JPH08275499A

JPH08275499A - リニアモータ及び画像読み取り装置

Info

Publication number: JPH08275499A
Application number: JP7076570A
Authority: JP
Inventors: Mitsutoshi Iko; 光俊位高; Katsuhiro Nanba; 克宏難波; Masazo Ishiyama; 雅三石山
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】位置制御等に関して複数種類の制御が必要と
なる被駆動部材の制御を簡単な構造で精度よく達成でき
るリニアモータを提供する。さらに、これにより画像走
査精度も向上する画像読み取り装置を提供する。【構成】着磁可能の棒状部材１０に推進用界磁マグネ
ット１１及びモータ運転制御のための複数種類の位置情
報を提供する複数の着磁部１２、１３、１４、１５、１
６１、１６２をそれぞれ着磁形成してなる棒状の固定子
１と、固定子１に沿って移動可能で、着磁部１２、１４
に対応する磁気センサ４３１、４３２を有する可動子２
Ａとからなるリニアモータ部ＬＤＭａ、及び固定子１
と、固定子１に沿って移動可能で、着磁部１３、１５、
１６１、１６２に対応する磁気センサ４３３、４３４を
有する可動子２Ｂとからなるリニアモータ部ＬＤＭｂ、
並びにこれらモータ部を画像走査光学系のキャリッジＣ
１、Ｃ２の駆動源とする画像読み取り装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、棒状の固定子に沿って
可動子が移動するリニアモータ及びこのタイプのリニア
モータにより画像走査光学系が駆動される画像読み取り
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リニアモータは広い技術分野にわたって
利用されており、例えば複写機、イメージスキャナ等に
おける画像読み取り装置の原稿画像走査光学系の駆動に
も利用が試みられている。ここで画像読み取り装置の１
例を説明すると、図５に示すように、原稿を載置する原
稿台ガラス９１の下方に照明ランプ９２があり、このラ
ンプからの光は反射ミラーｍ１、ｍ２に反射されてガラ
ス９１上の画像読み取り位置９３に集光され、原稿の反
射光はミラーｍ３及び一組のミラーｍ４、ｍ５で反射さ
れ、レンズＬＮでリニア撮像素子であるＣＣＤ撮像部９
４に結像される。

【０００３】ランプ９２及びミラーｍ１、ｍ２、ｍ３は
可動キャリッジＣ１に搭載されており、ミラーｍ４、ｍ
５は可動キャリッジＣ２に搭載されている。画像読み取
り時には、ランプ９２及びミラーｍ１、ｍ２、ｍ３がキ
ャリッジＣ１の移動により、また、ミラーｍ４、ｍ５が
キャリッジＣ２の移動によりそれぞれ原稿画像副走査方
向Ｘに駆動される。このとき、ランプ９２及びミラーｍ
１、ｍ２、ｍ３とミラーｍ４、ｍ５は２：１の速度比で
駆動される。従って、画像読み取り位置９３からレンズ
ＬＮに到る距離に変化は生じず、結像状態が保たれる。
ＣＣＤ撮像部９４に結像された像は、光電変換され、図
示しない画像処理回路に送られ、読み取りが完了する。

【０００４】画像読み取り倍率の変更は副走査方向に関
してはキャリッジＣ１、Ｃ２の移動速度を調整すること
より、主走査方向に関してはＣＣＤ撮像部９４から出力
される画像データを電気的に処理することにより行われ
る。このような画像読み取り装置における前記のキャリ
ッジＣ１やＣ２の駆動は、一般的には、図６に示す駆動
機構により行われている。

【０００５】図６に示す駆動機構では、図６（Ａ）に示
すように、副走査方向Ｘに延びるガイドロッド８１があ
り、これに第１スライダ８２及び第２スライダ８３が摺
動可能に嵌まっており、第１スライダ８２に前記のキャ
リッジＣ１の片側端部ｃ１１が連結され、第２スライダ
８３に前記のキャリッジＣ２の片側端部ｃ１４が連結さ
れている。

【０００６】キャリッジＣ１の自由端部ｃ１２は、そこ
に設けたローラｃ１３がガイド９９を転動することでガ
イドロッド８１と平行に案内され、キャリッジＣ２の自
由端部ｃ１５は、そこに設けたローラｃ１６がガイド９
９を転動することでガイドロッド８１と平行に案内され
る。ガイドロッド８１の両端近傍には定位置でプーリ８
４１、８４２が回転可能に設けてあり、第２スライダ８
３の側面には別のプーリ（動滑車相当プーリ）８３１が
回転可能に設けてある。さらに、図６（Ｂ）に示すよう
に、両プーリ８４１、８４２の間の下方定位置に駆動プ
ーリ８４３があり、これはベルト伝動装置８５を介して
回転モータ８６により回される。

【０００７】一本のワイヤ８７が駆動プーリ８４３に一
周以上巻き掛けられ、一方では、端部プーリ８４１を廻
って第２スライダ８３上のプーリ８３１に達し、これを
廻ってスプリング８８にに連結される。スプリング８８
は装置の固定部分に連結されて定位置にある。ワイヤ８
７は他方では、駆動プーリ８４３から他方の端部プーリ
８４２を廻って、途中で第１スライダ８２に連結され、
さらに第２スライダ８３上のプーリ８３１を廻って、前
記スプリング８８と対向する位置において装置の固定部
分に連結されている。

【０００８】この駆動系によると、モータ８６を運転す
ることで駆動プーリ８４３を駆動回転させると、これに
ともなってワイヤ８７が走行し、これに連結された第１
スライダ８２が、従ってキャリッジＣ１が駆動されると
ともに、第２スライダ８３が、従ってキャリッジＣ２が
第１キャリッジＣ１の２分の１の速度で駆動される。と
ころがこのような従来駆動系によると、モータ８６から
スライダ８２、８３の間にベルト伝動装置、駆動プー
リ、定位置プーリ、ワイヤ等多くの部品が介在し、これ
ら部品の公差やばらつき、伸縮成分、取り付け状態等の
ためにキャリッジＣ１、Ｃ２のそのときどきの位置が不
正確になり、位置ずれしやすい。

【０００９】また、キャリッジ位置検出のためのエンコ
ーダは、回転モータ８６に付いており、該モータは一定
速度で回転するように運転されるのであるが、モータが
一定速度で回転しても、キャリッジＣ１、Ｃ２が一定速
度で移動するとは限らない。さらに、エンコーダからの
パルス数をカウントしてキャリッジ位置を割り出すの
で、誤差が大きくなる。また、エンコーダとは別にキャ
リッジＣ１、Ｃ２の初期位置（ホームポジション）を検
出するホームセンサも必要である。

【００１０】これに対し、キャリッジＣ１、Ｃ２をリニ
アモータ、特に棒状の固定子に沿って可動子が移動でき
るリニアモータを採用し、該可動子にてキャリッジを駆
動すると、可動子の直線運動がそのままキャリッジの直
線運動となり、エンコーダの出力がそのままキャリッジ
の位置を表すことになり、簡単に精度の高いキャリッジ
の位置等の制御を行える。また、従来の回転モータエン
コーダに必要であったカウンタ回路も不要である。この
ような理由でリニアモータの利用が試みられているので
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
前記のキャリッジＣ１、Ｃ２について言うと、キャリッ
ジＣ１はキャリッジＣ２の２倍の速度で副走査方向に駆
動されなければならないし、画像走査が終了すると、キ
ャリッジＣ１、Ｃ２がそれぞれ所定の位置でリーン開始
し、所定のホームポジションまで復帰してそこに停止し
なければならない等、複雑な制御が必要である。

【００１２】そのため、かかるキャリッジの駆動にリニ
アモータを利用する場合には、これら複数種類の制御を
行うために複数のエンコーダが必要になり、構造が複雑
化するという問題がある。そこで本発明は、位置制御等
に関して複数種類の制御が必要となる被駆動部材をリニ
アモータで駆動しようとするときに、その制御を簡単な
構造で精度よく達成できるリニアモータを提供すること
を第１の課題とする。

【００１３】また、本発明は、原稿画像の走査光学系に
おける、画像走査のための原稿照明ランプ及びこれとと
もに移動すべきミラーが搭載された第１キャリッジと、
前記ランプ及びミラーと協働して画像走査するためのミ
ラーを搭載した第２キャリッジとを有する画像読み取り
装置において、それらキャリッジの動作を前記第１の課
題を解決できるリニアモータ部を用いて、簡単な構造の
もとに精度よく制御でき、それにより画像走査精度も向
上する画像読み取り装置を提供することを第２の課題と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
る本発明のリニアモータは、着磁可能の棒状部材に推進
用界磁マグネット及びモータ運転制御のための複数種類
の位置情報を提供する複数の着磁部をそれぞれ着磁形成
してなる棒状の固定子と、該固定子に沿って移動可能
で、前記界磁マグネットに臨む電機子コイル及び前記各
位置情報提供のための着磁部に対応して該着磁部の情報
を読み取るセンサを有する可動子とを備えたことを特徴
としている。

【００１５】また、前記第２の課題を解決する本発明の
画像読み取り装置は、原稿画像の走査光学系における画
像走査のための原稿照明ランプ及びこれとともに移動す
べきミラーが搭載された第１キャリッジと、前記ランプ
及びミラーと協働して画像走査するためのミラーを搭載
した第２キャリッジとをリニアモータで駆動走行させる
ようにし、該リニアモータは、着磁可能の棒状部材に推
進用界磁マグネット及びモータ運転制御のための複数種
類の位置情報を提供する複数の着磁部をそれぞれ着磁形
成してなる一本の棒状の固定子並びに前記第１キャリッ
ジに連結され、前記固定子に沿って移動可能で、前記界
磁マグネットに臨む電機子コイル及び前記位置情報提供
のための着磁部のうちいずれか１又は２以上に対応して
該着磁部の情報を読み取るセンサを有する第１可動子か
らなるリニアモータ部と、前記固定子並びに前記第２キ
ャリッジに連結され、前記固定子に沿って移動可能で、
前記界磁マグネットに臨む電機子コイル及び前記位置情
報提供のための着磁部のうちいずれか１又は２以上に対
応して該着磁部の情報を読み取るセンサを有する第２可
動子からなるリニアモータ部とを含むものであることを
特徴としている。

【００１６】これら本発明に係るリニアモータ及び画像
読み取り装置において採用されるリニアモータ部におい
て、普通には、固定子上のモータ運転制御のための複数
の着磁部は、それぞれが種類のことなる制御に用いられ
る。また、かかる各着磁部はインクリメント型エンコー
ダを構成するためのものでも、複数の着磁部でアブソリ
ュート型エンコーダを構成するためのものであってもよ
い。

【００１７】さらに、固定子上の固定子長手方向の一つ
の直線上に２種類以上の着磁を形成することも考えられ
る。このために、例えば、固定子長手方向の一つの直線
上にモータ運転制御のための複数の着磁部を、極性を変
えて設けること等も考えられる。本発明に係る画像読み
取り装置における各リニアモータ部に共通の固定子上の
モータ運転制御のための複数の着磁部としては、それに
は限定されないが、例えば次のもののいずれか２以上が
考えられる。前記第１キャリッジの駆動制御用の着磁部前記第２キャリッジの駆動制御用の着磁部前記第１キャリッジのホームポジション検出のため
の着磁部前記第２キャリッジのホームポジション検出のため
の着磁部各定形原稿サイズにおける第１キャリッジのリター
ン位置を検出するための着磁部各定形原稿サイズにおける第２キャリッジのリター
ン位置を検出するための着磁部原稿サイズを検出するための位置情報を含む着磁部シェーディング補正時の第１及び第２キャリッジの
停止位置を検出するための着磁部シートスルー原稿や光透過型原稿の読み取りなど第
１及び第２キャリッジを停止させて画像を読み取る際の
該キャリッジの位置を検出するための着磁部前記、及びの着磁部に対応する前記の情報読み取
りセンサは前記第１可動子に搭載され、前記、及び
の着磁部に対応する情報読み取りセンサは前記第２可
動子に搭載される。

【００１８】前記との着磁部については、いずれか
一方だけを設け、それで第１、第２キャリッジのうち一
方のリターン位置を検出し、画像読み取り装置全体の動
作を制御する部分からの指示のもとに該一方のキャリッ
ジのリターン動作に他方のキャリッジのリターン動作を
連動させるようにしてもよい。この場合、前記及び
のいずれかに対応する読み取りセンサは不要である。ま
た、この場合、各定形原稿サイズにおける第１又は第２
キャリッジのリターン位置を検出するための着磁部を該
第１又は第２キャリッジのホームポジションを検出する
ための着磁部と固定子上の長手方向の同一直線上に配置
することも考えられる。

【００１９】前記については、原稿サイズの検出は、
例えば原稿の有無を検出するためのセンサを第１キャリ
ッジ駆動用のリニアモータ部に搭載し、このリニアモー
タ部のみを運転することで行える。従って前記の原稿
サイズ検出のための着磁部は、各原稿サイズに対応する
該リニアモータ部の可動子の停止位置を示すように設け
ればよい。また、この着磁部はホームポジションやリタ
ーン位置を示す着磁部と同一直線上に配置してもよい
が、その場合は、ホームポジションやリターン位置の着
磁部とは極性を逆にした方がよい。

【００２０】前記、については、これに対応するセ
ンサを第１キャリッジ駆動用リニアモータ部と第２キャ
リッジ駆動用リニアモータ部の両方に用意する必要があ
る。これら、の着磁部は全てを同一直線上に配置し
てもよいが、ホームポジション用着磁部とは、別の列に
するか、極性を別にするかしたほが望ましい。なお、こ
れらは、ホームポジションに対し、リターン位置とは逆
に位置する場合もある。

【００２１】

【作用】本発明のリニアモータによると、可動子は固定
子に沿って駆動される。そして、固定子上には、モータ
運転制御のための複数種類の位置情報を提供する複数の
着磁部をそれぞれ着磁形成してあるとももに、可動子に
は、各位置情報提供のための着磁部に対応して該着磁部
の情報を読み取るセンサを設けてあるから、該各着磁部
とそれに対応する該センサとでエンコーダが形成され、
これらエンコーダ出力を利用して可動子動作を制御でき
る。

【００２２】固定子にはモータ運転制御のための複数の
着磁部を設けてあるから、モータ全体の構成が簡素化さ
れているとともに、それら着磁部からモータ運転に要求
される位置情報を、直接的に簡単、正確に得ることがで
き、可動子動作を精度よく制御できる。また、本発明の
画像読み取り装置によると、このようなリニアモータ部
により、原稿画像の走査光学系における画像走査のため
の原稿照明ランプ及びこれとともに移動すべきミラーが
搭載された第１キャリッジと、前記ランプ及びミラーと
協働して画像走査するためのミラーを搭載した第２キャ
リッジとを駆動するようにしてあるので、装置全体の構
成が簡素化されるとともに、精度よく画像走査できる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を、本発明に係るリニ
アモータを利用した画像読み取り装置の１例により図面
を参照して説明する。図１（Ａ）は本発明に係るリニア
モータの１例を利用した画像読み取り装置の１例の概略
構成を示す図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の装置に
おける原稿画像走査光学系のキャリッジ駆動部の平面図
である。なお、該キャリッジ駆動部におけるリニアモー
タ部については、図１（Ａ）では、可動子２Ａ及び２Ｂ
の位置だけを鎖線で示している。

【００２４】この画像読み取り装置は、画像走査のため
の原稿照明ランプ９２及びこれとともに移動すべきミラ
ーｍ１、ｍ２、ｍ３が搭載された第１キャリッジＣ１を
リニアモータ部ＬＤＭａにより駆動するようにし、前記
ランプ及びミラーと協働して画像走査するためのミラー
ｍ４、ｍ５を搭載した第２キャリッジＣ２をリニアモー
タ部ＬＤＭｂで駆動するようにしたものである。

【００２５】その他の点は、基本的には図５に示す従来
画像読み取り装置と同構造のものである。図５に示す装
置におけると同じ部品には同じ参照符号を付してある。
これら部品の動作も図５の装置と同様である。図１の画
像読み取り装置におけるキャリッジＣ１を駆動するリニ
アモータ部ＬＤＭａは、直線棒状の固定子１と、該固定
子に外嵌して、それに案内されて駆動される可動子２Ａ
とからなっている。キャリッジＣ１は、その一端部ｃ１
１がこの可動子２Ａに連結され、自由端部ｃ１２は、そ
こに設けたローラｒ１が固定子１と平行なガイドレール
Ｇ上に乗ることで走行できる。

【００２６】キャリッジＣ２を駆動するリニアモータ部
ＬＤＭｂは、前記の固定子１と、該固定子に外嵌して、
それに案内されて駆動される可動子２Ｂとからなってい
る。キャリッジＣ２は、その一端部ｃ１４がこの可動子
２Ｂに連結され、自由端部ｃ１５は、そこに設けたロー
ラｒ２が前記のガイドレールＧ上に乗ることで走行でき
る。

【００２７】前記の固定子１は、図１（Ｂ）と図２に示
すように、機械加工可能且つ着磁可能の材料から形成し
た断面円形の棒状部材１０に後で数種類の着磁を施して
形成したものである。該着磁部は次のとおりである。な
お、図１（Ｂ）及び図２（Ａ）においては、界磁マグネ
ット１１以外の着磁部は符号ＭＧでまとめて示してあ
る。詳細は図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。Ｎ極とＳ極を副走査方向Ｘに交互に配置した可動子
推進用界磁マグネット１１、第１キャリッジＣ１の駆動制御（ここでは速度制
御）に用いるファイン着磁部１２であって、Ｎ極とＳ極
を副走査方向Ｘに細かいピッチで交互に配置したもの、第２キャリッジＣ２の駆動制御（ここでは速度制
御）に用いるファイン着磁部１３であって、Ｎ極とＳ極
を副走査方向Ｘに、前記着磁部１２の２分の１のピッチ
で交互に配置したもの、第１キャリッジＣ１のホームポジション検出のため
のアブソリュート型着磁部１４、第２キャリッジＣ２のホームポジション検出のため
のアブソリュート型着磁部１５、定形原稿サイズに応じた第２キャリッジＣ２のリタ
ーン位置を検出するための着磁部１６１、１６２。本例
では着磁部１６１、１６２は共に着磁部１５と同極性で
ある。なお、着磁部１６１、１６２は着磁部１５と同一
直線上に設けてある。

【００２８】界磁マグネット１１は、Ｎ極、Ｓ極を一周
期とする正弦波の磁束密度の分布を持つように着磁形成
したもので、図２（Ｂ）に示すように、他の着磁部１２
等の読み取りに悪影響を与えて読み取りを不可能にする
ことを避けるために、固定子１の断面で見て、棒状部材
１０上の着磁部１２等を設ける底面側部分において磁力
が弱く、又は略無しに、それとは反対側部分で所定の十
分な磁力を得る磁力分布１１ａで設けてある。

【００２９】また、第１、第２キャリッジ駆動制御用の
ファイン着磁部１２、１３も、それぞれＮ極、Ｓ極を一
周期とする正弦波の磁束密度の分布を持つように着磁形
成したものである。リニアモータ部ＬＤＭａ及びＬＤＭ
ｂの可動子２Ａ及び２Ｂは基本構成を同じくするもの
で、該可動子２Ａ（２Ｂ）は、図１（Ｂ）及び図２
（Ａ）に示すように、円筒形の可動子ヨーク２１ａ（２
１ｂ）と、この中に納められ、これに支持された円筒形
の電機子コイル２２ａ（２２ｂ）有しており、電機子コ
イル２２ａ（２２ｂ）は所定の間隙をおいて固定子１に
外嵌している。可動子ヨーク２１ａ（２１ｂ）の両端部
には軸受け２３ａ（２３ｂ）を設けてあり、この軸受け
により可動子２Ａ（２Ｂ）は固定子１に案内されて走行
できる。

【００３０】可動子２Ａ（２Ｂ）における電機子コイル
２２ａ（２２ｂ）は、電気角で２π／３ずつずらした位
置（なお、２π／３ずれた位置と同位相の位置でもよ
い）に配置した３相のコイルｕ、ｖ、ｗからなってお
り、また、可動子２Ａ（２Ｂ）には位置検出素子を配設
してある。この位置検出素子は、本例ではその位置での
界磁マグネット１１の磁束の大きさと向きを検知する、
磁電変換素子の一種であるホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗ
である。ホール素子ｈｕはコイルｕに対し設けてあり、
同様に、素子ｈｖはコイルｖに対し、素子ｈｗはコイル
ｗに対し設けてある。そしてこれらホール素子が感知し
た磁束の大きさと向きに対応する大きさと向きの電流を
コイルに通電することで可動子２Ａ（２Ｂ）がそれぞれ
駆動される。

【００３１】また、図２の（Ａ）及び（Ｃ）に示すよう
に、可動子２Ａには、第１キャリッジＣ１の駆動制御用
ファイン着磁部１２に対応する磁気センサ４３１と、第
１キャリッジＣ１のホームポジション検出用着磁部１４
に対応する磁気センサ４３２が設けられており、これら
センサは可動子ヨーク２１ａに設けたセンサホルダ４３
０ａに支持される。また、可動子２Ｂには、第２キャリ
ッジＣ２の駆動制御用ファイン着磁部１３に対応する磁
気センサ４３３と、第２キャリッジＣ２のホームポジシ
ョン検出用着磁部１５及び定形原稿サイズに応じた第２
キャリッジのリターン位置を検出するための着磁部１６
１、１６２に対応する磁気センサ４３４を備えており、
これらセンサは可動子ヨーク２１ｂに設けたセンサホル
ダ４３０ｂに支持される。

【００３２】なお、これら磁気センサは、ここではＭＲ
素子と呼ばれる電流磁気効果型の磁気抵抗素子であり、
感度の高いものである。かくして、後述するように電機
子コイル２２ａ（２２ｂ）に、前記のホール素子ｈｕ、
ｈｖ、ｈｗからの出力に基づく制御下に通電することで
可動子２Ａ（２Ｂ）の推力が発生し、可動子２Ａ（２
Ｂ）が固定子１に沿って移動し、これによりキャリッジ
Ｃ１（Ｃ２）がそれぞれ片側駆動され、そられに搭載さ
れたランプ９２や反射ミラーｍ１〜ｍ５といった走査光
学系部材が副走査方向Ｘに移動せしめられ、原稿画像が
走査、読み取りされる。但し、走査時、可動子２Ａは可
動子２Ｂの２倍の速度で駆動される。

【００３３】可動子２Ａ、２Ｂ、従ってキャリッジＣ
１、Ｃ２は、それぞれ後述するように所定速度で駆動さ
れるが、そのとき、キャリッジＣ１については、可動子
２Ａ上の磁気センサ４３１が固定子１上の駆動制御用フ
ァイン着磁部１２から読み取った磁気的信号波（図３
（Ａ）に示すようなＮ極、Ｓ極を一周期とする連続信号
波）に基づいて速度制御され、キャリッジＣ２について
は、可動子２Ｂ上の磁気センサ４３３が固定子１上の駆
動制御用ファイン着磁部１３から読み取った磁気的信号
波（これも図３（Ａ）に示すような連続信号波）に基づ
いて速度制御される。

【００３４】また、可動子２Ａ、２Ｂが原稿サイズに応
じたリターン位置に達すると、可動子２Ｂ上の磁気セン
サ４３４が着磁部１６１又は１６２を検出し、その出力
に基づく画像読み取り装置の制御部（特にコンピュー
タ）からの指示により可動子２Ａ、２Ｂ、従ってキャリ
ッジＣ１及びＣ２のリターン動作が開始され、それぞれ
のホームポジションに復帰し、停止する。このホームポ
ジションへの到達の検出は、キャリッジＣ１については
可動子２Ａ上の磁気センサ４３２がホームポジション検
出用着磁部１４を検出することでなされ、キャリッジＣ
２については可動子２Ｂ上の磁気センサ４３４がホーム
ポジション検出用着磁部１５を検出すことでなされる。
そしてそれらセンサ出力に基づく画像読み取り装置の制
御部（特にコンピュータ）からの指示により可動子２
Ａ、２Ｂが、従ってキャリッジＣ１、Ｃ２が停止され
る。

【００３５】なお、着磁部１６１、１６２、１４、１５
から検出される信号は、図３（Ｂ）に例示するように、
パルス状の信号である。次に、リニアモータ部ＬＤＭａ
（ＬＤＭｂ）の運転制御についてさらに説明する。既述
のとおり、固定子１の界磁マグネット１１はＮ極、Ｓ極
を一周期とする正弦波の磁束密度の分布を持つように着
磁してある。また、既述のとおり、可動子２Ａ（２Ｂ）
の電機子コイル２２ａ（２２ｂ）は電気角で２π／３ず
つずらした位置（２π／３ずれた位置と同位相の位置で
もよい）に配置した３相のコイルｕ、ｖ、ｗからなって
おり、各コイルにはその位置での界磁マグネット１１の
磁束の大きさと向きを検知するホール素子ｈｕ、ｈｖ、
ｈｗを設けてある。そしてこれらホール素子が感知した
磁束の大きさと向きに対応する大きさと向きの電流をコ
イルに通電することでモータ部ＬＤＭａ（ＬＤＭｂ）が
運転されるのである。すなわち、ここではいわゆる３相
駆動方式が採用され、１２０度ずつ位相のずれた信号を
コイルに入力し、結果的に可動子の位置に関係なく一定
推力を得るようにしてある。また、ここでは、３相駆動
方式を採用するとともに、可動子を目標速度で駆動する
ために、一般にＰＬＬと呼ばれている位相同期制御方式
を採用している。

【００３６】図４（Ａ）にモータ部ＬＤＭａ（ＬＤＭ
ｂ）の運転制御のための電気回路の概略ブロック図を、
図４（Ｂ）に位相同期制御方式による速度制御回路を含
む運転制御回路の要部を示す。モータ部ＬＤＭａとＬＤ
Ｍｂの制御回路は、基本的には同構成であるので図４で
はこれらをまとめて示してある。但し、図４（Ａ）に示
す直流電源４１及び図４（Ｂ）に示すコンピュータ４５
は、いずれのモータ部にも共通のものである。

【００３７】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において、４１
は直流電源、４２は前記のホール素子等を含む通電制御
回路部、４３Ｐは可動子２Ａ（２Ｂ）の移動速度を検出
するエンコーダ、４３Ｑは可動子２Ａのホームポジショ
ンを検出するエンコーダ、４３Ｒは可動子２Ａ（２Ｂ）
のリターン位置及び可動子２Ｂのホームポジションを検
出するエンコーダ、４４は位相同期制御方式による速度
制御部を含む回路である。

【００３８】図２（Ｃ）から分かるように、エンコーダ
４３Ｐは、可動子２Ａについては着磁部１２とセンサ４
３１からなり、可動子２Ｂについては着磁部１３とセン
サ４３３とからなる。エンコーダ４３Ｑは着磁部１４と
センサ４３２からなる。エンコーダ４３Ｒは着磁部１６
１、１６２、１５とセンサ４３４からなる。図４（Ｂ）
において、４５は画像読み取りのためにモータ部ＬＤＭ
ａ（ＬＤＭｂ）の所定の動作を指示するとともに、位相
同期制御部４９に基準クロック信号を出力するマイクロ
コンピュータ、４６はコンピュータ４５の入出力ポー
ト、４７は増幅器、４８はスイッチング部、４９は前記
の位相同期制御部、５０は補償回路、５１は増幅回路で
ある。

【００３９】図４に示す制御回路によると、コンピュー
タ４５から目的とする速度に応じた基準クロック信号が
位相同期制御部４９に入力されるとともに、エンコーダ
４３Ｐから可動子２Ａ（２Ｂ）の移動速度信号が制御部
４９にフィードバック入力される。位相同期制御部４９
は、基準クロックのパルスとエンコーダ４３Ｐからのフ
ィードバック信号のパルスの周波数と位相の差に応じた
信号を出力し、補償回路５０で伝達系の進み遅れ補償を
行い、その出力電圧をホール素子の基準入力電圧とす
る。ホール素子は、それがある位置での磁束の大きさと
向きに対応する電圧を出力するが、その出力電圧は基準
入力電圧に比例する特性を持っている。従って、基準ク
ロック信号とフィードバック信号の差に応じた出力電圧
がホール素子から出力されることになる。ホール素子か
らの出力電圧は増幅回路５１により比例増幅され、電機
子コイルに通電される。以上により、基準クロックのパ
ルスとフィードバック信号のパルスの周波数と位相を合
わせる、換言すれば、可動子２Ａ（２Ｂ）の目標速度と
一致するようにモータ部ＬＤＭａ（ＬＤＭｂ）が駆動さ
れる。

【００４０】また、エンコーダ４３Ｒからの検出信号に
基づくコンピュータ４５の指示により可動子２Ａ（２
Ｂ）がリターン位置でリターンを始め、エンコーダ４３
Ｑ及び４３Ｒからのホームポジション検出信号に基づく
コンピュータ４５の指示により両可動子２Ａ、２Ｂがホ
ームポジションに停止する。以上説明した各リニアモー
タ部ＬＤＭａ、ＬＤＭｂは、可動子２Ａ、２Ｂが固定子
１に案内されて走行でき、また、固定子１上には、モー
タ運転制御のための複数種類の位置情報を提供する複数
の着磁部１２、１３、１４、１５、１６１、１６２をそ
れぞれ着磁形成してあるとももに、可動子２Ａ、２Ｂに
は、それら各着磁部に対応して読み取りセンサ４３１〜
４３４を設けてあるから、モータ部の構成が簡素化、コ
ンパクト化されているとともに、それら着磁部からモー
タ運転に要求される位置情報を、直接的に簡単、正確に
得ることができ、可動子２Ａ、２Ｂの動作を精度よく制
御できる。

【００４１】また、前記画像読み取り装置は、このよう
なリニアモータ部により、原稿画像の走査光学系におけ
る前記のキャリッジＣ１、Ｃ２を駆動するようにしてあ
るので、装置全体の構成が簡素化、コンパクト化されて
いるとともに、精度よく画像走査できる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によると、位置制御等に関して複
数種類の制御が必要となる被駆動部材をリニアモータで
駆動しようとするときに、その制御を簡単な構造で精度
よく達成できるリニアモータを提供することができる。
また、本発明によると、原稿画像の走査光学系における
画像走査のための原稿照明ランプ及びこれとともに移動
すべきミラーが搭載された第１キャリッジと、前記ラン
プ及びミラーと協働して画像走査するためのミラーを搭
載した第２キャリッジとを有する画像読み取り装置にお
いて、それらキャリッジの動作を上記のリニアモータを
利用して、簡単な構造のもとに精度よく制御でき、それ
により画像走査精度も向上するものを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（Ａ）は本発明に係るリニアモータ部を搭載
した画像読み取り装置の１例の概略構成を示す図、図
（Ｂ）は図（Ａ）の装置におけるキャリッジ駆動部の平
面図である。

【図２】図（Ａ）は図１（Ｂ）中に示すリニアモータ部
の断面図であり、図（Ｂ）は同リニアモータ部の固定子
における界磁マグネットの磁力分布と他の着磁部の位置
状態を示す図であり、図（Ｃ）は固定子における界磁マ
グネット以外の着磁部とこれに対応するセンサを示す図
である。

【図３】図（Ａ）はリニアモータ部の固定子における可
動子速度制御用のファイン着磁部からの磁気的信号波の
状態例を示す図であり、図（Ｂ）は同固定子上のアブソ
リュート型着磁部からの信号状態例を示す図である。

【図４】図（Ａ）はリニアモータの運転制御回路の概略
を示すブロック図、図（Ｂ）は位相同期制御方式の速度
制御回路を含む運転制御回路の要部を示す図である。

【図５】従来の画像読み取り装置の１例の概略構成を示
す図である。

【図６】図（Ａ）は図５に示す装置における画像走査光
学系の駆動部の平面図であり、図（Ｂ）は同側面図であ
る。

【符号の説明】

ＬＤＭａ、ＬＤＭｂリニアモータ部（リニアモータ）１固定子１０棒状部材１１推進用界磁マグネット２Ａ、２Ｂ可動子２１ａ、２１ｂ円筒形可動子ヨーク２２ａ、２２ｂ電機子コイル２３ａ、２３ｂ軸受けＣ１画像読み取り装置の照明ランプ及び反射ミラー支
持用の第１キャリッジＣ２画像読み取り装置の他の反射ミラー支持用の第２
キャリッジ１２固定子１上の可動子２Ａ速度制御用のファイン着
磁部４３１着磁部１２に対応する磁気センサ１３固定子１上の可動子２Ｂ速度制御用のファイン着
磁部４３３着磁部１３に対応する磁気センサ１４固定子１上の可動子２Ａのホームポジション検出
用着磁部４３２着磁部１４に対応する磁気センサ１５固定子１上の可動子２Ｂのホームポジション検出
用着磁部１６１、１６２固定子１上の可動子２Ｂのリターン位
置検出用着磁部４３４着磁部１５、１６１、１６２に対応する磁気セ
ンサ４３Ｐ可動子２Ａ（２Ｂ）の速度制御用エンコーダ４３Ｑ可動子２Ａのホームポジション検出用エンコー
ダ４３Ｒ可動子２Ａ（２Ｂ）のリターン位置検出及び可
動子２Ｂのホームポジシ検出用エンコーダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】着磁可能の棒状部材に推進用界磁マグネ
ット及びモータ運転制御のための複数種類の位置情報を
提供する複数の着磁部をそれぞれ着磁形成してなる棒状
の固定子と、該固定子に沿って移動可能で、前記界磁マ
グネットに臨む電機子コイル及び前記各位置情報提供の
ための着磁部に対応して該着磁部の情報を読み取るセン
サを有する可動子とを備えたことを特徴とするリニアモ
ータ。
【請求項２】原稿画像の走査光学系における画像走査
のための原稿照明ランプ及びこれとともに移動すべきミ
ラーが搭載された第１キャリッジと、前記ランプ及びミ
ラーと協働して画像走査するためのミラーを搭載した第
２キャリッジとをリニアモータで駆動走行させるように
し、該リニアモータは、着磁可能の棒状部材に推進用界
磁マグネット及びモータ運転制御のための複数種類の位
置情報を提供する複数の着磁部をそれぞれ着磁形成して
なる一本の棒状の固定子並びに前記第１キャリッジに連
結され、前記固定子に沿って移動可能で、前記界磁マグ
ネットに臨む電機子コイル及び前記位置情報提供のため
の着磁部のうちいずれか１又は２以上に対応して該着磁
部の情報を読み取るセンサを有する第１可動子からなる
リニアモータ部と、前記固定子並びに前記第２キャリッ
ジに連結され、前記固定子に沿って移動可能で、前記界
磁マグネットに臨む電機子コイル及び前記位置情報提供
のための着磁部のうちいずれか１又は２以上に対応して
該着磁部の情報を読み取るセンサを有する第２可動子か
らなるリニアモータ部とを含むものであることを特徴と
する画像読み取り装置。