JPH0865462A - 走査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走査速度が変動してもピッチが変動しない走
査方法を提供する。 【構成】 パルスモータにより紙送り機構をパルス駆動
し、この紙送り機構により用紙を送りつつ、読取り又は
印字ヘッド部を作動させて用紙のイメージ情報を読み取
るか又は印字する走査方法において、ヘッド部５５を１
回前に作動させてからの用紙５２とヘッド部５５との相
対移動量を、パルスモータ５１に印加する印加パルスの
時間履歴と紙送り機構を介した用紙５２の移動特性とか
ら求め、この相対移動量が所定量ｘｓとなったとき、ヘ
ッド部５５を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ等に用い
られる読取り又は印字装置が、用紙を送りつつヘッドを
作動させて、紙面上のイメージ情報を所定ピッチで読み
取るか又は所定ピッチで構成されたイメージ情報を紙面
に印字する走査方法に係り、特に、走査速度が変動して
もピッチが変動しない走査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】イメージ情報を紙面に印字する際に、全
面を一度に印字するのは困難なので、部分毎に印字しな
がら用紙と印字ヘッドとを相対移動させること（走査）
が行われる。走査には、縦横に限定された部分を印字す
る印字ヘッドを用い、この印字ヘッドを横に走査し、用
紙を縦に走査する方法がある。また、縦に限定された横
全幅部分を印字する印字ヘッドを用い、この印字ヘッド
は固定し、用紙を縦に走査する方法がある。いずれの場
合も、所定ドットピッチで構成されたイメージ情報を印
字するには、相対移動を一定量ずつステップ的に行い、
そのステップ毎に印字ヘッドを作動させる。

【０００３】イメージ情報が１ライン毎に発生するファ
クシミリ等の場合、１ラインを印字する印字ヘッドを用
い、紙送り機構で用紙を送って相対移動させる走査方法
が採用されている。

【０００４】図５に、紙送り機構のモデルを示す。この
モデルは、パルス駆動されるパルスモータ５１と、用紙
５２を摩擦搬送するプラテンローラ５３と、パルスモー
タ５１の回転をプラテンローラ５３に伝達する伝達系５
４とからなる。伝達系５４は例えばタイミングベルトで
ある。印字ヘッド５５は用紙５２を挟んでプラテンロー
ラ５３に対向している。パルスモータ５１に１ステップ
分の印加パルスを与えると、パルスモータ５１の回転が
伝達系５４で伝達されてプラテンローラ５３が所定角度
だけ回転する。用紙５２はプラテンローラ５３の外周の
回転した距離に応じて送られる。パルスモータ５１の印
加パルスあたりの用紙５２の移動量は一定であるから、
一方で印字ヘッド５５を作動させれば、イメージ情報の
ピッチに対応した印字ピッチで印字ができる。実際に
は、印加パルスを与えた時間と用紙５２がピッチ分移動
する時間とには差があるので、印加パルスより遅らせて
印字ヘッド５５を作動させる。

【０００５】このように、従来の印字走査方法にあって
は、印字ヘッドを作動させるタイミングは、パルスモー
タの印加パルスを発生させた時間を起点とし、一定の時
間が経過したときとしている。そして、複数ラインを連
続的に印字する場合も、同じことが繰り返される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年では、通信機器の
伝送速度が高速化していることから、印字装置の印字速
度も高速化が望まれている。ところが、用紙が静止して
いる状態から高速印字を開始すると、印字イメージが変
形する現象が生じる。この原因は、用紙を送り始めたと
き又は低速度のときと、連続して高速で送っているとき
とで、印加パルス発生から印字ヘッド作動までの一定時
間に用紙の移動量が異なることにある。この現象は、と
りわけ、ファクシミリにおいては問題である。なぜなら
ファクシミリは、イメージ情報の１ライン毎に発生する
速度が異なるため、その都度、上記一定時間内での用紙
の移動量が違ってくるからである。

【０００７】このような問題は、印字の場合に限らず、
読取りヘッドを用いてイメージ情報を所定ピッチで読み
取る場合にも共通する。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、走査速度が変動してもピッチが変動しない走査方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、パルスモータにより紙送り機構をパルス駆
動し、この紙送り機構により用紙を送りつつ、読取り又
は印字ヘッド部を作動させて用紙のイメージ情報を読み
取るか又は印字する走査方法において、ヘッド部を１回
前に作動させてからの用紙とヘッド部との相対移動量
を、パルスモータに印加する印加パルスの時間履歴と紙
送り機構を介した用紙の移動特性とから求め、この相対
移動量が所定量となったとき、ヘッド部を作動させるも
のである。上記紙送り機構が少なくとも用紙を搬送する
ローラとパルスモータの回転をローラに伝達する伝達系
とを有し、パルスモータ及びローラの慣性モーメントと
伝達系及びローラの弾性係数とヘッド対用紙の摩擦によ
る粘性係数とを用いた伝達関数により相対移動量を演算
して求めてもよい。

【００１０】予め印加パルスの時間履歴毎に相対移動量
を示したマップを記憶しておき、このマップにより相対
移動量を求めてもよい。

【００１１】

【作用】図５のモデルを用い、印加パルスを発生させて
から後の用紙の過渡的な移動の様子を力の次元で表す
と、式（１）に示されるように、用紙の移動量ｘと経過
時間ｔとの微分方程式となる。

【００１２】

【数１】

【００１３】ここで、Ｍ；系全体の慣性モーメント Ｄ；粘性係数 Ｋ；弾性係数 ｆ；モータのトルク 系全体の慣性モーメントＭは、そのほとんどがパルスモ
ータ及びプラテンローラの慣性モーメントで占められ
る。粘性係数Ｄは主に印字ヘッドと用紙との摩擦係数で
ある。弾性係数Ｋは伝達系及びプラテンローラの弾性係
数である。この式から分かるように、用紙の移動量ｘと
経過時間ｔとの関係は、紙送り機構の機械的特性で規定
される。

【００１４】極が複素数になるものとして、この微分方
程式を解くと、式（２）となる。

【００１５】

【数２】

【００１６】ここで、Ａ，ａ，ψはＭ，Ｄ，Ｋによって
定まる定数である。

【００１７】このように、用紙の移動量ｘと経過時間ｔ
との関係（伝達関数）は、減衰項を有する三角関数で示
され、一方の値が決まれば他方の値を決めることができ
る。

【００１８】式（２）をグラフに表すと図６となる。横
軸が印加パルスを印加したときからの経過時間、縦軸が
用紙の移動量を示している。印加パルス６１を印加した
直後の遷移域６２では移動量が徐々に大きくなり、定常
域６３に入って安定している。移動量軸に記されたｘｓ
が送りピッチに相当する移動量である。

【００１９】次に、図７は、従来の低速での連続紙送り
の場合のグラフである。１ステップ目の印加パルス７１
による移動量の変化が定常域に入ってから、２ステップ
目の印加パルス７２が印加されている。このようにして
順次一定時間間隔で印加パルスを印加すると、用紙は一
定移動量でステップ送りされる。このとき、前の印加パ
ルスに対応する印字ヘッド作動タイミング７１ａ，７２
ａを後の印加パルスと略同じタイミングにすれば、毎回
の用紙の移動量ｘｓは一定であり、印字ピッチは一定と
なる。

【００２０】ところが、高速印字の場合は、図８のよう
になる。ここでは、印加パルス８１，８２，８３の時間
間隔が図７に比べて短く、遷移域で次の印加パルスが発
生している。この場合、前の印加パルスによる用紙の移
動が安定しないうちに後のパルスが発生しているため、
最初の印加パルス８１に対する移動量が少ない。その
後、連続的に印加パルスが発生しているときは、図７の
場合と同じ量の一定の移動量が得られている。このよう
に、用紙を送り始めたときと、連続して送っているとき
とで、印加パルス発生間隔内での用紙の移動量が異なる
ので、前の印加パルスに対応する印字ヘッド作動タイミ
ング８１ａ，８２ａ，８３ａを後の印加パルスと略同じ
タイミングにすると、それぞれの作動タイミングにおけ
る移動量を軸に沿って示したように、最初の印字ピッチ
８４だけが短くなる。場合によっては、２ステップ目以
降にも印字ピッチが短くなる傾向が残り、徐々に所定ピ
ッチに達する。これが従来の問題点である印字イメージ
の変形の原因である。

【００２１】そこで、本発明にあっては、印字ヘッドの
作動を印加パルスを発生させてから一定時間で行うので
はなく、１回前に印字ヘッドを作動させてから用紙の移
動量が所定量に達したときに印字ヘッドの作動を行うよ
うにしたものである。用紙の移動量が所定量に達するま
での到達時間は、前記したように紙送り機構の機械的特
性で決定されると共にそれ以前の印加パルスによる用紙
の運動も影響する。従って、ヘッド部を１回前に作動さ
せてからの用紙とヘッド部との相対移動量を、パルスモ
ータに印加する印加パルスの時間履歴と紙送り機構を介
した用紙の移動特性とから求め、この相対移動量が所定
量となったとき、ヘッド部を作動させる。これにより、
用紙の移動量が所定のピッチに達してからヘッドが作動
することになり、印字イメージの変形が解消される。

【００２２】機械的特性は、前記モデルで説明したよう
に、慣性モーメント、弾性係数及び粘性係数であり、系
全体の慣性モーメントＭは、そのほとんどがパルスモー
タ及びプラテンローラの慣性モーメントで占められる。
粘性係数Ｄは主に印字ヘッドと用紙との摩擦係数であ
る。弾性係数Ｋは伝達系及びプラテンローラの弾性係数
である。このような機械的特性を用いた伝達関数により
相対移動量を演算して求めることができる。

【００２３】また、演算処理に要する時間が高速の紙送
りに間に合うようにするには、高速の演算装置やアルゴ
リズムを必要とするので、簡略にはマップを用いる。即
ち、予め印加パルスの時間履歴毎に相対移動量を示した
マップを記憶しておき、このマップにより相対移動量を
求める。マップを参照することは短時間でできるので、
高速の紙送りにも十分に間に合う。

【００２４】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

【００２５】本発明の走査方法を用いたファクシミリ装
置は、図２に示されるように、ファクシミリの操作キー
及び表示器からなる操作表示部２１、制御プログラムや
定数を保持するＲＯＭ２２、変数を保持するＲＡＭ２
３、時間を計測するタイマ部２４、マイクロプロセッサ
等からなる主制御部２５、公衆回線に接続するためのモ
デム２６、ＮＣＵ２７、パルスモータに印加パルスを与
える走査モータ駆動部２８、読取の際に走査に使用され
る読取用モータ２９、記録（印字）の際に走査に使用さ
れる記録用モータ３０、イメージ情報を読み取る読取部
３１、そして印字ヘッドからなる記録部３２を有する。

【００２６】ファクシミリ装置の紙送り機構は種々の構
成をとることができるが、力学的には図５のモデルで表
される。図２のファクシミリは、読取と記録とで構成が
別になっているが、読取、記録共に図５のモデルで表さ
れるものとする。即ち、このファクシミリ装置は、紙送
り機構に印加パルスを与えて用紙を送りつつヘッドを作
動させ、紙面上のイメージ情報を所定ピッチで読み取る
か又は所定ピッチで構成されたイメージ情報を紙面に印
字するものである。

【００２７】このファクシミリ装置は、ヘッド部を１回
前に作動させてからの用紙とヘッド部との相対移動量
を、パルスモータに印加する印加パルスの時間履歴と紙
送り機構を介した用紙の移動特性とから求め、この相対
移動量が所定量となったとき、ヘッド部を作動させるよ
うになっている。具体的には、モータ及びローラの慣性
モーメントと伝達系及びローラの弾性係数とヘッド対用
紙の摩擦による粘性係数とを用いた用紙の移動量と経過
時間との微分方程式の解として導かれる用紙の移動量と
経過時間との関係式（伝達関数）を印加パルスの時間履
歴に応じて多数具備する。この関係式は、式（２）のよ
うに用紙の移動量ｘについて解いた形式でもよいし、逆
に、経過時間ｔについて解いたものでもよい。関係式
は、ＲＯＭ２２に保持してマイクロプロセッサで演算し
てもよいが、主制御部２５にマイクロプロセッサの他に
高速演算装置（シグナルプロセッサ）を備えて、短時間
で演算できるようにしてもよい。

【００２８】動作を説明する。

【００２９】主制御部２５は、走査モータ駆動部２８に
印加パルス発生を指令し、走査モータ駆動部２８が印加
パルスを発生させたとき、タイマ部２４により経過時間
ｔのカウントを開始する。次に、その印加パルスよりも
前に印加パルスがあったかどうか、その時間履歴を調べ
る。この時間履歴は、前回の印加パルスを与えたときに
そのことをＲＡＭ２３に保存し、その後の時間経過をカ
ウントしたものである。主制御部２５は、その時間履歴
に応じた演算式を用意する。例えば、前回から今回まで
に十分に時間がとれている場合、ほとんど用紙は静止状
態であるから、式（２）でよい。この演算式に時間ｔを
代入すれば相対移動量ｘが求まる。従って、１回前の印
加パルスからの用紙の移動量ｘｓ＝ピッチ１／３．８５
ｍｍとなる到達時間ｔｓが求まる。タイマ部２４でカウ
ントした経過時間ｔが到達時間ｔｓになったとき、主制
御部２５は、読取部３１又は記録部３２を作動させる。

【００３０】続いて次の印加パルスを発生したときに
は、時間履歴として前回の印加パルスが存在することに
なるので、別の演算式により相対移動量を演算し、ヘッ
ド部に対する用紙の移動量がピッチ１／３．８５ｍｍと
なる到達時間を求める。

【００３１】図１は、用紙が静止している状態から４ス
テップ連続送りした場合のグラフである。横軸が最初の
印加パルスを印加したときからの経過時間、縦軸が用紙
の移動量を示している。また、時間軸上で矢印１，２，
３，４は印加パルスの印加タイミングを示し、三角印１
ａ，２ａ，３ａは読取部３１又は記録部３２の作動タイ
ミングである。図示されるように、印加パルスは時間間
隔が一定である。これに対する用紙の移動量の変化は図
８の場合と同じで、前の印加パルスによる用紙の移動が
安定しないうちに後のパルスが発生しているため、印加
パルスのタイミング毎の移動量が不安定である。しか
し、読取部３１又は記録部３２の作動タイミングは、毎
回の演算による到達時間ｔｓに基づいているため、印加
パルスのタイミングとは異なる。読取部３１又は記録部
３２の作動タイミングにおける移動量を軸に沿って描く
とそれぞれが等間隔ｘｓであることが分かる。

【００３２】図３は印字テストの結果である。イメージ
の変形を見やすくするために、図３（ａ）に示される走
査方向に対して斜めの太線３０１（図は枠のみ示したが
実際は塗り潰されている）を用いた。この太線を一定速
度で走査し、直角方向には所定ピッチで読取ってイメー
ジ情報を形成し、そのイメージ情報を用紙が静止してい
る状態から開始して一定印加パルス間隔で走査して印字
したところ、図３（ｂ）の印字イメージ３０２が得られ
た。図３（ｃ）に示されるようにピッチが一定となって
いることがわかる。

【００３３】図４は読取テストの結果である。図４
（ａ）に示される太線４１に対し、図４（ｂ）の走査方
向で、用紙が静止している状態から開始して一定印加パ
ルス間隔で走査して読み取った。印加パルスが発生した
ときの読取部３１の位置を用紙上に書き込むと、矢印４
２になる。このように、印加パルスが時間間隔一定でも
用紙の移動量は一定でない。読取タイミングを同様に用
紙上に書き込むと、三角印４３になる。このように、読
取タイミングは用紙の一定移動量に対応していることが
わかる。この結果、読取ったイメージ情報は図４（ｃ）
のように、走査方向のピッチが一定となる。

【００３４】比較のために従来方法による印字結果を図
９に示す。ここでは図９（ａ）に示される太線９１の実
イメージに対し、図９（ｂ）の印字イメージ９２は変形
している。これは図９（ｃ）に示されるようにピッチが
不安定なために生じたものである。

【００３５】以上説明したように、本発明の走査方法に
よれば、用紙の移動量が所定のピッチに達したときにヘ
ッドを作動させるので、ピッチが変動することがなく、
高画質の読取り、印字が可能となる。また、印加パルス
の時間履歴を用いて演算しているので、紙送り速度によ
らずピッチが一定し、ファクシミリ等の１ライン毎に速
度が変動する走査によく適している。

【００３６】なお、本実施例では到達時間を知るための
相対移動量の演算を印加パルスの時間履歴に応じた演算
式で演算したが、図１、図６〜図８で示したように、機
械的特性が決まれば用紙の所定移動量に対応する経過時
間は決まるので、その対応関係をＲＯＭ２２等にマップ
として保持し、このマップを印加パルスの時間履歴に応
じて読み出すようにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００３８】（１）従来の低価格でトルクが小さいモー
タを使用して高速度に対応させ、高画質を得ることにな
る。

【００３９】（２）機械系の特性から演算するので、オ
ープンループによる制御となり、簡単な構成で制御が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す用紙の移動量と経過時
間とのグラフの図である。

【図２】本発明の走査方法を用いたファクシミリ装置の
ブロック図である。

【図３】本発明の走査方法を用いた印字テストの結果の
図である。

【図４】本発明の走査方法を用いた読取テストの結果の
図である。

【図５】紙送り機構のモデルの構造図である。

【図６】１ステップでの用紙の移動量と経過時間とのグ
ラフの図である。

【図７】連続ステップでの用紙の移動量と経過時間との
グラフの図である。

【図８】従来方法を用いて高速走査したときの、連続ス
テップでの用紙の移動量と経過時間とのグラフの図であ
る。

【図９】従来の走査方法を用いた印字テストの結果の図
である。

【符号の説明】

１、２、３ 印加パルスの印加タイミング １ａ、２ａ、３ａ ヘッドの作動タイミング ５１ パルスモータ ５２ 用紙 ５３ ローラ（プラテンローラ） ５４ 伝達系 ５５ ヘッド部（印字ヘッド、読取りヘッド）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 21/08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルスモータにより紙送り機構をパルス
   駆動し、この紙送り機構により用紙を送りつつ、読取り
   又は印字ヘッド部を作動させて用紙のイメージ情報を読
   み取るか又は印字する走査方法において、ヘッド部を１
   回前に作動させてからの用紙とヘッド部との相対移動量
   を、パルスモータに印加する印加パルスの時間履歴と紙
   送り機構を介した用紙の移動特性とから求め、この相対
   移動量が所定量となったとき、ヘッド部を作動させるこ
   とを特徴とする走査方法。
2. 【請求項２】 上記紙送り機構が少なくとも用紙を搬送
   するローラとパルスモータの回転をローラに伝達する伝
   達系とを有し、パルスモータ及びローラの慣性モーメン
   トと伝達系及びローラの弾性係数とヘッド対用紙の摩擦
   による粘性係数とを用いた伝達関数により相対移動量を
   演算して求めることを特徴とする請求項１記載の走査方
   法。
3. 【請求項３】 予め印加パルスの時間履歴毎に相対移動
   量を示したマップを記憶しておき、このマップにより相
   対移動量を求めることを特徴とする請求項１記載の走査
   方法。