JP2011199524A - 角度検出装置および画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな構成で、測定対象物の水平面に対する傾斜角度を検出することができる角度検出装置を提供すること。
【解決手段】水平軸回転体１１は、重心位置が回転軸位置と異なるので、重心Ｇが回転軸位置の鉛直下方に位置し、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が変化しても、姿勢が変化しない。撮像センサ１２は、ケース部材１０に固定されており、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が変化するときには、外周面ｓと対向した状態でケース部材１０とともに傾斜する。このため、外周面ｓを撮像センサ１２から回転軸１１ａに向かって見た場合、斜線ｄと撮像素子群との交差位置が複数の撮像素子の配列方向に移動する。これにより、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度に応じて、撮像センサ１２の出力結果が異なることとなり、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度を検出できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、測定対象物の水平面に対する傾斜角度を検出する角度検出装置に関するものである。また、本発明は、上記の角度検出装置が組み込まれた画像読取装置に関するものである。

従来より、シート状の媒体を搬送しながら、この搬送されている媒体を撮像する画像読取装置が提案されている。画像読取装置では、シート状の媒体は、装置本体に挿入されると、搬送ローラにより撮像装置へ搬送され、撮像装置により撮像され、搬送ローラにより装置本体から排出される。

また、例えば、画像読取装置が小型の場合には、装置本体が壁掛け状態で設置されたり、立て掛け状態で設置されたりすることがある。つまり、装置本体は、水平面に対して傾斜した状態で設置されることがある。

装置本体が水平面に対して傾斜した状態で設置される点に関連する技術として、姿勢検出手段により印字装置の設置状態を検出し、例えば、印字装置が据え置き設置であるか、あるいは、壁掛け設置であるかに応じて、ロール紙の送りのために使用されるステップモータのトルクを制御する発明が提案されている（特許文献１）。

特許文献１の印字装置は、姿勢検出手段により印字装置の設置状態を検出し、例えば、印字装置が壁掛け設置である場合に、印字装置が据置状態である場合と比べて、ロール紙の送り速度を遅くすることによって、ステップモータのトルクを大きくするものである。つまり、特許文献１の印字装置は、姿勢検出手段により印字装置の設置状態を検出し、壁掛け設置等のロール紙の引き出し負荷が比較的大きい設置状態の場合に、据え置き設置等のロール紙の引き出し負荷が比較的小さい設置状態の場合と比べて、ロール紙の送り速度を遅くすることにより、ロール紙の引き出しに十分なトルクを発生させるものである。

特開２０００−７２２９６号公報

ところで、一般に、測定対象物の水平面に対する傾斜角度を検出するには、角度検出装置を用いる。角度検出装置としては、例えば、ロータリーエンコーダや、角速度センサ等の従来より公知の角度センサが挙げられるが、新たな構成でのセンサが望まれる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、新たな構成で、測定対象物の水平面に対する傾斜角度を検出することができる角度検出装置を得ることを目的とする。

また、本発明は、上記の角度検出装置を備え、当該角度検出装置の検出結果に基づいて、搬送ローラの駆動電力を節減することができる画像読取装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る角度検出装置は、回転軸を備え、ケース部材の内部で、回転軸方向が前記ケース部材の水平面に平行とされて、前記回転軸が前記ケース部材に支持され、重心位置が回転軸位置と異なり、回転軸周り方向に沿って形成されている周面である外周面に、当該外周面が前記回転軸周り方向に沿って平面に展開された状態で、前記回転軸周り方向と直交する方向である幅方向と交差する斜線が形成されている水平軸回転体と、少なくとも１列に配列された複数の撮像素子である撮像素子群を備え、前記ケース部材の内部で、前記複数の撮像素子が配列されている方向である配列方向が前記回転軸方向に平行とされて、前記外周面と対向して前記ケース部材に固定された撮像センサと、を備え、前記撮像素子群は、前記外周面を前記撮像センサから前記回転軸に向かって見た場合に、前記斜線と交差しており、当該交差している位置である交差位置は、前記回転軸から見て前記ケース部材が前記回転軸周りに回転するに応じて変化する、ことを特徴としている。

また、本発明に係る画像読取装置は、上記の角度検出装置と、シート状の媒体に接触し、当該接触した媒体を、前記媒体が搬送される方向である搬送方向に搬送する搬送ローラと、前記搬送された媒体を撮像する撮像装置と、前記搬送ローラおよび前記撮像装置を制御する制御装置と、を備え、前記ケース部材は、少なくとも前記搬送ローラおよび前記撮像装置を収容している装置本体であり、前記制御装置は、前記角度検出装置の検出結果に基づいて、前記搬送ローラによる前記媒体の搬送に関する物理量を変更する、ことを特徴としている。

また、上記画像読取装置において、前記回転軸方向は、前記装置本体の水平面に平行とされ、なおかつ、前記搬送方向と直交する方向であり、前記物理量は、前記搬送ローラにより前記媒体を前記搬送方向に送出する力である送出力であり、前記制御装置は、前記角度検出装置の検出結果に基づいて、前記装置本体の前記水平面に対する傾斜角度の変化量である傾斜角度変化量が増大するに伴い、前記搬送ローラによる前記媒体の送出力を減少させる、ことが好ましい。

また、上記画像読取装置において、前記撮像装置と対向して配置され、少なくとも前記搬送された媒体の媒体撮像画像を含む撮像画像の補正時に基準となる補正基準値を更新するためのキャリブレーションシートをさらに備え、前記角度検出装置は、前記キャリブレーションシートに対し、前記搬送方向と直交する方向である主走査方向に連続して配置され、なおかつ、前記回転軸方向が前記主走査方向に平行とされ、前記撮像装置は、前記主走査方向に沿って配列された複数の撮像素子を有し、前記撮像素子群は、前記撮像装置に備えられている複数の撮像素子の一部である、ことが好ましい。

また、上記画像読取装置において、前記撮像装置は、前記搬送方向と直交する方向である主走査方向の読取幅が読取対象である前記媒体の前記主走査方向の幅よりも広くなるように、前記主走査方向に沿って配列された複数の撮像素子を有しており、前記撮像装置と対向して配置され、前記搬送された媒体の媒体撮像画像と前記媒体撮像画像の周囲の余白画像とを含む撮像画像から前記媒体撮像画像を切り出すために、前記余白画像を一定画像とする裏当て部をさらに備え、前記角度検出装置は、前記裏当て部に対し、前記主走査方向に連続して配置され、なおかつ、前記回転軸方向が前記主走査方向に平行とされ、前記撮像素子群は、前記撮像装置に備えられている複数の撮像素子の一部である、ことが好ましい。

水平軸回転体は、常に重心が回転軸の鉛直下方に位置し、ケース部材の水平面に対する傾斜角度が変化しても、姿勢が変化しない。撮像センサは、ケース部材の水平面に対する傾斜角度が変化するときには、水平軸回転体の外周面と対向したままケース部材とともに傾斜する。つまり、撮像センサは、ケース部材の水平面に対する傾斜角度が変化するときには、水平軸回転体の回転軸から見て、水平軸回転体の外周面と対向した状態でケース部材の水平面に対する傾斜角度と同じ角度だけ水平軸回転体の軸周りに回転する。このとき、水平軸回転体の外周面を撮像センサから水平軸回転体の回転軸に向かって見ると、ケース部材の水平面に対する傾斜角度に応じて、交差位置は、複数の撮像素子の配列方向に移動する。これにより、ケース部材の水平面に対する傾斜角度に応じて、撮像センサの出力結果が異なることとなる。したがって、ケース部材の水平面に対する傾斜角度を検出することができるという効果を奏する。以上から、新たな構成で、測定対象物の水平面に対する傾斜角度を検出することができるという効果を奏する。

また、角度検出装置が画像読取装置に適用されることで、画像読取装置の装置本体の水平面に対する傾斜角度を検出することができるという効果を奏する。

また、画像読取装置の使用時に、装置本体の水平面に対する傾斜角度に応じて、制御装置により搬送ローラによるシート状の媒体の搬送に関する物理量が変更される。具体的には、例えば、画像読取装置の使用時に、制御装置により、角度検出装置の検出結果に基づいて、装置本体の傾斜角度変化量が増大するに伴い、搬送ローラによるシート状の媒体の送出力を減少させる。したがって、画像読取装置の使用時に、角度検出装置の検出結果に基づいて、装置本体の傾斜角度変化量が増大した場合には、制御装置により搬送ローラによるシート状の媒体の送出力を減少させることで、搬送ローラの駆動電力を節減することができるという効果を奏する。以上のように、角度検出装置の検出結果に基づいて、搬送ローラの駆動電力を節減することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る角度検出装置の概略を示す斜視図である。 図２は、角度検出装置の概略を示す側面図である。 図３は、斜線形成部の外周面の概略を示す図である。 図４は、撮像センサの概略を示す底面図である。 図５は、角度検出装置の使用形態を示すブロック図である。 図６は、傾斜角度が０度の場合の説明図である。 図７は、傾斜角度が４５度の場合の説明図である。 図８は、傾斜角度が９０度の場合の説明図である。 図９は、傾斜角度が−４５度の場合の説明図である。 図１０は、傾斜角度が−９０度の場合の説明図である。 図１１は、配列方向における撮像素子の配置位置と、傾斜角度との関係のグラフを示す図である。 図１２は、実施の形態２に係る画像読取装置の概略を示す側面図である。 図１３は、撮像ユニットと、キャリブレーションシートと、水平軸回転体との位置関係の概略を示す図である。 図１４は、画像読取装置の動作手順の概略のフローチャートを示す図である。 図１５は、傾斜角度が０度の場合の説明図である。 図１６は、傾斜角度が４５度の場合の説明図である。 図１７は、傾斜角度が９０度の場合の説明図である。 図１８は、傾斜角度が−４５度の場合の説明図である。 図１９は、傾斜角度が−９０度の場合の説明図である。 図２０は、駆動モータの必要トルクと、傾斜角度との関係のグラフを示す図である。

以下に、本発明に係る角度検出装置および画像読取装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

〔実施の形態１〕
以下、実施の形態１に係る角度検出装置について説明する。図１は、実施の形態１に係る角度検出装置の概略を示す斜視図である。また、図２は、角度検出装置の概略を示す側面図である。角度検出装置１は、測定対象物の水平面に対する傾斜角度を検出するものである。角度検出装置１は、ケース部材１０と、水平軸回転体１１と、撮像センサ１２とを備えている。

ケース部材１０は、測定対象物である。ケース部材１０は、少なくとも水平軸回転体１１および撮像センサ１２を収容するものであり、例えば、矩形箱状に形成されている。実施の形態１では、ケース部材１０は、水平軸回転体１１および撮像センサ１２を収容している。

水平軸回転体１１は、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度を検出するためのものである。水平軸回転体１１は、ケース部材１０の内部に配置されている。水平軸回転体１１は、回転軸１１ａを備えており、回転軸方向がケース部材１０の水平面に平行とされて、回転軸１１ａがケース部材１０に支持されている。水平軸回転体１１は、回転軸方向から見た場合において、形状、あるいは、使用されている材質の密度の少なくともいずれか一方が回転軸位置に対して点対称でないものとすることで、重心位置が回転軸位置と異なっている。なお、図１〜２における符号Ｇは、水平軸回転体１１の重心を示している。

水平軸回転体１１は、外周面ｓに、斜線ｄが形成されている。ここでいう外周面ｓとは、水平軸回転体１１の回転軸周り方向に沿って形成されている周面である。斜線ｄとは、水平軸回転体１１の外周面ｓが水平軸回転体１１の回転軸周り方向に沿って平面に展開された状態で、水平軸回転体１１の回転軸周り方向と直交する方向である幅方向と交差する線分である。ただし、斜線ｄは、幅方向に対して直交するものを除くものとする。斜線ｄは、水平軸回転体１１の外周面ｓが水平軸回転体１１の回転軸周り方向に沿って平面に展開された状態で、回転軸周り方向および幅方向の双方と交差する方向に延在する線分である。以下、水平軸回転体１１の外周面ｓが水平軸回転体１１の回転軸周り方向に沿って平面に展開された状態を、平面展開状態ということとする。

ここで、水平軸回転体１１の一例について説明する。水平軸回転体１１は、実施の形態１では、回転軸１１ａと、斜線形成部１１０と、アーム部１１１と、重錘部１１２とを備えている。

斜線形成部１１０は、実施の形態１では、半円柱とされている。斜線形成部１１０は、底面１１０ａと、水平平面部１１０ｂと、外周面ｓとを備えている。底面１１０ａは、斜線形成部１１０の半円形状の平面である。この底面１１０ａは、ケース部材１０の水平面に対して、垂直に配置されている。水平平面部１１０ｂは、斜線形成部１１０の底面１１０ａ以外の平面、すなわち、矩形状の平面である。この水平平面部１１０ｂは、後述の重錘部１１２によりケース部材１０の水平面に平行に配置されている。外周面ｓは、斜線形成部１１０では、円周面部分である。

斜線形成部１１０では、回転軸１１ａは、底面１１０ａおよびこの底面１１０ａに平行な斜線形成部１１０の断面である半円形断面において、円弧状部分の曲率中心となる位置に設けられている。回転軸１１ａは、その軸方向において、各底面１１０ａに対して水平平面部１１０ｂの中間部側と反対側に突出しており、この突出部分がケース部材１０により支持されている。回転軸１１ａは、底面１１０ａおよび半円形断面において、円弧状部分の曲率中心となる位置に設けられているため、斜線形成部１１０と後述の撮像センサ１２とが水平軸回転体１１の回転軸周りに相対回転しても、斜線形成部１１０の外周面ｓと撮像センサ１２との距離は、一定に保たれる。

図３は、斜線形成部の外周面の概略を示す図である。図３における（ａ）は、斜線形成部１１０の外周面ｓの平面展開状態を示す図である。図３における（ｂ）は、斜線形成部１１０の外周面ｓの上面図である。図３における（ａ）に示すように、外周面ｓの平面展開状態では、斜線ｄは、１本の対角線とされている。図３における（ａ）および（ｂ）に示すように、斜線ｄは、外周面ｓのうち斜線ｄが形成されていない部分である非形成領域ａｐに対して、例えば、異なる色が配置されたり、配置色の濃度が異なっていたり、あるいは、溝や突起などの凹凸が設けられたりすることで、形成されるものである。以上の斜線ｄは、重錘部１１２により斜線ｄの中央に位置する点である中央点が回転軸１１ａの鉛直上方に位置することとなる。

アーム部１１１は、斜線形成部１１０と重錘部１１２とを接続するものである。アーム部１１１は、実施の形態１では、四角柱状に形成されている。アーム部１１１は、実施の形態１では、水平平面部１１０ｂの中央部分に配置されている。このアーム部１１１は、水平平面部１１０ｂに対して垂直に立設されている。アーム部１１１は、水平平面部１１０ｂに対して一体に形成されており、ケース部材１０と水平軸回転体１１との相対回転時に、斜線形成部１１０と一体となって、ケース部材１０と相対回転する。

重錘部１１２は、ケース部材１０と水平軸回転体１１とが水平軸回転体１１の回転軸周りに相対回転しても、水平軸回転体１１の姿勢を、この相対回転前の姿勢に維持するためのものである。重錘部１１２は、実施の形態１では、円柱状に形成されており、その軸方向が回転軸１１ａに平行とされている。重錘部１１２の円周面における軸方向中間部分は、アーム部１１１の斜線形成部１１０と反対側の部分が接続されている。重錘部１１２は、アーム部１１１に対して一体に形成されており、ケース部材１０と水平軸回転体１１との相対回転時に、斜線形成部１１０およびアーム部１１１と一体となって、ケース部材１０と相対回転する。この重錘部１１２は、例えば、斜線形成部１１０に対して、質量が大きく設定されることで、水平軸回転体１１の重心位置が水平平面部１１０ｂに対して外周面ｓと反対側に設定されている。実施の形態１では、水平軸回転体１１の重心位置は、回転軸１１ａと重錘部１１２との間、すなわち、アーム部１１１上に設定されている。このため、重錘部１１２は、ケース部材１０と水平軸回転体１１とが相対回転したか否かに拘らず、水平軸回転体１１の姿勢を、回転軸１１ａの鉛直下方に重錘部１１２が位置する姿勢に維持する。

ここで、重錘部１１２が回転軸１１ａの鉛直下方に位置するので、アーム部１１１が水平平面部１１０ｂに対して垂直に立設されていることから、水平平面部１１０ｂは、ケース部材１０の水平面に平行な状態を維持することとなる。つまり、水平平面部１１０ｂは、重錘部１１２によりケース部材１０の水平面に平行な状態が維持される。またこのため、外周面ｓにおける斜線ｄの中央点は、回転軸１１ａの鉛直上方に位置することとなる。つまり、外周面ｓにおける斜線ｄの中央点は、対水平垂直面上に位置する状態が維持される。ここでいう対水平垂直面とは、回転軸１１ａを含み、なおかつ、ケース部材１０の水平面に垂直な平面である。

このため、角度検出装置１では、斜線形成部１１０の外周面ｓを撮像センサ１２から回転軸１１ａに向かって見た場合に、後述の撮像素子群１２ａと斜線ｄとが交差している位置である交差位置が、回転軸１１ａから見てケース部材１０が回転軸周りに回転するに応じて変化する。

撮像センサ１２は、水平軸回転体１１の外周面ｓに形成されている斜線ｄを撮像するものである。図４は、撮像センサの概略を示す底面図である。図４に示すように、撮像センサ１２は、撮像素子群１２ａを備えている。撮像素子群１２ａは、少なくとも１列に配列された複数の撮像素子１２０である。実施の形態１では、複数の撮像素子１２０は、１列に配列されている。撮像センサ１２は、ケース部材１０の内部に配置されている。撮像センサ１２は、複数の撮像素子１２０の配列方向が水平軸回転体１１の回転軸方向に平行とされて、斜線形成部１１０の外周面ｓと対向してケース部材１０に固定されている。ここでいう配列方向とは、少なくとも１列に配列された複数の撮像素子１２０が配列されている方向である。

撮像素子群１２ａは、斜線形成部１１０の外周面ｓを撮像センサ１２から回転軸１１ａに向かって見た場合に、斜線ｄと交差している。撮像センサ１２に備えられている複数の撮像素子１２０のうち少なくとも１つは、斜線ｄを撮像可能な状態とされている。実施の形態１では、撮像素子群１２ａは、ケース部材１０が水平面に据え置かれた状態で、対水平垂直面上に位置している。実施の形態１では、ケース部材１０が水平面に据え置かれた状態で、複数の撮像素子１２０のうち、配列方向中央に位置する撮像素子１２０あるいは配列方向中央に直近する撮像素子１２０により、斜線ｄの中央点が撮像されることとなる。

撮像センサ１２は、斜線形成部１１０の外周面ｓを撮像している場合、撮像センサ１２の各撮像素子１２０には、斜線形成部１１０の外周面ｓからの光が入射されるので、撮像センサ１２の各撮像素子１２０からは読取領域に対応した露光ごとの撮像画像信号が出力される。撮像センサ１２は、各撮像素子１２０から出力された露光ごとの撮像画像信号から、主走査方向ごとのラインデータを生成し、出力する。

撮像センサ１２により斜線形成部１１０の外周面ｓを撮像するには、例えば、撮像センサ１２の近傍に光源を設ければよい。この光源は、例えば、ＬＥＤであり、導光板により出射光を散乱させ、水平軸回転体１１の外周面ｓに向けて水平軸回転体１１の回転軸方向にライン状となる光を出射するものであり、後述の制御装置１ｃからの点灯指示に応じて点灯すればよい。この他、撮像センサ１２により斜線形成部１１０の外周面ｓを撮像するには、例えば、外光をケース部材１０内に取り入れて、水平軸回転体１１の外周面ｓで反射させてもよい。これらの場合には、撮像センサ１２の各撮像素子１２０には、斜線形成部１１０の外周面ｓで反射した光である反射光が入射される。

また、撮像センサ１２により斜線形成部１１０の外周面ｓを撮像するには、例えば、斜線形成部１１０が発光することで、光を外周面ｓから放射するものであってもよく、制御装置１ｃからの点灯指示に応じて点灯すればよい。

以上の角度検出装置１は、制御装置１ｃからの角度検出開始信号に基づいて動作する。

図５は、角度検出装置の使用形態を示すブロック図である。角度検出装置１は、撮像センサ１２が画像処理装置１ａと接続されている。画像処理装置１ａは、角度検出装置１の撮像センサ１２から出力されたラインデータに基づいて、撮像センサ１２による斜線形成部１１０の外周面ｓのライン状の撮像画像から、外周面ｓの幅方向において、局所的に濃度が異なっている箇所を抽出する。つまり、画像処理装置１ａは、角度検出装置１の撮像センサ１２から出力されたラインデータに基づいて、撮像センサ１２による斜線形成部１１０の外周面ｓのライン状の撮像画像から、外周面ｓの幅方向において、斜線ｄを撮像した箇所を検出する。そして、画像処理装置１ａは、外周面ｓの幅方向において、検出した斜線ｄの撮像箇所から、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度を求める。画像処理装置１ａは、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度を、撮像センサ１２による外周面ｓの撮像ごとに、演算により求めても良い。また、画像処理装置１ａは、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度を、外周面ｓの幅方向において撮像センサ１２により検出された斜線ｄの撮像箇所とケース部材１０の水平面に対する傾斜角度との対応が予め記憶されているマップ、例えばＬＵＴ（Ｌｏｏｋ ＵＰ Ｔａｂｌｅ）を参照して求めても良い。この画像処理装置１ａにより求められたケース部材１０の水平面に対する傾斜角度は、検出結果出力先１ｂに出力される。画像処理装置１ａは、制御装置１ｃからの画像処理信号に基づいて動作する。

また、角度検出装置１は、撮像センサ１２が制御装置１ｃと接続されている。つまり、制御装置１ｃは、角度検出装置１および画像処理装置１ａを制御するものである。

次に、実施の形態１の角度検出装置１の動作について説明する。

まず、制御装置１ｃは、角度検出装置１の撮像センサ１２により斜線ｄを撮像させる。制御装置１ｃは、角度検出装置１に角度検出開始信号を出力すると、角度検出装置１の撮像センサ１２により斜線形成部１１０のライン状の撮像領域に対して撮像を開始させる。斜線形成部１１０の外周面ｓを撮像センサ１２から水平軸回転体１１の回転軸位置に向かって見た場合に、撮像素子群１２ａと斜線ｄとの交差位置は、ケース部材１０が水平に据え置かれている状態では、複数の撮像素子１２０の配列方向において、複数の撮像素子１２０の中央位置である。撮像素子群１２ａと斜線ｄとの交差位置は、この状態から、ケース部材１０が水平軸回転体１１の回転軸周り方向において、一方に傾斜すると、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度に応じて、複数の撮像素子１２０の中央位置から配列方向の一方に移動し、他方に傾斜すると、複数の撮像素子１２０の中央位置から配列方向の他方に移動する。

制御装置１ｃは、角度検出装置１の撮像センサ１２により斜線ｄを撮像させると、撮像センサ１２の検出結果を、画像処理装置１ａを介して検出結果出力先１ｂに出力させる。ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が０度でなくなると、撮像素子群１２ａと斜線ｄとの交差位置は、複数の撮像素子１２０の中央位置から配列方向に移動するため、複数の撮像素子１２０のうち斜線ｄを検出した撮像素子１２０のパターンが異なることとなる。つまり、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が０度でなくなると、撮像素子群１２ａと斜線ｄとの交差位置は、複数の撮像素子１２０の中央位置から配列方向に移動するため、１個の撮像素子１２０で斜線ｄを検出した場合には斜線ｄを検出した撮像素子１２０の位置、複数の撮像素子１２０で斜線ｄを検出した場合にはその組み合わせなどが異なることとなる。したがって、撮像センサ１２の出力結果である、斜線形成部１１０の外周面ｓにおけるライン状の撮像画像に対応するラインデータは、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度に応じて、異なることとなる。つまり、角度検出装置１は、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度を検出することができる。

次に、５個の撮像素子１２０が撮像センサ１２に備えられている場合を例に挙げ、角度検出装置１の具体的な動作について説明する。以下、説明の都合上、５個の撮像素子１２０である撮像素子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅが配列方向に沿って連続して等間隔に配列されているものとする。

図６は、傾斜角度が０度の場合の説明図である。以下、実施の形態１では、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度は、ケース部材１０が紙面右回り方向に回転した場合の角度を正の角度とし、ケース部材１０が紙面左回り方向に回転した場合の角度を負の角度ということとする。図６における（ａ）〜（ｃ）に示すように、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が０度の場合には、対水平垂直面上に斜線ｄの中央点および撮像素子群１２ａが位置する。ライン状の撮像領域における斜線ｄは、配列方向の中央に位置している撮像素子１２０ｃにより撮像される。ライン状の撮像領域における非形成領域ａｐは、撮像素子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｄ、１２０ｅにより撮像される。撮像素子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅからの出力信号から、ラインデータは、例えば、「１１０１１」となる。

図７は、傾斜角度が４５度の場合の説明図である。図７における（ａ）〜（ｃ）に示すように、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が４５度の場合には、撮像素子群１２ａは、対水平垂直面を基準として右回り方向に移動する。図７における（ｂ）および（ｃ）に示すように、ライン状の撮像領域における斜線ｄは、配列方向中央の撮像素子１２０ｃよりも１撮像素子分だけずれた位置にある撮像素子１２０ｄにより撮像される。ライン状の撮像領域における非形成領域ａｐは、撮像素子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｅにより撮像される。撮像素子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅからの出力信号から、ラインデータは、例えば、「１１１０１」となる。

図８は、傾斜角度が９０度の場合の説明図である。図８における（ａ）〜（ｃ）に示すように、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が９０度の場合には、撮像素子群１２ａは、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が４５度の場合と比べて、対水平垂直面を基準としてさらに右回り方向に移動する。図８における（ｂ）および（ｃ）に示すように、ライン状の撮像領域における斜線ｄは、配列方向中央の撮像素子１２０ｃよりも２撮像素子分だけずれた位置にある撮像素子１２０ｅにより撮像される。ライン状の撮像領域における非形成領域ａｐは、撮像素子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄにより撮像される。撮像素子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅからの出力信号から、ラインデータは、例えば、「１１１１０」となる。

図９は、傾斜角度が−４５度の場合の説明図である。図９における（ａ）〜（ｃ）に示すように、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が−４５度の場合には、撮像素子群１２ａは、対水平垂直面を基準として左回り方向に移動する。図９における（ｂ）および（ｃ）に示すように、ライン状の撮像領域における斜線ｄは、配列方向中央の撮像素子１２０ｃよりも１撮像素子分だけずれた位置にある撮像素子１２０ｂにより撮像される。ライン状の撮像領域における非形成領域ａｐは、撮像素子１２０ａ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅにより撮像される。撮像素子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅからの出力信号から、ラインデータは、例えば、「１０１１１」となる。

図１０は、傾斜角度が−９０度の場合の説明図である。図１０における（ａ）〜（ｃ）に示すように、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が−９０度の場合には、撮像素子群１２ａは、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度が−４５度の場合と比べて、対水平垂直面を基準としてさらに左回り方向に移動する。ライン状の撮像領域における斜線ｄは、配列方向中央の撮像素子１２０ｃよりも２撮像素子分だけずれた位置にある撮像素子１２０ａにより撮像される。ライン状の撮像領域における非形成領域ａｐは、撮像素子１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅにより撮像される。撮像素子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅからの出力信号から、ラインデータは、例えば、「０１１１１」となる。

図１１は、配列方向における撮像素子の配置位置と、傾斜角度との関係のグラフを示す図である。図１１に示すように、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度を−９０度から９０度まで変化させるに伴い、各撮像素子１２０からの出力信号に基づいて、斜線ｄを検出した撮像素子１２０の位置をプロットしてグラフを描くと、描かれたグラフは、傾きを持つ直線になる。つまり、角度検出装置１は、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度に応じた信号を出力することができる。すなわち、角度検出装置１は、ケース部材１０の水平面に対する傾斜角度を検出することができる。

以上、実施の形態１の角度検出装置１について説明したが、水平軸回転体１１の重心位置は、アーム部１１１上に位置しなくてもよい。例えば、水平軸回転体１１の重心位置は、斜線形成部１１０上に位置していてもよい。この場合、撮像センサ１２は、ケース部材１０が水平面に据え置かれている状態で、水平軸回転体１１の姿勢に合わせて、ケース部材１０への固定位置を変更すればよい。具体的には、撮像センサ１２の撮像素子群１２ａは、ケース部材１０が水平面に据え置かれている状態で、斜線形成部１１０の外周面ｓと対向し、なおかつ、回転軸１１ａおよび斜線ｄの中央点と、同一平面上に配置されていればよい。

なお、幅方向に連続する複数の撮像素子１２０で斜線ｄを検出した場合には、これらの複数の撮像素子１２０から出力される撮像画像信号は、検出値と非検出値との間の中間値となる。ここでいう検出値とは、撮像素子１２０が単体で斜線ｄを検出した場合の撮像信号の値であり、非検出値とは、撮像素子１２０が斜線ｄを検出していない場合の撮像画像信号の値である。これらの複数の中間値を、画像処理装置１ａにより補正して、全て検出値とし、さらに、検出結果出力先１ｂにおいて、中間値を出力した各撮像素子１２０が単体で斜線ｄを検出したとした場合の傾斜角度の平均値を求め、その平均値を本来の傾斜角度とすればよい。

〔実施の形態２〕
以下、実施の形態２に係る画像読取装置について説明する。図１２は、実施の形態２に係る画像読取装置の概略を示す側面図である。画像読取装置２は、シート状の媒体Ｐを搬送しながら、この搬送されているシート状の媒体Ｐを撮像するものである。以下、シート状の媒体Ｐを、単に媒体Ｐということとする。画像読取装置２は、前述の角度検出装置１と、搬送ローラ２０と、撮像ユニット２１と、キャリブレーションシート２２と、制御装置２３とを備えている。

角度検出装置１のケース部材１０は、実施の形態２では、画像読取装置２の装置本体２４である。実施の形態２では、装置本体２４は、画像読取装置２が備える要素、例えば、搬送ローラ２０と、撮像ユニット２１と、制御装置２３と、キャリブレーションシート２２とを収容している。

搬送ローラ２０は、媒体Ｐを搬送するものである。搬送ローラ２０は、実施の形態２では、例えば、１組のローラ対である給紙用ローラ２０１と、１組のローラ対である排紙用ローラ２０２とを備えている。

給紙用ローラ２０１は、搬送方向において最も上流側に配置された搬送ローラ２０であり、給紙トレイ２ａから装置本体２４内に挿入された媒体Ｐを、撮像ユニット２１による媒体Ｐの撮像位置に搬送するものである。ここでいう搬送方向とは、媒体Ｐが搬送される方向である。以下、撮像ユニット２１による媒体Ｐの撮像位置を、単に撮像位置ということとする。給紙用ローラ２０１は、実施の形態２では、搬送路に対して回転軸が下方に配置された駆動ローラ２０１ａと、搬送路に対して回転軸が上方に配置された従動ローラ２０１ｂとを備えるローラ対である。実施の形態２では、従動ローラ２０１ｂは、搬送路を挟むようにして駆動ローラ２０１ａと対向しており、駆動ローラ２０１ａと接触可能に配置されている。

実施の形態２では、従動ローラ２０１ｂは、駆動ローラ２０１ａとの間に進入した媒体Ｐの紙面に押圧されるように支持されている。実施の形態２では、従動ローラ２０１ｂは、駆動ローラ２０１ａとの間に媒体Ｐが進入していない場合には、外周面が駆動ローラ２０１ａの外周面と接触している。駆動ローラ２０１ａは、従動ローラ２０１ｂとの間に進入した媒体Ｐと接触し、後述の駆動系により回転することで、この接触した媒体Ｐを搬送方向に搬送する。

排紙用ローラ２０２は、搬送方向において最も下流側に配置された搬送ローラ２０であり、撮像ユニット２１により撮像された媒体Ｐを、装置本体２４から排紙トレイ２ｂに、つまり、外部に排出するものである。排紙用ローラ２０２は、実施の形態２では、搬送路に対して回転軸が下方に配置された駆動ローラ２０２ａと、搬送路に対して回転軸が上方に配置された従動ローラ２０２ｂとを備えるローラ対である。駆動ローラ２０２ａと従動ローラ２０２ｂとの関係は、駆動ローラ２０１ａと従動ローラ２０１ｂとの関係と同様であるので、説明を省略する。

駆動ローラ２０１ａおよび駆動ローラ２０２ａは、図示しない駆動系により回転される。この駆動系は、例えば、駆動モータと、駆動力伝達装置とを備えている。駆動モータは、例えば、ステッピングモータとされている。この駆動モータは、制御装置２３から電力が供給されることで駆動し、例えば、制御装置２３からパルス信号が送られることで駆動する。これにより、駆動モータは、駆動力伝達装置を介して、駆動ローラ２０１ａおよび駆動ローラ２０２ａをそれぞれ回転（図１２において、右回り）させることができる。

実施の形態２では、給紙用ローラ２０１と排紙用ローラ２０２との配置間隔は、給紙用ローラ２０１により送出された媒体Ｐの搬送方向の先端部が排紙用ローラ２０２に確実に到達できる距離、つまり、給紙用ローラ２０１と排紙用ローラ２０２との間で媒体Ｐを確実に授受できる距離であればよい。

以上説明したような搬送ローラ２０、つまり、給紙用ローラ２０１および排紙用ローラ２０２は、制御装置２３により電力が駆動モータに供給されることで、駆動力伝達装置を介して、駆動される。

撮像ユニット２１は、撮像装置である。撮像ユニット２１は、搬送ローラ２０により搬送された媒体Ｐを撮像するものである。実施の形態２では、撮像ユニット２１は、搬送方向において、給紙用ローラ２０１と排紙用ローラ２０２との間に配置されている。実施の形態２では、撮像ユニット２１は、搬送路に対して駆動ローラ２０１ａおよび駆動ローラ２０２ａが配置されている側と反対側、すなわち、搬送路に対して上方側に１個配置されており、搬送路と対向している。なお、撮像ユニット２１は、搬送路に対して、上方と下方とに１個ずつ配置し、媒体Ｐの両面を撮像できるようにしてもよい。

撮像ユニット２１は、光源２１１と、撮像センサ２１２とを備えている。

光源２１１は、搬送方向において、例えば、撮像センサ２１２の近傍に配置されており、実施の形態２では、撮像センサ２１２の上流側に配置されている。この光源２１１は、例えば、ＬＥＤであり、図示しない導光板により出射光を散乱させ、搬送ローラ２０により搬送されている媒体Ｐに向けて主走査方向にライン状となる光を出射するものであり、制御装置２３からの点灯指示に応じて点灯する。

撮像センサ２１２は、複数の撮像素子を有している。実施の形態２では、撮像センサ２１２は、例えば複数のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子を備えている。この他、撮像センサ２１２は、例えば複数のＣＭＯＳ型の撮像素子を備えているものであってもよい。撮像センサ２１２に備えられている複数の撮像素子は主走査方向にライン状に配列されている。撮像センサ２１２は、複数の撮像素子から形成される主走査方向の幅が、角度検出装置１の斜線形成部１１０の主走査方向の幅と、後述のキャリブレーションシート２２の主走査方向の幅との和よりも長い幅に設定されている。撮像センサ２１２は、斜線形成部１１０の外周面ｓ、キャリブレーションシート２２、あるいは、搬送ローラ２０により搬送されている媒体Ｐで反射した光源２１１からの光である反射光の光軸上に配置されており、光源２１１の点灯状態で、搬送ローラ２０により媒体Ｐが搬送方向に搬送されることで、媒体Ｐの全領域を内部に含む領域である読取領域を走査する。したがって、搬送ローラ２０により媒体Ｐが撮像位置へ向けて搬送方向に搬送されている場合、言い換えれば、媒体Ｐのスキャンを実行中の場合、撮像センサ２１２の各撮像素子には、斜線形成部１１０の外周面ｓ、キャリブレーションシート２２、あるいは、媒体Ｐで反射した光源２１１からの光である反射光が入射されるので、撮像センサ２１２の各撮像素子からは読取領域に対応した露光ごとの撮像画像信号が出力される。撮像センサ２１２は、各撮像素子から出力された露光ごとの撮像画像信号から、主走査方向ごとのラインデータを生成し、出力する。

以上のように、撮像センサ２１２は、搬送ローラ２０により撮像位置に向けて搬送されている媒体Ｐからの反射光に基づいて、媒体Ｐを撮像する。このような撮像センサ２１２は、制御装置２３からの撮像指示に応じて媒体Ｐの撮像を行う。

キャリブレーションシート２２は、撮像ユニット２１による撮像画像の補正時に基準となる補正基準値を更新するためのものである。この撮像画像は、少なくとも搬送ローラ２０により搬送された媒体Ｐの媒体撮像画像を含む画像である。実施の形態２では、キャリブレーションシート２２は、撮像画像データの補正時に基準となる基準データを更新するためのものである。ここでいう撮像画像データとは、搬送ローラ２０により搬送された媒体Ｐの媒体撮像画像に対応する媒体画像データを少なくとも含むデータである。基準データとは、具体的には、白基準データや、黒基準データであり、撮像センサ２１２の各撮像素子ごとの補正基準値が集まったデータである。

キャリブレーションシート２２は、搬送方向において、駆動ローラ２０１ａと駆動ローラ２０２ａとの間に配置されている。キャリブレーションシート２２は、搬送路を挟んで撮像ユニット２１と対向しており、撮像ユニット２１の光源２１１から出射される光の光軸上に配置されている。このキャリブレーションシート２２は、実施の形態２では、画像読取装置２の装置本体２４に支持されている。キャリブレーションシート２２の主走査方向の幅は、画像読取装置２によりスキャンを行うことができる媒体Ｐのうち、最も主走査方向の幅が広い媒体Ｐの幅よりも長い幅に設定されている。このため、キャリブレーションシート２２は、撮像ユニット２１による媒体Ｐのスキャン時には、一部が媒体Ｐとともにスキャンされる。

図１３は、撮像ユニットと、キャリブレーションシートと、水平軸回転体との位置関係の概略を示す図である。図１３における（ａ）は、撮像ユニット２１と、キャリブレーションシート２２と、水平軸回転体１１との位置関係の概略を示す上面図である。図１３における（ｂ）は、撮像ユニット２１と、キャリブレーションシート２２と、水平軸回転体１１との位置関係の概略を搬送方向に沿って見た正面図である。図１３における（ａ）および（ｂ）に示すように、キャリブレーションシート２２は、矩形状のシートであり、長尺方向が主走査方向とされ、なおかつ、シート面が撮像ユニット２１の撮像センサ２１２と対向して配置されている。

角度検出装置１は、水平軸回転体１１の回転軸１１ａが装置本体２４の水平面に平行とされ、なおかつ、搬送方向と直交する方向である主走査方向に配置されている。回転軸１１ａは、装置本体２４により支持されている。角度検出装置１は、キャリブレーションシート２２に対し、主走査方向に連続して配置されている。

実施の形態２では、角度検出装置１の水平軸回転体１１および撮像センサ１２が、キャリブレーションシート２２に対して、主走査方向に連続して配置されている。実施の形態２では、水平軸回転体１１は、搬送路に対して、下方に配置されている。

撮像ユニット２１と、キャリブレーションシート２２と、水平軸回転体１１とは、前述のような位置関係になっており、対水平垂直面上に、撮像センサ２１２の撮像素子が位置している。実施の形態２では、角度検出装置１の撮像素子群１２ａは、撮像ユニット２１の撮像センサ２１２に備えられている複数の撮像素子の一部とされている。撮像素子群１２ａの複数の撮像素子１２０は、撮像センサ２１２に備えられている複数の撮像素子のうち、斜線形成部１１０の外周面ｓと対向する撮像素子とされている。撮像素子群１２ａの複数の撮像素子１２０は、例えば、撮像ユニット２１の撮像センサ２１２に備えられている複数の撮像素子が主走査方向に沿って３列に配列されている場合には、主走査方向に沿って３列に配列されているものである。撮像素子群１２ａの複数の撮像素子１２０は、例えば、撮像ユニット２１の撮像センサ２１２に備えられている複数の撮像素子が主走査方向に沿って１列に配列されている場合には、主走査方向に沿って１列に配列されているものである。

制御装置２３は、搬送ローラ２０および撮像ユニット２１を制御するものである。

次に、実施の形態２の画像読取装置２の動作について説明する。

制御装置２３は、角度検出装置１の検出結果に基づいて、搬送ローラ２０による媒体Ｐの搬送に関する物理量を変更することを特徴とするものである。実施の形態２では、搬送ローラ２０による媒体Ｐの搬送に関する物理量は、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に送出する力である送出力である。

図１４は、画像読取装置の動作手順の概略のフローチャートを示す図である。図１４に示すように、まず、制御装置２３は、画像読取装置２の電源がオフからオンになると、スキャンを行う際に、撮像装置により斜線ｄを撮像させる（ステップＳ１）。具体的には、制御装置２３は、プレ引込制御時に、あるいは、スキャンを開始するのと同時に、撮像ユニット２１の光源２１１および撮像素子群１２ａにより斜線ｄを撮像させる。ここでいうプレ引込制御とは、画像読取装置２の電源がオフからオンになると、図示しないスキャンボタンが押圧される前に、制御装置２３により、図示しない媒体検出センサの検出結果に基づいて媒体Ｐが装置本体２４内に挿入されたと判断した場合、駆動モータに電力を供給し、駆動ローラ２０１ａを回転させることで、装置本体２４に挿入された媒体Ｐの搬送方向の先端部を駆動ローラ２０１ａおよび従動ローラ２０１ｂに保持させるものである。次に、制御装置２３は、斜線ｄと撮像素子群１２ａとの交差位置に応じた撮像装置の検出結果を入力する（ステップＳ２）。具体的には、制御装置２３は、斜線ｄと撮像素子群１２ａとの交差位置に応じた撮像ユニット２１の撮像素子群１２ａの検出結果を入力する。次に、制御装置２３は、撮像装置の検出結果に基づいて、媒体Ｐの搬送に関する物理量を変更する（ステップＳ３）。具体的には、制御装置２３は、撮像ユニット２１の撮像素子群１２ａの検出結果に基づいて、媒体Ｐの搬送に関する物理量、実施の形態２では、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に送出する力である送出力を変更する。より詳しく述べると、制御装置２３は、角度検出装置１の検出結果、すなわち、撮像素子群１２ａの検出結果に基づいて、画像読取装置２の装置本体２４の水平面に対する傾斜角度の変化量である傾斜角度変化量が増大するに伴い、搬送ローラ２０による媒体Ｐの送出力を減少させる。そして、制御装置２３は、撮像装置の検出結果に基づいて、媒体Ｐの搬送に関する物理量を変更すると、角度検出装置１の検出結果に変化が現れるまでは、媒体Ｐの搬送に関する物理量を、ステップＳ３で変更した物理量に維持する（エンド）。

次に、画像読取装置２の具体的な動作について説明する。

図１５は、傾斜角度が０度の場合の説明図である。以下、実施の形態２では、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度は、装置本体２４が紙面右回り方向に回転した場合の角度を正の角度とし、装置本体２４が紙面左回り方向に回転した場合の角度を負の角度ということとする。図１５における（ａ）に示すように、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度が０度の場合には、実施の形態１で説明したように、撮像素子群１２ａから出力されるラインデータは、例えば、「１１０１１」となる。図１５における（ｂ）に示すように、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる送出力Ｆは、
Ｆ＝Ｆａ＋Ｆｂ （ただし、Ｆａ＝μＭｃｏｓ０°、Ｆｂ＝Ａ）
で表される。Ｆａは、搬送ローラ２０の自重Ｍの垂直方向成分の抗力に対して、摩擦係数μを掛けたものであり、搬送ローラ２０と媒体Ｐとの間で作用する静止摩擦力である。ここでいう垂直方向とは、媒体Ｐにおける搬送ローラとの接触面に対して垂直な方向である。Ｆｂは、搬送ローラ２０により媒体Ｐに印加される押付力Ａである。

図１６は、傾斜角度が４５度の場合の説明図である。図１６における（ａ）に示すように、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度が４５度の場合には、実施の形態１で説明したように、撮像素子群１２ａから出力されるラインデータは、例えば、「１１１０１」となる。図１６における（ｂ）に示すように、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる送出力Ｆは、
Ｆ＝Ｆａ＋Ｆｂ （ただし、Ｆａ＝μＭｃｏｓ４５°、Ｆｂ＝Ａ）
で表される。

図１７は、傾斜角度が９０度の場合の説明図である。図１７における（ａ）に示すように、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度が９０度の場合には、実施の形態１で説明したように、撮像素子群１２ａから出力されるラインデータは、例えば、「１１１１０」となる。図１７における（ｂ）に示すように、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる送出力Ｆは、
Ｆ＝Ｆａ＋Ｆｂ （ただし、Ｆａ＝μＭｃｏｓ９０°、Ｆｂ＝Ａ）
で表される。

図１８は、傾斜角度が−４５度の場合の説明図である。図１８における（ａ）に示すように、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度が−４５度の場合には、実施の形態１で説明したように、撮像素子群１２ａから出力されるラインデータは、例えば、「１０１１１」となる。図１８における（ｂ）に示すように、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる送出力Ｆは、
Ｆ＝Ｆａ＋Ｆｂ （ただし、Ｆａ＝μＭｃｏｓ（−４５°）、Ｆｂ＝Ａ）
で表される。

図１９は、傾斜角度が−９０度の場合の説明図である。図１９における（ａ）に示すように、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度が−９０度の場合には、撮像素子群１２ａから出力されるラインデータは、例えば、「０１１１１」となる。図１９における（ｂ）に示すように、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる送出力Ｆは、
Ｆ＝Ｆａ＋Ｆｂ （ただし、Ｆａ＝μＭｃｏｓ（−９０°）、Ｆｂ＝Ａ）
で表される。

図２０は、駆動モータの必要トルクと、傾斜角度との関係のグラフを示す図である。装置本体２４の水平面に対する傾斜角度を−９０度から９０度まで変化させるに伴い、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる送出力Ｆの値の変動分をプロットしてグラフを描くと、描かれたグラフは、コサイン曲線になる。つまり、制御装置２３は、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度を−９０度から９０度まで変化させるに伴い、駆動モータの必要トルクを上記のコサイン曲線に従って制御すれば、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる送出力Ｆを媒体Ｐに対して作用させることができる。したがって、画像読取装置２は、角度検出装置１から出力されるラインデータに基づいて、制御装置２３により駆動モータの必要トルクを設定することで、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度に基づいて、搬送ローラ２０による媒体Ｐの送出力を、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる大きさにすることができる。

一般に、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度がθ度の場合には、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる送出力Ｆは、
Ｆ＝Ｆａ＋Ｆｂ （ただし、Ｆａ＝μＭｃｏｓθ°、Ｆｂ＝Ａ）
で表される。ここで、以下の（１）〜（３）の３つの見解が得られる。
（１）搬送ローラ２０による媒体Ｐの送出力は、搬送ローラ２０と媒体Ｐとの間で作用する静止摩擦力を含んでいる。
（２）この静止摩擦力Ｆａは、搬送ローラ２０の自重Ｍの垂直方向成分Ｍｃｏｓθ°の抗力が増大するに伴い増大する。
（３）この搬送ローラ２０の自重Ｍの垂直方向成分Ｍｃｏｓθ°の抗力は、搬送方向の水平面に対する傾斜角度θ°の変化量が増大するに伴い減少する。

これらの（１）〜（３）の３つの観点から、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる送出力Ｆは、画像読取装置２の装置本体２４の傾斜角度変化量が増大するに伴い減少するという知見が得られる。この知見を基に、画像読取装置２の使用時に、制御装置２３により、角度検出装置１の撮像素子群１２ａの検出結果に基づいて、装置本体２４の傾斜角度変化量が増大した場合には、制御装置２３により搬送ローラ２０による媒体Ｐの送出力を減少させることで、搬送ローラ２０の駆動電力を節減することができる。

また、上記の知見に基づいて、画像読取装置２の使用時に、制御装置２３により、角度検出装置１により検出された装置本体２４の水平面に対する傾斜角度に基づいて、搬送ローラ２０の制御を行うので、例えば、搬送ローラ２０による媒体Ｐの搬送性を向上させることができる。

また、上述のように、画像読取装置２の使用時に、角度検出装置１の撮像センサ１２の検出結果に基づいて、装置本体２４の傾斜角度変化量が増大した場合には、制御装置２３により搬送ローラ２０による媒体Ｐの送出力を減少させることで、搬送ローラ２０の駆動電力を節減することができるので、搬送ローラ２０を駆動させる駆動モータにおいて、不要に電力が消費されることがない。またこのため、画像読取装置２において新たに熱対策や防音対策を行わなくてもよい。

また、角度検出装置１の撮像センサ１２に備えられている撮像素子群１２ａは、撮像ユニット２１の撮像センサ２１２に備えられている複数の撮像素子の一部であるので、撮像ユニット２１により水平軸回転体１１の外周面ｓに形成されている斜線ｄを撮像する。このため、角度検出装置１により、撮像ユニット２１の撮像センサ２１２の撮像結果に基づいて、画像読取装置２の装置本体２４の水平面に対する傾斜角度を検出することができる。

以上、実施の形態２の画像読取装置２について説明したが、画像読取装置２は、スキャンを行わないときに、制御装置２３により、撮像ユニット２１に斜線ｄを撮像させ、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度を検出してもよい。

また、画像読取装置２は、角度検出装置１から出力されるラインデータに基づいて、制御装置２３により駆動モータの必要トルクを設定したが、これに代えて、角度検出装置１から出力されるラインデータに基づいて、制御装置２３により搬送ローラ２０の媒体Ｐに対する押付力を設定してもよい。搬送ローラ２０の媒体Ｐに対する押付力を変更するには、回転軸位置変更装置をさらに画像読取装置２に備えればよい。ここでいう回転軸位置変更装置とは、制御装置２３からの回転軸位置変更信号に応じて、搬送路と搬送ローラ２０の回転軸との間の距離を変更できる装置である。このように、画像読取装置２は、角度検出装置１から出力されるラインデータに基づいて、制御装置２３により搬送ローラ２０の媒体Ｐに対する押付力を設定することで、装置本体２４の水平面に対する傾斜角度に基づいて、搬送ローラ２０による媒体Ｐの送出力を、搬送ローラ２０により媒体Ｐを搬送方向に搬送するのに最低限必要とされる大きさにすることができる。

なお、実施の形態２の画像読取装置２は、キャリブレーションシート２２を備えたものとしたが、キャリブレーションシート２２に代えて、裏当て部を備えたものであってもよい。裏当て部は、搬送ローラ２０により搬送された媒体Ｐの媒体撮像画像と、この媒体撮像画像の周囲の余白画像とを含む撮像画像から媒体撮像画像を切り出すために、余白画像を一定画像とするものである。余白画像は、撮像ユニット２１により撮像された画像である。裏当て部は、具体的には、搬送ローラ２０により搬送された媒体Ｐの媒体撮像画像に対応する媒体画像データと、この媒体撮像画像の周囲の余白画像に対応する余白画像データとを含む撮像画像データから、媒体画像データを切り出すために、余白画像データを一定値が集まったデータとするものである。実施の形態２の画像読取装置２が裏当て部を備えたものである場合、撮像ユニット２１は、主走査方向の読取幅が読取対象である媒体Ｐの主走査方向の幅よりも広くなるように、主走査方向に沿って配列された複数の撮像素子を有していればよい。裏当て部の形状は、例えば、シート状あるいは板状であればよい。その他、裏当て部の諸条件、例えば、裏当て部の配置位置、裏当て部の主走査方向の幅、裏当て部の入射光および反射光との関係、裏当て部の撮像ユニット２１および水平軸回転体１１との位置関係などは、前述のキャリブレーションシート２２と同様であればよい。すなわち、実施の形態２の画像読取装置２が裏当て部を備えたものである場合には、例えば、角度検出装置１は、裏当て部に対し、主走査方向に連続して配置され、なおかつ、回転軸方向が主走査方向に平行とされていればよく、角度検出装置１の撮像素子群１２ａは、撮像ユニット２１の撮像センサ２１２に備えられている複数の撮像素子の一部とされていればよい。また、実施の形態２の画像読取装置２は、前述のキャリブレーションシート２２に、上記の裏当て部の機能を持たせてもよい。以上のような場合でも、前述の実施の形態２の画像読取装置２と同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態２の画像読取装置２は、実施の形態１の角度検出装置１が適用されたものとしたが、これに代えて、従来より公知の角度センサ、例えば、ロータリーエンコーダや、３軸ジャイロセンサが適用されたものであってもよい。ここで、例えば、３軸ジャイロセンサが画像読取装置２に適用された場合には、装置本体２４の水平面に対する様々な方向の傾斜角度に基づいて、搬送ローラ２０による媒体Ｐの搬送に関する物理量を変更することができる。

以上のように、角度検出装置１が画像読取装置２に適用されることで、画像読取装置２の装置本体２４の水平面に対する傾斜角度を検出することができる。

以上のように、本発明に係る角度検出装置は、ケース部材の水平面に対する傾斜角度を検出する角度検出装置として有用であり、特に、画像読取装置の装置本体の水平面に対する傾斜角度を検出する角度検出装置として有用である。

また、本発明に係る画像読取装置は、シート状の媒体を搬送しながら撮像する画像読取装置として有用である。

１ 角度検出装置
１０ ケース部材
１１ 水平軸回転体
１１ａ 回転軸
１２ 撮像センサ
１２ａ 撮像素子群
１２０ 撮像素子
１２０ａ 撮像素子
１２０ｂ 撮像素子
１２０ｃ 撮像素子
１２０ｄ 撮像素子
１２０ｅ 撮像素子
２０ 搬送ローラ
２１ 撮像ユニット（撮像装置）
２１１ 光源
２１２ 撮像センサ
２２ キャリブレーションシート
２３ 制御装置
２４ 装置本体（ケース部材）
Ｆ 送出力
Ｇ 重心
Ｐ シート状の媒体
ｄ 斜線
ｓ 外周面
θ° 水平面に対する傾斜角度

Claims (5)

1. 回転軸を備え、ケース部材の内部で、回転軸方向が前記ケース部材の水平面に平行とされて、前記回転軸が前記ケース部材に支持され、重心位置が回転軸位置と異なり、回転軸周り方向に沿って形成されている周面である外周面に、当該外周面が前記回転軸周り方向に沿って平面に展開された状態で、前記回転軸周り方向と直交する方向である幅方向と交差する斜線が形成されている水平軸回転体と、
   少なくとも１列に配列された複数の撮像素子である撮像素子群を備え、前記ケース部材の内部で、前記複数の撮像素子が配列されている方向である配列方向が前記回転軸方向に平行とされて、前記外周面と対向して前記ケース部材に固定された撮像センサと、
   を備え、
   前記撮像素子群は、前記外周面を前記撮像センサから前記回転軸に向かって見た場合に、前記斜線と交差しており、
   当該交差している位置である交差位置は、前記回転軸から見て前記ケース部材が前記回転軸周りに回転するに応じて変化する、
   ことを特徴とする角度検出装置。
2. 請求項１に記載の角度検出装置と、
   シート状の媒体に接触し、当該接触した媒体を、前記媒体が搬送される方向である搬送方向に搬送する搬送ローラと、
   前記搬送された媒体を撮像する撮像装置と、
   前記搬送ローラおよび前記撮像装置を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記ケース部材は、少なくとも前記搬送ローラおよび前記撮像装置を収容している装置本体であり、
   前記制御装置は、前記角度検出装置の検出結果に基づいて、前記搬送ローラによる前記媒体の搬送に関する物理量を変更する、
   ことを特徴とする画像読取装置。
3. 前記回転軸方向は、前記装置本体の水平面に平行とされ、なおかつ、前記搬送方向と直交する方向であり、
   前記物理量は、前記搬送ローラにより前記媒体を前記搬送方向に送出する力である送出力であり、
   前記制御装置は、前記角度検出装置の検出結果に基づいて、前記装置本体の前記水平面に対する傾斜角度の変化量である傾斜角度変化量が増大するに伴い、前記搬送ローラによる前記媒体の送出力を減少させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記撮像装置と対向して配置され、少なくとも前記搬送された媒体の媒体撮像画像を含む撮像画像の補正時に基準となる補正基準値を更新するためのキャリブレーションシートをさらに備え、
   前記角度検出装置は、前記キャリブレーションシートに対し、前記搬送方向と直交する方向である主走査方向に連続して配置され、なおかつ、前記回転軸方向が前記主走査方向に平行とされ、
   前記撮像装置は、前記主走査方向に沿って配列された複数の撮像素子を有し、
   前記撮像素子群は、前記撮像装置に備えられている複数の撮像素子の一部である、
   ことを特徴とする請求項２あるいは３に記載の画像読取装置。
5. 前記撮像装置は、前記搬送方向と直交する方向である主走査方向の読取幅が読取対象である前記媒体の前記主走査方向の幅よりも広くなるように、前記主走査方向に沿って配列された複数の撮像素子を有しており、
   前記撮像装置と対向して配置され、前記搬送された媒体の媒体撮像画像と前記媒体撮像画像の周囲の余白画像とを含む撮像画像から前記媒体撮像画像を切り出すために、前記余白画像を一定画像とする裏当て部をさらに備え、
   前記角度検出装置は、前記裏当て部に対し、前記主走査方向に連続して配置され、なおかつ、前記回転軸方向が前記主走査方向に平行とされ、
   前記撮像素子群は、前記撮像装置に備えられている複数の撮像素子の一部である、
   ことを特徴とする請求項２あるいは３に記載の画像読取装置。

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