(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を支持する回転体系と、前記回転体系を回転駆動する回転駆動源を有する駆動系と、前記回転体系と前記駆動系とを連結する駆動伝達系とを備えた回転駆動装置において、
少なくとも前記回転体系に遠心振子式吸振手段を設け、
前記遠心振子式吸振手段は、前記回転体と一体回転可能な回転軸に設けられ、複数の穴が形成された回転部材と、複数の穴にそれぞれ遊嵌する第１の振子部材とを有し、前記複数の穴は、前記回転部材の回転中心から同一距離にそれぞれ中心を持ち、それぞれの半径が等しく、前記回転中心から均等な角度となるように配設されているとともに、
前記回転部材は、その回転中心から前記穴の中心までの半径と異なる同心円上に、前記回転中心から同一距離に中心を持ち、それぞれの半径が等しく、前記回転中心から均等な角度となるように配設された複数の孔と、各孔にそれぞれ遊嵌する第２の振子部材とを有する回転駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転駆動装置において、
第１の振子部材および／または第２の振子部材を、前記穴および／または孔に遊嵌した状態に保持する部材を有する回転駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の回転駆動装置において、
第１および／または第２の振子部材の表面が弾性部材である回転駆動装置。
【請求項４】
像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置であって、
請求項１ないし３の何れか１つに記載の回転駆動装置を有し、何れかの回転駆動装置を用いて前記像担持体を回転駆動する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体を回転駆動する回転駆動装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のレーザープリンタ、複写機、ファクシミリやこれらの複合機並びにプロッタープリンタ等の画像形成装置では、回転体の１つである像担持体の表面に画像情報に応じたレーザービームを照射することにより静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して転写材の一例である用紙に転写することで画像を形成している。画像形成装置では、回転駆動源からの駆動力を駆動伝達系で像担持体に伝達する回転駆動装置によって像担持体を回転させている。このような回転駆動装置では、一般に駆動伝達系や回転駆動源や像担持体の回転方向振動によって共振が発生した場合、像担持体の回転速度変動が大きくなってしまう。そこで、像担持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ね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、像担持体の回転速度変動を抑えている。
【０００３】
例えば、特開平９−２２２８２６号公報には、歯車で構成される回転駆動装置の偏心、歯車の噛み合いによる速度変動の各周波数が、回転駆動装置の周波数応答における減衰領域に収まるように、回転駆動系における慣性部材の慣性質量および歯車の回転数や歯数を設定し、回転駆動装置における振動増幅を防止する発明が記載されている。
特開平１０−３３３３８５号公報には、回転駆動装置における両軸両ギアモータより分岐し、かつ、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回転駆動装置を有する画像形成装置において、回転駆動源となるモータの駆動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発明が記載されている。この発明では、モータの共振による振動の増幅をダイナミックダンパーまたはフライホイールの効果によって抑えることで、像担持体の振動を抑えて像担持体表面上に形成される潜像に画像乱れが発生するのを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電子写真の高画質化を阻害する要因の１つにジター、バンディングと呼ばれる現象がある。特にデジタル技術の導入により画質の向上が進められる今日においては、レーザによる書込みの１ライン毎の位置精度が厳しく要求され、これを支配する要因の１つとして回転駆動系のねじり振動による像担持体の速度変動が挙げられる。したがって、この回転駆動系におけるねじり振動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る。
【０００５】
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、およそあるラインピッチの範囲において目につき易いといわれている。このような可視感度と像担持体の回転速度の関係を見てみると、像担持体の線速（回転速度）をラインピッチで割ることで像担持体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０．３〜２．０ line／ｍｍの範囲とし、現在一般的に使用されている像担持体の線速（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から数百Ｈｚ程度という広い周波数領域となる。このため、高画質を得るためには、このような広い周波数域における画像のズレ、すなわち像担持体の回転速度変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、像担持体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。
【０００６】
本発明は、回転速度変動の要因となる振動成分を低減し、安定した回転体の回転が得られる回転駆動装置を提供することを目的とする。
本発明は、回転振動が要因となる画像劣化を低減し、高画質が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる、回転体を支持する回転体系と、回転体系を回転駆動する回転駆動源を有する駆動系と、回転体系と駆動系とを連結する駆動伝達系とを備えた回転駆動装置は、少なくとも回転体系に遠心振子式吸振手段を設けたことを特徴としている。
【０００８】
遠心振子式吸振手段は、回転体と一体回転可能な回転軸に設けられ、複数の穴が形成された回転部材と、複数の穴にそれぞれ遊嵌する第１の振子部材とを有し、これら複数の穴は、回転部材の回転中心から同一距離に中心を持ち、それぞれの半径が等しく、回転中心から均等な角度となるように配設されたことを特徴としている。
【００１２】
本発明にかかる回転駆動装置は、回転部材、慣性体、歯車またはプーリの少なくとも１つに、その回転中心から穴の中心までの半径と異なる同心円上に、回転中心から同一距離に中心を持ち、それぞれの半径が等しく、回転中心から均等な角度となるように配設された複数の孔と、各孔にそれぞれ遊嵌する第２の振子部材とを有することを特徴としている。
【００１３】
本発明にかかる回転駆動装置は、第１の振子部材および／または第２の振子部材を、穴および／または孔に遊嵌した状態に保持する部材を有することを特徴としている。
【００１４】
本発明にかかる回転駆動装置は、第１および／または第２の振子部材の表面が弾性部材であることを特徴としている。
【００２０】
本発明にかかる像担持体を回転させて画像形成を行う画像形成装置は、回転駆動装置の何れか１つを有し、何れかの回転駆動装置を用いて像担持体を回転駆動することを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１、図２は、本発明が適用された回転駆動装置の概略構成を示す斜視図である。図１において、回転駆動装置は、回転体１を回転可能に支持する回転体系６０と、この回転体系６０を回転駆動する回転駆動源としての電動モータ５を有する駆動系６１と、回転体系６０と駆動系６１とを連結する駆動伝達系６２とを備えている。
【００２２】
回転体系６０は、回転体１と一体回転可能に設けられた円柱状の回転軸２と、回転軸２と一体回転可能に設けられたフライホイール４と、遠心振子式吸振手段９とを備えている。回転体１は、回転軸２と一体回転可能に設けられた一対のフランジ部７，７と、フランジ部７，７の間に配置され、各フランジ部と一体化された筒部１ａとから構成されている。フランジ部７，７は円形であって、その中心が回転軸２の回転中心と一致するように回転軸２に固定されている。フライホイール４は円板状であり、回転軸２の一端部にその中心部が固定されている。回転軸２は、図示しない軸受を介して図示しないフレームなどの基部に回転自在に支持されている。
【００２３】
駆動伝達系６２は、電動モータ５の駆動軸８に固定されて、駆動軸８と一体回転可能な駆動歯車６と、フライホイール４とフランジ部７の間に位置する回転軸２上に固定された最終段歯車３とを備えている。駆動歯車６と最終段歯車３とは、互いに噛合するように各軸に装着されている。
【００２４】
回転駆動装置では、電動モータ５が通電されて駆動すると、駆動軸８が回転して駆動歯車６、最終段歯車３を介して回転軸２が回転し、回転軸２と一緒に回転体１とフライホイール４と遠心振子式吸振手段９とが回転する。
【００２５】
このような構成の回転駆動装置では、回転速度に応じて変化する振動成分を複数持つ。例えば、電動モータ５の回転周波数、駆動伝達系６２の駆動歯車６や最終段歯車３の回転周波数、回転軸２の回転周波数などの振動成分は、回転体１に伝達され、回転体自身の表面速度変動に影響を与える。
【００２６】
そこで、本形態では、遠心振子式吸振手段９を回転体系、すなわち、フライホイール４と最終段歯車３との間の回転軸２に設けることにより速度変動の影響を低減するようにしている。本形態では、遠心振子式吸振手段９としてサロモン吸振器を用いる。
【００２７】
サロモン吸振器の基本となる遠心振子式吸振器について、図３に示すモデルを使って説明する。この吸振器は、回転軸２００と一体の回転部材２２０に取り付けられた振子２９０により成立する。この振子１９０はそこに生ずる遠心力の場において振動し得る。振子２９０の質量をｍ、回転軸２００の回転速度をΩとし、回転軸２００の中心から振子２９０の揺動中心までをＲ、揺動中心から振子２９０の中心までをｌとし、Ｒ≫ｌのとき、図３に示す振子質量（吸振質量得ｍ2）に作用する遠心力はｍ2ＲΩ2である。したがって、振子２９０をその半径位置に戻す力Ｐは、振子２９０の方よりθが小さいと仮定すれば、下式（１）となる。
Ｐ＝ｍ2ＲΩ2ｓｉｎθ≒ｍ2ＲΩ2θ                  ・・・（１）
しかし力Ｐに対応する質量の変化はｌθであるから、遠心力の場における振子２９０の見かけ上のバネ定数は、下式（２）となり、
ｃ12＝ｍ2ＲΩ2／ｌ                                ・・・（２）
固有振動数は、下式（３）で求められる。
ω21＝√｛（ｍ2ＲΩ2／ｌ）（ｌ／ｍ2）｝              ・・・（３）
このように遠心振子式吸振器の固有振動数は一定ではなく、回転軸２００の回転速度Ωによって変化する。そこで、外乱振動数が回転速度Ωに比例するものとすれば、その結果、遠心振子式吸振器は外乱振動数に同調するように保たれることになる。
【００２８】
本発明にかかる遠心振子式吸振手段９は上記原理を利用したものである。遠心振子式吸振手段９は、複数の穴２８・・が形成された円形の回転部材２２を回転軸２に設け、各穴２８・・に振子部材としての金属製のピン１９・・をそれぞれ遊嵌したサロモン吸振器である。複数の穴２８・・は、図２に示すように、回転部材２２を軸方向に貫通しており、図４に示すように、本形態では６個形成されている。複数の穴２８・・は、図４に示すように、回転部材２２の回転中心Ｏから同一距離（半径Ｒ）上に中心Ｏ1を持ち、図５に示すように夫々の半径Ｒ1が等しく、回転中心Ｏを中心とする各中心Ｏ1間の角度αが均等になるように配設されている。回転部材２２の中心には、図６に示すように、回転軸２を挿通するための貫通穴が形成されている。つまり、回転部材２２の回転中心は、回転部材２２を回転軸２に装着することで回転軸２の回転中心Ｏとなる。
【００２９】
各ピン１９は、同一径で同一長の円柱状であって、図２に示すように、各穴２８にそれぞれ遊嵌された状態において回転部材２２の端面２２ａ，２２ｂから突出する長さを有している。図５に示すように、各ピン１９の半径Ｒ2は、各穴２８の半径Ｒ1よりも小さく、かつ、その中心Ｏ2が中心Ｏ1から半径ｌ上に位置するように構成されている。各ピン１９の両端には、図７に示すように、各ピンを、各穴２８に遊嵌した状態に保持する部材となる抜け止め用のリンク部材４０が装着されている。
【００３０】
本形態において、回転軸２は回転軸２００、ピン１９は振子２９０、回転部材２２の回転中心Ｏから穴２８の中心までの距離Ｒは図３の半径Ｒ、中心Ｏ1からピン１９の中心Ｏ2までの距離ｌは、図２のｌにそれぞれ相当する。つまり、遠心振子式吸振手段９は、穴２８の半径Ｒ1とピンの半径Ｒ2との差（Ｒ1−Ｒ2）に等しい長さを持つ遠心振子を構成している。
【００３１】
このような構成の遠心振子式吸振手段９を回転駆動装置の回転体系に装着することで、回転軸２の速度変動が抑えられ、この速度変動を起因とする振動成分を低減することができる。なお回転部材２２に形成する穴２８の数に限定はないが、数が多いほうが吸振器自身の円周方向に対する偏りが少なくなり好ましいものとなる。
【００３２】
回転駆動装置には、複数の回転速度に比例する振動成分を持つことが多い。例えば駆動モータ５の回転振動、駆動歯車６、最終段歯車３の回転振動、回転体１の回転振動など様々な周波数を持った振動成分の振動が発生する。
このような場合、回転駆動装置に遠心振子式吸振手段を複数設けることでそれぞれの振動周波数に対して吸振効果が得られ振動の少ない装置構成となる。
【００３３】
図８に示す回転駆動装置は、図１に示す回転駆動装置に遠心振子式吸振手段９０を追加したものである。この遠心振子式吸振手段９０は、回転部材１９１に、遠心振子式吸振手段９に設けた複数の穴２８と半径の異なる複数の穴２８Ａを、回転中心Ｏから同一距離に中心Ｏ１を持ち、それぞれの半径Ｒ１が等しく、回転中心Ｏから均等な角度となるように形成配設し、各穴２８Ａにそれぞれピン１９を遊嵌して回転軸２上に装着したものである。つまり、図８に示す回転駆動装置では、同一系となる回転体系６０に吸振特性の異なる複数の遠心振子式吸振手段９，９０が設けられることになり、より回転軸２の速度変動が抑えられ、この速度変動を起因とする振動成分を低減することができる。
【００３４】
図９に示す回転駆動装置は、図１に示す回転駆動装置に遠心振子式吸振手段１９０を追加したものである。この遠心振子式吸振手段１９０は、駆動軸８に装着した回転部材２２０に、遠心振子式吸振手段９に設けた複数の穴２８と半径の異なる複数の穴２８Ｂを、自身の回転中心となる駆動軸８の回転中心Ｏ3から同一距離（半径Ｒ）に中心を持ち、それぞれの半径Ｒ1が等しく、回転中心Ｏ3から均等な角度となるように形成配設し、各穴２８Ｂにそれぞれピン１９を遊嵌したものである。各ピン１９の半径Ｒ2は、各穴２８Ｂの半径Ｒ1よりも小さく、かつ、その中心Ｏ２が中心Ｏ１から半径ｌ上に位置するように構成されている（図５参照）。つまり、図９に示す回転駆動装置では、回転体系６０と駆動系６１の双方にそれぞれ遠心振子式吸振手段９，１９０が設けられることになるので、駆動軸８および回転軸２の速度変動が抑えられ、これら２つの速度変動が起因となる振動成分を低減することができる。図９に示す回転駆動装置では、回転体系６０と駆動系６１の異なる系にそれぞれ遠心振子式吸振手段９０，１９０を設けたが、駆動系６１にのみ遠心振子式吸振手段９０，１９０の何れか一方を装着した形態であってもよい。
【００３５】
図１１に慣性体であるフライホイール４自身にサロモン吸振器を構成したものである。同図に示すように、フライホイール２２は、中央部に回転軸２が挿通される軸受フランジ部２８０を有し、回転軸２に装着されることで回転軸２の回転中心が自身の回転中心Ｏとなる。フライホイール４は、その外周近傍に、回転中心Ｏから同一距離に中心Ｏ１を持ち、それぞれの半径Ｒ１が等しく、回転中心Ｏから均等な角度となるように複数の穴２８Ｃを形成配設し、各穴２８Ｃにそれぞれピン１９を遊嵌している。各ピン１９の半径Ｒ２は、各穴２８Ｂの半径Ｒ１よりも小さく、かつ、その中心Ｏ２が中心Ｏ1から半径ｌ上に位置するように構成されている（図５参照）。
【００３６】
このようにサロモン吸振器をフライホイール４に設けると、フライホイール４自身が吸振器となるので、回転軸２の速度変動が原因となる振動成分を低減することができる。フライホイール４自身を吸振器とする場合には、回転軸２に単独で装着した形態であっても良いし、遠心振子式吸振手段９と併設する形態としてもよい。
【００３７】
図１２は、最終段歯車３自身にサロモン吸振器を構成したものである。同図に示すように、最終段歯車３は、中央部に回転軸２が挿通される軸穴３Ａを有し、回転軸２に装着されることで回転軸２の回転中心Ｏが自身の回転中心Ｏとなる。最終段歯車３は、その外周近傍に、回転中心Ｏから同一距離に中心Ｏ１を持ち、それぞれの半径Ｒ１が等しく、回転中心Ｏから均等な角度となるように複数の穴２８Ｄを形成配設し、各穴２８Ｄにそれぞれピン１９を遊嵌している。各ピン１９の半径Ｒ２は、各穴２８Ｄの半径Ｒ１よりも小さく、かつ、その中心Ｏ２が中心Ｏ１から半径ｌ上に位置するように構成されている（図５参照）。
【００３８】
このようにサロモン吸振器を最終段歯車３に設けると、最終段歯車３自身が吸振器となるので、最終段歯車３の回転周波数が原因となる回転体１の速度変動となる振動成分を低減することができる。最終段歯車３自身を吸振器とする場合には、回転軸２に単独で装着した形態であってもよいし、遠心振子式吸振手段９と併設する形態としてもよい。本形態では、サロモン吸振器を最終段歯車３に設けているが、駆動歯車６に設けた形態としたり、両方の歯車に設ける形態としてもよい。
【００３９】
図１３は、駆動伝達系１６２が、回転軸２と駆動軸８とにそれぞれ設けられたプーリ７０，７１と、これらプーリ間に掛け渡された連結ベルト７２で構成された回転駆動装置の構成を示す斜視図である。同図に示す回転駆動装置は、図１４に示すように、プーリ７０自身にサロモン吸振器を構成したものである。同図に示すように、プーリ７０は、中央部に回転軸２が挿通される軸穴７０１を有し、回転軸２に装着されることで回転軸２の回転中心Ｏが自身の回転中心Ｏとなる。プーリ７０は、その外周近傍に、回転中心Ｏから同一距離に中心Ｏ１を持ち、それぞれの半径Ｒ１が等しく、回転中心Ｏから均等な角度となるように複数の穴２８Ｅを形成配設し、各穴２８Ｅにそれぞれピン１９を遊嵌している。各ピン１９の半径Ｒ２は、各穴２８Ｅの半径Ｒ１よりも小さく、かつ、その中心Ｏ２が中心Ｏ１から半径ｌ上に位置するように構成されている（図５参照）。
【００４０】
本形態において、ピン１９は、プーリ７０の両端面７０ａ，７０ｂから突出しない長さとなっている。両端面７０ａ，７０ｂには、ピン１９を穴２８Ｅに遊嵌した状態に保持する部材として円板状のカバー７４、７５が各穴２８Ｅを塞ぐように装着されており、図７に示すリング４０が省略されている。
【００４１】
このようにサロモン吸振器をプーリ７０に設けると、プーリ７０が吸振器となるので、回転体１の速度変動となるプーリ７０の回転に比例した振動成分を低減することができる。また、各穴２８Ｅがカバー７４、７５で塞がれるので、ピン１９の落下防止となる。カバー７４、７５は、円周方向に不均一な慣性が働かないような形状が好ましく、同図のような円板状がよい。プーリ７０の回転停止時には、遠心力で穴２８Ｅの外方向に位置していたピン１９が重力により落下し、音を発生することがあるが、カバー７４、７５を設けることにより、外部に漏れる騒音を低減することができる。
【００４２】
プーリ７０自身を吸振器とする場合には、回転軸２に単独で装着した形態であってもよいし、遠心振子式吸振手段９と併設する形態としてもよい。本形態では、サロモン吸振器をプーリ７０に設けているが、プーリ７１に設けた形態としたり、両方のプーリに設ける形態としてもよい。
【００４３】
図１４に示すカバー７４，７５は、ピン１９を遊嵌する穴が形成された上記の回転部材２２、フライホイール４、各歯車に設けても無論よく、この場合にはリング４０を装着しないピン１９を用いる。図１４に示すように、金属製のマス１９Ａの外周を弾性部材１９Ｂで覆ってピン１９とすることで、落下時の音の発生が抑えられ、外部に漏れる音を低減することができる。ピン１９の表面を弾性部材１９Ｂとするには、弾性部材１９Ｂを筒状としてマス１９Ａを内部に挿嵌してもよいし、マス１９Ａの外周に弾性部材１９Ｂコーティングしてもよい。ピン１９の表面は、弾性部材１９Ｂではなく、吸音部材であってもよい。
【００４４】
図１０は、１つの回転する部材に２つのサロモン吸振器を形成し、複数の回転速度に比例する振動成分を低減させる構成としたものである．図１０に示す回転する部材は、回転部材２２である。この回転部材２２には、既に説明した複数の穴２８と複数のピン１９とともに、回転中心Ｏから穴２８の中心Ｏ１までの半径Ｒｏｕｔと異なる同心円上に回転中心Ｏから同一距離（半径Ｒｉｎ）に中心を持ち、それぞれの半径Ｒｉｎ-１が等しく、回転中心Ｏから均等な角度となるように配設された複数の孔１３８と、各孔１３８にそれぞれ遊嵌する振子部材としてのピン１３９とを備えている。各ピン１３９の半径Ｒin-2は、各穴１３８の半径Ｒｉｎ−１よりも小さくされている。本形態においては、各ピン１９の半径はＲｏｕｔ−２、各穴２８の半径はＲｏｕｔ−１と表示する。
【００４５】
振動を低減することが可能な周波数は、上式（３）によって決定されることより、Ｒout／（Ｒout-1−Ｒout-2）の値とＲin／（Ｒin-1−Ｒin-2）の値が異なるように構成することで、１つの部材に２つの吸振機能を持たせることができ、２つの異なる周波数の低減を省スペースで行える。
【００４６】
図１０では、孔１３８とピン１３９を回転部材２２に設けているが、図８に示す回転部材１９１、図１０に示す回転部材２２０、図１１に示すフライホイール４、図１２に示す最終段歯車３あるいは駆動歯車６、図１４に示すプーリ７０あるいはプーリ７１に設けても無論構わない。なお、図１５に示すピン１９の構成は、ピン１３９に適用してもよい。
【００４７】
次に、回転体１表面の速度変動に影響を与える振動要因として駆動モータ５の回転周波数に着目した形態について説明する。この形態では、図１に示す遠心振子式吸振手段９を備えた回転駆動装置をモデルとして使用するものとする。
【００４８】
駆動モータ５の回転周波数が振動要因の場合、遠心振子式吸振手段９の固有振動数を駆動モータ５の回転周波数に一致させることで振動低減を図れる。図１に示すように、回転軸２に遠心振子式吸振手段９を設けた場合、駆動モータの回転角速度をＸmotor、回転体１の回転角速度をＸdrumとした場合、下式（４）の関係を満たすことにより、駆動モータ５の回転周波数が低減され、回転体１表面の速度が安定することになる。
Ｘmotor＝Ｘdrum√｛Ｒ／（Ｒ1−Ｒ2）｝             ・・・（４）
例えば、駆動モータ５の回転数を駆動伝達系６１によりＸmotorとＸdrumの比が４：１に設定されている回転駆動装置の場合、
４＝√｛Ｒ／（Ｒ1−Ｒ2）｝より１６（Ｒ1−Ｒ2）＝Ｒ  ・・・（５）
上式（５）の関係が成り立ち、この関係を満たすことが可能なＲ=３２,Ｒ1＝５,Ｒ2＝３の遠心振子式吸振手段９を取り付けることで実現可能である。また、関係式を満たすものであれば、上記に記述したパラメータでなくともよい。
【００４９】
駆動モータ５にステッピングモータを用いる場合、回転体１表面の速度変動に影響を与える振動の１つとしてモータのステップ振動がある。ステップ振動は、モータの1秒あたりの回転数とモータ1周におけるステップ数により決定される。遠心振子式吸振手段９を回転軸２上に設けた場合のステップ振動の低減方法は、ステッピングモータの回転角速度をＸｍｏｔｏｒ＿ｓｔｅｐ、ステッピングモータのステップ数をＳ、回転体１の回転角速度をＸｄｒｕｍとした場合、
ＳＸｍｏｔｏｒ＿ｓｔｅｐ＝Ｘｄｒｕｍ√｛Ｒ／（Ｒ１−Ｒ２）｝・・・（６）
上式（６）の関係を満たすことによりステッピングモータのステップ振動が低減され、回転体１表面の速度が安定することになる。
【００５０】
図１に示すように駆動伝達系６１にギアを用いる場合、回転体１表面の速度変動に影響を与える振動の１つにギアの噛み合い振動がある。この噛み合い振動は、ギアによりトルクを伝達する際に、ギアの歯同士がぶつかることにより発生し、振動が発生する周波数は1秒あたりのギアの回転数とギアの歯数で決定される。遠心振子式吸振手段９を回転軸２上に設けた場合のギア噛み合い振動の低減方法は、ギアの歯数をＺ、ギアの回転角速度をＸｇｅａｒ、駆動モータ５の回転角速度をＸｍｏｔｏ、回転体１の回転角速度をＸｄｒｕｍとした場合、
ＺＸｇｅａｒ＝Ｘｄｒｕｍ√｛Ｒ／（Ｒ１−Ｒ２）｝ ・・・（７）
上式（７）の関係を満たすことによりギアの噛み合い振動が低減され、回転体１表面の速度が安定することになる。
【００５１】
図１に示す駆動伝達系６２換えて、図１３に示すようなベルト７２とプーリ７１，７２を用いた駆動伝達系１６２を用いる場合、回転体１表面の速度変動に影響を与える振動の１つにベルト７２とプーリ７１の噛み合い振動がある。噛み合い振動は、プーリ７１にトルクを伝達する際に、ベルト７２とプーリ７１の歯同士がぶつかることにより発生し、振動が発生する周波数は1秒あたりのプーリ７１の回転数とプーリ７１の歯数で決定される。遠心振子式吸振手段９を回転軸２上に設けた場合のプーリ噛み合い振動の低減方法は、プーリの歯数をＰ、プーリ７１の回転角速度をＸｐｕｌｌｅｙ、回転体２の回転角速度をＸｄｒｕｍとした場合、
ＰＸｐｕｌｌｅｙ＝Ｘｄｒｕｍ√｛Ｒ／（Ｒ１−Ｒ２）｝ ・・・（８）
上式（８）の関係を満たすことによりプーリの噛み合い振動が低減され、回転体１表面の速度が安定することになる。
【００５２】
各実施の形態で説明した回転駆動装置によって回転駆動される回転体としては、記録材を搬送するローラ部材やベルト、画像形成装置の像担持体が挙げられる。記録材としては、磁気カードやＩＣカードやプリペイドカード等に代表される情報の記録や再生を行えるカード類がその一例として挙げられる。このようなカード類を搬送するローラ部材を回転駆動するのに、各形態で説明した回転駆動装置を用いると、ローラ部材の回転変動を抑えることができるので、カード類の搬送のバラツキを低減することができ、情報の記録や再生を良好に行うことができる。
【００５３】
記録材としては、画像形成装置全般で使用される用紙やＯＨＰ用のシートのほかに、葉書、名刺、封筒類、紙幣等が挙げられる。これら部材を搬送するローラ部材を回転駆動するのに、各形態で説明した回転駆動装置を用いると、シート状部材の搬送を安定させることができ、ジャムやシート状部材に対する様々な処理を良好に行うことができる。
【００５４】
図１６は、本発明が適用された画像形成装置としてのカラー複写機を示す。図１６において、符号１０で示す画像形成装置の装置本体は、その外装ケース１１内の中央よりもやや右寄りに、回転体の一例である像担持体としてのドラム状の感光体（以下「感光体ドラム」と記す）１２を備えている。感光体ドラム１２の周りには、その上に設置されている帯電器１３から矢示の回転方向（反時計方向）へ順に、現像手段としての回転型現像装置１４、中間転写ユニット１５、クリーニング装置１６、除電器１７などが配置されている。このうち、感光体ドラム１２、帯電器１３、回転型現像装置１４、クリーニング装置１６、除電器１７は、１つの作像ユニット９０として、装置本体１０に対して着脱可能となっている。
【００５５】
これらの帯電器１３、回転型現像装置１４、クリーニング装置１６、除電器１７の上には、露光手段としての光書込み装置、例えばレーザー書込み装置１８が設置される。回転型現像装置１４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した、現像ローラ２１を有する現像器２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを備え、図示しない中心軸まわりに回動して各色の現像器２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを選択的に感光体ドラム１２の外周に対向する現像位置へ移動させる。
【００５６】
中間転写ユニット１５は複数のローラ２３に像担持体としての無端状の中間転写体、例えば中間転写ベルト２４が掛け渡され、この中間転写ベルト２４は感光体ドラム１２に当接される。中間転写ベルト２４の内側には転写装置２５が設置され、中間転写ベルト２４の外側には転写装置２６およびクリーニング装置２７が設置されている。クリーニング装置２７は中間転写ベルト２４に対して接離自在に設けられる。
【００５７】
レーザー書込み装置１８は、画像読取装置２９から図示しない画像処理部を介して各色の画像信号が入力され、各色の画像信号により順次に変調されたレーザー光Ｌを一様帯電状態の感光体ドラム１２に照射して感光体ドラム１２を露光することで感光体ドラム１２上に静電潜像を形成する。画像読取装置２９は装置本体１０の上面に設けられた原稿台３０上にセットされた原稿Ｇの画像を色分解して読み取り、電気的な画像信号に変換する。記録材搬送路３２は右から左へシート状部材としての用紙Ｐを搬送する。記録材搬送路３２には、中間転写ユニット１５および転写装置２６より手前にレジストローラ対３３が設置され、中間転写ユニット１５および転写装置２６より下流側に搬送ベルト３４、定着装置３５、排紙ローラ３６が配置されている。
【００５８】
装置本体１０は給紙装置５０上に載置される。給紙装置５０内には、複数の給紙カセット５１が多段に設けられ、給紙ローラ５２のいずれか１つが選択的に駆動されて給紙カセット５１のいずれか１つから用紙Ｐが送り出される。この用紙Ｐは装置本体１０内の自動給紙路３７を通して記録材搬送路３２へ搬送される。また、装置本体１０の右側には、手差しトレイ３８が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ３８から挿入された用紙Ｐは装置本体１０内の手差し給紙路３９を通して記録材搬送路３２へ搬送される。装置本体１０の左側には、図示しない排紙トレイが着脱自在に取り付けられ、記録材搬送路３２を通して排紙ローラ３６により排出された用紙Ｐが排紙トレイへ収容される。
【００５９】
本形態において、カラーコピーをとるときには、原稿台３０上に原稿Ｇをセットし、図示しないスタートスイッチを押すと、複写動作が開始される。まず、画像読取装置２９が原稿台３０上の原稿Ｇの画像を色分解して読み取る。同時に、給紙装置５０内の給紙カセット５１から給紙ローラ５２で選択的に用紙Ｐが送り出され、この用紙Ｐは自動給紙路３７、記録材搬送路３２を通してレジストローラ対３３に突き当たって止まる。
【００６０】
感光体ドラム１２は、反時計方向に回転し、複数のローラ２３のうちの、駆動ローラ２３Ａの回転で中間転写ベルト２４が時計方向へ回転する。感光体ドラム１２は、回転に伴い、帯電器１３により一様に帯電され、画像読取装置２９から画像処理部を介してレーザー書込み装置１８に加えられる１色目の画像信号で変調されたレーザー光がレーザー書込み装置１８から照射されて静電潜像が形成される。
【００６１】
この感光体ドラム１２上の静電潜像は回転型現像装置１４の１色目の現像器２０Ａにより現像されて１色目の画像となり、この感光体ドラム１２上の１色目の画像は転写装置２５により中間転写ベルト２４に転写される。感光体ドラム１２は、１色目の画像の転写後にクリーニング装置１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１７で除電される。
【００６２】
続いて感光体ドラム１２は、帯電器１３により一様に帯電され、画像読取装置２９から画像処理部を介してレーザー書込み装置１８に加えられる２色目の画像信号で変調されたレーザー光がレーザー書込み装置１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１２上の静電潜像は回転型現像装置１４の２色目の現像器２０Ｂにより現像されて２色目の画像となり、この感光体ドラム１２上の２色目の画像は転写装置２５により中間転写ベルト２４上に１色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム１２は、２色目の画像の転写後にクリーニング装置１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１７で除電される。
【００６３】
次に、感光体ドラム１２は、帯電器１３により一様に帯電され、画像読取装置２９から画像処理部を介してレーザー書込み装置１８に加えられる３色目の画像信号で変調されたレーザー光がレーザー書込み装置１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１２上の静電潜像は回転型現像装置１４の３色目の現像器２０Ｃにより現像されて３色目の画像となり、この感光体ドラム１２上の３色目の画像は転写装置２５により中間転写ベルト２４上に１色目の画像、２色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム１２は、３色目の画像の転写後にクリーニング装置１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１７で除電される。
【００６４】
感光体ドラム１２は、帯電器１３により一様に帯電され、画像読取装置２９から画像処理部を介してレーザー書込み装置１８に加えられる４色目の画像信号で変調されたレーザー光がレーザー書込み装置１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１２上の静電潜像は回転型現像装置１４の４色目の現像器２０Ｄにより現像されて４色目の画像となり、この感光体ドラム１２上の４色目の画像が転写装置２５により中間転写ベルト２４上に１色目の画像、２色目の画像、３色目の画像と重ねて転写されることでフルカラー画像が形成される。感光体ドラム１２は、４色目の画像の転写後にクリーニング装置１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１７で除電される。
【００６５】
レジストローラ対３３がタイミングをとって回転して用紙Ｐが送り出され、この用紙Ｐは転写装置２６により中間転写ベルト２４上のフルカラー画像が転写される。この用紙Ｐは、搬送ベルト３４で搬送されて定着装置３５によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ３６により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト２４はフルカラー画像の転写後にクリーニング装置２７でクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００６６】
以上４色重ね画像を形成する動作について説明したが、３色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム１２上に３つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト２４上に重ねて転写された後に用紙Ｐに一括して転写され、２色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム１２上に２つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト２４上に重ねて転写された後に用紙Ｐに一括して転写される。また、単色画像を形成する場合には、感光体ドラム１２上に１つの単色画像が形成されて中間転写ベルト２４上に転写された後に用紙Ｐに転写される。
【００６７】
このようなカラー複写機においては、像担持体である感光体ドラム１２および中間転写ベルト２４の回転変動が最終画像の品質に大きく影響するので、より高精度な感光体ドラム１２や中間転写ベルト２４の回転駆動が望まれる。このため、本形態におけるカラー複写機では、少なくとも感光体ドラム１２の回転駆動を、第１ないし第１１の実施の形態の中のいずれか１つの回転駆動装置を用いて行う。この場合、感光体ドラム１２を支持する回転軸８１に、図１に示す最終段歯車３を固定し、この歯車３に、電動モータ５の駆動軸８に固定した駆動歯車６を噛合させて、感光体ドラム１２を回転駆動するように構成すればよい。図１におけるフライホイール４は、必要に応じて回転軸８１に装着すればよい。
【００６８】
中間転写ベルト２４の回転変動を低減する必要がある場合には、中間転写ベルト２４が掛け渡された複数のローラ２３のうち、駆動ローラ２３Ａを支持する軸２３Ｂに図１に示す最終段歯車３を固定し、この歯車３に、電動モータ５の駆動軸８に固定した駆動歯車６を噛合させて、中間転写ベルト２４を回転駆動するように構成すればよい。フライホイール４は、必要に応じて回転軸２３Ｂに装着すればよい。
【００６９】
本形態では、像担持体としてドラム状の感光体１２を例示したが、ベルト状の感光体であってもよい。本形態では感光体ドラムを１つ備えた画像形成装置を例示したが、記録紙Ｐの搬送方向に複数の感光体ドラムが配列された画像形成装置に上記回転駆動装置を適用しても無論構わない。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、回転体を支持し、駆動系によって回転駆動されるに遠心振子式吸振手段を設けたので、回転体系で発生する振動が低減され、回転体の回転速度が安定する。
【００７１】
本発明によれば、複数の穴が形成された回転部材を回転体と一体回転可能な回転軸に設け、複数の穴を、回転部材の回転中心から同一距離にそれぞれ中心があり、それぞれの半径が等しく回転中心から均等な角度となるように配設し、各穴に振子部材をそれぞれ遊嵌させて遠心振子式吸振手段を構成したので、回転速度に応じて遠心振子式吸振手段で吸振する周波数成分が比例して変動することになり、回転体系で発生する振動が低減されて回転体の回転速度が安定する。
【００７６】
本発明によれば、回転部材の、その回転中心から穴の中心までの半径と異なる同心円上に、各部材の回転中心から同一距離にそれぞれ中心があり、それぞれの半径が等しく回転中心から均等な角度となるように複数の孔を形成配設し、各孔に振子部材をそれぞれ遊嵌させているので、１つの部材で複数の周波数に対して吸振効果が得られ、遠心振子式吸振手段を複数設ける場合と比べて省スペース化、低コスト化を図れる。
【００７７】
本発明によれば、穴および／または孔に遊嵌される各振子部材が、保持部材によって穴および／または孔に遊嵌状態に保持されるので、振子部材の落下を防止することができ、吸手効果が安定し回転体の回転速度安定がより確実なものとなる。保持部材が穴および／または孔を覆うカバーの場合には、振子部材の移動に伴い発生する音の漏れを抑えられ、装置の低騒音化につながる。
【００７８】
本発明によれば、振子部材の表面が弾性部材であるので、振子部材の移動に伴い発生する音が小さくなり、装置の低騒音化につながる。
【００８４】
本発明によれば、上記回転駆動装置によって像担持体が回転されるので、像担持体への回転振動が効果的に低減され、画像の高画質化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる遠心振子式吸振手段を備えた回転駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図２】回転駆動装置と遠心振子式吸振手段の構成を示す部分断面図である。
【図３】遠心振子式吸振手段の原理を説明するためのモデル図である。
【図４】遠心振子式吸振手段の構成を示す拡大図である。
【図５】図４の破線○部の拡大図である。
【図６】第１の実施の形態にかかる遠心振子式吸振手段単独の斜視図である。
【図７】振子部材の保持状態を示す拡大断面図である。
【図８】第２の実施の形態である２つの遠心振子式吸振手段を同一系に備えた回転駆動装置の構成を示す部分断面図である。
【図９】第３の実施の形態である遠心振子式吸振手段を異なる系に備えた回転駆動装置の構成を示す部分断面図である。
【図１０】第７の実施の形態である異なる吸振特性を複数有する遠心振子式吸振手段の構成を示す斜視図である。
【図１１】第４の実施の形態である慣性体と一体化した遠心振子式吸振手段を有する回転駆動装置の構成を示す部分断面図である。
【図１２】第５の実施の形態である歯車と一体化した遠心振子式吸振手段の構成を示す斜視図である。
【図１３】第６の実施の形態であるプーリと一体化した遠心振子式吸振手段を有する回転駆動装置の構成を示す部分断面図である。
【図１４】プーリと一体化した遠心振子式吸振手段の構成を示す拡大断面図である。
【図１５】振子部材の構成を示す一部破断拡大断面図である。
【図１６】回転駆動装置を有する画像形成装置の一形態を示す全体構成図である。
【符号の説明】
１                            回転体
２                            回転軸
３，６                        複数の歯車
４                            慣性体
５                            回転駆動源
９，９０，１９０              遠心振子式吸振手段
１２，２４                    像担持体
１９                          第１の振子部材
２２，１９１，２２０          回転部材
２８，２８Ａ〜２８Ｅ          複数の穴
４０                          保持する部材
６０                          回転体系
６１                          駆動系
６２                          駆動伝達系
７０，７１                    第１および第２のプーリ
７２                          連結ベルト
７４，７５                    保持する部材
１３８                        複数の孔
１３９                        第２の振子部材
α                            回転中心から均等な角度
Ｏ                            回転部材の回転中心
Ｏ1                           穴の中心
Ｏ2                           第１の振子部材の中心
Ｏ3                           歯車の回転中心
Ｒ，Ｒout，Ｒin              同一距離（半径）
Ｒ1                           穴の半径
Ｒ2                           第１の振子部材の半径
Ｒin-1                       孔の半径
Ｒin-2                       第２の振子部材の半径
【図１】
0004049992.tif 000002
【図２】
0004049992.tif 000003
【図３】
0004049992.tif 000004
【図４】
0004049992.tif 000005
【図５】
0004049992.tif 000006
【図６】
0004049992.tif 000007
【図７】
0004049992.tif 000008
【図８】
0004049992.tif 000009
【図９】
0004049992.tif 000010
【図１０】
0004049992.tif 000011
【図１１】
0004049992.tif 000012
【図１２】
0004049992.tif 000013
【図１３】
0004049992.tif 000014
【図１４】
0004049992.tif 000015
【図１５】
0004049992.tif 000016
【図１６】
0004049992.tif 000017