JPS5949581B2 - カムの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複写機の給紙機構等に使用できるカムムの制御
装置に関するもので、特に、カムの駆動開始及び停止位
置を正確にできるカムの制御装置に関するものである。

一般に、機械装置に於て、或る部材を通常ある第１位置
から、所定の時期に第２位置に変位させ、所定の時間そ
の第２位置に保持した後に、第１位置に復帰させるとい
う動作サイクルを繰り返したい場合に軸上で回転するカ
ムとそれに追随するカムフォロワとを用いることが多い
。

この方式は、カムの斜面を用いて変位を得るので、第１
位置と第２位置との間の移動が衝撃なくスムーズに行え
、また、変位に大きな力を要する場合にも、比較的小さ
な駆動源で済むという利点を有する。先ず、このような
カムとカムフォロワを従来の方式で給送部に用いた複写
機の一例を以下に説明する。

この複写機は４つのカセットを同時に装てん可能とし、
そのうらから任意に選択した１つのカセット内の複写機
を給送することにより、複写作業の便利を図ると共に、
コンパクトな構成としたものである。

第１図はこの複写機の外観斜視図、第２図はその断面図
である。

第２図において複写機の作動を説明する。

原稿３は機箱上面にある原槁載置面を構成する原稿台ガ
ラス２上に置かれ照明ランプ６、これと一体となつて移
動する移動反射ミラー４、この移動”反射ミラー４の１
／２の移動速度をもつて同一方向へ移動する移動反射ミ
ラー５、がレンズＴ）固定反射ミラー８、９、から成る
光学系によつてスリット露光され、その像はドラム１上
へ結像される。

ドラム１の表面は感光層の上を透明絶縁層で、覆つた感
光面となつており、正の高圧電流を供給されているプラ
ス帯電器１１により正に帯電させられる。続いて露光部
１２に達すると、感光体は原槁像で露光されると同時に
ＡＣ高圧電流を供給されているＡＣ放電器１３によりＡ
Ｃ除電を受ける。次いで、全面露光ランプ１４による全
面露光を受けてドラム表面（感光体）上に静電潜像が形
成され、現像器１５にはいる。

現像はスリーブ方式による粉体現像により行なわれ、静
電潜像は顕像化される。

次に転写用帯電器１８によつてドラム１上の像は給送部
１０１又は１０２から送り出されてきた複写材１７上に
転写される。

転写を終えた複写材は分離部１９でドラム１から分離さ
れ、定着部２０に導かれ、定着されたのち除電器２３に
より余分な電荷を除電されて、排出ローラ−２２によつ
て、トレイ３０に排出される。

一方ドラム表面（感光面）は圧接されたブレード２１に
よりドラム上の残存トナーをクリーニングされ再び次の
サイクルを繰り返すことができる。次に本発明のポイン
トとなる給送装置について、さらに第３図〜第１０図を
も使用しながら説明する。

第２図に示すように本複写機は独立した２つの給送部１
０１，１０２があり、それぞれに対してカセツトが２つ
づつ装填されている。

本図では上の給送部に対してはＢ５とＡ４、下の給送部
に対してはＢ４とＡ３のカセツトが装填されている。以
下これらをＢ５カセツト、Ａ４カセツト・・・等と呼ぶ
。各カセツトは、カセツト受台１０３に固設されたカセ
ツト受１０４，１０５，１０６，１０７にほぼ水平に装
填される。

カセツト受台１０３はステ−１０８，１０９等によつて
強固に構成されていて、２対の回動町能なリンク１１０
，１１１によつて機体に対して変位町能に取付けられて
いる。リンク１１１は機体のフレーム１１２，１１３に
固設された片持らの支軸１１４を支点とする従動のリン
クである。リンク１１０は変位軸１１５に強固に結合さ
れている。この軸１１５は両フレームを貫通し軸受１１
６で軸支されている。軸１１５の上方には切換（変位）
用のモータ−Ｍが配され、このモーターの動きは減速器
Ｇを介して回転アーム１１７を回転させ、さらに接続リ
ンク１１８を介して揺動アーム１１９を揺動させ、前述
の軸、１１５を動かす。回転アーム１１７の頭部にはカ
ム１１７、があり、このアームの動きを検出し、制御す
るスイツチＭＳ１，ＭＳ２を動作させる。第３，４，５
図に示す状態では回転アーム１１７がスイツチＭＳ１を
押してとまつており、接続リンク１１８は上に引き上げ
られていて、カセツトの位置は第５図に示すように下つ
た位置にある。第６図では切換えられた状態を示す。こ
れは回転アーム１１７が半回転してＭＳ２を押している
状態で接続リンク１１８は押し下げられ、リンク１１０
は時計方向（第６図）に回動し、カセツト受台１０３は
全部のカセツトをかかれたまま、左上の方向（第６図）
に引き上げられている。このようにして、上の給送部１
０１に対してはＢ５カセツトのあつた位置にＡ４カセツ
トが、下の給送部１０２に対してはＢ４カセツトのあつ
た位置にＡ３カセツトが位置するように変位されている
。次に、複写材の給送動作について説明する。

給送動作を行つている第６図のＡ４カセツトと、第４，
７，８，９，１０，１１図で説明する。カセツト箱１２
０の中には複写材を載せる積載板の役目をする中板１２
１があり、この中板とカセツト箱の底との間には板バネ
１２２が設けてあり中板の背面を押し上げるようになつ
ている。中板の上には複写材１７が載せられ、この複写
材の先端角には分離爪１２３１，１２３２が位置するよ
うになつている。分離爪１２３１，１２３２は、それぞ
れ側面規制板１２４１，１２４２に支軸１２５１，１２
５２（１２５１は図示されず）で枢着されていて、爪の
部分は自由に上下できるようになつているが、側面規制
板の上端にあるストツパ−１２６１，１２６２によつて
上方への動きは制限されている。給送動作が行なわれて
いない状態では、板バネ１２２による力は中板１２１，
複写材１７，分離爪１２３１，１２３２を介して、最終
的にはストツパ一１２６によつて制限され、このことに
よつてこの状態での複写材の位置、（高さ）が定まつて
いる。カセツトの上面は給送手段（けり出しローラー等
）の作用する部分を除いて、外気に露出しないように蓋
１２７でおおわれている。上の給送部には、常時チエー
ン１３０によつて，駆動を受けているスプロケツトホイ
ル１３１と、カム１３２と、その両者の胴部にまたがつ
て巻きつけられているクラツチばね１３３及びその一端
がひつかけられている制御リング１２９とで構成された
ばねクラツチが設けられている。制御リング１２９が解
放されることによつてこのばねクラツチは接続し、スプ
ロケツトホイル１３１の駆動をカム１３２に伝える。

カム１３２の外周にはカムフオロア１３４が、ばね１３
５で押しつけられていてカム１３２の回転によつて揺動
する。この動きはパイプ１３６を介して、けり出しアー
ム１３７を揺動させ、けり出しローラー１３８を上下さ
せる。けり出しローラーへの駆動はパイプ１３６の中を
貫通している軸１３９、スプロケツトホイル１４０、チ
エーン１４１、スプロケツトホイル１４２、けり出しロ
ーラ軸１４３の順で伝えられていて、けり出しローラー
は常時回転している。けり出し信号が入ると、ソレノイ
ドＳＬ（Ｕ）が制御爪１２８の先端爪邸１２８１を制御
リング１２９の外周の細かい爪から離し、ばねクラツチ
が接続することによりカム１３２が回転し、けり出しロ
ーラ−１３８が下ると、第６図に示すように、このロー
ラーによつてカセツト中の複写材は板ばね１２２に抗し
て若干量（１〜５關程度に設けられる）押し下げられる
。

この時、分離爪１２３１，１２３２はその自重によつて
複写材の上面の低下に追従して下がり、その自重によつ
て、即ら、複写材の多少にかかわりなく一定の力で複写
材先端の角を押えることになる。また板ばね１２２のば
ね定数は複写材の厚さと、重さとを勘案して、定められ
ていて、押し下げられた状態で、けり出しローラ−１３
８と、複写材１７との接触圧力が複写材の多少にかかわ
らずあまり変化しないようになつている。

これらのことによつて、複写材を一枚づつ、分離し、送
り出すことを確実にしている。カセツトから複写材が送
り出されて次の送りロ−ラ−１４５にくわえられ、カム
も一回転弱した時点でＳＬ（Ｕ）への信号は切れて、制
御爪１２８は再度制御リング１２９を制止しようとする
。

しかし、制御爪のガイド部１２８２（第９図）がカム１
２３のポス部１３２１に当たり、爪部１２８１は制御リ
ング１２９に到達できず、クラツチは接続されたまま回
転を続ける。そして、一回を終了してカムフオロワ１３
４がカム１３２の谷部の底に到達した時点で、制御爪の
ガイド部１２８２がカム１３２のボス部１３２１に設け
られた溝１３２２に落ら込むように溝１３２２の位置が
設定されており、そこで制御爪の爪部１２８，が制御リ
ング１２９を制止し、クラツチは断となり、カムは丁度
一回転した元の位置で停止し、次の給送信号に対して、
同様のサイクルが行なえるようになる。送り出された複
写材は次の案内や、送りローラ−で送られ、タイミング
ローラ−１４４（第２（ハ）でドラム上の画像と正確な
タイミングをとつて送り出される。タイミングローラー
にはその動作を制御するクラツチＣｌ（第４図）が同軸
に設けられている。上述の例の如くの用い方が、従来の
カムの用い方であつた。

即ら、カムを一定角速度でｌ回転させ、その間に全ての
動作一変位、保持、変位（復帰）−を行つている。

このカムの回転角γ、時間ｔと、カムフオロワの変位χ
の関係を第１２図に示す。この従来のカムの用い方では
、常に一定角速度でカムが回転するので、角度γと時間
ｔは比例関係にある一般にカム機構を設計する際には、
保持時間ｔ２が先ず決定され、その前後に変位時間ｔ１
，ｔ３が付加される。

そしてこの三者を一回転で満足するべく、カムー回転に
要する時間Ｔ１即らカムの回転速度が決定される。この
ときとなるように、Ｔを設定できれば最適であるが、実
際には、他の部分との兼ね合いから、必ずしも、この通
りにできるとは限らず、となつて、無駄な回転をさせた
り、 とせざるを得ないこともある。

後者の場合には、絶対必要な保持時間ｔ２を確保するた
めには、変位時間ｔ１，ｔ３を縮めねばならず、変位が
衝撃的に行われるようになりカムを用いる利点が失われ
るまた、保持時間ｔ２が長い場合は、カムの一回転に要
する時間Ｔを長くする必要から、モータ等の駆動源から
カムへの駆動経路中に大幅な減速機構を設けねばならず
、機械構成が複雑になつたり、大きなスペースを必要と
したりする。

また、変位時間ｔ１，ｔ３の絶対値が同じで、変位のな
めらかさは変わらなくても、保持時間ｔ２が長くなつて
、一回転Ｔに占める割合、即ら、角度、γ１，γ３が小
さくなるとカムに於ける変位のための斜面の角度が急に
なり、カムフオロワがカムの斜面を押しつける面圧が大
きくなる。

この為に、カム及びカムフオロワの摩耗が促進され、微
妙な動きを要求される場合等に、特に対久的に問題が生
じる。また、カムやカムフオロワの構造も丈夫なものと
しなければならない。クラツチにかかるトルクも大きく
なるので、大容量のクラツチを使用しなければならない
。更に、カムを一定角速度で１回転させて動作させる、
即ら、Ｔが一定ということを前提としているので、保持
時間ｔ２は、カム形状による保持角度γ２で決定されて
おり、不変である。

従つて、動作は同じだが、保持時間ｔ２を町変にして使
いたいという場合には、一般には、カムを用いることは
不町能であつた。また、カムの回転角速度を減速装置等
で可変にして、同じカムで保持時間ｔ２を確保しようと
すると、変位時間ｔ１，ｔ３も一諸に変化してしまい、
やはり不都合を生じる。また、ばねクラツチは使用され
るに従つてクラツチばねの摩耗が生じ、巻き締め状態が
さらに巻き締められた状態で駆動源とカムの連結がなさ
れるが、このような状態で１駆動伝達されるとカムが駆
動伝達しない状態のカムの停止位置がクラツチばねの摩
耗等によりずれた位置になる−欠点がある。本発明は以
上のような諸問題を解決した新規なカムの制御装置を提
供することを目的とするものである。さらに具体的な本
発明の目的はカムの駆動開始及び停止位置を正確にでき
るカムの制御装置を提供することである。

上記目的を達成できる本発明の主要な構成は１駆動源と
、該駆動源により駆動され、カムフオロワ一を変位、保
持、復帰変位させるカムと、該駆動源と該カムとを連結
するクラツチばねと、該駆動源と該カムとの連結を制御
する制御リングと、該カムの一部に設けられ、該カムの
停止位置を決めるカム停止位置規制部と、該カム停止位
置規制部と該制御リングとに係合し、該駆動源と該カム
との連結を断つとともにカムを定位置に停止する停止爪
とを有するカムの制御装置である。

以下に、前述の複写機の給送部に本発明を応用した２つ
の実施例について説明する。

第１の実施例は、第１３図〜第１７図に示すもので、従
来、カムの１回転で行つていた動作を、カムの回転角速
度を変えることなく、半回転で完了させようとするもの
である。

スプロケツトホイル１３１（図示せず）とカム１７５と
の間にばねクラツチが介在し、その制御リング１２９（
図示せず）でそれを操作する構成は、前述の例と同様で
ある。

通常は第１３図の如くカムフオロワ１３４がカム１７５
の谷部にある状態で、制御爪１７６の先端部１７６１（
第９図１２８１と同様）が制御リング１２９の外周の細
かい爪を押して停止している、けり出し信号が入ると、
ソレノイドＳＬ（Ｕ）が制御板１ｒｒを引き、その上の
ピン１７８が制御爪１７６を動かして、制御リング１２
９を解放することにより、クラツチが接続し、カム１７
５は回転を始める。また、これと同時に、制御爪１７６
とばね１７９を介して結合された停止爪１８０は図示反
時計方向に回動するが、その先端ガイド部１８０２（第
９図１２８２と同様）がカム１７５のポス部１７５１に
当たつて、その上をすべつて、カム１７５は回転をつづ
け、カムフオロワ１３４を変位させる。変位が終了し、
保持領域に入ると（第１５図）、停止爪のガイド部１８
０２がカム１７５のボス部１７５１に設けられた溝１７
５２に落ら込み、それにより停止爪の爪部１８０１が制
御リング１２９を押えることでクラツチがはずれ、カム
１７５は停止する。このままの状態で保持され、所定の
時間が経過した後にソレノイドＳＬ（０の通電が切れ復
帰すると、制御板１７７上のピン１７８により、停止爪
１８０は図示時計方向に回動し、制御リング１２９を解
放し、クラツチは再び回転を始め、変位（復帰）領域に
入る。これと同時に、制御爪１７６はばね１７９の作用
により、時計方向に回動し、先端ガイド部１７６２が回
転するカムのボス部１７５１に当たるが、カム１７５は
回動を続ける（第１６図）、そして、カム１７５が最初
から１／２回転し、カムフオロワ１３４がカム１７５の
最初と反対側の谷部の底に到達した時点で、停止爪１８
０の時と同様に制御爪１７６のガイド部１７６２がカム
のポス部１７５１上の溝１７５２と反対側の溝１ｒ５３
に落ら込み、クラツチを切り、カムを停止させる。これ
で１サイクルを終了し、残りの１／２回転は次のサイク
ルとして全く同様の動作が行えるようになつている。こ
の実施例に於けるカムの回転角β、時間ｔと、カムフオ
ロワの変位χの関係を第１７図に示す。

この方式によれば、１／２回転内に角度β１，β３が収
容でぎればよく、必要な保持時間ｔ２はカムの形状とは
関係なく、信号によつて定まる。従つて、カム形状や、
回転角速度を広い範囲で任意に設定でき、機械構成上、
非常に有利である。また、カムの変位領域の傾斜角度を
ゆるくすることもでき、前述のような不要な力を減らす
ことができ、構造上、また耐久上も秀れたものとするこ
とができる。また、カムの全周のほとんどを、変位のた
めに使用するので、カム面を有効に使用することができ
る。更に、保持時間ｔ２中は、停止しているので、１サ
イクル中のカムフオロワの走行距離が少く、摩耗を減ら
すことができる。そのうえ、この実施例では、２サイク
ルに１回の割合でしか、同じカム部を使用しないので、
カム形状の耐久注も増加する。なお、本実施例はｌ／２
回転で１サイクルとしているが、１／３回転、１／４回
転・・・等でも同様の効果を生じる。第２の実施例は、
第１の実施例と同様のものであるが、カムの１回転で１
サイクルとし、回転角速度を増し、変位角度を大きくし
た例である。

この実施例の動作は、第１の実施例と同様であるので、
詳細な説明を省くが、第１８図に於て１８１はカム（１
７５）、１８１１はそのポス部（１７５１）、１８１２
はその上の溝（１７５２）、１８２は制御爪（１７６）
、１８３は制御板（１７７）、１８４はピン（１７８）
、１８５はばね（１７９）、１８６は停止爪（１８０）
をそれぞれ示す（カツコ内番号は第１の実施例の相当部
材番号）。この実施例のカムの回転角γ、時間ｔと、カ
ムフオロワの変位χの関係を第１９図に示す。

この実施例は第１の実施例と同様の利点を有するが、ま
た、この方式に於ては、ｌ回転で変位を完了すればよい
ので、カムの回転角速度を上げることが町能である。そ
れにより、クラツチにかかるトルクが小さくなり、小さ
なクラツチ等を用いることができ、コンパクト化も町能
になる。また、モータ等の駆動源からの減速比を大きく
しなくて済むので、構成も簡単なものとなる。更に、カ
ムの斜面がゆるやかになるので、無理な力もかからない
。以上の２つの実施例に於ては、ソレノイドＳＬ（Ｕ）
がカムの回転開始から、保持時間終了まで引き続けるタ
イプの信号で操作しているが、本発明は、これに限られ
るものではない。

パルス信号で操作する第３の実施例を第２０図に示す。
これは第２の実施例の変形であり、制御爪が停止爪の役
目をも持つものである。スタート信号によりソレノイド
ＳＬ（［Ｊ）が一瞬引くと、制御板１８３上のピン１８
４により制御爪１８２が制御リング１２９（図示せず）
を解放し、クラツチが接続し、カム１８７は回転を始め
る。ソレノイドＳＬ（Ｕ）は直らに復帰し、制御爪も図
示反時計方向に回動するが、先端のガイド部１８２２が
カム１８７のボス部１８７１に当たり、クラツチを制御
し得ない。カム１８７が保持領域に到達すると、ポス部
１８７１に設けられた溝１８７３に制御爪ガイド部１８
２２が落ら込み、ばねクラツチを断にしてカムを停止さ
せる。所定の保持時間後に再びソレノイドＳＬ（Ｕ）が
パルス状に引けば、カム１８７は回転を再開し、元の位
置に戻つて制御爪のガイド部１８２２が溝１８７２に落
ら込むまで回り続け、停止する。本発明のカム装置の大
きな特徴は、カムの形状に関係なく保持時間を信号の出
し方により任意に設定できることである。

そこで、この利点を生かして、複写機の転写ローラの操
作に応用した実施例を第２１図、第２２図で説明する。
この複写機は、ドラム１８８上のトナー像に複写材を重
ね、複写材の裏面から転写ローラ１８９により圧力をか
けて、転写を行なつている。

転写ローラ１８９は、複写材が転写部にある時はドラム
１８８に向けて押し付けられなければならないが、その
他の時は、ドラムから離れていることが望ましい。なぜ
ならば、複写材が無い時にドラム１８８に押し付けられ
ていると、ドラム表面上のトナーが転写ローラ１８９表
面に転写され、次の複写材が来た時に複写材の裏面を汚
してしまうからである。このために本実施例は前述の第
２の実施例のカム機構を利用している。

複写材と同期をとつてドラムに圧接するために、複写材
の転写前のガイド１９０内に検知腕１９１を設け、これ
でスイツチＭＳを作動させている。いま、複写材Ｐがガ
イド１９０内を上昇して来て、その先端で検知腕を押す
と、スイツチＭＳがＯＮとなり、ソレノイドＳＬが作動
し、カム機構が作動して転写ローラ１８９はドラム１８
８に向けて押し付けられる。

このとき、複写材Ｐの先端が転写部に到達するのとほｊ
ぼ一致して転写ローラ１８９の圧接が完了して保持状態
となるように、カム形状、回転角速度、検知腕位置が設
定されている。カムは保持状態で一旦停止する。また、
検知腕１９１の位置に於ては、そこに複写材がある間は
検知腕は押され続けており、スイツチＭＳはＯＮ１ソレ
ノイドＳＬは引き続けている。複写材Ｐの後端が検知腕
位置を過ぎると、検知腕１９１は復帰し、スイツチＭＳ
はＯＦＦとなり、ソレノイドは復帰し、カムは再び回転
を始め、転写ローラ１８９はドラム１８８から離れる。
このとき、カムが再スタートした後も、複写材Ｐの後端
が転写位置を抜けるまでは保持位置にあるように、カム
形状が決められている。以上の動作は、複写材の長さが
いくらでも、全てそれに同期して行われる更に、本実施
例は、複写材をドラムから分離するのに分離べルト１９
２が用いられており、転写ローラ１８９が分離ローラを
兼ねている。

従つて、第２１図で明らかなように、転写ローラ１８９
がドラム１８８から離れて不作動なときには、分離べル
ト１９２もドラム１８８から離れて、べルトの寿命向上
、保守サービスの便利に貢献している。従来は、転写ロ
ーラは、複写材の種々の長さに合わせて動かさなければ
ならないので、このような場所には保持時間が一定の従
来形式のカム機構は使用できなかつた。本発明のカム装
置は、保持時間を任意にとることができるので、このよ
うな場所にも応用できる。また、この実施例のように、
検知時点と動作開始時点がずれているような場合にも、
特にタイマー装置を必要とせずに、同様の効果を得るこ
とができる。このような本発明の特長を生かして応用で
きる部分は、複写機に於ても、他に、定着ローラ部（複
写材がある時のみ定着ローラ対を圧接する等）、クリー
ナ部（ドラムが回転し、クリ−ニングの必要がある間の
みクリ−ニング部材をドラムに圧接する等）等、種々あ
げることができる。

以上説明したように、本発明の構成によれば、即ら、駆
動源による１駆動を制御リングを制御してカムに伝達す
る際に、停止爪でその制御リングを停止して制御すると
共にカムに設けたカム停止位置規制部をその停止爪で停
止するようにしたから、クラツチばねが摩耗等により変
化しても停止爪がカム停止位置規制部に係合してカムを
停止させるカムの停止位置がずれることなくカムの回転
開始からのカムフオロワーを変化させる変位履歴に変動
が生じなく正確な変位タイミングを与えることができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写機の外観斜視図、第２図はその断面図、第
３図〜第１０図は複写機の給送装置を示す説明図、第１
１図はカセツト、第１２図、第１７図、第１９図はカム
とカムフオロワとの関係を示す図、第１３図〜第１６図
、第１８図、第２０図〜第２２図は本発明の実施例を示
す断面図である。 １２９は制御リング、１３４はカムフオロワ、１７５，
１８１はカム、１７５１，１８１１はポス部、１７５２
，１７５３，１８１２は溝、１７６，１８２は制御爪、
１７６２は先端ガイド部、１７７，１８３は制御板、１
７８，１８４はピン、１７９，１８５はバネ、１８０，
１８６は停止爪、１８０２は先端ガイド部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動源と、 該駆動源により駆動され、カムフォロワーを変位、保持
   、復帰変位させるカムと、該駆動源と該カムとを連結す
   るクラッチばねと、該駆動源と該カムとの連結を制御す
   る制御リングと、該カムの一部に設けられ、該カムの停
   止位置を決めるカム停止位置規制部と、該カム停止位置
   規制部と該制御リングとに係合し、該駆動源と該カムと
   の連結を断つとともにカムを定位置に停止する停止爪と
   を有するカムの制御装置。