JPS6318862A - 原稿読取り装置の走行体位置検出装置 - 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】 技術分野 本発明は、デジタル複写機、ファクシミリ、デジタルス
キャナ等の原稿台固定方式及びデジタル式の原稿読取り
装置の走行体位置検出装置に関する。

従来技術 一般に、この種の原稿読取り装置では、原稿を照明する
光源とミラーを搭載したスキャナを走行体として、順次
副走査方向に移動させながら、原稿からの主走査方向反
射光束をＣＯＤイメージセンサ等の固体撮像素子に結像
させる。このような動作の繰返しにより原稿画像を光電
変換して電気信号として読取るものである。このような
読取り走査に際して、得られる画信号をバッファメモリ
に順次記憶させるとともに、このバッファメモリより適
宜画信号を後段の信号処理回路に出力させるようにした
ものがある。

この上うなル（稿読取り装置においては、バッファの記
憶容量に空き領域がある場合には、スキャナは所定の副
走査速度で移動し、得られる画信号をバッファに転送す
る。一方、後段の処理回路の処理の遅れ等によりバッフ
ァからの画信号の取り出しが遅れると、バッファの空き
領域が次第に埋めつくされる。これにより、やがてバッ
ファ容量が不足すると、原稿の読取り走査を一時停止す
る。

そして、後段への画信号転送が行なわれて再びバッファ
に空き領域ができると、スキャナは再び原稿の読取り走
査を再開し、画信号をバッファに転送する動作を繰返す
。

ここに、このような原稿読取り装置では、バッファが不
足して読取り走査を一時停止させる時に、スキャナは慣
性により所定の停止位置を行き過ぎて停止する。従って
、このままの位置から原稿の読取り走査を再開すると、
行き過ぎた分の原稿画像が欠落した読取りとなってしま
う。そこで、スキャナについては、常にその副走査方向
の位置を検出し、再スタート位置等のスキャナ位置の制
御を行なう必要がある。

このようなスキャナ位置の検出の必要性は、上述した場
合に限らず、この他にも種々ある。例えば、スキャナを
移動させる動作において、読取り時には一定の副走査方
向とするが、リターン時には高速でホームポジションに
戻すのが通常であり、この高速リターン動作でホームポ
ジョンに近づいた時にはスローダウンさせて停止させる
必要がある。この場合には、スローダウンさせるタイミ
ングをとるためのスキャナの位置を知る必要がある。

又、近年のように原稿画像の一部の領域を指定して抜取
り読取りするようなランダムアクセス方式等の場合にも
スキャナ位置を知る必要がある。

しかるに、従来の走行体の位置を検出する手段をみると
、走行体を駆動する駆動モータのステップ数を管理する
ことにより行なっている。即ち、走行体の移動する全走
行距離とある時点での駆動モータの全ステップ数とから
走行体の位置を割り出すようにしているものである。こ
のような方式による場合、駆動モータとしてはＤＣモー
タを用いる必要がある。この結果、複雑な制御回路が必
要となり、高価な装置となってしまうものである。

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、簡単な
構成にして走行体の副走査方向の位置を正確に検出する
ことができ、原稿画像の欠損読取り防止、走行体のラン
ダムアクセス等に供することができる原稿読取り装置の
走行体位置検出装置を得ることを目的とする。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、原稿を■り１明す
る光源及び原稿からの反射光束を１ライン分の画信号読
取り用の固体撮像素子に導くミラーを備えた走行体を副
走査方向に移動させて原稿の読取り走査を行なう原稿読
取り装置において、主走査方向原稿有効読取り領域に隣
接させて複数の直角三角形を副走査方向に鋸歯状に連続
させた形状の第１パターンとこの第１パターンの各直角
三角形の順番を示す形状の第２パターンとを併設した読
取り位置解読用の解像パターンを設け、前記走行体によ
る読取り位置で前記解像パターンを読取る読取り手段を
設けたことを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。ま
ず、第２図により原稿読取り装置の概略を説明する。コ
ンタクトガラス１上に載置された原稿２は光源３により
照明される。そして、原稿２からの主走査方向の反射光
束は複数のミラー４゜５．６により反射された後、結像
レンズ７によりＣＣＤ−次元ラインセンサ等の固体撮像
素子８に結像される。この固体撮像素子８には１ライン
分の受光素子が一列に配列されている。ここに、光源３
及びミラー４，５．６は第１，２スキヤナによる走行体
９とされており、ホームポジションａから動き出しスタ
ート位置すから原稿２の読取り走査を開始する。そして
、副走査が進み、エンド位置Ｃに達すると読取り走査を
終了し、リターン位置ｄから逆転してホームポジョンａ
に高速で戻る動作を繰返す。

しかして、本実施例では第１図及び第３図に示すように
、主走査方向の原稿有効読取り領域外の片側にこの領域
に隣接させた状態で解像パターン１０を設けるものであ
る。この解像パターン１゜は第１パターン１１と第２パ
ターン１２とを主走査方向に併設したものである。まず
、第１パターン１１は所定の底辺長さ、傾斜角度とされ
て黒く塗りつぶした複数の直角三角形パターン１１．〜
１１ｎを副走査方向の全長に渡って鋸歯状に一列に並べ
た形状のパターンとされている。又、第２パターン１２
は前記第１パターン１１における各直角三角形パターン
１１．〜１１■１のホームポジションからの順番を示す
ための０本の線状パターン１２、〜１２ｎにより構成し
たものである。これらの線状パターン１２．〜１２ｎは
何れも直角三角形パターン１１．〜ｌｌｎの底辺に対し
て平行線とされているが、その長さが全て異なっている
。即ち、線状パターン１２．〜１２ｎは何れも基ベハ位
置から引出されたものであるが、各々順に直角三角形の
底辺長さ分だけ短くした長さとされている。これにより
、各直角三角形パターン１１．〜ｌｌｎの主走査方向に
見ると、直角三角形パターン１１．　に対しては線状パ
ターン１２．のみの１本が存在し。

直角三角形パターン１１□に対しては線状パターン１２
．．１２□の２木が存在し、・・・、直角三角形パター
ンＩＬｎに対しては線状パターン１２．〜１２ｎのｎ水
金てが存在するものであり、その本数によって直角三角
形パターンの順番が特定されるものである。

このような解像パターン１０はコンタクトガラス１と側
板１３との間に設けられている。より具体的には、コン
タクトガラス１の表面又は裏面にパターンを焼き付けた
ものでも、パターンを形成したシートを接着剤等により
貼付する等の手段を採り得る。

又、このような解像パターン１０は前記固体撮像素子８
の余剰ビットを利用して読取られるように設定されてい
る。即ち、固体撮像素子８中の大半を占める８ａ部分を
原稿画像読取部とし、その一端の８ｂ部分を読取り手段
としてのパターン読取部とするものである。ここで、固
体撮像素子８の余剰ビット等について説明する。一般に
、固体撮像素子８はその全画素数等が定型化されたサイ
ズのものが使用され、これは原稿有効読取り領域（最大
原稿幅）とは必ずしも一致するものではない。例えば、
焦点距離ｆ＝５０＋面のレンズ７、ドツトサイズが８μ
ｍで総画素数３６４８ビツトの固体撮像素子８を用いて
原稿有効読取り領域のＪ唱（最大原稿幅）Ｗ＝２１６（
財）の原稿を読取る場合を考えると、第４図に示すよう
なレイアウト関係とすることができる。このようなレイ
アウトによれば、固体撮像素子８の余剰ビットは約２４
６ビツトとなる。この余剰ビットはコンタクトガラス１
上ではＷ、４１５．６ｍｍの幅となる。そこで、この余
剰幅Ｗ１　の領域内に解像パターンを設け、固体撮像素
子８中の約２４６ビツト分の余剰ビット（パターン読取
部８ｂ）により読取らせるものである。

より具体的には、本実施例では、１ラインの全ビット数
３６４８の固体撮像素子８のうちのＯ〜５０ビットを白
色検知等のための余すビツトとじ、５１〜１００ビツト
を第６図に示すようにエリア２用として第２パターン１
２の読取りに当て、１０１〜１５０ビツトをエリア１用
として第１パターン１１の読取りに当てているものであ
る。

このような構成によれば、走行体９が副走査方向に移動
し、原稿２の画像を固体影像素子８により読取り走査す
る際、解像パターン１ｏもこの固体撮像素子８のパター
ン読取部８ｂにより同時に読み取られる。そこで、この
ように固体撮像素子８により読取った信号の処理回路に
ついて第５図のブロック図を参照して説明する。まず、
固体撮像素子８から出力されるビデオ信号Ｓ３　は２値
化回路１４に入力される。そして、この２値化回路１４
からは「１」、「○」のデータに２値化された画信号Ｓ
２とともに解像パターン１ｏに基づく位置情報信号（エ
リア信号）Ｓ３が出力され、両信号Ｓ、、Ｓ、を分離出
力する分離回路１５に入力される。この分離回路１５は
クロック信号が入力されている主走査エリアカウンタ１
６のエリア信号、即ちラインシンクにより主走査方向の
スタート同期を行ない、この主走査エリアカウンタ１６
をカウントアツプする。ここで、前述したように■主走
査ラインの３６４８ビツト中の５１〜１００ビツトがエ
リア２とされ、１０１〜１５０ビツトがエリア１とされ
ており、エリア信号は主走査エリアカウンタ１６からデ
コードされて分離回路１５に出力される。この分離回路
１５ではこのデコードされた信号と２値化回路１４から
の信号とをゲート制御することによりエリア１の信号Ｓ
　３１とエリア２の信号Ｓ　３２と画信号Ｓ２とを分離
して後段に出力する。ここに、画信号Ｓ２は後段の画像
処理回路に対して出ノＪされる。一方エリア２の信号Ｓ
　ｓｘは上位桁を示すもので、ゲート回路１７を介して
第２副走査カウンタ１８に入力されている。二〇カウン
タ１８は主走査開始時にラインシンクによりリセットさ
れるものであり、エリア２の信号Ｓ３．中のパターン数
、即ち線状パターンの本数をカウントして順番を特定す
るデータを得る。

又、エリア１の信号Ｓ　３１は下位桁を示すもので、ゲ
ート回路１９及びこのゲート回路１９の出力とクロック
信号とを入力とするＡＮＤゲート２ｏとを介して第１副
走査カウンタ２１に入力されている。このカウンタ２１
も主走査開始時にラインシンクによりリセットされるも
のであり、エリア１の信号Ｓ　３１の出力中におけるク
ロック信号数をカンウドすることよって第１パターン１
１の中の直角三角形パターンの幅データを得る。これら
のカウンタ１８，２１から出力される順番データと幅デ
ータとをデコーダ２２によりデコードして出力すること
により、解像パターン１０を解読した位置信号Ｓ４　が
得られる。即ち、任意の時点における走行体９の副走査
方向の位置（副走査方向の読取り位置）が特定検出され
る。

つまり、解像パターン１０中の第１パターン１１のある
直角三角形パターンを読取っただけでは副走査方向全体
における位置が特定しないが、第１パターン１１に合せ
て第２パターン１２も読取られるので、直角三角形パタ
ーンの順番、従って副走査方向における位置が決まるの
で、両者によって走行体９の位置が特定されることにな
るものである。

ここで、このような位置特定について、走行体９の位置
と解像パターン１０の読取り出力との関係で説明する。

例えば、第６図に示すように走行体９が位置Ａ、Ｂ、Ｃ
，Ｄの４つの位置に位置したとすると、各々の位置での
固体撮像素子８による読取り出カバターンは各々第７図
（ａ）〜（ｄ）に示すような波形となる。なお、ここで
は原稿画像は白紙原稿画像とした。この場合、位置Ａ、
Ｂ。

Ｃは各々第１パターン１１上で考えると、各々の直角三
角形パターンｌ　１．、　　ｌ　１２．　１１．の同一
幅の部分に位置し、その読取り出力は第７図（ａ）〜（
ｃ）に示すように同一であり、特定されない。

しかるに、位置Ａにあっては第２パターン１２中の１本
の線状パターン１２．のみを読取り、位置Ｂにあっては
２本の線状パターン１２□　１２２を読取り、位置Ｃに
あっては３本の線状パターン１２．〜１２３を読取る。

これらの本数に対応する出力が第７図（ａ）〜（Ｃ）に
示すように出力されるので、各々区別される。即ち、位
置Ａは１番目の直角三角形パターン１１．におけるその
幅により特定される位置であり、位置Ｂは２番日の直角
三角形パターン１１．におけるその幅により特定される
位置の如く判定される。又、位置Ｃと位置りとでは同一
の直角三角形パターン１１．に対する位置であるが、こ
の直角三角形パターン１１．中での読取り幅が異なり、
その出力が第７図（Ｃ）（ｄ）のように異なることによ
り特定される。

このようにして、走行体９が移動する際、解像パターン
１０を読取り解読することで、常に走行体９の副走査方
向の位置を把握することができる。

従って、例えば前述したバッファ方式等において走行体
９を一旦停止させたりしながら副走査方向に移動させて
原稿読取りを行なう場合には、停止時の位置を知ること
により、再スタート位置に走行体９を戻してから行なわ
せることができ、画像欠損等のない読取りが行なわれる
。又、走行体９をホームポジションに高速でリターンさ
せる動作においても、ホームポジション位置付近でスロ
ーダウンさせるべき位置に達したことを検出し、スロー
ダウンさせるタイミングをとることができ、スムーズに
ホームポジションに停止させることができる。更には、
走行体９が副走査方向の任意の位置に停止したような場
合でも、常にその位置を把握しているので、ランダムア
クセスさせることもできる。このように走行体９の各種
位置制御等に供することができる。

又、本実施例では解像パターン１０の読取りを画像読取
り用の固体撮像素子８の余剰ビットを用いて行なってい
るので、専用の読取り手段を別個に設ける必要がなく、
効率がよく低コストな装置となる。もつとも、固体撮像
素子８に余剰ビットかない場合には、これに相当する読
取り素子を別個に設ければよい。

ところで、本実施例方式による位置検出精度について検
討する。位置検出精度なＸとすると、この位置検出精度
Ｘは第１パターン１１の直角三角形パターンの傾斜角度
Ｏとの間に次のような関係が成り立つ。

０＝ｊａｎ−’　（ｙ／ｘＭ） ここに、ｙは固体撮像素子８における画素サイズ、Ｍは
光学倍率である。従って、位置検出精度Ｘを高めるため
には直角三角形パターンの傾斜角度θの値を大きめとす
るのがよい。これによれば、第１パターン１１をより多
数に細分化するのがよいが、解像パターン１０の主走査
方向に占める幅が大きくなってしまうので、適宜設定す
ればよい。

ちなみに、直角三角形パターンを１つとしてその底辺が
副走査方向の全長に渡る長さのもの（三角形パターン内
全体を黒く塗りつぶしたもの、又は三角形パターンを輪
郭とする領域内に複数本の平行線を引いたもの）とすれ
ば第２パターン１２を用いることなく位置を特定し得る
ことになる。しかし、検出精度向上のために角度を大き
くすると主走査方向に占める幅サイズが極めて大きくな
り。

この幅サイズを小さくすると傾斜角度や線間間隔が小さ
くなって検出精度が低下してしまう。この点、本実施例
の鋸歯状の第１パターン１１によれば、幅の点と傾斜角
度の点とを共に満足したものとすることができる。

効果 本発明は、上述したように複数の直角三角形パターンを
副走査方向に鋸歯状に連続させた第１パターンとこの第
１パターンの各直角三角形パターンの順番を示す形状の
第２パターンとを併設させた解像パターンを設け、走行
体の読取り位置で読取り手段によって読取るようにした
ので、解像パターンの占める面積を少ない状態として正
確な走打体位置検出を常に行なうことができ、よって、
原稿画像の欠損のない副走査制御、高速リターン時のス
ローダウンのタイミング制御、ランダムアクセス制御等
の各種の走行体位置制御にＣ（することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は側板の
一部を切欠いて示す平面図、第２図は原稿読取り装置の
概略側面図、第３図はコンタクトガラスと固体撮像素子
との関係を示す概念図、第４図は光学系のレイアウトを
示す説明図、第５図は信号処理のブロック図、第６図は
解像パターンと走行体との位置関係を示す説明図、第７
図は出力波形図である。 ２・・・原稿、３・・光源、４，５．６・・・ミラー、
８・・・固体撮像素子、８ｂ・・・パターン読取部（読
取り手段）、９・・・走行体、１０・・・解像パターン
、１１・・第１パターン、１１．〜ｌｌｎ・・・直角三
角形パターン、１２・・第２パターン、１２．〜１２ｎ
・・線状パターン 出　願　人　　　株式会社　　リ　コ　−３Ａ　図 」 ３２図 ｑｕ　　　　Ｏ’／　　　　６ １３図 Ｕ　は「

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿を照明する光源及び原稿からの反射光束を１ライン
   分の画信号読取り用の固体撮像素子に導くミラーを備え
   た走行体を副走査方向に移動させて原稿の読取り走査を
   行なう原稿読取り装置において、主走査方向原稿有効読
   取り領域に隣接させて複数の直角三角形を副走査方向に
   鋸歯状に連続させた形状の第１パターンとこの第１パタ
   ーンの各直角三角形の順番を示す形状の第２パターンと
   を併設した読取り位置解読用の解像パターンを設け、前
   記走行体による読取り位置で前記解像パターンを読取る
   読取り手段を設けたことを特徴とする原稿読取り装置の
   走行体位置検出装置。