(57)【要約】【課題】本発明は、伝達機構を介して駆動軸の回転が伝達される従動軸の回転変動を高精度に検出して補正する回転体駆動装置及び画像形成装置に関する。【解決手段】回転体駆動装置１は、駆動モータ２により回転駆動される駆動軸のトルクが、駆動ギヤ４と従動ギヤ５を介して回転体７を回転させる回転軸７ａに伝達され、回転軸７ａにフライホイール８が取り付けられており、フライホイール８の外周に所定間隔で複数の被検出突起９が設けられている。回転体駆動装置１は、被検出突起９の通過を検出部１０で検出し、当該検出結果に基づいて被検出突起９の通過時間を計測して、当該通過時間に基づいて回転体７の速度変動を算出し、当該速度変動に基づいて駆動モータ２の駆動制御を行う。したがって、任意の周期以外の変動の影響を低減させて、検出精度を向上させることができ、回転軸７ａの回転精度を向上させることができる。【選択図】          図１
2006246629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源に連結され当該駆動源により回転駆動される駆動軸と、伝達機構を介して当該駆動軸のトルクが伝達され回転体の固定されている従動軸と、当該従動軸に取り付けられ当該従動軸から径方向に所定距離の位置に周方向に所定間隔で複数の被検出部材の設けられているフライホイールと、当該被検出部材の通過を検出する検出手段と、を備え、当該検出手段の検出結果に基づいて前記被検出部材の通過時間を計測して、当該通過時間に基づいて前記回転体の速度変動を算出し、当該速度変動に基づいて前記駆動源の駆動制御を行うことを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項２】
前記回転体駆動装置は、複数の前記被検出部材が前記フライホイールの外周面から所定量所定方向に突出する状態で形成され、当該複数の被検出部材の形成された複数枚の前記フライホイールが、相対応する位置の前記被検出部材を周方向に所定角度ずつずらした状態で重ね合わされていることを特徴とする請求項１記載の回転体駆動装置。
【請求項３】
前記複数枚のフライホイールは、それぞれ前記被検出部材に隣接する位置に当該被検出部材と直交する方向に折り曲げられた折り曲げ部が形成されており、当該折り曲げ部が、それぞれ前記重ね合わされる当該フライホイールの相隣接する前記各被検出部材を前記所定のずらし角度だけずらした位置に位置規制することを特徴とする請求項２記載の回転体駆動装置。
【請求項４】
前記複数枚のフライホイールは、それぞれ重ね合わされる当該フライホイールの相隣接する各被検出部材が、所定の角度調整治具によって、前記所定のずらし角度だけずれた位置に位置調整されていることを特徴とする請求項２記載の回転体駆動装置。
【請求項５】
前記回転体駆動装置は、周方向に所定角度ずつずらした状態で重ね合わされている複数枚の前記フライホイールの相対応する位置の前記被検出部材のずらし角度を、前記検出手段の計測結果から算出し、当該算出した角度値に基づいて前記回転体の回転ムラを算出することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の回転体駆動装置。
【請求項６】
前記フライホイールは、前記被検出部材が当該フライホイールの外側面であって、当該フライホイールの外周面よりも所定量径方向内側の円周上に当該外側面から突出する状態で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の回転体駆動装置。
【請求項７】
前記フライホイールは、前記従動軸にフランジを介して取り付けられているとともに、当該フランジと当該フライホイールとの間に弾性体が介装されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の回転体駆動装置。
【請求項８】
前記フライホイールは、前記従動軸の回転方向に対して所定の弾性効果を有するフランジを介して当該従動軸に取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の回転体駆動装置。
【請求項９】
前記回転体駆動装置は、前記複数の被検出部材のうち１つの被検出部材が、他の前記被検出部材とは形状の異なる基準被検出部材となっていることを特徴とする請求項１から瀬尾８のいずれかに記載の回転体駆動装置。
【請求項１０】
駆動源により回転駆動される駆動軸からのトルクが伝達機構を介して伝達される従動軸に取り付けられて回転駆動される像担持体に静電潜像を形成し、当該静電潜像をトナーで現像してトナー画像を形成し、当該像担持体上のトナー画像を記録紙に転写した後、定着させて画像形成するとともに、前記駆動源を回転体駆動制御部で回転制御する画像形成装置であって、前記回転駆動制御部が、前記従動軸に取り付けられ当該従動軸から径方向に所定距離の位置に周方向に所定間隔で複数の被検出部材の設けられているフライホイールと、当該被検出部材の通過を検出する検出手段と、を備え、当該検出手段の検出結果に基づいて前記被検出部材の通過時間を計測して、当該通過時間に基づいて前記像担持体の速度変動を算出し、当該速度変動に基づいて前記駆動源の駆動制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体駆動装置及び画像形成装置に関し、詳細には、伝達機構を介して駆動軸の回転が伝達される従動軸の回転変動を高精度に検出して補正する回転体駆動装置及びこの回転体駆動装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置、例えば、フルカラー画像形成装置の画像形成方式としては、１本の感光体ドラムに１色ずつトナー像を形成して、順次転写材上に転写してカラー画像を形成する中間転写方式と、複数の感光体ドラムを並列に配置して、各感光体ドラムに１色ずつトナー像を形成し、順次通過する転写材上に各色のトナー像を重ね合わせて転写するタンデム方式がある。
【０００３】
タンデム方式は、複数の感光体ドラムをほぼ同時に同期させながら動作させることで、高速化が可能であることから、画像形成の高速化の要望が強くなってきている近年、多く用いられるようになってきている。
【０００４】
このタンデム型のカラー画像形成装置は、複数色、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナー画像を形成する画像形成ステーションを備え、各色の画像形成ステーションは、書込ユニットと作像カートリッジを備えて、各色の画像データにより変調されたレーザを書込ユニットから作像カートリッジの感光体ドラムに照射して潜像を形成し、各色の作像カートリッジは、この潜像の形成された感光体ドラムに各色のトナーを供給して、トナー画像を現像する。各色の作像カートリッジは、転写ベルト上を搬送されてくる転写材に回転する感光体ドラム上のトナー画像を転写して、転写材に各色のトナー画像を重ね合わせてカラー画像を形成する。
【０００５】
このようにタンデム型のカラー画像形成装置は、回転する感光体ドラム上の各色のトナー画像を搬送される転写材上に順次重ね合わせて転写することでカラー画像を形成しているため、複数の感光体ドラムを回転ムラがなく、かつ、精度よく同期させて回転する必要があり、感光体ドラムの回転に回転ムラが発生すると、形成されるカラー画像に色ずれが発生して、画像品質が低下する。
【０００６】
一般的に、タンデム型のカラー画像形成装置においては、駆動モータの駆動軸に連結されたモータギヤが、感光体ドラムの回転軸に連結されている従動ギヤと歯合して直接感光体ドラムを回転駆動し、また、モータギヤに直接歯合して回転駆動される従動ギヤに歯合するアイドラギヤに歯合する駆動ギヤにより間接的に感光体ドラムを回転駆動しており、これらの歯合しているモータギヤと従動ギヤ及び従動ギヤとアイドラギヤのかみ合いやこれらのギヤの回転軸がギヤ中心からずれて取り付けられることによって生じる偏心が影響して感光体ドラムに回転ムラが発生する。
【０００７】
そこで、従来、上述のようなタンデム型のカラー画像形成装置においては、感光体ドラムの慣性モーメントを増加させるために、フライホイールを設けたり、感光体ドラムの回転速度を検出するために、回転速度検出装置、例えば、エンコーダを取り付けている。
【０００８】
ところが、フライホイールの偏心及び回転速度検出装置の偏心や精度の影響により、回転ムラが発生する。
【０００９】
そして、従来、異常回転検出用の被検知手段を兼ねるフライホイールに２つのホールを回転中心に対して点対称に配置した駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。
【００１０】
ところが、この従来技術は、回転時の振動を低減することはできるが、この検知手段は、回転しているか否かを判断する異常検知用であり、高精度な回転を制御することはできない。
【００１１】
そこで、本出願人は、先に、回転体ドラムの回転に同期して得られるロータリエンコーダの出力パルスを、カウンタでカウントして、回転体ドラムの回転位置を検出し、一方、回転体ドラムの位置情報を記憶するメモリから基準信号によって回転体ドラムの基準位置情報を読み出して、検出した回転体ドラムの回転位置情報とメモリから読み出した基準位置情報に基づいて、回転体ドラムを回転駆動するモータの起動、停止、回転速度、加速度等を制御する画像形成装置を提案している（特許文献２参照）。
【００１２】
【特許文献１】特開１０−２７４２８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献２記載の従来技術にあっては、回転体ドラム軸上にエンコーダを設け、このエンコーダでの検出を利用することで、高精度な回転制御を行っているため、ドラム軸上に高精度なエンコーダ（数百パルス以上）を取り付ける必要があるとともに、高精度なエンコーダを取り付けるためのスペースを必要とし、コストが高くなるとともに大型化するおそれがあった。
【００１４】
また、エンコーダは、被検出部として多数のスリットが形成されていて、検出部を通過するスリットの数で回転量を検出しているため、高精度に回転誤差を検出することはできるが、その反面、情報量が過多でもある。その結果、エンコーダ出力結果をＦＦＴ（周波数分析）にかけると、任意の周期の速度変動以外の成分も多数、計測され、信号処理に高度な処理を必要とし、さらに、コストが高くなるという問題がある。
【００１５】
そこで、本発明は、従動軸の回転の検出に際して、任意の周期以外の変動の影響を低減し、検出精度を高めるととともに、検出結果に基づいて補正制御した場合の回転精度を向上させることのできる回転体駆動装置及びこの回転体駆動装置を用いて像担持体を回転駆動する画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１記載の発明の回転体駆動装置は、駆動源に連結され当該駆動源により回転駆動される駆動軸と、伝達機構を介して当該駆動軸のトルクが伝達され回転体の固定されている従動軸と、当該従動軸に取り付けられ当該従動軸から径方向に所定距離の位置に周方向に所定間隔で複数の被検出部材の設けられているフライホイールと、当該被検出部材の通過を検出する検出手段と、を備え、当該検出手段の検出結果に基づいて前記被検出部材の通過時間を計測して、当該通過時間に基づいて前記回転体の速度変動を算出し、当該速度変動に基づいて前記駆動源の駆動制御を行うことにより、上記目的を達成している。
【００１７】
この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記回転体駆動装置は、複数の前記被検出部材が前記フライホイールの外周面から所定量所定方向に突出する状態で形成され、当該複数の被検出部材の形成された複数枚の前記フライホイールが、相対応する位置の前記被検出部材を周方向に所定角度ずつずらした状態で重ね合わされていてもよい。
【００１８】
また、例えば、請求項３に記載するように、前記複数枚のフライホイールは、それぞれ前記被検出部材に隣接する位置に当該被検出部材と直交する方向に折り曲げられた折り曲げ部が形成されており、当該折り曲げ部が、それぞれ前記重ね合わされる当該フライホイールの相隣接する前記各被検出部材を前記所定のずらし角度だけずらした位置に位置規制するものであってもよい。
【００１９】
さらに、例えば、請求項４に記載するように、前記複数枚のフライホイールは、それぞれ重ね合わされる当該フライホイールの相隣接する各被検出部材が、所定の角度調整治具によって、前記所定のずらし角度だけずれた位置に位置調整されているものであってもよい。
【００２０】
また、例えば、請求項５に記載するように、前記回転体駆動装置は、周方向に所定角度ずつずらした状態で重ね合わされている複数枚の前記フライホイールの相対応する位置の前記被検出部材のずらし角度を、前記検出手段の計測結果から算出し、当該算出した角度値に基づいて前記回転体の回転ムラを算出するものであってもよい。
【００２１】
さらに、例えば、請求項６に記載するように、前記フライホイールは、前記被検出部材が当該フライホイールの外側面であって、当該フライホイールの外周面よりも所定量径方向内側の円周上に当該外側面から突出する状態で形成されているものであってもよい。
【００２２】
また、例えば、請求項７に記載するように、前記フライホイールは、前記従動軸にフランジを介して取り付けられているとともに、当該フランジと当該フライホイールとの間に弾性体が介装されているものであってもよい。
【００２３】
さらに、例えば、請求項８に記載するように、前記フライホイールは、前記従動軸の回転方向に対して所定の弾性効果を有するフランジを介して当該従動軸に取り付けられているものであってもよい。
【００２４】
また、例えば、請求項９に記載するように、前記回転体駆動装置は、前記複数の被検出部材のうち１つの被検出部材が、他の前記被検出部材とは形状の異なる基準被検出部材となっているものであってもよい。
【００２５】
請求項１０記載の発明の画像形成装置は、駆動源により回転駆動される駆動軸からのトルクが伝達機構を介して伝達される従動軸に取り付けられて回転駆動される像担持体に静電潜像を形成し、当該静電潜像をトナーで現像してトナー画像を形成し、当該像担持体上のトナー画像を記録紙に転写した後、定着させて画像形成するとともに、前記駆動源を回転体駆動制御部で回転制御する画像形成装置であって、前記回転駆動制御部が、前記従動軸に取り付けられ当該従動軸から径方向に所定距離の位置に周方向に所定間隔で複数の被検出部材の設けられているフライホイールと、当該被検出部材の通過を検出する検出手段と、を備え、当該検出手段の検出結果に基づいて前記被検出部材の通過時間を計測して、当該通過時間に基づいて前記像担持体の速度変動を算出し、当該速度変動に基づいて前記駆動源の駆動制御を行うことにより、上記目的を達成している。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の回転体駆動装置によれば、駆動源により回転駆動される駆動軸のトルクが、伝達機構を介して伝達され回転体を回転させる従動軸に、フライホイールを取り付け、当該フライホイールに、従動軸から径方向に所定距離の位置に周方向に所定間隔で複数の被検出部材を設けて、当該被検出部材の通過を検出手段で検出し、当該検出手段の検出結果に基づいて被検出部材の通過時間を計測して、当該通過時間に基づいて回転体の速度変動を算出し、当該速度変動に基づいて駆動源の駆動制御を行うので、従動軸の回転の検出に際して、任意の周期以外の変動の影響を低減させて、検出精度を向上させることができ、当該検出結果に基づいて駆動源の回転制御を高精度に行って、従動軸の回転精度を向上させることができる。
【００２７】
本発明の画像形成装置によれば、駆動源により回転駆動される駆動軸からのトルクが伝達機構を介して伝達され像担持体の取り付けられている従動軸に、当該従動軸から径方向に所定距離の位置に周方向に所定間隔で複数の被検出部材の設けられているフライホイールを取り付け、当該被検出部材の通過を検出手段で検出して、当該検出手段の検出結果に基づいて被検出部材の通過時間を計測して、当該通過時間に基づいて像担持体の速度変動を算出し、当該速度変動に基づいて駆動源の駆動制御を行うので、駆動系等で発生する様々な高次振動をフライホイールの慣性効果で被検出部に伝わりにくくして、任意の周期の速度変動を忠実に測定し、外乱となる高次周期の振動の影響を低減することができ、検出精度を高めることができるとともに、この検出結果を用いて補正制御した場合の回転精度を向上させて、画像品質を向上させることができる。また、画像形成装置がカラー画像形成装置であるときには、多色重ね合わせでの色ずれを防止し、カラー画像の画像品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００２９】
図１〜図３は、本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第１実施例を示す図であり、図１は、本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第１実施例を適用した回転体駆動装置１の概略構成図である。
【００３０】
図１において、回転体駆動装置１は、駆動モータ２にカップリング３を介して駆動ギヤ４が取り付けられており、駆動ギヤ４には、従動ギヤ５が歯合している。なお、駆動モータ２の回転軸（駆動軸）に駆動ギヤ４が直接刻まれているときには、カップリング３は不要である。
【００３１】
従動ギヤ５の回転軸には、カップリング６を介して従動側の回転体７の回転軸７ａが連結されており、回転体７の回転軸（従動軸）７ａの従動ギヤ５とは反対側には、フライホイール８が取り付けられている。フライホイール８は、慣性モーメントが大きく、ギヤ４、５の噛み合い振動や外部からの高周波数の振動が伝わっても変位（検出誤差）として現れにくい。上記カップリング３、駆動ギヤ４、従動ギヤ５及びカップリング６は、全体として、駆動モータ２の駆動軸のトルクを回転体７の回転軸７ａに伝達して回転駆動する伝達機構として機能している。
【００３２】
フライホイール８は、図２に示すように、その外周部に複数の被検出突起（被検出部材）９が所定間隔毎に形成されており、フライホイール８の外周部近傍には、図２及び図３に示すように、フライホイール８の被検出突起９を検出してパルス信号を出力する検出部（検出手段）１０が配設されている。
【００３３】
検出部１０は、例えば、図３に示すように、被検出突起９を挟むように投光部１０ａと受光部１０ｂが配設された透過型のフォトカプラ等が用いられている。
【００３４】
検出部１０の出力するパルス信号は、回転駆動制御基板１１の回転駆動制御部１２に入力される。
【００３５】
一般的には、回転駆動制御部１２は、駆動モータ２に速度基準信号を出力して駆動モータ２を回転駆動させるとともに、図１に破線で示すように、駆動モータ２に設けられているモータ角度検出センサからのモータ角度検出信号によって等速度制御する。
【００３６】
ところが、本実施例の回転体駆動装置１の回転駆動制御部１２は、検出部１０からのパルス信号に基づいて、フライホイール８の被検出突起９の角度区間毎の通過時間を計測して、フライホイール８、すなわち、回転体７の任意の周期の速度変動を検出し、駆動モータ２の回転制御を行う。この回転駆動制御部１２は、回転駆動装置１の適用される装置のシステム制御部（図示略）との間で信号の授受を行って、回転体７の回転駆動制御を行う。
【００３７】
次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の回転体駆動装置１は、回転駆動制御部１２が、駆動モータ２を回転駆動させて、駆動モータ２にカップリング３を介して連結されている駆動ギヤ４により従動ギヤ５を回転駆動させ、従動ギヤ５の回転軸に連結されている回転体７を回転駆動させる。
【００３８】
この回転体７の回転軸７ａには、フライホイール８が連結されており、フライホイール８の外周部には、複数の被検出突起９が所定間隔で形成されている。
【００３９】
このフライホイール８の被検出突起９を検出部１０で検出してパルス信号として、回転駆動制御基板１１の回転駆動制御部１２に出力し、回転駆動制御部１２は、この被検出突起９の通過時間、すなわち、パルス信号の立ち上がりまたは立ち下がりから次のパルス信号の立ち上がりまたは立ち下がりまでの時間を計測する。回転駆動制御部１２は、この被検出突起９の通過時間の計測結果から任意の周期の速度変動を検出して、当該速度変動をうち消すように速度基準信号を生成して駆動モータ２に出力し、駆動モータ２の駆動制御を行う。
【００４０】
この場合、被検出突起９の通過時間を計測するためは、検出する任意の周期以外、特に、高次側の回転振動が被検出突起９に加わると、その影響で任意の周期の速度変動の検出精度が低下する。
【００４１】
そこで、本実施例の回転体駆動装置１は、慣性モーメントが大きく、ギヤ４、５の噛み合い振動や外部からの高周波数の振動が伝わっても変位（検出誤差）として現れにくく、所定の周波数（回転軸７ａの１回転周期等の低周期）を精度よく抽出することのできるフライホイール８の外周部に複数の被検出突起９を設けて、この被検出突起９の通過時間を検出し、この被検出突起９の通過時間に基づいて速度変動を検出している。
【００４２】
したがって、従動側の回転体７の速度変動を高精度に検出することができ、この速度変動を高精度に修正することができる。
【００４３】
なお、フライホイール８には、複数の被検出突起９が形成されるが、この複数の被検出突起９のうちの１つに、図４及び図５に示すように、位相基準となる被検出突起９ａを形成してもよい。
【００４４】
すなわち、従動軸である回転軸７ａの任意周期の速度変動検出やその補正を行うためには、位相基準となる目印が必要である。被検出突起９が、図１から図３に示したように、全て同じ形状であると、最初に通過した被検出突起９等を目印にして、被検出突起９の数を数えながらデータを収集し、速度変動の検出やその補正を行う必要がある。ところが、回転駆動装置１が一度停止してしまうと、再度、最初に通過した被検出突起９の検出から始める必要があり、処理が面倒でかつ時間を要することとなる。
【００４５】
ところが、被検出突起９の１つに基準となる形状の被検出突起９ａ、例えば、図４及び図５に示すように、他の被検出突起９よりも幅の広い被検出突起９ａを設けると、一度基準となる被検出突起９ａを検出すると、回転駆動装置１を停止しても、その基準となる被検出突起９ａからの位相は変わらないので、すぐに補正動作に入ることができる。
【実施例２】
【００４６】
図６〜図８は、本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第２実施例を示す図であり、図６は、本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第２実施例を適用した回転体駆動装置のフライホイール２０部分の正面図である。
【００４７】
なお、本実施例は、上記第１実施例の回転駆動装置１と同様の回転駆動装置に適用したものであり、本実施例の説明においては、上記第１実施例の回転駆動装置１と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略するとともに、図示しない部分についても、必要に応じて上記第１実施例の説明で用いた符号をそのまま用いて説明する。
【００４８】
図６において、フライホイール２０は、複数の薄い円盤形状のフライホイール円盤が複数枚、例えば、４枚重ね合わせて形成されており、各フライホイール円盤の外周部には、所定間隔毎に複数の被検出突起２１ａ〜２１ｄが形成されている。
【００４９】
そして、各フライホイール円盤の被検出突起２１ａ〜２１ｄは、それぞれが周方向に所定の間隔を空けて（ずらして）配設されている。この各被検出突起２１ａ〜２１ｄは、それぞれの間隔（図６にＡで示す間隔）が、従動軸である回転体７の回転軸７ａの９０度分（すなわち、当該回転軸７ａの１次成分を検出する大きな間隔）に設定されており、各隣接する被検出突起２１ａ〜２１ｄ同士の間隔（図６にＢで示す間隔）が、駆動軸である駆動モータ２の駆動軸の９０度分、すなわち、当該駆動モータ２の駆動軸の１次成分を検出する小さな間隔に設定されている。この場合、各被検出突起２１ａ〜２１ｄそれぞれの間隔（図６にＡで示す間隔）を、被検出突起２１ａ〜２１ｄ同士の間隔（図６にＢで示す間隔）で除算した値が減速比となるように設定する。
【００５０】
したがって、本実施例の回転駆動装置１は、従動軸である回転体７の回転軸７ａの１次成分の速度変動を、各被検出突起２１ａ〜２１ｄのそれぞれの通過時間を計測することで、検出することができるとともに、各被検出突起２１ａ〜２１ｄの隣接する各被検出突起２１ａ〜２１ｄまでの通過時間を計測することで、駆動軸である駆動モータ２の駆動軸の１次成分の速度変動をも検出することができ、従動側の速度変動だけでなく、駆動側の速度変動に対しても適切かつ高精度に調整することができる。
【００５１】
そして、各隣接する被検出突起２１ａ〜２１ｄの間隔を駆動側と従動側との減速比に合わせて設定する必要があり、減速比が変わると、この各隣接する被検出突起２１ａ〜２１ｄの間隔も変更する必要がある。
【００５２】
ところが、本実施例の回転駆動装置１は、フライホイール２０を、外周部に所定間隔で複数の被検出突起２１ａ〜２１ｄの形成された複数の薄い円盤形状のフライホイール円盤を重ね合わせて形成しているため、各フライホイール円盤の重ね合わせの角度、すなわち、被検出突起２１ａ〜２１ｄの間隔を減速比に合わせて変更することで、簡単に対応することができる。
【００５３】
なお、この場合、フライホイール２０を構成する各フライホイール円盤の被検出突起２１ａ〜２１ｄの隣接部分に、図７に示すように、上記減速比に応じた各被検出突起２１ａ〜２１ｄ同士の間隔に対応する幅の折り曲げ部２２ａ〜２２ｄを設け、この折り曲げ部２２ａ〜２２ｄを挟む状態で、各フライホイール円盤の重ね合わせて、各フライホイール円盤の被検出突起２１ａ〜２１ｄを折り曲げ部２２ａ〜２２ｄに突き当てる状態で組み付けることで各被検出突起２１ａ〜２１ｄの角度調整することができ、いちいち各フライホイール円盤の被検出突起２１ａ〜２１ｄの角度調整を行うことなく、簡単かつ容易に減速比に応じた被検出突起２１ａ〜２１ｄ相互の角度間隔を設定することができ、作業性を向上させることができる。
【００５４】
この場合、折り曲げ部２２ａ〜２２ｄは、全ての被検出突起２１ａ〜２１ｄの位置に設ける必要はなく、例えば、図７に示すように、１箇所の被検出突起２１ａ〜２１ｄの部分にのみ折り曲げ部２２ａ〜２２ｄを設けるのみでよい。
【００５５】
また、この折り曲げ部２ａ〜２２ｄは、フライホイール円盤を形成する際のプレス加工と折り曲げ加工で簡単かつ安価に形成することができる。
【００５６】
また、各被検出突起２１ａ〜２１ｄ同士の間隔の設定においては、図８に示すような組み付け基準治具２３を用いてもよい。
【００５７】
この組み付け基準治具（角度調整治具）２３は、板状の部材の一辺に、減速比に応じた間隔毎に調整折り曲げ部２３ａ〜２３ｄが形成されており、この調整折り曲げ部２３ａ〜２３ｄの形成されている辺は、フライホイール２０の外周辺の凸曲面に対応した凹曲面に形成されている。
【００５８】
したがって、図８に示すように、各被検出突起２１ａ〜２１ｄ同士の間隔を設定する際に、各フライホイール円盤の被検出突起２１ａ〜２１ｄを、各調整折り曲げ部２３ａ〜２３ｄの間の隙間に挿入させて、各調整折り曲げ部２３ａ〜２３ｄに当接させることで、簡単かつ容易に各被検出突起２１ａ〜２１ｄ同士の間隔を設定することができ、作業性を向上させることができる。
【００５９】
さらに、本実施例の回転駆動装置１は、各被検出突起２１ａ〜２１ｄの角度調整を上記各方法を用いて高精度に行ったとしても、多少の角度誤差が生じるおそれがある。
【００６０】
そこで、この角度誤差の影響を排除するために、図９に示すように、予めフライホイール円盤の角度調整を行ってフライホイール２０を予め組み付けると、フライホイール２０を組み付けた際の各被検出突起２１ａ〜２１ｄの角度を計測し、この計測した角度を利用して算出式を修正して、修正した算出式を用いて、速度変動の振幅や位相（速度ムラ、任意の周期の振幅及び位相）を算出する。したがって、検出精度を向上させることができるとともに、この検出精度を補正することで、高精度な回転駆動を行うことができる。
【実施例３】
【００６１】
図１０及び図１３は、本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第３実施例を示す図であり、図１０は、本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第３実施例を適用した回転体駆動装置のフライホイール部分の正面図である。
【００６２】
なお、本実施例は、上記第１実施例の回転駆動装置１と同様の回転駆動装置に適用したものであり、本実施例の説明においては、上記第１実施例の回転駆動装置１と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略するとともに、図示しない部分についても、必要に応じて上記第１実施例の説明で用いた符号をそのまま用いて説明する。
【００６３】
図１０及び図１１において、フライホイール８は、回転体７の回転軸７ａに固定されているフランジ３０に対して、所定の弾性を有する弾性体３１を介して取り付けられており、この弾性体３１の弾性により、フライホイール８は、フランジ３０を介して回転軸７ａに対して弾性結合されている。
【００６４】
したがって、本実施例の回転駆動装置１は、フライホイール８が弾性体３１によりフランジ３０を介して従動側の回転軸７ａに対して弾性結合されているため、フライホイール８の慣性効果による高次の振動を低減することができるだけでなく、駆動モータ２のモータ軸の高次のトルクムラやギヤ４、５の噛み合い振動が従動側に伝達されることによる振動を低減することができ、検出誤差を低減することができる。
【００６５】
なお、上記説明では、フライホイール８と回転軸７ａを弾性結合するのに、フランジ３０とフライホイール８との間に弾性体３１を設けているが、上記構成に限るものではなく、例えば、図１２及び図１３に示すように、フライホイール８と回転軸７ａを弾性体フランジ３２で直接弾性結合してもよい。ただし、この場合、フライホイール８と回転軸７ａとの弾性結合は、回転中心が、回転軸７ａである従動軸基準での剛結合（並進方向には動かない結合）であり、弾性体フランジ３２とフライホイール８とが、回転方向にのみ僅かに微動可能な弾性結合である。具体的には、弾性体フランジ３２を、樹脂等の粘弾性体の材料で形成する。
【００６６】
したがって、モータ軸の高次のトルクムラやギヤかみ合い振動は従動軸には伝達されるが、被検出部のあるフライホイール外周部には、この弾性体フランジ３２によって振動が遮断され、検出誤差となる要因（高次の振動）を解消することができる。
【実施例４】
【００６７】
図１４及び図１５は、本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第４実施例を示す図であり、図１４は、本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第４実施例を適用した回転体駆動装置のフライホイール部分の正面図、図１５は、図１４のフライホイール部分の側面図である。
【００６８】
なお、本実施例は、上記第１実施例の回転駆動装置１と同様の回転駆動装置に適用したものであり、本実施例の説明においては、上記第１実施例の回転駆動装置１と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略するとともに、図示しない部分についても、必要に応じて上記第１実施例の説明で用いた符号をそのまま用いて説明する。
【００６９】
図１４及び図１５において、フライホイール４０は、その外側面の外周から所定距離だけ中心側の所定の円周上の位置に、複数、図１４及び図１５では、４つの被検出突起４１ａ〜４１ｄが、当該外側面から当該外側面に対して直角方向（回転軸７ａの軸方向）に突出する状態で形成されており、フライホイール４０は、フランジ４２を介して回転軸７ａに取り付けられている。
【００７０】
フライホイール４０の外側面の近傍には、被検出突起４１ａ〜４１ｄを検出する検出部１０が配設されている。
【００７１】
このように、本実施例の回転駆動装置１のフライホイール４０には、その外側面であって、外周面よりも中心側の円周上の位置に被検出突起４１ａ〜４１ｄを形成し、この被検出突起４１ａ〜４１ｄを検出する検出部１０をフライホイール４０の外側面側の位置に配設しているため、フライホイール４０が、その慣性効果を大きくするために、半径方向に大きく作られていても、その外側に被検出突起を設けている場合よりも、検出部１０を配置する位置がさらに半径方向外方となって、全体的に大型化することを防止し、小型化することができる。
【００７２】
なお、この場合、検出部１０の配設位置との関係で、許容される大きさの範囲内で、被検出突起４１ａ〜４１ｄを最大限外周方向に形成する。このように半径を大きくすることで、回転角の検出精度を向上させることができる。
【実施例５】
【００７３】
図１６は、本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第５実施例を適用した画像形成装置５０の正面概略構成図である。
【００７４】
図１６において、画像形成装置５０は、本体筐体５１の一方側の側面に複数枚の記録紙Ｐを収納する給紙カセット５２が着脱可能に装着され、他方側の側面に、排紙口５３が形成されていて、排紙口５３から排出される記録紙Ｐを受け取る排紙トレイ（図示略）が当該他方側の側面に取り付けられている。
【００７５】
この給紙カセット５２から排出口５３へ至る用紙搬送路上に、回転体である感光体ドラム５４が配設されており、感光体ドラム５４は、図示しない駆動モータ（駆動源）によりギヤ等の伝達機構を介して図１６中時計方向に回転駆動される。
【００７６】
本体筐体５１内の感光体ドラム５４の周囲には、プロセスユニットとして、帯電部５５、露光部５６、現像器５７が配設されており、さらに、感光体ドラム５４の外周に、転写部５８、クリーニング部５９及び除電部６０等が配設されている。また、本体筐体５１内には、上記用紙搬送路に沿って、当該用紙搬送路の上流側から下流側に向かって、感光体ドラム５４よりも上流側に、給紙ローラ６１とレジストローラ６２が配設されており、感光体ドラム５４よりも下流側に、定着部６３と排紙ローラ６４が順次配設されている。
【００７７】
画像形成装置５０は、時計方向に回転駆動され帯電部５５により一様に帯電された感光体ドラム５４の表面に、露光部５６で画像データにより変調されたレーザ光を照射して静電潜像を形成し、現像器５７でトナーを供給して静電潜像を現像することで、トナー画像を形成する。
【００７８】
一方、画像形成装置５０は、給紙カセット５２内の記録紙Ｐを給紙ローラ６１で、感光体ドラム５４の回転運動と同期回転するレジストローラ６２に送り出し、レジストローラ６２で感光体ドラム５４上のトナー画像とのタイミング調整を行った後、感光体ドラム５４と転写部５８との間に搬送する。
【００７９】
画像形成装置５０は、転写部５８により感光体ドラム５４上のトナー画像を記録紙Ｐに転写させ、トナー画像の転写の完了した記録紙Ｐを定着部６３に搬送して、定着部６３で記録紙Ｐを搬送しつつ加熱加圧して、記録紙Ｐ上のトナー画像を記録紙Ｐに定着させた後、排紙ローラ６４に送り出す。排紙ローラ６４は、定着の完了した記録紙Ｐを排紙口５３から排紙トレイ上に排出する。
【００８０】
一方、転写の完了した感光体ドラム５４は、さらに回転され、クリーニング部５９で残留するトナーが除去された後、除電部６０で除電されて、帯電部５５で一様に帯電され、再度、画像形成に供される。
【００８１】
なお、画像形成装置５０がカラー機の場合には、図示しないが、このプロセスユニットが４色分配設されている。
【００８２】
このような画像形成装置５０においては、感光体ドラム５４の回転軸が一定速度で回転駆動されることが、画像品質に直接影響を与える。
【００８３】
そして、駆動モータの回転トルクをギヤ等の伝達機構によって感光体ドラム５４の回転軸に伝えて駆動している場合には、駆動モータ自身のトルク変動を抑えることはもちろん重要であるが、ギヤ等の伝達機構における伝達誤差の影響を感光体ドラム５４の回転軸上で検出し、それを打ち消すように駆動モータを駆動することで、定速性が保たれる。
【００８４】
そこで、本実施例の画像形成装置５０は、上記第１実施例から第４実施例の回転駆動装置１が、感光体ドラム５４の回転駆動装置として適用されており、高精度に回転速度の制御を行っている。
【００８５】
すなわち、画像形成装置５０は、感光体ドラム５４の回転軸に、被検出突起の形成されているフライホイールが連結されており、このフライホイールの被検出突起を検出部で検出して、この検出結果から被検出突起の通過時間を計測する。画像形成装置５０は、この被検出突起の通過時間から感光体ドラム５４の速度変動を算出し、当該速度変動をうち消す駆動制御を駆動モータに行う。
【００８６】
そして、画像形成装置５０においては、画像を形成するために複数のユニットでギヤを使用し、様々な振動が発生しているが、これらの振動が、感光体ドラム５４の回転軸に取り付けられているフライホイールの慣性効果により、被検出突起に伝わり難くなり、任意の周期の速度変動を忠実に測定することができる。特に、画像形成装置５０がカラー機である場合には、多色重ね合わせを行うので、この任意の周期（例えば、ギヤ偏心等で発生する従動軸１次成分の周期）の速度変動を正確に測定し、補正制御することで、各色間での色むらの発生を抑えることができる。
【００８７】
なお、上記説明においては、画像形成装置５０の感光体ドラム５４の回転制御に、下位１実施例から第４実施例の回転駆動装置１を適用した場合について説明したが、画像形成装置５０が感光体ベルト方式の場合の感光体ベルトを駆動する駆動ローラの駆動制御機構部、画像形成装置５０が中間転写ベルト方式の場合の駆動ローラの駆動制御機構部等の駆動制御に対しても同様に適用することができる。
【００８８】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
伝達機構を介して駆動軸の回転が伝達される従動軸の回転変動を高精度に検出して補正する回転体駆動装置、特に、回転体駆動装置を用いて感光体ドラム等の像担持体を回転駆動して画像形成するフルカラー複写装置、フルカラープリンタ等の画像形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第１実施例を適用した回転体駆動装置の概略構成図。
【図２】図１のフライホイール部分の正面図。
【図３】図１のフライホイール部分の側面図。
【図４】図２及び図３のフライホイールに基準となる被検出突起を設けた例の正面図。
【図５】図４のフライホイール部分の側面図。
【図６】本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第２実施例を適用した回転体駆動装置のフライホイール部分の正面図。
【図７】フライホイールに複数の被検出突起を折り曲げ部を利用してずらして設けたフライホイールの正面図と要部拡大図。
【図８】フライホイールに複数の被検出突起を組み付け基準治具を利用してずらして設けたフライホイールの正面図と要部拡大図。
【図９】フライホイールに複数の被検出突起をずらして設けた場合の速度変動周期の算出方法の説明図。
【図１０】本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第３実施例を適用した回転体駆動装置のフライホイール部分の正面図。
【図１１】図１０のフライホイール部分の側面図。
【図１２】図１０及び図１１のフライホイールを弾性体フランジで回転軸に連結した場合のフライホイール部分の正面図。
【図１３】図１２のフライホイール部分の側面図。
【図１４】本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第４実施例を適用した回転体駆動装置のフライホイール部分の正面図。
【図１５】図１４のフライホイール部分の側面図。
【図１６】本発明の回転体駆動装置及び画像形成装置の第５実施例を適用した画像形成装置の正面概略構成図。
【符号の説明】
【００９１】
１  回転体駆動装置
２  駆動モータ
３  カップリング
４  駆動ギヤ
５  従動ギヤ
６  カップリング
７  回転体
７ａ  回転軸
８  フライホイール
９、９ａ  被検出突起
１０  検出部
１０ａ  投光部
１０ｂ  受光部
１１  回転駆動制御基板
１２  回転駆動制御部
２０  フライホイール
２１ａ〜２１ｄ  被検出突起
２２ａ〜２２ｄ  折り曲げ部
２３  組み付け基準治具
２３ａ〜２３ｄ  調整折り曲げ部
３０  フランジ
３１  弾性体
３２  弾性体フランジ
４０  フライホイール
４１ａ〜４１ｄ  被検出突起
４２  フランジ
５０  画像形成装置
５１  本体筐体
５２  給紙カセット
５３  排紙口
５４  感光体ドラム
５５  帯電部
５６  露光部
５７  現像器
５８  転写部
５９  クリーニング部
６０  除電部
６１  給紙ローラ
６２  レジストローラ
６３  定着部
６４  排紙ローラ
【図１】
2006246629.tif 000003
【図２】
2006246629.tif 000004
【図３】
2006246629.tif 000005
【図４】
2006246629.tif 000006
【図５】
2006246629.tif 000007
【図６】
2006246629.tif 000008
【図７】
2006246629.tif 000009
【図８】
2006246629.tif 000010
【図９】
2006246629.tif 000011
【図１０】
2006246629.tif 000012
【図１１】
2006246629.tif 000013
【図１２】
2006246629.tif 000014
【図１３】
2006246629.tif 000015
【図１４】
2006246629.tif 000016
【図１５】
2006246629.tif 000017
【図１６】
2006246629.tif 000018