JP2720347B2

JP2720347B2 - 原稿読取装置

Info

Publication number: JP2720347B2
Application number: JP1026732A
Authority: JP
Inventors: 正司須田; 邦彦松沢; 岳藤田; 裕幸三宅
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1998-03-04
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JPH02146861A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は複写機の読取光学系に適用され、又は複写
機，プリンタ等に接続される原稿読取装置に関し、特に
ステッピングモータによって走査部を駆動する原稿読取
装置に関する。

（従来の技術）近年、複写機にあっては、原稿の光像を感光体に導く
ことにより画像を形成する所謂アナログ複写機に代わっ
て、CCDイメージセンサ等の読取手段により原稿画像を
読み取り電気信号として出力する原稿読取装置と、この
電気信号に従って記録紙に原稿像を形成するプリンタと
から構成される所謂デジタル複写機が増えてきている。

従来、このような原稿読取装置においては、入手の都
合及びコストダウンの観点から、第10図に示す如く、短
い幅（16mm程度）を読み取るのに十分なごく短いCCDを
読取手段100として用いている。そして、原稿の画像を
読み取る場合には、原稿を照明しつつ読取手段100を矢
印Ｙ方向（主走査方向）に走行させて所定領域の読み取
りを行い、次に読取手段100を矢印Ｘ方向（副走査方
向）に移動させて次の領域を読み取るという動作を繰り
返し、原稿の全面を読み取ることとしている。そして、
このような構成を採用することにより、軽量，コンパク
トで安価な装置を提供することができる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、斯かる従来例において原稿の読み取りを行
う場合には、読取手段100を矢印Ｙ方向に走査したとき
に読み取られる各領域を正確に接続する必要がある。こ
のため、従来、この種の装置にあっては、読取手段100
等をステッピングモータで駆動し、正確な走査を行うこ
ととしている。

しかしながら、ステッピングモータは、その特性上な
めらかに回転するスピードの範囲が狭く、拡大，縮小と
いった変倍読取を行う際に走査速度を大きく変化させる
ことができない。このため、上記従来例にあっては、読
取時の可変倍率範囲を広く取ることができないという問
題を有していた。

この理由は、低速回転時に発生するモータの多角形運
動による振動がステッピングモータにおいては特に激し
く、ワイヤ等の駆動伝達手段を介しこの振動が読取手段
に伝達して読取位置の再現性が悪化することと、読取手
段が長い距離を移動する間に、駆動伝達手段がこの振動
に共振することがあるからである。

そこで、本発明は上記した従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、振動
の発生し易いモータを用いた場合でも読取手段を円滑に
移動させることができ、可変倍率範囲が広く且つ質の高
い画像の読み取りを行うことが可能な原稿読取装置を提
供することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明にあっては、原稿に
沿って移動する走査ユニットと、該走査ユニットを駆動
するステッピングモータと、該ステッピングモータから
走査ユニットに駆動を伝達する駆動伝達手段と、を有
し、原稿読取り速度に応じてステッピングモータの回転
速度を切換える原稿読取装置において、上記走査ユニットと上記駆動伝達手段の間に振動吸収
用の緩衝手段を設け、さらに、上記ステッピングモータ
の回転速度が第１の速度の時にはこの緩衝手段が働く状
態にし、上記ステッピングモータの回転速度が第１の速
度より高速の時には緩衝手段が実質的に働かない状態に
する切換手段を有することを特徴とする。

（作用）上記構成を有する本発明にあっては、低速の第１の速
度では緩衝手段が働いてステピングモータの多角形振動
が吸収され、走査ユニットが円滑に走行する。

また、高速の第２の速度では緩衝手段が働かないが、
高速なのでステッピングモータ自体の多角形振動に起因
する振動の影響は小さく走査ユニットが円滑に走行す
る。一方、駆動開始時に過渡的振動についても速やかに
収束し、読取開始までの助走距離を小さくすることがで
き、装置の小形化を図ることができる。

（実施例）以下本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図及び第２図は本発明に係る原稿読取装置の第１
実施例の要部を示す平面図及び斜視図である。同図に示
すように、本実施例の走査ユニットとしての主走査台１
は、原稿面と平行な平面内を移動可能に取り付けられて
いる。まず、主走査台１は、結像用のレンズＬ、受光部
としてのCCD2等を保持して、主走査方向（矢印Ａ又はＢ
方向）に設けた一対のレール3a,3b上を往復動する。こ
のレール3a,3bは、副走査前側板４と後側板５との間に
保持されている。そして、主走査台１をこのレール3a,3
b上において矢印A,B方向に往復動することにより一行分
の主走査が行われる。この場合、往復の駆動は、駆動源
としてのステッピングモータＭに圧入されたワイヤプー
リ６及び後述するプーリ23に巻回され且つ主走査台１に
接続されたワイヤ７を移動することにより行う。

ここで、本実施例にあっては、ワイヤ７を主走査方向
両側から主走査台１に接続することとしているが、その
際に所定のばね定数を有するバネ８及びテンションバネ
９を介在させている。而して、主走査台１を矢印Ａ方向
に移動してCCD2による読み取りを行うときには、主走査
台１がバネ８により駆動され、ステッピングモータＭで
生じた振動がバネ８にて吸収されるため、この振動は主
走査台１に伝達されない。従って、主走査台１はレール
3a,3bに沿って滑らかに移動し、CCD2に振動が生じない
ので、延び縮みのないきれいな読取画像を得ることがで
きる。尚、矢印Ｂ方向側に設けたテンションバネ９は、
バネ８とほぼ同じか弱いバネで、駆動スタート時のショ
ックや長期的なワイヤ７の伸びなどを吸収するものであ
る。また、19はバネ８及びテンションバネ９が伸びた場
合にバネ８を固定するための固定板である。

副走査後側板4,5は副走査方向（矢印Ｃ又はＤ方向）
に設けた一対の副レール10,11上に載置されている。そ
して、主走査が一回行われる毎にモータ12を回転させ、
小プーリ13の回転をタイミングベルト14で大プーリ15に
伝えて副走査ワイヤプーリ16を回転し、該プーリ16及び
副走査前後側板4,5に接続したワイヤ17,18によりこれら
前後側板4,5を矢印Ｃ方向に移動させる。尚、従来、駆
動側にバネ等の弾性体を介して走査部を往復動させる
と、過渡的振動により却って読み取りむらが発生すると
いわれていたが、バネ8,9について適正なバネ定数のも
のを選択すれば、このむらが発生せず滑かに主走査台１
を移動させることができる。

また、第２図において、S₁は主走査台１の停止位置を
検知するセンサで、この位置から主走査台１の走査をス
タートし、センサS₁の近傍に設けたセンサS₂の位置から
原稿の読み取りを開始する。さらに、S₁は副走査方向の
主走査台１の停止位置を検知するセンサである。

第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）はステッピングモータ
を用い倍率を変えて読み取りを行ったときの主走査台１
の速度変動を示すグラフである。

まず、第３図（ａ）は、緩衝手段であるバネ８等を介
在させずにステッピングモータＭで主走査台１を駆動さ
せたときの速度変動を示したものである。同図から理解
されるように、変倍率が1000％のとき、即ち主走査台１
を低速で駆動させたときには、主走査台１に共振及びス
テッピングモータＭの多角形運動による大きな速度変動
が生じている。また、変倍率が50％および100％のとき
には、過渡的振動が収まった後でも僅かな速度変動が長
く残っている。

第３図（ｂ）は各倍率について同じバネを介して主走
査台１を駆動させた場合であり、同図から理解されるよ
うに、高速で読取手段を移動させなければならない低倍
率のときは（図中50％のとき）、なかなか主走査台１の
振動が収まらないため、この振動が収まってから読み取
りを開始する必要がある。この場合、読取開始時間R50
の経過時における主走査台１の位置に対応して、第２図
のセンサS₂を配設する必要があるが、走査開始から読取
開始までの時間R50の積分値である助走距離を低倍率の
ときに合わせて長く設定すると、装置の大きさが極めて
大きくなってしまう。

一方、前述したように、ステッピングモータＭは高速
回転時には振動が少ないため、高速回転を行う低倍率時
には、バネ等の緩衝手段を介さなくとも振動，共振によ
る読取不良は生じない。例えば、第３図（ｃ）は緩衝手
段を介さず主走査台１に駆動を伝えた場合であって倍率
50％の速度変動を示すものであるが、この場合、同図か
ら理解されるように、主走査台１の振動はすみやかに減
衰するため、前記読取開始時間R50よりも短い時間R50′
で読み取りを開始することができる。従って、ステッピ
ングモータＭを高速回転させるときは、むしろ緩衝手段
が用いない方が主走査台１の助走距離を短く設定し得
る。

そこで、本実施例にあっては、以下に述べるように、
ステッピングモータＭが低速回転するときには緩衝手段
であるバネ８を介して主走査台１に駆動を伝達し、該モ
ータＭが高速回転するときには主走査台１に直接駆動が
伝わるよう切換可能としてある。

第４図は上記切換を行う切換手段を拡大して示すもの
である。

第１図に示すように、切換手段20は後側板５の近傍に
配設してある。そして、第４図に示す如く、その基台21
上には軸22aを中心に回動自在とした扇形のホイール22
を備え、さらに、ホイール22の上には主走査台１移動用
のワイヤ７が巻回されたプーリ23を設けてある。このホ
イール22は、基台21に回動自在に取り付けられモータ24
により駆動されるウォームギア25と螺合している。而し
て、ウォームギア25の正逆転により、ホイール22は矢印
Ｅ又はＦ方向に揺動する。

ホイール22の下面には遮光板26,27を設け、ホイール2
2の各揺動側に設けた位置検出用のセンサS₄,S₅のセンサ
光を遮るようになっている。ここで、図中右側のセンサ
S₄はワイヤ７が張られた状態になったことを検出するも
ので、他方、図中左側のセンサS₅はワイヤ７が弛緩した
ことを検出するものである。

以上の構成において、ウォームギア25を回転してホイ
ール22を矢印Ｆ方向に移動させると、バネ８及びテンシ
ョンバネ９が伸びるため、バネ８のフック8aが前記固定
板19に当接してこれを少し与圧するような状態になる。
従って、この状態で主走査台１を矢印Ａ方向に走査させ
た場合、バネ８がこれ以上伸びないため、ワイヤ７で直
接主走査台１を駆動するのと同じことになり、前述した
如くステッピングモータＭの高速回転時における助走距
離の短縮化を達成することができる。

尚、本実施例においては、ステッピングモータＭの駆
動周波数が200pps以下のときに振動の影響が出始めたた
め、この周波数が250pps以下のときにホイール23を矢印
Ｅ方向に移動してバネ８を主走査台１の駆動に介在させ
るようにし、この結果、常時質の高い読み取り画像を得
ることができた。

また、バネ８のばね定数ｋの値は、ステッピングモー
タＭの振動を吸収するためには500g/mm以下であれば良
かった。さらに、主走査台１の過渡的な振動を早く収め
るためには、この値を10g/mm以上にすることが望まし
い。この場合、主走査台１の走査速度が早くなるにつれ
助走距離の伸びは飛躍的に増加するが、上記切換手段20
の切り換えを行うことにより、この問題は容易に解決で
きる。

ところで、以上の説明においては、緩衝手段としてバ
ネ８を用いたが、これに限られるものではなく、ゴムを
用いてこれを切り換える構成としてもよい。また、駆動
伝達手段としては、ワイヤ７のほかベルトを用いてもよ
い。

第５図及び第６図は主走査台１の駆動状態を切り換え
る切換手段の他の例を示すものである。即ち、第５図に
示すように、主走査台１上にモータ30を取り付けるとと
もに、その回転軸に固定したプーリ31に前記テンション
バネ９に接続したワイヤ32を巻き付け、プーリ31を回転
してワイヤ32を巻き付けたり解いたりすることにより、
前記バネ８のフック8aが固定板19に接離する構成として
もよい。

また、第６図に示す如く、固定板40を回動自在に取り
付けるとともに、その延長部をソレノイド41に接続し、
このソレノイド41のON,OFFにより固定板40とバネ８のフ
ック8aとを接離する構成としてもよい。

さらに、第１図の装置において、バネ８及び固定板19
を設けずに、単にプーリ23の位置を移動するだけでもテ
ンションバネ９の長さが変わり、ワイヤ７に及ぼす張力
も変化する。この場合、ワイヤ７における共振周波数が
変化することとなるため、ステッピングモータＭの駆動
周波数、即ち、読取倍率に応じてテンションバネ９の長
さを切り換えることにより、主走査台１の振動を防止す
ることができる。

第７図（ａ），（ｂ）は本発明に係る原稿読取装置の
第２実施例の要部を示すものであり、以下前記第１実施
例と同一の部分については同一の符号を付して説明す
る。

本実施例においては、同図に示す如く、バネ８とワイ
ヤ７との間にダンパ30,31を設けてあり、これらのダン
パ30,31によって主走査台１に生ずる振動をより効果的
に防止しようとするものである。即ち、前記第３図
（ａ）で示したように、ステッピングモータＭは高速駆
動時には振動が少ないため、高速で回転する低倍率時に
は、緩衝手段であるバネ８を介さなくても読み取りにそ
れほど影響を受けない。しかしながら、前述したような
所謂デジタル複写機においては、画像を読み取った後に
種々の画像処理を行うため、例えば1000％拡大時には補
完により読取むらも10倍に増幅されてしまうことにな
る。従って、このようなむらの原因となる主走査台１の
振動はできるだけ取り徐くことが望ましい。

そこで、本実施例にあっては、第７図（ａ），（ｂ）
に示すようなダンパ30,31を設けることにしている。

同図において、主走査台１に固定した固定板19の右側
端にはテンションバネ９の一端を取り付けるとともに、
固定板19の内側に設けたバネかけ19aにバネ８の一端を
引掛けてある。バネ８の他端は、ワイヤ７とバネ８とを
接続するための接続板32に引掛けてあり、またネジ33に
よってワイヤ７の端子7aを接続板33に固定してある。

ダンパ30は、比較的硬度の小さいゴムからなる強いダ
ンパであり、ダンパ31は比較的硬度の大きいゴムからな
る弱いダンパである。強いダンパ30は固定板19の端面19
aよりもバネ８側に、弱いダンパ31は固定板19の端面19b
よりもワイヤ７側に位置するよう、それぞれ接続板32に
取り付けてある。ここで、強いダンパ30としては、硬度
が15度で厚みが7mmのゴムを5mmにつぶしたもの、弱いダ
ンパ31としては、硬度が40度で厚みが2mmのゴムを1.8mm
につぶしたものを用いている。

強いダンパ30のバネ８側の面には変形を防ぐための板
34を固定してあり、また固定板19の端面19a側の面には
該端面19aに対しすべり易くするためのフィルム35を貼
付してある。しかして、ワイヤ７がワイヤプーリ６の回
転に従って矢印Ｃ又はＤ方向へ移動した場合でも、強い
ダンパ30は変形せず、そのダンパ機能が保持される。さ
らに、弱いダンパ31においても、上記板34及びフィルム
35と同様の板36及びフィルム37を設けてある。

以上の構成において、ステッピングモータＭを低速で
回転させるとき（高倍率時）には、前記切換手段20を切
り換えてバネ７を伸ばし、第７図（ａ）に示すように強
いダンパ30のフィルム35の面を固定板19の端面19bに当
接させるようにする。この場合、接続板32によって板34
が押され、強いダンパ30は押し潰される。そして、ワイ
ヤ７を矢印Ａ方向へ引くと、その駆動力が接続板32及び
強いダンパ30を介して固定板24に伝達され、主走査台１
が同方向へ移動する。この場合、伸びた（即ち強いテン
ションをワイヤ７に与えている状態の）バネ７は上記バ
ネから19aに引掛けられているため、このバネ８を介し
てもワイヤ７の駆動力が伝達される。

従って、このような構成を採用することにより、ステ
ッピングモータＭの多角形運動による振動や共振による
速度むらはバネ８の伸び縮みにより吸収され、さらにバ
ネ８のオーバーシュート分が強いダンパ30によって吸収
される。

第７図（ｂ）はステッピングモータＭを高速で回転さ
せる場合（低倍率時）におけるダンパ30,31の状態を示
すものである。この場合は、第４図に示す扇形のホイー
ル22を矢印Ｅ方向へ移動させ、弱いダンパ31のフィルム
37の面を固定板19の端面19cに当接させる。尚、ここで
弱いダンパ31を用いているのは、第７図（ｂ）に示す状
態においては、第７図（ａ）の場合よりもバネ８が短く
なっており、そのオーバーシュートが少なくダンパの効
き方も弱い方が良いからである。

ちなみに、本実施例に用いたステッピングモータＭに
おいては駆動周波数200pps以下のときに振動の影響が出
始めた。そして、この駆動周波数が250pps以下において
バネ８及び強いダンパ30を使用する状態（第７図（ａ）
の状態）に切り換えることにより、伸び縮みのないきれ
いな画像を得ることができた。

一方、上記モータＭの駆動周波数が250pps以上におい
ては第７図（ｂ）の状態に切り換えることにより、主走
査台１の振動を低減することができ、主走査台１の助走
距離を短くすることができるとともに、読み取り中の僅
かな振動を吸収することができる。

第８図は本実施例の原理を示すものである。即ち、負
荷Ｌ（主走査台１）を前記モータＭの駆動力によって駆
動するときにはバネ８のみを介しただけではバネ８が単
振動を起こすため、ダッシュポットＤ（ダンパ30,31）
をバネ８と並列に設けてその振動を吸収し、負荷Ｌの振
動を早期に収めるものである。

第９図は本実施例における主走査台１の速度変動を示
すものである。

同図に示すように、ステッピングモータＭを高速で回
転させるとき（低倍率時）にはバネ８の効きを弱くし且
つ弱いダンパ31を用いることで、助走距離を一層短くし
（R50′→R50″）、振動を防止して良好な読み取りを行
い得ることが理解される。

また、上記モータＭの低速回転時（高倍率時）にはバ
ネ８の効きを強くし且つ強いダンパ30を用いることで、
振動を防止して良好な読み取りを行い得ることが理解さ
れる。

尚、本装置で用いたダンパとしては、高倍率時には硬
度10〜20度のゴムが最適であり、それ以上の硬度では、
ステッピングモータＭとの共振により発生する主走査台
１の定常振動の吸振効果が充分に得られないことがわか
った。

また、低倍率時には、30度以上のゴムが適用可能であ
り、それ以下のものでは、立上り時の衝撃において、ゴ
ム自身の粘性よりも弾性の効果が大きく作用して、発生
する過渡的振動を短時間に減衰させることができないこ
とが確かめられた。

また、振動系のバネ定数ｋの値はステッピングモータ
Ｍの振動を吸収するためには700g/mm以下であれば良か
った。一方、過渡的な振動を早く収めるためにはこの値
が10g/mm以上ならばあまり時間を要さずに振動が収まる
が、読み取り速度が早くなるにつれ助走距離の伸びは飛
躍的に増える。従って、この場合には、上記切換手段20
による切り換えを行うことにより、上記バネ定数ｋを10
g/mm以上40g/mm以下となるようにすればよい。

尚、本実施例で用いたダンパ30,31は、前記した他の
切換手段（第５図及び第６図）にも適用し得ることは勿
論である。

（発明の効果）以上の構成及び作用を有する本発明にあっては、切換
手段によって、低速の第１速度では緩衝手段が働かせ、
高速の第２の速度では緩衝手段が働かない状態に切り換
えるようになっているので、走査ユニットを低速から高
速までの広い速度範囲にわたって滑らかに走行させて常
時質の高い読取画像を得ることができ、しかも走査ユニ
ットを高速走行させる場合に、助走距離を大きくとる必
要が無いので、装置の小形化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原稿読取装置の第１実施例の要部
を示す平面図、第２図は第１図の装置を示す斜視図、第
３図（ａ），（ｂ），（ｃ）はステッピングモータを用
い倍率を変えて読み取りを行った場合の主走査台の速度
変動を示すグラフ、第４図はワイヤの張力を変更するた
めの切換手段を示す拡大平面図、第５図は切換手段の他
の例を示す概略平面図、第６図は切換手段のさらに他の
例を示す概略平面図、第７図（ａ），（ｂ）は本発明の
第２実施例の要部を示すもので、同図（ａ）はダンパ近
傍を示す拡大正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の部分断
面図、第８図は同実施例の原理を示す説明図、第９図は
同実施例における主走査台の速度変動を示すグラフ、第
10図は読み取り動作を示すための説明図である。符号の説明１……主走査台（走査ユニット）２……CCD（受光部）７……ワイヤ（駆動伝達手段）８……ばね（緩衝手段）９……テンションバネ、19……固定板 20……切換手段、22……ホイール 23……プーリ、24……モータ 25……ウォームギア 30……強いダンパ（ダンパ） 31……弱いダンパ（ダンパ）Ｍ……ステッピングモータ（駆動源）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三宅裕幸東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献実開昭61−128635（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿に沿って移動する走査ユニットと、該
走査ユニットを駆動するステッピングモータと、該ステ
ッピングモータから走査ユニットに駆動を伝達する駆動
伝達手段と、を有し、原稿読取り速度に応じてステッピ
ングモータの回転速度を切換える原稿読取装置におい
て、上記走査ユニットと上記駆動伝達手段の間に振動吸収用
の緩衝手段を設け、さらに、上記ステッピングモータの
回転速度が第１の速度の時にはこの緩衝手段が働く状態
にし、上記ステッピングモータの回転速度が第１の速度
より高速の時には緩衝手段が実質的に働かない状態にす
る切換手段を有することを特徴とする原稿読取装置。