CN105100537B - 图像读取装置、成像设备、以及图像读取方法 - Google Patents

Abstract

一种图像读取装置，包括：移动主体，移动来传送照射文档的光源、反射来自文档的反射光的反射元件、以及对反射光进行光电转换的光电转换元件中的至少任意一个；驱动单元，驱动移动主体，使得移动主体沿副扫描方向从停止位置向目标停止位置移动；检测单元，布置在沿副扫描方向远离目标停止位置的位置处，并且检测移动主体的到达；以及控制单元，控制驱动单元，使得驱动单元在检测单元检测到移动主体的到达之前从同步操作区域中被驱动的状态切换至自启动区域中被驱动的状态。

Description

图像读取装置、成像设备、以及图像读取方法

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2014年5月22日递交的日本专利申请第2014-106368号的权益，并且通过援引的方式将该申请的全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种图像读取装置、成像设备、以及图像读取方法。

背景技术

存在一种已知的图像读取装置，通过使用用于将图像光转换为图像信号的图像传感器，而不使用用于检测文档的宽度的传感器(例如，光遮断器)，来检测主扫描方向上的文档的宽度。还已知一种图像读取装置，当进入省电状态时，使将来自文档的反射光发送至图像传感器的光学装置移动至文档宽度检测位置，并且在从省电状态复原之后立即检测文档的宽度。

例如，日本特开专利公报第2006-238288号公开了一种文档读取装置，包括电源电路，所述电源电路在待机模式中将操作电压输出至文档读取装置的每个单元并且在休眠模式中停止输出，并且包括节能控制装置，当从待机模式切换至休眠模式时，所述节能控制装置将光学装置放置于文档宽度读取位置，之后切换至休眠模式。

此外，日本特开专利公报第63-117557号公开了一种文档读取装置，所述文档读取装置包括用于检测光学系统的初始位置的初始位置检测装置，所述文档读取装置对驱动装置进行驱动直到初始位置检测装置检测到光学系统的初始位置为止，在由初始位置检测装置检测到初始位置时，从初始位置在驱动装置的自启动区域中由预定数量的脉冲来反向旋转驱动装置，然后在自启动区域中沿正向方向旋转驱动装置，并且在由初始位置检测装置检测到光学系统的初始位置时停止驱动装置。

然而，在传统上，难以将包括光源和镜的单元以高速度、高精度沿副扫描方向移动至预定位置。例如，当图像读取装置从省电模式复原时，由于包括光源和镜的单元无法以高速度、高精度移动，所以即使用户设置了文档，用户也需要等待直到文档读取操作使能为止。

鉴于上述情况，需要一种能够移动传送单元的图像读取装置、成像设备、以及图像读取方法，所述传送单元将光源、反射元件、以及光电转换元件中的至少任意一个以高速度、高精度传送至预定位置。

发明内容

本发明的目的在于至少部分地解决传统技术中的问题。

图像读取装置对来自文档的反射光进行光电转换以读取文档。所述图像读取装置包括：移动主体，所述移动主体移动来传送照射所述文档的光源、反射所述反射光的反射元件、以及对所述反射光进行光电转换的光电转换元件中的至少任意一个；驱动单元，所述驱动单元驱动所述移动主体，使得所述移动主体沿副扫描方向从停止位置至目标停止位置来回移动；检测单元，所述检测单元布置在沿所述副扫描方向距离所述目标停止位置预定设置的距离的位置处，并且检测所述移动主体的到达；以及控制单元，所述控制单元控制所述驱动单元，使得所述驱动单元在所述检测单元检测到所述移动主体的到达之前从同步操作区域中被驱动的状态切换至自启动区域中被驱动的状态，从而移动所述移动主体。

一种图像读取方法，通过对来自文档的反射光进行光电转换来读取所述文档。所述图像读取方法包括：由驱动单元驱动移动主体，使得所述移动主体从停止位置向目标停止位置移动，所述移动主体配置来移动以传送照射所述文档的光源、反射所述反射光的反射元件、以及对所述反射光进行光电转换的光电转换元件中的至少任意一个；由检测单元检测所述移动主体的到达，所述检测单元布置在沿所述副扫描方向上距离所述目标停止位置预定设置的距离的位置处；以及控制所述驱动单元，使得所述驱动单元在所述检测中检测到所述移动主体的到达之前从同步操作区域中被驱动的状态切换至自启动区域中被驱动的状态，从而移动所述移动主体。

当与附图相结合来考虑时，通过阅读下文本发明的当前优选实施例的详细描述将更好地理解本发明的上述及其它目的、特征、优点和技术及工业意义。

附图说明

图1是示出成像设备的外观的透视图；

图2是示出第一实施例的图像读取装置的配置的示图；

图3是示出图像读取装置的驱动系统的示图；

图4是示出图像读取装置的电性配置的概况的框图；

图5是示出由图像读取装置检测文档的宽度的操作的示图；

图6是示出由图像读取装置确定预定基点的操作的示图；

图7是示出图像读取装置移动第一镜单元(mirror unit)的速度的速度示图；

图8是示出由图像读取装置所进行的、用以确定原位置(home position)的处理的流程图；

图9是示出第二实施例的图像读取装置的配置的示图；以及

图10是示出第三实施例的图像读取装置的配置的示图。

具体实施方式

首先，下文将对本发明的背景进行描述。例如在从省电模式复原时，图像读取装置在检测文档的宽度时需要沿副扫描方向将传送光源的传送单元(conveying unit)、反射镜等移动至预定基点(下文称为原位置)，所述图像读取装置通过对来自文档的反射光进行光电转换来读取文档。顺便提及，向原位置的移动以及针对驱动条件确定初始值的操作称为回位操作。

当由自启动区域(self-starting region)中操作以便使启动和停止能够即刻进行的步进电机进行回位操作时，无法以高速移动传送单元。相反，当由同步操作区域中操作以便以高速移动传送单元的步进电机进行回位操作时，无法以高精度来移动传送单元。

例如，当导通电源时，由于在外部电源断开期间的干扰因素(机械振荡等)，所以传送单元可被移位至与设置的停止位置不同的位置。当传送单元从设置的停止位置移动至预定基点时，如果传送单元的移动距离是固定的并且步进电机在同步操作区域中操作，则可能发生碰撞或移动不足。并且，即使当提供有用于检测将传送单元移动至靠近预定基点位置的传感器时，如果步进电机在同步操作区域中操作，则在由所述传感器的检测与开始对步进电机的减速控制的之间也出现延迟。

第一实施例

接下来，将对根据第一实施例的成像设备1进行描述。图1是示出成像设备1的外观的透视图。成像设备1包括，例如，成像设备主体10、图像读取装置2以及文档传送装置12，并且成像设备1在前端装备有诸如触摸板这样的操作单元14。成像设备1通过使用在成像设备主体10中所包括的成像单元来将由图像读取装置2所读取的文档印刷在诸如一张纸这样的记录介质上。

图2是示出第一实施例的图像读取装置2的配置的示图。图像读取装置2例如是差动镜(differential mirror)驱动系统和光学传感器集成驱动系统的图像读取装置。如图2中所示，图像读取装置2包括第一镜单元(移动主体)204，并且包括第二镜单元210，所述第一镜单元204包括光源200和第一镜202，所述光源200和所述第一镜202的两端均被支撑，所述第二镜单元210包括第二镜206和第三镜208，所述第二镜206和所述第三镜208的两端均被支撑。光源200照射文档。诸如第一镜202这样的每个镜均是对反射光进行进一步反射的反射元件。

图像读取装置2进一步包括光学透镜216，所述光学透镜216将来自文档的反射光聚焦在诸如电荷耦合装置(CCD)这样的光电转换元件214上。光电转换元件214例如与其它硬件一起安装在传感器板215上。在读取文档时，第一镜单元204以固定的速度沿副扫描方向移动。第二镜单元210以第一镜单元204的速度一半的速度移动，以便跟随第一镜单元204，使得在文档读取玻璃212上的文档被光学扫描。

在文档读取玻璃212上的文档由光源200照射，并且反射光的图像经由第一镜202、第二镜206以及第三镜208被引导至光学透镜216，并且由光学透镜216聚焦在光电转换元件214上。光电转换元件214对来自文档的反射光的聚焦图像进行光电转换从而获得模拟图像信号，并且读取文档。白色参照板218是被染色为白色以反射由光源200发出的光以便修正白平衡的元件。同时，图像读取装置2的机制可以是集成有镜和光电转换元件的单元类型或者可以是使用等倍传感器(接触图像传感器(CIS))类型，等倍传感器将稍后描述。

当按顺序自动读取纸张文档(sheet document)时，文档传送装置12将纸张文档传送至纸张文档读取玻璃220上，并且穿过纸张文档读取玻璃220的反射光的图像被聚焦在光电转换元件214上。此时，被传送的纸张文档的图像被读取，同时第一镜单元204和第二镜单元210被固定。相反，当读取书籍文档(book document)时，首先打开成像设备1的文档传送装置12，将书籍文档设置在文档读取玻璃212上，然后关闭文档传送装置12，并且被提供在文档传送装置12上的压力板部分120按压书籍文档。当被提供在操作单元14上的开始按键被按压时，开始如上所述的读取操作。

图3是示出图像读取装置2的驱动系统的示图。扫描仪电机230是步进电机。当扫描仪电机230的轴旋转时，旋转经由同步带(timing belt)232被传递至轴234。安装在轴234上的配线滑轮236a和236b旋转，使得与配线238a和238b连接的第一镜单元204和第二镜单元210移动。此时，第二镜单元210以第一镜单元204的速度一半的速度移动。同时，图像读取装置2的驱动系统可以是使用同步带等来代替配线的系统。

图4是示出图像读取装置2的电性配置的概况的框图。图像读取装置2具有如图4中所示的电性配置以进行初始化处理，所述初始化处理例如回位操作、对所读取的图像的信号处理的特征的调整(黑平衡调整或白平衡调整)。

中央处理单元(CPU)(控制单元)61控制图像读取装置2的每个单元，从而控制包括图像形成顺序的图像读取装置2的整体操作。并且，CPU 61从原位置传感器64接收回位操作所需的位置检测信号。然后，CPU 61控制扫描仪电机230，使得扫描仪电机230从同步操作区域中被驱动的状态切换至稍后描述的自启动区域中被驱动的状态，从而移动第一镜单元204。

电机驱动器62驱动扫描仪电机(驱动单元)230，所述扫描仪电机230驱动第一镜单元204和第二镜单元210。传感器板215包括在其上安装的光电转换元件214，并且将所读取的图像数据输出至图像处理单元63。

图像处理单元63对由传感器板215输出的所读取的图像数据进行数字处理。例如，图像处理单元63对从传感器板215输入的所读取的图像的数字数据进行诸如阴影处理的图像修正处理、伽马修正处理、放大改变处理、或者滤镜处理，需要上述处理来进行诸如绘图处理这样的输出处理。并且，除了将图像信号输出至进行印刷输出处理的成像设备主体10以外，图像处理单元63还从输入的数字图像数据检测用以获得用于灯的调整值并取得关于传感器板215的修正所需的黑平衡数据和白平衡数据，并且将所检测到的值输出至CPU 61用于反馈操作。

原位置传感器(第一检测单元)64例如是光遮断器(photo interrupter)，并且输出用于检测第一镜单元204的位置的位置检测信号，稍后将对原位置传感器64进行描述。NVRAM(非易失性存储单元)65其中存储有用以控制初始化处理所需的数据。

接下来，将对由图像读取装置2检测文档的宽度(尺寸)的操作进行描述。图5是示出由图像读取装置2检测文档的宽度的操作的示图。图5中的(a)处示出了从上方观看到的图像读取装置2，并且图5中的(b)处示出了从侧面观看到的图像读取装置2。在图5中，出于简化的原因，未示出第二镜单元210。当电源导通时或者当从省电模式复原时，图像读取装置2通过使用光电转换元件214来检测文档的宽度，同时移动第一镜单元204。

当图像读取装置2的电源导通时或者当压力板部分120从打开状态变为关闭状态时，在文档宽度读取起始位置(等待位置或停止位置)处的第一镜单元204向副扫描起始位置处的原位置(HP)(沿箭头A的方向)移动预定距离，同时读取文档的宽度。如上所述的原位置传感器64例如被提供在图像读取装置2的外壳的内侧表面上。

原位置传感器64包括狭缝(未示出)，并且配置来当被提供在第一镜单元204的一端的填充物640被插入到狭缝中时，将用于检测副扫描方向上的第一镜单元204的位置的位置检测信号设置为导通。原位置传感器64进行检测，使得位置检测信号被设置为关断，直到第一镜单元204从文档宽度读取起始位置达到原位置传感器64为止，并且在第一镜单元204达到原位置传感器64之后(在原位置传感器64以外的范围内)位置检测信号被设置为导通。原位置传感器64布置在沿副扫描方向上距离原位置(预定基点：目标停止位置)预定设置的距离的位置处，并且可被描述为基点传感器。

顺便提及，图像读取装置2配置来在切换至功耗被降低的省电模式的定时将第一镜单元204移动至文档宽度读取起始位置。并且，由于从省电模式复原，所以在第一文档宽度读取起始操作之后，图像读取装置2进行回位操作以便精确地确定第一镜单元204和第二镜单元210在副扫描方向上的位置。

图6是示出通过将第一镜单元204向副扫描起始位置移动来由图像读取装置2确定原位置(预定基点)的操作(回位操作)的示图。当电源导通时，当由于文档传送装置12(压力板部分120)从打开状态变为关闭状态所以从省电模式复原时，或者当通过操作单元14取消省电模式时，图像读取装置2进行回位操作。

图像读取装置2以高速驱动和自启动驱动两个阶段来进行回位操作。这里，高速驱动用以在扭转区域(同步操作区域：自启动区域以外的区域)中驱动扫描电机230。在同步操作区域中，进行加速和减速控制。并且，自启动驱动用以在自启动区域中驱动扫描电机230。自启动区域是如下这样的区域：其中启动、停止、旋转以及反向旋转可即刻与输入脉冲信号同步。

具体地，图像读取装置2以高速驱动来驱动扫描电机230，直到第一镜单元204刚好达到上述原位置传感器64(基点传感器)之前为止，并且从文档宽度读取起始位置将第一镜单元204等移动预定距离。之后，图像读取装置2使扫描电机230切换至自启动驱动以便使第一镜单元204能够即刻停止。即，当沿单一方向移动第一镜单元204时，图像读取装置2在两个阶段之间切换驱动操作模式，从而使第一镜单元204能够在第一镜单元204达到原位置传感器64之后短时间内以高精度停在原位置处。

图7是示出当图像读取装置2检测(确定)原位置时，图像读取装置2移动第一镜单元204的速度的速度示图(回位操作的速度示图)。如图7中所示，在第一镜单元204的高速驱动中，图像读取装置2首先进行加速操作，保持固定的速度，并且在第一镜单元204刚好达到原位置传感器64之前进行减速操作，从而例如暂时停止第一镜单元204。第一镜单元204可以从以高速驱动移动的状态切换至以自启动驱动移动的状态，而无需暂时停止。然后，图像读取装置2在原位置传感器64之前将驱动模式从高速驱动切换至自启动驱动。

图像读取装置2通过针对第一镜单元204将驱动模式从高速驱动切换至自启动驱动使第一镜单元204能够即刻停止。然后，图像读取装置2通过自启动驱动将第一镜单元204移动至位于距离原位置传感器64预定距离处的预定基点(原位置)；因此，可以在短时间内以高精度停止第一镜单元204。

同时，图像读取装置2通过仅使用高速驱动而不进行回位操作的原因包括以下方面。为了通过高速操作来在预定基点(原位置)停止第一镜单元204，必须在预定基点之前对第一镜单元204减速。

例如，如果通过将原位置传感器(基点传感器)64的检测结果用作触发来进行减速，则从原位置传感器64打开时直到开始减速为止发生延迟(时间差)，使得第一镜单元204无法以高精度在预定位置(目标位置)处停止。并且，如果当第一镜单元204达到原位置传感器64时停止扫描仪电机230，则第一镜单元204由于惯性力而移动至预定位置(目标位置)以外的位置。

图8是示出由图像读取装置2所进行的、用以将第一镜单元204向副扫描起始位置移动从而确定原位置(预定基点)的处理的流程图。例如当电源导通或者当从省电模式复原时，图像读取装置2进行图8中所示的处理。

当电源导通时或者当从功耗被降低的节能模式(省电模式)复原时，图像读取装置2确定原位置传感器64是否关闭(S100)。如果原位置传感器64关闭(S100的是)，则由图像读取装置2的处理进入S102。如果原位置传感器64不关闭(S100的否)，则由图像读取装置2的处理进入S106。

如果第一镜单元204在原位置传感器64关闭的位置处停止，则图像读取装置2启动高速驱动并且以高速度沿与副扫描方向相反的方向向原位置移动(复原)第一镜单元204(S102)。

图像读取装置2确定第一镜单元204是否已经达到距离第一镜单元204停止的位置预定的移动距离(第一设置移动距离)(S104)。如果图像读取装置2确定出第一镜单元204已经达到设置的移动距离(S104的是)，则处理进入S114。如果图像读取装置2确定出第一镜单元204未达到设置的移动距离(S104的否)，则处理返回至S100。

相反，如果第一镜单元204在原位置传感器64关闭的位置处未停止，则图像读取装置2确定当前是否进行高速驱动(高速复原驱动)(S106)。如果图像读取装置2确定出当前进行高速复原(S106的是)，则处理进入S108。如果图像读取装置2确定出当前不进行高速复原(S106的否)，则处理进入S110。

在步骤S108的处理中，图像读取装置2停止第一镜单元(移动主体)204的驱动。

在S110的处理中，图像读取装置2启动自启动驱动并且以如下方式向原位置移动第一镜单元204：第一镜单元204能够即刻停止(S110)。例如，图像读取装置2沿正向方向移动第一镜单元204(见图7)。

在S112的处理中，图像读取装置2确定原位置传感器64是否关闭。如果原位置传感器64关闭(S112的是)，则由图像读取装置2的处理进入S114。如果原位置传感器64未关闭(S112的否)，则图像读取装置2重复S112的处理。

在S114的处理中，图像读取装置2切换驱动模式以移动第一镜单元(移动主体)204。

在步骤S116的处理中，图像读取装置2启动自启动驱动，并且以如下方式沿与副扫描方向相反的方向向原位置移动(复原)第一镜单元204：第一镜单元204能够即刻停止。

在S118的处理中，图像读取装置2确定原位置传感器64是否打开。如果原位置传感器64打开(S118的是)，则由图像读取装置2的处理进入S120。如果原位置传感器64未打开(S118的否)，则图像读取装置2重复S118的处理。

图像读取装置2确定第一镜单元204是否已经达到距离第一镜单元204停止的位置移动距离(第二设置移动距离)，所述移动距离被预先确定为至原位置的距离(S120)。如果图像读取装置2确定出第一镜单元204已经达到第二设置移动距离(S120的是)，处理进入S122。如果图像读取装置2确定出第一镜单元204未达到第二设置移动距离(S120的否)，则图像读取装置2重复S120的处理。

在S122的处理中，图像读取装置2停止第一镜单元(移动主体)204的驱动。

即，如果原位置传感器64在第一镜单元204移动设置的距离之前检测到第一镜单元204的到达时，图像读取装置2停止驱动扫描电机230。并且，如果原位置传感器64在第一镜单元204开始移动时检测到第一镜单元204的到达时，图像读取装置2进行控制以在自启动区域中驱动扫描电机230，而无需在同步操作区域中驱动扫描电机230。

通过这种方式，图像读取装置2移动第一镜单元204，同时在自启动区域与同步操作区域之间切换扫描电机230；因此，可以以高速度、高精度将第一镜单元204移动至预定位置。

顺便提及，图像读取装置的配置并不限于如上所述的配置。图9是示出第二实施例的图像读取装置2(图像读取装置2a)的配置的示图。图10是示出第三实施例的图像读取装置2(图像读取装置2b)的配置的示图。图像读取装置2a是单元型(集成Md型)图像读取装置，其中在移动主体250中提供有光源200、包括多个镜的镜组252、光学透镜254、光电转换元件256、以及传感器板258。图像读取装置2b是CIS型图像读取装置，其中在移动主体260中提供有光源200、等倍传感器262、以及传感器板264。即使在图像读取装置2a和图像读取装置2b中，通过对移动主体进行移动，同时在自启动区域与同步操作区域之间切换电机，可以以高速度、高精度将移动主体移动至预定位置。

根据本发明的实施例，可以将传送单元以高速度、高精度地移动至预定位置，所述传送单元传送光源、反射元件以及光电转换元件中的至少任意一个。

尽管已经参照具体实施例对本发明进行了完整且清楚的公开，然而所附权利要求并不因此受限，而应解释为包含本领域技术人员可以想到的、完全落入本文所阐述的基本教导范围内的所有修改和替代构造。

Claims (8)

1.一种图像读取装置，所述图像读取装置对来自文档的反射光进行光电转换从而读取所述文档，所述图像读取装置包括：

移动主体，所述移动主体移动来传送照射所述文档的光源、反射所述反射光的反射元件、以及对所述反射光进行光电转换的光电转换元件中的至少任意一个；

驱动单元，所述驱动单元驱动所述移动主体，使得所述移动主体沿副扫描方向从停止位置至目标停止位置来回移动；

检测单元，所述检测单元布置在沿所述副扫描方向距离所述目标停止位置预定设置的距离的位置处，并且检测所述移动主体的到达；以及

控制单元，所述控制单元控制所述驱动单元，使得一旦移动主体已经从其初始静止位置移动了设置的距离，并且在所述检测单元检测到所述移动主体的到达之前，所述驱动单元从同步操作区域中被驱动的状态切换至自启动区域中被驱动的状态，从而移动所述移动主体，其中

所述自启动区域是其中启动、停止、旋转以及反向旋转能够即刻与输入脉冲信号同步的区域，以及

所述同步操作区域是所述自启动区域之外的区域。

2.根据权利要求1所述的图像读取装置，其中所述控制单元控制所述驱动单元，使得当电源导通或当从功耗被降低的节能模式复原时，所述驱动单元从同步操作区域中被驱动的状态切换至自启动区域中被驱动的状态，从而移动所述移动主体。

3.根据权利要求1或2所述的图像读取装置，其中所述控制单元使所述驱动单元移动所述移动主体，同时通过使用所述光电转换元件来检测所述文档的宽度。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的图像读取装置，其中所述控制单元使所述驱动单元暂时停止，同时所述驱动单元从所述同步操作区域切换至所述自启动区域。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的图像读取装置，其中在所述移动主体移动所述设置的距离之前，当所述检测单元检测到所述移动主体的到达时，所述控制单元停止驱动所述驱动单元。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的图像读取装置，其中如果当所述移动主体开始移动时，所述检测单元检测到所述移动主体的到达，则所述控制单元控制所述驱动单元，使得所述驱动单元在自启动区域中驱动，而非在同步操作区域中驱动。

7.一种成像设备，包括：

根据权利要求1至6中任一项所述的图像读取装置；以及

成像单元，所述成像单元在记录介质上形成由所述图像读取装置所读取的图像。

8.一种图像读取方法，通过对来自文档的反射光进行光电转换来读取所述文档，所述图像读取方法包括：

由驱动单元驱动移动主体，使得所述移动主体从停止位置向目标停止位置移动，所述移动主体配置来移动以传送照射所述文档的光源、反射所述反射光的反射元件、以及对所述反射光进行光电转换的光电转换元件中的至少任意一个；

由检测单元检测所述移动主体的到达，所述检测单元布置在沿副扫描方向上距离所述目标停止位置预定设置的距离的位置处；以及

控制所述驱动单元，使得一旦移动主体已经从其初始静止位置移动了设置的距离，并且在所述检测中检测到所述移动主体的到达之前，所述驱动单元从同步操作区域中被驱动的状态切换至自启动区域中被驱动的状态，从而移动所述移动主体，其中

所述自启动区域是其中启动、停止、旋转以及反向旋转能够即刻与输入脉冲信号同步的区域，以及

所述同步操作区域是所述自启动区域之外的区域。