JP2000066730A - 駆動装置と画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、駆動モータ３２に発生するトル
クの急変を抑え、これにより生じるキャリッジの有害な
振動の発生を抑えることができる。 【解決手段】 この発明は、特に、高速の画像読取装置
などにおいて要求される駆動モータ３２に発生するトル
クの変化が大きくなるような駆動制御時に、駆動モータ
３２のトルクを変更する電流設定値を時定数回路５０の
時定数に従って時間的に滑らかに切換えるようにしたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、複写機
などに用いられ、原稿を走査する部材が一定速度で移動
することにより原稿の画像を読取る画像読取装置とこの
画像読取装置に用いられる駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子複写機などの画像情報機器に
用いられる画像読取装置では、原稿を露光する照明ラン
プや原稿からの反射光を光電変換するＣＣＤセンサに導
くミラーなどを搭載したキャリッジと呼ばれる部材を、
原稿台ガラス（原稿台）上などに固定して置かれた原稿
に対して移動させ、原稿の画像を読取れるように構成し
たものが一般的に用いられている。

【０００３】このキャリッジの移動制御は、停止してい
る状態から起動・加速し、決められた一定の速度で原稿
を走査した後、減速して停止させる。このようなキャリ
ッジを移動させる駆動動力源としては、パルスモータな
どの電気モータが一般的に用いられる。

【０００４】上記キャリッジの移動速度が加速時には、
キャリッジの移動に対する負荷が駆動系の摩擦と慣性負
荷とがかかるため大きな駆動トルクを必要とするが、一
方、一定の速度で移動させる時には、加速度が０なので
キャリッジの移動に対する負荷が駆動系の摩擦のみとな
るためそれほど大きな駆動トルクを必要としない。

【０００５】また、上記のような画像読取装置において
は、キャリッジが画像の読取時において振動すると読取
った画像が劣化するので高品質の読取りを実現するた
め、キャリッジに生じる有害な振動無しに駆動すること
が求められている。

【０００６】上記キャリッジの加速度のない一定速度で
の駆動時には、駆動モータの過剰なトルクが有害な振動
の原因となることがあるため、駆動モータに流れる電流
またはかかる電圧を制限して駆動モータが発生するトル
クを抑えるような制御が用いられている。

【０００７】しかしながら、特に、高速の画像読取装置
においては、性能仕様上加速度を大きく取らなければな
らないため、キャリッジの加速時に必要となるトルク
と、一定速度での移動時に必要となるトルクとの差が大
きくなる傾向にある。このよう場合、加速が終了した時
点で一定速度での駆動に必要な電流（電圧）に切換える
と、駆動モータの発生するトルクが急激に変化し、それ
がキャリッジに有害な振動を発生させて読取り画像の品
質を悪化させるという問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、走査
手段を加速して所定の速度に達した後に、駆動力を小さ
くして一定速度で駆動させる場合に、駆動力の急変によ
り振動が発生するという欠点を除去したもので、走査手
段を加速して所定の速度に達した後に、駆動力を小さく
して一定速度で駆動させる場合に、駆動力の急変により
振動が発生することを防ぐことができる駆動装置と画像
読取装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の駆動装置は、
移動部材を移動する移動手段、第１の駆動力あるいは第
１の駆動力より小さい第２の駆動力により、上記移動手
段を駆動する駆動手段、および上記移動手段による移動
開始時、上記駆動手段を第１の駆動力で駆動している状
態で、上記移動手段の移動速度を加速し、この移動速度
が所定速度となった際に、この所定の速度にて上記移動
手段を移動し、この所定の速度になってから所定時間後
に、上記駆動手段の駆動力を上記第１の駆動力から徐々
に小さくして上記第２の駆動力に変更する制御手段から
構成されている。

【００１０】この発明の画像読取装置は、原稿台に載置
された原稿を読取走査する走査手段、この走査手段を移
動する移動手段、第１の駆動力あるいは第１の駆動力よ
り小さい第２の駆動力により、上記移動手段を駆動する
駆動手段、および上記移動手段による移動開始時、上記
駆動手段を第１の駆動力で駆動している状態で、上記移
動手段の移動速度を加速し、この移動速度が所定速度と
なった際に、この所定の速度にて上記移動手段を移動
し、この所定の速度になってから所定時間後に、上記駆
動手段の駆動力を上記第１の駆動力から徐々に小さくし
て、上記走査手段が所定の原稿画像の読取開始位置に達
するまでの間に、上記第２の駆動力に変更する制御手段
から構成されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明の画像
読取装置としてのスキャナ１０の内部構成を概略的に示
す断面図である。

【００１２】図１に示すように、原稿載置台１２に載置
される原稿Ｄを照明する光源としての露光ランプ１４、
および原稿Ｄからの反射光を所定の方向に偏向する第１
のミラー１６が原稿載置台１２の下方に配設された第１
のキャリッジ１８に取り付けられている。

【００１３】この第１のキャリッジ１８は、原稿載置台
１２と平行に移動可能に配置され、図示しない歯付きベ
ルト等の移動手段を介して駆動モータ（駆動手段）３０
により、原稿載置台１２の下方を往復移動される。駆動
モータ３０は、駆動パルス信号により速度制御されるパ
ルスモータなどにより構成されている。

【００１４】駆動モータ３０のトルク（駆動力）は、後
述するＣＰＵ４０から出力されるアナログ電圧値の設定
電流信号により決定され、駆動モータ３０のトルクとし
ての設定電流値を変更できるようになっている。

【００１５】また、原稿載置台１２の下方には、原稿載
置台１２と平行に移動可能な第２のキャリッジ２０が配
設されている。第２のキャリッジ２０には、第１のミラ
ー１６により偏向された原稿Ｄからの反射光を順に偏向
する第２および第３のミラー２２、２４が互いに直角に
取り付けられている。第２のキャリッジ２０は、第１の
キャリッジ１８を駆動する歯付きベルト等により、駆動
モータ３０からの回転力が伝達され、第１のキャリッジ
１８に対して従動されるとともに、第１のキャリッジ１
８に対して、１／２の速度で原稿載置台１２に沿って平
行に移動される。

【００１６】また、原稿載置台１２の下方には、第２の
キャリッジ２０上の第３のミラー２４からの反射光を集
束する結像レンズ２６と、結像レンズ２６により集束さ
れた反射光を受光して光電変換するＣＣＤセンサ２８と
が配設されている。結像レンズ２６は、第３のミラー２
４により偏向された光の光軸を含む面内に、駆動機構
（図示しない）を介して移動可能に配設され、自身が移
動することで反射光を所望の倍率で結像する。そして、
ＣＣＤセンサ２８は、入射した反射光を光電変換し、読
み取った原稿Ｄに対応する電気信号を出力する。

【００１７】また、上記第１キャリッジ１８は、原稿台
上の原稿画像の読取を行う際、所定の待機位置Ｘから移
動を開始し、原稿先端位置Ｙから原稿画像の読取を行う
ようになっている。

【００１８】図２は、上記のように構成されるスキャナ
１０の駆動系統を概略的に示すブロック図である。すな
わち、スキャナ１０の制御を行うＣＰＵ４０には、プロ
グラム格納用のメモリＲＯＭ４２と、ワークメモリＲＡ
Ｍ４４が接続されている。ＣＰＵ４０の１つないし複数
のポートは、モータ制御用回路（ＭＴＲＤＲＶ）４６に
接続され、駆動モータ３０の駆動用の信号を送出する。
また、ＣＰＵ４０にはアナログ電圧を出力するポートと
してＤ／Ａポート４０ａが内蔵され、バッファアンプ４
８を介してモータ制御用回路４６に接続されている。

【００１９】モータ制御用回路４６は、駆動モータ３０
の回転速度を制御する駆動パルス信号、およびＣＰＵ４
０のＤ／Ａポート４０ａからバッファアンプ４８を介
し、さらに、抵抗ＲおよびコンデンサＣによる時定数回
路５０を介して入力される電流設定信号としてのアナロ
グ電圧値に従って、電源５２から供給される電流を制御
し、駆動モータ３０の駆動を制御するよう構成されてい
る。

【００２０】バッファアンプ４８の出力には、抵抗Ｒ及
びコンデンサＣによる時定数回路４８が設けられてい
る。この時定数回路４８は、Ｄ／Ａポート４０ａからバ
ッファアンプ４８を介して供給される駆動モータ３０の
設定電流の切換えに伴う電圧値の変化を遅延させてモー
タ制御用回路４６に伝達するように構成されている。

【００２１】次に、駆動モータ３０の駆動制御による第
１キャリッジ１８の移動動作について図３（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）を参照しつつ説明する。図３（ａ）に示
すように、第１キャリッジ１８は、所定の待機位置（移
動開始位置）Ｘから移動開始して加速し、所定の読取速
度に達すると、この読取速度で等速移動しつつ原稿先端
位置（読取開始位置）Ｙを通過するように制御される。
このような第１キャリッジ１８の移動速度は、図３
（ｃ）に示すように、速度に応じた間隔の駆動パルス信
号により移動制御される。

【００２２】また、第１キャリッジ１８の速度制御は、
図３（ｂ）に示すように、待機位置Ｘから所定の速度に
達するまで大きなトルク（第１の駆動力）で加速され、
その後、原稿先端位置Ｙに達するまでに、安定した一定
速度となるような小さなトルク（第１の駆動力よりも小
さい第２の駆動力）になるように駆動モータの電流値が
設定される。

【００２３】すなわち、図３（ａ）に示すように、待機
位置Ｘから読取速度に達するまでの領域ａでは、第１キ
ャリッジ１８が所定の読取速度に達するまで加速度をも
って移動するため、領域ａにおける第１キャリッジ１８
の移動時には、第１キャリッジ１８の移動に対して慣性
負荷および摩擦力の負荷がかかる。このため、駆動モー
タ３０を駆動するために大きなトルクを必要とし、従っ
てＣＰＵ４０は駆動モータ３０のトルクとなる設定電流
値を大きくして第１キャリッジ１８の移動を行うように
している。

【００２４】そして、第１キャリッジ１８の加速が終了
して一定の読取速度で移動する領域ｂに入ると、第１キ
ャリッジ１８の一定速度での移動に対する負荷は摩擦力
のみとなり、駆動モータ３０のトルクは、小さなトルク
で十分であり、必要以上の大きなトルクを与えると第１
キャリッジ１８に有害な振動を発生する要因となる。こ
のため、ＣＰＵ４０は、駆動モータ３０のトルクとなる
設定電流値を小さい電流値に切換える。

【００２５】この際、第１キャリッジ１８が所定の読取
速度に達した時点で、駆動力を切換えると第１キャリッ
ジ１８の動作が不安定になるため、所定の時間分加速時
の設定電流値のまま駆動させた後に、所定の読取速度で
の移動に必要な電流値に切換えるようになっている。例
えば、第１キャリッジ１８の加速終了時点から原稿先端
位置Ｙに達する時点までの１／４の時点で設定電流値の
切換えを行う。

【００２６】ここで、駆動モータ３０の設定電流値の切
換えは、ＣＰＵ４０内のＤ／Ａポート４０ａからの出力
される電流設定信号としてのアナログ電圧値を切換える
ことにより設定電流値の切換えが行われる。つまり、加
速時に必要な大きなトルクを設定する電圧値から所定の
読取速度での等速時に必要な小さなトルクを設定する電
圧値に切換える。

【００２７】この電圧値が小さな電圧に切換えられる
と、バッファアンプ４８の後段に接続されている時定数
回路５０によりモータ駆動用制御回路４６に供給される
電圧値は、充放電により時定数回路５０の時定数に従っ
て時間的に滑らかに電圧値を変化する。

【００２８】この時定数回路５０の時定数は、電流設定
信号が切換えられる時点から第１キャリッジ１８が原稿
先端位置Ｙに達する前に切換えた電流設定信号の電圧値
で安定するように設定されている。つまり、ＣＰＵ４０
により切換えられてからキャリッジが原稿先端位置Ｙに
達する前に、駆動モータ３０のトルクが所定の読取速度
での駆動に必要なトルクになるように時定数回路５０の
時定数が設定されている。

【００２９】このように、モータ駆動用回路４６に供給
される電流設定信号としてのアナログ電圧値が切換えら
れることにより駆動モータのトルクを制御する設定電流
値が切換えられた時、バッファアンプ４８とモータ駆動
用回路４６との間に接続されたＣ、Ｒによる時定数回路
５０は、急激な電圧値の切換えに伴って充放電により、
図３（ｂ）に示すように、指数関数的に滑らかに電流設
定信号としての電圧値を変化させる。

【００３０】これにより、駆動モータに発生するトルク
は、加速時に必要となるトルクから一定速度時に必要な
卜ルクへと滑らかに移り変わり、トルクの変化による有
害な振動を抑制することができる。

【００３１】また、第１キャリッジ１８の所定の読取速
度での動作が原稿を読取る目的で使用されるため、図３
（ｂ）に示しすように、駆動モータ３０の設定電流値の
切換えは、第１キャリッジ１８が、原稿先端位置Ｙに達
する以前に完了していなければならない。このため、上
記時定数回路５０に設定される時定数は、設定電流値の
切換え時点から第１キャリッジ１８が原稿先端位置Ｙに
達する時点までの時間よりも短くなるように構成されて
いる。

【００３２】また、上記した構成では設定電流値の切換
えをＤ／Ａポート４０ａを用いて行うようになっている
が、駆動モータの設定電流値が第１キャリッジ１８の加
速時における大きなトルクを発生させる第１の電流値
（Ｈ）と第１キャリッジ１８の読取速度での移動時にお
ける小さなトルクを発生させる第２の電流値（Ｌ）との
切換えのみで良ければ、通常のポートでも実施できるこ
とは勿論である。また、上記バッファアンプ４８とモー
タ制御用回路４６との間に接続される時定数回路５０
は、時定数を構成するものであれば、ここで説明したＣ
Ｒによる回路でなくても構わない。

【００３３】上記のように、特に、高速の画像読取装置
などにおいて要求される駆動モータに発生するトルクの
変化が大きくなるような駆動制御の場合に、駆動モータ
のトルクを変更する設定電流値を時間的に滑らかに切換
えるようにしたものである。

【００３４】これにより、トルクの急激な変化を抑制
し、画像の読取時において有害なキャリッジの振動を抑
制することができ、高品質な読取画像を提供できる。次
に、本発明の第２の実施形態として、図１の画像読取装
置１０に対して駆動モータ３０の設定電流値の切換えを
段階的に行う場合について説明する。

【００３５】図４は、第２の実施形態における画像読取
装置１０内の駆動系統を概略的に示すブロック図であ
る。なお、図４に示す構成は、上記時定数回路５０以外
の部分については、図２に示す構成と同様であるため、
同一個所に同一符号を付して説明を省略する。

【００３６】図４に示すように、駆動モータ３０のトル
クの大きさを切換える電流設定信号は、ＣＰＵ４０のＤ
／Ａポート４０ａによって所望のアナログ電圧値に変換
されてバッファアンプ４８を介して直接、モータ駆動用
回路４６に供給される。

【００３７】モータ駆動用回路４６は、この電流設定信
号としてのアナログ電圧値に従って駆動モータ３０に供
給する電流値を設定する。次に、上記のような構成にお
けるキャリッジの移動制御について図５（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）を参照しつつ説明する。

【００３８】すなわち、ＣＰＵ４０は、図５（ａ）、
（ｃ）に示すように、駆動モータ３０の速度を制御する
駆動パルスにより第１キャリッジ１８を待機位置Ｘから
移動開始して加速させ、所定の読取速度に達した後に、
所定の読取速度で移動するように制御するようになって
いる。

【００３９】この際、図５（ｂ）に示すように、駆動モ
ータ３０のトルクの設定としての設定電流値は、加速時
に大きな電流値が設定された後に、所定の読取速度での
等速移動時に徐々に設定電流値を小さくするようになっ
ている。

【００４０】ＣＰＵ４０は、第１キャリッジ１８の加速
が終了した時点から所定の読取速度で安定して移動する
ために設定されている所定の時間が経過した時点で、駆
動モータ３０の設定電流値の切換えを判断する。

【００４１】この判断により駆動モータ３０の設定電流
値の切換えを判断すると、ＣＰＵ４０は、第１キャリッ
ジ１８の加速移動時に必要となる大きなトルクを発生さ
せる設定電流値から所定の読取速度での移動時に必要と
なる小さなトルクを発生させる設定電流値への切換えを
段階的に徐々に変更する。つまり、図５（ｂ）に示すよ
うに、ＣＰＵ４０は、設定電流値の切換え判断した時点
から第１キャリッジ１８が原稿先端位置Ｙに達するまで
の間に、駆動モータの設定電流値がキャリッジの定速で
の移動に必要な電流値に変更する。これにより、原稿先
端位置を通過する際に、安定した読取速度でのキャリッ
ジの移動が可能となる。

【００４２】また、原稿画像の種々の読取倍率に対し
て、キャリッジの読取時の移動速度やその移動速度での
等速移動に必要となる駆動モータのトルクが異なるた
め、各読取倍率に応じて、電流設定値の切換えの際の電
流設定値の段階的な変更を行うようにしても良い。例え
ば、原稿の読取倍率が小さくなると読取り速度が速くな
るため、加速に要する時間が長くなるとともに、読取速
度での等速移動に必要なトルクが大きくなる。また、原
稿の読取倍率が大きくなるとキャリッジの読取速度が遅
くなるため、加速に必要とする時間が短くなるととも
に、読取速度での等速移動に必要なトルクが小さくな
る。このように、原稿画像の読取倍率により加速に要す
る時間や読取速度での等速移動時に必要とするトルクが
異なるため、各倍率に応じて、設定電流値の切換え時に
行う段階数や各段階における切換える値の大きさを設定
するようにしても良い。

【００４３】これにより、各倍率に対応したキャリッジ
の読取速度での移動時に、最も安定した状態でキャリッ
ジを移動させることができ、種々の倍率に対応した高品
質な読取画像を得ることができる。

【００４４】また、上記のような構成のモータ駆動制御
では、駆動モータの速度を制御する駆動パルスを発生す
るのに、例えば、ＣＰＵの内部タイマをトリガとするＤ
ＭＡ（ｄｉｒｅｃｔ ｍｅｍｏｒｙ ａｃｃｅｓｓ）制
御が用いられている。そこで、駆動パルスを発生するＤ
ＭＡ処理内に、上記のような電流設定値を切換える場合
に段階的に電流の設定値を変更する処理を加えるように
しても良い。

【００４５】これにより、モータの駆動制御に同期した
滑らかな切換え制御が実現できるとともに、他の処理プ
ログラムの実行時間に影響を及ぼさないようにすること
ができる。

【００４６】上記のように、キャリッジを駆動させる駆
動モータのトルクをキャリッジの加速移動時に必要な第
１のトルクから等速移動時に必要となる第２のトルクに
切換える際に、第１のトルクから段階的に徐々に第２の
設定値に変更することによりトルクの変化を時間的に滑
らかに行うようにしたものである。

【００４７】これにより、画像読取装置内のハード構成
を変えずに、トルクの急激な変化を抑える制御ができ、
駆動モータのトルクの急激な変化に伴うキャリッジの振
動を抑え、高品質な原稿の読取画像を提供することがで
きる。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、走査手段を加速して所定の速度に達した後に、駆動
力を小さくして一定速度で駆動させる場合に、駆動力の
急変により振動が発生することを防ぐことができる駆動
装置と画像読取装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係わる画像読取装置の
概略構成を示す断面図。

【図２】キャリッジの駆動系統の制御を説明するための
図。

【図３】キャリッジの駆動速度に対する電流設定信号お
よび駆動パルス信号を説明するための図。

【図４】キャリッジの駆動系統の制御を説明するための
図。

【図５】キャリッジの駆動速度に対する電流設定信号お
よび駆動パルス信号を説明するための図。

【符号の説明】

１０…画像読取装置 １８…第１キャリッジ ２０…第２キャリッジ ３０…駆動モータ ３２…モータ駆動制御回路 ４０…ＣＰＵ ４０ａ…Ｄ／Ａポート ４２…ＲＯＭ ４４…ＲＡＭ ５０…時定数回路 Ｘ…待機位置 Ｙ…原稿先端位置

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H076 AA07 AA21 AA35 AA86 AA87 EA16 2H108 AA01 CB01 FB16 FB22 FB41 5C072 AA01 BA13 EA05 LA02 MA02 MA05 MA06 MB03 MB04 MB08 XA01 5H303 AA27 AA30 BB01 BB06 BB11 CC03 CC06 DD03 EE04 JJ09 KK03 KK14 LL02 MM08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動部材を移動する移動手段と、 第１の駆動力あるいは第１の駆動力より小さい第２の駆
   動力により、上記移動手段を駆動する駆動手段と、 上記移動手段による移動開始時、上記駆動手段を第１の
   駆動力で駆動している状態で、上記移動手段の移動速度
   を加速し、この移動速度が所定速度となった際に、この
   所定の速度にて上記移動手段を移動し、この所定の速度
   になってから所定時間後に、上記駆動手段の駆動力を上
   記第１の駆動力から徐々に小さくして上記第２の駆動力
   に変更する制御手段と、 を具備したことを特徴とする駆動装置。
2. 【請求項２】 原稿台に載置された原稿を読取走査する
   走査手段と、 この走査手段を移動する移動手段と、 第１の駆動力あるいは第１の駆動力より小さい第２の駆
   動力により、上記移動手段を駆動する駆動手段と、 上記移動手段による移動開始時、上記駆動手段を第１の
   駆動力で駆動している状態で、上記移動手段の移動速度
   を加速し、この移動速度が所定速度となった際に、この
   所定の速度にて上記移動手段を移動し、この所定の速度
   になってから所定時間後に、上記駆動手段の駆動力を上
   記第１の駆動力から徐々に小さくして、上記走査手段が
   所定の原稿画像の読取開始位置に達するまでの間に、上
   記第２の駆動力に変更する制御手段と、 を具備したことを特徴とする画像読取装置。