JP2004170614A - 電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】サーボ制御に必要な部品点数の削減等を図れる電子機器の提供。
【解決手段】電子機器10は、イメージセンサ22(センサ)がマウントされるキャリッジ20と、キャリッジ20を駆動するモータ32(駆動装置)と、イメージセンサ22の検知エリアに設けられ速度制御用、初期位置検出用のサーボ制御情報が印刷される印刷物16、18と、サーボ制御情報に基づきサーボ制御を行うサーボコントローラを含む。フレーム15又は載置台14の裏面側に印刷物を設ける。印刷パターンが異なる複数の速度制御用の印刷物(バーコード)を設ける。イメージセンサ用の光源からの光の照明エリアに印刷物を設ける。印刷物のサーボ制御情報を、イメージセンサのダミー画素領域を利用して読み取ったり、別個に設けられた光センサを用いて読み取る。
【選択図】 図4
【解決手段】電子機器10は、イメージセンサ22(センサ)がマウントされるキャリッジ20と、キャリッジ20を駆動するモータ32(駆動装置)と、イメージセンサ22の検知エリアに設けられ速度制御用、初期位置検出用のサーボ制御情報が印刷される印刷物16、18と、サーボ制御情報に基づきサーボ制御を行うサーボコントローラを含む。フレーム15又は載置台14の裏面側に印刷物を設ける。印刷パターンが異なる複数の速度制御用の印刷物(バーコード)を設ける。イメージセンサ用の光源からの光の照明エリアに印刷物を設ける。印刷物のサーボ制御情報を、イメージセンサのダミー画素領域を利用して読み取ったり、別個に設けられた光センサを用いて読み取る。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器に関する。
【0002】
【従来技術】
イメージスキャナ、ファクシミリ、コピー機などの電子機器(狭義には画像読み取り装置)では、CCD(Charge Coupled Device)、CIS(Contact ImageSensor)、或いはBBD(Bucket Brigade Device)などのイメージセンサを用いて画像を読み取る。イメージセンサが搭載されるキャリッジは、DCモータ(駆動装置)により駆動され、このDCモータはサーボコントローラによりサーボ制御される。このサーボ制御については種々の従来技術がある。
【0003】
【特許文献1】
特開平2001−103778
【特許文献2】
特開平2001−158143
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、モータ軸が連動ギアに取り付けられたロータリエンコーダと、そのロータリエンコーダの回転を検知するフォトインタラプタ等を用いて、キャリッジの速度制御を行っていた。また、キャリッジの初期位置(ホームポジション)を検出するための位置センサを別途設けて、キャリッジの初期位置の制御を行っていた。このため部品点数が多くなり、各所にセンサ等の部品が散在するようになるため、工場での部品の取り付けに手間がかかり、電子機器のコストダウンの妨げとなっていた。
【0005】
本発明は以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、サーボ制御に必要な部品点数の削減等を図れる電子機器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、センサがマウントされるキャリッジと、キャリッジを走査方向に駆動する駆動装置と、センサの検知エリアに設けられ、駆動装置のサーボ制御に使用されるサーボ制御情報が印刷される印刷物と、センサにより検知されたサーボ制御情報に基づいて、駆動装置のサーボ制御を行うサーボコントローラとを含む電子機器に関係する。
【0007】
本発明によれば、キャリッジにマウントされるセンサ(イメージセンサ、光センサ)により、印刷物のサーボ制御情報が検知される(読み取られる)。そして検知されたサーボ制御情報に基づいて駆動装置(モータ、キャリッジ)のサーボ制御が行われ、キャリッジが走査方向(例えば副走査方向)に駆動(移動)される。このように本発明によれば、キャリッジを駆動するためのサーボ制御が、印刷物を利用して行われるため、サーボ制御に必要な部品点数の削減等を図れる。
【0008】
また本発明では、読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台と、載置台を支持するフレームとを含み、フレーム又は載置台の面のうち、読み取り対象物が載置される側の面の裏面側に、印刷物が設けられていてもよい。
【0009】
ここで、載置台は例えば矩形状であり、フレームは、この載置台を例えば四方から支持する。そして印刷物は、このフレームや載置台の裏面に設けることができる。また印刷物は、フレームと載置台の接合部に隣接(近接)する場所(接合部に沿った場所)に設けることができる。
【0010】
また本発明では、前記印刷物が、矩形状であり、前記走査方向に沿って配置されていてもよい。
【0011】
例えば、センサがラインセンサである場合には、ラインセンサの副走査方向(広義には走査方向)に沿って、矩形状の印刷物を配置できる。
【0012】
また本発明では、前記印刷物が、キャリッジの速度制御用のサーボ制御情報が印刷された速度制御用の印刷物と、キャリッジの初期位置検出用のサーボ制御情報が印刷された初期位置検出用の印刷物とを含んでもよい。
【0013】
なお、1つの印刷物を用いて、速度制御と初期位置制御の両方を行うようにしてもよい。
【0014】
また本発明では、読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台と、載置台を支持するフレームとを含み、フレーム又は載置台の、前記走査方向に沿った第1の辺側に、速度制御用の印刷物が設けられ、フレーム又は載置台の、前記走査方向に沿った第2の辺側に、初期位置検出用の印刷物が設けられていてもよい。
【0015】
例えば、フレーム又は載置台が、第1の辺と、第1の辺に平行な第2の辺を有する場合に、第1の辺側(第1の辺の周縁部)に速度制御用の印刷物(複数でもよい)を設け、第2の辺側(第2の辺の周縁部)に初期位置検出用(位置検出用)の印刷物を設けることができる。
【0016】
また本発明では、前記印刷物が、印刷パターンが互いに異なる複数の速度制御用の印刷物を含んでもよい。また本発明では、前記印刷物がバーコード印刷物であってもよい。また本発明では、前記印刷物が、バー間隔が互いに異なる複数のバーコード印刷物を含んでもよい。また本発明では、前記複数のバーコード印刷物が、バー間隔が広い高速制御用の印刷物と、バー間隔が狭い低速制御用の印刷物を含んでもよい。なお、印刷物としてバーコード以外の印刷物を用いてもよい。
【0017】
また本発明では、前記キャリッジが、読み取り対象物を照明するための光を発生する光源を含み、前記印刷物が、前記光源の光の照明エリアに設けられていてもよい。
【0018】
例えば、センサがイメージセンサである場合には、イメージセンサによる読み取り対象物の読み取りのために、光源が、イメージセンサの検知エリア(読み取りエリア)を照明する。そして例えば、印刷物は、この検知エリアである照明エリアに設けられ、イメージセンサは、この照明エリアにある印刷物(光源により照明された印刷物)のサーボ制御情報を読み取る。また例えば、センサが、イメージセンサとは別に設けられるセンサである場合には、センサの検知エリア(光源の照明エリア)に、印刷物が設けられる。そしてイメージセンサとは別に設けられたセンサが、例えば、イメージセンサ用の光源を利用して印刷物のサーボ制御情報を検知する。
【0019】
また本発明では、読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台を含み、前記センサが、載置台に載せられた読み取り対象物の画像を読み取るイメージセンサであり、イメージセンサの受光部が有効画素領域とダミー画素領域を有し、イメージセンサの受光部のダミー画素領域を用いて、印刷物のサーボ制御情報を読み取るようにしてもよい。
【0020】
なおダミー画素領域以外の画素領域を用いて印刷物のサーボ制御情報を読み取ることもできる。
【0021】
また本発明では、前記印刷物が、印刷パターンが互いに異なる複数の印刷物を含み、イメージセンサの一端側の第1のダミー画素領域の検知エリアに、複数の印刷物のうちの第1の印刷物が設けられ、イメージセンサの他端側の第2のダミー画素領域の検知エリアに、複数の印刷物のうちの第2の印刷物が設けられていてもよい。
【0022】
なお、この場合の第1、第2の印刷物の各々は複数であってもよい。
【0023】
また本発明では、読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台を含み、前記センサが、載置台に載せられた読み取り対象物の画像を読み取るイメージセンサと共にキャリッジにマウントされるセンサであってもよい。
【0024】
なお、この場合にセンサは、イメージセンサに隣接する場所に設けることが望ましい。また、その受光面が、イメージセンサの受光面と同じ向きを向くように配置されたセンサであることが望ましい。
【0025】
また本発明では、前記印刷物が、印刷パターンが互いに異なる複数の印刷物を含み、前記センサが、イメージセンサの一端側に隣接して配置された第1のセンサと、イメージセンサの他端側に隣接して配置された第2のセンサを含み、第1のセンサの検知エリアに、複数の印刷物のうちの第1の印刷物が設けられ、第2のセンサの検知エリアに、複数の印刷物のうちの第2の印刷物が設けられていてもよい。
【0026】
なお、この場合の第1、第2の印刷物の各々は複数であってもよい。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0028】
なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【0029】
1.電子機器
図1に本実施形態の電子機器10(狭義には画像読み取り装置、更に狭義にはイメージスキャナ)の構成例を示す。なお電子機器10は図1の全ての構成要素を含む必要はなく、その一部を省略する構成にしてもよい。
【0030】
電子機器10(フラットベッド型イメージスキャナ)は読み取り対象物12(狭義には原稿)を載せるための載置台14(狭義には原稿台)を含む。また載置台14を支持するフレーム15(支持部材、ハウジング)を含む。矩形状の載置台14は例えば光透過性部材であるガラス等により形成され、この光透過性の載置台14の上部に読み取り対象物12が載せられる。またフレーム15は載置台14を四方から囲むように支持する。
【0031】
電子機器10はキャリッジ20を含む。このキャリッジ20にはイメージセンサ22(光センサ、撮像デバイス、ラインセンサ、1次元センサ、カラーセンサ)が搭載される。イメージセンサ22としてはCCD(Charge Coupled Device)、CIS(Contact Image Sensor)、又はBBD(Bucket Brigade Device)などを使用できる。キャリッジ20には、読み取り対象物12(原稿)を照明するための光を発生する光源26や、読み取り対象物12で反射された光源26からの光をイメージセンサ22に集光するレンズ28(集光部)などの光学系(光学ヘッド)が搭載される。なお光路長を長くしたり、光路を曲げるために、光源26からの光や、読み取り対象物12からの反射光を折り返すミラーやプリズムなどをキャリッジ20に搭載してもよい。また、サーボ制御情報の検知用の光センサ(広義にはセンサ)を、イメージセンサ22とは別に設けて、キャリッジ20に搭載してもよい。またA/D変換器40や電子機器コントローラ50をキャリッジ20に搭載してもよい。
【0032】
電子機器10は、キャリッジ20を駆動して移動させる駆動装置30(駆動機構)を含む。この駆動装置30は、モータ32(動力源)や、モータ32を駆動するモータドライバ34を含む。モータ32としては例えばDCモータ(ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ)などを使用できる。
【0033】
モータ32の駆動によりキャリッジ20は副走査方向(広義には走査方向)に移動する。即ちイメージセンサ22(ラインセンサ)は、その長手方向が主走査方向と一致するように配置される。そして他方側がプーリ38に掛けられた駆動ベルト36をモータ32が回転させることで、駆動ベルト36に固定されたキャリッジ20が副走査方向(主走査方向に直交する方向)に移動する。なお、キャリッジ20の移動方式としは種々の変形実施が考えられ、例えば駆動ベルト36を用いないでキャリッジ20を移動したり、リニアモータ機構によりキャリッジ20を移動してもよい。
【0034】
イメージセンサ22により読み取られたアナログの画像データ(画像信号)はA/D変換器40(アナログフロントエンド)に入力され、A/D変換器40はこれをデジタルの画像データ(画像信号)に変換して、電子機器コントローラ50(狭義にはスキャナコントローラ)に出力する。
【0035】
電子機器コントローラ50は電子機器10の画像読み取り処理等を制御するものである。具体的には、キャリッジ20(駆動装置30)を駆動(移動)するためのサーボ制御や、キャリッジ20に搭載されたイメージセンサ22の駆動制御を行う。
【0036】
電子機器コントローラ50はイメージセンサコントローラ60を含む。イメージセンサコントローラ60はイメージセンサ22を制御するものであり、各種の制御信号や駆動パターンを生成して、イメージセンサ22に出力する。またイメージセンサコントローラ60は、A/D変換器40からのデジタルの画像データを受け、各種の画像処理(ガンマ変換、シェーディング処理、又は2値化処理等)を行う。
【0037】
イメージセンサコントローラ60が含む駆動コントローラ62は、イメージセンサ22の転送クロックφ1、φ2(駆動パターン、駆動信号)を生成してイメージセンサ22に供給する。そして本実施形態の駆動コントローラ62は、イメージセンサ22の画素(ダミー画素、非読み取り画素、読み取り画素)の領域に応じてクロック周波数が異なる転送クロックφ1、φ2をイメージセンサ22に供給できる。即ちイメージセンサ22からの画像データの出力期間に応じてクロック周波数(画像データの転送速度)が異なるように、転送クロックφ1、φ2を供給できる。更に具体的には駆動コントローラ62は、複数のクロックパターンの中からイメージセンサ22の出力期間に応じたクロックパターンを選択し、選択されたクロックパターンに基づいて、転送クロックφ1、φ2を供給できる。
【0038】
ここでクロックパターンは、クロック周波数、クロックパルスの立ち上がりタイミング、立ち下がりタイミング、或いはクロックのデューティなどが異なるクロック波形がパターン化されてメモリ等に記憶されたものである。そして駆動コントローラ62が、メモリに記憶されるクロックパターンの中からクロックパターンを選択し、選択されたクロックパターンを所定周期(例えば画素の処理単位周期)毎に繰り返すことで、転送クロックφ1、φ2が生成される。
【0039】
なお、出力期間に依らずに常に一定の周波数の転送クロックφ1、φ2を供給するようにしてもよい。
【0040】
電子機器コントローラ50はサーボコントローラ80を含む。サーボコントローラ80は、キャリッジ20を駆動(移動)する駆動装置30(モータ32)のサーボ制御(フィードバック制御)を行うものである。具体的には、キャリッジ20の移動に伴って得られるサーボ制御情報(キャリッジ20の位置や速度を検出するための情報)に基づいて、キャリッジ20を所望の位置(初期位置等)に移動させたり、所望の速度で移動させる制御を行う。
【0041】
電子機器コントローラ50はCPU96(プロセッサ)やメモリ98(ROM、RAM)を含む。CPU96は電子機器コントローラ50の全体的な制御を行ったり、外部との情報のやり取りをする。またメモリ98は、プログラムや各種データを記憶したり、イメージセンサコントローラ60やサーボコントローラ80やCPU96の作業領域として機能する。
【0042】
なお、電子機器コントローラ50は図1に示す全ての構成要素を含む必要はなく、その一部を省略した構成にしてもよい。例えばCPU96やメモリ98を省略してもよい。また電子機器コントローラ50、イメージセンサコントローラ60、サーボコントローラ80の機能は、ハードウェア回路により実現してもよいし、ソフトウェアとハードウェア回路の双方により実現してもよい。またハードウェア回路はゲートアレイなどにより構成されるASIC(Aplication Specific Integrated Circuit)により実現してもよいし、汎用プロセッサにより実現してもよい。
【0043】
2.イメージセンサ
図2(A)にイメージセンサ22(CCDラインセンサ)の構成例を示す。受光部206は光電変換を行う複数の受光素子(フォトダイオード、画素)を含む。そして図2(B)に示すように受光部202には、有効な画素(受光素子)S0〜Snが一列に配置される有効画素領域と、有効な画素ではないダミー画素D0〜Dk、Dk+1〜Dlが一列に配置されるダミー画素領域とが設けられる。このダミー画素は空送りや光シールド出力のために設けられる。
【0044】
またイメージスキャナなどでは、図3(A)に示すような読み取り範囲指定のための読み取りウィンドウ210をユーザがアプリケーションプログラムにおいて設定し、この読み取りウィンドウ210内の画像データだけを読み取る場合がある。この場合には図3(A)に示すように、読み取り開始位置SPと読み取り終了位置EPの間の領域が読み取り画素領域となり、それ以外の領域(SPよりも手前及びEPよりも後ろ)が非読み取り画素領域となる。即ち図2(B)において、有効画素領域のうち、SPとEPの間の領域が読み取り画素領域(S3〜Sn−3)となり、有効画素領域のうち、読み取り画素領域以外の領域が非読み取り画素領域(S0〜S2、Sn−2〜Sn)となる。なお、読み取り画素領域を設定するSP、EPの位置は、図2(B)の位置に限定されず、任意である。また読み取り画素領域を有効データ領域と定義し、非読み取り画素領域及びダミー画素領域を無効データ領域と定義することもできる。
【0045】
受光部202の各受光素子(画素)は受光量に応じた電荷を生成して蓄積する。そして電荷蓄積に必要な所定時間が経過した後に、シフト信号SHがアクティブになり、転送ゲート204がオンになる。これにより、アナログの画像データである蓄積電荷が、転送ゲート204を介して転送部206のシフトレジスタ(各受光素子に対応して設けられたシフトレジスタ)に転送される。そして、各シフトレジスタに転送された画像データ(蓄積電荷)は、2相のシフト転送クロックであるφ1、φ2に基づいて、隣接するシフトレジスタ間を転送されて行き、イメージセンサ22のCCQ端子からシリアル出力される。なおシフト転送クロックの周波数は、可変に制御してもよいし、一定にしてもよい。
【0046】
なお図2(C)に転送部206のシフトレジスタの構成例を示す。またイメージセンサ22の構成は図2(A)に限定されない。例えば図3(B)のように、奇数番目の画素用の転送ゲート204−1、転送部206−1と、偶数番目の画素用の転送ゲート204−2、転送部206−2を設けることが望ましい。また図2(A)、図3(B)の構成において、R(赤)、G(緑)、B(青)の画像データの読み取り用の受光部、転送ゲート、転送部を設けることが望ましい。
【0047】
3.印刷物を用いたサーボ制御
3.1 電子機器の構造
図4に本実施形態の電子機器10の概略斜視図を示す。本実施形態では電子機器10に対して、サーボ制御用の印刷物16、18が取り付けられている。具体的には、載置台(原稿台)14を支持するフレーム15の裏面側(読み取り対象物を載置する面の裏側)に、バーコード等により構成される印刷物16、18が取り付けられている。
【0048】
そしてキャリッジ20に搭載されたイメージセンサ22(広義にはセンサ。以下の説明でも同様)により、印刷物16、18に印刷されたサーボ制御情報(キャリッジ20の速度や位置等を制御するための情報が可視化されて印刷された情報)や、載置台14に載置された読み取り対象物(原稿)の画像を読み取る。具体的にはキャリッジ20に搭載された光源26(図1参照)からの光により、キャリッジ20の開口部29に対応する検知エリア(開口部29の上方のエリアであり開口部29とほぼ同一形状のエリア)を照明する。そして、その照明光の反射光(読み取り対象物や印刷物によって反射された光)を、光学系であるレンズ28(図1参照)等により集光し、集光された光をイメージセンサ22により検知することで、印刷物16、18のサーボ制御情報や、読み取り対象物(原稿)の画像を読み取る。
【0049】
そして読み取られたサーボ制御情報に基づいて、図1のサーボコントローラ80がモータ32(駆動装置30)のサーボ制御を行い、キャリッジ20の速度や位置の制御を行う。即ち駆動ベルト36をモータ32により回転させ、キャリッジ20をガイド37に沿って副走査方向(広義には走査方向)に移動させる。このようにすることで、印刷物16、18に印刷されたサーボ制御情報に基づいてキャリッジ20の速度や位置を制御しながら、載置台14に載置された読み取り対象物(原稿)の画像を読み取ることができる。
【0050】
例えば従来のイメージスキャナ、ファクシミリ、コピー機などの電子機器では、ロータリエンコーダ、フォトインタラプタ、初期位置(ホームポジション)を検出するための位置センサなどを用いてキャリッジ20の移動制御を行っていた。このため部品点数が多くなったり、工場での部品の取り付けに手間がかかるなどの問題があった。
【0051】
これに対して本実施形態では、印刷物16、18を電子機器10に取り付けるだけで済み、サーボ制御情報の読み取りは、原稿(広義には読み取り対象物)の画像を読み取るイメージセンサ22により代用できる。また印刷物16、18のサーボ制御情報を読み取るための光学系も、原稿画像を読み取るイメージセンサ22用の光学系(図1の光源26、レンズ28等)で代用できる。このため、部品点数を少なくできると共に部品の取り付けの手間も省け、電子機器のコストダウンを図ることが可能になる。
【0052】
3.2 印刷物の取り付け
印刷物16、18は、キャリッジ20に搭載されるイメージセンサ22(広義にはセンサ)の検知エリア(イメージセンサが検知することが可能なエリア。図1の光源26の照明エリア。図4の開口部29に対向するエリア)に設けることが望ましい。具体的には図5に示すように、載置台14を支持するフレーム15(支持部材)の面(表面、裏面)のうち、読み取り対象物が載置される側の面の裏面側(イメージセンサ22側)に印刷物16、18を取り付ける。なお図5は、フレーム15を電子機器10から取り外して、裏側(イメージセンサ22側)から見た概略斜視図である。
【0053】
印刷物16、18には、キャリッジ20の速度や位置等を制御するための情報であるサーボ制御情報が印刷されている。
【0054】
具体的には、印刷物16にはキャリッジ20の速度制御用のサーボ制御情報が印刷される。この速度制御用の印刷物16としては、黒又は白などの所定色のバーが所定間隔(速度に応じた間隔)で並んだバーコードを採用できる。また印刷物16は、副走査方向(広義には走査方向。図4、図5のSCDの方向)に沿って配置された矩形状の印刷物である。
【0055】
また印刷物18にはキャリッジ20の初期位置検出用(広義には位置検出用)のサーボ制御情報が印刷される。この初期位置検出用の印刷物18としては、黒又は白などの所定色で塗りつぶされた印刷物(バーコードの一種とも考えることができる)を採用できる。また印刷物18は、キャリッジ20の初期位置(ホームポジション)に対応する場所に取り付けられる。
【0056】
図6(A)に示すように速度制御用の印刷物16は、フレーム15の4つの辺のうちの第1の辺ED1(副走査方向SCDに沿った辺)側に設けられる。また初期位置検出用の印刷物18は、フレーム15の4つの辺のうちの第2の辺ED2(副走査方向SCDに沿った辺)側に設けられる。なお、図6(A)〜図7(C)は、フレーム15を裏面側から見た図(イメージセンサ側から見た図。読み取り対象物が載置面の反対側から見た図)である。
【0057】
図6(A)のように印刷物16、18を配置すれば、イメージセンサ22の右側(一端側)のダミー画素領域(図2(B)のDk+1〜Dl)を用いて、印刷物16の速度制御用のサーボ制御情報を読み取ることができる。またイメージセンサ22の左側(他端側)のダミー画素領域(図2(B)のD0〜Dk)を用いて、印刷物18の初期位置検出用のサーボ制御情報を読み取ることができる。従って、速度制御用と初期位置検出用のサーボ制御情報を、別系統(右側のダミー画素領域と左側のダミー画素領域)で取得できるようになり、サーボコントローラ80の処理を簡素化できる。即ちサーボコントローラ80は、右側のダミー画素領域で読み取られた速度制御用のサーボ制御情報に基づいて、速度についてのサーボ制御を行い、左側のダミー画素領域で読み取られた初期位置検出用のサーボ制御情報に基づいて、初期位置についてのサーボ制御を行えば済むようになるからである。
【0058】
なお図6(B)に示すように、印刷物16、18を、同一の辺(ED1又はED2)側に取り付けてもよい。また速度制御用の印刷物16と初期位置検出用の印刷物18の一方だけを取り付けるようにしてもよい。
【0059】
また図6(C)に示すように、印刷パターンが互いに異なる複数の速度制御用の印刷物を設けてもよい。具体的には、低速(第1の速度)用のパターンが印刷された印刷物16−1と、中速(第2の速度)用のパターンが印刷された印刷物16−2と、高速(第3の速度)用のパターンが印刷された印刷物16ー3などを設ける。この場合に、印刷物16−1、16−2、16−3(バーコード)ではそのバー間隔(黒又は白のバーの間の間隔)が互いに異なっている。具体的には、低速用の印刷物16−1のバー間隔が最も短く、中速用の印刷物16−2のバー間隔が次に短く、高速用の印刷物16−3のバー間隔が最も長い。
【0060】
このように複数の速度制御用のサーボ制御情報が印刷された印刷物16−1、16−2、16−3を設けることで、サーボコントローラ80は、速度制御範囲に応じたサーボ制御を行うことが可能になる。例えば、キャリッジ20の速度が低速(第1の速度)である場合には、印刷物16−1に印刷されたサーボ制御情報に基づいてサーボ制御を行い、キャリッジ20の速度が中速(第2の速度)である場合には、印刷物16−2に印刷されたサーボ制御情報に基づいてサーボ制御を行う。またキャリッジ20の速度が高速(第3の速度)である場合には、印刷物16−3に印刷されたサーボ制御情報に基づいてサーボ制御を行う。
【0061】
なお、各速度範囲において、印刷物16−1、16−2、16−3の中の2つ(広義には複数)の印刷物のサーボ制御情報を用いてサーボ制御を行ってもよい。例えば、キャリッジの速度が高速である場合に、高速用の印刷物16−3と中速用の印刷物16ー2の両方を用いてサーボ制御を行ってもよい。
【0062】
また、速度制御用に設けられる印刷物の個数は、図6(C)のように3個でもよいし、2個でもよいし、4個以上でもよい。
【0063】
速度制御用の印刷物の取り付け位置としては種々の場所が考えられる。例えば図7(A)に示すように複数の印刷物16−1、16−2(第1、第2の印刷物)を辺ED1側に設け、初期位置検出用の印刷物18を辺ED2側に設けてもよい。なお図7(A)では、辺ED1側に、印刷パターン(狭義にはバーの間隔。以下の説明でも同様)が異なる2個の印刷物を設けているが、辺ED1(或いは辺ED2)側に、印刷パターンが異なる3個以上の印刷物を設けてもよい。
【0064】
また図7(B)に示すように、印刷物16−1(第1の印刷物。第1の速度用の印刷物)を辺ED1側に設け、印刷物16−2(第2の印刷物。第2の速度用の印刷物)を辺ED2側に設けてもよい。なお図7(B)では、辺ED1、ED2側に、各々、1つの印刷物を設けているが、辺ED1側に、印刷パターンが異なる2個以上の印刷物を設けたり、辺ED2側に、印刷パターンが異なる2個以上の印刷物を設けてもよい。
【0065】
また図7(C)に示すように、印刷物16(16−1〜16−3)、18をフレーム15ではなく載置台14(載置台14の裏面側)に取り付けてもよい。具体的には、矩形状の載置台14の周縁部(辺ED1、ED2に沿った周縁部)に印刷物16、18を取り付ける。このようにすると、読み取り対象の読み取りエリアが狭くなってしまう不利点がある。しかしながら、イメージセンサ22(センサ)による検知が容易化できる可能性がある。
【0066】
また印刷物16(16−1〜16−3)、18として、シール部材を用いて、フレーム15又は載置台14(裏面側)に貼り付けてもよいし、印刷物16、18をフレーム15又は載置台14にインクジェット方式等により直接印刷してもよい。或いは、印刷物16、18のパターンが印刷された部材(例えば金属部材)を、フレーム15又は載置台14に取り付けてもよい。
【0067】
3.3 ダミー画素領域を用いたサーボ制御情報の読み取り
印刷物のサーボ制御情報は、イメージセンサのダミー画素(好ましくは複数のダミー画素)の領域を用いて読み取ることができる。
【0068】
例えば図8(A)に、図4のキャリッジ20を電子機器10から取り外して、キャリッジ20の開口部29側(図4の上方側)から見た概略斜視図を示す。イメージセンサ22(イメージセンサのIC)は基板(回路基板)25に実装されている。この基板25には例えば図1の電子機器コントローラ50を実装してもよい。
【0069】
イメージセンサ22には開口部23(ICに設けられた窓)が設けられている。そして、読み取り対象物及び印刷物からの反射光は、開口部29から入射された後、キャリッジ20が有する光学系(レンズ、ミラー又はプリズム等)により光路が曲げられると共に集光されて、イメージセンサ22の開口部23に入射される。そしてイメージセンサ22は、開口部23から入射された反射光を検知することで、読み取り対象物の画像及び印刷物のサーボ制御情報を読み取る。
【0070】
そして図8(B)では、印刷物16、18のサーボ制御情報を、イメージセンサ22のダミー画素領域(光シールドされていないダミー画素領域)を用いて読み取っている。より具体的には、イメージセンサ22(受光部202)の右側(広義には一端側)のダミー画素領域(図2(B)のDk+1〜Dl。第1の画素領域)で印刷物16のサーボ制御情報を読み取る。またイメージセンサ22の左側(広義には他端側)のダミー画素領域(図2(B)のD0〜Dk。第2の画素領域)で印刷物18のサーボ制御情報を読み取る。この場合に印刷物16、18を、イメージセンサ22の検知エリア(図1の光源26からの光の照明エリア)に設けることで、印刷物16、18のサーボ制御情報を確実に読み取れるようになる。
【0071】
このように図8(B)では、ダミー画素領域(イメージセンサの一端側の第1の画素領域、他端側の第2の画素領域)を用いて印刷物16、18(第1、第2の印刷物)のサーボ制御情報を読み取っている。これにより、有効な画像データの読み取りには不要であるダミー画素領域の有効活用を図れる。
【0072】
なお、印刷物のサーボ制御情報は、ダミー画素領域の1つのダミー画素(受光素子)を用いて読み取ってもよいし、複数のダミー画素(主走査方向に並んだ複数のダミー画素、複数の受光素子)を用いて読み取ってもよい。複数のダミー画素を用いて読み取る場合には、複数のダミー画素で取得された画像データの多数決処理や平均化処理などを行って、サーボ制御に使用すべきサーボ制御情報を特定すればよい。
【0073】
また図8(A)、(B)では、イメージセンサ22の一端側及び他端側の両方のダミー画素領域で印刷物のサーボ制御情報(印刷物の画像)を読み取っているが、一方のダミー画素領域のみで読み取ってもよい。またイメージセンサ22の有効画素領域の一部(一端側、他端側)を利用して印刷物16、18のサーボ制御情報を読み取ることも可能である。
【0074】
また例えば図6(A)〜図7(C)のようにサーボ制御用(速度制御用、位置検出用)の印刷物を設ける場合には、ダミー画素領域内に、ダミー画素領域の一部の領域であるサーボ制御領域(狭義には速度制御領域、位置検出領域)を設けることが望ましい。そして、サーボ制御領域の画像データが転送部から出力される期間であるサーボ制御情報出力期間(狭義には速度制御情報出力期間、位置検出情報出力期間)でのφ1、φ2のクロック周波数を、可変に制御する。より具体的には、サーボ制御情報出力期間でのφ1、φ2のクロック周波数を、サーボ制御情報出力期間以外のダミー画素出力期間(ダミー画素領域の画素の画像データが転送部から出力される期間)でのφ1、φ2のクロック周波数よりも遅くする。更に具体的には、サーボ制御情報出力期間でのφ1、φ2のクロック周波数を、サーボ制御情報出力期間以外のダミー画素出力期間でのφ1、φ2のクロック周波数よりも遅くし、且つ、読み取り画素出力期間(読み取り画素領域の画素の画像データが転送部から出力される期間)でのφ1、φ2のクロック周波数よりも速くする。このようにすることで、ダミー画素領域内にサーボ制御領域を設けた場合にも、サーボ制御情報を適正に読み取ることが可能になる。
【0075】
3.4 別センサを用いたサーボ制御情報の読み取り
図9(A)では、イメージセンサ22とは別に設けられた光センサ24−1、24−2(広義にはセンサ。以下の説明でも同様)を用いて、印刷物のサーボ制御情報を検知している。即ちキャリッジ20には、イメージセンサ22と共に光センサ24−1、24−2が搭載されており、この光センサ24−1、24−2により印刷物のサーボ制御情報(印刷情報)を読み取る。
【0076】
例えば読み取り対象物及び印刷物からの反射光は、図9(A)の開口部29から入射された後、キャリッジ20が有する光学系により光路が曲げられると共に集光されて、イメージセンサ22の開口部23(イメージセンサの受光面)や、光センサ24−1、24−22(光センサの受光面)に入射される。そして光センサ24−1、24−2は、この入射された反射光を検知することで、印刷物のサーボ制御情報を読み取る。
【0077】
そして図9(B)では、印刷物16、18のサーボ制御情報を、イメージセンサ22に隣接(近接)して配置された光センサ24−1、24−2を用いて読み取っている。より具体的には、イメージセンサ22の右側(広義には一端側)には光センサ24−1(第1のセンサ)が設けられ、この光センサ24−1により印刷物16のサーボ制御情報(例えば速度制御情報)を検知する。またイメージセンサ22の左側(広義には他端側)には光センサ24−2(第2のセンサ)が設けられ、この光センサ24−2により印刷物18のサーボ制御情報(例えば初期位置検出情報)を検知する。この場合に、印刷物16、18を、光センサ24−1、24−2の検知エリア(図1の光源26からの光の照明エリア)に設けることで、印刷物16、18のサーボ制御情報を確実に読み取れるようになる。なお、光センサ24−1、24−2の検知エリア(第1、第2の検知エリア)は、フレーム15又は載置台14の裏面側(読み取り対象物12の載置面の裏面側。光センサ側)であり、フレーム15と載置台14の接合部に隣接するエリアである。この検知エリアは、イメージセンサ22の検知エリアに隣接する又は重なり合うエリアである。
【0078】
図9(A)のようにイメージセンサ22とは別に光センサ24−1、24−2を設けると、図8(A)に比べてセンサの部品点数が増えてしまう。しかしながら、原稿画像を読み取るイメージセンサ22用の光学系(図1の光源26、レンズ28や、図示しないミラー、プリズム等)については、光センサ24−1、24−2の光学系として代用できる。また、従来の電子機器で必要であったロータリエンコーダやフォトインタラプタは不要となる。また、光センサ24−1、24−2はイメージセンサ22と共にキャリッジ20に搭載されるため、電子機器の各場所にセンサが散在してしまうという事態も防止できる。従って、従来の電子機器に比べて部品点数を削減できると共にこれらの部品の取り付けの手間を省けるため、電子機器のコストダウンを図れる。
【0079】
なお図9(A)、(B)では、イメージセンサ22の一端側及び他端側の両側に光センサ24−1、24−2を設けているが、一方側にのみ光センサを設けるようにしてもよい。また、3個以上の光センサを設けるようにしてもよい。
【0080】
また図9(B)では、光センサ24−1、24−2を基板25(回路基板)に取り付けているが、図10に示すように、光シールド等のために用いられる基板27に光センサ24−1、24−2を取り付けてもよい。この基板25に平行に設けられた基板(board)27は、イメージセンサ22の上部に固定されており、光を通過させるための開口部を有している。
【0081】
また、光センサ24−1、24−2の各々は、受光素子が1つしかないセンサであってもよいし、CCDのように複数の受光素子を有するセンサ(イメージセンサ22とは別のイメージセンサ)であってもよい。
【0082】
3.5 サーボコントローラの構成
図11にサーボコントローラ80の構成例を示す。なおサーボコントローラ80は図11の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加してもよい。
【0083】
サーボコントローラ80は速度情報検出部(初期位置情報検出部)82を含む。この速度情報検出部82はイメージセンサ22(又は光センサ24−1、24−2)で読み取られたサーボ制御情報(画像情報)に基づいて、キャリッジ20の速度情報を検出する。具体的にはイメージセンサ22からのサーボ制御情報を2値化する等の処理を行い、速度情報を検出する。またキャリッジ20の初期位置(ホームポジション)の検出を行う場合には、速度情報検出部82は初期位置情報検出部として機能する。なお速度情報検出部(初期位置情報検出部)82の機能を後段のDSP84を用いて実現してもよい。
【0084】
サーボコントローラ80はDSP(Digital Signal Processor)84を含む。このDSP84(デジタルフィルタ。速度・位置制御部)は、速度情報検出部82で検出されたキャリッジ20の速度情報(初期位置情報)に基づいて、サーボ制御のための種々の処理を行う。即ち、CPU(ファームウェア)などによりメモリに書き込まれた速度テーブル(速度プロファイル)の目標速度と、キャリッジ20の速度とが同じになるように、キャリッジ20(モータ32)の速度のフィードバック制御を行う。更に具体的には、キャリッジ20の移動を開始する場合には、速度テーブルの加速区間に設定された目標速度とキャリッジ20の速度が同じになるように、キャリッジ20の加速制御を行う。次に、速度テーブルの定速区間に設定された目標速度とキャリッジ20の速度が同じになるようにキャリッジ20の速度制御を行い、キャリッジ20を一定速度で移動させる。そして、キャリッジ20が目標位置に近づくと、速度テーブルの減速区間に設定された目標速度とキャリッジ20の速度が同じになるようにキャリッジ20の減速制御を行い、キャリッジ20の速度を減速する。このようにすることで、キャリッジ20を、所望の位置に移動させて停止させることができる。
【0085】
なおキャリッジ20が読み取り開始位置に到達すると、サーボコントローラ80は、イメージセンサコントローラ60に出力する読み取り許可信号をアクティブ(アサート)にする。そして読み取りライン数の分だけ移動すると、読み取り許可信号を非アクティブ(ネゲート)にする。
【0086】
またDSP84は、初期位置検出用の印刷物に印刷されたサーボ制御情報(初期位置検出部で検出された初期位置情報)に基づいて、キャリッジ20を初期位置(ホームポジション)に設定したり戻したりする制御も行う。具体的には、キャリッジ20を移動させた後、図4の印刷物18の所定色(例えば黒)がイメージセンサ22(光センサ24−2)により検知されると、キャリッジ20を停止させる制御を行う。なおキャリッジ20の慣性による移動を考慮して、キャリッジ20を実際に停止させる初期位置(ホームポジション)よりも手前側に印刷物18を設けることが望ましい。
【0087】
D/A変換器86は、DSP84からのデジタルの駆動信号をアナログの駆動信号に変換して、モータドライバ34に出力する。そして、モータドライバ34がモータ32を駆動することで、キャリッジ20の速度制御、位置制御が行われる。
【0088】
図12に印刷物の読み取り動作を説明するためのタイミング波形例を示す。例えば図12のD1では、シフト信号SHがアクティブになった直後に読み出されたダミー画素(例えば図2(B)のD0〜Dk)での画像データに基づいて、印刷物(バーコード)の色が白であることが検出される。具体的にはイメージセンサ22からの画像データを2値化することで、D2に示すように2値化信号(速度情報、サーボ制御情報)がハイレベル(アクティブ)になる。また図12のD3では、ダミー画素での画像データに基づいて印刷物の色が黒であることが検出され、D4に示すように2値化信号がローレベル(非アクティブ)になる。また図12のD5では、ダミー画素での画像データに基づいて印刷物の色が白であることが検出され、D6に示すように2値化信号がハイレベルになる。このようにすれば、2値化信号のエッジ(立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ)間の時間間隔TEを求めることで、キャリッジ20の速度情報を検出できる。
【0089】
図12の2値化信号は、例えば図13(A)に示すようにA/D変換器40に含まれる2値化部44により生成できる。具体的にはイメージセンサ22の出力CCQ(アナログ画像データ)を2値化部44が2値化する。例えば図13(B)のE1(図12のD2)に示すように、CCQの電圧レベルが所定のしきい値よりも高い場合(白の場合)には「1」と判定し、図13(B)のE2(図12のD4)に示すように、所定のしきい値よりも低い場合(黒の場合)には「0」と判定することで、2値化信号を生成する。そして、生成された2値化信号をサーボコントローラ80(速度情報検出部)に出力する。
【0090】
なお図13(C)に示すように、2値化部67をイメージセンサコントローラ60に含めてもよい。図13(C)では、A/D変換器40からのデジタルの画像データADQを、2値化部67がデジタル処理により2値化することになる。この場合に、2値化部67が、2値化されたデータに基づいて、速度情報や初期位置情報を検出するようにしてもよい。
【0091】
図14は、図9(A)、(B)のように、イメージセンサ22とは別に設けられた光センサ24−1、24−2を用いて、印刷物のサーボ制御情報を読み取る場合のタイミング波形例である。例えば図14のF1では、光センサ(24−1、24−2)により、印刷物(バーコード)の色が白であることが検知される。これにより、F2に示すように光センサの出力がハイレベル(アクティブ)になる。また図14のF3では、光センサにより、印刷物の色が黒であることが検知される。これにより、F4に示すように光センサの出力がローレベルになる。また図14のF5では、光センサにより、印刷物の色が白であることが検知される。これにより、F6に示すように光センサの出力がハイレベルになる。このようにすれば、光センサの出力(2値化信号)のエッジ(立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ)間の時間間隔TEを求めることで、キャリッジ20の速度情報を検出できる。そして、この検出された速度情報(初期位置情報)を用いることで、図11で説明したようなサーボ制御を実現できる。
【0092】
図14では、図12に比べて、シフト信号SHのパルス間の時間間隔TSHにおいて得られるサーボ制御情報の情報量が多くなる。即ち、時間間隔TSHにおける光センサの出力(2値化信号)のエッジ(立ち上がり又は立ち下がりエッジ)の数が多い。従って、キャリッジ20の移動制御を高精度化できるという利点がある。なお図12のようにイメージセンサを利用して印刷物を読み取る場合でも、感度の高いイメージセンサ(CCD)を用いることで、キャリッジ20の移動制御を高精度化できる。
【0093】
なお本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【0094】
例えば電子機器、電子機器コントローラ、イメージセンサコントローラ、サーボコントローラ、イメージセンサ等の構成は、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば、キャリッジの駆動機構として本実施形態で説明したものと異なる機構を採用してもよい。また、イメージセンサコントローラやサーボコントローラの制御方法も、本実施形態で説明したものと異なる手法を採用してもよい。また、転送部を有しないタイプのイメージセンサを用いることもできる。
【0095】
また本発明は、イメージスキャナ、ファクシミリ、コピー機等に限定されず、これら以外の電子機器や、これらの複合機などにも適用できる。
【0096】
また、明細書又は図面中の記載において広義な用語(読み取り対象物、載置台、センサ、光学系、走査方向、右側、左側等)として引用された用語(原稿、原稿台、イメージセンサ・光センサ、レンズ・光源・ミラー・プリズム、副走査方向、一端側、他端側等)は、明細書又は図面中の他の記載においても広義な用語に置き換えることができる。
【0097】
また、本発明のうち従属請求項に係る発明においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略する構成とすることもできる。また、本発明の1の独立請求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子機器の構成例である。
【図2】図2(A)〜(C)はイメージセンサの説明図である。
【図3】図3(A)(B)はイメージセンサの説明図である。
【図4】サーボ制御用の印刷物を設けた電子機器の概略斜視図である。
【図5】印刷物の配置位置の説明図である。
【図6】図6(A)〜(C)も印刷物の配置位置等の説明図である。
【図7】図7(A)〜(C)も印刷物の配置位置等の説明図である。
【図8】図8(A)(B)はダミー画素領域で印刷物を読み取る手法の説明図である。
【図9】図9(A)(B)は別個に設けられた光センサで印刷物を読み取る手法の説明図である。
【図10】光センサで印刷物を読み取る手法の説明図である。
【図11】サーボコントローラの構成例である。
【図12】印刷物の読み取り動作を説明するタイミング波形例である。
【図13】図13(A)〜(C)は2値化処理の説明図である。
【図14】印刷物の読み取り動作を説明するタイミング波形例である。
【符号の説明】
φ1、φ2 シフト転送クロック、ADCK A/D変換転送クロック
10 電子機器、12 読み取り対象物(原稿)、14 載置台(原稿台)、
15 フレーム、16、18 印刷物、20 キャリッジ、
22 イメージセンサ、23 開口部、24ー1、24ー2 光センサ、
25、27 基板、26 光源、28 レンズ、29 開口部、
30 駆動装置、32 モータ、34 モータドライバ、36 駆動ベルト、
37 ガイド、38 プーリ、40 A/D変換器、
50 電子機器コントローラ、60 イメージセンサコントローラ、
62 駆動コントローラ、80 サーボコントローラ、82 速度情報検出部、
84 DSP、96 CPU、98 メモリ、202 受光部、204
転送ゲート、206 転送部、210 読み取りウィンドウ、
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器に関する。
【0002】
【従来技術】
イメージスキャナ、ファクシミリ、コピー機などの電子機器(狭義には画像読み取り装置)では、CCD(Charge Coupled Device)、CIS(Contact ImageSensor)、或いはBBD(Bucket Brigade Device)などのイメージセンサを用いて画像を読み取る。イメージセンサが搭載されるキャリッジは、DCモータ(駆動装置)により駆動され、このDCモータはサーボコントローラによりサーボ制御される。このサーボ制御については種々の従来技術がある。
【0003】
【特許文献1】
特開平2001−103778
【特許文献2】
特開平2001−158143
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、モータ軸が連動ギアに取り付けられたロータリエンコーダと、そのロータリエンコーダの回転を検知するフォトインタラプタ等を用いて、キャリッジの速度制御を行っていた。また、キャリッジの初期位置(ホームポジション)を検出するための位置センサを別途設けて、キャリッジの初期位置の制御を行っていた。このため部品点数が多くなり、各所にセンサ等の部品が散在するようになるため、工場での部品の取り付けに手間がかかり、電子機器のコストダウンの妨げとなっていた。
【0005】
本発明は以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、サーボ制御に必要な部品点数の削減等を図れる電子機器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、センサがマウントされるキャリッジと、キャリッジを走査方向に駆動する駆動装置と、センサの検知エリアに設けられ、駆動装置のサーボ制御に使用されるサーボ制御情報が印刷される印刷物と、センサにより検知されたサーボ制御情報に基づいて、駆動装置のサーボ制御を行うサーボコントローラとを含む電子機器に関係する。
【0007】
本発明によれば、キャリッジにマウントされるセンサ(イメージセンサ、光センサ)により、印刷物のサーボ制御情報が検知される(読み取られる)。そして検知されたサーボ制御情報に基づいて駆動装置(モータ、キャリッジ)のサーボ制御が行われ、キャリッジが走査方向(例えば副走査方向)に駆動(移動)される。このように本発明によれば、キャリッジを駆動するためのサーボ制御が、印刷物を利用して行われるため、サーボ制御に必要な部品点数の削減等を図れる。
【0008】
また本発明では、読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台と、載置台を支持するフレームとを含み、フレーム又は載置台の面のうち、読み取り対象物が載置される側の面の裏面側に、印刷物が設けられていてもよい。
【0009】
ここで、載置台は例えば矩形状であり、フレームは、この載置台を例えば四方から支持する。そして印刷物は、このフレームや載置台の裏面に設けることができる。また印刷物は、フレームと載置台の接合部に隣接(近接)する場所(接合部に沿った場所)に設けることができる。
【0010】
また本発明では、前記印刷物が、矩形状であり、前記走査方向に沿って配置されていてもよい。
【0011】
例えば、センサがラインセンサである場合には、ラインセンサの副走査方向(広義には走査方向)に沿って、矩形状の印刷物を配置できる。
【0012】
また本発明では、前記印刷物が、キャリッジの速度制御用のサーボ制御情報が印刷された速度制御用の印刷物と、キャリッジの初期位置検出用のサーボ制御情報が印刷された初期位置検出用の印刷物とを含んでもよい。
【0013】
なお、1つの印刷物を用いて、速度制御と初期位置制御の両方を行うようにしてもよい。
【0014】
また本発明では、読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台と、載置台を支持するフレームとを含み、フレーム又は載置台の、前記走査方向に沿った第1の辺側に、速度制御用の印刷物が設けられ、フレーム又は載置台の、前記走査方向に沿った第2の辺側に、初期位置検出用の印刷物が設けられていてもよい。
【0015】
例えば、フレーム又は載置台が、第1の辺と、第1の辺に平行な第2の辺を有する場合に、第1の辺側(第1の辺の周縁部)に速度制御用の印刷物(複数でもよい)を設け、第2の辺側(第2の辺の周縁部)に初期位置検出用(位置検出用)の印刷物を設けることができる。
【0016】
また本発明では、前記印刷物が、印刷パターンが互いに異なる複数の速度制御用の印刷物を含んでもよい。また本発明では、前記印刷物がバーコード印刷物であってもよい。また本発明では、前記印刷物が、バー間隔が互いに異なる複数のバーコード印刷物を含んでもよい。また本発明では、前記複数のバーコード印刷物が、バー間隔が広い高速制御用の印刷物と、バー間隔が狭い低速制御用の印刷物を含んでもよい。なお、印刷物としてバーコード以外の印刷物を用いてもよい。
【0017】
また本発明では、前記キャリッジが、読み取り対象物を照明するための光を発生する光源を含み、前記印刷物が、前記光源の光の照明エリアに設けられていてもよい。
【0018】
例えば、センサがイメージセンサである場合には、イメージセンサによる読み取り対象物の読み取りのために、光源が、イメージセンサの検知エリア(読み取りエリア)を照明する。そして例えば、印刷物は、この検知エリアである照明エリアに設けられ、イメージセンサは、この照明エリアにある印刷物(光源により照明された印刷物)のサーボ制御情報を読み取る。また例えば、センサが、イメージセンサとは別に設けられるセンサである場合には、センサの検知エリア(光源の照明エリア)に、印刷物が設けられる。そしてイメージセンサとは別に設けられたセンサが、例えば、イメージセンサ用の光源を利用して印刷物のサーボ制御情報を検知する。
【0019】
また本発明では、読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台を含み、前記センサが、載置台に載せられた読み取り対象物の画像を読み取るイメージセンサであり、イメージセンサの受光部が有効画素領域とダミー画素領域を有し、イメージセンサの受光部のダミー画素領域を用いて、印刷物のサーボ制御情報を読み取るようにしてもよい。
【0020】
なおダミー画素領域以外の画素領域を用いて印刷物のサーボ制御情報を読み取ることもできる。
【0021】
また本発明では、前記印刷物が、印刷パターンが互いに異なる複数の印刷物を含み、イメージセンサの一端側の第1のダミー画素領域の検知エリアに、複数の印刷物のうちの第1の印刷物が設けられ、イメージセンサの他端側の第2のダミー画素領域の検知エリアに、複数の印刷物のうちの第2の印刷物が設けられていてもよい。
【0022】
なお、この場合の第1、第2の印刷物の各々は複数であってもよい。
【0023】
また本発明では、読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台を含み、前記センサが、載置台に載せられた読み取り対象物の画像を読み取るイメージセンサと共にキャリッジにマウントされるセンサであってもよい。
【0024】
なお、この場合にセンサは、イメージセンサに隣接する場所に設けることが望ましい。また、その受光面が、イメージセンサの受光面と同じ向きを向くように配置されたセンサであることが望ましい。
【0025】
また本発明では、前記印刷物が、印刷パターンが互いに異なる複数の印刷物を含み、前記センサが、イメージセンサの一端側に隣接して配置された第1のセンサと、イメージセンサの他端側に隣接して配置された第2のセンサを含み、第1のセンサの検知エリアに、複数の印刷物のうちの第1の印刷物が設けられ、第2のセンサの検知エリアに、複数の印刷物のうちの第2の印刷物が設けられていてもよい。
【0026】
なお、この場合の第1、第2の印刷物の各々は複数であってもよい。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0028】
なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【0029】
1.電子機器
図1に本実施形態の電子機器10(狭義には画像読み取り装置、更に狭義にはイメージスキャナ)の構成例を示す。なお電子機器10は図1の全ての構成要素を含む必要はなく、その一部を省略する構成にしてもよい。
【0030】
電子機器10(フラットベッド型イメージスキャナ)は読み取り対象物12(狭義には原稿)を載せるための載置台14(狭義には原稿台)を含む。また載置台14を支持するフレーム15(支持部材、ハウジング)を含む。矩形状の載置台14は例えば光透過性部材であるガラス等により形成され、この光透過性の載置台14の上部に読み取り対象物12が載せられる。またフレーム15は載置台14を四方から囲むように支持する。
【0031】
電子機器10はキャリッジ20を含む。このキャリッジ20にはイメージセンサ22(光センサ、撮像デバイス、ラインセンサ、1次元センサ、カラーセンサ)が搭載される。イメージセンサ22としてはCCD(Charge Coupled Device)、CIS(Contact Image Sensor)、又はBBD(Bucket Brigade Device)などを使用できる。キャリッジ20には、読み取り対象物12(原稿)を照明するための光を発生する光源26や、読み取り対象物12で反射された光源26からの光をイメージセンサ22に集光するレンズ28(集光部)などの光学系(光学ヘッド)が搭載される。なお光路長を長くしたり、光路を曲げるために、光源26からの光や、読み取り対象物12からの反射光を折り返すミラーやプリズムなどをキャリッジ20に搭載してもよい。また、サーボ制御情報の検知用の光センサ(広義にはセンサ)を、イメージセンサ22とは別に設けて、キャリッジ20に搭載してもよい。またA/D変換器40や電子機器コントローラ50をキャリッジ20に搭載してもよい。
【0032】
電子機器10は、キャリッジ20を駆動して移動させる駆動装置30(駆動機構)を含む。この駆動装置30は、モータ32(動力源)や、モータ32を駆動するモータドライバ34を含む。モータ32としては例えばDCモータ(ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ)などを使用できる。
【0033】
モータ32の駆動によりキャリッジ20は副走査方向(広義には走査方向)に移動する。即ちイメージセンサ22(ラインセンサ)は、その長手方向が主走査方向と一致するように配置される。そして他方側がプーリ38に掛けられた駆動ベルト36をモータ32が回転させることで、駆動ベルト36に固定されたキャリッジ20が副走査方向(主走査方向に直交する方向)に移動する。なお、キャリッジ20の移動方式としは種々の変形実施が考えられ、例えば駆動ベルト36を用いないでキャリッジ20を移動したり、リニアモータ機構によりキャリッジ20を移動してもよい。
【0034】
イメージセンサ22により読み取られたアナログの画像データ(画像信号)はA/D変換器40(アナログフロントエンド)に入力され、A/D変換器40はこれをデジタルの画像データ(画像信号)に変換して、電子機器コントローラ50(狭義にはスキャナコントローラ)に出力する。
【0035】
電子機器コントローラ50は電子機器10の画像読み取り処理等を制御するものである。具体的には、キャリッジ20(駆動装置30)を駆動(移動)するためのサーボ制御や、キャリッジ20に搭載されたイメージセンサ22の駆動制御を行う。
【0036】
電子機器コントローラ50はイメージセンサコントローラ60を含む。イメージセンサコントローラ60はイメージセンサ22を制御するものであり、各種の制御信号や駆動パターンを生成して、イメージセンサ22に出力する。またイメージセンサコントローラ60は、A/D変換器40からのデジタルの画像データを受け、各種の画像処理(ガンマ変換、シェーディング処理、又は2値化処理等)を行う。
【0037】
イメージセンサコントローラ60が含む駆動コントローラ62は、イメージセンサ22の転送クロックφ1、φ2(駆動パターン、駆動信号)を生成してイメージセンサ22に供給する。そして本実施形態の駆動コントローラ62は、イメージセンサ22の画素(ダミー画素、非読み取り画素、読み取り画素)の領域に応じてクロック周波数が異なる転送クロックφ1、φ2をイメージセンサ22に供給できる。即ちイメージセンサ22からの画像データの出力期間に応じてクロック周波数(画像データの転送速度)が異なるように、転送クロックφ1、φ2を供給できる。更に具体的には駆動コントローラ62は、複数のクロックパターンの中からイメージセンサ22の出力期間に応じたクロックパターンを選択し、選択されたクロックパターンに基づいて、転送クロックφ1、φ2を供給できる。
【0038】
ここでクロックパターンは、クロック周波数、クロックパルスの立ち上がりタイミング、立ち下がりタイミング、或いはクロックのデューティなどが異なるクロック波形がパターン化されてメモリ等に記憶されたものである。そして駆動コントローラ62が、メモリに記憶されるクロックパターンの中からクロックパターンを選択し、選択されたクロックパターンを所定周期(例えば画素の処理単位周期)毎に繰り返すことで、転送クロックφ1、φ2が生成される。
【0039】
なお、出力期間に依らずに常に一定の周波数の転送クロックφ1、φ2を供給するようにしてもよい。
【0040】
電子機器コントローラ50はサーボコントローラ80を含む。サーボコントローラ80は、キャリッジ20を駆動(移動)する駆動装置30(モータ32)のサーボ制御(フィードバック制御)を行うものである。具体的には、キャリッジ20の移動に伴って得られるサーボ制御情報(キャリッジ20の位置や速度を検出するための情報)に基づいて、キャリッジ20を所望の位置(初期位置等)に移動させたり、所望の速度で移動させる制御を行う。
【0041】
電子機器コントローラ50はCPU96(プロセッサ)やメモリ98(ROM、RAM)を含む。CPU96は電子機器コントローラ50の全体的な制御を行ったり、外部との情報のやり取りをする。またメモリ98は、プログラムや各種データを記憶したり、イメージセンサコントローラ60やサーボコントローラ80やCPU96の作業領域として機能する。
【0042】
なお、電子機器コントローラ50は図1に示す全ての構成要素を含む必要はなく、その一部を省略した構成にしてもよい。例えばCPU96やメモリ98を省略してもよい。また電子機器コントローラ50、イメージセンサコントローラ60、サーボコントローラ80の機能は、ハードウェア回路により実現してもよいし、ソフトウェアとハードウェア回路の双方により実現してもよい。またハードウェア回路はゲートアレイなどにより構成されるASIC(Aplication Specific Integrated Circuit)により実現してもよいし、汎用プロセッサにより実現してもよい。
【0043】
2.イメージセンサ
図2(A)にイメージセンサ22(CCDラインセンサ)の構成例を示す。受光部206は光電変換を行う複数の受光素子(フォトダイオード、画素)を含む。そして図2(B)に示すように受光部202には、有効な画素(受光素子)S0〜Snが一列に配置される有効画素領域と、有効な画素ではないダミー画素D0〜Dk、Dk+1〜Dlが一列に配置されるダミー画素領域とが設けられる。このダミー画素は空送りや光シールド出力のために設けられる。
【0044】
またイメージスキャナなどでは、図3(A)に示すような読み取り範囲指定のための読み取りウィンドウ210をユーザがアプリケーションプログラムにおいて設定し、この読み取りウィンドウ210内の画像データだけを読み取る場合がある。この場合には図3(A)に示すように、読み取り開始位置SPと読み取り終了位置EPの間の領域が読み取り画素領域となり、それ以外の領域(SPよりも手前及びEPよりも後ろ)が非読み取り画素領域となる。即ち図2(B)において、有効画素領域のうち、SPとEPの間の領域が読み取り画素領域(S3〜Sn−3)となり、有効画素領域のうち、読み取り画素領域以外の領域が非読み取り画素領域(S0〜S2、Sn−2〜Sn)となる。なお、読み取り画素領域を設定するSP、EPの位置は、図2(B)の位置に限定されず、任意である。また読み取り画素領域を有効データ領域と定義し、非読み取り画素領域及びダミー画素領域を無効データ領域と定義することもできる。
【0045】
受光部202の各受光素子(画素)は受光量に応じた電荷を生成して蓄積する。そして電荷蓄積に必要な所定時間が経過した後に、シフト信号SHがアクティブになり、転送ゲート204がオンになる。これにより、アナログの画像データである蓄積電荷が、転送ゲート204を介して転送部206のシフトレジスタ(各受光素子に対応して設けられたシフトレジスタ)に転送される。そして、各シフトレジスタに転送された画像データ(蓄積電荷)は、2相のシフト転送クロックであるφ1、φ2に基づいて、隣接するシフトレジスタ間を転送されて行き、イメージセンサ22のCCQ端子からシリアル出力される。なおシフト転送クロックの周波数は、可変に制御してもよいし、一定にしてもよい。
【0046】
なお図2(C)に転送部206のシフトレジスタの構成例を示す。またイメージセンサ22の構成は図2(A)に限定されない。例えば図3(B)のように、奇数番目の画素用の転送ゲート204−1、転送部206−1と、偶数番目の画素用の転送ゲート204−2、転送部206−2を設けることが望ましい。また図2(A)、図3(B)の構成において、R(赤)、G(緑)、B(青)の画像データの読み取り用の受光部、転送ゲート、転送部を設けることが望ましい。
【0047】
3.印刷物を用いたサーボ制御
3.1 電子機器の構造
図4に本実施形態の電子機器10の概略斜視図を示す。本実施形態では電子機器10に対して、サーボ制御用の印刷物16、18が取り付けられている。具体的には、載置台(原稿台)14を支持するフレーム15の裏面側(読み取り対象物を載置する面の裏側)に、バーコード等により構成される印刷物16、18が取り付けられている。
【0048】
そしてキャリッジ20に搭載されたイメージセンサ22(広義にはセンサ。以下の説明でも同様)により、印刷物16、18に印刷されたサーボ制御情報(キャリッジ20の速度や位置等を制御するための情報が可視化されて印刷された情報)や、載置台14に載置された読み取り対象物(原稿)の画像を読み取る。具体的にはキャリッジ20に搭載された光源26(図1参照)からの光により、キャリッジ20の開口部29に対応する検知エリア(開口部29の上方のエリアであり開口部29とほぼ同一形状のエリア)を照明する。そして、その照明光の反射光(読み取り対象物や印刷物によって反射された光)を、光学系であるレンズ28(図1参照)等により集光し、集光された光をイメージセンサ22により検知することで、印刷物16、18のサーボ制御情報や、読み取り対象物(原稿)の画像を読み取る。
【0049】
そして読み取られたサーボ制御情報に基づいて、図1のサーボコントローラ80がモータ32(駆動装置30)のサーボ制御を行い、キャリッジ20の速度や位置の制御を行う。即ち駆動ベルト36をモータ32により回転させ、キャリッジ20をガイド37に沿って副走査方向(広義には走査方向)に移動させる。このようにすることで、印刷物16、18に印刷されたサーボ制御情報に基づいてキャリッジ20の速度や位置を制御しながら、載置台14に載置された読み取り対象物(原稿)の画像を読み取ることができる。
【0050】
例えば従来のイメージスキャナ、ファクシミリ、コピー機などの電子機器では、ロータリエンコーダ、フォトインタラプタ、初期位置(ホームポジション)を検出するための位置センサなどを用いてキャリッジ20の移動制御を行っていた。このため部品点数が多くなったり、工場での部品の取り付けに手間がかかるなどの問題があった。
【0051】
これに対して本実施形態では、印刷物16、18を電子機器10に取り付けるだけで済み、サーボ制御情報の読み取りは、原稿(広義には読み取り対象物)の画像を読み取るイメージセンサ22により代用できる。また印刷物16、18のサーボ制御情報を読み取るための光学系も、原稿画像を読み取るイメージセンサ22用の光学系(図1の光源26、レンズ28等)で代用できる。このため、部品点数を少なくできると共に部品の取り付けの手間も省け、電子機器のコストダウンを図ることが可能になる。
【0052】
3.2 印刷物の取り付け
印刷物16、18は、キャリッジ20に搭載されるイメージセンサ22(広義にはセンサ)の検知エリア(イメージセンサが検知することが可能なエリア。図1の光源26の照明エリア。図4の開口部29に対向するエリア)に設けることが望ましい。具体的には図5に示すように、載置台14を支持するフレーム15(支持部材)の面(表面、裏面)のうち、読み取り対象物が載置される側の面の裏面側(イメージセンサ22側)に印刷物16、18を取り付ける。なお図5は、フレーム15を電子機器10から取り外して、裏側(イメージセンサ22側)から見た概略斜視図である。
【0053】
印刷物16、18には、キャリッジ20の速度や位置等を制御するための情報であるサーボ制御情報が印刷されている。
【0054】
具体的には、印刷物16にはキャリッジ20の速度制御用のサーボ制御情報が印刷される。この速度制御用の印刷物16としては、黒又は白などの所定色のバーが所定間隔(速度に応じた間隔)で並んだバーコードを採用できる。また印刷物16は、副走査方向(広義には走査方向。図4、図5のSCDの方向)に沿って配置された矩形状の印刷物である。
【0055】
また印刷物18にはキャリッジ20の初期位置検出用(広義には位置検出用)のサーボ制御情報が印刷される。この初期位置検出用の印刷物18としては、黒又は白などの所定色で塗りつぶされた印刷物(バーコードの一種とも考えることができる)を採用できる。また印刷物18は、キャリッジ20の初期位置(ホームポジション)に対応する場所に取り付けられる。
【0056】
図6(A)に示すように速度制御用の印刷物16は、フレーム15の4つの辺のうちの第1の辺ED1(副走査方向SCDに沿った辺)側に設けられる。また初期位置検出用の印刷物18は、フレーム15の4つの辺のうちの第2の辺ED2(副走査方向SCDに沿った辺)側に設けられる。なお、図6(A)〜図7(C)は、フレーム15を裏面側から見た図(イメージセンサ側から見た図。読み取り対象物が載置面の反対側から見た図)である。
【0057】
図6(A)のように印刷物16、18を配置すれば、イメージセンサ22の右側(一端側)のダミー画素領域(図2(B)のDk+1〜Dl)を用いて、印刷物16の速度制御用のサーボ制御情報を読み取ることができる。またイメージセンサ22の左側(他端側)のダミー画素領域(図2(B)のD0〜Dk)を用いて、印刷物18の初期位置検出用のサーボ制御情報を読み取ることができる。従って、速度制御用と初期位置検出用のサーボ制御情報を、別系統(右側のダミー画素領域と左側のダミー画素領域)で取得できるようになり、サーボコントローラ80の処理を簡素化できる。即ちサーボコントローラ80は、右側のダミー画素領域で読み取られた速度制御用のサーボ制御情報に基づいて、速度についてのサーボ制御を行い、左側のダミー画素領域で読み取られた初期位置検出用のサーボ制御情報に基づいて、初期位置についてのサーボ制御を行えば済むようになるからである。
【0058】
なお図6(B)に示すように、印刷物16、18を、同一の辺(ED1又はED2)側に取り付けてもよい。また速度制御用の印刷物16と初期位置検出用の印刷物18の一方だけを取り付けるようにしてもよい。
【0059】
また図6(C)に示すように、印刷パターンが互いに異なる複数の速度制御用の印刷物を設けてもよい。具体的には、低速(第1の速度)用のパターンが印刷された印刷物16−1と、中速(第2の速度)用のパターンが印刷された印刷物16−2と、高速(第3の速度)用のパターンが印刷された印刷物16ー3などを設ける。この場合に、印刷物16−1、16−2、16−3(バーコード)ではそのバー間隔(黒又は白のバーの間の間隔)が互いに異なっている。具体的には、低速用の印刷物16−1のバー間隔が最も短く、中速用の印刷物16−2のバー間隔が次に短く、高速用の印刷物16−3のバー間隔が最も長い。
【0060】
このように複数の速度制御用のサーボ制御情報が印刷された印刷物16−1、16−2、16−3を設けることで、サーボコントローラ80は、速度制御範囲に応じたサーボ制御を行うことが可能になる。例えば、キャリッジ20の速度が低速(第1の速度)である場合には、印刷物16−1に印刷されたサーボ制御情報に基づいてサーボ制御を行い、キャリッジ20の速度が中速(第2の速度)である場合には、印刷物16−2に印刷されたサーボ制御情報に基づいてサーボ制御を行う。またキャリッジ20の速度が高速(第3の速度)である場合には、印刷物16−3に印刷されたサーボ制御情報に基づいてサーボ制御を行う。
【0061】
なお、各速度範囲において、印刷物16−1、16−2、16−3の中の2つ(広義には複数)の印刷物のサーボ制御情報を用いてサーボ制御を行ってもよい。例えば、キャリッジの速度が高速である場合に、高速用の印刷物16−3と中速用の印刷物16ー2の両方を用いてサーボ制御を行ってもよい。
【0062】
また、速度制御用に設けられる印刷物の個数は、図6(C)のように3個でもよいし、2個でもよいし、4個以上でもよい。
【0063】
速度制御用の印刷物の取り付け位置としては種々の場所が考えられる。例えば図7(A)に示すように複数の印刷物16−1、16−2(第1、第2の印刷物)を辺ED1側に設け、初期位置検出用の印刷物18を辺ED2側に設けてもよい。なお図7(A)では、辺ED1側に、印刷パターン(狭義にはバーの間隔。以下の説明でも同様)が異なる2個の印刷物を設けているが、辺ED1(或いは辺ED2)側に、印刷パターンが異なる3個以上の印刷物を設けてもよい。
【0064】
また図7(B)に示すように、印刷物16−1(第1の印刷物。第1の速度用の印刷物)を辺ED1側に設け、印刷物16−2(第2の印刷物。第2の速度用の印刷物)を辺ED2側に設けてもよい。なお図7(B)では、辺ED1、ED2側に、各々、1つの印刷物を設けているが、辺ED1側に、印刷パターンが異なる2個以上の印刷物を設けたり、辺ED2側に、印刷パターンが異なる2個以上の印刷物を設けてもよい。
【0065】
また図7(C)に示すように、印刷物16(16−1〜16−3)、18をフレーム15ではなく載置台14(載置台14の裏面側)に取り付けてもよい。具体的には、矩形状の載置台14の周縁部(辺ED1、ED2に沿った周縁部)に印刷物16、18を取り付ける。このようにすると、読み取り対象の読み取りエリアが狭くなってしまう不利点がある。しかしながら、イメージセンサ22(センサ)による検知が容易化できる可能性がある。
【0066】
また印刷物16(16−1〜16−3)、18として、シール部材を用いて、フレーム15又は載置台14(裏面側)に貼り付けてもよいし、印刷物16、18をフレーム15又は載置台14にインクジェット方式等により直接印刷してもよい。或いは、印刷物16、18のパターンが印刷された部材(例えば金属部材)を、フレーム15又は載置台14に取り付けてもよい。
【0067】
3.3 ダミー画素領域を用いたサーボ制御情報の読み取り
印刷物のサーボ制御情報は、イメージセンサのダミー画素(好ましくは複数のダミー画素)の領域を用いて読み取ることができる。
【0068】
例えば図8(A)に、図4のキャリッジ20を電子機器10から取り外して、キャリッジ20の開口部29側(図4の上方側)から見た概略斜視図を示す。イメージセンサ22(イメージセンサのIC)は基板(回路基板)25に実装されている。この基板25には例えば図1の電子機器コントローラ50を実装してもよい。
【0069】
イメージセンサ22には開口部23(ICに設けられた窓)が設けられている。そして、読み取り対象物及び印刷物からの反射光は、開口部29から入射された後、キャリッジ20が有する光学系(レンズ、ミラー又はプリズム等)により光路が曲げられると共に集光されて、イメージセンサ22の開口部23に入射される。そしてイメージセンサ22は、開口部23から入射された反射光を検知することで、読み取り対象物の画像及び印刷物のサーボ制御情報を読み取る。
【0070】
そして図8(B)では、印刷物16、18のサーボ制御情報を、イメージセンサ22のダミー画素領域(光シールドされていないダミー画素領域)を用いて読み取っている。より具体的には、イメージセンサ22(受光部202)の右側(広義には一端側)のダミー画素領域(図2(B)のDk+1〜Dl。第1の画素領域)で印刷物16のサーボ制御情報を読み取る。またイメージセンサ22の左側(広義には他端側)のダミー画素領域(図2(B)のD0〜Dk。第2の画素領域)で印刷物18のサーボ制御情報を読み取る。この場合に印刷物16、18を、イメージセンサ22の検知エリア(図1の光源26からの光の照明エリア)に設けることで、印刷物16、18のサーボ制御情報を確実に読み取れるようになる。
【0071】
このように図8(B)では、ダミー画素領域(イメージセンサの一端側の第1の画素領域、他端側の第2の画素領域)を用いて印刷物16、18(第1、第2の印刷物)のサーボ制御情報を読み取っている。これにより、有効な画像データの読み取りには不要であるダミー画素領域の有効活用を図れる。
【0072】
なお、印刷物のサーボ制御情報は、ダミー画素領域の1つのダミー画素(受光素子)を用いて読み取ってもよいし、複数のダミー画素(主走査方向に並んだ複数のダミー画素、複数の受光素子)を用いて読み取ってもよい。複数のダミー画素を用いて読み取る場合には、複数のダミー画素で取得された画像データの多数決処理や平均化処理などを行って、サーボ制御に使用すべきサーボ制御情報を特定すればよい。
【0073】
また図8(A)、(B)では、イメージセンサ22の一端側及び他端側の両方のダミー画素領域で印刷物のサーボ制御情報(印刷物の画像)を読み取っているが、一方のダミー画素領域のみで読み取ってもよい。またイメージセンサ22の有効画素領域の一部(一端側、他端側)を利用して印刷物16、18のサーボ制御情報を読み取ることも可能である。
【0074】
また例えば図6(A)〜図7(C)のようにサーボ制御用(速度制御用、位置検出用)の印刷物を設ける場合には、ダミー画素領域内に、ダミー画素領域の一部の領域であるサーボ制御領域(狭義には速度制御領域、位置検出領域)を設けることが望ましい。そして、サーボ制御領域の画像データが転送部から出力される期間であるサーボ制御情報出力期間(狭義には速度制御情報出力期間、位置検出情報出力期間)でのφ1、φ2のクロック周波数を、可変に制御する。より具体的には、サーボ制御情報出力期間でのφ1、φ2のクロック周波数を、サーボ制御情報出力期間以外のダミー画素出力期間(ダミー画素領域の画素の画像データが転送部から出力される期間)でのφ1、φ2のクロック周波数よりも遅くする。更に具体的には、サーボ制御情報出力期間でのφ1、φ2のクロック周波数を、サーボ制御情報出力期間以外のダミー画素出力期間でのφ1、φ2のクロック周波数よりも遅くし、且つ、読み取り画素出力期間(読み取り画素領域の画素の画像データが転送部から出力される期間)でのφ1、φ2のクロック周波数よりも速くする。このようにすることで、ダミー画素領域内にサーボ制御領域を設けた場合にも、サーボ制御情報を適正に読み取ることが可能になる。
【0075】
3.4 別センサを用いたサーボ制御情報の読み取り
図9(A)では、イメージセンサ22とは別に設けられた光センサ24−1、24−2(広義にはセンサ。以下の説明でも同様)を用いて、印刷物のサーボ制御情報を検知している。即ちキャリッジ20には、イメージセンサ22と共に光センサ24−1、24−2が搭載されており、この光センサ24−1、24−2により印刷物のサーボ制御情報(印刷情報)を読み取る。
【0076】
例えば読み取り対象物及び印刷物からの反射光は、図9(A)の開口部29から入射された後、キャリッジ20が有する光学系により光路が曲げられると共に集光されて、イメージセンサ22の開口部23(イメージセンサの受光面)や、光センサ24−1、24−22(光センサの受光面)に入射される。そして光センサ24−1、24−2は、この入射された反射光を検知することで、印刷物のサーボ制御情報を読み取る。
【0077】
そして図9(B)では、印刷物16、18のサーボ制御情報を、イメージセンサ22に隣接(近接)して配置された光センサ24−1、24−2を用いて読み取っている。より具体的には、イメージセンサ22の右側(広義には一端側)には光センサ24−1(第1のセンサ)が設けられ、この光センサ24−1により印刷物16のサーボ制御情報(例えば速度制御情報)を検知する。またイメージセンサ22の左側(広義には他端側)には光センサ24−2(第2のセンサ)が設けられ、この光センサ24−2により印刷物18のサーボ制御情報(例えば初期位置検出情報)を検知する。この場合に、印刷物16、18を、光センサ24−1、24−2の検知エリア(図1の光源26からの光の照明エリア)に設けることで、印刷物16、18のサーボ制御情報を確実に読み取れるようになる。なお、光センサ24−1、24−2の検知エリア(第1、第2の検知エリア)は、フレーム15又は載置台14の裏面側(読み取り対象物12の載置面の裏面側。光センサ側)であり、フレーム15と載置台14の接合部に隣接するエリアである。この検知エリアは、イメージセンサ22の検知エリアに隣接する又は重なり合うエリアである。
【0078】
図9(A)のようにイメージセンサ22とは別に光センサ24−1、24−2を設けると、図8(A)に比べてセンサの部品点数が増えてしまう。しかしながら、原稿画像を読み取るイメージセンサ22用の光学系(図1の光源26、レンズ28や、図示しないミラー、プリズム等)については、光センサ24−1、24−2の光学系として代用できる。また、従来の電子機器で必要であったロータリエンコーダやフォトインタラプタは不要となる。また、光センサ24−1、24−2はイメージセンサ22と共にキャリッジ20に搭載されるため、電子機器の各場所にセンサが散在してしまうという事態も防止できる。従って、従来の電子機器に比べて部品点数を削減できると共にこれらの部品の取り付けの手間を省けるため、電子機器のコストダウンを図れる。
【0079】
なお図9(A)、(B)では、イメージセンサ22の一端側及び他端側の両側に光センサ24−1、24−2を設けているが、一方側にのみ光センサを設けるようにしてもよい。また、3個以上の光センサを設けるようにしてもよい。
【0080】
また図9(B)では、光センサ24−1、24−2を基板25(回路基板)に取り付けているが、図10に示すように、光シールド等のために用いられる基板27に光センサ24−1、24−2を取り付けてもよい。この基板25に平行に設けられた基板(board)27は、イメージセンサ22の上部に固定されており、光を通過させるための開口部を有している。
【0081】
また、光センサ24−1、24−2の各々は、受光素子が1つしかないセンサであってもよいし、CCDのように複数の受光素子を有するセンサ(イメージセンサ22とは別のイメージセンサ)であってもよい。
【0082】
3.5 サーボコントローラの構成
図11にサーボコントローラ80の構成例を示す。なおサーボコントローラ80は図11の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加してもよい。
【0083】
サーボコントローラ80は速度情報検出部(初期位置情報検出部)82を含む。この速度情報検出部82はイメージセンサ22(又は光センサ24−1、24−2)で読み取られたサーボ制御情報(画像情報)に基づいて、キャリッジ20の速度情報を検出する。具体的にはイメージセンサ22からのサーボ制御情報を2値化する等の処理を行い、速度情報を検出する。またキャリッジ20の初期位置(ホームポジション)の検出を行う場合には、速度情報検出部82は初期位置情報検出部として機能する。なお速度情報検出部(初期位置情報検出部)82の機能を後段のDSP84を用いて実現してもよい。
【0084】
サーボコントローラ80はDSP(Digital Signal Processor)84を含む。このDSP84(デジタルフィルタ。速度・位置制御部)は、速度情報検出部82で検出されたキャリッジ20の速度情報(初期位置情報)に基づいて、サーボ制御のための種々の処理を行う。即ち、CPU(ファームウェア)などによりメモリに書き込まれた速度テーブル(速度プロファイル)の目標速度と、キャリッジ20の速度とが同じになるように、キャリッジ20(モータ32)の速度のフィードバック制御を行う。更に具体的には、キャリッジ20の移動を開始する場合には、速度テーブルの加速区間に設定された目標速度とキャリッジ20の速度が同じになるように、キャリッジ20の加速制御を行う。次に、速度テーブルの定速区間に設定された目標速度とキャリッジ20の速度が同じになるようにキャリッジ20の速度制御を行い、キャリッジ20を一定速度で移動させる。そして、キャリッジ20が目標位置に近づくと、速度テーブルの減速区間に設定された目標速度とキャリッジ20の速度が同じになるようにキャリッジ20の減速制御を行い、キャリッジ20の速度を減速する。このようにすることで、キャリッジ20を、所望の位置に移動させて停止させることができる。
【0085】
なおキャリッジ20が読み取り開始位置に到達すると、サーボコントローラ80は、イメージセンサコントローラ60に出力する読み取り許可信号をアクティブ(アサート)にする。そして読み取りライン数の分だけ移動すると、読み取り許可信号を非アクティブ(ネゲート)にする。
【0086】
またDSP84は、初期位置検出用の印刷物に印刷されたサーボ制御情報(初期位置検出部で検出された初期位置情報)に基づいて、キャリッジ20を初期位置(ホームポジション)に設定したり戻したりする制御も行う。具体的には、キャリッジ20を移動させた後、図4の印刷物18の所定色(例えば黒)がイメージセンサ22(光センサ24−2)により検知されると、キャリッジ20を停止させる制御を行う。なおキャリッジ20の慣性による移動を考慮して、キャリッジ20を実際に停止させる初期位置(ホームポジション)よりも手前側に印刷物18を設けることが望ましい。
【0087】
D/A変換器86は、DSP84からのデジタルの駆動信号をアナログの駆動信号に変換して、モータドライバ34に出力する。そして、モータドライバ34がモータ32を駆動することで、キャリッジ20の速度制御、位置制御が行われる。
【0088】
図12に印刷物の読み取り動作を説明するためのタイミング波形例を示す。例えば図12のD1では、シフト信号SHがアクティブになった直後に読み出されたダミー画素(例えば図2(B)のD0〜Dk)での画像データに基づいて、印刷物(バーコード)の色が白であることが検出される。具体的にはイメージセンサ22からの画像データを2値化することで、D2に示すように2値化信号(速度情報、サーボ制御情報)がハイレベル(アクティブ)になる。また図12のD3では、ダミー画素での画像データに基づいて印刷物の色が黒であることが検出され、D4に示すように2値化信号がローレベル(非アクティブ)になる。また図12のD5では、ダミー画素での画像データに基づいて印刷物の色が白であることが検出され、D6に示すように2値化信号がハイレベルになる。このようにすれば、2値化信号のエッジ(立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ)間の時間間隔TEを求めることで、キャリッジ20の速度情報を検出できる。
【0089】
図12の2値化信号は、例えば図13(A)に示すようにA/D変換器40に含まれる2値化部44により生成できる。具体的にはイメージセンサ22の出力CCQ(アナログ画像データ)を2値化部44が2値化する。例えば図13(B)のE1(図12のD2)に示すように、CCQの電圧レベルが所定のしきい値よりも高い場合(白の場合)には「1」と判定し、図13(B)のE2(図12のD4)に示すように、所定のしきい値よりも低い場合(黒の場合)には「0」と判定することで、2値化信号を生成する。そして、生成された2値化信号をサーボコントローラ80(速度情報検出部)に出力する。
【0090】
なお図13(C)に示すように、2値化部67をイメージセンサコントローラ60に含めてもよい。図13(C)では、A/D変換器40からのデジタルの画像データADQを、2値化部67がデジタル処理により2値化することになる。この場合に、2値化部67が、2値化されたデータに基づいて、速度情報や初期位置情報を検出するようにしてもよい。
【0091】
図14は、図9(A)、(B)のように、イメージセンサ22とは別に設けられた光センサ24−1、24−2を用いて、印刷物のサーボ制御情報を読み取る場合のタイミング波形例である。例えば図14のF1では、光センサ(24−1、24−2)により、印刷物(バーコード)の色が白であることが検知される。これにより、F2に示すように光センサの出力がハイレベル(アクティブ)になる。また図14のF3では、光センサにより、印刷物の色が黒であることが検知される。これにより、F4に示すように光センサの出力がローレベルになる。また図14のF5では、光センサにより、印刷物の色が白であることが検知される。これにより、F6に示すように光センサの出力がハイレベルになる。このようにすれば、光センサの出力(2値化信号)のエッジ(立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジ)間の時間間隔TEを求めることで、キャリッジ20の速度情報を検出できる。そして、この検出された速度情報(初期位置情報)を用いることで、図11で説明したようなサーボ制御を実現できる。
【0092】
図14では、図12に比べて、シフト信号SHのパルス間の時間間隔TSHにおいて得られるサーボ制御情報の情報量が多くなる。即ち、時間間隔TSHにおける光センサの出力(2値化信号)のエッジ(立ち上がり又は立ち下がりエッジ)の数が多い。従って、キャリッジ20の移動制御を高精度化できるという利点がある。なお図12のようにイメージセンサを利用して印刷物を読み取る場合でも、感度の高いイメージセンサ(CCD)を用いることで、キャリッジ20の移動制御を高精度化できる。
【0093】
なお本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【0094】
例えば電子機器、電子機器コントローラ、イメージセンサコントローラ、サーボコントローラ、イメージセンサ等の構成は、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば、キャリッジの駆動機構として本実施形態で説明したものと異なる機構を採用してもよい。また、イメージセンサコントローラやサーボコントローラの制御方法も、本実施形態で説明したものと異なる手法を採用してもよい。また、転送部を有しないタイプのイメージセンサを用いることもできる。
【0095】
また本発明は、イメージスキャナ、ファクシミリ、コピー機等に限定されず、これら以外の電子機器や、これらの複合機などにも適用できる。
【0096】
また、明細書又は図面中の記載において広義な用語(読み取り対象物、載置台、センサ、光学系、走査方向、右側、左側等)として引用された用語(原稿、原稿台、イメージセンサ・光センサ、レンズ・光源・ミラー・プリズム、副走査方向、一端側、他端側等)は、明細書又は図面中の他の記載においても広義な用語に置き換えることができる。
【0097】
また、本発明のうち従属請求項に係る発明においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略する構成とすることもできる。また、本発明の1の独立請求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子機器の構成例である。
【図2】図2(A)〜(C)はイメージセンサの説明図である。
【図3】図3(A)(B)はイメージセンサの説明図である。
【図4】サーボ制御用の印刷物を設けた電子機器の概略斜視図である。
【図5】印刷物の配置位置の説明図である。
【図6】図6(A)〜(C)も印刷物の配置位置等の説明図である。
【図7】図7(A)〜(C)も印刷物の配置位置等の説明図である。
【図8】図8(A)(B)はダミー画素領域で印刷物を読み取る手法の説明図である。
【図9】図9(A)(B)は別個に設けられた光センサで印刷物を読み取る手法の説明図である。
【図10】光センサで印刷物を読み取る手法の説明図である。
【図11】サーボコントローラの構成例である。
【図12】印刷物の読み取り動作を説明するタイミング波形例である。
【図13】図13(A)〜(C)は2値化処理の説明図である。
【図14】印刷物の読み取り動作を説明するタイミング波形例である。
【符号の説明】
φ1、φ2 シフト転送クロック、ADCK A/D変換転送クロック
10 電子機器、12 読み取り対象物(原稿)、14 載置台(原稿台)、
15 フレーム、16、18 印刷物、20 キャリッジ、
22 イメージセンサ、23 開口部、24ー1、24ー2 光センサ、
25、27 基板、26 光源、28 レンズ、29 開口部、
30 駆動装置、32 モータ、34 モータドライバ、36 駆動ベルト、
37 ガイド、38 プーリ、40 A/D変換器、
50 電子機器コントローラ、60 イメージセンサコントローラ、
62 駆動コントローラ、80 サーボコントローラ、82 速度情報検出部、
84 DSP、96 CPU、98 メモリ、202 受光部、204
転送ゲート、206 転送部、210 読み取りウィンドウ、
Claims (14)
- センサがマウントされるキャリッジと、
キャリッジを走査方向に駆動する駆動装置と、
センサの検知エリアに設けられ、駆動装置のサーボ制御に使用されるサーボ制御情報が印刷される印刷物と、
センサにより検知されたサーボ制御情報に基づいて、駆動装置のサーボ制御を行うサーボコントローラと、
を含むことを特徴とする電子機器。 - 請求項1において、
読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台と、載置台を支持するフレームとを含み、
フレーム又は載置台の面のうち、読み取り対象物が載置される側の面の裏面側に、印刷物が設けられることを特徴とする電子機器。 - 請求項1又は2において、
前記印刷物が、矩形状であり、前記走査方向に沿って配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記印刷物が、
キャリッジの速度制御用のサーボ制御情報が印刷された速度制御用の印刷物と、キャリッジの初期位置検出用のサーボ制御情報が印刷された初期位置検出用の印刷物とを含むことを特徴とする電子機器。 - 請求項4において、
読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台と、載置台を支持するフレームとを含み、
フレーム又は載置台の、前記走査方向に沿った第1の辺側に、速度制御用の印刷物が設けられ、フレーム又は載置台の、前記走査方向に沿った第2の辺側に、初期位置検出用の印刷物が設けられることを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記印刷物が、印刷パターンが互いに異なる複数の速度制御用の印刷物を含むことを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記印刷物がバーコード印刷物であることを特徴とする電子機器。 - 請求項7において、
前記印刷物が、バー間隔が互いに異なる複数のバーコード印刷物を含むことを特徴とする電子機器。 - 請求項8において、
前記複数のバーコード印刷物が、バー間隔が広い高速制御用の印刷物と、バー間隔が狭い低速制御用の印刷物を含むことを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記キャリッジが、
読み取り対象物を照明するための光を発生する光源を含み、
前記印刷物が、
前記光源の光の照明エリアに設けられることを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至10のいずれかにおいて、
読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台を含み、
前記センサが、載置台に載せられた読み取り対象物の画像を読み取るイメージセンサであり、
イメージセンサの受光部が有効画素領域とダミー画素領域を有し、
イメージセンサの受光部のダミー画素領域を用いて、印刷物のサーボ制御情報を読み取ることを特徴とする電子機器。 - 請求項11において、
前記印刷物が、印刷パターンが互いに異なる複数の印刷物を含み、
イメージセンサの一端側の第1のダミー画素領域の検知エリアに、複数の印刷物のうちの第1の印刷物が設けられ、
イメージセンサの他端側の第2のダミー画素領域の検知エリアに、複数の印刷物のうちの第2の印刷物が設けられることを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至10のいずれかにおいて、
読み取り対象物が載せられる光透過性の載置台を含み、
前記センサが、載置台に載せられた読み取り対象物の画像を読み取るイメージセンサと共にキャリッジにマウントされるセンサであることを特徴とする電子機器。 - 請求項13において、
前記印刷物が、印刷パターンが互いに異なる複数の印刷物を含み、
前記センサが、イメージセンサの一端側に隣接して配置された第1のセンサと、イメージセンサの他端側に隣接して配置された第2のセンサを含み、
第1のセンサの検知エリアに、複数の印刷物のうちの第1の印刷物が設けられ、
第2のセンサの検知エリアに、複数の印刷物のうちの第2の印刷物が設けられこるとを特徴とする電子機器。
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