JP7158942B2 - キャリッジ駆動装置及び画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、キャリッジ駆動装置及び画像読取装置に関する。

画像を読み取る画像読取センサを搭載し、往復動可能なキャリッジを移動させながら、用紙に形成されている画像を読み取る画像読取装置、例えば、いわゆるフラットベッドスキャナが知られている（特許文献１参照）。この画像読取装置は、キャリッジの移動を規制するキャリッジロックを備えている。そして、キャリッジロックは、画像読取装置の移送等の際に、キャリッジに係合してキャリッジが移動しないようにする。

特開２００２－３２６４１８号公報

特許文献１に記載されている構成は、キャリッジロック位置を跨いだ位置までキャリッジを動作させ、動作時の電流値によりキャリッジロックの状態を判断する。そのため、特許文献１に記載されている構成は、キャリッジロック状態及び正常状態の検出は可能である。しかしながら、キャリッジが動作不能の状態と、キャリッジロック状態とは、ともに電流値が上昇してしまう。そのため、特許文献１に記載されている構成は、キャリッジの動作不能の状態と、キャリッジロック状態とを区別することができない。
本発明は、簡単な構成で、キャリッジの動作不能の状態を判断することができるキャリッジ駆動装置の提供を目的とする。また、本発明は、キャリッジの動作不能の状態と、キャリッジがキャリッジロックに規制されている規制状態とを区別することができるキャリッジ駆動装置の提供を目的とする。

本発明のキャリッジ駆動装置は、第１の位置から第２の位置までの走査範囲を往復移動するキャリッジと、前記キャリッジを駆動して往復移動させる駆動手段と、前記走査範囲内における前記第１の位置の側に配置され、前記キャリッジの移動を係合可能な範囲で規制するロック位置と、前記キャリッジの移動を規制しないアンロック位置とに移動可能なキャリッジロックと、前記キャリッジが前記第１の位置に向かう第１の方向に移動するように前記駆動手段を第１の時間駆動させた後に、前記キャリッジが前記第１の方向と反対の第２の方向に移動するように前記駆動手段を第２の時間駆動させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記駆動手段を前記第２の時間駆動させたときの前記キャリッジの移動量に基づいて、前記キャリッジが前記係合可能な範囲において前記キャリッジロックに規制されている規制状態にあると判断する。

本発明のキャリッジ駆動装置は、簡単な構成で、キャリッジの動作不能の状態を判断する。本発明のキャリッジ駆動装置は、キャリッジの動作不能の状態と、キャリッジがキャリッジロックに規制されている規制状態とを区別することができる。

実施形態の画像読取装置の斜視図である。 実施形態の画像読取装置が備える読取センサ及びその周辺の断面図である。 実施形態の画像データ処理手段のブロック図である。 実施形態の読取動作時のフローチャートである。 実施形態の画像読取装置の部分断面図である。 キャリッジロックの出没状態を表す斜視図である。 キャリッジロックの出没状態を表す下視図である。

以下、本実施形態について図面を参照して説明する。参照する各図面を通して同一符号は、同一又は対応する部材等の符号を示す。
まず、本実施形態の画像読取装置１００の構成について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の画像読取装置１００の斜視図である。本実施形態の画像読取装置１００は、いわゆるフラットベッドスキャナである。図１では、原稿カバー２１が開けられた状態の画像読取装置１００を表している。
装置本体１の上面には、原稿（媒体の一例、図示省略）を載置するための原稿台ガラス２が取り付けられている。原稿は、読み取られる画像が形成されている面を原稿台ガラス２と接触するように原稿台ガラス２にセットされる。
装置本体１の内部には、原稿台ガラス２の下面に沿ってＹ方向に往復移動可能な読取センサ３が配置されている。ここで、図１において、読取センサ３が原稿台ガラス２にセットされた原稿の画像を読み取る際の読取センサ３の移動方向は、Ｙ方向の－側から＋側に向く方向である。本明細書では、Ｙ方向の－側から＋側を向く方向を読取走査方向（第２の方向）、Ｙ方向の＋側から－側を向く方向をリターン方向（第１の方向）とする。

読取センサ３は、図１に示すように、長尺状であり、その長手方向をＸ方向に沿わせた状態で配置されている。また、読取センサ３は、一例として、コンタクトイメージセンサである。そして、読取センサ３は、長尺状でＸ方向に沿わせた状態で配置されているキャリッジ４に搭載されている。
キャリッジ４は、モータ７（駆動手段の一例）の駆動がギア列８に伝達されることで、装置本体１の内部に配置されているラック部材５に案内されて、Ｙ方向に往復可能となっている。この場合、キャリッジ４は、その下面に固定されたスライダ６をガイドレール３１に係合させながら、往復移動する。そして、キャリッジ４に搭載されている読取センサ３は、原稿台ガラス２の下面に沿って読取走査方向に向かって移動することで、原稿台ガラス２に載置された原稿の画像を読み取っていく。
原稿カバー２１の押圧面（閉じられた状態で原稿台ガラス２に向く側の面）には、シート材とスポンジとからなる原稿圧着シート２２が貼り付けられている。

図２は、読取センサ３及びその周辺（原稿台ガラス２の一部）の断面図である。読取センサ３は、発光素子３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂと、ロッドレンズアレイ３４と、受光素子３５とを有している。ここで、各発光素子３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂは、一例としてＬＥＤとされている。各発光素子３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂの発光色は、それぞれ、赤、緑、青である。また、受光素子３５は、一例としてイメージセンサである。
各発光素子３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂから原稿に照射された光は原稿面（原稿台ガラス２の上側の面）で反射され、この反射光はロッドレンズアレイ３４を透過することで受光素子３５上に結像する。読取センサ３は、各発光素子３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂを順次切り替えて点灯させて、受光素子３５に各色の原稿からの反射光を読み取らせることにより、色分解読取を行う。

図３は、本実施形態の画像読取装置１００の画像データ処理手段のブロック図である。
順次点滅する各発光素子３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂに同期して受光素子３５が読み取った画像の出力信号は、アンプ８１に送られて増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ８２によりデジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄコンバータ８２は、そのビット数分に受光素子３５のダイナミックレンジ（原稿上の真白部と真黒部の読取出力差）を分割して、原稿上の画像の明るさに応じて階調数を割り当てる。
画像読取装置１００の画像信号の出力形態の種類は数種類あり、読取画像の用途によって好適な出力形態を選択することができる。文章を読み取ってその内容をＯＣＲにかける場合やモノクロの線画を読み取る場合には、モノクロ２値の画像が適している。このため、前述のＲ、Ｇ、Ｂの光源のうち、例えばＧだけを点灯して得た画像信号を、ゲートアレイ８３に組み込まれた画像処理回路により、所望のしきい値にて２値化した画像データが使用される。写真などの画像をモノクロプリンタに出力する目的で画像を読み取る場合は、同じくＧ光源による画像信号を使用し、ディザ法や誤差拡散法といった中間調処理を用いて二値化した画像データが使用される。また、カラー画像の処理を行う場合は、多値（２４ｂｉｔなど）画像データを使用することが好適である。
以上の画像処理回路を経た画像信号は、インタフェース回路８４を介してパソコン８５（ＰＣ８５）などの機器に出力される。読取センサ３の動作、キャリッジ４を駆動するモータ７の動作、モータ７の駆動量などは、ＣＰＵ９０（制御部の一例）によって制御される。
なお、上記の制御を行うＣＰＵ９０のコントロールボードや電源からなる電装部（図示省略）は、装置本体１の内部に配置されている。

次に、本実施形態の画像読取装置１００の読取動作について図１、図４、図５（ａ）～（ｃ）、図６（ａ）及び（ｂ）並びに図７（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
図４は、本実施形態の画像読取装置１００の読取動作時のフローチャートである。図５（ａ）～（ｃ）は、画像読取装置１００の部分断面図である。図４及び図５（ａ）～（ｃ）については後述する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、キャリッジロック１０の出没状態を表す斜視図である。キャリッジロック１０は、Ｘ方向の定められた範囲のみを移動可能とされ、その範囲の一端がロック位置、他端がアンロック位置とされている。また、キャリッジロック１０は、後述するキャリッジ４の走査範囲内（走査範囲は図１、図５（ａ）、図６（ａ）及び図６（ｂ）の符号ＳＲを参照）に配置されている。ここで、図６（ａ）は、キャリッジロック１０の出状態を示す図である。この場合、キャリッジ４に一体的に形成されている係合部４ａにキャリッジロック１０がＸ方向でオーバーラップして（ロック位置にあるキャリッジロック１０が係合部４ａに係合して）、キャリッジロック１０がキャリッジ４のＹ方向への移動を規制している。これに対して、図６（ｂ）は、キャリッジロック１０の没状態を示す図である。この場合、係合部４ａにキャリッジロック１０がＸ方向でオーバーラップすることなく（アンロック位置にあるキャリッジロック１０が係合部４ａと係合することなく）、キャリッジロック１０がキャリッジ４のＹ方向への移動を規制することがない。すなわち、この場合、キャリッジ４はＹ方向への移動が自在に可能となる。
図７（ａ）及び（ｂ）は、画像読取装置１００の底面図である。図７（ａ）及び（ｂ）は、キャリッジロック１０の出没状態を表す下視図でもある。図７（ａ）はキャリッジロック１０が出状態の設定時を示し、図７（ｂ）はキャリッジロック１０が没状態の設定時を示している。キャリッジロック１０はユーザによる操作（設定）が可能とされている。
なお、本明細書では、少なくとも、キャリッジ４と、モータ７と、キャリッジロック１０と、ＣＰＵ９０とを備えた構成を、キャリッジ駆動装置１００Ａという。

次に、読取動作時における、ＣＰＵ９０（図３参照）の制御について具体的に説明する。
まず、画像読取装置１００に電源が入れられて画像読取装置１００が読取動作を開始すると、ＣＰＵ９０はモータ７を一方向に回転させる、すなわち、キャリッジ４がＹ方向の＋方向から－方向（所定の一方向）に移動するようにモータ７を駆動させる。この場合、ＣＰＵ９０は、モータ７を駆動させることで、キャリッジ４のスライダ６が装置本体１の壁に突き当たるまでキャリッジ４を移動させる。ここで、モータ７の回転軸にはスリット部材１１が設けられ、スリット部材１１の周辺にはエンコーダ１２が設けられている（図６（ａ）及び（ｂ）参照）。そして、エンコーダ１２によるスリット部材１１のスリットを通過する光の検出を利用して、ＣＰＵ９０はキャリッジ４のスライダ６が装置本体１の壁に突き当たったことを検知してモータ７の駆動を停止する（Ｓ１０１参照）。図５（ａ）のキャリッジ４は、スライダ６がＹ方向の－方向側の端部（走査範囲ＳＲの一端）で装置本体１の壁に突き当たっている状態を示している。本明細書では、Ｓ１０１におけるモータ７の駆動時間を、所定の第１の時間という。

次いで、ＣＰＵ９０は、所定の時間、モータ７をＳ１０１の場合と逆方向に回転させる、すなわち、所定の時間、キャリッジ４がＹ方向の－方向から＋方向（所定の一方向の反対方向）に所定の距離移動するようにモータ７を駆動させる（Ｓ１０２）。本明細書では、Ｓ１０２におけるモータ７の駆動時間を、所定の第２の時間という。ここで、キャリッジロック１０が没状態でモータ７が所定の時間駆動すると、一例として、走査範囲の一端（図５（ａ）参照）から出発したキャリッジ４は、Ｘ方向から見て、係合部４ａがキャリッジロック１０を跨いだ位置まで移動するように設定されている。この場合、キャリッジロック１０が没状態とは、キャリッジロック１０がアンロック位置にある状態をいう（図６（ｂ）及び図７（ｂ）参照））。

次いで、ＣＰＵ９０は、Ｓ１０２におけるモータ７の駆動量、すなわち、所定の第２の時間におけるモータ７の駆動量が後述する最大駆動量よりも小さい設定量よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０３）。その結果、ＣＰＵ９０が肯定判断をした場合はＳ１０４の判断を行い、否定判断をした場合はＳ１１０に進む。
ここで、モータ７の駆動量（駆動した量、総回転数等に相当する量）は、前述したエンコーダ１２を用いて確認すればよい。モータ７の駆動量は、キャリッジ４のＹ方向における移動量に対応する。また、前述の最大駆動量よりも小さい設定量は、所定の第２の時間中に設定された回転速度で駆動したモータ７の駆動量（最大駆動量という。）よりも小さい量とされている。このようにした理由は、Ｓ１０３では、モータ７が所定の第２の時間に正常に動作したかを判断するためである。

ＣＰＵ９０は、Ｓ１０３で否定判断をした場合、Ｓ１１０でキャリッジ４が動作不能の状態であると判断する。ここで、キャリッジ４の動作不能の状態とは、例えば、モータ７が故障等の異常な状態であるためにモータ７が正常に駆動できていない状態である。ＣＰＵ９０は、Ｓ１１０でキャリッジ４が動作不能の状態であると判断すると、例えば、ＰＣ８５（報知手段の一例）にその旨を報知させる。そして、ＣＰＵ９０は、本フローを終了する。

これに対して、ＣＰＵ９０は、Ｓ１０３で肯定判断をした場合、Ｓ１０２におけるモータ７の駆動量が最大駆動量であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。ここで、Ｓ１０３の後にＳ１０４を行う理由は以下のとおりである。前述のとおり、ＣＰＵ９０がＳ１０３で肯定判断をすることは、モータ７が正常に駆動できる状態であることを意味する。そのため、Ｓ１０４は、駆動制御に問題がないことを前提として、キャリッジ４が正しく移動できているか否かを判断する。例えば、キャリッジロック１０が没状態（アンロック位置にある状態（図６（ｂ））及び図７（ａ）参照））の場合、駆動制御が正常であれば、Ｓ１０２でのモータ７の駆動量は最大駆動量となる。これに対して、キャリッジロック１０が出状態（ロック位置にある状態（図６（ａ）及び図７（ｂ）参照））の場合、本フローは、キャリッジ４がキャリッジロック１０により規制されている状態で行われる。キャリッジ４の係合部４ａはキャリッジロック１０を非接触の状態で係合可能なガタ量（公差）を有して形成されているものの、Ｓ１０２ではキャリッジロック１０が係合部４ａに引っ掛かてしまう。この場合、キャリッジ４は、駆動制御が正常であっても、Ｓ１０２でのモータ７の駆動量が最大駆動量未満となる。
以上のとおり、Ｓ１０４では、Ｓ１０２でのモータ７の駆動量が最大駆動量であるか否かを判断することにより、キャリッジロック１０が没状態（正常な設定の状態）であるか出状態（キャリッジ４が規制されたままの状態）であるかを判断することができる。

ＣＰＵ９０は、Ｓ１０４で肯定判断をした場合、キャリッジロック１０が没状態でキャリッジ４が正常に動作可能な状態であると判断して、読取動作を継続する（Ｓ１０２）。
これに対して、ＣＰＵ９０は、Ｓ１０４で否定判断をした場合、キャリッジロック１０が出状態でキャリッジ４が規制されたままの規制状態であると判断する。次いで、ＣＰＵ９０は、例えば、ＰＣ８５に規制状態である旨を報知させる。そして、ＣＰＵ９０は、本フローを終了する。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、Ｓ１０３において、Ｓ１０２でのモータ７の駆動量が最大駆動量より小さい設定量よりも大きいか否かを判断した結果、否定判断をした場合、キャリッジ４が動作不能の状態であると判断する（図４参照）。したがって、本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、簡単な構成で、キャリッジ４の動作不能の状態を判断することができる。
（２）また、本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、Ｓ１０３で否定判断をした場合、Ｓ１１０でキャリッジ４が動作不能である旨を報知する。したがって、本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、ユーザに対してキャリッジ４の動作不能（モータ７が故障等の異常な状態にあること）を認識させることができる。
（３）また、本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、Ｓ１０３で肯定判断をした場合、キャリッジ４が正常に動作可能な状態であると判断する。ここで、上記（１）を考慮すると、本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、Ｓ１０３を行うことにより、キャリッジ４が動作可能か否かを判断することができる。
（４）本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、Ｓ１０３で肯定判断をした場合であって、Ｓ１０２でのモータ７の駆動量が最大駆動量よりも小さいとき、キャリッジ４がキャリッジロック１０により規制状態にあると判断する。ここで、上記（１）と考慮すると、本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、Ｓ１０１～Ｓ１０４を行うことにより、キャリッジ４の動作不能の状態と、キャリッジ４の規制状態とを区別することができる。
（５）さらに、本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、Ｓ１０４で否定判断をした場合、Ｓ１３０でキャリッジ４が規制状態（ロックエラー）である旨を報知する。したがって、本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、ユーザに対してキャリッジ４のロックエラー（キャリッジ４がキャリッジロック１０に規制されたままの状態であること）を認識させることができる。
（６）さらに、本実施形態のキャリッジ駆動装置１００Ａは、Ｓ１０４で肯定判断をした場合、Ｓ１２０でキャリッジ４が走査範囲ＳＲにおいて走査可能な正常状態にあると判断する。上記（１）及び上記（４）を考慮すると、キャリッジ駆動装置１００Ａは、キャリッジ４が動作不能な状態と、キャリッジ４がキャリッジロック１０に記載されている規制状態と、キャリッジ４が走査範囲ＳＲで走査可能な正常の状態とを区別することができる。
なお、上記（１）～（６）の効果は、キャリッジ駆動装置１００Ａを備える画像読取装置１００の場合にも奏する。

以上のとおり、本発明について前述の実施形態を例として説明したが、本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、前述の実施形態では、図４に示す制御を、読取動作の中で行うとして説明した。しかしながら、読取動作時ではなく、任意のタイミングで行うようにしてもよい。例えば、読取動作時以外に行うようにしてもよい。この場合、Ｓ１２０の内容を正常と判断するとしてもよい。また、Ｓ１２０の内容を正常と判断し、かつ、その旨を報知するとしてもよい。
また、前述の実施形態では、キャリッジ４に係合部４ａが形成されており、キャリッジロック１０は係合部４ａに係合可能であるとして説明した。しかしながら、キャリッジロック１０とキャリッジ４とが係合することができれば、例えば、キャリッジロック１０に係合部が形成されていてもよい。すなわち、キャリッジロック１０又はキャリッジ４の一方に係合部が形成され、他方が当該一方に係合可能であればよい。

４ キャリッジ
７ モータ（駆動手段の一例）
１０ キャリッジロック
９０ ＣＰＵ（制御部の一例）
１００Ａ キャリッジ駆動装置

Claims (8)

1. 第１の位置から第２の位置までの走査範囲を往復移動するキャリッジと、
   前記キャリッジを駆動して往復移動させる駆動手段と、
   前記走査範囲内における前記第１の位置の側に配置され、前記キャリッジの移動を係合可能な範囲で規制するロック位置と、前記キャリッジの移動を規制しないアンロック位置とに移動可能なキャリッジロックと、
   前記キャリッジが前記第１の位置に向かう第１の方向に移動するように前記駆動手段を第１の時間駆動させた後に、前記キャリッジが前記第１の方向と反対の第２の方向に移動するように前記駆動手段を第２の時間駆動させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記駆動手段を前記第２の時間駆動させたときの前記キャリッジの移動量に基づいて、前記キャリッジが前記係合可能な範囲において前記キャリッジロックに規制されている規制状態にあると判断するキャリッジ駆動装置。
2. 前記第２の時間は、前記キャリッジが前記第１の位置から前記キャリッジロックを越えて前記第２の位置と異なる第３の位置に移動する時間である請求項１に記載のキャリッジ駆動装置。
3. 前記キャリッジは、前記規制状態にある場合でも、前記駆動手段の駆動量が所定の設定量を超えるまで前記第１の位置から移動可能であり、
   前記設定量は、前記第２の時間における前記駆動手段の最大駆動量より小さい値である請求項１または２に記載のキャリッジ駆動装置。
4. 前記キャリッジが動作不能の状態にある旨を報知する報知手段を備え、
   前記制御部は、前記第２の時間における前記駆動手段の駆動量が前記設定量よりも大きくないとき、前記キャリッジが動作不能の状態にあると判断する請求項３に記載のキャリッジ駆動装置。
5. 前記制御部は、前記第２の時間における前記駆動手段の駆動量が前記設定量よりも大きいとき、前記キャリッジが正常に動作可能の状態にあると判断する請求項３又は４に記載のキャリッジ駆動装置。
6. 前記制御部は、前記第２の時間における前記駆動手段の駆動量が前記設定量よりも大きく、かつ前記最大駆動量よりも小さいとき、前記キャリッジが前記規制状態にあると判断する請求項３～５のいずれか１項に記載のキャリッジ駆動装置。
7. 前記制御部は、前記第２の時間における前記駆動手段の駆動量が前記最大駆動量であるとき、前記キャリッジロックが前記アンロック位置にあり、かつ、前記キャリッジが前記走査範囲を走査可能な正常状態にあると判断する請求項３～６のいずれか１項に記載のキャリッジ駆動装置。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載のキャリッジ駆動装置と、
   前記キャリッジに搭載され、前記駆動手段により前記キャリッジとともに前記走査範囲を走査されながら、媒体の画像を読み取る読取センサと、を備える画像読取装置。

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