JP3370370B2 - 光走査型画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、印刷機、ファックス、
複写機、デジタルスキャナ等の分野で用いられる光走査
型画像読取装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、複写機やデジタル複写機等におい
ては、複写する前に原稿について種々な要素が検知でき
ると、原稿を複写する際に複写条件を整えることがで
き、これにより品質の高い複写が可能となる。この場
合、任意の大きさの原稿サイズや、原稿地肌の濃度、原
稿の向きが読取前の段階で事前に判れば、複写品質の向
上に役立たせることができる。このように任意の大きさ
の原稿サイズを知る従来例としては、特開平４−１７８
６０１号公報に「グレーティングアレイ及びその製造方
法」として開示されているものがある。図９は、グレー
ティングアレイ（ホログラム）を、複写機の原稿サイズ
判別装置の原稿サイズ判別用フォトセンサとして応用し
た例を示すものである。原稿台１の内部下方の３個所に
は、原稿サイズ判別用フォトセンサ２が配置されてい
る。これら原稿サイズ判別用フォトセンサ２は、図示し
ない、前記ホログラムと、光源と、受光センサとを備え
ている。このような構成において、光源からの光をホロ
グラムにより３ビームａ，ｂ，ｃに分割し、これら３ビ
ームａ，ｂ，ｃは原稿台１上に設置された原稿の大きさ
を読取った後、その反射散乱された光は再び原稿サイズ
判別用フォトセンサ２内に導かれ受光センサに検知さ
れ、これにより原稿サイズを知ることができる。このよ
うに、ホログラムにより光源からの光を３つに分け、１
個で３個分のセンサの働きをもたせているため、従来の
一台の複写機に９個用いていたセンサを３個で済ませる
ことができる。 【０００３】また、上述したようなホログラムを用いた
従来例としては、特開昭５３−１１７３３３号公報に
「情報読取装置」として開示されているものがある。図
１０は本装置の外観構成を示すものである。半導体レー
ザ３から出射されたレーザ光は、穴開きミラー４の中央
の穴を通過した後、モータ５により回転されるホログラ
ムスキャナ６（ホログラムディスク）に入射し、これに
よりその面に形成されたホログラム６ａの回折集光作用
によって走査線Ｓｏが作られ、これによりバーコード７
面上を走査し、バーコード情報の読取りが行われる。そ
して、そのバーコード７面上で反射散乱された光は、再
びホログラムスキャナ６上に戻るが、今度は最初に入射
した時のホログラム６ａの位置とは別のホログラム６ａ
の位置に入射し、その後集光して穴開きミラー４の反射
面４ａにより反射されて光検知器８に導かれ、これによ
りその信号光を解析することによってバーコード情報を
得ることができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前述した図９に示した
ように、光を原稿面に照射してその紙面での反射散乱光
を検知して原稿サイズを読取るような場合、３個以上の
センサを必要とし、作成時の取付け作業が多いという欠
点がある。しかも、このように原稿面からの反射散乱光
をセンサにより検知する単機能であるため、所定の大き
さの原稿サイズ、例えばＡ系列、Ｂ系列の大きさの用紙
しか検知できず、それ以外の任意サイズの原稿検知はで
きなかった。 【０００５】また、図９のような原稿サイズの読取方法
以外の方法としては、スキャナを用いて一度スキャンし
てその大きさを知る方法があるが、このように読取る前
の段階で一度スキャンするためユーザを待たせることに
なり、これによりユーザ側に動作が遅い、使いづらいと
いう印象を与える結果となる。このような場合、前述し
た図１０のような回転するホログラムを用いてスキャン
ニングする方法をとれば敏速に対応させることが可能と
なるが、従来においてはこのような手段を有効に適用さ
せた例は見当らない。 【０００６】 【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、多種類の大きさの原稿を用い、その原稿面に光を照
射して走査線を形成し、この走査線から反射された光を
検出することにより原稿画像を読取り、その読取った原
稿画像を複製する光走査型画像読取装置において、一重
以上の円形の走査線を発生させる多重走査線発生手段を
有して前記原稿面に入射する光を走査させる光走査手段
と、この走査された光を前記原稿面に照射し走査線を描
きこれにより反射散乱された光を検知する走査光検知手
段と、この検知された光の強弱と前記走査線の位置情報
により前記原稿の大きさと傾きを算出する算出手段とを
備えるようにした。 【０００７】 【作用】請求項１記載の発明においては、多重走査線発
生手段を設け、一重以上の円形の走査線を用いて読取る
ことにより、情報量を多くとることができ、誤って原稿
の大きさを読むことを少なくさせることが可能となる。 【０００８】 【実施例】本発明の基礎となる構成例を図１〜図３に基
づいて説明する。なお、従来技術（図１０参照）と同一
部分についての説明は省略し、その同一部分については
同一符号を用いる。 【０００９】本構成例は、種々の原稿サイズを検知する
ために、光走査型画像読取装置として、レーザビームを
走査する前述した図１０のようなスキャナを用いて構成
したものである。そこで、そのようなスキャナを用いて
構成した理由について述べる。集光したレーザビーム
は、原稿面からの反射散乱光を検知する場合、多くの情
報を内包して戻ってくる。例えば、ビームのどの位置で
物体（原稿面）に照射されたかにより、光検知器上にお
ける信号光の形や大きさが変化する。このことは言い替
えれば、光検知器上の信号光の大きさや物体の形を検出
すれば、物体の位置がわかる。また、基準とする白地か
らの反射光強度との比較を行うことによって地肌の濃度
を知ることができる。そこで、このような理由から、以
下に述べるような構成としたものである。 【００１０】図１は、光走査型画像読取装置として複写
機を用いた例を示すものである。本体９の上面には原稿
台としてのコンタクトガラス１０が設けられ、このコン
タクトガラス１０上には原稿１１が載置されている。コ
ンタクトガラス１０の下方領域には走査用に広い領域と
されたスペース１２が設けられ、このスペース１２の下
面側には光走査手段としての光偏向器（ここでは、ホロ
グラムスキャナ６）が配置されている。このホログラム
スキャナ６の面にはホログラム６ａが形成されており、
その下方には、穴開きミラー４、光源としての半導体レ
ーザ３が配置されている。また、穴開きミラー４の反射
面４ａに対向する横方向には、走査光検知手段としての
光検知器８が位置している。この穴開きミラー４を用い
て再帰光学系の構成とした方がノイズの発生が少なくＳ
Ｎがよい。 【００１１】この場合、光偏向器としてホログラムスキ
ャナ６を用いているが、ガルバノミラーや回転ミラーを
用いてもよい。また、ホログラム６ａを用いて構成した
理由としては、原稿１１に当たる入射角や距離が変わる
と受光強度は極端に変わり、原稿１１と原稿１１でない
領域との境が発見しにくくなり、ミラーを多用して原稿
面に入射する光の光学パス長を等しくかつ入射角を等し
くしてもよいが、光学系の構成が複雑化する。そこで、
ホログラム６ａを用いたものであり、特に、ブレーズド
格子、或いは、バイナリーホログラムを透過型ホログラ
ムとして用いることにより、極めて単純な構成で、回折
効率が高く高性能なものとすることができる。なお、反
射ミラーや反射型ホログラムを用いると、光はスキャナ
の上部から入射させなければならず、他の可動部の邪魔
になり、可動部の通路を確保するためにスペースを要す
ることから、本構成例ではこの反射型ホログラムは使用
しない。 【００１２】また、本装置は、光検知器８により検知さ
れた光の強弱と走査線Ｓの位置情報により原稿１１の大
きさと傾きを算出する、図示しない算出手段を有してい
る。 【００１３】このような構成において、図１のような構
成の装置を用いて算出手段により原稿１１の大きさと傾
きを算出する具体的な例について述べる。半導体レーザ
３から出射されたＬＤ光などの指向性の高い光ビーム
は、図１０と同様な動作原理により、ホログラムスキャ
ナ６により原稿面上で走査され、その反射散乱光を光検
知器８により信号光として検知する。図２は、走査位置
によって走査線Ｓが原稿面に当たって反射しているか否
かを示したものである。Ａ領域は原稿面に当たって反射
している領域を示し、Ｂ領域は原稿面に当たらず反射し
ている領域を示したものである。このように信号光の強
弱の大きな変化点の前後により原稿１１に当たっている
か外れているかがわかる。 【００１４】そこで、今、走査線Ｓのどこかを、或い
は、ホログラムスキャナ６の回転用のモータ５のどこか
を基準にして、読取窓のどこから原稿１１に照射され、
どこから外れたかを検知し、それらの情報をもとに算出
手段を用いて簡単な計算を行うと、原稿１１の大きさや
向きを知ることができる。図３は、コンタクトガラス１
０上にセット（左下角を基準とする）されたＡ５，Ａ
４，Ａ３，Ｂ５，Ｂ４の各原稿１１に対応する回転駆動
側の基準位置となる走査線Ｓとの位置関係を示すもので
ある。この場合、原稿面からの反射光量の高い信号光が
得られるＡ領域は、走査線Ｓの矢印方向に向かって、Ａ
５〜Ａ５、Ａ４〜Ａ４、Ａ３〜Ａ３、Ｂ５〜Ｂ５、Ｂ４
〜Ｂ４に相当する部分となる。また、このようなＡ，Ｂ
系列以外の大きさについても判別することは可能であ
る。 【００１５】従って、このようにして走査線Ｓを用いて
検知し算出手段により演算処理することによって、原稿
サイズの大きさや傾き（原稿平面内における傾き）を瞬
時に知ることができ、これにより、従来のような多数の
センサは不要となり、１個のセンサのみで様々な大きさ
の原稿１１に関するデータをとることができ、薄型コン
パクトな構成とすることもできる。 【００１６】次に、本発明の他の構成例を図４及び図５
に基づいて説明する。なお、前述の構成例と同一部分に
ついての説明は省略し、その同一部分については同一符
号を用いる。 【００１７】ここでは、光走査手段であるホログラムス
キャナ６に、原稿面までの入射角が一定で、かつ、検知
位置までの距離が一定となるような走査線Ｓを発生させ
る走査線入射角距離一定発生手段としてのホログラム１
３を形成したものである。この場合、ホログラム１３と
しては透過型のものを用いるが、単に普通のホログラム
だと２本対称的な走査線（図示せず）が発生しこれらは
検知される信号を混乱させる。そこで、本構成例におけ
る透過型のホログラム１３としては、１本の走査線Ｓの
みを発生させるブレーズド格子、或いは、バイナリーホ
ログラムを使用する。 【００１８】このように原稿面への入射角度、検知位置
までの距離が一定となることによって、反射散乱光のレ
ベルが一定となるため、前述した図２に比べて図５に示
すように常に安定した信号光強度を得ることができる。
また、これに伴い、信号処理系は簡単な構成の装置とす
ることができ、誤読取りも少なくすることができる。 【００１９】次に、本発明の一実施例を図６に基づいて
説明する。なお、前述の構成例に記載の発明と同一部分
についての説明は省略し、その同一部分については同一
符号を用いる。 【００２０】ここでは、光走査手段であるホログラムス
キャナ６に、一重以上の円形の走査線を発生させる多重
走査線発生手段としてのホログラム１４を形成したもの
である。この場合、ホログラム１４は、いくつかの空間
周波数の異なる格子（より疎な空間周波数とより密な空
間周波数）に分割されており、ホログラム１４の密な格
子により回折された回折光１５ａは円形の走査線Ｓａを
描き、ホログラム１４の疎な格子により回折された回折
光１５ｂは円形の走査線Ｓｂを描くことになり、これに
より円形の走査線Ｓａ，Ｓｂを多重に走査する。 【００２１】従って、このように円形の走査線Ｓａ，Ｓ
ｂを多重に走査することによって、多くの情報が得ら
れ、原稿１１の任意の大きさや傾きの情報を瞬時にしか
もより正確に検知することができる。この場合、さら
に、ミラー等の光学系を用いて互いに交差する走査線
（図示せず）を発生させると、原稿１１に関するより多
くの信号を取込むことができるため一段と正確な情報を
得ることができる。しかも、信号処理系は簡単な構成の
装置とすることができ、誤読取りも少なくすることがで
きる。 【００２２】次に、本発明のさらに他の構成例を図１に
基づいて説明する。なお、前述の構成例及び実施例に記
載の発明と同一部分についての説明は省略し、その同一
部分については同一符号を用いる。 【００２３】ここでは、図１の装置において、原稿面の
読取個所以外の領域に基準白色原稿１６を設置した。ま
た、本装置は、この基準白色原稿１６を走査して得られ
た基準白色原稿情報と原稿面からの原稿情報とを比較し
原稿１１の地肌の濃度を検知する、図示しない原稿地肌
濃度算出手段を有している。 【００２４】これにより、走査線Ｓがその基準白色原稿
１６を走査し、原稿地肌濃度算出手段を用いてその基準
白色原稿１６の情報と原稿情報とを比較することによっ
て、原稿１１の地肌の濃度も検知することができ、複写
のコピー濃度の調整が行え、色原稿でもコントラストの
はっきりした複写を行うことができる。 【００２５】次に、本発明のさらにまた他の構成例を図
７及び図８に基づいて説明する。なお、前述の各構成例
及び実施例の発明と同一部分についての説明は省略し、
その同一部分については同一符号を用いる。 【００２６】前述した構成例及び実施例記載の発明まで
は、ホログラムスキャナ６により走査された光を原稿面
に斜めに照射させるために、図１に示したように原稿１
１とホログラムスキャナ６との間に広いスペース１２を
必要としたが、このような構成では機器の薄型化にとっ
て障害となる。そこで、本構成例では、そのスペース１
２を極力狭くとるための構成としたものである。 【００２７】図７に示すような本装置の構成において、
狭い領域とされたスペース１２の下面に位置して、コン
タクトガラス１０と平行に光を走査するための光平行走
査手段としての光走査機（ここでは、ポリゴンミラー１
７）が配置されている。また、このスペース１２内に
は、ポリゴンミラー１７により平行に走査された光の進
行光路を変え原稿面に垂直に入射させる複数個のミラー
１８ａからなるミラー光学系１８が設けられている。 【００２８】その他の構成として、図１と同様に、原稿
面で走査線Ｓｃを描きこれにより反射散乱された光がミ
ラー光学系１８による進行光路とは逆の戻光路を辿り途
中で分離された光を検知する走査光検知手段としての光
検知器８や、この検知された光の強弱と走査線Ｓｃの位
置情報により原稿１１の大きさと傾きを算出する図示し
ない算出手段が設けられている。 【００２９】このような構成において、ポリゴンミラー
１７により原稿面に平行に走査された光は複数のミラー
１８ａにより光路を変え原稿１１に垂直に入射し、これ
により図８に示すような走査線１９を描く。そして、反
射散乱された光は、再帰光学系で戻ってきて光検知器８
に導かれ、これにより信号光を検出し情報を得ることが
できる。従って、このように走査スペースを薄くとりミ
ラー１８ａを用いて原稿面に対して平行化することによ
って、複写機やスキャナ自体の構成の薄型化を図ること
ができ、これによりどのような大きな原稿１１でも読取
ることができる。しかも、再帰光学系としているため、
原稿サイズを検知する際のＳＮをよくすることができ
る。 【００３０】なお、光走査機としては、ポリゴンミラー
１７の他に、ディスク型或いは円筒型のホログラムスキ
ャナや、ガルバノミラーを用いてもよい。また、上記構
成は垂直入射としたが、構造上斜め入射としたり、いく
つかのセンサを設けてやぶにらみ式の検知手段をとって
もよい。 【００３１】 【発明の効果】本発明は、多種類の大きさの原稿を用
い、その原稿面に光を照射して走査線を形成し、この走
査線から反射された光を検出することにより原稿画像を
読取り、その読取った原稿画像を複製する光走査型画像
読取装置において、一重以上の円形の走査線を発生させ
る多重走査線発生手段を有して前記原稿面に入射する光
を走査させる光走査手段と、この走査された光を前記原
稿面に照射し走査線を描きこれにより反射散乱された光
を検知する走査光検知手段と、この検知された光の強弱
と前記走査線の位置情報により前記原稿の大きさと傾き
を算出する算出手段とを備えるようにしたので、多重走
査線発生手段を設け、一重以上の円形の走査線を用いて
読取ることにより、情報量を多くとることができ、誤っ
て原稿の大きさを読むことを少なくさせることができる
ものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の基礎となる構成例である光走査型画像
読取装置の構成を示す側面図である。 【図２】走査位置に対する信号光強度の様子を示す特性
図である。 【図３】走査線に対応する原稿からの反射光量の高い領
域を示す模式図である。 【図４】他の構成例である光走査状態を示す斜視図であ
る。 【図５】走査位置に対する信号光強度の様子を示す特性
図である。 【図６】本発明の一実施例である光走査状態を示す斜視
図である。 【図７】さらに他の構成例である光走査型画像読取装置
の構成を示す側面図である。 【図８】原稿面上での走査パターンを示す模式図であ
る。 【図９】従来の原稿台に設けられる原稿サイズ判別用フ
ォトセンサの配設位置を示す平面図である。 【図１０】従来のホログラムディスクを備えた光走査型
画像読取装置の構成を示す斜視図である。 【符号の説明】 ６ 光走査手段 ８ 走査光検知手段 １１ 原稿 １３ 走査線入射角距離一定発生手
段 １４ 多重走査線発生手段 １６ 基準白色原稿 １７ 光平行走査手段 １８ ミラー光学系 １８ａ ミラー Ｓ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ 走査線

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 多種類の大きさの原稿を用い、その原稿
   面に光を照射して走査線を形成し、この走査線から反射
   された光を検出することにより原稿画像を読取り、その
   読取った原稿画像を複製する光走査型画像読取装置にお
   いて、一重以上の円形の走査線を発生させる多重走査線
   発生手段を有して前記原稿面に入射する光を走査させる
   光走査手段と、この走査された光を前記原稿面に照射し
   走査線を描きこれにより反射散乱された光を検知する走
   査光検知手段と、この検知された光の強弱と前記走査線
   の位置情報により前記原稿の大きさと傾きを算出する算
   出手段とを備えたことを特徴とする光走査型画像読取装
   置。