(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体が載置される透明な板状の原稿台と、
前記原稿台の周縁部に接合され前記被写体に当接し前記被写体を前記原稿台の盤面上に位置決めするガイド部材と、
主走査線を前記主走査線と垂直な副走査方向に移動させつつ光電変換により光学像を表す画像データを出力する走査部と、
前記走査部に前記主走査線上の光学像を入力する光学系と、
前記ガイド部材に形成されている凹部であって、前記光学系でその光学像を前記走査部に入力可能な位置に形成されている凹部と、
前記凹部の光学像を表す画像データに基づいて前記走査部に画像データの原点を設定する制御部と、
を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記凹部内に現れる影を表す画像データに基づいて前記走査部に前記原点を設定することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記影が内接する矩形の中心位置に基づいて前記走査部に前記原点を設定することを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記凹部は、直径が実質的に０．８ｍｍで深さが実質的に１ｍｍの円形孔であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記原稿台の盤面上で前記原点に対応する読み取り原点と前記ガイド部材の縁辺との前記副走査方向の距離が１ｍｍ以内になるように前記原点を設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像読み取り装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記原稿台の盤面上で前記原点に対応する読み取り原点と前記ガイド部材の縁辺との前記主走査線に平行な方向の距離が１．６ｍｍ以内になるように前記原点を設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像読み取り装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像読み取り装置と、
前記画像データに基づいて前記被写体を表す画像を印刷媒体に形成する印刷装置と、
を備えることを特徴とする画像入出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読み取り装置及び画像入出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被写体の光学像を読み取る装置として、被写体が載置される透明な板状の原稿台を筐体の上面に備えたフラットベット型の画像読み取り装置が知られている。
【０００３】
一般に、フラットベット型画像読み取り装置は原稿台の周縁部に接合され被写体に当接することで被写体を原稿台の盤面上に位置決めするガイド部材を備えている。画像読み取り装置では、そのガイド部材の縁辺を基準として位置設定する読み取り原点を頂点とした矩形領域内を読み取り領域として設定し、その領域内の光学像を表す画像データを出力する。
【０００４】
ところで上記の画像読み取り装置では、撮像素子等を搭載するキャリッジとそのガイドとのがたつきを完全になくす等して主走査線のふらつきを完全になくすことは困難である。このような事情や製造公差を考慮し、原稿台の盤面上に設定された読み取り領域を越えてガイド部材自身の像が画像データとして出力されることを防止するため、原稿台の盤面上において被写体の読み取り原点をガイド部材の縁辺から僅かに離した位置に設定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、読み取り原点をガイド部材の縁辺から離間させると、ガイド部材の縁辺より原稿台の内側に読み取り領域が設定されるため、ガイド部材の縁辺に紙文書等の被写体を隙間なく当接させたとしても被写体の周縁部を読み取ることができなくなる。したがって、読み取り原点は可能な限りガイド部材の縁辺近くに設定することが望ましい。従来の画像読み取り装置の読み取り原点は、互いに直交する２つのガイド部材の縁辺からそれぞれ３ｍｍ程度離れた位置に設定されている。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みて創作されたものであって、その目的は、原稿台周縁の読み取りできない領域を狭める画像読み取り装置及び画像入出力装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る画像読み取り装置によると、被写体が載置される透明な板状の原稿台と、前記原稿台の周縁部に接合され前記被写体に当接し前記被写体を前記原稿台の盤面上に位置決めするガイド部材と、主走査線を前記主走査線と垂直な副走査方向に移動させつつ光電変換により光学像を表す画像データを出力する走査部と、前記走査部に前記主走査線上の光学像を入力する光学系と、前記ガイド部材に形成されている凹部であって、前記光学系でその光学像を前記走査部に入力可能な位置に形成されている凹部と、前記凹部の光学像を表す画像データに基づいて前記走査部に画像データの原点を設定する制御部とを備える。
【０００８】
この請求項１に係る画像読み取り装置によると、原稿台に接合されたガイド部材に直に形成されている凹部の光学像を表す画像データに基づき画像データの原点を走査部に設定するので、原稿台周縁の読み取りできない領域を狭めることができる。
【０００９】
請求項２に係る画像読み取り装置によると、前記制御部は、前記凹部内に現れる影を表す画像データに基づいて前記走査部に前記原点を設定する。走査部で得られる画像データは光学像の明暗を表すものであり、例えばその画像データに２値化処理を施すことで光学像の暗部と明部とを区別することができる。したがって請求項２に係る画像読み取り装置によれば、凹部内に現れる影を表す画像データを利用して凹部の位置を特定しその特定された凹部の位置に基づき画像データの原点を設定することができる。
【００１０】
請求項３に係る画像読み取り装置によると、前記制御部は、前記影が内接する矩形の中心位置に基づいて前記走査部に前記原点を設定するので、画像データの原点を精確に設定することができる。
【００１１】
請求項４に係る画像読み取り装置によると、直径が実質的に０．８ｍｍで深さが実質的に１ｍｍの円形孔で前記凹部が形成されるので、その形成の容易さと原点設定の精確さとを両立できる。
【００１２】
前記請求項１〜４に係る画像読み取り装置では、請求項５に係る発明のように、前記原稿台の盤面上で前記原点に対応する読み取り原点と前記ガイド部材の縁辺との前記副走査方向の距離が１ｍｍ以内になるように前記制御部で前記原点を設定することが望ましく、また請求項６に係る発明のように、前記原稿台の盤面上で前記原点に対応する読み取り原点と前記ガイド部材の縁辺との前記主走査線に平行な方向の距離が１．６ｍｍ以内になるように前記制御部で前記原点を設定することが望ましい。
【００１３】
請求項７に係る画像入出力装置によると、前記請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像読み取り装置と、前記画像データに基づいて前記被写体を表す画像を印刷媒体に形成する印刷装置とを備える。このような請求項７に係る画像入出力装置によれば、前述の請求項１〜６のいずれか一項に係る画像読み取り装置と同様の効果を奏することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。図２は、本発明の一実施例による画像読み取り装置としてのイメージスキャナ１０を示している。
【００１５】
イメージスキャナ１０は、概ね箱形の筐体１２の上面に原稿台１４を備えた所謂フラットベッド型イメージスキャナである。このイメージスキャナ１０は図３に示すように、撮像素子２０、主走査駆動部１０２、副走査駆動部２６及び処理部１００を有し主走査線を副走査方向に移動させつつ光電変換により光学像を表す画像データを出力する走査部４０と、走査部４０の撮像素子２０に主走査線上の光学像を入力する光学系３０と、走査部４０に画像データの原点を設定する制御部１１０とを備えている。
【００１６】
図１及び図２に示す原稿台１４は概ね矩形のガラス板等の透明板で形成され、その盤面１５上に被写体としての印刷文書、写真等の原稿Ｍが載置される。原稿台１４の周縁部には、原稿Ｍに当接し原稿台１４の盤面１５上にその原稿を位置決めする概ね矩形枠状の原稿ガイド１６が接合されている。この原稿ガイド１６が特許請求の範囲に記載の「ガイド部材」の一例である。ここで原稿台１４と原稿ガイド１６とは例えば螺子、両面テープ、接着剤等により接合される。原稿ガイド１６の４つの内縁辺のうち主走査方向（図１にＡで示す方向）で互いに対向する内縁辺１７ａ，１７ｃは主走査方向軸に垂直な副走査方向（図１及び図２にＢで示す方向）軸に平行に延伸し、副走査方向で互いに対向する内縁辺１７ｂ，１７ｄは主走査方向軸に平行に延伸している。それら内縁辺１７ａ〜１７ｄで囲まれる盤面１５上の領域４４内には、図１（ａ）に二点鎖線で示すように原稿の読み取り領域４５が設定される。この読み取り領域４５は領域４４より一まわり小さな矩形形状を呈している。本実施例の読み取り領域４５は、領域４４の一角部（図１（ａ）では右上角部）４６を形成する内縁辺１７ａから１．６ｍｍ離間し内縁辺１７ｂから１ｍｍ離間して設定される読み取り原点４７を一頂点としている。ここで読み取り原点４７の盤面１５上の位置は、制御部１１０で設定される画像データの原点に対応させる位置である。
【００１７】
図１、図２及び図４に示すように、原稿ガイド１６には上記内縁辺１７ｂを形成する部分４８に凹部５０が設けられている。凹部５０は、前記部分４８の原稿台１４が接合される面（以下、凹部形成面という。）５２に形成され、この凹部５０の光学像は光学系３０により撮像素子２０に入力可能である。本実施例において凹部５０は読み取り原点４７が設定される上記角部４６の近傍に設けられている。凹部５０の形状は、反射原稿用光源２２で照射されたとき走査部４０によりある程度明暗のはっきりした影を読み取れるものであれば良い。また凹部５０の内法寸法は凹部５０の形状に応じて適宜設定すれば良い。本実施例では図４に示すように、直径φが実質的に０．８ｍｍで深さｄが実質的に１ｍｍの円形孔で凹部５０を構成している。このような凹部５０を採用することにより当該凹部５０を形成することを容易にしつつ、制御部１１０及び走査部４０で画像データの原点を設定する際にその設定精度を高めることができる。尚、凹部５０は、原稿ガイド１６の成形時に型により同時に形成することが製造公差を小さくする上で望ましいが、成形後の穿孔加工により形成しても良い。
【００１８】
原稿ガイド１６の凹部形成面５２には凹部５０を閉塞しない位置に、主走査方向に延びる白基準板２８が貼り付けられている。この白基準板２８は高反射率均一反射面を有する。
【００１９】
図３に示す走査部４０の副走査駆動部２６は、キャリッジ２４、キャリッジ２４に係止されたベルト、このベルトを回転させる例えば制御の容易なステッピングモータ等を備える。キャリッジ２４は原稿台１４の盤面１５に対し平行なガイド用のシャフト等にスライド自在に係止され、図２に示すようにガイド部１６の内縁辺１７ａに対して平行な副走査方向Ｂに往復移動自在に設けられる。キャリッジ２４は例えばベルト駆動により撮像素子２０及び光学系３０を原稿台１４の盤面１５に対して平行に運搬する。
【００２０】
光学系３０は、反射原稿用光源２２、ミラー３４、集光レンズ３６等で構成されている。ここで反射原稿用光源２２は蛍光管ランプ等の管照明から構成され、主走査方向に延びる姿勢でキャリッジ２４に搭載されている。図２に破線で示すように、反射原稿用光源２２により照射された主走査線上の反射光像はミラー３４及び集光レンズ３６により撮像素子２０に結像される。光学系３０が主走査線上の光学像を撮像素子２０に結像する機能は、特許請求の範囲に記載された「光学系」の機能に対応する。
尚、イメージスキャナ１０には図２に二点鎖線で示す位置に透過原稿用光源３８を設けても良く、その場合には透過原稿の透過光像を撮像素子２０に結像させる光学系を構成することができる。
【００２１】
走査部４０の撮像素子２０は、光学系３０により入力された光学像を光電変換により走査しその光学像の濃淡に相関する電気信号を出力する。この撮像素子２０としてはリニアセンサを用いる。本実施例においてリニアセンサ２０は図１（ａ）に破線で示すように、フォトダイオード等の複数の光電変換素子がガイド部１６の内縁辺１７ｂに対して平行な主走査方向に直線状に並ぶ姿勢でキャリッジ２４に搭載されている。リニアセンサ２０としては、可視光、赤外光、紫外光等、所定の波長領域の光を光電変換して得られる電荷を一定時間蓄積し、受光量に応じた電気信号をＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＭＯＳトランジスタスイッチ等を用いて出力するレンズ縮小形のリニアイメージセンサを使用する。尚、リニアセンサ２０に代えて密着型２次元センサを用いても良い。
【００２２】
走査部４０はモノクロ出力としてもよいしカラー出力としてもよい。カラー出力とする場合、受光部にカラーフィルタアレイをオンチップで形成した３ライン又は６ラインのリニアセンサ２０を使用すればよい。カラーフィルタアレイとしては、例えばＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の原色フィルタで構成されるものを用いて良いし、Ｃ（Cyan）、Ｍ（Magenta）、Ｙ（Yellow）及びＧ（Green）の４色又はＣＭＹ３色の補色フィルタで構成されるものを用いても良い。
【００２３】
主走査駆動部１０２は、リニアセンサ２０を駆動するために必要なシフトパルス、転送パルス等の駆動パルスを生成し、リニアセンサ２０に出力する電子回路である。この主走査駆動部１０２は、例えば同期信号発生器、駆動用タイミングジェネレータ等から構成される。
【００２４】
処理部１００はアナログ信号処理回路１０４、Ａ／Ｄ変換器１０６、ディジタル信号処理部１０８等から構成され、リニアセンサ２０から出力された電気信号を処理し光学系３０によってリニアセンサ２０に入力される光学像を表す画像データを出力する。
【００２５】
アナログ信号処理回路１０４は、リニアセンサ２０から出力されたアナログの電気信号に対して増幅、雑音低減処理等のアナログ信号処理を施し、その処理された信号をＡ／Ｄ変換器１０６に出力する。
Ａ／Ｄ変換器１０６は、アナログ信号処理回路１０４から出力されたアナログの電気信号を所定階調のディジタルの画像信号に量子化し、その画像信号をディジタル信号処理部１０８に出力する。
【００２６】
ディジタル信号処理部１０８は、Ａ／Ｄ変換器１０６から出力された画像信号に対し例えば白基準板２８を利用したシェーディング補正、ガンマ補正、画素補間等の各種のディジタル信号処理を施して画像データを作成する。尚、ディジタル信号処理部１０８で施す各種の処理は、制御部１１０又はイメージスキャナ１０に接続される画像処理装置１５０で実行するコンピュータプログラムによる処理に置き換えても良い。
【００２７】
制御部１１０はＣＰＵ１３０、ＲＡＭ１３２及びＲＯＭ１３４を備えるマイクロコンピュータで構成され、走査部４０、反射原稿用光源２２等にバスで接続されている。この制御部１１０はＲＯＭ１３４に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、後述の凹部画像データＤhに基づき原稿画像データＤmの原点を設定する。
【００２８】
制御部１１０では上述の原点設定の他、リニアセンサ２０の作動制御（すなわち主走査駆動部１０２の作動制御）、キャリッジ２４の移動の制御（すなわち副走査駆動部２６の作動制御）、反射原稿用光源２２の点滅並びに光量の制御、処理部１００の各要素の作動制御等、イメージスキャナ１０全体の制御をＲＯＭ１３４のコンピュータプログラムの実行により実施する。
【００２９】
イメージスキャナ１０は以上説明した各要素の他に、制御部１１０にバスで接続されたインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１４０を備えている。Ｉ／Ｆ１４０にはパーソナルコンピュータ等の画像処理装置１５０に接続可能であり、原稿読み取り時において制御部１１０は走査部４０（処理部１００）から出力される原稿画像データをこのＩ／Ｆ１４０を介して画像処理装置１５０に転送する。
【００３０】
以下、本実施例における原稿画像データＤmの原点設定方法について詳細に説明する。
はじめに、原稿画像データＤmの原点を制御部１１０及び走査部４０で設定するために凹部５０の周辺領域を読み取ることでディジタル信号処理部１０８から出力される凹部画像データＤhについて説明する。この凹部画像データＤhは、例えばイメージスキャナ１０の電源投入時等に副走査駆動部２６により主走査線を副走査方向に移動させつつ凹部５０の周辺領域をリニアセンサ２０で走査することで作成する。図６（ａ）に示すように凹部画像データＤhは、凹部５０の周辺領域の光学像の濃淡情報を各画素ごとに階調値で表している。尚、図６（ａ）には、凹部５０がのる一主走査線に対応する各画素の階調値の例を示している。本実施例の凹部画像データＤhには、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、凹部５０内に現れる影を表す低階調値の画素範囲（以下、影画素範囲という。）７０が現出する。尚、図６（ｂ）には便宜上、画素範囲７０の外形線を実線で示している。反射原稿用光源２２が凹部５０をその孔軸に対して斜めから照射するため、画素範囲７０の形状は図６（ｂ）に示すように凹部５０の開口部が呈する円形にはならない。
【００３１】
この凹部画像データＤhに基づき制御部１１０は走査部４０に次のように原稿画像データＤmの原点を設定する。
（i）まず、凹部画像データＤhについて影画素範囲７０の輪郭を抽出するために、図７（ａ）に示すようにその影画素範囲７０の周囲を余裕を持って取り囲むように予め設定された範囲７２内の全画素の階調値を平均し、その平均値をしきい値として凹部画像データＤhに２値化処理を施す。
（ii）次に図７（ｂ）に示すように、２値化処理の施された凹部画像データＤhについて影画素範囲７０が内接する矩形範囲７４を設定し、その矩形範囲７４の中心に位置する画素７６の位置を画像データ上の基準位置として設定する。
（iii）続いて図７（ｃ）に示すように、凹部５０と読み取り原点４７との物理的な距離に対応する走査部４０固有の座標系での距離だけ基準位置から主走査方向及び副走査方向にオフセットした位置を原稿画像データＤmの原点として設定する。
【００３２】
尚、ここまで影画素範囲７０が内接する矩形範囲７４の中心位置に基づき原稿画像データＤmの原点を設定する方法について説明したが、これ以外にも、例えば影画素範囲７０の重心位置を特定しその重心位置に基づき原点を設定しても良い。
【００３３】
次に、原稿の読み取り時にディジタル信号処理部１０８から出力される原稿画像データＤmについて説明する。この原稿画像データＤmは、副走査駆動部２６により主走査線を副走査方向に移動させつつ原稿Ｍをリニアセンサ２０で走査することにより作成される。原稿画像データＤmは、リニアセンサ２０に入力される光学像のうち読み取り領域４５内にある原稿の光学像の濃淡情報を各画素の階調値で表すものである。図５（ａ）では読み取り原点４７に対応する原点６０から主走査方向に連なる各画素についての階調値を実線で例示し、リニアセンサ２０に入力されるが原稿画像データＤmに含まれない画素についての階調値を破線で例示している。図５（ｂ）では原点６０から副走査方向に連なる各画素についての階調値を実線で例示し、リニアセンサ２０に入力されるが原稿画像データＤmに含まれない画素についての階調値を破線で例示している。図５（ｃ）では、走査部４０で画像を定義するために直接又は間接に用いる走査部４０に固有の座標系において、原稿ガイド１６の内縁辺１７ｂ、１７ａにそれぞれ対応する仮想線Ｌ1、Ｌ2と原点６０との位置関係を例示している。
【００３４】
本実施例では凹部５０を原稿ガイド１６に直に形成しているため、凹部５０と読み取り原点４７との相対的な位置関係に関する公差は原稿ガイド１６単体の公差範囲に収まる。したがって本実施例によれば図７（ｃ）に示すように、原点６０に対応する読み取り原点４７の位置と内縁辺１７ｂとの副走査方向の距離Ｙが１ｍｍ以内になるように、かつ、読み取り原点４７の位置と内縁辺１７ａとの主走査方向の距離Ｘが１．６ｍｍ以内になるように原点６０を設定することが可能となる。すなわち、本実施例のイメージスキャナ１０によれば、原稿台１４の盤面周縁の読み取りできない領域を狭めることができる。
【００３５】
以上、本発明の一実施例について詳述したが、これはあくまでも例示であって、本発明はそのような実施例の記載によって何ら限定的に解釈されるものではない。
【００３６】
例えば上述の実施例では本発明を画像読み取り装置としてのイメージスキャナに適用した例を説明したが、画像読み取り装置と、その画像読み取り装置で作成される画像データに基づき被写体を表す画像を印刷媒体に形成する印刷装置とを備えた複合機等の画像入出力装置にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるイメージスキャナの原稿台及びガイド部材を概略的に示す平面図（ａ）と、底面図（ｂ）である。
【図２】本発明の一実施例によるイメージスキャナを概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例によるイメージスキャナを示すブロック図である。
【図４】図１に示すガイド部材に形成される凹部を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図５】本発明の一実施例により作成される原稿画像データを説明するための模式図（ａ）〜（ｃ）である。
【図６】本発明の一実施例により作成される凹部画像データを説明するための模式図（ａ），（ｂ）である。
【図７】本発明の一実施例において凹部画像データに基づき原稿画像データの原点を設定する方法を説明するための模式図（ａ）〜（ｃ）である。
【符号の説明】
１０  イメージスキャナ
１４  原稿台
１５  盤面
１６  原稿ガイド
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ  内縁辺
２０  撮像素子（リニアセンサ）
２２  反射原稿用光源
２４  キャリッジ
２６  副走査駆動部
３０  光学系
３４  ミラー
３６  集光レンズ
４０  走査部
４４  領域
４５  読み取り領域
４７  読み取り原点
５０  凹部
５２  凹部形成面
６０  原点
７０  影画素範囲
１００  処理部
１０２  主走査駆動部
１１０  制御部
Ｄm  原稿画像データ
Ｄh  凹部画像データ
【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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