JPH11257464A - 直線送り機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的なロスや騒音の発生が極めて少ない、
高効率な直線送り機構を提供する。 【解決手段】 回転運動を直線往復運動に変換する手段
として、磁気ネジロッド１に２構成の着磁を施す。第１
磁気スリーブ２の着磁のリードと第２磁気スリーブ３の
着磁のリードとの比を設計の意図する値に設定する。よ
って、磁気ネジロッド１の回転に従動して第１スライダ
ーユニット４が直線運動をし、第２スライダーユニット
５は設計の意図する値の比の速度で直線運動をする。ス
ライダーユニットの動作立上がり領域に対応する磁気ネ
ジロッド１の区間の着磁を強化して、ダンピングを防止
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、電子写真式の複写
機などの画像形成装置や、スキャナなどのイメージリー
ダに備えられる直線送り機構に係り、さらに詳しくは、
磁石の吸引力および反発力を利用してスライダーなどの
移動体の移動を行うようにした直線送り機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において直線送り機構が用いられて
きた装置の、一つの代表例としてあげられるものに画像
形成装置がある。これらの画像形成装置などに備えられ
る走査光学系装置は、一般に、直線送り機構を備えてお
り、原稿台に載置された原稿を走査するために同じ方向
に移動自在な第１スライダーユニットと第２スライダー
ユニットとを備えている。第１スライダーユニットは、
原稿台ガラス上の原稿を照射するランプとミラーとを第
１スライダーに取り付けて構成され、第２スライダーユ
ニットは、２枚のミラーを第２スライダーに取り付けて
構成されている。ランプから照射され原稿にて反射され
た光は、複数のミラーにより折り返され、レンズを通っ
て感光体ドラムに至って結像する。原稿を走査する際に
は、第１スライダーユニットおよび第２スライダーユニ
ットは、スキャナモータにより副走査方向に沿って同じ
方向に移動されるが、光路長を一定に保持する必要があ
るため、第２スライダーユニットは第１スライダーユニ
ットの半分の速度（または移動量）にて移動されてい
る。

【０００３】この種の走査光学系装置にはその直線送り
機構として、スキャナモータの回転運動を直線往復運動
に変換して、第１及び第２スライダーユニットのそれぞ
れを所定の速度で移動させる駆動機構が設けられてい
る。この駆動機構の一例として、スキャナモータの回転
軸により回転運動するプーリと、ワイヤロープと、テン
ションバネとを組み合わせて構成されるワイヤーロープ
駆動方式の駆動機構が提案されており、直線送り機構の
一つの手段として従来より広く用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の直線送り機構の一つの例である、ワイヤーロープ駆
動方式の駆動機構においては、動力を伝達するための構
成要素であるワイヤーロープやテンションバネなどに伸
びや遊びが存在している。これらの遊びは円滑な動作の
ために必要であり意図的に設けられている。しかし、こ
れらの影響により、スキャナモータの回転軸が目標スピ
ードに到達した時点において、スライダーユニットが意
図した制御どうりに動作せず、スライダーユニットの移
動速度が瞬間的に速くなるオーバーシュートや、逆に瞬
間的に遅くなるアンダーシュートが発生する。この結
果、画像先端部に影響（同期ズレ）を及ぼしてしまう。

【０００５】また同様に、スキャナモータの回転軸ブレ
ーキ時においてもアンダーシュートやオーバーシュート
が発生してしまい、その結果として本体振動や再立ち上
げ時に対する悪影響、具体的には、駆動源に必要以上の
負荷がかかってしまう。その最大要求負荷に対抗し得る
ようなトルクの大きいモータが必要になるという不具合
を招くこととなる。

【０００６】さらに、スキャナモータから各スライダー
ユニットまでが機械的に接続された状態にあることか
ら、スキャナモータとして、特にステッピングモータを
駆動源として用いる場合においては、ステッピングモー
タの動作時の振動がスライダーユニットまで伝わり、当
該スライダーユニットに意図しない共振現象が発生して
しまう。共振現象が生じると、走査された画像データの
ブレなどの発生により画質性能が低下し、このデータに
基づいてプリントなどした画像の画質も低下するという
問題を招来する。

【０００７】本発明は、上記従来の直線送り機構に伴う
技術的課題を解決するためになされたものであり、例え
ば走査光学系装置に本発明の直線送り機構を適用したな
らば、スライダーユニットのオーバーシュートやアンダ
ーシュートおよび共振現象を防止できる。さらには本発
明の直線送り機構を備えることにより、画質性能が高
く、駆動伝達系の伝達効率が高い走査光学系装置を提供
することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１に記載の発明は、第１移動体と、第２移動体
と、前記第１移動体に取り付けられると共にＮ極および
Ｓ極が同軸で交互に第１のピッチで螺旋状に着磁された
中空の第１磁気スリーブと、前記第２移動体に取り付け
られると共にＮ極およびＳ極が同軸で交互に前記第１の
ピッチとは異なる第２のピッチで螺旋状に着磁された中
空の第２磁気スリーブと、前記第１磁気スリーブおよび
前記第２磁気スリーブのそれぞれに挿通されると共に、
Ｎ極Ｓ極が同軸で交互に前記第１のピッチで螺旋状に着
磁された第１着磁帯と、Ｎ極Ｓ極が同軸で交互に前記第
２のピッチで螺旋状に着磁された第２着磁帯とが形成さ
れた磁気ネジロッドと、前記磁気ネジロッドを回転させ
る回転動作手段とを有することを特徴とする直線送り機
構である。

【０００９】このように構成された本発明の直線送り機
構においては、機械的なロスが少なく騒音の発生も少な
い、高効率の直線送り機構が提供される。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、原稿台に
載置された原稿を走査するために同じ方向に移動自在な
第１と第２のスライダーを備えた走査光学系装置におい
て、前記第１スライダーに取り付けられると共にＮ極お
よびＳ極が同軸で交互に第１のピッチで螺旋状に着磁さ
れた中空の第１磁気スリーブと、前記第２スライダーに
取り付けられると共にＮ極およびＳ極が同軸で交互に前
記第１のピッチの１／２の第２のピッチで螺旋状に着磁
された中空の第２磁気スリーブと、前記第１磁気スリー
ブおよび前記第２磁気スリーブのそれぞれに挿通される
と共にＮ極およびＳ極が同軸で交互に前記第１のピッチ
で螺旋状に着磁された第１着磁帯と、Ｎ極およびＳ極が
同軸で交互に前記第２のピッチで螺旋状に着磁された第
２着磁帯とが形成された磁気ネジロッドと、前記磁気ネ
ジロッドを回転させる回転動作手段と、を有してなり、
前記回転動作手段により前記磁気ネジロッドを回転する
ことにより、前記第１スライダーの前記第１磁気スリー
ブが前記磁気ネジロッドの前記第１着磁帯に追従し、か
つ、前記第２スライダーの前記第２磁気スリーブが前記
磁気ネジロッドの前記第２着磁帯に追従しつつ、前記第
２スライダーが前記第１スライダーの１／２の速度で駆
動されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の直
線送り機構である。

【００１１】かかる構成の直線送り機構では、磁気ネジ
ロッドと第１及び第２磁気スリーブの両者が互いに機械
的に接触することなく駆動されるため、磁気ネジロッド
の回転運動が効率良く第１及び第２磁気スリーブの両者
の直線運動に変換される。

【００１２】さらには機械的な接触がないので、駆動時
における騒音の発生がなく、装置全体の騒音レベルを低
く押さえることができる。

【００１３】また、請求項３に記載の発明は、前記第１
磁気スリーブ、前記第２磁気スリーブおよび前記磁気ネ
ジロッドは、前記第１と第２のスライダーの移動方向に
対して直交する方向に沿う前記第１と第２のスライダー
の一方の側端部に配置され、前記第１と第２のスライダ
ーが片側駆動されることを特徴とする。

【００１４】また、請求項４に記載の発明は、前記第１
と第２のスライダーの他方の側端部にさらに、ガイド軸
に動作の軌道が案内される駆動手段を配置し、前記第１
と第２のスライダーが両側駆動されることを特徴とす
る。

【００１５】また、請求項５に記載の発明は、前記第１
磁気スリーブ、前記第２磁気スリーブおよび前記磁気ネ
ジロッドは、前記第１と第２のスライダーの移動方向に
対して直交する方向に沿う前記第１と第２のスライダー
の両方の側端部に配置され、前記第１と第２のスライダ
ーが両側駆動されることを特徴とする。

【００１６】また、請求項６に記載の発明は、前記磁気
ネジロッドの長手方向に沿う全区間のうち前記第１と第
２のスライダーの移動が立上がる区間において、前記第
１と第２のスライダーが定速となり画像先端に達するま
での区間の着磁を、他の区間に比べて強くしたことを特
徴とする。

【００１７】前記磁気ネジロッドは、具体的には第１お
よび第２着磁帯の着磁の強さを他の区間に比べて、特定
の意図した区間において強力にしてやり、その区間にお
ける磁力を強化することで第１および第２スライダーユ
ニットに生じる移動初期のダンピング現象を押さえ込
む。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。なお、本実施の形態においては
本発明の直線送り機構を適用した一つの例として、画像
形成装置に備わる走査光学系装置を説明のために用い
る。

【００１９】《実施の形態１》図１は、本発明に係る直
線送り機構を組み込んだ画像形成装置としての複写機全
体を概略的に示す構成図、図２は、図１に示される走査
光学系装置の全体構成を概略的に示す斜視図、図３は、
同走査光学系装置の要部を示す斜視図である。また、図
４（Ａ）（Ｂ）は、磁気ネジロッドの着磁状態の説明に
供する模式図であり、同図（Ａ）は磁気ネジロッドの外
観図、同図（Ｂ）は磁気ネジロッド表面の展開図であ
る。図５（Ａ）（Ｂ）および図６（Ａ）（Ｂ）は、それ
ぞれ、第１磁気スリーブ、第２磁気スリーブの着磁状態
の説明に供する模式図であり、各図（Ａ）は回転軸方向
に沿う断面図、各図（Ｂ）は磁気スリーブ内面の展開図
である。また、図７は、ダンピング防止効果を説明する
ための図である。

【００２０】図１に示すように、複写機２００は、走査
光学系装置１４により原稿を読み取るスキャナ部２０１
と、走査光学系装置１４で読み取られた原稿画像に対応
した画像を記録媒体としてのシート２１０にプリント出
力するプリンタ部２０３と、これら各部を配置ないし収
納するケーシング２０４とを有する。

【００２１】スキャナ部２０１に配置される走査光学系
装置１４の上面には、原稿を載置するプラテンガラス２
０５（原稿台に相当する）が固定されている。このプラ
テンガラス２０５上に載置された原稿は、プラテンカバ
ー２０６で押さえられるが、図示しない自動原稿送り装
置を装着するときには、プラテンカバー２０６に代えて
自動原稿送り装置が取り付けられる。プラテンガラス２
０５上の原稿は露光ランプ４３で照射され、原稿で反射
した光は、第１ミラー４２、第２ミラー５１および第３
ミラー５２によって反射されて変倍用レンズ１６を通
り、さらに、第４ミラー１１１、第５ミラー１１２およ
び第６ミラー１５によって反射され、プリンタ部２０３
に導かれる。

【００２２】プリンタ部２０３は、像担持体としての感
光体ドラム２１６を備え、回転する感光体ドラム２１６
の周辺には、帯電装置としての帯電ローラ２１７と、現
像装置２１８と、転写装置としての転写ローラ２１９
と、シート２１０の除電および分離装置である除電針２
２０と、感光体ドラム２１６上の残留トナーを除去する
クリーニング装置２２１と、が配置されている。第６ミ
ラー１５によって反射された光は、帯電ローラ２１７と
現像装置２１８との間の位置で、感光体ドラム２１６の
表面に照射される。感光体ドラム２１６上に形成された
静電潜像は、現像装置２１８においてトナーで現像され
る。なお、イメージリーダーの場合には、感光体ドラム
２１６に代えてラインセンサ（ＣＣＤ）が配置され、第
６ミラー１５によって反射された光は前記ラインセンサ
上に像を結び、イメージ情報に変換されるようになって
いる。

【００２３】一方、ケーシング２０４に着脱自在に取り
付けられる給紙カセット２２２には、複数枚のシート２
１０が積層した状態で収納されている。給紙カセット２
２２内のシート２１０は、給紙ローラ２２３により１枚
ずつ捌かれて給紙され、タイミングローラ２２４により
所定のタイミングで、感光体ドラム２１６と転写ローラ
２１９との間の転写位置に向けて送り込まれる。感光体
ドラム２１６上に現像された像は、転写ローラ２１９に
よってシート２１０に転写される。転写後のシート２１
０は、感光体ドラム２１６から分離され、定着装置２２
５に向けて搬送ベルト２２６により搬送される。シート
２１０上に転写された未定着のトナーが定着装置２２５
において固定され、トナーが定着されたシート２１０
は、排紙トレー２２７に排紙される。

【００２４】転写ローラ２１９によってシート２１０へ
の転写が終了すると、感光体ドラム２１６上は、図示し
ないクリーナ前チャージャでマイナス極性に帯電され、
クリーニング装置２２１にて残留トナーが除去され、イ
レーサによって残留電荷が除電される。その後、帯電ロ
ーラ２１７によって再度帯電され、潜像形成を受け、現
像器２１８によって現像され、図示しない転写前イレー
サによって非現像領域の電荷が除電される。

【００２５】図２にも示すように、本発明の直線送り機
構が適用された走査光学系装置１４は、プラテンガラス
２０５に載置された原稿を走査するために同じ方向に移
動自在な第１と第２のスライダー４１、５３を備えてい
る。さらに、原稿画像の拡大もしくは縮小を行う際に移
動される第３スライダー１１３を備えている。各スライ
ダー４１、５３、１１３は、光路と干渉しない略箱形状
をなすケーシングを有している。第１スライダー４１に
前記露光ランプ４３および前記第１ミラー４２が取り付
けられ、全体として第１スライダーユニット４が構成さ
れている。第２スライダー５３に前記第２ミラー５１お
よび前記第３ミラー５２が取り付けられ、全体として第
２スライダーユニット５が構成されている。また、第３
スライダー１１３に前記第４ミラー１１１および前記第
５ミラー１１２が取り付けられ、全体として第３スライ
ダーユニット１１が構成されている。

【００２６】第１と第２のスライダーユニット４、５
が、プラテンガラス２０５の下面に沿って、図２に矢印
Ａで示される方向に往復動作することにより、原稿全面
が走査される。このとき、光路長ないし露光長を一定に
保持する必要があるため、第１スライダーユニット４は
速度Ｖで移動する一方、第２スライダーユニット５は速
度Ｖ／２で移動する。

【００２７】また、原稿の露光走査により構成される画
像の拡大もしくは縮小を行う際には、変倍用レンズ１６
および第３スライダーユニット１１は、変倍カム１３を
介してレンズモータ１２により移動される。レンズモー
タ１２により変倍カム１３が回転駆動されると、変倍用
レンズ１６が移動し、これに伴い、第３スライダーユニ
ット１１が光路長を保持するようにスライド移動する。

【００２８】次に、走査光学系装置１４における第１、
第２スライダーユニット４、５を往復動作させるための
駆動機構を説明する。

【００２９】この走査光学系装置１４は、磁石の吸引力
および反発力を利用して第１、第２スライダーユニット
４、５の移動が実現されており、図２および図３に示す
ように、第１スライダー４１に取り付けられると共にＮ
極およびＳ極が同軸で交互に第１のリードＬ１で螺旋状
に着磁された中空の第１磁気スリーブ２と、第２スライ
ダー５３に取り付けられると共にＮ極およびＳ極が同軸
で交互に前記第１のリードＬ１の１／２の第２のリード
Ｌ２で螺旋状に着磁された中空の第２磁気スリーブ３
と、を有する。さらに走査光学系装置１４は、第１磁気
スリーブ２および第２磁気スリーブ３のそれぞれに挿通
されると共にＮ極およびＳ極が同軸で交互に前記第１の
リードＬ１で螺旋状に着磁された第１着磁帯３１１と、
Ｎ極およびＳ極が同軸で交互に前記第２のリードＬ２で
螺旋状に着磁された第２着磁帯３１２とが形成された磁
気ネジロッド１と、当該磁気ネジロッド１を回転させる
回転動作手段Ｄと、を備えている。

【００３０】なお、第２スライダーユニット５の移動速
度は第１スライダーユニット４の移動速度の１／２とな
る着磁リードとしたが、あくまでも走査光学系装置１４
に本発明の直線送り機構を適用した場合であって、他の
装置における様々な適用例についてまで移動速度を限定
するものではない。したがって設計の意図するところに
より本発明の直線送り機構の移動体の移動速度が変更さ
れることは、本発明の趣旨を何等変更するものではな
く、本発明の直線送り機構が適用される。

【００３１】また、実施の形態１の走査光学系装置１４
にあっては、第１磁気スリーブ２、第２磁気スリーブ３
および磁気ネジロッド１は、第１、第２スライダー４
１、５３の移動方向（図中Ａ方向）に対して直交する方
向に沿う当該第１、第２スライダー４１、５３の一方の
側端部に配置され、第１、第２スライダーユニット４、
５がいわゆる片側駆動されるように構成されている。

【００３２】なお、以下の説明においては、説明の便宜
上、磁気ネジロッド１などが配置されるスライダーユニ
ット４、５ないしスライダー４１、５３の前記一方の側
端部を「駆動側端部」といい、他方の側端部を「自由側
端部」ともいう。また、磁気ネジロッド１に形成される
第１着磁帯を「Ａ着磁帯」といい、第２着磁帯を「Ｂ着
磁帯」ともいう。

【００３３】前記実施の形態１の走査光学系装置をさら
に詳述すると、図２に示すように、第１、第２スライダ
ーユニット４、５の自由側端部は、図示しないコロまた
はスライドブッシュなどを介して案内レール１０上に滑
動可能に載置されている。この案内レール１０と平行を
なすように、円柱棒形状を有する磁気ネジロッド１が回
転自在に設けられている。

【００３４】図３に示すように、第１、第２スライダー
４１、５３の駆動側端部には移動方向に沿う通孔が一直
線をなすように形成され、第１スライダー４１の通孔に
第１磁気スリーブ２が嵌め込まれ、第２スライダー５３
の通孔に第２磁気スリーブ３が嵌め込まれている。これ
ら第１、第２磁気スリーブ２、３のそれぞれの円筒内腔
に磁気ネジロッド１が挿通されている。この磁気ネジロ
ッド１は第１、第２磁気スリーブ２、３の内径寸法より
も小さい外径寸法に形成されている。但し、第１磁気ス
リーブ２と磁気ネジロッド１との間、および、第２磁気
スリーブ３と磁気ネジロッド１との間には、それぞれに
着磁されたＮ極、Ｓ極による吸引力および反発力が作用
し合い、釣り合っている。このため、第１、第２磁気ス
リーブ２、３の円筒内腔面と磁気ネジロッド１の円柱表
面とが相互に接触することはなく、磁気ネジロッド１
は、第１、第２磁気スリーブ２、３の円筒内腔面に対し
てある一定の隙間を保って浮き上がった状態に保持され
ている。

【００３５】図４〜６を参照して、磁気ネジロッド１、
第１、第２磁気スリーブ２、３における着磁の螺旋のリ
ードをさらに詳細に説明する。

【００３６】前記磁気ネジロッド１は、図４（Ａ）
（Ｂ）に示すように、Ｎ極およびＳ極が同軸で交互に第
１のリードＬ１で螺旋状に着磁されたＡ着磁帯３１１
と、Ｎ極およびＳ極が同軸で交互に第２のリードＬ２で
螺旋状に着磁されたＢ着磁帯３１２とが形成されてい
る。この図４において、斜線にて示されるのはＮ極の着
磁領域であり、その他の部分はＳ極の着磁領域である。
また、実線にて囲まれる領域はＢ着磁帯であり、破線に
て囲まれる領域はＡ着磁帯である。Ａ着磁帯の螺旋は、
例えば、リードがピッチの２倍に等しい二条ネジのよう
（以下、「二条ネジ様」とあらわす）に構成されてい
る。一方、Ｂ着磁帯の螺旋は、リードがピッチに等しい
一条ネジのよう（以下、「一条ネジ様」とあらわす）に
構成されている。つまり、Ａ着磁帯の螺旋のリードは、
Ｂ着磁帯の２倍となるような二条ネジ様の螺旋を形成し
ている。またＢ着磁帯は一条ネジ様の螺旋のリードを形
成している。図４（Ｂ）には磁気ネジロッド１の表面の
展開図が示され、この展開図によれば、Ａ着磁帯とＢ着
磁帯の位置関係がより一層明確に示されている。

【００３７】前記第１磁気スリーブ２は、図５（Ａ）
（Ｂ）に示すように、Ｎ極およびＳ極が同軸で交互に第
１のリードＬ１で螺旋状に着磁されている。つまり、第
１磁気スリーブ２は、その円筒内周面に、磁気ネジロッ
ド１の円柱表面になされたＡ着磁帯のリードに対応した
螺旋状の着磁がなされている。この図５において、斜線
にて示されるのはＮ極の着磁領域であり、その他の部分
はＳ極の着磁領域である。第１磁気スリーブ２の着磁の
リードは、磁気ネジロッド１に形成されたＡ着磁帯の螺
旋のリードと同一の螺旋のリードに形成され、第１磁気
スリーブ２における着磁は二条ネジ様とされている。

【００３８】前記第２磁気スリーブ３は、図６（Ａ）
（Ｂ）に示すように、Ｎ極およびＳ極が同軸で交互に第
２のリードＬ２で螺旋状に着磁されている。つまり、第
２磁気スリーブ３は、その円筒内周面に、磁気ネジロッ
ド１の円柱表面になされたＢ着磁帯のリードに対応した
螺旋状の着磁がなされている。この図６において、斜線
にて示されるのはＮ極の着磁領域であり、その他の部分
はＳ極の着磁領域である。第２磁気スリーブ３の着磁の
リードは、磁気ネジロッド１に形成されたＢ着磁帯の螺
旋のリードと同一の螺旋のリードに形成され、第２磁気
スリーブ３における着磁は一条ネジ様とされている。

【００３９】図３に示したように磁気ネジロッド１が第
１磁気スリーブ２および第２磁気スリーブ３に貫通して
いる状態においては、磁気ネジロッド１のＡ着磁帯によ
るＮ極およびＳ極のなす螺旋のリードは、第１磁気スリ
ーブ２の螺旋のなすリードによるＳ極およびＮ極に対し
て、互いの磁極が対面して磁力による吸引力の釣合った
ところで安定している。また同様に、磁気ネジロッド１
のＢ着磁帯によるＮ極およびＳ極のなす螺旋のリード
は、第２磁気スリーブ３の螺旋のなすリードによるＳ極
およびＮ極との、互いの磁極が対面して磁力の釣合った
ところで安定している。

【００４０】ここで磁気ネジロッド１を回転運動させる
と、第１磁気スリーブ２および第２磁気スリーブ３から
磁気ネジロッド１を観察した場合、その観測点に対して
磁気ネジロッド１に着磁されたＡ着磁帯とＢ着磁帯のＮ
極およびＳ極が回転軸方向に直線移動し、それに伴い対
面する第１磁気スリーブ２および第２磁気スリーブ３の
Ｓ極およびＮ極が、移動して行く磁気ネジロッド１のＳ
極およびＮ極にそれぞれ吸引し合い、その互いの磁力に
よる釣り合いを保とうとして同時に移動する。ここで、
第１スライダーユニット４および第２スライダーユニッ
ト５は共に、図２に示すように自由側端部が、この磁気
ネジロッド１を軸として回転しないように案内レール１
０にて回転方向を規制するように保持されている。この
ため両スライダーユニットの第１磁気スリーブ２と第２
磁気スリーブ３に磁力を媒体として伝達される回転方向
の力は直線運動に変換され、結果として第１スライダー
ユニット４および第２スライダーユニット５は直線運動
を行うのである。

【００４１】このとき、磁気ネジロッド１のＡ着磁帯お
よび第１磁気スリーブ２の着磁帯の螺旋を二条ネジ様と
する一方、Ｂ着磁帯および第２磁気スリーブ３の着磁帯
の螺旋を一条ネジ様としてあるので、第１磁気スリーブ
２の直線移動量を”１”としたときに、第２磁気スリー
ブ３は”１／２”の直線移動量となるように設定するこ
とができる。よって、磁気ネジロッド１を回転すること
により、第１スライダーユニット４の第１磁気スリーブ
２が磁気ネジロッド１のＡ着磁帯に追従し、かつ、第２
スライダーユニット５の第２磁気スリーブ３が磁気ネジ
ロッド１のＢ着磁帯に追従しつつ、第２スライダーユニ
ット５が第１スライダーユニット４の１／２の速度で駆
動されることになる。

【００４２】磁気ネジロッド１を回転させる回転動作手
段Ｄは、図２に示されている。この回転動作手段Ｄは、
ステッピングモータ９と、当該ステッピングモータ９の
駆動軸に同軸に取り付けられた駆動プーリ８と、磁気ネ
ジロッド１の一端部に同軸に固定された従動プーリ７
と、駆動プーリ８と従動プーリ７との間に掛け渡される
ベルト６と、を有する。ステッピングモータ９の駆動軸
が回転することにより、その回転運動が駆動プーリ８か
らベルト６を介して従動プーリ７へと伝わり、この従動
プーリ７に同軸に固定された磁気ネジロッド１が回転動
作をする。そして、磁気ネジロッド１の回転方向への動
作が、第１、第２磁気スリーブ２、３においてそれぞれ
直線運動に変換され、第１、第２スライダーユニット
４、５が直線往復運動をすることとなる。

【００４３】なお、第１、第２スライダーユニット４、
５の直線往復運動の往路と復路の方向転換の制御は、ス
テッピングモータ９の回転方向を切り換えることによっ
て行われる。

【００４４】本実施形態において用いられる磁気ネジロ
ッド１による各スライダーユニット４、５の駆動は、前
述のように磁力の反発作用と吸引作用を利用するもので
あり、動力伝達部分が磁力により非接触に保たれてい
る。すなわち磁気ネジロッド１の円柱表面と各磁気スリ
ーブ２、３の円筒内面は、ある一定の隙間を保って互い
に浮いている状態である。このため、外力が加わらない
静止状態や安定した定速状態においては磁気ネジロッド
１の回転運動が各スライダーユニット４、５の直線往復
運動に正確に変換されるが、直線運動の立上がりから定
速状態に移る区間に生じる加速度の過渡的変化状態にお
いては、正確な動力伝達が行われない状態が生じる。

【００４５】これは、磁力の反発力と吸引力の大きさに
比べて、各スライダーユニット４、５の加速度の変化時
に発生する慣性モーメント力の方が勝ってしまうためで
ある。このため、磁気ネジロッド１に対する各磁気スリ
ーブ２、３を所定の位置に保つことができない瞬間が生
じ、結果的に各スライダーユニット４、５が磁気ネジロ
ッド１の軸方向へ沿った微振動となって現れるダンピン
グ現象をおこす。

【００４６】このダンピング現象は図７に示す破線で示
されるように収斂性の速度変化であって、その速度変化
の現象の始点はスライダー速度が定速度運動に移行する
瞬間であり、この現象は概ねスライダーユニットがプラ
テンガラス２０５上の原稿画像の先端部分にかかるあた
りにまで続く。この収斂性を示す速度変化により画像の
読み込みに歪みなどの不具合が発生し、画像先端部のず
れの発生要因となる。そこで図７に示すように、画像先
端手前では第１および第２スライダーユニット４、５が
ダンピングしないようにするために、磁気ネジロッド１
の着磁力をスキャン立ち上げの画像先端手前の部分と、
それ以外の領域とで変えてやることによって対策とする
ことが可能である。具体的には、磁気ネジロッド１の特
定区間の着磁を強力に施してやることで、この特定区間
での磁力による位置決めの保持力を強化する。保持力の
強化により第１および第２スライダーユニット４、５側
からの慣性モーメントによる入力に抗して打ち勝ち、自
身の位置の収斂性の振動であるダンピング現象を押さえ
込むことができる。この特定区間は前述のスライダー速
度が定速度運動に移行する瞬間から、スライダーユニッ
トが画像先端に達するところまでである。

【００４７】このような構成とすることで、走査光学系
装置に適用される直線送り機構の起動時における駆動モ
ータがダンピング現象を抑制するのに要する、制御の負
荷を軽減することができ、画像先端部分のずれなどによ
る不具合の発生を防止できる。

【００４８】以上のように説明してきた本実施の形態１
では、磁気ネジロッドと磁気スリーブを具備することに
よって、磁気ネジロッド１の回転運動を直線往復運動に
変換することができ、これは運動変換機構のエネルギー
伝達に永久磁石の吸引力と反発力を用いることで達成さ
れる。これにより運動変換効率がほぼ１００％となり、
駆動モータの回転通りに第１および第２スライダーユニ
ット４，５を安定させた状態で直線往復運動させること
ができる。さらには、ワイヤーロープ駆動方式のように
遊びなどが存在せず、スライダーユニットの速度過大に
よるオーバーシュートや、逆にスライダーユニットの加
速不良によるアンダーシュートの発生を効果的に防止す
ることができる。

【００４９】また、回転運動を直線往復運動に変換する
機構が機械的に非接触のため、駆動源にて発生した機械
的な振動がこの部分で遮断され、第１および第２スライ
ダーユニット４，５に伝わることがない。もって、安定
した状態の直線往復運動が維持でき、画像性能の向上が
実現できる。

【００５０】また、磁気ネジロッド１、第１磁気スリー
ブ２、第２磁気スリーブ３の各着磁のリードを大きくと
ることにより、磁気ネジロッド１の回転量に対して大き
な直線変位を得ることができ、駆動源の性能アップや運
動変換機構の大型化に頼ることなく高速変換ができ、高
効率の走査光学系装置が実現できる。

【００５１】なお、図２に示した実施の形態ではステッ
ピングモータ９を走査光学系の駆動源に適用した場合に
ついて説明したが、他の方式のモータを駆動源に適用す
ることもできる。また、回転動作手段Ｄは、ベルト６を
介して駆動プーリ８から従動プーリ７に動力を伝達する
機構に代えて、ギヤーを介してモータの回転動を磁気ネ
ジロッド１に伝達する機構としてもよい。

【００５２】《実施の形態２》図８は、実施の形態２に
係る本発明の直線送り機構が適用された走査光学系装置
の全体構成を概略的に示す斜視図である。この実施の形
態２は、第１、第２スライダーユニット４、５を両側駆
動するようにした点で、１本の磁気ネジロッド１により
第１、第２スライダーユニット４、５を片側駆動した実
施の形態１と相違している。

【００５３】さらに詳述すれば実施形態２の走査光学系
装置は、図８において、図２に示した部材と２本の磁気
ネジロッド１、１´を有し、第１、第２スライダーユニ
ット４、５の移動方向に対して直交する方向に沿う第１
と第２のスライダー４１、５３の両方の側端部に、第１
磁気スリーブ２、２´、第２磁気スリーブ３、３´およ
び磁気ネジロッド１、１´が配置されている。新たに追
加した第１、第２磁気スリーブ２´３´に磁気ネジロッ
ド１´が挿通され、上述したような磁気ネジ手段が構成
されている。

【００５４】また、回転動作手段Ｄは、磁気ネジロッド
１´の一端部に同軸に固定された従動プーリ７´と、駆
動プーリ８と従動プーリ７´との間に掛け渡されるベル
ト１７と、をさらに有している。

【００５５】そして、ステッピングモータ９からの動力
がベルト６を介して磁気ネジロッド１に伝達されると共
にベルト１７を介して磁気ネジロッド１´に伝達され、
第１、第２スライダーユニット４、５は両側駆動されつ
つ直線往復運動される。第１、第２スライダーユニット
４、５を両側駆動することにより、当該スライダーユニ
ット４、５に生じる、可動部分のクリアランスに起因し
た「がたつき」による、いわゆる首振り現象を効果的に
防止することができる。

【００５６】《実施の形態３》図９は、実施の形態３に
係る本発明の直線送り機構が走査光学系装置の全体構成
を概略的に示す斜視図である。この実施の形態２は、第
１、第２スライダーユニット４、５を両側駆動する具体
的な構成の点で、実施の形態２と相違している。

【００５７】さらに詳述すれば、図９に示すように、実
施の形態３の走査光学系装置は磁気ネジロッド１の１本
のみで第１および第２スライダーユニット４、５の駆動
側端部側から駆動し、自由側端部側には着磁されていな
い通常のガイド軸１８を用いて往復直線運動の軌道案内
のみがなされている。このガイド軸１８は円柱棒状体と
し、この円柱棒状体が挿通されて、自在に滑動可能なス
リーブ１９とスリーブ２０が、それぞれ第１および第２
スライダーユニット４、５の自由側端部側に備えられて
いる。

【００５８】前述の、ガイド軸１８が挿通された自由側
端部側に対する、直線往復運動をもたらすための駆動力
は、たとえば図示されていない従来技術によるワイヤー
ロープ駆動方式などを別途に設けることで得ることがで
きる。

【００５９】つまり、第１および第２スライダーユニッ
ト４、５の両側から駆動力を与えて直線往復運動を行う
構成であって、その駆動力の一方は本発明による磁気ネ
ジロッドを用いた駆動手段により行い、もう片方は他の
技術による駆動手段を備えるものである。

【００６０】なお、以上説明した実施の形態は、本発明
の理解を容易にするために記載されたものであって、本
発明を限定するために記載されたものではない。したが
って、上記実施の形態に開示された各要素は、本発明の
技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣
旨である。

【００６１】たとえば、本実施の形態においてはＡ着磁
帯を二条ネジ様として説明したが、一条ネジ様としてＡ
着磁帯を形成しても良く、その場合の螺旋のリードはＢ
着磁帯の２倍にすることで同様の効果を得ることができ
る。さらに設計の意図するところにより、他の螺旋リー
ドを設定することで意図された様々な移動速度を設定で
きる。

【００６２】また、画像形成装置の走査光学系装置へ本
発明の直線送り機構を適用することには限定されず、そ
の他の直線送り機構が必要とされる様々な装置に対して
も本発明が適用されることにより、その特徴的な効果を
発揮することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、機械的なロスが極めて少なくかつ騒音の
発生も少ない直線送り機構を提供できる。また着磁ピッ
チを設計の意図により設定することで、所望した移動体
の移動速度が得られる。

【００６４】また、請求項２および請求項３に記載の発
明によれば、本発明の直線送り機構を適用することによ
り、相異なる螺旋のリードをもつ着磁帯を２つ同時に備
えた構成の磁気ネジロッドを、直線往復運動の駆動手段
として走査光学系に用いることで、画質性能の高い高効
率の直線送り機構を備えた走査光学系装置が実現でき
る。すなわち、走査光学系装置の機械的動作のロスが少
なく、また騒音の発生も押さえられる。

【００６５】また、請求項４および請求項５に記載の発
明によれば、第１、第２スライダーを両側駆動すること
により、当該スライダーのいわゆる首振り現象を効果的
に防止することができる。

【００６６】また、請求項６に記載の発明によれば、画
像先端部分でのスライダーユニットのダンピング現象を
押さえ込み、画像乱れの生じない走査光学系装置が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る直線送り機構による走査光学系
装置を組み込んだ画像形成装置としての複写機全体を概
略的に示す構成図である。

【図２】 図１に示される直線送り機構による走査光学
系装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。

【図３】 同直線送り機構による走査光学系装置の要部
である磁気ネジロッドおよび磁気スリーブを示す斜視図
である。

【図４】 図４（Ａ）（Ｂ）は、磁気ネジロッドの着磁
状態の説明に供する模式図であり、図（Ａ）は磁気ネジ
ロッドの外観図、図（Ｂ）は磁気ネジロッド表面の展開
図である。

【図５】 図５（Ａ）（Ｂ）は、第１磁気スリーブの着
磁状態の説明に供する模式図であり、図（Ａ）は回転軸
方向に沿う断面図図、図（Ｂ）は磁気スリーブ内面の展
開図である。

【図６】 図６（Ａ）（Ｂ）は、第２磁気スリーブの着
磁状態の説明に供する模式図であり、図（Ａ）は回転軸
方向に沿う断面図図、図（Ｂ）は磁気スリーブ内面の展
開図である。

【図７】 ダンピングを防止する磁気ネジロッドの着磁
強度の分布の一例を説明するための図である。

【図８】 実施の形態２に係る、直線送り機構による走
査光学系装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。

【図９】 実施の形態３に係る、直線送り機構による走
査光学系装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１、１´…磁気ネジロッド ２、２´…第１磁気スリーブ ３、３´…第２磁気スリーブ ４…第１スライダーユニット ５…第２スライダーユニット ６…ベルト ７、７´…従動プーリ ８…駆動プーリ ９…ステッピングモータ １０…案内レール １４…走査光学系装置（直線送り機構） １８…ガイド軸 １９…第１軸受け ２０…第２軸受け ４１…第１スライダー ５３…第２スライダー ２０５…プラテンガラス（原稿台） ３１１…Ａ着磁帯（第１着磁帯） ３１２…Ｂ着磁帯（第１着磁帯） Ｄ…回転動作手段 Ｌ１…第１のリード Ｌ２…第２のリード

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１移動体と、第２移動体と、 前記第１移動体に取り付けられると共にＮ極およびＳ極
   が同軸で交互に第１のピッチで螺旋状に着磁された中空
   の第１磁気スリーブと、 前記第２移動体に取り付けられると共にＮ極およびＳ極
   が同軸で交互に前記第１のピッチとは異なる第２のピッ
   チで螺旋状に着磁された中空の第２磁気スリーブと、 前記第１磁気スリーブおよび前記第２磁気スリーブのそ
   れぞれに挿通されると共に、Ｎ極Ｓ極が同軸で交互に前
   記第１のピッチで螺旋状に着磁された第１着磁帯と、Ｎ
   極Ｓ極が同軸で交互に前記第２のピッチで螺旋状に着磁
   された第２着磁帯とが形成された磁気ネジロッドと、 前記磁気ネジロッドを回転させる回転動作手段とを有す
   ることを特徴とする直線送り機構。
2. 【請求項２】 原稿台に載置された原稿を走査するため
   に同じ方向に移動自在な第１と第２のスライダーを備え
   た走査光学系装置において、 前記第１スライダーに取り付けられると共にＮ極および
   Ｓ極が同軸で交互に第１のピッチで螺旋状に着磁された
   中空の第１磁気スリーブと、 前記第２スライダーに取り付けられると共にＮ極および
   Ｓ極が同軸で交互に前記第１のピッチの１／２の第２の
   ピッチで螺旋状に着磁された中空の第２磁気スリーブ
   と、 前記第１磁気スリーブおよび前記第２磁気スリーブのそ
   れぞれに挿通されると共にＮ極およびＳ極が同軸で交互
   に前記第１のピッチで螺旋状に着磁された第１着磁帯
   と、Ｎ極およびＳ極が同軸で交互に前記第２のピッチで
   螺旋状に着磁された第２着磁帯とが形成された磁気ネジ
   ロッドと、 前記磁気ネジロッドを回転させる回転動作手段と、を有
   してなり、 前記回転動作手段により前記磁気ネジロッドを回転する
   ことにより、前記第１スライダーの前記第１磁気スリー
   ブが前記磁気ネジロッドの前記第１着磁帯に追従し、か
   つ、前記第２スライダーの前記第２磁気スリーブが前記
   磁気ネジロッドの前記第２着磁帯に追従しつつ、 前記第２スライダーが前記第１スライダーの１／２の速
   度で駆動されるようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の直線送り機構。
3. 【請求項３】 前記第１磁気スリーブ、前記第２磁気ス
   リーブおよび前記磁気ネジロッドは、前記第１と第２の
   スライダーの移動方向に対して直交する方向に沿う前記
   第１と第２のスライダーの一方の側端部に配置され、前
   記第１と第２のスライダーが片側駆動されることを特徴
   とする請求項２に記載の直線送り機構。
4. 【請求項４】 前記第１と第２のスライダーの他方の側
   端部にさらに、ガイド軸に動作の軌道が案内される駆動
   手段を配置し、前記第１と第２のスライダーが両側駆動
   されることを特徴とする請求項３に記載の直線送り機
   構。
5. 【請求項５】 前記第１磁気スリーブ、前記第２磁気ス
   リーブおよび前記磁気ネジロッドは、前記第１と第２の
   スライダーの移動方向に対して直交する方向に沿う前記
   第１と第２のスライダーの両方の側端部に配置され、前
   記第１と第２のスライダーが両側駆動されることを特徴
   とする請求項２に記載の直線送り機構。
6. 【請求項６】 前記磁気ネジロッドの長手方向に沿う全
   区間のうち前記第１と第２のスライダーの移動が立上が
   る区間において、前記第１と第２のスライダーが定速と
   なり画像先端に達するまでの区間の着磁を、他の区間に
   比べて強くしたことを特徴とする請求項１〜５の何れか
   一つの請求項に記載の直線送り機構。