JP5230151B2 - モータ装置及び感光体ユニット - Google Patents

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。

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）。
特開２００４−２８２９９０号公報

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。

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。

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全長に亘り筒状に形成され、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、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と、前記出力軸内部を貫通させた前記連結軸が突き当たって前記連結軸が前記出力軸に対して位置決めされる位置決め部とを有し、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おり、１８０°の間隔で一対形成され、互い接離する方向に弾性変形可能な一対のチャック片と、前記一対のチャック片の一方には、前記位置決め部により前記連結軸が位置決めされた状態で、前記連結軸の取付孔と連通する透孔を有し、他方のチャック片には、前記位置決め部により前記連結軸が位置決めされた状態で、前記連結軸の取付孔と連通するネジ孔を有し、前記透孔及び前記取付孔にボルトを貫通させて、前記ネジ孔に螺合することで、前記一対のチャック片により前記連結軸を挟持固定させている。

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。

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。

また、請求項１記載の発明に係るモータ装置は、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。

請求項１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。

また、請求項１記載の発明に係るモータ装置は、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。

請求項１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。

さらに、請求項１記載の発明に係るモータ装置は、前記出力軸内部を貫通させた前記連結軸が突き当たって前記連結軸が前記出力軸に対して位置決めされる位置決め部とを有し、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おり、１８０°の間隔で一対形成され、互い接離する方向に弾性変形可能な一対のチャック片と、前記一対のチャック片の一方には、前記位置決め部により前記連結軸が位置決めされた状態で、前記連結軸の取付孔と連通する透孔を有し、他方のチャック片には、前記位置決め部により前記連結軸が位置決めされた状態で、前記連結軸の取付孔と連通するネジ孔を有し、前記透孔及び前記取付孔にボルトを貫通させて、前記ネジ孔に螺合することで、前記一対のチャック片により前記連結軸を挟持固定させるようになっている。

請求項１記載のモータ装置では、チャック片がボルト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。

請求項２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、軸線方向の被駆動体側の端部に開口部を有する全長に亘り筒状に形成され、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、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と、前記出力軸内部を貫通させた前記連結軸が突き当たって前記連結軸が前記出力軸に対して位置決めされる位置決め部とを有し、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おり、１８０°の間隔で一対形成され、互い接離する方向に弾性変形可能な一対のチャック片と、前記一対のチャック片の一方には、前記位置決め部により前記連結軸が位置決めされた状態で、前記連結軸の取付孔と連通する透孔を有し、他方のチャック片には、前記位置決め部により前記連結軸が位置決めされた状態で、前記連結軸の取付孔と連通するネジ孔を有し、前記透孔及び前記取付孔にボルトを貫通させて、前記ネジ孔に螺合することで、前記一対のチャック片により前記連結軸を挟持固定している。

請求項２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。

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。

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。

また、請求項２記載の発明に係る感光ドラムユニットは、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。

請求項２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。

また、請求項２記載の発明に係る感光ドラムユニットは、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。

請求項２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。

請求項２記載の発明に係る感光ドラムユニットは、前記感光ドラムの連結軸は、前記出力軸のチャック片がボルト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。

請求項２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チャック片がボルト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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本実施形態の作用を説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施形態に係る感光ドラムユニットの要部を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係るアウタロータ型モータを示す側断面図である。 本発明の実施形態に係るアウタロータ型モータの外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るアウタロータ型モータを構成するエンコーダを示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施の形態に係るアウタロータ型モータを構成するコードホイールを示す図であって、（Ａ）は全体を示す正面図、（Ｂ）は一部拡大して示す正面図である。 本発明の実施の形態に係るアウタロータ型モータの概略の電気的構成を示すブロック図である。 本発明実施の形態に係るアウタロータ型モータ及び感光ドラムユニットの画像処理装置への適用例を示す概略の斜視図である。

符号の説明

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）

Claims (2)

1. 軸線方向の被駆動体側の端部に開口部を有する全長に亘り筒状に形成され、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、
   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と、
   前記出力軸内部を貫通させた前記連結軸が突き当たって前記連結軸が前記出力軸に対して位置決めされる位置決め部とを有し、
   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おり、１８０°の間隔で一対形成され、互い接離する方向に弾性変形可能な一対のチャック片と、
   前記一対のチャック片の一方には、前記位置決め部により前記連結軸が位置決めされた状態で、前記連結軸の取付孔と連通する透孔を有し、他方のチャック片には、前記位置決め部により前記連結軸が位置決めされた状態で、前記連結軸の取付孔と連通するネジ孔を有し、
   前記透孔及び前記取付孔にボルトを貫通させて、前記ネジ孔に螺合することで、前記一対のチャック片により前記連結軸を挟持固定させたモータ装置。
2. 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、
   軸線方向の被駆動体側の端部に開口部を有する全長に亘り筒状に形成され、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、
   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と、
   前記出力軸内部を貫通させた前記連結軸が突き当たって前記連結軸が前記出力軸に対して位置決めされる位置決め部とを有し、
   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おり、１８０°の間隔で一対形成され、互い接離する方向に弾性変形可能な一対のチャック片と、
   前記一対のチャック片の一方には、前記位置決め部により前記連結軸が位置決めされた状態で、前記連結軸の取付孔と連通する透孔を有し、他方のチャック片には、前記位置決め部により前記連結軸が位置決めされた状態で、前記連結軸の取付孔と連通するネジ孔を有し、
   前記透孔及び前記取付孔にボルトを貫通させて、前記ネジ孔に螺合することで、前記一対のチャック片により前記連結軸を挟持固定している感光ドラムユニット。

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