JP2532395B2 - 原稿読取り装置の走行体位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、デジタル複写機、ファクシミリ、デジタル
スキャナ等の原稿台固定方式及びデジタル式の原稿読取
装置の走行体位置検出装置に関する。

従来技術 一般に、この種の原稿読取装置では、原稿を照明する
光源とミラーとを搭載したスキャナを走行体として、順
次副走査方向に移動させながら、原稿からの反射光束を
CCDイメージセンサ等の固体撮像素子に結像させて主走
査方向の１ライン毎に読み取っている。このような動作
の繰り返しにより原稿画像を光電変換し、電気信号に変
換して記憶している。このような読取走査に際して、得
られた画信号をバッファに順次記憶させるとともに、画
信号を前記バッファより適宜、後段の信号処理回路に出
力させるようにしている。

このような原稿読取装置においては、バッファの記憶
容量に空き領域がある場合には、スキャナは所定の副走
査速度で移動し、得られた画信号をバッファに転送して
いる。一方、後段の処理回路の処理の遅れ等によりバッ
ファからの画信号の取り出しが遅れると、バッファの空
き領域が次第に埋めつくされる。これにより、やがてバ
ッファ容量が不足すると、原稿の読取走査を一時停止す
る。そして、後段への画信号転送が行なわれて再びバッ
ファに空き領域ができると、スキャナは再び原稿の読取
走査を再開し、画信号をバッファに転送する動作を繰返
す。

ここに、このような原稿読取装置では、バッファが不
足して読取走査を一時停止させる時に、スキャナは慣性
により所定の停止位置を行き過ぎて停止する。従って、
このままの位置から原稿の読取走査を再開すると、行き
過ぎた分の原稿画像が欠落した読み取りとなってしま
う。そこで、スキャナについては、常にその副走査方向
の位置を検出し、再スタート位置等のスキャナ位置の制
御を行なう必要がある。

このようなスキャナ位置の検出の必要性は、上述した
場合に限らず、この他にも種々ある。例えば、スキャナ
を移動させる動作において、読取時には一定の副走査方
向とするが、リターン時には高速でホームポジションに
戻すのが通常であり、この高速リターン動作でホームポ
ジションに近づいた時にはスローダウンさせて停止させ
る必要がある。この場合には、スローダウンを開始させ
るタイミングをとるためのスキャナの位置を知る必要が
ある。又、近年のような原稿画像の一部の領域を指定し
て抜き取り、それを読み取るようなランダムアクセス方
式等の場合にもスキャナ位置を知る必要がある。

しかるに、従来の走行体の位置を検出する手段は、走
行体を駆動する駆動モータのステップ数を管理すること
により行なっているものである。即ち、走行体が移動す
る全走行距離と、ある時点での駆動モータの全ステップ
数とから走行体の位置を割り出すようにしている。この
ような方式による場合、駆動モータとしては、DCモータ
を用いる必要がある。この結果、複雑な制御回路が必要
となり、高価な装置となってしまうものである。

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、簡単
な構成で読取走査時の走行体の副走査方向の位置を正確
に検出することができるとともに、高速復帰時の走行体
の副走査方向の位置をも簡単に検出することができ、原
稿画像の読取欠損の防止、走行体のランダムアクセス等
に供することができる原稿読取装置の走行体位置検出装
置を得ることを目的とする。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、原稿を照明する
光源及び原稿からの反射光束を画信号読取用の固体撮像
素子に導くミラーを備えた走行体を副走査方向に移動さ
せて主走査方向の１ライン毎に原稿の読取走査を行なう
原稿読取装置において、副走査方向の全長に渡って主走
査方向の幅が連続的に変化する計上で、かつ、副走査方
向に白黒パターンが交互に配置された解像パターンを形
成し、この解像パターンを前記固体撮像素子による固体
撮像素子読取幅内の原稿有効読取幅を除く領域に配設
し、前記走行体による読取位置で前記解像パターンを読
み取る読取手段を設けたことを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
まず、第２図により原稿読取装置の概略を説明する。コ
ンタクトガラス１上に載置された原稿２は、光源３によ
り照明される。そして、主走査方向に沿った原稿２から
の反射光束は、複数のミラー4,5,6により反射された
後、結像レンズ７によりCCD一次元ラインセンサ等の固
体撮像素子８に結像される。この固体撮像素子８には、
主走査方向の１ライン分の受光素子が一列に配列されて
いる。ここに、光源３及びミラー4,5,6は、第1,2スキャ
ナによる走行体９とされており、ホームポジションａか
ら動き出し、スタート位置ｂから原稿２の読取走査を開
始する。そして、副走査方向の移動が進み、エンド位置
ｃに達すると、読取走査を終了し、リターン位置ｄから
逆転してホームポジションａに高速で戻り、この動作を
繰返す。

しかして、本実施例では第１図に示すように、副走査
方向の全長に渡って主走査方向の幅が連続的に変化する
形状の解像パターン10を形成し、この解像パターン10を
前記固体撮像素子８による固体撮像素子読取幅内の原稿
有効読取幅を除く領域に配設したものである。すなわ
ち、原稿有効読取領域外の片側に隣接させた状態で解像
パターン10が設けられている。この解像パターン10は、
走行体９が副走査方向に移動する最小ピッチの間隔であ
り、かつ、等間隔の白黒のエンコーダパターン形状であ
り、これが副走査方向の全長に渡って形成されているも
のである。ここに、このような解像パターン10中の黒パ
ターンの主走査方向の幅は、第１図に示すように副走査
方向の全長に渡って連続的に変化するように設定されて
いる。より具体的には、各黒パターンの一端は、副走査
方向に平行な直線に揃えられており、解像パターン10全
体の輪郭形状が直角三角形となるように設定されてい
る。このような解像パターン10は、コンタクトガラス１
と側板11との間に設けられている。より具体的には、コ
ンタクトガラス１の表面又は裏面にパターンを焼き付け
て形成したり、或いは、パターンが印刷された透明なシ
ートを接着剤等により貼付することにより形成する。

又、このような解像パターン10は、前記固体撮像素子
８による固体撮像素子読取幅内の原稿有効読取幅を除く
領域に配設されているため、前記固体撮像素子８の余剰
ビットを利用して読み取られる。即ち、固体撮像素子８
中の大半を占める8a部分を原稿画像読取部とし、その一
端の8b部分を読取手段としてのパターン読取部とするも
のである。ここで、固体撮像素子８の余剰ビット等につ
いて説明する。一般に、固体撮像素子８はその全画素数
等が定型化されたサイズのものが使用され、これは原稿
有効読取領域（最大原稿幅）とは必ずしも一致するもの
ではない。例えば、焦点距離ｆ＝50mmのレンズ７、ドッ
トサイズが８μｍで総画素数3648ビットの固体撮像素子
８を用いて原稿有効読取領域の幅（最大原稿幅）Ｗ＝21
6mmの原稿を読み取る場合を考えると、第４図に示すよ
うなレイアウト関係とすることができる。このようなレ
イアウトによれば、固体撮像素子８の余剰ビットは約24
6ビットとなる。この余剰ビットはコンタクトガラスｆ
上ではＷ₁≒15.6mmの幅となる。そこで、この余剰幅Ｗ₁
の領域内に解像パターン10を設け固体撮像素子８中の約
246ビット分の余剰ビット（パターン読取部8b）の一部
によりその解像パターン10を読み取らせる。

このような構成によれば、走行体９が副走査方向に移
動し、原稿２の画像を固体撮像素子８により読取走査す
る際、解像パターン10もこの固体撮像素子８のパターン
読取部8bにより同時に読み取られる。ここに、解像パタ
ーン10は走行体９が移動する最小ピッチで各位置を示す
等間隔のエンコーダパターンであるので、これを読み取
ることにより走行体９の位置情報が得られる。そこで、
このように固体撮像素子８により読み取った信号の処理
及び走行体９の駆動制御の回路について第５図のブロッ
ク図を参照して説明する。まず、固体撮像素子８から出
力されるビデオ信号Ｓ₁は２値化回路12に入力される。
そして、この２値化回路12からは「１」，「０」のデー
タに２値化された画信号Ｓ₂とともに解像パターン10に
基づく位置コード信号Ｓ₃が出力され、両信号Ｓ₂,S₃は
分離回路13から分離出力される。そして、分離回路13か
ら出力される画信号Ｓ₂はバッファ14に一時蓄えられた
後、後段の画像処理回路（図示せず）に出力される。こ
こに、バッファ14は画信号Ｓ₂が一杯となりそれ以上の
蓄積が不可能となったとき、読取走査禁止信号Ｓ₄を出
力する。そして、分離回路13からの出力に基づき位置コ
ード信号Ｓ₃を出力するとともに、読取走査禁止信号Ｓ₄
が入力された時点での位置コード信号Ｓ₃を位置指令信
号Ｓ₅として出力する位置検出回路15が設けられてい
る。又、システムコントローラ（図示せず）からの駆動
指令Ｓ₆と、位置コード信号Ｓ₃と読取走査禁止信号Ｓ₄
とに基づき駆動信号Ｓ₇及び分離制御信号Ｓ₈を出力する
動作制御回路16が設けられている。更に、位置指令信号
Ｓ₅と位置コード信号Ｓ₃とが比較し、その偏差に応じた
補正信号Ｓ₉を出力する補正信号発生回路17が設けられ
ている。又、動作制御回路16からの駆動信号Ｓ₇と補正
信号発生回路17からの補正信号Ｓ₃に応じて走行体９駆
動用のステップモータ18に対してステップモータ駆動信
号Ｓ₁₀を出力するステップモータ駆動回路19が設けられ
ている。

このような構成において、読取動作開始前には走行体
９はホームポジションａに静止している。読取動作が開
始されると、駆動指令Ｓ₆が動作制御回路16に入力され
ることにより、駆動信号Ｓ₇が出力される。これに応じ
てステップモータ駆動回路19は、ステップモータ駆動信
号Ｓ₁₀を出力してステップモータ18を駆動し、走行体９
を副走査方向に移動させる。

このような走行体９の移動により、固体撮像素子８か
ら出力されるビデオ信号Ｓ₁は、２値化回路12により画
信号Ｓ₂及び位置コード信号Ｓ₃に変換されて分離回路13
に入力される。この時、走行体９による読取走査位置は
まだスタート位置ｂではないため、画信号Ｓ₂はバッフ
ァ14へ出力されず、位置コード信号Ｓ₃のみが位置検出
回路15に出力される。動作制御回路16は位置検出回路15
から入力される位置コード信号Ｓ₃により常時走行体９
の読取走査位置を監視し、走行体９がスタート位置ｂに
達した時に分離制御信号Ｓ₈を分離回路13に出力する。
これにより分離回路13は次のラインから画信号Ｓ₂をバ
ッファ14に出力する。バッファ14はこれを順次メモリに
記憶する一方、記憶した順に後段の画像処理回路に出力
する。

この画像処理回路での処理が遅れるとバッファ14は画
信号Ｓ₂が蓄積され始め、一杯になると、バッファ14は
読取走査禁止信号Ｓ₄を出力する。これにより、動作制
御回路16は分離制御信号Ｓ₈を落し、分離回路13からの
画信号Ｓ₂の出力を禁止すると同時に、駆動信号Ｓ₇の出
力を停止することにより走行体９の移動を停止する。
又、位置検出回路15はこの時の位置コード信号Ｓ₃を位
置指令信号Ｓ₅として補正信号発生回路17に加える。補
正信号発生回路17は位置指令信号Ｓ₅と位置コード信号
Ｓ₃とを比較することにより、もし走行体９が読取走査
禁止信号Ｓ₄の出力時の読取走査位置よりも行き過ぎた
場合には、その行き過ぎ量に応じた補正信号Ｓ₃を出力
する。ステップモータ駆動回路19は、この補正信号Ｓ₃
を受けて走行体９を読取走査禁止信号Ｓ₄の出力時の正
常な位置に戻す。

このような駆動制御を行なうことにより、バッファ14
に空きができて次の読取走査を再開する時は、前回の読
取走査位置から連続して行なわせることができ、画情報
の欠落なく原稿を読み取ることができる。

次に、このような走行体９の駆動制御を行なって、走
行体９がエンド位置ｃに達すれば動作制御回路16は、そ
こで読取走査を手停止するために分離制御信号Ｓ₈を落
し、以後分離回路13からバッファ14への画信号Ｓ₂の出
力を禁止する。又、走行体９がリターン位置ｄに達すれ
ば、ステップモータ18を逆転駆動して走行体９を高速で
ホームポジションａに戻す。

このように、主走査方向の原稿読取領域に隣接する外
側の副走査方向に沿って等間隔のエンコーダパターンに
よる解像パターン10を設け、これを固体撮像素子８の一
部の余剰ビットを利用したパターン読取部8bにより読取
検出し、走行体９の駆動制御に用いたので、走行体９の
位置を常時チェックして良好な原稿２の読取走査が可能
となる。又、解像パターン10の読取は、画像読取用の固
体撮像素子８の余剰ビットを用いて行なっているので、
専用の読取手段を別個に設ける必要がなく、効率がよく
低コストな装置となる。もっとも、固体撮像素子８に余
剰ビットがない場合には、解像パターン10読取専用のピ
ンフォトなどの受光素子を別個に設ければよい。

ところで、本実施例における解像パターン10は、エン
コーダパターンのみならず、その黒パターンの幅（主走
査方向の長さ）が徐々に変化している形状である点を特
徴としている。このような黒パターンの幅の違いは、解
像パターン10を固体撮像素子８のパターン読取部8bによ
り読み取る際の読取ビット数の違いにより区別される。
つまり、個々の黒パターンが各々異なるものとして読み
取られ、走行体９の位置を特定する情報の一つとなる。
そこで、例えば、走行体９がリターン位置ｄからホーム
ポジションａに向けて高速でリターン動作する時には、
停止前にスローダウンさせる必要があるが、このような
制御タイミングに供することができる。即ち、原稿画像
読取時であれば所定の副走査速度で移動するのに対し、
リターン時には高速でリターンするので、解像パターン
10によるエンコーダ的な位置検出を行なうのは適さな
い。この点、走行体９が高速移動していても、例えば解
像パターン10を読み取る固体撮像素子８のパターン読取
部8bの読取ビット数がある黒パターンの幅分のビット数
となったら、スローダウンさせるような制御を簡単に行
なうことができる。

なお、上述した説明では、解像パターン10を主走査方
向の一端にのみ設けた場合で説明したが、両側に設け
て、走行体９の主走査方向の平行度チェック等に供する
ようにしてもよい。

又、この種の原稿画像読取では、２値化処理のスレッ
シュレベル等を決めるために、固体撮像素子８で標準白
色板を読み取る必要がある。この必要性を満たすために
は、例えば、第６図に示すように、解像パターン10に並
列的に標準白色板20を設けたり、第７図に示すように、
他端側に標準白色板20を設ければよい。

効果 本発明は上述のように、副走査方向の全長に渡って主
走査方向の幅が連続的に変化する形状で、かつ、副走査
方向に白黒パターンが交互に配置された解像パターンを
形成し、この解像パターンを前記固体撮像素子による固
体撮像素子読取幅内の原稿有効読取幅を除く領域に配設
し、走行体の読取位置で読取手段によって読み取るよう
にしたので、原稿の位置検出が解像パターンの幅とホー
ムポジションからの解像パターンの数をカウントするこ
ととにより行われるため、読取走査時には解像パターン
の数を数えて正確な位置検出をし、高速リターン時に
は、解像パターンの幅を検出することにより簡単にその
位置検出を行うことができ、このように、原稿の位置検
出をパターンの幅とホームポジションからの解像パター
ンの数をカウントすることの両者によって行なうため精
度が高く、従って、例えば、高速リターン時のスローダ
ウンのタイミング制御、更には、原稿画像の欠損のない
副走査制御、ランダムアクセス制御等の各種の走行体位
置制御に供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は側板の
一部を切り欠いて示す平面図、第２図は原稿読取装置の
概略側面図、第３図はコンタクトガラスと固体撮像素子
との関係を示す概念図、第４図は光学系のレイアウトを
示す説明図、第５図は信号処理のブロック図、第６図及
び第７図は各々変形例を示す平面図である。 ２……原稿、３……光源、4,5,6……ミラー、８……固
体撮像素子、8b……パターン読取部（読取手段）、９…
…走行体、10……解像パターン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿を照明する光源及び原稿からの反射光
   束を画信号読取用の固体撮像素子に導くミラーを備えた
   走行体を副走査方向に移動させて主走査方向の１ライン
   毎に原稿の読取走査を行なう原稿読取装置において、副
   走査方向の全長に渡って主走査方向の幅が連続的に変化
   する形状で、かつ、副走査方向に白黒パターンが交互に
   配置された解像パターンを形成し、この解像パターンを
   前記固体撮像素子による固体撮像素子読取幅内の原稿有
   効読取幅を除く領域に配設し、前記走行体による読取位
   置で前記解像パターンを読取る読取手段を設けたことを
   特徴とする原稿読取装置の走行体位置検出装置。