JP2023147646A - 画像読取装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】原稿を搬送するための搬送モータの昇温を制御する画像読取装置を提供する。【解決手段】画像読取装置は、原稿を搬送するためのローラを駆動する搬送モータ105と、搬送モータ105により搬送される原稿から原稿画像を読み取る画像読取部203と、搬送モータ105の駆動時間を算出する駆動時間算出部205と、搬送モータ105の停止時間を算出する停止時間算出部206と、駆動時間と停止時間とに基づいて搬送モータ105の動作を制御するCPU201と、を備える。【選択図】図2
Description
本発明は、原稿から画像を読み取る画像読取装置に関する。
複写機やファクシミリ装置等に搭載される画像読取装置は、ADF(Auto Document Feeder)により一枚ずつ搬送される原稿の画像を、所定の位置に固定されたイメージセンサにより読み取る。
原稿の搬送には搬送用のモータ(搬送モータ)が用いられる。搬送モータを回転駆動することで、原稿を搬送するためのローラが回転し、原稿が搬送される。近年、一回のジョブで読み取られる原稿の枚数は増加している。その結果、一回のジョブで搬送モータが駆動される時間が長くなる傾向にある。また、読取生産性の向上により、搬送モータは、より高速で回転させる必要があり、搬送モータに流れる電流が増加する傾向にある。これらのことから、搬送モータ自体の発熱量が多くなり、画像読取装置の温度上昇が問題となっている。
特許文献1は、原稿の搬送枚数をカウントしておき、搬送枚数が所定枚数よりも多くなると搬送モータの駆動を所定時間停止させ、且つ搬送モータの停止時間に応じてカウントした搬送枚数を減算することが記載されている。搬送枚数を減算することで、次に搬送モータを停止するまでの時間を延長することができる。これにより、搬送モータが停止しにくくなり、ユーザビリティが向上する。
読み取り時の解像度が異なるジョブが混合して連続する場合、特許文献1の構成では搬送モータの温度を所定温度以下に制御することが困難になる。例えば、高解像度時と低解像度時とでは、原稿一枚あたりの読取時間に差が生じる。具体的には、所定枚数の原稿を高解像度で読み取るのに要する時間は当該所定枚数の原稿を低解像度で読み取るのに要する時間よりも長い。読取時間が長くなると搬送モータの駆動時間も長くなり、温度上昇が大きくなる。このように同じ搬送枚数であっても搬送モータの温度上昇が異なるために、搬送モータの温度を所定温度以下に制御することが困難になる。
本発明は、上記の問題に鑑み、原稿を搬送するための搬送モータの昇温を制御する画像読取装置を提供することを主たる課題とする。
本発明の画像読取装置は、原稿を搬送するためのローラを駆動する搬送モータと、前記搬送モータにより搬送される前記原稿から原稿画像を読み取る読取手段と、前記搬送モータの駆動時間を算出する駆動時間算出手段と、前記搬送モータの停止時間を算出する停止時間算出手段と、前記駆動時間と前記停止時間とに基づいて前記搬送モータの動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、搬送モータの昇温を精度よく制御することができる。
以下、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。
(全体構成)
図1は、本実施形態の画像読取装置の構成図である。画像読取装置100は、原稿搬送を行うADF101と、原稿画像を読み取るリーダ102と、を備える。
図1は、本実施形態の画像読取装置の構成図である。画像読取装置100は、原稿搬送を行うADF101と、原稿画像を読み取るリーダ102と、を備える。
ADF101は、原稿103が載置される原稿トレイ104と、搬送モータ105と、原稿103をリーダ102の読取位置へ搬送する搬送経路と、原稿画像を読み取られた原稿103が排出される排紙トレイ111と、を備える。搬送経路には、給紙ローラ106と、分離ローラ対107と、搬送ローラ対108と、原稿検知センサ109と、排紙ローラ対110と、が設けられる。ADF101は、リーダ102の配光変動に起因する読取画像の変動を補正するための基準部材となる白色ガイド板112を備える。
給紙ローラ106は、原稿103の原稿トレイ104への載置を阻害しないように、通常、ホームポジションである上方に待避している。給紙動作が開始されると、給紙ローラ106は、降下して原稿トレイ104に載置された原稿103の上面に当接して回転することで、原稿103を搬送経路へ給紙する。給紙ローラ106は、不図示のアームに軸支されており、該アームの揺動により上下に移動する。
給紙された原稿103は、分離ローラ対107により一枚ずつ分離されて搬送経路を搬送される。分離ローラ対107により搬送される原稿103は、搬送ローラ対108によりリーダ102による読取位置へ搬送される。原稿検知センサ109は、原稿103の搬送方向で搬送ローラ対108の下流側に配置され、搬送ローラ対108により読取位置へ搬送される原稿103を検知する。原稿検知センサ109が原稿103を検知したことを契機に、リーダ102は、読取位置における原稿103の読取動作を開始する。白色ガイド板112は、読取位置に、リーダ102に対向して配置される。読取位置で原稿画像が読み取られた原稿103は、排紙ローラ対110により排紙トレイ111へ排出される。排紙された原稿103、排紙トレイ111上に積載される。
リーダ102は、原稿台ガラス115と、流し読みガラス113と、CIS(Contact Image Sensor)116と、CISホルダ117と、タイミングベルト118と、光学モータ119と、を備える。原稿台ガラス115は、原稿114が載置可能である。流し読みガラス113は、ADF101により搬送される原稿103の読取位置に配置される。CIS116は、原稿画像を読み取るための原稿読取部である。CIS116は、CISホルダ117に保持される。タイミングベルト118は、CISホルダ117に結合される。光学モータ119は、駆動ギア120を介してタイミングベルト118に接続される。光学モータ119は、駆動ギア120を介してタイミングベルト118を駆動することで、CIS116を図中矢印方向に往復動作させることができる。
原稿台ガラス115には、白色基準板121が設けられる。白色基準板121は、CIS116から出射される光の光量調整及びシェーディング補正に用いられる基準部材である。
CIS116は、ADF101により搬送される原稿103から原稿画像を読み取る場合には、流し読みガラス113の下に位置し、読取位置を搬送される原稿103の原稿画像を読み取る。CIS116は、原稿台ガラス115に載置された原稿114から原稿画像を読み取る場合には、原稿台ガラス115の下をタイミングベルト118により矢印方向に移動しながら原稿114の原稿画像を読み取る。この場合、CIS116は、白色基準板121を用いたシェーディング補正を行う。
CIS116は、光源であるLED(Light Emitting Diode)122と、導光体123と、レンズアレイ124と、ラインセンサ125と、を備える。LED122は、R(赤)、G(緑)、B(青)に発光するLEDで構成されている。導光体123は、LED122から発せられた光を主走査方向に均一に拡散して線状として、原稿を照射する。照射された光は原稿により反射される。原稿による反射光は、レンズアレイ124を介してラインセンサ125に導かれる。ラインセンサ125は、反射光を受光して光電変換を行い、画素毎の原稿画像を表す画像データを順次出力する。
(コントローラ)
図2は、画像読取装置100の動作を制御するためのコントローラの説明図である。コントローラは、コントローラ基板200により実現される。コントローラ基板200には、操作部202、画像読取部203、原稿検知センサ109、及び搬送モータ105が接続される。コントローラ基板200には、CPU(Central Processing Unit)201が実装される。CPU201は、画像読取装置100の全体の動作を制御する。また、コントローラ基板200には、駆動時間算出部205、停止時間算出部206、保持部207、判定値算出部208、及びモータドライバ204が実装される。駆動時間算出部205、停止時間算出部206、保持部207、判定値算出部208、及びモータドライバ204は、CPU201に接続される。操作部202、画像読取部203、及び原稿検知センサ109もCPU201に接続される。モータドライバ204は搬送モータ105に接続される。
図2は、画像読取装置100の動作を制御するためのコントローラの説明図である。コントローラは、コントローラ基板200により実現される。コントローラ基板200には、操作部202、画像読取部203、原稿検知センサ109、及び搬送モータ105が接続される。コントローラ基板200には、CPU(Central Processing Unit)201が実装される。CPU201は、画像読取装置100の全体の動作を制御する。また、コントローラ基板200には、駆動時間算出部205、停止時間算出部206、保持部207、判定値算出部208、及びモータドライバ204が実装される。駆動時間算出部205、停止時間算出部206、保持部207、判定値算出部208、及びモータドライバ204は、CPU201に接続される。操作部202、画像読取部203、及び原稿検知センサ109もCPU201に接続される。モータドライバ204は搬送モータ105に接続される。
操作部202は、入力インタフェース及び出力インタフェースを備えるユーザインタフェースである。入力インタフェースは、各種キーボタン、タッチパネル等である。出力インタフェースは、ディスプレイ、スピーカ等である。ユーザは、操作部202により画像読取動作の指示等を入力することができる。CPU201は、操作部202から入力される指示に応じて画像読取装置100の動作を制御する。
画像読取部203は、CIS116であり、原稿画像を読み取る。原稿検知センサ109は、CPU201へ、原稿103の検知結果を送信する。CPU201は、原稿検知センサ109が原稿103を検知したタイミングに応じて、画像読取部203に原稿画像を読み取らせるための制御を開始する。
搬送モータ105は、原稿103を搬送する各ローラ(給紙ローラ106、分離ローラ対107、搬送ローラ対108、排紙ローラ対110)を回転駆動する駆動源である。搬送モータ105は、モータドライバ204により駆動される。モータドライバ204は、CPU201から出力される駆動信号に応じて搬送モータ105の駆動制御を行う。
駆動時間算出部205は、原稿画像の読み取り動作中に搬送モータ105が駆動している時間を測定し、駆動時間の累積値を算出する。停止時間算出部206は、搬送モータ105が駆動停止している時間を算出する。例えば、停止時間算出部206は、保持されている前回のジョブの終了時刻と現在時刻との差分を停止時間として算出する。保持部207は、メモリであり、駆動時間算出部205で算出された駆動時間と、停止時間算出部206で算出された停止時間とを保持する。さらに保持部207は、前回のジョブの終了時刻の情報を保持する。判定値算出部208は、搬送モータ105の駆動時間と停止時間とに基づいて、搬送モータ105の動作を決定するための判定値を算出する。
CPU201、駆動時間算出部205、停止時間算出部206、保持部207、判定値算出部208、及びモータドライバ204は、それぞれ独立した半導体装置により構成されてもよいが、一つの半導体装置により実現されてもよい。例えば、コントローラ基板200は、MPU(Micro-Processing Unit)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)が実装されてもよい。
(モータ温度制御)
図3は、搬送モータ105の駆動時間と搬送モータ105の温度(モータ温度)との関係の説明図である。
図3は、搬送モータ105の駆動時間と搬送モータ105の温度(モータ温度)との関係の説明図である。
図3(a)に示すように、搬送モータ105の駆動時間が増加することで、モータ温度は徐々に上昇し、搬送モータ105の停止時間が増加することでモータ温度は徐々に下降する。本実施形態では、画像読取装置100は、搬送モータ105の温度を検知するための温度センサを備えていない。そのためにCPU201は、搬送モータ105の駆動時間と停止時間とをパラメータとして用いてモータ温度を推定し、搬送モータ105の温度制御を行う。
本実施形態では、搬送モータ105の温度を90[℃]以下に制御する例について説明する。そのために、予め画像読取装置100が25[℃]の環境温度に設置されている環境で、モータ温度が25[℃]から90[℃]になるまでの搬送モータ105の駆動時間が測定される。本実施形態では、搬送モータ105を駆動開始してから20分でモータ温度が90[℃]に到達する。引き続き、モータ温度が90[℃]から25[℃]まで低下するまでの搬送モータ105の停止時間が測定される。本実施形態では、搬送モータ105が駆動停止してから40分でモータ温度が25[℃]になる。したがって、搬送モータ105の温度上昇と温度下降の時間関係は1:2の比率になる。
図3(b)は、駆動時間算出部205と停止時間算出部206が算出する駆動時間と停止時間の説明図である。ジョブが開始されると、搬送モータ105は駆動開始して原稿103の搬送を開始する。画像読取部203は、搬送される原稿103の原稿画像の読み取り動作を開始する。搬送モータ105は、原稿トレイ104に原稿103が無くなるまで駆動され、原稿トレイ104上のすべての原稿103の搬送が終了すると停止する。駆動時間算出部205は、この1ジョブの間に搬送モータ105の駆動時間T1を算出し、保持部207に累積駆動時間Tとして時間T1を保持させる(T=T1)。CPU201は、ジョブの終了時刻を保持部207に保持させる。終了時刻には日付も含まれる。
次のジョブが開始されるタイミングで、停止時間算出部206は、現在時刻と保持部207が保持する前回のジョブの終了時刻とにより、搬送モータ105が停止していた停止時間S1を算出する。停止時間算出部206は、算出した停止時間S1を保持部に累積停止時間Sとして保持させる(S=S1)。駆動時間算出部205は、前回のジョブと同様に駆動時間T2を算出する。駆動時間算出部205は、算出した駆動時間T2を累積駆動時間Tに加算して、保持部207に保持させる(T=T1+T2)。
さらに次のジョブが開始されるタイミングで、停止時間算出部206は、搬送モータ105が停止していた停止時間S2を算出する。停止時間算出部206は、算出した停止時間S2を累積停止時間Sに加算して、保持部207に保持させる(S=S1+S2)。このようにして、保持部207に駆動時間の累積値(累積駆動時間T)と停止時間の累積値(累積停止時間S)とが保持される。
図3(c)は、画像読取装置100の動作モードに応じたモータ温度の説明図である。画像読取装置100は、動作モードとして通常モードと昇温抑制モードとが設定可能である。通常モードと昇温抑制モードとの切り替えはCPU201により行われる。
通常モードは、ジョブ中の原稿103の給送のために、搬送モータ105が連続して駆動する動作モードである。ジョブ中は、搬送モータ105の駆動時間が増加するために、モータ温度が徐々に上昇する。ジョブが終了して搬送モータ105が停止すると、モータ温度は徐々に下降する。
昇温抑制モードは、搬送モータ105のモータ温度が所定温度(90[℃])に到達したときに、搬送モータ105の駆動動作と停止動作とを繰り返すことで、モータ温度を90[℃]以上にならないように制御する動作モードである。昇温抑制モード中はモータ温度が下降せずに所定温度付近で上下するため、モータ温度を下降させるためには搬送モータ105を完全に停止させる必要がある。
図3(d)は、昇温抑制モード中のモータ温度の説明図である。図3(a)に示したとおり、本実施形態のモータ温度の温度上昇と温度下降の時間関係は1:2の比率となっている。そのために、一枚の原稿103を読み取るために必要な搬送モータ105の駆動時間に対して、その2倍の時間だけ搬送モータ105を停止することで、モータ温度が所定の範囲内で一定に維持される。したがって、昇温抑制モード中の読み取り生産性は、通常モード時の読み取り生産性の1/3となる。
図4は、搬送モータ105のモータ温度制御処理を表すフローチャートである。この処理は、操作部202によりCPU201へ原稿103の読み取り指示が入力されることで開始される。
CPU201は、操作部202から原稿103の読み取り指示を取得すると、停止時間算出部206により、保持部207が保持する前回のジョブの終了時刻と現在時刻とから搬送モータ105の停止時間を算出する(S401)。CPU201は、算出した停止時刻を保持部207に保持される累積停止時間Sに加算する。これにより累積停止時間Sが更新される。CPU201は、判定値算出部208により、保持部207が保持する累積駆動時間Tと累積停止時間Sとから判定値を算出する(S402)。判定値は、以下の(式1)により算出される。判定値により、搬送モータ105の動作が決定される。
(判定値)=(累積駆動時間T)-(累積停止時間S)*0.5 …(式1)
係数0.5は、搬送モータ105の温度上昇と温度下降の時間の比率に基づいて設定される値である。
(判定値)=(累積駆動時間T)-(累積停止時間S)*0.5 …(式1)
係数0.5は、搬送モータ105の温度上昇と温度下降の時間の比率に基づいて設定される値である。
CPU201は、判定値が所定の閾値以下であるか否かを判定する(S403)。本実施形態の閾値は、20分である。閾値は、図3(a)に示す、搬送モータ105の駆動開始からモータ温度が所定温度(ここでは90[℃])になるまでの時間に応じて設定される。CPU201は、判定値が閾値(20分)を超えた場合に、搬送モータ105のモータ温度が所定温度(90[℃])を超えたと判断する。
判定値が閾値以下である場合(S403:Y)、CPU201は、搬送モータ105の温度が所定温度以下であると判断する。この場合、CPU201は、通常モードで動作を行い、原稿103の原稿画像を読み取る(S404)。CPU201は、ユーザにより操作部202を用いて設定されたモノクロ/カラーや読取解像度といった読取条件に応じた動作条件で原稿画像の読み取りを行う。原稿画像の読み取りが終了すると、CPU201は、駆動時間算出部205により、一枚の原稿103の読み取り動作による搬送モータ105の駆動時間を算出して累積する(S405)。
判定値が閾値を超える場合(S403:N)、CPU201は、搬送モータ105の温度が所定温度を超えていると判断する。この場合、CPU201は、昇温抑制モードで動作を行い、原稿103の原稿画像を読み取る(S406)。CPU201は、昇温抑制モードで動作するために、搬送モータ105の温度を現在の温度以上に上昇させないように、モータドライバ204により搬送モータ105の動作を制御する。搬送モータ105は、連続して駆動することでモータ温度が上昇する。そのためにCPU201は、昇温抑制モードでは、搬送モータ105を、駆動と停止とを繰り返しながら動作させる。
通常モード或いは昇温抑制モードによる原稿画像の読み取りが終了すると、CPU201は、原稿トレイ104に次の原稿103が載置されているか否かを判断する(S407)。例えば原稿トレイ104には、原稿103の有無を検知するセンサが設けられる。CPU201は、このセンサの検知結果に基づいて、原稿トレイ104に次の原稿103が載置されているか否かを判断する。原稿トレイ104に原稿103が載置されている場合(S407:Y)、CPU201は、原稿トレイ104上から原稿103が無くなるまで、S403~S406の処理を繰り返し行う。
原稿トレイ104に載置される原稿103がなくなった場合(S407:N)、CPU201は、モータドライバ204の動作を停止して、搬送モータ105の駆動を停止させる(S408)。搬送モータ105を停止させたCPU201は、駆動時間算出部205により算出した今回のジョブによる搬送モータ105の駆動時間の累積値を、保持部207に保持される累積駆動時間Tに加算する。今回のジョブによる搬送モータ105の駆動時間の累積値は、S405の処理で累積される一枚の原稿103の読み取り動作による搬送モータ105の駆動時間の累積値である。これにより累積駆動時間Tが更新される。また、CPU201は、今回のジョブの終了時刻を保持部207に保持させる(S409)。
以上のような処理により、搬送モータ105の駆動時間と停止時間とに応じて搬送モータ105の駆動制御が行うことで、搬送モータ105の温度制御を精度よく行うことができる。
図5は、動作モードを昇温抑制モードから通常モードへ移行する際の処理を表すフローチャートである。この処理は、動作モードが昇温抑制モードのときに行われる。
CPU201は、停止時間算出部206により、保持部207が保持する前回のジョブの終了時刻と現在時刻とから搬送モータ105の停止時間を算出する(S501)。CPU201は、算出した停止時間が所定の閾値以上であるか否かを判断する(S502)。この閾値は、搬送モータ105の温度が所定温度(ここでは90[℃])よりも十分に下がっていると判断できる所定時間に相当する。
停止時間が閾値以上である場合(S502:Y)、CPU201は、搬送モータ105が所定時間以上停止して、温度が所定温度(ここでは90[℃])よりも下がっていると判断する。この場合、CPU201は、動作モードを昇温抑制モードから通常モードへ変更する(S503)。これにより画像読取装置100は、連続して原稿画像を読み取ることが可能となる。通常モードに移行したCPU201は、保持部207に保持した累積駆動時間Tをクリアして処理を終了する(S504)。
停止時間が閾値未満である場合(S502:N)、CPU201は、搬送モータ105の温度が所定温度程度で十分に下がりきっていないと判断する。この場合、CPU201は、動作モードを昇温抑制モードに維持して処理を終了する(S505)。これにより画像読取装置100は、引き続き搬送モータ105の駆動と停止を繰り返しながら原稿画像を読み取ることになる。
図6は、搬送モータ105のモータ温度制御処理を表すフローチャートである。この処理は、操作部202によりCPU201へ原稿103の読み取り指示が入力されることで開始される。図4では、動作モードの変更により搬送モータ105が所定温度以上に昇温することを防止しているが、図6では、搬送モータ105の駆動を一定時間停止することで搬送モータ105が所定温度以上に昇温することを防止する。
CPU201は、図4のS401~S403の処理と同様に、搬送モータ105の停止時間及び判定値を算出し、判定値と閾値とを比較する(S601~S603)。判定値が閾値以下である場合(S603:Y)、CPU201は、図4のS404、S405の処理と同様に、通常モードで原稿画像を読み取り、搬送モータ105の駆動時間を累積する(S604、S605)。
判定値が閾値を超える場合(S603:N)、CPU201は、モータドライバ204により搬送モータ105の駆動を一定時間停止させる(S606)。一定時間は、モータ温度が所定温度以下に低下するために必要な時間である。一定時間経過すると、CPU201は、保持部207に保持している累積駆動時間Tをクリアする(S607)。
原稿画像の読み取りが終了すると、CPU201は、図4のS407の処理と同様に、原稿トレイ104上から原稿103が無くなるまで、S603~S607の処理を繰り返し行う(S608:Y)。原稿トレイ104上から原稿103が無くなると(S608:N)、CPU201は、図4のS408の処理と同様に、搬送モータ105の駆動を停止させる(S609)。CPU201は、図4のS409の処理と同様に、搬送モータ105の駆動を停止させ、保持部207に保持される累積駆動時間Tを更新し、今回のジョブの終了時刻を保持部207に保持させる(S610)。
以上のような処理により、搬送モータ105の駆動時間と停止時間とに応じて搬送モータ105の駆動制御が行うことで、搬送モータ105の温度制御を精度よく行うことができる。
Claims (10)
- 原稿を搬送するためのローラを駆動する搬送モータと、
前記搬送モータにより搬送される前記原稿から原稿画像を読み取る読取手段と、
前記搬送モータの駆動時間を算出する駆動時間算出手段と、
前記搬送モータの停止時間を算出する停止時間算出手段と、
前記駆動時間と前記停止時間とに基づいて前記搬送モータの動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする、
画像読取装置。 - 前記駆動時間を累積した累積駆動時間と前記停止時間を累積した累積停止時間とから前記搬送モータの動作を決定するための判定値を算出する判定値算出手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記判定値に基づいて前記搬送モータの動作を制御することを特徴とする、
請求項1記載の画像読取装置。 - 前記制御手段は、前記判定値が所定の閾値以下であるか否かにより前記搬送モータの温度が所定温度以下であるか否かを判断し、前記所定温度を超えている場合に前記搬送モータの温度を現在の温度よりも上昇させないように前記搬送モータの動作を制御することを特徴とする、
請求項2記載の画像読取装置。 - 前記閾値は、前記搬送モータの駆動開始から温度が前記所定温度になるまでの時間に応じて設定されることを特徴とする、
請求項3記載の画像読取装置。 - 前記制御手段は、前記搬送モータの温度が前記所定温度以下である場合に、前記搬送モータを連続して駆動する第1モードで前記搬送モータを制御し、前記搬送モータの温度が前記所定温度を超える場合に、前記搬送モータの駆動と停止とを繰り返す第2モードで前記搬送モータを制御することを特徴とする、
請求項3又は4記載の画像読取装置。 - 前記制御手段は、前記第2モードで前記搬送モータを制御しているときに前記停止時間が所定時間以上になると、前記第1モードに変更して前記搬送モータを制御することを特徴とする、
請求項5記載の画像読取装置。 - 前記制御手段は、前記第2モードで前記搬送モータを制御しているときに前記停止時間が所定時間以上になると、前記駆動時間の累積値をクリアすることを特徴とする、
請求項6記載の画像読取装置。 - 前記制御手段は、前記搬送モータの温度が前記所定温度を超える場合に、前記搬送モータを停止させることを特徴とする、
請求項3又は4記載の画像読取装置。 - 前記制御手段は、前記搬送モータを停止させると、前記駆動時間の累積値をクリアすることを特徴とする、
請求項8記載の画像読取装置。 - ジョブの終了時刻を保持する保持手段をさらに備えており、
前記停止時間算出手段は、前記保持手段で保持される前回のジョブの終了時刻と現在時刻とにより前記停止時間を算出することを特徴とする、
請求項1記載の画像読取装置。
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