JP2003018880A - Rotating drive and integrated circuit used therefor - Google Patents
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動装置、特
に、200rpm以下の回転数で高精度な回転品質が求
められる画像形成装置の像担持体等を駆動するために用
いられる回転駆動装置に関する。また、本発明は、この
回転駆動装置に用いられる集積回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary drive device, and more particularly to a rotary drive device used to drive an image carrier or the like of an image forming apparatus which requires a highly accurate rotation quality at a rotation speed of 200 rpm or less. . The present invention also relates to an integrated circuit used in this rotary drive device.
【0002】[0002]
【従来の技術】ダイレクトドライブモータや、超音波モ
ータなどの一部の例外を除いた場合、200rpm以下
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。2. Description of the Related Art Excluding some exceptions such as direct drive motors and ultrasonic motors, in order to achieve a rotation speed of 200 rpm or less, considering the efficiency of the motor, the motor must be several times to several tens. It is generally practiced to rotate the motor output at a double speed and then reduce the motor output with a speed reducer to obtain a sufficient torque.
【0003】そして、高精度な回転品質を求められる画
像形成装置の特に像担持体を駆動するためには、ステッ
ピングモータとギヤ減速機とからなる回転駆動装置が用
いられ、時にはギヤ減速機の出力軸からフィードバック
をかけて回転速度を制御することが行われる。また、ブ
ラシレスDCモータとギヤ減速機が用いられる場合もあ
る。In order to drive an image carrier of an image forming apparatus, which requires a highly accurate rotation quality, a rotary drive unit including a stepping motor and a gear reducer is used, and sometimes the output of the gear reducer is used. The rotation speed is controlled by applying feedback from the shaft. Further, a brushless DC motor and a gear reducer may be used.
【0004】このようなブラシレスDCモータを利用し
て最終出力軸の回転速度を制御する従来例として、特開
2000-231350号公報や特開2000-221858号公報に示される
ものがある。そして、ステッピングモータを使用する場
合もブラシレスDCモータを使用する方式においても、
ギヤの噛み合いに起因する回転変動を抑えるために、フ
ライホイールを組み合わせて使用されることが多い。As a conventional example of controlling the rotational speed of the final output shaft by utilizing such a brushless DC motor, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
There are those disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-231350 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-221858. Then, in both the case of using the stepping motor and the method of using the brushless DC motor,
Flywheels are often used in combination to suppress rotational fluctuations due to gear meshing.
【0005】また、別の例として、本出願人は、トラク
ション方式の減速機を使用し、出力軸の回転速度をフィ
ードバックして高い精度の回転制御を行う方式を提案し
ている。As another example, the applicant of the present invention has proposed a method in which a traction type speed reducer is used and the rotation speed of the output shaft is fed back to perform highly accurate rotation control.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】近年、画像形成装置
は、高速でフルカラー化のニーズのもと、像担持体を4
個搭載した4連タンデム方式が主流になりつつある。こ
の4連タンデム方式では、駆動源も4個必要となるた
め、安価な駆動装置が求められている。また、低速度で
高解像度の画像を生成したり、多数枚の出力を短時間で
出力したりするために、駆動装置にも広い使用回転速度
域が求められてきている。In recent years, image forming apparatuses have been required to provide an image carrier with a high speed and full color.
A 4-tandem tandem system with a single unit is becoming mainstream. This four-series tandem system requires four driving sources, and therefore an inexpensive driving device is required. Further, in order to generate a high-resolution image at a low speed and output a large number of sheets in a short time, a driving device is also required to have a wide range of rotational speed for use.
【0007】一方、4個の駆動装置を搭載するために、
これら4個の駆動装置を高精度に同期させて色の各要素
の重ね合わせ時のずれをなくすることが必要であると同
時に、個々の駆動装置は小型であることが望ましい。し
かし、ステッピングモータとギヤ減速機を用いた場合、
出力軸の回転速度に基づいてフィードバック制御したと
しても、ステッピングモータ自体を振動なく滑らかに回
転させることができる回転速度範囲が狭いという問題が
ある。On the other hand, in order to mount four driving devices,
It is necessary to synchronize these four driving devices with high accuracy to eliminate misregistration at the time of superimposing each color element, and at the same time, it is desirable that each driving device is small. However, when using a stepping motor and a gear reducer,
Even if the feedback control is performed based on the rotation speed of the output shaft, there is a problem that the rotation speed range in which the stepping motor itself can be smoothly rotated without vibration is narrow.
【0008】また、ステッピングモータは効率が悪いた
め、所定のトルクを発生させるためには消費電量が大き
くなると同時に、供給する電源装置の大型化が避けられ
ない。そして、この結果、発熱も大きくなるため、画像
形成装置を構成する上で都合が悪い。一方、ブラシレス
DCモータとギヤ減速機では、フライホイールを設けて
もギヤの経時時的な変化が発生するため、4個の駆動装
置を高精度に同期させた状態を維持することが困難であ
る。Further, since the stepping motor is inefficient, in order to generate the predetermined torque, the power consumption becomes large, and at the same time, the power supply device to be supplied must be upsized. As a result, the amount of heat generated increases, which is inconvenient for configuring the image forming apparatus. On the other hand, in the brushless DC motor and the gear reducer, it is difficult to maintain the state in which the four driving devices are synchronized with each other with high accuracy because the gears change with time even if the flywheel is provided. .
【0009】以上のような問題点を解決するために、前
述のような最終出力軸を制御するよにした特開2000-231
350号公報や特開2000-221858号公報に示された装置が提
案されているが、定常回転を得る場合、モータ単体では
速度を維持する機能がない(切り替えられている)た
め、最終出力軸からフィードバックをかけてモータのト
ルクを上下させた場合、減速機内でのバックラッシュに
よるロストモーションなどの非線形遅れ要素の範囲で、
モータ回転が暴れるように上下するなどの不具合が発生
し、この動作が騒音となる等の問題があった。In order to solve the above problems, the final output shaft is controlled as described above.
The devices shown in JP-A-350 and JP-A-2000-221858 have been proposed, but when steady rotation is obtained, the motor alone does not have a function of maintaining speed (switching), so the final output shaft If the torque of the motor is increased or decreased by applying feedback from the above, within the range of non-linear delay elements such as lost motion due to backlash in the reducer,
There was a problem that the motor rotation went up and down so as to run wild, and this operation became a noise.
【0010】また、本出願人は、トラクション方式の減
速機を使用し、出力軸からフィードバックを取る方式を
提案しているが、小型で高品質な回転が得られるものの
切削加工が必要であり、コスト的には不利であった。本
発明の課題は、安価で高精度の回転速度制御を行うこと
ができる回転駆動装置を提供することにある。Further, the present applicant has proposed a method of using a traction type speed reducer and taking feedback from the output shaft. However, although it is small and high-quality rotation can be obtained, a cutting process is required, It was disadvantageous in terms of cost. An object of the present invention is to provide a rotation drive device that is inexpensive and can perform high-precision rotation speed control.
【0011】本発明の別の課題は、振動をより抑えるこ
とができる回転駆動装置を提供することにある。本発明
のさらに別の課題は、回転駆動装置のコントローラに適
する集積回路を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a rotary drive device capable of further suppressing vibration. Yet another object of the present invention is to provide an integrated circuit suitable for a controller of a rotary drive device.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る回転駆動
装置は、被駆動体を設定された回転速度で駆動するため
の装置であって、回転駆動源としてのモータと、モータ
の出力回転速度を検出するモータ回転速度検出手段と、
モータの出力軸回転を減速するための減速機と、減速機
の出力軸の回転速度を検出する出力回転速度検出手段
と、モータ回転速度検出手段及び出力回転速度検出手段
からの信号を受けて減速機出力軸の回転速度が設定速度
になるようにモータ回転速度を制御するコントローラと
を備えている。A rotary drive device according to a first aspect of the present invention is a device for driving a driven body at a set rotational speed, which comprises a motor as a rotary drive source and an output rotation of the motor. Motor rotation speed detection means for detecting speed,
A speed reducer for decelerating the rotation of the output shaft of the motor, an output rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the output shaft of the speed reducer, and a signal from the motor rotation speed detecting means and the output rotation speed detecting means for deceleration. And a controller for controlling the motor rotation speed so that the rotation speed of the machine output shaft becomes a set speed.
【0013】この装置では、モータの出力は減速機によ
って減速され、この減速された回転速度によって被駆動
体が駆動される。このとき、モータの出力回転速度及び
減速機の出力軸の回転速度がそれぞれ検出される。そし
て、これらの検出された回転速度に基づいて、減速機出
力軸の回転速度が設定速度になるようにモータの回転速
度が制御される。In this device, the output of the motor is decelerated by the speed reducer, and the driven body is driven by the decelerated rotation speed. At this time, the output rotation speed of the motor and the rotation speed of the output shaft of the speed reducer are detected. Then, based on these detected rotation speeds, the rotation speed of the motor is controlled so that the rotation speed of the speed reducer output shaft becomes the set speed.
【0014】ここでは、減速機の出力軸回転速度に基づ
くフィードバック制御を行って、減速機の出力軸の回転
に対して速やかな補正をかけても、モータの出力回転速
度を一定に維持しようとするようにフィードバック制御
が働いているので、減速機内でのバックラッシュによる
ロストモーションなどの遅れ要素があっても、モータ回
転が上下するなどの不具合がなくなる。その結果、制御
系が乱調になることがなく、不要な騒音の発生もなく、
出力軸の回転速度が安定する。Here, the feedback control based on the output shaft rotation speed of the reduction gear is performed to try to keep the output rotation speed of the motor constant even if the rotation of the output shaft of the reduction gear is quickly corrected. Since the feedback control works as described above, even if there is a delay element such as lost motion due to backlash in the reducer, there is no problem such as the motor rotating up and down. As a result, the control system does not become disordered, unnecessary noise is not generated,
The rotation speed of the output shaft stabilizes.
【0015】請求項2に係る回転駆動装置は、請求項1
の装置において、モータはブラスレスタイプを含むDC
モータである。モータとして例えばブラシレスDCモー
タを使用すれば、ステッピングモータに比較して、広範
囲にわたって滑らかな回転が得られる。したがって、近
年要求されている広変速範囲のニーズに応えることがで
きる。A rotation drive device according to a second aspect of the present invention is the first aspect.
In the device, the motor is DC including brassless type
It is a motor. If, for example, a brushless DC motor is used as the motor, smooth rotation can be obtained over a wide range as compared with a stepping motor. Therefore, it is possible to meet the needs of a wide shift range that has been recently demanded.
【0016】請求項3に係る回転駆動装置は、請求項1
又は2の装置において、コントローラは、モータ回転速
度検出手段からの信号を受けてモータ回転速度を制御す
る第1制御部と、出力回転速度検出手段からの信号を受
けてモータ回転速度を制御する第2制御部とを有してい
る。そして、モータ、モータ回転速度検出手段及び第1
制御部はユニット化されて単独で速度維持機能を有する
モータユニットとして構成されている。A rotation drive device according to a third aspect of the present invention is the first aspect.
In the second device, the controller includes a first control unit that receives a signal from the motor rotation speed detection unit to control the motor rotation speed, and a controller that receives a signal from the output rotation speed detection unit to control the motor rotation speed. It has two control parts. Then, the motor, the motor rotation speed detecting means, and the first
The control unit is unitized and configured as a motor unit having a speed maintaining function independently.
【0017】ここでは、特に、モータがモータユニット
として単独で速度維持機能を有しているために、減速機
内でのバックラッシュによるロストモーションなどの遅
れ要素があっても、モータ回転を一定に維持する機能に
よって、出力軸の回転速度に基づいてフィードバック制
御してもモータ回転が上下するなどの不具合がなくな
る。また、前記請求項1の装置と同様に、出力軸回転速
度が安定する。Here, in particular, since the motor has a speed maintaining function independently as a motor unit, even if there is a delay element such as lost motion due to backlash in the reducer, the motor rotation is maintained constant. This function eliminates the problem that the motor rotation goes up and down even if feedback control is performed based on the rotation speed of the output shaft. Further, the output shaft rotation speed is stable, as in the device of claim 1.
【0018】請求項4に係る回転駆動装置は、請求項3
の装置において、モータ回転速度検出手段はモータのロ
ータマグネットの回転による磁気変化を検知する第1セ
ンサを有し、第1制御部は、第1センサの出力信号が減
速機出力の設定速度に相当するモータの回転速度に対し
て偏差がなくなるようにモータを制御する。この装置
は、モータの回転速度をロータマグネットの回転による
磁気変化を検出する。そして、この検出信号の出力周期
または周波数が、減速機出力軸の回転速度に相当するモ
ータの回転速度に対して偏差がなくなるように、第1制
御部によってモータ回転が制御される。A rotation driving device according to a fourth aspect is the third aspect.
In the above device, the motor rotation speed detection means has a first sensor for detecting a magnetic change due to rotation of a rotor magnet of the motor, and the first control unit has an output signal of the first sensor corresponding to a set speed of the speed reducer output. The motor is controlled so that there is no deviation with respect to the rotation speed of the motor. This device detects the magnetic change due to the rotation of the rotor magnet in the rotation speed of the motor. Then, the motor rotation is controlled by the first control unit so that the output cycle or frequency of the detection signal has no deviation from the rotation speed of the motor corresponding to the rotation speed of the reduction gear output shaft.
【0019】ここでは、モータの回転速度を検出するた
めの特別なセンサを設ける必要が無く、安価な回転駆動
装置が実現できる。請求項5に係る回転駆動装置は、請
求項4の装置において、出力回転速度検出手段は減速機
の出力軸の回転速度に比例した周波数信号を出力する第
2センサを有し、第2制御部は、第2センサの出力信号
が減速機出力の設定速度に対して偏差が少なくなるよう
にモータを制御する。Here, it is not necessary to provide a special sensor for detecting the rotation speed of the motor, and an inexpensive rotation drive device can be realized. According to a fifth aspect of the present invention, in the rotary drive device according to the fourth aspect, the output rotational speed detecting means has a second sensor that outputs a frequency signal proportional to the rotational speed of the output shaft of the speed reducer, and the second controller Controls the motor so that the output signal of the second sensor has a smaller deviation from the set speed of the speed reducer output.
【0020】この装置では、第2センサにより減速機の
出力軸の回転に比例した周波数信号が得られ、これによ
りモータの回転速度が制御される。ここでは、第1制御
部の制御とあいまって、減速機出力軸の回転速度を高応
答で制御することができる。請求項6に係る回転駆動装
置は、請求項5の装置において、第2制御部における第
2センサの出力信号と設定速度との偏差は周期の差であ
る。In this device, a frequency signal proportional to the rotation of the output shaft of the speed reducer is obtained by the second sensor, and the rotation speed of the motor is controlled by this. Here, the rotation speed of the speed reducer output shaft can be controlled with high response, together with the control of the first control unit. According to a sixth aspect of the present invention, in the rotation driving apparatus according to the fifth aspect, the deviation between the output signal of the second sensor and the set speed in the second controller is the difference in cycle.
【0021】ここでは、第2センサの出力との速度の偏
差をあらわす量を周期の差としているので、1個のパル
スで速やかに速度偏差を求めることができる。請求項7
に係る回転駆動装置は、請求項5の装置において、第2
制御部における第2センサの出力信号と設定速度との偏
差は周波数の差である。ここでは、第2センサの出力と
速度の偏差をあらわす量を周波数の差としているので、
デジタル的に、センサー等の温度ドリフトなどの影響の
ない速度偏差を求めることができる。Here, since the amount of the deviation of the speed with respect to the output of the second sensor is represented as the difference of the cycle, the speed deviation can be quickly obtained by one pulse. Claim 7
The rotary drive device according to claim 5 is the device of claim 5, wherein
The deviation between the output signal of the second sensor and the set speed in the control unit is the difference in frequency. Here, since the amount of the deviation between the output of the second sensor and the speed is defined as the frequency difference,
It is possible to digitally determine the velocity deviation that is not affected by the temperature drift of the sensor or the like.
【0022】請求項8に係る回転駆動装置は、請求項6
又は7の装置において、コントローラは、第1制御部及
び第2制御部に加えて、設定速度を示す信号と第2セン
サ出力周波数信号との位相差が少なくなるように動作す
る第3制御部をさらに有している。ここでは、速度だけ
でなく位相までもコントロールが可能となる。したがっ
て、複数の駆動装置を同期して運転する必要がある場
合、たとえば4連タンデム型の画像形成装置に適した駆
動を提供できる。A rotation drive device according to an eighth aspect is the sixth aspect.
Alternatively, in the device of 7, the controller includes, in addition to the first control unit and the second control unit, a third control unit that operates so as to reduce the phase difference between the signal indicating the set speed and the second sensor output frequency signal. I have more. Here, not only speed but also phase can be controlled. Therefore, when it is necessary to drive a plurality of drive devices in synchronization, it is possible to provide a drive suitable for, for example, a four-tandem tandem image forming apparatus.
【0023】請求項9に係る回転駆動装置は、請求項8
の装置において、出力回転速度検出手段は、第2センサ
を含み、減速機の出力軸を中心に円周方向に略N等分さ
れた位置に設置されたN(Nは2以上の数)個のセンサ
を有している。そして、第3制御部は、N個のセンサの
信号により、検出された減速機出力回転速度の減速機出
力軸まわりの機械的誤差をキャンセルするものである。A rotation drive device according to a ninth aspect is the eighth aspect.
In the device described above, the output rotation speed detecting means includes a second sensor, and N (N is a number of 2 or more) installed at positions substantially evenly divided in the circumferential direction about the output shaft of the speed reducer. It has a sensor. Then, the third control unit cancels a mechanical error of the detected reduction gear output rotation speed around the reduction gear output shaft based on the signals of the N sensors.
【0024】ここでは、メカニカルな偏芯などによる同
期ずれをもキャンセルできるため、安価に4連タンデム
型の画像形成装置が実現できる。請求項10に係る回転
駆動装置は、請求項9の装置において、N個のセンサは
パルス信号を出力する出力軸上で略対向する位置に設置
された2個のロータリエンコーダであり、第3制御部
は、2個のロータリエンコーダの出力信号パルスの時間
的な重なり具合に基づいて、減速機出力軸まわりの機械
的誤差をキャンセルするものである。In this case, since the synchronization deviation due to the mechanical eccentricity can be canceled, the 4-tandem image forming apparatus can be realized at low cost. According to a tenth aspect of the present invention, in the rotation driving apparatus according to the ninth aspect, the N sensors are two rotary encoders installed at substantially opposite positions on an output shaft that outputs a pulse signal, and the third control is performed. The section cancels a mechanical error around the output shaft of the speed reducer based on the temporal overlap of the output signal pulses of the two rotary encoders.
【0025】この装置では、必要最小限のセンサ(2個
のセンサ)で出力軸回転1周期の回転変動をキャンセル
できる。請求項11に係る回転駆動装置は、請求項8か
ら10のいずれかの装置において、コントローラは、第
1制御部と第2制御部、又は第1制御部、第2制御部及
び第3制御部を実現するための偏差出力手段をそれぞれ
備え、各偏差出力手段の出力をそれぞれについて所定の
ゲインを考慮した上で加算し調節する1つの加算・調節
手段を備え、この加算・調節手段によってモータの回転
速度を制御する信号を出力する。In this device, the rotation fluctuation of one cycle of the output shaft rotation can be canceled by the minimum necessary sensors (two sensors). The rotary drive device according to claim 11 is the device according to any one of claims 8 to 10, wherein the controller is a first control unit and a second control unit, or a first control unit, a second control unit, and a third control unit. And a single addition / adjustment unit for adding and adjusting the output of each deviation output unit in consideration of a predetermined gain for each of the deviation output units. Outputs a signal that controls the rotation speed.
【0026】ここでは、1つの加算・調節手段で高精度
な回転駆動装置を実現できるようになるので、コスト的
に有利である。請求項12に係る回転駆動装置は、請求
項11の装置において、コントローラは各偏差出力手段
の出力の加算・調節を行うためのチャージポンプ回路を
有している。Here, since it is possible to realize a highly accurate rotary drive device with one adding / adjusting means, it is advantageous in terms of cost. According to a twelfth aspect of the present invention, in the rotary drive apparatus according to the eleventh aspect, the controller has a charge pump circuit for adding / adjusting the output of each deviation output means.
【0027】ここでは、各偏差出力手段の出力の加算・
調節のための回路がチャージポンプ回路によって構成さ
れているので、各偏差出力のゲインを適宜抵抗器のよう
な安価な部品で個別に設定できるため、コスト的に有利
にコントローラが実現できる。請求項13に係る回転駆
動装置は、請求項1から12のいずれかの装置におい
て、減速機は少なくとも1組の歯車を有しており、この
歯車は、モータの1回転について1回噛み合いが発生
し、この噛み合いによる速度変動とモータ回転1周期で
発生する回転変動とが相殺されるような位相関係に設定
されている。Here, addition of the output of each deviation output means
Since the circuit for adjustment is composed of the charge pump circuit, the gain of each deviation output can be individually set by an inexpensive component such as a resistor as appropriate, so that the controller can be realized cost effectively. According to a thirteenth aspect of the present invention, in the rotary drive device according to any one of the first to twelfth aspects, the reduction gear has at least one set of gears, and the gears are engaged once for one rotation of the motor. However, the phase relationship is set so that the speed fluctuation caused by this meshing and the rotation fluctuation generated in one motor rotation cycle are canceled.
【0028】ここでは、モータ取り付け部分の機械的精
度の要求をラフに設定でき、好都合である。請求項14
に係る回転駆動装置は、請求項1から13のいずれかの
装置において、減速機は減速機出力軸回転の変動を抑え
るためのフライホイールを有している。Here, it is convenient that the requirements for the mechanical accuracy of the motor mounting portion can be roughly set. Claim 14
The rotary drive device according to claim 1 is the device according to any one of claims 1 to 13, wherein the reduction gear has a flywheel for suppressing a variation in rotation of the reduction gear output shaft.
【0029】ここでは、制御不能な高周波の変動、とり
わけモータ出力軸部のギヤの噛み合いによる速度変動を
軽減できる。請求項15に係る回転駆動装置は、請求項
14の装置において、減速機は中間軸を有する2段階以
上の減速機構を有しており、フライホイールは中間軸に
設置されている。Here, it is possible to reduce uncontrollable high-frequency fluctuations, especially speed fluctuations due to meshing of gears of the motor output shaft. According to a fifteenth aspect of the present invention, in the rotary drive device according to the fifteenth aspect, the reduction gear has a reduction mechanism having two or more stages having an intermediate shaft, and the flywheel is installed on the intermediate shaft.
【0030】ここでは、搭載すべきフライホイールを小
型化しても出力軸にあらわれる、特にモータ軸部ギヤの
噛み合いによる速度変動を有効に軽減できる。請求項1
6に係る回転駆動装置は、請求項1から15のいずれか
の装置において、被駆動体は画像形成装置の像担持体で
ある。画像形成装置の像担持体を駆動する場合は、高画
質な画像形成装置を実現する上で高精度の回転制御が要
求されるが、本装置はこのような要求に好都合な装置と
なる。Here, even if the size of the flywheel to be mounted is reduced, it is possible to effectively reduce the speed fluctuation that appears on the output shaft, especially due to the meshing of the motor shaft gears. Claim 1
According to a sixth aspect of the present invention, in the rotation driving device according to any one of the first to fifteenth aspects, the driven body is an image carrier of the image forming apparatus. When the image carrier of the image forming apparatus is driven, highly accurate rotation control is required to realize an image forming apparatus with high image quality, and this apparatus is a device that is convenient for such a requirement.
【0031】請求項17に係る回転駆動装置は、請求項
1から16のいずれかに記載の装置において、減速機の
出力軸とは別にモータに連結して設けられ、回転速度が
制御されていない第2出力軸をさらに有している。ここ
では、1つのモータで複数の駆動が実現できる。したが
って、安価でかつスペースユーティリティーの面でも有
効な回転駆動装置となる。A rotation drive device according to a seventeenth aspect is the device according to any one of the first to sixteenth aspects, wherein the rotation drive device is provided separately from the output shaft of the reduction gear and connected to the motor, and the rotation speed is not controlled. It further has a second output shaft. Here, a plurality of drives can be realized with one motor. Therefore, the rotary drive device is inexpensive and effective in terms of space utility.
【0032】請求項18に係る回転駆動装置は、請求項
17の装置において、減速機の出力軸は画像形成装置の
像担持体を駆動し、第2出力軸は画像形成装置の像担持
体以外の被駆動体を駆動する。画像形成装置の像担持体
は高精度の回転制御が要求されるが、現像機やクリーナ
等の被駆動体は回転精度はあまり要求されない。そこ
で、この装置では、回転制御を行っている減速機出力軸
を像担時体の駆動用として使用し、回転制御を行ってい
ない第2出力軸を像担時体以外の現像機やクリーナ等の
駆動用として使用している。According to an eighteenth aspect of the present invention, in the rotary drive apparatus according to the seventeenth aspect, the output shaft of the speed reducer drives the image carrier of the image forming apparatus, and the second output shaft is other than the image carrier of the image forming apparatus. Drive the driven body of. The image carrier of the image forming apparatus requires high-precision rotation control, but the driven members such as the developing device and the cleaner are not required to have high rotation accuracy. Therefore, in this apparatus, the output shaft of the speed reducer that is in rotation control is used for driving the image carrier, and the second output shaft that is not in rotation control is used for the developing device, cleaner, etc. other than the image carrier. It is used for driving.
【0033】請求項19に係る回転駆動装置用集積回路
は、被駆動体の回転を所定の設定速度で駆動する回転駆
動装置に用いられる集積回路である。この集積回路が用
いられる回転駆動装置は、回転駆動源としてのモータ
と、モータの出力回転速度を検出するモータ回転速度検
出手段と、モータの出力軸回転を減速するための減速機
と、減速機の出力軸の回転速度を検出する出力回転速度
検出手段と、モータ回転速度検出手段及び出力回転速度
検出手段からの信号を受けて減速機出力軸の回転速度が
設定速度になるようにモータ回転速度を制御するコント
ローラとを備えている。そして、コントローラは、モー
タ回転速度検出手段からの信号と設定速度に相当するモ
ータの回転速度との偏差をとる第1偏差出力部と、出力
回転速度検出手段からの信号と設定速度との偏差をとる
第2偏差出力部と、第1及び第2偏差出力部からの出力
信号を所定のゲインを考慮して加算し調節する加算・調
節部とを備えており、偏差出力部、加算・調節部がワン
チップの集積回路で構成されている。An integrated circuit for a rotary drive device according to a nineteenth aspect is an integrated circuit used in a rotary drive device for driving rotation of a driven body at a predetermined set speed. A rotary drive device using this integrated circuit includes a motor as a rotary drive source, motor rotation speed detection means for detecting the output rotation speed of the motor, a speed reducer for reducing the rotation of the output shaft of the motor, and a speed reducer. Output rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the output shaft of the motor and the motor rotation speed so that the rotation speed of the speed reducer output shaft becomes a set speed by receiving signals from the motor rotation speed detecting means and the output rotation speed detecting means. And a controller for controlling. Then, the controller detects the deviation between the signal from the motor rotation speed detection means and the rotation speed of the motor corresponding to the set speed, and the deviation between the signal from the output rotation speed detection means and the set speed. A deviation output unit and an addition / adjustment unit that add and adjust output signals from the first and second deviation output units in consideration of a predetermined gain Is composed of a one-chip integrated circuit.
【0034】ここでは、集積回路部分がワンチップの集
積回路で構成されるので、モータの基板にコントロール
機能まで取り込むことができ、複数のチップ構成とする
より安価となり、かつモータの基板もより小型化でき
る。請求項20に係る回転駆動装置用集積回路は、請求
項19の回路において、コントローラは、第1及び第2
偏差出力部に加えて、設定された回転速度を表す信号と
出力回転速度検出手段からの信号との位相差をとる第3
偏差出力部をさらに備え、第3偏差出力部は第1及び第
2偏差出力部、加算・調節部とともにワンチップの集積
回路で構成されている。In this case, since the integrated circuit portion is composed of a one-chip integrated circuit, the control function can be incorporated in the motor board, which is cheaper than a plurality of chips and the motor board is smaller. Can be converted. An integrated circuit for a rotary drive device according to claim 20 is the circuit according to claim 19, wherein the controller is the first and second
In addition to the deviation output unit, a third difference that takes a phase difference between the signal representing the set rotation speed and the signal from the output rotation speed detecting means.
A deviation output unit is further provided, and the third deviation output unit is configured as a one-chip integrated circuit together with the first and second deviation output units and the addition / adjustment unit.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】[第1実施形態]
<全体構成>図1は本発明の第1実施形態による回転駆
動装置を採用した画像形成装置の像担時体駆動装置のブ
ロック図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] <Overall Configuration> FIG. 1 is a block diagram of an image bearing member driving device of an image forming apparatus adopting a rotation driving device according to a first embodiment of the present invention.
【0036】この回転駆動装置は、画像形成装置の像担
時体1を回転駆動するために用いられるものであり、回
転駆動源としてのブラシレスDCモータ2と、モータ2
の回転速度を検出するための第1センサ3と、モータ2
の回転を減速するギヤ減速機4と、ギヤ減速機4の出力
回転速度を検出するための第2センサ5とを有してい
る。ギヤ減速機4は、後述するように、2段の歯車対か
らなる減速機である。また、この回転駆動装置は、ギヤ
減速機4の出力回転速度の目標値が設定されるとともに
各センサ3,5からの検出信号が入力されるコントロー
ラ6と、コントローラ6からの信号によりモータ2を駆
動するドライバ7とを有している。This rotary drive device is used for rotationally driving the image carrier 1 of the image forming apparatus, and includes a brushless DC motor 2 as a rotary drive source and a motor 2.
First sensor 3 for detecting the rotation speed of the motor and the motor 2
The gear reducer 4 for reducing the rotation of the gear reducer 4 and the second sensor 5 for detecting the output rotation speed of the gear reducer 4 are included. The gear reducer 4 is, as will be described later, a reducer including a two-stage gear pair. In addition, this rotation drive device sets the target value of the output rotation speed of the gear reducer 4 and inputs the detection signals from the respective sensors 3 and 5, and the motor 6 by the signals from the controller 6. It has a driver 7 to be driven.
【0037】第1センサ3としては、特開平10-225081
号公報等に示されるようなFGセンサを用いることがで
きる。すなわち、FGマグネット(周波数発電用マグネ
ット)としてロータを用いるとともに、基板パターン上
にロータ回転の磁気変化を検出するように作成されたF
Gパターン(導電パターン)を用い、これらによって交
流信号を発生させ、この周波数の高低によって、回転体
としてのモータの回転速度を検出することができる。The first sensor 3 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-225081.
It is possible to use an FG sensor such as that disclosed in Japanese Patent Publication. That is, the rotor is used as the FG magnet (frequency generating magnet), and the F is created on the substrate pattern to detect the magnetic change of the rotor rotation.
An AC signal is generated by using a G pattern (conductive pattern), and the rotation speed of the motor as a rotating body can be detected by the level of this frequency.
【0038】また、第2センサ5は、図2に示すよう
に、周方向に沿って多数のパターンが形成されたパルス
板5aと、パルス板5aの回転に伴うパターンの変化を
検知できるようにして互いに対向する位置に設けられた
2つのセンサ5b,5cとを有するロータリエンコーダ
で構成されている。このロータリエンコーダは光学式の
ものや磁気式のものである。As shown in FIG. 2, the second sensor 5 can detect a pulse plate 5a having a large number of patterns formed in the circumferential direction and a change in the pattern due to the rotation of the pulse plate 5a. It is composed of a rotary encoder having two sensors 5b and 5c provided at positions facing each other. This rotary encoder is an optical type or a magnetic type.
【0039】<コントローラ>コントローラ6は、目標
値と各センサ3,5からの信号との偏差により、ギヤ減
速機4の出力回転速度が目標値になるようにモータ2の
回転を制御するものである。このコントローラ6は、図
2に示すように、第1制御部10、第2制御部11及び
第3制御部12と、各制御部10,11,12の出力に
対して所定のゲインを与える第1、第2及び第3ゲイン
回路13,14,15と、各ゲイン回路13,14,1
5の出力を加算するとともに調節する加算・調節部16
とを有している。また、入力された減速機回転速度の目
標設定値をモータ回転速度に換算するための変換器17
が第1制御部10の前段に設けられている。<Controller> The controller 6 controls the rotation of the motor 2 so that the output rotation speed of the gear reducer 4 reaches the target value by the deviation between the target value and the signals from the sensors 3 and 5. is there. As shown in FIG. 2, the controller 6 includes a first control unit 10, a second control unit 11 and a third control unit 12 and a first control unit 10, 11, 12 which gives a predetermined gain to the outputs of the respective control units 10, 11, 12. First, second and third gain circuits 13, 14, 15 and respective gain circuits 13, 14, 1
Adder / adjuster 16 for adding and adjusting the outputs of 5
And have. Further, a converter 17 for converting the input target set value of the reduction gear rotation speed into the motor rotation speed.
Is provided in front of the first controller 10.
【0040】第1制御部10は、第1センサ3からの信
号を受けてモータ回転速度を制御するものであり、図3
(a)に示すように、第1センサ3からの信号を受けて
周波数/電圧変換を行うF/V変換器10aと、第1偏
差出力部10bとを有している。第1偏差出力部10b
は、F/V変換器10aの出力である電圧と目標設定値
に対応する電圧値との偏差を出力するものである。ここ
で、目標設定値は、減速機出力回転速度を変換器17に
よってモータ回転速度に換算したものに対応する電圧値
である。The first control section 10 receives a signal from the first sensor 3 and controls the motor rotation speed.
As shown in (a), it has an F / V converter 10a that receives a signal from the first sensor 3 and performs frequency / voltage conversion, and a first deviation output unit 10b. First deviation output unit 10b
Outputs the deviation between the voltage output from the F / V converter 10a and the voltage value corresponding to the target set value. Here, the target set value is a voltage value corresponding to a value obtained by converting the reducer output rotation speed into the motor rotation speed by the converter 17.
【0041】なお、この第1制御部10の他の例を図3
(b)に示す。この図3(b)に示す例では、周期差計
測手段10cが設けられており、この周期差計測手段1
0cには、第1センサ3の出力信号である回転速度に対
応した周期のパルス信号がそのまま入力されるととも
に、目標設定値に対応する周期が入力される。ここでの
目標設定値は、減速機出力回転速度をモータ回転速度に
換算したものに対応する周期である。周期差計測手段1
0cは、第1センサ3からのパルス信号の周期と目標設
定値に対応するパルス信号の周期との差を検出し、その
周期差に応じた信号を出力するものである。Note that another example of the first control unit 10 is shown in FIG.
It shows in (b). In the example shown in FIG. 3B, the period difference measuring means 10c is provided, and the period difference measuring means 1 is provided.
A pulse signal having a cycle corresponding to the rotation speed, which is the output signal of the first sensor 3, is directly input to 0c, and a cycle corresponding to the target set value is input. The target set value here is a cycle corresponding to a value obtained by converting the reducer output rotation speed into the motor rotation speed. Period difference measuring means 1
0c detects the difference between the cycle of the pulse signal from the first sensor 3 and the cycle of the pulse signal corresponding to the target set value, and outputs a signal corresponding to the cycle difference.
【0042】第2制御部11は、第2センサ5からの信
号を受けてモータ回転速度を制御するものであり、その
構成は、第1制御部10の構成と基本的には同様の構成
である。すなわち、F/V変換器及び偏差出力部により
構成するか、あるいは周期差計測手段によって構成する
ことができる。なお、この第2制御部11には2つのセ
ンサ5b,5cからの信号のうちの一方のセンサ5bか
らの信号のみが入力され、この信号と目標値との偏差が
得られるようになっている。また、この第2制御部11
に入力される目標設定値は、減速機出力回転速度そのも
のに対応する電圧値あるいは周期である。The second control unit 11 receives a signal from the second sensor 5 to control the motor rotation speed, and its configuration is basically the same as that of the first control unit 10. is there. That is, it can be configured by the F / V converter and the deviation output unit or by the period difference measuring means. It should be noted that only the signal from one sensor 5b of the signals from the two sensors 5b and 5c is input to the second control unit 11, and the deviation between this signal and the target value is obtained. . In addition, this second control unit 11
The target set value input to is a voltage value or cycle corresponding to the output speed of the decelerator itself.
【0043】第3制御部12は、第2センサ5からの信
号を受けて、設定された目標回転速度を表す信号と第2
センサ5の出力信号との位相差が少なくなるように動作
するものであり、一般的なPLL回路で構成されてい
る。具体的には、第3制御部12には、第2センサ5を
構成する2つのセンサ5b,5cからの各検出パルス信
号と目標設定値に対応するパルス信号とが入力され、第
3制御部12は、各検出パルスの位相の平均位置(平均
立ち上がりエッジ又は平均立ち下がりエッジ)と目標設
定値対応パルスの位相との位相差を検出してこれらの位
相差が零になるような信号を出力する。The third controller 12 receives the signal from the second sensor 5 and outputs the signal indicating the set target rotation speed and the second signal.
It operates so as to reduce the phase difference from the output signal of the sensor 5, and is composed of a general PLL circuit. Specifically, the detection pulse signals from the two sensors 5b and 5c constituting the second sensor 5 and the pulse signal corresponding to the target set value are input to the third control unit 12, and the third control unit 12 is supplied. Reference numeral 12 detects a phase difference between the average position (average rising edge or average falling edge) of the phase of each detection pulse and the phase of the pulse corresponding to the target set value, and outputs a signal such that these phase differences become zero. To do.
【0044】ここで、この第3制御部12では、2つの
センサ5b,5cからの信号によって処理を行っている
ので、減速機4の出力軸まわりの機械的誤差をキャンセ
ルすることができる。より詳細には、例えば、減速機4
の出力軸あるいはそれに装着されたパルス板5aが、例
えば上側に偏芯して装着された場合、パルス板5aの上
側の角度0〜180度の間は、真の角速度を示すパルス
数より多い数のパルス(第1パルス群:各パルスの周期
が短い)が検出される。一方、下側の180〜360度
の間では、真の角速度を示すパルス数より少ない数のパ
ルス(第2パルス群:各パルスの周期が長い)が検出さ
れる。これら2つのパルス群の周期と回転角度の関係は
図4のような関係となる。すなわち各センサにおける出
力軸1回転周期成分の検出誤差である。Here, since the third control section 12 performs processing by the signals from the two sensors 5b and 5c, it is possible to cancel the mechanical error around the output shaft of the speed reducer 4. More specifically, for example, the speed reducer 4
When the output shaft or the pulse plate 5a attached thereto is eccentrically attached to the upper side, for example, a number larger than the number of pulses indicating the true angular velocity is provided between the angle 0 to 180 degrees on the upper side of the pulse plate 5a. Pulse (first pulse group: each pulse has a short cycle) is detected. On the other hand, in the lower 180 to 360 degrees, a smaller number of pulses (second pulse group: each pulse has a longer period) than the number of pulses indicating the true angular velocity is detected. The relationship between the cycle of these two pulse groups and the rotation angle is as shown in FIG. That is, it is the detection error of the output shaft 1 rotation cycle component in each sensor.
【0045】しかし、この出力軸1回転周期成分の誤差
は、減速機出力軸に対して対向する位置にセンサが設置
されていれば、相殺できる関係にある。したがって、こ
れらの各パルス群を各パルスの周期を計数してこの計数
値が平均化する様に、目標回転速度を表す信号を基準パ
ルスとして与え、このパルスの立ち上がりエッジが、2
個のセンサが出力するパルスの時間的中央になるよう
に、すなわち時間的な重なり具合を考量して、モータの
速度を調整するための信号を生成することによって、パ
ルス板5a又は減速機4の出力軸の偏芯の影響をキャン
セルすることができる。However, the error of the one rotation cycle component of the output shaft can be offset if the sensor is installed at a position facing the output shaft of the speed reducer. Therefore, a signal representing the target rotation speed is given as a reference pulse so that the cycle of each pulse group is counted and the count value is averaged, and the rising edge of this pulse is 2
By generating a signal for adjusting the speed of the motor so that the pulses output by the individual sensors are at the time center of the pulse, that is, by considering the temporal overlap, the pulse plate 5a or the speed reducer 4 can be controlled. It is possible to cancel the influence of the eccentricity of the output shaft.
【0046】以下、この点について具体的に説明する。
基準パルスの立下りでリセットされ、先にセンサからの
パルスが来ればアップカウントし、先に基準パルスが来
ればダウンカウントするような正負の絶対値を計数でき
るアップダウンカウント手段(アップダウンカウンタ)
を2個の各センサについて設置する。そして、それぞれ
2個のパルスについて計数が完了した段階でその計数値
を加え、その加算値がプラスであればセンサ信号が進ん
でいるとの判断で減速指令を出力し、その加算値がマイ
ナスであればセンサ信号が遅れているとの判断で増速指
令を出力する(回路は図示していない)。This point will be specifically described below.
Up / down counting means (up / down counter) that can be reset at the falling edge of the reference pulse and counts positive and negative absolute values such that it counts up if the pulse from the sensor comes first, and counts down if the reference pulse comes first.
For each of the two sensors. Then, when the count value of each of the two pulses is completed, the count value is added, and if the added value is positive, a deceleration command is output with the judgment that the sensor signal is advancing, and the added value is negative. If there is, the acceleration signal is output on the basis of the judgment that the sensor signal is delayed (the circuit is not shown).
【0047】基準パルスの立上りに対して両センサか
らのパルスがともに進んでいる場合(図6(a)参照)
両カウンタともプラスの計数値となり、加算値もプラス
となる。従って、センサ信号が進んでいるとの判断で減
速指令を加算値に応じて出力する。
基準パルスの立上りに対して両センサからのパルスが
ともに遅れている場合(図6(b)参照)
両カウンタともマイナスの計数値となり、加算値もマイ
ナスとなる。従って、センサ信号が遅れているとの判断
で減速指令を加算値に応じて出力する。
基準パルスの立上りに対して両センサからのパルスが
またがっている場合(図6(c)参照)
両カウンタは、それぞれプラスとマイナスの形数値とな
り、加算値した結果にもとずいて、加算値がマイナスな
らセンサ信号が遅れているとの判断で減速指令を加算値
に応じて出力し、加算値がプラスなら、センサ信号が進
んでいるとの判断で減速指令を加算値に応じて出力す
る。When the pulses from both sensors advance with respect to the rising edge of the reference pulse (see FIG. 6A), both counters have a positive count value, and the added value also has a positive value. Therefore, the deceleration command is output according to the added value when it is determined that the sensor signal is advancing. When the pulses from both sensors are delayed with respect to the rise of the reference pulse (see FIG. 6B), both counters have a negative count value, and the added value also has a negative value. Therefore, when it is judged that the sensor signal is delayed, the deceleration command is output according to the added value. When the pulses from both sensors straddle the rising edge of the reference pulse (see Fig. 6 (c)), both counters have positive and negative numerical values, and the added value is based on the added value. If is negative, the deceleration command is output according to the added value by determining that the sensor signal is delayed, and if the added value is positive, the deceleration command is output according to the added value by determining that the sensor signal is advanced. .
【0048】一方、センサが2個の信号を加味して制御
結果を得ることによって、片側のセンサにおける突発的
な計測誤差(光学式センサの場合では、埃などの障害
物)も、影響が半分となるような効果も発生する。ゲイ
ン回路13,14,15は、それぞれ第1〜第3制御部
10,11,12の出力に対して所定のゲインを与える
ものであり、各出力信号に対してどの程度のゲインを与
えるかは、実験等によって決定されるものである。な
お、これらのゲイン回路13,14,15は抵抗器R
1,R2,R3で構成されている。On the other hand, the sensor adds the two signals to obtain the control result, so that even a sudden measurement error (in the case of the optical sensor, an obstacle such as dust) in one sensor is half affected. The effect that becomes is also generated. The gain circuits 13, 14 and 15 give a predetermined gain to the outputs of the first to third control units 10, 11 and 12, respectively. How much gain is given to each output signal It is determined by experiments, etc. In addition, these gain circuits 13, 14, and 15 are resistors R
1, R2, R3.
【0049】また、加算・調節部16は、各制御部1
0,11,12からの偏差出力信号を加算・調節してモ
ータ駆動用の信号を生成するものであり、図7に示すよ
うにチャージポンプ回路によって構成されている。この
チャージポンプ回路16は、非反転入力端子に2.5V
の電圧が印加されたオペアンプ20と、オペアンプ20
に負帰還をかけるコンデンサ21とを有しており、偏差
の極性と量に応じて、H信号(5V)又はL信号(L)
を出力するものである。そして、出力がない場合は、ハ
イインピーダンスになる。Further, the addition / adjustment unit 16 includes the control units 1
The deviation output signals from 0, 11, and 12 are added and adjusted to generate a signal for driving a motor, which is configured by a charge pump circuit as shown in FIG. This charge pump circuit 16 has a non-inverting input terminal of 2.5V.
Operational amplifier 20 to which the voltage of
And a capacitor 21 for applying negative feedback to the H signal (5V) or L signal (L) depending on the polarity and amount of the deviation.
Is output. When there is no output, the impedance becomes high.
【0050】これらの機能である、アップダウント手段
以降の、パルスの時間的な重なり具合に基く偏差処理、
ゲインを考慮した偏差の加算はCPUを用いても実現可
能である。また、DSP(デジタル・シグナル・プロセ
ッサー)等の高速演算手段を用いれば、加算された偏差
からモータ制御信号を生成する機能、加えて、モータド
ライバのスイッチング素子のコントロール機能までを取
り込むことも可能である。These functions are deviation processing based on the temporal overlap of the pulses after the up / down means,
The addition of the deviation considering the gain can also be realized by using the CPU. If a high-speed arithmetic means such as a DSP (digital signal processor) is used, it is possible to incorporate not only the function of generating a motor control signal from the added deviation but also the control function of the switching element of the motor driver. is there.
【0051】<集積回路化>以上のコントローラ6にお
いては、図8に示すように、第1〜第3制御部10,1
1,12と、変換器17と、オペアンプ20とが集積回
路化され、1チップで構成されている。
<ギヤ減速機:回転変動の打ち消し>次に、ギヤ減速機
4について説明する。<Integrated Circuit> In the controller 6 described above, as shown in FIG. 8, the first to third control units 10 and 1 are provided.
1, 12, the converter 17, and the operational amplifier 20 are integrated into a single circuit and are configured as one chip. <Gear Reducer: Canceling Rotational Variation> Next, the gear reducer 4 will be described.
【0052】ギヤ減速機4は、図9に示すように、モー
タ2の出力軸に連結された減速機入力軸30と、画像形
成装置の像担時体1に連結される出力軸31と、中間軸
32とを有している。これらの入力軸30、出力軸31
及び中間軸32は、互いに平行に配置され、減速機4の
ケース4aに回転自在に支持されている。入力軸30に
は入力ギアZ1が固定され、中間軸32には入力ギヤZ
1と噛み合う第1中間ギヤZ2及びこれと同軸に設けら
れた第2中間ギヤZ3がそれぞれ固定され、出力軸31
には第2中間ギヤZ3と噛み合う出力ギヤZ4が固定さ
れている。また、中間軸32の端部にはフライホイール
35が固定されている。各ギヤの歯数は、Z1=8、Z
2=80、Z3=10、Z4=30に設定されている。
ここでは、第2段の減速段の入力ギヤとして用いられて
いる第2中間ギヤZ3の歯数は、第1段の1/減速比、
すなわち「10」枚に設定されている。また、中間軸3
2に装着された第1中間ギヤZ2と第2中間ギヤZ3と
は互いの位相(角度位置)が、以下に詳述するように、
モータ2の回転変動を打ち消し得るような位置関係に設
定されている。As shown in FIG. 9, the gear reducer 4 includes a reducer input shaft 30 connected to the output shaft of the motor 2 and an output shaft 31 connected to the image carrier 1 of the image forming apparatus. And an intermediate shaft 32. These input shaft 30 and output shaft 31
The intermediate shaft 32 and the intermediate shaft 32 are arranged in parallel with each other, and are rotatably supported by the case 4a of the speed reducer 4. The input gear Z1 is fixed to the input shaft 30, and the input gear Z1 is fixed to the intermediate shaft 32.
The first intermediate gear Z2 meshing with the first intermediate gear Z2 and the second intermediate gear Z3 provided coaxially therewith are fixed, and the output shaft 31
An output gear Z4 that meshes with the second intermediate gear Z3 is fixed to. A flywheel 35 is fixed to the end of the intermediate shaft 32. The number of teeth of each gear is Z1 = 8, Z
It is set to 2 = 80, Z3 = 10, and Z4 = 30.
Here, the number of teeth of the second intermediate gear Z3 used as the input gear of the second reduction stage is 1 / reduction ratio of the first stage,
That is, it is set to "10" sheets. Also, the intermediate shaft 3
The phase (angular position) of the first intermediate gear Z2 and the second intermediate gear Z3, which are mounted on the No. 2, is as described in detail below.
The positional relationship is set so as to cancel out the rotation fluctuation of the motor 2.
【0053】まず、モータ2が回転すると、モータ軸と
入力ギヤZ1のピッチ円中心のずれや平行度のずれ等に
起因して、モータ1回転につき1回の回転変動が生じ
る。この変動は、入力ギヤZ1(歯数=8)と第1中間
ギヤZ2(歯数=80)との噛み合いを介して、中間軸
に10回の回転変動として伝達される。この回転変動は
ほぼ正弦波で表される。一方、減速機4における第2段
目の歯車の噛み合い、すなわち、第2中間ギヤZ3(歯
数=10)と出力ギヤZ4(歯数=30)との噛み合い
によって、中間軸32の1回転につき10回の回転変動
が生じる。この回転変動も正弦波で表される。すなわ
ち、中間軸32には、モータ2からの回転変動と2段目
の歯車Z3,Z4の噛み合いによる回転変動とが生じ、
これらの変動は、振幅は等しくないものの(モータ部等
の誤差によってはほぼ同じ振幅になることも考えられ
る)、周期の等しい正弦波である。したがって、第1中
間Z2と第2中間ギヤZ3を、互いの位相(各歯の角度
位置)が180度ずれるように配置すれば、前述の2つ
の正弦波の位相も180度ずれ、互いの回転変動が打ち
消し合うような関係になり、モータ2の回転変動を抑え
ることができる。First, when the motor 2 rotates, a rotation fluctuation occurs once per one rotation of the motor due to the deviation of the pitch circle center of the motor shaft and the input gear Z1 and the deviation of the parallelism. This fluctuation is transmitted to the intermediate shaft as a rotation fluctuation of 10 times through the meshing between the input gear Z1 (the number of teeth = 8) and the first intermediate gear Z2 (the number of teeth = 80). This rotation fluctuation is almost represented by a sine wave. On the other hand, due to the meshing of the second-stage gears in the speed reducer 4, that is, the meshing of the second intermediate gear Z3 (the number of teeth = 10) and the output gear Z4 (the number of teeth = 30), one rotation of the intermediate shaft 32 occurs. Rotational fluctuation occurs 10 times. This rotation fluctuation is also represented by a sine wave. That is, in the intermediate shaft 32, the rotation fluctuation from the motor 2 and the rotation fluctuation due to the meshing of the second-stage gears Z3 and Z4 occur,
These fluctuations are sinusoidal waves having the same period, although the amplitudes are not equal (it is possible that the amplitudes are almost the same depending on the error of the motor unit etc.). Therefore, if the first intermediate Z2 and the second intermediate gear Z3 are arranged so that their phases (the angular positions of the teeth) deviate by 180 degrees, the phases of the two sine waves described above also deviate by 180 degrees and rotate relative to each other. The fluctuations cancel each other out, and fluctuations in the rotation of the motor 2 can be suppressed.
【0054】なお、中間軸32には、入力ギヤZ1と第
1中間ギヤZ2との噛み合いに起因する比較的高周波の
変動が発生するが、この変動はフライホイール35によ
って吸収される。このことから、フライホイール35
は、入力ギヤZ1と第1中間ギヤZ2の噛み合いよりは
出力側、すなわち中間軸32か出力軸31に設ければよ
いことになる。It should be noted that the intermediate shaft 32 undergoes a relatively high frequency fluctuation due to the meshing of the input gear Z1 and the first intermediate gear Z2, but this fluctuation is absorbed by the flywheel 35. From this, the flywheel 35
Should be provided on the output side of the meshing of the input gear Z1 and the first intermediate gear Z2, that is, on the intermediate shaft 32 or the output shaft 31.
【0055】<回転制御動作>次に、回転制御の動作に
ついて説明する。まず、ギヤ減速機4の出力回転速度の
目標値がコントローラ6に設定される。この設定値に基
づいてモータ駆動信号が生成され、ドライバ7を介して
モータ2に与えられる。これによりモータ2が駆動さ
れ、モータ2の回転はギヤ減速機4によって減速されて
画像形成装置の像担時体1に伝達される。<Rotation Control Operation> Next, the rotation control operation will be described. First, the target value of the output rotation speed of the gear reducer 4 is set in the controller 6. A motor drive signal is generated based on this set value and is given to the motor 2 via the driver 7. As a result, the motor 2 is driven, and the rotation of the motor 2 is decelerated by the gear reducer 4 and transmitted to the image carrier 1 of the image forming apparatus.
【0056】このとき、モータ2の出力回転速度が第1
センサ3により検出され、この第1センサ3からの信号
はコントローラ6の第1制御部10に与えられる。第1
制御部10では、目標設定値(目標とするギヤ減速機の
出力回転速度をモータ回転速度に換算したもの)に対応
する電圧値あるいは周期と、第1センサ3からの信号に
応じて得られる電圧あるいは信号の周期との偏差がとら
れる。この偏差は、ゲイン回路13によって所定のゲイ
ンが与えられ、加算・調節部16に入力される。At this time, the output rotation speed of the motor 2 is the first
The signal from the first sensor 3 detected by the sensor 3 is given to the first controller 10 of the controller 6. First
The control unit 10 obtains a voltage value or cycle corresponding to a target set value (a target output speed of the gear reducer converted into a motor speed) and a voltage obtained according to a signal from the first sensor 3. Alternatively, the deviation from the signal period is taken. The deviation is given a predetermined gain by the gain circuit 13 and input to the adding / adjusting unit 16.
【0057】一方、ギヤ減速機4の出力回転速度が第2
センサ5の2つのセンサ5b,5cにより検出され、こ
れらの検出信号は第2制御部11及び第3制御部12に
入力される。第2制御部11では、目標設定値(ギヤ減
速機の回転速度)に対応する電圧値あるいは周期と、第
1センサ5からの2つの信号のいずれか一方に応じて得
られる電圧あるいは信号の周期との偏差がとられる。こ
の偏差は、ゲイン回路14によって所定のゲインが与え
られ、加算・調節部16に入力される。On the other hand, the output rotation speed of the gear reducer 4 is the second
It is detected by the two sensors 5b and 5c of the sensor 5, and these detection signals are input to the second control unit 11 and the third control unit 12. In the second control unit 11, the voltage value or cycle corresponding to the target setting value (rotation speed of the gear reducer) and the cycle of the voltage or signal obtained according to either one of the two signals from the first sensor 5 The deviation from is taken. The deviation is given a predetermined gain by the gain circuit 14 and input to the addition / adjustment unit 16.
【0058】また、第3制御部12では、まず2つのセ
ンサ5b,5cから得られるパルスの位相の平均位置
と、目標設定値に対応するパルスの位相の位相差が検出
される。この検出結果に応じて生成された信号は、ゲイ
ン回路15によって所定のゲインが与えられ、加算・調
節部16に入力される。このように、各制御部10,1
1,12によって得られた偏差がそれぞれ零になるよう
に、モータ駆動信号が生成され、このモータ駆動信号に
よって駆動されるモータ2は、ギヤ減速機4の出力回転
速度が目標値になるように回転速度が制御される。The third controller 12 first detects the average position of the pulse phases obtained from the two sensors 5b and 5c and the phase difference between the pulse phases corresponding to the target set value. The signal generated according to the detection result is given a predetermined gain by the gain circuit 15 and input to the addition / adjustment unit 16. In this way, each control unit 10, 1
A motor drive signal is generated so that the deviations obtained by 1 and 12 become zero, and the motor 2 driven by this motor drive signal causes the output rotation speed of the gear reducer 4 to reach a target value. The rotation speed is controlled.
【0059】<第1実施形態の特徴>以上のような第1
実施形態は、以下のような特徴を有している。
(1)高精度な回転制御を速やかに行うことができ、し
かもモータの回転が安定する。その結果、安定した制御
を行うことができ、不要な騒音の発生を抑え、出力軸の
回転速度を安定させることができる。<Characteristics of First Embodiment> The first feature as described above
The embodiment has the following features. (1) High-precision rotation control can be quickly performed, and the rotation of the motor is stable. As a result, stable control can be performed, generation of unnecessary noise can be suppressed, and the rotation speed of the output shaft can be stabilized.
【0060】(2)ブラシレスDCモータを使用すること
によって、広範囲の回転域において滑らかな回転が得ら
れる。
(3)モータの回転速度をロータマグネットの回転によ
る磁気変化を利用して検出するので、モータ回転速度検
出用の特別なセンサが不要になる。
(4)出力回転速度の検出結果を受けて回転制御を行う
第2制御部において、センサ検出信号と設定速度値との
偏差を周期の差とした場合は、1個のパルスで速やかに
速度偏差を求めることができる。(2) By using the brushless DC motor, smooth rotation can be obtained in a wide rotation range. (3) Since the rotation speed of the motor is detected by utilizing the magnetic change caused by the rotation of the rotor magnet, a special sensor for detecting the rotation speed of the motor is unnecessary. (4) When the deviation between the sensor detection signal and the set speed value is used as the cycle difference in the second control unit that controls the rotation in response to the detection result of the output rotation speed, the speed deviation is promptly made with one pulse. Can be asked.
【0061】(5)第2制御部において、センサ検出信
号と設定速度との偏差を周波数の差とした場合は、デジ
タル的に、センサ等の温度ドリフトなどの影響のない速
度偏差を求めることができる。
(6)コントローラ6において、速度だけでなく位相ま
でも制御しているので、フルカラーの画像形成装置等に
おいて複数の像担時体を同期して運転する必要がある場
合に、最適な駆動を提供できる。(5) In the second control section, when the deviation between the sensor detection signal and the set speed is taken as the frequency difference, the speed deviation which is not affected by temperature drift of the sensor or the like can be digitally obtained. it can. (6) Since the controller 6 controls not only the speed but also the phase, it provides an optimum drive when it is necessary to drive a plurality of image carriers in synchronization in a full-color image forming apparatus or the like. it can.
【0062】(7)減速機出力回転速度の検出に際し、
出力軸上で略対向する位置に設置された2個のロータリ
エンコーダを用いているので、減速機出力軸まわりの機
械的誤差をキャンセルすることができる。
(8)コントローラ6において、各偏差出力の加算・調
整をチャージポンプ回路により行っているので、各偏差
出力のゲインを適宜抵抗器のような安価な部品で個別に
設定できる。(7) When detecting the output rotation speed of the reduction gear,
Since the two rotary encoders installed at substantially opposite positions on the output shaft are used, it is possible to cancel a mechanical error around the output shaft of the speed reducer. (8) In the controller 6, since the addition / adjustment of each deviation output is performed by the charge pump circuit, the gain of each deviation output can be individually set by an inexpensive component such as a resistor.
【0063】(9)ギヤ減速機4において、1組のギヤ
Z2,Z3の配置を、モータの1回転について生じる回
転変動を相殺するような配置としたので、モータの回転
変動を抑えることができ、モータ取り付け部分の機械的
精度の要求をラフに設定できる。
(10)減速機4にフライホイールを設けたので、モー
タ出力軸部のギヤの噛み合いによる速度変動を軽減でき
る。(9) In the gear reducer 4, the arrangement of the pair of gears Z2 and Z3 is arranged so as to cancel out the rotation fluctuation generated for one rotation of the motor, so that the rotation fluctuation of the motor can be suppressed. It is possible to roughly set the requirements for the mechanical accuracy of the motor mounting part. (10) Since the reduction gear 4 is provided with the flywheel, it is possible to reduce speed fluctuation due to meshing of gears of the motor output shaft portion.
【0064】(11)コントロール6を構成する回路が
ワンチップの集積回路で構成されるので、モータの基板
にコントロール機能まで取り込むことができ、モータの
基板もより小型化できるとともに、安価になる。
[第2実施形態]図10に本発明の第2実施形態を示
す。(11) Since the circuit forming the control 6 is formed of a one-chip integrated circuit, the control function can be incorporated in the motor board, the motor board can be made smaller, and the cost can be reduced. [Second Embodiment] FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention.
【0065】この第2実施形態による回転駆動装置は、
第1実施形態の装置とコントローラの部分のみが異な
り、他の構成は同様である。すなわち、ここでは、回転
制御のためのコントローラが、モータコントローラ6a
と出力回転コントローラ6bとから構成されている。そ
して、第1センサ3の検出信号はモータコントローラ6
aに入力され、第2センサ5の検出信号が出力回転コン
トローラ6bに入力されている。The rotary drive device according to the second embodiment is
Only the device and the controller of the first embodiment are different, and other configurations are the same. That is, here, the controller for rotation control is the motor controller 6a.
And an output rotation controller 6b. The detection signal of the first sensor 3 is the motor controller 6
The output signal of the second sensor 5 is input to the output rotation controller 6b.
【0066】モータコントローラ6aの具体的な構成
は、第1実施形態における第1制御部10と同様であ
る。また、出力回転コントローラ6bの具体的な構成は
第1実施形態における第2及び第3制御部11,12と
同様である。ここでは、出力回転コントローラ6bにお
いて、第1実施形態における第2及び第3制御部11,
12における処理と同様の処理によってモータの速度設
定信号を作成し、この信号をモータコントローラ6aに
対して出力する。The specific configuration of the motor controller 6a is the same as that of the first controller 10 in the first embodiment. The specific configuration of the output rotation controller 6b is the same as that of the second and third control units 11 and 12 in the first embodiment. Here, in the output rotation controller 6b, the second and third control units 11 in the first embodiment,
A speed setting signal for the motor is created by the same processing as in 12, and this signal is output to the motor controller 6a.
【0067】このような第2実施形態の構成によって
も、前記同様に、精度の良い回転制御を行うことができ
る。
[第3実施形態]図11に本発明の第3実施形態を示
す。この第3実施形態による回転駆動装置は、減速機出
力回転速度からのモータ速度設定信号を、フィードフォ
ワード的に作成する例であり、第1及び第2実施形態の
装置とコントローラの部分のみが異なり、他の構成は同
様である。この装置では、回転制御のためのコントロー
ラが、モータコントローラ6aと位相コントローラ6c
とから構成され、位相コントローラ6cと並列に変換器
17が設けられている。また、位相コントローラ6cの
出力と変換器17の出力とを加算する加算器18が設け
られている。そして、第1センサ3の検出信号はモータ
コントローラ6aに入力され、第2センサ5の検出信号
が位相コントローラ6cに入力されている。With the configuration of the second embodiment as described above, it is possible to perform the rotation control with high precision, as in the above. [Third Embodiment] FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention. The rotation drive device according to the third embodiment is an example in which a motor speed setting signal from a reduction gear output rotation speed is created in a feedforward manner, and only the device and the controller part of the first and second embodiments are different. The other configurations are the same. In this device, the controller for rotation control includes a motor controller 6a and a phase controller 6c.
The converter 17 is provided in parallel with the phase controller 6c. Further, an adder 18 for adding the output of the phase controller 6c and the output of the converter 17 is provided. The detection signal of the first sensor 3 is input to the motor controller 6a, and the detection signal of the second sensor 5 is input to the phase controller 6c.
【0068】モータコントローラ6aの具体的な構成
は、第2実施形態と同様であり、第1実施形態における
第1制御部10と同様である。また、位相コントローラ
6cの具体的な構成は第1実施形態における第3制御部
12と同様である。さらに、変換器17は第1実施形態
における変換器17と同様であり、減速機出力回転速度
の目標設定値をモータ速度指令用の設定値に変換するも
のである。The specific configuration of the motor controller 6a is the same as that of the second embodiment, and is the same as that of the first controller 10 in the first embodiment. The specific configuration of the phase controller 6c is the same as that of the third controller 12 in the first embodiment. Further, the converter 17 is similar to the converter 17 in the first embodiment, and converts the target set value of the reduction gear output rotation speed into a set value for the motor speed command.
【0069】ここでは、モータコントローラ6aによっ
てモータ回転速度が維持されている状態で、減速機出力
から得られた信号により位相コントローラ6cで位相の
みを制御し、これと目標設定値とを加算してモータ速度
設定信号としてモータコントローラ6aに与える。この
ような第3実施形態の構成によっても、前記同様に、精
度の良い回転制御を行うことができる。Here, in the state where the motor rotation speed is maintained by the motor controller 6a, only the phase is controlled by the phase controller 6c by the signal obtained from the output of the reduction gear, and this is added to the target set value. It is given to the motor controller 6a as a motor speed setting signal. With the configuration of the third embodiment as described above, it is possible to perform the rotation control with high accuracy, similarly to the above.
【0070】[第4実施形態]図12に第4実施形態に
よる回転駆動装置を示す。この装置は、前記第1実施形
態の構成に加えて、モータ2の出力側に別のギヤ減速機
40を連結し、このギヤ減速機40の出力を画像形成装
置の現像機あるいはクリーナの駆動用として用いたもの
である。画像形成装置の像担時体1は高精度の回転制御
を必要とするが、現像機やクリーナについては回転精度
は不要である。そこで、この第2実施形態の装置では、
第1実施形態同様の構成(第1及び第2センサ3,5、
コントローラ6及びドライバ7)によって像担時体を駆
動し、ギヤ減速機40を含み全く回転制御を行っていな
い別の駆動系によって現像機等を駆動するようにしてい
る。[Fourth Embodiment] FIG. 12 shows a rotation drive device according to a fourth embodiment. In addition to the configuration of the first embodiment, this apparatus is such that another gear speed reducer 40 is connected to the output side of the motor 2 and the output of the gear speed reducer 40 is used for driving a developing machine or a cleaner of the image forming apparatus. Used as. The image carrier 1 of the image forming apparatus requires highly accurate rotation control, but does not require rotational accuracy for the developing machine and the cleaner. Therefore, in the device of the second embodiment,
Configuration similar to the first embodiment (first and second sensors 3, 5,
The image carrier is driven by the controller 6 and the driver 7), and the developing machine and the like are driven by another drive system including the gear speed reducer 40 and not performing any rotation control.
【0071】ここでは、1つのモータ2を用いて、高精
度の回転制御を行う第1の駆動系と、回転制御を行わな
い第2の駆動系とを構成することができる。したがっ
て、安価でかつスペースユーティリティーの面で有効な
装置を実現できる。
[他の実施形態]
(a)前記実施形態では、モータとしてブラシレスDC
モータを使用したが、ステッピングモータ等のように、
モータユニットとして速度維持機能を有しているモータ
を使用しても良い。この場合は、前記実施形態における
第1センサ3及びコントローラ6の第1制御部10を省
略することができる。Here, one motor 2 can be used to configure a first drive system that performs highly accurate rotation control and a second drive system that does not perform rotation control. Therefore, it is possible to realize a device that is inexpensive and effective in terms of space utility. [Other Embodiments] (a) In the above embodiment, the brushless DC is used as the motor.
I used a motor, but like a stepping motor,
A motor having a speed maintaining function may be used as the motor unit. In this case, the first sensor 3 and the first controller 10 of the controller 6 in the above embodiment can be omitted.
【0072】(b)前記実施形態では、コントローラ6
又は出力回転コントローラ6bおいて位相制御を行うた
めの第3制御部を設けたが、この第3制御部は必ずしも
必要ではなく、場合によっては省略しても良い。
(c)前記実施形態では、減速機の出力回転速度を検出
するために、2つのセンサ5b,5cを設けたが、1つ
のセンサのみを設け、他の1つは省略しても良い。(B) In the above embodiment, the controller 6
Alternatively, although the output rotation controller 6b is provided with the third control unit for performing the phase control, this third control unit is not always necessary and may be omitted in some cases. (C) In the above embodiment, the two sensors 5b and 5c are provided in order to detect the output rotation speed of the speed reducer, but only one sensor may be provided and the other one may be omitted.
【0073】(d)図13に示すように、フライホイー
ルを増速された軸に装着するようにしても良い。ここで
は、ギヤ減速機4の出力軸と平行に増速軸45が設けら
れており、ギヤ減速4の出力軸端に大プーリ50が固定
され、増速軸45に小プーリ51が固定され、両プーリ
50,51間にベルト52が掛け渡されている。すなわ
ち、増速軸45は出力軸の回転よりは増速されている。
そして、この増速軸45の端部にフライホイール53が
固定されている。(D) As shown in FIG. 13, the flywheel may be mounted on the shaft whose speed is increased. Here, a speed increasing shaft 45 is provided parallel to the output shaft of the gear reducer 4, a large pulley 50 is fixed to the output shaft end of the gear speed reducing 4, a small pulley 51 is fixed to the speed increasing shaft 45, A belt 52 is stretched between the pulleys 50 and 51. That is, the speed increasing shaft 45 is accelerated more than the rotation of the output shaft.
The flywheel 53 is fixed to the end of the speed increasing shaft 45.
【0074】このような構成では、回転速度が増速され
た軸にフライホイール53が装着されているので、出力
軸に装着する場合に比較してよりサイズの小さいフライ
ホイールで同様の効果が得られる。In such a structure, since the flywheel 53 is mounted on the shaft whose rotational speed is increased, the same effect can be obtained with a flywheel having a smaller size than when mounted on the output shaft. To be
【0075】[0075]
【発明の効果】以上のように本発明では、安価で高精度
の回転速度制御を行うことができる。また、振動をより
抑えた回転駆動装置が得られる。さらには、集積回路化
によりモータ基板を小型化できる。As described above, according to the present invention, inexpensive and highly accurate rotation speed control can be performed. Further, a rotation drive device in which vibration is further suppressed can be obtained. Further, the motor substrate can be miniaturized by forming an integrated circuit.
【図1】本発明の第1実施形態による回転駆動装置のブ
ロック図。FIG. 1 is a block diagram of a rotary drive device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】前記装置のコントローラのブロック図。FIG. 2 is a block diagram of a controller of the device.
【図3】前記コントローラの第1制御部の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a first control unit of the controller.
【図4】前記装置の第2センサの具体的構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of a second sensor of the device.
【図5】第2センサの動作を説明するための図。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the second sensor.
【図6】第2センサの動作を説明するための図。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the second sensor.
【図7】前記コントローラの加算・調節部の回路図。FIG. 7 is a circuit diagram of an addition / adjustment unit of the controller.
【図8】前記コントローラの集積回路図。FIG. 8 is an integrated circuit diagram of the controller.
【図9】前記装置のギヤ減速機の模式図。FIG. 9 is a schematic diagram of a gear reducer of the device.
【図10】本発明の第2実施形態による回転駆動装置の
ブロック図。FIG. 10 is a block diagram of a rotary drive device according to a second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第3実施形態による回転駆動装置の
ブロック図。FIG. 11 is a block diagram of a rotary drive device according to a third embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第4実施形態による回転駆動装置の
ブロック図。FIG. 12 is a block diagram of a rotary drive device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図13】ギヤ減速機の他の実施形態を示す図。FIG. 13 is a diagram showing another embodiment of a gear reducer.
1 像担時体 2 モータ 3 第1センサ 4,40 ギヤ減速機 5 第2センサ 6 コントローラ 10 第1制御部 11 第2制御部 12 第3制御部 13,14,15 ゲイン 16 加算・調節部 1 Image carrier 2 motor 3 First sensor 4,40 gear reducer 5 Second sensor 6 controller 10 First control unit 11 Second control unit 12 Third control unit 13, 14, 15 gain 16 Addition / adjustment section
Claims (20)
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、 前記モータの出力回転速度を検出するモータ回転速度検
出手段と、 前記モータの出力軸回転を減速するための減速機と、 前記減速機の出力軸の回転速度を検出する出力回転速度
検出手段と、 前記モータ回転速度検出手段及び出力回転速度検出手段
からの信号を受けて、前記減速機出力軸の回転速度が設
定速度になるように前記モータ回転速度を制御するコン
トローラと、を備えた回転駆動装置。1. A rotation drive device for driving a driven body at a set rotation speed, comprising a motor as a rotation drive source, and a motor rotation speed detection means for detecting an output rotation speed of the motor. A speed reducer for decelerating the output shaft rotation of the motor, an output rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the output shaft of the speed reducer, and signals from the motor rotation speed detecting means and the output rotation speed detecting means. And a controller that controls the motor rotation speed so that the rotation speed of the reduction gear output shaft reaches a set speed.
モータである、請求項1に記載の回転駆動装置。2. The motor includes a DC including a brassless type motor.
The rotary drive device according to claim 1, which is a motor.
検出手段からの信号を受けて前記モータ回転速度を制御
する第1制御部と、前記出力回転速度検出手段からの信
号を受けて前記モータ回転速度を制御する第2制御部と
を有し、 前記モータ、モータ回転速度検出手段及び第1制御部は
ユニット化されて単独で速度維持機能を有するモータユ
ニットとして構成されている、請求項1又は2に記載の
回転駆動装置。3. The controller receives a signal from the motor rotation speed detecting means and controls the motor rotation speed, and a controller receives the signal from the output rotation speed detecting means. And a second control section for controlling the motor, the motor, the motor rotation speed detecting means, and the first control section are unitized to be configured as a motor unit having a speed maintaining function independently. The rotary drive device according to.
のロータマグネットの回転による磁気変化を検知する第
1センサを有し、 前記第1制御部は、前記第1センサの出力信号が前記減
速機出力の設定速度に相当する前記モータの回転速度に
対して偏差がなくなるように前記モータを制御する、請
求項3に記載の回転駆動装置。4. The motor rotation speed detecting means has a first sensor for detecting a magnetic change caused by rotation of a rotor magnet of the motor, and the first control section outputs the output signal of the first sensor to the speed reducer. The rotation drive device according to claim 3, wherein the motor is controlled so that there is no deviation with respect to the rotation speed of the motor corresponding to the set speed of the output.
出力軸の回転速度に比例した周波数信号を出力する第2
センサを有し、 前記第2制御部は、前記第2センサの出力信号が前記減
速機出力の設定速度に対して偏差が少なくなるように前
記モータを制御する、請求項4に記載の回転駆動装置。5. The second output rotation speed detecting means outputs a frequency signal proportional to the rotation speed of the output shaft of the speed reducer.
The rotary drive according to claim 4, further comprising a sensor, wherein the second control unit controls the motor such that an output signal of the second sensor has a smaller deviation from a set speed of the speed reducer output. apparatus.
出力信号と設定速度との偏差は周期の差である、請求項
5に記載の回転駆動装置。6. The rotary drive device according to claim 5, wherein the deviation between the output signal of the second sensor and the set speed in the second controller is a difference in cycle.
出力信号と設定速度との偏差は周波数の差である、請求
項5に記載の回転駆動装置。7. The rotary drive device according to claim 5, wherein the deviation between the output signal of the second sensor and the set speed in the second controller is a frequency difference.
第2制御部に加えて、設定速度を示す信号と前記第2セ
ンサ出力周波数信号との位相差が少なくなるように動作
する第3制御部をさらに有している、請求項6又は7に
記載の回転駆動装置。8. The third controller, in addition to the first controller and the second controller, operates so as to reduce a phase difference between a signal indicating a set speed and the second sensor output frequency signal. The rotary drive device according to claim 6, further comprising a portion.
ンサを含み、前記減速機の出力軸を中心に円周方向に略
N等分された位置に設置されたN(Nは2以上の数)個
のセンサを有し、 前記第3制御部は、前記N個のセンサの信号により、検
出された減速機出力回転速度の減速機出力軸まわりの機
械的誤差をキャンセルするものである、請求項8に記載
の回転駆動装置。9. The output rotation speed detecting means includes the second sensor, and is installed at a position substantially equal to N in a circumferential direction around the output shaft of the speed reducer (N is 2 or more). Number of sensors), and the third control unit cancels a mechanical error of the detected reduction gear output rotation speed around the reduction gear output shaft based on the signals of the N sensors. The rotary drive device according to claim 8.
る出力軸上で略対向する位置に設置された2個のロータ
リエンコーダであり、 前記第3制御部は、前記2個のロータリエンコーダの出
力信号パルスの時間的な重なり具合に基づいて、前記減
速機出力軸まわりの機械的誤差をキャンセルするもので
ある、請求項9に記載の回転駆動装置。10. The N sensors are two rotary encoders installed at positions substantially opposite to each other on an output shaft that outputs a pulse signal, and the third control unit includes a rotary encoder for the two rotary encoders. The rotation drive device according to claim 9, wherein a mechanical error around the output shaft of the reduction gear is canceled based on a temporal overlap of output signal pulses.
第2制御部、又は第1制御部、第2制御部及び第3制御
部を実現するための偏差出力手段をそれぞれ備えるとと
もに、前記各偏差出力手段の出力をそれぞれについて所
定のゲインを考慮した上で加算し調節する1つの加算・
調節手段を備え、前記加算・調節手段によって前記モー
タの回転速度を制御する信号を出力する、請求項8から
10のいずれかに記載の回転駆動装置。11. The controller includes deviation output means for realizing the first control section and the second control section, or the first control section, the second control section, and the third control section, respectively, One addition for adjusting the output of the deviation output means by taking into consideration a predetermined gain for each
11. The rotary drive device according to claim 8, further comprising an adjusting unit, which outputs a signal for controlling the rotation speed of the motor by the adding / adjusting unit.
の出力の加算・調節を行うためのチャージポンプ回路を
有している、請求項11に記載の回転駆動装置。12. The rotary drive device according to claim 11, wherein the controller has a charge pump circuit for performing addition and adjustment of outputs of the respective deviation output means.
しており、 前記歯車は、前記モータの1回転について1回噛み合い
が発生し、この噛み合いによる速度変動とモータ回転1
周期で発生する回転変動とが相殺されるような位相関係
に設定されている、請求項1から12のいずれかに記載
の回転駆動装置。13. The speed reducer has at least one set of gears, and the gears mesh with each other once for one rotation of the motor.
13. The rotary drive device according to claim 1, wherein the rotary drive device is set to have a phase relationship that cancels the rotational fluctuation that occurs in a cycle.
動を抑えるためのフライホイールを有している、請求項
1から13のいずれかに記載の回転駆動装置。14. The rotary drive device according to claim 1, wherein the speed reducer includes a flywheel for suppressing fluctuations in rotation of the output shaft of the speed reducer.
の減速機構を有しており、 前記フライホイールは前記中間軸に設置されている、請
求項14に記載の回転駆動装置。15. The rotary drive device according to claim 14, wherein the reduction gear has a reduction mechanism of two or more stages having an intermediate shaft, and the flywheel is installed on the intermediate shaft.
である、請求項1から15のいずれかに記載の回転駆動
装置。16. The rotary drive device according to claim 1, wherein the driven body is an image carrier of an image forming apparatus.
に連結して設けられ、回転速度が制御されていない第2
出力軸をさらに有している、請求項1から16のいずれ
かに記載の回転駆動装置。17. A second motor, which is provided separately from the output shaft of the speed reducer and is connected to the motor, and whose rotational speed is not controlled.
The rotary drive device according to claim 1, further comprising an output shaft.
の像担持体を駆動し、前記第2出力軸は前記画像形成装
置の像担持体以外の被駆動体を駆動する、請求項17に
記載の回転駆動装置。18. The output shaft of the speed reducer drives an image carrier of the image forming apparatus, and the second output shaft drives a driven body other than the image carrier of the image forming apparatus. The rotary drive device according to.
出手段と、 前記モータの出力軸回転を減速するための減速機と、 前記減速機の出力軸の回転速度を検出する出力回転速度
検出手段と、 前記モータ回転速度検出手段及び出力回転速度検出手段
からの信号を受けて、前記減速機出力軸の回転速度が設
定速度になるように前記モータ回転速度を制御するコン
トローラとを備え、 被駆動体の回転を所定の設定速度で駆動する回転駆動装
置に用いられる集積回路であって、 前記コントローラは、前記モータ回転速度検出手段から
の信号と前記設定速度に相当するモータの回転速度との
偏差をとる第1偏差出力部と、前記出力回転速度検出手
段からの信号と前記設定速度との偏差をとる第2偏差出
力部と、前記第1及び第2偏差出力部からの出力信号を
所定のゲインを考慮して加算し調節する加算・調節部と
を備え、前記偏差出力部、加算・調節部がワンチップの
集積回路で構成されている、回転駆動装置用集積回路。19. A motor as a rotary drive source, a motor rotational speed detecting means for detecting an output rotational speed of the motor, a speed reducer for decelerating an output shaft rotation of the motor, and an output shaft of the speed reducer. Output rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the motor, and the motor rotation so that the rotation speed of the speed reducer output shaft reaches a set speed by receiving signals from the motor rotation speed detection means and the output rotation speed detection means. An integrated circuit used for a rotation drive device that drives a rotation of a driven body at a predetermined set speed, the controller including a controller for controlling a speed, wherein the controller is a signal from the motor rotation speed detection means and the setting. A first deviation output section that takes a deviation from the rotation speed of the motor corresponding to the speed, and a second deviation output section that takes a deviation between the signal from the output rotation speed detection means and the set speed. Section and an adder / adjuster for adding and adjusting the output signals from the first and second deviation output sections in consideration of a predetermined gain, and the deviation output section and the addition / adjustment section are integrated in one chip. An integrated circuit for a rotation driving device, which is composed of a circuit.
偏差出力部に加えて、設定された回転速度を表す信号と
前記出力回転速度検出手段からの信号との位相差をとる
第3偏差出力部をさらに備え、 前記第3偏差出力部は前記第1及び第2偏差出力部、加
算・調節部とともにワンチップの集積回路で構成されて
いる、請求項19に記載の回転駆動装置用集積回路。20. The controller comprises the first and second
In addition to the deviation output section, a third deviation output section for obtaining a phase difference between a signal representing the set rotation speed and a signal from the output rotation speed detection means is further provided, and the third deviation output section includes the first deviation output section. 20. The integrated circuit for a rotation drive device according to claim 19, wherein the integrated circuit for a rotary drive is configured with the second deviation output section and the addition / adjustment section.
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