JP3820945B2 - 画像読取装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、読み取り位置にセットされた原稿の反射画像をキャリッジの移動とともに走査して読み取る画像読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機やスキャナなどの画像読取装置は、読み取り対象となる原稿を載置するためのプラテンガラスと、プラテンガラスの下側にミラーを担持した状態で往復移動するキャリッジと、キャリッジの移動とともにミラーで反射した原稿の画像を読み取って電気信号に変換する固体撮像素子等の読み取り手段とを備えている。
【0003】
このような画像読取装置で原稿の画像を読み取るには、プラテンガラス上に原稿を載置した状態でキャリッジをステッピングモータで駆動して往復移動させる。キャリッジの往復移動のうち往路移動で原稿を走査し、ミラーで反射してきた画像を読み取り手段で読み取る。読み取りが終了した後は、次の読み取りに備えてキャリッジを復路移動させてスタート位置まで戻しおく。
【0004】
ここで、キャリッジを移動させるための駆動源としては、ステッピングモータが用いられている。ステッピングモータを用いることで、キャリッジの往復移動の制御を正確に行うことができる。すなわち、キャリッジは、原稿画像の読み取りを行う往路では低速で移動し、読み取り後の復路では高速に移動する。これにより、高精細な読み取りと、連続読み取り時間の短縮化とを図ることができる。
【0005】
また、キャリッジの移動速度はステッピングモータへ印加する電流量で制御している。上記のようにキャリッジの往路では低速で移動し、復路では高速で移動するため、ステッピングモータへは往路と復路とで異なる電流を与えるようにしている。したがって、キャリッジ移動のためのステッピングモータ制御では、往路、復路での電流量と電流切り替えとがポイントとなる。
【0006】
このようなステッピングモータの制御として、特許第2831716号では、電流の切り替えを往路移動の加速終了時点と復路移動の開始時点との間に設定して、復路移動時の脱調を回避し画像ずれの防止を図っている。また、特開平7−199370号公報では、電流切り替え時の振動による画像ずれを防止する観点から、電流切り替えを往路移動加速終了時点以降に設定している。また、特開平11−187696号公報では、往路移動減速時と復路移動時の電力を同じにして、復路移動の高速化を図るようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電流の切り替えを往路移動加速終了時で行う場合、切り替え時に発生する振動で画質に影響を与えることになる。また、復路移動減速終了時で切り替える場合は、減速時に発生する振動が影響を与えることになる。さらに、定速域での電流切り替えは、画像のぶれを防止するための減衰区間が必要で、その分減衰距離が必要となってキャリッジの可動範囲を大きくする必要がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、光学系を介して反射した原稿の画像を読み取る画像読取装置であり、光学系を担持し、モータの駆動によって往復移動させるキャリッジと、キャリッジの往復動作の加速、等速、減速の制御およびモータへの電流印加を制御する制御手段とを備えており、制御手段により、キャリッジの往路動作時にモータへ与える第1の電流より復路動作時にモータへ与える第2の電流印加を大きく設定するとともに、第1の電流印加と第2の電流印加との切り替え時点を、キャリッジの復路動作の減速終了時点から往路動作の加速開始時点の間に設定し、さらに、キャリッジを連続して往復移動させる場合、最後の復路動作が終了した後のモータへの電流印加を、第1の電流より低い第3の電流に設定するものである。
【0009】
このような本発明では、キャリッジの往路移動減速終了直後もすくは加速開始直前に電流を切り替えないため、キャリッジの振動の影響を受けにくくなる。また、往路移動加速終了後に電流切り替えを行わないため、切り替えによる振動の画像に対する影響を抑制できるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図1は、本実施形態を説明するブロック図である。すなわち、図1に示すブロック図は、画像読取装置で適用されるキャリッジの駆動構成を示しもので、キャリッジの駆動源となるモータ1と、モータ1を駆動するためのドライバ2と、ドライバ2およびモータ1を制御する制御部3とを備えている。
【0011】
画像読取装置のキャリッジは、ミラー等の光学系を担持しており、原稿画像の読み取り動作に応じて往復移動する。この往復移動の駆動源としてステッピングモータ等のモータ1が適用される。
【0012】
また、ドライバ2は、制御部$からの往復移動選択信号(CW/CCW)やクロックClock、電圧Vrefを受けてモータ1へ駆動のための信号を与える。制御部3は、モータ1を駆動してキャリッジの往復動作における加速、等速、減速の制御を行うため、ドライバ2へ各種の信号を出力する。
【0013】
制御部3では、トランジスタTr1、Tr2のスイッチングすることでドライバ2へ与えるVrefを調整する。このVrefの大きさによってモータ1へ与えられる電流量が変わることになる。
【0014】
本実施形態では、このようなキャリッジのモータ制御において、キャリッジの往路動作時にモータ1へ与える第1の電流より往路動作時にモータ1へ与える第2の電流印加を大きく設定するとともに、第1の電流印加と第2の電流印加との切り替え時点を、キャリッジの復路動作の減速終了時点から往路動作の加速開始時点の間に設定する点に特徴がある。
【0015】
図2は、本実施形態の画像読取装置におけるキャリッジの励磁プロファイルおよびモータ印加電流を示す図である。すなわち、励磁プロファイルのa点〜b点まではモータに対して第1の設定電流I1を印加し、キャリッジを往路移動させる。
【0016】
次に、キャリッジの減速開始時点であるb点から第2の設定電流I2を印加する。第2の印加電流はキャリッジの往路移動における減速開始b点から復路移動の加速、定速、減速を経て、減速終了時点であるc点から次ぎの往路移動の開始時点であるe点までの間のd点まで印加される。つまり、第2の設定電流I2から第1の設定電流I1への切り替え時点を、復路移動の減速終了時点から次ぎの往路移動の加速開始時点の間に設定する。
【0017】
このような切り替えタイミングにより、キャリッジの移動方向転換による振動を抑制できるようになる。
【0018】
また、切り替えタイミングとなるd点として、c点およびe点との各時間間隔を2T以上に設定する。ここで、Tはキャリッジの移動機構の系の固有振動数の周期である。このように、切り替えタイミングの前後のキャリッジ移動停止時間を各々2T以上にすることで、キャリッジの振動を減衰させることができる。
【0019】
すなわち、c点からd点まで2T以上開けることで、復路移動の減速により発生する振動を減衰して後に続く往路移動の加速域での脱調を回避できるようになる。さらに、d点からe点まで2T以上開けることで、電流切り替えにより発生するキャリッジの振動を減衰して後に続く往路移動の加速域での脱調を回避できるようになる。
【0020】
なお、c点からd点までの間およびd点からe点までの間は8Tより短くしておく。これらの間隔を8T以上にしても大きな減衰効果は得られないため、8Tより短くすることで、スキャン時間を不要に長くしなくて済むようになる。
【0021】
また、キャリッジの次の往路移動の減速開始時点であるf点から再び第2の設定電流に切り替え、往路移動の減速から復路移動の加速、定速、減速を経て、h点で切り替えを行う。この切り替えは、復路移動の減速終了時点であるg点から2T以上時間間隔を開けたh点で行う。
【0022】
そして、一連のキャリッジ移動が終了したh点以降は、通常よりも低い第3の設定電流I3を印加する。これにより、キャリッジ待機時の消費電力を低減できるようになる。
【0023】
このようなモータへの電流切り替えは、図1に示す制御部3の指示によってトランジスタTr1、Tr2を駆動し、ドライバ2からモータ1へ与える電流を切り替えることによって行う。すなわち、第1の設定電流I1を印加する場合には、Tr2をON、Tr1をOFFに設定し、第2の設定電流I2を印加する場合には、Tr1、Tr2ともOFFに設定し、第3の設定電流I3を印加する場合にはTr1、Tr2ともONに設定する。これによってそれぞれの抵抗R0〜R3に基づく電圧がドライバ2のVrefに与えられ、このVrefの電圧に応じた電流がモータ1へ印加される。
【0024】
また、キャリッジの移動速度はクロックClockの周期を変化させて制御し、キャリッジを停止させておく場合にはクロックClockを与えないようにすればよい。
【0025】
このようにモータ1への与える電流を切り替えることによってキャリッジ移動の振動を抑制でき、脱調を回避して読み取り画質の向上を図ることができるようになる。
【0026】
また、本実施形態では、制御部3により、キャリッジの加速プロファイルを停止状態から最大加速度に達するまでの第1の時間と、最大加速度から加速を終了するまでの第2の時間とをそれぞれキャリッジの固有振動数の周期以上となるよう制御する。このような加速プロファイルを採用することで、往路移動の加速時の振動の発生を抑制することができ、脱調の危険を回避して、読み取り画質の向上を図ることが可能となる。
【0027】
図3は、本実施形態の電流切り替え時点における励磁プロファイルおよび印加電流の詳細を説明する図である。励磁プロファイルを詳しく見ると、キャリッジの往路移動の減速開始時点であるb点から、復路移動の減速終了時点であるc点までは、第1の設定電流I1に対して高い第2の設定電流I2になっているとともに、往路の定速移動からの減速度合いも小さいことから、振動の影響を受けにくくなっている。
【0028】
これに対し、復路移動の減速終了時点であるc点から次の往路移動開始であるe点までの間では振動の影響を受けやすくなっている。したがって、本実施形態では、電流切り替えのポイントを、c点とe点との間であるd点に設定するとともに、c点とd点との間に2T以上の時間を設け、d点とe点との間に2T以上の時間を設けている。
【0029】
つまり、c点の直後には復動時の減速によって振動が発生するが、設定電流値は高い状態のままであり、d点に至るまでに十分に減衰される。また、d点の直後には電流切り替えにより振動が発生するが、設定電流値が低い状態でのe点までには十分に減衰され、往路加速動作に悪影響を与えることを未然に防止できる。
【0030】
これにより、c点からe点までの区間の振動を減衰でき、脱調を防止できる。さらに、c点からe点までの区間の振動を減衰できることから、往路移動における第1の設定電流I1を低く設定でき、消費電力の低減を図ることができるようになる。
【0031】
次に、スキャン動作時の制御部での制御の流れを説明する。図4は、1回スキャンの場合の動作を説明するフローチャートである。先ず、ステップS101においてスキャン(往路移動)加速開始か否かを判断し、加速開始の場合にはモータへ与える電流を第1の設定電流I1にする。
【0032】
また、加速開始でない場合、もしくは第1の設定電流I1にした後はステップS102へ進み、スキャン減速開始か否かを判断する。スキャン減速開始の場合にはモータへ与える電流を第2の設定電流I2にする。
【0033】
また、減速開始でない場合、もしくは第2の設定電流I2にした後はステップS103へ進み、リターン(復路移動)終了から所定時間経過したか否かを判断する。リターン終了から所定時間経過した後は、モータへ与える電流を第3の設定電流I3にする。それ以外の場合にはステップS102へ戻る。
【0034】
次に、図5、図6のフローチャートに沿って複数回スキャンの場合の制御の流れを説明する。先ず、ステップS201においてスキャン(往路移動)加速開始か否かを判断し、加速開始の場合にはモータへ与える電流を第1の設定電流I1にする。
【0035】
また、加速開始でない場合、もしくは第1の設定電流I1にした後はステップS202へ進み、スキャン減速開始か否かを判断する。スキャン減速開始の場合にはモータへ与える電流を第2の設定電流I2にする。
【0036】
また、減速開始でない場合、もしくは第2の設定電流I2にした後はステップS203へ進み、最後のスキャンか否かを判断する。最後のスキャンでない場合にはステップS204へ進み、リターン(復路移動)終了から所定時間経過したか否かを判断する。リターン終了から所定時間経過した後は、モータへ与える電流を第1の設定電流I1にする。それ以外の場合にはステップS202へ戻る。
【0037】
また、ステップS203で最後のスキャンであると判断された場合、図6のステップS205へ進み、スキャン減速開始か否かを判断する。スキャン減速開始の場合にはモータへ与える電流を第2の設定電流I2にする。
【0038】
また、減速開始でない場合、もしくは第2の設定電流I2にした後はステップS206へ進み、リターン(復路移動)終了から所定時間経過したか否かを判断する。リターン終了から所定時間経過した後は、モータへ与える電流を第3の設定電流I3にして処理を終了する。それ以外の場合にはステップS205へ戻る。
【0039】
制御部のこのような処理によって、キャリッジの振動を抑制できるとともに消費電力の低減を図る電流制御を実現することができる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。すなわち、キャリッジを駆動するモータへの電流値切り替え制御によってキャリッジの振動を抑制でき、高精細な画像読み取り、特に読み取り先端部での画質劣化を防ぐことが可能となる可能となる。また、電流切り替えのタイミングでキャリッジの振動を抑制できるため、モータへ不要な電流を与える必要がなくなり、消費電力の低減を図ることが可能となる。しかも、キャリッジの振動抑制によってキャリッジの不要な待ち時間を削減でき、読み取りの高速化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態を説明するブロック図である。
【図2】 キャリッジの励磁プロファイルおよびモータ印加電流を示す図である。
【図3】 励磁プロファイルおよび印加電流の詳細を説明する図である。
【図4】 1回スキャンの場合の動作を説明するフローチャートである。
【図5】 複数回スキャンの場合の制御を説明するフローチャート(その1)である。
【図6】 複数回スキャンの場合の制御を説明するフローチャート(その2)である。
【符号の説明】
1…モータ、2…ドライバ、3…制御部
Claims (1)
- 光学系を介して反射した原稿の画像を読み取る画像読取装置において、
前記光学系を担持し、モータの駆動によって往復移動させるキャリッジと、
前記キャリッジの往復動作の加速、等速、減速の制御および前記モータへの電流印加を制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、前記キャリッジの往路動作時に前記モータへ与える第1の電流より復路動作時に前記モータへ与える第2の電流印加を大きく設定するとともに、前記第1の電流印加と前記第2の電流印加との切り替え時点を、前記キャリッジの復路動作の減速終了時点から往路動作の加速開始時点の間に設定し、
さらに、キャリッジを連続して往復移動させる場合、最後の復路動作が終了した後の前記モータへの電流印加を、前記第1の電流より低い第3の電流に設定する
ことを特徴とする画像読取装置。
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