[發明專利]成像裝置、馬達單元以及圖像承載元件單元

無效

• 申請號: 201110294913.5
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102445875A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 木村篤史
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G03G15/00
• 分類號: G03G15/00;H02K11/00;G01P3/486
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柳愛國

技術領域

本發明涉及一種由馬達以預定轉速旋轉的馬達單元、以及成像裝置和包括圖像承載元件的圖像承載元件單元。

背景技術

成像裝置比如彩色復印機和彩色打印機包括用于四種顏色(黃色、品紅、青色和黑色)的圖像承載元件(感光鼓)，并且這些圖像承載元件由馬達旋轉。旋轉驅動圖像承載元件的馬達必需不產生會不利地影響待形成圖像的不規則旋轉。

為此，將常規馬達構造為包括：作為一體軸與每個圖像承載元件直接且可一體旋轉地相聯接的輸出軸；以及編碼器，編碼器設置于輸出軸處以檢測轉速以便基于來自編碼器的輸出信號控制圖像承載元件的轉速(參見美國專利No.7,060,969)。

編碼器是檢測旋轉角度、轉數、位置等并且因此檢測轉速的轉速檢測裝置。更具體地，編碼器可以是光學類型的，其包括：待被檢測元件，比如代碼輪，其同軸地附接至輸出軸，代碼輪具有由在圓周方向上以規則間隔布置的大量縫隙構成的光學圖案；以及例如由將代碼輪夾在其間的發光部件和光接收部件構成的旋轉傳感器。

參照圖8，彩色復印機中使用的這種常規感光鼓在下面舉例示出。圖9A是圖8中的每個感光鼓單元的主要部件的橫截視圖。

如圖8中所示，彩色復印機包括分別相應于黃色、品紅、青色和黑色的四個感光鼓70、71、72和73。

在這些感光鼓70、71、72和73繞著它們的軸中心旋轉時，形成于其上的與相應顏色對應的調色劑圖像轉印到轉印元件上。

感光鼓70、71、72和73均與作為旋轉驅動裝置的振動波馬達10相連接。

更具體地，如圖9A中所示，作為一體軸的從每個振動波馬達10延伸的輸出軸26與相應的感光鼓70、71、72或73直接且可一體旋轉地相聯接。

雖然沒有詳細描述，每個感光鼓70、71、72或73經由聯接元件50和51與輸出軸26在軸向上相聯接并且經由聯接元件50與之在旋轉方向上相聯接。

因此，每個感光鼓70、71、72或73的慣性力矩在聯接元件50的位置處形成對于輸出軸26的負荷。

每個振動波馬達10包括固定至彩色復印機的機架74的馬達殼體12。

接著參照圖9B，其為圖9A中的馬達及其周圍部件的放大橫截面圖，驅動馬達單元的構造在下面進行描述。

將振動波馬達10構造為使得定子ST用螺釘等緊固至馬達殼體12并且定子ST由聯接至彈性元件22比如不銹鋼的一個表面的壓電元件21構成。然后，由彈性元件比如不銹鋼制成的轉子23由壓簧25經由橡膠墊24壓靠定子ST。

壓簧25牢固地固定至盤28，并且壓配合至由安裝于馬達殼體12中的兩個徑向軸承BA和BB可旋轉地支撐的輸出軸26，由此轉子23在壓力下與定子ST相接觸。

壓力的反作用力由徑向軸承BB的內環和軸環24接收。然后，盤28與輸出軸26一體地相聯接，因而將轉子的旋轉傳遞至輸出軸26。

這里，定子ST和轉子23的接觸部分經受淬火或氮化以提高耐磨性。

布置于馬達外殼13中的代碼輪35與輸出軸26同軸地附接以便夾在構成旋轉傳感器36的發光部件和光接收部件之間。

旋轉傳感器36中的兩個設置于相對位置處以便消除在代碼輪35與輸出軸26偏心時對于一個周期每一旋轉所產生的旋轉誤差分量，并且使用來自兩個傳感器的信號的平均值計算轉數。

然而，這種控制驅動圖像承載元件的馬達的轉速的常規方式具有以下問題。

圖10A和圖10B示出圖9A中所示的感光鼓的傳輸特性。

圖10A和圖10B是當電壓在與驅動頻率不同的作為擾動的頻率下重疊于振動波馬達的輸入電壓上時來自旋轉傳感器的輸出的波德圖。圖10A示出增益(輸入/輸出的比率)并且圖10B示出相位差的頻率特性。

如從圖10A和圖10B中明顯地，在大約500赫茲(在圖中用箭頭指示)處觀察到槽口(notch)特性。這由以下原因產生。

也就是，輸出軸26的扭轉振動的共振出現于振動波馬達10和感光鼓70(71、72或73)用作質量(重量)(圖9A中的箭頭)的頻率處。

因此，由于旋轉傳感器36檢測振動波馬達10自身的旋轉角度以及由于振動造成的扭轉角位移而觀察到槽口特性。

圖10C示意性地示出用于輸出軸26的扭轉共振模式的角位移的分布。

水平軸線表示輸出軸26的位置，并且豎直軸線表示扭轉角度。輸出軸26扭轉振動以便在兩條實線60之間往復運動。