JP3921685B2 - 原稿読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットベッド型スキャナーのような原稿読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来のフラットベッド型スキャナーの一例を示した図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）はカバーを除いた状態での上面図を示している。図において、５０はフラットベッド型スキャナー（以下、単にスキャナーと記す）、５１はスキャナーの筐体、５２は筐体５１の上面に設けられた透明ガラスからなる原稿読取面、５３は開閉自在なカバーである。
【０００３】
筐体５１の内部には、原稿読取面５２に載置された原稿（図示省略）を走査しながら光学的に読み取る可動式のイメージセンサ５４が設けられている。イメージセンサ５４は、たとえば密着形イメージセンサ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ；ＣＩＳ）からなり、図示しないキャリッジモータにより矢印方向へ移動可能となっている。
【０００４】
５５はイメージセンサ５４に取り付けられたホームポジション検出用の突片、５６はフォトインタラプタからなるセンサであって、イメージセンサ５４がホームポジションにあるときに、センサ５６の光路が突片５５により遮断されることによりホームポジションが検出され、この位置が原稿読み取りの基準位置として設定される。
【０００５】
５７はイメージセンサ５４の走査開始位置付近においてイメージセンサ５４と対向するように設けられたキャリブレーションシートであって、読み取った画像の白黒レベルを調整するためのものである。このキャリブレーションシート５７は、図９に示したように、白パターン５８および黒パターン５９を有する白黒パターン６０から構成されている。
【０００６】
上記のようなスキャナー５０にあっては、原稿読み取りの基準位置を検出するためのセンサ５６を設ける必要があるため、部品点数が多くなってコストが高くなるという問題がある。また、センサ５６を設けただけでは、イメージセンサ５４の傾き（移動方向と直交する方向に対する傾き）を検出することはできないため、イメージセンサ５４の傾きに起因する色ずれ等が発生するという問題がある。
【０００７】
そこで、専用のセンサを設けることなく、特定のパターンをイメージセンサで読み取ることによって基準位置を検出するようにした原稿読取装置が、下記の特許文献１〜３において提案されている。また、特定のパターンをイメージセンサで読み取ることによってイメージセンサの傾きによる色ずれを補正するようにした原稿読取装置が、下記の特許文献４において提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６４−１６０６７号公報（第３−４頁、第３図）
【特許文献２】
特公平８−１０８９４号公報（第３頁、第３図）
【特許文献３】
特開２０００−６９２３７号公報（第３頁、図３）
【特許文献４】
特開平９−３２１９４８号公報（第６−１１頁、図１−１２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の装置では、原稿スケールの裏側に設けた黒色パターンをイメージセンサで読み取り、読取信号が白から黒になり再び白になった位置をもって基準位置としている。また、上記特許文献２の装置では、パターン板の白パターンの幅を計数することにより原稿スケールの先端位置を検出している。また、特許文献３の装置では、白色板と黒色板との境界が検出されたときの位置をもって基準位置としている。しかしながら、これらの先行技術では、パターンの取り付け位置のばらつきにより、基準位置を高精度に設定することが困難であり、安定した品質の装置が得られないという問題がある。また、特許文献４の装置では、真円からなる基準パターンを読み取るタイミングに基づいてイメージセンサの傾きを補正するようにしているが、この方式では演算処理が複雑になって高価になるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、原稿読み取りの基準位置を高精度に設定することが可能な原稿読取装置を提供することにある。また、本発明の他の課題は、イメージセンサの傾きを簡単な手段により検出できる原稿読取装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では、白黒レベル調整用のキャリブレーションシートに、原稿読み取りの基準位置を検出するための第１の検出パターンを設ける。この検出パターンは、イメージセンサの移動方向に幅が連続的に変化する形状のパターン、たとえば三角パターンからなる。そして、イメージセンサの走査により上記検出パターンの幅を順次読み取り、この幅があらかじめ設定された所定値になったときのイメージセンサの位置を原稿読み取りの基準位置として設定する。
【００１２】
このような本発明においては、イメージセンサを移動させながら検出パターンの幅を連続的に読み取って行き、幅が所定値になったときに基準位置を設定するので、キャリブレーションシートの取り付け位置にばらつきがあっても、上記所定値を調整することによって、常に正確な基準位置を設定することが可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る原稿読取装置では、キャリブレーションシートに、第１の検出パターンに加えて、イメージセンサの傾きを検出するための第２の検出パターンを設ける。この第２の検出パターンは四角パターンからなる。第１および第２の検出パターンは、イメージセンサの移動方向と直交する方向に配列されていて、四角パターンは白黒パターンの両側付近に１対設けられる。そして、イメージセンサの走査によりそれぞれの四角パターンの外側における基準位置から原稿側端部までの距離を検出し、各検出距離が等しければイメージセンサの傾きがないと判定し、各検出距離が等しくなければイメージセンサが傾いていると判定する。これによると、第１の検出パターンにより原稿読み取りの基準位置を検出できるとともに、第２の検出パターンによりイメージセンサの傾きも検出することができる。そして、イメージセンサの傾きの検出にあたっては、検出距離を比較するだけで傾きを検出できるため、複雑な演算処理が不要となる。また、長い距離にわたってイメージセンサの傾きを検出するため、幅の短い単一の四角パターンだけで傾きを検出する場合に比べて、検出精度を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る原稿読取装置の一例であるフラットベッド型スキャナーの図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）はカバーを除いた状態での上面図を示している。図において、１０はフラットベッド型スキャナー（以下、単にスキャナーと記す）、１はスキャナーの筐体、２は筐体１の上面に設けられた透明ガラスからなる原稿読取面、３は開閉自在なカバーである。
【００１５】
筐体１の内部には、原稿読取面２に載置された原稿（図示省略）を走査しながら光学的に読み取る可動式のイメージセンサ４が設けられている。イメージセンサ４は、たとえば密着形イメージセンサ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ；ＣＩＳ）からなり、図示しないキャリッジモータにより矢印方向へ移動可能となっている。
【００１６】
５はイメージセンサ４の走査開始位置付近においてイメージセンサ４と対向するように設けられたキャリブレーションシートであって、図３のように、白パターン６および黒パターン７を有する白黒パターン８と、本発明の特徴をなす検出パターン９とから構成されている。白黒パターン８は、従来と同様に、読み取った画像の白黒レベルを調整するためのものである。検出パターン９は、イメージセンサ４の移動方向と直交する方向（図３で左右方向）に配列された複数個の黒色のパターン９Ａ〜９Ｅからなる。
【００１７】
９Ａは配列方向の中央部に設けられた三角パターン、９Ｂ，９Ｂは三角パターン９Ａの隣に設けられた１対の台形パターン、９Ｃ，９Ｃは台形パターン９Ｂ，９Ｂの隣に設けられた１対の四角パターン、９Ｄ，９Ｄは四角パターン９Ｃ，９Ｃの隣に設けられた１対の四角パターン、９Ｅ，９Ｅは四角パターン９Ｄ，９Ｄの隣に設けられた１対の三角パターンである。三角パターン９Ａ，９Ｅおよび台形パターン９Ｂは、イメージセンサ４の移動方向（図３で上下方向）に幅が変化する形状のパターンであって、本発明における第１の検出パターンを構成する。また、四角パターン９Ｃ，９Ｄは本発明における第２の検出パターンを構成する。
【００１８】
図２は、スキャナー１０の電気的構成を示したブロック図である。１１はイメージセンサ４を含む原稿読取部、１２は筐体１に設けられたキー等からなる操作部、１３はデータを一時的に格納するＲＡＭ、１４はプログラムやパラメータ等を記憶したＲＯＭ、１５は原稿読取部１１で読み取った画像を処理する画像処理部、１６はイメージセンサ４を移動させるためのキャリッジモータ１７を駆動するモータ駆動部、１８はＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などのホスト装置２０と接続するためのインターフェイス、１９は各部の制御を行う制御手段としてのＣＰＵである。
【００１９】
次に、以上の構成を備えたスキャナー１０における基準位置設定およびイメージセンサの傾き検出について説明する。図４は、原稿読み取りの基準位置を設定する原理を説明する図である。イメージセンサ４は最初図１（ａ）の破線に示す待機位置にある。スキャナー１０が読取動作を開始すると、イメージセンサ４は図１の右方向（図３では下方向）へ移動し、走査により検出パターン９を読み取る。このとき、イメージセンサ４により、図４に示した三角パターン９Ａの幅ｄが読み取られる。三角パターン９Ａの底辺の長さをａ、高さをｂとしたとき、イメージセンサ４が三角パターン９Ａの頂点からｘの距離だけ移動したときの幅ｄは、ｄ＝（ａ／ｂ）ｘで求められる。この幅ｄは、イメージセンサ４の移動に伴い連続的に変化するとともに、イメージセンサ４の位置によって一義的に定まる。したがって、イメージセンサ４の原稿読み取り基準位置に対応する幅ｄを所定値としてあらかじめ設定しておき、検出された幅ｄとこの所定値とを比較して、幅ｄが所定値になったときのイメージセンサ４の位置を基準位置として設定する。なお、ここで設定された基準位置は、実際に原稿の読み取りを開始する位置ではない。図３に示すように、この基準位置に原稿読取面２の端部までの距離αを加算した位置が原稿読取開始位置となる。
【００２０】
このようにして、三角パターン９Ａの幅ｄを読み取って所定値と比較することにより、イメージセンサ４の基準位置を容易に設定することができる。また、本発明では、所定値を変更することにより基準位置を可変できるため、製造段階において、キャリブレーションシート５の取り付け位置にばらつきがあっても、所定値の調整により基準位置を精度良く設定することが可能となる。なお、ここでは、中央の三角パターン９Ａを用いて基準位置の設定を行ったが、両端にある三角パターン９Ｅ，９Ｅの１つを用いても、図４と同様の原理に従って基準位置を設定することができる。また、三角パターン９Ａ，９Ｅに代えて、台形パターン９Ｂ，９Ｂの１つを用いて基準位置を設定することも可能である。
【００２１】
次に、イメージセンサ４の傾き検出について説明する。図５は、その原理を説明する図である。イメージセンサ４が傾いていない場合は、図５（ａ）に示すように、四角パターン９Ｄの両側における基準位置から原稿側端部３０までの距離ｙ１，ｙ２を走査により検出したとき、これらの値は等しくなる。一方、イメージセンサ４が傾いている場合は、図５（ｂ）に示すように、四角パターン９Ｄの両側における基準位置から原稿側端部３０までの距離ｙ１，ｙ２を走査により検出したとき、これらの値は等しくない。したがって、ｙ１とｙ２の値を比較するだけで、複雑な演算処理を伴うことなくイメージセンサ４の傾きを容易に検出することができる。また、ｙ１とｙ２の値から演算により傾き角を算出することもできる。なお、ここでは傾きの検出に四角パターン９Ｄを用いたが、四角パターン９Ｃを用いてもよい。
【００２２】
なお、上述したイメージセンサ４の傾き検出は、製造段階での検査において行われる。この場合、傾き角に一定の閾値を設定しておき、傾き角が閾値を超えたときに警報が出力されるようにしておくことで、不良品の検出を確実に行うことができる。また、この傾き検出は、製造時に限らずユーザーでの実使用時に利用することもできる。たとえば、イメージセンサ４の傾きを検出したときに、読取画像の傾きをソフトウエアにより補正すれば、ホスト装置２０の画面に傾きのない画像を表示することができる。また、製造時と同様にイメージセンサ４の傾き角が閾値を超えたときに警報が出力されるようにして、ユーザーに修理を促すこともできる。
【００２３】
図６は、四角パターン９Ｄ，９Ｄの両方を用いてイメージセンサ４の傾きを検出する例である。四角パターン９Ｄ，９Ｄは、イメージセンサ４の移動方向と直交する方向に距離を隔てて、白黒パターン８の両側付近に１対設けられている。この場合は、イメージセンサ４の走査により、それぞれの四角パターン９Ｄ，９Ｄの外側における基準位置から原稿側端部までの距離ｚ１，ｚ２を検出し、これらの距離ｚ１，ｚ２が等しければイメージセンサ４は傾いていないと判定し、距離ｚ１，ｚ２が等しくなければイメージセンサ４が傾いていると判定する。このように、四角パターン９Ｄ，９Ｄの両方を用いて長い距離Ｌにわたってイメージセンサ４の傾きを検出すると、幅の短い単一の四角パターン９Ｄだけで傾きを検出する場合に比べて、検出精度が向上する。
【００２４】
図７は、３つの三角パターン９Ａ，９Ｅ，９Ｅを用いて基準位置の設定とイメージセンサの傾き検出とを行う例である。これらの三角パターン９Ａ，９Ｅ，９Ｅは、イメージセンサ４の移動方向と直交する方向に距離を置いて配列され、三角パターン９Ａは配列方向の中央に、三角パターン９Ｅ，９Ｅは配列方向の両端にそれぞれ位置している。この場合、各パターンの幅を読み取って、いずれかのパターンの幅に基づいて基準位置を設定する。ここでは、三角パターン９Ａの幅ｄ１から図４の原理に従って基準位置を設定する。また、同じ形状（直角三角形）をした三角パターン９Ｅ，９Ｅの幅ｄ２，ｄ３を比較して、イメージセンサ４の傾きの有無を検出する。すなわち、イメージセンサ４が傾いてなければ、基準位置における三角パターン９Ｅ，９Ｅの幅ｄ２，ｄ３は等しく、イメージセンサ４が傾いていれば、幅ｄ２，ｄ３は等しくない。したがって、ｄ２とｄ３の値を比較するだけで、複雑な演算処理を伴うことなくイメージセンサ４の傾きを容易に検出することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、検出パターン９における三角パターンおよび台形パターンをそれぞれ複数個設けた例を示したが、これらのパターンはそれぞれ１個だけ設けてもよい。また、イメージセンサ４の移動方向に幅が連続的に変化する形状のパターンとしては、三角パターンや台形パターンのほかに半円のパターンなどが考えられる。
【００２６】
また、上記実施形態ではフラットベッド型スキャナーを例に挙げたが、本発明は複写機やファクシミリ装置のような原稿読取装置にも適用することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、パターンの幅を検出してその値が所定値になったときに基準位置を設定するので、所定値の調整によって基準位置を高精度に設定することが可能となり、品質の安定した原稿読取装置を提供することができる。
【００２８】
また、パターンから読み取った距離の比較に基づいてイメージセンサの傾きを検出するので、複雑な演算処理が不要となって、装置を安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフラットベッド型スキャナーを示す図である。
【図２】スキャナーの電気的構成を示したブロック図である。
【図３】本発明に係るキャリブレーションシートを示す図である。
【図４】基準位置設定の原理を説明する図である。
【図５】イメージセンサの傾き検出の原理を説明する図である。
【図６】四角パターンを用いて傾きを検出する例である。
【図７】三角パターンを用いて基準位置の設定と傾き検出とを行う例である。
【図８】従来のフラットベッド型スキャナーの一例を示した図である。
【図９】従来のキャリブレーションシートを示す図である。
【符号の説明】
１ 筐体
２ 原稿読取面
４ イメージセンサ
５ キャリブレーションシート
８ 白黒パターン
９ 検出パターン
９Ａ 三角パターン
９Ｂ 台形パターン
９Ｃ 四角パターン
９Ｄ 四角パターン
９Ｅ 三角パターン
１０ フラットベッド型スキャナー
３０ 原稿側端部
ｄ，ｄ１，ｄ２，ｄ３ 幅
ｙ１，ｙ２ 距離
ｚ１，ｚ２ 距離

Claims (1)

1. 筐体と、この筐体の上面に設けられた原稿読取面と、前記筐体の内部に設けられ前記原稿読取面に載置された原稿を走査しながら光学的に読み取る可動式のイメージセンサと、このイメージセンサの走査開始位置付近に当該イメージセンサと対向するように設けられた白黒レベル調整用の白黒パターンからなるキャリブレーションシートと、を備えた原稿読取装置において、
   前記キャリブレーションシートに、原稿読み取りの基準位置を検出するための第１の検出パターンおよびイメージセンサの傾きを検出するための第２の検出パターンを前記白黒パターンと隣接して設け、
   前記第１の検出パターンは、前記イメージセンサの移動方向に幅が変化する形状のパターンからなり、
   前記第２の検出パターンは、四角パターンからなり、
   前記第１および第２の検出パターンは、前記イメージセンサの移動方向と直交する方向に配列されていて、前記四角パターンは前記白黒パターンの両側付近に１対設けられており、
   前記イメージセンサの走査により前記第１の検出パターンの幅を順次読み取り、この幅があらかじめ設定された所定値になったときのイメージセンサの位置を原稿読み取りの基準位置として設定し、
   前記イメージセンサの走査によりそれぞれの四角パターンの外側における前記基準位置から原稿側端部までの距離を検出し、各検出距離が等しければイメージセンサの傾きがないと判定し、各検出距離が等しくなければイメージセンサが傾いていると判定することを特徴とする原稿読取装置。

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