JP7115206B2 - 原稿サイズ検出装置、画像読取装置、画像形成装置、及び原稿サイズ検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、原稿サイズ検出装置、画像読取装置、画像形成装置、及び原稿サイズ検出方法に関する。

原稿の画像を読み取る画像読取装置において、画像全体を読み取るための本スキャンを行う前に原稿の一部を簡易的に読み取るプレスキャンを行うことにより原稿のサイズを検出するサイズ検出処理が行われている。

サイズ検出処理として、本スキャン前の所定のタイミングにおいてプレスキャンを一度だけ行う通常方式と、本スキャン前に異なる２つのタイミングにおいて二度プレスキャンを行う二段階方式とがある。二段階方式におけるプレスキャンのタイミングは、例えば、原稿を載置手段（コンタクトガラス等）に押圧する背景板が開状態のときと閉状態のとき等である。

例えば、原稿の色の違いに起因するサイズの誤判定を防止することを目的として、背景板（カバー部材）の２つの下降位置での受光信号の差分又は比率に基づいて原稿のサイズを検出する技術が開示されている（特許文献１）。

通常方式には、簡易な構成でサイズ検出処理を行えるという利点があるが、高濃度の原稿（黒色の画像面を有する原稿等）に対する検出精度を高めることが困難であるという問題がある。二段階方式には、高濃度の原稿の検出精度を向上させることができるという利点があるが、背景板の角度を検出する複数のセンサが必要になるといった問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で原稿サイズの検出精度を向上させることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、前記原稿が載置される載置手段と、前記載置手段を介して走査光を前記原稿に照射する照明手段と、前記走査光のＯＮ／ＯＦＦを切り換える切換手段と、前記走査光の照明深度を制御する照明深度制御手段と、前記載置手段を介して前記原稿からの反射光を受光することにより前記原稿の画像データを取得する読取手段と、画像読取処理を開始させるトリガ信号を受信した後、前記画像読取処理が開始される前に、前記画像データに基づいて前記サイズを検出する検出手段と、を備え、前記照明深度制御手段は、前記サイズを検出するサイズ検出時における前記走査光の照明深度を、前記原稿の画像を読み取る画像読取時における前記走査光の照明深度より浅くし、前記検出手段は、前記サイズ検出時において、前記走査光をＯＦＦにした状態で取得された第１の画像データと、前記走査光をＯＮにした状態で取得された第２の画像データとの差分に基づいて前記サイズを検出する、ことを特徴とする原稿サイズ検出装置である。

本発明によれば、簡易な構成で原稿サイズの検出精度を向上させることができる。

図１は、実施形態に係る画像読取装置のハードウェア構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係る光源部の第１の構成例を示す正面図である。 図３は、実施形態に係る光源部の第１の構成例を示す側面図である。 図４は、実施形態に係る光源部の第２の構成例を示す正面図である。 図５は、実施形態に係る光源部の第２の構成例を示す側面図である。 図６は、実施形態に係る原稿サイズ検出装置の機能構成例を示すブロック図である。 図７は、実施形態に係る原稿サイズ検出装置におけるサイズ検出処理の例を示すフローチャートである。 図８は、実施形態における消灯画像データの取得時の状態の例を示す図である。 図９は、実施形態における点灯画像データの取得時の状態の例を示す図である。 図１０は、判定閾値を比較的高く設定した場合における消灯画像データの例を示す図である。 図１１は、判定閾値を比較的高く設定した場合における点灯画像データの例を示す図である。 図１２は、判定閾値を比較的低く設定した場合における点灯画像データの例を示す図である。 図１３は、点灯画像データと消灯画像データとの差分に基づいて得られた補正画像データの例を示す図である。 図１４は、実施形態におけるサイズ検出時における画像データの取得位置の例を示す図である。 図１５は、走査光の照明深度が比較的深い場合における照度分布の例を示す図である。 図１６は、走査光の照明深度が比較的浅い場合における照度分布の例を示す図である。 図１７は、照明深度特性の違いを例示するグラフである。 図１８は、走査光の照明深度が比較的深い場合であって背景板が完全には開いていない場合における照度分布の例を示す図である。 図１９は、走査光の照明深度が比較的浅い場合であって背景板が完全には開いていない場合における照度分布の例を示す図である。 図２０は、背景板からの反射光の影響を例示するグラフである。 図２１は、実施形態に係るＬＥＤの構造例を示す図である。 図２２は、実施形態に係るＬＥＤの指向特性を示すグラフである。 図２３は、図２２に示すグラフを正規化したグラフである。 図２４は、実施形態に係る画像読取時における読取周期の例を示すチャートである。 図２５は、実施形態に係るサイズ検出時における読取周期の例を示すチャートである。 図２６は、実施形態に係る複写機の構成例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、原稿サイズ検出装置、画像読取装置、画像形成装置、及び原稿サイズ検出方法の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、及びいわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更、及び組み合わせを行うことができる。

＜画像読取装置のハードウェア構成＞
図１は、実施形態に係る画像読取装置１のハードウェア構成例を示す図である。本実施形態に係る画像読取装置１は、デジタル複写機、デジタル複合機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に搭載されるスキャナ装置である。画像読取装置１は、単体のスキャナ装置であってもよい。画像読取装置１は、画像読取の対象となる原稿２０のサイズを検出する原稿サイズ検出装置を含む。図中、Ｘ軸は主走査方向に対応し、Ｙ軸は副走査方向に対応し、Ｚ軸は高さ方向に対応する。

本実施形態に係る画像読取装置１は、図１に示すように、コンタクトガラス１１（載置手段）、第１のキャリッジ１２、第２のキャリッジ１３、レンズユニット１４、撮像素子１５、基準白板１６、スリット部１７、及びＡＤＦ（Auto Document Feeder）１８を含む。

コンタクトガラス１１は、画像読取の対象となる原稿２０が載置される透明の板状部材である。

第１のキャリッジ１２は、光源部２１及び第１のミラー２２を含み、ステッピングモータ等の適宜な駆動機構により副走査方向（Ｙ軸方向）に移動可能なユニットである。光源部２１は、走査光をコンタクトガラス１１（原稿２０）へ向けて射出するユニットであり、本実施形態ではＬＥＤ２５及び導光体２６を含む。光源部２１は、原稿２０のサイズを検出するサイズ検出処理及び原稿２０の画像の読み取るための画像読取処理を実行するための走査光を射出する。第１のミラー２２は、光源部２１から射出された走査光の反射光を第２のキャリッジ１３側へ反射させる。

図２は、実施形態に係る光源部２１の第１の構成例を示す正面図（副走査方向から見た図）である。図３は、実施形態に係る光源部２１の第１の構成例を示す側面図（主走査方向から見た図）である。本構成例に係る光源部２１は、長手方向が主走査方向に沿った直方体形状の導光体２６の下面部（コンタクトガラス１１やスリット部１７に向いた面とは反対側の面）に複数の小型のＬＥＤ２５が均等に配列されたアレイ方式のものである。各ＬＥＤ２５は、所定の電源回路から駆動電流が供給されることにより、導光体２６の内部に向けて光を射出する。各ＬＥＤ２５からの光が導光体２６を通過することにより、主走査方向に沿った線状の走査光３０がコンタクトガラス１１やスリット部１７に向けて射出される。

図４は、実施形態に係る光源部２１の第２の構成例を示す正面図である。図５は、実施形態に係る光源部２１の第２の構成例を示す側面図である。本構成例に係る光源部２１は、導光体２６の側面に１つ又は２つのＬＥＤ２５が配置されたライトガイド方式のものである。当該ＬＥＤ２５に駆動電流を供給することにより、ＬＥＤ２５からの光が導光体２６の内部に射出され、主走査方向に沿った線状の走査光３０がコンタクトガラス１１やスリット部１７に向けて射出される。

第１の構成例及び第２の構成例のどちらについても、ＬＥＤ２５の発光面からの角度が大きい射出成分が高さ方向（Ｚ軸方向）の照度に支配的な影響を与えるため、実用上十分な走査光３０を射出することができる。

図１に戻り、画像読取装置１の構成の説明を続ける。第２のキャリッジ１３は、第２のミラー２７及び第３のミラー２８を含み、ステッピングモータ等の適宜な駆動機構により副走査方向に移動可能なユニットである。第２のミラー２７は、第１のキャリッジ１２（第１のミラー２２）からの反射光を第３のミラー２８へ反射させる。第３のミラー２８は、第２のミラー２７からの反射光をレンズユニット１４へ反射させる。

レンズユニット１４は、第２のキャリッジ１３（第３のミラー２８）からの反射光を集光する。

撮像素子１５は、ＣＭＯＳカラーイメージセンサ等であり、レンズユニット１４により集光された反射光を受光して光電変換する。

基準白板１６は、光源部２１から走査光３０が照射された場合に、基準となる光を反射させるための白色の板状部材である。基準白板１６からの反射光を光電変換した画像データは、シェーディング補正、後述するサイズ検出処理等に利用される。

スリット部１７は、コンタクトガラス１１と同様に透明の板状部材から構成される部分である。ＡＤＦ１８を用いた読取処理時おいては、スリット部１７を介して原稿２０への走査光３０の照射及び原稿２０からの反射光の受光が行われる。

ＡＤＦ１８は、複数枚の原稿２０からなる原稿束２０Ａから原稿２０を一枚ずつ読み取る際に利用される装置である。ＡＤＦ１８の下面部には、原稿２０をコンタクトガラス１１に押圧する背景板４０が設けられている。ＡＤＦ１８は、ヒンジ等の適宜な連結部材を介して画像読取装置１の筐体２９に連結される。ＡＤＦ１８は、載置台３１、給紙ローラ３２，３３、及び排紙部３４を含む。給紙ローラ３２，３３が回転することにより、載置台３１に載置された原稿束２０Ａから原稿２０が１枚ずつ分離されスリット部１７へ送られる。スリット部１７を通過した原稿２０は、排紙部３４に順次排紙される。

原稿２０をコンタクトガラス１１上に載置して原稿２０の画像を読み取る通常の画像読時には、光源部２１が走査光を射出しながら、第１のキャリッジ１２及び第２のキャリッジ１３がステッピングモータ等により副走査方向に移動する。このとき、コンタクトガラス１１から撮像素子１５までの光路長を一定に維持するために、第２のキャリッジ１３は第１のキャリッジ１２の１／２の速度で移動する。

走査光３０が原稿２０の画像面に照射されると、画像面からの反射光が第１のミラー２２、第２のミラー２７、第３のミラー２８、及びレンズユニット１４を経由して撮像素子１５において結像される。撮像素子１５は、受光（結像）した反射光を画素毎に光電変換する。光電変換された信号は、デジタル信号に変換される。このように原稿２０の画像が読み取られ、デジタルの画像データが取得される。

原稿２０をＡＤＦ１８により自動給送して読み取る場合には、第１のキャリッジ１２及び第２のキャリッジ１３がスリット部１７の下側へ移動する。その後、載置台３１に載置された原稿束２０Ａから原稿２０が１枚ずつ矢印Ａ方向（副走査方向）に自動給送され、スリット部１７の位置において原稿２０の画像面が走査される。

このとき、自動給送される原稿２０の画像面に第１のキャリッジ１２の光源部２１から射出された走査光３０が照射され、上記通常の画像読取時と同様に原稿２０の画像が読み取られ、デジタルの画像データが取得される。画像の読み取りが完了した原稿２０は、排紙部３４に排出される。

＜原稿サイズ検出装置の機能構成＞
図６は、実施形態に係る原稿サイズ検出装置１０１の機能構成例を示すブロック図である。原稿サイズ検出装置１０１は、上記画像読取装置１に備えられ、画像読取処理が開始される前に原稿２０のサイズを検出するサイズ検出処理を行う。原稿サイズ検出装置１０１は、照明部１１１（照明手段）、照明制御部１１２、読取部１１３（読取手段）、及び検出部１１４（検出手段）を含む。

照明部１１１は、原稿２０のサイズを検出するために走査光３０を原稿２０に照射する機構である。照明部１１１は、光源部２１等から構成される。

照明制御部１１２は、照明部１１１を制御する機構である。照明制御部１１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵを制御するプログラム、電源回路、その他各種のロジック回路等の協働により構成される。照明制御部１１２は、ＯＮ／ＯＦＦ切換部１２１（切換手段）及び照明深度制御部１２２（照明深度制御手段）を含む。

ＯＮ／ＯＦＦ切換部１２１は、コンタクトガラス１１上に載置された原稿２０のサイズを検出するサイズ検出時において、走査光３０の点灯（ＯＮ）及び消灯（ＯＦＦ）を切り換える。

照明深度制御部１２２は、照明部１１１（光源部２１）の照明深度特性をサイズ検出時と画像読取時とで変化させる。照明深度特性とは、コンタクトガラス１１の上方の空間における走査光３０の照度分布に関する特性である。本実施形態に係る照明深度制御部１２２は、サイズ検出時における照明深度を画像読取時における照明深度より浅くする（照明深度特性を悪化させる）。照明深度特性を変化させる方法は特に限定されるものではないが、例えば光源部２１を構成するＬＥＤ２５に供給される駆動電流を変化させる方法等であり得る。照明深度が浅い、とは、コンタクトガラス１１からの高さの変化に応じた照度の変化が大きいことをいい、照明深度が深い、とは、コンタクトガラス１１からの高さの変化に応じた照度の変化が小さいことをいう。照明深度が浅くなるように照明深度特性を変化させることを、照明深度を悪化させる、と表現する場合がある。

読取部１１３は、コンタクトガラス１１を透過して画像読取装置１の筐体２９内に入射される入射光を受光することにより、画像データを取得する機構である。入射光には、コンタクトガラス１１上に載置された原稿２０からの反射光、及びコンタクトガラス１１の原稿２０が載置されていない部分から入射された外光（外乱光）が含まれる。読取部１１３は、第１～第３のミラー２２，２７，２８、レンズユニット１４、撮像素子１５、ＡＤ変換回路、その他の適宜なロジック回路等の協働により構成される。

検出部１１４は、読取部１１３により取得された画像データに基づいて、原稿２０のサイズを検出する機構である。検出部１１４は、ＣＰＵ、ＣＰＵを制御するプログラム、各種ロジック回路等の協働により構成される。検出部１１４は、幅検出部１３１及び閾値変更部１３２を含む。

幅検出部１３１は、読取部１１３により取得された画像データに基づいて、コンタクトガラス１１上に載置された原稿２０の幅、すなわち原稿２０の主走査方向（Ｘ軸方向）の長さを検出する。検出された幅を示す情報は、原稿２０の全体的なサイズや形状（例えばＡ４、Ｂ５等）を特定するために利用される。

閾値変更部１３２は、サイズ検出（幅検出）時において、コンタクトガラス１１上に原稿２０が存在するか否かを判定するための画像データレベルの閾値（以下、判定閾値と称する）を、通常時（例えば画像読取時）よりも低くする。判定閾値を低く設定することにより、高濃度の画像面を有する原稿２０を検出しやすくなる。高濃度の画像面とは、例えば黒色等の吸光度の高い色彩を有する画像面である。

＜原稿サイズ検出装置におけるサイズ検出処理＞
図７は、実施形態に係る原稿サイズ検出装置１０１におけるサイズ検出処理の例を示すフローチャートである。原稿２０のサイズを検出するためのサイズ検出処理は、通常、原稿２０の画像を読み取るための画像読取処理を開始する前に実行される。

サイズ検出処理が開始されると、照明制御部１１２のＯＮ／ＯＦＦ切換部１２１は、照明部１１１を制御して走査光３０を消灯させる（Ｓ１０１）。読取部１１３は、走査光３０が消灯された状態で画像データを取得する（Ｓ１０２）。以下、走査光３０が消灯された状態で取得された画像データを消灯画像データ（第１の画像データ）と称する。

図８は、実施形態に係るおける消灯画像データの取得時の状態の例を示す図である。このとき、読取部１１３は、ＯＮ／ＯＦＦ切換部１２１により光源部２１がＯＦＦにされた状態で画像データ（消灯画像データ）を取得する。このとき、外乱光４１が存在する場合には、消灯画像データに外乱光４１に対応する値が含まれることとなる。

図７に戻り、サイズ検出処理の説明を続ける。その後、照明制御部１１２の照明深度制御部１２２が、走査光３０の照明深度が画像読取時より浅くなるように照明部１１１を制御し（Ｓ１０３）、ＯＮ／ＯＦＦ切換部１２１が照明部１１１を制御して走査光３０を点灯させる（Ｓ１０４）。読取部１１３は、画像読取時より浅い照明深度の走査光３０が点灯された状態で画像データを取得する（Ｓ１０５）。なお、照明深度の制御（Ｓ１０３）の実施タイミングは上記に限られるものではなく、点灯画像データの取得（Ｓ１０５）より前であればよい。以下、走査光３０が点灯された状態で取得された画像データを点灯画像データ（第２の画像データ）と称する。

図９は、実施形態における点灯画像データの取得時の状態の例を示す図である。このとき、ＯＮ／ＯＦＦ切換部１２１により光源部２１がＯＮにされ、且つ照明深度制御部１２２が走査光３０の照明深度を画像読取時より浅くする。読取部１１３は、画像読取時より浅い照明深度の走査光３０が点灯している状態で画像データ（点灯画像データ）を取得する。このとき、原稿２０及び外乱光４１が存在する場合には、点灯画像データに原稿２０からの反射光に対応する値と外乱光４１に対応する値とが含まれることとなる。

図７に戻り、サイズ検出処理の説明を続ける。その後、検出部１１４の幅検出部１３１は、点灯画像データと消灯画像データとの差分に基づいて、外乱光４１の影響を除去した補正画像データを取得する（Ｓ１０６）。検出部１１４の閾値変更部１３２は、コンタクトガラス１１上に原稿２０が存在していると判定するための判定閾値を、通常時（例えば画像読取時）より低下させる（Ｓ１０７）。幅検出部１３１は、ステップＳ１０６において取得された補正画像データ及びステップＳ１０７において低下された判定閾値を用いて原稿２０の幅（主走査方向の長さ）を検出する（Ｓ１０８）。検出部１１４は、検出された原稿２０の幅に基づいて、原稿２０の全体的なサイズを検出する（Ｓ１０９）。

＜判定閾値について＞
図１０は、判定閾値Ｖｔｈを比較的高く設定した場合における消灯画像データの例を示す図である。このとき、光源部２１から走査光３０が射出されていないため、原稿２０が存在している領域（原稿有り領域）の画像データレベルは略０となる。また、原稿２０が存在していない領域（原稿無し領域）からコンタクトガラス１１を介して筐体２９内に入射してくる外乱光４１による画像データレベルが上昇する。このとき、図１０に示すように、判定閾値Ｖｔｈが比較的高い値に設定されていれば、外乱光４１による原稿無し領域の画像データレベルが判定閾値Ｖｔｈを超え難くなる。これにより、原稿無し領域に原稿２０が存在していると誤判定される可能性を低減させることができる。

図１１は、判定閾値Ｖｔｈを比較的高く設定した場合における点灯画像データの例を示す図である。このとき、原稿２０からの反射光により原稿有り領域の画像データレベルが上昇する。しかし、原稿２０の画像面の濃度が高い場合には、原稿有り領域の画像データレベルは比較的小さくなり、外乱光４１による原稿無し領域の画像データレベルより小さくなる場合がある。このような場合、図１１に示すように、原稿有り領域の画像データレベルが判定閾値Ｖｔｈを超えず、原稿２０が検出されなくなる。

図１２は、判定閾値Ｖｔｈを比較的低く設定した場合における点灯画像データの例を示す図である。このように、判定閾値Ｖｔｈを比較的低く設定することにより、原稿有り領域の画像データレベルが判定閾値Ｖｔｈを超えやすくなるため、高濃度の画像面を有する原稿２０を検出しやすくなる。しかし、原稿無し領域の画像データレベルも同様に判定閾値Ｖｔｈを超えやすくなるため、原稿無し領域に原稿２０があると誤判定する可能性が高くなる。

このように、判定閾値Ｖｔｈを比較的高く設定することで、外乱光４１の影響を低減させることができるが、高濃度の画像面を有する原稿２０の検出精度が低下する。一方、判定閾値Ｖｔｈを比較的低く設定することで、高濃度の画像面を有する原稿２０の検出精度を向上させることができるが、外乱光４１による影響を受けやすくなる。そこで、判定閾値Ｖｔｈを比較的低く設定しつつ、外乱光４１の影響を低減できるようにするために、本実施形態においては点灯画像データと消灯画像データとの差分を利用する。

＜点灯画像データと消灯画像データとの差分に基づく外乱光の影響の除去＞
外乱光４１による影響は、走査光３０を点灯させた状態で取得される点灯画像データと、走査光３０を消灯させた状態で取得される消灯画像データとの差分に基づいて除去することができる。

図１３は、点灯画像データ１５１と消灯画像データ１５２との差分に基づいて得られた補正画像データ１６１の例を示す図である。図１３において、走査光３０を点灯させた状態で取得した点灯画像データ１５１と、走査光３０を消灯させた状態で取得した消灯画像データ１５２と、点灯画像データ１５１のレベル値から消灯画像データ１５２のレベル値を減算して得られた補正画像データ１６１が示されている。外乱光４１による画像データレベルの上昇は、点灯画像データ１５１及び消灯画像データ１５２の両方に現れるため、両データ１５１，１５２の差分をとることで外乱光４１による画像データレベルを除去することができる。このような処理により、原稿無し領域における外乱光４１の影響を除去した補正画像データ１６１を得ることができる。

＜画像データの取得位置＞
外乱光４１の強度は、コンタクトガラス１１上の位置によって異なる場合がある。そのため、消灯画像データを取得する位置と点灯画像データを取得する位置とが一致していることが好ましい。

図１４は、実施形態におけるサイズ検出時における画像データの取得位置７０の例を示す図である。図１４において、外乱光４１の矢印の長さは外乱光４１の強度を表している。このように、外乱光４１の強度はコンタクトガラス１１上の位置に応じて変動する場合がある。そこで、本実施形態に係る消灯画像データ及び点灯画像データは、第１のキャリッジ１２の副走査方向（Ｙ軸方向）の移動範囲内における一定の位置である取得位置７０において取得される。

＜照明深度について＞
本実施形態においては、サイズ検出時における走査光３０の照明深度を画像読取時より浅くすることにより、原稿サイズの検出精度の更なる向上が図られている。

図１５は、走査光３０の照明深度が比較的深い場合における照度分布の例を示す図である。図１６は、走査光３０の照明深度が比較的浅い場合における照度分布の例を示す図である。ここでは、背景板４０（ＡＤＦ１８の下面）が完全に開かれた状態が示されている。

図１５に示すように、照明深度が深い場合には、コンタクトガラス１１の表面から上方にかなり離れた位置まで走査光３０が届く。すなわち、図１５に示す状態においては、コンタクトガラス１１の表面からかなり離れた位置にある物体からの反射光が受光される。一方、図１６に示すように、照明深度が浅い場合には、コンタクトガラス１１の表面から上方に離れた位置には走査光３０がほとんど届かない。すなわち、図１６に示す状態においては、コンタクトガラス１１の表面から離れた位置にある物体からの反射光はほとんど受光されない。

図１７は、照明深度特性の違いを例示するグラフである。図１７に示すグラフの横軸は、コンタクトガラス１１からの高さを示し、縦軸は、コンタクトガラス１１の表面での照度を１とした場合における照度比率を示している。特性Ａは、図１５に示すように照明深度が比較的深い場合における高さと照度比率との関係を示し、特性Ｂは、図１６に示すように照明深度が比較的浅い場合における高さと照明比率との関係を示している。図１７に示すように、高さの変化量に対する照度比率（照度）の変化量は、特性Ａ（照明深度が深い場合）より特性Ｂ（照明深度が浅い場合）の方が大きくなる。

特性Ａのように、照明深度が深い走査光３０を利用する場合には、コンタクトガラス１１から離れた高い位置に存在する物体の反射光を受光することができるため、例えば立体的な物体を読み取る場合等に有利となる。しかし、照明深度が深い走査光３０を利用してコンタクトガラス１１上に載置されている原稿２０のサイズを検出しようとする場合、コンタクトガラス１１の上方の空間に存在する背景板４０等の物体の反射光がノイズとして受光されてしまうため、原稿サイズの検出精度が低下してしまう場合がある。

図１８は、走査光３０の照明深度が比較的深い場合であって背景板４０が完全には開いていない場合における照度分布の例を示す図である。図１９は、走査光３０の照明深度が比較的浅い場合であって背景板４０が完全には開いていない場合における照度分布の例を示す図である。

図１８に示すように、照明深度が深い走査光３０を利用すると、背景板４０からの反射光の強度が強くなるため、原稿サイズの検出精度が低下する場合がある。一方、図１９に示すように、照明深度が浅い走査光３０を利用すると、背景板４０からの反射光はほとんど検出されなくなるため、原稿サイズの検出精度を向上させることができる。

図２０は、背景板４０からの反射光の影響を例示するグラフである。図２０に示すグラフの横軸は、コンタクトガラス１１の主走査方向の始点（図１８及び図１９中左側の端部）からの距離を示し、縦軸は、反射光の画像データレベルを示している。特性Ａの場合、背景板４０からの反射光の画像データレベルは、始点から１５０ｍｍ辺りまで判定閾値Ｖｔｈを超えている。そのため、始点から１５０ｍｍ辺りまでの区間に原稿２０が存在すると誤判定される可能性がある。一方、特性Ｂの場合、背景板４０からの反射光の画像データレベルは、始点から終点（３００ｍｍ）までの全体を通して判定閾値Ｖｔｈを超えていない。従って、特性Ｂに対応する照明深度で走査光３０を射出することにより、背景板４０からの反射光に起因する誤判定を抑制することができる。

上記のように、サイズ検出時における走査光３０の照明深度を画像読取時より浅くすることにより、背景板４０等の原稿２０以外の物体からの反射光に起因する誤判定を抑制することができ、原稿サイズの検出精度を更に向上させることが可能となる。

＜サイズ検出処理の開始＞
上記のようなサイズ検出処理は、様々なタイミングで開始させることが可能なものであるが、例えば、背景板４０を閉じる動作においてコンタクトガラス１１と背景板４０とのなす角度が所定の角度となったことをトリガして開始させてもよい。この場合、背景板４０（ＡＤＦ１８）の角度を検出する１つのセンサからの検出信号を利用することができる。

また、サイズ検出処理は、画像読取処理の実行が要求された後、画像読取処理が開始される前に行われてもよい。この場合、例えば、ユーザによるコピー開始操作、外部ＰＣ（Personal Computer）からのコピー開始指示信号等の受信をトリガしてサイズ検出処理を開始すればよい。

＜基準白板の利用＞
光源部２１が射出する走査光３０の光量（強度）は、光源部２１の構造や環境条件（温度等）に応じて変動する場合がある。このような変動が生じた場合、上記のように取得された消灯画像データ及び点灯画像データをそのまま用いても、原稿サイズの検出精度を保証できない可能性がある。このような場合には、基準白板１６からの反射光に基づいて取得される基準画像データ（第３の画像データ）を利用して、点灯画像データを正規化（補正）することが好ましい。これにより、常に一定の画像データレベルで原稿２０の有無を判定することができる。

先ず、基準画像データによる正規化を行わない場合の例を示す。以下は、走査光３０の光量が変動していない場合における消灯画像データレベル、点灯画像データレベル、判定閾値、及び原稿有無判定結果の一例である。
・消灯画像データレベル：０／２５５（黒）
・点灯画像データレベル：１０／２５５（高濃度原稿）
・判定閾値：７／２５５
・（点灯画像データレベル）－（消灯画像データレベル）＝１０：原稿有り判定

熱により走査光３０の光量が１／２に低下した場合、各値は例えば以下のように変化する。
・消灯画像データレベル：０／２５５（黒）
・点灯画像データレベル：５／２５５（高濃度原稿）
・判定閾値：７／２５５
・（点灯画像データレベル）－（消灯画像データレベル）＝５：原稿無し判定

上記のように、基準画像データによる正規化を行わない場合、走査光３０の光量低下により原稿２０の有無判定が変化してしまう可能性が生じる。

次に、基準画像データを利用して点灯画像データを正規化する場合の例を示す。以下は、走査光３０の光量が変動していない場合における消灯画像データレベル、点灯画像データレベル、基準画像データレベル、判定閾値、白レベル目標値、及び原稿有無判定結果の一例である。
・消灯画像データレベル：０／２５５（黒）
・点灯画像データレベル：１０／２５５（高濃度原稿）
・基準画像データレベル：２００／２５５（基準白板１６を読み取った値）
・判定閾値：７／２５５
・白レベル目標値：２００／２５５（予め設定された値）
・｛（点灯画像データレベル）－（消灯画像データレベル）｝／（基準画像データレベル）＊（白レベル目標値）＝（１０－０）／２００＊２００＝１０：原稿有り判定

熱により走査光３０の光量が１／２に低下した場合、各値は例えば以下のようになる。
・消灯画像データレベル：０／２５５（黒）
・点灯画像データレベル：５／２５５（高濃度原稿）
・基準画像データレベル：１００／２５５（基準白板１６を読み取った値）
・判定閾値：７／２５５
・白レベル目標値：２００／２５５（予め設定された値）
・｛（点灯画像データレベル）－（消灯画像データレベル）｝／（基準画像データレベル）＊（白レベル目標値）＝（５－０）／１００＊２００＝１０：原稿有り判定

上記のように、基準画像データによる正規化を行う場合、走査光３０の光量に変動があっても、原稿有無判定結果を一致させることができる。

＜ＬＥＤの構造＞
図２１は、実施形態に係るＬＥＤ２５の構造例を示す図である。ここで例示するＬＥＤ（ＬＥＤチップ）２５は、パッケージ６１、青色ＬＥＤ６２、黄色蛍光体６３、リフレクタ６４、及び基板６５を含む。ＬＥＤ２５は、駆動電流が基板６５を介して青色ＬＥＤ６２に供給されることにより光Ｌを射出する。青色ＬＥＤ６２の発光面に対して垂直な方向と光Ｌの射出方向とのなす角度を射出角度θとする。本例に係るＬＥＤ２５は、駆動電流に応じて指向性（射出角度θと光Ｌの強度との関係）が変化する特性を有している。

図２２は、実施形態に係るＬＥＤ２５の指向特性を示すグラフである。図２３は、図２２に示すグラフを正規化したグラフである。図２２及び図２３に示すグラフの横軸は射出角度θを示し、縦軸は光Ｌの絶対強度を示している。図２２及び図２３のそれぞれには、駆動電流が比較的大きい場合における射出角度θと絶対強度との関係（実線）、及び駆動電流が比較的小さい場合における射出角度θと絶対強度との関係（破線）が示されている。図２３は、図２２に示す駆動電流大／小の２つのデータの最高強度を１．０に正規化したものである。

図２２及び図２３には、駆動電流の変化に応じて光Ｌの指向特性が変化すること、具体的には、駆動電流が減少すると指向性が強くなることが示されている。ＬＥＤ２５の指向性が強くなると、照明深度特性が悪化する。従って、サイズ検出時における駆動電流を画像読取時における駆動電流より小さくすることにより、サイズ検出時における走査光３０の照明深度を画像読取時より浅くすることができる。なお、ここでは青色ＬＥＤ６２と黄色蛍光体６３との組み合わせた白色ＬＥＤを例示したが、光源部２１に使用されるＬＥＤの構成はこれに限られるものではない。例えば、紫外ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせたＬＥＤ等を利用することもできる。

＜サイズ検出時における読取周期＞
本実施形態においては、通常、サイズ検出時における走査光３０の光量が画像読取時における走査光３０の光量より小さくなる。例えば、上記のような構成を有するＬＥＤ２５を利用する場合には、サイズ検出時における走査光３０の光量が画像読取時における走査光３０の光量より小さくなる。サイズ検出時においてはユーザが想定しないタイミングで走査光３０が点灯するため、走査光３０の光量が小さいということは、ユーザに与える不快感を軽減するという点では有利である。しかし、走査光３０の光量が減少すれば、単位時間あたりに撮像素子１５により取得されるデータ量も減少する。

そこで、サイズ検出時における読取周期（撮像素子１５の受光期間）を、画像読取時における読取周期より長くすることが好ましい。

図２４は、実施形態に係る画像読取時における読取周期の例を示すチャートである。図２５は、実施形態に係るサイズ検出時における読取周期の例を示すチャートである。図２４及び図２５において、走査光３０の光量と読取周期と撮像素子１５の出力信号との関係が例示されている。

本例では、画像読取時における光量が２００００ｌｘであり、サイズ検出時における光量が１００００ｌｘである。そして、サイズ検出時における読取周期は、画像読取時における読取周期の２倍となっている。このように、走査光１０の光量の減少を補うように読取周期（受光時間）を増加させることにより、サイズ検出時においても画像読取時における出力信号と同等レベルの出力信号を取得することが可能となる。

＜画像形成装置の構成＞
図２６は、実施形態に係る複写機２０１の構成例を示す図である。複写機２０１は、上記画像読取装置１及び上記原稿サイズ検出装置１０１を含む画像形成装置の一例である。複写機２０１は、画像読取装置１、給紙部２１１、及び画像形成部２１２を含む。

給紙部２１１は、サイズの異なる記録紙（記録媒体）を収納する給紙カセット２２１，２２２と、給紙カセット２２１，２２２に収納された記録紙を画像形成部２１２の画像形成位置まで搬送する各種ローラからなる給紙手段２２３とを有する。

画像形成部２１２は、露光装置２３１と、感光体ドラム２３２と、現像装置２３３と、転写ベルト２３４と、定着装置２３５とを有する。画像形成部２１２は、画像読取装置１により読み取られた原稿２０の画像データに基づいて、露光装置２３１により感光体ドラム２３２を露光して感光体ドラム２３２に潜像を形成し、現像装置２３３により感光体ドラム２３２に異なる色のトナーを供給して現像するようになっている。そして、画像形成部２１２は、転写ベルト２３４により感光体ドラム２３２に現像された像を給紙部２１１から供給された記録紙に転写した後、定着装置２３５により記録紙に転写されたトナー画像のトナーを溶融して、記録紙にカラー画像を定着するようになっている。

以上のように、本実施形態によれば、サイズ検出時において、走査光３０を消灯させた状態で取得した消灯画像データと、画像読取時より浅い照明深度の走査光３０を用いて取得した点灯画像データとの差分に基づいて外乱光４１の影響を除去する。これにより、原稿２０が存在すると判定するための判定閾値Ｖｔｈを比較的低く設定しても外乱光４１の影響を十分に除去することが可能となり、高濃度の画像面を有する原稿２０であっても高精度でサイズを検出することが可能となる。

上記実施形態に係る原稿サイズ検出装置の機能を実現するプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。また、プログラムを、インターネット等のネットワークに接続された他のコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、プログラムをネットワーク経由で提供又は配布するように構成してもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。この新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更、及び組み合わせを行うことができる。この実施形態及びその変形は発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 画像読取装置
１１ コンタクトガラス（載置手段）
１２ 第１のキャリッジ
１３ 第２のキャリッジ
１４ レンズユニット
１５ 撮像素子
１６ 基準白板
１７ スリット部
１８ ＡＤＦ
２０ 原稿
２０Ａ 原稿束
２１ 光源部
２２ 第１のミラー
２５ ＬＥＤ
２６ 導光体
２７ 第２のミラー
２８ 第３のミラー
２９ 筐体
３０ 走査光
３１ 載置台
３２，３３ 給紙ローラ
３４ 排紙部
４０ 背景板
４１ 外乱光
６１ パッケージ
６２ 青色ＬＥＤ
６３ 黄色蛍光体
６４ リフレクタ
６５ 基板
７０ 取得位置
１０１ 原稿サイズ検出装置
１１１ 照明部（照明手段）
１１２ 照明制御部
１１３ 読取部（読取手段）
１１４ 検出部（検出手段）
１２１ ＯＮ／ＯＦＦ切換部（切換手段）
１２２ 照明深度制御部（照明深度制御手段）
１３１ 幅検出部
１３２ 閾値変更部
１５１ 点灯画像データ（第２の画像データ）
１５２ 消灯画像データ（第１の画像データ）
１６１ 補正画像データ
２０１ 複写機（画像形成装置）
２１１ 給紙部
２１２ 画像形成部
２２１，２２２ 給紙カセット
２２３ 給紙手段
２３１ 露光装置
２３２ 感光体ドラム
２３３ 現像装置
２３４ 転写ベルト
２３５ 定着装置
Ｌ 光
Ｖｔｈ 判定閾値
θ 射出角度

特許第５２９３５２４号公報

Claims (10)

1. 原稿が載置される載置手段と、
   前記載置手段を介して走査光を前記原稿に照射する照明手段と、
   前記走査光のＯＮ／ＯＦＦを切り換える切換手段と、
   前記走査光の照明深度を制御する照明深度制御手段と、
   前記載置手段を介して前記原稿からの反射光を受光することにより前記原稿の画像データを取得する読取手段と、
   画像読取処理を開始させるトリガ信号を受信した後、前記画像読取処理が開始される前に、前記画像データに基づいて前記原稿のサイズを検出する検出手段と、
   を備え、
   前記照明深度制御手段は、前記サイズを検出するサイズ検出時における前記走査光の照明深度を、前記原稿の画像を読み取る画像読取時における前記走査光の照明深度より浅くし、
   前記検出手段は、前記サイズ検出時において、前記走査光をＯＦＦにした状態で取得された第１の画像データと、前記走査光をＯＮにした状態で取得された第２の画像データとの差分に基づいて前記サイズを検出する、
   原稿サイズ検出装置。
2. 前記走査光は、前記原稿の主走査方向に沿った線状の光であり、
   前記検出手段は、前記原稿の主走査方向の幅を検出する、
   請求項１に記載の原稿サイズ検出装置。
3. 前記照明手段は、ＬＥＤを含み、
   前記照明深度制御手段は、前記サイズ検出時における前記ＬＥＤの駆動電流を前記画像読取時における前記ＬＥＤの駆動電流よりも小さくする、
   請求項１又は２に記載の原稿サイズ検出装置。
4. 前記検出手段は、前記載置手段と前記載置手段を覆う背景部材とのなす角度が所定の角度となったときに前記サイズを検出するための処理を開始する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の原稿サイズ検出装置。
5. 前記読取手段は、前記第１の画像データ及び前記第２の画像データを副走査方向上の同一箇所において取得する、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の原稿サイズ検出装置。
6. 基準となる色を有する基準色部材、
   を更に備え、
   前記照明手段は、前記基準色部材に前記走査光を照射し、
   前記読取手段は、前記基準色部材からの反射光を受光することにより基準となる第３の画像データを取得し、
   前記検出手段は、前記第３の画像データに基づいて前記第２の画像データを補正する、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の原稿サイズ検出装置。
7. 前記サイズ検出時における走査光の光量は、前記画像読取時における走査光の光量より小さく、
   前記サイズ検出時における反射光の受光時間は、前記画像読取時における反射光の受光時間より長い、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の原稿サイズ検出装置。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の原稿サイズ検出装置と、
   前記原稿サイズ検出装置によりサイズが検出された原稿の画像を読み取る手段と、
   を備える画像読取装置。
9. 請求項１～７のいずれか１項に記載の原稿サイズ検出装置と、
   前記原稿サイズ検出装置によりサイズが検出された原稿の画像を読み取る画像読取装置と、
   前記画像読取装置により読み取られた画像を記録媒体に複写する手段と、
   を備える画像形成装置。
10. 載置手段に原稿を載置する工程と、
    前記載置手段を介して走査光を前記原稿に照射する工程と、
    前記走査光のＯＮ／ＯＦＦを切り換える工程と、
    前記走査光の照明深度を制御する工程と、
    前記載置手段を介して前記原稿からの反射光を受光することにより前記原稿の画像データを取得する工程と、
    画像読取処理を開始させるトリガ信号を受信した後、前記画像読取処理が開始される前に、前記画像データに基づいて前記原稿のサイズを検出する工程と、
    前記サイズを検出するサイズ検出時における前記走査光の照明深度を、前記原稿の画像を読み取る画像読取時における前記走査光の照明深度より浅くする工程と、
    前記サイズ検出時において、前記走査光をＯＦＦにした状態で取得された第１の画像データと、前記走査光をＯＮにした状態で取得された第２の画像データとの差分に基づいて前記サイズを検出する工程と、
    を含む原稿サイズ検出方法。

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