(57)【要約】【課題】ＣＰＵの負荷と記憶装置の容量とを増大させることなく、あらゆる速度に対応できる駆動制御装置を提供すること。【解決手段】加速パターン（ａ）のアドレスレジスタＡｒ０に加速パターン（ａ）の開始アドレス０を、アドレスレジスタＡｒ１に終了アドレス５００を書き込む。そして、加速パターン（ａ）のアドレスレジスタＡｒ２に、アドレス５００の駆動クロック数の速度に一番近く速い速度になる加速パターン（ｂ）のアドレス１３２０を書き込み、アドレスレジスタＡｒ３に終了であるアドレス１４８０を書き込む。すると、加速パターン（ａ）の一部が、加速パターン（ｂ）の一部と置き換わり、点線で示した加速パターン（ａ）となる。以前の加速パターン（ａ）よりも速く定速状態に移行させ、画像読取時間までの移動時間を長くすることにより、速度変動を読取開始までに押さえることができる。【選択図】　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を駆動させるための駆動手段と、
前記駆動手段において前記負荷の加速駆動を指示する加速テーブルと、定速駆動を指示する定速テーブルとを記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に格納されている前記加速テーブルと前記定速テーブルとを組み合わせて、加速駆動、減速駆動、または、定速駆動を指示する駆動テーブルを作成する作成手段と、を備え、
前記駆動手段は、前記作成手段により作成された前記駆動テーブルに基づいて、前記負荷の駆動を制御することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】
前記作成手段は、前記負荷の駆動速度に応じて、前記加速テーブルと前記定速テーブルとの組み合わせる部分を変更することを特徴とする請求項１記載の駆動制御装置。
【請求項３】
前記記憶装置は、自動周波数で一気に加速させるための自起動周波数を記憶し、
前記駆動手段は、ステッピングモータを使用し、
前記ステッピングモータは、前記自起動周波数に基づいて駆動することを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の駆動制御装置。
【請求項４】
前記負荷は、画像読取装置の原稿を走査して読み取る画像読取装置の走査光学系であることを特徴とする請求項１、請求項２、または、請求項３記載の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナ装置などの画像読取装置に搭載されている、ステッピングモータを利用して原稿を光走査する走行体を駆動させる駆動制御装置に係り、特に、このステッピングモータを加速駆動する際に、ステッピングモータに入力されるパルス周波数の変化を示したパターンを使用する駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スキャナ装置、ファクシミリ装置、複写装置などの画像読取装置において、原稿を光走査する走行体の駆動装置としてステッピングモータが利用されている。
このステッピングモータは、駆動回路への入力パルス数によって回転角度を制御することができ、また、この入力パルスの周波数によって回転速度を制御することができる。
そのため、ステッピングモータの駆動制御装置は、入力パルスの周波数の変化情報である駆動パターンを示した駆動テーブルを記憶装置に格納し、加速、減速などの駆動状態に応じて記憶装置に格納されている駆動テーブルを読み出し、ステッピングモータの駆動制御を行っている。
近年、これらの駆動テーブルの中でも、ステッピングモータの加速駆動の制御に使用される加速パターンを示した加速テーブルを改善する技術が、下記の特許文献をはじめ種々開示されている。
【特許文献１】
特開２０００−１９６８２３公報
【特許文献２】
特開平１０−２５７２４４号公報
【０００３】
特許文献１には、複数の読取倍率に対応したステッピングモータの入力パルス周波数の変化である加速パターンを示す加速テーブル記憶装置に格納し、そして、指定された読取倍率に基づいて記憶装置から加速テーブルを選択することにより、制御装置内のＣＰＵ（中央演算処理装置）の負担を軽減させる技術が開示されている。
また、特許文献２には、原稿の読取倍率を変更するごとに、ステッピングモータの加速駆動の制御に使用される加速テーブルを制御装置内のＣＰＵによって作成する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されている画像読取装置では、ＣＰＵの負担は軽減されるが、対応する駆動テーブルを格納するための領域を確保するために記憶容量を増加する必要が生じてしまう。
また、特許文献２に記載されている画像読取装置では、加速テーブルに必要な記憶容量は軽減されるが、制御速度に応じてＣＰＵにより加速テーブルを作成するためＣＰＵの負担が増大してしまう。
そこで、本発明は、制御速度の種類が複数存在する場合において、最小限の加速パターンを示す加速テーブルを記憶し、これらの加速パターンの一部分を組み合わせて負荷側の速度に対応する加速パターンを作成することにより、ＣＰＵの負荷と記憶装置の容量とを増大させることなく、あらゆる速度に対応できる駆動制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、負荷を駆動させるための駆動手段と、前記駆動手段において前記負荷の加速駆動を指示する加速テーブルと、定速駆動を指示する定速テーブルとを記憶する記憶装置と、前記記憶装置に格納されている前記加速テーブルと前記定速テーブルとを組み合わせて、加速駆動、減速駆動、または、定速駆動を指示する駆動テーブルを作成する作成手段と、を備え、前記駆動手段は、前記作成手段により作成された前記駆動テーブルに基づいて、前記負荷の駆動を制御することにより前記目的を達成する。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記作成手段は、前記負荷の駆動速度に応じて、前記加速テーブルと前記定速テーブルとの組み合わせる部分を変更することにより前記目的を達成する。
【０００６】
請求項３記載の発明では、請求項１、または、請求項２記載の発明において、前記記憶装置は、自動周波数で一気に加速させるための自起動周波数を記憶し、前記駆動手段は、ステッピングモータを使用し、前記ステッピングモータは、前記自起動周波数に基づいて駆動することことにより前記目的を達成する。
請求項４記載の発明では、請求項１、請求項２、または、請求項３記載の発明において、前記負荷は、画像読取装置の原稿を走査して読み取る画像読取装置の走査光学系であることにより前記目的を達成する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の駆動制御装置を搭載した画像読取装置の好適な実施の形態について、図１から図７を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像読取装置の駆動系の概略構成を示した図である。
図１に示すように、画像読取装置の駆動系は、第１キャリッジ１、第２キャリッジ２、ワイヤー３、駆動軸４、ワイヤープーリ５、アイドルプーリ６ａ〜６ｄ、タイミングベルト７、ステッピングモータ８、タイミングベルトプーリ９、１０、検知部１１およびホームポジションセンサ１２を備えている。
なお、第１キャリッジ１および第２キャリッジ２は、原稿を走査して読み取る走行体であり、これらを走査光学系と言う。
【０００８】
図２は、本実施の形態に係る画像読取装置の構成を示した図である。
コンタクトガラス（原稿台）１３、露光ランプ１４、第１ミラー１５、第２ミラー１６、第３ミラー１７、結像レンズ１８、ＣＣＤ（電荷結合素子）１９、スキャナ制御板２０およびマイクロステップ駆動制御板２１を備えている。
スキャナ制御板２０は、画像処理とステッピングモータ８のマイクロステップ駆動制御板２１を制御する。マイクロステップ駆動制御板２１は、ステッピングモータ８用のモータ駆動電源（ＤＣ（直流）２４Ｖ）とステッピングモータ８の駆動を制御する駆動回路とを備えている。
【０００９】
次に、このように構成された画像読取装置における動作について説明する。
第１キャリッジ１は、露光ランプ１４と第１ミラー１５を一体化して有し、原稿を走査する。第２キャリッジ２は、第２ミラー１６および第３ミラー１７を一体化して第１キャリッジ１からの光を結像レンズ１８に導く。
第１キャリッジ１と第２キャリッジ２には、２本の対象に張られたワイヤー３を介して動力が伝達される。ワイヤー３は、駆動軸４に巻かれて一体化されているワイヤープーリ５によって駆動される。ワイヤープーリ５は、同軸にあるタイミングベルトプーリ９とタイミングベルト７を介してステッピングモータ８の軸に一体化されたタイミングベルトプーリ１０によって駆動される。
【００１０】
電源スイッチをオンするとホーミングのためにステッピングモータ８は駆動を開始し、第１キャリッジ１および第２キャリッジ２が図１中のフォワード方向に移動する。第１キャリッジ１および第２キャリッジ２は一定距離移動すると、図１中のリターン方向に移動を開始する。そして、ホームポジションセンサ１２が第１キャリッジ１の下部にある検知部１１を検知すると、第１キャリッジ１および第２キャリッジ２は一定パルス分移動して停止する。この位置（以下、ホームポジションをＨＰとする）で第１キャリッジ１および第２キャリッジ２は待機し、読取指令が発生されると読取動作を開始する。
【００１１】
図３は、ス本実施の形態に係る画像読取装置の駆動制御系の概略構成を示した図である。
コンタクトガラス１３に原稿を載置し、図示しないスタートキーを押下すると、所定タイミングでスキャナ制御板２０からマイクロステップ駆動制御板２１へステッピングモータ駆動クロックが出力される。ステッピングモータ８が駆動を開始すると同時に第１キャリッジ１と第２キャリッジ２がＨＰから図１のフォワード方向に移動を開始する。
ステッピングモータ８は、マイクロステップ駆動制御板２１によって駆動され、このマイクロステップ駆動制御板２１には、上位のＣＰＵ（中央処理装置）を搭載したスキャナ制御板２０からステッピングモータ駆動クロック、正逆転信号、マイクロステップ駆動するための分割数切換信号および駆動電流切換信号が入力される。
マイクロステップ駆動制御板２１は、これらの各信号に基づいてステッピングモータ８の各相に流れる駆動電流を制御する。
【００１２】
ステッピングモータ８の速度は、駆動クロック周波数で決定される。マイクロステップ駆動制御板２１は、駆動クロック周波数によってステッピングモータ８の各相の切り換えタイミングを制御する。これにより、ステッピングモータ８の速度は周波数が高いと速く、低いと遅くなるというように、駆動クロック周波数を制御することで多種多様のスローアップ制御をすることが可能となる。
また、マイクロステップ駆動制御板２１は、スローアップ、スローダウン、読取動作時、リターン時、待機時などの状態により駆動電流を切り換えたり、ステッピングモータ８の１ステップ分割数を切り換えたりしてステッピングモータ８を制御する。
このように駆動制御は、ステッピングモータ８の速度パターンに基づいて行われる。
【００１３】
図４は、キャリッジの基本駆動パターンを示した図である。
また、図５は、画像読取変倍時におけるモータ駆動パルスの変化を示した図である。
スキャナ制御板２０は、フォワード方向の加速、定速、減速パターンとリターン方向の加速、定速、減速パターンに分けてマイクロステップ駆動制御板２１に与えるステッピングモータ駆動クロック制御する。
定速部分は、原稿読取が等倍サイズ（１００％）の速度を中心に、拡大方向に４００％まで、縮小方向に２５％まで、１％刻みで速度を可変させることができる。
そして、加速パターンは、これらの速度に対して原稿読取開始までに、キャリッジの速度変動を押さえるような加速制御を行う。
【００１４】
この加速制御時に発生する振動を押さえるために、従来は、定速に合わせていくつかの加速テーブルをを記憶し、２５％から４００％の速度に対して複数のブロックに分けて加速テーブル用いていた。
図７は、従来の加速時におけるキャリッジの駆動パターンを示した図である。
図７に示す従来例では、（ａ）パターン：２５％から５０％までの加速パターン、（ｂ）パターン：５１％から７１％までの加速パターン、（ｃ）パターン：７２％から１００％の加速パターン、（ｄ）パターン：１０１％から４００％の加速パターンの４パターンの加速テーブルを用いていたため、４テーブル分の記憶領域が必要となっていた。
【００１５】
しかし、図７に示すように従来の駆動パターンでは、縮小方向である２５％から５０％程度までは加速が急なため、経時による負荷側の変動で画像読取開始までに加速時の速度変動が残るおそれがあった。この問題を解消するために、もう１パターン追加して加速の緩いパターンの加速テーブルを用意する方法が施されていたが、この場合には、追加する加速テーブル分の記憶領域が必要となってしまっていた。
【００１６】
図６は、加速時におけるキャリッジの駆動パターンを示した図である。
スキャナ制御板２０の記憶領域には、図６に実線で示す加速パターン（ａ）および（ｂ）を示す加速テーブルが記憶されている。
スキャナ制御板２０の記憶領域は、モータの駆動速度（ＰＰＳ）に合った駆動クロック数を１アドレスごとに１データとして記憶している。この１データにより１ステップ分ステッピングモータ８を駆動することができる。
スキャナ制御板２０の記憶領域に記憶されている加速パターン（ａ）および（ｂ）の加速テーブルは、それぞれ７００ステップ、８００ステップで加速を終了するようになっている。
ここでは、説明の単純化をはかるために、加速パターン（ａ）をアドレスの０から６９９まで、また、加速パターン（ｂ）をアドレス７００から１４９９までで表す。
【００１７】
また、スキャナ制御板２０の記憶領域には、定速駆動の駆動テーブルを記憶する領域が設けられ、この領域に定速の駆動クロック数を１データ分記憶するようになっている。
本実施の形態においては、この領域に１００％の駆動速度１６４８８に対応する駆動クロック数を記憶し、変倍時には、変倍率を計算した定速時の駆動クロックを書き込むようになっている。
この他、スキャナ制御板２０の記憶領域には、ホーミング時の定速駆動クロックを記憶する領域が設けられている。
【００１８】
さらに、スキャナ制御板２０の記憶領域には、使用する領域を示すアドレスレジスタＡｒｎ（ｎは任意の整数）の記憶領域が設けられている。このアドレスレジスタにより、図４に示すような基本駆動パターンを最大２４パターンまで設定することができる。
例えば、加速パターン（ａ）の領域ををそのまま利用する場合には、アドレスレジスタＡｒ０にアドレス０を書き込み、アドレスレジスタＡｒ１にアドレス６９９を書き込む。これによりアドレス０から６９９の駆動クロックがマイクロステップ駆動制御板に出力され、これが１パターンとなる。
【００１９】
また、定速部分においては、速度の変更がないため、駆動速度１６４８８に対応する駆動クロック数を示すアドレスをアドレスレジスタＡｒ２に書き込み、パターン２とする。
このようにして、基本駆動パターンを分割すると、残りのフォワードの減速、リターン加速、定速、減速とを合わせると全部で６パターンとなる。そして、この部分の分割は、任意のアドレスをアドレスレジスタＡｒｎに設定することにより行う。
このように基本駆動パターンの分割機能を使用することにより、適切な加速パターンを作成することができる。
【００２０】
次に、図６に示す加速パターン（ａ）での加速時間を、より短く設定して速く定速状態に移行させ、画像読取時間までの移動時間を長くすることにより速度変動を押さえたい場合（例１）について説明する。
図６に示すように、アドレスレジスタＡｒｎに加速パターン（ｂ）の一部のアドレスを書き込むことにより加速を速くすることができる。
具体的には、加速パターン（ａ）のアドレスレジスタＡｒ０に加速パターン（ａ）の開始アドレス０を、アドレスレジスタＡｒ１に終了アドレス５００を書き込む。
そして、加速パターン（ａ）のアドレスレジスタＡｒ２に、アドレス５００の駆動クロック数の速度に一番近く速い速度になる加速パターン（ｂ）のアドレス１３２０を書き込み、アドレスレジスタＡｒ３に終了であるアドレス１４８０を書き込む。
すると、図６に示した加速パターン（ａ）の一部が、加速パターン（ｂ）の一部と置き換わり、点線で示した加速パターン（ａ）となる。以前の加速パターン（ａ）よりも速く定速状態に移行させ、画像読取時間までの移動時間を長くすることにより、速度変動を読取開始までに押さえることができる。
【００２１】
次に、図６に示す加速パターン（ａ）を用いて駆動制御時に、加速の度合いが過ぎるために定速状態に移行後に速度変動が生じてしまう場合（例２）における対応方法について説明する。
このような場合には、加速の度合いを少し緩やかにするような制御を行う。
アドレスレジスタＡｒｎに加速パターン（ａ）の一部のアドレスを書き込むことにより加速の度合いを緩やかにすることができる。
具体的には、アドレスレジスタＡｒ０に加速パターン（ｂ）の開始アドレス７００を、アドレスレジスタＡｒ１に、終了アドレス１０００を書き込む。
そして、アドレスレジスタＡｒ２に加速パターン（ｂ）のアドレス１０００の駆動クロック数の速度に一番近く速い速度になる加速パターン（ａ）のアドレス１８０を書き込み、アドレスレジスタＡｒ３に終了アドレス２５０を書き込む。
すると、加速パターン（ｂ）の一部が加速パターン（ａ）の一部と置き換わり、点線で示した加速パターン（ｂ）となる。以前の加速パターン（ｂ）より緩やかに加速して定速になるので画像の読み取りまでに速度変動を押さえることができる。
【００２２】
フォワード方向の減速駆動に加速パターンをそのまま使う場合には、加速テーブルの開始アドレスと終了アドレスを逆に書き込むことにより、簡単に減速駆動を実現できる。
また、フォワード方向の減速駆動に駆動パターンを使用する場合には、加速駆動時と同様に減速パターンを変更することにより減速駆動を実現できる。
さらに、ホーミングの時のように自動周波数で一気に加速する場合には、定速記憶領域にステッピングモータ８の自起動周波数の駆動クロックを書き込んでおくことにより、アドレスレジスタＡｒｎに記憶領域のアドレスを書き込むだけでステッピングモータ８をホーミングの定速状態に立ち上げることができる。
本実施の形態によれば、読取装置の機種ごとの速度変動時、また、イナーシャー（慣性モーメント）変動時においても、ハード側の制御板の変更を必要とすることなく少ない記憶領域でステッピングモータ８の速度変動に対応することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、加速テーブルと定速テーブルとを組み合わせることにより、負荷側条件に対応した適切な加速テーブルを作成することができる。
請求項２記載の発明によれば、加速テーブルと定速テーブルとを部分ごとに組み合わせることにより、定速時の速度を変更した場合においても、その速度に適した加速テーブルを作成することができる。
請求項３記載の発明によれば、定速の記憶領域を設け、そこに自起動周波数を記憶させておくことにより、アドレスを書き込むだけで容易に加速駆動制御を行うことができる。
請求項４記載の発明によれば、画像読取装置のキャリッジの駆動に加速テーブルを用いることにより、記憶容量が少なくコストパフォーマンス性の高い駆動制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る画像読取装置の駆動系の概略構成を示した図である。
【図２】本実施の形態に係る画像読取装置の概略構成を示した図である。
【図３】本実施の形態に係る画像読取装置の駆動制御系の概略構成を示した図である。
【図４】キャリッジの基本駆動パターンを示した図である。
【図５】画像読取変倍時におけるモータ駆動パルスの変化を示した図である。
【図６】加速時におけるキャリッジの駆動パターンを示した図である。
【図７】従来の加速時におけるキャリッジの駆動パターンを示した図である。
【符号の説明】
１　第１キャリッジ
２　第２キャリッジ
３　ワイヤー
４　駆動軸
５　ワイヤープーリ
６ａ〜６ｄ　アイドルプーリ
７　タイミングベルト
８　ステッピングモータ
９、１０　タイミングベルトプーリ
１１　検知部
１２　ホームポジションセンサ
１３　コンタクトガラス
１４　露光ランプ
１５　第１ミラー
１６　第２ミラー
１７　第３ミラー
１８　結像レンズ
１９　ＣＣＤ
２０　スキャナ制御板
２１　マイクロステップ駆動制御板
【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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