(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸を有するモータと、このモータの駆動軸から駆動が伝達されて移動する移動部を有し、画像を読み取る画像読取手段と、モータの駆動軸に取付けられ、モータの駆動軸が所定速度まで加速されるときよりもモータの駆動軸が所定速度で定速回転しているときの方が駆動軸に与える慣性力を大きくするマグネットダンパーと、ゴムを有し、駆動軸の駆動開始から所定速度まで加速するときに生ずる振動を吸収するゴムダンパーと、を有する画像読取装置において、
駆動軸の駆動開始から所定速度までの加速中にはゴムダンパーにより振動が吸収され、所定速度に至るとマグネットダンパーによりこの振動を低減されることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
ゴムダンパーの慣性はマグネットダンパーの慣性よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、モータの振動を低減するモータ装置に係わり、特に画像読み取り装置等に適したモータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機等に用いられる画像読取り装置においては、可動部材の高精度な位置決めが必要とされるためにステッピングモータが用いられる。ステッピングモータによって低振動で高速に画像読取り装置の可動部材を駆動させる為には、モータのスルーアップ、スルーダウンが必須である。
【０００３】
また、色情報を読取るためには振動の無い一定速度での読取りが必要であるため、スルーアップ後に発生した振動が振動しなくなるまでに要する助走距離を設けることが装置の設計上一般的となっている。
【０００４】
また、モータ回転の定速部分での振動については、ステップ角に応じたトルクリップルによりモータが振動源となり、画像の細線にぎざぎざ（以下ジャギーという）が発生してしまう。この問題に対しては、後述する理由で前記スルーアップ時にはモータ軸に慣性を与えずに、定速時にモータ軸に慣性を与えるマグネットダンパーを使用することによりステップ角間の回転を滑らかにすることが可能で、振動を低減することが可能である。
【０００５】
また、モータのステップ角を細分化することでトルクリップルを少なくして、振動の低減を行うことも可能である。
【０００６】
しかし、画像読取り装置の単位時間当たりの読み取り数は年々高速化されているため十分な助走距離が取ることが出来なくなってきている。また加速時に働く慣性をモータ軸に取り付けてしまうと、スルーアップ時間が増加してしまい高速化できずあまり大きな慣性はつけることができなかった。このため読取り画像の先端部分の振動成分が多くなってしまい、ジャギー等が発生してしまい画像品位を大きく低下させる要因となっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような理由で、ジャギー等による画像品位を大きく低下させる要因や、読取り速度の高速化に伴う助走距離の増大での装置の小型化を妨げる要因となっている。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、上記実情に鑑みなされたもので、加速時並びに定速時に発生する振動を低減したモータ装置を提供しようとするものである。
本発明のさらに他の目的は、１つ目のダンパー手段としてマグネットダンパーを用い、２つ目のダンパー手段としてゴムダンパーを用いるものである。      本発明のさらに他の目的は、マグネットダンパーおよびゴムダンパーを用いて画像読取り装置の読取り時間を短縮して機器を高速化するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明は、駆動軸を有するモータと、このモータの駆動軸から駆動が伝達されて移動する移動部を有し、画像を読み取る画像読取手段と、モータの駆動軸に取付けられ、モータの駆動軸が所定速度まで加速されるときよりもモータの駆動軸が所定速度で定速回転しているときの方が駆動軸に与える慣性力を大きくするマグネットダンパーと、ゴムを有し、駆動軸の駆動開始から所定速度まで加速するときに生ずる振動を吸収するゴムダンパーと、を有する画像読取装置において、駆動軸の駆動開始から所定速度までの加速中にはゴムダンパーにより振動が吸収され、所定速度に至るとマグネットダンパーによりこの振動を低減されることを特徴とする。
【００１１】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明について説明する。
図１は、本発明のデジタル・フルカラー複写機の画像処理部回路のブロック図である。図中、１００は画像処理回路のメイン基板であり、下記の部品を含む。
【００１２】
１０１は原稿の反射光を色分解して電気信号に変換する３ラインＣＣＤである。１０２はＣＣＤ１０１からのアナログＲＧＢ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部である。
【００１３】
シェーディング補正部１０３は、ＣＣＤ１０１の各画素の感度を補正し、光源の光量の傾きを補正するものである。同図において、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の信号はＡ／Ｄ変換部１０２から出力された８ビットデジタル画像信号である。
【００１４】
本実施例で用いているＣＣＤ１０１は、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）用にそれぞれ３つのＣＣＤライセンサがある一定距離もって配置されている。このため、このデジタル画像信号は、空間的ズレによって発生した時間的ズレをもった信号となっている。同図３ラインつなぎ部１０４においてこの時間的ズレが補正される。
【００１５】
入力マスキング部１０５は、ＣＣＤ１０１のＲＧＢの分光特性を標準ＲＧＢ空間に補正するための演算を行う。
【００１６】
ＬＯＧ変換部１０６はＲＡＭによって構成されたルックアップテーブルであり、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の輝度信号がそれぞれＣ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）の濃度信号に変換される。
【００１７】
マスキングＵＣＲ部１０７は、入力されたＣ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）の濃度信号からプリント記録用に使用されるトナーの色にごりを除去する演算と、Ｂｋ（ブラック）信号を発生する。
【００１８】
Ｆ値補正部１０９は、プリントする濃度の指定に合わせて濃度値（Ｆ値）を各色毎に補正するための補正テーブルである。１０８はトライステイトバッファであり、ＡＤＤ−ＩＮ信号により制御される。１１０は画像加工基板であり、この画像加工基板１１０はトライステイトバッファ１１１並びに画像加工部１１２を備えている。画像加工部１１２は画像の輪郭部を抽出するなどの処理を行う部分である。トライステイトバッファ１１１にはＡＤＤ−ＩＮ信号の反転された信号が入力される。このためトライステイトバッファ１１１とトライステイトバッファ１０８とは一方がハイインピーダンスとなれば、他方がローインピーダンスとなるように逆の関係になる。従って、ＡＤＤ−ＩＮ信号が「１」の時に、トライステイトバッファ１０８がハイインピーダンスになって、画像信号がマスキングＵＣＲ部１０７、画像加工部１１２、トライステイトバッファ１１１、Ｆ値補正部１０９の順に流れる。逆に、ＡＤＤ−ＩＮ信号が「０」の時には、トライステイトバッファ１１１がハイインピーダンスになって、画像信号がマスキングＵＣＲ部１０７、トライステイトバッファ１０８、Ｆ値補正部１０９の順に流れるものである。
【００１９】
図２は、本実施例に係るカラー画像読取り装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
本装置は、その上部に原稿２０１を積載するための原稿ガラス２０２と、積載された原稿２０１を押さえる原稿台カバー２０３とを備え、これらの下方には、原稿照明ランプ２０９と、第１ミラー台２０４と、第２ミラー台２０５と、結像レンズ２０６と、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の三色分解フィルター（不図示）を有するカラーＣＣＤ（固定画像素子）ライセンサ（図１の１０１に相当、以下、ライセンサという）２０７と、画像処理回路２０８とから構成される光学系を備えている。
【００２１】
第一ミラー台２０４にはミラー２１０が、第二ミラー台２０５にはミラー２１１及び２１２がそれぞれ固定されている。画像処理回路２０８にはＣＰＵ２１３が接続されており、ＣＰＵ２１３によりその動作が制御される。また、原稿照明ランプ２０９は図示しない駆動回路を介して、また、第一及び第二ミラー台２０４、２０５は図示しない駆動機構を介してＣＰＵ２１３によりその動作が制御されるように構成されている。
【００２２】
また、第一ミラー台２０４及び原稿照明ランプ２０９は、第二ミラー台２０５に対して２倍の速度で、原稿台ガラス２０２上に載置された原稿２０１を走査する。
【００２３】
原稿台ガラス２０２上に載置された原稿２０１は、原稿照明ランプ２０９により照明される。その反射光はミラー２１０、２１１、２１２により導光され、結像レンズ２０６を介してライセンサ２０７上に結像する。反射光は、ライセンサ２０７の色分解フィルターによりカラー画像情報としてＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分に分解された後、画像処理回路２０８に送られる。ライセンサ２０７による電気的走査（主走査）と原稿照明ランプ２０９及びミラー２１０〜２１２による機械的走査（副走査）とを繰り返すことにより、原稿全域の画像情報が読取られる。
【００２４】
画像処理回路２０８においては、入力された画像情報に所定の画像処理が施され、画像信号として、外部に接続されるプリンタ等に出力される。
【００２５】
図９は画像読取り装置の移動させるための移動機構を示す斜視図である。この構成は一般的なフラットベット型の画像読取り装置に使われ既に知られた構成である。このうち原稿を走査するために、照明源の原稿照明ランプ２０９と第一ミラー２１０は、所定の速度で例えば矢印の方向で示す様に移動され、第二ミラー、第三ミラーである２１１及び２１２はその速度の半分の速度で移動する。
【００２６】
このために、モータ４０からベルト４２を介して回転軸４４に回転が伝達され、さらにプーリ４６にかけられたベルト４８に回転軸４４の回転が伝達され、ベルト４８に取り付けられた第一ミラー台２０４には、照明源の原稿照明ランプ２０９と第一ミラー２１０が搭載されており、第二ミラー台２０５には第二ミラー、第三ミラーである２１１及び、２１２が搭載されている。
【００２７】
今、矢印で示す方向に第一ミラー台２０４と第二ミラー台２０５が移動する時に原稿画像を読取るとすると、ジャギーの少ない高品位な画像を得るには、第一ミラー台及び第二ミラー台の振動が極力少ないことが望ましい。
【００２８】
そこで、本発明は、モータ軸に取付けられることができる複数種類のダンパーの中からマグネットダンパーを選び出し、このマグネットダンパーを検討した。このマグネットダンパーを取付けた移動機構の構成では、第１ミラー２１０を所定の速度までスルーアップする際に振動が発生してしまっていた。
【００２９】
図３にマグネットだけを取付けた移動機構の簡易図を示す。ここでは、説明を簡易化するために第一ミラー台のみの駆動とするが、第二ミラーが取り付いても同じことがいえる。
【００３０】
図中、３０１は移動機構の駆動源の一例としてステッピングモータ（図９で符号４０で示すモータに相当する）である。３０２、３０３（図９で符号４６、４６）はワイヤープーリ、３０７は第一ミラー台３０６を動かす為に最低限必要である力Ｆである。３０５は外力Ｆａである。３０６（図９で符号２０４）は第一ミラー台であり、その重さはＷである。また。３０９は第一ミラー台が平行移動するためのレールである。第一ミラー台がレールとの間に摩擦係数μを持って移動する。
ここで、Ｆ＝Ｆａ＋μＷである。（但しμ：摩擦係数）
【００３１】
図中、３１０はマグネットダンパーであり、モータ軸に対してマグネットで接続された慣性を持つ構成になっており、モータ軸が加速、減速等の加速動作には反応せず、モータ軸が一定速度の場合に慣性を持つような構成となっている。
【００３２】
図１１にマグネットダンパーの外形図を示す。１１０１はマグネットの慣性体である。１１０３はハブで鉄で作られている。１１０２はルーロンでテフロン等で作られた摩擦率の低い部材で作られている。モータ加速時には、モータ軸に１１０３のハブと、マグネットの慣性体１１０１が、ルーロン１１０２が取り付いているために滑って動くためにモータ軸に加わるマグネットダンパーの慣性は弱い。一方、一定速度でモータ軸が回転するときには、１１０３のハブとマグネットの慣性体１１０１が、付いて一緒に回転するためにモータ軸に加わるマグネットダンパーの慣性が加わる。
【００３３】
マグネットダンパーだけを使用したモータの簡易的な等価図を図５に示す。図中５０１、５０２はバネを表し、５０３（図３で符号３０１で示すものに相当する）はモータであり、バネ５０１、５０２と共に振動源となるものである。また、５０４はマグネットによる慣性体５０５（図１１で符号１１０１で示すものに相当する）と、振動源であるモータ５０３が接続されていることを示している。マグネットで接続されているために加速時は慣性体５０５が反応せず、モータが一定速度であるとき、慣性体５０５が振動源であるモータ５０３に加わる構成になっている。
【００３４】
この構成でモータをスルーアップしたときの第一ミラー台３０６の振動の様子と、モータ速度の関係を示した図が図４である。図中、４０１はモータスルーアップ時に発生する振動の減衰の様子を示した波形であり、Ｙ方向の軸は加速度Ｇを示し、Ｘ方向は時間ｔを示している。４０２はモータのスルーアップ波形を示しており、Ｙ方向は速度、Ｘ方向は時間をｔを表している。４０２の波形中４０４は加速領域、４０５はスルーアップ時に発生した振動を除去するための助走領域、４０６はスルーアップ時の振動が無くなって画像を読取る為の画像読取り領域である。ここで、マグネットダンパーだけを取付けた移動機構ではモータスタート開始からスルーアップ時の振動が減衰して画像読取り可能になるまで時間ｔ１が必要であった。
ここで、本発明では、マグネットダンパーを取付けたモータ軸に更にもう１つのダンパーを取付けることを考え出し、この更にもう１つのダンパーとしてモータ軸に取付けできる複数種類のダンパーの中からゴムダンパーを選び出したものである。
【００３５】
図６に本発明のマグネットダンパーとゴムダンパーの２つのダンパーを取付けた移動機構の簡易図を示す。ここでは、説明を簡易化するために第一ミラー台のみの駆動とするが、第二ミラーが取り付いても同じことが言える。
【００３６】
図中、６０１は移動機構の駆動源としての一例としてステッピングモータである。６０２、６０３はワイヤープーリ、６０７は第一ミラー台６０６を動かすために最低限必要である力Ｆである。６０５は外力Ｆａである。６０６は第一ミラー台であり、その重さはＷである。また、６０９は第一ミラー台が平行移動するためのレールである。即ち、図６中の符号６０１〜６０９で示すものは，それぞれ、図３中の符号３０１〜図３０９で示すものに相当している。そして、第一ミラー台がレールとの間に摩擦係数μをもって移動する。
ここで、Ｆ＝Ｆａ＋μＷである。（但しμ：摩擦係数）
【００３７】
図中、６１０はマグネットダンパーであり、モータ軸に対してマグネットで接続された慣性を持つ構成になっており、モータ軸が加速、減速等の加速動作には反応せず、モータ軸が一定速度の場合に慣性を持つような構成となっている。また６１１はゴムダンパーであり、モータ軸に取り付けられておりスルーアップ時に発生する振動を低減するために取り付けられている。
【００３８】
ここでさらにもう１つのダンパーとしてゴムダンパーを選び出した点を詳しく説明する。ゴムダンパーだけを使用したモータの簡易的な等価図を図７に示す。図中、７０１、７０２はバネを表し、７０３はモータであり、バネ７０１、７０２と共に振動源となるものである。７０４はバネ、７０５はダッシュポットで、７０６はイナーシャ（慣性体）で、ゴムダンパー７０７の等価構成要素である。
【００３９】
図１０はゴムダンパーの外形図である。１００１はイナーシャーであり、鉄等で作られている。１００３はハブであり、この部分がモータ軸に接続される。１００２はゴム材でありこの材質によって前記７０４のバネ、７０５のダッシュポットの特性が変わる。よって、スルーアップ時に発生する負荷の固有振動数に応じてゴムダンパーによりバネ−質量系を負荷して共振を利用して振動を押さえること（以下、動的振動吸収）が可能になるのである。
【００４０】
この動的振動吸収する中心周波数は以下で示される。
ｆ＝（１／２π）×｛９８０×（Ｋ／Ｊ）｝−２
但し、ｆ：動的振動吸収周波数、Ｋ：バネ定数（ｇ・ｃｍ／ｒａｄ）、Ｊ：慣性モーメント（ｇ・ｃｍ）である。
よって、バネ定数に関する１００２のゴム材質と、１００１のイナーシャを可変して画像読取り系のスルーアップ時の負荷の固有振動周波数に合わせて使うことによってスルーアップ時の振動が低減される。
【００４１】
このゴムダンパーを用いた移動機構の構成でモータをスルーアップしたときの第一ミラー台６０６の振動の様子と、モータの速度の関係を示した図が示した図８である。図中、８０１はモータスルーアップ時に発生する振動の減衰の様子を示した図であり、Ｙ方向の軸は加速度Ｇを示し、Ｘ方向の軸は時間ｔを示している。
【００４２】
８０２はモータのスルーアップ波形を示しておりＹ方向は速度、Ｘ方向は時間ｔを表している。８０２の波形中８０５は加速領域、８０６はスルーアップ時に発生した振動を除去するための助走領域、８０７はスルーアップ時の振動が無くなって画像を読取るための画像読取り領域である。
【００４３】
ここで、モータスタート開始からスルーアップ時の振動が減衰して画像読取り可能になるまで時間ｔ２（８０３）は、前述のマグネットダンパーだけを用いた移動機構の時間ｔ１よりもΔｔ（８０４）だけ低減することが可能となる。
【００４４】
以上の様に、従来、モータのスルーアップ時に発生していた負荷系の固有振動を、画像読取り駆動系にゴムダンバーを付加することによって確実に効率よく低減することが可能である。これによって、スルーアップ時に発生していた振動を吸収する助走時間を低減できるために画像読取り時間を短縮することができ機器の高速化に寄与する。また、助走する距離も短縮することになるので機器の小型化にも寄与する。
【００４５】
このため、本発明は、図６に示す構成のように、モータ駆動軸に２つのダンパー手段を取付けてやれば、モータ駆動中に発生する振動を低減できることに着目し、特に１つ目のダンパー手段としてマグネットダンパーを用い、２つ目のダンパー手段としてゴムダンパーを用いることにより加速時並びに定速時に発生する振動を低減することを導き出したものであり、これを画像読取り装置の移動機構の駆動モータに使用することにより、画像読取り装置の読取り時間を短縮して機器を高速化することができるようにしたものである。ここで、マグネットダンパーとゴムダンパーの２つのダンパーを使用したモータの簡易的な等価図を図１２に示す。
【００４６】
図中、７０１、７０２はバネを表し、７０３はモータであり、バネ７０１、７０２と共に振動源となるものである。７０４はバネ、７０５はダッシュポットで、７０６はイナーシャ（慣性体）で、ゴムダンパー７０７の等価構成要素である。また、５０４はマグネットによる慣性体５０５と、振動源であるモータ５０３が接続されていることを示している。マグネットで接続されているために加速時は慣性体５０５が反応せず、モータが一定速度であるとき、慣性体５０５が振動源であるモータ５０３に加わる構成になっている。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、モータのスルーアップ時は負荷系の固有振動をゴムダンパーによって確実に効率よく低減することが可能であり、モータの定速時にはマグネットダンパーによりステップ角間の回転を滑らかにすることが可能で、振動を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のデジタル・フルカラー複写機の画像処理ブロック回路図である。
【図２】図２は、図１の画像処理ブロック回路図を含む画像読取り装置の構成図である。
【図３】図３は、マグネットダンパーだけを備えた移動機構の簡易図である。
【図４】図４は、画像読取り装置の第１ミラーの振動の様子と図３に示すモータ速度の関係を示した図である。
【図５】図５は、図３に示されたマグネットダンパーだけを使用したモータの簡易的な等価図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例に係わり、マグネットダンパーとゴムダンパーの２つのダンパー手段を用いた移動機構の簡易図である。
【図７】図７は、ゴムダンパーだけを使用したモータの簡易的な等価図である。
【図８】図８は、画像読取り装置の第一ミラーの振動の様子と図７に示すモータ速度の関係を示した図である。
【図９】図９は、図２に示す画像読取り装置の移動させるための移動機構を示す構成図である。
【図１０】図１０は、図７に示すゴムダンパーの図である。
【図１１】図１１は、図３に示すマグネットダンパーの図である。
【図１２】図１２は、図６に示すマグネットダンパーとゴムダンパーを使用したモータの簡易的な等価図である。
【符号の説明】
６１０  マグネットダンパー
６１１  ゴムダンパー
８０１  モータスルーアップ時に発生する振動の減衰の様子
８０２  モータのスルーアップ波形
１００１  イナーシャ
１００２  ゴム材
１００３  ハブ
【図１】
0003595750.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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