JP2007232817A - Rotary drive unit and color image forming apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転体の回転速度をセンサを介して検出し、検出した回転速度が指令速度になるように駆動モータの回転速度を制御する回転駆動装置に関し、特には、回転速度を検出するため複数のセンサを備え、これらのセンサの何れかが故障しても、回転体の回転速度を制御し得るフェールソフトを備えた回転駆動装置及び該回転駆動装置を備えたカラー画像形成装置に関する。 The present invention relates to a rotational drive device that detects the rotational speed of a rotating body through a sensor and controls the rotational speed of a drive motor so that the detected rotational speed becomes a command speed, and in particular, to detect the rotational speed. The present invention relates to a rotary drive device that includes a plurality of sensors and includes fail software that can control the rotational speed of a rotating body even if any of these sensors fails, and a color image forming apparatus that includes the rotary drive device.
従来、駆動モータび駆動力を受けて回転する回転軸に、回転軸の回転に同期してパルス信号を出力するエンコーダを搭載し、このパルス信号を検出して回転軸の回転速度や回転角を検出し、検出された回転速度が指令速度になるように駆動モータの回転速度を制御する制御装置を備えた回転駆動装置がある。 Conventionally, an encoder that outputs a pulse signal in synchronization with the rotation of the rotating shaft is mounted on the rotating shaft that receives the driving motor and the driving force, and this pulse signal is detected to determine the rotational speed and angle of the rotating shaft. There is a rotary drive device that includes a control device that detects and controls the rotational speed of the drive motor so that the detected rotational speed becomes a command speed.
この際、一般に、エンコーダは、周方向に沿って複数の識別符号を備えた円板状の回転体と、回転体の識別符号と対向して設けられたセンサとによって構成され、回転体が回転軸と一体になって回転し、回転体の回転に伴って、センサが複数の識別符号を順次検出してパルス信号を出力するように構成されている。 In this case, the encoder is generally constituted by a disk-shaped rotating body having a plurality of identification codes along the circumferential direction, and a sensor provided to face the identification codes of the rotating body, and the rotating body rotates. The sensor is configured to rotate integrally with the shaft, and with the rotation of the rotating body, the sensor sequentially detects a plurality of identification codes and outputs a pulse signal.
また、前記の回転体と回転軸との間に、偏心が生じてもその偏心による影響を打ち消して精度良く回転軸の回転速度を検出できるように、回転軸の周方向に沿って複数のセンサを配設し、複数のセンサによって検出した回転速度の平均値を演算して、この平均値を回転軸の回転速度として求める回転駆動装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
In addition, even if an eccentricity occurs between the rotating body and the rotating shaft, a plurality of sensors are provided along the circumferential direction of the rotating shaft so that the influence of the eccentricity can be canceled and the rotational speed of the rotating shaft can be detected with high accuracy. A rotation drive device is known in which an average value of rotational speeds detected by a plurality of sensors is calculated and the average value is obtained as the rotational speed of the rotary shaft (see, for example,
また、感光ドラムを備えた画像形成装置において、感光ドラムの回転速度を制御するために、前述の回転駆動装置を備えているものがある(例えば、特許文献3参照)。 Some image forming apparatuses including a photosensitive drum include the above-described rotation driving device in order to control the rotational speed of the photosensitive drum (see, for example, Patent Document 3).
さらに、カラー画像形成装置において、ブラック、イエロー、シアン、マセンダ等の各色に対応付けられた複数の感光ドラムと、感光ドラムの夫々に対となる複数の駆動モータとを備え、各感光ドラム毎に回転速度をエンコーダで検出し回転速度を制御しているものがある(例えば、特許文献4参照)。
しかしながら、特許文献1、2、3のように複数のセンサを備えた回転駆動装置によれば、センサの数の増加に伴って、センサの故障率が増え、故障したセンサが混入して駆動精度を損なう虞があった。例えば、故障したセンサが混入することにより、回転軸の回転速度が過大になったり回転軸の回転速度にムラが発生し、延いては、この回転駆動装置を用いているシステムが、円滑な作動を維持できず、故障及び停止したりする虞があった。
However, according to the rotational drive device including a plurality of sensors as in
また、特許文献4のように、特に複数の感光ドラム毎に速度を検出するエンコーダを備えたカラー画像形成装置によれば、感光ドラムの数の分だけセンサを備えているので、いずれかのセンサが故障すれば、感光ドラムの回転速度が過大になったり感光ドラムの回転速度にムラが発生し、画像の精度や品位を著しく損なう虞があった。 Further, as disclosed in Patent Document 4, in particular, according to a color image forming apparatus including an encoder that detects a speed for each of a plurality of photosensitive drums, the sensor is provided for the number of photosensitive drums. If there is a failure, the rotational speed of the photosensitive drum may become excessive, or the rotational speed of the photosensitive drum may become uneven, which may significantly impair the accuracy and quality of the image.
そこで、本発明は、回転体の回転速度を複数のセンサを介して検出して駆動モータの回転速度を制御する回転駆動装置において、複数のセンサの何れかに故障を来たしても、回転軸の回転動作を精度良く制御し、さらには、複数の感光ドラムとその回転駆動装置を備えたカラー画像形成装置において、感光ドラムの回転速度を検出する検出部の信頼性を向上させ、精度及び品位の良好なカラー画像を得ることを目的とする。 Therefore, the present invention provides a rotary drive device that detects the rotational speed of a rotating body through a plurality of sensors and controls the rotational speed of a drive motor, and even if a malfunction occurs in any of the plurality of sensors, The rotation operation is accurately controlled, and further, in a color image forming apparatus including a plurality of photosensitive drums and their rotation driving devices, the reliability of the detection unit for detecting the rotation speed of the photosensitive drums is improved, and the accuracy and quality are improved. The object is to obtain a good color image.
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、指令速度に基づいて制御対象の回転軸を回転させる駆動モータと、前記回転軸に接続されて該回転軸と一体に回転し、該回転軸と同軸状の周方向に沿って等間隔で複数の識別符号を備えた回転体と、前記回転体の周方向に沿って等分割で配設され、該回転体の回転に伴って、前記識別符号を順次検知してパルス列を出力する複数のセンサと、前記複数のセンサから出力された複数のパルス列を用いて前記回転体の平均回転速度を演算し、前記平均回転速度が前記指令速度になるように、前記駆動モータの回転速度を制御する速度制御手段と、前記複数のセンサから出力されるパルス列に基づいてそれぞれのセンサの故障を検出する故障検出手段とを備え、前記速度制御手段には、前記故障検出手段の検出結果に基づいて、正常なセンサから出力されるパルス列のみを用いて前記駆動モータを駆動させる故障モード補助手段が備えられていることを特徴とする。
In order to achieve this object, the invention according to
請求項1に記載の回転駆動装置によれば、複数のセンサから出力された複数のパルス列を用いて回転体の平均回転速度を演算し、該平均回転速度が前記指令速度になるように、駆動モータの回転速度を制御する速度制御手段と、複数のセンサから出力されるパルス列に基づいてそれぞれのセンサの故障を検出する故障検出手段とを備え、速度制御手段には、故障検出手段の検出結果に基づいて、正常なセンサから出力されるパルス列のみを用いて駆動モータを駆動させる故障モード補助手段が備えられているので、複数のセンサの何れかに故障を来たしても、駆動モータの回転速度が過大になったり回転速度にムラが生じたりすることなく、回転軸の回転動作を精度良く制御することができ、延いては、この回転駆動装置を用いるシステムの円滑な動作を維持できる。
According to the rotation driving device of
また、請求項1に記載の回転駆動装置は、請求項2に記載の発明のように、前記故障検出手段が、複数のセンサのパルス列の夫々におけるパルスの立ち上げ及び立ち下げの変化を検出し、複数のセンサの何れかのパルス列の少なくとも1周期において、他のセンサの内から、パルスの立ち上げ又は立ち下げが出力されないセンサを故障として検出するように構成すれば、一方のセンサの1周期を基準に他方のセンサの故障の有無を検出でき、複数のセンサの動作を協調できる。 According to a first aspect of the present invention, in the rotary drive device according to the second aspect of the invention, the failure detection means detects a change in the rise and fall of the pulse in each of the pulse trains of the plurality of sensors. If at least one cycle of any one of the pulse trains of the plurality of sensors is configured so that a sensor that does not output a pulse rise or fall is detected as a failure from other sensors, one cycle of one sensor As a reference, it is possible to detect the presence or absence of a failure of the other sensor and to coordinate the operations of a plurality of sensors.
また、請求項1又は請求項2に記載の回転駆動装置は、請求項3に記載の発明のように、前記故障モード補助手段が、前記複数のセンサの内、正常なセンサから出力されたパルス列の何れかを故障として検出されたセンサのパルス列に置き換えるように構成されていることにより、故障したセンサから出力されるパルス列が加えられることなく、回転軸の回転速度を精度良く検出できる。
Further, in the rotary drive device according to
また、請求項1乃至請求項3の何れか記載の回転駆動装置は、請求項4に記載の発明のように、前記故障検出手段の起動毎に、前の検出結果を初期化する初期化手段を備えていることにより、センサの故障が一時的な要因であって正常に復帰する場合には、再度、このセンサを正常なセンサ群に加えて回転軸の回転速度を精度良く検出できる。
In addition, the rotary drive device according to any one of
また、請求項1〜請求項4の何れか記載の回転駆動装置は、請求項5に記載の発明のように、前記故障検出手段が前記センサの故障を検出した際に、前記故障を示す表示手段を備えることにより、オペレータがセンサの故障の有無を容易に検知できて故障の際に速やかに対処できる。
In addition, the rotary drive device according to any one of
次に、請求項6に記載の発明は、複数の色の夫々に対応付けされた複数の感光ドラムを備え、前記複数の感光ドラムを回転駆動させる回転駆動装置として、請求項1〜請求項5の何れか記載の回転駆動装置が備えられていることを特徴とする。 Next, the invention described in claim 6 is a rotary drive device that includes a plurality of photosensitive drums corresponding to each of a plurality of colors, and rotationally drives the plurality of photosensitive drums. Any one of the above-mentioned rotational drive devices is provided.
請求項6に記載のカラー画像形成装置によれば、、感光ドラムを回転駆動させる回転駆動装置として、請求項1〜請求項5の何れか記載の回転駆動装置が備えられているので、感光ドラムの回転速度を検出する複数のセンサの何れかに故障を来たしても、駆動モータの回転速度が過大になったり回転速度にムラが生じたりすることなく、感光ドラムの回転を精度良く制御することができ、精度及び品位の良好な画像を形成できる。 According to the color image forming apparatus of the sixth aspect, since the rotational driving device according to any one of the first to fifth aspects is provided as a rotational driving device for rotationally driving the photosensitive drum, the photosensitive drum is provided. Even if one of the sensors that detect the rotation speed of the sensor malfunctions, the rotation speed of the photosensitive drum can be controlled accurately without causing the rotation speed of the drive motor to become excessive or uneven in the rotation speed. And an image with good accuracy and quality can be formed.
また、請求項6に記載のカラー画像形成装置は、請求項7に記載の発明のように、前記複数のセンサから出力されるパルス列に基づいて、それぞれのセンサの故障が検出された際に、該故障を表示する表示手段又は該故障を通信する通信手段を備えていることにより、オペレータがセンサの故障の有無を容易に検知でき、故障の際に、画像を損なうことがないように速やかに対処できる。また、この際、故障を表示する表示手段と共に故障を通信する通信手段を備えていてもよい。 Further, according to the color image forming apparatus of the sixth aspect, when a failure of each sensor is detected based on the pulse train output from the plurality of sensors, as in the seventh aspect of the invention, By providing the display means for displaying the failure or the communication means for communicating the failure, the operator can easily detect the presence or absence of the sensor failure and promptly prevent the image from being damaged in the case of the failure. I can deal with it. At this time, a communication means for communicating the failure may be provided together with a display means for displaying the failure.
本発明の回転駆動装置は、複数のセンサを介して求めた回転体の平均回転速度が指令速度になるように、駆動モータの回転速度を制御する速度制御手段と、複数のセンサから出力されるパルス列に基づいて、それぞれのセンサの故障を検出する故障検出手段とを備え、速度制御手段には、故障検出手段の検出結果に基づいて、正常なセンサから出力されるパルス列のみを用いて駆動モータを駆動させる故障モード補助手段が備えられているので、複数のセンサの何れかに故障を来たしても、駆動モータの回転速度が過大になったり回転速度にムラが生じたりすることなく、回転軸の回転動作を精度良く制御することができ、延いては、この回転駆動装置を用いているシステムの円滑な動作を維持できる。 The rotational drive device of the present invention outputs the speed control means for controlling the rotational speed of the drive motor and the plurality of sensors so that the average rotational speed of the rotating body obtained through the plurality of sensors becomes the command speed. Failure detection means for detecting failure of each sensor based on the pulse train, and the speed control means uses only the pulse train output from the normal sensor based on the detection result of the failure detection means, and the drive motor Failure mode auxiliary means for driving the rotating shaft, even if any of the plurality of sensors fails, the rotational speed of the drive motor does not become excessive or uneven in the rotational speed. The rotation operation of the system can be controlled with high accuracy, and as a result, the smooth operation of the system using the rotation drive device can be maintained.
また、本発明の回転駆動装置は、故障検出手段が、複数のセンサのパルス列の夫々におけるパルスの立ち上げ及び立ち下げの変化を検出し、複数のセンサの何れかのパルス列の少なくとも1周期において、他のセンサの内から、パルスの立ち上げ又は立ち下げが出力されないセンサを故障として検出するように構成すれば、一方のセンサの1周期を基準に他方のセンサの故障の有無を検出でき、複数のセンサの動作を互いに協働できる。 Further, in the rotational drive device of the present invention, the failure detection means detects a change in the rise and fall of the pulse in each of the pulse trains of the plurality of sensors, and at least one cycle of any pulse train of the plurality of sensors, If a sensor that does not output a pulse rise or fall is detected as a failure from other sensors, the presence or absence of a failure of the other sensor can be detected based on one cycle of one sensor. The operations of the sensors can cooperate with each other.
また、本発明の回転駆動装置は、故障モード補助手段が、複数のセンサの内、正常なセンサから出力されたパル列の何れかを故障として検出されたセンサのパルス列に置き換えるように構成されているので、回転体の平均回転速度の算出の際に、故障したセンサから出力されるパルス列が加えられることなく、回転体の平均速度を精度良く検出できる。 Further, the rotary drive device of the present invention is configured such that the failure mode auxiliary means replaces one of the pul trains output from a normal sensor among a plurality of sensors with a pulse train of the sensor detected as a failure. Therefore, when calculating the average rotation speed of the rotating body, the average speed of the rotating body can be accurately detected without adding a pulse train output from the failed sensor.
また、本発明の回転駆動装置は、故障検出手段の起動毎に、前の検出結果を初期化する初期化手段を備えているので、センサの故障が一時的な要因であって正常に復帰する場合には、再度、このセンサを正常なセンサ群に加えて回転軸の回転動作を精度良く制御することができる。 In addition, since the rotation drive device of the present invention includes an initialization unit that initializes the previous detection result every time the failure detection unit is activated, the sensor failure is a temporary factor and returns to normal. In this case, this sensor can be added to the normal sensor group again to control the rotation operation of the rotary shaft with high accuracy.
また、本発明の回転駆動装置は、故障検出手段がセンサの故障を検出した際に、故障状態を示す信号を表示する出力手段を備えているので、オペレータがセンサの故障の有無を容易に検知できて故障の際に速やかに対処できる。 In addition, since the rotation drive device of the present invention includes an output means for displaying a signal indicating a failure state when the failure detection means detects a failure of the sensor, the operator can easily detect the presence or absence of the sensor failure. Can be dealt with promptly in case of failure.
次に、本発明のカラー画像形成装置は、感光ドラムを回転駆動させる回転駆動装置として、請求項1〜請求項5の何れか記載の回転駆動装置が備えられているので、回転ドラムの回転速度を検出する複数のセンサの何れかに故障を来たしても、駆動モータの回転速度が過大になったり回転速度にムラが生じたりすることなく、感光ドラムの回転動作を精度良く制御することができ、精度及び品位の良好な画像を形成できる。
Next, the color image forming apparatus of the present invention is provided with the rotation drive device according to any one of
また、本発明のカラー画像形成装置は、複数のセンサから出力されるパルス列に基づいて、それぞれのセンサの故障が検出された際に、故障を表示する表示手段又は故障を通信する通信手段を備えているので、オペレータがセンサの故障の有無を容易に検知でき、故障の際に、画像を損なうことがないように速やかに対処できる。また、この際、故障を表示する表示手段と共に故障を通信する通信手段を備えることにより、一層、利便性を向上できる。 The color image forming apparatus of the present invention further includes a display unit for displaying a failure or a communication unit for communicating the failure when a failure of each sensor is detected based on a pulse train output from a plurality of sensors. Therefore, the operator can easily detect the presence or absence of a sensor failure, and can quickly cope with the failure so as not to damage the image. At this time, the convenience can be further improved by providing the communication means for communicating the failure together with the display means for displaying the failure.
次に、本発明の一実施例の駆動装置1を、図面にもとづいて説明する。図1は、本発明の回転駆動装置の回路ブロック図、図2は、図1における故障検出部の回路図である。
Next, a
図1に表したように、回転駆動装置1は、オペレータが各種指令信号を入力するための操作部17、減速機16の回転軸2を回動させる駆動モータ15、ロータリエンコーダ3を介して減速機16の回転軸2の回転速度を検出する検出部100、検出部100を介して検出した回転速度が操作部17を介して入力された指令速度になるように、駆動モータ15の回転速度を制御する制御回路13等を備えている。
As shown in FIG. 1, the
駆動モータ15は、パルスモータで構成され、制御回路13を介して入力されたパルス列のパルス数によってその回転量が制御される。また、検出部100は、回転軸2の所定の周期毎に回動量をパルス列に代えて出力し、制御回路13は、検出部100から入力されたパルス列のパルス数が速度指令値のパルス数に近づくように、駆動モータ15に入力するパルス列のパルス数を増減する。
The
ロータリエンコーダ3は、周方向に沿って複数のスリット3bが列設された回転板3aと、回転板3aを挟んで受光ダイオード5、6の反対側に配設され、光を回転板3aに投光する発光ダイオードと、スリット3bを介して発光ダイオードから投光された光を受光する受光ダイオード5、6とによって構成され、駆動モータ14の回動に伴って、受光ダイオード5、6が、発光した光をパルス信号とし、連続した複数のパルス信号(所謂、パルス列である。)を波形生成器7、8に出力する。尚、本発明における制御対象が減速機16、本発明における回転体が回転板3a、本発明における識別符号がスリット3b、本発明におけるセンサが発光ダイオード及び受光ダイオード5、6、本発明における速度制御手段が制御回路13に相当する。以下、S1側の発光ダイオード及び受光ダイオード5をS1センサ、S2側の発光ダイオード及び受光ダイオード6をS2センサという。
The
また、受光ダイオード5から出力されたパルス信号S1が、S1波形生成器7において矩形状のクロック信号に変換され、受光ダイオード6から出力されたパルス信号S2が、S2波形生成器8においては、矩形状のクロック信号に変換される。
Further, the pulse signal S1 output from the light receiving diode 5 is converted into a rectangular clock signal by the S1 waveform generator 7, and the pulse signal S2 output from the light receiving diode 6 is converted to a rectangular signal by the
次に、検出部100は、S1波形生成器7及びS2波形生成器8から入力されたクロック信号に基づいて、S1センサ及びS2センサの故障の有無を検出する故障検出部9、S1センサ及びS2センサの内、正常なセンサから出力されたパルス列を平均化器12に出力すると共に、故障として検出されたセンサのパルス列に代えて正常なセンサから出力されたパルス列を平均化器12に出力するマルチプレクサ10、11、マルチプレクサ10、11を介して所定の周期毎に入力された一対のパルス列を合成し、センサ1個当たりのパルス数を平均して求め、この平均したパルス数を有するパルス列を制御回路13に出力する平均化器12等を備えている。尚、本発明における故障検出手段は、故障検出部9によってその機能が発現される。
Next, the
故障検出部9において、出力o2、o1は、デフォルトがL(LOW)レベルの信号に設定されており、S1のパルス列の少なくとも1周期の間にS2のパルス列の立ち上がり又は立下りがなければo2の出力がH(HIGH)レベルの信号に遷移し、S2のパルス列の少なくとも1周期の間にS1のパルス列の立ち上がり又は立下りがなければo1の出力がHレベルの信号に遷移する。
In the
マルチプレクサ10は、o1から入力された信号がLレベルであるときは、S1波形生成器7から入力されたパルス列aを平均化器12に出力し、o1から入力された信号がHレベルであるときは、S2波形生成器8から入力されたパルス列bを平均化器12に出力する。
When the signal input from o1 is at the L level, the
一方、マルチプレクサ11は、o2から入力された信号がLレベルであるときは、S2波形生成器8から入力されたパルス列aを平均化器12に出力し、o2から入力された信号がHレベルであるときは、S1波形生成器7から入力されたパルス列bを平均化器12に出力する。
On the other hand, when the signal input from o2 is at L level, the multiplexer 11 outputs the pulse train a input from the
つまり、故障検出部9は、互いにS1センサ及びS2センサの内の一方から出力される1周期のパルス列の間に他方のセンサから出力されるパルス列の立ち上がり又は立下りがなければ、他方のセンサを故障として検出し、故障したセンサから出力されるパルス列を他の正常なセンサから出力されるパルス列に置き換え、平均化器12に入力する。尚、本発明の故障モード補助手段は、故障検出部9によってその機能が発現される。
That is, the
次に、平均化器12は、所定の周期毎に、マルチプレクサ10とマルチプレクサ11を介して入力された夫々のパルス列を合成して、それらの位相差を検出し、平均のパルス数を有する平均パルス列を生成して制御回路13に入力する。
Next, the
次に、検出部100は、操作部17に故障検出部9の作動を起動させたり停止させたりする起動スイッチ18が備えられており、起動スイッチ18を介して故障検出部9を起動させる毎に、故障検出部9で保持されているo1、o2の信号レベルがデフォルト(Lレベル)に設定される。つまり、検出部100は、故障検出部9の起動毎に、以前にS1センサ又はS2センサの故障が検出されても、前の駆動動作における故障検出結果を初期化するように構成されている。尚、本発明の初期化手段は、起動スイッチ18によってその機能が発現される。
Next, the
また、故障検出部9の出力o1及びo2がLレベルからHレベルに遷移した際に、その遷移を示す信号が故障検出部9から操作部17の表示部4に送信され、表示部4に表示される。つまり、出力o1がLレベルからHレベルに遷移した際に、S1センサの故障が表示され、出力o2がLレベルからHレベルに遷移した際に、S2センサの故障が表示される。尚、本発明の回転駆動装置における表示手段は、故障検出部9と表示部4によってその機能が発現される。
Further, when the outputs o1 and o2 of the
次に、故障検出部9の詳細を図2に基づいて説明する。
Next, details of the
図2に表したように、故障検出部9は、S1センサ及びS2センサのパルス列の立ち上がりエッジを検出するパルス立上りエッジ検出部20、22、パルス列の立ち下がりエッジを検出するパルス立下りエッジ検出部21、23、パルス立上りエッジ検出部20、22及びパルス立下りエッジ検出部21、23で検出されたエッジ信号が入力され、少なくとも一方からエッジ信号が入力された場合にD−FFフリップフロップ26、27のクロックエネーブルCEに「クロックエネーブル信号」を出力するORゲート回路24、25、D−FFフィリップフロップ26、27、28、29によって構成されている。
As shown in FIG. 2, the
D−FFフィリップフロップ26、27、28、29は、CLOCK(発振器である)31、32、33、34と同期して作動する。また、D−FFフィリップフロップ28、29は、起動SWがONされる毎に、出力QがL(LOW)レベルに初期化される。 The D-FF Philip flops 26, 27, 28, 29 operate in synchronism with CLOCK (which is an oscillator) 31, 32, 33, 34. Further, the output Q of the D-FF Philip flops 28 and 29 is initialized to the L (LOW) level every time the activation SW is turned on.
DーFFフィリップは26は、CLOCK31のクロック信号がLOWからHIGHに変化したときの入力データDが出力Qに伝わり、それ以外の場合は以前のデータの出力が保持される。
In the D-FF Philip 26, the input data D when the clock signal of the
また、DーFFフィリップは27は、CLOCK32がLOWからHIGHに変化したときの入力データDが出力Qに伝わり、それ以外の場合は以前のデータの出力が保持される。
In the D-
DーFFフィリップフロップ28は、パルス立ち上がりエッジ検出部22から入力されるエッジ信号の1周期の間にDーFFフィリップフロップ26からの信号出力に変化がなければQ出力がHレベルに遷移し、DーFFフィリップフロップ26からの信号出力に変化があればQ出力のLレベルを保持する。
In the D-
DーFFフィリップフロップ29は、パルス立ち上がりエッジ検出部20から入力されるエッジ信号の1周期の間にDーFFフィリップフロップ27からの信号出力に変化がなければQ出力がHレベルに遷移し、DーFFフィリップフロップ27からの信号出力に変化があればQ出力のLレベルを保持する。
In the D-
以下に、前記実施例の回転駆動装置1の作用効果を記載する。
Below, the effect of the
実施例の回転駆動装置1は、S1センサ及びS2センサを介して回転軸2の平均回転速度を検出すると共に、S1センサ及びS2センサから出力されるパルス列に基づいて、それぞれのセンサの故障を検出し、正常なセンサから出力されるパルスのみを用いて平均パルス列を検出するように構成されているので、S1センサ及びS2センサの何れかに故障を来たしても、駆動モータ15の回転速度が過大になったり回転速度にムラが生じたりすることなく、回転軸2の回転動作を精度良く制御することができ、延いては、この回転駆動装置1を用いているシステムの円滑な動作を維持できる。
The
また、本実施例の回転駆動装置1は、故障検出部9を介して、S1センサ及びS2センサのパルス列の夫々におけるパルスの立ち上げ及び立ち下げの変化を検出し、何れかのセンサのパルス列の少なくとも1周期において、他のセンサの内から、パルスの立ち上げ又は立ち下げが出力されないセンサを故障として検出するように構成されているので、一方のセンサの1周期を基準に他方のセンサの故障の有無を検出でき、二つのセンサの動作を互いに協働できる。
Further, the
また、本実施例の回転駆動装置1は、故障検出部9及びマルチプレクサ10、11を介して、S1センサ及びS2センサの内、正常なセンサから出力されたパルス列の何れかを故障として検出されたセンサのパルス列に置き換えるように構成されているので、回転軸2の回転速度の算出の際に、故障したセンサから出力されるパルス列が加えられることなく、回転軸2の平均速度を精度良く検出できる。
In addition, the
また、本実施例の回転駆動装置1は、起動スイッチ18を介して故障検出部9の起動毎に、前の検出結果を初期化するように構成されているので、S1センサ又はS2センサの故障が一時的な要因であって正常に復帰する場合には、再度、このセンサを正常なセンサ群に加えて回転軸の回転動作を精度良く制御することができる。
Further, since the
また、本発明請の回転駆動装置1は、故障検出部9を介してS1センサ又はS2センサの故障を検出した際に、故障状態を示す信号を表示部4に表示するように構成されているので、オペレータがS1センサ又はS2センサの故障の有無を容易に検知できて故障の際に速やかに対処できる。
Further, the
次に、前記実施例の回転駆動装置1を備えたカラー画像形成装置の実施例を記載する。図3は、本発明の実施例におけるカラー画像形成装置の構成図、図4は、同実施例のカラー画像形成装置における感光ドラムの回転駆動の制御系を表す回路ブロック図である。
Next, an embodiment of a color image forming apparatus provided with the
図3に表したように、本実施例のカラー画像形成装置37は、プリンタや複写機等に設けられ、パーソナルコンピュータやスキャナから入力されるカラー画像を、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)から4色の色データに変換し、この4色を記録媒体である記録用紙Pに印刷するものである。
As shown in FIG. 3, the color
カラー画像形成装置37は、ケーシング38の下方に記録用紙Pを収納するトレイ50が備えられており、記録用紙Pが画像形成されて上方へ排紙される。また、カラー画像形成装置37には、パーソナルコンピュータなどの他の電子機器と通信するための通信部14やオペレータが操作する操作部17等が備えられている。
The color
カラー画像形成装置37は、所定の画像データに基づいて、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)から4色の色データの画像に対応して、後述の回転駆動装置(図2の101)の駆動力を受けて回動する感光ドラム43C、43K、43M、43Yが備えられている。
The color
感光ドラム43C、43K、43M、43Yは、その回転に伴って、まずストロン型帯電器42C、42K、42M、42Yにより一様に正帯電された後に、レーザ出力部40C、40K、40M、40Yの高速走査によって露光され、所定の画像データに基づく静電画像が形成される。
As the
次いで、現像器41C、41K、41M、14Yから各色のトナーが感光ドラムに供給され、この際、感光ドラム43C、43K、43M、43Yの表面上に形成されている静電画像、即ちレーザ光の照射によって露光されて電位が下がっている露光部分にトナーが供給され、選択的に担持されることによって可視像化される。
Next, toner of each color is supplied from the developing
また、感光ドラム43C、43K、43M、43Yの下方において、転写ベルト45を挟むように一字転写ドラム44C、44K、44M、44Yが備えられており、これらの一次転写ドラムが転写ベルト45を介して感光ドラム43C、43K、43M、43Yの回転力を受けて連れまわり、転写ベルト45が一次転写ドラム44C、44K、44M、44Y及び搬送ローラ51、52、53の周囲を周回する。そして、この際、転写ベルト45には、感光ドラム43C、43K、43M、43Yに担持されているトナー像が転写される。
Further, below the
一方、記録用紙Pは、一対の二次転写ドラム47間に搬送されて、転写ベルト45に圧着し、二次転写ドラム47を通過する間に、転写ベルト45に転写されているトナー像が転写され、さらに、定着器49によって加熱圧着されて、画像が定着される。
On the other hand, the recording paper P is conveyed between the pair of secondary transfer drums 47, pressed onto the
次に、カラー画像形成装置37は、図4に表した回転駆動装置101によって、感光ドラム43C、43K、43M、43Yの回動が制御されている。尚、この回転駆動装置1101において、前述の回転駆動装置1の実施例と共通する部分に同一に符号を付与し、詳細な説明を省く。
Next, in the color
回転駆動装置101は、感光ドラム43K、43C、43M、43Yの回転速度を検出する検出部36を備え、検出部36には、駆動モータ15K、15M、15C、15Yが接続されて、感光ドラム43K、43C、43M、43Yの回転量を検出するためのロータリエンコーダ3Y、3M、3C、3Kが取り付けられている。この際、ロータリエンコーダ3Y、3M、3C、3Kは、前述の実施例の回転駆動装置1に記載したロータリエンコーダ3と同一のものであって、回転板3aの回転量を検出するためにS1センサとS2センサが備えられている。
The
また、駆動モータ15K、15M、15C、15Yには、夫々、回転駆動装置1の制御回路13と同じ機能を有する制御回路13K、13C、13M、13Yが夫々接続されている。
Further,
検出部36は、故障検出部9を介して、互いにS1センサ及びS2センサの内の一方から出力される1周期のパルス列の間に他方のセンサから出力されるパルス列の立ち上がり又は立下りがなければ、他方のセンサを故障として検出し、故障したセンサから出力されるパルス列を他の正常なセンサから出力されるパルス列に置き換え、平均化器12に入力する。
The
そして、平均化器12は、所定の周期毎に、マルチプレクサ10とマルチプレクサ11を介して入力された夫々のパルス列を合成して、それらの位相差を検出し、平均のパルス数を有する平均パルス列を生成して制御回路13K、13M、13C、13Yに入力する。
Then, the
また、カラー画像形成装置36には、故障検出部9においてS1センサ又はS2センサの故障の有無を表示する表示部(液晶ディスプレイ)55や他の機器に通信する通信部14が備えられている。さらに、操作部17には、S1センサ又はS2センサが故障した際に、そのセンサから出力される信号を無効とする無効指示キーが備えられている。そして、オペレータが無効指示キーをONした際に、平均化器12が正常なセンサのみを用いてパルス列を生成する。
Further, the color
以下に、前記実施例のカラー画像形成装置37の作用効果を記載する。
Hereinafter, the operational effects of the color
実施例のカラー画像形成装置37は、感光ドラム43K、43C、43M、43Yを回転駆動させる回転駆動装置101が備えられているので、感光ドラム43K、43C、43M、43Yの回転速度を検出する複数のセンサの何れかに故障を来たしても、駆動モータ15の回転速度が過大になったり回転速度にムラが生じたりすることなく、感光ドラム43K、43C、43M、43Yの回転動作を精度良く制御することができ、精度及び品位の良好な画像を形成できる。
Since the color
また、実施例のカラー画像形成装置37は、S1センサ及びS2から出力されるパルス列に基づいて、それぞれのセンサの故障が検出された際に、故障を表示する表示部55又は故障を通信する通信部14を備えているので、オペレータがセンサの故障の有無を容易に検知でき、故障の際に、画像を損なうことがないように速やかに対処できる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。
In addition, the color
As mentioned above, although one Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example.
例えば、本実施例の回転駆動装置1において、回転板3aの回転速度を検出するために、S1センサとS2センサの二つを備えたが、さらに数を増やして複数備えてもよい。そして、複数のセンサのパルス列の夫々におけるパルスの立ち上げ及び立ち下げの変化を検出し、複数のセンサの何れかのパルス列の少なくとも1周期において、他のセンサの内から、パルスの立ち上げ又は立ち下げが出力されないセンサを故障として検出してもよい。
For example, in order to detect the rotational speed of the
また、本実施例の回転駆動装置1において、S1センサ及びS2センサの内、正常なセンサから出力されたパルス列の何れかを故障として検出されたセンサのパルス列に置き換えるように構成したが、故障したセンサが検出された際に、故障したセンサの作動を無効とし、正常センサから出力されるパルス列を正常なセンサの数で平均して制御回路に出力するようにしてもよい。
In addition, in the
また、本実施例の回転駆動装置1において、回転板3aに光を透過する複数のスリット3bを備えた光学式のロータリエンコーダ3を用いたが、磁気式のエンコーダや静電式のエンコーダを用いてもよい。
In the
また、本実施例のカラー画像形成装置37において、ロータリエンコーダ3C、3K、3M、3Yを駆動モータ15、15C、15K、15M、15Yと感光ドラム43C、43K、43M、43Yの何れの回転軸に固定してもよい。
In the color
1,101…回転駆動装置、2…回転軸、3,3C,3K,3M,3Y…ロータリエンコーダ、3a…回転板、3b…スリット、4,55…表示部、5,6…受光センサ、7…S1波形成形器、8…S2波形生成器、9…故障検出部、10,11…マルチプレクサ、12…平均化器、13,13C,13K,13M,13Y…制御回路、14…通信部、15,15C,15K,15M,15Y……駆動モータ、16…減速機、17…操作部、18…起動スイッチ、20,22…パルス立上りエッジ検出部、21,23…パルス立下りエッジ検出部、24,25…ORゲート回路、26,27,28,29…Dフロップ、30…起動スイッチ、31,32,33,34…CLOCK(発振器)、36…検出部、37…カラー画像形成装置、38…ケース、40C,40K,40M,40Y…レーザ出力部、41C,41K,41M,14Y…現像器、42C,42K,42M,42Y…ストロン型帯電器、43C,43K,43M,43Y…感光ドラム、44C,44K,44M,44Y…一次転写ドラム、45…転写ベルト、47…二次転写ドラム、48…クリーナ、49…定着器、50…トレイ、51,52,53…搬送ローラ、100…検出部、P…記録用紙。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Rotary drive device, 2 ... Rotating shaft, 3, 3C, 3K, 3M, 3Y ... Rotary encoder, 3a ... Rotating plate, 3b ... Slit, 4,55 ... Display part, 5, 6 ... Light receiving sensor, 7 ... S1 waveform shaper, 8 ... S2 waveform generator, 9 ... failure detection unit, 10, 11 ... multiplexer, 12 ... averager, 13,13C, 13K, 13M, 13Y ... control circuit, 14 ... communication unit, 15 , 15C, 15K, 15M, 15Y ... drive motor, 16 ... reduction gear, 17 ... operation unit, 18 ... start switch, 20, 22 ... pulse rising edge detection unit, 21, 23 ... pulse falling edge detection unit, 24 , 25 ... OR gate circuit, 26, 27, 28, 29 ... D flop, 30 ... start switch, 31, 32, 33, 34 ... CLOCK (oscillator), 36 ... detector, 37 ... color image forming apparatus, 38 Case, 40C, 40K, 40M, 40Y ... laser output unit, 41C, 41K, 41M, 14Y ... developing unit, 42C, 42K, 42M, 42Y ... Stron type charger, 43C, 43K, 43M, 43Y ... photosensitive drum,
Claims (7)
前記回転軸に接続されて該回転軸と一体に回転し、該回転軸と同軸状の周方向に沿って等間隔で複数の識別符号を備えた回転体と、
前記回転体の周方向に沿って等分割で配設され、該回転体の回転に伴って、前記識別符号を順次検知してパルス列を出力する複数のセンサと、
前記複数のセンサから出力された複数のパルス列を用いて前記回転体の平均回転速度を演算し、前記平均回転速度が前記指令速度になるように、前記駆動モータの回転速度を制御する速度制御手段と、
前記複数のセンサから出力されるパルス列に基づいて夫々のセンサの故障を検出する故障検出手段と、
を備え、
前記速度制御手段には、前記故障検出手段の検出結果に基づいて、正常なセンサから出力されるパルス列のみを用いて前記駆動モータを駆動させる故障モード補助手段が備えられている、
回転駆動装置。 A drive motor that rotates the rotating shaft to be controlled based on the command speed;
A rotating body connected to the rotating shaft and rotating integrally with the rotating shaft, and having a plurality of identification codes at equal intervals along a circumferential direction coaxial with the rotating shaft;
A plurality of sensors that are arranged in equal divisions along the circumferential direction of the rotating body, and that sequentially detect the identification code and output a pulse train as the rotating body rotates,
Speed control means for calculating an average rotation speed of the rotating body using a plurality of pulse trains output from the plurality of sensors and controlling the rotation speed of the drive motor so that the average rotation speed becomes the command speed. When,
Failure detection means for detecting failure of each sensor based on the pulse train output from the plurality of sensors;
With
The speed control means includes a failure mode auxiliary means for driving the drive motor using only a pulse train output from a normal sensor based on the detection result of the failure detection means.
Rotation drive device.
請求項1に記載の回転駆動装置。 The failure detection means detects a change in the rise and fall of a pulse in each of the pulse trains of the plurality of sensors, and from at least one cycle of any of the pulse trains of the plurality of sensors, the fault detection means Detecting a sensor that does not output start or stop as a failure,
The rotation drive device according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の回転駆動装置。 The failure mode auxiliary means replaces one of the pulse trains output from a normal sensor among the plurality of sensors with a pulse train of a sensor detected as a failure.
The rotation drive device according to claim 1 or 2.
請求項1乃至請求項3の何れか記載の回転駆動装置。 An initialization means for initializing a previous detection result each time the failure detection means is activated;
The rotational drive apparatus in any one of Claims 1 thru | or 3.
前記複数の感光ドラムを回転駆動させる回転駆動装置として、請求項1〜請求項5の何れか記載の回転駆動装置が備えられている、
ことを特徴とするカラー画像形成装置。 A plurality of photosensitive drums associated with each of a plurality of colors;
The rotation drive device according to any one of claims 1 to 5 is provided as a rotation drive device that rotationally drives the plurality of photosensitive drums.
A color image forming apparatus.
ことを特徴とする請求項6に記載のカラー画像形成装置。 When a failure of each sensor is detected based on a pulse train output from the plurality of sensors, the display device displays a failure or a communication unit communicates the failure.
The color image forming apparatus according to claim 6.
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