JP3105844B2 - 画像読取方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、読取媒体の読取画
像を読取走査する画像読取方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、原稿などの読取媒体の表面に表記
された読取画像を読取走査する画像読取装置としては、
フラットベッド型のイメージスキャナなどが一般的に普
及している。このフラットベッド型のイメージスキャナ
は、一般的に媒体配置手段として水平に配置されたコン
タクトガラスを具備しており、このコンタクトガラスの
下方に画像走査機構が配置されている。

【０００３】この画像走査機構は、例えば、多数の受光
素子が主走査方向に連設されたイメージセンサと、コン
タクトガラスと平行な位置で副走査方向に移動自在に支
持した構造などからなる。上述のような構造のフラット
ベッド型のイメージスキャナでは、コンタクトガラスに
載置された読取媒体の読取画像を、副走査方向に連続す
る多数の主走査線として読取走査することができる。

【０００４】なお、このようなフラットベッド型のイメ
ージスキャナとしては、イメージセンサを固定してお
き、一対の走査ミラーを副走査方向に移動させて読取媒
体の読取画像を読取走査する機種もある。また、イメー
ジセンサを固定してコンタクトガラスを副走査移動させ
る画像読取装置や、イメージセンサを固定して読取媒体
である原稿を用紙搬送機構により副走査移動させる画像
読取装置もある。

【０００５】上述のような画像読取装置は、読取媒体の
読取画像を読取走査することができるが、コンタクトガ
ラスを利用した機種では読取媒体を下方に位置させるの
で、その読取画像を作業者が目視できる状態で読取走査
することができず、多数の読取媒体を手動操作で交換す
るような場合に作業が煩雑である。

【０００６】また、イメージセンサを固定して用紙搬送
機構により読取媒体を副走査移動させる機種では、その
読取画像を上方に位置させたまま読取走査することが可
能である。しかし、これは用紙搬送機構により読取媒体
を副走査移動させるので、例えば、複数の薄紙が重複し
た帳票の画像読取などではジャムが発生する可能性が高
く好ましくない。

【０００７】上述のような課題を解決した画像読取装置
が、特開平６−１３３０７９号公報および特開平６−２
９４１６０号公報などに開示されている。これらの公報
に開示された画像読取装置は、媒体配置手段として読取
媒体が上面に載置される載置台を具備しており、この載
置台の中央上方にスキャナヘッドが支持アームにより支
持されている。

【０００８】このスキャナヘッドには、イメージセンサ
と結像光学系と反射ミラーとが内蔵されており、この反
射ミラーが主走査方向と平行な回動軸により回動自在に
軸支されている。この反射ミラーは載置台の上面に載置
された読取媒体の表面から発生する反射光や透過光であ
る画像光を主走査方向と直交する所定方向に反射し、こ
の反射された画像光を結像光学系がイメージセンサの受
光位置に結像させる。

【０００９】このイメージセンサは、多数の受光素子が
主走査方向に連設された一次元構造からなり、多数のド
ットからなる主走査線を読取画像から読み取る。そこ
で、載置台に載置された読取媒体の表面の読取画像から
イメージセンサが主走査線を読み取る位置を、反射ミラ
ーの回動により副走査方向に走査移動させると、二次元
の読取画像が副走査方向に連続する多数の主走査線とし
て読取走査されることになる。

【００１０】上述のような構造の画像読取装置では、読
取媒体の読取画像を読取走査する場合、読取媒体を読取
画像が上方に位置する状態で載置台の上面に載置すれば
良い。このため、読取画像を目視しながら読取走査する
ことができ、読取媒体を用紙搬送機構により給送する必
要もない。従って、薄紙からなり給送が困難な帳票など
の読取媒体や、製本された多数の用紙からなる読取媒体
などの読取画像も良好に読み取ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のような画像読取
装置では、載置台の媒体位置に載置された読取媒体の表
面の読取画像を読取走査することができる。しかし、上
述のような構造の画像読取装置では、載置台の媒体位置
の中心の真上にスキャナヘッドが位置するため、媒体位
置の読取媒体を交換する作業性が阻害されている。

【００１２】本発明は上述のような課題に鑑みてなされ
たものであり、載置台の上面の媒体位置に載置された読
取媒体の読取画像を画像読取部により上方から読み取る
画像読取方法および装置において、媒体位置の読取媒体
を交換する作業などを良好に実行できる画像読取方法お
よび装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の画像読取方法
は、読取画像が表面に表記された読取媒体を載置台の主
走査方向と副走査方向とに連続する平坦な上面に事前に
設定された矩形の媒体位置に載置し、前記載置台の媒体
位置に載置された前記読取媒体の読取画像を主走査方向
に連設された多数の受光素子からなるイメージセンサと
結像光学系と反射ミラーとを具備して支持アームで支持
された画像読取部により上方から読み取る画像読取方法
において、前記読取媒体の読取画像から発生する画像光
を前記反射ミラーで主走査方向と直交する所定方向に反
射させて前記結像光学系により前記イメージセンサの位
置に結像させ、駆動源の一定の角速度の回転を前記反射
ミラーの非線形に角速度が変化する回動に変換して前記
読取媒体の読取画像に対する前記イメージセンサの読取
位置を一定の線速度で副走査移動させ、前記画像読取部
が前記読取媒体の読取画像を前記載置台の媒体位置の外
縁近傍の真上から読み取るようにした。

【００１４】従って、画像読取部が支持アームにより載
置台の媒体位置の外縁近傍の真上に配置されているの
で、媒体位置の読取媒体を交換する作業が容易に実行さ
れる。なお、本発明で云う媒体位置の外縁とは、読取媒
体に対応して矩形に設定された媒体位置の四辺の位置を
意味しており、媒体位置の外縁近傍とは、その四辺の内
側および外側の近接した周辺の位置を意味している。特
に媒体位置の外縁近傍の位置が媒体位置の内側に位置す
る場合、その位置は媒体位置の中心から大幅に離反して
いることを条件とする。

【００１５】本発明の画像読取装置は、読取画像が表面
に表記された読取媒体が主走査方向と副走査方向とに連
続する平坦な上面に事前に設定された矩形の媒体位置に
載置される載置台と、この載置台の媒体位置に載置され
た前記読取媒体の読取画像を上方から読み取る画像読取
部と、この画像読取部を前記載置台の媒体位置の外縁近
傍の真上に配置する支持アームと、を具備しており、前
記画像読取部が、 前記載置台の媒体位置に載置された読
取媒体の読取画像から発生する画像光を主走査方向と直
交する所定方向に反射する反射ミラーと、この反射ミラ
ーにより反射された画像光を所定位置に結像させる結像
光学系と、この結像光学系の結像位置で主走査方向に連
設された多数の受光素子からなるイメージセンサと、回
転の角速度が一定の駆動源と、この駆動源の一定の角速
度の回転を前記反射ミラーの非線形に変化する角速度の
回動に変換して前記読取画像に対する前記イメージセン
サの読取位置を一定の線速度で副走査移動させるミラー
駆動機構と、を具備している。

【００１６】従って、読取画像が表面に表記された読取
媒体が載置台の平坦な上面に事前に設定された矩形の媒
体位置に載置され、この載置台の媒体位置に載置された
読取媒体の読取画像が画像読取部により上方から読み取
られる。

【００１７】

【００１８】その場合、載置台の媒体位置に載置された
読取媒体の読取画像から上方に発生する画像光が、反射
ミラーにより主走査方向と直交する所定方向に反射され
る。この反射された画像光が結像光学系により所定位置
に結像されるので、この結像される画像光がイメージセ
ンサの主走査方向に連設された多数の受光素子により、
一次元の主走査線などとして読み取られる。

【００１９】このとき、ミラー支持機構により主走査方
向と平行な回動軸で回動自在に軸支された反射ミラーが
ミラー駆動機構により回動され、読取媒体の読取画像に
対するイメージセンサの読取位置が副走査移動されるの
で、二次元の読取画像の全体が副走査方向に連続する多
数の主走査線などとして読取走査される。この画像読取
部が支持アームにより載置台の媒体位置の外縁近傍の真
上に配置されているので、媒体位置の読取媒体を交換す
る作業が容易に実行される。

【００２０】なお、本発明で云う画像光とは、読取媒体
の読取画像を反映した光束であり、例えば、読取画像が
表記された読取媒体の反射光や透過光を許容する。ま
た、主走査方向とは、イメージセンサに多数の受光素子
が連設された方向を意味しており、副走査方向とは、読
取画像の表面位置に主走査方向を投影した場合の直交す
る方向を意味している。これらの方向は説明を簡略化す
るために画像光を基準として各種デバイスで共通に使用
しているが、実際には各種デバイスの相対方向が相互に
相違するので、本発明では各種デバイスでの主走査方向
や副走査方向が絶対的方向としては一致しないことを許
容する。

【００２１】例えば、前後左右上下を絶対的方向とした
場合、水平に配置された読取画像から上方に発生する画
像光を反射ミラーで後方に反射させてイメージセンサに
前方から入射させるならば、副走査方向は読取画像の位
置では前後方向となるがイメージセンサの位置では上下
方向となる。また、上述のような構造に反射光学系を追
加して前後方向の結像光路を左右方向に反射させるなら
ば、主走査方向は読取画像の位置では左右方向となるが
イメージセンサの位置では前後方向となる。

【００２２】上述のような画像読取装置における他の発
明としては、前記イメージセンサが順次出力する多数の
主走査線のデジタルデータを各々の副走査位置に対応し
て伸縮させる画像処理回路も具備している。

【００２３】従って、画像読取部が媒体位置の外縁近傍
の上方から読取媒体の読取画像を読取走査するので、読
取画像の副走査位置により読取走査の光路長が変化する
ことになり、主走査線が画像読取部の真下に近接した位
置では長大となり離反した位置では短小となる。しか
し、イメージセンサが順次出力する多数の主走査線のデ
ジタルデータが画像処理回路により各々の副走査位置に
対応して伸縮させるので、画像データは主走査線の全長
が均一化された本来の形状に補正されて画像処理回路か
ら出力される。

【００２４】なお、上述のような画像処理は、所定の数
式による演算処理や二次元の変換テーブルを利用したデ
ータ処理などで、主走査線のデジタルデータを間引いた
り補完することで実現可能であり、例えば、公知の樽型
補正などを利用することができる。

【００２５】上述のような画像読取装置における他の発
明としては、前記支持アームが前記画像読取部を前記載
置台の媒体位置の四つの角部の一つの近傍の真上に配置
する。従って、画像読取部が矩形の媒体位置の角部の近
傍の真上に位置するので、読取媒体の交換などが媒体位
置の四辺の何れの位置からも容易に実行される。

【００２６】上述のような画像読取装置における他の発
明としては、前記支持アームが前記画像読取部を前記載
置台の媒体位置の外縁部の内側の真上に配置する。従っ
て、画像読取部が載置台の外側に突出することがなく、
画像読取部が媒体位置の読取媒体から読み取る読取画像
の湾曲が軽減される。

【００２７】上述のような画像読取装置における他の発
明としては、前記支持アームは前記載置台の媒体位置の
外側に略鉛直に立設されており、前記支持アームの上端
部に横方向に延設されて前記画像読取部を前記載置台の
媒体位置の外縁部の内側の真上に配置する支持部が形成
されている。

【００２８】従って、載置台の媒体位置の外側に略鉛直
に立設された支持アームの上端部から横方向に支持部が
延設されており、この支持部により画像読取部が載置台
の媒体位置の外縁部の内側の真上に配置されているの
で、支持アームの基部を媒体位置の内側に位置させるこ
となく画像読取部が媒体位置の内側の真上に配置され
る。

【００２９】上述のような画像読取装置における他の発
明としては、前記支持アームを略水平な方向に回動自在
に軸支するアーム軸支機構が設けられており、このアー
ム軸支機構で回動自在に軸支された前記支持アームを前
記画像読取部が前記載置台の媒体位置の内側の真上に位
置する状態で保持するアームロック機構が設けられてい
る。

【００３０】従って、アーム軸支機構により略水平な方
向に回動自在に軸支された支持アームが、アームロック
機構により画像読取部が載置台の媒体位置の内側の真上
に位置する状態で保持されている。この状態で媒体位置
の読取媒体の読取画像の読み取りに適正な位置に画像読
取部が配置されるが、アームロック機構を解除して支持
アームを回動させると画像読取部が媒体位置の内側から
外側に移動する。

【００３１】上述のような画像読取装置における他の発
明としては、前記画像読取部の各種回路の回路基板や回
路部品が前記支持アームに内蔵されている。従って、媒
体位置の外側に立設された支持アームと媒体位置の内側
の真上に位置する画像読取部とを連結する支持アームに
各種回路の回路基板や回路部品が内蔵されるので、構造
的に必須な支持アームの内部がデッドスペースとならな
い。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の画像読取装置の実施の一
形態であるスタンドスキャナを図面を参照して以下に説
明する。なお、図１および図２は本実施の形態のスタン
ドスキャナの全体の外観を示しており、図１は平面図、
図２は正面図である。図３ないし図５はスタンドスキャ
ナが画像読取を実行する場合のスキャナヘッドの内部状
態を順番に示す縦断側面図であり、図３は初期状態、図
４は中間過程、図５は最終段階である。図６は読取画像
から読取走査された画像データを示す模式図であり、
(ａ)は樽型補正が実行される以前の状態、(ｂ)は樽型補
正が実行された状態である。

【００３３】また、本実施の形態では図１の上方と図２
ないし図５の左方とを装置の前方、図１の左方と図２な
いし図５の紙面の手前とを装置の左方として装置の前後
左右を説明するが、これらの方向は説明を簡略化するた
めに便宜的に使用するものであり、実際のスタンドスキ
ャナの設置や使用の方向を限定するものではない。

【００３４】本実施の形態の画像読取装置であるスタン
ドスキャナ１は、図１および図２に示すように、載置台
２を具備しており、この載置台２の左方手前には、前後
方向に細長い長方形の媒体位置として原稿位置３が設定
されている。この原稿位置３は載置台２の水平な上面か
らなるので、原稿位置３は左右方向である主走査方向と
前後方向である副走査方向とに連続する平面からなる。

【００３５】この原稿位置３より外側の左前方には支持
アーム４が鉛直に立設されており、この支持アーム４の
上端にはスキャナヘッド５が装着されている。このスキ
ャナヘッド５は、支持アーム４の上端から上方と横方向
である右方とに傾斜してアーム状に連通する支持部６
と、この支持部６の上端から後方に連通するボックス状
の画像読取部であるスキャナ部７とを具備しており、こ
のスキャナ部７の本体ハウジング８の下面後方に形成さ
れた読取窓９は、原稿位置３の内側の左前方の位置に上
方から対向している。

【００３６】スキャナヘッド５のスキャナ部７は、図３
ないし図６に示すように、読取窓９の上方に反射ミラー
１１が配置されており、この反射ミラー１１は、反射面
が下方と前方とに略４５度で対向する状態に支持されて
いる。ただし、この反射ミラー１１は、ミラー支持機構
１２により回動自在に軸支されており、このミラー支持
機構１２は、主走査方向である左右方向と平行な回動軸
１３により反射ミラー１１を軸支している。

【００３７】この反射ミラー１１の前方には、光軸方向
が前後方向に連通する結像光学系として単焦点レンズ１
４が配置されており、この単焦点レンズ１４は、ガイド
レールや鏡筒からなる部材支持機構（図示せず）により
前後方向に変位自在に支持されている。

【００３８】単焦点レンズ１４の光軸方向である前方に
は、イメージセンサ１５が配置されており、このイメー
ジセンサ１５には、ＣＣＤ(Ｃharge Ｃoupled Ｄevic
e)等からなる多数の受光素子１６が主走査方向である左
右方向に一次元状に連設されている。

【００３９】本実施の形態のスタンドスキャナ１では、
載置台２の原稿位置３から反射ミラー１１および単焦点
レンズ１４を介してイメージセンサ１５まで連通する位
置に走査光路が形成されており、原稿位置３の読取画像
を単焦点レンズ１４が結像する位置にイメージセンサ１
５が配置されている。

【００４０】そして、本実施の形態のスタンドスキャナ
１では、スキャナヘッド５のスキャナ部７の前部側方に
回転の角速度が一定の駆動源としてステッピングモータ
２１が内蔵されており、このステッピングモータ２１に
はギヤ列２２を介してリンク機構２３とカム機構２４と
が連結されている。

【００４１】リンク機構２３は回動自在な反射ミラー１
１に連結されているので、ギヤ列２２とリンク機構２３
とで反射ミラー１１を回動させるミラー駆動機構２５が
形成されている。カム機構２４は変位自在な単焦点レン
ズ１４に連結されており、カム機構２４とリンク機構２
３とはギヤ列２２に共通に連結されているので、カム機
構２４が反射ミラー１１の回動に連動させて単焦点レン
ズ１４を変位させる位置補正機構として機能する。

【００４２】より詳細には、ギヤ列２２の最終ギヤ２６
は、所定角度に往復回動するだけなので、必要な角度の
部分のみ残存させた形状に形成されている。この最終ギ
ヤ２６の回転軸２７にリンク機構２３が連結されてお
り、このリンク機構２３は四節リンクからなる。

【００４３】つまり、ギヤ列２２の最終ギヤ２６の回転
軸２７には、下方にクランク状に突出する比較的短い駆
動リンク２８が直結されており、ミラー支持機構１２の
回動軸１３には、下方にクランク状に突出する比較的長
い従動リンク２９が直結されている。

【００４４】これらのリンク２８，２９の下端が略水平
に配置された連動リンク３０で連結されており、イメー
ジセンサ１５が原稿位置３を読取走査する読取位置が反
射ミラー１１の略真下に位置するときにリンク２８，２
９が略鉛直に位置する。つまり、このリンク機構２３
は、反射ミラー１１まで連通する光路が原稿位置３の表
面に略垂直に交差するときに、リンク２８，２９と連動
リンク３０とが略直角に交差するように形成されてい
る。

【００４５】上述のような構造のリンク機構２３は、ス
テッピングモータ２１および最終ギヤ２６の回転の角速
度が一定でも、反射ミラー１１の回動の角速度は適宜変
化するよう形成されている。つまり、本実施の形態のス
タンドスキャナ１では、前述のようにスキャナヘッド５
の読取窓９が原稿位置３の前部上方に位置するので、原
稿位置３を読取走査する読取位置が読取窓９の真下に位
置する状態で反射ミラー１１の角速度が最高となり、原
稿位置３での読取位置が読取窓９の真下から離反するほ
ど反射ミラー１１の角速度が低下するようにリンク機構
２３は形成されている。

【００４６】また、ギヤ列２２の最後から二番目のアイ
ドラギヤ３１の回転軸３２には、異形カム３３が直結さ
れており、この異形カム３３にカムフォロア３４が当接
している。異形カム３３は、中心に対して外周面が螺旋
状に順次離反する盤状に形成されており、その外周面に
カムフォロア３４が当接されている。

【００４７】このカムフォロア３４は、上下方向に細長
いアーム形状に形成されて下端で前後方向に揺動自在に
軸支されており、コイルスプリング等の弾性機構（図示
せず）により後方に付勢されている。そこで、このカム
フォロア３４は、上端が異形カム３３の外周面に後方か
ら圧接されており、やや下方の中央部に単焦点レンズ１
４が連結されている。

【００４８】上述のような構造のカム機構２４は、画像
読取に対してステッピングモータ２１およびアイドラギ
ヤ３１が一定方向に一定速度で回転しても、単焦点レン
ズ１４を一定でない速度で往復移動させるよう形成され
ている。つまり、本実施の形態のスタンドスキャナ１で
は、前述のようにスキャナヘッド５の読取窓９が原稿位
置３の前部上方に位置するので、原稿位置３を読取走査
する読取位置が読取窓９の真下に位置する状態で単焦点
レンズ１４がイメージセンサ１５に最接近し、原稿位置
３での読取位置が読取窓９の真下から離反するほど単焦
点レンズ１４がイメージセンサ１５から離反するように
カム機構２４は形成されている。

【００４９】なお、本実施の形態のスタンドスキャナ１
は、図１に示すように、帳票等を読取媒体４１とする各
種作業を支援するように形成されており、載置台２の左
方前部にはインパクトプリンタ４２が一体に装着されて
いる。このインパクトプリンタ４２の後縁には凹部４３
が形成されており、この凹部４３が原稿位置３の前部に
対応している。また、この原稿位置３およびインパクト
プリンタ４２より外側の右方にはスペースが確保されて
おり、ここが作業位置４４として提供されている。

【００５０】また、本実施の形態のスタンドスキャナ１
では、上述のようにスキャナヘッド５のスキャナ部７に
各種の光学部品や可動機構が内蔵されているが、その駆
動制御回路や画像処理回路の回路基板や回路部品（とも
に図示せず）などはスキャナヘッド５の支持部６に内蔵
されている。この支持部６に内蔵された各種回路の配線
は支持アーム４に内蔵されており、この支持アーム４の
下端から引き出されて載置台２の側面などに配置された
インターフェイス（図示せず）に結線されている。

【００５１】なお、本実施の形態のスタンドスキャナ１
では、上述のようにスキャナヘッド５のスキャナ部７は
原稿位置３の左前方の角部に上方から対向しているの
で、読取画像の副走査位置により読取走査の光路長が変
化することになり、図６(ａ)に示すように、読取走査し
た画像データは原稿位置３の後部である下部が左方に変
位した形状となる。

【００５２】そこで、この画像データを同図(ｂ)に示す
ように正常な形状に復元するための制御プログラムや処
理パラメータが、例えば、スキャナヘッド５の支持部６
に内蔵されている画像処理回路に実装されている。

【００５３】上述の画像処理は樽型補正などと呼称され
ており、スキャナヘッド５で画像データを最終的に必要
な解像度より高い解像度で読取走査し、その主走査線の
デジタルデータを画像処理回路により変換テーブルなど
を利用したデータ処理で副走査位置に対応して適宜間引
くことにより、図６(ａ)に示すような変形の画像データ
を同図(ｂ)に示すように主走査線の全長が均一化された
正常な矩形に補正する。

【００５４】さらに、本実施の形態のスタンドスキャナ
１では、上述のようにスキャナヘッド５は支持アーム４
により原稿位置３の左前方の角部の上方に配置されてい
るが、支持アーム４は、載置台２に内蔵されたアーム軸
支機構（図示せず）により水平方向に回動自在に軸支さ
れており、アームロック機構（図示せず）によりスキャ
ナ部７が原稿位置３の角部上方に位置する状態に固定的
に保持されている。このアームロック機構を解除すると
支持アーム４は水平方向に回動自在となるので、スキャ
ナヘッド５が前方に回動して原稿位置３の上方から外側
まで変位する。

【００５５】上述のような構成において、本実施の形態
のスタンドスキャナ１は、例えば、作業者（図示せず）
は載置台２の後方に着席し、帳票に必要事項をインパク
トプリンタ４２で印刷出力したり作業位置４４で手書き
することや、この帳票などを読取原稿４５として原稿位
置３で読取走査することなどを実行できる。

【００５６】その場合、読取原稿４５を読取画像が上方
に位置する状態で載置台２の上面の原稿位置３に載置す
れば良いので、読取原稿４５の読取画像を目視しながら
読取作業を実行することができ、読取原稿４５を用紙搬
送機構などで給送する必要もないのでジャムの心配もな
い。

【００５７】本実施の形態のスタンドスキャナ１は、載
置台２の原稿位置３に載置された読取原稿４５の表面の
読取画像を、その上方に支持アーム４で支持されたスキ
ャナヘッド５のスキャナ部７で読取走査する。このと
き、このスキャナ部７は内部に固定された一次元のイメ
ージセンサ１５で主走査線を読取走査し、その読取位置
を反射ミラー１１の回動により副走査移動させるので、
スキャナ部７が原稿位置３の上方を走査移動する必要が
なく載置台２での作業性も良好である。

【００５８】上述のように固定的に配置されたスキャナ
部７が反射ミラー１１の回動により読取原稿４５に対す
る読取位置を副走査移動させると読取走査の光路長が逐
次変化するが、本実施の形態のスタンドスキャナ１で
は、反射ミラー１１の回動に連動させて単焦点レンズ１
４を光軸方向に変位させるので、読取原稿４５の読取画
像はイメージセンサ１５に常時良好に結像される。

【００５９】より詳細には、図３に示すように、初期状
態では反射ミラー１１は水平に対して角度が大きい状態
に配置されているので、読取光路は鉛直より後傾した状
態に位置することになる。従って、読取原稿４５での読
取位置は、スキャナ部７の読取窓９より前方に位置する
ことになり、読取画像の上部である原稿位置３の前部に
位置している。

【００６０】このとき、リンク機構２３では、リンク２
８，２９の下端が前方に位置した状態に保持されてお
り、カム機構２４では、異形カム３３の微少に大径の位
置にカムフォロア３４が当接している。従って、単焦点
レンズ１４は微少に後退してイメージセンサ１５から離
反した位置に配置されているので、読取原稿４５の前部
が読取位置の状態では光路長が微少に長大であるが、こ
の状態で単焦点レンズ１４による原稿位置３の結像位置
がイメージセンサ１５の受光位置に一致しており、読取
画像はイメージセンサ１５の位置に良好に結像されてい
る。

【００６１】上述のような初期状態から読取走査を開始
すると、図４および図５に示すように、反射ミラー１１
は水平に対して角度が小さい状態に回動されるので、読
取光路は鉛直な状態を介して前傾した状態まで変位する
ことになる。従って、読取原稿４５での読取位置は、ス
キャナ部７の読取窓９の真下を介して後方まで移動する
ので、読取画像の全体が読取走査されることになる。

【００６２】このとき、リンク機構２３では、リンク２
８，２９の下端が後方に変位することになり、カム機構
２４では、異形カム３３が後転することになる。従っ
て、異形カム３３のカムフォロア３４が当接する部分
は、やや大径の状態から小径となって大径に再度変化す
ることになり、単焦点レンズ１４は微少に前進してから
後退するのでイメージセンサ１５に近接してから離反す
る。

【００６３】本実施の形態のスタンドスキャナ１では、
上述のように読取画像の上部から下部に相当する読取原
稿４５の前部から後部を読取走査する過程で、その光路
長は微少に短縮されてから伸張されるが、その状態で読
取画像はイメージセンサ１５の位置に常時良好に結像さ
れる。このため、原稿位置３に固定的に載置された読取
原稿４５の読取画像を、その上方に固定的に支持された
スキャナ部７で良好に読取走査することができる。

【００６４】しかも、本実施の形態のスタンドスキャナ
１では、上述のように読取画像の上部から下部に相当す
る読取原稿４５の前部から後部を読取走査する過程で、
反射ミラー１１の回動の角速度が一度上昇してから低下
するので、原稿位置３で読取位置が副走査移動する線速
度は一定である。このため、イメージセンサ１５が読取
動作を一定の時間間隔で実行しても、読取原稿４５の読
取画像から主走査線を一定の距離間隔で読み取ることが
できる。

【００６５】さらに、本実施の形態のスタンドスキャナ
１では、上述のように読取位置の副走査移動に対して反
射ミラー１１を非線形に変化する速度で回動させるとと
もに単焦点レンズ１４を非線形に変化する速度で往復さ
せるが、これらの動作を一定速度で回転するステッピン
グモータ２１に対してリンク機構２３とカム機構２４と
で実現している。

【００６６】このため、上述のような反射ミラー１１や
単焦点レンズ１４の動作を電子制御する必要がなく、反
射ミラー１１と単焦点レンズ１４とを簡単な構造で適正
な位置に確実に制御することができる。しかも、反射ミ
ラー１１を回動させるリンク機構２３と単焦点レンズ１
４を移動させるカム機構２４とは機械的に連結されてお
り、その駆動源であるステッピングモータ２１は一個な
ので、部品が削減されて小型軽量化や生産性向上が実現
されており、反射ミラー１１と単焦点レンズ１４との各
々一様でない動作が適正かつ確実に連動する。

【００６７】特に、本実施の形態のスタンドスキャナ１
では、原稿位置３の読取画像をイメージセンサ１５に結
像する結像光学系が一個の単焦点レンズ１４からなるの
で光学的な構造も簡単であり、焦点位置を補正するため
に変位させる光学部品が一個の単焦点レンズ１４だけな
ので、この部分の構造も簡単でステッピングモータ２１
の負担も軽減されている。

【００６８】なお、本実施の形態のスタンドスキャナ１
では、前述のように原稿位置３の前方にインパクトプリ
ンタ４２が配置されており、これらの右方に作業位置４
４が確保されているので、帳票を使用する各種作業など
を良好な作業性で実行することができる。しかも、イン
パクトプリンタ４２の後縁には原稿位置３に対応した凹
部４３が形成されているので、これを位置ガイドとして
読取原稿４５を原稿位置３に正確に配置することができ
る。

【００６９】さらに、本実施の形態のスタンドスキャナ
１では、原稿位置３の読取原稿４５を読取走査するスキ
ャナヘッド５が、原稿位置３の中心の真上でなく左前方
の角部の真上に位置しているので、原稿位置３の読取原
稿４５を手動で交換する場合の作業性も良好である。

【００７０】しかも、原稿位置３の上方にスキャナヘッ
ド５を配置する支持アーム４は回動自在であり、必要に
よりアームロック機構を解除して原稿位置３の上方から
スキャナヘッド５を退避させることもできるので、画像
読取を実行しない場合に原稿位置３を作業位置４４とし
て使用する場合の作業性も良好である。

【００７１】また、上述のようにスキャナヘッド５が原
稿位置３の中心から変位した位置の上方に配置されてい
るので、図６に示すように、画像データは変形した状態
で読取走査されるが、これが画像処理回路のデジタル処
理により正常な形状に樽型補正されるので、画像データ
を正常な状態で外部出力することができる。

【００７２】さらに、本実施の形態のスタンドスキャナ
１では、原稿位置３の外側に立設されている支持アーム
４に対してスキャナ部７を原稿位置３の内側に配置する
ため、スキャナヘッド５には横方向に延長された支持部
６が形成されているが、この支持部６には各種回路が内
蔵されている。つまり、スキャナ部７を適正な位置に配
置するために形成されている支持部６の内部空間が有効
利用されており、全体的にスペース効率が良好である。

【００７３】なお、本発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許
容する。例えば、上記形態では読取原稿４５での読取位
置の副走査移動に対応して焦点位置を補正するために単
焦点レンズ１４を変位させることを例示したが、この単
焦点レンズ１４を変位させることなくイメージセンサ１
５を変位させることも可能であり、単焦点レンズ１４と
イメージセンサ１５との両方を変位させることも可能で
ある。ただし、各種配線が結線されているイメージセン
サ１５を変位させることは得策ではないので、上述のよ
うに単焦点レンズ１４のみを変位させることが好まし
い。

【００７４】さらに、上記形態では結像光学系を一個の
単焦点レンズ１４として構造を簡略化することを例示し
たが、この結像光学系を複数のレンズで形成することも
可能である。ただし、前述のように結像光学系を一個の
単焦点レンズ１４とすれば、変位させる部品が一個とな
るので好ましい。

【００７５】また、上記形態では反射ミラー１１をリン
ク機構２３により非線形に変化する速度で回動させ、単
焦点レンズ１４をカム機構２４により非線形に変化する
速度で変位させることを例示したが、例えば、反射ミラ
ー１１をカム機構などで回動させることや単焦点レンズ
１４をリンク機構などで変位させることも可能である。

【００７６】また、上記形態ではイメージセンサ１５に
主走査方向に配列されている受光素子１６が一列である
ことを例示したが、例えば、イメージセンサ１５に受光
素子１６を複数列に配列させて主走査線を複数列ずつ読
取走査するようなことも可能であり、イメージセンサ１
５に受光素子１６を千鳥配列して時分割読取で解像度を
向上させることも可能である。

【００７７】さらに、上記形態ではスキャナヘッド５を
原稿位置３の左前方の角部の上方に配置して作業性を向
上させ、画像データは樽型補正で正常な形状に修正する
ことを例示したが、スキャナヘッド５は原稿位置３の所
望の位置の上方に配置することが可能である。

【００７８】例えば、スキャナヘッド５を原稿位置３の
前部中央の上方に配置した場合、画像データは左右対称
となるので補正が簡単となり、スキャナヘッド５を原稿
位置３の側部中央の上方に対向配置した場合、画像デー
タは上下対称となるので補正が簡単となるが、原稿位置
３での原稿交換などの作業性の観点では、スキャナヘッ
ド５を原稿位置３の前方の角部に配置することが好適で
ある。

【００７９】また、上記形態では一定測定で回転するス
テッピングモータ２１にギヤ列２２を介してリンク機構
２３で反射ミラー１１を連結し、このミラー駆動機構２
５により反射ミラー１１を非線形に変化する角速度で回
動させ、イメージセンサ１５に原稿位置３を一定の線速
度で副走査させることを例示した。

【００８０】しかし、上述のようなミラー駆動機構２５
でレーザ光源の出射光を反射走査することにより、ｆθ
レンズなどを使用することなく感光体の表面に主走査線
を一定の線速度で書き込むレーザプリンタ（図示せず）
や、壁面に主走査線を一定の線速度で表示する画像投影
装置（図示せず）などを実現することも可能である。

【００８１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。

【００８２】請求項１記載の発明の画像読取方法は、読
取画像が表面に表記された読取媒体を載置台の主走査方
向と副走査方向とに連続する平坦な上面に事前に設定さ
れた矩形の媒体位置に載置し、前記載置台の媒体位置に
載置された前記読取媒体の読取画像を主走査方向に連設
された多数の受光素子からなるイメージセンサと結像光
学系と反射ミラーとを具備して支持アームで支持された
画像読取部により上方から読み取る画像読取方法におい
て、前記読取媒体の読取画像から発生する画像光を前記
反射ミラーで主走査方向と直交する所定方向に反射させ
て前記結像光学系により前記イメージセンサの位置に結
像させ、駆動源の一定の角速度の回転を前記反射ミラー
の非線形に角速度が変化する回動に変換して前記読取媒
体の読取画像に対する前記イメージセンサの読取位置を
一定の線速度で副走査移動させ、前記画像読取部が前記
読取媒体の読取画像を前記載置台の媒体位置の外縁近傍
の真上から読み取るようにしたことにより、媒体位置の
読取媒体を交換する作業などを容易に実行することがで
きる。

【００８３】請求項２記載の発明の画像読取装置は、読
取画像が表面に表記された読取媒体が主走査方向と副走
査方向とに連続する平坦な上面に事前に設定された矩形
の媒体位置に載置される載置台と、この載置台の媒体位
置に載置された前記読取媒体の読取画像を上方から読み
取る画像読取部と、この画像読取部を前記載置台の媒体
位置の外縁近傍の真上に配置する支持アームと、を具備
しており、前記画像読取部が、 前記載置台の媒体位置に
載置された読取媒体の読取画像から発生する画像光を主
走査方向と直交する所定方向に反射する反射ミラーと、
この反射ミラーにより反射された画像光を所定位置に結
像させる結像光学系と、この結像光学系の結像位置で主
走査方向に連設された多数の受光素子からなるイメージ
センサと、回転の角速度が一定の駆動源と、この駆動源
の一定の角速度の回転を前記反射ミラーの非線形に変化
する角速度の回動に変換して前記読取画像に対する前記
イメージセンサの読取位置を一定の線速度で副走査移動
させるミラー駆動機構と、を具備していることにより、
載置台の媒体位置に載置された読取媒体の読取画像を、
副走査方向に連続する多数の主走査線からなるデジタル
データとして読取走査することができ、媒体位置の読取
媒体を交換する作業などを容易に実行することができ
る。

【００８４】

【００８５】請求項３記載の発明は、請求項２記載の画
像読取装置であって、前記イメージセンサが順次出力す
る多数の主走査線のデジタルデータを各々の副走査位置
に対応して伸縮させる画像処理回路も具備していること
により、媒体位置の中心から変位した位置で読取走査さ
れた読取画像のデジタルデータを正常な形状に補正して
から出力することができる。

【００８６】請求項４記載の発明は、請求項２または３
記載の画像読取装置であって、前記支持アームが前記画
像読取部を前記載置台の媒体位置の四つの角部の一つの
近傍の真上に配置することにより、読取媒体の交換など
を媒体位置の四辺の何れの位置からも容易に実行するこ
とができる。

【００８７】請求項５記載の発明は、請求項２ないし４
の何れか一記載の画像読取装置であって、前記支持アー
ムが前記画像読取部を前記載置台の媒体位置の外縁部の
内側の真上に配置することにより、画像読取部が媒体位
置の読取媒体から読み取る読取画像の湾曲を軽減するこ
とができる。

【００８８】請求項６記載の発明は、請求項５記載の画
像読取装置であって、前記支持アームは前記載置台の媒
体位置の外側に略鉛直に立設されており、前記支持アー
ムの上端部に横方向に延設されて前記画像読取部を前記
載置台の媒体位置の外縁部の内側の真上に配置する支持
部が形成されていることにより、支持アームの基部を媒
体位置の内側に位置させることなく画像読取部を媒体位
置の内側の真上に配置することができる。

【００８９】請求項７記載の発明は、請求項６記載の画
像読取装置であって、前記支持アームを略水平な方向に
回動自在に軸支するアーム軸支機構が設けられており、
このアーム軸支機構で回動自在に軸支された前記支持ア
ームを前記画像読取部が前記載置台の媒体位置の内側の
真上に位置する状態で保持するアームロック機構が設け
られていることにより、媒体位置の読取媒体の読取画像
の読み取りに適正な位置に画像読取部を固定的に配置す
ることができ、画像読取部を媒体位置の外側まで退避さ
せて媒体位置での作業性を向上させることもできる。

【００９０】請求項８記載の発明は、請求項７記載の画
像読取装置であって、前記画像読取部の各種回路の回路
基板や回路部品が前記支持アームに内蔵されていること
により、構造的に必須な支持アームの内部を有効利用し
て全体的なスペース効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の画像読取装置であるス
タンドスキャナの全体の外観を示す平面図である。

【図２】スタンドスキャナの全体の外観を示す正面図で
ある。

【図３】画像読取の初期状態でのスキャナ部の内部状態
を示す縦断側面図である。

【図４】画像読取の中間過程でのスキャナ部の内部状態
を示す縦断側面図である。

【図５】画像読取の最終段階でのスキャナ部の内部状態
を示す縦断側面図である。

【図６】(ａ)は読取走査された直後の樽型補正が実行さ
れる以前の状態の画像データを示す模式図、(ｂ)は樽型
補正が実行された状態の画像データを示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 画像読取装置であるスタンドスキャナ ２ 載置台 ３ 媒体位置である原稿位置 ４ 支持アーム ６ 支持部 ７ 画像読取部であるスキャナ部 １１ 反射ミラー １４ 結像光学系である単焦点レンズ １５ イメージセンサ １６ 受光素子 ２５ ミラー駆動機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩川 正人 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−37031（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−13661（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−98323（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−55462（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/207

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読取画像が表面に表記された読取媒体を
   載置台の主走査方向と副走査方向とに連続する平坦な上
   面に事前に設定された矩形の媒体位置に載置し、 前記載置台の媒体位置に載置された前記読取媒体の読取
   画像を主走査方向に連設された多数の受光素子からなる
   イメージセンサと結像光学系と反射ミラーとを具備して
   支持アームで支持された画像読取部により上方から読み
   取る画像読取方法において、前記読取媒体の読取画像から発生する画像光を前記反射
   ミラーで主走査方向と直交する所定方向に反射させて前
   記結像光学系により前記イメージセンサの位置に結像さ
   せ、 駆動源の一定の角速度の回転を前記反射ミラーの非線形
   に角速度が変化する回動に変換して前記読取媒体の読取
   画像に対する前記イメージセンサの読取位置を一定の線
   速度で副走査移動させ、 前記画像読取部が前記読取媒体の読取画像を前記載置台
   の媒体位置の外縁近傍の真上から読み取るようにしたこ
   とを特徴とする画像読取方法。
2. 【請求項２】 読取画像が表面に表記された読取媒体が
   主走査方向と副走査方向とに連続する平坦な上面に事前
   に設定された矩形の媒体位置に載置される載置台と、 この載置台の媒体位置に載置された前記読取媒体の読取
   画像を上方から読み取る画像読取部と、 この画像読取部を前記載置台の媒体位置の外縁近傍の真
   上に配置する支持アームと、 を具備しており、前記画像読取部が、 前記載置台の媒体位置に載置された読取媒体の読取画像
   から発生する画像光を主走査方向と直交する所定方向に
   反射する反射ミラーと、 この反射ミラーにより反射された画像光を所定位置に結
   像させる結像光学系と、 この結像光学系の結像位置で主走査方向に連設された多
   数の受光素子からなる イメージセンサと、 回転の角速度が一定の駆動源と、 この駆動源の一定の角速度の回転を前記反射ミラーの非
   線形に変化する角速度の回動に変換して前記読取画像に
   対する前記イメージセンサの読取位置を一定の線速度で
   副走査移動させるミラー駆動機構と、 を具備して いる画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記イメージセンサが順次出力する多数
   の主走査線のデジタルデータを各々の副走査位置に対応
   して伸縮させる画像処理回路も具備している請求項２記
   載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記支持アームが前記画像読取部を前記
   載置台の媒体位置の四つの角部の一つの近傍の真上に配
   置する請求項２または３記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記支持アームが前記画像読取部を前記
   載置台の媒体位置の外縁部の内側の真上に配置する請求
   項２ないし４の何れか一記載の画像読取装置。
6. 【請求項６】 前記支持アームは前記載置台の媒体位置
   の外側に略鉛直に立設されており、 前記支持アームの上端部に横方向に延設されて前記画像
   読取部を前記載置台の媒体位置の外縁部の内側の真上に
   配置する支持部が形成されている請求項５記載の画像読
   取装置。
7. 【請求項７】 前記支持アームを略水平な方向に回動自
   在に軸支するアーム軸支機構が設けられており、 このアーム軸支機構で回動自在に軸支された前記支持ア
   ームを前記画像読取部が前記載置台の媒体位置の内側の
   真上に位置する状態で保持するアームロック機構が設け
   られている請求項６記載の画像読取装置。
8. 【請求項８】 前記画像読取部の各種回路の回路基板や
   回路部品が前記支持アームに内蔵されている請求項７記
   載の画像読取装置。