JP2017034432A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原稿のサイズを検出する際に、外乱光の光量が変動するような環境であっても誤検知を低減する。
【解決手段】原稿が載置される原稿台と、原稿台に対して開閉する原稿台カバーと、原稿台カバーの開閉角度が閉状態から所定の角度を通過したことを検出するカバーオープンセンサー２３と、原稿台カバーの通過を検出した場合に、入射光の一定期間における分布変動を記録するＣＣＤラインセンサ９２と、ＣＣＤラインセンサ９２が記録した分布変動に基づいて、各分布点における入射光の変動量を算出する変動量算出部５２ｄと、変動量算出部５２ｄが算出した変動量が所定の閾値を超えているか否かの判断を行う変動量判定部５２ｃとを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、スキャナーやコピー機、ＦＡＸ装置、複合機などに備えられ、原稿台に載置された原稿を光学的に読み取る画像読取装置に関する。

従来、スキャナーやコピー機、ＦＡＸ装置、複合機などに備えられ、原稿台に載置された原稿を光学的に読み取る画像読取装置が知られている。この画像読取装置では、原稿サイズを誤判別すると、画像の読み取りが正確にできなくなり、画像データの欠損等を引き起こすことから、読取対象となる原稿のサイズを検出する原稿サイズ検出機構が一般的に実装されている。

原稿サイズを検出する機構としては、ＣＣＤイメージセンサー（Charge Coupled Device）で検出する手法がある。この手法ＣＣＤを用いる手法によれば、ＣＣＤに比べ高価な反射センサーの数を減らすことができ、安価な構成とすることができるとともに、圧板が開いているときに、スキャナーの光源を利用して原稿を読み取ることで、原稿部の輝度が大きくなり、非原稿部の輝度が小さくなる特性を用いて、原稿幅を検出することができる。

ところが、このＣＣＤを用いる手法では、外乱光により誤検知が生じ、サイズ誤検知が発生し、コピー時の損紙発生につながることがある。このような外乱光対策を施した手法として、特許文献１に開示された技術がある。この特許文献１に開示された技術は、光がＯＮのときの読み取りと、光源がＯＦＦのときの読み取りの差分を算出することで、外乱光の影響を打ち消す手法である。

ところが、この手法では外乱光の光量変動を想定していないことから、蛍光灯、ＬＥＤ可視光通信などのように輝度が変動する外乱光が存在する場合、光源のＯＮ／ＯＦＦ間の差分では外乱光の影響を打ち消すことができないことがある。これに対して、輝度が変動する外乱光の影響を考慮し、読取時間を長くし時間平均などの演算により、輝度の変動による影響を低減する方法がある。

特開２０１２−１１９８６８号公報

上述したように読取時間を長くして輝度の時間平均を利用する方法によれば、圧板を開放状態で読み取りを行う場合には、読取時間を十分に確保できることから、読取時間を長くして時間平均などで対策を採ることができる。このとき、開放状態では、原稿がセットされたタイミングの検知が難しく、読取開始の明確なトリガーが得られないという問題があることから、圧板を閉止する動作をトリガーとすることで、原稿のセットが完了したタイミングで検知動作を行うのが一般的となっている。

ところが、圧板を閉める過程で検知動作を行う場合、限られた時間内に読取動作を終わらせる必要があることから、十分な読み取り時間を確保することはできないという問題がある。すなわち、中角度（圧板角度A°）を検出するセンサーをトリガーとした検知では、トリガー検出から時間が経過し、圧板角度が所定角度（圧板角度B°（＜A°））よりも小さくなると、読み取り時に光源を照射した際に圧板の裏面が映り込んでしまい、誤検知につながる可能性が生じるとともに、光源を消灯しての読み取り時には、角度が小さくなると、圧板が庇となって外乱光が入らないため、外乱光を正しく取得できない惧れがあった。

そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、原稿のサイズを検出する際に、外乱光の光量が変動するような環境であっても誤検知を低減できる画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像読取装置の第１の特徴は、原稿を光学的に読み取る画像読取装置であって、原稿が載置される原稿台と、前記原稿台に対して開閉する圧板と、前記圧板の開閉角度が閉状態から所定の角度を通過したことを検出する角度検出手段と、前記角度検出手段が圧板の通過を検出する度に、前記原稿台内に向かう入射光の一定期間における分布変動を記録する読取手段と、前記外光読取手段が記録した分布変動に基づいて、各分布点における入射光の変動量を算出する変動量算出手段と、前記変動量算出手段が算出した変動量が所定の閾値を超えているか否かの判断を行う判断手段とを備えることにある。

本発明に係る画像読取装置の第２の特徴は、前記原稿台から離間されて配置され、前記入射光が入射可能な採光窓と、前記原稿台の下方位置から前記採光窓の下方位置の間において、前記読取手段を移動させる移動手段と、をさらに備え、前記読取手段は、前記採光窓を通じて前記入射光の分布変動を記録することにある。

本発明に係る画像読取装置の第３の特徴は、読取が開始されたときの前記角度領域検出手段の検出結果に応じて、前記閾値を変更させる閾値変更手段をさらに備えることにある。

本発明に係る画像読取装置の第１の特徴によれば、圧板の開閉角度が閉状態から所定の角度を通過したことを検出した場合に、原稿台に向かう入射光の一定期間における分布変動を記録して入射光の変動量を算出し、算出した変動量が所定の閾値を超えているか否かの判断を行う。輝度が変動しない定常的な外乱光であれば、予めこの定常的な外乱光をサイズ検出時に行う照射の反射光から差し引くことによって、外乱光の影響を除去することができる。一方、蛍光灯やＬＥＤ可視光通信など輝度が変動する光源が本画像読取装置周辺にある場合には、検出される外乱光の輝度が一定でないことから、サイズ検出時のタイミングによっては、これをサイズ検出時の反射光から差し引いても正確に外乱光の影響を除去することができず誤検知の原因となる。本発明によれば、入射光の一定期間における変動量を算出することによって、原稿サイズの誤検知につながる外乱光の輝度変化を検出することができる。外乱光が変動的である場合には原稿サイズの設定手法を切り替えることによって、自動サイズ検知による利便性を維持しつつ、原稿サイズの誤検出を低減することができる。

本発明に係る画像読取装置の第２の特徴によれば、読取時に原稿が載置される原稿台とは別途に採光窓を設け、外乱光を記録する読取手段を原稿台の下方位置から採光窓の下方位置に移動させ、この採光窓を通じて前記入射光の分布変動を記録する。なお、この採光窓としては、例えば、原稿が載置される原稿台のプラテンガラスとは離間されて配置されたオートフィーダー用のＡＦ窓などを用いることができる。これにより本発明によれば、ＡＦ窓などの採光窓の下で外乱光検出を行うことで、原稿置き換えの影響を受けずに、外乱光が変動的であるか否かの検出を行うことができる。

本発明に係る画像読取装置の第３の特徴によれば、読取が開始されたときの圧板の角度領域に応じて、外乱光輝度変動を判定する閾値を変更させる。圧板の開状態が大角度から中角度に移行したことをトリガーとした読取動作では、圧板が閉まるまでの短い時間で読取を終える必要があることから、外乱光の輝度変化の影響を受けやすいという傾向がある。本発明によれば、圧板角度領域ごとの外乱光による影響の受けやすさに応じて閾値を変更し、外乱光の検出のしやすさを切り替えることにより、外乱光輝度変化の影響を受けにくい大角度でのサイズ検知では外乱光の変動が大きいときでも、その影響を小さく見積もり、積極的に外乱光自動サイズ検知結果を適用することができ、ユーザビリティを低下させることなく、適切な外乱光輝度変動の判定を行うことができる。

なお、上記画像読取装置において、ユーザー操作を受け付ける設定操作部と、前記判定手段による判断結果に基づいて、前記設定操作部を通じて、原稿のサイズを設定するサイズ設定部とをさらに備えさせてもよい。この構成によれば、外乱光の輝度変動が大きい場合には、自動サイズ検知機能によるサイズ選択を用いず、ユーザーに原稿サイズを選択させるよう画像読取装置を制御することができる。これにより、外乱光の輝度変動が大きく誤検知の可能性が高い場合の、損紙発生を回避できる。

また、上記発明では、前記原稿に向かって光を照射する照射手段による前記照射及びその消灯を行い、照射時及び消灯時の反射光又は入射光の分布を記録する外乱光記録手段と、 前記外乱光記録手段により記録された前記照射時及び消灯時における反射光又は入射光の分布から抽出された差分に基づいて、所定の光成分を除去する除去処理手段と
をさらに設けてもよい。この構成によれば、原稿に向かって光を照射する照射手段による照射時及び消灯時の反射光又は入射光の分布を記録し、照射時及び消灯時における反射光の分布から抽出された差分に基づいて、原稿の幅を検出するとともに、原稿の長手方向の長さを検出する。照射時及び消灯時における反射光の分布から抽出された差分に基づいて、反射光から外乱光を差し引くことによって、時間変動の無い（定常的な）外乱光の影響を除去することができる。

実施形態に係る画像読取装置を含む画像形成装置の概略構成を概略的に示す説明図であり、（ａ）は装置全体の正面図であり、（ｂ）は画像読取装置部分の側面図である。 実施形態に係る画像読取装置部分を示すブロック図である。 （ａ）は原稿台カバーの概略構成を示す説明図であり、（ｂ）は検出角度領域と角度センサーとの関係を示す説明図である。 （ａ）は実施形態に係る画像読取装置の特徴的な機能部を示すブロック図であり、（ｂ）は読取制御部の機能部を示すブロック図である。 実施形態に係る画像読取動作を示すフローチャートである。 実施形態に係る原稿台の構成を示す上面図である。 （ａ）は実施形態に係る原稿台の構成においてキャリッジのポジションを示す上面図であり、（ｂ）はその側面図である。 実施形態に係る輝度変動量の検出方法の手順を示す説明図である。 実施形態に係る光源ＯＮ／ＯＦＦ差分法による検出の説明図である。 実施形態において圧板開閉に伴う外乱光検出タイミング及びサイズ検知用の読取タイミングを示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一若しくは同等の部位や構成要素には、同一若しくは同等の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。 また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

（画像読取装置の構成）
図１は、本発明に係る画像読取装置１を含む画像形成装置の概略構成を模式的に示す説明図であり、図２は、画像読取装置部分の概略構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態における画像読取装置１は、読取原稿を固定して読み取るフラットベッド方式を採用している。図１、図２に示すように、画像読取装置１は、原稿を光学的に読み取るスキャナー２０を基体とし、このスキャナー２０から出力される画像データに基づく画像を用紙等の記録媒体に形成する画像形成装置の本体１０の上部に備えられている。

装置本体１０には、給紙部１０２、画像形成部１０３、排紙部１０４、制御回路１５０を備えている。給紙部１０２は、多数枚の用紙を積載可能な給紙トレイ１０６、積載された用紙を１枚ずつ取り出し所定の給紙タイミングで搬送する給紙ローラ１０７を備え、印刷に際し、給紙ローラ１０７で取り出された用紙の搬送方向を搬送路に沿って規制しながら所定の給紙タイミングで画像形成部１０３に用紙を供給するユニットである。

画像形成部１０３は、給紙部１０２から供給された用紙の斜行を補正し、斜行が補正された用紙を所定の印刷タイミングに合わせて給紙するレジストローラ対１０８、例えば電子写真方式では感光体ドラムや現像装置、インクジェット方式ではインクジェットヘッド、孔版印刷方式では印刷ドラムに該当し、レジストローラ対１０８により給紙された用紙に所望の画像を印刷する画像形成手段、周回する環状の搬送ベルト１０９と搬送ベルト１０９を所定方向に回動させる搬送ベルトローラ１１０とが協働して用紙を搬送する搬送手段１１１を備え、給紙部１０２から供給された用紙を搬送手段１１１で搬送しながら画像形成手段１１２によって所望の画像を印刷するユニットである。

排紙部１０４は、印刷が終了した用紙が排出される排紙トレイ１０５、印刷が終了した用紙を排紙トレイ１０５まで搬送する複数の排紙ローラ対１１５を備え、画像形成部１０３において印刷が終了した用紙を機外へ排紙して積載するユニットである。また、制御回路１５０は、ＣＰＵ、信号処理装置、通信処理装置等を備える。さらに、電源回路１６０は、各部に電力を供給する電力供給装置を備える。

前記スキャナー２０は、図２に示すように、原稿台２１、原稿台カバー２２、オートシートフィーダー２４、カバーオープンセンサー２３等から形成される。 原稿台２１は、透明なガラス等よりなる原稿台であり、読み取り対象の原稿Ｐが載置される。原稿台カバー２２は、原稿台２１の上側に設けられている。原稿台カバー２２は、原稿台２１に対して開閉し、当該原稿台２１上に載置された原稿Ｐを押さえる圧板である。原稿台カバー２２の原稿Ｐを押さえる面は、白色若しくは白色に近い色とされている。オートシートフィーダー２４は、原稿台カバー２２と一体化され原稿台２１に自動的に原稿を送る原稿自動送り装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）である。

カバーオープンセンサー２３は、原稿台カバー２２の開閉状態及びその角度を検出する角度検出手段であり、原稿台カバー２２の開閉角度が開状態から第１の角度まで閉じたことを検出する第１の角度検出手段と、原稿台カバー２２が第１の角度からさらに第２の角度まで閉じたことを検出する第２の角度検出手段としての機能を果たす。具体的にこのカバーオープンセンサー２３は、スキャナー２０本体と原稿台カバー２２との接続箇所付近に設けられており、原稿台カバー２２が原稿台２１に対して所定の角度に達したか否かを検出する。

詳述すると、カバーオープンセンサー２３は、原稿台カバー２２を開閉するための支軸近傍のスキャナー２０内に設置された光学センサー２３３，２３４と、センサーフラグ２３５とからなる。光学センサー２３３，２３４は、原稿台カバー２２の複数段階の開角度を検出する機構であり、原稿台カバー２２の開閉と連動して上下するセンサーフラグ２３５によって光学センサー２３３，２３４の光が遮られることにより、原稿台カバー２２の開角度を検出することができる。なお、本実施形態では、センサーとして、光学センサー２３３，２３４を用いたが、本発明は、これに限定するものではなく、原稿台カバー２２と連動するセンサーフラグ２３５の位置が検出できればよく、例えば、同様な光−電気変換手段である、フォトカプラを使用してもよく、また、例えば、センサーフラグ２３５に相当する位置に磁石を設け、磁気センサーで磁石を検出してセンサーフラグ２３５の状態を検出する構成であってもよい。

また、スキャナー２０には、原稿台２１よりもホームポジション側の所定位置に、シェーディング補正を行うためのデータ等を取得する白色基準板２６が配置されている。

画像読取ユニット２５は、図６に詳細に示すように、ＣＣＤ等の画像読取素子をライン上に並べたＣＣＤラインセンサー９２、光源である露光ランプ９４、ＣＣＤラインセンサー９２及び露光ランプ９４を搭載したキャリッジ２５ａ、キャリッジ２５ａを搬送するモータ等を備える。画像読取ユニット２５は、原稿台２１に積置される原稿Ｐ、又は、オートシートフィーダー２４によって１枚ずつ給紙される原稿に露光ランプ９４による光を原稿に照射し、その反射光をＣＣＤ９２等の撮像素子で受光することにより、原稿から画像を読み取り、読み取った画像に対応する画像データをジョブデータとして制御回路１５０へ出力する。

次いで、原稿台カバー２２の原稿検出角度、及び原稿台カバー２２の角度検出について説明する。図３（ａ）は、原稿台カバーの位置を説明する側面図であり、同図（ｂ）は、原稿台カバーの原稿サイズ検出位置とセンサーの検知状態とを示す説明図である。

原稿台カバー２２は、開状態では、図３（ａ）に実線で示す開位置にある。閉状態では、原稿台カバー２２は、二点鎖線で示す閉位置にある。原稿台カバー２２は、リア側の一辺を中心軸として回動することで、原稿台２１に対して開閉する。

第１角度は、図３（ａ）に破線で示す原稿台カバー２２の位置であり、原稿台カバー２２と原稿台２１とがなす角度θが角度θ１になる位置である。第１角度θ１は、開位置にある原稿台カバー２２と原稿台２１とがなす角度よりも小さい。原稿台カバー２２が閉じられる過程で第１角度θ１になる位置に到達すると、カバーオープンセンサー２３の光学センサー２３３によって、原稿台カバー２２の開閉状態が変化したと判断される。

第２角度は、図３（ａ）に一点鎖線で示す原稿台カバー２２の位置であり、原稿台カバー２２と原稿台２１とがなす角度θが角度θ２になる位置であり、カバーオープンセンサー２３の光学センサー２３４によって検出される位置である。第２角度θ２は、第１角度θ１よりも小さい。そして、本実施形態では、原稿台カバー２２の位置が３つの領域に分類される。具体的には、原稿台カバー２２が位置する領域は、図３（ｂ）に示すように、原稿台カバー２２と原稿台２１とがなす角度が小さい小角度領域、原稿台カバー２２と原稿台２１とがなす角度が大きい大角度領域、原稿台カバー２２と原稿台２１とがなす角度が小角度領域と大角度領域との間に位置する中角度領域の３つに分けられる。

これらの領域のいずれかに位置するかは、カバーオープンセンサー２３の検出結果により判断される。具体的に、カバーオープンセンサー２３が大角度領域から中角度領域に移動する第１角度に達した場合には、中角度センサー（光学センサー２３３）がＯＮ状態からＯＦＦ状態となり、中角度領域から小角度領域に移動する第２角度に達した場合に、小角度センサー（光学センサー２３４）がＯＮ状態からＯＦＦ状態となるようになっている。

（読取制御部の構成）
図４（ａ）は、画像読取装置１の特徴的な機能部を示すブロック図であり、同図（ｂ）は、読取制御部の機能部を示すブロック図である。簡単のため本実施の形態の説明上重要でない機能部は省略している。

図４（ａ）に示すように、制御回路１５０は、ＣＰＵ５０と、ＲＡＭ３０と、フラッシュメモリ４０と、入出力インターフェース８０と、ＦｅＲＡＭ６０と、ＵＳＢインターフェース７０と、各部を接続するシステムバス１５０ａとを備える。

フラッシュメモリ４０には、プログラム及びコンフィギュレーション用の回路情報が不揮発的に記録されている。ＲＡＭ３０は、ＣＰＵ２０の作業領域である。ＣＰＵ２０は、フラッシュメモリ４０に記録されたプログラムにしたがって機能モジュールを仮想的に構築する。

画像読取ユニット１４０は、原稿台２１上に載置された原稿Ｐのサイズを検出するための原稿サイズ検知センサー９１を備える。この原稿サイズ検知センサー９１は、図６に示すように、原稿の副走査方向における長さを検出する原稿長検出サイズセンサー９１ａ〜ｄを備え、この原稿長検出サイズセンサー９１ａ〜ｄは、発光素子と受光素子とのから構成された反射センサーであり、定形サイズに対応した位置にそれぞれ配置されている。

また、画像読取ユニット１４０には、画像を光学的に読み取るＣＣＤ９２と、光学系のレンズやミラーを駆動するモータ９３と、原稿に向けて照射する照明である露光ランプ９４とが含まれる。ＣＣＤ９２は、受光素子が主走査方向に沿ってライン状に配置されており、各受光素子で原稿からの反射光を読み取ることによって画像を読み取る機能と併せて、各受光素子によって原稿Ｐからの反射光や原稿台２１に向かって入射される外乱光を検出し、リア側において原稿が突当たる位置を原点とするライン上の輝度分布を検出することにより原稿幅を判定する機能も備えている。本実施形態では、ＣＣＤ９２で検出される主走査方向における原稿幅と、センサー９１ａ〜９１ｄで検出される副走方向における原稿長さの組み合わせから原稿の定形サイズを検知する。

他方、図４に示すフラッシュメモリ４０には、種々のプログラムやデータが記録されており、このプログラムには画像読取処理に必要な論理回路を構築するための回路情報が含まれるほか、読取制御部５２の回路情報も含まれている。ＦｅＲＡＭ６０には、画像読取装置１の機体に固有の各種の調整値等が不揮発的に記録されている。ＵＳＢインターフェース７０には、ホスト装置であるプリンタと画像読取装置１とを接続するＵＳＢケーブルが接続される。

上記ＣＰＵ５０は、プログラムをロードすることにより論理回路等の機能モジュールを仮想的に構成することができる集積回路である。本実施形態では、プログラムをロードすることにより、スキャナーコントローラー５１と、読取制御部５２とが構築される。なお、本実施形態において「モジュール」とは、装置や機器等のハードウェア、或いはその機能を持ったソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成され、所定の動作を達成するための機能単位を示す。

スキャナーコントローラー５１は、キャリッジ２５ａに関する制御などを実行するモジュールであり、画像読取ユニット１４０に含まれるＣＣＤ９２やモータ９３、露光ランプ９４などの装置の動作を制御する。一方、読取制御部５２は、画像を読み取る際に原稿サイズの判定や、画像読取に必要な演算処理を実行するモジュールであり、本実施形態では、外乱光の輝度変動を検出する機能が含まれている。

キャリッジ２５ａは、ＣＣＤ９２や露光ランプ９４を搭載し、移動させるユニットであり、モータ９３によって副走査方向に水平移動するようになっている。詳述すると、図７に示すように、画像読取装置１の状態及び読取動作の段階に応じて、キャリッジポジションに移動するようになっている。待機時においては、原稿台２１のガラス面から副走査方向に離間されたホームポジションＰ１に退避している。このホームポジションＰ１は、突当て位置である原点よりも奥（図７中のｙ軸方向左向き）に位置され、オートフィーダー動作時に原稿が通過する箇所に設けられたＡＦ窓２０ａに対応された位置であり、事前外乱光検出位置を兼ねている。また、シェーディング補正時には、シェーディング読取ポジションＰ２に移動する。シェーディング読取ポジションＰ２は、ホームポジションＰ１の原稿台２１側に隣接された白色基準板２６に対応した位置であり、白色基準板２６を読み取ることでシェーディング補正を行うためのデータ等を取得する。さらに、原稿サイズの検知時には、原稿サイズ検知ポジションＰ３に移動する。この原稿サイズ検知ポジションＰ３は、原稿台２１のガラス面の下方において、原点から２センチ程度副走査方向に移動した位置である。

（読取制御部の構成）
図４（ｂ）は、読取制御部５２の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、読取制御部５２には、動作制御部５２ｂと、キャリッジ制御部５２ｅとが備えられている。

動作制御部５２ｂは、読取制御部５２内の各モジュールの動作を統合的に制御するモジュールであり、各センサーからのデータが入力され、読取制御部５２内の各モジュールに振り分けられる。具体的には、スキャナーコントローラー５１を通じて、原稿サイズ検知センサー９１やＣＣＤ９２から、センサーの検知結果や読取画像データが入力され、カバーオープンセンサー２３からは原稿台カバー２２の開閉角度などが入力される。

この動作制御部５２ｂは角度判定部５２ｉを備えており、この角度判定部５２ｉは、カバーオープンセンサー２３が検出した原稿台カバー２２の開閉角度から、角度領域を判定するモジュールであり、原稿サイズ検出に際し、原稿台カバー２２が開状態から第１の角度まで変化したこと、及び原稿台カバー２２が第１の角度からさらに第２の角度まで変化したことを検出する。

キャリッジ制御部５２ｅは、キャリッジ２５ａの動作を制御するモジュールであり、原稿台の下方位置からＡＦ窓２０ａの下方位置の間において、ＣＣＤ９２を移動させる移動制御手段である。

また、読取制御部５２には、外乱光の輝度変動に対応するモジュールとして、変動量判定部５２ｃと、変動量算出部５２ｄと、サイズ設定部５２ａとを備えている。

変動量算出部５２ｄは、外光読取手段が記録した分布変動に基づいて、各分布点における入射光の変動量を算出するモジュールである。具体的に、この変動量算出部５２ｄは、各開閉角度においてＣＣＤ９２が読み取った画像データに含まれる反射光の輝度分布を解析し、各開閉角度とその角度の時点における反射光の輝度分布データとを関連づけて記録しておき、一定期間における輝度分布データの変動を抽出する。この抽出された輝度分布データは、変動量判定部５２ｃに入力される。なお、この一定期間とは、原稿台カバー２２が中角度から大角度の境界に開かれて、中角度センサーがＯＦＦとなったことをトリガーとして、ミリ秒単位で経過時間におけるデータを解析する。

変動量判定部５２ｃは、変動量算出部５２ｄが算出した輝度分布の変動量が所定の閾値を超えているか否かの判断を行うモジュールであり、本実施形態では、図８に示すように、一定期間内におけるラインセンサー上における輝度分布の最大値ｏｕｔ１（図８（ａ））と同期間内における最小値ｏｕｔ２（図８（ｂ））を求め、これらの差分を外乱光時間変動量ｏｕｔ３（図８（ｃ））として算出し、この外乱光時間変動量ｏｕｔ３と閾値とを比較し（図８（ｄ））、閾値を超えるようであれば変動量ありと判定する。

また、変動量判定部５２ｃには、閾値変更部５２ｆが接続されている。この閾値変更部５２ｆは、外乱光の光量や変動量を判定するための閾値を変更させるモジュールであり、外乱光除去処理部５２ｇと連係して動作する。閾値変更部５２ｆは、ユーザーによる原稿台カバー２２の開閉動作、及びその後の読取開始タイミングに応じて、所定の閾値を変化させるモジュールであり、圧板を開いたままで読取を行う場合には、閾値を高く設定し、外乱光変化が検出されにくくし、圧板が閉められてから読取が開始される場合には、閾値を低く設定し、外乱光変化が検出されやすくする。

外乱光除去処理部５２ｇは、光源ＯＮ／ＯＦＦ差分法によって輝度分布データ中の外乱光を除去するモジュールであり、具体的には、原稿に向かって光を照射する露光ランプ９４による照射及びその消灯を行い、照射時及び消灯時にてＣＣＤ９２により読み取られるの反射光又は入射光の分布を記録し、記録された反射光又は入射光の分布から抽出された差分に基づいて、外乱光の成分を除去する。この外乱光除去処理部５２ｇは、外乱光記録部５２ｈを備えており、この外乱光記録部５２ｈは、圧板が所定の開閉角度であるときに、露光ランプ９４の照射及びその消灯を行い、照射時及び消灯時の反射光又は入射光の分布を記録するモジュールであり、外乱光除去処理部５２ｇは、この外乱光記録部５２ｈが記録した反射光又は入射光の分布に基づいて、外乱光の成分を除去し、その結果を外乱光記録部５２ｈに記録する。

ここで、光源ＯＮ／ＯＦＦ差分法による検出について説明する。原稿台カバー２２を全開にして読み取りを行う場合や、原稿台カバー２２が大角度領域又は中角度領域に位置している場合に、原稿部分の反射光による輝度が大きくなるとともに、外乱光が入射した部分も輝度が大きくなるため、外乱光の影響を除去する必要がある。本実施形態では、光源をＯＮとＯＦＦのときにおける反射光の輝度分布の差分に基づいて原稿端を検出する手法を用いることができる。すなわち、圧板が第１の角度以上の開閉角度であるときに、露光ランプ９４の照射及びその消灯を行い、照射時及び消灯時の反射光の輝度分布を光源ＯＮ／ＯＦＦ差分データとして記録する。

光源ＯＮの読取では、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、リア側の領域Ａ１において原稿による反射光による輝度が大きくなるとともに、非原稿部分であるフロント側Ａ３において外乱光が入射される。その一方、光源ＯＦＦの読取では、図９（ｃ）及び（ｄ）に示すように、フロント側の領域Ａ２において外乱光の部分だけの輝度が大きくなる。したがって、これらの差分を抽出すると、図９（ｅ）に示すように、原稿部分の輝度はそのままに、非原稿部分では外乱光の輝度だけが打ち消された定位置読取輝度データを生成することができる。この定位置読取輝度データに基づいて、主走査方向に延びるラインセンサー上の各画素での輝度と、所定の閾値とを、フロント側から比較していき、はじめに輝度が閾値を上回った位置を原稿端として検出する。同図（ｆ）に示した例では、フロント側の領域Ａ２では原稿による反射光が除去されていることから輝度が総じて低く、原稿が載置された領域Ａ１に差し掛かると原稿からの反射光ｒｅｆ１により輝度が上昇し、閾値を上回っている。このことから、領域Ａ１に原稿があると判定し、その幅を原稿幅として検出することができる。

サイズ設定部５２ａは、変動量判定部５２ｃによる判定結果に基づいて、タッチパネル９０を通じて、原稿のサイズを設定するモジュールであり、原稿サイズ検出部５２ｊを備えている。この原稿サイズ検出部５２ｊは、読取制御部５２の各モジュールが検出又は解析した各データから原稿の幅と長さとを検出するモジュールである。この原稿サイズ検出部５２ｊは原稿幅検出手段としての機能を有しており、ＣＣＤラインセンサー９２の上における輝度分布に基づいて、暗い部分を非原稿部分とする検出法や、中角度領域における輝度分布と小角度領域における輝度分布とを比較し、その比較結果に基づいて、明るさの変化の大きい部分を非原稿部とする原稿幅検出法用いることができる。なお、原稿サイズ検出部５２ｊは、原稿幅検出に際し、中角度領域における分布データに替えて、外乱光記録部５２ｈに記録された外乱光除去処理部５２ｇよる演算結果を用いて、原稿幅検出を行うことができる。具体的には、外乱光記録部５２ｈによる記録結果と、小角度領域における記録結果との差分に基づいて、明るさの変化の大きい部分を非原稿部とする。

（画像読取時における動作手順）
次に、本実施の形態における画像読取装置１の特徴的な動作について説明する。図５は、画像読取時における動作を示すフローチャートであり、図１０は、圧板開閉に伴う、外乱光検出タイミング、及びサイズ検知用の読取タイミングを示す説明図である。

先ず、本体装置の電源がＯＮされると（Ｓ１０１）、本体装置の各部が起動され、ウォーミングアップ処理が実行され、キャリッジなどの可動部が所定の位置にリセットされ、キャリッジがＡＦ窓位置のホームポジションＰ１に移動される。なお、ここでは、図１０（ａ）に示すように、原稿台カバー２２は閉じられているものとする。そして、所定のウォーミングアップ処理が終了した後、原稿台カバー２２が閉状態から開状態にされるまで、ループ処理によって待機状態となる（Ｓ１０２における「Ｎ」）。

そして、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、原稿台カバー２２が閉状態から開状態へと操作され、中角度θ２から大角度θ１に移行されると（Ｓ１０２における「Ｙ」）、原稿台カバー２２の開状態において、ＡＦ窓位置で所定期間、入射光の連続読取を実行し（Ｓ１０３）、外乱光時間変動量を算出し（Ｓ１０４）、その算出結果を記録しておく。その後、図１０（ｄ）に示すように、キャリッジを原稿台側のポジションＰ３に移動させ、原稿読取のために待機させる（Ｓ１０５）。

次いで、ユーザーが原稿台カバー２２を開けたまま原稿の読み取りを開始するのか、原稿台カバー２２を閉じて原稿の読み取りを開始するのかを判断する。具体的には、所定時間内に、原稿台カバー２２が閉じられることなく、スタートボタンが押下されたのであれば（Ｓ１０６における「Ｙ」）、外乱光変化検出閾値を高く設定して、外乱光の変動に対する許容量を大きくして、外乱光を検出しにくくする（Ｓ１０９）。このステップＳ１０９で外乱光変化検出閾値を変更した後は、ステップＳ１１０に移行し、外乱光変動の有無を判断する。

一方、所定時間内にスタートボタンが押されることなく、図１０（ｅ）に示すように、原稿台カバー２２が閉じられたときには（Ｓ１０７における「Ｙ」）、外乱光変化検出閾値を低く設定して、外乱光の変動に対する許容量を小さくして、外乱光を検出しやすくする（Ｓ１０８）。このステップＳ１０８で外乱光変化検出閾値を変更した後は、ステップＳ１１０に移行し、外乱光変動の有無を判断する。

その後、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理によって取得されたデータ（大角度領域にて光源がＯＦＦの状態で所定の時間の入射光を読み取った輝度値を時間平均したデータ）と、原稿台カバー２２の開閉角度に応じて設定された閾値（ステップＳ１０８又はステップＳ１０９にて設定された閾値）とを比較することで外乱光の変動の有無を判定する（Ｓ１１０）。このステップＳ１１０にて原稿カバー２２の開閉角度に応じて閾値を変更するのは、後のステップＳ１１２における原稿幅算出において使用される読取データ（ステップＳ１１１で取得される読取データ）は、開閉角度が大きいほど外乱光の影響が除去しやすいものとなるためである。これは、開閉角度が大きい場合に、開閉角度が小さい場合よりも読取データの取得に要する時間を長めに確保できるからである。したがって、ステップＳ１１０では、大角度領域よりも中角度領域での外乱光の時間変動が検出しやすいように変更された閾値を用いることによって、その後の処理にて行われる自動サイズ検知による利便性を維持しつつ、原稿サイズの誤検出を低減することができる。

外乱光変動が閾値を超えないようであれば、外乱光変動なし（Ｓ１１０における「Ｎ」）として、ステップＳ１１１に移行する。ステップＳ１１１では、光源をＯＮとしたときの反射光のデータ及び光源をＯＦＦとしたときの入射光のデータを取得し、光源をＯＦＦとしたときのデータを差し引くことにより、外乱光による輝度分布を除去することができる。光源ＯＮ、ＯＦＦともに輝度の時間平均を算出する。時間平均により、周期的な外乱光、単発的な外乱光は、ＯＮ， ＯＦＦの輝度差に与える影響が小さくなる。角度領域により平均時間を決定し、大角度領域では中角度領域よりも平均化時間を長くする。この外乱光を除去した輝度分布を用いて、原稿幅を算出するとともに（Ｓ１１２）、原稿長を検出し（Ｓ１１３）、両者の検出結果に基づいて原稿サイズを判定し、（Ｓ１１４）、サイズ設定部５２ａに入力する。

なお、上述した通り、ステップＳ１１１において、光源をＯＮとしたときの反射光のデータ及び光源をＯＦＦとしたときの入射光のデータのそれぞれを取得するに際し、定常的に生じている（時間変動の無い）外乱光を除去しやすいように、所定の時間をかけて光源ＯＮ時、ＯＦＦ時それぞれの状態での読取動作を行うようにし、ステップ１１３では、これらの読取動作にて取得に要した時間における輝度分布の平均値を算出するようにしてもよい。この際、大角度領域でのデータの取得には中角度領域でのデータの取得よりも長い時間をかけるなど、原稿台カバー２２と原稿台２１とがなす角度に応じて取得に要する時間を異ならせてもよい。例えば、大角度領域での取得には１００ ｍｓの時間をかけ、中角度領域での取得には１０ ｍｓの時間をかけてもよい。このように所定の時間をかけて取得した原稿幅方向における輝度の平均分布を使うことで、光源ＯＮ時及びＯＦＦ時に取得した読取データが周期的に変動する外乱光や単発的に発生する外乱光から受ける影響を緩和することができるようになるため、原稿サイズの誤検知を低減することが可能となる。

一方、Ｓ１１０において、外乱光変動が閾値を超えるようであれば、外乱光変動あり（Ｓ１１０における「Ｙ」）として、ステップＳ１１６に移行する。ステップＳ１１６では、タッチパネル９０等のユーザーインターフェースを通じて、ユーザーにサイズ指定を要求し、ユーザー操作に基づくサイズの選択情報をサイズ設定部５２ａに入力し、自動サイズ検出は行わずに、このユーザー操作に基づくサイズ選択を優先的に適用する。

次いで、ループ処理によりスタートボタンが押下されるのを受けて、或いはステップＳ１０６において既にスタートボタンが押下されている場合には直ちに（Ｓ１１６における「Ｙ」）、スキャンを開始する（Ｓ１１７）。

（作用・効果）
本実施形態によれば、原稿台カバー２２の開閉角度が閉状態から所定の角度を通過したことを検出した場合に、原稿台２１に向かう入射光の一定期間における分布変動を記録して入射光の変動量を算出し、算出した変動量が所定の閾値を超えているか否かの判断を行う。輝度が変動しない定常的な外乱光であれば、予めこの定常的な外乱光をサイズ検出時に行う照射の反射光から差し引くことによって、外乱光の影響を除去することができる。一方、蛍光灯やＬＥＤ可視光通信など輝度が変動する光源が本画像読取装置周辺にある場合には、検出される外乱光の輝度が一定でないことから、サイズ検出時のタイミングによっては、これをサイズ検出時の反射光から差し引いても正確に外乱光の影響を除去することができず誤検知の原因となる。

本実施形態では、入射光の一定期間における変動量を算出し、閾値と比較することによって、原稿サイズの誤検知につながる外乱光の輝度変化を検出し、外乱光が変動的である場合には、ユーザー操作に基づいて原稿のサイズを設定する。これにより、外乱光の輝度変動が大きいときには、自動サイズ検知機能によるサイズ選択を用いず、ユーザーに原稿サイズを選択させことにより、外乱光の輝度変動が大きく誤検知の可能性が高い場合の、損紙発生を回避できる。

また、本実施形態では、読取時に原稿が載置される原稿台２１とは別途に、オートフィーダー用のＡＦ窓２０ａを設け、このＡＦ窓２０ａを通じて前記入射光の分布変動を記録できるようにしている。これにより本実施形態によれば、ＡＦ窓２０ａの下で外乱光検出を行うことで、原稿置き換えの影響を受けずに、外乱光の検出を行うことができる。

さらに、外乱光の検出に際し、ランプを点滅させ、照射時の反射光、又は消灯時の入射光の分布から抽出された差分に基づいて、原稿の幅を検出するとともに、原稿の長手方向の長さを検出する。照射時の反射光の分布から消灯時における入射光の分布を差し引くことによって、外乱光の影響を除去している。

特に、本実施形態では、原稿台カバー２２の角度領域に応じて、外乱光輝度変動を判定する閾値を変更させるため、原稿台カバー２２の角度領域ごとに、外乱光による影響の受けやすさに応じて、外乱光の検出のしやすさを切り替えることができ、外乱光輝度変化の影響を受けにくい大角度でのサイズ検知では外乱光の変動が大きいときでも、その影響を小さく見積もり、積極的に外乱光自動サイズ検知結果を適用することができ、ユーザビリティを低下させることなく、適切な外乱光輝度変動の判定を行うことができる。

なお、発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

Ｐ…原稿
Ｐ１…ホームポジション
Ｐ２…シェーディング読取ポジション
Ｐ３…原稿サイズ検知ポジション
１…画像読取装置
１０…画像形成装置装置本体
２０…スキャナー
２０ａ…ＡＦ窓
２１…原稿台
２２…原稿台カバー
２３…カバーオープンセンサー
２４…オートシートフィーダー
２５…画像読取ユニット
２５ａ…キャリッジ
２６…白色基準板
３０…ＲＡＭ
４０…フラッシュメモリ
５０…ＣＰＵ
５１…スキャナーコントローラー
５２…読取制御部
５２ａ…サイズ設定部
５２ｂ…動作制御部
５２ｃ…変動量判定部
５２ｄ…変動量算出部
５２ｅ…キャリッジ制御部
５２ｆ…閾値変更部
５２ｇ…外乱光除去処理部
５２ｈ…外乱光記録部
５２ｉ…角度判定部
５２ｊ…原稿サイズ検出部
６０…ＦｅＲＡＭ
７０…ＵＳＢインターフェース
８０…入出力インターフェース
９０…タッチパネル
９１…原稿サイズ検知センサー
９１ａ〜ｄ…原稿長検出サイズセンサー
９２…ＣＣＤラインセンサー
９３…モータ
９４…露光ランプ
１０２…給紙部
１０３…画像形成部
１０４…排紙部
１０５…排紙トレイ
１０６…給紙トレイ
１０７…給紙ローラ
１０８…レジストローラ対
１０９…搬送ベルト
１１０…搬送ベルトローラ
１１１…搬送手段
１１２…画像形成手段
１１５…排紙ローラ対
１４０…画像読取ユニット
１５０…制御回路
１５０ａ…システムバス
１６０…電源回路
２３３…光学センサー（中角度センサー）
２３４…光学センサー（小角度センサー）
２３５…センサーフラグ

Claims (3)

1. 原稿を光学的に読み取る画像読取装置であって、
   原稿が載置される原稿台と、
   前記原稿台に対して開閉する圧板と、
   前記圧板の開閉角度が閉状態から所定の角度を通過したことを検出する角度検出手段と、
   前記角度検出手段が圧板の通過を検出した場合に、前記原稿台に向かう入射光の一定期間における分布変動を記録する読取手段と、
   前記外光読取手段が記録した分布変動に基づいて、各分布点における入射光の変動量を算出する変動量算出手段と、
   前記変動量算出手段が算出した変動量が所定の閾値を超えているか否かの判断を行う判断手段と
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記原稿台から離間されて配置され、前記入射光が入射可能な採光窓と、
   前記原稿台の下方位置から前記採光窓の下方位置の間において、前記読取手段を移動させる移動手段と、
   をさらに備え、
   前記読取手段は、前記採光窓を通じて前記入射光の分布変動を記録する
   ことを特徴とする請求項１の画像読取装置。
3. 読取が開始されたときの前記角度領域検出手段の検出結果に応じて、前記閾値を変更させる閾値変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。

Images