JP5201001B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、コピー機もしくはＭＦＰ（Multi Function Peripheral）のスキャナ処理部、あるいはスキャナ単体装置等を構成する画像読取装置の制御技術に関する。

この種の画像読取装置では、固定した原稿面に対して読取センサの光学系を相対的に移動させつつ、原稿面を移動方向と直角方向にライン状に順次走査を行うことで原稿面の読み取りを行う原稿固定方式と、固定した光学系に対して原稿面を移動させることで原稿面の読み取りを行う原稿移動方式のいずれかが採用されている。原稿固定方式はＦＢ（Flat Bed）方式とも呼ばれ、原稿移動方式はＡＤＦ（Auto Document Feeder）方式とも呼ばれる。

また、この種の画像読取装置では、原稿の画像読取の際、いったん画像読取部で読み取った画像データをメモリに書き込み、上位の処理部もしくは外部の装置（パーソナルコンピュータ等）がそのメモリに書き込まれた画像データを読み込むという方法が一般的である。ここで、メモリを介すのは、画像読取部の画像データの読取速度と、上位の処理部もしくは外部の装置の画像データの読込速度とが必ずしも一致しないからである。

読み取る画像データに対して十分なメモリサイズがある場合、メモリの所定領域に画像データを連続して書き込んでいき、上位の処理部もしくは外部の装置はメモリのその領域から画像データを読み込んでいく。この場合、原稿からの画像読取の中断を行なうことなく読取動作を行うことが可能である。

しかし、大容量のメモリを用いることは装置のコストアップを招くことになるため、コストミニマムを意識した設計を行う際には、使用するメモリサイズに制限を与える必要がある。その場合、メモリは、リングバッファの様に、メモリの先頭アドレスから順々に画像データの書き込みを行っていき、後端アドレスまで書き込んだら、再び先頭アドレスに戻り、上位の処理部もしくは外部の装置によるデータ読込が完了して空き領域となった部分に画像データの書き込みを行っていく。また、上位の処理部もしくは外部の装置によるメモリからのデータ読込動作が遅れた場合、まだ読み出されていないメモリ領域にはデータの書き込みが行えないため、メモリのオーバフローを防ぐために、画像読取動作を間欠的に行なう必要がある。

特許文献１には、画像読取動作中にメモリフル（メモリの空き領域が十分でない状態）により以後の画像データを処理できないと判断した時に画像読取動作を一時停止し、ホストコンピュータによるデータ読込でメモリに空き領域が発生したら画像読取動作を再開するという間欠画像読取技術が開示されている。

このような間欠画像読取動作では光学系もしくは原稿が移動と停止を繰り返すことになり、モータが駆動と停止を繰り返すこととなるが、その際に発生する振動を軽減するとともに、過負荷によるモータの脱調を防止するため、移動開始時は加速移動を行って定速移動に移行し、停止時には定速移動から減速移動を行って停止するようにしている。

図１は間欠画像読取動作における時間経過と移動速度の関係の例を示す図であり、前述した原稿移動方式（ＡＤＦ方式）の場合を例としている。

図１において、Ｓ０１は初期位置からの加速移動期間、Ｓ０２は定速移動期間、Ｓ０３は減速移動期間、Ｓ０４は停止期間、Ｓ０５は再開による加速移動期間、Ｓ０６は定速移動期間である。そして、初期動作時は、加速移動期間Ｓ０１では画像読取を行わず、定速移動期間Ｓ０２および減速移動期間Ｓ０３に渡って画像読取を行なう。次回からの再開動作時は加速移動期間Ｓ０５についても画像読取を行なう。加減速移動期間中は一般に画像読取の精度が落ちるため画像読取を避けたいところであるが、一般的なＡＤＦではスイッチバック（画像読取再開のために逆方向に所定距離移動）が位置合わせ精度等により困難であるため、一方向のみに移動させつつ、初回を除いて加減速期間中も画像読取を行うようにしている。

上述したように、間欠画像読取動作ではモータが駆動と停止を繰り返すこととなり、移動時には加減速移動期間と定速移動期間が設けられるが、定速移動期間では慣性に従って定速を維持すればよいためさほど細かい制御が必要でないのに対し、加減速移動期間では慣性に逆らって加減速しなければならないことから細かい制御が必要とされる。

一方、この種の画像読取装置のモータとして用いられるステッピングモータにはいくつかの相励磁モードがあり、例えば、１−２相励磁モードは２相励磁モードに比して制御信号の１パルスでの回転角が半分であるため、細かい制御に適している。従って、例えば、定速移動期間は２相励磁モード、加減速移動期間は１−２相励磁モードというように、移動期間に応じて励磁モードを切り替えられることが望ましい。

しかしながら、励磁モードを単に切り替えるだけでは次の点で問題が発生する。第１に、従来はモータの励磁モードの切り替えを想定していなかったため、モータの励磁モードを変更すると、１パルス当たりのモータの回転角の変更により、実際の原稿位置と制御側で認識している原稿位置がずれてしまう。第２に、励磁モードの切り替えの時点におけるモータの磁極位置（励磁パターン）により、磁極位置の飛びが発生し、位置ズレが発生する。特に、モータの駆動と停止を繰り返す間欠画像読取動作では位置ズレが累積し、許容できないものとなるおそれがある。以下、これらの問題点についてより詳細に説明する。

図２は２相励磁モードにおける励磁パターンを示す図であり、図２（ａ）は１パルス１ステップの各ステップにおけるステータ（固定電磁石）の励磁パターン、図２（ｂ）は各ステップにおけるロータ（回転永久磁石）の磁極位置（両端が黒丸の太線）を示している。すなわち、図２（ａ）における各ステップにおいて網掛けで示した相（Ａ相、Ｂ相、・・）を励磁することで、図２（ｂ）の各ステップに示す位置に磁極が移動する。図２（ｂ）ではステップ＃１〜＃４までを示しているが、磁極の向きが反対の場合も同様の位置関係となり、８ステップにより１回転する。なお、これはあくまでも磁極の回転を示すものであり、ステッピングモータ全体としては、回転軸に配置されたギアにより１ステップ当たりの回転角はもっと小さな値となる。

図３は１−２相励磁モードにおける励磁パターンを示す図であり、図３（ａ）は１パルス１ステップの各ステップにおけるステータの励磁パターン、図３（ｂ）は各ステップにおけるロータの磁極位置を示している。すなわち、図３（ａ）における各ステップにおいて網掛けで示した相を励磁することで、図３（ｂ）の各ステップに示す位置に磁極が移動する。なお、図２におけるステップを区別するため、ステップ番号に「'」を付してある。１−２相励磁モードでは、図２の２相励磁モードに比し、１ステップでの回転角は半分となり、１６ステップにより１回転する。

このように２相励磁モードと１−２相励磁モードでは１ステップ当たりの回転角が異なるため、光学系もしくは原稿を同じ距離だけモータの駆動により移動させる場合であっても、モータに与えるパルス数は異なり、２相励磁モードに比して１−２相励磁モードでは２倍のパルス数とする必要がある。

次に、図４は１−２相励磁モードから２相励磁モードに切り替えた場合の例を示す図であり、ここでは１−２相励磁モードのステップ＃２'で２相励磁モードに切り替えが行われたものとしている。

この場合、１−２相励磁モードのステップ＃２'（図３（ｂ））は、２相励磁モードにステップ＃１（図２（ｂ））として対応する磁極位置があるため、磁極位置の飛びは発生せず、位置ズレは発生しない。従って、読取位置はＲ１→Ｒ２→Ｒ３→Ｒ４と正常に移動していくことになる。

図５は１−２相励磁モードから２相励磁モードに切り替えた場合の他の例を示す図であり、ここでは１−２相励磁モードのステップ＃３'で２相励磁モードに切り替えが行われたものとしている。

この場合、１−２相励磁モードのステップ＃３'（図３（ｂ））は、２相励磁モードに対応する磁極位置がないため、回転方向で最も近い位置のステップ＃２（図２（ｂ））まで磁極位置が飛ぶこととなる。従って、読取位置はＲ１→Ｒ２→Ｒ２'→Ｒ３'→Ｒ４'と移動することになり、細かい点で網掛けした理想的な位置からずれることになる。

なお、図４および図５では１−２相励磁モードから２相励磁モード、すなわち１パルスによる回転角が小さい方から大きい方に切り替える場合であるが、これとは反対に、２相励磁モードから１−２相励磁モード、すなわち１パルスによる回転角が大きい方から小さい方に切り替える場合は、元の励磁モードにおける切替時の磁極位置に対応する磁極位置が切替先の励磁モードに必ず存在するため、位置ズレが生じることはない。従って、位置ズレは、加速移動から定速移動に移行する際に生じ、定速移動から減速移動に移行する際には生じない。

図６は間欠画像読取動作による位置ズレの累積の例を示す図である。図６において、ポイントＰ１で１−２相励磁モードによる加速移動から２相励磁モードによる定速移動に切り替えることで読取面のラインＬ１とラインＬ２の間に交叉線で網掛けしたした画像読み飛ばし領域が発生し、これが蓄積される。更に、ポイントＰ２で２相励磁モードによる定速移動から１−２相励磁モードによる減速移動に入って停止し、再開による１−２相励磁モードによる加速移動からポイントＰ３で２相励磁モードによる定速移動に切り替えることでラインＬ９とラインＬ１０の間に新たな画像読み飛ばし領域が発生し、これが蓄積される。このように、１−２相励磁モードから２相励磁モードへの切り替えの都度に位置ズレが蓄積されていき、原稿の末端付近においては無視できない位置ズレとなってしまう。これは原稿が正確な位置関係で読み取られないことを意味し、画質の劣化をきたす。

なお、原稿移動方式について説明を行ったが、原稿固定方式であっても、励磁モードの切り替えを行う場合には同様の問題がある。

本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、間欠画像読取動作を行う画像読取装置において、定速移動状態と加減速移動状態とでモータの励磁モードを変更しても、画像の位置ズレを起こすことがなく画質の劣化を防ぐことができる画像読取装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明にあっては、１ステップの回転角の異なる複数の励磁モードを持つモータを用いて読取光学系もしくは読取原稿の移動を行い、間欠画像読取制御を行う画像読取装置であって、加速移動期間、定速移動期間および減速移動期間のそれぞれに応じて前記モータの励磁モードを変更する手段と、移動距離に対するモータ制御のパルス数を励磁モードに応じて算出する手段と、加速移動期間から定速移動期間に移行する際に生じる磁極飛びによる位置ズレを、定速移動期間から減速移動期間に移行する際のモータ制御パルスを調整することにより補正する手段とを備える。

本発明の画像読取装置にあっては、間欠画像読取動作を行う画像読取装置において、定速移動状態と加減速移動状態とでモータの励磁モードを変更しても、画像の位置ズレを起こすことがなく画質の劣化を防ぐことができる。

間欠画像読取動作における時間経過と移動速度の関係の例を示す図である。 ２相励磁モードにおける励磁パターンを示す図である。 １−２相励磁モードにおける励磁パターンを示す図である。 １−２相励磁モードから２相励磁モードに切り替えた場合の例を示す図（その１）である。 １−２相励磁モードから２相励磁モードに切り替えた場合の例を示す図（その２）である。 間欠画像読取動作による位置ズレの累積の例を示す図である。 本発明の一実施形態にかかる画像読取装置の構成例を示す図である。 画像読取の全体的な処理例を示すフローチャートである。 画像読取開始前処理の例を示すフローチャートである。 ズレあり減速移行画像読取処理の例を示すフローチャートである。 初回の加速時のパルス数の例を示す図である。 間欠停止移行時のパルス数の例を示す図である。 読取継続後に間欠停止移行する場合のパルス数の例を示す図である。 読取再開後に間欠停止移行する場合のパルス数の例を示す図である。 励磁モードによる加減速テーブルのメモリリードの手法の例を示す図（その１）である。 励磁モードによる加減速テーブルのメモリリードの手法の例を示す図（その２）である。 励磁モード切替による位置ズレの補正の例を示す図である。 励磁モード切替による位置ズレの補正の例をより詳細に示す図である。 間欠画像読取動作による位置ズレの累積が補正により解消される例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。なお、原稿移動方式を例にして説明するが、原稿固定方式にも適用することができる。

＜構成＞
図７は本発明の一実施形態にかかる画像読取装置の構成例を示す図である。

図７において、画像読取装置１００は、画像読取部１１０と画像形成部１２０とを備えている。

画像読取部１１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）や、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）等の読取センサにより、入力原稿を光学的に読み取り、電子データに変換する部分である。画像読取部１１０は、読取光学系や原稿を移動させるのに必要なモータ等も搭載している。

画像形成部１２０は、画像読取部１１０により読み取った画像を出力可能な形式にする部分であり、画像入力部１３０とメモリ１４０と読取動作制御部１５０と画像形成制御部１６０とを備えている。

画像入力部１３０は、画像読取部１１０より入力された画像データをメモリ１４０に書き込む処理を行う部分である。また、画像入力部１３０は、読み取った画像データに対して、ライン間補正、シェーディング補正、フィルタ処理等の画像処理を行なってもよい。

メモリ１４０は、画像入力部１３０により書き込まれる画像データを保持する部分である。このメモリ１４０の空き領域に応じて、間欠画像読取制御の一時停止状態へ遷移するか否かが判断され、画像読取部１１０が原稿を一定距離（一定ライン数）読み取った際に、メモリ１４０に十分な空き領域があれば読取動作を継続し、十分な空き領域がなければ読取動作を一時停止することで、間欠画像読取制御が行なわれる。

読取動作制御部１５０は、画像形成制御部１６０の制御に応じて画像読取部１１０の画像読取の動作制御を行う部分であり、画像読取に必要な信号の出力を行ったり、モータ駆動パルスの出力を行ったりする部分である。

画像形成制御部１６０は、読取動作制御部１５０に対する画像読取動作の設定、メモリ１４０の空き領域管理、間欠画像読取動作の制御等を行なう部分である。

画像入力部１３０、読取動作制御部１５０および画像形成制御部１６０は、主としてコンピュータハードウェアおよびその上で動作するコンピュータソフトウェア（プログラム）により実現される。

読取動作制御部１５０は、画像読取信号生成部１５１とモータ駆動パルス算出部１５２と画像読取駆動制御部１５３とメモリ１５４とを備えている。

画像読取信号生成部１５１は、ラインシンク（line sync）信号等の読取光学系の駆動信号の生成を行う機能を有している。

モータ駆動パルス算出部１５２は、画像形成制御部１６０の後述する読取動作設定部１６２にて設定された各動作期間の励磁モードにおいて、各モータ状態（加速状態／定速状態／減速状態）で所定距離（所定ライン数）だけ原稿を移動させるのに必要なパルス数を算出する機能を有している。加速移動に要するライン数から定速移動に移行する定速開始ポイントまでのパルス数が算出され、定速移動を行うライン数から減速移動に移行する減速開始ポイントまでのパルス数が算出され、減速移動に要するライン数から回転停止に移行する回転停止ポイントまでのパルス数が算出される。また、モータ駆動パルス算出部１５２は、画像読取駆動制御部１５３から出力するパルス数をその時点の励磁モードに基づいてライン数に換算し、現在の期間におけるライン数と処理開始から現時点までの累積ライン数を把握している。更に、モータ駆動パルス算出部１５２は、励磁モード切替の際に画像ズレが生じる場合（画像ズレ発生フラグがＯＮの場合）、読取動作設定部１６２により設定される励磁モードと画像読取駆動制御部１５３に保持されているモータの磁極の位置よりズレ量を算出し、ズレ補正のための励磁モード切替ポイントの算出を行う。

画像読取駆動制御部１５３は、画像読取部１１０のモータの駆動制御を行う機能を有している。また、画像読取駆動制御部１５３は、出力パルス数と励磁モードによりモータの磁極の位置を把握している。

メモリ１５４は、画像読取駆動制御部１５３による加減速の制御に用いる加減速テーブル（加速テーブル、減速テーブル）を保持している。実数値的にはモータ駆動に必要なパルスの周期データが格納されている。

画像形成制御部１６０は、間欠動作制御部１６１と読取動作設定部１６２とメモリ管理部１６３とを備えている。

間欠動作制御部１６１は、メモリ１４０の空き容量に応じ、読取継続指示もしくは読取再開指示等を読取動作制御部１５０へ送る機能を有している。

読取動作設定部１６２は、読取動作制御部１５０に対して動作設定を行う機能を有している。設定項目としては、例えば、読取範囲（主走査方向距離、副走査方向距離）、解像度、励磁モード、間欠遷移距離（読取継続信号が与えられない場合に画像読取の開始から減速移動に入るまでの距離）等が挙げられる。

メモリ管理部１６３は、メモリ１４０の空き領域の管理を行う機能を有している。メモリ管理の方法としては、例えば、メモリ領域を複数のブロックに分割して管理するバンク管理等がある。

＜動作＞
図８は画像読取の全体的な処理例を示すフローチャートであり、図９は図８中の画像読取開始前処理（ステップＳ１０２）の例を示すフローチャート、図１０は図８中のズレあり減速移行画像読取処理（ステップＳ１１１）の例を示すフローチャートである。

なお、加減速移動期間（加速移動期間、減速移動期間）は１−２相励磁モード、定速移動期間は２相励磁モードとして説明するが、定速移動期間に比べ加減速移動期間においてより細かい制御が行える励磁モードの関係にあればよい。また、加速移動期間と減速移動期間の励磁モードを変えることもできる。

図８において、処理を開始すると（ステップＳ１０１）、画像読取開始前処理を行う（ステップＳ１０２）。

図９において、画像読取開始前処理を開始すると（ステップＳ２０１）、読取動作設定部１６２は、モータ停止状態において、加減速に使用する加減速テーブルの設定（ステップＳ２０２）、読取範囲および間欠遷移距離の設定（ステップＳ２０３）、加速移動のための１−２相励磁モードへの励磁モードの設定（ステップＳ２０４）を順次行う。

次いで、画像読取駆動制御部１５３は、メモリ１５４に格納された加速テーブルに従ってモータの加速を開始し（ステップＳ２０５）、モータ駆動パルス算出部１５２により算出されるモータ定速開始ポイントに到達したか否か判断を行い（ステップＳ２０６）、モータ定速開始ポイントに到達するまで加速移動を継続する。

モータ定速開始ポイントに到達した場合（ステップＳ２０６のＹ）、画像読取駆動制御部１５３はモータの加速を停止し（ステップＳ２０７）、定速移動のための２相励磁モードへの励磁モードの設定を行い（ステップＳ２０８）、モータの定速回転を開始し（ステップＳ２０９）、画像読取開始前処理を終了する（ステップＳ２１０）。

図１１は初回の加速時のパルス数の例を示す図である。なお、１−２相励磁モードでのパルス数を１ライン当たり８パルス（２相励磁モードの１ライン当たりのパルス数の２倍）、２相励磁モードでのパルス数を１ライン当たり４パルス（１−２相励磁モードの１ライン当たりのパルス数の半分）、画像読取距離を２０ライン、加減速移動距離を５ラインとしている。初回では加速移動期間に画像読取を行わないので、画像読取距離は１５ラインとなる。

加速移動期間では１−２相励磁モードでの加速移動距離の５ラインに対して４０パルスとなり、加速開始から４０パルス目でモータ定速開始ポイントＰ１１に到達する。また、２相励磁モードでの間欠遷移距離の１５ラインに対して６０パルスとなり、モータ定速開始ポイントＰ１１から６０パルス目でモータ減速開始ポイントＰ１２に到達する。なお、モータ減速開始ポイントＰ１２に到達する前に読取継続指示が与えられた場合は、減速移動に移行することなく定速移動を継続する。

図８に戻り、画像読取開始前処理（ステップＳ１０２）に続き、画像読取部１１０はモータ定速状態で画像読取を行うとともに、画像読取駆動制御部１５３はモータを１パルス分回転させる（ステップＳ１０３）。

次いで、画像読取駆動制御部１５３はモータ駆動パルス算出部１５２の管理する累積ライン数が読取範囲の終端に達したか否かを判断することで全画像の読取が終了したか否か判断する（ステップＳ１０４）。ここで、全画像の読取が終了したと判断した場合（ステップＳ１０４のＹ）、処理を終了する（ステップＳ１２４）。

全画像の読取が終了していないと判断した場合（ステップＳ１０４のＮ）、続いて、画像読取駆動制御部１５３はモータ駆動パルス算出部１５２の管理する定速移動のライン数が間欠遷移移動距離に達したか否か判断する（ステップＳ１０５）。ここで、間欠遷移移動距離に達していないと判断した場合（ステップＳ１０５のＮ）、画像読取およびモータ１パルス分回転（ステップＳ１０３）に戻る。

間欠遷移移動距離に達したと判断した場合（ステップＳ１０５のＹ）、画像読取駆動制御部１５３は間欠動作制御部１６１から読取継続指示が与えられているか否か判断する（ステップＳ１０６）。読取継続指示が与えられていると判断した場合（ステップＳ１０６のＹ）、画像読取およびモータ１パルス分回転（ステップＳ１０３）に戻る。

読取継続指示が与えられていないと判断した場合（ステップＳ１０６のＮ）、続いて、画像ズレ発生フラグがＯＮであるか否か判断する（ステップＳ１０７）。

画像ズレ発生フラグがＯＮでない場合（ステップＳ１０７のＮ）、画像読取部１１０はモータ定速状態で画像読取を行うとともに、画像読取駆動制御部１５３はモータを１パルス分回転させる（ステップＳ１０８）。

次いで、画像読取駆動制御部１５３は、モータ駆動パルス算出部１５２により算出されるモータ減速開始ポイントに到達したか否か判断を行い（ステップＳ１０９）、モータ減速開始ポイントに到達するまで画像読取およびモータ１パルス分回転（ステップＳ１０８）を繰り返す。

モータ減速開始ポイントに到達したと判断した場合（ステップＳ１０９のＹ）、画像読取駆動制御部１５３は、減速移動のための１−２相励磁モードへの励磁モードの変更を行う（ステップＳ１１０）。

画像ズレ発生フラグがＯＮの場合（ステップＳ１０７のＹ）、ズレあり減速移行画像読取処理を行う（ステップＳ１１１）。ズレあり減速移行画像読取処理の詳細については後述する。

次いで、画像読取駆動制御部１５３はモータの減速を開始し（ステップＳ１１２）、画像読取部１１０はモータ減速状態で画像読取を行うとともに、画像読取駆動制御部１５３はモータを１パルス分回転させる（ステップＳ１１３）。

次いで、画像読取駆動制御部１５３は、モータ駆動パルス算出部１５２により算出されるモータ回転停止ポイントに到達したか否か判断を行い（ステップＳ１１４）、モータ回転停止ポイントに到達するまで画像読取およびモータ１パルス分回転（ステップＳ１１３）を繰り返す。

モータ回転停止ポイントに到達したと判断した場合（ステップＳ１１４のＹ）、画像読取駆動制御部１５３はモータの回転を停止する（ステップＳ１１５）。

図１２は間欠停止移行時のパルス数の例を示す図であり、２相励磁モードでの定速移動距離の１５ラインに対して６０パルスとなり、モータ定速開始ポイントＰ１１から６０パルス目でモータ減速開始ポイントＰ１２に到達する。また、１−２相励磁モードでの減速移動距離の５ラインに対して４０パルスとなり、モータ減速開始ポイントＰ１２から４０パルス目でモータ回転停止ポイントＰ１３に到達する。画像読取距離は定速移動距離と減速移動距離の合計となり、２０ラインで１００パルスとなる。

図１３は読取継続後に間欠停止移行する場合のパルス数の例を示す図であり、２相励磁モードでの定速移動距離の１５ラインに対して６０パルスとなり、モータ定速開始ポイントＰ１１から６０パルス目でモータ減速開始ポイントＰ１２に到達するが、その直前に読取継続指示が与えられることで定速移動を継続する。この場合も、２相励磁モードでの定速移動距離の１５ラインに対して６０パルスとなり、元々のモータ減速開始ポイントＰ１２から６０パルス目で新たなモータ減速開始ポイントＰ１２'に到達する。また、１−２相励磁モードでの減速移動距離の５ラインに対して４０パルスとなり、モータ減速開始ポイントＰ１２'から４０パルス目でモータ回転停止ポイントＰ１３に到達する。

図８に戻り、モータ回転停止（ステップＳ１１５）の後、画像読取駆動制御部１５３は間欠動作制御部１６１から読取再開指示が与えられたか否か判断し（ステップＳ１１６）、読取再開指示が与えられるまで待機する。

そして、読取再開指示が与えられたと判断した場合（ステップＳ１１６のＹ）、画像読取駆動制御部１５３はモータの加速を開始し（ステップＳ１１７）、画像読取部１１０はモータ加速状態で画像読取を行うとともに、画像読取駆動制御部１５３はモータを１パルス分回転させる（ステップＳ１１８）。

次いで、画像読取駆動制御部１５３は、モータ駆動パルス算出部１５２により算出されるモータ定速開始ポイントに到達したか否か判断を行い（ステップＳ１１９）、モータ定速開始ポイントに到達するまで画像読取およびモータ１パルス分回転（ステップＳ１１８）を繰り返す。

モータ定速開始ポイントに到達したと判断した場合（ステップＳ１１９のＹ）、画像読取駆動制御部１５３はモータ回転軸の磁極が２相励磁位置にあるか否か判断し（ステップＳ１２０）、２相励磁位置でないと判断した場合（ステップＳ１２０のＮ）は画像ズレ発生フラグをＯＮにする（ステップＳ１２１）。

次いで、画像読取駆動制御部１５３は、定速移動のための２相励磁モードへの励磁モードの設定を行い（ステップＳ１２２）、モータの定速回転を開始し（ステップＳ１２３）、画像読取およびモータ１パルス分回転（ステップＳ１０３）に戻る。

図１４は読取再開後に間欠停止移行する場合のパルス数の例を示す図であり、１−２相励磁モードでの加速移動距離の５ラインに対して４０パルスとなり、モータ回転停止ポイントＰ１３から４０パルス目でモータ定速開始ポイントＰ１４に到達する。また、２相励磁モードでの定速移動距離の１０ラインに対して４０パルスとなり、モータ定速開始ポイントＰ１４から４０パルス目でモータ減速開始ポイントＰ１５に到達する。読取再開後の画像読取距離はモータ回転停止ポイントＰ１３から開始するため、定速移動距離が加速移動距離の分だけ短くなっている。更に、１−２相励磁モードでの減速移動距離の５ラインに対して４０パルスとなり、モータ減速開始ポイントＰ１５から４０パルス目でモータ回転停止ポイントＰ１３'に到達する。

次に、画像読取駆動制御部１５３によるメモリ１５４からの加減速テーブルの読出手法について説明する。

画像読取駆動制御部１５３が参照するメモリ１５４の加減速テーブルにはモータが１ステップ動作するための周期が格納されている。メモリ１５４に格納している周期の数とパルス数は等しく、パルス数はモータにおける移動距離を表しているため、メモリ１５４に格納されている周期の数より移動距離がわかる。しかし、モータの励磁モードが変化すると、１ステップあたりの回転角が変化するため、メモリ１５４に格納してある周期の数をそのまま使用してしまうと、想定する移動距離と実際の移動距離との距離にズレが生じてしまう。そこで、以下の方法でメモリ１５４から読出を行うことで、移動距離の位置ズレをなくすようにしている。

第１の手法として、モータの励磁モードの状態毎に加減速テーブルを持つ手法がある。加減速時を１−２相励磁モード、定速時を２相励磁モードで移動させるものとすると、モータの状態は、１−２相加速／２相定速／１−２相減速の３種類のステートが存在する。このステートごとの加減速テーブルをそれぞれテーブルＡ／Ｂ／Ｃとした場合、このテーブルＡ／Ｂ／Ｃの組み合わせでモータ制御を行えば各ステートで最適な加減速テーブルをリードしているので移動距離はずれることはない。

第２の手法として、励磁モードの変化に対応した加減速テーブルを使用する手法がある。メモリ１５４に予め励磁モード切替に対応した加減速テーブルを持ち、それをリードすることでモータの回転制御を行う。加減速テーブル中に、励磁モード変換フラグ値を格納しておき、その値をリードしたら励磁モードの変換を行う。

第３の手法として、メモリ１５４のリード方法で対応する手法がある。

モータの励磁モード切替において、１ステップ当たりの回転角が大きくなるような変化の場合、メモリ１５４に格納してある値を一定間隔（変更前と変更後の回転角の比による間隔）でメモリリードを行うことで、励磁モード毎に加減速テーブルを持つ必要がなく、メモリ量を節約することができる。これは、回転角の比は、移動距離の比と等しいため、必要距離移動するのに必要なパルス数は回転角の比から求めることができるためである。

メモリ１５４には１−２相励磁モードの周期を格納し、１−２励磁モードと２相励磁モードの２種類の励磁モードにて画像読取を行ったとする。１ステップ当たりの回転角について、２相励磁モードは１−２相励磁モードの２倍であるので、メモリ１５４のリードは２回に１回行えばよい。これは、１−２相励磁モードの２パルスと２相励磁モードの１パルスで移動する距離が等しいためである。

図１５は励磁モードによる加減速テーブルのメモリリードの手法の例を示す図である。図１５（ａ）は１−２相励磁モードにおいてメモリ１５４から加減速テーブルの項目を＃１、＃２、＃３、・・・というように順番に読み出した場合を示している。図１５（ｂ）は１−２相励磁モードにおいてメモリ１５４から加減速テーブルの項目を＃１、＃２、＃３、・・、＃８と順番に読み出した後、２相励磁モードにおいては＃１０、＃１２、＃１４、＃１６というように一つおきに読み出した場合を示している。なお、図では便宜上波形を階段状で示しているが、メモリ１５４に格納してある値によって波形の傾きは変化する。

一方、モータの励磁モード切替において、１ステップ当たりの回転角が小さくなるような変化の場合、メモリ１５４に格納してある値を複数回（変更前と変更後の回転角の比による回数）にわたってリードすることで、励磁モード毎に加減速テーブルを持つ必要がなく、メモリ量を節約することができる。これは、回転角が大きくなるような変化と同様、回転角の比は、移動距離の比と等しいため、必要距離移動するのに必要なパルス数は回転角の比から求めることができるためである。

メモリ１５４には２相励磁モードの周期を格納し、１−２励磁モードと２相励磁モードの２種類の励磁モードにて画像読取を行ったとする。１ステップ当たりの回転角について、２相励磁モードは１−２相励磁モードの２倍であるので、１−２相励磁モードでのメモリリードは１つの値に対し２回行えばよい。これは、１−２相励磁モードの２パルスと２相励磁モードの１パルスで移動する距離が等しいためである。

図１６は励磁モードによる加減速テーブルのメモリリードの手法の例を示す図である。図１６（ａ）は２相励磁モードにおいてメモリ１５４から加減速テーブルの項目を＃１、＃２、＃３、・・・というように順番に１回ずつ読み出した場合を示している。図１６（ｂ）は２相励磁モードにおいてメモリ１５４から加減速テーブルの項目を＃１、＃２、＃３、・・、＃６と順番に１回ずつ読み出した後、１−２相励磁モードにおいては＃７、＃７、＃８、＃８、・・というように順番に２回ずつ読み出した場合を示している。なお、図では便宜上波形を階段状で示しているが、メモリ１５４に格納してある値によって波形の傾きは変化する。

次に、励磁モード切替による位置ズレの補正について説明する。前述した動作説明では詳細を省略したズレあり減速移行画像読取処理（図８のステップＳ１１１）について、図１０に基づいて説明する。

図１０において、ズレあり減速移行画像読取処理を開始すると（ステップＳ３０１）、画像読取駆動制御部１５３の制御のもと、モータ駆動パルス算出部１５２は励磁モード切替ポイントを算出する（ステップＳ３０２）。位置ズレは１−２相励磁モードの加速移動から２相励磁モードの定速移動に切り替わる際の磁極位置によって発生するものであり、発生する位置ズレは１−２相励磁モードの１ステップ分となる。従って、これを打ち消すための補正としては、２相励磁モードの定速移動を１ステップ分だけ短くし、１−２相励磁モードで１ステップ分の定速移動を行ってから減速移動に入ることで達成できる。よって、励磁モード切替ポイントは補正前のモータ減速開始ポイントより１パルス少ない位置として算出することができる。

次いで、画像読取部１１０はモータ定速状態で画像読取を行うとともに、画像読取駆動制御部１５３はモータを１パルス分回転させる（ステップＳ３０３）。

次いで、画像読取駆動制御部１５３は、モータ駆動パルス算出部１５２により算出される励磁モード切替ポイントに到達したか否か判断を行い（ステップＳ３０４）、励磁モード切替ポイントに到達するまで画像読取およびモータ１パルス分回転（ステップＳ３０３）を繰り返す。

励磁モード切替ポイントに到達したと判断した場合（ステップＳ３０４のＹ）、画像読取駆動制御部１５３は、１−２相励磁モードへの励磁モードの変更を行う（ステップＳ３０５）。

次いで、画像読取部１１０はモータ定速状態のまま画像読取を行うとともに、画像読取駆動制御部１５３はモータを１パルス分回転させる（ステップＳ３０６）。

次いで、画像読取駆動制御部１５３は、モータ駆動パルス算出部１５２により算出される減速開始ポイントに到達したか否か判断を行い（ステップＳ３０７）、減速開始ポイントに到達するまで画像読取およびモータ１パルス分回転（ステップＳ３０６）を繰り返し、減速開始ポイントに到達したと判断した場合（ステップＳ３０７のＹ）はズレあり減速移行画像読取処理を終了する（ステップＳ３０８）。

図１７は励磁モード切替による位置ズレの補正の例を示す図であり、図１８はより詳細に示す図である。

図１７および図１８においては、１−２相励磁モードの加速移動から２相励磁モードの定速移動に切り替わるモータ定速開始ポイントＰ１１において位置ズレが発生したものとしている。そのため、補正前のモータ減速開始ポイントＰ１２よりも１パルス前に励磁モード切替ポイントＰ１２"を設定し、励磁モード切替ポイントＰ１２"からモータ減速開始ポイントＰ１２までの１パルスを１−２相励磁モードで定速移動し、モータ減速開始ポイントＰ１２から減速移動するようにしている。

図１９は間欠画像読取動作による位置ズレの累積が補正により解消される例を示す図である。図１９において、モータ定速開始ポイントＰ１１で１−２相励磁モードによる加速移動から２相励磁モードによる定速移動に切り替えることで読取面のラインＬ１とラインＬ２の間に交叉線で網掛けした画像読み飛ばし領域が発生し、これが蓄積される。しかし、励磁モード切替ポイントＰ１２"において２相励磁モードから１−２相励磁モードに励磁モードを変更し、モータ減速開始ポイントＰ１２まで１−２相励磁モードで定速移動することで、画像読み飛ばし領域分の位置ズレが補正され、その後のラインＬ８、Ｌ９等に位置ズレが累積することはなくなる。よって、原稿が正確な位置関係で読み取られることになり、画質の劣化をきたすことはない。

＜総括＞
以上説明したように、本実施形態によれば、間欠画像読取動作を行う画像読取装置において、定速移動状態と加減速移動状態とでモータの励磁モードを変更しても、画像の位置ズレを起こすことがなく画質の劣化を防ぐことができる。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。

１００ 画像読取装置
１１０ 画像読取部
１２０ 画像形成部
１３０ 画像入力部
１４０ メモリ
１５０ 読取動作制御部
１５１ 画像読取信号生成部
１５２ モータ駆動パルス算出部
１５３ 画像読取駆動制御部
１５４ メモリ
１６０ 画像形成制御部
１６１ 間欠動作制御部
１６２ 読取動作設定部
１６３ メモリ管理部

特許第３７０１６２１号公報

Claims (8)

1. １ステップの回転角の異なる複数の励磁モードを持つモータを用いて読取光学系もしくは読取原稿の移動を行い、間欠画像読取制御を行う画像読取装置であって、
   加速移動期間、定速移動期間および減速移動期間のそれぞれに応じて前記モータの励磁モードを変更する手段と、
   移動距離に対するモータ制御のパルス数を励磁モードに応じて算出する手段と、
   加速移動期間から定速移動期間に移行する際に生じる磁極飛びによる位置ズレを、定速移動期間から減速移動期間に移行する際のモータ制御パルスを調整することにより補正する手段と
   を備えたことを特徴とする画像読取装置。
2. 請求項１に記載の画像読取装置において、
   励磁モードの変更時に生じる磁極飛びによる位置ズレを、変更前の励磁モードによるモータ移動に代え、変更後の励磁モードによる所定数のパルスにより移動させることで補正を行う
   ことを特徴とする画像読取装置。
3. 請求項１または２のいずれか一項に記載の画像読取装置において、
   前記加速移動期間および減速移動期間のモータ制御パルスを生成する周期データを格納する加減速テーブルを前記モータの励磁モードおよび移動期間毎に設け、動作中の励磁モードおよび移動期間に対応した前記加減速テーブルから周期データを読み込む
   ことを特徴とする画像読取装置。
4. 請求項１または２のいずれか一項に記載の画像読取装置において、
   前記加速移動期間および減速移動期間のモータ制御パルスを生成する周期データを格納する加減速テーブルに励磁モード変換フラグを格納し、当該励磁モード変換フラグを検出したタイミングで前記モータの励磁モードを変更する
   ことを特徴とする画像読取装置。
5. 請求項１または２のいずれか一項に記載の画像読取装置において、
   前記加速移動期間および減速移動期間のモータ制御パルスを生成する周期データを格納する加減速テーブルに１パルスあたりの回転角が小さい励磁モードにおける周期データを格納し、
   １パルスあたりの回転角が大きくなる方向に励磁モードが変更された場合、前記加減速テーブルから変更前の回転角と変更後の回転角に比例した回数分、周期データの読み飛ばしを行う
   ことを特徴とする画像読取装置。
6. 請求項１または２のいずれか一項に記載の画像読取装置において、
   前記加速移動期間および減速移動期間のモータ制御パルスを生成する周期データを格納する加減速テーブルに１パルスあたりの回転角が大きい励磁モードにおける周期データを格納し、
   １パルスあたりの回転角が小さくなる方向に励磁モードが変更された場合、前記加減速テーブルから変更前の回転角と変更後の回転角に比例した回数分、周期データを重複して読み込む
   ことを特徴とする画像読取装置。
7. １ステップの回転角の異なる複数の励磁モードを持つモータを用いて読取光学系もしくは読取原稿の移動を行い、間欠画像読取制御を行う画像読取装置の制御方法であって、
   加速移動期間、定速移動期間および減速移動期間のそれぞれに応じて前記モータの励磁モードを変更する工程と、
   移動距離に対するモータ制御のパルス数を励磁モードに応じて算出する工程と、
   加速移動期間から定速移動期間に移行する際に生じる磁極飛びによる位置ズレを、定速移動期間から減速移動期間に移行する際のモータ制御パルスを調整することにより補正する工程と
   を備えたことを特徴とする画像読取制御方法。
8. １ステップの回転角の異なる複数の励磁モードを持つモータを用いて読取光学系もしくは読取原稿の移動を行い、間欠画像読取制御を行う画像読取装置の制御プログラムであって、
   前記画像読取装置の制御部を構成するコンピュータを、
   加速移動期間、定速移動期間および減速移動期間のそれぞれに応じて前記モータの励磁モードを変更する手段、
   移動距離に対するモータ制御のパルス数を励磁モードに応じて算出する手段、
   加速移動期間から定速移動期間に移行する際に生じる磁極飛びによる位置ズレを、定速移動期間から減速移動期間に移行する際のモータ制御パルスを調整することにより補正する手段
   として機能させる画像読取制御プログラム。
   

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