JP2007052069A - Rotating device, photoreceptor drum rotating device and image forming apparatus - Google Patents
Rotating device, photoreceptor drum rotating device and image forming apparatus Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、回転駆動源,減速機および回転体の組み合わせにかかる回転装置に関し、特に、例えば回転駆動源の回転出力軸の偏心などによる、減速機入力軸側の回転周期の速度変動の抑制に関する。本発明の回転装置は例えば、静電潜像現像方式の、プリンタ,複写機,ファクシミリ装置の、感光体ドラム回転装置に用いることができる。 The present invention relates to a rotation device according to a combination of a rotation drive source, a speed reducer, and a rotating body, and more particularly to suppression of speed fluctuation of a rotation cycle on the speed reducer input shaft side due to, for example, eccentricity of a rotation output shaft of the rotation drive source. . The rotating device of the present invention can be used, for example, in a photosensitive drum rotating device of an electrostatic latent image developing type printer, copying machine, or facsimile machine.
例えば、静電潜像を形成するための感光体ドラムの回転速度は一定であることが必要であり、従来の画像形成装置では、感光体ドラムを駆動する電気モータの回転軸の回転角変位又は回転角速度を検出し、その検出結果に基づいて該モータの回転をフィードバック制御するものが知られている。この画像形成装置によれば、モータの回転速度変動を抑制して一定速度で回転させることにより、モータの回転速度変動によって生じる感光体ドラムの回転速度変動に起因した画像位置ずれや色ずれ等の画質低下を防止することができる。 For example, the rotational speed of the photosensitive drum for forming the electrostatic latent image needs to be constant. In the conventional image forming apparatus, the rotational angular displacement of the rotating shaft of the electric motor that drives the photosensitive drum or A device that detects the rotational angular velocity and feedback-controls the rotation of the motor based on the detection result is known. According to this image forming apparatus, by rotating the motor at a constant speed while suppressing fluctuations in the rotation speed of the motor, image position deviation, color deviation, and the like caused by fluctuations in the rotation speed of the photosensitive drum caused by fluctuations in the rotation speed of the motor. Image quality deterioration can be prevented.
ところが、上記モータを一定速度で回転させたとしても、感光体ドラムの回転軸に偏心があると、感光体ドラムに1回転周期の回転速度変動が生じてしまう。そこで、特許文献1は、感光体ドラムの回転速度(角速度)を、
ω+Asin(ωt+α)・・・(1)
Asin(ωt+α):感光体ドラムの偏心による速度変化、
と見なし、感光体ドラムの半周期の回転時間T1を計測し、T1の間の(1)式の積分値=π、なる後述の積分式(2)を用いて、駆動条件を変えて半周期の回転時間T11,T12を計測して、後述の積分式(2)のT1にT11を与えた式と、T1にT12を与えた式、あわせて2式を連立方程式として、未知数である振幅Aおよび位相αを算出して、すなわち感光体ドラムの偏心による速度変化関数Asin(ωt+α)を求めて、速度変化関数Asin(ωt+α)を用いて、感光体ドラムの回転速度をω(一定値)に安定化する。
However, even if the motor is rotated at a constant speed, if the rotation axis of the photosensitive drum is decentered, the rotational speed fluctuation of one rotation cycle occurs in the photosensitive drum. Therefore,
ω + Asin (ωt + α) (1)
Asin (ωt + α): speed change due to eccentricity of the photosensitive drum,
Therefore, the half-cycle rotation time T1 of the photosensitive drum is measured, and the integral value (π) of the equation (1) during T1 is integrated using the integration equation (2), which will be described later. Rotation times T11 and T12 are measured, and an amplitude A which is an unknown is obtained by using two equations as simultaneous equations, an equation in which T11 is given to T1 in an integration equation (2) described later, and an equation in which T12 is given to T1. And the phase α are calculated, that is, the speed change function Asin (ωt + α) due to the eccentricity of the photosensitive drum is obtained, and the rotational speed of the photosensitive drum is set to ω (a constant value) using the speed change function Asin (ωt + α). Stabilize.
特許文献2は、駆動モータと感光体ドラムの回転速度の減速比をM/N(M,Nは互いに素)に規定し、各感光体ドラムをN回転廻すNサイクルの中で、感光体ドラムの偏心周波数より高いところの駆動モータ5に起因する偏心周波数の位相合わせを行い、転写ベルト上にレジストレーションパッチを描画して、レジストレーションパッチの分布を検出することにより、感光体ドラムおよび駆動モータの偏心による感光体ドラムの位相ずれ量を検出する。
In
特許文献1では、感光体ドラム軸の偏心については検出が可能であり、その検出結果を基に感光体ドラムの定速度回転制御することが可能である。この方式は、感光体ドラムが規定回転角を回転したときの回転時間を2個所で観測し、2個所の通過時間を基に速度変動の振幅と位相を求めているというものである。ここで感光体ドラム軸の偏心成分の振幅と位相は上記通過時間から算出することができるが、減速機を介して感光体ドラムを回転駆動するので、モータ軸の偏心成分は、周波数成分が高いため、算出できない。モータ軸の偏心成分を検出するためには高周波成分検出のために観測箇所を細かく精細に設定しなければならず、時間観測するための回転板の精度を高くしなければならない。観測箇所が多い高精度の回転板を実現することは大変困難で、また実際に作成が可能であってもコストアップとなってしまうという問題があった。
In
特許文献2は、モータ軸及び感光体ドラムの回転軸の偏心による影響を、実際に無端状ベルトに作像した画像を検知することにより実現する。この手段では、各偏心を補正するために実際に作像する必要があるうえ、白黒画像形成装置のように無端状ベルトを持たないものについては、制御することができない。
本発明は、観測箇所が多い高精度のエンコーダを用いることなく、モータ軸の偏心等、減速機入力軸側の偏心による速度変化を検出し抑制することを第1の目的とし、併せて減速機出力軸側の偏心による速度変化も抑制することを第2の目的とする。 A first object of the present invention is to detect and suppress a speed change caused by eccentricity on the reduction gear input shaft side, such as eccentricity of a motor shaft, without using a high-precision encoder with many observation points. A second object is to suppress speed change due to eccentricity on the output shaft side.
(1)回転体(40);
回転駆動源(41m);
該回転駆動源の回転駆動力を前記回転体に伝達する、減速比(R)が非整数の減速機(VR);
前記回転体の整数回転の時間{(T1+T2;T3+T4)/(T1+T2+T3+T4,T5+T6+T7+T8)}を計測する回転時間計測手段(Mf,Ms,Sm,41pp,41P);
先行の前記整数回転の計測時間{(T1+T2);(T1+T2+T3+T4)}とそれに続く後行の前記整数回転の計測時間{(T3+T4);(T5+T6+T7+T8)}に基づいて、前記回転体の回転周期の、減速比(R)分の1の周期の速度変化関数{Bsin(Rωt+β)}を導出する周期変化検出手段(41P;図10,数2/図12,数3/図14,数4);
導出された速度変化関数の変化信号{Bsin(Rωt+β)}を発生する関数発生手段(41fg);および、
該関数発生手段が発生する変化信号を用いて、前記回転体の回転周期の、減速比(R)分の1の周期の速度変化を相殺するように前記回転駆動源を回転付勢する回転制御手段(RE,41fc,41d);
を備える回転装置。
(1) Rotating body (40);
Rotation drive source (41m);
A reduction gear (VR) having a non-integer reduction ratio (R) for transmitting a rotation driving force of the rotation driving source to the rotating body;
Rotation time measuring means (Mf, Ms, Sm, 41pp, 41P) for measuring the integer rotation time {(T1 + T2; T3 + T4) / (T1 + T2 + T3 + T4, T5 + T6 + T7 + T8)} of the rotating body );
Measurement time of the preceding integer rotation {(T1 + T2); (T1 + T2 + T3 + T4)} followed by measurement time of the subsequent integer rotation {(T3 + T4); (T5 + T6 + T7 + T8)} Based on the above, the period change detecting means (41P; FIG. 10, Equation 2) for deriving a speed change function {Bsin (Rωt + β)} having a period of one reduction ratio (R) of the rotation period of the rotating body. FIG. 12,
Function generating means (41fg) for generating a change signal {Bsin (Rωt + β)} of the derived speed change function; and
Rotation control for rotating and energizing the rotation drive source so as to cancel out a speed change of a cycle of a reduction ratio (R) of the rotation cycle of the rotating body using a change signal generated by the function generating means Means (RE, 41fc, 41d);
A rotating device comprising:
なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実施例の対応又は相当要素の記号もしくは対応又は相当事項を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。 In addition, in order to facilitate understanding, in parentheses, the correspondence of the embodiment shown in the drawings and described later, or the symbol or the correspondence of the equivalent element, or the equivalent matter is added for reference. The same applies to the following.
前記回転体の回転速度(ω)の、減速比(R)倍の速度変化関数{Bsin(Rωt+β)}は、前記減速機(VR)の入力軸側の偏心による速度変化を表わすものであるので、それが抑制される。回転体の整数回転の時間を計測すればよいので、回転時間計測手段は、回転体の1個所の通過を検出して1回転の時間を観測すればよく、1個所に検出指標がある時間観測するための回転板を用いることができる。 The speed change function {Bsin (Rωt + β)} which is the reduction ratio (R) times the rotational speed (ω) of the rotating body represents the speed change due to the eccentricity on the input shaft side of the speed reducer (VR). Because there is, it is suppressed. Since it is only necessary to measure the time of integer rotation of the rotating body, the rotation time measuring means only needs to detect the time of one rotation by detecting the passage of one position of the rotating body, and time observation with a detection index at one position. A rotating plate can be used.
(1a)前記整数は1である(図10,数2/図12,数3)、上記(1)に記載の回転装置。
(1a) The rotating device according to (1), wherein the integer is 1 (FIG. 10,
(1b)前記整数は2である(図14,数4)、上記(1)に記載の回転装置。 (1b) The rotating device according to (1), wherein the integer is 2 (FIG. 14, Formula 4).
(2)前記回転時間計測手段(RD,Sm,41pp,41P)は、前記回転体の中心軸を中心とする円に沿って半周間隔で分布し、前記回転体に対して固定された2個の指標(Mf,Ms)、および、該2個の指標(Mf,Ms)の通過を検出して、一方の指標(Mf)の検出から他方の指標(Ms)の検出までの第1時間(T1,T3,T5,T7)および該他方の指標(Ms)の検出から該一方の指標(Mf)の検出までの第2時間(T2,T4,T6,T8)を計測し、第1時間と第2時間から、前記整数回転の時間{(T1+T2;T3+T4)/(T1+T2+T3+T4,T5+T6+T7+T8)}を算出する、固定設置の指標検出手段(Sm,41pp,41P)、を含む、上記(1)に記載の回転装置。 (2) The rotation time measuring means (RD, Sm, 41pp, 41P) are distributed at half-circumferential intervals along a circle centered on the central axis of the rotating body, and are fixed to the rotating body. First index (Mf, Ms) and the first time from detection of one index (Mf) to detection of the other index (Ms) by detecting the passage of the two indices (Mf, Ms) T1, T3, T5, T7) and the second time (T2, T4, T6, T8) from the detection of the other index (Ms) to the detection of the one index (Mf). A fixed installation index detection means (Sm, 41pp, {T1 + T2; T3 + T4) / (T1 + T2 + T3 + T4, T5 + T6 + T7 + T8)} is calculated from the second time. 41P). The rotating device according to (1) above.
これによれば、2個所に検出指標がある時間観測するための回転板を用いて、第1時間と第2時間の加算により、回転体の整数回転の時間が得られる。 According to this, by using the rotating plate for observing the time when the detection index exists at two locations, the time of integer rotation of the rotating body is obtained by adding the first time and the second time.
(3)前記減速比Rは、前記回転体の1回転毎の前記減速機の入力軸(モータ回転軸)の回転角度変化がπ/2以下となるものであり;前記回転時間計測手段(RD,Sm,41pp,41P)は、前記回転体の中心軸を中心とする円上にあって、前記回転体に対して固定された1個の指標(Mf)、および、該指標(Mf)の通過を検出して、該指標検出の1周期の時間(T1,T2:図12)を計測する、固定設置の指標検出手段(Sm,41pp,41P)、を含む、上記(1)に記載の回転装置。 (3) The reduction ratio R is such that a change in rotation angle of the input shaft (motor rotation shaft) of the speed reducer for each rotation of the rotating body is π / 2 or less; the rotation time measuring means (RD , Sm, 41pp, 41P) are on a circle centered on the central axis of the rotating body, and are one index (Mf) fixed to the rotating body, and the index (Mf) The fixed detection index detection means (Sm, 41pp, 41P) for detecting the passage and measuring the time (T1, T2: FIG. 12) of the index detection. Rotating device.
これによれば、回転体の1回転の時間を計測すればよいので、回転時間計測手段は、回転体の1個所の通過を検出して1回転の時間を観測すればよく、1個所に検出指標がある時間観測するための回転板を用いることができる。 According to this, since it is only necessary to measure the time of one rotation of the rotating body, the rotation time measuring means only has to detect the time of one rotation by detecting the passage of one position of the rotating body and detect it at one place. A rotating plate for observing the index for a certain time can be used.
(4)回転体(40);
回転駆動源(41m);
該回転駆動源の回転駆動力を前記回転体に伝達する、減速比(R)が非整数の減速機(VR);
前記回転体の中心軸を中心とする円に沿って、前記回転体の1回転の中の、前記減速機の入力軸(モータ回転軸)のπ/2回転に相当する角度(θ)を置いて分布し、前記回転体に対して固定された2個の指標(Mf,Ms)、および、該2個の指標(Mf,Ms)の通過を検出して、前記角度(θ)の回転時間(T1,T3)を計測し、先行の回転の計測時間(T1)とそれに続く後行の回転の計測時間(T3)に基づいて、前記回転体の回転周期の、減速比(R)分の1の周期の速度変化関数{Bsin(Rωt+β)}を導出する周期変化検出手段(41P;図15,図16,数5);
導出された速度変化関数の変化信号{Bsin(Rωt+β)}を発生する関数発生手段(41fg);および、
該関数発生手段が発生する変化信号を用いて、前記回転体の回転周期の、減速比(R)分の1の周期の速度変化を相殺するように前記回転駆動源を回転付勢する回転制御手段(RE,41fc,41d);
を備える回転装置。
(4) Rotating body (40);
Rotation drive source (41m);
A reduction gear (VR) having a non-integer reduction ratio (R) for transmitting a rotation driving force of the rotation driving source to the rotating body;
An angle (θ) corresponding to π / 2 rotation of the input shaft (motor rotating shaft) of the speed reducer in one rotation of the rotating body is set along a circle centered on the central axis of the rotating body. The two indexes (Mf, Ms) fixed to the rotating body and the passage of the two indexes (Mf, Ms) are detected, and the rotation time of the angle (θ) is detected. (T1, T3) is measured, and based on the preceding rotation measurement time (T1) and the subsequent rotation measurement time (T3), the rotation period of the rotating body is reduced by the reduction ratio (R). Period change detecting means (41P; FIGS. 15, 16, Equation 5) for deriving a speed change function {Bsin (Rωt + β)} of one period;
Function generating means (41fg) for generating a change signal {Bsin (Rωt + β)} of the derived speed change function; and
Rotation control for rotating and energizing the rotation drive source so as to cancel out a speed change of a cycle of a reduction ratio (R) of the rotation cycle of the rotating body using a change signal generated by the function generating means Means (RE, 41fc, 41d);
A rotating device comprising:
これによれば、2個所に検出指標がある時間観測するための回転板を用いて、一方の検出指標の検出から他方の検出指標の検出までの、前記角度(θ)分の時間を計測すればよい。計測される基準のパルス間隔時間と、π/2位相がずれて測定されるパルス間隔時間との間の回転体半周分の累積誤差を無くすことができ、よってより高精度にパルス間隔時間を計測できる。 According to this, using the rotating plate for observing the time when there is a detection index at two locations, the time corresponding to the angle (θ) from the detection of one detection index to the detection of the other detection index can be measured. That's fine. Accumulated error of half rotation of rotating body between measured pulse interval time and pulse interval time measured with π / 2 phase shift can be eliminated, so pulse interval time can be measured with higher accuracy. it can.
(5)回転体(40);
回転駆動源(41m);
該回転駆動源の回転駆動力を前記回転体に伝達する、減速比(R)が非整数の減速機(VR);
前記回転体の中心軸を中心とする円に沿って半周間隔で分布し、前記回転体に対して固定された2個の指標(Mf,Ms)、および、該2個の指標(Mf,Ms)の通過を検出して、一方の指標(Mf)の検出から他方の指標(Ms)の検出までの第1時間(T1,T3,・・・)および該他方の指標(Ms)の検出から該一方の指標(Mf)の検出までの第2時間(T2,T4,T6,・・・)を計測する回転時間計測手段(Mf,Ms,Sm,41pp,41P);
前記第1時間および第2時間に基づいて、前記回転体の回転周期の速度変化に、前記回転体の回転周期の減速比分の1の周期の速度変化が加わった速度変化関数{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}を導出する周期変化検出手段(41P;数6/数7);
導出された速度変化関数の変化信号{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}を発生する関数発生手段(41fg);および、
該関数発生手段が発生する変化信号を用いて、前記回転体の回転周期の速度変化に、前記回転体の回転周期の減速比分の1の周期の速度変化が加わった速度変化を相殺するように前記回転駆動源を回転付勢する回転制御手段(RE,41fc,41d);
を備える回転装置(図4)。
(5) Rotating body (40);
Rotation drive source (41m);
A reduction gear (VR) having a non-integer reduction ratio (R) for transmitting a rotation driving force of the rotation driving source to the rotating body;
Two indices (Mf, Ms) distributed at half-circumferential intervals along a circle centered on the central axis of the rotating body and fixed to the rotating body, and the two indices (Mf, Ms) ) And the first time (T1, T3,...) From the detection of one index (Mf) to the detection of the other index (Ms) and the detection of the other index (Ms) Rotation time measuring means (Mf, Ms, Sm, 41pp, 41P) for measuring the second time (T2, T4, T6,...) Until the detection of the one index (Mf);
Based on the first time and the second time, a speed change function {Asin (ωt +) obtained by adding a speed change of a period of a reduction ratio of the rotation period of the rotating body to a speed change of the rotation period of the rotating body. α) + Bsin (Rωt + β)} period change detecting means (41P; Equation 6 / Equation 7);
Function generating means (41fg) for generating a change signal {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β)} of the derived speed change function; and
By using the change signal generated by the function generating means, the speed change obtained by adding the speed change of one cycle of the reduction ratio of the rotation period of the rotating body to the speed change of the rotation period of the rotating body is offset. Rotation control means (RE, 41fc, 41d) for energizing the rotation drive source;
A rotating device (FIG. 4).
これによれば、2個所に検出指標がある時間観測するための回転板を用いて、前記回転体の回転周期の速度変化に、前記回転体の回転周期の減速比分の1の周期の速度変化が加わった速度変化関数{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}を導出することができ、回転体の、減速機入力軸側の偏心による速度変化のみならず、減速機出力軸側の偏心による速度変化も同時に抑制できる。 According to this, by using a rotating plate for observing for a time when there are detection indexes at two locations, the speed change of the rotation period of the rotating body is changed to the speed change of 1 / cycle ratio of the rotation period of the rotating body. The speed change function {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β)} can be derived, and not only the speed change due to the eccentricity of the speed reducer input shaft side but also the speed reducer output shaft side The speed change due to the eccentricity can be suppressed simultaneously.
(5a)前記関数発生手段(41fg)は、前記回転体の回転周期の速度変化関数{Asin(ωt+α)}の変化信号{Asin(ωt+α)}を発生する第1関数発生手段(FG1),前記回転体の回転周期の減速比(R)分の1の周期の速度変化関数{Bsin(Rωt+β)}の変化信号{Bsin(Rωt+β)}を発生する第2関数発生手段(FG2)、および、第1および第2関数発生手段(FG1,2)が発生する変化信号を加算する加算手段(ADR)、を含む;上記(5)に記載の回転装置。 (5a) The function generating means (41fg) is a first function generating means for generating a change signal {Asin (ωt + α)} of a speed change function {Asin (ωt + α)} of the rotation period of the rotating body ( FG1), a second function generation for generating a change signal {Bsin (Rωt + β)} of a speed change function {Bsin (Rωt + β)} having a period of a reduction ratio (R) of the rotation period of the rotating body The rotating device according to (5), further comprising: means (FG2); and adding means (ADR) for adding change signals generated by the first and second function generating means (FG1, 2).
これによれば、第1および第2関数発生手段(FG1,FG2)を個別にオン/オフすることにより、減速機出力軸側の偏心による速度変化のみを抑制する第1モード,減速機入力軸側の偏心による速度変化のみを抑制する第2モード,両速度変化を同時に抑制する第3モード、および、いずれの速度変化も抑制しない第0モード、を選択的に実行することができる。第0モードは、前記速度変化関数{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}を導出するための時間計測時に必要である。この第4モードで前記速度変化関数を導出し、導出した速度変化関数を第1および第2関数発生手段(FG1,FG2)に設定し、そして第3モードを実行することにより、速度変化{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}が抑制される。第1モードを実行すると、減速機入力軸側の偏心による速度変化のみの速度変化関数{Bsin(Rωt+β)}を計測又は導出することができ、第2モードを実行すると、減速機出力軸側の偏心による速度変化のみの速度変化関数{Asin(ωt+α)}を計測又は導出することができる。 According to this, the first mode and the second function generating means (FG1, FG2) are individually turned on / off to suppress only the speed change due to the eccentricity on the reduction gear output shaft side, the first mode reduction gear input shaft The second mode that suppresses only the speed change due to the eccentricity on the side, the third mode that suppresses both speed changes simultaneously, and the 0th mode that does not suppress any speed change can be selectively executed. The 0th mode is necessary for time measurement for deriving the speed change function {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β)}. In the fourth mode, the speed change function is derived, the derived speed change function is set in the first and second function generating means (FG1, FG2), and the third mode is executed, whereby the speed change {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β)} is suppressed. When the first mode is executed, the speed change function {Bsin (Rωt + β)} of only the speed change due to the eccentricity of the speed reducer input shaft can be measured or derived. When the second mode is executed, the speed reducer output shaft The speed change function {Asin (ωt + α)} of only the speed change due to the eccentricity on the side can be measured or derived.
(5b)前記回転制御手段(RE,41fc,41d)は、回転駆動源(41m)の回転速度(ωm)を検出する手段(RE,41f),回転体の目標速度(ω)に対する、回転駆動源(41m)の回転速度(ωm)の減速比(R)分の1(ωm/R)と関数発生手段(41fg)が発生する前記変化信号{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}との和(ωm/R+{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)})の偏差(ω−[ωm/R+{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}])を、零とするための制御信号を生成するフィードバック制御手段(41fc)、および、該制御信号に基づいて前記回転駆動源を回転付勢するモータドライバ(41d)、を含む;上記(5)又は(5a)に記載の回転装置。 (5b) The rotation control means (RE, 41fc, 41d) is a means (RE, 41f) for detecting the rotational speed (ωm) of the rotational drive source (41m), and the rotational drive with respect to the target speed (ω) of the rotating body. The change signal {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β) generated by the reduction ratio (R) of the rotational speed (ωm) of the source (41m) (ωm / R) and the function generating means (41fg) } (Ωm / R + {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β)}) deviation (ω− [ωm / R + {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β)}]) Feedback control means (41fc) for generating a control signal for zeroing, and a motor driver (41d) for rotatingly energizing the rotational drive source based on the control signal; (5) or (5a) ).
(5c)前記減速機(VR)は、入力軸と一体の駆動ギア(Gi)と、該駆動ギアに噛み合い、出力軸と一体の被駆動ギア(Go)を持つ、減速一段の歯車減速機である;上記(1)乃至(5b)のいずれか1つに記載の回転装置。 (5c) The reduction gear (VR) is a one-stage reduction gear reduction gear having a drive gear (Gi) integrated with the input shaft and a driven gear (Go) meshed with the drive gear and integrated with the output shaft. Yes; The rotating device according to any one of (1) to (5b) above.
(6)前記回転体は感光体ドラムであって、前記回転駆動源は電気モータ(41m)である;上記(1)1乃至(5)のいずれか1つに記載の感光体ドラム回転装置。 (6) The photosensitive drum rotating device according to any one of (1) to (5), wherein the rotating body is a photosensitive drum, and the rotation driving source is an electric motor (41m).
(7)転写ベルト(10);
該転写ベルトの移動方向に沿って配列された複数組の、請求項6に記載の感光体ドラム回転装置;
各感光体ドラムを荷電する荷電手段;
各感光体ドラムの荷電面を、画像信号で変調されたレーザ光で露光して静電潜像を形成するレーザ書込み手段(21);
静電潜像をトナー像に可視化する現像手段;および、
各感光体ドラムのトナー像を、前記転写ベルトを介して間接に、又は、前記転写ベルトで担持して直接に、用紙に転写する手段;
を備える画像形成装置(100)。
(7) Transfer belt (10);
The photosensitive drum rotating device according to claim 6, wherein a plurality of sets arranged along the moving direction of the transfer belt;
Charging means for charging each photosensitive drum;
Laser writing means (21) for forming an electrostatic latent image by exposing the charged surface of each photosensitive drum with a laser beam modulated by an image signal;
Developing means for visualizing the electrostatic latent image into a toner image; and
Means for transferring the toner image of each photosensitive drum onto a sheet indirectly through the transfer belt or directly supported by the transfer belt;
An image forming apparatus (100) comprising:
(8)上記(1)に記載の画像形成装置(100);
原稿の画像を読み取って該画像を表す画像データを生成する原稿スキャナ(300);および、
前記画像データを、前記画像形成装置の画像形成に適合する画像データに変換する画像データ処理手段(IPP);
を備える複写装置。
(8) The image forming apparatus (100) according to (1) above;
An original scanner (300) that reads an image of an original and generates image data representing the image; and
Image data processing means (IPP) for converting the image data into image data suitable for image formation of the image forming apparatus;
A copying apparatus comprising:
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施形態および実施例の説明より明らかになろう。 Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments and examples with reference to the drawings.
なお、以下の説明においては、特にことわらない限り、「速度」は、「角速度」を意味する。 In the following description, “speed” means “angular velocity” unless otherwise specified.
−実施形態1−
本発明の後述の実施例1の中の、図4に示す感光体ドラム回転装置を、参照する。感光体ドラム40は、減速機VRを介して、電気モータ41mで回転駆動される。減速機VRは、入力軸と一体の駆動ギアGiと、該駆動ギアに噛み合い、出力軸と一体の被駆動ギアGoを持つ、減速一段の歯車減速機である。モータの回転軸でもある減速機入力軸にはロータリエンコーダREが結合されており、モータの一回転の間に一連の電気パルスを発生する。該電気パルスの周期をフィードバックコントローラ41fcが計測し、計測した周期を感光体ドラム40の速度(計測速度)に変換し、与えられる感光体ドラムの目標速度ωに対する計測速度の差(目標速度ω−計測速度)に対応して、それを零にするためのデューテイのPWM(Pulse Width Modulation)パルスを生成してモータドライバ41dに出力する。モータドライバ41dはPWMパルスのデューテイに対応するレベルの電流を電気モータ41mに通電し、これにより、感光体ドラム40の速度が、目標速度ωとなるように制御される。
Reference is made to the photosensitive drum rotating device shown in FIG. 4 in Example 1 to be described later. The
ここで、例えば感光体ドラム40の回転軸が偏心していると、常に定速度でモータが回転していても、ドラム外周部分の速度は、図7に示す、ドラム40の偏心方向軸と直交する軸で仮想分割した回転中心軸Ar側半周は低速、反対側半周は高速となり、感光体ドラム40の表面速度は一定とならないことがわかる。この外周部分の速度差により、画像にむらができ、画像形成装置の画像品質に大きく影響する。この感光体ドラムの回転軸偏心を検出し、補正する方法として、図4および図7に示すように、回転ドラム40の中心軸Ad(減速機VRの出力軸)に回転板RDを固着し、該回転板RDには、回転板の半周ピッチで、ドラム40の偏心方向軸と直交する軸上に、第1指標Mfである第1透光スリットおよび第2指標Msである第2透光スリットが形成されている。回転中心軸Arを通る垂直線(図1の転写ベルト10の表面の鉛直線)上に、スリットを検出する透過型光センサすなわち指標センサSmが設置されている。指標センサSmのスリット検出信号すなわち指標検出信号は、パルス整形回路41ppで精密な矩形パルス(指標パルス)に整形および増幅されて、DSP(Degital Signal Processor)41Pに入力される。DSP41Pは、CPU,ROMおよびRAMに加えて、演算器(演算プロセッサ)およびクロックカウンタを備えるMPU(マイクロコンピュータ)である。
Here, for example, if the rotational axis of the
感光体ドラム軸Adが回転中心軸Arから偏心している場合には、感光体ドラム表面の速度変動は図8の(a)のようになる。また回転板RD上の対角線上の位置の第1および第2指標Mf,Msを検出した指標パルスは、図8の(b)のようになる。感光体ドラム1周で出力されるパルス時間T1とT2から、感光体ドラム軸Adの偏心成分の位相αと振幅Aを求めることができる。 When the photosensitive drum axis Ad is eccentric from the rotation center axis Ar, the speed fluctuation on the surface of the photosensitive drum is as shown in FIG. In addition, the index pulse obtained by detecting the first and second indices Mf and Ms on the diagonal line on the rotating plate RD is as shown in FIG. 8B. The phase α and the amplitude A of the eccentric component of the photosensitive drum axis Ad can be obtained from the pulse times T1 and T2 output in one round of the photosensitive drum.
例えば、感光体ドラム40の偏心による速度変動を含むドラム40の速度を次の(1)式のように表すことができるが、速度変動の半周期の回転角はπであるので、前半周期の時間T1および後半周期T2の各時間のドラム速度を積分するとπとなる。すなわち下記(2)式および(4)式が成立する。(2)式より(3)式が、また(4)式より(5)式が得られ、(3),(5)式を連立方程式として、未知数A(ドラム偏心による速度変化の振幅)およびα(ドラム偏心による速度変化の位相)を算出することができる。そこで、(3),(5)式を、振幅Aおよび位相αを算出する式に変形してその演算をするプログラムを、CPU制御の演算器に設定しておき、該演算器に計測値T1,T2を与えることによって、振幅A算出値および位相α算出値を得ることができる。
For example, the speed of the
しかし、電気モータ41mと感光体ドラム40の間に減速機VRがある場合、偏心は感光体ドラム40のみだけでなく、モータ軸にも存在する。仮に感光体ドラム軸Adの偏心はなく、モータ軸の偏心成分のみがあり、かつ減速比Rが4対1の場合、感光体ドラム表面に現れる速度変動は、図9の(a)のようになる。さらにこの時の上記2つの指標Mf,Msによるセンサ出力は、図9の(b)のようになる。2つの指標Mf,Msが対角線上に配置されているため、前半180度移動分の積分された通過時間T1と、後半180度分の通過時間T2は等しくなる。つまりモータ軸の偏心については、指標パルスの間隔時間T1とT2からは算出できないことがわかる。
However, when there is a reduction gear VR between the
そこで本発明の実施形態1では、減速機VRの減速比R(入力軸速度/出力軸速度)をあらかじめ非整数倍となるように構成しておく。感光体ドラム40の1回転でモータ41mの位相が180度(π)ずれるような減速比R、例えばR=2.5とする。感光体ドラム40の1周でモータ41mは2.5周し、感光体ドラム2周でモータが5周することになる。この場合の感光体ドラム表面に現れる速度変動は、図10の(a)のようになる。さらに、回転板RD上の対角線上の位置に2つの指標Mf,Msがある場合の指標パルス出力は、図10の(b)のようになる。
Therefore, in the first embodiment of the present invention, the reduction ratio R (input shaft speed / output shaft speed) of the reduction gear VR is configured in advance to be a non-integer multiple. A reduction ratio R is set such that the phase of the
ここで、減速比Rが整数であると、計測されたパルス間隔T1+T3=T2+T4となるが、減速比Rが非整数倍であるため、感光体ドラム1回転目と2回転目で回転角度が異なる。つまり、T1+T2≠T3+T4である。よって、これらのパルス間隔T1〜T4の相関から、モータ軸の偏心成分 Bsin(ωt+β) の位相βと振幅Bを求めることができる。例えば、モータ41mの偏心による速度変動を含むドラム40の速度を次の(6)式のように表すことができるが、感光体ドラム40の1回転の角度は2πであるので、先行の1回転時間(T1+T2)およびそれに続く後行の1回転時間(T3+T4)それぞれのドラム速度を積分すると2πとなる。すなわち下記(7)式および(9)式が成立する。(7)式より(8)式が、また(9)式より(10)式が得られ、(9),(10)式を連立方程式として、未知数B(モータ偏心による速度変化の振幅)およびβ(モータ偏心による速度変化の位相)を算出することができる。そこで、(8),(10)式を、振幅Bおよび位相βを算出する式に変形してその演算をするプログラムを、DSP41PのCPU制御の演算器に設定しておき、該演算器に計測値(T1+T2),(T3+T4)を与えることによって、振幅B算出値および位相β算出値を得る。
Here, if the reduction ratio R is an integer, the measured pulse interval T1 + T3 = T2 + T4 is obtained. However, since the reduction ratio R is a non-integer multiple, the rotation angle differs between the first rotation and the second rotation of the photosensitive drum. . That is, T1 + T2 ≠ T3 + T4. Therefore, the phase β and the amplitude B of the eccentric component Bsin (ωt + β) of the motor shaft can be obtained from the correlation between these pulse intervals T1 to T4. For example, the speed of the
ここで(T1+T2)および(T3+T4)はいずれも、図10に示す第1指標Mfの指標検出パルスの1周期であるので、このモータ偏心による速度変動の振幅Bおよび位相βを導出する為には、回転板RDには、図11に示すように、1個の指標Mfのみを設けて、指標検出パルスの1周期の時間を計測して、図12に示す、先行の1回転時間T1およびそれに続く後行の1回転時間T2を計測して、次の数3の(7a)式および(9a)式に示すように、それぞれを、(7),(9)式の前記(T1+T2)および(T3+T4)の代わりに用いればよい。いずれにしても、回転板RD上の指標は高精度を必要としない。 Here, (T1 + T2) and (T3 + T4) are both one period of the index detection pulse of the first index Mf shown in FIG. 10, so that the amplitude B and the phase β of the speed fluctuation due to the motor eccentricity are derived. As shown in FIG. 11, only one index Mf is provided on the rotating plate RD, and the time of one period of the index detection pulse is measured, and the preceding one rotation time T1 shown in FIG. The subsequent one rotation time T2 is measured, and as shown in the following equations (7a) and (9a), respectively, (T1 + T2) and ( What is necessary is just to use instead of T3 + T4). In any case, the index on the rotating plate RD does not require high accuracy.
そこで本発明の実施形態1は、感光体ドラム回転装置を図13に示す構成として、回転板RDは図11に示す1個の指標Mfのみを持つものとし、図13上のDSP41Pにて先行の1回転時間T1およびそれに続く後行の1回転時間T2を計測する。図13上のDSP41P上には、上記(7a)式および(9a)式を、振幅Bおよび位相βを算出する式に変形した演算、を実行するプログラムをロードした、CPU制御の演算器があり、DSP41Pは、該演算器に計測値T1,T2を与えることによって、振幅Bおよび位相βを算出する。そしてDSP41Pは、モータ軸偏心による感光体ドラム40の速度変動を表わす関数Bsin(2.5ωt+β)の値を発生する関数発生器FG2に、算出した振幅Bおよび位相βを与える。そしてオン(ON)を指示すると、関数発生器FG2が、DSP41Pが計測(検出)したモータ軸偏心による感光体ドラム40の速度変動関数Bsin(Rωt+β)の関数値信号を発生してフィードバックコントローラ41fcに出力する。コントローラ41fcは、感光体ドラム40の目標速度ωに対する、モータ41mの回転速度ωmの減速比R(ここではR=2.5)分の1(ωm/R)と、関数発生器FG2(41fg)が発生する前記速度変動関数{Bsin(Rωt+β)}との和(ωm/R+{Bsin(Rωt+β)})の偏差(ω−[ωm/R+{Bsin(Rωt+β)}])を、零とするためのデューティのPWMパルスを生成してモータドライバ41dに出力する。モータドライバ41dは、PWMパルスのデューテイに対応するレベルの電流を電気モータ41mに通電し、これにより、感光体ドラム40の速度が、目標速度ωとなるように制御される。
Therefore, in the first embodiment of the present invention, the photosensitive drum rotating device is configured as shown in FIG. 13, the rotating plate RD has only one index Mf shown in FIG. 11, and the preceding
ここで、減速比Rは感光体ドラム40の1回転でモータ41mの位相が2πずれるものに限らず、非整数比であればその比率はいくつでもかまわない。また、回転板RD上の指標についても1つ以上あればよく、その個数や位置関係は特に制限はない。さらに、感光体ドラム40の回転の時間を計測するための指標手段は、スリットつきの回転板RDに限らず、如何なる手段でもかまわない。感光体ドラム1周に1間隔以上の時間計測ができれば良い。
Here, the reduction ratio R is not limited to one in which the phase of the
−実施形態2−
感光体ドラム軸上に1つ以上の指標を持った回転板を設け、かつ感光体ドラム1回転毎のモータ回転角度変位がπ/2以下となるように減速比Rを設定する。例えば減速比Rを2.25とすると、感光体ドラム表面に現れる速度変動は図14の(a)のようになる。さらに、センサ出力は図14の(b)のようになる。感光体ドラム4回転で、モータ位相が2πずれ、感光体ドラムとの位相が一致する。T1からT8のパルス間隔時間と、それぞれの時間関係から、モータ軸の偏心成分の位相βと振幅Bを求めることができる。例えば、モータ41mの偏心による速度変動を含むドラム40の速度を次の(11)式のように表すことができるが、感光体ドラム40の1回転の角度は2πであるので、先行の2回転時間(T1+T2+T3+T4)およびそれに続く後行の2回転時間(T5+T6+T7+T8)のそれぞれのドラム速度を積分すると4πとなる。すなわち下記(12)式および(13)式が成立する。これらの式を、振幅Bおよび位相βを算出する式に変形してその演算をするプログラムを、DSP41PのCPU制御の演算器に設定しておき、該演算器に計測値(T1+T2+T3+T4),(T5+T6+T7+T8)を与えることによって、振幅B算出値および位相β算出値を得る。
A rotation plate having one or more indexes is provided on the photosensitive drum shaft, and the reduction ratio R is set so that the motor rotation angular displacement per rotation of the photosensitive drum is π / 2 or less. For example, when the reduction ratio R is 2.25, the speed fluctuation appearing on the surface of the photosensitive drum is as shown in FIG. Further, the sensor output is as shown in FIG. By rotating the photosensitive drum 4 times, the motor phase shifts by 2π, and the phase with the photosensitive drum matches. The phase β and the amplitude B of the eccentric component of the motor shaft can be obtained from the pulse interval times from T1 to T8 and the respective time relationships. For example, the speed of the
ここで(T1+T2+T3+T4)および(T5+T6+T7+T8)はいずれも、図14に示す第1指標Mfの指標検出パルスの2周期であるので、このモータ偏心による速度変動の振幅Bおよび位相βを導出する為には、回転板RDには、図11に示すように、1個の指標Mfのみを設けて、指標検出パルスの1周期の時間t1,t2,t3,t4,・・・を計測して、先行の2回転時間(t1+t2)およびそれに続く後行の2回転時間(t3+t4)を算出して、それぞれを、(12),(13)式の前記(T1+T2+T3+T4)および(T5+T6+T7+T8)の代わりに用いる。 Here, since (T1 + T2 + T3 + T4) and (T5 + T6 + T7 + T8) are two periods of the index detection pulse of the first index Mf shown in FIG. 14, in order to derive the amplitude B and phase β of the speed fluctuation due to the motor eccentricity. As shown in FIG. 11, the rotary plate RD is provided with only one index Mf, and measures the time t1, t2, t3, t4,. Two rotation times (t1 + t2) and subsequent two rotation times (t3 + t4) are calculated and used in place of (T1 + T2 + T3 + T4) and (T5 + T6 + T7 + T8) in equations (12) and (13), respectively.
実施形態2の感光体ドラム回転装置の主要構成は、図13と同様であるが、関数発生器FG2は、Bsin(2.25ωt+β)の関数値を発生するものであり、DSP41Pが感光体ドラム40の先行の2回転時間(t1+t2)およびそれに続く後行の2回転時間(t3+t4)を算出して、それらをCPU制御の演算器に与えて振幅Bおよび位相βを算出して、関数発生器FG2に与える。その他の構成および機能は、図13の、上述の実施形態1のものと同様である。
The main configuration of the photosensitive drum rotating apparatus according to the second embodiment is the same as that of FIG. 13, but the function generator FG2 generates a function value of Bsin (2.25ωt + β), and the
−実施形態3−
感光体ドラム40の軸上に図15のように2つの指標Mf,Msの位置関係がモータ41mの回転角度π/2となるような回転体RDを設けることにより、第1指標Mfからπ/2位相がずれて測定される第2指標Msとのパルス間隔時間に感光体ドラム半回転分の累積誤差を含まないことができ、より高精度にパルス間隔時間を測定することができる。指標Mf,Msの位置関係は、θ=(2π/減速比R)÷4、で決定できる。さらにこの場合のセンサ出力は図16の(b)のようになる。ここで指標パルス間隔時間T1は、モータ1/4回転つまりπ/2の角回転時間に相当する。ここでもT1とT3の時間関係から、モータ軸の偏心成分の位相と振幅を求めることができる。例えば、モータ41mの偏心による速度変動を含むドラム40の速度を次の(6)式のように表すことができるが、感光体ドラム40の、指標Mf,Ms間の回転角度はθであるので、感光体ドラム40の先行の1回転のθの間の計測時間T1それに続く後行の1回転のθの間の計測時間T2のそれぞれのドラム速度を積分するとθとなる。すなわち下記(14)式および(15)式が成立する。これらの式を、振幅Bおよび位相βを算出する式に変形してその演算をするプログラムを、DSP41PのCPU制御の演算器に設定しておき、該演算器に計測値T1,T2を与えることによって、振幅B算出値および位相β算出値を得る。
By providing a rotating body RD on the axis of the
実施形態3の感光体ドラム回転装置の主要構成は、図13と同様であるが、回転板RDが図15に示すように2つの指標Mf,Msをθ間隔で形成したものである点、ならびに、DSP41Pが図16の(b)に示すT1およびT3を計測して、モータ軸の偏心による感光体ドラム40の速度変動Bsin(Rωt+β)の振幅B算出値および位相β算出値を算出する点が異なる。その他の構成および機能は、図13の、上述の実施形態1のものと同様である。
The main configuration of the photosensitive drum rotating apparatus according to the third embodiment is the same as that in FIG. 13 except that the rotating plate RD has two indexes Mf and Ms formed at intervals of θ as shown in FIG. The
これによっても、指標は2つであり、時間計測がθの回転時間のみであるので、高精度エンコーダを必要とせず感光体ドラムを一定速度で回転するように制御することができる。ここで、2つの指標Mf,Msの位置関係をモータの回転角度π/2として説明しているが、2πに相当する位置関係でなければπ/2にこだわる必要はない。また、スリット数も2個以上であれば特に機能上制限されるものではない。 Also by this, since there are two indexes and the time measurement is only the rotation time of θ, it is possible to control the photosensitive drum to rotate at a constant speed without requiring a high-precision encoder. Here, the positional relationship between the two indices Mf and Ms has been described as the rotational angle π / 2 of the motor. However, if the positional relationship does not correspond to 2π, there is no need to stick to π / 2. In addition, the number of slits is not particularly limited as long as the number is two or more.
−実施形態4−
実施形態4は、実施形態1に、感光体ドラム40の偏心による感光体ドラムの速度変化Asin(ωt+α)を検出してその分の速度変動を抑制する制御を加えるものである。実施形態4の感光体ドラム回転装置を図4に示す。回転板RDには、図7に示すように、第1指標Mfおよび第2指標Msが形成されている。減速機VRは、入力軸と一体の駆動ギアGiと、該駆動ギアに噛み合い、出力軸と一体の被駆動ギアGoを持つ、減速一段の歯車減速機であり、減速比Rは2.5である。感光体ドラム40の回転速度変動は、図8の(a)に示す感光体ドラム40の偏心による速度変化に、図10の(a)に示すモータ41mの偏心による速度変化が重畳したものとなる。したがって感光体ドラム40の回転速度は、次の(16)式で表すことができる。(16)式の未知数は、振幅AおよびBならびに位相αおよびβ、合計4個である。指標パルスの位相は、図10の(b)に示す指標パルス位相に、図8の(b)に示す指標パルスの位相変化(プラス,マイナス)を加えたものとなるので、半周期計測時間は、感光体ドラム40の1回転の中でばらつくが、2回転周期で同じばらつきが繰り返される。したがって、下記(17)〜(20)式を連立方程式として、それらを、振幅A,Bおよび位相α,βを算出する式に変形してその演算をするプログラムを、DSP41PのCPU制御の演算器に設定しておき、該演算器に、図10に示す計測値T1,T2,T3およびT4を与えることによって、振幅A,Bおよび位相α,βを得る。
Embodiment 4
The fourth embodiment adds control to the first embodiment to detect the speed change Asin (ωt + α) of the photosensitive drum due to the eccentricity of the
この実施態様4では、図4に示す関数発生器41fgが、感光体ドラム40の偏心による速度変化関数Asin(ωt+α)の関数信号を発生する第1関数発生器FG1,感光体ドラム40の回転周期の減速比R分の1の周期の速度変化関数Bsin(Rωt+β)、R=2.5、の関数信号を発生する第2関数発生手段FG2、および、第1および第2関数発生手段FG1,FG2が発生する関数信号を加算する加算手段ADR、を含む。DSP41Pが、算出した振幅Aおよび位相αを第1関数発生器FG1に与え、算出した振幅Bおよび位相βを第2関数発生器FG2に与える。これにより、関数発生器41fgがAsin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)なる関数の瞬時値を示す関数信号を発生してフィードバックコントローラ41fcに出力する。
In the fourth embodiment, the function generator 41fg shown in FIG. 4 generates the function signal of the speed change function Asin (ωt + α) due to the eccentricity of the
フィードバックコントローラ41fcは、ロータリエンコーダREが発生する電気パルスの周期を計測し、計測した周期を感光体ドラム40の速度(計測速度ωm)に変換する。そして、感光体ドラム40の目標速度ωに対する、計測速度ωmの減速比R分の1(ωm/R)と関数発生器41fgが発生する前記関数信号{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}との和(ωm/R+{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)})の偏差
(ω−[ωm/R+{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}])
を、零とするためのデューティのPWMパルスを生成してモータドライバ41dに出力する。モータドライバ41dはPWMパルスのデューテイに対応するレベルの電流を電気モータ41mに通電し、これにより、感光体ドラム40の速度が、目標速度ωとなるように制御される。
The feedback controller 41fc measures the period of the electric pulse generated by the rotary encoder RE, and converts the measured period into the speed of the photosensitive drum 40 (measurement speed ωm). Then, the reduction ratio R / (R) of the measurement speed ωm with respect to the target speed ω of the photosensitive drum 40 (ωm / R) and the function signal {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β)} generated by the function generator 41fg. Deviation of sum (ωm / R + {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β)}) (ω− [ωm / R + {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β)}])
Is generated and output to the
図4に示す関数発生器41fgと、その中の第1および第2関数発生器FG1,FG2を個別にオン/オフするDSP41Pとの組み合わせにより、感光体ドラム40の偏心による速度変化のみを抑制する第1モード(FG1オン,FG2オフ),モータ41mの偏心による速度変化のみを抑制する第2モード(FG1オフ,FG2オン),両速度変化を同時に抑制する第3モード(FG1オン,FG2オン)、および、いずれの速度変化も抑制しない第0モード(FG1オフ,FG2オフ)、を選択的に実行することができる。第0モードは、前記速度変化関数{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}を導出するための時間計測時に必要である。この第4モードで前記速度変化関数を導出し、導出した速度変化関数を第1および第2関数発生器FG1,FG2に設定し、そして第3モードを実行することにより、速度変化{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}が抑制される。第1モードを実行すると、モータ41mの偏心による速度変化のみの速度変化関数{Bsin(Rωt+β)}を計測又は導出することができ、第2モードを実行すると、感光体ドラム40の偏心による速度変化のみの速度変化関数{Asin(ωt+α)}を計測又は導出することができる。
By combining the function generator 41fg shown in FIG. 4 and the
−実施形態5−
実施形態5は、実施形態2に、感光体ドラム40の偏心による感光体ドラムの速度変化Asin(ωt+α)を検出してその分の速度変動を抑制する制御を加えるものである。回転板RDには、図7に示すように、第1指標Mfおよび第2指標Msが形成されている。減速機VRは、入力軸と一体の駆動ギアGiと、該駆動ギアに噛み合い、出力軸と一体の被駆動ギアGoを持つ、減速一段の歯車減速機であり、減速比Rは2.25である。感光体ドラム40の回転速度変動は、図8の(a)に示す感光体ドラム40の偏心による速度変化に、図14の(a)に示すモータ41mの偏心による速度変化が重畳したものとなる。したがって感光体ドラム40の回転速度は、次の(16)式で表すことができる。(16)式の未知数は、振幅AおよびBならびに位相αおよびβ、合計4個である。指標パルスの位相は、図14の(b)に示す指標パルス位相に、図8の(b)に示す指標パルスの位相変化(プラス,マイナス)を加えたものとなるので、半周期計測時間は、感光体ドラム40の2回転の中でばらつくが、4回転周期で前周期の値と同一になる。したがって、下記(21)〜(24)式(又はそれらの中のT1をT2に、T3をT4に、T5をT6に、そしてT7をT8に、それぞれ置換した4式)を連立方程式として、それらを、振幅A,Bおよび位相α,βを算出する式に変形してその演算をするプログラムを、DSP41PのCPU制御の演算器に設定しておき、該演算器に、図14に示す計測値T1,T3,T5およびT7(又はT2,T4,T6およびT8)を与えることによって、振幅A,Bおよび位相α,βを得る。
-
The fifth embodiment adds control to the second embodiment to detect the speed change Asin (ωt + α) of the photosensitive drum due to the eccentricity of the
実施形態5の感光体ドラム回転装置は、図4に示すものと大略では同様であるが、DSP41Pの、振幅A,Bおよび位相α,βの算出式が異なり、また第2関数発生器FG2は、Bsin(2.25ωt+β)の関数値を発生するものである。その他の構成および機能は、上述の実施形態4のものと同様である。
The photoconductive drum rotating device of
図1に、本発明の第1実施例の複合機能フルカラーデジタル複写機の機構部の概要を示す。この複写機は、上述の実施形態4の感光体ドラム回転装置を、カラー印刷用の4個の感光体ドラムのそれぞれの回転装置に用いたものである。すなわち、図4に示す感光体ドラム回転装置を4組装備する。このフルカラー複写機は、大略で、自動原稿送り装置(ADF)400と、操作ボード500(図2)と、カラースキャナ300と、カラープリンタ100と、給紙テーブル200の各ユニットで構成されている。機内のシステムコントローラ501(図2)には、パソコンPCが接続したLAN(Local Area Network)が接続されている。この複写機のシステムコントローラ501(図2)は、通信網(インターネット)に接続することができる。また、機内のファクシミリコントローラFCU 506(図2)は、交換機PBXおよび公衆通信網PNを介して、ファクシミリ通信をすることが出来る。
FIG. 1 shows an outline of a mechanism part of a multifunction full color digital copying machine according to a first embodiment of the present invention. In this copying machine, the photosensitive drum rotating device according to the fourth embodiment described above is used for each rotating device of four photosensitive drums for color printing. That is, four sets of photosensitive drum rotating devices shown in FIG. 4 are provided. This full-color copying machine is roughly constituted by units of an automatic document feeder (ADF) 400, an operation board 500 (FIG. 2), a
カラープリンタ100の本体中央には、Bk(ブラック),Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン)の4つの画像形成ユニット18(Y,C,M,Bk)を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20が構成されている。タンデム画像形成装置の各画像形成ユニットは、それぞれY,C,M,Bkの各色トナー像が形成される感光体40(Y,C,M,Bk)を有している。
In the center of the main body of the
タンデム画像形成装置20の上方には、レーザ露光装置21が設けられている。露光装置21は、各色毎に用意された各レーザダイオードを装備した4つの光源71(Y,C,M,Bk)と、6面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される1組のポリゴンスキャナと、各光源の光路に配置されたfθレンズ、長尺WTL等のレンズやミラーから構成されている。各色の画像情報に応じてレーザダイオードから射出されたレーザ光はポリゴンスキャナにより偏向走査され各色の感光体40に照射される。
A
タンデム画像形成装置20の下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト10が設置されている。中間転写ベルト10は、図示例では3つの支持ローラ14,15,16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能であり、支持ローラ14は中間転写ベルト10を回転駆動する駆動ローラである。また、第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間には、各色の感光体から中間転写ベルト10にトナー像を転写する一次転写手段として一次転写ローラ62(Y,C,M,Bk)が中間転写ベルト10を間に挟んで各感光体40に対向するように設けられている。第3の支持ローラ16の下流には、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置17を設けられている。
Below the tandem
中間転写ベルト10の下方には、ベルト10を介して支持ローラ16に対向しベルト10に接触する2次転写ローラ22があり、この2次転写ローラ22が、中間転写ベルト10上の画像を用紙に転写する。画像が転写された用紙は、搬送ベルト24が、定着装置25に送る。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てている。なお、図示例では2次転写ローラ22および定着装置25の下方に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、用紙を反転排紙したり、用紙の両面に画像を形成するために用紙を反転して再給紙したりする反転装置28を備えている。
Below the
このフルカラー複写機を用いてコピーをおこなうときは、ADF400の原稿台30上に原稿をセットする。または、ADF400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、ADF400を閉じて原稿を押さえる。そして、操作ボード500(図2)のスタートスイッチを押すと、ADF400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動した後、他方、コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは直ちに、スキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体に向け、第2走行体のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサであるCCD36に投影し、原稿画像を画像信号に変換する。その後、操作ボード500でのモード設定、あるいは操作ボード500で自動モード選択が設定されている場合には原稿の読み取り結果に従い、プリンタ100でフルカラーモードまたは白黒モードで画像形成動作を開始する。
When copying using this full-color copying machine, a document is set on the document table 30 of the
フルカラーモードが選択された場合には、各感光体が図1で反時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体の表面が帯電装置である作像関連機器18の中の帯電ローラにより一様に帯電される。そして、各色の感光体には露光装置から各色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は感光体40が回転することにより各色の、作像関連機器18の中の現像装置で各色のトナーが現像される。各色のトナー像は中間転写ベルト10の搬送とともに、中間転写ベルト10上に順次転写されて中間転写ベルト10上にフルカラー画像を形成する。
When the full color mode is selected, each photoconductor rotates in the counterclockwise direction in FIG. Then, the surface of each photoconductor is uniformly charged by the charging roller in the
一方、給紙テーブル43の給紙ローラ42の1つを選択回転し、給紙テーブル43に多段に備える給紙カセット44の1つから用紙を送り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して本体内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上の用紙を送り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラに突き当てて止める。そして、中間転写ベルト10上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転駆動し、中間転写ベルト10と2次転写ローラ22との間に用紙を送り込み、2次転写ローラ22でトナー像を用紙上に転写する。
On the other hand, one of the
トナー像が転写された用紙は、搬送ベルト24で搬送されて定着装置25へと送り込まれ、定着装置25で熱と圧力とを加えて用紙に定着された後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置22へと再給紙され、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出される。以降、2枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
The sheet on which the toner image has been transferred is conveyed by the conveying
白黒モードが選択された場合には、支持ローラ15が下方に移動し、中間転写ベルト10をY、C、Mの感光体40から離間させる。Bkの感光体のみが図1の反時計回り方向に回転し、Bk感光体の表面が、作像関連機器18の中の帯電ローラにより一様に帯電され、Bkの画像に対応するレーザ光がBkの感光体40に照射され、潜像が形成され、Bkのトナーにより現像されてトナー像となる。このトナー像は中間転写ベルト10上に転写される。この際、Bk以外の3色の感光体および作像関連機器18(転写ローラ,現像装置)は停止しており、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
When the monochrome mode is selected, the
一方、給紙カセットから用紙が給紙され、レジストローラ49により、中間転写ベルト10上に形成されているトナー像と一致するタイミングで転写ローラ22へ搬送される。トナー像が転写された用紙は、フルカラー画像の場合と同様に定着装置25で定着され、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理される。以降、2枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
On the other hand, a sheet is fed from a sheet feeding cassette and conveyed to the
図2に、図1に示す複合機能複写機MF1の電装系統のシステム構成を示す。電装システムは、画像形成装置の全体制御を行うシステムコントローラ501、コントローラ501に接続された、画像形成装置の操作ボード500、画像データを記憶するHDD503、アナログ回線を使用して外部との通信を行う通信コントロール装置インターフェイスボード504、LANインターフェイスボード505、汎用PICバスに接続された、FAXのコントロールユニット506、IEEE1394ボード、無線LANボード、USBボード等507と、PCIバスでコントローラに接続されたエンジン制御510、エンジン制御510に接続された、画像形成装置のI/Oを制御するI/Oボード513、及び、コピー原稿(画像)を読込むスキャナーボード(SBU:Sensor Board Unit)511、及び画像データが表わす画像光を感光体ドラム上に投射する(光書込みする)LDB(レーザダイオードボード)512等で構成される。通信コントロール装置インターフェイスボード504は、装置に不具合が発生した場合に外部の遠隔地診断装置に即時に通報し、故障個所の内容,状況等をサービスマンが認識し早急に修理することを可能としている。また、それ以外に装置の使用状況等の発信にも使用されている。
FIG. 2 shows a system configuration of the electrical system of the multifunction copying machine MF1 shown in FIG. The electrical system communicates with the outside using a
原稿を光学的に読み取るスキャナ300は、原稿に対する原稿照明光源の走査を行い、CCD36に原稿像を結像する。原稿像すなわち原稿に対する光照射の反射光をCCD36で光電変換してR,G,B画像信号を生成する。CCD36は、3ラインカラーCCDであり、EVENch(偶数画素チャンネル)/ODDch(奇数画素チャンネル)のR、G、B画像信号を生成し、SBU(センサボードユニット)のアナログASIC(Application Specific IC)に入力する。SBU511にはアナログASIC及び,CCD、アナログASICの駆動タイミングを発生する回路を備えている。CCD36の出力は、アナログASIC内部のサンプルホールド回路により、サンプルホールドされその後、A/D変換され、R、G、Bの画像データに変換し、且つシェーディング補正し、そして出力I/F(インターフェイス)520で画像データバスを介して画像データ処理器IPP(Image Processing Processor;以下では単にIPPと記述)に送出する。
A
IPPは画像処理をおこなうプログラマブルな演算処理手段であり、分離生成(画像が文字領域か写真領域かの判定:像域分離),地肌除去,スキャナガンマ変換,フィルタ,色補正,変倍,画像加工,プリンタガンマ変換および階調処理を行う。SBU511からIPPに転送された画像データは、IPPにて光学系およびデジタル信号への量子化に伴う信号劣化(スキャナ系の信号劣化)を補正され、フレームメモリ521に書き込まれる。
IPP is a programmable arithmetic processing means that performs image processing, separation generation (determination of whether an image is a character area or a photographic area: image area separation), background removal, scanner gamma conversion, filter, color correction, scaling, and image processing. , Perform printer gamma conversion and gradation processing. The image data transferred from the
システムコントローラ501には、CPU及びシステムコントローラボードの制御を行うROM、CPUが使用する作業用メモリであるRAM,リチウム電池を内蔵し、SRAMのバックアップと時計を内蔵したNV−RAM及び、システムコントローラボードのシステバス制御、フレームメモリ制御、FIFO等のCPU周辺を制御するASIC及びそのインターフェイス回路等が搭載されている。
The
システムコントローラ501は、スキャナアプリケーション,ファクシミリアプリケーション,プリンタアプリケーションおよびコピーアプリケーション等の複数アプリケーションの機能を有し、システム全体の制御を行う。操作ボード500の入力を解読して本システムの設定とその状態内容を操作ボード500の表示部に表示する。
A
PCIバスには多くのユニットが接続されており、画像データバス/制御コマンドバスで、画像データと制御コマンドが時分割で転送される。 Many units are connected to the PCI bus, and image data and control commands are transferred in a time division manner by the image data bus / control command bus.
通信コントロール装置インターフェイスボード504は、通信コントロール装置と、コントローラ501との通信インターフェイスボードである。コントローラ501との通信は、全二重非同期シリアル通信で接続されている。通信コントロール装置522とは、RS−485インターフェイス規格により、マルチドロップ接続されている。遠隔の管理システムとの通信は、この通信コントローラ装置インターフェイスボード504を経由して実施される。
The communication control device interface board 504 is a communication interface board between the communication control device and the
LANインターフェイスボード505は、社内LANに接続されている。社内LANとコントローラ501との通信インターフェイスボードであり、PHYチップを搭載している。LANインターフェイスボード505とコントローラ501とは、PHYチップI/F及びI2CバスI/Fの標準的な通信インターフェイスで接続されている。外部機器との通信はこのLANインターフェイスボード505を経由して実施される。
The
HDD503は、システムのアプリケーションプログラムならびにプリンタ、作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベース、ならびに、読取り画像や書込み画像のイメージデータ、すなわち画像データ、ならびにドキュメントデータを蓄える画像データベースとして用いられる。物理インターフェイス、電気的インターフェイス共に、ATA/ATAPI−4に準拠したインターフェイスでコントローラに接続されている。
The
操作ボード500には、CPU及びROM,RAM、LCD及びキー入力を制御するASIC(LCDC)が搭載されている。ROMには操作ボード500の入力読込み、及び表示出力を制御する、操作ボード500の制御プログラムが書き込まれている。RAMは、CPUで使用する作業用メモリである。システムコントローラ501との通信により、パネルを操作して使用者がシステム設定の入力を行う入力と、使用者にシステムの設定内容,状態を表示する、表示および入力の制御を行っている。
The
システムコントローラ501のワークメモリから出力されたブラック(Bk)、イエロー(Y)、シアン(C)、マデンタ(M)の各色の書き込み信号は、LDB(Laser Diode control Board)のBk,Y,M、CのLD(Laser Diode)書き込み回路に入力される。LD書き込み回路でLD電流制御(変調制御)が行われ、各LDに出力される。
The black (Bk), yellow (Y), cyan (C), and magenta (M) write signals output from the work memory of the
エンジン制御510は、プロセスコントローラであって、画像形成の作像作成制御を主として行い、CPU及び、画像処理を行うIPP、複写およびプリントアウトを制御するため必要なプログラムを内蔵したROM、その制御に必要なRAM、及びNV−RAMを搭載している。NV−RAMにはSRAMと、電源OFFを検知して、EEPROMにストアするメモリを搭載している。また、他の制御を行なうCPUとの信号の送受信を行なう、シリアルインターフェイスも備えているI/O ASICは、エンジン制御ボードが実装された、近くのI/O(カウンター、ファン、ソレノイド、モータ等)を制御するASICである。I/O制御ボード513とエンジン制御ボード510とは同期シリアルインターフェイス接続されている。
The
I/O制御ボード513には、サブCPU517を搭載しており、温度センサ,電位センサおよびトナー量センサである濃度センサ(Pセンサ)、ならびにその他の各種センサの検出信号の読込み、アナログ制御,用紙センサの検出信号を参照するジャム検出,用紙搬送制御も含む画像形成装置のI/O制御を行っている。インターフェイス回路515は、各種センサ,アクチュエータ(モータ、クラッチ、ソレノイド)とのインターフェイス回路である。
A
電源装置PSU514は、画像形成装置を制御する電源を供給するユニットである。メインSWのオン(閉)により、商用電源が供給される。その商用電源からAC制御回路540に商用ACが供給され、AC制御回路540により整流、平滑化のように制御されたAC制御出力を用いて、電源装置PSU514は各制御基板に必要なDC電圧を供給する。電源装置PSUにより生成される定電圧を用いて各制御部のCPUが動作している。
The power supply unit PSU 514 is a unit that supplies power to control the image forming apparatus. When the main SW is turned on (closed), commercial power is supplied. The commercial AC is supplied from the commercial power source to the
図3に、図1に示す中間転写ベルト10およびその周りの部材を拡大して示す。ベルト支持ローラの1つ14は、ベルト駆動ローラであって、図示しない動力伝達機構を介して電気モータで回転駆動される。22は、支持ローラ16に対向してベルト10に接触する2次転写ローラである。
FIG. 3 shows an enlarged view of the
図4に、図1,図3に示すブラック画像作像用の感光体ドラム40(Bk)を回転駆動する回転装置を示す。イエロー画像作像用の感光体ドラム40(Y),シアン画像作像用の感光体ドラム40(C)およびマゼンタ画像作像用の感光体ドラム40(M)を回転駆動する各回転装置も、図4に示すブラック画像作像用の感光体ドラム40(Bk)を回転駆動する回転装置と同一構成および同一機能である。図4に示す回転装置は、上記「−実施形態4−」にて説明したものであるので、ここでの説明は省略する。 FIG. 4 shows a rotating device for rotating the photosensitive drum 40 (Bk) for black image formation shown in FIGS. Each rotating device that rotationally drives the photosensitive drum 40 (Y) for forming a yellow image, the photosensitive drum 40 (C) for forming a cyan image, and the photosensitive drum 40 (M) for forming a magenta image is also provided. It has the same configuration and the same function as the rotating device that rotates the photosensitive drum 40 (Bk) for black image formation shown in FIG. The rotating device shown in FIG. 4 is the same as that described in “-Embodiment 4”, and a description thereof will be omitted.
なお、本実施例1の第1関数発生器FG1は、sinωtの、位相角をアドレスとし該アドレスに該位相角でのsinωtの値を書き込んだROM,クロックパルスをカウントしてカウントデータを位相角データとして出力する位相角カウンタ,位相角α設定器,該設定器に設定された位相角αに位相角カウンタが出力する位相角データを加算し、加算データをROMに読み出しアドレスとして与え、加算データが2π相当値になると位相角カウンタを初期化してまた0からのカウントアップを行わせる加算器,振幅A設定器、および、ROMからの読み出しデータに、DSP41Pが設定した振幅Aデータを乗算して、積データを加算器ADRに出力する乗算器を含む。第2関数発生器FG2は、sin2.5ωtの、位相角をアドレスとし該アドレスに該位相角でのsin2.5ωtの値を書き込んだROM,クロックパルスをカウントしてカウントデータを位相角データとして出力する位相角カウンタ,位相角β設定器,該設定器に設定された位相角βに位相角カウンタが出力する位相角データを加算し、加算データをROMに読み出しアドレスとして与え、加算データが2π相当値になると位相角カウンタを初期化してまた0からのカウントアップを行わせる加算器,振幅B設定器、および、ROMからの読み出しデータに、DSP41Pが設定した振幅Bデータを乗算して、積データを加算器ADRに出力する乗算器を含む。
The first function generator FG1 of the first embodiment is a ROM in which the phase angle of sin ωt is used as an address, and the value of sin ωt at the phase angle is written to the address. Phase angle counter output as data, phase angle α setter, phase angle data output by the phase angle counter is added to the phase angle α set in the setter, and the addition data is given to the ROM as a read address, and the addition data When the value becomes equivalent to 2π, the phase angle counter is initialized and the adder that performs the count-up from 0, the amplitude A setter, and the read data from the ROM are multiplied by the amplitude A data set by the
図5に、図4に示すDSP41Pの、モータ駆動制御の概要を示す。DSP41Pは、CPU,ROMおよびRAMに加えて、演算器(演算プロセッサ)およびクロックカウンタを備えるMPU(マイクロコンピュータ)である。自身に動作電圧が加わるとDSP41P(のCPU;以下も同じ)は、初期化(ステップ1)によって入出力ポートを、駆動指示を待つ待機状態のレベルに設定し、ROMの動作プログラムに基づいて、DSP41P内のRAMの所定のメモリ領域に定めた各種レジスタを初期化(データクリア又は初期値設定)して、ステップ2以下のモータ駆動制御を開始する。
FIG. 5 shows an outline of the motor drive control of the
なお、以下においては、括弧内にはステップという語を省略してステップNo.数字のみを記す。 In the following, the word “step” is omitted in parentheses, and step no. Write numbers only.
駆動指令を待って(2−11−2)、エンジン制御510から駆動指令(Sc=「1」)が到来すると、DSP41Pは、駆動指令ありを表わす「1」を、DSP41P内のRAMの1領域に定めた指令レジスタRScに書込み(2〜4)、エンジン制御510が与える目標速度データωを読み込んでDSP41P内のRAMの1領域に定めた目標速度レジスタRωに書込み(5)、そして、第0モードに関数発生器41fgを設定する。すなわち、第1および第2関数発生器FG1およびFG2をオフ(OFF:出力停止)に設定する(6)。次いで、フィードバックコントローラ41fcには目標速度ωデータを与えてモータ駆動を指示する(7)。これに応答してフィードバックコントローラ41fcが、感光体ドラム40を目標速度ωに回転駆動するフイードバック制御を開始する。そしてDSP41Pは、図10の(b)に示す、感光体ドラム40が目標速度ω(正確には、ωに偏心による速度変動が加わった速度)にあるときの、ドラム半回転周期T1〜T4を計測する(8)。この、T1〜T4の計測の内容は、図6を参照して、後述する。
When a drive command (Sc = “1”) arrives from the
T1〜T4の計測を完了すると、DSP41Pは、その内部の演算器に、計測値T1,T2,T3およびT4を与えて、振幅A,Bおよび位相α,βの各データを得る(9)。なお、該演算器が実行する演算プログラムは、DSP41P内部のROMに格納されており、DSP41PのCPUがROMから読み出して演算器の演算動作を制御する。該演算プログラムは、上記(17)〜(20)式を連立方程式として、それらを、振幅A,Bおよび位相α,βを算出する式に変形した演算を実行するものである。算出した振幅Aおよび位相αを第1関数発生器FG1に与え、算出した振幅Bおよび位相βを第2関数発生器FG2に設定する(10)。そして関数発生器41fgを第3モードに設定する。すなわち、第1および第2関数発生器FG1,FG2を、それぞれオン(ON:出力)に設定する(11)。
When the measurement of T1 to T4 is completed, the
これにより、第1関数発生器FG1がAsin(ωt+α)の瞬時値データを発生し、第2関数発生器FG2がBsin(Rωt+β)の瞬時値データを発生して、加算器ADRが両瞬時値データの和のデータを、フィードバックコントローラ41fcに出力する。 Thus, the first function generator FG1 generates instantaneous value data of Asin (ωt + α), the second function generator FG2 generates instantaneous value data of Bsin (Rωt + β), and the adder ADR outputs both instantaneous value data. Is output to the feedback controller 41fc.
フィードバックコントローラ41fcは、
(ω−[ωm/R+{Asin(ωt+α)+Bsin(Rωt+β)}])
を、零とするためのデューティのPWMパルスを生成してモータドライバ41dに出力する。モータドライバ41dはPWMパルスのデューテイに対応するレベルの電流を電気モータ41mに通電し、これにより、感光体ドラム40の速度が、目標速度ωとなるように制御される。このフィードバック制御を継続しているとき、DSP41Pは、駆動停止の到来を監視する(2−3−2)。
The feedback controller 41fc is
(Ω− [ωm / R + {Asin (ωt + α) + Bsin (Rωt + β)}])
Is generated and output to the
エンジン制御510から駆動停止(Sc=「0」)が到来すると、DSP41Pは、指令レジスタRScのデータを「0」に書き換えて(2−12−13)、フィードバックコントローラ41fcにオフ(OFF:モータ停止)を指示する(14)。その後は、エンジン制御510から駆動指令(Sc=「1」)が到来するのを待つ(2−12−2)。駆動指令(Sc=「1」)が到来すると、上述のステップ4〜11を実行する。
When the drive stop (Sc = “0”) comes from the
図6に、図5のステップ8の「T1〜T4を計測」の内容を示す。ここではまず指標センサSmの指標検出信号がLからHに立ち上がるのを待って、すなわち指標パルスが発生するのを待って(21〜22)、発生すると、指標検出信号レベルレジスタRPMにHを表わす「1」を書き込んで(23)、クロックカウンタのクロックカウントデータを保存レジスタRCcに書き込んで(24)、クロックカウンタをクリアしそして新たにクロックパルスのカウントを開始する(25)。次に、指標センサSmの指標検出信号がHからLに立ち下がるのを待って、すなわち指標パルスが消えるのを待って(26)、消えると、指標検出信号レベルレジスタRPMにLを表わす「0」を書き込んで(27)、クロックカウントデータを指標パルス幅レジスタRPwに保持する(28)。
FIG. 6 shows the contents of “Measure T1 to T4” in
次に、計時データ(レジスタRCcのデータRCc)が、目標速度ωのフィードバック制御が安定しているときの感光体ドラムの半周回転時間範囲内(正常範囲内)であるかを確認して(29)、正常範囲内であると、指標パルス幅レジスタRPwのパルス幅データRPwが、第1指標Mfのものか確認して(31)、そうであると、T1〜T4の計測をすることを表わす「1」をレジスタRASに書き込んで(32)、1〜4をカウントするレジスタiをクリアして(33)、次の指標パルス(第2指標Ms検出パルス)の発生を待つ(21)。 Next, it is confirmed whether the time measurement data (data RCc of the register RCc) is within the half rotation time range (normal range) of the photosensitive drum when the feedback control of the target speed ω is stable (29). ) If it is within the normal range, it is confirmed whether the pulse width data RPw of the index pulse width register RPw is that of the first index Mf (31), and if so, T1 to T4 are measured. “1” is written to the register RAS (32), the register i for counting 1 to 4 is cleared (33), and the generation of the next index pulse (second index Ms detection pulse) is awaited (21).
次の第2指標Ms検出パルスが発生すると、ステップ21〜25で、クロックカウントデータ(半周期計時データ)をレジスタRCcに保持し、そしてステップ21−22−21でそれが消えるのを待ち、消えると、ステップ21−26〜30−34−35と経由して、レジスタiのデータを1大きい数値を表わすもの(i=1)に更新(1インクレメント)して(36)、レジスタRCcの計時データRCcを、第1半周期レジスタRTi(i=1)すなわちRT1に書き込む(37)。このレジスタRT1に書き込んだデータが、図10の(b)に示す、第1番目のT1に該当する。
When the next second index Ms detection pulse is generated, the clock count data (half cycle time data) is held in the register RCc in
次の第1指標Mf検出パルスが発生すると、ステップ21〜25で、クロックカウントデータ(半周期計時データ)をレジスタRCcに保持し、そしてステップ21−22−21でそれが消えるのを待ち、消えると、ステップ21−26〜30−34と経由して、ここではi=1であるのでステップ34−38を経て、レジスタiのデータを1大きい数値を表わすもの(i=2)に更新して(36)、レジスタRCcの計時データRCcを、第2半周期レジスタRTi(i=2)すなわちRT2に書き込む(37)。このレジスタRT2に書き込んだデータが、図10の(b)に示すT2に該当する。
When the next first index Mf detection pulse is generated, the clock count data (half cycle time data) is held in the register RCc in
次の第2指標Ms検出パルスが発生すると、ステップ21〜25で、クロックカウントデータ(半周期計時データ)をレジスタRCcに保持し、そしてステップ21−22−21でそれが消えるのを待ち、消えると、ステップ21−26〜30−34と経由して、ここではi=2であるのでステップ34−38を経て、レジスタiのデータを1大きい数値を表わすもの(i=3)に更新して(36)、レジスタRCcの計時データRCcを、第3半周期レジスタRTi(i=3)すなわちRT3に書き込む(37)。このレジスタRT3に書き込んだデータが、図10の(b)に示すT3に該当する。
When the next second index Ms detection pulse is generated, the clock count data (half cycle time data) is held in the register RCc in
次の第1指標Mf検出パルスが発生すると、ステップ21〜25で、クロックカウントデータ(半周期計時データ)をレジスタRCcに保持し、そしてステップ21−22−21でそれが消えるのを待ち、消えると、ステップ21−26〜30−34と経由して、ここではi=3であるのでステップ34−38を経て、レジスタiのデータを1大きい数値を表わすもの(i=4)に更新して(36)、レジスタRCcの計時データRCcを、第2半周期レジスタRTi(i=4)すなわちRT4に書き込む(37)。このレジスタRT4に書き込んだデータが、図10の(b)に示すT4に該当する。
When the next first index Mf detection pulse is generated, the clock count data (half cycle time data) is held in the register RCc in
次の第2指標Ms検出パルスが発生すると、ステップ21〜25で、クロックカウントデータ(半周期計時データ)をレジスタRCcに保持し、そしてステップ21−22−21でそれが消えるのを待ち、消えると、ステップ21−26〜30−34と経由して、ここではi=4であるのでステップ34−38を経て、ステップ38からメインルーチンに戻る。すなわち、図5に示す「A,α,B,βを算出」(9)に進む。
When the next second index Ms detection pulse is generated, the clock count data (half cycle time data) is held in the register RCc in
なお、計時データRTcが正常範囲を外れたときには、DSP41Pは、ステップ29でこれを認識して、レジスタRASをクリアする。すなわちデータ0を更新書込みする(39)。こうなると、その後のステップ30から31に進むので、ここまでの計測値は放棄されて、また新たに、計測値T1〜T4を得る処理を開始する(21〜30,31以下)。
When the timing data RTc is out of the normal range, the
10:中間転写ベルト 14〜16:支持ローラ
17:中間転写体クリーニング装置
18:作像関連機器 20:作像装置
21:レーザ露光装置 22:2次転写ローラ
23:ローラ 24:搬送ベルト
25:定着装置 26:定着ベルト
27:加圧ローラ 28:シート反転装置
32:コンタクトガラス
33:第1キャリッジ 34:第2キャリッジ
35:結像レンズ 36:CCD
40:感光体ドラム 42:給紙ローラ
43:ペーパーバンク 44:給紙カセット
45:分離ローラ 46:給紙路
47:搬送ローラ 48:給紙路
49:レジストローラ 50:給紙ローラ
51:手差しトレイ 55:切換爪
56:排出ローラ 57:排紙トレイ
10: Intermediate transfer belt 14-16: Support roller 17: Intermediate transfer member cleaning device 18: Image forming device 20: Image forming device 21: Laser exposure device 22: Secondary transfer roller 23: Roller 24: Conveyor belt 25: Fixing Device 26: Fixing belt 27: Pressure roller 28: Sheet reversing device 32: Contact glass 33: First carriage 34: Second carriage 35: Imaging lens 36: CCD
40: photosensitive drum 42: paper feed roller 43: paper bank 44: paper feed cassette 45: separation roller 46: paper feed path 47: transport roller 48: paper feed path 49: registration roller 50: paper feed roller 51: manual feed tray 55: Switching claw 56: Discharge roller 57: Discharge tray
Claims (7)
回転駆動源;
該回転駆動源の回転駆動力を前記回転体に伝達する、減速比が非整数の減速機;
前記回転体の整数回転の時間を計測する回転時間計測手段;
先行の前記整数回転の計測時間とそれに続く後行の前記整数回転の計測時間に基づいて、前記回転体の回転周期の、減速比分の1の周期の速度変化関数を導出する周期変化検出手段;
導出された速度変化関数の変化信号を発生する関数発生手段;および、
該関数発生手段が発生する変化信号を用いて、前記回転体の回転周期の、減速比分の1の周期の速度変化を相殺するように前記回転駆動源を回転付勢する回転制御手段;
を備える回転装置。 Rotating body;
Rotational drive source;
A speed reducer having a non-integer reduction ratio that transmits the rotational driving force of the rotational driving source to the rotating body;
A rotation time measuring means for measuring an integer rotation time of the rotating body;
A period change detecting means for deriving a speed change function having a period of a reduction ratio of the rotation period of the rotating body based on the preceding integer rotation measurement time and the subsequent integer rotation measurement time;
Function generating means for generating a change signal of the derived speed change function; and
Rotation control means for energizing the rotation drive source so as to cancel out a speed change of a period of a reduction ratio of the rotation period of the rotating body using a change signal generated by the function generating means;
A rotating device comprising:
回転駆動源;
該回転駆動源の回転駆動力を前記回転体に伝達する、減速比が非整数の減速機;
前記回転体の中心軸を中心とする円に沿って、前記回転体の1回転の中の、前記減速機の入力軸のπ/2回転に相当する角度を置いて分布し、前記回転体に対して固定された2個の指標、および、該2個の指標の通過を検出して、前記角度の回転時間を計測し、先行の回転の計測時間とそれに続く後行の回転の計測時間に基づいて、前記回転体の回転周期の、減速比分の1の周期の速度変化関数を導出する周期変化検出手段;
導出された速度変化関数の変化信号を発生する関数発生手段;および、
該関数発生手段が発生する変化信号を用いて、前記回転体の回転周期の、減速比分の1の周期の速度変化を相殺するように前記回転駆動源を回転付勢する回転制御手段;
を備える回転装置。 Rotating body;
Rotational drive source;
A speed reducer having a non-integer reduction ratio that transmits the rotational driving force of the rotational driving source to the rotating body;
Distributed along a circle centered on the central axis of the rotating body at an angle corresponding to π / 2 rotation of the input shaft of the speed reducer in one rotation of the rotating body; Measure the rotation time of the angle by detecting two fixed indices and the passage of the two indices, and measure the preceding rotation measurement time and the subsequent rotation measurement time. A period change detecting means for deriving a speed change function having a period of a ratio of a reduction ratio of the rotation period of the rotating body on the basis thereof;
Function generating means for generating a change signal of the derived speed change function; and
Rotation control means for energizing the rotation drive source so as to cancel out a speed change of a period of a reduction ratio of the rotation period of the rotating body using a change signal generated by the function generating means;
A rotating device comprising:
回転駆動源;
該回転駆動源の回転駆動力を前記回転体に伝達する、減速比が非整数の減速機;
前記回転体の中心軸を中心とする円に沿って半周間隔で分布し、前記回転体に対して固定された2個の指標、および、該2個の指標の通過を検出して、一方の指標の検出から他方の指標の検出までの第1時間および該他方の指標の検出から該一方の指標の検出までの第2時間を計測する回転時間計測手段;
前記第1時間および第2時間に基づいて、前記回転体の回転周期の速度変化に、前記回転体の回転周期の減速比分の1の周期の速度変化が加わった速度変化関数を導出する周期変化検出手段;
導出された速度変化関数の変化信号を発生する関数発生手段;および、
該関数発生手段が発生する変化信号を用いて、前記回転体の回転周期の速度変化に、前記回転体の回転周期の減速比分の1の周期の速度変化が加わった速度変化を相殺するように、前記回転駆動源を回転付勢する回転制御手段;
を備える回転装置。 Rotating body;
Rotational drive source;
A speed reducer having a non-integer reduction ratio that transmits the rotational driving force of the rotational driving source to the rotating body;
Distributed at half-circumferential intervals along a circle centered on the central axis of the rotating body, and detects two indices fixed to the rotating body, and the passage of the two indices, A rotation time measuring means for measuring a first time from detection of the index to detection of the other index and a second time from detection of the other index to detection of the one index;
Based on the first time and the second time, a period change for deriving a speed change function obtained by adding a speed change of one cycle of a reduction ratio of the rotation period of the rotating body to a speed change of the rotation period of the rotating body Detection means;
Function generating means for generating a change signal of the derived speed change function; and
By using the change signal generated by the function generating means, the speed change obtained by adding the speed change of one cycle of the reduction ratio of the rotation period of the rotating body to the speed change of the rotation period of the rotating body is offset. A rotation control means for energizing the rotation drive source;
A rotating device comprising:
該転写ベルトの移動方向に沿って配列された複数組の、請求項6に記載の感光体ドラム回転装置;
各感光体ドラムを荷電する荷電手段;
各感光体ドラムの荷電面を、画像信号で変調されたレーザ光で露光して静電潜像を形成するレーザ書込み手段;
静電潜像をトナー像に可視化する現像手段;および、
各感光体ドラムのトナー像を、前記転写ベルトを介して間接に、又は、前記転写ベルトで担持して直接に、用紙に転写する手段;
を備える画像形成装置。
Transfer belt;
The photosensitive drum rotating device according to claim 6, wherein a plurality of sets arranged along the moving direction of the transfer belt;
Charging means for charging each photosensitive drum;
Laser writing means for forming an electrostatic latent image by exposing the charged surface of each photosensitive drum with a laser beam modulated by an image signal;
Developing means for visualizing the electrostatic latent image into a toner image; and
Means for transferring the toner image of each photosensitive drum onto a sheet indirectly through the transfer belt or directly supported by the transfer belt;
An image forming apparatus comprising:
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