(57)【要約】【課題】キャリッジをモータにより駆動する画像入力装置において、基準位置を精度よく定める。【解決手段】画像入力装置は、イメージセンサを運搬するためのキャリッジと、キャリッジを移動させるためのＤＣモータと、モータの回転量を検出するエンコーダとを備える。そして、モータに印加する駆動電流を定めるデューティ比を、タイマ割込みにより増加させ、エンコーダパルスにより減少させる。デューティ比が所定の閾値を超えた場合に０にし、閾値を超えた回数が複数回に達した場合に、キャリッジが基準位置に到達したと判断する。【選択図】図１
2007203600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像入力装置であって、
モータと、
前記モータの回転量を検出するエンコーダと、
前記モータに印加する駆動電流を定期的に増加させる増加手段と、
前記エンコーダから所定の回転量が検出されるたびに前記駆動電流を減少させる減少手段と、
前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に、前記駆動電流を所定値まで落とすリセット手段と、
前記駆動電流が前記所定の閾値を超えた回数が、予め定めた複数回に達した場合に、前記モータの回転とともに移動する物体のそのときの位置を基準位置として検出する手段と
を備えることを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
画像入力装置であって、
イメージセンサを運搬するためのキャリッジと、
前記キャリッジを移動させるためのモータと、
前記モータの回転量を検出するエンコーダと、
前記モータに印加する駆動電流を定期的に増加させる増加手段と、
前記エンコーダから所定の回転量が検出させるたびに前記駆動電流を減少させる減少手段と、
前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に、前記駆動電流を所定値まで落とすリセット手段と、
前記駆動電流が前記所定の閾値を超えた回数が、予め定めた複数回に達した場合に、前記キャリッジの位置を基準位置として検出する手段と
を備えることを特徴とする画像入力装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記モータは、ＤＣモータであり、デューティ比を変化させるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により駆動電流が制御され、
前記増加手段は、定期的に前記デューティ比を所定の増加率で増加させ、
前記減少手段は、前記エンコーダから所定の回転量が検出させるたびに前記デューティ比を所定の減少率で減少させ、
前記リセット手段は、前記デューティ比を０にする
ことを特徴とする画像入力装置。
【請求項４】
画像入力装置の基準位置検出方法であって、
モータに印加する駆動電流を定期的に増加させるとともに、前記モータの回転量を検出するエンコーダが所定の回転量を検出するたびに前記駆動電流を減少させるステップと、
前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に、前記駆動電流を所定値まで落とすステップと、
前記駆動電流が前記所定の閾値を超えた回数が、予め定めた複数回に達した場合に、前記モータの回転とともに移動する物体のそのときの位置を基準位置として検出するステップと
を行うことを特徴とする画像入力装置の基準位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像入力装置に関し、特に、モータ駆動によりキャリッジを搬送する機構を備えた画像入力装置の基準位置検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、イメージセンサを搭載したキャリッジを、原稿台に沿って副走査方向に移動させながら画像を読み取るフラットベット型スキャナ装置が記載されている。このようなスキャナ装置は、初期化動作においてキャリッジの基準位置を検出し、読み取り動作中のキャリッジの位置をその基準位置に基づいて求める。例えば、キャリッジを、移動限界である壁（キャリッジ制止部材）まで移動させ衝突させ停止させる。そして、その位置を基準位置として検出する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のスキャナ装置では、キャリッジが壁に衝突していないのに衝突したと誤検出し、本来の基準位置とずれた位置を基準位置として検出してしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、キャリッジの基準位置を精度よく検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明の第１の態様は、
画像入力装置であって、
モータと、
前記モータの回転量を検出するエンコーダと、
前記モータに印加する駆動電流を定期的に増加させる増加手段と、
前記エンコーダから所定の回転量が検出されるたびに前記駆動電流を減少させる減少手段と、
前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に、前記駆動電流を所定値まで落とすリセット手段と、
前記駆動電流が前記所定の閾値を超えた回数が、予め定めた複数回に達した場合に、前記モータの回転とともに移動する物体のそのときの位置を基準位置として検出する手段と
を備えることを特徴とする画像入力装置である。
【０００７】
本発明の第２の態様は、
画像入力装置であって、
イメージセンサを運搬するためのキャリッジと、
前記キャリッジを移動させるためのモータと、
前記モータの回転量を検出するエンコーダと、
前記モータに印加する駆動電流を定期的に増加させる増加手段と、
前記エンコーダから所定の回転量が検出させるたびに前記駆動電流を減少させる減少手段と、
前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に、前記駆動電流を所定値まで落とすリセット手段と、
前記駆動電流が前記所定の閾値を超えた回数が、予め定めた複数回に達した場合に、前記キャリッジの位置を基準位置として検出する手段と
を備えることを特徴とする画像入力装置である。
【０００８】
前記モータは、ＤＣモータであり、デューティ比を変化させるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により駆動電流が制御されてもよい。そして、前記増加手段は、定期的に前記デューティ比を所定の増加率で増加させる。前記減少手段は、前記エンコーダから所定の回転量が検出させるたびに前記デューティ比を所定の減少率で減少させる。前記リセット手段は、前記デューティ比を０にするようにする。
【０００９】
また、本発明の第３の態様は、
画像入力装置の基準位置検出方法であって、
モータに印加する駆動電流を定期的に増加させるとともに、前記モータの回転量を検出するエンコーダが所定の回転量を検出するたびに前記駆動電流を減少させるステップと、
前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に、前記駆動電流を所定値まで落とすステップと、
前記駆動電流が前記所定の閾値を超えた回数が、予め定めた複数回に達した場合に、前記モータの回転とともに移動する物体の位置を基準位置として検出するステップと
を行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の画像入力装置の一例であるスキャナ装置１の概略構成図を示す。
【００１２】
スキャナ装置１は、筐体の上面に原稿台を備えたいわゆるフラットベッド型スキャナ装置である。スキャナ装置１は、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）方式のイメージセンサを搭載したキャリッジ３００を走査して、透明板の原稿台に固定された原稿の画像を読み取る。
【００１３】
スキャナ装置１は、光源及びＣＣＤイメージセンサを搭載したキャリッジ３００と、キャリッジ３００の往復移動を制御する駆動機構２０と、スキャナ装置１の全体を制御する制御部１００とを備えている。
【００１４】
さらに、スキャナ装置１の筐体には、キャリッジ３００の基準位置を定めるための壁（キャリッジ制止部材）４００が設けられている。これにより、キャリッジ３００は、点線矢印方向に、壁４００の位置まで移動可能であるが、壁４００に衝突すると、それ以上移動することができない。
【００１５】
キャリッジ３００は、光源及びイメージセンサを副走査方向に運搬する。キャリッジ３００は、原稿台の盤面に対し平行なガイド用のシャフト等にスライド自在に係止されており、駆動機構２０のモータ２００により回転するベルト２２４により牽引され、往復移動をする。
【００１６】
駆動機構２０は、ＤＣモータであるモータ２００と、モータ２００を制御するモータドライバ２３０と、モータ２００の出力軸に接合されたウォームギア２２０と、ウォームギア２２０と噛み合い所定の減速比で回転する平歯車２２１と、平歯車２２１に取り付けられた主動プーリ２２３と、反対側の従動プーリ２２２と、両プーリ２２２、２２３との間に張設されキャリッジ３００が取り付けられたタイミングベルト２２４とを備えている。このような機構により、モータ２００が所定方向に回転すると、それにともなって、キャリッジ３００は、点線矢印方向（または、逆方向）に移動する。
【００１７】
モータドライバ２３０は、電力制御用トランジスタを備え、このトランジスタのスイッチング周期に対するオン期間の割合（デューティ比）を変化させる、いわゆるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、モータ２００に印加する駆動電流を制御する。すなわち、デューティ比を小さくすることで、オン時間を短くして駆動電流を小さくする。逆に、デューティ比を大きくすることで、オン時間を長くして駆動電流を大きくする。
【００１８】
モータ２００には、エンコーダ２１０が取り付けられている。エンコーダ２１０は、モータ２００の回転量に応じたパルス（エンコーダパルス）を出力する。
【００１９】
制御部１００は、その特徴的な機能部として、デューティ比発生部１１１と、壁判定部１１２と、モータ制御部１２０と、タイマ１３０とを備える。各機能部は、ソフトウェアあるいはハードウェア的に実現することができる。なお、スキャナ装置１の本来の基本動作である画像読み取り動作に関する機能の説明は省略する。
【００２０】
デューティ比発生部１１１は、定期的に、モータ２００を駆動するためのデューティ比を決定する。具体的には、タイマ１３０の割込みごとに、予め定められた増加率でデューティ比を増加させる。一方、エンコーダパルスの出力を受けるごとに、予め定められた減少率でデューティ比を減少させる。そして、決定したデューティ比をモータ制御部１２０に送る。
【００２１】
こうして、デューティ比発生部１１１が発生するデューティ比により、通常、キャリッジ３００は、一定の速度で移動する。すなわち、デューティ比が大きくなると、モータ２００への駆動電流が大きくなり、モータ２００の回転が早くなり、キャリッジ３００は高速で移動しようとする。しかし、モータ２００が早く回転するということは、エンコードパルスが短い周期で出力されるということなので、その分、デューティ比が減少される。したがって、デューティ比は、所定の期間で平均すると、ほぼ一定に保たれるので、キャリッジ３００は、一定の速度で移動することになる。
【００２２】
壁判定部１１２は、キャリッジ３００が壁４００に衝突したか否かを判定し、壁に衝突したと判定した場合、そのときのキャリッジ３００の位置を基準位置に設定する。具体的には、デューティ比発生部１１１が決定するデューティ比を監視し、デューティ比が予め定めた閾値を超えたか否かを判定する。そして、そのように判定された回数が、所定回数を超えた場合に、キャリッジ３００が壁４００に衝突したと判断する。
【００２３】
なお、画像読み取り時のキャリッジ３００の位置は、基準位置からカウントされるエンコーダパルスの数で表される。従って、基準位置を検出した場合、エンコーダパルスカウンタは０に初期化される。
【００２４】
モータ制御部１２０は、デューティ比発生部１１１からデューティ比を取得し、モータドライバ２３０に送る。そのため、デューティ比を格納するためのレジスタを備えている。
【００２５】
このような制御部１００は、主制御装置であるＣＰＵ１１０と、プログラム等が記録されたＲＯＭと、メインメモリとしてデータ等を一時的に格納するＲＡＭと、ホスト等との入出力を制御するインタフェースと、各装置間の通信経路となるシステムバスとを備えて構成することができる。なお、各処理を専用に行うように設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成されていてもよい。
【００２６】
＜動作の説明＞
つぎに、上記のように構成されるスキャナ装置１の特徴的な動作について説明する。
【００２７】
上記のように構成されるスキャナ装置１は、初期化動作において基準位置を検出するために、キャリッジ３００を壁４００まで移動させ衝突させる。そして、衝突した位置を基準位置とする。
【００２８】
ここで、壁４００への衝突は、デューティ比が所定の閾値（通常の移動では超えることのない値）を超えたかどうかで判断するが、１回閾値を超えた場合に直ちに壁４００に衝突したと判断するのではなく、複数回閾値を超えた場合に初めて、壁４００に衝突したと判断する。
【００２９】
図２は、スキャナ装置１の基準位置の検出処理のフロー図である。
【００３０】
このフローは、電源投入時や画像読み込み前などにおいて、初期動作として、基準位置の設定が必要になったときに開始される。
【００３１】
壁判定部１１２は、カウンタを初期化（＝０）し、デューティ比発生部１１１に、キャリッジ３００を壁４００のある方向（図１の点線矢印方向）に移動させるためのデューティ比を発生するように指示する（Ｓ１１）。
【００３２】
これを受けて、デューティ比発生部１１１は、キャリッジ３００を壁４００のある方向（図１の点線矢印方向）に移動させるためのデューティ比を発生する。
【００３３】
図３は、時間とデューティ比の関係を示す図である。図示するように、デューティ比発生部１１１は、タイマ割込みを受け付けるたびに、予め定めた増加率でデューティ比を増加させる。一方、エンコードパルスを受け付けるたびに、予め定めた減少率でデューティ比を減少させる。こうして、上述したように、キャリッジ３００は、ほぼ一定の速度で壁４００まで移動することになる。
【００３４】
この間、壁判定部１１２は、デューティ比発生部１１１により設定されたデューティ比を監視し、デューティ比が、予め定めた閾値を超えたか否か判定する（Ｓ１３）。
【００３５】
具体的に説明する。キャリッジ３００が壁４００まで移動し、壁４００に衝突し停止した場合、モータ２００の回転が停止する。そして、エンコードパルスが出力されなくなる。しかし、デューティ比は、タイマ割込みにより増加し続ける。そこで、デューティ比が、所定の閾値（キャリッジ３００の通常の移動では超えることのない値）を超えたか否かで、壁への衝突を判定することができる。
【００３６】
デューティ比が予め定めた閾値を超えた場合（Ｓ１３でＹ）、壁判定部１１２は、カウンタが、所定数ｎに達したか否か判定する（Ｓ１４）。ここでの所定数は、誤検出を防止する観点から、複数（例えば、３）にする。
【００３７】
カウンタが予め定めた所定数ｎでない場合（Ｓ１４でＮ）、壁判定部１１２は、カウンタに１を足す（Ｓ１５）。また、デューティ比発生部１１１のデューティ比を、予め定めた所定の値（例えば０）に落とす（Ｓ１６）。そして、Ｓ１２に戻って処理を続ける。
【００３８】
一方、カウンタが予め定めた所定数ｎに達した場合（Ｓ１４でＹ）、壁判定部１１２は、キャリッジ３００が壁４００に衝突したと判断して、キャリッジ３００が存在する位置を基準位置として検出する。すなわち、エンコーダパルスカウンタを０に初期化する。そして、基準位置の検出処理を終了する。
【００３９】
こうして、初期化動作において、基準位置が検出される。
【００４０】
制御部１は、画像読み取り動作においてキャリッジ３００の位置を求める場合、上記のように設定された基準位置を用いることになる。すなわち、ある位置の基準位置からの距離は、基準位置からその位置までにキャリッジ３００が移動した間にカウントされたエンコーダパルスの数により表される。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００４２】
上記実施形態によれば、キャリッジ３００の壁４００への衝突を確実に判定することができる。すなわち、外部からの衝撃などにより、壁４００に衝突しなくてもキャリッジ３００の移動が止まり、デューティ比が所定の閾値を超えてしまうことがあるが、本実施形態によれば、デューティ比が閾値を超えた場合、０に戻して、様子をみる。そして、複数回、デューティ比が閾値を超えた場合に、初めて壁に衝突したと判定する。したがって、壁４００への衝突の誤検出を減らすことができ、基準位置を精度よく検出することができる。
【００４３】
本発明は、上記実施形態に制限されない。上記実施形態は、様々な変形が可能である。
【００４４】
本発明は、ＣＩＳ方式のイメージスキャナに限定されない。例えば、イメージセンサが固定されており、光源のみをキャリッジにより移動させるＣＣＤ方式のスキャナ装置にも適用することができる。
【００４５】
また、本発明は、ＤＣモータを用いてキャリッジを搬送する機構を備えた装置（例えば、プリンタ）に適用することもできる。
【００４６】
また、本発明の画像入力装置は、スキャナ装置に限定されず、プリンタ、コピー機、ファクシミリなどとの複合機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】スキャナ装置の概略構成図。
【図２】基準位置の検出処理のフロー図。
【図３】時間とデューティ比との関係を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１…スキャナ装置、
１００制御部、１１０…ＣＰＵ、１１１…デューティ比発生部、１１２…壁判定部、１２０…モータ制御部、１３０…タイマ
２０…駆動機構、２００…モータ、２１０…エンコーダ、２２０…ウォームギア、２３１…平歯車、２２３、２２２…プーリ、２２４…タイミングベルト、２３０…モータドライバ
３００…キャリッジ、
４００…壁
【図１】
2007203600.tif 000003
【図２】
2007203600.tif 000004
【図３】
2007203600.tif 000005