JP2009141523A - 画像読み取り装置及び画像読み取り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 原稿の読み取り位置精度を向上し、誤動作をすることなく迅速に原稿を読み取る。
【解決手段】 リニアイメージセンサの予め定められた位置からの移動量をエンコーダにより検出し、予め定められた移動量ごとにエンコーダ信号をエンコーダセンサから出力する。そして、原稿の読み取りを行う時に、前記エンコーダ信号に同期して、主走査同期信号と光源の点灯信号とを、前記点灯信号の点灯時間が前記エンコーダ信号の周期以内となるよう生成する。そして、生成された点灯信号に基づいて読み取られた１ライン分の読み取りデータを、前記エンコーダセンサから次にエンコーダ信号が出力されるまでにバッファに蓄積する。そして、前記バッファに蓄積された読み取りデータを、前記エンコーダセンサから次に出力されるエンコーダ信号に同期して、前記エンコーダ信号の周期以内に出力するよう前記リニアイメージセンサを制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＤＣモータによって原稿とリニアイメージセンサを、リニアイメージセンサの長手方向（主走査方向）に直交する方向（副走査方向）に、相対的に移動させながら１ラインごとに読み取りを行う画像読み取り装置及びその画像読み取り方法に関する。

さらには、原稿とリニアイメージセンサの相対的位置を検出しその検出結果に応じて１ラインごとの読み取りタイミングを生成する画像読み取り装置及びその画像読み取り方法に関する。

従来から、画像読み取り装置においてリニアイメージセンサの読み取り位置精度を向上させることを目的とした技術が開示されている。例えば、移動する画像読み取り部又は原稿の近傍に位置センサを配し、位置センサの出力信号によってラインセンサの読み取りタイミングを制御する技術が開示されている（特許文献１参照）。また、ＣＣＤラインセンサがその配列方向と直交する方向に一定の距離だけ移動する毎にピックアップパルスを発生するロータリーエンコーダからの出力信号を受信して、光電変換開始信号を強制的に発生する技術が開示されている（特許文献２参照）。さらに、ラインセンサの読み取りタイミングとなる水平同期信号を生成する手段と、光学ユニットを副走査方向に移動させる駆動手段とを有し、水平同期信号を駆動手段の駆動に応じて再同期化する画像読み取り装置が開示されている（特許文献３参照）。
特開昭６３−２８７１６７号公報 特公平３−７０２１３号公報 特許第３５８５９７６号公報

上記特許文献１には、位置センサによって１ドットピッチ分の回転が検出されると、位置センサはこのことを示す信号をラインセンサに出力し、ラインセンサに蓄積された画像データが転送されることが記載されている。しかし、位置センサから出力される信号とラインセンサの画像データの蓄積タイミングが同期していないため、ラインセンサの読み取り位置精度が低下するという問題が考えられる。

また、特許文献２では、ロータリーエンコーダからの出力信号によってイメージセンサの光電変換開始信号を強制的に発生させて位置精度の向上を図っている。しかし、ロータリーエンコーダからの出力信号によってイメージセンサの光電変換開始信号を強制的に発生させているため、以下の課題がある。
・ロータリーエンコーダからの出力信号の周期が変動するとイメージセンサによって行われる光電変換の周期が変動する為、イメージセンサから出力されるアナログ画像信号も変動する場合がある。
・アナログ画像信号の出力期間においては、ロータリーエンコーダからの出力信号によってイメージセンサの光電変換開始信号を発生することができず、ロータリーエンコーダからの出力信号との同期を取ることができない場合がある。
・ロータリーエンコーダからの出力信号の周期が、光電変換開始信号の周期とアナログ画像信号の出力期間との和以上でないと正常に動作できず、高速読み取りができない場合がある。

また、特許文献３においては、読み取りを開始する最初のラインのみ水平同期信号の再同期化を行う。このため、読み取りを開始する最初のラインでは主走査同期信号に同期して連続的に読み取ることができる。しかし、読み取りを開始する最初のラインのみで同期化を行うため、連続して複数のラインを読み取る際に、駆動速度の変動によって生じた読み取り位置の変動に対応することができないという課題があった。

そこで、本発の目的は、ロータリーエンコーダからの出力信号に同期して原稿の読み取りを行わせて原稿の読み取り位置精度を向上し、誤動作をすることなく迅速に原稿を読み取ることを可能にする画像読み取り装置及び画像読み取り方法を提供することである。

上記課題を解決するための本発明は、光源を有するリニアイメージセンサとモータとを備え、前記モータによって原稿あるいは前記リニアイメージセンサを前記リニアイメージセンサの長手方向と直交する方向に相対的に移動させながら１ラインごとに前記原稿の画像の読み取りを行う画像読み取り装置であって、
前記モータによって移動する前記原稿あるいは前記リニアイメージセンサの予め定められた位置からの移動量をエンコーダにより検出し、予め定められた移動量ごとにエンコーダ信号を出力するエンコーダセンサと、
前記原稿の画像の読み取りを行う時に、前記エンコーダ信号に同期して、前記リニアイメージセンサを電気的に走査するタイミングを決定する主走査同期信号と、前記光源を点灯する時間を決定する点灯信号とを、前記点灯信号の点灯時間が前記エンコーダ信号の周期以内となるよう生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された点灯信号に基づいて読み取られた１ライン分の読み取りデータを、前記エンコーダセンサから次にエンコーダ信号が出力されるまでに蓄積するバッファと、
前記バッファに蓄積された読み取りデータを、前記エンコーダセンサから次に出力されるエンコーダ信号に同期して、前記エンコーダ信号の周期以内に出力するよう前記リニアイメージセンサを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

また、上記課題を解決するための別の本発明は、光源を有するリニアイメージセンサとモータとを備え、前記モータによって原稿あるいは前記リニアイメージセンサを前記リニアイメージセンサの長手方向と直交する方向に相対的に移動させながら１ラインごとに前記原稿の画像の読み取りを行う画像読み取り装置の画像読み取り方法であって、
前記モータによって移動する前記原稿あるいは前記リニアイメージセンサの予め定められた位置からの移動量をエンコーダにより検出し、予め定められた移動量ごとにエンコーダ信号をエンコーダセンサから出力する出力工程と、
前記原稿の画像の読み取りを行う時に、前記エンコーダ信号に同期して、前記リニアイメージセンサを電気的に走査するタイミングを決定する主走査同期信号と、前記光源を点灯する時間を決定する点灯信号とを、前記点灯信号の点灯時間が前記エンコーダ信号の周期以内となるよう生成する生成工程と、
前記生成工程で生成された点灯信号に基づいて読み取られた１ライン分の読み取りデータを、前記エンコーダセンサから次にエンコーダ信号が出力されるまでにバッファに蓄積する蓄積工程と、
前記バッファに蓄積された読み取りデータを、前記エンコーダセンサから次に出力されるエンコーダ信号に同期して、前記エンコーダ信号の周期以内に出力するよう前記リニアイメージセンサを制御する制御工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、ロータリーエンコーダからの出力信号に同期して原稿の読み取りを行わせて原稿の読み取り位置精度を向上し、誤動作をすることなく迅速に原稿を読み取ることが可能になる。

以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施例）
図１は、本発明の画像読み取り装置の実施例の全体構成図である。

図１において、全体制御部８は、ＤＣモータ３に印加する電圧又は供給する電流を制御することによりＤＣモータ３の回転速度を制御する。また、ＤＣモータ３の回転軸にとりつけられ、ロータリーエンコーダの検出を行うロータリーエンコーダセンサ５は、ロータリーエンコーダの位置出力信号を全体制御部８に出力する。この信号により全体制御部８はリニアイメージセンサ１の位置を検出する。また、ホームポジションセンサ９はリニアイメージセンサ１が所定のホームポジションに到達した際にホームポジション信号を全体制御部８に出力する。なお、ベルト２は、リニアイメージセンサ１にＤＣモータ３の回転を伝達し、原稿台６に置かれた原稿７に対してリニアイメージセンサ１の長手方向と直交する方向にリニアイメージセンサ１を移動させる。

次に、図２を用いて具体的動作を説明する。

まず、全体制御部８は、リニアイメージセンサ１に対して、リニアイメージセンサ１の主走査方向の電気的な走査（主走査）を行うタイミングを決定する一定周期の信号（主走査同期信号）を周期ｔで出力する。リニアイメージセンサ１は、この主走査同期信号を入力してから次に主走査同期信号を入力するまでの期間に１回の走査により読み取った光に基づく信号をアナログ画像信号に変換する。そして、このアナログ画像信号をバッファに蓄積し、次の主走査同期信号に同期してアナログ画像信号を出力する。

読み取り動作を行っていないときは読み取りを行うために光を照射する光源（読み取り光源）は消灯されているため、リニアイメージセンサから出力されるアナログ画像信号はほぼゼロとなっている。図２中のドットが付された領域で表されるアナログ画像信号は、このときにリニアイメージセンサから出力されたアナログ画像信号を表している。なお、斜線が付された領域で表されるアナログ画像信号は、読み取り光源が点灯していたときにリニアイメージセンサによって読み取られ、このときにリニアイメージセンサから出力されたアナログ画像信号を表している。

また、全体制御部８はＤＣモータ３の駆動制御を行い、リニアイメージセンサ１を原稿に対して相対的に移動させる。その際、読み取り動作に先立ってホームポジションセンサ９からの出力信号の検出時にロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号（エンコーダ信号）のカウントを開始する。そして、ホームポジションセンサ９からの出力信号の検出時にカウントを開始したロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号のカウント値が所定の数値に達すると（所定の読み取り開始位置にリニアイメージセンサ１が到達すると）、読み取り動作を開始する。

ロータリーエンコーダセンサからの出力信号（１）の直前の出力信号でロータリーエンコーダセンサからの出力信号のカウント値が所定の値になると、このロータリーエンコーダセンサからの出力信号（１）のタイミングで読み取りが開始される。ロータリーエンコーダセンサからの出力信号に同期して、主走査同期信号が出力され（主走査同期信号（１））、読み取り光源点灯信号が予め定められた期間（ｔ１）出力される（読み取り光源点灯信号（１））。その後、次の主走査同期信号（主走査同期信号（２））に続いて、アナログ画像信号が予め定められた期間（ｔ２）出力される（アナログ画像信号（１））。この主走査同期信号（２）は、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号の周期（ｔ３）後に出力される。なお、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号の周期はＤＣモータの駆動速度により変化する。そして、同様にして、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号（２）及び（３）に応じて連続的に各ラインの読み取り動作が行われる。

なお、主走査同期信号の周期ｔ及びｔ１〜ｔ３の関係は、ｔ３≦ｔ、ｔ１≦ｔ３、ｔ２≦ｔ３のいずれをも満たす関係となっている。

図３は、全体制御部８の内部構成図である。８２はリニアイメージセンサ１から入力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換部、８３はデジタル画像信号を格納する為のメモリである。制御部８１は、ホームポジションセンサ９及びロータリーエンコーダセンサ５から出力される出力信号の検出、ＤＣモータ駆動回路８４の制御を行う。また、主走査同期信号及び読み取り光源点灯信号を含むリニアイメージセンサ１の駆動信号の生成、メモリ８３へのデジタル画像信号の書き込み制御を行う。また、図２に示すように、ロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号のカウント値が所定の値に達したときに内部的に読み取り開始コマンドを発行する。そして、次の主走査同期信号の周期で蓄積されたアナログ画像信号からＡ／Ｄ変換されたデジタル画像信号をメモリ８３へ格納することによって読み取りを行う。

デジタル画像信号をメモリ８３へ格納する際、Ａ／Ｄ変換部８２からメモリ８３へ直接書き込むことができる。また、Ａ／Ｄ変換部８２から制御部８１を介して書き込むことや、制御部８１とＡ／Ｄ変換部８２とメモリ８３をバス形式で相互接続しておいてバス経由で書き込むこともできる。

次に、読み取り動作時における主走査同期信号の周期について説明する。図２から明らかなように、読み取り動作時における主走査同期信号の周期はロータリーエンコーダセンサからの出力信号のタイミングによって変動する。しかし、リニアイメージセンサから出力されるアナログ画像信号は、原稿に照射された読み取り光源からの反射光または透過原稿を透過した読み取り光源からの透過光を光電変換して得ている。このため、光源の点灯時間が一定であれば、主走査同期信号の周期の変動は原稿の読み取りに対して影響を与えない。

次に、本発明の画像読み取り方法の一例について図７のフローチャートを用いて説明する。

最初に、ステップＳ１１０で、ＤＣモータ３によって移動するリニアイメージセンサ１のホームポジションからの移動量により原稿との相対位置を検出し、予め定められた移動量ごとにエンコーダ信号を出力する。

次に、ステップＳ１２０で、原稿の読み取りを行う時に、ステップＳ１１０で出力されるエンコーダ信号に同期するよう、主走査同期信号と読み取り光源点灯信号とを生成する。ここで、読み取り光源を点灯する時間ｔ１がエンコーダ信号の周期ｔ３の周期以内になるよう生成する。

次に、ステップＳ１３０で、読み取り光源点灯信号に基づいて読み取られた１ライン分の読み取りデータであるアナログ画像信号を、エンコーダセンサから次にエンコーダ信号が出力されるまでにバッファに蓄積する。

次に、ステップＳ１４０で、ステップＳ１３０でバッファに蓄積されたアナログ画像信号を、エンコーダセンサから次に出力されるエンコーダ信号に同期して出力するようリニアイメージセンサを制御する。なお、アナログ信号の出力時間ｔ２が、エンコーダ信号の周期ｔ３の周期以内に出力するようリニアイメージセンサを制御する。

（その他の実施例）
上記実施例においては、読み取り動作を行わないときには一定周期ｔでリニアイメージセンサの主走査同期信号を出力する例を示していた。しかし、図５のタイミングチャートで表されるように、読み取り動作を行わないときも常にロータリーエンコーダセンサからの出力信号に応じて主走査同期信号を出力させることも可能である。また、図４のタイミングチャートで表されるように、使用するリニアイメージセンサの仕様上、定常的に主走査同期信号を入力することが必須でない場合には、読み取り動作を行わないときには主走査同期信号の出力を停止するよう制御することも可能である。

また、上記実施例の説明においては、ロータリーエンコーダからの出力信号に同期して主走査同期信号を出力し、読み取り光源を一定期間点灯した後、次の主走査同期信号に続いてアナログ画像信号を出力させて読み取り動作を行うことを前提としていた。しかし、高速に応答することのできない光源を用いた画像読み取り装置も存在する。そのような画像読み取り装置においては、リニアイメージセンサの電子シャッター機能を用いてリニアイメージセンサの露光期間制御を行うことで上記実施例と同様の効果を得ることが可能である。具体的には、図２、図４、図５のタイミングチャートにおける読み取り光源点灯信号を、リニアイメージセンサの電子シャッターイネーブル信号（電子シャッターオープン信号）に置き換えればよい。

図１において、１は光源を有したリニアイメージセンサであるとしたが、光源及び小型光学ユニットを有したＣＣＤリニアイメージセンサユニットとすることが可能である。

また、原稿をカラーで読み取る画像読み取り装置においては、読み取り光源に赤（ＲＥＤ）、緑（ＧＲＥＥＮ）、青（ＢＬＵＥ）のＬＥＤを用いて、これらを順次点灯させることにより原稿をカラーで読み取るということが想定される。この場合、図６のタイミングチャートで表されるように、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号に同期して主走査同期信号を出力し、さらに予め定められた期間ｔ４経過後、さらにｔ４経過後に主走査同期信号を出力する。そして、この主走査同期信号に同期して、読み取り光源点灯信号によりＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥの順にＬＥＤを点灯し、それぞれに対応するアナログ画像信号を出力させる。こうして、原稿をカラーで読み取る画像読み取り装置においても上記実施例と同様の効果を得ることができる。なお、このときのｔ及びｔ１〜ｔ４の関係は、（ｔ４×２）＋ｔ１≦ｔ３≦（ｔ４×２）＋ｔ、ｔ２＜ｔ１のいずれをも満たす関係となっている。

また、図１において、３はＤＣモータ、８４はＤＣモータ駆動回路であるとしたが、３をステッピングモータ、８４をステッピングモータ駆動回路と置き換えても上記実施例と同様の作用及び効果を得ることが可能である。

また、図１において、ＤＣモータの回転軸にとりつけられたロータリーエンコーダの替わりに、イメージセンサそのものの位置を検出するリニアエンコーダとすることも可能である。また、イメージセンサを駆動機構のいずれかの部位に取り付けたエンコーダとすることも可能である。さらに、原稿を移動させて画像の読み取りを行う画像読み取り装置である場合、原稿を移動させる駆動機構のいずれかの部位に取り付けられ、原稿とイメージセンサとの相対的な位置を検出するリニア式又はロータリー式のエンコーダとすることも可能である。

上記実施例においては、主走査同期信号とロータリーエンコーダセンサからの出力信号が同期する例を示していたが、上記実施例の出力信号のかわりにこれを分周した信号をロータリーエンコーダセンサからの出力信号として用いることも可能である。こうすることにより、原稿を読み取る際の副走査線密度の変動を少なくすることが可能となる。また、上記実施例の出力信号のかわりにこれを逓倍した信号をロータリーエンコーダセンサからの出力信号として用いることも可能である。こうすることにより、より高い線密度での読み取りが可能となる。

そして、スキャナ装置などの画像読み取り装置である場合には、数多くの読み取りモードを選択可能とし、上記各種のエンコーダセンサからの出力信号と読み取りタイミングとを読み取りモードに応じて最適に選択するような構成とすることができる。

本発明の画像読み取り装置の実施例の全体構成図である。 主走査同期信号、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号、読み取り開始コマンド、読み取り光源点灯信号、アナログ画像信号のタイミングチャートである。 全体制御部の内部構成図である。 主走査同期信号、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号、読み取り光源点灯信号、アナログ画像信号のタイミングチャートである。 主走査同期信号、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号、読み取り光源点灯信号、アナログ画像信号のタイミングチャートである。 主走査同期信号、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号、読み取り光源点灯信号、アナログ画像信号のタイミングチャートである。 本発明の画像読み取り方法の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ リニアイメージセンサ
３ ＤＣモータ
５ ロータリーエンコーダセンサ
７ 原稿
８ 全体制御部
８１ 制御部

Claims (8)

1. 光源を有するリニアイメージセンサとモータとを備え、前記モータによって原稿あるいは前記リニアイメージセンサを前記リニアイメージセンサの長手方向と直交する方向に相対的に移動させながら１ラインごとに前記原稿の画像の読み取りを行う画像読み取り装置であって、
   前記モータによって移動する前記原稿あるいは前記リニアイメージセンサの予め定められた位置からの移動量をエンコーダにより検出し、予め定められた移動量ごとにエンコーダ信号を出力するエンコーダセンサと、
   前記原稿の画像の読み取りを行う時に、前記エンコーダ信号に同期して、前記リニアイメージセンサを電気的に走査するタイミングを決定する主走査同期信号と、前記光源を点灯する時間を決定する点灯信号とを、前記点灯信号の点灯時間が前記エンコーダ信号の周期以内となるよう生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成された点灯信号に基づいて読み取られた１ライン分の読み取りデータを、前記エンコーダセンサから次にエンコーダ信号が出力されるまでに蓄積するバッファと、
   前記バッファに蓄積された読み取りデータを、前記エンコーダセンサから次に出力されるエンコーダ信号に同期して、前記エンコーダ信号の周期以内に出力するよう前記リニアイメージセンサを制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
2. 前記生成手段は、前記原稿の画像の読み取りを行っていない時は、一定周期で前記主走査同期信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
3. 前記生成手段は、前記原稿の画像の読み取りを行っていない時は、エンコーダ信号に同期して前記主走査同期信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
4. 前記生成手段は、前記原稿の画像の読み取りを行っていない時は、前記主走査同期信号の生成を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
5. 前記光源は、赤、青、緑のＬＥＤを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか1項に記載の画像読み取り装置。
6. 前記モータは、ＤＣモータであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか1項に記載の画像読み取り装置。
7. 前記リニアイメージセンサは、ＣＣＤリニアイメージセンサであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか1項に記載の画像読み取り装置。
8. 光源を有するリニアイメージセンサとモータとを備え、前記モータによって原稿あるいは前記リニアイメージセンサを前記リニアイメージセンサの長手方向と直交する方向に相対的に移動させながら１ラインごとに前記原稿の画像の読み取りを行う画像読み取り装置の画像読み取り方法であって、
   前記モータによって移動する前記原稿あるいは前記リニアイメージセンサの予め定められた位置からの移動量をエンコーダにより検出し、予め定められた移動量ごとにエンコーダ信号をエンコーダセンサから出力する出力工程と、
   前記原稿の画像の読み取りを行う時に、前記エンコーダ信号に同期して、前記リニアイメージセンサを電気的に走査するタイミングを決定する主走査同期信号と、前記光源を点灯する時間を決定する点灯信号とを、前記点灯信号の点灯時間が前記エンコーダ信号の周期以内となるよう生成する生成工程と、
   前記生成工程で生成された点灯信号に基づいて読み取られた１ライン分の読み取りデータを、前記エンコーダセンサから次にエンコーダ信号が出力されるまでにバッファに蓄積する蓄積工程と、
   前記バッファに蓄積された読み取りデータを、前記エンコーダセンサから次に出力されるエンコーダ信号に同期して、前記エンコーダ信号の周期以内に出力するよう前記リニアイメージセンサを制御する制御工程と、
   を有することを特徴とする画像読み取り方法。

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