JP2008085565A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリッジ移動手段の駆動負荷の測定を、画像読取装置の制御に対する負荷を軽減し、また、電源オンから画像の読み取り動作を開始できるまでの時間を短縮することができる画像読取装置を提供すること。
【解決手段】イメージセンサ７が搭載されているキャリッジ５を往復動させる駆動力を与えるモータ１１と、モータ１１を駆動させる際の駆動負荷を測定する負荷測定手段と、負荷測定手段におけるモータの駆動負荷の測定を、イメージセンサ７が原稿の読み取りを行う往路とは逆の復路で行わせる制御を行う負荷測定制御手段と、負荷測定手段で測定された駆動負荷を反映させて、モータ１１を制御駆動させるモータ駆動制御手段とを具備することとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像読取装置に関するものである。

従来、原稿面の画像を読み取るスキャナ装置は、透明なガラス板等から構成される原稿台上に原稿を載置し、原稿台を挟んで配置される一次元のイメージセンサを、原稿面に沿って副走査方向に走査し、このイメージセンサにより原稿面の画像を読み取る。

ところで、イメージセンサは、キャリッジに取り付けられ、このキャリッジが、キャリッジ移動機構により、ホームポジションと折返し位置との間を往復移動することで、イメージセンサは、ホームポジションと折返し位置との間を往復移動する。そのため、キャリッジ移動機構の温度変化や経時的な変化により、キャリッジ移動機構の駆動負荷が変化することがある。したがって、キャリッジ移動機構の駆動負荷に係わらず、キャリッジを駆動する信号値が一定である場合には、イメージセンサの移動速度が、画像の読み取りを開始するまでに、画像読取速度に到達しなかったり、画像読取終了位置から折返し位置に停止するまでの時間が、駆動負荷に応じて変わってしまったり、さらには、ホームポジションに正確に停止できない等の問題が生じる虞がある。

この点に関連し、特許文献１には、モータの駆動を初期駆動信号にて開始し、この初期駆動信号値に所定値を積算していくことで順次モータの回転速度を上昇させる際に、初期駆動信号値および所定値のうちの少なくとも一方を、モータの駆動負荷に応じて設定する技術が開示されている。

係る手段によれば、イメージセンサの往路および復路において加速制御をする際の初期駆動信号値および所定値をキャリッジ移動手段の駆動負荷に応じて設定することができる。往路および復路におけるオープン減速制御における所定値も、キャリッジ移動手段の駆動負荷に応じて設定することができる。

ところで、スキャナ装置は、イメージセンサを副走査方向に往復移動する間に、移動速度の制御の他、イメージセンサから出力される画像データを処理する制御等、多くの制御が行われる。特に、イメージセンサが往路を移動する際には、イメージセンサを移動する制御の他、イメージセンサの画像の読み取り動作に伴い、画像データの補正や転送等、多くの制御が行われる。そのため、キャリッジ移動手段の駆動負荷の測定を、イメージセンサが往路を移動している際に行うと、往路における他の制御が遅くなるという問題が生じる。

また、電源オンをした直後に、画像の読み取り動作を行うことなく、キャリッジを往復移動させることで駆動負荷を測定することも考えられる。しかしながら、かかる駆動負荷の測定は、読み取り動作と無関係に行われるため、その分だけ無駄な動作が行われることになる。すなわち、電源オンの時点からの画像の読み取り開始することができるまでに長時間を要するという問題がある。
特開２００３−２３７８３号公報

そこで、本発明は、キャリッジ移動手段の駆動負荷の測定を、画像読取装置の制御に対する負荷を軽減するように行う画像読取装置を提供することを目的とする。また、電源オンから画像の読み取り動作を開始できるまでの時間を短縮することができる画像読取装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、画像読取装置は、イメージセンサが搭載されているキャリッジを往復動させる駆動力を与えるモータと、モータを駆動させる際の駆動負荷を測定する負荷測定手段と、負荷測定手段におけるモータの駆動負荷の測定を、イメージセンサが原稿の読み取りを行う往路とは逆の復路で行わせる制御を行う負荷測定制御手段と、負荷測定手段で測定された駆動負荷を反映させて、モータを制御駆動させるモータ駆動制御手段とを備えることとする。

画像読取装置をこのように構成することにより、キャリッジのホームポジションへの移動の他には、特に他の制御が行われていない復路において、キャリッジ移動機構の駆動負荷が測定される。このため、画像読取装置の他の制御に影響を与えることなく、駆動負荷を測定することができる。

また、他の発明は、上述の発明に加え、前記負荷測定手段は、前記キャリッジを所定の一定速度で移動させるための電流値に基づいて前記駆動負荷の測定を行うこととする。

画像読取装置をこのように構成することにより、キャリッジが一定速度で移動しているときのモータに印加される電流値を測定することにより、直接的に駆動負荷を測定することができる。

また、他の発明は、上述の発明に加え、負荷測定手段は、モータに所定かつ一定の電流値を印加する際に速度計測手段によって計測される前記キャリッジの移動速度に基づいて、駆動負荷の測定を行うこととする。

画像読取装置をこのように構成することにより、モータに印加される電流値が一定のときのキャリッジの移動速度を測定することにより、直接的に駆動負荷を測定することができる。

また、他の発明は、上述の発明に加え、負荷測定手段は、キャリッジの往路および復路におけるモータの駆動負荷に基づいて、復路において測定された駆動負荷の補正を行い、モータ駆動制御手段は、補正された駆動負荷を反映させて、モータの駆動制御を行うこととする。

画像読取装置をこのように構成することにより、キャリッジが往路を移動する際と復路を移動する際とで、キャリッジ移動機構に駆動負荷の差がある場合であっても、往路において、キャリッジを所定の加速度で移動を開始することができる。

また、他の発明は、上述の発明に加え、モータ駆動制御手段は、往路における駆動を開始する以前に、駆動負荷の測定を行っていない場合、モータに対して規定の電力を印加することとする。

画像読取装置をこのように構成することにより、画像読取装置が製造された後、初めて動作される場合であっても、画像の読取を安定して行なうことができる。

本発明によれば、キャリッジ移動手段の駆動負荷の測定を、画像読取装置の制御に対する負荷を軽減するように行う画像読取装置を提供することができる。さらに、電源オンから画像の読み取り動作を開始できまでの時間を短縮することができる画像読取装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置としてのスキャナ装置１の外観を示す斜視図である。このスキャナ装置１は、スキャナ機能の他、コピー機能さらにプリンタ機能を備えるいわゆる複合機として構成され、また、パーソナルコンピュータ（以下、単にパソコンと呼ぶ）ＰＣに接続されている。

スキャナ装置１は、原稿を載置する原稿載置面としての透明な原稿台２を備えるスキャナ構成部３と、原稿台２に載置された原稿Ｐを覆う原稿カバー４とを備えている。スキャナ構成部３には、キャリッジ５等の後述する種々の内部機構が備えられている。また、複合機として構成されるスキャナ装置１には、印刷媒体としての印刷用紙を供給する給紙装置１ａ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。印刷された印刷用紙は、排出口１ｂから排出されるようになっている。このスキャナ装置１には、操作ボタン１ｃが備えられ、この操作ボタン１ｃにより、スキャナ装置１の機能の選択や動作の指令等を行う。

図２は、本実施の形態のスキャナ装置１におけるスキャナ構成部３の部分の機構の概略を示す図である。

図２に示すように、スキャナ装置１は、制御回路６と、イメージセンサ７およびＬＥＤアレイ８を備えたキャリッジ５と、キャリッジ５の移動手段としてのキャリッジ移動機構９と、速度計測手段としてのエンコーダ１０等を備える。なお、制御回路６は、スキャナ構成部３の制御の他、プリンタ機能やコピー機能の制御部をも兼ねている。

キャリッジ移動機構９は、駆動原として直流モータ（以下、ＤＣモータという。）１１と、ＤＣモータ１１の出力軸１１ａに接合されたウォームギア１２と、ウォームギア１２と噛み合い所定の減速比で回転する平歯車１３と、平歯車１３に接合されたプーリ１４ａと、プーリ１４ａに対して原稿台２を挟んで配置されるプーリ１４ｂと、プーリ１４ａとプーリ１４ｂとの間に張設されるタイミングベルト１５と、このタイミングベルト１５の張設方向に沿って配設されるガイドレール１６等を備える。

ＤＣモータ１１が駆動されると、ウォームギア１２、平歯車１３、プーリ１４ａを介してタイミングベルト１５が回転する。タイミングベルト１５は、その一部が、キャリッジ５に固定されている。また、キャリッジ５は、ガイドレール１６に対して摺動可能に連結されている。そのため、タイミングベルト１５が回転することにより、キャリッジ５は、ガイドレール１６に沿って移動する。

なお、キャリッジ５が移動する方向、言い換えれば、タイミングベルト１５が張設される方向を副走査方向という。また、以下の説明において、プーリ１４ａからプーリ１４ｂに向かう方向を前方（前側）とし、その反対方向を後方（後側）として説明を行う。また、原稿台２に対して原稿Ｐが載置される側を上側（上方）とし、その反対側を下側（下方）として説明する。

エンコーダ１０は、ロータリエンコーダであり、ＤＣモータ１１の出力軸１１ａに接合された円盤１７と、この円盤１７を挟んで設置された発光ダイオード１８及びフォトダイオード１９とを備える。円盤１７は、円周に沿って所定の間隔で刻まれた図示を省略するスリットを備えており、フォトダイオード１９は、このスリット（図示省略）を介して発光ダイオードの発する光を受光することができる。そのため、ＤＣモータ１１の回転と共に円盤１７が回転すると、フォトダイオード１９は、発光ダイオード１８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。その結果、フォトダイオード１９は、ＤＣモータ１１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１０は、それを外部に出力する。したがって、エンコーダパルスを計数することにより、ＤＣモータ１１の回転量を検出することができる。

なお、図示を省略しているが、上述の発光ダイオード１８およびフォトダイオード１９は、２組ある。そして、各組の発光ダイオード１８およびフォトダイオード１９は、それぞれのフォトダイオード１９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配設されている。これは、ＤＣモータ１１の回転方向を検出すると共に、回転量の計測精度を向上させるためである。

キャリッジ５は、上述したように、イメージセンサ７とＬＥＤアレイ８を備える。イメージセンサ７は、図示を省略する複数の受光素子（ＣＣＤ）が、所定の画素密度で、キャリッジ５の移動方向である副走査方向に対して直交する方向となる主走査方向に、一列に配列されて構成されている。このイメージセンサ７は、いわゆる一次元のイメージセンサとして構成されている。受光素子（図示省略）には、受光素子の受光面を原稿面の結像位置とする図示を省略するレンズが備えられている。

また、ＬＥＤアレイ８は、赤、緑、青の各色光のＬＥＤアレイが副走査方向に配列されて構成される。すなわち、赤色光のＬＥＤが主走査方向に配列される赤色光ＬＥＤアレイと、緑色光のＬＥＤが主走査方向に配列される緑色光ＬＥＤアレイと、青色光のＬＥＤが主走査方向に配列される青色光ＬＥＤアレイが、副走査方向に配列されている。

イメージセンサ７は、ＬＥＤアレイ８から原稿Ｐの原稿面に対して照射され、原稿面で反射された照明光を受光し、原稿面の画像に応じた電荷を蓄積し、電気信号としてパソコンＰＣに出力する。

図１に示すように、原稿台２は、透明なガラス板２０により構成されている。ガラス板２０は、スキャナ構成部３の筐体２１の上面に矩形に開口した開口部２２に嵌め込まれている。原稿Ｐは、原稿面を、原稿台２（ガラス板２０）に向けた状態で、原稿台２（ガラス板２０）に載置される。したがって、ＬＥＤアレイ８から照射された照明光は、ガラス板２０を透過して原稿面を照明し、この反射光は、再びガラス板２０を透過してイメージセンサ７に入射する。

図２に示すように、開口部２２のプーリ１４ａ側の縁部とプーリ１４ａとの間には、白基準板２３が配設されている。白基準板２３は、筐体２１の上面の内側面に、白色面を下方に向けて取り付けられている。原稿Ｐの原稿面の読み取りを開始する前に、イメージセンサ７が、この白基準板２３を走査することにより、シェーディング補正が行われる。

白基準板２３の前方には、キャリッジ５のホームポジション２４が設定されている。ホームポジション２４は、キャリッジ５が、原稿面の走査を開始する前に、イメージセンサ７の前端縁を、このホームポジション２４に一致させて待機している初期位置である。

図３は、本実施の形態の制御回路６の概略の構成を示す図である。図３に示すように、制御回路６は、ＣＰＵ２５と、メモリ２６と、スキャナ装置１をパソコンＰＣと接続するためのＵＳＢインターフェースを有する外部インターフェース部２７と、供給される交流電流を直流電流に変換する整流回路２８と、ＡＳＩＣ２９と、を備える。

なお、上述の制御回路６は、負荷測定手段、負荷測定制御手段、モータ駆動制御手段に対応する。特に、これら各手段は、メモリ２６に記憶されている制御プログラムが、ＣＰＵ２５に読み込まれることにより、機能的に実現される。ただし、モータ駆動制御手段においては、ＣＰＵ２５とメモリ２６以外に、モータ制御部３２も協働する。なお、これらの各手段を実現するために、専用の回路を具備する構成を採用しても良い。

また、メモリ２６には、スキャナ装置１全体を制御するためのプログラムが格納されており、ＣＰＵ２５は、このプログラムを実行することによりスキャナ制御部２５ａとして機能する。

ＡＳＩＣ２９は、イメージセンサ制御部３０、エンコーダ制御部３１、およびモータ制御部３２を備える。イメージセンサ制御部３０は、イメージセンサ７に対して原稿の読み取りを指示する信号（以下、イメージセンサ駆動パルス、と言う。）を出力したり、イメージセンサ７から、読み取り結果の信号を入力して階調値（画像データ）に変換する機能を有する。また、エンコーダ制御部３１は、エンコーダ１０から出力されるエンコーダパルスが入力され、ＤＣモータ１１の回転量、回転速度および回転方向を検出する。

モータ制御部３２は、整流回路２８から出力される直流電流をＤＣモータ１１に供給すると共に、ＤＣモータ１１に印加する駆動電流を制御することにより、ＤＣモータ１１の回転速度を制御する。なお、モータ制御部３２は、上述のエンコーダパルスおよびイメージセンサ駆動パルスが、それぞれ、エンコーダ制御部３１およびイメージセンサ制御部３０から入力される。モータ制御部３２には、図示を省略するレジスタが備えられている。

モータ制御部３２は、さらに、図示を省略する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流を高くする。

次に、上述の構成により、副走査方向に往復移動するキャリッジ５の動作について説明する。先ず、イメージセンサ７が原稿Ｐの画像の読み取りを行う往路を移動する際の動作について説明する。

キャリッジ５は、移動を開始する前は、イメージセンサ７の前端縁を、ホームポジション２４に一致させた状態で待機している。そして、スキャナ装置１に対して、画像読み取り操作（例えば、スキャナ装置１に備えられるスタートスイッチのオン操作）が行われると、モータ制御部３２の指令に基づき、ＤＣモータ１１は、キャリッジ５を前方へ移動させる方向に回転を開始する。そして、イメージセンサ７の前端部が、ホームポジション２４から原稿Ｐの画像の読み取りを開始する画像読取開始位置まで移動する加速区間内において、画像の読み取り走査を行なうための所定の画像読取速度まで加速する。

加速区間においては、初期駆動信号値である電流値の往路初期駆動デューティによりＤＣモータ１１の駆動を開始する。その後、所定値である電流値の往路加速駆動デューティを往路初期駆動デューティに積算していき、ＤＣモータに印加する電流値のデューティを高くしていくことで、ＤＣモータ１１の回転速度を加速する。すなわち、ＤＣモータ１１をオープン加速制御し、回転速度を加速する。そうして、キャリッジ５の移動速度が画像読取速度に近づいたところで、ＰＩＤ加速制御に移行し、画像読取速度まで加速する。

加速区間における往路初期駆動デューティと往路加速駆動デューティは、キャリッジ５が所定の加速度で移動するように、後述のキャリッジ移動機構９の駆動負荷の測定に基づいてＣＰＵ２５において演算され決定される。すなわち、既にメモリ２６に記憶されている標準の往路初期駆動デューティおよび往路加速駆動デューティに対応する標準の駆動負荷よりも測定された駆動負荷が大きい場合は、往路初期駆動デューティおよび往路加速駆動デューティのうち少なくとも一方のデューティを標準よりも高くする。逆に、標準の駆動負荷よりも測定された駆動負荷が小さい場合は、往路初期駆動デューティおよび往路加速駆動デューティのうち少なくとも一方のデューティを標準よりも低くする。これにより、駆動負荷に係わらず、キャリッジ５を所定の加速度で加速することができる。

上述したように、ホームポジション２４のから前方に移動を開始した後、イメージセンサ７が、白基準板２３を走査することでシェーディング補正が行われる。白基準板２３は、加速区間内に配設されている。そのため、イメージセンサ７が白基準板２３を走査する際、イメージセンサ７は、白基準板２３を加速状態で通過する。白基準板２３は、副走査方向の幅が、１ｍｍ前後に設定されているため、キャリッジ５の加速が大きすぎ、イメージセンサ７が白基準板２３を短時間で通過してしまう場合には、シェーディング補正が確実に実行できない問題が発生する虞がある。逆に、キャリッジ５の加速が小さすぎる場合には、画像読取開始位置３３に到達するまでに、キャリッジ５の移動速度が画像読取速度に到達することができないという問題が発生する虞がある。

そこで、キャリッジ移動機構９の駆動負荷に応じて、往路初期駆動デューティおよび往路加速駆動デューティのうち少なくとも一方を決定することで、加速区間をキャリッジ５が所定の加速度で移動することができ、上述の問題の発生を防止することができる。

画像読取速度でキャリッジ５を移動するのに必要なＤＣモータ１１の読取駆動デューティは、副走査方向のイメージセンサ７の読み取り解像度に応じて予め定められ、モータ制御部３２のレジスタ（図示省略）に記憶されている。

キャリッジ５は、イメージセンサ７の前端部が、画像読取開始位置３３に到達する時点においては、画像読取速度で移動している状態にある。イメージセンサ７の前端部が、画像読取開始位置３３から原稿Ｐの前端位置となる画像の読み取りを終了する読取終了位置３４まで移動する間は、ＰＩＤ定速制御により、画像読取速度を維持した状態で移動する。

そして、イメージセンサ７の前端部が、読取終了位置３４に到達したところで、読取駆動デューティから、所定値である電流値の往路減速駆動デューティを順次減算することによりオープン減速を行い、キャリッジ５を前方折返し位置３５に停止させる。往路減速駆動デューティについても、上述の往路初期駆動デューティ等と同様に、キャリッジ移動機構９の駆動負荷に基づいてＣＰＵ２５において演算され決定される。すなわち、既にメモリ２６に記憶されている標準の往路減速駆動デューティに対応する標準の駆動負荷よりも測定された駆動負荷が大きい場合は、往路減速駆動デューティを標準よりも小さくすることで前方折返し位置３５より後方に停止してしまわないようにする。逆に、標準の駆動負荷よりも測定された駆動負荷が小さい場合は、往路減速駆動デューティを標準よりも高くすることで、キャリッジ５の停止位置が前方折返し位置３５を越えてしまわないようにする。

このようにキャリッジ移動機構９の駆動負荷に応じて、ＤＣモータ１１の回転速度を減速させる往路減速駆動デューティを設定することで、駆動負荷に係わらず、イメージセンサ７の前端部が、読取終了位置に到達した後、一定の距離、すなわち一定の時間でキャリッジ５を停止することができる。

ＤＣモータ１１の回転量とこの回転量に対応するキャリッジ５の移動距離とは、予め対応付けられてメモリ２６に記憶されている。また、ホームポジション２４から画像読取開始位置３３までの距離Ｄ１、画像読取開始位置３３から原稿Ｐの前端部となる読取終了位置３４までの距離Ｄ２および読取終了位置３４から前方折返し位置３５までの距離Ｄ３についても、メモリ２６に記憶されている。距離Ｄ２は、原稿Ｐのサイズ毎に記憶されている。

図示を省略する原稿サイズ選択ボタンにより、原稿台２に載置された原稿Ｐに対応した原稿サイズを選択した後、画像読み取り操作を行うと、モータ制御部３２は、エンコーダ１０により検出されるＤＣモータ１１の回転量から求められるキャリッジ５の移動距離に基づいて、選択した原稿Ｐのサイズに応じた距離だけ、キャリッジ５は前方に移動する。すなわち、メモリ２６に記憶されている距離Ｄ１、距離Ｄ２および距離Ｄ３だけキャリッジ５が前方へ移動する。距離Ｄ２は、原稿サイズ選択釦（図示省略）により選択した原稿サイズにより異なる。

エンコーダ１０により、ＤＣモータ１１の回転量を検出し、キャリッジ５が距離Ｄ１移動したことを検出したときに、イメージセンサ７の前端部が画像読取開始位置３３に到達したと判断し、ＤＣモータ１１の制御を、ＰＩＤ加速制御から、ＰＩＤ定速制御に移行する。さらに、キャリッジ５が距離Ｄ２を移動したことを、ＤＣモータ１１の回転量から検出したときに、イメージセンサ７の前端部が読取終了位置３４に到達したと判断し、ＤＣモータ１１の制御を、ＰＩＤ定速制御からオープン減速制御に移行する。そして、さらに、キャリッジ５が距離Ｄ３を移動したことを、ＤＣモータ１１の回転量からを検出したときに、キャリッジ５が前方折返し位置３５に到達したと判断し、ＤＣモータ１１への駆動デューティを０にして、キャリッジ５の移動を停止する。

イメージセンサ７が画像読取開始位置３３から読取終了位置３４に移動する間、ＬＥＤアレイ８はＲ、Ｇ、Ｂの色光の時分割の照射を繰り返す。イメージセンサ７は、各色光の照射タイミングに合わせて、原稿面で反射される各色光の反射光を受光し、原稿面の画像に応じて蓄積された電荷を、電気信号としてイメージセンサ制御部３０に出力する。

キャリッジ５は、前方折返し位置３５に一旦停止した後、ホームポジション２４に向かって復路を引き返す。キャリッジ５が前方折返し位置３５からホームポジション２４へ向う復路を移動する際の動作について説明する。

ＤＣモータ１１は、オープン加速制御にて回転を開始する。つまり、電流値である復路初期デューティにてＤＣモータ１１の駆動を開始し、復路初期デューティに電流値である復路加速デューティを積算していき、ＤＣモータ１１に印加する電流値のデューティを高くしていくことで、ＤＣモータ１１の回転速度を加速する。そして、キャリッジ５の移動速度が、復路移動速度に近づいたところで、ＰＩＤ加速制御に移行し、キャリッジ５の移動速度が復路移動速度になるまで加速する。

復路移動速度に到達した後は、減速位置３６まで、この復路移動速度を維持する電流値である復路駆動デューティを、ＤＣモータ１１に印加する。そして、キャリッジ５が、減速位置３６に到達したところで、復路駆動デューティから、電流値である復路減速デューティを順次減算することによりオープン減速を行い、後方折返し位置３７に、イメージセンサ７の前端部が一致するようにキャリッジ５を一旦停止させる。この後方折返し位置３７は、ホームポジション２４より後方に設定される。

ホームポジション２４から前方折返し位置３５までの距離（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）は、上述したようにメモリ２６に記憶されている。また、前方折返し位置３５と減速位置３６との間の距離Ｄ４、および減速位置３６と後方折返し位置３７との間の距離Ｄ５についても、予めメモリ２６に記憶されている。

モータ制御部３２は、エンコーダ１０により検出されるＤＣモータ１１の回転量から求められるキャリッジ５の移動距離に基づいて、キャリッジ５が、前方折返し位置３５から減速位置３６まで移動したときに、オープン減速制御を開始する。そして、さらに、キャリッジ５が、距離Ｄ５を移動するのを検出し、後方折返し位置３７に、イメージセンサ７の前端部が一致するように、キャリッジ５を移動する。

それから、イメージセンサ７の前端部がホームポジション２４に一致するように、キャリッジ５を前方に向けて移動させる。後方折返し位置３７とホームポジション２４との間の距離Ｄ６は、１ｍｍ前後の短い距離である。そのため、キャリッジ５は、距離Ｄ６だけ微少移動することになる。なお、距離Ｄ６についても、メモリ２６に記憶されていて、エンコーダ１０により、ＤＣモータ１１の回転量を検出することで、キャリッジ５を距離Ｄ６だけ微少移動する。

キャリッジ５をホームポジション２４より後方に移動した後、前方へ移動させてホームポジション２４に待機させることにより、キャリッジ移動機構９に生じたバックラッシュを解消した状態で、キャリッジ５をホームポジション２４に待機させることができる。キャリッジ移動機構９にバックラッシュがない状態で、キャリッジ５をホームポジション２４に待機させることにより、ホームポジション２４の直前に配設される白基準板２３の読み取りを所定の速度で通過させることができる。そのため、シェーディング補正を確実に行なうことができる。

後方折返し位置３７からホームポジション２４までの非常に短い距離Ｄ６を、キャリッジ５は、次のように移動させられる。

ＤＣモータ１１に印加する電流値である駆動デューティを徐々に上げ、ＤＣモータ１１が回転を開始したら、駆動デューティを０にしてＤＣモータ１１の回転を停止する。そして、再び駆動デューティを徐々に上げ、ＤＣモータ１１を回転させ、回転を開始したら、駆動デューティを０にする、という制御を繰り返すことで、キャリッジ５の微小移動を達成する。

駆動デューティを上げる増加率を、キャリッジ移動機構９の駆動負荷に応じて決定することで、駆動負荷に係わらず、キャリッジ５の微小移動の速度を一定にすることができる。つまり、キャリッジ移動機構９の駆動負荷が小さい場合は、駆動デューティの増加率を小さくする。これにより、駆動負荷が小さいにも係わらず、大きな駆動デューティが印加され、イメージセンサ７の前端部がホームポジション２４を越えてしまうことを防止できる。逆に、駆動負荷が大きい場合は、駆動デューティの増加率を大きくすることで、キャリッジ５の移動を円滑に行う。

キャリッジ５が前方折返し位置３５から復路を引き返し、ホームポジション２４に戻るまでの時間は、画像の読み取りを終えた原稿Ｐを、作業者が、原稿台２から取り除き、次の読み取り原稿を新たに載置するまでの原稿取替え時間よりも極端に長くなることのないように設定する。すなわち、前方折返し位置３５から復路移動速度まで加速する加速の速さ、復路移動速度、復路移動速度から減速し後方折返し位置３７に停止するように減速する減速の速さは、および後方折返し位置３７からホームポジション２４に微少移動する速さを、原稿取替え時間を考慮して設定する。

また、復路初期デューティ、復路加速デューティおよび復路減速デューティについても、上述の往路初期駆動デューティ等と同様に、キャリッジ移動機構９の駆動負荷に応じて決定することが好ましい。このようにすることにより、駆動負荷に係わらず、キャリッジ５が復路を移動している時間を一定にすることができる。また、駆動負荷が小さい場合に、復路減速デューティを低く設定することで、キャリッジ５が停止すべき位置、すなわち、イメージセンサ７の前端部が後方折返し位置３７に一致した位置を行き過ぎてしまうことを防止することができる。

キャリッジ５は、スキャナ装置１に対して画像読み取り操作が行われる度に、上述した動作、すなわち、ホームポジション２４から、前方に向かって、原稿面の画像の読み取りを行いながら、前方折返し位置３５まで移動する。そして、前方折返し位置３５まで移動した後は、移動方向を反転し、後方に向かって、移動し、ホームポジション２４より後方に設定された後方折返し位置３７まで引き返す。そして、この後方折返し位置で、移動方向を前方に反転して、ホームポジション２４に停止する、という動作を行う。

上述したキャリッジ移動機構９の駆動負荷の測定は、駆動負荷測定手段により、次のように行なわれる。また、駆動負荷の測定は、キャリッジ５が復路を復路移動速度で一定の速度で移動している間に実行されるように、負荷測定制御手段により制御される。

キャリッジ５の移動速度、すなわちＤＣモータ１１の回転速度が一定の状態では、ＤＣモータ１１に掛かるキャリッジ移動機構９の駆動負荷と、この駆動負荷に抗してＤＣモータ１１を回転駆動させるための電流値とは、図４に示すようにリニアの関係にある。そこで、予め、キャリッジ移動機構９の駆動負荷とＤＣモータ１１に印加する電流値との関係を調べ、この関係をデータテーブル等としてメモリ２６に記憶しておく。そして、キャリッジ移動機構９を復路移動速度で移動している間の電流値の復路駆動デューティを測定し、データテーブルに基づき、キャリッジ移動機構９の駆動負荷を測定する。

そして、この測定された駆動負荷は、モータ制御部３２のレジスタ（図示省略）に記憶される。レジスタ（図示省略）に記憶されている駆動負荷に基づいて、ＣＰＵ２５において、往路初期駆動デューティ、往路加速駆動デューティ、往路減速駆動デューティ、復路加速駆動デューティ、復路減速駆動デューティ、および後方折返し位置３７からホームポジション２４までの間にキャリッジ５を微小移動させる際の駆動デューティの増加率（以下、これらを総称して、往路初期駆動デューティ等という）は演算され設定される。この設定値に基づいて、モータ制御部３２が、ＤＣモータ１１の駆動制御を行う。

なお、レジスタ（図示省略）には、駆動負荷を、例えば、トルク値として記憶する他、駆動負荷に対応する電流値等、駆動負荷に対応するデータ値として記憶することとしてもよい。また、次回の電源オンの際に、測定された駆動負荷を用いることを可能にするため、メモリ２６の不揮発性メモリに駆動負荷を記憶させるようにしてもよい。

スキャナ装置１は、キャリッジ５を復路移動している間は、画像の読み取り等の制御を行う往路を移動している間と異なり、キャリッジ５の移動の他には、スキャナ装置１の制御に大きな負荷を掛ける処理を行っていない。そのため、上述したようにキャリッジ５が復路を移動している間に、キャリッジ移動機構９の駆動負荷を測定することにより、キャリッジ５が往路を移動する際の制御に負荷を与えることがない。すなわち、スキャナ装置１で行われる処理のタイミングが分散され、スキャナ装置１の制御の負荷が全体として軽減される。

また、キャリッジ５が復路を移動している間に、キャリッジ移動機構９の駆動負荷を測定することにより、電源オンをした直後に、画像の読み取り動作を行うことなく、キャリッジを往復移動させることで駆動負荷を測定することを必要としない。そのため、電源オンの時点からの画像の読み取り開始することができるまでの時間を短縮することができる。

駆動負荷の測定は、スキャナ装置１に画像読み取り操作が行われ、キャリッジ５が往復移動する度に行なうようにしてもよいし、所定の往復移動回数（例えば、１０回、５０回等）毎、あるいは、所定期間（例えば、１０日間、３０日間）毎に行なうようにしてもよい。モータ制御部３２のレジスタ（図示省略）に記憶されている駆動負荷の値は、駆動負荷の測定を行なう度に更新する。

往路初期駆動デューティ等の設定は、キャリッジ５が実際に往路を移動している時よりも以前に測定され、レジスタ（図示省略）に記憶されている駆動負荷に基づいて行なわれる。したがって、スキャナ装置１が製造された後、初めて使用される場合には、レジスタ（図示省略）に駆動負荷が記憶されていない。

そこで、メモリ２６には、ＤＣモータ１１に対して印加する規定の電力として、代替の往路初期駆動デューティ等を記憶させておき、この代替の往路初期駆動デューティ等に基づいて、キャリッジ５の移動を行う。代替の往路初期駆動デューティ等は、例えば、サンプル抽出したスキャン装置１について、実験的に決定した値を用いる。

代替の往路初期駆動デューティ等により、キャリッジ５の移動が行われると、代替の往路初期駆動デューティ等により動作した際に測定される駆動負荷がレジスタ（図示省略）に記憶される。したがって、代替の往路初期駆動デューティ等により、キャリッジ５の移動を行った後の画像読み取り操作においては、スキャナ装置１を実際に測定した駆動負荷に基づいて、往路初期駆動デューティ等が設定される。

ところで、キャリッジ５の移動方向の違いにより、キャリッジ移動機構９の駆動負荷に差を生ずる場合もある。レジスタ（図示省略）に記憶されている駆動負荷は、キャリッジ移動機構９が、キャリッジ５を復路を移動する際に測定した値である。そのため、キャリッジ５が往路を移動する際の実際の駆動負荷と差を生ずる場合があり、復路における駆動負荷に基づいて往路初期駆動デューティ等を設定すると、往路におけるキャリッジ５の移動を適切に行えない場合がある。往路において、白基準板２３を所定の速度で走査しシェーディング補正を適切に行うことや、画像読取開始位置３３に移動するまでに画像読取速度に加速することは、画像の読み取りを正確に行う上で大切である。

そこで、次のようにしてもよい。キャリッジ５が復路を移動する際と往路を移動する際、すなわち、キャリッジ５が後方へ向けて移動する際と前方へ向けて移動する際との駆動負荷の差を、補正係数、あるいは補正値として予め調べておき、メモリ２６に記憶しておく。そして、キャリッジ５が復路を移動する間に測定した駆動負荷から、補正係数、あるいは補正値により補正した駆動負荷を算出し、この補正された駆動負荷に基づいて、往路初期駆動デューティ等を設定する。これにより、実際にキャリッジ５が移動している際の、キャリッジ移動機構９の駆動負荷に近い駆動負荷で往路初期駆動デューティおよび往路加速駆動デューティを設定することができる。したがって、白基準板２３を所定の速度で走査でき、また、イメージセンサ７の前端部が画像読取開始位置３３に到達するまでに確実に画像読取速度に到達させることができる。

なお、往路初期駆動デューティ等を全て、補正された駆動負荷に基づいて設定しても良いが、復路初期駆動デューティ、復路加速駆動デューティ、および復路減速駆動デューティについては、補正しない駆動負荷に基づいて設定することにより、往路と復路それぞれについて、キャリッジ５をより適正に移動することができる。

なお、駆動負荷の測定は、次のようにして行なってもよい。

ＤＣモータ１１に印加する電流値の駆動デューティが一定の状態では、ＤＣモータ１１に掛かるキャリッジ移動機構９の駆動負荷と、キャリッジ５の移動速度、すなわちＤＣモータ１１の回転速度とは、図５に示すようにリニアの関係にある。キャリッジ移動機構９の駆動負荷とＤＣモータ１１の回転速度との関係を調べ、この関係をデータテーブル等としてメモリ２６に記憶しておくことで、ＤＣモータ１１に所定の一定の駆動デューティを印加し、キャリッジ駆動機構９を駆動するときの、ＤＣモータ１１の回転速度を測定することにより、キャリッジ移動機構９の駆動負荷を測定するようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係るスキャナ装置の外観を示す斜視図である。 図１に示すスキャナ装置の内部機構の概略を示す図である。 図２に示す制御回路の概略を示す図である。 キャリッジ移動機構の駆動負荷と、ＤＣモータを回転駆動させるための電流値との関係を示す概略図である。 キャリッジ移動機構の駆動負荷と、ＤＣモータ１１の回転速度との関係を示す概略図である。

符号の説明

１ … スキャナ装置（画像読取装置）
５ … キャリッジ
７ … イメージセンサ
９ … キャリッジ移動機構
１１ … ＤＣモータ（直流モータ）
２４ … ホームポジション

Claims (5)

1. イメージセンサが搭載されているキャリッジを往復動させる駆動力を与えるモータと、
   上記モータを駆動させる際の駆動負荷を測定する負荷測定手段と、
   上記負荷測定手段における上記モータの駆動負荷の測定を、上記イメージセンサが原稿の読み取りを行う往路とは逆の復路で行わせる制御を行う負荷測定制御手段と、
   上記負荷測定手段で測定された上記駆動負荷を反映させて、上記モータを制御駆動させるモータ駆動制御手段と、
   を具備することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記負荷測定手段は、前記キャリッジを所定の一定速度で移動させるための電流値に基づいて前記駆動負荷の測定を行うことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記負荷測定手段は、前記モータに所定かつ一定の電流値を印加する際に速度計測手段によって計測される前記キャリッジの移動速度に基づいて、前記駆動負荷の測定を行うことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
4. 前記負荷測定手段は、前記キャリッジの前記往路および前記復路における前記モータの前記駆動負荷に基づいて、前記復路において測定された前記駆動負荷の補正を行い、
   前記モータ駆動制御手段は、前記補正された駆動負荷を反映させて、前記モータの駆動制御を行う、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
5. 前記モータ駆動制御手段は、前記往路における駆動を開始する以前に、前記駆動負荷の測定を行っていない場合、前記モータに対して規定の電力を印加する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
   

Images