CN104184920B - 图像读取设备和图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像读取设备和图像形成设备。图像读取设备的读取单元具有下面的结构：规则配置多个线传感器，多个线传感器包括分开配置的第一线传感器和第二线传感器。满足关系0.95≤L/(n×D)≤1.05(n＝1～5的整数)，其中，L是在副扫描方向上第一线传感器和第二线传感器之间的距离。在读取原稿之前，图像读取设备使用第一线传感器和第二线传感器，检测要实际读取图像的原稿的边缘，以获取与原稿读取有关的校正信息。

Description

图像读取设备和图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种使用线传感器读取原稿上的图像的图像读取设备。

背景技术

读取大开本的原稿(例如，A0大小、B0大小)的图像读取设备受到关注。日本特开2006-109408讨论了一种图像读取设备，其包括读取单元，在读取单元中，沿原稿输送方向以交错图案配置多个线图像传感器。

在许多情况下，这类图像读取设备上用于原稿输送的辊是一个不可分割的输送辊。然而，随着辊变长，原稿输送精度因直径的变化、偏心、由辊自身重量所导致的辊轴的挠曲和原稿输送期间的辊的转矩而容易发生变化。因此，读取图像的接合部分的位置偏差变得无规律，并且以非周期性间隔变化。开本越大，也就是说，输送辊越长，则这些问题越明显。

另外，日本特开2006-109408所述的图像读取设备进行调整，以消除由于在原稿输送方向上所分开配置的线图像传感器之间的相对偏差而导致的读取图像的接合部分的位置偏差。为了进行该调整，预先准备形成有专用图案的调整薄片。在使用之前，图像读取设备从该薄片读取该图案来进行预调整。由于进行这一预调整操作与读取操作毫无关系，因而用户可能感觉这样非常麻烦。

发明内容

本发明旨在一种即使在辊随着原稿的开本变大而变长时也能够精确地读取原稿的图像读取设备。

本发明还旨在一种能够在无需使用专用调整薄片的情况下精确地读取宽的原稿的图像读取设备。

根据本发明的一个方面，一种图像读取设备，其包括：读取单元，其具有如下的结构：沿与第一方向相交的第二方向来规则配置多个线传感器，所述多个线传感器包括在所述第一方向上分开配置的第一线传感器和第二线传感器；以及用于使用辊使原稿在所述第一方向上相对于所述读取单元移动的单元，其中，满足关系0.95≤L/(n×D)≤1.05，L是在所述第一方向上所述第一线传感器和所述第二线传感器之间的距离，D是所述辊的外周长度，n＝1～5的整数。

根据本发明的另一方面，一种图像读取设备，其包括：读取单元，其具有如下的结构：沿与第一方向相交的第二方向来规则配置多个线传感器，所述多个线传感器包括在所述第一方向上分开配置的第一线传感器和第二线传感器；以及用于使原稿和所述读取单元在所述第一方向上相对移动的单元，其中，在读取所述原稿之前，所述第一线传感器和所述第二线传感器检测所述原稿的边缘，以获取用于校正所述原稿的读取的信息。

根据本发明的又一方面，一种图像形成设备，其包括上述的图像读取设备。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其他特征将显而易见。

附图说明

图1是示出根据典型实施例的图像形成设备的整体结构的图。

图2是示出图像读取设备的结构的横断面图。

图3是示出读取单元的结构的透视图。

图4A和4B是示出用于驱动输送辊的连接单元的图。

图5是示出图3所示的读取单元的变形例的图。

图6是示出图像读取设备的系统的框图。

图7是示出输出校正后的图像数据的例子的图。

图8是示出原稿的理想输送位置和实际输送位置之间的偏差的图。

图9是示出用于预操作的操作过程的流程图。

图10是示出用于扫描操作的操作过程的流程图。

图11是示出通过读取原稿边缘部分所获取的图像数据的例子的图。

图12是示出通过读取原稿图像部分所获取的图像数据的例子的图。

具体实施方式

图1是示出根据本发明典型实施例的图像形成设备的整体结构的图。该设备包括作为两个主要部的图像读取单元200(图像读取设备)和图像形成单元201。图像读取单元200是用于读取薄片状原稿的扫描器。图像形成单元201基于从主设备所读取或发送的图像数据，在记录薄片上打印图像。使用支架208将图像读取单元200安装在图像形成单元201的上部分中。

用户从图1所示的箭头方向上将原稿S插入在图像读取单元200中。图像读取单元200在与箭头方向相反的方向上送回已读取的原稿S，并且将原稿S排出至设备的前端。图像读取单元200还可以将原稿S排出至支架208的后端。

图像形成单元201包括用于通过使用喷墨方法在记录介质上打印图像的打印单元204。打印单元204包括滑座和记录头。滑座在与记录介质的输送方向垂直的方向上往复运动。被安装在滑座上的记录头，喷射多种颜色的墨。打印方法不局限于喷墨方法，而且可以是包括电子照相方法和热敏方法的各种方法中的任一方法。

转动地保持卷状记录介质。记录介质被夹持在输送辊202和输送压紧辊203之间，并且在箭头方向上进行输送。台板部件205被设置在打印单元204下方，并且在该台板部件205上，打印单元204将数据打印在记录介质M上。当打印了数据的记录介质M上的区域被发送至切割器206的下游侧时，通过切割器206切割包括该区域的记录介质M，并且将其排出至排出单元207。

图2是示出图1所示的图像读取单元200的结构的横断面图。图像读取单元200包括可以打开或关闭的上单元13和下单元14。输送单元沿在这些单元之间所形成的路径输送原稿S。用户以读取面朝上的方式经由下单元14的原稿引导面14a插入原稿S。通过由第一辊1和压紧辊3所构成的上游侧输送辊对、以及由第二辊2和压紧辊4所构成的下游侧输送辊对，以预定速度向下游发送所插入的原稿。在使用诸如弹簧等的施力机构向第一辊1或第二辊2侧按压被安装在上单元13上的压紧辊3(第一压紧单元)和压紧辊4(第二压紧单元)的情况下，转动地驱动压紧辊3和压紧辊4。尽管在该例子中，压紧辊3的按压力和压紧辊4的按压力相同，但是压紧辊4的按压力可以小于压紧辊3的按压力。该结构减小了在原稿S的前端进入第二辊2和压紧辊4之间的夹持部时的冲击。在第一辊1的正下方设置各自包括两个辊的支持辊60(第一转动构件)和61。类似地，在第二辊2正下方设置各自包括两个辊的支持辊62(第二转动构件)、63(第三转动构件)和64。

用于读取输送原稿S表面上的图像的读取单元，被设置在上游侧输送辊对和下游侧输送辊对之间。读取单元包括上单元13中所设置的第一线传感器阵列106、第二线传感器阵列107和接触玻璃12。在下单元14中，背面辊7被设置在与第一线传感器阵列106相对的位置处，背面辊8被设置在与第二线传感器阵列107相对的位置处。在通过诸如弹簧等的施力机构将输送原稿S按压在接触玻璃12上的情况下转动地驱动背面辊7和背面辊8中的每一个。同时，使用与原稿的背面接触的各背面辊作为用于图像读取的颜色基准。因此，背面辊7和背面辊8的表面具有基准颜色。

在上单元13中，沿原稿输送方向设置第一原稿传感器9、第二原稿传感器10和第三原稿传感器11。各传感器检测所输送的原稿的前端或者后端，并且提供与原稿通过时间有关的信息。图像读取单元200基于通过这些传感器所提供的信息，控制原稿输送和读取。

图3是从图像读取单元200上方观看时的顶视图。在箭头S的方向上发送要读取的原稿。第一辊1和第二辊2经由轴承在侧板26和侧板27之间被转动地支持。与原稿S接触的第一辊1和第二辊2的外周面，分别是涂层部1a和2a。各涂层部包括20μm厚度的聚氨酯、陶瓷或者薄膜橡胶的涂层。传动轮23被加压固定至第一辊1，并且传动轮24被加压固定至第二辊2，从而使得它们一体转动。包括步进电动机或者直流(DC)电动机的输送电动机20被固定在侧板26上作为输送单元的驱动源。输送电动机轮21被加压固定至输送电动机20，并且经由传动带25将输送电动机20的转动地驱动传送至第一辊1和第二辊2。在向传动带25施加适当张力的位置处，将张力轮22转动安装在侧板26上。

下面说明读取单元的线传感器的结构。将输送原稿的子扫描方向称为第一方向，而将与第一方向相交(或者垂直)的主扫描方向称为第二方向。在原稿输送方向的上游侧，沿第二方向直线状间隔配置包括第一线传感器5A的第一线传感器阵列106(在该例子中，两个线传感器5A和5B)。在第一线传感器阵列106的下游侧，沿第二方向直线状间隔配置包括第二线传感器6A的第二线传感器阵列107(在该例子中，三个线传感器6A、6B和6C)。沿第二方向，以交错图案交替配置第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107。在读取范围上，相邻线传感器(例如，第一线传感器5A和第二线传感器6A)在第二方向上具有重叠区域。读取范围上的重叠区域，是相邻线传感器(在该例子中，第一线传感器5A和第二线传感器6A)之间的接合部分。这里的接合部分是指这两个线传感器不物理连接、但是要连接通过这两个线传感器所获取的图像数据的部分。类似地，其他相邻线传感器的读取范围在第二方向上具有重叠区域。

这些线传感器是作为接触式图像传感器(CIS)众所周知的线型图像传感器单元。各传感器单元包括线性照明原稿的发光单元、以及包括用于对照明区域进行摄像的光接收元件阵列的光接收单元。将从光接收单元输出的模拟信号从模拟转换成数字的(A/D)，并且如果需要，则对于A/D转换后的信号进行信号处理，以获取数字信号形式的图像数据。

图4A和4B示出用于驱动两个输送辊的连接单元的结构。图4A示出利用带的驱动力传动的结构的例子。在该例子中，输送电动机轮21具有24个齿，传动轮23和24各自具有96个齿，并且张力轮22的外周长度等于输送电动机轮21的间距圆直径。当转动第一辊1和第二辊2一次时，输送电动机轮21和张力轮22转动整数倍次。即使输送电动机轮21和张力轮22存在偏心偏差，该结构也将由对第一线传感器5A和第二线传感器6A的输出进行合成而产生的、读取图像的接合部分的误差降低至可忽略水平。也就是说，由于输送电动机轮21和张力轮22的偏心精度的可容许范围增大，因而可以以低成本来制造这些部件。

图4B示出利用齿轮的驱动力传动的结构的例子。在该例子中，输送电动机齿轮51具有24个齿，传动齿轮52和53各自具有96个齿，并且空转齿轮54和55各自具有96个齿。当转动第一辊1和第二辊2一次时，输送电动机齿轮51转动整数倍次，并且空转齿轮54和55也转动一次。尽管传动齿轮52和53的齿数分别等于空转齿轮54和55的齿数。然而，这些齿轮可以具有这样的齿数，该齿数使得当转动传动齿轮52和53一次时，空转齿轮54和55转动整数倍次。

接着说明第一辊1和第二辊2的直径与在副扫描方向(第一方向)上第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107之间的距离L之间的关系。该关系是本典型实施例的特征之一。

在该例子中，第一辊1的涂层部1a的直径和第二辊2的涂层部2a的直径各自为其中，制造公差为±0.1mm(直径的1％)。辊的外周长度为31.4mm±0.314mm(外周长度的1％)。由于如上所述，涂层厚度仅为20μm，因而厚度即使不规则也在公差的范围内。该公差使得易于以低成本来制造涂层辊。

另一方面，第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107之间在副扫描方向(第一方向)上的距离L为31.4mm。更严格地，距离L的尺寸的基准点是副扫描方向上线传感器的光接收元件的窄读取范围的中心。假定传感器结构对于距离L的制造公差为±0.9mm(距离L的3％)。该公差消除了对于使用昂贵的调整治具所进行的部件的位置调整的需要，并且同时允许以低成本来制造部件。实验和经验显示：根据原稿类型或者使用环境，原稿输送量的误差约为理论值的±1％。

通过确定考虑上述三个误差成分的尺寸，在第一辊1和第二辊2转动一次时可能生成的、第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107之间的距离L的误差最大为±5％(＝1％+3％+1％)。

通过下面给出的表达式(1)表示上述关系的数学表达式。

0.95≤L/D≤1.05…(1)

其中，L是副扫描方向(第一方向)上第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107之间的距离，并且D是与第一辊1和第二辊2的一次转动相对应的输送距离。

通过满足上述表达式(1)所表示的关系，使得即使第一辊1或者第二辊2偏心，也确保高精度的图像读取。这是因为，这些辊的一次转动的输送量与距离L相一致，因此，抵消了偏心的影响。结果，即使由于辊偏心而在一次转动期间发生与相位相对应的输送变化，从第一线传感器阵列106的读取位置到第二线传感器阵列107的读取位置的原稿输送量也不变化，并且始终恒定。类似地，即使作为辊的驱动系统的传动轮(图4A)或者中间齿轮(图4B)存在偏心，也抵消该影响。结果，保持该关系，减少通过对第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107进行合成而产生的、在读取图像的接合部分所生成的误差，因而使得精确地读取图像。另外，对于用于原稿输送的这些辊和驱动系统所需精度的降低，有利于降低设备成本。

如果将距离L设置成等于与第一辊1和第二辊2的整数次转动(n次转动，其中，n>1)相对应的输送距离，则同样可以实现上述效果。然而，如果距离L太大，则在该距离上的原稿输送误差变大，并且读取单元大小浪费地变大。因此，n的值越小，则精度越高。如果上限优选为“n＝5”，则“n＝1”最佳。考虑该条件，如下生成上面给出的表达式(1)。

0.95≤L/(n×D)≤1.05(n＝1～5的整数)…(2)

当第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107被安装在上单元13中时，基于第一线传感器阵列106中的读取范围重叠区域5A(L)、5A(R)、5B(L)和5B(R)、以及第二线传感器阵列107中的读取范围重叠区域6A(R)、6B(L)、6B(R)和6C(L)，确定它们的位置。当产生这类位置偏差时，用户会感觉接合部分的位置偏差尤其明显，因而图像质量劣化显著。对重叠区域中距离L的误差进行最小化，从而使接合部分中的位置偏差最小化。在本典型实施例中，以在读取范围重叠区域中满足以上给出的表达式(2)的方式配置第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107。

接着说明作为本典型实施例的特征之一的支持辊(支持单元)。如图2所示，对于第一辊1设置各自包括两个辊的支持辊60(第一转动构件)和61，并且将其转动地安装至下单元14以防止辊转动轴因压紧辊3的按压力而下弯。类似地，对于第二辊2设置各自包括两个辊的支持辊62(第二转动构件)、63(第三转动构件)和64。

如图3所示，支持辊60和61与第一辊1接触的位置1b、以及支持辊62、63和64与第二辊2接触的位置2b，是辊未被涂层的非涂层部。存在抵接第一辊1的支持辊60和61的两个支点位置，其中，这两个支点位置各自分别在主扫描方向(第二方向)上位于这两个第一线传感器5A和5B的中央附近。类似地，存在抵接第二辊2的支持辊62、63和64的三个支点位置，其中，这三个支点位置各自分别在主扫描方向(第二方向)上位于这三个第二线传感器6A、6B和6C的中央附近。这样，以根据线传感器的交错图案的交错图案配置支持单元的支点。

鉴于下面的原因以这样的方式配置支持单元。为了简单防止辊转动轴下弯，支持单元的支点越多越好。然而，随着存在的支持单元的支点越多，则第一辊1和第二辊2的滑动负荷增大。这样增大的负荷产生输送变化。随着辊变得越长，由转动轴的扭曲所导致的、在辊的左侧和辊的右侧之间的输送量的差异变得大得不能忽略。另外，滑动负荷的增大，需要使用大转矩电动机。随着原稿开本变得越大，这些问题变得越突出。为了解决这些问题，将支持单元的支点配置在可以有效防止转动轴的下弯的影响的位置处，也就是说，以交错图案将支持单元的支点配置在线传感器的中央。该结构高水平地满足了两个对立的要求：防止下弯和防止驱动负荷的增大。

如果支持辊偏心，则随着支持辊转动，与支持辊接触的第一辊1和第二辊2向上或者向下移位，或者在副扫描方向(第一方向)上移位。这类移位有时导致原稿输送误差。为了抵消该偏心的影响，当转动第一辊1和第二辊2一次时，将支持辊60、61、62、63和64转动整数倍次(一次以上)。使用以下面给出的表达式(3)，以数学形式表示该关系。

0.98≤P/(m×Q)≤1.02(m＝等于或者大于1的整数)…(3)

其中，P是配置在防止辊下弯的支持单元的转动构件抵接辊的位置处的辊的外周长度，并且Q是该转动构件的外周长度。

为了满足表达式(3)，在该例子中，将作为第一辊1和第二辊2的支点的位置1b和2b处的辊的直径设置成其中制造公差±0.1mm(直径的1％)。将支持辊60、61、62、63和64的直径设置成其中制造公差±0.05mm(直径的1％)。结果，当转动第一辊1和第二辊2一次时，转动支持辊60、61、62、63和64两次。

应该注意，本发明不局限于上述本典型实施例的结构，并且包括各种变形例。例如，第二辊2的外周长度可以稍长于第一辊1的外周长度。利用该结构，下游侧的第二辊拉动原稿S。这样消除了原稿在第一线传感器5A和第二线传感器6A的正下方的区域中的松弛，从而确保更可靠的读取。在这种情况下，以下面的方式设置夹持原稿的夹持压力：上游侧的第一辊1应具有更高的夹持压力来控制向上游侧的输送量。另外，具有进行控制的能力的上游侧的第一辊1应该至少满足上述关系(1)～(3)。

在上述本典型实施例中，读取单元具有下面的结构：沿与第一方向相交的第二方向，规则配置包括在第一方向上分开配置的第一线传感器5A和第二线传感器6A的多个线传感器。可以不需要以交错图案交替配置线传感器，只要规则配置它们即可。例如，可以如图5所示地配置线传感器。在图5所示的例子中，在副扫描方向(第一方向)上以特定距离配置第三线传感器300和第四线传感器301。如上所述，可以将该距离设置成距离L的整数倍。在该例子中，将第三线传感器300和第四线传感器301之间的距离设置成L。在上述本典型实施例中，尽管以线传感器部分重叠这样的方式，以交错图案配置第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107，但是可以存在如图5中的非重叠区域300(L)所示的非重叠读取区域。

接着从控制系统和操作序列的方面来说明本典型实施例。图6是本典型实施例的图像读取设备的系统框图。控制单元100包括中央处理单元(CPU)、存储器(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器)、输入/输出(I/O)单元和接口单元。控制单元100接收来自操作显示单元30的模式设置信号、以及来自第一原稿传感器9、第二原稿传感器10和第三原稿传感器11的检测信号。控制单元100控制延迟电路103和图像处理电路104，并且经由电动机驱动电路105控制输送电动机20的启动。

第一和第二A/D转换电路101和102将从第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107各自输出的模拟信号转换成数字信号。第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107包括在主扫描方向上以每英寸2400点(dpi)所配置的光接收元件。可以基于像素，通过8位数字图像信号(256灰度)表示各颜色(红色、绿色和蓝色(RGB))。仅对于第一A/D转换电路101设置延迟电路103。使用延迟电路103来校正由于第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107在副扫描方向(第一方向)上的距离(对应于图2或图3所示的距离L)而导致的图像偏差。对于读取的每一行，延迟电路103将图像信号临时存储在延迟电路103的存储器中，以将其延迟预先设置的延迟时间。

图像处理电路104包括合成电路单元。合成电路单元基于行，将从延迟电路103所接收到的数字图像信号与从第二A/D转换电路102所接收到的数字图像信号进行合成。图像处理电路104根据通过合成电路单元顺序获取的一行数字图像信号，生成数字图像数据，并且获取原稿的整个图像。

图像处理电路104还包括校正值计算单元。校正值计算单元基于从第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107所获取的图像数据，获取图像偏差量ΔL。ΔL意为由图7所示的传感器之间的读取时间的偏差所引起的、在通过这两个传感器所读取的读取图像G1中所生成的图像偏差量。该偏差主要由在读取原稿S时所生成的输送变化引起的。例如，当在预定时间实际读取并获取的原稿边缘位置位于如图8所示的副扫描方向上的理想原稿边缘位置的上游侧时，产生图像偏差ΔL。

校正值计算单元基于所获取的ΔL计算校正值。将所计算出的校正值反馈至图像处理电路104和控制单元100。下面说明用于获取ΔL的方法和用于计算校正值的方法。

在读取原稿之前，本典型实施例中的设备使用原稿的要实际读取图像的部分，以获取用于校正原稿读取的信息(将该序列称为“预操作”)。在该预操作之后，设备暂时送回原稿，然后，开始实际原稿读取(将此称为“主扫描”)。在预操作中，设备使用第一线传感器和第二线传感器检测原稿的边缘，以获取用于校正原稿读取的信息。

图9中的流程图示出预操作的序列。在步骤S1，用户将原稿S置于原稿引导面14a上以将其插入下游方向上的路径。在步骤S2，第一原稿传感器9检测到插入的原稿S的前端，并且变成ON。在步骤S3，设备等待预定时间，直到原稿的前端到达第一辊1和压紧辊3的夹持线为止。在步骤S4，输送电动机20开始正常方向上的驱动，以使得第一辊1和第二辊2转动来开始进给原稿。在步骤S5，第二原稿传感器10检测到所输送的原稿的前端，并且变成ON。

在步骤S6，接通线传感器的发光单元的电源以开始读取原稿。该读取不是最终图像读取，而仅是用于在进行主扫描之前预先获取诸如校正值等的信息的操作。在读取期间，第一线传感器5A和第二线传感器6A在原稿处于接触玻璃12和背面辊7之间、以及处于接触玻璃12和背面辊8之间的位置处，读取原稿前端附近的部分。

在步骤S7，设备从已读取的图像，获取与主扫描方向上的原稿宽度有关的、并且与ΔL有关的信息。为了获得原稿宽度，设备分析在步骤S6所读取和分析的图像数据，以判断主扫描方向上的信号水平。更具体地，设备判断颜色、亮度和反射率变化的两个光接收元件的地址。这两个地址之间的距离是原稿宽度。

在步骤S8，第三原稿传感器11检测到原稿S的前端，并且变成ON。这意味着结束用于预操作的原稿进给。在步骤S9，设备反转驱动输送电动机20以使得第一辊1和第二辊2在相反方向上转动直到现在为止，以暂时送回原稿。在步骤S10，第二原稿传感器10变成OFF。在步骤S11，线传感器的发光单元变成OFF。

在步骤S12，设备基于ΔL的多个值，计算原稿的倾斜ΔJ，并且判断ΔJ是否等于或者小于阈值。ΔJ是表示输送期间的倾斜的倾斜量的参数，即，表示原稿倾斜多少的参数。如果所获取的倾斜太大，则原稿倾斜随着原稿的输送而增大。如果原稿的右端和左端与导轨构件强烈接触，则存在原稿折叠并损坏的可能性。下面说明用于获取ΔJ的具体方法。

如果ΔJ等于或者小于阈值(步骤S12为“是”)，则处理进入步骤S13。在步骤S13，设备将根据ΔL所计算出的校正值反馈给控制单元100。在步骤S14，设备停止驱动输送电动机20以停止原稿的送回。在步骤S15，设备等待用户对被夹持在第一辊1和压紧辊3之间的原稿，在操作显示单元30进行操作。另一方面，如果设备在步骤S12判断为ΔJ大于阈值(步骤S12为“否”)，则处理进入步骤S16。该状态表示原稿的倾斜量大得难以进行读取。在步骤S16，设备暂时排出原稿，并且在操作显示单元30上显示消息以提示用户再次放置原稿。

图10中的流程图示出在上述预操作之后所执行的“主扫描”的操作序列。当结束上述预操作时，设备等待开始对于被夹持在第一辊1和压紧辊3之间的原稿的主扫描。

在步骤S101，用户在操作显示单元30进行操作以指示设备开始主扫描。在步骤S102，设备在正常转动方向上驱动输送电动机20，从而使得第一辊1和第二辊2开始进给原稿。在步骤S103，第二原稿传感器10检测到原稿的前端并且变成ON。

在步骤S104，接通线传感器的发光单元的电源以读取图像。不同于上述预操作，设备实际上在主扫描中读取图像。将通过读取所获取的图像数据存储在控制单元的存储器中。即使第三原稿传感器11检测到原稿S的前端并且变成ON，设备也继续原稿的输送。

与步骤S105中的图像的读取平行，设备从已读取的图像数据实时获取与ΔL有关的信息。设备获取该信息以检测输送卡纸。如果ΔL大得超过阈值，则存在发生了原稿卡纸的可能性。因此，即使在读取原稿时，设备也使用通过第一线传感器和第二线传感器所检测到的输出，获取校正信息。

在步骤S106，设备实时将所获取的ΔL与预定阈值进行比较。如果ΔL等于或者小于阈值(步骤S106为“是”)，则假定没有生成输送误差，处理进入步骤S107。另一方面，如果ΔL超过阈值(步骤S106为“否”)，则设备判断为产生输送误差，并且处理进入步骤S112以立即停止辊的驱动。此后，设备在操作显示单元30上显示错误，并且提示用户排出原稿。

在步骤S107，设备根据多个ΔL计算倾斜ΔJ，并且将ΔJ与预定阈值进行比较。如果ΔJ超过阈值(步骤S107为“否”)，则设备判断为存在太大的倾斜，并且处理进入步骤S112以立即停止电动机的驱动。此后，设备在操作显示单元30上显示错误消息，以提示用户排出原稿。

在步骤S107，如果判断为ΔJ等于或者小于阈值(步骤S107为“是”)，则处理进入步骤S108。在步骤S108，设备将根据ΔL所计算出的校正值反馈给控制单元100和图像处理电路104。此时，可以将反馈的校正值立刻应用于获取ΔL的原稿的未读取的图像部分、或者应用于下一原稿及随后的原稿。因此，当获取用于原稿读取的校正信息时，对正读取的原稿、或者下一原稿及随后的原稿进行校正。

在通过单个辊输送原稿的状态和通过多个辊输送原稿的状态之间，原稿输送的变化有所不同。更具体地，以下面的三个状态中的一个状态输送原稿：当读取原稿的前端区域时，仅通过第一辊1输送原稿；当读取原稿的后端区域时，仅通过第二辊2输送原稿；以及当读取原稿的除前端区域和后端区域以外的更大部分时，通过这两个辊来输送原稿。因此，根据这三个状态中的一个状态以不同方式来反馈根据ΔL所计算出的校正值，这是有用的。

当读取了原稿的所有区域时，第三原稿传感器11在步骤S109检测到原稿S的后端，并且变成OFF。在步骤S110，线传感器的发光单元变成OFF。在步骤S111，设备停止驱动输送电动机20，以使得第一辊1和第二辊2停止输送原稿。根据来自用户的指示，通过向上游侧送回原稿、或者向下游侧进给原稿，可以排出已读取的原稿。

说明设备如何获取ΔL和ΔJ。设备通过使用在第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107之间的接合部分所获取的图像数据来获取ΔL。更具体地，如图3所示，使用从读取重叠区域所获取的图像数据(5A(L)和6A(R)、5(R)和6B(L)、5B(L)和6B(R)、以及5B(R)和6C(L))。

设备在输送原稿S的情况下，在重叠区域中读取原稿的前端。使用图像处理电路104的校正计算单元生成从各重叠区域所获取的图像数据。当前端通过线传感器时，从传感器的各光接收元件输出的信号水平因原稿和背面辊之间的颜色、亮度和反射率的差、或者因前端的阴影而变化。设备通过检测该变化来读取前端。

设备获取如图11所示的原稿宽度方向(第二方向)上的四个位置处的图像数据。设备通过相互比较从原稿上的相同位置所读取的图像数据，获取ΔL1～ΔL4。例如，设备提取在重叠区域5A(L)和6A(R)中所获取的两个图像数据各自所包括的原稿边缘(该附图中的粗线)的直线图案。设备然后通过计算副扫描方向(第一方向)上图案位置的坐标的差来获取ΔL的值。使用诸如图像相关和特征点提取等的算法的方法，适用于图像数据比较。

ΔL1～ΔL4表示原稿宽度方向上的位置的输送变化。可以通过计算ΔL1～ΔL4的值的平均值，获取整个原稿的位置偏差量ΔL。可以通过选择ΔL1～ΔL4中的一个作为代表值、或者通过计算该偏差来获取ΔL。同样还可以通过相互比较从与接合部分(例如，5A(R)和6B(R))未对应的两个位置所获取的图像数据来获取ΔL。

获取四个位置的ΔL1～ΔL4，仅是用于说明的例子。实际上，随着原稿宽度变大，在原稿宽度方向上配置更多线传感器。在这种情况下，可以使用四个以上的位置的图像偏差ΔL。当总共存在线传感器的x个接合部分时，获取与ΔL1～ΔLx有关的信息。计算这种情况下的ΔL，作为所有ΔL1～ΔLx的平均值、或者多个代表值。

使用上述给出的ΔL1～ΔLx的值中的一些值来计算倾斜ΔJ。更具体地，计算倾斜ΔJ，作为要读取的原稿的区域内最接近原稿左端的位置的ΔLy的值和最接近原稿右端的ΔLz的值之间的差。也就是说，ΔJ＝ΔLy–ΔLz。因而当要读取的原稿的大小(原稿宽度)改变时，还改变y和z的相对位置。

可以根据与原稿两端附近的两个位置有关的信息，获得整个原稿的倾斜。还可以通过比较三个以上的位置来判断原稿是否变形。例如，在图11所示的ΔL1～ΔL4的情况下，与从原稿两端读取的ΔL1和ΔL4相比，原稿中央的ΔL2和ΔL3位于输送方向上的下游侧。因此，在该例子中，可以判断为原稿的中央部分向输送方向下游凸状变形。

在上述说明中，读取原稿的前端部分。本典型实施例不局限于读取前端，并且还可以读取原稿的后端部分。另外，在原稿的前端在主扫描期间通过线传感器之后，还可以获取原稿表面上的非打印纸张纤维图案或者打印图像的部分图案来作为图像，并且通过以与上述相同的方式比较所获取的图像来获取ΔL。

图12示出用于在主扫描期间获取ΔL的方法的例子。在该例子中，使用读取重叠区域5A(L)和6A(R)，获取原稿S的部分T。图12示出从各区域所获取的图像数据。提取这两个所获取的图像数据各自所包括的图案(图12上部的粗曲线)。计算副扫描方向(第一方向)上的图案位置之间的坐标差以获取ΔL1的值。

接着说明用于使用通过上述方法所获得的ΔL来校正读取图像的方法。存在两种类型的校正。一个校正是校正如图7所示的第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107之间的接合部分的偏差量(下面将该校正称为“校正1”)。另一校正是校正诸如图8所示等的副扫描方向上的读取图像的倍率偏差(下面将该校正称为“校正2”)。

对于“校正1”可以使用下面的方法。可以选择下面的任意方法。

(方法1)原稿输送量或输送速度的调整

(方法2)线传感器之间的读取周期的相对调整

(方法3)线传感器之间的图像数据的相对调整

(方法4)利用延迟电路103的延迟时间的调整

说明(方法1)。基于对输送原稿的第一辊1和第二辊2的转动控制，控制原稿输送量或输送速度。基于对从设置在辊轴上的转动编码器输出的脉冲的检测(脉冲的数量)，进行转动控制。将如上所述获得的与ΔL有关的信息反馈至控制单元100，以将在预定时间内从编码器所输出的脉冲的数量的设置改变等于ΔL的量。电动机驱动电路105根据改变后的设置，驱动电动机。通过调整原稿输送量或者输送速度以使得ΔL接近0，图7中所示的接合部分的偏差量接近0。这样使得所获取的图像数据得以好的校正。

在(方法2)中，将所获取的与ΔL有关的信息反馈给控制单元100，以控制第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107的读取周期相位。更具体地，控制单元100控制第二线传感器阵列107的读取周期相位，从而使得将第二线传感器阵列107相对于第一线传感器阵列106偏移ΔL。通过这样调整第二线传感器阵列107的读取定时，图7所示的接合部分的偏差量接近0。这样使得所获取的图像数据得到好的校正。

在(方法3)中，当将通过第一线传感器阵列106所获取的数字图像信号与通过第二线传感器阵列107所获取的数字图像信号进行合成时，合成电路单元考虑接合部分的偏差量来进行图像处理。通过将第一线传感器阵列106的数字图像信号偏移ΔL，图7所示的接合部分的偏差量接近0。这样使得所获取的图像数据得到好的校正。

在(方法4)中，延迟电路103延迟通过第一线传感器阵列106所获取的数字图像信号，以消除通过第一线传感器阵列106所获取的数字图像信号和通过第二线传感器阵列107所获取的数字图像信号之间的时间差。将所获取的与ΔL有关的信息反馈给控制单元100以使得延迟电路103的等待时间短或长ΔL，从而使得图7所示的接合部分的偏差量接近0。这样使得所获取的图像数据得以好的校正。

在通过“校正1”的方法中的任一方法消除ΔL之后，接着需要进行“校正2”。在“校正2”中，根据{L/(L±ΔL)}校正所获取的读取图像在副扫描方向上的倍率。

对于“校正2”可以使用下面的方法。可以选择下面方法中的任一方法。

(方法A)线传感器的读取周期间距的调整

(方法B)通过图像数据的扩展/收缩处理的调整

在(方法A)中，将与所获取的ΔL有关的信息反馈给控制单元100，以控制第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107的读取周期。更具体地，将第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107两者的读取周期间距增大{L/(L±ΔL)}。读取周期间距的这一增大，可以校正图7所示的副扫描方向上的图像倍率，从而使得最终获取的图像数据得到好的校正。

在(方法B)中，当一次一行地将顺序获取的数字图像信号配置在副扫描方向(第一方向)上以生成图像数据时，将行间距增大{L/(L±ΔL)}。行间距的这一增大，可以校正图7所示的副扫描方向(第一方向)上的图像倍率，从而使得最终获取的图像数据得到好的校正。

当以上述(方法2)和(方法A)控制第一线传感器阵列106和第二线传感器阵列107的读取周期时，使用系统时钟作为基准。应该注意，不需要始终基于系统时钟来控制读取周期，并且第一线传感器5A和第二线传感器6A可以基于从设置在与第一辊1和第二辊2的轴相同的轴上的转动编码器所输出的脉冲的数量来读取图像。因此，在这种情况下，当第一辊1和第二辊2的操作由于原稿的滑动负荷而延迟时，第一线传感器5A和第二线传感器6A的读取周期延迟。因此，在这种情况下，ΔL的偏差量变小。

在上述例子中，通过第一辊1和第二辊2以预定速度输送原稿。本典型实施例还可应用于以下面的方式重复进行的间歇进给操作：每当读取一个行时，停止操作，并然后将原稿进给预定进给量。

在该说明书的结构的例子中，向用于从原稿进行读取的固定读取单元输送原稿。本典型实施例不局限于该结构。下面的其他结构也是可以的：当在第一方向上输送原稿时，还随着输送原稿，在第一方向上移动读取单元。在这种情况下，可以在保持使输送变化量最小化的原稿输送速度的情况下，以线传感器读取图像的最佳速度移动读取单元。该方法在降低输送变化的同时，提高了线传感器的读取精度。这样，为了相对移动读取单元和原稿，可以采用下面两个结构中的一个：移动读取单元和原稿两者中的一个的结构和移动它们两者的结构。

上述典型实施例实现以下良好效果。

(1)通过使得第一线传感器和第二线传感器之间的距离近似等于输送原稿的辊的外周长度，即使输送辊随着原稿开本变大而变长，也可以精确地读取原稿。换句话说，可以在无需提高输送辊的加工精度的情况下，精确读取图像。另外，输送辊的外周组件的结构的提高，可以使得更精确地读取图像。

(2)在读取原稿之前，使用原稿的要实际读取图像的部分，获取与原稿读取有关的校正信息。该校正信息消除了对准备专用调整薄片的需要。因此，用户仅需要准备要读取的原稿，并且更方便找到该薄片。

(3)还使用原本用于原稿读取的线传感器来获取诸如原稿输送量、输送速度、原稿倾斜和原稿变形等的与输送状态有关的信息。使用该信息使得在主扫描时进行更精确的图像读取。特别地，尽管更大开本的原稿大小(原稿宽度)趋于使得原稿输送不稳定，但是可以使用线传感器来获取多个位置的信息。这样消除了对设置许多专用速度传感器的需要，从而使得可以精确读取图像。

尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (10)

1.一种图像读取设备，其包括：

读取单元，其具有如下的结构：沿与第一方向相交的第二方向来规则配置用于读取原稿上的图像的多个线传感器，所述多个线传感器包括在所述第一方向上分开配置的第一线传感器和第二线传感器；以及

用于使用辊使所述原稿在所述第一方向上相对于所述读取单元移动的单元，

其特征在于，满足关系0.95≤L/(n×D)≤1.05，L是在所述第一方向上所述第一线传感器和所述第二线传感器之间的距离，D是所述辊的外周长度，n＝1～5的整数。

2.根据权利要求1所述的图像读取设备，其中，所述第一线传感器和所述第二线传感器在所述第二方向上在读取范围中具有重叠区域，并且所述重叠区域中的所述第一线传感器和所述第二线传感器满足所述关系。

3.根据权利要求1所述的图像读取设备，其中，还包括转动构件，所述转动构件用于防止所述辊下弯，

其中，满足关系0.98≤P/(m×Q)≤1.02，P是所述辊的在所述辊和所述转动构件相互接触的位置处的外周长度，Q是所述转动构件的外周长度，m是整数。

4.根据权利要求3所述的图像读取设备，其中，

所述转动构件包括第一转动构件、第二转动构件和第三转动构件，其中，所述第一转动构件用于支持第一辊以防止下弯，所述第二转动构件和所述第三转动构件位置相邻并且用于支持第二辊以防止下弯，以及

所述第一转动构件在所述第二方向上被配置在所述第二转动构件和所述第三转动构件之间。

5.根据权利要求1所述的图像读取设备，其中，在读取所述原稿之前，所述第一线传感器和所述第二线传感器检测所述原稿的边缘，以获取与原稿读取有关的校正信息。

6.根据权利要求5所述的图像读取设备，其中，在检测到所述边缘的情况下，暂时送回所述原稿，然后开始读取所述原稿。

7.根据权利要求5所述的图像读取设备，其中，即使在读取所述原稿的情况下，也使用所述第一线传感器和所述第二线传感器所检测到的输出，获取用于校正所读取的所述原稿的图像数据的信息。

8.根据权利要求5所述的图像读取设备，其中，使用在所述第二方向上的多个不同位置处获取的信息，获取与原稿倾斜或者原稿形变有关的信息。

9.根据权利要求5所述的图像读取设备，其中，基于所获取的信息，对正在读取的原稿、或者下一及随后要读取的原稿的图像数据进行校正。

10.一种图像形成设备，其特征在于，包括根据权利要求1～9中任一项所述的图像读取设备。