(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿台の下方より原稿台に載置された原稿に向けて走査光を照射する走査光照射手段と、該走査光が前記原稿によって反射された反射光を検出する反射光検出手段と、前記走査光の走査位置を表わすパルス信号を発生する基準パルス信号発生手段とを有し、前記反射光により前記原稿の端部を検出し、前記基準パルス信号より原稿サイズ又は位置を検出する原稿検知装置において、前記基準パルス信号発生手段は、光走査の開始を表すとともに走査開始後の走査光の位置を所定間隔毎に表わすパルス信号を発生し、これとは別に、前記パルス信号より短い一定周期で発振して前記所定間隔を計測するクロック信号を発生し、前記パルス信号のカウント値と前記クロック信号のカウント値より前記走査光の位置を算出するようにしたことを特徴とする原稿検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の原稿検知装置において、前記パルス数のカウント値は、該カウント数にあらかじめ定めた係数を掛けることにより前記クロック数のカウント値に変換して前記走査光の位置を算出することを特徴とする原稿検知装置。
【請求項３】
請求項２に記載の原稿検知装置において、前記係数を可変としたことを特徴とする原稿検知装置。
【請求項４】
請求項２あるいは３に記載の原稿検知装置において、前記係数を、所定の区間に分割した前記走査光の走査範囲の各区間毎に設け、かつ、可変としたことを特徴とする原稿検知装置。
【請求項５】
請求項１に記載の原稿検知装置において、前記走査光の走査軌跡上の少なくとも原稿載置基準に対する相対的な位置関係が保証された所定の場所に前記走査光を反射する光反射処理部を有し、該光反射処理部からの反射光と前記原稿からの反射光の相対的な受光タイミングを計ることにより原稿のサイズや位置を検知するようにしたことを特徴とする原稿検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿検知装置、より詳細には、複写機やスキャナ等において、原稿台上に載置された原稿のサイズや位置を検知する原稿検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）：従来技術による原稿検知装置として、例えば、特開平２−３０８２３６号公報（原稿サイズ・位置検知装置）に開示されたものがある。この公報のものは、原稿押さえ手段が閉じ始めたことが検知されると光走査を開始し、光センサからの受光信号を基準値と比較して原稿の有無を判断し、原稿が「無」から「有」または「有」から「無」に変化した時点のデータから、原稿のサイズおよび位置ずれを検知するものである。
【０００３】
（２）：また、従来技術による他の原稿検知装置として、原稿台の下方から原稿台に向けて光を照射しながら原稿台を走査し、原稿に反射して戻ってくる光を検知するようにしたものがある。この原稿検知装置は、光走査の開始を示す基準信号を設け、走査開始時点から内部クロックのカウントを開始して走査光の位置を示す計測値とし、一回の走査において、原稿からの反射光を最初に検知した時点および最後に検知した時点の走査光位置計測値を原稿の両端位置を示すデータとして処理することにより、原稿のサイズおよび位置を検知するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図８は、従来技術による原稿検知装置のモータの回転ムラによる影響の一例を説明するための図である。上述のように、原稿台を光走査する方法としては、モータなどを用いて光学系の一部を回転させるのが一般的であるが、モータには回転ムラがある。例えば、前記（１）に示した特開平２−３０８２３６号公報に記載の発明のように、走査光の位置計測を走査系と機械的に連動して動くエンコーダのようなものを使用すれば、モータの回転ムラは原理的には問題にならないが、原稿の位置やサイズを検知するために十分な分解能を得るためには、高精細な回転検出器が必要となり、大幅なコスト高となる。
【０００５】
一方、前記（２）に示した原稿検知装置のように、走査光の位置計測をモータの実回転とは全く非同期のクロックを用いて行なう場合は、低コストにはなるが、モータの回転ムラの影響を直接受け、精度が問題になり、図８に示したように、モータの回転ムラの影響による誤差は走査開始位置から遠ざかるほど積算されて大きくなる。
【０００６】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、まず、エンコーダとしてはモータの回転ムラの影響が精度的に許容できる程度の分解能にとどめてコストを抑え、走査光の位置計測として必要な分解能はクロック信号のカウント値で補償するようにし、これにより、コストを最低限に抑え、かつ、必要な精度を確保することができる原稿検知装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原稿台の下方より原稿台に載置された原稿に向けて走査光を照射する走査光照射手段と、該走査光が前記原稿によって反射された反射光を検出する反射光検出手段と、前記走査光の走査位置を表わすパルス信号を発生する基準パルス信号発生手段とを有し、前記反射光により前記原稿の端部を検出し、前記基準パルス信号より原稿サイズ又は位置を検出する原稿検知装置において、前記基準パルス信号発生手段は、光走査の開始を表すとともに走査開始後の走査光の位置を所定間隔毎に表わすパルス信号を発生し、これとは別に、前記パルス信号より短い一定周期で発振して前記所定間隔を計測するクロック信号を発生し、前記パルス信号のカウント値と前記クロック信号のカウント値より前記走査光の位置を算出するようにしたことを特徴とし、もって、装置全体として大幅なコストの低減を図ったものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の原稿検知装置において、前記パルス数のカウント値は、該カウント数にあらかじめ定めた係数を掛けることにより前記クロック数のカウント値に変換して前記走査光の位置を算出することを特徴とし、もって、さらに装置の小型化およびコストの低減を図ったものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載の原稿検知装置において、前記係数を可変としたことを特徴とし、もって、生産性の向上およびコストの低減を図ったものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２あるいは３に記載の原稿検知装置において、前記係数を、所定の区間に分割した前記走査光の走査範囲の各区間毎に設け、かつ、可変としたことを特徴とし、もって、さらに生産性の向上およびコストの低減を図ったものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１に記載の原稿検知装置において、前記走査光の走査軌跡上の少なくとも原稿載置基準に対する相対的な位置関係が保証された所定の場所に前記走査光を反射する光反射処理部を有し、該光反射処理部からの反射光と前記原稿からの反射光の相対的な受光タイミングを計ることにより原稿のサイズや位置を検知するようにしたことを特徴とし、もって、装置全体として大幅なコストの低減を図ったものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用される原稿検知装置の一例を説明するための要部構成図で、図中、１は原稿台外枠、２は原稿台（ガラス）、３は原稿、４は原稿載置基準点、５は光反射処理部、６は光の走査軌跡である。
【００１３】
なお、以下に説明する本発明の実施の形態は、説明を簡単にするために、原稿は、図１に示したように、原稿載置基準点４にほぼ正しく載置されているものとし、走査光が最初に横切る原稿端の位置を計測することにより、原稿のサイズを検知することができる“原稿サイズ検知装置”に関するものとする。
【００１４】
図２は、本発明による原稿検知装置の一実施例を説明するための要部構成図で、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図で、図中、１１は円盤、１２は円盤１１に設けられたスリット列、１３はフォトセンサ、１４は回転体、１４ａは走査ミラー面、１５は回転軸、１６はモータ、１７は走査光、１８は反射光である。
【００１５】
図２に示した実施例は、所定の１面がミラー（走査ミラー面１４ａ）になっている回転体１４をモータ１６の回転軸１５に取り付けて回すことにより、ＬＥＤ（図示せず）の発する光１７を原稿面に導いて、図１に示したような走査軌跡６で原稿台２の裏面を下方から走査するようにしたもので、原稿３や原稿台外枠１の裏面に、例えば、白いテープを貼ることによって、光を反射するような処理を施した部分（原稿載置基準点４との相対的な位置精度が保証されている）、すなわち、光反射処理部５が設けてあり、回転体１４は、その光反射処理部５により反射されて戻ってくる光をＰＤ（フォトダイオード；図示せず）に導き、さらに、円盤１１上に、所定の部分に所定の間隔で開けられた所定個数のスリット（スリット列１２）を有するエンコーダ（基準パルス発生器）が取り付けてあり、このスリットがフォトセンサ１３の間を通過するときにパルス信号が出力されるようになっている。
【００１６】
図３は、本発明による原稿検知装置のモータの回転ムラによる影響の一例を説明するための図で、図中、Ｅｍは許容誤差値、Ｉｏはエンコーダ出力間隔である。
エンコーダとしてはモータの回転ムラの影響が精度的に許容できる程度の分解能にとどめて、走査光の位置計測として必要な分解能はクロック信号のカウント値で補償するようにしたことにより、図３に示したように、モータの回転ムラの影響による誤差を小さくすることができる。
【００１７】
図４は、本発明による原稿検知装置のエンコーダ出力信号を説明するための図で、図中、Ｔ１はモータの回転周期、Ｔ２は円盤１１のスリット列１２の部分がフォトセンサ１３を通過している期間、Ｔ３はスリットのない部分がフォトセンサ１３を通過している期間で、フォトセンサ１３はスリットを検知すると、該スリットを光が通過して“Ｈ”レベルを出力する。
【００１８】
図５は、本発明による原稿検知装置のエンコーダ出力信号ＳＴと受光出力信号ＲＣＶとの関係を説明するための図で、図中、Ｔ４は出力パルス間隔、Ｔ５は信号ＳＴの先頭パルスが発生してから走査光が原稿台（ガラス）２に到達するまでの時間、Ｔ６は信号ＳＴの先頭パルスが発生してから走査光が原稿３に到達するまでの時間、Ｔ７はＴ５の計測値のうちクロック信号のカウント値での計測分、Ｔ８はＴ６の計測値のうちクロック信号のカウント値での計測分、Ｔ９はＬＥＤの駆動周期である。
【００１９】
図６は、本発明による原稿検知装置の電気系および処理系の一実施例を説明するための構成図で、図中、２１は制御回路、２２はＬＥＤ／モータ駆動制御回路、２３はＳＴ信号の先頭検知回路、２４はカウンタ、２５はレジスタＫ、２６はレジスタＬ、２７は反射光検知回路、２８は受光回路、２９はメモリ、３０はＲＯＭ、３１，３２はスイッチ回路、３３は演算処理回路である。
図７は、図６に示した実施例のカウンタに関する信号を説明するための図である。
【００２０】
以下、図６に示した電気系および処理系について、図７に示すカウンタ信号を参照しながら説明する。
図６において、制御回路２１は、信号ＣＯＶにより圧板（図示せず）が開いていることを確認すると、信号ＬＭＥＮを“Ｈ”レベルにしてＬＥＤ／モータ駆動制御回路２２を起動する。ＬＥＤ／モータ駆動制御回路２２は、信号ＬＭＥＮが“Ｈ”になるとＬＥＤを周期Ｔ９で発光させるとともにモータ１６を回転させる。制御回路２１は、また、信号ＳＤＥＮを“Ｈ”にして先頭検知回路２３および反射光検知回路２７を起動する。先頭検知回路２３が起動すると、エンコーダ出力信号ＳＴにおいて、Ｔ３時間の“Ｌ”レベルの後に最初に入力される立ち上がり遷移が検知されると信号ＤＴＳＴを“Ｈ”にする。信号ＤＴＳＴは、いったん“Ｈ”になると、信号ＳＤＥＮが“Ｌ”になるまでその状態を保持する。なお、信号ＳＴはクロック信号ＣＬＫで同期をとられ、信号ＤＦＳＴとして出力される。
【００２１】
受光回路２８は、フォトダイオードＰＤにて受けるＬＥＤからの光を電気信号に変換して増幅し、所定のしきい値で２値化し、しきい値を超えていれば“Ｈ”として信号ＲＣＶを出力する。反射光検知回路２７は、信号ＳＤＥＮが“Ｈ”の期間に、信号ＲＣＶにおいて、ＬＥＤ光の原稿などからの反射光を検知すると、その受光期間中、信号ＰＤＴを“Ｈ”にする。
【００２２】
制御回路２１は、信号ＤＴＳＴが“Ｈ”になると、信号ＣＥＮを“Ｈ”にしてカウンタ２４を起動する。カウンタ２４は、信号ＤＦＳＴおよびクロック信号ＣＬＫの立ち上がり遷移を互いに独立にカウントし、それぞれのカウント値ＰおよびＣを出力する。ただし、ＣＬＫカウント値Ｃは、図７に示したように、ＤＦＳＴのカウント値Ｐがカウントアップされるごとにいったんクリアされ、次の立ち上がり遷移からあらためてカウントアップを始めるようになっているものとする。
【００２３】
制御回路２１は、また、信号ＤＴＳＴが“Ｈ”になると信号ＲＫＥＮを“Ｈ”にしてカウンタ２４の出力ＰおよびＣのレジスタ２５への書き込みを許可する。レジスタ２５は、信号ＲＫＥＮが“Ｈ”の期間中、カウンタ２４の出力ＰおよびＣの値を更新しながら取り込み続ける。制御回路２１は、信号ＤＴＳＴが“Ｈ”になって最初の信号ＰＤＴの立ち下がり遷移、すなわち、図５におけるＡの部分の終了を検知すると、信号ＲＫＥＮを“Ｌ”にする。つまり、これによって、図５における時間Ｔ５の計測値がＰＫおよびＣＫとしてレジスタ２５に取り込まれたことになる。
【００２４】
制御回路２１は、信号ＲＫＥＮが“Ｌ”に遷移した後に、今度は信号ＲＬＥＮを“Ｈ”にして、カウンタ２４の出力ＰおよびＣをレジスタ２６へ書き込むのを許可する。レジスタ２６は、信号ＲＬＥＮが“Ｈ”の期間中、カウンタ２４の出力ＰおよびＣの値を更新しながら取り込み続ける。制御回路２１は、信号ＲＫＥＮが“Ｌ”になって最初の信号ＰＤＴの立ち上がり遷移、すなわち、図５におけるＢの部分の開始を検知すると、信号ＲＬＥＮを“Ｌ”にする。つまり、これによって、図５における時間Ｔ６の計測値がＰＬおよびＣＬとしてレジスタ２６に取り込まれたことになる。
【００２５】
カウンタ２４は、信号ＤＦＳＴの立ち上がり遷移を（ｎ−１）個カウントすると信号ＣＴＮを“Ｈ”にする。すると、制御回路２１は、信号ＣＥＮおよびＳＤＥＮを“Ｌ”にしてカウンタ２４，先頭検知回路２３，反射光検知回路２７等をいったんリセットする。また、このとき、圧板が開いている場合には、信号ＭＥＮを一瞬だけ“Ｈ”にしてレジスタ２５およびレジスタ２６に保持されている値をメモリ２９に保存する（ＰＫ→ＰＫＭ、ＣＫ→ＣＫＭ、ＰＬ→ＰＬＭ、ＣＬ→ＣＬＭ）。もし、圧板が閉じている場合には、メモリ２９への書き込みは行なわない。なぜなら、そのとき、レジスタに保持された値は、圧板が、正しい原稿サイズ検知ができない角度まで閉じた状態での計測値である可能性があるからである。圧板は、通常、白色で、原稿の地肌と同じ場合が多いので、所定角度以上開いていないと原稿との区別がつかず、正しい原稿サイズ検知ができない。
【００２６】
演算処理回路３３は、メモリ２９に記憶された値を読み込むと、まず、エンコータ出力カウント値ＰＫＭおよびＰＬＭを、これらに係数Ｎを掛けることによって、クロック信号のカウント値と等価な値に変換する。ただし、このとき、ＰＫＭおよびＰＬＭの値が所定値ＰＴよりも小さい場合にはＮ＝Ｎ１、大きい場合にはＮ＝Ｎ２とする。ここで、Ｎ１およびＮ２は、スイッチ回路３１，３２によって任意に設定することができる。そして、いま、ＰＫＭ＜ＰＴ＜ＰＬＭとすると、
Ｓ＝｛Ｎ１×ＰＴ＋Ｎ２×（ＰＬＭ−ＰＴ）＋ＣＬＭ｝−（Ｎ１×ＰＫＭ＋ＣＫＭ）で求められる値ＳをＲＯＭ３０に記憶されているデータと比較することにより、載置検稿３のサイズを判定する。
【００２７】
請求項１の発明は、まず、エンコーダとしてはモータの回転ムラの影響が精度的に許容できる程度の分解能にとどめてコストを抑え、走査光の位置計測として必要な分解能はクロック信号のカウント値で補償するようにして、コストを最低限に抑え、かつ、必要な精度を確保するようにしたものである。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１の発明では、基準信号（エンコーダからの出力）のカウント値とクロック信号のカウント値とをそのまま扱うのは処理的に面倒で、手続きが煩雑になるので（後述する請求項５の発明に適用した場合などにおいては特に顕著になる）、エンコーダ出力の１カウント分はモータの回転ムラがないとしたときのクロック信号の計算上のカウント分Ｎで置き換えることにより、走査光の位置計測値をクロック信号のカウント値のみに変換し、処理を容易にしたものである。
【００２９】
従来技術による原稿検知装置などにおいては、実装上の誤差や部品精度のばらつき等を所定の範囲内に抑えなければ、走査軌跡のずれが大きくなって、正しい検知ができなくなるという問題があったが、請求項３の発明は、走査軌跡が多少ずれても、それをＮの値を適当に変更することにより、補償するというものである。
【００３０】
走査軌跡のずれは厳密にいうと一様ではない場合が多く、一連の走査の中ではＮをある値に修正することにより、逆に検知誤差が増すような区間が生じてしまう可能性もあるが、請求項４の発明は、Ｎの値を適当な走査区間毎に設定できるようにして常に最適な補正ができるようにしたものである。
【００３１】
従来技術による原稿検知装置は、原稿台上での走査開始位置と基準信号（エンコーダ出力）のタイミングとの関係が、所定の精度に入っている必要があり、そのために、高い位置決め精度や部品公差が要求されるという問題があったが、請求項５の発明は、走査開始位置がばらついても、それが原稿の位置やサイズ検知に影響を及ぼさないようにしたものである。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、原稿台の下方より原稿台に載置された原稿に向けて走査光を照射する走査光照射手段と、該走査光が前記原稿によって反射された反射光を検出する反射光検出手段と、前記走査光の走査位置を表わすパルス信号を発生する基準パルス信号発生手段とを有し、前記反射光により前記原稿の端部を検出し、前記基準パルス信号より原稿サイズ又は位置を検出する原稿検知装置において、前記基準パルス信号発生手段は、光走査の開始を表すとともに走査開始後の走査光の位置を所定間隔毎に表わすパルス信号を発生し、これとは別に、前記パルス信号より短い一定周期で発振して前記所定間隔を計測するクロック信号を発生し、前記パルス信号のカウント値と前記クロック信号のカウント値より前記走査光の位置を算出するので、モータとしてある程度回転ムラがあっても使用することが可能で、低価格のものにすることができ、また、複雑な制御等を必要としないので、装置全体として大幅なコストの低減を図ることができる。
【００３３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の原稿検知装置において、前記パルス数のカウント値は、該カウント数にあらかじめ定めた係数を掛けることにより前記クロック数のカウント値に変換して前記走査光の位置を算出するので、処理系の構成を簡素化することができ、小型化および低コスト化できるとともに、請求項３や請求項４の発明のように、走査軌跡のずれによる検知誤差を容易に補正することを可能にする技術の基礎とすることができる。
【００３４】
請求項３の発明は、請求項２に記載の原稿検知装置において、前記係数を可変としたので、実装や部品等に対して高い精度を要求しなくてすむようになり、信頼性が増すとともに生産性が向上し、コストの低減を図ることができる。
【００３５】
請求項４の発明は、請求項２あるいは３に記載の原稿検知装置において、前記係数を、所定の区間に分割した前記走査光の走査範囲の各区間毎に設け、かつ、可変としたので、なお一層の信頼性，生産性の向上およびコストの低減を図ることができる。
【００３６】
請求項５の発明は、請求項１に記載の原稿検知装置において、前記走査光の走査軌跡上の少なくとも原稿載置基準に対する相対的な位置関係が保証された所定の場所に前記走査光を反射する光反射処理部を有し、該光反射処理部からの反射光と前記原稿からの反射光の相対的な受光タイミングを計ることにより原稿のサイズや位置を検知するので、走査光の位置とエンコーダ出力の関係を厳しく設定する必要がなくなり、生産性が向上し、コストの低減を図ることができる。さらに、原稿端の位置は同一走査軌跡上の基準となる所定位置との相対的な差分によって求めるようにしたので、モータの回転ムラの影響をさらに小さく抑えて検知精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される原稿検知装置の一例を説明するための要部構成図である。
【図２】本発明による原稿検知装置の一実施例を説明するための要部構成図である。
【図３】本発明による原稿検知装置のモータの回転ムラによる影響の一例を説明するための図である。
【図４】本発明による原稿検知装置のエンコーダ出力信号を説明するための図である。
【図５】本発明による原稿検知装置のエンコーダ出力信号と受光出力信号との関係を説明するための図である。
【図６】本発明による原稿検知装置の電気系および処理系の一実施例を説明するための構成図である。
【図７】図６に示した実施例のカウンタに関する信号を説明するための図である。
【図８】従来技術による原稿検知装置のモータの回転ムラによる影響の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…原稿台外枠、２…原稿台、３…原稿、４…原稿載置基準点、５…光反射処理部、６…光の走査軌跡、１１…円盤、１２…スリット列、１３…フォトセンサ、１４…回転体、１４ａ…走査ミラー面、１５…回転軸、１６…モータ、１７…走査光、１８…反射光、２１…制御回路、２２…ＬＥＤ／モータ駆動制御回路、２３…先頭検知回路、２４…カウンタ、２５…レジスタＫ、２６…レジスタＬ、２７…反射光検知回路、２８…受光回路、２９…メモリ、３０…ＲＯＭ、３１，３２…スイッチ回路、３３…演算処理回路、Ｅｍ…許容誤差値、Ｉｏ…エンコーダ出力間隔、Ｔ１…モータの回転周期、Ｔ２…スリット列の部分がフォトセンサを通過している期間、Ｔ３…スリットのない部分がフォトセンサを通過している期間、Ｔ４…出力パルス間隔、Ｔ５…信号ＳＴの先頭パルスが発生してから走査光が原稿台に到達するまでの時間、Ｔ６…信号ＳＴの先頭パルスが発生してから走査光が原稿に到達するまでの時間、Ｔ７…Ｔ５の計測値のうちクロック信号のカウント値での計測分、Ｔ８…Ｔ６の計測値のうちクロック信号のカウント値での計測分、Ｔ９…ＬＥＤの駆動周期。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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