JP2989404B2 - 差動プリー変速機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動滑車の原理による、
回転運動を直線運動に変換する装置の変速機構に係り、
特に画像読取用スキャナ等に好適な、高精度の位置決め
が可能な往復台の変速機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の画像処理の分野では、処理装置の
高速化、記憶装置の大容量化に対応して、スキャナなど
の画像入力装置や、プリンタ、ＸＹプロッタなどの画像
出力装置に対する高精度化の要求が高まっている。

【０００３】上記のような、微速度で高精度の位置決め
を必要とする往復台の減速系では、慣性が小さく摩擦が
不安定なので、ギヤー伝達のような駆動力が有るときの
みに接触するような減速系では、バックラッシュを生じ
て好ましくない。バックラッシュのない減速系を実現す
るためには、減速系を構成する各部材間に「常時接触」
が必須の条件として組み入れられなければならない。

【０００４】従来から、常時接触の減速系としては、遊
星ローラ減速機やサイクロイドボール減速機などが知ら
れている。また、本発明に最も近い常時接触の減速系の
従来例として、例えば図９に示すようなプリー（プーリ
ーまたはプーリともいう）減速装置が、スキャナなどに
使用されている。

【０００５】図９に示すプリー減速装置の例は、案内レ
ールに沿って往復運動可能な往復台と、往復台の４隅に
軸支された４つのプリーと、モータ駆動プリーと環状の
駆動ワイヤーで結合された段車プリーと、段車プリーに
対向する位置に軸支されたアイドラープリーとを含み、
図示するように両端が固定された往復台駆動用ワイヤー
をプリー間に張架する。このプリー減速装置は、周知の
動滑車の原理で動作し、段車プリーがワイヤーを周速度
Ｖでワイヤーを送ると、Ｖ／２の速度で往復台が動くも
のである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高密度
のスキャナに使用する減速系では、バックラッシュのな
い減速系として、遊星ローラ減速機やサイクロイドボー
ル減速機を使用すると、機構が複雑になり、製造コスト
も高いものになるという問題点があった。また、前記従
来のプリー減速装置は、プリーの径を変えることで減速
しているために減速比に限りがあり、必要な減速比が得
られないという問題点があった。さらに、従来のプリー
減速装置は、画像スキャン後の早戻しのための機構が無
かったので、モータを逆転して早戻しをする際に、モー
タのトルクバンド範囲内の速度可変比程度を超える早戻
しは、出来ないという問題点があった。

【０００７】以上の問題点に鑑み、本発明の第１の課題
は、微速度で高精度の位置決めが出来るようなバックラ
ッシュのない高い減速比が実現出来る減速装置を提供す
ることである。また、本発明の第２の課題は、往復台の
送り時には、高い減速比を実現して高精度の微速度の送
りが出来るとともに、高速度で早戻しが出来る減速装置
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の差動プリー変速
機構は、固定台に敷設または架設された案内レールと、
案内レールに沿って滑動可能な往復台と、往復台に軸支
された左右一組ずつのプリーと、往復台の運動方向に２
個ずつ対向して固定台に軸支された４個のプリーと、前
記プリー間に張架された環状のベルトないしワイヤーと
を備えて、前記プリーの回転運動を往復台の直線運動に
変換する機構である。 そして、固定台の右側手前に軸支
された第１のプリーから始まり、往復台の右側に軸支さ
れた第１組のプリーへ左向きに進み、該第１の組のプリ
ーに達すると、該第１の組のプリーにより逆向きに方向
転換して、固定台の右側奥に軸支された第２のプリーへ
右向きに進み、該第２のプリーに達すると、その外周を
半周して逆向きに方向転換して、固定台の左側奥に軸支
された第３のプリーへ左向きに進み、該第３のプリーに
達するとその外周を半周して逆向きに方向転換して、往
復台の左側に軸支された第２組のプリーへ右向きに進
み、該第２組のプリーに達すると、該第２組のプリーに
より逆向きに方向転換して、固定台の左側手前に軸支さ
れた第４のプリーへ左向きに進み、該第４のプリーに達
するとその外周を半周して逆向きに方向転換して、右向
きに進んで前記第１のプリーへ戻る周回経路に、前記環
状のベルトまたはワイヤーを張架して、前記第１のプリ
ーと前記第２のプリーとを互いに異なる周速度で駆動す
ることにより、前記周速度の差の１／２の速度で、前記
往復台が直線運動可能であり、第１のプリー又は第２の
プリーのいずれか一方の軸にフリーホイーリングクラッ
チを設け、フリーホイーリングクラッチを設けた軸に対
向する従動プリーの軸にバックストップクラッチを設
け、逆方向駆動時には、モータにより駆動されるプリー
のうち、フリーホイーリングクラッチが設けられたプリ
ーが空転し、この空転するプリーの反対側にあるバック
ストップクラッチが設けられた従動プリーが回転しない
ことにより、逆方向駆動時の第１のプリーと第２のプリ
ーとの周速度の差が大きくなって、早戻しが可能である
ことを特徴とする。

【０００９】本発明の差動プリー変速機構は、固定台に
敷設または架設された案内レールと、案内レールに沿っ
て滑動可能な往復台と、往復台に軸支された２個のプリ
ーと、往復台の運動方向に２個ずつ対向して固定台に軸
支された４個のプリーと、前記プリー間に張架された環
状のベルトないしワイヤーとを備えて、前記プリーの回
転運動を往復台の直線運動に変換する機構である。 そし
て、固定台の右側手前に軸支された第１のプリーから始
まり、往復台の右側に軸支された第５のプリーへ左向き
に進み、該第５のプリーに達すると、その外周を半周し
て逆向きに方向転換して、固定台の右側奥に軸支された
第２のプリーへ右向きに進み、該第２のプリーに達する
と、その外周を半周して逆向きに方向転換して、固定台
の左側奥に軸支された第３のプリーへ左向きに進み、該
第３のプリーに達するとその外周を半周して逆向きに方
向転換して、往復台の左側に軸支された第６のプリーへ
右向きに進み、該第６のプリーに達するとその外周を半
周して逆向きに方向転換して、固定台の左側手前に軸支
された第４のプリーへ左向きに進み、該第４のプリーに
達するとその外周を半周して逆向きに方向転換して、右
向きに進んで前記第１のプリーへ戻る周回経路に、前記
環状のベルトまたはワイヤーを張架して、前記第１のプ
リーと前記第２のプリーとを互いに異なる周速度で駆動
することにより、前記周速度の差の１／２の速度で、前
記往復台が直線運動可能であり、第１のプリー又は第２
のプリーのいずれか一方の軸にフリーホイーリングクラ
ッチを設け、フリーホイーリングクラッチを設けた軸に
対向する従動プリーの軸にバックストップクラッチを設
け、逆方向駆動時には、モータにより駆動されるプリー
のうち、フリーホイーリングクラッチが設けられたプリ
ーが空転し、この空転するプリーの反対側にあるバック
ストップクラッチが設けられた従動プリーが回転しない
ことにより、逆方向駆動時の第１のプリーと第２のプリ
ーとの周速度の差が大きくなって、早戻しが可能である
ことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の差動プリー変速機構におい
ては、モータ軸に取り付けられたモータ駆動プリーと、
第１のプリーと同軸で段車構造の第７のプリーと、第２
のプリーと同軸で段車構造の第８のプリーとの間に張架
されたベルトまたはワイヤーにより、前記第１のプリー
と前記第２のプリーとが駆動されることができる。

【００１１】また、本発明の差動プリー変速機構におい
ては、第１のプリーと同軸の段車構造で、第１のプリー
と一体となって回転可能な第７のプリーと、第２のプリ
ーと同軸の段車構造で、第２のプリーと一体となって回
転可能な第８のプリーと、駆動用モータとをさらに設
け、第１のプリーと第７のプリーとが駆動用モータの軸
に直結されていて、第７のプリーと第８のプリーとの間
に、駆動用ベルトまたは駆動用ワイヤーが張架されてい
ることができる。

【００１２】また、本発明の差動プリー変速機構におい
ては、第１のプリーと第２のプリーとをそれぞれ別のモ
ータをもちいて駆動し、それぞれのモータをそれぞれ所
定の回転速度に設定することにより、前記第１のプリー
と前記第２のプリーとの周速度の差を生じることができ
る。

【００１３】

【００１４】

【作用】本発明においては、周知の動滑車の原理を、差
動機構として用いている。図８は、動滑車の差動機構を
説明するものである。同図（ａ）において、プリーＤに
掛けたベルトの手前側を左向きにＶ１で送り出し、向こ
う側を右向きにＶ２で引くとする。このとき、プリーＤ
を軸支する往復台Ｓの速度ＶＳは、 ＶＳ＝（Ｖ２−Ｖ１）／２ ・・・・・・（１） となる。一般に知られている動滑車は、同図（ｂ）に示
すように、ベルトの一端が固定されていて、Ｖ１＝０と
なる特殊な場合であり、ＶＳ＝（Ｖ２）／２となる。

【００１５】次に、請求項１に対応する作用を説明す
る。例えば、図１に示す差動プリー変速機構において、
案内レール３及び４に沿って往復運動可能な往復台２に
は、右向きの「往」方向に滑動するときの駆動力を受け
るプリーの組２３Ａ、２３Ｂと、これとは逆の「復」方
向に滑動するときの駆動力を受けるためのプリーの組２
５Ａ、２５Ｂと、合わせて２組のプリーが取り付けられ
ている。

【００１６】プリー１１，１２，１３，１４は、互いに
半径が等しいプリーであって、それぞれ固定台１の四隅
に軸支されており、前記プリーの組２３Ａ、２３Ｂおよ
び２５Ａ、２５Ｂの２組みのプリーと合わせて８個のプ
リーに、同図に示すように環状の往復台駆動用ベルト２
７が張架されている。プリー１１には、プリー１１と同
軸で段車構造のプリー１５が一体となって取り付けられ
ており、また同様に、プリー１２には、プリー１２と同
軸で段車構造のプリー１６が一体となって取り付けられ
ている。

【００１７】このプリー１５とプリー１６とは、モータ
プリー１７から駆動されるように、モータ駆動ベルト１
８が張架されている。そして、プリー１５の半径とプリ
ー１６の半径を選ぶことにより、プリー１１，プリー１
２をそれぞれ周速度Ｖ１，Ｖ２で回転させることができ
る。これにより、前記周速度の差を得て、プリーの周速
度に比べて非常に大きい減速率で往復台２を滑動させる
ことができる。

【００１８】次に、請求項２に対応する作用を説明す
る。例えば、図４に示すように、往復台の幅が小さい場
合には、請求項１に記載の２組のプリーに代えて、それ
ぞれ１個のプリーとすることもできる。作用原理として
は、変わるところはないが、往復台の上のスペースに余
裕があれば、複数個のプリーの組に替えて、それぞれ１
個のプリーとすることにより構造が簡単になる。なお、
往復台の幅が広い場合には、請求項１に示したように、
往復台にそれぞれ複数個のプリーからなるプリーの組み
を２組設けるほうが、往復台の滑動が円滑になる場合が
ある。また、大きいプリーに替えて複数のプリーとする
ことにより、往復台上のスペースが有効に使えるという
利点もある。

【００１９】請求項３ないし請求項５は、前記プリー１
１，１２をぞれぞれ異なる周速度で駆動する方法を明ら
かにするものであるが、要はプリー１１、１２の周速度
Ｖ１，Ｖ２を前記（１）式を満たすように定めればよ
い。

【００２０】請求項５は、早戻しが可能な差動プリー変
速機構を実現するものである。例えば、図５において、
プリー１１，１２が順方向の送り時に、ぞれぞれ異なる
周速度で駆動されるとしたとき、プリー１２にフリーホ
イーリングクラッチ４０を、プリー１３にバックストッ
プクラッチ４１をそれぞれ設ける。プリー１２に設ける
フリーホイーリングクラッチ４０は、モータの逆回転時
にプリー１２が空転するものであり、プリー１３に設け
るバックストップクラッチ４１は、逆方向回転時にプリ
ー１３の回転を止めるものである。

【００２１】このような、クラッチを設けると、モータ
の逆回転時には、モータ軸に直接設けられたプリー１１
及びプリー１５と、プリー１５から駆動用ベルト１８で
駆動されるプリー１６が駆動されるとともに、プリー１
３の回転がバックストップクラッチ４１の働きで止まっ
ているため、プリー１６が駆動されているにもかかわら
ずフリーホイーリングクラッチ４０の働きにより、プリ
ー１２の動きも止まっている。このため、Ｖ２＝０とな
り、差動プリー変速機構としては動作せず、図９と同様
に単に動滑車機構として動作する。それゆえ、往復台の
移動速度は、プリー１１の周速度の半分（Ｖ１／２）と
なり、早戻しができる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して詳し
く説明する。図７は、本発明の第１の実施例の差動プリ
ー変速機構が適用されるＣＣＤ可動型タワーヘッドスキ
ャナーの側面図である。タワーヘッドスキャナー１００
は、原稿載置台１０１と、支柱１０２を介して支持され
た読取ヘッドフレーム１と、読取ヘッドフレーム１の内
部を往復運動可能な読取ヘッド２と、原稿載置台１０１
の内部に格納された電源１０４およびコントロール部１
０５とからなる。

【００２３】読取ヘッドフレーム１には、ＣＣＤ光電変
換素子２８を内蔵し左右に往復運動可能な読取ヘッド２
が設けられていて、原稿載置台１０１の上に置かれた図
示しない原稿を読み取り、電気信号に変換した後、コン
トロール部１０５で所定のデータ処理を行って、図外の
情報処理装置へデータ出力する。

【００２４】図１ないし図３は、本発明の第１の実施例
の読取ヘッドおよび読取ヘッドフレームの３面図であ
る。それぞれ、図１は平面図、図２は正面図、図３は側
面図である。本実施例は、差動プリー変速機構の基本型
である。固定台である読取ヘッドフレーム１には、その
横方向に、断面が円形の案内レール３と４とが平行に架
設されていて、往復台である読取ヘッド２の往復運動の
ガイドとなる。また、読取ヘッドフレーム１には、それ
ぞれ等しい直径を有する４個のプリー１１、１２、１
３、１４、が回転可能なように軸支されており、さら
に、駆動用プリー１７が取り付けられたステッピングモ
ータ５が設けられている。

【００２５】プリー１１には、段車構造に一体化された
プリー１５が、プリー１２には、段車構造に一体化され
たプリー１６がそれぞれ設けられている。さらに、第１
の駆動用ベルト１８がプリー１５、プリー１６、プリー
１７の間に張架されていて、ステッピングモータ５の軸
に取り付けられたプリー１７の回転がプリー１６、１７
に伝えられるようになっている。

【００２６】読取ヘッド２には、案内レール３と接する
案内車２０と、案内レール４と接する案内車２１、２２
とが回転可能なように軸支されており、読み取りヘッド
２が案内レール３、４に沿って滑動が可能なようになっ
ている。また、読取ヘッド２には、２組のプリー、すな
はち、プリー２３Ａと２３Ｂ、およびプリー２５Ａと２
５Ｂとが、それぞれ右側と左側とに配設されている。さ
らに、読取ヘッドフレーム１には、ＣＣＤ光電変換素子
２８に原稿像を結像させるためのレンズ２９が垂設され
ている。

【００２７】次に、読取ヘッド２と読取ヘッドフレーム
１との間に、プリー１１から始まり、プリー２３Ａ、プ
リー２３Ｂ、プリー１２、プリー１３、プリー２５Ａ、
プリー２５Ｂ、プリー１４を経由して、プリー１１に戻
る経路に、読取ヘッド駆動用ベルト２７が張架されてい
る。ステッピングモータ５を回転させると、この軸に設
けられたプリー１７が回転することにより駆動用ベルト
１８が周動し、これによりプリー１５、１６が回転す
る。プリー１５、１６には、それぞれプリー１１、１２
が段車構造に一体化されているので、プリー１１、１２
も回転駆動されることになる。

【００２８】以上図１ないし図３に示した第１の実施例
において、各部の寸法および条件を以下の通りとすれ
ば、（２）、（３）、（４）式が成立する。

【００２９】 読取ヘッド２の移動速度 Ｖｓ ｍｍ／秒 プリー１５の径 Ａ ｍｍ プリー１６の径 Ｂ ｍｍ プリー１７の径 Ｃ ｍｍ プリー１１、１２、１３、１４の径 Ｄ ｍｍ モータ５の回転速度 Ｎ ｒｐｓ 読取ヘッド２の移動量（モータ１ステップ当たり） ΔＳ ｍｍ／ステップ モータ１ステップの角度 θ 度／ステップ パルス数 ｐ １／秒 減速比 １／Ｒ

【００３０】 Ｖｓ＝(1/2)×π×Ｄ×(Ｃ／Ｂ)×Ｎ×((Ａ−Ｂ)／Ａ) ・・・・（２） ΔＳ＝(1/2)×π×Ｄ×(Ｃ／Ｂ)×(θ／360）×((Ａ−Ｂ)／Ａ) ・・・・（３） １／Ｒ＝（Ｄ／（２×Ｂ））×（Ａ−Ｂ）／Ａ ・・・・（４）

【００３１】（４）式の減速比から明らかなように、プ
リー１５の径Ａと、プリー１６の径Ｂを近づけると、
（Ａ−Ｂ）／Ａ が小さくなり、大きな減速比Ｒを実現
することができる。

【００３２】次に、本発明の第２の実施例である可変ド
ットスキャナーの断面図を図４に示す。本第２の実施例
は、駆動用モータを２個用いる以外は、第１の実施例の
基本型と同じ動作原理に基づくものであり、第１の実施
例と同じ機能を果たす構成品には、同一の番号を付与す
る。図４に示す可変ドットスキャナーとは、入力原稿を
ディジタルデータに変換するときの解像度を、目的に応
じて可変とすることができるものである。本実施例で
は、解像度を７５ｄｐｉ〜６００ｄｐｉ（ｄｐｉ；１イ
ンチあたりのドット数）の範囲で可変としている。

【００３３】図４において、固定台となる本体フレーム
１に、１本の案内レール３が架設されている。案内レー
ル３には、これに沿って滑動可能な読取ヘッド２が設け
られている。読取ヘッド２にはプリー３０、３１が軸支
されており、動滑車を構成する。また、読取ヘッド２に
は、原稿を照射する光源ランプ３９と、光学系および原
稿からの反射光を光電変換するＣＣＤ光電変換素子２８
が設けられている。

【００３４】一方、本体フレーム１の上面には、ガラス
製の原稿載置台３８が設けられており、原稿面を下向き
にして原稿が載せられる。また、本体フレーム１には、
プリー１１、１２、１３、１４が軸支されており、第１
の実施例と同様に、プリー１１、１２には、それぞれ段
車構造のプリー１５、１６が一体となって設けられてい
る。本実施例では、第１の実施例と異なり、プリー１
１、１２、１３、１４が配置されている面が水平面では
なく、垂直面であるが、読取ヘッド２の重量が案内レー
ル３によって支えられているため、このような応用も可
能である。

【００３５】また、本体フレーム１には、２台の駆動用
モータ、Ａモータ３２およびＢモータ３５が設けられて
おり、それぞれのモータの軸には、プリー３３、３６が
設けられている。プリー３３とプリー１５とには、第１
の駆動用ベルト３４が、プリー３６とプリー１６とに
は、第２の駆動用ベルト３７がそれぞれ張架されてい
る。これにより、プリー１１およびプリー１２がそれぞ
れ異なる周速度で駆動されることができる。さらに、第
１の実施例と同様に、本体フレームに軸支されたプリー
１１、１２、１３、１４と、読取ヘッド２に軸支された
プリー３０、３１との間に、読取ヘッド駆動用ベルト２
７が張架されている。

【００３６】以上図４に示した第２の実施例において、
各部の寸法および条件を以下の通りとすれば、（５）、
（６）、（７）、（８）式が成立する。

【００３７】 読取ヘッド２の移動速度 Ｖｓ ｍｍ／秒 プリー１５の径 Ａ ｍｍ プリー１６の径 Ｂ ｍｍ プリー３３の径 Ｃ₁ ｍｍ プリー３６の径 Ｃ₂ ｍｍ プリー１１、１２、１３、１４の径 Ｄ ｍｍ Ａモータ３２の回転速度 Ｎａ ｒｐｓ Ｂモータ３５の回転速度 Ｎｂ ｒｐｓ 読取ヘッド２の移動量（単位ステップあたり） ΔＳ ｍｍ／ステップ Ａモータ３２の１ステップの角度 θａ 度／ステップ Ｂモータ３５の１ステップの角度 θｂ 度／ステップ Ａモータ３２のパルス数（ΔＳ移動あたり） ｎａ Ｂモータ３５のパルス数（ΔＳ移動あたり） ｎｂ Ａモータ３２のパルス数 Ｎａ １／秒 Ｂモータ３５のパルス数 Ｎｂ １／秒

【００３８】 Ｖｓ＝(1/2)×π×Ｄ×(θａ×Ｃ₁／Ａ×Ｎａ−θｂ×Ｃ₂／Ｂ×Ｎｂ)／360 ・・・・（５） ΔＳ＝(1/2)×π×Ｄ×(θａ×Ｃ₁／Ａ×ｎａ−θｂ×Ｃ₂／Ｂ×ｎｂ)／360 ・・・・（６） ΔＳａ＝(1/2)×π×Ｄ×(θａ×Ｃ₁／Ａ×ｎａ)／360 ・・・・（７） ΔＳｂ＝(1/2)×π×Ｄ×(θｂ×Ｃ₂／Ｂ×ｎｂ)／360 ・・・・（８）

【００３９】本第２の実施例では、ｄｐｉで示される解
像度の１／２をステップ送りのピッチとして、２ステッ
プ毎に原稿を読み取る方法でスキャンしている。また、
７５〜６００ｄｐｉという広範な解像度に対応するため
に、Ａ，Ｂモータのステップあたりの駆動パルス数を以
下の表のようにしている。

【００４０】 解像度 読取ピッチ ステップ na nb モータ作動条件 75dpi 0.338mm 0.16900 0 2 Ｂ単動 100 0.254 0.12700 2 0 Ａ単動 150 0.169 0.08466 0 1 Ｂ単動 200 0.127 0.06350 1 0 Ａ単動 300 0.0846 0.04233 2 2 差動 400 0.0635 0.03175 2 1 差動＋Ａ単動 600 0.0423 0.02116 1 1 差動

【００４１】ここで、ｎａはＡモータ３２の駆動パルス
数であり、ｎｂはＢモータ３５の駆動パルス数である。
モータ作動条件の単動とは、一方のモータのみをパルス
駆動し、他方のモータは励磁されるのみで回転せずに保
持されることをいい、Ａモータ、Ｂモータそれぞれの単
動により、（７）式または（８）式で示される読取ヘッ
ド移動量ΔＳａ，ΔＳｂが得られる。また、モータ作動
条件の差動とは、Ａ，Ｂの２つのモータを同時に駆動
し、プリー１１とプリー１２との送り量の差の半分の読
取ヘッド移動量を得るものである。

【００４２】以上の作動条件を満足するプリー径とモー
タのステップ角度のうち、本実施例では、 プリー１５の径 Ａ ＝２０．７０ｍｍ プリー１６の径 Ｂ ＝１５．５２ｍｍ プリー３３の径 Ｃ₁＝１０．３５ｍｍ プリー３６の径 Ｃ₂＝１０．３５ｍｍ プリー１１、１２、１３、１４の径 Ｄ ＝１６．１７ｍｍ Ａモータ３２の１ステップ角度 θａ＝１．８度／ステップ Ｂモータ３５の１ステップ角度 θｂ＝１．８度／ステップ の組み合わせを採用している。このように、２個のステ
ップモータの、単動と差動とを組み合わせることによ
り、簡単な構造で広範囲の可変速度の変速機構が実現さ
れ、この変速機構を搭載することにより７５〜６００ｄ
ｐｉの解像度を有する原稿スキャナが安価に製造でき
た。

【００４３】また、本第２の実施例においては、Ａモー
タ３２と、Ｂモータ３５の回転方向を逆向きにすること
により、プリー１１とプリー１２との周速度が加算され
て、読取ヘッドの高速移動ができる。この高速移動モー
ドを早戻しに利用することにより、次の原稿の読み取り
を待たせることがなくなる。

【００４４】次に、第３の実施例の平面図を図５に、側
面図を図６に示す。本第３の実施例の特徴は、使用する
駆動用モータは１個であるが、２種のワンウェークラッ
チ；フリーホイーリングクラッチ４０とバックストップ
クラッチ４１とを設けて、モータの逆転時に片方の駆動
プリーが係止されることにより、一時的に差動機構を止
めて、早戻しが可能な差動プリー変速機構を実現したも
のである。図５において、読取ヘッドフレーム１、読取
ヘッド２、案内レール３、４、およびプリー１１、１
２、１３、１４、１５、１６は、それぞれ第１の実施例
である図１における同じ番号の構成品と同じである。

【００４５】図１と図５との主要な相違点は、駆動用モ
ータ５がプリー１１と１５とで構成される段車の軸に取
り付けられていることと、プリー１２と１６との間にフ
リーホイーリングクラッチ４０を設けて、モータ５の逆
回転時にプリー１２がプリー１６から切り離されて空転
することと、プリー１３の軸にバックストップクラッチ
４１を設けて、モータ５の逆回転時にプリー１３が係止
されることである。

【００４６】読取ヘッド２に軸支されているプリー４
２、プリー４３は、それぞれ図１のプリーの組２３Ａ−
２３Ｂ、２５Ａ−２５Ｂに相当し、機能的には同じ働き
をする。本第３の実施例においては、前記のようにモー
タ５で直接駆動されるプリー１５からプリー１６にかけ
て、第１の駆動用ベルト１８が張架されている。読取ヘ
ッド２を駆動する駆動用ベルト２７は、プリー１１から
始まり、プリー４２、プリー１２、プリー１３、プリー
４３、プリー１４を順に経由してプリー１１に戻る経路
に張架されている。

【００４７】本第３の実施例においては、モータ５が矢
印で示す順方向に回転するときは、図１の第１の実施例
と同じ動作をするが、モータ５を逆転するときは、プリ
ー１２の軸に設けられたフリーホイーリングクラッチ４
０が空転するとともに、プリー１３の軸に設けられたバ
ックストップクラッチ４１が回転しないことにより、プ
リー１３は係止される。これにより、プリー１２とプリ
ー１３間の駆動用ベルト２７も係止されることになり、
モータ５の駆動力はプリー１１だけ駆動し、プリー１２
は駆動されず係止される。このため、プリー１２の周速
度はゼロとなり、プリー１１の周速度の１／２の速度
で、読取ヘッド２が早戻しされる。このようにワンウェ
ークラッチ４０、４１が働いている状態は、図９に示す
差動機構を持たない動滑車機構と同じである。

【００４８】以上、好ましい実施例を説明したが、これ
は本発明の範囲を限定するものではない。当業者は、以
上の説明から、本発明の精神に基づく多くの変形を考案
できるであろう。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、簡単な構成で駆動系を常時接触とすることにより、
微速度で高精度の位置決めが出来るようなバックラッシ
ュのない高い減速比が実現出来るという効果がある。ま
た、往復台の送り時には、高い減速比を実現して高精度
の微速度の送りが出来るとともに、高速度で往復台の早
戻しが出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のスキャナ読取ヘッドの平面図

【図２】第１の実施例のスキャナ読取ヘッドの正面図

【図３】第１の実施例のスキャナ読取ヘッドの側面図

【図４】第２の実施例の可変ドットスキャナの断面図

【図５】第３の実施例のスキャナ読取ヘッドの平面図

【図６】第３の実施例のスキャナ読取ヘッドの側面図

【図７】タワーヘッドスキャナの外形図

【図８】差動プリー機構の原理図

【図９】従来の動滑車を用いたスキャナ用往復機構の概
念図

【符号の説明】

１ 固定台 ２ 往復台 ３、４ 案内レール ５ 駆動用モータ １１、１５ 段車構造のプリー １２、１６ 段車構造のプリー １３、１４ 従動プリー ２３Ａ、２３Ｂ 組のプリー ２５Ａ、２５Ｂ 組のプリー １８ 第１の駆動用ベルト ２７ 第２の駆動用ベルト ４０ フリーホイーリングクラッチ ４１ バックストップクラッチ ４２、４３ プリー

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 7/00 - 7/24 F16H 19/06 B23Q 5/38

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定台に敷設または架設された案内レー
   ルと、 案内レールに沿って滑動可能な往復台と、 往復台に軸支された左右一組ずつのプリーと、 往復台の運動方向に２個ずつ対向して固定台に軸支され
   た４個のプリーと、 前記プリー間に張架された環状のベルトないしワイヤー
   とを備えて、前記プリーの回転運動を往復台の直線運動
   に変換する機構であって、 固定台の右側手前に軸支された第１のプリーから始ま
   り、 往復台の右側に軸支された第１組のプリーへ左向きに進
   み、 該第１の組のプリーに達すると、該第１の組のプリーに
   より逆向きに方向転換して、固定台の右側奥に軸支され
   た第２のプリーへ右向きに進み、 該第２のプリーに達すると、その外周を半周して逆向き
   に方向転換して、固定台の左側奥に軸支された第３のプ
   リーへ左向きに進み、 該第３のプリーに達するとその外周を半周して逆向きに
   方向転換して、往復台の左側に軸支された第２組のプリ
   ーへ右向きに進み、 該第２組のプリーに達すると、該第２組のプリーにより
   逆向きに方向転換して、固定台の左側手前に軸支された
   第４のプリーへ左向きに進み、 該第４のプリーに達するとその外周を半周して逆向きに
   方向転換して、右向きに進んで前記第１のプリーへ戻る
   周回経路に、前記環状のベルトまたはワイヤーを張架し
   て、 前記第１のプリーと前記第２のプリーとを互いに異なる
   周速度で駆動することにより、前記周速度の差の１／２
   の速度で、前記往復台が直線運動可能であり、第１のプリー又は第２のプリーのいずれか一方の軸にフ
   リーホイーリングクラッチを設け、 フリーホイーリングクラッチを設けた軸に対向する従動
   プリーの軸にバックストップクラッチを設け、逆方向駆
   動時には、モータにより駆動されるプリーのうち、フリ
   ーホイーリングクラッチが設けられたプリーが空転し、
   この空転するプリーの反対側にあるバックストップクラ
   ッチが設けられた従動プリーが回転しないことにより、 逆方向駆動時の第１のプリーと第２のプリーとの周速度
   の差が大きくなって、早戻しが可能である ことを特徴と
   する差動プリー変速機構。
2. 【請求項２】 固定台に敷設または架設された案内レー
   ルと、 案内レールに沿って滑動可能な往復台と、 往復台に軸支された２個のプリーと、 往復台の運動方向に２個ずつ対向して固定台に軸支され
   た４個のプリーと、 前記プリー間に張架された環状のベルトないしワイヤー
   とを備えて、前記プリーの回転運動を往復台の直線運動
   に変換する機構であって、 固定台の右側手前に軸支された第１のプリーから始ま
   り、 往復台の右側に軸支された第５のプリーへ左向きに進
   み、 該第５のプリーに達すると、その外周を半周して逆向き
   に方向転換して、固定台の右側奥に軸支された第２のプ
   リーへ右向きに進み、 該第２のプリーに達すると、その外周を半周して逆向き
   に方向転換して、固定台の左側奥に軸支された第３のプ
   リーへ左向きに進み、 該第３のプリーに達するとその外周を半周して逆向きに
   方向転換して、往復台の左側に軸支された第６のプリー
   へ右向きに進み、 該第６のプリーに達するとその外周を半周して逆向きに
   方向転換して、固定台の左側手前に軸支された第４のプ
   リーへ左向きに進み、 該第４のプリーに達するとその外周を半周して逆向きに
   方向転換して、右向きに進んで前記第１のプリーへ戻る
   周回経路に、前記環状のベルトまたはワイヤーを張架し
   て、 前記第１のプリーと前記第２のプリーとを互いに異なる
   周速度で駆動することにより、前記周速度の差の１／２
   の速度で、前記往復台が直線運動可能であり、第１のプリー又は第２のプリーのいずれか一方の軸にフ
   リーホイーリングクラッチを設け、 フリーホイーリングクラッチを設けた軸に対向する従動
   プリーの軸にバックストップクラッチを設け、逆方向駆
   動時には、モータにより駆動されるプリーのうち、フリ
   ーホイーリングクラッチが設けられたプリーが空転し、
   この空転するプリーの反対側にあるバックストップクラ
   ッチが設けられた従動プリーが回転しな いことにより、 逆方向駆動時の第１のプリーと第２のプリーとの周速度
   の差が大きくなって、早戻しが可能である ことを特徴と
   する差動プリー変速機構。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 駆動用モータ軸に取り付けられたモータ駆動プリーと、 第１のプリーと同軸の段車構造で、第１のプリーと一体
   となって回転可能な第７のプリーと、 第２のプリーと同軸の段車構造で、第２のプリーと一体
   となって回転可能な第８のプリーとをさらに設け、 モータ駆動プリーと、第７のプリーと、第８のプリーと
   の間に張架された駆動用ベルトまたは駆動用ワイヤーに
   より、前記第１のプリーと前記第２のプリーとが駆動さ
   れることを特徴とする差動プリー変速機構。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２において、 第１のプリーと同軸の段車構造で、第１のプリーと一体
   となって回転可能な第７のプリーと、 第２のプリーと同軸の段車構造で、第２のプリーと一体
   となって回転可能な第８のプリーと、 駆動用モータとをさらに設け、 第１のプリーと第７のプリーとが駆動用モータの軸に直
   結されていて、第７のプリーと第８のプリーとの間に、
   駆動用ベルトまたは駆動用ワイヤーが張架されているこ
   とを特徴とする差動プリー変速機構。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２において、 第１のプリーと第２のプリーとを、それぞれ別の駆動用
   モータを用いて、直接または減速プリーを介して間接に
   駆動し、それぞれのモータをそれぞれ所定の回転速度に
   設定することにより、前記第１のプリーと前記第２のプ
   リーとの周速度の差を生じることを特徴とする差動プリ
   ー変速機構。