JP7335550B2 - 画像読取装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置および画像形成装置に関する。

画像形成装置には、受光素子を用いて用紙などの記録媒体に形成された画像を光学的に読み取る画像読取装置が設けられる。画像読取装置に設けられた用紙を照らす照明部は、経時で光量の低下が発生するため、読取レベルの変動を抑制するために、基準となる白板などを用いて読取レベルや光量を補正することが既になされている。

例えば特許文献１（特開２００３－２４４４０８号公報）の画像読取装置は、原稿の読み取り位置に設けられ、その表面上を原稿が移動するシートスルーガラスと、シートスルーガラスの表面上で、原稿の幅方向一端側の画像読取領域外に設けられる副走査白色基準板等を有する。原稿上の画像読み取り時に、副走査白色基準板を読み取り、この読み取りデータに基づいて、画素毎の出力レベルのゲイン調整を行っている。

特許文献１の発明では、幅方向端部側の読取レベルの変動にしか対応できないという課題があった。

上記の課題を解決するため、本発明は、背景部材と、前記背景部材に対向する照明部と、記録媒体からの反射光を受けて画像を読み取る読取部とを備えた画像読取装置であって、主走査方向の記録媒体の中央位置の側を主走査方向中央側、当該中央位置に対する主走査方向の画像読取装置の端部の側を主走査方向端部側とすると、前記背景部材は、低反射領域と、前記主走査方向の記録媒体が通過する領域内であって、前記低反射領域よりも前記主走査方向中央側に設けられ、前記低反射領域よりも反射率の高い基準部と、を有し、前記低反射領域よりも反射率の高い第２の基準部が、前記主走査方向の前記低反射領域よりも端部側で、装置が対応する最大幅の記録媒体の通過領域よりも外側に設けられることを特徴とする。

本発明の画像読取装置は、背景部材の所定の領域である幅方向中央部での読取レベルの変動に対応することができる。

本実施形態の印刷システムの概略構成図である。 本実施形態の用紙読取装置の概略構成図である。 リボルバの斜視図である。 リボルバの斜視断面図である。 リボルバの正面図である。 リボルバの幅方向端部側を示す斜視図である。 読み取り動作の手順を示すフローチャートである。 照明部の主走査方向の照度分布を示す図である。 リボルバの変形例を示す斜視図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１は、第１の実施の形態にかかる印刷システム１のハードウェア構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、画像形成装置である印刷システム１は、印刷装置１００と、用紙読取装置１０（画像読取装置の一例）と、スタッカ３００と、を備える。

印刷装置１００は、オペレーションパネル１０１と、タンデム式の電子写真方式の作像部１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋと、転写ベルト１０５と、二次転写ローラ１０７と、給紙部１０９と、搬送ローラ対１０２と、定着ローラ１０４と、反転パス１０６と、を備える。

オペレーションパネル１０１は、印刷装置１００や用紙読取装置１０に対して各種操作入力を行ったり、各種画面を表示したりする操作表示部である。

作像部１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋは、それぞれ、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、およびクリーニング工程）が行われることによりトナー像が形成され、形成されたトナー像を転写ベルト１０５に転写する。本実施の形態では、作像部１０３Ｙ上にイエロートナー像が形成され、作像部１０３Ｍ上にマゼンダトナー像が形成され、作像部１０３Ｃ上にシアントナー像が形成され、作像部１０３Ｋ上にブラックトナー像が形成されるものとするが、これに限定されるものではない。

転写ベルト１０５は、作像部１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、および１０３Ｋから重畳して転写されたトナー像（フルカラーのトナー画像）を二次転写ローラ１０７の二次転写位置に搬送する。本実施の形態では、転写ベルト１０５には、まず、イエロートナー像が転写され、続いて、マゼンダトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が順次重畳して転写されるものとするが、これに限定されるものではない。

給紙部１０９は、処理対象（被搬送物）である複数の用紙（記録媒体）Ｐが重ね合わせて収容されており、用紙を給紙する。

搬送ローラ対１０２は、給紙部１０９により給紙された用紙を搬送路ａ上で矢印ｓ方向に搬送する。

二次転写ローラ１０７は、転写ベルト１０５により搬送されたフルカラーのトナー画像を、搬送ローラ対１０２により搬送された用紙上に二次転写位置で一括転写する。

定着ローラ１０４は、フルカラーのトナー画像が転写された用紙を加熱および加圧することにより、フルカラーのトナー画像を用紙に定着する。

印刷装置１００は、片面印刷の場合、フルカラーのトナー画像が定着された用紙である印刷物を用紙読取装置１０へ送る。一方、印刷装置１００は、両面印刷の場合、フルカラーのトナー画像が定着された用紙を反転パス１０６へ送る。

反転パス１０６は、送られた用紙をスイッチバックすることにより用紙の表面・裏面を反転して矢印ｔ方向に搬送する。反転パス１０６により搬送された用紙は、搬送ローラ対１０２により再搬送され、二次転写ローラ１０７により前回と逆側の面にフルカラーのトナー画像が転写され、定着ローラ１０４により定着され、印刷物として、用紙読取装置１０およびスタッカ３００へ送られる。

次に、用紙読取装置１０のより詳細な構成について説明する。

図２に示すように、用紙読取装置１０は、回転部材としてのリボルバ２０と、読取部３０とを有する。読取部３０は、照明部３１と、複数の反射板３２と、レンズ３３と、読取部材としてのセンサ３４とを備える。

リボルバ２０は、図の矢印方向に回転可能に設けられ、その周方向に複数（本実施形態では４つ）の搬送ローラ２１を有する。

照明部３１は、搬送路ａを挟んでリボルバ２０に対向して設けられる。照明部３１は、搬送路ａ上を搬送ローラ２１によって搬送される用紙の表面に光を照射する。

照明部３１から用紙に対して照射された光の一部が反射される。この反射光は、複数の反射板３２を経てレンズ３３に導かれ、レンズ３３によって集束されてセンサ３４に照射される（図の矢印Ｌ参照）。

リボルバ２０は、図３に示すように、複数の搬送ローラ２１と、複数の搬送ローラ２１を保持する保持体２２と、支持部材としてのフランジ２３と、回転軸２４と、基準部材としての白色基準板２５とを有する。

フランジ２３は円盤状をなす。各フランジ２３は、保持体２２および搬送ローラ２１の軸方向両端部にそれぞれ当接して設けられ、これらの両端部を支持する。

保持体２２は、図４に示すように、断面が略十字状をなし、この十字部分の間で、周方向の異なる位置に４つの搬送ローラ２１を回転可能に保持している。また保持体２２は、その中央に回転軸２４が挿入される挿入孔２２ａを有する。

保持体２２は、リボルバ２０の外周面をなす面の一部に、白色基準板２５を有する。白色基準板２５は、光の反射率の高い白色にその表面が着色されており、用紙の幅方向において、用紙の通過領域全域にわたって設けられる。

搬送ローラ２１は、その表面が用紙を搬送するための用紙搬送面（用紙に対向する面）である。搬送ローラ２１は保持体２２に対する回転動作により、自身の表面上に搬送されてきた用紙をさらに下流側へ搬送することができる。

リボルバ２０は、回転軸２４を中心に回転可能に設けられ、この回転により、任意の搬送ローラ２１、あるいは、白色基準板２５を搬送路に対向させることができる。

以下、図５を用いて、リボルバ２０に設けられた搬送ローラ２１の１つである搬送ローラ２１Ａについて説明する。以下、この搬送ローラ２１Ａ（搬送部材２１Ａあるいは背景部材２１Ａ）以外の搬送ローラ２１を、他の搬送ローラ２１（他の搬送部材２１あるいは他の背景部材２１）とも呼ぶ。また、搬送ローラ２１の幅方向（あるいは、用紙の幅方向、リボルバ２０の軸方向で、そして、読取部の主走査方向でもある）において、用紙読取装置１０の搬送ローラ２１上を通過する用紙の幅方向中央側を「幅方向内側」、幅方向端部側を「幅方向外側」と呼ぶ。なお、本実施形態では、用紙の幅方向において、各サイズの用紙をその中央位置を基準にして搬送する。

図５に示すように、搬送ローラ２１Ａは、その幅方向において、用紙読取装置に通紙される最小幅の用紙Ｐ１（本実施形態では幅１００ｍｍのハガキサイズの用紙Ｐ１）の通紙領域Ａ内であって、用紙Ｐ１の幅方向両端部よりも幅方向内側（通紙領域Ａの内側）に、基準部としての白色部２１ａを有する（図のハッチング部参照）。また搬送ローラ２１は、白色部２１ａ以外の部分（搬送ローラ２１の幅方向端部側を含む部分）が黒塗りされた黒色部２１ｂである。言い換えると、搬送ローラ２１は、その幅方向の中央部に、幅方向端部側の黒色部２１ｂよりも光の反射率の高い白色部２１ａを有する。

また、図６に示すように、フランジ２３の外周面で搬送ローラ２１に対向する領域に、第２の基準部としての白色部２３ａが設けられる。言い換えると、リボルバ２０の軸方向において、用紙を搬送する搬送領域よりも外側に、搬送ローラ２１Ａの黒色部２１ｂよりも光の反射率の高い白色部２３ａが設けられる。

次に、用紙読取装置１０が用紙を読み取る際の手順について、図７を用いて説明する。

まず、用紙読取装置１０による用紙の読み取りを開始する前に、リボルバ２０を回転させて白色基準板２５を搬送路に対向させる（図７のステップＳ１参照）。そして、読取部によって白色基準板２５を読み取り、幅方向の全域にわたって用紙読取装置の読取レベルを補正する（ステップＳ２）。

そして、リボルバ２０を回転させて、使用する搬送ローラ２１を搬送路に対向させる（ステップＳ３）。

用紙読取装置１０に用紙が搬送されてくると、回転する搬送ローラ２１により用紙Ｐが下流側へ搬送される。この際、読取部により用紙の側端および用紙上の画像が読み取られる。また、これと同時に、読取部によりフランジ２３の白色部２３ａが読み取られ、用紙読取装置の幅方向端部側の読取レベルが補正される（ステップＳ４）。

そして、画像の読み取りが継続される場合には、（ステップＳ５）、紙間、つまり、前の用紙の後端が通過してから次の用紙が搬送ローラ２１に搬送されてくるまでの間に、搬送ローラ２１上の白色部２１ａが読み取られて用紙読取装置の幅方向中央側の読取レベルが補正される（ステップＳ６）。そして、以上のステップＳ４～Ｓ６の手順が、最後の用紙の搬送が終了するまで繰り返される。

以上のように、本実施形態では、連続する用紙の読み取り動作の前に行う白色基準板２５の読み取りとは別に、連続する用紙の読み取り動作中、つまり、図７のステップＳ４～Ｓ６の間でも、搬送ローラ２１の白色部２１ａおよびフランジ２３の白色部２３ａにより、それぞれ幅方向の中央側および端部側の読取レベルの補正をすることができる。従って、照明部３１（図２参照）に経時の光量低下が生じて読取レベルが変動しても、それに応じた対応が可能になる。具体的には、読取レベルの低下分だけ照明部３１の照明光量を増加させたり、読取部で画像を読み取った際の読取値の低下分をゲイン変換で補正することができる。本実施形態では、ゲイン変換を用いて読取レベルの変動に対応している。これにより、照明部３１の電力消費を増加させることなく読取レベルの変動に対応することができる。特に、紙間で搬送ローラ２１の白色部２１ａを読み取らせたり、用紙の読み取り時にフランジ２３の白色部２３ａを読み取らせたりすることで、通常の用紙の読取動作を妨げることなく読取レベルの補正ができ、用紙読取装置１０の読取動作の速度を損なうことなく読取レベルの補正が可能になる。

また、白色部２１ａを最小幅の用紙Ｐ１の通紙領域Ａの内側に設け、それよりも外側に黒色部２１ｂを設けることで（図５参照）、用紙Ｐ１の通過時に、白色部２１ａを読み取って幅方向中央側の読取レベルを補正するとともに、用紙Ｐ１と黒色部２１ｂの境目を読み取って、用紙Ｐ１の側端位置を読み取ることができる。

次に照明部３１の照度分布について図８を用いて説明する。
図８は照明部３１の主走査方向（搬送ローラ２１の幅方向）の照度分布を示す図で、横軸に主走査方向位置（ｍｍ）を示し、縦軸に照度Ｅ（ｌｘ）を示している。横軸は、通紙される用紙の幅方向中央位置を０とし、そこからの距離を示している。

図８に示すように、本実施形態では、幅方向端部側の照度が中央側に比べて大きくなっている。これにより、端部側でのＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。

以上の説明では、リボルバ２０に設けられる搬送ローラ２１のうち、幅方向の主に中央側に白色部２１ａ、主に端部側に黒色部２１ｂを有する搬送ローラ２１Ａを説明した。しかし、リボルバ２０には、その他の搬送ローラ２１として、表面の色の異なるローラ（白色のローラ）や径の異なるローラが設けられている。このように、リボルバ２０に複数の搬送ローラ２１を設け、リボルバ２０の回転動作により搬送路に対向する搬送ローラ２１を変更可能とすることで、用紙読取装置１０に通紙される用紙の条件や読取条件（用紙上の画像を読み取るか、用紙の側端位置を読み取るか）などに応じて、用紙を搬送する搬送ローラ２１を変更することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

以上の説明では、フランジ２３に幅方向端部側の読取レベル補正のための白色部２３ａを設ける場合（図６参照）を説明したが、搬送ローラ２１に十分な長さがあり、用紙通過領域よりもさらに外側に延在している場合には、図９に示すように、搬送ローラ２１の幅方向端部側で、用紙通過領域の外側に、白色部２１ｃを設けることができる。

なお、上記各実施の形態では、本発明の画像読取装置、画像形成装置を、電子写真方式の印刷装置を含む印刷システムに適用した例を挙げて説明したが、これに限るものではなく、インクジェット方式の印刷装置を含む印刷システムにも適用することができる。

また、上記各実施の形態では、本発明の画像読取装置、画像形成装置を、商業印刷機（プロダクションプリンティング機）などの印刷装置を含む印刷システムに適用した例を挙げて説明したが、これに限るものではなく、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。

記録媒体としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。

以上の実施形態では、記録媒体の読取の際に背景となる背景部材として、搬送ローラを示したが、必ずしもこれに限るものではない。つまり、記録媒体の搬送機能を有していない背景部材であってもよい。

以上の実施形態では、記録媒体の中央位置を基準にして装置内に記録媒体を配置した場合の画像読取装置を例示したが、端部揃えであってもよい。つまり、搬送ローラ２１Ａの幅方向一端側に各サイズの記録媒体の幅方向一端を揃えるようにして搬送してもよい。この場合、白色部２１ａ（図５参照）は、搬送ローラ２１Ａの中央側ではなく、画像読取装置が対応する最小幅の記録媒体の通過領域の内側に設けられる。これにより、各サイズの記録媒体の通過領域内に白色部２１ａを配置することができ、その領域内で、前述のように読取レベルを補正することができる。

１ 印刷システム（画像形成装置）
１０ 用紙読取装置（画像読取装置）
２０ リボルバ
２１ 搬送ローラ（搬送部材あるいは背景部材）
２１Ａ 搬送ローラ（搬送部材あるいは背景部材）
２１ａ 白色部（基準部）
２２ 保持体
２３ フランジ（支持部材）
２３ａ 白色部（第２の基準部）
２４ 回転軸
２５ 白色基準板（基準部材）
３０ 読取部
３１ 照明部
３２ 反射板
３３ レンズ
３４ センサ（読取部材）
１００ 印刷装置
Ｐ 用紙（記録媒体）

特開２００３－２４４４０８号公報

Claims (8)

1. 背景部材と、
   前記背景部材に対向する照明部と、
   記録媒体からの反射光を受けて画像を読み取る読取部とを備えた画像読取装置であって、
   主走査方向の記録媒体の中央位置の側を主走査方向中央側、当該中央位置に対する主走査方向の画像読取装置の端部の側を主走査方向端部側とすると、
   前記背景部材は、低反射領域と、前記主走査方向の記録媒体が通過する領域内であって、前記低反射領域よりも前記主走査方向中央側に設けられ、前記低反射領域よりも反射率の高い基準部と、を有し、
   前記低反射領域よりも反射率の高い第２の基準部が、前記主走査方向の前記低反射領域よりも端部側で、装置が対応する最大幅の記録媒体の通過領域よりも外側に設けられることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記主走査方向において、前記基準部は、装置が対応する最小幅の記録媒体の通過領域の内側に設けられる請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記背景部材、および、少なくとも１つの他の背景部材を備えた回転部材をさらに有し、
   前記回転部材は、自身の回転動作により、前記記録媒体に対向させる前記背景部材、あるいは、前記他の背景部材を変更する請求項１または２いずれか記載の画像読取装置。
4. 背景部材と、
   前記背景部材に対向する照明部と、
   記録媒体からの反射光を受けて画像を読み取る読取部とを備えた画像読取装置であって、
   前記背景部材は、低反射領域と、前記低反射領域の主走査方向の一方側であって、装置が対応する最小幅の記録媒体の通過領域に設けられる基準部と、を有し、
   前記主走査方向の装置が対応する最大幅の記録媒体の通過領域および前記低反射領域よりも外側に、前記低反射領域よりも反射率の高い第２の基準部を有することを特徴とする画像読取装置。
5. 前記背景部材の前記主走査方向における端縁に当接して背景部材を支持する支持部材をさらに有し、
   前記支持部材は前記第２の基準部を有する請求項１から４いずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 前記背景部材が前記第２の基準部を有する請求項１から４いずれか１項に記載の画像読取装置。
7. 前記背景部材は、前記記録媒体を搬送する搬送部材である請求項１から６いずれか１項に記載の画像読取装置。
8. 請求項１から７いずれか１項に記載の画像読取装置を備えた画像形成装置。

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