JP5135020B2 - 回転駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
駆動対象物の回転軸に設けられたエンコーダ板及び当該エンコーダ板の回転速度に応じた
パルス信号を出力するエンコーダセンサを有するエンコーダと、前記駆動対象物を回転駆
動するモータと、前記モータの回転軸に設けられたモータ側ギアと、当該モータ側ギアと
噛合うと共に前記駆動対象物の回転軸に設けられた駆動対象側ギアと、前記エンコーダセ
ンサの出力信号を基に前記モータをフィードバック制御する制御部とを備える回転駆動装
置であって、前記モータ側ギアと前記駆動対象側ギアとのギア比が整数となるように両ギ
アの歯数が設定されていると共に、前記駆動対象物の1回転当たり前記エンコーダセンサ
から出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍となるように前記エンコー
ダ板が設定されていることを特徴とする。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置100の概略構成図である。本実施形態に係る画像形成装置100は、例えば電子写真方式を用いたフルカラープリンタであり、感光体ドラム1、帯電部2、露光部3、現像部4、転写部5、クリーニングブレード6、摺擦ローラ7、給紙ローラ8、用紙搬送ローラ9、定着ユニット10、用紙搬送ローラ11及び排紙ローラ12から概略構成されている。
図である。この図3において、回転速度検出部20aは、エンコーダセンサ29bから割
込み入力されるパルス信号をソフトウェアカウンタによってカウントすることにより、感
光体ドラム1の回転速度Vc1を検出する。
c1に含まれる、感光体ドラム1の回転軸に対するエンコーダ板29aの取り付け誤差(
偏芯)に起因して生じる偏芯成分(感光体ドラム1の回転軸の1回転当たり1周期の正弦
波状の誤差成分)を除去する。なお、以下では、エンコーダ板29aの偏芯成分除去後の
回転速度をVc2とする。第2のコムフィルタ20cは、回転速度Vc2に含まれる、感
光体ドラム1の回転軸とDCブラシレスモータの回転軸とを連結するギア部28の噛合い
による振動に起因するギア1歯成分(ギア28bの1歯周期当たり1周期の正弦波状の誤
差成分)を除去する。なお、以下では、ギア一歯成分除去後の回転速度をVc3とする。
の減算値を順次格納すると共に最初に格納した減算値から順次出力する。この遅延処理部
20b3にて減算値を順次格納するために使用されるメモリ段数は、コムフィルタの特性
パラメータである入力信号(ここでは回転速度Vc1)の遅延量に応じて設定されている。
つまり、このメモリ段数(遅延量)は、回転速度Vc1に含まれるエンコーダ板29aの
偏芯成分を除去可能な値に設定されている。乗算処理部20b4は、遅延処理部20b3
の出力値にデータ正規化用の1/2を乗算するものである。
様な機能ブロックである、加算処理部20c1、減算処理部20c2、遅延処理部20c
3及び乗算処理部20c4から構成されている。ここで、第2のコムフィルタ20cが第
1のコムフィルタ20bと異なる点は、加算処理部20c1が第1のコムフィルタ20b
の出力値である回転速度Vc2を入力とし、加算処理の結果である回転速度Vc3を出力
値とする点と、遅延処理部20c3にて減算処理部20c2の減算値を順次格納するため
に使用されるメモリ段数(遅延量)は、回転速度Vc2に含まれる、ギア1歯成分を除去
可能な値に設定されている点である。
速度偏差算出部20dは、感光体ドラム1の目標回転速度Vtと回転速度Vc3との差(速度偏差量)ΔVを算出する。積分処理部20eは、速度偏差算出部20dにて算出される速度偏差量ΔVの積分処理を行う。積分ゲイン乗算部20fは、積分処理部20eによる積分処理結果に積分ゲイン定数Kiを乗算する。比例ゲイン乗算部20gは、速度偏差算出部20dにて算出される速度偏差量ΔVに比例ゲイン定数Kpを乗算する。微分処理部20hは、速度偏差算出部20dにて算出される速度偏差量ΔVの微分処理を行う。微分ゲイン乗算部20iは、微分処理部20hによる微分処理結果に微分ゲイン定数Kdを乗算する。加算処理部20jは、積分ゲイン乗算部20f、比例ゲイン乗算部20g及び微分ゲイン乗算部20iのそれぞれの演算値を加算し、その加算値をDCブラシレスモータ27に対する操作量Cont1とする。
以上が、CPU20におけるPID制御に関するデジタル演算処理を表す機能ブロックの説明である。
とギア28bとのギア比をN1、エンコーダ板29aのスリット数(感光体ドラム1の1
回転当たりエンコーダセンサ29bから出力されるパルス数)をn3とすると、下記関係
式(1)及び(2)が成立する。
n2=N1・n1 (N1は整数) ・・・・・(1)
n3=N2・n2 (N2は整数、n3は偶数) ・・・・・(2)
このように設定した場合、ギア28bの1回転(つまり感光体ドラム1の1回転)当た
りエンコーダセンサ29bから出力されるパルス数はn3となり、ギア28bの1歯周期
当たりエンコーダセンサ29bから出力されるパルス数はn3/(N2・N1)となり、
ピニオン28aの1回転(つまりDCブラスレスモータ27の1回転)当たりエンコーダ
センサ29bから出力されるパルス数はn3/N1となる。
(n1、n2)、及びエンコーダ板29aのスリット数n3を設定することにより、上述
した補正用メモリ20mのメモリ段数を低減することができ、その結果、CPU20の演
算負荷を低減することが可能となる。また、第1のコムフィルタ20b及び第2のコムフ
ィルタ20cの設計が容易となる。
0)の動作と共に説明する。
図5は、CPU20の動作を表すフローチャートである。この図5に示すように、CPU20は、PC200から印刷指示信号及び印刷用画像データを受信して、印刷ジョブの発生を検知すると(ステップS10)、ROM21からPID制御で用いられる設定データ(感光体ドラム1の目標回転速度Vt、比例ゲイン定数Kp、積分ゲイン定数Ki、微分ゲイン定数Kd)を読み出す(ステップS11)。
から得られる回転速度Vc1の検出結果と基準位置信号とエンコーダセンサ29bから出力されるパルス数n3との対応関係を表したものである。この図6に示すように、回転速度Vc1には、感光体ドラム1の回転軸に対するエンコーダ板29aの取り付け誤差(偏芯)に起因して生じる偏芯成分(感光体ドラム1の回転軸の1回転当たり1周期の正弦波状の誤差成分)が含まれている。
図7は、感光体ドラム1の1回転期間において、回転速度Vc2と基準位置信号とエンコーダセンサ29bから出力されるパルス数n3との対応関係を表したものである。図7に示すように、回転速度Vc2には、感光体ドラム1の回転軸とDCブラシレスモータの回転軸とを連結するギア部28の噛合いによる振動に起因するギア1歯成分(ギア28bの1歯周期当たり1周期の正弦波状の誤差成分)が含まれている。
(1)上記実施形態では、感光体ドラム1の1回転当たりエンコーダセンサ29bから出力されるパルス数がギア28bの歯数n3の整数倍且つ偶数となるように、エンコーダ板29aのスリット数n3を設定したが、例えばエンコーダ板29aの偏芯成分、ギア28bの1歯成分のフィルタリング処理にコムフィルタを使用しない場合は、感光体ドラム1の1回転当たりエンコーダセンサ29bから出力されるパルス数がギア28bの歯数n3の整数倍となるように、エンコーダ板29aのスリット数n3を設定しても良い。このように設定することにより、少なくともDCブラシレスモータ27の偏芯成分を補正するための補正値を格納する補正用メモリ20kのメモリ段数を低減できるとい効果は得られる。
Claims (3)
- 駆動対象物の回転軸に設けられたエンコーダ板及び当該エンコーダ板の回転速度に応じたパルス信号を出力するエンコーダセンサを有するエンコーダと、前記駆動対象物を回転駆動するモータと、前記モータの回転軸に設けられたモータ側ギアと、当該モータ側ギアと噛合うと共に前記駆動対象物の回転軸に設けられた駆動対象側ギアと、前記エンコーダセンサの出力信号を基に前記モータをフィードバック制御する制御部とを備える回転駆動装置であって、
前記モータ側ギアと前記駆動対象側ギアとのギア比が整数となるように両ギアの歯数が設定されていると共に、前記駆動対象物の1回転当たり前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍となるように前記エンコーダ板が設定され、
前記駆動対象物の1回転につき前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍且つ偶数となるように前記エンコーダ板が設定され、
前記エンコーダ板の偏芯成分をコムフィルタで除去し、前記コムフィルタにおける遅延処理部のメモリ段数を、(駆動対象物の1回転につき前記エンコーダセンサから出力されるパルス数)/2個に設定する
ことを特徴とする回転駆動装置。 - 駆動対象物の回転軸に設けられたエンコーダ板及び当該エンコーダ板の回転速度に応じたパルス信号を出力するエンコーダセンサを有するエンコーダと、前記駆動対象物を回転駆動するモータと、前記モータの回転軸に設けられたモータ側ギアと、当該モータ側ギアと噛合うと共に前記駆動対象物の回転軸に設けられた駆動対象側ギアと、前記エンコーダセンサの出力信号を基に前記モータをフィードバック制御すると共に電子写真方式による画像形成動作を統合制御する制御部とを備える画像形成装置であって、
前記モータ側ギアと前記駆動対象側ギアとのギア比が整数となるように両ギアの歯数が設定されていると共に、前記駆動対象物の1回転当たり前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍となるように前記エンコーダ板が設定され、
前記駆動対象物の1回転につき前記エンコーダセンサから出力されるパルス数が前記駆動対象側ギアの歯数の整数倍且つ偶数となるように前記エンコーダ板が設定され、
前記エンコーダ板の偏芯成分をコムフィルタで除去し、前記コムフィルタにおける遅延処理部のメモリ段数を、(駆動対象物の1回転につき前記エンコーダセンサから出力されるパルス数)/2個に設定する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記駆動対象物は感光体ドラムであることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
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JP2008079403A JP5135020B2 (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 回転駆動装置及び画像形成装置 |
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JP2009236975A JP2009236975A (ja) | 2009-10-15 |
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JP2008079403A Expired - Fee Related JP5135020B2 (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 回転駆動装置及び画像形成装置 |
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JP2005215126A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Canon Inc | 画像形成装置 |
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2008
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