(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に搭載される回転体を回転駆動する回転体駆動装置において、
少なくとも、前記回転体を支持し該回転体と一体回転する回転軸と、該回転軸に固定され回転軸と一体回転する回転軸プーリと、駆動源側の軸に固定された駆動軸プーリと、２つのプーリ間に掛け渡され駆動源からの駆動力を前記回転軸に伝達するタイミングベルトと、該タイミングベルトに当接しタイミングベルトの張力を調節するタイトナーと、前記駆動源を構成する駆動用モータを備え、
前記タイミングベルトの張力をＴ、前記タイミングベルトの単位長さ当りの質量をｍ、２つのプーリ間またはプーリとタイトナー間のタイミングベルトの長さをＬ、前記駆動用モータの相励磁切り替え周波数をｆm としたとき、
（ｎ２Ｔ／２Ｌ２ｍ）＜ｆm２      （ｎは１以上の有限の整数）
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置の回転体駆動装置。
【請求項２】
画像形成装置に搭載される回転体を回転駆動する回転体駆動装置において、
少なくとも、前記回転体を支持し該回転体と一体回転する回転軸と、該回転軸に固定され回転軸と一体回転する回転軸プーリと、駆動源側の軸に固定された駆動軸プーリと、２つのプーリ間に掛け渡され駆動源からの駆動力を前記回転軸に伝達するタイミングベルトと、該タイミングベルトに当接しタイミングベルトの張力を調節するタイトナーと、前記駆動源を構成する駆動用モータ及びギアを備え、
前記タイミングベルトの張力をＴ、前記タイミングベルトの単位長さ当りの質量をｍ、２つのプーリ間またはプーリとタイトナー間のタイミングベルトの長さをＬ、前記ギアの歯数をｚ、前記ギアの単位時間（sec）当りの回転数をｓとしたとき、
（ｎ２Ｔ／２Ｌ２ｍ）＜ｚ２ｓ２      （ｎは１以上の有限の整数）
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置の回転体駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像形成装置の回転体駆動装置において、
前記タイトナーを複数個使用し、弦振動発生周波数が可視化空間周波数にないことを特徴とする画像形成装置の回転体駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一つに記載の画像形成装置の回転体駆動装置において、
前記タイミングベルトの張り方向と水平方向にタイトナーが移動可能であることを特徴とする画像形成装置の回転体駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか一つに記載の画像形成装置の回転体駆動装置において、
前記タイミングベルトの張り方向と垂直方向にタイトナーが移動可能であることを特徴とする画像形成装置の回転体駆動装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の画像形成装置の回転体駆動装置において、
前記タイトナーを移動させるための駆動装置と、前記タイミングベルトの表面近傍に設けられた弦振動測定センサーと、該弦振動測定センサーの検知信号に基づいてタイトナー駆動系を制御する制御装置を備え、前記タイトナーの位置を制御することを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一つに記載の画像形成装置の回転体駆動装置において、
前記回転体は感光体ドラムあるいは中間転写ドラムであることを特徴とする画像形成装置の回転体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、レーザプリンタ、レーザプロッタ等の電子写真方式の画像形成装置の回転体駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、レーザプリンタ、レーザプロッタ等の電子写真方式の画像形成装置では、回転体である感光体ドラムの表面に画像情報に応じて変調されたレーザ光を照射することにより静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像して可視像化した後、該トナー像を転写材に転写することで画像を形成している。このような画像形成装置においては、モータ等の駆動源からの駆動力をギアやベルト等の伝達系を介して感光体ドラム等の回転体に伝達する回転体駆動装置によって回転体を回転させている。そしてこのような回転体駆動装置では、一般に駆動源や伝達系、あるいは回転体の回転方向振動等によって共振が発生した場合、回転体の回転速度変動が大きくなってしまう。そこで、感光体ドラム等の回転体を支持する回転軸にダイナミックダンパーやフライホイール等の慣性部材を設け、回転体を含む回転体系の慣性や捩じりバネ定数を調整することにより、回転体の回転変動が発生していない周波数域に増幅域を設定して、回転体の回転速度変動を抑えている。
【０００３】
ここで画像形成装置の回転体駆動装置に関する従来技術として、例えば特開平１０−３３３３８５号公報記載の発明は、回転体駆動装置における両軸両ギアモータより分岐し、且つ、ギア列により駆動伝達される像担持体及び中間転写体が圧接される駆動装置を有するカラー画像形成装置において、前記モータ軸上にダイナミックダンパーまたはフライホイールを設けたことを特徴とするものであり、モータの共振による振動の増幅がモータ軸上に設けられたダイナミックダンパーまたはフライホイールのダンパー効果によって抑えられるため、像担持体の振動が抑えられ、像担持体の表面上に形成される潜像に画像乱れが発生するのを効果的に防ぐものである。
【０００４】
また、特開平９−２２２８２６号公報記載の発明は、画像形成装置用の回転体駆動装置において、回転体を回転駆動する駆動軸と、前記駆動軸に連結された回転慣性部材と、前記駆動軸に連結された第一の歯車と、前記第一の歯車と噛み合って駆動源の駆動力を前記駆動軸に伝達する伝達歯車とを有し、前記伝達歯車の偏心および第一の歯車と伝達歯車の噛み合いによって生じる前記駆動軸の速度変動の各周波数が、前記駆動伝達系の周波数応答における減衰領域に収まるように、前記回転慣性部材の慣性質量および前記伝達歯車の回転数および第一の歯車の歯数を設定するように構成して、前記装置における振動増幅を防止するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電子写真方式の画像形成装置における高画質化を阻害する要因の一つにジター、バンディングと呼ばれる現象がある。特にディジタル技術の導入により画質の向上が進められたディジタル方式の画像形成装置においては、レーザによる書き込みの１ラインごとの位置精度が厳しく要求され、これを支配する要因の一つとして、感光体ドラム等の回転体を回転駆動する回転体駆動系で生じる捩じり振動等による回転体の速度変動が挙げられる。そして感光体ドラムの回転速度がある周波数で変動した場合には、画像は一定間隔の濃淡となり、濃度ムラを生じることとなる。従って、この回転体駆動系における捩じり振動等の低減が高品質な画像を得られる製品の開発上、重要な技術となっている。
【０００６】
前述の特開平１０−３３３３８５号公報等に記載の従来技術では、回転駆動源の駆動軸にダイナミックダンパーまたはフライホールを設け、これらの部材のダンパー効果等により回転駆動源の共振による振動の増幅を抑えることで感光体ドラム等の回転体の振動を低減させている。
しかし、回転駆動源から回転体までの間においては、タイミングベルトやギア等、加振源となる部材が多数存在するので、加振源の一つである回転駆動源の振動だけを低減しても、別の加振源で共振が発生してしまえば、回転体の振動が増幅してしまう。
【０００７】
回転体駆動装置を用いて感光体ドラム等の回転体を回転駆動する場合、回転体の回転速度変動に有効に寄与する加振源はある程度決まっている。このため、加振周波数による捩じり方向共振の影響を減らすことができれば、回転体の回転速度変動を低減させる上で有効となる。
さらに人間の視覚系の特性から、人間がある物体の上に形成されるラインのズレをズレと認識する画像の可視感度は、個人差があるものの、およそ或るラインピッチの範囲において目につきやすいと言われている。このような可視感度と感光体ドラムの回転速度の関係とを見てみると、感光体ドラムの線速（回転速度）をラインピッチで割ることで感光体ドラムに対する可視化空間周波数が求められる。例えば、ラインピッチを０．３〜２（line／mm）の範囲とし、現在一般的に使用されている感光体ドラムの線速（回転速度）をこのラインピッチで割ると、可視化空間周波数の範囲が数Ｈｚ〜数百Ｈｚ程度という広い周波数領域となる。このため、高画質な画像を得るためには、このような広い周波数領域における画像のズレ、すなわち感光体ドラムの回転速度変動の原因となる数Ｈｚ〜数百Ｈｚ程度の周波数領域における振動を回避することが要求されることになる。また、画像形成装置における画像形成速度の高速化が進むと、感光体ドラムの回転速度が高速化するため、現状よりもさらに高周波数帯域での振動発生が想定され、より広範囲な周波数領域での振動発生を低減することが望まれる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、特にタイミングベルトを構成要素に持つ回転体駆動系で発生する共振を抑えて、感光体ドラム等の回転体の回転速度変動を効果的且つ広範囲で低減することができ、振動が要因となる画像劣化や騒音を低減することができる画像形成装置の回転体駆動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置の回転体駆動装置は、少なくとも、回転体の回転軸と、回転軸と一体回転する回転軸プーリと、駆動軸プーリと、２つのプーリ間に掛け渡されたタイミングベルトと、タイミングベルトに当接しタイミングベルトの張力を調節するタイトナーと、駆動源を構成する駆動用モータを備えた構成であるが、タイミングベルトの弦振動が発生する固有振動数と駆動系の持つ加振周波数とが一致する又は近傍である場合には、タイミングベルトは共振する。このようにタイミングベルトが共振すると、感光体ドラム等の回転体の回転速度（回転体表面の線速）に変動が生じ、画像ズレ等の画像劣化の原因となるだけでなく、弦振動自身が騒音を発生する。そして感光体ドラム等の回転体の回転速度が或る周波数で変動を生じた場合、画像は一定間隔の濃淡となり、濃度ムラを生じることになる。
そこで、本発明者らはこれらの点に着目し、ベルト駆動系のタイトナーを効果的に用いることにより、加振源となる駆動源を構成するモータの回転数やギアの噛み合い周波数による共振が発生しないような構成や、弦振動を可視化空間周波数の範囲から外すことによって、振動が要因となる画像劣化や騒音を低減させるものである。
【００１０】
従って前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、画像形成装置に搭載される回転体を回転駆動する回転体駆動装置において、少なくとも、前記回転体を支持し該回転体と一体回転する回転軸と、該回転軸に固定され回転軸と一体回転する回転軸プーリと、駆動源側の軸に固定された駆動軸プーリと、２つのプーリ間に掛け渡され駆動源からの駆動力を前記回転軸に伝達するタイミングベルトと、該タイミングベルトに当接しタイミングベルトの張力を調節するタイトナーと、前記駆動源を構成する駆動用モータを備え、前記タイミングベルトの張力をＴ、前記タイミングベルトの単位長さ当りの質量をｍ、２つのプーリ間またはプーリとタイトナー間のタイミングベルトの長さをＬ、前記駆動用モータの相励磁切り替え周波数をｆm としたとき、
（ｎ２Ｔ／２Ｌ２ｍ）＜ｆm２      （ｎは１以上の有限の整数）
の関係を満たすことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に係る発明は、画像形成装置に搭載される回転体を回転駆動する回転体駆動装置において、少なくとも、前記回転体を支持し該回転体と一体回転する回転軸と、該回転軸に固定され回転軸と一体回転する回転軸プーリと、駆動源側の軸に固定された駆動軸プーリと、２つのプーリ間に掛け渡され駆動源からの駆動力を前記回転軸に伝達するタイミングベルトと、該タイミングベルトに当接しタイミングベルトの張力を調節するタイトナーと、前記駆動源を構成する駆動用モータ及びギアを備え、前記タイミングベルトの張力をＴ、前記タイミングベルトの単位長さ当りの質量をｍ、２つのプーリ間またはプーリとタイトナー間のタイミングベルトの長さをＬ、前記ギアの歯数をｚ、前記ギアの単位時間（sec）当りの回転数をｓとしたとき、
（ｎ２Ｔ／２Ｌ２ｍ）＜ｚ２ｓ２      （ｎは１以上の有限の整数）
の関係を満たすことを特徴としている。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の画像形成装置の回転体駆動装置において、前記タイトナーを複数個使用し、弦振動発生周波数が可視化空間周波数にないことを特徴としている。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一つに記載の画像形成装置の回転体駆動装置において、前記タイミングベルトの張り方向と水平方向にタイトナーが移動可能であることを特徴としている。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１〜３の何れか一つに記載の画像形成装置の回転体駆動装置において、前記タイミングベルトの張り方向と垂直方向にタイトナーが移動可能であることを特徴としている。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項４または５記載の画像形成装置の回転体駆動装置において、前記タイトナーを移動させるための駆動装置と、前記タイミングベルトの表面近傍に設けられた弦振動測定センサーと、該弦振動測定センサーの検知信号に基づいてタイトナー駆動系を制御する制御装置を備え、前記タイトナーの位置を制御することを特徴としている。
また、請求項７に係る発明は、請求項１〜６の何れか一つに記載の画像形成装置の回転体駆動装置において、前記回転体は感光体ドラムあるいは中間転写ドラムであることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成・動作及び作用について図面を参照して詳細に説明する。
図１は請求項１，７に係る発明の一実施例を示す図であり、画像形成装置の回転体駆動装置の一例として、感光体ドラムを回転駆動する回転体駆動装置の概略要部斜視図である。尚、感光体ドラム１の周囲には電子写真方式により画像形成を行うための帯電装置、潜像形成手段（レーザ等による光書込装置、あるいは原稿像の露光手段等）、現像装置、転写装置、クリーニング装置、除電装置等が配設されているが、これらの図示は省略している。
図１に示す回転体駆動装置は、少なくとも、回転体である感光体ドラム１を支持し該感光体ドラム１と一体回転する回転軸（ドラム軸）２と、該回転軸２に固定され回転軸と一体回転する回転軸プーリ（ドラム軸プーリ）３と、駆動源側の軸７ａに固定された駆動軸プーリ（モータプーリ）４と、２つのプーリ３，４間に掛け渡され駆動源からの駆動力を前記回転軸２に伝達するタイミングベルト５と、そのタイミングベルト５に当接しタイミングベルト５の張力（テンション）を調節するタイトナー６と、前記駆動源を構成する駆動用モータ７を備えた構成となっており、また、回転軸プーリ３を挟んで感光体ドラム１と反対側の回転軸端には、フライホイール８が設けられている。さらに、図示を省略しているが、駆動用モータ７の駆動（回転）を制御する駆動制御装置が設けられている。
【００１７】
この回転体駆動装置の動作としては、図示しない駆動制御装置からの制御信号により駆動用モータ７が回転すると、駆動用モータ７の駆動軸７ａに固定されている駆動軸プーリ４が回転し、タイミングベルト５を介して感光体ドラム１の回転軸（ドラム軸）２に取り付けられている回転軸プーリ（ドラム軸プーリ）３を回転させ、感光体ドラム１を回転させるようになっている。
【００１８】
より詳しく述べると、図１に示すような回転体駆動装置はドラム系（回転体系）とそのドラム系を駆動する駆動系（伝達系を含む）とに分けられ、ドラム系の構成は、ドラム軸２の一端側に感光体ドラム１があり、他端側には慣性体であるフライホイール８が取り付けられており、感光体ドラム１とフライホイール８の間にドラム軸プーリ３が取り付けられている。そして、ドラム軸プーリ３と感光体ドラム１及びフライホイール８は回転軸（ドラム軸）２と共に一体回転する。また、駆動系側は、駆動源である駆動用モータ７と、その駆動軸（モータ軸）７ａに固定された駆動軸プーリ（モータプーリ）４と、このモータプーリ４とドラム軸プーリ３との間に掛け渡されたタイミングベルト５から構成されている。
【００１９】
このようなタイミングベルト５を構成要素に持つ駆動系では、しばしばタイミングベルトの弦振動が回転速度変動の原因となったり、騒音の原因となったりする。弦振動は主に、プーリ−プーリ間またはプーリ−タイトナー間におけるタイミングベルトが2点を支点としてテンションがかかっている方向と垂直方向に振動するものである。
これらの振動が発生する弦振動のモードの例を図２に示す。同図に示すように、タイミングベルトは１次、２次、３次、・・・と振動モードを持つ。そして、このような振動モードが発生する周波数と加振源の周波数が一致または近傍に存在した場合に弦振動が起こる。参考として、減衰比が０．０１の場合の振動伝達率のグラフを図３に示す。同図に示すように加振周波数／共振周波数が１のとき振動伝達率は最大となり、加振周波数／共振周波数が√２以上で振動の伝達は減衰領域となる。
【００２０】
図１に示したような構成の回転体駆動系では、駆動用モータ７の回転周波数やモータの相励磁切り替え周波数などの加振源を持つ。従って、これら加振源の周波数と弦振動が発生する周波数が、加振周波数／共振周波数が√２以上となるような構成とすることで振動の低減が可能である。例えば、図１に示す構成を持つ回転体駆動装置の場合、タイミングベルト５の張力をＴ、タイミングベルト５の単位長さ当りの質量をｍ、２つのプーリ間またはプーリとタイトナー間のタイミングベルトの長さをＬ、前記駆動用モータの相励磁切り替え周波数をｆm としたとき、この駆動系での弦振動発生周波数ｆは、
ｆ＝(ｎ／２Ｌ)√(Ｔ／ｍ)                                （１）
である。従って、振動伝達率が１未満となるような条件は、
（ｎ２Ｔ／２Ｌ２ｍ）＜ｆm２     （ｎは１以上の有限の整数）      （２）
となる。すなわち、上記の式（２）を満たすような構成とすることで、共振が防止されモータの回転周波数や相の励磁切り替え周波数が原因となる弦振動が低減され、画像劣化や騒音の少ない駆動系が得られる。
【００２１】
次に請求項２に係る発明の実施例について説明する。感光体ドラム１の回転駆動系では、駆動源のモータの回転速度を減速するために、ギアを用いることによる減速を行うことが多い。例えば、図１のようにモータ軸に直接プーリを取り付けるのではなく、モータ軸とプーリの軸との間に減速用のギアを介在させる場合がある。しかし、ギアを介在させた場合、ギアの駆動は、ギアの歯数をｚ、ギアの単位時間（sec）当りの回転数をｓとすると、単位時間当りにｚｓ回ギアの噛み合いにより歯がぶつかり加振源となる。このような加振によりタイミングベルトが弦振動を起こし、画像劣化や騒音の原因となることがある。従って、ギアの噛み合い周波数による共振を防ぐために、加振周波数／共振周波数が√２以上の振動減衰領域となる構造
（構成）とすることが必要である。すなわち、振動減衰領域となる条件は、
（ｎ２Ｔ／２Ｌ２ｍ）＜ｚ２ｓ２    （ｎは１以上の有限の整数）    （３）
であり、上記の式（３）を満たすことにより共振が防止され、ギアの噛み合い周波数が原因となる弦振動が低減され、画像劣化や騒音の少ない駆動系を得ることができる。
【００２２】
次に図４は請求項３に係る発明の一実施例を示す図であり、タイミングベルトを用いた回転体駆動系において、タイトナーを複数個使用した構成の回転体駆動系の概略構成図である。図４の例は、図１の構成に加えてタイミングベルト５の上側の位置に２つのタイトナー９，１０を配設した構成であり、図では感光体ドラム、駆動用モータ、フライホイール等の図示は省略している。
前記の式（１）に示すように弦振動の発生する周波数は、プーリやタイトナーの位置により決定されるタイミングベルトの長さに依存する。従って、単純にタイトナーの数が複数個であることにより、タイトナーが一つの場合と比較して各プーリ３，４とタイトナー６，９，１０との間のタイミングベルト５の長さが短くなり、弦振動発生周波数は高くなる。また、画像の可視感度と空間周波数の関係は、人間の視覚系の特性から、可視化空間周波数がおよそ０．３〜２（line／mm）の範囲での変化が目につきやすいと言われている。これと感光体ドラム１の回転速度を考え合わせると、数Ｈｚ〜数百Ｈｚ程度の周波数領域における振動を回避することが要求される。従って、この範囲より低い又は高い周波数の振動成分があっても画像の劣化として人間は認識しない。このことを利用して図４に示す構成の回転体駆動系では、複数のタイトナー６，９，１０を用い弦振動発生周波数を可視化空間周波数より高くすることにより、見かけ上高画質な画像を得ることができる。また、タイトナー６，９，１０による振動の減衰作用も働き、モータなどからの加振の低減にも効果的である。
【００２３】
次に図５は請求項４に係る発明の一実施例を示す図であり、図４と同様な構成のタイミングベルトを用いた回転体駆動系において、タイミングベルトの張り方向と水平方向に一つのタイトナーが移動可能である構成の概略を模式的に示す構成説明図である。本実施例では同図（ａ），（ｂ）に示すように、タイミングベルト５の下側に配置されたタイトナー６をタイミングベルト５の張り方向と水平な方向に移動することにより、各プーリ３，４とタイトナー６間で決定されるベルトの長さをＬａ→Ｌｃ、Ｌｂ→Ｌｄというように容易に変化させることが可能となり、弦振動の発生する周波数を変化させることが可能である。これは、複写機など印刷時のモードの違いにより異なる駆動系の回転速度を持つ機器において、タイトナーの水平位置を変化させるだけで弦振動の発生周波数を調節することが可能となり、回転速度の違う場合における共振が回避可能なものである。
【００２４】
次に図６は請求項５に係る発明の一実施例を示す図であり、図４と同様な構成のタイミングベルトを用いた回転体駆動系において、タイミングベルトの張り方向と垂直方向に一つのタイトナーが移動可能である構成の概略を模式的に示す構成説明図である。本実施例では同図（ａ），（ｂ）に示すように、タイミングベルト５の下側に配置されたタイトナー６をタイミングベルト５の張り方向と垂直な方向に移動することにより、各プーリ３，４とタイトナー６間のタイミングベルト５の張力をＴａ→Ｔｂというように容易に変化させることが可能となり、弦振動の発生する周波数を変化させることが可能である。従って、タイトナー６の移動によりタイミングベルト５の張力を調節し弦振動の発生周波数を調整することにより共振を防ぐことが可能な構成となる。
【００２５】
次に図７は請求項６に係る発明の一実施例を示す図であり、図５と同様な構成のタイミングベルトを用いた回転体駆動系において、タイトナー６を水平に移動させるための駆動装置１３と、タイミングベルトの表面近傍に設けられた弦振動測定センサー１１と、該弦振動測定センサー１１の検知信号に基づいてタイトナー駆動系を制御する制御装置１２を備えた構成の回転体駆動装置の構成説明図である。同図に示す構成の回転体駆動装置の動作は、弦振動測定センサー１１により、弦振動の振動している周波数を検知する。次に、検知されたデータを元にタイトナー駆動系制御装置１２において発生している弦振動周波数と駆動系の加振周波数との比較を行い、前記の式（２）、式（３）などで示した条件となるようにタイトナー駆動装置１３に指令を出し、共振の発生しない適切な位置にタイトナー６を移動させる。また、タイトナーの駆動装置１３は、小型モータなどを用いた単純な構成で問題ない。このようにアクティブにタイトナー６の位置を制御できることにより、駆動時のさまざまな状況に対して共振が発生しないように臨機応変な対応が可能となる。
【００２６】
尚、図７の構成で用いられる弦振動測定センサー１１には、マイクロフォンを用いることが可能である。この場合、タイミングベルト５の弦振動が発生する個所の近傍にマイクロフォンを設置し、弦振動の音から振動周波数を検知する構成となる。従って、マイクロフォンを弦振動測定センサー１１として用いた場合には、タイミングベルト５に対してセンサー１１は非接触であり、駆動系への影響も与えないことだけでなく、安価で小型のものが市場に多く出回っていることから、実機への実装がしやすいというメリットもある。
また、図７の構成ではタイトナー６を水平方向に移動させる構成としているが、タイトナー駆動装置１３により、図６のようにタイトナー６をベルトの張り方向に対して垂直な方向に移動制御する構成としてもよく、タイミングベルト５の張力を調節して弦振動の発生周波数を調整することにより共振を防ぐことが可能である。
【００２７】
以上に説明した本発明に係る回転体駆動装置は、画像形成装置の感光体ドラムの回転駆動装置として用いられる他、カラー画像形成装置における中間転写ドラムの回転駆動装置としても好適に用いることができ、同様の作用効果を得ることができる。
従って、請求項１〜６の実施例に示したような回転体駆動装置を感光体ドラムあるいは中間転写ドラムの回転駆動装置として搭載することにより、共振による振動の増幅が低減され、感光体ドラム上あるいは中間転写ドラム上での画像ズレや濃度ムラ等の発生が抑えられ、高品質で低騒音な画像形成装置が得られる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の画像形成装置の回転体駆動装置においては、少なくとも、回転体を支持し該回転体と一体回転する回転軸と、該回転軸に固定され回転軸と一体回転する回転軸プーリと、駆動源側の軸に固定された駆動軸プーリと、２つのプーリ間に掛け渡され駆動源からの駆動力を前記回転軸に伝達するタイミングベルトと、該タイミングベルトに当接しタイミングベルトの張力を調節するタイトナーと、前記駆動源を構成する駆動用モータを備え、前記タイミングベルトの張力をＴ、前記タイミングベルトの単位長さ当りの質量をｍ、２つのプーリ間またはプーリとタイトナー間のタイミングベルトの長さをＬ、前記駆動用モータの相励磁切り替え周波数をｆm としたとき、
（ｎ２Ｔ／２Ｌ２ｍ）＜ｆm２      （ｎは１以上の有限の整数）
の関係を満たすことにより、モータの回転周波数による加振周波数ｆm と弦振動ｆb の間の関係が√２ｆb ＜ｆm となり、振動伝達率が１未満となることから、共振が防止され、モータの回転周波数が原因となる弦振動による画像劣化や騒音を低減することが可能となる。
【００２９】
請求項２記載の画像形成装置の回転体駆動装置においては、少なくとも、回転体を支持し該回転体と一体回転する回転軸と、該回転軸に固定され回転軸と一体回転する回転軸プーリと、駆動源側の軸に固定された駆動軸プーリと、２つのプーリ間に掛け渡され駆動源からの駆動力を前記回転軸に伝達するタイミングベルトと、該タイミングベルトに当接しタイミングベルトの張力を調節するタイトナーと、前記駆動源を構成する駆動用モータ及びギアを備え、前記タイミングベルトの張力をＴ、前記タイミングベルトの単位長さ当りの質量をｍ、２つのプーリ間またはプーリとタイトナー間のタイミングベルトの長さをＬ、前記ギアの歯数をｚ、前記ギアの単位時間（sec）当りの回転数をｓとしたとき、
（ｎ２Ｔ／２Ｌ２ｍ）＜ｚ２ｓ２      （ｎは１以上の有限の整数）
の関係を満たすことにより、ギアの噛み合い周波数による加振周波数ｚｓと弦振動ｆb の間の関係が√２ｆb ＜ｚｓとなり、振動伝達率が１未満となることから、共振が防止され、ギアの噛み合い周波数が原因となる弦振動による画像劣化や騒音を低減することが可能となる。
【００３０】
請求項３記載の画像形成装置の回転体駆動装置においては、請求項１または２の構成に加えて、前記タイトナーを複数個使用することにより、タイミングベルトの弦振動が発生する固定端部分すなわちタイトナー設置位置が短くなるため、弦振動の発生する周波数を変化させることが可能となる。また、弦振動が発生する周波数が高くなるため、画像上における可視化空間周波数以上の周波数とすることが可能となることで高画質化な画像が得られる。また、タイトナーが複数あることにより振動の減衰作用も得られるため、さらに効果的である。
【００３１】
請求項４記載の画像形成装置の回転体駆動装置においては、請求項１〜３の何れか一つの構成に加えて、前記タイミングベルトの張り方向と水平方向にタイトナーが移動可能であることを特徴としているので、タイトナーとプーリ間距離で決定されるタイミングベルトの弦の長さが調節可能となり、この長さが変化すると弦振動が発生する周波数も変化する。従って、このようなタイトナーの調節機構を設ければ、加振周波数となりうる振動周波数と一致または近傍に存在しないような調節が可能となり、タイミングベルトの共振が原因となる画像劣化や騒音を低減することが可能となる。また、この構成は特に運転モードにより駆動系のモータのスピードが切り替わる場合などに特に有効である。
【００３２】
請求項５記載の画像形成装置の回転体駆動装置においては、請求項１〜３の何れか一つの構成に加えて、前記タイミングベルトの張り方向と垂直方向にタイトナーが移動可能であることを特徴としているので、タイトナーの位置により決定されるタイミングベルトの張力が調節可能となり、張力が変化すると弦振動が発生する周波数も変化する。従って、このようなタイトナーの調節機構を設ければ加振周波数となりうる振動周波数と一致または近傍に存在しないような調節が可能となり、タイミングベルトの共振が原因となる画像劣化や騒音を低減することが可能となる。
【００３３】
請求項６記載の画像形成装置の回転体駆動装置においては、請求項４または５の構成に加えて、タイトナーを移動させるための駆動装置と、前記タイミングベルトの表面近傍に設けられた弦振動測定センサーと、該弦振動測定センサーの検知信号に基づいてタイトナー駆動系を制御する制御装置を備え、前記タイトナーの位置を制御することにより、弦振動を低減するための最適な位置にタイトナーを移動させることが可能となり、タイミングベルトの共振が原因となる画像劣化や騒音を低減することが可能となる。
【００３４】
請求項７記載の画像形成装置の回転体駆動装置においては、請求項１〜６の何れか一つの構成に加えて、前記回転体は感光体ドラムあるいは中間転写ドラムであることを特徴としているので、共振による振動の増幅が低減され、感光体ドラム上あるいは中間転写ドラム上での画像ズレや濃度ムラ等の発生が抑えられ、高品質で低騒音な画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，７に係る発明の一実施例を示す回転体駆動装置の概略要部斜視図である。
【図２】タイミングベルトに発生する弦振動のモードの例を示す図である。
【図３】減衰比が０．０１の場合の振動伝達率のグラフである。
【図４】請求項３に係る発明の一実施例を示す回転体駆動系の概略構成図である。
【図５】請求項４に係る発明の一実施例を示す回転体駆動系の構成説明図である。
【図６】請求項５に係る発明の一実施例を示す回転体駆動系の構成説明図である。
【図７】請求項６に係る発明の一実施例を示す回転体駆動装置の構成説明図である。
【符号の説明】
１：回転体（感光体ドラム）
２：回転軸（ドラム軸）
３：回転軸プーリ（ドラム軸プーリ）
４：駆動軸プーリ（モータプーリ）
５：タイミングベルト
６，９，１０：タイトナー
７：駆動用モータ
７ａ：駆動軸（モータ軸）
８：フライホイール
１１：弦振動測定センサー
１２：タイトナー駆動系制御装置
１３：タイトナー移動用駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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