JPH0492557A - 原稿読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、複写機、ファクシミリ、イメージリーダ等に
用いられる原稿読取装置に関する。

［従来の技術］ 従来から複写機等に用いられる原稿読取装置においては
、原稿台上に載置された原稿を走査すべく、光学系また
は原稿台を往復移動させる走査装置が設けられている。

これらの走査装置の駆動方法としては、一般に駆動源と
して、ＤＣＣモーフステッピングモータを使用し、歯車
列やタイミングベルト　ブーり等の伝動機構によりモー
タの駆動力を走査部に伝達して原稿画像を読取り走査し
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来例においては、駆動用
モータからの必要な減速比歯車列などの偏心成分、ある
いは歯車列の噛み合い誤差、あるいはブーりの偏心、径
公差等の機械的誤差成分により被駆動物は速度変動を生
じてしまう。この速度変動は原稿を読み取る走査体の速
度変動となり、原稿の読取り位置ずれを生じて、その結
果として画像の局部的な伸縮、全体的な倍率誤差を生じ
るという解決すべき課題があった。

本発明の目的は上述の点に鑑みて、駆動機構に機械的誤
差があっても、出力画像の局部的な伸縮や倍率誤差がな
く、原稿に対して歪のない極めて忠実な画像情報が得ら
れる原稿読取装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、原稿走査部により
原稿を走査して読取る原稿読取装置において、前記原稿
走査部を原稿に対して相対移動させる走査部駆動源と、
原稿載置域外に前記原稿走査部の走査方向に沿って配設
した等ピッチのリニアスケールと、該リニアスケールを
読取るための読取センサと、該読取センサから出力され
る前記リニアスケールの読取り信号の特性を検出する検
出手段と、該検出手段で検出された該読取り信号の特性
に基いて前記走査部駆動源を介して前記原稿走査部の読
取速度を可変制御する制御手段とを具備したことを特徴
とする。

また、本発明はその一形態として、前記検出手段は前記
リニアスケールの読取り信号をカウントする第１のカウ
ンタと、前記走査部駆動源の駆動パルス量をカウントす
る第２のカウンタとを有し、前記制御手段は前記第１の
カウンタのカウント値と前記第２のカウンタのカウント
値とに基いて前記走査部駆動源の駆動パルスの周波数を
修正することを特徴とする。

また、本発明は他の形態として、前記検出手段は前記リ
ニアスケールの読取り信号の各パルス毎の入力時間ずれ
Δｔを算出する算出手段を有し、前記制御手段は該入力
時間ずれΔｔのそれぞれが零になる様に前記走査部駆動
源に供給する駆動パルス列を作成するパルス作成手段と
、該作成した駆動パルス列を記憶する記憶手段とを有し
、かつ該制御手段は原稿読取走査時に該記憶手段から読
み出した駆動パルス列を用いて前記走査部側動源を駆動
することを特徴とする。

また、本発明は他の形態として、前記走査部側動源はス
テッピングモータであり、前記リニアスケールのピット
ピッチは該ステッピングモータの１パルス当りの走査距
離と等しく設定されていることを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、原稿走査方向に沿って等ピッチのリニアス
ケールを配設し、走査部と一体でこのリニアスケールを
読む読取センサからの信号の出力状態を検出手段で検出
し、その検出結果に応じて制御手段により走査部側動源
の走査速度を可変制御するようにしたので、走査部の駆
動機構に機械的誤差かっても、出力画像の局部的な伸縮
や倍率誤差がなく、原稿に対して歪のない忠実な画像情
報が得られる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明実施例の基本構成を示す。本図において
、Ａは原稿走査部を原稿に対して相対移動させる走査部
側動源である。Ｂは原稿載置域外に原稿走査部の走査方
向に沿って配設した等ピッチのリニアスケールである。

ＣはリニアスケールＢを読取り、原稿走査部と一体の読
取センサである。Ｄは読取りセンサＣから出力されるリ
ニアスケールＢの読取り信号の特性を検出する検出手段
である。Ｅは検出手段りで検出された読取り信号の特性
に基いて走査部側動源Ａを介して原稿走査部の読取速度
を可変制御する制御手段である。

−例として、上記検出手段りはリニアスケールＢの読取
り信号をカウントする第１のカウンタと、走査部側動源
Ａの駆動パルス量をカウントする第２のカウンタとを有
し、上記制御手段Ｅは上記第１のカウンタのカウント値
と上記第２のカウンタのカウント値とに基いて走査部側
動源Ａの駆動パルスの周波数を修正する。

また、−例として、上記検出手段りはリニアスケールＢ
の読取り信号の各パルス毎の入力時間ずれΔｔを算出す
る算出手段を有し、上記制御手段Ｅはこの入力時間ずれ
Δｔのそれぞれが零になる様に走査部側動源Ａに供給す
る駆動パルス列を作成するパルス列作成手段と、この作
成した駆動パルス列を記憶する記憶手段とを有し、かつ
制御手段Ｅは原稿読取走査時にその記憶手段から読み出
した駆動パルス列を用いて走査部側動源Ａを駆動する。

さらに、好適例として、上記走査部側動源Ａはステッピ
ングモータであり、上記リニアスケールＢのピットピッ
チはそのステッピングモータの１パルス当りの走査距離
と等しく設定されていることを特徴とする。

第２図は本発明の一実施例における原稿読取装置のリニ
アスケール（直尺）と読取センサおよび原稿との位置関
係を示す。本図において、１は原稿載置外に原稿走査部
の移動方向（副走査方向）に沿って配設した等ピッチの
光学式リニアスケールである。３は原稿読取センサであ
り、原稿５とともにリニアスケールｌも同時に読み込む
ため、従来よりも長尺のＣＣＤ　（電荷結合素子）ライ
ンセンサのような固体イメージセンサ（固体撮像素子）
を用いる。すなわち、このイメージセンサ３の読取り域
はＢ方向の原稿突当て位置７と一致する原稿読取り域Ｃ
Ｉから更にその延長方向まで伸び、後述の原稿突き当て
板の裏面のリニアスケール読取域Ｃ２を有している。ま
た、リニアスケール１のビットパターンのピッチＰは、
０．０８３７８１７ｍｍとし、後述の走査部側動源であ
るステッピングモータの１パルス当りの移動距離と一致
させである。

第３図および第４図は第２図のリニアスケール１および
イメジセンサ３を有する本発明実施例の原稿読取装置の
内部構造を示す。本実施例の原稿読取装置は、第３図、
第４図に示すように両端部に垂直壁１１，１．１を有す
る移動台１３と、この移動台１３のコーナ一部の下面に
配設された４個の摺動部材】５と、その移動台】３が往
復動して案内される２本の案内レール１７．１７と、こ
の案内レール１７．１７に沿って移動台１３を往復動さ
せるワイヤ式駆動装置１９と、その移動台１３に設けら
れた原稿読取部２１とから構成されている。

原稿読取部２１には、ケース本体２３の透明部２５上の
原稿５に光を照射する照明ランプ２７とおよび反射鏡２
９と、原稿５からの反射光を原稿読取りセンサ３上に結
像するロッドレンズ等の小径結像素子アレイ３１および
その原稿読取りセンサ３とが配設されている。原稿読取
センサ３は、上述のように長尺の固体イメージンサ、あ
るいは複数のＣＣＤを横に並べたものであって、副走査
方向Ａに対して略垂直方向（主走査方向）に原稿画像を
電気的に走査し、画像信号を発生する。

このように構成された移動台１３を案内レール１７、１
７に沿って往復案内する複数の摺動部材１５は、案内レ
ール１７．１７の上面に摺動可能に載置されているとと
もに、案内レール１７．１７の両側部を挟持して移動台
１３の走査方向Ａ方向と直交するＢ方向に対する位置決
めを行う摺動部材３３．３５が対向して配設されている
。摺動部材３３は剛体支持板３７に支持され、摺動部材
３５はバネ等の弾性を有する支持部材３９により支持さ
れ、これにより移動台１３のＢ方向の位置決めを行って
いる。

ワイヤ式駆動装置１９はステッピングモータ４１とこの
モータ４１によって回動される左右一対の主プーリ４３
ａ、４３ａと、移動台１３をはさんでこの主プーリ４３
ａ、４３ａと対向して配置されてコイルバネ４５で付勢
された一対の従動プーリ４３ｂ、４３ｂと、この主プー
リ４３ａ、４３ａと従動プーリ４３ｂ、　４３ｂに懸架
されてその一端がそれぞれ移動台１３の垂直壁１１外側
に固定されたワイヤ４９とから構成されている。

ステッピングモータ４１を回動させると、移動台１３は
ワイヤ４９の巻き取り、または巻き戻し作動により案内
レール１７．１７に沿って六方向、つまり第３図の左右
方向に移動走査する。

ここで、ステッピングモータ４１のステップ角が０．７
２″′、駆動プーリ４１ａと主プーリ４３ａの減速比が
届、ワイヤ４９の主プーリ４３ａへの巻き付けらせんピ
ッチが１．５ｍｍ　、各ブーりのブーり直径が４０ｍｍ
とすると、ステッピングモータ４１の１パルス当りの移
動距離■−は、 ＝０．０８３７８１７ｍｍ／パルス となる。また、移動台１３の六方向の読取り走査スピー
ドを１００ｍｍ／ｓｅｃとすると、この時の必要パルス
レートＰＲは、 一方、Ｂ方向の原稿突当て板５１の移動台１３に対向す
る面（第４図参照）には、リニアスケール１が設けられ
ている（第２図参照）。リニアスケール１は、移動台１
３の走査方向に等ピッチで配列したビットパターンであ
り、原稿突当て板５１の一面に印刷またはエツチングさ
れている。

そして、第１図に基づいて既述したように、リニアスケ
ール１のビットパターンのピッチＰは０゜０８３７８１
７ｍｍとし、ステッピングモータ４１の１パルス当りの
移動距離りと一致させであるから、原稿読取り時に、六
方向の原稿読取り開始位置からのステッピングモータ４
Ｉの駆動パルス量と、イメージセンサ３から読取られる
リニアスケール１のビットパターン数とが一致すれば、
読取り倍率がｌ＝１になる。以降、読取り倍率を１＝１
に修正することを倍率修正と称することとする。

また、同様に、ステッピングモータ４１の１パルス駆動
時間に対して、イメージセンサ３に人力される１ピッチ
分の時間の誤差が、イメージセンサ３の走査方向の原稿
読聖域全域に渡ってなければ、局部的な読取伸縮がない
事になる。以降、局部的な読取り伸縮がないように修正
することを局部的伸縮修正と称することとする。

上記倍率誤差は上記のプーリ４１ａ、　４３ａ、　４３
ｂの径公差（歯車があれば累積ピッチ誤差）等により生
じ、局部的伸縮はそれらのブーり等の偏心成分によって
生じる。

第５図は以上述べた点を考慮して構成した本発明実施例
装置の回路構成の一例を示す。本図において、６０は修
正（補正）ずみのモータ駆動パルス列のパターンデータ
を記憶する固定パターン収納メモリ、７０はこの固定パ
ターン収納メモリ６０から読み出したパルス列のパター
ンデータな基に駆動パルスを作成して出力するステッピ
ングモータ制御回路、８０はステッピングモータ制御回
路７０から供粕される駆動パルスによりステッピングモ
ータ４１を駆動するステッピングモータ駆動回路である
。

ステッピングモータ４１が起動し、イメージセンサ３が
走査を開始すると、イメージセンサ３の出力信号は、増
幅器５４で所定レベルに増幅され、アナログ／デジタル
（Ａ／Ｄ）変換器５５でデジタル化され、さらに信号分
離回路５６でリニアスケール１の画像データと原稿５の
画像データとが分離される。リニアスケールｌから読み
取られた画像データは２値化回路５７で２値のパルス信
号となり、上記のステッピングモータ制御回路７０に入
力する。

他方、原稿５の画像データは画像処理回路５８でシェー
ディング補正等の種々の必要な画像処理を施された後、
インタフェース回路（Ｉ／Ｆｌ　５９を通じてプリンタ
（図示せず）等へ出力される。

ステッピングモータ制御回路７０は下記の要素７１〜７
９から成る。まず、７１は２値化回路５７から得られる
リニアスケール１のビットパターン数を計数する第１カ
ウンタ、７２はステッピングモータ４１の駆動パルス量
を計数する第２カウンタ、７３はカウンタ７１，７２の
カウントを開始させるトリガ信号を発生するトリガ信号
発生回路、７４はカウンタ７１．７２のカウント値Ｎｌ
、Ｎ２から上記駆動パルスの周波数ｆを修正（補正）す
る演算処理を行う演算回路であり、これらの回路７１〜
７４により読取り倍率をｌ：ｌに修正する倍率修正を実
行する。また、７５は倍率修正後の２値化回路５７の出
力信号に基いて、ステッピングモータ４Ｉの１パルス駆
動時間に対してイメージセンサ３に入力される１ピッチ
分の時間の誤差Δｔを算出する入力時間ずれΔを算出回
路、７６はこの算出回路７５のずれΔｔに基いて局部的
な読取伸縮がない様に上記駆動パルスのパルス列を作成
するパルス列作成回路であり、これらの回路７５．７６
により、局部的伸縮修正が実行される。パルス列作成回
路７６で作成された駆動パルスの修正パルス列は固定パ
ターン収納メモリ（ＲＯＭ）　６０に格納される。

また、７７は全体の制御を行うＣＰＵ　（中央演算装置
）、７８はＣＰＵ７７のプログラム等を格納したＲＯＭ
（リードオンメモリ）、７９はＣＰＵ７７の作業域等に
用いられるＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ）である
。なお、上記の演算回路７４、算出回路７５．パルス列
作成回路７６等はソフトウェア（制御手順）に置き換え
ることが可能であるのは勿論である。９０はＣＰＬ１７
７に指示を与えるキーボードである。

次に、第６図、第７図および第８図のフローチャートを
参照して、本発明実施例の動作を更に詳細に説明する。

第６図は全体の処理手順を示し、第７図は第６図の倍率
修正処理の詳細を示し、第８図は第６図の局部的伸縮修
正処理の詳細を示す。

まず、ステッピングモータ４１はステッピングモータ駆
動回路８０を介して初期値駆動周波数ｆ０の駆動パルス
によって駆動させる。この時の駆動パルス量は、主プー
リ４３ａの整数回転分送るようにする（ステップ１０１
）。

続いて、倍率修正の処理ステップ１１１を実行する。そ
の詳細は第７図に示す様に、ステッピングモータ４１の
駆動パルス数Ｎ１をカウントし、同時に、イメージセン
サ３に入力されるリニアスケール１のビットパターン数
Ｎ２をカウントする。このＮ１とＮ２のカウントは、ト
リガ信号により同時にスタートさせ、少くとも主プーリ
４３ａの１回転分以上カウントする（ステップ１１２）
。

駆動周波数として、ステッピングモータ制御回路７０内
のＲＡＭ７９に書き換える（ステップ１１３）。

次に、局部的伸縮修正処理ステップ１２１に入る。詳細
は第８図に示すように、ここではまず、倍率修正後の駆
動周波数ｆの駆動パルスによってステッピングモータ４
１を駆動する（ステップ１２２）。

続いて、リニアスケール１の各ビットパターンがイメー
ジセンサ３に入力される時間のクロック（周波数ｆ）に
対する誤差Δｔを算出する（ステップ１２３）。第９図
は横軸をそのクロックｔ、縦軸を誤差Δｔとした時のス
テップ１２３の算出結果例を示したものであり、Ｔを一
周期とする周期関数となる。ここで、Ｔは主ブー９４３
ａの回転周期となる。

次にこのΔｔを打ち消す様に、ステッピングモータ４１
の駆動パルス列を作成する（ステップ１２４）。このパ
ルス列のタイマーパターンＴＰは第３図および第５図に
示す固定パターン収納メモリ６゜に記憶する。本実施例
では一例として、このタイマーパターンは一周期分子だ
け記憶させである。

即ち、上記のステップ１２４において、正規の時間より
も八ｔが＋（プラス）の時はステッピングモータ４１に
加えるパルス周波数を低くし、Δｔが−（マイナス）の
ときは、このパルス周波数を高くして、△１＝０となる
ようなパルスパターンをｉｔ［する。つまり、主プーリ
４３ａが一回転したとキノ時間ずれΔｔを測定して、Δ
１＝０となるパルス列を発生するための各パルス間隔Ｔ
３を求メ、そのパルス間隔データを固定パターン収納メ
モリ６ｏにアドレス順に記憶させておく。

なお、このとき移動台１３のホームポジションを検知し
ておく必要があるので、移動台１３の移動経路に設けた
フォトインクラブタ等のホームポジションセンサ６２に
よってそのホームポジションを検知し、その検知信号か
らΔｔを測定する（第５図参照）。

以上の構成で移動台Ｉ３を駆動して実際に原稿読取をす
る際には、第１Ｏ図のタイミングチャートに示したよう
に移動台１３がホームポジションに達したことを示すホ
ームポジション信号が入力されると、ステッピングモー
タ制御回路７０のＣＰＵ７７は。

固定パターン収納メモリ６０の先頭アドレスのタイマー
パターンＴＰから最初のパルス間隔Ｔ、を読み出し、そ
のパルス間隔によってステッピングモータ４１の相励磁
パルスＳＩを発生させるトリガ信号Ｇ１を発生させる。

その後、次々にアドレス順にパルス間隔列Ｔ、、Ｔ、・
・・Ｔ、、を読み出して、トリガ信号列６２Ｇ、・・・
Ｇ、を発生させ、これを駆動パルスとしてステッピング
モータ駆動回路８ｏに出力する。

この信号を受けとったステッピングモータ駆動回路８０
は、トリガ信号列Ｇ１・・・Ｇ、により相励磁パルス列
Ｓｎを作ってステッピングモータ４１に印加し、移動台
１３を移動走査させる。

以上の動作をＣＰＵ７７を介して繰り返し行うことで、
移動台１３は、局部的伸縮のない走査、すなわち完全な
定速度走査を行うことになる。

ところで、上述したパルス列のタイマーパターンＴＰの
記憶作業は初期においては、工場において製品の出荷前
に行われているが、使用者（ユーザー）が任意に固定パ
ターン収納メモリ６ｏの内容を書き換えられる様にして
もよい。例えば、キーボード９０の操作ボタンを押すこ
とにより、第６図〜第８図に示す処理手順を自動的に行
い、固定パターンメモリ２５内のデータを更新させても
よい。

また、上述の処理手順を行うための条件（例えば、使用
回数、使用時間等）をあらかじめ設定しておき、その条
件下に到った時に自動的に実行するようにしても良い。

なお、上述の本発明実施例では、リニアスケールを読む
センサとして、長尺の原稿読取センサを例示したが、原
稿読取センサとは別個の専用の読取りセンサも適用でき
る。この場合、リニアスケールとしては光学式でなくも
よく、例えば磁気スケールも適用可能である。さらに、
本発明は等倍光学系だけでなく、縮小光学系や拡大光学
系の変倍機能を有する装置にも適用できることは明らか
である。また、原稿画像をイメージセンサを介さないで
、感光ドラム上に画像を形成する電子写真方式の装置に
も適用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、原稿走査方向に
沿って等ピッチのリニアスケールを配設し、走査部と一
体でこのリニアスケールを読む読取センサからの信号の
出力状態を検出手段で検出し、その検出結果に応じて制
御手段により走査部側動源の走査速度を可変制御するよ
うにしたので、走査部の駆動機構に機械的誤差かっても
、出力画像の局部的な伸縮や倍率誤差がなく、原稿に対
して歪のない忠実な画像情報が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、 第２図は本発明の一実施例の原稿読取装置におけるリニ
アスケールと読取りセンサと原稿との位置関係を示す平
面図、 第３図は第２図のリニアスケールを含む本発明実施例の
原稿読取装置の内部構成を示す縦断面図、 第４図は第３図のｘ−Ｘ切断線に沿う横断面図、 第５図は本発明実施例の原稿読取装置の回路構成の一例
を示すブロック図、 第６図は本発明実施例の処理手順を示すフローチャー１
・、 第７図および第８図はそれぞれ第６図の処理手順の詳細
を示すフローチャート、 第９図は第８図のステップ１２３で算出された誤差Δｔ
の一例を示す波形図、 第１θ図は第５図の固定パターン収納メモリのパターン
データに基いて行われる本発明実施例のステッピングモ
ータ駆動制御を示すタイミングチャートである。 ｌ・・・リニアスケール、 ３・・・原稿読取センサ（イメージセンサ）、５・・・
原稿、 １３・・・移動台、 １９・・・ワイヤ式駆動装置、 ２７・・・照明ランプ、 ３１・・・ロッドレンズアレイ等の小径結像素子アレ化 ４１・・・ステッピングモータ、 ４１ａ・・・ステッピングモータのプーリ、４３ａ・・
・主プーリ、 ４３ｂ・・・従動プーリ、 ４５・・・コイルバネ、 ４９・・・ワイヤ、 ５１・・・原稿突き当て板、 ６０・・・固定パターン収納メモリ、 ７０・・・ステッピングモータ制御回路、７１．７２・
・・カウンタ、 ７４・・・演算回路、 ７５・・・入力時間ずれΔを算出回路、７６・・・パル
ス列作成回路、 ７７・・・ｃｐｕ　。 ７９・・・ＲＡＭ　。 ８０・・・ステッピングモータ駆動回路。 第６図 第 ８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原稿走査部により原稿を走査して読取る原稿読取装
   置において、 前記原稿走査部を原稿に対して相対移動させる走査部駆
   動源と、 原稿載置域外に前記原稿走査部の走査方向に沿って配設
   した等ピッチのリニアスケールと、該リニアスケールを
   読取るための読取センサと、 該読取センサから出力される前記リニアスケールの読取
   り信号の特性を検出する検出手段と、該検出手段で検出
   された該読取り信号の特性に基いて前記走査部駆動源を
   介して前記原稿走査部の読取速度を可変制御する制御手
   段と を具備したことを特徴とする原稿読取装置。 ２）前記検出手段は前記リニアスケールの読取り信号を
   カウントする第１のカウンタと、 前記走査部駆動源の駆動パルス量をカウントする第２の
   カウンタとを有し、 前記制御手段は前記第１のカウンタのカウント値と前記
   第２のカウンタのカウント値とに基いて前記走査部駆動
   源の駆動パルスの周波数を修正することを特徴とする請
   求項１に記載の原稿読取装置。 ３）前記検出手段は前記リニアスケールの読取り信号の
   各パルス毎の入力時間ずれΔｔを算出する算出手段を有
   し、 前記制御手段は該入力時間ずれΔｔのそれぞれが零にな
   る様に前記走査部駆動源に供給する駆動パルス列を作成
   するパルス作成手段と、 該作成した駆動パルス列を記憶する記憶手段とを有し、 かつ該制御手段は原稿読取走査時に該記憶手段から読み
   出した駆動パルス列を用いて前記走査部駆動源を駆動す
   ることを特徴とする請求項２に記載の原稿読取装置。 ４）前記走査部駆動源はステッピングモータであり、前
   記リニアスケールのピットピッチは該ステッピングモー
   タの１パルス当りの走査距離と等しく設定されているこ
   とを特徴とする請求項１ないし３に記載の原稿読取装置
   。