JPS5876733A - 静不釣合量測定装置 - 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】 本発明は、例えば′市子写真抜写機に用いろ揺動ミラー
の如き部材の静子釣合量全測定するための静子釣合置棚
だ装置に関する。

本出願人は、先に高速露光が可能な揺動ミラー駆動装置
を提案した。このミラー全設置した複写機においては、
機内に設けられた光源からの放射光’ｒミラーで反射さ
せて原稿ｉＭ＋　”ｘ照射し、弧状モータにエリミラー
會揺ルυすれは、ミラーからの反射光で原稿面の露光定
食ができる機構になっている。ミラーの揺動に際しては
、ミラーの揺動状態全角度検出器で監視し、予め吠めら
れている揺動パターンの目標イ直と、１ｉｉｌ記角度検
出器から得られるミラー揺動角とを時々刻々比較し、そ
の偏差−。

全制御部に加えて、弧状モ〜りのコイルにａＴ電流値全
制御するようになっている。

このミラーを高精度に揺動制御するためｅこは、その制
御特性を最適なものにしなければならない。

ところで、この装置の回動する部分を、その回動中心金
０とする回動体として見做した」烏合、回動体の重心ｑ
は（ロ）動中心Ｏと６一般ＶＣ一致しない。

同動中心Ｏから重心０寸での距離ｉ　Ｒ１−動体の重量
全Ｗとすると、この装置ｉｔを回転自在に支承したとき
の静子釣合量は（Ｗ−Ｒ１（ｇ　−ｃｍ　）で定義され
、回転自在に支承した状態で回動体が静止すると第１図
（ａ）に示すように回頭１体の重心（１汀回動中心０の
垂直線上に米る。

この回動体に既知の回転トルクＴ（ｇΦＣｎｌ　）　’
５加え、それが釣合ったときの半側方４ｈｊ式は次の（
１）式のようＶＣなる。

’ｌ’　＝Ｗ・Ｒ＠　ｓｉｎθ　　　　　　−・−−−
−・・−（１）この角度θは第１図（１））　Ｖｃ　＞
Ｊｅ　７Ｉ−工つに、回動体の最初の静止位置からトル
クを力えてツノ合った位１ｆｔ葦での変位角會示す０従
って回動体と釣合うように与えた回転トルクＴ　ｉ、Ｊ
：既知であるから、次の（２）式により、前記変位角θ
を測定することによって静子釣合佃を求めることができ
る。

Ｗ・１ｔ−−−□−・・・・・・・・・（２）ｓｉｎθ ところで回動体に既知の回転トルク全付与するためのト
ルク発生装置として、磁気回路部と、それを回転するた
めのモータと、イのモータの回転数を検出する検出部と
、前記磁気回路部の界磁磁束内に配置された良電導体の
回転円板とを０１１１えたものが用いられている。この
トルク発生装置は定トルク量を得るのに好適であるか、
そのトルク量は各装置毎で異なることがあり、静子釣合
情測定装置全量算する場合に不都合を生じ、しかも６１
１］定精度上に問題がある。

本発明の目的は、Ｍｔｆ述のような欠点を解消し、品質
の一足した静子釣合量１Ｉ４１Ｉ定装置を提供１〜るに
ある。

この目的全達成するため、本発明は、静子釣合量を測定
しようとする被測定物金回動自在に支承する支承部材と
、その支承部利に支承された静止状態にある前記被測定
物に回転トルフケ付加するトルク付加手段と、被測定物
のトルク付加前の静止位置からトルクを付加してそのト
ルク量と釣合った状態で静止した位置までの回動変位角
を検出する変位角検出手段と、前記付加トルク奮と回動
変位角とに↓り静不釣合量を演算する演算部と、その演
算のための付加トルク旨全補正する補正手段とを備えた
ことを特徴とする０ 次に本発明の静子釣合量の具体的な測定方法について説
明する。第２図ないし第４図は、静子釣合量の測定装＃
を示す図である。基台１１に←ｊ：所ボの間隔をおいて
第１支承台２と第２支承台３とが配置され、その間に被
測定物である回動体４が支承される。第１支承台２と第
２支承台３には、それぞれベアリング５を介して第１支
承軸６と第２支承軸７とが回転自任にかつ同軸線十Ｖこ
支持され、互に対向した側に尖端部８が形成されている
。

図示していないが、基台１上ｖＣけガイド用の溝が刻設
され、前記第２支承台３をこの溝に沿って移動すること
にエリ、第１支承台２との間隔が１ｉｌｌ、Ｉ整できる
工すになっている。

第１支承軸６の反尖端部１ｌｉｌｌににｌ、周方向に沿
って等間隔に多数のスリット（図示せず）を設けたスリ
ット円板９が同軸上に連結され、それの外周近傍にはス
リット円板９をまたぐ工うＫして発光素子１０と受光素
子１１とを備えたフォトセンサ１２が設置Ｈされている
。このスリット内板９とフォトセンサ１２とで、変位角
検出手段が構成されている。

第２支承軸７の反尖端部１１１１Ｉは、ベアリング５に
よって回転自在に支持されたギャップ１３円に摺動自在
に挿入され、その噛都とキャップ１３の底部との間には
スプリング１４が介在されている。

また第２支承軸Ｉの長手方向の中間にはストツノく−１
５が設けられており、従って第２支承＠７はストッパー
１５がキャップ１３の開口端と当接するまで後退″ｒる
ことかできる。

回動体４の両側に突設された回動軸１６Ａ、１６Ｂの端
面には、前記第１支承軸６お↓び第２支承軸１の尖端ｈ
ＩＳ８が嵌合する窪み１７がそれぞれ形成されている。

回動体４？第１支承＠６と第２支承軸７との間で支承す
るには、最初、第２支承軸Ｉをスプリング１４０弾性に
抗して後退し、第１支承軸６との間に回動体４を配直し
、一方の回動軸１６Ａに形成された窪み１７全第１支承
軸６の尖端部８に嵌合１゛イ。次にスプリング１４の缶
九力で第２支承軸７會押し出し、その尖端部８上回動軸
１６Ｂに形成された窪み１７に嵌合することにエリ、回
動体４はがたつきのない状態で第１支承軸６と第２支承
軸Ｉとの間に支承される。

前記スリット円板９の後１則にＶ、」、ｌ・ルク付加手
段１８が設置されている。このトルク付加手段１８には
第３図に示すように、駆動用のサーボモータ１９があり
、その回転軸２０にはモータ速度制御用エンコーダ２１
と第１プーリ２２とがＪ（ｙり付けられている。第１１
−リ２２と７１応して第２プーリ２３が配置され、その
間ＶＣはベルト２４が張架されている。連結軸２５を介
して第２プーリ２３と連動する支持円板２６には、第４
図に示すようにその周方向に沿って等間隔に籾数、例え
ｄ：８個のヨーク２７がそれぞれ固定されている。この
ヨーク２γは第３図に示すように断面形状がコ字状をし
ており、ヨーク２７の一方の端部内面ｒ（は永久磁石２
８が固着きれ、永久磁石２８とヨーク２７の他端との間
に設けられた空隙２９には界磁磁束が形成される。ヨー
ク２１と永久磁石２８−Ｔ’ａ気回路都が構成される。

周方向に配置されたヨーク２γの円１ｌｌ１１には良導
重体からなる回転板３０が前記連結軸２５と同一１線上
ＶＣ配（ｅされ、その周辺は前記界（ミ磁束と鎖交する
ように空隙２９内に延びている。この回転板３０は前記
磁気回路部に接触しておらず、磁気回路部とは独立して
１！、！１転できるようになっている。

前記磁気回路部が回転板３０の周方向に沿って等間隔に
複数配列されていると、回転板３０の回転が円滑で、安
定した出力トルクが得られる。１ｕ転板３０の中央には
トルク伝達軸３１が取り付けられ、トルク伝達軸３１の
先端汀第２図に示すようにスリット円板９に連結されて
いる４、従って回動体４．第１支承軸６．第２支承軸Ｉ
、スリット円板９２回転板３０は一緒に回転ｆる工うに
なっている〇 前記トルク付加手段１８において、モータ１９が一定の
角速度ω０で所定方向に回転すると、その駆動力は第１
プーリ２２．ベル）　２４　、第２ブー！Ｊ２３ｅ介し
て支持円板２６＆？：伝達され、第１プーリ２２と第２
１−リ２３の径が等しいときには各磁気回路部の角速度
ωはω−ω０で回転′する。

前記ブーＩＪ２２，２３、ベルト２４を動力伝達機４’
ｔｔｊに用いると、それらによって高周波の微小振動が
吸収される。′ｆた第２プーリ２３の径を大きくして慣
性モーメントラ大きくすれｄ゛、さらに安定した回転が
得られる。このときモータ１９と４１８気回路部の回転
速度比は第１プーリ２２と第２プーリ２３の径に反比例
する。そしてこの回１１し；にｆＯ回転板３０には渦１
ｉ；流が発生し、ぞのね゛１果回転板３０は磁気回路部
と同じ方向に回転さぜようとターるトルク全骨ける。こ
の出力トルクを１１゛とし、伊隙２９の磁束密度をＢｇ
とすると、ＦＭｌ罰）よう乃、関係式％式％ なお、式中αは回転板３０の材ＩＷ、形状および回転中
心と磁気回路部との位置関係、　ｄｌｌｌ定温度などに
よって決する定数であ４）。従ってこの１店ｊ係式力）
ら、αお工びＢｇをある一定の値に設定すれば、磁気回
路部の角速度ω０．換言すれはモータ１９の角速度ωを
変えることにより、それに比例した出力トルクＦを得る
ことができ、微小トルクからかなり大きなイ直のトルク
せて自由に出力できろ。

第５図は静不釣合量′６＋１１定装置の動作制御を説明
′７″るだめのブロック図、第６図はその岨１ｗ装置の
動作順序を説明するためのフローチャートである。

嬉５図において３２は基準パルス発生器、３３はフェー
ズロックドループ（ＰＬＬ）、３４σ増幅器、３５はサ
ーボアンプ、３７は増幅および波形整形用のコンパレー
タ、３８は１／Ｎ分周器で、これらとサーボモータ１９
お工び速度制御用エンコーダ２１とでＰＬＬ方式に、［
：るモータの遠征制御部が構成されている。前Ｈ己基準
パルス発生器３２がらは、常に一定の周波数ｆｏを有ｆ
る基準パルスが発生Ｔ６ｏ一方、サーボモータ１９０口
転速度を常に監視している速度制御用エンコーダ２１が
らは回転速度に応じて周波数Ｎｆｏのパルス信号が出力
され、外部からカウント数を可変できる１／Ｎ分周器３
８を通り、前記基準パルスと共にＰＬＬ３３に入力され
て比較される。そして両信号の比較結果に基づく差分信
号に応じてサーボモータ１９に電流が供給され、Ｉ／Ｎ
分周器３８がＮ＝１のとき基準パル２４ｈ号と速度制御
用エンコーダ２１からのフィードバック信号との周波数
が等しくなるように、サーボモータ１９の速度制御がな
される。増幅器３４は、速度指定によって速ｊ１が変更
になっても速度制御系のループゲインが変化しないよう
にゲインが可変の増ＩＩ＆′ｌ器である。

３　９　　ｎ　　μｍＣＰＵ　　、　　Ｉｌｏ　　ポー
　ト　、　　Ｈ，ＯＭ　　、　　Ｉ：ｔＡＭ７ど會備え
た演算処理部、４０はサーボモータ１９の重速を判定す
る雉速判＞１回路、４１ｔ１°演鞠処理部３９からの速
度指定コード信月４２を増幅器３４と分周器３８に送信
する速度指定エンコーダ、４３は前述したトルク付加手
段１８の回転イル３ｏと連動してそれの回転角度を検出
する変（４７角便出部、４４はコンパレータ、４５ｔｊ
−変位角検出部４３がらのパルス信号全読み取って演舞
処理部３９に入力するアップダウンカウンタで、このカ
ウンタ４５円には変位角検出部４３によって発生−ｒる
π／２位相ずれた２つのパルス信号を使もて回転方向の
正逆全判定してカウンタに加算するが城模するかの判定
１回路も宮まれている。４６はモノマルチバイブレータ
、４７げドライバー、４８す、アーキング用プランジャ
ー、４９はサーミスタなどの温度検出器、５０は増幅器
、５１は演舞処理部３９がらのコンバート開始信号５２
によって変換動作が開始されて温度検出器４９からの検
出信号を演算処理部３９　Ｋ入力するアナログ−ディジ
タル信号変力トルクＦはサーボモータ１９の角速度ω０
に比例すること金述べたが、これは温度が一定であると
いう条件の下である。従って温度が変化丁れば回転板３
０の導電率が変わり、式中のαが変化して、出力トルク
ル゛が変動する。従って精確な静不釣合量を求めるため
には、静子釣合量測定装置によって測定された頭金温度
補正係数によって補正する必要がある。なお、温度検出
器４９ｆ”Ｌ、第２図に示すようにトルク刊加十段１８
の近傍ＶＣＣ前置れる。

次に静不釣合量測定装置の動作順序について第６図とと
もに説明する。

第２図に示すように被測定物である回動体４を静不釣合
量測定装置の第１支承１１１１１６と第２支承軸Ｉとの
間に支承して、齢不釣合址の測定がスタートする。最初
、測定装置の入力部（図示せず）にある測定開始ボタン
が押され、演算処理部３９てはそのボタンが押されたか
どうかの判定がなされる。測定開始ボタンのＯＮにより
、例えは速度制御部、変位角検出部などが作動可能な状
態になる。

第１支承軸６と第２支承軸７との間Ｖ（支承された回！
１ｌＩＪ体４ね、フリーな状態、すなわち自由回転でき
る状態にあるから、回動体４の重心（ｉが回ｉｌｌυ中
心の下にくるように回動してそこで静止する○回動体４
の振動が静止したか否かは、変位角検出部４３からのパ
ルス信号を計数するアップダウンカウンタ４５からの出
力が変化しないことによって判断できる。回動体４が静
止すると演算処理部３９からのマーキング信号５３に工
Ｑマーキング用プランジャー４８がＯＮされ、マーキン
グ位置（図示せず）のペン先が、回動体４の端面Ｖｃ取
り付けられた重心位置調整装置（図示せず）の外周部で
回動体４の回動中心と水平の位置にマーキングされる。

従ってこのマーキング位置から９０度ずれた線上に重心
ｑがあることＫｆｉす、回動中心全通る垂線に対してマ
ーキング位置が何度ずれているかを予め把握しておけば
、そのマーキング位置からずれ角度を減算した方向がＩ
Ｐ！Ｉ動体４の不釣合方向になる。このようなことから
、回動中心を通る垂線とマーキング位置とのずれ角度が
把握できておれは、マーキング位置はどの位置であって
もよい。

次に演算処理部３９からのりセラ）　１Ｍ号５４により
、アップダウンカウンタ４５のカウントがリセットされ
、新らたにカウントスタートの状態になる。そしてトル
ク付加手段１８におけるサーボモータ１９が回転し始め
、速度制御部の機能ＶＣよりモータ１９の回転数が指定
速度になるように速度制御される。指定速度は例えばＮ
＝１がらＮ−２０までの２０段階に予め分けられておＱ
１最初に最小回転数のＮ＝１の速度指定がなされる。こ
の速度指示コード信号４２は、前述のように演算処理部
３９から速度指定エンコーダ４１を介して増幅器３４と
分周器３８に入力される。モータ１９が指定速度に達し
て一定になったかどうかは、モータ速度制＠１用エンコ
ーダ２１からの検出信号に基づいて定速判定回路４０で
判定はれ、定速になると次のステップに移る。

トルク付加手段１８から出力される定トルクはトルク伝
達軸３１お工び第１支承１１１１６　’ｅ介して回動体
４に伝達され、それによって回動体４はトルク付加手段
１８の回転板３０と同じ方向例えは時計回り方向に回動
される。この回頭１で回動体４には静不釣合蓋による回
転モーメントか生じ、この回転モーメントと付加トルク
とが釣合う位置廿で変位して静止する。この静止位１ｔ
ｊでの変位角が予め設定されている測定範囲内に入って
いるか否かは、変位角検出部４３によって検出される。

この測定範囲は３０〜９０度、好ましくけ５０〜８０１
Ａｔに規定されており、測定範囲の上限Ｅ）Ｏｍ、、’
ｉβ２、下限３０度をβ１としている。変位□角がβ２
を越えると回動体４は打力■トルクによって回転するた
め測定不可能であり、一方、変位角がＩｌ工り小さいつ
て最初、変位角がβ２を越えたかどうかの判定がなされ
、越えていなければ回動体４が静止したことを確認して
、次は変位角がβ１以上であるかどうかの判定がなされ
る。

Ｎ＝１の速度指定で、回動体４の変位角が測定範囲、す
なわちＩｌからβ２の範囲内に入っておれば、サーボモ
ータ１９の回転を停止したのち、演算処理部３９で第１
の変位角をもとにして回動体４の静子釣合量が演算され
、その値が演算処理部３９のＦｔＡＭに一時記憶される
。

そして温度検出器４９からの検出信号に基づいて演算処
理部３９で温度補正係数が算出され、この温度補正係数
により静子釣合量の温度補正がなされる。この温度補正
後の静子釣合量（１）にさらに付加トルク補正係数全損
け、その補正された静不釣合量叩に基づいて重心位置調
整装置の調整量（１１）を演算する。なお、前記付加ト
ルク補正については後で説明する。前記補正後の静子釣
合量（１１）および重心位置調整装置の調整量（ＩＩＤ
などは、静子釣合量測定装置の表示部（図示せず）に表
示されて、一連の測定操作が終了し、後は測定結果に従
って重心位置調整装置で回動体４の重心位＋１を調整す
ればよい。

なお、前記第１の静子釣合量（１）を求める際、速度指
定コードＮ＝１では回動体４の変位角がＩｌより小さい
場合には、速度指定コードをＮ＝２・３・・・・・・の
ように徐々に土げて、すなわち伺加トルク針を徐々に増
やして、変位角か測Ｗ範囲内に入る−まで、好ましくは
β２に近ずくまで前述と同様の信号処理金繰り返して、
静不釣合蓋の測定を行なう。

速度指定コードＮ−１で回動体４の変位角がβ２を越え
てし１うと、最小釣合値がどうが、すなわちＮ＝１かど
うかチェックし、Ｎ−１の場合にはサーボモータ１９の
回転全停止したのち、不釣合量測定限界以下である旨と
、重心位置調整装置の調整門主の表示音して、測定操作
を終了する○変位角がβ２を越え、しかも最小釣合欝（
Ｎ−１）でないと判ずされると、その１ＩｌｌＩ足ｉ１
″１、トルク増加段階において何んらかの障害、例えば
Ｉｌ、１１ＮｔＩＪ体４に手が触れたとか風が当ったと
かなどの障害を生じたことを示している。すなわち、例
えば速度指定がＮ＝６で変位角がβ２を越えておらず、
しがもβ１未満であると、次のステップとして速度指定
は１段階上げられてＮ＝７になるが、このとき測定した
変位角が一挙にβ２を越えてしまうことがあると、その
測定操作には前述のような障害を生じたと刊にされる０
この場合、側型や０なおしの旨が表示され、批］定は−
は停止される。

この例では速度指定コードＮを１から順次上ける場合に
ついて説明したが、最初、中間の速度指定コードを選ん
で変位角を見て、測定範囲の上限β２を越えているが否
が全判定して、その判定結果に基づいて付加トルク全増
加したり減少したりすることもできる。

前記トルク付加手段１８の発生トルクは、磁気回路部の
回転角速度、換言すればモータ１９の１ｕ転数に比例し
ている。従って第７図に示′ｒように、ａｌ力・らａ１
９のＮ段階の既知の発生トルクを得るために、モータ１
９の回転数もそれぞれの発生トルりに対応して回転数が
定められている。この第７図のデータ（％性）ラメモリ
−の各アドレスにそれぞれ記憶しておき、両足時にｔＪ
このｈ１１憶内谷全読み出して演算する方法がある。Ｌ
２かし、トルク付加手段の機械的な公差などが原因で発
４ｉｉ　）ルクの値が異なるため、各静不釣合ｈｊ°測
５１ｔ装置ｉｔ　（トルク付加手段）の特性をそれぞれ
個別に？Ｉｎ＋定して、メモリーのデータを書き換える
必要かある。そのため装置毎に特性を６（１ｊ定したり
、データの書き換えに時間がかかり、生産性のうえで不
利であり、メモリーの共通化ができないなどの姉：点が
あるΩそこで本発明では、既知の静歪釣合量を有する回
動体を用いて静不釣合ｔｔ！−？ｉｌｌ定装置にで静歪
釣合量を測定し、前記既知の静歪釣合量と測シぜ結末の
静歪釣合量とからその比率全求める。この比率は結局付
加トルク計の補正係数で、各静歪釣合用測定装置（トル
ク付加手段）の特ｉ、’Ｊ：の違いからその値が異なる
。そしてこの補正係数な静不釣合曾測頑装置毎に記憶し
ておき、被測定物の静不釣合ｌ仕を測定したのち、補正
係数を掛けることにエリ真値に近い静歪釣合量か求めら
れる。

本発明は前述の↓９なオイ゛４成になっており、静歪釣
合量の測定精度を向上することができろとともに、前述
のように７４測定鼓詩の特性葡測にしたりデータを鶴き
換えたりする必要がなく、メモリーの共通化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（＋））は回動体における静歪釣合
量の６１１１定原理を説明するための原理図、第２図Ｑ
ゴイ１発明の実施例に係る靜不釣合量測定装置の要部を
断面とした１１４１１而図、第３図に１その靜不釣合量
測定装置のトルク付７ＪＩ＋手段の一部を断面とした側
面図、第４図は第３図Ｘ−Ｘ線上の断面図、第５図はそ
の靜不釣合量測定装置の動作制御を説明するためのツク
図、第６図はその静不釣合奮測足装置の動作順序を説明
するためのフローチャート、第７図はモータ回転数と発
生トルクとの関係を示す特性図である。 ４・・・・・・回動体、６・・・・・・第１支承軸、Ｉ
・・・・・・第２支承軸、９・・・・・・スリット円板
、１２・・・・・・フォトセンサ、１８・・・・・・ト
ルク付加手段、３９・・・・・・演算処理部 代理人　弁理士　武　顧次部 ｒｌ　ス （（１）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＜１
３）オフ聞 ＋Ｘ仙転＆ｔｒ（ｉす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静子釣合霜を測定しＪ：つとする被測定物ヶ回動自在に
   支承する支承ｈＩＳ材と、その支承部材に支承された静
   止状態にある前記被測定物に回転トルク全付加するトル
   ク付加手段と、被測定物のトルク付加前の静止位置から
   トルク全付加してそのトルク奮と釣合った状態で静止し
   た位置１での回動変位角を検出する変位角検出手段と、
   前記付加トルク量と回動変位角とにエリ靜不釣合量を演
   算する演算部と、その演算のための付加トルク量を補正
   する補正手段とを備えたことを特徴とする静子釣合量測
   定装置。