JP2008065217A - Scanner apparatus, printer, and scanning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スキャナ装置、印刷装置、および、スキャン方法に関する。 The present invention relates to a scanner device, a printing device, and a scanning method.
従来、所定のスキャン対象物(以下、「原稿」とする)を走査して画像データを作成するスキャナ装置が知られている(下記特許文献1参照)。このスキャナ装置のキャリッジは、光源を備え、光源から光を射出する。光源から射出された光は、原稿に照射され、照射領域(以下では、走査箇所と呼ぶ)を形成する。また、この走査箇所からは、反射光が生じ、この反射光は、イメージセンサに入射する。イメージセンサは、反射光を所定時間蓄積し、蓄積した反射光を電気信号に変換することにより、原稿において、反射光を蓄積した所定時間内に走査箇所が移動した部分の画像データを生成する。キャリッジは、所定のモータを駆動源としたキャリッジ搬送機構によって走査方向に搬送され、走査箇所もキャリッジと共に移動する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a scanner device that scans a predetermined scanning object (hereinafter referred to as “original”) to create image data (see Patent Document 1 below). The carriage of this scanner device includes a light source and emits light from the light source. The light emitted from the light source is applied to the document, and forms an irradiation area (hereinafter referred to as a scanning location). In addition, reflected light is generated from the scanned portion, and this reflected light is incident on the image sensor. The image sensor accumulates the reflected light for a predetermined time, and converts the accumulated reflected light into an electrical signal, thereby generating image data of a portion of the original whose scanning portion has moved within the predetermined time when the reflected light is accumulated. The carriage is transported in the scanning direction by a carriage transport mechanism using a predetermined motor as a drive source, and the scanning location moves together with the carriage.
スキャナ装置は、ユーザ等により指定される走査方向の解像度に基づいて、原稿上の走査する領域に、その解像度に対応する密度の複数のラインを設定する。これら各ラインは、帯状に形成され、走査方向に並列するように設定されている。そして、スキャナ装置が、キャリッジを走査方向に搬送させると、各ラインを走査箇所が移動する。この際、スキャナ装置は、走査箇所が各ラインの始点に来ると、イメージセンサに反射光の蓄積を開始させ、走査箇所がそのラインの終点に来ると、イメージセンサに反射光の蓄積を終了させ、イメージセンサにそのラインの画像データ(以下では、ライン画像データと呼ぶ)を生成させる。この場合、スキャナ装置は、例えば、各ラインにおいて、走査箇所が各ラインをそれぞれ通過する時間が、予め定められる一定時間となるように、上記モータを駆動してキャリッジを走査方向に搬送するようにしている。 Based on the resolution in the scanning direction designated by the user or the like, the scanner device sets a plurality of lines having a density corresponding to the resolution in the area to be scanned on the document. Each of these lines is formed in a strip shape and is set to be parallel in the scanning direction. Then, when the scanner device transports the carriage in the scanning direction, the scanning position moves along each line. At this time, the scanner device causes the image sensor to start storing reflected light when the scanning point comes to the start point of each line, and causes the image sensor to stop storing reflected light when the scanning point reaches the end point of the line. The image sensor generates image data of the line (hereinafter referred to as line image data). In this case, for example, in each line, the scanner device drives the motor so as to convey the carriage in the scanning direction so that the time during which the scanning portion passes through each line is a predetermined time. ing.
ところで、キャリッジを駆動する場合、一般的には、ステッピングモータが使用されることが多い。しかしながら、ステッピングモータは、DCモータに比較して動作音が大きいという問題点がある。 By the way, when driving a carriage, a stepping motor is generally used in many cases. However, the stepping motor has a problem that the operation sound is louder than that of the DC motor.
そこで、DCモータを使用してキャリッジを駆動することも考えられる。モータの回転速度の制御は、モータに印加する駆動電圧を調整することにより行われる。例えば、DCモータであれば、極めて遅い速度で回転させるには、極めて小さな駆動電圧をモータに印加するようにする。ところで、モータは、駆動電圧に応じて得られるトルクが静止摩擦力よりも小さいために回転しない電圧範囲(不感帯)を有する。キャリッジ搬送用モータがDCモータであり、前述のように、読み取り解像度を高くするために極めて小さな駆動電圧をこのDCモータに印加すると、駆動電圧がこの不感帯の範囲内に相当してしまいDCモータが回転しない場合があるという問題点がある。 Therefore, it is conceivable to drive the carriage using a DC motor. The rotation speed of the motor is controlled by adjusting the drive voltage applied to the motor. For example, in the case of a DC motor, an extremely small drive voltage is applied to the motor in order to rotate at a very slow speed. By the way, the motor has a voltage range (dead zone) in which it does not rotate because the torque obtained according to the drive voltage is smaller than the static friction force. The carriage conveying motor is a DC motor, and as described above, if a very small driving voltage is applied to the DC motor in order to increase the reading resolution, the driving voltage corresponds to the range of the dead zone. There is a problem that it may not rotate.
本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、低騒音で、かつ、所望の速度でキャリッジを駆動することが可能なスキャナ装置、印刷装置、および、スキャン方法を提供しよう、とするものである。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a scanner device, a printing device, and a scanning method capable of driving a carriage at a desired speed with low noise. It is intended to provide.
上述の目的を達成するため、本発明のスキャナ装置は、所定のスキャン対象物を走査して画像データを生成するスキャナ装置であって、スキャン対象物の光画像を対応する画像データに変換するイメージセンサと、イメージセンサを有するキャリッジを副走査方向に移動させるための移動手段と、移動手段を第1の制御処理によって制御する第1の制御手段と、移動手段を第1の制御処理とは異なる第2の制御処理によって制御する第2の制御手段と、スキャンに係る設定内容に応じて、第1または第2の制御手段を選択する選択手段と、を有する。このため、低騒音で、かつ、所望の速度でキャリッジを駆動することが可能なスキャナ装置を提供することができる。 In order to achieve the above object, a scanner device of the present invention is a scanner device that scans a predetermined scan object to generate image data, and converts an optical image of the scan object into corresponding image data. A sensor, a moving means for moving a carriage having an image sensor in the sub-scanning direction, a first control means for controlling the moving means by a first control process, and the moving means are different from the first control process. A second control unit that controls the second control process; and a selection unit that selects the first or second control unit according to the setting content related to the scan. Therefore, it is possible to provide a scanner device that can drive the carriage at a desired speed with low noise.
また、他の発明のスキャナ装置は、前述の発明に加えて、移動手段は、キャリッジを副走査方向に移動させるためのDCモータを有している。このため、動作音の小さい、低騒音のスキャナ装置を提供することができる。 In addition to the above-described invention, in the scanner device of another invention, the moving means has a DC motor for moving the carriage in the sub-scanning direction. For this reason, it is possible to provide a scanner device with low noise and low noise.
また、他の発明のスキャナ装置は、前述の発明に加えて、第1の制御手段は、キャリッジの位置に応じて制御を行い、第2の制御手段は、キャリッジの位置および速度に応じて制御を行い、選択手段は、移動手段が有するモータを所定の速度以下で移動させる場合には第1の制御手段を選択し、それ以外の場合には第2の制御手段を選択するようにしている。このため、速度に応じて第1および第2の制御を切り替えることで、各速度に最適な制御によってキャリッジを制御することができる。 In addition to the above-described invention, in the scanner device of another invention, the first control unit performs control according to the position of the carriage, and the second control unit performs control according to the position and speed of the carriage. The selection means selects the first control means when moving the motor of the movement means at a predetermined speed or less, and selects the second control means in other cases. . For this reason, by switching between the first control and the second control according to the speed, the carriage can be controlled by control optimal for each speed.
また、他の発明のスキャナ装置は、前述の発明に加えて、第1の制御手段は、移動手段が有するモータが間欠的に回転するように駆動し、第2の制御手段は、移動手段が有するモータが連続的に回転するように駆動し、選択手段は、移動手段が有するモータを所定の速度以下で移動させる場合には第1の制御手段を選択し、それ以外の場合には第2の制御手段を選択するようにしている。このため、例えば、モータの不感帯以下の低速度であっても間欠的に動作させることにより駆動可能となるとともに、高速に移動させる場合には第2の制御で効率よく制御することができる。 According to another aspect of the invention, in addition to the above-described invention, the first control unit is driven so that the motor included in the moving unit rotates intermittently, and the second control unit includes the moving unit. The selection means selects the first control means when the motor included in the movement means is moved at a predetermined speed or less, and the second means otherwise selects the second control means. The control means is selected. For this reason, for example, even if the speed is lower than the dead zone of the motor, it can be driven by intermittent operation, and can be efficiently controlled by the second control when moving at a high speed.
また、他の発明のスキャナ装置は、前述の発明に加えて、選択手段は、得ようとする画像データの解像度またはモノクロ/カラーの別に応じて、第1および第2の制御手段を選択するようにしている。このため、解像度またはモノクロ/カラーの別に応じて、最適な制御を選択し、スキャン対象物を読み込むことが可能になる。 In addition to the above-described invention, in the scanner device of another invention, the selection unit selects the first and second control units according to the resolution of the image data to be obtained or monochrome / color. I have to. For this reason, it is possible to select the optimal control according to the resolution or monochrome / color, and to read the scan object.
また、本発明の印刷装置は、前述したスキャナ装置を有する。このため、低騒音で、かつ、所望の速度でキャリッジを駆動することが可能な印刷装置を提供することができる。 The printing apparatus of the present invention includes the scanner device described above. Therefore, it is possible to provide a printing apparatus that can drive the carriage at a desired speed with low noise.
また、本発明のスキャン方法は、所定のスキャン対象物を走査して画像データを生成するスキャン方法であって、スキャンに係る設定内容に応じて、第1の制御処理と、これとは異なる第2の制御処理とを選択し、スキャン対象物の光画像を対応する画像データに変換するイメージセンサを有するキャリッジを移動する制御を行うようにしている。このため、低騒音で、かつ、所望の速度でキャリッジを駆動することが可能なスキャン方法を提供することができる。
The scan method of the present invention is a scan method for generating image data by scanning a predetermined scan object, and is different from the first control process according to the setting content related to the scan.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るスキャナ装置を用いた印刷装置10の構成例を示す斜視図である。この図1に示すように、印刷装置10は、スキャナ装置、印刷装置、および、コピー装置が一体となったいわゆる複合型の印刷装置である。ここで、印刷装置10は、装置全体を覆うケース11と、印刷用紙を供給する給紙装置(不図示)と、原稿が載置される透明なコンタクトガラス13およびキャリッジ14等を有するスキャナ装置と、印刷用紙に対して印刷を行う印刷部(不図示)とを備える。なお、本発明のスキャナ装置の動作は、印刷装置10の動作として説明する。また、本発明のスキャン方法は、印刷装置10動作として説明する。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a
ケース11は、略四角形状の箱体であり、その上部には開閉自在の蓋12が設けられている。蓋12を開けると、原稿が載置されるコンタクトガラス13が現れる。コンタクトガラス13の内側には、後述するイメージセンサが設けられたキャリッジ14が存在する。キャリッジ14を副走査方向に移動させることにより、原稿に印刷されている情報を画像データとして読み取る。なお、スキャナ装置は、イメージセンサが副走査方向に移動しながら固定された原稿を読み取る、いわゆるフラットベットタイプ(原稿固定型)のスキャナである。
The
ケース11の前面中央部には、LCD(Liquid Crystal Display)15と、各種操作ボタン16とを備える。LCD15には、印刷装置10のメニュー、動作内容、動作状況、エラー内容などが表示され、操作ボタン16は、印刷装置10のメニュー選択等を行う時に押されるようになっている。
An LCD (Liquid Crystal Display) 15 and
ケース11は、前面下部に、排出口17を備え、印刷された印刷用紙が排出されるようになっている。また、ケース11の前面右側中央部には、カードスロット18が設けられており、例えば、図示せぬディジタルカメラなどによって撮影された画像データを記録するメモリカードMが、取り外し自在に収納されるようになっている。なお、この例では、カードスロット18には蓋部18aが設けられており、メモリカードMを挿入する場合には、当該蓋部18aを開閉する。メモリカードMには、例えば、非可逆圧縮方式としてのJPEG形式または可逆圧縮方式としてのTIFF形式によって圧縮された画像データが格納されている。
The
図示せぬ給紙装置は、ケース11の背面側に設けられており、印刷用紙をストックするとともに、必要に応じて印刷装置10の内部に一枚ずつ供給する。
A paper feeding device (not shown) is provided on the back side of the
図2は、図1に示すスキャナ装置の詳細な構成例を示す図である。この図において、キャリッジ搬送機構は、移動手段としての直流(DC)モータであるDCモータ26と、DCモータ26の出力軸に接合されたウォームギア25と、ウォームギア25と噛み合い、所定の減速比で回転する平歯車23aと、平歯車23aに接合されたプーリ23bと、プーリ23bおよびプーリ21の間で張設され、一部がキャリッジ14と締結されているタイミングベルト22と、キャリッジ14を副走査方向に搬送するためのガイドレール24と、を備える。キャリッジ14は、DCモータ26が回転され、タイミングベルト22が駆動されると、ガイドレール24に沿って副走査方向に搬送される。なお、以下では、DCモータ26が1回転した場合において、キャリッジ14が移動する距離を移動距離Lとする。
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the scanner device illustrated in FIG. 1. In this figure, the carriage transport mechanism meshes with a
キャリッジ14には、イメージセンサ20が設けられている。イメージセンサ20は、CIS(Contact Image Sensor)方式のイメージセンサであり、所定の画素密度で走査方向に配列された受光素子を有するCCD(Charge Coupled Devices)(図示省略)と、各受光素子に対応するレンズ(図示省略)と、R,G,Bの各色の光で原稿面を照射する不図時のLED(Light Emitting Diode)と、を備える。なお、各受光素子は、原稿面からの反射光を受光して電荷を蓄積し、信号として出力する。
An
エンコーダ28は、ロータリエンコーダであり、DCモータ26の出力軸26aに接合された円盤27と、この円盤27を挟むようにして設置された発光ダイオード28aおよびフォトダイオード28bと、を備える。
The
円盤27は、円周に沿って所定の間隔で刻まれたスリット(図示せず)を備えており、フォトダイオード28bは、このスリットを介して発光ダイオード28aの発する光を受光することができる。したがって、DCモータ26の回転と共に円盤27が回転すると、フォトダイオード28bは、発光ダイオード28aの発する光を、スリット部分では受光し、また、スリット以外の部分では受光しないこととなる。その結果、フォトダイオード28bは、DCモータ26の回転数に応じた数のパルス(以下、「エンコーダパルス」と呼ぶ)を生成し、エンコーダ28は、それを外部に出力することとなる。
The
なお、図示は省略しているが、発光ダイオード28aおよびフォトダイオード28bは2組あり、それぞれのフォトダイオード28bから、互いにπ/2だけ位相がずれたエンコーダパルスを出力するように設置されている。したがって、後述するエンコーダ制御部512は、エンコーダ28から、これらエンコーダパルスの位相の変化により、DCモータ26の回転方向を検出することができる。
Although not shown, there are two sets of the light emitting diodes 28a and the photodiodes 28b, and they are installed so that encoder pulses whose phases are shifted from each other by π / 2 are output from the respective photodiodes 28b. Therefore, the
図3は、図2に示す制御回路500の概略構成を示す図である。図3に示すように、制御回路500は、主として、CPU501と、メモリ502と、メモリI/F(Interface)503と、外部I/F504と、プリンタ部505と、内部I/F507と、所定の集積回路であるASIC(Application Specified Integrated Circuit)510と、を備える。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the
メモリ502は、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)によって構成され、原稿を読み取って生成された画像データを格納する画像データ格納部502aと、画像データの作成作業や所定のプログラムの展開作業などを行うための作業領域502bと、を備える。 The memory 502 includes a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). The memory 502 stores an image data storage unit 502a that stores image data generated by reading a document, an image data creation operation, and a predetermined program. A work area 502b for performing a deployment work and the like.
選択手段としてのCPU501は、メモリ502に格納されている所定のプログラムを作業領域502b上で実行することにより、印刷装置10の全体をコントロールするための種々の制御を行う。また、CPU501は、ユーザが操作ボタン16を操作することによって入力された、原稿の読み取り解像度(dpi)を表わす解像度情報、カラー/モノクロ情報、および、原稿において走査する領域(以下では、走査域と呼ぶ)を表わす走査域情報などを内部I/F507を介して受け取り、ASIC510に受け渡す。なお、解像度情報は、主走査方向の解像度と、副走査方向の解像度とからなる。
The
メモリI/F503は、メモリカードMに記録されている画像データを読み出したり、メモリカードMに対して画像データを書き込んだりする際のインタフェースである。外部I/F504は、パーソナルコンピュータまたは他の画像入力装置(例えば、ディジタルカメラ)に接続するためのインタフェースである。プリンタ部505は、CPU501から供給された画像データに応じてカラーインクをノズルから噴射し、印刷用紙にカラー画像を印刷する。内部I/F507は、操作ボタン16をユーザが操作することによって生成された情報を入力するためのインタフェースである。
The memory I /
ASIC510は、所定の集積回路で構成され、イメージセンサ制御部511と、エンコーダ制御部512と、DCモータ制御部513とを備え、後述の読み取り処理を実行する。イメージセンサ制御部511は、イメージセンサ20が反射光を蓄積する時間が好適蓄積時間Tとなるように制御し、イメージセンサ20から出力される電気信号を入力して階調値に変換する。また、イメージセンサ制御部511は、後述する各ラインのライン画像データから、原稿の画像データを作成する。
The
また、イメージセンサ制御部511は、タイマ511aを備える。イメージセンサ制御部511は、タイマ511aにより時間を計測し、LEDの点灯時間を制御したり、好適電荷蓄積期間を制御したりする。
The image
エンコーダ制御部512は、エンコーダ28から出力されるエンコーダパルスを検出し、エンコーダパルスの検出数、円盤27のスリット数、および移動距離Lから、走査方向におけるキャリッジ14の移動距離を検出する。また、エンコーダ制御部512は、DCモータ26の回転方向を検出する。したがって、エンコーダ制御部512は、検出したキャリッジ14の(エンコーダパルス数に基づく)移動距離およびDCモータ26の回転方向に基づいて、走査方向において、ある位置に対する相対的なキャリッジ14の位置を検知することができる。
The
第1の制御手段および第2の制御手段としてのDCモータ制御部513は、図示せぬ電源部から供給される直流電力をDCモータ26に供給するとともに、供給する電圧または電流を制御することによりDCモータ26の回転速度を制御する。そして、DCモータ制御部513は、この駆動電圧(または駆動電流)の制御をPWM(Pulse Width Modulation)制御により行う。すなわち、DCモータ制御部513は、電力制御用トランジスタ(図示せず)を所定のスイッチング期間(例えば50μs)毎にオフ・オンさせるとともに、スイッチング期間に対するオン期間の割合(デューティ比)を駆動電圧または駆動電流に応じて変化させる。このようにして、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圧(または駆動電流)を低くし、また、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圧(または駆動電流)を高くする。なお、DCモータ26の駆動は、電圧および電流のいずれかを制御することにより行うことができるが、以下では電圧を制御する場合を例に挙げて説明する。
The DC
図4は、DCモータ26における駆動電圧と回転速度との関係を示すグラフである。図4に示すグラフにおいて、横軸は駆動電圧を、縦軸は回転速度を、それぞれ示す。なお、説明の便宜上、駆動電圧が−5Vよりも小さい範囲については一部省略している。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the drive voltage and the rotation speed in the
エンコーダ28から出力されるエンコーダパルス数は、DCモータ26の回転量に比例するので、1秒間にエンコーダ28から出力されるエンコーダパルス数(エンコーダパルス周波数)は、1秒間のDCモータ26の回転量に比例することになる。そこで、本実施例では、DCモータ26の回転速度の尺度として、一般的に用いられる1分間の回転数(rpm)に代えて、前述のエンコーダパルス周波数(Hz)を用いる。
Since the number of encoder pulses output from the
なお、駆動電圧が0Vよりも大きい範囲でDCモータ26は正回転をし、0Vよりも小さい範囲でDCモータ26は逆回転をすることとなるが、以下においては、DCモータ26が正回転をする、駆動電圧が0Vよりも大きい範囲について説明する。
Note that the
図4に示すように、駆動電圧が+5V以上の範囲では、駆動電圧の増加に伴い、DCモータ26の回転速度も増加している。しかしながら、駆動電圧が+5Vよりも小さい範囲では、駆動電圧が増加しても回転速度は0であり、DCモータ26は回転しない。これは、−5V〜+5Vの範囲(不感帯)内の駆動電圧では、DCモータ26において、静止摩擦力に勝るトルクを得ることができないためである。
As shown in FIG. 4, when the drive voltage is in the range of +5 V or more, the rotational speed of the
ここで、スキャナ装置における副走査方向の読み取り解像度と、DCモータ26の回転速度と、の関係について考える。スキャナ装置は、イメージセンサ20を副走査方向に移動しながら原稿を読み取るため、指定された解像度および色モード等に応じた速度で、イメージセンサ20を移動させなければならない。例えば、色モードがモノクロモードで、副走査方向の解像度として4800dpiで読み取るように指定された場合には、イメージセンサ20を、1インチあたり4800(ライン)×「好適電荷蓄積期間」に相当する期間で、移動させなければならない。また、カラーモードの場合には、R,G,Bのそれぞれについて、読み取る必要があることから、副走査方向の解像度として4800dpiで読み取るように指定された場合には、1インチあたり4800(ライン)×「好適電荷蓄積期間」×3に相当する期間で移動させなければならない。
Here, the relationship between the reading resolution in the sub-scanning direction in the scanner device and the rotational speed of the
ここで、「好適電荷蓄積期間」とは、CCDの有する各受光素子が受光して電荷の蓄積を行う期間(電荷蓄積期間)について、R,G,Bのそれぞれの色について、1画素分の信号を出力するのに理想的な期間として予め設定されている期間である。仮に電荷蓄積期間にばらつきがあると、読み取った画像の色目にばらつきが生じるため、スキャナ装置では、常にこの好適電荷蓄積期間だけ電荷を蓄積するようにしている。 Here, the “preferred charge accumulation period” is a period (charge accumulation period) in which each light receiving element of the CCD receives light and accumulates charges, for each color of R, G, and B, for one pixel. This is a period preset as an ideal period for outputting a signal. If there is a variation in the charge accumulation period, the color of the read image varies, so that the scanner device always accumulates charges only during this preferred charge accumulation period.
一方、副走査方向の読み取り解像度を上げると、1インチあたりに読み取るべきライン数も増えることになる。したがって、副走査方向の読み取り解像度を上げた場合においても、各受光素子において好適電荷蓄積期間だけ電荷を蓄積させるには、イメージセンサ20を移動させる速度を遅くしなければならない。
On the other hand, increasing the reading resolution in the sub-scanning direction increases the number of lines to be read per inch. Therefore, even when the reading resolution in the sub-scanning direction is increased, the speed at which the
例えば、指定された副走査方向の解像度が9600dpiである場合、イメージセンサ20を、1インチあたり9600(ライン)×「好適電荷蓄積期間」に相当する期間で移動させる必要があり、イメージセンサ20の移動速度を、4800dpiの場合の1/2の速度にしなければならない。
For example, when the designated resolution in the sub-scanning direction is 9600 dpi, it is necessary to move the
このような関係は、主走査方向の解像度についても存在する。主走査方向の最高解像度は、CCDの受光素子の主走査方向の配置密度によって決定される。例えば、1インチあたり1200個の受光素子が配置されている場合には、主走査方向の最大解像度は1200dpiとなる。ここで、主走査方向の解像度を変更する場合には、複数の受光素子から出力される電荷を加算することで行われる。すなわち、主走査方向に並んだ2つの受光素子からの電荷を加算して1出力とすることにより、解像度を1/2にすることができる。例えば、主走査方向の解像度が1200dpiのイメージセンサの場合には、2つの受光素子からの出力を加算することで、解像度は600dpiとなる。このように複数nの受光素子からの電荷を加算する場合、回路が許容できる最大の電荷量は決まっていることから、加算後の電荷量が最大の電荷量を上回らないようにするためには、好適電荷蓄積期間を1/nにする必要がある。このため、主走査方向の解像度が高い場合には、低い場合に比較して、好適電荷蓄積期間が長くなることから、イメージセンサ20の移動速度を、遅くしなければならない。
Such a relationship also exists for the resolution in the main scanning direction. The maximum resolution in the main scanning direction is determined by the arrangement density of the CCD light receiving elements in the main scanning direction. For example, when 1200 light receiving elements are arranged per inch, the maximum resolution in the main scanning direction is 1200 dpi. Here, when the resolution in the main scanning direction is changed, the charges output from the plurality of light receiving elements are added. That is, the resolution can be halved by adding the charges from the two light receiving elements arranged in the main scanning direction to one output. For example, in the case of an image sensor having a resolution of 1200 dpi in the main scanning direction, the resolution is 600 dpi by adding outputs from two light receiving elements. When adding charges from a plurality of n light receiving elements in this way, the maximum charge amount that the circuit can tolerate is determined, so that the charge amount after addition does not exceed the maximum charge amount. Therefore, the preferred charge accumulation period needs to be 1 / n. For this reason, when the resolution in the main scanning direction is high, the preferred charge accumulation period becomes longer than when the resolution is low, and therefore the moving speed of the
また、スキャンモードがカラーモードである場合、R,G,Bの順にLEDを点灯し、それぞれの色の光源による反射光をイメージセンサ20によって受光して画像データに変換する。一方、モノクロモードである場合には、単色(例えば、G)のLEDを点灯して、スキャンを実行する。このため、カラーモードの場合には、モノクロモードの場合に比較して、約3倍の好適電荷蓄積期間を確保する必要があることから、イメージセンサ20を移動させる速度を遅くしなければならない。
When the scan mode is the color mode, the LEDs are turned on in the order of R, G, and B, and the reflected light from the light sources of the respective colors is received by the
そして、イメージセンサ20をより遅い速度で移動させるためには、キャリッジ14をより遅く搬送しなければならず、そのためにDCモータ26をより遅い回転速度で回転させなければならない。
In order to move the
したがって、副走査方向および主走査方向の解像度をより高くしたり、カラーモードでスキャンしたりする場合には、DCモータ26をより遅い回転速度で回転させなければならない。このような、スキャンの設定とDCモータ26の回転速度との具体的な関係は、予め測定により求められる。
Therefore, when the resolution in the sub-scanning direction and the main scanning direction is made higher or when scanning in the color mode, the
例えば、副走査方向の解像度を例に挙げると、図4に示すように、本実施例の構成では、DCモータ26を2KHz(エンコーダパルス周波数、以下に同じ)で回転させるためには、駆動電圧を+5Vにすることが要求される。
For example, taking the resolution in the sub-scanning direction as an example, as shown in FIG. 4, in the configuration of this embodiment, in order to rotate the
ここで、駆動電圧を+5Vよりも大きい電圧にすることで、DCモータ26の回転速度がより速くなり、その結果、副走査方向の解像度は低くなる。例えば、図4に示すように、駆動電圧を+10Vにすることで、DCモータ26の回転速度が4KHzとなる。
Here, by setting the drive voltage to a voltage higher than + 5V, the rotational speed of the
一方、DCモータ26の回転数を2KHzよりも低くするためには、駆動電圧を+5Vよりも小さい電圧にしなければならない。しかしながら、上述したように、DCモータ26は−5V〜+5Vの不感帯を有しているため、駆動電圧を+5Vよりも小さくするとDCモータ26は回転しないこととなる。したがって、2KHz未満の回転数ではDCモータ26を回転することはできない。
On the other hand, in order to make the rotation speed of the
そこで、本実施の形態では、2KHz未満の回転数では後述する極低速回転処理を行ってDCモータ26を回転させるようにする。一方、2KHz以上の解像度で原稿を読み取る場合には、後述するPID(Proportional Integral Differential)制御によってDCモータ26を回転させるようにする。以下では、設定内容に応じてこれらの制御を選択して、DCモータ26を駆動する様子を説明する。
Therefore, in the present embodiment, the
ユーザが原稿を図1に示すコンタクトガラス13に載せるとともに、操作ボタン16を操作するか、または、外部I/F504を介して接続されたパーソナルコンピュータ(不図示)の入力装置を操作して、主走査方向および副走査方向の解像度、色モード、および、読み取り領域を指定して読み取り開始を指示したものとする。すると、印刷装置10において、図5に示す、以下の処理が実行される。
The user places a document on the
ステップS10:CPU501は、操作ボタン16またはパーソナルコンピュータから入力された、主走査方向および副走査方向の解像度に関する情報を取得する。例えば、主走査方向の解像度が1200dpiであり、また、副走査方向の解像度が2400dpiであることを示す情報を取得する。
Step S10: The
なお、解像度を直接入力するのではなく、例えば、走査モードとして「きれい」、「普通」、および、「速い」の3つを準備して、走査時にユーザにこれらのいずれかをユーザに選択させ、選択された走査モードに対応する主走査方向および副走査方向の解像度を、例えば、メモリ502から取得するようにしてもよい。このような方法によれば、ユーザの目的に応じた解像度を容易に選択することができる。 Instead of directly inputting the resolution, for example, three “clean”, “normal”, and “fast” scanning modes are prepared, and the user selects one of these during scanning. The resolutions in the main scanning direction and the sub scanning direction corresponding to the selected scanning mode may be acquired from the memory 502, for example. According to such a method, it is possible to easily select a resolution according to the purpose of the user.
また、使用される原稿の種類に応じて、解像度を設定するようにしてもよい。例えば、透過原稿(フィルム等)や写真の場合には、高い解像度が選択され、普通紙の場合には低い解像度が自動的に選択されるようにしてもよい。あるいは、原稿の種類と走査モードとの組み合わせに応じて、解像度が選択されるようにしてもよい。例えば、原稿の種類が選択されると、解像度の候補が絞られ、絞られた候補の中から、例えば、「きれい」、「普通」、および、「速い」等の走査モードを選択することにより、具体的な解像度が決定されるようにしてもよい。なお、前述したのは、画像データを読み込む本スキャンの場合であるが、プレスキャンの場合には、画像の大まかな情報を取得するだけで十分であるので、その場合にはCPU501は、低解像度を自動的に選択する。
Further, the resolution may be set according to the type of document used. For example, a high resolution may be selected for a transparent original (film or the like) or a photograph, and a low resolution may be automatically selected for a plain paper. Alternatively, the resolution may be selected according to the combination of the document type and the scanning mode. For example, when a document type is selected, resolution candidates are narrowed down, and by selecting a scanning mode such as “clean”, “normal”, and “fast” from the narrowed candidates, for example. A specific resolution may be determined. The above-described case is the case of the main scan for reading the image data. However, in the case of the pre-scan, it is sufficient to acquire rough information about the image. In this case, the
ここで、請求項1に記載されている「スキャンに係る設定内容」は、ユーザによって設定された内容であってもよいし、あるいは、印刷装置10が自動的に設定した内容(例えば、前述したプレスキャンの解像度)であってもよい。 Here, the “setting contents related to scanning” described in claim 1 may be contents set by the user, or contents automatically set by the printing apparatus 10 (for example, as described above) Pre-scan resolution).
ステップS11:CPU501は、操作ボタン16またはパーソナルコンピュータから入力された、色モードに関する情報を取得する。例えば、CPU501は、色モードがカラーモードであることを示す情報を取得する。
Step S11: The
ステップS12:CPU501は、メモリ502に格納されているテーブルを参照し、極低速回転制御およびPID制御のうち、いずれを選択するかを判定する。具体的には、メモリ502には、図6に示すようなテーブルが格納されている。図6の上段は、色モードがカラーモードに設定された場合における主走査解像度および副走査解像度と、制御の内容との関係を示している。また、下段は、色モードがモノクロモードに設定された場合における主走査解像度および副走査解像度と、制御の内容との関係を示している。この例では、カラーモード用のテーブルは、主走査解像度が1200dpiであって副走査解像度が600dpi〜2400dpiのとき、および、主走査解像度が600dpiであって副走査解像度が1200dpiのときに極低速回転制御が選択される。また、主走査解像度が300dpiであって副走査解像度が75dpi〜600dpiのとき、主走査解像度が600dpiであって副走査解像度が300dpi,600dpiのとき、および、主走査解像度が1200dpiであって副走査解像度が150dpiのときにPID制御が選択される。なお、これら以外の場合は、当該解像度の組み合わせは選択できないとして「−」となっている。一方、モノクロモード用のテーブルの場合には、カラーモード用と比較して、主走査解像度が1200dpiであって副走査解像度が600dpiの場合が、極低速制御からPID制御に変更されている。それ以外はカラーモード用と同じである。
Step S12: The
なお、図6に示すテーブルは一例であって、これら以外のテーブルを用いてもよいことは言うまでもない。 The table shown in FIG. 6 is an example, and it goes without saying that a table other than these may be used.
ステップS13:DCモータ制御部513は、指定された原稿サイズに合わせてキャリッジ14を読み取り開始位置に移動させる。なお、このキャリッジ14の移動については、説明の便宜上、省略する。
Step S13: The DC
ステップS14:CPU501は、走査開始の指示を、例えば、操作ボタン16または図示せぬパーソナルコンピュータから受信したか否かを判定し、受信した場合にはステップS15に進み、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。
Step S14: The
ステップS15:CPU501は、DCモータ26を1ライン分回転させるとともに、イメージセンサ20による1ライン分の走査を行う処理を実行する。具体的には、CPU501は、DCモータ制御部513を指令を供給し、後述する極低速回転制御によって、キャリッジ14を1ライン分だけ移動させる。また、CPU501は、イメージセンサ制御部511に対して制御信号を供給し、R,G,BのLEDを点灯させるとともに、反射光を画像データに変換して読み取る処理を実行する。これにより、原稿が1ライン分走査され、対応する画像データが生成されて出力される。なお、イメージセンサ20に関する制御については、図8を参照して後述し、また、DCモータ26の制御については、図10を参照して後述する。
Step S15: The
ステップS16:CPU501は、DCモータ26の1ライン分に対応する回転(キャリッジ14の移動)と、イメージセンサ20による1ライン分の走査の双方が終了したか否かを判定し、双方が終了した場合にはステップS17に進み、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。後述するように、1ライン分の回転に要する時間は、1ライン分の走査に要する時間よりも短くなるように設定されているので、通常であれば、1ライン分の回転が終了してから、所定の時間が経過した後に走査が終了し、1ライン分の回転および走査が終了したと判定して、つぎのラインの処理が開始される。しかしながら、何らかの要因によって、回転に要する時間の方が走査に要する時間を上回る場合も想定されるため、そのような場合においても正常な動作を行うために、ステップS16の処理では、走査と回転の双方が終了することを待って、つぎのラインに進むようになっている。
Step S16: The
ステップS17:CPU501は、走査対象となる領域を構成する全てのラインの走査が終了したか否かを判定し、終了した場合にはステップS19に進み、それ以外の場合にはステップS15に戻って同様の処理を繰り返す。
Step S17: The
ステップS18:DCモータ制御部513は、PID制御に基づいて、DCモータ26を定速回転させるとともに、イメージセンサ20による走査を実行し、走査領域の全てのラインを読み込んで画像データに変換する。
Step S18: The DC
図8は、PID制御が実行される際に、DCモータ制御部513内に形成される機能ブロックを示している。この図において、減算回路521は、CPU501から供給される、キャリッジ14の目標速度(目標移動速度)と、エンコーダ28から出力されるエンコーダパルスに基づいて生成された速度情報との偏差を算出し、加算回路523に供給する。減算回路522は、CPU501から供給される、キャリッジ14の目標位置と、エンコーダ28から出力されるエンコーダパルスに基づいて生成された位置情報との偏差を算出し、加算回路523に供給する。なお、減算回路521,522の出力を所定倍して出力する定数倍回路を設けるようにしてもよい。
FIG. 8 shows functional blocks formed in the DC
加算回路523は、減算回路521,522から出力される信号を加算して出力する。比例要素(P)524は、加算回路523の出力を定数倍して出力する。積分要素(I)525は、加算回路523の出力を積分して出力する。微分要素(D)526は、加算回路523の出力を微分して出力する。加算回路527は、比例要素524、積分要素525、および、微分要素526の出力を加算して駆動回路528に供給する。駆動回路528は、加算回路527の出力に応じて、PWM制御によってDCモータ26を制御する。なお、PID制御では、DCモータ26の不感帯域外の電圧によって制御が行われるため、DCモータ26は連続的に駆動される。
The
ステップS19:CPU501は、走査によって得られた画像データを、メモリ502の画像データ格納部502aに格納する。なお、画像データの容量が画像データ格納部502aの容量を上回る場合には、例えば、メモリI/F503を介してメモリカードMに転送してそこに格納したり、外部I/Fを介して図示せぬパーソナルコンピュータの記憶装置に記憶したりするようにしてもよい。そのような構成によれば、解像度を高く設定した場合であっても、画像データを確実に格納することができる。
Step S19: The
つぎに、図8を参照して、図5のステップS15に示す「回転・走査処理」のうちの「走査処理」の詳細について説明する。なお、回転・走査処理の回転処理と、走査処理とは並行して実行されるが、以下では、走査処理について説明した後に、回転処理について説明する。この図のフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実行される。 Next, the details of the “scanning process” in the “rotation / scanning process” shown in step S15 of FIG. 5 will be described with reference to FIG. Note that the rotation process of the rotation / scanning process and the scanning process are executed in parallel, but the rotation process will be described below after the description of the scanning process. When the processing of the flowchart of this figure is started, the following steps are executed.
ステップS30:CPU501は、エンコーダ制御部512の出力を参照し、エンコーダパルスを検出したか否かを判定し、検出した場合にはステップS31に進み、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。
Step S30: The
ステップS31:イメージセンサ制御部511は、駆動パルスをイメージセンサ20に供給し、原稿の読み取りを指示する。具体的には、イメージセンサ制御部511は、図9に示すイメージセンサ駆動パルスをハイの状態にする。これにより、イメージセンサ20は、後述する動作を実行する。
Step S31: The image
なお、図9において、上段はR,G,BそれぞれのLEDの点灯されるタイミング(ハイで点灯、ローで消灯)を示している。そのつぎの段は、イメージセンサ20に入力されるイメージセンサ駆動パルスを示している。また、そのつぎの段は、エンコーダ28から出力される2相のエンコーダパルスを示している。また、下段はDCモータ制御部513がDCモータ26に印加する駆動電圧を示している。なお、エンコーダパルスは、π/2だけずれた2つのエンコーダパルス(a),(b)を有している。
In FIG. 9, the upper row shows the timing when each of the R, G, and B LEDs is lit (lights on high, lights off when low). The next stage shows an image sensor driving pulse input to the
ステップS32:イメージセンサ20は、その前の期間においてB(青色)のLEDを点灯することによって蓄積された電荷をイメージセンサ制御部511に転送して出力する。これにより、Bに対応する1ライン分の画像データが得られる。
Step S32: The
ステップS33:イメージセンサ制御部511は、キャリッジ14に具備されているR(赤色)のLEDを点灯させる(図9参照)。これにより、RのLEDから照射された光は、原稿に照射される。原稿で反射された反射光は、イメージセンサ20のライン状に並んだ受光素子によって受光され、受光素子には、反射光の強度に応じた電荷が蓄積される。
Step S33: The image
ステップS34:イメージセンサ制御部511は、内蔵されているタイマ511aを参照し、好適蓄積時間が経過したか否かを判定し、経過した場合にはステップS35に進み、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。なお、好適電荷蓄積時間とは、CCDの有する各受光素子が受光して電荷の蓄積を行う期間(電荷蓄積期間)について、1画素分の信号を出力するのに理想的な期間として予め設定されている期間である。
Step S34: The image
ステップS35:イメージセンサ制御部511は、RのLEDを消灯する(図9参照)。これにより、各受光素子には、好適蓄積時間に対応する時間だけRのLEDから照射されて原稿で反射された光を受光し、電荷を蓄積する。
Step S35: The image
ステップS36:イメージセンサ制御部511は、イメージセンサ20に対して駆動パルスを出力する。具体的には、イメージセンサ制御部511は、図9に示すイメージセンサ駆動パルスをハイの状態にする。
Step S <b> 36: The image
ステップS37:イメージセンサ20は、ステップS33〜35の期間において、RのLEDを点灯することによって蓄積された電荷をイメージセンサ制御部511に転送して出力する。これにより、Rに対応する1ライン分の画像データが得られる。
Step S37: In the period from Step S33 to Step S35, the
ステップS38:イメージセンサ制御部511は、キャリッジ14に具備されているG(緑色)のLEDを点灯させる。これにより、GのLEDから照射された光は、原稿に照射されて反射され、イメージセンサ20のライン状に並んだ受光素子によって受光されて反射光の強度に応じた電荷が蓄積される。
Step S38: The image
ステップS39:イメージセンサ制御部511は、内蔵されているタイマ511aを参照し、好適蓄積時間が経過したか否かを判定し、経過した場合にはステップS40に進み、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。
Step S39: The image
ステップS40:イメージセンサ制御部511は、GのLEDを消灯する。これにより、各受光素子には、好適蓄積時間に対応する時間だけGのLEDから照射されて原稿で反射された光を受光し、電荷を蓄積する。
Step S40: The image
ステップS41:イメージセンサ制御部511は、イメージセンサ20に対して駆動パルスを出力する。具体的には、イメージセンサ制御部511は、図9に示すイメージセンサ駆動パルスをハイの状態にする。
Step S41: The image
ステップS42:イメージセンサ20は、ステップS38〜40の期間において、GのLEDを点灯することによって蓄積された電荷をイメージセンサ制御部511に転送して出力する。これにより、Gに対応する1ライン分の画像データが得られる。
Step S42: In the period from Step S38 to Step 40, the
ステップS43:イメージセンサ制御部511は、キャリッジ14に具備されているB(青色)のLEDを点灯させる。これにより、青のLEDから照射された光は、原稿に照射されて反射され、イメージセンサ20のライン状に並んだ受光素子によって受光されて反射光の強度に応じた電荷が蓄積される。
Step S43: The image
ステップS44:イメージセンサ制御部511は、内蔵されているタイマ511aを参照し、好適蓄積時間が経過したか否かを判定し、経過した場合にはステップS45に進み、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。
Step S44: The image
ステップS45:イメージセンサ制御部511は、BのLEDを消灯する。これにより、各受光素子には、好適蓄積時間に対応する時間だけBのLEDから照射されて原稿で反射された光を受光し、電荷を蓄積する。なお、BのLEDによって蓄積された電荷は、つぎに実行されるステップS32において転送されることになる。
Step S45: The image
つぎに、図10を参照して、図5のステップS15に示す「回転・走査処理」のうちの「回転処理」について説明する。なお、図10に示す回転処理は、前述した極低速回転処理に対応している。この図のフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実行される。 Next, the “rotation process” in the “rotation / scanning process” shown in step S15 of FIG. 5 will be described with reference to FIG. Note that the rotation process shown in FIG. 10 corresponds to the extremely low speed rotation process described above. When the processing of the flowchart of this figure is started, the following steps are executed.
ステップS60:DCモータ制御部513は、デューティ比増加率をレジスタ(不図示)から読み出す。このデューティ比増加率は、時間経過に応じたデューティ比の増加度合いを示し、DCモータ制御部513は、図示せざるタイマで計時しながらこのデューティ比増加率で徐々にデューティ比を増加させる。
Step S60: The DC
ステップS61:DCモータ制御部513は、エンコーダパルスのエッジを検出したか否かを判定し、エッジを検出したと判定するまでデューティ比を増加させる。
Step S61: The DC
このようにしてデューティ比増加率でデューティ比を徐々に増加させていくと、図9に
示すように、駆動電圧は徐々に上昇していく。そして、駆動電圧が不感帯帯(−5V〜++5V)の範囲を脱すると、停止していたDCモータ26が回転を始める。その結果、極低速回転処理を開始した時点でエンコーダパルス(a)がハイレベルであれば、エンコーダパルス(a)はハイレベルからローレベルに変化することとなる。そして、エンコーダパルス(a)がハイレベルからローレベルになると、DCモータ制御部513はエッジを検出したと判定し、ステップS62に進む。
When the duty ratio is gradually increased at the duty ratio increase rate in this way, the drive voltage gradually increases as shown in FIG. When the drive voltage goes out of the dead band (−5 V to ++ 5 V) range, the stopped
ステップS62:DCモータ制御部513は、レジスタから終了パルス数を読み出すとともに、極低速回転処理を開始した後に検出したエンコードパルス(a),(b)のそれぞれのパルス数が、終了パルス数に達したか否かを判定する。そして、終了パルス数に達している場合にはステップS64に進み、それ以外の場合にはステップS63に進む。
Step S62: The DC
ステップS63:DCモータ制御部513は、レジスタから不感帯デューティ比を読み出し、デューティ比をこの不感帯デューティ比に減少させ、ステップS60に戻って、前述の場合と同様の処理を繰り返す。
Step S63: The DC
ここで、不感帯デューティ比とは、不感帯の範囲内の駆動電圧に対応するデューティ比である。そして、選択された副走査方向の解像度に対応する不感帯デューティ比として、駆動電圧+2.5Vに対応するデューティ比が、レジスタに記憶されているものとする。そして、2回目のステップS60の処理においてデューティ比を増加させると、駆動電圧は、+2.5Vから徐々に上昇していき、不感帯を脱して+5V以上となると、再びDCモータ26は回転を始める。そして、図9に示すように、今度はエンコーダパルス(b))がハイレベルからローレベルになる。
Here, the dead band duty ratio is a duty ratio corresponding to a drive voltage within the range of the dead band. It is assumed that the duty ratio corresponding to the drive voltage +2.5 V is stored in the register as the dead band duty ratio corresponding to the resolution in the selected sub-scanning direction. When the duty ratio is increased in the second processing of step S60, the drive voltage gradually increases from + 2.5V. When the dead band is removed and becomes + 5V or more, the
したがって、DCモータ制御部513は、このエンコーダパルス(b)のエッジを検出することになる。そして、このエッジを検出した時点においても、極低速回転処理を開始した後に新たなエンコーダパルス(a),(b)は検出されないので、DCモータ制御部513は、再度ステップS63の処理を行い、デューティ比を不感帯デューティ比に減少させる。
Therefore, the DC
このように、ステップS60〜S63の処理が繰り返して実行されると、DCモータ26は回転と停止とを繰り返すこととなり、DCモータ制御部513は、新たなエンコーダパルス(a),(b)を検出するようになる。そして、ステップS62の処理において、検出したパルス数が終了パルス数に達したと判定した場合に、DCモータ制御部513はステップS64に進む。
As described above, when the processes of steps S60 to S63 are repeatedly executed, the
ステップS64:DCモータ制御部513は、デューティ比を0にして、DCモータ26の回転を停止させる。
Step S64: The DC
以上説明した極低速回転処理の結果、図9に示すように、ステップS60〜SS63の処理を繰り返す期間(以下、「極低速回転期間」と呼ぶ)に、DCモータ制御部513は、エンコーダパルス(a),(b)を、例えば、それぞれ10個入力することとなる。
As a result of the extremely low speed rotation processing described above, as shown in FIG. 9, the DC
ここで、ステップS202において用いられるデューティ比増加率は、極低速回転処理によりDCモータ26をエンコーダパルス10個分だけ回転させるのに要する期間が9msとなるような増加率として、予め測定により求められてレジスタに記憶されている。従って、図9に示すように、極低速回転期間が終了してから、つぎのイメージセンサ駆動パルスを入力して再び極低速回転処理を開始するまでに1msの待ち期間ができることとなる。そして、この待ち期間にDCモータ26は停止しているので、DCモータ制御部513は、極低速回転期間及び待ち期間の合計10ms内に10個のエンコーダパルスを入力することとなる。
Here, the duty ratio increase rate used in step S202 is obtained in advance by measurement as an increase rate such that the period required to rotate the
そして、DCモータ制御部513は、イメージセンサ制御部511からイメージセンサ駆動パルスを入力するたびに、上述した極低速回転処理を行うので、イメージセンサ駆動パルスの入力間隔の10ms毎に、エンコーダパルス10個分だけDCモータ26を回転させることができる。その結果、イメージセンサ20は、原稿を所定の解像度で読み取ることができる。
The DC
なお、前述の待ち時間は、DCモータ26の回転ムラ等に起因して、極低速回転期間が所定の長さ(9ms)よりも多少長くなっても、つぎのイメージセンサ駆動パルスを入力する前に、極低速回転期間が終了することとなるように設けられた予備的期間である。
Note that the above-described waiting time is before the next image sensor driving pulse is input even if the extremely low speed rotation period is slightly longer than a predetermined length (9 ms) due to uneven rotation of the
以上に説明したように、本発明の実施の形態によれば、解像度および色モードに応じて、DCモータ26の制御方法を、PID制御および極低速回転モードから選択するようにしたので、走査に応じた最適な制御方法によってDCモータ26を制御することができる。これにより、DCモータ26を広い速度の範囲で使用することが可能になるので、使用可能な速度の範囲は広いが動作音が大きいステッピングモータに代えて、DCモータ26を使用することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the control method of the
なお、以上の実施の形態は、一例であって、これ以外にも種々の変形実施態様が存在する。例えば、以上の実施の形態では、図9に示すように印加する電圧を変化させることによってDCモータ26を制御するようにしたが、電流を変化させることによりDCモータ26を制御するようにしてもよい。
The above embodiment is merely an example, and there are various other modified embodiments. For example, in the above embodiment, the
また、以上の実施の形態では、解像度およびカラーモードに応じて、極低速制御またはPID制御を選択するようにしたが、例えば、解像度だけを参照して制御を選択するようにしてもよい。 In the above embodiment, the ultra-low speed control or the PID control is selected according to the resolution and the color mode. However, for example, the control may be selected with reference to only the resolution.
また、以上の実施の形態では、極低速回転制御が選択された場合には、極低速回転制御のみを全区間において採用するようにしたが、例えば、1回の走査において、PID制御と極低速回転制御を組み合わせるようにしてもよい。例えば、1回の走査に要する時間が10msであって、10エンコーダパルス分だけ回転させるときには、前半の1ms(初期回転期間)はPID制御によって9エンコーダパルス分だけ駆動し、後半の9ms(極低速回転期間)は極低速回転制御によって1エンコーダパルス分だけ駆動するようにしてもよい。なお、1msよりも短い期間または長い期間としてもよい。初期回転期間を1msよりも短くするには、初期パルス数を、前述の「9」に代えて、8や7など8以下の他の値にすればよい。または、初期デューティ比を、実施例における+22.5Vに対応するデューティ比に代えて、より大きな電圧に対応するデューティ比とすることで、DCモータ26を、より短時間でエンコーダパルス9個分だけ回転させるようにすればよい。
Further, in the above embodiment, when the extremely low speed rotation control is selected, only the very low speed rotation control is adopted in all the sections. However, for example, PID control and extremely low speed are performed in one scan. You may make it combine rotation control. For example, when the time required for one scan is 10 ms and the rotation is performed by 10 encoder pulses, the first 1 ms (initial rotation period) is driven by 9 encoder pulses by PID control, and the latter 9 ms (very low speed). The rotation period) may be driven by one encoder pulse by extremely low speed rotation control. Note that the period may be shorter or longer than 1 ms. In order to make the initial rotation period shorter than 1 ms, the number of initial pulses may be set to another value of 8 or less such as 8 or 7 instead of “9” described above. Alternatively, instead of the duty ratio corresponding to +22.5 V in the embodiment, the initial duty ratio is set to a duty ratio corresponding to a larger voltage, so that the
一方、PID制御による駆動時間を1msよりも長くするには、初期デューティ比を、実施例における+22.5Vに対応するデューティ比に代えて、より小さな電圧に対応するデューティ比とすることで、DCモータ26を、より長時間でエンコーダパルス9個分だけ回転させるようにすればよい。
On the other hand, in order to make the driving time by the PID control longer than 1 ms, the initial duty ratio is changed to the duty ratio corresponding to a smaller voltage instead of the duty ratio corresponding to +22.5 V in the embodiment, so that the DC The
このように、初期回転期間を短くした場合には、その分だけ、極低速回転期間を長くすればよい。そこで、デューティ比増加率として、前述の場合における値よりも小さな値をレジスタに記憶させておき、駆動電圧の上昇するスピードをより遅くするようにすればよい。または、不感帯デューティ比を、前述の場合における値よりも小さくして、一時停止したモータが再び回転を始めるまでの期間を長くするようにすればよい。なお、初期回転期間を長くした場合には、前述の短くした場合と逆にすればよい。 As described above, when the initial rotation period is shortened, the extremely low speed rotation period may be lengthened accordingly. Therefore, a value smaller than the value in the above-described case may be stored in the register as the duty ratio increase rate, and the speed at which the drive voltage increases may be made slower. Alternatively, the dead zone duty ratio may be made smaller than the value in the above-described case so that the period until the temporarily stopped motor starts rotating again may be lengthened. In addition, what is necessary is just to reverse to the case where it shortened when the initial period of rotation is lengthened.
また、以上の実施の形態では、不感帯デューティ比は、駆動電圧+2.5Vに対応するデューティ比であるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、不感帯の範囲内の電圧に対応するデューティ比であればよい。例えば、+1Vに対応するデューティ比や、+4Vに対応するデューティ比などであってもよい。 In the above embodiment, the dead band duty ratio is a duty ratio corresponding to the drive voltage +2.5 V. However, the present invention is not limited to this, and the voltage is within the range of the dead band. Any corresponding duty ratio may be used. For example, a duty ratio corresponding to + 1V, a duty ratio corresponding to + 4V, or the like may be used.
また、このようにしても、駆動電圧(または駆動電流)は不感帯の範囲内となるので、DCモータ26の回転を一時停止させることが可能となる。なお、不感帯デューティ比を変更した場合においても、以上の実施の形態のように、極低速回転期間を8msまたは9msにするためには、デューティ比増加率も併せて変更するようにすればよい。すなわち、不感帯デューティ比に応じたデューティ比増加率として、予め測定により極低速回転期間が8msまたは9msとなるような値を求めて、レジスタに記憶させるようにすればよい。
Even in this case, since the drive voltage (or drive current) is within the dead zone, the rotation of the
また、以上の実施の形態では、エンコーダパルスのエッジを検出するたびに、デューティ比を増加させたり、デューティ比を不感帯デューティ比に減少させたりしていたが、2以上の所定数だけエッジを検出するたびに、デューティ比を増加または減少させるようにしてもよい。 In the above embodiment, every time an encoder pulse edge is detected, the duty ratio is increased or the duty ratio is decreased to the dead band duty ratio. However, only a predetermined number of edges of 2 or more are detected. The duty ratio may be increased or decreased each time.
また、以上の実施の形態では、1msの待ち期間を設けるようにしていたが、この待ち期間を設けずに、所定電荷蓄積期間を全て極低速回転期間とするようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, a waiting period of 1 ms is provided. However, the predetermined charge accumulation period may be set to an extremely low speed rotation period without providing this waiting period.
また、以上の実施の形態では、極低速回転処理の制御対象のDCモータ26は、スキャナ装置が備えるキャリッジ14の搬送用モータであったが、本発明は、これに限定されるものではない。他の装置が備えるモータについても、前述の極低速回転処理を行うことにより、駆動電圧として不感帯の範囲外の電圧を印加してモータを回転させ続ける場合に比べて、より遅い平均回転速度でモータを回転させることができる。
In the above embodiment, the
また、以上の実施の形態では、カラーモードにおける動作を例に挙げて説明したが、モノクロモードの場合には、R,G,BのいずれかのLEDが点灯され、イメージセンサ20に蓄積された電荷が画像データとして出力される。具体的には、図9において、例えば、RのLEDのみが点灯され、G,Bについては点灯されない。そして、RのLEDが点灯されて蓄積された電荷がつぎのRの点灯時に転送される。なお、Rではなく、Gのみを点灯するようにしてもよい。
In the above embodiment, the operation in the color mode has been described as an example. However, in the monochrome mode, one of the R, G, and B LEDs is lit and accumulated in the
また、以上の実施の形態では、R,G,BのLEDを順次点灯してR,G,Bの画像データを生成するようにしたが、例えば、白色の冷陰極管またはLEDを点灯し、R,G,Bのそれぞれのフィルタを有する3ライン分のイメージセンサによって画像データを生成するようにしてもよい。 In the above embodiment, R, G, B LEDs are sequentially turned on to generate R, G, B image data. For example, a white cold cathode tube or LED is turned on, Image data may be generated by an image sensor for three lines having R, G, and B filters.
また、以上の実施の形態では、制御対象のDCモータ26は直流電力で動作するモータであるものとしたが、DCモータに代えて、ACモータであってもよい。この場合、ACモータに印加する駆動電圧(交流)の周波数を徐々に高くしていき、ACモータの周波数についての不感帯の範囲内から不感帯の範囲を脱するようにしてACモータを回転させると共に、エンコーダパルスのエッジを検出したら、駆動電圧の周波数を下げて不感帯の範囲内に入るように調整すればよい。
In the above embodiment, the
また、以上の実施の形態では、イメージセンサ20は、CIS方式のイメージセンサであったが、CIS方式に代えて、光学縮小方式のイメージセンサであってもよい。光学縮小方式においても、スキャナは光源やミラーを搭載したキャリッジを移動させるためにモータを備えるので、上述した極低速回転処理を実行することにより、このモータを極低速で回転させることができる。その結果、このキャリッジを極低速で搬送することができるので、駆動電圧として不感帯の範囲外の電圧を印加してモータを回転させ続ける場合に得られる画像に比べて、より高い解像度の画像を得ることができる。
In the above embodiment, the
また、以上の実施の形態では、DCモータ制御部513は、駆動電圧を調整するのにPWM制御方式で調整していたが、PWM制御方式に変えて、PAM(Pulse Amplitude Modulation)制御方式で調整するようにしてもよい。また、これらPWM制御方式およびPAM制御方式を組み合わせた制御方式で調整するようにしてもよい。
In the above embodiment, the DC
また、以上の実施の形態では、エンコーダは、ロータリエンコーダであるものとしたが、ロータリエンコーダに代えて、ホール素子を備えたエンコーダやレゾルバなど、他のエンコーダであってもよい。 In the above embodiments, the encoder is a rotary encoder. However, instead of the rotary encoder, another encoder such as an encoder provided with a Hall element or a resolver may be used.
また、以上の実施の形態において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、モータドライブ制御部(ASIC)で行っていた印加電圧の制御(PWM制御)を、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。 In the above embodiment, a part of the configuration realized by hardware may be replaced with software. For example, the application voltage control (PWM control) performed by the motor drive control unit (ASIC) may be realized by software.
14 キャリッジ、20 イメージセンサ、26 DCモータ(移動手段)、501 CPU(選択手段)、513 DCモータ制御部(第1の制御手段、第2の制御手段) 14 Carriage, 20 Image sensor, 26 DC motor (moving means), 501 CPU (selecting means), 513 DC motor control section (first control means, second control means)
Claims (7)
上記スキャン対象物の光画像を対応する画像データに変換するイメージセンサと、
上記イメージセンサを有するキャリッジを副走査方向に移動させるための移動手段と、
上記移動手段を第1の制御処理によって制御する第1の制御手段と、
上記移動手段を上記第1の制御処理とは異なる第2の制御処理によって制御する第2の制御手段と、
スキャンに係る設定内容に応じて、上記第1または第2の制御手段を選択する選択手段と、
を有することを特徴とするスキャナ装置。 A scanner device that scans a predetermined scan object and generates image data,
An image sensor for converting the optical image of the scan object into corresponding image data;
Moving means for moving the carriage having the image sensor in the sub-scanning direction;
First control means for controlling the moving means by a first control process;
Second control means for controlling the moving means by a second control process different from the first control process;
Selection means for selecting the first or second control means in accordance with the setting content relating to scanning;
A scanner device comprising:
前記第2の制御手段は、前記キャリッジの位置および速度に応じて制御を行い、
前記選択手段は、前記移動手段が有するモータを所定の速度以下で移動させる場合には前記第1の制御手段を選択し、それ以外の場合には前記第2の制御手段を選択する、
ことを特徴とする請求項1または2記載のスキャナ装置。 The first control means performs control according to the position of the carriage,
The second control means performs control according to the position and speed of the carriage,
The selection means selects the first control means when moving the motor of the movement means at a predetermined speed or less, and selects the second control means in other cases.
The scanner apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記第2の制御手段は、前記移動手段が有するモータが連続的に回転するように駆動し、
前記選択手段は、前記移動手段が有するモータを所定の速度以下で移動させる場合には前記第1の制御手段を選択し、それ以外の場合には前記第2の制御手段を選択する、
ことを特徴とする請求項1または2記載のスキャナ装置。 The first control means is driven so that the motor of the moving means rotates intermittently,
The second control means drives the motor included in the moving means to rotate continuously,
The selection means selects the first control means when moving the motor of the movement means at a predetermined speed or less, and selects the second control means in other cases.
The scanner apparatus according to claim 1 or 2, wherein
スキャンに係る設定内容に応じて、第1の制御処理と、これとは異なる第2の制御処理とを選択し、上記スキャン対象物の光画像を対応する画像データに変換するイメージセンサを有するキャリッジを移動する制御を行う、
ことを特徴とするスキャン方法。 A scanning method for generating image data by scanning a predetermined scanning object,
A carriage having an image sensor that selects a first control process and a second control process different from the first control process in accordance with the setting content relating to scanning, and converts the optical image of the scan object into corresponding image data. Do control to move,
A scanning method characterized by the above.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014131135A (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Brother Ind Ltd | Image reading device and image reading program |
US9270855B2 (en) | 2011-03-25 | 2016-02-23 | Stmicroelectronics S.R.L. | Scanner apparatus having printing unit and scanning unit, related method and computer program product |
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2006
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