(57)【要約】【課題】  安価なエンコーダを用いて高精度のモータ制御を行う。【解決手段】  エンコーダ出力である、Ａ相信号、Ｂ相信号を（内挿分割数／２）×Ｍの単位で演算して、移動速度等の移動情報を求め、得られた移動情報を基にモータをフィードバック制御する。ただし、Ｍは０を含まない正の整数である。【選択図】        図４
2005245126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の移動に従って、少なくとも内挿分割による９０°位相差を持ったＡ相信号及びＢ相信号を出力するエンコーダと、
該エンコーダの出力を演算処理して、移動速度を含む前記移動体の移動情報を演算し出力する演算部と、
前記演算部により得られた前記移動情報に基づいてモータを制御するモータ制御手段とを有するモータ制御装置において、
前記演算部は、（内挿分割数／２）×Ｍ相当の移動量を単位として演算を行い、前記移動情報を出力することを特徴とするモータ制御装置、ただし、Ｍは０を含まない正の整数である。
【請求項２】
前記演算部は記憶手段を有し、該記憶手段は、前記Ａ相信号及びＢ相信号の変化点を記憶し、前記演算部は、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記移動情報を演算することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記モータ制御手段は、前記Ａ相信号及びＢ相信号の変化点に同期して制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記モータ制御手段は、（内挿分割数／２）×Ｍ×Ｎの周期で制御を行うことを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置、ただし、Ｎは０を含まない正の整数である。
【請求項５】
画像情報を担持する媒体を読取走査する読取手段、
前記媒体を保持する保持手段及び、
前記読取手段と前記保持手段とを相対的に移動させる移動手段を有する画像読取装置において、
前記移動手段は、モータと請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
画像情報が記録される媒体を走査し画像情報を記録する記録手段、
前記媒体を保持する保持手段及び、
前記記録手段と前記保持手段とを相対的に移動させる移動手段を有する画像読取装置において、
前記移動手段は、モータと請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置を有することを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの制御技術に関し、特に、エンコーダを用いてモータをフィードバック制御するモータ制御手段を有するモータ制御装置、かかるモータ制御装置を有する画像読取装置及び画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像読取装置や画像記録装置において、高画質の画像を得る要求が高まっていて、読取走査又は記録走査のために移動する移動体の移動むらを低減して画質を向上するために、画像読取や画像記録時の走査のための移動手段の高性能化が必要である。
【０００３】
走査手段は多くの場合、画像情報を担持する媒体や画像情報が記録される媒体の移動制御又は読取手段もしくは記録手段の移動制御のためのエンコーダを有しており、高精度の移動制御を行うてめに高性能のエンコーダを開発することが望まれている。
【０００４】
特許文献１では、回転する磁気ドラムの回転を検知する磁気センサの出力を処理する処理回路の工夫により、磁気センサの数を増すことなく、エンコーダの精度を向上することが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２では、移動読取により出力された正弦波信号の電圧を補正することにより、内挿誤差を補正したエンコーダが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１０５１３４号公報
【特許文献２】特開２０００−３１４６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来では、特許文献１、２のように、エンコーダを高分解能化したり、高精度化することにより、エンコーダの精度を向上させることで移動制御の精度を向上することが行われてきた。
【０００７】
しかしながら、エンコーダの性能を上げるには限界があるとともに、高精度のエンコーダは高価なものとなるという問題がある。
【０００８】
市販されている比較的安価なエンコーダを用いて高精度の移動制御ができれば、画像読取装置や画像記録装置の製造コストを低減することができることになり、また、高画質の画像読取装置や画像記録装置が実現出来るようになる。
【０００９】
画像読取装置において画像情報を担持する媒体の移動制御や、画像記録装置において画像情報が記録される媒体の移動制御にこのような技術を用いれば、高画質な画像読取性能や、高画質な画像出力性能を持ったこれら装置を低コストで提供することが可能となる。
【００１０】
本発明は、低コストで、高性能の画像読取装置及び画像記録装置を提供することを目的とする。本発明は、また、高精度のエンコーダを用いることなく、高精度の移動制御が可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の説明に先立って、図１、２を用いて内挿分割式エンコーダの出力から得られる位相信号に含まれる内挿誤差について説明する。
【００１２】
図１（ａ）はエンコーダ出力の理想的な位相信号、すなわち、誤差を含まない位相信号を示す。
【００１３】
Ａ相信号、Ｂ相信号は、１レベルと０レベルを持った矩形波パルスであり、位置に比例し、一定した幅と間隔を持ったパルス列の信号である。Ｂ相信号は、Ａ相信号に対して９０°の位相差を持っている。
【００１４】
図１（ｂ）は、実用されているエンコーダ、すなわち、内挿誤差のあるエンコーダから得られる位相信号を示す。
【００１５】
Ａ相信号、Ｂ相信号の出力が位置に比例して出力されずに、「大」、「小」で示すように、正規の値から外れた幅のパルスがエンコーダから出力される。なお、「正」は正規の幅を示す。また、パルス幅だけでなく、パルス間間隔にも誤差が含まれる。
【００１６】
図１（ｃ）はエンコーダ出力の積算値を示すが、該図に示すとおり、位置に比例した積算値を示す理想的なエンコーダ出力（実線で示す）に対して、図１（ｂ）に示す内挿誤差を持ったエンコーダ出力からは一点鎖線で示すように周期的な誤差を持った積算値となる。
【００１７】
従って、誤差を含んだ位相信号を用いて、移動量や移動速度を検出すると検出された移動情報、すなわち、移動速度や移動位置に誤差が発生する。例えば、一定速度で搬送中であっても、移動検出により出力される位相信号が誤差を持つことで、パルス幅Ｐ０≠Ｐ１≠Ｐ２となり、このような位相信号に基づいて、演算された移動量や速度は、正規のパルス幅Ｐに基づいて演算された移動量や速度とは違った値となる。
【００１８】
このようなエンコーダの誤差はリサージュ図形を用いると図２のようになる。
【００１９】
図２（ａ）は理想的な出力のリサージュ図形であり、図２（ｂ）は誤差を含んだ出力のリサージュ図形である。
【００２０】
図２（ａ）の理想的な場合では、リサージュ図形は円であり、位相ｘ０〜ｘ７は等角度である。これに対して、誤差を含む出力のリサージュ図形は図２（ｂ）のように、楕円形となり、位相ｘ０、ｘ３、ｘ４、ｘ７が小さな角度を持ち、位相ｘ１、ｘ２、ｘ５、ｘ６が大きな角度を持つ。
【００２１】
しかるに、ｘ０＋ｘ１＋ｘ２＋ｘ３のように、内挿分割数／２、すなわち、１周期の２分の１である１８０°相当では、誤差を含んだ信号においても誤差を打ち消しあい、誤差を除去することができる。
【００２２】
従って、内挿分割数／２の位相差分の信号を処理することにより、誤差を含んだ信号から誤差を除去した検出結果を得ることが出来るようになる。内挿分割数／２の整数倍、すなわち、内挿分割数／２×Ｍでも当然ながら誤差を除去した信号が得られる。
【００２３】
本発明は、このような内挿分割式エンコーダ出力の特性を利用することにより、誤差のきわめて少ない移動情報、すなわち、移動速度、移動位置、移動加速度等を検出することを基本とする。
【００２４】
速度Ｖを検出する場合、本発明によれば、Ｒを内挿分割数とすると、Ｒ×Ｍ／２の周期単位の情報から次の式により移動情報である速度Ｖが演算される。
【００２５】
Ｖ＝（Ｒ×Ｍ）／２×ΔＢ／ΔＴ（Ｍ）・・・・・（１）
ここに、ΔＢはエンコーダの分解能（距離）、ΔＴ（Ｍ）は、エンコーダの１周期の長さをΔＸとするとき、移動体が距離ΔＸ×Ｍ／２移動する時間である。
【００２６】
前記式（１）を変形すると、次の式（２）になる。
【００２７】
Ｖ＝｛（ΔＸ×Ｍ）／２｝／ΔＴ（Ｍ）・・・・・（２）
前記式（１）、（２）においてＭは０を含まない正の整数である。
【００２８】
このように、移動速度Ｖは（Ｒ／２）×Ｍを単位とした演算から求められる。
【００２９】
図３は本発明による移動速度演算の一例を示し、内挿分割数Ｒ＝１６、Ｍ＝１とした場合の演算例を示す。
【００３０】
なお、図３では、Ａ相信号及びＢ相信号を理想的な矩形パルスとして示しているが、実際の制御系では、これら信号は図１（ｂ）に示すような誤差を含んでいる。しかしながら、前記に説明したように、（Ｒ／２）×Ｍに相当する移動距離ΔＸ／２×Ｍは誤差が除外された量であるので、移動速度Ｖは誤差を含まない値となる。
【００３１】
下記の発明は、前記に説明した基本に基づいたものであり、下記の発明により、前記目的は達成される。
１．
移動体の移動に従って、少なくとも内挿分割による９０°位相差を持ったＡ相信号及びＢ相信号を出力するエンコーダと、
該エンコーダの出力を演算処理して、移動速度を含む前記移動体の移動情報を演算し出力する演算部と、
前記演算部により得られた前記移動情報に基づいてモータを制御するモータ制御手段とを有するモータ制御装置において、
前記演算部は、（内挿分割数／２）×Ｍ相当の移動量を単位として演算を行い、前記移動情報を出力することを特徴とするモータ制御装置、ただし、Ｍは０を含まない正の整数である。
２．
前記演算部は記憶手段を有し、該記憶手段は、前記Ａ相信号及びＢ相信号の変化点を記憶し、前記演算部は、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記移動情報を演算することを特徴とする前記１に記載のモータ制御装置。
３．
前記モータ制御手段は、前記Ａ相信号及びＢ相信号の変化点に同期して制御を行うことを特徴とする前記１又は前記２に記載のモータ制御装置。
４．
前記モータ制御手段は、（内挿分割数／２）×Ｍ×Ｎの周期で制御を行うことを特徴とする前記３に記載のモータ制御装置、ただし、Ｎは０を含まない正の整数である。
５．
画像情報を担持する媒体を読取走査する読取手段、
前記媒体を保持する保持手段及び、
前記読取手段と前記保持手段とを相対的に移動させる移動手段を有する画像読取装置において、
前記移動手段は、モータと前記１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置を有することを特徴とする画像読取装置。
６．
画像情報が記録される媒体を走査し画像情報を記録する記録手段、
前記媒体を保持する保持手段及び、
前記記録手段と前記保持手段とを相対的に移動させる移動手段を有する画像読取装置において、
前記移動手段は、モータと前記１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置を有することを特徴とする画像記録装置。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１〜６のいずれかの発明により、比較的精度の低いエンコーダを用いて、誤差の少ない高精度のモータ制御が可能となる。
【００３３】
請求項３又は請求項４の発明により、速度等の移動情報検知のサンプリング周期と制御の周期とを同期させることによって、更に精度を上げたモータ制御が可能となる。
【００３４】
請求項５の発明により、安価なエンコーダを用いても高精度で高画質の読取が可能な画像読取装置が実現される。
【００３５】
請求項６の発明により、安価なエンコーダを用いても高精度で高画質の画像を記録することが出来る画像記録装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図４は本発明の実施の形態に係るモータ制御装置を示す。
【００３７】
１は内挿分割式エンコーダであり、リニアエンコーダ又はロータリーエンコーダである。また、光学式エンコーダ又は磁気式エンコーダのいずれでもよい。また、レーザ干渉を利用したエンコーダを用いることもできる。
【００３８】
１ａは回転又は一次元移動する移動体としてエンコーダスケール、１ｂはエンコーダスケール１ａ上のエンコードパターンを読み取る光学センサ又は磁気センサからなるエンコーダヘッド、１ｃはエンコーダヘッド１ｂの出力、すなわち、アナログｓｉｎ波信号及びアナログｃｏｓ波信号から内挿分割したＡ相信号及びＡ相信号に９０°位相差を持ったＢ相信号を出力する信号処理部である。なお、エンコーダヘッド１ｂはセンサ及び信号処理を一体に形成したもので構成することもできる。
【００３９】
なお、図では、エンコーダスケール１ａを駆動しているが、エンコーダヘッド１ｂを駆動してエンコーダスケール１ａとエンコーダヘッド１ｂとを相対的に移動させてもよい。
【００４０】
エンコーダスケール１ａとエンコーダヘッド１ｂとは相対的に移動するが、１ｄは移動体としてのエンコーダスケール１ａ又はエンコーダヘッド１ｂを移動させるモータであり、回転モータ又はリニアモータが用いられるが、後に説明するシャフト型のリニアモータが好ましく、三相モータ又はＤＣモータで構成することができる。
【００４１】
なお、信号処理部１ｃは原点信号であるＺ信号を出力する。Ｚ信号は、絶対位置を演算するのに用いられ。なお、Ｚ信号を用いないでもよく、エンコーダ１とは別体にセンサを設けて絶対位置を決定してもよい。
【００４２】
２は演算部であって、ＣＰＵからなる演算手段２ａ及び記憶手段としてのメモリ２ｂからなり、演算手段２ａは、前記Ａ相信号及びＢ相信号から速度信号ｖ、位置信号ｘを出力する。
【００４３】
なお、位置信号ｘを出力しない構成とすることもできる。また、演算部２は加速度を演算し出力ように構成することもできる。
【００４４】
演算手段２は速度Ｖを前記式（２）、すなわち、Ｖ＝（ΔＸ／２）×Ｍ／ΔＴを用いて演算し、速度信号ｖを出力する。
【００４５】
演算手段２ａは更に、Ａ相信号、Ｂ相信号及びＺ相信号から位置信号ｘを出力する。
【００４６】
移動体の位置Ｘは各走査における位置変位ΔＸの総和、すなわち、Ｘ＝ΣΔＸで求められるが、Ｚ信号により、Ｘは０にリセットされる。
【００４７】
モータ制御手段３は、演算部２ａの出力である速度信号ｖを用いて、モータ１ｄの駆動電圧を制御して、モータ１ｄの速度（回転モータの場合は回転速度、リニアモータの場合は、直線移動速度）をフィードバック制御する。
【００４８】
モータ制御手段３の制御は、所定の設定値以上の搬送速度で搬送中において、エンコーダの位置変化に同期して速度を演算し、速度演算終了のタイミングでフィードバック制御し、前記設定値以下の搬送速度で搬送中又は停止中においては、所定の時間Ｔ０の周期毎にフィードバック制御する。
【００４９】
また、モータ制御手段３の制御は、前記設定値以上の搬送中において、（Ｒ／２）×Ｍ×Ｎのエンコーダの位置変化に同期して速度を演算し、速度演算終了のタイミングでフィードバック制御しても良い。特に、Ｎを１として演算することが好ましい。この場合、モータの応答性の早いリニアモータを使用した場合に起こりうる周期的な振動及び速度むらの発生を抑制できるので好ましい。
【００５０】
制御周期は、前記に限定されるものではなく、所定の時間Ｔ０の周期毎に固定してフィードバック制御しても良い。
【００５１】
この場合、精度は若干低下するが、簡単な構成で実現できる。
【００５２】
ただし、Ｒは内挿分割数、Ｍ、Ｎは０を含まない正の整数である。このような制御により、パルス（Ｒ／２）×Ｍ個相当の距離を移動する時間を単位とする速度検知におけるサンプリング周期と制御同期が取られるので円滑で安定した制御が行われる。
【００５３】
図５は演算手段２ａが行う演算のフローチャートである。
【００５４】
ステップＦ１において、エンコーダ１の出力を読み込む。すなわち、Ａ相信号及びＢ相信号を読み込む。
【００５５】
ステップＦ２において、エンコーダ１の出力の変化点、すなわち、１→０及び０→１を検知する。
【００５６】
変化点を検知したときは（Ｆ２のＹ）、検知時間をメモリ２ｂに保持する（Ｆ３）。
【００５７】
ステップＦ４において、（Ｒ／２）×Ｍ個のパルスを検知するのに要した時間ΔＴを演算する。すなわち、ΔＴ（Ｍ）＝Ｔ（０）−Ｔ（０−ｊ）を演算する。ここに、ｊ＝（Ｒ／２）×Ｍである。ΔＴの演算は、メモリ２ｂに記憶されている検知時間を用いて行われる。
【００５８】
ステップＦ５において、速度Ｖを次の式を用いて演算する。
Ｖ＝（ΔＸ／２）×Ｍ／ΔＴ（Ｍ）
なお、メモリを用いずに、（Ｒ／２）×Ｍの変化点からの時間を直接計時してΔＴ（Ｍ）を求めても良い。
【００５９】
最後に、Ｆ６において速度Ｖを示す速度信号ｖを出力する。ここで更に、速度Ｖの他に、絶対位置ＸをΣΔＸから求めて位置信号ｘを出力しても良い。
【００６０】
図６は、図４におけるモータ制御手段３を含む制御系を示す。
【００６１】
モータ制御手段３は、図６における演算部２からの速度Ｖと目標速度Ｖ０を比較し、その差分を求める差分検出回路３ａ、ＰＩ制御部３ｂ及びモータ駆動部３ｃで構成される。本例では、図４におけるモータ１ｄとしてリニアモータである三相モータ４を用いており、モータ駆動部３ｃはＵ相駆動電流、Ｖ相駆動電流及びＷ相駆動電流を出力する。
【００６２】
なお、制御手段としては、図示のＰＩ制御の他に、ＰＩＤ制御、現代制御、Ｈ∞制御等の周知の任意の制御方法を用いることが可能であり、速度情報の他に位置情報や加速度情報を組み合わせてフィードバック制御してもよく、制御の対象についても、図示の三相モータの他に、サーボモ−タ、ＤＣモータ等を制御することができる。
【００６３】
図４では、演算部２とモータ制御手段３とを別のブロックとして示しているが、実際には、制御手段２ａとモータ制御手段３とを１個のＣＰＵで構成してもよい。
【００６４】
図７は、図４における演算手段２ａとモータ制御手段３を構成するＣＰＵの制御のフローチャートである。
【００６５】
図５について説明したように、ステップＦ１からＦ５により速度Ｖが求められる。
【００６６】
ステップＦ５に続くステップＦ７において、目標速度Ｖ０と検出速度Ｖとの差を検出し、Ｆ８において、検出した差分に基づいて、三相モータ４を駆動する駆動電流を出力する。
【００６７】
図８は本発明の実施の形態に係る画像記録装置を示す。
【００６８】
図示のように記録材料としてのロール状の感光材料３０を装填する（図では２つ）紙装填部１４と、感光材料３０を所望の長さに切断して給紙する給紙部１５と、回転可能に軸支され、感光材料３０を所定の位置に巻きつけて胴部に固定するドラム１７を有する主走査部１６と、ドラム１７に対向してドラム１７上の感光材料３０に光ビームで露光して画像の書き込みを行う光学ユニット１９を有する副走査部１８とで構成され、また、露光ユニット１１の各部には各部を駆動する図示しない駆動手段がそれぞれ備えられていて駆動される。
【００６９】
また、光学ユニット１９には、レッドＬＥＤユニット３１、グリーンＬＥＤユニット３２、ブルーＬＥＤユニット３３が配置され、レッドＬＥＤユニット３１、グリーンＬＥＤユニット３２、ブルーＬＥＤユニット３３からの光ビームは、ミラー３４、集光レンズ３５を介して、ドラム１７上の感光材料３０に画像を露光する。この時、ドラム１７が回転することで主走査方向の走査が、光学ユニット１９が図の紙面に垂直方向に移動して副走査方向の走査がそれぞれ行われ、画像露光される。
【００７０】
露光された感光材料３０は現像処理部１２において、現像され、画像記録が行われる。
【００７１】
２０はドラム１７の回転を検知するエンコーダであり、エンコーダ２０の出力に基づいて、ドラム１７を駆動するモータ２１がフィードバック制御され、ドラム１７の回転速度が一定に制御される。
【００７２】
エンコーダ２０の出力は図２〜７を用いて前記に説明したように処理されるので、モ−タ２１の高精度な制御が行われ、ドラム１７が一定速度で回転する。
【００７３】
図９〜１３はリニアエンコーダを用い、リニアモータを制御する放射線画像読取装置であり、本発明実施の形態に係る画像読取装置を示す。
【００７４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図９は本実施の形態による放射線画像読取装置の側面図、図１０は図９の放射線画像読取装置の要部斜視図、図１１は図９の放射線画像読取装置の部分側面図、図１２は図１０の放射線画像読取装置のリニアモータを示す要部平面図、図１３は図９の放射線画像読取装置の振動減衰機構を示す側面図、である。
【００７５】
図９の放射線画像読取装置は、フロント板１１０とバック板１２０（図１１）とから構成されるカセッテ１１１を搬送し、バック板１２０（図１１）に固定された画像情報担持体としての蓄積性蛍光体シート（以下、「輝尽性蛍光体シート」ともいう。）１２８（図１１）から放射線画像情報を読み取るものである。カセッテ１１１のバック板１２０（図１１）は、その取り付け両側の一部分に鉄などで構成された強磁性体部を有する。なお、図９では、カセッテ１１１は半切サイズのカセッテを想定しているが、これに限定されるものではない。
【００７６】
図９に示すように、放射線画像読取装置は、放射線画像撮影が行われたカセッテ１１１を矢印Ａ１の方向に挿入口１１３へ挿入する。このとき、カセッテ１１１のフロント板１１０側が斜め下側を向くように挿入するが、フロント板１１０側に蓄積性蛍光体シートが向いている。カセッテ１１１が挿入口１１３に挿入されると、カセッテ検出センサ（図示省略）によってカセッテ１１１の存在が認識され、挿入口１１３に配置されている幅寄せ手段１４７によって、カセッテが挿入口１１３のセンターへ幅寄せされる。
【００７７】
次に、挿入ローラ１４２を動作させてカセッテ１１１を点線ａに沿って矢印Ａ２の方向に搬送し装置本体１１２の中へ取り込む。カセッテ１１１を搬送する搬送機構１４０は、挿入ローラ１４２の動作時には点線ａの位置に待機しており、挿入口１１３から挿入ローラ１４２によって搬入されるカセッテ１１１を受け取る。搬送機構１４０に沿って動作する昇降台４０２上のカセッテグリップ４０２ａ（図１１）がカセッテ１１１の下端をキャッチすると、昇降台４０２は搬送機構１４０に沿って矢印Ａ２の方向へカセッテ１１１を搬送し、カセッテ受け取り位置で停止するように制御される。
【００７８】
次に、カセッテ１１１のロックが解除され、ロックＯＦＦ状態に移行すると、搬送機構１４０が矢印Ａ３の方向へ回転移動して待避位置（例えば点線ｂの位置）で停止する。この操作により、バック板１２０とフロント板１１０を完全に分離する。このとき、図１１のように、搬送機構１４０が待避位置で停止する。フロント板１１０をバック板１２０から十分な角度で待避させることで、バック板１２０が副走査動作したときに、バック板１２０とフロント板１１０が干渉することを防止できる。
【００７９】
図９〜図１１のように、副走査部１５０は、フレーム（図示省略）に固定され鉛直方向に延びた直線状の副走査レール１５１と、副走査レール１５１に可動部１５２ａ、１５２ｂにより鉛直方向に移動可能に支持される副走査移動板１５３と、副走査移動板１５３に設けられバック板１２０を吸着し固定するラバーマグネット１５４と、を備え、副走査移動板１５３がリニアモータ４５３（図１０）により鉛直方向に移動するようになっている。
【００８０】
バック板１２０は、フロント板１１０から完全に分離されると、バック板１２０の強磁性体部がラバーマグネット１５４に吸着されるため、副走査部１５０側に移行してから、副走査部１５０により矢印Ａ４の方向（上方向）ヘ副走査レール１５１に沿って副走査方向Ｈに搬送される。かかる副走査が行われながら、輝尽性蛍光体シート１２８が読取部１６０のレーザ走査ユニット１６１から射出されるレーザ光Ｂによって副走査方向Ｈと垂直な方向（図９の紙面垂直方向）に主走査されるように構成されている。
【００８１】
図９のように、読取部１６０は、レーザ走査ユニット１６１に加えて、レーザ光の照射により輝尽性蛍光体シート１２８から発生した輝尽光を光ガイド１６２を介して集光する光電変換素子等で構成される集光管１６３を備える。
【００８２】
輝尽性蛍光体シート１２８にレーザ光が作用すると、輝尽性蛍光体シート１２８に蓄積された放射線エネルギーに比例した輝尽光（画像情報）が放出され、この輝尽光が光ガイド１６２を通って集光管１６３に集められる。集光管１６３の端面に設けられたフォトマルチプラーヤー等の光電変換素子により、集光された輝尽光を電気信号に変換する。電気信号に変換された輝尽光は、画像データとして所定の信号処理を施された後に、装置本体１１２から通信ケーブルを介して、操作端末や画像記憶装置、画像表示装置、ドライイメージャなどの画像出力装置（何れも図示省略）へ出力される。なお、読取部１６０は、輝尽性蛍光体シート１２８から画像情報を読み取る手段であれば、本実施の形態以外の構成でもよいことは勿論である。
【００８３】
また、画像データの取り込み開始時期は、バック板１２０の上端を図９のセンサ１９０で検出することで決定されることが好ましい。センサ１９０は、バック板１２０が存在しないときは、レーザ光Ｂを受けて所定の強度を持つ信号を出力し続けるが、バック板１２０の上端がレーザ光Ｂを阻止する位置まで移動すると、センサ１９０から出力される電気信号の信号強度が低下するので、バック板１２０の上端を検出することが可能となる。
【００８４】
輝尽性蛍光体シート１２８から画像情報の読取りが完了すると、リニアモータ４５３（図１０）によりバック板１２０が矢印Ａ５の方向（下方向）へ搬送を開始する。バック板１２０が矢印Ａ５の方向へ搬送されている間、消去ランプ１６４から消去光Ｃが発光され、輝尽性蛍光体シート１２８に残存する画像情報を消去する。消去ランプ１６４としては、ハロゲンランプ、高輝度蛍光灯、ＬＥＤアレイなどが使用できる。
【００８５】
バック板１２０がラバーマグネット１５４に移行した位置まで下降すると、副走査部１５０によるバック板１２０の移動が停止する。バック板１２０が移行位置で停止すると、待避位置に待避していた搬送機構１４０が、再び図９の点線ｃの位置まで回転移動し、バック板１２０とフロント板１１０を合体させる。バック板１２０とフロント板１１０が合体すると、昇降台４０２内に収納されていた図１１のロックピン４０２ｃが上昇し、フロント板１１０の挿入穴にロックピン４０２ｃの先端が挿入されることで、ロックＯＦＦ状態にあったカセッテ１１１にロックがかかり、ロックＯＮ状態に移行し、バック板１２０とフロント板１１０が分離不可能な状態となる。カセッテ１１１がロックＯＮ状態に移行すると、ロックピン４０２ｃが下降し、再び昇降台４０２内に収納される。
【００８６】
バック板１２０とフロント板１１０との合体が完了すると、搬送機構１４０は再び図９の矢印Ａ６の方向に点線ｂの位置まで回転移動することでラバーマグネット１５４からバック板１２０を引き剥がす。このように、ラバーマグネット１５４からバック板１２０を引き剥がす動作が、回転移動を伴って行われるので、平行移動で引き剥がす場合に比べて小さな力で、バック板１２０（カセッテ１１１）をラバーマグネット１５４から引き剥がすことが可能である。
【００８７】
搬送機構１４０が点線ｂの位置で停止すると、グリップ爪４０３ａによるフロント板１１０の固定状態が解除され、カセッテ１１１が搬送機構１４０上を搬送可能な状態となる。フロント板１１０の固定状態が解除されると、昇降台４０２は搬送機構１４０に沿って排出口１１４の矢印Ａ７の方向へカセッテ１１１を搬送し、カセッテ１１１を排出ローラ１４３へ受け渡す。排出ローラ１４３は、カセッテ１１１を受け取ると、カセッテ１１１が排出口１１４へ完全に排出されるまで排出動作を行う。カセッテ１１１が排出口１１４へ完全に排出されると、搬送機構１４０は、矢印Ａ６の方向に点線ａの位置まで回転移動して停止し、次のカセッテ１１１を受け取り可能な状態へと移行する。
【００８８】
次に、上述の副走査部１５０について図９〜図１２を参照して更に説明する。副走査部１５０は、輝尽性蛍光体シート１２８の副走査を行うために副走査移動板１５３を鉛直方向である副走査方向Ｈに移動させる移動機構４００を備える。
【００８９】
図１０の移動機構４００は、副走査移動板１５３を副走査レール１５１に沿って鉛直方向に駆動し副走査するリニアモータ４５３と、鉛直方向に延びるように設けられ副走査移動板１５３の位置や速度等を検出するリニアエンコーダ４５４と、副走査移動板１５３とベルト４４０を介して連結された釣り合い重り４６０と、を備える。リニアモータ４５３には、図６に示す三相モータ４が用いられる。
【００９０】
図１０、図１２のように、リニアモータ４５３は、フレーム（図示省略）に固定されるとともに長尺のレール状形状を有したコ字状断面部材の内面の対向する２面に鉛直方向に延びて設けられた一対のマグネットヨーク４５３ａと、一対のマグネットヨーク４５３ａの間に離れて非接触で位置するとともに副走査移動板１５３に取付部４５３ｃを介して取り付けられた可動コイル４５３ｂと、を備える。
【００９１】
リニアエンコーダ４５４は、フレーム（図示省略）に固定され副走査方向Ｈと平行に（鉛直方向に）延びたスケール４５４ａと、スケール４５４ａと対向するように副走査移動板１５３に固定され、スケール４５４ａと対向するエンコーダヘッド４５４ｂを有し、副走査移動板１５３の位置や速度などを検出できる。エンコーダヘッド４５４ｂはラインセンサとスケール４５４ａを照明する光源からなる。
【００９２】
リニアエンコーダ４５４の出力は、図４、６に示す演算部及び速度制御手段により処理され、リニアモータ４５３は図４、６に示す搬送制御手段により制御される。
【００９３】
また、釣り合い重り４６０は、フレーム（図示省略）に固定され鉛直方向に延びる一対のガイド４１０に沿って可動し、釣り合い重り４６０の質量は、副走査移動板１５３と、副走査移動板１５３とともに可動するエンコーダヘッド４５４ｂ、可動コイル４５３ｂ、可動部１５２ａ、１５２ｂ等の各部材との合計質量とほぼ等しい質量となっている。釣り合い重り４６０が、副走査移動板１５３と各部材との合計質量とほぼ等しいので、装置電源オフ時等に、リニアモータ４５３の可動コイル４５３ｂへの通電が停止しても、副走査移動板１５３側と釣り合い、副走査移動板１５３が自重で落下することがなく、副走査移動板１５３の落下による損傷を未然に防止できる。
【００９４】
また、副走査移動板１５３と釣り合い重り４６０との間にはベルト４４０に従動する従動プーリ４５９，４７０が配置されており、副走査移動板１５３が上方に移動すれば、釣り合い重り４６０が下方に移動し、釣り合い重り４６０と副走査移動板１５３の移動方向は反対になる。
【００９５】
図１０，図１３に示すように、従動プーリ４７０と釣り合い重り４６０との間に移動中のベルト４４０の振動を減衰するための振動減衰機構５００が設けられている。振動減衰機構５００は、回転軸５０５に回転自在に設けられたローラ５０１と、ローラ５０１を付勢してローラ５０１がベルト４４０を移動方向の略直角方向に押し付けるように軸５０７と軸５０４との間に設けられた引っ張りばね５０２と、軸５０７と回転軸５０５とが取り付けられかつフレーム（図示省略）に回転自在に保持されている支点軸５０３を中心に支点軸５０３を中心に回動可能なようにローラ５０１の両側に設けられた回動部材５０６と、を有する。これらの回動部材５０６等は一体のユニットとして回動自在に保持されている。引っ張りばね５０２は、常時、回動部材５０６を支点軸５０３を中心に回動させローラ５０１を回動方向Ｒに付勢しベルト４４０に押し付けている。
【００９６】
振動減衰機構５００によれば、ベルト４４０が移動中に何らかの原因で振動しても、ローラ５０１が回動方向Ｒに付勢された状態でベルト４４０を常時押しているので、ベルトの振動に応じて回動方向Ｒ、Ｒ’に回動しながらベルト４４０の振動を吸収し、ベルト４４０の振動を減衰させることができ、副走査移動板１５３の振動の増幅を防止する。これにより、ベルト４４０が安定して移動することができるので、副走査移動板１５３が輝尽性蛍光体シート１２８とともに安定して移動できる。
【００９７】
なお、引っ張りばね５０２の引っ張り力は、ベルト４４０の張力に合わせ、適宜、選択される。引っ張りばね５０２の引っ張り力の調整は、ばね定数を変更することで行ってもよく、また、軸５０４の取り付け位置を変更してもよい。また、振動減衰機構５００は、ベルト４４０の押し付け方向が図１０と反対方向になるように配置してもよく、また、副走査移動板１５３と従動プーリ４５９との間や従動プーリ４５９と従動プーリ４７０との間に配置してもよく、また、これらの位置に複数個の組み合わせで配置してもよい。
【００９８】
また、図１０のように、釣り合い重り４６０とベルト４４０との結合部４６４には、ベルト４４０の進行方向に対し、略直角方向に自由に回転できる回転機構を設けている。そのため、ベルト４４０の往復曲げ運動が生じても、破断がない。また、進行方向と略垂直な軸に対し回転可能であるので、ガイド４１０とベルト４４０との相対位置関係が、進行方向に対し平行でなくても、べルト４４０の捻れが発生せず、読み取り動作中におけるべルト４４０の復元衝撃で画像むらを発生することもない。また、副走査移動板１５３とベルト４４０との結合部においても、同様な構成にすることにより、一層効果がある。
【００９９】
次に、副走査部１５０の上記移動機構４００の動作を説明する。上述のように、カセッテ１１１のバック板２０がフロント板１１０から分離しラバーマグネット１５４に吸着された図１０，図１２のような状態で、リニアモータ４５３の可動コイル４５３ｂに通電を開始すると、リニアモータ４５３のマグネットヨーク４５３ａと可動コイル４５３ｂとの作用により副走査移動板１５３が輝尽性蛍光体シート１２８を固定したバック板１２０とともに図９の方向Ａ４に副走査レール１５１に沿って移動する。そして、図９のセンサ９０がバック板１２０の上端を検出すると、読取部１６０のレーザ走査ユニット１６１から射出されるレーザ光Ｂで輝尽性蛍光体シート１２８を副走査方向Ｈと垂直な方向に主走査を始める。
【０１００】
リニアモータ４５３はリニアエンコーダ４５４の位置・速度検出に基づいて副走査移動板１５３を等速に移動させるように制御されることにより、副走査移動板１５３が鉛直方向に副走査しながら主走査が行われて放射線画像の読み取りが行われる。輝尽性蛍光体シート１２８のほぼ全面で主走査が終了し画像読み取りが終わると、リニアモータ４５３の制御で副走査移動板１５３が図９の方向Ａ５に移動し、この移動の間に消去部１６４からの消去光Ｃを輝尽性蛍光体シート１２８に照射して残存画像を消去する。
【０１０１】
上述のようにして画像読み取りの終了した輝尽性蛍光体シート１２８は、上述したように、バック板１２０とフロント板１１０が合体してからカセッテ１１１に再収納され、カセッテ１１１が排出口１１４へと排出される。
【０１０２】
以上のように副走査部１５０を移動させる移動機構４００によれば、リニアモータ４５３は、従来のようなボールねじ等による構成とは異なり、副走査移動板１５３を介して輝尽性蛍光体シート１２８を精密に駆動するので、副走査方向Ｈにおける送りむらを抑制でき送り精度が良好であり、輝尽性蛍光体シート１２８を精度よく副走査できる。このため、輝尽性蛍光体シート１２８をレーザ光で安定かつ確実に走査でき、画像情報を安定かつ確実に読み取り、画像むらの無い良好な画像を得ることができる。また、医療分野における医療診断のための放射線画像は高画質を要求されるが、この医療診断画像に適する良好な画像を得ることができる。特に、例えば１０ｍｍ／秒以下の低速搬送で副走査を行う場合は、送り精度が非常に良好となり、画像むらのない良好な医療診断画像を得ることができる。
【０１０３】
また、リニアモータ４５３を鉛直方向の駆動のために用いる場合、装置電源がオフ状態になると、リニアモータへの通電がなくなり、可動コイル４５３ｂ側を保持することができなくなるが、副走査移動板１５３に釣り合い重り４６０を連結しているので、装置電源がオフしてリニアモータ４５３が作動しないときに副走査移動板１５３が重力で不測に移動してしまうことがなく、また、ベルト４４０が適度な張力を保つことができるので、副走査移動板１５３が安定して移動できる。
【０１０４】
なお、ベルトにブレーキ機構等を装備する等で、上述の重力による移動を防止することも考えられる。
【０１０５】
また、副走査移動板１５３と釣り合い重り４６０とがべルト４４０を介して移動方向に振動することにより副走査移動板１５３の送りむらが悪化し、その結果、画像むらとなって医療診断画像に支障を来すおそれがあったが、副走査移動板１５３と釣り合い重り４６０との間にベルト４４０の振動減衰機構５００が設けられ、副走査方向Ｈにおける送りむらが低減されるので、輝尽性蛍光体シート１２８を一層精度よく副走査できる。
【０１０６】
なお、消去部１６４は、図９よりも上方に位置してもよく、輝尽性蛍光プレートを読み取り時に下方に移動させ、消去時に上方に移動させるようにしてもよく、また、消去部１６４による消去は画像の読み取り直後に開始するようにしてもよい。
【０１０７】
また、べルト４４０は、ステンレス鋼等の金属べルト、金属ワイヤー、樹脂ベルトなどを使用して、１個または複数個の組み合わせて並列に掛ける構成でもよい。
【０１０８】
ベルト４４０は、副走査方向Ｈの中心線上に１本、または前記中心線上に対して線対称位置に複数配置してもよいが、組み立て工程を考慮すると、べルトを１本のみで構成した場合は、複数のべルトを並列に構成したものと比較して、組み立て時間が少なくなることは勿論であり、また複数のべルト間での部品精度や組み立て上の誤差などによって起こり得る悪影響を考慮する必要が実質的になくなり、部品精度および組み立て精度の要求を緩和することができるので、好ましい。
【０１０９】
また、釣り合い重り４６０のガイド４１０は、副走査方向Ｈの中心線上に１本、または前記中心線上に対して線対称位置に複数配置してもよいが、組み立て工程を考慮すると、直動ガイドの数が少ないほうが平行度調整にかかる時間を少なくすることができるため好ましい。さらに、ガイドを１本のみ配置した場合は、複数のガイド間の平行度調整を実質的に行う必要が無くなるためにより好ましい。
【０１１０】
また、バック板１２０は、副走査移動板１５３の移動方向（鉛直方向）に沿った副走査移動板１５３の平面の中心線に関して線対称に位置するように副走査移動板１５３に図９のように保持されている。即ち、バック板１２０及び副走査移動板１５３の移動方向（鉛直方向）に沿った平面の各中心線が一致するようにバック板１２０が副走査移動板１５３に保持されている。また、副走査移動板１５３を案内する副走査レール１５１の上下移動方向の中心線がバック板１２０と副走査移動板１５３との組み合わせ体の重心（本実施の形態では、副走査移動板１５３は左右対称形状であるため、副走査移動板１５３の鉛直方向における中心線上）を通過するように構成することにより、重量バランスが良い状態で副走査移動板１５３及びバック板１２０を副走査レール１５１に沿って案内できるため好ましい。
【０１１１】
図１４は、図９〜１３に示した画像読取装置に用いることが出来るシャフト型のリニアモータ４５３の例を示す。棒状に連結された多数の磁石素子４５３ｅを筒４５３ｆ内に収納し、筒４５３ｆの外側に、可動部を構成するコイル４５３ｂを嵌合してリニアモータ４５３を構成している。コイル４５３ｂに電流を供給することにより、コイル４５３ｂを矢印Ａ８で示すように往復移動させることができる。
【０１１２】
図１４に示すリニアモータ４５３は、可動部がモータの駆動部により案内されるので、モータ自身で高精度の移動を確保することが出来るという特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】エンコータから出力される位相信号を示す図である。
【図２】リサージュ図形を示す図である。
【図３】本発明による移動速度の演算例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置を示す図である。
【図５】演算手段が行う演算のフローチャートである。
【図６】モータ制御手段を含む制御系を示す図である。
【図７】演算手段とモータ制御手段を構成するＣＰＵが行う制御のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る画像記録装置を示す図である。
【図９】本実施の形態による放射線画像読取装置の側面図である。
【図１０】図９の放射線画像読取装置の要部斜視図である。
【図１１】図９の放射線画像読取装置の部分側面図である。
【図１２】図９の放射線画像読取装置のリニアモータを示す要部平面図である。
【図１３】図９の放射線画像読取装置の振動減衰機構を示す側面図である。
【図１４】シャフト型のリニアモータの例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１ａ  エンコーダスケール
１ｂ  エンコーダヘッド
１ｃ  信号処理部
１ｄ  モータ
２  演算部
２ａ  演算手段
２ｂ  メモリ
３  モータ制御手段
ΔＸ  １周期の長さ
Ｐ  パルス幅
ｘ０〜ｘ７  位相
ΔＴ  エンコーダの移動体が距離（ΔＸ／２）×Ｍを移動する時間
【図１】
2005245126.tif 000003
【図２】
2005245126.tif 000004
【図３】
2005245126.tif 000005
【図４】
2005245126.tif 000006
【図５】
2005245126.tif 000007
【図６】
2005245126.tif 000008
【図７】
2005245126.tif 000009
【図８】
2005245126.tif 000010
【図９】
2005245126.tif 000011
【図１０】
2005245126.tif 000012
【図１１】
2005245126.tif 000013
【図１２】
2005245126.tif 000014
【図１３】
2005245126.tif 000015
【図１４】
2005245126.tif 000016