JPH10107974A - 原稿読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】原稿を読み取っている際に、キャリッジに振動
あるいは速度変動が発生すると、正確に原稿情報を読み
取れなくなる。 【解決手段】原稿１から反射した光の光路の変動量を検
知するために，発光源７、検知センサ１８、検知回路１
９およびを制御回路２０を設け、原稿１から反射した光
の光路の変動量に応じて光の向きを修正する偏向ミラー
１５を制御回路２０からの信号に基づいて駆動して光路
の変動量を補正し、原稿１からの反射光を正確にＣＣＤ
イメージセンサ１６に導き、正確に原稿情報を読み取れ
るように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査光学系を駆動
して原稿情報を走査しながら読み取る原稿読取装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】原稿読取装置は、原稿に記録された文字
や画像などの情報を読み取り、これらの情報をデータと
して標本化し、画像処理などを施してプリンタやディス
プレイ上に出力する装置である。

【０００３】この種の原稿読取装置の従来の構成および
その機能について図６を用いて説明する。図６は縮小光
学系を備えた一般的な原稿読取装置５０を示しており、
この原稿読取装置では、文字や画像等が記録されている
原稿１は原稿台であるガラス台２上に載置され、ガラス
台２の下部に配置された走査光学系５１によって原稿情
報が走査されるようになっている。

【０００４】走査光学系５１は、ガラス台２の下部に配
置された第１キャリッジ３と、この第１キャリッジ３の
下方に配置された第２キャリッジ９と、この第２キャリ
ッジ９からの光路上に配置されたレンズ１４および原稿
１からの反射光を１ラインずつ濃度データに変換する一
次元のＣＣＤイメージセンサ１６などで構成されてい
る。

【０００５】この第１キャリッジ３は、ガラス台２上の
原稿１にガラス台２を透過した光を照射する蛍光灯２と
反射板５、原稿１により下方へ向かって反射した蛍光灯
４の反射光が入射されるミラー６とで構成されている。
また、第１キャリッジ３は移動機構５２により図６の紙
面左右方向（図示矢印ｆ１方向およびｆ２方向）に往復
移動できるようになっている。

【０００６】一方第２キャリッジ９は、反射面が４５度
の角度を成して対向して配置された２枚のミラー１０、
１１で構成されている。ミラー１０は、第１キャリッジ
３のミラー６で反射された光が入射され、この光をミラ
ー１１に向けて直角に下方に反射する。ミラー１１はミ
ラー１０からの反射光を水平方向に向けて反射する。ま
た、第２キャリッジ９は移動機構５２により図６の紙面
左右方向（図示矢印ｆ１方向およびｆ２方向）に往復移
動できるようになっている。

【０００７】したがって、第１キャリッジ３および第２
キャリッジ９は紙面左右方向に移動するが、原稿１か
ら、ミラー６、１０、１１、レンズ１４までの光路長を
常に一定にする必要があることから、第２キャリッジ９
の移動速度は、第１キャリッジの移動速度の１／２に設
定されている。

【０００８】また、レンズ１４を通過した原稿１の情報
は、ＣＣＤイメージセンサ１６に入射される。ここで、
この走査光学系の読み取り動作について図６を用いて説
明する。

【０００９】ガラス台２上に載置された原稿１の情報を
読み取る場合には、蛍光灯４により原稿１へ光を照射し
ながら、第１キャリッジ３を図示矢印ｆ１方向へ移動さ
せるとともに、第２キャリッジ９を第１キャリッジ３の
移動速度の１／２の速度で同方向へ移動させて読み取
る。原稿１からの反射光はミラー６に照射され、ミラー
６から反射した光は、第２キャリッジ９のミラー１０、
１１に照射されてレンズ１４を透過した光がＣＣＤイメ
ージセンサ１６に結像される。このＣＣＤイメージセン
サ１６は、所定の読取り周期で順次所定幅の１ラインご
とに原稿を走査して読み取っていき、図示しない記憶手
段に記憶していく。また、原稿を縮小あるいは拡大して
読み取る場合には、レンズ１４を各倍率に応じて図示矢
印方向ｇ１方向あるいはｇ２方向に移動させて読み取る
ようになっている。

【００１０】なお、上述のように走査光学系５１では、
読み取り時は第１キャリッジ３および第２キャリッジ９
のみが移動し、レンズ１４とＣＣＤイメージセンサ１６
は移動しない。

【００１１】図７には、第１キャリッジ３、第２キャリ
ッジ９を移動させる移動機構６０が示されている。この
移動機構６０は、モータ２９の駆動軸に固着されたプー
リ２８と回転軸５９の端部に固着されたプーリ２６とが
タイミングベルト２７で連結されている。また、この回
転軸５９には、一対のプーリ２５ａ、２５ｂが離れた位
置に固着され、これらプーリ２５ａ、２５ｂには、一方
の端部６１ａ、６１ｂが図示しないフレームに固定さ
れ、第２キャリッジ９の側壁に回転自在に支持されたプ
ーリ３０ａ、３０ｂに巻き掛けられた後のタイミングベ
ルト２３ａ、２３ｂがそれぞれ巻き掛けられている。ま
た、各タイミングベルト２３ａ、２３ｂのプーリ３０
ａ、３０ｂとプーリ２５ａ、２５ｂとの中間位置には、
第１キャリッジの３の側壁が固定部２２ａ、２２ｂを介
して固着されている。

【００１２】プーリ２５ａ、２５ｂに巻き掛けられた後
のタイミングベルト２３ａ、２３ｂはプーリ３３ａ、３
３ｂに巻き掛けられ、第２キャリッジ９の側壁に回転自
在の支持されたプーリ３１ａ、３１ｂに巻き掛けられ
て、６２ａ、６２ｂが図示しないフレームに固定されて
いる。

【００１３】したがって、プーリ２５ａ、２５ｂとプー
リ３０ａ、３０ｂとプーリ３３ａ、３３ｂとプーリ３１
ａ、３１ｂはタイミングベルト２３ａ、２３ｂでつなが
れた動滑車を構成して矢印ｈの方向に第１キャリッジ３
および第２キャリッジ９を移動させることにより、第２
キャリッジ９の移動速度を第１キャリッジ３の速度に対
して１／２とすることができる。

【００１４】以上の構成の原稿読取装置５０によって、
原稿１の原稿情報を読み取ることができる。例えば、原
稿１の情報を拡大および縮小して読み取る場合には、第
１キャリッジ３と、第２キャリッジ９の移動速度を倍率
に応じて変える必要がある。これはイメージセンサ１６
の読み取り周期を変更することが困難であるためであ
る。

【００１５】したがって、拡大、縮小の範囲を広くしよ
うとすると第１キャリッジ３と第２キャリッジ９の移動
速度も拡大率および縮小率に応じて変更すれば良い。し
かし、例えば複写機にこの原稿読取装置を用いる場合、
毎分当たりの複写枚数を多くするために、一回の読み取
り時間すなわち、第１、第２キャリッジがホームポジシ
ョンから原稿を読み取りながら移動し、読み取り最終位
置まで移動してからホームポジションまで戻る時間を短
くする必要がある。この場合、所定の読み取り倍率に応
じた読み取り速度で原稿情報を読み取った後、第１、第
２キャリッジを高速でホームポジションに戻し、すぐに
次の読み取りを開始するようにしなければならない。こ
のとき、第１、第２キャリッジを高速でホームポジショ
ンに戻して急停止させたときに、第１、第２キャリッジ
はホームポジションで振動しながら止まっている。

【００１６】しかし、次の原稿読み取りのために停止時
間はほとんどない状態で第１、第２キャリッジは次の読
み取りを開始するようになっている。したがって、次の
読み取りのために第１、第２キャリッジが移動し始めた
ときには、振動しながら読み取りを始めることになる。
実際には図６において、第１キャリッジは矢印ｉ方向の
首振り運動をし、第２キャリッジは矢印ｊ方向の首振り
運動をする。第１、第２キャリッジが振動すると、原稿
情報をＣＣＤイメージセンサ１６で正確にデジタルデー
タに変換できなくなり、その結果不鮮明な出力画像とな
る。

【００１７】このように、原稿を複数枚複写するために
第１、第２キャリッジを複数回移動させて原稿を読み取
る際、２枚目以降の原稿の初めの部分は振動しながら読
み取るため、不鮮明な出力画像になる。その他、通常の
読み取り時においても、ゴミや外部からの振動により第
１、第２キャリッジが上下に振動する可能性があり、不
鮮明な出力画像になることがある。

【００１８】また、原稿を拡大、縮小して読み取る場
合、第１、第２キャリッジの移動速度を拡大率、縮小率
に応じて変えるようになっているが、特に拡大して読み
取る場合、第１、第２キャリッジの移動速度を遅くする
必要があり、拡大率が大きいほど遅くするようになって
いる。例えば、４００％の拡大率で原稿を読み取る場
合、第１、第２キャリッジの移動速度は１００％読み取
りの場合の１／４の速度となり、かなり遅い速度で移動
する。この第１、第２キャリッジの移動速度は、図７の
モータ２９の毎分当たりの回転数で決定される。

【００１９】しかし、図８に示すようにモータは回転数
が小さくなるにしたがって、回転変動すなわち各速度変
動率が大きくなり、これが第１、第２キャリッジの速度
変動となる。これは、モータの最高速度を高速で第１、
第２キャリッジをホームポジションに戻すために用いる
ため、拡大読み取り時にはモータの低回転数領域を使用
せざるを得ないからである。

【００２０】したがって、複写機の仕様として拡大率を
大きくし例えば８００％まで拡大して複写できるように
構成した場合、さらにモータの回転変動が大きい領域を
使用しなければならないことになる。このように、原稿
を拡大して読み取る場合、第１、第２キャリッジに速度
変動が発生するため、原稿情報をＣＣＤイメージセンサ
で正確にデジタルデータに変換できなくなり、その結果
不鮮明な出力画像となる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の原
稿読取装置では、原稿を複数枚複写するために第１、第
２キャリッジを複数回移動させて原稿を読み取る際、２
枚目以降の原稿の初めの部分は振動しながら読み取るた
め、不鮮明な出力画像になる。

【００２２】また、原稿を拡大して読み取る場合、第
１、第２キャリッジが振動するため、原稿情報をＣＣＤ
イメージセンサで正確にデジタルデータに変換できなく
なり、その結果不鮮明な出力画像となる。

【００２３】そこで本発明は上述したような従来の問題
点を解決し、第１、第２キャリッジの振動の影響を受け
ずに、また、モータの回転変動に起因する第１、第２キ
ャリッジの速度変動の影響を受けずに正確に原稿を読み
取ることのできる原稿読取装置の提供を目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに第１の発明は、光源から原稿へ光を照射し、前記原
稿から反射した光を受光手段で受光して原稿情報を読み
取る原稿読取装置において、前記原稿から反射された反
射光を前記受光手段へ導く光路を形成する光学系と、こ
の光学系を搭載し、光路の長さを一定に保持しながら駆
動されるキャリッジと、このキャリッジを所定の移動経
路に沿って移動させる移動手段と、前記光路の変動量を
検出する光路変動量検出手段と、この光路変動量検出手
段により検出された光路の変動量に応じて、前記光路の
変動量を補正する光路変動量補正手段とを備えたことを
特徴としている。

【００２５】さらに、第２の発明は、光源から原稿へ光
を照射し、前記原稿から反射した光を受光手段で受光し
て原稿情報を読み取る原稿読取装置において、前記原稿
から反射された反射光を前記受光手段へ導く光路を形成
する光学系と、この光学系を搭載し、光路の長さを一定
に保持しながら駆動されるキャリッジと、このキャリッ
ジを所定の移動経路に沿って移動させる移動手段と、前
記キャリッジの速度変動量を検出する速度変動量検出手
段と、この速度変動量検出手段により検出されたキャリ
ッジの速度変動量に応じて、前記キャリッジの速度変動
量を修正する速度変動量補正手段とを備えたことを特徴
としている。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る原稿読取装置の実施の形態を説明する。なお、実施の
形態の説明中、図６および図７に示された従来の構成と
同一の構成については各図面に同一符号を付してその詳
細な説明を省略する。

【００２７】（第１の実施の形態）図１は、本発明によ
る原稿読取装置の第１の実施の形態を示す概略図であ
る。図１において、第１キャリッジ３には発光源７が搭
載されており、この発光源７はＬＤ（レーザーダイオー
ド）が望ましいが、ＬＥＤを用いても良い。８は有限レ
ンズであり、発光源７から出た光は発散光であるためこ
の有限レンズ８で平行光に変換している。有限レンズ８
を出た光は、ミラー６で水平方向に曲げられた後、第２
キャリッジ９に搭載されたミラー１０，１１で反射した
後、レンズ１７で絞られて位置検知センサ１８で結像さ
れるように構成されている。

【００２８】原稿１から反射した光は、第１キャリッジ
のミラー６、第２キャリッジのミラー１０，１１で反射
した後、ズームレンズ１４で絞られてから偏向ミラー１
５で曲げられてＣＣＤイメージセンサ１６で結像するよ
うになっている。

【００２９】次に読み取り動作について説明する。第１
キャリッジ３は、矢印ｃの方向にズーム倍率に応じた所
定の速度Ｖで移動する。同時に第２キャリッジ９は、矢
印ｄの方向に第１キャリッジ３の１／２の速度であるＶ
／２で移動しながら原稿を読み取っていく。このとき、
第１キャリッジ３および第２キャリッジ９がそれぞれ矢
印ｉ、ｊ方向に振動する場合を仮定する。振動するのは
第１キャリッジ３のみの場合でも第２キャリッジ９のみ
の場合でも両方同時の場合でも同様とする。

【００３０】キャリッジが振動すると、ガラス台２の上
に載置された原稿１は静止しているので、原稿１の本来
読み取るべき位置からずれた位置の情報がＣＣＤイメー
ジセンサに入力されてしまう。したがって、発光源７か
ら照射された光の位置の変動量を位置検知センサ１８お
よび検知回路１９で測定し、制御回路２０で本来読み取
るべき原稿位置になるように偏向ミラー１５を偏向する
角度を算出し、偏向ミラー駆動回路２１で駆動電圧を出
力することにより、偏向ミラー１５を矢印ａの方向に偏
向させ、正確に原稿情報を読み取れるように構成してい
る。

【００３１】図２は、原稿読取装置を上方から見た図で
ある。同図に示すように７ａ，７ｂは発光源であり、１
７ａ，１７ｂはレンズ、１８ａ，１８ｂは位置検知セン
サであり、それぞれ左右に２個設けてある。これは第
１、第２キャリッジ３，９のそれぞれの両側での振動の
量が異なった場合を考慮したためである。構成を簡単に
するために１組の位置検知手段でも同様な補正制御を行
うことができる。

【００３２】図３は、位置検知センサ１８を正面から見
た図である。３６ａ，３６ｂは２分割センサであり、３
７，３８は発光源７から照射された光を示している。２
分割センサ３６ａ，３６ｂはＰＤ（フォトダイオード）
で構成されている。光の変動量の算出方法は、光が図中
３７のように２分割センサ３６ａ，３６ｂの中央に位置
している場合、位置検知センサ１８の出力電圧は０
［Ｖ］になり、光が図中３８のように中央から上にずれ
た位置にある場合、ずれた量に応じて例えば＋（プラ
ス）の出力電圧が出力されるようになっており、同様に
中央から下にずれた位置にある場合、ずれた量に応じて
−（マイナス）の出力電圧が出力されるようになってい
る。ここでは、２分割センサを示したが、４分割センサ
やその他の形状のセンサでも同様の動作をさせることが
できる。

【００３３】図４は、偏向ミラー１５の構成を示したも
のである。３９はミラーであり、図示しない両端にねじ
りばね部が形成された板ばね６５の一方の面に張り合わ
せてあり、板ばね６５の他方の一面にはボビン４０が張
り合わせてあり、このボビン４０の内側には図示しない
コイルが張り合わせてある。この板ばね６５は、６７
ａ，６７ｂで示す二つの板ばね押さえでヨーク４１に固
定される。また、ベース６６のミラー側の中央部には図
示しない磁石が設けられており、ボビン４０に備えられ
たコイルが磁石の磁場を横切るように設置してある。こ
のように磁石とコイルとヨーク４１とで磁気回路を形成
し、コイルに流す電流の値と電流の向きにより、ミラー
３９を図のｅの方向に任意の回転角で回転させることが
できる。このような偏向ミラーを一般にガルバノミラー
と呼んでいる。ここでは一例として磁気回路を用いて駆
動する例を示したが、その他、圧電効果、静電力、流体
力を利用して駆動する方式を用いても、ミラーを偏向さ
せることができるので同様の効果を得ることができる。

【００３４】（第２の実施の形態）図５は、第２の実施
の形態を示す概略図である。第１キャリッジ３には、リ
ニアエンコーダ３４が設けられており、図示しないフレ
ームには、所定の解像度のピッチで描かれたラインを有
するリニアスケール３５が設けられている。したがっ
て、第１キャリッジが矢印ｃの方向に速度Ｖで移動する
際、第１キャリッジの速度をリニアスケール３５の解像
度に応じた精度で測定することができる。また、原稿１
からの反射光を読み取るＣＣＤイメージセンサ１６の前
には偏向ミラー１５が設けられている。

【００３５】このような構成において、第１キャリッジ
が移動している間に速度変動が発生すると、リニアエン
コーダ３４および検知回路１９で常時第１キャリッジ３
の速度変動を測定するようにしているので、この速度変
動を補正するために、すなわち本来読み取るべき原稿の
位置の読み取れるようにするために、偏向ミラー１５を
矢印ａの方向に回転偏光させる。偏向角度は検知回路１
９から得られた速度変動量を制御回路２０で偏向角に変
換し、偏向ミラー駆動回路２１で所定の電圧を出力し偏
向ミラー１５を偏向することによって、本来読み取るべ
き位置の原稿情報をＣＣＤイメージセンサ１６で読み取
ることができる。

【００３６】上記の説明では、第１キャリッジ３にリニ
アエンコーダ３４とリニアスケール３５を設けた例につ
いて示したが、第２キャリッジに設けても同様の効果を
得ることができる。

【００３７】また、偏向ミラー１５は第１の実施の形態
で示したものと同様の構造のものを用いることができ
る。なお、上記第２の実施の形態では、キャリッジの速
度変動を測定するためにリニアエンコーダを用いた例を
示したが、レーザ干渉計を用いてキャリッジの位置をリ
アルタイムに測定することによって速度変動を算出する
ように構成することもできる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、原稿から反射した光の光路の変動量を検知し、原稿
から反射した光の光路の変動量に応じて光の向きを修正
するように構成しているので、原稿からの反射光を正確
に受光センサに導くことができ、その結果正確に原稿を
読み取ることが可能となる。

【００３９】また第２の発明によれば、キャリッジの速
度変動量を測定し、キャリッジの速度変動量に応じて原
稿から反射した光の光路を補正するように構成している
ので、原稿からの反射光を正確に受光センサに導くこと
ができ、その結果正確に原稿を読み取ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る原稿読取装
置の概略構成を示す側面図。

【図２】 本発明の第１の実施の形態に係る原稿読取装
置の概略構成を示す平面図。

【図３】 本発明に係るレーザー光結像位置検知用セン
サの受光部を示す概略構成図。

【図４】 本発明に係る偏向ミラーを示す斜視図。

【図５】 本発明の第２の実施の形態に係る原稿読取装
置の概略構成を示す側面図。

【図６】 従来の原稿読取装置の概略構成を示した側面
図。

【図７】 従来の原稿読取装置の移動機構の一例を示し
た斜視図。

【図８】 モータの角速度変動率と回転数の関係を示し
た特性図。

【符号の説明】

１ 原稿 ３ 第１キャリッジ ７ 発光源 ９ 第２キャリッジ １５ 偏向ミラー １６ ＣＣＤイメージセンサ（受光手段） １８ 位置検知センサ １９ 検知回路 ２０ 制御回路 ２１ 偏向ミラー駆動回路 ３４ リニアエンコーダ ３５ リニアスケール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 秀樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から原稿へ光を照射し、前記原稿から
   反射した光を受光手段で受光して原稿情報を読み取る原
   稿読取装置において、 前記原稿から反射された反射光を前記受光手段へ導く光
   路を形成するための光学系と、 この光学系を搭載し、光路の長さを一定に保持しながら
   駆動されるキャリッジと、 このキャリッジを所定の移動経路に沿って移動させる移
   動手段と、 前記光路の変動量を検出する光路変動量検出手段と、 この光路変動量検出手段により検出された光路の変動量
   に応じて、前記光路の変動量を補正する光路変動量補正
   手段とを備えたことを特徴とする原稿読取装置。
2. 【請求項２】光源から原稿へ光を照射し、前記原稿から
   反射した光を受光手段で受光して原稿情報を読み取る原
   稿読取装置において、 前記原稿から反射された反射光を前記受光手段へ導く光
   路を形成するための光学系と、 この光学系を搭載し、光路の長さを一定に保持しながら
   駆動されるキャリッジと、 このキャリッジを所定の移動経路に沿って移動させる移
   動手段と、 前記キャリッジの速度変動量を検出する速度変動量検出
   手段と、 この速度変動量検出手段により検出されたキャリッジの
   速度変動量に応じて、前記キャリッジの速度変動量を補
   正する速度変動量補正手段とを備えたことを特徴とする
   原稿読取装置。
3. 【請求項３】前記光路変動量補正手段を、前記光路の途
   中でかつ前記受光手段の手前に配置されて前記原稿から
   の反射光を偏向可能な偏向手段から構成し、 前記光路変動量検出手段は、前記光路に沿って光を照射
   する第２の光源と、前記受光手段で受光される原稿から
   の反射光とほぼ同等の前記光路を進んだ前記第２の光源
   からの照射された光を受光する第２の受光手段と、この
   第２の受光手段により検出された前記第２の光源からの
   光に基づいて前記光路の変動量を算出し、この変動量を
   補正するための制御信号を前記偏向手段へ出力する制御
   手段とから構成したことを特徴とする請求項１記載の原
   稿読取装置。
4. 【請求項４】前記速度変動量補正手段を、前記光路の途
   中でかつ前記受光手段の手前に配置されて前記原稿から
   の反射光を偏向可能な偏向手段から構成し、 前記速度変動量検出手段は、前記キャリッジの速度を検
   出する速度検出手段と、この速度検出手段からの速度情
   報に基づいて速度変動量を算出し、この速度変動量に基
   づいて前記偏向手段を駆動するための制御信号を演算し
   て出力する制御手段とから構成したことを特徴とする請
   求項２記載の原稿読取装置。
5. 【請求項５】前記偏向手段を偏向ミラーおよびこの偏向
   ミラーを偏向させるための偏向駆動手段から構成し、前
   記制御手段は前記光路の変動量を補正するための前記偏
   向ミラーの偏向角の算出を行い、この偏向角に基づいて
   前記偏向ミラーを偏向させるための制御信号を前記偏向
   駆動手段へ出力するように構成したことを特徴とする請
   求項３記載の原稿読取装置。
6. 【請求項６】前記偏向手段を偏向ミラーおよびこの偏向
   ミラーを偏向させるための偏向駆動手段から構成し、前
   記制御手段は前記キャリッジの速度変動量を補正するた
   めの前記偏向ミラーの偏向角の算出を行い、この偏向角
   に基づいて前記偏向ミラーを偏向させるための制御信号
   を前記偏向駆動手段へ出力するように構成したことを特
   徴とする請求項４記載の原稿読取装置。
7. 【請求項７】前記速度検出手段としてリニアエンコーダ
   を用いたことを特徴とする請求項４記載の原稿読取装
   置。