JPS614362A

JPS614362A - 画像入力装置

Info

Publication number: JPS614362A
Application number: JP59125614A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yoshida; 修一吉田; Takeshi Shimamoto; 嶋本　健; Shingi Yokobori; 横堀　進義; Yoshihiro Yokoyama; 嘉広横山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1986-01-10

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】産業との利用分野本発明は、コンピュータの入力端末を始めとして、超高
速ファクシミリ、電子ファイリングシステム、インテリ
ジェントコピー機等の情報処理機器の画像入力システム
に用いられる画像入力装置に関する。

従来例の構成とその問題点原稿を機械的に走査する画像入力装置は、円筒走査方式
と平面走査方式に分けられる。円筒走査方式では原稿を
１枚ずつ円筒に巻き付け、主走査を円筒の回転で、副走
査を走査ヘッドと円筒との円筒軸方向の相対移動で行な
うものである。しかし、この方式では、シート状の原稿
に限られ、また、遠心力による原稿の剥離などの問題が
生ずる。平面走査による装置は、原稿を平面状のまま移
動させて副走査する方式で、主走査を光点掃引で行なう
方法や直線状に配列した光学ファイバを用いる方法など
があるが、これらはいずれも、機構的に複雑で大きなス
ペースを占めるという欠点を有する。

平面走査方式に類するものに固体走査方式がある。これ
は対象物上に配列される固体撮像素子によって画像の入
力を行なうもので、主走査を撮像素子の電子的な切換で
行ない、副走査を撮像素子列を含んだ撮像部と原稿との
相対的な移動で行なうもので、機構的に簡素でスペース
も少なく、また、原稿もシート状に限らず、書籍のよう
な綴じた原稿も対象にできる。

しかし、従来の固体走査方式の画像入力装置では、ロー
タリ形のステップモータやロータリ形のサーボモータを
用い、ギア、ローラ、プーリ、ワイヤなど伝達部材を介
して撮像部を直線状に移動させるような駆動機構を採用
するのが最も一般的であった。

ところが、このような駆動機構を用いた場合、得られる
性能には以下に述べるようなある一定の限界と言うべき
ものがあって、それを超えようとした場合には技術的に
もコスト的にも急激に困難な状況に直面せさぜるを得な
かった。

その第１は位置精度や直線性、再現性に係る物理的な精
度の問題である。例えばギアには常に一定のバックラッ
シュ、不感帯が存在し、プーリにはスリップが存在する
。またワイヤ見長ければ長い程その伸縮が精度に悪い影
響を与える。ロークリ形のステップモータはクローズト
ループ制御では無いので（いわゆるオープンループ制御
）ギアの偏芯は直線性に微妙な影響を与え、また高速化
を目指すと過渡的状態で税調をひき起し易いという致命
的な問題点もはらんでいる。

一方、ロークリ形のサーボモータを使用する場合は作用
点（制御対象）に１人ニアポテンショメータを使用しク
ローズトループ制御を実垣することが多いので伝達系に
起因する精度劣化要因は緩和されるが、今度はリニアポ
テンショメータに起因する精度劣化が発生する。現在広
く用いられているリニア形ポテンショメータは巻線形や
導電性プラスチック形の抵抗体と摺動刷子によるもので
あって、抵抗体の非直線性、刷子のヒステリシス、バッ
クラッシュ、抵抗体の摩耗が精度を大きく支配している
。

その第２は耐久性とか寿命と言う信頼性の問題である。

上述した伝達系では摩擦抵抗を仲介とした力の伝達部材
を含んでいたり、ワイヤを屈曲させるためにローラのよ
うな回転部材を多用しているために、必然的に摩耗が各
部で進行し劣化が起ってゆくのは避けられない。また特
にワイヤの劣化、断線事故の確率も高い。

一方、ロータリ形のサーボモータはその多くがブラシ付
ＤＣモータから出来ているため、その寿命にはやはり一
定の限界を考えておかなくてはならない。また前記のよ
うなポテンショメータの抵抗体の摩耗は信頼性を低下さ
せる要因のひとつになっている。

その第３の問題は騒音の問題である。上述のように従来
の方式はロータリ形のモータの回転力を数多くの伝達部
材を介して制御対象に伝えこれを直線状に駆動するため
可動部材が多（、各部でかなり大きな騒音を発生する。

特にワイヤの共振音、ローラの回転音が比較的大きい。

そのため機器の品位が著しくそこなわれることが多い。

一方、固体撮像素子列の主走査、つまり、撮像素子の電
子的な切換は撮像部の移動、即ち副走査と同期して行な
われなければならない。この同期が乱れて、例えばある
一定時間の主走査に対して副走査の走査速度が遅れた場
合、読み込まれたデータは原稿よりも副走査方向に長く
延びたものになる。

従来、この主走査と副走査の同期は外部から与えられた
一連のパルスに対して独立に行なう方式、あるいは副走
査側の駆動モータにロータリーエンコーダ等を付属させ
て同期パルスを発生させ、それを用いて主走査との同期
をとる方式等があったが、いずれも上述した駆動機構と
の限られた精度及び信頼性の為に、画像読取りの際の分
解能等の性能面で一定の限界を与えていた。

発明の目的ｊ　　　　　　　　本発明は、前記従来の問題点を除去
するために、より簡単体機構で、高精度かつ高信頼性を
有し、カリ占有体積の小さブラシレスリニアサーボモー
タを駆動機構として採用し、その位置信号に基づいて撮
像素子の走査を行なうことによって、より高速かつ高性
能の画像入力装置を提供することを目的としたものであ
る。

発明の構成本発明の画像入力装置は、位置信号を発生しつつ走行す
るブラシレスリニアサーボモータと、外部からの走査信
号によって画像情報を読取る固体撮像素子を含めて構成
され、ブラシレスリニアサーボモータの位置信号から作
った走査同期信号に基づいて固体撮像素子の走査を行な
うことを基本としたものである。

実施例の説明以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の画像人力装置の具体的な構成例を示し
たものである。同図において、ブラシレスリニアサーボ
モータ１は、角棒状の固定子２．可動子３２位置検出セ
ンサブロック〔を含めて構成され、固定子２は原稿面及
び原稿副走査方向と平行になるように筺体５に固定され
ている。撮像ユニット６は、光源７．導光系８．固体撮
像素子及び信号処理回路を含む光電変換ユニット９から
構成され、原稿面と平行かつ原稿副走査方向き直交する
ように可動子３に固定されている。

第２図は、可動子３と、その可動子３に固定された撮像
ユニット６を側面から見た図である。可動子３は、可動
子枠ｌＯに取付けられ、可動子枠ｌＯには固定子２と可
動子３との間の僅かな空隙を一定に維持し、かつ可動子
３を滑らかに案内するローラの如き案内手段１１が取付
けられている。

次に撮像ユニット６の基本的な機能について第２図を参
照しつつ説明する。光源７から出た光は、原稿載置用の
透明なガラス板１２を通して原稿面１３で反射され、導
光系８を経て固体撮像素子９ａに入って電気信号に変換
され、さらに信号処理回路９ｂを経て出力される。

第３図は本発明で使用しうるブラシレスリニアサーボモ
ータの構成例の主要部を詳しく説明するなめの斜視図で
ある。

同図において、固定子２の長手方向（可動子移動方向）
に一定のピッチで磁性体よりなる多数の歯状の凹凸（こ
れを以後磁極歯と称する）１４を有している。可動子３
は、可動子移動方向と直角の面方向に着磁された永久磁
石１５と、これを両側から挾むように積層された２個の
継鉄１６Ａ、１６Ｂと、これらの継鉄１６Ａ、１６Ｂに
巻装された３相３個のコイル７ａ、　１７ｂ、　１７ｃ
と、継鉄１６Ａの固定子対向面にきざまれた３群の磁極
歯群１８ａ、　ｌ　８ｂ、　１８ｃと、同様に継鉄１Ｇ
Ｂにきざまれた３群の磁極歯群１９ａ、　　１９ｂ、　
　１９ｃ（但し、１９．ｂ、　ｌ’９ｃは第３図では、
かくれて見えない）と、無接点位置検出センサブロック
４を含めて構成されている。

本実施例では固定子２にきざまれた磁極歯は一定のピッ
チでその長手方向に多数個設けられているのに対し、可
動子側の継鉄１６Ａ、１６Ｂにきざまれた磁極歯はそれ
ぞれ３群で合計６群あり、その同一群内の磁極歯ピッチ
は固定子ピッチと等しいが、異なる群間ではすべて位相
が異るようにきざまれでいる。

即ち、継鉄１６Ａにきざまれた磁極歯群１８ａ、１８ｂ
、１８ｃは、互いに　１２０°ずつ位相が異る。また同
じように継鉄１６Ｂにきざまれた磁極歯群１９ａ、　ｌ
　９ｂ、　Ｉ　９ｃもまた互いに　１２０’ｎ’つ位相
が異る。そして更に継鉄１．６Ａと１６Ｂ間ではそれぞ
れ互いに１８０°位相が異っている。即ち、１８ａと１
９ａ、１８ｂと１９ｂ、１８ｃと１９ｃはそれぞれ１８
０°位相差をもった磁極歯となっている。コイル１７ａ
。

１７ｂ、　１７ｃはいずれも継鉄１６Ａと１６Ｂにまた
かって巻装されている。この３相３個のコイルに順次電
流を付勢すれば可動子を固定子の上でその長手方向に移
動させることかできる。特に前記無接点位置検出センサ
ブロック４からの位置情報に従って電子的にコイルを順
次付勢すれば、円滑かつ連続的に移動させることができ
る。

さて、第３図に示すリニアサーボモータでは３相３個の
コイルであるので、上記無接点位置検出センサブロック
４に含まれるセンサ素子は、３対必要で、各々は固定子
磁極歯の凹凸を直接検出するように、そのピッチＬに関
して夫々１２０゜位相が異なるように位置決めされてい
る。

第４図は上記無接点位置センサブロック４のセンサ出力
波形の一例である。３相３個のセンサ（受光素子）の出
力は、それぞれ１２０°ずつずれた波形となっている。

なお後述する理由により、それぞれの波形は可能な限り
正弦波に近似したものでなければならない。

次に本発明の画像入力装置における電気回路部について
説明する。

第５図は前記実施例の画像入力装置における電気回路部
のｆ　　　　　　　　　　ブロック図であり、モータの
制御に関しては３相モータを位置制御する構成となって
いる。図中、５０は前述のブラシレスリニアサーボモー
タの機構部であり、５１は固定子、５３は可動子、５７
は無接点位置検出センサブロックである。５８はローラ
ベアリング、６０ａ、６Ｑｂ、６０ｃは３相３個のコイ
ルを示す。６１ａ、　６　ｌｂ、　６１ｃは上記無接点
位置検出センサブロック５７の３相の位置信号をそれぞ
れ増幅する位置信号増幅器である。この位置信号増幅器
の出力は固定子の磁極歯ピッチＬを周期とするそれぞれ
１２０°ずつすれた（Ｌ／３すつずれた）正弦波出力で
あって、電子整流子の位置信号となる。６２は３相モ一
タ駆動回路であり、上記位置信号増幅器６１ａ、　６　
ｌｂ、　６１’ｃの出力の位置信号に応じて順次３相モ
ータコイルを付勢する。その電流の大きさはモータ指令
電圧入力６３に比例する。無接点電子整流子は以上に説
明したセンサと電子回路で構成される。

さて、前記位置信号増幅器の位置信号の出力は上記電子
整流子の役割のほかにポテンショメータきしての役割が
あり兼用化されている。第５図に示すブロック図の残り
の部分の主たるものはこのポテンショメータに係わるも
のである。このポテンショメータは機械的なものと異っ
て電子的なものである。以下これについて説明する。６
４ａ、６４ｂ、６４ｃはいずれも変調回路であって位置
信号増幅器６１ａ、６１ｂ、６１Ｃの３つの正弦波出力
で高い周波数のキャリア信号６５ａ。

６５ｂ、６５ｃをそれぞれ変調する一種の乗算器である
。但し、この３つのキャリア信号の位相はそれぞれ１２
０°ずつずれている。６６は加算回路で前記３つの変調
回路６４ａ、６４ｂ、６４ｃの変調出力を加え合わせる
。６７はローパスフィルタであり、加算回路６６で加え
合わされた変調出力の高調波成分を除去し、基本波成分
のみを取る役目をもっている。６８は波形整形回路で上
記基本波を矩形波化するものである。

いま位置信号増幅器６１’ａ、　６　ｌｂ、　６１ｃの
３つの正弦波出力をに、（ｘ）、　Ｋ２（ｘ）、　Ｋ３
（ｘ）として以下のように表現できるとする。

Ｋ、（ｘ）−ｋｓｉｎ　　［２ＫＸ／Ｌ］Ｋ２（ｘ）＝
ｋｓｉｎ　　［２πＸ／　Ｌ　−２１Ｅ／　３　］Ｋ３
（ｘ）＝ｋｓｉｎ　　［２ｘｘ／Ｌ−４π／３］但し、
Ｘは可動子の変位量、Ｌは固定子の磁極歯ピッチ、ｋは
振幅の半幅値である。

一方キャリア信号６５ａ、６５ｂ、６５ｃをＣ＋（ｔ）
、　Ｃ２（ｔ）。

Ｃ３（ｔ）　Ｌし以下のように表現できるとする。

Ｃ＋（ｔ）＝ｓｉｎ（２ｘｆｃｔ）Ｃ２（ｔ）−ｓｉｎ（２ｘｆｃｔ　−２π／　３　）（
、（ｔ）＝ｓｉｎ（２ｘｆｃｔ　−４ｘ／　３　）（但
し、ｆｃはキャリア周波数）変調回路６４ａ、６４ｂ、６４ｃで変調後、加算回路６
６で加え合わせた結果をＳ（ｔ、’ｘ）とすればＳ　（
ｔ　、Ｘ）　−Ｋ　＋　（Ｘ）　Ｃ＋　（ｔ）＋　ｋ２
（Ｘ）　Ｃ２（ｔ）＋　Ｋ３（Ｘ）　Ｃ３（ｔ）−ｋｔ
ｓｉｎ　（２’ｘｘ／Ｌ）・５ｉｎ（２１ｆｃｔ）＋５
ｉｎ（２πＸ／　Ｌ　−２Ｋ／　３　）・５ｉｎ（２ｘ
ｆｃｔ−２ｘ／３）＋５ｉｎ（２ｘｘ／Ｌ−４ｉ／３）
・５ｉｎ（２ｘｆｃｔ　−４ｘ／　３　）ｌ−３／　２
　・ｋｃｏｓ＜　２ｘｆｃｔ−２πｘ／Ｌ）となる。こ
れはｆｃの周波数をもつキャリアに２πχ／Ｌきいう位
相項が含まれていることを意味している。言い換えれば
Ｓ（ｔ、　Ｘ）では位置情報Ｘが位相情報という形に変
換されている。

従ってＳ（ｔ、”ｘ）の位相情報を復調すればモータの
可動子５３の位置を認識するこ七ができる。

゛なお上記Ｓ（ｔ、　ｘ）から、可動子の位置を正確に
認識するための条件は位置信号Ｋｌ（Ｘ）、　Ｋ２（Ｘ
）、　Ｉ（３（Ｘ）の波形が位置Ｘに関して歪の少ない
正弦波様であるこ吉である。もし歪が大きいきうねりの
多い直線性の悪いポテンショメータが出来あがってしま
う。

さて変調後加算された信号Ｓ（ｔ、　ｘ）はそのままで
は利用できないので、これを復調して位置情報のみを分
離して取り出す必要がある。本発明の実施例では分周器
を含むＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　ＬＯＯＤ）
回路を用いてＳ（ｔ、ｘ）を逓倍して基準周波数と比較
することにより分解能の高い位置情報を取り出すきいう
復調方法を用いている。ＰＬＬ回路は、位相比較器６９
七、この出力の低域を濾波するローパスフィルタ７０と
、この出力によって制御されるＶＣＯ（電圧制御発振器
：Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　０ｓｃｉｌ
ａｔｏｒ）　７１　Ｌ、この周波数（ｆｖとする）をｌ
／Ｍ　（Ｍは整数）に分周する分周器７２とから構成さ
れる。なお位相比較器６９の入力は前記Ｓ（ｔ、　ｘ）
を波形整形回路６８によって矩形波化させたもの七、Ｖ
ＣＯ７１出力を分周したもの（分周器７２の出力）であ
る。このように構成するとＶＣＯ７１の出力は前記Ｓ（
ｔ、　ｘ）をＭ逓倍したものになり、その周波数位相情
報はＭ倍となり、Ｍ（２にｆｃｔ−２ｘｘ／Ｌ） −２Ｋ　・Ｍｆｃｔ　−２ｘＭｘ／　Ｌとなる。ここで
ｆｏ−Ｍ−ｆｃであるような基準周波数を発生させる基
準周波数発生回路７３を設け、この基準周波数ｆｏと上
記ＶＣＯ７１の逓倍出力とを比較すればその位相情報（
２πＭｘ／Ｌ）のみを分離することができる。この比較
２分離に＃　　　　　　　（、ｉヶゎ比較、□４、。−
７，７，７＜）Ｖ／７５□工ゎ。あ。

６を用いる。分離された位相情報（２にＭｘ／Ｌ）はＸ
に関して周期的であり、２ｘＭｘ／Ｌ＝２ｎに（ｎは整
数）と表わすことができる。ローパスフィルタ７５、波
形整形回路７６の働きで矩形波パルス化される位相情報
はＸ＝ｎ・（Ｌ／Ｍ）であり、■パルスあたりの可動子
５３換算変位量はＬ／Ｍとなる。

以とのことから明らかのように可動子５３の変位はステ
ップ状に認識されその最小きざみＬ／Ｍが分解能になる
。これは周定子の磁極歯のピッチＬを等間隔にＭ分の１
に内挿（インターボレイジョン）したこ七を意味してい
る。

従って分解能をあげ滑らかな位置情報を得るためにはＬ
を小さく、Ｍを大きくすれば良い。７７はパルス分離回
路である。波形整形回路７６の出力のパルスは極性が無
いためこれをそのまま位置カウンタで数えても方向が判
別できない。そのため、可動子５３の移動方向にもとづ
いてｕｐ　ｃｏｕｎｔ　ｐｕｌｓｅ。

ｄｏｗｎ　ｃｏｕｎｔ　ｐｕｌｓｅに分離する＠７８は
このｕｐ　ｃｏｕｎｔ　ｐｕｌｓｅ。

ｄｏｗｎ　ｃｏｕｎｔ　ｐｕｌｓｅをインクリメント的
にカウントし可動子５３の現在位置をリアルタイムで表
示する位置カウンタである。

７９は位置カウンタ７８の原点・初期リセット入力であ
る。

なお、８０は３相の分周器であり、基準周波数発生回路
７３の基準周波数ｆｏを１／Ｍに分周し、互いに１２０
°ずつずれた３相のキャリア信号６５ａ、６５ｂ、６５
ｃ（周波数ｆｃ）を作るものである。

以との構成によって可動子５３の位置は位置カウンタ７
８にディジタル的に示されることになる。従って位置カ
ウンタ７８の出力がポテンショメータの出力となる。可
動子５３の位置制御は、位置指令人力８１と、位置カウ
ンタ７８の出力の差を増幅する誤差増幅回路８２を用い
て、その出力をモータ指令電圧入力６３として３相モ一
タ駆動回路６２に与えてやることによって実現される。

さて前記の如＜　ｕｐ　ｃｏｕｎｔ　ｐｕｌｓｅ、　ｄ
ｏｗｎ　ｃｏｕｎｔ　ｐｕｌｓｅは可動子５３の移動上
ともに出され、１パルスあたりは極めて高い分解能の位
置変化に相当する。例えば、磁極歯ピッチＬ−１、６ｍ
ｍ、　Ｍ＝６４とするとＬ／Ｍ＝２５ｕｍとなる。つま
り可動子５３が２５ｕＦｎ移動する度に１パルス出るこ
七になる。

そこで、このパルスを固定撮像素子８４の走査の周期と
一致させるために逓倍または分周回路８３を経て周波数
を２倍した後、固体撮像素子８４の同期信号として用い
ると、可動子がＬ／（Ｍ−Ｒ）だけ移動する間にクロッ
ク８５に基づいた一連の走査が行なわれる。

ただし）前記の如＜　ｕｐ　ｃｏｕｎｔ　ｐｕｌｓｅ、
　ｄｏｗｎ　ｃｏｕｎｔ　ｐｕｌｓｅはモータの２方向
の移動のいずれかの方向に対応して出されるパルスであ
り、固体撮像素子８４で読み取る際の方向をそのうちの
一方に決めた場合は、そのときに出されるパルスを用い
て同期信号を作る。第５図では、それを仮にｕｐ　ｃｏ
ｕｎｔ　ｐｕｌｓｅ、、！：決めている。従って、２方
向のうち双方向で読み取る場合は、その方向に応じてｕ
ｐ　ｃｏｕｎｔ　ｐｕｌｓｅとｄｏｗｎ　ｃｏｕｎｔ　
ｐｕｌｓｅを切り換えて同期信号入力とする。

第６図は、固体撮像素子の移動（副走査）と主走査と同
期信号との関係を示した図である。−列に配列された固
体撮像素子列１００がＸ＝Ｌ／（Ｍ−Ｒ）だけ移動する
間に、副走査同期パルス１０１が１個出るとし、その間
に固体撮像素子列１００に対し主走査クロックパルス１
０２に基づいて各素子の選択を行なうと、選択された素
子の描く軌跡は１０３の如くなる。

前述した様に同期パルス１０１の一周期は、回路上で生
じるわずかな遅延やジッタを除けば、無接点位置検出セ
ンサに基づいて自己の現在位置を精密に認識しながら移
動する可動子の微少変位（即ち撮像素子列１００の微少
変位）に完全に対応する。

つまり、例えば第５図の位置指令人力８１として、時間
に正比例して増加または減少する信号を与えて、可動子
５３を一定速度で駆動する場合に、何らかの外部要因に
よって、速度、即ちある一定時間に可動子５３が進む距
離が変動したとしても、それに応じて前記の同期パルス
１０１の周期も変化するため、主走査の同期に支障は発
生しない。そのため、従来の様に外部パルスに基づいて
ロータリ形モータの制御と固体撮像素子の選択を独立に
行なう方式あるいはロータリモータの駆動回路とは別に
ポテンショメータあるいはエンコーダ等を設けて同期パ
ルスを発生させ、それを用いて主走査の同期をとる方式
に比較して、前者では主に伝達系で生じる摩擦損失や精
度劣化の点で後者ではそれに加えてポテンショメータあ
るいはエンコーダ等で生じる摩擦損失や精度劣化の点で
、本発明ではそれぞれの原因が皆無となった結果、主走
査と副走査との同期ずれが著しく少なくなったことによ
り、従来の方法では実現困難であった画像読取りの際の
分解能等の性能を達成することが可能になった。

なお、上記の実施例ではリニアサーボモータの制御方式
として位置制御方式をとったが、これは速度制御方式で
もかま４　　　　　　　　　　ｈ　’＝：い・第７図は
、速度制御方式を用いた場合の電気回路部のうち、ま用
いることができる。

第７図で、発振器１１０の周波数ｆｓで決まる周期Ｔｓ
（−１／ｆｓ）毎に、単安定マルチバイブレータ１１１
からはラッチパルス１１２が、単安定マルチバイブレー
タ１１３からは、ラッチパルス１１３に基づいて位置カ
ウンタ７８に対する初期リセットパルス１１４が、それ
ぞれ出力される。ただし、初期リセットパルス１１４の
ラッチパルス１１３に対する遅れは充分小さいとする。

例えば、前記実施例のブラシレスリニアサーボモータの
可動子か、時間Ｔｓの間に距離Ｘだけ移動するとすると
、位置カウンタ７８では、初期リセットの後にｕｐ　ｃ
ｏｕｎｔ　ｐｕｌｓｅあるいはｄｏｗｎ’ｃｏｕｎｔ　
ｐｕｌｓｅに基づいて、距離Ｘに相当するディジタル値
がカウントされる。そして、上記初期リセットからＴｓ
時間後に、ラッチパルス１１２がラッチ回路１１５に入
力される七、このディジタル値はラッチ回路１１５を通
してＤ／Ａ変換器」１６に入力され、ここでアナログ信
号に変換される。このアナログ信号のＴｓ時間における
平均値は、この期間における可動子の平均的な移動速度
　シーｘ／Ｔｓに相当する。従って、可動子の速度制御
は、指令電圧入力として３相モ一タ駆動回路６２に与え
てやることによって実現される。

また、ブラシレスリニアサーボモータを一定速度で駆動
する場合、即ち第５図では位置指令人力８１として、時
間に正比例して増加または減少する信号を与え、第７図
では速度指令人力１１７として、一定の信号を与える場
合に、速度の範囲を可変に゛しても、固体撮像素子には
夫々の速度に応じた走査同期パルスが入力されるので、
画像読取りには影響しない。

従って、速度を可変にするこ七によって、読取りのため
に特別の電子回路や機構部品を必要とするということが
ない。

発明の効果以との説明から明らかなように、本発明の画像入力装置
はブラシレスリニアサーボモータを駆動源として採用し
たことにより、次のような数々のすぐれた効果が得られ
る。

（１）モータが完全に無接点化されており、そのポテン
ショメータはモータに内蔵され、電子整流子と共用化さ
れた無接点位置検出センサーはモータの固定子をリニア
エンコーダのスケールとみなして位置検出を行っている
ために、よりｉ構的に簡素になり、耐久性及び信頼性が
高い。

Ｃ）位置検出センサから得た信号を処理するこ七によっ
て分解能の高い位置情報をとり出してモータの制御に用
いたいるために、位置精度か高い。

（３）そして、その分解能の高い位置情報に基づいて作
られたパルスを用いて、固体撮像素子の副走査を主走査
との同期をきることによって、従来の方式では避けられ
なかった副走査と主走査との同期ずれが著しく少なくな
り、その結果、従来の方法では（実現）困難であった画
像読取りの際の分解能等の高性能化を達成することが可
能になる。

（４）　　さらに、ブラシレスリニアモータを一定速度
で駆動する場合に、速度の範囲を可変にしても、固体撮
像素子に入力される走査同期パルスは、夫々の速度に対
応しており、画像読取りのために、特別の電子回路や機
構部品等を必要とすることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像入力装置の一実施例を示した斜視
図、第２図は第１図の主要部の側断面図、第３図は本説
明の画像入力装置で使用し得るブラシレスリニアサーボ
モータの一例の主要部の斜視図、第４図は無接点位置セ
ンサブロックの出示した説明図、第７図は速度制御方式
を用いた実施例における電気回路部のブロック図である
。 ■・・・・・・ブラシレスリニアサーボモータ、２，５
１・・・・・・固定子、３．５３・・・・・・可動子、
４，５７・・・・・・無接点位置センサブロック、６・
・・・・・撮像ユニット、７・・・・・・光源、訃・・
・・・光導系、９・・・・・・光電変換ユニット、９ａ
、８４・・・・・・固体撮像素子、９ｂ・・・・・・信
号処理回路、１４・・・・・・固定子磁極歯、１８ａ、
１８ｂ、１８ｃ、　１９ａ、　（１９ｂ、　１９ｃ）・
・・・・・可動子磁極歯、７７・・・・・・パルス分離
回路、７８・・・・・・位置カウンタ、８３・・・・・
・逓倍あるいは分周回路。１００・・・・・・固体撮像
素子列。代理人の氏名　　弁理士　　中　尾　敏　男　　ほか１
名第２図Ｎ　　　　ｑ、　　クツ　　　　　　　２唱　３　図第４図；報壷（区　　　　　　　ミ派

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原稿面に平行に、かつ原稿主走査方向に沿って配
置された撮像素子列と、光源と、該光源による原稿から
の反射光を前記撮像素子列上に集光する光学系とを含む
撮像ユニットを具備し、原稿面に平行に、かつ原稿主走
査方向と直交する原稿副走査方向に沿って筐体に固定さ
れた固定子と、前記撮像ユニットを搭載して直接直線的
に固定子に沿って閉ループで位置もしくは速度を制御し
つつ移動可能であって、かつ電気的接点をもたない可動
子と、その可動子の移動に伴って無接点で位置信号を発
生する位置信号発生手段とを含むブラシレスリニアサー
ボモータを具備し、前記撮像素子列の原稿主走査方向へ
の素子の選択の同期を、前記位置信号発生手段の出力信
号に基づく信号によって行なうように構成したことを特
徴とする画像入力装置。
（２）ブラシレスリニアサーボモータは、長手方向に一
定のピッチで多数の歯状の凹凸よりなる磁極歯をその表
面に具備する磁性体からなる固定子と、該固定子と対向
しこれに沿って長手方向に移動可能であって、かつ永久
磁石と、該永久磁石を両側から積層する継鉄と、該継鉄
の固定子対向面にきざまれた磁極歯群と、該継鉄に巻装
された複数個のコイルと、固定子との空隙を一定に維持
し固定子に沿って滑らかに移動可能ならしめる案内手段
とから構成される可動子と、該可動子に取り付けられ前
記固定子の磁極歯の凹凸を検出しこれを電気信号に変換
し互いに位相の異る略正弦波の位置信号を出力する複数
個の非接触センサと、該位置信号に従って前記複数個の
コイルを順番に付勢するような電子整流子手段と、上記
位置信号によって変調されるキャリア信号の位相情報を
復調することによって電子的に前記可動子の位置を認識
する電子ポテンショメータ手段と、該電子ポテンショメ
ータ手段の出力と位置指令入力との差分を取り出し、こ
の出力の大きさに比例する電流を前記複数個のコイルに
与え可動子を駆動するモータ駆動回路とを備えてなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の画像入
力装置。
（３）電子ポテンショメータ手段は基準周波数発生回路
と、該出力を１／Ｍ（Ｍは整数）に分周し互いに位相の
異る複数のキャリア信号を作る分周回路と、該複数のキ
ャリア信号を前記位置信号によって変調させる複数の変
調回路と、該変調回路の出力を加算する加算回路と、該
加算回路の加算出力の基本周波数成分をＭ倍に逓倍する
ＰＬＬ回路（Ｐｈａｓｅ　ＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ回路）
と、該ＰＬＬ回路中の電圧制御発振回路の逓倍出力と前
記基準周波数発生回路の基準周波数出力との位相を比較
する位相比較器と、この出力の低周波成分を濾波するロ
ーパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力を整形し
て矩形波パルスを作る波形整形回路と、該矩形波パルス
をカウントし前期可動子の位置をディジタル的に検知す
る位置カウンタとを含んで構成され、前記矩形波パルス
を逓倍または分周することによって得たパルス信号を用
いて、前記可動子の走行に同期して、撮像素子の走査同
期をとるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
（２）項記載の画像入力装置。
（４）可動子の移動の制御方法は、定速度制御であり、
かつ前記可動子の速度の大きさは自在に調節可能であっ
て、位置信号発生手段の出力信号に基づく撮像素子列の
同期信号の周期は、前記可動子の速度に対応して変化す
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の画
像入力装置。