JP2005144846A - Image forming apparatus - Google Patents
Image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005144846A JP2005144846A JP2003385163A JP2003385163A JP2005144846A JP 2005144846 A JP2005144846 A JP 2005144846A JP 2003385163 A JP2003385163 A JP 2003385163A JP 2003385163 A JP2003385163 A JP 2003385163A JP 2005144846 A JP2005144846 A JP 2005144846A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image forming
- motor
- carriage
- forming apparatus
- bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Character Spaces And Line Spaces In Printers (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の各種画像形成装置としては、液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッドをキャリッジに搭載して、このキャリッジを被記録媒体(用紙等)の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、被記録媒体を記録幅に応じて間歇的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体に画像を形成(記録)するシリアル型のものがある。 As various image forming apparatuses such as printers, facsimiles, copying apparatuses, plotters, etc., a recording head constituted by a droplet discharge head is mounted on a carriage, and this carriage is orthogonal to the conveyance direction of a recording medium (paper, etc.). There is a serial type in which an image is formed (recorded) on a recording medium by serially scanning the recording medium in a moving direction, intermittently conveying the recording medium according to a recording width, and alternately repeating conveyance and recording.
そして、このような画像形成装置のキャリッジを主走査するための主走査モータとして、あるいは、被記録媒体を搬送する搬送手段を駆動する副走査モータとして、DCサーボモータを用いるものが知られている。
例えば、キャリッジを主走査するためのキャリッジ主走査機構は、主走査領域の一方側にDCサーボモータのモータ軸に駆動プーリを取り付けて配置し、他方側に従動プーリを配置して、これらの駆動プーリと従動プーリとの間にタイミングベルトを架け渡し、このタイミングベルトにキャリッジ本体の一部を固定するとともに、キャリッジの移動を検知するエンコーダを備えて、DCサーボモータをエンコーダの検知出力で閉ループ制御をしながらタイミングベルトを介してキャリッジを移動走査する。 For example, a carriage main scanning mechanism for main-scanning a carriage is arranged by attaching a driving pulley to a motor shaft of a DC servo motor on one side of the main scanning region and arranging a driven pulley on the other side. A timing belt is bridged between the pulley and the driven pulley, a part of the carriage body is fixed to the timing belt, and an encoder for detecting the movement of the carriage is provided, and the DC servo motor is controlled in a closed loop by the detection output of the encoder. The carriage is moved and scanned via the timing belt while moving.
このようなキャリッジ主走査機構を構成するDCサーボモータとしては、一般に、モータ軸を保持する軸受として焼結軸受を用いたモータが使用されている。 As a DC servo motor constituting such a carriage main scanning mechanism, a motor using a sintered bearing is generally used as a bearing for holding a motor shaft.
上述したように被駆動体をタイミングベルト介して駆動する場合、駆動プーリと従動プーリとの間でタイミングベルトにテンションを付与して、駆動中にベルトが緩んだり撓んだりすることを防止しなければならない。このベルトテンションを適正に与えることで、被駆動体の位置、速度に対する制御性(制御精度)が向上する。 When the driven body is driven via the timing belt as described above, a tension is applied to the timing belt between the driving pulley and the driven pulley to prevent the belt from being loosened or bent during driving. I must. By appropriately applying this belt tension, the controllability (control accuracy) with respect to the position and speed of the driven body is improved.
しかしながら、従来のようにモータ軸の軸受として焼結軸受を用いたDCサーボモータを駆動源とする場合、制御性を向上するためにベルトテンションを上げると、焼結軸受は摩擦係数が大きいため、ベルトテンションの増大に伴なって軸受の負荷が増大し、DCサーボモータの消費電力が大きくなるとともに、軸受でのPV値(P:面圧、V:回転速度)が大きくなりすぎると、耐久性が著しく低下することになる。そのために、ベルトテンションを下げると、上述したように被駆動体の位置、速度の制御精度が低下することになる。 However, when a DC servo motor using a sintered bearing as a motor shaft bearing is used as a drive source as in the prior art, if the belt tension is increased in order to improve controllability, the sintered bearing has a large friction coefficient. As the belt tension increases, the load on the bearing increases, the power consumption of the DC servo motor increases, and if the PV value (P: surface pressure, V: rotational speed) at the bearing becomes too large, the durability will be increased. Will be significantly reduced. Therefore, when the belt tension is lowered, the control accuracy of the position and speed of the driven body is lowered as described above.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、制御性を向上し、耐久性を向上した画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus with improved controllability and improved durability.
本発明に係る画像形成装置は、被駆動体をタイミングベルトを介してDCサーボモータで駆動し、このDCサーボモータがモータ軸を保持する玉軸受を備えたインナーロータ型DCモータである構成とした。 The image forming apparatus according to the present invention is configured such that a driven body is driven by a DC servo motor via a timing belt, and the DC servo motor is an inner rotor type DC motor having a ball bearing that holds a motor shaft. .
ここで、被駆動体が液滴吐出ヘッドを搭載したキャリッジであり、このキャリッジの移動を検知するためのリニアエンコーダを備えていることが好ましい。 Here, it is preferable that the driven body is a carriage on which a droplet discharge head is mounted, and a linear encoder for detecting the movement of the carriage is provided.
また、キャリッジをガイドするガイドロッドとキャリッジ本体との間にキャリッジの振動を吸収する振動吸収手段が設けられていることが好ましい。この場合、振動吸収手段が弾性部材であることが好ましい。さらに、振動吸収手段がダンパーであることが好ましい。また、振動吸収手段が弾性部材及びダンパーであることが好ましい。 Further, it is preferable that a vibration absorbing means for absorbing the vibration of the carriage is provided between the guide rod for guiding the carriage and the carriage body. In this case, the vibration absorbing means is preferably an elastic member. Furthermore, the vibration absorbing means is preferably a damper. The vibration absorbing means is preferably an elastic member and a damper.
さらに、DCサーボモータのモータ軸を保持する2つの軸受のうち、タイミングベルトを架け渡す駆動プーリを取付ける側の軸受が玉軸受であり、他の軸受が焼結軸受である構成とすることができる。 Furthermore, of the two bearings that hold the motor shaft of the DC servo motor, the bearing on the side where the drive pulley that bridges the timing belt is mounted is a ball bearing, and the other bearings are sintered bearings. .
また、DCサーボモータのモータ軸にはフライホイールが設けられていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the flywheel is provided in the motor shaft of DC servo motor.
さらに、タイミングベルトを架け渡す従動側プーリの軸受が玉軸受であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the bearing of the driven pulley that bridges the timing belt is a ball bearing.
本発明に係る画像形成装置によれば、DCサーボモータはモータ軸を保持する玉軸受を備えているので、ベルトテンションを大きくすることができて制御性が向上し、ベルトテンションの増加に伴う摩擦負荷の上昇を抑えることができて耐久性が向上する。 According to the image forming apparatus of the present invention, since the DC servo motor includes the ball bearing that holds the motor shaft, the belt tension can be increased, the controllability is improved, and the friction associated with the increase in the belt tension. The increase in load can be suppressed and durability is improved.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の一例について図1及び図2を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図2は同装置の画像形成部及び搬送部の平面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An example of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating the overall configuration of the image forming apparatus, and FIG. 2 is a plan view illustrating an image forming unit and a conveyance unit of the apparatus.
この画像形成装置は、装置本体1の内部(筺体内)に、画像を形成するための画像形成部(手段)2、副走査搬送部(手段)3等を有し、装置本体1の底部に設けた給紙部(手段)4から被記録媒体(以下「用紙」というが、紙に限定するものではない。)5を1枚ずつ給紙して、副走査搬送部3によって用紙5を画像形成部2に対向する位置で搬送しながら、画像形成部2によって用紙5に液滴を吐出して所要の画像を形成(記録)した後、排紙搬送部6を通じて装置本体1の上面に形成した排紙トレイ7上に用紙5を排紙する。
This image forming apparatus has an image forming part (means) 2 for forming an image, a sub-scanning conveying part (means) 3, etc. in the inside (enclosure) of the apparatus
また、この画像形成装置は、画像形成部2で形成する画像データ(印刷データ)の入力系として、装置本体1の上部で排紙トレイ7の上方には画像を読み取るための画像読取部(スキャナ部)11を備えている。この画像読取部11は、照明光源13とミラー14とを含む走査光学系15と、ミラー16、17を含む走査光学系18とが移動して、コンタクトガラス12上に載置された原稿の画像の読み取りを行い、走査された原稿画像がレンズ19の後方に配置した画像読み取り素子20で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理され、画像処理した印刷データを印刷することができる。なお、コンタクトガラス12上には原稿を押えるための圧板10を備えている。
The image forming apparatus also has an image reading unit (scanner) for reading an image above the
さらに、この画像形成装置は、画像形成部2で形成する画像データ(印刷データ)の入力系として、外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットワークを介して受信可能であり、受信した印刷データを処理して印刷することができる。
Further, this image forming apparatus uses an information processing apparatus such as an external personal computer, an image reading apparatus such as an image scanner, and an imaging apparatus such as a digital camera as an input system for image data (print data) formed by the
ここで、この画像形成装置の画像形成部2は、図2にも示すように、ガイドロッド21で案内されて主走査方向(用紙搬送方向と直交する方向)に移動可能な、後述するキャリッジ23上に、それぞれ異なる複数の色の液滴を吐出する記録ヘッド24を搭載し、キャリッジ23を後述するキャリッジ走査機構によって主走査方向に移動させ、副走査搬送部3によって用紙5を用紙搬送方向(副走査方向)に送りながら記録ヘッド24から液滴を吐出させて画像形成を行うシャトル型としている。
Here, as shown in FIG. 2, the
記録ヘッド24は、それぞれブラック(Bk)インク、シアン(C)インク、マゼンタ(M)インク、イエロー(Y)インクを吐出する4個の液滴吐出ヘッドで構成され、キャリッジ23に搭載したサブタンク25からそれぞれ各色のインクが供給される。サブタンク25には装置本体1内に着脱自在に装着されるメインタンクである各色のインクカートリッジ26(図1)から図示しないチューブを介してインクが補充供給される。なお、インク滴を吐出する記録ヘッド24以外に、記録液(インク)と反応することでインクの定着性を高める定着用処理液(定着用インク)を吐出する記録ヘッドを備えることもできる。
The
また、記録ヘッド24としては、インク流路内(圧力発生室)のインクを加圧する圧力発生手段(アクチュエータ手段)として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。
The
なお、ここでは複数の記録ヘッドを設けているが、異なる色のインク滴を吐出する複数のノズル列を有する1又は複数の記録ヘッドを設ける構成とすることもできる。 Although a plurality of recording heads are provided here, a configuration in which one or a plurality of recording heads having a plurality of nozzle rows that eject ink droplets of different colors may be provided.
また、キャリッジ23の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド24のノズルの状態を維持し、回復するためのヘッドクリーニング装置を含む維持回復機構(以下「サブシステム」という。)27を配置している。このサブシステム27は、記録ヘッド24のノズル面をキャピングするためのキャップ部材28a、28b、28c、28dと、ノズル面をワイピングするためのワイパーブレード29などを備えている。
In addition, a maintenance / recovery mechanism (hereinafter referred to as “subsystem”) 27 including a head cleaning device for maintaining and recovering the state of the nozzles of the
副走査搬送部3は、下方から給紙された用紙5を略90度搬送方向を転換させて画像形成部2に対向させて搬送するための、駆動ローラである搬送ローラ32と従動ローラ33間に架け渡した無端状の搬送ベルト31と、この搬送ベルト31の表面を帯電させるための図示しない高圧電源から高電圧が印加される帯電ローラ34と、搬送ベルト31を画像形成部2の対向する領域でガイドするガイド部材35と、用紙5を搬送ローラ32に対向する位置で搬送ベルト31に押し付ける押さえコロ(加圧コロ)36と、画像形成部2によって画像が形成された用紙5を排紙搬送部6に送り出すための搬送ローラ37を備えている。
The
この副走査搬送部3の搬送ベルト31は、副走査モータ131からタイミングベルト121及びタイミングローラ133を介して搬送ローラ32が回転されることで、図2のベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。
The
給紙部4は、装置本体1に抜き差し可能で、多数枚の用紙5を積載して収納する給紙カセット41と、給紙カセット41内の用紙5を1枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ42及びフリクションパッド43と、給紙される用紙5を副走査搬送部3に対して搬送する給紙搬送ローラ44とを有している。
The paper feed unit 4 can be inserted into and removed from the apparatus
給紙コロ42は図示しない給紙クラッチを介してHB型ステッピングモータからなる給紙モータ(駆動源)141によって回転され、また給紙搬送ローラ44も給紙モータ141によって回転駆動される。給紙モータとしてステッピングモータを用いることによって、副走査モータ131との同期制御が容易になり、ループ形成制御が容易になる。
The
排紙搬送部6は、画像形成が行われた用紙5を搬送する排紙搬送ローラ対61、62と、用紙5を排紙トレイ7へ送り出すための排紙搬送ローラ対63及び排紙ローラ対64とを備えている。
The paper discharge conveyance unit 6 includes a pair of paper
次に、キャリッジ主走査機構部について図3ないし図5を参照して説明する。なお、図3はキャリッジ主走査機構部の正面説明図、図4は図3の側面説明図、図5は要部平面説明図である。 Next, the carriage main scanning mechanism will be described with reference to FIGS. 3 is a front explanatory view of the carriage main scanning mechanism, FIG. 4 is a side explanatory view of FIG. 3, and FIG.
キャリッジ23は、図5に示すように、ガイドロッド21に軸受121、121を介して摺動可能に装着している。そして、このキャリッジ23を主走査するためのキャリッジ主走査機構部101は、主走査領域の一方側にDCサーボモータ102のモータ軸103に駆動プーリ104を取り付けて配置し、他方側に軸受105を介して従動プーリ106を配置して、これらの駆動プーリ104と従動プーリ106との間にタイミングベルト107を架け渡し、このタイミングベルト107にキャリッジ23の一部を固定している。
As shown in FIG. 5, the
ここで、DCサーボモータ102は、モータ軸103を保持する玉軸受112、113を備えたインナーロータ型DCモータで構成し、モータ軸103に駆動プーリ104を直接取り付けている。
Here, the
また、ガイドロッド21に沿ってリニアスケール109を配置するとともに、キャリッジ23にはリニアスケール109を検知するエンコーダセンサ108を取り付け、これらのリニアスケール109とエンコーダセンサ108によってキャリッジ23の移動を検知するリニアエンコーダ110を構成している。なお、エンコーダとしてはモータ軸103にスリット円板を設けるロータリエンコーダを用いることもできるが、リニアエンコーダに比して精度は低下する。
A
そして、後述するように、このエンコーダ110の出力(エンコーダセンサ108の出力)に基づいてDCサーボモータ104を閉ループで駆動制御しながらタイミングベルト107を介してガイドロッド21に沿ってキャリッジ23を移動走査する。
As will be described later, the
また、キャリッジ23の本体23aとガイドロッド21との間には、図5に示すように、キャリッジ23の振動を吸収するための振動吸収手段120を設けている。
この振動吸収手段120としては、図6(a)に示すように弾性部材120aのみを用いたもの、図6(b)に示すようにダンパー部材120bのみを用いたもの、図6(c)に示すように弾性部材120aとダンパー部材120bの両方を並列して用いたものがあげられる。
Further, as shown in FIG. 5, vibration absorbing means 120 for absorbing the vibration of the
As the vibration absorbing means 120, one using only the
この振動吸収手段120によってキャリッジ23を一方向に押さえつけることでガイドロッド21に沿って摺動するキャリッジ23が振動することを防止する。
By pressing the
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図7のブロック図を参照して説明する。
この制御部200は、この装置全体の制御を司るCPU201と、CPU201が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM202と、画像データ等を一時格納するRAM203と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ(NVRAM)204と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC205と、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのI/F206と、画像読取部11による画像読取及び読取画像のデータ処理などを行うスキャナ制御部207を備えている。
Next, an outline of the control unit of the image forming apparatus will be described with reference to the block diagram of FIG.
The
また、この制御部200は、記録ヘッド24を駆動制御するためのヘッド駆動制御部210及びヘッドドライバ211と、主走査モータ102を駆動制御するための主走査モータ駆動制御部212及びモータドライバ213と、副走査モータ131を駆動制御するための副走査モータ駆動制御部214及びモータドライバ215と、エンコーダ136、110からの検出パルス及び各種センサからの検知信号を入力するためのI/O217などを備えている。
The
主走査モータ駆動制御部212にはエンコーダ110からの検知パルスが入力され、副走査モータ駆動制御部214には副走査モータ131の回転を検知するエンコーダ136からの検知パルスが入力される。また、この制御部200には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル218が接続されている。
A detection pulse from the
制御部200は、画像読取部11によって原稿画像を読み取った場合には、読取画像を処理してスキャナ制御部207内のバッファに格納する。また、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してI/F206で受信する。
When the
そして、CPU201は、スキャナ制御部207やI/F206に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC205にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部210に画像データを転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばROM202にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。
Then, the
ヘッド駆動制御部210は、記録ヘッド24の1行分に相当する画像データ(ドットパターンデータ)を受け取ると、この1行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ211にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ211に送出する。
When the head
このヘッド駆動制御部210は、駆動波形(駆動信号)のパターンデータを格納したROM(ROM202で構成することもできる。)と、このROMから読出される駆動波形のデータをD/A変換するD/A変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。
The head
また、ヘッドドライバ211は、ヘッド駆動制御部210からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部210からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路(レベルシフタ)と、このレベルシフタでオン/オフが制御されるアナログスイッチアレイ(スイッチ手段)等を含み、アナログスイッチアレイのオン/オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッド24のアクチュエータ手段に印加してヘッドを駆動する。
The
主走査モータ駆動制御部212は、CPU201側から与えられる目標値とエンコーダ110からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御量を算出してモータドライバ213を介して主走査モータ102を駆動する。
The main scanning motor
同様に、副走査モータ駆動制御部214は、CPU201側から与えられる目標値とエンコーダ136からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値に基づいて制御量を算出してモータドライバ215を介して副走査モータ131を駆動する。
Similarly, the sub-scanning motor
ここで、主走査モータ駆動制御部212による主走査モータ102の駆動制御について図8に示す機能ブロック説明図を参照して説明する。
速度プロファイル格納部251には主走査モータ102の速度プロファイル(設定値加速テーブル目標速度)が格納され、CPU201によって主走査モータ駆動制御部212に目標速度が与えられる。この速度プロファイル格納部251はROM202にて構成している。
Here, drive control of the
The speed
速度検出部252は、エンコーダ110から出力される検出パルスをカウントして、検出速度(速度検出値)に変換し、所定のサンプリング周期で速度検出値を主走査モータ駆動制御部212に与える。この速度検出部252はエンコーダ110及び制御部200のCPU201などによって構成している。
The
主走査モータ駆動制御部212は、比較演算部261とPID制御演算部262で構成され、具体的にはLSIで構成している。そして、比較演算部261は、速度プロファイル251から与えられる目標速度と、速度検出部252から与えられる検出速度値とを比較して両者の偏差を算出して、PID制御演算部262に与える。PID制御演算部262は、比較演算部261からの偏差に対して一般的なPID(比例、積分及び微分のいずれか又はこれらの組み合わせ)制御を行って制御値を演算する。
The main scanning motor
ここでは、主走査モータ102をPWM制御で駆動するものとして、PID制御演算部262は偏差に対してPID制御を行ってPWMのデューティ比を求め、このPWMのデューティ比をモータドライバ213に与えてPWM制御でモータ102を駆動させることにより、キャリッジ23を目標とする速度で駆動するようにしている。
Here, assuming that the
このように、この画像形成装置においては、エンコーダ110の出力に基づいて主走査モータ102を閉ループで駆動制御することによってキャリッジ23の主走査(位置、速度)制御を行う。
このとき、主走査モータ102を構成するDCサーボモータとしては、前述したように、モータ軸103を保持する玉軸受112、113を備えたインナーロータ型DCモータで構成し、このモータ102のモータ軸103に駆動プーリ104を直接取り付けたキャリッジ主走査駆動機構を構成している。
In this way, in this image forming apparatus, the
At this time, the DC servo motor constituting the
このようなキャリッジ主走査機構のようにモータ軸に取り付けた駆動プーリで直接ベルトを駆動してキャリッジを移動走査する機構においては、ベルトテンションが制御性を向上のための重要な因子であり、DCサーボモータ(主走査モータ)の軸受を玉軸受にすることによって、焼結軸受よりベルトテンションを大幅に上げることができる。すなわち、玉軸受けを備えることで、ベルトテンションを上げてもモータに係る摩擦負荷の上昇は極めて少なく、この結果ベルトテンションを上げることができる。 In a mechanism in which a belt is directly driven by a drive pulley attached to a motor shaft such as the carriage main scanning mechanism and the carriage is moved and scanned, belt tension is an important factor for improving controllability. By using a ball bearing as the bearing of the servo motor (main scanning motor), the belt tension can be significantly increased as compared with the sintered bearing. That is, by providing the ball bearings, even if the belt tension is increased, the friction load on the motor is hardly increased, and as a result, the belt tension can be increased.
そして、ベルトテンションを上げることで、タイミングベルトの弾性係数が一定値に近づき、弾性係数が大きいほど共振周波数が高くなって、低周波数での制御ゲイン(制御ゲインとは、系に対して種々の周波数の正弦波入力を与えたときの出力と入力の比)を上げることができ、制御ゲインが大きくとれることによって、制御性が向上する。 By increasing the belt tension, the elastic coefficient of the timing belt approaches a constant value. The larger the elastic coefficient, the higher the resonance frequency, and the control gain at low frequency (the control gain is various for the system). The ratio between the output and the input when a frequency sine wave input is applied can be increased and the control gain can be increased, thereby improving the controllability.
また、玉軸受けを備えていることで、定常のメカ的負荷が低減できるとともに、経時的な負荷変動も低減することができる。このように、負荷が低減することによって、同じ性能のモータ及び制御部であれば、相対的に、閉ループ制御を行う場合に余裕が生じる。また、負荷が低減することで少ない電力での省エネ駆動も可能になり、DCサーボモータの温度上昇も抑制することができる。 Further, by providing the ball bearing, it is possible to reduce a steady mechanical load and also to reduce a load fluctuation with time. In this way, by reducing the load, if the motor and the control unit have the same performance, there is a relative margin when performing closed loop control. Further, energy saving drive with less electric power can be achieved by reducing the load, and temperature rise of the DC servo motor can be suppressed.
さらに、玉軸受けを備えたDCサーボモータを用いることによって、前述したように、キャリッジ23とガイドロッド21との間に振動防止手段120を介在さえることができるようになる。つまり、DCサーボモータとして焼結軸受けを備えたモータを用いる従来装置にあっては、弾性部材などの振動防止部材を用いると、摩擦によるメカ負荷が増大するために、実際の使用に耐えることができなかったが、本発明のように玉軸受けを備えたDCサーボモータを用いることによって、大幅にメカ負荷を低減することができるので、振動防止手段を設けることで多少摩擦負荷が増加しても、全体としてのメカ負荷は許容範囲内に抑えることができ、効果的なキャリッジの振動対策を行なうことができる。
Further, by using a DC servo motor having a ball bearing, the vibration preventing means 120 can be interposed between the
なお、上記実施形態では、主走査モータ102を構成するDCサーボモータとしてモータ軸103を回転自在に保持する軸受け112、113がいずれも玉軸受けである例で説明しているが、少なくとも駆動プーリ104を取付ける側の軸受け(上記の例では軸受け112)を玉軸受けとし、他方の軸受け113は焼結軸受けとしても十分に効果的であり、このような構成にすれば、コストの低減を図ることができる。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態ではタイミングベルト107を架け渡す駆動プーリ104側の軸受け(DCサーボモータの軸受け)を玉軸受けとした例で説明しているが、他方従動プーリ106側の軸受け105も玉軸受けとすることによって、一層摩擦負荷の低減を図ることができる。さらに、DCサーボモータとしてDCブラシレスサーボモータを用いることによって、ブラシ負荷や磨耗という問題が解消されて、耐久性を向上することができる。
In the above embodiment, the bearing on the driving
次に、主走査モータを構成するDCサーボモータの他の例について図9を参照して説明する。
この主走査モータ302は、モータ軸303を保持する玉軸受312、313を備えたインナーロータ型DCブラシレスモータで構成し、モータ軸303に駆動プーリ104を直接取り付けている。さらに、モータ軸303の駆動プーリ104を取付ける側と反対側の端部にはフライホイール316を取り付けている。
Next, another example of the DC servo motor constituting the main scanning motor will be described with reference to FIG.
The
このように、フライホイール316をモータ軸303に取り付けることで、コギングトルクやベルト振動、キャリッジ振動によるキャリッジ速度変化を抑制することができる。フライホイール316の大きさは、閉ループ制御を考えた場合、モータ軸のイナーシャ合計(ロータイナーシャ+フライホイールイナーシャ)≦メカ機構慣性イナーシャ/3、の関係を満足することが好ましい。この範囲で安定した速度でキャリッジ駆動を行うことができる。
Thus, by attaching the
すなわち、従来のように焼結軸受を用いたDCブラシモータではメカ負荷が大きいこと、ロータイナーシャがもともと大きいことから、積極的にフライホイールを使用すると立ち上げ特性が悪化するため用いることができなかった。これに対して、玉軸受けでモータ軸を保持するモータを使用する本発明においては、上述したようにメカ負荷が低減できること、ロータイナーシャが小さいことからフライホイールで調整することができるようになり、立ち上げ特性や停止特性を悪化させないで最適な位置、速度制御を実現することができるようになる。 In other words, DC brush motors using sintered bearings as in the past have a large mechanical load, and rotor inertia is inherently large. It was. On the other hand, in the present invention that uses a motor that holds the motor shaft with a ball bearing, the mechanical load can be reduced as described above, and since the rotor inertia is small, the flywheel can be adjusted, Optimal position and speed control can be realized without deteriorating the start-up characteristics and the stop characteristics.
なお、上記実施形態においては、キャリッジを走査するためのDCサーボモータに本発明を適用した例で説明したが、用紙を送るためのDCサーボモータに本発明を適用することもできる。また、上記実施形態では、複写機/プリンタの複合機で説明したが、プリンタ、複写機/ファックス/プリンタの複合機などにも適用でき、さらに、インク以外の液体を用いる画像形成装置にも同様に適用することができる。 In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a DC servo motor for scanning a carriage has been described. However, the present invention can also be applied to a DC servo motor for feeding paper. In the above embodiment, the copier / printer multi-function machine has been described. However, the present invention can be applied to a printer, copier / fax / printer multi-function machine, and the like, and also to an image forming apparatus using a liquid other than ink. Can be applied to.
1…画像形成装置の装置本体
2…画像形成部
3…副走査搬送部
4…給紙部
5…被記録媒体(用紙)
6…排紙搬送部
7…排紙トレイ
10…圧板
11…画像読取部(スキャナ部)
12…コンタクトガラス
13…照明光源
14…ミラー
15…走査光学系
16…ミラー
17…ミラー
18…走査光学系
19…レンズ
20…画像読み取り素子
21…ガイドロッド
23…キャリッジ
24…記録ヘッド
25…サブタンク
26…インクカートリッジ
27…維持回復機構(サブシステム)
28…キャップ部材
29…ワイパーブレード
31…搬送ベルト
32…搬送ローラ
33…従動ローラ
34…帯電ローラ
35…ガイド部材
36…コロ
37…搬送ローラ
41…給紙カセット
42…給紙コロ
43…フリクションパッド
44…給紙搬送ローラ
61…排紙搬送ローラ対
62…排紙搬送ローラ対
63…排紙搬送ローラ対
64…排紙搬送ローラ対
101…キャリッジ主走査機構部
102…DCサーボモータ
103…モータ軸
104…駆動プーリ
105…軸受
106…従動プーリ
107…タイミングベルト
108…エンコーダセンサ
109…リニアスケール
110…リニアエンコーダ
112…玉軸受
113…玉軸受
120…振動吸収手段
121…タイミングベルト
131…副走査モータ
133…タイミングローラ
141…給紙モータ
200…制御部
201…CPU
202…ROM
203…RAM
204…NVRAM
205…ASIC
206…ホストI/F
207…スキャナ制御部
210…ヘッド駆動制御部
211…ヘッドドライバ
212…主走査モータ駆動制御部
213…モータドライバ
214…副走査モータ駆動制御部
215…モータドライバ
217…I/O
218…操作パネル
251…速度プロファイル格納部
252…速度検出部(エンコーダ)
261…比較演算部
262…PID制御演算部
302…主走査モータ
303…モータ軸
312…玉軸受
313…玉軸受
316…フライホイール
DESCRIPTION OF
6... Paper
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 28 ...
202 ... ROM
203 ... RAM
204 ... NVRAM
205 ... ASIC
206: Host I / F
207 ...
218 ...
261 ...
Claims (9)
9. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a bearing of the driven pulley that bridges the timing belt is a ball bearing. 10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003385163A JP2005144846A (en) | 2003-11-14 | 2003-11-14 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003385163A JP2005144846A (en) | 2003-11-14 | 2003-11-14 | Image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005144846A true JP2005144846A (en) | 2005-06-09 |
Family
ID=34693331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003385163A Pending JP2005144846A (en) | 2003-11-14 | 2003-11-14 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005144846A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7884973B2 (en) | 2005-11-17 | 2011-02-08 | Ricoh Company, Limted | Image reading device, image forming apparatus, image reading method, and computer product |
JP2017154263A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | セイコーエプソン株式会社 | printer |
-
2003
- 2003-11-14 JP JP2003385163A patent/JP2005144846A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7884973B2 (en) | 2005-11-17 | 2011-02-08 | Ricoh Company, Limted | Image reading device, image forming apparatus, image reading method, and computer product |
JP2017154263A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | セイコーエプソン株式会社 | printer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4829717B2 (en) | Recording apparatus and conveyance control method | |
JP4671781B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4695565B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4688188B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2007331272A (en) | Image forming device | |
JP4342906B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2005144846A (en) | Image forming apparatus | |
JP2007062250A (en) | Image forming apparatus | |
JP4446833B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2007313725A (en) | Image forming apparatus | |
JP4662821B2 (en) | Motor drive control device, image forming apparatus, and program | |
JP4398219B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2005335343A (en) | Image forming device | |
JP2005028594A (en) | Image forming apparatus | |
JP4408769B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4688190B2 (en) | Image forming apparatus and program | |
JP4355545B2 (en) | Motor drive control and image forming apparatus | |
JP4732085B2 (en) | Servo control device, image forming apparatus, and program | |
JP4481121B2 (en) | Image forming apparatus and program | |
JP4104512B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4233961B2 (en) | Motor drive control and image forming apparatus | |
JP4584091B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2005305841A (en) | Image forming apparatus | |
JP2006240792A (en) | Image forming device | |
JP2005066960A (en) | Image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051013 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090421 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20090605 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20090630 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |