例を示す図
【図７】図３に示した構成（図２参照）の、駆動モータから回転体である感光体ドラムまでの周波数応答特性を示す図
【図８】本発明の実施形態２に係る動吸振器を、回転軸に回転体の回転変動を抑制するためのフライホイールを備えた駆動装置に対して設けた実施形態を示す図
【図９】図８で示した構成で、フライホイールを備えた駆動装置に動吸振器を設けた構成のモータから回転体である感光体ドラムまでの周波数応答特性を示す図
【図１０】本発明の動吸振器の一例を示す断面図（Ａ）、回転体側から見て示す斜視図（Ｂ）、（Ｂ）の反対側から見て示す斜視図（Ｃ）
【図１１】ばね機能部材の他の例を示す図
【図１２】ばね機能部材で慣性体と回転軸の同軸精度を高めた例を示す図
【図１３】ばね機能部材で慣性体と回転軸の同軸精度を高めた例を示す図
【図１４】図１０に示した構成の、駆動モータから回転体である感光体ドラムまでの周波数応答特性を示す図
【図１５】本発明の実施形態２に係る動吸振器を、回転軸に回転体の回転変動を抑制するためのフライホイールを備えた駆動装置に対して設けた実施形態を示す図
【図１６】図１５で示した構成で、フライホイールを備えた駆動装置に動吸振器を設けた構成のモータから回転体である感光体ドラムまでの周波数応答特性を示す図
【図１７】動吸振器のゴム材質からなる粘性機能部材の粘性減衰係数が製造ロットによるばらつきで小さくなった場合の周波数応答特性を示す図
【図１８】図１７における粘性機能部材の粘性減衰係数がばらつきで小さくなった場合と同じ条件での調整内容を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機（以下、「複写機」という。）に適用した一実施形態に基づいて説明する。なお、本実施形態における複写機は、いわゆるタンデム式の画像形成装置であって、乾式二成分現像剤を用いた乾式二成分現像方式を採用したものである。
【００１２】
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態に係る複写機における画像形成部全体の概略構成図である。この複写機は、図示しない画像読取部から画像情報である画像データを受け取って画像形成処理を行う。この複写機には、図１に示すように、イエロー（以下、「Ｙ」と省略する。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と省略する。）、シアン（以下、「Ｃ」と省略する。）、ブラック（以下、「Ｂｋ」と省略する。）の各色用の４個の回転体としての潜像担持体である感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋが並設されている。これら感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、駆動ローラを含む回転可能な複数のローラに支持された無端ベルト状の中間転写ベルト５に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並んで配置されている。また、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの周りには、それぞれ、帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ、各色対応の現像装置９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋ、クリーニング装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ、除電ランプ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ等の電子写真プロセス用部材がプロセス順に配設されている。
【００１３】
本実施形態に係る複写機でフルカラー画像を形成する場合を説明する。まず、不図示の感光体駆動装置により、感光体ドラム１Ｙを図中矢印の方向に回転駆動しながら帯電器２Ｙで一様に帯電させた後、図示しない光書込装置からの光ビームＬＹを照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹ静電潜像を形成する。このＹ静電潜像は、現像装置９Ｙにより、現像剤中のＹトナーにより現像される。現像時には、現像ローラと感光体ドラム１Ｙとの間に所定の現像バイアスが印加され、現像ローラ上のＹトナーは、感光体ドラム１Ｙ上のＹ静電潜像部分に静電吸着する。
【００１４】
このように現像されて形成されたＹトナー像は、感光体ドラム１Ｙの回転に伴い、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト５とが接触する一次転写位置に搬送される。この一次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面には、一次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス電圧が印加される。そして、このバイアス印加によって発生した一次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹトナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベルト５上に一次転写する。以下、同様にして、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像も、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合うように一次転写される。なお図１において、符号５ａ〜５ｆは中間転写ベルト５を掛け回したローラ（駆動ローラ、従動ローラ、テンションローラ、さらには後述するレジストローラの対向ローラを含む）である。
【００１５】
このように、中間転写ベルト５上に４色重なり合ったトナー像は、中間転写ベルト５の回転に伴い、二次転写ローラ７と対向する二次転写位置に搬送される。また、この二次転写位置には、レジストローラ１０により所定のタイミングで転写紙Ｐ（図では単に矢印で示す）が搬送される。そして、この二次転写位置において、二次転写ローラ７により転写紙Ｐの裏面に所定のバイアス電圧が印加される。このバイアス印加により発生した二次転写電界及び二次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト５上のトナー像が転写紙Ｐ上に一括して二次転写される。その後、トナー像が二次転写された転写紙Ｐは、定着ローラ対８により定着処理がなされた後に装置外に排出される。
【００１６】
図２は本発明に係る動吸振器を感光体ドラムの駆動系へ適用した実施形態を示す図である。感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ（以下、符号は１で示す）はドラム軸１１に一体で回転するように取り付けられている。ドラム軸１１は軸受１２を介して装置本体を構成する本体前側板１３と本体後側板１４の間に架け渡され、回転自在に支持されている。ドラム軸１１は本体後側板１４の外側へ突出させて設けてある。そして感光体ドラム１の駆動系を構成する駆動ギヤ１５が一体で回転するように取り付けられている。駆動ギヤ１５は、駆動モータ１６のモータ軸１７に固定したモータギヤ１８とかみ合い、駆動モータ１６の回転が伝達され、感光体ドラム１が回転するようになっている。さらに駆動ギヤ１５の外側（本体後側板１４から離れる側）に伸びているドラム軸１１の端部に動吸振器２０が取り付けられている。
【００１７】
このように現像されて形成されたＹトナー像は、感光体ドラム１Ｙの回転に伴い、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト５とが接触する１次転写位置に搬送される。この１次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面には、１次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス電圧が印加される。そして、このバイアス印加によって発生した１次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹトナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベルト５上に１次転写する。以下、同様にして、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像も、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合うように１次転写される。
【００１８】
このように、中間転写ベルト５上に４色重なり合ったトナー像は、中間転写ベルト５の回転に伴い、２次転写ローラ７と対向する２次転写位置に搬送される。また、この２次転写位置には、レジストローラにより所定のタイミングで転写紙が搬送される。そして、この２次転写位置において、２次転写ローラ７により転写紙の裏面に所定のバイアス電圧が印加され、そのバイアス印加により発生した２次転写電界及び２次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト５上のトナー像が転写紙上に一括して２次転写される。その後、トナー像が２次転写された転写紙は、定着ローラ対８により定着処理がなされた後に装置外に排出される。
【００１９】
本実施形態では、動吸振器２０の設計パラメータとなる、ばね機能部材と粘性機能部材を別部品で固定しているので、個々のパラメータを最適値に合わせる設計が容易にできる。すなわち従来は１部品で構成し、たとえばゴム材でばねと粘性を兼用していたが、このような構成ではパラメータの設計、設定が面倒であったが、これを非常に簡単に行える。後述するが、ばね機能部材をスポーク形状にして回転体のねじりばね機能を持たせれば、ドラム軸１１の軸方向にて省スペース化が図れる。したがって動吸振器としての大きさを変えることなく、ばね機能部材をスポーク形状にすることにより、スポークの長さと断面積、本数で容易にばね定数を設定可能である。また粘性機能部材の円筒形状の内径と外形、厚みでばね定数を設定可能である。
【００２０】
以下本発明の実施形態に係る動吸振器を図３を参照して説明する。図３（Ａ）は断面図、図３（Ｂ）は回転体側から見た斜視図、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）反対側から見た斜視図である。
図示の動吸振器は、回転軸に動吸振器を備えた感光体ドラムなどの回転体の駆動装置に用い得る。動吸振器は、慣性体１１０と、ばね機能部材１１１と、粘性機能部材１１２とからなる。慣性体１１０は比重の大きい金属材質の円板形状で構成することが好ましい。ばね機能部材１１１は、回転軸１１３に固定されるボス部１１４と、ボス部１１４から放射状に外周方向へ伸びるように配置されたスポーク１１５と、スポーク１１５の先端部に設けられて慣性体１１０を固定する座面部１１６で構成することが好ましい。すなわちばね機能部材１１１は回転軸１１３に対してボス部１１４で固定され、慣性体１１０を座面部１１６で固定して支持し得る。
【００２１】
粘性機能部材１１２は、円筒形状の粘弾性材料で構成することが好ましい。また粘性機能部材１１２は、回転軸１１３に固定された支持部材１１７と慣性体１１０とに挟まれてそれぞれに固定されている。
【００２２】
まず、ばね機能部材を説明する。
ばね機能部材は中心部に回転軸が貫通する穴を有するボス部１１４と、ボス部１１４の外周も均等配置されて放射状に伸びる複数のスポーク１１５と、外周には慣性体と接触面を構成して固定される外輪部からなっている。このばね機能部材１１１は回転軸にボス部１１４で固定される。固定方法は適宜の手法を採用すればよい。例えば、ねじ固定や、軸と穴をＤ型かん合する手法や、小判型かん合で回り止めする等々が採用可能である。もちろん、その他の方法でも良い。
【００２３】
慣性体１１０は、ばね機能部材１１１の外輪部にねじ１１９で固定され、環状の突出部１１８ｂ（後出）で支えられ、回転軸１１３には直接接触しないフロート状態で支持されている。慣性体１１０の重量と慣性をスポーク１１５で受け、回転や振動に対してスポーク１１５のばね機能が発揮されるようになっている。スポーク１１５は、ばね機能部材１１１の外輪部と段差を設けて構成し、慣性体１１０とは接触しないように構成することが望ましい。そうすることにより、慣性体１１０との接触によるばね機能に対する動き（慣性体の回転方向の振動を吸収するための動き）の妨げがなくなるので、よりいっそう、ばね機能が正確に発揮される。
【００２４】
なお、スポーク１１５の数を図示の実施形態では４本として示しているが、スポーク１１５は３本以上で放射方向に均等配置（等角度間隔で配置）することが望ましい。スポーク１１５が２本以下では慣性体１１０の重量を支えるのにばね定数が小さい設定の条件では、スポーク１１５が水平方向に位置したときにたわみなどで回転に変動が生じる可能性が出てくる。
【００２５】
ばね機能部材１１１の材質は、金属で構成することもできるが、所望のばね定数を得るためにはスポーク１１５が長くなる。そのため形状が大きくなるので、金属より剛性の小さい樹脂で構成することが望ましい。例えば、ポリアセタールやポリカーボネート、ＡＢＳなどが素材としては好ましい。剛性の小さい樹脂により小さいばね定数の設定が容易になり、大きい剛性を必要とするときは、スポーク１１５の本数を増やしたり、断面積を大きくすることにより設定が可能である。さらに樹脂にすることにより射出成型で量産が可能となり生産性も良くなり安価に製作できる。
【００２６】
次に粘性機能部材１１２について説明する。粘性機能部材１１２は限定されるものではないが、円筒形状としてある。また材質は、粘弾性ゴムからなるものが好ましい。たとえば、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＮＲなどのゴム材が採用できる。
【００２７】
粘性機能部材１１２の両端面は平面で、片方は慣性体１１０と同心にして面接着され、他方は回転体に固定されている支持部材１１７と同心で面接着されている。接着は組み立て性を考えるとゴム系の両面接着テープするのが好ましい。あるいは支持部材１１７とはゴムを加工するときに加硫接着して製作して、慣性体とは両面テープ接着する構成としても良い。
【００２８】
支持部材１１７は、回転軸と固定されるボス部１１４と、粘性機能部材１１２と接着されるフランジ部１１８ａと、フランジ部１１８ａの端面に、粘性機能部材１１２の内径と嵌合するように設けた既出の環状の突出部１１８ｂからなる。突出部１１８ｂと粘性機能部材１１２が嵌合すると、回転軸との同心精度を高めて、回転変動を抑える。
【００２９】
図４は、ばね機能部材１１１の他の例を示す。図示の例は、慣性体１１０を支持して固定する形状が異なっている。回転軸１１３に固定されるボス部１１４から放射状に伸びるスポーク１１５の先端部それぞれに、慣性体１１０を固定する座面を独立で設けた構成となっている。ここで、「独立」とは繋がっていないことを意味する。
【００３０】
図５、図６にばね機能部材１１１で慣性体１１０と回転軸１１３の同軸精度を高める実施例を示す。ばね機能部材１１１の慣性体１１０と固定される外輪部の接触面に位置決め用の円筒状の突出部１２０を裏面側（支持部材１１７のフランジ部１１８ａがある側）に２箇所、対角線上に設けてある。突出部１２０の場所は固定用のねじ１１９と同じ円周上の反対側の対向する位置とすることが好ましい。一方、慣性体１１０には位置決め用の丸穴１２２と位置決め用の長穴１２４が設けてある。これらは、ばね機能部材１１１の円筒状の突出と嵌合してねじ固定される。
【００３１】
図７に図３に示した構成（図２参照）の、駆動モータ１６から回転体である感光体ドラム１までの周波数応答特性を示す。破線は動吸振器を付けない構成、実線は動吸振器をドラム軸に取り付けた構成を示している。動吸振器を取り付けることにより、駆動伝達系の共振周波数における伝達率が低く抑えられている。この例では、感光体ドラム１の慣性モーメントが９．５ｋｇｍ２に対して動吸振器の慣性体の慣性モーメントを感光体ドラムの１／１０に設定して、ばね機能部材１１１と粘性機能部材１１２のねじりばね定数と粘性減衰係数を最適化した結果を示している。動吸振器の最適化により共振周波数で増幅された伝達率が大幅に低減されていることがわかる。したがって、感光体ドラム１の速度変動も大幅に抑制されることになる。
【００３２】
ねじりばね定数の最適値はばね機能部材１１１のみで設定できることではなく、粘弾性部材のゴム材で構成した粘性機能部材１１２にもばね要素を含んでいる。そのため、ばね機能部材１１１と粘性機能部材１１２の材質と形状でねじりばね定数を最適化設計しなければならない。その場合、粘性機能部材１１２のばね成分は極力小さくして、ばね機能部材１１１で支配的に設定できれば最適化しやすくなる。したがって、粘性機能部材１１２の剛性は小さく、ばね機能部材１１１の剛性は粘性機能部材１１２の剛性に比して十分大きくするのが良い。本実施例ではばね機能部材１１１をヤング率が２５００ＭＰａ程度のポリアセタール樹脂で構成し、粘性機能部材１１２をヤング率が１ＭＰａ程度のＮＢＲで構成した結果を示している。
【００３３】
＜実施形態２＞
図８に、回転体の回転変動を抑制するためのフライホイールを備えた駆動装置に対して、動吸振器を回転軸１１３に設けた実施例を示す。フライホイール１２５は支持部材１１７に固定されて回転軸１１３と一体で回転する。フライホイール１２５の外側の端面に円筒形状の粘性機能部材１１２が、回転軸を軸心としてフライホイール１２５と同心で接着してある。
【００３４】
粘性機能部材１１２の一方の端面には動吸振器の慣性体１１０が回転軸１１３とはフロート状態で同心上に接着してある。慣性体１１０はばね機能部材１１１の外輪部の平面座面にねじ１１９で固定、支持してある。ばね機能部材１１１は図３に示した例と同様の形状をしている。ただし、フライホイール１２５を用いた構成の方が、ばね定数を大きくする必要がある。そのため、スポーク１１５の断面積や本数、長さなどの形状パラメータの少なくとも一つが大きくなる。
【００３５】
フライホイール１２５によって回転変動が抑制されるとともに、フライホイール１２５と回転体の慣性と駆動伝達系のばね剛性で決まる共振周波数においては、逆に速度変動を大きくすることになるが、動吸振器によってその変動も抑制することができる。
【００３６】
図９に、図８で示したフライホイール１２５を備えた駆動装置に動吸振器を設けた構成で、駆動モータ１６から回転体である感光体ドラム１（図２に図示）までの周波数応答特性を示す。破線は動吸振器を付けない構成、実線は動吸振器をドラム軸に取り付けた構成を示している。フライホイールを備えるとバンディング（縞々の濃度ムラ）が目立ちやすい高周波数側（この例では６０Ｈｚ以上）の伝達率が低減できて、回転変動が抑えられる。しかし、５０Ｈｚ近傍では感光体ドラム１とフライホイール１２５と伝達系のねじりばね定数によって決まる共振が発生して伝達率が増幅されて大きくなる。そのため、この周波数帯で発生する変動は大きくなってしまう。そこで動吸振器を取り付けると共振周波数の伝達率が低減でき回転変動が抑えられる。この例では、感光体ドラム１の慣性モーメントが９．５ｋｇｍ２、フライホイールの慣性モーメントが１６．２ｋｇｍ２に対して動吸振器の慣性体の慣性モーメントをフライホイールの１／５に設定している。そして、ばね機能部材１１１と粘性機能部材１１２のねじりばね定数と粘性減衰係数を最適化した結果を示している。
【００３７】
＜実施形態３＞
図１０に本発明に係る動吸振器の実施形態３を示す斜視図である。本実施形態は、粘性機能部材を構成するゴム材質の粘性特性がばらついても動吸振器を最適条件に設定し、速度変動を効果的に抑制するものである。
【００３８】
回転軸１１３周りの動吸振器の構成部品について説明する。動吸振器は主要部品として一対の慣性体とばね機能部材と粘性機能部材からなる。これらの品を設計パラメータとして最適化することにより、効果が最大限に発揮されるようになっている。本実施形態の慣性体は、円板形状の第１慣性体１１０ａと、第１慣性体１１０ａに固定される複数の第２慣性体１１０ｂからなる。これらの慣性体１１０ａ、１１０ｂはイナーシャの大きな金属で構成する。また第１慣性体１１０ａの中心部には穴１１０ｃが設けられており（後述する図１３参照）、回転軸１１３とは非接触となっている。
【００３９】
ばね機能部材１１１は回転軸１１３と慣性体１１０ａ、１１０ｂを連結する部品である。回転軸１１３とは固定部材（ボス部１１４）を介して連結され、第１慣性体１１０ａとは支持ブラケット１２１を介して連結する構成となっている。ばね機能部材１１１は薄い板金で構成してある。なお支持ブラケット１２１とばね機能部材１１１は、先の実施形態のスポーク１１５にほぼ相当する位置への配置となる。
【００４０】
粘性機能部材１１２は回転軸１１３と慣性体１１０ａ、１１０ｂを連結する部品である。回転軸１１３とは支持部材１１７を介して連結され、第１慣性体１１０ａとは直接連結している。粘性機能部材１１２は粘性が大きく設定できるゴム材質で構成されている。たとえば、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＮＲなどのゴム材を用いることが好ましい。
【００４１】
第２慣性体１１０ｂは回転中心から放射方向に移動して固定位置を変えることができる。図１０では第２慣性体１１０ｂが回転中心である穴１１４ａから放射方向で最も外側に固定されており、図１１では最も内側に固定されている。第２慣性体１１０ｂは図１１と図１０の位置の間で任意の位置に固定し、動吸振器としてのイナーシャを調整することができる。
【００４２】
図１２は、粘性機能部材１１２を第１慣性体１１０ａと支持部材１１７を介して回転軸１１３に連結した状態を示す断面図である。粘性機能部材１１２は円筒形状で支持部材１１７と第１慣性体１１０ａに接着されている。粘性機能部材１１２の内径部は支持部材１１７の環状突き出し部１１７ａに同軸精度を確保されて接着されている。
【００４３】
図１３は、ばね機能部材１１１を固定するボス部１１４と、粘性機能部材１１２が接着されている支持部材１１７を一体にした部材（以下では、支持部材一体部材と記載する）を示す。この支持部材一体部材に、ばね機能部材１１１を固定し、粘性機能部材１１２を接着している。そして、支持部材一体部材は回転軸１１３に固定されている。
【００４４】
図１４は動吸振器の外側から見た正面図である。ばね機能部材１１１は等間隔に４箇所設けられ、第２慣性体１１０ｂも等間隔で４箇所に第１慣性体１１０ａの外周近傍に設けられている。なおばね機能部材１１１と第２慣性体１１０ｂをそれぞれ４箇所に設けているが、これらを設ける箇所は４箇所に限定されず、その他の複数箇所に設けてもよい。
【００４５】
図１５を参照して第２慣性体１１０ｂについて説明する。第２慣性体１１０ｂは扇形々状をなしている。詳細には、ばね機能部材１１１の配置位置の間に取り付け得る大きさ、角度の扇形々状とされている。第２慣性体１１０ｂの中心部には長穴１２１ａが設けられており、この長穴１２１ａに沿って回転中心から放射方向で矢印方向に移動でき、任意の位置で第１慣性体１１０ａにねじ１２１ｂで固定できる。これにより動吸振器のイナーシャを調整することが可能となっている。また固定位置を任意に変えられるのでイナーシャの微調整も可能である。
【００４６】
次に図１６でばね機能部材１１１について説明する。ばね機能部材１１１は薄いばね材である板金材をＬ字状に折り曲げた形状とし、長さが短い部位をボス部１１４に固定している。ボス部１１４は穴１１４ａを中心とした短軸状の部材で、外周には等間隔に４面の平面部１１４ｂが設けてある。この平面部１１４ｂにばね機能部材１１１の折り曲げ部分（長さが短い部位）が固定されている。
【００４７】
ばね機能部材１１１のもう一つの部分（長い部分）には図１６（Ｃ）に示すように長穴１１１ａが設けられている。この長穴１１１ａが設けられた部位は第１慣性体１１０ａに固定された支持ブラケット１２１に固定される。支持ブラケット１２１は断面がＬ字形のアングル形状の部材であり、ばね機能部材１１１と連結される面には同様に長穴が設けられている。
【００４８】
ばね機能部材１１１と支持ブラケット１２１の固定方法について図１６（Ｂ）で示す。図示のように、ばね機能部材１１１と支持ブラケット１２１の間にワッシャ１２７を配し、ねじ１２６とナット１２８でばね機能部材１１１と支持ブラケット１２１を締め付けて固定する。ナット１２８を弛め、ねじ１２６とワッシャ１２７とナット１２８を長穴１１１ａに沿って矢印方向（図１６（Ｃ））に移動させ、任意の位置に固定する。そうすることで、ばね機能部材１１１のボス部１１４に固定された根元から第１慣性体１１０ａに連結される位置が変わり、ばね機能部材１１１のばね定数を調整できる。しかも固定位置が任意に変えられるので微調整が可能となる。なお、ねじ１２６を締め付けると、ばね機能部材１１１がワッシャ１２７に当接するが、この当接部分は先の実施形態における座面部１１６に相当する部位となる。
【００４９】
図１７に動吸振器のゴム材質からなる粘性機能部材１１２の粘性減衰係数が製造ロットによるばらつきで小さくなった場合の周波数応答特性を示す。最適条件に対して伝達率が大きくなっていることがわかる。それによって速度変動も最適条件より悪化してしまう。
【００５０】
図１８は図１７における粘性機能部材１１２の粘性減衰係数がばらつきで小さくなった場合と同じ条件での調整内容を示す。第２慣性体１１０ｂとばね機能部材１１１の固定位置を調整して、小さくなった粘性特性に合わせて慣性モーメントとねじりばね定数を最適条件に合わせこんである。このことにより、図１７の最適条件に対して大きく伝達率を悪化させることを防止することができる。したがって、最適条件に対する速度変動の悪化も最小限にとどめることができる。
【００５１】
なお、上述してきた慣性体は、比重の大きい金属材質で構成できる。形状は、図示の形態では円板形状に構成されているが、この例には限定されない。また粘性機能部材は、粘弾性材料で構成されているが、図示の例のような円筒形状のものには限定されない。またばね機能部材は図示の例では４つ設けてあるが、複数設けてあればよく、３つ以上設けることが好ましい。またばね機能部材を樹脂で構成することが好ましい。さらに、粘性機能部材は、そのばね定数がばね機能部材のばね定数よりも小さくなる特性の材料で構成することが好ましい。
【００５２】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１        ：感光体ドラム
２        ：帯電器
３        ：除電ランプ
４        ：クリーニング装置
５        ：中間転写ベルト
６        ：一次転写ローラ
７        ：二次転写ローラ
９        ：現像装置
１０      ：レジストローラ
１１      ：ドラム軸
１２      ：軸受
１３      ：本体前側板
１４      ：本体後側板
１５      ：駆動ギヤ
１６      ：駆動モータ
１７      ：モータ軸
１８      ：モータギヤ
２０      ：動吸振器
１１０    ：慣性体
１１０ａ  ：第１慣性体
１１０ｂ  ：第２慣性体
１１０ｃ  ：穴
１１１    ：ばね機能部材
１１１ａ  ：長穴
１１２    ：粘性機能部材
１１３    ：回転軸
１１４    ：ボス部（固定部材）
１１４ａ  ：穴
１１５    ：スポーク
１１６    ：座面部
１１７    ：支持部材
１１７ａ  ：環状突き出し部
１１８ａ  ：フランジ部
１１８ｂ  ：突出部
１１９    ：ねじ
１２０    ：突出部
１２１    ：支持ブラケット
１２１ａ  ：長穴
１２１ｂ  ：ねじ
１２２    ：丸穴
１２４    ：長穴
１２５    ：フライホイール
１２６    ：ねじ
１２７    ：ワッシャ
１２８    ：ナット
ＬＹ      ：光ビーム
Ｐ        ：転写紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開平８−１４６８２４
【特許文献２】特開２０００−２４０７２４
【特許文献３】特開平４−１２０５８２
【図１】
2015057627.tif 000003
【図２】
2015057627.tif 000004
【図３】
2015057627.tif 000005
【図４】
2015057627.tif 000006
【図５】
2015057627.tif 000007
【図６】
2015057627.tif 000008
【図７】
2015057627.tif 000009
【図８】
2015057627.tif 000010
【図９】
2015057627.tif 000011
【図１０】
2015057627.tif 000012
【図１１】
2015057627.tif 000013
【図１２】
2015057627.tif 000014
【図１３】
2015057627.tif 000015
【図１４】
2015057627.tif 000016
【図１５】
2015057627.tif 000017
【図１６】
2015057627.tif 000018
【図１７】
2015057627.tif 000019
【図１８】
2015057627.tif 000020