JPH08140397A

JPH08140397A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH08140397A
Application number: JP6273894A
Authority: JP
Inventors: Hajime Tsukahara; 元塚原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】画像読取装置にあって、パルス駆動に伴うモ
ータの振動や騒音の低減を可能にする。【構成】原稿や書籍等の読取対象と、その画像を読み
取る走査系とを相対移動させて前記原稿の画像を読み取
ると共に、前記原稿または前記走査系の駆動源となるス
テッピングモータ及び該ステッピングモータを駆動する
ドライバを備えた画像読取装置にあって、前記ドライバ
に設定されるステッピングモータの駆動周波数が可聴周
波数範囲内の設定周波数に達したとき（ステップ１０
４，１０８）、励磁モードを切り換え（ステップ１０
５，１０９）ると同時に前記ドライバに印加するクロッ
ク周波数を切り換え、騒音及び振動を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イメージスキャナ、フ
ァクシミリ、複写機等にあって、原稿等の画像を光学的
に読み取り走査し、これを電気信号に変換するための画
像読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真方式によるデジタル複
写機では、原稿台ガラスに載置された原稿を画像読取装
置で読み取り、これをＣＣＤ等の撮像素子に導いて電気
信号に変換し、デジタル信号に変換した後、これをメモ
リに格納し、必要時にメモリから読み出し、デジタル画
像処理プロセッサで補正、加工等を施した後、この画像
信号に基づいて半導体レーザを駆動し、そのレーザ光を
感光体上に導いて露光し、この露光による静電潜像をト
ナーを用いた現像機により顕像化し、その可視像を普通
紙等のシート上に転写し、更に定着を行ってシート上に
画像を定着させることにより、複写を行っている。

【０００３】画像読取装置は、原稿台ガラスと走査系を
相対移動させることにより行われ、この相対移動のため
の駆動源にはモータが用いられる。そして、このモータ
には例えばステッピンクモータが用いられ、入力パルス
に従って励磁シーケンスによってモータ各相を励磁して
回転させる制御が行われる。

【０００４】なお、画像読取装置におけるモータの駆動
技術に関しては、例えば、特開平４−１６４０９９号公
報に記載がある。

【０００５】図９はステッピンクモータの１ステップ応
答特性を示す特性図である。ステッピンクモータの特性
として１ステップ応答がある。この特性は、ステッピン
クモータに１パルスを入力すると、回転子が或る時間で
所定のステップ角θｓだけ進み、回転子の慣性のために
或る角度Δθだけオーバーシュートし、再度逆方向に引
き戻されるような動作を続け、最終的に理論的な角度に
なるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、１ステップ応答特性により生じる慣性
のために、モータの回転が円滑にならず、モータ駆動時
の振動及び騒音（特に、駆動周波数（例えば４００Ｈｚ
〜１００ＫＨｚ）が人間の可聴周波数（例えば３ＫＨ
ｚ）範囲に入ったときに顕著に現れる）の原因になる。
ステッピンクモータの振動及び騒音を低下させるために
は、上記したオーバーシュートの角度Δθをできるだけ
小さくする必要がある。

【０００７】一般に、フルステップ駆動、ハーフステッ
プ駆動で同じ速度で原稿等を搬送しようとすると、ハー
フステップ駆動の周波数はフルステップ駆動の周波数に
対して倍が必要になる。その時の周波数に対するトルク
値は、同じ電流値の場合、ハーフステップ駆動に対して
フルステップ駆動のトルクの方が２０％ほど大きくな
る。このため、同じ電流値でハーフステップ駆動とフル
ステップ駆動を切り換えた場合、フルステップ駆動時に
余剰トルクが発生し、これが騒音や振動の招くことにな
る。

【０００８】本発明の目的は、パルス駆動に伴うモータ
の振動や騒音の低減を図ることのできる画像読取装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、原稿や書籍等の読取対象と、その画
像を読み取る走査系とを相対移動させて前記原稿の画像
を読み取ると共に、前記原稿または前記走査系の駆動源
となるステッピングモータ及び該ステッピングモータを
駆動するドライバを備えた画像読取装置において、前記
ドライバに設定されるステッピングモータの駆動周波数
が可聴周波数範囲内の設定周波数に達したときに励磁モ
ードを切り換えると同時に前記ドライバに印加するクロ
ック周波数を切り換える励磁モード切換手段を設けるよ
うにしている。

【００１０】更に、前記励磁モードの切り換えと同時に
励磁電流を切り換える励磁電流切換手段を設けることが
できる。

【００１１】また、前記励磁モードを指定する励磁切り
換え信号によって駆動される分周回路を設け、その出力
信号を前記ドライバのクロック信号にしている。

【００１２】

【作用】上記した手段によれば、ステッピングモータの
駆動周波数が可聴周波数範囲内の予め設定した周波数に
到達したときに励磁モードが切り換えられ、これにより
周波数の変更が行われると同時に、ステッピングモータ
の１ステップ角が小さくなって１ステップ応答性のオー
バーシュート角度Δθが小さくなる。この結果、駆動周
波数が振動や騒音に最も影響のある可聴周波数から脱
し、回転子のオーバーシュートが低減され、モータの振
動や騒音が低減される。

【００１３】更に、励磁モードの切り換えと同時に励磁
電流の切り換え、すなわち、フルステップモードにする
と同時に励磁電流を下げるように駆動することで、フル
ステップモード時に発生し易い余剰トルクが低減され、
余剰トルクに起因する振動及び騒音を低減することがで
きる。

【００１４】また、励磁モードの切り換えに伴う周波数
切り換えをＣＰＵによらず、分周回路によって行い、こ
の分周回路で分周して得られた周波数がクロックとして
ドライバに印加される。これにより、ＣＰＵは周波数切
り換え処理を行わずに済み、その分だけ負担が軽減され
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】〔実施例１〕図１は本発明による画像読取
装置の処理を示すフローチャートであり、図２は本発明
による画像読取装置の内部構成を示す正面図、図３は本
発明による画像読取装置の第１実施例の制御系を示すブ
ロックである。

【００１７】まず、図２の構成について説明する。ここ
に示される画像読取装置は、デジタル複写機に用いられ
るものであり、かつセットされた複数の原稿を原稿台ガ
ラスへ順次自動的に送り出し、更に読み取りの終了と共
に回収するためのＡＤＦ（自動原稿搬送機構）を備えた
構成になっている。ＡＤＦは、画像読取装置の上部に設
置されている。

【００１８】読み取り時に原稿がセットされるのが原稿
台ガラス１であり、その下部には走査光学系が設けられ
ている。この走査光学系は、移動部と固定部からなり、
移動部は、原稿を照明する照明ランプ２、照明部分の反
射光を水平方向へ反射させる反射ミラー３、この反射ミ
ラー３からの光を下側方向へ反射させる反射ミラー４、
この反射ミラー４からの光を水平方向へ反射させる反射
ミラー５から構成されている。

【００１９】更に、固定部は、反射ミラー５側からの光
像を電気信号に変換するＣＣＤ６、及び反射ミラー５か
らの光像をＣＣＤ６に結象させるレンズ７から構成され
ている。なお、走査光学系の移動部は、モータ８（ステ
ッピングモータ）によって駆動される。また、走査光学
系の下部には、各種の回路を構成するための電子部品が
実装された複数のプリント基板９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ
が設置されている。

【００２０】また、ＡＤＦは、画像読取装置の上部を覆
うようにして開閉自在に取り付けられており、読み取り
対象の原稿を複数枚セット可能なトレイ１０、この原稿
トレイ１０にセットされた原稿のうちの最上面の１枚を
画像読取装置側へ送り出すピックアップローラ１１、こ
のローラ１１から送り出された原稿を待機させるレジス
トローラ１２、このローラ１２からの原稿が巻き付けな
がら原稿台ガラス１へ原稿を搬送する搬送ドラム１３、
この搬送ドラム１３に対して原稿を密着させる搬送ロー
ラ１４、一部の搬送系の駆動源となる搬送モータ１５
（ステッピングモータ）、読み取りの終了した原稿を外
部へ排紙させる排紙ローラ対１６，１７の各々を備えて
構成される。

【００２１】なお、ピックアップローラ１１及びレジス
トローラ１２は不図示の給紙モータにより駆動され、搬
送ドラム１３、搬送ローラ１４及び排紙ローラ対１６，
１７は搬送モータ１５により駆動される。また、原稿台
ガラス１の上面にはカバー１ａが設置され、原稿（又は
書籍等の厚手のもの）を手動により原稿台ガラス１上に
載置できるようになっている。この場合、操作盤から
「ブックモード」を指定し、モータ８の駆動により走査
光学系の移動部が往復動する。

【００２２】図２の構成における動作を説明すると、
「ＡＤＦモード」の場合、原稿トレイ１０にセットされ
た原稿は、ピックアップローラ１１及びレジストローラ
１２によって原稿トレイ１０から送り出され、搬送ロー
ラ１４によって搬送ドラム１３の表面に巻き付けられ
る。搬送ドラム１３の回転によって、原稿の先端部がＢ
位置に到達するのにタイミングを合わせて照明ランプ２
が点灯し、原稿面が照明される。その時の反射光は反射
ミラー３→反射ミラー４→反射ミラー５の経路で進み、
レンズ７を介してＣＣＤ６に合焦し、ＣＣＤ６によって
光−電変換される。

【００２３】この走査は、搬送ドラム１３の回転に従っ
て連続的に行われ、読み取った画像に対して光−電変換
が行われる。

【００２４】原稿がＢ位置を通過した後、その先端は搬
送ドラム１３から剥離され、ガイド内へ送り込まれると
共に、排紙ローラ対１６，１７によって外部へ搬出され
る。

【００２５】一方、原稿が１枚のみである等、ＡＤＦを
用いない場合には、手動により原稿台ガラス１面に原稿
をセットし、操作盤から指示を行う。これにより、走査
光学系の移動部は原稿台ガラス１の端部まで移動し、つ
いで照明ランプ２を点灯しながら図の右方向へ一定速度
で移動する。この移動過程で連続的に読み取りが行わ
れ、その光−電変換が行われる。読み取りが終了する
と、操作者は原稿台ガラス１上から原稿を除去する。

【００２６】次に、図３の構成について説明する。制御
系はＣＰＵ１８を主体に構成され、このＣＰＵ１８に
は、画像読取装置の走査機構を駆動するためのプログラ
ムが格納されたＲＯＭ１９、及びモータ８及び搬送モー
タ１５を駆動するためのドライバ２０が接続されてい
る。

【００２７】次に、図１を参照し、本発明のモータ制御
について説明する。ここでは、搬送モータ１５の制御に
ついて説明すると共に、搬送モータ１５として２相のス
テッピングモータを用いている。２相のステッピングモ
ータは、図４に示すフルステップ駆動と、図５に示すハ
ーフステップ駆動とがある。いずれの駆動を行うかは、
図３に示すように、ＣＰＵ１８から励磁モード切換端子
に信号を与えることにより指定することができる。

【００２８】まず、スキャン命令が出力され、スキャン
条件設定（ステップ１０１）によるＲＯＭ１９内の命令
をＣＰＵ１８が読み込み、初期励磁モードとしてドライ
バ２０内の励磁モード切換端子にフルステップ設定信号
を出力する。そして、スキャンスタートキーが押下され
ると（ステップ１０２）、フルステップ加速を実行する
（ステップ１０３）。このようにフルステップによりモ
ータを駆動する理由は、走査光学系（スキャナ）の方が
移動速度を速くできるためである。

【００２９】ＲＯＭ１９には、予め励磁モード切り換え
の周波数が設定されており、搬送モータ１５が駆動を開
始してから設定周波数に到達した場合（ステップ１０
４）、ＣＰＵ１８がそれを検知し、ドライバ２０の励磁
モード切換端子にハーフステップ信号をフルステップ信
号に代えて出力し、ハーフステップによる加速を実行す
る（ステップ１０５）。

【００３０】ステッピングモータの駆動周波数は、モー
タの立ち上げ時には４００Ｈｚ程度でスタートするが、
立ち上げ後はフルステップ駆動周波数である１００ＫＨ
ｚ程度までになる。このモータ立上時に、駆動周波数が
騒音及び振動を生じ易い可聴周波数（≒３ＫＨＺ）にな
った時点でハーフステップモードに切り換えれば、モー
タの振動や騒音を低減することができる。

【００３１】ハーフステップ信号の出力と同時に、ドラ
イバ２０のＣＬＫ（クロック端子）にはフルステップ時
の倍のクロックがＣＰＵ１８から出力されるように制御
されている。ハーフステップ加速の後、モータの回転は
一定速度に到達する（ステップ１０６）。

【００３２】なお、励磁モード切換手段は、ドライバ２
０より励磁パターンの始まりの相励磁のみ“Ｌ”レベル
となるＭＯ信号に同期させて、常時、励磁パターンの始
まりで励磁モードが切り換えられ、モータに脱調が生じ
ないようにしている。

【００３３】ハーフステップによる減速が行われると
（ステップ１０７）、設定周波数以下に到達したか否か
が判定され（ステップ１０８）、設定周波数以下であれ
ば、フルステップモードにし、減速の後、停止させる
（ステップ１０９）。以上の一連の処理は原稿毎に繰り
返し実行され、設定枚数の終了を判定すると（ステップ
１１０）、全ての処理が終了する。

【００３４】〔実施例２〕図６は本発明による画像読取
装置の第２実施例の制御系を示すブロック図である。

【００３５】本実施例は、図３の構成に対し、電流切換
手段を設けたところに特徴がある。

【００３６】すなわち、ドライバ２０にＲＥＦ端子を設
け、この端子とＣＰＵ１８との間にＤＡ（デジタル−ア
ナログ）コンバータ２１を接続した構成にしている。

【００３７】一般に、ハーフステップ駆動及びフルステ
ップ駆動で同一速度により原稿等を搬送しようとする
と、ハーフステップ駆動の周波数はフルステップ駆動の
周波数に対して倍が必要になる。その時の周波数に対す
るトルク値の特性を示したのが図７であり、同一搬送速
度にするための周波数に対するトルク値は同一電流値
（ｘ（Ａ））の場合のフルステップ時の方がΔＴだけ大
きく、このΔＴは余剰トルクであり、トルクをΔＴだけ
小さくした電流値（ｘ−Δｘ（Ａ））での駆動が可能で
ある。

【００３８】この場合の制御は、ドライバ２０の励磁モ
ード切換端子に励磁切換信号が入力されると、ＲＯＭ１
９内の命令をＣＰＵ１８が読み込み、ＤＡコンバータ２
１を介して、アナログ信号となった命令をドライバ２０
のＲＥＦ端子へ送出する。このアナログ電圧に従って、
ドライバ２０はモータに流れる電流を制御する。

【００３９】このような制御によって、ハーフステップ
駆動時とフルステップ駆動時の電流値を切り換えること
が可能になり、フルステップ駆動時でも余剰トルクは発
生せず、モータの振動や騒音を抑制することができる。

【００４０】〔実施例３〕図８は本発明による画像読取
装置の第３実施例の制御系を示すブロック図である。

【００４１】本実施例は、図３の構成に対し、ＣＰＵを
介さずに周波数を変更できるようにしたところに特徴が
ある。すなわち、ＤＡコンバータ２１とドライバ２０の
ＣＬＫ端子との間に分周回路２２を設けた構成にしてい
る。

【００４２】ハーフステップとフルステップを切り換え
る場合、システム全体として同じ搬送速度にするために
周波数の切り換えを行うが、この切り換えをプログラム
に従ってＣＰＵ１８により実行した場合、ＣＰＵ１８の
パフォーマンスに影響を与える。そこで、図８に示すよ
うに、分周回路２２を設け、この分周回路２２を励磁切
換信号により駆動することにより、励磁モードによって
特定の周波数をドライバ２０に供給することができる。
これにより、ハーフステップとフルステップを切り換え
時、ＣＰＵ１８の負担を低減でき、装置全体の制御レス
ポンスを向上させることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明した通り、請求項１記載の発明
によれば、原稿や書籍等の読取対象と、その画像を読み
取る走査系とを相対移動させて前記原稿の画像を読み取
ると共に、前記原稿または前記走査系の駆動源となるス
テッピングモータ及び該ステッピングモータを駆動する
ドライバを備えた画像読取装置において、前記ドライバ
に設定されるステッピングモータの駆動周波数が可聴周
波数範囲内の設定周波数に達したときに励磁モードを切
り換えると同時に前記ドライバに印加するクロック周波
数を切り換える励磁モード切換手段を設けるようにした
ので、駆動周波数が振動や騒音に最も影響のある可聴周
波数から速やかに脱し、かつ回転子のオーバーシュート
が低減される結果、モータの振動や騒音を低減すること
ができる。

【００４４】更に、請求項２記載の発明によれば、前記
励磁モードの切り換えと同時に励磁電流を切り換える励
磁電流切換手段を設けるようにしたので、フルステップ
モード時に発生し易い余剰トルクが低減され、余剰トル
クに起因する振動及び騒音を低減することができる。

【００４５】また、請求項３記載の発明によれば、前記
励磁モードを指定する励磁切り換え信号によって駆動さ
れる分周回路を設け、その出力信号を前記ドライバのク
ロック信号にするようにしたので、ＣＰＵは周波数切り
換え処理を行わずに済み、その分だけ負担が軽減され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像読取装置の処理を示すフロー
チャートである。

【図２】本発明による画像読取装置の内部構成を示す正
面図である。

【図３】本発明による画像読取装置の第１実施例の制御
系を示すブロックである。

【図４】ステッピングモータにおけるフルステップ駆動
を示す動作波形図である。

【図５】ステッピングモータにおけるハーフステップ駆
動を示す動作波形図である。

【図６】本発明による画像読取装置の第２実施例の制御
系を示すブロック図である。

【図７】ハーフステップ駆動時の周波数とトルク値の関
係を示す特性図である。

【図８】本発明による画像読取装置の第３実施例の制御
系を示すブロック図である。

【図９】ステッピンクモータの１ステップ応答特性を示
す特性図である。

【符号の説明】

２照明ランプ３，４，５反射ミラー６ＣＣＤ７レンズ８モータ１３搬送ドラム１４搬送ローラ１５搬送モータ１８ＣＰＵ２０ドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿や書籍等の読取対象と、その画像を
読み取る走査系とを相対移動させて前記原稿の画像を読
み取ると共に、前記原稿または前記走査系の駆動源とな
るステッピングモータ及び該ステッピングモータを駆動
するドライバを備えた画像読取装置において、前記ドラ
イバに設定されるステッピングモータの駆動周波数が可
聴周波数範囲内の設定周波数に達したときに励磁モード
を切り換えると同時に前記ドライバに印加するクロック
周波数を切り換える励磁モード切換手段を設けたことを
特徴とする画像読取装置。
【請求項２】前記励磁モードの切り換えと同時に励磁
電流を切り換える励磁電流切換手段を設けることを特徴
とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】前記励磁モードを指定する励磁切り換え
信号によって駆動される分周回路を設け、その出力信号
を前記ドライバのクロック信号とすることを特徴とする
請求項１記載の画像読取装置。