JP2014041276A - 回転体駆動装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コントローラ75は、スイッチ84がOFFの状態で、変動成分検出部83にロータリエンコーダが送信するパルス信号から回転変動成分に含まれる変動情報を検出させる。次いで、コントローラ75は、スイッチ84をONにして、変動情報をFF制御値算出部85に転送し、変動情報の転送後にスイッチ84をOFFにする。次いで、コントローラ75は、FF制御値算出部85に変動情報と現在のドラム回転位相を基に変動相殺するFF制御値を算出させ、算出されたFF制御値を用いてフィードフォワード制御を実行する。
【選択図】図9
Description
図1〜図11は本発明に係る回転体駆動装置および画像形成装置の一実施の形態を示す図であり、本発明の回転体駆動装置を画像形成装置である電子写真方式のカラー複合機(以下、複合機という)に適用した場合を示している。
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置としての複合機1の構成を示す図である。複合機1は、いわゆるタンデム式の画像形成装置であって、乾式二成分現像剤を用いた乾式二成分現像方式を採用したものである。図1において、複合機1は、画像形成手段としての複合機本体2と、給紙装置3と、スキャナ4と、原稿自動搬送装置5とを備えている。
本実施の形態に係る複合機1でフルカラー画像を形成する場合、まず、ユーザーは、原稿自動搬送装置5の原稿台24に原稿をセットする。または、ユーザーは、原稿自動搬送装置5を開き、スキャナ4のコンタクトガラス25上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置5を閉じて押さえる。
そして、定着処理が行われた転写紙は、排紙ローラ43a、43bにより、装置外に設けられた排紙トレイ44上に排出されてスタックされる。
第1遊星歯車58は、第1太陽歯車55およびブラケット56に固定された内歯歯車57に噛み合い、第1キャリア59によって支持されて第1太陽歯車55の外周を公転する。
また、第1キャリア59には回転支持部はなく、第1キャリア59は浮動した状態で回転を行うように構成されている。
第2遊星歯車62は、第2太陽歯車61および内歯歯車57に噛み合い、第2キャリア63によって支持されて第2太陽歯車61の外周を公転する。
また、感光体駆動装置30は、第1キャリア59が内歯歯車57に対して浮動した状態で支持されている。
また、感光体駆動装置30は、上記構成により、軽量化となる省資源化と、感光体ドラム6の高精度な回転駆動を両立することができる。
よって、本実施の形態に係る遊星歯車減速装置46においては、第1太陽歯車55の歯数を13とし、第2太陽歯車61の歯数を25とすることで、第1遊星歯車58および第2遊星歯車62の個数(それぞれ3個ずつ)の非整数倍となる構成となっている。
このため、第1遊星歯車58は、回転精度が向上する。また、第2遊星歯車62においても、同様の効果を得ることができ、回転精度が向上する。
そこで、本実施の形態に係る感光体駆動装置30では、図7中、太字で示す50Hz以下の低周波帯の変動である各段の各歯車およびキャリアの回転変動成分を、モータ45の回転制御であるフィードフォワード制御(以下、FF制御という)により抑制する。
そして、モータドライバ76は、コントローラ75から送信されるモータ速度指令値に応じてモータ45を駆動する。
本制御系には、すでに説明した、モータドライバ76、ロータリエンコーダ74を含む制御対象77に対し設計されたFB制御系がある。
まず、コントローラ75は、スイッチ84がOFFの状態で、変動成分検出部83にロータリエンコーダ74が送信するパルス信号から第1遊星歯車58、第2遊星歯車62、第1キャリア59および第2キャリア63の回転変動成分に含まれる速度変動情報としての変動情報を検出させる。ここで、変動情報は、回転変動成分の振幅および位相によって構成されるデータである。
図10において、ステップS11〜S14は、変動成分検出部83で実行されるステップ、ステップS15は、スイッチ84がONされることで、FF制御値算出部85で実行されるステップ、ステップS16は、続いてFF制御値算出部85で実行されるステップである。
変動成分検出部83は、モータ45起動完了後に、1回目のFF制御系の動作として、エンコーダ速度データサンプル(以下、ENC速度データサンプルという)を開始する(ステップS11)。ENC速度データサンプル開始時に、コントローラ75は、位相管理用パルスカウンタ値C1を記憶しておく。
また、2回目のFF制御動作により獲得される2回目学習値は、モータ45を1回目学習値より算出されたFF制御値を用いて駆動した時に獲得される変動情報である。
これにより、N−1回目の変動情報は、N−1回目とN回目それぞれのパルスカウンタ値の差分値を基に、N回目の学習タイミングと同じ位相に変換される。
[数2]
N回目変動情報(更新値)=N−1回目変動情報(過去の更新値)−N回目変動情報(N回目学習値)...(2)
図12において、感光体ドラム6は1.8Hzで駆動しており、また、変動成分は、いずれも1次成分を表示している。
2 複合機本体(画像形成手段)
6Y、6M、6C、6Bk 感光体ドラム(回転体)
30Y、30M、30C、30Bk 感光体駆動装置(回転体駆動装置)
45 モータ(駆動源)
46 遊星歯車減速装置(減速機、遊星歯車機構)
50 出力軸
55 第1太陽歯車(歯車、太陽歯車)
57 内歯歯車(歯車)
58 第1遊星歯車(歯車、遊星歯車)
59 第1キャリア(キャリア)
61 第2太陽歯車(歯車、太陽歯車)
62 第2遊星歯車(歯車、遊星歯車)
63 第2キャリア(キャリア)
74 ロータリエンコーダ(パルス信号生成部)
74a エンコーダ用円板
74b センサ
75 コントローラ(パルス数記憶部、速度変動記憶部、駆動源制御部)
83 変動成分検出部(更新速度変動記憶部)
84 スイッチ(更新速度変動記憶部)
85 FF制御値算出部(更新速度変動記憶部)
Claims (10)
- 回転体と、
前記回転体を回転駆動する駆動力を発生する駆動源と、
前記回転体に接続される出力軸および前記出力軸の回転周期に対し非整数比の回転周期で回転する歯車を有し、前記駆動源の回転速度を前記歯車で減速して前記出力軸を介して前記回転体に駆動力を伝達する減速機と、
前記出力軸の回転数に応じたパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記パルス信号生成部によって生成されたパルス信号数を累積して記憶するパルス数記憶部と、
前記歯車の回転周期毎に発生する前記出力軸の回転速度変動を、前記パルス信号数と対応した速度変動情報として記憶する速度変動記憶部と、
前記駆動源の回転速度を制御する駆動源制御部とを備え、
前記駆動源制御部は、前記パルス数記憶部に累積したパルス信号数に基づいて、前記速度変動記憶部から前記累積したパルス信号数に対応する速度変動情報を検出し、前記速度変動情報を用いて前記回転速度変動を相殺するように前記駆動源を駆動するフィードフォワード制御を実行することを特徴とする回転体駆動装置。 - 前記減速機は、太陽歯車と、前記太陽歯車に対して同軸上に配置された内歯歯車と、前記太陽歯車および前記内歯歯車の双方に噛み合い、自転および前記太陽歯車を中心に公転する複数の遊星歯車と、前記遊星歯車を支持するキャリアとを備える遊星歯車機構であることを特徴とする請求項1に記載の回転体駆動装置。
- 前記太陽歯車の歯数は、前記遊星歯車機構が有する前記遊星歯車の数に対して非整数倍の歯数であることを特徴とする請求項2に記載の回転体駆動装置。
- 前記遊星歯車の歯数は、奇数であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の回転体駆動装置。
- 前記駆動源制御部は、フィードフォワード制御の実行中に、前記パルス信号生成部から検出されたパルス信号に基づいて、前記歯車の回転周期毎に発生する前記出力軸の回転速度変動を検出して、前記回転速度変動を、前記パルス信号数に対応した速度変動情報として更新速度変動記憶部に記憶し、
前回のフィードフォワード制御の実行中に前記更新速度変動記憶部に記憶された速度変動情報と、今回のフィードフォワード制御の実行中に前記更新速度変動記憶部に記憶された速度変動情報とに基づいて、前記更新速度変動記憶部に記憶される速度変動情報を更新し、
前記更新速度変動情報に記憶された前記速度変動情報を用いて前記回転速度変動を相殺するように前記駆動源を駆動するフィードフォワード制御を実行することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の回転体駆動装置。 - 前記駆動源制御部は、前記パルス信号生成部から送信されるパルス信号に基づき、所定の制御周期で前記駆動源の回転速度を制御するフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項5に記載の回転体駆動装置。
- 前記駆動源制御部は、前記更新速度変動記憶部に記憶される速度変動情報の更新後に再度前記出力軸の回転速度変動を検出することを特徴とする請求項6に記載の回転体駆動装置。
- 前記駆動源制御部は、前記制御周期の100倍以上の周期で前記更新速度変動記憶部に記憶される速度変動情報の更新を行うことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の回転体駆動装置。
- 前記回転体は、外周面に画像を担持する感光体ドラムによって構成されることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の回転体駆動装置。
- 請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の回転体駆動装置を備え、前記感光体ドラムに担持した画像を記録媒体に形成する画像形成手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
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