JPS63280238A - 原稿走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複写機などの移動光学系（原稿走査部材）を高
速にて往復駆動する場合などに用いられる原稿走査装置
に関する。

（従来の技術） 従来、この種の原稿走査装置としては、移動光学系を往
復駆動するＤＣモータを１つ備え、このＤＣモータを往
復時にのみ位相ロックループ制御により定速制御すると
共に、該ＤＣモータに印加する電圧の極性を反転させる
ことにより光学系等の往復駆動を行なうものがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、斯かる従来技術の場合には、位相ロー２クルー
プ制御による定速制御時に次のような問題点を有してい
る。すなわち、移動光学系の駆動部に、案内レールが有
する摩擦抵抗のばらつきや、モータギアヘッドのギア精
度のばらつき、あるいは制御回路でのノイズの発生によ
り定速制御を乱そうとする要因等の所謂外乱が発生した
場合は。

位相ロックループ制御を行なっているにも拘らず光学系
の不規則な移動による画像ブレが発生する。つまり１位
相ロックループ制御は外乱の影響がモータに現われ、制
御偏差が生じてはじめて制御量（電圧または電流）を変
更し、外乱を打ち消す制御を行なっている。しかし、高
速複写機では、制御の効果が生じる以前にモータの回転
速度が変化する。ところで、光学系の駆動機構は高速走
査を行なうため慣性が小さく設定されており、モータの
回転速度が変化すると直接光学系の移動速度が変化して
、画像ブレが発生するという問題点がある。

そこで、本発明は、前記従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、原稿走
査部材の往動もしくは復動を円滑かつ高速に成し得るの
はもちろんのこと、装置が大型化せず、コストダウンが
可能であると共に、原稿走査部材の駆動速度を変化させ
る系にも対応可能な原稿走査装置を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、原稿走査部材
の駆動を制御する装置において、一方向回転力を出力す
る駆動手段と、前記原稿走査部材を往復駆動させるべく
駆動手段による原稿走査部材の駆動方向を切換える切換
手段を備え、該切換手段がパウダークラッチ又はヒステ
リシスクラッチを備えるように構成されている。

なお、本発明では、慣性の大小を、一定の外乱の作用に
よって引き起こされる原稿走査部材の状態変化の大小に
応じて、それぞれ慣性が小さい、大きいという意味で使
用している。

（作　用） 本発明においては、一方向回転力を出力する駆動手段と
、原稿走査部材の駆動方向を切換える切換手段とを設け
、さらに切換手段がパウダークラッチ又はヒステリシス
クラッチを備えることによって、原稿走査部材の往、復
動を円滑かつ高速になし得るようにした。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第７図は本発明に係る原稿走査装置を適用した電子写真
複写機を示す概略図である。原稿蔵置台１０１上の原稿
１０２は、照明ランプ１０３により照明され、走査用の
第１、第２、第３ミラー１０４．１０５，１０６及び投
影用の第４、第５、第６ミラー１０７，１０８，１０９
を介して感光体ドラム１１０上に投影される。感光体ド
ラム１１０の周囲には、公知の画像形成手段である一次
帯電器１１１、現像器１１２．転写・分離帯電器１１３
，１１４、クリーニング器１１５が配首されている。最
終像担持体である転写紙Ｐは、給紙力セラ）１１６．１
１７から給紙ローラ１１８．１１９のいずれかを回転さ
せることにより選択的に送り出される。さらに、転写紙
Ｐは。

レジストローラ対１２０によって感光体ドラム１１０上
に形成されたトナー像と同期して搬送され、像転写後搬
送ベル）１２１．定着器１２２、排出ローラ１２３によ
って排出トレイ１２４上に複写画像を形成した形で収納
される６図中、１２６は原稿圧板を、１２７は光学系の
昇温防止用のファンを示している。

この電子写真複写機は、ズームレンズ１２５の位置及び
焦点距離を変化させることにより、光路長を変えること
なく無段階変倍が可能となっている。

第２図は前記走査用の移動光学系（原稿走査部材）の駆
動機構を示す斜視図である。図において、６１は後述す
る駆動手段によって回転駆動される駆動プーリであり、
該駆動プーリ６１にはワイヤ６２が巻き付けられている
。このワイヤ６２は複写機本体に回転自在に支持された
プーリ６°３，６４に巻回され、さらに第２、第３ミラ
ー１０５．１０６の支持体６５に回転自在に支持された
２連プーリ６６に折り返すように巻回されて、その両端
は本体に固定されている。一方、第１ミラー１０４及び
照明ランプ１０３の支持体６７は、取付金具６８により
ワイヤ６２に固定されている。上記支持体６５．６７は
、その一端がそれぞれガイドロッド６９，７０によって
摺動自在に案内されていると共に、他端はガイドレール
７１上を走行する二ロア２．７３によって支持されてい
る。上記の構成により第１ミラー１０４を移動速度Ｖで
移動させるのに対し、第２、第３ミラー１０５，１０６
を移動速度Ｖ／２で移動させるものである。なお、ワイ
ヤ６２の一端６２ａは機体に固定され、他端６２ｂはバ
ネ７４を介してプレート７５に固定されている。

第１図は前記駆動手段及び切換手段を示している０図に
おいて、駆動プーリ６１はクラッチ軸１０の先端に固着
されており、該クラッチ軸ｌＯは、それぞれパウダーク
ラッチからなる正転用クラッチ１１及び逆転用クラッチ
１２と、減速機１３を介して駆動手段としての一方向回
転する定速モータＭに連結されている。この定速モータ
Ｍには、フライホイールＦが連結されており、該定速モ
ータＭの慣性は大きくなっている。

上記正転用クラッチ１１及び逆転用クラッチ１２は、入
力側で往動ギア１４及び復動ギア１５を有するドライブ
メンバー１６．１７と、出力側ドリブンメンバー１８．
１９と、コイル２０゜２１とから構成されており、該ド
ライブメンバー１６．１７とドリブンメンバー１８．１
９とのギャップ２２．２３には、パウダー（磁性粉体）
が介在されている。しかして、上記コイル２０゜２１が
励磁されると、パウダーがギャップ２２゜２３内に結束
され、固体状となって所定のトルクをクラッチ軸ｌＯに
伝達する。第４図は上記正逆転用クラッチ１１．１２の
励磁電流と伝達トルクの関係を示す、また、第５図は正
逆転用クラッチ１１．１２のスリップ回転数と伝達トル
クの関係を示している。第４図及び第５図から明らかな
ように、正逆転用クラッチ１１．１２は、励磁電流を制
御すれば所望の伝達トルクが得られ、かつスリップ回転
をしても回転数に拘らず一定の伝達トルクが得られるこ
とがわかる。正逆転クラッチ１１．１２としてヒステリ
シスクラッチを用いる場合にも、同様の特性が得られる
。

上記正転クラッチｌｌのドライブメンバー１６に設けら
れた往動ギア１４は、伝達軸２４の一端に固着されたア
イドルギア２５と歯合しており。

該伝達軸２４の他端に固着されたアイドルギア２６は、
定速モータＭの駆動軸に固着されたギア２７と歯合して
いる。また、逆転用クラッチ１２のドライブメンバー１
７に設けられた復動ギア１５は、逆転ギア２８と歯合し
ており、該逆転ギア２８は、伝達軸２４の中間に固着さ
れたアイドルギア２９と歯合している。

しかして、正転用クラッチ１１が接続状態にある場合、
定速モータＭの回転駆動力は、ギア２７、アイドルギア
２６、伝達軸２４、アイドルギア２５、正転クラッチ１
１及びクラッチ軸１０を介して、駆動プーリ６１に往動
方向の回転力として伝達され移動光学系を往動させて原
稿を走査する。一方、逆転用クラッチ１２が接続状態に
ある場合、定速モータＭの回転駆動力は、ギア２７、ア
イドルギア２６、伝達軸２４、アイドルギア２９、逆転
ギア２８．逆転クラ−２チ１２及びクラッチ軸１０を介
して、駆動プーリ６１に復動方向の回転力として伝達さ
れる。

なお、図中、Ｅｌはクラッチ軸１０に取付けられたエン
コーダを示している。

第３図は本発明に係る原稿走査装置の第一実施例を示す
構成図で、この図示例では便宜上移動体として前記ミラ
ーを支持した一方の支持体に相当する移動光学系１が１
つのみ示されており、ワイヤ２も無端状となっているが
１、実質的に第２図に示す移動光学系の駆動機構に対応
している。

図において、Ｍは常に一方向に定速回転を行なう前記定
速モータ、Ｆは定速モータＭのシャフトに取付けられた
前記フライホイール、Ｅｌ、Ｅ２は回転数に対応した２
相のクロック信号を送り出すエンコーダ、１１は前記正
転用クラ−２チ、１２は前記逆転用クラッチ、２は移動
光学系ｌを往動（図中Ｆ方向）または復動（図中Ｂ方向
）させるために駆動プーリ６１に係合させたワイヤであ
る。

また、４０は往動時における移動光学系１が基準位置（
例えば、露光スキャン中において原稿の先が感光ドラム
に投影されはじめる位置、すなわち画先）を通過したこ
とを検出する基準位置センサ、４１はエンコーダＥ１か
ら送出されるクロック信号を導入してクラッチ出力軸ｌ
Ｏの回転方向及び回転数を判別する回転検知回路、４２
は基準位置センサ４０および上述の回転検知回路４１の
出力信号を導入して移動光学系ｌの瞬時位置を検出する
位置判別回路である。

４４は枚数指定キー４５、サイズ指定キー４６、倍率指
定キー４７、コピースタート指令キー４８を備えた操作
部、４９はサイズ指定キー４６及び倍率指定キー４７か
らの信号によって移動光学系ｌのストロークを決定する
ストローク決定回路、５０は位置判別回路４２から構成
される装置情報と操作部４４から送出される各種信号、
及びストローク決定回路４９からの信号に対応した正逆
転クラッチ１１．１２のＯＮ、ＯＦＦのタイミングを記
憶した正逆転、加減速テーブルである。正逆転用り５−
）チ１１，１２＋７）ＯＮ、ＯＦＦのタイミングは、正
逆転、加減速テーブル５ｏから出力される信号によって
アンプＡｔ、Ａ２及びドライｔ＜　Ｄｌ　　、　Ｄ３を
介して制御される。

５１は倍率指定キー４７からの信号に対応した定速モー
タＭの駆動速度を記憶した定常速度テーブル、５２は定
常速度テーブル５１から送出される所定の倍率に対応し
た基準パルスとエンコーダＥ１から送出されるモータ回
転パルス信号との位相差を検出し、加算器Ｋに位相誤差
信号Ｐを入力させる位相検出器、Ｂは前記パルスエンコ
ーダＥ２から得られるモータ回転パルス信号ＳＭをそれ
ぞれ周波数−電圧変換（Ｆ／Ｖ変換）して、パルス信号
ＳＮの周波数に応じた直流電圧Ｖを加算器Ｋに入力させ
る周波数検出器である。なお、位相検出器と周波数検知
器とを含んだ回転誤差検出器は、ＩＣとして一体化され
ているものを用いてもよい、Ｌはローパスフィルタ、Ｆ
Ａはパワーアンプ、Ｄはドライバである。しかして、位
相検出器５２によって基準パルス信号Ｓｘとモータ回転
パルス信号ＳＮとの位相誤差を検出し、該位相誤差信号
Ｐを加算器Ｋによって電圧に変換されたモータ回転パル
ス信号ＳＭに加え、この電圧によりローパスフィルタＬ
、パワーアンプＦＡ及びドライバＤを介して、定速モー
タＭを駆動することにより、このモータＭをそれぞれ基
準パルス信号Ｓｘによって指定された所定の回転速度で
定速駆動する。

以との構成において、本実施例に係る原稿走査装置は、
次のようにして移動光学系（原稿走査部材）の駆動制御
を行なう。

いま、ユーザが操作部４４より枚数指定キー４５、サイ
ズ指定キー４６、倍率指定キー４７から所望の数値を入
力し、次にコピースタート指令キー４８を押すと、マイ
クロコンピュータからなる制御部５３内で操作部４４に
入力された情報の処理が行なわれる。

制御部５３では、エンコーダＥ１から送出される信号を
導入してクラッチ出力軸１０の回転方向及び回転数を判
別する回転検知回路４１と基準位置センサ４０とにより
、移動光学系１の瞬時の位置を検出し、位置を判別する
。

移動光学系ｌの位置による正逆転用クラッチ１１．１２
のＯＮ　、ＯＦＦタイミングは、正逆転、加減速テーブ
ル５０にテーブル化されている。このため、正転時の正
転用クラッチ１１のＯＮ　、ＯＦＦのタイミングは、′
正逆転・加減速テーブル５０から出力される信号によっ
て、アンプＡ１　ドライバＤ２を介して制御される。ま
た、逆転用クラッチ１２のＯＮ、ＯＦＦのタイミングも
同様に、アンプＡ２．　　ドライバＤ２を介して制御さ
れる。

一方、定速モータＭの速度制御は、次のようにして行な
われる。すなわち１倍率指定キー４７を押すと、定速度
テーブル５１は、指定された倍率に対応したパルス信号
を出力する。このパルス信号は位相検出器５２に送出さ
れ、該位相検出器５２によってエンコーダＥ２から検出
されるモータ回転パルス信号ＳＭとの位相誤差が検出さ
れる。この位相誤差の信号である位相差信号Ｐと、エン
コーダＥ２から検出されるモータ回転パルス信号ＳＮを
周波数−電圧変換（Ｆ−Ｖ変換）したものが加算器Ｋに
よって加算される。この加算器にの出力電圧は、ローパ
スフィルタＬ、アンプＦＡ、ドライバＤを介して定速モ
ータＭに供給され、該定速モータＭは、指定された倍率
に対応した所定の速度で回転する。

このように、変倍時は、倍率指定キー４７からの信号に
基づいて、定速度テーブル５１から出力されるパルス信
号を変化させることにより、定速モータＭの回転速度を
変化させ、移動光学系ｌの移動速度を指定された倍率に
対応した速度に容易に制御することができる。しかも、
上記定速モータＭにはフライホイールＦが取付けられて
おり、慣性が大きくなっている。そのため、案内レール
が有する摩擦抵抗のばらつきや、モータギアヘッドのギ
ア精度のばらつき、あるいは制御回路でのノイズの発生
により定速制御を乱そうとする要因等の所謂外乱が発生
しても、この外乱の影響を受けず移動光学系ｌの駆動を
高速でも安定して行なうことができる。さらに、定速モ
ータＭによる駆動方向の切換えは、正逆転用のパウダー
又はヒステリシスクラッチ１１．１２によって行なうの
で、駆動手段は１つのみでよく、橋、成を簡単にするこ
とができ速度も円滑である。

第６図は、上述した正逆転・加減速テーブル５０にテー
ブル化されたトルクプログラムと、加速度プログラム、
角速度プログラムおよび移動光学系１の位置との相互関
係を示すグラフであり、横軸は時間［秒］を表わしてい
る。ただし、角速度プログラムにつ°いては、クラッチ
出力軸ｌＯの角速度に対応した移動光学系１の移動速度
を示しである。また、ｔｌないしｔｌＯはそれぞれの時
刻を表わす。

第６図の上方に示したトルクプログラムに見られる如く
１時刻Ｏから１１に至るまでは、モータＭの回転数とク
ラッチ出力軸１０の回転数との差ｔこ拘わりなく一定の
伝達トルクが正転クラッチｔｉを介して供給されるので
（第５図参照）、移動光学系ｌは等加速度運動を行う、
その後、移動光学系ｌに所定の等速運動を行わせるため
に伝達トルクを徐々に減少させ、ｔ２以降は一定トルク
ΔＴ１を保持させる。すなわち、正転クラッチ１に供給
する励磁電流を小さくすることにより伝達トルクを減少
させる（第４図参照）、Ｅ２以降は移動光学系を等速運
動させるためにのみ必要なトルクΔＴ１のみを生じさせ
る。このトルクΔＴ１により、移動光学系ｌが載せられ
ているレール等に起因して生じる摩擦力に打ち勝って等
速運動がなされる。従って、このトルクΔＴ１は複写機
ごとに、あるいは経時変化と共に異なった値をとる。

次に、移動光学系１を反転駆動するために、Ｔ３を経過
した時点で伝達トルクを零まで降下させ、更に引き続い
て負の伝達トルクを加えて（逆転クラッチに励磁電流を
供給することにより）ブレーキをかける。ｔ３ないしｔ
５におけるトルクプログラム曲線および速度プログラム
曲線は、このことを表わしている。なお、ｔ４ないしｔ
６における加速度は負の一定値をとるにも拘わらず、ｔ
５において伝達トルクを負方向に対してステップ状に増
さなければならない、その理由は、移動光学系ｌが停止
して反転駆動される際に、摩擦力の方向も反転するから
である。換言すれば、移動光学系ｌの減速中における摩
擦力と、反転駆動時における摩擦力とは、その方向が逆
となるからである。

ｔ５ないしｔ６にかけては、一定の伝達トルクを与えて
加速を急に行うが、その後のｔ６以降は伝達トルクを徐
々に減少させていき、ｔ７以降は負の一定伝達トルクー
ΔＴ２を保持させる。この伝達トルク−ΔＴ２は、既述
のΔＴ１と同様、移動光学系ｌを摩擦力に打ち勝って定
速運動させるために必要なトルクである。その後、移動
光学系ｌをホームポジションに停止させるために、伝達
トルクを正方向に増していく（ｔ８〜ｔ９）、そして、
ｔ９経過後は加速度を徐々に減少させて滑らかな停止を
行うために、伝達トルクを負の方向に増していく、かく
して、ｔｌｏにおいて移動光学系ｌがホームポジション
上に停止することになる。なお、第６図の下方に描いた
曲線は移動光学系ｌの変位曲線を表わし、時刻０ないし
ｔ５が往動、ｔ５ないしｔｌｏが復動を示している。

なお、前記実施例では、第１の駆動手段６の慣性を大き
くするために、定速モータＭ１にフライホイールＦを取
付けた場合について説明したが、これに限定されるわけ
ではなく、定速モータを高速で回転させることにより角
運動量を大きくすることによって慣性を大きくシ、該定
速モータの回転を減速機を介して移動光学系に伝達する
ようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用よりなるもので、原稿走査
部材の往動もしくは復動を円滑かつ高速に行なうことが
できるのはもちろんのこと、装置が大型化せず、コスト
ダウンが可能であると共に、原稿走査部材の駆動速度を
変化させる系にも対応可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原稿走査装置の一実施例を示す要
部一部破断の正面図、第２図は同装置を適用した移動光
学系の駆動機構を示す斜視図、第３図は制御系を示すブ
ロック図、第４図及び第５図はクラッチの特性を示す図
、第６図は第３図の制御状態を示すグラフ、第７図は本
発明を適用し得る画像形成装置を示す概略図である。 符号の説明 １・・・移動光学系（原稿走査部材） １１．１２・・・クラッチ　Ｍ・・・定速モータＦ・・
・フライホイール 代理人　弁理士　　奥　　１）　規　　之　、′−トハ
、−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿走査部材の駆動を制御する装置において、一
   方向回転力を出力する駆動手段 と、前記原稿走査部材を往復駆動させるべく駆動手段に
   よる原稿走査部材の駆動方向を切換える切換手段を備え
   、該切換手段がパウダークラッチ又はヒステリシスクラ
   ッチを備えたことを特徴とする原稿走査装置。
2. （２）前記駆動手段がフライホィールを備えていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原稿走査装置
   。