JPH03201864A - 画像読取装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば原稿台上に載置された原稿を読取り
、この読取った画像信号をコンピュータ等の外部機器へ
出力する画像読取装置に関する。

（従来の技術） 従来、画像読取装置では、ＣＰＵからのディジタル信号
により制御ができ、オープンループ制御ながらスピード
の調整が容易で、かつ高精度な位置決めが可能で、回転
方向を自由に変えられるという理由で、ステッピングモ
ータが、光源やミラー等の光学系の走査やレンズの光学
系の移動用に用いられている。

しかし、ステッピングモータは、ステップ動作の連続で
回転力を得るという構造上、速度変動つまり回転むらが
生じ、さらにひどい場合には、大きな振動をも引き起こ
してしまう。ステッピングモータから生じるこれらの速
度変動（回転むら）や振動は、原稿読取装置の読取画像
に画像ぶれ、画像むらとなって表れ、読取り精度に悪影
響を与え、さらには振動も引き起こしてしまう。

すなわち、代表的なステッピングモータは、外周面に小
歯を複数等ピツチに有したロータを設け、このロータの
外側にステータコアを配置し、このステータコアの内面
に相数に対応した数のステータ突極を設け、これら突極
のロータと対向する面に小歯を複数等ピツチに設け、さ
らに各ステータ突極の外周にそれぞれ励磁巻線を装着し
たものとなっている。そして、駆動装置で各励磁巻線を
定められたシーケンスにしたがって順次、切換励磁し、
これによってステータ側小歯に対向するロータ側小歯に
吸引力あるいは反発力を作用させてステップ動作を行な
わせる構成となっている。

ところで、上記のように構成されるステッピングモータ
では、低速域ではロータが階動することによって速度変
動が生じ、また高速域では周波数応答特性の低下から階
動はしないものの励磁相聞の出力トルクのばらつきが原
因して速度変動が生じる。この速度変動について、さら
に第１４図から第１７図を用いて説明する。第１４図は
ハイブリッド形（同極形）の５相ステツピングモータを
低速駆動したときのトルク特性を示している。この例は
励磁シーケンスが１０ステツプの繰り返しになっている
場合で、しかも励磁相間でのトルク特性にばらつきが存
在していない場合である。今、点Ｐで停止している初期
状態から励磁をスタートさせた場合、停止点から次のス
テップの励磁を行なうと、１で示すトルクカーブから２
で示すトルクカーブに切換わる。この瞬間、トルクが発
生し、ロータは１ステツプだけ進んで点Ｑで停止する。

さらに、駆動シーケンスしたがって励磁を順次切換える
と、ロータが連続的に移動する。この図から判るように
、出力トルクは太線のように大きく変動する。このため
、ロータには励磁切換え周波数に一致した速度変動が生
ずる。

上述した例は、５つの励磁相聞に出力トルクのばらつき
が存在していない場合の例であるが、実際には各励磁相
間に出力トルクのばらつきが必ず存在している。したが
って、第１５図に示すように、１〜０のトルクカーブに
ばらつきが存在している場合には、そのばらつきの変動
周波数に等しい速度変動が重畳されることになる。

一方、高速駆動したときには次のような現象が生じる。

すなわち、第１６図（ｂ）は上述したハイブリッド形５
相ステッピングモータを１６００Ｈｚで励磁切換（これ
をパルスレート１８００ｐ　ｐ　ｓと呼ぶ。）したとき
の速度変動を示し、また第１７図（ｂ）はそのときのパ
ワースペクトルを示している。第１７図（ｂ）から明ら
かなように、顕著な速度変動のピークレベルが同様に１
６０Ｈｚに現れており、これは励磁周波数の１／ｌｏに
相当している。

このような速度変動は、励磁相間の出力トルクのばらつ
きに起因しているものである。

また、拡大読取時のステッピングモータの低速域（４０
０ｐｐｓ）において、光学系を駆動した際の、速度変動
を第１６図（ａ）に示し、パワースペクトルを第１７図
（ａ）に示す。この第１７図（ａ）から明らかなように
、顕著な速度変動のピークレベルが４０Ｈｚに現れてお
り、これは励磁周波数の１７１０に相当している。さら
に、縮小読取時のステッピングモータの高速域ｃ　８４
００ｐＪ）Ｓ）において、光学系を駆動した際の、速度
変動を第１６図（Ｃ）に示し、パワースペクトルを第１
７図（Ｃ）に示す。この第１７図（Ｃ）から明らかなよ
うに、顕著な速度変動のピークレベルが［１４０Ｈｚに
現れており、これは励磁周波数のｌ／１０に相当してい
る。

このように、ステッピングモータが低速で動作している
ときには、１ステツプ毎に速度変動が起こり１．また高
速領域では励磁相聞の出力トルクのばらつきに起因して
数ステップに相当する周期の速度変動が生じる。このよ
うな速度変動は、ステッピングモータの大きな欠点とな
っており、特に、精密機器の駆動源として使用した場合
には、速度変動のために要求性能を満たさないことが多
々ある。以上はステッピングモータに起因する速度変動
について説明したが、実系統に組み込んだ場合には、負
荷のたとえば質量アンバランス等による速度変動も現れ
、系全体ではこれらが重畳された速度変動が生じること
になる。

そこで、このような読取りの画質に態影響を与える速度
変動（回転むら）や振動を低減するために、従来は、ス
テッピングモータのロータ軸や負荷軸にダイナミックダ
ンパを取り付けたり、トルク伝達機構の中間に減衰材を
挿入して抑制したり、あるいは大きなフライホールを用
いて回転を円滑化したりする手法が採用されている。ま
た、電気的な手法としては、異なる励磁相への印加電流
を段階的に増減して、ロータの励磁停止点を段階的にず
らすことにより、１ステツプを数ステラプル数１０ステ
ップに分割する、いわゆるマイクロステップ駆動方式で
速度変動（回転むら）や振動を低減させようという試み
もなされている。

しかしながら、外部付加要素を設けてステッピングモー
タの速度変動（回転むら）や振動を低減させる方法では
装置の大型化、重量増加を招くばかりか、格段の画質向
上が望めないという問題がある。また、ステッピングモ
ータにマイクロステップ駆動方式を採用しても、異なる
励磁相聞でトルク特性にばらつきがある場合には、読取
精度の向上を期待できないものとなっている。

したがって、外部付加要素を必要としたり、構造変更を
必要としたり、簡単かつ効果的にステッピングモータの
速度変動つまり回転むらや振動を低減させることができ
ず、読取精度の向上を図ることができないという欠点が
ある。

そこで、ステッピングモータ固有の速度変動を小さくす
る手段として、変動に対応してステッピングモータの励
磁を切換える時間間隔を周期性を持たせて変動させるよ
うにした変動パルス制御が提案されている。

しかしながら、画像読取装置において、ラインセンサの
読取り位置を読取り倍率に応じた速度で走査する走査手
段が変動パルス制御によって駆動された場合、各倍率に
それぞれ対応した速度の速度変動データを全て記憶しな
ければならないという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように、従来の画像読取装置では、外部的付加
要素を必要とすることなく、ステ・ソビングモータ固有
の速度変動を低減する場合に、読取り倍率の各倍率に対
応した速度の速度変動データとして大量のデータを記憶
しなければならないという不都合が生じていた。

そこで、この発明では、外部的付加要素を必要とするこ
となく、ステッピングモータ固有の速度変動を簡単に低
域でき、しかも記憶する速度変動データのデータ数を少
なくすることのできる画像読取装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の画像読取装置は、光が照射された対象物から
の光を導く光学系、読取倍率を指示する指示手段、上記
光学系を上記指示手段により指示された読取倍率に対応
した複数の速度で走査する走査手段を有するものにおい
て、上記走査手段を駆動するステッピングモータ、この
ステッピングモータの速度変動に対応して、上記励磁巻
線の励磁を切換える周期性を持った時間間隔としての速
度変動データを、上記読取倍率に対応し、かつ速度変動
の大きい速度領域で細かく設定される複数の速度範囲ご
とに、複数種類記憶する記憶手段、および上記ステッピ
ングモータのステータ側に設けられた複数の励磁巻線を
所定の順序で切換励磁し、かつ上記読取倍率に対応して
上記記憶手段から読出された速度変動データに対応して
上記励磁巻線の励磁を切換える時間間隔を周期性を持た
せて変動させることにより、上記ステッピングモータの
速度変動に対応して上記ステッピングモータを回転する
回転手段から構成されている。

（作用） この発明は、読取倍率の速度領域を速度変動の大きい速
度領域で細かく複数に分割し、分割された速度領域ごと
に対応した速度変動データを基に、速度変動を低下させ
る変動パルスレートのデータを導くことで、記憶しなけ
ればならない速度変動データを少なくするようにしたも
のである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第２図はこの発明の画像読取装置として、原稿を読取り
、コンピュータ等の外部機器にその読取った画像信号を
出力するスキャナを示すものである。

すなわち、１はスキャナ本体で、この本体１の上部前部
には操作パネル（図示しない）が設けられている。この
本体１の上面には、透明ガラスによって構成される原稿
載置台（プラテンガラス）２が固定されている。この原
稿台２の近傍には開閉自在の原稿カバー１ａが設けられ
ている。そして、上記原稿台２に載置された原稿Ｏは、
露光ランプ４、ミラー５．６．７からなる光学系３が原
稿台２の下面に沿って矢印ａ方向に往復動することによ
り、その往復時に露光走査されるようになっている。こ
の場合、ミラー６．７は光露長を保持するようにミラー
５の１／２の速度にて移動する。上記光学系３の走査に
よる原稿からの反射光、つまり露光ランプ４の光照射に
よる原稿０からの反射光は上記ミラー５．６．７によっ
て反射されたのち変倍用レンズブロック８を通り、列状
に配列された複数の受光素子（ＣＣＤ）を有したライン
センサ９に導かれ、原稿Ｏの像がラインセンサ９の表面
に結像されるようになっている。

第３図は前記光学系３を往復移動させるための駆動機構
を示すものである。即ち、ミラー５および露光ランプ４
は第１キヤリツジｌｌａに、ミラー６．７は第２キヤリ
ツジ１１ｂにそれぞれ支持されており、これら第１、第
２キヤリツジ１］ａ１１１ｂは図示しない案内レールに
案内されて矢印ａ方向に平行移動自在となっている。即
ち、ステッピングモータ１２は伝達機構１３を介してプ
ーリ１４．１４の固定軸１５を駆動する。このプーリ１
４．１４の回転はそれぞれ伝達ベルト１６．１６を介し
て上記キャリッジｌｌａ、ｌｌｂに伝達されるようにな
っている。伝達ベルト１６．１６は、それぞれ一端１６
Ａがスキャナ本体１に固定され、この一端１６Ａから第
２キヤリツジ１１ｂに回転自在に設けられたプーリ１７
、ブリ１４、アイドルプーリ１８、および第２キヤリツ
ジ１１ｂに回転自在に設けられたプーリ１９を介して掛
は渡されており、他端１６Ｂは一定の張力が付与されて
いるばね２０を介して本体１に固定されている。上記伝
達ベルト１６の中途部１６ａつまりプーリ１７とプーリ
１４との間にミラー５を支持する第１キヤリツジｌｌａ
の一端が固定されている。したがって、ステッピングモ
ータ１２が回転することにより、その回転が伝達機構１
３、固定軸１５、プーリ１４を介して伝達ベルト１６に
伝達され、伝達ベルト１６が移動して第１キヤリツジ１
１ａが移動し、それにともなって第２キヤリツジｌｌｂ
も移動する。このとき、プーリ１７．１９が動滑車の役
目をするため、第１キヤリツジ１１ａに対して第２キヤ
リツジ１１ｂが１／２の速度にて同一方向へ移動する。

尚、第１、第２キャリッジｌｌａ、ｌｌｂの移動方向は
、ステッピングモータ１２の回転方向を切換えることに
より制御する。

また、第１キヤリツジｌｌａは原稿Ｏのサイズおよび読
取り倍率に応じてステッピングモータ１２が駆動される
ことにより、所定の位置（倍率に応じたホームポジショ
ン）へ移動するようになっている。そして、読取り開始
が指示されると、第１キヤリツジｌｌａは、先ず、第２
キヤリツジ１１ｂの方向へ移動され、その後露光ランプ
４が点灯されて第２キヤリツジｌｌｂから離れる方向に
移動される。原稿Ｏの走査が完了すると、露光ランプ４
が消灯され、第１キヤリツジ１１ａは前記ボームポジシ
ョンに復帰される。

また、上記第１キヤリツジｌｌａのホームポジションへ
の移動を検知する検知器２１、上記第１キヤリツジｌｌ
ａのリミットポジションへの移動を検知する検知器２２
．２２が設けられている。

第１図は全体的な制御系統を概略的に示すものである。

すなわち、全体を制御する制御部とじてのＣＰＵ３０は
、内部バス３１および各人出力部３２ａ、３２ｂ、３２
ｃ、３２ｄ、３２ｅ。

３２ｆを介してインターフェース回路３３、画像処理回
路３４、調光付インバータ回路３５、モータ駆動回路３
６、上記検知器群２１．２２．２２、および表示部を有
する操作パネル３７にそれぞれ接続されている。

画像処理回路３４は、上記ラインセンサ９からＡ／Ｄ変
換回路３８を介して供給される読取信号に対する画像処
理を行うものである。この画像処理がなされた画像信号
はインターフェース回路３３を介して外部機器４０へ読
取結果として出力されるようになっている。調光付イン
バータ回路３５は、上記露光ランプ４の光量を検知器３
５ａの検知出力によって調光するものである。モータ駆
動回路３６は、読取倍率に対応した複数の速度で上記ス
テッピングモータ１２を回転駆動するものである。操作
パネル３７は複数の指示を入力したり、あるいは複数の
状態を表示するものである。

上記ラインセンサ９は、ＣＣＤドライバ３つによって駆
動制御されている。

次に、上記ステッピングモータ１２とそのモータ駆動回
路３６の構成について、第４図から第８図を用いて説明
する。すなわち、ステッピングモタ１２は、ハイブリッ
ド形（同極形）で５相のステッピングモータを示し、ロ
ータ５１と、ステータ５２とで構成されている。ロータ
５１は質量バランスのとれた図示しない回転負荷に連結
されている。

ロータ５１は、第４図に示すように、非磁性材で形成さ
れた軸５３と、この軸５３の外周に装着されるとともに
軸方向に着磁された永久磁石５４と、永久磁石５４の両
端側からそれぞれキャップ状に装着された磁性材製の歯
切りカップ５５ａ１５５ｂとで構成されている。歯切り
カップ５５ａ１５５ｂには、この例ではそれぞれ周方向
に等ピッチに５０個の小歯５６が形成されている。なお
、歯切りカップ５５ａ側の小歯５６と、歯切りカップ５
５ｂ側の小歯５６とは周方向に１／２ピツチの位相差を
持って設けられている。

一方、ステータ５２は、第５図に示すように、ロータ５
１を囲むように配置されたステータコア５７と、このス
テータコア５７の内面に突設された１０本のステータ突
極５８と、これらステータ突極５８の先端部に等ピッチ
に設けられた小歯５つと、ステータ突極５０に巻装され
た励磁巻線６０とで構成されている。なお、各励磁巻線
６０は、相対向するステータ突極５８に装着されたちの
同志が直列あるいは並列に接続され、これによって５つ
の励磁相Ａ、Ｂ、ＣＳＤ、Ｅに区分けされた５相構成と
なっている。

モータ駆動回路３６は、第６図に示すように、大きく別
けて、励磁回路７１と、分配回路７２と、記憶回路７３
と、演算回路７４と、速度設定器７５とで構成されてい
る。

励磁回路７１は、第７図に示すように、各励磁相を構成
する励磁巻線の両端をそれぞれパワートランジスタ６１
．６２を介して電源ライン６３．６４に接続し、対角線
上に位置するパワートランジスタ同志を順番にオン、オ
フすることにより、各相の励磁巻線に正あるいは負の電
流を流し、ステータ５２とロータ５１との間に磁界を発
生させるように構成されている。

分配回路７２は、演算回路７４の出力パルスにしたがっ
て第８図に代表的な励磁シーケンスを示すように、各相
の励磁巻線に励磁電流を流すべくパワートランジスタ６
１．６２をオン、オフ制御するベース信号を出力するよ
うに構成されている。

この例では１０ステツプの繰り返しになっている。

記憶回路７３は、この例では駆動対象である光学系３の
複数の速度、つまり読取倍率に対応した複数の速度にそ
れぞれ対応する複数のステッピングモータ１２の固有の
速度変動を記憶している。

すなわち、このモータ駆動回路３６では、各速度ごとに
、使用最大速度までの範囲を複数段階に分け、各段階に
おける複数ステップ（読取倍率が１００％の場合１０ス
テツプ）範囲の速度変動を調べておき、これら速度変動
データを速度変動振幅を考慮に入れた１周期分の正弦波
状の変動波に模擬し、この速度変動データを予め記憶回
路７３に記憶させている。

上記記憶回路７３には、２２０％〜２５％の領域を１つ
のブロックとし、単一の速度変動データで対応し、２２
０％以上の拡大率においては、細かく速度領域を分割さ
れたそれぞれの速度領域に対応した速度変動データが記
憶されている。

この場合、速度領域を複数のブロックに分割し、そのブ
ロック化した速度領域内で単一の速度変動データで対応
することで、記憶回路７３に格納しなければならない速
度変動データの記憶容量を少なくすることができる。

また、変動の大きな速度領域を細くブロック分けして対
応する速度変動データを記憶回路７３に記憶することで
、合理的に速度変動を低減できる。

演算回路７４は、速度設定器７５（パルス発生手段）か
ら速度設定信号が与えられると、設定速度に対応した速
度変動データを記憶回路７３から読出し、設定速度と倍
率に応じて選択される速度変動データとに基いて分配回
路７２に供給する出力パルスの間隔（ステップ間隔）を
制御する。なお、このとき記憶回路７３から読み出され
る速度変動データの位相を考慮に入れ、パルス時間間隔
の逆数で定義されるパルスレートの変動が速度変動に対
してはほぼ逆位相となるように上記パルス間隔を制御し
ている。ただし、分割された各速度の中間の速度に対す
る速度変動データは、その速度の前後の速度変動データ
から導くようになっている。

このような構成であると、速度設定器７５である速度を
設定すると、この速度設定器７５の出力は一定の傾斜で
設定速度に対応するレベルまで増加する。速度設定器７
５の出力が立ち上がると、演算回路７４が速度設定器７
５の出力に対応した速度変動データを記憶回路７３から
読み出し、上記出力と読み出された速度変動データとに
基いて出力パルスの時間間隔を制御する。このパルス間
隔のパルスレートの変動は、記憶回路７３から読み出さ
れる速度変動データに対してはほぼ逆位相となっている
。演算回路７４の出力パルスは分配回路７２に与えられ
、この分配回路７２から励磁回路７１のパワートランジ
スタ６１．６２を第８図に示すように予め定められた順
序にオン、オフさせるためのベース信号が出力される。

したがって、ステッピングモータ１２のロータ５１が回
転を開始する。

この場合、ステッピングモータ１２の固有の速度変動を
考慮に入れ、各励磁相Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅの励磁タイミ
ングを制御しているので、固有の速度変動分を打ち消す
ことができ、滑らかな回転を行なわせることができる。

第９図（ａ）はステッピングモータ１２を４００％の拡
大読取時に定速回転動駆動しているときの励磁切換タイ
ミングを示している。この切換タイミングにしたがって
各相を構成する励磁巻線の励磁が切換られる。このモー
タ駆動回路３６では、励磁切換タイミングの時間間隔を
Δｔを基準としてΔｔ　ｗｉｎ〜Δｔ　ｎ＋ａｘの間で
変動させている。この時間間隔の逆数がパルスレートで
あり、このパルスレートは第９図（ｂ）に示すように周
期Ｔで正弦波状に変動している。

もし、ステッピングモータ１２に固有の速度変動がなけ
れば、ステッピングモータ１２は第９図（ｂ）に示すよ
うな周期Ｔで速度変動しながら回転する。しかし、通常
のステッピングモータには各速度域で必ず固有の速度変
動が存在している。

このモータ駆動回路３６では周期Ｔをステッピングモー
タ固有の速度変動周期と一致させ、かつ、はぼ逆位相と
なるように励磁切換タイミングの時間間隔、つまりパル
スレートを変動させている。

したがって、今、振幅が適当に設定されているものとす
ると、パルスレートの変動に伴う速度変動でステッピン
グモータ固有の速度変動を打消すことができ、ロータ５
１を滑かに回転させることができる。

第１０図（ｂ）には、このモータ駆動回路３６を使って
ハイブリッド形５相ステッピングモータ１２の速度変動
を低減した例が示されている。これは先に第１６図（ｂ
）を用いて説明したモータを使い、同じ駆動条件（速度
設定器７５の出力パルスのパルスレートが１６（ｌｃｌ
ｐｐｓ　　読取倍率が１００％）で、かつ励磁切換タイ
ミングの時間間隔の変動周波数を１５０Ｈｚとし、しか
も上記変動位相がステッピングモータ固有の速度変動と
逆位相となるように制御した例である。このときのパワ
ースペクトルは第１１図（ｂ）に示す結果となった。こ
の図から、速度変動低減のターゲットとしている１６０
Ｈｚでのピークレベルが第１７図（ｂ）の場合に比べて
激減し、速度波形が滑らかになっていることが判る。

上述した実施例は、等倍読取時に、低減すべき速度変動
がたとえば１０ステップ分に相当するような、励磁切換
タイミングの時間間隔を比較的滑らかに変動させること
ができるステッピングモータを対象にした例である。

また、同様に、拡大時（速度設定器の出力パルスのパル
スレートが４００ｐｐｓ、読取倍率が４００％）、縮小
時（速度設定器の出力パルスのパルスレートが６４００
ｐｐｓ　、読取倍率が２５％）の場合には、それぞれ変
動周波数を４０ＨＺ、６４０ＨＺとし、しかも上記変動
位相がステッピングモータ固有の速度変動と逆位相とな
るように制御した例である。このときのパワースペクト
ルは第１０図（ａ）（Ｃ）に示す結果となった。これら
の図から、速度変動低減のターゲットとしている（１６
０　Ｈｚ、４０Ｈｚ。

６４０　Ｈｚ　）でのピークレベルが第１７図（ａ）（
ｃ）の場合に比べて激減し、速度波形が滑らかになって
いることが判る。

なお、上記した例では、縮小時（２５％）では、低減す
べき速度変動が２０ステップ分に相当し、拡大時（４０
０％）では、低減すべき速度変動が５ステップ分に相当
し、励磁切換タイミングの時間間隔を比較的滑らかに変
動させることができるステッピングモータを対象にして
いる。

第１０図（ａ）（ｂ）（ｃ）には、このモータ駆動回路
３６を使ってハイブリッド形５相ステッピングモータ１
２の速度変動を低減した例が示されている。これは先に
第１６図（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて説明したモータを
用い、同じ各駆動条件（４００％の拡大時でパルスレー
トが４００Ｉ）Ｉ）Ｓ　％１００％の等倍時でパルスレ
ートが１６００ｐｐｓ。

２５％の縮小時でパルスレートが６４００ｐｐｓ）で、
かつ励磁切換タイミングの時間間隔の変動周波数をそれ
ぞれ（４０Ｈｚ、１６０Ｈｚ、６４０Ｈｚ）とし、駆動
系固有の速度変動と逆位相となるように制御した例であ
る。これらの図からそれぞれの速度変動低減のターゲッ
トとしているピークレベルが第１７図（ａ）（ｂ）（ｃ
）と比較すると低減し、第１０図（ａ）（ｂ）（ｃ）に
示したように速度波形が滑らかになっていることが判る
。

上述した実施例は、低減すべき速度変動が１０ステップ
分に相当し、励磁切換タイミングの時間間隔を比較的滑
らかに変動させることのできるステッピングモータ１２
を対象とした例である。

なお、第９図では拡大時（４００％）のみの励磁切換タ
イミングおよび速度変動を示しているが、等倍時（１０
０％　１６００ｐｐｓ）　、縮小時（２５％　６４００
ｐｌ）Ｓ）の場合も、同様の結果が得られるが、位相、
振幅が異なる。したがって、各速度に対応した速度変動
データを格納する必要がある。

さて、第１８図に前述したパルスレート制御を施す前の
各速度領域に対応する速度変動を示す。

第１８図より明らかなように、２２０％以上の拡大率、
すなわち低速域において変動率が大きくなっている。

画像を読取る場合の速度変動率の影響は０１５％以下で
あれば問題がないと考えられる。また、第１１図（ａ）
〜（Ｃ）、第１０図（ａ）〜（ｃ）を比較すると、拡大
時は、等倍時、縮小時と比較して、速度変動低下の効果
が顕著である。

以上述べてきたことから、速度領域の全域にわたってパ
ルスレート制御を行うことは不合理であることがわかる
。

したがって、２２０％〜２５％の領域を１つのブロック
とし、単一の速度変動データで対応し、２２０％以上の
拡大率においては、細かく速度領域を分割し、それぞれ
の速度領域に対応した速度変動データを記憶回路７３に
格納している。

以上述べてきたように、速度領域を複数のブロツクに分
割し、そのブロック化した速度領域内で単一の速度変動
データで対応することで、記憶回路７３に格納しなけれ
ばならない速度変動データの記憶容量を少なくすること
ができる。

また、変動の大きな速度領域を細くブロック分けして対
応する速度変動データを記憶回路７３に格納することで
、合理的に速度変動を低減できる。

また、たとえば２相ステツピングモータでは励磁相が２
つとなり、励磁相のばらつきによる出力トルクの変動が
４ステツプに相当することがある。

このような場合、励磁切換タイミングの時間間隔を正弦
波状に変動させようとしても滑らかな変動カーブにはな
らず、充分な速度変動低減効果が得られないことがある
。

このように、充分に滑らかな変動カーブが得られない場
合には、マイクロステップ駆動を併用すればよい。この
駆動方法は同時に励磁している異なる励磁巻線への印加
電圧を段階的に増減することにより、ロータ停止点をず
らすものであり、基本ステップ量を数ステラプル数１０
ステップに分割することができる。

マイクロステップ駆動の概念を第１２図を用いて簡単に
説明する。この例は２相バイポーラ型ステツピングモー
タであり、ロータ８０とステータ９０の構造は５相ステ
ツピングモータとほぼ同様であるが、励磁巻線数が２組
である。各励磁巻線Ｘ、Ｙに印加する電圧はパルス状で
はなく、デジタル演算回路から出力されたデジタル量を
Ｄ／Ａ変換するなどして第１３図に示すような正弦波状
としている。また、励磁巻線Ｘ１励磁巻線Ｙへの印加電
圧は９０″位相がずれるようにしである。

このような駆動方法で励磁すると、ロータの移動量は第
１３図に示すようになり、この例では基本ステップ量θ
Ｓの１／４ずつステップ動作する。

このように、速度変動周期が基本ステップの４ステツプ
分であるときには、励磁タイミング切換時間の時間間隔
を１６ステツプで周期的に変動させればよく、これによ
って、より滑らかにでき、速度変動低減効果を増大させ
ることができる。

なお、２相ステツピングモータにおいてマイクロステッ
プ駆動を併用する場合について説明したが、５相あるい
は４相ステツピングモータでも全く同様であり、マイク
ロステップ駆動を併用して励磁切換タイミングの時間間
隔を周期的に切換えることにより、速度変動低減効果を
増すことができる。

さらに、この発明はステッピングモータであれば、形、
相数に限定されるものではない。また、上述した実施例
ではステッピングモータ固有の速度変動が、単一の周波
数成分を持つ場合への適用について述べているが、複数
の周波数成分を持っていても、その周波数がステッピン
グモータ駆動周波数より小さい範囲にあればこの発明の
適用か可能である。

上記したように、２２０％から２５％に対応する速度領
域を１つの速度範囲のブロックとし、単一の速度変動デ
ータが対応し、２２０％以上の拡大率において、細かく
速度領域を分割し、それぞれの速度領域に別々の速度変
動データが対応し、それらが記憶回路に記憶されるよう
にしたものである。そして、拡大、縮小時等の読取倍率
が異なる場合に、ステッピングモータを異なった速度で
回転している際に、各速度範囲ごとに、その速度範囲に
対応する速度変動データを記憶回路から読出し、この読
出した速度変動データによりステッピングモータを速度
変動と逆位相となるように制御することでステッピング
モータの速度変動を低減するようにしたものである。こ
れにより、このステッピングモータを光学系の移動に用
いた画像読取装置における読取精度の向上を図ることが
でき、また読取倍率が変化し、ステッピングモータの回
転速度が変化した場合でも、読取精度の向上を図ること
ができる。さらに、速度変動データを各速度ごとに設け
なくて良く、所定速度範囲ごとに設ければ良いため、記
憶回路の記憶容量を少なくすることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、外部的付加要素を必
要とすることなく、ステッピングモータ固有の速度変動
を簡単に低減でき、しかも記憶する速度変動データのデ
ータ数を少なくすることのできる画像読取装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第１３図はこの発明の一実施例を示すもので
、第１図は画像読取装置の概略構成を示すブロック図、
第２図は画像読取装置の構成を示す断面図、第３図は画
像読取装置の内部構成を示す斜視図、第４図はステッピ
ングモータにおけるロータの縦断面図、第５図はステッ
ピングモータにおけるロータを組み込んだステータの平
面図、第６図はステッピングモータとモータ駆動回路の
構成を示す図、第７図はモータ駆動回路における励磁回
路の構成図、第８図はモータ駆動回路における分配回路
の動作シーケンスを示す図、第９図（ａ）はモータ駆動
回路のおける演算回路のパルス出力の一例を示す図、第
９図（ｂ）は同パルス出力をパルスレートに変換した例
を示す図、第１０図（ａ）は拡大時の速度域を等倍時と
同様に制御した時のパワースペクトルを示す図、　第１
０図（ｂ）はモータ駆動回路で等倍読取時の速度域を制
御した例の速度変動結果を示す図、第１０図（ｃ）は縮
小時の速度域を等倍時と同様に制御した時のパワースペ
クトルを示す図、第１１図（ａ）は第１０図（ａ）に示
す条件におけるパワースペクトルを示す図、第１１図（
ｂ）は第１０図（ｂ）に示す条件におけるパワースペク
トルを示す図、第１１図（ｃ）は第１０図（ｃ）に示す
条件におけるパワースペクトルを示す図であり、第１２
図および第１３図はマイクロステップ駆動方式を併用す
る場合の例を説明するための図であり、第１４図はハイ
ブリッド形５相ステッピングモータにおいて各励磁相聞
にトルク出力のばらつきがない場合のトルク出力特性を
示す図、第１５図はハイブリッド形５相ステッピングモ
ータにおいて各励磁相聞にトルク出力のばらつきが存在
している場合のトルク出力特性を示す図、第１６図（ａ
）（ｂ）（ｃ）はハイブリッド形５相ステッピングモー
タにおいて各励磁相聞にトルク出力のばらつきが存在し
ている場合の各倍率ごとの速度変動を示す図、第１７図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１６図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示
した条件でのパワースペクトルを示す図、第１８図はハ
イブリッド形５相ステッピングモータにおいて各励磁相
聞にトルク出力のばらつきが存在している場合の各速度
領域ごとの速度変動を示す図である。 １・・・本体、３・・・光学系、４・・・露光ランプ、
５．６．７・・・ミラー　９・・・ラインセンサ、１１
ａ・・・第１キヤリツジ、］、　１　ｂ・・・第２キヤ
リツジ、１２・・・ステッピングモータ、３０・・・Ｃ
ＰＵ、３６・・・モータ駆動回路、５１・・・ロータ、
５２・・・ステータ、７１・・・励磁回路、７２・・・
分配回路、７３・・・記憶回路、７４・・・演算回路、
７５・・・速度設定器。 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光が照射された対象物からの光を導く光学系と、 読取倍率を指示する指示手段と、 上記光学系を上記指示手段により指示された読取倍率に
   対応した複数の速度で走査する走査手段とを有する画像
   読取装置において、 上記移動手段を駆動するステッピングモータと、このス
   テッピングモータの速度変動に対応して、上記励磁巻線
   の励磁を切換える周期性を持った時間間隔としての速度
   変動データを、上記読取倍率に対応し、かつ速度変動の
   大きい速度領域で細かく設定される複数の速度範囲ごと
   に、複数種類記憶する記憶手段と、 上記ステッピングモータのステータ側に設けられた複数
   の励磁巻線を所定の順序で切換励磁し、かつ上記読取倍
   率に対応して上記記憶手段から読み出された速度変動デ
   ータに対応して上記励磁巻線の励磁を切換える時間間隔
   を周期性を持たせて変動させることにより、上記ステッ
   ピングモータの速度変動に対応して上記ステッピングモ
   ータを回転する回転手段と、 を具備したことを特徴とする画像読取装置。