JP3497945B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タにより光学走行体を駆動する画像読み取り装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】（１）ステッピングモータにより光学走
査装置を駆動し、画像を読み取る画像読み取り装置にお
いては、ステッピングモータの駆動パルス毎にトルク変
動が発生し、この振動が光学走査装置に影響し、読み取
り画像の品質に影響を及ぼしてしまう。 【０００３】これを避けるために従来の画像読み取り装
置では、ステッピングモータの駆動方式を１−２相励磁
やマイクロステップなどにし、駆動パルスの周波数を高
め、１パルスあたりの駆動ステップを小さくすることで
トルク変動を小さくし、モータより発生するトルク変動
を小さくしてきた。このため、モータの駆動方式はハー
ド的、ソフト的に許す範囲で最も駆動パルスの周波数が
高くなる方式が選択されている。 【０００４】（２）また上記方式の画像読み取り装置に
おいて、変倍等によりモータの回転速度が変化する場
合、ハード的、またはソフト的な制約により、低速回転
時は、より細分化された駆動ステップで、また高速回転
時は、低速時よりも粗い駆動ステップ角で駆動されてい
る場合がある。 【０００５】一般的に画像読み取り装置では、電源投入
時に光学走査装置をホームポジションに移動するホーミ
ングという動作が行われるが、この動作時は低速回転で
行われ、また静音化の目的から、より細分化された駆動
ステップ角でモータを回転させることが多い。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】上記（１）の方式にお
いては、モータの駆動ステップを小さくすることで、モ
ータからの振動を低減しているが、この方式では、読み
取り速度が可変な画像読み取り装置の場合、モータの駆
動パルスの周波数が変化するため、ある読み取り速度に
おいては、光学走査装置に使用されているミラー等の共
振周波数とモータの駆動パルス周波数が一致する場合が
あり、モータからの振動は小さくとも、それにミラーの
共振が加わり、モータ単体からの振動レベルが低減され
ているにも係わらず、読み取られた画像の品質はあまり
向上しないという現象が発生する。 【０００７】また、（１）の場合、細分化された駆動ス
テップ角でのモータの停止位置の一部に、粗い駆動ステ
ップ角でのモータの停止位置と一致しない個所がある。
細分化された駆動方式で駆動され、この一致しない個所
で停止した場合、次に粗い駆動方式で駆動を開始した瞬
間、一致しない個所から一致する個所へ瞬間的に移動
し、駆動が開始される。 【０００８】この停止位置から励磁点への移動により、
ホーミング動作で決定された所定の位置のずれが発生す
る。このずれは励磁が切り換えられる度に発生する可能
性がある。 【０００９】本発明はこのような背景に鑑みてなされた
ものであり、ミラーなどの光学部品の共振を抑えること
で、読み取られた画像の品質を向上させると共に、励磁
方式を切り換えても光学走査装置の初期位置のずれが発
生しない画像読み取り装置を提供することを目的とする
ものである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、第１の発明は、光学走査装置をステッピングモータ
により駆動しながら原稿画像を読み取る画像読み取り装
置において、光学走査装置の一部を形成するミラー部材
と、前記ステッピングモータを駆動するモータ駆動手段
と、該ステッピングモータのマイクロステップの分割数
を変化させる制御手段とを備え、前記ステッピングモー
タを駆動する駆動周波数が前記ミラー部材の共振周波数
に一致しないように前記制御手段で前記マイクロステッ
プの分割数を制御するようにし、かつ前記ミラー部材の
共振周波数以外の駆動周波数領域では、前記分割数より
も細分化された駆動ステップで駆動するように前記制御
手段で前記マイクロステップの分割数を制御したことを
特徴とする。 【００１１】 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は画像読み取り装置の正
面断面図、図２は画像読み取り装置の駆動系を示す斜視
図、図３はステッピングモータの制御ブロック図であ
る。 【００１３】図１、図２に示すように、この画像読み取
り装置は、装置本体１に、読み取る原稿を載せるコンタ
クトガラス２、原稿面を照射する光源３、原稿からの反
射光を反射する第１ミラー４、第１ミラー４で反射した
光を導く第２、第３ミラー５，６、光源３と第１ミラー
４を保持する第１走行体７、第２、第３ミラー５，６を
保持する第２走行体８、第１、第２走行体７，８を駆動
するステッピングモータ９、ステッピングモータ９の駆
動力を第１、第２走行体７，８に伝達するベルト１０を
備えている。 【００１４】また図３に示すように、ステッピングモー
タ９の駆動、励磁回路は、モータ９の駆動電流を決定す
るチョッピング回路を内部に備えた定電流モータ駆動素
子１１と、定電流モータ駆動素子１１に励磁パターンと
電流設定信号を発生するＣＰＵ１２を備えている。 【００１５】定電流モータ駆動素子１１には電流設定信
号を入力するアナログポートが備えられており、ＣＰＵ
１２のＤ／Ａコンバータより出力されるアナログ値に比
例してモータ９への駆動電流が変更される。 【００１６】また、定電流モータ駆動素子１１には励磁
パターンを入力する端子が備えられており、ＣＰＵ１２
の出力する励磁パターンに応じて、モータ９の各相から
電流を引き込むことでモータ９を回転させる。 【００１７】図４はＷ１−２相励磁時のＣＰＵ１２の出
力波形図である。同図（ａ）に示す励磁パターンと同図
（ｂ）に示す電流設定信号がＣＰＵ１２から定電流モー
タ駆動素子１１に入力される。次に図１ないし図４に基
づいて第１の実施の形態の動作を説明する。 【００１８】一例として、光学走査装置の光学部品の１
つであるミラーの共振周波数が６．４ＫＨｚである場合
に、駆動用の２相ステッピングモータ９の駆動ステップ
を基本ステップの１／８に分割して駆動を行うと（２Ｗ
１−２相励磁）、モータ９の回転数が４ｒｐｓのとき、
モータ９への駆動パルス周波数が６．４ＫＨｚとなる。
このとき、モータ９より発生する駆動ステップ毎の振動
が駆動ベルト等を通してミラーに達し、ミラーを共振さ
せる。 【００１９】これを下げるためには、モータ９の駆動周
波数を変更させる必要があるが、通常、駆動パルスの周
波数や駆動ステップの細分化は前述したようにハード、
ソフト的な制約により上限があるため、４Ｗ１−２相な
どより分割数の大きな駆動方式を採用し、駆動パルスの
周波数を高めることは困難な場合が多い。 【００２０】このため、第１の実施の形態では、２相ス
テッピングモータの駆動ステップを基本ステップの１／
６に変更し、４ｒｐｓでの駆動パルス周波数を４．８Ｋ
Ｈｚに変更する。モータ９の駆動ステップが粗くなるた
め、モータ９から発生する各駆動ステップ毎の振動は増
加するが、ミラーの共振が発生しないため、装置全体と
して読み取られた画像に与える振動の影響は小さくする
ことが可能となり、画像品質を向上させることができ
る。 【００２１】また、ミラー以外の光学部品の共振周波数
についても同様の制御を行い、また光学部品の共振周波
数以外の駆動周波数領域では、可能な限り細分化された
駆動ステップでモータ９を駆動することで、画像品質を
向上させる。 【００２２】次に図１ないし図５に基づいて第２の実施
の形態の動作を説明する。ここで図５はベクトル軌跡を
示す説明図である。画像読み取り装置には、光学走査装
置の初期位置を決定するホームポジションセンサ（図１
において符号１３で模式的に示す）が備えられており、
電源投入時に光学走査装置を低速で駆動し、ホームポジ
ションセンサ１３がオンになったときにモータ９の駆動
を停止し、その場所を初期位置として以後の読み取り動
作の原点として使用する。 【００２３】例えば、モータ９の駆動方式として、１−
２相励磁から２Ｗ１−２相励磁まで使用する場合、１−
２相励磁では基本ステップに対して２倍の停止位置があ
り、２Ｗ１−２相励磁では基本ステップに対して８倍の
停止位置がある。 【００２４】このため、２Ｗ１−２相励磁でホーミング
動作を行い、停止した際に図５の「３」位置でモータ９
が停止すると、次に１−２相励磁で駆動を開始した場
合、図５の「１」もしくは「５」の位置まで瞬間的に移
動し、そこからモータ９の正常な回転が開始される。こ
のため、最大で基本ステップの１／４のずれが発生し、
このずれは励磁方式が細分化されたものから粗いものに
切り換わる度に発生する可能性がある。このずれが蓄積
されるとモータ９の停止位置が初期位置からはずれ、所
定のタイミングでホームポジションセンサ１３がオンし
なくなりエラーが発生することは前述した通りである。 【００２５】本実施の形態の制御方式では、初期位置を
決定するホーミング動作の一部または全てを使用する最
も粗い分割数の励磁方式で駆動し、かつ停止することに
より、全ての励磁方式の共通のモータ停止位置で初期位
置を決定する。 【００２６】一例として、駆動方式に１−２相励磁から
２Ｗ１−２相励磁を使用する場合、ホーミング動作を最
も駆動ステップの粗い駆動方式１−２相励磁で動作させ
る。このとき、モータ９は図５の「１」，「５」，
「９」の位置で励磁され、ホーミング動作終了時も
「１」，「５」，「９」のいずれかの位置で停止する。 【００２７】ホーミング動作以後のモータ駆動は、その
励磁方式で駆動した場合に、モータ９の原点から原点ま
で移動させるのに必要なパルス数の整数倍（２Ｗ１−２
相励磁の場合８パルスの整数倍、Ｗ１−２相励磁では４
パルスの整数倍、１−２相励磁では２パルスの整数倍）
で駆動することにより、モータ９は常に全ての励磁方式
共通の停止位置「１」，「５」，「９」何れかの位置で
止めることが可能となる。従って励磁方式を切り換えて
も初期位置のずれが発生することは無くなる。 【００２８】また、これ以外にもホーミング動作の一部
を１−２相励磁で駆動し、それ以降はより駆動ステップ
の小さな励磁方式に切り換え、その切り換え以降は、
「１」，「５」，「９」何れかの位置でモータ９は停止
するよう、パルス数を管理することも可能である。 【００２９】 【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、モータへ
の駆動パルスの周波数が、光学部材の共振周波数に一致
もしくは近似する回転域においては、モータの駆動方式
を変更し、モータの駆動パルス周波数を変更すること
で、光学部材の共振を抑えるようにしたので、読み取っ
た画像情報の品質向上を図ることができる。 【００３０】

【図面の簡単な説明】 【図１】画像読み取り装置の正面断面図である。 【図２】画像読み取り装置の駆動系を示す斜視図であ
る。 【図３】ステッピングモータの制御ブロック図である。 【図４】Ｗ１−２相励磁時のＣＰＵの出力波形図であ
る。 【図５】ベクトル軌跡を示す説明図である。 【符号の説明】 ３ 光源（光学部材） ４，５，６ ミラー（光学部材） ７，８ 走行体（光学走査装置） ９ ステッピングモータ １１ 定電流モータ駆動素子（モータ駆動手段） １２ ＣＰＵ（制御手段）

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 光学走査装置をステッピングモータによ
   り駆動しながら原稿画像を読み取る画像読み取り装置に
   おいて、光学走査装置の一部を形成するミラー部材と、
   前記ステッピングモータを駆動するモータ駆動手段と、
   該ステッピングモータのマイクロステップの分割数を変
   化させる制御手段とを備え、前記ステッピングモータを
   駆動する駆動周波数が前記ミラー部材の共振周波数に一
   致しないように前記制御手段で前記マイクロステップの
   分割数を制御するようにし、かつ前記ミラー部材の共振
   周波数以外の駆動周波数領域では、前記分割数よりも細
   分化された駆動ステップで駆動するように前記制御手段
   で前記マイクロステップの分割数を制御したことを特徴
   とする画像読み取り装置。