JP2001297121A

JP2001297121A - ドラム回転機構設計支援システム、ドラム回転機構設計支援方法およびその方法を実施するためのプログラムを記憶した記憶媒体

Info

Publication number: JP2001297121A
Application number: JP2000114267A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Sonoda; 徹也園田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】精度が良い解析を高速に行うことができるド
ラム回転機構設計支援方法を提供する。【解決手段】駆動軸の回転を伝動ベルトにより伝達し
てドラムを回転させるドラム回転機構をモデル化し、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において、ベルト剛性値を求
めるための算出式として、前記伝動ベルトの伸びが小さ
い荷重−伸び特性線の非線形部では近似式を選択し、か
つ、前記伝動ベルトの伸びが大きい荷重−伸び特性線の
線形部では１次式を選択し（Ｓ２）、この選択した算出
式で求めたベルト剛性値などで解析モデルを時間ステッ
プ毎に定義し（Ｓ３）、時間ステップ毎に運動方程式を
解いてドラム回転機構の挙動を算出する（Ｓ４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動軸の回転を伝
動ベルトにより伝達して感光体ドラムなどを回転させる
ドラム回転機構の設計を支援するドラム回転機構設計支
援システム、ドラム回転機構設計方法およびその方法を
実施するためのプログラムを記憶した記憶媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタなどに用いられている
感光体ドラムの駆動においては、一般的に、モータ軸で
ある駆動軸の動力をギヤや伝動ベルトを介して減速し、
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。このような感光体ドラム回転機構を構成してい
る伝動ベルトを設計する際には、伝動ベルトの寿命、強
度および回転精度など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、プーリ径およびベ
ルト速度などを考慮して設計する。そして、設計された
機構が仕様を満たすかどうかを事前に検証するに際して
は、例えば、ベルト駆動による感光体ドラム回転機構を
解析モデル化して運動方程式を設定し（図１，図２，図
３参照）、この運動方程式に対してモータ軸に発生する
負荷トルクなどを与えて、ドラム回転機構に加わる力、
加速度、速度および変位などを評価している。特開平7
−229539号公報に示されたベルトの設計支援方法はこの
ような従来技術の１であり、この方法では、伝動ベルト
駆動系のベルト長手方向の振動計算モデルを用いて振動
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し、かつ、
圧縮歪になった時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して、実際の現象に近
い状態の解析結果を得ている。ところで、プーリに巻き
つけられた伝動ベルトの場合、プーリ間の伝動ベルトが
緩むと、伝動ベルトの長手方向の剛性のみでなく、厳密
には、伝動ベルトがプーリに巻きつくまでの曲げ剛性を
考慮する必要がある（図４参照）。この場合のベルト剛
性特性に係わる荷重−伸び特性線（この特性図の傾斜が
ベルト剛性値である）は、例えば図５に示されているよ
うに、伝動ベルトの伸びが０〜Ａの間では、伝動ベルト
がプーリに巻きつくまでの曲げ剛性の影響によりプーリ
間の荷重−伸び特性線は非線形性を有し、伝動ベルトが
プーリに巻きついた後はベルト長手方向の剛性のみとな
り、荷重−伸び特性線は線形性を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては、ドラム回転機構の事前検証のための解
析時、伝動ベルトの伸びが小さい区間における剛性特性
に係わる非線形性を考慮していなかったので、精度上問
題があった。本発明の課題は、このような従来技術の問
題を解決することにある。すなわち、本発明の目的は、
精度の良い解析を高速に行うことができるドラム回転機
構設計支援システム、ドラム回転機構設計方法およびそ
の方法を実施するためのプログラムを記憶した記憶媒体
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、駆動軸の回転を伝動ベ
ルトにより伝達してドラムを回転させるドラム回転機構
をモデル化し、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において、
前記伝動ベルトの伸びが小さい荷重−伸び特性線の非線
形部ではベルト剛性値を近似式を用いて求め、かつ、前
記伝動ベルトの伸びが大きい前記荷重−伸び特性線の線
形部ではベルト剛性値を１次式を用いて求めることを特
徴とする。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の
ドラム回転機構設計支援方法において、前記近似式とし
て２次式を用いたことを特徴とする。請求項３に記載の
発明は、請求項１記載のドラム回転機構設計支援方法に
おいて、前記近似式および前記１次式中のパラメータ値
を予め記憶させておくことを特徴とする。請求項４に記
載の発明は、請求項３に記載のドラム回転機構設計支援
方法において、複数の伝動ベルトのそれぞれのパラメー
タ値をそれぞれの前記ベルト剛性の概算値に対応付けて
記憶しておき、前記ベルト剛性の概算値を提示して選択
させることにより、いずれかのパラメータ値を選択可能
にしたことを特徴とする。請求項５に記載の発明は、請
求項３または請求項４に記載のドラム回転機構設計支援
方法において、１または複数の伝動ベルトについて荷重
とその荷重に対する伸び量を測定することによりパラメ
ータ値を求めることを特徴とする。請求項６に記載の発
明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１つの請求項に
記載のドラム回転機構設計支援方法を実施するためのプ
ログラムを記憶したことを特徴とする。請求項７に記載
の発明は、駆動軸の回転を伝動ベルトにより伝達してド
ラムを回転させるドラム回転機構をモデル化し、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
回転機構設計支援システムにおいて、前記伝動ベルトの
伸びが小さい荷重−伸び特性線の非線形部ではベルト剛
性値を近似式を用いて求め、かつ、前記伝動ベルトの伸
びが大きい荷重−伸び特性線の線形部ではベルト剛性値
を１次式を用いて求める解析手段と、前記近似式および
１次式中のパラメータ値を１または複数のベルトについ
て荷重とその荷重に対する伸び量を測定することにより
取得するパラメータ値取得手段とを備えたことを特徴と
する。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明および従来の
技術のドラム回転機構設計支援方法の対象例である感光
体ドラム回転機構を示す斜視図である。図１に示すよう
に、この感光体回転機構１は、電子写真式の複写機やプ
リンタなどに内蔵された感光体ドラム２を回転させる回
転機構である。図１に示したように、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が固定されている。従動プーリ４
と駆動プーリ６との間には、タイミングベルト（伝動ベ
ルト）７が張り渡されている。従動プーリ４は、駆動プ
ーリ６の回転力をタイミングベルト７を介して受けて回
転される。駆動プーリ６は、駆動モータ８のモータ軸に
固定されている。駆動モータ８は、その回転数または回
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。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い
る。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の回転力によりタ
イミングベルト７を介して従動プーリ４を回転駆動さ
せ、かつ、従動プーリ４の回転力により感光体ドラム２
を回転駆動させる。感光体ドラム２は、フライホイール
５の慣性効果により、安定して回転される。この回転駆
動される感光体ドラム２の表面には、光学ユニット（図
示せず）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静電潜像が形成される。感
光体ドラム２の表面の静電潜像には、現像ユニット（図
示せず）により現像剤であるトナーが付着されてトナー
画像が形成される。次に、感光体ドラム２が回転して感
光体ドラム２の表面のトナー画像が転写ユニット（図示
せず）に対向すると、感光体ドラム２の表面のトナー画
像が転写ユニットにより転写紙（記録紙）に転写され
る。感光体ドラム２の表面は、トナー画像の転写後にク
リーニングブレード１０によりクリーニングされる。ま
た、トナー画像が転写された転写紙は、定着ユニット
（図示せず）に搬送され、転写紙の上のトナー画像は定
着ユニットにより加熱および加圧されて、トナー画像が
転写紙に定着される。

【０００６】図２は、前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の解析モデルＭ１の概念
図である。図２において、符号Ｊ１は駆動モータ８の駆
動軸周りの慣性モーメントを示し、θ１はその駆動軸の
回転角、ｒ１は駆動プーリ８の半径を示す、Ｔ１は駆動
トルクを示す、Ｊ２は感光体ドラム２の駆動軸３の周り
の慣性モーメントを示し、θ２は感光体ドラム２の回転
角を示し、ｒ２は従動プーリ４の半径を示し、Ｊ３はア
イドラプーリ９の軸周りの慣性モーメントを示し、θ３
はアイドラプーリ９の回転角を示し、ｒ３はアイドラプ
ーリ９の半径を示し、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
のばねモデルの剛性値を示し、ｃ１はそのばねモデルの
粘性値を示し、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のばねモデルの剛性値を示
し、ｃ２はそのばねモデルの粘性値を示し、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のばねモデルの剛性値を示し、ｃ３は
そのばねモデルの粘性値を示し、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）を示している。Ｆは、静摩擦負荷Ｆ０と粘性負荷Ｆ
ａとから成る。さらに、このような解析モデルＭ１に基
づいて、図３に示すような運動方程式を作成することが
できる。なお、この運動方程式において用いられている
符号は前記において説明した符号である。こうして、運
動方程式が作成されるが、この運動方程式内の剛性値
は、「従来の技術」で説明したように、タイミングベル
ト７の伸び量に応じて変化する。しかも、プーリ間のタ
イミングベルト（以下、ベルトと略す）７が緩むと、図
４に示したようにベルト７の長手方向の剛性のみでな
く、厳密には、ベルト７がプーリに巻きつくまでの曲げ
剛性を考慮する必要がある。このようなベルト剛性特性
の一例を荷重−伸び特性線として図５に示す。図５に示
すように、ベルトの伸び量が０〜Ａの間では、ベルトが
プーリに巻きつくまでの曲げ剛性の影響により、プーリ
間の剛性を示す荷重−伸び特性線は非線形性を有し、ベ
ルトがプーリに巻きついた後はベルト長手方向の剛性の
みとなり、荷重−伸び特性線は線形性を有する。そのた
め本発明では、ベルトの伸びが小さい荷重−伸び特性線
の非線形部ではベルト剛性値を近似式を用いて求め、ベ
ルトの伸びが大きい荷重−伸び特性線の線形部ではベル
ト剛性値を１次式を用いて求め、かつ、荷重−伸び特性
線の傾斜すなわち前記算出式（前記近似式および前記１
次式）の微分値を解析モデルのベルト剛性値として定義
して解析する。

【０００７】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る
回転機構設計支援システムを示すブロック図である。図
６に示したように、このドラム回転機構設計支援システ
ムは、入力装置１１と、出力装置１２と、演算装置１３
とおよびデータ記憶部１４とを有している。演算装置１
３は、入力装置１１と、出力装置１２およびデータ記憶
部１４に接続されている。入力装置１１は、各種データ
を入力し、または、指示を与える。出力装置１２は、解
析結果などを表示する表示装置およびやプリンタなどか
らなる。演算装置１３は、入力されたデータを用いて解
析演算を行う。データ記憶部１４は、入力されたデータ
や解析結果などを記憶しておく。なお、演算装置１３
は、データおよびプログラムを一時的に記憶しておくＲ
ＡＭおよびこのＲＡＭに記憶されたプログラムに従って
動作するＣＰＵなどからなる。データ記憶部１４は、例
えばハードディスク装置により構成される。また、この
第１の実施の形態では、ベルトをプーリに巻いた状態で
測定する引っ張り試験などを予め行って、図５に示した
ような荷重−伸び特性線図を作成する。そして、荷重−
伸び特性線を伸び量が０〜Ａである区間を多項式近似
式、例えば図７に示したように、２次式（ｆ＝ａλ²＋
ｂλ）で近似する。また、伸び量がＡ以上の区間では１
次式（ｆ＝ｃλ＋ｄ）により近似する。なお、ベルト剛
性値は荷重−伸び特性線の傾き、すなわち、微分値とし
て与えられる。そのため、この第１に実施の形態では、
図７に示したような２つの算出式と、図７に示したＡの
値およびパラメータａ，ｂ，ｃ，ｄの値とを入力装置１
１により入力してデータ記憶部１４に記憶しておく。ま
た、前記２つの算出式を微分した算出式（ｆ´＝２ａλ
＋ｂ）を入力装置１１により入力してデータ記憶部１４
に記憶しておく。また、設計結果として得られた、図２
に示した解析モデルＭ１中の角度θ１，θ２，θ３を除
く各数値も入力装置１１により入力する。但し、ベルト
剛性ｋ１，ｋ２，ｋ３は前記算出式とＡ，ａ，ｂ，ｃ，
ｄの値とから算出されるので入力する必要はない。

【０００８】図８は、この第１の実施の形態の動作を説
明するためのフローを示すフロー図である。なお、この
フローは、例えば感光体ドラム２が回転を開始する時刻
を時間Ｔ＝０として、所定時間ステップ毎の感光体ドラ
ム２などの回転角度や角速度などを求める。すなわち、
感光体ドラム２などの動的な挙動を明らかにするのであ
る。以下、図８などに基づいてこの第１の実施の形態の
動作を説明する。まず、初期設定をする（ステップＳ
１）。すなわち、予めデータ記憶部１４に記憶しておい
た、運動方程式に代入する各数値を読み出すと共に、入
力装置１１を用いて各プーリ間のベルト伸び量λの初期
値を与える。なお、この値はベルト７を設計値のテンシ
ョンで引っ張った状態で装着したときのベルト伸び量
（以下、伸び量と略す）で、予め測定された既知の値で
ある。このベルト伸び量λの初期値は予め入力してデー
タ記憶部１４に記憶させておいてもよい。次に、その各
伸び量が所定の伸び量Ａ以上か否かを判定することによ
りベルト剛性値を求める算出式を選択する（ステップＳ
２）。例えば伸び量がＡ以上でないならば近似式を選択
するのである。そして、選択したならば、その式を用い
て微分値としてのベルト剛性値を求める。さらに、求ま
ったベルト剛性値や前記各数値で解析モデルＭ１を定義
し、すなわち、図３に示した運動方程式の行列式に代入
する値とし（ステップＳ３）、運動方程式を解き、Ｔ＝
０からの最初の時間ステップであるＴ０後の駆動軸の回
転角θ１，その角速度、その加速度，感光体ドラムの回
転角θ２，その角速度、その加速度などを求める（ステ
ップＳ４）。そして、目標時間まで解析（計算）が終了
したか否かを判定し（ステップＳ５）、この場合は最初
の時間ステップであるので終了していないと判定され
（ステップＳ５でＮＯ）、そのときの伸び量を算出する
（ステップＳ６）。例えば従動プーリ４と駆動プーリ６
との間の伸び量であれば、駆動プーリ６のこの間に回転
した回転角とその半径ｒ１から駆動プーリ６の回転周長
Ｌ１を求め、従動プーリ４の回転角とその半径ｒ２から
従動プーリ４の回転周長Ｌ２を求め、ベルト伸び量をＬ
１とＬ２の差として求める。続いて、その伸び量が所定
の伸び量Ａ以上か否かを判定することによりベルト剛性
値を求める算出式を選択する（ステップＳ２）。そし
て、前記と同様にして時間ステップ２×Ｔ０における状
態を算出する（ステップＳ３，Ｓ４）。さらに、このよ
うな解析を各時間ステップにおいて行い、目標時間まで
解析が終了すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、動作を終
了させる。こうして、この第１の実施の形態によれば、
ベルトの伸びが小さい区間におけるベルト剛性特性に係
わる非線形性を考慮して、荷重−伸び特性線の非線形部
ではベルト剛性値を近似式を用いて求め、荷重−伸び特
性線の線形部にはベルト剛性値を１次式を用いて求める
ことにより、ドラム回転機構の事前の挙動解析を精度良
く行うことができ、かつ、ベルト剛性値を求める計算が
１次式や簡単な近似式であるので、その計算を高速に行
うことができる。

【０００９】次に、本発明の第２の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。本発明の第２の実施の形態で
は、複数のベルトのそれぞれのパラメータ値をそれぞれ
のベルト剛性値の概算値に対応付けて記憶しておき、そ
のベルト剛性値の概算値を提示して選択させることによ
り、いずれかのベルトのパラメータ値を選択可能にして
いる。すなわち、第２の実施の形態は、第１の実施の形
態において、複数のベルトについて近似式のパラメータ
とベルト剛性の概算値を予め入力し、記憶しておき、設
計者の指示に応じて、登録されている各ベルトのベルト
剛性値の概算値を表示し、そのベルト剛性値の概算値を
基にそのなかからベルトまたは概算値を選択させ、対応
するパラメータを記憶装置から読み出し、計算に用いる
ベルト剛性値を求める。図９は、本発明の第２の実施の
形態に係る回転機構設計支援システムを示すブロック図
である。本発明の第２の実施の形態においては、本発明
の第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ参照符号が
付されている。図９に示したように、この第２の実施の
形態は、第１の実施の形態（図６参照）において、ベル
ト剛性記憶部１５を設け、第１の実施の形態で示した近
似式のパラメータａ，ｂ，ｃ，ｄおよびベルト剛性値の
概算値をベルト種類に対応付けてベルト剛性記憶部１５
内に予め記憶しておく（図１０参照）。そして、設計者
が入力装置１１を用いてベルト選択を指示すると、演算
装置１３はベルト剛性記憶部１５内に記憶された図１０
に示したようなデータ中の複数のベルト種類とそのベル
ト剛性概算値を表示させ、かつ、表示されたベルト剛性
値の概算値を基に設計者がそのなかからベルト種類また
は概算値を選択すると、演算装置１３はベルト種類に対
応したパラメータａ，ｂ，ｃ，ｄを取得し、ベルト剛性
値を求める。なお、前記ベルト剛性記憶部１５はデータ
記憶部１４およびハードディスク装置内の一領域で構成
される。また、前記ベルト剛性値の概算値は例えば１次
式の傾斜として与えられる値である。こうして、この第
２の実施例によれば、解析対象のベルトを複数のなかか
ら選択することができ、したがって、より適切な設計を
行うことができる。

【００１０】次に、本発明の第３の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。本発明の第３の実施の形態で
は、第１または第２の実施の形態において、近似式およ
び１次式中のパラメータ値を１または複数のベルトにつ
いて荷重とその荷重に対する伸び量を荷重−伸び特性線
図から取得するパラメータ値取得手段を備えている。図
１１は、第３の実施に形態に係る回転機構設計支援シス
テムを示すブロック図である。本発明の第３の実施の形
態においては、本発明の第２の実施の形態と同じ構成要
素には同じ参照符号が付されている。図１１に示したよ
うに、第３の実施に形態は、第２の実施の形態（図９参
照）において、パラメータ取得手段としてのベルト剛性
同定装置１６を備えている。また、入力装置１１ａは，
画像入力装置を有している。この第３の実施の形態に係
るドラム回転機構設計支援システムでは、入力装置１１
ａにより図５に示したようなベルト剛性値を表す荷重−
伸び特性線図を画像データとして入力する。そして、ベ
ルト剛性同定装置１６がＲＡＭ上にビットマップ展開さ
れたその画像データを受け取り、荷重−伸び特性線図中
の原点を認識し、その原点から特性を表している曲線を
辿り、その曲線上の複数の位置（点）のデータのＲＡＭ
上でのアドレスからその位置の座標を求める。これによ
り、例えば図７に示した近似式や１次式のパラメータ
ａ，ｂ，ｃ，ｄを求め、そのパラメータａ，ｂ，ｃ，ｄ
を演算装置１３が受け取って伸び量に対応したベルト剛
性値を算出する。こうして、この第３の実施の形態で
は、ベルトメーカーなどが提供するベルトの荷重−伸び
特性線図を自動的に入力するだけで、演算装置１３がそ
のベルトの伸び量に対応したベルト剛性値を取得するこ
とができるから、ドラムの挙動解析を容易に行うことが
できる。

【００１１】次に、本発明の第４の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１２は、第４の実施に形態
に係る回転機構設計支援システムを示すブロック図であ
る。本発明の第４の実施の形態においては、本発明の第
２の実施の形態と同じ構成要素には同じ参照符号が付さ
れている。図１２に示すように、本発明の第４の実施の
形態では、前記パラメータ取得手段をベルト剛性同定装
置１６ａとベルト剛性試験装置１７とから構成される。
そして、このベルト剛性試験装置１７により複数の荷重
に対応したベルトの伸び量を測定する。具体的には、ま
ず、伸び量を測定しようとするリング状のベルトを解析
対象のプーリと同一の２つのプーリに掛ける。この２つ
のプーリのうち、一方は固定されたプーリであり、他方
はベルトの長手方向に可動するプーリであり、ベルトが
掛かった状態で可動プーリを予め設定された所定の力で
ベルトの長手方法に引っ張る。そして、このときの可動
プーリの位置を自動測定して伸び量を求める。なお、こ
の場合、ベルトがリング状なので、２本のベルトを引っ
張っている状態となる。したがって、加えた荷重を２分
の１にして荷重−伸び特性線を求める。さらに、測定し
た図５のような荷重−伸びデータをベルト剛性同定装置
１６ａに渡し、ここで近似式および１次式のパラメータ
ａ，ｂ，ｃ，ｄを算出し、ベルト剛性記憶部１５に記憶
する。そして、その後、ベルト剛性記憶部１５に記憶さ
れているパラメータを用い、第１の実施の形態と同様に
して、感光体ドラムなどの挙動解析を行う。こうして、
この第４の実施の形態では、ベルトの荷重−伸び特性線
を容易に求めることができるから、ドラムの挙動解析を
容易に行うことができる。また、前記本発明のドラム回
転機構設計支援方法を実施するためのプログラムを記憶
した機械読み取り可能な記憶媒体を得ることができる。
この記憶媒体に記憶されたプログラムを情報処理装置に
読み取らせ実行させることにより、前記本発明のドラム
回転機構設計支援方法を実施することができる。また、
本発明によるドラム回転機構設計支援方法は、単に感光
体ドラム回転機構だけでなく、ドラム状のものを回転さ
せる回転機構に対して広く実施可能である。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、駆動軸の回転を伝動ベルトにより伝達し
てドラムを回転させるドラム回転機構をモデル化し、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
際、伝動ベルトの伸びが小さい荷重−伸び特性線の非線
形部ではベルト剛性値を近似式を用いて求め、かつ、伝
動ベルトの伸びが大きい線形部でベルト剛性値を１次式
を用いて求めるので、精度の良い解析を高速に行うこと
ができる。また、請求項２に記載の発明によれば、請求
項１に記載の発明において、荷重−伸び特性線の非線形
部では２次式を用いてベルト剛性値が求められるので、
計算が容易になり、より高速な解析が可能になる。ま
た、請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の
発明において、近似式および１次式中のパラメータ値が
予め記憶されるので、そのパラメータ値を用いて自動的
に解析することができる。また、請求項４に記載の発明
によれば、請求項３に記載の発明において、複数の伝動
ベルトのそれぞれのパラメータ値がそれぞれのベルト剛
性の概算値に対応付けて記憶しておかれ、前記ベルト剛
性の概算値が提示および選択されから、選択されたベル
ト剛性概算値のパラメータ値が選択されるので、より適
切な設計が可能になる。また、請求項５に記載の発明に
よれば、請求項３または請求項４に記載の発明におい
て、１または複数の伝動ベルトについて荷重とその荷重
に対する伸び量が測定され、それにより自動的にパラメ
ータ値が求められるので、より正確な解析結果を容易に
得ることができる。また、請求項６に記載の発明によれ
ば、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のドラ
ム回転機構設計支援方法を実施するためのプログラムを
記憶した機械読み取り可能な記憶媒体を得ることができ
るから、この記憶媒体に記憶されたプログラムを情報処
理装置に読み取らせ実行させることにより、請求項１乃
至請求項５に記載の発明の効果を得ることができる。ま
た、請求項７に記載の発明によれば、伝動ベルトの伸び
が小さい荷重−伸び特性線の非線形部ではベルト剛性値
を近似式を用いて求め、前記伝動ベルトの伸びが大きい
荷重−伸び特性線の線形部ではベルト剛性値を１次式を
用いて求め、前記近似式および１次式中のパラメータ値
が、１または複数のベルトについて荷重とその荷重に対
する伸び量を測定することにより取得されるので、請求
項５記載の発明と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明および従来技術のドラム回転機構設計支
援方法に係わるドラム回転機構を示す斜視図である。

【図２】図１のドラム回転機構の解析モデルを示す概念
図である。

【図３】図２の解析モデルに基づいた運動方程式を示す
図である。

【図４】本発明の実施の形態に係るドラム回転機構設計
支援方法を説明するための説明図である。

【図５】本発明の実施の形態に係るドラム回転機構設計
支援方法を説明するための特性図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態に係るドラム回転機
構設計支援システムを示すブロック図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態に係るドラム回転機
構設計支援システムの動作を説明するための特性図であ
る。

【図８】本発明の第１の実施の形態に係るドラム回転機
構設計支援システムの動作を説明するためのフロー図で
ある。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係るドラム回転機
構設計支援システムを示すブロック図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るドラム回転
機構設計支援システムの動作を説明するための説明図で
ある。

【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るドラム回転
機構設計支援システムを示すブロック図である。

【図１２】本発明の第４の実施の形態に係るドラム回転
機構設計支援システムを示すブロック図である。

【符号の説明】

１感光体回転機構、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ｆイ
ドラプーリ、１０クリーニングブレード、１１入力
装置、１３演算装置、１４データ記憶部、１５ベ
ルト剛性記憶部、１６ベルト剛性同定装置、１７ベ
ルト剛性試験装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動軸の回転を伝動ベルトにより伝達し
てドラムを回転させるドラム回転機構をモデル化し、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において、前記伝動ベルトの
伸びが小さい荷重−伸び特性線の非線形部ではベルト剛
性値を近似式を用いて求め、かつ、前記伝動ベルトの伸
びが大きい前記荷重−伸び特性線の線形部ではベルト剛
性値を１次式を用いて求めることを特徴とするドラム回
転機構設計支援方法。
【請求項２】請求項１に記載のドラム回転機構設計支
援方法において、前記近似式として２次式を用いたこと
を特徴とするドラム回転機構設計支援方法。
【請求項３】請求項１記載のドラム回転機構設計支援
方法において、前記近似式および前記１次式中のパラメ
ータ値を予め記憶させておくことを特徴とするドラム回
転機構設計支援方法。
【請求項４】請求項３に記載のドラム回転機構設計支
援方法において、複数の伝動ベルトのそれぞれのパラメ
ータ値をそれぞれの前記ベルト剛性の概算値に対応付け
て記憶しておき、前記ベルト剛性の概算値を提示して選
択させることにより、いずれかのパラメータ値を選択可
能にしたことを特徴とするドラム回転機構設計支援方
法。
【請求項５】請求項３または請求項４に記載のドラム
回転機構設計支援方法において、１または複数の伝動ベ
ルトについて荷重とその荷重に対する伸び量を測定する
ことによりパラメータ値を求めることを特徴とするドラ
ム回転機構設計支援方法。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれか１つの
請求項に記載のドラム回転機構設計支援方法を実施する
ためのプログラムを記憶したことを特徴とする機械読み
取り可能な記憶媒体。
【請求項７】駆動軸の回転を伝動ベルトにより伝達し
てドラムを回転させるドラム回転機構をモデル化し、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システムにおいて、前記伝動ベル
トの伸びが小さい荷重−伸び特性線の非線形部ではベル
ト剛性値を近似式を用いて求め、かつ、前記伝動ベルト
の伸びが大きい荷重−伸び特性線の線形部ではベルト剛
性値を１次式を用いて求める解析手段と、前記近似式お
よび１次式中のパラメータ値を１または複数のベルトに
ついて荷重とその荷重に対する伸び量を測定することに
より取得するパラメータ値取得手段とを備えたことを特
徴とするドラム回転機構設計支援システム。