JP2000039807A - Method for supporting drum rotating mechanism design - Google Patents

Method for supporting drum rotating mechanism design

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JP2000039807A
JP2000039807A JP10223641A JP22364198A JP2000039807A JP 2000039807 A JP2000039807 A JP 2000039807A JP 10223641 A JP10223641 A JP 10223641A JP 22364198 A JP22364198 A JP 22364198A JP 2000039807 A JP2000039807 A JP 2000039807A
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drum
load torque
drive shaft
rotation mechanism
friction load
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Japanese (ja)
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Tetsuya Sonoda
徹也 園田
Yasunari Kawashima
康成 川島
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To present the method for supporting the drum rotating mechanism design capable of precisely performing preliminary verification of the drum rotating mechanism for the photoreceptor drum or the like. SOLUTION: The photoreceptor drum rotating mechanism 1 is constituted so that the photoreceptor drum 2 is fixed on a driving shaft 3 and a driven pulley 4 and a flywheel 5 are fixed thereon. It is rotary-driven by a driving motor 8 through a timing belt 7 extended around between the driven pulley 4 and the driving pulley 6. On a surface of the photoreceptor drum 2, a cleaning blade 10 held in contact with the surface on the photoreceptor drum 2 with a specified pressure is disposed for applying the specific friction load torque to the rotation of the photoreceptor 2. In analysis of movement of the photoreceptor drum 2 with respect to the motion of the driving shaft 3, by defining the friction load torque originated from the friction at the rotating time of the photoreceptor drum 2 into the drum rotating mechanism analysis model and by defining the friction load torque at the rotation stop time of the photoreceptor drum 2 as zero, the friction load torque originated from the friction in company with the rotation is defined more realistically therefore a prior verification for the photoreceptor drum rotating mechanism 1 is more precisely performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ドラム回転機構設
計支援方法に関し、詳細には、複写機やプリンタ等で用
いられている伝動ベルトを用いた感光体ドラム等のドラ
ム回転機構の事前検証を行うドラム回転機構設計支援方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for supporting the design of a drum rotating mechanism, and more particularly to a method for preliminarily verifying a drum rotating mechanism such as a photosensitive drum using a transmission belt used in a copying machine or a printer. The present invention relates to a drum rotation mechanism design support method to be performed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、複写機やプリンタ等で使用されて
いる感光体ドラムの駆動においては、モータ軸である駆
動軸の動力をギヤやプーリを利用した伝動ベルトを介し
て減速して感光体ドラムの駆動軸に伝達して、感光体ド
ラムを回転駆動するのが一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in driving a photosensitive drum used in a copying machine, a printer, or the like, the power of a drive shaft, which is a motor shaft, is reduced by a transmission belt using gears and pulleys. In general, the photosensitive drum is transmitted to a drive shaft of the drum to rotationally drive the photosensitive drum.

【0003】このような感光体ドラムの回転機構におけ
る伝動ベルトを設計する場合、伝動ベルトの寿命、強度
及び回転精度等の仕様を満たすように、外部からの負
荷、ベルト張力、プーリ回転数、プーリ径及びベルト速
度等を考慮して設計を行う。
When designing a transmission belt for such a photosensitive drum rotating mechanism, an external load, belt tension, pulley rotation speed, pulley rotation number, and the like are set so as to satisfy specifications such as the life, strength, and rotation accuracy of the transmission belt. Design in consideration of diameter and belt speed.

【0004】設計された機構が感光体ドラムの回転機構
の仕様を満たすかどうかを事前に検証するには、従来か
ら設計した感光体ドラムの回転機構を解析モデル化し
て、運動方程式を設定し、この運動方程式にモータ軸に
発生させる負荷トルクを与えて、ドラム回転機構に加わ
る力、加速度、速度及び変位等を評価することが行われ
ている。
In order to verify in advance whether the designed mechanism satisfies the specifications of the rotating mechanism of the photosensitive drum, an analytical model of the conventionally designed rotating mechanism of the photosensitive drum is used to set an equation of motion, A load torque generated on the motor shaft is given to this equation of motion to evaluate the force, acceleration, speed, displacement, and the like applied to the drum rotating mechanism.

【0005】ところが、負荷トルクの与え方やドラム回
転機構が複雑化すると、非線形的な現象が現れ、設定し
た運動方程式の各マトリックスの定義では表現できなく
なる場合が発生する。
However, when the way of applying load torque and the drum rotating mechanism become complicated, a non-linear phenomenon appears, which may not be able to be expressed by the definition of each matrix of the set equation of motion.

【0006】そこで、従来、ベルトの設計支援方法及び
設計支援装置(特開平7−229539号公報参照)が
提案されている。
Therefore, a belt design support method and a design support apparatus (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-229439) have been proposed.

【0007】このベルト設計支援方法及び設計支援装置
は、伝動ベルト駆動系のベルト長手方向の振動計算モデ
ルにより振動計算を行ってベルトの設計を支援する際
に、振動計算モデルにより伝動ベルト駆動系の振動計算
を行うとき、ベルトスパン部分をばねとしてモデル化し
た第1要素に加わる歪が引っ張り歪になったときには、
ばね定数をベルトスパン部分のばね特性とする一方、圧
縮歪みになったときには、ばね定数をベルトスパン部分
のばね特性よりも低いばね定数に変更するものである。
The belt design support method and the design support apparatus perform a vibration calculation using a vibration calculation model in the belt longitudinal direction of the transmission belt drive system to support the design of the belt. When performing the vibration calculation, when the strain applied to the first element modeled as a belt span portion as a spring becomes a tensile strain,
While the spring constant is used as the spring characteristic of the belt span portion, when the compression strain occurs, the spring constant is changed to a spring constant lower than the spring characteristic of the belt span portion.

【0008】この技術によれば、ベルト張力が圧縮荷重
に対して座屈によりベルト剛性を維持できない現象を
も、運動方程式によりモデル化して計算する際に、圧縮
荷重を小さな荷重として計算させることができ、実際の
現象に近い状態の計算を行うことができる。
According to this technique, when a phenomenon in which the belt tension cannot maintain the belt rigidity due to buckling with respect to the compressive load is modeled and calculated by the equation of motion, the compressive load can be calculated as a small load. It is possible to calculate a state close to an actual phenomenon.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の設計支援方法にあっては、ドラムに接触して
摩擦負荷トルクを発生させる場合については、考慮され
ておらず、感光体ドラム等のように、感光体ドラムをク
リーニングするクリーニングブレードが感光体ドラムに
接触して摩擦負荷トルクを発生させる場合等のドラム回
転駆動機構の設計支援を適切に行うことができず、これ
らの回転ドラム駆動機構の設計を支援する方法が要望さ
れている。また、ドラムの駆動軸の動作に伴うドラムの
偏心を考慮したドラム回転駆動機構の設計を支援する方
法が要望されている。
However, such a conventional design support method does not consider the case where a frictional load torque is generated by contact with a drum, and the photosensitive drum and the like are not considered. Thus, when the cleaning blade for cleaning the photosensitive drum contacts the photosensitive drum to generate a frictional load torque, the design support of the drum rotation drive mechanism cannot be appropriately performed, and these rotary drum drive mechanisms cannot be provided. There is a need for a method of supporting the design of a computer. There is also a need for a method that supports the design of a drum rotation drive mechanism that takes into account the eccentricity of the drum due to the movement of the drive shaft of the drum.

【0010】そこで、請求項1記載の発明は、駆動軸の
回転によりドラムを回転駆動させるドラム回転機構をモ
デル化して、駆動軸の動作に対するドラムの挙動の解析
において、ドラムの回転時に接触による摩擦から発生す
る摩擦負荷トルクをドラム回転機構解析モデルに定義す
る際、ドラムの回転停止時における摩擦負荷トルクを零
に定義することにより、回転に伴う摩擦により発生する
一定の摩擦負荷トルクをより現実的に定義し、ドラム回
転機構の事前検証をより精度よくかつより正確に行うこ
とのできるドラム回転機構設計支援方法を提供すること
を目的としている。
Therefore, the invention according to claim 1 models a drum rotation mechanism for rotating the drum by rotating the drive shaft, and analyzes the behavior of the drum with respect to the operation of the drive shaft. When defining the friction load torque generated from the drum rotation mechanism analysis model, by defining the friction load torque when the rotation of the drum is stopped to zero, the constant friction load torque generated by the friction accompanying rotation becomes more realistic. It is an object of the present invention to provide a drum rotation mechanism design support method capable of performing more accurate and more accurate verification of a drum rotation mechanism in advance.

【0011】請求項2記載の発明は、摩擦負荷トルクの
データを、ドラムに作用する摩擦負荷トルク以外の他の
負荷トルクに対応付けて予め定義し、ドラムの挙動を解
析する際に、その計算途中で当該定義したデータを参照
して摩擦負荷トルクの値を決定することにより、最大摩
擦トルクに達していない間は、回転を停止させるように
働き、最大摩擦トルクに達すると、回転方向に対して逆
方向に一定に働く摩擦負荷トルクを、当該摩擦負荷トル
クの特性に応じて予め定義して、より一層現実的にモデ
ル化し、ドラム回転機構の事前検証をより一層精度よく
かつより一層正確に行うことのできるドラム回転機構設
計支援方法を提供することを目的としている。
According to a second aspect of the present invention, the friction load torque data is defined in advance in association with a load torque other than the friction load torque acting on the drum, and when the behavior of the drum is analyzed, the data is calculated. By determining the value of the friction load torque with reference to the defined data on the way, it works to stop the rotation while the maximum friction torque is not reached, and when the maximum friction torque is reached, The friction load torque acting in the opposite direction is defined in advance in accordance with the characteristics of the friction load torque, and is modeled more realistically, so that the preliminary verification of the drum rotating mechanism can be performed more accurately and more accurately. It is an object of the present invention to provide a drum rotation mechanism design support method that can be performed.

【0012】請求項3記載の発明は、摩擦負荷トルクの
データを、ドラムの予め定義した角速度に対応付けて定
義し、ドラムの挙動を解析する際に、その計算途中で当
該定義したデータを参照して摩擦負荷トルクの値を決定
することにより、ドラムの駆動軸の微少な角度の変化量
に対して摩擦負荷トルクが大きいと、回転開始直後に摩
擦負荷トルクが最大摩擦負荷トルクに達するが、この場
合に、摩擦負荷トルクを「0」から最大摩擦負荷トルク
に急激に変更すると、解析モデルの系が急激に変化し
て、収束計算等を安定して解くことが困難になること
を、摩擦負荷トルクをスムーズに変更できるようにし
て、解析モデルの系が急激に変化することを抑制し、計
算時間を短縮して、ドラム回転機構の事前検証を精度よ
くかつ短時間で行うことのできるドラム回転機構設計支
援方法を提供することを目的としている。
According to a third aspect of the present invention, the friction load torque data is defined in association with a predetermined angular velocity of the drum, and when the behavior of the drum is analyzed, the defined data is referred to during the calculation. By determining the value of the frictional load torque, if the frictional load torque is large with respect to a slight change in the angle of the drive shaft of the drum, the frictional load torque reaches the maximum frictional load torque immediately after the start of rotation. In this case, if the friction load torque is suddenly changed from "0" to the maximum friction load torque, the system of the analysis model changes rapidly, and it becomes difficult to stably solve the convergence calculation and the like. To be able to smoothly change the load torque, suppress sudden changes in the analysis model system, shorten the calculation time, and perform accurate and quick verification of the drum rotation mechanism in advance. And its object is to provide a drum rotation mechanism design support method capable.

【0013】請求項4記載の発明は、駆動軸の回転によ
りドラムを回転駆動させるドラム回転機構をモデル化し
て、駆動軸の動作に対するドラムの挙動を解析するに際
して、ドラムの偏心量および質量等から算出した重力外
乱トルクを駆動軸に加えてモデル化して、ドラムの挙動
を解析するために、ドラムの偏心量、質量及び角速度に
より発生する遠心力により駆動軸及びドラムが変形する
ことによるドラムの偏心の位置の変化を所定の微小時間
間隔毎に計算して、ドラム回転機構をモデル化すること
により、遠心力による駆動軸の変形に応じて補正した偏
心量に基づいて、重力外乱トルクを求め、ドラム回転機
構の事前検証をより一層精度良くかつより一層正確に行
うことのできるドラム回転機構設計支援方法を提供する
ことを目的としている。
According to a fourth aspect of the present invention, when a drum rotation mechanism for rotating a drum by driving a drive shaft is modeled to analyze the behavior of the drum with respect to the operation of the drive shaft, the drum eccentricity and the mass are used. In order to analyze the behavior of the drum by modeling the calculated gravitational disturbance torque by adding it to the drive shaft, the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum due to the centrifugal force generated by the eccentricity, mass and angular velocity of the drum By calculating the change in the position at predetermined minute time intervals and modeling the drum rotation mechanism, based on the eccentricity corrected according to the deformation of the drive shaft due to centrifugal force, the gravity disturbance torque is obtained, To provide a drum rotation mechanism design support method capable of performing more accurate and more accurate preliminary verification of a drum rotation mechanism That.

【0014】請求項5記載の発明は、駆動軸の回転によ
りドラムを回転駆動させるドラム回転機構をモデル化し
て、駆動軸の動作に対するドラムの挙動を解析するに際
して、ドラムの偏心量および質量等から算出した重力外
乱トルクを駆動軸に加えてモデル化して、ドラムの挙動
を解析する際に、ドラムの偏心量、質量及び角速度によ
り発生する遠心力と、ドラムに接触する所定の接触物に
よる圧力と、により駆動軸及びドラムが変形することに
よるドラムの偏心の位置の変化を所定の微小時間間隔毎
に計算して、ドラム回転機構をモデル化することによ
り、遠心力及びクリーニングブレード等の接触圧による
駆動軸及びドラムの変形に応じて補正したドラムの偏心
量に基づいて、重力外乱トルクを求め、ドラム回転機構
の事前検証をより一層精度良くかつより一層正確に行う
ことのできるドラム回転機構設計支援方法を提供するこ
とを目的としている。
According to a fifth aspect of the present invention, when a drum rotation mechanism for rotating the drum by driving the drive shaft is modeled and the behavior of the drum with respect to the operation of the drive shaft is analyzed, the drum eccentricity and the mass are used. Modeling the calculated gravitational disturbance torque by adding it to the drive shaft, and analyzing the behavior of the drum, the amount of eccentricity of the drum, the centrifugal force generated by the mass and angular velocity, and the pressure due to a predetermined contact object that contacts the drum The change in the position of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum is calculated at every predetermined minute time interval, and the drum rotation mechanism is modeled. Based on the amount of eccentricity of the drum corrected according to the deformation of the drive shaft and the drum, the gravitational disturbance torque is obtained, and the preliminary verification of the drum rotating mechanism is further improved And its object is to provide a high accuracy and a drum rotation mechanism design support method further can be performed more accurately.

【0015】請求項6記載の発明は、駆動軸及びドラム
の変形によるドラムの偏心の移動量を、材料力学による
簡易計算により求めることにより、駆動軸及びドラムの
変形によるドラムの偏心の移動量を単純な計算式で解く
ことができ、計算負荷をかけずに高速に解析することの
できるドラム回転機構設計支援方法を提供することを目
的としている。
According to a sixth aspect of the present invention, the amount of movement of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum is obtained by a simple calculation based on the material dynamics. An object of the present invention is to provide a drum rotation mechanism design support method that can be solved by a simple calculation formula and can be analyzed at high speed without applying a calculation load.

【0016】請求項7記載の発明は、駆動軸及びドラム
の変形によるドラムの偏心の移動量を、有限要素解析等
の近似計算により求めることにより、駆動軸やドラムが
複雑な形状を有して材料力学による計算が困難な場合で
あっても、有限要素解析に代表される近似計算によりド
ラムの移動量を簡単に求めることができ、駆動軸の変形
を考慮したドラム回転機構の挙動をより一層精度良くか
つより一層正確に行うことのできるドラム回転機構設計
支援方法を提供することを目的としている。
According to a seventh aspect of the present invention, the amount of movement of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum is obtained by an approximate calculation such as finite element analysis, so that the drive shaft and the drum have complicated shapes. Even when calculation by material mechanics is difficult, the amount of movement of the drum can be easily obtained by approximation calculation represented by finite element analysis, and the behavior of the drum rotation mechanism taking into account the deformation of the drive shaft is further improved. It is an object of the present invention to provide a drum rotation mechanism design support method that can be performed accurately and more accurately.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明のド
ラム回転機構設計支援方法は、駆動軸の回転によりドラ
ムを回転駆動させるドラム回転機構をモデル化して、前
記駆動軸の動作に対する前記ドラムの挙動を解析するド
ラム回転機構設計支援方法であって、前記ドラムの回転
時に接触による摩擦から発生する摩擦負荷トルクを前記
ドラム回転機構解析モデルに定義する際、前記ドラムの
回転停止時における前記摩擦負荷トルクを零に定義する
ことにより、上記目的を達成している。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a drum rotation mechanism design support method, wherein a drum rotation mechanism for driving a drum to rotate by rotation of a drive shaft is modeled, and the drum is driven with respect to the operation of the drive shaft. A drum rotation mechanism design support method for analyzing the behavior of the drum rotation mechanism, wherein when defining a friction load torque generated from friction due to contact during rotation of the drum in the drum rotation mechanism analysis model, the friction when stopping rotation of the drum The above object is achieved by defining the load torque to be zero.

【0018】上記構成によれば、駆動軸の回転によりド
ラムを回転駆動させるドラム回転機構をモデル化して、
駆動軸の動作に対するドラムの挙動の解析において、ド
ラムの回転時に接触による摩擦から発生する摩擦負荷ト
ルクをドラム回転機構解析モデルに定義する際、ドラム
の回転停止時における摩擦負荷トルクを零に定義してい
るので、回転に伴う摩擦により発生する一定の摩擦負荷
トルクをより現実的に定義することができ、ドラム回転
機構の事前検証をより精度よくかつより正確に行うこと
ができる。
According to the above construction, a drum rotation mechanism for rotating the drum by rotating the drive shaft is modeled,
In the analysis of the behavior of the drum with respect to the operation of the drive shaft, when the friction load torque generated from the friction due to the contact when the drum rotates is defined in the drum rotation mechanism analysis model, the friction load torque when the rotation of the drum is stopped is defined as zero. Therefore, the constant friction load torque generated by the friction caused by the rotation can be more realistically defined, and the preliminary verification of the drum rotating mechanism can be performed more accurately and more accurately.

【0019】この場合、例えば、請求項2に記載するよ
うに、前記摩擦負荷トルクのデータを、前記ドラムの回
転に作用する前記摩擦負荷トルク以外の他の負荷トルク
に対応付けて予め定義し、前記ドラムの挙動を解析する
際に、その計算途中で前記データを参照して前記摩擦負
荷トルクの値を決定してもよい。
In this case, for example, as described in claim 2, the data of the friction load torque is defined in advance in association with a load torque other than the friction load torque acting on the rotation of the drum, When analyzing the behavior of the drum, the value of the friction load torque may be determined with reference to the data during the calculation.

【0020】上記構成によれば、摩擦負荷トルクのデー
タを、ドラムに作用する摩擦負荷トルク以外の他の負荷
トルクに対応付けて予め定義し、ドラムの挙動を解析す
る際に、その計算途中で当該定義したデータを参照して
摩擦負荷トルクの値を決定しているので、最大摩擦トル
クに達していない間は、回転を停止させるように働き、
最大摩擦トルクに達すると、回転方向に対して逆方向に
一定に働く摩擦負荷トルクを、当該摩擦負荷トルクの特
性に応じて予め定義して、より一層現実的にモデル化す
ることができ、ドラム回転機構の事前検証をより一層精
度よくかつより一層正確に行うことができる。
According to the above configuration, the data of the friction load torque is defined in advance in association with the load torque other than the friction load torque acting on the drum, and when the behavior of the drum is analyzed, the data is calculated during the calculation. Since the value of the friction load torque is determined with reference to the defined data, while not reaching the maximum friction torque, it works to stop the rotation,
When the maximum friction torque is reached, a friction load torque acting in the opposite direction to the rotation direction can be pre-defined according to the characteristics of the friction load torque, and can be modeled more realistically. The pre-verification of the rotation mechanism can be performed more accurately and more accurately.

【0021】また、例えば、請求項3に記載するよう
に、前記摩擦負荷トルクのデータを、前記ドラムの予め
定義した角速度に対応付けて定義し、前記ドラムの挙動
を解析する際に、その計算途中で前記データを参照して
前記摩擦負荷トルクの値を決定してもよい。
Further, for example, as described in claim 3, the data of the friction load torque is defined in association with a predetermined angular velocity of the drum, and when the behavior of the drum is analyzed, the calculation is performed. The value of the friction load torque may be determined on the way with reference to the data.

【0022】上記構成によれば、摩擦負荷トルクのデー
タを、ドラムの予め定義した角速度に対応付けて定義
し、ドラムの挙動を解析する際に、その計算途中で当該
定義したデータを参照して摩擦負荷トルクの値を決定し
ているので、ドラムの駆動軸の微少な角度の変化量に対
して摩擦負荷トルクが大きいと、回転開始直後に摩擦負
荷トルクが最大摩擦負荷トルクに達するが、この場合
に、摩擦負荷トルクを「0」から最大摩擦負荷トルクに
急激に変更すると、解析モデルの系が急激に変化して、
収束計算等を安定して解くことが困難になることを、摩
擦負荷トルクをスムーズに変更できるようにして、解析
モデルの系が急激に変化することを抑制することがで
き、計算時間を短縮して、ドラム回転機構の事前検証を
精度よくかつ短時間で行うことができる。
According to the above configuration, the friction load torque data is defined in association with the predefined angular velocity of the drum, and when analyzing the behavior of the drum, the data is referred to during the calculation. Since the value of the friction load torque is determined, if the friction load torque is large with respect to the slight change in the angle of the drive shaft of the drum, the friction load torque reaches the maximum friction load torque immediately after the start of rotation. In this case, when the friction load torque is suddenly changed from “0” to the maximum friction load torque, the system of the analysis model changes rapidly,
It is possible to smoothly change the friction load torque, which makes it difficult to stably solve convergence calculations, etc., and can suppress sudden changes in the analysis model system, shortening the calculation time. Thus, the preliminary verification of the drum rotating mechanism can be performed accurately and in a short time.

【0023】請求項4記載の発明のドラム回転機構設計
支援方法は、駆動軸の回転によりドラムを回転駆動させ
るドラム回転機構をモデル化して、駆動軸の動作に対す
るドラムの挙動を解析するに際して、前記ドラムの偏心
量および質量等から算出した重力外乱トルクを前記駆動
軸に加えてモデル化して、前記ドラムの挙動を解析する
ドラム回転機構設計支援方法であって、前記ドラムの偏
心量、質量及び角速度により発生する遠心力により前記
駆動軸及び前記ドラムが変形することによる前記ドラム
の偏心の位置の変化を所定の微小時間間隔毎に計算し
て、前記ドラム回転機構をモデル化することにより、上
記目的を達成している。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a drum rotation mechanism design support method, comprising: modeling a drum rotation mechanism for driving a drum to rotate by rotation of a drive shaft; A drum rotation mechanism design support method for modeling the behavior of the drum by adding a gravitational disturbance torque calculated from the eccentricity and mass of the drum to the drive shaft, the eccentricity, mass and angular velocity of the drum Calculating the change in the position of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum due to the centrifugal force generated at every predetermined minute time interval, and modeling the drum rotation mechanism, thereby achieving the above object. Have achieved.

【0024】上記構成によれば、駆動軸の回転によりド
ラムを回転駆動させるドラム回転機構をモデル化して、
駆動軸の動作に対するドラムの挙動を解析するに際し
て、ドラムの偏心量および質量等から算出した重力外乱
トルクを駆動軸に加えてモデル化して、ドラムの挙動を
解析するために、ドラムの偏心量、質量及び角速度によ
り発生する遠心力により駆動軸及びドラムが変形するこ
とによるドラムの偏心の位置の変化を所定の微小時間間
隔毎に計算して、ドラム回転機構をモデル化しているの
で、遠心力による駆動軸の変形に応じて補正した偏心量
に基づいて、重力外乱トルクを求めることができ、ドラ
ム回転機構の事前検証をより一層精度良くかつより一層
正確に行うことができる。
According to the above configuration, a drum rotation mechanism for rotating the drum by rotating the drive shaft is modeled,
When analyzing the behavior of the drum with respect to the operation of the drive shaft, the turbulence of gravity calculated from the eccentricity and mass of the drum is added to the drive shaft and modeled to analyze the behavior of the drum. Changes in the eccentric position of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum due to the centrifugal force generated by the mass and angular velocity are calculated at predetermined minute time intervals, and the drum rotation mechanism is modeled. The gravitational disturbance torque can be obtained based on the eccentricity corrected in accordance with the deformation of the drive shaft, and the preliminary verification of the drum rotating mechanism can be performed more accurately and more accurately.

【0025】請求項5記載の発明のドラム回転機構設計
支援方法は、駆動軸の回転によりドラムを回転駆動させ
るドラム回転機構をモデル化して、駆動軸の動作に対す
るドラムの挙動を解析するに際して、前記ドラムの偏心
量および質量等から算出した重力外乱トルクを前記駆動
軸に加えてモデル化して、前記ドラムの挙動を解析する
ドラム回転機構設計支援方法であって、前記ドラムの偏
心量、質量及び角速度により発生する遠心力と、前記ド
ラムに接触する所定の接触物による圧力と、により前記
駆動軸及び前記ドラムが変形することによる前記ドラム
の偏心の位置の変化を所定の微小時間間隔毎に計算し
て、前記ドラム回転機構をモデル化することにより、上
記目的を達成している。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for designing a drum rotating mechanism, the method comprising: modeling a drum rotating mechanism for rotating a drum by rotating a driving shaft, and analyzing the behavior of the drum with respect to the operation of the driving shaft. A drum rotation mechanism design support method for modeling the behavior of the drum by adding a gravitational disturbance torque calculated from the eccentricity and mass of the drum to the drive shaft, the eccentricity, mass and angular velocity of the drum The change of the eccentric position of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum is calculated for each predetermined minute time interval by the centrifugal force generated by the above and the pressure by a predetermined contact object that comes into contact with the drum. The above object is achieved by modeling the drum rotating mechanism.

【0026】上記構成によれば、駆動軸の回転によりド
ラムを回転駆動させるドラム回転機構をモデル化して、
駆動軸の動作に対するドラムの挙動を解析するに際し
て、ドラムの偏心量および質量等から算出した重力外乱
トルクを駆動軸に加えてモデル化して、ドラムの挙動を
解析する際に、ドラムの偏心量、質量及び角速度により
発生する遠心力と、ドラムに接触する所定の接触物によ
る圧力と、により駆動軸及びドラムが変形することによ
るドラムの偏心の位置の変化を所定の微小時間間隔毎に
計算して、ドラム回転機構をモデル化しているので、遠
心力及びクリーニングブレード等の接触圧による駆動軸
及びドラムの変形に応じて補正したドラムの偏心量に基
づいて、重力外乱トルクを求めることができ、ドラム回
転機構の事前検証をより一層精度良くかつより一層正確
に行うことができる。
According to the above construction, a drum rotation mechanism for driving the drum to rotate by the rotation of the drive shaft is modeled,
When analyzing the behavior of the drum with respect to the operation of the drive shaft, the gravitational disturbance torque calculated from the amount of eccentricity and mass of the drum is added to the drive shaft and modeled, and when analyzing the behavior of the drum, the amount of eccentricity of the drum, The centrifugal force generated by the mass and angular velocity, and the pressure by a predetermined contact object that comes into contact with the drum, calculate the change in the position of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum every predetermined minute time interval. Since the drum rotation mechanism is modeled, the gravity disturbance torque can be obtained based on the eccentricity of the drum corrected according to the deformation of the drive shaft and the drum due to the centrifugal force and the contact pressure of the cleaning blade, etc. The pre-verification of the rotating mechanism can be performed more accurately and more accurately.

【0027】上記各場合において、例えば、請求項6に
記載するように、前記駆動軸及び前記ドラムの変形によ
る前記ドラムの偏心の移動量を、材料力学による簡易計
算により求めてもよい。
In each of the above cases, for example, the amount of eccentric movement of the drum due to deformation of the drive shaft and the drum may be obtained by a simple calculation based on material dynamics.

【0028】上記構成によれば、駆動軸及びドラムの変
形によるドラムの偏心の移動量を、材料力学による簡易
計算により求めているので、駆動軸及びドラムの変形に
よるドラムの偏心の移動量を単純な計算式で解くことが
でき、計算負荷をかけずに高速に解析することができ
る。
According to the above configuration, the amount of movement of the drum eccentricity due to the deformation of the drive shaft and the drum is obtained by a simple calculation based on the material dynamics. Therefore, the amount of movement of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum is simplified. It can be solved by a simple calculation formula and can be analyzed at high speed without applying a calculation load.

【0029】また、例えば、請求項7に記載するよう
に、前記駆動軸及び前記ドラムの変形による前記ドラム
の偏心の移動量を、有限要素解析等の近似計算により求
めてもよい。
Further, for example, the amount of eccentric movement of the drum due to deformation of the drive shaft and the drum may be obtained by an approximate calculation such as a finite element analysis.

【0030】上記構成によれば、駆動軸及びドラムの変
形によるドラムの偏心の移動量を、有限要素解析等の近
似計算により求めているので、駆動軸やドラムが複雑な
形状を有して材料力学による計算が困難な場合であって
も、有限要素解析に代表される近似計算によりドラムの
移動量を簡単に求めることができ、駆動軸の変形を考慮
したドラム回転機構の挙動をより一層精度良くかつより
一層正確に行うことができる。
According to the above configuration, the amount of movement of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum is obtained by an approximate calculation such as a finite element analysis. Even when calculation by dynamics is difficult, the amount of movement of the drum can be easily obtained by approximation calculation represented by finite element analysis, and the behavior of the drum rotation mechanism taking into account the deformation of the drive shaft can be further improved. It can be done better and more accurately.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and therefore, various technically preferable limitations are added. However, the scope of the present invention is not limited to the following description. The embodiments are not limited to these embodiments unless otherwise specified.

【0032】図1〜図7は、本発明のドラム回転機構設
計支援方法の第1の実施の形態を示す図であり、本実施
の形態は、請求項1から請求項3に対応するものであ
る。
FIGS. 1 to 7 are diagrams showing a first embodiment of a drum rotation mechanism design support method according to the present invention. This embodiment corresponds to claims 1 to 3. is there.

【0033】図1は、本発明のドラム回転機構設計支援
方法の第1の実施の形態を適用した感光体ドラム回転機
構1の要部斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a photosensitive drum rotating mechanism 1 to which a first embodiment of a drum rotating mechanism design support method according to the present invention is applied.

【0034】図1において、感光体ドラム回転機構(ド
ラム回転機構)1は、電子写真式の複写機あるいはプリ
ンタ等に内蔵される感光体ドラム2の回転機構であり、
感光体ドラム2は、駆動軸3に固定されている。駆動軸
3には、従動プーリ4とフライホイール5が固定されて
おり、従動プーリ4は、駆動プーリ6との間に張り渡さ
れたタイミングベルト7により回転駆動される。駆動プ
ーリ6は、駆動モータ8のモータ軸に連結固定されてお
り、駆動モータ8は、駆動モータ8の回転数あるいは回
転角度を検出するエンコーダを備えている。また、駆動
プーリ6と従動プーリ4との間には、タイミングベルト
7に所定のテンションを付与するアイドラプーリ9が配
設されている。
In FIG. 1, a photosensitive drum rotating mechanism (drum rotating mechanism) 1 is a rotating mechanism of a photosensitive drum 2 built in an electrophotographic copying machine or a printer.
The photoconductor drum 2 is fixed to a drive shaft 3. A driven pulley 4 and a flywheel 5 are fixed to the drive shaft 3, and the driven pulley 4 is driven to rotate by a timing belt 7 stretched between the driven pulley 4 and the drive pulley 6. The drive pulley 6 is connected and fixed to a motor shaft of the drive motor 8, and the drive motor 8 includes an encoder that detects the number of rotations or the rotation angle of the drive motor 8. An idler pulley 9 for applying a predetermined tension to the timing belt 7 is provided between the driving pulley 6 and the driven pulley 4.

【0035】上記感光体ドラム2の表面には、クリーニ
ングブレード10が所定圧力で接触する状態で配設され
ており、クリーニングブレード10は、後述するよう
に、転写の完了した感光体ドラム2の表面に残留する残
留トナーを掻き落として、感光体ドラム2をクリーニン
グする。したがって、感光体ドラム2は、クリーニング
ブレード10によりその回転に対して所定の摩擦負荷ト
ルクを受けることとなる。
A cleaning blade 10 is disposed on the surface of the photosensitive drum 2 in a state of contact with a predetermined pressure. The cleaning blade 10 is, as described later, mounted on the surface of the photosensitive drum 2 after the transfer. The photosensitive drum 2 is cleaned by scraping off the residual toner remaining on the photosensitive drum 2. Therefore, the photosensitive drum 2 receives a predetermined friction load torque with respect to its rotation by the cleaning blade 10.

【0036】感光体ドラム回転機構1は、駆動モータ8
により駆動プーリ6を回転させ、駆動プーリ6の回転に
よりタイミングベルト7を介して従動プーリ4を同期さ
せて回転駆動させて、従動プーリ4の回転により感光体
ドラム2を回転駆動している。そして、感光体ドラム回
転機構1は、フライホイール5の慣性効果により感光体
ドラム2を安定して回転させ、感光体ドラム2を一定速
度で回転させる。
The photosensitive drum rotating mechanism 1 includes a drive motor 8
, The driven pulley 6 is rotated, the driven pulley 6 is rotated and the driven pulley 4 is synchronously driven via the timing belt 7, and the driven pulley 4 is rotated to rotate the photosensitive drum 2. Then, the photosensitive drum rotating mechanism 1 stably rotates the photosensitive drum 2 by the inertia effect of the flywheel 5, and rotates the photosensitive drum 2 at a constant speed.

【0037】この回転駆動される感光体ドラム2には、
図示しない光学ユニットにより画像データで変調された
レーザビームが主走査方向にスキャンされて照射され
て、静電潜像が形成され、静電潜像の形成された感光体
ドラム2表面に図示しない現像ユニットにより現像剤で
あるトナーが付着されて現像される。トナーで現像され
た感光体ドラム2は、回転されて転写ユニットに対向す
ると、転写ユニットにより表面のトナーが転写紙(記録
紙)に転写され、トナーの転写の完了した感光体2は、
クリーニングブレード10により残留トナーが除去され
て、再度、静電潜像の形成に供される。トナー画像の転
写された転写紙は、図示しない定着ユニットに搬送さ
れ、定着ユニットで加熱・加圧されて、トナー画像が転
写紙に定着される。
The rotating photosensitive drum 2 includes:
A laser beam modulated with image data is scanned and irradiated in the main scanning direction by an optical unit (not shown) to form an electrostatic latent image, and a developing device (not shown) is formed on the surface of the photosensitive drum 2 on which the electrostatic latent image is formed. The toner, which is a developer, is adhered by the unit and developed. When the photosensitive drum 2 developed with the toner is rotated and faces the transfer unit, the toner on the surface is transferred to the transfer paper (recording paper) by the transfer unit, and the photosensitive body 2 on which the toner transfer is completed is
The residual toner is removed by the cleaning blade 10 and is again used for forming an electrostatic latent image. The transfer paper on which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing unit (not shown), and is heated and pressed by the fixing unit, so that the toner image is fixed on the transfer paper.

【0038】図2は、上記感光体ドラム回転機構1を解
析モデル化したドラム回転機構モデルM1の概念図であ
る。図2において、J1は、駆動モータ8の駆動軸周り
の慣性モーメント、θ1は、当該駆動軸の回転角、r1
は、駆動プーリ6の半径、T1は、駆動トルク、J2
は、感光体ドラム2の駆動軸3の周りの慣性モーメン
ト、θ2は、感光体ドラム2の回転角、r2は、従動プ
ーリ4の半径、J3は、アイドラプーリ9の軸周りの慣
性モーメント、θ3は、アイドラプーリ9の回転角、r
3は、アイドラプーリ9の半径、k1は、駆動モータ8
のモータ軸と感光体ドラム2の駆動軸3との間のタイミ
ングベルト7のバネモデルの剛性、c1は、当該バネモ
デルの粘性、k2は、駆動軸3とアイドラプーリ9の軸
との間のタイミングベルト7のバネモデルの剛性、c2
は、当該バネモデルの粘性、k3は、アイドラプーリ9
の軸と駆動モータ8のモータ軸との間のタイミングベル
ト7のバネモデルの剛性、c3は、そのバネモデルの粘
性、Fは、クリーニングブレード10により感光体ドラ
ム2に加わる負荷(摩擦負荷)であり、負荷Fは、静摩
擦負荷Foと粘性負荷Faとがある。
FIG. 2 is a conceptual diagram of a drum rotation mechanism model M1 in which the photosensitive drum rotation mechanism 1 is analytically modeled. In FIG. 2, J1 is the moment of inertia around the drive shaft of the drive motor 8, θ1 is the rotation angle of the drive shaft, r1
Is the radius of the driving pulley 6, T1 is the driving torque, J2
Is the moment of inertia of the photosensitive drum 2 around the drive shaft 3; θ2 is the rotation angle of the photosensitive drum 2; r2 is the radius of the driven pulley 4; J3 is the moment of inertia around the axis of the idler pulley 9; Is the rotation angle of the idler pulley 9, r
3 is the radius of the idler pulley 9 and k1 is the drive motor 8
Of the spring model of the timing belt 7 between the motor shaft of the photosensitive drum 2 and the drive shaft 3 of the photosensitive drum 2, c1 is the viscosity of the spring model, and k2 is the timing belt between the drive shaft 3 and the shaft of the idler pulley 9. 7, the rigidity of the spring model, c2
Is the viscosity of the spring model, and k3 is the idler pulley 9
, The rigidity of the spring model of the timing belt 7 between the shaft of the drive motor 8 and c3 is the viscosity of the spring model, F is the load (friction load) applied to the photosensitive drum 2 by the cleaning blade 10, The load F includes a static friction load Fo and a viscous load Fa.

【0039】このドラム回転機構モデルM1に基づい
て、図3に示すような運動方程式1を作成することがで
き、この運動方程式1において、使用されている各記号
は、上記説明した記号である。
Based on the drum rotation mechanism model M1, a motion equation 1 as shown in FIG. 3 can be created. In this motion equation 1, the symbols used are the symbols described above.

【0040】この運動方程式1は、従来においても行わ
れていたドラム回転機構の解析モデルにおいて作成され
ていた運動方程式と同様であり、この運動方程式1だけ
では、上述のように、負荷トルクの与え方によって、ま
た、ドラム回転機構が複雑化することにより、非線形的
な現象が現れて、各マトリックスを定数では表現しきれ
なくなるという問題があった。
The equation of motion 1 is the same as the equation of motion created in the analysis model of the drum rotating mechanism, which has been performed in the past, and the equation of motion 1 alone gives the applied load torque as described above. However, there is a problem that a non-linear phenomenon appears due to an increase in the complexity of the drum rotation mechanism, and each matrix cannot be expressed by constants.

【0041】そこで、本実施の形態においては、運動方
程式1において、右辺の荷重ベクトル内の感光体ドラム
2の駆動軸3の負荷にあたる部分の摩擦負荷トルクとし
て作用するFoを摩擦負荷トルクTに変更し、図4に示
すような運動方程式2を作成する。そして、この摩擦負
荷トルクTとして、駆動軸3の角速度が「0」のとき、
T=0、駆動軸3の角速度が「0」以外のとき、T=T
maxを与えるように設定する。ここで、Tmaxは、
摩擦によって発生する最大摩擦負荷トルクである。
Therefore, in this embodiment, in the equation of motion 1, Fo acting as a frictional load torque of a portion corresponding to the load on the drive shaft 3 of the photosensitive drum 2 in the load vector on the right side is changed to a frictional load torque T. Then, a motion equation 2 as shown in FIG. 4 is created. When the angular velocity of the drive shaft 3 is “0” as the friction load torque T,
When T = 0 and the angular velocity of the drive shaft 3 is other than “0”, T = T
Set to give max. Here, Tmax is
This is the maximum friction load torque generated by friction.

【0042】すなわち、摩擦負荷トルクTとして、最初
から最大摩擦負荷トルクTmaxを定義すると、感光体
ドラム2が停止状態で、駆動モータ8のモータ軸の負荷
トルクを与えなくても回転を開始してしまうこととなる
ため、摩擦負荷トルクTを荷重ベクトル内に定義し、回
転停止時に「0」の値を与え、回転開始時に最大摩擦負
荷トルクTmaxを与えるようにすると、クリーニング
ブレード10等の接触物により発生する摩擦負荷トルク
Tを現実的なモデルとしてモデル化することができる。
That is, if the maximum frictional load torque Tmax is defined from the beginning as the frictional load torque T, the photosensitive drum 2 starts rotating even when no load torque is applied to the motor shaft of the drive motor 8 in a stopped state. Therefore, if the friction load torque T is defined in the load vector, a value of “0” is given when the rotation is stopped, and the maximum friction load torque Tmax is given at the start of the rotation, a contact object such as the cleaning blade 10 can be obtained. Can be modeled as a realistic model.

【0043】そして、いま、摩擦負荷トルクTがクーロ
ン摩擦によるトルクであると仮定すると、Tmax=μ
N×rである。ただし、μは摩擦係数、Nは接触圧、r
は感光体ドラム2の半径である。
Now, assuming that the friction load torque T is a torque due to Coulomb friction, Tmax = μ
N × r. Where μ is the coefficient of friction, N is the contact pressure, r
Is the radius of the photosensitive drum 2.

【0044】このように設定すると、感光体ドラム2が
停止している状態では、摩擦による負荷が働かず、回転
を開始してはじめてクリーニングブレード10等による
摩擦負荷トルクTが発生するようになり、感光体ドラム
回転機構1を現実的にモデル化することができ、感光体
ドラム回転機構1の事前検証をより精度よくかつより正
確に行うことができる。
With this setting, when the photosensitive drum 2 is stopped, the frictional load does not work, and the frictional load torque T generated by the cleaning blade 10 and the like is generated only after the rotation starts. The photosensitive drum rotating mechanism 1 can be realistically modeled, and the preliminary verification of the photosensitive drum rotating mechanism 1 can be performed more accurately and more accurately.

【0045】また、摩擦負荷トルクTを、図5に示すよ
うに、摩擦負荷トルクT以外の負荷トルクに対応付けて
予め設定し、計算途中でこのデータを参照しながら、摩
擦力に感光体ドラム2の半径を乗算して、摩擦負荷トル
クTを設定する。このようにすると、摩擦負荷トルクT
が最大摩擦負荷トルクTmaxに到達するまでは、感光
体ドラム2が停止状態となるようにより一層適切にモデ
ル化することができ、ドラム回転機構の事前検証をより
一層精度よくかつより一層正確に行うことができる。
Further, as shown in FIG. 5, the frictional load torque T is set in advance in association with a load torque other than the frictional load torque T, and the frictional force is added to the photosensitive drum while referring to this data during the calculation. The friction load torque T is set by multiplying the radius by 2. By doing so, the friction load torque T
Until the maximum frictional load torque Tmax is reached, the photosensitive drum 2 can be modeled more appropriately so as to be in a stopped state, and the pre-verification of the drum rotating mechanism can be performed more accurately and more accurately. be able to.

【0046】さらに、接触部に働く力を基準にして、摩
擦負荷トルクTを設定してもよく、この場合、図6に示
すように、摩擦力以外の力の合計に対して、接触部に働
く力に対する摩擦力を予め設定し、計算途中でこのデー
タを参照しながら摩擦負荷トルクTを設定する。このよ
うにすると、摩擦負荷トルクTが最大摩擦負荷トルクT
maxに到達するまでは、感光体ドラム2が停止状態と
なるように適切にモデル化することができる。
Further, the friction load torque T may be set based on the force acting on the contact portion. In this case, as shown in FIG. The frictional force for the applied force is set in advance, and the frictional load torque T is set while referring to this data during the calculation. By doing so, the friction load torque T becomes the maximum friction load torque T
The model can be appropriately modeled so that the photosensitive drum 2 is in a stopped state until it reaches max.

【0047】また、摩擦負荷トルクTを、図7に示すよ
うに、ドラム角速度、すなわち、感光体ドラム2の角速
度に対応付けて予め設定し、計算途中でこのデータを参
照しながら摩擦負荷トルクTを設定する。このようにす
ると、摩擦負荷トルクTが最大摩擦負荷トルクTmax
に到達するまでは、感光体ドラム2が停止状態となるよ
うに適切にモデル化することができ、ドラム回転機構の
事前検証を精度よくかつ短時間で行うことができる。な
お、この場合、接触部付近でドラム角速度を線速に換算
して、この線速を基準にして摩擦負荷トルクTを設定し
てもよい。
As shown in FIG. 7, the frictional load torque T is preset in association with the drum angular velocity, that is, the angular velocity of the photosensitive drum 2, and the frictional load torque T is calculated while referring to this data during the calculation. Set. In this case, the friction load torque T becomes the maximum friction load torque Tmax.
Is reached, the photosensitive drum 2 can be appropriately modeled so as to be in a stopped state, and the preliminary verification of the drum rotating mechanism can be performed accurately and in a short time. In this case, the drum angular velocity may be converted to a linear velocity near the contact portion, and the friction load torque T may be set based on the linear velocity.

【0048】このように、感光体ドラム2の駆動軸3の
微少な角度の変化量に対して摩擦負荷トルクTが大きい
と、回転開始直後に摩擦負荷トルクTが最大摩擦負荷ト
ルクに達するが、この場合に、摩擦負荷トルクTを
「0」から最大摩擦負荷トルクに急激に変更すると、解
析モデルの系が急激に変化して、収束計算等を安定して
解くことが困難になる。この場合、上述のように、ドラ
ム角速度に対応付けて摩擦負荷トルクTを設定し、計算
途中でこのデータを参照して摩擦負荷トルクTの値を設
定すると、摩擦負荷トルクTをスムーズに変更すること
ができ、解析モデルの系が急激に変化することを抑制す
ることができる。その結果、計算時間を短縮して、ドラ
ム回転機構の事前検証を精度よくかつ短時間で行うこと
ができる。
As described above, if the friction load torque T is large with respect to the slight change in the angle of the drive shaft 3 of the photosensitive drum 2, the friction load torque T reaches the maximum friction load torque immediately after the start of rotation. In this case, if the friction load torque T is suddenly changed from “0” to the maximum friction load torque, the system of the analysis model changes rapidly, and it is difficult to stably solve the convergence calculation and the like. In this case, as described above, if the friction load torque T is set in association with the drum angular velocity and the value of the friction load torque T is set by referring to this data during the calculation, the friction load torque T is changed smoothly. It is possible to suppress a sudden change in the system of the analysis model. As a result, the calculation time can be shortened, and the preliminary verification of the drum rotating mechanism can be performed accurately and in a short time.

【0049】図8は、本発明のドラム回転機構設計支援
方法の第2の実施の形態を示す図であり、本実施の形態
は、請求項4及び請求項6、請求項7に対応するもので
ある。
FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the method for supporting the design of a drum rotating mechanism according to the present invention. This embodiment corresponds to claims 4, 6 and 7 of the present invention. It is.

【0050】図8は、本発明のドラム回転機構設計支援
方法の第2の実施の形態を適用した感光体ドラム回転機
構20の要部正面図である。
FIG. 8 is a front view of a main part of a photosensitive drum rotating mechanism 20 to which a second embodiment of the drum rotating mechanism design support method of the present invention is applied.

【0051】図8において、感光体ドラム回転機構20
は、感光体ドラム21がその回転軸22を介して一対の
ベアリング23、24に回転自在に支持されている。
In FIG. 8, the photosensitive drum rotating mechanism 20
The photoconductor drum 21 is rotatably supported by a pair of bearings 23 and 24 via a rotation shaft 22 thereof.

【0052】感光体ドラム21は、回転動作を行ってい
る際、図8に示すように、感光体ドラムドラム回転機構
20の作製時のバラツキや組立精度等から感光体ドラム
21の偏心量と回転による遠心力により、回転軸22や
感光体ドラム21が変形し、当該回転軸22や感光体ド
ラム21の変形によって感光体ドラム21の重心位置が
変化、すなわち、偏心する。
As shown in FIG. 8, when the photosensitive drum 21 is rotating, the amount of eccentricity of the photosensitive drum 21 and the amount of rotation of the photosensitive drum 21 are varied due to variations in the fabrication of the photosensitive drum rotating mechanism 20 and assembly accuracy. The rotating shaft 22 and the photosensitive drum 21 are deformed by the centrifugal force caused by the above, and the center of gravity position of the photosensitive drum 21 is changed, that is, eccentric due to the deformation of the rotating shaft 22 and the photosensitive drum 21.

【0053】この感光体ドラム回転機構20の挙動を解
析するために、本実施の形態においては、感光体ドラム
回転機構20の挙動を、線形的な現象である微小時間ス
テップ毎に計算して解析するが、その際、回転軸22に
対する感光体ドラム21の偏心量、慣性モーメント及び
質量を元に、重力外乱トルクを求める。
In order to analyze the behavior of the photosensitive drum rotating mechanism 20, in the present embodiment, the behavior of the photosensitive drum rotating mechanism 20 is calculated and analyzed for each minute time step which is a linear phenomenon. However, at this time, the gravitational disturbance torque is obtained based on the amount of eccentricity, the moment of inertia, and the mass of the photosensitive drum 21 with respect to the rotating shaft 22.

【0054】ここで、感光体ドラム21の偏心量は、上
記実際の感光体ドラム回転機構20の作製バラツキ及び
組み立て精度からくる感光体ドラム21の偏心量と、遠
心力による回転軸22や感光体ドラム21の変形によっ
て移動した感光体ドラム21の偏心の位置の変化量と、
を加えたものとし、このとき用いる遠心力は、上記微小
時間ステップ毎に計算するときの1ステップ前に算出し
た遠心力の値を用いる。
Here, the amount of eccentricity of the photosensitive drum 21 is determined by the amount of eccentricity of the photosensitive drum 21 due to the manufacturing variation and assembly accuracy of the actual photosensitive drum rotating mechanism 20, and the amount of eccentricity of the rotating shaft 22 and photosensitive member by centrifugal force. The amount of change in the eccentric position of the photosensitive drum 21 moved by the deformation of the drum 21;
The centrifugal force used at this time uses the value of the centrifugal force calculated one step before when calculating for each minute time step.

【0055】そして、遠心力は、感光体ドラム21の偏
心量、角速度及び重量から算出し、この遠心力の算出に
用いる偏心量及び角速度は、上記同様に、1ステップ前
に計算した偏心量と角速度の値を用いる。
The centrifugal force is calculated from the eccentricity, angular velocity and weight of the photosensitive drum 21. The eccentricity and angular velocity used for calculating the centrifugal force are the same as the eccentricity calculated one step before. Use the value of angular velocity.

【0056】このようにすると、遠心力による回転軸2
2や感光体ドラム21の変形により補正した感光体ドラ
ム21の偏心量に基づいて重力外乱トルクを算出するこ
とができ、線形現象のみで、感光体ドラム回転機構20
の挙動の事前検証をより一層正確に行うことができる。
By doing so, the rotating shaft 2 due to the centrifugal force
2 and the gravitational disturbance torque can be calculated based on the eccentricity of the photoconductor drum 21 corrected by the deformation of the photoconductor drum 21.
Can be more accurately verified in advance.

【0057】また、上記感光体ドラム21の偏心量は、
感光体ドラム21を支持する部品である回転軸22の材
質の物性、例えば、ヤング率やポアソン比等及び感光体
ドラム21に発生する遠心力に基づいて、材料力学によ
り感光体ドラム21の移動量を算出し、この移動量を偏
心量としてもよい。
The amount of eccentricity of the photosensitive drum 21 is
The amount of movement of the photosensitive drum 21 by material dynamics based on physical properties of the material of the rotating shaft 22 which is a component supporting the photosensitive drum 21, such as Young's modulus, Poisson's ratio, etc., and centrifugal force generated in the photosensitive drum 21. And the amount of movement may be used as the amount of eccentricity.

【0058】このようにすると、感光体ドラム21の偏
心量を単純な計算式で計算することができ、感光体ドラ
ム回転機構20の挙動の事前検証における計算負荷を軽
減することができる。
In this way, the amount of eccentricity of the photosensitive drum 21 can be calculated by a simple calculation formula, and the calculation load in the preliminary verification of the behavior of the photosensitive drum rotating mechanism 20 can be reduced.

【0059】さらに、感光体ドラム21の偏心量は、感
光体ドラム21を支持する部品である回転軸22の材質
の物性値、例えば、ヤング率やポアソン比等、感光体ド
ラム21に発生する遠心力及び感光体ドラム21を、図
9に示すように、有限要素解析に代表される近似計算用
モデルを作製して、当該近似計算用モデルに基づいて感
光体ドラム21の移動量をシミュレートし、当該シミュ
レートした感光体ドラム21の移動量を偏心量としても
よい。
Further, the amount of eccentricity of the photosensitive drum 21 is determined by the physical property value of the material of the rotating shaft 22, which is a component supporting the photosensitive drum 21, such as the Young's modulus and Poisson's ratio. As shown in FIG. 9, a model for approximation calculation represented by finite element analysis is created for the force and the photoconductor drum 21, and the movement amount of the photoconductor drum 21 is simulated based on the approximation calculation model. Alternatively, the simulated movement amount of the photosensitive drum 21 may be used as the eccentric amount.

【0060】このようにすると、感光体ドラム21が複
雑な形状を有していて、材料力学による算出が困難であ
っても、有限要素解析に代表される近似計算により感光
体ドラム21の移動量を求めることができ、感光体ドラ
ム21の偏心量を容易に設定して、回転軸22や感光体
ドラム21の変形を考慮したドラム回転機構20の挙動
の事前検証を容易にかつ正確に行うことができる。
In this way, even if the photosensitive drum 21 has a complicated shape and it is difficult to calculate by the material dynamics, the moving amount of the photosensitive drum 21 is calculated by an approximate calculation represented by a finite element analysis. , The amount of eccentricity of the photosensitive drum 21 is easily set, and the preliminary verification of the behavior of the drum rotating mechanism 20 in consideration of the deformation of the rotating shaft 22 and the photosensitive drum 21 is easily and accurately performed. Can be.

【0061】図10は、本発明のドラム回転機構設計支
援方法の第3の実施の形態を示す図であり、本実施の形
態は、請求項5から請求項7に対応するものである。
FIG. 10 is a diagram showing a third embodiment of the drum rotation mechanism design support method according to the present invention. This embodiment corresponds to claims 5 to 7.

【0062】図10は、本発明のドラム回転機構設計支
援方法の第3の実施の形態を適用した感光体ドラム回転
機構30の要部正面図である。
FIG. 10 is a front view of a main part of a photosensitive drum rotating mechanism 30 to which a third embodiment of the drum rotating mechanism design support method of the present invention is applied.

【0063】図10において、感光体ドラム回転機構3
0は、感光体ドラム31がその回転軸32を介して一対
のベアリング33、34に回転自在に支持されている。
感光体ドラム31には、クリーニングブレード等の接触
物35が所定の押付力で押し付けられている。
In FIG. 10, the photosensitive drum rotating mechanism 3
Numeral 0 indicates that the photosensitive drum 31 is rotatably supported by a pair of bearings 33 and 34 via a rotation shaft 32 thereof.
A contact object 35 such as a cleaning blade is pressed against the photosensitive drum 31 with a predetermined pressing force.

【0064】感光体ドラム31は、回転動作を行ってい
る際、図10に示すように、感光体ドラムドラム回転機
構30の作製時のバラツキや組立精度等から感光体ドラ
ム31の偏心量と回転による遠心力及び接触物35の押
付力により、回転軸32が変形し、当該回転軸32の偏
心によって感光体ドラム31の重心位置が変化する。
As shown in FIG. 10, during the rotation operation of the photosensitive drum 31, the eccentricity of the photosensitive drum 31 and the rotation of the photosensitive drum 31 due to variations in the fabrication of the photosensitive drum drum rotating mechanism 30 and the assembly accuracy. The rotating shaft 32 is deformed by the centrifugal force and the pressing force of the contact object 35, and the eccentricity of the rotating shaft 32 changes the position of the center of gravity of the photosensitive drum 31.

【0065】この感光体ドラム回転機構30の挙動を解
析するために、本実施の形態においては、感光体ドラム
回転機構30の挙動を、線形的な現象である微小時間ス
テップ毎に計算して解析するが、その際、回転軸32に
対する感光体ドラム31の偏心量、慣性モーメント及び
質量を元に、重力外乱トルクを求める。
In order to analyze the behavior of the photosensitive drum rotating mechanism 30, in the present embodiment, the behavior of the photosensitive drum rotating mechanism 30 is calculated and analyzed for each minute time step which is a linear phenomenon. At this time, the gravitational disturbance torque is obtained based on the amount of eccentricity, moment of inertia, and mass of the photosensitive drum 31 with respect to the rotating shaft 32.

【0066】ここで、感光体ドラム31の偏心量は、上
記実際の感光体ドラム回転機構30の作製バラツキ及び
組み立て精度からくる感光体ドラム31の偏心量と、遠
心力及び接触物35の押付力による回転軸32や感光体
ドラム31の変形によって移動した感光体ドラム31の
偏心の位置の変化量と、を加えたものとし、このとき用
いる遠心力は、上記微小時間ステップ毎に計算するとき
の1ステップ前に算出した遠心力の値を用いる。
Here, the amount of eccentricity of the photosensitive drum 31 is determined by the actual eccentricity of the photosensitive drum rotating mechanism 30 and the centrifugal force and the pressing force of the contact object 35 due to the manufacturing variation and assembly accuracy of the photosensitive drum rotating mechanism 30. And the amount of change in the position of the eccentricity of the photosensitive drum 31 moved by the deformation of the rotating shaft 32 and the photosensitive drum 31 due to the above, and the centrifugal force used at this time is calculated in each of the above minute time steps. The value of the centrifugal force calculated one step before is used.

【0067】そして、遠心力は、感光体ドラム31の偏
心量、角速度及び重量から算出し、この遠心力の算出に
用いる偏心量及び角速度は、上記同様に、1ステップ前
に計算した偏心量と角速度の値を用いる。
The centrifugal force is calculated from the eccentricity, angular velocity and weight of the photosensitive drum 31, and the eccentricity and angular velocity used for calculating the centrifugal force are the same as the eccentricity calculated one step before. Use the value of angular velocity.

【0068】このようにすると、遠心力及びクリーニン
グブレード等の接触物35の押付力による回転軸32や
感光体ドラム31の変形により補正した感光体ドラム3
1の偏心量に基づいて重力外乱トルクを算出することが
でき、線形現象のみで、感光体ドラム回転機構30の挙
動の事前検証をより一層正確に行うことができる。
Thus, the photosensitive drum 3 corrected by the deformation of the rotating shaft 32 and the photosensitive drum 31 by the centrifugal force and the pressing force of the contact object 35 such as the cleaning blade.
The gravitational disturbance torque can be calculated based on the eccentric amount of 1, and the pre-verification of the behavior of the photosensitive drum rotating mechanism 30 can be performed more accurately only by the linear phenomenon.

【0069】また、上記感光体ドラム31の偏心量は、
上記実施の形態と同様に、感光体ドラム31を構成する
部品の材質の物性、例えば、ヤング率やポアソン比等及
び発生する遠心力に基づいて、材料力学により感光体ド
ラム31の移動量を算出し、この移動量を偏心量として
もよい。
The eccentricity of the photosensitive drum 31 is
As in the above-described embodiment, the movement amount of the photosensitive drum 31 is calculated by material dynamics based on the physical properties of the components of the photosensitive drum 31 such as Young's modulus and Poisson's ratio and the generated centrifugal force. However, this movement amount may be used as the eccentric amount.

【0070】このようにすると、感光体ドラム31の偏
心量を単純な計算式で計算することができ、感光体ドラ
ム回転機構30の挙動の事前検証における計算負荷を軽
減することができる。
In this way, the amount of eccentricity of the photosensitive drum 31 can be calculated by a simple calculation formula, and the calculation load in the preliminary verification of the behavior of the photosensitive drum rotating mechanism 30 can be reduced.

【0071】さらに、感光体ドラム31の偏心量は、上
記実施の形態の場合と同様に、図9に示したようなモデ
ル化を行って、有限要素解析に代表される近似計算用モ
デルを作製して、感光体ドラム31の偏心量を求めても
よい。
Further, the eccentricity of the photosensitive drum 31 is modeled as shown in FIG. 9 in the same manner as in the above-described embodiment, and an approximate calculation model represented by finite element analysis is produced. Then, the amount of eccentricity of the photosensitive drum 31 may be obtained.

【0072】このようにすると、感光体ドラム31が複
雑な形状を有していて、材料力学による算出が困難であ
っても、有限要素解析に代表される近似計算により感光
体ドラム31の移動量を求めることができ、感光体ドラ
ム31の偏心量を容易に設定して、回転軸32の変形を
考慮したドラム回転機構30の挙動の事前検証を容易に
かつ正確に行うことができる。
In this way, even if the photosensitive drum 31 has a complicated shape and it is difficult to calculate by the material dynamics, the moving amount of the photosensitive drum 31 is calculated by an approximate calculation represented by a finite element analysis. Can be obtained, the amount of eccentricity of the photosensitive drum 31 can be easily set, and the behavior of the drum rotating mechanism 30 in consideration of the deformation of the rotating shaft 32 can be easily and accurately verified in advance.

【0073】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. It goes without saying that it is possible.

【0074】例えば、上記各実施の形態においては、ド
ラムとして感光体ドラムを取り上げて説明したが、本発
明は、ドラムとしては、感光体ドラムに限るものではな
く、駆動軸の回転により回転するドラム一般に、上記同
様に適用することができる。
For example, in each of the embodiments described above, the photosensitive drum is described as the drum, but the present invention is not limited to the photosensitive drum, and the drum is rotated by the rotation of the drive shaft. In general, the same applies as above.

【0075】[0075]

【発明の効果】請求項1記載の発明のドラム回転機構設
計支援方法によれば、駆動軸の回転によりドラムを回転
駆動させるドラム回転機構をモデル化して、駆動軸の動
作に対するドラムの挙動の解析において、ドラムの回転
時に接触による摩擦から発生する摩擦負荷トルクをドラ
ム回転機構解析モデルに定義する際、ドラムの回転停止
時における摩擦負荷トルクを零に定義しているので、回
転に伴う摩擦により発生する一定の摩擦負荷トルクをよ
り現実的に定義することができ、ドラム回転機構の事前
検証をより精度よくかつより正確に行うことができる。
According to the drum rotation mechanism design support method of the present invention, a drum rotation mechanism for driving the drum to rotate by the rotation of the drive shaft is modeled, and the behavior of the drum with respect to the operation of the drive shaft is analyzed. When defining the friction load torque generated from the friction due to contact when the drum rotates in the drum rotation mechanism analysis model, the friction load torque when the rotation of the drum is stopped is defined as zero, so the friction load torque generated by the rotation Thus, the constant friction load torque can be more realistically defined, and the pre-verification of the drum rotation mechanism can be performed more accurately and more accurately.

【0076】請求項2記載の発明のドラム回転機構設計
支援方法によれば、摩擦負荷トルクのデータを、ドラム
に作用する摩擦負荷トルク以外の他の負荷トルクに対応
付けて予め定義し、ドラムの挙動を解析する際に、その
計算途中で当該定義したデータを参照して摩擦負荷トル
クの値を決定しているので、最大摩擦トルクに達してい
ない間は、回転を停止させるように働き、最大摩擦トル
クに達すると、回転方向に対して逆方向に一定に働く摩
擦負荷トルクを、当該摩擦負荷トルクの特性に応じて予
め定義して、より一層現実的にモデル化することがで
き、ドラム回転機構の事前検証をより一層精度よくかつ
より一層正確に行うことができる。
According to the drum rotation mechanism design support method of the invention, the friction load torque data is defined in advance in association with a load torque other than the friction load torque acting on the drum, and When analyzing the behavior, the value of the friction load torque is determined with reference to the defined data in the middle of the calculation, so that the rotation stops while the maximum friction torque is not reached, When the frictional torque is reached, the frictional load torque that acts in the opposite direction to the rotation direction can be pre-defined according to the characteristics of the frictional load torque, and can be modeled more realistically. Pre-verification of the mechanism can be performed more accurately and more accurately.

【0077】請求項3記載の発明のドラム回転機構設計
支援方法によれば、摩擦負荷トルクのデータを、ドラム
の予め定義した角速度に対応付けて定義し、ドラムの挙
動を解析する際に、その計算途中で当該定義したデータ
を参照して摩擦負荷トルクの値を決定しているので、ド
ラムの駆動軸の微少な角度の変化量に対して摩擦負荷ト
ルクが大きいと、回転開始直後に摩擦負荷トルクが最大
摩擦負荷トルクに達するが、この場合に、摩擦負荷トル
クを「0」から最大摩擦負荷トルクに急激に変更する
と、解析モデルの系が急激に変化して、収束計算等を安
定して解くことが困難になることを、摩擦負荷トルクを
スムーズに変更できるようにして、解析モデルの系が急
激に変化することを抑制することができ、計算時間を短
縮して、ドラム回転機構の事前検証を精度よくかつ短時
間で行うことができる。
According to the drum rotation mechanism design support method of the present invention, the friction load torque data is defined in association with the predefined angular velocity of the drum, and when analyzing the behavior of the drum, the data is defined. Since the value of the friction load torque is determined by referring to the defined data in the middle of the calculation, if the friction load torque is large with respect to the minute change in the angle of the drive shaft of the drum, the friction load torque is The torque reaches the maximum frictional load torque. In this case, if the frictional load torque is suddenly changed from “0” to the maximum frictional load torque, the system of the analysis model changes rapidly, and the convergence calculation and the like are stabilized. Difficulty in solving the problem is that the friction load torque can be changed smoothly, so that the system of the analytical model can be prevented from changing suddenly, the calculation time can be reduced, and the drum rotation can be reduced. It is possible to perform the pre-verification of the structure accurately and in a short period of time.

【0078】請求項4記載の発明のドラム回転機構設計
支援方法によれば、駆動軸の回転によりドラムを回転駆
動させるドラム回転機構をモデル化して、駆動軸の動作
に対するドラムの挙動を解析するに際して、ドラムの偏
心量および質量等から算出した重力外乱トルクを駆動軸
に加えてモデル化して、ドラムの挙動を解析するため
に、ドラムの偏心量、質量及び角速度により発生する遠
心力により駆動軸及びドラムが変形することによるドラ
ムの偏心の位置の変化を所定の微小時間間隔毎に計算し
て、ドラム回転機構をモデル化しているので、遠心力に
よる駆動軸の変形に応じて補正した偏心量に基づいて、
重力外乱トルクを求めることができ、ドラム回転機構の
事前検証をより一層精度良くかつより一層正確に行うこ
とができる。
According to the drum rotation mechanism design support method of the invention, a drum rotation mechanism for rotating the drum by driving the drive shaft is modeled to analyze the behavior of the drum with respect to the operation of the drive shaft. The gravitational disturbance torque calculated from the eccentricity and mass of the drum is modeled by adding the torque to the drive shaft, and in order to analyze the behavior of the drum, the drive shaft and the centrifugal force generated by the eccentricity, mass and angular velocity of the drum The drum rotation mechanism is modeled by calculating the change in the position of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drum at each predetermined minute time interval, so the eccentricity corrected according to the deformation of the drive shaft due to centrifugal force On the basis of,
The gravity disturbance torque can be obtained, and the preliminary verification of the drum rotating mechanism can be performed with higher accuracy and more accuracy.

【0079】請求項5記載の発明のドラム回転機構設計
支援方法によれば、駆動軸の回転によりドラムを回転駆
動させるドラム回転機構をモデル化して、駆動軸の動作
に対するドラムの挙動を解析するに際して、ドラムの偏
心量および質量等から算出した重力外乱トルクを駆動軸
に加えてモデル化して、ドラムの挙動を解析する際に、
ドラムの偏心量、質量及び角速度により発生する遠心力
と、ドラムに接触する所定の接触物による圧力と、によ
り駆動軸及びドラムが変形することによるドラムの偏心
の位置の変化を所定の微小時間間隔毎に計算して、ドラ
ム回転機構をモデル化しているので、遠心力及びクリー
ニングブレード等の接触圧による駆動軸及びドラムの変
形に応じて補正したドラムの偏心量に基づいて、重力外
乱トルクを求めることができ、ドラム回転機構の事前検
証をより一層精度良くかつより一層正確に行うことがで
きる。
According to the drum rotation mechanism design support method of the present invention, when the drum rotation mechanism that drives the drum to rotate by the rotation of the drive shaft is modeled, the behavior of the drum with respect to the operation of the drive shaft is analyzed. When modeling the behavior of the drum by adding the turbulence torque calculated from the eccentricity and mass of the drum to the drive shaft, and analyzing the behavior of the drum,
The change in the position of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum due to the centrifugal force generated by the amount of eccentricity, mass and angular velocity of the drum, and the pressure by a predetermined contact object that contacts the drum, is determined by a predetermined minute time interval. Since the drum rotation mechanism is modeled by calculating each time, the gravity disturbance torque is calculated based on the eccentricity of the drum corrected according to the deformation of the drive shaft and the drum due to the centrifugal force and the contact pressure of the cleaning blade and the like. Thus, preliminary verification of the drum rotation mechanism can be performed with higher accuracy and more accuracy.

【0080】請求項6記載の発明のドラム回転機構設計
支援方法によれば、駆動軸及びドラムの変形によるドラ
ムの偏心の移動量を、材料力学による簡易計算により求
めているので、駆動軸及びドラムの変形によるドラムの
偏心の移動量を単純な計算式で解くことができ、計算負
荷をかけずに高速に解析することができる。
According to the drum rotation mechanism design support method of the present invention, the amount of movement of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum is obtained by a simple calculation based on the material dynamics. The displacement of the eccentricity of the drum due to the deformation can be solved by a simple calculation formula, and the analysis can be performed at high speed without applying a calculation load.

【0081】請求項7記載の発明のドラム回転機構設計
支援方法によれば、駆動軸及びドラムの変形によるドラ
ムの偏心の移動量を、有限要素解析等の近似計算により
求めているので、駆動軸やドラムが複雑な形状を有して
材料力学による計算が困難な場合であっても、有限要素
解析に代表される近似計算によりドラムの移動量を簡単
に求めることができ、駆動軸の変形を考慮したドラム回
転機構の挙動をより一層精度良くかつより一層正確に行
うことができる。
According to the drum rotation mechanism design support method of the present invention, the amount of movement of the eccentricity of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum is obtained by an approximate calculation such as finite element analysis. Even if the calculation is difficult due to the material dynamics due to the complicated shape of the drum or the drum, the amount of movement of the drum can be easily obtained by the approximate calculation represented by the finite element analysis. The behavior of the drum rotation mechanism considered can be performed with higher accuracy and more accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のドラム回転機構設計支援方法の第1の
実施の形態を適用した感光体ドラム回転機構の要部斜視
図。
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a photosensitive drum rotating mechanism to which a first embodiment of a drum rotating mechanism design support method of the present invention is applied.

【図2】図1の感光体ドラム回転機構を解析モデル化し
たドラム回転機構モデルを示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a drum rotation mechanism model obtained by analytically modeling the photosensitive drum rotation mechanism of FIG.

【図3】図2のドラム回転機構モデルに基づいて作成さ
れた運動方程式を示す図。
FIG. 3 is a view showing a motion equation created based on the drum rotation mechanism model of FIG. 2;

【図4】図3の運動方程式の右辺に摩擦負荷トルクを与
えて作成した運動方程式を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a motion equation created by giving a friction load torque to the right side of the motion equation in FIG. 3;

【図5】摩擦負荷トルクを摩擦以外の負荷トルクの合計
との関係で設定するためのグラフを示す図。
FIG. 5 is a view showing a graph for setting a friction load torque in relation to a total of load torques other than friction.

【図6】摩擦力以外の力の合計に対して、接触部に働く
力に対する摩擦力を設定して摩擦負荷トルクを設定する
ためのグラフを示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a graph for setting a frictional load torque by setting a frictional force with respect to a force acting on a contact portion with respect to a total of forces other than a frictional force.

【図7】ドラム角速度に対する摩擦負荷トルクを予め設
定して解析時に摩擦負荷トルクを設定するためのグラフ
を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a graph for setting a friction load torque with respect to a drum angular velocity in advance and setting the friction load torque at the time of analysis;

【図8】本発明のドラム回転機構設計支援方法の第2の
実施の形態を適用した感光体ドラム回転機構の要部正面
図。
FIG. 8 is a front view of a main part of a photosensitive drum rotating mechanism to which a second embodiment of the drum rotating mechanism design support method of the present invention is applied.

【図9】図8の感光体ドラム回転機構の近似計算用モデ
ルを示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an approximate calculation model of the photosensitive drum rotating mechanism of FIG. 8;

【図10】本発明のドラム回転機構設計支援方法の第3
の実施の形態を適用した感光体ドラム回転機構の要部正
面図。
FIG. 10 shows a third embodiment of the drum rotation mechanism design support method according to the present invention.
The principal part front view of the photoreceptor drum rotation mechanism to which the embodiment is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光体ドラム回転機構 2 感光体ドラム 3 駆動軸 4 従動プーリ 5 フライホイール 6 駆動プーリ 7 タイミングベルト 8 駆動モータ 9 アイドラプーリ 10 クリーニングブレード 20 感光体ドラム回転機構 21 感光体ドラム 22 回転軸 23、24 ベアリング 30 感光体ドラム回転機構 31 感光体ドラム 32 回転軸 33、34 ベアリング 35 接触物 REFERENCE SIGNS LIST 1 photoconductor drum rotation mechanism 2 photoconductor drum 3 drive shaft 4 driven pulley 5 flywheel 6 drive pulley 7 timing belt 8 drive motor 9 idler pulley 10 cleaning blade 20 photoconductor drum rotation mechanism 21 photoconductor drum 22 rotation shaft 23, 24 Bearing 30 Photoconductor drum rotation mechanism 31 Photoconductor drum 32 Rotation shaft 33, 34 Bearing 35 Contact object

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動軸の回転によりドラムを回転駆動させ
るドラム回転機構をモデル化して、前記駆動軸の動作に
対する前記ドラムの挙動を解析するドラム回転機構設計
支援方法であって、前記ドラムの回転時に接触による摩
擦から発生する摩擦負荷トルクを前記ドラム回転機構解
析モデルに定義する際、前記ドラムの回転停止時におけ
る前記摩擦負荷トルクを零に定義することを特徴とする
ドラム回転機構設計支援方法。
1. A drum rotation mechanism design support method for modeling a drum rotation mechanism for driving a drum to rotate by rotation of a drive shaft and analyzing a behavior of the drum with respect to an operation of the drive shaft. A friction load torque generated from friction due to contact sometimes defined in the drum rotation mechanism analysis model, wherein the friction load torque when the rotation of the drum is stopped is defined to be zero.
【請求項2】前記摩擦負荷トルクのデータを、前記ドラ
ムの回転に作用する前記摩擦負荷トルク以外の他の負荷
トルクに対応付けて予め定義し、前記ドラムの挙動を解
析する際に、その計算途中で前記データを参照して前記
摩擦負荷トルクの値を決定することを特徴とする請求項
1記載のドラム回転機構設計支援方法。
2. The method according to claim 1, wherein the data of the friction load torque is defined in advance in association with a load torque other than the friction load torque acting on the rotation of the drum. 2. The method according to claim 1, wherein the value of the friction load torque is determined with reference to the data on the way.
【請求項3】前記摩擦負荷トルクのデータを、前記ドラ
ムの予め定義した角速度に対応付けて定義し、前記ドラ
ムの挙動を解析する際に、その計算途中で前記データを
参照して前記摩擦負荷トルクの値を決定することを特徴
とする請求項1記載のドラム回転機構設計支援方法。
3. The friction load torque data is defined in association with a predetermined angular velocity of the drum, and when analyzing the behavior of the drum, the friction load torque is referred to during the calculation. 2. The method according to claim 1, wherein the torque value is determined.
【請求項4】駆動軸の回転によりドラムを回転駆動させ
るドラム回転機構をモデル化して、駆動軸の動作に対す
るドラムの挙動を解析するに際して、前記ドラムの偏心
量および質量等から算出した重力外乱トルクを前記駆動
軸に加えてモデル化して、前記ドラムの挙動を解析する
ドラム回転機構設計支援方法であって、前記ドラムの偏
心量、質量及び角速度により発生する遠心力により前記
駆動軸及び前記ドラムが変形することによる前記ドラム
の偏心の位置の変化を所定の微小時間間隔毎に計算し
て、前記ドラム回転機構をモデル化することを特徴とす
るドラム回転機構設計支援方法。
4. A method of modeling a drum rotation mechanism for rotating a drum by rotating a drive shaft and analyzing a behavior of the drum with respect to an operation of the drive shaft, a gravity disturbance torque calculated from an eccentric amount and a mass of the drum. A drum rotation mechanism design support method for modeling the behavior of the drum by adding the model to the drive shaft, wherein the eccentricity of the drum, the centrifugal force generated by the mass and the angular velocity cause the drive shaft and the drum to A drum rotation mechanism design support method, wherein a change in the eccentric position of the drum due to deformation is calculated at predetermined small time intervals, and the drum rotation mechanism is modeled.
【請求項5】駆動軸の回転によりドラムを回転駆動させ
るドラム回転機構をモデル化して、駆動軸の動作に対す
るドラムの挙動を解析するに際して、前記ドラムの偏心
量および質量等から算出した重力外乱トルクを前記駆動
軸に加えてモデル化して、前記ドラムの挙動を解析する
ドラム回転機構設計支援方法であって、前記ドラムの偏
心量、質量及び角速度により発生する遠心力と、前記ド
ラムに接触する所定の接触物による圧力と、により前記
駆動軸及び前記ドラムが変形することによる前記ドラム
の偏心の位置の変化を所定の微小時間間隔毎に計算し
て、前記ドラム回転機構をモデル化することを特徴とす
るドラム回転機構設計支援方法。
5. A model of a drum rotation mechanism for driving a drum to rotate by rotation of a drive shaft, and analyzing the behavior of the drum with respect to the operation of the drive shaft, the gravity disturbance torque calculated from the eccentricity and mass of the drum. A drum rotation mechanism design support method for modeling the behavior of the drum by adding the model to the drive shaft, wherein the centrifugal force generated by the eccentricity, mass and angular velocity of the drum and a predetermined The change in the eccentric position of the drum due to the deformation of the drive shaft and the drum due to the pressure by the contact object is calculated at predetermined minute time intervals to model the drum rotation mechanism. Drum rotation mechanism design support method.
【請求項6】前記駆動軸及び前記ドラムの変形による前
記ドラムの偏心の移動量を、材料力学による簡易計算に
より求めることを特徴とする請求項4または請求項5記
載のドラム回転機構設計支援方法。
6. The method according to claim 4, wherein an amount of eccentric movement of the drum due to deformation of the drive shaft and the drum is obtained by a simple calculation based on material mechanics. .
【請求項7】前記駆動軸及び前記ドラムの変形による前
記ドラムの偏心の移動量を、有限要素解析等の近似計算
により求めることを特徴とする請求項4または請求項5
記載のドラム回転機構設計支援方法。
7. The method according to claim 4, wherein an amount of eccentric movement of the drum due to deformation of the drive shaft and the drum is obtained by an approximate calculation such as a finite element analysis.
The drum rotation mechanism design support method described in the above.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001297121A (en) * 2000-04-14 2001-10-26 Ricoh Co Ltd System and method for aiding design of drum rotation mechanism and storage medium with program for executing the method stored therein
JP2012043347A (en) * 2010-08-23 2012-03-01 Ricoh Co Ltd Gear design support method, recording medium storing gear design support program and gear design support device

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