JP2000046138A - ベルト式駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステッピングモータの始動時に負荷による無
端ベルトの振動を振動防止部材により急速に減衰させる
ようにする。 【解決手段】 ステッピングモータ４の回転力を無端ベ
ルト９により駆動軸６に伝達し、この駆動軸６の回転力
によりキャリッジ１，２等の負荷を駆動するベルト式駆
動装置において、無端ベルト９に当接された振動防止部
材１７を具備する。これにより、ステッピングモータ４
の始動時に負荷による無端ベルト９の振動を振動防止部
材１７により急速に減衰させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タを駆動し、その駆動力を無端ベルトによって負荷に伝
達するベルト式駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベルト式駆動装置は様々な分野で利用さ
れているが、負荷の駆動量を精緻に管理する必要のある
分野では駆動系の振動を抑制することが重要である。例
えば、光学系を支持したキャリッジを原稿の画像面に沿
って走査することにより、原稿画像を読み取るスキャナ
において、ステッピングモータの回転を無端ベルトを介
して駆動軸に伝達し、この駆動軸の回転を直線運動に変
換してキャリッジに伝達するようにしたベルト式駆動装
置がこの例に該当する。 ステッピングモータを用いる
駆動系の振動を抑える方法としては、従来から下記の方
法が知られている。 （１）特開平８−２７５５８８号公報、特開平９−６５
６９５号公報、特許公報、第２６３７４５５号等に記載
されているように、ステッピングモータに流す電流を切
り替える方法。 （２）特開平５−３００７９６号公報等に記載されてい
るように、細かいステップでステッピングモータを駆動
するマイクロステップ駆動方法。 （３）特開平５−３２８７９７号公報等に記載されてい
るように、ステッピングモータを始動させるときのスロ
ーアップの速度パターンを変えることにより、駆動装置
系を含めた振動を防止する方法。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ベルト式駆動装置は無
端ベルトが振動する。この振動は駆動する負荷の速度に
影響する。負荷として光学系が搭載されたキャリッジを
走査方向に駆動する画像読取装置を例にすれば、振動は
画像の読取速度が変動する原因となり、読取画像の精度
に大きく影響する。

【０００４】ここで、ステッピングモータ（図１のステ
ッピングモータ４に相当）の回転をタイミングベルト
（図１のタイミングベルト９に相当）を介して駆動軸
（図１の駆動軸６に相当）に伝達し、この駆動軸の回転
によりキャリッジ（図１の第一、第二のキャリッジ１，
２に相当）を往復駆動させるスキャナにおいて、前述の
（１）（２）（３）の方法を採用した場合、振動がどの
程度に抑えられるものかを実験により確認した。

【０００５】この実験は、駆動軸にエンコーダ（図１の
エンコーダ１８に相当）を取り付け、このエンコーダの
出力パルス、すなわち信号周波数を時系列的に測定し、
その信号周波数を電圧に変換して調べることにより行っ
た。その実験結果を図１４ないし図１７に示す。図１４
ないし図１７において、縦軸は変換した電圧で、これは
駆動軸の回転速度、キャリッジの走査速度に対応する。
横軸はステッピングモータを始動したときからの経過時
間である。なお、等倍で原稿画像を読み取る場合、スロ
ーアップ開始から原稿の先端を読み取るまでの経過時間
は略０．１秒であるので、この時点で振動が抑制されて
いなければならない。

【０００６】まず、（１）の電流を切り替える方法を採
用した場合の実験結果を図１４及び図１５に示す。図１
４はステッピングモータに流す電流を多くした場合の結
果、図１５はステッピングモータに流す電流を少なくし
た場合の結果である。図１４，１５はそれぞれ経過時間
によって（ａ）（ｂ）に分けて示すが、（ａ）はステッ
ピングモータが立ち上るときの結果、（ｂ）はステッピ
ングモータの回転速度が一定になったときの結果であ
る。

【０００７】図１４（ａ）と図１５（ａ）との比較によ
り明らかなように、振動が発生し易い経過時間では、ス
テッピングモータに流す電流を少なくしても、スローア
ップ時の速度変動は殆ど変化せず、タイミングベルトの
１周期分の周波数（図１４（ｂ）に示すｆ＝４７Ｈｚ）
もそれ程減少しない。これは、電流を切り替えても、線
画像等で目に見える色ずれが生ずる原因となる。

【０００８】また、図１４（ｂ）と図１５（ｂ）との比
較により明らかなように、ステッピングモータの回転速
度が一定になったときは、ステッピングモータに流す電
流を少なくすることにより、ステッピングモータの駆動
周波数の１／５の周波数３３２Ｈｚは減少する結果が得
られたが、タイミングベルトの１周期分の周波数４７Ｈ
ｚはそれ程減少しない。なお、ステッピングモータの駆
動周波数の１／５の周波数の値は、ハーフトーンの一様
な画像で目に見える色ずれ（縞模様）を生ずる原因とな
る。

【０００９】このように、ステッピングモータに流す電
流を切り替える（１）の方法は、負荷トルクに対してス
テッピングモータの出力トルクが大きいとステッピング
モータ自体の振動となってしまうために、そのステッピ
ングモータ自体の振動を防止することはできるが、負荷
系の特にバネ性等を含めた振動（タイミングベルトの波
打ち等による振動）を防止することは難しい。

【００１０】次に、（２）のマイクロステップ駆動方法
を採用した場合の実験結果を図１６及び図１７に示す。
図１６は、前述のようにステッピングモータに流す電流
を少なくしステッピングモータ自体の振動を抑え、ステ
ッピングモータをハーフステップ駆動方法で駆動した場
合の結果、図１７は図１６に示す駆動ステップをさらに
１／４に細分化したマイクロステップ駆動方法でステッ
ピングモータを駆動した場合の結果である。図１６、図
１７は経過時間によって（ａ）（ｂ）に分けて示すが、
（ａ）はステッピングモータが立ち上るときの結果、
（ｂ）はステッピングモータの回転速度が一定になった
ときの結果である。図１６と図１７との比較により明ら
かなように、スローアップ時の速度変動はマスクロステ
ップ駆動方法で駆動しても、大きく改善されていないこ
とが分かる。

【００１１】次に、（３）のスローアップの速度パター
ンを変更する方法を採用した場合について説明する。こ
の方法は、ステッピングモータ以外の駆動装置系の振動
を抑えることができると考えられる。この場合、速度パ
ターンをサインカーブのようにするのも有効であるが、
ステッピングモータを０．１〜０．２秒の時間で立ち上
げたい場合等は、サインカーブのようなスローアップで
は時間を短縮できないという問題がある。スローアップ
の段階で負荷側の振動が減衰する間一定速で駆動し、振
動が減衰したら再度スローアップすることも振動を抑え
る上で有効であるが、スローアップの速度パターンが直
線にならないため、始動から所望の速度に安定するまで
に時間がさらに掛ってしまう。これにより、高速複写機
やカラー複写機のようにスキャン間隔を短縮する要求の
高いスキャナには利用することができない。さらに、ス
ローアップのパターンを変更する方法は、変倍可能なス
キャナの場合に走査速度が変倍率により異なるため、変
倍率に合わせてスローアップの速度パターンを切り替え
なければならない。しかし、この方法はソフト制御が複
雑化するという問題がある。

【００１２】本発明は、急速な立ち上りを可能にすると
ともに、無端ベルトの振動を有効に抑えることができ、
さらに、温度変化による影響を防止することができるベ
ルト式駆動装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ステッピングモータの回転力を無端ベルトにより駆動軸
に伝達し、この駆動軸の回転力により負荷を駆動するベ
ルト式駆動装置において、前記無端ベルトに当接されて
この無端ベルトの振動を抑える振動防止部材を具備す
る。したがって、ステッピングモータの始動時に負荷に
よる無端ベルトの振動を振動防止部材により急速に減衰
させることが可能となる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記振動防止部材は、前記ステッピングモ
ータの出力軸と前記駆動軸とを結ぶ線分の垂直二等分線
より前記駆動軸側に寄せた位置で前記無端ベルトに当接
されている。したがって、負荷に連結された駆動軸と振
動防止部材との距離よりも、振動防止部材とステッピン
グモータとの距離の方が長くなる。これにより、ステッ
ピングモータに掛かる負荷を小さくして無端ベルトの振
動を減衰することが可能となる。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記振動防止部材は、前記無端ベル
トを外側から内側に押圧するように設けられている。し
たがって、ステッピングモータ側のプーリ及び駆動軸側
のプーリに対する無端ベルトの接触長さ及び接触圧が増
すため、無端ベルトに伝達される振動を有効に抑えるこ
とが可能とする。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記振動防止部材は、回転自在
に支持されたローラにより形成されている。したがっ
て、無端ベルトが振動防止部材から受ける抵抗が軽減さ
れるため、ステッピングモータに掛かる負荷が低減され
る。

【００１７】請求項５記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記振動防止部材は、前記無端
ベルトの二箇所以上の部位に当接するように配設されて
いる。したがって、二箇所以上の部位に振動防止部材が
当接されているため、無端ベルトの振動をさらに有効に
減衰させることが可能となる。この場合、請求項６記載
のように、ステッピングモータの出力軸と駆動軸とを結
ぶ線分に対して線対称の位置に配設することにより、無
端ベルトをその両外側から振動防止部材により挾み込ん
で無端ベルトの振動を極めて有効に減衰させることが可
能となる。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項１，２，
３，４，５又は６記載の発明において、負荷は画像読み
取りのための光学系を保持して移動自在に支持されたキ
ャリッジを含み、前記振動防止部材は、原稿読み取り以
外のために前記キャリッジを移動させる過程では無端ベ
ルトから離反されるように設けられている。したがっ
て、画像読み取り後にキャリッジをホームポジションに
戻す等、キャリッジを原稿読み取り以外のために移動さ
せる過程等では、ステッピングモータに掛かる負荷を極
めて小さくすることが可能となる。

【００１９】請求項８記載の発明は、請求項１，２，
３，４，５，６又は７記載の発明において、環境温度の
変化を検知する温度検知手段と、この温度検知手段の検
知結果により前記無端ベルトに対する前記振動防止部材
の押圧力を変更する押圧力変更手段とを具備する。した
がって、温度変化によって変化する無端ベルトの伸びに
対応して無端ベルトに対する振動防止部材の押圧力が変
更される。

【００２０】請求項９記載の発明は、請求項８記載の発
明において、前記温度検知手段は前記ステッピングモー
タの温度を検知するように構成されている。したがっ
て、無端ベルトに熱を与える熱源としてのステッピング
モータの温度を直接検知するため、無端ベルトに対する
振動防止部材の押圧力の変更がより正確になされる。

【００２１】請求項１０記載の発明は、請求項８記載の
発明において、前記温度検知手段として前記ステッピン
グモータの一部に取り付けられたサーモスタットが用い
られ、前記押圧力変更手段は電源供給回路に前記サーモ
スタットが接続された駆動源を備える。したがって、温
度の変化によりサーモスタットがオンオフし、押圧力変
更手段の駆動源への電源の供給又は遮断がなされる。

【００２２】請求項１１記載の発明は、請求項８記載の
発明において、前記振動防止部材は、前記温度検知手段
と前記押圧力変更手段との機能を具備する形状記憶合金
により支持されている。したがって、形状記憶合金が温
度の高低に応じて変形するため、無端ベルトに対する振
動防止部材の押圧力が変更される。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第一の形態を図１
ないし図３に基づいて説明する。本実施の形態は、スキ
ャナに用いるベルト式駆動装置を例とするが、本発明
は、例えば、電子写真方式の画像形成装置において、感
光体の周囲に配設されたカラー画像現像器の位置を切り
替える現像切替装置、現像画像を転写する転写紙或いは
コピー時の原稿を給紙する給紙装置、さらには他の分野
に利用されるベルト式駆動装置にも適用されるものであ
る。図１はベルト式駆動装置の斜視図、図２はステッピ
ングモータと駆動軸との動力伝達関係を示す側面図、図
３はステッピングモータの駆動過程を示すタイムチャー
トである。

【００２４】図１に示すように、第一のキャリッジ１と
第二のキャリッジ２とがガイド（図示せず）により往復
動自在に設けられている。第一のキャリッジ１及び第二
のキャリッジ２には、その上に設けられたコンタクトガ
ラス（図示せず）上の原稿の画像を読み取るための光学
系（図示せず）が設けられている。第一のキャリッジ１
に支持された光学系は、原稿を照明する光源（図示せ
ず）、その光源からの反射光を第二のキャリッジ２方向
に反射する第一のミラーである。第二のキャリッジ２に
支持された光学系は、第一のミラーからの反射光を反射
する第二のミラー、この第二のミラーからの反射光を集
光レンズ（図示せず）を介してＣＣＤ（図示せず）に向
けて反射する第三のミラーである。

【００２５】次に、ベルト式駆動装置３の構成について
説明する。ステッピングモータ４の出力軸５（図２参
照）と平行に駆動軸６が回転自在に設けられている。出
力軸５と駆動軸６の端部に固定的に嵌合したプーリ７，
８には無端ベルトであるタイミングベルト９が巻回され
ている。駆動軸６は第一、第二のキャリッジ１，２を含
む負荷に連結されている。すなわち、駆動軸６の回転運
動を直前運動に変換して第一、第二のキャリッジ１，２
に伝達する動力伝達機構１０が設けられている。

【００２６】この動力伝達機構１０は、駆動軸６の両端
付近に固定的に嵌合された伝動プーリ１１と、第一、第
二のキャリッジ１，２の走査方向の両端側の定位置に回
転自在に支持された伝動プーリ１２，１３と、第二のキ
ャリッジ２の両端部に回転自在に支持された伝動プーリ
１４と、これらの伝動プーリ１１〜１４に巻回されたワ
イヤ１５とよりなる。伝動プーリ１２，１３は、相対向
する側板（図示せず）等により支持されている。ワイヤ
１５の両端１５ａ，１５ｂは支持部材（図示せず）によ
り固定されている。また、ワイヤ１５は第一のキャリッ
ジ１の両側に止着部材１６により止着されている。

【００２７】すなわち、ステッピングモータ４の回転は
タイミングベルト９を介して駆動軸６に伝達され、ステ
ッピングモータ４を時計方向に駆動して駆動軸６を時計
方向に回転させた場合は第一、第二のキャリッジ１，２
が原稿の画像を読み取る方向（図１における矢印Ａ方
向）に走査され、ステッピングモータ４を反時計方向に
駆動し、駆動軸６を反時計方向に回転させた場合は第
一、第二のキャリッジ１，２がホームポジションに向け
て（図１における矢印Ｂ方向）に戻されるように構成さ
れている。

【００２８】そして、タイミングベルト９に当接する振
動防止部材１７が設けられている。この振動防止部材１
７は、回転自在のローラにより形成されているととも
に、所定の圧力をもってタイミングベルト９の外側の面
を内側に向けて押圧するように支持されている。また、
この振動防止部材１７は、図２に示すように、ステッピ
ングモータ４の出力軸５と駆動軸６とを結ぶ線分の垂直
二等分線より駆動軸６側に寄せた位置でタイミングベル
ト９に当接されている。

【００２９】このような構成において、１枚の原稿の画
像を読み取るときのステッピングモータ４の駆動過程を
図３に基づいて説明する。ステッピングモータ４を正転
方向（時計方向）に回転させると、直線の傾斜線で示す
スローアップの期間があり、その後一定の回転速度で回
転する。始動開始からｔ１時間を経た時点は原稿の先端
を読み取るときである。その後は原稿の画像を読み取る
期間で、原稿の読み取った後はスローダウンの期間があ
り、ｔ２の時間を経過したときに、ステッピングモータ
４を逆転して第一、第二のキャリッジ１，２を戻し、ｔ
３の経過時間を経たときに、ステッピングモータ４を停
止させてに２枚目の原稿の画像を読み取るために待機さ
せる。

【００３０】この場合、タイミングベルト９に振動防止
部材１７が所定の圧力をもって当接しているため、ステ
ッピングモータ４の始動時に負荷によるタイミングベル
ト９の振動を急速に減衰させることができる。

【００３１】本実施の形態では、振動防止部材１７を、
ステッピングモータ４の出力軸５と駆動軸６とを結ぶ線
分の垂直二等分線より駆動軸６側に寄せた位置でタイミ
ングベルト９に当接させているので、負荷に連結された
駆動軸６と振動防止部材１７との距離よりも、振動防止
部材１７とステッピングモータ４との距離の方が長くな
る。これにより、ステッピングモータ４に掛かる負荷を
小さくしてタイミングベルト９の振動を減衰することが
できる。

【００３２】さらに、振動防止部材１７はタイミングベ
ルト９を外側から内側に押圧するように設けられている
ので、ステッピングモータ４側のプーリ７及び駆動軸６
側のプーリ８に対するタイミングベルト９の接触長さ及
び接触圧が増すことになり、タイミングベルト９に伝達
される振動を有効に抑えることができる。さらに、振動
防止部材１７は、回転自在に支持されたローラにより形
成されているので、タイミングベルト９が振動防止部材
１７から受ける抵抗が軽減されるため、ステッピングモ
ータ４に掛かる負荷が低減される。

【００３３】ここで、振動防止部材１７により振動がど
の程度に抑えられるものかを実験により確認した。この
実験は、駆動軸６にエンコーダ１８（図１参照）を取り
付け、このエンコーダ１８の出力パルス、すなわち信号
周波数を時系列的に測定し、その信号周波数を電圧に変
換して調べることにより行った。その実験結果を図４な
いし図７に示す。図４ないし図７において、縦軸は変換
した電圧で、これは駆動軸６の回転速度、第一、第二の
キャリッジ１，２の走査速度に対応する。横軸はステッ
ピングモータ４を始動したときからの経過時間である。

【００３４】図４は、原稿画像を等倍で読み取った場合
の実験結果である。この結果、スローアップ開始から原
稿の先端を読み取るまでの０．１秒の時間に、振動が殆
ど無くなっていることが確認された。

【００３５】図５は、原稿画像を拡大（１４１％）して
読み取った場合の実験結果、図６は原稿画像を縮小（６
１％）して読み取った場合の実験結果である。この結果
は、図４の結果より僅かに振動の変動があるが、振動防
止部材１７を具備しない場合（図８ないし図１１により
後で説明する）より格段に振動が減衰されていることが
確認された。

【００３６】図７は、振動防止部材１７を、ステッピン
グモータ４の出力軸５と駆動軸６とを結ぶ線分の垂直二
等分線よりステッピングモータ４側に寄せた位置でタイ
ミングベルト９に当接させた場合の実験結果である。こ
の実験結果によれば、振動防止部材１７を具備しない場
合の図１１に示す結果よりも振動を減衰することができ
る。しかし、図４に示す結果と比較すると十分に振動を
減衰させていないことが分かる。これは、負荷に連結さ
れた駆動軸６側でタイミングベルト９を押え込んでいな
いため、駆動軸６上のプーリ８と振動防止部材１７との
距離が長くなり、タイミングベルト９の振動が発生し易
くなることによるものである。

【００３７】図４ないし図６に示す結果によれば、振動
防止部材１７を駆動軸６側に寄せて設けた場合には、振
動を抑える効果についてある程度満足できる結果を得る
ことができることが分かる。したがって、振動防止部材
１７を駆動軸６側に寄せて設ける条件を満たし、さら
に、タイミングベルト９の二箇所以上の部位に振動防止
部材１７を配設した場合には、タイミングベルト９の振
動をさらに有効に減衰させることができるといえる。例
えば、図２に仮想線で示す位置にも、振動防止部材１７
を配置すれば、タイミングベルト９をその両外側から振
動防止部材１７により挾み込んでタイミングベルト９の
振動を極めて有効に減衰させることができる。

【００３８】さらに、原稿読み取り以外のために第一、
第二のキャリッジ１，２を移動させる場合（図１におい
て矢印Ｂ方向に移動させる場合等）には、タイミングベ
ルト９から振動防止部材１７を離反するように構成する
ことで、画像読み取り後に第一、第二のキャリッジ１，
２をホームポジションに戻す過程では、ステッピングモ
ータ４に掛かる負荷を極めて小さくすることができる。

【００３９】さらに、振動防止部材１７を具備した本発
明の効果を再確認するために、振動防止部材１７を具備
しない場合の実験結果を図８ないし図１１に示す。この
実験は、前述した実験条件と同様である。図８ないし図
１１において、縦軸は変換した電圧で、これは駆動軸６
の回転速度、第一、第二のキャリッジ１，２の走査速度
に対応する。横軸はステッピングモータ４を始動したと
きからの経過時間である。

【００４０】図８は、単にタイミングベルト９を引っ張
った状態でプーリ７，８に巻回した状態で、原稿画像を
等倍で読み取った場合の実験結果である。この結果、ス
ローアップ開始から原稿の先端を読み取るまでの０．１
秒の時間を経過しても、振動が減衰していないことが分
かる。

【００４１】図９は、等倍読み取り時にタイミングベル
ト９に振動が発生しないように、その走査速度に対応さ
せてタイミングベルト９の張りを調整したときの結果で
ある。これによれば、タイミングベルト９に振動が発生
していないことが確認された。

【００４２】図１０は、等倍読み取り時にタイミングベ
ルト９に振動が発生しないように、その走査速度に対応
させてタイミングベルト９の張りを調整した状態で、原
稿画像を拡大（１４１％）して読み取った場合の実験結
果、図１１は、同じ状態で原稿画像を縮小（６１％）し
て読み取った場合の実験結果である。

【００４３】図１０、図１１の結果によれば、スルーア
ップから原稿の先端を読み取る０．１秒の時間が経過し
てもタイミングベルト９が振動していることを示す。図
９は、変倍率に合わせてタイミングベルト９の張りを調
整すれば振動の発生をなくすことができることを示して
いるが、変倍率に合わせてタイミングベルト９の張りを
調整することは、至難で実用性に乏しい。

【００４４】以上により、従来の（１）（２）（３）の
方法、変倍率に合わせてタイミングベルト９の張りを調
整する方法は、変倍可能で画像の読み取りを高速で行う
スキャナには不向きである。

【００４５】次に、本発明の実施の第二の形態を図１２
に基づいて説明する。前記実施の形態と同一部分は同一
符合を用い説明も省略する。本実施の形態は、環境温度
の変化を検知する温度検知手段（図示せず）と、この温
度検知手段の検知結果によりタイミングベルト９に対す
る振動防止部材１７の押圧力を変更する押圧力変更手段
１９とを具備する。

【００４６】温度検知手段は、ステッピングモータ４の
モータケース４ａに直接設けられた温度センサ１９の出
力を基に温度をマイクロコンピュータにより認識する機
能である。

【００４７】押圧力変更手段１９は、振動防止部材１７
を押圧する偏心カム２１と、この偏心カム２１を駆動す
るモータ（図示せず）と、このモータを上記の温度検知
手段の検知結果に基づいて所定角度回転させる制御回路
（図示せず）とにより形成されている。この場合、偏心
カム２１は一定の軸線上で回転可能に支持され、振動防
止部材１７は偏心カム２１の回転中心を通る鉛直線上で
上下方向に移動可能及び回転可能に支持されている。

【００４８】したがって、温度変化によって変化するタ
イミングベルト９の伸びに対応して、偏心カム２１を所
定角度回転させることにより、タイミングベルト９に対
する振動防止部材１７の押圧力を変更することができ
る。すなわち、低温時にはタイミングベルト９は伸びが
ないため、振動防止部材１７を強く押しつけると振動が
現れるので押圧力を小さくして振動を抑えることができ
る。また、高温時にはタイミングベルト９が伸びるた
め、タイミングベルト９に対する振動防止部材１７の押
圧力を強くしてタイミングベルト９の弛みを防止するこ
とができる。これにより、プーリ７，８に対してタイミ
ングベルト９が歯飛びを起こす等、動力伝達上の影響を
なくすことができる。

【００４９】この場合、上記温度検知手段は、タイミン
グベルト９に熱を与える熱源としてのステッピングモー
タ４の温度を直接検知するため、タイミングベルト９に
対する振動防止部材１７の押圧力の変更を正確に行うこ
とができる。

【００５０】次に、本発明の実施の第三の形態を図１３
に基づいて説明する。前記実施の形態と同一部分は同一
符合を用い説明も省略する。本実施の形態において、振
動防止部材１７は形状記憶合金２２により回転可能に支
持されている。この形状記憶合金２２は一端がステッピ
ングモータ４のモータケース４ａに熱的に接続された状
態でそのモータケース４ａに固定的に支持されている。

【００５１】したがって、モータケース４ａの温度があ
る温度を境に変化すると形状記憶合金２２が変形するた
め、タイミングベルト９に対する振動防止部材１７の押
圧力を変更することができる。すなわち、低温時にはタ
イミングベルト９は伸びがないため、振動防止部材１７
を強く押しつけると振動が現れるので、形状記憶合金２
２を変形させない状態に維持し、タイミングベルト９に
対する振動防止部材１７の押圧力を小さくして振動を抑
えることができる。また、高温時にはタイミングベルト
９が伸びるため、ステッピングモータ４の熱により形状
記憶合金２２を上方に変形させ、タイミングベルト９に
対する振動防止部材１７の押圧力を強くしてタイミング
ベルト９の弛みを防止することができる。

【００５２】このように、振動防止部材１７を支持する
形状記憶合金２２は、ステッピングモータ４の温度を検
知する温度検知手段と、温度検知の結果によって変形し
てタイミングベルト９に対する振動防止部材１７の押圧
力を変更する押圧力変更手段との機能を具備するため、
温度検知手段として温度センサを含む複雑な構成を必要
とすることがなく、また、押圧力変更手段として駆動源
を含む複雑な機構を用いる必要がない。

【００５３】さらに、本発明の実施の第四の形態につい
て説明する。本実施の形態では、図示しないが、温度検
知手段としてステッピングモータ４の一部に取り付けら
れたサーモスタットが用いられている。また、図示しな
いが、押圧力変更手段は、電源供給回路に上記前記サー
モスタットが接続された駆動源を備える。この駆動源は
電源供給時に一定のストロークをもって作動し、電源遮
断時に基の位置に復帰する性質をもつものものであれば
よい。具体的にはソレノイドが挙げられる。この場合、
ソレノイドは振動防止部材１７を支持する部材に連結さ
れる。

【００５４】したがって、温度の変化によりサーモスタ
ットがオンオフするので、この動作によりソレノイドを
作動させてタイミングベルト９に対する振動防止部材の
１７の押圧力を変更することができる。これにより、温
度検知のための構成及び温度検知後のタイミングベルト
９に対する振動防止部材１７の押圧力の変更制御が容易
となる。

【００５５】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、ステッピングモ
ータの回転力を無端ベルトにより駆動軸に伝達し、この
駆動軸の回転力により負荷を駆動するベルト式駆動装置
において、無端ベルトに当接されてこの無端ベルトの振
動を抑える振動防止部材を具備するので、ステッピング
モータの始動時に負荷による無端ベルトの振動を振動防
止部材により急速に減衰させることができる。これによ
り、複数の原稿画像を高速で読み取ることができる。

【００５６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記振動防止部材は、前記ステッピングモ
ータの出力軸と前記駆動軸とを結ぶ線分の垂直二等分線
より前記駆動軸側に寄せた位置で前記無端ベルトに当接
されているので、負荷に連結された駆動軸と振動防止部
材との距離よりも、振動防止部材とステッピングモータ
との距離の方が長くなる。これにより、ステッピングモ
ータに掛かる負荷を小さくして無端ベルトの振動を減衰
することができる。

【００５７】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記振動防止部材は、前記無端ベル
トを外側から内側に押圧するように設けられているの
で、ステッピングモータ側のプーリ及び駆動軸側のプー
リに対する無端ベルトの接触長さ及び接触圧が増すた
め、無端ベルトに伝達される振動を有効に抑えることが
できる。

【００５８】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記振動防止部材は、回転自在
に支持されたローラにより形成されているので、無端ベ
ルトが振動防止部材から受ける抵抗が軽減されるため、
ステッピングモータに掛かる負荷を低減することができ
る。

【００５９】請求項５記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記振動防止部材は、前記無端
ベルトの二箇所以上の部位に当接するように配設されて
いるので、無端ベルトの振動をさらに有効に減衰させる
ことができる。この場合、請求項６記載のように、ステ
ッピングモータの出力軸と駆動軸とを結ぶ線分に対して
線対称の位置に配設することにより、無端ベルトをその
両外側から振動防止部材により挾み込んで無端ベルトの
振動を極めて有効に減衰させることができる。

【００６０】請求項７記載の発明は、請求項１，２，
３，４，５又は６記載の発明において、負荷は画像読み
取りのための光学系を保持して移動自在に支持されたキ
ャリッジを含み、振動防止部材は、原稿読み取り以外の
ために前記キャリッジを移動させる過程では無端ベルト
から離反されるように設けられているので、キャリッジ
を画像読み取り後にホームポジションに戻す等、原稿読
み取り以外のために移動させる過程では、ステッピング
モータに掛かる負荷を極めて小さくすることができる。

【００６１】請求項８記載の発明は、請求項１，２，
３，４，５，６又は７記載の発明において、環境温度の
変化を検知する温度検知手段と、この温度検知手段の検
知結果により無端ベルトに対する振動防止部材の押圧力
を変更する押圧力変更手段とを具備するので、温度変化
によって変化する無端ベルトの伸びに対応して無端ベル
トに対する振動防止部材の押圧力を変更することができ
る。したがって、低温時に無端ベルトに振動防止部材を
強く押しつけることによる振動の発生を防止するととも
に、高温時の無端ベルトの伸びによる動力伝達上の影響
をなくすことができる。

【００６２】請求項９記載の発明は、請求項８記載の発
明において、温度検知手段はステッピングモータの温度
を検知するように構成されているので、無端ベルトに熱
を与える熱源としてのステッピングモータの温度を直接
検知するため、無端ベルトに対する振動防止部材の押圧
力の変更をより正確に行うことができる。

【００６３】請求項１０記載の発明は、請求項８記載の
発明において、温度検知手段としてステッピングモータ
の一部に取り付けられたサーモスタットが用いられ、押
圧力変更手段は電源供給回路にサーモスタットが接続さ
れた駆動源を備えるので、温度の変化によりサーモスタ
ットがオンオフし、押圧力変更手段の駆動源への電源の
供給又は遮断がなされる。これにより、温度検知のため
の構成及び温度検知後の無端ベルトに対する振動防止部
材の押圧力の変更制御を容易にすることができる。

【００６４】請求項１１記載の発明は、請求項８記載の
発明において、振動防止部材は、温度検知手段と前記押
圧力変更手段との機能を具備する形状記憶合金により支
持されているので、形状記憶合金を温度の高低に応じて
変形させることができ、これにより、無端ベルトに対す
る振動防止部材の押圧力を変更することができる。さら
に、温度検知手段として温度センサを含む複雑な構成を
必要とすることがなく、また、押圧力変更手段として駆
動源を含む複雑な機構を用いる必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一の形態におけるベルト式駆
動装置の斜視図である。

【図２】ステッピングモータと駆動軸との動力伝達関係
を示す側面図である。

【図３】ステッピングモータの駆動過程を示すタイムチ
ャートである。

【図４】振動防止部材を備えた場合における振動発生状
態の実験結果を示すグラフである。

【図５】振動防止部材を備えた場合における振動発生状
態の実験結果を示すグラフである。

【図６】振動防止部材を備えた場合における振動発生状
態の実験結果を示すグラフである。

【図７】振動防止部材を備えた場合における振動発生状
態の実験結果を示すグラフである。

【図８】振動防止部材を備えていない場合における振動
発生状態の実験結果を示すグラフである。

【図９】振動防止部材を備えていない場合における振動
発生状態の実験結果を示すグラフである。

【図１０】振動防止部材を備えていない場合における振
動発生状態の実験結果を示すグラフである。

【図１１】振動防止部材を備えていない場合における振
動発生状態の実験結果を示すグラフである。

【図１２】本発明の実施の第二の形態におけるステッピ
ングモータと駆動軸との動力伝達関係を示す側面図であ
る。

【図１３】本発明の実施の第三の形態におけるステッピ
ングモータと駆動軸との動力伝達関係を示す側面図であ
る。

【図１４】ステッピングモータに流す電流を変えて振動
を抑制する方法における振動発生状態の実験結果を示す
グラフである。

【図１５】ステッピングモータに流す電流を変えて振動
を抑制する方法における振動発生状態の実験結果を示す
グラフである。

【図１６】ステッピングモータをハーフステップ駆動す
る方法における振動発生状態の実験結果を示すグラフで
ある。

【図１７】ステッピングモータをマイクロステップ駆動
する方法における振動発生状態の実験結果を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１，２ 負荷、キャリッジ ４ ステッピングモータ ５ 出力軸 ６ 駆動軸 ９ 無端ベルト １７ 振動防止部材 １９ 押圧力変更手段 ２２ 形状記憶合金

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステッピングモータの回転力を無端ベル
   トにより駆動軸に伝達し、この駆動軸の回転力により負
   荷を駆動するベルト式駆動装置において、前記無端ベル
   トに当接されてこの無端ベルトの振動を抑える振動防止
   部材を具備するベルト式駆動装置。
2. 【請求項２】 前記振動防止部材は、前記ステッピング
   モータの出力軸と前記駆動軸とを結ぶ線分の垂直二等分
   線より前記駆動軸側に寄せた位置で前記無端ベルトに当
   接されている請求項１記載のベルト式駆動装置。
3. 【請求項３】 前記振動防止部材は、前記無端ベルトを
   外側から内側に押圧するように設けられている請求項１
   又は２記載のベルト式駆動装置。
4. 【請求項４】 前記振動防止部材は、回転自在に支持さ
   れたローラにより形成されている請求項１，２又は３記
   載のベルト式駆動装置。
5. 【請求項５】 前記振動防止部材は、前記無端ベルトの
   二箇所以上の部位に当接するように配設されている請求
   項１，２又は３記載のベルト式駆動装置。
6. 【請求項６】 前記振動防止部材は、前記ステッピング
   モータの出力軸と前記駆動軸とを結ぶ線分に対して線対
   称の位置に配設されている請求項５記載のベルト式駆動
   装置。
7. 【請求項７】 負荷は画像読み取りのための光学系を保
   持して移動自在に支持されたキャリッジを含み、前記振
   動防止部材は、原稿読み取り以外のために前記キャリッ
   ジを移動させる過程では無端ベルトから離反されるよう
   に設けられている請求項１，２，３，４，５又は６記載
   のベルト式駆動装置。
8. 【請求項８】 環境温度の変化を検知する温度検知手段
   と、この温度検知手段の検知結果により前記無端ベルト
   に対する前記振動防止部材の押圧力を変更する押圧力変
   更手段とを具備する請求項１，２，３，４，５，６又は
   ７記載のベルト式駆動装置。
9. 【請求項９】 前記温度検知手段は前記ステッピングモ
   ータの温度を検知するように構成されている請求項９記
   載のベルト式駆動装置。
10. 【請求項１０】 前記温度検知手段として前記ステッピ
    ングモータの一部に取り付けられたサーモスタットが用
    いられ、前記押圧力変更手段は電源供給回路に前記サー
    モスタットが接続された駆動源を備える請求項８記載の
    ベルト式駆動装置。
11. 【請求項１１】 前記振動防止部材は、前記温度検知手
    段と前記押圧力変更手段との機能を具備する形状記憶合
    金により支持されている請求項８記載のベルト式駆動装
    置。