JPH05231517A - 回転伝達駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー記録時における各色の位置ずれを小さ
くすることにより画質の向上を図ることが可能な回転伝
達駆動装置を提供する。 【構成】 駆動軸２と従動軸４との間に摩擦部材３を介
在させることにより、前記駆動軸２により得られた駆動
力を摩擦部材３の摩擦力により従動軸４に伝達すると共
に、従動軸４にエンコーダ５を連結することにより、そ
のエンコーダ５の出力周波数と基準周波数との差を検知
し、従動軸４の回転速度を変更制御する回転速度制御装
置を備えた回転伝達駆動装置において、従動軸４の第１
回転目の回転速度と、第２回転目又はその第３回転目以
降の回転速度との差を検出し、その差に応じて従動軸４
の回転速度を増減させる従動軸速度制御手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、プリンタ、複
写機、ファクシミリ等に適用できる回転伝達駆動装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における回転伝達駆動装置として
は、ギヤにより駆動する方法や、磁気力を用いて駆動す
る方法がある。今、後者を例にとると、特開昭６１−１
５３０４８号公報に「磁気回転伝達装置」として開示さ
れているものがある。これは、磁性体よりなる駆動軸と
従動軸との間に円筒の磁石を介在させ、この磁石の吸着
力により駆動軸及び従動軸の外周面と磁石の円筒面との
間に摩擦力を生じさせ、これにより、駆動軸側の回転力
を従動軸側に伝達することができるというものであり、
また、この場合、磁石の円筒面にゴムコーティングを施
すことにより振動を吸収させるようにしている。

【０００３】このような回転伝達駆動機構においては、
摩擦力により回転を伝達するため滑りが生じ、従動プー
リの回転に対してゆるやかで大きな回転ムラが発生す
る。すなわち、このような滑りは、ほぼ従動軸にかかっ
ている負荷トルクが、従動軸の１回転に対してわずかに
変化しただけでも、その従動軸の回転速度は負荷トルク
の変化に対してほぼ比例して変化する。特に、従動軸に
複写機やプリンタのドラム軸が取付けられている場合、
ドットの「単一ピッチ誤差」や「隣接ピッチ誤差」は小
さくても、従動軸の１回転のうちで、負荷トルクが小さ
い回転角度全体で従動軸の回転速度が大きくなる。ま
た、負荷トルクが大きい部分では、回転速度が小さくな
るため、「累積ピッチ誤差」は傾きにおいてはゆるやか
だか、peakto peak は大きくなるという問題がある。さ
らに、従動軸の偏芯も累積ピッチ誤差の原因となる。

【０００４】なお、ここで、従来における回転伝達駆動
装置のアナログ制御を行った場合を図９に基づいて説明
しておく。ステッピングモータ１には駆動軸としてのモ
ータ軸２が取付けられており、このモータ軸２は摩擦部
材としての磁気アイドラ３を介して従動軸としての従動
プーリ４と連結されている。この従動プーリ４の中心軸
４ａにはエンコーダ５が接続されている。従動プーリ４
の回転はエンコーダ５により検知され、その出力パルス
は制御回路６内のｆ／ｖ変換器７に送られる。これによ
り、出力パルスは電圧に変換され、アンプ８の基準電圧
Ｖｃと比較された後、その出力はｖ／ｆ変換器９に送ら
れることにより周波数に変換される。そして、このよう
にして変換された周波数はステッピングモータドライバ
ー１０に送られることにより、その周波数でステッピン
グモータ１を駆動する。この場合、累積ピッチ誤差は、
エンコーダ５により制御しない時に比べて、約１０分の
１になったが、累積ピッチ誤差はプーリ軸１回転に対応
する周期をもつうねりが存在する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、ゆるやかで大き
な累積ピッチ誤差の対策としては、従動軸にエンコーダ
を取付け、そのエンコーダの出力周波数を制御するとい
う方法が行われていた。このような制御を行うことによ
り、約３００μｍあった累積ピッチ誤差のpeakto peak
が約３０μｍと１０分の１になった。しかし、「カラー
記録の場合」、各色の位置ずれが問題となる。この位置
ずれは、各色の回転時の「平均回転速度の差」によるも
のと、各色の回転時の「累積ピッチ誤差の差」によるも
のとの和で表される。このようなことを考慮すると、さ
らに累積ピッチ誤差を小さくする、特に、累積ピッチ誤
差の差を小さくする必要がある。しかし、従来の装置に
おいてはこのような点を考慮したものは見当らない。ま
た、実測の結果、各回転の累積ピッチ誤差は、プーリ１
回転に対してほぼ１周期をもつゆるやかで大きな「うね
り」であるため、各色の回転の累積ピッチ誤差の差は比
較的小さくなるが、各回転における平均回転速度の差が
あると、その分だけ累積ピッチ誤差の差が出てくること
になり、結果として、色ずれが生じ画質が劣ることにな
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、駆動軸と従
動軸との間に摩擦部材を介在させることにより、前記駆
動軸により得られた駆動力を前記摩擦部材の摩擦力によ
り前記従動軸に伝達すると共に、前記従動軸にエンコー
ダを連結することにより、そのエンコーダの出力周波数
と基準周波数との差を検知し前記従動軸の回転速度を変
更制御する回転速度制御装置を備えた回転伝達駆動装置
において、前記従動軸の第１回転目の回転速度と、第２
回転目又は第３回転目以降の回転速度との差を検出し、
その差に応じて前記従動軸の回転速度を増減させる従動
軸速度制御手段を設けた。

【０００７】

【作用】本発明においては、従動軸の第１回転目の回転
速度と、第２又はそれ以降の回転目の回転速度の差を検
知し、その差に応じて従動軸の回転速度を増減させるた
め、カラー記録時に、各色のドットの位置ずれ、すなわ
ち、累積ピッチ誤差の差と平均回転速度の差が非常に小
さくすることができる。

【０００８】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１〜図５に基づい
て説明する。なお、回転伝達駆動装置の全体構成につい
ては、前述した図９における構成で述べたのでここでの
説明は省略し、その同一部分については同一符号を用い
る。

【０００９】本実施例は、エンコーダ５を用いて制御す
る方法については従来と何ら変わりはないが、制御回路
６の内部構成を従来のものと変えたことに特徴がある。
ここでは、その制御方法をカラー記録に応用した場合に
ついて述べる。図２の構成では、新たに従動プーリ４の
中心軸４ａにはドラム軸１１が取付けられている。この
場合、モータ軸２の回転力を磁気アイドラ３を介して従
動プーリ４に伝達することにより、その従動プーリ４と
同軸上にあるドラム軸１１によりカラー記録を行うこと
ができる。また、この時、従動プーリ４の回転をエンコ
ーダ５により検出し、その出力パルスを制御回路６に入
力し、この制御回路６から変更された駆動周波数を出力
することによりステッピングモータ１を駆動制御するこ
とができる。以下、本発明の主要部に係る制御回路６内
のカラー制御方法について説明する。

【００１０】図１は、制御回路６の内部構成を含めた本
装置の全体構成をブロック化して示すものである。制御
回路６は、ＣＰＵ１２と、ＣＬＯＣＫ１３ａを備えたＴ
ＩＭＥＲ１３と、ＲＯＭ１４と、ロータリスイッチ１５
とからなっている。これにより、エンコーダ５からの出
力パルスがＣＰＵ１２に送られ、これにより制御された
駆動周波数ａがＴＩＭＥＲ１３から送り出されるように
なっている。この場合、制御回路６は、図３に示すよう
な制御を行う従動軸速度制御手段を備えている。この従
動軸速度制御手段とは、従動プーリ４の第１回転目の回
転速度と、第２回転目又は第３回転目以降の回転速度と
の差を検出し、その差に応じて従動プーリ４の回転速度
を増減させる働きがある。

【００１１】そこで、今、図３（ａ）（ｂ）の従動軸速
度制御手段のフローについて述べる。まず、ドラム軸１
１の第１回転目（第１色目）の時の回転速度をエンコー
ダ５により検出し、その時の回転速度のデータをメモリ
に格納しておく。次に、ドラム軸１１の第２回転目（第
２色目）又は第３回転目（第３色目）以降の回転速度
を、第１回転目の回転速度と比較しながら速度制御を行
う。これにより、第１回目とそれ以降とのドラム軸１１
の回転速度の差を検知し、その差に応じてドラム軸１１
の回転速度を増減させることができるため、カラー記録
の場合に、各色ドットの位置ずれ（累積ピッチ誤差の差
と平均回転速度との差）を非常に小さくさせることが可
能なため、カラー画像の画質の向上を図ることができ
る。しかも、この場合、デジタル方式により制御を行っ
ているため、回路自体のコストは従来と全く同じで制御
性能の一段の向上を図ることができ、これにより従来の
アナログ方式の制御に比べ一段と画質の向上を図ること
ができる。

【００１２】次に、従動軸速度制御手段のフローの変形
例を図４（ａ）（ｂ）及び図５に基づいて説明する。こ
こでの制御方法は、前述した図３（ａ）（ｂ）のフロー
に従来の制御方式を付加したものである。ここでいう従
来の制御方式とは、ある基準速度に対してエンコーダ５
の出力が速いか遅いかを判断し、その回転速度に応じた
周波数でステッピングモータ１を駆動する方式のことを
いう。以下、本方式による制御方法について述べる。

【００１３】上述した「従来の制御方式」をかけること
により、累積ピッチ誤差は、約１０分の１に小さくなる
が、カラー記録制御の場合、各色の位置ずれが問題とな
る。累積ピッチ誤差は、ドラム軸１１の１回転に対して
周期が１のゆるやかで大きなうねりをもっている。この
ような累積ピッチ誤差のうねりの周期は、制御をかけた
時もうねりの大きさが約１０分の１になるだけであっ
て、その周期はほぼドラム軸１１の１回転に相当する。
従って、記録を始める時のドラム軸１１の回転の位置を
合わせれば、「累積ピッチ誤差の差」は、うねりの大き
さよりも非常に小さくなる。しかし、各回転時の平均回
転速度のわずかの差により小さくなったりすることがあ
る。その変化の様子を図５に示す。この場合、例えば、
第１回転目のＡ点での累積ピッチ誤差がａμｍであった
とし、第２回転目のＢ点（Ａ点の角度＋３６０°）での
累積ピッチ誤差がａ＋ｂμｍであったとする。この時、
第２回転目の制御は、第１回転目と同じ制御をしていた
のでは、負荷の増減等の原因により、累積ピッチ誤差は
全体的にｂμｍ大きくなることが予測され、累積ピッチ
誤差の差が大きくなり、位置ずれが大きくなる。従っ
て、第２回転目の制御は、第１回転目と同じ制御をしな
がら累積ピッチ誤差を全体的に小さくなるように、ステ
ッピングモータ１の駆動周波数を出力する時にＡ点とＢ
点の累積ピッチ誤差の差の分だけ小さくなるようにすれ
ばよい。これにより、図５の破線で示す波形のように、
第２回転目の累積ピッチ誤差が全体的に小さくなり、第
１回転目と第２回転目の累積ピッチ誤差の差は小さくな
り、位置ずれは非常に小さくなる。従って、この図４に
示すようなフローの制御を行うことによって、前述した
図３のフロー場合と同様に、カラー記録の際の各色のド
ットの位置ずれをなくし、画質の向上を図ることができ
る。

【００１４】なお、この図５では１回転中１回しか制御
を行わなかったが、１回転中に数点で制御を行ってよい
し、また、常時制御を行ってよい。また、図３、図４の
フローにおいて、図１に示すＣＰＵ１２はエンコーダ５
からのパルス入力により割込み処理を行う。

【００１５】次に、本発明の第二の実施例を図６に基づ
いて説明する。前述した第一の実施例ではＣＰＵ１２を
用いたデジタル方式の制御について説明したが、ここで
は、アナログ方式の制御について述べたものである。な
お、アナログ方式の制御についての基本的な構成は、従
来技術（図９参照）で述べたのでここでの説明は省略
し、その同一部分については同一符号を用いる。

【００１６】図６において、制御回路６内には、エンコ
ーダ５に接続されたｆ／ｖ変換器１６と、このｆ／ｖ変
換器１６に接続された遅延回路１７と、この遅延回路１
７及び前記ｆ／ｖ変換器１６に接続されたアンプ１８
と、このアンプ１８に接続された加算器１９とが新たに
設けられている。本実施例の場合にも、従動プーリ４の
第１回転目の回転速度と、第２回転目又は第３回転目以
降の回転速度との差を検出し、その差に応じて従動プー
リ４の回転速度を増減させる従動軸速度制御手段を用い
て制御を行う。

【００１７】具体的には、ドラム軸１１の現在の回転速
度と、遅延回路１７により求めた１回転前のドラム軸１
１の回転速度とをアンプ１８により比較し、加算器１９
に送りフィードバック制御することにより、前述した第
一の実施例（図３，４参照）の場合と同様な制御を行う
ことができ、これにより、各色のドットの位置ずれを非
常に小さくして画質の向上を図ることが可能となる。な
お、遅延回路１７の遅延時間は、プーリ軸１回転の時間
に等しくすることが必要である。

【００１８】次に、本発明の第三の実施例を図７及び図
８に基づいて説明する。本実施例も、前述した第二の実
施例（図６参照）と同様に、アナログ方式により制御を
行うようにしたものである。ここでは、制御回路６内に
は、時定数Ａのｆ／ｖ変換器１６に対して、時定数Ｂ，
Ｃのｆ／ｖ変換器２０，２１が新たに設けられている。
図６の回路の時定数Ａ，Ｂ，Ｃは、図８に示すような関
係にある。ただし、時定数Ａ，Ｂ，ＣはＣ−Ｂ＝Ａの関
係となっている。また、ｆ／ｖ（時定数Ｃ）とｆ／ｖ
（時定数Ｂ）の出力の差は、１回転前の回転速度に対応
するものである。

【００１９】このようにｆ／ｖ変換器１６，２０，２１
の時定数の差を利用することにより、ドラム軸１１の１
回転前の回転速度と、現在の回転速度との差を比較して
制御をかけることができるため、前述した第二の実施例
と同様に、各色のドットの位置ずれを非常に小さくして
画質の向上を図ることが可能となる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、駆動軸と従動軸との間に摩擦
部材を介在させることにより、前記駆動軸により得られ
た駆動力を前記摩擦部材の摩擦力により前記従動軸に伝
達すると共に、前記従動軸にエンコーダを連結すること
により、そのエンコーダの出力周波数と基準周波数との
差を検知し前記従動軸の回転速度を変更制御する回転速
度制御装置を備えた回転伝達駆動装置において、前記従
動軸の第１回転目の回転速度と、第２回転目又は第３回
転目以降の回転速度との差を検出し、その差に応じて前
記従動軸の回転速度を増減させる従動軸速度制御手段を
設けたので、従動軸の第１回転目の回転速度と、第２又
は第３回転目以降の回転速度の差を検知し、その差に応
じて従動軸の回転速度を増減させるため、カラー記録時
に、各色のドットの位置ずれ、すなわち、累積ピッチ誤
差の差と平均回転速度の差が非常に小さくすることが可
能となり、これにより画質の向上を図ることができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例である回転伝達駆動装置
の一例を示すブロック図である。

【図２】回転伝達駆動装置の全体構成を示す構成図であ
る。

【図３】従動軸速度制御手段の一例を示すフローチャー
トである。

【図４】従動軸速度制御手段の他の一例を示すフローチ
ャートである。

【図５】累積ピッチ誤差の様子を従来の場合と比較して
示す波形図である。

【図６】本発明の第二の実施例である回転伝達駆動装置
の一例を示すブロック図である。

【図７】本発明の第三の実施例である回転伝達駆動装置
の一例を示すブロック図である。

【図８】累積ピッチ誤差の様子を示す波形図である。

【図９】従来の回転伝達駆動装置の全体構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

２ 駆動軸 ３ 摩擦部材 ４ 従動軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新行内 充 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸と従動軸との間に摩擦部材を介在
   させることにより、前記駆動軸により得られた駆動力を
   前記摩擦部材の摩擦力により前記従動軸に伝達すると共
   に、前記従動軸にエンコーダを連結することにより、そ
   のエンコーダの出力周波数と基準周波数との差を検知し
   前記従動軸の回転速度を変更制御する回転速度制御装置
   を備えた回転伝達駆動装置において、前記従動軸の第１
   回転目の回転速度と、第２回転目又は第３回転目以降の
   回転速度との差を検出し、その差に応じて前記従動軸の
   回転速度を増減させる従動軸速度制御手段を設けたこと
   を特徴とする回転伝達駆動装置。