JPS6271495A - パルスモ−タ駆動方法 - 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】 本発明は汎用レーザプリンタ等において記録媒体の副走
査用駆動源として使用されるパルスモータ、すなわち、
ステッピングモータの駆動方法に関し、一層詳細には、
複数個のハイブリッドＰＭ形ステッピングモータのロー
タ軸を連結して円滑な駆動を行うためのパルスモータ駆
動方法に関する。

レラクタンス形ステッピングモータと永久磁石形ステッ
ピングモータとを混成したハイブリッドモータ（以下、
このように構成されるモータをハイブリッドＰＭ形ステ
ッピングモータと記す）はステップ角度を小さく出来、
しかも正弦波駆動により超低速回転させることも可能で
あるために一般的に広く採用されるに至っている。

例えば、２相ハイブリッドＰＭ形ステフビングモータの
場合は、第４図（ａ）および（切に示すように、第１相
（Ａ）に正弦波電流αの位相に対し位相が９０°ずれた
正弦波電流βを第２相（Ｂ）に通流して駆動制御する。

この場合に、一方の相を直流励磁とした時における′回
転角とトルクとの関係が＊５図に示すように正弦波特性
を示す場合、前記正弦波駆動によってロータが円滑に回
転することになる。

然しながら、実際には、ロータの磁極によるディテント
トルクが存在すること、歯部に磁気飽和があること等に
起因して、−相を直流励磁した時に、トルク対回転角の
関係が第５図に示すような正弦波形からずれる場合が出
てくる。

この結果、ステッピングモータの円滑な回転が確保出来
ないという欠点が露呈する。

従って、例えば、この種のモータを走査装置に組み込み
、当該走査装置によって画像情報を読み取ろうとする時
、記録単体の副走査方向への移動が一定速度でな（なり
、走査線のピッチむらが生じ、読み取った被読取画像情
報に歪み等が発生し、正確且つ精緻な画像情報が得られ
ないという不都合が顕れることになる。

例えば、本出願人は、蓄積性螢光体（輝尽性螢光体）シ
ートを利用し、この蓄積性螢光体シートに蓄積記録され
た被写体の放射線画像を励起光を照射して輝尽発光させ
、この輝尽発光光を光電素子により読み取り電気的信号
として得て各種診断等に利用する放射線画像読取装置を
開発し特許出願を行っている。ここで、蓄積性螢光体と
はある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α−線、β線、γ線
、紫外線、電子線等）を照射すると、この放射線エネル
ギの一部が螢光体中に蓄積され、この螢光体に可視光等
の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギに応じて螢
光体が輝尽発光を行うものをいい、この蓄積性螢光体を
シート状に形成したものを蓄積性螢光体シートと称して
いる。

放射線画像読取装置では、この蓄積性螢光体シートを搬
送装置を介して等速度で搬送し、この間、蓄積性螢光体
シートに励起光を搬堺方向と直角の方向に一次元的に偏
向照射し、これによっそ得られる輝尽発光光を光電的に
読み取って放射線画像情報を電気的に取り出すシステム
が採用されている。すなわち、蓄積性螢光体シート（記
録担体）上をレーザビーム等の光ビーム（読取媒体）で
二次元的に走査し、この特発する輝尽発光光をフォトマ
ルチプライヤ等の光検出器で時系列的に検出して画像情
報を得る。

そこで、前記光ビームの二次元的走査は、通常、蓄積性
螢光体シートを一方向に機械的に搬送し、これによって
副走査を行うと共に、シートの搬送方向と直角の方向に
光ビームを一次元的に偏向して主走査を行うことによっ
て達成される。

このようにして二次元的に走査を行って蓄積性螢光体シ
ートから画像情報を読み取ろうとする場合には、当該蓄
積性螢光体シートは一方向に安定した速度で搬送せしめ
ることが好ましい。

すなわち、シートを高精度で等速搬送しない場合には、
画像情報の読み取りむらが生じ、観察読影のために使用
される最終的な可視像はその観察読影適正の低下した画
像とならざるを得ないからである。

然しなから、従来技術に係るモータの駆動方法に従えば
、前記の通り、記録担体、すなわち、蓄積性螢光体シー
トの副走査方向への移動が常時一定とはならず、従って
、読み取り後の画像情報に走査線のピッチむらを生ずる
ことが回避出来ないという不都合を露呈している。

本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、複数個のステッピングモータのロータ軸を互い
に所定角度変位させて直結し、このように変位するロー
タ軸を含むステッピングモータに前記変位角度に対応し
た位相ずれのある正弦波電流を通流し、これによって複
数個のモータを構成するロータのトルクリップルを軽減
して回転むらのない円滑なモータ制御を確保することが
可能なパルスモータ駆動方法を提供することを目的とす
る。

前記の目的を達成するために、本発明はｎ個のハイブリ
ッドＰＭ形ステッピングモータをｍ番目のモータのロー
タの安定点が１番目のモータのロータの安定点に対し〔
（ｍ　−１）／　ｎ　Ｘステップ角度〕だけ変位するよ
うにそのロータを構成するロータ軸を変位させて順次連
結し、電気的な位相を前記ロータ軸の変位量に相当する
角度だけずらした正弦波電流で夫々のハイブリッドＰＭ
形、ステッピングモータを駆動することを特徴とする。

次に、本発明に係るパルスモータ駆動方法について当該
パルスモータを組み込む蓄積性螢光体シートの画像読取
装置との関係において好適な実施態様を挙げ、添付の図
面を参照しながら以下詳細に説明する。

そこで、参照符号１０は放射線画像を蓄積した記録担体
としての蓄積性螢光体シートを示し、この蓄積性螢光体
シート１０に、例えば、読取媒体としてのＨｅ　−Ｎ　
ｅレーザ等の光ビームを照射し、これによってシート１
０上に輝尽発光光を生じせしめ、これを光電的に読み取
ることにより放射線画像情報を得る。すなわち、蓄積性
螢光体シート１０はモータ１２によって回転駆動される
ローラ１４により矢印Ａで示す副走査方向に搬送される
。ローラ１４は、例えば、サクションローラであって、
図示しない吸引装置にこれを接続しておく。従って、前
記ローラ１４の外周から中心方向へ空気吸引が行われて
搬送される蓄積性螢光体シート１０の滑りを防止し、且
つ位置決めを行っている。

モータ１２は実質的には第１のステッピングモータ１２
ａと第２のステッピングモータ１２ｂとからなり、これ
らのモータ１２ａＸ１２ｂは２相ハイブリッドＰＭ形ス
テッピングモータから構成されている。この場合、ハイ
ブリッドＰＭ形ステッピングモータ１２ｂのロータの安
定点がハイブリッドＰＭ形ステッピングモータ１２ａの
ロータの安定点に対し、（（２−１）／２　Ｘステップ
角度〕だ゛け変位するよう連結手段１６を介して夫々の
モータのロータ軸１２ｃ、１２ｄを連結しておく。一方
、参照符号２０は励起光発生光源を示し、好適には、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザで構成してあり、前記Ｈｅ−Ｎｅレーザ
２０からのレーザ光はこれを主走査方向（Ｂ）方向に走
査させるガルバノメータミラー２２に照射するように構
成されている。ガルバノメータミラー２２は鋸歯状波発
生回路２４の出力によって回動駆動され、前記鋸歯状波
発生回路２４に分周器１８の出力をトリガ信号として供
給し前記鋸歯状波出力の発生タイミングを制御するよう
構成している。

なお、ガルバノメータミラー２２によるレーザ光で励起
された蓄積性螢光体シート１０から放出される輝尽発光
光を集光する集光体２６は集光用の入射面２６ａを蓄積
性螢光体シーＨＯ上の走査線２８に対面して設けてあり
、この集光体２６によって集光された光は光電子倍増管
３０によって増幅された上、例えば、図示しないＣＲＴ
等に出力する。

次に、第２図に前記ステッピングモータ１２ａ、１２ｂ
の駆動回路を示す。すなわち、参照符号４０はクロック
パルス発生器を示し、このクロックパルス発生器４０の
出力側にはアドレスカウンタ４２が接続される。アドレ
スカウンタ４２の出力側は、次いで、波形発生用ＲＯＭ
４４ａ、　４４ｂ、４４ｃおよび４４ｄに接続し、夫々
のＲＯＭ４４ａ乃至４４ｄはＤ／Ａコンバータ４６ａ乃
至４６ｄに接続している。さらに、Ｄ／Ａコンバータ４
６ａ乃至４６ｄの出力側はモータドライバ４８ａ乃至４
８ｄに接続し、このモータドライバ４８ａと４８ｂとは
夫々ステッピングモータ１２ａの第１の巻ＩＪ１５０ａ
と第２の巻！５０ｂとに出力され、一方、モータドライ
バ４８ｃと４８ｄの出力側は第２のステ、ツピングモー
タ１２ｂの第１の巻線５０ｃと第２の巻線５０ｄにその
出力信号が導入されるよう構成されている。

本発明に係るパルスモータ駆動方法を実施するための回
路等の基本的構成は以上のようであり、次にその作用並
びに効果について説明する。

クロックパルス発生器４０からの出力信号であるクロッ
クパルスはアドレスカウンタ４２に供給されてそのクロ
ックパルスが計数され、前記アドレスカウンタ４２の計
数出力は波形発生用ＲＯＭ４４ａ乃至４４ｄに供給され
、前記計数出力で波形°発生用ＲＯＭ４４ａ乃至４４ｄ
のアドレス指定を行う。この場合、波形発生用ＲＯＭ４
４ａ乃至４４ｄには正弦波の１周期間を所定間隔で分割
した各時点における瞬時値データが順次記憶されている
。なお、ここで、前記波形発生用ＲＯＭ４４ａ並びに４
４ｂにはその間に前記正弦波の９０″の位相差が存在す
る瞬時値データが記憶されており、一方、波形発生用Ｒ
ＯＭ４４　Ｃ並びに４４ｄはその間に前記正弦波の９０
°の位相差が存在する瞬時値データが記憶されている。

なお、前記波形発生用ＲＯＭ４４Ｃに記憶されている正
弦波データに対する正弦波の位相は波形発生用ＲＯＭ４
４ａに記憶させである正弦波データに対する位相に対し
モータ１２ａに対するモータ１２ｂのロータ軸の変位量
に相当する角度（本実施態様では４５　”　）遅らせた
位相の瞬時値データである。

波形発生用ＲＯＭ４４　ａ乃至４４ｄの夫々から読み出
された瞬時値データは各別にＤ／Ａコンバータ４６ａ乃
至４６ｄに供給され、アナログ信号に変換される。前記
Ｄ／Ａコンバータ４６ａ乃至４６ｄの変換出力は夫々各
別にモータドライバ４８ａ乃至４８ｄに供給され増幅さ
れる。前記モータドライバ４８ａ並びに４８ｂの出力は
ハイブリッドＰＭ形ステッピングモータ１２ａ、１２ｂ
の巻線５０ａおよび巻線５０ｂに夫々供給され、モータ
ドライバ４８Ｃ並びに４８ｄの出力はハイブリッドＰＭ
形ステッピングモータ１２ｂの巻１ｊ１５０ｃおよび巻
線Ｌ’Ｏｄに夫々供給される。この場合、モータドライ
バ４８ａからの出力電流波形は第３図（ａｌの波形αに
示すようになり、モータドライバ４８ｂの出力電流波形
は第３図（ａ）の波形βに示すようになる。

すなわち、この波形βは前記波形αに対して９０゜位相
が遅れていることが諒解されよう。

そこで、第３図（ａ）における出力波形αの波形および
出力波形βの出力は、夫々、前記の通り、ハイブリッド
ＰＭ形ステッピングモータ１２ａの巻線５０ａおよび巻
ｖＡ５０ｂに供給される。この結果、前記ハイブリッド
ＰＭ形ステッピングモータ１２ａは第３図（Ｃ）におい
て実線に示すようなトルクとして表れ、このトルクは微
小変動している。一方、モータドライバ４８ｃからの出
力電流波形は第３図（ｂ）の波形αに示すように簸り、
モータドライバ４８ａからの出力電流波形に対して位相
がモータ１２ａに対するモータ１２ｂのロータ軸の変位
量に相当する角度（・本実施態様では前記した如＜　４
５　’　”）だけ遅れている。さらにまた、モータドラ
イバ４８ｄからの出力電流波形は第３図（ｂ）の波形β
に示すようになり、モータドライバ４８Ｃからの出力波
形α（第３図（ｂ）参照）に対して９０＠位相が遅れる
ことになる。

前記の通り、第３図（ｂ）における波形αの出力および
波形βの出力は夫々ハイブリッドＰＭ形ステッピングモ
ータ１２ｂの巻線５０ｃおよび巻線５０ｄに供給される
。この結果、ハイブリッドＰ　′Ｍ形ステッピングモー
タ１２ｂのロータはその安定点がハイブリッドＰＭ形ス
テッピングモータ１２ａのロータの安定点に対しく１／
２Ｘステップ角度）ずれて連結されており、且つ駆動電
流も第３図＋ａ＋と第３図（ｂｌとを比較すれば容易に
諒解されるように、ハイブリッドＰＭ形ステッピングモ
ータ１２ａの駆動電流に対し位相は４５″遅れている。

この結果、ハイブリッドＰＭ形ステッピングモータ１２
ｂは、第３図（Ｃ１において破線で示すように、トルク
が変動し、このトルクの変動の位相はハイブリッドＰＭ
形ステッピングモーク１２ａの場合にトルク変動と位相
が逆相になっている。然しなから、前記のようにハイブ
リッドＰＭ形ステッピングモータ１２ａのロータとハイ
ブリッドＰＭ形ステッピングモータ１２ｂのロータとは
機械的に連結されているため、全体としては、結局、合
成されて第３図１ｃ）の直線りに示すように略直線状に
トルク特性を呈する。

すなわち、トルクリフプルが相殺されて円滑な回転がこ
の二つのハイブリッドＰＭ形ステッピングモータ１２ａ
、１２ｂによって達成される。これによりハイブリッド
ＰＭ形ステッピングモータ１２ａおよび１２ｂによって
駆動される被駆動体、ここでは、ローラ１４が円滑に駆
動され、この結果、当該ローラ１４によって搬送される
蓄積性螢光体シートＩＯに副走査方向Ａに対する搬送ピ
ッチむらがなくなり、精緻な放射線画像情報を読み取る
ことが可能となる。

なお、前記実施態様では２個のハイブリッドＰＭ形ステ
ッピングモータを用いた場合について説明したが、３個
以上のモータを連結することも勿論可能であり、多数の
モータを用いる程回転むらをよりなくすことが出来る。

この場合、ｎ個のモータを用いる際には１番目のモータ
のロータの安定点に対し、ｍ番目のモータのロータの安
定点が（（ｍ−１）／ｎＸｎＸステツブ〕変化するよう
ロータ軸を変位させて順次連結し。

各モータをそのロータ軸の変化量に相当する角度だけ電
気的な位相をずらした正弦波電流で駆動するようにすれ
ばよい。

以上、本発明によれば、ｎ個のハイブリッドＰＭ形ステ
ッピングモータをｍ番目のモータのロータの安定点が１
番目のモータのロータの安定点を（（ｍ〜１）／ｎＸｎ
Ｘステツブ〕だけずらしてそのロータを順次連結し、駆
動電流に係る電気的な位相をロータの変位量に相当する
角度だけずらした正弦波電流で各モータを駆動するため
、相互トルク特性が平坦となり、モータの回転むらがな
くなる。すなわち、円滑なモータの回転駆動制御が達成
されることになる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するためのステッピングモー
タを使用した蓄積性螢光体シートの画像情報読取装置の
概略斜視説明図、第２図は本発明方法を実施するために
用いられるモータ駆動回路のブロック図、第３図（ａｌ
、（ｂｌおよび（Ｃ１は本発明の一実施態様の作用を説
明する波形図、第４図（ａ）、（ｂ）は従来技術に係る
モータ駆動電流の波形図、第５図は従来技術に係るステ
ッピングモータのトルクと回転角の関係を示す波形説明
図である。 １０・・・蓄積性螢光体シート １２ａ、１２ｂ・・・ステッピングモータ１４・・・ロ
ーラ　　　　　　　１６・・・連結手段１８・・・分周
器　　　　　　　２０・・・光源２２・・・ガルバノメ
ータミラー ２４・・・鋸歯状波発生回路　　２６・・・集光体２８
・・・走査線　　　　　　　３０・・・光電子倍増管４
０・・・クロンクパルス発生器 ４２・・・アドレスカウンタ　　４４ａ〜４４ｄ・・・
ＲＯＭ４６ａ〜４６ｄ”Ｄ／Ａコンバータ ４８ａ〜４８ｄ・・・モータドライバ ５０ａ〜５０ｄ・・・巻線 特許出願人　　　富士写真フィルム株式会社回転角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｎ個のハイブリッドＰＭ形ステッピングモータを
   ｍ番目のモータのロータの安定点が１番目のモータのロ
   ータの安定点に対し〔（ｍ−１）／ｎ×ステップ角度〕
   だけ変位するようにそのロータを構成するロータ軸を変
   位させて順次連結し、電気的な位相を前記ロータ軸の変
   位量に相当する角度だけずらした正弦波電流で夫々のハ
   イブリッドＰＭ形ステッピングモータを駆動することを
   特徴とするパルスモータ駆動方法。