JPH077833U - 直線移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直線移動装置において、送りネジに螺合する
ブラケットと被移動体とを連結する部材のバネ定数の調
整を容易にする。 【構成】 ボールネジ１１と、ボールネジ１１に螺合す
るブラケット１２と、リニアレール１９に案内された記
録ヘッド１４とを備え、記録ヘッド１４のベース２４に
棒状弾性体１３の一端を固定し、他端をブラケット１２
の貫通孔に挿入して止めネジ１６で止める。制御部２７
は駆動回路２６を介してモータ２５を制御し、モータ２
５によりボールネジ１１が回転すると、ブラケット１２
及び記録ヘッド１４が副走査方向に直線移動する。ボー
ルネジ１１の（レール１９に対する）斜行や回転軸の曲
がり等によるズレは、棒状弾性体１３の弾性（可撓性）
によって吸収され、棒状弾性体１３のバネ定数は、ベー
ス２４とブラケット１２とを連結する部分の棒状弾性体
１３の長さを変えることにより、記録ヘッド１４の重量
や加速度に応じた適切な値に調整される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、被移動体をブラケット（ナット）側に固定し、ブラケットに螺合し た送りネジを回転させることにより被移動体を直線移動させる直線移動装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、製版用の画像走査記録装置では、感光材料が装着された記録ドラムを 回転させる（この回転方向を主走査方向と呼ぶ）とともに、感光材料上を走査線 順次に露光する記録ヘッドを記録ドラムの軸方向（副走査方向）に直線移動させ ることにより、感光材料上に２次元画像を形成する。記録される画像にムラが生 じないようにするためには、記録ヘッドは正確に記録ドラムの回転軸に平行に直 線移動しなければならない。このため、記録ヘッドの直線移動には通常、レール とボールネジが用いられる。すなわち、記録ドラムの回転軸に平行にレールを配 設し、記録ヘッドがそのレール上を移動するようにして移動の直線性を保障する とともに、記録ヘッド側にブラケット（ナット）を固定し、それに螺合したボー ルネジを回転させることにより移動の駆動を行なう。

【０００３】 この場合、被移動体である記録ヘッドをレール上でスムーズに移動させるため には、ボールネジはレールに沿った所定位置に配設され、かつ、その軸はレール と正確に平行になっていなければならない。しかし、特に移動距離が長い場合、 レールとボールネジを正確に所定位置に平行に配設することは容易ではなく、ま た、ボールネジの加工精度や自重による曲がり（たわみ）が生じるのを避けるこ とができない。このため、ブラケットが螺合するボールネジの位置が前記所定位 置からずれたり（以下、このズレを「位置ズレ」という）、ボールネジによるブ ラケットの送り方向が移動すべき方向からずれたり（以下、このズレを「方向ズ レ」という）する。そこで従来は、このようなボールネジの位置ズレや方向ズレ を吸収するために、ボールネジに螺合するブラケットと、それに固定されるべき 被移動体との間にバネを設けていた。

【０００４】 バネを使用した従来の直線移動装置の例を図３及び図４に示す。 図３は皿バネを用いた例であり、図３（ａ）は、ボールネジ（図示せず）に螺 合するナット部５６ａを有するブラケット５６と、そのブラケット５６に連結さ れる被移動体５４の全体を示す斜視図、図３（ｂ）は、被移動体５４とブラケッ ト５６とを連結する部分を示す拡大断面図である。この例では、被移動体５４と ブラケット５６との間に２枚の皿バネ５１を挟み、両者をネジ５５により連結す る。ネジ５５とブラケット５６との間にはカラー５３を介挿し、カラー５３とブ ラケット５６との間には隙間を設ける。このような構成によると、皿バネ５１の 弾性（可撓性）により、レール５９によって規定される移動方向に対するボール ネジの送り方向のズレ（方向ズレ）が吸収され、カラー５３とブラケット５６の 間に設けた隙間により、移動方向に垂直な面内におけるボールネジのズレ（位置 ズレ）が吸収される。

【０００５】 図４は板バネを用いた例であり（特開昭６０−８５８４８号）、被移動体６４ に「コ」の字型の収容部を設け、そこに、板バネ６８を介してブラケット（ナッ ト）６６を連結したものである。板バネ６８は、被移動体６４とブラケット６６ とを接続する部分（２箇所）を湾曲形状とすることによりバネ作用を持たせたも のであり、ボールネジ６２の軸に垂直な面内におけるボールネジの振れ（位置ズ レ）を吸収する。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記のようにブラケットと被移動体とをバネにより連結する場合、バネが硬す ぎる（バネ定数が大きすぎると）と、ボールネジがレールと平行でないときには ズレのあるところで双方に無理な力が加わり、スムーズな移動ができなくなる。 逆に、バネが柔らかすぎる（バネ定数が小さすぎる）と、被移動体とブラケット との連結が不安定となり、被移動体が振動しやすくなる。また、レールと平行方 向の移動も不安定になる。したがって、バネ定数を、ボールネジのズレ（位置ズ レ及び方向ズレ）を十分に吸収できる程度で、かつ連結が安定して被移動体が振 動を起こさない程度の適切な値に設定する必要がある。これに対し従来は、バネ 定数の異なる連結部材（バネ）を複数個用意し、これらを適宜交換して適切なバ ネ定数を有する連結部材を選定していた。このため、ブラケットと被移動体を連 結するための作業が煩雑なものとなっていた。

【０００７】 本考案はこのような問題を解決すべくなされたものであり、その目的とすると ころは、ボールネジに螺合するブラケットと被移動体とを連結する部材のバネ定 数を容易に適切な値に設定することができる直線移動装置を提供することを目的 とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために成された本考案では、送りネジの回転により被移動 体を直線移動させる直線移動装置において、 被移動体を直線の移動経路に沿って案内するレールと、 送りネジと螺合するブラケットと、 中心軸が前記直線移動の方向に一致した状態でブラケットと被移動体とを連結 する棒状弾性体と、 を備え、 ブラケットと被移動体とを連結する部分の棒状弾性体の長さを調整可能とした 構成としている。

【０００９】

【作用】

このような構成によると、送りネジの回転により被移動体は、レールによって 規定される移動経路を直線状に移動する。送りネジに螺合しているブラケットと 被移動体は、直線移動方向に延びた棒状弾性体により連結し、さらにその両者間 の棒状弾性体の長さを調整できる。したがって、被移動体の重量および加速度に 応じた適切な棒状弾性体のバネ定数に容易に調整できる。

【００１０】

【実施例】

本考案に係る直線移動装置を用いた画像走査記録装置を図１により説明する。 この画像走査記録装置は、感光材料ＰＭが装着された記録ドラム１０を一定速度 で回転させつつ、感光材料ＰＭ上を走査線順次に露光する記録ヘッド１４を記録 ドラム１０の軸方向（副走査方向）に移動させることにより、感光材料ＰＭ上に ２次元画像を記録するものである。記録ヘッド１４を副走査方向に移動させる装 置（直線移動装置）は次のようになっている。記録ドラム１０の回転軸に平行に ２本のリニアレール１９、１９を配設し、記録ヘッド１４の下面に、両レール１ ９、１９に対応する溝を設ける。これにより、記録ヘッド１４は両レール１９、 １９の上を滑り、正確に記録ドラム１０の表面（母線）に沿って移動できるよう になっている。記録ヘッド１４の移動は、ボールネジ１１及びそれに螺合するブ ラケット（ナット）１２により行なわれる。ボールネジ１１はモータ２５により 回転駆動され、ボールネジ１１の回転により、それに螺合するブラケット１２が ボールネジ１１の軸方向に直線移動する。

【００１１】 記録ヘッド１４は、複数の光ビームを発生する光源としてのＬＥＤアレイ２３ と、２個のレンズ２１、２２から成る結像光学系とをベース２４の上に固定した ものであり、上記直線移動装置によって副走査方向に移動しながら、記録ドラム １０に装着された感光材料ＰＭに点露光を行なう。

【００１２】 記録ヘッド１４の移動距離が長い場合、ボールネジ１１の中心軸を正確に直線 にし、しかも、両レール１９、１９に平行な状態で所定位置に配設するのは実際 上困難である。ボールネジ１１の中心軸が曲がっていたり、レール１９、１９に 平行でなかったりした場合（ボールネジ１１に位置ズレや方向ズレがある場合） 、ブラケット１２と記録ヘッド１４とを強固に固定すると、記録ヘッド１４がレ ール１９、１９からずれること等により、正確に副走査方向に移動できなくなる ため、記録される画像にムラが生じる。また、レール１９、１９及びボールネジ １１に無理な力が掛かることにより、記録ヘッド１４の動きがスムーズでなくな り、ひどい場合には記録ヘッド１４が動かなくなる。

【００１３】 そこで、記録ヘッド１４とブラケット１２とを弾性的（可撓的）に連結するた めに、本実施例の直線移動装置では、２本の棒状弾性体１３、１３を用いている 。棒状弾性体１３、１３は細い弾性体の棒であり、記録ヘッド１４の移動方向（ 副走査方向）に平行に配設されている。これにより、副走査方向については高い 剛性を有し、それ以外の方向については弾性を有するものとなっている。したが って、記録ヘッド１４の副走査方向への移動については、遅れのない、確実な駆 動を行なうことができる。一方、ボールネジ１１の（レールに対する）斜行や回 転軸の曲がりによるズレは棒状弾性体１３の弾性（可撓性）によって吸収される ため、スムーズな移動が保障される。すなわち、図１に示すように、ドラム１０ の回転軸方向である副走査方向をＸ軸方向、副走査方向に垂直でベース２４の面 に平行な方向をＹ軸方向、ベース２４の面に垂直な方向をＺ軸方向とすると、ブ ラケット１２が螺合するボールネジ１１の位置がレール１９、１９に平行な直線 上の所定位置からずれている場合（位置ズレがある場合）には、棒状弾性体１３ 、１３はブラケット１２によりＹ軸及びＺ軸を含む平面に含まれる方向（副走査 方向に垂直な方向）に荷重を掛けられて撓む。また、ボールネジ１１の曲がり等 によってブラケット１２の送り方向が移動すべき方向（副走査方向）に対して傾 斜している場合（方向ズレがある場合）には、棒状弾性体１３はブラケット１２ によりＹ軸まわり又は／及びＺ軸まわりの回転方向（面倒れ方向）に荷重を掛け られて撓む。このような棒状弾性体１３、１３の撓みにより、ボールネジ１１の 斜行や回転軸の曲がり等によるズレ（位置ズレ及び方向ズレ）が吸収される。

【００１４】 図２（ａ）は、位置ズレが発生している場合、すなわち、ブラケット１２の位 置が移動経路９０に対してＸ軸と直角方向にずれている場合（図では、−Ｚ軸方 向に位置ズレが発生している。）を示している。記録ヘッド１４は、リニアレー ル１４で規定される移動経路にあるが、ブラケット１２は、ボールネジ１１のた わみ等が原因で正規の位置より−Ｚ軸方向にずれている。この位置ズレを吸収す るために棒状弾性体１３は、図に示すように撓む。

【００１５】 図２（ｂ）は、方向ズレ（Ｙ軸まわり方向）が発生している場合、すなわち、 ブラケット１２の移動方向が記録ヘッド１４の移動経路９０に対して傾斜してい る場合を示している。この場合も、記録ヘッド１４は、リニアレール１９で規定 される移動経路９０にあるが、ブラケット１２は、ボールネジ１１のたわみ等が 原因で正規の移動方向に対して傾斜している。この方向ズレを吸収するために棒 状弾性体１３は、図に示すように撓む。

【００１６】 しかし、記録ヘッド１４とブラケット１２とを連結する弾性要素である棒状弾 性体のバネ定数が大きすぎると、両者の連結が強固になりすぎ、ボールネジ１１ のズレを吸収できなくなる。一方、バネ定数が小さすぎると、両者の連結が不安 定となり、記録ヘッド１４が振動しやすくなる。

【００１７】 そこで、本実施例の直線移動装置では、次のような機構により、記録ヘッド１ ４とブラケット１２とを連結する部分のバネ定数を任意に変えることができるよ うになっている。すなわち、棒状弾性体１３、１３の一端を記録ヘッド１４に固 定し、他端はブラケット１２に形成された２個の孔に棒状弾性体１３、１３を通 し、止めネジ１６で固定することにより記録ヘッド１４に連結する。この止めネ ジ１６によって固定する位置を任意に変更することにより、記録ヘッド１４とブ ラケット１２とを連結する部分の棒状弾性体１３、１３の長さが変わり、それに 応じてバネ定数が変化する。したがって、バネ定数を、ボールネジ１１のズレ（ 位置ズレ及び方向ズレ）を十分に吸収し、かつ、記録ヘッド１４が振動を起こさ ないような適切な値に、容易に設定することができる。この適切なバネ定数の値 は、記録ヘッド１４の重量や加速度によって異なるため、記録ヘッド１４の重量 が変わったり、加速度を切り換えたりする場合には、本実施例の直線移動装置は 特に有効である。

【００１８】 図１に示した製版用の画像走査記録装置では、作製すべき版のスクリーン線数 若しくは記録線密度に応じて、制御部２７が駆動回路２６を介してモータ２５の 回転駆動を制御することにより、記録ヘッド１４の速度が切り換わり、これに伴 い、必然的に記録ヘッド１４の加速度が変わる。前述のように記録ヘッド１４の 加速度によって適切なバネ定数が異なるため、このとり得る全ての加速度に対し て、位置ズレや方向ズレの吸収および被移動体の振動性を満足するバネ定数を選 択する必要がある。この選択は、記録ヘッド１４とブラケット１２とを連結する 部分の棒状弾性体１３、１３の長さを変えることにより、容易に行なうことがで きる。

【００１９】 なお以上では、画像走査記録装置を例にとって説明したが、本考案は、これに 限定されるものではなく、種々の直線移動装置に適用可能である。例えば、入力 スキャナ、殖版機、インクジェットプリンタ、半導体製造に用いるステッパ、製 版用カメラ等における直線移動装置に本考案を適用することができる。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案において、ブラケットと被移動体とを連結する棒 状弾性体は、移動方向については高い剛性を有し、移動方向以外の方向について は弾性（可撓性）を有するものとなっている。このため、移動方向については、 遅れのない、確実な駆動を行なうことができ、それ以外の方向については、棒状 弾性体のバネ定数を適切に設定することにより、被移動体の振動を起こすことな く、送りネジの斜行や回転軸の曲がり等によるズレ（位置ズレ及び方向ズレ）を 吸収することができる。ここで、棒状弾性体のバネ定数は、被移動体とブラケッ トとを連結する部分の棒状弾性体の長さを変えることにより、調整することがで きる。このため、このバネ定数を、被移動体の重量や加速度に応じた適切な値に 容易に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案を製版用の画像走査記録装置に適用し
た実施例を示す斜視図。

【図２】 棒状弾性体が位置ズレおよび方向ズレを吸収
する作用を説明するための図。

【図３】 直線移動装置の従来例を示す図。

【図４】 直線移動装置の他の従来例を示す図。

【符号の説明】

１１…ボールネジ（送りネジ） １２…ブラケ
ット １３…棒状弾性体 １４…記録ヘ
ッド（被移動体） １６…止めネジ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 送りネジの回転により被移動体を直線移
   動させる直線移動装置において、 被移動体を直線の移動経路に沿って案内するレールと、 送りネジと螺合するブラケットと、 中心軸が前記直線移動の方向に一致した状態でブラケッ
   トと被移動体とを連結する棒状弾性体と、 を備え、 ブラケットと被移動体とを連結する部分の棒状弾性体の
   長さを調整可能としたことを特徴とする直線移動装置。