CN101547287B - 图像扫描装置和图像形成设备 - Google Patents

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Abstract

一种图像扫描装置包括文档台；设置为按压放置在所述文档台上的文档的文档按压单元；包括用于照明所述文档的光源并且被配置为光学地扫描所述文档的扫描单元；被配置为检测所述文档按压单元的打开和关闭的打开/关闭检测单元；以及控制单元，被配置为使所述扫描单元平行于所述文档移动从而当所述文档按压单元的关闭被所述打开/关闭检测单元检测到时或当扫描起始信号被检测到时检测所述文档的尺寸。所述控制单元在能够根据关闭所述文档按压单元的速度变化的文档尺寸检测时段之内检测所述文档的尺寸，并且基于所述文档尺寸检测时段打开和关闭所述光源。本发明还提供包括该图像扫描装置的图像形成设备。

Description

图像扫描装置和图像形成设备
技术领域
本发明的某一方面涉及一种图像扫描装置和一种包括该图像扫描装置的图像形成设备。
背景技术
在典型的光学图像扫描装置中，放置在用作文档台的接触玻璃上的文档被照明并且从文档反射的光被CCD图像传感器检测出。
正常地，诸如线性扫描速度和扫描距离的扫描参数是基于诸如文档尺寸，缩放比率，以及扫描密度的设定而确定的。那些设定优选地是由图像扫描装置自动地而非由用户手动地进行，以提高用户的便利性和防止设定出错。
例如，专利文献1公开了一种用于自动地检测文档尺寸的方法。在公开的方法中，在文档的主扫描方向上的尺寸是基于由CCD图像传感器获得的图像数据确定的，并且在副扫描方向上的尺寸是基于来自文档检测传感器的输出确定的。
此外，专利文献2公开了一种图像扫描装置，其检测文档按压单元的打开和关闭，并且如果文档按压单元是正在被关闭，则令扫描单元检测文档的尺寸。这个配置可以根据用户操作在合适的时间检测文档尺寸。
[专利文献1]日本专利号3168666
[专利文献2]日本专利申请公开号2006-254182
然而，上面描述的相关技术具有一些缺点。例如，有一种情况，当文档按压单元正在被关闭时文档尺寸检测处理没有完成，并且即使没有文档被放置在文档台上，文档按压单元的后表面也被错误地检测为文档。举例来说，这个问题可以通过除用于检测文档按压单元的打开和关闭的打开/关闭检测单元之外，还设置用于检测文档按压单元已经进入了CCD图像传感器的文档检测范围的传感器来解决。当文档按压单元不在文档检测范围时，CCD图像传感器不会错误地将文档按压单元的后表面检测为文档。然而，这个配置增加图像扫描装置的成本。
发明内容
本发明的多个方面提供解决或减少由相关技术的限制和缺点所引起的一个或多个问题的图像扫描装置和包括该图像扫描装置的图像形成设备。
根据本发明的方面，图像扫描装置包括文档台；被配置为按压放置在文档台上的文档的文档按压单元；包括用于照明文档的光源并且被配置为光学地扫描文档的扫描单元；被配置为检测文档按压单元的打开和关闭的打开/关闭检测单元；以及控制单元，被配置为令扫描单元平行于文档移动从而当文档按压单元的关闭被打开/关闭检测单元检测到或当扫描起始信号被检测到时检测文档的尺寸。控制单元被配置为在能够根据关闭文档按压单元的速度变化的文档尺寸检测时段之内检测文档的尺寸，并且基于文档尺寸检测时段打开和关闭光源。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的图像扫描装置的示意图；
图2是图解图1所示的图像扫描装置的驱动机构的立体图；
图3是图像扫描装置的平面图；
图4是图3所示的图像扫描装置的侧视图；
图5是显示根据本发明的实施例的基本的文档尺寸检测处理的流程图；
图6是显示根据本发明第一实施例的文档尺寸检测处理的时刻图；
图7是显示在文档按压单元被快速关闭的情况下第一实施例的文档尺寸检测处理的时刻图；
图8是显示在文档按压单元被慢慢地关闭的情况下第一实施例的文档尺寸检测处理的时刻图；
图9是显示第一实施例的文档尺寸检测处理中的光源信号的时刻图；
图10是显示根据本发明的第二实施例的文档尺寸检测处理的时刻图；
图11是显示根据本发明的第三实施例的，其中文档尺寸检测时段是可变的文档尺寸检测处理的时刻图；
图12是显示根据第三实施例的，其中有效的文档尺寸检测时段是可变的文档尺寸检测处理的时刻图；以及
图13是根据本发明的第七实施例的图像形成设备的示意图。
具体实施方式
以下参考附图说明本发明的优选实施例。
图1是根据本发明的实施例的图像扫描装置的示意图。参照图1，灯(光源)2照明放置在接触玻璃(文档台)1上的文档D。从文档D反射的光由第一镜3，第二镜4，和第三镜5引导到透镜8。然后，光由透镜8聚焦到电荷耦合装置(CCD)9上。
图像扫描装置被配置为以使当第二镜4和第三镜5移动距离L/2时，灯2和第一镜3移动距离L。此配置可以在保持光学系统的光程长度恒定的同时扫描整个文档。
图2是图解图1所示的图像扫描装置的驱动机构的立体图。如图2所示，包括灯2和第一镜3的第一滑动架6附接于驱动线11，并且包括第二镜4和第三镜5的第二滑动架7经由滑轮12被连接到驱动线11。驱动线11缠绕在连接到驱动轴14的线滑轮15周围。由驱动马达18产生的力矩经由同步带(timing belt)17和同步滑轮(timing pulley)16被传送到驱动轴14。
第一滑动架6在它的一个端经过原位传感器13之后被进一步地移动一距离并且从而被放置在原位。第一滑动架6和第二滑动架7共同起着用于扫描文档并且检测文档尺寸的扫描单元的作用。
图3是此实施例的图像扫描装置的平面图，并且图4是图3所示的图像扫描装置的侧视图。如图3和4所示，此实施例的图像扫描装置包括用于抵着接触玻璃1按压文档D的文档按压单元(document pressing unit)20，与文档按压单元20一起移动的填充垫21，以及用于检测填充垫(filler)21的光电断路器传感器(photo interrupter sensor)22。填充垫21和光电断路器传感器22共同起着用于检测文档按压单元20的打开和关闭的打开/关闭检测单元的作用。
文档按压单元20由不允许光通过的部分组成。在此实施例中，如果填充垫21被插入光电断路器传感器22中并且由光电断路器传感器22检测到，则判定文档按压单元20是正在被关闭以遮盖接触玻璃1的上表面。
此实施例的图像扫描装置还包括指示预定的文档尺寸的文档尺寸标尺23和24以及用于检测文档在副扫描方向的尺寸的文档尺寸传感器25。此外在图3和4中，26指示其内安装文档尺寸传感器25(以致文档按压单元20位于文档尺寸传感器25上面)的传感器安装范围，27指示文档尺寸传感器25的文档检测范围(在其以外，文档尺寸传感器25不能检测文档按压单元20)，28指示第一滑动架6的文档尺寸检测位置，以及29指示第一滑动架6的文档扫描等待位置(原位)。
在下面参考图5描述此实施例的基本文档尺寸检测处理。以下描述的文档尺寸检测处理是由图像扫描装置的用CPU实现的控制单元(未显示)控制(进行)的。
如果打开/关闭检测单元(填充垫21和光电断路器传感器22)检测到当第一滑动架6在文档尺寸检测位置28时(S1)文档按压单元20正在被关闭(S2)，则控制单元开启第一滑动架6的灯2并且将第一滑动架6从文档尺寸检测位置28移动到文档扫描等待位置29(原位)(S3)。然后，控制单元令第一滑动架6连同第二滑动架7在副扫描方向多次扫描文档D以获得在主扫描方向的文档尺寸数据(S4)。在获得在主扫描方向上的文档尺寸数据之后，控制单元停止第一和第二滑动架6和7(S5)。
文档尺寸数据可以是连续数据或者部分的数据组的集合。多次扫描文档使得可能提高检测文档尺寸的精度。例如，通过将文档尺寸数据中的各个点的亮度与阈值进行比较而判定文档的存在。如果点的亮度大于阈值，则指示文档存在于对应的位置。
同样，如果打开/关闭检测单元检测到文档按压单元20正在被关闭，则控制单元令文档尺寸传感器25获得在副扫描方向的文档尺寸数据。然后，控制单元基于在主扫描方向上的文档尺寸数据和在副扫描方向上的文档尺寸数据确定文档尺寸(大小(dimension))。
在此实施例中，文档尺寸传感器25用来检测在副扫描方向上的文档尺寸。如果例如发射干扰光的荧光灯的光源存在于文档尺寸传感器25上面，则干扰光可能影响文档尺寸传感器25的检测结果。所以，更可取的是调节填充垫21和光电断路器传感器22的位置以使填充垫21在文档按压单元20到达文档按压单元20能够为文档尺寸传感器25遮住干扰光的角度之后进入光电断路器传感器22。
文档尺寸传感器25还检测接触玻璃1上是否存在文档。如果当文档按压单元20接近接触玻璃1时，即在文档尺寸传感器25的检测范围中，检测到文档按压单元20的关闭，则文档尺寸传感器25可能错误地将文档按压单元20检测为文档。为防止或最小化此问题，优选的是调节填充垫21和光电断路器传感器22的位置以使填充垫21在文档按压单元20还在文档尺寸传感器25的检测范围外时进入光电断路器传感器22。
这也适用于文档尺寸由扫描单元和CCD 9检测的情况。如果当文档按压单元20太靠近接触玻璃1时驱动扫描单元，则CCD 9可能错误地将文档按压单元20检测为文档。
以下参考图6，7，和8描述本发明的第一实施例。图6是显示文档尺寸检测处理的时刻图。在该时刻图中，文档按压单元20被打开，用户放置文档，然后文档按压单元20被关闭。能够在从光源(灯2)被开启时到文档按压单元20进入CCD9的检测范围时(这是由填充垫21和光电断路器传感器22检测)的时段(可检测的时段)期间内进行文档尺寸检测处理。
图7是显示在文档按压单元20被快速关闭的情况下(由实线指示)的文档尺寸检测时段和在文档按压单元20以正常速度被关闭的情况下(由虚线指示)的文档尺寸检测时段。这里，文档尺寸检测时段指示控制单元用CCD9检测文档尺寸所使用的时间量。在图7中，对应于不同的关闭文档按压单元20的速度的文档尺寸检测时段由不同的线指示以避免混乱(这也适用于用于后面的说明的其它的时刻图)。如果文档尺寸检测时段是固定的并且文档按压单元20被快速关闭，如由图7中的实线指示的，则文档尺寸检测处理在文档按压单元20进入CCD9的检测范围以前没有完成。结果，即使没有文档存在，CCD9也错误地将文档按压单元20的后表面检测为文档。为此，对于倾向于快速关闭文档按压单元20的用户，文档尺寸检测时段(或实际的采样时间)优选的是设定在小的值，以减少检测出错率。
图8是显示在文档按压单元20被慢慢地关闭的情况下(由实线指示)的文档尺寸检测时段和在文档按压单元20以正常速度被关闭的情况下(由虚线指示)的文档尺寸检测时段。在图8中，与图7所示的情况相反，对于倾向于慢慢地关闭文档按压单元的用户，文档尺寸检测时段被设定在更大的值。在这种情况下，因为文档尺寸检测时段中的采样时间增加，所以检测精度被提高。
文档尺寸检测时段或采样时间可以根据使用，例如，图像扫描装置的操作单元(未显示)的维修员(serviceman)程序(SP)模式关闭文档按压单元20的速度被设定。
在图7和8所示的实例中，光源信号即使在文档尺寸检测处理完成之后也是开启的。然而，本发明不局限于那些实例。例如，如图9所示，当文档尺寸检测处理完成时，光源信号可以被关闭。在这种情况下，关闭光源的时刻随文档尺寸检测时段的改变而改变。
因而，以上实施例可以根据操作文档按压单元20的方式(例如，关闭文档按压单元20的速度)改变文档尺寸检测时段并且从而减少文档尺寸检测中的出错。此配置又可以适应图像扫描装置的机械的变动(例如，填充垫21和光电断路器传感器22的安装位置)。此外，以上实施例可以根据文档尺寸检测时段来打开和关闭光源。这可以减少功耗并且使来自光源的光进入用户的眼睛的时间段最小化。
以下参考图10描述本发明的第二实施例。图10是显示文档尺寸检测处理的时刻图。在第二实施例中，如图10所示，文档尺寸检测时段和照亮时段(在其间光源开启)是固定的并且文档尺寸检测时段中的有效的检测时段是变化的。该有效的检测时段指示文档尺寸检测时段中实际地用于文档尺寸检测的时间段。该有效的检测时段能够根据关闭文档按压单元20的速度被改变。类似第一实施例，可以使用图像扫描装置的操作单元改变有效检测时段。
第二实施例可以根据由用户操作文档按压单元20的方式(例如，关闭文档按压单元20的速度)，改变在其间进行文档尺寸检测处理的有效检测时段，并且从而使得可能减少文档尺寸检测中的出错而不需要改变光源的照亮期。
接下来，描述本发明的第三实施例。如上所述，为用文档尺寸检测传感器25正确地检测在副扫描方向上的文档尺寸，优选的是在当文档按压单元20还在文档尺寸传感器25的检测范围外时的时刻(timing)驱动文档尺寸检测传感器25(令传感器25检测文档尺寸)。然而，如果文档尺寸检测传感器25在当打开/关闭检测单元检测出文档按压单元20的关闭时的时刻(timing)(关闭检测时刻(timing))被驱动，则当文档按压单元20与接触玻璃1成大角度时灯2被开启。结果，从灯2发射的光可能进入用户的眼睛并且令用户感到不适。
在第三实施例中，为解决或减少这个问题，控制单元在从关闭检测时间开始的照亮延迟期t之后开启灯2。这个配置可以在文档按压单元20成大得足以以防止文档尺寸检测传感器25错误地将文档按压单元20检测为文档，以及小得足以减少进入用户的眼睛的光的量的角度时，开启灯2。
第三实施例可以与第一和第二实施例结合。例如，文档尺寸检测时段可以如图11所示被改变，或者有效检测时段可以如图12所示被改变。
接下来，描述本发明的第四实施例。有许多类型的用于图像扫描装置的文档按压单元。文档按压单元的实例包括自动文档馈送器(ADF)，自动翻转文档馈送器(ARDF)，以及压板。这样的文档按压单元具有不同的重量(重的，正常的，轻的)和尺寸。所以，即使当它们由相同的用户操作时，关闭那些文档按压单元的速度也不同。同样，关闭文档按压单元的速度根据用户(健康的人，坐轮椅的人，等等)变化。此外，打开/关闭检测单元的关闭检测时间根据填充垫(填充垫21)的安装位置和形状变化。
为此，在第四实施例中，文档尺寸检测时段或者有效检测时段根据文档按压单元的类型和/或取决于操作文档按压单元的用户被改变。每种类型的文档按压单元可以与文档尺寸检测时段或有效检测时段相联系，并且例如，使用图像扫描装置的操作单元的SP模式被选择。仍然在这种情况下，用于每种类型的文档按压单元的文档尺寸检测时段或有效检测时段优选地是可变的。
因而，第四实施例可以设定适合于文档按压单元的类型和/或用户的类型的文档尺寸检测时段或有效检测时段并且从而减少检测出错。这又可以根据文档按压单元的填充垫的安装位置和形状设定合适的文档尺寸检测时段或有效检测时段。
此实施例的图像扫描装置也可以被配置为通过用传感器检测，例如用户的高度或位置，来确定用户的类型，并且从限定多个文档尺寸检测时段或有效检测时段的表格中基于确定的用户类型选择文档尺寸检测时段或有效检测时段。
接下来，描述本发明的第五实施例。在上面描述的第四实施例中，文档尺寸检测时段或有效检测时段是基于文档按压单元的类型确定的。根据第五实施例，图像扫描装置的控制单元被配置为通过，例如经由连接器与文档按压单元通信，来自动地检测文档按压单元的类型并且选择适合于检测到的文档按压单元类型的文档尺寸检测时段或有效检测时段。仍然在这种情况下，用于每个类型的文档按压单元的文档尺寸检测时段或有效检测时段优选地是可变的。
因而，第五实施例可以自动地设置适合于文档按压单元的类型的文档尺寸检测时段或有效检测时段并且从而减少检测出错。这又可以根据文档按压单元的填充垫的安装位置和形状设置合适的文档尺寸检测时段或有效检测时段。
接下来，描述本发明第六实施例。在第一到第五实施例中，当打开/关闭检测单元检测文档按压单元20的关闭时进行文档尺寸检测处理。然而，存在以文档按压单元20打开的状态而处理(例如，复印)文档的情况。在这种情况下，因为没有文档按压单元20的后表面被错误地检测为文档的可能性，所以文档尺寸检测时段或有效检测时段能够被设定在大的值。例如，当按压了复印启动按扭并且当文档按压单元20打开时检测扫描起始信号时，控制单元使用最大检测时段以检测文档尺寸，而不管如在第一到第五实施例中所描述地设定的文档尺寸检测时段或有效检测时段。
最大检测时段优选地设定在扫描单元超过文档扫描区域的边界需要的时间的值。替代地，代替使用固定的最大检测时段，可以自由地设定当文档按压单元20打开时使用的检测时段。
因而，第六实施例可以当文档按压单元20打开时选择合适的检测时段，而不管文档按压单元20的类型和其它的检测时段设置，并且从而使得可能精确地检测文档尺寸。
接下来，描述根据本发明的第七实施例的图像形成设备30。第七实施例的图像形成设备30包括用于检测文档尺寸的第一到第六实施例的任何一个的图像扫描装置。所以，图像形成设备30提供在第一到第六实施例中如上所述的优势。
图13是图解第七实施例的图像形成设备30的示例性配置的示意图。如图13所示，图像形成设备30包括用于光学扫描的图像扫描装置。图像扫描装置包括接触玻璃1，包括灯(光源)2和第一镜3的第一滑动架6，包括第二镜4和第三镜5的第二滑动架7，透镜8，CCD9，以及驱动马达18，其包括用于测量它的输出轴的角速度的编码器(未显示)并且驱动第一滑动架6和第二滑动架7。
图像形成设备30进一步包括用于支持纸张(或任何其它形式的记录介质)的纸馈送托盘31以及用于逐张分离和馈送纸馈送托盘31中的纸片的纸分离单元32。
图像形成设备30进一步地包括阻挡辊33，用于将来自纸馈送托盘31的每张纸张在给定时刻馈送入图像形成设备30的图像形成单元。图像形成单元被配置为在纸张上形成图像并且包括图像载体41，充电单元42，潜像形成单元43，显影单元44，转印单元45，清洁单元46，定影单元47，以及纸排出辊48。
此实施例的图像形成设备30的控制电路(未显示)控制用于光学扫描的图像扫描装置，驱动第一和第二滑动架6和7以及用于馈送纸片的辊，并且控制图像扫描和图像形成处理。
在放置在接触玻璃1上的文档D的尺寸如在以上实施例中描述的由图像扫描装置检测之后，控制电路根据用户命令，令驱动控制单元控制用于驱动驱动马达18的马达驱动器。驱动控制单元计算由驱动马达18的编码器测量的角速度和期望的角速度之间的差值，并且基于计算的差值进行对马达驱动器的反馈控制。
来自CCD9的图像信号被输入到图像处理单元。在图像处理单元中，潜像形成单元43基于图像信号在图像载体41上形成潜像，并且显影单元44使潜像显现并且从而形成色粉图像。然后，转印单元45将色粉图像转印到正在被传送的纸张上，定影单元47将转印的色粉图像定影到纸片上，并且纸排出辊48排出纸张。因而，第七实施例提供包括能够根据用户操作文档按压单元的方式精确地检测文档尺寸的图像扫描装置并且考虑到用于检测文档按压单元的打开和关闭的打开/关闭检测单元的机械的变动的图像形成设备。
如上所述，本发明的多个方面提供了一种图像扫描装置，和包括该图像扫描装置的图像形成设备，其可以根据用户操作文档按压单元的方式设定或选择合适的文档尺寸检测时段或有效检测时段，并且可以根据所设定或选择的文档尺寸检测时段或有效检测时段打开和关闭光源。这个配置又可以使用光电转换元件精确地检测文档尺寸，减少文档尺寸检测出错，并且减少功耗。本发明的方面提供一种考虑到用于检测文档按压单元的打开和关闭的打开/关闭检测单元的机械的变动的，能够精确地检测文档尺寸的图像扫描装置。
本发明的多个方面可以提供具有提高的文档尺寸检测精度而不必增加生产成本的图像扫描装置和图像形成设备。
本发明不局限于具体公开的实施例，并且如果没有脱离本发明的范围，可以作出变化和修改。
本申请基于2008年3月28日提交的2008-086011号日本的优先申请以及2008年9月26日提交的2008-247925号日本的优先申请，在此其全部内容通过引用被结合在这里。

Claims (10)

1.一种图像扫描装置，其特征在于，包含：
文档台；
被配置为按压放置在所述文档台上的文档的文档按压单元；
包括用于照明所述文档的光源并且被配置为光学地扫描所述文档的扫描单元；
被配置为检测所述文档按压单元的打开和关闭的打开/关闭检测单元；以及
控制单元，被配置为使所述扫描单元平行于所述文档移动，借此在所述文档按压单元的关闭被所述打开/关闭检测单元检测到或者在扫描起始信号被检测到时，检测所述文档的尺寸；
其中所述控制单元被配置为在能够根据关闭所述文档按压单元的速度变化的文档尺寸检测时段之内检测所述文档的尺寸，并且基于所述文档尺寸检测时段打开和关闭所述光源。
2.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述文档尺寸检测时段是固定的，并且在所述文档尺寸检测时段中用于检测所述文档的尺寸的有效检测时段是能够根据关闭所述文档按压单元的速度变化的。
3.如权利要求1或2所述的图像扫描装置，其特征在于，所述控制单元被配置为在从所述文档按压单元的关闭被所述打开/关闭检测单元检测到时的时间开始的预定时段之后开启所述光源。
4.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述文档尺寸检测时段是能够根据所述文档按压单元的类型变化的。
5.如权利要求2所述的图像扫描装置，其特征在于，所述有效检测时段是能够根据所述文档按压单元的类型变化的。
6.如权利要求4所述的图像扫描装置，其特征在于，所述控制单元被配置为自动地检测所述文档按压单元的类型并且基于检测到的所述文档按压单元的类型改变所述文档尺寸检测时段。
7.如权利要求5所述的图像扫描装置，其特征在于，所述控制单元被配置为自动地检测所述文档按压单元的类型并且基于检测到的所述文档按压单元的类型改变所述有效检测时段。
8.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述控制单元被配置为，对于所述文档按压单元的关闭被所述打开/关闭检测单元检测到的情况和所述扫描起始信号在所述文档按压单元打开时被检测到的情况，选择不同的文档尺寸检测时段。
9.如权利要求2所述的图像扫描装置，其特征在于，所述控制单元被配置为，对于所述文档按压单元的关闭被所述打开/关闭检测单元检测到的情况和所述扫描起始信号在所述文档按压单元打开时被检测到的情况，选择不同的有效检测时段。
10.一种图像形成设备，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的图像扫描装置。
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