JP4305193B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、原稿上の画像を読み取る画像読み取り装置等に係り、より詳しくは、原稿の一度の搬送でこの原稿における表裏両面の画像を読み取り可能な画像読み取り装置等に関する。

従来、複写機やファクシミリ等の読み取り装置、コンピュータ入力用のスキャナ等として、原稿における表裏両面の画像情報をユーザの介在なしに自動的に読み取る画像読み取り装置(自動両面読み取り装置)が用いられている。これらの自動両面読み取り装置としては、原稿反転部にて原稿を表裏反転させて読み取る方法が最も広く採用されている。表裏反転させて画像情報を入力する際には、特定の原稿読み取り部で表面の画像を読み取った後、この原稿を表裏反転させて再びこの特定の原稿読み取り部に搬送し、裏面の画像を読み取る。しかし、この表裏反転による自動両面読み取りでは、一旦、原稿を排出した後に反転させて再度原稿読み取り部に搬送する必要があることから、両面読み取りに際して多くの時間がかかり、両面読み取りの生産性が劣ってしまう。そこで、例えば原稿を搬送する原稿パスの表裏両面側にそれぞれイメージセンサを設けることで、原稿を表裏反転させることなく、１回の原稿搬送にて原稿の両面を自動的に読み取ることを可能とした技術が存在する(例えば、特許文献１参照。)。

また、従来の画像読み取り装置では、原稿の読み取りに際して、例えば蛍光灯を光源とする光を原稿に照射させ、原稿からの反射光を縮小光学系を介してイメージセンサで読み取る方式が広く用いられている。かかる方式におけるイメージセンサとしては、例えば１次元のＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサが用いられ、１ライン分を同時に処理している。この方式では、ライン方向(スキャンの主走査方向)の１ラインの読み取りが終了すると、原稿を主走査方向とは直交する方向(副走査方向)に微少距離移動させ、次のラインを読み取る。これを原稿サイズ全体に亘って繰り返し、１ページの原稿読み取りを完了させる。また、原稿を移動させずに副走査方向への順次読み取りを行う手法として、フルレートキャリッジやハーフレートキャリッジといった移動体によって、複数のミラーを移動させて副走査方向への読み取りを順次行うやり方もある。

この読み取り方式では、上述したように、光源を原稿に当てその反射光を幾つかのミラーを介してＣＣＤセンサで読み取る必要があることから、ユニット全体が大きくなりがちであった。特に、原稿を反転させずに両面を読み取るために複数のイメージセンサを設ける必要がある場合には、このようなＣＣＤセンサを複数設けることは、スペース状の制約からも難しい。そこで、かかるスペースの問題を解決するために、形状の小さいＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)を光源に利用し、例えばセルフォック（日本板硝子株式会社の登録商標）レンズを介してリニアセンサで画像を読み取るＣＩＳ(Contact Image Sensor)と呼ばれるイメージセンサを用いることが検討されている。

特開２００３−２１９１２３号公報

ところで、一般的に、ＬＥＤと蛍光灯とでは、その発光スペクトル(発光波長と発光強度との関係)が大きく異なる。このため、一方の読み取りユニットにおける光源を蛍光灯とし、他方の読み取りユニットにおける光源をＬＥＤとした場合には、蛍光灯およびＬＥＤの発光スペクトルの違いにより、原稿の両面に形成されたカラー画像を白黒画像として読み取る際に、次のような問題が生じる。

例えば、原稿に形成される画像の分光反射スペクトルに固有の傾向があった場合(例えば青色の画像が多いなど)を考えてみる。このとき、光源として蛍光灯を用いた読み取りユニットにおいて、蛍光灯の発光スペクトル中に青色成分が含まれている場合には、青色画像の濃度に応じた読み取り信号を出力することができる。一方、光源としてＬＥＤを用いた読み取りユニットにおいて、例えばＬＥＤの発光スペクトル中に青色成分がほとんど含まれていない場合には、青色画像の濃度に対応した読み取り信号を出力することができず、常時高濃度に対応した読み取り信号を出力することになってしまう。つまり、各光源の発光特性の違いにより、青色画像に関して表裏両面で得られる濃度が異なってしまうことになる。なお、このような問題は、青色の成分が多い画像に限らず、例えば他色の成分の多い画像の場合にも同様に生じ得る。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、原稿の一度の搬送で原稿の表裏両面の画像を読み取る両面自動読み取りにおいて、表裏両面の読み取りデータの濃度差を低減することにある。
また、他の目的は、原稿に形成されたカラー画像を白黒画像として読み取る場合に、画像における濃淡を再現することある。

かかる目的のもと、本発明が適用される画像読み取り装置は、原稿が搬送される搬送路の一方の側から原稿の第１面を照射する第１の光源と原稿の第１面からの反射光を受光する第１のセンサとを備え、原稿の第１面の画像を読み取る第１の読み取り部と、第１の光源とは異なる発光特性を有し、搬送路の他方の側から原稿の第２面を照射する第２の光源と原稿の第２面からの反射光を受光する第２のセンサとを備え、原稿の第２面の画像を読み取る第２の読み取り部と、第２の光源および第２のセンサと搬送路との間に設けられ、第２の読み取り部を保護するカバーとを備え、カバーは、第２の光源から出力される光を透過させることによって原稿の第２面に照射され、第２面から反射する光を再び透過させることによって第２のセンサに入射される光の波長分布を、第１の光源から原稿の第１面に照射される光の波長分布に近づけるフィルタを兼ねることを特徴としている。

ここで、第１の光源はキセノンランプであり、第２の光源は白色ＬＥＤであることを特徴とすることができる。また、白色ＬＥＤは、青または近紫外波長で発光するＬＥＤおよびＬＥＤの発光に基づいて蛍光する蛍光材料によって白色光を生成することを特徴とすることができる。さらに、第１のセンサは、縮小光学系を介して原稿の反射光を読み取るイメージセンサであり、第２のセンサは、第１のセンサよりも近接した位置から原稿の反射光を読み取るイメージセンサであることを特徴とすることができる。

また、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像読み取り装置は、原稿が搬送される搬送路の一方の側から原稿の第１面を照射する第１の白色光源と原稿の第１面からの反射光を受光する第１のセンサとを備え、原稿の第１面の画像をカラー画像または白黒画像として読み取るカラー・白黒読み取り部と、搬送路の他方の側から原稿の第２面を照射する第２の白色光源と原稿の第２面からの反射光を受光する第２のセンサとを有し、原稿の第２面の画像を白黒画像として読み取る白黒読み取り部と、第２の白色光源および第２のセンサと搬送路との間に設けられ、白黒読み取り部を保護するカバーとを備え、カバーは、第２の白色光源から出力される光を透過させることによって原稿の第２面に照射され、第２面から反射する光を再び透過させることによって第２のセンサに入射される光の波長分布を、第１の白色光源から当該原稿の第１面に照射される光の波長分布に近づけるフィルタを兼ねることを特徴としている。

ここで、第１の白色光源はガス放電により発光し、第２の白色光源はエレクトロルミネセンスにより発光することを特徴とすることができる。また、カラー・白黒読み取り部は本体に設けられ、白黒読み取り部は本体とは別筐体であって本体に対して開閉自在に配設され、搬送路に原稿を搬送する原稿搬送部を備えた原稿搬送体に設けられていることを特徴とすることができる。さらに、原稿搬送体には、第１のセンサによって画像が読み取られた原稿の表裏を、原稿搬送部を用いて反転させて搬送路に搬送するための反転搬送路がさらに設けられることを特徴とすることができる。

本発明によれば、原稿の一度の搬送で原稿の表裏両面の画像を読み取る両面自動読み取りにおいて、表裏両面の読み取りデータの濃度差を低減することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像読み取り装置を示した図である。この画像読み取り装置は、大きく、積載された原稿束から原稿を順次、搬送する原稿送り装置１０、スキャンによって画像を読み込むスキャナ装置７０、および、読み込まれた画像信号を処理する処理装置８０に大別される。

原稿送り装置１０は、複数枚の原稿からなる原稿束を積載する原稿トレイ１１、原稿トレイ１１を上昇および下降させるトレイリフタ１２を備えている。また、トレイリフタ１２により上昇された原稿トレイ１１の原稿を搬送するナジャーロール１３、ナジャーロール１３により搬送された原稿を更に下流側まで搬送するフィードロール１４、ナジャーロール１３により供給される原稿を１枚づつ捌くリタードロール１５を備えている。最初に原稿が搬送される第１搬送路３１には、一枚づつに捌かれた原稿を下流側のロールまで搬送するテイクアウェイロール１６、原稿を更に下流側のロールまで搬送すると共にループ作成を行うプレレジロール１７、一旦、停止した後にタイミングを合わせて回転を再開し、原稿読み取り部に対してレジストレーション調整を施しながら原稿を供給するレジロール１８、読み込み中の原稿搬送をアシストするプラテンロール１９、読み込まれた原稿を更に下流に搬送するアウトロール２０を備えている。また、第１搬送路３１には、搬送される原稿のループ状態に応じて支点を中心として回動するバッフル４１を備えている。更に、プラテンロール１９とアウトロール２０との間には、本実施の形態における第２の読み取り部である、ＣＩＳ(Contact Image Sensor)５０を備えている。

アウトロール２０の下流側には、第２搬送路３２および第３搬送路３３が設けられ、これらの搬送路を切り替える搬送路切替ゲート４２、読み込みが終了した原稿を積載させる排出トレイ４０、排出トレイ４０に対して原稿を排出させる第１排出ロール２１を備えている。また、第３搬送路３３を経由した原稿に対してスイッチバックさせる第４搬送路３４、第４搬送路３４に設けられ、実際に原稿のスイッチバックを行うインバータロール２２およびインバータピンチロール２３、第４搬送路３４によってスイッチバックされた原稿を再度、プレレジロール１７等を備える第１搬送路３１に導く第５搬送路３５、第４搬送路３４によってスイッチバックされた原稿を排出トレイ４０に排出する第６搬送路３６、第６搬送路３６に設けられ、反転排出される原稿を第１排出ロール２１まで搬送する第２排出ロール２４、第５搬送路３５および第６搬送路３６の搬送経路を切り替える出口切替ゲート４３を備えている。これら第３搬送路３３、第４搬送路３４、第５搬送路３５によって、反転搬送路が形成されている。

ナジャーロール１３は、待機時にはリフトアップされて退避位置に保持され、原稿搬送時にニップ位置(原稿搬送位置)へ降下して原稿トレイ１１上の最上位の原稿を搬送する。ナジャーロール１３およびフィードロール１４は、フィードクラッチ(図示せず)の連結によって原稿の搬送を行う。プレレジロール１７は、停止しているレジロール１８に原稿先端を突き当ててループを作成する。レジロール１８では、ループ作成時に、レジロール１８に噛み込んだ原稿先端をニップ位置まで戻している。このループが形成されると、バッフル４１は支点を中心として開き、原稿のループを妨げることのないように機能している。また、テイクアウェイロール１６およびプレレジロール１７は、読み込み中におけるループを保持している。このループ形成によって、読み込みタイミングの調整が図られ、また、読み込み時における原稿搬送に伴うスキューを抑制して、位置合わせの調整機能を高めることができる。読み込みの開始タイミングに合わせて、停止されていたレジロール１８が回転を開始し、プラテンロール１９によって、第２プラテンガラス７２Ｂ(後述)に押圧されて、下面方向から画像データが読み込まれる。

搬送路切替ゲート４２は、片面原稿の読み取り終了時、および両面原稿の両面同時読み取りの終了時に、アウトロール２０を経由した原稿を第２搬送路３２に導き、排出トレイ４０に排出するように切り替えられる。一方、この搬送路切替ゲート４２は、両面原稿の順次読み取り時には、原稿を反転させるために、第３搬送路３３に原稿を導くように切り替えられる。インバータピンチロール２３は、両面原稿の順次読み取り時に、フィードクラッチ(図示せず)がオフの状態でリトラクトされてニップが開放され、原稿をインバータパス(第４搬送路３４)へ導いている。その後、このインバータピンチロール２３はニップされ、インバータロール２２によってインバートする原稿をプレレジロール１７へ導き、また、反転排出する原稿を第６搬送路３６の第２排出ロール２４まで搬送している。

本体としてのスキャナ装置７０は、上述した原稿搬送体としての原稿送り装置１０を備えることができると共に、この原稿送り装置１０を装置フレーム７１によって開閉自在に支え、また、原稿送り装置１０によって搬送された原稿の画像読み取りを行っている。このスキャナ装置７０は、筐体を形成する装置フレーム７１に、画像を読み込むべき原稿を静止させた状態で載置する第１プラテンガラス７２Ａ、原稿送り装置１０によって搬送中の原稿を読み取るための光の開口部を形成する第２プラテンガラス７２Ｂが設けられている。

また、第１の読み取り部としてのスキャナ装置７０は、第２プラテンガラス７２Ｂの下に静止し、および第１プラテンガラス７２Ａの全体に亘ってスキャンして画像を読み込むフルレートキャリッジ７３、フルレートキャリッジ７３から得られた光を像結合部へ提供するハーフレートキャリッジ７５を備えている。フルレートキャリッジ７３には、原稿に光を照射する第１の光源としての照明ランプ７４、原稿から得られた反射光を受光する第１ミラー７６Ａが備えられている。更に、ハーフレートキャリッジ７５には、第１ミラー７６Ａから得られた光を結像部へ提供する第２ミラー７６Ｂおよび第３ミラー７６Ｃが備えられている。更に、スキャナ装置７０は、第３ミラー７６Ｃから得られた光学像を光学的に縮小する結像用レンズ７７、結像用レンズ７７によって結像された光学像を光電変換する第１のセンサとしてのＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサ７８、ＣＣＤイメージセンサ７８を備える駆動基板７９を備え、ＣＣＤイメージセンサ７８によって得られた画像信号は駆動基板７９を介して処理装置８０に送られる。ここで、ＣＣＤイメージセンサ７８は、カラーセンサと白黒センサとを個別に備えることで、原稿の画像をカラー画像または白黒画像として読み取ることが可能となっている。つまり、スキャナ装置７０は、カラー・白黒読み取り部として機能するようになっている。

ここで、まず、第１プラテンガラス７２Ａに載置された原稿の画像を読み取る場合には、フルレートキャリッジ７３とハーフレートキャリッジ７５とが、２：１の割合でスキャン方向(矢印方向)に移動する。このとき、フルレートキャリッジ７３の照明ランプ７４の光が原稿の被読み取り面に照射されると共に、その原稿からの反射光が第１ミラー７６Ａ、第２ミラー７６Ｂ、および第３ミラー７６Ｃの順に反射されて結像用レンズ７７に導かれる。結像用レンズ７７に導かれた光は、ＣＣＤイメージセンサ７８の受光面に結像される。ＣＣＤイメージセンサ７８は１次元のセンサであり、１ライン分を同時に処理している。このライン方向(スキャンの主走査方向)の１ラインの読み取りが終了すると、主走査方向とは直交する方向(副走査方向)にフルレートキャリッジ７３を移動させ、原稿の次のラインを読み取る。これを原稿サイズ全体に亘って実行することで、１ページの原稿読み取りを完了させる。

一方、第２プラテンガラス７２Ｂは、例えば長尺の板状構造をなす透明なガラスプレートで構成される。原稿送り装置１０によって搬送される原稿がこの第２プラテンガラス７２Ｂの上を通過する。このとき、フルレートキャリッジ７３とハーフレートキャリッジ７５とは、図１に示す実線の位置に停止した状態にある。まず、原稿送り装置１０のプラテンロール１９を経た原稿の１ライン目の反射光が、第１ミラー７６Ａ、第２ミラー７６Ｂ、および第３ミラー７６Ｃを経て結像用レンズ７７にて結像され、本実施の形態における第１のセンサであるＣＣＤイメージセンサ７８によって画像が読み込まれる。即ち、１次元のセンサであるＣＣＤイメージセンサ７８によって主走査方向の１ライン分を同時に処理した後、原稿送り装置１０によって搬送される原稿の次の主走査方向の１ラインが読み込まれる。原稿の先端が第２プラテンガラス７２Ｂの読み取り位置に到達した後、原稿が第２プラテンガラス７２Ｂの読み取り位置を通過することによって、副走査方向に亘って１ページの読み取りが完了する。

本実施の形態では、フルレートキャリッジ７３とハーフレートキャリッジ７５とを停止させ、第２プラテンガラス７２ＢにてＣＣＤイメージセンサ７８により原稿の第１面の読み取りを行う原稿の搬送時に、同時(時間の完全一致ではなく、同一の原稿搬送時程度の意味) に第２の読み取り部であるＣＩＳ５０によって、原稿の第２面の読み取りを行うことが可能である。即ち、第１の読み取り部であるスキャナ装置７０と第２の読み取り部であるＣＩＳ５０とを用いて、搬送路への原稿の一度の搬送で、この原稿における表裏両面の画像を読み取ることを可能としている。

図２は、画像読み取りモジュールとしてのＣＩＳ５０を用いた読み取り構造を説明するための図である。図２に示すように、ＣＩＳ５０は、プラテンロール１９とアウトロール２０との間に設けられる。原稿の片面(第１面)は、第２プラテンガラス７２Ｂに押し当てられ、この第１面の画像はＣＣＤイメージセンサ７８にて読み込まれる。一方、ＣＩＳ５０では、原稿を搬送する搬送路を介して対向する他方の側から、片面(第２面)の画像が読み込まれる。このＣＩＳ５０は、直方体上の形状を有し下部に開口部が形成されるハウジング５０ａと、ハウジング５０ａの開口部に取り付けられる、カバーを兼ねるフィルタ５１と、このフィルタ５１を透過して原稿の第２面に光を照射する第２の光源としてのＬＥＤ(Light Emitting Diode)５２と、ＬＥＤ５２からの反射光を集光するレンズアレイであるセルフォック（日本板硝子株式会社の登録商標）レンズ５３と、このセルフォックレンズ５３により集光された光を読み取る第２のセンサとしてのラインセンサ５４を備えている。ラインセンサ５４としては、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ、密着型センサ等を用いることができ、実寸幅(例えばＡ４長手幅２９７ｍｍ)の画像を読み取ることが可能である。そして、ラインセンサ５４は、白黒センサのみを備えることで、原稿の画像を白黒画像として読み取ることが可能となっている。つまり、ラインセンサ５４は白黒読み取りセンサとして機能し、ＣＩＳ５０は白黒読み取り部として機能するようになっている。ＣＩＳ５０では、縮小光学系を用いずに、セルフォックレンズ５３とラインセンサ５４を用いて画像の取り込みを行うことから、構造をシンプルにすることができ、且つ、筐体を小型化し、消費電力を低減することができる。

また、ＣＩＳ５０による画像読み取りに際して、この読み取り部を構成する搬送路に、ＣＩＳ５０の筐体から延びる制御部材５５、制御部材５５によって押し付けられた用紙を突き当てる突き当て部材６０を備えている。また、この突き当て部材６０の下流側にはガイド部材６１が設けられ、このガイド部材６１と突き当て部材６０との間には開口部６３を構成し、更に、ガイド部材６１の下部であって開口部６３に連続する箇所には、原稿の表面に付着してきたごみや汚れを溜めるごみ溜め部６２が設けられている。制御部材５５および突き当て部材６０は、原稿の搬送路に直交する方向に(即ち、原稿送り装置の前面から後面の方向に)、原稿送り装置の前面から後面まで、搬送路の位置に対応して設けられている。

ＣＩＳ５０は、光学結像レンズにセルフォックレンズ５３を採用していることから、焦点(被写界)深度が浅い。図３は、レンズ結像性能として焦点深度を説明するための図である。この図３には、本実施の形態におけるスキャナ装置７０等の縮小光学系を用いたレンズ深度(７.８Ｌｐ/ｍｍ)のＭＴＦ(Modulation Transfer Function)、およびセルフォックレンズ５３を用いたレンズ深度(６Ｌｐ/ｍｍ)のＭＴＦの一例が示されている。この「Ｌｐ/ｍｍ」は、１ｍｍの間に黒と白とのラダーパターンが幾つ存在するか、を示した値である。また、ＭＴＦは、被写体の持つ空間的な情報(コントラスト)を、低周波域(粗い稿目)から高周波域(細かい縞目)まで如何に忠実に再現するかを周波数特性で表したものである。図３の縦軸はＭＴＦ(％)を示し、横軸は、プラテンガラス上等のベストとなるピント位置から、１ｍｍずつ離した状態、１ｍｍずつ近付けた状態を示している。

例えば、原稿の読み取りに際してＭＴＦ２０％以上を目標とすると、本実施の形態におけるスキャナ装置７０を用いた場合には、±４ｍｍ程度でも一定のピントが合い、被写界深度を深くとることができる。一方、セルフォックレンズ５３を用いた場合には、ＭＴＦ２０％以上を目標とすると、被写界深度が±０.３ｍｍ程度と浅く、スキャナ装置７０を用いた場合に比べて約１/１３以下の深度となっている。即ち、本実施の形態におけるＣＩＳ５０による読み取りに際しては、原稿の読み取り位置を所定の狭い範囲内に定めることが要求される。

そこで、本実施の形態では、制御部材５５を設け、原稿を制御部材５５によって突き当て部材６０に押し当てて搬送し、プラテンロール１９とアウトロール２０との間にある原稿の姿勢を安定的に制御できるように構成した。図２の実線矢印に示す「用紙の動きＢ」は、制御部材５５が存在しない場合の用紙の動きを示したものであり、二点鎖線矢印に示す「用紙の動きＡ」は、制御部材５５を設けた場合の用紙の動きを示したものである。「用紙の動きＡ」では、原稿が突き当て部材６０に押し当てられて搬送されることが理解できる。即ち、制御部材５５によって搬送される原稿を突き当て部材６０に押し当てられた状態にて読み取ることで、被写界深度の浅いＣＩＳ５０を用いた場合のピントの甘さを改善している。

次に、図１に示す処理装置８０について説明する。
図４は、処理装置８０を説明するためのブロック図である。本実施の形態が適用される処理装置８０は、大きく、センサ(ＣＣＤイメージセンサ７８およびラインセンサ５４)から得られた画像情報を処理する信号処理部８１と、原稿送り装置１０およびスキャナ装置７０を制御する制御部９０とを備えている。信号処理部８１は、アナログ信号の処理を行うＡＦＥ(Analog Front End)８２、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤＣ(Analog to Digital Converter)８３、ディジタル信号に対してシェーディング補正やオフセット補正等の各種処理を施すディジタル処理部８４を備え、ディジタル処理部８４により処理されたディジタル画像信号は、ホストシステムへ出力され、例えば、プリンタへ画像情報として出力される。

一方、制御部９０は、各種両面読み取りの制御や片面読み取りの制御等を含め、原稿送り装置１０およびスキャナ装置７０の全体を制御する画像読み取りコントロール９１、第１のセンサであるＣＣＤイメージセンサ７８およびＣＩＳ５０を制御するＣＣＤ/ＣＩＳコントロール９２、読み取りタイミングに合わせてＣＩＳ５０のＬＥＤ５２やフルレートキャリッジ７３の照明ランプ７４を制御するランプコントロール９３、スキャナ装置７０におけるモータのオン/オフなどを行いフルレートキャリッジ７３とハーフレートキャリッジ７５とのスキャン動作を制御するスキャンコントロール９４、原稿送り装置１０におけるモータの制御、各種ロールの動作やフィードクラッチの動作、ゲートの切り替え動作等を制御する搬送機構コントロール９５を備えている。これらの各種コントロールからは、原稿送り装置１０およびスキャナ装置７０に対して制御信号が出力され、かかる制御信号に基づいて、これらの動作制御が可能となる。画像読み取りコントロール９１は、ホストシステムからの制御信号や、例えば自動選択読み取り機能に際して検出されるセンサ出力、ユーザからの選択等に基づいて、読み取りモードを設定し、原稿送り装置１０およびスキャナ装置７０を制御している。

ここで、本実施の形態では、原稿送り装置１０による原稿搬送によって画像を読み取る際、第２プラテンガラス７２Ｂを介してプラテンロール１９に搬送される原稿をスキャナ装置７０(ＣＣＤイメージセンサ７８)を用いて読み取ることが可能であると共に、原稿送り装置１０に設けられたＣＩＳ５０を用いて読み取ることが可能である。しかしながら、前述のように、スキャナ装置７０の機構を用いたＣＣＤイメージセンサ７８による読み取りと、ＣＩＳ５０のセルフォックレンズ５３を用いた読み取りの場合とでは、その焦点深度の深さが異なり、解像特性に差が生じてしまう。特に、写真等のカラー画像を読み込む場合には、両者の読み込みにて色合わせが困難となり、両者の読み込みにて得られる画質が異なってしまう。そこで、本実施の形態では、複数の読み取りモードを準備し、装置の設定状態、原稿の種類、ユーザの選択等に基づいて、最適なモードの選択を可能としている。

図５は、図４に示す画像読み取りコントロール９１によって実行される処理の一例を示したフローチャートである。画像読み取りコントロール９１では、まず、搬送される原稿が片面原稿か否かが判断される(ステップ１０１)。この判断は、例えば、スキャナ装置７０上に設けられたコントロールパネル(図示せず)を用いたユーザからの選択や、例えば自動選択読み取り機能が働いている場合には、画像読み込み前の第１搬送路３１上の搬送路両側に設けられたセンサ(図示せず)等によって認識することができる。また、ホストシステムからの要請や、ネットワーク等を介したユーザからの選択なども考えられる。このステップ１０１で片面原稿であると判断される場合には、１パス(反転パスを用いない１回だけの原稿搬送パス)による片面読み取りが行われる(ステップ１０２)。この１パスによる片面読み取りでは、ＣＣＤイメージセンサ７８による読み取りとＣＩＳ５０による読み取りとをどちらを選択しても良いが、より高画質な画像読み取りを実現する場合には、ＣＣＤイメージセンサ７８による読み取りを選択することが好ましい。かかる際には、原稿トレイ１１上に、上向きに片面の原稿部分が存在すると共に原稿の１ページ目が上に来るように載置し、この１ページ目から原稿を搬送して順に読み取られる。

ここで、ステップ１０１で片面原稿ではない場合、即ち、両面原稿である場合には、原稿がユーザにより白黒読み取りが指定されているか否かが判断される(ステップ１０３)。このステップ１０３は、ユーザからの選択に基づいて判断される。したがって、カラー原稿であってもユーザが白黒読み取りを望む場合には、白黒読み取りが選択されることになる。白黒読み取りを行わない場合、すなわち、カラー読み取りを行う場合には、反転パスによる両面読み取りが実行される(ステップ１０４)。つまり、ＣＩＳ５０による読み取りを行わず、原稿の第１面および原稿の第２面を共に第１のセンサであるＣＣＤイメージセンサ７８によって読み取るのである。これによって、原稿の第１面および原稿の第２面に対し、共に、焦点深度の深い読み取り手段を用いた高画質な両面読み取りが可能となる。

一方、ステップ１０３で白黒読み取りを行う場合には、反転パスを用いない、１パスによる両面同時読み取りが行われる(ステップ１０５)。即ち、第１のセンサであるＣＣＤイメージセンサ７８によって第１面を読み取り、この読み取りの搬送パスに際して、同じ搬送パスにてＣＩＳ５０による第２面の読み取りが行われる。これによって、同一の読み取り部へ原稿を２度、搬送する必要がなく、原稿読み取りスピードを向上させることができると共に、搬送パスが簡潔化されることで、原稿詰まり(ＪＡＭ)等の原稿搬送トラブルを抑制することができる。尚、前述したように、「同時読み取り」とは、必ずしも時間的に一致する場合を意味するものではなく、両面を１回のパスにてほぼ同時期に読み取るという意味である。

次に、各原稿読み取りモードにおける原稿の搬送方法について、図６および図７を用いて説明する。
図６(ａ),(ｂ)は、図５のステップ１０２に示した１パスによる片面読み取りモードと、ステップ１０５に示した１パスによる両面同時読み取りの原稿パスを示した図である。図６(ａ)に示すように、原稿トレイ１１に載置された原稿は、ナジャーロール１３、フィードロール１４およびリタードロール１５、テイクアウェイロール１６によって、第１搬送路３１に順次、供給される。供給された原稿は、図６(ｂ)に示すように、プラテンロール１９の読み取り部およびＣＩＳ５０の読み取り部を経由して、搬送路切替ゲート４２によって第２搬送路３２に移動し、排出トレイ４０に、順次、排出される。片面読み取りの場合には、プラテンロール１９の箇所にて、下方から、図１に示すスキャナ装置７０のＣＣＤイメージセンサ７８を用いた読み取りがなされる。但し、前述のように、ＣＩＳ５０を用いた片面読み取りも可能である。また、１パスによる両面同時読み取りの場合には、スキャナ装置７０のＣＣＤイメージセンサ７８を用いて第１面を読み取り、同一搬送時にＣＩＳ５０を用いて第２面を読み取る。これによって、１回の原稿パスによって両面の原稿読み取りを行うことが可能となる。

図７(ａ)〜(ｄ)は、図５のステップ１０４に示した反転パスによる両面読み取りを説明するための図である。図７(ａ)に示すように、原稿トレイ１１に載置された原稿は、第１搬送路３１に順次、供給され、図１に示すスキャナ装置７０のＣＣＤイメージセンサ７８を用いて、プラテンロール１９の箇所にて下方から読み取りがなされる。そして、搬送路切替ゲート４２によって第３搬送路３３を経由し、第４搬送路３４へ移動する。第３搬送路３３を完全に抜けた原稿は、図７(ｂ)に示すように、インバータロール２２およびインバータピンチロール２３によってスイッチバックし、第５搬送路３５に供給される。

第５搬送路３５に供給された原稿は、再度、第１搬送路３１に供給される。そして、図７(ｃ)に示すように、原稿がスキャナ装置７０のＣＣＤイメージセンサ７８によって下方から読み取られる。このとき、原稿は、図７(ａ)に示す場合とは表裏が反転した状態にあり、第１面とは表裏を異ならせる第２面が読み取られることとなる。第２面が読み取られた原稿は、表裏が反転された状態にあり、そのまま排出トレイ４０に排出すると積載された読み取り後の原稿のページ順が狂うことになる。そこで、図７(ｃ)に示すように、第２面の読み取りが完了した原稿を搬送路切替ゲート４２を用いて第３搬送路３３を経由させ、第４搬送路３４に移動する。第４搬送路３４に供給され、出口切替ゲート４３の部分を完全に通過した原稿は、図７(ｄ)に示すように出口切替ゲート４３によって第６搬送路３６を経由し排出トレイ４０に排出される。これによって、原稿における表裏両面の画像を順次、読み取る第１の両面読み取りモードにおいて、読み取り後の原稿のページ順を揃えることが可能となる。

ここで、図８(ａ)は、スキャナ装置７０で用いられる第１の白色光源としての照明ランプ７４(キセノンランプ)の波長−発光強度特性を示しており、図８(ｂ)はＣＩＳ５０で用いられるＬＥＤ５２(白色ＬＥＤ)の波長−発光強度特性を示している。
本実施の形態において、照明ランプ７４としては、キセノンガスの放電によって発光するキセノンランプが用いられている。図８(ａ)から明らかなように、キセノンランプは、可視光の波長範囲略全域にわたって発光する。このため、キセノンランプからなる照明ランプ７４は、第１の白色光源として機能している。一方、ＬＥＤ５２としては、青色もしくは近紫外波長でエレクトロルミネセンスにより発光するＬＥＤとフォトルミネセンスにより発光する蛍光材料とを用いて白色光を生成する所謂白色ＬＥＤが用いられている。図８(ｂ)から明らかなように、白色ＬＥＤも、可視光の波長範囲略全域にわたって発光する。このため、白色ＬＥＤからなるＬＥＤ５２は、第２の白色光源として機能している。

そして、これら図８(ａ),(ｂ)から明らかなように、キセノンランプおよび白色ＬＥＤは、共に可視光領域内の全領域において発光しているものの、その発光パターンは大きく異なっていることが理解される。なお、ここでいう白色光源とは、可視光の波長範囲略全域にわたって発光する光源という程度の意味であり、発光の結果目に見える色が白いか否かは無関係である。

また、図９は、ＣＩＳ５０に取り付けられるフィルタ５１の波長−透過率特性を示している。なお、図９には、上述したＬＥＤ５２(白色ＬＥＤ)の発光パターンも示している。このフィルタ５１の波長-透過率特性は、以下の式に基づいて決定されている。

そして、フィルタ５１は、可視領域において透明なガラスからなる基材上に、金属や酸化物等、要求される透過率特性に合わせた所定の薄膜を蒸着することによって構成されている。また、本実施の形態におけるＣＩＳ５０では、ＬＥＤ５２から照射された光がラインセンサ５４に到達するまでに二度フィルタ５１を通過するため、これを考慮してフィルタ５１の設計を行っている。つまり、フィルタ５１の数式１で決定されるプロファイルよりも透過率が大きくなる側にシフトさせ、フィルタ５１を二度通過することによって数式１で決定される所望の透過率特性となるように設定されている。

本実施の形態では、ＣＩＳ５０に、数式１に基づいて設計された波長−透過率特性を有するフィルタ５１を装着することで、ＣＩＳ５０側から原稿に照射される光、つまり、ＬＥＤ５２から照射されフィルタ５１を透過した光の波長分布を、スキャナ装置７０側の照明ランプ７４(キセノンランプ)から原稿に照射される光の波長分布と略同じにすることができる。これにより、原稿の表裏面に対し、同じ画像読み取り条件を設定することができる。したがって、本実施の形態では、１パスによる両面読み取りを行う場合、すなわち、原稿の両面に形成された画像(特にカラー画像)を白黒画像として読み取る場合に、表裏両面の画像濃度を揃えることができる。

また、本実施の形態では、原稿送り装置１０側のＣＩＳ５０用の光源としてＬＥＤ５２を用いているため、光源としてキセノンランプ等を使用する場合と比較して、ＣＩＳ５０およびＣＩＳ５０が取り付けられる原稿送り装置１０を小型化、軽量化することができる。さらに、光源としてＬＥＤ５２を採用することにより、光源としてキセノンランプを用いる場合と比較して、その消費電力を１０％以下に低減することができる。さらに、本実施の形態では、原稿送り装置１０側に取り付けるＣＩＳ５０の光源としてＬＥＤ５２を用いているため、ＣＩＳ５０を小型化でき、原稿送り装置１０も小型化することが可能になる。さらにまた、ＣＩＳ５０を小型化できることから、原稿送り装置１０内に原稿を反転搬送するための反転搬送路を形成することも可能となる。

そして、本実施の形態では、ラインセンサ５４として白黒画像を読み取る白黒センサだけを備えたＣＩＳ５０において、原稿を照射するＬＥＤ５２として幅広い波長域で発光する白色ＬＥＤを用いているため、原稿のカラー画像を白黒画像として読み取る場合に、可視光全領域内において画像の濃淡を再現することができる。

なお、本実施の形態では、ＣＩＳ５０側にのみフィルタ５１を装着するようにしていたが、これに限られるものではなく、必要に応じてスキャナ装置７０側にもフィルタを設けるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、フィルタ５１がＣＩＳ５０のカバーとしても機能するように構成していたが、これに限られるものではなく、例えば図１０に示すように、フィルタ５１をＣＩＳ５０内に設けられるセルフォックレンズ５３に密着して配置し、ＣＩＳ５０の開口部側にガラス製のカバー５６を装着することも可能である。そして、この場合には、ＬＥＤ５２から照射された光がラインセンサ５４に到達するまでに一度だけフィルタ５１を通過することから、これを考慮してフィルタ５１の設計を行えばよい。

本実施の形態が適用される画像読み取り装置を示した図である。 ＣＩＳを用いた読み取り構造を説明するための図である。 レンズの結像性能として焦点深度を説明するための図である。 処理装置を説明するためのブロック図である。 画像読み取りコントロールによって実行される処理の一例を示したフローチャートである。 (ａ),(ｂ)は、１パスによる片面読み取りおよび１パスによる両面同時読み取りにおける原稿パスを説明する図である。 (ａ)〜(ｄ)は、反転パスによる両面読み取りにおける原稿パスを説明する図である。 (ａ)はスキャナ装置で用いられる照明ランプ(キセノンランプ)の波長−発光強度特性、(ｂ)はＣＩＳで用いられるＬＥＤ(白色ＬＥＤ)の波長−発光強度特性を示す図である。 ＣＩＳに取り付けられるフィルタの波長−透過率特性を示す図である。 ＣＩＳの他の構成例を説明する図である。

符号の説明

１０…原稿送り装置、１１…原稿トレイ、１９…プラテンロール、２０…アウトロール、３１…第１搬送路、３２…第２搬送路、３３…第３搬送路、３４…第４搬送路、３５…第５搬送路、３６…第６搬送路、４０…排出トレイ、５０…ＣＩＳ、５０ａ…ハウジング、５１…フィルタ、５２…ＬＥＤ、５３…セルフォックレンズ、５４…ラインセンサ、５５…制御部材、５６…カバー、６０…突き当て部材、７０…スキャナ装置、７１…装置フレーム、７２Ａ…第１プラテンガラス、７２Ｂ…第２プラテンガラス、７３…フルレートキャリッジ、７４…照明ランプ、７５…ハーフレートキャリッジ、７６Ａ…第１ミラー、７６Ｂ…第２ミラー、７６Ｃ…第３ミラー、７７…結像用レンズ、７８…ＣＣＤイメージセンサ、７９…駆動基板、８０…処理装置、８１…信号処理部、９０…制御部

Claims (8)

1. 原稿が搬送される搬送路の一方の側から当該原稿の第１面を照射する第１の光源と当該原稿の第１面からの反射光を受光する第１のセンサとを備え、当該原稿の第１面の画像を読み取る第１の読み取り部と、
   前記第１の光源とは異なる発光特性を有し、前記搬送路の他方の側から前記原稿の第２面を照射する第２の光源と当該原稿の第２面からの反射光を受光する第２のセンサとを備え、当該原稿の第２面の画像を読み取る第２の読み取り部と、
   前記第２の光源および前記第２のセンサと前記搬送路との間に設けられ、前記第２の読み取り部を保護するカバーとを備え、
   前記カバーは、前記第２の光源から出力される光を透過させることによって前記原稿の第２面に照射され、当該第２面から反射する光を再び透過させることによって前記第２のセンサに入射される光の波長分布を、前記第１の光源から当該原稿の第１面に照射される光の波長分布に近づけるフィルタを兼ねること
   を特徴とする画像読み取り装置。
2. 前記第１の光源はキセノンランプであり、
   前記第２の光源は白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
3. 前記白色ＬＥＤは、青または近紫外波長で発光するＬＥＤおよび当該ＬＥＤの発光に基づいて蛍光する蛍光材料によって白色光を生成することを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
4. 前記第１のセンサは、縮小光学系を介して原稿の反射光を読み取るイメージセンサであり、
   前記第２のセンサは、前記第１のセンサよりも近接した位置から原稿の反射光を読み取るイメージセンサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像読み取り装置。
5. 原稿が搬送される搬送路の一方の側から前記原稿の第１面を照射する第１の白色光源と当該原稿の第１面からの反射光を受光する第１のセンサとを備え、当該原稿の第１面の画像をカラー画像または白黒画像として読み取るカラー・白黒読み取り部と、
   前記搬送路の他方の側から前記原稿の第２面を照射する第２の白色光源と当該原稿の第２面からの反射光を受光する第２のセンサとを有し、当該原稿の第２面の画像を白黒画像として読み取る白黒読み取り部と、
   前記第２の白色光源および前記第２のセンサと前記搬送路との間に設けられ、前記白黒読み取り部を保護するカバーとを備え、
   前記カバーは、前記第２の白色光源から出力される光を透過させることによって前記原稿の第２面に照射され、当該第２面から反射する光を再び透過させることによって前記第２のセンサに入射される光の波長分布を、前記第１の白色光源から当該原稿の第１面に照射される光の波長分布に近づけるフィルタを兼ねること
   を特徴とする画像読み取り装置。
6. 前記第１の白色光源はガス放電により発光し、
   前記第２の白色光源はエレクトロルミネセンスにより発光することを特徴とする請求項５記載の画像読み取り装置。
7. 前記カラー・白黒読み取り部は本体に設けられ、
   前記白黒読み取り部は前記本体とは別筐体であって当該本体に対して開閉自在に配設され、前記搬送路に原稿を搬送する原稿搬送部を備えた原稿搬送体に設けられていることを特徴とする請求項５または６記載の画像読み取り装置。
8. 前記原稿搬送体には、前記第１のセンサによって画像が読み取られた原稿の表裏を、前記原稿搬送部を用いて反転させて前記搬送路に搬送するための反転搬送路がさらに設けられることを特徴とする請求項７記載の画像読み取り装置。

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