JP2000352851A

JP2000352851A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000352851A
Application number: JP11165407A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Sakauchi; 和典坂内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】デジタル複写機等の記録画素密度が高密度な
画像形成装置において、画像ムラのない画像形成を実現
可能とする。【解決手段】モータで駆動される駆動ギヤ１１とこれ
に噛み合うアイドラギヤ１２の速度変動と、アイドラギ
ヤ１２と感光体ドラム３の回転軸に設けたギヤ１３（駆
動ギヤ１１を１番目とし、アイドラギヤ１２を１つ介し
た３番目あるいは奇数番目のギヤ）の速度変動の位相
を、ちょうど１８０度ずれるようにする。駆動ギヤ１１
で回転させるアイドラギヤ１２が速度変動を持って回転
しても、アイドラギヤ１２からギヤ１３に回転速度が伝
達されると、アイドラギヤ１２の回転変動がうち消され
て伝達され、ギヤ１３は速度変動がなく回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファクシミリ等が備える静電潜像担持
体の駆動方法を改良した画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
電子写真方式の画像形成装置においては、高画質化の要
求のためデジタル機が普及してきている。これらの装置
の多くは、ポリゴンミラーを用いて潜像担持体表面にレ
ーザダイオードやＬＥＤアレイから照射したレーザー光
によって一定時間間隔でドット形状の潜像を形成してい
る。一般にこれらの装置では、潜像書き込みのための走
査のライン時間間隔を一定で行っているため、静電潜像
担持体の回転速度が一定速度であれば画像の濃度ムラな
どが無く良好な品質の画像を得られるが、静電潜像担持
体を駆動するモータの回転ムラや、モータからの駆動力
を伝達する手段における伝達速度の微小な変動があり、
得られる画像に視覚的に認識しやすい空間周波数の濃度
ムラがわずかながらでも存在しているのが現状である。

【０００３】静電潜像担持体である感光体には、ベルト
状のものや円筒状のものが用いられているが、このよう
な静電潜像担持体を回転駆動する手段としての伝達機構
にはもちろんタイミングベルトやギヤが用いられること
が多いが、特にギヤによる伝達手段では、ギヤの歯形の
形状誤差やピッチ誤差、あるいは噛み合わせ状態によっ
て伝達速度に微小な変動が発生してしまいやすく、この
ような変動の発生を防ぐため、高精度な歯車を用いると
コストが上昇してしまう場合が多い。

【０００４】そこで、特開平１０−１０４９０３号公報
に開示の画像形成装置では、ギヤ伝達手段が１歯当たり
に静電潜像担持体を回転させる回転量を、形成する画像
の解像度とすることによって、画像を形成する各ドット
が速度変動と同位相で形成されるようにして、ドット間
のピッチを一定に保ち、濃度ムラのない画像が得られる
ようにしている。しかしながら、特開平１０−１０４９
０３号公報に開示の画像形成装置では、画素密度が１５
０ｄｐｉ程度であり、かつベルト状の潜像担持体を用い
ているためにその駆動ローラを小径（φ１６ｍｍ程度）
としているのでギヤの歯数が３００程度で実現できる
が、近年、高画質化のために６００ｄｐｉや１２００ｄ
ｐｉ等の高密度な画素密度が要求され始めていると共
に、円筒状（φ３０ｍｍ程度）の静電潜像担持体を用い
た場合には、ギヤの歯数を２０００程度にしなければな
らず、モジュール０．５としても大きさの点（約直径１
ｍ）で実用性に欠けてしまい、また大きさの点からもコ
スト的には不利となってしまう。

【０００５】また、速度変動を緩和させる対策として
は、静電潜像担持体の回転軸に大きなフライホイールを
取り付け、微小な回転変動をフライホイールの慣性モー
メントで緩和する方法が採られている。この場合には、
画像形成装置全体が大きくならざるを得ず、したがって
重量も増え、コストが上昇してしまう。

【０００６】そこで本発明は、上記従来の問題点にかん
がみ、記録画素密度が高密度な画像形成装置においても
装置が大きくならずに済み、静電潜像担持体を一定速度
で回転させて画像ムラのない画像形成を実現可能な安価
な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】本発明の請求項１に係る
画像形成装置は、上記目的を達成するために、静電潜像
を保持する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上をラ
イン走査して露光を行って潜像を形成する露光手段と、
上記静電潜像担持体へトナーを現像する現像手段を有
し、上記静電潜像担持体から用紙にトナー画像を転写す
ることにより画像を形成する画像形成装置であって、上
記静電潜像担持体を回転駆動する駆動手段と該駆動手段
へ駆動力を供給する駆動源とを有し、該駆動手段にギヤ
伝達手段を用い、上記駆動源の出力軸のギヤから数えて
奇数番目のギヤ（アイドラギヤは複数の段付きギヤも１
つと数える）の出力軸を上記静電潜像担持体の回転軸と
すると共に、上記駆動源の出力軸のギヤと連結するギヤ
の噛み合い位相に対して、上記静電潜像担持体の回転軸
に取り付けるギヤと噛み合うギヤの噛み合い位相を１８
０度ずらしてなることを特徴とする。

【０００８】同請求項２に係るものは、上記目的を達成
するために、上記駆動源から上記静電潜像担持体間のア
イドラギヤの歯数を同一にしてなることを特徴とする。

【０００９】同請求項３に係るものは、上記目的を達成
するために、上記ギヤ伝達手段がハス歯ギヤからなり、
上記駆動源の出力軸のギヤと連結するギヤの噛み合い率
に対して、上記静電潜像担持体の回転軸に取り付けるギ
ヤと噛み合うギヤの噛み合い率を略同一としてなること
を特徴とする。

【００１０】同請求項４に係るものは、上記目的を達成
するために、上記ギヤ伝達手段がハス歯ギヤからなり、
上記駆動源の出力軸のギヤと連結するギヤの噛み合い率
と、上記静電潜像担持体の回転軸に取り付けるギヤと噛
み合うギヤの噛み合い率をそれぞれ略整数値としてなる
ことを特徴とする。

【００１１】同請求項５に係るものは、上記目的を達成
するために、上記ギヤ伝達手段がハス歯ギヤからなり、
上記駆動源の出力軸のギヤと連結するギヤの噛み合い率
と、上記静電潜像担持体の回転軸に取り付けるギヤと噛
み合うギヤの噛み合い率をそれぞれ略整数値とすると共
に略同一値としてなることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は、静電潜像転写式の画像形成
装置の基本構成例を示す断面図である。図示のように、
この種の画像形成装置は、装置本体１の内部に着脱可能
なプロセスユニット２を設け、プロセスユニット２の内
部に感光体ドラム３を備えており、また装置本体１の内
部には、レーザ書込み系ユニット４や、用紙を給紙搬送
する給紙ユニット５、感光体ドラム３上のトナーを転写
紙に転写させる転写ローラ６、トナーを転写紙に定着さ
せる定着ユニット７等が設けられている。

【００１３】図２〜図４は、図１に示すような画像形成
装置の感光体ドラム３を回転駆動するための駆動系の構
成の概略図である。図示のように、駆動源であるモータ
１０の出力軸に駆動ギヤ１１を取り付け、この駆動ギヤ
１１にアイドラギヤ１２が噛みあい、このアイドラギヤ
１２に感光体ドラム３の回転軸に設けたギヤ１３が噛み
合っていて駆動力が伝達されるようになっている。ただ
し、駆動ギヤ１１とアイドラギヤ１２の噛み合いが、図
４に示すように、駆動ギヤ１１とアイドラギヤ１２の中
心軸を結んだ線上にアイドラギヤ１２の歯先の頂点が来
ているように噛み合っているとした時に、アイドラギヤ
１２と感光体ドラム３の回転軸に設けたギヤ１３の噛み
合いは、同様にアイドラギヤ１２とギヤ１３の中心軸を
結んだ線上にアイドラギヤ１２の歯先の頂点が位置する
ように配置してある。

【００１４】この構成でモータ１０の出力軸に取り付け
た駆動ギヤ１１によりアイドラギヤ１２を回転駆動する
際の駆動ギヤ１１に対するアイドラギヤ１２の回転速度
変動を図５に示す。図５（Ａ）は駆動ギヤ１１に対する
アイドラギヤ１２の回転速度変動を、図５（Ｂ）はアイ
ドラギヤ１２に対するギヤ１３の回転速度変動を、そし
て図５（Ｃ）はギヤ１３の回転速度変動を示す。既述の
ように、ギヤ伝達の際には、歯形の形状誤差やピッチ誤
差及び噛み合わせ状態によって伝達速度の微小な変動が
発生するが、図５（ａ）に示すように、特に駆動ギヤ１
１の歯の周期に相当する速度変動が顕著である。同様に
図５（Ｂ）に示すように、アイドラギヤ１２によって回
転駆動された場合のギヤ１３の速度変動には、１歯に相
当する速度変動が発生する。ただし、駆動ギヤ１１、ア
イドラギヤ１２及びギヤ１３に同じモジュールのギヤを
用いると、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように速度変
動の周期が同じになる。

【００１５】また、駆動ギヤ１１とアイドラギヤ１２の
中心を結んだ線上に駆動されるアイドラギヤ１２の歯先
の頂点が来ているときに、アイドラギヤ１２に回転駆動
されるギヤ１３では、アイドラギヤ１２とギヤ１３の中
心を結んだ線上に歯底が来ている位置関係となっている
ため、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示す速度変動の位相
は、ちょうど１８０度ずれることになる。

【００１６】すなわち、駆動ギヤ１１からアイドラギヤ
１２に速度が伝達された場合には、明らかにアイドラギ
ヤ１２は図５（Ａ）のような速度変動を持って回転して
いるが、アイドラギヤ１２からギヤ１３に回転速度が伝
達されると、アイドラギヤ１２の回転変動をうち消して
速度が伝達され、ギヤ１３は、図５（Ｃ）のように速度
変動がない速度で回転することになる。

【００１７】すなわち、駆動モータの駆動軸のギヤを１
番目と数え、アイドラとして中間に配したギヤ（複数の
段付きギヤも１つと数える）を１つ介した３番目のギヤ
の回転軸の速度変動を抑えることができるという関係を
保てば、奇数番目のギヤの回転軸が同じようになること
がわかる。

【００１８】なお上述の実施形態では、同一のアイドラ
ギヤ１２が駆動ギヤ１１と感光体ドラム３の回転軸に設
けたギヤ１３とに噛み合っているが、上記の条件を満た
せば、アイドラギヤ１２を分割して駆動伝達を各ギヤの
軸のスラスト方向に移動させてもよい。ただし、アイド
ラギヤを段付き形状にして歯数を変化させて減速や増速
を行うと、１歯の周期が変化してしまい、速度変動をキ
ャンセルできなくなるが、歯数を同じとしておけば、モ
ジュールを変化させても１歯の周期は変化がないため、
上記実施形態と同様の関係が成立する。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図６は本発明の第１実施例における各ギヤの設定例
を示す図である。歯車１は駆動ギヤ１１を、歯車２はア
イドラギヤ１２を、歯車３は感光体ドラム３の回転軸に
設けたギヤ１３を示す（以下の実施例においても同
じ）。この実施例は各ギヤが平歯車の場合で、歯数によ
って各ギヤの噛み合い率が決まってしまうために噛み合
い率が異なり、したがってギヤの噛み合い状態が異なる
ことから、駆動ギヤ１１とアイドラギヤ１２の速度変動
の波形とアイドラギヤ１２とギヤ１３の速度変動の波形
が厳密には異なったが、濃度ムラ等確認できないほど良
好な結果となった。

【００２０】図７は本発明の第２実施例における各ギヤ
の設定例を示す図である。本実施例では、各ギヤをハス
歯ギヤに変更し、駆動ギヤ１１とアイドラギヤ１２の噛
み合い率とアイドラギヤ１２とギヤ１３の噛み合い率を
同じく設定した。このため二つの速度変動波形がより一
層近似し、効果が大きいものとなった。

【００２１】図８は本発明の第３実施例における各ギヤ
の設定例を示す図である。この実施例では、ギヤ間の噛
み合い率を整数値に近付けることで、それぞれの速度変
動波形が正弦波に近づき、より一層効果が大きいものと
なった。

【００２２】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る画像形成装置
は、以上説明してきたように、駆動源と静電潜像担持体
を回転駆動する駆動手段にギヤ伝達手段を用い、駆動源
のギヤを１番目と数え、奇数番目のギヤの出力軸を静電
潜像担持体の回転軸とすると共に、駆動源の出力軸のギ
ヤと連結しているアイドラギヤの噛み合い位相に対し
て、静電潜像担持体の回転軸に取り付けているギヤと噛
み合っているアイドラギヤの噛み合い位相を１８０度ず
らしているので、駆動源のギヤから伝達された回転の速
度変動を静電潜像担持体の回転軸に取り付けるギヤに回
転を伝達する際に、回転速度の変動をキャンセルし、静
電潜像担持体を一定速度で回転させることができるよう
になり、しかも使用するギヤの精度にはあまり関係がな
いため、コスト的にも有利になるという効果がある。

【００２３】請求項２に係る画像形成装置においては、
以上説明してきたように、駆動源から静電潜像担持体間
のアイドラギヤの歯数を同一にしているので、駆動ギヤ
から伝達されたアイドラギヤの速度変動周期と、アイド
ラギヤから静電潜像担持体に伝達する速度変動周期を同
一にでき、このためこの位相を１８０度ずらして速度変
動をキャンセルできるという効果がある。

【００２４】請求項３に係る画像形成装置においては、
以上説明してきたように、ギヤ伝達手段をハス歯ギヤと
し、駆動源の出力軸のギヤと連結しているギヤの噛み合
い率に対して、静電潜像担持体の回転軸に取り付けてい
るギヤと噛み合っているギヤの噛み合い率を略同一とし
ているので、駆動ギヤから伝達されたアイドラギヤの速
度変動波形と、アイドラギヤから静電潜像担持体に伝達
する速度変動波形の形状を同一にでき、このため高精度
に静電潜像担持体の速度変動をキャンセルできるように
なるという効果がある。

【００２５】請求項４に係る画像形成装置においては、
以上説明してきたように、ギヤ伝達手段をハス歯ギヤと
し、駆動源の出力軸のギヤと連結しているギヤの噛み合
い率と、静電潜像担持体の回転軸に取り付けているギヤ
と噛み合っているギヤの噛み合い率を概略整数値として
いるので、駆動ギヤから伝達されたアイドラギヤの速度
変動波形と、アイドラギヤから静電潜像担持体に伝達す
る速度変動波形の形状を正弦波に近い形状できるため、
高精度に潜像担持体の速度変動をキャンセルできるとい
う効果がある。

【００２６】請求項５に係る画像形成装置においては、
以上説明してきたように、ギヤ伝達手段をハス歯ギヤと
し、駆動源の出力軸のギヤと連結しているギヤの噛み合
い率と、静電潜像担持体の回転軸に取り付けているギヤ
と噛み合っているギヤの噛み合い率をそれぞれ略整数値
とすると共に略同一値としているので、駆動ギヤから伝
達されたアイドラギヤの速度変動波形と、アイドラギヤ
から静電潜像担持体に伝達する速度変動波形の形状を正
弦波に近い形状にできると共に同一の波形形状にできる
ので、高精度に潜像担持体の速度変動をキャンセルでき
るようになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】静電潜像転写式の画像形成装置の基本構成例を
示す断面図である。

【図２】感光体ドラムを回転駆動するための駆動系の構
成の概略図である。

【図３】感光体ドラムを回転駆動するための駆動系の構
成の概略図である。

【図４】感光体ドラムを回転駆動するための駆動系の構
成の概略図である。

【図５】駆動ギヤに対するアイドラギヤの回転速度変動
（Ａ）、アイドラギヤに対する感光体ドラムの回転軸に
設けたギヤの回転速度変動（Ｂ）、感光体ドラムの回転
軸に設けたギヤの回転速度変動（Ｃ）を示す図である。

【図６】本発明の第１実施例における各ギヤの設定例を
示す図である。

【図７】本発明の第２実施例における各ギヤの設定例を
示す図である。

【図８】本発明の第３実施例における各ギヤの設定例を
示す図である。

【符号の説明】

１装置本体２プロセスユニット３感光体ドラム４レーザ書込み系ユニット５給紙ユニット６転写ローラ７定着ユニット１０モータ１１駆動ギヤ１２アイドラギヤ１３感光体ドラムの回転軸に設けたギヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を保持する静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体上をライン走査して露光を行って潜像
を形成する露光手段と、上記静電潜像担持体へトナーを
現像する現像手段を有し、上記静電潜像担持体から用紙
にトナー画像を転写することにより画像を形成する画像
形成装置であって、上記静電潜像担持体を回転駆動する
駆動手段と該駆動手段へ駆動力を供給する駆動源とを有
し、該駆動手段にギヤ伝達手段を用い、上記駆動源の出
力軸のギヤから数えて奇数番目のギヤ（アイドラギヤは
複数の段付きギヤも１つと数える）の出力軸を上記静電
潜像担持体の回転軸とすると共に、上記駆動源の出力軸
のギヤと連結するギヤの噛み合い位相に対して、上記静
電潜像担持体の回転軸に取り付けるギヤと噛み合うギヤ
の噛み合い位相を１８０度ずらしてなることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】上記駆動源から上記静電潜像担持体間の
アイドラギヤの歯数を同一にしてなることを特徴とする
請求項１の画像形成装置。
【請求項３】上記ギヤ伝達手段がハス歯ギヤからな
り、上記駆動源の出力軸のギヤと連結するギヤの噛み合
い率に対して、上記静電潜像担持体の回転軸に取り付け
るギヤと噛み合うギヤの噛み合い率を略同一としてなる
ことを特徴とする請求項１または２の画像形成装置。
【請求項４】上記ギヤ伝達手段がハス歯ギヤからな
り、上記駆動源の出力軸のギヤと連結するギヤの噛み合
い率と、上記静電潜像担持体の回転軸に取り付けるギヤ
と噛み合うギヤの噛み合い率をそれぞれ略整数値として
なることを特徴とする請求項１または２の画像形成装
置。
【請求項５】上記ギヤ伝達手段がハス歯ギヤからな
り、上記駆動源の出力軸のギヤと連結するギヤの噛み合
い率と、上記静電潜像担持体の回転軸に取り付けるギヤ
と噛み合うギヤの噛み合い率をそれぞれ略整数値とする
と共に略同一値としてなることを特徴とする請求項１ま
たは２の画像形成装置。