JPH10171302A

JPH10171302A - 感光体駆動装置

Info

Publication number: JPH10171302A
Application number: JP8331906A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yamamoto; 雅典山本; Hitoki Okuno; 仁樹奥野; Yoshinori Inoue; 芳典井上
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】安価な構成で歯車噛み合い振動による回転む
らを低減する。【解決手段】感光体駆動モータ４１の駆動力を感光ド
ラム２５に伝達する駆動伝達手段４２における少なくと
も１組の歯車対を、半ピッチ歯をずらした２つの歯車４
８、４９を一体化した歯車体５０にて構成し、歯の噛み
合いを半ピッチづつ細かく変化させることにより、歯の
ばねこわさの変化を小さくし、噛み合い振動を小さくす
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体上に画像露
光を行って静電潜像を形成し、それを現像して転写材に
転写する画像形成装置において、駆動源の駆動力を少な
くとも１組みの歯車対を有する駆動伝達手段にて感光体
に伝達する感光体駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような画像形成装置は、ファクシ
ミリ、複写機、プリンタ等の各種の形態のものが提供さ
れている。この種の画像形成装置において、感光体にレ
ーザビーム走査光学系等によってデジタル方式の画像露
光を行って画像を形成する場合には、歯車の噛み合い振
動により僅かな回転むらが感光体に生じても画像にピッ
チむらを生じ、特にカラー画像を形成する場合は敏感に
色調むらとなって現れるため、画質向上の観点からはこ
れが問題となっている。

【０００３】従来、この歯車の噛み合い振動による感光
体の回転むらを低減する方法としては、歯車の精度を高
めたり、感光体軸に慣性の大きいフライホイールを付加
したり、感光体にブレーキを設けてプレーキのトルク制
御を行う方法などが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、歯車の噛み
合い振動の原因は、歯車が噛み合うときに噛み合い状態
にある歯の枚数が変化し、その枚数差による歯車間の歯
のばねこわさ（剛性）の変化に大きく起因している。

【０００５】そのため、上記のように歯車精度を高める
だけでは、歯車の噛み合い状態にある歯の枚数の差は変
わらないので、噛み合い振動の低減には十分でないとい
う問題がある。

【０００６】また、慣性を付加すると、駆動系の固有振
動数が低くなるため、高周波数域では振動低減効果があ
るが低周波数域では効果があまりなく、そのため歯車の
噛み合いや１回転成分の回転むらは低減できるが、逆に
低周波数域では共振を起こしてしまうという問題があ
る。

【０００７】また、電磁ブレーキの制御では、低周波数
域では追従できるが、高周波数域では追従できず、歯車
の噛み合い振動は高周波数域であるため十分に効果を発
揮せず、かつ複雑な制御を必要とするためコスト高にな
るという問題がある。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、安価
な構成で歯車噛み合い振動による回転むらを低減できる
感光体駆動装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の感光体駆動装置
は、駆動源の駆動力を感光体に伝達する駆動伝達手段に
おける少なくとも１組の歯車対を、半ピッチ歯をずらし
た２つの歯車を一体化した歯車体にて構成したものであ
る。これによれば、歯車の噛み合い振動は、歯の噛み合
いが１枚から２枚へ、あるいは２枚から１枚へ移行する
ところで歯のばねこわさが変化することにより大きな振
動を生じることが原因になっていることに対して、歯の
噛み合いが半ピッチづつ細かく変化することにより、歯
のばねこわさの変化が小さくなって噛み合い振動を小さ
くできる。なお、上記歯車としては平歯車だけでなく、
ハスバ歯車も適用することができるとともに、ハスバ歯
車の場合は歯のばねこわさの変化が小さく、一層噛み合
い振動を小さくすることができる。また、２つの歯車を
２枚の歯車で構成すると、両者を一体成形した場合に比
して組立性がよい。

【００１０】また、歯車体の２つの歯車を、同一の型よ
り成形した歯数が奇数の歯車２つの位相を１８０°ずら
して構成すると、成形時の歯車の偏芯による歯車１回転
周期の回転むらを低減することができる。その際に、１
８０°の位置で互いに嵌入係合する突部と凹部をその両
側面に形成しておくと、組立性が一層向上する。

【００１１】また、歯車体の２つの歯車の歯部両側に、
ピッチ円直径以下のリブを設けるとと、歯の噛み合い時
にリブが邪魔になることなく、噛み合い時の歯元のたわ
みを均一に小さくできて、噛み合い振動の振幅を小さく
できる。

【００１２】また、歯車対の一方の歯車体は２つの歯車
間にリブを設け、他方の歯車体は２つの歯車間にリブが
嵌合する間隙を設けると、２つの歯車の噛み合い時に位
相の異なる歯の接触により歯の成形誤差やバリ等で歯が
引っ掛かるのを防止してそれにより回転むらを無くすこ
とができる。

【００１３】また、歯車体の２つの歯車間にゴムなどの
減衰部材を介装すると、歯部の振動を速く減衰できて、
歯部の振動による回転むらを低減することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の感光体駆動装置を
適用したレーザビームプリンタの一実施形態について図
１〜図６を参照しながら説明する。

【００１５】本実施形態のプリンタは、図１に示すよう
に、機枠体１１の図における左側が正面になっている。
この機枠体１１の底部側には機枠体１１の後方に向けて
下向きに傾斜したシート収容部１２が内蔵され、このシ
ート収容部１２の上に記録シートが積層状態で保持され
る。シート収容部１２の先端部は機枠体１１の外部にせ
り出せるようにしてあり、リーガルサイズ等の長い記録
シートを保持する場合にシート収容部の先端部をせり出
させて対応することができる。

【００１６】また、記録シートの幅方向の位置を規制す
るためにシート収容部１２には幅規制板１３が設けら
れ、また記録シートのシート収容部１２に対する装填を
容易に行えるように前面カバー１４が機枠体１１に対し
て開閉自在に取付けてある。

【００１７】機枠体１１の中央部には、レーザビーム走
査光学系１５が配設され、その上部には後部が機枠体１
１の後端部にヒンジ部１６にて連結され、このヒンジ部
１６を中心に開閉自在な蓋部材１７が設けられ、これに
よってこのプリンタはクラムシェルタイプの構造となっ
ている。蓋部材１７の下には作像カードリッジ１８が装
填され、蓋部材１７の開閉によって着脱できるようにし
てある。

【００１８】シート収容部１２の上に載置された記録シ
ートは、給紙ローラ２１およびカム２２とこれらに接触
するピンチローラ２３とにより１枚づつ送り出されてガ
イド部材に案内されながら搬送され、画像形成を受けた
後に蓋部材１７に形成された開口部２４から蓋部材１７
の上にプリンタの前方に向けて排出される。

【００１９】搬送されて排出される記録シートに対する
画像形成は、作像カートリッジ１８の感光ドラム２５に
形成したトナー像を、機枠体１１の側に設けられた転写
ローラ２６により転写し、記録シート上の転写画像を次
の定着ローラ２７、２８により熱融着させることにより
なされる。開口部２４の内側には、画像形成後の記録シ
ートを機枠体１１外に確実に送り出すために排紙ローラ
対２９が設けられている。

【００２０】レーザビーム走査光学系１５は、図示しな
い半導体レーザとコリメートレンズとからなる光源から
の光が照射されるポリゴンミラー３１を有しており、さ
らに折り返しミラー３２等の公知の部材を有している。
このレーザビーム走査光学系１５内には、シャッタ３３
が回転自在に取付けられており、作像カートリッジ１８
が所定の位置に装填された場合には、シャッタ３３は図
１に示されるようにミラー３２から離れ、蓋部材１７が
開かれるとシャッタ３３はミラー３２を覆うことにな
る。蓋部材１７に連動したシャッタ３３の開閉移動は図
示しない部材によって達成される。

【００２１】作像カートリッジ１８内には感光ドラム２
５に隣接して現像スリーブ３４が設けられ、現像スリー
ブ３４に対してはトナータンク３５内に収容されたトナ
ーが羽根部材３６の回転により隔壁３７に形成された窓
部を通って供給される。

【００２２】現像スリーブ３４は、供給されたトナーに
より感光ドラム２５上に形成された静電潜像を現像して
顕像化したトナー像とし、感光ドラム２５上のトナー像
は転写ローラ２６にて記録シートに転写される。感光ド
ラム２５の転写後の表面に残ったトナーは図示しないク
リーニングブレードにより除去されるようになってお
り、除去されたトナーを収容するために作像カートリッ
ジ１８内の上部には廃棄トナー用のタンク３８が形成さ
れている。

【００２３】また、感光ドラム２５の表面には帯電ブラ
シ３９が接触しており、この帯電ブラシ３９により感光
ドラム２５の表面が静電潜像を形成するために所定の電
位に帯電される。

【００２４】このような構造の作像カートリッジ１８
は、イメージカートリッジあるいはプロセスカートリッ
ジとも言われ、感光ドラム２５の寿命ないしトナーの使
い切りによって新しいものと交換される。

【００２５】以上のような全体構成のプリンタにおい
て、感光ドラム２５は、図２に示すように、感光体駆動
モータ４１によって駆動伝達手段４２を介して駆動され
る。この駆動伝達手段４２は、感光体駆動モータ４１の
モータ軸に固定された駆動ギヤ４３と、第１と第２のア
イドルギヤ４４、４５と感光ドラム２５の軸に固定され
た従動ギヤ４６から成る歯車列にて構成されている。４
７は機枠体１１の側板である。

【００２６】この歯車列による回転伝達のとき、各ギヤ
４３〜４６間における歯の噛み合わせ枚数の変化に伴っ
て歯のばねこわさが変化し、それによって回転むらが発
生し、感光ドラム２５にも回転むらが起きる。感光ドラ
ム２５に回転むらが起きると、レーザビームが所定位置
から感光ドラム２５に書き込む位置にずれが生じ、画像
上ピッチむらとして出てくる。

【００２７】このピッチむら対策として各ギヤ４３〜４
６を、図３（ａ）に示すように、半ピッチ歯をずらした
２つの歯車４８、４９を一体化した歯車体５０にて構成
している。これにより、図３（ｂ）に示すように、歯車
４８の歯の噛み合い枚数の変化による歯のばねこわさの
時間的変化と、歯車４９の歯の噛み合い枚数の変化によ
る歯のばねこわさの時間的変化とが相互に半ピッチづつ
ずれて現れるために、歯車体５０では両者が複合される
ことにより歯のばねこわさの変化が均一化され、これに
よって回転むらが低減され、その結果感光ドラム２５に
おける画像のピッチむらを無くすことができる。

【００２８】詳しく説明すると、各ギヤ４３〜４６が平
歯車からなる場合、従来の如く各ギヤ４３〜４６が１枚
の歯車のときには、図４（ａ）に示すように歯のばねこ
わさの小さい部分が周期的に現れるのに対して、２枚の
歯車を半ピッチずらせて一体化した歯車体５０を用いる
と、図４（ｂ）に示すように歯のばねこわさが常に一定
以上に保持され、一定以上の歯のばねこわさが均一に保
持される。

【００２９】また、各ギヤ４３〜４６がハスバ歯車から
なる場合、従来の如く各ギヤ４３〜４６が１枚の歯車の
ときには、図５（ａ）に示すように平歯車の場合に比し
て変化量は小さいが歯のばねこわさの小さい部分が周期
的に現れるのに対して、２枚の歯車を半ピッチずらせて
一体化すると、図５（ｂ）に示すように歯のばねこわさ
が常に一定以上の値でかつほぼ一定に保持され、歯のば
ねこわさが均一に保持される。

【００３０】また、以上の構成による感光ドラム２５の
周速の変動量の実測結果を図６に示す。図６（ａ）は各
ギヤ４３〜４６が１枚の歯車からなる従来例の場合を、
図６（ｂ）は２枚の歯車を半ピッチずらせて一体化した
歯車体５０を用いた本実施形態の場合を示す。本実施形
態により従来例に比して周速の変動量を半減しているこ
とが分かる。

【００３１】次に、上記本実施形態における歯車対の各
具体構成例について図７〜図１１を参照して説明する。

【００３２】図７においては、機枠体１１の側板４７か
ら突設された一対の支軸５１ａ、５１ｂに対して、それ
ぞれ歯車４８ａ、４９ａと、４８ｂ、４９ｂを挿入嵌合
させ、ねじ５２ａ、５２ｂで固定することによって、歯
が半ピッチずれた歯車４８（ａ、ｂ）と４９（ａ、ｂ）
から成る歯車体５０（ａ、ｂ）が噛み合った歯車対が構
成されている。組み付け順序は、図示の如く、歯車４８
ａを支軸５１ａに挿入嵌合し、この歯車４８ａに噛み合
わせながら歯車４８ｂを支軸５１ｂに挿入嵌合し、次に
歯車４８ａと歯を半ピッチずらして歯車４９ａを支軸５
１ａに挿入嵌合し、この歯車４９ａに噛み合わせながら
歯車４９ｂを支軸５１ｂに挿入嵌合し、その後ねじ５２
ａにて歯車４８ａと４９ａを相互に固定した後ねじ５２
ｂにて歯車４８ｂと４９ｂを相互に固定する。なお、ね
じ５２ａ、５２ｂに代えてピンにて固定するようにして
もよい。また、図７（ａ）は平歯車の場合を、図７
（ｂ）はハスバ歯車の場合を示している。

【００３３】このように個別の歯車４８、４９を組み立
てて歯を半ピッチずらした２枚の歯車を有する歯車体５
０を構成することにより、上記のように支軸５１ａ、５
１ｂに対して順次組み立てることができ、歯車体５０を
一体成形した場合には歯車体５０、５０同士を噛み合わ
せた状態で組み込む必要があって組立性が悪いのに対し
て組立性が良くなる。

【００３４】図８においては、歯車４８、４９は同一の
型より成形した歯数が奇数の歯車５３にて構成されてお
り、これら２枚の歯車５３を互いに１８０°回転させて
結合することにより、歯が半ピッチずれた２枚の歯車か
らなる歯車体５０が構成されている。各歯車５３は、図
８（ａ）、（ｂ）に示すように、軸芯位置に軸穴５４が
形成されるとともに、一側面の軸穴５４両側に直径方向
に沿うように一対の突部５５が、他側面にこれら突部５
５が嵌合する一対の凹部５６が形成されており、このよ
うに同一の型より成形した歯車２枚を互いに１８０°回
転させて図８（ｃ）に示すように結合することにより、
成形時の歯車の偏芯による歯車１回転周期の回転むらを
低減することができる。

【００３５】即ち、歯車のピッチ円半径をｒ、ピッチ円
の中心と回転中心との誤差をｅ、回転中心での角速度を
ωとすると、歯車のピッチ円上の速度Ｖは、従来は（ｒ
−ｅ）ω ＜Ｖ＜（ｒ＋ｅ）ω であったものが、
（ｒ²−ｅ²）^1/2ω ＜Ｖ＜（ｒ＋ｅ）ω とな
り、偏芯によるピッチ円上での速度変動を低減できる。

【００３６】図９においては、歯車体５０の半ピッチず
れた両歯車４８、４９の歯部５８の両側に、ピッチ円直
径以下のリブ５７が設けられている。このようにリブ５
７を設けることにより、歯部５８の噛み合い時に歯元部
５８ａのたわみを小さくすることができ、かつリブ５７
はピッチ円直径以下であるため噛み合いにリブ５７が邪
魔になることがない。かくして、歯部５８のたわみを均
一に小さくできて、噛み合い振動の振幅を小さくでき
る。

【００３７】図１０においては、歯車対を構成している
歯車体５０ａ、５０ｂは２つの歯車４８、４９が一体成
形されるとともに、歯車対の一方の歯車体５０ａは２つ
の歯車４８、４９間にリブ５９が設けられ、他方の歯車
体５０ｂは２つの歯車４８、４８間にリブ５９が嵌合す
る間隙６０が設けられている。このように構成すると、
２つの歯車体５０ａ、５０ｂの噛み合い時に、位相の異
なる歯の接触により歯の成形誤差やバリ等で歯が引っ掛
かるのを確実に防止することができ、それによる回転む
らを無くすことができる。また、一方の歯車体５０ａの
歯車４８、４９間のリブ５９によってそれらの歯部のた
わみを小さくできるとともに、図１０では他方の歯車体
５０ｂの歯車４８、４９の外側にリブ６１が設けられて
いるので、同様にそれらの歯部のたわみを小さくできる
ため、噛み合い振動の振幅を小さくできる。

【００３８】図１１においては、歯車体５０の２つの歯
車４８、４９間に、図１１（ａ）に示すようにゴムなど
の弾性体から成る減衰部材６２が介装されている。この
ように構成すると、各歯車４８、４９における歯部の振
動を、図１１（ｂ）に示す従来例に比して、図１１
（ｃ）に示すように速やかに減衰することができ、歯部
の振動による回転むらを低減することができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の感光体駆動装置によれば、以上
の説明から明らかなように、駆動源の駆動力を感光体に
伝達する駆動伝達手段における少なくとも１組の歯車対
を、半ピッチ歯をずらした２つの歯車を一体化した歯車
体にて構成しているので、歯の噛み合いが半ピッチづつ
細かく変化して歯のばねこわさの変化を小さくでき、歯
の噛み合い移行時に歯のばねこわさが変化することによ
って生じる噛み合い振動を小さくすることができ、その
結果画像むらの少ない良好な出力を得ることができる。

【００４０】また、歯車体の２つの歯車を、同一の型よ
り成形した歯数が奇数の歯車２つの位相を１８０°ずら
して構成すると、成形時の歯車の偏芯による歯車１回転
周期の回転むらを低減することができる。

【００４１】また、歯車体の２つの歯車の歯部両側に、
ピッチ円直径以下のリブを設けるとと、歯の噛み合い時
にリブが邪魔になることなく、噛み合い時の歯元のたわ
みを均一に小さくできて、噛み合い振動の振幅を小さく
できる。

【００４２】また、歯車対の一方の歯車体は２つの歯車
間にリブを設け、他方の歯車体は２つの歯車間にリブが
嵌合する間隙を設けると、２つの歯車の噛み合い時に位
相の異なる歯の接触により歯の成形誤差やバリ等で歯が
引っ掛かるのを防止してそれにより回転むらを無くすこ
とができる。

【００４３】また、歯車体の２つの歯車間に減衰部材を
介装すると、歯部の振動を速く減衰できて、歯部の振動
による回転むらを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の感光体駆動装置が適用さ
れるレーザビームプリンタの概略構成図である。

【図２】同実施形態における感光体駆動装置の概略構成
図である。

【図３】同実施形態における歯車対を示し、（ａ）は歯
車体の組合せの説明図、（ｂ）は歯車体を構成する各歯
車における噛み合い状態にある歯のばねこわさの時間的
変化を示す図である。

【図４】平歯車の場合の噛み合い状態にある歯のばねこ
わさの時間的変化を示し、（ａ）は従来例の場合を示す
図、（ｂ）は本実施形態の場合を示す図である。

【図５】ハスバ歯車の場合の噛み合い状態にある歯のば
ねこわさの時間的変化を示し、（ａ）は従来例の場合を
示す図、（ｂ）は本実施形態の場合を示す図である。

【図６】感光体の周速の変動量を示し、（ａ）は従来例
の場合を示す図、（ｂ）は本実施形態の場合を示す図で
ある。

【図７】歯車対とそれを構成する歯車体の第１の具体構
成例を示し、（ａ）は平歯車の場合の組み付け説明図、
（ｂ）はハスバ歯車の場合の組み付け説明図である。

【図８】歯車体の第２の具体構成例を示し、（ａ）は１
つの歯車の正面図、（ｂ）はその縦断側面図、（ｃ）は
２つの歯車を組み合わせて歯車体を構成した状態の縦断
側面図である。

【図９】歯車対とそれを構成する歯車体の第３の具体構
成例を示し、（ａ）は歯車対の平面図、（ｂ）は歯車体
の正面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視部分断面図であ
る。

【図１０】歯車対とそれを構成する歯車体の第４の具体
構成例を示し、（ａ）は歯車対の平面図、（ｂ）は歯車
体の噛み合いを分離した状態の拡大断面図である。

【図１１】歯車体の第５の具体構成例を示し、（ａ）は
正面図、（ｂ）は歯車間に減衰部材を介装しない場合の
歯部の振動の減衰状態を示す説明図、（ｃ）は歯車間に
減衰部材を介装した場合の歯部の振動の減衰状態を示す
説明図である。

【符号の説明】

２５感光ドラム４１感光体駆動モータ４２駆動伝達手段４８歯車４９歯車５０歯車体５７リブ５９リブ６０間隙６２減衰部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動源の駆動力を感光体に伝達する駆動
伝達手段における少なくとも１組の歯車対を、半ピッチ
歯をずらした２つの歯車を一体化した歯車体にて構成し
たことを特徴とする感光体駆動装置。
【請求項２】歯車体の２つの歯車が、同一の型より成
形した歯数が奇数の歯車２つの位相を１８０°ずらした
ものであることを特徴とする請求項１記載の感光体駆動
装置。
【請求項３】歯車体の２つの歯車の歯部両側に、ピッ
チ円直径以下のリブを設けたことを特徴とする請求項１
記載の感光体駆動装置。
【請求項４】歯車対の一方の歯車体は２つの歯車間に
リブを設け、他方の歯車体は２つの歯車間にリブが嵌合
する間隙を設けたことを特徴とする請求項１記載の感光
体駆動装置。
【請求項５】歯車体の２つの歯車間に減衰部材を介装
したことを特徴とする請求項１記載の感光体駆動装置。