JPH06102589A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、駆動誤差を無くせる光学装置を提
供する。 【構成】 本発明の光学装置１は、光を伝達するための
光路を構成するとともに前記光の進行方向に平行する方
向に移動自在な光学手段と、この光学手段を駆動する駆
動手段４０と、前記駆動手段４０の所定の駆動方向を記
憶してなる記憶手段４５と、前記光学手段の移動を停止
する際、前記記憶手段４５に記憶されている前記駆動手
段４０の所定移動方向を参照し、前記所定の駆動方向に
前記光学手段を駆動した直後に駆動を停止するように前
記駆動手段４０を制御する制御手段３５とを具備する。
この構成により、駆動誤差が無くなり、動作の正確性を
向上し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学装置に関し、より
詳しくは、例えば電子写真式の複写機等の光学走査手段
に用いて好適な光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の光学装置においては、外
部からの光束を集光する集光レンズユニットと、この集
光レンズユニットにより集光した光束を所定の方向に反
射するミラーユニットとを各々歯車伝達機構を用いた駆
動手段により往復駆動するのが通例である。そして、集
光レンズユニットとミラーユニットとの相対位置を適宜
変更して画像形成倍率の変更等を行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光学装置の場合、以下のような問題がある。

【０００４】即ち、従来の光学装置は、歯車伝達機構を
用いているので、図５，図６に示すように、原動歯車５
１が時計方向に回転するときと、反時計方向に回転する
ときとで、駆動モータが同じステップ数回転したとして
も従動歯車５２の停止位置が原動歯車５１のバックラッ
シュｄの分だけ相違してしまう。

【０００５】この結果、図７に示すように、集光レンズ
ユニットやミラーユニットを、原動歯車５１を反時計方
向に回転して停止の目標位置Ｐ0 で停止する場合に比
べ、原動歯車５１を時計方向に回転して停止の目標位置
Ｐ0 で停止する場合には、前記バックラッシュｄに対応
する誤差Ｄが生じてしまい、このため、光学装置の動作
が不正確となってしまうという問題があった。

【０００６】そこで、本発明は、構成を改良し、動作の
正確性を向上し得る光学装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光学装置
は、光を伝達するための光路を構成するとともに前記光
の進行方向に平行する方向に移動自在な光学手段と、こ
の光学手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の所定
の駆動方向を記憶してなる記憶手段と、前記光学手段の
移動を停止する際、前記記憶手段に記憶されている前記
駆動手段の所定移動方向を参照し、前記所定の駆動方向
に前記光学手段を駆動した直後に駆動を停止するように
前記駆動手段を制御する制御手段とを具備するものであ
る。

【０００８】請求項２記載の光学装置は、光を伝達する
ための光路を構成するとともに前記光の進行方向に平行
する第１の方向もしくは前記光の進行方向に平行で前記
第１の方向とは異なる第２の方向に移動自在な光学手段
と、この光学手段を前記第１の方向もしくは第２の方向
に移動する移動手段と、前記光学手段の移動を停止する
際、前記移動手段により前記光学手段が前記第１の方向
に移動されているときにはそのままの状態で前記光学手
段の移動を停止するように前記移動手段を制御し、前記
移動手段により前記光学手段が前記第２の方向に移動さ
れているときには前記光学手段の移動を一旦停止した後
前記第１の方向に前記光学手段を移動させ、その状態で
前記光学手段の移動を停止するように前記移動手段を制
御する制御手段とを具備するものである。

【０００９】

【作用】上述した構成の光学装置の作用を以下に説明す
る。

【００１０】この光学装置の駆動手段は、光を伝達する
ための光路を構成する光学手段を光の進行方向に平行す
る方向に駆動するが、このとき、制御手段は、前記記憶
手段に記憶されている前記駆動手段の所定移動方向を参
照し、前記所定の駆動方向に前記光学手段を駆動した直
後に駆動を停止するように前記駆動手段を制御する。

【００１１】これにより、光学手段は、必ず移動中の方
向と同方向の状態から停止に至ることになり、動作の正
確性を向上し得る。

【００１２】また、この光学装置の移動手段は、光学手
段を光の進行方向に平行する第１の方向もしくは前記光
の進行方向に平行で前記第１の方向とは異なる第２の方
向に移動するが、このとき、制御手段は、光学手段の移
動を停止する際、前記移動手段により前記光学手段が前
記第１の方向に移動されているときにはそのままの状態
で前記光学手段の移動を停止するように前記移動手段を
制御し、前記移動手段により前記光学手段が前記第２の
方向に移動されているときには前記光学手段の移動を一
旦停止した後前記第１の方向に前記光学手段を移動さ
せ、その状態で前記光学手段の移動を停止するように前
記移動手段を制御する。

【００１３】これにより、光学手段は、必ず第１の方向
に移動しているときには必ずその方向から停止し、第２
の方向に移動しているときには一旦停止した後必ず第１
の方向から停止することになり、動作の正確性を向上し
得る。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００１５】図１に示す光学装置１は、一方の端面に四
角形状の開口部３を設けた箱形状のケース２を基台４上
に配置するとともに、ケース２内に外部からの原稿の光
学読取り情報を含む光束を集光する光学手段を構成する
集光レンズユニット５と、この集光レンズユニット５に
より集光した光を基台４の目的箇所（例えば感光体）に
向けて反射する光学手段を構成するミラーユニット６と
を収納している。

【００１６】前記集光レンズユニット５，ミラーユニッ
ト６は、各々基台４に配置したレンズ駆動部１０，ミラ
ー駆動部１１からなる駆動手段（移動手段）４０により
各々図１に示す矢印ａ，ｂ方向に駆動されるようになっ
ている。

【００１７】前記レンズ駆動部１０は、ケース４の後部
立ち上げ片４ａに取り付けたレンズ駆動モータ（ステッ
ピングモータ）１２と、前記集光レンズユニット５の移
動方向に沿って回転可能に配置した外周に図２に示すよ
うに螺旋状のねじを具備する第１の回転ねじ体１３と、
この第１の回転ねじ体１３に内周に設けたねじを螺合す
るとともに前記集光レンズユニット５の支持台５ａに突
出部を連結した３個の移動ねじ体１４と、前記レンズ駆
動モータ１２の原動軸に取り付けた原動歯車１５と、前
記第１の回転ねじ体１３の端部に固着されるとともに原
動歯車１５に噛合した従動歯車１６とを具備し、レンズ
駆動モータ１２の回転力を原動歯車１５，従動歯車１
６，第１の回転ねじ体１３及び移動ねじ体１４を介して
集光レンズユニット５に伝達することで、この集光レン
ズユニット５を図１に示す矢印ａ，ｂ方向に駆動するよ
うになっている。

【００１８】前記ミラー駆動部１１は、ケース４の後部
立ち上げ片４ａに取り付けたミラー駆動モータ（ステッ
ピングモータ）２２と、前記ミラーユニット６の移動方
向に沿って回転可能に配置した外周に図２に示すように
螺旋状のねじを具備する第２の回転ねじ体２３と、この
第２の回転ねじ体２３に内周に設けたねじを螺合すると
ともに前記ミラーユニット６の支持台６ａに突出部を連
結した３個の移動ねじ体２４と、前記ミラー駆動モータ
２２の原動軸に取り付けた原動歯車２５と、前記第２の
回転ねじ体２３の端部に固着されるとともに原動歯車２
５に噛合した従動歯車２６とを具備し、ミラー駆動モー
タ２２の回転力を原動歯車２５，従動歯車２６，第２の
回転ねじ体２３及び移動ねじ体２４を介してミラーユニ
ット６に伝達することで、このミラーユニット６を図１
に示す矢印ａ，ｂ方向に駆動するようになっている。

【００１９】また、光学装置１は、前記集光レンズユニ
ット５の支持台５ａの上下近傍に対向配置した集光レン
ズユニット５の移動方向を検出する検出手段４１を構成
する第１のセンサ４２と、前記ミラーユニット６の支持
台６ａに当接したこのミラーユニット６の移動方向を検
出する検出手段４１を構成する第２のセンサ４３とを具
備している。

【００２０】第１のセンサ４２，第２のセンサ４３の配
置位置を基準位置として以下の説明を行う。

【００２１】これら第１，第２のセンサ４２，４３はそ
れぞれ、レンズユニット支持台５ａ及びミラーユニット
支持台６ａの端部近傍に設けられており、それぞれの支
持台の端部が第１，第２のセンサ４２，４３にそれぞれ
設けられている発光素子と受光素子との間を遮ることに
よって、レンズユニット５及びミラーユニット６の位置
を検知するものである（以下、発光素子と受光素子との
間が遮られている状態をオン状態、発光素子と受光素子
との間が遮られていない状態のことをオフ状態と称す
る）。特にこの例においては、レンズユニット支持台５
ａ及びミラーユニット支持台６ａの図１中に図示したａ
方向の先端が第１，第２センサ４２，４３の位置を通過
することを検知している。

【００２２】ここで、レンズユニット支持台５ａ及びミ
ラーユニット支持台６ａの図１中に図示したａ方向の先
端が第１，第２センサ４２，４３の位置にあるとき、こ
の位置をレンズユニット支持台５ａ及びミラーユニット
支持台６ａそれぞれの「基準位置」と称する。さて、第
１，第２のセンサ４２，４３は、レンズユニット支持台
５ａ及びミラーユニット支持台６ａが図１中に図示した
ａ方向での可動限界位置にあるときには常にオン状態に
なり、レンズユニット支持台５ａ及びミラーユニット支
持台６ａが図１中に図示したｂ方向での可動限界位置に
あるときには常のオフ状態になるような位置に設置され
ている。これによって、レンズユニット支持台５ａ及び
ミラーユニット支持台６ａの移動によって第１，第２の
センサ４２，４３がオン状態からオフ状態に変化したと
きには、レンズユニット支持台５ａ及びミラーユニット
支持台６ａが図１中に図示したｂ方向に移動していると
判断することができ、逆にレンズユニット支持台５ａ及
びミラーユニット支持台６ａの移動によって第１，第２
のセンサ４２，４３がオフ状態からオン状態に変化した
ときには、レンズユニット支持台５ａ及びミラーユニッ
ト支持台６ａが図１中に図示したａ方向に移動している
と判断することができる。

【００２３】図２は前記光学装置１の制御系を示すブロ
ック図である。本実施例の光学装置１は、動作プログラ
ムを格納したプログラムメモリ３６及び制御部３７から
なる制御手段３５を具備し、前記制御部３７には検出手
段４１としての前記第１，第２のセンサ４２，４３と、
記憶手段４５としての第１，第２のメモリ４６，４７が
それぞれ接続されている。

【００２４】これら第１，第２のメモリ４６，４７に
は、前記集光レンズユニット５，ミラーユニット６の、
画像形成倍率に応じた各種停止位置の情報が、レンズ駆
動モータ１２，ミラー駆動モータ２２を駆動するための
ステップ数として記憶されている。あるいは、集光レン
ズユニット５及びミラーユニット６が、前記「基準位
置」から初期位置に達するためにミラー駆動モータ２２
を駆動するのに必要なステップ数が記憶されている。

【００２５】さらに、前記第１，第２のメモリ４６，４
７には、現在の位置が前記「基準位置」から何ステップ
の位置にあるかを逐次記憶するカウンタ記憶エリアがそ
れぞれ設けられている。また、前記制御部３７には、前
記レンズ駆動モータ１２，ミラー駆動モータ２２をそれ
ぞれ駆動するための第１，第２のモータドライバが接続
されている。

【００２６】次に上述した光学装置１において、レンズ
ユニット５もしくはミラーユニット６が駆動を開始して
から停止するまでの動作の制御について図３を参照して
説明する。なお、説明においてはレンズユニット５を例
に挙げてすすめるが、ミラーユニット６の制御について
も、以下の説明と何等異なるところはない。

【００２７】まず、制御部３７は拡大・縮小などの画像
形成条件の変更にともなって、それぞれの画像形成条件
に適した位置にレンズユニット５を移動させるため、前
記第１のメモリ４６から、レンズ駆動モータ１２駆動に
必要とされるステップ数を読み出す（ＳＴ１）。そして
レンズ駆動モータ１２の駆動が開始され（ＳＴ２）、前
記ＳＴ１にて読み出したステップ数だけレンズ駆動モー
タ１２が回転したかどうかが判断される（ＳＴ３）。

【００２８】続いて、レンズユニット５の移動方向が基
準方向であるかどうかが判断される（ＳＴ４）。ここ
で、基準方向とはあらかじめ定められているレンズユニ
ット５の移動方向のことである。

【００２９】さて、ＳＴ４においてレンズユニット５の
移動方向が基準方向であると判断された場合は、レンズ
駆動モータ１２の回転を停止して（ＳＴ５）、処理を終
了する。

【００３０】前記ＳＴ４においてレンズユニット５の移
動方向が反基準方向（基準方向が図１に示したｂ方向で
あった場合、反基準方向はａ方向となる）であった場
合、前記ＳＴ３でＳＴ１にて読み出した分のステップ数
だけレンズ駆動モータ１２を回転させた後、さらにｎス
テップ（例えば１０ステップ）分反基準方向に回転した
後（ＳＴ６）、レンズ駆動モータ１２の駆動を停止する
（ＳＴ７）。続いてレンズ駆動モータ１２を逆転させ
て、基準方向へレンズ駆動モータ１２駆動を開始する
（ＳＴ８）。そして基準方向へｎステップ分レンズ駆動
モータ１２を回転させた後（ＳＴ９）、モータの駆動を
停止する（ＳＴ５）。

【００３１】このような制御によれば、モータが回転を
停止するときは常に基準方向で停止するため、原動歯車
１５，２５におけるバックラッシュの影響を受けること
なく、正確な位置にレンズユニット５及びミラーユニッ
ト６を停止することができる。

【００３２】次に、図４を用いてイニシャライズ時のレ
ンズユニット５もしくはミラーユニット６の駆動制御に
ついて説明する。尚、図４の説明においても図３の説明
と同様レンズユニット５を例に挙げてすすめるが、ミラ
ーユニット６の制御についても、以下の説明と何等異な
るところはない。

【００３３】まず、制御部３７は第１のセンサ４３の出
力を参照することにより、レンズユニット５の位置を検
出する（ＳＴ１１）。すなわち、第１のセンサ４３がオ
ン状態（第１のセンサ４３における発光素子からの光
が、レンズユニット支持台５ａによって遮られている状
態）にあるときには、レンズユニット５が基準位置より
ａ方向（図１に図示）に片寄った位置にあると判断し、
第１のセンサ４３がオフ状態（第１のセンサ４３におけ
る発光素子からの光が、受光素子に到達している状態）
にあるときには、レンズユニット５が基準位置よりｂ方
向（図１に図示）に片寄った位置にあると判断する。

【００３４】このＳＴ１１において第１のセンサ４３が
オン状態になるときには（レンズユニット５がａ方向に
片寄っているときは）、基準方向にレンズ駆動モータ１
２を駆動開始し、レンズユニットをｂ方向に移動させ
る。ここで、この例においては基準方向とはレンズユニ
ット５をｂ方向に移動させる方向のことであり、レンズ
駆動モータ１２の回転の基準方向は、前記β方向の回転
のことを言うものとする。

【００３５】前記ＳＴ１１において第１のセンサ４３が
オフ状態にあるときには（レンズユニット５がｂ方向に
片寄っているときは）、反基準方向にレンズ駆動モータ
１２を駆動開始し（ＳＴ１８）、第１のセンサ４３がオ
ン状態となるまで（すなわちレンズユニット支持台５ａ
の先端が第１のセンサ４３の位置に到達するまで）反基
準方向の回転を行う（ＳＴ１９）。ＳＴ１９にて第１の
センサ４３がオンした後も、レンズ駆動モータ１２は数
ステップ（例えば２０ステップ。ギアに生じるバックラ
ッシュの最大値に相当するモータの回転角を得るための
ステップである。）だけ反基準方向の回転を行い（ＳＴ
２０）、そして駆動を停止する（ＳＴ２１）。その後、
ＳＴ１２へ移って、レンズ駆動モータ１２は基準方向へ
の回転を開始する。

【００３６】ＳＴ１２にて基準方向へレンズ駆動モータ
１２を回転開始した後、第１のセンサ４３がオフ状態に
なったかどうかを検知し（すなわち、レンズユニット５
が前記「基準位置」に達したかどうかを検知し）（ＳＴ
１３）、それと同時に第１のメモリ４６中に記憶されて
いるステップ数のカウンタをクリアするとともに（ＳＴ
１４）、前記第１のメモリ４６から、レンズユニット５
が前記「基準位置」からイニシャライズ位置まで移動す
るのに必要なレンズ駆動モータ１２のステップ数を読み
出す（ＳＴ１５）。そして、ＳＴ１５で読み出したステ
ップ数分レンズ駆動モータ１２が回転するまで（前記第
１のメモリ４６中のカウンタの値が、ＳＴ１５で読み出
したステップ数の値と一致するまで）基準方向の回転を
継続した後（ＳＴ１６）、レンズ駆動モータ１２の駆動
を停止する。

【００３７】このような制御によれば、イニシャライズ
時において、レンズユニット５あるいはミラーユニット
６は常に基準方向に移動しながら停止することになる。
これによって、各種歯車間に生じるバックラッシュの影
響でレンズユニット５やミラーユニット６の停止位置に
ずれを生じることを防止できる。

【００３８】本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、上述した
構成としたので、光学手段は、必ず移動中の方向と同方
向の状態から停止に至ることになり、歯車伝達機構を用
いる駆動手段の場合でも動作の正確性を向上し得る光学
装置を提供することができる。

【００４０】また、光学手段は、必ず第１の方向に移動
しているときには必ずその方向から停止し、第２の方向
に移動しているときには一旦停止した後必ず第１の方向
から停止することになり、動作の正確性を向上し得る光
学装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例装置の概略斜視図

【図２】本発明の実施例装置の制御系を示すブロック図

【図３】本発明の実施例装置の動作を示すフローチャー
ト

【図４】本発明の実施例装置の動作を示すフローチャー
ト

【図５】歯車伝達機構のバックラッシュの説明図

【図６】歯車伝達機構のバックラッシュの説明図

【図７】歯車伝達機構を用いた従来装置の動作説明図

【符号の説明】

１ 光学装置 ２ ケース ３ 開口部 ５ 集光レンズユニット ６ ミラーユニット ３５ 制御手段 ４０ 駆動手段 ４１ 検出手段 ４５ 記憶手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を伝達するための光路を構成するとと
   もに前記光の進行方向に平行する方向に移動自在な光学
   手段と、この光学手段を駆動する駆動手段と、前記駆動
   手段の所定の駆動方向を記憶してなる記憶手段と、前記
   光学手段の移動を停止する際、前記記憶手段に記憶され
   ている前記駆動手段の所定移動方向を参照し、前記所定
   の駆動方向に前記光学手段を駆動した直後に駆動を停止
   するように前記駆動手段を制御する制御手段とを具備す
   ることを特徴とする光学装置。
2. 【請求項２】 光を伝達するための光路を構成するとと
   もに前記光の進行方向に平行する第１の方向もしくは前
   記光の進行方向に平行で前記第１の方向とは異なる第２
   の方向に移動自在な光学手段と、この光学手段を前記第
   １の方向もしくは第２の方向に移動する移動手段と、前
   記光学手段の移動を停止する際、前記移動手段により前
   記光学手段が前記第１の方向に移動されているときには
   そのままの状態で前記光学手段の移動を停止するように
   前記移動手段を制御し、前記移動手段により前記光学手
   段が前記第２の方向に移動されているときには前記光学
   手段の移動を一旦停止した後前記第１の方向に前記光学
   手段を移動させ、その状態で前記光学手段の移動を停止
   するように前記移動手段を制御する制御手段とを具備す
   ることを特徴とする光学装置。