JPH08115041A - Automatic inertia adjusting device - Google Patents

Automatic inertia adjusting device

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JPH08115041A
JPH08115041A JP6249706A JP24970694A JPH08115041A JP H08115041 A JPH08115041 A JP H08115041A JP 6249706 A JP6249706 A JP 6249706A JP 24970694 A JP24970694 A JP 24970694A JP H08115041 A JPH08115041 A JP H08115041A
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JP
Japan
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inertia
transmission system
frequency
drive transmission
mass body
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Application number
JP6249706A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kimito Omori
公人 大森
Mamoru Kido
衛 城戸
Kozo Tagawa
浩三 田川
Masakazu Kobayashi
正和 小林
Susumu Kobayashi
進 木林
Junichi Murakami
村上  順一
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To prevent speed fluctuation in drive system by providing a means calculating the characteristic frequency of a drive transmission system and automatically adjusting the inertia of the drive transmission system so that the calculated characteristic frequency is not superposed with a frequency of an exciting source. CONSTITUTION: Four mass bodies 21 for adjusting the inertia are arranged on a drive roll 61 so as to surround the drive roll 61. Mass body position movement shafts 22 penetrating respective mass bodies 21 are provided, and contact surfaces between both are thread. The mass body position movement shaft 22 is rotated by a mass body movement adjusting jig 23 arranged on its periphery, and the mass body 21 is moved in the direction of the arrow P. The frequency response characteristic of the drive transmission system is measured, and the characteristic frequency of the drive transmission system is obtained. Then, the mass body 21 is moved so that no resonance occurs by that the characteristic frequency of the drive transmission system superposes on the frequency of the exciting source such as the number of revolution of respective shafts and an engaging frequency of a gear and the inertia value is adjusted automatically.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機等の
画像形成装置における駆動系の速度変動を防止すること
ができるイナーシャ自動調整装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic inertia adjusting device capable of preventing speed fluctuation of a drive system in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真複写機等の画像形成装置におい
ては、高精度な画像を得るため、感光体、ベルト等の中
間転写体あるいは用紙搬送装置などの駆動軸の回転速度
および位置を制御する必要がある。
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, in order to obtain a highly accurate image, the rotational speed and position of a drive shaft such as an intermediate transfer member such as a photoconductor or a belt or a paper conveying device is controlled. There is a need.

【0003】従来、上記制御を行う場合、感光体、中間
転写体、用紙搬送装置等(すなわち最終操作対象物)の
速度を直接検出するのでなく、これら最終操作対象物を
駆動するモータ自体あるいはモータ軸上に取り付けられ
たエンコーダによって検出した速度をフィードバック
し、モータの回転速度を制御しているため、モータ軸か
ら最終操作対象物までのギヤ等の駆動伝達系の特性(駆
動系伝達関数)は制御系のループに含まれていない。こ
のため、最終操作対象物の速度は必ずしも高精度に制御
されず、ギヤの噛み合いによって生ずる振動の周波数
(以下、ギヤの噛み合い周波数という)などにより高周
波数帯域の速度変動が生じることになる。
Conventionally, when the above control is performed, the speed of the photosensitive member, the intermediate transfer member, the sheet conveying device, etc. (that is, the final operation target) is not directly detected, but the motor itself or the motor for driving these final operation targets. Since the speed detected by the encoder mounted on the shaft is fed back to control the rotation speed of the motor, the characteristics (drive system transfer function) of the drive transmission system such as gears from the motor shaft to the final operation target are Not included in the control loop. For this reason, the speed of the final operation target is not necessarily controlled with high accuracy, and speed fluctuations in a high frequency band occur due to the frequency of vibration generated by gear meshing (hereinafter referred to as gear meshing frequency).

【0004】そこで、従来、こうした感光体、中間転写
体あるいは用紙搬送装置に生ずる高周波数帯域の速度変
動および振動を抑える目的で、適当な大きさの質量体を
これらの軸に取り付けイナーシャ(慣性)を調整する方
法がとられている。例えば特開平4−56885号公報
には、感光体ドラムに取り付けた質量体を該ドラムの半
径方向に移動させることによってイナーシャを調整し、
駆動伝達系の固有振動数を変化させる方法が開示されて
いる。
Therefore, in order to suppress velocity fluctuations and vibrations in the high frequency band that occur in the photoconductor, the intermediate transfer member or the sheet conveying device, conventionally, a mass body of an appropriate size is attached to these shafts so that the inertia (inertia) can be obtained. Is being adjusted. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-56885, inertia is adjusted by moving a mass body attached to a photosensitive drum in the radial direction of the drum,
A method of changing the natural frequency of a drive train is disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示されたイナーシャ調整方法では、機構的に手動
でイナーシャを調整するようになっているため、経時的
なギヤの磨耗や剛性の変化、環境変化による温度変化等
によって駆動伝達系の特性が変化した場合に対応でき
ず、結局、振動的な系になってしまう可能性がある。
However, in the inertia adjusting method disclosed in the above publication, the inertia is mechanically adjusted manually, so that the wear of the gear and the change in rigidity over time, the environment, and the like. If the characteristics of the drive transmission system change due to changes in temperature or the like, it may not be possible to cope with the change, resulting in an oscillating system.

【0006】また、従来のイナーシャ調整方法では、確
かに駆動伝達系の加振源のうち高周波数帯域にあるギヤ
の噛み合い周波数による速度変動は抑制されるが、イナ
ーシャの値を大きくしていくと、駆動伝達系の固有振動
数は低周波数側に移動し、場合によっては、駆動伝達系
の他の加振源である各軸やギアの回転数と一致もしくは
近い値となることがあるため、その回転数において共振
し、速度変動がイナーシャの調整前に増して大きくなっ
てしまう場合がある。
Further, in the conventional inertia adjusting method, the speed fluctuation due to the meshing frequency of the gear in the high frequency band of the vibration source of the drive transmission system is suppressed, but the inertia value is increased as the inertia value is increased. , The natural frequency of the drive transmission system moves to the low frequency side, and in some cases, the natural frequency of the drive transmission system may be equal to or close to the rotation speed of each shaft or gear that is another vibration source of the drive transmission system. Resonance may occur at the rotational speed, and the speed fluctuation may increase even before the inertia adjustment.

【0007】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、電子写真複写機等の画像形成装置において、
モータ軸から感光体、中間転写体、用紙搬送装置等の最
終操作対象物までの駆動伝達系の各軸やギアの回転、ギ
ヤ間の噛み合いなどの加振源と共振しないようイナーシ
ャの値を自動的に調整し得るイナーシャ自動調整装置を
提供することを目的としている。
The present invention has been made under such a background, and in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine,
The inertia value is automatically set so as not to resonate with the vibration source such as rotation of each axis of the drive transmission system from the motor shaft to the final operation target such as the photoconductor, the intermediate transfer member, and the paper transport device, gear rotation, and meshing between gears. It is an object of the present invention to provide an inertia automatic adjustment device that can be adjusted mechanically.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1記載の発明は、電子写真複写機等の画
像形成装置における感光体、ベルト等の中間転写体、用
紙搬送部などにモータの駆動力を伝達する駆動伝達系の
イナーシャを自動調整する装置であって、前記駆動伝達
系の周波数応答特性を求め、この特性から該駆動伝達系
の固有振動数を算出する手段と、前記算出した固有振動
数が、前記駆動伝達系を構成する軸およびギアの回転
数、ギヤ間の噛み合い周波数等の加振源の周波数と重な
らないよう該駆動伝達系のイナーシャを自動調整する手
段とを具備することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is to provide a photosensitive member in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, an intermediate transfer member such as a belt, a sheet conveying section and the like. A device for automatically adjusting the inertia of a drive transmission system for transmitting the driving force of a motor, wherein a frequency response characteristic of the drive transmission system is obtained, and a natural frequency of the drive transmission system is calculated from the characteristic. A means for automatically adjusting the inertia of the drive transmission system so that the calculated natural frequency does not overlap with the frequency of the vibration source such as the rotational speeds of the shaft and gears forming the drive transmission system and the meshing frequency between the gears. It is characterized by having.

【0009】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明において、前記イナーシャを自動調整する手段
は、前記駆動伝達系を構成する軸に所定の質量体を該軸
の半径方向に関して移動自在に取り付け、該質量体の軸
心からの変位を変えることによりイナーシャを調整する
ことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the means for automatically adjusting the inertia has a predetermined mass body on a shaft constituting the drive transmission system in a radial direction of the shaft. It is characterized in that it is movably attached and the inertia is adjusted by changing the displacement from the axis of the mass body.

【0010】[0010]

【作用】請求項1記載の発明によれば、駆動伝達系の固
有振動数と、該駆動伝達系を構成する軸およびギアの回
転数、ギヤ間の噛み合い周波数等の加振源の周波数とが
重ならないよう該駆動伝達系のイナーシャが自動調整さ
れる。これにより、駆動伝達系における軸やギアの回
転、ギヤ間の噛み合いなどの加振源と共振を起こすこと
がない。また、経時的なギヤの磨耗や剛性の変化、環境
変化による温度変化等によって駆動伝達系の特性が変化
した場合にも、そのときの状態に応じてイナーシャが自
動調整され、共振を回避できる。
According to the first aspect of the present invention, the natural frequency of the drive transmission system and the frequencies of the vibration source such as the rotational speeds of the shaft and gears forming the drive transmission system and the meshing frequency between the gears are determined. The inertia of the drive transmission system is automatically adjusted so as not to overlap. As a result, resonance does not occur with the vibration source such as rotation of the shaft or gear in the drive transmission system or meshing between the gears. Further, even if the characteristics of the drive transmission system change due to changes in wear of the gears, changes in rigidity over time, changes in temperature due to changes in the environment, the inertia is automatically adjusted according to the state at that time, and resonance can be avoided.

【0011】また、請求項2記載の発明によれば、質量
体の軸心からの変位によってイナーシャの値が自動調整
される。
According to the second aspect of the invention, the inertia value is automatically adjusted by the displacement of the mass body from the axis.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施
例に限定されるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below.

【0013】A:実施例の構成 (1)全体構成 図1は本発明が適用される多色画像形成装置の全体構成
を示す断面図である。図1において、この画像形成装置
は、画像データに基づきカラー画像を形成する画像形成
部1、原稿を読み取って画像データに変換する画像読み
取り部2、および読み取られた画像データに従ってレー
ザを駆動し感光体4に光ビームを照射する画像書き込み
部3から構成されている。また、画像形成部1は、感光
体4、現像器5の他、主として駆動系を構成する中間転
写ベルト60、駆動ロール61、マーク検知用センサ6
2、転写クリーナ63、転写コロトロン64、駆動補助
ロール65、転写補助ロール66、転写ロール67、感
光体クリーナ7、用紙搬送装置8および定着装置9によ
って構成されている。
A: Configuration of the Embodiment (1) Overall Configuration FIG. 1 is a sectional view showing the overall configuration of a multicolor image forming apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1, the image forming apparatus includes an image forming unit 1 that forms a color image based on image data, an image reading unit 2 that reads a document and converts it into image data, and a laser that drives a laser according to the read image data. It is composed of an image writing unit 3 which irradiates the body 4 with a light beam. In addition to the photoconductor 4 and the developing device 5, the image forming unit 1 mainly includes an intermediate transfer belt 60, a drive roll 61, and a mark detection sensor 6 that form a drive system.
2, a transfer cleaner 63, a transfer corotron 64, a drive assisting roll 65, a transfer assisting roll 66, a transfer roll 67, a photoconductor cleaner 7, a sheet conveying device 8 and a fixing device 9.

【0014】(2)本発明が適用される駆動伝達系の構
成 図2は上記装置において本発明が適用される駆動伝達系
(ベルト駆動系)の近傍を拡大して示した図である。図
2において、中間転写ベルト60は、厚さ0.1mmの
ポリイミドで構成されており、直径30mmの駆動ロー
ル61によってベルト速度v=100mm/sで駆動さ
れる。この中間転写ベルト60の周長は567mmであ
り、駆動ロール61が6回転する毎に1回転するように
なっている。
(2) Structure of the drive transmission system to which the present invention is applied FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of the drive transmission system (belt drive system) to which the present invention is applied in the above apparatus. In FIG. 2, the intermediate transfer belt 60 is made of polyimide having a thickness of 0.1 mm, and is driven at a belt speed v = 100 mm / s by a driving roll 61 having a diameter of 30 mm. The peripheral length of the intermediate transfer belt 60 is 567 mm, and is rotated once every six rotations of the drive roll 61.

【0015】また、中間転写ベルト60の表面には該ベ
ルトの地の部分と反射率が異なるマークが形成されてお
り、このマークをセンサ62(図1参照)で検知するこ
とによって各色の画像形成タイミングを決定し、ベルト
60にトナー像を正確に重ねるようになっている。な
お、このマークは、中間転写ベルト60に穴を開けてこ
れを検知するように構成してもよいし、ベルト60の一
カ所を検知できるものであればその他の手段で構成して
もよい。
Further, on the surface of the intermediate transfer belt 60, a mark having a reflectance different from that of the background portion of the belt is formed. By detecting this mark by the sensor 62 (see FIG. 1), an image of each color is formed. The timing is determined and the toner image is accurately superimposed on the belt 60. The mark may be formed by making a hole in the intermediate transfer belt 60 and detecting the hole, or may be formed by other means as long as it can detect one place of the belt 60.

【0016】また、ベルト60を搬送するための駆動力
は、図示しない駆動モータのモータ軸12からギヤ1
0,11を介し伝達されるようになっており、モータ軸
12上には駆動モータの回転速度を検出する外付けの
(あるいはモータに組み込まれた)エンコーダ13が設
けられている。さらに、駆動ロール61の軸上には、駆
動ロール61の回転速度および位置を検出するエンコー
ダ68が設けられている。
The driving force for conveying the belt 60 is from the motor shaft 12 of the drive motor (not shown) to the gear 1
0, 11 is transmitted, and an external encoder 13 (or incorporated in the motor) for detecting the rotation speed of the drive motor is provided on the motor shaft 12. Further, an encoder 68 that detects the rotation speed and the position of the drive roll 61 is provided on the shaft of the drive roll 61.

【0017】このエンコーダ68からは、Z相を用いて
駆動ロール61の1回転に対応した信号を得ることが可
能である。このZ相の信号によって後述するイナーシャ
の値の調整時の位置決めが行われる。
From the encoder 68, it is possible to obtain a signal corresponding to one rotation of the drive roll 61 by using the Z phase. The Z-phase signal is used to perform positioning when adjusting the inertia value described later.

【0018】(3)イナーシャ自動調整装置の構成 次に、本実施例によるイナーシャ自動調整装置の構成に
ついて説明する。図3はイナーシャ自動調整装置の機械
的構成を示す図であり、同図(a)は断面図、同図
(b)は側面図を示している。同図において、駆動ロー
ル61には、そのイナーシャを調整するための4つの質
量体21,21,21,21が駆動ロール61を四方か
ら囲むよう配置されている。イナーシャの値を増加させ
るときは、質量体21を矢印Pの方向に駆動ロール61
から離れるよう移動させる。また、イナーシャの値を減
少させるときは、質量体21を上記と逆向きに移動させ
る。
(3) Structure of Automatic Inertia Adjustment Device Next, the structure of the inertia automatic adjustment device according to this embodiment will be described. 3A and 3B are views showing a mechanical configuration of the inertia automatic adjustment device. FIG. 3A is a sectional view and FIG. 3B is a side view. In the figure, the drive roll 61 is provided with four mass bodies 21, 21, 21, 21 for adjusting the inertia thereof so as to surround the drive roll 61 from four directions. When increasing the inertia value, move the mass body 21 in the direction of arrow P
Move away from. When decreasing the inertia value, the mass body 21 is moved in the opposite direction to the above.

【0019】質量体21を移動させるための機構として
は、図示のように各々の質量体21を貫通する質量体位
置移動軸22を設けて両者の接触面をネジ切りしてお
き、さらに質量体位置移動軸22をその周囲に配置され
た質量体移動調整治具23によって回転させるようにす
る。また、質量体位置移動軸22は、駆動ロール61の
軸上に設置されているエンコーダ68のZ相の信号によ
って質量体移動調整治具23に対して位置決めされる。
As a mechanism for moving the mass body 21, as shown in the figure, a mass body position moving shaft 22 penetrating each mass body 21 is provided, the contact surfaces of both are threaded, and the mass body is moved. The position moving shaft 22 is rotated by the mass body movement adjusting jig 23 arranged around the position moving shaft 22. Further, the mass body position moving shaft 22 is positioned with respect to the mass body movement adjusting jig 23 by the Z-phase signal of the encoder 68 installed on the shaft of the drive roll 61.

【0020】ここで、質量体21は、図示のようにこの
イナーシャ自動調整装置の外壁20と摺動自在に接して
いるため、質量体位置移動軸22の回動に伴って回転す
ることはない。また、質量体位置移動軸22は、ネジ切
りが施されていることによって質量体21と噛み合う一
方、その先端部は駆動ロール61に対して空回りするよ
うになっている。これにより、質量体21は、質量体位
置移動軸22の回動に応じて矢印Pの方向に移動する。
この場合、質量体21は、イナーシャ移動調整治具23
の回転方向に対応して駆動ロール61から離れたり、近
づいたりする。また、質量体移動調整治具23の回転
は、図示しない制御装置によって制御される。この制御
装置は、CPU、メモリ等によって構成されており、後
述する固有振動数等の各種演算処理を行う。
Since the mass body 21 is slidably in contact with the outer wall 20 of the inertia adjusting device as shown in the figure, it does not rotate with the rotation of the mass body position moving shaft 22. . Further, the mass body position moving shaft 22 meshes with the mass body 21 by being threaded, while the tip end portion of the mass body position moving shaft 22 rotates idly with respect to the drive roll 61. As a result, the mass body 21 moves in the direction of the arrow P according to the rotation of the mass body position moving shaft 22.
In this case, the mass body 21 is the inertia movement adjusting jig 23.
Depending on the direction of rotation of the drive roll 61. Further, the rotation of the mass body movement adjusting jig 23 is controlled by a control device (not shown). The control device is composed of a CPU, a memory, and the like, and performs various arithmetic processes such as a natural frequency described later.

【0021】なお、図3に示す例では、上記のような移
動操作を4つの質量体21,21,21,21(すなわ
ち4点)について行うが、駆動ロール61について軸対
称の位置にある質量体21と質量体位置移動軸22のネ
ジ切りを逆向きに形成し、1つのイナーシャ移動調整治
具23によって1対の質量体21を移動させるようにす
れば、2点の回転操作で上記4点の移動を行うことが可
能となる。
In the example shown in FIG. 3, the moving operation as described above is performed for the four mass bodies 21, 21, 21, 21 (that is, four points). If the threads of the body 21 and the mass body position moving shaft 22 are formed in opposite directions, and one pair of mass bodies 21 is moved by one inertia movement adjusting jig 23, the above-mentioned 4 can be performed by rotating two points. It becomes possible to move the points.

【0022】B:実施例の動作 (1)イナーシャ自動調整の全体動作 次に、図4に示すフローチャートのステップST1〜S
T3に沿って、イナーシャ自動調整の全体動作について
説明する。まず、ステップST1では、図2に示した駆
動伝達系の固有振動数を求めるため、当該駆動伝達系の
周波数応答特性を測定する。ここで、駆動系全体の構成
を図5に示すブロック図のように表現した場合、モータ
軸12上のエンコーダ13(図2参照)によって得られ
る速度検出信号をフィードバックして速度制御するとき
の当該制御ループの伝達関数は、図6に示す伝達関数の
ブロック線図による表現ではGsc(s)に相当する。
そして、このGsc(s)の周波数応答は、一般に図7
に示すような特性を示す。
B: Operation of Embodiment (1) Overall Operation of Automatic Inertia Adjustment Next, steps ST1 to S of the flowchart shown in FIG.
The overall operation of the inertia automatic adjustment will be described along T3. First, in step ST1, in order to obtain the natural frequency of the drive transmission system shown in FIG. 2, the frequency response characteristic of the drive transmission system is measured. Here, when the configuration of the entire drive system is expressed as in the block diagram shown in FIG. 5, the speed detection signal obtained by the encoder 13 (see FIG. 2) on the motor shaft 12 is fed back for speed control. The transfer function of the control loop corresponds to Gsc (s) in the block diagram representation of the transfer function shown in FIG.
The frequency response of this Gsc (s) is generally shown in FIG.
The characteristics are as shown in.

【0023】また、図6において、Gmd(s)は上記
制御ループの外側にある駆動伝達系(図5参照)の伝達
関数に相当し、具体的にはモータ軸12から最終駆動対
象物であるベルト60までの間に存在するギヤ10,1
1などの伝達特性に対応している。この伝達関数Gmd
(s)の周波数応答は例えば図8に示すような特性とな
り、幾つかの周波数においてゲインピークが現れ、これ
らピーク部において振動的な状態となる。
Further, in FIG. 6, Gmd (s) corresponds to the transfer function of the drive transmission system (see FIG. 5) outside the control loop, specifically from the motor shaft 12 to the final drive target. Gears 10, 1 existing up to belt 60
It corresponds to a transfer characteristic such as 1. This transfer function Gmd
The frequency response of (s) has a characteristic as shown in FIG. 8, for example, gain peaks appear at some frequencies, and these peaks are in an oscillating state.

【0024】通常、このようなゲインピークのいずれか
が固有振動数に対応しており、次のステップST2にお
いては、これらの中から固有振動数を予測する。すなわ
ち、詳細については後述するが概略を説明すれば、上記
ゲインピークの中から固有振動数を特定するために、駆
動伝達系の伝達関数Gmd(s)あるいは駆動系全体の
伝達関数Gg(s)の周波数応答特性(図8および図9
参照)を、図3に示したイナーシャ自動調整装置によっ
てイナーシャの値を変化させながら測定する。
Usually, one of such gain peaks corresponds to the natural frequency, and in the next step ST2, the natural frequency is predicted from these. That is, although details will be described later, in brief, in order to specify the natural frequency from the gain peak, the transfer function Gmd (s) of the drive transfer system or the transfer function Gg (s) of the entire drive system is specified. Frequency response characteristics (Figs. 8 and 9)
(Refer to FIG. 3) while measuring the inertia value by the inertia automatic adjusting device shown in FIG.

【0025】このようにイナーシャの値を変化させるこ
とによって、図8あるいは図9に示した周波数応答特性
のゲインピークが横軸(周波数)方向に移動すれば、そ
のゲインピークが現れる周波数を固有振動数とみなす。
これにより、駆動伝達系の固有振動数を特定することが
可能となる。
If the gain peak of the frequency response characteristic shown in FIG. 8 or 9 moves in the horizontal axis (frequency) direction by changing the inertia value in this way, the frequency at which the gain peak appears is changed to the natural vibration. Consider as a number.
This makes it possible to specify the natural frequency of the drive transmission system.

【0026】そして、ステップST3では、駆動伝達系
の固有振動数が各軸の回転数やギヤの噛み合い周波数な
どの加振源の周波数と重なって共振を起こさないよう、
再びイナーシャ自動調整装置によってイナーシャの値を
自動調整する。
In step ST3, the natural frequency of the drive transmission system does not overlap with the frequency of the vibration source such as the rotational speed of each shaft or the meshing frequency of the gears to cause resonance.
Again, the inertia value is automatically adjusted by the inertia automatic adjustment device.

【0027】(2)周波数応答特性の測定(ステップS
T1)についての詳細動作 次に、駆動伝達系の伝達関数Gmd(s)および駆動系
全体の伝達関数Gg(s)の周波数応答特性を測定する
方法の詳細について説明する。図6に示した駆動伝達系
の伝達関数Gmd(s)は、当該駆動伝達系のイナーシ
ャ、ねじれ剛性などの機械的な伝達特性であり、一般に
駆動伝達関数式として関数化することは難しいが、本実
施例では、実機において制御系の目標速度(すなわち基
準速度)Vrefに意図的に低周波数から高周波数まで
(すなわち、伝達関数Gmd(s)の特性を把握可能な
周波数帯域)のノイズを加えつつモータを駆動する。
(2) Measurement of frequency response characteristic (step S
Detailed Operation Regarding T1) Next, details of a method for measuring the frequency response characteristics of the transfer function Gmd (s) of the drive transfer system and the transfer function Gg (s) of the entire drive system will be described. The transfer function Gmd (s) of the drive transmission system shown in FIG. 6 is a mechanical transfer characteristic such as inertia and torsional rigidity of the drive transmission system, and it is generally difficult to make it a function as a drive transfer function equation, In this embodiment, noise of a low frequency to a high frequency (that is, a frequency band in which the characteristics of the transfer function Gmd (s) can be grasped) is intentionally added to the target speed (that is, reference speed) Vref of the control system in the actual machine. While driving the motor.

【0028】ここで加えるノイズの周波数帯域は任意で
あるが、例えば演算処理時間を短縮するために、特定の
周波数あるいは周波数帯域に設定することも可能であ
る。この場合の特定の周波数とは、例えばモータ軸の回
転数、各駆動軸の回転数、あるいはギヤ間の噛み合い周
波数など、駆動伝達系の伝達関数Gmd(s)の特性を
把握するために重要となる周波数あるいは帯域である。
The frequency band of the noise added here is arbitrary, but it is also possible to set it to a specific frequency or frequency band in order to shorten the calculation processing time, for example. The specific frequency in this case is important for understanding the characteristics of the transfer function Gmd (s) of the drive transmission system, such as the rotation speed of the motor shaft, the rotation speed of each drive shaft, or the meshing frequency between gears. Frequency or band.

【0029】そして、ノイズを加えられた速度指令値に
対するモータ軸12上のエンコーダ13とベルト60を
駆動している駆動ロール61上のエンコーダ68の応答
速度信号を比較演算処理し、これによりGmd(s)と
Gg(s)の周波数応答特性を求める。
Then, the response speed signals of the encoder 13 on the motor shaft 12 and the encoder 68 on the drive roll 61 driving the belt 60 with respect to the speed command value to which the noise is added are subjected to comparison calculation processing, whereby Gmd ( The frequency response characteristics of s) and Gg (s) are obtained.

【0030】(3)固有振動数の算出(ステップST
2)についての詳細動作 次に、固有振動数を算出する方法の詳細について説明す
る。まず、上記のようにして求められたGmd(s)あ
るいはGg(s)の周波数応答特性に現れるゲインピー
クの中から、固有振動数に該当すると予想される周波数
を何点か選択する(例えば図10においてはfn1とf
n2)。次に、図3に示したイナーシャ自動調整装置に
よって質量体21を矢印P方向に移動して駆動ロール6
1におけるイナーシャの値を変化させ、各々のイナーシ
ャ値における周波数応答特性を求める。このとき、上記
選択した各ゲインピークについてイナーシャの変化に応
じてその位置(周波数)が移動したか否かを判定し、移
動したゲインピークを固有振動数に対応するものとみな
す(例えば図10においてはfn1を固有振動数とす
る)。
(3) Calculation of natural frequency (step ST
Detailed Operation of 2) Next, details of the method of calculating the natural frequency will be described. First, from the gain peaks appearing in the frequency response characteristics of Gmd (s) or Gg (s) obtained as described above, some frequencies that are expected to correspond to the natural frequency are selected (for example, in FIG. Fn1 and f in 10
n2). Next, the mass body 21 is moved in the direction of arrow P by the inertia automatic adjustment device shown in FIG.
The inertia value at 1 is changed, and the frequency response characteristic at each inertia value is obtained. At this time, it is determined whether or not the position (frequency) of each of the selected gain peaks has moved according to the change in inertia, and the moved gain peak is regarded as corresponding to the natural frequency (for example, in FIG. 10). Is the natural frequency of fn1).

【0031】(4)イナーシャの最適値への自動調整
(ステップST3)についての詳細動作 次に、イナーシャを最適値へ自動調整する方法の詳細に
ついて説明する。前述のように求めた固有振動数が、各
ギヤ10,11の軸回転数やギヤ間の噛み合い周波数な
どの加振源の周波数と一致するか、あるいは近い値とな
る場合には、共振を回避するためイナーシャを最適値に
調整する必要がある。例えば、図11に示すようにFF
T解析によって検出される加振源の周波数f2と図10
に示す固有振動数fn1とが一致する場合には、駆動伝
達系に共振が起こり、速度変動が極めて大きくなる。こ
のような場合には、図3に示したイナーシャ自動調整装
置によってイナーシャの値を共振を回避するための最適
値となるよう調整する。この最適値に調整するためのア
ルゴリズムは、例えば以下のような手順となる。
(4) Detailed operation of automatic adjustment of the inertia to the optimum value (step ST3) Next, details of the method of automatically adjusting the inertia to the optimum value will be described. When the natural frequency obtained as described above is equal to or close to the frequency of the vibration source such as the shaft rotational speed of the gears 10 and 11 or the meshing frequency between the gears, resonance is avoided. Therefore, it is necessary to adjust the inertia to the optimum value. For example, as shown in FIG.
The frequency f2 of the vibration source detected by the T analysis and FIG.
When the natural frequency fn1 shown in (1) matches, resonance occurs in the drive transmission system and the speed fluctuation becomes extremely large. In such a case, the inertia value is adjusted by the inertia automatic adjusting device shown in FIG. 3 to be the optimum value for avoiding resonance. The algorithm for adjusting to this optimum value has the following procedure, for example.

【0032】図11に示すようなFFT解析を行い、
加振源の周波数f1,f2,f3,……を求める(ある
いは予め求めておいて記憶しておく)。 現在の固有振動数fnが、各加振源の周波数f1,f
2,f3,……の中で最も近い周波数(この周波数はイ
ナーシャ値を調整する過程で異なる値になる場合もあ
る)との間隔が最大となるように、調整可能なイナーシ
ャ値を算出する。 求められたイナーシャ値になるようにイナーシャ移動
調整治具23の回転量を計算する。 上記計算によって求められた回転量だけ質量体21を
移動し、イナーシャの値を変化させる。
Performing FFT analysis as shown in FIG.
The frequencies f1, f2, f3, ... Of the vibration source are obtained (or previously obtained and stored). The current natural frequency fn is the frequency f1, f of each excitation source.
The adjustable inertia value is calculated so that the interval with the closest frequency (2, f3, ..., This frequency may have a different value in the process of adjusting the inertia value) becomes the maximum. The rotation amount of the inertia movement adjusting jig 23 is calculated so as to obtain the obtained inertia value. The mass body 21 is moved by the rotation amount obtained by the above calculation, and the inertia value is changed.

【0033】上述したアルゴリズムによってイナーシャ
の値を調整することにより、図12に示すように固有振
動数がfnからfn′へ移動する。これにより、図11
に示したイナーシャ調整前の周波数f2における速度変
動は、図13に示すように低減される。この結果、画像
形成において高精度な画像を得ることが可能となる。
By adjusting the inertia value by the above-mentioned algorithm, the natural frequency moves from fn to fn 'as shown in FIG. As a result, FIG.
The speed fluctuation at the frequency f2 before the inertia adjustment shown in (4) is reduced as shown in FIG. As a result, it is possible to obtain a highly accurate image in image formation.

【0034】なお、上述したイナーシャの自動調整動作
は、駆動伝達系の経時的変化および環境変化に対して常
に最適な状態となるようリアルタイムに行ってもよい
が、環境変化によって駆動伝達系の性能に変化がない場
合にはギヤの磨耗などによるねじれ剛性の経時的変化を
考慮して、電源投入時などのタイミングで調整するよう
にしてもよい。
The above-described automatic inertia adjustment operation may be performed in real time so as to always be in an optimum state with respect to changes over time of the drive transmission system and changes in the environment. When there is no change, the change in torsional rigidity due to wear of gears may be taken into consideration, and the adjustment may be made at the timing when the power is turned on.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電子写真複写機等の画像形成装置において、モータ
軸から感光体、中間転写体、用紙搬送装置等の最終操作
対象物までの駆動伝達系の各軸やギアの回転、ギヤ間の
噛み合いなどの加振源と共振しないようイナーシャの値
が自動的に調整される。これにより、従来のようにギヤ
間の噛み合い周波数との共振を防止するだけでなく、駆
動伝達系の各軸およびギアの回転数など他の加振源の周
波数とも共振することなく、最終操作対象物での速度変
動および振動を抑制できる。また、経時的なギヤの磨耗
や剛性の変化、環境変化による温度変化等によって駆動
伝達系の特性が変化した場合にも、そのときの状態に応
じてイナーシャが自動調整され、速度変動および振動を
防止できる。この結果、常に高画質な画像が得られる。
As described above, according to the present invention, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, driving from a motor shaft to a final operation target such as a photoconductor, an intermediate transfer member and a sheet conveying device is performed. The inertia value is automatically adjusted so as not to resonate with the vibration sources such as the rotation of each axis of the transmission system, the rotation of gears, and the meshing of gears. This not only prevents resonance with the meshing frequency between gears as in the past, but also does not resonate with the frequencies of other vibration sources such as the rotation speed of each shaft of the drive transmission system and gears, and the final operation target It is possible to suppress speed fluctuations and vibrations of objects. In addition, even if the characteristics of the drive transmission system change due to changes in gear wear or rigidity over time, temperature changes due to environmental changes, etc., the inertia is automatically adjusted according to the state at that time to reduce speed fluctuations and vibrations. It can be prevented. As a result, a high quality image is always obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明が適用される多色画像形成装置の概略
構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a multicolor image forming apparatus to which the present invention is applied.

【図2】 同装置の駆動伝達系を拡大して示した断面図
である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a drive transmission system of the device.

【図3】 本実施例のイナーシャ自動調整装置の機械的
構成を示す図であり、(a)は断面図を、(b)は側面
図を示している。
3A and 3B are diagrams showing a mechanical configuration of an automatic inertia adjusting device of the present embodiment, in which FIG. 3A is a sectional view and FIG. 3B is a side view.

【図4】 実施例の動作を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the embodiment.

【図5】 駆動系全体の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the entire drive system.

【図6】 同駆動系の伝達関数を示すブロック線図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a transfer function of the drive system.

【図7】 同駆動系における伝達関数Gsc(s)の周
波数応答特性図である。
FIG. 7 is a frequency response characteristic diagram of a transfer function Gsc (s) in the drive system.

【図8】 同駆動系における伝達関数Gmd(s)の周
波数応答特性図である。
FIG. 8 is a frequency response characteristic diagram of a transfer function Gmd (s) in the drive system.

【図9】 同駆動系における伝達関数Gg(s)の周波
数応答特性図である。
FIG. 9 is a frequency response characteristic diagram of a transfer function Gg (s) in the drive system.

【図10】 固有振動の特徴が見られる伝達関数Gg
(s)の周波数応答特性図である。
FIG. 10 is a transfer function Gg showing a characteristic of natural vibration.
It is a frequency response characteristic figure of (s).

【図11】 イナーシャ調整前の加振源のFFT解析結
果を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an FFT analysis result of a vibration source before inertia adjustment.

【図12】 イナーシャ調整後の伝達関数Gg(s)の
周波数応答特性図である。
FIG. 12 is a frequency response characteristic diagram of a transfer function Gg (s) after inertia adjustment.

【図13】 イナーシャ調整後の加振源のFFT解析結
果を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an FFT analysis result of a vibration source after inertia adjustment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13,68 エンコーダ 20 イナーシャ自動調整装置(イナーシャを自動調整
する手段) 21 質量体 22 質量体位置移動軸 23 質量体位置移動調整治具 61 駆動ロール
13, 68 Encoder 20 Inertia automatic adjusting device (means for automatically adjusting inertia) 21 Mass body 22 Mass body position moving shaft 23 Mass body position moving adjusting jig 61 Drive roll

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 正和 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 木林 進 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 村上 順一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masakazu Kobayashi 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture, Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Susumu Kibayashi 2274, Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture, Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Murakami 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子写真複写機等の画像形成装置におけ
る感光体、ベルト等の中間転写体、用紙搬送部などにモ
ータの駆動力を伝達する駆動伝達系のイナーシャを自動
調整する装置であって、 前記駆動伝達系の周波数応答特性を求め、この特性から
該駆動伝達系の固有振動数を算出する手段と、 前記算出した固有振動数が、前記駆動伝達系を構成する
軸およびギアの回転数、ギヤ間の噛み合い周波数等の加
振源の周波数と重ならないよう該駆動伝達系のイナーシ
ャを自動調整する手段とを具備することを特徴とするイ
ナーシャ自動調整装置。
1. An apparatus for automatically adjusting the inertia of a drive transmission system for transmitting a driving force of a motor to a photosensitive member, an intermediate transfer member such as a belt, a sheet conveying unit and the like in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine. A means for obtaining the frequency response characteristic of the drive transmission system and calculating the natural frequency of the drive transmission system from this characteristic; and the calculated natural frequency being the number of rotations of the shaft and the gear constituting the drive transmission system. , A means for automatically adjusting the inertia of the drive transmission system so that it does not overlap with the frequency of the vibration source such as the meshing frequency between gears.
【請求項2】 前記イナーシャを自動調整する手段は、
前記駆動伝達系を構成する軸に所定の質量体を該軸の半
径方向に関して移動自在に取り付け、該質量体の軸心か
らの変位を変えることによりイナーシャを調整すること
を特徴とする請求項1記載のイナーシャ自動調整装置。
2. The means for automatically adjusting the inertia comprises:
2. The inertia is adjusted by attaching a predetermined mass body to a shaft constituting the drive transmission system so as to be movable in the radial direction of the shaft, and changing the displacement of the mass body from the axial center. Automatic inertia adjustment device described.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5881342A (en) * 1997-03-27 1999-03-09 Konica Corporation Rotational body driving apparatus and an image forming apparatus in use therewith
US7324245B2 (en) * 2003-03-18 2008-01-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Rotating driving apparatus and image reading apparatus
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JP2018066899A (en) * 2016-10-20 2018-04-26 富士ゼロックス株式会社 Natural frequency measuring device, image forming apparatus, and natural frequency measuring program

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