JP5141712B2 - 画像読取装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像読取装置に関する。
画像読取装置としては、主走査方向に画像読取可能なラインセンサを副走査方向に搬送して原稿を読み取るフラットベッド(FB)型の画像読取装置や、ラインセンサを固定して原稿を副走査方向に搬送することにより原稿を読み取るオートドキュメントフィーダ(ADF)型の画像読取装置が従来知られている。この種の画像読取装置では、原稿とラインセンサとの相対位置が一定速度で変化するように、原稿又はラインセンサを搬送し、定速搬送中には、所定時間毎の読取動作をラインセンサに実行させて、ラインセンサにライン毎の読取画像データであるライン画像データを生成させる。そして、これらを組み合わせて原稿の読取画像を表す読取画像データを生成する。
また、上記画像読取装置としては、ライン画像データをバッファに一旦蓄積して下流に転送するが、下流での処理遅れ等によりバッファが一杯になった場合又はなる可能性がある場合には、定速搬送による原稿読取処理を一旦中断すると共に、中断位置を記憶保持し、バッファに空きが生じると、中断位置から定速搬送による原稿読取処理を再開するものが知られている。中断位置を正確に特定するための技術としては、ラインセンサの移動に合わせてエンコーダ信号を出力するエンコーダの当該エンコーダ信号に同期させるようにして、ラインセンサにラインスタート信号を入力するものが知られている。ラインセンサは、ラインスタート信号の入力毎に読取動作を実行して各ライン画像データを生成するが、エンコーダ信号とラインスタート信号とを同期させることで、中断位置を正確に特定できるようにし、中断位置と再開位置とのずれを抑えることで、原稿読取処理の中断に伴う画質劣化を抑えるようにしている(例えば、特許文献1,2参照)。
特開平8−228267号公報 特開2009−141523号公報
しかしながら、従来技術のように、ラインスタート信号をエンコーダ信号に同期させて中断位置を精度よく特定できるようにする目的では、ラインセンサによる読取解像度(一ライン当りの副走査方向の距離)と、エンコーダ解像度(1パルス当りの距離)とを合わせる必要がある。従って、読取解像度を上げるためには、高解像度のエンコーダを用いなければならず、製造コストが高くなるといった問題があった。また、制御誤差によって搬送対象の速度変動が生じると、エンコーダ信号の周期が変動することに伴って、ラインスタート信号も変動し、これが原因で、読取画像データの画質が劣化するといった問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、ラインスタート信号をエンコーダ信号に同期させなくとも中断位置を高精度に特定可能な技術を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するためになされた本発明の画像読取装置は、ラインスタート信号を周期的に出力するラインスタート信号出力手段と、ラインスタート信号出力手段からラインスタート信号が入力される度、読取対象の原稿を主走査方向に読み取る読取ユニットと、モータを有し、モータから発生する駆動力を用いて、読取ユニット及び読取対象のいずれか一方を、搬送対象として副走査方向に搬送する搬送手段と、搬送手段による搬送対象の搬送位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出される搬送対象の搬送位置と予め設定された目標位置軌跡とに基づき上記モータを駆動制御することにより、目標位置軌跡に従って、搬送対象を搬送開始位置から所定速度まで加速させた後、定速搬送する搬送制御手段と、所定の中断条件が満足されることによって無効化又は中断される読取ユニットによる読取動作の当該無効化又は中断が行われるラインスタート信号の出力時点での搬送対象の搬送位置を、搬送開始位置からの目標位置軌跡に基づき特定する位置特定手段と、を備えることを特徴とする。
この画像読取装置によれば、搬送開始位置からの目標位置軌跡の情報に基づき、読取動作の無効化又は中断が行われるラインスタート信号の出力時点での搬送対象の搬送位置(以下、「中断位置」とも表現する。)を特定する。従って、位置検出手段が、エンコーダ信号等に基づき搬送位置を検出するような離散的なタイミングでしか位置検出できない類の手段によって構成されている場合でも、中断位置を、目標位置軌跡に基づき精度よく特定することができる。
具体的に、位置特定手段は、搬送制御手段による搬送開始時点からの経過時間を計測する計時手段と、搬送制御手段による搬送対象の搬送開始時点から上記読取動作の無効化又は中断が行われるラインスタート信号の出力時点までの経過時間を計時手段の計測結果に基づき特定する時間特定手段と、を備え、時間特定手段により特定された経過時間及び搬送開始位置からの目標位置軌跡に基づき、上記読取動作の無効化又は中断が行われるラインスタート信号の出力時点での搬送対象の搬送位置を特定する構成にすることができる。
この画像読取装置によれば、搬送対象の搬送開始時点から読取動作の無効化又は中断が行われるラインスタート信号の出力時点までの経過時間を計測し、当該経過時間の情報及び搬送開始位置からの目標位置軌跡の情報に基づき、中断位置を特定する。従って、この画像読取装置によれば、ラインスタート信号をエンコーダ信号に同期させるよう画像読取装置を構成しなくても、簡単な手順で中断位置を、精度よく特定することができる。
この結果、本発明によれば、搬送対象の定速搬送制御及び読取ユニットに対するラインスタート信号の周期入力によって一連の原稿読取に関する処理(「原稿読取処理」とも表現する。)を行い状況に応じて原稿読取処理を中断/再開する画像読取装置において、ラインスタート信号をエンコーダ信号に同期させるよう画像読取装置を構成しなくても、中断/再開を原因する読取画像データの画質劣化を抑えることができる。
尚、上記画像読取装置は、上記中断条件が満足されると搬送制御手段による搬送対象の定速搬送を中断し、搬送対象を停止させるようにモータを駆動制御する定速搬送中断手段と、定速搬送中断手段による搬送対象の停止後、位置検出手段により検出される搬送対象の搬送位置に基づきモータを駆動制御することにより、目標位置軌跡に従う加速区間での加速距離に対応する距離以上、中断位置から後退した位置である搬送再開位置まで、搬送対象を後退させて、搬送再開位置に搬送対象を配置する後退制御手段とを備えた構成にすることができる。更に、この画像読取装置は、搬送制御手段が搬送再開位置から搬送対象を搬送した際に、搬送対象が中断位置に到達するまでの時間を推定する推定手段を備えた構成にすることができる。
そして、搬送制御手段は、所定の再開条件が満足されると、搬送対象を、搬送再開位置から加速区間及び定速区間を含む上記目標位置軌跡に従って搬送するように、モータを駆動制御し、この搬送再開時点から推定手段により推定された時間が経過した時点でラインスタート信号出力手段にラインスタート信号を出力させることにより、以後、ラインスタート信号出力手段に当該時点から周期的にラインスタート信号を出力させると共に、この時点から読取ユニットの読取動作を有効化する又は再開させる構成にすることができる。
位置検出手段がエンコーダ信号等に基づき搬送位置を検出するような離散的なタイミングでしか位置検出できない類の手段である場合、この位置検出手段に基づいては、搬送対象の搬送再開時においても、搬送対象が中断位置に到達したか否かを精度よく特定することができない。一方、目標位置軌跡に基づいて搬送制御を行う場合には、目標位置軌跡の情報に基づいて搬送再開後に搬送対象が上記中断位置に到達する時間を精度よく推定することができる。
従って、搬送再開後に上記推定手段によって推定された時間が経過した時点でラインスタート信号を読取ユニットに入力するように画像読取装置を構成すれば、精度よく中断位置から無効化又は中断された読取ユニットによる読取動作を再開させることができ、中断/再開を原因する読取画像データの画質劣化を抑えることができる。
尚、上述の発明は、位置検出手段が搬送対象の移動に応じたエンコーダ信号を出力するエンコーダ装置から入力されるエンコーダ信号に基づき、搬送対象の搬送位置を検出する構成にされた画像読取装置に適用されると、その効果が一層発揮される。また、上述の発明は、読取ユニットによる読取動作によって生成された読取画像データを記憶するバッファの空き容量に基づき、中断条件が満足されたか否かや、再開条件が満足されたか否かを判断する画像読取装置に適用することができる。
例えば、画像読取装置は、バッファの空き容量が基準より少なくなった場合には、中断条件が満足されたとして定速搬送を中断すると共に、読取ユニットによって生成される読取画像データを破棄して読取ユニットによる読取動作を無効化又は読取ユニットに対するラインスタート信号の入力を止めて読取ユニットによる読取動作を中断する構成にすることができる。更に、この画像読取装置は、バッファの空き容量が基準より多くなった場合には再開条件が満足されたとして搬送再開時に搬送対象が中断位置に到達するまでの時間を上記手法で推定し、搬送再開時に当該推定した時間が経過した時点でラインスタート信号を出力することで、読取ユニットによる読取動作を、当該時点を基準に有効化する(例えば画像データの破棄を止める)又は再開させる(例えば読取ユニットに対するラインスタート信号の入力を再開する)構成にすることができる。
この構成によれば、バッファの空き容量に基づき原稿読取処理を中断/再開する画像読取装置において、ラインスタート信号をエンコーダ信号に同期させるよう画像読取装置を構成しなくても、中断/再開を原因する読取画像データの画質劣化を抑えることができる。
画像読取装置1の構成を表すブロック図である。 画像読取装置1の機械的構成を表す断面図である。 ASIC40の内部構成を表すブロック図である。 画データ処理部53での空き容量判断処理を表すフローチャートである。 主制御部65が実行する処理を表すフローチャートである。 搬送形態及び読取形態を示したタイムチャートである。 搬送時間計測部68が実行する処理を表すフローチャートである。 読取指令信号生成部69が実行する処理を表すフローチャートである。
以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
図1に示すように、本実施例の画像読取装置1は、CPU11と、CPU11が実行するプログラムを記憶するROM13と、CPU11によるプログラム実行時に作業領域として使用されるRAM15と、外部のパーソナルコンピュータ(PC)と通信可能なインタフェース17と、ラインセンサ21を搬送して読取対象の原稿を読み取るFB(フラットベッド)読取装置20と、オートドキュメントフィーダ(ADF)装置30と、FB読取装置20及びADF装置30の駆動制御を行うASIC40と、を備える。
この画像読取装置1では、CPU11がインタフェース17を通じて外部のパーソナルコンピュータ3から入力される読取指令に基づき、原稿読取に関する統括制御処理を実行し、ASIC40に動作パラメータを設定して当該ASIC40を起動する。動作パラメータとしては、読取モード、読取解像度及び読取領域を表す動作パラメータ等を挙げることができる。読取モードとしては、ラインセンサ21を固定配置し読取対象の原稿を搬送することでラインセンサ21と原稿との相対位置を変化させて原稿を読み取るADF読取モード、及び、ラインセンサ21を搬送することでプラテンガラス103A上に載置された原稿との相対位置を変化させて当該原稿を読み取るFB読取モードを挙げることができる。
ASIC40は、この動作パラメータに従ってFB読取装置20やADF装置30を制御し、読取対象の原稿とラインセンサ21との相対位置を変化させながらラインセンサ21に周期的な読取動作を実行させる。ラインセンサ21は読取動作毎に原稿一ライン分の読取結果を表すライン画像データを生成する。ASIC40は、このようにして生成される各ライン画像データをシェーディング補正等し、この補正後のライン画像データを出力する。ASIC40から出力された補正後の各ライン画像データは、RAM15に記憶される。
CPU11は、RAM15に記憶された補正後の各ライン画像データを、インタフェース17を通じて逐次又は原稿一枚分蓄積した後、パーソナルコンピュータ3に送信する。これにより、CPU11は、ライン画像データの一群により構成される原稿の読取結果を表す読取画像データを、パーソナルコンピュータ3に提供する。
続いて、FB読取装置20、ADF装置30、及び、ASIC40の詳細構成について説明する。FB読取装置20は、読取対象の原稿を主走査方向に読み取るラインセンサ21と、ラインセンサ21を搬送するラインセンサ搬送機構23と、ラインセンサ搬送機構23に動力を付与する直流モータであるFBモータ25と、FBモータ25を駆動する駆動回路27と、FBモータ25からラインセンサ21への動力伝達機構に取り付けられてラインセンサ21の副走査方向への移動に応じたパルス信号(エンコーダ信号)を出力するエンコーダ(以下、「FBエンコーダ」とも表現する。)29と、を備える。FBエンコーダ29は、例えば、ロータリエンコーダで構成される。
また、ラインセンサ搬送機構23は、図2に示すように、画像読取装置1の下部ケース101内に設けられる。画像読取装置1が備える下部ケース101は、上面に透明なプラテンガラス103A,103Bが設けられた構成にされている。プラテンガラス103Aの上面には、FB読取モード時にユーザの手動によって読取対象の原稿が載置される。一方、プラテンガラス103Bは、ADF読取モード時に使用され、このADF読取モード時には、プラテンガラス103Bの下方領域にラインセンサ21が固定配置される。
ラインセンサ搬送機構23は、プラテンガラス103A,103Bの下方領域において、主走査方向に延びるラインセンサ21を副走査方向に搬送可能に設けられている。具体的に、ラインセンサ搬送機構23は、ラインセンサ21を搭載するキャリッジ231が、駆動プーリ233及び従動プーリ234に掛けられたベルト235に連結された構成にされている。駆動プーリ233にはギヤを介してFBモータ25が接続されている。
即ち、ラインセンサ搬送機構23では、FBモータ25の動力を受けて駆動プーリ233が回転し、駆動プーリ233の回転に応じてベルト235及び従動プーリ234が回転することによって、ベルト235に連結されたキャリッジ231に動力が伝達する。この動力を受けるキャリッジ231は、ガイド軸237によって移動方向を副走査方向に規制されて、副走査方向に移動する。ラインセンサ搬送機構23は、この動作によって、キャリッジ231に搭載されたラインセンサ21を副走査方向に搬送する。上記FBエンコーダ29は、例えば、駆動プーリ233の回転軸やFBモータ25の回転軸に取り付けられて、ラインセンサ21の副走査方向の移動に応じたエンコーダ信号を出力する。
一方、ADF装置30は、原稿搬送機構31と、原稿搬送機構31に動力を付与する直流モータであるADFモータ35と、ADFモータ35を駆動する駆動回路37と、原稿搬送量に応じたパルス信号(エンコーダ信号)を出力するエンコーダ(以下、「ADFエンコーダ」とも表現する。)39と、を備える。ADFエンコーダ39は、例えば、ロータリエンコーダで構成される。
原稿搬送機構31は、図2に示すように、画像読取装置1の下部ケース101に回動可能に設けられた上部ケース111に設けられている。上部ケース111は、プラテンガラス103A,103Bを含む下部ケース101の上面を被覆するカバー体として機能する。この上部ケース111に設けられる原稿搬送機構31は、分離ローラ311と、分離ローラ311に対して対向配置されて原稿に所定の搬送抵抗を付与する分離パッド312と、上部ケース111に設けられた原稿トレイ113に積層された原稿を分離ローラ311に送り出す吸入ローラ313と、を備える。
また、原稿搬送機構31は、分離ローラ311から搬送されてきた原稿の搬送方向をプラテンガラス103B側に向けて転向させながら原稿に搬送力を付与するメインローラ315と、原稿をメインローラ315に押し付ける一対のピンチローラ316と、原稿押さえ317と、排紙ローラ318と、原稿センサアクチュエータ319と、を備える。
原稿搬送機構31を構成する各ローラ311,313,315,318は、ADFモータ35から動力を付与されて、互いに連動するように回転し、原稿に副走査方向の力を作用させて、原稿を各ローラ311,313,315,318の回転量に応じた量、原稿トレイ113から排紙トレイ115へと搬送する。また、原稿押さえ317は、搬送されてきた原稿をプラテンガラス103B側に押さえるものである。ラインセンサ21は、ADF読取モード時、この原稿押さえ317の下方に配置されて、この地点を通過する原稿を読み取る。この他、原稿センサアクチュエータ319は、原稿押さえ317の上流に配置されて、原稿が通過したか否かを検出するものである。
ADFエンコーダ39は、ADFモータ35から上記ローラへの動力伝達機構(例えばADFモータ35の回転軸)に取り付けられて、ADFモータ35及びローラの回転に応じたパルス信号(エンコーダ信号)を出力する。本実施例では、原稿センサアクチュエータ319からのオン/オフ信号と、ADFエンコーダ39から出力されるエンコーダ信号とに基づき原稿の搬送位置を検出する。
続いて、ASIC40の詳細構成を、図3を用いて説明する。ASIC40は、読取制御部50と、FBモータ25及びADFモータ35の駆動制御を行うモータ制御部60とを備える。読取制御部50は、読取フロントエンド51と、画データ処理部53と、バッファ55と、を備え、ラインセンサ21を通じた原稿の読取制御を行う。
詳述すると、読取フロントエンド51は、ラインスタート信号生成部511、転送クロック信号生成部513、及び、出力制御部515等を備える。ラインスタート信号生成部511は、所定周期T0で、ラインスタート信号を周期的に出力するものである。時間T0は読取解像度に依存するものであり、予め図示しないレジスタに設定されている。また、このラインスタート信号は、ラインセンサ21に入力される。ラインセンサ21は、画素毎の受光素子(受光素子群211)及び受光素子数に対応したサイズのアナログシフトレジスタ213を備え、ラインスタート信号が入力されると、各受光素子に蓄積された信号電荷をアナログシフトレジスタ213に転送して、当該ラインスタート信号入力時点までの読取結果を表すライン画像データをアナログシフトレジスタ213に記憶する。即ち、アナログシフトレジスタ213は、ライン画像データとして、受光素子群211から入力された1ライン分の各画素の信号電荷情報を記憶保持する。また、このラインスタート信号の入力によって、各受光素子では、信号電荷がリセットされ、光電効果を利用した新たな読取動作が開始される。
尚、本実施例のラインスタート信号生成部511は、モータ制御部60から読取開始指令信号としてHigh信号が入力されるタイミングでは、例外的に、前回ラインスタート信号出力時点から一周期分の時間T0が経過したか否かに拘らず、ラインスタート信号を出力する。そして、以後においては、このラインスタート信号出力時点を起点にして時間T0が経過する毎にラインスタート信号を出力する。
一方、転送クロック信号生成部513は、ラインスタート信号生成部511からラインセンサ21へのラインスタート信号の入力毎に、アナログシフトレジスタ213にライン画像データ(信号電荷に対応したアナログデータ)を出力させるための転送クロック信号を、ラインセンサ21に入力するものである。この転送クロック信号の入力により、アナログシフトレジスタ213に記憶されたライン画像データは、次のラインスタート信号が入力されるまでの期間に、アナログシフトレジスタ213から出力制御部515へ一通り出力される。以下では、ラインスタート信号が入力されてから次のラインスタート信号が入力されるまでの期間を、「ライン読取期間」とも表現する。
また、出力制御部515は、ラインセンサ21から入力されるライン画像データをディジタルデータに変換し、変換後のライン画像データ群の内、所定条件を満足するライン画像データを、画データ処理部53に転送し、条件を満足しないライン画像データを、画データ処理部53に転送せずに破棄する構成にされたものである。
具体的に、出力制御部515は、上記読取開始指令信号としてHigh信号が入力された時点から、後述するメモリフル信号としてHigh信号が画データ処理部53から入力される時点までの各ライン読取期間での読取動作(受光素子群211による光電効果を利用した信号電荷の蓄積動作)によってラインセンサ21で生成されたライン画像データを破棄せずに画データ処理部53に転送し、読取開始指令信号としてHigh信号が入力される前に受光素子群211にて蓄積された信号電荷情報を含むライン画像データ及びメモリフル信号としてHigh信号が入力された後に受光素子群211にて蓄積された信号電荷情報を含むライン画像データを破棄する。
即ち、出力制御部515は、読取開始指令信号としてHigh信号が入力された直後の初回ライン読取期間での読取動作から当該読取動作を有効なものと取り扱って、初回ライン読取期間の終了後にラインセンサ21から出力されるライン画像データから順次ラインセンサ21にて生成されるライン画像データを画データ処理部53に入力する。また、メモリフル信号としてHigh信号が入力された時点より過去において最後にラインスタート信号がラインセンサ21に入力された時点以降の各ライン読取期間の読取動作に基づくライン画像データを破棄し、これによって当該時点からの読取動作を無効化する。
また、画データ処理部53は、読取フロントエンド51(出力制御部515)から入力されるライン画像データに対し、シェーディング補正、ガンマ補正等の画像処理を施して、これらの画像処理による補正後のライン画像データを出力するものである。補正後のライン画像データは、RAM15に記憶される。また、画データ処理部53から出力されるまでのライン画像データは、バッファ55に一時記憶される。但し、バッファ55としては、製造コストの関係から大きな記憶容量のメモリを設置することはできない。このため、画像処理の遅れ等によりバッファ55が一杯になり、読取フロントエンド51から出力されるライン画像データをバッファ55に一時記憶することができなくなる場合がある。
このような状況への対処のため、画データ処理部53は、起動後、メモリフル信号をASIC40内の各部に入力することにより、ASIC40内部の処理を、バッファ55の空き容量に応じて中断したり再開させたりする。具体的に、画データ処理部53は、図4に示す空き容量判断処理を実行することにより、ASIC40内の各部に入力するメモリフル信号のHigh/Lowを、バッファ55の空き容量に基づき切り替える。
空き容量判断処理を開始すると、画データ処理部53は、バッファ55の空き容量が閾値TH1未満であるか否かを判断し(S110)、バッファ55の空き容量が予め定められた閾値TH1未満である場合には(S110でYes)、メモリフル信号をHigh信号に切り替えて(S115)、S110に移行する。尚、メモリフル信号が既にHigh信号である場合には、この状態を維持してS110に移行する。一方、バッファ55の空き容量が閾値TH1以上である場合には(S110でNo)、バッファ55の空き容量が閾値TH2以上であるか否かを判断する(S120)。但し、閾値TH2は、閾値TH1よりも大きい値で予め定められており、図示しないレジスタに記憶されている。
そして、バッファ55の空き容量が閾値TH2以上である場合には(S120でYes)、メモリフル信号をLow信号に切り替えて(S125)、S110に移行する。尚、メモリフル信号が既にLow信号である場合には、この状態を維持してS110に移行する。画データ処理部53は、このような処理を主制御部65が休止するまで繰返し実行して、メモリフル信号のHigh/Lowを切り替える。
続いて、モータ制御部60の構成について説明する。モータ制御部60は、図3に示すように、FB信号処理部61と、ADF信号処理部63と、主制御部65と、タイマ67と、搬送時間計測部68と、読取開始指令信号生成部69と、を備える。
FB信号処理部61は、FBエンコーダ29から入力されるパルス状のエンコーダ信号(A相信号及びB相信号)に基づき、ラインセンサ21の副走査方向の搬送位置Xを検出する位置検出器611と、ラインセンサ21の搬送速度Vを検出する速度検出器612とを備え、検出した搬送位置X及び速度Vの情報を主制御部65に入力するものである。位置検出器611及び速度検出器612は、周知技術と同様の手法で、ラインセンサ21の搬送位置X及び速度Vを検出する。例えば、位置検出器611は、FBエンコーダ29のA相信号及びB相信号に基づき、ラインセンサ21の進行方向を検出すると共に、A相信号の立ち上りエッジを検出する度、搬送位置Xを更新する。
一方、ADF信号処理部63は、ADFエンコーダ39から入力されるパルス状のエンコーダ信号(A相信号及びB相信号)に基づき、原稿の搬送位置Xを検出する位置検出器631と、原稿の搬送速度Vを検出する速度検出器632とを備え、検出した搬送位置X及び速度Vの情報を主制御部65に入力するものである。例えば、位置検出器631は、ADFエンコーダ39のA相信号及びB相信号に基づき、原稿の進行方向を検出すると共に、A相信号の立ち上りエッジを検出する度、搬送位置Xを更新する。
主制御部65は、FB信号処理部61及びADF信号処理部63の夫々から入力される搬送位置X及び速度Vの情報に基づき、FBモータ25及びADFモータ35を制御する。例えば、主制御部65は、ADF読取モードに設定された場合、ラインセンサ21をプラテンガラス103Bの下方(具体的には原稿押さえ317の下方)に配置する初期処理の実行後、駆動対象モータをADFモータ35に設定して、ADF信号処理部63から入力される搬送位置X及び速度Vの情報に基づき、ADFモータ35に対する操作量を決定し、駆動回路37に操作量に対応した駆動電流/電圧でADFモータ35を駆動させる。これによって、ADF読取モードでの搬送対象である原稿を、副走査方向に搬送する際の搬送制御を行う。
一方、主制御部65は、FB読取モードに設定された場合、駆動対象モータをFBモータ25に設定し、FB信号処理部61から入力される搬送位置X及び速度Vの情報に基づき、FBモータ25に対する操作量を決定し、駆動回路27に操作量に対応した駆動電流/電圧でFBモータ25を駆動させる。これによって、FB読取モードにおける搬送対象としてのラインセンサ21を副走査方向に搬送する際の搬送制御を行う。
ここで、主制御部65が実行する処理の詳細について図5を用いて説明する。主制御部65は、起動して図5に示す処理を開始すると、初期処理を実行する(S210)。初期処理としては、スタート時点からの経過時間(時刻)をカウントするタイマ67をリセットする処理を実行すると共に、ラインセンサ21を初期位置に配置する処理を実行する。具体的に、ADF読取モードでは、ラインセンサ21を、プラテンガラス103Bの下方の原稿読取位置に配置する処理を実行する。また、ADF読取モードでは、原稿の原稿トレイ113からの分離処理を行う。
また、この処理を終えると、主制御部65は、搬送対象の現在位置を制御開始位置Xstとして記憶保持すると共に(S215)、読取開始時刻Trsの設定処理を行う(S220)。本実施例では、タイマ67が示す時刻が読取開始時刻Trsに一致するタイミングで、読取開始指令信号生成部69が、読取フロントエンド51に入力する読取開始指令信号を、一時的にLow信号からHigh信号に切り替え、ラインセンサ21の読取動作を有効なものとする。S220では、このように読取開始指令信号をHigh信号とするタイミングを読取開始時刻Trsとして設定する。初回の読取開始時刻Trsについては、搬送対象が読取領域の始点に到達する時刻に設定する。ここでいう搬送対象とはFB読取モードの場合、ラインセンサ21のことであり、ADF読取モードの場合、原稿のことである。
搬送対象が読取領域の始点に到達する時刻は、搬送対象の目標位置軌跡から算出することができる。本実施例では、搬送対象を所定速度Vcまで加速させた後、定速搬送する制御を行うが、この搬送制御時の目標位置軌跡として、主制御部65にて予め加速区間及び定速区間の目標位置軌跡が定められている。
例えば、加速区間の目標位置軌跡(目標位置Xrの軌跡)は、関数Xr(T)=AT2/2+Xstで定められる。定数Aは加速度であり、変数Tは搬送制御開始時を基準とした時刻であり、Xstは、この目標位置軌跡に基づく搬送制御開始時の搬送対象の位置(制御開始位置)である。定速区間の目標速度が速度Vcである場合、加速区間の時間長さ(加速時間)Taは、Ta=Vc/Aである。Vc及びAは解像度及び駆動条件に応じて予め図示しないレジスタに記憶されている。
また、加速区間に続く定速区間の目標位置軌跡は、Xr(T)=Vc(T−Ta)+Xaで定められる。Xaは、加速区間終了時の目標位置Xrであり、Xa=Xst+Daである。Daは、加速距離Da=A×Ta2/2である。
即ち、主制御部65は、S215で設定した制御開始位置Xstからの目標位置軌跡、及び、読取領域に基づき、読取領域始点に搬送対象が到達する時刻を算出し、この時刻を読取開始時刻Trsとして読取開始指令信号生成部69に設定する。
また、この処理を終えると主制御部65は、タイマ67をリセットし更にはタイマ67によるゼロからの時間カウントをスタートさせることで(S230)、タイマ67に搬送制御開始時を基準とする時刻Tを計測させると同時に、加速区間及び定速区間を含む上記目標位置軌跡と信号処理部61,63により検出された搬送対象の搬送位置Xとに基づく駆動対象モータの制御を開始する(S235)。即ち、上記目標位置軌跡に従って、搬送対象を制御開始位置Xstから所定速度Vcまで加速させた後、定速搬送する定速搬送制御処理の実行を開始する(S235)。ここでいう駆動対象モータとは、FB読取モードの場合、FBモータ25のことであり、ADF読取モードの場合、ADFモータ35のことである。
具体的に、S235では、搬送制御開始時を基準とした現在時刻Tでの目標位置Xr(T)と、信号処理部61,63により検出された現在の搬送対象の搬送位置Xとの偏差E=X−Xrがゼロに収束する方向の操作量Uを算出し、この操作量Uを駆動対象モータに対応する駆動回路27,37に設定する。これによって、対応する駆動回路27,37に駆動対象モータを操作量Uに応じた駆動電流/電圧で駆動させる。尚、制御系は、位置フィードバック系と速度フィードバック系を併用したものとすることができる。即ち、操作量Uは、信号処理部61,63により検出された現在の搬送対象の搬送位置X及び速度Vに基づいて算出することができる。
また、このような定速搬送制御の開始後には、定速搬送制御を継続しながら、逐次読取制御部50(画データ処理部53)から入力されるメモリフル信号がLow信号からHigh信号に切り替わったか否かを判断し(S240)、更には、読取領域全域の読取動作が完了したか否かを判断する(S245)。そして、読取領域全体の読取動作が完了した場合には(S245でYes)、所定の終了処理を実行する(S290)。具体的に、読取モードがFB読取モードである場合には、終了処理として、搬送対象であるラインセンサ21をモータ制御により減速・停止させると共に、停止したラインセンサ21を更にホームポジションまで搬送する処理を実行する。一方、読取モードがADF読取モードである場合には、終了処理として、原稿を排出する処理を実行する。その後、主制御部65は休止する。
一方、図6に示すようにメモリフル信号がLow信号からHigh信号に切り替わったと判断すると(S240でYes)、主制御部65は、定速搬送制御を中断し、搬送対象をモータ制御により減速・停止させる定速搬送中断処理を実行する(S250)。具体的には、減速時の目標位置軌跡と、信号処理部61,63により検出された搬送対象の搬送位置X及び速度Vとに基づき、搬送対象を予め定められた減速時の目標位置軌跡に従って滑らかに減速・停止させる処理を行う。
また、この処理を終えると、主制御部65は、後退時の目標位置軌跡と、信号処理部61,63により検出された搬送対象の搬送位置X及び速度Vとに基づき駆動対象モータを制御し、S250の処理による搬送対象の停止位置から、当該搬送対象を所定距離搬送方向上流に戻した位置に配置する(S260)。具体的に、搬送対象の戻し量は、S250での処理により搬送対象を減速させてから停止するまでの減速距離Ddに、S235で用いられる目標位置軌跡の加速距離Daを加算した量(Dd+Da)に所定の冗長量αを更に加算した量(Dd+Da+α)に定めることができる。このように冗長量αを用いるのは、メモリフル信号がHigh信号に切り替わって定速搬送制御を中断する直前のラインスタート信号入力時点で搬送対象が存在していた位置からラインセンサ21による有効な読取動作を再開させる必要があるためである。即ち、S260での処理によって、搬送対象は、ラインセンサ21による有効な読取動作の再開位置から加速距離Daに対応する距離以上後退した搬送再開位置まで後退させられて、搬送再開位置に配置される。
尚、メモリフル信号がLow信号からHigh信号に切り替わるイベントによって、搬送時間計測部68では、メモリフル信号がLow信号からHigh信号に切り替わった時点よりも過去において最後にラインスタート信号がラインスタート信号生成部511から出力されラインセンサ21に入力された時点(以下、「中断時点」とも表現する。)でのタイマ67の値(時刻T)が、搬送時間Tspの情報として記憶保持される。ここで、図7を用いて、搬送時間計測部68の詳細について説明する。
搬送時間計測部68は、起動すると図7に示す処理を実行する。図7に示すように、搬送時間計測部68は、ラインスタート信号生成部511から入力されるラインスタート信号の立ち上りエッジを検出する度に(S310でYes)、搬送時間Tspを、その時点でのタイマ67が示す現在時刻T(換言すれば搬送制御開始時点からの経過時間)に更新する(S320)。そして、メモリフル信号がLow信号からHigh信号に切り替わると(S330でYes)、タイマ67をストップする(S350)。また、この後には、メモリフル信号がHigh信号からLow信号に切り替わって搬送対象の搬送再開位置からの搬送制御が開始されるまで待機し(S360)、メモリフル信号がHigh信号からLow信号に切り替わって搬送再開位置からの搬送制御が開始されると(S360でYes)、S310に移行して、後続の処理を実行する。
搬送時間計測部68は、このような処理を主制御部65が休止するまで実行する。この動作により、搬送時間計測部68は、メモリフル信号がLow信号からHigh信号に切り替わった時点よりも過去において最後にラインスタート信号がラインスタート信号生成部511から出力されラインセンサ21に入力された時点でのタイマ67の値(時刻T)を、搬送時間Tspの情報として記憶保持する。
主制御部65の処理に話を戻す。主制御部65は、S260での処理を終えると、メモリフル信号がHigh信号からLow信号に切り替わるまで待機し(S270)、メモリフル信号がHigh信号からLow信号に切り替わると、この時点で搬送時間計測部68が保持する搬送時間Tsp及び先立って記憶した制御開始位置Xstの位置座標に基づき、次式に従って、中断時点での搬送対象の搬送位置である中断位置Xspを推定する。
Xsp=Xst+Da+(Tsp−Ta)・Vc
先程説明したように、Daは、目標位置軌跡における加速区間での搬送距離(加速距離)であり、Taは、加速区間の時間長さ(加速時間)、Vcは、定速区間での搬送対象の目標速度である。
本実施例では、このようにして搬送制御開始時点から搬送時間計測部68が保持する搬送時間Tsp経過した時点での目標位置Xr(Tsp)を中断位置Xspに推定する(S275)。
また、この処理を終えると、主制御部65は、制御開始位置Xstを、搬送対象の現在位置である搬送再開位置に設定して(S280)、更新した制御開始位置Xstからの目標位置軌跡に基づき、搬送対象が中断位置Xspに到達する時刻Tnを、搬送制御開始時を基準に導出し(S285)、これを、読取開始時刻Trsとして読取開始指令信号生成部69に設定する(S287)。
具体的に、時刻Tnは、次式に従って算出することができる。
Tn=(Dn−Da)/Vc+Ta
但し、Dnは、搬送再開位置である制御開始位置Xstから中断位置Xspまでの距離を表す。
Dn=Xsp−Xst
また、Daは、搬送再開位置から加速区間が終了するまでの搬送距離(加速距離)であり、Taは、搬送再開位置から加速区間が終了するまでの時間長さ(加速時間)に対応する。
S287で読取開始時刻Trsを設定した後、主制御部65は、S230に移行して、タイマ67をリセットし更にスタートさせると共に、初期位置からの搬送制御と同様の目標位置軌跡を用いて、制御開始位置Xst(搬送再開位置)からの定速搬送制御を実行する。
以上に、主制御部65の処理動作について説明したが、主制御部65がS287の処理を経てS230の処理を開始すると、搬送対象が中断位置Xspに到達した時刻Trsで、読取開始指令信号生成部69から読取フロントエンド51に入力される読取開始指令信号が一時的にLow信号からHigh信号に切り替わる。
読取開始指令信号生成部69は、起動すると、図8に示すように、読取フロントエンド51に入力する読取開始指令信号をLow信号に設定し(S410)、この状態で、タイマ67の値が予め主制御部65から設定された読取開始時刻Trsに一致するまで待機する(S420でNo)。そして、タイマ67の値が読取開始時刻Trsに一致すると(S420でYes)、読取開始指令信号をLow信号からHigh信号に切り替える(S430)。その後、S410に戻って、読取開始指令信号をLow信号に再度切り替える。読取開始指令信号生成部69は、このような処理を繰返し実行する。
従って、定速搬送制御を開始すると、搬送対象が中断位置Xspに到達した時点で、図6に示すように、読取開始指令信号生成部69から読取フロントエンド51へは読取開始指令信号としてHigh信号が出力され、結果として、ラインスタート信号生成部511からは、搬送対象が中断位置Xspに到達した時点でラインスタート信号がラインセンサ21に入力され、この時点からラインセンサ21による読取動作が再開される。
また、出力制御部515は、読取開始指令信号がHigh信号になったことを契機に、ラインセンサ21による読取動作によって生成されたライン画像データを破棄する動作を止めて、読取開始指令信号がHigh信号になった時点以降のラインセンサ21による読取動作によって生成されたライン画像データを、画データ処理部53に入力する。
従って、本実施例の画像読取装置1によれば、メモリフル信号がHigh信号に切り替わることにより読取動作が無効となったラインに対応する位置から正確に有効な読取動作を実行して、この読取動作によって生成されたライン画像データを、それまでに生成されたライン画像データと組み合わせて、高画質な原稿の読取画像データを生成することができる。
よって、本実施例の画像読取装置1によれば、従来のように、ラインスタート信号をエンコーダ信号に同期させるよう画像読取装置を構成しなくても、中断時点前後(換言すれば読取動作の有効/無効の切替前後)で、読取画像データの画質劣化が生じるのを抑えることができ、高画質な原稿の読取画像データを生成することができる。
詳述すると、本実施例によれば、エンコーダ信号に基づいて位置検出する信号処理部61,63による検出位置ではなく、目標位置軌跡Xr(T)に基づいて中断位置を特定するので、エンコーダ信号とラインスタート信号とが非同期の場合に信号処理部61,63による検出位置から中断位置を特定するよりも、中断位置を正確に特定することができる。また、有効な読取動作の再開時には、中断位置を搬送対象が通過する時点を、目標位置軌跡Xr(T)に基づき特定するので、信号処理部61,63による検出位置から搬送対象が中断位置を通過する時点を特定するよりも高精度に、中断位置から有効な読取動作を再開することができる。特に、本実施例によれば、中断位置を搬送対象が通過する時点で、ラインスタート信号生成部511に、ラインスタート信号を強制出力させるので、高精度に、中断位置から有効な読取動作を再開することができる。
よって、本実施例によれば、中断時点前後(換言すれば読取動作の有効/無効の切替前後)で、読取画像データの画質劣化が生じるのを抑えることができ、高画質な原稿の読取画像データを生成することができるのである。
以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例と「特許請求の範囲」との対応関係は次の通りである。即ち、「特許請求の範囲」記載のラインスタート信号出力手段は、上記実施例のラインスタート信号生成部511に対応し、読取ユニットは、ラインセンサ21に対応する。また、搬送手段は、ラインセンサ搬送機構23及び原稿搬送機構31のいずれか一方に対応し、位置検出手段は、位置検出器611,631のいずれか一方に対応する。
そして、搬送制御手段は、主制御部65が実行するS235の処理、及び、読取開始時刻Trsの設定動作(S220,S287)及び読取開始指令信号生成部69の動作によって実現され、位置特定手段は、タイマ67(計時手段に対応)、搬送時間計測部68(時間特定手段に対応)及び主制御部65が実行するS275の処理にて実現されている。尚、上記実施例においては、メモリフル信号がHigh信号に切り替わると中断条件が満足されたと判断する。
また、定速搬送中断手段は、主制御部65が実行するS250の処理にて実現され、後退制御手段は、主制御部65が実行するS260の処理にて実現され、推定手段は、主制御部65が実行するS285の処理にて実現されている。また、条件判断手段は、S240,S270の処理によって実現されている。
また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例では、メモリフル信号がHigh信号に切り替わると、出力制御部515でライン画像データを破棄することにより、以降の読取動作を無効化するようにしたが、画像読取装置1は、例えば、メモリフル信号がHigh信号に切り替わると、ラインスタート信号のラインセンサ21への入力を中止することにより、ラインセンサ21による読取動作を中断させるように構成されてもよい。
1…画像読取装置、11…CPU、13…ROM、15…RAM、17…インタフェース、20…FB読取装置、21…ラインセンサ、23…ラインセンサ搬送機構、25…FBモータ、27,37…駆動回路、29…FBエンコーダ、30…ADF装置、31…原稿搬送機構、35…ADFモータ、39…ADFエンコーダ、50…読取制御部、51…読取フロントエンド、53…画データ処理部、55…バッファ、60…モータ制御部、61…FB信号処理部、63…ADF信号処理部、65…主制御部、67…タイマ、68…搬送時間計測部、69…読取開始指令信号生成部、101…下部ケース、103A,103B…プラテンガラス、111…上部ケース、113…原稿トレイ、115…排紙トレイ、211…受光素子群、213…アナログシフトレジスタ、231…キャリッジ、233…駆動プーリ、234…従動プーリ、235…ベルト、237…ガイド軸、311…分離ローラ、312…分離パッド、313…吸入ローラ、315…メインローラ、316…ピンチローラ、317…原稿押さえ、318…排紙ローラ、319…原稿センサアクチュエータ、511…ラインスタート信号生成部、513…転送クロック信号生成部、515…出力制御部、611,631…位置検出器、612,632…速度検出器

Claims (5)

  1. ラインスタート信号を周期的に出力するラインスタート信号出力手段と、
    前記ラインスタート信号出力手段から前記ラインスタート信号が入力される度、読取対象の原稿を主走査方向に読み取る読取ユニットと、
    モータを有し、前記モータから発生する駆動力を用いて、前記読取ユニット及び前記読取対象のいずれか一方を、搬送対象として副走査方向に搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段による前記搬送対象の搬送位置を検出する位置検出手段と、
    前記位置検出手段により検出される前記搬送対象の搬送位置と予め設定された目標位置軌跡とに基づき前記モータを駆動制御することにより、前記目標位置軌跡に従って、前記搬送対象を搬送開始位置から所定速度まで加速させた後、定速搬送する搬送制御手段と、
    所定の中断条件が満足されることを契機として無効化又は中断される前記読取ユニットによる読取動作の当該無効化又は中断が行われる前記ラインスタート信号の出力時点での前記搬送対象の搬送位置を、前記搬送開始位置からの前記目標位置軌跡に基づき特定する位置特定手段と、
    を備え
    前記位置特定手段は、
    前記搬送制御手段による搬送開始時点からの経過時間を計測する計時手段と、
    前記搬送制御手段による前記搬送対象の搬送開始時点から前記読取動作の無効化又は中断が行われる前記ラインスタート信号の出力時点までの経過時間を前記計時手段の計測結果に基づき特定する時間特定手段と、
    を備え、
    前記時間特定手段により特定された前記経過時間及び前記搬送開始位置からの前記目標位置軌跡に基づき、前記読取動作の無効化又は中断が行われる前記ラインスタート信号の出力時点での前記搬送対象の搬送位置を特定すること
    を特徴とする画像読取装置。
  2. 前記中断条件が満足されると、前記搬送制御手段による前記搬送対象の定速搬送を中断し、前記搬送対象を停止させるように前記モータを駆動制御する定速搬送中断手段と、
    前記定速搬送中断手段による前記搬送対象の停止後、前記位置検出手段により検出される前記搬送対象の搬送位置に基づき、前記モータを駆動制御することにより、前記位置特定手段により特定された前記搬送位置である中断位置から前記目標位置軌跡に従う前記加速区間での加速距離に対応する距離以上後退した位置である搬送再開位置まで、前記搬送対象を後退させて、前記搬送再開位置に前記搬送対象を配置する後退制御手段と、
    前記搬送制御手段が前記搬送再開位置から前記搬送対象を搬送した際に、前記搬送対象が前記中断位置に到達するまでの時間を推定する推定手段と、
    を備え、
    前記搬送制御手段は、所定の再開条件が満足されると、前記搬送対象を、前記搬送再開位置から加速区間及び定速区間を含む前記目標位置軌跡に従って搬送するように、前記モータを駆動制御し、この搬送再開時点から前記推定手段により推定された時間が経過した時点で前記ラインスタート信号出力手段に前記ラインスタート信号を出力させることにより、以後、前記ラインスタート信号出力手段に当該時点から周期的にラインスタート信号を出力させると共に、この時点から前記読取ユニットの読取動作を有効化する又は再開させること
    を特徴とする請求項1記載の画像読取装置。
  3. 前記位置検出手段は、前記搬送対象の移動に応じたエンコーダ信号を出力するエンコーダ装置から入力される前記エンコーダ信号に基づき、前記搬送対象の搬送位置を検出すること
    を特徴とする請求項1又は請求項2記載の画像読取装置。
  4. 前記読取ユニットによる読取動作によって生成された読取画像データを記憶するバッファの空き容量に基づき、前記中断条件が満足されたか否かを判断する条件判断手段
    を備えることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の画像読取装置。
  5. 前記読取ユニットによる読取動作によって生成された読取画像データを記憶するバッファの空き容量に基づき、前記中断条件及び前記再開条件の夫々が満足されたか否かを判断する条件判断手段
    を備えることを特徴とする請求項2記載の画像読取装置。
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