JP2008228099A - 画像読取装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搭載するメモリを低減しつつ、精度の高い画像読取を可能とする技術を提供する。
【解決手段】原稿を第１の方向に移動させながら該原稿の画像データを読み取る読取手段を備え、読み取った画像データをバッファメモリを介して外部機器に出力する画像読取装置において、原稿を第１の方向に移動させるための駆動手段と、駆動手段の駆動量に対応した信号を出力する信号出力手段と、出力された信号をカウントし、読取手段における原稿読取位置を検出する位置検出手段と、読取手段による読み取り実行中に、バッファメモリの残容量が予め指定された第１閾値を下回った場合、残容量が第２閾値を上回るまで読取手段による読み取りの実行を一時停止し、残容量が第２閾値を上回った場合、読取手段による読み取りの実行を再開するよう制御する制御手段とを備え、一時停止の際の位置検出手段により検出された位置に基づいてスイッチバック制御を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、原稿と読取部を相対的に移動させながら原稿画像を読み取る技術に関するものである。

画像形成機能と画像読取機能とを兼ね備えるＭＦＰ（マルチファンクションプリンタ）が普及してきている。特に、インクジェット方式の記録装置を有するＭＦＰが比較的小型で低騒音であり、かつ安価にカラーコピー、プリント、スキャンを行うことができるなどの理由により、急速に普及している。近年、更に高画質化・高速化が顕著であり、例えば１分以内で写真調の画質の画像をＡ４サイズでコピー処理することが可能となってきている。

ローエンドのパーソナル複合機等、十分なシステムメモリを搭載できない。また、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）などの高解像度化とＰＣ（パーソナルコンピュータ）へのスキャン動作時に大容量の画像メモリを確保する必要があり、ＰＣ側のメモリ容量、Ｉ／Ｆ速度に左右される。そのため、通常システムメモリが一杯になった場合、画像の蓄積動作を停止し、モータを減速制御し、読取再開位置まで、モータのスイッチバック制御を行い、読取を再開している。このようなスイッチバック動作及び高精度の画像読取制御には、フィードバック制御が必要なＤＣモータは、不向きである。そのため、一般的には、追従性と一定した停止位置、読取位置を出力パルスで制御できる等の優位性から比較的高価なステッピングモータが使用されている。

一方、ＤＣモータを使用する画像読取装置として、特許文献１には、ＤＣモータを回転検出器と併せて使用する技術が開示されている。また、特許文献２には、エンコーダの出力パルスと同期しながら読取動作を行う技術が開示されている。
特許第３１７８０９７号公報 特開２００２−１７６５３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像読取装置は、スイッチバック動作などの間歇的な動作を行わなくても良いようにするために十分な量の画像メモリを必要とする。そのため、高解像度／深い色深度での画像読み取りには大量のメモリが必要となりコスト高になるという問題がある。あるいは、読み取ったデータが搭載したバッファメモリ量を超えないように、低速に読み取る必要があった。あるいは、画像の読み取りに必要以上に時間が掛かってしまうという問題があった。一方、特許文献２に記載の画像読取装置は、メモリ不足による読取動作停止についての記載があるものの、位置ずれに対して考慮されていない。

本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、搭載するメモリを低減しつつ、精度の高い画像読取を可能とする技術を提供することを目的とする。

上述の問題点を解決するため、本発明の画像読取装置は以下の構成を備える。すなわち、原稿を第１の方向に移動させながら該原稿の画像データを読み取る読取手段を備え、読み取った画像データをバッファメモリを介して外部機器に出力する画像読取装置であって、前記原稿を第１の方向に移動させるための駆動手段と、前記駆動手段の駆動量に対応した信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段により出力された信号をカウントし、前記読取手段における原稿読取位置を検出する位置検出手段と、前記読取手段による読み取り実行中に、前記バッファメモリの残容量が予め指定された第１閾値を下回った場合、残容量が前記第１閾値より大きい第２閾値を上回るまで前記読取手段による読み取りの実行を一時停止し、残容量が前記第２閾値を上回った場合、前記読取手段による読み取りの実行を再開するよう制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記一時停止の後、前記第１の方向とは逆の方向に前記原稿を予め指定された量移動するよう前記駆動手段を制御する第１制御手段と、前記第１制御手段による制御終了後、前記第１の方向に前記原稿を移動するよう前記駆動手段を制御する第２制御手段と、前記第２制御手段による制御開始後、前記一時停止の際の前記位置検出手段により検出された原稿読取位置に基づいて、前記読取手段による読み取りの実行を再開する第３制御手段と、を備える。

または、原稿を第１の方向に移動させながら該原稿の画像データを読み取る読取手段を備え、読み取った画像データをバッファメモリを介して外部機器に出力する画像読取装置であって、前記原稿を第１の方向に移動させるための駆動手段と、前記駆動手段の駆動量に対応した信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段により出力された信号をカウントし、前記読取手段における原稿読取位置を検出する位置検出手段と、前記読取手段による読み取り実行中に、前記位置検出手段により検出された原稿読取位置の移動量が予め指定された移動量を上回った場合、予め指定された時間前記読取手段による読み取りの実行を一時停止し、前記予め指定された時間が経過した場合、前記読取手段による読み取りの実行を再開するよう制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記一時停止の後、前記第１の方向とは逆の方向に前記原稿を予め指定された量移動するよう前記駆動手段を制御する第１制御手段と、前記第１制御手段による制御終了後、前記第１の方向に前記原稿を移動するよう前記駆動手段を制御する第２制御手段と、前記第２制御手段による制御開始後、前記一時停止の際の前記位置検出手段により検出された位置に基づいて、前記読取手段による読み取りの実行を再開する第３制御手段と、を備える。

さらに、前記信号出力手段により出力された信号と内部タイマとに基づいて、当該信号のＮ倍（Ｎは自然数）の周波数の逓倍信号を出力する信号逓倍手段を備えており、前記駆動手段による前記原稿の駆動速度が予め指定された速度より遅い場合、前記第３制御手段は前記逓倍信号に基づいて前記読取手段による読み取りの実行を制御することを特徴とする。

そして、前記駆動手段はＤＣモータであり、前記信号出力手段は前記ＤＣモータの回転を検出し前記信号を出力するエンコーダであることを特徴とする。

上述の問題点を解決するため、本発明の画像読取装置の制御方法は以下の構成を備える。すなわち、原稿を第１の方向に移動させながら該原稿の画像データを読み取る読取手段を備え、読み取った画像データをバッファメモリを介して外部機器に出力する画像読取装置の制御方法であって、前記原稿を第１の方向に移動させるための駆動工程と、前記駆動工程による駆動量に対応した信号を出力する信号出力工程と、前記信号出力工程により出力された信号をカウントし、前記読取手段における原稿読取位置を検出する位置検出工程と、前記読取手段による読み取り実行中に、前記バッファメモリの残容量が予め指定された第１閾値を下回った場合、残容量が前記第１閾値より大きい第２閾値を上回るまで前記読取手段による読み取りの実行を一時停止し、残容量が前記第２閾値を上回った場合、前記読取手段による読み取りの実行を再開するよう制御する制御工程と、を備え、前記制御工程は、前記一時停止の後、前記第１の方向とは逆の方向に前記原稿を予め指定された量移動するよう前記駆動工程における駆動を制御する第１制御工程と、前記第１制御工程による制御終了後、前記第１の方向に前記原稿を移動するよう前記駆動工程における駆動を制御する第２制御工程と、前記第２制御工程による制御開始後、前記一時停止の際の前記位置検出工程により検出された原稿読取位置に基づいて、前記読取手段による読み取りの実行を再開する第３制御工程と、を備える。

本発明によれば、搭載するメモリを低減しつつ、精度の高い画像読取を可能とする技術を提供することができる。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

（第１実施形態）
本発明に係る画像読取装置の第１実施形態として、ＤＣモータと当該ＤＣモータの動きを読み取り駆動量に対応した信号を出力するエンコーダを用いた画像読取装置を例に挙げて以下に説明する。

＜装置構成＞
図１は、第１実施形態に係る画像読取装置の制御ブロック図である。

１０１は、読取デバイスであり、原稿を走査してＲＧＢのアナログ信号を出力するＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）などの光学センサから構成される。１０２は、アナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換するＡＦＥ（アナログフロントエンド）デバイスである。

読取デバイス制御部１０３は、読み取りデバイス及びＡＦＥへ制御信号を出力する。そして、読み取りデバイス１０１からのＲＧＢのアナログ信号をＡＦＥ経由でデジタル信号として取り込み、データの並べ替え、パッキング等を行う読取データ処理部１０４に画像データを転送する。また、読取デバイス制御部１０３では、センサ光源の調光制御、入力される画像信号を基にフィードバックＰＷＭ制御等を行う。

読取制御部（ｒｅａｄ＿ｃｔｒｌ ｂｌｏｃｋ）１０５では、画像データの取り込みのスタート、終了の制御を行う。なお、エンコーダブロック１０７、１０９から出力される読取信号を設定期間有効にするＲｅａｄ Ｅｎａｂｌｅ Ｗｉｎｄｏｗ（ＲＥ＿ＷＩＮ）信号にリンクして、画像データの取り込みを制御することも可能なように構成されている。さらに、また、エンコーダからの信号に基づいて現在読み込んでいる原稿の位置（原稿読取位置）を検出する（位置検出手段）。

ＲＥ＿ＷＩＮ信号にリンクして動作する場合、エンコーダブロック１０７、１０９から出力される水平同期信号を設定期間有効にするＳＨ生成Ｗｉｎｄｏｗ（ＳＨ＿ＷＩＮ）信号にもリンクして動作する。

ＤＣモータコントローラ１０６、１０８は、エンコーダブロック１０７、１０９での処理に従い、ＤＣモータへのＥｎａｂｌｅ信号、速度と回転方向の情報を持つＰｈａｓｅ信号（極性を持つパルス信号など）を出力し、フィードバック制御を行う。

セレクタ１１０は、フラットベッドスキャナとシート原稿フィード機能を有するオートドキュメントフィーダ（ＡＤＦ）等、２つのＤＣモータを備える場合、制御の対象とするＤＣモータの選択をする。つまり、２つのＤＣモータの同時動作が無い場合などに、回路規模を縮小するために制御系を１つにまとめる役割を果たしている。なお、エンコーダブロック含めＤＣモータ制御部が同じ場合、更に外側で選択する構成も考えられる。また、図１の例ではエンコーダパルスから、位相が正転方向か、反転方向かを選択して出力する機能を有する構成を示している。例えばＡＤＦを備えない場合など１つのＤＣモータのみ制御すればよい場合はセレクタ無しの構成でもよい。

外部ＳＨ生成（ＥＸＴ＿ＳＨ＿ＧＥＮ）ブロック１１１は、正転位相パルス、反転位相パルス、片エッジ、両エッジの情報からパルス数をカウントし、読取解像度の１ライン又は複数ラインとなる基準の外部水平同期信号（ＥＸＴ＿ＳＨ）を生成する。また、エンコーダブロック１０７、１０９から出力される水平同期信号を設定期間有効にするＳＨ＿ＷＩＮ信号に従い、外部水平同期信号の発生区間を制御する。

内部ＳＨ生成（ＩＮＴ＿ＳＨ＿ＧＥＮ）ブロック１１２は、内部タイマから読取解像度の１ライン又は複数ラインとなる基準の内部水平同期信号（ＩＮＴ＿ＳＨ）を生成する。

水平同期信号選択制御（ＳＨ Ｓｅｌｅｃｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ブロック１１３は、内部生成された水平同期信号と切り替え可能とする機能部である。これにより、ＤＣモータを一定速で制御している場合以外など、外部水平同期信号（ＥＸＴ＿ＳＨ）が可変または出力されない状況をなる場合に有効である。

読取データ処理部１０４により処理された画像データは、バッファメモリ１２０を介して、順次、外部機器であるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１３０に転送される。なお、ここでは、バッファメモリ１２０とＰＣ１３０との間のデータ転送速度は、読取デバイス１０１により読み取られ読取データ処理部１０４により出力される画像データの生成速度よりも遅いものとする。

＜読取同期信号生成の基本タイミングチャート＞
図２は、第１実施形態に係る画像読取装置の読取制御に係るタイミングチャートの一例を示す図である。ここでは、エンコーダ等の外部パルスを基に水平同期信号を生成する例を示している。

ＥＮＣ＿Ａ（Ｂ）信号は、図１のエンコーダブロック１０７、１０９へ入力されるエンコーダ信号出力を表している。例えば、立ち上がりの片エッジサンプリングの場合には、立ち上がりをエンコーダブロックでフィルタリングして、ノイズ除去後、エンコーダパルスＵＰ／ＤＯＷＮ＿ＴＲＧとして出力する。なお、図２には、両エッジサンプリングも同一図で示している。ＵＰ／ＤＯＷＮ＿ＴＲＧのＵＰとＤＯＷＮは、Ａ、Ｂのエンコーダ（ＥＮＣ＿Ａ／Ｂ）の位相情報からＤＣモータの回転方向を判別し、ＵＰとＤＯＷＮに分けた信号を表している。

外部ＳＨ生成ブロック１１１は、エンコーダパルスＵＰ／ＤＯＷＮ＿ＴＲＧをカウントし、副走査読取解像度の１ラインとなる基準の外部水平同期信号（ＥＸＴ＿ＳＨ）を生成する。さらに、読取制御部（ｒｅａｄ＿ｃｔｒｌ ｂｌｏｃｋ）１０５は、外部水平同期信号（ＥＸＴ＿ＳＨ）をカウントし、副走査読取解像度のＮライン分に相当するｎＳＨ信号を生成する。このように構成することにより、ファームウェアでの割り込み処理の負荷を軽減することができる。つまり、Ｎライン毎に読取蓄積ラインを制御し、モータ等の駆動制御もＮライン単位で行うことが出来るため、トリガ予約型で処理することで、ファームウェアの割り込み処理を軽減することが出来るのである。

＜画像読み取りの制御動作＞
図３は、第１実施形態に係る画像読取装置における読取動作の基本駆動パターンの一例を示す図である。図３では画像読み取り中にスイッチバック動作が１回発生し、２回の読み取り動作を実行している場合を示している。なお、スイッチバックをｎ回繰り返すことにより、読み取り動作を（ｎ＋１）回に分割することが可能である。この読み取り動作は、以下で説明するＳＨ＿ＷＩＮとＲＥ＿ＷＩＮの２つのＷｉｎｄｏｗ制御機能により実現されている。

・ＳＨ＿ＷＩＮのＷｉｎｄｏｗ制御機能（ＤＣモータの駆動タイミング制御）
エンコーダブロック１０７、１０９には、ＳＨ生成スタート位置（Ｗｉｎ＿Ｓｔａｒｔ）及びＳＨ生成終了位置（Ｗｉｎ＿Ｅｎｄ）が、制御位置情報として予め設定される。エンコーダブロック１０７、１０９は、エンコーダカウンタが設定位置になった場合、設定期間有効にするＳＨ生成Ｗｉｎｄｏｗ（ＳＨ＿ＷＩＮ）信号をアクティブにする。なお、バッファメモリ１２０の残容量が以下の理由などで不足する場合、バッファメモリ１２０への画像蓄積を一時停止しなければならない。

（１）画像データの処理速度より蓄積データ速度が上回り、バッファメモリ１２０のサイズを超える場合
（２）ＰＣなどの外部接続Ｉ／Ｆ速度に制限される場合
（３）エラーやビジーステータスにより処理が制限される場合
（４）他の受信データにより、動的バッファメモリ１２０の領域が減少する場合
このような場合は、停止位置情報を保持し、停止情報からＳＨ生成スタート位置（Ｗｉｎ＿Ｓｔａｒｔ）、及びＳＨ生成終了位置（Ｗｉｎ＿Ｅｎｄ）を再設定する必要がある。そのため、ＳＨ生成Ｗｉｎｄｏｗ（ＳＨ＿ＷＩＮ）を水平同期信号に同期する位置でリセット（Ｗｉｎ＿Ｒｅｓｅｔ）し、減速制御に移行する。

・ＲＥ＿ＷＩＮのＷｉｎｄｏｗ制御機能（画像データの読込タイミング制御）
また、エンコーダブロック１０７、１０９には、読取スタート位置（Ｒｅａｄ＿Ｓｔａｒｔ）及び読取成終了位置（Ｒｅａｄ＿Ｅｎｄ）が、制御位置情報として予め設定される。エンコーダブロック１０７、１０９は、エンコーダカウンタが、設定位置になったら設定期間有効にするＲｅａｄ Ｅｎａｂｌｅ Ｗｉｎｄｏｗ（ＲＥ＿ＷＩＮ）信号をアクティブにする。なお、ＲＥ＿ＷＩＮ信号は、エンコーダカウンタの絶対位置情報の代わりに、ＳＨ＿ＷＩＮ信号がアクティブになってからの水平同期信号（ＳＨ信号）のパルスカウント数を用いて生成しても良い。

読み取り実行中にバッファメモリ１２０の残容量が不足した場合、例えば所定の第１閾値を下回った場合、スイッチバック制御を行う。その後、バッファメモリ１２０の残容量が増加した場合、例えば所定の第２閾値を上回った場合、保持された停止位置情報から読取スタート位置（Ｒｅａｄ＿Ｓｔａｒｔ）、及び読取成終了位置（Ｒｅａｄ＿Ｅｎｄ）を再設定し、読取動作を再開する。

画像読み取りは、以上の２つのＷｉｎｄｏｗ制御機能をエンコーダ等の位置情報に対応させて動作させることにより実行される。このようにすることで、バッファメモリ１２０の残量不足時の制御動作を自動化することが可能になる。なお、図３に示すように、ＲＥ＿ＷＩＮ信号は２回の読み取り区間で、重なり部分を持たずに連続するよう構成される。一方、ＤＣモータの定速領域での安定して読み込みが可能となるよう、ＳＨ＿ＷＩＮは２回の読み取りにおいて重なり部分を持つように構成される。

＜スイッチバック動作の詳細＞
図４は、第１実施形態に係る画像読取装置のスイッチバック制御の詳細駆動パターンの一例を示す図である。図３における、動作状態の変移部分のトリガ設定方法についてより詳細に記載している。

図５は、第１実施形態に係る画像読取装置のスイッチバック制御の動作フローチャートである。なお、図４における参照符号（番号）と図５における参照符号は一致させている。

以下のフローは、例えば、ユーザによる不図示の操作キーの押下をトリガに開始される。なお、以下の説明では、エンコーダで読み取ったＤＣモータの位置情報を基に副走査ライン（ＳＨ）単位に変換された読取位置情報（以下、ＳＨ位置）を使用した例について説明している。しかし、ＳＨ位置以外の位置情報に置き換えて使用しても良い。また、以下の処理は、図１に示すＡＳＩＣ１１４内の各部により実行される。

ステップＳ５０１では、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、最初に読取ラインと読取位置情報に当たるＳＨカウンタをＥｎａｂｌｅにする。また、エンコーダブロックで有する絶対位置情報に当たる位置カウンタをＥｎａｂｌｅにする。その後、ＤＣモータのモータスタートトリガを発行する。

ステップＳ５０２では、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、ＤＣモータを駆動開始し、読取デバイス１０１のホームポジションからの加速駆動を開始する。

ステップＳ５０３では、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、ＤＣモータの加速駆動から定速駆動への移行トリガを生成する。この動作は、エンコーダ基準の絶対位置情報に基づき実行される。または、所定のタイマー値、駆動パルス数等を基に割り込みステータスを上げるとともに割り込み信号を生成することにより実行される。

ステップＳ５０４では、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、スイッチバック要因が発生するか、読取終了位置に到達するまで定速駆動を継続する。

ステップＳ５０５では、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、読取開始の位置情報を、予めエンコーダブロックまたはＳＨカウントブロックに設定しておき、読取開始の設定位置になったら”割り込み１”を生成する。

ステップＳ５０６では、読取デバイス制御部１０３は、リード開始トリガを発行する。なお、ファームウェア割り込み処理でソフトトリガを発行しても構わない。そして、読取デバイス１０１による画像データの取り込みを開始する。

ステップＳ５０７では、読取デバイス制御部１０３は、バッファメモリ１２０への画像蓄積を停止しなければならないスイッチバック（Ｓ／Ｂ）要因が発生した場合、位置ラッチトリガを発行する。そして、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、エンコーダブロックの絶対位置情報又は読取位置情報（ＳＨライン単位）を取り込む。さらに、読取デバイス制御部１０３による画像取込のＤｉｓａｂｌｅ設定と、ＤＣモータの減速トリガを予約設定する。なおスイッチバック要因は、バッファメモリの残容量をモニタすることにより生成しても良いし、予め指定された移動量だけ読み取った時点で生成しても良い。さらに、予め指定された時間が経過することをトリガにしても良い。

ステップＳ５０８では、ＤＣモータの減速制御が開始されモータが停止すると、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、スイッチバックのため位置カウンタのディクリメント設定を行う。モータを逆転するディクリメント動作は、エンコーダブロック等の絶対位置カウンタの位相情報から自動的に行うハード構成でもよい。ハード構成の場合、絶対位置カウンタのディクリメント設定を明示的に行わなくても良い。

ステップＳ５０９では、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、読取開始位置までスイッチバックするための逆方向の加速及び定速駆動を行う（第１制御手段としての制御）。そして、読取再開位置情報を基に逆方向の減速制御を開始する。このようにして、予め指定された量移動する。ただし、予約方式でラッチ動作を行う場合、読取を再開したい位置と実際の取込位置情報は１ライン分以上ずれることになる。そのため、予めＳＨ位置の調整量を示す”位置調整レジスタ値”を設けておき、
（画像取り込み停止位置データ）−（位置調整レジスタ値）‥（Ａ）
により決定される位置に対応する絶対位置でスイッチバック用割り込みを生成する。

ステップＳ５１０では、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、ステップＳ５０９での式（Ａ）により決定される絶対位置での割り込み信号を、逆転時の減速トリガと正転方向の読取再開時の起動トリガとする。読取再開時の加速領域も含め、逆転方向にスイッチバック終了位置までくると（つまり第１制御手段の制御終了後）、位置カウンタのインクリメント設定（つまりステップＳ５０８で実行したディクリメント設定の解除）を行う（第２制御手段としての制御）。

ステップＳ５１１では、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、ステップＳ５０９での式（Ａ）の絶対位置で読取再開用の”割り込み３”を生成する。

ステップＳ５１２では、読取デバイス制御部１０３は、ステップＳ５０６と同様、リード開始トリガを発行する（第２制御手段の制御開始後の第３制御手段としての制御）。

ステップＳ５１３では、読取デバイス制御部１０３は、読取終了位置で絶対位置カウンタに基づいて”割り込み２”を生成する。つまり、ここでは、バッファメモリ１２０フルなどのスイッチバック要因が発生する前に、読取終了位置に到達することを想定している。

ステップＳ５１４では、読取デバイス制御部１０３は、リード終了トリガを自動発行する。

ステップＳ５１５では、外部ＳＨ生成ブロック１１１は、ＤＣモータの定速駆動から減速駆動への移行トリガを生成する。これは、エンコーダ基準の絶対位置情報又はリード終了位置情報からの相対位置又はタイマ値等に基づく位置情報を基に生成される。その結果、ＤＣモータは減速制御され停止する。

なお、上述の説明において各トリガの生成を、ＳＨ＿ＷＩＮのＷｉｎｄｏｗ制御機能によるものとして説明した。しかし、Ｅ＿ＷＩＮのＷｉｎｄｏｗ制御機能で構成しても良い。また、両者を組み合わせて処理するよう設定しても良い。

図６は、スイッチバック制御の具体例を例示的に示す図である。

Ｕ／Ｄ＿ＴＲＧは、エンコーダブロックからの片エッジ又は両エッジのノイズフィルタ処理後のエンコーダエッジパルスを表す。カウンタ（ＴＲＧ＿ｃｏｕｎｔｅｒ）は、Ｕ／Ｄ＿ＴＲＧ信号を予め指定された設定値（図６では０〜３の４つ）分カウントする。そして、読取１ラインに対し１回発生するパルスである外部ＳＨ信号（ＥＸＴ＿ＳＨ）を生成する。さらに、Ｎライン単位の読取処理を行う場合には、当該外部ＳＨ信号を１／Ｎに分周したｎＳＨ信号を生成する。

位置ラッチトリガ（ｐｓ＿ｌａｔｃｈ＿ｔｒｇ）は、バッファメモリ１２０フルなどのスイッチバック要因の発生に基づき生成される。ただし、読取処理単位（読取の割り込み単位）が、Ｎライン毎である場合、実際に取り込む位置は、ｎＳＨ信号に同期した位置である必要がある。そのため、以下に示す２通りの方法が考えられる。

・ラッチトリガをスイッチバック要因発生時に出力する方法（方法１）
スイッチバック要因が発生すると、ｐｓ＿ｌａｔｃｈ＿ｔｒｇを次のｎＳＨ割り込み位置に相当するタイミングで出力し、当該タイミングでの位置情報を取り込む。つまり、図６では、絶対位置カウンタの位置情報「９７」がレジスタ等に格納される。また、図４および図５で説明したように、スイッチバック後に読み取りを再開するためには、位置情報「８９」も必要になる。この場合が通常の位置ラッチ取込制御を示している。

・ラッチトリガを常時出力しスイッチバック要因発生時に出力を抑制する方法（方法２）
位置ラッチトリガ（ｐｓ＿ｌａｔｃｈ＿ｔｒｇ）をｎＳＨ割り込み単位で、読取中常時出力する。スイッチバック要因が発生すると、位置ラッチトリガを発行しないよう制御する。つまり、図６では、ｎＳＨ単位の１つ前である位置情報「８９」がレジスタ等に保持されることになる。このように構成することにより、スイッチバック後、読取再開を起動するための位置情報をそのまま利用し、次のｎＳＨから画像取込を継続することができる。

上述の何れの方法においても、ＤＣモータの加減速あるいは停止時のエンコーダスリットの状態によるチャタリングの現象による水平同期信号パルスの可変を低減することが可能となる。

図７は、スイッチバック制御に伴う読取デバイスによる読取タイミングの具体例を例示的に示す図である。

Ｕ／Ｄ＿ＴＲＧ、カウンタ、ＥＸＴ＿ＳＨ、ｎＳＨの各信号は図６の対応する信号と同様である。また、図６の方法１に対応する絶対位置カウンタを再掲している。

上述の方法１では、位置ラッチトリガ（ｐｓ＿ｌａｔｃｈ＿ｔｒｇ）は、スイッチバック要因の発生に基づいて発行され、次のｎＳＨ割り込み位置でｐｓ＿ｌａｔｃｈ＿ｔｒｇ信号として出力される。また、ｐｓ＿ｌａｔｃｈ＿ｔｒｇ信号が出力された時点での位置情報を取り込む。位置情報としては、エンコーダブロック等で管理される絶対位置カウンタ方式でもよいし読取１ライン単位に変換されたＳＨ絶対位置カウンタ方式でもよい。

例えば、図７では、エンコーダパルス単位の場合位置情報「９７」が、ＳＨライン単位の場合位置情報「２５」が、それぞれスイッチバック時の位置情報（ＳＨ位置Ｓｔｏｒｅ Ｄａｔａ）レジスタ等に格納される。また、読取開始又は再開用位置情報としては、エンコーダパルス単位の場合位置情報「８９」が、ＳＨライン単位の場合位置情報「２３」が、それぞれ設定される。そのため、予めＳＨ位置の調整量を示す”ＳＨ位置調整レジスタ値”を設けておき、
（ＳＨ位置Ｓｔｏｒｅ Ｄａｔａ）−（ＳＨ位置調整レジスタ値）
により決定される位置に対応する絶対位置で”割り込み３”を生成し、読取開始（ｒｅａｄｅｎｂ信号）を再開することができる。このように構成することにより、重複や欠落を発生させること無く、画像データ（Ｒｅａｄ Ｌｉｎｅ）を連続してバッファメモリ１２０に蓄積することができる。

＜外部ＳＨ生成の出力する外部パルスの周期より短い周期でのスイッチバック制御＞
ところで、ＣＣＤ／ＣＩＳ等の読取デバイス１０１へは、水平同期信号パルスＴＧ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｇａｔｅ ｃｌｏｃｋ）、ＳＰ（Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ）等を一定間隔で入力する必要がある。しかしながら、高解像度読取時にはデータ転送量が多くなりライン単位の処理時間がかかるため、より低速に駆動をしなければならない。そのため、外部パルスの周期より短い周期で読取信号を生成する必要性が生じる場合がある。

このような場合における一定周期より長い外部パルス取り込みデータは、水平同期信号パルスの各ラインから所定の有効ラインのデータのみ取り出す構成により対応が可能である。

図８は、外部トリガパルスと内部タイマとを併用したスイッチバック制御の具体例を例示的に示す図である。

Ｕ／Ｄ＿ＴＲＧは、エンコーダブロックからの片エッジ又は両エッジのノイズフィルタ処理後のエンコーダエッジパルスを表す。Ｕ／Ｄ＿ＴＲＧ信号をカウンタで予め指定された設定値（図８では１つ）分カウントし、読取１ラインに相当する外部ＳＨ信号（ＥＸＴ＿ＳＨ）を生成する。

ここでは内部ＳＨ生成１１２のタイマのパルス数をカウントするカウンタ（ＩＮＴ＿ＴＲＧ＿ｃｏｕｎｔｅｒ）が１，２，３の何れかの状態である場合に、内部タイマパルスを出力する。なお、外部トリガパルスである外部ＳＨ生成１１１に同期するだけのフリーランカウンタでは、パルスがずれて発生しうる。そのため、外部トリガパルスとの間の内部タイマパルス数も設定できる構成とすることが望ましい。

そして、外部トリガパルス（ＥＸＴ＿ＳＨ）と内部タイマパルス（ＩＮＴ＿ＳＨ）とを、ハードウェアにより論理合成し水平同期信号（ＳＨ）として出力する。なお、例えば、ＤＣモータの駆動速度に応じて外部トリガパルス（ＥＸＴ＿ＳＨ）と内部タイマパルス（ＩＮＴ＿ＳＨ）とを選択的に利用するよう構成しても良い。さらに、ファームウェア負荷軽減のために、Ｎライン単位の読取処理を行うための１／Ｎに分周したｎＳＨ信号（Ｎ倍の周波数の逓倍信号）を生成するよう構成しても良い（信号逓倍手段）。

以上説明したとおり第１実施形態によれば、ＤＣモータとエンコーダを用いた構成を利用した高精度なスイッチバック制御を実現することが出来る。高精度なスイッチバック制御により、搭載するメモリを低減しつつ、精度の高い画像読取を可能とする技術を提供することができる。また、エンコーダから出力される信号を基に、簡単な論理回路で各種トリガを生成可能となるため、ファームウェア実行によるＣＰＵ負荷を低減することも可能となる。

なお、バッファメモリ１２０フルなどの、スイッチバック要因の発生のトリガ信号は、バッファメモリ１２０の残量を直接監視し出力する。その他、スイッチバック要因の発生のトリガ信号を、上述の絶対位置カウンタの値を基に生成しても良い。

第１実施形態に係る画像読取装置の制御ブロック図である。 第１実施形態に係る画像読取装置の読取制御に係るタイミングチャートの一例を示す図である。 第１実施形態に係る画像読取装置における読取動作の基本駆動パターンの一例を示す図である。 第１実施形態に係る画像読取装置のスイッチバック制御の詳細駆動パターンの一例を示す図である。 第１実施形態に係る画像読取装置のスイッチバック制御の動作フローチャートである。 スイッチバック制御の具体例を例示的に示す図である。 スイッチバック制御に伴う読取デバイスによる読取タイミングの具体例を例示的に示す図である。 外部トリガパルスと内部タイマとを併用したスイッチバック制御の具体例を例示的に示す図である。

符号の説明

１０１ 読取デバイス
１０２ ＡＦＥ（アナログフロントエンド）
１０３ 読取デバイス制御部
１０４ 読取データ処理部
１０５ 読取制御部
１０６ モータコントローラ１
１０７ エンコーダブロック１
１０８ モータコントローラ２
１０９ エンコーダブロック２
１１０ セレクタ
１１１ 外部ＳＨ生成ブロック
１１２ 内部ＳＨ生成ブロック
１１３ 水平同期信号選択制御ブロック
１１４ ＡＳＩＣ

Claims (5)

1. 原稿を第１の方向に移動させながら該原稿の画像データを読み取る読取手段を備え、読み取った画像データをバッファメモリを介して外部機器に出力する画像読取装置であって、
   前記原稿を第１の方向に移動させるための駆動手段と、
   前記駆動手段の駆動量に対応した信号を出力する信号出力手段と、
   前記信号出力手段により出力された信号をカウントし、前記読取手段における原稿読取位置を検出する位置検出手段と、
   前記読取手段による読み取り実行中に、前記バッファメモリの残容量が予め指定された第１閾値を下回った場合、残容量が前記第１閾値より大きい第２閾値を上回るまで前記読取手段による読み取りの実行を一時停止し、残容量が前記第２閾値を上回った場合、前記読取手段による読み取りの実行を再開するよう制御する制御手段と、
   を備え、前記制御手段は、
   前記一時停止の後、前記第１の方向とは逆の方向に前記原稿を予め指定された量移動するよう前記駆動手段を制御する第１制御手段と、
   前記第１制御手段による制御終了後、前記第１の方向に前記原稿を移動するよう前記駆動手段を制御する第２制御手段と、
   前記第２制御手段による制御開始後、前記一時停止の際の前記位置検出手段により検出された原稿読取位置に基づいて、前記読取手段による読み取りの実行を再開する第３制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 原稿を第１の方向に移動させながら該原稿の画像データを読み取る読取手段を備え、読み取った画像データをバッファメモリを介して外部機器に出力する画像読取装置であって、
   前記原稿を第１の方向に移動させるための駆動手段と、
   前記駆動手段の駆動量に対応した信号を出力する信号出力手段と、
   前記信号出力手段により出力された信号をカウントし、前記読取手段における原稿読取位置を検出する位置検出手段と、
   前記読取手段による読み取り実行中に、前記位置検出手段により検出された原稿読取位置の移動量が予め指定された移動量を上回った場合、予め指定された時間前記読取手段による読み取りの実行を一時停止し、前記予め指定された時間が経過した場合、前記読取手段による読み取りの実行を再開するよう制御する制御手段と、
   を備え、前記制御手段は、
   前記一時停止の後、前記第１の方向とは逆の方向に前記原稿を予め指定された量移動するよう前記駆動手段を制御する第１制御手段と、
   前記第１制御手段による制御終了後、前記第１の方向に前記原稿を移動するよう前記駆動手段を制御する第２制御手段と、
   前記第２制御手段による制御開始後、前記一時停止の際の前記位置検出手段により検出された位置に基づいて、前記読取手段による読み取りの実行を再開する第３制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
3. 前記画像読取装置は、さらに、
   前記信号出力手段により出力された信号と内部タイマとに基づいて、当該信号のＮ倍（Ｎは自然数）の周波数の逓倍信号を出力する信号逓倍手段を備えており、
   前記駆動手段による前記原稿の駆動速度が予め指定された速度より遅い場合、前記第３制御手段は前記逓倍信号に基づいて前記読取手段による読み取りの実行を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
4. 前記駆動手段はＤＣモータであり、前記信号出力手段は前記ＤＣモータの回転を検出し前記信号を出力するエンコーダであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像読取装置。
5. 原稿を第１の方向に移動させながら該原稿の画像データを読み取る読取手段を備え、読み取った画像データをバッファメモリを介して外部機器に出力する画像読取装置の制御方法であって、
   前記原稿を第１の方向に移動させるための駆動工程と、
   前記駆動工程による駆動量に対応した信号を出力する信号出力工程と、
   前記信号出力工程により出力された信号をカウントし、前記読取手段における原稿読取位置を検出する位置検出工程と、
   前記読取手段による読み取り実行中に、前記バッファメモリの残容量が予め指定された第１閾値を下回った場合、残容量が前記第１閾値より大きい第２閾値を上回るまで前記読取手段による読み取りの実行を一時停止し、残容量が前記第２閾値を上回った場合、前記読取手段による読み取りの実行を再開するよう制御する制御工程と、
   を備え、前記制御工程は、
   前記一時停止の後、前記第１の方向とは逆の方向に前記原稿を予め指定された量移動するよう前記駆動工程における駆動を制御する第１制御工程と、
   前記第１制御工程による制御終了後、前記第１の方向に前記原稿を移動するよう前記駆動工程における駆動を制御する第２制御工程と、
   前記第２制御工程による制御開始後、前記一時停止の際の前記位置検出工程により検出された原稿読取位置に基づいて、前記読取手段による読み取りの実行を再開する第３制御工程と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置の制御方法。

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