(57)【要約】  【課題】  本課題は、ギヤ減速機の出力軸に速度センサを付けて速度制御を実施する方法で、センサにエンコーダ等を使用すると高価であり、安価な速度センサを使用するにしても配線等に専用部品が必要になり組立工数も追加され、結果的に高価に成ってしまう。安価な構成でギア減速軸の速度を検出する速度センサを取付け、回転ムラを低減するものである。  【解決手段】  ギヤ減速機の出力軸に、印刷用ドラムを結合する方向と逆側に、外周に多極着磁された円筒状の磁気ドラムを固定する。一方、ＭＲセンサはモータの制御回路が構成される鉄系基材のプリント配線基板上に直接実装され、磁気ドラムに対して適切な空隙を持って対向するように配置される構造とする。速度センサが直接制御回路を構成するプリント配線基板に実装され、速度センサと制御回路の接続が不要になる。また、プリント配線基板は鉄系基材を使用しているため外乱ノイズにたいしてＳＮ比が上げられる。  【選択図】      図１
2005094896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された回転速度で駆動するための回転駆動装置であって、回転駆動源としてのモータと、該モータのモータ軸３を減速するための減速機と、該減速機の出力軸５の回転速度を検出する減速機出力回転速度検出手段と、該減速機出力回転速度検出手段からの信号を受けて、該減速機出力軸５の回転速度が設定速度になるように前記モータ回転速度を制御する回転駆動装置において、前記減速機速度検出手段として、前記減速機の出力軸５に外周多極着磁されたリング状の磁気ドラム８を固定し、該磁気ドラム外周に対向し、且つ前記モータの速度制御等の駆動回路を構成するプリント配線基板１０上にＭＲセンサ９を配置したことを特徴とする減速機付きモータ。
【請求項２】
前記プリント配線基板のベース基材３３を鉄系にしたプリント配線基板１０を使用したことを特徴とする請求項１に記載の減速機付きモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ軸をギア等で減速した場合の、ギア出力軸での回転ムラ精度改善に関するもので、低速回転で使用されると共に高い回転ムラ精度と優れた回転安定性を特徴とするものであるから，プリンタ等のＯＡ機器における回転部の駆動に利用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来、低速の回転数を実現するには、モータの効率を考慮して、モータを数倍から数十倍の回転数で回転させた上で、このモータ出力を減速機で減速させて十分なトルクを得ることが一般に行われている。定速回転に制御されたモータの回転をギア式減速機により減速して被動装置の回転軸に伝達するようにしたものが従来採用されている。前記ギア式減速機では、滑りの少ない確実な減速伝動が得られる反面、ギア間の噛合い及びギアの加工精度等に起因して出力側の歯車に微妙な角速度の変化を伴うと共に被動装置の回転軸に回転むらが生じることになる。
【０００３】
被動装置が印刷機やプリンタ等の画像処理機械の場合において前記回転ムラが紙や感光紙の印刷用ドラムの回転軸に発生したときは、紙や感光紙上に転写された画像に色ずれや縞模様等が生じることになる。
【０００４】
図４は特開２０００−２２１８５８に開示されるもので、ギア式減速機を用いた前記ギア伝動方法において、前記回転ムラを低減させるために、ドラム２１の回転軸にそれと同軸上にフライホイール２２を結合すると共に該フライホイール２２の慣性モーメントによって出力側のギア２３における前記角速度変化を吸収する方法が従来採用されている。
【０００５】
しかしながら、前記フライホイール２２を低速度で安定に回転させてドラム２１の回転軸における回転ムラを低減させるには、該フライホイール２２の重量及び回転半径を可能な限り大きくする必要があるが、フライホイール２２の重量及び回転半径が大きくなると、装置全体の大型化、重量化の問題が生じることになる。
【０００６】
図５は、一段減速機の出力の回転速度変動を周波数分析した波形であり、横軸に周波数、縦軸に回転速度変動（回転ムラ）を示す。１Ｈｚ付近に生じている回転ムラ成分４１は減速ギア軸の振れ等の精度に起因するものであり、１８Ｈｚ付近に生じている回転ムラ成分４２はモータギア軸の振れ等の精度に起因するものである。また、１２８Ｈｚ付近に生じている回転ムラ成分４３はモータギアと減速ギアの歯の噛み合いにより生じるものである。
【０００７】
ギア出力軸にフライホイールを結合すると、比較的周波数の高いギア間の噛み合い周波数成分の回転ムラは低減することが可能であるが、モータ軸２４やギア軸２５振れが原因で生じる回転伝達誤差の周波数成分は低く、フライホイール２２における採用可能な重量及び回転半径の範囲では、ドラム２１の回転軸における微妙な回転むらの発生を許容以下に低減させることが困難であり、昨今の高い回転精度の技術的要求には対応し難いものであった。
【０００８】
そこで回転ムラの周波数成分が低い領域において、回転ムラを改善する目的で、ギヤ減速機の出力軸と結合されるドラム軸にエンコーダ２６を取付て、ドラムの回転数を検出し、フィードバックをかけて回転速度制御回路２７によりモータ２８を制御することが行われる。
【特許文献１】特開２０００−２２１８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする問題は、前記のギヤ減速機の出力軸に結合されたドラムに取り付ける速度センサにエンコーダ等を使用すると高価である。また、速度センサの配線等に専用部品が必要になり組立工数も追加され、結果として高価に成ってしまう。
【００１０】
本発明の目的は、安価な構成でギア減速軸の速度を検出する速度センサを取付る構造を提供し、モータ軸・ギア出力軸振れによる回転伝達誤差を低減するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は，速度検出手段としてＭＲセンサを用い、該ＭＲセンサをモータの制御回路が構成されるプリント配線基板上に実装し、外周に多極着磁された円筒状の磁気ドラムをＭＲセンサに対向して配置されるようにギア減速機の出力軸に固定した構造とすることで、安価なＭＲセンサを使用して、ＭＲセンサの配線もプリント配線基板上で直接行うものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の減速機構付きモータは、下記のような特長を有する。
（１）ＭＲセンサを直接制御回路のプリント配線基板上に実装可能であるため、使用部品が大幅に削減可能であり安価に構成される。
（２）ドラムに直結されるギア出力の回転速度を検出し、モータを速度制御することで、モータピニオン軸・ギア出力軸の振れ等に起因する回転伝達誤差を大幅に改善することが可能であり、結果として回転ムラが低減可能である。
（３）回転ムラ低減用のフライホイールの効果は、回転ムラ周波数成分が比較的高い、モータピニオンギアと出力ギアの噛み合い成分に効果があればよく、プリンタドラム自体の慣性モーメントで満足できる可能性があり、装置全体の小型化、計量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ギア減速機の出力軸で、ドラムを結合する方向と逆側のギア減速軸に、外周に多極着磁された円筒状の磁気ドラムを固定する。一方、ＭＲセンサはモータの制御回路が構成される鉄系基材のプリント配線基板上に直接実装し、磁気ドラムに対して適切な空隙を持って対向するように配置される。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明になる減速機構付きモータの１実施例の断面図であって、１はモータロータであり、２はモータを構成するステータと巻線、３はロータに固定されたモータ軸、４は軸を回転自在に支えるボールベアリング、５はギア出力軸、６はモータ軸ギアで出力ギア７と噛み合う。８は外周に多極着磁された磁気ドラムで円筒状部品を介してギア出力軸５に固定されている。また、９はＭＲセンサで磁気ドラムの磁極を検出し信号を出力するものである。１０はプリント配線基板でモータの巻線端末半田付け、モータ制御用の電子回路が搭載されている。  
【００１５】
ギア出力軸５の出力側方向にはドラムが結合され、その逆方向にギア出力軸５を支持するボールベアリングを通してギア出力軸５を延長し、磁気ドラム８が固定されている。このような位置関係に磁気ドラム８とＭＲセンサ９を対向させることで、ＭＲセンサ９がプリント配線基板１０上に搭載可能となり、ＭＲセンサ９の入出力配線が不要になり構造が簡素化でき、コストダウンが可能となる。
【００１６】
図２は、上述の実施例１を適用した場合の回転ムラ特性であり、図５の適用前の回転ムラ特性と比較して、ギア出力軸成分４２とモータ軸成分４１の回転ムラ振幅が低減されていることが確認できる。これに適度なフライホイールを取り付けることでギア噛み合い周波数成分４３も低減することが可能である。
【実施例２】
【００１７】
図３は、前記実施例１のプリント配線基板１０の断面図であり、３１は配線パターンであり、３２は絶縁層、３３はベース基材であり一般的には樹脂系基材である。実施例２はこのベース基材を鉄系にしたプリント配線基板を使用したものである。
【００１８】
本発明の減速機付きモータは小型化が要求されている。そのため、モータの巻線・マグネットはＭＲセンサの近くに配置されることになり、モータの巻線・マグネットから発生する外乱磁束がＭＲセンサに飛び込み回転ムラ特性に影響を与えてしまう。この外乱磁束をシールドし、ＭＲセンサ出力のＳＮ比を改善する目的に使用される。
【００１９】
また、ＭＲセンサを取り付けた樹脂系基材のプリント配線基板は、温度・経年変化等での寸法変化が大きく、結果としてＭＲセンサと磁気ドラムの空隙が変化し、ＭＲセンサの出力が変化し、回転ムラ特性に影響する。鉄系基材３３のプリント配線基板にすることで空隙変化を抑制することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
従来、モータ出力を減速機で減速させて十分なトルクを得ることが一般に行われているが、モータ出力軸をギア等で減速した場合の、ギア出力軸での回転ムラ精度はギア等の機械部品精度に影響され限界があった。高精度を確保するにはギアのような歯を介在しないスチールベルト減速やトラクション減速等の方式が提案されているが何れも高価であり、欠点もあるためプリンタへの適用は難しい。
【００２１】
本発明は安価な部品とシンプルな構造で、ギア等の機械部品精度を速度制御により補うことで、ギアによる回転伝達精度を改善し、結果として回転ムラ特性を改善することが可能であるため、廉価版のプリンタ等に十分に適用が可能な減速機構付きモータとして供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の減速機構付きモータの断面図である。（実施例１）
【図２】本発明による回転伝達誤差特性の説明図である。（実施例１）
【図３】本発明に使用されるプリント配線基板の断面図である。（実施例２）
【図４】従来の減速機構付きモータの使用例の説明図である。
【図５】従来の回転伝達誤差特性の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
３  モータ軸
５  減速機の出力軸
８  磁気ドラム
９  ＭＲセンサ
１０  プリント配線基板  
２３  ギア    
３３  プリント配線基板のベース基材
【図３】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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