JP3015035B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原稿上の画像を読み取るための画像読み取
り装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にデジタル複写機やイメージリーダなどの画像読
み取り装置においては、原稿台ガラス上に載置した原稿
を光源およびミラーによって走査して読み取りセンサに
結像するいわゆる光学系が多く採用されている。この光
学系は第11図に示すように、固定された原稿台ガラス10
0上の原稿Ｐを棒状光源101によって照明し、原稿Ｐから
の反射光である画像光をミラー102,103,104によって反
射し、更に画像光を結像レンズ105によって１次元CCDイ
メージセンサ等の読み取りセンサ106に結像させる。

この場合、パルスモーター等の駆動機構を用いて光源
101およびミラー102の矢印Ｑ方向への走査速度に対し、
ミラー103,104を1/2の速度で矢印Ｑ方向へ走査すること
により、原稿面から結像レンズ105までの光路長が常に
一定になるようにしている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕

この種の画像読み取り装置の中には、原稿を１ページ
読み取る間にデータの受取側の都合により随時読み取り
の中断／再開を繰り返す必要のあるものがある。例え
ば、コンピユータ入力用のイメージスキヤナにおいて
は、画像入力時、接続されるホストコンピユータの受取
データの一時蓄積用バツフアが一歪になるとイメージス
キヤナによる一時読み取りが中断され、ホスト側のデー
タ処理が終わって入力可能となった時点で読み取りが再
開される。

このような原稿１ページの読み取り中に中断／再開動
作が行われた場合、読み取りを中断した箇所の前後の画
像がうまくつながらず、画質が劣化するという問題があ
った。

一般にCCDイメージセンサ等の読み取りセンサはその
読み取り出力を均一に保つ必要から、一定間隔のパルス
により駆動される。一方、光源，ミラー等を走査させる
ためのパルスモーターの運転／停止を滑らかに行うため
にはスローアツプ／スローダウン制御か不可欠である。
従って、読み取りの中断／再開前後の画像をきれいにつ
なぐためには、上記２点を同時に満足する必要がある
が、この２点は互いに矛盾するものである。

これを解決するために従来の画像読み取り装置では、
例えばスローアツプにｎライン必要ならば読み取り中断
後露光走査系をｎライン後戻りさせ、再開時にはこのｎ
ラインの間にスローアツプを行って（ｎ＋１）ライン目
から画像を読み取り、中断前の画像につなげるといった
方法がとられており、処理速度を大幅に遅らせる原因と
なっていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の請求項１によれば、所定周期で出される同期
信号に同期して原稿画像の蓄積を行う読取手段と、前記
読取手段の読取位置を移動させる移動手段と、前記読取
手段の読取位置を一定速度で移動させるために、前記同
期信号の１周期内に一定数のパルスが出る所定周波数の
駆動信号を、前記同期信号に同期して前記移動手段に供
給する駆動手段とを有し、前記移動手段が静止している
状態において、原稿の読取りを開始するとき、前記同期
信号の１つを基準として、その基準に合せて前記駆動手
段が前記所定周波数の駆動信号を供給開始するととも
に、基準直後からのそれぞれの周期で蓄積された原稿画
像を出力すれば、駆動信号の供給開始当初は、前記読取
位置が移動開始しない期間が発生し、前記基準直後の少
なくとも１周期に前記読取位置の移動の遅れが発生する
ため、前記基準直後の少なくとも１周期に蓄積された原
稿画像に歪みが生ずる画像読み取り装置において、原稿
の読取りを開始するときに、前記駆動手段は、駆動信号
の供給を、前記読取位置が移動開始しない期間分、前記
基準より先に開始し、そのときに供給する駆動信号とし
て前記遅れを解消させるパルスパターンを使用し、その
パルスパターンの駆動信号を前記基準直後の所定数の周
期まで供給した後、前記所定周波数の駆動信号に切り換
え、前記パルスパターンの駆動信号のパルス数は、前記
所定数に前記一定数をかけた数と同数であり、前記読取
手段は、基準直後からのそれぞれの周期で蓄積された原
稿画像を出力することを特徴とする。

本発明の請求項３によれば、ライン毎に原稿画像の読
取処理を行う読取手段と、前記読取手段の読取位置を移
動させる移動手段と、前記移動手段による前記読取手段
の読取位置の移動の遅れが発生する期間は、前記移動手
段による前記読取手段の読取位置の移動の遅れが解消し
た後に前記移動手段へ供給される駆動信号より長いON期
間と低い周波数を持つ駆動信号を前記移動手段へ供給す
る駆動手段と、前記駆動信号における前記ライン単位の
前記遅れが発生する期間の供給電力と前記遅れが解消し
た後の供給電力との差に基づく前記移動手段の移動の歪
みが発生することを防止するために、前記遅れが解消し
た後の駆動信号より前記遅れが発生する期間の駆動信号
を低減する制御手段とを有することを特徴とする。

〔実施例〕

以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１実施例に係る画
像読み取り装置の概略構成を示している。すなわち、１
は読み取り手段としてのCCDなどの複数の受光素子が直
線上に配列された読み取りセンサであり、装置本体２内
部に配置されている。一方装置本体２上面には原稿載置
ガラス３が設けられ、原稿載置ガラス３上に載置した原
稿Ｐを露光走査機構によって露光走査して上記読み取り
センサ１上に画像を結像するようになっている。

上記露光走査機構は、ワイヤ駆動されるランプユニツ
ト５と、ミラーユニツト６と、レンズ７とから構成され
ている。ランプユニツト５は原稿Ｐを照明する、例え
ば、棒状のハロゲンランプ等からなる照明ランプＬと、
照明ランプＬによって照射された原稿面からの画像光を
ミラーユニツト６側に反射する第１ミラーM1を備えてい
る。一方、ミラーユニツト６には、第１ミラーM1によっ
て反射された画像光を読み取りセンサ１に向けて折り返
す第2,第３ミラーM2,M3が設けられている。

ランプユニツト５およびミラーユニツト６は前記レン
ズ７の光軸に対して直角を保ちつつ光軸に平行に走査可
能なように、一対のレール8aおよび8bに支持されてい
る。

９はランプユニツト５およびミラーユニツト６を読み
取りセンサ１の主走査方向に対して垂直な副走査方向Ｑ
へ移動走査するための駆動源であるパルスモーターで、
その回転はギヤ列を介して駆動ドラム10に伝達される。
一般に、この種の画像読み取り装置には、位置制御や速
度制御が容易であるなどの理由から、駆動源としてパル
スモーターが使用されることが多い。駆動ドラム10には
途中一箇所で結合された２本のワイヤ11aおよび11bが巻
き付けられている。各ワイヤの一端は立中ランプユニツ
ト５に固定され、ミラーユニツト６の両端のプーリ、12
aおよび12b上を半周して本体に固定される。またワイヤ
11aおよび11bの他端はプーリ12aおよび12b上を半周して
テンシヨンスプリング13にて結合される。これにより、
ミラーユニツト６は動滑車の原理にてランプユニツト５
の1/2の速度で走査するので、原稿面からレンズ７まで
の光路長は走査全域において常に一定に保たれる。

上記ランプユニツト５およびミラーユニツト６は通
常、図示しないホームポジシヨンセンサにより原稿読み
取り開始位置近傍のホームポジシヨンに設定される。本
読み取り装置に接続されたホストから読み取り開始命令
があると読み取り同期信号に同期したモーター駆動パル
スがパルスモーター９に与えられ、パルスモーター９が
回転して露光走査機構が副走査方向Ｑへ走査を開始し、
読み取った画像データがホストへ送信される。

ホストでは送られてきた画像データを処理するが、受
取データを一時蓄積するバツフアが一杯になるなどによ
り画像データを処理しきれなくなった場合、読み取り中
断命令を読み取り装置に送る。読み取り装置はこの信号
を受け取ると一旦パルスモーター９の回転を停止し、露
光走査機構の移動走査を停止するとともに、ホストへの
画像データの送信を停止し、待機状態となる。そしてホ
ストより読み取り再開命令があると、この位置より読み
取りを再開する。

第２図は、第１図示の画像読み取り装置の読み取り画
像データの処理ブロツク図の一例である。読み取りセン
サ21からのアナログ画像信号は増幅器22により増幅され
た後、A/Dコンバータ23によりデジタル画像信号に変換
され画像処理回路24に入力される。画像処理回路24では
CPU27からの指令に従ってデジタル画像信号を２値化す
る。尚、CPU27はROM28に予め格納されている画像処理パ
ラメータを用いて、画像処理回路へ２値化用の閾値やシ
エーデイング補正用データを供給する。また、パルスモ
ーター９を駆動するモータ駆動回路29へ駆動信号を出力
する。画像処理回路24からの出力は２つに分岐され、１
本はダイレクトに、もう１本はバツフアメモリー25を介
してCPU27の指令に従ってセレクト動作する後段のセレ
クター26に接続される。

CCDなどのイメージセンサは通常、一定間隔の周期で
出されるクロツクのもとで動作する。また、一ラインの
画像データの処理には２周期（2T）が必要で、第３図に
示すように、最初の周期において画像の読み取りが、次
の周期においては読み取ったデータの転送が行われる。

通常はセレクター26はダイレクトに画像処理回路24に
つながれており、読み取りの次の周期に転送が行われ
る。しかしながら、ホストが読み取り中断命令を出した
時点で読み取りセンサ21が読んでいるラインのデータは
次の周期には受け付けられず、読み取り再開後に転送さ
れる。このため読み取り再開時にはセレクター26はライ
ンバツフア25につながれており、まず最初に中断前に読
み取った最後のラインの画像データＤがホストへ転送さ
れ、その後セレクター26が切り換えられて通常状態とな
る。

一般的に、パルスモーター９を回転させるときには、
停止状態と定常状態との間を滑らかにつなぐために、ス
ローアツプ、スローダウン（回転数を徐々に上げる、あ
るいは下げる）を用いる。ところがCCDなどのイメージ
センサにおいては、１ラインの読み取り時間間隔（蓄積
時間）を一定に保つ必要があるので、読み取りの中断／
再開（以下ストツプ／スタートと略す）の際には、前述
のスローアツプ、スローダウンを用いることができず、
定常状態の回転数でいきなり停止／回転させなければな
らない。すなわち、イメージセンサの１ライン当りの蓄
積時間をＴ、１ラインの送りに要するパルスモーターの
パルス数をｎとするならば、ストツプ／スタートの際に
は、モーターはn/T（pps）の速度でいきなり停止／回転
をしなければならない（第３図のSPM）。

第４図（ａ）のような原稿を、途中にストツプ／スタ
ートSPを入れて読み取らせると、その出力は第４図
（ｂ）のように、ストツプ／スタートSP前後の画像がき
れいにつながらない場合がある。この原因の一つとして
急激なストツプ／スタートによる露光走査手段の振動が
あるが、振動の影響を排除した後でも依然として同図の
ような画像乱れがみられる。

そこで、スタート直後の読み取り同期信号、モーター
駆動パルス、モーターの回転、露光走査機構の動きにつ
いて調べたところ、露光走査機構の動きが第３図中
（ａ）のような結果となると予期していたところが
（ｂ）のようにモーター駆動パルスを与えてから若干の
遅れをもって露光走査機構が移動するという結果が得ら
れた。

第３図中、Hsyncはイメージセンサの蓄積時間Ｔ（mse
c）ごとに出力される読み取り同期信号、SPMはHsyncに
同期して出されるパルスモーター駆動信号である。本例
においては、パルスモーター９に４パルスを与えること
により１ライン分の送りを行っている。同図中（ｂ）よ
り、中断後のスタート時、パルスモーター９の回転開始
に対して露光走査機構が動き始めるまでに大きなタイム
ラグt1があることがわかる。これは、パルスモーター９
の駆動パルスに対する露光走査機構の追従遅れによるも
のである。

このタイムラグt1による画像乱れをなくすための動作
シーケンスを第５図に示す。すなわち、ホストからの読
み取り再開命令受信後、スタート直後第１ライン目の読
み取り同期信号Hsyncよりも前記タイムラグt1分パルス
モーター９の駆動パルスSPMを早く出す。これにより露
光走査機構は読み取り同期信号Hsyncと同時に動き始め
る。前述のように、原則としてモーター駆動パルスSPM
は読み取り同期信号Hsyncに同期して出されるので、前
記タイムラグ分と１ライン目の読み取り時間すなわち
（t1＋Ｔ）（msec）の間に４パルスを与えて１ライン送
り、２ライン目以降は従来通り読み取り同期信号Hsync
に同期した駆動パルスを与える。

なお、１ライン目の４パルスの間隔は（t1＋Ｔ）を４
等分してもよいし、同図中の括弧内に示すように４パル
スの間隔の和が（t1＋Ｔ）になるように適当に配分して
もよい。

第５図示のような制御を行うことにより露光走査機構
は読み取り同期信号Hsyncに完璧に追従して走査するの
で、読み取り画像の出力は途中にストツプ／スタート動
作があっても滑らかにつながり、第４図（ｂ）のような
つなぎ目の画像乱れが現れることがなくなる。

なお、原稿先端の読み取り開始において上記のような
制御を行っても読み取り画像を悪くすることはいっさい
ないので、読み取り開始から中断後の再開かの判断をし
て制御方法を変える必要はない。

上述の例においては、１ラインの送りに要するパルス
数を４パルスとして説明したが、パルス数に関わらず同
様に実施することができる。また、駆動伝達手段として
ギヤとワイヤを、露光走査手段として1:1/2光学系を用
いた例について説明したが、これに限ったものではな
い。例えば、駆動伝達手段にタイミングプーリやベルト
を用いたものや、露光走査機構としてはミラーやレン
ズ、イメージセンサを一つのユニツトに組み込んだ一体
型のものにも応用でき、また、ミラーやレンズ、イメー
ジセンサの位置を固定し、原稿載置ガラス３をパルスモ
ーターにて移動せしめる構成にも応用できる。

また、中断時の読取りラインのデータを再開時にホス
トに送出するために、第２図示の如く、バツフアメモリ
ー25を設けたが、この構成に限らず、複数ライン分の読
み取りデータを格納可能な、例えば、RAM等からなるメ
モリを設け、そのメモリの読出し位置を通常時と再開時
とで異ならしめる様制御することによっても、同様に動
作可能である。

〔実施例２〕 ところで、露光走査機構の振動やワイヤの伸縮の大き
さは、パルスモーターの駆動方法に大きく依存する。す
なわち、パルスレート、電流値の設定によりモーターの
トルクやそれ自体の振動は大きく変化し、引いては露光
走査手段やワイヤにも影響を及ぼす。

前述の例においては、読み取り同期信号に対する露光
走査手段のタイムラグt1分だけ露光走査機構を早く動か
す方法について説明したが、露光走査機構の読み取り同
期信号Hsyncに対する先行時間は厳密にt1に一致させる
必要はない。すなわち、タイムラグによる画像への影響
のない範囲で読み取り同期信号Hsyncに先行してパルス
印加を開始する先行時間t2を、t2＝t1＋dt（−t1＜dt）
のように設定することができる。

第６図は、この先行時間t2の値をいろいろに変えたと
きの露光走査機構の振動を測定した結果である。露光走
査機構の振動が明らかにt2に依存していることがわか
る。したがって、タイムラグ分を吸収し、なおかつ振動
が量も少なくなるようにt2を設定することにより、さら
に画質の向上を図ることができる。

〔実施例３〕 画像読み取り装置がスタンバイ状態にあるときや、読
み取り途中でもホストからの中断命令によって途中停止
しているとき、パルスモーター９にはその停止位置を保
つためにホールド電流が流される。

第７図はパルスモーター用の定電圧駆動回路の例であ
るが、上述のモーターのホールド状態においては回転時
のように大きなトルクを必要としないので、同図中のト
ランジスタtrをホールド信号HOLDをローレベルとするこ
とによりオフにして、直流電圧を抵抗Ｒを介してパルス
モーター９に印加することによりパルスモーター９のコ
イルに流れる電流を少なくする。

ところで、前述の第５図示の例ではスタート時のパル
スモーター９への供給パルスの周波数が小さくなるた
め、起動トルクは定常回転時に比べて小さくてすむはず
であるが、定電圧駆動においては、第８図（ａ）に示す
如く、第７図点に逆にパルス間隔が長くなる分パルス
モーター９に通電する電流値が増え、必要以上に大きな
トルクが与えられることになる。この余分なトルクは露
光走査手段の振動の原因となる。

そこで、スタート時にも上述のホールド用の回路を用
いてパルスモーター９への電流値を第８図（ｂ）の如く
減らすことにより、振動を抑えることができる。

なお、上記においては既存の回路を変えずに振動を抑
える方法を述べたが、第９図に示すようにバイパスを増
やしてスタート時とホールド時の回路を分け、停止時に
はホールド信号HOLD1及びHOLD2をローレベルとし、トラ
ンジスタtr1,tr2をともにオフ状態とすることにより、
また、スタート時にはホールド信号HOLD1のみをローレ
ベルとし、トランジスタtr1,tr2をオフ，オン状態とす
ることにより、停止時及びスタート時において、パルス
モーター９へ印加される電流値を抑える構成としてもよ
い。

〔実施例４〕 〔実施例１〕においては、スタート後２ライン目以降
は露光走査手段が読み取り同期信号に追従するものとし
て考えたが、露光走査機構の重量等により第10図に示す
ように、２ライン目においてもまだタイムラグがある場
合が考えられる。

このような場合には、最初のタイムラグ分と２ライン
読み取り時間、すなわち（t1＋2T）の間に２ライン分の
駆動パルス、すなわち８パルスを与えてやればよい。た
だし、この場合一度読み取りを始めると最低２ラインを
読まなければならなくなるので、第２図中の画像処理用
のバツフアメモリー25は最低２ライン分の容量が必要で
ある。

同様に、タイムラグがｎラインにわたって存在するな
らば、（t1＋ｎ＊Ｔ）の間に４＊ｎパルスを割り振って
やることにより、タイムラグの影響を少なくすることが
できる。この場合ｎライン分のラインバツフアが必要な
ことはいうまでもない。

なお、本実施例においても〔実施例２〕や〔実施例
３〕の方式を採用することができる。

〔発明の効果〕 本願発明の請求項１によれば、所定周期で出される同
期信号に同期して原稿画像の蓄積を行う読取手段と、前
記読取手段の読取位置を移動させる移動手段と、前記読
取手段の読取位置を一定速度で移動させるために、前記
同期信号の１周期内に一定数のパルスが出る所定周波数
の駆動信号を、前記同期信号に同期して前記移動手段に
供給する駆動手段とを有し、前記移動手段が静止してい
る状態において、原稿の読取りを開始するとき、前記同
期信号の１つを基準として、その基準に合せて前記駆動
手段が前記所定周波数の駆動信号を供給開始するととも
に、基準直後からのそれぞれの周期で蓄積された原稿画
像を出力すれば、駆動信号の供給開始当初は、前記読取
位置が移動開始しない期間が発生し、前記基準直後の少
なくとも１周期に前記読取位置の移動の遅れが発生する
ため、前記基準直後の少なくとも１周期に蓄積された原
稿画像に歪みが生ずる画像読み取り装置において、原稿
の読取りを開始するときに、前記駆動手段は、駆動信号
の供給を、前記読取位置が移動開始しない期間分、前記
基準より先に開始し、そのときに供給する駆動信号とし
て前記遅れを解消させるパルスパターンを使用し、その
パルスパターンの駆動信号を前記基準直後の所定数の周
期まで供給した後、前記所定周波数の駆動信号に切り換
え、前記パルスパターンの駆動信号のパルス数は、前記
所定数に前記一定数をかけた数と同数であり、前記読取
手段は、基準直後からのそれぞれの周期で蓄積された原
稿画像を出力するので、前記歪みが生ずることを防止で
きる。

また、本願発明の請求項３によれば、ライン毎に原稿
画像の読取処理を行う読取手段と、前記読取手段の読取
位置を移動させる移動手段と、前記移動手段による前記
読取手段の読取位置の移動の遅れが発生する期間は、前
記移動手段による前記読取手段の読取位置の移動の遅れ
が解消した後に前記移動手段へ供給される駆動信号より
長いON期間と低い周波数を持つ駆動信号を前記移動手段
へ供給する駆動手段と、前記駆動信号における前記ライ
ン単位の前記遅れが発生する期間の供給電力と前記遅れ
が解消した後の供給電力との差に基づく前記移動手段の
移動の歪みが発生することを防止するために、前記遅れ
が解消した後の駆動信号より前記遅れが発生する期間の
駆動信号を低減する制御手段とを有するので、前記歪み
が発生することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した画像読み取り装置の構成概略
図、第２図は本発明を実施した画像読み取り装置のブロ
ツク図、第３図は画像読み取り動作を示すタイミングチ
ヤート図、第４図は読み取り画像と再生画像の例を示す
図、第５図，第８図及び第10図は本発明を実施した画像
読み取り装置の動作を示すタイミングチヤート図、第６
図は露光走査機構の振動状態を示す図、第７図，第９図
はパルスモーターの駆動回路図、第11図は一般的な読み
取り装置の構成を示す図であり、 1:イメージセンサ 3:原稿台ガラス 5:ランプユニツト 6:ミラーユニツト 7:レンズ 9:パルスモーター

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定周期で出される同期信号に同期して原
   稿画像の蓄積を行う読取手段と、 前記読取手段の読取位置を移動させる移動手段と、 前記読取手段の読取位置を一定速度で移動させるため
   に、前記同期信号の１周期内に一定数のパルスが出る所
   定周波数の駆動信号を、前記同期信号に同期して前記移
   動手段に供給する駆動手段とを有し、 前記移動手段が静止している状態において、原稿の読取
   りを開始するとき、前記同期信号の１つを基準として、
   その基準に合せて前記駆動手段が前記所定周波数の駆動
   信号を供給開始するとともに、基準直後からのそれぞれ
   の周期で蓄積された原稿画像を出力すれば、駆動信号の
   供給開始当初は、前記読取位置が移動開始しない期間が
   発生し、前記基準直後の少なくとも１周期に前記読取位
   置の移動の遅れが発生するため、前記基準直後の少なく
   とも１周期に蓄積された原稿画像に歪みが生ずる画像読
   み取り装置において、 原稿の読取りを開始するときに、前記駆動手段は、駆動
   信号の供給を、前記読取位置が移動開始しない期間分、
   前記基準より先に開始し、そのときに供給する駆動信号
   として前記遅れを解消させるパルスパターンを使用し、
   そのパルスパターンの駆動信号を前記基準直後の所定数
   の周期まで供給した後、前記所定周波数の駆動信号に切
   り換え、 前記パルスパターンの駆動信号のパルス数は、前記所定
   数に前記一定数をかけた数と同数であり、 前記読取手段は、基準直後からのそれぞれの周期で蓄積
   された原稿画像を出力することを特徴とする画像読み取
   り装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記移動手段の読取位置が静止している状態とは、原稿
   画像の読取り中に読取りが中断した後の状態であり、そ
   の状態であるときに、原稿画像の読取再開指示を外部コ
   ンピュータから入力する入力手段とを有し、 前記駆動手段は、前記外部コンピュータからの前記読取
   再開指示に応じて、前記パルスパターンの駆動信号を供
   給開始することを特徴とする画像読み取り装置。
3. 【請求項３】ライン毎に原稿画像の読取処理を行う読取
   手段と、 前記読取手段の読取位置を移動させる移動手段と、 前記移動手段による前記読取手段の読取位置の移動の遅
   れが発生する期間は、前記移動手段による前記読取手段
   の読取位置の移動の遅れが解消した後に前記移動手段へ
   供給される駆動信号より長いON期間と低い周波数を持つ
   駆動信号を前記移動手段へ供給する駆動手段と、 前記駆動信号における前記ライン単位の前記遅れが発生
   する期間の供給電力と前記遅れが解消した後の供給電力
   との差に基づく前記移動手段の移動の歪みが発生するこ
   とを防止するために、前記遅れが解消した後の駆動信号
   より前記遅れが発生する期間の駆動信号を低減する制御
   手段とを有することを特徴とする画像読み取り装置。