JP6761772B2 - 画像読取装置、原稿サイズ検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置に関し、特に、主走査方向の原稿サイズの検出技術に関する。

反射型フラットベッド方式の画像読取装置は、透明な原稿台に載置された原稿に、原稿台側から光を照射し、その反射光を読み取ることで原稿の画像情報を取得する。一般的には、光源とラインセンサとを搭載したキャリッジを副走査方向に移動させることで読取りを行なう。また、原稿台の上部には開閉式の原稿カバーが取り付けられている。

画像読取装置では、原稿の画像情報取得に先立ち、原稿サイズの検出が行なわれる。原稿サイズの検出は、主走査方向については、キャリッジで原稿の反射光を取得して判定し、副走査方向については、別途設けられたサイズ検知用反射センサを利用して判定する方法が、小型で安価な構成となるため広く用いられている。ここでは、キャリッジによる主走査方向の原稿サイズの検出に着目する。なお、原稿サイズの検出の際には、原稿の有無も検出されるため、原稿サイズの検出は、原稿有無の検出を含む概念であるとする。

原稿サイズの検出は、原稿カバーが完全に閉じられる前に行なうようにしている。具体的には、原稿カバーが大きく開いた状態から所定の角度まで閉じられたことを検知すると、キャリッジの光源をオンにして反射光を読み取る。原稿カバーが閉じきっていない状態では、原稿載置部分では反射光が強く、原稿がない部分では反射光が弱くなる。このため、主走査方向の読取信号の輝度分布に基づいて原稿サイズを検出することができる。例えば、原稿判定用の閾値を設定し、輝度が閾値を超えている領域に原稿が存在していると判定することが行なわれている。

このとき、照明や太陽等の外部光が原稿台に入射していると、読取信号の輝度分布に影響を与え、原稿サイズを誤検出するおそれがある。このため、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、光源オン時の読取りに加え、光源オフ時の読取りを行ない、前者の輝度分布から後者の輝度分布を引くことで、外部光の影響をキャンセルすることが従来から行なわれている。この手法を、光源オンオフ差分法と称するものとする。

さらに、特許文献１には、外部光が蛍光灯のような点滅周期を有する場合であってもその影響を確実にキャンセルするために、光源オフ時において、外部光の点滅周期よりも長い測定期間中の最大値を読取信号の値とすることが記載されている。

特開２００６−７４２５４号公報

図８は、画像読取装置の原稿台３００と原稿カバー３１０とを模式的に示す図である。原稿カバー３１０は、開閉軸３１２を中心に、原稿台３００に対して開閉する。原稿台３００は、透明なガラス板３０１と、フロント側突き当て板３０２、リア側突き当て板３０３を備えている。原稿台３００の裏面側には、光源とラインセンサとを搭載したキャリッジ３２０が配置されている。原稿カバー３１０は、原稿台側に、弾性を有する原稿押さえ部３１１が設けられている。

原稿押さえ部３１１は、平面を保ち、原稿サイズ検出の際に光源をオンにしたとき、光源が発する光を均一に反射することが望ましい。しかしながら、経年変化等により図９に示すように歪みやたわみが生じる場合がある。この歪み等により、原稿サイズ検出の際に光源が発する光の反射光が集中し、ラインセンサが検出する光強度（輝度）が局所的に高くなる現象が生じることがある。この高い輝度の主走査方向の位置は、原稿カバー３１０の開閉角度に依存し、原稿カバー３１０が閉じられるに従って、開閉軸３１２側であるリア側方向に移動していく。

また、図１０に示すように、原稿カバー３１０の原稿台側に凹凸が形成されているときも、原稿サイズ検出の際に光源が発する光の反射光が集中し、ラインセンサが検出する光強度が局所的に高くなる場合がある。この高い輝度の主走査方向の位置も、原稿カバー３１０が閉じられるに従って、リア側方向に移動していく。

さらには、ユーザが原稿カバー３１０を閉じる際に、光源が発する光が、腕時計やアクセサリ等に反射して、ラインセンサが検出する光強度が局所的に高くなることも起こり得る。

いずれの場合も、図１１に示すように、原稿カバー３１０が閉じられると、原稿押さえ部３１１からの反射光が主走査方向の全位置で検出されるため、局所的な輝度上昇は現われなくなる。

原稿サイズ検出において光源オン時に局所的に集中する反射光は、不要反射光であり、原稿サイズ検出の精度低下を招くおそれがある。従来技術では、光源オフ時の外部光の影響を取り除くことができるが、光源オン時の不要反射光については考慮していない。

そこで、本発明は、原稿サイズ検出の際の光源オン時に現われる不要反射光に起因する原稿サイズ検出精度の低下を防ぐことを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様である画像読取装置は、表面に原稿を載置する透明な原稿台と、前記原稿台の裏面側から表面側に光を照射する光源と、前記原稿台の表面側から裏面側に入射する光を検出するラインセンサと、前記光源のオフ状態で、前記ラインセンサによる検出を行なって、前記ラインセンサの主走査方向のオフ時輝度分布を算出するとともに、前記光源のオン状態で、前記ラインセンサによる検出を繰り返し行なって、得られた輝度値の最小値による前記主走査方向のオン時輝度分布を算出し、前記オン時輝度分布と前記オフ時輝度分布との差分に基づいて、前記主走査方向の原稿サイズを検出する原稿サイズ検出部とを備えたことを特徴とする。 これにより、原稿サイズ検出の際の光源オン時に現われる不要反射光に起因する原稿サイズ検出精度の低下を防ぐことができる。 ここで、前記原稿台の表面を覆う開閉可能な原稿カバーをさらに備え、前記原稿サイズ検出部は、前記原稿カバーが開かれた状態から所定の中角度まで閉じられたことを検知すると、前記主走査方向の原稿サイズの検出を開始してもよい。 これにより、原稿カバーが完全に閉じられる前に原稿読取指示を受けた場合であっても、原稿サイズは検出済であるため、即座に原稿読取り処理を開始することができる。 このとき、前記原稿サイズ検出部は、前記原稿カバーが前記中角度からさらに所定の小角度まで閉じられたことを検知すると、前記光源のオン状態における前記ラインセンサによる検出の繰り返しを終了してもよい。 これにより、原稿カバーが完全に閉じられるときに発生しやすい原稿ずれが原稿サイズ検出に与える影響を避けることができる。 また、前記原稿サイズ検出部は、前記得られた輝度値の最小値による前記主走査方向のオン時輝度分布の算出を、前記主走査方向の一部の領域において行ない、他の領域は輝度値の最小値以外の値を用いて前記オン時輝度分布を算出してもよい。 不要反射光の起きやすい領域について最小値による主走査方向のオン時輝度分布の算出を行なうことで、不要反射光による影響を排除するとともに、原稿ずれによる影響を排除した原稿サイズ検出を行なうことができる。 上記課題を解決するため、本発明の第２の態様である原稿サイズ検出方法は、表面に原稿を載置する透明な原稿台と、前記原稿台の裏面側から表面側に光を照射する光源と、前記原稿台の表面側から裏面側に入射する光を検出するラインセンサとを備えた画像読取装置における原稿サイズ検出方法であって、前記光源のオフ状態で、前記ラインセンサによる検出を行なって、前記ラインセンサの主走査方向のオフ時輝度分布を算出するとともに、前記光源のオン状態で、前記ラインセンサによる検出を繰り返し行なって、得られた輝度値の最小値による前記主走査方向のオン時輝度分布を算出し、前記オン時輝度分布と前記オフ時輝度分布との差分に基づいて、前記主走査方向の原稿サイズを検出することを特徴とする。 これにより、原稿サイズ検出の際の光源オン時に現われる不要反射光に起因する原稿サイズ検出精度の低下を防ぐことができる。 ここで、前記得られた輝度値の最小値による前記主走査方向のオン時輝度分布の算出と、輝度値の最小値以外の値を用いたオン時輝度分布の算出とを、前記ラインセンサの副走査方向の位置に応じて選択的に行なうようにしてもよい。 これにより、ラインセンサの副走査方向の位置に応じて不要反射光の起こりやすさが異なる場合に対応することができる。

本発明によれば、原稿サイズ検出の際の光源オン時に現われる不要反射光に起因する原稿サイズ検出精度の低下を防ぐことができる。

本実施形態に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。 表面側から見た原稿台を模式的に示す図である。 本実施形態の画像読取装置における主走査方向の原稿サイズの取得手順について説明するフローチャートである。 不要反射光の影響を排除した測定値を説明する図である。 リア側の一部の領域に最小輝度値を用いた輝度分布を適用する場合を説明する図である。 副走査方向位置と不要反射光発生との関係を説明する図である。 従来の外部光の影響をキャンセルする手法を説明する図である。 原稿台と原稿カバーとを模式的に示す図である。 原稿押さえ部の歪みによる反射光の集中を説明する図である。 原稿カバーの凹凸による反射光の集中を説明する図である。 原稿カバーが閉じたときに検出される反射光を説明する図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る反射型フラットベッド方式の画像読取装置１００の構成を示すブロック図である。本図に示すように、画像読取装置１００は、原稿台１１０、原稿カバー１１１、キャリッジ１２０、駆動機構１２４、副走査方向サイズセンサ１２６、原稿カバー角度センサ１２８、制御部１３０、通信部１４１、記憶部１４２、操作受付部１４３を備えている。

原稿台１１０は、表面に原稿を載置する透明なガラス板である。原稿カバー１１１は、原稿台１１０の表面を覆う開閉可能で光不透過の板状部材である。原稿台１１０および原稿カバー１１１の構造は、図８に示した従来の原稿台３００および原稿カバー３１０と同様とすることができる。

キャリッジ１２０は、原稿台１１０の裏面側から表面側に光を照射する光源１２１と、原稿台１１０の表面側から裏面側に入射する光を検出するラインセンサ１２２とを搭載している。検出はＲＧＢ信号別に行なうものとする。駆動機構１２４は、ステッピングモータ等によりキャリッジ１２０を副走査方向に移動させる。

なお、光源１２１あるいはラインセンサ１２２をキャリッジ１２０に搭載せずに原稿台１１０裏面に固定し、ミラー等をキャリ
ッジ１２０に搭載するようにしてもよい。

副走査方向サイズセンサ１２６は、原稿台１１０裏面側に固定された複数個の反射センサ等により、副走査方向の原稿サイズを検出する。原稿カバー角度センサ１２８は、原稿カバー１１１の開き具合を検出する。本実施形態では、一例として、全開状態から全閉状態の間に２つの角度閾値を設け、大角度状態、中角度状態、小角度状態の３つの状態のいずれかを判定するものとする。

制御部１３０は、演算処理装置、画像処理装置等から構成され、読取制御部１３１、画像処理部１３２、原稿サイズ検出部１３３を備えている。読取制御部１３１は、画像読取装置１００における画像読取り処理の制御を行なう。画像処理部１３２は、ラインセンサ１２２が読み取った画像信号に基づいた画像処理を行なう。原稿サイズ検出部１３３は、原稿台１１０に載置された原稿のサイズを検出する。主走査方向の原稿サイズの検出処理については後に詳述する。

通信部１４１は、印刷装置、ＰＣ等の外部装置と通信を行なう。記憶部１４２は、読み取った画像信号等を一時的に記憶する。操作受付部１４３は、スタートボタン、パネルスイッチ等を介してユーザからの指示を受け付ける。ユーザからの指示は、通信部１４１を介して外部装置から受け付けるようにしてもよい。

図２は、表面側から見た原稿台１１０を模式的に示す図である。裏面側には、光源１２１、ラインセンサ１２２を搭載したキャリッジ１２０が配置されている。キャリッジ１２０が伸びる方向が主走査方向であり、キャリッジ１２０の移動方向が副走査方向となる。原稿台１１０の裏面側には、２つの副走査方向サイズセンサ１２６ａ、１２６ｂも配置されている。

本実施形態では、原稿台１１０の一隅が原点として定められる。原稿は、原稿サイズ種に対応した図中の矩形状の点線が示すように、原点に角が突き当てられて載置される。主走査方向の原点側がリア側となり、反対側がフロント側となる。原稿カバー１１１の開閉軸は、リア側に副走査方向に沿って配置されている。

原稿サイズ検出部１３３は、主走査方向の原稿サイズをラインセンサ１２２が読み取った画像信号に基づいて取得し、副走査方向の原稿サイズを副走査方向サイズセンサ１２６で取得する。そして、両取得結果に基づいて原稿台１１０に載置された原稿サイズを判定する。以下では、主走査方向の原稿サイズの取得に着目して説明する。上述のように、原稿サイズの取得の際には、原稿の有無も判定される。

図３は、本実施形態の画像読取装置１００における主走査方向の原稿サイズの取得手順について説明するフローチャートである。本処理は、原稿サイズ検出部１３３の制御により行なわれる。

本実施形態では、光源オンオフ差分法を基本に主走査方向の原稿サイズを取得する。このため、原稿カバー１１１が開いている状態で原稿サイズ取得処理を行なう。

原稿サイズ検出のトリガが発生すると、光源オフによる読取りを行なう（Ｓ１０１）。この読取り期間をオフ測定期間と称する。ここで、原稿サイズ検出のトリガは、例えば、第１に、原稿カバー１１１が大角度状態で原稿読取りのスタートボタンが押下された場合とすることができる。これは、原稿読取りのために、即座に原稿サイズを検出する必要があるためである。第２に、原稿カバー１１１が大角度から中角度まで閉じられたことを検出した場合とすることができる。原稿カバー１１１が完全に閉じられる前にスタートボタンが押下された場合であっても、原稿サイズは検出済であるため、即座に原稿読取り処理を開始することができる。ただし、他のトリガを採用してもよい。

読取りは、主走査方向についての所定単位毎にＲＧＢ値を取得する。所定単位は、画素、所定長等とすることができる。ノイズの影響を除去するために、移動平均を算出して取得値としてもよい。

そして、主走査方向についての所定単位毎の輝度分布を算出して保存する（Ｓ１０２）。この輝度分布をオフ時輝度分布と称する。ここで、輝度値は、ＲＧＢ値の加重平均により求めることができ、例えば、３×Ｒ値＋６×Ｇ値＋１×Ｂ値とすることができる。なお、従来技術に記載したように、光源オフで複数回の測定を行ない、所定単位毎の最大輝度値を抽出してオフ時輝度分布を作成してもよい。

次に、光源１２１をオンにし（Ｓ１０３）、光源オンによる読取りを行なう（Ｓ１０４）。この読取り期間をオン測定期間と称する。オン測定期間でも主走査方向についての所定単位毎に輝度分布を取得する。

光源オンによる読取りは、オン測定期間が終了するまで繰り返し行なう（Ｓ１０５）。オン測定期間は、例えば、オン測定期間を開始してから所定時間が経過した場合、または原稿カバー１１１が小角度まで閉じられた場合に終了する。

そして、オン測定期間中に得られた読取り値から、所定単位毎の最小輝度値を抽出して輝度分布を作成し、オン時輝度分布として保存する（Ｓ１０６）。なお、測定毎の取得値を保存しておき、オン測定期間終了後に最小輝度値を抽出してもよいし、オン測定期間の読取り毎に、最小輝度値で輝度分布を更新するようにしてもよい。

オフ時輝度分布とオン時輝度分布が得られると、光源オンオフ差分法に従って、光源オン時輝度分布と光源オフ時輝度分布との差分を算出し（Ｓ１０７）、得られた主走査方向の輝度変化分布に基づいて原稿サイズを判定する（Ｓ１０８）。

このように、本実施形態の画像読取装置１００では、オン測定期間中の最小輝度値でオン時輝度分布を作成している。このため、図４に示すように、オン測定期間中に、原稿カバー１１１の角度の具合等による不要反射光によって一時的に輝度が上昇しても、不要反射光が原稿サイズ検出に与える影響を排除することができる。

ところで、オン測定期間中の最小輝度値でオン時輝度分布を作成することから、オン測定期間中に原稿台１１０に載置されている原稿がずれたときに、原稿領域が非原稿領域と判定されるおそれが高まることになる。これは、原稿ずれにより原稿中の暗い部分が実際よりも広く評価されるためである。

なお、処理（Ｓ１０５）において、原稿カバー１１１が小角度まで閉じられた場合にオン測定期間を終了することとしているのは、一般に、原稿カバー１１１が完全に閉じられる直前に原稿ずれが生じやすいことを考慮したものである。

一方で、不要反射光の影響は、リア側の領域で大きくなる傾向がある。これは、図６に示すように、開閉軸１１２がリア側に配置されていることから、フロント側よりもリア側において、原稿カバー１１１と原稿台１１０との距離が近くなるためである。

そこで、主走査方向について、リア側の一部の領域に上記の最小輝度値を用いたオン時輝度分布を算出し、残りのフロント側の領域については、最小輝度以外の値、例えば、平均値、最大値、１回の測定値等を用いてオン時輝度分布を作成するようにしてもよい。これにより、不要反射光による影響を排除するとともに、原稿ずれによる影響を排除した原稿サイズ検出を行なうことができる。もちろん、リア側の一部の領域に限られず、不要反射光の影響が大きくなる傾向のある任意の領域に、最小輝度値を用いたオン時輝度分布算出を適用することができる。

一般に、画像読取装置１００では、キャリッジ１２０の直上の原稿押さえ部の状態、例えば、汚れ、着色等が原稿サイズ検出精度に影響を与えることから、サービスマン等によるメンテナンス時に、原稿サイズ検出の際のキャリッジ１２０の副走査方向の位置を調整できるようになっている。

この位置調整の際に、キャリッジ１２０の副走査方向の位置に応じてオン時輝度分布の算出方法を変更できるようにしてもよい。この場合、例えば、図６に示すように、キャリッジ１２０の検知位置Ａでは、直上の原稿押さえ部１１３に歪み１１３ａが生じているため、不要反射光対策として最小輝度値を用いたオン時輝度分布を採用する。一方、キャリッジ１２０の検知位置Ｂでは、直上の原稿押さえ部１１３に歪みが生じていないため、不要反射光対策を行なわずに、最小輝度値以外の値、例えば、平均値、最大値、１回の測定値等を用いたオン時輝度分布を採用して、原稿ずれによる影響を排除することができる。どちらの算出方法を採用するかは、キャリッジ１２０の検知位置に応じてサービスマン等が設定すればよい。

なお、本発明は、光源オンオフ差分法に限られず、開閉差分法の原稿サイズ検出に適用することもできる。開閉差分法は、光源オンの状態で原稿カバー１１１の開時と閉時とで得られる輝度分布の差分に基づいて主走査方向の原稿サイズを検出する手法である。開閉差分法は、反射光が弱い濃色原稿の原稿サイズ検出精度が高いという特徴を有している。

開閉差分法に本発明を適用する場合には、光源オンの状態で原稿カバー１１１の開時に取得する輝度分布として、上述の最小輝度値を用いたオン時輝度分布とオフ時輝度分布との差分で得られる輝度分布を用いればよい。

この場合、例えば、中角度よりもさらに原稿カバー１１１が閉じられて小角度状態に移行した場合に、光源オンの状態で原稿カバー１１１の閉時の輝度分布を取得し、既に取得した原稿カバー１１１の開示の輝度分布との差分を算出し、開閉差分法による原稿サイズ検出を実行するようにしてもよい。

１００…画像読取装置、１１０…原稿台、１１１…原稿カバー、１１２…開閉軸、１１３…原稿押さえ部、１２０…キャリッジ、１２１…光源、１２２…ラインセンサ、１２４…駆動機構、１２６…副走査方向サイズセンサ、１２８…原稿カバー角度センサ、１３０…制御部、１３１…読取制御部、１３２…画像処理部、１３３…原稿サイズ検出部、１４１…通信部、１４２…記憶部、１４３…操作受付部

Claims (8)

1. 表面に原稿を載置する透明な原稿台と、 前記原稿台の裏面側から表面側に光を照射する
   光源と、 前記原稿台の表面側から裏面側に入射する光を検出するラインセンサと、 前
   記光源のオフ状態で、前記ラインセンサによる検出を行なって、前記ラインセンサの主走
   査方向のオフ時輝度分布を算出するとともに、 前記光源のオン状態で、前記ラインセン
   サによる検出をオン測定期間が終了するまで繰り返し行なって、得られた輝度値の最小値による前記主走査方向のオン時輝度分布を算出し、 前記オン時輝度分布と前記オフ時輝度分布との差分に基づいて、
   前記主走査方向の原稿サイズを検出する原稿サイズ検出部と、を備えたことを特徴とする
   画像読取装置。
2. 前記原稿台の表面を覆う開閉可能な原稿カバーをさらに備え、前記原稿サイズ検出部は、前記光源のオン状態で、前記光源が発する光の反射光であり、前記原稿カバーの開閉角度により移動する前記反射光が入らないタイミングで測定できるように前記ラインセンサによる検出を繰り返し行うことを特徴とする請求項１に画像読取装置。
   
3. 前記原稿台の表面を覆う開閉可能な原稿カバーをさらに備え、 前記原稿サイズ検出部は
   、 前記原稿カバーが開かれた状態から所定の中角度まで閉じられたことを検知すると、
   前記主走査方向の原稿サイズの検出を開始することを特徴とする請求項１に記載の画像読
   取装置。
4. 前記原稿サイズ検出部は、 前記原稿カバーが前記中角度からさらに所定の小角度まで閉
   じられたことを検知すると、前記光源のオン状態における前記ラインセンサによる検出の
   繰り返しを終了することを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
5. 前記原稿サイズ検出部は、 所定時間が経過した場合、前記光源のオン状態における前記ラインセンサによる検出の繰り返しを終了することを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
   
6. 表面に原稿を載置する透明な原稿台と、 前記原稿台の裏面側から表面側に光を照射する
   光源と、 前記原稿台の表面側から裏面側に入射する光を検出するラインセンサと、 前
   記光源のオフ状態で、前記ラインセンサによる検出を行なって、前記ラインセンサの主走
   査方向のオフ時輝度分布を算出するとともに、 前記光源のオン状態で、前記ラインセン
   サによる検出を繰り返し行なって、得られた輝度値の最小値による前記主走査方向のオン時輝度分布を算出し、 前記オン時輝度分布と前記オフ時輝度分布との差分に基づいて、
   前記主走査方向の原稿サイズを検出する原稿サイズ検出部と、を備える画像読取装置において、
   前記原稿サイズ検出部は、 前記得られた輝度値の最小値による前記主走査方向のオン時
   輝度分布の算出を、前記主走査方向の一部の領域において行ない、他の領域は輝度値の平均値、最大値、１回の測定値を用いて前記オン時輝度分布を算出することを特徴とする画像読取装置。
7. 表面に原稿を載置する透明な原稿台と、前記原稿台の裏面側から表面側に光を照射する光
   源と、前記原稿台の表面側から裏面側に入射する光を検出するラインセンサとを備えた画
   像読取装置における原稿サイズ検出方法であって、 前記光源のオフ状態で、前記ライン
   センサによる検出を行なって、前記ラインセンサの主走査方向のオフ時輝度分布を算出す
   るとともに、前記光源のオン状態で、前記ラインセンサによる検出をオン測定期間が終了するまで繰り返し行なって、得られた輝度値の最小値による前記主走査方向の
   オン時輝度分布を算出し、 前記オン時輝度分布と前記オフ時輝度分布との差分に基づい
   て、前記主走査方向の原稿サイズを検出することを特徴とする原稿サイズ検出方法。
8. 表面に原稿を載置する透明な原稿台と、前記原稿台の裏面側から表面側に光を照射する光
   源と、前記原稿台の表面側から裏面側に入射する光を検出するラインセンサとを備えた画
   像読取装置における原稿サイズ検出方法であって、 前記光源のオフ状態で、前記ライン
   センサによる検出を行なって、前記ラインセンサの主走査方向のオフ時輝度分布を算出す
   るとともに、前記光源のオン状態で、前記ラインセンサによる検出を繰り返し行なって、得られた輝度値の最小値による前記主走査方向のオン時輝度分布を算出し、 前記オン時輝度分布と前記オフ時輝度分布との差分に基づいて、前記主走査方向の原稿サイズを検出することを特徴とする原稿サイズ検出方法において、
   前記得られた輝度値の最小値による前記主走査方向のオン時輝度分布の算出と、輝度値の平均値、最大値、１回の測定値を用いたオン時輝度分布の算出とを、前記ラインセンサの副走査方向の位置に応じて選択的に行なうことを特徴とする原稿サイズ検出方法。