JPH02504454A - 像走査装置 - 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】 像走査装置 本発明は像走査装置に係り、より詳しくは像検知器上に向けて像を操作するため にディザ−プレートを用いた型式の走査装置に関する。

ソリッドステート像検知器を用いた像走査装置においてはディザ−プレートとし て知られるガラスプレートが用いられており、これによって像検知器に対して像 を移動させ、各検知器間の領域を満たして付加的な画像情報を獲得する。像を走 査するためにプレートが小さな角度範囲に亙って移動され、その位置及び速度の 両方についてこれらのプレートが正確に制御される。

走査装置ディザ−プレートはステップモータｊ；よって駆動されている。例えば 米国特許第４，６３８，３７１号では、一対のステップモータによって直角方向 に２つのディザ−プレートが移動される、像走査装置が開示されている。ディザ −プレートをステップモータによって駆動する場合、マイクロステップ制御装置 を用いることにより、プレート駆動に必要とされる小さなステップサイズを達成 することが必要とされる。このような制御装置がモータの巻きｌ；加えられる電 流を調節して、見積もられたステップサイズよりも小さな増加量で回転子を位置 決めする。この構造には、ステップモータがステップの終わりｌ；おいて行き過 ぎる（オーバーシュート）、若しくは動揺するという不都合がある。同構造が微 少にステップさせられる場合には、オーパーンニート量が太きくなる。停止器の 使用によって、若しくは指令信号を常備化することによってこの不都合を解決し ようとする試みがなされてきたが、しかしながらこのような解決策によって完全 に満足する成果が挙がっていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、従来技術における問題を解決すると 共に、高い生産ペースでの作動中ｔ；像検知器ｔ；対してディザ−プレートを正 確に位置決めすることができる像走査装置を提供することを目的とする。

（問題点の解決手段） 上記目的を達成するために、本発明はその特長の一つｌ；従い、間隔をおいて配 置された複数の検知器要素を有する領域像検知器の表面を横切る像を走査する像 走査装置であって、光線経路に沿って配置され、光源から光線経路に沿って受け た光が反射する素材で形成されたほぼ平面をなすプレートと、選択的に軸の回り でプレートを回転させて検知器表面を横切る像を移動させ、各検知器要素ｔ：複 数の画像を検知させる、プレートに取り付けられたモータと、プレートの位置を 検知してこの位置を表示する信号を発生する線形検知手段と、前記信号を受信し て前記モータに駆動信号を発生する制御手段とを有してなる像走査装置を提供す る。

本発明の別の特長によれば本発明は、領域像検知器に対して像を移動させるディ ザ−プレートとプレートを駆動するモータとを有する像走査装置においてモータ 制御が行われ、このモータ制御は、ディザ−プレートの位置を検知し、そのプレ ートの位置を表示する信号を発生する位置検知・位置信号発生手段と、位置信号 と位置指令信号とを結合させてニラ−信号を発する信号結合手段と、モータにお ける電流を表示する電流信号発生手段と、位置信号を識Σりしてプレートの速度 を表示する速度信号を発する位置信号識別手段と、エラー信号と速度信号と電流 信号とを合計してモータの駆動信号を発する信号合計・駆動信号発生手段とを有 するモータ制御である。

本発明の一実施例では、直角をなす２軸上において移動して「Ｘ」及び「Ｙ」走 査方向を形成するように一対のディザ−プレートが取り付けられている。モータ 制御ｔ；よって送られた信号によって励起された中空コアモータにより各ディザ −プレートが駆動されている。モータ制御にフィードバック位置信号を供給する ために線形位置検知器が用いられている。

本発明の主要な利点は、高い生産ペース状態において像検知器に対する像の移動 が正確に制御できるという点である。ディザ−プレートの制御とは、所望の位置 の出１０％地点にプレートが達するのに必要な時間が３．０ｍラッドステップに 付き１．０マイクロ秒以内であるということである。低い慣性力及び低い磁気誘 導係数（インダクタンス）を備えたモータと、プレート位置を検知する近接位置 検知器を含む正確なモータ制御とを用いる二とｌ：より前記の制御が達成される 。低い慣性力の結果、余分な駆動トルクを伴わずにプレートを速やかに加速する ことができ、また低いインダクタンスの結果、相当に低い所要電力によってモー タ制御が行われる。

図面の簡単な説明 第１図１＝零発興の像′ｔＥ量装置の各部を説明のため分解した斜視図、 第２図は第１図の像走査装置と共に用いることができる領域像検知器を示すブロ ック図、 第３図は検知要素がより詳細ｊ；図示された領域像検知器の別のブロック図、 第４図は像検知器のサンプルパターンを示す図、第５図はディザ−プレートを位 置決めするモータの制御器のブロック図である。

以下添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図では、本発明に係る像走査装置ｌＯが示されている。走査装置ｌＯは、フ ィルム矛ガ１４等の、走査される要素を保持するように作られｔ；円形部材１２ を有している。ランプ１６から発する光によってネガ１４が照射されるが、この ランプ１６は例えば６００ワツトのタングステンランプ等であってもよい。光フ アイバー面２０を有する先細形状の調整バー１８がランプ１６とネガ１４との間 に取り付けられる。ネガ１４を通過する光がレンズ２２を含む光学手段によって 集められ、３つの領域像検知器２４，２６．２８の表面上において焦点化する。

各領域検知器２４，２６．２８は同一構造であると共に全整色性である。検知器 ２４は赤色光だけを受光し、検知器２６は緑色光だけを受光し、検知器２８は青 色光だけを受光する。プリズムｍ整フィルター２８ａ、２４ａ、２６ａをそれぞ れ通して光線を方向付けるプリズム２９ａ、２９ｂ、２９ｃを有する光線分離器 ２９を用いて、光が領域検知器２４，２６．２８へと分散される。

「Ｘ」変向プレート、即ちディザプレート３０の形状をなす光学要素と、「ＹＪ 変向プレート、即ちディザプレート３２とが、レンズ２２と光線分離器２９との 間に光線軸に沿って配置されている。各プレート３０．３２は、５ｃｈｏｔｔ光 学ガラス会社（Ｓｃｈｏｔｔ　　０ｐｔｉｃａｌ　　Ｇｌａｓｓ、Ｉｎｃ、）で 製造されるＢＫ７５１６４２等の光学ガラスで作られていてもよい。プレート３ ０が回転されるときに、Ｘ走査方向において領域検知器２４，２６．２８の各表 面を横切って像が移動され、またプレート３２が回転されるときに、Ｙ走査方向 において検知器２４，２６．２８を横切って像が移動される。プレー）３０．３ ２の回転角度が例えば２６である場合、この角度は変換された光像の移動では約 ０゜００２インチ（０，０５０８ｍｍ）に相当する。ディザ−プレートを有する 像走査装置のより完全な説明が１９８７年１月２０日付出願の公開米国特許第４ ，６３８゜３７１号ｔ；おいてなされており、このパテントの開示はここで特に 一体をなして参照されている。ディザプレート３０．３２の代わりに、例えば鏡 （図示せず）等のその他の光学要素が用いられても構わないことは当業者には周 知のことである。

モータ制御４７によって制御されるり、Ｃ，モータによってディザ−プレート３ ０が駆動され、またモータ制御４６１；よって制御されるモータ３６によってデ ィザ−プレート３２が駆動される。マイクロプロセッサ５０によって、位置指示 信号がモータ制御４６．４７に供給される。

第２ｒ５及び第３図では像検知器２４が線図的に示されている。検知器２４，２ ６．２８は同一であるので、検知器２４のみが詳細に説明される。検知器２４は 、第３図において符号Ａないし工で示される、別個に間隔を置いて配置された検 知器要素を有している。これら検知器要素は縦列をなして配置され、これらの列 の間に適宜の行間ＣＣＤ切り替えレジスタ５１が位置している。各検知器要素が 像の一部を取り出して検分し、第４図に示すようｌ：左手上方の角部からこれを 開始する。例えば第３図の要素Ａは、第４図で示す光像のＮ、１）地点において 光像画像「１」を抽出する。ＢないしＩのその他の各要素も同様に各々の（１， １）地点における光像画像「１」を抽出する。

各要素が光像画像「１」　（第４図での地点１，１）を取り出した後、マイクロ プロセッサ５０が位置指示をモータ３４に送ってプレート３０を増加回転させ、 これによって各要素がその光像地点（２，１）となり、かつサンプル画像２に向 かう位置となるような分量だけ、「Ｘ」方向横方向に光像を移動させる。同様の 方法で画像３ないし１２が抽出される。光像画像１３が取り出される場合、この ときにはモータ３６が励起されて光像が「Ｙ」方向横方向ｌ；増加するように移 動される。引き続いてのモータ３４の増加駆動により、画像１３ないし２４の取 り出しが行われる。

画像２４が取り出されるとモータ３５が再び駆動され、次いで画像２５ないし３ ６がモータ３４の増加駆動１：よつて抽出される。このように各検知器要素が３ ６の異なる光像画像を取り出す、第４図に示すように、取り出された光像画像は １２Ｘ３形の長方形に並べられた３６画像の区画を形成する。

像検知器２４は、まばらに配置されたフォトダイオード若しくはキャパシター要 素配列をなしていてもよい。

７１トダイード若しくはフォトキャパシター内に蓄積されるフォト帯電が行間Ｃ ＣＤ切り替えレジスタ５１へと移し変えられる。出力データ速度を低減するため 、４つの水平な読み出し切り替えレジスタ５３（第２図）が切り替えレジスタ５ １からの信号を受けるのに用いられる。

第２図の４本の大きな矢印は検知器から水平切り替えレジスタ５３Ｉ：向かう信 号移動の方向を示しており、また小さな矢印レジスタ５３を通過する帯電移動の 方向を示している。各切り替えレジスタ５３はアナログ−デジタル変換器５４と 接続されている。変換器５４から送られた信号は、例えば前述の米国特許第４， ６３８，３７１号で開示されたような周知の方法によって処理され、これによっ て形成されたデジタル像はレーザープリンタ等の出力装置へと移送するためＬ： 蓄えられる。

上述したように像を形成するには３６の別個のディザ−位置が必要とされる。走 査器１０において高い生産性を達成するためには、モータ制御４６及び４７が１ ．０マイクロ秒内に所望の±１０％以内の位置へとプレート３０．３２を３．０ マイクロラツドの増加により移動させる能力を有していなければならない。この １．０マイクロ秒のステップ時間を達成するためには、５００ヘルン程度のｒ！ ：い帯域が必要である。また更に、モータ制御４６．４７がそれらの作動範囲に 亙って位置指示入力に線形的に応答することが望ましい。

本発明の重要な一つの要素は、プレート３０．３２を移動するために用いられる モータの種類である。低電圧増幅器から速やかｌ：トルクを供給する必要がある 。出願人は、低慣性力モータ及びカップモータとしても知られる中空コアモータ が特に本発明で使用するのＩ：適していることを発見した。この種類のモータで はコアの上にアーマチャーが巻回され、このコアは巻回部がニポキシ化された後 １：取り外される。次いでアーマチャーの一端がモータシャフトに取り付けられ る。アーマチャーが鉄の上ｊ；巻回されていないので、その結果としての磁気誘 導係数の値は従来のＤＣモータの磁気誘導係数の値よりも１０から１００も低い 。本発明で使用するのに通したそのようなモータの一つは、バシフイツク　サイ ユンテイフインク中空コアモータ、型番２ＶＭＳ１−０００−２号である。

詳細については後述するが、所望される機構作用を達成するためＩ：プレー）３ ０．３２の速度のフィードバックが必要とされる。しかしながら標準型タコメー タの使用により、共鳴の不都合及び所望されない機構の慣性力が生じることが判 明した。このように各プレート３０゜３２の位置が検知され、速度信号を得るた めに周波数領域において位置信号が分化される。第１図に示すように位置検知器 ６２．６４が取り付けられてディザプレート３０．３２の位置を検知する。各ス テップ、即ち各増加Ｌ：ついてのプレート３０．３２の回転は３．０マイクロラ ツドに過ぎないので、検知器６２．６４は極めて敏感でなければならない。符号 変換器が極めて高い解像度を有していなければならないので、このように小さな ステップには光学符号変換器のような検知器を使用するのは困難である。ディザ −プレート３０の角度の動きは全体で０．０４０ラジアンを趨えることはなく、 また線形位置が角度位置に近付く。このように、線形位置検知器を用いてもその 誤差は無視できる程度であることを本出願人は発見した。

検知器６２は、シャフト６５上に取り付けられた位置フラッグ、即ち風見旗６７ と、プレート３０の線形位置を検知する検知器６８とを有している。モータ３４ とプレート３０との間において位置フラッグ６７がシャフト６５の前面に取り付 けられており、これによって、モータ３４のシャフト６５後方（図示せず）に取 り付けられた場合に生じる共鳴の不都合を避けることができる。位置７ラソグ６ ７をプレート３０上に取り付けることもできる。検知器６２は、例えば４０ミル 以上の範囲に亙る検知器６Ｂから位置フラッグ６７までの距離に伴い直線的に変 化する電圧を供給する。検知器６２は、モータに加える慣性力が低いのと同様Ｌ ：長いどのような種類の非接触検知器であってもよい。本発明で用いるのに適し た一つの検知器は、カーヤンコーボレイシ３ン（Ｋａｍａｎ、ｃｏｒｐ、）から 入手できる型番ＫＤ４１５２の線形接近検知器である。線形光学検知器（図示せ ず）を用いることもできる。検知器６４は、ンヤフト６６上に取り付けられたフ ラッグ６９と、「Ｙ」ディザ−プレート３２の線形位置を検知する検知器７０と を有している。

検知器６４は検知器６２の作用と同一の方法で機能してプレート３２の位置を検 知する。

第５図において、「Ｘ」ディザ−プレート３０の位置を正確に制御するモータ制 御４７のブロック図が示されている。「Ｙ」ディザ−プレート３２の位置を制御 するモータ制御４６はモータ制御４７と同一である。第５図で示すように、制限 周波数識別器・速度フづ−ドパツク増幅器７２へ、更に位置ニラ−増幅器７４へ と、位置検知器６２からの信号が供給される。増幅器７２の周波数が制限されて ノイズを最小限にすることが重要である。

ある周波数ωにおいて機構の中にノイズ信号が存在する場合、このノイズ信号は その周波数におけるサイン波二Ｎ　（ｔ）＝ｓ　ｉｎωｔのように見える。ノイ ズ信号が識別器を通してＦ給された場合、その出力は：ｄＮ（ｔ）／ｄｔ暉ω　 ｃｏｓ　　ωｔとなるはずである。

このよう１：係数ωによって振幅がある割合で増大する。

ωが大きければ、識別器の出力もまた大きい。

位置ニラ−増幅器７４はマイクロプロセッサ５０からの位置指示信号も受信する 。位置エラー増幅器７４かもの出力が広帯域電力増幅器７６の入力に供給され、 またこの電力増幅器７６は増幅器７２からの速度入力及びライン７８上のアーマ チャー電流を示している信号も受信している。電力増幅器７６の帯域は、この機 構の応答における要因とならないだけ十分ｌ；広くなければならｔい。

適することがＡＪ明している一つの増幅器は、２０キロヘルツの全稼働出力帯域 を有するＰＡ１２２型のトルクシステム増幅器である。電力増幅器７６からの出 力がモータ３４を駆動して正確にディザ−プレート３０を位置決めする。

ＦＩＧ、　２ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　２年　１月漏１１ 特許庁長官　　　吉　１）文　毅　　殿１、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８８１０２３７２ ２、発明の名称 像走査装置 ３、特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国二ニーヨーク州１４６５０．ロチニスター市ステート ・ストリート　３４３ 名　称　　イーストマン・コダ・シフ・カンパニー４、代理人 住所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正書の提出日 「６．領域像検知器（２４，２６，２８）を横切る像を走査する像走査装置が、 光線軸に沿って配置されたディザ−プレート（３０゜３２）と、 前記プレート（３０，３２）に接続されたシャフト（６５，６６）を有し、同プ レート（３０，３２）を駆動する中空コアモータ（３４，３６）と、 前記プレート（３０，３２）の位置を検知する線形近接検知器（６２，６４）と 、 モータ電流を表す信号を発する信号発生手段（７８）と、 前記プレート（３０，３２）の速度を表す信号を発する、前記検知器に接続され た速度信号発生手段（７２）と、 位置エラー信号を発する位置ニラ−信号発生手段（７４）と、 前記各信号を合計して前記モータ（３４，３６）の駆動信号を発する信号合計・ 駆動信号発生手段（７６）とを有することを特徴とする像走査装置。

７、前記検知器（６２，６４）が、前記モータシャフト（６５，６６）に作動的 に接続された位置表示器（６７゜６９）と、同位置表示器からの距離によって線 形的に変化する電圧を発生する検知器（６８，７０）とを有してなる線形近接検 知器であることを特徴とする請求項第６項記載の像走査装置。

８．前記プレート速度を表す前記速度信号発生手段が、前記検知器（６８，７０ ）からの電圧を受ける識別器（７２）を有することを特徴とする請求項第６項記 載の像走査装置。

９、領域像検知器（２４，２６，２８）に対して像を移動させるディザ−プレー ）　（３０，３２）と、同プレート（３０，３２）を駆動するモータ（３４，３ ６）とを有する像走査装置のモータ制御が、 前記ディザ−プレート（３０，３２）の位置を検知すると共に、同プレート（３ ０，３２）の位置を表す位置信号を発する位置検知・位置信号発生手段（６２， ６４）と、 前記位置信号を位置指示信号と結合させてエラー信号を発する信号結合手段（７ ４）と、 前記モータの電流を表す電流信号を発する電流信号発生手段（７８）と、 前記位置信号を識別して、前記プレートの速度を表す速度信号を発する位置信号 識別手段（７２）と、前記ニラ−信号と前記速度信号と前記電流信号とを合計す ると共に、前記モータ（３４，３６）の駆動信号を発する信号合計・モータ駆動 信号発生手段（７６）とを有することを特徴とするモータ制御。

１０、前記信号合計手段（７６）が、その作動領域を越える前記ニラ−信号、速 度信号、電流信号に対して線形的に応答することを特徴とする請求項第９項記載 のモータ制御。」 以上 国際調ｆ報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．間隔をおいて設けられた複数の検知器要素を有する領域像検知器（２４，２ ６，２８）の表面を横切る像を走査する像走査装置が、 光線軸に沿って配置され、同光線軸に沿って光源からの光が反射する素材で作ら れたほぼ平面状のプレート（３０，３２）と、 軸の回りにおいて前記プレート（３０，３２）を選択的に回転させて前記検知器 表面を横切る像を移動させ、各前記検知器要素が複数の像画像を検知するように させる、前記プレートに取り付けられたモータ（３４，３６）と、 前記プレート（３０，３２）の位置を検知すると共に、同位置を表す信号を発す る線形検知手段（６２，６４）と、 前記信号を受信すると共に前記モータ（３４，３６）に駆動信号を発する制御手 段（４６，４７）とを有することを特徴とする像走査装置。 ２．前記方向と直角をなす第２の方向に前記像を移動させるために配置された第 ２プレート（３０，３２）を有することを特徴とする請求項第１項記載の像走査 装置。 ３．前記モータ（３４，３６）が中空コアモータであることを特徴とする請求項 第１項記載の像走査装置。 ４．前記制御手段（４６，４７）が無端ループフィードバック機構を有すること を特徴とする請求項第１項記載の像走査装置。 ５．前記モータ（３４，３６）のシャフト（６５，６６）に前記プレート（３０ ，３２）が固定され、また前記検知手段（６０，６２）が前記シャフト（６５， ６６）に作動的に接続された位置フラッグ（６７，６９）を有することを特徴と する請求項第１項記載の象走査装置。 ６．領域像検知器（２４，２６，２８）を横切る像を走査する像走査装置が、 光線軸に沿って配置されたディザープレート（３０，３２）と、 前記プレート（３０，３２）に接続されたシャフト（６５，６６）を有して同プ レート（３０，３２）を駆動する中空コアモータ（３４，３６）と、 前記プレート（３０，３２）の位置を検知する検知器（６２，６４）と、 モータ電流を表す信号を発する電流信号発生手段（７８）と、 前記プレート（３０，３２）の速度を表す信号を発する、前記検知器に接続され た速度信号発生手段（７２）と、 位置エラー信号を発する位置エラー信号発生手段（７４）と、 前記各信号を合計して前記モータ（３４，３６）の駆動信号を発する信号合計・ 駆動信号発生手段（７６）とを有することを特徴とする像走査装置。 ７．前記検知器（６２，６４）が、前記モータシャフト（６５，６６）に作動的 に接続された位置表示器（６７，６９）と、同位置表示器からの距離によって線 形的に変化する電圧を発生する検知器（６８，７０）とを有してなる線形近接検 知器であることを特徴とする請求項第６項記載の像走査装置。 ８．前記プレート速度を表す前記信号発生手段が、前記検知器（６８，７０）か らの電圧を受ける識別器（７２）を有することを特徴とする請求項第６項記載の 像走査装置。 ９．領域像検知器（２４，２６，２８）に対して像を移動させるディザープレー ト（３０，３２）と、同プレート（３０，３２）を駆動するモータ（３４，３６ ）とを有する像走査装置のモータ制御が、 前記ディザープレート（３０，３２）の位置を検知して同プレート（３０，３２ ）の位置を表す位置信号を発するプレート位置検知・位置信号発生手段（６２， ６４）と、 前記位置信号を位置指示信号と結合させてエラー信号を発する信号結合手段（７ ４）と、 前記モータの電流を表す電流信号を発する電流信号発生手段（７８）と、 前記位置信号を識別して前記プレートの速度を表す速度信号を発する位置信号識 別手段（７２）と、前記エラー信号と前記速度信号と前記電流信号とを合計して 、モータ（３４，３６）の駆動信号を発する信号合計・モータ駆動信号発生手段 （７６）とを有することを特徴とするモータ制御。 １０．前記信号合計手段（７６）が、その作動領域を越える前記エラー、速度， 電流信号に対して直線的に応答することを特徴とする請求項第９項記載のモータ 制御。 １１．間隔を置いて設けられた複数の検知器要素を有する領域像検知器（２４， ２６，２８）の表面を横切る物体の像を走査する像走査装置であって、光線軸に 沿って光線を方向付ける光源（１６）と、前記検知器（２４，２６，２８）上へ と前記光線を方向付ける、前記光線軸に沿った光学要素（３０，３２）と、軸の 回りにおいて選択的に同光学要素（３０，３２）を回転させて前記検知器要素の 表面を横切る像を移動させる、同光学要素と作動的に接続されたモータ（３４， ３６）とを有する像走査装置が、前記光学要素（３０，３２）の位置を検知して この位置を表す信号を発する線形検知手段（６２，６４）と、前記信号を受信し て前記モータ（３４，３６）に駆動信号を発する制御手段（４６，４７）とを有 することを特徴とする像走査装置。 １２．前記モータ（３４，３６）が中空コアモータであることを特徴とする請求 項第１１項記載の像走査装置。