(57)【要約】 【課題】  回路設計の複雑化や回路規模増加を招くことなく原稿の読み取り位置精度を向上し、誤動作をすることなく迅速に原稿を読み取る。【解決手段】  リニアイメージセンサを電気的に走査するタイミングを決定する読み取り信号を生成する。また、原稿と前記リニアイメージセンサとの副走査方向に関する相対的な移動量に応じてパルス信号を出力する。そして、前記パルス信号が前記読み取り信号に同期するように前記モータを制御し、前記パルス信号が前記読み取り信号に同期した状態において前記画像の読み取りを行う。【選択図】  図３
2009152801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアイメージセンサとモータとを備え、前記モータによって原稿あるいは前記リニアイメージセンサを前記リニアイメージセンサの長手方向と直交する方向に相対的に移動させながら前記原稿の画像の読み取りを行う画像読み取り装置であって、
前記リニアイメージセンサを電気的に走査するタイミングを決定する読み取り信号を生成する生成手段と、
前記原稿と前記リニアイメージセンサとの前記長手方向と直交する方向に関する相対的な移動量に応じてパルス信号を出力する出力手段と、
前記パルス信号が前記読み取り信号に同期するように前記モータを制御するモータの制御手段と、
前記パルス信号が前記読み取り信号に同期した状態において前記画像の読み取りを行うよう前記リニアイメージセンサを制御するリニアイメージセンサの制御手段と、
を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記モータの制御手段は、前記読み取り信号の周期が前記パルス信号の周期と等しくなるように前記モータを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記モータの制御手段は、前記読み取り信号の周期が前記パルス信号の周期の整数倍になるように前記モータを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記モータの制御手段は、前記パルス信号の周期が前記読み取り信号の周期の整数倍になるように前記モータを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
前記モータの制御手段は、前記読み取り信号と前記パルス信号の周期とが等しくなるよう前記モータを制御した後に、前記読み取り信号と前記パルス信号の位相が合うよう前記モータを制御することを特徴とする請求項２に記載の画像読み取り装置。
【請求項６】
前記モータの制御手段は、前記読み取り信号と前記パルス信号の位相差が予め定められた範囲内である場合を許容して前記モータを制御することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像読み取り装置。
【請求項７】
前記リニアイメージセンサの制御手段は、前記モータの制御手段により前記パルス信号が前記読み取り信号に同期した後に読み取り開始コマンドを前記リニアイメージセンサに出力することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか1項に記載の画像読み取り装置。
【請求項８】
前記モータは、ＤＣモータであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか1項に記載の画像読み取り装置。
【請求項９】
リニアイメージセンサとモータとを備え、前記モータによって原稿あるいは前記リニアイメージセンサを前記リニアイメージセンサの長手方向と直交する方向に相対的に移動させながら画像の読み取りを行う画像読み取り装置の画像読み取り方法であって、
前記リニアイメージセンサを電気的に走査するタイミングを決定する読み取り信号を生成する生成工程と、
前記原稿と前記リニアイメージセンサとの前記長手方向と直交する方向に関する相対的な移動量に応じてパルス信号を出力する出力工程と、
前記パルス信号が前記読み取り信号に同期するように前記モータを制御するモータの制御工程と、
前記パルス信号が前記読み取り信号に同期した状態において前記画像の読み取りを行う画像読み取り工程と、
を有することを特徴とする画像読み取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣモータによって原稿とリニアイメージセンサを、リニアイメージセンサの長手方向（主走査方向）に直交する方向（副走査方向）に、相対的に移動させながら１ラインごとに読み取りを行う画像読み取り装置及びその画像読み取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像読み取り装置においてリニアイメージセンサの読み取り位置精度を向上させることを目的とした技術が開示されている。例えば、移動する画像読み取り部又は原稿の近傍に位置センサを配し、位置センサの出力信号によってラインセンサの読み取りタイミングを制御する技術が開示されている（特許文献１参照）。また、ＣＣＤラインセンサがその配列方向と直交する方向に一定の距離だけ移動する毎にピックアップパルスを発生するロータリーエンコーダからの出力信号を受信して、光電変換開始信号を強制的に発生する技術が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６３−２８７１６７号公報
【特許文献２】特公平３−７０２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１には、位置センサによって１ドットピッチ分の回転が検出されると、位置センサはこのことを示す信号をラインセンサに出力し、ラインセンサに蓄積された画像データが転送されることが記載されている。しかし、位置センサから出力される信号とラインセンサの画像データの蓄積タイミングが同期していないため、ラインセンサの読み取り位置精度が低下するという問題が考えられる。
【０００４】
また、特許文献２では、ロータリーエンコーダからの出力信号によってイメージセンサの光電変換開始信号を強制的に発生させて位置精度の向上を図っている。しかし、そのために読み取り制御回路が新たに必要となり回路設計の複雑化や回路規模増加を招いている。また、光電変換開始信号を強制的に発生させた場合に、ＣＣＤラインセンサ内部の電荷転送部で電荷がオーバーフローすることや想定値以上の出力値の信号を出力することなどによって回路動作に影響を与える可能性があった。具体的には、特許文献２において、光電変換開始信号がピックアップパルスに応じて発生した場合、光電変換期間に蓄積された電荷がその前の光電変換期間に蓄積された電荷に部分的に重畳されてしまう。このため、イメージセンサの電荷転送部で電荷がオーバーフローすることや、サンプルホールド回路やＡ／Ｄ変換器に過大な入力電圧が印加されることにより誤動作する可能性があった。さらに、特許文献２では、ロータリーエンコーダからの出力信号によって強制的に発生させたイメージセンサの光電変換開始信号の周期に蓄積された電荷を、画像信号として次の光電変換開始信号の周期で出力している。電荷を画像信号として出力している期間に次の光電変換開始信号を出力することになると画像信号が正常に出力されなくなってしまうためである。このため、ロータリーエンコーダからの出力周期は、光電変換に要する期間と電荷を画像信号として出力するための期間の和以上にする必要がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、回路設計の複雑化や回路規模増加を招くことなく原稿の読み取り位置精度を向上し、誤動作をすることなく迅速に原稿を読み取ることが可能な画像読み取り装置及びその画像読み取り方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、リニアイメージセンサとモータとを備え、前記モータによって原稿あるいは前記リニアイメージセンサを前記リニアイメージセンサの長手方向と直交する方向に相対的に移動させながら前記原稿の画像の読み取りを行う画像読み取り装置であって、
前記リニアイメージセンサを電気的に走査するタイミングを決定する読み取り信号を生成する生成手段と、
前記原稿と前記リニアイメージセンサとの前記長手方向と直交する方向に関する相対的な移動量に応じてパルス信号を出力する出力手段と、
前記パルス信号が前記読み取り信号に同期するように前記モータを制御するモータの制御手段と、
前記パルス信号が前記読み取り信号に同期した状態において前記画像の読み取りを行うよう前記リニアイメージセンサを制御するリニアイメージセンサの制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題を解決するための別の本発明は、リニアイメージセンサとモータとを備え、前記モータによって原稿あるいは前記リニアイメージセンサを前記リニアイメージセンサの長手方向と直交する方向に相対的に移動させながら画像の読み取りを行う画像読み取り装置の画像読み取り方法であって、
前記リニアイメージセンサを電気的に走査するタイミングを決定する読み取り信号を生成する生成工程と、
前記原稿と前記リニアイメージセンサとの前記長手方向と直交する方向に関する相対的な移動量に応じてパルス信号を出力する出力工程と、
前記パルス信号が前記読み取り信号に同期するように前記モータを制御するモータの制御工程と、
前記パルス信号が前記読み取り信号に同期した状態において前記画像の読み取りを行う画像読み取り工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回路設計の複雑化や回路規模増加を招くことなく原稿の読み取り位置精度向上が実現できる。また、イメージセンサの光電変換信号を強制的に発生させることがない為、イメージセンサの電荷転送部での電荷オーバーフローや想定値以上の出力値の信号を出力することなどを生じさせることがない。さらに、リニアイメージセンサの主走査方向の電気的な走査（主走査）を行うタイミングを決定する読み取り信号がリニアイメージセンサに出力される周期で連続して読み取り動作をおこなうことが可能となった
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
（実施例）
図１は、本発明の画像読み取り装置の実施例の全体構成図である。
【００１１】
図１において、全体制御部８は、ＤＣモータ３に印加する電圧又は供給する電流を制御することによりＤＣモータ３の回転速度を制御する。また、ＤＣモータ３の回転軸にとりつけられ、ロータリーエンコーダの回転量の検出を行うロータリーエンコーダセンサ５は、ロータリーエンコーダの回転量に応じた出力信号を全体制御部８に出力する。この信号により全体制御部８はリニアイメージセンサ１の位置を検出する。また、ホームポジションセンサ９はリニアイメージセンサ１が所定のホームポジションに到達した際にホームポジション信号を全体制御部８に出力する。なお、ベルト２は、リニアイメージセンサ１にＤＣモータ３の回転を伝達し、原稿台６に置かれた原稿７に対してリニアイメージセンサ１の長手方向と直交する方向にリニアイメージセンサ１を移動させる。
【００１２】
次に、図１から図４を用いて具体的動作を説明する。
【００１３】
まず、全体制御部８は、リニアイメージセンサ１に対して、リニアイメージセンサ１の主走査方向の電気的な走査（主走査）を行うタイミングを決定する一定周期の信号（主走査同期信号）を出力する。リニアイメージセンサ１は、この主走査同期信号を入力してから次に主走査同期信号を入力するまでの期間に１回の走査により読み取った光に基づく信号をアナログ電気信号に変換する。そして、さらに次に主走査同期信号を入力するまでの期間に１回の走査分のアナログ電気信号をシリアルに出力する。
【００１４】
また、全体制御部８はＤＣモータ３の駆動を制御する際に、ＤＣモータの回転量に応じたロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号（パルス信号）を検出する。そのパルス信号の周期が主走査同期信号（読み取り信号）の周期（図２中の「＊」）と等しくなるようにＤＣモータ３の駆動を制御する。なお、リニアイメージセンサ１の移動に伴い、ロータリーエンコーダセンサ５からはその移動量に応じてパルス信号を出力している。ＤＣモータ３の駆動を制御する際、ＤＣモータ３の静止状態から駆動制御を開始するため、まず加速制御を行い、所定速度に達した後に定速制御に移行する。そして、ロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号と主走査同期信号の周期が等しくなったことを検出すると今度はその位相が一致するようにＤＣモータ３の駆動を制御する。図２は、ロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号の間隔が徐々に短くなり、主走査同期信号の周期と等しい間隔（図２中の（１））で一定とすることで周期を等しくすることを表している。なお、２つの信号の位相を一致させるための方法としては、一旦等しくなった周期を強制的に微小変位させ、再び周期が一致した時点で位相を一致させる方法が考えられる。図３は、強制的に微小変位させた周期が再び一致した時点（図３中の（３））で位相を一致させることを表している。
【００１５】
ここで、具体的に第９図を用いて、２つの信号の位相を一致させるための駆動制御について説明する。
【００１６】
第９図において、ｔは予め決められているリニアイメージセンサ１の主走査同期信号の周期であり、ｔ１はロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号の周期である。また、ｔ２はロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号に対して直前に出力された主走査同期信号との時間差を表している。なお、これらはいずれも後述する全体制御部８内部の制御部８１により計測される。ロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号が出力されるタイミングで計測されたｔ１及びｔ２とｔとを比較することによってリニアイメージセンサ１の主走査同期信号に対するロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号の位相と周期の相関関係が判る。制御部８１は、この相関関係に基づいて、ロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号の周期及び位相がリニアイメージセンサ１の主走査同期信号の周期及び位相と一致するようにＤＣモータ３を駆動するための電圧及び電流を制御する。
【００１７】
また、２つの信号の位相を一致させる別の方法として、当初の加速制御よりリニアイメージセンサ１の主走査同期信号にロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号が同期するようにＤＣモータの駆動制御を行わせることも可能である。
【００１８】
一方、ホームポジションセンサ９からの出力信号を検出した時（図２中の（２））に、ロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号のカウントが開始されている。そして、２つの信号の位相が一致した後、このカウント値が所定の値に達し、所定の読み取り開始位置にリニアイメージセンサ１が到達すると、読み取り開始コマンドが発行され（図３中の（４））、読み取り動作を開始する。
【００１９】
その後、ロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号を主走査同期信号に同期させながら、主走査同期信号の入力タイミングでリニアイメージセンサ１は連続的に読み取りを行う。
【００２０】
リニアイメージセンサ１デ読み取ったデータを取り込む際の動作についてさらに詳細に説明する。
【００２１】
図４は、全体制御部８の内部構成図である。８２はリニアイメージセンサ１から入力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換部、８３はデジタル電気信号を格納する為のメモリである。８１は、ＣＰＵを有したプログラマブルな制御部である。制御部８１は、ホームポジションセンサ９及びロータリーエンコーダセンサ５から出力される出力信号の検出を行う。また、ＤＣモータ駆動回路８４の制御、主走査同期信号を含むリニアイメージセンサ１の駆動信号の生成、メモリ８３へのデジタル画像信号の書き込み制御を行う。また、図３に示すように、ロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号のカウント値が所定の値に達したときに内部的に読み取り開始コマンドを発行する。そして、次の主走査同期信号の周期で蓄積されたアナログ電気信号からＡ／Ｄ変換されたデジタル電気信号をメモリ８３へ格納することによって読み取りを行う。
【００２２】
デジタル電気信号をメモリ８３へ格納する際、Ａ／Ｄ変換部８２からメモリ８３へ直接書き込むことができる。また、Ａ／Ｄ変換部８２から制御部８１を介して書き込むことや、制御部８１とＡ／Ｄ変換部８２とメモリ８３をバス形式で相互接続しておいてバス経由で書き込むこともできる
（その他の実施例）
前記実施例の説明においては、主走査同期信号とロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号の周期及び位相について一致させることを条件としていた。しかし、実際には、ＤＣモータのトルク変動や、リニアイメージセンサ駆動機構の摩擦負荷変動、慣性負荷、電圧変動や、ロータリーエンコーダの部分的な変位等が生じるため、誤差なく一致させることは困難である。そこで本発明を実施するに際しては、これらの信号の周期の差又は位相差が所定の誤差の範囲内に収まった場合にこれらが一致したと判断し、この誤差を許容しても構わない。その誤差が原稿の１ライン分の読み取りを行う際の副走査線密度に対して充分小さければ実質的な問題は生じないからである。誤差が副走査線密度の略２〜５％以内であれば、読み取り画像に対する影響は無視できると考えられる。ここで、副走査線密度の誤差を、リニアイメージセンサの主走査同期信号の周期に対するリニアイメージセンサの主走査同期信号とロータリーエンコーダセンサ出力信号との時間的ズレにおきかえて考える（第５図参照）。例えば、リニアイメージセンサの主走査同期信号の周期が１ｍｓで、リニアイメージセンサの主走査同期信号とロータリーエンコーダセンサ出力信号との時間的ズレが１０μｓであった場合、副走査線密度に対する誤差は１％であると考える
図１において、リニアイメージセンサ１を、縮小光学系を有したＣＣＤリニアイメージセンサユニットに置き換えることも可能である。
【００２３】
また、図１において、ロータリーエンコーダセンサ５はＤＣモータの回転軸にとりつけられているが、イメージセンサそのものの位置を検出するリニアエンコーダに置き換えることも可能である。また、イメージセンサの駆動機構のいずれかの部位に取り付けられたエンコーダに置き換えることも可能である。さらに、原稿を移動せしめる駆動機構を有する場合は、その駆動機構のいずれかの部位に取り付けられ、原稿とイメージセンサとの相対的な位置を検出する為のリニア方式又はロータリー方式のエンコーダとすることも可能である。
【００２４】
前記実施例においてはリニアイメージセンサの主走査同期信号とロータリーエンコーダセンサからの出力信号の周期が同じになるような例を提示していた。しかし、リニアイメージセンサの蓄積時間とロータリーエンコーダの線密度とから、必ずしもそのような相対関係に出来るとは限らない。そのような相対関係にできない場合には、これらの信号のいずれか一方の周期が他方の周期の整数倍の長さになるようにすれば、前記実施例と同様の制御が可能である。以下に、そのような３つの実施例について図６、図７、図８を用いて説明する。但し、いずれも前記実施例における読み取り開始以降の動作を表している。
【００２５】
図６は、リニアイメージセンサの主走査同期信号の周期がロータリーエンコーダセンサからの出力信号の周期の２倍の長さになっている。この場合、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号の周期が１回置きにリニアイメージセンサの主走査同期信号の周期に同期するようにＤＣモータの駆動制御を行わせており、原稿を読み取る際の副走査線密度の変動を軽減することが可能となる
図７は、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号の周期がリニアイメージセンサの主走査同期信号の周期の２倍の長さになっている。この場合、リニアイメージセンサの主走査同期信号の周期が１回置きにロータリーエンコーダセンサの出力信号の周期に同期するようにＤＣモータの駆動制御を行わせており、ロータリーエンコーダの機械的な線密度以上の線密度での読み取りが可能となる。また、カラーでの読み取りを行う場合、光源にＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥのＬＥＤを用いてそれを順次点灯することによって３ライン読み取ることで得られたＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥの各色成分を用いてフルカラー読み取りを行っている。この場合、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号の周期がリニアイメージセンサの主走査同期信号の３周期分に相当するようにＤＣモータの駆動を制御することでフルカラーの読み取りにおいても前期実施例と同様の効果を得ることが可能である。
【００２６】
図８は、図７の場合と同様に、ロータリーエンコーダセンサからの出力信号の周期がリニアイメージセンサの主走査同期信号の周期の２倍の長さになっている。この場合も図７の場合と同様に、リニアイメージセンサの主走査同期信号の周期が１回置きにロータリーエンコーダセンサの出力信号の周期に同期するようにＤＣモータの駆動制御を行わせている。ただし、読み取りタイミングがリニアイメージセンサの主走査同期信号の２周期に１回となっている為、ロータリーエンコーダの機械的な線密度と同じ線密度での読み取りを行っている。このような読み取り動作が要求される条件としては、ＤＣモータの駆動速度が充分に出せない場合、若しくはリニアイメージセンサの出力が飽和してしまう為に主走査同期信号の周期を大きく設定できない場合が想定される。
【００２７】
スキャナなどでは、原稿からの反射光を低い線密度で高速に読み取ったり、フィルム原稿を高い線密度かつ高分解能で読み取ったりなど、数多くの読み取りモードを有している。このため、上述した各種のエンコーダ出力と読み取りタイミングの制御を読み取りモードに応じて選択するようにすることが好ましい。
【００２８】
以下に、本発明の画像読み取り方法の一例について図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
最初に、ステップＳ１１０で、リニアイメージセンサ１を長手方向に電気的に走査するタイミングを決定する一定周期の信号である主走査同期信号を全体制御部８で生成する。次に、ステップＳ１２０で、原稿７とリニアイメージセンサ１との副走査方向に関する相対的な移動量に応じてロータリーエンコーダセンサ５から全体制御部８に出力信号を出力する。次に、ステップＳ１３０で、ロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号が主走査同期信号に同期するようにＤＣモータ３を制御する。そして、ステップＳ１４０で、ロータリーエンコーダセンサ５からの出力信号が主走査同期信号に同期した状態において画像の読み取りを行う。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の画像読み取り装置の実施例の全体構成図である。
【図２】主走査同期信号、ロータリーエンコーダからの出力信号、ホームポジションセンサからの出力信号のタイミングチャートである。
【図３】主走査同期信号、ロータリーエンコーダからの出力信号、読み取り開始コマンド、デジタル電気信号のメモリへの格納のタイミングチャートである。
【図４】全体制御部の内部構成図である。
【図５】主走査同期信号、ロータリーエンコーダからの出力信号のタイミングチャートである。
【図６】主走査同期信号、ロータリーエンコーダからの出力信号、デジタル電気信号のメモリへの格納のタイミングチャートである。
【図７】主走査同期信号、ロータリーエンコーダからの出力信号、デジタル電気信号のメモリへの格納のタイミングチャートである。
【図８】主走査同期信号、ロータリーエンコーダからの出力信号、デジタル電気信号のメモリへの格納のタイミングチャートである。
【図９】主走査同期信号、ロータリーエンコーダからの出力信号のタイミングチャートである。
【図１０】本発明の画像読み取り方法の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１  リニアイメージセンサ
３  ＤＣモータ
５  ロータリーエンコーダセンサ
７  原稿
８  全体制御部
【図１】
2009152801.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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