JP2007219045A - 画像入力装置及び基準位置検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】キャリッジを移動させる機構を備えた画像入力装置において、キャリッジの基準位置を迅速かつ精度よく定める。
【解決手段】
画像入力装置は、キャリッジの移動を制御するための制御手段と、キャリッジの移動を制止するための制止部材とを備えている。そして、キャリッジを少なくとも2回、前記制止部材まで移動させ、かつ2回目以降の移動の速度を、最初の移動の速度より遅くする。キャリッジが2回目以降の移動で制止部材まで移動し停止した場合に、キャリッジの位置を基準位置として検出する。
【選択図】図1
【解決手段】
画像入力装置は、キャリッジの移動を制御するための制御手段と、キャリッジの移動を制止するための制止部材とを備えている。そして、キャリッジを少なくとも2回、前記制止部材まで移動させ、かつ2回目以降の移動の速度を、最初の移動の速度より遅くする。キャリッジが2回目以降の移動で制止部材まで移動し停止した場合に、キャリッジの位置を基準位置として検出する。
【選択図】図1
Description
本発明は、画像入力装置に関し、特に、キャリッジを搬送する機構を備えた画像入力装置の基準位置検出技術に関する。
特許文献1には、イメージセンサを搭載したキャリッジを、原稿台に沿って副走査方向に移動させながら画像を読み取るフラットベット型スキャナ装置が記載されている。キャリッジは、モータにより回転するタイミングベルトに取り付けられており、モータの回転にともなって移動する。
このようなスキャナ装置は、初期化動作においてキャリッジの基準位置を検出し、読み取り動作中のキャリッジの位置をその基準位置に基づいて求める。例えば、キャリッジを、移動限界である壁(キャリッジ制止部材)まで移動させ衝突させ停止させる。そして、その位置を基準位置として検出する。
しかし、従来のスキャナ装置では、検出する基準位置の精度が必ずしも十分ではなかった。例えば、従来のスキャナ装置では、画像読み取り時と同じ速い速度でキャリッジを壁に衝突させるので、タイミングベルトの弾性による引き戻しが生じ易く、本来の基準位置からずれた位置を基準位置として検出してしまう。
一方で、キャリッジを最初から低速で壁まで移動させるのでは、壁への衝突までに時間がかかってしまう。
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、キャリッジの基準位置を、迅速かつ精度よく検出することを目的とする。
上記課題を解決すべく、本発明の第1の態様は、
画像入力装置であって、キャリッジと、前記キャリッジの移動を制御するための制御手段と、前記キャリッジの移動を制止するための制止部材と、前記キャリッジの基準位置を検出する基準位置検出手段とを備えている。そして、前記制御手段は、前記キャリッジを少なくとも2回、前記制止部材まで移動させ、かつ2回目以降の移動の速度を、最初の移動の速度より遅くする。前記基準位置検出手段は、前記キャリッジが前記2回目以降の移動で前記制止部材まで移動して停止した後に、前記キャリッジの基準位置を検出する。
画像入力装置であって、キャリッジと、前記キャリッジの移動を制御するための制御手段と、前記キャリッジの移動を制止するための制止部材と、前記キャリッジの基準位置を検出する基準位置検出手段とを備えている。そして、前記制御手段は、前記キャリッジを少なくとも2回、前記制止部材まで移動させ、かつ2回目以降の移動の速度を、最初の移動の速度より遅くする。前記基準位置検出手段は、前記キャリッジが前記2回目以降の移動で前記制止部材まで移動して停止した後に、前記キャリッジの基準位置を検出する。
前記制御手段は、第1の速度で前記キャリッジを前記制止部材まで移動させた後、前記キャリッジの位置を所定距離戻し、前記第1の速度より遅い第2の速度で前記キャリッジを前記制止部材まで移動させるようにすることができる。
また、前記画像入力装置は、モータと、前記モータの駆動力を前記キャリッジに伝達するためのタイミングベルトと、前記モータの回転量を出力するためのエンコーダとを備えていてもよい。そして、前記制御手段は、前記モータに印加する駆動電流を、定期的に所定の増加率で増加させる一方、前記エンコーダが所定の回転量を検出するたびに所定の減少率で減少させ、前記駆動電流が、所定の閾値を超えた場合に、前記キャリッジが前記制止部材まで移動したと判定するようにすることができる。
以下に、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の画像入力装置の一例であるスキャナ装置1の概略構成図を示す。
スキャナ装置1は、筐体の上面に原稿台を備えたいわゆるフラットベッド型スキャナ装置である。スキャナ装置1は、CIS(Contact Image Sensor)方式のイメージセンサを搭載したキャリッジ300を走査して、透明板の原稿台に固定された原稿の画像を読み取る。
スキャナ装置1は、光源及びCCDイメージセンサを搭載したキャリッジ300と、キャリッジ300の往復移動を制御する駆動機構20と、スキャナ装置1の全体を制御する制御部100とを備えている。
さらに、スキャナ装置1の筐体には、キャリッジ300の基準位置を定めるための壁(キャリッジ制止部材)400が設けられている。これにより、キャリッジ300は、点線矢印方向に壁400の位置まで移動可能であるが、壁400に衝突すると、それ以上移動することができない。
キャリッジ300は、光源及びイメージセンサを副走査方向に運搬する。キャリッジ300は、原稿台の盤面に対し平行なガイド用のシャフト等にスライド自在に係止されており、駆動機構20のモータ200により回転するタイミングベルト224により牽引され、往復移動をする。
駆動機構20は、DCモータであるモータ200と、モータ200を制御するモータドライバ230と、モータ200の出力軸に接合されたウォームギア220と、ウォームギア220と噛み合い所定の減速比で回転する平歯車221と、平歯車221に取り付けられた主動プーリ223と、反対側の従動プーリ222と、両プーリ222、223との間に張設されキャリッジ300が取り付けられたタイミングベルト224とを備えている。このような機構により、モータ200が所定方向に回転すると、それにともなって、キャリッジ300は点線矢印方向(または、逆方向)に移動する。
モータドライバ230は、電力制御用トランジスタを備え、このトランジスタのスイッチング周期に対するオン期間の割合(デューティ比)を変化させる、いわゆるPWM(Pulse Width Modulation)制御により、モータ200に印加する駆動電流を制御する。すなわち、デューティ比を小さくすることで、オン時間を短くして駆動電流を小さくする。反対に、デューティ比を大きくすることで、オン時間を長くして駆動電流を大きくする。
また、モータ200には、エンコーダ210が取り付けられている。エンコーダ210は、モータ200の回転量に応じたパルス(エンコーダパルス)を出力する。
制御部100は、その特徴的な機能部として、デューティ比発生部111と、壁判定部112と、モータ制御部120と、タイマ130とを備える。各機能部は、ソフトウェアあるいはハードウェア的に実現することができる。なお、スキャナ装置1の本来の基本動作である画像読み取り動作に関する機能の説明は省略する。
デューティ比発生部111は、定期的に、モータ200を駆動するためのデューティ比を発生する。具体的には、タイマ130の割込みごとに、予め定められた増加率でデューティ比を増加させる。一方、エンコーダパルスの出力を受けるごとに、予め定められた減少率でデューティ比を減少させる。そして、調整したデューティ比をモータ制御部120に送る。なお、タイマ割込みによるデューティ比の増加率、及びエンコーダパルスによるデューティ比の減少率は、キャリッジ300の移動速度に対応して予め定められている。
このように調整されたデューティ比により、通常、キャリッジ300は、一定の速度で移動することができる。すなわち、デューティ比が大きくなると、モータ200への駆動電流が大きくなり、モータ200の回転が早くなり、キャリッジ300は高速で移動しようとする。しかし、モータ200が早く回転するということは、エンコーダパルスが短い周期で出力されるということなので、その分、デューティ比が減少される。したがって、デューティ比は、所定の期間で平均すると、ほぼ一定に保たれるので、キャリッジ300は、一定の速度で移動することになる。
壁判定部112は、キャリッジ300が壁400に衝突したか否かを判定し、壁400に衝突したと判定した場合、そのときのキャリッジ300の位置を基準位置として検出する。壁400への衝突は、デューティ比発生部111が決定するデューティ比を監視し、デューティ比が予め定めた閾値を超えたか否かを判定することにより行う。
なお、画像読み取り時のキャリッジ300の位置は、基準位置からカウントされるエンコーダパルスの数で表される。従って、基準位置を検出した場合、エンコーダパルスカウンタは0に初期化される。
モータ制御部120は、デューティ比発生部111からデューティ比を取得し、モータドライバ230に送る。そのため、モータ制御部120は、デューティ比を格納するためのレジスタを備えている。
このような制御部100は、主制御装置であるCPU110と、プログラム等が記録されたROMと、メインメモリとしてデータ等を一時的に格納するRAMと、ホスト等との入出力を制御するインタフェースと、各装置間の通信経路となるシステムバスとを備えて構成することができる。なお、各処理を専用に行うように設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)で構成されていてもよい。
<動作の説明>
つぎに、上記のように構成されるスキャナ装置1の特徴的な動作について説明する。
つぎに、上記のように構成されるスキャナ装置1の特徴的な動作について説明する。
上記のように構成されるスキャナ装置1は、初期動作において基準位置を設定するために、キャリッジ300を壁400まで移動させ、衝突させる。そして、衝突した位置を基準位置として検出する。
ここで、壁400への衝突は、デューティ比が所定の閾値(通常の移動では超えることのない値)を超えたかどうかで判断する。ただし、1回閾値を超えた場合に、直ちに基準位置を検出するのではなく、最初に衝突させた速度より低速で、再度キャリッジ300を壁400に衝突させた後、基準位置を検出する。
図2は、スキャナ装置1の基準位置の検出処理のフロー図である。また、図3は、本処理においてキャリッジ300が移動する様子を壁400との関係で示した図である。
図2で示したフローは、電源投入時や節電解除時などの画像読み込み前の初期動作として、基準位置の検出が必要になったときに開始される。
壁判定部112は、キャリッジ300の最初の移動速度V1を設定する。例えば、通常の画像読み取り時の移動速度を移動速度V1に設定することができる。そして、デューティ比発生部111に、キャリッジ300を移動速度V1で壁400の方向に移動させるためのデューティ比を発生するように指示する(S11)。
これを受けて、デューティ比発生部111は、キャリッジ300を移動速度V1で壁400の方向に移動させるためのデューティ比を発生する。
図4(A)は、かかる場合の時間とデューティ比の関係を示す図である。図示するように、デューティ比発生部111は、タイマ割込みを受け付けるたびに、移動速度V1に対応した増加率で、デューティ比を増加させる。一方、エンコーダパルスを受け付けるたびに、移動速度V1に対応した減少率で、デューティ比を減少させる。
こうして、キャリッジ300は、図3に示すように、移動速度V1で壁400まで移動することになる。
この間、壁判定部112は、デューティ比発生部111により設定されたデューティ比を監視し(S12)、デューティ比が、予め定めた閾値を超えたか否か判定する(S13)。
ここでの判定方法について具体的に説明する。キャリッジ300が壁400まで移動し、壁400により制止された場合、タイミングベルト224の回転が止まる。そうすると、モータ200の回転も停止する。そして、エンコーダパルスが出力されなくなる。しかし、デューティ比は、タイマ割込みにより増加し続けることになる。そこで、壁判定部112は、所定の閾値を超えたか否かで、壁への衝突を判定することができる。所定の閾値は、キャリッジ300の通常の移動では超えることのないデューティ比が設定されている。
デューティ比が予め定めた閾値を超えた場合(S13でY)、壁判定部112は、モータ200を逆回転させ、キャリッジ300の位置を、所定の距離だけ戻す処理を行う(図3参照)。すなわち、壁判定部112は、デューティ比発生部111に、所定の距離だけ戻すためのデューティ比を発生するように指示する。
ここでの所定の距離は、後述する2回目のキャリッジ300の移動において、キャリッジ300を後述する移動速度V2まで加速するのに十分な距離であればよい。あまり短いと速度V2まで加速できないが、あまり長いと無駄にキャリッジ300を移動させることになる。このような距離は、実験的に予め定められている。
次に、壁判定部112は、キャリッジ300の2回目の移動速度V2を定める。移動速度V2は、初回の移動速度V1より遅いようにする。移動速度2は、基準位置を精度良く求めるために実験的に求められた速度を設定することができる。
そして、デューティ比発生部111に、キャリッジ300を移動速度V2で壁400の方向に移動させるためのデューティ比を発生するように指示する(S15)。
これを受けて、デューティ比発生部111は、キャリッジ300を移動速度V1で壁400の方向に移動させるためのデューティ比を発生する。
図4(B)は、かかる場合の時間とデューティ比の関係を示す図である。図示するように、デューティ比発生部111は、タイマ割込みを受け付けるたびに、移動速度V2に対応した増加率でデューティ比を増加させる。一方、エンコーダパルスを受け付けるたびに、移動速度V2に対応した減少率でデューティ比を減少させる。図4(B)に示すように、移動速度V2<移動速度V1であるので、図4(A)に示したデューティ比の変化に比べて、タイマ割込みによる増加率は小さくなっている。こうして、キャリッジ300は、図3に示すように、移動速度V1より遅い移動速度V2で、壁400まで移動することになる。
この間、壁判定部112は、デューティ比発生部111により設定されたデューティ比を監視し(S16)、デューティ比が、上述した予め定めた閾値を超えたか否か判定する(S17)。
デューティ比が予め定めた閾値を超えた場合(S17でY)、壁判定部112は、キャリッジ300が存在する位置を基準位置として検出する。すなわち、エンコーダパルスカウンタを0に初期化する。そして、基準位置の設定処理を終了する。
こうして、画像読み取り前の初期動作において、基準位置が設定される。
制御部1は、画像読み取り動作において、キャリッジ300の位置を求める場合、上記のように設定された基準位置を用いる。すなわち、ある位置の基準位置からの距離は、基準位置からその位置までにキャリッジ300が移動した間にカウントされたエンコーダパルスの数により表される。
以上、本発明の一実施形態について説明した。
上記実施形態によれば、基準位置の検出において、最初は高速(例えば、画像読み取り時の速度)でキャリッジ300を壁400に衝突させる。その後、低速で再度、壁400に衝突させ、その位置を基準位置として検出する。これにより、駆動機構の仕組みに起因する基準位置の検出のずれを減少できる。すなわち、高速でキャリッジ300を移動させると、モータのトルクが大きいので、タイミングベルトの弾性による引き戻しの影響が大きくなるが、低速にすることで、この影響を減少させることができる。そして、基準位置をより正確に設定することができる。
本発明は、上記実施形態に制限されない。上記実施形態は、様々な変形が可能である。
例えば、低速で衝突させるのを1回ではなく、それ以上、行ってもよい。また、複数回行う場合、回数を重ねるごとに、速度を遅く設定してもよい。そして、検出される基準位置に変化がなくなった場合(例えば、衝突後に位置を戻したときにカウントされるエンコードパルスと、次の衝突までのエンコードパルスが等しい場合)に、基準位置の設定処理を終了するようにしてもよい。こうすれば、より精度良く基準位置を検出することができる。
本発明は、CIS方式のイメージスキャナに限定されない。例えば、イメージセンサが固定されており、光源と反射ミラーをキャリッジにより移動させるCCD方式のスキャナ装置にも適用することができる。
また、本発明は、DCモータを用いてキャリッジを搬送する機構を備えた装置(例えば、プリンタ)に適用することもできる。
また、本発明の画像入力装置は、スキャナ装置に限定されず、プリンタ、コピー機、ファクシミリなどとの複合機であってもよい。
1…スキャナ装置、
100制御部、110…CPU、111…デューティ比発生部、112…壁判定部、120…モータ制御部、130…タイマ
20…駆動機構、200…モータ、210…エンコーダ、220…ウォームギア、231…平歯車、223、222…プーリ、224…タイミングベルト、230…モータドライバ
300…キャリッジ、
400…壁
100制御部、110…CPU、111…デューティ比発生部、112…壁判定部、120…モータ制御部、130…タイマ
20…駆動機構、200…モータ、210…エンコーダ、220…ウォームギア、231…平歯車、223、222…プーリ、224…タイミングベルト、230…モータドライバ
300…キャリッジ、
400…壁
Claims (4)
- 画像入力装置であって、
キャリッジと、
前記キャリッジの移動を制御するための制御手段と、
前記キャリッジの移動を制止するための制止部材と、
前記キャリッジの基準位置を設定する基準位置検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記キャリッジを少なくとも2回、前記制止部材まで移動させ、かつ2回目以降の移動の速度を、最初の移動の速度より遅くし、
前記基準位置検出手段は、
前記キャリッジが前記2回目以降の移動で前記制止部材まで移動して停止した位置を、前記キャリッジの基準位置として検出する
ことを特徴とする画像入力装置。 - 請求項1に記載の画像入力装置であって、
前記制御手段は、
第1の速度で前記キャリッジを前記制止部材まで移動させた後、
前記キャリッジの位置を所定距離戻し、
前記第1の速度より遅い第2の速度で前記キャリッジを前記制止部材まで移動させる
ことを特徴とする画像入力装置。 - 請求項1に記載の画像入力装置であって、
モータと、
前記モータの駆動力を前記キャリッジに伝達するためのタイミングベルトと、
前記モータの回転量を出力するためのエンコーダとを備え、
前記制御手段は、
前記モータに印加する駆動電流を、定期的に所定の増加率で増加させる一方、前記エンコーダが所定の回転量を検出するたびに所定の減少率で減少させ、
前記駆動電流が、所定の閾値を超えた場合に、前記キャリッジが前記制止部材まで移動したと判定する
ことを特徴とする画像入力装置。 - 画像入力装置の基準位置検出方法であって、
前記画像入力装置は、
キャリッジと、
前記キャリッジの移動を制止するための制止部材とを備え、
前記キャリッジを、2回目以降の移動の速度を最初の移動の速度より遅くし、少なくとも2回、前記制止部材まで移動させ、
前記キャリッジが前記2回目以降の移動で前記制止部材まで移動して停止した位置を、前記キャリッジの基準位置として検出する
ことを特徴とする画像入力装置の基準位置検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006037545A JP2007219045A (ja) | 2006-02-15 | 2006-02-15 | 画像入力装置及び基準位置検出方法 |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011035847A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Canon Inc | 画像読取装置及び画像読取装置の初期化方法 |
CN114557829A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-05-31 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 一种可移动病床及其控制方法 |
-
2006
- 2006-02-15 JP JP2006037545A patent/JP2007219045A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011035847A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Canon Inc | 画像読取装置及び画像読取装置の初期化方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080513 |