JP2001094726A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックスキャン動作時に何らかの原因でスキ
ャナの停止位置のずれが生じた場合には、停止位置を迅
速に元の目標停止位置に戻すよう制御する。 【解決手段】 バックスキャン動作が行われると、画先
信号を検出してから逆転ブレーキをショートブレーキに
切り換えるまでの間にスキャナが移動した距離を測定し
(ステップ１)、記憶する。次に、前回のバックスキャン
動作において、スキャナが停止した位置がＡ区間又はＢ
区間であるか、Ｃ区間又はＤ区間であるかを判断し(ス
テップ２)、停止位置がＡ区間又はＢ区間である場合は
（１）式に基づいて停止時間Ｔc1を算出し(ステップ
３)、停止位置がＣ区間又はＤ区間である場合は（２）
式に基づいて停止時間Ｔc2を算出する(ステップ４)。そ
して、次回のバックスキャンの際に、Ｔc1又はＴc2に基
づいて、画先信号が検出されてから制動動作を開始する
までの時間を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原稿の読み取りを行う
ために、スキャナを往復動させる画像読取装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は、一般的な画像読取装置を備えた
複写機において、スキャナが原稿の画像を読み取る動作
を示した平面模式図である。スキャナ１０は最初、同図
（ａ）に示すようにホームポジションにある。原稿サイ
ズ、拡大・縮小の有無、濃度、複写枚数等のモード設定
がなされた状態でスタートキーが押されると、スキャナ
１０は、ホームポジションから右側へ移動するフォワー
ドスキャン動作を開始する。

【０００３】スキャナを駆動する光学モータにはエンコ
ーダが取り付けられており、モータ軸が所定角度（例え
ば５度）回転するたびごとにパルスを発するようになっ
ている。このパルス数をカウントすることによって、ス
キャナ１０の移動距離を知ることができる。また、この
連続する二つのパルスの時間間隔を測定することによっ
て、スキャナ１０の移動速度を求めることができる。こ
の時間間隔の測定は、周波数一定のクロックパルスをカ
ウントすることによって行う。

【０００４】ホームポジションのやや右側には、画先セ
ンサ２１が設けられている。スキャナ１０がこの画先セ
ンサ２１を通過すると、画先センサ２１は常時その旨の
信号（「画先信号」という）を出力する。画先信号は、
原稿読み取り動作の開始など、種々の動作開始のトリガ
ー（基準信号）となる。スキャナ１０は、原稿ガラス台
に載せられた原稿を露光しながら原稿サイズに対応する
位置までフォワードスキャンを行った後（図7
（ｂ））、移動方向を逆転してバックスキャン動作に移
行する。

【０００５】バックスキャンの動作中にスキャナ１０が
画先センサ２１を通過すると、制御手段（不図示）は画
先信号を検知し、この時点から所定時間経過後に、スキ
ャナ１０に対する制動動作を開始する。この制動動作
は、最初に逆転ブレーキをかけてスキャナ１０を徐々に
減速させ、スキャナ１０が所定速度まで減速したところ
で、ブレーキを逆転ブレーキからショートブレーキに切
り換え、スキャナ１０が完全に停止するまでショートブ
レーキをかけ続ける。このとき、スキャナ１０がホーム
ポジションに停止するように、逆転ブレーキをかけ始め
るタイミング、および逆転ブレーキからショートブレー
キに移行するタイミングを予め設定しておく。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像読
取装置を備えた複写機では、一枚の原稿に対する複写枚
数が数十枚から１００枚、あるいはこれを超えるほど多
くなると、光学モータの温度上昇に起因して、ブレーキ
の効きが徐々に悪くなる。このため複写枚数が多くなる
と、バックスキャン後のスキャナ１０は、目標停止位置
であるホームポジションを超えた位置で停止するように
なる。このように各スキャン動作の停止位置がホームポ
ジションを超えた位置にずれると、次回の原稿読み取り
動作に要する時間が、余分にかかってしまう。そして、
複写枚数が多くなるほどこの影響は大きくなり、複写作
業にかかる時間が長くなる。

【０００７】また、スキャナの支持部材としてすべり軸
受けが使われているタイプのスキャナでは、室温などの
使用環境や連続使用による機内昇温によって、軸受けの
抵抗が瞬間的に変わる場合があり、これに起因して本来
停止すべきホームポジションから突発的に大幅にずれて
停止することがある。上記のようなずれに対して、従来
は、制御手段がソフトウェア的に演算を行って停止位置
の補正を行っていたが、突発的なずれが発生すると、そ
の大きく外れたデータの影響を受けて、正しい位置に戻
るまでに、通常のずれに対して数倍のスキャンを繰り返
さなければならないという問題があった。

【０００８】本発明は、このような技術的背景のもとに
なされたものであり、その目的は、バックスキャン動作
時に何らかの原因でスキャナの停止位置の突発的なずれ
が生じた場合に、停止位置を迅速に元の目標停止位置に
戻すよう制御する画像読取装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、スキャナのバックスキャン時に、前記
スキャナが基準位置を通過してから所定時間経過後に制
動動作を開始して、スキャナを目標停止位置に停止させ
る画像読取装置において、バックスキャン時における前
記基準位置から前記スキャナが停止するまでに前記スキ
ャナが移動した距離(「移動距離」)を測定する距離測定
手段と、前記距離測定手段によって測定された距離デー
タを、最新のバックスキャン動作から以前のバックスキ
ャン動作まで所定回数分記憶する記憶手段と、前回のバ
ックスキャン時におけるスキャナの停止位置が目標停止
位置を含む第一の区間にあるときは、前回のバックスキ
ャン動作における移動距離を算入する第一の式に基づい
て第一の停止時間を算出し、前回のバックスキャン時に
おけるスキャナの停止位置が第一の区間より外側の第二
の区間にあるときは、前回及び前々回のバックスキャン
動作における移動距離を算入する第二の式に基づいて第
二の停止時間を算出し、当該第一及び第二の停止時間に
基づいて今回のバックスキャン時の制動動作を開始する
タイミングを決定する演算手段とを具備することを特徴
とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
実施の一形態について説明する。図１は、本実施形態の
画像読取装置において、本発明のスキャナの停止位置を
補正する制御部のハードウェア構成を示したブロック図
である。

【００１１】図１において、ＣＰＵ２５は、装置全体の
動作の制御や後述のような種々の演算を行う。光学モー
タ２０は、スキャナにフォワードスキャン又はバックス
キャンをさせるための駆動源である。光学モータ２０に
は不図示のエンコーダが取り付けられており、モータ軸
が所定角度（例えば５度）ずつ回転するたびにパルス状
のＦＧ信号を発するようになっている。画先センサ２１
は、前述のように、スキャナが画先センサ２１を通過す
るときにスキャナを検出し、画先信号を出力する。

【００１２】逆転ブレーキ用タイマＩＣ２２は、外部ク
ロック（Ｅ−ＣＬＫ）のパルスをカウントして、バック
スキャンのときに画先信号が検出された時点からの時間
を計時する。周波数検出用タイマＩＣ２３は、光学モー
タ２０から出力されるＦＧ信号の隣り合うパルスの間隔
を、外部クロックをカウントすることによって求める。
ＣＰＵ２５は、このカウント値からＦＧ信号の周波数を
検出し、光学モータ２０の回転速度を求め、これからス
キャナの移動速度を算出する。パルス数測定用タイマＩ
Ｃ２４は、光学モータ２０から出力されるＦＧ信号のパ
ルス数をカウントする。このカウント値から、ＣＰＵ２
５は、スキャナの移動距離を算出する。ＣＰＵ２５の内
部には本発明の記憶手段としてのメモリが含まれてお
り、各種の測定値や算出値を一時的に記憶する。ＣＰＵ
２５の外部にメモリを設けることももちろん可能であ
る。

【００１３】図２は、バックスキャン動作におけるスキ
ャナの移動速度（ｖ）が、時間（ｔ）とともにどのよう
に変化するかを示したグラフの一例である。このグラフ
では、同図の曲線ｊと、縦軸及び横軸に囲まれた部分の
面積は、スキャナの移動距離に比例する。

【００１４】フォワードスキャンにおいてスキャナが原
稿右側端部に達すると、スキャナは停止し、ホームポジ
ションに戻るバックスキャンに移行する。バックスキャ
ンが始まってしばらくすると、スキャナは図７の左側に
向かって一定速度ｖ₀で移動する状態となる。そして、
時刻ｔ₀において画先センサ２１を通過すると、画先信
号が出力され、この画先信号の出力時点から、逆転ブレ
ーキ用タイマＩＣ２２によって計時動作を開始する。時
間Ｔ₁だけ経過すると、時刻ｔ₁において制動動作を開始
し、逆転ブレーキをかけ始めるととにも、時刻ｔ₁から
周波数検出用タイマＩＣ２３を用いてスキャナの速度検
出を行う。そして、逆転ブレーキによって減速するスキ
ャナの速度がｖ₁になったところで逆転ブレーキからシ
ョートブレーキへ切り換え、ここからスキャナが停止す
るまで、短時間ショートブレーキをかけ続ける。

【００１５】ところで、一枚の原稿に対する複写枚数が
多くなると、光学モータの温度上昇に起因して、逆転ブ
レーキの効きが徐々に低下する。すると、スキャナの移
動速度（ｖ）の変化は、図２の点線で示すように、傾き
がなだらかになり（傾きの絶対値が小さくなり）、その
結果、スキャナが停止するまでに要する時間が（ｔ₄−
ｔ₃）だけ長くなるとともに、停止するまでにスキャナ
が移動する距離も大きくなって、停止位置は、目標停止
位置であるホームポジションを超えるようになる。この
時、スキャナが余分に移動する距離は、図２の三角形Ａ
ＢＣの面積に比例する。このように各回のスキャン動作
の停止位置がホームポジションを超えた位置にずれる
と、次回の原稿読み取り動作に要する時間が余分にかか
ってしまう。そして、複写枚数が多くなるほどこのこと
はより大きく影響し、複写作業にかかる時間が長くな
る。

【００１６】そこで、ある回のスキャン動作が図２の点
線で示すような速度変化を示したときには、次回のスキ
ャン動作では、図３に示すように、逆転ブレーキをかけ
始めるタイミングをｔ₁よりも（ｔ₄−ｔ₃）／２＝Ｔ₂だ
け早めて、時刻ｔ₅からとなるよう制御することが知ら
れている。このようにすると、三角形ＡＸＤと三角形Ｂ
ＸＥの面積が等しくなって、スキャナは、目標停止位置
であるホームポジションに停止する。したがって、複写
枚数にかかる余分な時間を削減することが可能となる。

【００１７】しかしながら、すべり軸受けが使われてい
るタイプのスキャナでは、上で説明したような補正を行
うだけでは不十分な場合がある。すなわち、すべり軸受
けが使われているタイプのスキャナでは、室温や湿度な
どの使用環境や連続使用による機内昇温によって、軸受
けの抵抗が瞬間的に変わる場合があり、これに起因して
本来停止すべきホームポジションから突発的に大幅にず
れて、停止することがある。このような「突発的なず
れ」に対しては、単に前回の制動動作における速度変化
の状況だけで次回の制動動作を補正したのでは、目標停
止位置に迅速にスキャナを停止させることはできない。

【００１８】そこで、本実施形態では、前回のスキャナ
の停止位置が、目標停止位置を含む所定の区間内にある
ときは、 停止時間Ｔc1＝｛Ｓp−（Ｅave−Ｅt）／Ｃ｝／Ｖback （１） という式に基づいて停止時間Ｔc1を求め、この値に基づ
いて逆転ブレーキをかけ始めるタイミングを決定する。
この(１)式は、本発明の「第一の式」に該当する。

【００１９】ここで、「Ｓp」は、決定しようとする回
より一つ前の回のバックスキャンにおいて、画先信号が
検出されてからスキャナが停止するまでにスキャナが移
動した距離を表す。「Ｅave」は、過去３２回のバック
スキャンにおいて、画先信号が検出されてから、ブレー
キが逆転ブレーキからショートブレーキに切り換えられ
るまでの間にスキャナが移動した距離の相加平均を表
す。ただし、過去のスキャン回数が３２回に満たない場
合は、それまでに行われたスキャンの相加平均とする。
また、相加平均する回数は、必ずしも過去３２回である
必要はない。「Ｅt」は、スキャナがホームポジション
に正確に停止する理想的な止まり方をしたときの、画先
信号が検出されてから逆転ブレーキからショートブレー
キに切り換えられるまでにスキャナが移動した距離を表
し、予め設定されていてデフォルトで代入される。「Ｖ
back」は、バックスキャンにおいて制動動作に入る直前
に一定速度になっているスキャナの速度を表す。

【００２０】「Ｃ」は、スキャナを駆動する光学モータ
やブレーキの効き方などで変化する係数であって、実験
的に決定されるものである。本実施形態では、この
「Ｃ」の値を実験によって求める。図８〜図１０は、突
発ずれが発生した状態を人為的に作るために、縦軸の値
（画先センサ２１が画先信号を出力してから逆転ブレー
キがかかり始めるまでの時間）を強制的に一定時間ずら
した時に、これが収束するまでにどのくらいの複写をく
りかえさなければならないかを、Ｃの値を、１６、３
２、４０と変えてシミュレーション実験を行った結果を
示したグラフである。これらのグラフをみると、Ｃ＝３
２のときに最も収束枚数が少ないことが分かる。ただ
し、このＣの最適値は、スキャナの速度、重量などによ
って変わるため、Ｃ＝３２に限定されるものではない。

【００２１】（１）式によって求められた停止時間Ｔc1
は、次回のバックスキャンの際に、制動動作の開始、す
なわち逆転ブレーキのかけ始めのタイミングの決定に使
われる。(１)式には、「Ｅave」という、過去３２回の
平均値が含まれている。このため、直前の１回のバック
スキャンだけを考慮して補正する場合に比べ、突発的な
原因で停止位置がずれた場合にその影響が小さく、制動
動作の調整効果が高い。

【００２２】ところで、(１)式は、目標停止位置からの
ずれが比較的小さい場合の調整式としては有効である
が、目標停止位置からのずれがある程度大きくなると、
調整によってスキャナの停止位置が目標停止位置に収束
するまでに必要なスキャン回数が多くなる。そこで、本
実施形態では、このような場合に、 停止時間Ｔc2＝｛｛Ｓp−｛（Ｅave−Ｅt）＋（Ｅp−Ｅt）＋（Ｅpp−Ｅt）｝／ ３｝／Ｃ｝／Ｖback （２） という式に基づいて停止時間Ｔc2を求め、この値に基づ
いて逆転ブレーキをかけ始めるタイミングを調整する。
この(２)式は、本発明の「第二の式」に該当する。

【００２３】ここで、Ｅpは、決定しようとする回より
一つ前の回のバックスキャンにおいて、画先信号が検出
されてから、ブレーキが逆転ブレーキからショートブレ
ーキに切り換えられるまでの間にスキャナが移動した距
離を表す。また、Ｅppは、決定しようとする回から二つ
前の回のバックスキャンにおいて、画先信号が検出され
てから、ブレーキが逆転ブレーキからショートブレーキ
に切り換えられるまでの間にスキャナが移動した距離を
表す。なお、Ｓp、Ｅave、Ｅt、Ｃ、Ｖbackについては
（１）式の場合と同じである。

【００２４】前述のように、(２)式は、「Ｅave」とい
う過去３２回の平均値が含まれている他に、Ｅp及びＥp
pという、一つ前及び二つ前の回のバックスキャンにお
ける履歴が含まれている。このため、突発的な原因で停
止位置が大きくずれた場合でも、迅速にスキャナの停止
位置を目標停止位置に収束させることができる。

【００２５】次に、(１)式及び(２)式を用いて制動動作
を開始するタイミングを調整する具体的な方法について
説明する。図４は、この制御方法を示したフローチャー
トであり、図５は、スキャナの目標停止位置及びその前
後を模式的に示した図である。図５の横軸は、目標停止
位置前後の位置を表す。図５において、Ａ及びＢは目標
停止位置から比較的近い区間であり、Ｃ及びＤは、Ａ及
びＢの区間を超えた、目標停止位置から遠い区間であ
る。ＡとＣ、ＢとＤの各境界の位置は、それぞれの装置
ごとに予め定めて設定しておくが、代表的な値として、
例えば目標停止位置から±１０ｍｍとする。

【００２６】図４に示すように、バックスキャン動作が
行われると、画先信号を検出してから逆転ブレーキをシ
ョートブレーキに切り換えるまでの間にスキャナが移動
した距離を測定する(ステップ１)。この測定は、バック
スキャンが行われるたびに行われ、この測定値のデータ
は、必要な回数分だけメモリに記憶しておく。次に、前
回のバックスキャン動作において、スキャナが停止した
位置がＡ区間又はＢ区間であるか、Ｃ区間又はＤ区間で
あるかを判断する(ステップ２)。スキャナが停止した位
置がＡ区間又はＢ区間である場合には、（１）式に基づ
いて停止時間Ｔc1を算出し(ステップ３)、スキャナが停
止した位置がＣ区間又はＤ区間である場合には、（２）
式に基づいて停止時間Ｔc2を算出する(ステップ４)。算
出された停止時間Ｔc1又はＴc2は、メモリに格納してお
く。そして、次回のバックスキャンの際に、算出された
停止時間Ｔc1又はＴc2に基づいて、画先信号が検出され
てから制動動作を開始するまでの時間を調整する。逆転
ブレーキからショートブレーキに切り換えは、前述のよ
うに、スキャナの移動速度の検出値に基づいて、この値
が所定の速度になった時点で行う。

【００２７】図６は、バックスキャン動作時におけるス
キャナの移動速度（ｖ）と時間（ｔ）との関係を示した
グラフの一例である。同図において、実線で示す曲線ｋ
は、理想的な制動動作によってスキャナが停止したとき
のスキャナの速度と時間との関係の一例を示している。
これに対して、点線で示す曲線ｍは、多数回のスキャン
動作を経た後のある回のバックスキャン動作において、
何らかの突発的な原因でスキャナの停止位置が目標停止
位置からはずれたときに、上で説明した方法で停止時間
Ｔc1又はＴc2を算出し、これに基づいて次回のスキャン
動作において制動動作を開始するタイミングを調整した
ときのスキャナの移動速度（ｖ）と時間（ｔ）との関係
を示している。同図に示すように、三角形ＸＡＤの面積
と五角形ＸＹＥＢＺの面積は、ほぼ等しくなり、したが
って、曲線ｋの場合も、曲線ｍの場合も、スキャナの移
動速度の変化の仕方は異なるが、最終的な停止位置はほ
ぼ等しくなる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
前回のバックスキャン動作における移動距離を算入して
第一の停止時間を算出する第一の式と、前回及び前々回
のバックスキャン動作における移動距離を算入して第二
の停止時間を算出する第二の式とに基づいて、今回のバ
ックスキャン時の制動動作を開始するタイミングを調整
することにより、軸受けの抵抗が瞬間的に変わり、これ
に起因してスキャナが本来停止すべきホームポジション
から大きくずれ、その前後で停止することがあっても、
この「突発的なずれ」を適正に調整し、スキャナが目標
停止位置に停止するよう迅速に収束させることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置にお
いて、スキャナの停止位置を調整する制御部のハードフ
ェア構成を示したブロック図でる。

【図２】バックスキャン動作におけるスキャナの移動速
度（ｖ）が、時間（ｔ）とともにどのように変化するか
を示したグラフである。

【図３】逆転ブレーキをかけ始めるタイミングを早める
よう調整したときのスキャナの移動速度（ｖ）が、時間
（ｔ）とともにどのように変化するかを示したグラフで
ある。

【図４】スキャナの停止位置がずれたときに、スキャナ
の停止位置を目標停止位置に収束させるために、制動動
作を開始するタイミングを調整する制御手順を示したフ
ローチャートである。

【図５】スキャナの目標停止位置及びその前後を模式的
に示した図である。

【図６】本発明の実施の一形態の制御に基づいて調整し
たときの、バックスキャン動作時におけるスキャナの移
動速度（ｖ）と時間（ｔ）との関係を示したグラフであ
る。

【図７】一般的な画像読取装置を備えた複写機におい
て、スキャナが原稿の画像を読み取る動作を示した平面
模式図である。

【図８】逆転ブレーキがかかり始めるまでの時間を強制
的にずらした時に、この時間が一定値に収束するまでど
のくらいのスキャンをくりかえさなければならないか
を、Ｃ＝１６としてシミュレーション実験を行った結果
を示したグラフである。

【図９】逆転ブレーキがかかり始めるまでの時間を強制
的にずらした時に、この時間が一定値に収束するまでど
のくらいのスキャンをくりかえさなければならないか
を、Ｃ＝３２としてシミュレーション実験を行った結果
を示したグラフである。

【図１０】逆転ブレーキがかかり始めるまでの時間を強
制的にずらした時に、この時間が一定値に収束するまで
どのくらいのスキャンをくりかえさなければならないか
を、Ｃ＝４０としてシミュレーション実験を行った結果
を示したグラフである。

【符号の説明】

２０…光学モータ、 ２１…画先センサ、 ２２…逆手
ブレーキ用タイマＩＣ、２３…周波数検出用タイマＩ
Ｃ、 パルス数測定用タイマＩＣ、 ２５…ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキャナのバックスキャン時に、前記ス
   キャナが基準位置を通過してから所定時間経過後に制動
   動作を開始して、スキャナを目標停止位置に停止させる
   画像読取装置において、 バックスキャン時における前記基準位置から前記スキャ
   ナが停止するまでに前記スキャナが移動した距離(「移
   動距離」)を測定する距離測定手段と、 前記距離測定手段によって測定された距離データを、最
   新のバックスキャン動作から以前のバックスキャン動作
   まで所定回数分記憶する記憶手段と、 前回のバックスキャン時におけるスキャナの停止位置が
   目標停止位置を含む第一の区間にあるときは、前回のバ
   ックスキャン動作における移動距離を算入する第一の式
   に基づいて第一の停止時間を算出し、前回のバックスキ
   ャン時におけるスキャナの停止位置が第一の区間より外
   側の第二の区間にあるときは、前回及び前々回のバック
   スキャン動作における移動距離を算入する第二の式に基
   づいて第二の停止時間を算出し、当該第一及び第二の停
   止時間に基づいて今回のバックスキャン時の制動動作を
   開始するタイミングを決定する演算手段と、を具備する
   ことを特徴とする画像読取装置。