JP2651731B2 - 複写機 - Google Patents

複写機

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JP2651731B2
JP2651731B2 JP2020208A JP2020890A JP2651731B2 JP 2651731 B2 JP2651731 B2 JP 2651731B2 JP 2020208 A JP2020208 A JP 2020208A JP 2020890 A JP2020890 A JP 2020890A JP 2651731 B2 JP2651731 B2 JP 2651731B2
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は直線駆動装置により光学部品をスキャン方向
に定速移動させた後、高加速度でリターンさせる複写機
に関する。
<従来の技術> 第6図は従来の直線駆動装置の模式図である。
図中74はベースフレームであって、ベースフレーム74
上には直線駆動装置の主要構成である可動子71と磁場形
成部材73の双方が設けられている。
可動子71は、図外のガイド軸によりベースフレーム74
上で図示矢印方向に移動自在にされている一方、磁場形
成部材73はベースフレーム74上に固定されている。
磁場形成部材73からの磁束が鎖交した状態で可動子71
に所定の励磁電流が供給されると、可動子71に推進力F
が作用するようなっており、可動子71に供給する励磁電
流が調節されることで、可動子71に連結された図外の被
移動対象の位置決め制御が行われるようになっている。
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、上記従来例による場合には、次に述べ
るような欠点が指摘されている。
即ち、可動子71に励磁電流が供給され推進力Fが作用
すると、この推進力Fの反作用として磁場形成部材73に
反力Frが作用し、これがベースフレーム74にも伝達さ
れ、結果としてベースフレーム74が振動したり変形する
等の不都合が発生する。
この欠点は直線駆動装置の適用例が複写機や磁気ディ
スク装置の場合には特に大きな問題となる。
本発明は上記した背景の下で創作されたものであり、
上記欠点のない複写機を提供することを目的としてい
る。
<課題を解決するための手段> 本発明に係る複写機は、磁場形成部材からの磁束によ
り可動子に推進力を作用せしめ、当該可動子に取り付け
られた光学部品をスキャン方向に定速移動させた後、高
加速度でリターンさせる複写機であって、前記磁場形成
部材がリターン時の反力により初期位置からスキャン方
向斜め上向きに自由に動けるように当該磁場形成部材を
移動自在に規制するガイドと、前記ガイドに沿ってリタ
ーン方向斜め下向きに自然落下する磁場形成部材とを受
け止めるとともに当該磁場形成部材を初期位置を戻す弾
性部材とを具備した構成となっている。
<作用> 光学部品をスキャン方向に定速移動させた後、高加速
度でリターンさせるとき、可動子の推進力の反作用とし
ての反力が磁場形成部材に作用し、これにより磁場形成
部材がガイドに沿ってスキャン方向斜め下向きに移動す
る。磁場形成部材に作用する反力がなくなると、磁場形
成部材がガイドに沿ってリターン方向斜め下向きに自然
落下し、その後、弾性部材により受け止められ、初期位
置に戻される。
<実施例> 以下、直線駆動装置を装備した本発明の複写機の一実
施例について説明する。第1図は直線駆動装置の平面
図、第2図は第1図におけるX−X線による断面図、第
3図は第1図におけるY−Y線による矢視図、第4図は
直線駆動装置の電気的構成を示すブロック図、第5図は
可動体の速度と枠体に作用する反力及び枠体の偏位との
関係を示すグラフである。
ここに掲げる直線駆動装置は、スリット露光方式の複
写機に装備されているもので、本体内部のベースフレー
ム1(ベースに相当する)上において、第1可動体10a
と第2可動体10b(両者は被移動対象に相当する)とを
2対1の速度比で図中A方向(スキャン方向)、B方向
(リターン方向)に交互に直線駆動するような基本構成
となっている。
なお、第1可動体10aには45゜ミラー、露光ランプユ
ニット等の光学ユニットが、第2可動対10bには直角ミ
ラー等の光学ユニットが夫々搭載されている。これらは
何れも図示省略されている。
ベースフレーム1上には、A、B、方向に向けられた
シャフト3がホルダ2を介して取り付けられている。こ
のシャフト3はベースフレーム1に対して水平に配置さ
れている。また、ベースフレーム1の反シャフト側の側
面には、シャフト3と同じ方向にレール4(第2図参
照)が取り付けられている。
第1可動体10a、第2可動対10bの下部端側には、シャ
フト3と対となった軸受11a、11bが設けられている。一
方、第1可動体10a、第2可動体10bの上部他端側には、
レール4上を転がるローラ12a、12b(図示せず)が夫々
設けられている(第2図参照)。
即ち、第1可動体10a、第2可動対10bは、互いに独立
に、シャフト3等によりA、B方向に移動自在にされて
いる。また、シャフト3との位置関係を考慮して、ロー
ラ12a、12bにより第1可動体10a、第2可動体10bの他端
側が夫々支えられるようになっている。
更に、第1可動体10aの両端には可動子20aが、第2可
動体10bの両端には可動子20bが夫々設けられている。
可動込20aについて詳しく説明する。これは、ヨーク2
1a(又はヨーク22a)に3相コイル23aが取り付けられた
構造となっている。また、図示されていないが、3相コ
イル23aの中央部には、後述する磁場形成部材30a(又は
30b)の磁極を検出するためのホール素子が設けられて
いる。更に、ヨーク12aの上部には、第2図に示すよう
に上記したローラ12aが取り付けられており、その下部
には、可動子20a、言い換えると、第1可動体10aの移動
位置を検出するためのリニアエンコーダ13aが取り付け
られている。
なお、リニアエンコーダ13aと対となった固定子スケ
ール13cは、第1図に示すように、ベースフレーム1上
で固定部材5を介して取り付けられている。
一方、可動子20bについても全く同様であるので説明
は省略するが、リニアエンコーダ13bについては固定子
スケール13cが共用されている。
次に、磁場形成部材30a、30bについて説明する。
磁場形成部材30aは、長尺状の金属板である固定子ヨ
ーク32aに永久磁石31aをN極、S極と複数個交互に着磁
せしめた構造となっている。
一方、磁場形成部材30bについても磁場形成部材30aと
全く同一構造であるので説明は省略する。ただ、両者は
その両端部が連結板33、34により互いに連結されてお
り、これで、磁場形成部材30a、連結板33、磁場形成部
材30b、連結板34からなる枠体が形成されるようになっ
ている(以下、これを単に枠体Cとする)。
なお、上記した可動子20aと磁場形成部材30a、30bと
でリニアモータaが構成される一方、可動子20bと磁場
形成部材30a、30bとでリニアモータbが構成されるよう
になっており、両者は後述するリニアモータ制御回路50
の下で独立に制御されるようになっている。
上記した枠体はCはA、B方向からシャフト3が貫通
されており、シャフト3に沿って所定量だけ移動自在に
されている。また、枠体Cの内部において第1可動体10
a、第2可動体10bが移動自在にされるようになってお
り、如何なる位置であっても可動子20a、20bと磁場形成
部材30a、30bとのギャップ長は一定にされるようになっ
ている。
なお、ベースフレーム1上には、固定部材43を介して
バネ40が取り付けられており、このバネ40の先端部が枠
体における連結板33の面に接触するようになっている。
更に詳しく説明すると、磁場形成部材30aの内面に
は、シャフト3と対となった軸受35が合計2個設けられ
ている。この軸受35は、軸受11a、11bとは違って、枠体
CについてのA、B方向と図中Y方向の動きを規制する
もので、後述するローラ6がないとするならば、枠体が
上下方向(重力方向)に所定量移動することが可能なよ
うになっている。
なお、連結板33、34の面上には、図示されていないが
シャフト3が通る穴が夫々形成されており、この穴径は
シャフト3よりも大きめに設定されている。
この枠体Cの両側面に相当する磁場形成部材30a、30b
の裏面には、枠体を支えるローラ6が2個ずつ夫々設け
られており、このローラ6は第3図に示すようにベース
フレーム1の側面に形成された長穴42に沿って滑るよう
になっている。この長穴42はローラ6よりも大きめに設
定されており、ベースフレーム1に対してB方向を下に
角度が付けられている。
つまり枠体Cはシャフト3によってA、B方向に移動
規制されるも、この移動経路はベースフレーム1に対し
て斜め、言い換えると、長穴42の方向に設定されてい
る。従って、枠体Cが第3図に示す初期位置からA方向
に移動するには、これに何らかの外力が作用する必要が
あるが、この外力の作用がなくなると、枠体Cに作用す
る重力の長穴42の方向の分力により、枠体CがB方向に
自然と移動するようになっている。そして枠体Cの連結
板33の面にバネ40が接触し、枠体Cが元の初期位置に自
動的に戻されるようになっている。なお、バネ40は枠体
CがB方向に移動してローラ6が大きな衝撃力で長穴42
のA方向エッジに接触することを防止するために設けら
れている。
なお、枠体Cに作用する重力の長穴42の方向の分力の
大きさは、枠体Cのベースフレーム1に対する摺動負荷
変動等を考慮して設定する。
次に、リニアモータ制御回路50について第4図を参照
して説明する。
リニアエンコーダ13aの位置検出信号は、位相が90゜
のA相、B相信号及び原点検出用のZ信号からなり、波
形成形器51aを介してマイクロプロセッサたるMPU51に導
かれており、これで第1可動体10aの移動位置のデータ
がMPU51に逐次導入されるようになっている。
MPU51では予め第1可動体10aの速度パターンのデータ
が予めインプットされており、このデータを逐次読み出
すとともに、上記移動位置のデータと比較し、この比較
結果を信号として3相ドライバ52aに逐次出力するよう
になっている。この3相ドライバ52aではMPU51からの信
号に応じた電流を生成するような回路構成となってお
り、3相コイル23aに夫々供給するようになっている。
なお、以上の事柄はリニアモータaに関しての説明で
あるが、リニアモータbについても全く同様であるので
説明は省略する。
従って、リニアモータ制御回路50は、リニアエンコー
ダ13a、13bの各出力をフィードバック信号として用い、
リニアモータa、bに発生する推力を夫々調節して、第
1可動体10a、第2可動体10bを閉ループでもって独立に
速度制御するようになっている。
上記のように構成された直線駆動装置により第1可動
体10a、第2可動体10bは、第5図上段に示す速度パター
ンで速度制御される。
ここで、リニアモータa、bに推進力Fa(t)、Fb
(t)を夫々発生させると、推進力Fの反作用として枠
体Cに反力Fr(=−Fa(t)−Fb(t)が作用する。第
5図中段は枠体Cに作用する反力Frの大きさを、第5図
下段は枠体Cの初期位置からの偏位を夫々示している。
以下、詳しく説明すると、期間T1では、推進力Fによ
り第1可動体10a、第2可動体10bがスキャン方向(A方
向)に移動する。すると、反力Frにより枠体CがB方向
に若干移動するが、バネ40の復元力により直ぐに元の初
期位置に戻る。
期間T2では、第1可動体10a、第2可動体10bが等速度
運動であるので、枠体Cに反力Frが作用することもな
く、枠体Cは初期位置のままである。
期間T3では、上記とは逆の方向の推進力Fにより第1
可動体10a、第2可動体10bがリターン方向(B方向)に
急激に戻された後、推進力Fの方向が反転され、再び第
1可動体10a、第2可動体10bがフィード方向(A方向)
に急激に戻される。
第1可動体10a、第2可動体10bがリターン方向(B方
向)に急激に戻され、反力Frか枠体Cに作用すると、枠
体Cはフィード方向(A方向)に移動し、初期位置から
大きくずれることになる。その後の期間T4では、期間T
1、T2での動作と全く同じ運動がなされるが、期間T3で
の位置ずれの影響が未だ残っている。
だが、本案の直線駆動装置では、時間の経過ととも
に、この位置ずれを自動的に無くすことができる。即
ち、枠体Cがフィード方向(A方向)に移動すると、枠
体Cに作用する重力の長穴42の方向の分力により、枠体
Cがリターン方向(B方向)に自然と移動しようとする
からである。
また、期間T3において枠体Cに作用する反力Frは、枠
体Cが移動することで、ベースフレーム1に伝達され
ず、ベースフレーム1が振動したり変形する等の不都合
が発生しない。
ただ、期間T1において第1可動体10a、第2可動体10b
がフィード方向(A方向)に移動したときに枠体Cに作
用する反力Frは、バネ40を介してベースフレーム1に伝
達されるとはいえ、このときの反力エネルギーは、期間
T3の場合と比較すると遥かに小さいので、実際上問題と
ならない。
従って、本案の直線駆動装置による場合には、第1可
動体10a、第2可動体10bが第5図上段に示すような速度
パターンで直線移動しても、装置本体に振動が発生せ
ず、枠体Cの偏位も問題とならない。しかも枠体Cを初
期位置に戻すに当たり新たな動力源を必要とせず、僅か
な設計変更のみで良いので、コスト的な面で非常に実用
的であり、ここに高性能で低価格な複写機を提供するこ
とが可能となる。
<発明の効果> 以上、本発明に係る複写機による場合、磁場形成部材
に作用する反力を磁場形成部材がガイドに沿ってスキャ
ン方向斜め上向きに移動することで吸収させ、その後、
磁場形成部材を自重により初期位置に自然と戻すような
構成となっているので、たとえリターンの高速化を図っ
たとしても、大きな反力がベースフレームに伝達され
ず、これが振動したり変形したりすることがなくなる。
しかも僅かな設計変更のみで実現が可能であることから
コストの面でのメリットもある。
【図面の簡単な説明】
第1図から第5図にかけては直線駆動装置を装備した本
発明の複写機の一実施例を説明するための図であって、
第1図は直線駆動装置の平面図、第2図は第1図におけ
るX−X線による断面図、第3図は第1図におけるY−
Y線による矢視図、第4図は直線駆動装置の電気的構成
を示すブロック図、第5図は可動体の速度と枠体に作用
する反力及び枠体の偏位との関係を示すグラフである。
第6図は従来の直線駆動装置を説明するための模式図で
ある。 1……ベースフレーム 10a……第1可動体 10b……第2可動体 20a、20b……可動子 30a、30b……磁場形成部材 C……枠体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 香川 敏章 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−64563(JP,A) 特開 平1−238450(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁場形成部材からの磁束により可動子に推
    進力を作用せしめ、当該可動子に取り付けられた光学部
    品をスキャン方向に定速移動させた後、高加速度でリタ
    ーンさせる複写機において、前記磁場形成部材がリター
    ン時の反力により初期位置からスキャン方向斜め上向き
    に自由に動けるように当該磁場形成部材を移動自在に規
    制するガイドと、前記ガイドに沿ってリターン方向斜め
    下向きに自然落下する磁場形成部材を受け止めるととも
    に当該磁場形成部材を初期位置を戻す弾性部材とを具備
    していることを特徴とする複写機。
JP2020208A 1989-04-17 1990-01-29 複写機 Expired - Lifetime JP2651731B2 (ja)

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JP2020208A JP2651731B2 (ja) 1990-01-29 1990-01-29 複写機
US07/509,806 US5208497A (en) 1989-04-17 1990-04-17 Linear driving apparatus
DE69009841T DE69009841T2 (de) 1989-04-17 1990-04-17 Linearantriebsgerät.
EP90304115A EP0393994B1 (en) 1989-04-17 1990-04-17 A linear driving apparatus

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JP2559453B2 (ja) * 1988-03-18 1996-12-04 株式会社日立製作所 リニアアクセス機構

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