(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を介して反射した原稿の画像を読み取る画像読取装置において、
前記光学系を担持し、モータの駆動によって往復移動させるキャリッジと、
前記キャリッジの往復動作の加速、等速、減速の制御および前記モータへの電流印加を制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、前記キャリッジの往路動作時に前記モータへ与える第１の電流より復路動作時に前記モータへ与える第２の電流印加を大きく設定するとともに、前記第１の電流印加と前記第２の電流印加との切り替え時点を、前記キャリッジの復路動作の減速終了時点から往路動作の加速開始時点の間に設定し、
さらに、キャリッジを連続して往復移動させる場合、最後の復路動作が終了した後の前記モータへの電流印加を、前記第１の電流より低い第３の電流に設定する
ことを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、読み取り位置にセットされた原稿の反射画像をキャリッジの移動とともに走査して読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やスキャナなどの画像読取装置は、読み取り対象となる原稿を載置するためのプラテンガラスと、プラテンガラスの下側にミラーを担持した状態で往復移動するキャリッジと、キャリッジの移動とともにミラーで反射した原稿の画像を読み取って電気信号に変換する固体撮像素子等の読み取り手段とを備えている。
【０００３】
このような画像読取装置で原稿の画像を読み取るには、プラテンガラス上に原稿を載置した状態でキャリッジをステッピングモータで駆動して往復移動させる。キャリッジの往復移動のうち往路移動で原稿を走査し、ミラーで反射してきた画像を読み取り手段で読み取る。読み取りが終了した後は、次の読み取りに備えてキャリッジを復路移動させてスタート位置まで戻しおく。
【０００４】
ここで、キャリッジを移動させるための駆動源としては、ステッピングモータが用いられている。ステッピングモータを用いることで、キャリッジの往復移動の制御を正確に行うことができる。すなわち、キャリッジは、原稿画像の読み取りを行う往路では低速で移動し、読み取り後の復路では高速に移動する。これにより、高精細な読み取りと、連続読み取り時間の短縮化とを図ることができる。
【０００５】
また、キャリッジの移動速度はステッピングモータへ印加する電流量で制御している。上記のようにキャリッジの往路では低速で移動し、復路では高速で移動するため、ステッピングモータへは往路と復路とで異なる電流を与えるようにしている。したがって、キャリッジ移動のためのステッピングモータ制御では、往路、復路での電流量と電流切り替えとがポイントとなる。
【０００６】
このようなステッピングモータの制御として、特許第２８３１７１６号では、電流の切り替えを往路移動の加速終了時点と復路移動の開始時点との間に設定して、復路移動時の脱調を回避し画像ずれの防止を図っている。また、特開平７−１９９３７０号公報では、電流切り替え時の振動による画像ずれを防止する観点から、電流切り替えを往路移動加速終了時点以降に設定している。また、特開平１１−１８７６９６号公報では、往路移動減速時と復路移動時の電力を同じにして、復路移動の高速化を図るようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電流の切り替えを往路移動加速終了時で行う場合、切り替え時に発生する振動で画質に影響を与えることになる。また、復路移動減速終了時で切り替える場合は、減速時に発生する振動が影響を与えることになる。さらに、定速域での電流切り替えは、画像のぶれを防止するための減衰区間が必要で、その分減衰距離が必要となってキャリッジの可動範囲を大きくする必要がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、光学系を介して反射した原稿の画像を読み取る画像読取装置であり、光学系を担持し、モータの駆動によって往復移動させるキャリッジと、キャリッジの往復動作の加速、等速、減速の制御およびモータへの電流印加を制御する制御手段とを備えており、制御手段により、キャリッジの往路動作時にモータへ与える第１の電流より復路動作時にモータへ与える第２の電流印加を大きく設定するとともに、第１の電流印加と第２の電流印加との切り替え時点を、キャリッジの復路動作の減速終了時点から往路動作の加速開始時点の間に設定し、さらに、キャリッジを連続して往復移動させる場合、最後の復路動作が終了した後のモータへの電流印加を、第１の電流より低い第３の電流に設定するものである。
【０００９】
このような本発明では、キャリッジの往路移動減速終了直後もすくは加速開始直前に電流を切り替えないため、キャリッジの振動の影響を受けにくくなる。また、往路移動加速終了後に電流切り替えを行わないため、切り替えによる振動の画像に対する影響を抑制できるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本実施形態を説明するブロック図である。すなわち、図１に示すブロック図は、画像読取装置で適用されるキャリッジの駆動構成を示しもので、キャリッジの駆動源となるモータ１と、モータ１を駆動するためのドライバ２と、ドライバ２およびモータ１を制御する制御部３とを備えている。
【００１１】
画像読取装置のキャリッジは、ミラー等の光学系を担持しており、原稿画像の読み取り動作に応じて往復移動する。この往復移動の駆動源としてステッピングモータ等のモータ１が適用される。
【００１２】
また、ドライバ２は、制御部＄からの往復移動選択信号（ＣＷ／ＣＣＷ）やクロックＣｌｏｃｋ、電圧Ｖrefを受けてモータ１へ駆動のための信号を与える。制御部３は、モータ１を駆動してキャリッジの往復動作における加速、等速、減速の制御を行うため、ドライバ２へ各種の信号を出力する。
【００１３】
制御部３では、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のスイッチングすることでドライバ２へ与えるＶrefを調整する。このＶrefの大きさによってモータ１へ与えられる電流量が変わることになる。
【００１４】
本実施形態では、このようなキャリッジのモータ制御において、キャリッジの往路動作時にモータ１へ与える第１の電流より往路動作時にモータ１へ与える第２の電流印加を大きく設定するとともに、第１の電流印加と第２の電流印加との切り替え時点を、キャリッジの復路動作の減速終了時点から往路動作の加速開始時点の間に設定する点に特徴がある。
【００１５】
図２は、本実施形態の画像読取装置におけるキャリッジの励磁プロファイルおよびモータ印加電流を示す図である。すなわち、励磁プロファイルのａ点〜ｂ点まではモータに対して第１の設定電流Ｉ1を印加し、キャリッジを往路移動させる。
【００１６】
次に、キャリッジの減速開始時点であるｂ点から第２の設定電流Ｉ2を印加する。第２の印加電流はキャリッジの往路移動における減速開始ｂ点から復路移動の加速、定速、減速を経て、減速終了時点であるｃ点から次ぎの往路移動の開始時点であるｅ点までの間のｄ点まで印加される。つまり、第２の設定電流Ｉ2から第１の設定電流Ｉ1への切り替え時点を、復路移動の減速終了時点から次ぎの往路移動の加速開始時点の間に設定する。
【００１７】
このような切り替えタイミングにより、キャリッジの移動方向転換による振動を抑制できるようになる。
【００１８】
また、切り替えタイミングとなるｄ点として、ｃ点およびｅ点との各時間間隔を２Ｔ以上に設定する。ここで、Ｔはキャリッジの移動機構の系の固有振動数の周期である。このように、切り替えタイミングの前後のキャリッジ移動停止時間を各々２Ｔ以上にすることで、キャリッジの振動を減衰させることができる。
【００１９】
すなわち、ｃ点からｄ点まで２Ｔ以上開けることで、復路移動の減速により発生する振動を減衰して後に続く往路移動の加速域での脱調を回避できるようになる。さらに、ｄ点からｅ点まで２Ｔ以上開けることで、電流切り替えにより発生するキャリッジの振動を減衰して後に続く往路移動の加速域での脱調を回避できるようになる。
【００２０】
なお、ｃ点からｄ点までの間およびｄ点からｅ点までの間は８Ｔより短くしておく。これらの間隔を８Ｔ以上にしても大きな減衰効果は得られないため、８Ｔより短くすることで、スキャン時間を不要に長くしなくて済むようになる。
【００２１】
また、キャリッジの次の往路移動の減速開始時点であるｆ点から再び第２の設定電流に切り替え、往路移動の減速から復路移動の加速、定速、減速を経て、ｈ点で切り替えを行う。この切り替えは、復路移動の減速終了時点であるｇ点から２Ｔ以上時間間隔を開けたｈ点で行う。
【００２２】
そして、一連のキャリッジ移動が終了したｈ点以降は、通常よりも低い第３の設定電流Ｉ3を印加する。これにより、キャリッジ待機時の消費電力を低減できるようになる。
【００２３】
このようなモータへの電流切り替えは、図１に示す制御部３の指示によってトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を駆動し、ドライバ２からモータ１へ与える電流を切り替えることによって行う。すなわち、第１の設定電流Ｉ1を印加する場合には、Ｔｒ２をＯＮ、Ｔｒ１をＯＦＦに設定し、第２の設定電流Ｉ2を印加する場合には、Ｔｒ１、Ｔｒ２ともＯＦＦに設定し、第３の設定電流Ｉ3を印加する場合にはＴｒ１、Ｔｒ２ともＯＮに設定する。これによってそれぞれの抵抗Ｒ0〜Ｒ3に基づく電圧がドライバ２のＶrefに与えられ、このＶrefの電圧に応じた電流がモータ１へ印加される。
【００２４】
また、キャリッジの移動速度はクロックＣｌｏｃｋの周期を変化させて制御し、キャリッジを停止させておく場合にはクロックＣｌｏｃｋを与えないようにすればよい。
【００２５】
このようにモータ１への与える電流を切り替えることによってキャリッジ移動の振動を抑制でき、脱調を回避して読み取り画質の向上を図ることができるようになる。
【００２６】
また、本実施形態では、制御部３により、キャリッジの加速プロファイルを停止状態から最大加速度に達するまでの第１の時間と、最大加速度から加速を終了するまでの第２の時間とをそれぞれキャリッジの固有振動数の周期以上となるよう制御する。このような加速プロファイルを採用することで、往路移動の加速時の振動の発生を抑制することができ、脱調の危険を回避して、読み取り画質の向上を図ることが可能となる。
【００２７】
図３は、本実施形態の電流切り替え時点における励磁プロファイルおよび印加電流の詳細を説明する図である。励磁プロファイルを詳しく見ると、キャリッジの往路移動の減速開始時点であるｂ点から、復路移動の減速終了時点であるｃ点までは、第１の設定電流Ｉ1に対して高い第２の設定電流Ｉ2になっているとともに、往路の定速移動からの減速度合いも小さいことから、振動の影響を受けにくくなっている。
【００２８】
これに対し、復路移動の減速終了時点であるｃ点から次の往路移動開始であるｅ点までの間では振動の影響を受けやすくなっている。したがって、本実施形態では、電流切り替えのポイントを、ｃ点とｅ点との間であるｄ点に設定するとともに、ｃ点とｄ点との間に２Ｔ以上の時間を設け、ｄ点とｅ点との間に２Ｔ以上の時間を設けている。
【００２９】
つまり、ｃ点の直後には復動時の減速によって振動が発生するが、設定電流値は高い状態のままであり、ｄ点に至るまでに十分に減衰される。また、ｄ点の直後には電流切り替えにより振動が発生するが、設定電流値が低い状態でのｅ点までには十分に減衰され、往路加速動作に悪影響を与えることを未然に防止できる。
【００３０】
これにより、ｃ点からｅ点までの区間の振動を減衰でき、脱調を防止できる。さらに、ｃ点からｅ点までの区間の振動を減衰できることから、往路移動における第１の設定電流Ｉ1を低く設定でき、消費電力の低減を図ることができるようになる。
【００３１】
次に、スキャン動作時の制御部での制御の流れを説明する。図４は、１回スキャンの場合の動作を説明するフローチャートである。先ず、ステップＳ１０１においてスキャン（往路移動）加速開始か否かを判断し、加速開始の場合にはモータへ与える電流を第１の設定電流Ｉ1にする。
【００３２】
また、加速開始でない場合、もしくは第１の設定電流Ｉ1にした後はステップＳ１０２へ進み、スキャン減速開始か否かを判断する。スキャン減速開始の場合にはモータへ与える電流を第２の設定電流Ｉ2にする。
【００３３】
また、減速開始でない場合、もしくは第２の設定電流Ｉ2にした後はステップＳ１０３へ進み、リターン（復路移動）終了から所定時間経過したか否かを判断する。リターン終了から所定時間経過した後は、モータへ与える電流を第３の設定電流Ｉ3にする。それ以外の場合にはステップＳ１０２へ戻る。
【００３４】
次に、図５、図６のフローチャートに沿って複数回スキャンの場合の制御の流れを説明する。先ず、ステップＳ２０１においてスキャン（往路移動）加速開始か否かを判断し、加速開始の場合にはモータへ与える電流を第１の設定電流Ｉ1にする。
【００３５】
また、加速開始でない場合、もしくは第１の設定電流Ｉ1にした後はステップＳ２０２へ進み、スキャン減速開始か否かを判断する。スキャン減速開始の場合にはモータへ与える電流を第２の設定電流Ｉ2にする。
【００３６】
また、減速開始でない場合、もしくは第２の設定電流Ｉ2にした後はステップＳ２０３へ進み、最後のスキャンか否かを判断する。最後のスキャンでない場合にはステップＳ２０４へ進み、リターン（復路移動）終了から所定時間経過したか否かを判断する。リターン終了から所定時間経過した後は、モータへ与える電流を第１の設定電流Ｉ1にする。それ以外の場合にはステップＳ２０２へ戻る。
【００３７】
また、ステップＳ２０３で最後のスキャンであると判断された場合、図６のステップＳ２０５へ進み、スキャン減速開始か否かを判断する。スキャン減速開始の場合にはモータへ与える電流を第２の設定電流Ｉ2にする。
【００３８】
また、減速開始でない場合、もしくは第２の設定電流Ｉ2にした後はステップＳ２０６へ進み、リターン（復路移動）終了から所定時間経過したか否かを判断する。リターン終了から所定時間経過した後は、モータへ与える電流を第３の設定電流Ｉ3にして処理を終了する。それ以外の場合にはステップＳ２０５へ戻る。
【００３９】
制御部のこのような処理によって、キャリッジの振動を抑制できるとともに消費電力の低減を図る電流制御を実現することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。すなわち、キャリッジを駆動するモータへの電流値切り替え制御によってキャリッジの振動を抑制でき、高精細な画像読み取り、特に読み取り先端部での画質劣化を防ぐことが可能となる可能となる。また、電流切り替えのタイミングでキャリッジの振動を抑制できるため、モータへ不要な電流を与える必要がなくなり、消費電力の低減を図ることが可能となる。しかも、キャリッジの振動抑制によってキャリッジの不要な待ち時間を削減でき、読み取りの高速化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態を説明するブロック図である。
【図２】  キャリッジの励磁プロファイルおよびモータ印加電流を示す図である。
【図３】  励磁プロファイルおよび印加電流の詳細を説明する図である。
【図４】  １回スキャンの場合の動作を説明するフローチャートである。
【図５】  複数回スキャンの場合の制御を説明するフローチャート（その１）である。
【図６】  複数回スキャンの場合の制御を説明するフローチャート（その２）である。
【符号の説明】
１…モータ、２…ドライバ、３…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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