JPH031655A - 画像読取装置におけるイメージセンサの駆動方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はイメージセンサをモータにより駆動する画像読
取装置におけるイメージセンサ駆動方法及びその装置に
関する。

（従来の技術） 例えばカラー複写機に設けられる画像読取装置では、リ
ニアタイプのイメージセンサをモータにより一方向に駆
動して原稿を読取るように構成したものがある。この場
合、モータとしてはステッピングモータを使用し、位置
指令部からのパルスに応じてステッピングモータを所定
角度ずつ回転させることによりタイミングベルト等を介
してイメージセンサを所定ピッチずつ移動させて主走査
を行うと共に、その位置指令部からのパルス列信号に同
期させてイメージセンサから画像信号を読取ることによ
り副走査を行う構成が一般的である。

（発明が解決しようとする課題） この種のスキャナ装置では、走査を行う間隔、すなわち
走査ピッチを細かくするほど読取った画像の質が向上す
る。ところが、ステッピングモータを使用した場合は、
構造上の制約から回転ピッチすなわち走査ピッチの微細
化には限界がある。

これに対し、イメージセンサの位置を検出する位置検出
器と直流モータとを使用していわゆるクローズトループ
でそのモータを制御する構成も考えられる。しかしなが
ら、これでは位置検出器の分解能を、走査ピッチではな
く、それより遥かに細かな許容誤差まで向上させなくて
はならないという問題点がある。

そこで、本発明の目的は、位置検出器の分解能をあまり
向上させずとも、イメージセンサの走査ピッチを微細化
することができる画像読取装置におけるイメージセンサ
駆動方法及びその装置を提供するにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明にかかるイメージセンサ駆動方法は、累積パルス
数によってイメージセンサの位置を指令する位置指令パ
ルス列信号とイメージセンサが所定の微小距離動く度に
パルスを出力するように構成された位置検出器からの位
置検出パルス列信号とを比較し、両パルス列信号の基準
位置からの累積パルス数が一致しないときにはそのパル
ス数差が小となるようにイメージセンサ駆動用のモータ
を制御し、前記累積パルス数が一致するときには時刻信
号に基づき前記両パルス列信号の位相差を検出してそれ
が小となるようにモータを制御するところに特徴を有す
る。

また、本発明にかかるイメージセンサ駆動装置は、イメ
ージセンサが所定の微小距離動く度にパルスを出力する
ように構成された位置検出器と、この位置検出器が出力
する位置検出パルス列信号及び位置指令手段が出力する
位置指令パルス列信号の基準位置からの各累積パルス数
を比較する位置偏差検出手段と、この位置偏差検出手段
により比較された累積パルス数が異なるときにその差が
小となるようにイメージセンサ駆動用のモータを制御す
る位置偏差制御手段と、時刻信号発生手段を備えて前記
両パルス列信号の位相差を検出する位相差検出手段と、
位置偏差検出手段により比較された累積パルス数が同一
であるときには前記位相差検出手段により検出された位
相差が小となるようにモータを制御する同期化制御手段
とを具備せる構成としたところに特徴を有する。

（作用） 上記手段の駆動方法によれば、位置指令パルス列信号と
位置検出パルス列信号との両パルス列信号の基準位置か
らの累積パルス数が一致しないときには、そのパルス数
差が小となるようにイメージセンサ駆動用のモータが制
御される。この結果、イメージセンサは、まず両パルス
列信号の基準位置からの累積パルス数が一致するように
、すなわち位置指令パルス列信号の累積パルス数に応じ
た位置となるように位置偏差制御される。この段階での
位置ルｑ御精度は、位置検出器から構成される装置検出
パルス列信号の１パルス分に相当する距離以内となり、
従って位置検出器の分解能に依存する。

次に、上述の制御によって両累積パルス数が−致するよ
うになると、今度は両パルス列信号の位相差が小となる
ようにモータが同期化制御される。

この結果、イメージセンサは両パルス列信号の位相が一
致するように、すなわち位置指令パルス列信号の位相に
応じた位置に制御される。この段階での位置制御精度は
位置検出器の分解能を越える。

尚、上述のようにパルス列の位相差を小にする同期化制
御を行うものでありながら、その前段でまず両パルス列
信号の累積パルス数を一致させる位置偏差制御を行って
いるから、同期外れの問題は生じない。

（実施例） 以下本発明をカラー複写機に適用した一実施例につき図
面を参照して説明する。

図示はしないが、イメージセンサはリニアタイプであっ
て、その長手方向（以下「副走査方向」という）と直交
する方向（以下「主走査方向」という）に移動される。

この移動中において、イメージセンサが主走査方向に所
定ピッチ（以下「走査ピッチ」という。この実施例の場
合は６２，５μｍ）だけ移動される度にイメージセンサ
がら副走査方向の画像信号が読取られ、もって複写機本
体にセットされた原稿が縦横に走査されることになる。

尚、イメージセンサの移動距離は原稿の読取り領域の主
走査方向よりも十分に長（設定され、イメージセンサが
待機位置から起動し助走区間を経過して原稿の読取り領
域に入るようになっている。

さて、第２図は上記イメージセンサの駆動装置を示し、
図中１はイメージセンサを駆動するための直流リニアタ
イプのモータである。２は位置検出器たるリニアエンコ
ーダで、これはイメージセンサが所定の微小距離移動す
る度にパルスを出力するように構成され、基準位置から
の累積パルス数をカウントすることによりイメージセン
サの位置を検出することができる。このリニアエンコー
ダは、例えばスリットを挟んで投光素子と受光素子とを
設けた光学式のもので、従ってその分解能はスリットの
形成ピッチによって決まる。イメージセンサが駆動され
ることによってリニアエンコーダ１から出力されるパル
ス列（以下「位置検出パルス列信号ＳＤＪという）は位
置計測用のアップダウンカウンタ３に入力され、そのカ
ウント結果はＣＰＵ４に入力される。

一方、５は位置指令手段であり、これは画像読取装置の
全体を制御する図示しない中央制御装置から信号を受け
、イメージセンサの副走査と主走査とを同期させるべく
一定周期の位置指令パルス列信号Ｓ、を出力する。この
位置指令パルス列信号Ｓ、は１パルス周期分が主走査方
向の１走査ピツチに相当し、従って例えば基準位置から
６２５μだけ離れた地点にイメージセンサを移動させる
には基準位置を通過した時点から１０個のパルスを含ん
だ位置指令パルス列信号Ｓ、が位置指令手段５から出力
される。この位置指令手段５の出力ラインには指令位置
記憶用のアップダウンカウンタ６が接続され、位置指令
パルス列信号ＳＰはアップダウンカウンタ６に入力され
て累積パルス数がカウントされ、そのカウント結果はＣ
ＰＵ４に入力される。ＣＰＵ４は位置偏差検出手段とし
て機能するもので、両アップダウンカウンタ３，６から
与えられる両パルス列信号Ｓｒ、ＳＤのカウント結果を
比較する。この比較の結果、両パルス列信号Ｓ、、Ｓ＋
）の基準位置からの累積パルス数が一致しないときには
、ＣＰＵ４は後述するように、モータ１の位置偏差制御
を行い、一致するときには同期化制御を行う。

７は時刻信号発生手段で、２つのフリップフａツブ８，
９に時刻信号ＳＣＫを出力する。フリップフロップ８に
は位置指令手段５の出力ラインがノアゲート１０を介し
て接続され、位置指令パルス列信号ＳＰのパルスの立上
がりに同期して立ち五がるパルス信号を受け、その時点
の時刻を記憶してＣＰＵ４に出力する。また、フリップ
フロップ９にはリニアエンコーダ２の出力ラインがノア
ゲート１１を介して接続され、位置検出パルス列信号Ｓ
Ｄのパルスの立上がりに同期して立ち下がるパルス信号
を受け、やはりその時点の時刻を記憶してＣＰＵ４に出
力する。そして、ＣＰＵ４は、各フリップフロップ８．
９がら出力された各時刻を比較し、それに基づき両パル
ス列信号Ｓｐ、Ｓ０の位相差を検出するように構成され
ている。従って、以上述べた時刻信号発生手段７、フリ
ップフロップ８〜１１及びＣＰＵ４は協同してパルス位
相差検出手段１２として機能する。

また、ＣＰＵ４は位置偏差制御手段及び同期化制御手段
としても機能する。位置偏差制御手段としての機能は、
各カウンタ３，６におけるパルス列信号ＳＰ、ＳＯの両
カウント値の差（イメージセンサの実際の位置と指令さ
れた位置との差に相当する）を求め、その差に応じて駆
動回路１３を介してモータ１の電流指令値１”　　（実
際には印加電圧）を制御するもので、制御系を図示する
と第３図のようになる。同図中、Ｘは位置、■は速度、
Ｉは電流である。また、同期化制御手段としての機能は
、各フリップフロップ８．９に記憶された時刻の差（位
置指令パルス列信号ＳＰと位置検出パルス列信号ＳＤと
の位相差に相当する）を求め、その差に応じて駆動回路
１３を介してモータ１の電流指令値１”　　（実際には
印加電圧）を制御するもので、制御系を図示すると第４
図のようになる。

同図中、θは位相、■は電流である。

次に本実施例の作用について第１図も参照して説明する
。複写機の中央制御装置からイメージセンサの駆動信号
が出力されると、位置指令手段５から一定周期の位置指
令パルス列信号ｓｐが出力される。これによりＣＰＵ４
は第１図に示すようなモータ１の制御モードに入る。

ここでは、まずＣＰＵ４がカウンタ６の値を読み込むこ
とによりイメージセンサの指令位置が人力され（ステッ
プａ）、次いでカウンタ３の値を読み込むことによりイ
メージセンサの現在位置が入力される（ステップｂ）。

この後、両カウンタ３．６における基準位置からの累積
パルス数差を算出して位置偏差を求め（ステップＣ）　
その位置偏差が０か否かが判断される（ステップｄ）。

ここで位置偏差がＯ以外、すなわちイメージセンサの指
令位置と現在位置との間に相違があるときには、ステッ
プ群Ａが実行されて位置偏差制御が行われる。モータ１
の起動直後は、イメージセンサの動きは慣性により必ず
遅れるため、指令位置と現在位置とは相違し、結局、ま
ず位置偏差制御によりモータ１が運転されることになる
。ちなみに、モータ１の起動直後における位置指令パル
ス列信号ＳＰと位置検出パルス列信号ＳＯとを示すと第
５図のようになる。同図に示すように位置検出パルス列
信号ＳＯのパルス幅が位置指令パルス列信号Ｓ、に比べ
て長い理由は、起動直後であってイメージセンサが未だ
低速で移動しているからである。

この位置偏差制御は、位置偏差に応じた指令速度■１を
演算し、次いで現在速度Ｖを演算すると共に両値ｖ”、
ｖから速度偏差を算出する。そして、この速度偏差から
前記位置偏差を小にするための電流指令１ｉｔ！Ｉ”　
　（実際には印加電圧）を演算し、ＣＰＵ４から駆動回
路１３にその電流指令値１”を出力（ステップｅ）して
モータ１を必要な速度で回転させることにより行われる
。このような位置偏差制御は、判断ステップｄで位置偏
差が０であると判断されるまで、すなわち両パルス列信
号ＳＰ、ＳＤの基準位置からの累積パルス数が一致する
まで繰り返し実行される。

一方、上記位置偏差が０と判断された場合にはステップ
ＪＩＢに移行して同期化制御が実行される。

この段階では、算出された位置偏差が０であっても、リ
ニアエンコーダ２の分解能の関係から、最大１走査ピツ
チの誤差がある。その様子を示すと第６図の通りで、位
置偏差が０になるように制御されているから、既にイメ
ージセンサは指令速度ｖ１に達しており、従って両パル
ス列信号ＳＰ＋ＳＤのパルス幅は等しい。しかし、リニ
アエンコーダ２の分解能の範囲内で両パルス列信号ＳＰ
＋Ｓ、には位相のずれΔθが存在する。そこで、この同
期化制御では、まず指令位置位相θ１及び現在位置位相
θがＣＰＵ４に読み込まれる。ここで指令位置位相、θ
８としては、フリップフロップ８に記憶された時刻（位
置指令パルス列信号Ｓ、の立上がり時刻）が読み込まれ
、現在位置位相θとしては、フリップフロップ９に記憶
された時刻（位置検出パルス列信号ＳＤの立上がり時刻
）が読み込まれる。次いで両パルス列信号Ｓｐ、Ｓ。

の位相差Δθが演算され、この位相差Δθを小にするた
めの電流指令値Ｉ”　　（実際には印加電圧）が演算さ
れ、更にＣＰＵ４から駆動回路１３にその電流指令値■
１を出力（ステップｅ）してモータ１を必要な速度で回
転させる。このような同期化制御が繰り返されると、両
パルス列信号ＳＰ。

ＳＤの位相差Δθは最終的に０に近付き、結局、イメー
ジセンサの現在位置と指令位置との誤差はリニアエンコ
ーダ２の分解能以下に抑えられる。

なお、イメージセンサは待機位置から起動し助走区間を
経て原稿の読取り領域に進入するが、以上のような一連
の位置偏差制御及び同期化制御はイメージセンサが助走
区間内を移動するうちに終了するように設定されている
。

このように本実施例によれば、イメージセンサの位置制
御精度をリニアエンコーダ２の分解能以上に高めること
ができ、その分、イメージセンサの走査ピッチの微細化
が可能になる。また、位相偏差Δθを０にする同期化制
御を行うものでありながら、まず位置偏差制御によって
位置偏差を０にしてから同期化制御に移行するから、同
期外れが発生する虞は全くなく、安定した制御が可能で
ある。

なお、上記実施例では、多くの機能要素をｃｐＵ４のソ
フトウェアにて達成した例を示したが、本発明はこれに
限られず、これらをいわゆるハードウェアにより構成し
ても良い。また、イメージセンサ駆動用のモータとして
は、交流モータを利用できることも勿論であり、またリ
ニアモータに限らず回転形のモータであってもよく、こ
の場合には位置検出器としてロータリーエンコータヲ利
用できる。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明は、イメージセンサ駆動用の
モータを位置指令パルス列信号によって制御するものに
おいて、位置偏差制御から同期化制御に移行させるとこ
ろに特徴を有し、この結果、位置検出器の分解能をあま
り向上させずとも、イメージセンサの走査ピッチを微細
化することができるという優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はモータの制御
モードのフローチャート、第２図は要部の機能ブロック
図、第３図は位置偏差制御を示すブロック図、第４図は
同期化制御を示すブロック図、第５図はモータの起動直
後における各パルス列信号を示す波形図、第６図は同期
化制御時における各パルス列信号を示す波形図である。 図面中、１はモータ、２はリニアエンコーダ（位置検出
器）、４はＣＰＵ　（位置偏差検出手段、位置偏差制御
手段、同期化制御手段）、５は位置指令手段、７は時刻
信号発生手段、１２はパルス位相差検出手段である。 出願人　　株式会社　　東　　芝 代理人　　弁理士　佐　藤　　強 第　１　図 鳥 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像読取装置のイメージセンサを、累積パルス数に
   よって前記イメージセンサの位置を指令する位置指令パ
   ルス列信号に基づきモータにより駆動する方法において
   、前記イメージセンサが所定の微小距離動く度にパルス
   を出力するように構成された位置検出器からの位置検出
   パルス列信号と前記位置指令パルス列信号とを比較し、
   両パルス列信号の基準位置からの累積パルス数が一致し
   ないときにはそのパルス数差が小になるように前記モー
   タを制御し、前記累積パルス数が一致するときには時刻
   信号に基づき前記両パルス列信号の位相差を検出してそ
   の位相差が小になるように前記モータを制御することを
   特徴とする画像読取装置におけるイメージセンサの駆動
   方法。 ２、画像読取装置のイメージセンサを、累積パルス数に
   よって前記イメージセンサの位置を指令する位置指令パ
   ルス列信号に基づきモータにより駆動するものであって
   、前記イメージセンサが所定の微小距離動く度にパルス
   を出力するように構成された位置検出器と、この位置検
   出器が出力する位置検出パルス列信号及び位置指令手段
   が出力する位置指令パルス列信号の基準位置からの両累
   積パルス数を比較する位置偏差検出手段と、この位置偏
   差検出手段により比較された累積パルス数が異なるとき
   にその差が小になるように前記モータを制御する位置偏
   差制御手段と、時刻信号発生手段を備えて前記両パルス
   列信号の位相差を検出するパルス位相差検出手段と、前
   記位置偏差検出手段により比較された累積パルス数が同
   一であるときには前記パルス位相差検出手段により検出
   された位相差が小になるように前記モータを制御する同
   期化制御手段とを具備してなる画像読取装置におけるイ
   メージセンサの駆動装置。