JP4293219B2 - Scanner device, printing device, and scanning method - Google Patents
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Description
本発明は、スキャナ装置、印刷装置、および、スキャン方法に関する。 The present invention relates to a scanner device, a printing device, and a scanning method.
従来、所定のスキャン対象物(以下、「原稿」とする)を走査して画像データを作成す
るスキャナ装置が知られている(下記特許文献1参照)。このスキャナ装置のキャリッジ
は、光源を備え、光源から光を射出する。光源から射出された光は、原稿に照射され、照
射領域(以下では、走査箇所と呼ぶ)を形成する。また、この走査箇所からは、反射光が
生じ、この反射光は、イメージセンサに入射する。イメージセンサは、反射光を所定時間
蓄積し、蓄積した反射光を電気信号に変換することにより、原稿において、反射光を蓄積
した所定時間内に走査箇所が移動した部分の画像データを生成する。キャリッジは、所定
のモータを駆動源としたキャリッジ搬送機構によって走査方向に搬送され、走査箇所もキ
ャリッジと共に移動する。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a scanner device that scans a predetermined scanning object (hereinafter referred to as “original”) to create image data (see
スキャナ装置は、ユーザ等により指定される走査方向の解像度に基づいて、原稿上の走
査する領域に、その解像度に対応する密度の複数のラインを設定する。これら各ラインは
、帯状に形成され、走査方向に並列するように設定されている。そして、スキャナ装置が
、キャリッジを走査方向に搬送させると、各ラインを走査箇所が移動する。この際、スキ
ャナ装置は、走査箇所が各ラインの始点に来ると、イメージセンサに反射光の蓄積を開始
させ、走査箇所がそのラインの終点に来ると、イメージセンサに反射光の蓄積を終了させ
、イメージセンサにそのラインの画像データ(以下では、ライン画像データと呼ぶ)を生
成させる。この場合、スキャナ装置は、例えば、各ラインにおいて、走査箇所が各ライン
をそれぞれ通過する時間が、予め定められる一定時間となるように、上記モータを駆動し
てキャリッジを走査方向に搬送するようにしている。
Based on the resolution in the scanning direction designated by the user or the like, the scanner device sets a plurality of lines having a density corresponding to the resolution in the area to be scanned on the document. Each of these lines is formed in a strip shape and is set to be parallel in the scanning direction. Then, when the scanner device transports the carriage in the scanning direction, the scanning position moves along each line. At this time, the scanner device causes the image sensor to start storing reflected light when the scanning point comes to the start point of each line, and causes the image sensor to stop storing reflected light when the scanning point reaches the end point of the line. The image sensor generates image data of the line (hereinafter referred to as line image data). In this case, for example, in each line, the scanner device drives the motor so as to convey the carriage in the scanning direction so that the time during which the scanning portion passes through each line is a predetermined time. ing.
ところで、キャリッジを駆動する場合、一般的には、ステッピングモータが使用される
ことが多い。しかしながら、ステッピングモータは、DCモータに比較して動作音が大き
いという問題点がある。
By the way, when driving a carriage, a stepping motor is generally used in many cases. However, the stepping motor has a problem that the operation sound is louder than that of the DC motor.
そこで、DCモータを使用してキャリッジを駆動することも考えられる。モータの回転
速度の制御は、モータに印加する駆動電圧を調整することにより行われる。例えば、DC
モータであれば、極めて遅い速度で回転させるには、極めて小さな駆動電圧をモータに印
加するようにする。ところで、モータは、駆動電圧に応じて得られるトルクが静止摩擦力
よりも小さいために回転しない電圧範囲(不感帯)を有する。キャリッジ搬送用モータが
DCモータであり、前述のように、読み取り解像度を高くするために極めて小さな駆動電
圧をこのDCモータに印加すると、駆動電圧がこの不感帯の範囲内に相当してしまいDC
モータが回転しない場合があるという問題点がある。
Therefore, it is conceivable to drive the carriage using a DC motor. The rotation speed of the motor is controlled by adjusting the drive voltage applied to the motor. For example, DC
In the case of a motor, an extremely small drive voltage is applied to the motor in order to rotate at a very low speed. By the way, the motor has a voltage range (dead zone) in which it does not rotate because the torque obtained according to the drive voltage is smaller than the static friction force. The carriage transport motor is a DC motor, and as described above, if an extremely small drive voltage is applied to the DC motor in order to increase the reading resolution, the drive voltage corresponds to the dead zone.
There is a problem that the motor may not rotate.
本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、低騒音で、
かつ、所望の速度でキャリッジを駆動することが可能なスキャナ装置、印刷装置、および
、スキャン方法を提供しよう、とするものである。
The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and its object is low noise,
The present invention also aims to provide a scanner device, a printing device, and a scanning method that can drive a carriage at a desired speed.
上述の目的を達成するため、本発明のスキャナ装置は、所定のスキャン対象物を走査し
て画像データを生成するスキャナ装置であって、スキャン対象物の光画像を対応する画像
データに変換するイメージセンサと、イメージセンサを有するキャリッジを副走査方向に
移動させるための移動手段と、移動手段を第1の制御処理によって制御する第1の制御手
段と、移動手段を第1の制御処理とは異なる第2の制御処理によって制御する第2の制御
手段と、スキャンに係る設定内容に応じて、第1または第2の制御手段を選択する選択手
段と、を有する。このため、低騒音で、かつ、所望の速度でキャリッジを駆動することが
可能なスキャナ装置を提供することができる。
In order to achieve the above object, a scanner device of the present invention is a scanner device that scans a predetermined scan object to generate image data, and converts an optical image of the scan object into corresponding image data. A sensor, a moving means for moving a carriage having an image sensor in the sub-scanning direction, a first control means for controlling the moving means by a first control process, and the moving means are different from the first control process. A second control unit that controls the second control process; and a selection unit that selects the first or second control unit according to the setting content related to the scan. Therefore, it is possible to provide a scanner device that can drive the carriage at a desired speed with low noise.
また、他の発明のスキャナ装置は、前述の発明に加えて、移動手段は、キャリッジを副
走査方向に移動させるためのDCモータを有している。このため、動作音の小さい、低騒
音のスキャナ装置を提供することができる。
In addition to the above-described invention, in the scanner device of another invention, the moving means has a DC motor for moving the carriage in the sub-scanning direction. For this reason, it is possible to provide a scanner device with low noise and low noise.
また、他の発明のスキャナ装置は、前述の発明に加えて、第1の制御手段は、キャリッ
ジの位置に応じて制御を行い、第2の制御手段は、キャリッジの位置および速度に応じて
制御を行い、選択手段は、移動手段が有するモータを所定の速度以下で移動させる場合に
は第1の制御手段を選択し、それ以外の場合には第2の制御手段を選択するようにしてい
る。このため、速度に応じて第1および第2の制御を切り替えることで、各速度に最適な
制御によってキャリッジを制御することができる。
In addition to the above-described invention, in the scanner device of another invention, the first control unit performs control according to the position of the carriage, and the second control unit performs control according to the position and speed of the carriage. The selection means selects the first control means when moving the motor of the movement means at a predetermined speed or less, and selects the second control means in other cases. . For this reason, by switching between the first control and the second control according to the speed, the carriage can be controlled by control optimal for each speed.
また、他の発明のスキャナ装置は、前述の発明に加えて、第1の制御手段は、移動手段
が有するモータが間欠的に回転するように駆動し、第2の制御手段は、移動手段が有する
モータが連続的に回転するように駆動し、選択手段は、移動手段が有するモータを所定の
速度以下で移動させる場合には第1の制御手段を選択し、それ以外の場合には第2の制御
手段を選択するようにしている。このため、例えば、モータの不感帯以下の低速度であっ
ても間欠的に動作させることにより駆動可能となるとともに、高速に移動させる場合には
第2の制御で効率よく制御することができる。
According to another aspect of the invention, in addition to the above-described invention, the first control unit is driven so that the motor included in the moving unit rotates intermittently, and the second control unit includes the moving unit. The selection means selects the first control means when the motor included in the movement means is moved at a predetermined speed or less, and the second means otherwise selects the second control means. The control means is selected. For this reason, for example, even if the speed is lower than the dead zone of the motor, it can be driven by intermittent operation, and can be efficiently controlled by the second control when moving at a high speed.
また、他の発明のスキャナ装置は、前述の発明に加えて、選択手段は、得ようとする画
像データの解像度またはモノクロ/カラーの別に応じて、第1および第2の制御手段を選
択するようにしている。このため、解像度またはモノクロ/カラーの別に応じて、最適な
制御を選択し、スキャン対象物を読み込むことが可能になる。
In addition to the above-described invention, in the scanner device of another invention, the selection unit selects the first and second control units according to the resolution of the image data to be obtained or monochrome / color. I have to. For this reason, it is possible to select the optimal control according to the resolution or monochrome / color, and to read the scan object.
また、本発明の印刷装置は、前述したスキャナ装置を有する。このため、低騒音で、か
つ、所望の速度でキャリッジを駆動することが可能な印刷装置を提供することができる。
The printing apparatus of the present invention includes the scanner device described above. Therefore, it is possible to provide a printing apparatus that can drive the carriage at a desired speed with low noise.
また、本発明のスキャン方法は、所定のスキャン対象物を走査して画像データを生成す
るスキャン方法であって、スキャンに係る設定内容に応じて、第1の制御処理と、これと
は異なる第2の制御処理とを選択し、スキャン対象物の光画像を対応する画像データに変
換するイメージセンサを有するキャリッジを移動する制御を行うようにしている。このた
め、低騒音で、かつ、所望の速度でキャリッジを駆動することが可能なスキャン方法を提
供することができる。
The scan method of the present invention is a scan method for generating image data by scanning a predetermined scan object, and is different from the first control process according to the setting content related to the scan. Control process 2 is selected, and control is performed to move the carriage having an image sensor that converts the optical image of the scan target into corresponding image data. Therefore, it is possible to provide a scanning method that can drive the carriage at a desired speed with low noise.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るスキャナ装置を用いた印刷装置10の構成例を示す
斜視図である。この図1に示すように、印刷装置10は、スキャナ装置、印刷装置、およ
び、コピー装置が一体となったいわゆる複合型の印刷装置である。ここで、印刷装置10
は、装置全体を覆うケース11と、印刷用紙を供給する給紙装置(不図示)と、原稿が載
置される透明なコンタクトガラス13およびキャリッジ14等を有するスキャナ装置と、
印刷用紙に対して印刷を行う印刷部(不図示)とを備える。なお、本発明のスキャナ装置
の動作は、印刷装置10の動作として説明する。また、本発明のスキャン方法は、印刷装
置10動作として説明する。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a
Includes a
A printing unit (not shown) that performs printing on printing paper. The operation of the scanner device of the present invention will be described as the operation of the
ケース11は、略四角形状の箱体であり、その上部には開閉自在の蓋12が設けられて
いる。蓋12を開けると、原稿が載置されるコンタクトガラス13が現れる。コンタクト
ガラス13の内側には、後述するイメージセンサが設けられたキャリッジ14が存在する
。キャリッジ14を副走査方向に移動させることにより、原稿に印刷されている情報を画
像データとして読み取る。なお、スキャナ装置は、イメージセンサが副走査方向に移動し
ながら固定された原稿を読み取る、いわゆるフラットベットタイプ(原稿固定型)のスキ
ャナである。
The
ケース11の前面中央部には、LCD(Liquid Crystal Display)15と、各種操作ボ
タン16とを備える。LCD15には、印刷装置10のメニュー、動作内容、動作状況、
エラー内容などが表示され、操作ボタン16は、印刷装置10のメニュー選択等を行う時
に押されるようになっている。
An LCD (Liquid Crystal Display) 15 and
The error content and the like are displayed, and the
ケース11は、前面下部に、排出口17を備え、印刷された印刷用紙が排出されるよう
になっている。また、ケース11の前面右側中央部には、カードスロット18が設けられ
ており、例えば、図示せぬディジタルカメラなどによって撮影された画像データを記録す
るメモリカードMが、取り外し自在に収納されるようになっている。なお、この例では、
カードスロット18には蓋部18aが設けられており、メモリカードMを挿入する場合に
は、当該蓋部18aを開閉する。メモリカードMには、例えば、非可逆圧縮方式としての
JPEG形式または可逆圧縮方式としてのTIFF形式によって圧縮された画像データが
格納されている。
The
The
図示せぬ給紙装置は、ケース11の背面側に設けられており、印刷用紙をストックする
とともに、必要に応じて印刷装置10の内部に一枚ずつ供給する。
A paper feeding device (not shown) is provided on the back side of the
図2は、図1に示すスキャナ装置の詳細な構成例を示す図である。この図において、キ
ャリッジ搬送機構は、移動手段としての直流(DC)モータであるDCモータ26と、D
Cモータ26の出力軸に接合されたウォームギア25と、ウォームギア25と噛み合い、
所定の減速比で回転する平歯車23aと、平歯車23aに接合されたプーリ23bと、プ
ーリ23bおよびプーリ21の間で張設され、一部がキャリッジ14と締結されているタ
イミングベルト22と、キャリッジ14を副走査方向に搬送するためのガイドレール24
と、を備える。キャリッジ14は、DCモータ26が回転され、タイミングベルト22が
駆動されると、ガイドレール24に沿って副走査方向に搬送される。なお、以下では、D
Cモータ26が1回転した場合において、キャリッジ14が移動する距離を移動距離Lと
する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the scanner device illustrated in FIG. 1. In this figure, the carriage transport mechanism includes a
The
A
And comprising. The
When the
キャリッジ14には、イメージセンサ20が設けられている。イメージセンサ20は、
CIS(Contact Image Sensor)方式のイメージセンサであり、所定の画素密度で走査方
向に配列された受光素子を有するCCD(Charge Coupled Devices)(図示省略)と、各
受光素子に対応するレンズ(図示省略)と、R,G,Bの各色の光で原稿面を照射する不
図時のLED(Light Emitting Diode)と、を備える。なお、各受光素子は、原稿面から
の反射光を受光して電荷を蓄積し、信号として出力する。
An
CIS (Contact Image Sensor) type image sensor, CCD (Charge Coupled Devices) (not shown) having light receiving elements arranged in the scanning direction at a predetermined pixel density, and lenses (not shown) corresponding to the respective light receiving elements. ), And an LED (Light Emitting Diode) for illuminating the document surface with light of each color of R, G, and B. Each light receiving element receives reflected light from the document surface, accumulates electric charge, and outputs it as a signal.
エンコーダ28は、ロータリエンコーダであり、DCモータ26の出力軸26aに接合
された円盤27と、この円盤27を挟むようにして設置された発光ダイオード28aおよ
びフォトダイオード28bと、を備える。
The
円盤27は、円周に沿って所定の間隔で刻まれたスリット(図示せず)を備えており、
フォトダイオード28bは、このスリットを介して発光ダイオード28aの発する光を受
光することができる。したがって、DCモータ26の回転と共に円盤27が回転すると、
フォトダイオード28bは、発光ダイオード28aの発する光を、スリット部分では受光
し、また、スリット以外の部分では受光しないこととなる。その結果、フォトダイオード
28bは、DCモータ26の回転数に応じた数のパルス(以下、「エンコーダパルス」と
呼ぶ)を生成し、エンコーダ28は、それを外部に出力することとなる。
The
The photodiode 28b can receive light emitted from the light emitting diode 28a through the slit. Therefore, when the
The photodiode 28b receives light emitted from the light emitting diode 28a at the slit portion and does not receive light at portions other than the slit. As a result, the photodiode 28b generates a number of pulses (hereinafter referred to as “encoder pulse”) corresponding to the number of rotations of the
なお、図示は省略しているが、発光ダイオード28aおよびフォトダイオード28bは
2組あり、それぞれのフォトダイオード28bから、互いにπ/2だけ位相がずれたエン
コーダパルスを出力するように設置されている。したがって、後述するエンコーダ制御部
512は、エンコーダ28から、これらエンコーダパルスの位相の変化により、DCモー
タ26の回転方向を検出することができる。
Although not shown, there are two sets of the light emitting diodes 28a and the photodiodes 28b, and they are installed so that encoder pulses whose phases are shifted from each other by π / 2 are output from the respective photodiodes 28b. Therefore, the
図3は、図2に示す制御回路500の概略構成を示す図である。図3に示すように、制
御回路500は、主として、CPU501と、メモリ502と、メモリI/F(Interfac
e)503と、外部I/F504と、プリンタ部505と、内部I/F507と、所定の
集積回路であるASIC(Application Specified Integrated Circuit)510と、を備
える。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the
e) 503, an external I /
メモリ502は、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)
によって構成され、原稿を読み取って生成された画像データを格納する画像データ格納部
502aと、画像データの作成作業や所定のプログラムの展開作業などを行うための作業
領域502bと、を備える。
The
And an image
選択手段としてのCPU501は、メモリ502に格納されている所定のプログラムを
作業領域502b上で実行することにより、印刷装置10の全体をコントロールするため
の種々の制御を行う。また、CPU501は、ユーザが操作ボタン16を操作することに
よって入力された、原稿の読み取り解像度(dpi)を表わす解像度情報、カラー/モノ
クロ情報、および、原稿において走査する領域(以下では、走査域と呼ぶ)を表わす走査
域情報などを内部I/F507を介して受け取り、ASIC510に受け渡す。なお、解
像度情報は、主走査方向の解像度と、副走査方向の解像度とからなる。
The
メモリI/F503は、メモリカードMに記録されている画像データを読み出したり、
メモリカードMに対して画像データを書き込んだりする際のインタフェースである。外部
I/F504は、パーソナルコンピュータまたは他の画像入力装置(例えば、ディジタル
カメラ)に接続するためのインタフェースである。プリンタ部505は、CPU501か
ら供給された画像データに応じてカラーインクをノズルから噴射し、印刷用紙にカラー画
像を印刷する。内部I/F507は、操作ボタン16をユーザが操作することによって生
成された情報を入力するためのインタフェースである。
The memory I /
This is an interface for writing image data to the memory card M. The external I /
ASIC510は、所定の集積回路で構成され、イメージセンサ制御部511と、エン
コーダ制御部512と、DCモータ制御部513とを備え、後述の読み取り処理を実行す
る。イメージセンサ制御部511は、イメージセンサ20が反射光を蓄積する時間が好適
蓄積時間Tとなるように制御し、イメージセンサ20から出力される電気信号を入力して
階調値に変換する。また、イメージセンサ制御部511は、後述する各ラインのライン画
像データから、原稿の画像データを作成する。
The
また、イメージセンサ制御部511は、タイマ511aを備える。イメージセンサ制御
部511は、タイマ511aにより時間を計測し、LEDの点灯時間を制御したり、好適
電荷蓄積期間を制御したりする。
The image
エンコーダ制御部512は、エンコーダ28から出力されるエンコーダパルスを検出し
、エンコーダパルスの検出数、円盤27のスリット数、および移動距離Lから、走査方向
におけるキャリッジ14の移動距離を検出する。また、エンコーダ制御部512は、DC
モータ26の回転方向を検出する。したがって、エンコーダ制御部512は、検出したキ
ャリッジ14の(エンコーダパルス数に基づく)移動距離およびDCモータ26の回転方
向に基づいて、走査方向において、ある位置に対する相対的なキャリッジ14の位置を検
知することができる。
The
The direction of rotation of the
第1の制御手段および第2の制御手段としてのDCモータ制御部513は、図示せぬ電
源部から供給される直流電力をDCモータ26に供給するとともに、供給する電圧または
電流を制御することによりDCモータ26の回転速度を制御する。そして、DCモータ制
御部513は、この駆動電圧(または駆動電流)の制御をPWM(Pulse Width Modulati
on)制御により行う。すなわち、DCモータ制御部513は、電力制御用トランジスタ(
図示せず)を所定のスイッチング期間(例えば50μs)毎にオフ・オンさせるとともに
、スイッチング期間に対するオン期間の割合(デューティ比)を駆動電圧または駆動電流
に応じて変化させる。このようにして、デューティ比を小さくすることでオン時間を短く
して駆動電圧(または駆動電流)を低くし、また、デューティ比を大きくすることでオン
時間を長くして駆動電圧(または駆動電流)を高くする。なお、DCモータ26の駆動は
、電圧および電流のいずれかを制御することにより行うことができるが、以下では電圧を
制御する場合を例に挙げて説明する。
The DC
on) Control. That is, the DC
An unillustrated) is turned off and on every predetermined switching period (for example, 50 μs), and the ratio of the on period to the switching period (duty ratio) is changed according to the driving voltage or driving current. In this way, the on-time is shortened by reducing the duty ratio to lower the driving voltage (or driving current), and the on-time is lengthened by increasing the duty ratio to drive voltage (or driving current). ). The
図4は、DCモータ26における駆動電圧と回転速度との関係を示すグラフである。図
4に示すグラフにおいて、横軸は駆動電圧を、縦軸は回転速度を、それぞれ示す。なお、
説明の便宜上、駆動電圧が−5Vよりも小さい範囲については一部省略している。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the drive voltage and the rotation speed in the
For convenience of explanation, a part of the range where the drive voltage is smaller than −5V is omitted.
エンコーダ28から出力されるエンコーダパルス数は、DCモータ26の回転量に比例
するので、1秒間にエンコーダ28から出力されるエンコーダパルス数(エンコーダパル
ス周波数)は、1秒間のDCモータ26の回転量に比例することになる。そこで、本実施
例では、DCモータ26の回転速度の尺度として、一般的に用いられる1分間の回転数(
rpm)に代えて、前述のエンコーダパルス周波数(Hz)を用いる。
Since the number of encoder pulses output from the
The above-described encoder pulse frequency (Hz) is used instead of (rpm).
なお、駆動電圧が0Vよりも大きい範囲でDCモータ26は正回転をし、0Vよりも小
さい範囲でDCモータ26は逆回転をすることとなるが、以下においては、DCモータ2
6が正回転をする、駆動電圧が0Vよりも大きい範囲について説明する。
Note that the
A range in which the drive voltage is greater than 0V, in which 6 rotates forward, will be described.
図4に示すように、駆動電圧が+5V以上の範囲では、駆動電圧の増加に伴い、DCモ
ータ26の回転速度も増加している。しかしながら、駆動電圧が+5Vよりも小さい範囲
では、駆動電圧が増加しても回転速度は0であり、DCモータ26は回転しない。これは
、−5V〜+5Vの範囲(不感帯)内の駆動電圧では、DCモータ26において、静止摩
擦力に勝るトルクを得ることができないためである。
As shown in FIG. 4, when the drive voltage is in the range of +5 V or more, the rotational speed of the
ここで、スキャナ装置における副走査方向の読み取り解像度と、DCモータ26の回転
速度と、の関係について考える。スキャナ装置は、イメージセンサ20を副走査方向に移
動しながら原稿を読み取るため、指定された解像度および色モード等に応じた速度で、イ
メージセンサ20を移動させなければならない。例えば、色モードがモノクロモードで、
副走査方向の解像度として4800dpiで読み取るように指定された場合には、イメー
ジセンサ20を、1インチあたり4800(ライン)×「好適電荷蓄積期間」に相当する
期間で、移動させなければならない。また、カラーモードの場合には、R,G,Bのそれ
ぞれについて、読み取る必要があることから、副走査方向の解像度として4800dpi
で読み取るように指定された場合には、1インチあたり4800(ライン)×「好適電荷
蓄積期間」×3に相当する期間で移動させなければならない。
Here, the relationship between the reading resolution in the sub-scanning direction in the scanner device and the rotational speed of the
When it is specified to read at 4800 dpi as the resolution in the sub-scanning direction, the
If it is designated to read in the above, it must be moved in a period corresponding to 4800 (lines) per inch × “preferred charge accumulation period” × 3.
ここで、「好適電荷蓄積期間」とは、CCDの有する各受光素子が受光して電荷の蓄積
を行う期間(電荷蓄積期間)について、R,G,Bのそれぞれの色について、1画素分の
信号を出力するのに理想的な期間として予め設定されている期間である。仮に電荷蓄積期
間にばらつきがあると、読み取った画像の色目にばらつきが生じるため、スキャナ装置で
は、常にこの好適電荷蓄積期間だけ電荷を蓄積するようにしている。
Here, the “preferred charge accumulation period” is a period (charge accumulation period) in which each light receiving element of the CCD receives light and accumulates charges, and for each color of R, G, B, one pixel. This is a period preset as an ideal period for outputting a signal. If there is a variation in the charge accumulation period, the color of the read image varies, so that the scanner device always accumulates charges only during this preferred charge accumulation period.
一方、副走査方向の読み取り解像度を上げると、1インチあたりに読み取るべきライン
数も増えることになる。したがって、副走査方向の読み取り解像度を上げた場合において
も、各受光素子において好適電荷蓄積期間だけ電荷を蓄積させるには、イメージセンサ2
0を移動させる速度を遅くしなければならない。
On the other hand, increasing the reading resolution in the sub-scanning direction increases the number of lines to be read per inch. Therefore, even when the reading resolution in the sub-scanning direction is increased, the image sensor 2 can store charges in each light receiving element for a suitable charge storage period.
You must slow down the speed of moving zero.
例えば、指定された副走査方向の解像度が9600dpiである場合、イメージセンサ
20を、1インチあたり9600(ライン)×「好適電荷蓄積期間」に相当する期間で移
動させる必要があり、イメージセンサ20の移動速度を、4800dpiの場合の1/2
の速度にしなければならない。
For example, when the designated resolution in the sub-scanning direction is 9600 dpi, it is necessary to move the
Must be at speed.
このような関係は、主走査方向の解像度についても存在する。主走査方向の最高解像度
は、CCDの受光素子の主走査方向の配置密度によって決定される。例えば、1インチあ
たり1200個の受光素子が配置されている場合には、主走査方向の最大解像度は120
0dpiとなる。ここで、主走査方向の解像度を変更する場合には、複数の受光素子から
出力される電荷を加算することで行われる。すなわち、主走査方向に並んだ2つの受光素
子からの電荷を加算して1出力とすることにより、解像度を1/2にすることができる。
例えば、主走査方向の解像度が1200dpiのイメージセンサの場合には、2つの受光
素子からの出力を加算することで、解像度は600dpiとなる。このように複数nの受
光素子からの電荷を加算する場合、回路が許容できる最大の電荷量は決まっていることか
ら、加算後の電荷量が最大の電荷量を上回らないようにするためには、好適電荷蓄積期間
を1/nにする必要がある。このため、主走査方向の解像度が高い場合には、低い場合に
比較して、好適電荷蓄積期間が長くなることから、イメージセンサ20の移動速度を、遅
くしなければならない。
Such a relationship also exists for the resolution in the main scanning direction. The maximum resolution in the main scanning direction is determined by the arrangement density of the CCD light receiving elements in the main scanning direction. For example, when 1200 light receiving elements are arranged per inch, the maximum resolution in the main scanning direction is 120.
0 dpi. Here, when the resolution in the main scanning direction is changed, the charges output from the plurality of light receiving elements are added. That is, the resolution can be halved by adding the charges from the two light receiving elements arranged in the main scanning direction to one output.
For example, in the case of an image sensor having a resolution of 1200 dpi in the main scanning direction, the resolution is 600 dpi by adding outputs from two light receiving elements. When adding charges from a plurality of n light receiving elements in this way, the maximum charge amount that the circuit can tolerate is determined, so that the charge amount after addition does not exceed the maximum charge amount. Therefore, the preferred charge accumulation period needs to be 1 / n. For this reason, when the resolution in the main scanning direction is high, the preferred charge accumulation period becomes longer than when the resolution is low, and therefore the moving speed of the
また、スキャンモードがカラーモードである場合、R,G,Bの順にLEDを点灯し、
それぞれの色の光源による反射光をイメージセンサ20によって受光して画像データに変
換する。一方、モノクロモードである場合には、単色(例えば、G)のLEDを点灯して
、スキャンを実行する。このため、カラーモードの場合には、モノクロモードの場合に比
較して、約3倍の好適電荷蓄積期間を確保する必要があることから、イメージセンサ20
を移動させる速度を遅くしなければならない。
When the scan mode is the color mode, the LEDs are lit in the order of R, G, B,
Reflected light from the light sources of the respective colors is received by the
You must slow down the speed of moving.
そして、イメージセンサ20をより遅い速度で移動させるためには、キャリッジ14を
より遅く搬送しなければならず、そのためにDCモータ26をより遅い回転速度で回転さ
せなければならない。
In order to move the
したがって、副走査方向および主走査方向の解像度をより高くしたり、カラーモードで
スキャンしたりする場合には、DCモータ26をより遅い回転速度で回転させなければな
らない。このような、スキャンの設定とDCモータ26の回転速度との具体的な関係は、
予め測定により求められる。
Therefore, when the resolution in the sub-scanning direction and the main scanning direction is made higher or when scanning in the color mode, the
It is obtained by measurement in advance.
例えば、副走査方向の解像度を例に挙げると、図4に示すように、本実施例の構成では
、DCモータ26を2KHz(エンコーダパルス周波数、以下に同じ)で回転させるため
には、駆動電圧を+5Vにすることが要求される。
For example, taking the resolution in the sub-scanning direction as an example, as shown in FIG. 4, in the configuration of this embodiment, in order to rotate the
ここで、駆動電圧を+5Vよりも大きい電圧にすることで、DCモータ26の回転速度
がより速くなり、その結果、副走査方向の解像度は低くなる。例えば、図4に示すように
、駆動電圧を+10Vにすることで、DCモータ26の回転速度が4KHzとなる。
Here, by setting the drive voltage to a voltage higher than + 5V, the rotational speed of the
一方、DCモータ26の回転数を2KHzよりも低くするためには、駆動電圧を+5V
よりも小さい電圧にしなければならない。しかしながら、上述したように、DCモータ2
6は−5V〜+5Vの不感帯を有しているため、駆動電圧を+5Vよりも小さくするとD
Cモータ26は回転しないこととなる。したがって、2KHz未満の回転数ではDCモー
タ26を回転することはできない。
On the other hand, in order to make the rotation speed of the
The voltage must be smaller than that. However, as described above, the DC motor 2
6 has a dead zone of -5V to + 5V, so if the drive voltage is made smaller than + 5V, D
The
そこで、本実施の形態では、2KHz未満の回転数では後述する極低速回転処理を行っ
てDCモータ26を回転させるようにする。一方、2KHz以上の解像度で原稿を読み取
る場合には、後述するPID(Proportional Integral Differential)制御によってDC
モータ26を回転させるようにする。以下では、設定内容に応じてこれらの制御を選択し
て、DCモータ26を駆動する様子を説明する。
Therefore, in the present embodiment, the
The
ユーザが原稿を図1に示すコンタクトガラス13に載せるとともに、操作ボタン16を
操作するか、または、外部I/F504を介して接続されたパーソナルコンピュータ(不
図示)の入力装置を操作して、主走査方向および副走査方向の解像度、色モード、および
、読み取り領域を指定して読み取り開始を指示したものとする。すると、印刷装置10に
おいて、図5に示す、以下の処理が実行される。
The user places a document on the
ステップS10:CPU501は、操作ボタン16またはパーソナルコンピュータから
入力された、主走査方向および副走査方向の解像度に関する情報を取得する。例えば、主
走査方向の解像度が1200dpiであり、また、副走査方向の解像度が2400dpi
であることを示す情報を取得する。
Step S10: The
Information indicating that is.
なお、解像度を直接入力するのではなく、例えば、走査モードとして「きれい」、「普
通」、および、「速い」の3つを準備して、走査時にユーザにこれらのいずれかをユーザ
に選択させ、選択された走査モードに対応する主走査方向および副走査方向の解像度を、
例えば、メモリ502から取得するようにしてもよい。このような方法によれば、ユーザ
の目的に応じた解像度を容易に選択することができる。
Instead of directly inputting the resolution, for example, three “clean”, “normal”, and “fast” scanning modes are prepared, and the user selects one of these during scanning. , The resolution in the main scanning direction and the sub-scanning direction corresponding to the selected scanning mode,
For example, it may be acquired from the
また、使用される原稿の種類に応じて、解像度を設定するようにしてもよい。例えば、
透過原稿(フィルム等)や写真の場合には、高い解像度が選択され、普通紙の場合には低
い解像度が自動的に選択されるようにしてもよい。あるいは、原稿の種類と走査モードと
の組み合わせに応じて、解像度が選択されるようにしてもよい。例えば、原稿の種類が選
択されると、解像度の候補が絞られ、絞られた候補の中から、例えば、「きれい」、「普
通」、および、「速い」等の走査モードを選択することにより、具体的な解像度が決定さ
れるようにしてもよい。なお、前述したのは、画像データを読み込む本スキャンの場合で
あるが、プレスキャンの場合には、画像の大まかな情報を取得するだけで十分であるので
、その場合にはCPU501は、低解像度を自動的に選択する。
Further, the resolution may be set according to the type of document used. For example,
A high resolution may be selected for a transparent original (film or the like) or a photograph, and a low resolution may be automatically selected for a plain paper. Alternatively, the resolution may be selected according to the combination of the document type and the scanning mode. For example, when a document type is selected, resolution candidates are narrowed down, and by selecting a scanning mode such as “clean”, “normal”, and “fast” from the narrowed candidates, for example. A specific resolution may be determined. The above-described case is the case of the main scan for reading the image data. However, in the case of the pre-scan, it is sufficient to acquire rough information about the image. In this case, the
ここで、請求項1に記載されている「スキャンに係る設定内容」は、ユーザによって設
定された内容であってもよいし、あるいは、印刷装置10が自動的に設定した内容(例え
ば、前述したプレスキャンの解像度)であってもよい。
Here, the “setting contents related to scanning” described in
ステップS11:CPU501は、操作ボタン16またはパーソナルコンピュータから
入力された、色モードに関する情報を取得する。例えば、CPU501は、色モードがカ
ラーモードであることを示す情報を取得する。
Step S11: The
ステップS12:CPU501は、メモリ502に格納されているテーブルを参照し、
極低速回転制御およびPID制御のうち、いずれを選択するかを判定する。具体的には、
メモリ502には、図6に示すようなテーブルが格納されている。図6の上段は、色モー
ドがカラーモードに設定された場合における主走査解像度および副走査解像度と、制御の
内容との関係を示している。また、下段は、色モードがモノクロモードに設定された場合
における主走査解像度および副走査解像度と、制御の内容との関係を示している。この例
では、カラーモード用のテーブルは、主走査解像度が1200dpiであって副走査解像
度が600dpi〜2400dpiのとき、および、主走査解像度が600dpiであっ
て副走査解像度が1200dpiのときに極低速回転制御が選択される。また、主走査解
像度が300dpiであって副走査解像度が75dpi〜600dpiのとき、主走査解
像度が600dpiであって副走査解像度が300dpi,600dpiのとき、および
、主走査解像度が1200dpiであって副走査解像度が150dpiのときにPID制
御が選択される。なお、これら以外の場合は、当該解像度の組み合わせは選択できないと
して「−」となっている。一方、モノクロモード用のテーブルの場合には、カラーモード
用と比較して、主走査解像度が1200dpiであって副走査解像度が600dpiの場
合が、極低速制御からPID制御に変更されている。それ以外はカラーモード用と同じで
ある。
Step S12: The
It is determined which of the very low speed rotation control and the PID control is selected. In particular,
The
なお、図6に示すテーブルは一例であって、これら以外のテーブルを用いてもよいこと
は言うまでもない。
The table shown in FIG. 6 is an example, and it goes without saying that a table other than these may be used.
ステップS13:DCモータ制御部513は、指定された原稿サイズに合わせてキャリ
ッジ14を読み取り開始位置に移動させる。なお、このキャリッジ14の移動については
、説明の便宜上、省略する。
Step S13: The DC
ステップS14:CPU501は、走査開始の指示を、例えば、操作ボタン16または
図示せぬパーソナルコンピュータから受信したか否かを判定し、受信した場合にはステッ
プS15に進み、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。
Step S14: The
ステップS15:CPU501は、DCモータ26を1ライン分回転させるとともに、
イメージセンサ20による1ライン分の走査を行う処理を実行する。具体的には、CPU
501は、DCモータ制御部513を指令を供給し、後述する極低速回転制御によって、
キャリッジ14を1ライン分だけ移動させる。また、CPU501は、イメージセンサ制
御部511に対して制御信号を供給し、R,G,BのLEDを点灯させるとともに、反射
光を画像データに変換して読み取る処理を実行する。これにより、原稿が1ライン分走査
され、対応する画像データが生成されて出力される。なお、イメージセンサ20に関する
制御については、図8を参照して後述し、また、DCモータ26の制御については、図1
0を参照して後述する。
Step S15: The
A process of scanning one line by the
501 supplies a command to the DC
The
This will be described later with reference to 0.
ステップS16:CPU501は、DCモータ26の1ライン分に対応する回転(キャ
リッジ14の移動)と、イメージセンサ20による1ライン分の走査の双方が終了したか
否かを判定し、双方が終了した場合にはステップS17に進み、それ以外の場合には同様
の処理を繰り返す。後述するように、1ライン分の回転に要する時間は、1ライン分の走
査に要する時間よりも短くなるように設定されているので、通常であれば、1ライン分の
回転が終了してから、所定の時間が経過した後に走査が終了し、1ライン分の回転および
走査が終了したと判定して、つぎのラインの処理が開始される。しかしながら、何らかの
要因によって、回転に要する時間の方が走査に要する時間を上回る場合も想定されるため
、そのような場合においても正常な動作を行うために、ステップS16の処理では、走査
と回転の双方が終了することを待って、つぎのラインに進むようになっている。
Step S16: The
ステップS17:CPU501は、走査対象となる領域を構成する全てのラインの走査
が終了したか否かを判定し、終了した場合にはステップS19に進み、それ以外の場合に
はステップS15に戻って同様の処理を繰り返す。
Step S17: The
ステップS18:DCモータ制御部513は、PID制御に基づいて、DCモータ26
を定速回転させるとともに、イメージセンサ20による走査を実行し、走査領域の全ての
ラインを読み込んで画像データに変換する。
Step S18: The DC
Is rotated at a constant speed, and scanning by the
図8は、PID制御が実行される際に、DCモータ制御部513内に形成される機能ブ
ロックを示している。この図において、減算回路521は、CPU501から供給される
、キャリッジ14の目標速度(目標移動速度)と、エンコーダ28から出力されるエンコ
ーダパルスに基づいて生成された速度情報との偏差を算出し、加算回路523に供給する
。減算回路522は、CPU501から供給される、キャリッジ14の目標位置と、エン
コーダ28から出力されるエンコーダパルスに基づいて生成された位置情報との偏差を算
出し、加算回路523に供給する。なお、減算回路521,522の出力を所定倍して出
力する定数倍回路を設けるようにしてもよい。
FIG. 8 shows functional blocks formed in the DC
加算回路523は、減算回路521,522から出力される信号を加算して出力する。
比例要素(P)524は、加算回路523の出力を定数倍して出力する。積分要素(I)
525は、加算回路523の出力を積分して出力する。微分要素(D)526は、加算回
路523の出力を微分して出力する。加算回路527は、比例要素524、積分要素52
5、および、微分要素526の出力を加算して駆動回路528に供給する。駆動回路52
8は、加算回路527の出力に応じて、PWM制御によってDCモータ26を制御する。
なお、PID制御では、DCモータ26の不感帯域外の電圧によって制御が行われるため
、DCモータ26は連続的に駆動される。
The
The proportional element (P) 524 multiplies the output of the
525 integrates and outputs the output of the
5 and the output of the
8 controls the
In the PID control, the control is performed by the voltage outside the dead band of the
ステップS19:CPU501は、走査によって得られた画像データを、メモリ502
の画像データ格納部502aに格納する。なお、画像データの容量が画像データ格納部5
02aの容量を上回る場合には、例えば、メモリI/F503を介してメモリカードMに
転送してそこに格納したり、外部I/Fを介して図示せぬパーソナルコンピュータの記憶
装置に記憶したりするようにしてもよい。そのような構成によれば、解像度を高く設定し
た場合であっても、画像データを確実に格納することができる。
Step S19: The
Is stored in the image
If it exceeds the capacity of 02a, for example, it is transferred to the memory card M via the memory I /
つぎに、図8を参照して、図5のステップS15に示す「回転・走査処理」のうちの「
走査処理」の詳細について説明する。なお、回転・走査処理の回転処理と、走査処理とは
並行して実行されるが、以下では、走査処理について説明した後に、回転処理について説
明する。この図のフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実行される。
Next, referring to FIG. 8, “Rotation / Scanning Process” of “Rotation / Scanning Process” shown in Step S15 of FIG.
Details of the “scanning process” will be described. Note that the rotation process of the rotation / scanning process and the scanning process are executed in parallel, but the rotation process will be described below after the description of the scanning process. When the processing of the flowchart of this figure is started, the following steps are executed.
ステップS30:CPU501は、エンコーダ制御部512の出力を参照し、エンコー
ダパルスを検出したか否かを判定し、検出した場合にはステップS31に進み、それ以外
の場合には同様の処理を繰り返す。
Step S30: The
ステップS31:イメージセンサ制御部511は、駆動パルスをイメージセンサ20に
供給し、原稿の読み取りを指示する。具体的には、イメージセンサ制御部511は、図9
に示すイメージセンサ駆動パルスをハイの状態にする。これにより、イメージセンサ20
は、後述する動作を実行する。
Step S31: The image
The image sensor driving pulse shown in FIG. As a result, the
Performs the operations described below.
なお、図9において、上段はR,G,BそれぞれのLEDの点灯されるタイミング(ハ
イで点灯、ローで消灯)を示している。そのつぎの段は、イメージセンサ20に入力され
るイメージセンサ駆動パルスを示している。また、そのつぎの段は、エンコーダ28から
出力される2相のエンコーダパルスを示している。また、下段はDCモータ制御部513
がDCモータ26に印加する駆動電圧を示している。なお、エンコーダパルスは、π/2
だけずれた2つのエンコーダパルス(a),(b)を有している。
In FIG. 9, the upper row shows the timing when each of the R, G, and B LEDs is lit (lights on high, lights off when low). The next stage shows an image sensor driving pulse input to the
Indicates a drive voltage applied to the
It has two encoder pulses (a) and (b) which are shifted by a distance.
ステップS32:イメージセンサ20は、その前の期間においてB(青色)のLEDを
点灯することによって蓄積された電荷をイメージセンサ制御部511に転送して出力する
。これにより、Bに対応する1ライン分の画像データが得られる。
Step S32: The
ステップS33:イメージセンサ制御部511は、キャリッジ14に具備されているR
(赤色)のLEDを点灯させる(図9参照)。これにより、RのLEDから照射された光
は、原稿に照射される。原稿で反射された反射光は、イメージセンサ20のライン状に並
んだ受光素子によって受光され、受光素子には、反射光の強度に応じた電荷が蓄積される
。
Step S33: The image
The (red) LED is turned on (see FIG. 9). As a result, the light emitted from the R LED is applied to the document. The reflected light reflected by the document is received by the light receiving elements arranged in a line of the
ステップS34:イメージセンサ制御部511は、内蔵されているタイマ511aを参
照し、好適蓄積時間が経過したか否かを判定し、経過した場合にはステップS35に進み
、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。なお、好適電荷蓄積時間とは、CCDの有
する各受光素子が受光して電荷の蓄積を行う期間(電荷蓄積期間)について、1画素分の
信号を出力するのに理想的な期間として予め設定されている期間である。
Step S34: The image
ステップS35:イメージセンサ制御部511は、RのLEDを消灯する(図9参照)
。これにより、各受光素子には、好適蓄積時間に対応する時間だけRのLEDから照射さ
れて原稿で反射された光を受光し、電荷を蓄積する。
Step S35: The image
. As a result, each light receiving element receives the light irradiated from the R LEDs and reflected from the original for a time corresponding to the preferred accumulation time, and accumulates the charges.
ステップS36:イメージセンサ制御部511は、イメージセンサ20に対して駆動パ
ルスを出力する。具体的には、イメージセンサ制御部511は、図9に示すイメージセン
サ駆動パルスをハイの状態にする。
Step S <b> 36: The image
ステップS37:イメージセンサ20は、ステップS33〜35の期間において、Rの
LEDを点灯することによって蓄積された電荷をイメージセンサ制御部511に転送して
出力する。これにより、Rに対応する1ライン分の画像データが得られる。
Step S37: In the period from Step S33 to Step S35, the
ステップS38:イメージセンサ制御部511は、キャリッジ14に具備されているG
(緑色)のLEDを点灯させる。これにより、GのLEDから照射された光は、原稿に照
射されて反射され、イメージセンサ20のライン状に並んだ受光素子によって受光されて
反射光の強度に応じた電荷が蓄積される。
Step S <b> 38: The image
Turn on the (green) LED. As a result, the light emitted from the G LED is irradiated and reflected on the original, and is received by the light receiving elements arranged in a line shape of the
ステップS39:イメージセンサ制御部511は、内蔵されているタイマ511aを参
照し、好適蓄積時間が経過したか否かを判定し、経過した場合にはステップS40に進み
、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。
Step S39: The image
ステップS40:イメージセンサ制御部511は、GのLEDを消灯する。これにより
、各受光素子には、好適蓄積時間に対応する時間だけGのLEDから照射されて原稿で反
射された光を受光し、電荷を蓄積する。
Step S40: The image
ステップS41:イメージセンサ制御部511は、イメージセンサ20に対して駆動パ
ルスを出力する。具体的には、イメージセンサ制御部511は、図9に示すイメージセン
サ駆動パルスをハイの状態にする。
Step S41: The image
ステップS42:イメージセンサ20は、ステップS38〜40の期間において、Gの
LEDを点灯することによって蓄積された電荷をイメージセンサ制御部511に転送して
出力する。これにより、Gに対応する1ライン分の画像データが得られる。
Step S42: In the period from Step S38 to Step 40, the
ステップS43:イメージセンサ制御部511は、キャリッジ14に具備されているB
(青色)のLEDを点灯させる。これにより、青のLEDから照射された光は、原稿に照
射されて反射され、イメージセンサ20のライン状に並んだ受光素子によって受光されて
反射光の強度に応じた電荷が蓄積される。
Step S43: The image
Turn on the (blue) LED. As a result, the light emitted from the blue LED is irradiated onto the original and reflected, and is received by the light receiving elements arranged in a line of the
ステップS44:イメージセンサ制御部511は、内蔵されているタイマ511aを参
照し、好適蓄積時間が経過したか否かを判定し、経過した場合にはステップS45に進み
、それ以外の場合には同様の処理を繰り返す。
Step S44: The image
ステップS45:イメージセンサ制御部511は、BのLEDを消灯する。これにより
、各受光素子には、好適蓄積時間に対応する時間だけBのLEDから照射されて原稿で反
射された光を受光し、電荷を蓄積する。なお、BのLEDによって蓄積された電荷は、つ
ぎに実行されるステップS32において転送されることになる。
Step S45: The image
つぎに、図10を参照して、図5のステップS15に示す「回転・走査処理」のうちの
「回転処理」について説明する。なお、図10に示す回転処理は、前述した極低速回転処
理に対応している。この図のフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実
行される。
Next, the “rotation process” in the “rotation / scanning process” shown in step S15 of FIG. 5 will be described with reference to FIG. Note that the rotation process shown in FIG. 10 corresponds to the extremely low speed rotation process described above. When the processing of the flowchart of this figure is started, the following steps are executed.
ステップS60:DCモータ制御部513は、デューティ比増加率をレジスタ(不図示
)から読み出す。このデューティ比増加率は、時間経過に応じたデューティ比の増加度合
いを示し、DCモータ制御部513は、図示せざるタイマで計時しながらこのデューティ
比増加率で徐々にデューティ比を増加させる。
Step S60: The DC
ステップS61:DCモータ制御部513は、エンコーダパルスのエッジを検出したか
否かを判定し、エッジを検出したと判定するまでデューティ比を増加させる。
Step S61: The DC
このようにしてデューティ比増加率でデューティ比を徐々に増加させていくと、図9に
示すように、駆動電圧は徐々に上昇していく。そして、駆動電圧が不感帯帯(−5V〜+
+5V)の範囲を脱すると、停止していたDCモータ26が回転を始める。その結果、極
低速回転処理を開始した時点でエンコーダパルス(a)がハイレベルであれば、エンコー
ダパルス(a)はハイレベルからローレベルに変化することとなる。そして、エンコーダ
パルス(a)がハイレベルからローレベルになると、DCモータ制御部513はエッジを
検出したと判定し、ステップS62に進む。
When the duty ratio is gradually increased at the duty ratio increase rate in this way, the drive voltage gradually increases as shown in FIG. The drive voltage is a dead zone (-5V to +
When the range of + 5V) is removed, the stopped
ステップS62:DCモータ制御部513は、レジスタから終了パルス数を読み出すと
ともに、極低速回転処理を開始した後に検出したエンコードパルス(a),(b)のそれ
ぞれのパルス数が、終了パルス数に達したか否かを判定する。そして、終了パルス数に達
している場合にはステップS64に進み、それ以外の場合にはステップS63に進む。
Step S62: The DC
ステップS63:DCモータ制御部513は、レジスタから不感帯デューティ比を読み
出し、デューティ比をこの不感帯デューティ比に減少させ、ステップS60に戻って、前
述の場合と同様の処理を繰り返す。
Step S63: The DC
ここで、不感帯デューティ比とは、不感帯の範囲内の駆動電圧に対応するデューティ比
である。そして、選択された副走査方向の解像度に対応する不感帯デューティ比として、
駆動電圧+2.5Vに対応するデューティ比が、レジスタに記憶されているものとする。
そして、2回目のステップS60の処理においてデューティ比を増加させると、駆動電圧
は、+2.5Vから徐々に上昇していき、不感帯を脱して+5V以上となると、再びDC
モータ26は回転を始める。そして、図9に示すように、今度はエンコーダパルス(b)
)がハイレベルからローレベルになる。
Here, the dead band duty ratio is a duty ratio corresponding to a drive voltage within the range of the dead band. And as a dead band duty ratio corresponding to the resolution in the selected sub-scanning direction,
It is assumed that the duty ratio corresponding to the drive voltage + 2.5V is stored in the register.
When the duty ratio is increased in the second process of step S60, the drive voltage gradually increases from + 2.5V, and when the dead band is removed and becomes + 5V or more, the DC voltage is again increased.
The
) Goes from high to low.
したがって、DCモータ制御部513は、このエンコーダパルス(b)のエッジを検出
することになる。そして、このエッジを検出した時点においても、極低速回転処理を開始
した後に新たなエンコーダパルス(a),(b)は検出されないので、DCモータ制御部
513は、再度ステップS63の処理を行い、デューティ比を不感帯デューティ比に減少
させる。
Therefore, the DC
このように、ステップS60〜S63の処理が繰り返して実行されると、DCモータ2
6は回転と停止とを繰り返すこととなり、DCモータ制御部513は、新たなエンコーダ
パルス(a),(b)を検出するようになる。そして、ステップS62の処理において、
検出したパルス数が終了パルス数に達したと判定した場合に、DCモータ制御部513は
ステップS64に進む。
As described above, when the processes of steps S60 to S63 are repeatedly executed, the DC motor 2
6 repeats rotation and stop, and the DC
If it is determined that the number of detected pulses has reached the number of end pulses, the DC
ステップS64:DCモータ制御部513は、デューティ比を0にして、DCモータ2
6の回転を停止させる。
Step S64: The DC
The rotation of 6 is stopped.
以上説明した極低速回転処理の結果、図9に示すように、ステップS60〜SS63の
処理を繰り返す期間(以下、「極低速回転期間」と呼ぶ)に、DCモータ制御部513は
、エンコーダパルス(a),(b)を、例えば、それぞれ10個入力することとなる。
As a result of the extremely low speed rotation processing described above, as shown in FIG. 9, the DC
ここで、ステップS202において用いられるデューティ比増加率は、極低速回転処理
によりDCモータ26をエンコーダパルス10個分だけ回転させるのに要する期間が9m
sとなるような増加率として、予め測定により求められてレジスタに記憶されている。従
って、図9に示すように、極低速回転期間が終了してから、つぎのイメージセンサ駆動パ
ルスを入力して再び極低速回転処理を開始するまでに1msの待ち期間ができることとな
る。そして、この待ち期間にDCモータ26は停止しているので、DCモータ制御部51
3は、極低速回転期間及び待ち期間の合計10ms内に10個のエンコーダパルスを入力
することとなる。
Here, the duty ratio increase rate used in step S202 is a period of 9 m required to rotate the
The increase rate so as to be s is obtained in advance by measurement and stored in a register. Therefore, as shown in FIG. 9, there is a waiting period of 1 ms from the end of the extremely low speed rotation period until the next image sensor drive pulse is input and the very low speed rotation process is started again. Since the
3, 10 encoder pulses are input within a total of 10 ms of the extremely low speed rotation period and the waiting period.
そして、DCモータ制御部513は、イメージセンサ制御部511からイメージセンサ
駆動パルスを入力するたびに、上述した極低速回転処理を行うので、イメージセンサ駆動
パルスの入力間隔の10ms毎に、エンコーダパルス10個分だけDCモータ26を回転
させることができる。その結果、イメージセンサ20は、原稿を所定の解像度で読み取る
ことができる。
The DC
なお、前述の待ち時間は、DCモータ26の回転ムラ等に起因して、極低速回転期間が
所定の長さ(9ms)よりも多少長くなっても、つぎのイメージセンサ駆動パルスを入力
する前に、極低速回転期間が終了することとなるように設けられた予備的期間である。
Note that the above-described waiting time is before the next image sensor driving pulse is input even if the extremely low speed rotation period is slightly longer than a predetermined length (9 ms) due to uneven rotation of the
以上に説明したように、本発明の実施の形態によれば、解像度および色モードに応じて
、DCモータ26の制御方法を、PID制御および極低速回転モードから選択するように
したので、走査に応じた最適な制御方法によってDCモータ26を制御することができる
。これにより、DCモータ26を広い速度の範囲で使用することが可能になるので、使用
可能な速度の範囲は広いが動作音が大きいステッピングモータに代えて、DCモータ26
を使用することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the control method of the
Can be used.
なお、以上の実施の形態は、一例であって、これ以外にも種々の変形実施態様が存在す
る。例えば、以上の実施の形態では、図9に示すように印加する電圧を変化させることに
よってDCモータ26を制御するようにしたが、電流を変化させることによりDCモータ
26を制御するようにしてもよい。
The above embodiment is merely an example, and there are various other modified embodiments. For example, in the above embodiment, the
また、以上の実施の形態では、解像度およびカラーモードに応じて、極低速制御または
PID制御を選択するようにしたが、例えば、解像度だけを参照して制御を選択するよう
にしてもよい。
In the above embodiment, the ultra-low speed control or the PID control is selected according to the resolution and the color mode. However, for example, the control may be selected with reference to only the resolution.
また、以上の実施の形態では、極低速回転制御が選択された場合には、極低速回転制御
のみを全区間において採用するようにしたが、例えば、1回の走査において、PID制御
と極低速回転制御を組み合わせるようにしてもよい。例えば、1回の走査に要する時間が
10msであって、10エンコーダパルス分だけ回転させるときには、前半の1ms(初
期回転期間)はPID制御によって9エンコーダパルス分だけ駆動し、後半の9ms(極
低速回転期間)は極低速回転制御によって1エンコーダパルス分だけ駆動するようにして
もよい。なお、1msよりも短い期間または長い期間としてもよい。初期回転期間を1m
sよりも短くするには、初期パルス数を、前述の「9」に代えて、8や7など8以下の他
の値にすればよい。または、初期デューティ比を、実施例における+22.5Vに対応す
るデューティ比に代えて、より大きな電圧に対応するデューティ比とすることで、DCモ
ータ26を、より短時間でエンコーダパルス9個分だけ回転させるようにすればよい。
Further, in the above embodiment, when the extremely low speed rotation control is selected, only the very low speed rotation control is adopted in all the sections. However, for example, PID control and extremely low speed are performed in one scan. You may make it combine rotation control. For example, when the time required for one scan is 10 ms and the rotation is performed by 10 encoder pulses, the first 1 ms (initial rotation period) is driven by 9 encoder pulses by PID control, and the latter 9 ms (very low speed). The rotation period) may be driven by one encoder pulse by extremely low speed rotation control. Note that the period may be shorter or longer than 1 ms. Initial rotation period is 1m
In order to make it shorter than s, the initial pulse number may be set to another value of 8 or less, such as 8 or 7, instead of “9” described above. Alternatively, instead of the duty ratio corresponding to +22.5 V in the embodiment, the initial duty ratio is set to a duty ratio corresponding to a larger voltage, so that the
一方、PID制御による駆動時間を1msよりも長くするには、初期デューティ比を、
実施例における+22.5Vに対応するデューティ比に代えて、より小さな電圧に対応す
るデューティ比とすることで、DCモータ26を、より長時間でエンコーダパルス9個分
だけ回転させるようにすればよい。
On the other hand, in order to make the driving time by PID control longer than 1 ms, the initial duty ratio is set to
Instead of the duty ratio corresponding to + 22.5V in the embodiment, the duty ratio corresponding to a smaller voltage may be set to rotate the
このように、初期回転期間を短くした場合には、その分だけ、極低速回転期間を長くす
ればよい。そこで、デューティ比増加率として、前述の場合における値よりも小さな値を
レジスタに記憶させておき、駆動電圧の上昇するスピードをより遅くするようにすればよ
い。または、不感帯デューティ比を、前述の場合における値よりも小さくして、一時停止
したモータが再び回転を始めるまでの期間を長くするようにすればよい。なお、初期回転
期間を長くした場合には、前述の短くした場合と逆にすればよい。
As described above, when the initial rotation period is shortened, the extremely low speed rotation period may be lengthened accordingly. Therefore, a value smaller than the value in the above-described case may be stored in the register as the duty ratio increase rate, and the speed at which the drive voltage increases may be made slower. Alternatively, the dead zone duty ratio may be made smaller than the value in the above-described case so that the period until the temporarily stopped motor starts rotating again may be lengthened. In addition, what is necessary is just to reverse to the case where it shortened when the initial period of rotation is lengthened.
また、以上の実施の形態では、不感帯デューティ比は、駆動電圧+2.5Vに対応する
デューティ比であるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、不感帯の範
囲内の電圧に対応するデューティ比であればよい。例えば、+1Vに対応するデューティ
比や、+4Vに対応するデューティ比などであってもよい。
In the above embodiment, the dead band duty ratio is a duty ratio corresponding to the drive voltage +2.5 V. However, the present invention is not limited to this, and the voltage is within the range of the dead band. Any corresponding duty ratio may be used. For example, a duty ratio corresponding to + 1V, a duty ratio corresponding to + 4V, or the like may be used.
また、このようにしても、駆動電圧(または駆動電流)は不感帯の範囲内となるので、
DCモータ26の回転を一時停止させることが可能となる。なお、不感帯デューティ比を
変更した場合においても、以上の実施の形態のように、極低速回転期間を8msまたは9
msにするためには、デューティ比増加率も併せて変更するようにすればよい。すなわち
、不感帯デューティ比に応じたデューティ比増加率として、予め測定により極低速回転期
間が8msまたは9msとなるような値を求めて、レジスタに記憶させるようにすればよ
い。
Even in this case, the drive voltage (or drive current) is within the dead zone.
The rotation of the
In order to achieve ms, the duty ratio increase rate may be changed together. That is, as a duty ratio increase rate corresponding to the dead band duty ratio, a value that makes the extremely low speed rotation period 8 ms or 9 ms is obtained in advance by measurement and stored in the register.
また、以上の実施の形態では、図10のステップS63における不感帯デューティー比として一定の値であるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、不感帯デューティー比をエッジ検出が発生した際のデューティー比に所定の倍率(0〜1の係数)を乗算して算出するようにしてもよい。さらにこの場合に、エッジ検出が発生した際のデューティー比はその時点における限界トルクを超えてモーターが動き出したデューティー比であるので、所定の倍率を乗算して、その際における限界トルクを僅かに下回る値に不感帯デューティー比を設定し、デューティー比を不感帯ディーティー比に低下させてもよい。こうすることでスループットを低下させない極低速制御が可能になる。その他にも不感帯デューティー比を、エッジ検出が発生した際のデューティー比から所定の低下量を差し引いて不感帯デューティー比を算出してもよい。
In the above embodiment, the dead zone duty ratio in step S63 of FIG. 10 is a constant value, but the present invention is not limited to this.
For example, the dead band duty ratio may be calculated by multiplying the duty ratio when edge detection occurs by a predetermined magnification (coefficient of 0 to 1). Furthermore, in this case, since the duty ratio at the time of edge detection is the duty ratio at which the motor has started exceeding the limit torque at that time, it is slightly lower than the limit torque at that time by multiplying by a predetermined magnification. A dead band duty ratio may be set as the value, and the duty ratio may be lowered to the dead band duty ratio. This makes it possible to perform extremely low speed control without reducing the throughput. In addition, the dead band duty ratio may be calculated by subtracting a predetermined amount of decrease from the duty ratio when edge detection occurs.
また、以上の実施の形態では、エンコーダパルスのエッジを検出するたびに、デューテ
ィ比を増加させたり、デューティ比を不感帯デューティ比に減少させたりしていたが、2
以上の所定数だけエッジを検出するたびに、デューティ比を増加または減少させるように
してもよい。
In the above embodiment, every time an edge of an encoder pulse is detected, the duty ratio is increased or the duty ratio is decreased to the dead band duty ratio.
Each time the predetermined number of edges are detected, the duty ratio may be increased or decreased.
また、以上の実施の形態では、1msの待ち期間を設けるようにしていたが、この待ち
期間を設けずに、所定電荷蓄積期間を全て極低速回転期間とするようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, a waiting period of 1 ms is provided. However, the predetermined charge accumulation period may be set to an extremely low speed rotation period without providing this waiting period.
また、以上の実施の形態では、極低速回転処理の制御対象のDCモータ26は、スキャ
ナ装置が備えるキャリッジ14の搬送用モータであったが、本発明は、これに限定される
ものではない。他の装置が備えるモータについても、前述の極低速回転処理を行うことに
より、駆動電圧として不感帯の範囲外の電圧を印加してモータを回転させ続ける場合に比
べて、より遅い平均回転速度でモータを回転させることができる。
In the above embodiment, the
また、以上の実施の形態では、カラーモードにおける動作を例に挙げて説明したが、モ
ノクロモードの場合には、R,G,BのいずれかのLEDが点灯され、イメージセンサ2
0に蓄積された電荷が画像データとして出力される。具体的には、図9において、例えば
、RのLEDのみが点灯され、G,Bについては点灯されない。そして、RのLEDが点
灯されて蓄積された電荷がつぎのRの点灯時に転送される。なお、Rではなく、Gのみを
点灯するようにしてもよい。
In the above embodiment, the operation in the color mode has been described as an example. However, in the monochrome mode, one of R, G, and B LEDs is lit and the image sensor 2 is turned on.
The charge accumulated in 0 is output as image data. Specifically, in FIG. 9, for example, only the R LED is lit, and G and B are not lit. Then, the electric charge accumulated by turning on the R LED is transferred at the next R lighting. Note that instead of R, only G may be lit.
また、以上の実施の形態では、R,G,BのLEDを順次点灯してR,G,Bの画像デ
ータを生成するようにしたが、例えば、白色の冷陰極管またはLEDを点灯し、R,G,
Bのそれぞれのフィルタを有する3ライン分のイメージセンサによって画像データを生成
するようにしてもよい。
In the above embodiment, R, G, B LEDs are sequentially turned on to generate R, G, B image data. For example, a white cold cathode tube or LED is turned on, R, G,
Image data may be generated by an image sensor for three lines having the respective filters B.
また、以上の実施の形態では、制御対象のDCモータ26は直流電力で動作するモータ
であるものとしたが、DCモータに代えて、ACモータであってもよい。この場合、AC
モータに印加する駆動電圧(交流)の周波数を徐々に高くしていき、ACモータの周波数
についての不感帯の範囲内から不感帯の範囲を脱するようにしてACモータを回転させる
と共に、エンコーダパルスのエッジを検出したら、駆動電圧の周波数を下げて不感帯の範
囲内に入るように調整すればよい。
In the above embodiment, the
The frequency of the drive voltage (alternating current) applied to the motor is gradually increased, and the AC motor is rotated so that the dead zone is removed from the dead zone range with respect to the AC motor frequency. May be adjusted so that the frequency of the drive voltage is lowered to fall within the dead band range.
また、以上の実施の形態では、イメージセンサ20は、CIS方式のイメージセンサで
あったが、CIS方式に代えて、光学縮小方式のイメージセンサであってもよい。光学縮
小方式においても、スキャナは光源やミラーを搭載したキャリッジを移動させるためにモ
ータを備えるので、上述した極低速回転処理を実行することにより、このモータを極低速
で回転させることができる。その結果、このキャリッジを極低速で搬送することができる
ので、駆動電圧として不感帯の範囲外の電圧を印加してモータを回転させ続ける場合に得
られる画像に比べて、より高い解像度の画像を得ることができる。
In the above embodiment, the
また、以上の実施の形態では、DCモータ制御部513は、駆動電圧を調整するのにP
WM制御方式で調整していたが、PWM制御方式に変えて、PAM(Pulse Amplitude Mo
dulation)制御方式で調整するようにしてもよい。また、これらPWM制御方式およびP
AM制御方式を組み合わせた制御方式で調整するようにしてもよい。
In the above embodiment, the DC
Although it was adjusted with the WM control method, the PAM (Pulse Amplitude Mo
dulation) It may be adjusted by a control method. These PWM control methods and P
You may make it adjust with the control system which combined AM control system.
また、以上の実施の形態では、エンコーダは、ロータリエンコーダであるものとしたが
、ロータリエンコーダに代えて、ホール素子を備えたエンコーダやレゾルバなど、他のエ
ンコーダであってもよい。
In the above embodiments, the encoder is a rotary encoder. However, instead of the rotary encoder, another encoder such as an encoder provided with a Hall element or a resolver may be used.
また、以上の実施の形態において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部を
ソフトウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、モータドライブ制御部(ASIC
)で行っていた印加電圧の制御(PWM制御)を、ソフトウェアにより実現するようにし
てもよい。
In the above embodiment, a part of the configuration realized by hardware may be replaced with software. For example, a motor drive control unit (ASIC
The control of the applied voltage (PWM control) performed in (1) may be realized by software.
14 キャリッジ、20 イメージセンサ、26 DCモータ(移動手段)、501
CPU(選択手段)、513 DCモータ制御部(第1の制御手段、第2の制御手段)
14 Carriage, 20 Image sensor, 26 DC motor (moving means), 501
CPU (selection means), 513 DC motor control section (first control means, second control means)
Claims (6)
上記スキャン対象物の光画像を対応する画像データに変換するイメージセンサと、
上記イメージセンサを有するキャリッジを上記スキャン対象物に対して相対的に移動させるための移動手段と、
上記移動手段を第1の制御処理によって制御する第1の制御手段と、
上記移動手段を上記第1の制御処理とは異なる第2の制御処理によって制御する第2の制御手段と、
得ようとする画像データの解像度またはモノクロ/カラーの別に応じて、上記第1または第2の制御手段を選択する選択手段と、
を有し、
上記選択手段は、
上記移動手段が有するモータを所定の速度以下で回転させる場合には上記第1の制御手段を選択し、
それ以外の場合には上記第2の制御手段を選択し、
上記第1の制御手段が有する上記第1の制御処理は、
上記モータの回転を制御するための駆動電圧または駆動電流のデューティ比を所定のデューティ比増加率に基づいて増加させて上記モータを回転させる処理と、上記モータの回転に基づく所定のエンコーダパルスのエッジを検出すると、上記デューティ比を上記モータが回転しない所定のデューティ比に減少させてモータを停止させる処理と、を繰り返すことによって上記モータを回転させ、
上記第2の制御手段が有する上記第2の制御処理は、
比例要素P、積分要素I、及び微分要素Dによる制御によって上記モータを回転させ、
上記モータが回転しない所定のデューティ比は、
上記エンコーダパルスのエッジを検出したときの上記デューティ比に所定の値を乗算ないし減算し、上記デューティ比より小さく、かつ上記モータが回転しないデューティ比である、
ことを特徴とするスキャナ装置。 A scanner device that scans a predetermined scan object and generates image data,
An image sensor for converting the optical image of the scan object into corresponding image data;
Moving means for moving a carriage having the image sensor relative to the scan object;
First control means for controlling the moving means by a first control process;
Second control means for controlling the moving means by a second control process different from the first control process;
Selection means for selecting the first or second control means according to the resolution or monochrome / color of the image data to be obtained;
Have
The selection means is:
When rotating the motor of the moving means at a predetermined speed or less, select the first control means,
Otherwise, select the second control means ,
The first control process of the first control means includes
A process for rotating the motor by increasing the duty ratio of the driving voltage or driving current for controlling the rotation of the motor based on a predetermined duty ratio increase rate, and an edge of a predetermined encoder pulse based on the rotation of the motor , The motor is rotated by repeating the process of reducing the duty ratio to a predetermined duty ratio at which the motor does not rotate and stopping the motor,
The second control process of the second control means includes
The motor is rotated by the control by the proportional element P, the integral element I, and the derivative element D,
The predetermined duty ratio at which the motor does not rotate is
The duty ratio when the edge of the encoder pulse is detected is multiplied or subtracted by a predetermined value, and is a duty ratio that is smaller than the duty ratio and does not rotate the motor.
A scanner device characterized by that.
前記第2の制御手段は、前記キャリッジの位置および速度に応じて制御を行う、
ことを特徴とする請求項1または2記載のスキャナ装置。 The first control means performs control according to the position of the carriage,
The second control means performs control according to the position and speed of the carriage.
The scanner apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記第2の制御手段は、前記移動手段が有するモータが連続的に回転するように駆動する、
ことを特徴とする請求項1または2記載のスキャナ装置。 The first control means is driven so that the motor of the moving means rotates intermittently,
The second control means is driven so that the motor of the moving means rotates continuously.
The scanner apparatus according to claim 1 or 2, wherein
上記スキャン対象物の光画像を対応する画像データに変換するイメージセンサを有するキャリッジを、上記スキャン対象物に対して相対的に移動させる際に、
上記キャリッジを移動させるモータを所定の速度以下で回転させる第1の制御処理と、
上記第1の制御処理とは異なる第2の制御処理とを、
得ようとする画像データの解像度またはモノクロ/カラーの別に応じて選択し、
上記第1の制御処理は、上記モータの回転を制御するための駆動電圧または駆動電流のデューティ比を所定のデューティ比増加率に基づいて増加させて上記モータを回転させる処理と、上記モータの回転に基づく所定のエンコーダパルスのエッジを検出すると、上記デューティ比を上記モータが回転しない所定のデューティ比に減少させてモータを停止させる処理と、を繰り返すことによって上記モータを回転させ、
上記第2の制御処理は、比例要素P、積分要素I、及び微分要素Dによる制御によって上記モータを回転させ、
上記モータが回転しない所定のデューティ比を、上記エンコーダパルスのエッジを検出したときの上記デューティ比に所定の値を乗算ないし減算し、上記デューティ比より小さく、かつ上記モータが回転しないデューティ比と
することを特徴とするスキャン方法。 A scanning method for generating image data by scanning a predetermined scanning object,
When moving a carriage having an image sensor that converts an optical image of the scan object into corresponding image data relative to the scan object,
A first control process for rotating a motor for moving the carriage at a predetermined speed or less;
A second control process different from the first control process,
Select according to the resolution or monochrome / color of the image data you want to obtain,
The first control process includes a process of rotating the motor by increasing a duty ratio of a drive voltage or a drive current for controlling the rotation of the motor based on a predetermined duty ratio increase rate, and a rotation of the motor. When the edge of a predetermined encoder pulse based on the above is detected, the duty ratio is reduced to a predetermined duty ratio at which the motor does not rotate, and the motor is stopped by repeating the process,
In the second control process, the motor is rotated by the control by the proportional element P, the integral element I, and the differential element D,
The predetermined duty ratio at which the motor does not rotate is multiplied or subtracted by a predetermined value to the duty ratio when the edge of the encoder pulse is detected, so that the duty ratio is smaller than the duty ratio and at which the motor does not rotate. A scanning method characterized by the above.
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