JP2006138949A - 読み取り制御装置、画像読み取り装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行体の異常処理をすべてハードウェアで行い、異常時に遅れを生じることなく走行体を停止させ、ソフトウェアの制御負担を軽くする。
【解決手段】原稿面に沿って往復移動可能に設けられた走行体と、この走行体を移動させるためのステッピングモータと、このステッピングモータの駆動を制御する駆動制御板と、走行体が所定のホームポジションに位置しているかを検知する検知部とホームポジションセンサとを備えた画像読み取り装置において、検知部とホームポジションセンサが、第１および第２キャリッジがホームポジションに戻っていないことを検出した場合に、異常処理信号を発生するＥｘＯＲ回路３３と、このＥｘＯＲ回路３３から異常処理信号を受けたとステッピングモータの動作を停止させるアンド回路３５とを設ける。
【選択図】図５

Description

本発明は、移動する光学系により原稿を露光走査することによって、原稿の画像を読み取る読み取り制御装置、この読み取り制御装置を備えた画像読み取り装置、およびこの画像読み取り装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、スキャナなどの画像形成装置においては、移動する走査光学系により原稿を露光走査することによって、原稿の画像を読み取る画像読み取り装置が設けられている。画像読み取り装置は原稿がセットされるコンタクトガラスの下に位置し、原稿を照明する光源と原稿からの反射光をイメージセンサの方向に反射させるミラーを搭載した走行体が配設されている。この走行体は原稿の副走査方向にステッピングモータのような駆動源によって機械的に移動される。しかしながら、走行体の移動や停止にはイナシャーが大きく影響するため、暴走などの異常時に瞬時に停止させることが困難であった。

そこで、例えば特許文献１では、走行体の位置を検出するセンサ信号、走行体が正常に移動したかどうかを判断する判断処理、モータの停止処理などがソフトウェアによって処理（制御）されていることが開示されている。また、特許文献２では、モータの停止処理をＣＰＵを介してソフト制御を行うことが開示されている。
特開２００２−８４３９３号公報 特開２００１−５１１８号公報

しかしながら、前記特許文献１および２はソフト的な制御のため、異常時のモータ停止動作にはどうしても遅れが生じてしまう。また、停止位置によっては走行体が側板などに衝突する可能性がある。さらに、ソフト制御で行うため異常処理のソフト領域のメモリが必要となり、異常処理のため割り込み処理も必要となるため、通常のソフトより複雑になる。

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、走行体の異常処理をすべてハードウェアで行い、異常時に遅れを生じることなく走行体を停止させ、ソフトウェアの制御負担を軽くするとともに、少しでもメモリ容量を減らすことにある。

前記目的を達成するため、第１の手段は、原稿面に沿って移動する走行体と、この走行体を駆動するモータとを有し、原稿を光り走査して読み取る読み取り装置の読み取り制御を行う読み取り制御装置において、前記走行体がホーム位置から原稿の走査を終えて再度ホーム位置に戻るまで前記モータを所定の量だけ駆動する手段と、前記モータを前記所定の量だけ駆動した場合に、前記走行体がホーム位置にあるか否かを検出する検出手段と、この検出手段によって前記走行体が前記ホーム位置に戻っていないことを検出した場合にその旨の信号を出力する手段と、前記その旨の信号を受けて前記モータの動作を停止させる停止手段とをハード構成の回路により構成したことを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記モータはステッピングモータからなり、前記駆動する手段は前記走行体を前記所定量の移動させるだけのクロックパルスを前記駆動モータを印加することを特徴とする。

第３の手段は、第１または第２の手段において、前記停止手段は、前記その旨の信号を受けたとき、前記モータへ与える前記クロックパルス供給を停止することを特徴とする記載の読み取り制御装置。

第４の手段は、第１または第２の手段において、前記停止手段は、前記その旨の信号を受けたとき、前記モータへ与えるのモータ電流の供給を停止することを特徴とする。

第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記停止手段は、前記その旨の信号を受けたとき、前記駆動する手段に前記モータに与えるクロックパルスおよび／またはモータ電流の供給停止を指示することを特徴とする。

第６の手段は、第１ないし第５の手段において、前記停止手段が、前記ホームポジションを検出する検出位置を定めたパルスカウント値と前記モータクロックが入力され、前記パルスカウント値と前記モータクロック値をカウントして比較した結果であるホームポジションセンサ検出タイミング信号を出力するカウンタと、前記カウンタからのホームポジションセンサ検出タイミング信号と前記ホームポジションセンサからの検知結果とからホームポジション検知結果信号を出力するフリップフロップと、前記フリップフロップからのホームポジション検知結果信号とホームポジション検知の規定値とからイネーブル／ディスイネーブル信号のいずれかを出力するＥｘＯＲ回路と、前記ディスイネーブル信号とモータクロックとが入力されたときに前記モータに供給するモータクロックの出力を停止させるアンド回路とから構成されていることを特徴とする。

第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段に係る読み取り制御装置を画像読み取り装置が備えていることを特徴とする。

第８の手段は、第７の手段に係る画像読み取り装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。

後述の実施例において、走行体は第１キャリッジ１と第２キャリッジ２に、駆動モータはステッピングモータ８に駆動する手段は駆動制御板２１に、検出手段は検知部１１とホームポジションセンサ（ＨＰセンサ）１２に、その旨の信号を出力する手段はフリップフロップ３２に、停止手段はＥＸ・ＯＲ回路３３およびアンド回路３５にそれぞれ対応する。

本発明によれば、走行体がホーム位置から原稿の走査を終えて再度ホーム位置に戻るまでモータを所定の量だけ駆動する手段と、モータを前記所定の量だけ駆動した場合に、前記走行体がホーム位置にあるか否かを検出する検出手段と、この検出手段によって前記走行体が前記ホーム位置に戻っていないことを検出した場合にその旨の信号を出力する手段と、前記その旨の信号を受けて前記モータの動作を停止させる停止手段とをハード構成の回路により構成したので、モータ停止の遅れをなくすことができ、ソフトウェア処理の負担を軽減することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の実施形態に係る画像読み取り装置の走査駆動系の主要部を示す斜視図、図２は画像読み取り部の主要部の構成を示す説明図である。

画像読み取り装置の読み取り部は、原稿（図示しない）がセットされる透明なガラス板で構成されたコンタクトガラス１３の下方に配置されている。読み取り部は、原稿に光を照射する光源である露光ランプ１４、露光ランプ１４からの出射光を所定の方向に反射する第１ミラー１５を備えた第１キャリッジ１、第１ミラー１５からの反射光を所定の方向に反射するための第２ミラー１６と第３ミラー１７を備えた第２キャリッジ２、第３ミラー７からの反射光を集光する結像レンズ１８、及び集光された光学撮像を光電変換するイメージセンサであるＣＣＤ１９を備えている。

第１および第２キャリッジ１，２は、従来の画像読み取り装置と同様に、駆動モータであるステッピングモータ８により、図１において右方向すなわち副走査方向へ移動させることによって原稿の画像全面を読み取るようになっている。すなわち、第１および第２キャリッジ１，２はガイドレール(図示しない)によって図１の二重矢印で示すフォワード方向およびリターン方向に移動可能に支持されており、ステッピングモータ８はそのタイミングプーリ１０およびタイミングベルト７を介して駆動軸４のタイミングプーリ９を回転駆動する。駆動軸４の両端部には、それぞれワイヤプーリ５が固定されており、これらワイヤプーリ５にそれぞれ掛けられた２本の対称に張られたワイヤ３に第１および第２キャリッジ１，２の両側部が固定されている。なお、図１における６−１，６−２，６−３および６−４はアイドルプーリ、１１は検知部、１２はホームポジションセンサ（以下、ホームポジションをＨＰと称する）である。また、図２における２０は画像処理とステッピングモータ８の駆動制御板２１を制御するスキャナ制御板である。

電源スイッチ（図示しない）をオンすると、ホーミングのためにステッピングモータ８が駆動を開始し、第１および第２キャリッジ１，２がフォワード側に移動する。一定距離移動すると、ステッピングモータ８は逆転（リターン）を開始し、ＨＰセンサ１２が第１キャリッジ１の下部に設けられた検知部１１を検知すると、一定パルス分リターン方向に移動して停止して待機する。この停止位置がＨＰとなる。読み取り指令が発せられるとこのＨＰより読み取り動作を開始する。なお、第１および第２キャリッジ１，２は、第１キャリッジ１が距離Ｌ進む間に、第２キャリッジ２は距離Ｌ／２進むようにして、レンズの光路長を一定に保ちながら原稿の全体を走査するようになっている。

図３はステッピングモータ８の駆動制御板２１の回路構成を示すブロック図である。上述したように、駆動モータ８は駆動制御板２１によって駆動制御される。駆動制御板２１は画像読み取り装置全体を制御する上位のＣＰＵを搭載したスキャナ制御板２０からステッピングモータ駆動クロック、正逆転信号、イネーブル信号、分割数切換信号、駆動電流切換信号等が印加される。駆動電流切換信号がステッピングモータ８の各相に流れる駆動電流を制御する。モータ駆動制御板２１はこれら信号を基にステッピングモータ８を制御する。ステッピングモータ８の速度は駆動クロックの周波数で決定するので、駆動ロック周波数によってステッピングモータ８の相切換えタイミングを制御し、駆動クロック周波数が高いと速く、低いと遅くなる。駆動クロック周波数を制御することにより、多種多様のスローアップ制御、速度制御ができる。駆動電流は、スローアップ、スローダウン、読み取り動作時、リターン時、待機時などの状態により電流を切換え制御する。

コンタクトガラス１３に原稿を載置し、スタートキー（図示しない）を押下すると、所定タイミングでスキャナ制御板２０から駆動制御板２１へ駆動クロックが出力され、ステッピングモータ８が駆動を開始すると同時に、第１キャリッジ１と第２キャリッジ２がＨＰ位置からフォワード側に移動を開始する。駆動制御はステッピングモータ８を変倍率、原稿サイズ、用紙サイズ等で予め決まられた速度パターンに基づいて駆動制御する。

図４はキャリッジの基本駆動パターンを示す図である。すなわち、スタートキーを押下すると、第１キャリッジ１と第２キャリッジ２がステッピングモータ８の駆動によりフォワード方向に走行を開始し、コンタクトガラス１３上に載置された原稿（図示しない）を露光ランプ１４により照射し、その反射光を第１ミラー１５、第２ミラー１６、第３ミラー１７を介して結像レンズ１８によりＣＣＤ１９に結像し、原稿を読み取る。読み取った画像データはスキャナ制御板２０に転送され、画像処理を行う。原稿読み取りを完了するとリターン過程へと移り、ステッピングモータ８は逆転を開始する。このとき第１キャリッジ１を高速で移動させ、第２キャリッジ２はその半分の速度で高速リターンする。リターン時の移動量はフォワード側に移動したパルス分戻ればよい。第１キャリッジ１に設けた検知部１１がホームポジションセンサ１２を通過し、ステッピングモータ８はＨＰ位置で停止する。

ホーミングは電源投入時、紙詰まり処理終了後、異常処理終了後に行う。まず、ＨＰセンサ１２がＯＮすなわち検知板１１を検知している状態か、ＨＰセンサ１２がＯＦＦすなわち検知板１１が通り抜けている状態かを判断する。ＯＮしていると、走行体１をＨＰセンサがＯＦＦする方向（フォワード方向）にＯＦＦするまで移動する。ＨＰセンサ１２がＯＦＦすると、規定パルス分移動し停止した後、ＨＰセンサがＯＮする方向（リターン方向）に移動を開始し、ＨＰセンサがＯＮすると規定のパルス分移動して停止する。この位置が走行体１のホームポジションとなる。
走行体１がＨＰに戻っていないことを検出した場合に異常処理信号を発生する異常信号発生回路は、スキャナ制御板２０に搭載されており、その構成は、図５に示すように、カウンタ３１と、フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）３２と、ＥｘＯＲ回路３３と、ＨＰセンサ１２を検知したときに信号を出力するＨＰセンサ信号出力回路３４、およびアンド（ＡＮＤ）回路３５とを備えている。カウンタには、ＨＰを検知する検出位置を定めたパルスカウント値を書き込むラインと、モータクロックを入力するラインと、パルスカウント値とモータクロックをカウントして比較した結果を出力するラインが設けられている。この出力ラインがＨＰセンサ１２の検出タイミング信号となる。

フリップフロップ３２は、カウンタ３１の検知タイミング信号出力を入力するラインと、ＨＰセンサ１２がＨＰ検知結果信号を入力するラインとが設けられている。フリップフロップ３２は、検出タイミング信号によってＨＰ検知結果信号を次段のＥｘＯＲ回路３３に出力する。ＥｘＯＲ回路３３は、ＨＰ検知結果信号を入力するラインと、ＨＰ検知の既定値を入力するラインとが設けられている。既定値とは、カウンタ３１のＨＰ検知タイミング出力時に、ＨＰセンサ１２がハイレベルまたはローレベルを定める信号である。ＨＰ検知結果信号とＨＰ検知の既定値が同一であると、正常にステッピングモータ８は駆動していると判断し、イネーブル（ｅｎａｂｌｅ）信号としてＥＸ・ＯＲ回路はハイレベル信号を出力する。不一致の場合にはディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）信号としてローレベル信号を出力する。このディセーブル信号は、モータ駆動制御板２１に出力し、これを受けたモータ駆動制御板２１はモータ電流を停止するとともに、アンド回路３５に出力する。アンド回路３５にはモータクロック信号が入力されている。ディセーブル状態（Ｌレベル）であればモータクロックはモータ駆動制御板２１に出力されない。また、ディセーブル状態（Ｌレベル）をモータ駆動制御板２１に出力しても、モータ駆動制御板２１はローレベル信号なのでモータ電流を流さない方向に働く。
画像読取り時の動作を説明する。検知部１１がＨＰセンサ１２の上に位置し、ＨＰセンサ１２を切っている場合（挿入時）には、ＨＰセンサ１２の出力はローレベルであり、検知部１１がＨＰセンサ１２の上から離れ、いわゆる検知部１１が抜けている場合にはＨＰセンサ１２の出力はハイレベルとなる。また、ＨＰセンサ１２の信号を読み取る位置は、第１キャリッジ１の移動量で決定、すなわちステッピングモータ８への出力パルス数で決定する。正常動作後、検知部１１はＨＰセンサ１２を切った後、例えば第１キャリッジ１が移動量で約１０ｍｍ進む６００パルス分リターン方向に進んだ位置で停止している。この時ＨＰセンサ１２出力はＬレベルになっている。

正常動作においては、プリントスイッチ（図示しない）が押下されると、カウンタ３１に与える検出位置（パルスカウント値）を例えば２４０（第１キャリッジ１移動量で約４ｍｍ）に変更する（待機時は０値になっている）。ステッピングモータ８が起動し、第１キャリッジ１が移動を開始して、カウンタ３１のパルスカウントが２４０に達すると、カウンタ３１はフリップフロップ３２に信号を出力し、フリップフロップ３２はこの信号をトリガーにＨＰセンサ１２の信号であるローレベルの信号をＥｘＯＲ回路３３に出力する。ＨＰセンサ１２の信号既定値は、検知部１１がＨＰセンサ１２をまだ切っている位置なので、出力はローレベルに設定してある。ＥｘＯＲ回路３３は、ＨＰセンサ１２の信号とＨＰセンサ１２の信号既定値とを比較する。これら２信号はロー、ローなのでハイレベルを出力する。ハイレベルはイネーブル信号である。駆動制御板２１にイネーブル信号を信号を出力するとともに、モータクロックとイネーブル信号を比較するＡＮＤ回路３５に出力する。ＡＮＤ回路３５ではイネーブル信号がハイレベルなので、モータクロック入力をそのまま駆動制御板２１に出力する。その後、第１キャリッジ１が移動続ける。

次に、カウンタ３１に与える検出位置（パルスカウント値）を１２００（第１キャリッジ１の移動量はＨＰから約２０ｍｍ）に変更する。１２００パルス（約２０ｍｍ）は検出部１１がＨＰセンサ１２から完全に抜けた位置になる。カウンタ３１のパルスカウントが１２００に達すると、カウンタ３１はフリップフロップ３２に信号を出力し、フリップフロップ３２はこの信号をトリガーにＨＰセンサ１２のハイレベル信号をＥｘＯＲ回路３３に出力する。ＨＰセンサ１２の信号既定値は、検知部１１がＨＰセンサ１２を抜けた位置なので、出力はハイレベルに設定してある。ＥｘＯＲ回路３３はＨＰセンサ１２の信号とＨＰセンサ１２の信号既定値とを比較する。２信号はハイ、ハイなので、ハイレベル信号を出力する。ハイレベルはイネーブル信号である。駆動制御板２１にイネーブル信号を出力するとともに、モータクロックとイネーブル信号を比較するＡＮＤ回路３５に出力する。ＡＮＤ回路３５では，イネーブル信号がハイレベルなのでモータクロック入力をそのまま駆動制御板２１に出力する。

次に、異常動作時に付いて説明する。プリントスイッチの押下後のカウント値２４０までは正常に動作をしたが、その直後ステッピングモータ８が脱調し、検知部１１がＨＰセンサ１２を抜けなかった場合、カウンタ３１のパルスカウントが１２００に達すると、カウンタ３１はフリップフロップ３２に信号を出力し、フリップフロップ３２はこの信号をトリガーにしてＨＰセンサ１２の信号のハイレベル信号をＥｘＯＲ回路３３に出力する（ＨＰセンサ１２は検知部１１が抜けないのでローレベル出力となる）。ＨＰセンサ１２の信号既定値は、検知部１１がＨＰセンサ１２を抜けた位置になるので、出力はローレベルに設定されている。ＥｘＯＲ回路３３はＨＰセンサ１２の信号とＨＰセンサ１２の信号既定値（検知部１１がＨＰセンサ１２を抜けている位置なのでハイである）を比較し、２信号はローとハイなのでローレベル信号を出力する。ローレベルはディセーブル信号である。そして、駆動制御板２１にこのディセーブル信号を出力するとともに、モータクロックとディセーブル信号を比較するＡＮＤ回路３５に出力する。ＡＮＤ回路３５ではディセーブル信号がローレベルなのでモータクロックは駆動制御板２１に出力されない。また、モータ制御板の２１はディセーブル信号を受けるとモータ電流を停止する。ステッピングモータ８は、モータ電流を止めてもクロックが出ているとモータ電流が下がりきるまでは駆動を続けるが、このようにモータクロックを停止するので即ステッピングモータ８を停止させることでき、かつ、ステッピングモータ８へ与えるモータ電流も停止させるので、ステッピングモータ８への過電流防止ができる。

この回路はカウンタ３１とＨＰセンサ１２の信号既定値を設定することにより、キャリッジのどの位置でも検出が可能となる。以上の検知は、あと一個所リーターン終了直前に行ってもよい。

前述した画像読み取り装置は、複写機、ファクシミリ、スキャナ、あるいはプリンタやファクシミリ機能を備えた複合複写機などの画像形成装置に設けられる。画像形成装置は図示していないが、潜像担持体としての感光体ドラムの周辺に、回転方向に沿って、感光体ドラムの表面を一様に帯電する帯電装置、上述した画像読み取り装置からの画像情報に基づいて変調されたレーザビームを感光体ドラムに照射する光走査装置、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナー現像する現像装置、感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置、転写後に感光体ドラム上に残ったトナーを除去するクリーニング装置など、従来から周知の構成が順に配設される。

なお、画像形成装置としてはこのような電子写真方式のもののほかに、インクジェット方式などのように液滴を使用して印刷するもの、サーマルヘッドを使用するものなどのような公知の画像形成方式を採用したもの全般が使用できる。

本発明に係る画像読み取り装置の一実施の形態における駆動系の主要部を示す斜視図である。 画像読み取り部の主要部の構成を示す説明図である。 ステッピングモータの駆動制御板の回路構成を示すブロック図である。 キャリッジの基本駆動パターンを示す図である。 異常処理発生部の電気的な構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 第１キャリッジ１
２ 第２キャリッジ
８ ステッピングモータ
１１ 検知部
１２ ホームポジションセンサ（ＨＰセンサ）
１４ 露光ランプ
１５，１６，１７ ミラー
１９ ＣＣＤ
２０ スキャナ制御板
２１ 駆動制御板
３１ カウンタ
３２ フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）
３３ ＥｘＯＲ回路
３４ ＨＰセンサ信号出力回路
３５ アンド（ＡＮＤ）回路

Claims (8)

1. 原稿面に沿って移動する走行体と、この走行体を駆動するモータとを有し、原稿を光り走査して読み取る読み取り装置の読み取り制御を行う読み取り制御装置において、
   前記走行体がホームポジションから原稿の走査を終えて再度前記ホームポジションに戻るまで前記モータを所定の量だけ駆動する手段と、
   前記モータを前記所定の量だけ駆動した場合に、前記走行体がホームポジションにあるか否かを検出する検出手段と、
   この検出手段によって前記走行体が前記ホームホームポジションに戻っていないことを検出した場合にその旨の信号を出力する手段と、
   前記その旨の信号を受けて前記モータの動作を停止させる停止手段と、
   を回路により構成したことを特徴とする読み取り制御装置。
2. 前記モータはステッピングモータからなり、前記駆動する手段は前記走行体を前記所定量の移動させるだけのクロックパルスを前記駆動モータを印加することを特徴とする請求項１記載の読み取り制御装置。
3. 前記停止手段は、前記その旨の信号を受けたとき、前記モータへ与える前記クロックパルス供給を停止することを特徴とする請求項１または２記載の読み取り制御装置。
4. 前記停止手段は、前記その旨の信号を受けたとき、前記モータへ与えるモータ電流の供給を停止することを特徴とする請求項１または２記載の読み取り制御装置。
5. 前記停止手段は、前記その旨の信号を受けたとき、前記駆動する手段に前記モータに与えるクロックパルスおよび／またはモータ電流の供給停止を指示することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の読み取り制御装置。
6. 前記停止手段が、
   前記ホームポジションを検出する検出位置を定めたパルスカウント値と前記モータクロックが入力され、前記パルスカウント値と前記モータクロック値をカウントして比較した結果であるホームポジションセンサ検出タイミング信号を出力するカウンタと、
   前記カウンタからのホームポジションセンサ検出タイミング信号と前記ホームポジションセンサからの検知結果とからホームポジション検知結果信号を出力するフリップフロップと、
   前記フリップフロップからのホームポジション検知結果信号とホームポジション検知の規定値とからイネーブル／ディスイネーブル信号のいずれかを出力するＥｘＯＲ回路と、
   前記ディスイネーブル信号とモータクロックとが入力されたときに前記モータに供給するモータクロックの出力を停止させるアンド回路と、
   から構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の読み取り制御装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の読み取り制御装置を備えていることを特徴とする画像読み取り装置。
8. 請求項７記載の読み取り装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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