JP3595750B2 - Motor device - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、モータの振動を低減するモータ装置に係わり、特に画像読み取り装置等に適したモータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機等に用いられる画像読取り装置においては、可動部材の高精度な位置決めが必要とされるためにステッピングモータが用いられる。ステッピングモータによって低振動で高速に画像読取り装置の可動部材を駆動させる為には、モータのスルーアップ、スルーダウンが必須である。
【0003】
また、色情報を読取るためには振動の無い一定速度での読取りが必要であるため、スルーアップ後に発生した振動が振動しなくなるまでに要する助走距離を設けることが装置の設計上一般的となっている。
【0004】
また、モータ回転の定速部分での振動については、ステップ角に応じたトルクリップルによりモータが振動源となり、画像の細線にぎざぎざ(以下ジャギーという)が発生してしまう。この問題に対しては、後述する理由で前記スルーアップ時にはモータ軸に慣性を与えずに、定速時にモータ軸に慣性を与えるマグネットダンパーを使用することによりステップ角間の回転を滑らかにすることが可能で、振動を低減することが可能である。
【0005】
また、モータのステップ角を細分化することでトルクリップルを少なくして、振動の低減を行うことも可能である。
【0006】
しかし、画像読取り装置の単位時間当たりの読み取り数は年々高速化されているため十分な助走距離が取ることが出来なくなってきている。また加速時に働く慣性をモータ軸に取り付けてしまうと、スルーアップ時間が増加してしまい高速化できずあまり大きな慣性はつけることができなかった。このため読取り画像の先端部分の振動成分が多くなってしまい、ジャギー等が発生してしまい画像品位を大きく低下させる要因となっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような理由で、ジャギー等による画像品位を大きく低下させる要因や、読取り速度の高速化に伴う助走距離の増大での装置の小型化を妨げる要因となっている。
【0008】
したがって、本発明の目的は、上記実情に鑑みなされたもので、加速時並びに定速時に発生する振動を低減したモータ装置を提供しようとするものである。
本発明のさらに他の目的は、1つ目のダンパー手段としてマグネットダンパーを用い、2つ目のダンパー手段としてゴムダンパーを用いるものである。 本発明のさらに他の目的は、マグネットダンパーおよびゴムダンパーを用いて画像読取り装置の読取り時間を短縮して機器を高速化するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明は、駆動軸を有するモータと、このモータの駆動軸から駆動が伝達されて移動する移動部を有し、画像を読み取る画像読取手段と、モータの駆動軸に取付けられ、モータの駆動軸が所定速度まで加速されるときよりもモータの駆動軸が所定速度で定速回転しているときの方が駆動軸に与える慣性力を大きくするマグネットダンパーと、ゴムを有し、駆動軸の駆動開始から所定速度まで加速するときに生ずる振動を吸収するゴムダンパーと、を有する画像読取装置において、駆動軸の駆動開始から所定速度までの加速中にはゴムダンパーにより振動が吸収され、所定速度に至るとマグネットダンパーによりこの振動を低減されることを特徴とする。
【0011】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明について説明する。
図1は、本発明のデジタル・フルカラー複写機の画像処理部回路のブロック図である。図中、100は画像処理回路のメイン基板であり、下記の部品を含む。
【0012】
101は原稿の反射光を色分解して電気信号に変換する3ラインCCDである。102はCCD101からのアナログRGB信号をデジタル信号に変換するA/D変換部である。
【0013】
シェーディング補正部103は、CCD101の各画素の感度を補正し、光源の光量の傾きを補正するものである。同図において、R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の信号はA/D変換部102から出力された8ビットデジタル画像信号である。
【0014】
本実施例で用いているCCD101は、R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)用にそれぞれ3つのCCDライセンサがある一定距離もって配置されている。このため、このデジタル画像信号は、空間的ズレによって発生した時間的ズレをもった信号となっている。同図3ラインつなぎ部104においてこの時間的ズレが補正される。
【0015】
入力マスキング部105は、CCD101のRGBの分光特性を標準RGB空間に補正するための演算を行う。
【0016】
LOG変換部106はRAMによって構成されたルックアップテーブルであり、R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の輝度信号がそれぞれC(シアン)、M(マゼンダ)、Y(イエロー)の濃度信号に変換される。
【0017】
マスキングUCR部107は、入力されたC(シアン)、M(マゼンダ)、Y(イエロー)の濃度信号からプリント記録用に使用されるトナーの色にごりを除去する演算と、Bk(ブラック)信号を発生する。
【0018】
F値補正部109は、プリントする濃度の指定に合わせて濃度値(F値)を各色毎に補正するための補正テーブルである。108はトライステイトバッファであり、ADD−IN信号により制御される。110は画像加工基板であり、この画像加工基板110はトライステイトバッファ111並びに画像加工部112を備えている。画像加工部112は画像の輪郭部を抽出するなどの処理を行う部分である。トライステイトバッファ111にはADD−IN信号の反転された信号が入力される。このためトライステイトバッファ111とトライステイトバッファ108とは一方がハイインピーダンスとなれば、他方がローインピーダンスとなるように逆の関係になる。従って、ADD−IN信号が「1」の時に、トライステイトバッファ108がハイインピーダンスになって、画像信号がマスキングUCR部107、画像加工部112、トライステイトバッファ111、F値補正部109の順に流れる。逆に、ADD−IN信号が「0」の時には、トライステイトバッファ111がハイインピーダンスになって、画像信号がマスキングUCR部107、トライステイトバッファ108、F値補正部109の順に流れるものである。
【0019】
図2は、本実施例に係るカラー画像読取り装置の概略構成を示すブロック図である。
【0020】
本装置は、その上部に原稿201を積載するための原稿ガラス202と、積載された原稿201を押さえる原稿台カバー203とを備え、これらの下方には、原稿照明ランプ209と、第1ミラー台204と、第2ミラー台205と、結像レンズ206と、R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の三色分解フィルター(不図示)を有するカラーCCD(固定画像素子)ライセンサ(図1の101に相当、以下、ライセンサという)207と、画像処理回路208とから構成される光学系を備えている。
【0021】
第一ミラー台204にはミラー210が、第二ミラー台205にはミラー211及び212がそれぞれ固定されている。画像処理回路208にはCPU213が接続されており、CPU213によりその動作が制御される。また、原稿照明ランプ209は図示しない駆動回路を介して、また、第一及び第二ミラー台204、205は図示しない駆動機構を介してCPU213によりその動作が制御されるように構成されている。
【0022】
また、第一ミラー台204及び原稿照明ランプ209は、第二ミラー台205に対して2倍の速度で、原稿台ガラス202上に載置された原稿201を走査する。
【0023】
原稿台ガラス202上に載置された原稿201は、原稿照明ランプ209により照明される。その反射光はミラー210、211、212により導光され、結像レンズ206を介してライセンサ207上に結像する。反射光は、ライセンサ207の色分解フィルターによりカラー画像情報としてR成分、G成分、B成分に分解された後、画像処理回路208に送られる。ライセンサ207による電気的走査(主走査)と原稿照明ランプ209及びミラー210〜212による機械的走査(副走査)とを繰り返すことにより、原稿全域の画像情報が読取られる。
【0024】
画像処理回路208においては、入力された画像情報に所定の画像処理が施され、画像信号として、外部に接続されるプリンタ等に出力される。
【0025】
図9は画像読取り装置の移動させるための移動機構を示す斜視図である。この構成は一般的なフラットベット型の画像読取り装置に使われ既に知られた構成である。このうち原稿を走査するために、照明源の原稿照明ランプ209と第一ミラー210は、所定の速度で例えば矢印の方向で示す様に移動され、第二ミラー、第三ミラーである211及び212はその速度の半分の速度で移動する。
【0026】
このために、モータ40からベルト42を介して回転軸44に回転が伝達され、さらにプーリ46にかけられたベルト48に回転軸44の回転が伝達され、ベルト48に取り付けられた第一ミラー台204には、照明源の原稿照明ランプ209と第一ミラー210が搭載されており、第二ミラー台205には第二ミラー、第三ミラーである211及び、212が搭載されている。
【0027】
今、矢印で示す方向に第一ミラー台204と第二ミラー台205が移動する時に原稿画像を読取るとすると、ジャギーの少ない高品位な画像を得るには、第一ミラー台及び第二ミラー台の振動が極力少ないことが望ましい。
【0028】
そこで、本発明は、モータ軸に取付けられることができる複数種類のダンパーの中からマグネットダンパーを選び出し、このマグネットダンパーを検討した。このマグネットダンパーを取付けた移動機構の構成では、第1ミラー210を所定の速度までスルーアップする際に振動が発生してしまっていた。
【0029】
図3にマグネットだけを取付けた移動機構の簡易図を示す。ここでは、説明を簡易化するために第一ミラー台のみの駆動とするが、第二ミラーが取り付いても同じことがいえる。
【0030】
図中、301は移動機構の駆動源の一例としてステッピングモータ(図9で符号40で示すモータに相当する)である。302、303(図9で符号46、46)はワイヤープーリ、307は第一ミラー台306を動かす為に最低限必要である力Fである。305は外力Faである。306(図9で符号204)は第一ミラー台であり、その重さはWである。また。309は第一ミラー台が平行移動するためのレールである。第一ミラー台がレールとの間に摩擦係数μを持って移動する。
ここで、F=Fa+μWである。(但しμ:摩擦係数)
【0031】
図中、310はマグネットダンパーであり、モータ軸に対してマグネットで接続された慣性を持つ構成になっており、モータ軸が加速、減速等の加速動作には反応せず、モータ軸が一定速度の場合に慣性を持つような構成となっている。
【0032】
図11にマグネットダンパーの外形図を示す。1101はマグネットの慣性体である。1103はハブで鉄で作られている。1102はルーロンでテフロン等で作られた摩擦率の低い部材で作られている。モータ加速時には、モータ軸に1103のハブと、マグネットの慣性体1101が、ルーロン1102が取り付いているために滑って動くためにモータ軸に加わるマグネットダンパーの慣性は弱い。一方、一定速度でモータ軸が回転するときには、1103のハブとマグネットの慣性体1101が、付いて一緒に回転するためにモータ軸に加わるマグネットダンパーの慣性が加わる。
【0033】
マグネットダンパーだけを使用したモータの簡易的な等価図を図5に示す。図中501、502はバネを表し、503(図3で符号301で示すものに相当する)はモータであり、バネ501、502と共に振動源となるものである。また、504はマグネットによる慣性体505(図11で符号1101で示すものに相当する)と、振動源であるモータ503が接続されていることを示している。マグネットで接続されているために加速時は慣性体505が反応せず、モータが一定速度であるとき、慣性体505が振動源であるモータ503に加わる構成になっている。
【0034】
この構成でモータをスルーアップしたときの第一ミラー台306の振動の様子と、モータ速度の関係を示した図が図4である。図中、401はモータスルーアップ時に発生する振動の減衰の様子を示した波形であり、Y方向の軸は加速度Gを示し、X方向は時間tを示している。402はモータのスルーアップ波形を示しており、Y方向は速度、X方向は時間をtを表している。402の波形中404は加速領域、405はスルーアップ時に発生した振動を除去するための助走領域、406はスルーアップ時の振動が無くなって画像を読取る為の画像読取り領域である。ここで、マグネットダンパーだけを取付けた移動機構ではモータスタート開始からスルーアップ時の振動が減衰して画像読取り可能になるまで時間t1が必要であった。
ここで、本発明では、マグネットダンパーを取付けたモータ軸に更にもう1つのダンパーを取付けることを考え出し、この更にもう1つのダンパーとしてモータ軸に取付けできる複数種類のダンパーの中からゴムダンパーを選び出したものである。
【0035】
図6に本発明のマグネットダンパーとゴムダンパーの2つのダンパーを取付けた移動機構の簡易図を示す。ここでは、説明を簡易化するために第一ミラー台のみの駆動とするが、第二ミラーが取り付いても同じことが言える。
【0036】
図中、601は移動機構の駆動源としての一例としてステッピングモータである。602、603はワイヤープーリ、607は第一ミラー台606を動かすために最低限必要である力Fである。605は外力Faである。606は第一ミラー台であり、その重さはWである。また、609は第一ミラー台が平行移動するためのレールである。即ち、図6中の符号601〜609で示すものは,それぞれ、図3中の符号301〜図309で示すものに相当している。そして、第一ミラー台がレールとの間に摩擦係数μをもって移動する。
ここで、F=Fa+μWである。(但しμ:摩擦係数)
【0037】
図中、610はマグネットダンパーであり、モータ軸に対してマグネットで接続された慣性を持つ構成になっており、モータ軸が加速、減速等の加速動作には反応せず、モータ軸が一定速度の場合に慣性を持つような構成となっている。また611はゴムダンパーであり、モータ軸に取り付けられておりスルーアップ時に発生する振動を低減するために取り付けられている。
【0038】
ここでさらにもう1つのダンパーとしてゴムダンパーを選び出した点を詳しく説明する。ゴムダンパーだけを使用したモータの簡易的な等価図を図7に示す。図中、701、702はバネを表し、703はモータであり、バネ701、702と共に振動源となるものである。704はバネ、705はダッシュポットで、706はイナーシャ(慣性体)で、ゴムダンパー707の等価構成要素である。
【0039】
図10はゴムダンパーの外形図である。1001はイナーシャーであり、鉄等で作られている。1003はハブであり、この部分がモータ軸に接続される。1002はゴム材でありこの材質によって前記704のバネ、705のダッシュポットの特性が変わる。よって、スルーアップ時に発生する負荷の固有振動数に応じてゴムダンパーによりバネ−質量系を負荷して共振を利用して振動を押さえること(以下、動的振動吸収)が可能になるのである。
【0040】
この動的振動吸収する中心周波数は以下で示される。
f=(1/2π)×{980×(K/J)}−2
但し、f:動的振動吸収周波数、K:バネ定数(g・cm/rad)、J:慣性モーメント(g・cm)である。
よって、バネ定数に関する1002のゴム材質と、1001のイナーシャを可変して画像読取り系のスルーアップ時の負荷の固有振動周波数に合わせて使うことによってスルーアップ時の振動が低減される。
【0041】
このゴムダンパーを用いた移動機構の構成でモータをスルーアップしたときの第一ミラー台606の振動の様子と、モータの速度の関係を示した図が示した図8である。図中、801はモータスルーアップ時に発生する振動の減衰の様子を示した図であり、Y方向の軸は加速度Gを示し、X方向の軸は時間tを示している。
【0042】
802はモータのスルーアップ波形を示しておりY方向は速度、X方向は時間tを表している。802の波形中805は加速領域、806はスルーアップ時に発生した振動を除去するための助走領域、807はスルーアップ時の振動が無くなって画像を読取るための画像読取り領域である。
【0043】
ここで、モータスタート開始からスルーアップ時の振動が減衰して画像読取り可能になるまで時間t2(803)は、前述のマグネットダンパーだけを用いた移動機構の時間t1よりもΔt(804)だけ低減することが可能となる。
【0044】
以上の様に、従来、モータのスルーアップ時に発生していた負荷系の固有振動を、画像読取り駆動系にゴムダンバーを付加することによって確実に効率よく低減することが可能である。これによって、スルーアップ時に発生していた振動を吸収する助走時間を低減できるために画像読取り時間を短縮することができ機器の高速化に寄与する。また、助走する距離も短縮することになるので機器の小型化にも寄与する。
【0045】
このため、本発明は、図6に示す構成のように、モータ駆動軸に2つのダンパー手段を取付けてやれば、モータ駆動中に発生する振動を低減できることに着目し、特に1つ目のダンパー手段としてマグネットダンパーを用い、2つ目のダンパー手段としてゴムダンパーを用いることにより加速時並びに定速時に発生する振動を低減することを導き出したものであり、これを画像読取り装置の移動機構の駆動モータに使用することにより、画像読取り装置の読取り時間を短縮して機器を高速化することができるようにしたものである。ここで、マグネットダンパーとゴムダンパーの2つのダンパーを使用したモータの簡易的な等価図を図12に示す。
【0046】
図中、701、702はバネを表し、703はモータであり、バネ701、702と共に振動源となるものである。704はバネ、705はダッシュポットで、706はイナーシャ(慣性体)で、ゴムダンパー707の等価構成要素である。また、504はマグネットによる慣性体505と、振動源であるモータ503が接続されていることを示している。マグネットで接続されているために加速時は慣性体505が反応せず、モータが一定速度であるとき、慣性体505が振動源であるモータ503に加わる構成になっている。
【0047】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、モータのスルーアップ時は負荷系の固有振動をゴムダンパーによって確実に効率よく低減することが可能であり、モータの定速時にはマグネットダンパーによりステップ角間の回転を滑らかにすることが可能で、振動を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のデジタル・フルカラー複写機の画像処理ブロック回路図である。
【図2】図2は、図1の画像処理ブロック回路図を含む画像読取り装置の構成図である。
【図3】図3は、マグネットダンパーだけを備えた移動機構の簡易図である。
【図4】図4は、画像読取り装置の第1ミラーの振動の様子と図3に示すモータ速度の関係を示した図である。
【図5】図5は、図3に示されたマグネットダンパーだけを使用したモータの簡易的な等価図である。
【図6】図6は、本発明の一実施例に係わり、マグネットダンパーとゴムダンパーの2つのダンパー手段を用いた移動機構の簡易図である。
【図7】図7は、ゴムダンパーだけを使用したモータの簡易的な等価図である。
【図8】図8は、画像読取り装置の第一ミラーの振動の様子と図7に示すモータ速度の関係を示した図である。
【図9】図9は、図2に示す画像読取り装置の移動させるための移動機構を示す構成図である。
【図10】図10は、図7に示すゴムダンパーの図である。
【図11】図11は、図3に示すマグネットダンパーの図である。
【図12】図12は、図6に示すマグネットダンパーとゴムダンパーを使用したモータの簡易的な等価図である。
【符号の説明】
610 マグネットダンパー
611 ゴムダンパー
801 モータスルーアップ時に発生する振動の減衰の様子
802 モータのスルーアップ波形
1001 イナーシャ
1002 ゴム材
1003 ハブ
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a motor device for reducing vibration of a motor, and more particularly to a motor device suitable for an image reading device and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image reading apparatus used for a copying machine or the like, a stepping motor is used because highly accurate positioning of a movable member is required. In order to drive the movable member of the image reading apparatus with low vibration and high speed by the stepping motor, it is essential to have the motor through-up and through-down.
[0003]
In addition, since reading at a constant speed without vibration is necessary to read color information, it is common in the design of the apparatus to provide a run-up distance required until vibration generated after through-up does not vibrate. ing.
[0004]
In addition, regarding the vibration at the constant speed portion of the motor rotation, the motor becomes a vibration source due to the torque ripple according to the step angle, and jaggies (hereinafter referred to as jaggies) occur in the thin lines of the image. To solve this problem, the rotation between the step angles is made smooth by using a magnet damper that gives inertia to the motor shaft at a constant speed without giving inertia to the motor shaft at the time of the through-up for the reason described later. Yes, it is possible to reduce vibration.
[0005]
Further, it is also possible to reduce the torque ripple by subdividing the step angle of the motor to reduce the vibration.
[0006]
However, since the number of readings per unit time of the image reading apparatus is increasing year by year, it is becoming impossible to take a sufficient approach distance. Also, if the inertia that works during acceleration is attached to the motor shaft, the through-up time increases, so that the speed cannot be increased and a large inertia cannot be provided. For this reason, the vibration component at the leading end of the read image is increased, and jaggies and the like are generated, which is a factor that greatly reduces the image quality.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
For the reasons described above, it is a factor that greatly reduces image quality due to jaggies and the like, and a factor that hinders downsizing of the apparatus due to an increase in the approach distance due to an increase in reading speed.
[0008]
Therefore, an object of the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a motor device in which vibration generated at the time of acceleration and at the time of constant speed is reduced.
Still another object of the present invention is to use a magnet damper as the first damper means and a rubber damper as the second damper means. Still another object of the present invention is to shorten the reading time of an image reading apparatus by using a magnet damper and a rubber damper to speed up the apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a motor having a drive shaft, an image reading means having a moving unit to which drive is transmitted from the drive shaft of the motor and moving, and an image reading means for reading an image; A magnet damper attached to the shaft and increasing the inertial force applied to the drive shaft when the motor drive shaft is rotating at a predetermined speed at a constant speed than when the motor drive shaft is accelerated to a predetermined speed; A rubber damper having rubber and absorbing vibration generated when the drive shaft is accelerated to a predetermined speed from the start of driving, wherein the rubber damper is used during acceleration from the start of driving of the drive shaft to the predetermined speed. , Vibration is absorbed, and when a predetermined speed is reached, the vibration is reduced by a magnet damper.
[0011]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of an image processing unit circuit of a digital full-color copying machine according to the present invention. In the figure, reference numeral 100 denotes a main board of the image processing circuit, which includes the following components.
[0012]
Reference numeral 101 denotes a three-line CCD that separates reflected light from a document into electric signals by color separation. An A / D converter 102 converts an analog RGB signal from the CCD 101 into a digital signal.
[0013]
The shading correction unit 103 corrects the sensitivity of each pixel of the CCD 101 and corrects the inclination of the light amount of the light source. In the figure, R (red), G (green), and B (blue) signals are 8-bit digital image signals output from the A / D converter 102.
[0014]
The CCD 101 used in the present embodiment has three CCD licensors for R (red), G (green), and B (blue) at a certain distance. For this reason, this digital image signal is a signal having a temporal shift caused by a spatial shift. This time shift is corrected in the line connection unit 104 in FIG.
[0015]
The input masking unit 105 performs an operation for correcting the RGB spectral characteristics of the CCD 101 into a standard RGB space.
[0016]
The LOG conversion unit 106 is a look-up table formed of a RAM, and the luminance signals of R (red), G (green), and B (blue) are respectively converted into C (cyan), M (magenta), and Y (yellow). It is converted to a density signal.
[0017]
The masking UCR unit 107 performs an operation of removing dust from the input C (cyan), M (magenta), and Y (yellow) density signals to a toner color used for print recording, and outputs a Bk (black) signal. appear.
[0018]
The F value correction unit 109 is a correction table for correcting the density value (F value) for each color according to the specification of the density to be printed. Reference numeral 108 denotes a tristate buffer, which is controlled by the ADD-IN signal. Reference numeral 110 denotes an image processing substrate. The image processing substrate 110 includes a 3-state buffer 111 and an image processing unit 112. The image processing unit 112 is a unit that performs processing such as extracting an outline of an image. The inverted signal of the ADD-IN signal is input to the tristate buffer 111. For this reason, the tristate buffer 111 and the tristate buffer 108 have an opposite relationship such that if one has a high impedance, the other has a low impedance. Therefore, when the ADD-IN signal is "1", the tristate buffer 108 becomes high impedance, and the image signal flows in the order of the masking UCR unit 107, the image processing unit 112, the tristate buffer 111, and the F value correction unit 109. . Conversely, when the ADD-IN signal is "0", the tristate buffer 111 becomes high impedance, and the image signal flows in the order of the masking UCR unit 107, the tristate buffer 108, and the F value correction unit 109.
[0019]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the color image reading apparatus according to the present embodiment.
[0020]
The apparatus includes a document glass 202 on which a document 201 is loaded, and a document table cover 203 for pressing the loaded document 201, and a document illumination lamp 209 and a first mirror table below these. 204, a second mirror base 205, an imaging lens 206, and a color CCD (fixed image element) licensor (not shown) having three color separation filters (not shown) of R (red), G (green), and B (blue). An optical system including a licensor 207 and an image processing circuit 208 is provided.
[0021]
A mirror 210 is fixed to the first mirror base 204, and mirrors 211 and 212 are fixed to the second mirror base 205, respectively. The CPU 213 is connected to the image processing circuit 208, and the operation thereof is controlled by the CPU 213. The operation of the document illumination lamp 209 is controlled by a drive circuit (not shown), and the operation of the first and second mirror tables 204 and 205 is controlled by the CPU 213 via a drive mechanism (not shown).
[0022]
The first mirror table 204 and the document illumination lamp 209 scan the document 201 placed on the document table glass 202 at twice the speed of the second mirror table 205.
[0023]
The document 201 placed on the platen glass 202 is illuminated by a document illumination lamp 209. The reflected light is guided by mirrors 210, 211, and 212, and forms an image on the licensor 207 via the imaging lens 206. The reflected light is separated into R, G, and B components as color image information by a color separation filter of the licensor 207, and then sent to the image processing circuit 208. By repeating electrical scanning (main scanning) by the licensor 207 and mechanical scanning (sub-scanning) by the original illumination lamp 209 and the mirrors 210 to 212, image information of the entire original is read.
[0024]
The image processing circuit 208 performs predetermined image processing on the input image information, and outputs the image information to an externally connected printer or the like as an image signal.
[0025]
FIG. 9 is a perspective view showing a moving mechanism for moving the image reading device. This configuration is a known configuration used in a general flat bed type image reading apparatus. In order to scan the original, the original illumination lamp 209 and the first mirror 210 of the illumination source are moved at a predetermined speed, for example, as indicated by arrows, and the second and third mirrors 211 and 212 are moved. Moves at half its speed.
[0026]
For this purpose, the rotation is transmitted from the motor 40 to the rotation shaft 44 via the belt 42, and further, the rotation of the rotation shaft 44 is transmitted to the belt 48 wrapped around the pulley 46, and the first mirror base 204 attached to the belt 48 , A document illumination lamp 209 and a first mirror 210 as an illumination source are mounted, and a second mirror stand 205 is mounted with a second mirror and a third mirror 211 and 212.
[0027]
Now, assuming that the original image is read when the first mirror table 204 and the second mirror table 205 move in the directions indicated by the arrows, in order to obtain a high-quality image with less jaggies, the first mirror table and the second mirror table are required. It is desirable that the vibration of the as little as possible.
[0028]
Therefore, the present invention selects a magnet damper from a plurality of types of dampers that can be attached to a motor shaft, and studies this magnet damper. In the configuration of the moving mechanism to which the magnet damper is attached, vibration occurs when the first mirror 210 is slewed up to a predetermined speed.
[0029]
FIG. 3 shows a simplified view of a moving mechanism with only a magnet attached. Here, for simplicity of explanation, only the first mirror base is driven, but the same can be said for the case where the second mirror is attached.
[0030]
In the figure, reference numeral 301 denotes a stepping motor (corresponding to a motor indicated by reference numeral 40 in FIG. 9) as an example of a driving source of the moving mechanism. Reference numerals 302 and 303 (reference numerals 46 and 46 in FIG. 9) denote wire pulleys, and reference numeral 307 denotes a minimum force F required to move the first mirror base 306. 305 is an external force Fa. Reference numeral 306 (reference numeral 204 in FIG. 9) denotes a first mirror base, and its weight is W. Also. 309 is a rail for the first mirror base to move in parallel. The first mirror base moves with a friction coefficient μ between the first mirror base and the rail.
Here, F = Fa + μW. (However, μ: coefficient of friction)
[0031]
In the figure, reference numeral 310 denotes a magnet damper, which has a configuration having inertia connected to the motor shaft by a magnet, in which the motor shaft does not react to acceleration operations such as acceleration and deceleration, and the motor shaft has a constant speed. In the case of, it is configured to have inertia.
[0032]
FIG. 11 shows an external view of the magnet damper. Reference numeral 1101 denotes an inertia body of the magnet. 1103 is a hub made of iron. 1102 is a luron made of a material having a low coefficient of friction, such as Teflon. At the time of motor acceleration, the inertia of the magnet damper applied to the motor shaft is weak because the hub of 1103 and the inertia body 1101 of the magnet are slidably moved because the luron 1102 is attached to the motor shaft. On the other hand, when the motor shaft rotates at a constant speed, the inertia of the magnet damper added to the motor shaft is added because the hub of 1103 and the inertial body 1101 of the magnet are attached to rotate together.
[0033]
FIG. 5 shows a simplified equivalent diagram of a motor using only a magnet damper. In the drawing, reference numerals 501 and 502 represent springs, and reference numeral 503 (corresponding to the reference numeral 301 in FIG. 3) denotes a motor, which together with the springs 501 and 502 serves as a vibration source. Reference numeral 504 indicates that the inertial body 505 (corresponding to the reference numeral 1101 in FIG. 11) formed by a magnet is connected to the motor 503 as a vibration source. The inertial body 505 does not react during acceleration because it is connected by a magnet, and when the motor is at a constant speed, the inertial body 505 is added to the motor 503 as a vibration source.
[0034]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the state of vibration of the first mirror base 306 and the motor speed when the motor is through-upped in this configuration. In the figure, reference numeral 401 denotes a waveform showing how the vibration generated at the time of motor through-up is attenuated. The axis in the Y direction indicates acceleration G, and the X direction indicates time t. Reference numeral 402 denotes a motor through-up waveform, in which the Y direction represents speed and the X direction represents time t. In the waveform of 402, reference numeral 404 denotes an acceleration region, reference numeral 405 denotes an approach region for removing a vibration generated at the time of through-up, and reference numeral 406 denotes an image reading region for reading an image without vibration during the through-up. Here, in the moving mechanism equipped with only the magnet damper, the time t1 is required from the start of the motor until the vibration at the time of the through-up is attenuated and the image can be read.
Here, in the present invention, it has been devised to attach another damper to the motor shaft to which the magnet damper is attached, and a rubber damper is selected from a plurality of types of dampers that can be attached to the motor shaft as this still another damper. Things.
[0035]
FIG. 6 shows a simplified view of a moving mechanism to which two dampers of a magnet damper and a rubber damper of the present invention are attached. Here, for simplicity of explanation, only the first mirror base is driven, but the same can be said for the case where the second mirror is attached.
[0036]
In the figure, reference numeral 601 denotes a stepping motor as an example of a driving source of the moving mechanism. 602 and 603 are wire pulleys, and 607 is a minimum force F required to move the first mirror base 606. 605 is an external force Fa. Reference numeral 606 denotes a first mirror stand whose weight is W. Reference numeral 609 denotes a rail for the first mirror base to move in parallel. That is, the components denoted by reference numerals 601 to 609 in FIG. 6 correspond to the components denoted by reference numerals 301 to 309 in FIG. 3, respectively. Then, the first mirror base moves with a friction coefficient μ between itself and the rail.
Here, F = Fa + μW. (However, μ: coefficient of friction)
[0037]
In the figure, reference numeral 610 denotes a magnet damper, which has a configuration in which the motor shaft is connected to the motor shaft by a magnet and has inertia. The motor shaft does not respond to acceleration operations such as acceleration and deceleration, and the motor shaft has a constant speed. In the case of, it is configured to have inertia. Reference numeral 611 denotes a rubber damper, which is mounted on the motor shaft and is mounted to reduce vibration generated at the time of through-up.
[0038]
Here, the point that a rubber damper is selected as another damper will be described in detail. FIG. 7 shows a simplified equivalent diagram of a motor using only a rubber damper. In the drawing, 701 and 702 represent springs, 703 is a motor, and together with the springs 701 and 702, become a vibration source. Reference numeral 704 denotes a spring, reference numeral 705 denotes a dash pot, reference numeral 706 denotes inertia (inertia), which are equivalent components of the rubber damper 707.
[0039]
FIG. 10 is an external view of the rubber damper. Reference numeral 1001 denotes an inertia, which is made of iron or the like. A hub 1003 is connected to a motor shaft. A rubber material 1002 changes the characteristics of the spring 704 and the dashpot 705 depending on the material. Therefore, it is possible to load the spring-mass system by the rubber damper in accordance with the natural frequency of the load generated at the time of the through-up and to suppress the vibration by utilizing resonance (hereinafter, dynamic vibration absorption).
[0040]
The center frequency for absorbing the dynamic vibration is shown below.
f = (1 / 2π) × {980 × (K / J)} − 2
Here, f: dynamic vibration absorption frequency, K: spring constant (g · cm / rad), and J: moment of inertia (g · cm).
Therefore, the vibration at the time of through-up is reduced by changing the rubber material of 1002 relating to the spring constant and the inertia of 1001 in accordance with the natural vibration frequency of the load at the time of through-up of the image reading system.
[0041]
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the state of vibration of the first mirror base 606 and the speed of the motor when the motor is slewed up with the configuration of the moving mechanism using the rubber damper. In the figure, reference numeral 801 is a diagram showing how the vibration generated at the time of motor through-up is attenuated. The axis in the Y direction indicates acceleration G, and the axis in the X direction indicates time t.
[0042]
Reference numeral 802 denotes a through-up waveform of the motor, in which the Y direction represents speed and the X direction represents time t. In the waveform 802, reference numeral 805 denotes an acceleration region, reference numeral 806 denotes a run-in region for removing vibration generated at the time of through-up, and reference numeral 807 denotes an image reading region for reading an image without vibration at the time of through-up.
[0043]
Here, the time t2 (803) from the start of the motor until the vibration at the time of the through-up is attenuated and the image can be read is reduced by Δt (804) from the time t1 of the moving mechanism using only the magnet damper described above. It is possible to do.
[0044]
As described above, the natural vibration of the load system, which has conventionally occurred at the time of motor through-up, can be reliably and efficiently reduced by adding the rubber damper to the image reading drive system. As a result, the run-up time for absorbing the vibration generated at the time of the through-up can be reduced, so that the image reading time can be shortened, which contributes to an increase in the speed of the device. In addition, the running distance is also reduced, which contributes to downsizing of the device.
[0045]
For this reason, the present invention focuses on the fact that if two damper means are attached to the motor drive shaft as shown in FIG. The use of a magnet damper as the means and the use of a rubber damper as the second damper means reduce vibrations generated during acceleration and at a constant speed, which is used to drive the moving mechanism of the image reading device. By using the motor, the reading time of the image reading device can be shortened and the speed of the device can be increased. Here, FIG. 12 shows a simplified equivalent view of a motor using two dampers, a magnet damper and a rubber damper.
[0046]
In the drawing, 701 and 702 represent springs, 703 is a motor, and together with the springs 701 and 702, become a vibration source. Reference numeral 704 denotes a spring, reference numeral 705 denotes a dash pot, reference numeral 706 denotes inertia (inertia), which are equivalent components of the rubber damper 707. Reference numeral 504 indicates that the inertial body 505 made of a magnet and the motor 503 as a vibration source are connected. The inertial body 505 does not react during acceleration because it is connected by a magnet, and when the motor is at a constant speed, the inertial body 505 is added to the motor 503 as a vibration source.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the natural vibration of the load system can be reliably and efficiently reduced by the rubber damper at the time of motor through-up, and the rotation between the step angles by the magnet damper at the constant speed of the motor. Can be smoothed, and vibration can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an image processing block circuit diagram of a digital full-color copying machine according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an image reading apparatus including the image processing block circuit diagram of FIG. 1;
FIG. 3 is a simplified diagram of a moving mechanism including only a magnet damper.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a state of vibration of a first mirror of the image reading apparatus and a motor speed illustrated in FIG. 3;
FIG. 5 is a simplified equivalent view of a motor using only the magnet damper shown in FIG. 3;
FIG. 6 is a simplified diagram of a moving mechanism using two damper means of a magnet damper and a rubber damper according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a simplified equivalent view of a motor using only a rubber damper.
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a state of vibration of a first mirror of the image reading apparatus and a motor speed illustrated in FIG. 7;
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a moving mechanism for moving the image reading apparatus illustrated in FIG. 2;
FIG. 10 is a view of the rubber damper shown in FIG. 7;
FIG. 11 is a diagram of the magnet damper shown in FIG. 3;
FIG. 12 is a simplified equivalent view of a motor using the magnet damper and the rubber damper shown in FIG.
[Explanation of symbols]
610 Magnet damper 611 Rubber damper 801 Attenuation of vibration generated at the time of motor through-up 802 Motor through-up waveform 1001 Inertia 1002 Rubber material 1003 Hub

Claims (2)

駆動軸を有するモータと、このモータの駆動軸から駆動が伝達されて移動する移動部を有し、画像を読み取る画像読取手段と、モータの駆動軸に取付けられ、モータの駆動軸が所定速度まで加速されるときよりもモータの駆動軸が所定速度で定速回転しているときの方が駆動軸に与える慣性力を大きくするマグネットダンパーと、ゴムを有し、駆動軸の駆動開始から所定速度まで加速するときに生ずる振動を吸収するゴムダンパーと、を有する画像読取装置において、
駆動軸の駆動開始から所定速度までの加速中にはゴムダンパーにより振動が吸収され、所定速度に至るとマグネットダンパーによりこの振動を低減されることを特徴とする画像読取装置。
A motor having a drive shaft, an image reading means for reading an image, having a moving portion to which drive is transmitted from the drive shaft of the motor, and an image reading means for reading an image; and It has a magnet damper that increases the inertial force applied to the drive shaft when the drive shaft of the motor is rotating at a predetermined speed at a constant speed than when the motor is accelerated, and a rubber. And a rubber damper that absorbs vibration generated when accelerating up to
An image reading apparatus wherein vibration is absorbed by a rubber damper during acceleration from a start of driving of a drive shaft to a predetermined speed, and the vibration is reduced by a magnet damper when the speed reaches a predetermined speed.
ゴムダンパーの慣性はマグネットダンパーの慣性よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。2. The image reading device according to claim 1, wherein inertia of the rubber damper is smaller than inertia of the magnet damper.
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