JPH08223370A - 原稿読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原稿読み取りユニットを、第１のモードにお
ける待機位置に、もしくは第２のモードにおける所定位
置に移動して停止させる際に、読み取りユニットに共振
による残留振動を抑える低共振制御を行う。 【構成】 原稿１７を固定し、読み取りユニット１を移
動させて原稿を読み取る第１のモードと、読み取りユニ
ット１を所定位置Ｐに固定し、原稿２３を移動させて原
稿を読み取る第２のモードを有する。読み取りユニット
１を、前記第１のモードにおける待機位置ＨＰに、もし
くは前記第２のモードにおける所定位置Ｐに移動して停
止させる際に、前記読み取りユニット１に共振による残
留振動を抑える低共振制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原稿読取装置、より詳
細には、複写機、ファクシミリ等における原稿読み取り
装置（スキャナ）の速度制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機，ファクシミリ等においては、原
稿を読み取るための原稿読み取り手段として、光電変換
素子（ＣＣＤ）を備えた読み取りユニット（スキャナ）
を具備し、該読み取りユニットを走査して原稿を読み取
るモードと、該読み取りユニットを固定し、原稿を移動
させながら原稿を読み取るモードの２つのモードを有す
る複写機，ファクシミリ等が提案されている。このよう
な複写機，ファクシミリ等においては、読み取りユニッ
トを走査（スキャン）して原稿を読み取る第１のモード
においては、原稿読み取り後、前記読み取りユニットを
待機位置（ホームポジション）に待機させ、読み取りユ
ニットを固定し原稿を移動させて原稿を読み取る第２の
モードにおいては、前記読み取りユニットを前記待機位
置より第２のモードの所定位置へ移動する。この読み取
りユニットを第１モードのホームポジションから第２モ
ードの所定位置まで（あるいはその逆でも良い）移動さ
せるのに、従来、三角波制御，台形波制御、あるいは、
一定低速度制御などの速度制御を行っている。また、読
み取りユニットを所定の位置に停止させるために、読み
取りユニット駆動用のモータを逆転させる逆転ブレーキ
やモータの相をショートするショートブレーキ等を行っ
ていた。

【０００３】前述の三角波制御法は、読み取りユニット
をある位置（例えば、前記の第１モードにおける待機位
置）からある位置（例えば、前記の第２モードにおける
所定位置）に移動させるのに、待機位置（又は所定位
置）にある読み取りユニットを目標速度まで加速し、目
標速度に達した後に直ちに減速して、目標位置である前
記所定位置（又は待機位置）に停止させるように制御す
るものであり、また、前記台形波制御は、前記読み取り
ユニットが前記目標速度に達した後、しばらくの間、こ
の目標速度を保ち、その後、減速して目標位置である待
機位置又は所定位置に停止させるように制御するもので
あり、前記一定低速制御法は、前記待機位置（又は所定
位置）から前記所定位置（又は待機位置）まで一定速度
で移動させるように制御するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
複写機やファクシミリ装置においては、原稿読み取りユ
ニットを各モード間の基準位置間（待機位置と所定位置
の間）を移動させるのに、三角波制御，台形波制御ある
いは一定低速度制御などの速度制御を行っているが、こ
のような速度制御によると、原稿読取装置の構成上、共
振による残留振動が生じることがあった。そのため、振
動が収まるまで待つ必要があり、整定時間がかかってし
まい、結果として、読み取りユニットを所定の位置に停
止させるのに時間がかかることとなる。本発明は、上述
のごとき実情に鑑みてなされたもので、特に、読み取り
ユニットを各モード間の基準位置を移動させる制御に着
目し、前述のごとき共振による残留振動を抑え、移動時
間を短縮することを目的としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）原稿を固定し、読み取りユニット
を移動させて原稿を読み取る第１のモードと、該読み取
りユニットを所定位置に固定し、原稿を移動させて原稿
を読み取る第２のモードを有する原稿読取装置におい
て、前記読み取りユニットを、前記第１のモードにおけ
る待機位置に、もしくは、前記第２のモードにおける所
定位置に移動して停止させる際に、前記読み取りユニッ
トに共振による残留振動を抑える低共振制御を行うこ
と、更には、（２）前記低共振制御において、目標速度
を位置の関数とする近似式を記憶する目標速度算出部を
有し、低共振制御の目標速度を前記近似式により検出位
置から算出し、実速度を目標速度に追従させるように制
御すること、更には、（３）前記低共振制御において、
移動距離に対応する時間のテーブルを有し、該テーブル
を検索して得られた移動距離に対応した時間値を用い
て、目標速度，目標加速度を算出すること、更には、
（４）前記移動距離に対応する時間のテーブルにおい
て、該テーブルに記憶された時間が、正規化された時間
であること、更には、（５）前記低共振制御において、
移動距離に対応する目標速度，目標加速度のテーブルを
有し、該テーブルを検索して得られた値を目標速度値，
目標加速度値として制御すること、更には、（６）前記
近似式もしくはテーブルで用いる値が正規化値であり、
移動距離，最大加速度から目標移動時間，最大速度を算
出し、前記近似式もしくはテーブルから算出もしくは検
索された正規化値を前記最大加速度，最大速度により実
際の値に変換し、目標値とすることを特徴としたもので
ある。

【０００６】

【作用】原稿を固定し、読み取りユニットを移動させて
原稿を読み取る第１のモードと、該読み取りユニットを
所定位置に固定し、原稿を移動させて原稿を読み取る第
２のモードを有する原稿読取装置において、前記読み取
りユニットを、前記第１のモードにおける待機位置に、
もしくは、前記第２のモードにおける所定位置に移動し
て停止させる際に、前記読み取りユニットに対して、共
振による残留振動を抑える低共振制御を行う。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明が適用される原稿読取装置の
一例を説明するための要部構成図で、該原稿読取装置
は、光学ユニット１０と自動原稿送り装置２０とにより
構成され、光学ユニット１０は、原稿読み取りユニット
１を有し、この読み取りユニットは、光源２，反射鏡
３，４，集光レンズ５，光電変換素子（ＣＣＤ）６等を
有し、第１の原稿読み取りモードにおいては、該読み取
りユニット１を矢印Ａ方向に走査して、原稿支持ガラス
１６上の原稿１７を読み取るものである。

【０００８】光学ユニット１０は、前記読み取りユニッ
ト１を矢印Ａ方向に移動させるための駆動モータ１１，
該駆動モータ１１によって駆動される２個のプーリ１
２，１３，これらプーリ１２，１３間に前記読み取りユ
ニット１を介して張設され、該読み取りユニット１を矢
印Ａ方向に移動させるための読み取りユニット駆動ワイ
ヤ１４，及び、前記読み取りユニット１を支持，案内す
るためのガイドシャフト１５とよりなっている。また、
自動原稿送り（ＡＤＦ）装置２０は、駆動モータ２１及
びプラテンローラ２２を有し、プラテンローラ２２によ
り、原稿２３を矢印Ｂ方向（逆でもよい）に移動させ、
露光ポイントＰに対して位置させる。なお、この露光ポ
イントＰは、前記第２のモードにおいて、原稿を移送し
て原稿画像を読み取る場合の正規の露光位置（前述の所
定位置）である。

【０００９】前述のごとき画像読取装置において、前記
第１のモードにて原稿を読み取る場合には、原稿支持ガ
ラス（またはテーブルガラス）１６の上に原稿１７を置
き、駆動モータ１１を駆動させ、プーリ１２，１３及び
駆動ワイヤ１４を介して読み取りユニット１をガイドシ
ャフト１５に沿って移動させる。また、前記第２のモー
ド（つまりＡＤＦ装置２０）で原稿２３を読み取る場合
には、読み取りユニット１を光学ユニット１０の右端に
移動させ、読み取りユニット１の光軸と露光ポイントＰ
が一致する正規の位置を目標に停止させる。この正規位
置にてモータ２１を駆動し、原稿２３が移動するように
プラテンローラ２２を回転させ、原稿２３の画像データ
を読み取りユニット１にて読み取る。

【００１０】読み取りユニット１を移動して、原稿支持
ガラス１６上の原稿１７を読み取る第１モードにおいて
は、読み取りユニット１は、通常、読み取り開始位置よ
り手前の所定の位置に待機している。この所定の位置
を、ホームポジション（ＨＰ）又は待機位置といい、通
常、読み取りユニット１は、このホームポジション（Ｈ
Ｐ）に停止している。従って、ＡＤＦ装置２０で原稿２
３を読み取る第２モードにするには、読み取りユニット
１を上記ホームポジションＨＰから露光ポイントＰに速
くかつ正確に移動しなければならない。また、ＡＤＦ装
置２０で原稿を読み取った後は、露光ポイントＰからホ
ームポジションＨＰに速くかつ正確に移動しなければな
らない。

【００１１】上述のように、原稿を固定して読み取りユ
ニットを移動させて原稿を読み取るモードと、読み取り
ユニットを固定して原稿を移動させて原稿を読み取るモ
ードとを有する原稿読取装置においては、読み取りユニ
ット１を露光ポイントＰ（又はホームポジションＨＰ）
からホームポジションＨＰ（又は露光ポイントＰ）へ移
動させなければならないが、その際の読み取りユニット
の移動制御を、従来は、前述のように、三角波制御法，
台形波制御法，或いは、一定低速制御法等によって行っ
ているだけであり、そのため、読み取りユニットに共振
による残留振動が生じ、読み取りユニットを所定の位置
に移動させて停止させるまでに長時間を要していた。

【００１２】本発明は、上述のごとき残留振動を抑える
ために低共振制御を行うようにしたもので、以下に、こ
の低共振制御について説明する。低共振制御は、共振を
励起する加速度の変化率を最小に抑える制御であり、加
速度の微分値の２乗積分を評価関数とし、その最小化問
題を解くと、解は５次式となる。各式を次の〔数１〕
に、また、各式の軌道を図２に示す。

【００１３】

【数１】

【００１４】これらは、時間の関数として表わされてい
るが、実際に検出されるのは位置であるので、位置に対
応する目標速度，目標加速度を算出する必要がある。そ
こで、目標関数として必要な速度，加速度の位置の関数
を求めた。位置（ｘ）は時間（Ｔ）の５次式であり、解
くことは困難なので、近似式を求めた。近似式は、位置
に関する多項式近似であり、この近似式を用いることに
より、テーブルを作成する必要がなく、メモリを要せ
ず、サンプリング時間ごとに適確な目標値を得ることが
できる。位置、速度、加速度は、それぞれ正規化したデ
ータとしたが、この正規化は、それぞれの位置ｘ、速度
ｖ、加速度αをそれぞれの最大値Ｘmax，Ｖmax，αmax
（式（５）〜（７））で除した値Ｘnom，Ｖnom，αnom
（式（８）〜（１０））とした。正規化することで、変
数を含まないデータにより近似式が求まり、制御対象
（機種等）が変わっても問題なく、任意の移動距離に対
応できる。また、設定移動時間Ｔ₀は、メカ性能によっ
て決まる最大加速度より求まり、それによりメカ性能を
最大に活かした設計ができる。正規化するための式を、
次の〔数２〕に示す。

【００１５】

【数２】

【００１６】式（８）,（９）,（１０）よりＶnom，αn
omをＸnomの関数にするが、そのまま近似すると高次と
なり、演算速度，精度が問題となるので、近似部分を位
置により分割し、各部の近似式を導出する。位置に限ら
ず、速度，加速度で分割しても良い。近似次数や分割数
は、特に指定しないが、近似次数は低く、分割数は少な
いほど良いが、近似次数と分割数はトレードオフの関係
にある。今回は、近似次数を許容範囲で指定し、近似度
が許容範囲になるように分割した。

【００１７】また、近似式を求めるのではなく、検出位
置に対応する時間のテーブルを作成し、このテーブルよ
り検索する方法もある。この場合の時間は、設定移動時
間で除した正規化時間である。このテーブルにより検出
位置に対する正規化時間が得られ、得られた正規化時間
を用いて、低共振制御の基本式から目標速度，目標加速
度を求めることができる。この目標速度，目標加速度も
正規化値であり、よって、任意の移動距離に対応でき
る。この検出位置に対応する時間のテーブル化により、
テーブルの作成が必要で、メモリを要するが、近似式の
精度（近似誤差の影響）を考慮する必要がなく、目標値
算出における演算能力（有効桁数）が近似式による算出
に比べ低くて良い。

【００１８】また、さらに、検出位置に対応する目標速
度，目標加速度のテーブルを作成することもできる。こ
の目標速度，目標加速度も正規化値であり、任意の移動
距離に対応できる。このテーブルの作成には労力が要
り、メモリも多く要するが、目標値算出の演算を行わな
いので、他の手段に比べ、高速，高精度な演算素子を必
要としない。上述のように、各方法は一長一短なので、
必要に応じて使いわける。

【００１９】図３及び図４は、それぞれ本発明による原
稿読取装置における読み取りユニットの速度制御を行う
ブロック図で、図中、３１は目標速度生成部、３２は目
標加速度生成部、３３は制御演算部、３４は制御対象
（読み取りユニット）、３５は速度検出部、３６は位置
検出部、３７は時間テーブルで、速度検出は、検出手段
にて検出しても検出位置から算出して求めてもよい。

【００２０】近似式を用いる場合は、目標速度生成部３
１には、導出した近似式が記憶されている。これは、検
出位置をフィードバックして位置より近似式を選択し、
目標速度を算出するものである。目標加速度生成部３２
は、低共振制御の基本式を記憶しており、サンプリング
時間を計数するなどして得た時間データから目標加速度
を算出する。また、テーブルを用いる場合は、目標速度
生成部３１及び目標加速度生成部３２には、それぞれ検
出位置に対応する目標値が格納されたテーブルが記憶さ
れている。また、検出位置に対応する時間のテーブル３
７を用いる場合は、図４に示すように、該時間テーブル
３７に、検出位置に対応する正規化時間を格納したテー
ブルを記憶し、目標速度生成部３１及び目標加速度生成
部３２には、それぞれ低共振制御の基本式が記憶され、
検出位置より時間テーブル３７にて検索された正規化時
間により、目標速度及び目標加速度が算出される。

【００２１】図５，図６，図７は、それぞれ本発明によ
る制御方法の動作を説明するための図で、目標値算出部
が、前記の各方法（近似式，テーブル）により異なり、
近似式を用いるものを図５（目標値算出部Ａ参照）に、
検出位置に対応する時間のテーブルを用いるものを図６
（目標値算出部Ｂ参照）に、検出位置に対応する目標速
度，目標加速度のテーブルを用いるものを図７（目標値
算出部Ｃ参照）に示す。

【００２２】近似式を用いる場合は、図５に示すよう
に、予め移動距離とメカ性能より決まる最大加速度から
設定移動時間と最大速度を算出する。現在位置を検出
し、その位置により近似式を選択し、目標速度，目標加
速度を算出する。この値は、正規化された値であるの
で、最大速度，最大加速度から実際の値に変換する。速
度を検出し、目標速度に追従するように制御量を算出し
出力する。テーブルを用いる場合は、図６に示すよう
に、テーブルを検索し、現在位置に対応する正規化時間
を出力し、その正規化時間を用いて低共振制御基本式か
ら目標速度，目標加速度を算出する。又は、図７に示す
ように、現在位置を読み込み、テーブルを検索し、現在
位置に対応する目標速度，目標加速度を出力する。これ
らは正規化値なので、上記と同様に実際の値に変換し、
実速度が目標速度に追従するように制御する。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。 請求項１に対応する効果：読み取りユニットを、第１の
モードにおいて、待機位置（ホームポジション）に停止
させる際、もしくは、該待機位置から第２のモードにお
ける所定位置（露光ポイント）に移動して停止させる際
に、又は、第２のモードにおいて、前記所定位置から前
記第１のモードにおける待機位置に移動して停止させる
際に、該読み取りユニットに対して、共振による残留振
動を抑える低共振制御を行っているので、該読み取りユ
ニットを待機位置又は所定位置に停止する際に、共振に
よる残留振動が抑えられ、整定時間がなくなり、読み取
りユニットを待機位置、又は、所定位置に移動し停止さ
せる時間を短縮できる。 請求項２に対応する効果：目標速度を位置の関数とする
近似式を記憶し、この近似式により検出位置から目標速
度を算出しているので、メモリを要さず、制御演算ごと
に適確な目標速度を得ることができる。 請求項３に対応する効果：移動距離に対応する時間のテ
ーブルを設け、このテーブルを検索して得られた値を用
いて目標速度，目標加速度を算出しているので、移動距
離に対応する目標速度，目標加速度が本来の式から容易
に求めることができる。 請求項４に対応する効果：移動距離に対応する時間のテ
ーブルにおいて、テーブルに記憶された時間は正規化さ
れた時間であるので、任意に移動距離に対し、テーブル
から検索し、得られた時間データを処理することなく用
いて、目標速度，目標加速度を求めることができる。 請求項５に対応する効果：移動距離に対応する目標速
度，目標加速度のテーブルを設け、このテーブルを検索
して得られた値を目標値として制御するので、高速な演
算素子を使用しなくても目標値を得ることができ、低コ
スト化が図れる。 請求項６に対応する効果：移動体の性能により決まる最
大加速度と移動距離から移動時間を求め、それらから求
まる最大速度を用いて近似式により算出され正規化値を
実際の値に変換して目標値としているので、移動体の性
能により異なる最大加速度，移動時間によらず任意の移
動距離に対応した目標値を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される原稿読取装置の一例を説
明するための要部構成図である。

【図２】 本発明による速度制御方法の各動作を示すグ
ラフである。

【図３】 本発明による速度制御方法を実行するための
ブロック構成図で、近似式を用いる場合の例を示す図で
ある。

【図４】 本発明による速度制御方法を実行するための
ブロック構成図で、時間テーブルを用いる場合の例を示
す図である。

【図５】 本発明による速度制御方法を説明するための
フロー図で、近似式を用いる場合の例を説明するための
図である。

【図６】 本発明による速度制御方法を説明するための
フロー図で、テーブルを用いる場合の例を説明するため
の図である。

【図７】 本発明による速度制御方法を説明するための
フロー図で、テーブルを用いる場合の他の例を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１…読み取りユニット、１０…光学ユニット、１７…第
１のモードにおける原稿、２０…ＡＤＦ装置、２３…第
２のモードにおける原稿、３１…目標速度生成部、３２
…目標加速度生成部、３３…制御演算部、３４…制御対
象（読み取りユニット）、３５…速度検出部、３６…位
置検出部、３７…時間テーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 実 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿を固定し、読み取りユニットを移動
   させて原稿を読み取る第１のモードと、該読み取りユニ
   ットを所定位置に固定し、原稿を移動させて原稿を読み
   取る第２のモードを有する原稿読取装置において、前記
   読み取りユニットを、前記第１のモードにおける待機位
   置に、もしくは、前記第２のモードにおける所定位置に
   移動して停止させる際に、前記読み取りユニットに共振
   による残留振動を抑える低共振制御を行うことを特徴と
   する原稿読取装置。
2. 【請求項２】 前記低共振制御において、目標速度を位
   置の関数とする近似式を記憶する目標速度算出部を有
   し、低共振制御の目標速度を前記近似式により検出位置
   から算出し、実速度を目標速度に追従させるように制御
   することを特徴とする請求項１に記載の原稿読取装置。
3. 【請求項３】 前記低共振制御において、移動距離に対
   応する時間のテーブルを有し、該テーブルを検索して得
   られた移動距離に対応した時間値を用いて、目標速度，
   目標加速度を算出することを特徴とする請求項１に記載
   の原稿読取装置。
4. 【請求項４】 前記移動距離に対応する時間のテーブル
   において、該テーブルに記憶された時間が、正規化され
   た時間であることを特徴とする請求項３に記載の原稿読
   取装置。
5. 【請求項５】 前記低共振制御において、移動距離に対
   応する目標速度，目標加速度のテーブルを有し、該テー
   ブルを検索して得られた値を目標速度値，目標加速度値
   として制御することを特徴とする請求項１に記載の原稿
   読取装置。
6. 【請求項６】 前記近似式もしくはテーブルで用いる値
   が正規化値であり、移動距離，最大加速度から目標移動
   時間，最大速度を算出し、前記近似式もしくはテーブル
   から算出もしくは検索された正規化値を前記最大加速
   度，最大速度により実際の値に変換し、目標値とするこ
   とを特徴とする請求項２,３又は６に記載の原稿読取装
   置。