JP2006149130A - Rotor driving device and image forming apparatus - Google Patents

Rotor driving device and image forming apparatus Download PDF

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JP2006149130A
JP2006149130A JP2004338217A JP2004338217A JP2006149130A JP 2006149130 A JP2006149130 A JP 2006149130A JP 2004338217 A JP2004338217 A JP 2004338217A JP 2004338217 A JP2004338217 A JP 2004338217A JP 2006149130 A JP2006149130 A JP 2006149130A
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elastic body
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rotating body
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Yasunari Kawashima
康成 川島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor driving device that can heighten detection accuracy by reducing influence of fluctuations other than an arbitrary period, when the speed fluctuations of the arbitrary period is detected by measuring the passing time of a rotational speed detector for every section of detecting portions. <P>SOLUTION: This rotor driving device is provided with a driving source 1 whose rotational speed can be controlled from outside, transmission mechanism portions 3, 4 that transmit the rotating torque of the driving source, a rotational speed detecting means 15 that detects the rotational speed of a driven shaft that is driven by rotating torque transmitted from the transmission mechanism portions, and a control device 10 that controls the rotational speed of the driving source based on the rotational speed detected by the rotational speed detecting means. A rotating plate 7 provided with at least one or more detecting portions 9 as the rotational speed detecting means 17 and a detector 15 that detects the detecting portions 9 are provided. This rotating plate 7 is fastened via an elastic body 20 which can be displaced in the rotating direction of a subject-to-detection shaft 8. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、回転体駆動装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、駆動源と伝達機構により連結された従動軸の回転変動を検出して補正する回転体駆動装置において、任意の周期の速度変動の検出精度を向上させる回転速度検出手段を備えた回転体駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a rotator driving device and an image forming apparatus including the rotator driving device, and more particularly, in a rotator driving device that detects and corrects rotational fluctuations of a driven shaft connected by a drive source and a transmission mechanism. The present invention relates to a rotator driving device provided with a rotation speed detection means for improving the detection accuracy of a speed change in a cycle.

従来から回転検出器として使われるエンコーダは、回転板の円周上に被検出部として多数のスリットを設け、その回転板を回転させたときに検出器を通過したスリットの数をカウントすることにより回転量(回転速度)を検出している。しかしこの方法は、高精度に回転誤差を検出できる反面、情報量が過多であるため、エンコーダ出力結果を周波数分析すると、任意の周期の速度変動以外の成分も多数計測されてしまう。
また、従来技術として特許文献1には、軸方向のみに弾性を与えることで、軸方向の並進振動を遮断し、スリット板での検出精度を高くする技術について開示されている。
また特許文献2には、エンコーダ部とモータ部を結合させる際に、弾性体を用いて、ねじれ固有振動数を調整し、機械的固有振動数や制御系応答周波数と重ならないようにすることで、検出誤差を低減する技術について開示されている。
また特許文献3には、従動軸上に設けた簡易なスリット板により通過時間を計測し、それから計算によって任意の周期における速度ムラ(振幅と位相)を求め、これを抑えるようにモータ指令値を算出して補正制御することで、低コストな構成により任意の次数成分(例えば、偏心などによる1次成分など)を抑える技術について開示されている。
実開平5−94711号公報 特開平8−251965号公報 特願2004−129906
An encoder conventionally used as a rotation detector is provided with a large number of slits as detected parts on the circumference of the rotating plate, and counts the number of slits that have passed through the detector when the rotating plate is rotated. The amount of rotation (rotation speed) is detected. However, this method can detect a rotation error with high accuracy, but has an excessive amount of information. Therefore, when the frequency analysis is performed on the encoder output result, many components other than the speed fluctuation of an arbitrary period are measured.
As a conventional technique, Patent Document 1 discloses a technique in which translational vibration in the axial direction is blocked by providing elasticity only in the axial direction and detection accuracy at the slit plate is increased.
In Patent Document 2, when an encoder unit and a motor unit are coupled, an elastic body is used to adjust a torsional natural frequency so that it does not overlap with a mechanical natural frequency or a control system response frequency. A technique for reducing the detection error is disclosed.
Further, in Patent Document 3, the passage time is measured by a simple slit plate provided on the driven shaft, and then speed unevenness (amplitude and phase) in an arbitrary period is obtained by calculation, and the motor command value is set so as to suppress this. A technique that suppresses an arbitrary order component (for example, a primary component due to eccentricity or the like) with a low-cost configuration by calculating and correcting and controlling is disclosed.
Japanese Utility Model Publication No. 5-94711 JP-A-8-251965 Japanese Patent Application No. 2004-129906

しかし、特許文献1に開示されている従来技術は、軸方向の並進振動成分は低減できるが、回転方向の振動成分(ギヤの噛み合い振動、駆動モータのトルクムラ、駆動軸偏心などによる1次成分の振動)は低減できず、そのまま、検出部に伝わるため、任意の周期の速度変動(例えば、位置誤差への影響度の高い低次成分、1次成分など)を検出する際、その周期以外の回転振動(上記回転方向の振動成分)は、計測誤差となるといった問題がある。
また、特許文献2に開示されている従来技術は、モータとエンコーダの連結にリングという慣性体とバネの複数の部品を使用するため組み付け性に問題がある。更に、分解能の高いエンコーダを用いることによりコスト高になるといった問題がある。
また、特許文献3に開示されている従来技術は、分解能の高いエンコーダを用いることなく、簡易的なスリット板で周期成分の速度変動を検出することで、低コスト、省スペースではあるが、被検出部には、様々な回転方向の振動成分が重畳されているため検出誤差が生じるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、回転速度検出手段として少なくとも1つ以上の被検出部を備えた回転板と、この被検出部を検出する検出器とを備え、この回転板を検出対象軸の回転方向に変位可能な弾性体を介して締結することにより、被検出部区間毎の通過時間を計測して任意の周期の速度変動を検出する際、任意の周期以外の変動の影響を低減して検出精度を高めることができる回転体駆動装置を提供することを目的とする。
However, the prior art disclosed in Patent Document 1 can reduce the axial translational vibration component, but the rotational vibration component (gear meshing vibration, drive motor torque unevenness, drive shaft eccentricity, etc.). (Vibration) cannot be reduced and is transmitted to the detection unit as it is. Therefore, when detecting a fluctuation in speed of an arbitrary period (for example, a low-order component or a primary component having a high influence on the position error) There is a problem that rotational vibration (vibration component in the rotational direction) becomes a measurement error.
In addition, the conventional technique disclosed in Patent Document 2 has a problem in assembling because a plurality of parts including an inertia body called a ring and a spring are used to connect the motor and the encoder. Furthermore, there is a problem that the cost is increased by using an encoder with high resolution.
In addition, the conventional technique disclosed in Patent Document 3 detects the speed fluctuation of the periodic component with a simple slit plate without using an encoder with high resolution. The detection unit has a problem that a detection error occurs because vibration components in various rotation directions are superimposed.
In view of such a problem, the present invention includes a rotating plate provided with at least one detected portion as a rotation speed detecting means, and a detector for detecting the detected portion, and the rotating plate is used as a detection target shaft. By fastening through an elastic body that can be displaced in the rotational direction, when measuring the passage time of each detected section and detecting speed fluctuations in any period, the influence of fluctuations other than any period is reduced. An object of the present invention is to provide a rotating body drive device that can improve detection accuracy.

本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、外部から回転速度の制御を可能とした駆動源と、該駆動源の回転トルクを伝達する伝達機構部と、該伝達機構部により伝達された回転トルクにより従動される従動軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段により検出された回転速度に基づいて前記駆動源の回転速度を制御する制御部と、を備えた回転体駆動装置であって、前記回転速度検出手段は、少なくとも1つ以上の被検出部を備えた回転板と、該被検出部を検出する検出器と、を備え、前記回転板は前記従動軸の回転方向に変位可能な弾性体を介して前記従動軸に締結されていることを特徴とする。
本発明は、従動軸上の回転軸に被検出部(例えば、スリット)を備えた回転板を設け、検出器で通過時間を計測し、この時間から任意の周期の速度変動を算出し、これを打ち消すように速度基準信号を制御部により生成して動作させている。即ち、本発明では被検出部が検出器を通過する時間を計測するため、任意の周期以外、特に高次側の回転振動が被検出部に加わると、その影響で任意の周期の速度変動検出精度が低下してしまう。そこで本発明では、高次側の回転振動を抑制するために、回転板を従動軸の回転方向に変位可能な弾性体を介して締結するものである。
請求項2は、前記弾性体は、1次成分の振動数以下を伝達し、2次成分以上の振動数を遮断する硬度を有する部材により構成されることを特徴とする。
本発明の弾性体の硬さは、任意の周期の振動以下のものを伝えるようにしておく。一般に回転における振動は、偏心組付けなどでの1次成分の振動が大きく、2次成分以上のものを遮断することで、高精度に1次成分の検出が可能となる。これにより、この検出結果を用いて補正制御すると高精度な回転駆動をすることができる。
In order to solve such a problem, the present invention provides a drive source capable of controlling the rotational speed from the outside, a transmission mechanism portion for transmitting the rotational torque of the drive source, and transmission by the transmission mechanism portion. A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the driven shaft driven by the rotational torque, and a controller for controlling the rotational speed of the drive source based on the rotational speed detected by the rotational speed detecting means. The rotational speed detection means includes a rotating plate including at least one or more detected parts, and a detector that detects the detected parts. It is fastened to the driven shaft via an elastic body that can be displaced in the rotational direction of the driven shaft.
In the present invention, a rotating plate having a detected part (for example, a slit) is provided on a rotating shaft on a driven shaft, a passing time is measured by a detector, and a speed fluctuation of an arbitrary period is calculated from this time. The speed reference signal is generated by the control unit so as to cancel the operation. In other words, in the present invention, since the time required for the detected part to pass the detector is measured, speed fluctuation detection of an arbitrary period is caused by the influence of a rotational vibration on the detected part other than an arbitrary period, particularly when high-order rotational vibration is applied to the detected part. Accuracy will be reduced. Therefore, in the present invention, in order to suppress higher-order rotational vibration, the rotating plate is fastened via an elastic body that can be displaced in the rotational direction of the driven shaft.
According to a second aspect of the present invention, the elastic body is constituted by a member having a hardness that transmits a frequency of a primary component or less and blocks a frequency of a secondary component or more.
The hardness of the elastic body of the present invention is set so as to transmit vibrations having an arbitrary period or less. In general, the vibration in rotation is large in the primary component due to the eccentric assembly or the like, and the primary component can be detected with high accuracy by blocking the secondary component or higher. Thereby, if correction control is performed using this detection result, highly accurate rotation drive can be performed.

請求項3は、前記弾性体は、渦巻ばねであることを特徴とする。
本発明は弾性体を渦巻ばねで構成するものである。回転板にスリットを製作する板金金型に渦巻ばねも合わせて構成できるようにすれば、スリット部と弾性体が一体構造で形成されるので、部品点数増加によるコスト増も防げるとともに、弾性体の組付け作業工数も増やすことなく行える。また、回転方向以外の並進振動に関しても併せて弾性変形できるので、軸方向の高次の並進振動も遮断することができる。この方法は、回転板と同じ材質で弾性体も構成できるので、樹脂やゴムなどに比べ環境温度による影響も受けにくく、長期使用にも対応可能である。
請求項4は、前記弾性体は、ゴムであることを特徴とする。
本発明は弾性体をゴムで構成するものである。回転板と従動軸との間にゴムを介することで、ゴムの伸び縮みを利用して組付け作業が簡単にできる。また、金属に比べゴムは粘性が大きく高次の回転と並進振動を効率よく吸収できるので、弾性体の形状を小さくすることができ、よりコンパクトに構成できるので軽量化ができる。
請求項5は、前記弾性体は、複数の板ばねであることを特徴とする。
本発明は弾性体を複数の板ばねで構成するものである。回転板にスリットを製作する板金金型に、複数の板ばねも合わせて構成できるようにする。そして板ばね部の両端を90度ねじることで、回転方向にたわみやすくすることができる。また、スリット部と弾性部が一体構造で形成されるので、部品点数増加によるコスト増も防げるとともに、弾性体の組付け作業工数も低減できる。また、渦巻ばねに比べ、軸方向の並進振動に対して強いので、回転板のスリットと検出器が接触することなく動作することができる。また回転板と同じ材質で弾性体も構成できるので、樹脂やゴムなどに比べ環境温度による影響も受けにくく、長期使用にも対応可能である。
According to a third aspect of the present invention, the elastic body is a spiral spring.
In the present invention, the elastic body is constituted by a spiral spring. If the spiral metal spring can be configured together with the sheet metal mold that manufactures the slit in the rotating plate, the slit portion and the elastic body are formed in an integrated structure, so that it is possible to prevent an increase in cost due to an increase in the number of parts and the elastic body. This can be done without increasing the assembly man-hours. In addition, since the translational vibration other than the rotation direction can be elastically deformed, higher-order translational vibration in the axial direction can also be blocked. This method can be made of the same material as that of the rotating plate and can be made of an elastic body, so that it is less susceptible to environmental temperature than resin and rubber, and can be used for a long time.
According to a fourth aspect of the present invention, the elastic body is rubber.
In the present invention, the elastic body is made of rubber. By using rubber between the rotating plate and the driven shaft, the assembling work can be simplified by utilizing the expansion and contraction of the rubber. In addition, rubber has higher viscosity than metal and can efficiently absorb higher-order rotation and translational vibration, so that the shape of the elastic body can be reduced and the structure can be made more compact, thus reducing the weight.
According to a fifth aspect of the present invention, the elastic body is a plurality of leaf springs.
In the present invention, the elastic body is constituted by a plurality of leaf springs. A plurality of leaf springs can be configured together with a sheet metal mold for producing slits in the rotating plate. And it can make it easy to bend in a rotation direction by twisting the both ends of a leaf | plate spring part 90 degree | times. In addition, since the slit portion and the elastic portion are integrally formed, it is possible to prevent an increase in cost due to an increase in the number of parts and to reduce the number of man-hours for assembling the elastic body. Further, since it is more resistant to axial translational vibration than a spiral spring, it can operate without contact between the slit of the rotating plate and the detector. In addition, since the elastic body can be made of the same material as the rotating plate, it is less susceptible to environmental temperature than resin and rubber, and can be used for a long time.

請求項6は、前記弾性体は、梁状に形成された合成樹脂であることを特徴とする。
本発明の弾性体は、回転板と弾性体を樹脂で成型加工する。それによりスリット部と弾性体が一体構造で形成されるので、部品点数増加によるコスト増も防げるとともに、弾性部の組付け作業工数も増やすことなく行える。弾性体を形成する方法としては、細くした梁を複数設けても良いし、弾性の値を変化させるように湾曲させた梁を利用する方法もある。樹脂は金属製と比較して、軽く、また、剛性が小さいので弾性部を径方向に長くすることなく、小径化できる。また、外周部の肉厚も簡単に調整でき、これによって遮断する周波数を容易に変えることができる。
請求項7は、前記回転板の外周上に当該回転板の慣性を増加させる部材を組み込んだことを特徴とする。
本発明は回転板の外周上に慣性を増加させる部材を組み込むものである。これは回転板の慣性を大きくするイナーシャ効果により、検出誤差となる高次の回転振動の影響を低減でき、対象とする任意の周期の速度変動を忠実に求めることができる。具体的な方法としては、密度の大きい部材(黄銅や鉄系など)をリング状とし、回転板とカシメ結合させる。
請求項8は、前記回転板の外周縁部を折り曲げた構成とすることを特徴とする。
本発明は、折り曲げ加工可能な材質で回転板を製作し、その外周側を折り曲げることで、検出部の慣性を増加させるものである。これにより、検出部の慣性を大きくするイナーシャ効果により、検出誤差となる高次の回転振動の影響を低減でき、対象とする任意の周期の速度変動を忠実に求めることができる。また、折り曲げることで回転半径も小さくでき小型化に適している。
According to a sixth aspect of the present invention, the elastic body is a synthetic resin formed in a beam shape.
The elastic body of the present invention is formed by molding the rotating plate and the elastic body with resin. As a result, since the slit portion and the elastic body are formed in an integral structure, it is possible to prevent an increase in cost due to an increase in the number of parts and to increase the number of assembly steps for the elastic portion. As a method of forming the elastic body, there may be provided a plurality of thin beams, or a method using a beam curved so as to change the value of elasticity. Since the resin is lighter and less rigid than a metal, the diameter can be reduced without lengthening the elastic portion in the radial direction. In addition, the thickness of the outer peripheral portion can be easily adjusted, whereby the cutoff frequency can be easily changed.
According to a seventh aspect of the present invention, a member for increasing the inertia of the rotating plate is incorporated on the outer periphery of the rotating plate.
The present invention incorporates a member for increasing the inertia on the outer periphery of the rotating plate. This is because the inertia effect of increasing the inertia of the rotating plate can reduce the influence of higher-order rotational vibration that becomes a detection error, and can faithfully determine the speed fluctuation of an arbitrary target cycle. As a specific method, a member having high density (such as brass or iron) is formed in a ring shape, and is caulked and joined to the rotating plate.
An eighth aspect is characterized in that the outer peripheral edge of the rotating plate is bent.
The present invention increases the inertia of the detection unit by manufacturing a rotating plate of a material that can be bent and bending the outer peripheral side thereof. As a result, the inertia effect that increases the inertia of the detection unit can reduce the influence of higher-order rotational vibration that becomes a detection error, and can faithfully determine the speed fluctuation of any target cycle. Also, the radius of rotation can be reduced by bending, which is suitable for downsizing.

請求項9は、前記回転板に接触式の摩擦負荷を加える構成としたことを特徴とする。
本発明は、回転板に接触式の摩擦負荷が加わるようにする。この接触摩擦によって、求めたい任意の周期よりも速い周期(高次)の回転振動の影響を低減させる働きがある。それにより、高精度な検出が可能となる。
請求項10は、前記従動軸を支持する軸受けと同一のフレーム上に前記検出器を取り付けることを特徴とする。
本発明は、従動軸を支持する軸受けと同じフレームに検出器を取り付けるものである。装置内の並進方向の振動や、それ以外の外部からの並進振動が加わった場合でも、同じベース(フレーム)上に被検出部と検出器が取り付けられているので、被検出部と検出器は同じような位相や振幅で振動する。その結果、検出誤差となる並進振動の影響を軽減することができる。
請求項11は、画像形成装置は、請求項1乃至10の何れか一項に記載の回転体駆動装置を備えたことを特徴とする。
本発明は画像形成装置に、請求項1乃至10の何れか一項に記載の回転体駆動装置を備えることにより、回転振動によるジターを抑制して画像品質を向上させることができる。
According to a ninth aspect of the present invention, a contact friction load is applied to the rotating plate.
According to the present invention, a contact friction load is applied to the rotating plate. This contact friction serves to reduce the influence of rotational vibration having a period (higher order) faster than an arbitrary period to be obtained. Thereby, highly accurate detection becomes possible.
A tenth aspect of the present invention is characterized in that the detector is mounted on the same frame as a bearing that supports the driven shaft.
In the present invention, the detector is attached to the same frame as the bearing supporting the driven shaft. Even if the vibration in the translation direction in the device or other translational vibration from the outside is applied, the detected part and the detector are mounted on the same base (frame). Vibrates with similar phase and amplitude. As a result, it is possible to reduce the influence of translational vibration that becomes a detection error.
An eleventh aspect is characterized in that an image forming apparatus includes the rotating body driving device according to any one of the first to tenth aspects.
According to the present invention, by providing the image forming apparatus with the rotating body driving device according to any one of claims 1 to 10, it is possible to improve image quality by suppressing jitter caused by rotational vibration.

請求項1の発明によれば、回転速度検出手段は、少なくとも1つ以上の被検出部を備えた回転板と、この被検出部を検出する検出器と、を備え、回転板は従動軸の回転方向に変位可能な弾性体を介して従動軸と締結されているので、様々な原因で従動軸上に高次の振動が重畳されても、この弾性体によって振動が遮断され被検出部には伝わらず、高精度に1次成分の検出が可能となる。その結果、任意の周期以外の変動の影響を低減し、検出精度を高めることで、回転精度の向上が可能となる。
また請求項2では、弾性体の硬さは、1次成分の振動数以下を伝達し、2次成分以上の振動数を遮断する硬度を有するので、必要な振動数を検出して不要な振動数を除去することができる。
また請求項3では、弾性体を渦巻ばねとすることで、被検出部(スリット)と弾性体が一体で形成でき、かつ回転方向に加え軸方向の振動も弾性体によって遮断することができ、高次の振動を取り除いた任意の周期の速度変動が被検出部に伝わる。その結果、検出精度を高めると共に耐熱性に優れ、長期使用にも対応可能な構成の回転体駆動装置を実現することができる。
また請求項4では、弾性体をゴムとすることで、ゴムの伸び縮みを利用して組付けができ、またゴムの粘性によって高次の振動が効率よく吸収する。その結果、検出精度を高めると共に組付け性に優れ、軽量化に適した構成の回転体駆動装置を実現することができる。
また請求項5では、弾性体を複数の板ばねとすることで、被検出部(スリット)と弾性体が一体で形成でき、かつ回転方向の弾性体によって回転振動を遮断することができ、高次の振動を取り除いた任意の周期の速度変動が被検出部に伝わる。その結果、検出精度を高めると共に耐熱性に優れ、長期使用にも対応可能な構成の回転体駆動装置を実現することができる。
また請求項6では、弾性体を梁状の合成樹脂とすることで、被検出部(スリット)と弾性体が一体で成形でき、かつ回転方向の弾性体によって回転振動を遮断することができ、高次の振動を取り除いた任意の周期の速度変動が被検出部に伝わる。また、金属と比較して剛性が小さい分、径方向に小さくできる。その結果、検出精度を高めると共に小型、軽量化に優れた構成の回転体駆動装置を実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, the rotation speed detecting means includes a rotating plate provided with at least one detected portion and a detector for detecting the detected portion, and the rotating plate is a driven shaft. Since it is fastened to the driven shaft via an elastic body that can be displaced in the rotational direction, even if higher-order vibration is superimposed on the driven shaft for various reasons, this elastic body blocks the vibration and causes the detected part to Therefore, the primary component can be detected with high accuracy. As a result, it is possible to improve the rotation accuracy by reducing the influence of fluctuations other than an arbitrary period and increasing the detection accuracy.
According to the second aspect of the present invention, since the hardness of the elastic body has a hardness that transmits the frequency of the primary component or less and blocks the frequency of the secondary component or more, the unnecessary frequency is detected by detecting the necessary frequency. Numbers can be removed.
Further, in claim 3, by making the elastic body a spiral spring, the detected part (slit) and the elastic body can be integrally formed, and the vibration in the axial direction in addition to the rotation direction can be blocked by the elastic body, Speed fluctuation of an arbitrary period from which higher-order vibrations are removed is transmitted to the detected part. As a result, it is possible to realize a rotating body driving device having a configuration that improves detection accuracy, has excellent heat resistance, and can be used for a long period of time.
According to a fourth aspect of the present invention, the elastic body is made of rubber so that it can be assembled by utilizing the expansion and contraction of the rubber, and higher-order vibrations are efficiently absorbed by the viscosity of the rubber. As a result, it is possible to realize a rotating body drive device having a configuration that improves detection accuracy and is excellent in assembling and suitable for weight reduction.
Further, in the fifth aspect, by making the elastic body a plurality of leaf springs, the detected portion (slit) and the elastic body can be integrally formed, and the rotational vibration can be blocked by the elastic body in the rotation direction. The speed fluctuation of an arbitrary period from which the next vibration is removed is transmitted to the detected part. As a result, it is possible to realize a rotating body driving device having a configuration that improves detection accuracy, has excellent heat resistance, and can be used for a long period of time.
Moreover, in Claim 6, by making the elastic body into a beam-like synthetic resin, the detected portion (slit) and the elastic body can be integrally molded, and the rotational vibration can be blocked by the elastic body in the rotation direction, Speed fluctuation of an arbitrary period from which higher-order vibrations are removed is transmitted to the detected part. In addition, since the rigidity is smaller than that of metal, it can be reduced in the radial direction. As a result, it is possible to improve the detection accuracy and to realize a rotating body drive device that is excellent in size and weight reduction.

また請求項7では、回転板の外周上に慣性を増加させる部材を組み込むので、回転板全体の慣性モーメントが増加し、検出誤差となる高次の回転振動の影響を低減させる働きがある。その結果、任意の周期の速度変動に対応させて効率よく検出できる回転体駆動装置を実現することができる。
また請求項8では、回転板の外周側を折り曲げてあることで、同じ径のものと比較して回転板全体の慣性モーメントが増加し、検出誤差となる高次の回転振動の影響を低減させる働きがある。その結果、任意の周期の速度変動に対応させて効率よく検出できる回転体駆動装置を実現することができる。
また請求項9では、回転板に接触式の摩擦負荷を加える構成としたので、求めたい任意の周期よりも速い周期(高次)の回転振動の影響を低減させる働きがある。その結果、検出誤差となる振動を低減できる回転体駆動装置を実現することができる。
また請求項10では、従動軸を支持する軸受けと同じフレームに検出器を取り付いているので、外部などからの並進方向の加振があった場合、被検出部と検出部は、同じ振幅と位相で並進振動する。その結果、検出誤差となる並進振動を低減できる回転体駆動装置を実現することができる。
また請求項11では、画像形成装置が請求項1乃至10の何れか一項に記載の回転体駆動装置を備えたので、回転振動によるジターを抑制して画像品質を向上させることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, since a member for increasing the inertia is incorporated on the outer periphery of the rotating plate, the inertia moment of the entire rotating plate is increased, and there is a function of reducing the influence of higher-order rotational vibration that becomes a detection error. As a result, it is possible to realize a rotating body drive device that can efficiently detect a change in speed with an arbitrary period.
According to the eighth aspect of the invention, since the outer peripheral side of the rotating plate is bent, the inertia moment of the entire rotating plate is increased as compared with that of the same diameter, thereby reducing the influence of higher-order rotational vibration that becomes a detection error. There is work. As a result, it is possible to realize a rotating body drive device that can efficiently detect a change in speed with an arbitrary period.
Further, in the ninth aspect, since a contact-type friction load is applied to the rotating plate, there is a function of reducing the influence of rotational vibration having a cycle (higher order) faster than an arbitrary cycle to be obtained. As a result, it is possible to realize a rotating body drive device that can reduce vibrations that are detection errors.
Further, in claim 10, since the detector is mounted on the same frame as the bearing supporting the driven shaft, the detected portion and the detecting portion have the same amplitude and phase when there is a vibration in the translational direction from the outside. Translational vibration. As a result, it is possible to realize a rotating body drive device that can reduce translational vibration that is a detection error.
In the eleventh aspect, since the image forming apparatus includes the rotating body driving device according to any one of the first to tenth aspects, it is possible to improve image quality by suppressing jitter caused by rotational vibration.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図1(a)は本発明の回転体駆動装置の概略構成図である。この回転体駆動装置100は、制御装置10により回転速度の制御が行われる駆動モータ(駆動源)1と、この駆動モータ1の駆動軸16にカップリング2により連結された駆動ギヤ(伝達機構部)3と、この駆動ギヤ3により従動される従動ギヤ(伝達機構部)4と、この従動ギヤ4の従動軸8にカップリング5により連結された従動側回転体6と、従動軸8に取り付けられた回転板(回転速度検出手段)7と、回転板7の外周上に取り付けられた被検出部(回転速度検出手段)9と、この被検出部9を検出する検出器(回転速度検出手段)15と、検出器15により検出された回転速度に基づいて駆動モータ1の回転速度を制御する制御装置(制御部)10と、を備えて構成される。尚、回転板7、被検出部9及び検出器15により回転速度検出手段17を構成するものとする。また駆動ギヤ16と従動側回転体6はそれぞれカップリング2とカップリング5により駆動モータ1及び従動ギヤ4と連結されているが、直接、駆動軸16及び従動軸8に取り付けても良い。また、回転板7の外周には等間隔に被検出部9が取り付けられているものとする。そして、被検出部9はスリット、マーク、或いは磁石の何れでもよく、検出器15のタイプに合わせて決定される。本実施形態では被検出部9はスリットとし、検出器15は透過型のセンサとする。
図1(b)は第1の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図であり、(b−a)は正面図であり、(b−b)は側断面図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この回転速度検出手段17は、回転板7の外周上に等間隔に配置された4つのスリット9と、4つのスリット9に光を透過して位置を検出する透過型センサ15と、回転板7の中心部に形成された弾性体20とを備え、回転板7は従動軸8の回転方向に変位可能な弾性体20を介して従動軸8に締結される。
このように本実施形態は、スリット9のスリット数をカウントするのではなく、スリット9の通過時間を計測し、その結果から任意の周期の速度変動を、高精度に求めるための構成である。図1(a)のように駆動モータ1により駆動ギヤ3をカップリング2などを介して回転させ(モータ軸にギヤ歯を構成している場合はカップリング不要)、従動ギヤ4とカップリング5を介して従動側回転体6を駆動する。通常は駆動軸16上のモータ角度検出信号13からの出力を元に制御装置10により等速制御を行っている。本実施形態の構成では、回転板7の外周上にスリット9を設け、透過型センサ15で通過時間を計測し、この時間から任意の周期の速度変動を算出し、これを打ち消すように速度基準信号12を制御装置10により生成して動作させている。この時間を計測するため、任意の周期以外、特に高次側の回転振動がスリット9に加わると、その影響で任意の周期の速度変動検出精度が低下する。そこで、図1(b)のように回転板7と従動軸8とを回転方向に変位可能な弾性体20を介して締結する。これにより様々な原因で従動軸8上に高次の振動が重畳されてもこの弾性体20によって振動が遮断されスリット9には伝わらない。
またこの弾性体20の硬さは、任意の周期の振動以下のものを伝えるようにしておく。一般に回転における振動は、偏心組付けなどでの1次成分(従動軸1回転周期=周波数fo[Hz])の振動が大きく、これを任意の周期とすれば、2次成分(周波数2×fo[Hz])以上のものを遮断することで、高精度に1次成分の検出が可能となる。これにより、この検出結果を用いて補正制御すると高精度な回転駆動をすることができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
Fig.1 (a) is a schematic block diagram of the rotary body drive device of this invention. The rotary body drive device 100 includes a drive motor (drive source) 1 whose rotational speed is controlled by the control device 10 and a drive gear (transmission mechanism section) connected to a drive shaft 16 of the drive motor 1 by a coupling 2. ) 3, a driven gear (transmission mechanism) 4 driven by the drive gear 3, a driven rotary body 6 coupled to the driven shaft 8 of the driven gear 4 by a coupling 5, and the driven shaft 8. The rotation plate (rotation speed detection means) 7, the detected part (rotation speed detection means) 9 mounted on the outer periphery of the rotation plate 7, and the detector (rotation speed detection means) for detecting the detected part 9 ) 15 and a control device (control unit) 10 that controls the rotational speed of the drive motor 1 based on the rotational speed detected by the detector 15. The rotating plate 7, the detected part 9 and the detector 15 constitute a rotational speed detecting means 17. The drive gear 16 and the driven side rotating body 6 are connected to the drive motor 1 and the driven gear 4 by the coupling 2 and the coupling 5, respectively, but may be directly attached to the drive shaft 16 and the driven shaft 8. Further, it is assumed that the detected portions 9 are attached to the outer periphery of the rotating plate 7 at equal intervals. The detected portion 9 may be a slit, a mark, or a magnet, and is determined according to the type of the detector 15. In the present embodiment, the detected portion 9 is a slit, and the detector 15 is a transmissive sensor.
FIG.1 (b) is a figure which shows the structure of the rotational speed detection means 17 which concerns on 1st Embodiment, (ba) is a front view, (bb) is a sectional side view. The same components will be described with the same reference numerals. The rotation speed detecting means 17 includes four slits 9 arranged at equal intervals on the outer periphery of the rotating plate 7, a transmission type sensor 15 that transmits light through the four slits 9 and detects the position, and the rotating plate 7. The rotating plate 7 is fastened to the driven shaft 8 via the elastic body 20 that can be displaced in the rotational direction of the driven shaft 8.
As described above, the present embodiment is a configuration for measuring the passage time of the slit 9 instead of counting the number of slits 9 and determining the speed fluctuation of an arbitrary period from the result with high accuracy. As shown in FIG. 1 (a), the drive gear 1 is rotated by the drive motor 1 via the coupling 2 or the like (no coupling is required when the gear shaft is configured with a gear tooth), and the driven gear 4 and the coupling 5 are rotated. The driven-side rotator 6 is driven via Normally, constant speed control is performed by the control device 10 based on the output from the motor angle detection signal 13 on the drive shaft 16. In the configuration of the present embodiment, the slit 9 is provided on the outer periphery of the rotating plate 7, the passage time is measured by the transmission sensor 15, the speed fluctuation of an arbitrary period is calculated from this time, and the speed reference is made to cancel this. The signal 12 is generated and operated by the control device 10. In order to measure this time, in particular, when higher-order rotational vibration is applied to the slit 9 except for an arbitrary period, the speed fluctuation detection accuracy of the arbitrary period is lowered due to the influence. Therefore, as shown in FIG. 1B, the rotating plate 7 and the driven shaft 8 are fastened via an elastic body 20 that can be displaced in the rotational direction. As a result, even if higher-order vibration is superimposed on the driven shaft 8 for various reasons, the vibration is blocked by the elastic body 20 and is not transmitted to the slit 9.
Further, the hardness of the elastic body 20 is set so as to transmit the vibrations having an arbitrary period or less. In general, vibrations in rotation are large in the primary component (driven shaft 1 rotation period = frequency fo [Hz]) in eccentric assembly or the like. If this is an arbitrary period, the secondary component (frequency 2 × fo) [Hz]) By blocking the above components, the primary component can be detected with high accuracy. Thereby, if correction control is performed using this detection result, highly accurate rotation drive can be performed.

図2は本発明の第2の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図であり、(a)は正面図であり、(b)は側断面図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この回転速度検出手段17は、回転板7の外周上に等間隔に配置された4つのスリット9と、4つのスリット9に光を透過して位置を検出する透過型センサ15と、回転板7の中心部に形成された弾性体21とを備え、回転板7は従動軸8の回転方向に変位可能な弾性体21を介して従動軸8に締結される。本実施形態の弾性体21は図2のように渦巻ばね21aで構成する。これによりスリット9を製作する板金金型に渦巻ばね21aも併せて構成できるようにする。またスリット9と渦巻ばね21aが一体構造で形成されるので、部品点数増加によるコスト増も防げるとともに、渦巻ばね21aの組付け作業工数も増やすことなく行える。また、回転方向以外の並進振動に関しても合わせて弾性変形できるので、軸方向の高次の並進振動も遮断することができる。この方法は、回転体7と同じ材質で渦巻ばね21aも構成できるので、樹脂やゴムなどに比べ環境温度による影響も受けにくく、長期使用にも対応可能である。   2A and 2B are diagrams showing the configuration of the rotational speed detecting means 17 according to the second embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a front view and FIG. 2B is a side sectional view. The same components will be described with the same reference numerals. The rotation speed detecting means 17 includes four slits 9 arranged at equal intervals on the outer periphery of the rotating plate 7, a transmission type sensor 15 that transmits light through the four slits 9 and detects the position, and the rotating plate 7. The rotating plate 7 is fastened to the driven shaft 8 via the elastic body 21 that can be displaced in the rotation direction of the driven shaft 8. The elastic body 21 of this embodiment is comprised by the spiral spring 21a like FIG. Thus, the spiral spring 21a can be configured together with the sheet metal mold for manufacturing the slit 9. Further, since the slit 9 and the spiral spring 21a are integrally formed, it is possible to prevent an increase in cost due to an increase in the number of parts and to increase the number of steps for assembling the spiral spring 21a. In addition, since the translational vibration other than the rotation direction can be elastically deformed, higher-order translational vibration in the axial direction can also be blocked. In this method, the spiral spring 21a can be made of the same material as that of the rotating body 7, so that it is less susceptible to environmental temperature than resin or rubber, and can be used for a long time.

図3は本発明の第3の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図であり、(a)は正面図であり、(b)は側断面図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この回転速度検出手段17は、回転板7の外周上に等間隔に配置された4つのスリット9と、4つのスリット9に光を透過して位置を検出する透過型センサ15と、回転板7の中心部に形成された弾性体22とを備え、回転板7は従動軸8の回転方向に変位可能な弾性体22を介して従動軸8に締結される。本実施形態の弾性体を図3のようにゴム22aで構成する。スリット9と従動軸8との間にゴム22aを介することで、ゴム22aの伸び縮みを利用して組付け作業が簡単にできる。また、金属に比べゴム22aは粘性が大きく高次の回転と並進振動を効率よく吸収できるので、ゴム22aの形状を小さくすることができ、よりコンパクトなレイアウトに適しており軽量化できる。
図4は本発明の第4の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図であり、(a)は正面図であり、(b)は側断面図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この回転速度検出手段17は、回転板7の外周上に等間隔に配置された4つのスリット9と、4つのスリット9に光を透過して位置を検出する透過型センサ15と、回転板7の中心部に形成された弾性体23とを備え、回転板7は従動軸8の回転方向に変位可能な弾性体23を介して従動軸8に締結される。本実施形態の弾性体を図4のように複数の板ばね23aで構成する。スリット9を製作する板金金型に複数の板ばねも合わせて構成できるようにする。図のように板ばね23aの両端を90度ねじることで、回転方向にたわみやすくすることができる。スリット9と弾性体23が一体構造で形成されるので、部品点数増加によるコスト増も防げるとともに弾性体23の組付け作業工数も増やすことなく行える。また、渦巻ばね21aに比べ、軸方向の並進振動に対して強いので、被検出部のスリット9と検出器15が接触することなく動作することができる。また回転板7と同じ材質で弾性体23も構成できるので、樹脂やゴムなどに比べ環境温度による影響も受けにくく、長期使用にも対応可能である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the configuration of the rotational speed detecting means 17 according to the third embodiment of the present invention, where FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a side sectional view. The same components will be described with the same reference numerals. The rotation speed detecting means 17 includes four slits 9 arranged at equal intervals on the outer periphery of the rotating plate 7, a transmission type sensor 15 that transmits light through the four slits 9 and detects the position, and the rotating plate 7. The rotating plate 7 is fastened to the driven shaft 8 via an elastic body 22 that can be displaced in the rotational direction of the driven shaft 8. The elastic body of this embodiment is comprised with rubber | gum 22a like FIG. By interposing the rubber 22a between the slit 9 and the driven shaft 8, the assembling work can be simplified using the expansion and contraction of the rubber 22a. In addition, the rubber 22a has a higher viscosity than metal and can absorb high-order rotation and translational vibration efficiently, so that the shape of the rubber 22a can be reduced, and it is suitable for a more compact layout and can be reduced in weight.
4A and 4B are diagrams showing the configuration of the rotational speed detecting means 17 according to the fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a front view, and FIG. 4B is a side sectional view. The same components will be described with the same reference numerals. The rotation speed detecting means 17 includes four slits 9 arranged at equal intervals on the outer periphery of the rotating plate 7, a transmission type sensor 15 that transmits light through the four slits 9 and detects the position, and the rotating plate 7. The rotary plate 7 is fastened to the driven shaft 8 via the elastic body 23 that can be displaced in the rotation direction of the driven shaft 8. The elastic body of this embodiment is comprised by the some leaf | plate spring 23a like FIG. A plurality of leaf springs can be configured together with the sheet metal mold for manufacturing the slit 9. By twisting both ends of the leaf spring 23a by 90 degrees as shown in the figure, it is possible to easily bend in the rotation direction. Since the slit 9 and the elastic body 23 are formed in an integral structure, it is possible to prevent an increase in cost due to an increase in the number of parts and to increase the number of assembling steps for the elastic body 23. Further, since it is more resistant to translational vibration in the axial direction than the spiral spring 21a, it can operate without contact between the slit 9 of the detected portion and the detector 15. Further, since the elastic body 23 can be made of the same material as that of the rotating plate 7, it is less susceptible to environmental temperature than resin and rubber, and can be used for a long time.

図5は本発明の第5の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この回転速度検出手段17は、回転板7の外周上に等間隔に配置された4つのスリット9と、4つのスリット9に光を透過して位置を検出する透過型センサ15と、回転板7の中心部に形成された弾性体24とを備え、回転板7は従動軸8の回転方向に変位可能な弾性体24を介して従動軸8に締結される。本実施形態の弾性体を図5のように回転板7と弾性体24を樹脂で成型加工する。スリット9と弾性体24が一体構造で形成されるので、部品点数増加によるコスト増も防げるとともに弾性体24の組付け作業工数も増やすことなく行える。弾性体24を形成する方法としては、図のように細くした梁24aを複数設けても良いし、弾性の値を変化させるように湾曲させた梁24bを利用する方法もある。金属製と比較して、軽く、また、剛性が小さいので弾性体24を径方向に長くすることなく、小径化できる。また、外周部の肉厚も簡単に調整でき、これによって遮断する周波数を簡単に変えることができる。
図6は本発明の第6の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この回転速度検出手段17は、回転板7の外周上に等間隔に配置された4つのスリット9と、4つのスリット9に光を透過して位置を検出する透過型センサ15と、回転板7の中心部に形成された弾性体20とを備え、回転板7は従動軸8の回転方向に変位可能な弾性体20を介して従動軸8に締結される。そして、本実施形態では、図6のように回転板7の外周上に慣性を増加させる部材25を組み込む。これは回転板7の慣性を大きくするイナーシャ効果で、検出誤差となる高次の回転振動の影響を低減でき、対象とする任意の周期の速度変動を忠実に求めることができる。具体的な方法としては、密度の大きい部材(黄銅や鉄系など)をリング状とし、検出部とカシメ結合させる。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the rotational speed detecting means 17 according to the fifth embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals. The rotation speed detecting means 17 includes four slits 9 arranged at equal intervals on the outer periphery of the rotating plate 7, a transmission type sensor 15 that transmits light through the four slits 9 and detects the position, and the rotating plate 7. The rotating plate 7 is fastened to the driven shaft 8 via an elastic body 24 that can be displaced in the rotational direction of the driven shaft 8. As shown in FIG. 5, the rotating body 7 and the elastic body 24 of the elastic body of this embodiment are molded with resin. Since the slit 9 and the elastic body 24 are integrally formed, it is possible to prevent an increase in cost due to an increase in the number of parts and to increase the number of assembling steps for the elastic body 24. As a method of forming the elastic body 24, there may be provided a plurality of thin beams 24a as shown in the figure, or a method using a beam 24b curved so as to change the value of elasticity. Since it is lighter and less rigid than metal, the diameter of the elastic body 24 can be reduced without lengthening it in the radial direction. In addition, the thickness of the outer peripheral portion can be easily adjusted, whereby the cutoff frequency can be easily changed.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the rotational speed detecting means 17 according to the sixth embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals. The rotation speed detecting means 17 includes four slits 9 arranged at equal intervals on the outer periphery of the rotating plate 7, a transmission type sensor 15 that transmits light through the four slits 9 and detects the position, and the rotating plate 7. The rotating plate 7 is fastened to the driven shaft 8 via the elastic body 20 that can be displaced in the rotational direction of the driven shaft 8. And in this embodiment, the member 25 which increases an inertia is integrated on the outer periphery of the rotating plate 7 like FIG. This is an inertia effect that increases the inertia of the rotating plate 7, can reduce the influence of higher-order rotational vibration that becomes a detection error, and can faithfully obtain the speed fluctuation of an arbitrary period of interest. As a specific method, a member having a high density (such as brass or iron) is formed in a ring shape, and the detection unit is caulked and coupled.

図7は本発明の第7の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この回転速度検出手段17は、回転板7の外周上に等間隔に配置された4つのスリット9と、4つのスリット9に光を透過して位置を検出する透過型センサ15と、回転板7の中心部に形成された弾性体20とを備え、回転板7は従動軸8の回転方向に変位可能な弾性体20を介して従動軸8に締結される。本実施形態では、図7のように折り曲げ加工可能な材質で回転板7を製作し、その外周側を例えば内側に折り曲げることで、回転板7の慣性を増加させている。これは回転板7の慣性を大きくするイナーシャ効果で、検出誤差となる高次の回転振動の影響を低減でき、対象とする任意の周期の速度変動を忠実に求めることができる。また折り曲げることで、回転半径も小さくでき小型化に適している。
図8は本発明の第8の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この回転速度検出手段17は、回転板7の外周上に等間隔に配置された4つのスリット9と、4つのスリット9に光を透過して位置を検出する透過型センサ15と、回転板7の中心部に形成された弾性体20とを備え、回転板7は従動軸8の回転方向に変位可能な弾性体20を介して従動軸8に締結される。本実施形態では、図8のように回転板7に、接触式の摩擦負荷が加わるように摩擦減衰部27を接触させる。この摩擦減衰部27はアーム27aとその先端に設けた摺動部27bにより構成され、接触摩擦によって求めたい任意の周期よりも速い周期(高次)の回転振動の影響を低減させる働きがある。それにより、高精度な検出が可能となる。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the rotational speed detecting means 17 according to the seventh embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals. The rotation speed detecting means 17 includes four slits 9 arranged at equal intervals on the outer periphery of the rotating plate 7, a transmission type sensor 15 that transmits light through the four slits 9 and detects the position, and the rotating plate 7. The rotating plate 7 is fastened to the driven shaft 8 via the elastic body 20 that can be displaced in the rotational direction of the driven shaft 8. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the rotating plate 7 is made of a material that can be bent and the outer peripheral side thereof is bent inward, for example, to increase the inertia of the rotating plate 7. This is an inertia effect that increases the inertia of the rotating plate 7, can reduce the influence of higher-order rotational vibration that becomes a detection error, and can faithfully obtain the speed fluctuation of an arbitrary period of interest. In addition, the bending radius can be reduced by bending, which is suitable for downsizing.
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the rotational speed detecting means 17 according to the eighth embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals. The rotation speed detecting means 17 includes four slits 9 arranged at equal intervals on the outer periphery of the rotating plate 7, a transmission type sensor 15 that transmits light through the four slits 9 and detects the position, and the rotating plate 7. The rotating plate 7 is fastened to the driven shaft 8 via the elastic body 20 that can be displaced in the rotational direction of the driven shaft 8. In this embodiment, as shown in FIG. 8, the friction damping part 27 is brought into contact with the rotating plate 7 so that a contact-type friction load is applied. The friction damping part 27 is composed of an arm 27a and a sliding part 27b provided at the tip thereof, and has a function of reducing the influence of rotational vibration having a period (higher order) faster than an arbitrary period desired to be obtained by contact friction. Thereby, highly accurate detection becomes possible.

図9は本発明の第9の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この回転速度検出手段17は、回転板7の外周上に等間隔に配置された4つのスリット9と、4つのスリット9に光を透過して位置を検出する透過型センサ15と、回転板7の中心部に形成された弾性体20とを備え、回転板7は従動軸8の回転方向に変位可能な弾性体20を介して従動軸8に締結される。本実施形態では、図9のように従動軸8を支持する軸受け28と同じフレーム29に透過型センサ15を取り付ける。これにより装置内の並進方向の振動や、それ以外の外部からの並進振動が加わった場合でも、同じベース(フレーム)上に検出される部品と検出する部品が組付くので、スリット9と透過型センサ15は同じような位相や振幅で振動する。その結果、検出誤差となる並進振動の影響を軽減することができる。   FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the rotational speed detecting means 17 according to the ninth embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals. The rotation speed detecting means 17 includes four slits 9 arranged at equal intervals on the outer periphery of the rotating plate 7, a transmission type sensor 15 that transmits light through the four slits 9 and detects the position, and the rotating plate 7. The rotating plate 7 is fastened to the driven shaft 8 via the elastic body 20 that can be displaced in the rotational direction of the driven shaft 8. In this embodiment, the transmission sensor 15 is attached to the same frame 29 as the bearing 28 that supports the driven shaft 8 as shown in FIG. As a result, even if translational vibrations in the device or other translational vibrations from the outside are applied, the parts to be detected and the parts to be detected are assembled on the same base (frame). The sensor 15 vibrates with the same phase and amplitude. As a result, it is possible to reduce the influence of translational vibration that becomes a detection error.

図10は本発明の回転体駆動装置を用いた画像形成装置の内部構造を概略的に示す図である。画像形成装置本体200の右側に給紙カセット30が着脱自在に装着され、本体左側には排紙口31が設けられている。給紙カセット30から排紙口31に至る用紙搬送路32の上方には、感光体33が回転自在に設けられて、その周囲にはそれぞれプロセスユニットとしての帯電器34、露光器35、現像器36が配列されている。さらに感光体33の外周には転写器37、クリーニング器38、除電器39等が配列されている。さらに用紙搬送路32に沿って上流から下流にむけて、給紙ローラ40、レジストローラ41、ヒートローラ42aとプレスローラ42bを有する定着器42、排紙ローラ43が配列されている。このような構成で、帯電器34によって感光体表面を帯電させ、その部分に露光器35からのレーザー光を走査することで静電潜像を形成する。その後、感光体33の回転により、静電画像は現像器36によってトナー画像として現像される。一方では、給紙カセット30内の用紙が給紙ローラ40によってレジストローラ41まで引き出され、感光体33の回転運動に同期回転するレジストローラ41によって用紙は感光体33下部に給紙される。感光体33上のトナー画像は転写器37によって用紙に転写され、その用紙が定着器42を通るときに用紙上の転写画像が定着される。その後、定着後の用紙は排紙ローラ43によって、排紙口31より排出される。またカラー機の場合、図示していないがこのプロセスユニットが4色分、装着されている。   FIG. 10 is a diagram schematically showing the internal structure of an image forming apparatus using the rotating body driving device of the present invention. A paper feed cassette 30 is detachably mounted on the right side of the image forming apparatus main body 200, and a paper discharge port 31 is provided on the left side of the main body. A photosensitive member 33 is rotatably provided above a paper conveyance path 32 from the paper feed cassette 30 to the paper discharge port 31, and a charger 34, an exposure device 35, and a development device as process units are provided around the photoconductor 33. 36 are arranged. Further, a transfer device 37, a cleaning device 38, a static eliminator 39, and the like are arranged on the outer periphery of the photosensitive member 33. Further, a paper feed roller 40, a registration roller 41, a fixing device 42 having a heat roller 42a and a press roller 42b, and a paper discharge roller 43 are arranged from upstream to downstream along the paper transport path 32. With such a configuration, the surface of the photosensitive member is charged by the charger 34, and an electrostatic latent image is formed by scanning the laser beam from the exposure device 35 in that portion. Thereafter, the electrostatic image is developed as a toner image by the developing device 36 by the rotation of the photosensitive member 33. On the other hand, the paper in the paper feed cassette 30 is pulled out to the registration roller 41 by the paper feed roller 40, and the paper is fed to the lower part of the photoconductor 33 by the registration roller 41 that rotates in synchronization with the rotational movement of the photoconductor 33. The toner image on the photosensitive member 33 is transferred to a sheet by the transfer unit 37, and the transferred image on the sheet is fixed when the sheet passes through the fixing unit 42. Thereafter, the sheet after fixing is discharged from the paper discharge port 31 by the paper discharge roller 43. In the case of a color machine, although not shown, this process unit is mounted for four colors.

このような製品では感光体ドラム軸の一定速度特性が画像品質に直接影響を与えるものであり、モータトルクをギヤによって感光体33の軸に伝え駆動している場合、モータ自身のトルク変動抑えることはもちろん、ギヤなどの伝達機構における伝達誤差の影響をドラム軸上で検出し、それを打ち消すようにモータを駆動することで定速性が保たれる。
そこで、感光体33を駆動する従動軸の速度検出する際の被検出部と、ベース側(フレーム側)の検出器で被検出部通過時間を計測し、それより任意の周期の速度変動を算出し、これに基づいて補正制御を行う画像形成装置で、従動軸と被検出部は回転方向に変位可能な弾性体を介して締結する構成とするものである。画像形成装置では、画像を形成するために複数のユニットでギヤを使用し、様々な振動が発生している。これらの振動が弾性体を介する事で被検出部に伝わりにくくなり、任意の周期の速度変動を忠実に測定できるようになる。
特にカラー機では多色重ね合わせするので、この任意の周期(例えば、ギヤ偏心などで発生する従動軸1次成分の周期)の速度変動を正確に測定し、補正制御することで、各色間での色むらの発生を抑えることができる。ここまで、感光体33に適用した場合について説明したが、同様に感光体ベルトを駆動する駆動ローラの駆動制御機構部や、中間転写ベルト方式での駆動ローラの駆動制御機構部にも適用できることは言うまでも無い。
In such a product, the constant speed characteristic of the photosensitive drum shaft directly affects the image quality. When the motor torque is transmitted to the shaft of the photosensitive member 33 by a gear and driven, the torque fluctuation of the motor itself is suppressed. Of course, the effect of transmission error in a transmission mechanism such as a gear is detected on the drum shaft, and the motor is driven so as to cancel it, so that the constant speed can be maintained.
Therefore, the detected part passing time is measured by the detected part when detecting the speed of the driven shaft that drives the photosensitive member 33 and the base side (frame side) detector, and the speed fluctuation of an arbitrary period is calculated therefrom. In the image forming apparatus that performs correction control based on this, the driven shaft and the detected part are fastened via an elastic body that can be displaced in the rotational direction. In an image forming apparatus, a plurality of units use gears to form an image, and various vibrations are generated. These vibrations are less likely to be transmitted to the detected part through the elastic body, and the speed fluctuation of an arbitrary period can be measured faithfully.
Especially in a color machine, since multiple colors are superimposed, the speed fluctuation of this arbitrary period (for example, the period of the primary component of the driven shaft generated by gear eccentricity, etc.) is accurately measured, and correction control is performed between each color. The occurrence of uneven color can be suppressed. Up to this point, the case where the present invention is applied to the photosensitive member 33 has been described. Similarly, the present invention can also be applied to a drive control unit for a driving roller that drives a photosensitive belt and a drive control unit for a drive roller in an intermediate transfer belt system. Needless to say.

本発明の回転体駆動装置の概略構成図。The schematic block diagram of the rotary body drive device of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図。The figure which shows the structure of the rotational speed detection means 17 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図。The figure which shows the structure of the rotational speed detection means 17 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図。The figure which shows the structure of the rotational speed detection means 17 which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図。The figure which shows the structure of the rotational speed detection means 17 which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図。The figure which shows the structure of the rotational speed detection means 17 which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図。The figure which shows the structure of the rotational speed detection means 17 which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図。The figure which shows the structure of the rotational speed detection means 17 which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施形態に係る回転速度検出手段17の構成を示す図。The figure which shows the structure of the rotational speed detection means 17 which concerns on the 9th Embodiment of this invention. 本発明の回転体駆動装置を用いた画像形成装置の内部構造を概略的に示す図。1 is a diagram schematically showing an internal structure of an image forming apparatus using a rotating body driving device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 駆動モータ(駆動源)、2 カップリング、3 駆動ギヤ(伝達機構部)、4 従動ギヤ(伝達機構部)、5 カップリング、6 従動側回転体、7 回転板(回転速度検出手段)、8 従動軸、9 被検出部(回転速度検出手段)、10 制御装置(制御部)、15 検出器(回転速度検出手段)、16 駆動軸、100 回転体駆動装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive motor (drive source), 2 coupling, 3 drive gear (transmission mechanism part), 4 driven gear (transmission mechanism part), 5 coupling, 6 driven side rotary body, 7 rotary plate (rotation speed detection means), 8 Driven shaft, 9 Detected part (rotational speed detecting means), 10 Control device (control part), 15 Detector (rotational speed detecting means), 16 Drive shaft, 100 Rotating body drive device

Claims (11)

外部から回転速度の制御を可能とした駆動源と、該駆動源の回転トルクを伝達する伝達機構部と、該伝達機構部により伝達された回転トルクにより従動される従動軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段により検出された回転速度に基づいて前記駆動源の回転速度を制御する制御部と、を備えた回転体駆動装置であって、
前記回転速度検出手段は、少なくとも1つ以上の被検出部を備えた回転板と、該被検出部を検出する検出器と、を備え、前記回転板は前記従動軸の回転方向に変位可能な弾性体を介して前記従動軸に締結されていることを特徴とする回転体駆動装置。
Detecting the rotational speed of the drive source that can control the rotational speed from the outside, the transmission mechanism that transmits the rotational torque of the drive source, and the driven shaft that is driven by the rotational torque transmitted by the transmission mechanism A rotating body drive device comprising: a rotation speed detection unit; and a control unit that controls the rotation speed of the drive source based on the rotation speed detected by the rotation speed detection unit,
The rotation speed detecting means includes a rotating plate provided with at least one detected portion and a detector for detecting the detected portion, and the rotating plate is displaceable in the rotation direction of the driven shaft. A rotating body driving device, wherein the rotating body driving device is fastened to the driven shaft via an elastic body.
前記弾性体は、1次成分の振動数以下を伝達し、2次成分以上の振動数を遮断する硬度を有する部材により構成されることを特徴とする請求項1に記載の回転体駆動装置。   2. The rotating body drive device according to claim 1, wherein the elastic body is configured by a member having a hardness that transmits a frequency equal to or lower than a first-order component and blocks a frequency equal to or higher than a second-order component. 前記弾性体は、渦巻ばねであることを特徴とする請求項1または2記載の回転体駆動装置。   The rotating body driving device according to claim 1, wherein the elastic body is a spiral spring. 前記弾性体は、ゴムであることを特徴とする請求項1または2記載の回転体駆動装置。   The rotating body driving device according to claim 1, wherein the elastic body is rubber. 前記弾性体は、複数の板ばねであることを特徴とする請求項1または2記載の回転体駆動装置。   The rotating body drive device according to claim 1, wherein the elastic body is a plurality of leaf springs. 前記弾性体は、梁状に形成された合成樹脂であることを特徴とする請求項1または2記載の回転体駆動装置。   3. The rotating body driving device according to claim 1, wherein the elastic body is a synthetic resin formed in a beam shape. 前記回転板の外周上に当該回転板の慣性を増加させる部材を組み込んだことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の回転体駆動装置。   The rotating body drive device according to claim 1, wherein a member that increases inertia of the rotating plate is incorporated on an outer periphery of the rotating plate. 前記回転板の外周縁部を折り曲げた構成とすることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の回転体駆動装置。   The rotating body driving device according to claim 1, wherein an outer peripheral edge portion of the rotating plate is bent. 前記回転板に接触式の摩擦負荷を加える構成としたことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の回転体駆動装置。   The rotating body driving device according to claim 1, wherein a contact friction load is applied to the rotating plate. 前記従動軸を支持する軸受けと同一のフレーム上に前記検出器を取り付けることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の回転体駆動装置。   The rotating body driving device according to any one of claims 1 to 9, wherein the detector is mounted on the same frame as a bearing that supports the driven shaft. 請求項1乃至10の何れか一項に記載の回転体駆動装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the rotating body driving device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100964637B1 (en) * 2008-01-15 2010-06-21 세메스 주식회사 Apparatus for transferring substrate and method for measuring speed of transferring substrate
KR101940957B1 (en) * 2018-07-26 2019-01-21 박성삼 Motor rotation detection device

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