JP2022191623A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 原稿の先端が分離ローラ１０４とピックアップローラ１０３との間に位置している状態でピックアップローラ１０３や分離ローラ１０４を駆動するモータの駆動を位相合わせを行うことなく開始すると、搬送ローラ１０６を駆動するモータが脱調したりジャムが発生したりしてしまう。
【解決手段】 センサＳ１が原稿を検知している場合、モータＭ２の位相合わせが完了した後にモータＭ１の駆動が開始される。一方、センサＳ１が原稿を検知していない場合、モータＭ２の位相合わせが完了する前にモータＭ１の駆動が開始される。この結果、読取の指示が入力されてから原稿を給送するまでの時間を短くしつつ、ジャムが発生することを抑制できモータＭ２が脱調することを抑制することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、搬送される原稿の画像を読み取る画像読取装置に関する。

画像読取装置は、原稿に光を照射し、その反射光を読取部で読み取りガラスを介して検出することによって当該原稿の画像を読み取る。画像読取装置として、原稿給送装置（ＡＤＦ）により搬送される原稿を読取部で読み取るものがある。

特許文献１には、シートを搬送する搬送ローラの駆動にステッピングモータを用いる構成が記載されている。前記特許文献１では、モータの駆動を開始する前にモータの励磁相を切り替えていくことにより回転子の位相を所望の位相に引き付け（位相合わせ）、その後モータの駆動を開始する構成が記載されている。

原稿給送装置においては、原稿の読取中に当該原稿を搬送している搬送ローラに当該搬送ローラを駆動するモータの駆動力を伝達するテンションベルトのテンションは、比較的大きい。これは、原稿読取中に搬送ローラが振動したり速度変動したりしないようにするためである。テンションベルトのテンションが大きいほどテンションベルトの劣化が激しくなる。そのため、原稿の読取中に当該原稿の搬送に対する影響が少ない搬送ローラ（ピックアップローラや分離ローラ）に当該搬送ローラを駆動するモータの駆動力を伝達するテンションベルトのテンションは、比較的小さい。

モータが駆動する負荷の大きさが比較的小さい場合、位相合わせを行うことなくモータの駆動を開始できることが知られている。即ち、ピックアップローラや分離ローラを駆動するモータの駆動を位相合わせを行うことなく開始することにより、読取の指示が入力されてから原稿を給送するまでの時間を短くすることができることが知られている。なお、分離ローラよりも下流の搬送ローラを駆動するモータにおいては位相合わせが必要である。

特開２０１８－２０７７３３号公報

図７は、原稿の読取中にジャムが発生したことに起因して原稿の給送が停止された状態を示す図である。原稿の読取ジョブが開始される際、原稿の先端は位置１５０に位置している。しかしながら、原稿の読取中にジャムが発生したことに起因して原稿の給送が停止された場合、ジャム処理後にピックアップローラによって給送される原稿の先端は、分離ローラ１０４とピックアップローラ１０３との間（位置１５０よりも下流）に位置している可能性がある。このような状態で、ピックアップローラ１０３や分離ローラ１０４を駆動するモータの駆動を位相合わせを行うことなく開始すると、搬送ローラ１０６を駆動するモータの位相合わせが完了する前に原稿の先端が搬送ローラ１０６に到達してしまう可能性がある。この結果、搬送ローラ１０６を駆動するモータが脱調したりジャムが発生したりしてしまう。

上記課題に鑑み、本発明は、ジャムの発生を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる画像読取装置は、
原稿が積載される積載部と、
前記積載部に積載された原稿を給送するピックアップローラと、
前記原稿が搬送される搬送方向において前記ピックアップローラよりも下流に位置し、且つ、前記ピックアップローラに隣接する第１搬送ローラと、
前記ピックアップローラと前記第１搬送ローラとの間に設けられ、前記原稿を検知する検知手段と、
前記ピックアップローラ及び前記第１搬送ローラを駆動する第１ステッピングモータと、
前記搬送方向において、前記第１搬送ローラよりも下流に設けられた第２搬送ローラと、
前記第２搬送ローラを駆動する第２ステッピングモータと、
前記第２搬送ローラによって搬送された原稿の画像を読み取る読取手段と、
前記第２ステッピングモータのロータの位相合わせを行った後に当該第２ステッピングモータの駆動を開始する制御手段であって前記第１ステッピングモータのロータの位相合わせを行うことなく前記第１ステッピングモータの駆動を開始する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記読取手段による原稿の画像の読取を開始する指示が入力されると、前記第２ステッピングモータの位相合わせを開始し、
前記制御手段は、前記検知手段が前記原稿を検知している場合は前記第２ステッピングモータの位相合わせが完了した後に前記第１ステッピングモータの駆動を開始し、前記検知手段が前記原稿を検知していない場合は前記第２ステッピングモータの位相合わせが完了する前に前記第１ステッピングモータの駆動を開始することを特徴とする。

本発明によれば、ジャムの発生を抑制することができる。

第１実施形態における画像読取装置の構成図である。 第１実施形態における画像読取装置の制御構成図である。 原稿Ｐが給送される様子を示す図である。 原稿Ｐに後続する原稿Ｐ´が給送される様子を示す図である。 モータＭ１、Ｍ２に採用するステッピングモータの構造図である。 搬送される原稿の画像を読み取る際のモータの起動方法を示すフローチャートである。 原稿の読取中にジャムが発生したことに起因して原稿の給送が停止された状態を示す図である。

以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の形状及びそれらの相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲が以下の実施の形態に限定される趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
［画像読取装置］
図１は、原稿給送装置２０１及び読取装置２０２を有する画像読取装置２００の断面図である。原稿給送装置２０１は、読取装置２０２に対して回動可能である。

給送部としてのピックアップローラ１０３は、積載部としてのトレイ１０２に積載されている原稿１０１を原稿給送装置２０１の内部に給送する。分離ローラ１０４及び１０５は、ピックアップローラ１０３により複数の原稿１０１が同時に給送されることを防ぐために設けられ、ピックアップローラ１０３に隣接して設けられる。ピックアップローラ１０３及び分離ローラ１０４は、モータＭ１によって駆動される。なお、トレイ１０２には、トレイ１０２上の原稿の有無を検出するセンサＳ０が設けられている。

ピックアップローラ１０３の回転軸は、分離ローラ１０４の回転軸と揺動アームを介して接続されている。ピックアップローラ１０３は、トレイ１０２上の原稿に接触しない退避位置と、トレイ１０２上の原稿に接触する接触位置と、に揺動アームにより移動可能である。揺動アームは図示しないモータによって駆動される。

搬送路に給送された原稿１０１は、搬送ローラ１０６、１０７等によって搬送される。なお、搬送ローラ１０６はモータＭ２によって駆動される。

ピックアップローラ１０３と分離ローラ１０４との間にはセンサＳ１が設けられ、分離ローラ１０４と搬送ローラ１０６との間にはセンサＳ２が設けられている、さらに、搬送ローラ１０６と搬送ローラ１０７との間には、センサＳ３が設けられている。センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３については後述する。

読取位置には透明なガラス１０８が配置されており、ガラス１０８に対して搬送路と逆側には読取部１０９Ａが設けられる。読取部１０９Ａは、ＬＥＤ１１０、イメージセンサ１１１及び光学部品群１１２を有する。イメージセンサ１１１は、主走査方向に渡り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を受光する複数の画素を有している。

読取部１０９Ａは、以下のようにして原稿１０１の表面（第１面）の画像を読み取る。具体的には、光源としてのＬＥＤ１１０は、ガラス１０８を介して原稿１０１の表面に光を照射（出射）する。光学部品群１１２は、ガラス１０８を介して受信する原稿１０１からの反射光をイメージセンサ１１１に導く。イメージセンサ１１１は、受光する反射光に基づきアナログ画像データを出力する。なお、イメージセンサ１１１は、主走査方向に渡る１ライン分の画像を同時に読み取る。したがって、原稿１０１を搬送しながら、複数回、イメージセンサ１１１により１ライン分の画像を読み取ることで、イメージセンサ１１１は、原稿１０１全体を含む画像データを出力することができる。読取部１０９Ａの図示しないＡ／Ｄ変換部は、アナログ画像データをデジタル画像データに変換して画像処理部２０１（図２）に出力する。

読取部１０９Ａの読取位置を通過した原稿１０１は、読取部１０９Ｂの読取位置に向けて搬送される。読み取り部１０９Ｂの読取位置には透明なガラス１１８が配置されており、ガラス１１８に対して搬送路とは逆側には読取部１０９Ｂが設けられている。読取部１０９Ｂは、読取部１０９Ａと同様の構成であり、原稿１０１の裏面（第２面）の画像を読み取る。

読取部１０９Ｂの読取位置を通過した原稿１０１は、排紙ローラ１２０により排紙トレイ１２１に排出される。

＜制御構成＞
図２は、画像形成装置１００の制御構成の例を示すブロック図である。

ＣＰＵ２０３は、不揮発性メモリ２０９に格納されているプログラムを実行することで画像読取装置２００を制御する。

モータＭ１、Ｍ２は、センサＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の出力に応じてＣＰＵ２０３により制御される。

操作部２０２は、ユーザインタフェースを提供する。ＣＰＵ２０３は、使用する記録媒体の種類（以下、紙種と称する）等の設定をユーザが行うための操作画面を、操作部２０２に設けられた表示部に表示するように、操作部２０２を制御する。

読取部１０９Ａ及び１０９Ｂは、デジタル画像データを画像処理部２０１に出力する。この画像データは、反射光の強度が大きいほど高い数値となる。

＜給送動作＞
図３は、原稿Ｐが給送される様子を示す図である。退避位置に位置しているピックアップローラ１０３は、原稿の画像の読みとりを開始する指示が操作部２０２から入力されると、ＣＰＵ２０３によって図３（ａ）に示す接触位置へと移動する。なお、原稿がトレイ１０２上に載置される際、原稿の先端は位置１５０に位置する。

図３（ｂ）に示すように、ピックアップローラ１０３によって給送された原稿Ｐの先端がセンサＳ２によって検知されると、ＣＰＵ２０３はピックアップローラ１０３を退避位置へと移動させる。

その後、原稿Ｐは分離ローラ１０４によって搬送ローラ１０６へと搬送される。原稿Ｐの先端がセンサＳ３によって検知されると、ＣＰＵ２０３はモータＭ１を停止させる。即ち、図３（ｃ）に示すように、ピックアップローラ１０３と分離ローラ１０４の駆動が停止される。分離ローラ１０４にはワンウェイクラッチが設けられており、モータＭ１が停止した後は、搬送ローラ１０６によって搬送される原稿Ｐに連れまわる。

図３（ｄ）に示すように、原稿Ｐの先端がセンサＳ３によって検知されてから所定時間が経過すると、ＣＰＵ２０３はピックアップローラ１０３を接触位置に移動させる。

その後、原稿Ｐの後端がセンサＳ１を通過すると、ＣＰＵ２０３はモータＭ１の駆動を開始する。即ち、原稿Ｐに後続する原稿Ｐ´の給送が開始される。

図４は、原稿Ｐに後続する原稿Ｐ´が給送される様子を示す図である。図４（ａ）に示すように、原稿Ｐ´の先端が位置１５０にある状態においては、原稿Ｐの後端がセンサＳ１を通過したことが検出される。一方、図４（ｂ）に示すように、給送された原稿Ｐとの摩擦力により原稿Ｐ´が搬送方向に進むと、原稿Ｐの後端がセンサＳ２を通過してもセンサＳ１は原稿Ｐ´を検出した状態になる。このような場合、ＣＰＵ２０３は、図４（ｃ）に示すように、原稿Ｐの後端がセンサＳ２を通過すると、モータＭ１の駆動を開始する。即ち、原稿Ｐに後続する原稿Ｐ´の給送が開始される。つまり、ＣＰＵ２０３は、センサＳ１、Ｓ２のいずれかが、原稿「有」状態から原稿「無」状態に変化すると、モータＭ１の駆動を開始する。

＜モータの起動＞
図５は、モータＭ１、Ｍ２に採用するステッピングモータの構造図である。ロータ８０６の周囲を取り囲むように、ステータ８０５が配置されている。ステータ８０５はステータポール（以下、ポール）８０１、８０２、８０３、８０４を有し、それぞれコイルが巻かれている。ポール８０１にはＡ相コイルが、ポール８０３には／Ａ相コイルが巻かれている。ポール８０２にはＢ相コイルが、ポール８０４には／Ｂ相コイルが巻かれている。

Ａ相に電流を流すとＡ相に相当するポール８０１に励磁がかかり、Ａ相に逆向きの電流を流すと／Ａ相に相当するポール８０３に励磁がかかる。

Ｂ相に電流を供給するとＢ相に相当するポール８０２に励磁がかかり、Ｂ相に逆向きの電流を供給すると／Ｂ相に相当するポール８０４に励磁がかかる。

図５（ａ）は、２相励磁モードにおけるロータ８０６の初期位置を示す図である。Ａ相のポール８０１及び／Ｂ相のポール８０４を励磁し、ロータ８０６がポール８０１及び８０４に引き寄せられ、その中間の位置で静止する。この状態を所定時間の間、維持し、ロータ８０６の位置を安定させる。これを前励磁と呼ぶ。

この状態から、図５（ｂ）のようにＡ相のポール８０１の励磁がＯＦＦすると同時に、／Ａ相に相当するポール８０３を励磁することで、ロータ８０６がポール８０４に引き寄せられる。続いて図５（ｃ）のように、／Ｂ相のポール８０４及び／Ａ相のポール８０３を励磁することで、ロータ８０６がポール８０４及び８０３に引き寄せられた状態となる。

同様に、図５（ｄ）のように、／Ａ相のポール８０３及びＢ相のポール８０２を励磁することで、ロータ８０６がポール８０３及び８０２に引き寄せられた状態となり、更に、図５（ｅ）のように、Ｂ相のポール８０２及びＡ相のポール８０１を励磁することで、ロータ８０６がポール８０２及び８０１に引き寄せられた状態となる。この後は、図５（ａ）の状態に戻り、Ａ相のポール８０１及び／Ｂ相のポール８０４を励磁することで、ロータ８０６がポール８０１及び８０４に引き寄せられる。

このように、コイルを順次２相ずつ励磁することで、図５（ａ）から図５（ｅ）の状態が繰り返され、ロータ８０６が時計回りに回転する。この励磁パターンを２相励磁パターンと呼ぶ。

本実施形態では、常に図５（ａ）の状態から回転駆動を開始する。このように、モータドライバ２０４～２０７は、ＣＰＵ２０１から指示された励磁モードに従って常に決まった励磁パターンで励磁すればよいので、モータドライバの構成が複雑化しない。その一方で、モータの駆動の停止や励磁モードの変更は、励磁パターンが一巡することを待たずに任意のタイミングで行うため、ロータ８０６のステータ８０５に対する位相は必ずしも一致しない。前述したように、モータドライバ２０４～２０７は、モータの駆動停止後に再度モータの回転駆動を開始する際、ロータ８０６がどの位相で停止しているかにかかわらず、前述した励磁パターンでモータを励磁する。ステッピングモータの立ち上げは、励磁パターンを遷移させる駆動パルスの周波数を自起動周波数から線形的に増加させることにより行う。そのため、立ち上げ時のロータ８０６の位相によっては、ロータ８０６はステータ８０５の励磁に追従できず、脱調や振動が発生することがある。

図５（ｆ）は、モータを２相励磁で駆動し、図５（ｄ）のように、／Ａ相のポール８０３及びＢ相のポール８０２を励磁することで、ロータ８０６がポール８０３及び８０２に引き寄せられた状態となったところで停止したときのロータ８０６の位相の例を示す図である。

この状態から前述した２相励磁の励磁パターンで時計回りに回転させるように駆動しようとすると、まず、Ａ相のポール８０１及び／Ｂ相のポール８０４を励磁し、ロータ８０６がポール８０１及び８０４に引き寄せられ、その中間の位置に移動することを期待する。しかし、ロータ８０６がちょうど１８０°反対の位相にあり、更にメカ駆動系の特徴により、例えばモータの駆動力を伝達するタイミングベルト（不図示）のテンションが高い場合、ロータ８０６が、時計回りと、半時計回りのどちらへも動かないことが有りうる。

この状態から前述した２相励磁の励磁パターンを開始すると、次に、図５（ｂ）のようにＡ相のポール８０１の励磁がＯＦＦすると同時に、／Ａ相に相当するポール８０３を励磁することで、ロータ８０６がポール８０４に引き寄せられる。続いて図５（ｃ）のように、／Ｂ相のポール８０４及び／Ａ相のポール８０３を励磁すると、ロータ８０６がポール８０４及び８０３に引き寄せられる。この結果、ロータ８０６が反時計回りに動こうとする力が働いた後に、時計回りに動こうとする力が働くことになり、脱調が発生してしまう。

これを防止するため、本実施形態では、ステッピングモータの立ち上げを行う前に、ロータ８０６とステータ８０５の位相合わせ動作を行う。ここで、位相合わせとは、前述の前励磁を行い図５（ａ）の励磁を行った後、図５（ｂ）、図５（ｃ）のように、これから行う励磁モードの励磁パターンを１サイクル分実行し、再度、ロータ８０６が安定する時間を待つ処理を示す。これにより、確実に、これから行う励磁モード（励磁パターン）に対応した励磁開始位相の次の位置、つまり図５（ｃ）の位相で、ステータ８０５とロータ８０６の位相を合わせることを言う。

本実施例においては、Ｍ２はモータからローラを駆動する為に構成されるタイミングベルト（不図示）のテンションが高く、モータ相合わせが必要だが、Ｍ１についてはテンションが低いため、モータ相合わせの必要が無い。タイミングベルトは、モータの駆動力を負荷に伝達するベルトとして機能する。テンションとは、ベルトの張架力に対応する。

図６は、本実施形態における搬送される原稿の画像を読み取る際のモータの起動方法を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートの処理は、搬送される原稿の画像を読み取る指示が入力されるとＣＰＵ２０３によって実行される。

ＣＰＵ２０３は、Ｓ１０１において、モータＭ２の位相合わせを開始する。

Ｓ１０２において、センサＳ１が原稿を検知している場合は、処理はＳ１０４に進む。

また、Ｓ１０２において、センサＳ１が原稿を検知していない場合は、Ｓ１０３において、ＣＰＵ２０３はトレイ１０２上の原稿の給送を開始する。

Ｓ１０４において、モータＭ２の位相合わせが完了すると、Ｓ１０５において、ＣＰＵ２０３は、モータＭ２の駆動を開始する。

Ｓ１０６において、モータＭ１が駆動中である場合は、ＣＰＵ２０３は、このフローチャートの処理を終了する。

一方、Ｓ１０６において、モータＭ１が駆動中でない場合は、ＣＰＵ２０３は、トレイ１０２上の原稿の給送を開始し、このフローチャートの処理を終了する。

以上のように、本実施形態では、搬送される原稿の画像を読み取る指示が入力されると、モータＭ２の位相合わせが開始される。センサＳ１が原稿を検知している場合、即ち、原稿の先端がピックアップローラ１０３と分離ローラ１０４との間に位置している場合は、モータＭ２の位相合わせが完了した後にモータＭ１の駆動が開始される（給送が開始される）。一方、センサＳ１が原稿を検知していない場合、即ち、原稿の先端が位置１５０に位置している場合は、モータＭ２の位相合わせが完了する前にモータＭ１の駆動が開始される（給送が開始される）。この結果、読取の指示が入力されてから原稿を給送するまでの時間を短くしつつ、ジャムが発生することを抑制できモータＭ２が脱調することを抑制することができる。なお、読取の指示が入力されたことに起因して原稿の給送が開始される場合は原稿の先端は位置１５０に位置している。一方、ジャムが発生し、且つ、当該ジャムが処理された後に原稿の給送が再開される場合は、原稿の先端がピックアップローラ１０３と分離ローラ１０４との間に位置していることがある。

なお、本実施形態では、ＣＰＵ２０３がモータＭ１、Ｍ２を制御したが、この限りではない。例えば、モータＭ１を制御するモータ制御部とモータＭ２を制御するモータ制御部が別個に設けられていても良く、モータＭ１を制御するモータ制御部とモータＭ２を制御するモータ制御部をまとめて制御手段と呼んでも良い。

１０２ トレイ
１０３ ピックアップローラ
１０４、１０５ 分離ローラ
１０６ 搬送ローラ
１１１ イメージセンサ
２０３ ＣＰＵ
Ｍ１、Ｍ２ モータ
Ｓ１ センサ

Claims (4)

1. 原稿が積載される積載部と、
   前記積載部に積載された原稿を給送するピックアップローラと、
   前記原稿が搬送される搬送方向において前記ピックアップローラよりも下流に位置し、且つ、前記ピックアップローラに隣接する第１搬送ローラと、
   前記ピックアップローラと前記第１搬送ローラとの間に設けられ、前記原稿を検知する検知手段と、
   前記ピックアップローラ及び前記第１搬送ローラを駆動する第１ステッピングモータと、
   前記搬送方向において、前記第１搬送ローラよりも下流に設けられた第２搬送ローラと、
   前記第２搬送ローラを駆動する第２ステッピングモータと、
   前記第２搬送ローラによって搬送された原稿の画像を読み取る読取手段と、
   前記第２ステッピングモータのロータの位相合わせを行った後に当該第２ステッピングモータの駆動を開始する制御手段であって前記第１ステッピングモータのロータの位相合わせを行うことなく前記第１ステッピングモータの駆動を開始する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記読取手段による原稿の画像の読取を開始する指示が入力されると、前記第２ステッピングモータの位相合わせを開始し、
   前記制御手段は、前記検知手段が前記原稿を検知している場合は前記第２ステッピングモータの位相合わせが完了した後に前記第１ステッピングモータの駆動を開始し、前記検知手段が前記原稿を検知していない場合は前記第２ステッピングモータの位相合わせが完了する前に前記第１ステッピングモータの駆動を開始することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記画像読み取り装置は、前記第１ステッピングモータの駆動力を前記第１搬送ローラに伝達する第１ベルトと、前記第２ステッピングモータの駆動力を前記第２搬送ローラに伝達する第２ベルトと、を有し、
   前記第１ベルトのテンションの大きさは、前記第２ベルトのテンションの大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記第２搬送ローラは、前記第２搬送ローラに隣接することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. 前記制御手段は、前記第２ステッピングモータのロータが第１の位相に引き付けられるように当該第２ステッピングモータのコイルに電流を供給した後に、前記第２ステッピングモータのロータが第２の位相に引き付けられるように当該第２ステッピングモータのコイルに電流を供給することにより前記第２ステッピングモータの位相合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像読取装置。
   

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