JP2003131522A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、歯車駆動機構によ
る駆動モータ制御装置を、感光ドラムの駆動制御に用い
た構成の画像形成装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus having a structure in which a drive motor control device using a gear drive mechanism is used for drive control of a photosensitive drum.
【０００２】[0002]
【従来の技術】画像形成装置は、近年の高画質化に伴
い、印刷解像度を上げようとすると、従来よりも色ズレ
やバンディングが目立つようになってきている。色ズレ
とは、カラー印刷のときに、紙面上にて各色の印刷位置
がズレてしまう現象のことであり、その原因の一つに感
光ドラムの機械的偏心が考えられるが、この機械的対策
としては、高度な加工技術を用いて高精度化する方法が
知られている。また、バンディングとは、印刷された紙
面上に見られる副走査方向の濃淡模様のことであり、そ
の原因の一つに感光ドラムの回転ムラ（視覚感度の高い
周波数帯域）が考えられるが、この機械的対策として
は、重いフライホイールを感光ドラムの回転軸に取り付
けて慣性を大きくすることで副走査方向の濃淡模様を除
去する方法が知られている。しかしながら、色ズレを高
度な加工技術で対応する方法ではコスト的に問題があ
り、バンディングを重いフライホイールで対応する方法
では小型軽量化に反し、メンテナンス作業にも支障をき
たす問題がある。2. Description of the Related Art With the recent trend toward higher image quality, image forming apparatuses have become more noticeable in color misregistration and banding than before when the print resolution is increased. Color misregistration is a phenomenon in which the printing position of each color is misaligned on the paper surface during color printing, and one of the causes may be mechanical eccentricity of the photosensitive drum. As such, there is known a method of achieving high accuracy by using an advanced processing technique. Banding is a light and shade pattern in the sub-scanning direction seen on the printed paper surface. One of the causes is uneven rotation of the photosensitive drum (frequency band with high visual sensitivity). As a mechanical measure, there is known a method in which a heavy flywheel is attached to a rotary shaft of a photosensitive drum to increase inertia, thereby removing a shade pattern in the sub-scanning direction. However, the method of dealing with the color misregistration by the advanced processing technique has a problem in cost, and the method of dealing with the banding with the heavy flywheel has a problem that it is against the size and weight reduction and also hinders the maintenance work.
【０００３】図５に従来例を示す。この図は駆動伝達が
１段構成であり、駆動モータ１０５の回転軸から感光ド
ラム１１０の回転軸へ歯車を介して動力伝達するもので
ある。駆動モータ１０５の回転軸には駆動モータ側歯車
１０６が取り付けてあり、また、感光ドラム１１０の回
転軸には感光ドラム側歯車１０９が取り付けられてあ
り、これらの歯車は噛み合っている。感光ドラム１１０
が回転すると、これと同軸にある回転角検出器としての
エンコーダ１０１も同時に回転する。これにより、感光
ドラム１１０の回転角に応じた数だけパルスがエンコー
ダ１０１から出力されるため、検出装置１０２ではこの
パルス数を計数することにより感光ドラム１１０の回転
角を検出することができる。そして、制御装置１０３で
は感光ドラム１０９回転角と目標回転角の偏差に応じた
制御トルク（操作量）を算出し、駆動装置１０４にてこ
の操作量に相当する電流を駆動モータ１０５に流すため
の印加電圧を発生する。駆動モータ１０５では印加電圧
により電流が流れ、回転トルクが発生して駆動モータ１
０５の駆動軸を回転させる。FIG. 5 shows a conventional example. In this figure, the drive transmission has a one-stage configuration, and power is transmitted from the rotary shaft of the drive motor 105 to the rotary shaft of the photosensitive drum 110 via gears. A drive motor side gear 106 is attached to the rotary shaft of the drive motor 105, and a photosensitive drum side gear 109 is attached to the rotary shaft of the photosensitive drum 110, and these gears mesh with each other. Photosensitive drum 110
When is rotated, the encoder 101 as a rotation angle detector, which is coaxial with this, also rotates at the same time. As a result, since the encoder 101 outputs as many pulses as the number of pulses corresponding to the rotation angle of the photosensitive drum 110, the detection device 102 can detect the rotation angle of the photosensitive drum 110 by counting the number of pulses. Then, the control device 103 calculates a control torque (operation amount) according to the deviation between the rotation angle of the photosensitive drum 109 and the target rotation angle, and the drive device 104 supplies a current corresponding to this operation amount to the drive motor 105. Generates an applied voltage. In the drive motor 105, an electric current flows due to the applied voltage, a rotational torque is generated, and the drive motor 1
The drive shaft of 05 is rotated.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な構成では、歯車伝達特有のバックラッシュ要素（不感
帯）が存在するために、これが広い制御帯域を持つ制御
系実現の障害となっている。なお、広い制御帯域を持つ
制御系を実現することにより、機械的偏心による低周波
帯の回転ムラ（色ズレに影響する）や、視覚感度の高い
周波数帯として約５０Ｈｚ〜２００Ｈｚの回転ムラ（バ
ンディングに影響する）が減少することは周知である。
そこで、このバックラッシュ要素によって生じる歯車間
のガタを取り除くために、簡便な方法として、感光ドラ
ム１１０の回転軸上にブレーキ要素１１１を取り付ける
方法があるが、これにより歯車間のガタを見かけ上消す
ことができ、制御帯域をある程度広げることができる。However, in such a structure, there is a backlash element (dead zone) peculiar to gear transmission, which hinders the realization of a control system having a wide control band. By implementing a control system with a wide control band, rotational unevenness in the low frequency band due to mechanical eccentricity (which affects color misregistration) and rotational unevenness of approximately 50 Hz to 200 Hz as a frequency band with high visual sensitivity (banding) It is well known that the effect of
Therefore, as a simple method for removing the play between the gears caused by the backlash element, there is a method of mounting the brake element 111 on the rotating shaft of the photosensitive drum 110, which eliminates the play between the gears apparently. The control band can be broadened to some extent.
【０００５】ところが、図６に示すように、ゲイン交差
角周波数ωＣが比較的低いローゲイン制御系である場合
（ａ）には、制御で必要とする操作量Ｉ(ｔ)の変動が
（ｃ）に示すように小さく、かつ正の操作量で済むのに
対し、制御帯域を広げるために、ゲイン交差角周波数ω
Ｃを比較的高く設定したハイゲイン制御系の場合（ｂ）
には、制御で必要とする操作量Ｉ(ｔ)の変動は（ｄ）に
示すように大きく変化するようになる。特に感光ドラム
１０９を減速するときの操作量はゼロあるいは負の操作
量となり、ブレーキの効果が失われてしまい、歯車間の
ガタが再び発生するという問題点がある。ガタの発生を
抑えるためにさらにブレーキを強める方法も考えられる
が、省エネや低コスト化と相反する結果となり、さらに
歯車の歯部分の耐久性や騒音の問題が出てくる。However, as shown in FIG. 6, in the case of a low gain control system in which the gain crossing angular frequency ω C is relatively low (a), the fluctuation of the manipulated variable I (t) required by the control is (c). ), A small and positive manipulated variable is required, while the gain crossing angular frequency ω
In case of high gain control system with C set relatively high (b)
In particular, the fluctuation of the manipulated variable I (t) required for control greatly changes as shown in (d). In particular, the operation amount when decelerating the photosensitive drum 109 becomes zero or a negative operation amount, the effect of the brake is lost, and there is a problem that play between gears occurs again. Although a method of further strengthening the brake can be considered in order to suppress the occurrence of backlash, it results in a contradictory result of energy saving and cost reduction, and further causes problems of durability and noise of gear teeth.
【０００６】本発明は、上記問題点について鑑みたもの
であり、感光ドラムの駆動制御を行うことで、感光ドラ
ムの回転軸の偏心がある程度あっても色ズレに影響し難
く、かつ、重いフライホイールが無くてもバンディング
が発生し難い感光ドラムの駆動装置を用いた画像形成装
置を提供することを課題とする。The present invention has been made in view of the above problems, and by controlling the drive of the photosensitive drum, even if there is some eccentricity of the rotary shaft of the photosensitive drum, it is difficult to affect the color misregistration, and the heavy fly is used. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus using a photosensitive drum driving device in which banding does not easily occur even without a wheel.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の本発明は、感光ドラムの感光面部
分または感光ドラム回転軸に回転角検出器を有し、感光
ドラム回転軸に駆動モータを取り付けてある駆動機構の
画像形成装置において、前記駆動機構は、駆動モータか
ら第１中間軸および第２中間軸を介して感光ドラムへ駆
動を伝達するものであり、感光ドラム回転軸に感光ドラ
ム側歯車を備え、駆動モータ回転軸に駆動モータ側歯車
を備え、第１中間軸に第１歯車および第２歯車を備え、
第２中間軸に第３歯車および第４歯車を備え、駆動モー
タ側歯車が、第１歯車と第４歯車の双方に噛み合い、か
つ、感光ドラム側歯車が、第２歯車と第３歯車の双方に
噛み合うように構成され、回転角検出器の情報をもと
に、駆動モータによって感光ドラムの回転速度を一定速
度に制御することを特徴とする画像形成装置とする。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 has a rotation angle detector at the photosensitive surface portion of the photosensitive drum or the photosensitive drum rotation shaft, and rotates the photosensitive drum. In an image forming apparatus having a drive mechanism in which a drive motor is attached to a shaft, the drive mechanism transmits drive from the drive motor to a photosensitive drum via a first intermediate shaft and a second intermediate shaft, and rotates the photosensitive drum. A shaft includes a photosensitive drum side gear, a drive motor rotating shaft includes a drive motor side gear, and a first intermediate shaft includes a first gear and a second gear,
The second intermediate shaft includes a third gear and a fourth gear, the drive motor-side gear meshes with both the first gear and the fourth gear, and the photosensitive drum-side gear includes both the second gear and the third gear. The image forming apparatus is characterized in that the rotation speed of the photosensitive drum is controlled to a constant speed by the drive motor based on the information of the rotation angle detector.
【０００８】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の画像形成装置において、第１中間軸と第１歯車とを
固定する際に、第１歯車の回転方向に調節可能な固定調
節機能を、第１歯車が有することを特徴とする画像形成
装置とする。請求項３に記載の本発明は、請求項１また
は２に記載の画像形成装置において、第１中間軸と第２
歯車とを固定する際に、第２歯車の回転方向に調節可能
な固定調節機能を、第２歯車が有することを特徴とする
画像形成装置する。請求項４に記載の本発明は、請求項
１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
第２中間軸と第３歯車とを固定する際に、第３歯車の回
転方向に調節可能な固定調節機能を、第３歯車が有する
ことを特徴とする画像形成装置とする。請求項５に記載
の本発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像
形成装置において、第２中間軸と第４歯車とを固定する
際に、第４歯車の回転方向に調節可能な固定調節機能
を、第４歯車が有することを特徴とする画像形成装置と
する。According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, when fixing the first intermediate shaft and the first gear, the fixing is adjustable in the rotational direction of the first gear. The image forming apparatus is characterized in that the first gear has an adjusting function. According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the first intermediate shaft and the second intermediate shaft are provided.
An image forming apparatus is characterized in that the second gear has a fixed adjusting function capable of adjusting the rotational direction of the second gear when fixing the second gear. The present invention according to claim 4 is the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image forming apparatus is characterized in that the third gear has a fixed adjustment function capable of adjusting the rotation direction of the third gear when fixing the second intermediate shaft and the third gear. According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, when fixing the second intermediate shaft and the fourth gear, the rotational direction of the fourth gear can be adjusted. The image forming apparatus is characterized in that the fourth gear has such a fixed adjusting function.
【０００９】請求項６に記載の本発明は、請求項１ない
し５のいずれかに記載の画像形成装置において、感光ド
ラム側歯車の外径が感光ドラムの外径よりも大きいこと
を特徴とする画像形成装置とする。請求項７に記載の本
発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成
装置において、歯車として、斜歯の歯車を使用すること
を特徴とする画像形成装置とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the outer diameter of the gear on the photosensitive drum side is larger than the outer diameter of the photosensitive drum. The image forming apparatus. The present invention according to claim 7 is the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a bevel gear is used as the gear.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下より、本発明の実施の形態に
ついて図に基づき説明する。図１に本発明の画像形成装
置に係る感光ドラム駆動機構の概略構成図を示す。図１
では駆動伝達が２段構成であり、駆動モータ１０５の回
転軸から感光ドラム１１０の回転軸へ２段歯車を介して
転力を伝達するものである。感光ドラム１１０の回転軸
には回転角検出器としてエンコーダ１０１が取り付けて
あり、その出力は検出装置１０２で回転角情報に変換さ
れ、制御装置１０３でその情報をもとに操作量が計算さ
れ、駆動装置１０４で駆動モータ１０５を駆動する。駆
動モータ１０５の回転軸には駆動モータ側歯車１０６が
取り付けてあり、駆動モータ側歯車１０６と噛み合うよ
うに、第１歯車１０７Ａと第４歯車１０７Ｂが取り付け
られてある。また、第１歯車１０７Ａには第１中間軸Ａ
を経由して第２歯車１０８Ａが取り付けてあり、第４歯
車１０７Ｂには第２中間軸Ｂを経由して第３歯車１０８
Ｂが設けられている。そして第２歯車１０８Ａと第３歯
車１０８Ｂとがそれぞれ、感光ドラム１１０の回転軸上
にある感光ドラム側歯車１０９と噛み合っている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a photosensitive drum drive mechanism according to the image forming apparatus of the present invention. Figure 1
In the case where the drive transmission is a two-stage configuration, the rolling force is transmitted from the rotary shaft of the drive motor 105 to the rotary shaft of the photosensitive drum 110 via the two-stage gear. An encoder 101 is attached to the rotation shaft of the photosensitive drum 110 as a rotation angle detector, the output of which is converted into rotation angle information by a detection device 102, and a control device 103 calculates an operation amount based on the information, The drive device 104 drives the drive motor 105. A drive motor side gear 106 is attached to the rotary shaft of the drive motor 105, and a first gear 107A and a fourth gear 107B are attached so as to mesh with the drive motor side gear 106. Further, the first gear 107A has a first intermediate shaft A
The second gear 108A is attached to the fourth gear 107B via the second intermediate shaft B and the third gear 108A is attached to the fourth gear 107B.
B is provided. The second gear 108 </ b> A and the third gear 108 </ b> B mesh with the photosensitive drum side gear 109 on the rotation shaft of the photosensitive drum 110.
【００１１】本発明では、２つの中間軸を介し、駆動伝
達経路を加速と減速とに分けて構成している。これによ
り、加速方向または減速方向共に、駆動モータ側歯車１
０６の歯と感光ドラム側歯車１０９の歯が見かけ上密着
するため、バックラッシュ要素によるガタが減少し、即
応性の高いフィードバック制御が可能となる。これによ
り、バンディングが目立ち易い周波数帯の負荷トルクを
制御によって取り去り、感光ドラム１１０を一定回転速
度で回すことができ、バンディングを減少した画像形成
装置を実現することができる。In the present invention, the drive transmission path is divided into acceleration and deceleration via the two intermediate shafts. As a result, the drive motor side gear 1 is accelerated or decelerated in both directions.
Since the tooth 06 and the tooth of the photosensitive drum side gear 109 are apparently brought into close contact with each other, the backlash due to the backlash element is reduced, and the feedback control with high responsiveness can be performed. As a result, the load torque in the frequency band where banding is easily noticeable can be removed by control, the photosensitive drum 110 can be rotated at a constant rotation speed, and an image forming apparatus with reduced banding can be realized.
【００１２】このとき、第１歯車１０７Ａ、第２歯車１
０８Ａ、第３歯車１０８Ｂ、第４歯車１０７Ｂのいずれ
か１つに、中間軸に固定する際、回転方向に対して調節
することができる固定調節機能を有することにより、図
２の拡大図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すよう
な歯の噛み合わせにすることができ、制御で必要とする
加速あるいは減速のときに、バックラッシュ（不感帯）
の影響を受け難くすることができる。例えば駆動機構の
組み付けを行なう場合、図２に示すように、まず駆動モ
ータ１０５の回転軸を仮止めしておき、図２（ａ）に示
すように第１歯車１０７Ａを駆動モータ側歯車１０６に
噛み合わせ、つぎに、図２（ｂ）に示すように第２歯車
１０８Ａを感光ドラム側歯車１０９に噛み合わせてお
く。そして、図２（ｃ）に示すように第３歯車１０８Ｂ
を感光ドラム側歯車１０９に噛み合わせておき、最後
に、第４歯車１０７Ｂを駆動モータ側歯車１０６に噛み
合わせ、図２（ｄ）に示すような状態になるよう調節
し、第２中間軸Ｂと第４歯車１０７Ｂを固定した後、駆
動モータ１０５の回転軸の仮止めを解除する。At this time, the first gear 107A and the second gear 1
08A, the third gear 108B, and the fourth gear 107B each have a fixed adjustment function capable of adjusting in the rotational direction when fixed to the intermediate shaft. ), (B), (c), and (d), the teeth can be engaged with each other, and a backlash (dead zone) is generated at the time of acceleration or deceleration required for control.
Can be made less susceptible to. For example, when assembling the drive mechanism, first, as shown in FIG. 2, the rotary shaft of the drive motor 105 is temporarily fixed, and the first gear 107A is replaced with the drive motor side gear 106 as shown in FIG. The second gear 108A is meshed with the photosensitive drum side gear 109 as shown in FIG. 2B. Then, as shown in FIG. 2C, the third gear 108B
Is meshed with the gear 109 on the photosensitive drum side, and finally, the fourth gear 107B is meshed with the gear 106 on the drive motor side, and the state is adjusted as shown in FIG. After the fourth gear 107B is fixed, the temporary fixing of the rotary shaft of the drive motor 105 is released.
【００１３】このように、各中間軸と各歯車とを固定す
る際に、各歯車をそれぞれの回転方向に調整できるよう
にすることで、加速方向または減速方向共に、駆動モー
タ側歯車１０６の歯と感光ドラム側歯車１０９の歯を見
かけ上密着させることができ、すなわち感光ドラム１１
０の回転軸の偏心がある程度あっても色ズレに影響し難
く、かつ、重いフライホイールが無くてもバンディング
が発生し難い、良好な感光ドラムの駆動装置を用いた画
像形成装置を実現することができる。As described above, when fixing the intermediate shafts and the gears, the gears can be adjusted in their respective rotation directions, so that the teeth of the gear 106 on the drive motor side can be adjusted in both the acceleration direction and the deceleration direction. And the teeth of the photosensitive drum side gear 109 can be apparently brought into close contact with each other, that is, the photosensitive drum 11
To realize an image forming apparatus using a good photosensitive drum driving device that is less likely to affect color misregistration even if there is some eccentricity of the rotating shaft of 0, and that banding does not easily occur without a heavy flywheel. You can
【００１４】なお、第１歯車１０７Ａ、第２歯車１０８
Ａ、第３歯車１０８Ｂ、第４歯車１０７Ｂのうち、いず
れか一つが固定調節機能を有する構成でもよいし、複数
が有する構成でも良い。The first gear 107A and the second gear 108
Any one of A, the third gear 108B, and the fourth gear 107B may have a fixed adjustment function, or may have a plurality of configurations.
【００１５】また、感光ドラム１１０の回転軸に取り付
けられた歯車１０９の外径を感光ドラム１１０の外径よ
りも大きくすることで、歯車の噛合い周波数をバンディ
ング周波数帯よりも高い周波数に設定できるため高画質
化し易くなり、また、歯車の減速比を大きくできるた
め、小型軽量のモータで実現でき、歯に掛かるトルクが
抑えられ、歯の耐久性の面で有利である。また、回転力
伝達のムラを抑えるためには、平歯よりも斜歯の歯車を
使用することが適している。これは、斜歯では回転力の
伝達を一度に複数の歯を経由して駆動側から従動側に伝
えられるためである。Further, by making the outer diameter of the gear 109 attached to the rotary shaft of the photosensitive drum 110 larger than the outer diameter of the photosensitive drum 110, the gear engagement frequency can be set to a frequency higher than the banding frequency band. Therefore, the image quality can be easily improved, and since the reduction ratio of the gear can be increased, the motor can be realized with a small and lightweight motor, the torque applied to the teeth can be suppressed, and the durability of the teeth is advantageous. Further, in order to suppress the unevenness in the transmission of the rotational force, it is suitable to use a gear having an oblique tooth rather than a spur tooth. This is because the transmission of the rotational force is transmitted from the driving side to the driven side through the plurality of teeth at once in the oblique tooth.
【００１６】つぎに駆動機構の動作について説明する。
感光ドラム１１０が回転すると、これと同軸にあるエン
コーダ１０１も同時に回転する。これにより、感光ドラ
ム１１０の回転角に応じた数だけパルスがエンコーダ１
０１から出力されるため、検出装置１０２ではこのパル
ス数を計数することにより感光ドラム１１０の回転角を
検出することができる。そして、制御装置１０３では感
光ドラム１１０回転角と瞬時の目標回転角あるいは目標
角速度の偏差に応じた操作量を算出し、駆動装置１０４
ではこの操作量すなわち指令電流値の通りに、駆動モー
タ１０５に電流が流れるよう印加電圧を発生する。これ
により駆動モータ１０５では印加電圧によって電流が流
れ、発生した回転トルクによって駆動モータ１０５回転
軸および歯車１０６が回転する。Next, the operation of the drive mechanism will be described.
When the photosensitive drum 110 rotates, the encoder 101 coaxial with this also rotates at the same time. As a result, the number of pulses corresponding to the rotation angle of the photosensitive drum 110 is equal to that of the encoder 1.
Since it is output from 01, the detection device 102 can detect the rotation angle of the photosensitive drum 110 by counting the number of pulses. Then, the control device 103 calculates an operation amount according to a deviation between the rotation angle of the photosensitive drum 110 and the instantaneous target rotation angle or target angular velocity, and the driving device 104.
Then, an applied voltage is generated so that a current flows through the drive motor 105 according to the manipulated variable, that is, the command current value. As a result, a current flows through the drive motor 105 due to the applied voltage, and the rotation torque generated causes the rotation shaft of the drive motor 105 and the gear 106 to rotate.
【００１７】そして、操作量が加速の場合には、図４中
の白色矢印のように、駆動モータ１０５の回転力は第１
歯車１０７Ａから第１中間軸Ａへ伝達され、第２歯車１
０８Ａを経由して感光ドラム側歯車１０９を加速させ
る。操作量が減速の場合には、図４中の黒色矢印のよう
に、駆動モータ１０５の回転力は第４歯車１０７Ｂから
第２中間軸Ｂへ伝達され、第３歯車１０８Ｂを経由して
感光ドラム側歯車１０９を減速させる。そして、負荷側
となる感光ドラム側歯車１０９および感光ドラム１１０
では、制御装置１０３から指令される加速と減速によっ
て瞬時の目標回転角あるいは目標角速度に追従するよう
に維持される。このように、駆動伝達経路を加速と減速
とに分けることにより、駆動伝達機構に内在するバック
ラッシュの影響を低減することができる。When the operation amount is acceleration, the rotational force of the drive motor 105 is the first as shown by the white arrow in FIG.
The second gear 1 is transmitted from the gear 107A to the first intermediate shaft A.
The photosensitive drum side gear 109 is accelerated via 08A. When the operation amount is deceleration, the rotational force of the drive motor 105 is transmitted from the fourth gear 107B to the second intermediate shaft B as shown by the black arrow in FIG. 4, and is transmitted through the third gear 108B to the photosensitive drum. The side gear 109 is decelerated. Then, the photosensitive drum side gear 109 and the photosensitive drum 110 which are the load side
Then, the acceleration and deceleration commanded by the control device 103 are maintained so as to follow the instantaneous target rotation angle or target angular velocity. Thus, by dividing the drive transmission path into acceleration and deceleration, it is possible to reduce the influence of backlash inherent in the drive transmission mechanism.
【００１８】なお、本発明の実施形態では、回転角検出
器としてのエンコーダ１０１を感光ドラム１１０の回転
軸上に取り付けた構成としているが、感光ドラム１１０
感光面部分に取り付けた構成でも良い。In the embodiment of the present invention, the encoder 101 as the rotation angle detector is mounted on the rotary shaft of the photosensitive drum 110.
It may be attached to the photosensitive surface portion.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
本発明によれば、駆動機構の加速方向または減速方向共
に、駆動モータ側歯車の歯と感光ドラム側歯車の歯が見
かけ上密着するため、バックラッシュ要素によるガタが
減少し、即応性の高いフィードバック制御が可能とな
る。これにより、バンディングが目立ち易い周波数帯の
負荷トルクを制御によって取り去り、感光ドラムを一定
回転速度で回すことができ、すなわちバンディングを減
少し高画質化が可能な画像形成装置を提供することがで
きる。また、請求項２ないし５のいずれかに記載の本発
明によれば、各中間軸と各歯車とをそれぞれ固定する際
に、歯車を回転方向に調整できるため、加速方向または
減速方向共に、駆動モータ側歯車の歯と感光ドラム側歯
車の歯が見かけ上密着し、即応性の高いフィードバック
制御が可能な画像形成装置を提供することができる。As described above, according to the present invention as set forth in claim 1, the teeth of the gear on the drive motor side and the teeth of the gear on the photosensitive drum side apparently come into close contact with each other in both the acceleration direction and the deceleration direction of the drive mechanism. Therefore, backlash due to the backlash element is reduced, and feedback control with high responsiveness is possible. As a result, it is possible to provide an image forming apparatus capable of removing the load torque in the frequency band in which banding is conspicuous by control and rotating the photosensitive drum at a constant rotation speed, that is, reducing banding and achieving high image quality. Further, according to the present invention as set forth in any one of claims 2 to 5, since the gears can be adjusted in the rotational direction when fixing the intermediate shafts and the gears, respectively, the driving can be performed in both the acceleration direction and the deceleration direction. It is possible to provide an image forming apparatus in which the teeth of the gear on the motor side and the teeth of the gear on the photosensitive drum side are apparently in close contact with each other and feedback control with high responsiveness is possible.
【００２０】さらに、請求項６に記載の本発明によれ
ば、感光ドラム側歯車の外径を感光ドラムの外径よりも
大きくすることで、歯車の噛合い周波数をバンディング
周波数帯よりも高い周波数に設定できるため、高画質化
が達成可能であり、また、歯車の減速比を大きくできる
ため、小型軽量のモータで実現可能な画像形成装置を提
供することができる。さらに、請求項７に記載の本発明
によれば、回転力伝達部分に斜歯の歯車を使用すること
で、平歯の歯車を使用したときよりも回転ムラの変動を
小さく抑えることが可能な画像形成装置を提供すること
ができる。Further, according to the present invention of claim 6, by making the outer diameter of the gear on the photosensitive drum side larger than the outer diameter of the photosensitive drum, the meshing frequency of the gear is higher than the banding frequency band. Since it can be set to, high image quality can be achieved, and since the gear reduction ratio can be increased, it is possible to provide an image forming apparatus that can be realized by a small and lightweight motor. Further, according to the present invention as set forth in claim 7, by using the bevel gears in the rotational force transmitting portion, it is possible to suppress the fluctuation of the rotation unevenness smaller than that when the spur gears are used. An image forming apparatus can be provided.
【図１】本発明の画像形成装置に係る感光ドラムの駆動
機構を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a drive mechanism of a photosensitive drum according to an image forming apparatus of the present invention.
【図２】本発明の歯車の噛み合いを示す図であり、
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ噛み合い部
分の拡大図である。FIG. 2 is a diagram showing meshing of a gear of the present invention,
(A), (b), (c), (d) is an enlarged view of a meshing part, respectively.
【図３】固定調節機構を示す図である。FIG. 3 is a view showing a fixed adjustment mechanism.
【図４】本実施形態の指令電流波形と駆動伝達経路を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a command current waveform and a drive transmission path of the present embodiment.
【図５】従来の駆動機構を示す概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a conventional drive mechanism.
【図６】従来の指令電流波形を示すグラフであり、
（ａ）はローゲイン制御系の開ループ時ゲイン特性であ
り、（ｂ）はハイゲイン制御系の開ループ時ゲイン特性
であり、（ｃ）はローゲイン制御時の駆動モータへの指
令電流波形であり、（ｄ）はハイゲイン制御時の駆動モ
ータへの指令電流波形を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a conventional command current waveform,
(A) is an open loop gain characteristic of the low gain control system, (b) is an open loop gain characteristic of the high gain control system, (c) is a command current waveform to the drive motor at the time of low gain control, (D) is a graph showing a command current waveform to the drive motor during high gain control.
１０１ エンコーダ １０２ 検出装置 １０３ 制御装置 １０４ 駆動装置 １０５ 駆動モータ（ＤＣモータ） １０６ 駆動モータ側歯車 １０７Ａ 第１歯車 １０７Ｂ 第４歯車 １０８Ａ 第２歯車 １０８Ｂ 第３歯車 １０９ 感光ドラム側歯車 １１０ 感光ドラム １１１ ブレーキ Ａ 第１中間軸 Ｂ 第２中間軸 101 encoder 102 detection device 103 control device 104 drive 105 Drive motor (DC motor) 106 Drive motor side gear 107A first gear 107B 4th gear 108A Second gear 108B Third gear 109 Photosensitive drum side gear 110 photosensitive drum 111 brake A first intermediate shaft B Second intermediate shaft
Claims (7)
ム回転軸に回転角検出器を有し、感光ドラム回転軸に駆
動モータを取り付けてある駆動機構の画像形成装置にお
いて、 前記駆動機構は、駆動モータから第１中間軸および第２
中間軸を介して感光ドラムへ駆動を伝達するものであ
り、 感光ドラム回転軸に感光ドラム側歯車を備え、 駆動モータ回転軸に駆動モータ側歯車を備え、 第１中間軸に第１歯車および第２歯車を備え、 第２中間軸に第３歯車および第４歯車を備え、 駆動モータ側歯車が、第１歯車と第４歯車の双方に噛み
合い、かつ、感光ドラム側歯車が、第２歯車と第３歯車
の双方に噛み合うように構成され、 回転角検出器の情報をもとに、駆動モータによって感光
ドラムの回転速度を一定速度に制御することを特徴とす
る画像形成装置。1. An image forming apparatus having a drive mechanism, which has a rotation angle detector on a photosensitive surface portion of a photosensitive drum or a rotary shaft of the photosensitive drum, and a drive motor is attached to the rotary shaft of the photosensitive drum. From the motor to the first intermediate shaft and the second
Drive is transmitted to the photosensitive drum via the intermediate shaft, the photosensitive drum rotation shaft is provided with the photosensitive drum side gear, the drive motor rotation shaft is provided with the drive motor side gear, and the first intermediate shaft is provided with the first gear and the first gear. Two gears are provided, a second intermediate shaft is provided with a third gear and a fourth gear, a drive motor side gear meshes with both the first gear and the fourth gear, and a photosensitive drum side gear is provided with the second gear. An image forming apparatus configured to mesh with both of the third gears, wherein a rotation speed of a photosensitive drum is controlled to a constant speed by a drive motor based on information from a rotation angle detector.
て、 第１中間軸と第１歯車とを固定する際に、第１歯車の回
転方向に調節可能な固定調節機能を、第１歯車が有する
ことを特徴とする画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein when fixing the first intermediate shaft and the first gear, the first gear has a fixed adjustment function that is adjustable in a rotation direction of the first gear. An image forming apparatus having.
において、 第１中間軸と第２歯車とを固定する際に、第２歯車の回
転方向に調節可能な固定調節機能を、第２歯車が有する
ことを特徴とする画像形成装置。3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein when fixing the first intermediate shaft and the second gear, a fixing adjustment function capable of adjusting the rotation direction of the second gear is provided. An image forming apparatus having a gear.
像形成装置において、 第２中間軸と第３歯車とを固定する際に、第３歯車の回
転方向に調節可能な固定調節機能を、第３歯車が有する
ことを特徴とする画像形成装置。4. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a fixing adjustment function capable of adjusting a rotation direction of the third gear when fixing the second intermediate shaft and the third gear. An image forming apparatus having a third gear.
像形成装置において、 第２中間軸と第４歯車とを固定する際に、第４歯車の回
転方向に調節可能な固定調節機能を、第４歯車が有する
ことを特徴とする画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a fixing adjustment function capable of adjusting a rotational direction of the fourth gear when fixing the second intermediate shaft and the fourth gear. An image forming apparatus having a fourth gear.
像形成装置において、 感光ドラム側歯車の外径が感光ドラムの外径よりも大き
いことを特徴とする画像形成装置。6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the outer diameter of the gear on the photosensitive drum side is larger than the outer diameter of the photosensitive drum.
像形成装置において、 歯車として、斜歯の歯車を使用することを特徴とする画
像形成装置。7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a bevel gear is used as the gear.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001328947A JP2003131522A (en) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | Image forming apparatus |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003131522A true JP2003131522A (en) | 2003-05-09 |
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| JP (1) | JP2003131522A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108007418A (en) * | 2017-11-30 | 2018-05-08 | 国网江苏省电力有限公司检修分公司 | Based on gear-driven high voltage isolator transmission shaft corner measuring apparatus and method |
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2001
- 2001-10-26 JP JP2001328947A patent/JP2003131522A/en active Pending
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