JPH0855186A - 握持型スキャナ用速度制限ローラ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 握持型スキャナに用いる速度制限用ローラ組
立体走査ユニットの移動速度をほぼ均一になるような制
御をすることができる。 【解決手段】 握持型スキャナに用いる速度制限ローラ
組立体を、スキャナに回転するように取り付けられ、走
査対象を横断して走査方向に前記スキャナを転動変位さ
せるローラと、スキャナに取り付けられているモータ
と、および、前記モータを前記ローラに接続して前記モ
ータに前記ローラを駆動させ、前記ローラが前記モータ
を駆動しないようにし、それにより前記ローラが前記モ
ータをオーバーランさせないようにする駆動手段、から
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に握持型スキャ
ナ用の組立体に関するものであり、更に詳細には、握持
型スキャナに用いられる速度制限ローラの組立体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】スキャナは、走査対象を表す機械読取り
可能なデータ、例えば、印刷された記述文のページを生
成するために使用される。光学式スキャナは走査対象を
映像化するために線焦点システムを採用している。

【０００３】線焦点システムでは、照明された線対象か
らの光ビームが線対象から遠くに設置されている線状フ
ォトセンサ・アレイのレンズにより焦点を結ぶ。光学式
走査装置では、線焦点システムの照明された線対象を普
通「走査線」と言う。線状フォトセンサ・アレイは線対
象に沿う小さな区域位置に対応する光素子の一次元アレ
イである。線対象上のこれら小区域の位置を普通「画
素」又は「ピクセル」と言う。線対象上のその対応する
画素位置からの光に応答して、各光素子はそれに当たる
光の強さを表すデータ信号を発生する。すべての光素子
データ信号は、実質データを適切な媒体に格納するか又
はそれから対象の映像をＣＲＴ又はプリンタのような表
示装置を用いて発生することができる適切なデータ処理
システムにより受け取られて処理される。

【０００４】光学式スキャナ及びその各種構成要素は、
デイヴィッド・ウェイン・ボイド(David Wayne Boyd)の
「光学式スキャナ(OPTICAL SCANNER) 」に対する米国特
許第４，９２６，０４１号、ケント・ジェイ・ヴィンセ
ント(Kent J. Vincent) の「新規の三色分光器及び光セ
ンサを使用したカラー結像装置(COLOR IMAGER UTILIZIN
G NOVEL TRICHROMATIC BEAM SPLITTER AND PHOTOSENCO
R) 」に対する米国特許第４，７０９，１４４号、及び
ケント・ジェイ・ヴィンセント(Kent J. Vincent) とハ
ンス・ディ・ノイマン(Hans D. Neuman)の「カラー結合
器及び分光器とその実施(COLOR COMBINER AND SEPARATO
R AND IMPLEMENTATIONS)」に対する米国特許第４，８７
０，２６８号に開示されており、これら各々をそこに開
示されているすべてについて参考により特に取り入れて
ある。

【０００５】握持型光学式スキャナは走査対象、例え
ば、記述文のページを横切って手で移動される光学式ス
キャナである。ほとんどの握持型スキャナは壁のコンセ
ントに接続され、また電気ケーブルにより順次握持型ス
キャナに接続される電源装置のような外部電源によって
給電される。このような外部電源は握持型スキャナの各
種構成要素を動作させるのにかなりの電気エネルギが必
要なため必要であると思われてきた。例えば、握持型ス
キャナの光学的映像アセンブリは典型的には蛍光管のよ
うな照明源を備えている。握持型スキャナの光電変換ア
センブリ（典型的にはＣＣＤ）はスキャナ速度検出回路
やスキャナ中央処理装置がそうであるように電気エネル
ギを必要とする。本発明の一好適実施例の握持型スキャ
ナでは、内蔵ハード・ディスク記憶装置を使用している
が、これも動作するには電気エネルギを必要とする。一
般に外部電源接続又は他の、スキャナを固定位置に「つ
なぎ止める」接続ケーブルの必要性を排除するには内蔵
電源及び大量データ格納アセンブリを備えた握持型スキ
ャナを設けることが望ましい。このような装置は握持型
スキャナの移動性及び使用用途の可能性をかなり向上さ
せることになる。しかし、克服しなければならない１つ
の重大な障害は内蔵電源を使用することにより比較的動
作期間が短くなるということである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ナカヤマ(Nakayama)他
の米国特許第４，７０３，１８６号は、開示しているす
べてについて参照により特にここに取り入れてあるが、
速度制御装置を備えた握持型光学式スキャナについて開
示している。幾つかの異なる速度制御実施例が述べられ
ている。一実施例では、スキャナが文書を横切って移動
するにつれて摩擦円板が回転する案内ローラに機械的に
連結されている。摩擦円板は、走査速度が所定速度を超
えると膨張してハウジングと摩擦接触し、かつそれによ
って走査運動を妨げる負荷を発生するように構成されて
いる。他の実施例では、走査速度が増大すると共にその
回転軸に対して半径方向外向きに動くフライホイールと
回転錘りを使用して走査速度を制限し、比較的滑らかな
走査速度を維持している。他の実施例では、走査ユニッ
トは案内レールに沿って移動する。関連案内ローラが回
転し、それによりＤＣモータが逆方向に回転する。「そ
こで、ＤＣモータはその回転速度に実質的に比例する負
荷を生ずる発電機として働く。このようにして発生され
る負荷は案内ローラの回転速度を一定の値に維持しよう
とし、これが走査ユニットの移動速度をほぼ均一な運動
に制御する。」

【０００７】ナカヤマ(Nakayama)他はこのように、発電
機の使用を含む走査速度を制限するある方法を述べてい
るが、スキャナの電池を充電するのに発生される電気エ
ネルギを使用することを考えていない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は手で変位し得る
ハウジング内に設置されている光学式映像アセンブリ及
び光学式センサ・アセンブリのような複数の電気駆動動
作部品を備えている握持型光学式スキャナに関するもの
である。握持型スキャナは、スキャナに回転するように
取り付けられて、走査されている走査対象を横断して走
査方向にスキャナを転動変位させるローラを備えてい
る。スキャナに取り付けられているモータはモータにロ
ーラを駆動させるがローラにモータを駆動させない駆動
組立体によりローラに接続されており、したがってスキ
ャナがモータがローラを駆動する速度を超える速度でロ
ーラを転動させないようにしている。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１、図２及び図５は、本のペー
ジのような走査対象11を表すデータ信号を発生する光セ
ンサ・アセンブリ（以下、光電変換装置という）101 を
備えている握持型光学式スキャナ10の各種構成要素を示
している。握持型光学式スキャナには光学式センサ・ア
センブリ80を支持するスキャナ・ハウジング12がある。

【００１０】駆動ローラ・アセンブリを構成する駆動ロ
ーラ30, 32, 40, 42などはスキャナ・ハウジング12に動
作可能に取り付けられ、スキャナ・ハウジング12を走査
対象11を横断して所定の走査方向13に転動して変位でき
るようにしている。エンコーダ装置70のような変位検知
装置が駆動ローラの角変位を検出してそれを表す信号を
発生する。ＤＣモータ50が駆動ローラ30, 32などに連結
されてこれに駆動トルクを与える。マイクロプロセッサ
122 を主体とする制御アセンブリはＤＣモータ50を作動
させ、オペレータにスキャナ・ハウジング12を走査に最
適の所定の速度範囲内で走査対象11を横切って手動変位
させる触覚フィード・バックを与えるように駆動ローラ
を角加速及び角減速させる。速度範囲はユニットが光電
変換装置101 の動作時間間隔に基づいて正しく動作する
ことができる最高走査速度のすぐ下の比較的小さい速度
範囲であるように選定するのが望ましい。

【００１１】本発明を一般的にこのように説明してきた
が、本発明のある種の好適実施例については詳細に説明
しないことにする。

【００１２】図１は本のページのような走査対象11を走
査するのに使用される握持型光学式スキャナ10を示す。
図１及び図２に示したように、握持型光学式スキャナは
開いた又は透明な下面14を有する細長い、全般に箱形の
スキャナ・ハウジング12を備えている。スキャナ・ハウ
ジングには映像化される対象に関する走査線に平行で且
つ走査方向13（握持型光学式スキャナが走査動作中に移
動する方向）に垂直な方向に延びる中心の縦軸ＸＸがあ
る。握持型光学式スキャナには縦軸ＸＸに垂直な横方向
に延びる横軸ＹＹがある。

【００１３】走査オン／オフスイッチ17をスキャナ・ハ
ウジングに設けることができ、又は握持型光学式スキャ
ナがオペレータにより握持型光学式スキャナに下向きの
力を加えられることにより走査することができるように
ローラ懸吊システム（図示せず）に組み込むことができ
る。

【００１４】中心の縦軸XXに平行に延びる一対の回転可
能の駆動シャフト16, 18がスキャナ・ハウジングの反対
の端部22, 24に固定して取り付けられている支持ブロッ
ク20（１つだけを図示してある）により回転可能に支持
されている。複数の駆動ローラ30, 32, 34, 40, 42, 4
4, 46が駆動シャフト16, 18にそれと共に回転するよう
に固定して取り付けられている。駆動ローラは、通常の
動作条件下で走査変位中紙文書の表面と滑らずに係合す
るに充分な摩擦係数を有するゴム、プラスチック、又は
他の適切な材料から構成することができる。しかし、駆
動ローラの摩擦係数は充分に低いので、駆動ローラは、
下に詳細に説明する一定の高速度又は高加速度の動作条
件のもとでは紙文書の上を滑ることになる。

【００１５】ＤＣモータ50はスキャナ・ハウジング12の
中に固定して取り付けられている。ＤＣモータには、図
解した実施例ではスキャナ・ハウジングの横軸YYに平行
に設けられている回転可能な駆動シャフト52がある。Ｄ
Ｃモータ50は、ノースカロライナ州レーリー、私書箱33
400 、ブューラ・プロダクツ株式会社(Buehler Product
s Inc.) により製品型式番号16.11.182 のもとに販売さ
れているもののような市場入手可能なＤＣモータでよ
い。駆動シャフト歯車54が駆動シャフト52に固定して取
り付けられ、スキャナ・ハウジングの前方部及び後方部
と固定して関連している前方及び後方支持ブロック（図
示せず）に軸受けされることができる横方向に配設され
たシャフト58に固定して取り付けられている歯車56と噛
合している。全く同じ歯車62, 64がシャフト58の反対端
に固定して取り付けられ、駆動シャフト16及び18にそれ
ぞれ固定して取り付けられている同一の歯車66, 68と駆
動的に噛合している。駆動シャフト16及び18はしたがっ
てＤＣモータにより同じ方向にＤＣモータの駆動シャフ
ト52の角速度に正比例する同一の角速度で回転される。

【００１６】従来のエンコーダ装置70が、駆動シャフト
52と又は駆動システムの58, 16, 18のような他のシャフ
トと動作可能に関連して、駆動ローラ30, 32, 40, 42な
どの角変位を表すパルスエンコーダ出力信号を発生す
る。

【００１７】図５に概略図示してある光学式アセンブリ
80はスキャナ・ハウジング内に設置され、従来の構成の
もので良く且つそれに平行に延びる駆動シャフト16, 18
の間に設けられている細長い走査ヘッド（図示せず）を
備えている。光学式アセンブリは走査ヘッド内に光源82
を備えており、これは走査されている文書の現在の走査
線部分を照明する。光学式アセンブリは映像アセンブリ
84をも備えており、これは従来のスキャナ・レンズ・ア
センブリを備えており、これは現在の走査線を従来のＣ
ＣＤアレイのような光電変換装置101 の映像平面上に結
像する。

【００１８】図３及び図６は一実施例のスキャナ速度制
御システムにより行われる基本動作を示す。どんな走査
中でも、駆動ローラの角変位の量はエンコーダ装置70及
び関連するカウンタ116 （図５）を使用することにより
絶えず監視されている。ローラ角変位の第１時間導関
数、すなわち、角速度、はカウンタ116 及びクロック11
8 からの信号を使用することにより決まる。

【００１９】図３に更に図解してあるように、ＤＣモー
タ50は、駆動ローラの角速度と所定の最適速度範囲97と
の比較に基づき所定の値（正、又は負、又は０のいずれ
か）のトルクを駆動ローラ30, 40などに加えるよう動作
する。最適速度範囲97は、握持型光学式スキャナが光電
変換装置のサンプリング速度に基づいて動作することが
できる最高速度99よりわずかに小さい目標速度98を包含
する比較的小さい速度範囲である。代表的な例として、
目標速度98を最高速度99の９５％とすることができ、最
適速度範囲97を最高速度99の９０％から最高速度99の９
９％まで拡張することができる。

【００２０】この実施例では、ＤＣモータ50は、駆動ロ
ーラが走査速度の所定の最適速度範囲97より低い速度で
移動しているときは何時でも駆動ローラに加速トルクを
加えるように動作する。ＤＣモータは走査速度の所定の
最適範囲97の中にある駆動ローラに０トルクを加えるよ
うに動作する。ＤＣモータは、駆動ローラが目標速度よ
り高いが、所定のあらかじめ選択された最適速度範囲内
の速度で移動しているとき一定の、更に小さい減速トル
クを加えるように動作する。一定の比較的高い減速トル
クが最適速度範囲97より高い走査速度において加えられ
る。この一般的制御原理の変形が本発明の更に複雑な実
施例に使用されて、以下に説明するような、最適速度範
囲のオーバシュート及びアンダーシュートの可能性を予
想している。

【００２１】図４及び図７の実施例では、エンコーダ装
置70及びクロック118 からの信号を使用して駆動ローラ
変位の第１及び第２時間導関数、すなわち、駆動ローラ
の角速度及び角加速度を決定している。現在の速度及び
加速度の値を共に使用して駆動ローラに加えるべきモー
タトルクの大きさ及び方向を決定する。速度及び加速度
の値は所定のアルゴリズム又は参照テーブルに加えて、
加えるべきＤＣモータトルクを決定することができる。
ＤＣモータの応答を決定するに際し加速度の他に速度を
も使用する結果、図７から、最適速度範囲97に近いロー
ラ速度領域に中心エンベロープが生じていることがわか
る。そのエンベロープで、前縁（右の縁）はオペレータ
が握持型光学式スキャナに実質上負の加速力を与えてい
るときのモータ・トルク応答を表し、後縁（左の縁）は
オペレータが握持型光学式スキャナに実質上加速力を与
えているときのモータ・トルク応答を表している。制御
変数として加速度を使用すればオペレータを最適速度範
囲内に維持する際のＤＣモータ応答の有効性が増大す
る。更に、変位の時間導関数も速度制御システムに使用
することができるが、制御システムの有効性を有意に増
大するとは思われない。

【００２２】最適速度範囲より下の速度範囲で動作する
とき、握持型光学式スキャナが最適走査速度範囲に到達
するかほぼ到達するまで一定値の加速トルクを加えるこ
とが望ましいことが出願人により発見されている。加え
られる一定値の加速トルクは、オペレータが走査動作を
遅くするか停止させたいとき、オペレータがトルクを無
効にすることができるように、充分低い値であるべきで
ある。出願人は低速度範囲における特徴のこのような組
合わせはユーザが制御を感ずることができ、したがって
握持型光学式スキャナに心地よさを感ずることができる
ようにする握持型光学式スキャナを提供する。一定のト
ルク出力を加えるためには、ＤＣモータの現在の速度及
び加速度、及びシステムの関連慣性を先づ決定し、次い
で伝統的なモータ制御アルゴリズム及び参照テーブルを
使用して加えなければならないエネルギを決定すること
ができる。ＤＣモータの速度はローラ速度に正比例する
から、マイクロプロセッサはこの値を使用して必要な入
力エネルギを決定することができる。ＤＣモータへ入力
されるエネルギの量は関連するモータ電源の電圧を変え
ることにより、又は下に説明するように、定電圧エネル
ギ源をパルス化することによって可変電位を有効に発生
することにより制御することができる。

【００２３】オペレータが握持型光学式スキャナの最大
機能走査速度に等しい速度に近づくにつれて、オペレー
タが最高走査速度を超えないようにする充分大きいトル
クを加えることが制御システムの他の一般的特徴であ
る。オペレータが握持型光学式スキャナを最高走査速度
を超えて加速しようとすれば、ＤＣモータにより加えら
れる逆トルクは、下向き圧力の正常な量がオペレータの
手の重さにより握持型光学式スキャナに加えられている
とき握持型光学式スキャナの駆動ローラを走査されてい
る文書の表面上で横すべりさせる程充分大きい。

【００２４】このように制御システムの動作を全般的に
説明してきたが、種々の特定の構成要素及びその機能を
次に更に詳細に説明することにする。

【００２５】図５は図１の握持型光学式スキャナの速度
制御システムのブロック図を示す。ＤＣモータ50は電池
90からパルス幅変調器123 を通して供給される電圧に応
答し、コピーすべき走査対象１１としての文書に沿って
光学アセンブリ80及び光電変換装置101 （ともに握持型
光学式スキャナの電気的構成である）を移動させるよう
に動作するローラ・アセンブリとして、例えば歯車及び
ローラ・アセンブリ104 に角速度を供給する。光電変換
装置101 は電荷結合装置（以下、ＣＣＤという）のよう
な映像受取り装置である。ＣＣＤは連続動作時隔期間中
それに入射する光学映像を表すデータ信号を発生するよ
う動作する。このようにして、走査される文書の小部分
（走査線）の「画像」が各動作時間間隔中に「取り込ま
れる」。データ信号はそれ故握持型光学式スキャナ10が
文書を横切って移動するにつれて生成される文書の走査
線部分の一連の画像を表す。典型的なＣＣＤ映像検知装
置は略ミリ秒ごとに文書の「画像」を取り込む。握持型
光学式スキャナが文書を横切って移動する速度は、それ
がデータを発生する各走査線の有効幅を決定するので、
重要である。握持型光学式スキャナの移動が速過ぎれ
ば、誤って又は逆に、文書からの情報が失われる。握持
型光学式スキャナの移動が遅過ぎれば、冗長な情報が発
生し、その結果、握持型光学式スキャナの性能が失われ
る。それ故、握持型光学式スキャナの速度制御システム
の目的はユーザに最適前進速度を維持させることであ
る。この目的で、速度制御システムは駆動ローラの速度
を及び好適には駆動ローラの加速度をもサンプルし、こ
のデータを処理して正又は負の電圧をモータに供給し、
ＤＣモータにより生じたトルクがオペレータに握持型光
学式スキャナの速度を調節するのを補助するようにしな
ければならない。

【００２６】好適実施例では、握持型光学式スキャナの
移動は、９０°位相がずれている２つのパルスを発生す
るように作られている直角エンコーダ装置70を用いて追
跡される。一好適実施例では、エンコーダ装置の分解能
及び駆動歯車比及び駆動ローラの円周は最初のパルスす
なわちＡパルスが最良映像転写結果を生ずるための文書
に沿う走査速度であるスキャナ走行の１３．１２３mmご
とに立ち上がりエッジを発生するようになっている。第
２のパルスすなわちＢパルスは握持型光学式スキャナが
順方向に移動するときＡパルスの各立ち上がりエッジで
１６ビットの位置カウンタであるカウンタ116 を維持し
且つ歩進させる。Ｂパルスに対するカウンタはスキャナ
が逆方向に移動するときＡパルスの立ち下がりエッジで
逆歩進するが、これは通常は発生すべきではない。各走
査の始まりに、位置用のカウンタ116 はリセットされ
る。走査スイッチ（マイクロプロセッサのソフトウェア
又は関連するファームウェア）が閉じている限り、Ａパ
ルスはカウントされる。走査スイッチが開くと、Ａパル
スはカウントされない。したがって、直角エンコーダ装
置は位置変位カウンタ及び方向支持器として働く。

【００２７】カウンタ116 はＡパルス間の時間を測定す
る。カウンタ116 は約２００kHz で動作することがで
き、握持型光学式スキャナが前方向に移動しているとき
Ａパルスの立ち上がりエッジでリセットする。握持型光
学式スキャナが逆に移動していれば、カウンタはＡパル
スの立ち下がりエッジでリセットされる。カウンタの値
はそのとき１回微分されて速度を得、２回微分されて加
速度を得る。微分は微分器117 によって行われる。位
置、方向、速度及び／又は加速度はＲＡＭ120 に格納さ
れる。カウンタ116 と微分器117 とデコーダ装置70等と
によりローラ・アセンブリ速度センサを構成している。

【００２８】再びこの時点で、触覚フィードバック制御
システムが図６のように階段的近似法を使用すれば、加
速度は計算されず、握持型光学式スキャナの加速度につ
いて許容差が作られないということに注目すべきであ
る。このようなシステムはユーザの速度を調整するが、
ユーザが走査中加える力が多過ぎたり又は少な過ぎると
目標速度を通り越したり又は目標速度に届かなかったり
することがある。加速度の他に速度にも応答することに
より、オーバーシュートを最小限にすることができ、最
高走査速度に近い目標速度を選択することができる。目
標速度は光電変換装置101 がデータを処理することがで
きる最高速度よりわずかに低く設定されるべきである。
こうすれば、目標速度のわずかなオーバーシュートでデ
ータの損失が生ずることはない。

【００２９】次に、デジタル信号処理装置又はマイクロ
プロセッサ122 は速度又は速度と加速度の情報を引き出
してこれらの値を適切なアルゴリズム又は参照テーブル
を使用することによりモータの角速度及びモータの角加
速度に変換する。一実施例では、カウント０における角
速度(W₀)は１３．１２３に駆動シャフト16, 18とＤＣモ
ータの駆動シャフト52との間の歯車比を掛けたものを、
カウント０における速度(V₀)に４．５７１μs を乗じ、
ローラ半径を乗じたもので除算してものであり、各速度
(W₀)は式１のようになる。

【００３０】 角速度(W₀)＝（13.123mm×歯車比）／（V₀×4.571 μs ×ローラ半径） …（１） カウント０における角加速度(a₀)はカウント０における
角速度(W₀)から前のカウントにおける角速度(W_-1) を減
じ、これをカウント０における速度(V₀)に4.571 μs を
乗じたもので除算してものである。

【００３１】 角加速度(a₀)＝(W₀ −W _-1）/(V₀×4.571 μs) …（２） 上の変換は２つともマイクロプロセッサ122 により参照
テーブルを介して更に効率良く行うことができる。

【００３２】次にマイクロプロセッサはモータからあら
かじめ選択されたトルクを発生するのに必要な電圧を計
算し、オペレータに触覚フィードバックを行い、オペレ
ータが握持型光学式スキャナを目標速度の近くで動作さ
せることができるようにする。しかし、一好適実施例で
は、この工程に必要な時間のかかる計算を行う代わり
に、「ファジー論理」を適用し、次いでテーブル参照動
作を行って必要なトルク電圧を見出している。ファジー
論理はそれにより設計者が規則及びテーブルを確立して
所定の速度及び加速度が所定のトルク電圧を発生するよ
うにする制御システムである。ファジー論理はマイクロ
プロセッサが必要とする計算の量を減らし、マイクロプ
ロセッサの構成とプログラミングとを簡単にする。ま
た、応答時間がファジー論理を用いることにより大幅に
向上する。

【００３３】握持型光学式スキャナを加速又は減速する
ためのトルク電圧が決定すると、その値をモータに加え
られる有効電圧に変換しなければならない。この目的
で、256 個の個別の値を格納することができるパルス幅
変調器(PWM)123が有効電圧及びＤＣモータから見た電圧
極性を調整する。パルス幅変調器はパルス電圧を供給
し、典型的な電圧調整器のように電圧を失ったり過熱し
たりすることなく電圧調整器のように動作する。

【００３４】例えば、ＤＣモータが利用し得る最大電圧
が１２ボルトであると決まれば、ＤＣモータに供給され
る電圧(V_motor ) はN_0-255に１２（最大モータ電圧）を
乗じ、255 で除算することにより、式３のように計算さ
れ、その結果は数０〜１２の中にある。

【００３５】 V _motor ＝(N_0-255 ×12)/255 …（３） ここで数N_0-255は０と255 との間の数であって、トルク
電圧が決まってからマイクロプロセッサにより計算され
たものである。N_0-255はモータのトルク常数(K) にカウ
ント０における角速度(W₀)を乗じ、トルク電圧
(V_motor ) を加えることにより、式４のように計算され
る。

【００３６】 数(N_0-255)＝Ｋ×W₀＋V_motor …（４） モータ電圧(V_motor ) を計算してから、マイクロプロセ
ッサはこのモータ電圧計算値に基づき適切なデューティ
・サイクルを持つパルス幅変調器をプログラムする。適
切なスイッチ92の設定も、下に説明するように、モータ
電圧計算値に基づき設定される。

【００３７】図５はＤＣモータ50（発電機の機能を有す
る）を作動させて減速トルクを駆動ローラに供給するこ
とができる仕方をも示している。この実施例では減速ト
ルクを加えている間パルス幅変調器をスイッチで切り離
し、そのモータ端子を接地している。マイクロプロセッ
サ応答のスイッチ・アセンブリを成すスイッチ92にはＤ
Ｃモータ50がグランド93にもバッテリ90にも接続されて
いない第１の動作状態、ＤＣモータ50がグランド93にの
み接地されている第２の動作状態及びＤＣモータ50がバ
ッテリ90にだけ（逆に）接続されている第３の動作状態
がある。スイッチはマイクロプロセッサ122 からの制御
信号により所定の動作状態に設置される。第１の動作状
態ではＤＣモータ50は「自由回転」しており、駆動ロー
ラに有意のトルクを供給しない。第２の動作状態では第
１の負のトルクがＤＣモータにより供給される。第３の
動作状態では第２の比較的大きい負のトルクがＤＣモー
タにより供給される。第２及び第３の２つの動作状態で
は、負のトルクは、ＤＣモータ50による発電機の出力が
速度と共に増大するので、駆動ローラの速度と共に大き
さが増大する。このようなアセンブリは図６の制御原理
を実現するのに使用することができる。代わりの実施例
では、ＤＣモータ50とバッテリ90とを接続する可変抵抗
スイッチング・アセンブリを選択的に可変の負トルクを
発生するのに使用している。代わりの好適実施例の図５
に示されている制御システムでは、減速トルクをパルス
幅変調器を適切なスイッチ設定値と関連して使用するこ
とにより発生している。

【００３８】一好適実施例では、バッテリ90は内蔵電池
であり、電気エネルギを使用する握持型光学式スキャナ
構成要素のすべてに電気エネルギを供給している。

【００３９】マイクロプロセッサ122 が行われなければ
ならない他の機能はエンコーダ装置の各立ち上がりエッ
ジで、すなわち握持型光学式スキャナ走行の１３．１２
３mmごとに、ライン・セレクタ102 を中断し、ライン・
セレクタに走査データの線を選択して、121 で示したよ
うな最終映像出力用の線走査データを処理して（大容量
記憶装置119 に）格納するように指令する。好適実施例
では、ライン・セレクタは、例えば１つはエンコーダ・
パルスの直前、１つは直後の、２つのデータ線を選択
し、選択された２つの線からのデータを平均する。この
実施例はパルス当たり１本の線の場合より精密な映像を
発生している。

【００４０】本発明の更に他の実施例は過大走査速度を
防止するのに逆トルクを加える必要のない修正速度制御
システムを備えている。代わりに、図９に示す実施例は
モータにローラを駆動させるがローラにはモータを駆動
（すなわち、オーバーラン）させない不可逆すなわち
「一方向」ウォーム駆動ローラ組立体210 を備えてい
る。その結果、ウォーム駆動ローラ組立体210 はオペレ
ータがスキャナをモータがローラを駆動する速度より大
きい速度で転動させないようにしている。

【００４１】好適実施例では、カウンタ116 、微分器11
7 、クロック118 、ＲＡＭ120 、大容量記憶装置119 、
マイクロプロセッサ（又はＤＳＰ）122 、スイッチ92及
びパルス幅変調器123 はすべて速度制御回路の用途特有
集積回路（以下、ＡＳＩＣという）の形で実現され、こ
れは空間を節約し、更に小さい、更に軽い握持型光学式
スキャナを提供する。また、上の速度制御回路をＡＳＩ
Ｃの形に設計すると、大量生産中にかなりな製造コスト
及び部品コストが節約される。

【００４２】上述の方法及び装置により発生される映像
信号はスキャナ・ハウジング内に取り付けられている大
容量記憶装置119 に内部で格納することができ、パーソ
ナル・コンピュータ（図示せず）のように取り付けられ
ている装置に伝送されて更に処理されるか、又はハード
・ドライブ、フロッピー・ディスク、又はＲＯＭディス
クのような適切な媒体に格納されるか、又は取り付けら
れているＣＲＴ又はプリンタによるように視覚表示を発
生することもできる。

【００４３】図８はバッテリ充電システムの他に速度制
御システムを備えている握持型光学式スキャナの被制御
アセンブリを備えている。制御アセンブリは、握持型光
学式スキャナをバッテリ充電動作モードで動作すること
ができるようにする一定の構成要素が追加されている他
は、図５を参照して前に説明したものと同一である。バ
ッテリ充電動作モードでは、ＤＣモータはそれに供給さ
れる機械エネルギを有し、電気エネルギをバッテリに供
給する発電機として働く。

【００４４】モード・スイッチ110 をハウジングに設
け、オペレータが先に説明した速度制御動作モードと下
に説明するバッテリ充電動作モードとの間を切り替える
ことができるようにする。

【００４５】マイクロスイッチ応答スイッチ・アセンブ
リとして使用されるモード・スイッチ110 がパルス幅変
調器123 とＤＣモータ50（この場合、バッテリ充電用の
発電機として機能する）との間に設けられている。モー
ド・スイッチ110 はマイクロプロセッサ122 からの命令
信号により作動されてパルス幅変調器123 をＤＣモータ
50と電気的に接続してＤＣモータが速度制御動作モード
中パルス幅変調器123を介してバッテリ90から供給され
る駆動エネルギを受けることができるようにする。モー
ド・スイッチ110 はまたマイクロプロセッサ122 により
作動されてパルス幅変調器123 をグランドに切り替え、
ＤＣモータがバッテリ充電動作モード中バッテリ90から
駆動エネルギを受けないようにする。

【００４６】図８の実施例のスイッチ92はマイクロプロ
セッサ122 からのスイッチング命令に応答する三方スイ
ッチである。図５を参照して前に説明したスイッチング
状態の他に、図８の実施例のスイッチ92はバッテリ充電
動作モードに関連する第３のスイッチ状態をも備えてお
り、その状態ではＤＣモータ50のリードは電圧ステップ
・アップ装置112 を介して、駆動エネルギをＤＣモータ
50に供給するものとは逆の構成によりバッテリ90の電極
に接続されている。電圧ステッブ・アップ装置112 は技
術上周知の従来の電気装置である。

【００４７】バッテリ充電動作モードでは、マイクロプ
ロセッサ122 はモード・スイッチ110 を作動させてＤＣ
モータをバッテリ90とのエネルギ収受関係から切り離
す。このバッテリ充電動作モードでは、マイクロプロセ
ッサはスイッチ92を作動させてＤＣモータを電圧ステッ
プ・アップ装置を介してバッテリ90に接続し、ＤＣモー
タ50が充分高い角速度で動作しているときバッテリ90が
ＤＣモータ50により発生された電気エネルギで充電され
るようにする。バッテリ充電動作状態ではＤＣモータを
駆動するのに使用される機械的エネルギは、握持型光学
式スキャナがオペレータにより表面を横切って手により
動かされるにつれて歯車及びローラ・アセンブリ104 に
より供給される。

【００４８】本発明の一好適実施例では、マイクロプロ
セッサ122 がモード・スイッチ110及びスイッチ92に握
持型光学式スキャナをバッテリ・モードにするよう切り
替えさせる命令を発する前に２つの条件を満たさなけれ
ばならない。満たさなければならない第１の条件はオペ
レータがモード・スイッチ110 を使用してバッテリ充電
動作モードを選択しなければならないということであ
る。満たさなければならない他の条件は握持型光学式ス
キャナの歯車及びローラ・アセンブリ104 をバッテリ90
を充電するため充分高い電圧を供給するのに必要な所要
最低速度より上で動作させなければならないということ
である。速度信号を発生させるのに使用される構成要素
については図５を参照して上に説明してある。歯車及び
ローラ・アセンブリの所定速度は歯車及びローラ・アセ
ンブリの歯車比の関数であり、電圧ステップ・アップ装
置112 により供給されるステップ・アップ比の関数でも
ある。したがって、バッテリの充電はＤＣモータ50の速
度が所定の値より低くなったとき終了し、速度が再び所
定の値を越えたとき再開される。

【００４９】握持型光学式スキャナが速度制御システム
を備えていない、本発明の他の実施例では、モードスイ
ッチ110 、パルス幅変調器123 及びスイッチ92を排除す
ることができ、スイッチ92はＤＣモータ50の回転が充分
高いときＤＣモータ50を電圧ステップ・アップ装置112
又はＤＣモータ50の回転が充分高くないときグランド93
に、接地するのに使用されるマイクロプロセッサ動作可
能の二方スイッチである。

【００５０】本発明の更に他の実施例は過大走査速度を
防止するのに逆トルクを加える必要のない修正速度制御
システムを備えている。代わりに、図９に示す実施例は
モータにローラを駆動させるがローラにはモータを駆動
（すなわち、オーバーラン）させない不可逆すなわち
「一方向」ウォーム駆動ローラ組立体210 を備えてい
る。その結果、ウォーム駆動ローラ組立体210 はオペレ
ータがスキャナをモータがローラを駆動する速度より大
きい速度で転動させないようにしている。

【００５１】ウォーム駆動ローラ組立体210 を前の実施
例の歯車・ローラ組立体104 の代わりに使用することに
関連する一つの重要な利点は上に図示し説明した逆トル
ク速度制御装置を設ける必要性を排除するということで
ある。ウォーム駆動の他の利点は平歯車伝導装置よりは
るかに大きい減速比を発生し（単段平歯車減速機の約
３：１に比較してウォーム駆動の場合約13：１）、した
がって小さい低トルクのモータを使用することができる
ということである。減速比が大きければ駆動システムに
別の歯車減速機の必要性が減り、したがって構造が簡単
になり、バックラッシュが減る。

【００５２】今度は図９を参照すると、ウォーム駆動ロ
ーラ組立体210 は対向支持ブロック組立体9220および92
21に軸受けされている一対の細長いローラシャフト9216
および218 を備え、それらがスキャナの中心長手軸ＸＸ
に平行に延びるようになっている複数のローラ9230、92
32、および9234がローラシャフト9216、9218に取り付け
られてそれらと共に回転するようになっている。ローラ
9230、9232、および9234はゴム、プラスチック、または
他の、正常動作状態で走査変位中紙文書の表面と摩擦係
合するに十分な摩擦係数を持つどんな材料からも構成す
ることができる。しかし、ローラの摩擦係数は十分低い
ので、下に更に詳細に説明するように、一定の高速動作
状態または高加速度動作状態ではローラは紙文書上を滑
る。

【００５３】モータ250 はハウジング12（図９には図示
されていない）の中に、好適には支持ブロック組立体22
1 の中に取り付けられている。モータ250 の出力シャフ
ト252 は中心横軸ＹＹに実質上平行に設置されている。
出力シャフト9252に取り付けられているピニオン歯車92
54は支持ブロック組立体221 に軸受けされている横方向
に設置されたウォームシャフト9258に取り付けられてい
る歯車9256と噛み合い、ウォーム駆動ローラ組立体210
に加えられるトルクの量を増大させる伝導装置を形成し
ている。一対のウォーム9262、9264がウォームシャフト
9258の反対端に固定して取り付けられ、それぞれローラ
シャフト9216、9218に固定して取り付けられているそれ
ぞれのウォーム歯車9266、9268と噛み合うようになって
いる。ローラシャフト9216および9218はしたがってモー
タ250 により同じ方向に、モータ出力シャフト9252の角
速度に正比例する同一角速度で回転する。ウォーム駆動
ローラ組立体210 はウォームシャフト9258または、出力
シャフト9252またはローラシャフト9216または9218のよ
うな他のシャフトと関連して動作し、スキャナの変位を
表すパルスエンコーダ出力信号を発生する直角エンコー
ダ組立体270 をも備えている。エンコーダ装置270 は歯
車のバックラッシュを補償する直角エンコータから構成
されているが、歯車のバックラッシュが重要ではない場
合または異なる方法で補償される場合には伝統的なエン
コーダをここに図示し、説明した直角エンコーダ装置27
0 の代わりに置き換えることができる。

【００５４】ウォーム駆動ローラ組立体210 を備えたス
キャナの動作は、ウォーム駆動ローラ組立体210 が、
「一方向」動力伝達装置であって、実質的にローラ923
0、9232、および9234をモータ250 がローラを駆動する
速度より早く駆動しないようにする他は、上に図示し説
明したスキャナ実施例の動作と同じである。したがっ
て、ウォーム駆動ローラ組立体210 はオペレータがスキ
ャナを移動させることができる最大速度の機械的調整を
行い、モータ250 が逆トルクをローラ組立体に加える必
要が排除される。

【００５５】ウォーム駆動ローラ組立体210 を備えたス
キャナのモータ250 のトルク出力を調整するのに使用さ
れる制御システムを図１０に示すが、先の実施例につい
て図５に図示し、上に説明した多数の構成要素を備えて
いる。しかし、図１０に示す制御システムは図５に示す
制御システムが利用している図３および図６に示すアル
ゴリズムとは異なる制御アルゴリズムを利用している。

【００５６】一般的に言えば、ウォーム駆動ローラ組立
体210 とともに使用する制御システムは駆動モータ250
のトルク出力を変えてスキャナ速度がほぼ所定の目標速
度に確実に留まるようにしている。モータ250 によりウ
ォーム駆動ローラ組立体210に加えられるトルクの量は
スキャナ速度および加速度の現在値と所定目標速度との
比較に基づいている。一実施例では、目標速度をスキャ
ナが光電変換装置のサンプリング割合に基づいて動作す
ることができる最大速度の95％であるように選定するこ
とができるが、他の目標速度を使用することができる。
モータトルク制御システムはスキャナ速度を所定目標速
度の約±５％以内に維持する。しかし、先の実施例とは
異なり、モータ250 は逆トルクをウォーム駆動ローラ組
立体210に加えるように作動されることは決してない。
ウォーム駆動ローラ組立体の「一方向」動作がローラ92
30、9232、および9234にモータ250 を実質上オーバーラ
ンさせないからである。

【００５７】ウォーム駆動ローラ組立体210 に関連する
モータトルク制御システムは図１０で最も良くわかる。
本質的に、モータ250 は電池290 からパルス幅変調器22
3 を通して供給される電圧に応答し、光学組立体280 お
よび光電変換装置201 を複写しようとする文書たる走査
対象211 に沿って動かすよう動作するトルクをウォーム
駆動ローラ組立体210 に供給する。光電変換装置201
は、上に詳細に説明したように、電荷結合装置（ＣＣ
Ｄ）のような、受像装置を備えることができる。

【００５８】スキャナの変位は直角エンコーダ270 およ
び一カウンタ232 により追跡される。位置カウンタ232
はマイクロプロセッサ222 にも接続されている。エンコ
ーダ270 は、位相が90°ずれている二つのパルス、第１
パルスすなわちＡパルスおよび第２パルスすなわちＢパ
ルス、を供給する直角エンコーダでよい。一好適実施例
では、エンコーダ270 の分解能および駆動歯車比および
ローラの円周は、Ａパルスがスキャナ走行の約0.0847
（1/300 ″）ごとに立ち上がり縁を発生するようになっ
ている。第２パルスすなわちＢパルスは位置カウンタを
維持しスキャナが前方に移動するときＡパルスの角立ち
上がり縁で位置カウンタ232 を歩進させる。Ｂパルスは
スキャナが後方に移動するときＡパルスのたち下がり縁
で位置カウンタ232 のカウントを減少させる。位置カウ
ンタ232 は走査オン／オフスイッチ17（図１）が押され
るたびにリセットされる。エンコーダ270 および位置カ
ウンタ 232はこのようにしてスキャナの位置または変位
のトラックを維持する手段となっている。

【００５９】エンコーダ270 、クロック218 、およびマ
イクロプロセッサ222 に接続されている速度カウンタ21
6 は最後のエンコーダパルス以後のクロックパルスの数
をカウントする。クロック218 は多様な周波数で動作す
ることができるが、約20 kHzの周波数が下に記す速度お
よび加速度の決定について適切な分解能を与える。速度
カウンタ216 はスキャナが前方に移動しているときＡパ
ルスの立ち上がり縁でリセットされる。

【００６０】速度カウンタ216 、エンコーダ270 、およ
びマイクロプロセッサ222 に接続されている速度レジス
タ217 は前の二つのエンコーダパルスの間のクロックパ
ルスの数をカウントする。20 kHz のクロックを備えて
いる実施例では、クロックパルスの数を20,000で割った
ものは二つのエンコーダパルスの間の、秒で表した経過
時間である。スキャナ走行の0.0847mm（1/300 ″）ごと
に一つのエンコーダパルスが存在するから、mm/sで表し
たスキャナの速度は0.0847を秒で表した経過時間で割っ
たものである。勿論、スキャナの加速度は二つの連続す
る速度決定の間の差を経過時間で割ることにより決定す
ることができる。

【００６１】ディジタル信号プロセッサまたはマイクロ
プロセッサ222 は、速度カウンタ216 、速度レジスタ21
7 、および位置カウンタ232 からデータを集め、スキャ
ナの位置、方向、速度、および加速度を決定し、モータ
に供給すべき適格なトルク電圧を決定して、ほぼ所定の
目標速度でのスキャナの移動を維持する。先の実施例の
場合のように、パルス幅変調器223 を使用してモータに
加える有効電圧を調整する。パルス幅変調器223 に対す
るデューティーサイクルの変化（△Ｎ）はスキャナの速
度および加速度から次の関係に従って決定される。 ΔＮ ＝｛２（ａs ）＋Ｖs −Ｖt ｝／（Ｖt ／４） ここで、△Ｎ＝デューティーサイクルの変化。 ａs ＝最も最近に計算したスキャナ加速度（すなわち、
走査線あたりのクロック音の数の変化）。負の値は加速
しているスキャナを表し、正の値は減速しているスキャ
ナを表す。 Ｖs ＝最も最近に計算したスキャナ速度（走査線あたり
のクロック音の数）。および Ｖt ＝所定目標速度（目標速度で生ずる走査線あたりの
クロック音の数）。

【００６２】デューティーサイクルの変化△Ｎの決定は
したがって簡単であり、ａs 、Ｖs、およびＶt はクロ
ック音の数に対応する整数である。所定目標速度Ｖt の
値は、mm/secのような、或る便利な単位で表した所要速
度に等しいカウントの数に基づく整数に変換される。

【００６３】パルス幅変調器223 に対するデューティー
サイクルＮは各エンコーダパルスの終わりにではなく、
各走査線の終わりに更新されることに注目すべきであ
る。これは光電変換装置201 （たとえば、ＣＣＤ）がエ
ンコーダ装置270 と無関係に動作するからである。すな
わち、一つの線を走査し終わると直ぐにラインセレクタ
202 は割り込み信号をマイクロプロセッサ222 に送る。
この信号はエンコーダパルスに対応することがあり、対
応しないこともある。マイクロプロセッサ222 がスキャ
ナ速度および加速度を決定し、そのデューティーサイク
ルを更新するのはこの点においてである。その結果、走
査線割り込み時に速度カウンタ216 によりカウントされ
るクロックパルスの数は一般に０ではなく、エンコーダ
装置270 がパルス間にあることを示している。最も最近
に計算したスキャナ速度ＶS が速度カウンタ216 にある
値（すなわち、クロック音の数）より小さければ、スキ
ャナが減速していることを示し、現在のＶS が現在速度
カウンタ216 にあるクロック音で置き換えられる。最も
最近に計算したＶS をカウンタ216 のクロック音の数で
このように置き換えるとスキャナの現在速度の指示が一
層正確になる傾向がある。

【００６４】現在のすなわち「新しい」デューティーサ
イクルＮnew を前のすなわち「古い」 デューティーサ
イクルＮold に△Ｎを加えることにより決定する。Ｎne
w が255 より大きければ、Ｎnew を255 に設定するが、
これは最大モータトルクを表す。Ｎnew が０より小さい
と決定されれば、Ｎnew を０に設定するが、これはモー
タトルク無しを表す。

【００６５】分母として使用される値、すなわち、Ｖt/
４は経験的に決められ、制御システムの感度を落として
滑らかな応答を与えるのに役立つ。応答の別の滑らかさ
は連続する計算の間のデューティーサイクルの増加また
は減少を４カウント以下に制限することにより達成され
る。換言すれば、Ｎをどんな連続する二つの決定の間で
も、４を超えて変化すること、たとえば、約150 から15
4 までの増加または約150 から146 までの減少、は許さ
れない。△Ｎが４を超えて計算されれば、マイクロプロ
セッサ222 はデューティーサイクルの変化（すなわち、
△Ｎ）を４に制限するようにパルス幅変調器223 を自動
的にプログラムする。

【００６６】分母の値（すなわち、Ｖt/４）および△Ｎ
の最大許容変化は、特定の制御システムの構成を含むパ
ラメータの数、デューティーサイクルが備えることがで
きるステップの数（すなわち、Ｎ）、の他に速度変化に
対するスキャナの所要応答にも関係することに注目すべ
きである。それ故、当業者には特定の制御システムの構
成または所要スキャナ応答特性に応じて分母の値（すな
わち、Ｖt/４）またはＮの最大許容変化（すなわち、
４）を変えることが明らかである。

【００６７】走査を始めるには、オペレータはスキャナ
を走査している走査対象の上に置き、走査オン／オフス
イッチ17（図２）を押す。この点で、マイクロプロセッ
サ222 はゼロ速度を決定し、パルス幅変調器223 をモー
タ250 のデューティーサイクルを、したがって加速トル
クを、増大するようにプログラムする。デューティーサ
イクルの最大増加が制限されているので、効果はモータ
トルクの、したがって速度の、定常増加すなわち「傾斜
上昇」であり、それによりオペレータに動作の好ましい
触知「感触」を与える。スキャナが一旦所定目標速度ま
で加速されれば、制御システムはモータ250 のトルク出
力を変えて走査速度を目標速度の約±５％以内に維持す
る。オペレータがスキャナの転動移動の手助けをすれ
ば、必要なトルクは少なくなるが、オペレータがスキャ
ナの転動移動に逆らえば、必要なトルクは更に多くなる
であろう。ウォーム駆動ローラ組立体はスキャナがモー
タ250 をオーバーランさせないようにするから、オペレ
ータがスキャナをモータにより転動させられるより速い
速度で滑りなしに転動させ、それにより最大走査速度の
有効な制御を行なうことは不可能である。

【００６８】ここに述べた本発明の概念は他の方法で種
々に具体化し得ることが考えられ、次に付記した実施例
の要約は、従来技術により限定されている範囲以外につ
いては本発明を表す実施例を含むと解釈するつもりであ
る。

【００６９】１． 握持型スキャナ（10）用速度制限ロ
ーラ組立体であって、スキャナ（10）に回転するように
取り付けられて前記スキャナ（10）を、走査されている
走査対象（11）を横断して走査方向に転動変位させるロ
ーラ（9230）、スキャナ（10）に取り付けられているモ
ータ（250 ）、および前記モータ（250 ）を前記ローラ
（9230）に接続して前記モータ（250 ）に前記ローラ
（9230）を駆動させ、前記ローラ（9230）が前記モータ
（250 ）を駆動しないようにし、それにより前記ローラ
（9230）が前記モータ（250 ）をオーバーランさせない
ようにする駆動手段（210 ）、から構成されている速度
制限ローラ組立体。

【００７０】２． 前記駆動手段はウォーム駆動装置
（9262、9264、9266、9268）を備えている前記１記載の
速度制限ローラ組立体。

【００７１】３． 前記駆動手段は前記モータ（250 ）
と前記ウォーム駆動装置（9262、9264、9266、9268）と
の間に接続されて前記モータ（250 ）により前記ウォー
ム駆動装置（9262、9264、9266、9268）に加えられるト
ルクを増大させる伝導手段をも備えている前記１または
２記載の速度制限ローラ組立体。

【００７２】４． 前記モータ（250 ）に接続されて前
記ローラ（9230）を所定速度範囲内のローラ速度で駆動
する速度制御手段をも備えている前記１、２、または３
記載の速度制限ローラ組立体。

【００７３】５． 前記速度制御手段は前記ローラに取
り付けられて動作し、ローラ速度を決定してローラ速度
を表すローラ速度信号を発生するローラ速度検知手段
（270）を備えている前記１、２、３、または４記載の
速度制限ローラ組立体。

【００７４】６． 前記速度制御手段は前記ローラ速度
信号に応答して前記モータ（250 ）のトルクを変えるモ
ータ制御回路手段（222 、223 ）を備えている前記１、
２、３、４または５記載の速度制限ローラ組立体。

【００７５】７． 前記速度制御手段は前記ローラ速度
信号を時間に関して微分し、ローラ加速度信号を発生す
る微分手段（217 ）を備えており、前記モータ制御回路
手段（222 、223 ）は前記ローラ加速度信号に応答して
前記モータ（250 ）のトルクを変える、前記１、２、
３、４、５、または６記載の速度制限ローラ組立体。

【００７６】８． 握持型スキャナ（10）用速度制限ロ
ーラ組立体であって、スキャナ（10）に回転するように
取り付けられて第１の軸の周りを回転することができ、
前記スキャナ（10）を走査されている走査対象（11）を
横断して走査方向に転動変位させるローラ（9230）、ス
キャナ（10）に取り付けられ、出力シャフト（9252）を
備えているモータ（250 ）、および前記モータ（250 ）
の出力シャフト（9252）を前記ローラ（9230）に接続さ
せ、前記駆動シャフト（9252）からのトルクを前記ロー
ラ（9230）に不可逆的に移す不可逆駆動組立体（210
）、から構成される速度制限ローラ組立体。

【００７７】９． 握持型スキャナ（10）の走査速度を
制御する方法であって、該握持型スキャナ（10）は走査
されている走査対象（11）を横断して該スキャナ（10）
を転動変位させるようにするためのモータ（250 ）およ
びローラ（9230）を備えているものにおいて、前記モー
タ（250 ）を前記ローラ（9230）に不可逆的に機械的に
連結し、もって前記ローラ（9230）が前記モータ（250
）をオーバーランさせないようにするステップ、およ
びローラ（9230）を所定速度範囲内のローラ速度で駆動
するステップ、から成る方法。

【００７８】１０． 更にローラ速度を検知し、ローラ
速度に応答して前記モータのトルクを変えるステップを
含む前記９記載の方法。

【００７９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、手で変位させるスキャナ・ハウジング内にバッ
テリと発電機及びローラ・アセンブリを内蔵させ、この
バッテリに電気的構成要素を接続し、ローラ・アセンブ
リがオペレータによる手走査動作時に握持型光学式スキ
ャナの変位により駆動されて発電機に機械的エネルギを
供給すると発電機は機械的エネルギを電気的エネルギに
変換して電気的エネルギをバッテリに供給可能とするよ
うに構成したので、握持型光学式スキャナの使用時にＤ
Ｃモータに給電する電源を壁のコンセントから電気的ケ
ーブルを使用することなくバッテリから給電でき、使用
上至便であるとともに、握持型光学式スキャナの移動性
及び使用用途の可能性をかなり向上させることができ
る。またバッテリも発電機により充電可能となるから長
時間の使用に耐えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本のページを走査するのに使用されている握持
型光学式スキャナの斜視図である。

【図２】スキャナ・ハウジング、駆動モータ、駆動ロー
ラ、及び機械リンクの部分破断斜視図である。

【図３】一実施例の握持型光学式スキャナ速度制御シス
テムの基本的制御機能を示す流れ図である。

【図４】第２の実施例の握持型光学式スキャナ速度制御
システムの基本的制御機能を示す流れ図である。

【図５】速度制御システムを備えた握持型光学式スキャ
ナの基本的動作構成要素を示すブロック図である。

【図６】図３の制御原理により走査速度の関数として加
えられるモータ・トルクを示すグラフである。

【図７】図４の制御原理により走査速度の関数として加
えられるモータ・トルクの一例を示すグラフである。

【図８】速度制御システム及びバッテリ充電システムを
備えた握持型光学式スキャナの基本的動作構成要素を示
すブロック図である。

【図９】握持型スキャナ用ウォーム駆動ローラ組立体の
分解斜視図である。

【図１０】図９に示すウォーム駆動ローラ組立体を備え
ている握持型スキャナの基本動作構成要素を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０ 握持型光学式スキャナ １１ 走査対象 １２ スキャナ・ハウジング １６，１８，５２ 駆動シャフト １７ 走査オン／スイッチ ３０，３２，４０，４２，４４，４６ 駆動ローラ ５０ ＤＣモータ ５６，６２，６４，６６，６８ 歯車 ７０ エンコーダ装置 ８０ 光学式アセンブリ ９０ バッテリ ９２ スイッチ ９７ 最適速度範囲 ９８ 目標速度 ９９ 最高速度 １０１ 光電変換装置 １０２ ライン・セレクタ １０４ 歯車及びローラ・アセンブリ １１０ モード・スイッチ １１６ カウンタ １１７ 微分器 １１８ クロック １２０ ＲＡＭ １２１ 最終画像出力 １２２ マイクロプロセッサ １２３ パルス幅変調器 ２０１ 光電変換装置 ２０２ ラインセレクタ ２１０ 駆動手段たるウオーム駆動ローラ組立体 ２１１ 文書たる走査対象 ２１７ 微分手段 ２５０ モータ ２７０ 検知手段たるエンコーダ ９２１６ ローラシャフト ９２２０ 支持ブロック組立体 ９２３０ ローラ ９２５２ 出力シャフト ９２６２−２６８ ウォーム駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダン・エル・ダルトン アメリカ合衆国コロラド州グリーレイ ウ エスト・ナインス・ストリート 4216

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 握持型スキャナ（10）用速度制限ローラ
   組立体であって、 スキャナ（10）に回転するように取り付けられて、走査
   されている走査対象（11）を横断して走査方向に前記ス
   キャナ（10）を転動変位させるローラ（9230）、 スキャナ（10）に取り付けられているモータ（250 ）、
   および前記モータ（250 ）を前記ローラ（9230）に接続
   して前記モータ（250 ）に前記ローラ（9230）を駆動さ
   せ、前記ローラ（9230）が前記モータ（250 ）を駆動し
   ないようにし、それにより前記ローラ（9230）が前記モ
   ータ（250 ）をオーバーランさせないようにする駆動手
   段（210 ）、から構成されている速度制限ローラ組立
   体。