JPH0456564A - 原稿読み取り装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、フラットベツド型の原稿読み取り装置、す
なわち平坦な原稿台とこれに沿って走行するキャリアと
を備え、原稿台上の原稿をキャリアに搭載した読み取り
ユニットで読み取る形式の原稿読み取り装置に関するも
ので、読み取りユニットの焦点調整手段に特徴がある装
置に関するものである。

（従来の技術） 第９図は結像レンズとしてロンドレンズを用いた従来の
フラットベツド型原稿読み取り装置の読み取りユニット
を模式的に示した側面図である。

図中、１は透明ガラス板から成る原稿台、３は原稿照明
用のランプ、４は第１反射鏡、５は結像レンズ、６は第
２反射鏡、７は密着型の一次元イメージセンサ、２はこ
れらの機器を搭載したキャリアであり、キャリア２が図
の左右方向に移動しながら原稿台１上の原稿８を読み取
っていく。

（発明が解決しようとする課題） 上述のような装置で原稿８を正確に読み取るためには、
原稿８の情報がイメージセンサ７の受光面に正確に結像
することが必要である。ところが実際には、原稿台１の
撓み、キャリア２をガイドするガイド部材の撓み、ある
いは原稿台１からの原稿８の浮き上がり等により焦点ず
れを起こし易く、これが読み取った情報の鮮明さを阻害
する要因となっている。また装置の組立時にキャリア２
の全走行範囲にわたってイメージセンサ７に鮮明な像が
結像されるように焦点調整をする作業は、困難で時間の
かかる作業となっている。たとえば原稿台１がＡ３判の
ものでは、原稿台１の撓みが０．６鶴はどあり、この撓
みによる焦点ずれが補正されるようにキャリア２のガイ
ドの平行度等を調整することは、現実には難しい。更に
原稿が書籍であるような場合には、その閉じ目が原稿金
工から浮き上がってしまうため、原稿の該部分の鮮明な
読み取りが不可能であるという問題がある。

この発明は、以上の問題点を解決するためになされたも
ので、原稿台１の撓みや原稿８の浮き上がり量を測定し
て焦点調整を自動的に行う機能を備えた原稿読み取り装
置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） この発明の装置では、キャリア２に読み取り光りの光軸
方向に移動自在なスライド台１２ａ、１２ｂ、１２Ｃ（
明細書中ではこれらを総称する符号として１２を用いる
。）を設け、このスライド台を移動させる位置決め可能
な電動機１３を設けている。スライド台１２には、結像
レンズ５を搭載するか（第１図）、イメージセンサ７を
搭載するか（第３図）または結像レンズとイメージセン
サの両方を搭載する（第２図）。位置決め可能な電動機
１３は、たとえばサーボモータやパルスモータである。

この電動機１３は、ランクピニオン１４．１５、ボール
ネジ１８、ベルト駆動装置などを介してスライド台１２
を往復駆動する。

さらにこの発明の装置では、キャリア２と原稿８の読み
取り面までの距離を検出する非接触測長装置１３０を備
えている。非接触測長袋Ｗ３０としては、レーザビーム
を用いる各種の装置が公知である。図示実施例のものは
、２分割型フォトダイオード３８と集光レンズ３６とナ
イフェツジ３７とを備え、原稿面までの距離が変化した
ときにナイフェツジ■ジ３７の遮光作用により２分割型
フォトダイオード３８の出力差が変化することを利用す
る構造のものであるが、その他に、例えば結像レンズと
ポジションセンサを備えたものなどが使用可能である。

測長装置３０の測定位置Ｂは、読み取りユニットの読み
取り位置Ａより前方（原稿読み取り時におけるキャリア
２の走行方向前方）に置かれ、その測定値を記憶する１
個または複数個のメモリ４１が設けられる。

また前記電動機１３の原点位置からの回転角または前記
スライド台１２の原点位置からの移動量を検出する検出
手段、たとえばエンコーダ２０や磁気スケール１６など
が設けられる。

そして原稿読み取り時に、キャリア２が所定距離ｉ移動
する毎に測長装置３０で原稿面までの距離を測定し、読
み取りユニットの読み取り位置Ａが測長装置の測定位置
Ｂに達する毎に、メモリ４１の内容とスライド台１２の
現在位置とを比較し、両者の間に偏差があればその偏差
に相当する分だけ電動機工３を回転させるという制御を
行う。電動機１３は、原稿面が距離Δだけ遠くなったと
き、結像レンズ５をスライド台１２ａに搭載したもので
はスライド台１２ａを第１反射鏡４にΔ／２近づけるよ
うに、結像レンズ５とイメージセンサ７の両者をスライ
ド台１２ｂに搭載したものではスライド台１２ｂを第１
反射鏡４にΔ近づけるように、イメージセンサ７をスラ
イド台１２Ｃに搭載したものではスライド台１２ｃを第
１反射鏡４からΔ遠ざけるように、また原稿面が距離Δ
だけ近くなったときには上記と逆方向に、その回転方向
と回転量が制御される。測長装置の測定位置Ｂは、原稿
幅方向では原稿８の側辺に近い位置とし、原稿のその部
分に対する情報の印刷を禁止して、測長装置３０が常に
原稿８の地色部分で測定を行うことができるようにする
。

（作用） 上記の構成によれば、測長装置３０で測定された原稿面
の距離に基いて電動機１３が駆動され、測定が行われた
各地点において原稿面から結像レンズ５に至る距離と結
像レンズからイメージセンサ７に至る距離とが常に等し
くなるように調整されるので、原稿台１の撓みや原稿８
の浮き上がりによる焦点ずれが補正され、常に明瞭なイ
メージをイメージセンサ７の受光面に結像させることが
できる。原稿読み取り装置では、読み取りの障害となる
ため、測定位置Ｂを読み取り位置へと一致させることが
できないが、この発明の装置では、測定位置Ｂを原稿読
み取り位置Ａより前方に配置してその測定値を一旦記憶
し、読み取り位置Ａが測定位置Ｂに達したときにその記
憶値に基いて結像レンズ５やイメージセンサ７を位置調
整しているので、原稿の読み取りを阻害することなく正
確な焦点合わせが可能になる。また上記構成によれば、
原稿台１に撓みがあったり、キャリア２のガイド部材と
原稿台１との間の平行度に若干の誤差があった場合にも
、それらが自動的に補正されて読み取られるから、装置
組立時における調整作業も簡単になる。

（実施例） 第１図ないし第３図は、この発明の焦点調整機構の第１
実施例ないし第３実施例を示す図で、第１実施例は結像
レンズ５を移動させる構造、第２実施例は結像レンズ５
とイメージセンサ７とを一体にして移動させる構造、第
３実施例はイメージセンサ７を移動させる構造である。

図中１は原稿台、２はキャリア、３は原稿照明用のラン
プ、４は第１反射鏡、５はロッドレンズ（結像レンズ）
、６は第２反射鏡、７は一次元イメージセンサであり、
これらの部材それ自体は従来装置のものと変わりがない
。

１１は読み取り光りの光軸方向にキャリア２に設けたレ
ール、１２　　（１２ａ、１２ｂおよび１２Ｃ）はレー
ル１１に摺動自在なスライド台、１３はキャリア２に搭
載された電動機である。第１．２図の１４は電動機１３
の出力軸に固定されたピニオン、１５はスライド台１２
ａ、１２ｂに固定されてビニオン１４に噛合しているラ
ック、１６はキャリア２に装着された磁気スケール、１
７はスラ（Ｆ台１２ａ、１２ｂに固定された磁気センサ
であり、第３図の１８は電動機１３の出力軸に連結され
たボールネジ、１９はスライド台１２ｃに固定されてボ
ールネジ１８と螺合しているボールナツト、２０はボー
ルネジ１８の回転角を検出しているエンコーダ（スリッ
ト円板）である。

２１はスライド台１２の原点位置がらの磁気センサ１７
またはエンコーダ２ｏの出力パルスをカウントするカウ
ンタであり、第１図および第２図のものでは、スライド
台１２ａ、１２ｂを図の左方向に移動させる方向が電動
機１３の正回転とされ、第３図のものでは、スライド台
１２ｃを図の右方向に移動させる方向が電動機１３の正
回転とされている。

第４図はこの発明の測長装置の一実施例を示したもので
ある。この測長装置は、キャリア２の側部（図の紙面直
角方向の端部）に装着されている。

第４図中、３１は半導体レーザ発信器、３２は反射鏡、
３３はビームスプリッタ（ハーフミラ−）、３４は１／
４波長板、３５は対物レンズ、３６は集光レンズ、３７
は集光レンズ３６の焦点位置に置かれたナイフェツジ、
３８は２分割型フォトダイオードである。

レーザ発信器３１から発せられたレーザビームＭは、反
射鏡３２で原稿８に垂直な方向に向けられ、ビームスプ
リッタ３３および１／４波長板３４を通って原稿８に照
射される。原稿８の表面で拡散した反射光は、対物レン
ズ３５で平行光線とされ、１／４波長板３４を通過して
ビームスブリフタ３３で反射し、集光レンズ３６で一旦
収束された後、２分割型フォトダイオード３８に入射す
る。

原稿８が正規の位置から遠くなった場合には、集光レン
ズ３６の集束点Ｐが第５図に示すように左側にずれるた
め、ナイフエ・ンジ３７が２分割型フォトダイオード３
８の下方のダイオード３８ｂに入射する光を遮り、差動
アンプ３９を通った出力は＋側に偏倚する。一方原稿８
が正規の位置より近くなった場合には、集光レンズ３６
の集束点Ｐが第６図に示すように右方にずれ、ナイフエ
・ノブ３７は２分割型フォトダイオード３８の上方のダ
イオード３８ａに入射される光を遮るため、差動アンプ
３９の出力は一側に偏倚する。

差動アンプ３９の出力は、ＡＤ変換器４０でデジタル信
号に変換されて第１メモリ４１に記憶される。

次に、第７図と第８図のフローチャートを参照して、出
荷時における調整作業と原稿読み取り時における制御動
作について説明する。

調整作業時のフローチャートを示す第７図において、基
準ラスタとは差動アンプ３９の出力やスライド台１２の
参照値を設定する読み取り線を意味し、キャリア２のホ
ームポジションに近い任意の位置が設定される。そして
イメージセンサ７の読み取り方向に縞模様を設けた原稿
を用意し、この基準ラスタの位置に該原稿を密着させる
。

次にキャリアを移動して測定位置Ｂを基準ラスタに合わ
せて停止させ、差動アンプ３９の出力Ｖ。を参照値とし
て不揮発性メモリに記憶する。次にキャリア２をａパル
ス移動させて、読み取り位置Ａを基準ラスタに合わせて
原稿を読み取る。そしてイメージセンサ７の出力のビ・
ノド間振幅ｍ。

を検出し一時記憶する。次に電動機１３を駆動してスラ
イド台１２をいずれかの方向に１単位移動し、その位置
で原稿の読み取り動作を行い、このときのイメージセン
サ７の出力のビット間振幅ｍを検出する。このときの振
幅ｍの値が記憶した振幅ｍ０よりも大きければ、ｍをｍ
ｏとして記憶し、スライド台１２を前回と同方向に１単
位移動して振幅ｍの検出および記憶値ｍ０との比較およ
び置き換えを繰り返す（ステップ５１から５３）。そし
て検出した振幅値ｍが記憶値ｍ０よりも小さくなったと
きにスライド台駆動電動機工３を逆転に切り換える。前
述したステップ５１から５３までのループを繰り返した
後であれば、次のステ・ノブ５４から５６のループにお
けるステ・ノブ５６の判定がＮｏとなるから、このとき
のスライド台１２の原点位置からの移動量ｈ０を参照値
として不揮発性メモリに記憶し、調整作業を終了する。

第８図は原稿読み取り時における制御を示したフローチ
ャートである。このフローチャートでは、キャリア２が
ホームポジションから１０パルス移動した（ｉ置で最初
の測定を行い、以下ｉパルス移動する毎に測定を行って
、その測定位置に読み取り位ＩＩ人が達する毎に、スラ
イド台１２を位置調整している０図中のｎは０で始まる
測定位置の番号、ｋは測定位置と読み取り位置の番号差
を示す変数である。

読み取り動作時には、まずｎおよびｋの初期化ヲ行い、
キャリア２がｉ、パルス移動した最初の測定位置でアン
プ出力Ｖｎ　（ｎ＝１）を検出し、設定すべきスライド
台１２の位Ｈｈ、を算出する。

ステップ６１の算式中、ｈｏおよび■。は第７図の設定
作業時に不揮発性メモリに記憶した値であり、αは予め
計算または実験により求められた係数である。そして算
出した位置情報り。をｎ番地のメモリ領域に記憶する。

そしてキャリア２の移動を続け、その移動量がステップ
６２の算式で示すパルス数になったときは、読み取り位
置Ａがｎ−に番目の測定位置に達した時点であるから、
このときにメモリ領域のｎ−に番地から記憶値ｈ１−ｋ
ｌ　の値を呼び込み、その位置にスライド台１２を移動
させる。そしてｋの値から１を滅じ、すなわち次にスラ
イド台１２の位置調整を行う番地を１つ進める。ステッ
プ６３はキャリア１２が何番目かの測定位置に達したか
どうかの判定である。

もし達していれば、ｎおよびｋの値にそれぞれ１を加え
、すなわち測定位置の番号を１つ進めるとともに、測定
位置の番号と修正位置の番号との差を１つ大きくし、ア
ンプ出力Ｖｎの検出とスライド台の設定位置ｈ７の演算
および記憶を行う、もしステップ６１または６２で規定
する位置にキャリアが移動していなければ、キャリアが
当該位置に達するまでキャリアの移動を継続する。そし
て読み取り終了信号が割り込み信号として入ってきたと
きにこのフローチャートによる処理が終了する。

（発明の効果） 以上説明したこの発明の装置によれば、原稿読み取り時
にキャリアと原稿面との距離を逐一測定しながらイメー
ジセンサへの読み取り光の焦点調整が行われるため、原
稿台の撓みや組立時の誤差や原稿台からの原稿の浮き上
がり等による焦点ずれが修正され、原稿の全面にわたっ
て鮮明な読み取りを行うことができ、装置出荷時の調整
作業も極めて簡単になる。そして原稿読み取り時にキャ
リアを走行させつつその読み取り位置より前方で原稿面
の測定を行い、読み取り位置がその測定位置に達したと
きに焦点を調整するようにしているので、読み取り光の
光路と干渉することなく測長装置を設置することができ
、あるラスタの読み取りとそれより先のラスタの位置測
定とが並行して行われ、焦点調整時に読み取り動作を停
止させる必要もないから、焦点調整に要する時間を最小
にできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図はこの発明の実施例を示す図で、第
１図は焦点調整機構の第１実施例を、第２図は同第２実
施例を、第３図は同第３実施例をそれぞれ示す図、第４
図は測長装置の一実施例を示す図、第５図および第６図
は第４図の測長装置の作動の説明図、第７図は装置出荷
時の調整作業を示すフローチャート、第８図は読み取り
動作時の制御フローチャートを示す図である。第９図は
従来のイメージ読み取りユニットを示す簡単な側面図で
ある。 図中、 １：原稿台　　　　　　　２：キャリア５：ロンドレン
ズ　　　　７：イメージセンサ８：原稿　　　　　　　
　１１：レール１２ａ、　１２ｂ、　１２ｃニスライド
台　１３：を動機１６：磁気スケール　　　　２０：エ
ンコーダ３０：測長装置 ３６：集光レンズ ３８：２分割形フ第 ３９：差動アンプ ３１：レーザ発振器 ３７：ナイフェツジ トダイオード ４１：メモリ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　平坦な原稿台（１）とこれに沿って走行するキャリア
   （２）とを備え、結像レンズ（５）およびイメージセン
   サ（７）がキャリア（２）に搭載されている原稿読み取
   り装置において、 キャリア（２）に読み取り光（Ｌ）の光軸方向に移動自
   在なスライド台（１２）が設けられて該スライド台に結
   像レンズ（５）および／またはイメージセンサ（７）が
   搭載されており、該スライド台を移動させる位置決め可
   能な電動機（１３）とその移動量を検出する検出手段（
   １６、２０）が設けられており、キャリア（２）には原
   稿（８）までの距離を測定する非接触測長装置（３０）
   が装着されており、該測長装置の測定位置（Ｂ）は読み
   取りユニットの読み取り位置（Ａ）より原稿読み取り時
   におけるキャリア（２）の走行方向前方に置かれ、その
   測定値を記憶する１個または複数個のメモリ（４１）が
   設けられており、原稿読み取り時に測長装置（３０）で
   原稿面までの距離を測定してその測定値をメモリ（４１
   ）に記憶し、読み取りユニットの読み取り位置（Ａ）が
   その測定位置（Ｂ）に達したときにスライド台（１２）
   の位置をメモリ（４１）の内容を参照して調整すること
   を特徴とする、原稿読み取り装置。