JP2002171721A

JP2002171721A - 回転駆動装置

Info

Publication number: JP2002171721A
Application number: JP2000367644A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Imamura; 正今村; Toshio Wakamatsu; 俊男若松; Keisuke Yamada; 桂輔山田; Ichiro Katayama; 一郎片山
Original assignee: Nidec Shimpo Corp
Current assignee: Nidec Shimpo Corp
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】回転駆動装置の出力回転を安定させる。【解決手段】回転駆動装置1は、回転駆動源であるモ
ータ２と、モータ２の回転を減速して被動装置に出力す
る減速装置３と、減速装置３の出力回転速度を検出する
速度検出機構４とを有する。回転駆動装置１は、速度検
出機構４の検出速度に基づいてモータ２の駆動状態を制
御することが可能である。減速装置３は歯車による伝達
部を含まず、かつ、モータ２はアウタロータ型モータで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動装置、特
に、画像形成装置の像担持体等を回転駆動するととも
に、出力回転速度を検出して駆動回転速度をフィードバ
ック制御可能な回転駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像形成装置や印刷機械等に
おいては、感光体ドラムやフィルムの送りのためのロー
ラを比較的低速度かつ高精度で回転するための回転駆動
装置が必要となる。従来のこの種の装置は、モータと、
モータの回転を減速する遊星方式の減速装置とを備えて
いる。そして、遊星方式の減速装置としては、歯車式の
減速装置と、トラクションすなわち摩擦伝達方式による
減速装置とがある。

【０００３】ここで、例えばフルカラー複写機において
は、各色成分用の感光体ドラムを駆動するために回転駆
動装置が用いられる。この場合、色ずれや色むらを防止
するために、各回転駆動装置の回転速度を高精度に制御
する必要がある。

【０００４】しかし、歯車式の減速装置では、歯車の精
度に起因する噛み合いのズレやトルク伝達時に発生する
減速機内部の変形等のロストモーションにより回転ムラ
が発生し、またトラクション方式の減速装置では、滑り
が発生し、モータに対する速度制御のみでは出力回転速
度を高精度に維持することができない。

【０００５】そこで、特開平10-161752号公報に示され
るように、減速機の出力回転速度をセンサにより検出
し、この検出結果に基づいて出力回転速度が常に所望の
回転速度になるようにモータの回転速度をフィードバッ
ク制御するようにした装置が提供されている。この装置
では、フィードバック制御を採用することでフライホイ
ールを省略することができた旨、記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年採用されている４
連タンデム型カラー画像形成装置では、一層の高画質化
と出力高速化が進む中で、従来以上にその像担持体を各
色毎に色ずれなく正確かつ安定的に回転駆動制御するこ
とが求められている。その場合に、被動装置側でのさら
なる回転安定化を実現するためには、フィードバック制
御機構のみでは十分でない場合がある。

【０００７】また、ブラシレスモータでは、ロータ磁石
とステータコアの磁気吸引力に起因するコギングと、ロ
ータ回転位置でステータコイルの相電流を切り換える時
に生じるスイッチングトルク変動が、モータ速度変動の
大きな要因となっている。以上より、フルカラー画像形
成装置において、ブラシレスモータのコギングに起因し
て、各色毎に色ずれが生じることがある。

【０００８】ここで、モータのトルク変動を最小限に抑
えるために、ロータマグネットの着磁を斜めに着磁した
り（スキュー着磁）、ステータコイルの相電流切換タイ
ミングを調整したりすることが行われている。しかし、
これらの対策はモータ回転効率を低下させるという点で
望ましくない。

【０００９】本発明の課題は、回転駆動装置の出力回転
を安定させることにある。本発明の他の課題は、画像形
成装置においてモータのコギングによる画像への影響を
減らすことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る回転駆動
装置は、回転駆動源であるモータと、モータの回転を減
速して被動装置に出力する減速装置と、減速装置の出力
回転速度を検出する速度検出部とを有する。回転駆動装
置は、速度検出部の検出速度に基づいてモータの駆動状
態を制御することが可能である。減速装置は歯車による
伝達部を含まず、かつ、モータはアウタロータ型モータ
である。

【００１１】この回転駆動装置では、アウタロータ型モ
ータを用いているため、インナロータ型に比べて回転子
の半径が大きい分、回転子の慣性モーメントが大きくな
る。これは、減速装置のモータ側にフライホイール効果
を高める質量部位が設けられているのに等しい。この質
量部位の回転エネルギーは、モータの回転角速度及びフ
ライホイールの慣性モーメントが同じであるとすると、
減速装置の被動装置側に設けられた従来のフライホイー
ルの回転エネルギーに比べて、減速比１／αにおいてα
の２乗倍大きい。このため、モータに起因する回転変動
が被動装置に伝達されにくい。すなわち、被動装置にお
けるフライホイール効果が向上している。

【００１２】また、この装置では減速装置が「歯車を含
むトルク伝達部」を含まないため、被動装置が画像形成
装置である場合に、歯車の噛み合わせがたつきに起因す
る画像の縞が発生しない。

【００１３】なお、ここでの「駆動状態」とは、モータ
のトルク発生状態または発生トルクを一定時間変化させ
ること、モータの定速回転状態またはモータ回転速度を
変化させること等に対応する。

【００１４】請求項２に係る回転駆動装置は、請求項１
において、速度検出部の検出速度に基づいて、モータの
回転制御を行う回転制御手段を更に備えている。請求項
１に係る発明では、回転駆動装置の外部に制御部がある
場合も想定しているが、本請求項に係る発明では、制御
部を含む回転駆動装置を規定している。すなわち、本願
発明を、種々の状況に対応して実施できることを規定し
ている。

【００１５】請求項３に係る回転駆動装置では、請求項
１または２において、被動装置は、２色または２色を越
える多色画像形成装置に内蔵された像担持体である。２
色または２色を越える多色画像形成装置の場合、各色画
像間での色ズレ（レジストレーション）の防止が必要で
あり、像担持体の回転を正確に制御することが求められ
る。これを容易に実現するために、本願発明に係る回転
駆動装置において、アウタロータ型モータを使用し、被
動装置である像担持体の実効回転慣性モーメントを向上
させ、回転安定化を図ることができる。

【００１６】請求項４に係る回転駆動装置では、請求項
１〜３において、回転駆動装置には、モータの回転部、
および／または回転部から減速装置の入力軸との間に、
フライホイール効果を高める質量部位が存在する。

【００１７】この回転駆動装置では、アウタロータ型の
回転部による減速装置出力側のフライホイール効果に加
えて、さらにこの効果を高めるべく、モータの通常の構
成に追加して回転部の質量を高めている。これにより、
減速装置出力側では、一層のフライホイール効果が期待
でき、被動装置でのより安定した回転駆動が可能にな
る。

【００１８】なお、ここでの「フライホイール効果を高
める質量部位」とは、モータの回転部（ロータ，軸）、
および／またはモータ軸から減速装置入力軸までの間
に、減速装置出力軸におけるフライホイール効果を高め
る目的で、通常の構成に追加された質量部分をいう。即
ち減速装置入力側での回転慣性モーメントを大きくする
ことにより、減速装置出力側でのフライホイール効果を
大きくすることが可能になる。

【００１９】また、前記「通常の構成」とは、減速装置
出力軸側でのフライホイール効果が必要ない場合に、最
も効率よく駆動力を生じうるモータ回転部および／また
はモータ軸から減速装置入力軸までの間の構成をいう。
本来これらの回転部分の質量は軽い方がロスは少なく、
従って予定される回転速度および駆動トルク等に対応す
る最小限の強度があれば十分である。この強度はこれら
を構成する材質により変化する。従って本願特許発明の
目的及び作用効果に対応する回転駆動装置では、構成材
質を考慮して、モータの回転部および／またはモータ軸
から減速装置入力軸までの間に、「この回転駆動装置が
予定する運転状態で必要と考えられる強度」（即ち通常
の構成）を越える質量部分が存在する場合は、本願発明
の範囲内というべきである。

【００２０】請求項５に係る画像形成装置の回転駆動装
置は、画像形成装置の像担持体を回転駆動する回転駆動
装置であって、回転駆動源であるモータと、モータの回
転を減速して像担持体に出力する減速装置と、減速装置
の出力回転速度を検出する速度検出部と、速度検出部の
検出速度に基づいてモータの回転状態を制御する回転制
御手段とを有している。この回転駆動装置は、モータの
コギング周波数；ｆと、像担持体の周速度；ｖとの関係
が、ｖ／ｆ＜０．３ｍｍを満たすことを特徴とする。

【００２１】この回転駆動装置では、モータのコギング
周波数；ｆと像担持体の周速度；ｖとの関係がｖ／ｆ＜
０．３ｍｍを満たしているため、コギングに起因する画
像の濃淡の縞模様が人間の目視で区別できない範囲に抑
えられている。これは、関係式ｖ／ｆが像担持体外周面
にあらわれるモータのコギングノイズピッチを意味し、
人間の目視限界が０．３ｍｍピッチ程度だからである。
コギング周波数（ｆ）は、モータの極数とスロット数の
最小公倍数を求め、その最小公倍数にモータ回転数（秒
速）をかけて得られる。一方、像担持体の周速度（ｖ）
（秒速）は、像担持体の直径×π×減速装置の減速比×
モータの回転数（秒速）で得られる。すなわち、この回
転駆動装置では、前記関係式を成立させるように、これ
らパラメータが設定されていることになる。

【００２２】人間の目視限界が０．３ｍｍピッチ程度で
あることの根拠を説明する。人間の視覚感度分析によれ
ば、画像に含まれる周波数成分の目視感度は１００ライ
ン／インチで大きく低下し、目視感度が最も良い１０ラ
イン／インチに比べて、一桁低下する。１００ライン／
インチは、画像ピッチとして０．２５４ｍｍであること
を意味している。しかし実用上はこれより粗い０．３ｍ
ｍ以下の周波数成分を有する画像ノイズにすれば、人間
の視覚感度は十分低下しており、画像ノイズとして認識
されない。

【００２３】請求項６に係る画像形成装置の回転駆動装
置では、請求項５において、モータのコギング周波数；
ｆと、像担持体の周速度；ｖとの関係が、ｖ／ｆ＜０．
２５４ｍｍを満たすことを特徴とする。

【００２４】この回転駆動装置では、０ｍｍ＜ｖ／ｆ＜
０．２５４ｍｍが満たされているため、コギングに起因
する画像の濃淡の縞模様が人間の目視でさらに区別でき
ない範囲に抑えられている。

【００２５】請求項７に係る画像形成装置の回転駆動装
置では、請求項５または６において、モータはアウタロ
ータ型である。この回転駆動装置では、アウタロータ型
モータを用いているため、インナロータ型に比べて回転
子の半径が大きい分、回転子の慣性モーメントが大きく
なる。これは、減速装置のモータ側にフライホイール効
果を高める質量部位が設けられているのに等しい。この
質量部位の回転エネルギーは、モータの回転角速度及び
フライホイールの慣性モーメントが同じであるとする
と、従来の減速装置の被動装置側に設けられたフライホ
イールの回転エネルギーに比べて、減速比１／αにおい
てαの２乗倍大きい。このため、モータに起因する回転
変動が被動装置に伝達されにくい。すなわち、被動装置
におけるフライホイール効果が向上している。

【００２６】請求項８に記載の回転駆動装置では、請求
項５〜７において、被動装置は、２色または２色を越え
る多色画像形成装置に内蔵された像担持体である。２色
または２色を越える多色画像形成装置の場合、各色画像
間での色ズレ（レジストレーション）の防止が必要であ
り、像担持体の回転を正確に制御することが求められ
る。これを容易に実現するために、本願発明に係る回転
駆動装置において、アウタロータ型モータを使用し、被
動装置である像担持体の実効回転慣性モーメントを向上
させ、回転安定化を図ることができる。

【００２７】請求項９に係る回転駆動装置は、回転駆動
源であるモータと、モータの回転を入力軸に入力しこれ
を減速して被動装置に出力する減速装置と、減速装置の
出力回転速度を検出するする速度検出部と、速度検出部
の検出速度に基づいてモータの回転制御を行う回転制御
手段とを有する。この回転駆動装置には、モータの回転
部、および／または回転部から減速装置の入力軸との間
に、フライホイール効果を高める質量部位が存在するこ
とを特徴とする。

【００２８】この回転駆動装置では、インナロータ型モ
ータを含むあらゆるモータを用いた場合でも、そのモー
タの回転部、および／または該回転部から前記減速装置
の入力軸との間に、通常の構成より大きい回転慣性モー
メントを生じさせる質量部分を追加することにより、減
速装置出力側でのフライホイール効果を高めることがが
できる。これにより、被動装置を安定に回転駆動するこ
とが可能になる。

【００２９】なお、ここで「フライホイール効果を高め
る質量部位」及び「通常の構成」の意義は、前述と同様
である。

【００３０】

【発明の実施の形態】（１）構成図１は本発明の一実施
形態による回転駆動装置１を示したものである。この回
転駆動装置１は図３に示すような画像形成装置５１に用
いられる。画像形成装置５１は、４色の未定着可視像に
記録シートを多重転写した後にこれを定着するいわゆる
タンデムタイプのフルカラー画像形成装置であって、少
なくとも２色または２色を越える多色画像形成装置であ
ることが好ましい。画像形成装置５１は、シート搬送路
に沿って配置された感光体ドラム５２（像担持体）等を
含む各画像形成部（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ）を有している。回
転駆動装置１は各感光体ドラム５２を駆動するため各々
設けられている。

【００３１】図１に示された回転駆動装置１は、モータ
２と、モータ２からの回転を減速して出力する遊星方式
の減速装置３と、減速装置３の出力回転速度を検出する
ための速度検出機構４とを備えている。またこの回転駆
動装置１は、速度検出機構４からの出力が入力されるコ
ントローラ５と、コントローラ５からの制御信号に従っ
てモータ２の回転速度を制御するドライブ装置６とをさ
らに有している。

【００３２】モータ２は、ドライブ装置６からのドライ
ブ信号により駆動され、回転駆動装置１の回転駆動源と
して機能する。モータ２は、本実施形態ではアウタロー
タ型のモータであり、好ましくはＤＣブラシレスモータ
等である。モータ２は、ブラケット１０と、ステータ１
１と、ロータ１２とから主に構成されている。

【００３３】ブラケット１０は、筒状部１０ａと、その
一端から外周側に延びるフランジ１０ｂとから構成され
ている。なお、モータ２は減速装置３の側面に固定され
ており、ブラケット１０のフランジ１０ｂは減速装置３
の側壁を兼ねている。

【００３４】ステータ１１は、コイルを有しており、ブ
ラケット１０の筒状部１０ａの外周に固定されている。
ロータ１２は、ロータヨーク１５と、ロータマグネット
１６とから構成されている。ロータヨーク１５は、薄板
形状であり、均一の厚みを有している。具体的には、ロ
ータヨーク１５は、円板状の垂直壁１５ａと、その外周
縁から減速装置３側に延びる筒状の環状壁１５ｂとから
構成されている。

【００３５】ロータマグネット１６は、円周方向に並ん
だ複数の極を有する円筒状の部材であり、環状壁１５ｂ
の内周面に固定されている。このようにして、ロータマ
グネット１６はステータ１１に半径方向に対向してかつ
同心に配置されている。

【００３６】回転駆動軸１４は、モータ２の出力軸であ
り、ブラケット１０の筒状部１０ａ内を延び、軸方向に
並んだ複数の軸受１８，１９によって筒状部１０ａに回
転自在に支持されている。回転駆動軸１４の先端は、減
速装置３内に進入して、減速装置３の入力軸である太陽
ローラ２０を構成している。回転駆動軸１４の端部はロ
ータヨーク１５の垂直壁１５ａの内周部に固定されてお
り、これにより回転駆動軸１４はロータ１２とともにモ
ータ２の回転子を構成している。

【００３７】以上に述べたロータ１２の構成では、アウ
タロータ型であるため、ロータマグネット１６及びロー
タヨーク１５の環状壁１５ｂによって、同一のモータ外
形を有するインナロータ型モータに比べて回転子の慣性
モーメントが大きくなっている。また、アウタロータ型
であるため、回転子直径の大きいところでの磁気反発力
により駆動力を発生するため、同一トルクのインナロー
タ型モータよりも弱い磁気反発力で同等のトルクを生み
出すことができる。したがって磁力の弱い磁石を使用し
て製造コストを低くできる。

【００３８】減速装置３は、１段系であり、さらには差
動遊星方式を採用している。さらに具体的には、減速装
置３は、金属ローラを圧接駆動するトラクション式であ
り、歯車を使った減速装置に比べて、角速度変動が少な
く、さらには低騒音・低振動・低バックラッシといった
優れた機能を有している。特に、減速装置３が「歯車を
含むトルク伝達部」を含まないため、被動装置としての
画像形成装置５１に、歯車の噛み合わせがたつきに起因
する画像の縞が発生しない。

【００３９】減速装置３の構造について以下に詳細に説
明する。減速装置３は、モータ２の回転を例えば１回転
／秒程度に減速するものであり、前述の太陽ローラ２０
と、インタナルリング４１と、複数（本実施形態では３
個であるが、図１では２個のみが表れている）の遊星ロ
ーラ４２と、複数の遊星ローラ４２を支持するキャリア
４３と、出力軸４４とを有している。そして、太陽ロー
ラ２０、インタナルリング４１、複数の遊星ローラ４２
及びキャリア４３はハウジング４５内に収納され、ハウ
ジング４５内には潤滑剤としてのグリスが充填されてい
る。

【００４０】インタナルリング４１はそれぞれ円環状の
固定リング４１ａ及び可動リング４１ｂを有しており、
両リング４１ａ及び４１ｂは遊星ローラ４２を挟むよう
に対向して設けられている。固定リング４１ａはハウジ
ング４５に対して軸方向及び回転方向に移動不能に固定
されている。また、可動リング４１ｂは、ハウジング４
５に対して、軸方向に移動自在で、かつ相対回転不能に
装着されている。そして、両リング４１ａ，４１ｂの内
周部の対向する面は、それぞれテーパ状に形成されてい
る。

【００４１】遊星ローラ４２は、ロッドによりキャリア
４３に対して片持ちで回転自在に支持されており、大径
ローラ部４２ａと、小径ローラ部４２ｂとから構成され
ている。大径ローラ部４２ａの外周面は太陽ローラ２０
の外周面に当接している。小径ローラ部４２ｂは、大径
ローラ部４２ａの両側面中央部から大径ローラ部４２ａ
と同心でかつ円錐台状に突出して形成されている。そし
て、この小径ローラ部４２ｂのテーパ面に固定リング４
１ａ及び可動リング４１ｂの内周面に形成されたテーパ
面が当接している。このような構成によって、各遊星ロ
ーラ４２は太陽ローラ２０の周りを公転しながら自転す
ることが可能である。キャリア４３は、リング状の部材
であり、中心部の孔には出力軸４４が挿入されて互いに
相対回転不能に固定されている。出力軸４４は軸受４７
によってハウジング４５に回転自在に支持されている。
なお、キャリア４３と出力軸４４とは一体に形成するこ
とも可能である。

【００４２】可動リング４１ｂの出力側には圧縮コイル
ばね４６が回転軸を対称として、複数個（通常３個又は
４個）配置されており、この圧縮コイルばね４６により
可動リング４１ｂは常に固定リング４１ａ側に付勢され
ている。これにより、各遊星ローラ４２の大径ローラ部
４２ａと太陽ローラ２０との各接触面と、各小径ローラ
部４２ｂと固定リング４１ａ及び可動リング４１ｂとの
各接触面とに、所定の圧接力を与えることができる。

【００４３】速度検出機構は、減速装置３の出力回転速
度を検出するための機構である。速度検出機構４は、キ
ャリア４３の外周面に嵌合固定されたマグネットリング
２５と、マグネットリング２５の外周面と所定の間隙を
あけて配置された１対の磁気センサ２６ａとを有してい
る。マグネットリング２５は、環状の部材であり、円周
方向に例えば６５０個程度のＮ極、Ｓ極が交互にかつ等
間隔に着磁されて形成されたものである。１対の磁気セ
ンサ２６ａは、それぞれ磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）
からなるものであり、互いに対向する位置（１８０°間
隔）に配置されている。なお、図１では他方の磁気セン
サの図示を省略している。

【００４４】コントローラ５は、水晶発振器、分周器、
位相差検出手段、駆動パルス出力手段等を含む制御回路
であり、２つの磁気センサ２６ａからの検出出力に基づ
いて、出力回転速度が所望の設定値になるようにモータ
駆動パルスを出力する回路である。また、ドライブ装置
６は、コントローラ５からの駆動パルスに基づいてモー
タ２を駆動するための装置である。

【００４５】上述したコントローラ５及びドライブ装置
６は、速度検出機構４の速度検出結果に基づいてモータ
２の駆動状態を制御する機能を実現するための装置であ
り、さらに具体的にはモータ２の回転制御を行う回転制
御手段として回転駆動装置１の一部を構成している。な
お、ここでの「駆動状態」とは、モータ２のトルク発生
状態または発生トルクを一定時間変化させること、モー
タ２の定速回転状態またはモータ回転速度を変化させる
こと等に対応する。

【００４６】この回転駆動装置１では、モータ２のコギ
ング周波数（ｆ）と感光体ドラム５２の周速度（ｖ）と
の関係がｖ／ｆ＜０．３ｍｍを満たすようになってお
り、ｖ／ｆ＜０．２５４ｍｍを満たすことが好ましい。
上記関係式が満たされている場合は、コギングに起因す
る画像の濃淡の縞模様が人間の目視で区別できない範囲
に抑えられていることになるからである。つまり、関係
式ｖ／ｆは、像担持体外周面にあらわれるモータのコギ
ングノイズピッチを意味している。一方、本願出願人が
引用文献として挙げる写真工業別冊「イメージングｐａ
ｒｔ１」（電気写真学会編，昭和６３年１月２０日発
行，写真工業出版社）のｐ６６〜６８の記事である「画
像修正技術」（江尻公一）及びその図１（本願の図５と
して引用）に記載の人間の視覚感度分析によれば、画像
に含まれる周波数成分の目視感度は１００ライン／イン
チで大きく低下し、目視感度が最も良い１０ライン／イ
ンチに比べて、一桁低下する。１００ライン／インチ
は、画像ピッチとして０．２５４ｍｍであることを意味
している。しかし実用上はこれより粗い０．３ｍｍ以下
の周波数成分を有する画像ノイズにすれば、人間の視覚
感度は十分低下しており、画像ノイズとして認識されな
い。

【００４７】コギング周波数（ｆ）は、モータの極数ｐ
とスロット数ｓの最小公倍数ｎを求め、その最小公倍数
ｎにモータ回転数ｒ（秒速）をかけて得られる。一方、
像担持体の周速度（ｖ）（秒速）は、像担持体の直径
（ｍｍ）×π×減速装置の減速比（１／ｍ）×モータの
回転数ｒ（秒速）で得られる。

【００４８】すなわち、この回転駆動装置１では、前記
関係式を成立させるように、これらパラメータが設定さ
れていることになる。具体的には、本実施形態では、モ
ータ２のロータマグネット１６の極数ｐ＝８であり、ス
テータ１１のスロット数ｓ＝１２であり、両者の最小公
倍数ｎ＝２４となる。また、減速装置３の減速比１／ｍ
＝１／２０であり、感光体ドラム５２の直径Ｒ＝３０ｍ
ｍである。以上より、関係式ｖ／ｆ＝（ｒ×（１／ｍ）
×π×Ｒ）／（ｒ×ｎ）＝（π×Ｒ）／（ｎ×ｍ）に、
上記数値を代入すると、０．１９６３ｍｍとなり、上記
関係を満たしていることが分かる。（２）動作次にその動作について説明する。

【００４９】モータ２において、ステータ１１に所用電
力が通電されると、ステータ１１とロータ１２との電磁
的作用により、ロータ１２が回転駆動される。この結
果、回転駆動軸１４が回転し、この回転は減速装置３に
入力される。この回転は、太陽ローラ２０、遊星ローラ
４２及びインタナルリング４１のそれぞれの外径、内径
によって決まる減速比によって減速され、キャリア４３
及び出力軸４４を介して出力される。

【００５０】このとき、出力軸４４とキャリア４３の回
転とは同じ回転速度であるから、キャリア４３の回転速
度を検出することによって出力回転速度を検出すること
ができる。

【００５１】そこで、この実施形態では、キャリア４３
の外周に固定されたマグネットリング２５及び磁気セン
サ２６ａによってキャリア４３の回転速度がパルス信号
として検出され、このパルス信号はコントローラ５に入
力される。コントローラ５では、２つの磁気センサ２６
ａの検出信号を比較演算することにより、マグネットリ
ング２５が正しく取り付けられている状態でのキャリア
４３の回転信号を合成する。そしてこの合成信号と、回
転基準パルス（キャリア４３の均一回転に対応するパル
ス）との位相差を検出し、この位相差がなくなるような
制御信号がドライブ装置６に入力される。なお、この制
御に関しては、特開平１１−３４１８５４号公報に詳し
く記述されている。そして、ドライブ装置６からの駆動
信号によってモータ２の回転速度が増減される。

【００５２】このようなフィードバック制御によって、
減速装置３の出力回転速度が所望の設定速度になるよう
にモータ２の回転速度が制御される。（３）作用効果図２を用いて、回転駆動装置１において、アウタロータ
型のモータ２を減速装置３に組みあわせたことの利点に
ついて説明する。

【００５３】この回転駆動装置１では、アウタロータ型
モータ２を用いているため、同一のモータ外形を有する
インナロータ型に比べてロータ１２の半径が大きい分、
ロータ１２の慣性モーメントが大きくなる。これは、図
２に示すように、減速装置３のモータ側に慣性モーメン
トｉすなわちフライホイールとして機能する質量部位が
設けられているのに等しい。特開平10-161752号公報の
従来技術に開示されたようにフライホイールが減速装置
の被動装置側に設けられている場合は、フライホイール
の慣性モーメントをｉとし、モータからの出力回転の角
速度をωとし、減速装置の減速比を１／αとすると、フ
ライホイールの回転エネルギーはｉ・（ω／α)²／２と
なっている。それに対して、本願のようにフライホイー
ルが減速装置のモータ側に設けられている場合は、フラ
イホイールの回転エネルギーはｉ・ω²／２となってい
る。両者を比較することで、本願発明の構造のフライホ
イールは従来技術に比べてα²倍の回転エネルギーを有
し、モータの出力回転の変動が減速装置３の出力側すな
わち被動装置側に伝わりにくくなる。言い換えると、被
動装置での弾み車効果が高くなる。

【００５４】この結果、モータ２に起因する回転変動が
感光体ドラム５２に伝達されにくく、感光体ドラム５２
の回転が安定し、画像形成装置５１の画像の色むら等が
生じにくい。特に、２色または２色以上の多色画像形成
装置の場合、各色画像間での色ズレ（レジストレーショ
ン）の防止が必要であり、像担持体の回転を正確に制御
することが求められる。これを容易に実現するために、
本願発明に係る回転駆動装置において、アウタロータ型
モータを使用し、被動装置である像担持体の実効回転慣
性モーメントを向上させ、回転安定化を図ることができ
る。〔他の実施形態〕（ａ）本発明は前記実施形態に表された回転駆動装置に
限定されない。すなわち、前記実施形態には本発明の様
々な態様が同時に表されており、それぞれ様々な態様
は、自由に組合せが可能でかつその組合せによって優れ
た相乗効果を発揮するが、本来は独立して成立し得るも
のである。その意味で、回転駆動装置を構成するモータ
や減速装置の種類、さらには回転駆動装置が駆動する被
動装置の種類は前記実施形態に限定されない。（ｂ）図４に示すように、図１の構造にイナーシャ部材
４９を付加しても良い。イナーシャ部材４９は、環状又
は複数の部材であり、ロータヨーク１５の内部において
垂直壁１５ａの外周部とロータマグネット１６の間に配
置されており、ロータヨーク１５に固定されている。こ
の回転駆動装置１では、アウタロータ型のロータ１２に
よる減速装置３出力側のフライホイール効果に加えて、
さらにこの効果を高めるべく、モータ２の通常の構成に
追加して回転子の質量を高めている。これにより、減速
装置３出力側では、一層のフライホイール効果が期待で
き、被動装置としての感光体ドラム５２でのより安定な
回転駆動が可能になる。しかも、イナーシャ部材４９は
ロータ１２内に配置されているため、装置が大型化する
等の不具合はない。

【００５５】なお、イナーシャ部材４９は、モータ２の
ロータ１２、および／またはロータ１２から減速装置３
の入力軸として機能する回転駆動軸１４との間に、減速
装置３の出力軸４４におけるフライホイール効果を高め
る目的で、通常の構成に追加されたフライホイール効果
を高める質量部位として機能している。すなわち、この
実施形態を図２で説明すると、減速装置３の入力側に設
けられた慣性モーメントｉは、アウタロータ型の通常の
構成によって実現される慣性モーメントｉ’に対して、
イナーシャ部材４９による慣性モーメントｉ’’を加え
たものになっている。

【００５６】また、前記「通常の構成」とは、減速装置
３出力軸側でのフライホイール効果が必要ない場合に、
最小限の強度を有し最も効率よく駆動力を生じうるモー
タ２のロータ１２および／または回転駆動軸１４から減
速装置３の太陽ローラ２０までの間の構成をいう。具体
的に本実施形態においては、「通常の構成」とは、イナ
ーシャ部材４９が取り付けられる前の構造（回転駆動軸
１４，ロータヨーク１５，ロータマグネット１６等）を
いう。

【００５７】なお、イナーシャ部材４９はロータ１２と
別体の部材であるが、例えばロータヨーク１５の一部が
イナーシャ部材４９と同等の機能を有するようにしても
よい。具体的には、ロータヨーク１５が最小限の強度を
満たす構成の慣性モーメントを越えるように、板状部分
の厚みを全体的に若しくは部分的に増加させたりまたは
板状部分に突起部を設けることが考えられる。

【００５８】さらに、イナーシャ部材は、装置を大型化
しないという意味ではロータヨーク１５の内部に設けら
れることが好ましいが、必要に応じてロータヨーク１５
の外部に設けても良い。（ｃ）前記実施形態では、減速装置を構成する部材をロ
ーラ等の摩擦車とし、太陽ローラと各遊星ローラとの
間、各遊星ローラとインタナルリングとの間をトラクシ
ョン方式としたが、トラクション方式はその一部でもよ
い。さらに、親子型と呼ばれる減速装置や特願２０００
−３０７４９６号で開示された減速装置でもよい。（ｄ）本発明は、インナロータ型モータを含むあらゆる
モータにも適用できる。具体的には、インナロータ型モ
ータでも、モータの回転部、および／または回転部から
減速装置の入力軸との間に、通常の構成より大きい回転
慣性モーメントを生じさせる質量部分を追加することに
より、減速装置出力側でのフライホイール効果を高める
ことができる。これにより、被動装置を安定に回転駆動
することが可能になる。

【００５９】なお、質量部分を追加する方法としては、
従来にない他の部材を新たに固定してもよいし、従来あ
る部材の慣性モーメントを増大させても良い。なお、以
上に述べた質量部分を減速装置の入力側に設けることの
利点を別の観点から述べると、同等の弾み車効果を得る
のであれば、質量部分を小型化でき、さらには装置全体
を小型化できる。

【００６０】

【発明の効果】本発明に係る回転駆動装置では、アウタ
ロータ型モータを用いているため、インナロータ型に比
べて回転子半径が大きい分、回転部の慣性モーメントが
大きくなる。この結果、モータに起因する回転変動が被
動装置に伝達されにくく、被動装置におけるフライホイ
ール効果が向上している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による回転駆動装置の断
面構成図。

【図２】回転駆動装置の模式図。

【図３】本発明の回転駆動装置が用いられる画像形成装
置の概略図。

【図４】本発明の他の実施形態による回転駆動装置の断
面構成図。

【図５】写真工業別冊「イメージングｐａｒｔ１」（電
気写真学会編，昭和６３年１月２０日発行，写真工業出
版社）の画像修正技術（江尻公一），ｐ６８，図１

【符号の説明】

１回転駆動装置２モータ３減速装置５コントローラ６ドライブ装置１０円筒部１１ステータ１２ロータ１５ステータヨーク１６ロータマグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 29/14 Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｂ (72)発明者山田桂輔京都府長岡京市神足寺田１番地日本電産シンポ株式会社内 (72)発明者片山一郎京都府長岡京市神足寺田１番地日本電産シンポ株式会社内Ｆターム(参考） 2H035 CA07 CB01 CG01 CG03 2H071 BA03 CA02 CA05 DA15 DA27 DA31 5H019 AA02 BB02 BB05 BB12 BB19 BB23 CC04 DD01 FF01 5H607 AA12 BB09 BB14 BB17 CC03 CC07 DD19 EE33 EE34 EE41 HH03 HH09 5H611 AA01 BB01 BB07 BB08 PP07 QQ01 RR03 UA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動源であるモータと、前記モータの回転を減速して被動装置に出力する減速装
置と、該減速装置の出力回転速度を検出する速度検出部と、を
有する回転駆動装置であって、該回転駆動装置は、前記速度検出部の検出速度に基づい
て前記モータの駆動状態を制御することが可能であり、
前記減速装置は歯車による伝達部を含まず、かつ、前記モータは、アウタロータ型モータである、回転駆動
装置。
【請求項２】前記速度検出部の検出速度に基づいて、前
記モータの回転制御を行う回転制御手段を更に備えた、
請求項１に記載の回転駆動装置。
【請求項３】前記被動装置は、２色または２色を越える
多色画像形成装置に内蔵された像担持体である、請求項
１または２に記載の回転駆動装置。
【請求項４】前記回転駆動装置には、前記モータの回転
部、および／または該回転部から前記減速装置の入力軸
との間に、フライホイール効果を高める質量部位が存在
する、請求項１〜３に記載の回転駆動装置。
【請求項５】画像形成装置の像担持体を回転駆動する回
転駆動装置であって、回転駆動源であるモータと、前記モータの回転を減速して前記像担持体に出力する減
速装置と、該減速装置の出力回転速度を検出する速度検出部と、該速度検出部の検出速度に基づいて、前記モータの回転
状態を制御する回転制御手段とを有し、前記モータのコギング周波数；ｆと、前記像担持体の周
速度；ｖとの関係が、ｖ／ｆ＜０．３ｍｍを満たすことを特徴とする、画像形成装置の回転駆動装
置。
【請求項６】前記モータのコギング周波数；ｆと、前記
像担持体の周速度；ｖとの前記関係が、ｖ／ｆ＜０．２５４ｍｍを満たすことを特徴とする、請求項５に記載した画像形
成装置の回転駆動装置。
【請求項７】前記モータはアウタロータ型である、請求
項５または６に記載の画像形成装置の回転駆動装置。
【請求項８】前記被動装置は、２色または２色を越える
多色画像形成装置に内蔵された像担持体である、請求項
５〜７に記載の回転駆動装置。
【請求項９】回転駆動源であるモータと、前記モータの回転を入力軸に入力し、これを減速して被
動装置に出力する減速装置と、該減速装置の出力回転速度を検出するする速度検出部
と、該速度検出部の検出速度に基づいて、前記モータの回転
制御を行う回転制御手段と、を有する回転駆動装置であ
って、該回転駆動装置には、前記モータの回転部、および／ま
たは該回転部から前記減速装置の入力軸との間に、フラ
イホイール効果を高める質量部位が存在すること、を特
徴とする回転駆動装置。