JP2007074643A - Image reading apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像読取装置に関し、特にその制御基板に関するものである。 The present invention relates to an image reading apparatus, and more particularly to a control board thereof.
従来の複写機に組み込まれている画像読取装置では、複写機の画像形成部に比べ、構成が比較的簡単である、そのため、制御基板の集積化が進行し、制御部は1枚の制御基板で構成されている。この背景には年々高機能化している画像処理部が1チップに集積され、部品点数の大幅な削減が実現できたことによるところが大きい。 An image reading apparatus incorporated in a conventional copying machine has a relatively simple configuration as compared with an image forming unit of the copying machine. Therefore, integration of control boards has progressed, and the control unit has one control board. It consists of This is largely due to the fact that image processing units, which are becoming more sophisticated year by year, are integrated on one chip, and the number of parts can be greatly reduced.
ところで、画像読取装置は、縮小光学系により、CCDに代表されるラインイメージセンサを用いて読取部を光学モータで駆動し、順次連続するラインイメージを読み取って所望の原稿を読み取る構成になっているものがほとんどである。 By the way, the image reading apparatus has a configuration in which a reading unit is driven by an optical motor using a line image sensor typified by a CCD by a reduction optical system, and a desired original is read by sequentially reading line images. Most are things.
従って、画像処理以外のメカニカルな動作を制御する制御部の仕様は、製品毎に読取部を駆動する駆動速度が異なる程度で、低速機から高速機まで大差はない。 Therefore, the specifications of the control unit that controls the mechanical operation other than the image processing are such that the driving speed for driving the reading unit is different for each product, and there is no great difference from the low speed machine to the high speed machine.
また一方、このような画像読取装置には、複数枚の原稿を自動的に1枚ずつ画像読取装置の画像読取部に搬送し、順次原稿画像を読み取ることができるオートドキュメントフィーダ(以降ADFと記す)が標準装備、またはオプション設定されているのが普通である。このようなADFは複雑な紙搬送を実現するメカニカルな構造を必要とし、高速な画像読取装置に接続される機種は、高速に原稿を搬送するために駆動負荷を分散し、駆動源であるステッピングモータの個数が低速機に対して多いのが普通である。また、原稿の搬送タイミングに精度を要するため、原稿の位置を検出するセンサ類の数も低速機に比較して多くなっている。 On the other hand, in such an image reading apparatus, an automatic document feeder (hereinafter referred to as ADF) capable of automatically conveying a plurality of originals one by one to the image reading unit of the image reading apparatus and sequentially reading the original images. ) Is usually standard or optional. Such an ADF requires a mechanical structure that realizes complicated paper conveyance. A model connected to a high-speed image reading device distributes a driving load to convey a document at high speed, and is a stepping source that is a driving source. The number of motors is usually larger than that of low speed machines. Further, since accuracy is required for the document conveyance timing, the number of sensors for detecting the position of the document is also increased compared to the low-speed machine.
従って、ステッピングモータやセンサの数が少ない低速機に装備されるADFは、画像読取装置の制御部が、ダイレクトにステッピングモータの駆動クロックを出力したり、ADFのセンサ出力を入力してADFを制御することが可能であった。しかし、高速機に装備されるADFでは制御負荷が重く、画像読取装置の制御部がダイレクトに制御することが困難である。そこで、ADFにもこれらの負荷を制御する制御部を設けて、画像読取装置の制御部とADFの制御部がお互いに通信してタイミングを調整しながらADFを用いた画像読み取りを行っていた。 Therefore, the ADF installed in a low-speed machine with a small number of stepping motors and sensors controls the ADF by the control unit of the image reading device directly outputting the driving clock of the stepping motor or inputting the sensor output of the ADF. It was possible to do. However, the ADF installed in a high-speed machine has a heavy control load, and it is difficult for the control unit of the image reading apparatus to directly control. Therefore, a control unit for controlling these loads is also provided in the ADF, and the control unit of the image reading apparatus and the control unit of the ADF communicate with each other to adjust the timing and perform image reading using the ADF.
(画像読取装置の動作概略)
図を用いて、まず1枚のシート原稿を読み取る画像読取装置の動作概略について説明する。
(Outline of operation of image reading apparatus)
First, an outline of the operation of the image reading apparatus that reads one sheet original will be described with reference to the drawings.
図18のように、原稿照明ランプ1201によって照明された原稿台ガラス1203上に置かれた原稿1204の画像は、第1ミラー1205、第2ミラー1206、第3ミラー1207、レンズ1208を介してカラーCCD1209上に結像し、原稿1204のラインイメージを読み取る。原稿照明ランプ1201と第1ミラー1205から構成される読取部1210は矢印A方向に移動し、順次ラインイメージを読み取る。その際、第2ミラー1206及び第3ミラー1207も矢印A方向に移動し、原稿面からカラーCCD1209までの距離(光路長)が一定となるように不図示の駆動系によって駆動される。
As shown in FIG. 18, the image of the original 1204 placed on the
実際に図18の構成で原稿1204の原稿画像が読み取られるシーケンスを説明する。
オペレータにより、原稿読み取りのコマンドが入力されると(具体的にはコピーボタンを押すなど)、光学系1Rは、読取部1210を図18の配置(これをホームポジションとする)から不図示の駆動系により、矢印B方向に移動させ、読み取り位置をシェーディング補正板1211の真下に配置する。次に光学系1Rは原稿照明ランプ1201を点灯させ、シェーディング補正板1211を照明し、シェーディング補正板1211のラインイメージをミラー1205、ミラー1206、ミラー1207、レンズ1208を介してカラーCCD1209へ導く。
カラーCCD1209で読み取られたシェーディング補正板1211のラインイメージの画素毎の出力信号は不図示の画像処理回路によって、全ての画素の出力レベルが所定のレベルになるように補正される。この画像処理によって、原稿照明ランプ1201の照度ムラ、レンズ1208の周辺光量落ち、カラーCCD1209の画素毎の感度ムラが補正され、原稿画像の読み取りムラが補正される。
A sequence in which the document image of the
When an original reading command is input by an operator (specifically, a copy button is pressed), the
The output signal for each pixel of the line image of the
シェーディング補正処理が終了すると、読取部1210は、不図示の駆動系によりさらに矢印B方向に移動し、流し読みウインドウ1212の直下に配置される(流し読みウインドウ1212については、後述する)。
When the shading correction process is completed, the
流し読みウインドウ1212の真下は原稿画像の読み取りスタート位置であり、この位置から不図示の駆動系は、矢印A方向に読取部を加速移動させ、読み取り位置が、圧板1213に押さえ込まれて平面性を維持した原稿1204の先端部に達するまでに所定の速度に等速駆動されるように制御される。
Immediately below the
読取部1210の読み取り位置が原稿1204の先端部に達すると、カラーCCD1209は原稿1204のラインイメージを順次読み取り開始する。
When the reading position of the
不図示の駆動系は、読取部1210を等速のまま矢印A方向に移動させ、原稿1204の終端まで読み取りが終了した後、駆動を停止し、矢印B方向に読取部1210を移動させて、図18に示した配置、即ちホームポジションに戻し、一連の画像読み取りを終了して、次回の読み取りに備え待機する。
以上で、画像読取装置によるシート原稿読み取りの基本的な画像読み取り動作についての説明を終了する。
A driving system (not shown) moves the
This is the end of the description of the basic image reading operation for reading a sheet original by the image reading apparatus.
次にオートドキュメントフィーダ(ADF)が装備された画像読取装置の動作概略について説明する。ADFは、大量の原稿を自動的に連続交換する機能を有しており、原稿を1枚1枚取り替える手間を省くことができ、複写時間を短縮することができる。 Next, an outline of the operation of the image reading apparatus equipped with an auto document feeder (ADF) will be described. The ADF has a function of automatically and continuously exchanging a large number of documents, so that it is possible to save the trouble of replacing each document one by one and shorten the copying time.
ADFを用いた読み取り動作について図19を用いて説明する。ADF1300が図18の圧板1213に置き換えられて装着された画像読取装置において、読取部1210がホームポジション(即ち図18の位置)に位置しているとき、オペレータにより、原稿読み取りのコマンドが入力される(具体的にはコピーボタンを押すなど)。すると、不図示の駆動系及び不図示の画像処理回路は、図18の説明で述べたシェーディング補正を実施したのち、図19の部材配置になるよう各部材を移動し、読取部1210の位置を固定する。この位置は図18で説明したスタートポジションと同じ位置にあたる。スタートポジションには流し読みウインドウ1212が設けてあり、ADF読取りの場合は、複数枚数の原稿は給紙トレイ1301に載置される。読取りが開始されると、原稿は1枚ずつ給紙ローラ1302及び1303によって給紙され、矢印方向に回転する搬送ローラ1305によってガイド1304、1307、1306と搬送ローラ1305のスリットを通り、排紙トレイ1308に排出される。
A reading operation using the ADF will be described with reference to FIG. In the image reading apparatus in which the ADF 1300 is replaced with the
搬送ローラ1305の回転スピードは、読取り倍率によって決定する。搬送ローラ1305によって搬送される原稿は、流し読みウインドウ1212より読取部1210によって画像が読み取られる。
The rotation speed of the
以上説明したように、図18または図19の構成によって読み取られた原稿のラインイメージデータは順次不図示の画像出力部に送出され、画像出力部によって、読み取られた画像が形成される。 As described above, the line image data of the original read by the configuration of FIG. 18 or FIG. 19 is sequentially sent to the image output unit (not shown), and the read image is formed by the image output unit.
(画像読取装置の制御回路)
次に、図を用いて従来の画像読取装置の制御回路について説明する。
図20は、比較的低速な読み取り速度である画像読取装置の制御基板ブロック図である。後に比較的高速な読み取り速度である画像読取装置の制御基板ブロック図についても説明するが、シート原稿を読み取る場合もADFを用いた複数枚の原稿読み取りの場合も先に説明した動作概略に差異はないことをここで断っておく。
(Control circuit of image reading apparatus)
Next, a control circuit of a conventional image reading apparatus will be described with reference to the drawings.
FIG. 20 is a control board block diagram of an image reading apparatus having a relatively low reading speed. The control board block diagram of the image reading apparatus, which has a relatively high reading speed, will be described later. However, there is a difference in the operation outline described above both when reading a sheet original and when reading a plurality of originals using ADF. I will refuse here.
(低速画像読取装置についての説明)
画像読取装置1500は制御基板1517上にシステム制御を実行するCPU1501、CPU1501の制御アルゴリズムが格納されたROM1502、CPU1501のデータを展開するRAM1503がシステムバス1504で接続されている。CPU1501はROM1502に格納されているプログラムを読み出し、適宜RAM1503を作業領域としながらシステム制御を行う。システムバス1504には画像読取装置1500が読み取った原稿画像の画像データを処理する画像処理ASIC1505も接続されている。CPU1501は必要に応じて画像処理ASIC1505内部に構成されているレジスタにデータセットを行ったり、ASIC1505内部に構成されているメモリの内容を読み書きしたりする。
(Description of low-speed image reader)
In the
画像処理ASIC1505には原稿画像のラインイメージを読み取るカラーCCD1515が搭載された、CCD基板1514が接続されている。CCD基板1514から出力される画像データがASIC1505に入力し、所定の画像処理が施されて、I/F回路1516を介して外部に構成されている不図示の画像形成部に画像データが送出される。
The image processing ASIC 1505 is connected to a
また、CPU1501にはモータドライバ1506が接続されており、CPU1501から光学モータ1507に要求される回転速度に応じた周波数クロックが送出され、モータドライバ1506は入力するクロックに応じたモータ駆動パルスを生成し、駆動パルスに従って光学モータ1507が回転駆動する。
光学モータ1507は不図示の駆動系により、図18に示した画像読取部1210を駆動し、原稿画像のラインイメージをカラーCCD1515によって順次読み取るように制御される。駆動制御の詳細については後述する。
A
The
さらには、CPU1501には、インバータ1508が接続されておりCPU1501からON信号が入力されると、インバータ1508を介してランプ1509を点灯させる。点灯タイミングは画像読取装置1500の画像読み取りのタイミングに同期している。即ち、光学モータ1507の起動タイミングと同期をとっている。
Further, an
さらには、CPU1501にはホームポジションセンサ1510が接続されており、ホームポジションセンサ1510からの信号を入力し、不図示の画像読取部がホームポジションに位置しているかどうかを検出する。
Further, a
さらには、CPU1501には原稿サイズ検知センサ1511−1と1511−2が接続されており、原稿サイズ検知センサ1511−1と1511−2からの信号を入力し、不図示の原稿裁置台に裁置された原稿のサイズを検出する。
さらにはCPU1501にはI/F回路1512を介してADF1513が接続されている。ADF1513には原稿を搬送する搬送モータ1518と、原稿を読み取り位置に搬送するリードモータ1519が搭載されている。
Furthermore, document size detection sensors 1511-1 and 1511-2 are connected to the
Further, an
ADF1513内にはモータドライバ1506と同一機能の不図示のモータドライバが2つ設けられており、光学モータ1507と同様の制御により、搬送モータ1518とリードモータ1519が駆動される。従って、CPU1501は光学モータ1507を駆動する制御負荷をモータ3つ分担っていることになる。
Two motor drivers (not shown) having the same function as the
また、ADF1513内には搬送された原稿先端の斜行をキャンセルするためのレジ調整を行うためレジ位置にあることを検出するレジセンサ1520と、搬送された原稿が読み取り位置にあることを検出するリードセンサ1521と、搬送された原稿が排紙位置にあることを検出する排紙センサ1522が設けられている。これらのセンサは、ADF1513における原稿の搬送駆動タイミングやジャム検出に用いられるが、センサの信号をCPU1506に入力するという点ではホームポジションセンサ1510の制御負荷と変わりはない。従って、CPU1501は、ホームポジションセンサ1510の信号を検出する制御負荷を4つ分担っていることになる。
Also, in the
(光学モータの駆動)
このような構成の画像読取装置における、光学モータの駆動について説明する。
画像読取装置1500に要求される最小の縮小率が50%とした場合、その駆動プロファイルは図21のようになっている。図21の原稿画像読み取り駆動プロファイルは横軸に時間、縦軸に不図示読取部の駆動速度を示している。
図18に示した部材構成の図を交えて説明する。
即ち、時刻t0において、読み取りスタート位置に配置された読取部(図12では読取部1210が流し読みウインドウ1212の直下に配置される)は光学モータの起動がかかり7mm/sの速度で駆動がスタートする。
この後時刻t1まで加速度αで加速が続けられ、時刻t1において50%の読み取り速度である200mm/sの速度で等速駆動となるように制御される(このとき、図18では読取部1210は原稿1204の先端部直下に配置されている)。
ここから原稿の読み取りが開始され、原稿のラインイメージが順次200mm/sの読み取り速度で読み取られていく。
(Optical motor drive)
The driving of the optical motor in the image reading apparatus having such a configuration will be described.
When the minimum reduction ratio required for the
This will be described with reference to the diagram of the member configuration shown in FIG.
That is, at time t0, the reading unit disposed at the reading start position (in FIG. 12, the
Thereafter, acceleration is continued at the acceleration α until time t1, and control is performed so that constant speed driving is performed at a speed of 200 mm / s, which is a reading speed of 50% at time t1 (at this time, in FIG. 18, the
From this point, reading of the original is started, and line images of the original are sequentially read at a reading speed of 200 mm / s.
時刻t2において、原稿の読み取りが終了する(このとき、図18では読取部1210は原稿1204の終端部直下に配置されている)。
時刻t2では読取部の駆動速度は減速度βで減速され、時刻t3において7mm/sの速度まで減速されたら、駆動を停止する。
At time t2, reading of the document ends (at this time, the
At time t2, the driving speed of the reading unit is decelerated at a deceleration β, and when it is decelerated to a speed of 7 mm / s at time t3, the driving is stopped.
その後、時刻t4までの時間、駆動を停止したままとし、時刻t4で読み取り方向とは逆方向に起動速度7mm/sで起動がかかり、加速度αで加速され、時刻t5において200mm/sの速度で等速駆動となるように制御されバックスキャン動作を行う。時刻t5から時刻t6の間は200mm/sの等速駆動となり、時刻t6より減速度βで減速が開始され、時刻t7で速度が7mm/sとなった時点で起動が停止する。 Thereafter, the driving is stopped for a time period until time t4. At time t4, the driving is started at a starting speed of 7 mm / s in the direction opposite to the reading direction, accelerated at an acceleration α, and at a speed of 200 mm / s at time t5. The back scan operation is performed under the control of constant speed driving. From time t5 to time t6, constant speed driving is performed at 200 mm / s, and deceleration is started at a deceleration β from time t6, and activation is stopped when the speed is 7 mm / s at time t7.
時刻t0からt3までに送出したモータクロック数と、時刻t4からt7までに送出したモータクロック数は同数となるように設定されているので、時刻t7では、図18における読取り部1210は流し読みウインドウ1212の真下に配置されている。
この後、読取部1210はホームポジション復帰シーケンスに従ってホームポジションに戻る。
Since the number of motor clocks sent from time t0 to t3 and the number of motor clocks sent from time t4 to t7 are set to be the same, at time t7, the
Thereafter, the
(モータクロックの発生)
具体的なモータクロック(図20におけるCPU1501がモータドライバ1506に送出するクロック)の発生について説明する。
モータクロックは、図22(a)のCPU1501がROM1502に格納してある駆動データを読み出し(図22(a)中(1))、図21に示した速度テーブルを1クロック毎に1クロックの周期というデータでRAM1503に展開する(図22(a)中(2))。CPU1501はRAM1503に展開した速度テーブルから順次クロック1クロック毎の周期を読み出し(図22(a)中(3))、モータクロックを発生する。
(Generation of motor clock)
The generation of a specific motor clock (clock sent from the
As for the motor clock, the
具体的には図22(a)(1)に示した、駆動データは、加速開始時速度及び減速終了時(図21中t0、t3、t4、t7)の速度に相当する周期データと、読み取り速度及びバックスキャン速度(図21中t1、t5)の速度に相当するデータをパラメータとして読み出す。加速区間、即ち図21中t0からt1までに進む距離は、画像読取装置の構成で決定するので、t0からt1間に送り出すクロック数はモータクロック1発の移動距離で一義的に決定する。ここでは、加速区間を30mm、モータクロック1発の移動距離を0.2mmとしているので、モータクロックの周波数に関わらず150発で30mmの移動となる。 Specifically, the drive data shown in FIGS. 22A and 22A is read with period data corresponding to the acceleration start speed and the deceleration end speed (t0, t3, t4, and t7 in FIG. 21) and Data corresponding to the speed and the speed of the back scan speed (t1, t5 in FIG. 21) is read as a parameter. Since the acceleration section, that is, the distance from t0 to t1 in FIG. 21 is determined by the configuration of the image reading apparatus, the number of clocks sent between t0 and t1 is uniquely determined by the movement distance of one motor clock. Here, since the acceleration section is 30 mm and the movement distance of one motor clock is 0.2 mm, the movement is 30 mm with 150 shots regardless of the frequency of the motor clock.
図22(a)(2)または(3)に示した速度テーブルの内容は図22(b)のようになっている。図22(b)は図21の加速区間、即ちt0からt1までのテーブルのみを示している。例えば光学モータ起動時にはアドレス0000dの値を読み出し、データ12000dを得る。CPU1501は、発振器1701から入力するシステムクロックのクロックをカウントし、12000に達したら1発のモータクロックをCPU1501のポートPから発生する。
The contents of the speed table shown in FIG. 22 (a), (2) or (3) are as shown in FIG. 22 (b). FIG. 22B shows only the acceleration section of FIG. 21, that is, the table from t0 to t1. For example, when the optical motor is activated, the value of
発生したモータクロックはCPU1501の割り込み端子INTにも入力し、CPU1501に割り込みが入力したら、CPU1501は速度テーブルのアドレス0001dのデータを読み込み、カウントが11500に達したら1発のモータクロックを発生する…というように順次モータクロックを発生し、光学モータを加速駆動する。
The generated motor clock is also input to the interrupt terminal INT of the
CPU1501がアドレス0150dのデータを読み出し、30のカウントが終了したら、読取部は30mmの距離を移動しており、ここから200mm/sの速度で等速移動し、原稿の読み取りが開始される。カウント30は読取部の200mm/s移動に相当する処理であり読み取りが終了するまでの速度テーブルデータは30であり、減速時の制御も加速時の制御と同様に行われるため、ここでは減速時の制御についての説明は割愛する。
When the
このような手法は従来技術として一般的に知られるところであり、例えば特許文献1では、図23のような構成の例が明示してある。
図23の構成について説明する。
図23はプリンタ装置の構成を示すブロック図である。
CPU1はタイマによって割り込みがかけられ、割り込み受付時にRAM2内にあらかじめ記憶されているパルス幅データに基づいてモータ制御用ポートに対しモータ制御データを出す。タイマ割り込みがあるたびにRAM2に予め記憶されている台形のパルス幅データが順次、即ち印字開始位置へキャリッジを移動するためのキャリッジ用モータ(Xモータ)へのパルス幅データ、続いてヘッドを下降するためのヘッド用モータ(RHモータ)へのパルス幅データ、さらに印字を行うためのYモータへのパルス幅データと、それぞれの駆動用データが順次時系列に送られていく、とある。
特許文献1の開示内容はプリンタのモータ駆動に関する技術であるが、画像読取装置のモータ駆動も大差ない。
つまり、等速区間はA3サイズ対応とすれば420mm、減速区間は20mmとすると、トータルの移動距離は470mmとなるので、2100個のデータで構成される速度テーブルが必要となる。
Such a method is generally known as the prior art. For example, in
The configuration of FIG. 23 will be described.
FIG. 23 is a block diagram showing the configuration of the printer apparatus.
The
The disclosure of
That is, if the constant speed section is 420 mm for A3 size and the deceleration section is 20 mm, the total moving distance is 470 mm, so a speed table composed of 2100 pieces of data is required.
もちろん、図22(a)(2)から得るデータは、速度テーブルそのものでも構わないが、1クロック毎のデータが必要となり、速度テーブルを展開するデータ量が膨大なものとなるとともに、CPU1501が速度テーブルを展開するのに多大な時間を要するので、負荷が重くなるというデメリットがある。
Of course, the data obtained from FIGS. 22 (a) and (2) may be the speed table itself, but data for each clock is required, and the amount of data to be developed in the speed table becomes enormous, and the
さらに、特許文献2では、所定周波数のクロックを出力する発振器と、この発振器から出力されるクロックを分周する分周期と、この分周期によって分周されたクロックから副走査モータのクロックを生成するクロック生成器を用いた副走査用モータの制御装置及び制御方法が提案されているが、単純にクロックを分周するだけではモータの駆動速度が変わるだけで、読取部のスタート位置から画像先端位置までの距離変更に対応することができなかった。
Furthermore, in
(ADFの制御)
図20ではADF1513がCPU1501によって駆動されている。ADF1513には搬送モータ1518とリードモータ1519が設けられているが、モータ制御という観点では、それぞれのモータ制御については先に述べた光学モータの制御と大差ない。
ADFを用いた原稿読み取りの際は、光学モータが固定となるためモータ制御に関するCPU1501における制御負荷はほぼモータ2個分ということになる。
ADF1513とCPU1501は、前記のモータクロック2本の接続、レジセンサ、リードセンサ、排紙センサの3本のセンサ信号接続以外に通信信号が設けられており、ADF1513では不図示の通信手段によって比較的タイミングを伴わない情報のやり取りを行っている。
(ADF control)
In FIG. 20, the
When reading an original using the ADF, the optical motor is fixed, so that the control load on the
The
(高速画像読取装置についての説明)
次に高速画像読取装置の構成について説明する。
図24は高速画像読取装置の制御回路ブロック図である。
図20の低速画像読取装置と同一機能の部材には同一番号を記してある。
従って、制御ブロック図としては低速画像読取装置と大差なく、相違点は高速に画像を読み取るために、光学モータ1507の速度テーブルが異なることと、CPU1501とADFのインターフェース回路1512の間にスレーブCPU1801が挿入された点である。
(Description of high-speed image reader)
Next, the configuration of the high-speed image reading apparatus will be described.
FIG. 24 is a control circuit block diagram of the high-speed image reading apparatus.
Members having the same functions as those of the low-speed image reading apparatus of FIG.
Therefore, the control block diagram is not much different from that of the low-speed image reading apparatus. The difference is that the speed table of the
光学モータ1507の速度テーブルは図25のように展開される。図20に比べて加速度がαからα2と増大、減速度もβからβ2と増大して、読み取り速度が200mm/sから400mm/sと倍速になっていることを示している。
しかし、画像読取装置の光学枠は設計流用されているものとするので、光学枠そのものに変わりはないため、加速区間30mm、減速区間20mmの制約は同じである。
The speed table of the
However, since the optical frame of the image reading apparatus is assumed to be diverted, the optical frame itself is not changed. Therefore, the restrictions on the
一方、ADFは高速読み取りに対応する目的で、駆動負荷を分散するため、複数原稿を1枚ずつ分離する分離モータ1804と、必要に応じて搬送される原稿を挟み込み、原稿のぶれを押さえ込む離間モータ1805が追加され、計4個のモータで駆動を実現している。さらには、搬送される原稿の挙動を詳細に監視する必要があるため、分離された原稿を検知する分離センサ1806が追加されている。
On the other hand, the ADF has a
このような構成をとり、CPU1501のみで全ての制御を実施しようとすると、一連の画像読み取りのためのシーケンスも並行して制御しなくてはならないので、制御負荷が重くなりすぎるのと、計5個のモータを駆動するためのCPUリソースも不足する。従って、低速画像読取装置のようにCPU1501がADF1813の4個のモータを直接駆動することは不可能になるため、ADF1813側にもCPU1803を設け、ADF専用の制御を行うよう構成されている。二つのCPU1501と1803の制御管理をお互いに把握するため、二つの通信専用CPU、スレーブCPU1801と1802を構成している。従って、CPU1501はADF1813に対してはスレーブCPU1801との通信をやるだけでよく、低速画像読取装置のようにモータクロックを送る必要はない。
If such a configuration is adopted and all the control is executed only by the
スレーブCPU1802は、スレーブCPU1801から受信した制御コマンドをCPU1803に転送し、CPU1803はADF1813の全体制御を実施するとともに、制御の状態をスレーブCPU1802、スレーブCPU1801を介してCPU1501に送信する。
The
(その他の制御)
インバータ1508を介したランプ1509の点灯制御、ホームポジション1510及び原稿サイズ検知センサ1511−1、1511−2のセンス信号入力、画像処理ASIC1505の制御に関しては、低速画像読取装置の制御とほぼ同じである。
Control of lighting of the
しかしながら、前述のような、1枚で構成されている画像読取装置の制御基板においては、製品開発毎に最新の画像処理ICが開発されるため、制御基板も製品開発毎に新規設計する必要があった。 However, since the latest image processing IC is developed for each product development in the control board of the image reading apparatus constituted by one sheet as described above, it is necessary to newly design the control board for each product development. there were.
また、制御基板を制御するソフトについては、画像処理以外のメカニカルな動作を制御する制御仕様は、製品毎に読取部を駆動する駆動速度仕様と、前述した画像処理ICの制御のみを変更し、その他の部分は設計思想を流用して製品仕様に即したプログラムを組んでいる。しかし、トータル的なプログラムとして考えると、やはり製品毎に異なるプログラムとして扱わざるを得ず、ソフトウェア開発に時間がかかるとともに、管理に細心の注意を払う必要があった。 As for the software for controlling the control board, the control specification for controlling the mechanical operation other than the image processing is changed only for the drive speed specification for driving the reading unit for each product and the control of the image processing IC described above, In other parts, the design philosophy is used and a program according to the product specifications is set up. However, when considered as a total program, it must be handled as a different program for each product, and it took time for software development, and it was necessary to pay close attention to management.
さらには、低速な画像読取装置と高速な画像読取装置で、ADFの制御仕様が異なり、別設計する必要があり、このことも製品毎に画像読取装置の制御基板のハード的及びソフト的な作り直しの原因になっている。 Furthermore, the control specifications of the ADF differ between the low-speed image reading device and the high-speed image reading device, and it is necessary to design them separately. This also remakes the hardware and software of the control board of the image reading device for each product. It is the cause.
そのため、製品ごとに個別の開発費用が発生したり、開発期間が必要となるので、製品毎の画像読取装置の制御基板のコストが高くなるほか、開発期間短縮の妨げとなっていた。 For this reason, an individual development cost is generated for each product and a development period is required. This increases the cost of the control board of the image reading apparatus for each product and hinders the shortening of the development period.
さらに、モータ駆動のための速度テーブルが、プログラム容量とCPU負荷の軽減のため、加速度一定の直線加速であるため、加速から定速に移行する際に加速が一気にゼロになるため定速移行直後に読取部が振動し、原稿画像先端の読み取り画像がぶれる可能性があることとと、モータ起動時に一気に加速されるために起動時音が大きく、ユーザに不快感を与える可能性がある。 Furthermore, since the speed table for driving the motor is linear acceleration with constant acceleration to reduce the program capacity and CPU load, the acceleration becomes zero at once when shifting from acceleration to constant speed. The reading unit may vibrate and the read image at the leading edge of the document image may be blurred, and since the motor is accelerated at the time of starting the motor, the start-up sound is loud and the user may feel uncomfortable.
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、制御基板に関するハードウェアおよびソフトウェアの、開発効率の向上が図れるとともに、トータルの開発費用を低減することができる画像読取装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made under such circumstances, and provides an image reading apparatus capable of improving the development efficiency of hardware and software related to a control board and reducing the total development cost. This is a problem.
前記課題を解決するため、本発明では、画像読取装置を次の(1)のとおりに構成する。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, an image reading apparatus is configured as described in (1) below.
(1)光学モータで駆動され、原稿台に裁置された原稿をラインセンサで読み取る画像読取部と、
少なくとも特定ユニットと整合ユニットの2枚の基板で構成され、前記特定ユニットに第1の制御手段が実装され、前記整合ユニットに、第2の制御手段が実装され、さらに前記光学モータの駆動テーブルを決定するためのデータを記憶し前記第1の制御手段によって書き込み可能な不揮発性の記憶手段が実装されており、前記特定ユニットと前記整合ユニットが画像読取装置の仕様によらない所定のインターフェースにより接続されている制御部と、
を備え,
前記整合ユニットは、発振周波数可変の基準クロック発生手段と、前記記憶手段から読み出すデータを任意の間引き率で読み出すように構成されたデータ読み出し手段と、前記基準クロック発生手段から出力される基準クロックの周波数と前記データ読み出し手段に設定される間引き率の組み合わせによって前記光学モータを駆動するモータクロックを発生するモータクロック発生手段と、
を有する画像読取装置。
(1) an image reading unit that is driven by an optical motor and reads a document placed on a document table by a line sensor;
It is composed of at least two substrates of a specific unit and an alignment unit, a first control unit is mounted on the specific unit, a second control unit is mounted on the alignment unit, and a drive table for the optical motor is further provided. Non-volatile storage means that stores data for determination and is writable by the first control means is mounted, and the specific unit and the alignment unit are connected by a predetermined interface that does not depend on the specifications of the image reading apparatus A control unit,
With
The matching unit includes a reference clock generating unit having a variable oscillation frequency, a data reading unit configured to read data read from the storage unit at an arbitrary decimation rate, and a reference clock output from the reference clock generating unit. Motor clock generating means for generating a motor clock for driving the optical motor by a combination of a frequency and a thinning rate set in the data reading means;
An image reading apparatus.
本発明によれば、製品毎に整合ユニットをそのまま流用し、特定ユニットを新規設計すれば良い。また新規設計する特定ユニットは整合ユニットとのインターフェースを予め決められたインターフェースで設計するようにしたので、設計思想を流用しやすくなり、設計期間や開発期間の短縮が望める。このため、開発効率の向上が図れるとともに、トータルの開発費用を低減することができる。 According to the present invention, the specific unit may be used for each product as it is, and the specific unit may be newly designed. In addition, since the specific unit to be newly designed is designed with a predetermined interface as an interface with the matching unit, the design philosophy can be easily used, and the design period and the development period can be shortened. Therefore, the development efficiency can be improved and the total development cost can be reduced.
以下本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to an embodiment of an image forming apparatus.
図2は実施例1である”画像形成装置(複写機)“の要部断面図である。
本実施例の画像形成装置は、電子写真方式とし、画像読取装置1Rにて原稿の画像を読み取り、画像出力部1Pにて画像読取装置1Rからの画像情報より画像を転写材Pに形成する。さらに、画像出力部1Pに本発明が特に有効であると考えられる複数の画像形成部を並列に配し、且つ、中間転写方式を採用したカラー画像出力装置として説明していく。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part of the “image forming apparatus (copier)” according to the first embodiment.
The image forming apparatus of the present embodiment is an electrophotographic system, reads an image of a document with an
画像読取装置1Rの動作概略は背景技術の項目で説明した構成と同一である。
ここでは、画像読取装置の制御ブロック図を中心に説明する。
図1は、本実施例で用いる画像読取装置における制御系の構成を示すブロック図である。従来の画像読取装置に多く見られた1枚の制御基板は、機能別に特定ユニット1001と整合ユニット1002に分割されている。
特定ユニット1001は画像読取装置の仕様毎に設計をするユニット、整合ユニット1002は画像読取装置の仕様に関わらず共通に使用できるユニットという位置づけである。
以下、特定ユニット1001と整合ユニット1002についての詳細な説明を行う。
The outline of the operation of the
Here, the control block diagram of the image reading apparatus will be mainly described.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a control system in the image reading apparatus used in this embodiment. One control board often seen in the conventional image reading apparatus is divided into a
The
Hereinafter, the
(特定ユニット1001)
画像読取装置は、基板の形態をとる特定ユニット1001上に、システム制御を実行するCPU1501、CPU1501の制御アルゴリズムが格納されたROM1502、CPU1501のデータを展開するRAM1503がシステムバス1504で接続されている。CPU1501は、ROM1502に格納されているプログラムを読み出し、適宜RAM1503を作業領域としながらシステム制御を行う。システムバス1504には、画像読取装置が読み取った原稿画像の画像データを処理する画像処理ASIC1505も接続されている。CPU1501は、必要に応じて画像処理ASIC1505内部に構成されているレジスタにデータセットを行ったり、ASIC1505内部に構成されているメモリの内容を読み書きしたりする。
(Specific unit 1001)
In the image reading apparatus, a
画像処理ASIC1505には、原稿画像のラインイメージを読み取るカラーCCD1515が搭載されたCCD基板1514が接続されている。CCD基板1514から出力される画像データがASIC1505に入力し、所定の画像処理が施されて、I/F回路1516を介して外部に構成されている不図示の画像形成部に画像データが送出される。
Connected to the
不図示の画像形成部とCPU1501はASIC1505を介して通信を行い、画像形成部からのコマンドによって要求された動作を実行するとともに、動作状態のステータスを返し、画像形成部と連携した動作を実行している。
また、必要に応じて画像処理に必要なパラメータを画像形成部から取得し、ASIC1505にデータセットすることもある。
The image forming unit (not shown) and the
In addition, parameters necessary for image processing may be acquired from the image forming unit and set in the
CPU1501にはモータドライバ1506が接続されているが、モータを駆動するためのモータクロックや、駆動仕様(モータの正転反転など)を変更する制御信号は基板の形態をとる整合ユニット1002から得ているので、CPU1501の駆動系の制御負荷はほとんど皆無な構成になっている。モータドライバ1506は、入力するクロックに応じたモータ駆動パルスを生成し、駆動パルスに従って光学モータ1507が回転駆動する。
モータドライバ1506は接続されている光学モータ1507の仕様に応じたドライバが選択実装されているが、モータクロックを含む制御信号の仕様は規格化されている。
A
The
光学モータ1507は不図示の駆動系により、図18(本実施例でも同様の構成なので援用する)に示した画像読取部1210を駆動し、原稿画像のラインイメージをカラーCCD1515によって順次読み取るように制御される。整合ユニット1002における駆動制御の詳細については後述する。
The
さらにはCPU1501にはI/F回路1512を介してADF1013が接続されている。ADF1013には原稿を搬送する搬送モータ1518と、原稿を読み取り位置に搬送するリードモータ1519と、複数原稿を1枚ずつ分離する分離モータ1804と、必要に応じて搬送される原稿を挟み込み、原稿のぶれを押さえ込む離間モータ1805の計4個のモータが搭載されている。
Further, an ADF 1013 is connected to the
また、ADF1013内には搬送された原稿先端の斜行をキャンセルするためのレジ調整を行うためレジ位置にあることを検出するレジセンサ1520と、搬送された原稿が読み取り位置にあることを検出するリードセンサ1521と、搬送された原稿が排紙位置にあることを検出する排紙センサ1522と、分離された原稿を検知する分離センサ1806の計4個のセンサが設けられている。これらのセンサは、ADF1013における原稿の搬送駆動タイミングやジャム検出に用いられる。
Further, in the ADF 1013, a
このように、ADF1013の負荷構成は図24で説明したADF1813の負荷構成と変わりはないが、ADF1813の構成要件に見られたスレーブCPU1802とCPU1803は構成されていない。
これは、CPU1501に、光学モータ1507、ランプ1509、ホームポジションセンサ1510、原稿サイズ検知センサ1511−1、1511−2に関するタイミング制御が不要になったため、制御負荷が激減したことによる構成の見直しにより実現されている。
As described above, the load configuration of the ADF 1013 is not different from the load configuration of the
This is realized by reviewing the configuration because the control load is drastically reduced since the timing control related to the
CPU1501とインターフェース回路1512の接続の一例を図3に示す。
図3ではCPU1501のポートP0〜P3にそれぞれ搬送モータクロック、リードモータクロック、分離モータクロック、離間モータクロックがインターフェース回路1512に送出されるよう構成されている。
また、CPU1501の割り込み端子にレジセンサ、リードセンサ、排紙センサ、分離センサの信号が入力するよう構成されており、これらの割り込み入力に従って、ポートP0〜P3に送出する各モータクロックの制御を切り替えるよう制御する。
An example of the connection between the
In FIG. 3, the conveyance motor clock, the read motor clock, the separation motor clock, and the separation motor clock are sent to the
In addition, signals of the registration sensor, the read sensor, the paper discharge sensor, and the separation sensor are input to the interrupt terminal of the
このようなインターフェースを持った特定ユニット1001に、図20で示したADF1513が接続される場合も同じインターフェースをもたせる。
この場合は、ポートP3から出力される離間モータクロックと割り込み端子INT3に入力する分離センサ入力に対する制御はもちろん不要となるが、これらの信号の制御に関するプログラムをROM1502から削除すれば良いので、信号結線について考察する必要もないし、インターフェース回路1512の設計を変更する必要もないので、画像読取装置の仕様に関わらずハード的な設計流用が可能となる。
When the
In this case, it is of course unnecessary to control the separated motor clock output from the port P3 and the separation sensor input input to the interrupt terminal INT3. However, since the program relating to the control of these signals may be deleted from the
(整合ユニット1002)
図1に戻り、整合ユニット1002について説明する。
(Alignment unit 1002)
Returning to FIG. 1, the
画像読取装置は、基板の形態をとる整合ユニット1002上に、整合ユニット1002の制御を実施するASIC1003が構成されている。ASIC1003には、インバータ1508が接続されており、ASIC1003からON信号が入力されると、インバータ1508を介してランプ1509を点灯させる。点灯タイミングは画像読取装置の画像読み取りのタイミングに同期している。即ち、光学モータ1507の起動タイミングと同期をとっている。
In the image reading apparatus, an
さらにはASIC1003にはホームポジションセンサ1510が接続されており、ホームポジションセンサ1510からの信号を入力し、画像読取部がホームポジションに位置しているかどうかを検出する。
Further, a
さらには、ASIC1003には原稿サイズ検知センサ1511−1と1511−2が接続されており、原稿サイズ検知センサ1511−1と1511−2からの信号を入力し、不図示の原稿裁置台に裁置された原稿のサイズを検出する。
さらには、ASIC1003と特定ユニット1001上のCPU1501は、シリアル通信ライン1007で接続されており、CPU1501からのコマンドによりASIC1003はコマンドに応じたシステムの動作制御を行うが、この制御にADF1013の動作制御は含まれていない。
Furthermore, document size detection sensors 1511-1 and 1511-2 are connected to the
Further, the
また、シリアル通信ライン1007を介して、CPU1501にシステムの動作ステータスを通知する構成をとっている。
さらには、システムの電源投入時に特定ユニットと通信を実施し、特定ユニットに予め振り分けられた識別IDを受信し、識別IDに応じた光学モータ1507の駆動テーブルをASIC1003内部に構成された不図示のRAMエリアに展開する。
1006は発振回路であり、システム電源投入時に得られた特定ユニットの識別IDに従って、最適な周波数のクロックをASIC1003に入力する。
このクロックは、光学モータ1507を駆動するモータクロックの基本クロックとしてASIC1003内部でモータクロックに加工される。詳細な加工手順は後述する。
In addition, the system 150 is notified of the operation status of the system to the
Furthermore, communication with a specific unit is performed when the system is turned on, an identification ID assigned to the specific unit is received in advance, and a drive table of the
This clock is processed into a motor clock inside the
1004は不揮発性メモリの構成要件としての一例であるEEPROMである。
EEPROM1004には、光学モータ1507の駆動制御を行うためのデータが格納されている。このデータは予め決められた光学モータを駆動する基本テーブルに関する情報が記憶されており、このデータは画像読取装置の仕様に依存せず、一律同じデータが記憶されている。
EEPROM1004は、書き込みライン1008によりCPU1501からの書き込みが可能なように構成されているので、特定仕様に対応するためにその内容を書き換えることも可能になっている。
The
The
(特定ユニットと整合ユニットのインターフェース)
特定ユニット1001と整合ユニット1002はそれぞれインターフェース回路1005−1及び1005−2で接続されている。
このインターフェース仕様は画像読取装置の仕様によらず予め決められた仕様となっている。
図4にその一例を示す。
図4中、SCLK、SDATA、SLOADはEEPROM1004にアクセスするための一般的な信号である。
これらの信号はCPU1501からEEPROM1004に書き込みを行うためにゲート回路2101〜2103を介して接続されている一方、ASIC1003から読み出すための信号もゲート回路2101〜2103を介して接続されている。
(Interface between specific unit and matching unit)
The
This interface specification is a predetermined specification irrespective of the specification of the image reading apparatus.
An example is shown in FIG.
In FIG. 4, SCLK, SDATA, and SLOAD are general signals for accessing the
These signals are connected via the
ゲート回路はいずれか一方の信号が入力すれば、そのままEEPROM1004に入力されるように構成されているが、書き込みと読み出しのタイミングが重ならないように、通信ラインTx及びRxでお互いのステータスをやりとりしたうえでいずれか一方のアクセスのみが有効となるように制御される。
また、通信信号Tx及びRxでCPU1501とASIC1003がお互いのステータスをやりとりするのは前述したとおりである。
信号MCLK、Vref、R/L、RSTはASIC1003からモータドライバ1506に入力する。
The gate circuit is configured so that if either one of the signals is input, it is input to the
In addition, as described above, the
Signals MCLK, Vref, R / L, and RST are input from the
MCLKは光学モータ1507を駆動するための基本クロック、Vrefは光学モータ1507の駆動電流を制御するアナログ電圧値、R/Lはモータ1507の回転方向を決定する論理信号、RSTは必要に応じてモータドライバ1506の内部ロジックをリセットする信号である。
MCLK is a basic clock for driving the
(光学モータの駆動制御)
以下、光学モータの駆動制御について説明する。
(Optical motor drive control)
Hereinafter, drive control of the optical motor will be described.
図5は光学モータ駆動に関する構成を抜き出したブロック図である。もちろん図5の構成は整合ユニット1002上(図1)に構成されている。
図5は、モータクロックであるMCLK発生回路のブロック図であり、EEPROM1004と発振回路1006以外のブロックはASIC1003内に構成されている。
FIG. 5 is a block diagram in which a configuration relating to optical motor driving is extracted. Of course, the configuration of FIG. 5 is configured on the matching unit 1002 (FIG. 1).
FIG. 5 is a block diagram of an MCLK generation circuit that is a motor clock. Blocks other than the
図5中、2207はシリパラ変換部で、EEPROM1004から出力されるシリアルデータを16ビットのパラレルデータに変換する。EEPROM1004には、光学モータの加速区間と減速区間のモータクロック周波数データが格納されている。シリパラ変換部で変換された16ビットのパラレルデータはRAM2202に格納される。このとき、アドレス制御部2201は、整合ユニット1002によって初期通信によって得られた不図示の特定ユニットの識別IDに応じたアドレスを発生する。即ち、不図示の画像読取部のスタートポジションから、原稿先端に達するまでの距離が予め識別IDによって振り分けられているので、例えば加速区間のデータであれば、加速区間に必要なクロック数分のアドレスにデータを書き込むように制御される。このデータはモータクロック1発毎の周波数データである。
例えば、EEPROM1004に加速区間に対するデータが100個格納されていて、識別IDによって判明した加速区間に必要なクロック数が85個だったとすると、アドレス制御部2201は、EEPROM1004から読み出した100個のデータから、等間隔に15個のデータを間引き、85個のデータをシリパラ変換部2207を介してRAM2202に書き込む制御を行う。
減速区間に対しても同様で、例えば減速区間に必要なクロック数が70個だったとすると、EEPROM1004から読み出した100個のデータから、等間隔に30個のデータを間引き、70個のデータをシリパラ変換部2207を介してRAM2202に書き込む制御を行う。
但し、この手法は目的を実現するためのひとつの手法であって、本発明の実現に不可欠な制御ではなく、例えば、EEPROM1004を読み出す際に、読み出しするデータを間引いて読み出し、読み出したデータを全てRAM2202に書き込むように制御してもよい。
In FIG. 5, reference numeral 2207 denotes a serial-to-parallel converter, which converts serial data output from the
For example, assuming that 100 pieces of data for the acceleration section are stored in the
The same applies to the deceleration section. For example, assuming that the number of clocks required for the deceleration section is 70, 30 data are thinned out at equal intervals from 100 data read from the
However, this method is one method for realizing the object, and is not a control essential to the realization of the present invention. For example, when reading the
EEPROM1004の読み出しと、アドレス制御部のアドレス発生と、RAM2202の書き込みのためのクロックはクロック発生部2205より信号が供給される。RAM2202からは、書き込んだデータが読み出され、データ展開部2203に転送され、入力されたデータに応じたパターンに展開する。展開されたパターンはシフトレジスタ2204に転送され、シフトレジスタ2204は出力されるモータクロックMCLKの立ち上がりのタイミングでデータをロードする。ロードされたデータは、クロック発生部2205からの一定周期のクロックにより1ビットずつデータを掃き出し、モータクロックMCLKとしてASIC1003から出力する。
Clocks for reading data from the
RAM2202、データ展開部2203、シフトレジスタ2204のタイミングチャートを図6に示し、説明する。
図6では、加速開始時のモータクロックのハイ区間が基本クロック600発分であることを示している。データ展開部2203では、モータクロックがハイ区間600発、ロー区間600発即ち、モータクロックの最初の1発が基本クロック1200発分の周期であるとして展開を行う。
次に読み込んだデータは575なので、ハイ区間575発、ロー区間575発、計基本クロック1150発分の周期であるモータクロックとして、以降同様に加速区間のモータクロックの展開を行う。
加速終了時のデータは006であるので、ハイ区間6発、ロー区間6発、計基本クロック12発分の周期のモータクロックが展開し終わると、次に読み込むデータは000となる。
この000というデータはその前のデータ、即ち006が等速のモータクロックであるというコードを示す。ここでは000としたが、予め決定した数値であれば例えば999であっても構わない。
データ000を読み込んだら、RAM2202からの読み出しは中断され、等速区間のモータクロックの展開が開始される。
例えば420mmの読み取りを実施する画像読取装置の識別IDが認識されていたのなら、420mmに相当するクロック数だけ基本クロック12発分の展開を繰り返す。
等速区間の展開が終了したら、再度RAM2202のデータ読み出しが再開され、減速区間のデータ読み出しが開始する。
減速区間の最初のデータは、加速区間終了時のデータであると同時に等速区間のデータと同じであることは言うまでもない。
即ち、データ006が読み出された以降は、加速区間と同様にデータが順次RAM2202から読み出され、データ展開部2203によってモータクロックの1発毎の周期が展開される。減速区間の展開が終了するとRAM2202からデータ000が読み込まれる。
データ000が読み込まれると、全てのモータ駆動プロファイルが展開終了したことを意味しモータ駆動プロファイルが完成する。
A timing chart of the
FIG. 6 shows that the high period of the motor clock at the start of acceleration is for 600 basic clocks. In the
Since the next read data is 575, the motor clock in the acceleration section is developed in the same manner as a motor clock having a period corresponding to the high section 575, the low section 575, and the total basic clock 1150.
Since the data at the end of the acceleration is 006, the data to be read next becomes 000 when the motor clock having the cycle of 6 high intervals, 6 low intervals, and 12 basic clocks has been developed.
The data “000” indicates the previous data, that is, a code indicating that 006 is a constant-speed motor clock. Although it is 000 here, it may be 999 as long as it is a predetermined numerical value.
When the data 000 is read, reading from the
For example, if the identification ID of an image reading apparatus that performs reading of 420 mm is recognized, the development for 12 basic clocks is repeated by the number of clocks corresponding to 420 mm.
When the development of the constant speed section is completed, the data reading from the
It goes without saying that the first data in the deceleration zone is the same as the data in the constant velocity zone at the same time as the data at the end of the acceleration zone.
In other words, after the data 006 is read, the data is sequentially read from the
When the data 000 is read, it means that all the motor drive profiles have been developed, and the motor drive profile is completed.
図5に戻り説明を続ける。
図5のシフトレジスタ2204では、データ展開部2203で展開されたデータより、モータクロック1発分のデータを読み込み、順次1ビットずつシフトレジストする。
シフト方向は図6に示すように、連続する1のデータから順次シフトレジストしてゆく。
モータクロックMCLKが1発出力されるたびに、シフトレジスタ2204には次のモータクロック1発分のデータが読み込まれ、1ビットずつシフトレジストする。
以上説明した手法で発生するモータクロックMCLKの波形をモータ駆動プロファイルに照らし合わせて示す。
図7は、これまで説明してきた手法によって得られるモータ駆動プロファイルである。ポイントAの部分と、ポイントBの部分のシフトレジスタに入力するシフトクロックと、モータクロックMCLKの関係を示したタイミングチャートを下段に示す。
ポイントAにおいては光学モータ1507の起動が開始されるポイントであり、ポイントA以前はモータクロックMCLKは発生していない。ポイントAでは1発目のモータクロックMCLKが出力されるが図のようにシフトクロック1200発でモータクロックMCLKが1発出力されていることがわかる。
ポイントBにおいては、光学モータ1507が等速で回転しているポイントであるから、シフトクロック12発でモータクロックMCLKが1発出力され、これが連続して発生していることがわかる。
Returning to FIG.
In the
As shown in FIG. 6, the shift direction sequentially shift-registers from one continuous data.
Each time one motor clock MCLK is output, data for the next one motor clock is read into the
The waveform of the motor clock MCLK generated by the method described above is shown in comparison with the motor drive profile.
FIG. 7 shows a motor drive profile obtained by the method described so far. A timing chart showing the relationship between the point clock A, the shift clock input to the shift register at the point B, and the motor clock MCLK is shown in the lower part.
At point A, activation of the
Since point B is a point at which the
図5中、発振回路1006は周波数設定部2206の設定に従って、最適な発振周波数で基準クロックを発生する。理想的にはアナログ的に無段階の周波数が設定できると良いが、最適な逓倍周波数が発生できるような構成でも構わない。
発振回路1006から出力される基本クロックの周波数と、EEPROM1004に格納されたモータクロックMCLK1発あたりのシフトクロック数の設定の組み合わせで、識別IDより一義的に決定する所望の光学モータ駆動プロファイルを得られるようにすれば良い。
例えば、図7で得られた駆動プロファイルよりも高速な読み取りシーケンスが設定される識別IDが認識された場合は、発振回路1006の設定を変更し、より高周波数の基本クロックが発生するようにすればよい。
In FIG. 5, the
By combining the frequency of the basic clock output from the
For example, when an identification ID for setting a reading sequence faster than the drive profile obtained in FIG. 7 is recognized, the setting of the
ところで、図7で得られた光学モータ駆動プロファイルは、区間L1及びL3は非線形的な加速カーブを有しており、区間L2においては線形的な加速カーブを有するように設定している。また、区間L4は等速区間であり、区間L5と区間L7は非線形的な減速カーブを有し、区間L6においては線形的な減速カーブを有するように設定している。
このような設定が自由にできることが、本実施例の大きな特徴である。
従来のように、加速区間と減速区間が線形的な設定になっている場合には、起動時の速度設定が比較的高速な場合は、起動音が大きくユーザに不快感を与えていた。
また、起動時の速度設定が比較的低速な場合は、起動音は小さくできるが、起動時の速度を低く設定したために所望の定速速度まで回転数を引き上げるまでに急激な加速カーブを必要とし、定速速度に移行した瞬間読取部が振動し、画像読み取りの際、画像先端部にぶれが発生することがあった。
起動音の問題と、画像先端ぶれの問題を両方解決するためには、それぞれの設定を最適なものとするための試行錯誤を余儀なくされていた。
By the way, the optical motor drive profile obtained in FIG. 7 is set so that the sections L1 and L3 have nonlinear acceleration curves and the section L2 has linear acceleration curves. The section L4 is a constant speed section, the sections L5 and L7 have a non-linear deceleration curve, and the section L6 is set to have a linear deceleration curve.
The fact that this setting can be made freely is a major feature of this embodiment.
As in the prior art, when the acceleration section and the deceleration section are linearly set, if the speed setting at the time of startup is relatively high, the startup sound is loud and uncomfortable for the user.
Also, when the speed setting at startup is relatively low, the startup sound can be reduced, but since the speed at startup is set low, a sharp acceleration curve is required to increase the rotational speed to the desired constant speed. The instantaneous reading unit that has shifted to a constant speed vibrates, and the image leading end may be shaken during image reading.
In order to solve both the start-up sound problem and the image blurring problem, trial and error were required to optimize each setting.
このためには、加速区間及び減速区間のモータクロックの設定を図7のように非線形に設定すれば良いが、クロック1発毎の周期をプログラムに持つ必要があり、プログラム容量が膨大なものになる可能性があったが、本実施例においては、加速区間及び減速区間の速度プロファイルに関するデータはクロック半周期分のデータで1周期分のクロックを発生するように構成したし、等速部分のクロックは、加速区間の最終データを繰り返し使用することで等速区間のデータ容量を必要としない構成にした。
このため、速度プロファイルを作成するためのプログラム容量(具体的にはEEPROM1004の容量)を最小限に抑えることができる。
For this purpose, the motor clocks in the acceleration section and the deceleration section may be set non-linearly as shown in FIG. 7, but the program needs to have a cycle for each clock and the program capacity is enormous. In this embodiment, the data related to the speed profile of the acceleration section and the deceleration section is configured to generate a clock for one period with data for a half period of the clock. The clock is configured not to require the data capacity of the constant speed section by repeatedly using the final data of the acceleration section.
For this reason, it is possible to minimize the program capacity for creating the speed profile (specifically, the capacity of the EEPROM 1004).
以上説明したような構成を実施することにより、加速区間と減速区間における駆動プロファイルをEEPROM1004に適切に格納し、発振回路1006に最適な発信周波数を設定することによって少ないプログラム容量で、起動音が小さく、読み取り時の画像先端ぶれが発生しない画像読取装置が提供できる。
もちろん整合ユニット開発時には、将来的に開発される画像読取装置の仕様は明確ではない。そのため、将来的に開発される画像読取装置の特定ユニットが整合ユニットに識別IDを通知しても、整合ユニットが識別IDを認識できない場合がある。
この場合は、整合ユニットが特定ユニットに対し、捕捉情報を通知するように要求する。捕捉情報としては、加速区間距離及び減速区間距離及び定速速度情報があれば光学モータ駆動プロファイルを描くことができる。
By implementing the configuration as described above, the drive profile in the acceleration section and the deceleration section is appropriately stored in the
Of course, when developing the alignment unit, the specifications of the image reading apparatus to be developed in the future are not clear. Therefore, even if a specific unit of an image reading apparatus developed in the future notifies the matching unit of the identification ID, the matching unit may not recognize the identification ID.
In this case, the matching unit requests the specific unit to notify the capture information. As acquisition information, if there is acceleration section distance, deceleration section distance, and constant speed information, an optical motor drive profile can be drawn.
さらには、図4で説明したように、EEPROM1004への書き込みをCPU1501から実施できるように構成しているので、将来的な製品においてどうしてもEEPROM1004の内容を更新しなくてはならない状況になった場合でも柔軟に対応することができる。
例えば、読取部を構成する部材や部材の材質に大きな変更が発生した場合、先に説明した先端ぶれの挙動や、光学モータ起動時の発生音(音圧や音質)が変わる可能性があり、非直性性立ち上げカーブのフォームを変更すると、それらの問題点に対する解決手段と成り得る例があげられる。
Furthermore, as described with reference to FIG. 4, since the writing to the
For example, when a major change occurs in the material constituting the reading unit or the material of the member, the behavior of the tip shake described above and the sound generated when the optical motor is activated (sound pressure and sound quality) may change. An example that can be a solution to these problems is to change the form of the indirectity rise curve.
この場合、更新するデータは不図示の外部機器から得ることになるが、図1中インターフェース回路1516、ASIC1505、CPU1501、インターフェース回路1005−1及び1005−2を介してEEPROM1004に上書き書き込みされることになる。そのため、少々上書き書き込みの手順が複雑になるが、EEPROM1004をDIPタイプのICを用い、さらにEEPROM1004の整合ユニット1002への実装方法を、ICソケットを介した実装方法を採ることによって、EEPROM1004を外部ライタでデータ書き込み済みのものと交換(差し替え)することにより、容易に目的を達成することができる。
In this case, data to be updated is obtained from an external device (not shown), but overwritten in the
前述のような本実施例における画像読取装置によれば、製品毎に図1における整合ユニット1002をそのまま流用し、特定ユニット1001を新規設計すれば良い。また新規設計する特定ユニット1001は整合ユニット1002とのインターフェース及びADFとのインターフェースを予め決められたインターフェースで設計するようにしたので、設計思想を流用しやすくなり、設計期間や開発期間の短縮が望める。
According to the image reading apparatus in the present embodiment as described above, the
また、本実施例では整合ユニット1002に実装される制御装置をASICとしたが、制御がし易い、またはコストメリットが有る等の場合はこの限りでなく、特定ユニット1001上のCPUとは別途に設けたCPUで代用しても良いし、場合によってはCPUと小規模なASICの組み合わせで代用しても良い。
このような画像読取装置で読み取られた原稿画像の読み取りデータは画像出力部1Pに送出される。
Further, in this embodiment, the control device mounted on the
The read data of the document image read by such an image reading apparatus is sent to the image output unit 1P.
以下、画像出力部1Pについて概略を説明する。 Hereinafter, an outline of the image output unit 1P will be described.
図2中、画像出力部1Pは大別して、画像形成部10(4つのステーション10a、10b、10c、10dが並設されており、その構成は同一である。)、給紙ユニット20、中間転写ユニット30、定着ユニット40、及び制御部80(図2に不図示)から構成される。
In FIG. 2, the image output unit 1P is roughly divided into an image forming unit 10 (four
さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部10は次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム11a、11b、11c、11dがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム11a〜11dの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器12a、12b、12c、12d、露光部である光学系の露光部13a、13b、13c、13d、折り返しミラー16a、16b、16c、16d、現像装置14a、14b、14c、14dが配置されている。
Further, each unit will be described in detail. The
一次帯電器12a〜12dにおいて、感光ドラム11a〜11dの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、露光部13a〜13dにより、記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザービームなどの光線を折り返しミラー16a〜16dを介して感光ドラム11a〜11d上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。 In the primary chargers 12a to 12d, a uniform charge amount of charge is applied to the surfaces of the photosensitive drums 11a to 11d. Next, by exposing the photosensitive drums 11a to 11d through the folding mirrors 16a to 16d with light beams such as laser beams, which are modulated according to the recording image signal, by the exposure units 13a to 13d, there are electrostatic latent images. Form an image.
さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった4色の現像剤(以下、これを「トナー」と称する。)をそれぞれ収納した現像装置14a〜14dによって前記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像(現像像)を、中間転写体である中間転写ベルト31の画像転写領域Ta、Tb、Tc、Tdに転写する。 Further, the electrostatic latent images are visualized by developing devices 14a to 14d each containing developer of four colors such as yellow, cyan, magenta, and black (hereinafter referred to as “toner”). The visualized visible image (developed image) is transferred to the image transfer areas Ta, Tb, Tc, and Td of the intermediate transfer belt 31 that is an intermediate transfer member.
感光ドラム11a〜11dが回転して、画像転写領域Ta〜Tdを通過した下流で、クリーニング装置15a、15b、15c、15dにより、中間転写ベルト31に転写されずに感光ドラム11a〜11d上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。 After the photosensitive drums 11a to 11d rotate and pass through the image transfer areas Ta to Td, they are not transferred to the intermediate transfer belt 31 by the cleaning devices 15a, 15b, 15c, and 15d and remain on the photosensitive drums 11a to 11d. The drum surface is scraped off and the drum surface is cleaned. By the process described above, image formation with each toner is sequentially performed.
給紙ユニット20は、転写材Pを収納するためのカセット21a、21b、手差しトレイ27、カセット21a、21b内もしくは手差しトレイ27より転写材Pを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ22a、22b、26を有する。さらに、各ピックアップローラ22a、22b、26から送り出された転写材Pをレジストローラ25a、25bまで搬送するための給紙ローラ対23及び給紙ガイド24、及び、画像形成部の画像形成タイミングに合わせて転写材Pを二次転写領域Teへ送り出すためのレジストローラ25a、25bを有している。
The
中間転写ユニット30について詳細に説明する。中間転写ベルト31は、巻架ローラとして、中間転写ベルト31に駆動を伝達する駆動ローラ32、中間転写ベルト31の回動に従動する従動ローラ33、ベルト31を挟んで二次転写領域Teに対向する二次転写対向ローラ34に巻架される。これらのうち駆動ローラ32と従動ローラ33との間に一次転写平面Aが形成される。駆動ローラ32は、金属ローラの表面に数mm厚のゴム(ウレタンまたはクロロプレン)をコーティングしてベルト31とのスリップを防いでいる。駆動ローラ32はパルスモータ(不図示)によって矢印B方向へ回転駆動される。
The
一次転写平面Aは各画像形成部10a〜10dに対向し、各感光ドラム11a〜11dが中間転写ベルト31の一次転写面Aに対向するようにされている。よって一次転写面Aに一次転写領域Ta〜Tdが位置することになる。各感光ドラム11a〜11dと中間転写ベルト31が対向する一次転写領域Ta〜Tdには、中間転写ベルト31の裏に一次転写用帯電器35a〜35dが配置されている。二次転写対向ローラ34に対向して二次転写ローラ36が配置され、中間転写ベルト31とのニップによって二次転写領域Teを形成する。二次転写ローラ36は中間転写ベルト31に対して適度な圧力で加圧されている。又、中間転写ベルト31上の二次転写領域Teの下流には、中間転写ベルト31の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングブレード51、及び廃トナーを収納する廃トナーボックス52が設けられている。
The primary transfer plane A is opposed to the image forming portions 10 a to 10 d, and the photosensitive drums 11 a to 11 d are opposed to the primary transfer surface A of the intermediate transfer belt 31. Therefore, the primary transfer areas Ta to Td are positioned on the primary transfer surface A.
定着ユニット40は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ41aと、そのローラ41aに加圧される41b(このローラ41bにも熱源を備える場合もある)、及び前記ローラ対41のニップ部へ転写材Pを導くためのガイド43を有する。さらに、前記ローラ対41から排出されてきた転写材Pをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ44、外排紙ローラ45等を有する。
The fixing unit 40 includes a fixing roller 41a having a heat source such as a halogen heater therein, a pressure 41b applied to the roller 41a (the roller 41b may also have a heat source), and a nip of the
装置構成を示すブロック図を図8に示す。
図8中、制御部100は、前記各ユニット内の機構の動作を制御するためのCPU101、ドライバ基板200などから構成される。制御部100より画像形成動作開始信号が発せられると、選択された用紙サイズ等により選択された給紙段から転写材Pの給紙を開始する。
FIG. 8 shows a block diagram showing the apparatus configuration.
In FIG. 8, the
次に装置の動作に即して説明を加える。
制御部100より画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアップローラ22aにより、カセット21aから転写材Pが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対23によって転写材Pが給紙ガイド24の間を案内されてレジストローラ25a、25bまで搬送される。その時レジストローラ25a、25bは停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部10a〜10d(図2)が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ25a、25bは回転を始める。レジストローラ25a、25bの回転は、転写材Pと、画像形成部10より中間転写ベルト31上に一次転写されたトナー画像とが、二次転写領域Teにおいてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
Next, a description will be added in accordance with the operation of the apparatus.
When an image forming operation start signal is issued from the
一方、画像形成部10では、制御部100からの画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト31の回転方向Bにおいて、一番上流にある感光ドラム11d上に形成されたトナー像(現像像)が、高電圧が印加された一次転写用帯電器35dによって一次転写領域Tdにおいて中間転写ベルト31に一次転写される。
On the other hand, in the
一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Tcまで搬送される。そこでは各画像形成部10間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストレーション(画像位置)を合わせて次のトナー像が転写されることになる。他の色の一次転写領域Ta、Tbについても同様の工程が繰り返され、結局4色のトナー像が中間転写ベルト31上に一次転写される。
The primarily transferred toner image is conveyed to the next primary transfer region Tc. In this case, image formation is performed by delaying the time during which the toner image is conveyed between the
その後転写材Pが二次転写領域Teに進入、中間転写ベルト31に接触すると、転写材Pの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ36に、高電圧を印加させる。そして、前述したプロセスにより中間転写ベルト31上に形成された4色のトナー像が転写材Pの表面に一括転写される。その後転写材Pは搬送ガイド43によって、定着ローラ対41のニップ部まで正確に案内される。そして定着ローラ対41の熱及びニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着される。その後、内,外排紙ローラ44、45により搬送され、転写材Pは機外に排出される。
Thereafter, when the transfer material P enters the secondary transfer region Te and contacts the intermediate transfer belt 31, a high voltage is applied to the
この種の画像形成装置における、各感光ドラム11a〜11d間の機械的取り付け誤差および各露光部13a〜13dによって発生するレーザービーム光の光路長誤差、光路変化、LEDの環境温度による反り等の理由により各感光ドラム11a〜11d上で形成された各カラー画像のレジストレーションのずれ、つまり色ずれ(レジずれ)を補正するために、転写領域A面上で、すべての画像形成部10の下流の位置で、駆動ローラ32にてベルト31が折り返される前の位置に、レジずれを検知するレジセンサ60が設けられている。
In this type of image forming apparatus, mechanical attachment errors between the photosensitive drums 11a to 11d, optical path length errors of the laser beam generated by the exposure units 13a to 13d, optical path changes, warpage due to LED ambient temperature, and the like. In order to correct a registration shift of each color image formed on each of the photosensitive drums 11a to 11d, that is, a color shift (registration shift), on the transfer area A surface, downstream of all the
図8は、画像形成装置1の各部材を機能別に分類し、各々制御単位として構成したユニット(ボード)構成を示すブロック図である。図中100は特定ユニットであるCPUボードで、CPU101、ROM102、RAM103、ASIC104とから構成される。200はDC負荷を駆動するドライバーボードでモータM1を駆動するドライバ202、センサS2の入力回路等I/O回路とドライバ回路で構成されたドライバ基板で、前述のCPUボード100とドライバーボード200は各々のボードのASIC104とASIC201間で高速シリアル通信装置により接続されている。もちろん本実施例ではASICを使用した高速シリアル通信としたが、CPUボード100上のCPU101から直接ドライバ基板200上のASIC201シリアル通信する構成でもよい。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a unit (board) configuration in which each member of the
図9で中継ボード(整合ユニット)300の説明の説明をする。中継ボード300は複数の異なるユニットが接続可能なインターフェースを有する整合ユニットである。
次に、図9で中継ボード300、およびドライバユニット500の説明をする。中継ボード300は複数の異なるドライバユニットが接続可能なインターフェースを有する整合ユニットであり、各ドライバユニットのI/Fと特定ユニットのI/Fとの差異を吸収し、且つ各ドライバユニットの持つ特性に応じた細かな制御を行うためのユニットである。また、ドライバユニット500は本実施例の画像形成装置において、機能別に分類した各部分の駆動を行うためのユニットである。ここでは4つのユニットに分類しており、500_1は給紙部、500_2は紙搬送部、500_3は両面搬送部、500_4は排紙部を想定している。画像形成装置内には他にも分類すべき機能ユニットがあるが、説明を簡単にするためにここでは説明を省略している。
The relay board (matching unit) 300 will be described with reference to FIG. The
Next, the
まず、中継ボード300について説明する。310は特定ユニット100と接続するI/F部(コネクタ)である。I/Fはシリアル方式としており、CPU301に接続されている。CPU301はROM/RAMを内蔵した所謂1chipCPUであり、特定ユニット100とはコマンドのやり取り、コマンドに対応した負荷制御等を行っている。ASIC304はCPU301とCPUバスで接続されており、各ドライバユニットとのI/F信号を生成している。ここで生成されているI/F信号はそれぞれ311,312,313,314のコネクタに入出力されている。ここで生成されるI/F信号は各ドライバ基板に接続されている各負荷を駆動するための信号であり、シリアルI/Oでの接続となっている。
First, the
次に、ドライバユニット500について、500_1を代表として説明する。図9において500_1は給紙部におけるドライバユニットであり、I/Fコネクタ501を介して中継基板300のI/Fコネクタ311と接続されている。このI/F信号はASIC502に入力され、さらにASIC502はI/Fコネクタ500_11,500_12と接続されている。ASIC502は中継ボード300から入力されたシリアル信号をパラレル変換し、その結果を各I/Fコネクタに出力すると並行して入力された信号をパラレル→シリアル変換して中継ボード300へ送信する機能を持つ。また、ドライバユニット500はID設定装置503を持ち、設定されたIDをASIC502を介して中継ボード300へ送信する機能も持つ。ここで、ID設定装置503は4ビットのDIPスイッチ等を想定している。なお、I/Fコネクタ501は、4つのドライバユニット全てにおいて共通である。また、ASIC502も共通のものを使用している。
Next, the
次に、ドライバユニット500_1の信号の流れについて説明する。中継ボード300とのI/F信号は、図10に示すようなシリアル信号である。中継ボード300からドライバユニット500_1に送信される信号は16bitのシリアル信号でありこれをTxとする。また、ドライバユニット500_1から中継ボード300に送信される信号は20ビットのシリアル信号であり、これをRxとする。ドライバユニット500_1では受信したTx信号を16ビットのパラレル信号に変換している。
Next, the signal flow of the driver unit 500_1 will be described. The I / F signal with the
この様子を図11に示す。Tx信号を変換したパラレル信号において、bit15〜12の4ビットをステッピングモータ500_13の相信号、bit12〜8の4bitをステッピングモータ500_14の相信号に割り当て、残りの8bit分はリザーブとしている。一方、図11(B)に示す様に、ID信号の4bitを先頭に、センサ500_15の出力をbit15とし、残りの14bitをリザーブとしてパラレル→シリアル変換した信号をRx信号として中継ボード300に送信する。このようにして中継ボード300とドライバユニット500_1のI/Fを実現している。ドライバユニット500_2、500_3、500_4については、接続されている負荷の違いとIDの違いがあるものの基本的な考え方は同一なので説明は省略する。
This is shown in FIG. In the parallel signal obtained by converting the Tx signal, 4 bits of
次に、中継ボード300が特定ユニットからコマンドを受けて、ドライバユニットを駆動する動作を具体的に説明する。
Next, the operation in which the
まず、電源を投入した直後の通信で、ドライバユニット500_1のIDをASIC502でシリアル信号に変換し、中継ボード300に送信する。これにより、中継ボード300ではI/Fコネクタ311に接続されているユニットが給紙部のドライバユニットであることを検知することができる。他のユニットが接続された場合はそれを検出し、ASIC304の内部で通信のチャンネルを切り替えることにより、正しい制御を行うことが可能である。つまり、I/Fコネクタ311〜314は全て共通であるので、どのドライバユニットも接続できるようになっているが、このようにIDを認識し、それによって各I/Fの制御を切り替えられるようになっている。よって、ドライバユニット500_1〜500_4がどのように接続されても問題なく動作するように構成されている。
First, in communication immediately after turning on the power, the ID of the driver unit 500_1 is converted into a serial signal by the
次に、特定ユニットから”給紙動作をする”という命令を受けた場合を例に動作を説明する。中継ボード300上のCPU301には、給紙部のドライバユニット500_1に接続されたモータ等を適正なタイミングで、且つ適正な駆動信号を与えて制御を行うためのプログラムが格納されている。その信号は、I/Fコネクタ311からシリアルで出力され、ドライバユニット500_1上のI/Fコネクタ501を介してASIC502に入力される。このシリアル信号はASIC502でシリアル→パラレル変換され、I/Fコネクタ500_11,500_12を介してステッピングモータ500_13もしくは500_14を駆動させる。また、給紙動作を検出するためのセンサ500_15での検知信号をI/Fコネクタ500_12を介してASIC502に入力する。ASIC502ではセンサ500_15の信号をパラレル→シリアル変換し、I/Fコネクタ501を介して中継ボード300に転送することにより、給紙動作における紙搬送のタイミングを知らせている。
Next, the operation will be described by taking as an example a case where a command “perform paper feeding” is received from a specific unit. The
本構成において、例えばステッピングモータを他のモータに変更した場合の駆動方式の最適化といった微調整は、中継ボード300上のCPU301のプログラムを変更するのみで可能であり、装置全体に対して影響を与えることがない。また、本実施例においてはモータをステッピングモータとしたが、DCモーターに変えた場合でもドライバユニットのハードウェアと中継ボード300上のCPU301のプログラムを書き換えるのみで対応でき、中継ボードのハードウェア、および特定ユニットを変更する必要はない。給紙ユニットの構成が変更されてセンサが増加した場合なども同様である。また、装置の構成変更に伴いドライバユニットが増加した場合でも、中継ボード300上のI/Fを増やし、CPU301におけるプログラムを変更するのみで対応できるので、装置全体の制御を司る特定ユニットに関してはハードウェア、ソフトウェアともに変更が一切必要ないので、汎用性の高めることが可能である。
In this configuration, for example, fine adjustment such as optimization of the driving method when the stepping motor is changed to another motor can be performed only by changing the program of the
次に、図12で、異なるユニットが接続可能なインターフェースを有する整合ユニットにおいて、インターフェースを任意に設定可能とするインターフェース設定装置について、中継ボード300、およびドライバユニット500間の接続例で説明する。
Next, referring to FIG. 12, an interface setting device that allows an interface to be arbitrarily set in a matching unit having an interface to which different units can be connected will be described with a connection example between the
中継ボード300は、複数の異なるドライバユニットが接続可能なインターフェースを有する整合ユニットである。すなわち、中継ボード300は、各ドライバユニットのI/Fと特定ユニットのI/Fとの差異を吸収し、且つ各ドライバユニットの持つ特性に応じた細かな制御を行うためのユニットである。また、ドライバユニット500は、本実施例の画像形成装置において、機能別に分類した各部分の駆動を行うためのユニットである。ここでは4つのユニットに分類しており、500_1は給紙部、500_2は紙搬送部、500_3は両面搬送部、500_4は排紙部を想定している。画像形成装置内には他にも分類すべき機能ユニットがあるが、説明を簡単にするためにここでは説明を省略している。
The
まず、中継ボード300について説明する。
中継ボード300には、CPU301が搭載され、特定ユニット100と接続するI/F部(コネクタ)で接続される。本実施例ではI/Fはシリアル方式としている。CPU301はROM/RAMを内蔵した所謂1chipCPUであり、特定ユニット100とはコマンドのやり取り、コマンドに対応した負荷制御等を行っている。ASIC302は、CPU301とCPUバスで接続されており、各ドライバユニットとのI/F信号を生成している。ここで生成されているI/F信号はそれぞれコネクタJ301,J302,J303,J304に入出力されている。ここで生成されるI/F信号は各ドライバ基板に接続されている各負荷を駆動するための信号である。
First, the
The
次に、ドライバユニット500について、500_1を代表として説明する。図12において500_1は給紙部におけるドライバユニットであり、I/Fコネクタを介して中継ボード300のI/FコネクタJ301と接続されている。このI/F信号は中継ボード300に搭載されたASIC302に入力される。ASIC302は特定ユニット(CPU基板)から入力されたシリアル信号をパラレル変換し、また、ドライバ基板500からのパラレル信号をシリアル信号に変換するパラシリ/シリパラ変換ブロック302−2がある。また、パラシリ/シリパラ変換ブロック302−2には、ドライバ基板500−1,2,3,4から、ID番号が入力される。この信号はコネクタJ301、J302,J303,J304の各々1番ピンに割り付けられている。CPU301は、前記ドライバ基板からのID情報により、ドライバ基板500−1〜500−4のI/Fを判別し、入出力信号のプログラマブルな接続/変更をブロック302−1で行う。
また、ドライバ基板500−4のようにI/F中にアナログ信号があった際には、入出力信号をプログラマブルに接続/変更するブロック302−1を例えばアナログスイッチを用いて構成する事で、デジタル/アナログ信号混在の際においても入出力信号をプログラマブルに接続/変更可能である。
Next, the
Further, when an analog signal is present in the I / F like the driver board 500-4, the block 302-1 for connecting / changing the input / output signal in a programmable manner is configured by using, for example, an analog switch. Even when digital / analog signals are mixed, input / output signals can be connected / changed in a programmable manner.
次に図8中、400は、画像形成プロセスに用いられる高圧電源機能ユニット(ドライバ基板)600を複数接続可能とするインターフェースを有する高圧制御用整合(中継ボード)ユニットである。図13、図14を用いて、以下にこれらをより詳細に説明する。
Next, in FIG. 8,
図13において、400は高圧制御用整合ユニットを示しており、401は特定ユニット100との通信を行う通信制御ブロックである。402は前記通信制御ブロック401を介して特定ユニット100からの指令を受け取り、高圧制御用整合ユニット400に接続される各高圧電源機能ユニットの動作をシーケンシャルに制御する為のCPU等で構成される高圧動作制御ブロックである。403は、前記高圧動作制御ブロック402からのシーケンシャルな指令に応じて、各高圧電源機能ユニットの出力信号を安定化制御する高圧安定化制御ブロックである。404a,404b,404c・・・は、それぞれが同じ形式で構成され機能が同じ、或いは、異なる高圧電源機能ユニットが一対一で接続される接続コネクタである。405、406は前記各接続コネクタから入力されるアナログ信号から、所望のコネクタに対応した信号を選択するマルチプレクサである。407,408は、それぞれ前記マルチプレクサ405、406により選択されたアナログ信号をデジタル変換するA/D変換装置である。
In FIG. 13,
次に、以上の構成における各ブロックの動作を説明する。まず、通信制御ブロック401は、装置全体の制御を司る特定ユニット100からカラーモードや印刷倍率、印刷用紙サイズなどを含んだモード情報を受け取り、高圧動作制御ブロック402に情報を伝達する。高圧動作制御ブロック402は、前記情報を受け取り、プリント開始信号を受け取ると、予め受け取ったモード情報に基づいた設定値、タイミング、期間等を含んだモード制御を各高圧電源機能ユニットに行わせるよう、高圧安定化制御ブロック403に対して逐次指令する。一方、高圧安定化制御ブロック403は、時分割に前記マルチプレクサ405,406による選択信号を切り替え、A/D変換装置407、408を制御して所望とするアナログ信号の信号レベルを入手する。入手した信号レベルと前記モード情報に基づいた設定値とを比較して選択した高圧電源機能ユニットに対して出力制御用の駆動情報を送出する。以上のマルチプレクサの切り替え、信号レベルの入手、駆動情報の送出までの制御は、各高圧電源機能ユニット405,406に対して所定間隔で繰り返される。これによって、各高圧電源機能ユニットからの高圧信号は、所定の出力値に制御されることとなる。またさらに、各高圧電源機能ユニットは、前述の特定ユニット100からのモード情報に基づいて、所定の画像形成プロセスに従った出力動作で制御されるので、これによって、所望の画像形成が実行される。
Next, the operation of each block in the above configuration will be described. First, the
次に、図14を用いて高圧電源機能ユニットの構成例を説明する。図中600は高圧電源機能ブロックを示しており、601は高圧制御用整合ユニット400に接続するための高圧ドライバ用コネクタである。602は高圧制御用整合ユニット400から送られてくる駆動情報に基づいてスイッチング動作を行う駆動ブロックである。603は前記駆動ブロックによって発生した駆動信号を増幅するトランス等で構成される変圧ブロックである。604は前記変圧ブロック603で増幅された駆動信号を所定の極性に平滑する信号平滑ブロックである。605は前記信号平滑ブロック604で直流化された電圧信号の電圧値をモニタする為の電圧検出ブロック、606は同様に電圧信号の電流値をモニタする為の電流検出ブロックである。607は前記直流化された高圧信号が出力される出力端、608は前記高圧信号のリターン経路を構成する接地端である。
Next, a configuration example of the high voltage power supply functional unit will be described with reference to FIG. In the figure,
以上の構成において、高圧制御用整合ユニット400は、高圧ドライバ用コネクタ601を介してPWM信号等の形態の駆動情報を駆動ブロック602に送信する。駆動ブロック602は前記駆動情報を受け取ると、前記駆動情報に基づいたスイッチング動作で所望とされる電力の駆動信号を生成する。変圧ブロック603は前記所望の電力の駆動信号を受けて前記駆動信号を増幅した交流信号を出力する。平滑ブロック604は前記電圧増幅された交流信号を予め定められた所定の極性に整流し、出力端607に直流信号として出力する。出力端607に出力された直流信号は高圧制御用整合ユニット400内のA/D変換ブロック407、又は408で変換可能な電圧レベルとなるように電圧検出ブロック605で分圧され、高圧ドライバ用コネクタ601を介して高圧制御用整合ユニット400に送られる。さらに、出力端607に出力された直流信号による負荷電流は、負荷を通って接地端608に流入し、電流検出ブロック606を通過して平滑ブロック604、さらには、変圧ブロック603に戻る。この時、電流検出ブロック606は,前記負荷電流を前記高圧制御用整合ユニット400内のA/D変換ブロック407、又は408で変換可能な電圧レベルに加工し、高圧ドライバ用コネクタ601を介して高圧制御用整合ユニット400に送信する。
In the above configuration, the high voltage
以上の動作によれば、例えば、高圧制御用整合ユニット400内の各制御ブロックにより所望の定電圧の高圧直流電圧が要求された場合には、前記高圧制御用整合ユニット400内の各制御装置は時分割でマルチプレクサ405、又は406を使って所望の高圧電源機能ユニットの電圧検出信号を読み出し、これに基づいて、所定時間間隔で前記高圧電源機能ユニットの駆動状態を切り替える。この制御が繰り返し実行されることによって、選択した高圧電源機能ユニットの出力電圧は所望の電圧値に制御する事ができる。
According to the above operation, for example, when each control block in the high voltage
以下に、図15〜17を用いて画像形成装置の外部に複数のデッキを装着した場合の例を説明する。デッキ内に複数の給紙ユニットを有し、それぞれにCPU、または、中継ボードを有し、前記デッキ内のCPUまたは中継ボードの構成を、変更可能とする例である。 Hereinafter, an example in which a plurality of decks are mounted outside the image forming apparatus will be described with reference to FIGS. This is an example in which a deck has a plurality of paper feed units, each of which has a CPU or relay board, and the configuration of the CPU or relay board in the deck can be changed.
第1の構成は図15で示される構成である。本体構成との通信線である本体構成通信線にデッキ入り口の1個のCPUがLAN構成に接続され、傘下に各ユニットを管理するCPUが配置される構成である。これにより、本体からはデッキ内の複数のCPUでは無く、前述の1個のCPUに対して交信を行えば良いので、最も本体側の負担が軽減される構成である。また、本例はデッキ内の複数CPUの構成について限定するもので、本体とのLAN構成のCPUと、傘下の各CPUとの通信形態を限定するものではない。 The first configuration is the configuration shown in FIG. One CPU at the entrance of the deck is connected to the LAN configuration on the main configuration communication line that is a communication line with the main configuration, and a CPU that manages each unit is arranged under the umbrella. Thus, since the main body only needs to communicate with the above-mentioned one CPU instead of the plurality of CPUs in the deck, the load on the main body side is most reduced. In addition, this example limits the configuration of a plurality of CPUs in the deck, and does not limit the communication mode between the CPU having a LAN configuration with the main body and each of the CPUs being served thereby.
第2の構成は図16で示される構成である。本体から各ユニットを制御するCPU/中継ボードが各々同格にLAN構成に接続されている。このため、デッキ内の各CPUが直接本体と交信することが可能で、高速の本体交信を実現する事ができる。 The second configuration is the configuration shown in FIG. A CPU / relay board for controlling each unit from the main body is connected to the LAN configuration equally. Therefore, each CPU in the deck can directly communicate with the main body, and high-speed main body communication can be realized.
第3の構成は、図17で示される構成である。これは、各ユニットを制御するCPU/中継ボードの内1個がLAN構成に参加して、本体からの情報を各ユニット制御用のCPU/中継ボードに伝達する構成であり、第一の構成に示した、LANに接続されたCPUが他のCPUを支配する構成では無い。尚、各CPU間の通信方式を限定するものではない。 The third configuration is the configuration shown in FIG. This is a configuration in which one of the CPU / relay boards that control each unit participates in the LAN configuration and transmits information from the main unit to the CPU / relay board for controlling each unit. As shown, the CPU connected to the LAN does not dominate other CPUs. The communication method between the CPUs is not limited.
また、第1の構成から第3の構成までを、選択的に変更可能な構成とし、本体とLAN接続されるCPU、或いは、デッキ内の各CPUが、末端の各ユニットで発生するエラーに対して、本体に通信するか、デッキ内で解決するかを判断しつつ、前記3つの構成を適宜選択するよう構成する事も可能である。 In addition, the configuration from the first configuration to the third configuration can be selectively changed so that the CPU connected to the main body through a LAN or each CPU in the deck responds to an error generated in each terminal unit. Thus, it is also possible to configure so that the three configurations are appropriately selected while determining whether to communicate with the main body or to solve within the deck.
以上説明したように、本実施例によれば、製品毎に整合ユニットをそのまま流用し、特定ユニットを新規設計すれば良い。また新規設計する特定ユニットは整合ユニットとのインターフェースを予め決められたインターフェースで設計するようにしたので、設計思想を流用しやすくなり、設計期間や開発期間の短縮が望める。 As described above, according to the present embodiment, the matching unit may be used as it is for each product, and the specific unit may be newly designed. In addition, since the specific unit to be newly designed is designed with a predetermined interface as an interface with the matching unit, the design philosophy can be easily used, and the design period and the development period can be shortened.
1001 特定ユニット
1002 整合ユニット
1003 ASIC
1004 EEPROM
1005−1 インターフェース回路
1005−2 インターフェース回路
1006 発振回路
1007 光学モータ
1501 CPU
1001
1004 EEPROM
1005-1 Interface circuit 1005-2
Claims (6)
少なくとも特定ユニットと整合ユニットの2枚の基板で構成され、前記特定ユニットに第1の制御手段が実装され、前記整合ユニットに、第2の制御手段が実装され、さらに前記光学モータの駆動テーブルを決定するためのデータを記憶し前記第1の制御手段によって書き込み可能な不揮発性の記憶手段が実装されており、前記特定ユニットと前記整合ユニットが画像読取装置の仕様によらない所定のインターフェースにより接続されている制御部と、
を備え、
前記整合ユニットは、発振周波数可変の基準クロック発生手段と、前記記憶手段から読み出すデータを任意の間引き率で読み出すように構成されたデータ読み出し手段と、前記基準クロック発生手段から出力される基準クロックの周波数と前記データ読み出し手段に設定される間引き率の組み合わせによって前記光学モータを駆動するモータクロックを発生するモータクロック発生手段と、
を有することを特徴とする画像読取装置。 An image reading unit driven by an optical motor and reading a document placed on a document table by a line sensor;
It is composed of at least two substrates of a specific unit and an alignment unit, a first control unit is mounted on the specific unit, a second control unit is mounted on the alignment unit, and a drive table for the optical motor is further provided. Non-volatile storage means that stores data for determination and is writable by the first control means is mounted, and the specific unit and the alignment unit are connected by a predetermined interface that does not depend on the specifications of the image reading apparatus A control unit,
With
The matching unit includes a reference clock generating unit having a variable oscillation frequency, a data reading unit configured to read data read from the storage unit at an arbitrary decimation rate, and a reference clock output from the reference clock generating unit. Motor clock generating means for generating a motor clock for driving the optical motor by a combination of a frequency and a thinning rate set in the data reading means;
An image reading apparatus comprising:
前記基準クロック発生手段は、前記特定ユニットの識別IDにしたがって出力周波数が設定されることを特徴とする画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 1,
The image reading apparatus according to claim 1, wherein the reference clock generating means sets an output frequency according to an identification ID of the specific unit.
前記特定ユニットは、前記光学モータの仕様に応じたドライバを有することを特徴とする画像読取装置。 The image reading apparatus according to claim 1,
The image reading apparatus, wherein the specific unit includes a driver corresponding to a specification of the optical motor.
前記第1の制御手段はCPUであることを特徴とする画像読取装置。 The image reading apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image reading apparatus according to claim 1, wherein the first control means is a CPU.
前記第2の制御手段はCPUであることを特徴とする画像読取装置。 The image reading apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The image reading apparatus according to claim 2, wherein the second control means is a CPU.
前記記憶手段は、交換可能なように前記整合ユニットに実装されていることを特徴とする画像読取装置。 The image reading apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The image reading apparatus, wherein the storage unit is mounted on the alignment unit so as to be replaceable.
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2005
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