JPH10337097A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロステップの分割ステップ数を変化さ
せることなく、走査モードに応じて駆動トルクを最適に
設定することができる画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 励磁信号生成回路２０２から設定速度に
応じた基本となる励磁信号を発して各ＡＮＤ回路２０４
に出力すると共に、マイクロステップ生成回路２０３
は、電流／ＰＷＭ制御回路２０５からマイクロステップ
の分割ステップ数、最大駆動電流および走査モード毎に
設定された、各ステップにおける最大駆動電流に対する
パーセンテージのデータを得て、各分割ステップ周期に
おけるチョッピング信号の発生回数を決定してＡＮＤ回
路２０４に出力し、マイクロステップ駆動を行う。この
場合、走査モードに応じて、マイクロステップ波形が変
更されるので、各走査モードに応じた駆動トルクで、ス
テッピングモータ３６が駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機などの原稿
読取部に用いられる画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ミラースキャン方式の複写機な
どにおいては、その原稿読取部のプラテンガラスに原稿
を載置し、当該プラテンガラスの下方に設けられたスキ
ャナを原稿面と平行に走行させることにより、当該原稿
の画像を光学的に読み取るようにしている。

【０００３】この際、スキャナの走行速度（走査速度）
や読取り開始のタイミングが不安定であると、再生画像
に乱れが生じ、高品質な画像形成が望めない。そこで、
スキャナの走行機構の駆動源としてステッピングモータ
を使用し、パルス制御により当該スキャナの走査速度お
よび読取位置などの制御を正確に行っている。このよう
なステッピングモータは、ロータの周囲に配設された複
数のステータコイルのグループ（一般に「相」と呼ばれ
る）に矩形状の定電流の駆動パルス（フルステップパル
ス）を与えて励磁し、この励磁する相を次々に変化させ
て回転駆動させるようになっており、その励磁方式とし
て、常に１相のみが励磁された状態で駆動する１相励磁
方式、常に２相が励磁された状態で駆動する２相励磁方
式およびこれらの励磁方式が相互に行われる１ー２相励
磁方式などがある。

【０００４】ところが、このようなフルステップパルス
によるステッピングモータの駆動制御（以下、「矩形波
駆動」という。）においては、励磁する相の切換ごとに
駆動電流が急激に立ち上がるため、モータ内部の磁束分
布が急激に変化して駆動トルクに変動が生じ（トルクリ
ップル）、ロータの回転に円滑さを欠いて騒音や振動が
生じる原因となっていた。

【０００５】特に、振動が生じた場合には、その振動が
動力伝達機構を介してスキャナに伝わり画像読取精度に
悪影響を与えて、画像ブレが生じてしまう結果となる。
このような問題を回避するため、例えば、特開平４ー８
１９８号公報には、各相に順次加える矩形状の駆動パル
スを多数のステップに分割して正弦曲線に近づけること
によりステッピングモータの回転を制御する方法が開示
されている。この駆動方式は、一般にマイクロステップ
駆動方式と呼ばれ、駆動電流の立ち上がり、立ち下がり
時の変化が滑らかであって磁束分布の変化も少ないの
で、トルクリップルが生じにくく、ロータの回転が滑ら
かになるという利点がある。これによりステッピングモ
ータ駆動時の振動や騒音が低減し、画像読取精度を向上
させることが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、多数枚の原
稿を連続して画像読取部に送ることができる原稿自動搬
送装置の普及と共に、複写機の原稿の読取り効率ひいて
は単位時間当たりのコピー枚数（以下「ＣＰＭ」（Ｃｏ
ｐｙ Ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅの略）という。）を向上さ
せることが広く望まれており、そのためには、スキャナ
で原稿を読み取った後、当該スキャナをできるだけ速く
走査開始位置に復帰（リターン）させる必要がある。

【０００７】そのために、上述のマイクロステップ駆動
による駆動制御において、原稿走査時や復帰時等のスキ
ャナの動作モードに応じて、マイクロステップの分割ス
テップ数を増減させて、リターン時の駆動トルクを増加
することも考えられるが、この場合、分割ステップ数の
切り換えをステータとロータが特定の位相に合った時に
切り換えなければならず、その同期処理を高速に行う必
要があるので、制御上の負担が大きくなり、ひいてはそ
の制御に使用すべきＣＰＵのコストアップになるという
問題が生じる。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑み、マイクロス
テップの分割ステップ数を変化させることなく、スキャ
ナ（走査手段）の動作モードに応じて駆動トルクを設定
することができる画像形成装置を提供することを目的と
する。

【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、本発明に係る画像読取装置は、原稿に対して相対的
に走査手段を走行させて、当該原稿の画像を光学的に読
み取る画像読取装置において、ステッピングモータを駆
動源とし、走査手段を走査開始位置から原稿面に沿って
所定の走査速度で走行させる走行手段と、前記ステッピ
ングモータに加える駆動パルスを複数のステップに分割
してマイクロステップ駆動し、走査モードに応じて、前
記分割された各ステップにおける駆動電流値を変更する
ことにより、マイクロステップ波形を変更する制御を行
う制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】また、前記走査モードは、前記走査手段が
定速で画像を読み取る画像読取モード及び画像読取後の
走査開始位置への復帰モードを含み、前記制御手段は、
復帰モードの場合よりも画像読取モードの場合のほう
が、マイクロステップ波形の立ち上がり及び立ち下がり
を緩やかにすることを特徴とする。さらに、前記走査モ
ードは、前記走査手段が定速で画像を読み取る際の走査
速度が異なる複数の読取モードを含み、走査速度が遅い
読取モードほど、マイクロステップ波形の立ち上がり及
び立ち下がりを緩やかにすることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光学系駆動装
置の実施の形態を、アナログ式の複写機に適用した場合
について説明する。まず、当該アナログ式複写機（以
下、単に「複写機」という。）の全体の構成を図１によ
り説明する。

【００１２】同図に示すように、この複写機は、原稿自
動搬送装置１０と、原稿読取部３０と、プリンタ部５０
と、給紙部７０とからなる。原稿自動搬送装置１０は、
複数の原稿を１枚ずつ自動的に原稿読取部３０のプラテ
ンガラス２２上に送り、原稿読取部３０により原稿画像
の読み取りが行われた後、原稿排紙トレイ１９上に排出
する公知の装置である。

【００１３】原稿読取部３０は、プラテンガラス２２の
下方をパルスモータ３６（図２参照）の駆動により図の
矢印方向に走行する第１スライダーユニット（スキャ
ナ）３１を備える。第１スライダーユニットは、移動の
開始位置（走査開始位置）を左端とし、当該開始位置を
基準位置として、原稿読取位置に搬送された原稿の大き
さ等に応じた所定距離を往復する。原稿読取部３０は、
露光ランプ３１１の照射による原稿からの反射光を所定
のミラーを介して光路変更しつつ、感光体ドラム５１の
表面を露光する。

【００１４】感光体ドラム５１の周辺には、帯電チャー
ジャ５３、現像器５４、転写チャージャ５５、分離チャ
ージャ５６、クリーニング部５２がドラムの回転方向に
この順に配設され、周知の静電複写プロセスにて給紙部
７０から繰り出された複写紙に対して、原稿のトナー画
像が転写される。トナー画像の転写された複写紙は、搬
送ベルト５７により定着部６０に搬送され、内部にヒー
タを備えた定着ローラ６１の加熱圧着作用により定着さ
れる。定着後の複写紙は、排出ローラ６２により排紙ト
レイ６３上に排出される。

【００１５】なお、複写機前面の操作しやすい位置に
は、操作パネル９０（図１の破線）が設置されている。
この操作パネルは、コピー開始を指示するためのコピー
スタートキーやコピー枚数設定用のテンキーなどの各種
の入力キーのほか、当該設定された内容を表示する表示
部などを備えている。図２は、原稿読取部３０の駆動部
分の構造を示す斜視図である。この原稿読取部３０は、
第１スライダーユニット３１、第２スライダーユニット
３２、第３スライダーユニット３３を備えており、各ス
ライダーユニットは、その両端部において、副走査方向
（矢印Ａ方向）に配設されたレール（図示せず）によっ
て摺動可能に保持されている。

【００１６】第１スライダーユニット３１は、スキャナ
として作用するものであって、露光ランプ３１１、第１
ミラー３１２およびこれらを保持する第１スライダー３
１３とからなり、第２スライダーユニット３２は、第２
ミラー３２１、第３ミラー３２２およびこれらのミラー
をそのミラー面が９０度をなす状態で保持する第２スラ
イダー３２３とからなる。同様に、第３スライダーユニ
ット３３も、第４ミラー３３１、第５ミラー３３２およ
びこれらのミラーをそのミラー面が９０度をなす状態で
保持する第３スライダー３３３とからなり、これらのミ
ラー３１２、３２１、３２２、３３１、３３２相互の位
置関係は、図１に示す通りであって、第６ミラー３４と
合わせて、露光ランプ３１１の原稿面からの反射光を感
光体ドラム５１の表面に導くように配設される。

【００１７】次に、前記第１スライダーユニット３１、
第２スライダーユニット３２を往復動させるための駆動
機構について説明する。この駆動源としてパルスモータ
３６が利用されており、当該パルスモータ３６は、ピニ
オン３６１、平歯車３７１を介して、図示しない軸受け
部によって回転自在に保持されたシャフト３７を回転駆
動する。このシャフト３７の両端部にはプーリ３７２、
プーリ３７２’が同軸上に固着されており、シャフト３
７の回転と共に回転する。これらのプーリ３７２，３７
２’と副走査方向の反対側に設けられたプーリ３９，３
９’の間には、それぞれワイヤー３８，３８’が掛け渡
されており、各ワイヤー３８，３８’の途中に、第１ス
ライダーユニット３１の端部が固定されている。

【００１８】一方、第２スライダー３１３の両側面に
は、２つのプーリ対４０，４１および４０’，４１’が
軸支されており、これらのプーリ４０，４１，４０’，
４１’に上記ワイヤー３８，３８’が図に示すような状
態で掛け渡されている。ワイヤー３８，３８’の一端
は、固定ピン４２，４２’により原稿読取部３０本体に
固定されており、またその他端は、ネジリコイルバネ４
３、４３’の一旦に固定されて、ワイヤー３８，３８’
に適当な張力を与えるようになっている。

【００１９】このような構成において、パルスモータ３
６を回転駆動させると、プーリ３７２，３７２’を介し
てワイヤー３８、３８’が移動し、これに追随して第１
スライダーユニット３１および第２スライダーユニット
３２が移動する。このとき、プーリ４０，４１，４
０’，４１’が動滑車の役目を果たすため、第２スライ
ダーユニット３２は、第１スライダーユニット３１に対
してその１／２の速度で同一方向へ移動することにな
る。

【００２０】これにより、第１スライダーユニット３１
が原稿走査のため移動しても、当該第１のミラー３１２
から変倍用レンズ３５までの光路長が一定に保たれ、変
倍用レンズ３５による結像位置を常に感光体ドラム５１
の表面に維持することができる。なお、第１スライダー
ユニット３１による原稿走査が終わると、パルスモータ
３６を逆回転させて元の走査開始位置に復帰させる。こ
のとき第２スライダーユニット３２も追随して元の位置
に復帰する。

【００２１】また、図中の４４は、変倍用レンズ３５お
よび第３スライダーユニット３３を移動させて拡大倍率
を変えるための駆動モータである。この駆動モータ４４
の回転は、図示しない動力伝達機構を介してプーリ４５
と変倍用カム４６に伝えられ、それぞれを所定の回転速
度で回転駆動する。プーリ４５と、副走査方向の沿って
設けられた他のプーリ（図示せず）にはワイヤー４５１
が掛け渡され、ワイヤー４５１の途中には、変倍用レン
ズ３５を載置したレンズ取付台３５１が固着される。こ
のレンズ取付台３５１は、図示しないスライド機構によ
り副走査方向に移動可能であって、プーリ４５の回転動
作に伴ってワイヤー４５１と共に移動し、これにより上
記第１ミラー３１２（正確には原稿面）と変倍用レンズ
３５との光路長を変化させ、再生画像の倍率を変化させ
るようになっている。

【００２２】また、第３スライダー３３３の奥側の側面
には、副走査方向に延びるアーム部材３３４が付設され
ており、このアーム部材３３４の先端部には、上記変倍
用カム４６の外周面に当接する当接部材３３５が固定さ
れる。一方、引張りバネ３３６がアーム部材３３４を矢
印Ｂ方向へ付勢しているので、当接部材３３５が常に変
倍用カム４６の外周に当接することになり、当該変倍用
カム４６の回転に連れてアーム部材３３４および第３ス
ライダー３３３が所定量変移する。

【００２３】これにより、変倍用レンズ３５の移動に同
期して第３スライダーユニット３３が必要量変移するこ
とになり、変倍用レンズ３５から感光体ドラム５１まで
の光路長が適切に調整されて、当該感光体ドラム５１の
表面に常に原稿画像が結像され、倍率の変更が容易にな
される。図３は、上記複写機内部に設置される制御部１
００の構成を示したもので、５個のＣＰＵ１０１〜１０
５を中心として構成され、各ＣＰＵ１０１〜１０５に
は、それぞれの制御に必要なプログラムを格納したＲＯ
Ｍ１１１〜１１５およびプログラム実行時のワークエリ
アとなるＲＡＭ１２１〜１２５が設けられている。

【００２４】各ＣＰＵ１０１〜１０５は、データバス１
５０、１５２およびシリアルＩ／Ｏ１５１を介して接続
されており、割り込み制御により相互にデータやコマン
ドの授受を行なうことができる。また、各ＣＰＵ１０１
〜１０５は、装置本体に電源が投入されると、それぞれ
のＲＯＭに格納された初期化プログラムを読み出して、
内部のレジスタやＲＡＭを初期化して初期設定すると共
に、内部タイマにより計時を開始して、各ルーチンの時
間が所定時間内となるように監視するようになってい
る。

【００２５】制御部１００各部の構成およびその動作
は、既に知られており、本出願人もこれまでの出願にお
いて開示しているので、ここでは本発明に関連のある部
分のみについて説明する。原稿が原稿読取位置まで送ら
れると、原稿搬送制御を行うＣＰＵ１０２がタイミング
制御を行うＣＰＵ１０５にその旨を通信し、これにより
タイミング制御用のＣＰＵ１０５が読取走査制御用のＣ
ＰＵ１０３にスキャン要求を送る。

【００２６】ＣＰＵ１０３は、上記スキャン要求を受け
て、原稿読取部３０における原稿読取り走査を制御す
る。すなわち、ＲＯＭ１１３から上記制御に必要なプロ
グラムを読み出して、これに基づきタイミングを取りな
がら各種の制御信号を発し、露光ランプ３１１をオンに
すると共にＩ／Ｏポート１３３を介して後述するスキャ
ナ駆動回路２００に制御信号を発して、パルスモータ３
６の回転を制御し、上述の第１スライダーユニット３１
を所定の走査速度で移動させて原稿を走査する。そし
て、当該原稿を読み取った後は、速やかに当該第１スラ
イダーユニット３１を走査開始位置まで復帰させる。

【００２７】なお、操作者が操作パネル９０から予め倍
率を指定している場合には、上記原稿走査に先立ち、Ｉ
／Ｏポート１４３を介して倍率駆動回路に制御信号を与
え、これにより駆動モータ４４を駆動して、所定の倍率
が得られるように変倍用レンズ３５および第３スライダ
ーユニット３３を変移させておく。このような走査動作
によって得られた原稿の画像は、上述の原稿読取部３０
の光学系により、所定の周速度で回転する感光体ドラム
５１の表面に結像して静電潜像を形成し、ＣＰＵ１０４
の印字制御の下に電子写真プロセスが実行され複写紙上
に画像が形成される。

【００２８】図４は、上述のＣＰＵ１０３からの制御信
号に基づき、ステッピングモータ３６を駆動制御して、
第１スライダーユニット３１や第２スライダーユニット
３２を目的通り移動させるためのスキャナ駆動回路２０
０のブロック図である。同図に示すように、このスキャ
ナ駆動回路２００は、アップ／ダウン（Ｕ／Ｄ）カウン
タ２０１、励磁信号生成回路２０２、マイクロステップ
生成回路２０３、ＡＮＤ回路２０４、電流／ＰＷＭ制御
回路２０５、バッファアンプ２０６、トランジスタ２０
７、ステッピングモータ３６の各相へ通電される電流値
を検出する電流検出回路２０８、トランジスタ２０７保
護のためのダイオード２０９および各バイアス抵抗ＲＳ
１、ＲＳ２とからなる。

【００２９】また、ステッピングモータ３６は２相式で
あって、そのステータコイルはＡ相、Ｂ相およびＡ’
相、Ｂ’相からなる。ＣＰＵ１０３より出力される速度
設定信号は、ステッピングモータ３６の加速→定速→減
速→復帰などの回転動作を指示するため、クロック信号
で与えられ、必要な速度に応じてクロック周期を変化さ
せ、高速時ほど当該クロック周期が短くなる。回転方向
設定信号は、「Ｈ］、「Ｌ」のレベル信号として与えら
れ、例えば、「Ｌ」レベルのとき時計回りの回転（Ｃ
Ｗ）、「Ｈ」レベルのとき反時計回りの回転（ＣＣＷ）
として制御される。マイクロステップ分割数設定信号ｓ
ｉｇ３、ｓｉｇ４は、後述する励磁相切換パルス信号の
１周期における分割ステップ数を指示するための制御信
号であって、「Ｈ」、「Ｌ」のレベル信号で与えられ、
この組み合わせによって、図５に示すように、４種類の
分割ステップ数の中の一のステップ数が指示される。

【００３０】上述した速度設定信号および回転方向設定
信号（例えば、ＣＷ信号）が、Ｕ／Ｄカウンタ２０１に
入力されると、Ｕ／Ｄカウンタ２０１は、上記速度設定
信号を分周して、図６の最上段に示すような励磁相切換
パルス信号を生成し、そのパルスの立ち上がりエッジご
とに（即ち、励磁相切換パルス信号の１周期毎に）後段
の励磁信号生成回路２０２に励磁相切換信号を出力する
と共に回転方向設定信号を送る。また、Ｕ／Ｄカウンタ
２０１は、ＣＰＵ１０３から入力されるマイクロステッ
プ分割数設定信号に対応した分割数でのマイクロステッ
プ駆動を実現するため、上記速度設定信号を分周して、
例えば図７上段に示すような速度設定パルス信号を生成
し、マイクロステップ生成回路２０３に出力する。図７
に示す例は、マイクロステップ分割数設定信号ｓｉｇ３
＝Ｌ、ｓｉｇ４＝ＨがＣＰＵ１０３から入力された場
合、即ち、マイクロステップ分割数に８が指示された場
合に（図５）生成される速度設定パルス信号である。し
たがって、この速度パルス設定信号の周期は、励磁相切
換パルス信号の１／８周期である。

【００３１】励磁信号生成回路２０２は、当該励磁相切
換信号を受けるたびに、ステッピングモータ３６を時計
回りに回転させるべく、図６に示すような２相励磁する
ための基本的な励磁信号を発生して、各ＡＮＤ回路２０
４に出力する。また、ＣＣＷ信号を受けたときは、その
直後の励磁相切換パルス信号の立ち上がりエッジで回転
方向を変え、それまでとは逆の順の相切換となる励磁信
号を発生し、ステッピングモータ３６が反時計回りに回
転するように制御する。

【００３２】このようにして励磁信号生成回路２０２
は、２相励磁のための基本的な励磁信号を発生するが、
これらの周期は、励磁相切換パルス信号の周期が短いほ
ど（すなわち必要な回転速度が速いほど）短くなる。マ
イクロステップ生成回路２０３は、上記基本的な励磁信
号と共に各ＡＮＤ回路２０４に入力される信号を生成す
る回路であって、この信号の内容によって、マイクロス
テップ駆動が実現される。

【００３３】また、電流／ＰＷＭ制御回路２０５は、そ
の内部メモリに格納された後述するマイクロステップ制
御用のテーブルを参照して、上記マイクロステップ駆動
における駆動パルスの最大駆動電流および各ステップで
の最大駆動電流に対するパーセンテージを上記マイクロ
ステップ生成回路２０３に送る。以下、このマイクロス
テップ生成回路２０３および電流／ＰＷＭ制御回路２０
５における動作を中心にして全体の制御動作を説明す
る。

【００３４】ＣＰＵ１０３から電流／ＰＷＭ制御回路２
０５に回転ベクトル設定信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ２及びマ
イクロステップ分割数設定信号ｓｉｇ３、ｓｉｇ４が与
えられる。なお、マイクロステップ分割数設定信号ｓｉ
ｇ３、ｓｉｇ４は、Ｕ／Ｄカウンタ２１０に入力される
前述したものと同様の信号である。回転ベクトル設定信
号ｓｉｇ１、ｓｉｇ２は、マイクロステップ駆動の駆動
波形を設定するための制御信号であって、「Ｈ］、
「Ｌ」のレベル信号によって与えられる。

【００３５】一方、電流／ＰＷＭ制御回路２０５の内部
メモリには、図８（ａ）、（ｂ）に示すようなマイクロ
ステップ制御用のテーブル、および図示しない駆動パル
スの設定電流（この設定電流は、各駆動パルスにおける
最大駆動電流となるので、以下、「最大駆動電流」とい
う）が格納されている。図８（ａ）は、ＣＰＵ１０３か
ら入力された上記回転ベクトル設定信号ｓｉｇ１、ｓｉ
ｇ２により、走査モードを設定するためのテーブルであ
り、図８（ｂ）は、この設定された走査モードごとに相
切換信号の半周期におけるＡ相、Ｂ相の分割ステップ数
および分割された各ステップにおける電流の大きさを最
大駆動電流に対するパーセンテージで示すテーブルであ
る。なお、図８（ｂ）に示すテーブルは、マイクロステ
ップ分割数８に対応するテーブルであり、前記内部メモ
リには、この他に、マイクロステップ分割数２、４、及
び１６に対応する対応するテーブルが格納されているの
であるが、それらの図示及び説明については省略する。

【００３６】図８（ｂ）に示すテーブルの各走査モード
における値の設定の方針について、図９に基づいて説明
する。図９は、縦軸にＡ相に流す電流の最大駆動電流に
対する割合（パーセンテージ）を、横軸にＢ相に流す電
流の最大駆動電流に対する割合（パーセンテージ）をと
り、各ステップ間を等角度で変化させ、各ステップに対
するパーセンテージの変化をベクトルの軌跡として表し
たものである。図９（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、標準
モード、定速モード、加速・減速モード、リターンモー
ドの場合を示している。

【００３７】図８（ｂ）の標準モードにおける値は、図
９（ａ）に示すように、ベクトルの軌跡が円弧を描くよ
うな値に設定されており、定速モードにおける値は、図
９（ｂ）に示すように、ベクトルの軌跡が、標準モード
でのベクトル軌跡（円弧）よりも内側となるような値に
設定されている。また、加速・減速モードにおける値
は、図９（ｃ）に示すように、ベクトルの軌跡が、標準
モードでのベクトル軌跡（円弧）よりも少し外側に膨出
した値となるように、リターンモードにおける値は、ベ
クトルの軌跡が、加速・減速モードの場合よりもさらに
外側に膨出した値となるように設定されている。

【００３８】電流／ＰＷＭ制御回路２０５は、回転ベク
トル設定信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ２の「Ｈ」、「Ｌ」の組
合せによって図６のテーブルを参照して走査モードを判
定すると共に、マイクロステップ分割数設定信号ｓｉｇ
３、ｓｉｇ４の「Ｈ」、「Ｌ」の組合せによって、使用
するテーブルを特定する。そして、例えば、ｓｉｇ３＝
Ｌ、ｓｉｇ４＝Ｈであった場合には、図８（ｂ）のテー
ブルを参照して、それぞれのステップにおける電流の上
記最大駆動電流に対するパーセンテージをテーブルデー
タとして、マイクロステップ生成回路２０３に送る。

【００３９】マイクロステップ生成回路２０３では、最
大駆動電流のテーブルデータに応じ、各ステップでの駆
動電流を求め、Ｕ／Ｄカウンタ２０１からの速度設定パ
ルス信号の立ち上がりエッジごとに（即ち、速度設定パ
ルス信号の１周期毎に）ＡＮＤ回路２０４に各ステップ
に対応するチョッピング信号を出力してマイクロステッ
プの波形を生成する。

【００４０】このようなマイクロステップ波形を形成す
る手順を、例えば、定速モードの場合について説明す
る。図７の下部に示す図は、この場合に形成される１個
の駆動パルスにおけるマイクロステップ波形のモデルで
ある。マイクロステップ生成回路２０３は、電流／ＰＷ
Ｍ制御回路２０５からの最大駆動電流の値と各ステップ
におけるパーセントテージ（１００％、９３％、８６
％、７７％、６５％、５１％、３６％、２０％、０％）
（図８（ｂ）参照）から各ステップに必要な駆動電流を
算出し、さらにその電流が流れるように制御を行う。つ
まり、電流検出回路２０８からモータに流れている電流
を求め、必要電流がモータに流れるようにマイクロステ
ップ生成回路２０３からチョッピング信号をＡＮＤ回路
２０４に出力する。

【００４１】今、最大駆動電流の１００％の電流から順
に９３％、８６％、７７％、６５％、５１％、３６％、
２０％、０％の電流を得るのには、速度設定パルス信号
の立ち上がり（或は立ち下がり）エッジで最大駆動電流
に対するパーセンテージを変更することで行う（図
７）。このマイクロステップ生成回路２０３からのチョ
ッピング信号は、励磁信号生成回路２０２からの励磁信
号と同期して各ＡＮＤ回路２０４に入力されているた
め、図６に示す各相励磁切換周期中において当該チョッ
ピング信号の発生ごとに、該当するＡＮＤ回路２０４か
らＯＮ信号が発生する。

【００４２】当該チョッピング信号ごとにトランジスタ
２０７が導通して、該当する相のコイルに所定量の電流
が流れることになるが、このチョッピング信号が１ステ
ップの周期内において多く発生するとその単位時間内に
流れる電流量が増加し、これにより当該ステップ周期に
おける平均電流値が増大することになる。ステッピング
モーター３６に発生する駆動トルクの大きさは、各相に
加えられる単位時間あたりの電流量に依存するので、こ
のようにチョッピング信号の発生回数を制御することに
より、図７下段示すようにステップ状に電流値が変化す
るのと等価なマイクロステップ制御を行うことができ
る。

【００４３】なお、この際、チョッピング信号の発生周
期は十分小さく設定されており、この周期のため、ステ
ッピングモータ３６においてトルクリップルが生じるお
それはない。図１０は、当該定速モードが設定されてい
る場合において、上記マイクロステップ制御により２相
励磁する場合の各相への駆動電流の変化であるマイクロ
ステップ波形を示す図である。

【００４４】同様なマイクロステップ制御が、加速・減
速モード、リターンモード、標準モードの場合において
も図８（ａ）、（ｂ）のテーブルデータに基づいて行わ
れ、それぞれ図１１〜図１３に示すようなマイクロステ
ップ波形の駆動電流が各相に与えられることになる。な
お、本実施の形態では、標準モードは使用していない。

【００４５】図１０から分かるように、原稿走査時でス
キャナの移動速度が遅く、負荷トルクが小さい時には、
マイクロステップ波形を、図１３に示す標準モードの波
形よりも、少し細らせ、駆動トルクを小さくして、当該
負荷トルクと駆動トルクとのアンバランスの発生を防止
し、振動のない安定した走査速度で第１スライダーユニ
ット３１や第２スライダーユニット３２などを移動させ
ることができ、精度の高い原稿走査を実現することがで
きる。一方、走査立ち上げ時で、低振動性よりも停止状
態から走査速度まで素早く移行する必要があるとき、お
よび走査立ち下げ時で走査速度から素早く減速する必要
があるときには、図１１から分かるように、図１３に示
す標準モードの波形を少し矩形波形に近づけた波形にす
るので、比較的大きなトルクが得られ、また、走査立ち
下げ後、スキャナを走査開始位置に復帰させるときに
は、原稿走査とは全く関係なく、低振動性よりも短時間
での復帰が最優先されるので、図１２から分かるよう
に、図１３に示す標準モードの波形をさらに矩形波形に
近づけた波形にするので、さらに大きなトルクが得られ
る。

【００４６】なお、図４において電流検出回路２０８
は、ＡＮＤ回路２０４からＯＮ信号が出力された場合に
おいて各相のコイルに通電される電流値を検出するため
のものであって、この電流値が所定の範囲内になけれ
ば、電流／ＰＷＭ制御回路２０５内のテーブルに示すよ
うな駆動電流の制御が達成できないので、マイクロステ
ップ生成回路２０３は、この電流検出値に基づいて、チ
ョッピング信号の発生回数を変更して出力する。具体的
には、検出値が予め設定された基準電流値より低けれ
ば、それに応じてチョッピング信号の発生回数を増加
し、高ければそれに応じてチョッピング信号の発生回数
を減少させることになる。その増減量は、例えば、当該
基準電流値と検出電流値の差とチョッピング信号の発生
回数の増減量の関係を示すテーブルを予め作成してマイ
クロステップ生成回路２０３の内部メモリ等に格納して
おき、これを参照することにより容易に決定することが
できる。

【００４７】最後に、上述のようなスキャナ駆動回路２
００により制御されるステッピングモータ３６の回転動
作を、図１４のタイミングチャートに基づいて説明す
る。同図（ａ）は、ステッピングモータ３６の速度パタ
ーンを、同図（ｂ）は、負荷トルクの変化の様子を、同
図（ｃ）は、回転ベクトル設定信号の切り換えのタイミ
ングを、同図（ｄ）は、ステッピングモータ３６の駆動
電流の変化の様子をそれぞれ示す。

【００４８】図１４（ａ）に示すようにステッピングモ
ータ３６は、第１スライダーユニット３１が停止状態か
ら原稿走査速度に加速し（走査立ち上げ）、当該走査速
度を維持し（原稿走査）、走査終了後減速して停止し
（走査立ち下げ）、その後、走査開始位置に戻るため、
移動方向を逆転させて加速し（復帰立ち上げ）、高速で
復帰し（復帰）、原稿開始読取位置近くになると速度を
落として停止する（復帰立ち下げ）ように制御される。

【００４９】このような運転制御のパターンがＲＯＭ１
１３（図３）に格納されおり、ＣＰＵ１０３は、ＣＰＵ
１０４からスキャン要求があると当該プログラムを読出
して制御を実行する。すなわち、Ｕ／Ｄカウンタ２０１
に徐々に周期が短くなる速度設定信号、および回転方向
設定信号ＣＷを送ると共に、電流／ＰＷＭ制御回路２０
５に回転ベクトル設定信号ｓｉｇ１＝Ｌ、ｓｉｇ２＝Ｈ
を送る。これによりステッピングモータ３６は、図１１
に示すマイクロステップ波形で駆動され、時計回りの方
向に比較的高トルクで加速され、走査立ち上げを行う。

【００５０】第１スライダーユニット３１が所定の走査
速度になると、ＣＰＵ１０３は、電流／ＰＷＭ制御回路
２０５に回転ベクトル設定信号ｓｉｇ１＝Ｈ、ｓｉｇ２
＝Ｌを送り、図１０に示すマイクロステップ波形でステ
ッピングモータ３６を駆動して、低振動性を達成する。
原稿走査が終了すると、ＣＰＵ１０３は、電流／ＰＷＭ
制御回路２０５に回転ベクトル設定信号ｓｉｇ１＝Ｌ、
ｓｉｇ２＝Ｈを送り、スキャナを比較的高トルクで減速
させ、走査立ち下げを行う 走査立ち下げが終了すると復帰動作に入るため、ＣＰＵ
１０３からＣＣＷの回転方向設定信号がＵ／Ｄカウンタ
２０１に与えられると共に、電流／ＰＷＭ制御回路２０
５には回転ベクトル設定信号ｓｉｇ１＝Ｌ、ｓｉｇ２＝
Ｈが送られ、一連の動作中最も高トルクが得られるマイ
クロステップ波形（図１２）により急な加速度で立ち上
げ、最高の復帰速度で移動させた後、急速に立ち下げて
所定の読取開始位置にて停止させる。

【００５１】以上により、高トルクのステッピングモー
タを使用して、マイクロステップの分割ステップ数を変
化させることなく、高速で復帰移動させて単位時間当た
りの原稿読取速度、ひいてはコピー効率（ＣＰＭ）を向
上させることができると共に、原稿走査時の低振動性を
実現して高精度の画像読取を達成する。以上、本発明を
実施の形態に基づき説明したが、本発明の内容は、当該
実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば次の
ような変形例を考えることができる。 （１）上記実施の形態では、各走査モードに応じてマイ
クロステップ波形のみを変更することとしたが、最大駆
動電流も合わせて変更するようにしてもよい。これは、
電流／ＰＷＭ制御回路２０５の内部メモリに、図８
（ａ）に示すようなテーブルと同様なテーブルを用意し
て、各回転ベクトル設定信号に対応させて最大駆動電流
を格納し、電流／ＰＷＭ制御回路２０５は、ＣＰＵ１０
３から入力された回転ベクトル設定信号に対応した最大
駆動電流値をマイクロステップ生成回路２０３に送るよ
うにすることで実現できる。 （２）上記実施の形態では、スキャナ一の一往復の間を
低速、加速・減速、リターンの三つの走査モードに分
け、各走査モードに対応させてマイクロステップ波形を
変更したが、複写倍率、即ちスキャナが定速で画像を読
み取る際の走査速度に対応した読取モード応じてマイク
ロステップ波形を変更するようにしてもよい。例えば、
図１５に示すように、倍率０．５００〜０．８１６の高
速読取モード場合は、上記実施の形態の加速・減速モー
ドのマイクロステップ波形で、倍率０．８１７〜１．２
２４の中速読取モードの場合は、標準モードのマイクロ
ステップ波形で、倍率１．２２５〜２．０００の低速読
取モードの場合は、定速モードのマイクロステップ波形
でステッピングモータを駆動するようにする。

【００５２】このようにすることにより、拡大倍率が大
きいほど、即ち走査速度が遅くなり負荷トルクが小さく
なるほど、マイクロステップ波形の立ち上がりおよび立
ち下がりが緩やかになり、駆動トルクが小さくなるの
で、負荷トルクと駆動トルクのアンバランスが発生しに
くく、精度の高い原稿走査を実現することができる。 （３）上記実施の形態では、各走査モードを通して、分
割ステップ数を８としたが、走査モードに応じて、分割
ステップ数を変更するようにしてもよい。例えば、モー
タのトルク及びモータで発生する振動とも、分割数が大
ききなる程、小さくなる傾向があるので、画像読取時に
は、分割数を大きくして振動を低減し、その他は、分割
数を小さくしてトルクを確保するといった方法が考えら
れる。図１６に分割数４の場合の、速度設定パルス信号
およびマイクロステップ波形の例を示す。 （４）上記実施の形態においては、２相のステッピング
モータを制御する場合について説明したが、３相のステ
ッピングモータを使用してもよい。この場合には励磁信
号生成回路２０２（図４）から出力される励磁信号の数
やＡＮＤ回路２０４、トランジスタ２０７などの数も増
加されることになるが、基本的な制御方法は上述とほぼ
同じである。

【００５３】２相のステッピングモータは、構造上、各
相の磁束に差を持たせているため、マイクロステップ駆
動とした場合は、１ステップの移動量にバラツキが生じ
やすいという欠点があるが、これに比べ、３相ステッピ
ングモータの場合には、構造上、各相の磁束に差を持た
していないので、マイクロステップ駆動した場合に、１
ステップの移動量が均等になりやすくより回転精度が優
れている。したがって、ステッピングモータ３６として
このような３相ステッピングモータを使用すれば、さら
に走査精度の優れた画像読取装置を提供することが可能
となる。 （５）上記実施の形態においては、マイクロステップ生
成回路２０３によりマイクロステップの各ステップ周期
におけるチョッピング信号の発生回数を制御してステッ
プごとの駆動電流を得るようにしたが、これに代えて当
該チョッピング信号のＯＮ時間を制御してトランジスタ
２０７の各ステップごとの通電時間を制御しても同様な
結果を得ることができる。

【００５４】また、上記実施の形態ではデジタル制御に
よりマイクロステップ波形を形成したが、各ステップご
とにアナログスイッチを切り換えて異なった電流値を与
えるように構成しても同様にマイクロステップ波形を形
成することができる。 （６）なお、上記実施の形態においては、本発明にかか
る画像読取装置をアナログ式複写機に適用した例につい
て述べたが、その他デジタル式複写機やコンピュータ用
のイメージスキャナ装置など、要するにスキャナを移動
させて画像を走査する必要のある全ての装置に適用可能
である。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
読取装置によれば、原稿走査時において、走査手段を走
行させるための駆動源であるステッピングモータに加え
る駆動パルスを複数のステップに分割してマイクロステ
ップ駆動すると共に、走査モードに応じて、分割された
各ステップにおける駆動電流値を変更することによりマ
イクロステップ波形を変更するので、分割ステップ数を
変化させることなく、走査作モードに応じて駆動トルク
を最適に設定することができる。

【００５６】また、走査モードが、復帰モードの場合よ
りも画像読取モードの場合のほうが、マイクロステップ
波形の立ち上がり及び立ち下がりが緩やかになるので、
画像読取時にはトルクリップルの少ない滑らかな回転を
得ることができ、復帰時には高トルクで高速に復帰させ
ることができるので、画像読取精度を向上させ、ＣＰＭ
値を上げることが可能となる。

【００５７】さらに、画像読取時の走査速度が遅い読取
モードほどマイクロステップ波形の立ち上がり及び立ち
下がりが緩やかになるので、トルクリップルの少ない滑
らかな回転を得ることができ、走査速度の速い読取モー
ドでは、高めのトルクで確実に高速に走査手段を走行さ
せることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る原稿装置を適用したアナログ式複
写機の全体の構成を示す図である。

【図２】上記複写機の画像読取部の駆動部分の構成を示
す斜視図である。

【図３】上記複写機内部に設置される制御部のブロック
図である。

【図４】上記制御部におけるスキャナ駆動回路のブロッ
ク図である。

【図５】ＣＰＵ１０３からの制御信号ｓｉｇ３、ｓｉｇ
４と設定するマイクロステップ分割数との関係を示す図
である。

【図６】励磁相切換パルス信号と回転方向設定信号と励
磁信号の関係を示す図である。

【図７】速度設定パルス信号及びマイクロステップ波形
のモデルを示す図である。

【図８】（ａ）は、ＣＰＵ１０３からの制御信号ｓｉｇ
１、ｓｉｇ２と設定するモードとの関係を示す図であ
る。（ｂ）は、マイクロステップ駆動における各ステッ
プにおける電流を最大駆動電流に対するパーセントテー
ジで示した図である。

【図９】縦軸にＡ相、横軸にＢ相に流す電流の最大駆動
電流に対する割合（パーセンテージ）をとり、パーセン
テージの変化をベクトルの軌跡として表した図である。

【図１０】マイクロステップ駆動時において、定速モー
ドが設定されているときに各相に加えられる駆動パルス
の変化を示す図である。

【図１１】マイクロステップ駆動時において、加速・減
速モードが設定されているときに各相に加えられる駆動
パルスの変化を示す図である。

【図１２】マイクロステップ駆動時において、リターン
モードが設定されているときに各相に加えられる駆動パ
ルスの変化を示す図である。

【図１３】マイクロステップ駆動時において、標準モー
ドが設定されているときに各相に加えられる駆動パルス
の変化を示す図である。

【図１４】走査立ち上げから復帰立ち下げにいたるまで
のステッピングモータの回転動作を説明するための図で
ある。

【図１５】他の実施の形態における、ＣＰＵ１０３から
の制御信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ２と複写倍率との関係を示
す図である。

【図１６】速度設定パルス信号及びマイクロステップ波
形のモデルを示す図である。

【符号の説明】

１０ 原稿自動搬送装置 ３０ 画像読取部 ３１ 第１スライダーユニット ３２ 第２スライダーユニット ３３ 第３スライダーユニット ３６ ステッピングモータ ５０ プリンタ部 １００ 制御部 ２００ スキャナ駆動回路 ２０１ Ｕ／Ｄカウンタ ２０２ 励磁信号生成回路 ２０３ マイクロステップ生成回路 ２０４ ＡＮＤ回路 ２０５ 電流／ＰＷＭ制御回路 ２０６ バッファアンプ ２０７ トランジスタ ２０８ 電流検出回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿に対して相対的に走査手段を走行さ
   せて、当該原稿の画像を光学的に読み取る画像読取装置
   において、 ステッピングモータを駆動源とし、走査手段を走査開始
   位置から原稿面に沿って所定の走査速度で走行させる走
   行手段と、 前記ステッピングモータに加える駆動パルスを複数のス
   テップに分割してマイクロステップ駆動し、走査モード
   に応じて、前記分割された各ステップにおける駆動電流
   値を変更することにより、マイクロステップ波形を変更
   する制御を行う制御手段と、 を備えたことを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記走査モードは、前記走査手段が定速
   で画像を読み取る画像読取モード及び画像読取後の走査
   開始位置への復帰モードを含み、 前記制御手段は、復帰モードの場合よりも画像読取モー
   ドの場合のほうが、マイクロステップ波形の立ち上がり
   及び立ち下がりを緩やかにすることを特徴とする請求項
   １記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記走査モードは、前記走査手段が定速
   で画像を読み取る際の走査速度が異なる複数の読取モー
   ドを含み、 走査速度が遅い読取モードほど、マイクロステップ波形
   の立ち上がり及び立ち下がりを緩やかにすることを特徴
   とする請求項１記載の画像読取装置。