JP4215231B2 - 画像読み取り装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿からイメージセンサにより画像データを読み取る画像読み取り装置、及び該画像読み取り装置から出力される画像データをもとに画像を形成する画像形成装置（デジタル複写機、ファクシミリ等）に関し、より詳細には、ＤＦ（原稿給紙装置）の動作で原稿を読み取ることが可能な前記装置におけるシェーディングデータを得るための基準白板の読み取り動作の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在普及しているデジタル複写機、スキャナ等に装備される画像読み取り装置においては、ランプにより照明された原稿に対しＣＣＤラインセンサをその主走査ラインに交わる副走査方向に相対移動させ、２次元走査することにより原稿全面の読み取りを行う方法が採用されている。このような方法で原稿に対しラインセンサを相対移動させる場合に、原稿を原稿台（コンタクトガラス）上に定置し、読み取り系を移動させる方式（以下「読み取り系移動方式」と記す）と、ラインセンサを定置し、原稿をＤＦ（原稿給紙装置）により搬送させる方式（以下、「シートスルー方式」と記す）が用いられる。
なお、今日では両方式による読み取りを一つの装置で行えるように構成しているものも多い。以下、両方式による読み取りを行うことが可能な装置について、述べる。
【０００３】
両方式により読み取りを行うことを可能にした装置では、読み取り系を共通に用いており、シートスルー方式の読み取り動作をさせる場合には、移動可能な（読み取り系移動方式では移動させる）読み取り系をＤＦの原稿搬送路の一部に設けた読み取り位置に定置した状態で、読み取り動作を行うようにしている。
ところで、両方式による読み取りが可能な装置において、方式間で読み取った画像出力に違いが生じたり、或いはいずれかの方式による場合でも経時的に、読み取った画像出力に違いが生じることは望ましくないので、原稿読み取りを行う際に設置した基準白板を読み取り、読み取った白板データに基づいて白レベルやシェーディングデータを生成し、生成した補正用データにより読み取った原稿画像データを調整し、出力の安定化を図っている。
基準白板の読み取りは、読み取り系移動方式では、読み取り時にホームポジションから原稿を載置したコンタクトガラスまでの間に設置した基準白板を読み取り、この動作に継続して原稿を読み取るという手順を行う。他方、シートスルー方式では、シートスルーの読み取り位置に読み取り系を固定して、搬送されてくる原稿を読み取る方式であるから、読み取り系移動方式に用いたと同じ基準白板を読み取るためには、読み取り系を基準白板を設けた位置に移動させる必要があり、このために、シートスルー方式が本来のねらいとして、不要にした読み取り系の移動という手順が加わることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、原稿の連続読み取りを可能とする条件を備えたシートスルー方式による高スループット動作のメリットを減殺させないためには、基準白板を読み取る時間をできるだけ短縮することが求められる。
ところで、上記した読み取り系の移動は、従来より読み取り部を載せたキャリッジをステッピングモータの駆動により走行させ、停止位置から定速走行へと立ち上げ（スローアップ）たところで、読み取り動作を行い、読み取り動作後に立ち下げ（スローダウン）るように制御されるのが通常で、原稿を読み取る時は勿論のこと、基準白板の読み取りにおいても、このような制御動作を行っている。図６は、従来のシェーディングデータを得るための基準白板の読み取りのタイミングを示す図である。
従来技術における基準白板の読み取りタイミングは、図６に示すように、キャリッジを駆動するステッピングモータを起動し、スローアップ後に定速走行へ移行し走査光学系の振動が一番安定している(a)領域で読取りを行うか、少しでも読取り時間を短くするために、読み取り系を載せたキャリッジの振動はある程度犠牲にしてスローアップ時の(b)領域で行っていた。
【０００５】
しかしながら、近年、例えば、カラー画像読取り装置では、40枚／分の高速化、解像度1200dpiの高画質化といった、高速性と高画質の両方の条件を満足する読み取り性能が求められるようになってきたために、上記(a)領域で読取りを行う場合では、走査光学系の振動が安定するまでに時間がかかり、読取り開始が遅くなるため、どうしても画像読取り時間が長くなり、また、上記(b)領域で読取りを行う場合では、(a)領域で読み取るよりも早く原稿読み取りの開始ができるが、停止から起動する時の振動が残っているため読み取りデータに誤差が生じる可能性が高く、適正なシェーディングデータが得られない。
本発明は、シートスルー方式による原稿読み取りが可能な従来装置における、シェーディングデータを得るために設けた基準白板（原稿読み取り位置と別に設けた）の読み取りに係わる上記した問題点に鑑みなされたもので、その目的は、基準白板の読み取り時間を短縮化し、且つ正しい基準白板読み取りデータを得ることを可能にする手段を備えた画像読み取り装置（例えば、スキャナ等）及び該画像読み取り装置を備えた画像形成装置（複写機、ファクシミリ等）を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原稿の読み取り時には原稿読み取り位置で停止させた状態で原稿を読み取り、前記原稿読み取り位置から離れた位置にある基準白板を読む場合には走行可能な読み取り手段と、前記読み取り手段を走行させるための駆動力を与えるステッピングモータと、スローアップ・定速・スローダウン動作のために設定される速度パターンに従い前記ステッピングモータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、を有する画像読み取り装置であって、前記モータ駆動制御手段は、基準白板読み取り位置で前記読み取り手段のスローダウンを開始し、その所定時間後に前記基準白板の読み取りを開始するようにしたことを特徴とする画像読み取り装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載された画像読み取り装置において、前記モータ駆動制御手段は、基準白板読み取り時にモータ駆動電流を低下させるようにしたことを特徴とする画像読み取り装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された画像読み取り装置において、前記画像読み取り装置は、前記原稿を搬送させる原稿搬送手段と、ユーザが前記原稿の読み取りの開始を指示する指示手段とをさらに備え、前記指示手段によって原稿読み取りの開始が指示されると、前記原稿搬送手段による原稿の搬送が開始されるとともに、前記読み取り手段の移動が開始されることを特徴とする画像読み取り装置である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記モータ駆動制御手段は、基準白板読み取り終了時にスローダウンを急速に行うためにモータ駆動電流を上昇させるようにしたことを特徴とする画像読み取り装置である。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された画像読み取り装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の画像読み取り装置を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。
図１は、本実施例の画像読み取り装置の走行体（キャリッジ）駆動系、図２は、画像読み取り装置の画像読み取り系に係わる概略構成を示す図である。
図１において、１は露光ランプと第１ミラー（何れも図示せず）を一体化して有し、読み取り走査を行う第１キヤリッジ、２は第２及び第３ミラー（後記する図２、参照）を一体化して有し、第１キャリッジからの原稿露光部の像を結像レンズ（図示せず）に導く第２キャリッジ、３はワイヤ、４は駆動軸、５は駆動軸４と一体化されたワイヤプーリ、６ー１〜４はアイドルプーリ、７はタイミングベルト、８はステッピングモータ、９，１０はタイミングベルトプーリ、１１は検知部、１２は検知部１１により動作するホームポジションセンサである。
図２において、１３は原稿台としてのコンタクトガラス、１４は露光ランプ、１５は第１ミラーで、１６は第２ミラー、１７は第３ミラー、１８は結像レンズ、１９はイメージセンサとしてのＣＣＤ、２１はステッピングモータ８を駆動制御するモータ駆動制御板、２０は画像処理と駆動制御板２１を制御するスキャナ制御板、２２はシェーディングデータを生成するための基準白板である。
【００１２】
図１を参照し駆動系の動作の概略を説明すると、第１キヤリッジ１と第２キヤリッジ２には２本の対称に張られたワイヤ３を介して動力が伝達される。ワイヤ３は駆動軸４に巻かれ該軸に一体化されたワイヤプーリ５によって駆動され、ワイヤプーリ５は同軸にあるタイミングベルトプーリ９とタイミングベルト７を介してステッピングモータ８の軸に一体化されたタイミングベルトプーリ１０によって駆動される。
電源スイッチをＯＮにすると、ホーミングのためにステッピングモータ８が始動し、駆動軸４を駆動しワイヤ３を介し第１キヤリッジ１と第２キヤリッジ２がフォワード側に移動する。一定距離移動すると逆転（リターン）を開始し、ホームポジションセンサ１２が第１キヤリッジ１の下部にある検知部１１を検知すると一定パルス分リターン方向に移動して停止する。
この停止位置（ホームポジション：ＨＰ、以下「ＨＰ」と記す）で待機状態をとり、読み取り指令が発せられると、ＨＰより読み取り動作を開始する。
【００１３】
本実施例では、読み取り方式として、読み取り系移動方式とシートスルー方式の両方式により読み取りを行うことが可能な装置構成とする。このために、ＤＦを圧板（原稿台としてのコンタクトガラス１３に載せた原稿を覆い、原稿をガラス面に圧着させるための板）と一体にして、コンタクトガラス１３上に開閉可能に装備する。この装備は、読み取り系移動方式とシートスルー方式の両方式により読み取りを行うことが可能な従来装置と同様な装備を採用し得、この実施例においてもかかる装備を用いることとする（なお、図２では、装置上部の構成が省略されているのでＤＦは示されていない）。
また、両方式により読み取りを行うことを可能にした装置では、読み取り系を共通に用いており、シートスルー方式の読み取り動作をさせる場合には、移動可能な（読み取り系移動方式では移動させる）読み取り系をＤＦの原稿搬送路の一部に設けた読み取り位置に定置した状態で、読み取り動作を行うようにする（後述する図５に関する説明、参照）。
【００１４】
キャリッジを駆動するステッピングモータの制御に関して説明する。
図３は、ステッピングモータ駆動制御のブロック図を示す。
ステッピングモータ８は、駆動制御板２１によって駆動される。駆動制御板２１には、画像読取り装置全体を制御するＣＰＵを持つスキャナ制御板２０がスキャナの動作モードに従って設定された速度パターン（速度線図）等の制御データをもとに生成したステッピングモータ駆動クロック，正逆転信号，駆動電流切換信号等の制御信号が入力される。駆動制御板２１は、これらの制御信号に従いステッピングモータ８の各相に流れる駆動電流を変化させることにより、ステッピングモータ８の駆動制御を行う。
ステッピングモータ８の速度は、駆動クロックの周波数（或いは、単位時間の駆動パルス数：PPS）で決定する。駆動クロック周波数によってステッピングモータ８の相切換えタイミングを制御し、駆動クロック周波数が高いと速く、低いと遅くなるので、駆動クロック周波数を制御することにより多種多様のスローアップができる。
駆動電流は切換え可能にし、スローアップ、スローダウン、読取り動作時、リターン時、待機時などの状態により電流を切換え制御する。
【００１５】
次に、上記した画像読み取り装置の読み取り時のキャリッジの駆動制御に関して説明する
図５は、読み取り時のキャリッジの駆動制御を説明するための図で、画像読み取り装置の要部（Ａ）と、読み取り系移動方式による読み取りモード（圧板モード）時の速度変化を示す線図（Ｃ）と、シートスルー方式による読み取りモード（ＤＦモード）時の速度変化を示す線図（Ｂ）を示す。
図５（Ａ）においては、露光ランプ１４、第１ミラー１５を持つ第１キャリッジ１がＨＰ位置に待機した状態にあるところが示されている。この状態から第１キャリッジ１は、異なる３箇所の読み取りを行うための移動を行う。
第１の箇所は、ＨＰから最も近い位置でコンタクトガラス１３の上部に装備したＤＦ３０の原稿搬送路の一部に設けた読み取り位置（図中に、ＤＦモード時の画像読み取り位置として示す）である。ここでは、キャリッジを停止させた状態で搬送中の原稿を読み取る。第２の箇所は、ＨＰからフォワード方向に向けて移動するキャリッジの走行途中のコンタクトガラス１３の一部に設置した基準白板２２を読み取る位置である。ここでは、キャリッジを移動させながら読み取りを行う。第３の箇所は、ＨＰからフォワード方向に最も遠い位置で、図中圧板モード時の原稿基準として示したところを先端にして載置される原稿読み取り位置である。ここでは、原稿は固定位置にあるので、キャリッジを移動させながら読み取りを行う。
【００１６】
ここで、図５を参照して、読み取り系移動方式による読み取りモード（圧板モード）時の動作について説明する。
コンタクトガラス１３に原稿を載置し、圧板を閉じた後、スタートキー（図示せず）を押下すると、所定のタイミングでスキャナ制御板２０から駆動制御板２１へ駆動クロックが出力され、ステッピングモータ８は駆動を開始する。
この時の駆動制御は、ステッピングモータ８の速度パターン（速度線図）に基づいて行う。図４は、圧板モード時のキャリッジの走行制御に用いる速度パターンの一例を示す。
図４に示すように、スローアップ動作から定速走行に移行させ、定速期間に原稿の先端（読み取り開始位置）から後端までを読みとるので、この間に速度を安定させなければいけないが、原稿を読み取る前に基準白板２２を読み取り、シェーディングデータ等を生成する必要がある。この基準白板２２の読み取りタイミングを図５（Ｃ）を参照して説明すると、基準白板２２の読み取りについても、第１キャリッジ１と第２キャリッジ２がステッピングモータ８の駆動によりフォワード方向に走行を開始し、スローアップ動作から定速走行に移行させ、移行直後の不安定期を経て、安定した定速走行に入ったところで行うようにする。つまり、圧板モードでは、基準白板の読み取り動作に継続して原稿を読み取るという手順を行うので、原稿を読み取るための安定した定速走行の一部で基準白板２２の読み取りを行うことができる。
【００１７】
基準白板２２をＣＣＤ１９により読み取り、得た白板データはスキャナ制御板２０に転送され、白基準として画像処理され、白レベルやシェーディングデータが生成される。
基準白板の読み取り動作に継続してコンタクトガラス１３上の原稿（図示しない）を同じようにして読み取り、スキャナ制御板２０で画像処理を行う。この時に、先に読み取った白板データをもとに生成した補正用データにより読み取った原稿画像データを調整することにより、ランプ光量等の変化による出力の変動をなくし、画像出力の安定化を図る。
原稿読み取りを完了すると、図４に示すように、キャリッジをＨＰに戻す、リターン過程へと移行させ、ステッピングモータ８は逆転を開始する。できるだけ短い時間で戻すため、高速で移動させる。なお、この時、キャリッジを図１に示す機構で駆動させるので、第１キャリッジ１を高速で戻すと、その速度の半分で第２キャリッジ２も移動する。
リターン過程で、第１キャリッジ１に設けた検知部１１をホームポジションセンサ１２が検知すると、一定パルス移動してステッピングモータ８はＨＰに停止し、次の読み取りを行うために起動されるまで、その位置で待機する。
【００１８】
次に、シートスルー方式による読み取りモード（ＤＦモード）時の動作について説明する。
ＤＦモード時には、従来技術において採用した基準白板の読み取りタイミングが読み取り時間の短縮化或いは適正な白板データの取得という点で、問題であるとした点を改善するもので、ここでは、次に示す方法により基準白板の読み取り時間を短縮化し、正しい基準白板読み取りデータを得、適正なＤＦモードの読み取り動作を行うようにする。
先ず、基準白板読み取り位置で読み取り系を載せたキャリッジをスローダウンさせる、即ちスローアップから定速に移行させる途中でスローダウンし、その時に基準白板の読み取りを行うようにし、これにより、
１．速度をスローアップ後、走査光学系が安定した定速走行にならなくても直ちにスローダウンさせ、読み取りを早期に開始できる。
２．スローアップ時の振動よりもスローダウン時の振動の方が少ないために安定した読み取ることを可能にする。
というメリットを利用する。
【００１９】
また、スローダウンした時に基準白板の読み取りを行うとともに、キャリッジを駆動するステッピングモータのモータ駆動電流を低下させるようにし、キャリッジの振動を低減することを可能にする。即ち、キャリッジの摩擦負荷がスローダウン時にはブレーキ効果となりモータに与える負荷が低減するため、基準白板読み取り時にモータ駆動電流を下げれば、キャリッジの振動が低減できる、というメリットを利用する。
また、基準白板の読み取りを短時間で終了させるために、基準白板の読み取りを終えた時に直ちに、モータ駆動電流を上昇させると共に、立ち下げを急速に行う。この動作は、基準白板の読み取りが完了しているために、キャリッジがある程度振動しても影響が生じることなく、早急な停止が実行できる。
さらに、基準白板の読み取り終了後、キャリッジを画像読取り位置に移動する際には、移動後に直ぐ行う原稿読み取りまでにキャリッジの振動を低減しなければならないため、移動速度を基準白板を読取りに行く時の移動速度よりも遅くして極力振動を少なくし、振動を抑えた状態で原稿画像の読み取りを開始し、画像先端に振動による読取り不良を無くすことができるようにする。
【００２０】
図５を参照して、具体的にＤＦモード時の動作について説明する。
ＤＦ３０の原稿トレイ（図示せず）に原稿束を載置し、スタートキー（図示せず）を押下すると、原稿トレイからＤＦ３０内のローラ群によって原稿の搬送が開始される。同時に、所定のタイミングでスキャナ制御板２０から駆動制御板２１へ駆動クロックが出力され、ステッピングモータ８の駆動によりキャリッジが移動を開始する。第１キャリッジ１と第２キャリッジ２がステッピングモータ８の駆動によりＨＰからフォワード方向に走行を開始し、図５（Ｂ）に示すように、一旦、所定速度までスローアップを行う。
スローアップし所定速度に達した直後に、第１キャリッジ１が基準白板２２の設置位置に来るようにタイミングを図り、そこでステッピングモータの電流を落とすとともに、スローダウンを開始する。この動作により、所定の時間後にキャリッジの振動が低減された状態になるので、そこで基準白板２２の読取りを開始する。基準白板面を露光ランプ１４により照射し、その反射光を第１ミラー１５、第２ミラー１６、第３ミラー１７を介して結像レンズ１８によりＣＣＤ１９に結像し、基準白板２２を読み取る。読み取った白板データはスキャナ制御板２０に転送され、シェーディングデータ等の補正用データの生成に使用され、原稿読み取り画像に含まれるランプ光量等の変化による出力の変動をなくし、画像出力の安定化を図るための調整に用いられる。
【００２１】
基準白板２２の読み取りが完了した時点では、まだスローダウンの途中であるから、読み取り完了直後にステッピングモータ８の駆動電流を上げるとともに、スローダウンを中止して、急激に速度を落とす制御を行い、キャリッジを停止させる。なお、この動作時には、基準白板の読み取りが完了しているために、キャリッジがある程度振動しても影響が生じることない。
キャリッジを停止させたら、直ちに、リターン方向へ再びキャリッジの駆動を開始し、ＨＰの手前に設けたＤＦ使用時のＤＦ画像読み取り位置（図５（Ｂ）参照）に来るまで第１キャリッジ１を移動した後、ＤＦ画像読み取り位置に停止させる。このときのリターン速度は、停止後、直ちに行う原稿読み取り開始までに第１キャリッジ１の振動を極力低減させるために、基準白板２２を読取りに行く時の速度よりも速度を落として駆動する。
この後、ＤＦ画像読取り位置で静止させたキャリッジに載せた読み取り系により、ＤＦ３０内のローラ群により搬送されてくる原稿を読み取り、読み取った画像は、上記した圧板読み取りモード時におけると同様に、各ミラーと結像レンズ１８を等してＣＣＤ１９に結像し、そこで光電変換した原稿画像データをスキャナ制御板２０に転送して画像処理し、適正な画像出力を行う。
【００２２】
上記実施例に示した画像読み取り装置は、単体のイメージスキャナー等の読み取り装置として構成し得るが、原稿画像の読み取り出力を画像を形成するための書き込み信号等に利用して、画像を再生する複写機、ファクシミリ等の画像形成装置の読み取り部に装備することにより、高画質で処理速度が速い、高性能の複写機、ファクシミリ等の画像形成装置を提供し得る。なお、本発明に係わる画像形成装置を構成するために、上記実施例に示した画像読み取り装置と組み合わされる画像形成部は従来の複写機、ファクシミリ等において採用された構成を用いることにより実施し得る。
【００２３】
【発明の効果】
ＤＦ（シートスルー）読み取りモードの原稿読み取り位置から離れた走行位置に設置された基準白板を読み取る際に、基準白板読み取り位置で読み取り手段をスローダウン走行させるようにしたことにより、基準白板の読み取りを早期に開始できるので、読み取りに要する時間の短縮化が図れ、また、スローアップ時（従来技術の読み取りタイミング）の振動よりもスローダウン時の振動の方が少ないために安定した読み取りを行うことが可能になり、画像読み取り装置の性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施例の画像読み取り装置における走行体（キャリッジ）駆動系に係わる概略構成を示す図である。
【図２】 本実施例の画像読み取り装置における画像読み取り系に係わる概略構成を示す図である。
【図３】 本実施例の画像読み取り装置におけるステッピングモータ駆動制御のブロック図を示す。
【図４】 画像読み取り装置の走行制御に用いる速度線図の一例を示す。
【図５】 本実施例の画像読み取り装置における読み取り時のキャリッジの駆動制御を説明するための図。
【図６】 従来技術における、シェーディングデータを得るための基準白板の読み取りのタイミングを示す図である。
【符号の説明】
１…第１キャリッジ、 ２…第２キャリッジ、
３…ワイヤ、 ４…駆動軸、
５…ワイヤプーリ、 ６−１〜４…アイドルプーリ、
７…タイミングベルト、 ８…ステッピングモータ、
９，１０…タイミングベルトプーリ、１１…検知部、
１２…ホームポジションセンサ、 １３…コンタクトガラス、
１４…露光ランプ、 １５…第１ミラー、
１６…第２ミラー、 １７…第３ミラー、
１８…結像レンズ、 １９…ＣＣＤ、
２０…画像処理制御基板、 ２１…マイクロステップ駆動制御板、
２２…基準白板、 ３０…ＤＦ（原稿搬送装置）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿からイメージセンサにより画像データを読み取る画像読み取り装置、及び該画像読み取り装置から出力される画像データをもとに画像を形成する画像形成装置（デジタル複写機、ファクシミリ等）に関し、より詳細には、ＤＦ（原稿給紙装置）の動作で原稿を読み取ることが可能な前記装置におけるシェーディングデータを得るための基準白板の読み取り動作の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在普及しているデジタル複写機、スキャナ等に装備される画像読み取り装置においては、ランプにより照明された原稿に対しＣＣＤラインセンサをその主走査ラインに交わる副走査方向に相対移動させ、２次元走査することにより原稿全面の読み取りを行う方法が採用されている。このような方法で原稿に対しラインセンサを相対移動させる場合に、原稿を原稿台（コンタクトガラス）上に定置し、読み取り系を移動させる方式（以下「読み取り系移動方式」と記す）と、ラインセンサを定置し、原稿をＤＦ（原稿給紙装置）により搬送させる方式（以下、「シートスルー方式」と記す）が用いられる。
なお、今日では両方式による読み取りを一つの装置で行えるように構成しているものも多い。以下、両方式による読み取りを行うことが可能な装置について、述べる。
【０００３】
両方式により読み取りを行うことを可能にした装置では、読み取り系を共通に用いており、シートスルー方式の読み取り動作をさせる場合には、移動可能な（読み取り系移動方式では移動させる）読み取り系をＤＦの原稿搬送路の一部に設けた読み取り位置に定置した状態で、読み取り動作を行うようにしている。
ところで、両方式による読み取りが可能な装置において、方式間で読み取った画像出力に違いが生じたり、或いはいずれかの方式による場合でも経時的に、読み取った画像出力に違いが生じることは望ましくないので、原稿読み取りを行う際に設置した基準白板を読み取り、読み取った白板データに基づいて白レベルやシェーディングデータを生成し、生成した補正用データにより読み取った原稿画像データを調整し、出力の安定化を図っている。
基準白板の読み取りは、読み取り系移動方式では、読み取り時にホームポジションから原稿を載置したコンタクトガラスまでの間に設置した基準白板を読み取り、この動作に継続して原稿を読み取るという手順を行う。他方、シートスルー方式では、シートスルーの読み取り位置に読み取り系を固定して、搬送されてくる原稿を読み取る方式であるから、読み取り系移動方式に用いたと同じ基準白板を読み取るためには、読み取り系を基準白板を設けた位置に移動させる必要があり、このために、シートスルー方式が本来のねらいとして、不要にした読み取り系の移動という手順が加わることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、原稿の連続読み取りを可能とする条件を備えたシートスルー方式による高スループット動作のメリットを減殺させないためには、基準白板を読み取る時間をできるだけ短縮することが求められる。
ところで、上記した読み取り系の移動は、従来より読み取り部を載せたキャリッジをステッピングモータの駆動により走行させ、停止位置から定速走行へと立ち上げ（スローアップ）たところで、読み取り動作を行い、読み取り動作後に立ち下げ（スローダウン）るように制御されるのが通常で、原稿を読み取る時は勿論のこと、基準白板の読み取りにおいても、このような制御動作を行っている。図６は、従来のシェーディングデータを得るための基準白板の読み取りのタイミングを示す図である。
従来技術における基準白板の読み取りタイミングは、図６に示すように、キャリッジを駆動するステッピングモータを起動し、スローアップ後に定速走行へ移行し走査光学系の振動が一番安定している(a)領域で読取りを行うか、少しでも読取り時間を短くするために、読み取り系を載せたキャリッジの振動はある程度犠牲にしてスローアップ時の(b)領域で行っていた。
【０００５】
しかしながら、近年、例えば、カラー画像読取り装置では、40枚／分の高速化、解像度1200dpiの高画質化といった、高速性と高画質の両方の条件を満足する読み取り性能が求められるようになってきたために、上記(a)領域で読取りを行う場合では、走査光学系の振動が安定するまでに時間がかかり、読取り開始が遅くなるため、どうしても画像読取り時間が長くなり、また、上記(b)領域で読取りを行う場合では、(a)領域で読み取るよりも早く原稿読み取りの開始ができるが、停止から起動する時の振動が残っているため読み取りデータに誤差が生じる可能性が高く、適正なシェーディングデータが得られない。
本発明は、シートスルー方式による原稿読み取りが可能な従来装置における、シェーディングデータを得るために設けた基準白板（原稿読み取り位置と別に設けた）の読み取りに係わる上記した問題点に鑑みなされたもので、その目的は、基準白板の読み取り時間を短縮化し、且つ正しい基準白板読み取りデータを得ることを可能にする手段を備えた画像読み取り装置（例えば、スキャナ等）及び該画像読み取り装置を備えた画像形成装置（複写機、ファクシミリ等）を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原稿の読み取り時には原稿読み取り位置で停止させた状態で原稿を読み取り、前記原稿読み取り位置から離れた位置にある基準白板を読む場合には走行可能な読み取り手段と、前記読み取り手段を走行させるための駆動力を与えるステッピングモータと、スローアップ・定速・スローダウン動作のために設定される速度パターンに従い前記ステッピングモータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、を有する画像読み取り装置であって、前記モータ駆動制御手段は、基準白板読み取り位置で前記読み取り手段のスローダウンを開始し、その所定時間後に前記基準白板の読み取りを開始するようにしたことを特徴とする画像読み取り装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載された画像読み取り装置において、前記モータ駆動制御手段は、基準白板読み取り時にモータ駆動電流を低下させるようにしたことを特徴とする画像読み取り装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された画像読み取り装置において、前記画像読み取り装置は、前記原稿を搬送させる原稿搬送手段と、ユーザが前記原稿の読み取りの開始を指示する指示手段とをさらに備え、前記指示手段によって原稿読み取りの開始が指示されると、前記原稿搬送手段による原稿の搬送が開始されるとともに、前記読み取り手段の移動が開始されることを特徴とする画像読み取り装置である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記モータ駆動制御手段は、基準白板読み取り終了時にスローダウンを急速に行うためにモータ駆動電流を上昇させるようにしたことを特徴とする画像読み取り装置である。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された画像読み取り装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の画像読み取り装置を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。
図１は、本実施例の画像読み取り装置の走行体（キャリッジ）駆動系、図２は、画像読み取り装置の画像読み取り系に係わる概略構成を示す図である。
図１において、１は露光ランプと第１ミラー（何れも図示せず）を一体化して有し、読み取り走査を行う第１キヤリッジ、２は第２及び第３ミラー（後記する図２、参照）を一体化して有し、第１キャリッジからの原稿露光部の像を結像レンズ（図示せず）に導く第２キャリッジ、３はワイヤ、４は駆動軸、５は駆動軸４と一体化されたワイヤプーリ、６ー１〜４はアイドルプーリ、７はタイミングベルト、８はステッピングモータ、９，１０はタイミングベルトプーリ、１１は検知部、１２は検知部１１により動作するホームポジションセンサである。
図２において、１３は原稿台としてのコンタクトガラス、１４は露光ランプ、１５は第１ミラーで、１６は第２ミラー、１７は第３ミラー、１８は結像レンズ、１９はイメージセンサとしてのＣＣＤ、２１はステッピングモータ８を駆動制御するモータ駆動制御板、２０は画像処理と駆動制御板２１を制御するスキャナ制御板、２２はシェーディングデータを生成するための基準白板である。
【００１２】
図１を参照し駆動系の動作の概略を説明すると、第１キヤリッジ１と第２キヤリッジ２には２本の対称に張られたワイヤ３を介して動力が伝達される。ワイヤ３は駆動軸４に巻かれ該軸に一体化されたワイヤプーリ５によって駆動され、ワイヤプーリ５は同軸にあるタイミングベルトプーリ９とタイミングベルト７を介してステッピングモータ８の軸に一体化されたタイミングベルトプーリ１０によって駆動される。
電源スイッチをＯＮにすると、ホーミングのためにステッピングモータ８が始動し、駆動軸４を駆動しワイヤ３を介し第１キヤリッジ１と第２キヤリッジ２がフォワード側に移動する。一定距離移動すると逆転（リターン）を開始し、ホームポジションセンサ１２が第１キヤリッジ１の下部にある検知部１１を検知すると一定パルス分リターン方向に移動して停止する。
この停止位置（ホームポジション：ＨＰ、以下「ＨＰ」と記す）で待機状態をとり、読み取り指令が発せられると、ＨＰより読み取り動作を開始する。
【００１３】
本実施例では、読み取り方式として、読み取り系移動方式とシートスルー方式の両方式により読み取りを行うことが可能な装置構成とする。このために、ＤＦを圧板（原稿台としてのコンタクトガラス１３に載せた原稿を覆い、原稿をガラス面に圧着させるための板）と一体にして、コンタクトガラス１３上に開閉可能に装備する。この装備は、読み取り系移動方式とシートスルー方式の両方式により読み取りを行うことが可能な従来装置と同様な装備を採用し得、この実施例においてもかかる装備を用いることとする（なお、図２では、装置上部の構成が省略されているのでＤＦは示されていない）。
また、両方式により読み取りを行うことを可能にした装置では、読み取り系を共通に用いており、シートスルー方式の読み取り動作をさせる場合には、移動可能な（読み取り系移動方式では移動させる）読み取り系をＤＦの原稿搬送路の一部に設けた読み取り位置に定置した状態で、読み取り動作を行うようにする（後述する図５に関する説明、参照）。
【００１４】
キャリッジを駆動するステッピングモータの制御に関して説明する。
図３は、ステッピングモータ駆動制御のブロック図を示す。
ステッピングモータ８は、駆動制御板２１によって駆動される。駆動制御板２１には、画像読取り装置全体を制御するＣＰＵを持つスキャナ制御板２０がスキャナの動作モードに従って設定された速度パターン（速度線図）等の制御データをもとに生成したステッピングモータ駆動クロック，正逆転信号，駆動電流切換信号等の制御信号が入力される。駆動制御板２１は、これらの制御信号に従いステッピングモータ８の各相に流れる駆動電流を変化させることにより、ステッピングモータ８の駆動制御を行う。
ステッピングモータ８の速度は、駆動クロックの周波数（或いは、単位時間の駆動パルス数：PPS）で決定する。駆動クロック周波数によってステッピングモータ８の相切換えタイミングを制御し、駆動クロック周波数が高いと速く、低いと遅くなるので、駆動クロック周波数を制御することにより多種多様のスローアップができる。
駆動電流は切換え可能にし、スローアップ、スローダウン、読取り動作時、リターン時、待機時などの状態により電流を切換え制御する。
【００１５】
次に、上記した画像読み取り装置の読み取り時のキャリッジの駆動制御に関して説明する
図５は、読み取り時のキャリッジの駆動制御を説明するための図で、画像読み取り装置の要部（Ａ）と、読み取り系移動方式による読み取りモード（圧板モード）時の速度変化を示す線図（Ｃ）と、シートスルー方式による読み取りモード（ＤＦモード）時の速度変化を示す線図（Ｂ）を示す。
図５（Ａ）においては、露光ランプ１４、第１ミラー１５を持つ第１キャリッジ１がＨＰ位置に待機した状態にあるところが示されている。この状態から第１キャリッジ１は、異なる３箇所の読み取りを行うための移動を行う。
第１の箇所は、ＨＰから最も近い位置でコンタクトガラス１３の上部に装備したＤＦ３０の原稿搬送路の一部に設けた読み取り位置（図中に、ＤＦモード時の画像読み取り位置として示す）である。ここでは、キャリッジを停止させた状態で搬送中の原稿を読み取る。第２の箇所は、ＨＰからフォワード方向に向けて移動するキャリッジの走行途中のコンタクトガラス１３の一部に設置した基準白板２２を読み取る位置である。ここでは、キャリッジを移動させながら読み取りを行う。第３の箇所は、ＨＰからフォワード方向に最も遠い位置で、図中圧板モード時の原稿基準として示したところを先端にして載置される原稿読み取り位置である。ここでは、原稿は固定位置にあるので、キャリッジを移動させながら読み取りを行う。
【００１６】
ここで、図５を参照して、読み取り系移動方式による読み取りモード（圧板モード）時の動作について説明する。
コンタクトガラス１３に原稿を載置し、圧板を閉じた後、スタートキー（図示せず）を押下すると、所定のタイミングでスキャナ制御板２０から駆動制御板２１へ駆動クロックが出力され、ステッピングモータ８は駆動を開始する。
この時の駆動制御は、ステッピングモータ８の速度パターン（速度線図）に基づいて行う。図４は、圧板モード時のキャリッジの走行制御に用いる速度パターンの一例を示す。
図４に示すように、スローアップ動作から定速走行に移行させ、定速期間に原稿の先端（読み取り開始位置）から後端までを読みとるので、この間に速度を安定させなければいけないが、原稿を読み取る前に基準白板２２を読み取り、シェーディングデータ等を生成する必要がある。この基準白板２２の読み取りタイミングを図５（Ｃ）を参照して説明すると、基準白板２２の読み取りについても、第１キャリッジ１と第２キャリッジ２がステッピングモータ８の駆動によりフォワード方向に走行を開始し、スローアップ動作から定速走行に移行させ、移行直後の不安定期を経て、安定した定速走行に入ったところで行うようにする。つまり、圧板モードでは、基準白板の読み取り動作に継続して原稿を読み取るという手順を行うので、原稿を読み取るための安定した定速走行の一部で基準白板２２の読み取りを行うことができる。
【００１７】
基準白板２２をＣＣＤ１９により読み取り、得た白板データはスキャナ制御板２０に転送され、白基準として画像処理され、白レベルやシェーディングデータが生成される。
基準白板の読み取り動作に継続してコンタクトガラス１３上の原稿（図示しない）を同じようにして読み取り、スキャナ制御板２０で画像処理を行う。この時に、先に読み取った白板データをもとに生成した補正用データにより読み取った原稿画像データを調整することにより、ランプ光量等の変化による出力の変動をなくし、画像出力の安定化を図る。
原稿読み取りを完了すると、図４に示すように、キャリッジをＨＰに戻す、リターン過程へと移行させ、ステッピングモータ８は逆転を開始する。できるだけ短い時間で戻すため、高速で移動させる。なお、この時、キャリッジを図１に示す機構で駆動させるので、第１キャリッジ１を高速で戻すと、その速度の半分で第２キャリッジ２も移動する。
リターン過程で、第１キャリッジ１に設けた検知部１１をホームポジションセンサ１２が検知すると、一定パルス移動してステッピングモータ８はＨＰに停止し、次の読み取りを行うために起動されるまで、その位置で待機する。
【００１８】
次に、シートスルー方式による読み取りモード（ＤＦモード）時の動作について説明する。
ＤＦモード時には、従来技術において採用した基準白板の読み取りタイミングが読み取り時間の短縮化或いは適正な白板データの取得という点で、問題であるとした点を改善するもので、ここでは、次に示す方法により基準白板の読み取り時間を短縮化し、正しい基準白板読み取りデータを得、適正なＤＦモードの読み取り動作を行うようにする。
先ず、基準白板読み取り位置で読み取り系を載せたキャリッジをスローダウンさせる、即ちスローアップから定速に移行させる途中でスローダウンし、その時に基準白板の読み取りを行うようにし、これにより、
１．速度をスローアップ後、走査光学系が安定した定速走行にならなくても直ちにスローダウンさせ、読み取りを早期に開始できる。
２．スローアップ時の振動よりもスローダウン時の振動の方が少ないために安定した読み取ることを可能にする。
というメリットを利用する。
【００１９】
また、スローダウンした時に基準白板の読み取りを行うとともに、キャリッジを駆動するステッピングモータのモータ駆動電流を低下させるようにし、キャリッジの振動を低減することを可能にする。即ち、キャリッジの摩擦負荷がスローダウン時にはブレーキ効果となりモータに与える負荷が低減するため、基準白板読み取り時にモータ駆動電流を下げれば、キャリッジの振動が低減できる、というメリットを利用する。
また、基準白板の読み取りを短時間で終了させるために、基準白板の読み取りを終えた時に直ちに、モータ駆動電流を上昇させると共に、立ち下げを急速に行う。この動作は、基準白板の読み取りが完了しているために、キャリッジがある程度振動しても影響が生じることなく、早急な停止が実行できる。
さらに、基準白板の読み取り終了後、キャリッジを画像読取り位置に移動する際には、移動後に直ぐ行う原稿読み取りまでにキャリッジの振動を低減しなければならないため、移動速度を基準白板を読取りに行く時の移動速度よりも遅くして極力振動を少なくし、振動を抑えた状態で原稿画像の読み取りを開始し、画像先端に振動による読取り不良を無くすことができるようにする。
【００２０】
図５を参照して、具体的にＤＦモード時の動作について説明する。
ＤＦ３０の原稿トレイ（図示せず）に原稿束を載置し、スタートキー（図示せず）を押下すると、原稿トレイからＤＦ３０内のローラ群によって原稿の搬送が開始される。同時に、所定のタイミングでスキャナ制御板２０から駆動制御板２１へ駆動クロックが出力され、ステッピングモータ８の駆動によりキャリッジが移動を開始する。第１キャリッジ１と第２キャリッジ２がステッピングモータ８の駆動によりＨＰからフォワード方向に走行を開始し、図５（Ｂ）に示すように、一旦、所定速度までスローアップを行う。
スローアップし所定速度に達した直後に、第１キャリッジ１が基準白板２２の設置位置に来るようにタイミングを図り、そこでステッピングモータの電流を落とすとともに、スローダウンを開始する。この動作により、所定の時間後にキャリッジの振動が低減された状態になるので、そこで基準白板２２の読取りを開始する。基準白板面を露光ランプ１４により照射し、その反射光を第１ミラー１５、第２ミラー１６、第３ミラー１７を介して結像レンズ１８によりＣＣＤ１９に結像し、基準白板２２を読み取る。読み取った白板データはスキャナ制御板２０に転送され、シェーディングデータ等の補正用データの生成に使用され、原稿読み取り画像に含まれるランプ光量等の変化による出力の変動をなくし、画像出力の安定化を図るための調整に用いられる。
【００２１】
基準白板２２の読み取りが完了した時点では、まだスローダウンの途中であるから、読み取り完了直後にステッピングモータ８の駆動電流を上げるとともに、スローダウンを中止して、急激に速度を落とす制御を行い、キャリッジを停止させる。なお、この動作時には、基準白板の読み取りが完了しているために、キャリッジがある程度振動しても影響が生じることない。
キャリッジを停止させたら、直ちに、リターン方向へ再びキャリッジの駆動を開始し、ＨＰの手前に設けたＤＦ使用時のＤＦ画像読み取り位置（図５（Ｂ）参照）に来るまで第１キャリッジ１を移動した後、ＤＦ画像読み取り位置に停止させる。このときのリターン速度は、停止後、直ちに行う原稿読み取り開始までに第１キャリッジ１の振動を極力低減させるために、基準白板２２を読取りに行く時の速度よりも速度を落として駆動する。
この後、ＤＦ画像読取り位置で静止させたキャリッジに載せた読み取り系により、ＤＦ３０内のローラ群により搬送されてくる原稿を読み取り、読み取った画像は、上記した圧板読み取りモード時におけると同様に、各ミラーと結像レンズ１８を等してＣＣＤ１９に結像し、そこで光電変換した原稿画像データをスキャナ制御板２０に転送して画像処理し、適正な画像出力を行う。
【００２２】
上記実施例に示した画像読み取り装置は、単体のイメージスキャナー等の読み取り装置として構成し得るが、原稿画像の読み取り出力を画像を形成するための書き込み信号等に利用して、画像を再生する複写機、ファクシミリ等の画像形成装置の読み取り部に装備することにより、高画質で処理速度が速い、高性能の複写機、ファクシミリ等の画像形成装置を提供し得る。なお、本発明に係わる画像形成装置を構成するために、上記実施例に示した画像読み取り装置と組み合わされる画像形成部は従来の複写機、ファクシミリ等において採用された構成を用いることにより実施し得る。
【００２３】
【発明の効果】
ＤＦ（シートスルー）読み取りモードの原稿読み取り位置から離れた走行位置に設置された基準白板を読み取る際に、基準白板読み取り位置で読み取り手段をスローダウン走行させるようにしたことにより、基準白板の読み取りを早期に開始できるので、読み取りに要する時間の短縮化が図れ、また、スローアップ時（従来技術の読み取りタイミング）の振動よりもスローダウン時の振動の方が少ないために安定した読み取りを行うことが可能になり、画像読み取り装置の性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施例の画像読み取り装置における走行体（キャリッジ）駆動系に係わる概略構成を示す図である。
【図２】 本実施例の画像読み取り装置における画像読み取り系に係わる概略構成を示す図である。
【図３】 本実施例の画像読み取り装置におけるステッピングモータ駆動制御のブロック図を示す。
【図４】 画像読み取り装置の走行制御に用いる速度線図の一例を示す。
【図５】 本実施例の画像読み取り装置における読み取り時のキャリッジの駆動制御を説明するための図。
【図６】 従来技術における、シェーディングデータを得るための基準白板の読み取りのタイミングを示す図である。
【符号の説明】
１…第１キャリッジ、 ２…第２キャリッジ、
３…ワイヤ、 ４…駆動軸、
５…ワイヤプーリ、 ６−１〜４…アイドルプーリ、
７…タイミングベルト、 ８…ステッピングモータ、
９，１０…タイミングベルトプーリ、１１…検知部、
１２…ホームポジションセンサ、 １３…コンタクトガラス、
１４…露光ランプ、 １５…第１ミラー、
１６…第２ミラー、 １７…第３ミラー、
１８…結像レンズ、 １９…ＣＣＤ、
２０…画像処理制御基板、 ２１…マイクロステップ駆動制御板、
２２…基準白板、 ３０…ＤＦ（原稿搬送装置）。
Claims (5)
- 原稿の読み取り時には原稿読み取り位置で停止させた状態で原稿を読み取り、前記原稿読み取り位置から離れた位置にある基準白板を読む場合には走行可能な読み取り手段と、
前記読み取り手段を走行させるための駆動力を与えるステッピングモータと、
スローアップ・定速・スローダウン動作のために設定される速度パターンに従い前記ステッピングモータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、
を有する画像読み取り装置であって、
前記モータ駆動制御手段は、基準白板読み取り位置で前記読み取り手段のスローダウンを開始し、その所定時間後に前記基準白板の読み取りを開始するようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。 - 請求項１に記載された画像読み取り装置において、前記モータ駆動制御手段は、基準白板読み取り時にモータ駆動電流を低下させるようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。
- 請求項１又は２に記載された画像読み取り装置において、
前記画像読み取り装置は、
前記原稿を搬送させる原稿搬送手段と、
ユーザが前記原稿の読み取りの開始を指示する指示手段とをさらに備え、
前記指示手段によって原稿読み取りの開始が指示されると、前記原稿搬送手段による原稿の搬送が開始されるとともに、前記読み取り手段の移動が開始されることを特徴とする画像読み取り装置。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載された画像読み取り装置において、前記モータ駆動制御手段は、基準白板読み取り終了時にスローダウンを急速に行うためにモータ駆動電流を上昇させるようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載された画像読み取り装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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