(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定原稿に対して移動しながら画像を読み取る読取部と、該読取部を駆動する駆動手段と、該駆動手段により前記読取部を低加速度で加速するための低加速テーブルと前記低加速度より速い高加速度で加速するための高加速テーブルとを記憶した記憶手段と、を備え、
前記低加速テーブルと前記高加速テーブルとを組み合わせて、前記駆動手段により前記読取部を駆動することで、前記読取部が画像領域に到達する前に、前記読取部が目標速度に達し、しかもオーバーシュートを起こさないようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記駆動手段により前記読取部を減速する場合、前記記憶手段に記憶された前記低加速テーブルと高加速テーブルとの組み合わせ順序を逆にして前記駆動手段により前記読取部を駆動することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、単体スキャナ等に装備される画像読取装置に関し、さらに詳しくは、読み取り部の加速駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のランプ、ミラー等の光学ユニットを移動させて画像の読取を行う画像読取装置においては、移動させる光学ユニットの停止位置から読取開始位置までに目標速度まで加速し、読取開始位置から一定速度で読取を行っている。しかし、モータの加減速を急激に行うと、加速された光学ユニットの慣性により、定速駆動に切り替えてもすぐには追従できず、オーバーシュートが発生する。このオーバーシュートが収束するまでに光学ユニットが読取開始位置に到達してしまった場合は、光学ユニットが均一速度で走査しないために画像が揺らいだり、ダブったり、といった異常画像となってしまう。また、特にフルカラー読取装置においては、ＲＧＢ３ラインＣＣＤによる読み取りを行うため、光学ユニットが揺れることによりＲＧＢの読み取り位置が微妙にずれてしまい、たとえば黒い線の両端に色が付く、といった不具合が生じてしまう。さらにオーバーシュート量が大きく、モータのトルクによって制御できない場合は、モータが脱調して機械停止を招いてしまう。しかし、加速度を小さくすることにより前記問題を解決しようとすると、加速までの助走距離が大きくなるために装置が大型化し、コストアップにつながってしまう。だが、生産性向上のためには高速読み取りが欠かせないため、高速かつ小型、低コストの読み取り装置を提供するためには、高加速で、かつ加速度の変化に伴うショックを小さく抑える必要がある。
このようなオーバーシュート防止のための従来技術として、特開平１０−２３２１５号公報には、急激に速度を変更した場合に、モータの速度が最高速度に達したところで次の加速を行うことによりオーバーシュートを防止する技術について開示されている。しかしながら、光学ユニットを移動させる速度を変更することによって原稿読み取りの倍率を変更する場合には、読み取り倍率の範囲で任意の速度まで加速する必要があるため、その都度速度に合わせた加速カーブの計算をおこない、なめらかな加速となるように制御しようとすると、制御用のＣＰＵに非常に負荷がかかってしまう。
この問題を解決する目的で、特開平８−１８６６９０号公報においては、あらかじめ加速、減速のためのカーブを記憶装置に記憶させ、順次読み出すことにより加速を行う技術について開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−２３２１５号公報の技術は、オーバーシュートそのものを抑制しているわけではないため、駆動部品の特性や、組付方のばらつきなどによりに、オーバーシュート量、及びそのタイミングに大きな影響を与えるため、最高速度に達する点が安定せず、ピンポイントのタイミングを外すと脱調する恐れがある。
また、特開平８−１８６６９０号公報は、読み取り速度のすべての範囲をひとつのテーブルにて加速を行うと、助走距離を短くするために加速度を大きくせざるを得ないため、上記異常画像、脱調といった不具合が生じる。すべての読み取り距離に最適なテーブルを記憶装置に記憶させることにより解決を図ろうとすると、たとえば２５％から４００％まで変倍を行う場合、読み取り速度は最も速い移動速度は最も遅い移動速度の１６倍に達し、この速度範囲を網羅するためには膨大な量の記憶容量が必要となる。
本発明は、かかる課題に鑑み、ＣＰＵの負荷を低減し、またテーブル記憶のための容量も低減可能な、小型、高速かつ低コストな画像読み取り装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、固定原稿に対して移動しながら画像を読み取る読取部と、該読取部を駆動する駆動手段と、該駆動手段により前記読取部を低加速度で加速するための低加速テーブルと前記低加速度より速い高加速度で加速するための高加速テーブルとを記憶した記憶手段と、を備え、前記低加速テーブルと前記高加速テーブルとを組み合わせて、前記駆動手段により前記読取部を駆動することで、前記読取部が画像領域に到達する前に、前記読取部が目標速度に達し、しかもオーバーシュートを起こさないようにした画像読み取り装置である。
【０００６】
また請求項２は、前記駆動手段により前記読取部を減速する場合、前記記憶手段に記憶された前記低加速テーブルと高加速テーブルとの組み合わせ順序を逆にして前記駆動手段により前記読取部を駆動する請求項１に記載の画像読み取り装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の実施形態の読み取り装置の概略図である。この構成は、透明なガラスで構成された原稿支持部１と、原稿支持部１に置かれた原稿１０を照射するランプ２と、原稿１０の反射像を偏向する第１ミラー３、第２ミラー４、第３ミラー５と、前記各ミラーによって反射された光を集光するレンズ８と、集光された光を光電変換するＣＣＤ９から構成され、ランプ２および第１ミラー３Ａ方向にＬだけ進む間に、第２ミラー４、第３ミラー５がＬ／２進むことにより、レンズの光路長を一定に保ち原稿全体を走査する。
図２は、本発明の実施形態の読み取り装置の駆動方式を説明するための駆動系の斜視図である。ランプ２と第１ミラー３を備えた第１キャリッジ６は、駆動ワイヤ１１に取り付けられ、第２ミラー４、第３ミラー５を備えた第２キャリッジ７はプーリ１２に駆動ワイヤ１１が巻き付けられる。駆動軸１４に繋がれたワイヤプーリ１５に駆動ワイヤ１１を巻きつけ、タイミングプーリ１６とタイミングベルト１７によって、モータ１８の駆動を伝達する。第１キャリッジ６の一端がホームポジションセンサ１３を横切ってから、ある一定距離をリターンさせた位置をホームポジションとする。
【０００８】
図３は、各テーブルの駆動パターンを説明する図であり、（ａ）は高加速テーブル駆動パターンであり、（ｂ）は低加速テーブルの駆動パターンを示す。（ａ）を参照すると、時間ｔ０から目標速度Ｖｙまで高加速テーブルのみにて加速を行った場合、必要な助走距離は領域Ｓａで表すことができる。助走距離（時間ｔｙ１）は短くできるが、読み取り速度Ｖｙにて定速に移行する際に，慣性によりオーバーシュート２０が発生し、そのオーバーシュート２０が収束する前に画像領域（時間ｔｒ１）に達してしまい、読み取り画像が乱れてしまう。
また、（ｂ）を参照すると、目標速度Ｖｙまで低加速テーブルのみにて加速を行った場合、目標速度Ｖｙにて定速に移行する際の慣性は小さいため、オーバーシュート２１はほとんどないが、助走距離（時間ｔｙ２）はＳｂで表される領域分必要であり、助走距離が長すぎて画像領域（時間ｔｒ２）で目標速度Ｖｙに達することができない。
図４は、本発明の第１の実施形態の駆動パターンを説明する図である。図を参照すると、起動（ｔ０）から速度Ｖｘに達するまで（ｔｘ３）図３（ａ）の高加速テーブルで駆動し、時間（ｔｘ３）から速度を図３（ｂ）の低加速テーブルに切り替えて、定速度Ｖｙになるまで駆動する。時間ｔｙ３から一定速度の読み取り速度で駆動する。このように、高加速テーブルと低加速テーブルを図のように組み合わせることにより、短い加速距離（時間ｔｙ３）で、かつオーバーシュート２２を抑えた加速を行うことができる。読み取りを終了して減速を行う際は、ｔｙ４からｔｘ４までを低加速テーブルで駆動し、ｔｘ４からｔ４まで高加速テーブルで駆動する。このように、加速に用いたテーブルを逆から用いることにより、加速時と同様、オーバーシュートや脱調なく減速を行うことができる。また、本組み合わせを行うことにより、助走距離が短くなるだけでなく、画像領域（時間ｔｒ３）に達するまでの時間を短縮することも可能である。
このように、画像読取装置の読み取り部は、ランプやミラー及びそれらを支持するキャリッジからなり、１つのユニットを形成している。そのため、ある程度の重量があり、それを駆動すると慣性モーメントにより加速度がつき、その速度から減速するとオーバーシュートが発生する。このオーバーシュートは、加速度と減速速度の差が大きく、また慣性モーメントが大きい程大きくなる。このオーバーシュートを減少する手段として、読み取り部を可能な限り軽量化したり、駆動速度を遅くすることが考えられる。しかし、読み取り部の軽量化には限界があり、また、駆動速度を遅くすると処理能力の低下を招いてしまう。そこで、読み取り部を画像領域まで移動する途中までの移動速度を可能な限り速くして、画像領域近傍でオーバーシュートを発生しない速度まで減速する方法が従来から採用されている。この方法での欠点は、変倍速度による速度範囲を網羅するためには膨大な量の記憶容量が必要となることである。本発明はこれを解決するために、駆動手段の速度範囲に応じて複数段階の前記駆動周波数を切替えるポイントを記憶したテーブルを用意し、そのテーブルを参照して駆動周波数を設定する。
【０００９】
図５は、本発明の第２の実施形態の複数の目標速度までの加速方法を説明する図である。また、図６は、速度範囲と切り替えポイントをテーブル化した図である。図５と図６を併せて参照しながら説明する。まず、速度範囲２８が「０を超えＶ０以下」の低速駆動を行う場合は、切り替えポイント２９は「なし」であるので、起動時ｔ０から直線２３のように、低加速度のテーブルのみを用いて加速することができる。つまり、ｔ０から駆動速度がＶ０に達するまで（ｔｖ０）低加速度で加速し、速度がＶ０に達した時点で、一定の読み取り速度にする。次に、速度範囲２８が「Ｖ０を超えＶ１以下」の場合は、切り替えポイント２９は「Ｐ１」であるので、起動時ｔ０から直線２４のように、駆動速度がＶｐ１になるまで高速で加速し、Ｐ１ポイントで低速度のテーブルに切り替えて、速度がＶ１に達した時点で、一定の読み取り速度にする。次に、速度範囲２８が「Ｖ１を超えＶ２以下」の場合は、切り替えポイント２９は「Ｐ２」であるので、起動時ｔ０から直線２５のように、駆動速度がＶｐ２になるまで高速で加速し、Ｐ２ポイントで低速度のテーブルに切り替えて、速度がＶ２に達した時点で、一定の読み取り速度にする。次に、速度範囲２８が「Ｖ２を超えＶ３以下」の場合は、切り替えポイント２９は「Ｐ３」であるので、起動時ｔ０から直線２６のように、駆動速度がＶｐ３になるまで高速で加速し、Ｐ３ポイントで低速度のテーブルに切り替えて、速度がＶ３に達した時点で、一定の読み取り速度にする。次に、速度範囲２８が「Ｖ３を超えＶ４以下」の場合は、切り替えポイント２９は「Ｐ４」であるので、起動時ｔ０から直線２７のように、駆動速度がＶｐ４になるまで高速で加速し、Ｐ４ポイントで低速度のテーブルに切り替えて、速度がＶ４に達した時点で、一定の読み取り速度にする。
【００１０】
このように、低加速度のテーブルのみでは助走距離が不足する場合は、高加速と低加速を組み合わせて加速を行う。低加速と高加速の切替ポイントは読み取り速度によって違うため、あらかじめ読み取り速度毎に決めておき記憶装置に記憶させておく。図６のテーブルの各ポイントは、具体的には速度３０あるいは時間３１を記憶しておき、各ポイントに対応する速度や時間を検出して、そこから駆動速度を切り替えればよい。また、制御に余裕がある場合には、切替ポイントは読み取り速度から計算でその都度求めてもよい。
このように、組み合わせを行わない場合は、図５の例であれば０〜Ｖ０、Ｖ０〜Ｖ１、Ｖ１〜Ｖ２、Ｖ２〜Ｖ３、Ｖ３〜Ｖ４と、５種類の読み取り速度用のテーブルが必要であるが、組み合わせを行うことにより、２種類のテーブル（低加速、高加速のテーブル）と、図６のテーブルを記憶させておくことで最適な加速を行うことができるようになる。また、この低加速、高加速のテーブルは、読み取り速度の上限と下限の差が大きい場合には、この２種類だけでなくても構わない。加速度の違う数種類のテーブルを用意し、それを組み合わせたり、或いは単独にて用いて加速してもよい。
【００１１】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、請求項１は、記憶手段に読取部を低加速度で加速するための低加速テーブルと低加速度より速い高加速度で加速するための高加速テーブルとを記憶させ、この低加速テーブルと高加速テーブルとを組み合わせて、駆動手段により読取部を駆動することで、読取部が画像領域に到達する前に、読取部が目標速度に達し、しかもオーバーシュートを起こさないようにすることができるので、最小限のメモリ容量で確実にオーバーシュートを抑制することができる。
また請求項２は、駆動手段により読取部を減速する場合、記憶手段に記憶された低加速テーブルと高加速テーブルとの組み合わせ順序を逆にして駆動手段により読取部を駆動するので、テーブルが最小限となり、メモリの節約となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の読み取り装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態の読み取り装置の駆動方式を説明するための駆動系の斜視図である。
【図３】本発明の各テーブルの駆動パターンを説明する図であり、（ａ）は高加速テーブル駆動パターンを示す図、（ｂ）は低加速テーブルの駆動パターンを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の駆動パターンを説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の複数の目標速度までの加速方法を説明する図である。
【図６】本発明の速度範囲と切り替えポイントをテーブル化した図である。
【符号の説明】
１  原稿支持部、２  ランプ、３  第１ミラー、４  第２ミラー、５  第３ミラー、６  第１キャリッジ、７  第２キャリッジ、８  レンズ、９  ＣＣＤ
【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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