JP2015154439A - 画像読み取り装置及び位置決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 キャリブレーションシートへのマーク部分の印刷工程を省略可能な画像読み取り装置を提供すること。
【解決手段】 媒体を載置可能に構成された媒体載置台と、前記媒体に光を照射可能に構成された光源と、前記媒体からの反射光を検出可能に構成された光センサと、前記光源及び前記光センサを所定の方向に移動可能に構成された駆動部と、前記光源からの光を透過可能な矩形状の孔部が形成されたシート部材と、を備え、前記光センサは、前記光源から照射された光によって投影された該孔部の端部の影を検出可能であることを特徴とする画像読み取り装置を提供する。
【選択図】 図４

Description

本発明の一態様は、載置台に置かれた媒体を読み取って電子データに変換する画像読み取り装置に関する。

載置台に置かれた媒体を光学的に読み取って電子データに変換する画像読み取り装置では、ホーム位置（ホームポジション）を検出し、位置のずれを調整するためのマークが設けられたシート部材が、載置台の内面側に設けられている。そして、ホーム位置の調整のときは、光センサがこのシート部材に設けられたマークを読み取ることで位置を検出し、ホーム位置の調整を実行していた。

特許文献１には、シート部材に上記のマークに相当する透孔を設け、ホーム位置の調整時には、この透孔部分を読み取る際に検出される黒色部分を利用することで、ホーム位置を正確に検出する技術について開示されている。

特開２００６−２９５４９９号公報

しかしながら、上記特許文献１を含む従来の構成では、シート部材に設けられるマーク部分とそれ以外の部分との濃度差を明確にするために、マーク、または透孔を介して光センサが検出する部分を、黒く印刷するなどの加工が必要であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、マーク部分などを印刷する印刷工程を省略可能な画像読み取り装置を提供することを目的のひとつとする。

本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の手段１は、
媒体（例えば紙）を載置可能に構成された媒体載置台（ガラス１３０）と、
前記媒体に光を照射可能に構成された光源（２１０）と、
前記媒体からの反射光を検出可能に構成された光センサ（２３０）と、
前記光源及び前記光センサを所定の方向に移動可能に構成された駆動部（２４０）と、
前記光源からの光を透過可能な矩形状の孔部（スリット１１０）が形成されたシート部材（キャリブレーションシート１００）と、を備え、
前記光センサは、前記光源から照射された光によって投影された該孔部の端部の影（５００）を検出可能である
ことを特徴とする画像読み取り装置である。

また、本発明の手段４は、
光を透過可能な矩形状の孔部が形成されたシート部材に対して光を照射するステップと、
前記媒体からの反射光を検出するステップと、
検出された前記反射光に基づいて、前記孔部の端部によって生じた影を検出するステップと、
検出された前記影の位置に基づいて、ホーム位置を決定するステップと、を備える
ことを特徴とする位置決定方法である。

上記の構成または方法によれば、光源（２１０）から照射された光によって投影された孔部（スリット１１０）の端部の影（５００）をスキャンすることによって、位置合わせのキャリブレーションが可能となる。ひいては、黒い部分を印刷するなどの製造工程を必要としない画像読み取り装置を提供することができる。

本発明の手段２は、
前記光センサ（２３０）によって検出された前記孔部（スリット１１０）の端部の影（５００）に基づいてホーム位置を決定可能な制御部（ＣＰＵ３００）をさらに備える
ことを特徴とする手段１の画像読み取り装置である。

上記の構成によれば、光源（２１０）から照射された光によって投影された孔部（スリット１１０）の端部の影（５００）をスキャンすることによって、ホーム位置の決定が可能となる。ひいては、黒い部分を印刷するなどの製造工程を必要とすることなく、ホーム位置の調整が可能な画像読み取り装置を提供することができる。

本発明の手段３は、
前記孔部（図６のスリット１１０）は、前記シート部材の端部に接する切り欠き状に形成されている
ことを特徴とする手段１または手段３の画像読み取り装置である。

上記の構成によれば、シート部材に穴を形成するより容易な方法で切り欠きを形成し、この切り欠き状の部分を利用して、ホーム位置の特定などが可能となる。

キャリブレーションシートの構成を示す図。 キャリブレーションシート及びＣＩＳの断面を示す図。 画像読み取り装置の構成を示す図。 キャリブレーションシート及びＣＩＳの動作例を示す図。 キャリブレーションシートの読み取り結果の具体例を示す図。 実施形態２のキャリブレーションシートの構成を示す図。 実施形態２のキャリブレーションシート及びＣＩＳの断面を示す図。

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態１
（１）キャリブレーションシート及びＣＩＳの構成例
（２）画像読み取り装置の構成例
（３）キャリブレーション処理時の動作例
（４）画像読み取り装置の特徴
２．実施形態２
３．補足事項

＜１．実施形態１＞
まず、本発明の実施形態１について、図１乃至図５を参照しながら説明する。

＜（１）キャリブレーションシート及びＣＩＳの構成例＞
図１は、本実施形態のキャリブレーションシートの構成を示す図である。図１に示すように、キャリブレーションシート１００には、その幅方向の中央付近に、矩形状のスリット１１０が設けられている。ここでのスリット１１０は、キャリブレーションシート１００を貫通する孔として形成されているが、スリット１１０には透明なガラスまたはプラスチックなど、透過性を有する材料で充填されていてもよい。

図２は、図１のキャリブレーションシート及びＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）を、ａ−ｂ（図１に記載）のラインで見た断面図である。図１にも示したように、キャリブレーションシート１００には、スリット１１０が形成されている。また、図２に示すように、キャリブレーションシート１００の上方にはキャビネット１２０が配置されている。また、キャリブレーションシート１００の下方には、ガラス１３０が形成される。ガラス１３０の下方には、ＣＩＳ２００が配置される。図２において、図面の横方向は走査方向であり、ＣＩＳ２００は図示した矢印方向、または矢印とは逆方向に移動可能に構成される。

＜キャリブレーションシート１００＞
キャリブレーションシート１００は、キャビネット１２０とガラス１３０とに挟まれるように配置されており、画像読み取り装置を上面側からユーザが見ても視認できない、キャビネット１２０の下方に配置されている。キャリブレーションシート１００は、キャリブレーションシート１００には、その幅方向の中心付近に矩形状のスリット１１０が形成されている。その全体が白色で形成されている。なお、スリット１１０は必ずしもキャリブレーションシート１００の幅方向の中心付近に形成される必要はなく、キャリブレーションシート１００状のどの位置であっても構わない。

＜キャビネット１２０＞
キャビネット１２０は、画像読み取り装置（スキャナ装置）の筐体部分であり、画像読み取り装置を上面から見た四方に枠として形成されている。画像読み取り装置を上方から見ると、キャビネット１２０の内側にガラス１３０が形成されており、その下にＣＩＳ２００が配置されている。キャリブレーションシート１００は、キャビネット１２０の走査方向の終端部分に形成されており、上述の様にユーザが上方から見ても視認できない位置に配置されている。キャビネット１２０は、少なくともＣＩＳ２００と対向する部分が白色で形成されている。

＜ガラス１３０＞
ガラス１３０は、透過性と強度を有したガラスであり、ＣＩＳ２００とキャリブレーションシート１００とを区画するよう配置され、紙などの媒体を載置可能に構成されている。画像読み取り装置は、ガラス１３０に載置された媒体の画像を、ＣＩＳ２００に用いることによって読み取り可能に構成される。

＜ＣＩＳ２００＞
ＣＩＳ２００は、光源２１０、ロッドレンズ２２０、及び光センサ２３０をユニットとして含んで構成される。図２に示すように、光源２１０と光センサ２３０とは、走査方向に並べて配置される。ＣＩＳ２００は、後述の駆動部２４０の制御によって、図２に示す矢印方向または矢印とは逆方向に移動可能である。ＣＩＳ２００は、上方から見て走査方向と垂直な画像読み取り装置の幅方向に延びるよう形成されており、ガラス１３０に載置されうる媒体の幅よりも長い長さを有する。すなわち、ＣＩＳ２００は、その長さ方向にそれぞれアレイ状に複数並べられた光源２１０、ロッドレンズ２２０、及び光センサ２３０を備えている。

＜光源２１０＞
光源２１０は、複数のＬＥＤまたはランプによって構成され、ガラス１３０に載置された媒体に対して光を照射可能に構成されている。なお、光源２１０は必ずしも複数のＬＥＤなどで構成される必要はなく、ＣＩＳ２００の幅とほぼ同じ長さ、または所定の長さを有する蛍光灯などで構成されてもよい。

＜ロッドレンズ２２０＞
ロッドレンズ２２０は、光源２１０が媒体に照射した光の反射光を入射可能であり、入射された光を光センサ２３０に透過可能に構成される。

＜光センサ２３０＞
光センサ２３０は、上記ロッドレンズ２２０によって透過された、光源２１０が媒体に照射した光の反射光を検出可能に構成される。光センサ２３０は、受光した光に基づいて媒体による光の反射状態を検出可能に構成される。すなわち、光センサ２３０は、媒体上の特定の箇所の色を検出可能であり、この箇所に黒色で印刷がされていたり、赤色で印刷がされていたりする状態を検出可能である。なお、光センサ２３０は必ずしも色を特定する機能を備える必要はなく、媒体の濃淡を検出して白、黒、またはこの中間色のみを検出可能なものであってもよい。

＜（２）画像読み取り装置の構成例＞
図３は、本実施形態の画像読み取り装置の構成例を示す図である。図３に示すように、画像読み取り装置は、光源２１０、光センサ２３０、駆動部２４０、ＣＰＵ３００、操作入力部３１０、及びメモリ３２０を含んで構成される。なお、光源２１０及び光センサ２３０については既に説明しているため、ここでは説明を省略する。

＜駆動部２４０＞
駆動部２４０は、モータ等の可動部品を備えており、ＣＰＵ３００からの指示によってＣＩＳ２００を走査方向に移動可能に構成される。駆動部２４０がＣＩＳ２００を移動させることによって、ＣＩＳ２００に含まれる光源２１０及び光センサ２３０も同じように移動させられる。

＜ＣＰＵ３００＞
ＣＰＵ３００は、操作入力部３１０から入力されるユーザからの指示信号に基づいて、設定処理、画像読み取り処理、およびキャリブレーション処理などを実行可能に構成される。また、ＣＰＵ３００は、画像読み取り処理またはキャリブレーション処理における読み取り結果を、メモリ３２０に記憶させることが可能である。本実施形態で特徴的なキャリブレーション処理において、ＣＰＵ３００は、駆動部２４０、光源２１０及び光センサ２３０に指示し、ＣＩＳ２００にキャリブレーションシート１００の読み取りを実行させることができる。この、キャリブレーション処理の具体例については後述する。

＜操作入力部３１０＞
操作入力部３１０は、キー（ボタン）等を備えて構成されており、ユーザによるキー入力を検出し、検出したキー入力を指示信号に変換してＣＰＵ３００に出力可能に構成される。

＜メモリ３２０＞
メモリ３２０は、ＣＩＳ２００による媒体またはキャリブレーションシート１００の読み取り結果を記憶可能に構成されている。また、メモリ３２０は、ＣＰＵ３００からの要求に応じて、記憶している情報をＣＰＵ３００に出力可能に構成される。また、メモリ３２０は、設定情報などの各種情報をも記憶可能に構成される。

＜（３）キャリブレーション処理時の動作例＞
次に、画像読み取り装置がキャリブレーション処理を実行するときの動作について具体的に説明する。

図４は、キャリブレーション処理実行時のキャリブレーションシート１００及びＣＩＳ２００等の動作を説明する図である。まず、操作入力部３１０は、ユーザからのキャリブレーション指示を示す入力を検出し、キャリブレーション処理の実行を指示する信号をＣＰＵ３００に対して出力する。ＣＰＵ３００は、この信号に基づいて、駆動部２４０、光源２１０、及び光センサ２３０に対して、キャリブレーション処理を実行するための指示をする。具体的には、駆動部２４０に対しては、キャリブレーションシート１００の位置までＣＩＳ２００を移動させ、キャリブレーションシート１００に形成されたスリット１１０を含む部分での走査方向への移動をするよう指示する。光源２１０及び光センサ２３０に対しては、駆動部２４０の動作に同期して、それぞれ光の照射、及び反射光の検出（光の照射、及び反射光の検出を合わせて「スキャン」という場合がある）を実行するよう指示する。なお、キャリブレーション処理は、上記のようにユーザからの指示で開始されるだけではなく、スキャン開始時、電源投入時、または所定の時間ごとに実行されてもよい。これらの場合、それぞれの処理に対応したタイミングでキャリブレーション処理の実行を指示する信号が、ＣＰＵ３００に対して出力される。

上記のＣＰＵ３００からの指示に応答して、図４に示すように、ＣＩＳ２００はキャリブレーションシート１００のスリット１１０を含む部分に対する読み取り（スキャン）を実行する。すなわち、ＣＩＳ２００は図４に示された矢印方向に移動し、光源２１０は矢印４００で示される方向に、光をキャリブレーションシート１００に向かって照射し、ロッドレンズ２２０及び光センサ２３０は、矢印４１０で示される方向から入射されるキャビネット１２０からの反射光を検出する。反射光の検出結果は、光センサ２３０からＣＰＵ３００に対して出力され、メモリ３２０に記憶される。

ここで、キャリブレーションシート１００に対して光源２１０が光を照射すると、キャリブレーションシート１００及びキャビネット１２０はいずれも白色で形成されているため、全体が白色で検出される。ただし、図４に示すように、光源２１０と光センサ２３０とは、走査方向に並べて配置されているため、光センサ２３０は、キャリブレーションシート１００に形成されたスリット１１０によって投影された影を検出する。具体的には、図４上部に示すＲ１の部分については、キャリブレーションシート１００に対するスキャンであって、すべて白色の検出結果となる。Ｒ３の部分については、キャビネット１２０に対するスキャンであるが、この位置では影は検出されず、白色の検出結果となる。Ｒ２の部分については、光源２１０から照射された光が、スリット１１０のエッジ部分（端部）によってキャビネット１２０に影が形成される部分であって、光センサ２３０はこのＲ２の部分を黒色であると検出する。

図５は、上記のようにして検出されたキャリブレーションシート１００の読み取り結果を示す図である。図５に示すように、読み取り結果は、キャリブレーションシート１００に形成されたスリット１１０のうち、光源２１０が位置する方向の端部に影５００を検出する。

上記のようにして検出された影５００の位置は、キャリブレーションシート１００に形成されたスリットの端部を示している。また、この影５００の大きさは、キャリブレーションシート１００の厚みによって決定される。したがって、この影５００の位置と大きさとを、予め設定された基準と比較することによって、ＣＩＳ２００と、キャビネット１２０、キャリブレーションシート１００、及びガラス１３０との、相対的な位置合わせが可能となり、ホーム位置の特定及び調整が可能となる。

＜（４）画像読み取り装置の特徴＞
本実施形態の画像読み取り装置は、上記のように、媒体を載置可能に構成されたガラス１３０と、媒体に光を照射可能に構成された光源２１０と、媒体からの反射光を検出可能に構成された光センサ２３０と、光源２１０及び光センサ２３０を所定の方向に移動可能に構成された駆動部２４０と、光源２１０からの光を透過可能な矩形状のスリット１１０が形成されたキャリブレーションシート１００と、を備え、光センサ２３０は、光源２１０から照射された光によって投影されたスリット１１０の端部の影５００を検出可能な画像読み取り装置である。

また、本実施形態の画像読み取り方法は、上記のように、光を透過可能な矩形状のスリット１１０が形成されたキャリブレーションシート１００に対して光を照射するステップと、媒体からの反射光を検出するステップと、検出された反射光に基づいて、スリット１１０の端部によって生じた影５００を検出するステップと、検出された影５００の位置に基づいて、ホーム位置を決定するステップと、を備えることを特徴とする位置決定方法である。

これらの構成または方法によれば、光源２１０から照射された光によって投影されたスリット１１０の端部の影５００をスキャンすることによって、位置合わせのキャリブレーションが可能となる。ひいては、黒い部分を印刷するなどの製造工程を必要としない画像読み取り装置を提供することができる。

また、本実施形態の画像読み取り装置は、光センサ２３０によって検出されたスリット１１０の端部の影に基づいてホーム位置を決定可能なＣＰＵ３００をさらに備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、光源２１０から照射された光によって投影されたスリット１１０の端部の影をスキャンすることによって、ホーム位置の決定が可能となる。ひいては、黒い部分を印刷するなどの製造工程を必要とすることなく、ホーム位置の調整が可能な画像読み取り装置を提供することができる。

＜２．実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について、図６及び図７を参照しながら説明する。実施形態１と比較して、本実施形態では、スリット１１０の位置が相違している。具体的には、本実施形態では、スリット１１０が、キャリブレーションシート１００に形成された狭義の孔ではなく、キャリブレーションシート１００の端部に切り欠き状に形成されている。

図６は、本実施形態のキャリブレーションシート１００の構成を示す図である。図６に示すように、キャリブレーションシート１００には、その端部に接するように切り欠き状のスリット１１０が形成されている。なお、このスリットは、ＣＩＳ２００における光センサ２３０が配置される側の、キャリブレーションシート１００の端部に形成される必要がある。

図７は、本実施形態のキャリブレーションシート１００及びＣＩＳ２００の断面を示す図である。図７に示されるように、キャリブレーションシート１００には、その端部に接する切り欠き状のスリット１１０が形成されている。図７から判るように、スリット１１０が、ＣＩＳ２００における光センサ２３０が配置されている側の、キャリブレーションシート１００の端部に形成されていることで、光源２１０と、このスリット１１０とによって生じた影を光センサ２３０が検出可能できるようになる。

上記のように、本実施形態の画像読み取り装置では、スリット１１０は、キャリブレーションシート１００の端部に接する切り欠き状に形成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、キャリブレーションシート１００に穴（孔）を形成するより容易な方法で切り欠き状のスリット１１０を形成し、この切り欠き状のスリット１１０を利用して、ホーム位置の特定などが可能となる。

＜３．補足事項＞
以上、本発明の各実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

上記実施形態では、キャリブレーションシート１００とＣＩＳ２００との間にガラス１３０が配置される例について説明したが、ガラス１３０とＣＩＳ２００との間にキャリブレーションシート１００が配置されてもよい。

また、光センサ２３０は影５００における白黒の濃淡のみを検出しているように説明しているが、カラーを検出するようにしてもよい。カラーを検出する場合には、影の端部に発生する微妙な色の違いをも検出することが可能となり、より精度の高い位置検出が可能となる。

また、キャリブレーションシート１００及びキャビネット１２０のＣＩＳと対向する部分が白色で形成される例について説明したが、必ずしも白色でなくてもよい。ただし、光源２１０とスリット１１０とによって生じた影５００を検出する必要があるため、この５００を検出しやすい色であることが好ましいため、白色、または略白色であることが好ましい。

また、本実施形態では、ガラス１３０を備える構成について説明したが、このガラス１３０は透過性を有するプラスチック等の材料と置き換え可能である。

本発明は、画像読み取り装置、または画像読み取り機能を備えた印刷機などに好適に適用される。

１００…キャリブレーションシート
１１０…スリット
１２０…キャビネット
１３０…ガラス
２１０…光源
２２０…ロッドレンズ
２３０…光センサ
２４０…駆動部
３１０…操作入力部
３２０…メモリ
４００…矢印
５００…影

Claims (4)

1. 媒体を載置可能に構成された媒体載置台と、
   前記媒体に光を照射可能に構成された光源と、
   前記媒体からの反射光を検出可能に構成された光センサと、
   前記光源及び前記光センサを所定の方向に移動可能に構成された駆動部と、
   前記光源からの光を透過可能な矩形状の孔部が形成されたシート部材と、を備え、
   前記光センサは、前記光源から照射された光によって投影された該孔部の端部の影を検出可能である
   ことを特徴とする画像読み取り装置。
2. 前記光センサによって検出された前記孔部の端部の影に基づいてホーム位置を決定可能な制御部をさらに備える
   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. 前記孔部は、前記シート部材の端部に接する切り欠き状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像読み取り装置。
4. 光を透過可能な矩形状の孔部が形成されたシート部材に対して光を照射するステップと、
   前記媒体からの反射光を検出するステップと、
   検出された前記反射光に基づいて、前記孔部の端部によって生じた影を検出するステップと、
   検出された前記影の位置に基づいて、ホーム位置を決定するステップと、を備える
   ことを特徴とする位置決定方法。

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