JP2013247610A - 画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートスルー方式の画像読取り装置において、少なくとも原稿先端部の濃度を効果的に補正することができ、高品質の読取り画像を得ること。
【解決手段】原稿を１枚ずつ搬送する搬送手段３と、搬送手段３にて搬送される原稿の画像を所定の読取り位置Ａにて読み取る読取り手段５０と、読取り位置Ａの原稿搬送方向上流側に位置し、搬送される原稿が接触することで該原稿を略水平方向に変化させる上流側ガイド部材３３と、読取り位置Ａの原稿搬送方向下流側に位置し、搬送される原稿が接触することで該原稿を上向きに変化させる下流側ガイド部材３４と、搬送される原稿の剛性に基づいて読取り手段５０の照明光量を変化させる、または、読み取った画像の濃度を補正する制御手段６０と、を備えた画像読取り装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像読取り装置、特に、原稿画像を光学的に読み取る画像読取り装置に関する。

一般に、原稿画像を光学的に読み取る画像読取り装置にあっては、プラテンガラス上に載置された原稿の画像を一方向に移動する光学系によって読み取るプラテン方式と、静止している光学系の読み取り位置を原稿を一方向に搬送しながら読取るシートスルー方式とに大別される。シートスルー方式はプラテン方式に対して読み取り生産性が高く、小型化、低コスト、低騒音という利点を有し、複写機などの画像形成装置に搭載されている。

また、読取り光学系は、ランプなどの光源から光を原稿面に照射し、原稿面からの反射光（拡散光）をＣＣＤなどの受光素子で読み取り、デジタル画像データを生成する。読取り光学系は、原稿面の画像濃度に応じて原稿面の反射光量が変化する特性を利用して原稿の画像濃度を判断している。

シートスルー方式の読取り装置においては、読取り位置の上方に位置する原稿載置部から読取り位置にわたって湾曲した原稿搬送経路を備えており、読取り位置の搬送方向上流側から下流側に至る搬送経路の曲率を小さくすることで装置の小型化を図っている。しかし、このような装置の小型化は、読取り位置を通過する原稿が読取り位置で浮き上がる傾向にあり、読取り位置での原稿面高さが変動する現象が避けられない。

具体的には、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、原稿Ｄは読取り位置Ａを読み取りガラス３１の直上を搬送され、このとき、搬送方向Ｂの上流側にはシート状のガイド部材３３が配置され、下流側には原稿Ｄを上向きにガイドする傾斜したガイド部材３４が配置されている。原稿Ｄはガイド部材３４によって上方に搬送方向を変化するときに、図６（Ａ）に示すように、原稿自体の剛性によってガイド部材３４の直前で持ち上げられ、剛性（坪量）に応じて高さＤ１がＤ２，Ｄ３，Ｄ４と変化する。剛性の弱い（坪量の小さい）原稿ほど大きく持ち上げられる。また、図６（Ｂ）に示すように、原稿Ｄはその先端がガイド部材３４に衝突すると屈曲し、読取り位置Ａで読取りガラス３１から離れてしまう。図６（Ｂ）に示すこのような変動高さＤ５は不安定である。

図７に示すように、読取り位置Ａでの原稿の搬送高さはＤ１が想定位置とすると、原稿がそれよりもＤ２，Ｄ３，Ｄ４と持ち上げられた場合、照明光Ｐの原稿面からの反射光量が想定値とは異なることになり、読取り画像の品質（特に、濃度の均一性）が悪化する。即ち、原稿の変位量に応じて反射光量が減少し、部分的に暗い画像となる。照明光Ｐは読取り目線に対して傾斜した状態で原稿を照射するため、原稿の搬送高さの変化に対する感度が高い。特に、ＬＥＤのように照度の指向性が高い光源を用いると反射光量の感度がより強くなる。

ちなみに、図８に各種光源による被照射面（原稿面）での光量分布を示す。配光が狭角度になるほど原稿の高さ変動に対する原稿面照度の変化が大きくなる。ＬＥＤは、消費エネルギーが低く、好ましい光源ではあるが、狭角配光であって指向性が強く、傾斜状態で照射するために原稿の搬送高さの影響を受けやすい。

また、シートスルー方式では、照明光は読取りガラスを介して原稿面に焦点を合わせるため、読取り位置を遮るゴミなどの影響を受けやすい。ゴミによって遮光された部分は読取り画像に筋状のノイズとなってしまう。原稿に付着した粘着性の異物（貼着されたテープからはみ出した粘着物、修正液、インク塊、消しゴムのカスなど）は、原稿が読取りガラスに接触することによって読取りガラスに転写され、容易にガラスからは剥離されないため、筋状ノイズを長期にわたって発生させる。

特許文献１には、図９（Ａ）に示すように、読取りガラス３１の直上にローラ３５を、原稿搬送方向Ｂに対して矢印Ｃ方向に回転可能に配置し、ローラ３５とガラス３１との間隙Ｇ１を０．３ｍｍ程度と狭くすることにより、読取り位置での原稿の浮き上がりを防止するようにした画像読取り装置が記載されている。さらに、この装置では、ローラ３５に原稿の後端が近接するタイミングでローラ３５と原稿との相対距離変化により原稿の透過光量が変化して画像に濃度変動が生じるのを、読み取ったデータを画像処理すること、または、照明光源の光量調整によって補正している。

前記装置においては、ローラ３５を回転させることで間隙Ｇ１が小さいことによる搬送抵抗の増加を抑制できる。しかし、原稿が読取りガラス３１と接触するため、ガラス３１に傷が付いたり、粘着性異物が付着する不具合を避けることができない。また、原稿の後端部の濃度補正を行うが、先端部に関して濃度変動を補正することはない。さらに、特許文献１では、原稿の厚み（剛性）に応じた濃度補正に関しても言及するところがない。

一方、読取りガラスに原稿の摺動による傷の発生や、原稿からの粘着異物の転写は、読取り位置にて原稿を読取りガラスと非接触で搬送させることによって防止可能である。図９（Ｂ）に示すように、原稿搬送方向Ｂに対する上流側にシート状のガイド部材３３を配置し、読取り位置に搬送されてくる原稿Ｄがガイド部材３３上を摺擦することで原稿Ｄが読取りガラス３１に接触しないように構成する。この構成では、読取り位置において、ガラス３１と原稿Ｄとの間隙Ｇ２は０．６５ｍｍ程度、上部ガイド部材３２と原稿Ｄとの間隙Ｇ３は０．５５ｍｍ程度に設定されている。

しかしながら、図９（Ｂ）に示した構成では、読取り位置を通過する原稿の自由度が大きくなり、図７に示したように、原稿の搬送高さが大きく変動し、結果的に、読取り画像の品質が悪化するのである。

特開平１１−１９６２４１号公報

本発明の目的は、シートスルー方式において、少なくとも原稿先端部の濃度を効果的に補正することができ、高品質の読取り画像を得ることのできる画像読取り装置を提供することにある。

本発明の一形態である画像読取り装置は、
原稿を１枚ずつ搬送する搬送手段と、
前記搬送手段にて搬送される原稿の画像を所定の読取り位置にて読み取る読取り手段と、
前記読取り位置の原稿搬送方向上流側に位置し、搬送される原稿が接触することで該原稿を略水平方向に変化させる上流側ガイド部材と、
前記読取り位置の原稿搬送方向下流側に位置し、搬送される原稿が接触することで該原稿を上向きに変化させる下流側ガイド部材と、
搬送される原稿の剛性に基づいて前記読取り手段の照明光量を変化させる、または、読み取った画像の濃度を補正する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

前記画像読取り装置においては、読取り位置を通過する原稿の高さ（特に原稿の先端部の高さ）は、原稿の剛性に基づいて変動するが、原稿の剛性に基づいて読取り手段の照明光量を変化させる、または、読み取った画像の濃度を補正するようにしたため、読取り高さの変動の大きい原稿先端部の濃度を効果的に補正することができる。

原稿の剛性は、湾曲した原稿搬送経路に配置された少なくとも二つの原稿検出手段によって原稿の搬送時間を判別することによって検知することができる。ユーザーによって原稿の厚みに関する情報を制御手段に入力するようにしてもよい。

本発明によれば、シートスルー方式の画像読取り装置において、少なくとも原稿先端部の濃度を効果的に補正することができ、高品質の読取り画像を得ることができる。

第１実施例である画像読取り装置を示す概略構成図である。 前記画像読取り装置の制御部を示すブロック図である。 前記制御部による制御手順を示すフローチャート図である。 原稿通過位置に関する原稿面高さの変化を示すグラフである。 第２実施例である画像読取り装置の制御部を示すブロックである。 読取り位置を通過する原稿の挙動を示す説明図である。 照明光と原稿の高さ変動に関する説明図である。 照明光の配光分布を示す説明図である。 読取り位置における原稿の搬送形態を示す説明図である。

以下、本発明に係る画像読取り装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施例）
まず、第１実施例である画像読取り装置の概略構成について図１を参照して説明する。読取り光学系５０はそれ自体周知のものであって、ＬＥＤ５３とミラー５４とからなる光源部と、ミラー５５，５６，５７と、結像レンズ５８と、撮像素子（ＣＣＤ）５９とで構成されている。ＬＥＤ５３、ミラー５４，５５は第１スライダー５１に搭載され、ミラー５６，５７は第２スライダー５２に搭載されている。第１及び第２スライダー５１，５２は矢印Ｙ方向に移動可能である。プラテンガラス１０上に載置された原稿に関しては、第１スライダー５１が速度Ｖで、第２スライダー５２が速度Ｖ／２で矢印Ｙ方向に移動することでその原稿の画像を読み取る。

一方、シートスルー方式による場合、光学系５０を図１に示す読取り位置Ａに静止させた状態で行われる。ここで、シートスルー方式による画像読取りに際して原稿を読取り位置Ａに搬送する搬送部３について説明する。

原稿搬送部３は、給紙トレイ２１と、ピックアップローラ２２と、給紙ローラ２３ａ及び捌きローラ２３ｂと、レジストローラ対２４と、読取り前ローラ対２５と、読取り後ローラ対２６と、搬送ローラ対２７と、排出ローラ対２８と、排出トレイ２９とで構成されている。原稿は各種ローラによって、かつ、ガイド板３９ａ，３９ｂに沿って搬送経路２０を搬送される。搬送経路２０は垂直面上で略Ｕ字形状をなし、その最下位置にて前記光学系５０にて画像を読み取られる。搬送経路２０による原稿搬送方向を矢印Ｂで示す。

搬送部３には、さらに、レジストローラ対２４の直前に第１の原稿検出センサＳＥ１が配置され、読取り前ローラ対２５の直後に第２の原稿検出センサＳＥ２が配置されている。センサＳＥ１，ＳＥ２はどのような方式で原稿を検出するものであってもよい。

複数枚の原稿は、トレイ２１上に載置され、最上層のものからピックアップローラ２２で矢印Ｂ’方向に送り出され、給紙ローラ２３ａの回転にて捌きローラ２３ｂとのニップ部から１枚に捌かれて給紙される。その後、原稿は、レジストローラ対２４にてその直前で所定量のループを形成されつつ読取り前ローラ対２５から読取り位置Ａに搬送され、読取り後ローラ対２６からローラ対２７，２８を介してトレイ２９へ排出される。なお、原稿を１枚ずつ捌いて給紙する動作、及び、レジストローラ対２４による原稿のレジスト動作は従来から周知であり、それらの詳細は省略する。

読取り位置Ａにおいては、読取りガラス３１の直上にガイド部材３２が配置されているとともに、上流側ガイド部材３３及び下流側ガイド部材３４が配置されている。ガイド部材３２は、読取りガラス３１の表面から所定の間隙、例えば、図９（Ｂ）に示す間隙（Ｇ２＋Ｇ３）を有し、読取り位置Ａにおいて搬送される原稿の必要以上の浮き上がりを抑制する。さらに、ガイド部材３２はガラス３１の表面を清掃する機能やシェーディング補正用に基準面としての機能を有している。

上流側ガイド部材３３は、表面が滑らかな樹脂材からなるシートであって、図９（Ｂ）に示すように、搬送される原稿Ｄが接触することで原稿Ｄを略水平方向に変化させ、原稿Ｄが読取りガラス３１に摺擦しないようにガイドする。下流側ガイド部材３４は、表面が滑らかな樹脂成形品ないし金属成形品からなり、搬送される原稿Ｄが接触することで原稿Ｄを上向きに変化させる。

前記画像読取り装置の制御部は、図２に示すように、ＣＰＵ６０を中心として構成されている。ＣＰＵ６０には前記原稿検出センサＳＥ１，ＳＥ２からの検出信号や図示しない各種検出手段からの信号が入力される。また、ＣＰＵ６０は照明光源であるＬＥＤ５３の駆動回路６１やその他の駆動機構を制御する。ＬＥＤ６１はその駆動回路６１によって印加電圧を制御することにより、発光光量が所定の特性で変化する（印加電圧に比例して発光光量が増大する）ことは周知である。

図６を参照して説明したように、読取り位置Ａにおいてガイド部材３３，３４を用いて読取りガラス３１に対して非接触で原稿を搬送する場合、搬送される原稿（特にその先端部）は不可避的に高さが変動してしまう。このような高さの変動の詳細を図４に示す。横軸に示す０ｍｍが読取り位置Ａを原稿の先端が通過するタイミングであり、４２０ｍｍはＡ３サイズの原稿の後端が読取り位置Ａを通過するタイミングである。縦軸はガラス３１の表面を０ｍｍとして示している。

図４において、曲線Ｘ１は坪量１５７ｇの厚紙原稿の変動を示し、曲線Ｘ２は坪量８０ｇの中厚原稿の変動を示し、曲線Ｘ３は坪量５０ｇの薄紙原稿の変動を示す。図４から明らかなように、坪量（厚さ）が小さい原稿、つまり、剛性が小さい原稿ほどガラス３１の表面からの高さの変動量が大きく、高さは原稿の先端（０ｍｍ）から５０ｍｍ程度までの先端部において急激に変動する。一方、ＬＥＤ５３の配光特性は図８に狭角配光として示すように指向性が強く、このような急激な高さ変動に基づいて原稿面からの反射光量が変動して読取り濃度が不均一となり、複写画像の品質が劣化してしまう。

そこで、本第１実施例では、原稿の剛性に基づいてＬＥＤ５３の発光光量（印加電圧）を変化させることとした。原稿の剛性はセンサＳＥ１からセンサＳＥ２までの原稿搬送時間に基づいて判別することができる。原稿はレジストローラ対２４から読取り前ローラ対２５まで湾曲したガイド板３９ａ，３９ｂによってガイドされる際、ガイド板３９ａ，３９ｂに摺擦し、ローラ対２４，２５でスリップする。このスリップ量は原稿の坪量（剛性）によって異なり、センサＳＥ１，ＳＥ２間での搬送時間に基づいて剛性を判別することができる。

詳しくは、センサＳＥ１，ＳＥ２間の搬送距離Ｅ（図１参照）は１２０ｍｍに設定されており、搬送速度は２５０ｍｍ／ｍｓに設定されている。スリップがほとんどない薄紙であればセンサＳＥ１，ＳＥ２間を４８０ｍｓ前後で通過する。坪量が１５７ｇ／ｍ²以上の厚紙であれば、スリップが１０％程度発生することが確認されており、通過時間に応じて原稿の坪量（厚さないし剛性）を推定することが可能である。このようにして推定された原稿の剛性に基づいてＬＥＤ５３の発光光量（印加電圧）を変化させる。なお、センサＳＥ１，ＳＥ２間の通過時間には、厳密には、レジストローラ対２４の直前でのループ形成時間も含まれる。ループ形成時間は、ごく短時間であり、いずれの種類の原稿に対しても同じである。

以下の表１に示すように、センサＳＥ１，ＳＥ２間の通過時間が４９０ｍｓ以下であれば坪量は８０ｇ／ｍ²以下（薄紙）と推定され、通過時間が４９０〜５１０ｍｓであれば坪量は８０〜１５７ｇ／ｍ²（中厚紙）と推定され、通過時間が５１０〜５３０ｍｓであれば坪量は１５７〜２１０ｇ／ｍ²（厚紙）と推定される。また、通過時間が５３０ｍｓ以上であれば紙詰まりを生じていると推定される。

なお、原稿の剛性（坪量）が予めユーザーにおいて識別されている場合には、図２に示す操作パネル６２上に坪量の入力手段６３（例えば、薄紙、中厚紙、厚紙に対応するタッチスイッチ）を設け、該入力手段６３からの情報に基づいてＬＥＤ５３の発光光量を変化させてもよい。

ＬＥＤ５３の発光光量（印加電圧）の制御は表１に示すテーブルを用いて行われる。即ち、通常の発光光量における印加電圧は薄紙及び中厚紙の場合は３．５Ｖ、厚紙の場合は３Ｖに設定されている。この通常の発光光量とは原稿が先端から３０ｍｍ以上読取り位置Ａを通過した後に設定される光量である。原稿の先端から２５ｍｍまでの間が読取り位置Ａを通過するタイミングにおいて、印加電圧は薄紙及び中厚紙の場合は３Ｖに設定され、厚紙の場合は２．５Ｖに設定される。つまり、図４に示したように、通過位置が０〜２５ｍｍの間において原稿は上流側ガイド部材３３で十分に支えられず、原稿高さは低下する傾向にあるため、印加電圧を通常よりも若干低下させ、原稿面からの反射光量を低下させる。通過位置が２５〜３０ｍｍのタイミングにおいて、印加電圧は薄紙の場合は４Ｖに設定され、中厚紙の場合は３．６Ｖに設定され、厚紙の場合は３．２Ｖに設定される。通過位置が２５〜３０ｍｍの間は原稿の先端が下流側ガイド部材３４に当接することで搬送高さが若干大きくなるため、それらの高さに応じて印加電圧を大きく設定し、原稿面からの反射光量の低下を防止する。

図４から明らかなように、原稿の先端部が読取り位置Ａを通過する際に搬送高さが急激に変動する。同じ光量で画像を読み取ると複写画像において濃度の不均一性が目視でも識別できる程度になる。しかし、本第１実施例のごとく、原稿の先端部においてＬＥＤ５３の発光光量を制御することにより、このような不具合を未然に解消することができる。なお、原稿の後端部が読取り位置Ａを通過する際にも搬送高さが変動するため、該後端部に対してもＬＥＤ５３の発光光量を制御するようにしてもよい。但し、後端部の高さ変動は先端部の変動に対して相対的になだらかな変動であり、変動幅も小さく、濃度の不均一性はそれほど目立つものではない。

ここで、第１実施例での制御手順について図３のフローチャートを参照して説明する。なお、この制御手順で示されている通過時間ｔ１，ｔ２は前記表１に示すように、原稿の通過位置である２５ｍｍ、３０ｍｍに対応している。また、原稿が読取り位置Ａを通過するタイミングはセンサＳＥ２による原稿先端検出信号に基づいている。

原稿の搬送が開始され（ステップＳ１）、原稿の先端がセンサＳＥ１にて検出され（ステップＳ２）、その後にセンサＳＥ２にて検出されるとタイマーにて通過時間を計測する（ステップＳ３）。センサＳＥ１からセンサＳＥ２への通過時間に基づいて表１に示したテーブルから印加電圧を選択する（ステップＳ４）。即ち、時間がｔ１を経過するまでは、印加電圧をＶ１（薄紙、中厚紙では３Ｖ、厚紙では２．５Ｖ）としてＬＥＤ５３を発光させる（ステップＳ５）。時間ｔ１を経過すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、印加電圧をＶ２（薄紙では４Ｖ、中厚紙では３．６Ｖ、厚紙では３．２Ｖ）に変更する（ステップＳ７）。さらに、時間ｔ２を経過すると（ステップＳ８でＹＥＳ）、印加電圧を通常電圧であるＶ３（薄紙、中厚紙では３．５Ｖ、厚紙では３Ｖ）に変更する（ステップＳ９）。

（第２実施例）
第２実施例である画像読取り装置は、搬送される原稿の剛性に基づいて光学系５０で読み取った画像の濃度を画像処理部６５（図５参照）での画像処理によって補正するようにしたものである。

以下の表２に示すように、原稿の剛性（坪量）と通過位置（通過時間）とに基づいて、読み取ったＲＧＢごとの出力値に明度の補正係数を乗じる。明度の補正係数は、通常、薄紙及び中厚紙の場合は１．００（補正なし）、厚紙の場合は０．８６に設定されている。原稿の先端から２５ｍｍまでの間が読取り位置Ａを通過するタイミングにおいて、補正係数は薄紙及び中厚紙の場合は０．８６に設定され、厚紙の場合は０．７１に設定される。通過位置が２５〜３０ｍｍのタイミングにおいて、補正係数は薄紙は１．１４に設定され、中厚紙は１．２０に設定され、厚紙は０．９１に設定される。

本第２実施例において、他の構成は前記第１実施例と同様であり、制御手順も基本的には第１実施例と同様である。また、その作用効果も第１実施例と同様である。

（他の実施例）
なお、本発明に係る、画像読取り装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

例えば、原稿の通過／搬送時間を判別したり、制御のタイミングを決定するためのセンサには、原稿検出センサＳＥ２に代えて、ＣＣＤ５９を用いてもよい。また、原稿搬送経路の構成などは任意である。また、原稿照明光量を変化させる手段は、ＬＥＤへの印加電圧の制御以外の方法であってもよい。

以上のように、本発明は、画像読取り装置に有用であり、特に、原稿の読取り濃度を効果的に補正することができ、高品質の読取り画像を得ることができる点で優れている。

３…原稿搬送部
２０…原稿搬送経路
３３…上流側ガイド部材
３４…下流側ガイド部材
５０…読取り光学系
５３…ＬＥＤ
６０…ＣＰＵ
６１…ＬＥＤ駆動回路
６２…操作パネル
Ａ…読取り位置
Ｂ…原稿搬送方向
ＳＥ１，ＳＥ２…原稿検出センサ

Claims (8)

1. 原稿を１枚ずつ搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段にて搬送される原稿の画像を所定の読取り位置にて読み取る読取り手段と、
   前記読取り位置の原稿搬送方向上流側に位置し、搬送される原稿が接触することで該原稿を略水平方向に変化させる上流側ガイド部材と、
   前記読取り位置の原稿搬送方向下流側に位置し、搬送される原稿が接触することで該原稿を上向きに変化させる下流側ガイド部材と、
   搬送される原稿の剛性に基づいて前記読取り手段の照明光量を変化させる、または、読み取った画像の濃度を補正する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像読取り装置。
2. 前記読取り手段は原稿を照射する光源としてＬＥＤを備えていること、を特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
3. 前記ＬＥＤは前記読取り手段の読取り目線に対して傾斜した状態で前記原稿を照射すること、を特徴とする請求項２に記載の画像読取り装置。
4. さらに、前記読取り位置の原稿搬送方向上流側の湾曲した原稿搬送経路に配置された第１原稿検出手段及び第２原稿検出手段を備え、
   前記制御手段は、第１原稿検出手段及び第２原稿検出手段による原稿検出タイミングに基づいて原稿の搬送時間を判別し、該搬送時間に基づいて前記読取り手段の照明光量を変化させる、または、読み取った画像の濃度を補正すること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像読取り装置。
5. 前記制御手段は、ユーザーによって入力された原稿の厚さに関する情報に基づいて前記読取り手段の照明光量を変化させる、または、読み取った画像の濃度を補正すること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像読取り装置。
6. 前記制御手段は、搬送されている原稿の先端部が前記読取り位置を通過しているときに前記読取り手段の照明光量を変化させること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像読取り装置。
7. 前記制御手段は、原稿の先端部を読み取った画像の濃度を補正すること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像読取り装置。
8. 前記制御手段は、前記ＬＥＤへの印加電圧を制御することで照明光量を変化させること、を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像読取り装置。

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