JPH06141151A - 光学読み取り装置におけるキャリッジ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャリッジの微細な間欠送りを機械的に行え
るようにしたキャリッジ駆動装置を提供することであ
る。 【構成】 往復走行駆動されるキャリッジ１の駆動源と
して、互いに１ステップ当たりのキャリッジ移動量が僅
かに異なる、２個のステッピングモータ２，３を用い、
キャリッジ１を１ライン分送るときの、各ステッピング
モータ２，３のステップ数を変えることで、キャリッジ
１の微細な間欠送りを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学読み取り装置にお
けるキャリッジ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、デジタルスキャ
ナプリンタ、イメージスキャナーなどの機器装置で、原
稿を光学的に読み取る光学読み取り装置を備えたものが
ある。この光学読み取り装置には、例えばＣＣＤ（電荷
結合素子）などの読み取り素子を搭載したキャリッジが
設けられ、このキャリッジは直線方向に往復走行駆動さ
れるようになっている。

【０００３】図４は、かかるキャリッジの駆動装置の一
従来例を示したものである。

【０００４】キャリッジ１０１には、例えば図示してい
ない等倍ＣＣＤなどの読み取り素子が搭載され、かかる
キャリッジ１０１は、図示していないガイドによって案
内されながらホームポジションである往動開始位置Ｓか
ら、１ライン分ずつ間欠的に移動し、往動終了位置Ｅに
至って、復動して、元の位置Ｓに戻されるようになって
いる。

【０００５】キャリッジ１０１の上方に、例えばコンタ
クトガラス（不図示）に載置された原稿が配置され、キ
ャリッジ１０１が間欠往動する間に、これが停止したと
き、ＣＣＤによって原稿の画像情報が読み取られる。キ
ャリッジ１０１の往復走行駆動のための駆動源として、
この種の駆動装置では、ステッピングモータが良く用い
られている。

【０００６】符号１０２で示すものが、そのステッピン
グモータであり、このステッピングモータ１０２が正逆
回転することで、各プーリ１０３に掛け渡されたワイヤ
１０４を介して、このワイヤに両端を係止されたキャリ
ッジ１０１が、往復走行駆動される。

【０００７】図４に示した従来例は、ステッピングモー
タ１０２の駆動力をキャリッジ１０１に伝えるための駆
動伝達手段の一構成体に、１本のワイヤ１０４を用いた
ものであるが、図５に示した従来例は２本のワイヤ１０
５，１０６を用いたものである。

【０００８】すなわち、この従来例では、ステッピング
モータ１０４の駆動力が、２本のループ状のワイヤ１０
５，１０６を介して、これらのワイヤに両端を係止され
たキャリッジ１０１に伝えられるようになっている。こ
の他、無端のタイミングベルトを介して、このベルトに
係止されたキャリッジが駆動される構成のものもある。

【０００９】ところで、この種の光学読み取り装置にあ
っては、読み取り密度（読み取り解像度）を上げて行く
と、得られるプリント画像の画質が良くなる。又、左
程、画質の良さを要求されない場合には、それ程、読み
取り密度を上げる必要もない。

【００１０】キャリッジ１０１の移動方向に対して直交
する向きの主走査方向の読み取り密度については、ＣＣ
Ｄの間びき読み取りなどを行い、且つ、その間びきのピ
ッチを粗くしたり、細かくしたりして、微妙に調整する
ことができるが、キャリッジ１０１の移動方向である副
走査方向のそれについては、今のところ、ステッピング
モータ１０２，１０４のステップ特性が決まってしま
い、いかんともし難い状況となっている。

【００１１】前述のようにキャリッジ１０１は、１ライ
ン分ずつ間欠的に送られ、その間の停止時にＣＣＤによ
る原稿の読み取りが行われるが、従来は、ステッピング
モータ１０２，１０４の２乃至４ステップの作動で、キ
ャリッジ１０１を１ライン分送るようにしている。ここ
で仮に、キャリッジ１０１を１ライン分送るのに、ステ
ッピングモータ１０２，１０４を２ステップ作動させる
動作を基本としたとき、この基本動作に対して、原稿画
像の読み取り密度を変える場合、ステッピングモータ１
０２，１０４の１ステップの整数倍にしか読み取り密度
を変化させることができない。

【００１２】例えば、ステッピングモータ１０２，１０
４の２ステップによりキャリッジ１０１を１ラインだけ
送るときのキャリッジ１０１の移動量率、すなわち基本
動作時の移動量率を１００％としたとすると、原稿画像
の読み取り密度を倍にするには、ステッピングモータ１
０２，１０４の１ステップでキャリッジ１０１を１ライ
ン分送り、その間欠送り量（送りピッチ）を基本動作の
半分にする。このときのキャリッジ１０１の移動量率は
５０％となる。

【００１３】逆に原稿画像の読み取り密度を下げ、ステ
ッピングモータ１０２，１０４の３ステップでキャリッ
ジ１０１を１ライン分移動させると、キャリッジ１０１
の１ライン分の送り量は基本動作の１．５倍となり、そ
の移動量率は１５０％となる。同様に、ステッピングモ
ータ１０２，１０４の４ステップ又は５ステップでキャ
リッジ１０１を１ライン分移動させるときは、その移動
量率はそれぞれ２００％と２５０％となる。このよう
に、原稿画像の読み取り密度を変えるとき、キャリッジ
１０１の移動量率が粗い刻みの段階的なものとなってし
まうのである。

【００１４】図６は、上述したキャリッジ１０１の移動
量率と、１ライン分のキャリッジ１０１の移動量の関係
を示したものであるが、この図からキャリッジ１０１の
移動量率が段階的になっていることをよく理解できる。
この図に破線で示すように、連続的にキャリッジの移動
量率を変化させることができれば、読み取り密度を自由
に変えることができ、理想的であると言える。

【００１５】原稿画像の読み取り密度を上述の理想に近
い状態で変化させることができるようにする方法とし
て、ステッピングモータ１０２，１０４の１ステップ当
たりのキャリッジ１０１の移動量を小さくすることが考
えられる。例えば、ステッピングモータ１０２，１０４
の１ステップ動作でキャリッジ１０１を０．１mm移動さ
せることができるようにするのである。このときのステ
ッピングモータ１０４のステップ数とキャリッジ１０１
の移動量の関係は、表１のようになる。

【００１６】このようにすれば、キャリッジが１ライン
分移動する距離をよりきめ細かに変えることができる。
例えば、ステッピングモータ１０２，１０４の１ステッ
プでキャリッジを１ライン分移動させるようにすれば、
その移動距離は０．１mmとなり、２ステップで１ライン
分移動させれば、その移動距離は０．２mmとなる。この
ように、表１の例では、キャリッジ１０１の１ライン分
の移動量を０．１mm刻みで細かく変化させることができ
るのである。

【００１７】ところが、この場合も、その移動距離が段
階的に変化することには変わりなく、例えばキャリッジ
を１ライン移動させるときの、その移動量を０．９mmと
１．０mmの間の０．９５mmに設定することはできない。

【００１８】

【表１】

【００１９】またこの種の光学読み取り装置を備えた画
像形成装置で、キャリッジの間欠送りピッチが、所謂、
モアレを生じるようなピッチに近似するようになると、
そのモアレに起因して、斑点画像や亀の子画像などが出
現し、画質を悪化させる原因になる。このような場合
に、例えば、キャリッジの１ライン分の送り時の移動量
率を１００％から１０１％といったように、意図的に変
えることができれば、そのようなモアレの発生を防止す
ることができ、画質を向上させることができる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記点に鑑み
なされたものであって、その目的とするところは、キャ
リッジの間欠送りを従来よりも細かに、しかもそれを機
械的に変えることができるようにした光学読み取り装置
におけるキャリッジ駆動装置を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、原稿読み取り用の読み取り素子を搭載したキ
ャリッジを往復走行駆動するための駆動源と、この駆動
源の回転を直線運動に変換してキャリッジに伝える駆動
伝達手段とを備え、前記駆動源を、それぞれ１ステップ
当たりのキャリッジの移動量が僅かに異なるような、複
数のステッピングモータで構成したキャリッジ駆動装置
を提案するものである。

【００２２】その際、少なくとも１個のステッピングモ
ータをキャリッジに搭載させるようにすると、効果的で
ある。

【００２３】又、駆動伝達手段を、キャリッジの復動時
において、復動速度が、往動速度よりも速くなるような
駆動伝達手段とすると、効果的である。

【００２４】更に、各ステッピングモータを、同時に作
動するステッピングモータとすると、効果的である。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。

【００２６】図１は、本発明一実施例のキャリッジ駆動
装置の構成斜視図である。

【００２７】この図において、符号１は、等倍ＣＣＤな
どの原稿読み取り用の読み取り素子（不図示）を搭載し
たキャリッジを示す。符号２，３は、キャリッジ１を直
線方向に往復走行駆動するための駆動源である第１及び
第２ステッピングモータを示し、本例では、かかる駆動
源が２個のモータで構成されている。

【００２８】第１ステッピングモータ２のモータプーリ
２Ａと、プーリ４との間には無端のワイヤ５が掛け渡さ
れている。又、第２ステッピングモータ３のモータプー
リ３Ａと、プーリ６との間にも無端のワイヤ７が掛け渡
されている。駆動軸８上には、プーリ４，６が固定され
ると共に、これらの内側にプーリ１１，１３がそれぞれ
固定されている。

【００２９】駆動軸８と平行した従動軸１７にも、プー
リ１２，１４がそれぞれ固定され、プーリ１１とプーリ
１２との間には無端のワイヤ１５が、又、プーリ１３と
プーリ１４との間にも無端のワイヤ１６がそれぞれ掛け
渡されている。そして、キャリッジ１の両端部は、各ワ
イヤ１５，１６の上辺部に係止されている。

【００３０】後述するようにステッピングモータ２，３
が作動するとき、その回転が上述の各プーリとワイヤを
介してキャリッジ１に伝えられ、該キャリッジ１は従来
と同様に、図示していないガイドに案内されながら、そ
のホームポジションから１ライン分ずつ間欠的に矢印ａ
方向に往動し、再び矢印ｂ方向に復動して元の位置に戻
る。キャリッジ１がこのように間欠的に往動する間の、
その各停止時に、キャリッジ１の上方に位置するコンタ
クトガラス（不図示）に載置された原稿の画像がＣＣＤ
によって読み取られる。

【００３１】ワイヤ５，７や、ワイヤ１５，１６や、図
示の各プーリは、駆動源の回転を、直線運動に変換して
キャリッジ１に伝える駆動伝達手段の一例を成すもので
ある。

【００３２】ここで、２個の第１及び第２ステッピング
モータ２，３は、その１ステップ当たりのキャリッジの
移動量が僅かに異なるようなステッピングモータとなっ
ている。例えば、次に示す表２の如くになっているので
ある。

【００３３】

【表２】

【００３４】第１ステッピングモータ２は、そのステッ
プの作動で、キャリッジ１を０．１mmだけ移動させるこ
とができ、２ステップ作動するとキャリッジは０．２mm
移動する。同様に第２ステッピングモータ３はその１ス
テップの動作でキャリッジ１を約０．１１mm移動させる
のである。

【００３５】第１ステッピングモータ２の１ステップ当
たりのキャリッジ１の送り量は、０．１mmであるので、
１０％刻みの間欠送りが可能となる。又、第２ステッピ
ングモータ３の１ステップ当たりのキャリッジ送り量
は、約０．１１mmであるので、第１ステッピングモータ
２によるキャリッジ１の１ライン分の送り量より、０．
０１mmだけ多くなる。つまり、１％だけ、その送り量を
増加できるわけである。

【００３６】ここで、仮にキャリッジ１を図１に示した
矢印ａ方向に１ライン分送るときのキャリッジの移動量
が１mmであるときをその基本動作とし、このときのキャ
リッジ１の移動量率を１００％とすると、第１及び第２
ステッピングモータ２，３の作動を各種制御することに
よって、キャリッジ１を１ライン分送るときの移動量
率、すなわちその１ライン分の送り量を従来よりも大幅
にきめ細かく変化させることができる。

【００３７】例えば、キャリッジ１の移動量率を１０１
％にするときは、先ず、第１ステッピングモータ２を実
線矢印の向きに９ステップだけ回転させる。すると、キ
ャリッジ１は０．９mmだけａ方向に移動する。次いで、
第２ステッピングモータ３を同じく実線矢印の向きに１
ステップだけ回転させる。するとキャリッジ１は０．１
１mmだけ、矢印ａ方向に移動する。結局、キャリッジ１
はその１ライン分の移動時に、（０．９＋０．１１）＝
１．０１mmだけ移動することになり、その移動量率は１
０１％となる。

【００３８】このようにしてキャリッジ１が１ライン、
すなわち１．０１mmだけ矢印ａ方向に移動して停止し、
このとき、キャリッジ１に搭載されたＣＣＤによって原
稿の画像情報が読み取られる。かかる動作を繰返しなが
ら読み取り動作を行うのである。

【００３９】これに対し、初めに、第１ステッピングモ
ータ２を１ステップ（０．１mm）だけ実線矢印の向きに
回転させ、次いで、第２ステッピングモータ３を８ステ
ップ（０．８８mm）だけ同じく実線矢印の向きに回転さ
せるようにすれば、結果として、キャリッジ１は、
（０．１＋０．８８）＝０．９８mm移動し、移動量率９
８％の間欠送りが可能となる。

【００４０】上述した例では、キャリッジ１を間欠送り
するとき、両ステッピングモータ２，３を図１の実線矢
印方向に回転させたが、これらのステッピングモータ
２，３のいずれか一方を逆転させて、キャリッジ１の１
ライン分の移動時の送り量を制御することもできる。

【００４１】例えば、第２ステッピングモータ３を実線
矢印方向に９ステップだけ回転させ（約０．９９mm）、
このモータ３の停止後に、第１ステッピングモータ２を
破線矢印方向に１ステップ（−０．１mm）だけ回転させ
れば、キャリッジ１はその１ライン分の移動時に、０．
９９mmから０．１mmを差し引いた０．８９mmだけ矢印ａ
方向に移動することになる。これにより移動量率８９％
の間欠送りが可能となる。

【００４２】上述のように、キャリッジ１を１ライン分
移動させるときに、表２に示した第１及び第２ステッピ
ングモータ２，３のステップ数及びその回転方向を種々
組み合わせることによって、キャリッジの１ライン分の
送り量を従来よりも格段に広い範囲で設定することがで
きる。またキャリッシ１をその１ライン分の移動時に、
０．１mm又はその整数倍移動させるときは、従来と同様
に、第１ステッピングモータ２だけを作動させればよ
い。同様に、キャリッジの１ライン分の送り量を０．１
１mm又はその整数倍にするときは、第２ステッピングモ
ータ３だけを作動させればよい。

【００４３】先にも述べたように、この種の光学読み取
り装置を備えた画像形成装置で、キャリッジの間欠送り
ピッチが、所謂、モアレを生じるようなピッチに近似す
るようになると、そのモアレに起因して、斑点画像や亀
の子画像などが出現し、画質を悪化させる原因になる。
このような場合に、例えば、キャリッジを１ライン分送
るときの移動量率を１００％から、１０１％といったよ
うに、意図的に変えることができれば、そのようなモア
レの発生を防止することができ、画質を向上させること
ができるのであるが、本例は、正に、そのような要求に
も答えることができるのである。

【００４４】図２に示す実施例は、第１及び第２ステッ
ピングモータ２，３のうちの、後者のステッピングモー
タ３を、キャリッジ１に搭載してしまった構成例を示し
ている。

【００４５】図２において、駆動軸８と平行した軸１９
にはプーリ２１，２２が固定されていて、この各プーリ
２１，２２は定滑車であるプーリ１１，１３に対し動滑
車となっている。第２ステッピングモータ３のモータプ
ーリ３Ａと、プーリ２１との間には無端のベルト１８が
掛け渡されている。プーリ２１には、ベルト１８と共
に、無端のワイヤ１５が掛け廻されている。又、プーリ
２２には、ワイヤ１６が掛け廻されている。なお、キャ
リッジ１と、軸１９とは適当な部材でユニットとして一
体化されるようになっている。他の構成は、図１に示し
たキャリッジ駆動装置と変わりはない。

【００４６】第１ステッピングモータ２が回転すると、
図１に示した実施例と全く同じく両ワイヤ１５，１６が
駆動され、このとき軸１９と、両プーリ２１，２２とが
矢印ａ，ｂ方向に移動する。同時に、両ワイヤ１５，１
６の駆動により、キャリッジ１がステッピングモータ３
と一体となって矢印ａ，ｂ方向に移動する。

【００４７】また第２ステッピングモータ３が回転する
と、プーリ２１，２２がワイヤ１５，１６に巻き付いた
状態で、該プーリ２１，２２とキャリッジ１が、第２ス
テッピングモータ３と共に、矢印ａ，ｂ方向に移動す
る。このようにキャリッジ１を矢印ａ方向に１ライン分
ずつ間欠的に送りながら、キャリッジ１に搭載されたＣ
ＣＤによって、原稿画像を読み取り、その読み取り動作
終了後に、キャリッジ１を元の位置に戻すのである。

【００４８】両ステッピングモータ２，３の機能も先の
実施例と同じであり、表２に示した通りとなっている。
そして、キャリッジ１を１ライン分移動させるときのス
テッピングモータ２，３のステップ数と、その回転方向
を制御することによって、図１に示した実施例と同じ
く、キャリッジ１の１ライン分の送り量を広い範囲に亘
って変化させることができる。

【００４９】ここで、図１に示す実施例では、キャリッ
ジ１を例えば１．０１mmだけ間欠送りするのに、すなわ
ち、キャリッジ１を１ライン分送るときの移動量率（図
６参照）を１０１％とするのに、先ず、第１ステッピン
グモータ２を９ステップ（０．９mm）だけ回転させ、次
いで、第２ステッピングモータ３を１ステップ（０．１
１mm）だけ回転させていた。

【００５０】これに対し、図２の実施例では、第１ステ
ッピングモータ２を９ステップだけ回転させる間で、第
２ステッピングモータ３を同時に作動させることができ
るようになっており、これにより、時間のオーバーラッ
プ分、キャリッジの１ライン当たりの間欠送り時間を短
縮させることができる。更に、両ステッピングモータ
２，３を同時に回転開始させてしまえば、更に、その時
間を短縮することができる。

【００５１】第１ステッピングモータ２の方をキャリッ
ジ１に設け、第２ステッピングモータ３の方を駆動装置
本体側の方に設けるようにしてもよい。

【００５２】ところで、この種のキャリッジ駆動装置を
具備する光学読み取り装置にあっては、キャリッジを復
動させる場合、それを往動させるときよりも、その移動
速度を速くすることが望ましい。何故ならば、原稿１枚
当たりの全読み取り時間を短縮できるからである。然る
に、ステッピングモータ２を逆転させるとき、表２に例
示したように、１ステップでキャリッジ１を０．１mmと
いう小さな距離を移動させるように構成すると、キャリ
ッジ１の復動に相当長い時間を要することになる。

【００５３】図１及び図２に示したワイヤやプーリなど
は、駆動源の回転を直線運動に変換してキャリッジに伝
える駆動伝達手段を構成するものであるが、かような駆
動伝達手段を、キャリッジの復動時において、復動速度
が、往動速度よりも、速くなるような駆動伝達手段とし
て構成すると、キャリッジの復動時に要する時間を短縮
することができる。

【００５４】図３において、ステッピングモータ２のモ
ータ軸２５には、それぞれが、同一直径となっているプ
ーリ２６，２８が固定され、又、図１及び図２に示した
駆動軸８には、一方向回転クラッチ３３，３４を介して
小径プーリ２７、大径プーリ２９がそれぞれ取り付けら
れている。

【００５５】大径プーリ２９は往動専用のプーリとなっ
ていて、小径プーリ２７は復動専用のプーリとなってい
る。キャリッジを往動させて、原稿画像を読み取るとき
は、ステッピングモータ２を実線矢印の向きに回転（正
転）させる。この回転は、ワイヤ３２を介して、駆動軸
８に伝達される。このとき、ワイヤ３１は回転するも、
一方向回転クラッチ３３の働きにより、小径プーリ２７
は空廻りするのみである。

【００５６】これに対し、キャリッジを復動させるべ
く、ステッピングモータ２を破線矢印に向きに連続的に
回転（逆転）させると、今度は、一方向回転クラッチ３
３が、小径プーリ２７の回転を駆動軸８に伝える。この
とき、一方向回転クラッチ３４の方は大径プーリ２９の
回転を駆動軸８に伝えず、大径プーリ２９は空廻りす
る。

【００５７】いずれにしても、プーリ２７，２９の各直
径を図のように変え、一方向回転クラッチ３３，３４を
設けることで、キャリッジのリターンの高速化を果すこ
とができるのである。又、このような構成を採用すると
共に、図２に示す実施例では２個のステッピングモータ
２，３を同時に逆転させることで、キャリッジを更に速
い速度でリターンさせることができる。

【００５８】なお、いずれの実施例においても、ステッ
ピングモータを３個以上に増やすことも可能であり、こ
れにより、更に微細なキャリッジの間欠送りを実現する
ことができる。例えば、図１に示すキャリッジ１に別の
ステッピングモータを搭載して、図２に示すような構成
を加味した構成とするのである。

【００５９】このように、本発明は、それぞれ１ステッ
プ当たりのキャリッジの移動量が僅かに異なるような、
複数のステッピングモータによって駆動源を構成したこ
とをその要旨とするものである。その際、その複数のス
テッピングモータの少なくとも１個のモータをキャリッ
ジに搭載するように構成することができるのである。

【００６０】以上、図５に示した従来のキャリッジ駆動
装置に本発明を適用した例を示したが、図４に示した駆
動装置や、無端のタイミングベルトを用いるキャリッジ
駆動装置などにも、本発明を広く適用することができ
る。

【００６１】

【発明の効果】請求項１に記載の構成によれば、キャリ
ッジの微細な間欠送りを実現することができ、画像の読
み取り密度を幅広く設定することができる。又、キャリ
ッジの間欠送りピッチを意図的に微妙に変えることがで
きるので、モアレの発生などを抑えることができ、この
モアレに起因する画質の悪化を生じさせないようにする
ことができる。

【００６２】請求項２に記載の構成によれば、キャリッ
ジの間欠送り時間を短縮化することが可能である。

【００６３】請求項３に記載の構成によれば、原稿１枚
当たりの全読み取り時間を短縮化することができる。

【００６４】請求項４に記載の構成によれば、キャリッ
ジの間欠送り時間を確実に短縮化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例のキャリッジ駆動装置の構成斜
視図である。

【図２】本発明の別実施例のキャリッジ駆動装置の構成
斜視図である。

【図３】キャリッジのリターン速度を速める駆動手段例
を示す図である。

【図４】従来例のキャリッジ駆動装置の構成斜視図であ
る。

【図５】別の従来例のキャリッジ駆動装置の構成斜視図
である。

【図６】キャリッジを１ライン分送るときの移動量率を
示す図である。

【符号の説明】

１ キャリッジ ２ ステッピングモータ ３ ステッピングモータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿読み取り用の読み取り素子を搭載し
   たキャリッジを往復走行駆動するための駆動源と、この
   駆動源の回転を直線運動に変換してキャリッジに伝える
   駆動伝達手段とを備え、前記駆動源を、それぞれ１ステ
   ップ当たりのキャリッジの移動量が僅かに異なるよう
   な、複数のステッピングモータで構成したことを特徴と
   する、光学読み取り装置におけるキャリッジ駆動装置。
2. 【請求項２】 少なくとも１個のステッピングモータを
   キャリッジに搭載した請求項１に記載の光学読み取り装
   置におけるキャリッジ駆動装置。
3. 【請求項３】 駆動伝達手段を、キャリッジの復動時に
   おいて、復動速度が、往動速度よりも速くなるような駆
   動伝達手段とした請求項１に記載の光学読み取り装置に
   おけるキャリッジ駆動装置。
4. 【請求項４】 各ステッピングモータを、同時に作動す
   るステッピングモータとした請求項２に記載の光学読み
   取り装置におけるキャリッジ駆動装置。