JP5640390B2

JP5640390B2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JP5640390B2
Application number: JP2010024058A
Authority: JP
Inventors: 陽一郎牧
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2030-02-05
Also published as: US20110194160A1; CN102158623A; JP2011166267A; US8542414B2

Description

本発明は、画像読取装置に関する。

従来より、画像読取装置としては、原稿台にセットされた原稿の束から１枚ずつ所定の読取位置まで送り出すオート・ドキュメント・フィーダー（ＡＤＦ）を搭載したものが知られている。ＡＤＦを搭載した画像読取装置では、読取位置の手前に設けられた紙端検出センサーが原稿の前端を検出すると、その検出位置から読取位置までの距離に相当する分だけ紙送りローラを回転させてから読み取りを開始する。ここで、紙端検出センサーは、画像読取装置の構造上、読取位置から数ｃｍ程度手前に設置されている。そのため、原稿が検出位置から読取位置まで送られる間に原稿の曲がりや滑りが発生すると、制御的には原稿の前端が読取位置に達しているはずであるにもかかわらず、実際には原稿の前端が読取位置に達していないことがあった。この問題を解決するために、特許文献１の画像読取装置では、画像を読み取る際に利用する光源と受光部とを用いて、読取位置の直前で原稿の前端を検出するようにしている。具体的には、図８に示すように、原稿が白基準ローラ２１０上に搬送されるようにし、搬送される原稿に光源２１２からの光が斜め後方から当たるようにする。原稿が搬送されてその前端が読取位置の直前に至ったとき、その前端の影が白基準ローラ２１０上に投影されるため、その影を受光部２１４が検出しその影を検出した位置から所定量だけ原稿を搬送して原稿の前端を読取位置に導くようにしている。

特開２００５−５７４８３号公報

しかしながら、上述の画像読取装置では、影を検出した時点での原稿の前端位置は、原稿の厚みによって変化してしまう。具体的には、図８に示すように、影を検出した時点での原稿の前端位置は、原稿が所定厚みの場合（実線参照）と、原稿が所定厚みより厚い場合（一点鎖線参照）とでそれぞれ異なる。そのため、原稿の厚みが変わると、原稿の前端の影を利用してその前端の位置を正確に把握することができないという問題がった。

本発明の画像読取装置は、原稿の厚みにかかわらず原稿の前端の影を利用してその前端の位置を正確に把握することを主目的とする。

本発明の画像読取装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の画像読取装置は、
透明板上を自動搬送される原稿に対して該透明板の下方に設けた発光手段が搬送方向の後方から光を照射したときの反射光を受光手段が受光することにより前記原稿上の画像を読み取る画像読取装置であって、
前記透明板の上方にて、前記受光手段と一定距離離れた位置に固定された投影面と、
前記透明板上を自動搬送される原稿の前端に前記発光手段の光が照射されたときに前記投影面に映し出される前記原稿の前端の影を前記受光手段を介して認識する認識手段と、
を備えたものである。

この画像読取装置では、透明板上を自動搬送される原稿の前端に発光手段の光が照射されたときに投影面に映し出される原稿の前端の影を受光手段を介して認識する。ここで、投影面は透明板の上方であって受光手段と一定距離離れた位置に固定されているため、原稿の前端の影が投影面に映し出されるタイミングは原稿の厚みによらず一定になる。したがって、原稿の厚みにかかわらず原稿の前端の影を利用してその前端の位置を正確に把握することができる。

なお、「透明板の上方」「透明板の下方」という表現は、透明板によって仕切られた空間の上側と下側という意味である。

本発明の画像読取装置において、前記投影面は白色であることが好ましい。こうすれば、白色の投影面と暗色（灰色〜黒色）の影との境界が明確になるため、投影面に映し出される原稿の前端の影を認識しやすくなる。

本発明の画像読取装置は、前記投影面と前記透明板との間に前記透明板上を自動搬送される原稿を押さえる透明な原稿押さえ部を備えていてもよい。こうすれば、原稿押さえ部で原稿を押さえつつ画像を読み取る場合であっても、原稿押さえ部が透明なため、投影面には原稿の前端の影が映し出されることになる。また、投影面は透明板から少なくとも原稿押さえ部の厚み分は離れているため、投影面に映し出される影が十分大きくなることからその影を認識しやすくなる。

このように原稿押さえ部を備えた本発明の画像読取装置において、こうした原稿押さえ部は、断面略半円の曲面部分を有し該曲面部分で前記原稿を押さえる透明な部材であってもよい。ここで、「略半円」とは、半円のほか、半楕円や半長円を含むものとする。あるいは、原稿押さえ部は、透明な回転ローラであり、投影面は、その回転ローラの芯棒であってもよい。

本発明の画像読取装置は、前記認識手段によって前記原稿の前端の影が認識されたあと前記原稿を所定量自動搬送したときに前記原稿が読取位置に到達したと判定する原稿位置判定手段を備えていてもよい。こうすれば、原稿の前端の影を利用して原稿が読取位置に到達したか否かを正確に把握することができる。

本発明の画像読取装置において、前記受光手段は複数の受光素子を原稿の搬送方向と交差する方向に並べたものとしてもよい。この場合、前記受光手段の各受光素子が前記原稿の前端の影を捉えるタイミングに差が生じたか否かに基づいて前記原稿の傾きの有無を判定する原稿傾き判定手段を備えていてもよい。こうすれば、原稿の前端の影を利用して原稿が傾いているか否かを正確に把握することができる。なお、各受光素子が原稿の前端の影を捉えるタイミングに差が生じた場合、その差に基づいて原稿のスキュー角度（傾き角度）を導出するようにしてもよい。このとき、スキュー角度が許容範囲内か否かを判定し、許容範囲内の場合には画像の読取を実行し、許容範囲外の場合には画像の読取を中止してもよい。また、許容範囲内の場合、得られた画像データをスキュー角度がキャンセルされるように補正してもよい。

本発明の画像読取装置では、前記受光手段から前記投影面までの距離が長いほど、影が大きくなるため、原稿の前端の影を捉えやすくなる。但し、距離が長すぎると、影と影でない部分との境界がぼやけるため、影であるか否かを正確に判定し得る範囲を実験などで予め定め、その範囲内でできるだけ受光手段から投影面までの距離を長くするのが好ましい。

スキャナー１０の構成の概略を示す構成図。画像読取処理ルーチンのフローチャート。画像取込部３０の周辺部分の拡大図。時間（紙送り量）とセンサー出力との関係を示すグラフ。変形例の画像取込部３０の周辺部分の拡大図。変形例の画像読取処理ルーチンのフローチャート。スキュー角度を説明するための平面図。従来技術の説明図。

次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態であるスキャナー１０の構成の概略を示す構成図である。

本実施形態のスキャナー１０は、図１に示すように、原稿を自動的に給排するＡＤＦ１２と、原稿の画像を取り込む画像取込部３０と、原稿の影が投影される投影面３６と、各種制御を実行するコントローラー４０とを備えている。なお、図１の１点鎖線は、自動搬送される原稿の経路を示す。

ＡＤＦ１２は、給紙トレイ１４にセットされた原稿の束からピックアップローラー１６や分離ローラー１８によって一枚の原稿を取り出し、給紙ローラー２０によって透明なガラス板２２上のうち画像取込部３０のイメージセンサー３４と対向する位置（読取位置）にその原稿を自動搬送し、排紙ローラー２４によって図示しない排出トレイに排出する周知の機構である。給紙ローラー２０の手前には、原稿が通過しているときにオン信号を出力しそれ以外のときにはオフ信号を出力する接触式の紙端検出センサー２６が取り付けられている。この紙端検出センサー２６は、Ｌ字部材の略中央を軸で揺動可能に支持したものであり、原稿と接触していないときと原稿と接触しているときとで異なる姿勢をとる。

画像取込部３０は、ガラス板２２上を搬送される原稿に対してガラス板２２の下方に設けられた光源３２が搬送方向の後方から光を照射したときの反射光をイメージセンサー３４が受光し、イメージセンサー３４で生成したアナログ信号を画像処理部３５がデジタル信号に変換してコントローラー４０へ出力する。光源３２は、原稿の搬送方向と直交する方向（主走査方向）に並んだ複数の白色ＬＥＤからの光が線状に原稿に向かって照射されるように構成されている。イメージセンサー３４は、複数の撮像素子が主走査方向に配設され、受け取った光を電荷に変換してアナログ信号を出力する。このイメージセンサー３４は、ガラス板２２上を通過する原稿の下面に焦点が合うようにレンズ３３を備えている。なお、イメージセンサー３４としては、ＲＧＢ三原色のデータを出力するＣＣＤイメージセンサーを採用してもよいし、ＣＭＯＳ型のイメージセンサーを採用してもよい。

投影面３６は、ガラス板２２の上方にて、イメージセンサー３４と一定距離離れた位置に固定されている。この投影面３６は、表面が白色である。投影面３６とガラス板２２との間には、ガラス板２２上を自動搬送される原稿を押さえる透明なプラテン３８が設けられている。このプラテン３８は、弾性変形可能な断面略半円の曲面部分を有する部材であり、該曲面部分でガラス板２２上の原稿を押さえる。投影面３６は、このプラテン３８の上面に取り付けられている。プラテン３８とガラス板２２との隙間は、使用可能な原稿の厚み範囲の下限値よりもわずかに小さくなるように設定されている。

コントローラー４０は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサーとして構成されており、各種処理プログラム（後述する画像読取処理ルーチンなど）や各種データ、各種テーブルなどを記憶したＲＯＭ４４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ４６と、画像取込部３０から入力した画像データを保存する画像メモリ４８とを備えている。このコントローラー４０は、画像取込部３０からの各種信号を入力したり、紙端検出センサー２６からのオンオフ信号を入力したりする。また、コントローラー４０は、ＡＤＦ１２の各種ローラー１６，１８，２０，２４に駆動信号を出力したり画像取込部３０に各種制御信号を出力したりする。

次に、こうして構成された本実施形態のスキャナー１０の動作について説明する。図２はコントローラー４０のＣＰＵ４２により実行される画像読取処理ルーチンのフローチャート、図３は画像取込部３０の周辺部分の拡大図である。画像読取処理ルーチンは、ＲＯＭ４４に記憶され、給紙トレイ１４に原稿が存在し且つ図示しないスタートボタンがオペレーターによってオンされたときに実行される。なお、給紙トレイ１４に原稿が存在するか否かは給紙トレイ１４に取り付けられた図示しない原稿センサーからの信号によって判定する。

図２の画像読取処理ルーチンが開始されると、ＣＰＵ４２は、まず、原稿の搬送を開始する（ステップＳ１００）。具体的には、ピックアップローラー１６及び分離ローラー１８を回転駆動して、給紙トレイ１４にセットされた原稿の束から１枚の原稿がピックアップされるようにし、更に、給紙ローラー２０を回転駆動して、原稿が図１の１点鎖線に沿って搬送されるようにする。なお、給紙トレイ１４から１枚の原稿が送り出された時点でピックアップローラー１６の回転を停止する。

次に、画像取込部３０のイメージセンサー３４が搬送中の原稿の前端の影を捉えたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。搬送中の原稿は、給紙ローラー２０を通過してガラス板２２上を進むが、図３に示すように原稿の前端が光源３２からの光を受けると、影が生じる（網掛け部分参照）。この原稿の前端の影は、プラテン３８が透明なためそのまま投影面３６に映し出される。この投影面３６の反射光は、イメージセンサー３４に受光され、それによって生じるアナログ信号が画像処理部３５でデジタル信号に変換されてコントローラー４０へ入力される。このため、ＣＰＵ４２は、画像処理部３５から入力したデジタル信号が白色から影による暗色（灰色〜黒色）に変化したか否かを判定することにより、イメージセンサー３４が搬送中の原稿の前端の影を捉えたか否かを判定する。図４に、時間（紙送り量）とセンサー出力との関係を示すグラフを示す。図４に示すように、イメージセンサー３４の出力（画像処理部３５のデジタル信号と実質同じ）は、原稿の前端の影がイメージセンサー３４の読取位置（読取範囲）に至っていない場合には白色の投影面３６で反射された光を入力するため、出力は比較的大きな値Ｘで一定になっている。その後、時間が経過して原稿の前端の影が読取範囲に入ると、読取範囲における暗色の部分が増えていくにつれて出力は低下していき、最終的に値Ｙに至る。このため、あらかじめ閾値を値Ｘから値Ｙの間で定めておき、出力がその閾値以下になった時点で原稿の前端の影を捉えたと判定する。なお、原稿が更に搬送されてその前端が読取範囲に入ると、出力は原稿の色に応じて急激に変化する。例えば原稿が白色の場合には出力が大きくなり、原稿に文字が記載されている場合には白色と黒色が交互に並ぶため出力は変動し、原稿が黒色の場合には出力は小さくなる。

そして、イメージセンサー３４が搬送中の原稿の前端の影を捉えていなかった場合には、そのまま待機する。この場合、原稿は読取位置に向かって搬送され続ける。一方、イメージセンサー３４が搬送中の原稿の前端の影を捉えていた場合には、その時点から予め定められた第１の所定量だけ紙送りをしたか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、第１の所定量は、イメージセンサー３４が影を捉えた時点からイメージセンサー３４の読取位置までの距離Ｌ１である（図３参照）。このため、例えば原稿の搬送速度ｖで距離Ｌ１を除算して得られる時間が経過したか否かを判定することで第１の所定量だけ紙送りしたか否かを判定してもよいし、給紙ローラー２０がステップモーターにより回転駆動される場合には距離Ｌ１に相当するステップ数だけステップモーターが回転したか否かを判定することで第１の所定量だけ紙送りしたか否かを判定してもよい。

そして、イメージセンサー３４が影を捉えた時点から第１の所定量の紙送りを完了していなかった場合には、そのまま待機する。この場合、原稿は読取位置に向かって搬送され続ける。一方、イメージセンサー３４が影を捉えた時点から第１の所定量の紙送りを完了した場合には、原稿の前端が読取位置に到達したとみなし、画像処理部３５から入力したデジタル信号を画像メモリ４８に保存する（ステップＳ１３０）。その後、紙端検出センサー２６が原稿の後端を検出したか否かを判定し（ステップＳ１４０）、否定された場合には再びステップＳ１３０に戻る。一方、肯定された場合には、その時点から予め定められた第２の所定量の紙送りを完了するまで、画像処理部３５から入力したデジタル信号を画像メモリ４８に保存し続ける（ステップＳ１５０）。ここで、第２の所定量は、原稿の搬送経路における紙端検出センサー２６の設置位置からイメージセンサー３４の読取位置までの距離である。そして、ステップＳ１５０の終了後、ＡＤＦ１２の駆動を停止させ（ステップＳ１６０）、給紙トレイ１４に次の原稿が存在するか否かを判定し（ステップＳ１７０）、次の原稿が存在する場合には再びステップＳ１００に戻り、次の原稿が存在しない場合には本ルーチンを終了する。

このスキャナー１０では、イメージセンサー３４から投影面３６までの距離が長いほど、投影面３６に映し出される影が大きくなるため、原稿の前端の影を捉えやすくなる。但し、距離が長すぎると、影と影でない部分との境界がぼやけるため、影であることの判定を正確にできる範囲を実験などで適宜定め、その範囲内の上限となるようにプラテン３８の厚さ（ひいてはイメージセンサー３４から投影面３６までの距離）が設定されている。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のスキャナー１０が画像読取装置に相当し、光源３２が発光手段に相当し、イメージセンサー３４が受光手段に相当し、投影面３６が投影面に相当し、コントローラー４０が認識手段に相当する。また、プラテン３８が原稿押さえ部に相当し、コントローラー４０が原稿位置判定手段に相当する。

以上詳述したスキャナー１０によれば、投影面３６はガラス板２２の上方であってイメージセンサー３４と一定距離離れた位置に固定されているため、原稿の前端の影が投影面３６に映し出されるタイミングは原稿の厚みによらず一定になる。したがって、原稿の厚みにかかわらず原稿の前端の影を利用してその前端の位置を正確に把握することができる。

また、投影面３６は白色であり、投影面３６のうち原稿の前端の影（暗色）と影でない部分（白色）との境界が明確になるため、投影面３６に映し出される原稿の前端の影を認識しやすくなり、影を認識したか否かの判定精度が上がる。

更に、原稿の前端の影は、プラテン３８が透明なためそのまま投影面３６に映し出される。投影面３６はガラス板２２からプラテン３８の厚み分だけ離れているため、投影面３６に映し出される影は十分大きくなることからその影を認識しやすくなる。

更にまた、原稿の前端の影が認識されたあと原稿を第１の所定量だけ自動搬送したときに原稿が読取位置に到達したと判定するため、原稿の前端の影を利用して原稿が読取位置に到達したか否かを正確に把握することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、プラテン３８は断面略半円の曲面部分を有し該曲面部分で原稿を押さえる透明な部材としたが、図５に示すように、プラテン１３８は透明で弾性変形可能な回転ローラーとし、投影面１３６はその回転ローラーの白色芯棒としてもよい。この場合、原稿の前端の影は円筒面である投影面１３６に映し出されることになるが、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

上述した実施形態の画像読取処理ルーチンを、図６のフローチャートのように変形してもよい。図６のフローチャートでは、ステップＳ１１０のあと、イメージセンサー３４を構成する各撮像素子が原稿の前端の影を捉えるタイミングに差が生じたか否かを判定し（ステップＳ１１２）、差が生じていない場合には原稿が傾いていないとみなして上述したステップＳ１２０へ進み、差が生じた場合には原稿が傾いているとみなしてその差に基づいて原稿のスキュー角度（傾き角度）を導出し、該導出したスキュー角度が予め定めた許容範囲内か否かを判定する（ステップＳ１１４）。図７は、スキュー角度を説明するための平面図である。図７に示すように、原稿が傾くことなく真っ直ぐにイメージセンサー３４上を通過する場合には、原稿の前端の影がイメージセンサー３４を構成する各撮像素子に捉えられるタイミングは同一である（図７（ａ）参照）。なお、図７の撮像素子のうち網掛けされたものは影を捉えたことを示し、網掛けされていないものは影を捉えていないことを示す。一方、原稿が傾いてイメージセンサー３４上を通過する場合には、原稿の前端の影がイメージセンサー３４を構成する各撮像素子に捉えられるタイミングにはズレが生じる（図７（ｂ）参照）。そして、原稿の搬送速度が決まれば、そのタイミングのズレつまり時間差に応じてスキュー角度を導出することができる。ステップＳ１１４でスキュー角度が許容範囲内の場合には、ステップＳ１２０へ進み、許容範囲外の場合には、オペレーターにエラーを報知し（ステップＳ１１６）、本ルーチンを終了する。なお、エラーの報知は、例えば図示しないスピーカーからエラーの警告を出力したり図示しないディスプレイにエラーメッセージを表示したりする。こうした図６のフローチャートによれば、原稿の傾きの有無を正確に判定したり、スキュー角度に応じて適切な処理を実行することができる。なお、ステップＳ１１４でスキュー角度が許容範囲内の場合には、画像メモリ４８に保存した今回の画像データをスキュー角度がキャンセルされるように補正してもよい。ここで、イメージセンサー３４から投影面３６までの距離が長いほど、影が大きくなり各撮像素子が原稿の前端の影を捉えるタイミングに差が生じたか否かを正確に判定することができるため好ましい。

なお、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１２０以降の処理を省略し、ステップＳ１１２で否定判定された場合やステップＳ１１４で肯定判定された場合にはこのルーチンを終了してもよい。

上述した実施形態では、本発明の画像読取装置をスキャナー１０に具体化した例を示したが、コピー機（複写機）やファクシミリ装置、複合機の各画像読取部に本発明の画像読取装置を採用してもよい。

１０画像読取装置、１２ＡＤＦ、１４給紙トレイ、１６ピックアップローラー、１８分離ローラー、２０給紙ローラー、２２ガラス板、２４排紙ローラー、２６紙端検出センサー、３０画像取込部、３２光源、３３レンズ、３４イメージセンサー、３５画像処理部、３６投影面、３８プラテン、４０コントローラー、４２ＣＰＵ、４４ＲＯＭ、４６ＲＡＭ、４８画像メモリ、１３６投影面、１３８プラテン

Claims

透明板上を自動搬送される原稿に対して該透明板の下方に設けた発光手段が搬送方向の後方から光を照射したときの反射光を受光手段が受光することにより前記原稿上の画像を読み取る画像読取装置であって、
前記透明板の上方にて、前記受光手段と一定距離離れた位置に固定された投影面と、
前記透明板上を自動搬送される原稿の前端に前記発光手段の光が照射されたときに前記投影面に映し出される前記原稿の前端の影を前記受光手段を介して認識する認識手段と、
前記投影面と前記透明板との間に前記透明板上を自動搬送される原稿を前記透明板側に押さえる透明な原稿押さえ部と、
を備え、
前記原稿押さえ部は、透明で弾性変形可能な回転ローラーであり、
前記投影面は、該回転ローラーの白色芯棒である、
画像読取装置。
前記投影面は白色である、
請求項１に記載の画像読取装置。
請求項１又は２に記載の画像読取装置であって、
前記認識手段によって前記原稿の前端の影が認識されたあと前記原稿を所定量自動搬送したときに前記原稿が読取位置に到達したと判定する原稿位置判定手段、
を備えた画像読取装置。
前記受光手段は複数の受光素子を原稿の搬送方向と交差する方向に並べたものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像読取装置であって、
前記受光手段の各受光素子が前記原稿の前端の影を捉えるタイミングに差が生じたか否かに基づいて前記原稿の傾きの有無を判定する原稿傾き判定手段、
を備えた画像読取装置。