JPS61264332A - Ｘ線速写装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はＸ線撮影装置の速写装置に係シ、特に速写時に
Ｘ線撮影装置本体に生じる振動を抑制するのに好適な速
写駆動制御装置を備えた速写装置に関するものである。

〔発明の背景〕

Ｘ線撮影装置の速写装置（以下、単に速写装置という）
は、Ｘ線フィルムや画像蓄積媒体などの画像媒体を保持
したホルダをＤＣモータ等のアクチュエータによって待
機位置から撮影位置まで搬送し、Ｘ線管装置から放射さ
れたＸ線が被検体を透過して得られる透過Ｘ線像を前記
画像媒体に写し込んだ後、待機位置に復帰させるまでの
一連の動作をする装置である。

以下、このような速写装置を図面に基づいて説明する。

第５図はＸ線撮影装置の概略を一部切断して示している
。第５図においてＤＣモータ１を速写駆動制御装置２に
よって駆動するとモータ軸３に固定されているプーリ６
が回転し、軸４によって回転可能に取シ付けられたプー
リ５と前記プーリ６との間に掛は回されたベルト７上に
取シ付けられた、即ちホルダ搬送機構に取９付けられた
ホルダ８を、待機位置Ａから撮影位置Ｂまで搬送する。

なお前記モータ軸３にはエンコーダ９が設けられ、モー
タ軸３の回転からホルダ８の位置に応じた信号を前記速
写駆動制御装置２に出力する。

このような速写装置において、前記ホルダ８を待機位置
Ａから撮影位置Ｂまで搬送するのに必要な時間は、タイ
ミングよく撮影するためにできるだけ短いことが要求さ
れる。従って、大きな加減速度（以下、単に加速度とい
う）をもってホルダ８を搬送しなければならない。この
とき、前記加速度によって生じる衝撃力がホルダ搬送機
構を通じてＸ線撮影装置本体１０を加振し、被検体寝載
テーブル（図示せず）に大きな振動（矢印イ参照）を発
生させる。

第６図はこのような問題をもつ従来の速写駆動制御装置
２のブロック図で、以下これについて説明する。ホルダ
搬送開始時には、まずシステムコントローラ（図示せず
）から撮影位置Ｂの位置を位置指令として比較手段１１
に入力する。一方、エンコーダ９からの出力パルスを位
置検出手段１２に入力して前記ホルダ１の現在位置を検
出する。これと前記位置指令とを比較手段１１で比較演
算して位置偏差を得、速度指令手段１３に入力する。速
度指令手段１３は、前記位置偏差に応じた速度指令を出
力し、これと速度検出手段１４で得た前記ホルダ８の現
在速度とを比較手段１５で比較演算して速度偏差を得る
。この速度偏差に応じたパルス幅変調信号（以下、ＰＷ
Ｍ信号という）とモータの駆動方向を選択する駆動方向
信号とをＰＷＭ信号発生手段１６によって生成し、この
信号をモータ駆動回路１７に入力してＤＣモータ１を駆
動制御し、前記ホルダ８を搬送する。

第７図はこのような従来装置におけるホルダ搬送時のタ
イムチャートであり、（ａ）は搬送位置、（ｂ）は搬送
速度、（Ｃ）は搬送加速度、（ｄ）はホルダ８の搬送に
よって前記Ｘ線撮影装置本体１０に発生する振動をそれ
ぞれ示している。第７図（ａ）に示すように比較手段１
１に入力する位置指令は、前記ホルダ８の搬送開始から
停止まで一定であることが従来の速写駆動制御装置の特
徴である。

即ち、上述した従来の速写駆動制御装置８は前記位置指
令と位置検出手段１２によって得た現在位置との差であ
る位置偏差が最小になるようにＤＣモータ１へ供給する
電力を制御し、第７図（ａ）の搬送曲線のごとく前記ホ
ルダ８を搬送する。この時第７図（ｂ）に示すように搬
送速度は搬送開始直後に速写駆動制御装置２とＤＣモー
タ１の特性によって決定される最高速度に達し、そのま
ま前記ホルダ８を位置指令付近まで搬送する。ホルダ８
が位置指令に近づくと比較手段１１によって得た位置偏
差がわずかとなり、これに応じて速度指令手段１３の出
力である速度指令が小さくなり、結局ＤＣモータ１の回
転速度とそれに伴う搬送速度が減少してくる。その後第
７図（ａ）　、　（ｂ）に示すように前記ホルダ８が位
置指令を越えて行き過ぎが生じ、次に再び位置指令へ戻
る動作をする。

第７図（Ｃ）はホルダ８の搬送開始から終了までの加速
度を示しているが、この図によれば搬送開始直後と終了
直前に急激な加速度の変化が生じていることがわかる。

この加速度と前記ホルダ８の質量との積は、ホルダ８が
ホルダ搬送機構を通じて前記Ｘ線撮影装置本体１０に与
える力となる。この力は第７図（Ｃ）の加速度曲線から
れかるように衝撃的であるため、第７図（ｄ）に示すよ
うにＸ線撮影装置本体１０に大きな振動が生じる。

Ｘ線撮影装置本体１０に生じる振動はＸ線撮影時に被検
者を不快にするばかシでなく、撮影ぶれが起きて得られ
る画像の画質にも悪影響を与えるもので、従来、この点
についての改善が要望されていた。

以上の問題を解決するために前記位置指令を時間の経過
とともに変化させ、急激な加速度の変化を抑制する方法
が考えられるが、以下、このような速写駆動制御装置に
ついて説明する。

第８図は、時間経過とともに位置指令を変化させ、これ
に沿ってホルダ８の搬送位置を制御する方式の速写駆動
制御装置２ａのブロック図である。

第９図は前記速写駆動制御装置２ａにおけるホルダ搬送
時のタイムチャートであ！０、（ａ）は搬送位置、（ｂ
）は搬送速度、（Ｃ）は搬送加速度、（ｄ）はホルダ８
の搬送によって前記Ｘ線撮影装置本体１０に発生する振
動をそれぞれ示している。

ホルダの搬送距離は画像媒体の大きさや撮影モードによ
って複数種類あるため、所要の搬送距離を選択するだめ
の搬送距離コードと、搬送開始のタイミングを指令する
だめの搬送開始指令とを第８図の位置指令手段１８に入
力する。位置指令手段１８は、前記搬送距離コードと、
前記搬送開始指令とに基づき、第９図（ａ）に示すよう
に搬送開始時からの経過時間に対応して変化する位置指
令を発生する。前記経過時間に対応して変化する位置指
令は、ホルダ８の搬送加速度が急激に変化しないように
最適化しであるためＸ線撮影装置本体１０に生じる振動
を抑制できるはずである。しかし第６図、第８図に示し
た従来のモータ駆動回路１７はホルダ８を減速する時に
ＤＣモータ１の駆動電流（以下、電機子電流という）を
なめらかに制御することが困難彌であシ、第９図（Ｃ）
に示すように搬送加速度を断続し、前記Ｘ線撮影装置本
体１０を振動させるとめう問題が残る。

以下、前記従来のモータ駆動回路１７がホルダ８を減速
する時に電機子電流をなめらかに制御することが困難な
理由について説明する。

第１０図は従来のモータ駆動回路１７と、ＤＣモータ１
をインダクタンス３６、抵抗３７、誘起電圧源３８で構
成した等価回路図である。

第１１図は従来のモータ駆動回路１７における減速開始
時前後のタイムチャートである。前記従来のモータ駆動
回路１７はボルダ８を撮影位置Ｂへ駆動する方向に回転
（以下、正転という）する向きに駆動するときは第１０
図において、トランジスタ２３とトランジスタ２４をオ
フ、トランジスタ２５をオンとし、トランジスタ２２を
ＰＷＭ信号によってオン、オフ制御する。またホルダ８
を待機位置Ａへ搬送する方向に回転（以下、逆転という
）する向きに駆動するときはトランジスタ２２とトラン
ジスタ２５をオフ、トランジスタ２３をオンとし、トラ
ンジスタ２４をＰＷＭ信号によってオン、オフ制御する
。

従来のモータ駆動回路１７でＤＣモータ１を正転方向に
回転するためには、前記駆動方向信号をハイレベルとし
、ＰＷＭ信号がハイレベルの期間は、電源３０−トラン
ジスタ２２−ＤＣモータ１−トランジスタ２５−電源３
０の回路で電機子電流が流れ、この時ＤＣモータ１のイ
ンダクタンス３６に蓄えられた電力によって、ＤＣモー
タ−トランジスタ２５−ダイオード２７−ＤＣモータ１
の回路で電流が流れ続ける。この時ＤＣモータ１はその
正転により発電作用をし、誘起電圧を発生して誘起電圧
源３８を形成する。

この状態から減速を開始するためにＤＣモータ１を逆転
駆動するには、前記駆動方向信号をハイレベルからロー
レベルにし、ＰｗＭ信号がハイレベルの期間に、電源３
０−トランジスタ２４−ＤＣモータ１−トランジスタ２
３−電源３ｏの回路でＤＣモータ１に電圧（以下、電機
子電圧という）をかけるが、従来のモータ駆動回路１７
では、ＰＷＭ信号がローレベルの期間に前記誘起電圧源
によって、ＤＣモータ１−トランジスタ２３−ダイオー
ド２９−ＤＣモータ１の回路で短絡的に電流が流れ、第
１１図に示すように電機子電流が過大となる。ＤＣモー
タ１の電機子電流は、ＤＣモータ１の出力トルクとほぼ
比例関係にあるので、この過大な電機子電流によって発
生するトルクが、ホルダ８の搬送加速度を変動させ、第
９図（ｄ）のようにＸ線撮影装置本体１ｏを振動させる
。この過大な電機子電流を従来のモータ駆動回路１７で
制御することは困難である。なお第６図、第８図。

第１０図のモータ駆動回路１７においてＡＮＤ回路１９
．２０と反転回路２１ば、上述のごとく、前記ＰＷＭ信
号と前記駆動方向信号に基づき、トランジスタ２２〜２
５をスイッチングするだめの論理回路として使用してい
る。

以上からＸ線撮影装置本体１０の振動を抑制するために
は、前記搬送距離と搬送開始時からの時間に対応して、
振動抑制に効果的な位置指令を発生する位置指令手段１
８を設けることに加えて、減速時にもＤＣモータ１の電
機子電流を制御することが可能なモータ駆動回路でＤＣ
モータ１を制御することが重要であることがわかる。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題点を鑑みてなされたもので、ホルダ
搬送時に生じるＸ線撮影装置本体の振動を抑制すること
ができる速写駆動制御装置を提供することを目的とする
。

〔発明の概要〕

本発明は、ホルダの搬送開始時からの経過時間に対応し
たホルダの位置指令を用意し、この位置指令とホルダの
現在位置との偏差に応じて速度指令を発生し、これとホ
ルダの現在速度との偏差に応じてＰＷＭ信号を発生し、
このＰＷＭ信号がハイレベルの期間は所定の方向へ、Ｐ
ＷＭ信号がローレベルのときはこれと反対の方向へ電機
子電圧を発生し、この電機子電圧によってＤＣモータを
駆動してホルダを円滑に搬送するようにしたものである
。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明による速写駆動制御装置の一実施例を示すブロ
ック図で図中１８はホルダ８（第５図参照）の搬送開始
時からの経過時間に対応した位置指令を発生する位置指
令手段であり、図中１６ｂはＤＣモータ１の電機子電流
を制御するだめのＰＷＭ信号発生手段、１７ｂはＰＷＭ
信号がハイレベルの期間は所定の方向に、ＰＷＭ信号が
ローレベルの期間に前記所定の方向と逆方向に電機子電
圧を発生するモータ駆動回路である。

第２図は前記モータ駆動回路１７ｂと、ＤＣモータ１を
インダクタンス３６、抵抗３７、誘起電圧源３８で構成
した等価回路図である。第１図、第２図中１．３，９．
１１〜１５，１８．２１〜３０は第８図、第１０図と同
様である。第４図は本発明によるホルダ搬送時の搬送位
置、搬送速度。

搬送加速度およびＸ線撮影装置本体１０（第５図参照）
に生じる振動をそれぞれ示すタイムチャートである。

次に、上記本実施例装置の動作について説明する。まず
、第１図においてホルダ搬送開始時に、上位のシステム
コントローラ（図示せず）から所要の搬送距離を示す搬
送距離コードと、搬送開始信号を位置指令手段１８に入
力する。位置指令手段１８は搬送開始時点からの経過時
間に対応した第４図（ａ）に示す位置指令を発生し、比
較手段１１に与える。一方エンコーダ９の出力パルスを
位置検出手段１２に入力して前記ホルダ８の現在位置を
検出し、これと前記位置指令とを比較手段１１で比較演
算して位置偏差を得て速度指令手段１３に入力する。速
度指令手段１３は前記位置偏差に応じた速度指令を出力
し、これと速度検出手段１４で得た現在速度とを比較手
段１５で比較演算して速度偏差を得る。この速度偏差に
応じてパルス状の信号のハイレベルの期間とローレベル
ノ期間とを制御した信号、即ちＰＷＭ信号をＰＷＭ信号
発生手段１６ｂで得る。前記ＰＷＭ信号に基づいてモー
タ駆動回路１７ｂによりＤＣモータ１を駆動制御する。

即ちＰＷＭ信号がハイレベルの期間はトランジスタ２２
．２５のみをオンとし、ＰＷＭ信号がローレベルの期間
はトランジスタ２３．２４のみをオンにしてＤＣモータ
１の電機子電圧を交互に与えて電機子電流を制御するも
のｆ、ＰＷＭ市号ｕハイレベルの期間がローレベルの期
間よシ長い場合はモータの正転時の駆動または逆転時の
制動としてはたらき、ノ・イレペルの期間がローレベル
の期間よシ短い場合はモータの逆転時の駆動または正転
時の制動としてはたらく。

つまり本発明装置のモータ駆動回路１７ｂはＰＷＭ信号
のみでモータの正転駆動と逆転駆動をなすもので、従来
のモータ駆動回路と比較して、駆動方向信号を不要とす
るものである。

以上の動作を時間の経過に応じて変化する位置指令によ
って実行させたときのホルダ８の搬送位置、搬送速度、
搬送加速度およびＸ線撮影装置本体１０の振動をタイム
チャートとして第４図に示す。

第３図は第１図、第２図のモータ駆動回路１７ｂによっ
てＤＣモータ１を駆動した場合における減速開始時前後
の電機子電圧と電機子電流を示すタイムチャートである
。ＰＷＭ信号がバインベルの期間では、第２図のトラン
ジスタ２２．２５のみがオンとなり、ＤＣモータ１が正
転する向きに電機子電圧が発生し、ＰＷＭ信号がローレ
ベルの期間にトランジスタ２３．２４のみがオンとなり
前記と逆方向の電機子電圧が発生する。ＤＣモータ１が
正転している場合、第２図のごとく誘起電圧源３８を形
成するが、本実施例によればこの誘起電圧によって短絡
的な電流が流れる期間がないため減速時でも電機子電流
を制御できる。このため経過時間に応じて変化する前記
位置指令に沿ってホルダ８を搬送制御できるので第４図
に示すようにＸ線撮影装置本体１０の振動を効果的に抑
制できる。

また、本実施例によれば位置指令手段がホルダの搬送時
間をも規定することになるので数種の搬送距離のうちい
ずれの搬送距離においても常に同じ時間で搬送動作が終
了し、タイミングの揃ったＸ線撮影が可能となるという
効果もある。

なお」二連実施例において位置指令手段１８、比較手段
１１，１５、速度指令手段１３などをマイクロコンピュ
ータのソフトウェア上で構成してもよいことは言うまで
もない。

第１の実施例はモータ駆動回路を第２図のように２個ず
つを対にした４個のトランジスタで構成したが、第１２
図のように２個で一対のトランジスタで構成してもよい
。

第２図の実施例と第１２図の実施例ではモータ駆動回路
をバイポーラトランジスタで構成しているが、サイリス
タ、電界効果トランジスタなどのスイッチング素子で構
成してもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、ホルダの搬送開始時
からの経過時間に応じて変化するホルダの位置指令を用
意し、この位置指令とホルダの現在位置との偏差に応じ
て速度指令を発生し、これとホルダの現在速度との偏差
に応じてＰＷＭ信号を発生し、このＰＷＭ信号に基づい
てＤＣモータへ交互に電機子電圧を与えて搬送開始から
停止に至るまでＤＣモータを最適な状態で制御できるよ
うにしたので、従来装置と比べて円滑なホルダ搬送が行
え、この時に生じるＸ線撮影装置本体の振動を抑制でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明のモータ駆動回路とＤＣモータの等価回路図、第
３図は第２図の回路の動作を示すタイムチャート、第４
図は本発明によるホルダ搬送時のタイムチャート、第５
図はＸ線撮影装置の概略を一部切断して示す図、第６図
、第８図は従来装置のブロック、第７図、第９図はそれ
ぞれ第６図、第８図の従来装置によるホルダ搬送時のタ
イムチャート、第１０図は従来装置のモータ駆動回路と
ＤＣモータの等価回路図、第１１図は第１Ｏ図の回路の
動作を示すタイムチャート、第１２図は他の実施例によ
るモータ、駆動回路である１・・・ＤＣモータ、２　（
２ａ、２ｂ）・・・速写駆動制御装置、８・・・ホルダ
、９・・・エンコーダ、１ｏ・・・Ｘ線撮影装置本体、
１１，１．５・・・比較手段、１３・・・速度指令手段
、１６　（１６ｂ）・・・ＰＷＭ信号発生手段、１７　
（１７ｂ、１７Ｃ）−モータ駆動回路、１８・・・位置
指令手段、２２〜２５，３３，３４・・・茅　３　固 茅ｌ−固 茅７固

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、画像蓄積媒体を保持するホルダと、該ホルダに待機
   位置と撮影位置間の往復移動をさせる搬送機構と、該搬
   送機構を駆動するアクチュエータと、該アクチュエータ
   の制御回路とを具備するＸ線速写装置において、前記制
   御回路は、前記ホルダの搬送開始時からの経過時間に対
   応して変化するホルダの位置指令を発生する位置指令手
   段と、アクチュエータの出力信号からホルダの現在位置
   を検出する位置検出手段と、前記位置指令とホルダの現
   在位置との偏差に応じた速度指令を発生する速度指令手
   段と、アクチュエータの出力信号からホルダの現在速度
   を検出する速度検出手段と、前記速度指令とホルダの現
   在速度との偏差に応じてパルス幅変調信号を出力するＰ
   ＷＭ信号発生手段と、前記パルス幅変調信号がハイレベ
   ル期間には前記アクチュエータに対し所定の向きに電圧
   を印加し、ローレベル期間には前記と逆向きに電圧を印
   加する一対のスイッチング手段とを具備することを特徴
   とするＸ線速写装置。