(57)【要約】【課題】  原稿の読み取り画像の画質を向上でき騒音を低減できる画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】  リニアイメージセンサと、原稿から前記リニアイメージセンサの受光面に到る光路を形成する光学系と、前記原稿、前記光学系、前記リニアイメージセンサの少なくとも１つを移動させることにより前記リニアイメージセンサの走査線を前記原稿に対して相対的に移動させるステッピングモータと、前記ステッピングモータを駆動する駆動部と、前記ステッピングモータの回転速度が所定の読取速度に達するまで前記駆動部によって前記ステッピングモータを加速させた後、前記駆動部によって前記ステッピングモータを前記読取速度でマイクロステップ駆動させる制御部と、を備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアイメージセンサと、
原稿から前記リニアイメージセンサの受光面に到る光路を形成する光学系と、
前記原稿、前記光学系、前記リニアイメージセンサの少なくとも１つを移動させることにより前記リニアイメージセンサの走査線を前記原稿に対して相対的に移動させるステッピングモータと、
前記ステッピングモータを駆動する駆動部と、
前記ステッピングモータの回転速度が所定の読取速度に達するまで前記駆動部によって前記ステッピングモータを加速させた後、前記駆動部によって前記ステッピングモータを前記読取速度でマイクロステップ駆動させる制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記ステッピングモータの回転速度が前記読取速度に達するまで、前記駆動部によって前記ステッピングモータをマイクロステップ駆動で加速させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ステッピングモータの回転速度が前記読取速度に達するまで、前記駆動部によって前記ステッピングモータをハーフステップ駆動で加速させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記ステッピングモータの回転速度が前記読取速度に達するまで、前記駆動部によって前記ステッピングモータをフルステップ駆動で加速させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
原稿、リニアイメージセンサ、前記原稿から前記リニアイメージセンサの受光面に到る光路を形成する光学系の少なくとも１つを移動させることにより前記リニアイメージセンサの走査線を前記原稿に対して相対的に移動させるステッピングモータの回転速度が所定の読取速度に達するまで、駆動部によって前記ステッピングモータを加速させた後に、前記駆動部によって前記ステッピングモータを前記読取速度でマイクロステップ駆動させる段階を含むことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、マイクロステップ駆動によりステッピングモータを加速させ、所定回転速度でフルステップ駆動に切り換えて、フルステップ駆動によりステッピングモータを定速回転させるステッピングモータの制御方法が開示されている。このようなステッピングモータの制御方法によると、ステッピングモータの加速時にステッピングモータの回転子の振動（以下、ステッピングモータの振動という。）を抑制できるため、その振動に起因する騒音を低減することができる。
【０００３】
しかしながら、イメージスキャナ等の画像形成装置では、ステッピングモータによりリニアイメージセンサの走査線を原稿に対して相対的に移動させてリニアイメージセンサの走査線上の光学像を周期的に読み取ることにより原稿を読み取っている。このような画像形成装置では、リニアイメージセンサの走査線が定速移動しているものとして原稿を読み取るため、ステッピングモータの回転速度にむらがあるとリニアイメージセンサによる走査位置がずれて、原稿の読み取り画像の画質が低下する。また上述したような画像形成装置では、ステッピングモータを定速で回転させて原稿を読み取っている期間（以下、原稿読み取り時という。）はステッピングモータを加速している期間と比較して長い。
したがって上述したような画像形成装置に特許文献１に開示されているステッピングモータの制御方法を適用したとしても、原稿読み取り時にはフルステップ駆動されるため、原稿の読み取り画像の画質を向上したり、画像形成装置の騒音を十分に低減することはできない。
【特許文献１】米国特許第６７５０６２７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、原稿の読み取り画像の画質を向上でき騒音を低減できる画像形成装置及び画像形成方法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】
【０００５】
（１）上記目的を達成するための画像形成装置は、リニアイメージセンサと、原稿から前記リニアイメージセンサの受光面に到る光路を形成する光学系と、前記原稿、前記光学系、前記リニアイメージセンサの少なくとも１つを移動させることにより前記リニアイメージセンサの走査線を前記原稿に対して相対的に移動させるステッピングモータと、前記ステッピングモータを駆動する駆動部と、前記ステッピングモータの回転速度が所定の読取速度に達するまで前記駆動部によって前記ステッピングモータを加速させた後、前記駆動部によって前記ステッピングモータを前記読取速度でマイクロステップ駆動させる制御部と、を備える。
制御部はステッピングモータを所定の読取速度でマイクロステップ駆動させる。ここで一般に、ステッピングモータをマイクロステップ駆動すると、ステッピングモータの振動を抑制することができる。したがって本発明による画像形成装置によると、原稿読み取り時におけるステッピングモータの振動を抑制できるため、その振動に起因する騒音を低減できる。同様に原稿読み取り時におけるステッピングモータの振動を抑制できるため、リニアイメージセンサによる走査位置のずれを抑制でき、原稿の読み取り画像の画質を向上することができる。
【０００６】
（２）前記制御部は、前記ステッピングモータの回転速度が前記読取速度に達するまで、前記駆動部によって前記ステッピングモータをマイクロステップ駆動で加速させてもよい。
（３）前記制御部は、前記ステッピングモータの回転速度が前記読取速度に達するまで、前記駆動部によって前記ステッピングモータをハーフステップ駆動で加速させてもよい。
（４）前記制御部は、前記ステッピングモータの回転速度が前記読取速度に達するまで、前記駆動部によって前記ステッピングモータをフルステップ駆動で加速させてもよい。
【０００７】
（５）上記目的を達成するための画像形成方法は、原稿、リニアイメージセンサ、前記原稿から前記リニアイメージセンサの受光面に到る光路を形成する光学系の少なくとも１つを移動させることにより前記リニアイメージセンサの走査線を前記原稿に対して相対的に移動させるステッピングモータの回転速度が所定の読取速度に達するまで、駆動部によって前記ステッピングモータを加速させた後に、前記駆動部によって前記ステッピングモータを前記読取速度でマイクロステップ駆動させる段階を含む。
【０００８】
尚、本発明に備わる各部の機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また各部の機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を一実施例に基づいて説明する。
図２は本発明による画像形成装置の一実施例としてのイメージスキャナ（以下、スキャナという。）１を示す模式図である。図３はスキャナ１のブロック図である。尚、画像形成装置は、複合機、複写機、複写機能のあるファクシミリなどでもよい。
図２に示すように、ハウジング８は、上方が開口した箱形に形成されており、開口側に原稿台１０を支持している。原稿台１０は概ね矩形のガラス板などの透明な板から形成されている。原稿台１０の盤面１０ａには、原稿１１が載置される。
【００１０】
キャリッジ２２はガイドロッド２０により摺動可能に保持されている。キャリッジ２２には、リニアイメージセンサ（以下、イメージセンサという。）１２、反射原稿用光源１８、ミラー１６、レンズ１４等が搭載されている。尚、キャリッジ移動型のスキャナ１を例示したが、スキャナ１は、原稿台１０に対してイメージセンサ及びレンズの位置を固定し複数のミラーを連動して移動させることにより主走査線を副走査方向に移動させるミラー移動型のスキャナでもよい。
イメージセンサ１２は、直線状に配列された光電変換素子群を備えるＣＣＤリニアイメージセンサ、ＣＭＯＳリニアイメージセンサ等で構成される。尚、レンズ縮小型のイメージセンサを例示したが、イメージセンサ１２は密着型のイメージセンサでもよい。
【００１１】
反射原稿用光源１８は、キセノンランプ等を用いた管照明装置から構成され、長手方向軸がイメージセンサ１２の主走査線に平行な姿勢で配置されている。反射原稿用光源１８は、原稿台１０に載置される原稿１１を原稿台１０の下方から照明する。尚、反射原稿用光源１８は、発光ダイオードと発光ダイオードから放射された光を主走査線に平行な方向に均一に拡げる導光体とを備える照明装置でもよい。
光学系としてのミラー１６及びレンズ１４は、反射原稿用光源１８から放射され原稿１１で反射した原稿１１の光学像をイメージセンサ１２の受光面に結像させる。
【００１２】
図３に示すように、駆動部としてのモータドライバ５２は、制御部６０の制御下でステッピングモータ５３を駆動する。具体的には制御部６０は、ステッピングモータ５３の回転速度を制御するパルス信号、ステッピングモータ５３の励磁方式を制御する励磁モード信号などをモータドライバ５２に出力する（図１参照）。モータドライバ５２は、これらの信号に応じた波形の電流でステッピングモータ５３を駆動する（図１に示すＡ相駆動電流、Ｂ相駆動電流参照）。詳細は後述する。ステッピングモータ５３は、２相バイポーラ式のステッピングモータである。キャリッジ２２は、ステッピングモータ５３に駆動される駆動ベルト４６に牽引され、ガイドロッド２０に沿って往復移動する。イメージセンサ１２がキャリッジ２２とともに副走査方向に移動することにより二次元画像の走査が可能となる（図２参照）。
【００１３】
センサ駆動部５０は、イメージセンサ１２を駆動するためのパルス信号を出力する回路である。ＡＦＥ（アナログフロントエンド）部５４は、アナログ信号処理部、Ａ／Ｄ変換器などから構成されている。ディジタル画像処理部５６は、ＡＦＥ部５４から出力されたディジタル信号に対して画像処理を施して画像を生成する。インタフェース部５８は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの通信規格に準拠して構成されている。スキャナ１は、インタフェース部５８を介して図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に通信可能に接続されている。
制御部６０は、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４及びＲＡＭ６６を備える。ＣＰＵ６２はＲＯＭ６４に記憶されたコンピュータプログラムを実行してスキャナ１の各部を制御する。ＲＯＭ６４は各種のプログラムやデータを記憶しているメモリであり、ＲＡＭ６６は各種のプログラムやデータを一時的に記憶するメモリである。
【００１４】
図４は、原稿読み取り時におけるステッピングモータ５３の制御について説明するための模式図である。図１は、イメージセンサ１２による走査開始時（ｔｓ参照）近傍におけるステッピングモータ５３の制御を示す模式図である。
まず、制御部６０は、原稿１１の読み取り解像度などの読み取り条件の設定および原稿１１の読み取り要求を受け付ける。制御部６０は、このとき受け付けた読み取り条件、読み取り要求を受け付けてからの経過時間などに応じて、以下に説明するようにステッピングモータ５３をモータドライバ５２に駆動させる。具体的には制御部６０は、上述の読み取り条件、経過時間などを変数としてパルス信号のパルス生成タイミングと励磁モード信号の切り換えタイミングとを規定する関係式をＲＯＭ６４等に記憶し、この関係式に基づいてパルス信号と励磁モード信号とを生成する。尚、制御部６０は、上述した関係式に相当するテーブルをＲＯＭ６４等に記憶し、そのテーブルに基づいてパルス信号と励磁モード信号とを生成してもよい。
【００１５】
制御部６０は、原稿１１の読み取り要求を受け付けると、キャリッジ２２をその移動速度が所定速度に達するまで加速させる。具体的には制御部６０は、図１に示すようにステッピングモータ５３を自己起動パルスレートより低いパルスレートで起動させ、そのパルスレートを徐々に増大させる。このとき制御部６０は、ステッピングモータ５３の励磁方式としてハーフステップ駆動を設定するための励磁モード信号Ｍ１を出力している。これにより制御部６０は、ハーフステップ駆動によってステッピングモータ５３の回転を読取速度までモータドライバ５２に加速させる。ここで読取速度とは、制御部６０がイメージセンサ１２に原稿１１を読み取らせるときのステッピングモータ５３の回転速度であり、原稿１１の読み取り解像度に応じて設定されるステッピングモータ５３の回転速度である。例えば読取速度は、原稿１１の読み取り解像度が高くなるほど遅くなるように設定される。
【００１６】
制御部６０は、キャリッジ２２の移動速度が上述の所定速度に達するタイミング（ｔｓ参照）でステッピングモータ５３の励磁方式をハーフステップ駆動からマイクロステップ駆動に切り換え、モータドライバ５２によりステッピングモータ５３をその時点の回転速度（すなわち読取速度）で駆動させる。これによりキャリッジ２２は上述した所定速度で定速移動する。そして制御部６０はイメージセンサ１２に原稿１１を読み取らせる。具体的には制御部６０は、ステッピングモータ５３の回転速度が読取速度に達するタイミング（ｔｓ参照）で、ステッピングモータ５３の励磁方式としてハーフステップ駆動を設定する励磁信号Ｍ１からマイクロステップ駆動を設定する励磁信号Ｍ２にその信号レベルを変化させる。モータドライバ５２はこの励磁モード信号の変化に応じてステッピングモータ５３の励磁方式をハーフステップ駆動からマイクロステップ駆動に切り換える（図１に示すＡ相駆動電流およびＢ相駆動電流参照）。そして制御部６０は、原稿１１のイメージセンサ１２の走査線上の光学像を周期的にイメージセンサ１２に読み取らせる。
【００１７】
図５から図７は、マイクロステップ駆動されるステッピングモータ５３が発生させる騒音とハーフステップ駆動されるステッピングモータ５３が発生させる騒音との測定結果を示す模式図である。この測定結果は、ステッピングモータ５３の騒音を周囲騒音で標準化した騒音レベルであり、このレベルが大きいほど騒音が大きいことを示している。ここでステッピングモータ５３の騒音を周囲騒音で標準化するとは、スキャナ１のステッピングモータ５３を駆動しているときの騒音レベルからスキャナ１のステッピングモータ５３を駆動しないときの騒音レベルを差し引き、その騒音レベルのステッピングモータ５３を駆動していないときの騒音レベルに対する割合を算出することである。この測定では、図５に示すようにパルス信号の所定パルスレート（２５０ｐｐｓ、５００ｐｐｓ、・・・３０００ｐｐｓ）における騒音レベルのピーク値と実効値とをそれぞれマイクロステップ駆動時とハーフステップ駆動時とで計測している。図６では、グラフ１００とグラフ１０２がそれぞれマイクロステップ駆動時とハーフステップ駆動時のパルス信号のパルスレートと騒音レベルのピーク値との関係を示している。図７では、グラフ１０４とグラフ１０６がそれぞれマイクロステップ駆動時とハーフステップ駆動時のパルス信号のパルスレートと騒音レベルの実効値との関係を示している。
【００１８】
図５から図７に示す測定結果から、ステッピングモータ５３をマイクロステップ駆動することにより、ステッピングモータ５３をハーフステップ駆動する場合と比較してステッピングモータ５３の騒音を低減できることが分かる。
以上説明したようにスキャナ１では、原稿読み取り時においてステッピングモータ５３を読取速度でマイクロステップ駆動させ、キャリッジ２２を定速移動させているため、ステッピングモータ５３の原稿読み取り時の騒音を低減することができる。さらに、原稿読み取り時においてステッピングモータ５３をマイクロステップ駆動で滑らかに回転させるため、イメージセンサ１２による走査位置のずれを抑制でき、原稿１１の読み取り画像の画質を向上することができる。
【００１９】
尚、以上説明したスキャナ１では、制御部６０はステッピングモータ５３の加速時にステッピングモータ５３をモータドライバ５２にハーフステップ駆動させると説明した。しかし、ステッピングモータ５３の加速時における励磁方式はどのような方式でもよい。例えば制御部６０は、図８に示すようにステッピングモータ５３の加速時にステッピングモータ５３をモータドライバ５２にフルステップ駆動させてもよい。そのとき制御部６０は、ステッピングモータ５３の回転速度が読取速度に達するタイミングで、ステッピングモータ５３の励磁方式としてフルステップ駆動を設定する励磁信号Ｍ０からマイクロステップ駆動を設定する励磁信号Ｍ２にその信号レベルを変化させればよい。また制御部６０は、図９に示すようにステッピングモータ５３の加速時にステッピングモータ５３をモータドライバ５２にマイクロステップ駆動（図９参照）させてもよい。
【００２０】
また、制御部６０は励磁モード信号によりステッピングモータ５３の励磁モードを切り換えると説明した。しかし、ステッピングモータ５３の励磁モードの切り換え方法はどのような方法でもよく、例えば駆動電流の電流値を示す複数ビットの信号によりステッピングモータ５３の励磁モードを切り換えてもよい。
また、ステッピングモータ５３は２相バイポーラ式のステッピングモータであると説明した。しかしステッピングモータ５３は、ユニポーラ式のステッピングモータでもよいし、２相以上のステッピングモータでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施例に係るステッピングモータの制御を説明するための模式図。
【図２】一実施例に係るイメージスキャナの模式図。
【図３】一実施例に係るイメージスキャナのブロック図。
【図４】一実施例に係るステッピングモータの制御を説明するための模式図。
【図５】ステッピングモータが発生させる騒音の測定結果を示す模式図。
【図６】ステッピングモータが発生させる騒音の測定結果を示す模式図。
【図７】ステッピングモータが発生させる騒音の測定結果を示す模式図。
【図８】一実施例に係るステッピングモータの制御を説明するための模式図。
【図９】一実施例に係るステッピングモータの制御を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００２２】
１  イメージスキャナ（画像形成装置）、１１  原稿、１２  リニアイメージセンサ、１４  レンズ（光学系）、１６  ミラー（光学系）、５２  モータドライバ（駆動部）、５３  ステッピングモータ、６０  制御部
【図１】
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【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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