JPH10268616A - スキャナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、駆動テーブルを用いて光学系の起
動加速時にシンプルな規則を設けるのみでジッターの無
い高品位画像を読取ることができるスキャナ装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 原稿１６を倍率に応じた目標速度で走査
する走査手段と、この走査手段を駆動するモータ１と、
このモータを加速、定速、減速および回転方向を制御す
る制御手段とを具備し、制御手段は１ステップ毎にモー
タ１の速度を定める速度テーブルを備えてモータ１を加
減速すると共に、原稿読取り走査開始前の加速段階にお
いて、目標速度に到達するｍステップ前よりｎステップ
毎に１回前のステップと同一速度とするか、１ステップ
間隔でｐ回同一速度とする、の両方またはいずれかの規
則を有し、前記ｍ、ｎ、ｐの数値を予め設定することに
より、スムーズな読取り制御が行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やイメージ
スキャナ等の画像を読取るスキャナ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機やイメージスキャナの高速
化が進み、短時間で多数の原稿を複写したり、読取り作
業効率を向上したいとする要求が強くなってきている。
従ってそのスキャナ装置の走査手段は原稿を高速で走査
しなければならない。さらに縮小して読取る場合には、
その倍率に応じて等倍倍率より高速で走査する必要があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、走査手段は普通光学ランプやミラーおよび
そのフレーム等からなり、その質量は大きく、そのため
急速に目標速度まで加速すると走査手段の走行ムラが生
じ、従って複写画像や読取り画像が乱れ、いわゆるジッ
ターが発生する。このジッターが発生すると著しく画像
品位が低下し商品価値が激減する。

【０００４】これを解決するには次の方法がある。 （ａ）強力なサーボモータを例えばＰＩＤ制御のように
比例制御、微分制御および積分制御を組み合わせた制御
を行う。 （ｂ）加速距離を長くし、つまり加速度を低くして目標
速度まで時間を十分に確保する。 （ｃ）問題となる高速走査、つまり縮小倍率の倍率毎に
テーブルを作り目標速度に到達する一定時間前から加速
度を低下させる。

【０００５】しかしながら、上記（ａ）の方法では専用
のモータや制御装置が必要となりその製作コストは高価
となる。また（ｂ）の方法では加速する助走距離が長く
なり装置全体の外形サイズが大きくなり、製作コストが
増加し、また設置面積が増加するとともに走査時間も長
くなって作業効率が低下するという欠点があった。

【０００６】さらに（ｃ）の方法では各倍率毎のテーブ
ルが必要となりそのメモリー数が膨大となる。例えば最
近の複写機では５０％から２００％まで１％刻みで倍率
を選択設定できるのが普通であるが、１５１種類のテー
ブルを用意する必要があり製作コストは極めて高価とな
る欠点があった。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、一般的なステッピングモータやその駆動制御装置を
利用し、その起動の加速時であって原稿の読取り前に駆
動テーブルを適用する際にシンプルな規則を設けるのみ
で、設置面積を少なく効率良く原稿読取り作業を行い、
ジッターの無い高品位画像を読取ることができるスキャ
ナ装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のスキャナ装置は、原稿を選択設定された倍率
で読取るために原稿を前記倍率に応じた目標速度で走査
する走査手段と、この走査手段を駆動するモータと、こ
のモータを加速、定速、減速および回転方向を制御する
制御手段とを具備し、前記制御手段は１ステップ毎に前
記モータの速度を定める速度テーブルを有し、この速度
テーブルにより前記モータを加減速すると共に、原稿読
取り走査開始前の加速段階において、目標速度に到達す
るｍステップ前よりｎステップ毎に１回前のステップと
同一速度とするか、１ステップ間隔でｐ回同一速度とす
る、の両方またはいずれかの規則を有し、前記ｍ、ｎ、
ｐの数値を予め設定した構成としたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、原稿を選択設定された倍率で読取るために原稿を前
記倍率に応じた目標速度で走査する走査手段と、この走
査手段を駆動するモータと、このモータを加速、定速、
減速および回転方向を制御する制御手段とを具備し、前
記制御手段は１ステップ毎に前記モータの速度を定める
速度テーブルを有し、この速度テーブルにより前記モー
タを加減速すると共に、原稿読取り走査開始前の加速段
階において、目標速度に到達するｍステップ前よりｎス
テップ毎に１回前のステップと同一速度とするか、１ス
テップ間隔でｐ回同一速度とする、の両方またはいずれ
かの規則を有し、前記ｍ、ｎ、ｐの数値を予め設定した
構成としたものであり、起動の加速時に駆動テーブルを
適用する際にシンプルな規則を設けるのみで、単一の速
度テーブルで多種類の読取り倍率に対応できるという作
用を有する。

【００１０】以下本発明の一実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。図１は本発明のスキャナ装置
の駆動系の斜視図であり、ステッピングモータ１の回転
はプーリ２からベルト３を介してプーリ４に伝達し、さ
らにプーリ４と固着した駆動軸５を経て等速プーリ６
ａ、６ｂおよび半速プーリ７ａ、７ｂに伝達される。ま
た等速プーリ６ａ、６ｂと等速テンションプーリ１０
ａ、１０ｂにはベルト８ａ、８ｂが、半速プーリ７ａ、
７ｂと半速テンションプーリ１１ａ、１１ｂにはベルト
９ａ、９ｂがそれぞれ架設されている。このベルト８ａ
と８ｂには等速ブロック１２が、ベルト９ａ、９ｂには
半速ブロック１３がそれらの両端でそれぞれ固定されて
いる。ここで等速プーリ６ａと６ｂ、また半速プーリ７
ａと７ｂはそれぞれ同一の直径であり、等速プーリ６
ａ、６ｂの直径は半速プーリ７ａ、７ｂの直径の２倍で
ある。

【００１１】従って、ステッピングモータ１が回転する
と等速ブロック１２は半速ブロック１３の２倍の速度で
ステッピングモータ１の回転方向によって右または左方
向に移動する。また等速ブロック１２と半速ブロック１
３はそれぞれ平板状に簡略化して図示しているが実際に
は光路説明図である図２の構成である。つまりスキャナ
装置のフレーム１５に載置した原稿台ガラス１４の上に
セットされた原稿１６を照明するランプ１７とそのラン
プ１７の光を間接的に原稿１６を照明するための反射板
１８と原稿１６の画像を矢印の方向に導く第１ミラー１
９などにより構成するのが等速ブロック１２である。半
速ブロック１３は第１ミラー１９より導かれた画像光を
第２ミラー２０と第３ミラー２１でレンズ２２の方向に
変換する部材などで構成されている。レンズ２２を通過
した画像光は第４ミラー２３と第５ミラー２４および第
６ミラー２５によって感光体ドラム２６に照射され、潜
像をその表面に形成する。なおスキャナ装置は感光体ド
ラム２６に潜像を形成する利用のほかに第４ミラー２３
の代わりに撮像素子を配置して画像光を電気信号に変換
するなどの利用方法も一般的であるが、本発明の主旨で
ないので詳細な説明を省略する。

【００１２】次に、図３は走査原点を示す部分断面図で
あるが、第１ミラー１９の原点位置はＧで示す位置で非
動作の時に待機している。そして動作時はＧ点から右の
原稿読取り開始位置のＬ点へ移動する。Ｌ点以降右方向
へは原稿１６を読取りながらその終端まで目標速度で、
かつ一定の速度で移動し、その後ステッピングモータ１
は逆回転して左方向に戻る動作を行い原点位置のＧで停
止し、次の動作までこの位置で待機する。この動作を速
度線図で示すと図４の様になる。原点位置Ｇから加速し
ながら目標速度に達して画像読取り位置Ｌから画像を読
取りながら走査し、原稿の終端Ｍ点を通過した直後に減
速を開始してＮ点で一旦停止し、直ちにＮ点から逆方向
に戻り移動をはじめ加速、定速移動に続き、さらに減速
して原点のＧで停止する。

【００１３】ステッピングモータ１の制御装置は、例え
ば図５のようなテーブルを有する。これは各ステップＮ
Ｏでのステッピングモータ１の速度を設定したもので、
あらかじめメモリーに記憶され、この速度でステッピン
グモータ１は回転するように駆動制御される。なお図５
で加速度の列は理解しやすくする為に参考として示すも
のでステッピングモータ１の制御に直接的には関与しな
い。この制御はステッピングモータの一般的な駆動制御
であり詳述しない。

【００１４】第１ミラー１９が原点Ｇから加速し、目標
速度に到達する付近について図６の速度線図で説明する
と、原点Ｇで動作を開始し図５のテーブルに基づき加速
を開始するが、目標速度に到達するとこのテーブルを離
れ同一速度で動作する。例えば拡大（２００％）の倍率
が設定されるとＺの如く比較的低速度で目標速度に達
し、以降この速度で走査する。同じ様に等倍（１００
％）の倍率が設定されるとｙ、縮小（５０％）の倍率が
設定されるとｘの様になる。しかしながらこの速度線図
はステッピングモータ１を制御する基本図であり、仮に
ステッピングモータ１がこの様に回転しても図１のベル
ト３、８、９の伸縮（バネ効果）や等速ブロック１２、
半速ブロック１３の質量などこの駆動系において生じる
振動によって等速ブロック１２は図７に示す様な移動速
度となる。図７では煩雑になるのを避ける為に最も速度
ムラを生じやすい最高速モードの縮小（５０％）の倍率
のみを示す。この様に目標到達速度に達してからも移動
速度が大きく変化し、画像を読始めるＬ点を越えても速
度ムラがあると読取り画像はジッターとなり画像が歪
み、かすれたり、つぶれたりして著しく画像品位を低下
させることになる。

【００１５】この速度ムラの原因は、加速度が大きく変
化する際に前述の駆動系が駆動伝達振動を発生すること
である。そこで加速度を緩やかに変化すれば良いので動
作開始、つまり起動時は図５のテーブルをその様に設定
している。しかしながら目標速度に到達し一定速度に移
行する際は問題がある。つまり目標速度が単一であれば
単一のテーブルで問題なくその様なテーブルを作れば良
い。また目標速度が２種類であれば２種類のテーブルを
作れば良い。しかし例えば縮小（５０％）から拡大（２
００％）の倍率まで１％刻みの選択設定をできるような
スキャナ装置では１５１種類のテーブルを備える必要が
あり、これは膨大なメモリーを設けねばならず事実上実
施し難い。そこでこの点に着目し、図８を参照しながら
説明すると、目標速度に到達する１５ステップ前より同
一のステップを２度繰り返す規則を設けると実際のステ
ップでは１ステップ間隔で加速する様になり、実質的に
半分の加速度になりそれから目標速度に到達するので緩
やかに一定速度に移行する。

【００１６】図９は図８のテーブルに基づく基本の速度
線図であり、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ図６のそれに対応す
る目標速度を示す。また実際の等速ブロック１２の移動
速度は図１０の様になる。

【００１７】図１０と図７とを対比すると、目標速度に
達してから安定するまでの速さが理解できる。これは加
速度の変化を緩やかにすることで駆動伝達振動の発生を
最小限にとどめるからである。この様に基本は単一のテ
ーブルのみを備え、目標速度のｎステップ前から同一の
ステップを２度繰り返す規則を設けるのみで、例えば１
５１種類の倍率、つまり目標速度に同じ規則を適用でき
る。ここでこの規則を更に改善し、例えば目標速度の前
３０から２１ステップの間では２ステップにつき１回同
一速度を繰り返し、２０から１１ステップの間では１ス
テップ毎に同一速度を１回繰り返し、１０から１ステッ
プの間では１ステップ毎に２回同一速度を繰り返す規則
にすれば更に緩やかに急加速から一定速度(目標速度)に
移行することができる。この様に加速度を緩やかに変化
することで駆動系には余分な振動が発生しなくなる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、特
別高価なモータや制御装置を用いることなく極く一般的
なステッピングモータやその駆動制御装置を利用し、そ
の起動の加速時に駆動テーブルを適用する際にシンプル
な規則を設けるのみで、単一の速度テーブルで多種類の
読取り倍率に対応できる。また基本的には加速度を高く
設定できるので加速時間や加速距離を短く設計すること
が可能なので装置のサイズを小さく、かつ読取り時間を
短縮できるので装置の設置面積を少なく効率良く原稿読
取り作業を行うことができる。そして急加速から多種類
の目標速度へ緩やかな加速度変化で移行できるのでジッ
ターの無い高品位画像を読取ることができるスキャナ装
置が得られるといったような効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスキャナ装置の駆動系の斜視図

【図２】本発明の光学光路説明図

【図３】本発明の光学走査原点の部分断面図

【図４】一般的な走査手段の速度線図

【図５】ステップテーブル表を示す図

【図６】目標速度到達付近の速度線図

【図７】最高速度時の速度線図

【図８】ステップテーブル表を示す図

【図９】図８のステップテーブル表に基づく速度線図

【図１０】図９の実際の等速ブロックの移動速度線図

【符号の説明】

１ ステッピングモータ ２ プーリ ３ ベルト ４ プーリ ５ 駆動軸 ６ａ、６ｂ 等速プーリ ７ａ、７ｂ 半速プーリ ８ａ、８ｂ ベルト ９ａ、９ｂ ベルト １０ａ、１０ｂ 等速テンションプーリ １１ａ、１１ｂ 半速テンションプーリ １２ 等速ブロック １３ 半速ブロック １４ 原稿台ガラス １６ 原稿 １７ ランプ ２２ レンズ ２６ 感光体ドラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｐ 8/14 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０２ Ｈ０４Ｎ 1/19

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿を選択設定された倍率で読取るために
   原稿を前記倍率に応じた目標速度で走査する走査手段
   と、この走査手段を駆動するモータと、このモータを加
   速、定速、減速および回転方向を制御する制御手段とを
   具備し、前記制御手段は１ステップ毎に前記モータの速
   度を定める速度テーブルを有し、この速度テーブルによ
   り前記モータを加減速すると共に、原稿読取り走査開始
   前の加速段階において、目標速度に到達するｍステップ
   前よりｎステップ毎に１回前のステップと同一速度とす
   るか、１ステップ間隔でｐ回同一速度とする、の両方ま
   たはいずれかの規則を有し、前記ｍ、ｎ、ｐの数値を予
   め設定したことを特徴とするスキャナ装置。