JPS6319966A - 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。

このような原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、スキャすは所定の副走
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
せて主走査方向の幅が副走査方向全長に渡って連続的に
変化する形状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、本発明の第一の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２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Ｃ０Ｄ−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、すターン位ｇｌｄ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１０は走行体９が副走査方向に移動
する最小ピッチの間隔で等間隔とした白黒のエンコーダ
パターン形状を副走査方向の全長に渡って形成したもの
である。ここに、このような解像パターン１０中の黒パ
ターンの主走査方向の幅は第１図に示すように副走査方
向の全長に渡って連続的に変化するように設定されてい
る。より具体的には、各黒パターンの一端は揃えられて
おり、解像パターン１ｏ全体の輪郭形状が直角三角形と
なるように設定されている。このような解像パターン１
０はコンタクトガラス１と側板１１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
したシートな接若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
ズのものが使眉され、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＝５０ｍｍ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幅（最大原稿幅）Ｗ＝２１６＋ｎ
ｏ＋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、４１５．６ａｍの幅となる。そこで、この余
剰幅Ｗ、の領域内に解像パターンを設け、固体撮像索子
８中の約２４６ビツト分の余剰ビット（パターン読取部
８ｂ）の一部により読取らせるものである。

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１０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。ここに、解像
パターン１０は走行体９の移動する最小ピッチで各位置
を示す等間隔のエンコーダパターンであるので、これを
読取ることにより走行体９の位置情報が得られる。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
理及び走行体９の駆動制御の回路について第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ｓ１　は２値化回路１２に入力さ
れる。そして、この２値化回路１２からはｒＩＪ、ｒＱ
」のデータに２値化された画信号８つとともに解像パタ
ーン１０に基づく位置コード信号Ｓ、が出力され、両信
号Ｓ　ｘ　＋８３は分離回路１３から分離出力される。

そして、分離回路１３から出力される画信号Ｓ、はバッ
ファ１４に一時蓄えられた後、後段の画像処理回路（図
示せず）に出力される。ここに、バッファ１４は画信号
Ｓ力が一杯となりそれ以上の蓄積が不可能となったとき
、読取り走査禁止信号ｓ４を出力する。そして、分離回
路１３がらの出力に基づき位置コード信号Ｓ、を出力す
るとともに、読取り走査禁止信号Ｓ、が入力された時点
での位置コード信号Ｓ、を位置指令信号Ｓ、とじて出力
する位置検出回路１５が設けられている。又、システム
コントローラ（図示せず）からの駆動指令Ｓ、と、位置
コード信号Ｓ、と読取り走査禁止信号Ｓ４とに基づき駆
動信号Ｓ７及び分離制御信号Ｓ、を出力する動作制御回
路１６が設けられている。更に、位置指令信号Ｓ。と位
置コード信号Ｓ３とを比較し、その偏差に応じた補正信
号Ｓ、を出力する補正信号発生回路１７が設けられてい
る。又、動作制御回路１６からの駆動信号Ｓ７と補正信
号発生回路１７からの補正信号Ｓ、に応じて走行体９駆
動用のステップモータ１８に対してステップモータ駆動
信号Ｓ１．を出力するステップモータ駆動回路１９が設
けられている。

二のような構成において、読取り動作開始前には走行体
９はホームポジションａに静止している６読取り動作が
開始されると、駆動指令Ｓ、が動作制御回路１６に入力
されることにより、駆動信号Ｓ、が出力される。これに
応じてステップモータ駆動回路１９はステップモータ駆
動信号Ｓ１゜を出力してステップモータ１８を駆動し、
走行体９を副走査方向に移動させる。

このような走行体９の移動により、固体撮像素子８から
出力されるビデオ信号Ｓ１　は２値化回路１２により画
信号Ｓ２及び位置コード信号Ｓ、に変換されて分ｚｔ回
路１３に入力される。この時。

走行体９による読取り走査位置はまだスタート位ｊｎｂ
に達していないため、画信号Ｓ、はバッファ１４へ出力
されず、位置コード信号Ｓ、のみが位置検出回路１５に
出力される。動作制御回路１６は位置検出回路１もから
構成される装置コード信号Ｓ、により常時走行体９の読
取り走査位置を監視し、走行体９がスタート位置すに達
した時に分離制御信号Ｓ、を分離回路１３に出力する。

これにより分離回路１３は次のラインから画信号Ｓ。

をバッファ１４に出力する。バッファ１４はこれを順次
メモリに記憶する一方、記憶した順に後段の画像処理回
路に出力する。

この画像処理回路での処理が遅れるとバッファ１４は画
信号Ｓ２　が蓄積され始め、−杯になると、バッファ１
４は読取り走査禁止信号Ｓ、を出力する。これにより、
動作制御回路１６は分離制御信号Ｓ、を落し、分離回路
１３からの画信号Ｓ２の出力を禁止すると同時に、駆動
信号Ｓ７の出力を停止することにより走行体９の移動を
停止する。又、位置検出回路１５はこの時の位置コード
信号Ｓ３を位置指令信号Ｓ、として補正信号発生回路１
７に加える。補正信号発生回路１７は位置指令信号Ｓｓ
と位置コード信号Ｓ、とを比較することにより、もし走
行体９が読取り走査禁止信号Ｓ、の出力時の読取り走査
位置よりも行き過ぎた場合にはその行き過ぎ量に応じた
補正信号Ｓ、を出力する。ステップモータ駆動回路１９
はこの補正信号Ｓ、を受けて走行体９を読取り走査禁止
信号Ｓ４の出力時の正常な位置に戻す。

このような駆動制御を行なうことにより、バッファ１４
に空きができて次の読取り走査を再開する時は、前回の
読取り走査位置から連続して行なわせることができ、画
情報の欠落なく原稿を読取ることができる。

次に、このような走行体９の駆動制御を行なって、走行
体９がエンド位置Ｃに達すれば動作制御回路１６はそこ
で読取り走査を手停止するために分離制御信号Ｓｌ　を
落し、重役分離回路１３からバッファ１４への画信号Ｓ
２の出力を禁止する。

又、゛走行体９がリターン位置ｄに達すれば、ステップ
モータ１８を逆転駆動して走行体９を高速でホームポジ
ションａに戻す。

このように、主走査方向の原稿読取り領域に隣接する外
側の副走査方向に沿って等間隔のエンコーダパターンに
よる解像パターン１０を設け、これを固体撮像素子８の
一部の余剰ビットを利用したパターン読取部８ｂにより
読取り検出し、走行体９の駆動制御に用いたので、走行
体９の位置を常時チェックして良好な原稿２の読取り走
査が可能となる。又、解像パターン１０の読取りは画像
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に余剰ビットがない場合には、解像パターン
１０読取り専用のビンフォトなどの受光素子を別個に設
ければよい。

ところで、本実施例における解像パターン１゜はエンコ
ーダパターンのみならず、その黒パターンの幅（主走査
方向の長さ）が徐々に変化している形状である点を特徴
としている。このような黒パターンの幅の違いは、解像
パターン１０を固体撮像素子８のパターン読取部８ｂに
より読取る際の読取りビット数の違いにより区別される
。つまり１個々の黒パターンが各々異なるものとして読
取られ、走行体９の位置を特定する情報の一つとなる。

そこで、例えば走行体９がリターン位置ｄからホームポ
ジションａに向けて高速でリターン動作する時に停止前
にスローダウンさせる必要があるが、このような制御タ
イミングに供することができる。即ち、原稿画像読取り
時であれば所定の副走査速度で移動するのに対し、リタ
ーン時には高速でリターンするので解像パターン１０に
よるエンコーダ的な位置検出を行なうのは適さない。

この点、走行体９が高速移動していても、例えば解像パ
ターンＩＯを読取る固体撮像素子８のパターン読取部８
ｂの読取りビット数がある黒パターンの幅分のビット数
となったら、スローダウンさせるような制御を簡単に行
なうことができる。

なお、上述した説明では、解像パターン１０を主走査方
向の一端にのみ設けた場合で説明したが、両側に設けて
、走行体９の主走査方向の平行度チェック等に供するよ
うにしてもよい。

又、この種の原稿画像読取りでは２値化処理のスレッシ
ュレベル等を決めるために、固体撮像素子８で標準白色
板を読取る必要がある。この点、例えば第６図に示すよ
うに解像パターン１０に並列的に標準白色板２０を設け
たり、第７図に示すように他端側に標準白色板２０を設
ければよい。

つづいて、本発明の第二の実施例を第８図ないし第１１
図により説明する。基本的には、第８図に示すような形
状の解像パターン２１としたものである。即ち、前記実
施例の解像パターン１０に相当する位置に、略直角三角
形形状とされて副走査方向全長に渡る斜辺２１ａを有す
る解像パターン２１としたものである。この解像パター
ン２１はその三角形内に底辺２１ｂに平行な複数の線状
パターン２１ｃを有する。つまり、このような解像パタ
ーン２１は底辺２１ｂ・斜辺２１ａによりその主走査方
向の幅が連続的に変化するものである。このような解像
パターン２１も固体撮像素子８のエリア指定されたパタ
ーン読取部８ｂにより読取られる。

ここで、このような固体撮像素子８により読取つた信号
の処理回路について第９図のブロック図を参照して説明
する。基本は、第５図の場合と同様である。まず、分離
回路１３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２２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２２をカウントアツプする。ここで、１主走査ラ
インの３６４８ビツト中のある余剰ビット分が解像パタ
ーン読取り用のエリアとされ、エリア信号は主走査エリ
アカウンタ２２からデコードされて分離回路１３に出力
される。この分離回路１３ではこのデコードされた信号
と２値化回路１２がらの信号とをゲート制御することに
より、エリア信号Ｓ、と画信号Ｓ、とを分離して後段に
出力する。

そして、エリア信号Ｓ、はゲート回路２３を介して副走
査カウンタ２４に入力されている。このカウンタ２４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、エリア信号Ｓ、中のパターン数、即ち線状パタ
ーン２１ｃの本数をカウントして大まかな走行体９の位
置データを得る。

このカウンタ２４から出力されるデータをデコーダ２５
によりデコードして出力することにより、解像パターン
２１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）が検出される。

ここで、このような位置検出について、走行体９の位置
と解像パターン２１の読取り出力との関係で説明する。

例えば、第１０図に示すように走行体９が位置Ａ、Ｂの
２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１１図（ａ
）、（ｂ）に示すような波形となる。即ち、その位置で
の線状パターン２１ｃの読取り本数分の黒パルス波形を
得る。

なお、ここでは原稿画像は白紙原稿画像とした。

ところで、このような解像パターン２１の読取りに際し
て、その斜辺２１ａは固体撮像素子８のパターン読取部
８ｂ中のあるビットにより必ず読取られる。従って、こ
の場合にも例えば走行体９を高速でリターンさせる時の
スローダウンのタイミング制御°等に供することができ
る。即ち、パターン読取部８ｂの読取りがあるビットま
で読取りが進んだ時点（これを斜辺２１ａの読取りによ
り無段階に検出できる）で、スローダウンさせればよく
、特定したあるビットの読取りのみを注目すればよいか
らである。

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。位置検出精度をＸとすると、この位置検出精度
Ｘは直角三角形パターンの底辺２１ｂと斜辺２１ａとの
間の傾斜角度θとの間に次のような関係が成り立つ。

ｅ＝ｔ　ａ　ｎ−’　（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
には傾斜角度θの値をある程度大きめとするのがよい。

なお１本実施例では直角三角形中に複数本の線状パター
ン２１ｃを引いた解像パターン２１としたが、直角三角
形内全体を黒く塗りつぶした解像パターンとしてもよい
。

効果 本発明は、上述したように主走査方向の幅が副走査方向
全長に渡って連続的に変化する形状の解像パターンを設
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、走行体が高速で移動するような場合であ
ってもその走行体の位置検出を常に行なうことができ、
よって、例えば高速リターン時のスローダウンのタイミ
ング制御、更には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供すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の第一の実施例を示すもの
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図及び第７図は各
々変形例を示す平面図、第８図ないし第１１図は本発明
の第二の実施例を示すもので、第８図は平面図、第９図
は信号処理のブロック図、第１０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１１図はその出力波
形図である。 ２・・・原稿、３・・・光源、４，５．Ｂ・・・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、２１・・・解像パターン １　」　図 一兆Ｚ図 、％、３　毘 −第Ｕ菌 手続補正書輸発） １．事件の表示 特願昭６１−１６５０８２号 ２、発明の名称 原稿読取り装置の走行体位置検出装置 住所　東京都大田区中馬込１丁目３番６号４、代　理　
人 〒１０７ ５、補正命令の日付 な　　　　し ６、補正の対象 明細書９図　面 特願昭６１−１６５０８２号補正書 この出願に関し、明細書及び図面中の記載を下記のよう
に補正する。 記 １、明細書中、第８頁第２行目の「貼付する等」を［貼
付する方法、又は側板１１のコンタクトガラス１と接す
る内側面に塗装又はパターンシートを貼付する方法等Ｊ
に補正する。 ２、図面中、第２図を別紙のように符号１，２について
補正する。 ３、図面中、第３図を別紙のように符号１３を符号１１
に補正する。

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主走査方向の幅が副走査方向全長
   に渡つて連続的に変化する形状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。