JP2009071998A - Motor apparatus and photoreceptor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転速度等の回転状態を制御可能なモータに関する。また、本発明は、感光
ドラムがモータによって所定の回転速度で回転駆動される感光ドラムユニットに関する。
The present invention relates to a motor capable of controlling a rotation state such as a rotation speed. The present invention also relates to a photosensitive drum unit in which the photosensitive drum is rotationally driven by a motor at a predetermined rotational speed.
ロータと共にステータに対し回転される出力軸にコードホイールを設け、該コードホイ
ールの回転速度を複数の回転センサで検出することで、回転速度の検出誤差を小さくする
技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記の如き従来の技術では、モータの出力軸の回転速度を良好に制御す
ることができるものの、このように制御された回転数を出力軸から被駆動体に正確に伝達
することについて、改善の余地がある。
However, in the conventional technology as described above, although the rotation speed of the output shaft of the motor can be satisfactorily controlled, the rotational speed controlled in this way is accurately transmitted from the output shaft to the driven body. There is room for improvement.
本発明は上記事実を考慮して、出力軸の回転を被駆動体に正確に伝達することができる
モータ装置、及び、モータ装置によって感光ドラムを正確に回転させることができる感光
ドラムユニットを得ることが目的である。
In view of the above facts, the present invention provides a motor device that can accurately transmit the rotation of the output shaft to the driven body, and a photosensitive drum unit that can accurately rotate the photosensitive drum by the motor device. Is the purpose.
請求項1記載の発明に係るモータ装置は、軸線方向の被駆動体側の端部に開口部を有す
る筒状に形成され、ロータの回転によってステータに対しに回転される出力軸と、前記出
力軸における前記開口部とは反対側の端部に設けられ、該出力軸に同軸的に挿入された前
記被駆動体の連結軸を固定するための固定部と、前記出力軸の外周側に同軸的かつ一体に
回転するように設けられ、該出力軸の回転状態に応じた信号を回転センサに出力させるた
めの被検出部材と、を備えている。
The motor device according to claim 1 is formed in a cylindrical shape having an opening at an end on the driven body side in the axial direction, and is rotated relative to the stator by rotation of the rotor, and the output shaft A fixing portion for fixing the connecting shaft of the driven body, which is provided coaxially with the output shaft, and coaxial with the outer peripheral side of the output shaft. And a member to be detected, which is provided so as to rotate integrally, and for causing the rotation sensor to output a signal corresponding to the rotation state of the output shaft.
請求項1記載のモータ装置では、出力軸に設けられた被検出部材が回転状態を回転セン
サに検出させることで、例えば出力軸すなわち被駆動体の回転速度等の回転状態を制御さ
せることができる。ここで、本モータ装置では、被駆動体の連結軸が出力軸に挿入される
と共に、該出力軸における被駆動体とは反対側の端部に設けられた固定部が連結軸に固定
されるため、出力軸と連結軸との軸線方向のオーバラップ長を大きくすることができる。
このため、本モータ装置では、例えば高価な軸継手に頼ることなく、出力軸と連結軸すな
わち被駆動体とを偏心や偏角が抑制されるように固定的に連結することができ、出力軸か
ら被駆動体へ正確に回転を伝達させることができる。
In the motor device according to claim 1, for example, the rotation state such as the rotation speed of the output shaft, that is, the driven body can be controlled by causing the rotation sensor to detect the rotation state of the detection member provided on the output shaft. . Here, in this motor device, the connecting shaft of the driven body is inserted into the output shaft, and the fixing portion provided at the end of the output shaft opposite to the driven body is fixed to the connecting shaft. Therefore, the overlap length in the axial direction between the output shaft and the connecting shaft can be increased.
For this reason, in this motor device, for example, without depending on an expensive shaft coupling, the output shaft and the connection shaft, that is, the driven body can be fixedly connected so that the eccentricity and the deflection angle are suppressed. The rotation can be accurately transmitted from the motor to the driven body.
このように、請求項1記載のモータ装置では、出力軸の回転を被駆動体に正確に伝達す
ることができる。
Thus, in the motor device according to the first aspect, the rotation of the output shaft can be accurately transmitted to the driven body.
請求項2記載の発明に係るモータ装置は、請求項1記載のモータ装置において、前記出
力軸は、前記ロータ及びステータに対し前記被駆動体とは反対側に突出された突出部を有
しており、前記固定部は、前記出力軸における前記突出部に設けられている。
The motor device according to a second aspect of the present invention is the motor device according to the first aspect, wherein the output shaft has a protruding portion that protrudes to the opposite side of the driven body with respect to the rotor and the stator. The fixing portion is provided on the protruding portion of the output shaft.
請求項2記載のモータ装置では、出力軸におけるステータ、ロータに対し被駆動体側と
は反対側に突出された突出部において連結軸が固定されるため、該固定作業が容易で制約
が少ない。
In the motor device according to the second aspect, the connecting shaft is fixed at the protruding portion that protrudes on the opposite side to the driven body side with respect to the stator and rotor on the output shaft, so that the fixing operation is easy and has few restrictions.
請求項3記載の発明に係るモータ装置は、請求項1又は請求項2記載のモータ装置にお
いて、前記出力軸は、全長に亘り筒状を成しており、内部を貫通させた前記連結軸が前記
固定部において固定されるようになっている。
The motor device according to a third aspect of the present invention is the motor device according to the first or second aspect, wherein the output shaft has a cylindrical shape over its entire length, and the connecting shaft penetrating through the interior is provided. It is fixed at the fixing portion.
請求項3記載のモータ装置では、連結軸が出力軸を貫通した状態で、該出力軸に固定さ
れるため、換言すれば、出力軸の全長に亘り該出力軸と連結軸とがオーバラップするため
、出力軸と連結軸との偏心や偏角が効果的に抑制され、出力軸の回転を被駆動体に一層正
確に伝達させることができる。
In the motor device according to claim 3, since the connecting shaft is fixed to the output shaft while penetrating the output shaft, in other words, the output shaft and the connecting shaft overlap over the entire length of the output shaft. Therefore, the eccentricity and declination between the output shaft and the connecting shaft are effectively suppressed, and the rotation of the output shaft can be transmitted to the driven body more accurately.
請求項4記載の発明に係るモータ装置は、請求項3記載のモータ装置において、前記固
定部は、締結手段にて径方向に締め付けられて前記連結軸に対し固定されるようになって
いる。
A motor device according to a fourth aspect of the present invention is the motor device according to the third aspect, wherein the fixing portion is fastened in a radial direction by fastening means and fixed to the connecting shaft.
請求項4記載のモータ装置では、連結軸を貫通させた出力軸の端部が締結手段にて締め
付けられることで変形されて、該連結軸を径方向両側から挟み込むようにして該連結軸に
固定される。これにより、簡単な構造で出力軸と被駆動体とを、偏心や偏角が抑制された
状態で固定的に連結することができる。
5. The motor device according to claim 4, wherein the end of the output shaft that has penetrated the connecting shaft is deformed by being tightened by a fastening means, and the connecting shaft is fixed to the connecting shaft so as to be sandwiched from both sides in the radial direction. Is done. Thereby, an output shaft and a to-be-driven body can be fixedly connected with a simple structure in a state in which eccentricity and declination are suppressed.
請求項5記載の発明に係る感光ドラムユニットは、感光ドラムが、該感光ドラムの連結
軸に直結されたモータ装置によって所定の回転速度で回転駆動される感光ドラムユニット
であって、前記モータ装置は、軸線方向の前記感光ドラム側の端部に開口部を有する筒状
に形成され、ロータの回転によってステータに対しに回転される出力軸と、前記出力軸の
外周側に同軸的かつ一体に回転するように設けられ、前記感光ドラム軸の回転状態に応じ
た信号を回転センサに出力させるための被検出部材とを備え、前記感光ドラムの前記連結
軸は、前記開口部から前記出力軸に同軸的に挿入され、かつ該出力軸における前記開口部
とは反対側の端部において、該出力軸に固定されている。
According to a fifth aspect of the present invention, the photosensitive drum unit is a photosensitive drum unit in which the photosensitive drum is rotationally driven at a predetermined rotational speed by a motor device directly connected to a connecting shaft of the photosensitive drum, the motor device having an axis line The output shaft is formed in a cylindrical shape having an opening at the end on the photosensitive drum side in the direction, and is rotated coaxially and integrally with the outer peripheral side of the output shaft. And a detected member for causing a rotation sensor to output a signal corresponding to the rotation state of the photosensitive drum shaft, and the connecting shaft of the photosensitive drum is coaxially connected to the output shaft from the opening. Inserted and fixed to the output shaft at the end of the output shaft opposite to the opening.
請求項5記載の感光ドラムユニットでは、感光ドラムの連結軸は、モータ装置の出力軸
に開口部側から挿入され、該出力軸における感光ドラム側とは反対の端部に固定されてい
る。これにより、モータ装置が作動されると、出力軸の回転が直接的に感光ドラムに作用
し、該感光ドラムは、自軸廻りに回転する。この際、例えば被検出部材すなわち感光ドラ
ムの回転状態に応じた信号が、回転センサから出力され、この信号に基づいて感光ドラム
の回転状態が制御される。
In the photosensitive drum unit according to the fifth aspect, the connecting shaft of the photosensitive drum is inserted into the output shaft of the motor device from the opening side, and is fixed to the end of the output shaft opposite to the photosensitive drum side. Thereby, when the motor device is operated, the rotation of the output shaft directly acts on the photosensitive drum, and the photosensitive drum rotates about its own axis. At this time, for example, a signal corresponding to the rotation state of the member to be detected, that is, the photosensitive drum is output from the rotation sensor, and the rotation state of the photosensitive drum is controlled based on this signal.
ここで、本感光ドラムユニットでは、感光ドラムの連結軸がモータ装置の出力軸に挿入
されると共に、該出力軸における感光ドラムとは反対側の端部に設けられた固定部が連結
軸に固定されるため、出力軸と連結軸との軸線方向のオーバラップ長を大きくすることが
できる。このため、本感光ドラムユニットでは、例えば高価な軸継手に頼ることなく、出
力軸と連結軸すなわち被駆動体とを偏心や偏角が抑制されるように固定的に連結すること
ができ、出力軸から被駆動体へ正確に回転を伝達させることができる。さらに、被検出部
材は、ロータの出力軸に一体に回転するように設けられ、かつ、このロータのイナーシャ
は感光ドラムのイナーシャよりも小さいため、出力軸のねじれ振動が小さくなり、回転セ
ンサによる被検出部材の回転検出精度が向上する。
Here, in this photosensitive drum unit, the connecting shaft of the photosensitive drum is inserted into the output shaft of the motor device, and a fixing portion provided at the end of the output shaft opposite to the photosensitive drum is fixed to the connecting shaft. Therefore, the overlap length in the axial direction between the output shaft and the connecting shaft can be increased. For this reason, in the present photosensitive drum unit, the output shaft and the connecting shaft, that is, the driven body can be fixedly connected so as to suppress the eccentricity and the declination without depending on, for example, an expensive shaft coupling. The rotation can be accurately transmitted from the motor to the driven body. Furthermore, the member to be detected is provided so as to rotate integrally with the output shaft of the rotor, and the inertia of the rotor is smaller than the inertia of the photosensitive drum. The rotation detection accuracy of the detection member is improved.
このように、請求項5記載の感光ドラムユニットでは、モータ装置によって感光ドラム
を正確に回転させることができる。
Thus, in the photosensitive drum unit according to the fifth aspect, the photosensitive drum can be accurately rotated by the motor device.
請求項6記載の発明に係る感光ドラムユニットは、請求項5記載の感光ドラムユニット
において、前記モータ装置の前記出力軸は、前記ロータ及びステータに対し前記感光ドラ
ムとは反対側に突出された突出部を有しており、前記感光ドラムの連結軸は、前記出力軸
における前記突出部において該出力軸に固定されている。
A photosensitive drum unit according to a sixth aspect of the present invention is the photosensitive drum unit according to the fifth aspect, wherein the output shaft of the motor device has a protruding portion protruding to the opposite side of the photosensitive drum from the rotor and the stator. And a connecting shaft of the photosensitive drum is fixed to the output shaft at the projecting portion of the output shaft.
請求項6記載の感光ドラムユニットでは、モータ装置の出力軸におけるステータ、ロー
タに対し感光ドラム側とは反対側に突出された突出部において連結軸が固定されるため、
該固定作業が容易で制約が少ない。
In the photosensitive drum unit according to claim 6, the connecting shaft is fixed at the protruding portion that protrudes on the opposite side to the photosensitive drum side with respect to the stator and the rotor on the output shaft of the motor device.
The fixing work is easy and there are few restrictions.
請求項7記載の発明に係る感光ドラムユニットは、請求項5又は請求項6記載の感光ド
ラムユニットにおいて、前記モータ装置の出力軸は、全長に亘り筒状を成しており、前記
感光ドラムの連結軸は、前記出力軸を貫通した状態で、該出力軸に対し前記突出部におい
て固定されている。
A photosensitive drum unit according to a seventh aspect of the present invention is the photosensitive drum unit according to the fifth or sixth aspect, wherein the output shaft of the motor device has a cylindrical shape over its entire length, and the connecting shaft of the photosensitive drum. Is fixed at the projecting portion with respect to the output shaft in a state of passing through the output shaft.
請求項7記載の感光ドラムユニットでは、感光ドラムの連結軸がモータ装置の出力軸を
貫通した状態で、該出力軸に固定されるため、換言すれば、出力軸の全長に亘り該出力軸
と連結軸とがオーバラップするため、出力軸と連結軸との偏心や偏角が効果的に抑制され
、出力軸の回転を被駆動体に一層正確に伝達させることができる。
In the photosensitive drum unit according to claim 7, since the connecting shaft of the photosensitive drum is fixed to the output shaft in a state of penetrating the output shaft of the motor device, in other words, connected to the output shaft over the entire length of the output shaft. Since the shaft overlaps, the eccentricity and declination between the output shaft and the connecting shaft are effectively suppressed, and the rotation of the output shaft can be transmitted to the driven body more accurately.
請求項8記載の発明に係る感光ドラムユニットは、請求項7記載の感光ドラムユニット
において、前記感光ドラムの連結軸は、前記出力軸の突出部が締結手段にて径方向に締め
付けられることで、該出力軸に固定されている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the photosensitive drum unit according to the seventh aspect, the connecting shaft of the photosensitive drum is configured such that the projecting portion of the output shaft is tightened in the radial direction by a fastening means, whereby the output It is fixed to the shaft.
請求項8記載のモータ装置の感光ドラムユニットでは、感光ドラムの連結軸を貫通させ
た出力軸の端部が締結手段にて締め付けられることで変形されて、該連結軸を径方向両側
から挟み込むようにして該連結軸に固定される。これにより、簡単な構造で出力軸と被駆
動体とを、偏心や偏角が抑制された状態で固定的に連結することができる。
In the photosensitive drum unit of the motor device according to claim 8, the end of the output shaft that penetrates the connecting shaft of the photosensitive drum is deformed by being tightened by the fastening means, and the connecting shaft is sandwiched from both sides in the radial direction. Fixed to the connecting shaft. Thereby, an output shaft and a to-be-driven body can be fixedly connected with a simple structure in a state in which eccentricity and declination are suppressed.
本発明の実施形態に係るモータ装置としてのアウタロータ型モータ10及び該アウタロ
ータ型モータ10が適用された感光ドラムユニット80について、図1〜図7に基づいて
説明する。先ず、アウタロータ型モータ10の単体での構造を説明し、次いで、アウタロ
ータ型モータ10を構成する出力軸26の詳細構成を説明し、その後、感光ドラムユニッ
ト80について説明することとする。なお、説明の便宜上、各図に適宜示す矢印Fにて示
す側、方向を前側又は前方向(感光ドラム70等の設置側)、矢印Uにて示す側、方向を
上側又は上方向、矢印Wにて示す方向を幅方向とし、これらの方向等を基準に後方、下方
等を用いる場合がある。
An outer
(アウタロータ型モータの全体構成)
図3には、アウタロータ型モータ10の該略全体構成が斜視図にて示されており、図2
には、図3の2−2線に沿った断面図が示されている。これらの図に示される如く、アウ
タロータ型モータ10は、モータ部10Aと、後述する回転制御部10Bとで構成されて
いる。モータ部10Aは、ステータ12を備えており、ステータ12はステータベース1
4を備えている。ステータベース14は、略円筒状に形成されたセンタ筒部16と、セン
タ筒部16の一端部における外周部から軸直角方向に張り出した平板状のステータハウジ
ング18とで構成されている。
(Overall configuration of outer rotor type motor)
FIG. 3 is a perspective view showing the substantially entire configuration of the outer
3 shows a cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG. As shown in these drawings, the outer
4 is provided. The
図2に示される如く、センタ筒部16の外周部には、ステータコア20が圧入、接着、
又はビス止め等によって固着されている。このステータコア20には、コイル22が巻装
されている。また、センタ筒部16の内部は、該センタ筒部16を軸方向に貫通する軸孔
16Aとされている。一方、ステータハウジング18は、センタ筒部16側と反対側に突
出した複数の取付部18Aを有しており、各取付部18Aは装置への固定用とされている
。また、ステータハウジング18には、センタ筒部16の径方向外側で板厚方向に貫通す
るのセンサ孔18Bが、後述する回転センサ40の数だけ設けられている。
As shown in FIG. 2, the
Or it is fixed by screwing or the like. A
また、図2に示される如く、アウタロータ型モータ10は、ロータ24と該ロータ24
と一体に回転する出力軸26とを備えている。出力軸26は、センタ筒部16の軸孔16
A内に軸方向に離間して配置された2つの軸受28を介して、該センタ筒部16に対し同
軸的かつ回転自在に支持されている。出力軸26は、その両端部がそれぞれ軸孔16A(
ステータ12)から前方、後方に突出している。この出力軸26は、後述する回転制御部
10Bによる回転速度の制御対象である。なお、出力軸26の詳細構造、及び感光ドラム
70との連結構造については、後述する。
As shown in FIG. 2, the outer
And an
It is supported coaxially and rotatably with respect to the
Projecting forward and backward from the stator 12). The
図2に示される如く、ロータ24は、ロータハウジング30と、該ロータハウジング3
0に固着されたマグネット32とを備えている。ロータハウジング30は、全体として略
有底円筒状に形成されており、底部30Aと、該底部30Aの外周に沿って立設された円
筒部30Bと、底部30Aの軸心部に設けられた円筒状のボス部30Cとを有して構成さ
れている。この実施形態では、ボス部30Cは、ロータハウジング30の他の部分とは別
部材とされており、ビス33にて底部30Aの軸心部に同軸的に固定されて、該ロータハ
ウジング30を構成している。
As shown in FIG. 2, the
And a
このロータハウジング30は、図2に示される如く、そのボス部30Cに出力軸26を
挿通(圧入等)させた状態で、該出力軸26に同軸的に固定されている。また、円筒部3
0Bは、ステータ12のコイル22を径方向外側から覆っており、その内面にマグネット
32を固着させてコイル22に対向させている。
As shown in FIG. 2, the
0B covers the
以上により、本実施形態におけるアウタロータ型モータ10は、マグネットロータを有
するブラシレスモータとされており、コイル22に電流が供給されると、該コイル22及
びマグネット32の磁力によって、装置に固定されるステータ12に対しロータ24及び
出力軸26が回転する構成である。
As described above, the outer
このアウタロータ型モータ10は、出力軸26の回転速度を制御するための回転制御装
置としての回転制御部10Bを備えている。回転制御部10Bは、出力軸26の回転速度
を検出するためのエンコーダ34と、エンコーダ34の出力に基づいて出力軸26の回転
速度を制御するためのコントローラ50(図4参照)とを主要構成要素として構成されて
いる。
The outer
図2に示される如く、エンコーダ34は、被検出部材としてのコードホイール(センサ
プレート)36を備えている。コードホイール36は、出力軸26に同軸的に固定されて
該出力軸26における回転速度の被検出部を構成する。具体的には、コードホイール36
は、円環板状(円板状)に形成されており、その軸心部にはボス部材38が固着されてい
る。そして、このボス部材38が出力軸26に嵌着されることで、コードホイール36が
出力軸26に同軸的かつ一体回転可能に取り付けられている。この状態で、コードホイー
ル36は、ステータハウジング18に対しセンタ筒部16とは反対側(前側)に位置して
いる。
As shown in FIG. 2, the
Is formed in an annular plate shape (disc shape), and a
このコードホイール36の外周近傍には、図4(A)及び図5(A)に示される如く、
径(放射)方向に長手とされた所定数のスリット36Aが周方向に等間隔で全周に亘り形
成されており、被検出パターンである光学パターン37を構成している。各スリット36
Aは、コードホイール36の板厚方向に光を透過可能に設けられており、本実施形態では
スリット36Aのスリット数は1500とされている。
In the vicinity of the outer periphery of the
A predetermined number of
A is provided so that light can be transmitted in the thickness direction of the
より具体的に説明すると、コードホイール36は、例えばポリエチレンテレフタレート
等の透明な樹脂材にて構成されており、図5(B)に示される如く、その外周近傍に所定
数(1500本)の非導光部としての光不透過部36Bが全周に亘り周方向に等間隔に設
けられることで、各光不透過部36B間にそれぞれ光透過部である導光部としてのスリッ
ト36Aが形成されている。本実施形態では、各光不透過部36Bは、コードホイール3
6の表面に不透明なインク等にて印刷されることで不透明に設けられている。
More specifically, the
The surface 6 is made opaque by being printed with opaque ink or the like.
また、エンコーダ34は、それぞれコードホイール36の回転速度(回転角の時間変化
)に応じた信号を出力する回転検出器としての複数(この実施形態では、3つ)の回転セ
ンサ40を備えている。図2及び図4(B)に示される如く、各回転センサ40は、それ
ぞれ一対のアーム42、44を有する断面視で略「コ」字状に形成された光学式エンコー
ダとしての透過型フォトインタラプタ(フォトIC)であり、該アーム42、44間にコ
ードホイール36におけるスリット36A(光学パターン37)の形成部位を非接触状態
で位置させるようになっている。
The
そして、各回転センサ40は、それぞれ一方のアーム42に発光素子が設けられると共
に、他方のアーム44に受光素子(何れも図示省略)が設けられている。これにより、各
回転センサ40は、それぞれ発光素子が発した光がスリット36Aを通過して受光素子で
受光されるか否かに応じてパルス(ON/OFF)信号を出力する構成である。したがっ
て、各回転センサ40は、それぞれ出力軸26の1回転(360°)当り1500パルス
を発生するようになっており、このパルス数がコードホイール36の回転角に対応し、パ
ルス幅(ON/OFFの切り換り時間)又は単位時間当りのパルス数がコードホイール3
6の回転速度に対応する。
Each
Corresponds to a rotational speed of 6.
図2に示される如く、各回転センサ40(図2では1つのみ図示)はそれぞれ基板46
に実装されており、基板46はステータハウジング18におけるセンタ筒部16側の面に
固定されている。これにより、各回転センサ40は、ステータ12に対し不動とされてい
る。また、各回転センサ40は、ステータハウジング18のセンサ孔18Bに挿通された
状態で、それぞれのアーム42、44間にコードホイール36におけるスリット36A形
成部位を入り込ませている。これにより、各回転センサ40は、出力軸26の回転に伴い
アーム42、44間を相対移動するコードホイール36の回転速度に応じたパルス信号を
出力するようになっている。この実施形態では、図4(A)に示される如く、各回転セン
サ40は、それぞれ出力軸26の軸心を向いた状態で、コードホイール36の周方向に沿
って90°間隔で配置されている。
As shown in FIG. 2, each rotation sensor 40 (only one is shown in FIG.
The
また、アウタロータ型モータ10は、エンコーダ34を覆うカバー部材45を備えてい
る。カバー部材45は、軸心部に設けられた透孔45Aから出力軸26を突出させた状態
で、ステータハウジング18におけるセンサ孔18Bの内縁に嵌合してステータ12に固
定されている。これにより、エンコーダ34(各回転センサ40によるコードホイール3
6の回転速度検出部位)は、カバー部材45によって外部からの光や異物の侵入が防止さ
れている。
In addition, the outer
6), the
また、各回転センサ40を実装した基板46には、コネクタ付配線を介して外部電源(
何れも図示省略)に電気的に接続されるコネクタ48が設けられている。そして、この基
板46には、ロータ24の磁極位置を検出するホール素子(図示省略)、コイル22への
通電制御用のコントローラ50等、アウタロータ型モータ10(モータ部10A)の駆動
・制御に要する全ての電気部品を実装している。
In addition, the
A
図6に示される如く、コントローラ50は、演算装置であるCPU52とドライバ54
とを主要部として構成されている。ドライバ54は、モータ部10Aのコイル22及び外
部電源(コネクタ48)とそれぞれ電気的に接続されており、コイル22に電流を供給す
るようになっている。CPU52は、各回転センサ40の出力信号及び外部からの回転数
指令信号がそれぞれ入力されるようになっており、これらの情報に基づいてドライバ54
を介したコイル22への給電の有無、供給電流の大きさを制御するようになっている。
As shown in FIG. 6, the
And the main part. The
The presence / absence of power supply to the
すなわち、CPU52は、各回転センサ40の出力信号に基づいて出力軸26の回転速
度を検出し、該検出結果を回転数指令信号と比較してこれらの差がなくなるように、ドラ
イバ54がコイル22へ供給する電流を制御(フィードバック制御)する構成とされてい
る。CPU52は、3つの回転センサ40の出力信号E1、E2、E3に基づいて、コー
ドホイール36の寸法誤差や取り付け誤差に起因する各種の誤差成分を排除して、出力軸
26の回転数を精度良く検出するようになっている。
That is, the
以下、このCPU52による制御について若干補足する。上記のコードホイール36の
出力軸26への取付精度(偏心や偏角)に基づく検出誤差は、1回転で1周期の正弦波状
の誤差成分(以下、1周期成分という)であり、1周期成分は相対位置180°の2つの
回転センサ40の出力信号を平均化することでキャンセルすることができる。一方、例え
ば、コードホイール36をPET(ポリエチレンテレフタレート)等の縦横の膨張率が異
なる材料で構成した場合、70℃程度の高温環境下で該コードホイール36が楕円状に変
形する。この場合、コードホイール36の1回転で2周期の正弦波状の誤差成分(以下、
2周期成分という)が生じ、2周期成分は上記2つの回転センサ40の出力信号の平均化
によってはキャンセルすることができない。
Hereinafter, the control by the
2 period component) occurs, and the 2 period component cannot be canceled by averaging the output signals of the two
この実施形態では、CPU52は、例えば、相対位置90°の2つの回転センサ40の
出力信号を平均化して2周期成分をキャンセルした第1補正信号を得ると共に、相対位置
180°の2つの回転センサ40の出力信号を差分して2周期成分をキャンセルした第2
補正信号を得、かつ第1補正信号と第2補正信号とにそれぞれ含まれる1周期成分の位相
及び振幅を一致させて第1補正信号と第2補正信号との差分を取ることで、コードホイー
ル36すなわち出力軸26の真の(実際の)回転速度を検出するようになっている。なお
、同様の結果は、他の演算方法にても得ることができる。したがって、3つの回転センサ
40及びCPU52を備えたアウタロータ型モータ10では、コードホイール36を安価
なPETで構成しても、出力軸26の回転速度が高精度で検出され、該出力軸26が設定
速度に対し高精度に制御されるようになっている。
In this embodiment, for example, the
The code wheel is obtained by obtaining a correction signal, and by making the phase and amplitude of one period component included in each of the first correction signal and the second correction signal coincide with each other to obtain a difference between the first correction signal and the second correction signal. 36, that is, the true (actual) rotational speed of the
(出力軸の構成)
出力軸26は、上記の通り、中間部26Aが軸孔16A内で軸受28を介してステータ
12に回転自在に支持されると共にボス部30Cを介してロータ24に固定されており、
アウタロータ型モータ10(モータ部10A)の作動によってロータ24と共にステータ
12に対し回転するようになっている。
(Configuration of output shaft)
As described above, the
The outer rotor type motor 10 (the
図2に示される如く、出力軸26は、軸線方向の前部26Bがカバー部材45の透孔4
5Aを貫通して該カバー部材45に対し前側に突出すると共に、突出部としての後部26
Cが底部30A、ボス部30Cを貫通してロータ24よりも後方に突出している。この出
力軸26は、全体として略円筒状に形成されており、その軸心部は貫通孔56とされてい
る。貫通孔56は、その前端が開口部56Aとされると共に、その後端が開口部56Bと
されている。
As shown in FIG. 2, the
5A is projected to the front side with respect to the
C penetrates the bottom 30 </ b> A and the
この実施形態では、貫通孔56の長手方向中間部には、段部56Cが形成されており、
貫通孔56における段部56Cから開口部56Aに亘る前部58は、該段部56Cから開
口部56Bに亘る後部60に対し若干大径に形成されている。また、貫通孔56の後部6
0は、出力軸26の軸線方向において、前後一対の軸受28のうち後側の軸受28に支持
される部分を含むように配置されている。
In this embodiment, a
The
In the axial direction of the
また、出力軸26の後部26Cにおける後端側には、後述する連結軸82を固定的に連
結するための固定部としてのチャック構造部62が形成されている。チャック構造部62
は、出力軸26を構成する筒壁部に、軸線方向に長手で開口部56B側後向きに開口する
スリット64が180°間隔で一対形成されることで、該スリット64に対する幅方向両
側部分が、互いに接離する方向(径方向)に弾性変形可能な一対のチャック片62A、6
2Bとされて構成されている。一対のチャック片62A、62Bすなわちチャック構造部
62は、出力軸26の他の部分よりも外径が小(薄肉)とされており、径方向に弾性変形
し易く構成されている。
Further, on the rear end side of the
Is formed in the cylindrical wall portion constituting the
2B. The pair of
また、一方のチャック片62Aには、厚み(径)方向に貫通する透孔66が形成される
と共に、他方のチャック片62Bには、ねじ孔68が透孔66と同軸を成すように形成さ
れている。内周部にめねじ68Aが形成されて構成されたねじ孔68は、この実施形態で
は、チャック片62Bを厚み方向に貫通している。
In addition, a through
(感光ドラムユニットの構成)
次に、上記実施形態に係るアウタロータ型モータ10を含んで構成された感光ドラムユ
ニット80が、カラープリンタやカラーコピー機等の画像処理装置(画像形成装置)に適
用された例を示す。
(Configuration of photosensitive drum unit)
Next, an example in which the
図10に示される如く、画像処理装置は、それぞれ赤、青、黄、黒に対応した4つの感
光ドラム70、72、74、76を備えている。各感光ドラム70、72、74、76は
、軸心廻りに回転することで、それぞれ形成された各色に対応したトナー像を転写体に転
写するようになっている。各感光ドラム70、72、74、76は、それぞれ回転駆動手
段としてのアウタロータ型モータ10が接続されて、感光ドラムユニット80を構成して
いる。感光ドラムユニット80は、アウタロータ型モータ10の出力軸26が各感光ドラ
ム70、72、74、76に一体回転可能に直結されて構成されている。以下、この直結
構造について具体的に説明する。
As shown in FIG. 10, the image processing apparatus includes four
図1に示される如く、感光ドラム70、72、74、76の軸線方向一端(後端)から
は、アウタロータ型モータ10の出力軸26に連結するための連結軸82が同軸的かつ一
体に回転するように軸線方向に沿って突出されている。連結軸82は、出力軸26よりも
長い円柱状に形成されている。この実施形態では、連結軸82は、貫通孔56に対応した
段付軸とされている。具体的には、連結軸82の根元(前端)82Aと自由端(後端82
B)との間の中間部には、段部82Cが形成されており、連結軸82は、段部82Cから
根元82Aにかけての前部84の外径が貫通孔56の前部58の内径に略一致(わずかに
小)されると共に、該段部82Cから後端82Bにかけての後部86の外径が貫通孔56
の後部60の内径に略一致(わずかに小)されている。
As shown in FIG. 1, a connecting
A
The inner diameter of the
図1に示される如く、感光ドラムユニット80では、感光ドラム70、72、74、7
6の連結軸82は、アウタロータ型モータ10の出力軸26の貫通孔56に対し、段部8
2Cが段部56Cに係合されて位置決めされるまで挿入(嵌合)される構成とされている
。この実施形態では、段部82Cと段部56Cとの係合による位置決め状態で、後端82
Bが開口部56Bから後方に突出するようになっている。換言すれば、連結軸82は、出
力軸26に挿通される(出力軸26を貫通する)構成である。また、感光ドラムユニット
80は、この位置決め状態で、連結軸82(前部84、後部86)と貫通孔56(前部5
8、後部60)との隙間が、すきま嵌めの範囲で極力小さくなるように、該連結軸82、
56の寸法が決められている。
As shown in FIG. 1, in the
6 is connected to the through
2C is inserted (fitted) until it is engaged with the stepped
B protrudes rearward from the opening 56B. In other words, the connecting
8, the connecting
56 dimensions have been determined.
この連結軸82は、チャック構造部62において出力軸26に固定的に連結されるよう
になっている。具体的には、連結軸82には、上記位置決め状態で透孔66、ねじ孔68
に連通する取付孔88が形成されている。そして、感光ドラムユニット80では、図1に
示される如く、出力軸26の透孔66及び連結軸82の取付孔88を貫通したボルト90
がねじ孔68に螺合されることで、該ねじ孔68が形成されたチャック片62B、及びボ
ルト90の頭部90Aが係合されたチャック片62Aが、それぞれ径方向内向きに弾性変
形されて連結軸82をチャック(挟持)している。
The connecting
A mounting
Is screwed into the
以上により、感光ドラム70、72、74、76の連結軸82は、アウタロータ型モー
タ10の出力軸26に同軸的かつ一体に回転するように、直接的に連結固定されている。
そして、図7に示される画像処理装置では、各感光ドラムユニット80を構成するアウタ
ロータ型モータ10のステータ12(ステータハウジング18)がそれぞれ画像処理装置
の筐体78に固定されている。これにより、各感光ドラムユニット80では、コイル22
に通電することで、ロータ24が所定方向に回転して対応する感光ドラム70、72、7
4、76を回転駆動するようになっている。
As described above, the connecting
In the image processing apparatus shown in FIG. 7, the stator 12 (stator housing 18) of the outer
Is energized, the
4 and 76 are driven to rotate.
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
上記構成のアウタロータ型モータ10を含んで構成された感光ドラムユニット80では
、アウタロータ型モータ10のコイル22に通電されると、該アウタロータ型モータ10
のロータ24、出力軸26、コードホイール36が共に回転する。このとき、各回転セン
サ40は、それぞれコードホイール36すなわちコードホイール36の回転速度に応じた
ON/OFF信号(パルス信号)を、コントローラ50のCPU52に出力する。
In the
The
CPU52は、各回転センサ40からそれぞれ入力した信号を用いて上記1周期成分及
び2周期成分を共にキャンセルして得た演算結果をコードホイール36すなわち出力軸2
6(感光ドラム70、72、74、76)の実際の回転速度として、予め設定された所定
の回転速度(設定速度)とを比較する。そして、制御回路は、出力軸26の実際の回転速
度が設定速度と一致するようにコイル22への通電パターンを変更し、又は維持する。こ
れにより、コードホイール36が固定された出力軸26の回転速度が設定速度に高精度で
維持される。
The
6 (
そして、感光ドラムユニット80では、小型で高トルクのアウタロータ型モータ10を
感光ドラム70等に直結しているため、例えばギヤやベルト等を介して感光ドラム70等
を回転駆動する構成と比較して、感光ドラム70等の回転むらが抑止される。このため、
感光ドラムユニット80では、適用された画像処理装置による処理画質を向上させること
ができる。
In the
In the
ここで、アウタロータ型モータ10及び感光ドラムユニット80では、アウタロータ型
モータ10の出力軸26に設けられた貫通孔56の開口部56Aから該貫通孔56に挿入
された連結軸82が、出力軸26における開口部56A側と反対側の後部26Cに設けら
れたチャック構造部62において、該出力軸26に固定されているため、出力軸26と連
結軸82との嵌合長さが長い。すなわち、アウタロータ型モータ10及び感光ドラムユニ
ット80では、出力軸26及び感光ドラム70、72、74、76の軸線方向における、
該出力軸26による連結軸82の支持長さが長い。特に、アウタロータ型モータ10及び
感光ドラムユニット80では、連結軸82が出力軸26を貫通しているため、該出力軸2
6による連結軸82の支持長さを一層長く確保することができる。このため、感光ドラム
ユニット80では、出力軸26に対する連結軸82の偏心や偏角が発生し難い。
Here, in the outer
The support length of the connecting
The support length of the connecting
したがって、アウタロータ型モータ10及び感光ドラムユニット80では、連結軸82
を出力軸26に対し偏心や偏角が著しく抑制された状態で固定的に連結することができ、
CPU52によって精度良く制御された出力軸26の回転を、正確に連結軸82すなわち
感光ドラム70、72、74、76に伝達させることができる。
Accordingly, in the outer
Can be fixedly connected to the
The rotation of the
このため、アウタロータ型モータ10及び感光ドラムユニット80では、例えばコレッ
トチャック等の高価な軸継手に頼ることなく、出力軸26の回転を感光ドラム70、72
、74、76に伝達することができるため、低コスト化に寄与する。また、アウタロータ
型モータ10及び感光ドラムユニット80では、出力軸26におけるロータ24(ロータ
ハウジング30)及びステータ12から突出した後部26Cにチャック構造部62が設け
られているため、ボルト90を用いた簡単なチャック構造で連結軸82を出力軸26に固
定することができる。これによっても、アウタロータ型モータ10及び感光ドラムユニッ
ト80の低コスト化が図られる。
For this reason, in the outer
, 74 and 76, which contributes to cost reduction. Further, in the outer
また、アウタロータ型モータ10及び感光ドラムユニット80では、モータ部10Aが
発生するトルクが、ロータ24、出力軸26の後部26C、チャック構造部62、連結軸
82を経由して感光ドラム70、72、74、76に伝達されるため、換言すれば、出力
軸26における感光ドラム70、72、74、76のイナーシャが作用しない(トルク伝
達に寄与しない)部分にコードホイール36が設けられているため、出力軸26における
ロータハウジング30(ボス部30C)の固定部位とコードホイール36(ボス部材38
)の固定部位との間にねじれが殆ど生じない。例えば、出力軸26の前部26Bにおいて
連結軸82が連結される構成では、ロータ24から感光ドラム70等へのトルク伝達経路
上(ロータ24及び感光ドラム70等のイナーシャが作用する部分)にコードホイール3
6が配置されることになるので、これらの間にトルクによる出力軸26のねじれが生じや
すく、このような出力軸26のねじれは、ロータ24の回転角に対するエンコーダ34に
よる角度検出値の誤差を生じさせる原因となる。
In the outer
) Is hardly twisted between the fixing part and the fixing part. For example, in the configuration in which the connecting
6, the
これに対してアウタロータ型モータ10及び感光ドラムユニット80では、上記の通り
出力軸26における感光ドラム70等のイナーシャが作用しない部分にコードホイール3
6が設けられることで、出力軸26におけるロータハウジング30の固定部位とコードホ
イール36の固定部位との間にねじれが殆ど生じないので、エンコーダ34による出力軸
26(ロータ24)の回転数(角度)の検出値に、出力軸26のねじれ、特にねじれ振動
に起因する誤差が生じることが効果的に抑制される。このため、出力軸26と感光ドラム
70等とのねじれ共振の発生も抑制されるので、回転むら(回転数変動)の発生が抑制さ
れる等、出力軸26すなわち感光ドラム70等の回転数制御の安定性が向上する。
On the other hand, in the outer
6 is provided, the twist of the
さらに、アウタロータ型モータ10は、小型で低回転速度域において高トルクを発生す
る特性を有するため、画像処理装置の感光ドラム70等に直結されて感光ドラムユニット
80を構成しても、該感光ドラム70等を十分なトルクで回転駆動でき、画像処理装置を
大型化させることもない。特に、アウタロータ型モータ10では、軸方向に薄型(扁平)
構造であるため、各感光ドラム70等の背面(軸方向端部)における狭いスペースに好適
に配置される。
Further, since the outer
Since it has a structure, it is preferably arranged in a narrow space on the back surface (end portion in the axial direction) of each
そして、アウタロータ型モータ10及び感光ドラムユニット80では、出力軸26の貫
通孔56を利用して、該出力軸26と連結軸82との挿入長さを確保する構成であるため
、例えば感光ドラム70とアウタロータ型モータ10との間に配設されるコレットチャッ
ク等の軸継手を用いた構成と比較して、感光ドラム70等とアウタロータ型モータ10と
を軸方向に近接して配置することができる。このため、感光ドラムユニット80、該感光
ドラムユニット80が適用される画像処理装置の小型化に貢献することができる。
In the outer
なお、上記実施形態では、回転制御部10B(エンコーダ34、60、コントローラ5
0)がアウタロータ型モータ10を構成するようにした例を示したが、本発明はこれに限
定されず、出力軸26にコードホイール36が一体回転するように設けられていれば足り
、例えば、回転制御部10Bを構成する回転センサ40やコントローラ50を画像処理装
置側に構成しても良い。
In the above embodiment, the
0) shows an example in which the outer
また、上記の実施形態では、エンコーダ34が、光を透過可能なスリット36Aを有す
るコードホイール36と、透過型フォトインタラプタ(光学式センサ)である各回転セン
サ40とで構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、エンコーダと
して反射型のフォトインタラプタを備えた構成としても良く、その他電磁式、磁気抵抗式
、ホール効果式等の各種エンコーダを採用することができる。また、本発明におけるエン
コーダ34は、90°間隔で配置された3つの回転センサ40を備えた構成に限定される
ことはなく、例えば、180°間隔又は90°間隔で配置された2つの回転センサ40を
備えた構成としても良く、90°間隔で配置された4つの回転センサ40を備えた構成と
しても良い。したがって、本発明は、CPU52による制御によって限定されることもな
い。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the
さらに、上記の実施形態では、貫通孔56、連結軸82が円形断面を有する例を示した
が、本発明はこれに限定されず、貫通孔56、連結軸82の少なくとも一部を非円形断面
を有する構成としても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the through
さらにまた、上記の実施形態及び変形例では、モータとしてブラシレスのアウタロータ
型モータ10を採用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、モータとし
てインナロータ型モータやブラシを有するモータ、交流モータ等、如何なる形式のモータ
を採用することも可能である。また、アウタロータ型モータ10による駆動対象が画像処
理装置等の感光ドラム70等に限定されることはなく、各種用途にアウタロータ型モータ
10を適用可能であることはいうまでもない。
Furthermore, in the above-described embodiment and the modification, the example in which the brushless outer
また、上記の実施形態では、ボルト90がチャック片62Bのねじ孔68に螺合される
例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、チャック片62Bに透孔66を儲け
、ボルト90をナットに螺合させるようにしても良い。
In the above-described embodiment, an example in which the
10・・・アウタロータ型モータ(モータ装置)、12・・・ステータ、24・・・ロー
タ、26・・・出力軸、26C・・・後部(突出部)、36・・・コードホイール(被検
出部材)、40・・・回転センサ、56A・・・開口部、62・・・チャック構造部(固
定部)、68・・・ねじ孔(締結手段)、70・・・感光ドラム(被駆動体)、80・・
・感光ドラムユニット、82・・・連結軸、90・・・ボルト(締結手段)
DESCRIPTION OF
・ Photosensitive drum unit, 82 ... connecting shaft, 90 ... bolt (fastening means)
Claims (8)
ステータに対しに回転される出力軸と、
前記出力軸における前記開口部とは反対側の端部に設けられ、該出力軸に同軸的に挿入
された前記被駆動体の連結軸を固定するための固定部と、
前記出力軸の外周側に同軸的かつ一体に回転するように設けられ、該出力軸の回転状態
に応じた信号を回転センサに出力させるための被検出部材と、
を備えたモータ装置。 An output shaft that is formed into a cylindrical shape having an opening at an end on the driven body side in the axial direction and is rotated relative to the stator by rotation of the rotor;
A fixing portion for fixing the connecting shaft of the driven body, which is provided at an end portion of the output shaft opposite to the opening and is coaxially inserted into the output shaft;
A member to be detected that is provided on the outer peripheral side of the output shaft so as to rotate coaxially and integrally, and that causes the rotation sensor to output a signal corresponding to the rotation state of the output shaft;
A motor device comprising:
出部を有しており、
前記固定部は、前記出力軸における前記突出部に設けられている請求項1記載のモータ
装置。 The output shaft has a protruding portion that protrudes to the opposite side of the driven body with respect to the rotor and stator,
The motor device according to claim 1, wherein the fixing portion is provided on the protruding portion of the output shaft.
部において固定されるようになっている請求項1又は請求項2記載のモータ装置。 3. The motor device according to claim 1, wherein the output shaft has a cylindrical shape over its entire length, and the connecting shaft penetrating through the output shaft is fixed at the fixing portion.
になっている請求項3記載のモータ装置。 The motor device according to claim 3, wherein the fixing portion is fastened in a radial direction by fastening means and fixed to the connecting shaft.
で回転駆動される感光ドラムユニットであって、
前記モータ装置は、
軸線方向の前記感光ドラム側の端部に開口部を有する筒状に形成され、ロータの回転に
よってステータに対しに回転される出力軸と、
前記出力軸の外周側に同軸的かつ一体に回転するように設けられ、前記感光ドラム軸の
回転状態に応じた信号を回転センサに出力させるための被検出部材とを備え、
前記感光ドラムの前記連結軸は、前記開口部から前記出力軸に同軸的に挿入され、かつ
該出力軸における前記開口部とは反対側の端部において、該出力軸に固定されている感光
ドラムユニット。 The photosensitive drum unit is a photosensitive drum unit that is rotationally driven at a predetermined rotational speed by a motor device directly connected to a connecting shaft of the photosensitive drum,
The motor device is
An output shaft that is formed in a cylindrical shape having an opening at an end on the photosensitive drum side in the axial direction, and is rotated relative to the stator by rotation of the rotor;
A detection member provided on the outer peripheral side of the output shaft so as to rotate coaxially and integrally, and for causing a rotation sensor to output a signal corresponding to the rotation state of the photosensitive drum shaft;
The connecting shaft of the photosensitive drum is coaxially inserted into the output shaft from the opening and is fixed to the output shaft at an end of the output shaft opposite to the opening. .
対側に突出された突出部を有しており、
前記感光ドラムの連結軸は、前記出力軸における前記突出部において該出力軸に固定さ
れている請求項5記載の感光ドラムユニット。 The output shaft of the motor device has a protruding portion that protrudes to the opposite side of the photosensitive drum with respect to the rotor and the stator,
6. The photosensitive drum unit according to claim 5, wherein the connecting shaft of the photosensitive drum is fixed to the output shaft at the protruding portion of the output shaft.
前記感光ドラムの連結軸は、前記出力軸を貫通した状態で、該出力軸に対し前記突出部
において固定されている請求項5又は請求項6記載の感光ドラムユニット。 The output shaft of the motor device has a cylindrical shape over its entire length,
The photosensitive drum unit according to claim 5, wherein the connecting shaft of the photosensitive drum is fixed at the projecting portion with respect to the output shaft in a state of passing through the output shaft.
ることで、該出力軸に固定されている請求項7記載の感光ドラムユニット。 8. The photosensitive drum unit according to claim 7, wherein the connecting shaft of the photosensitive drum is fixed to the output shaft by a protruding portion of the output shaft being tightened in a radial direction by a fastening means.
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