JP2005020049A

JP2005020049A - 画像読み取り装置

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Publication number: JP2005020049A
Application number: JP2003177883A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Oshima; 利明大嶋; Tokuyuki Noda; 徳之能田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-23
Also published as: JP4049031B2

Abstract

【課題】原稿サイズを確実に判定でき、原稿サイズの判定時間を短縮可能な画像読み取り装置を提供する。
【解決手段】透明な原稿台と、原稿台の盤面に載置された原稿の反射光を光電変換することにより原稿を読み取るイメージセンサと、原稿台を裏面側から照射する光源と、原稿台の盤面を開放した姿勢から原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動可能に設けられた原稿カバーとを備える画像読み取り装置であって、イメージセンサの所定の画素に入射する光源に照射された原稿カバーの反射光の光量変化であって、原稿カバーが原稿台の盤面を開放した姿勢から原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動する期間中の光量変化に基づいて、原稿台の盤面に載置された原稿のサイズを判定する原稿サイズ判定手段を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージセンサを用いて原稿を読み取る画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、イメージスキャナ等の画像読み取り装置で原稿サイズを自動判定する技術が知られている。特許文献１に開示された原稿サイズの判定アルゴリズムは次の通りである。原稿台上の複数の小領域に対応するリニアイメージセンサの出力信号について、隣接画素の出力信号の差分がしきい値を越えるか否かを、原稿カバーが原稿台を覆っている時と開放している時にそれぞれ一度ずつ検査する。次に、原稿カバーが原稿台を覆っている時の検査結果と、原稿カバーが原稿台を開放している時の検査結果が一致しているか否かを判別する。一致していれば、原稿台上のその小領域に原稿の端部が存在していないと判別し、一致していなければその小領域に原稿の端部が存在していると判別する。このように原稿カバーが原稿台を覆っている時と開放している時にそれぞれ１度ずつ原稿の端部を検出することにより、原稿の色に関わらず原稿サイズを判定することができる。また、原稿読み取り用のリニアイメージセンサを、原稿サイズを判定するためのセンサとしても利用することにより、画像読み取り装置の構成を簡素化することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１９１３７０号公報（１２頁、表５等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に開示された原稿サイズの判定アルゴリズムによると、１つの小領域についての検査だけでは、その小領域に原稿上の濃淡のエッジが存在するのか、原稿の端部が存在するのかを区別することができない（特許文献１の表２等参照）。したがって、特許文献１に開示された原稿サイズの判定アルゴリズムでは、複数の小領域の全てについて上述の検査を必ず実施しなければ正しい原稿サイズを判定することができない。また、特許文献１に開示された原稿サイズの判定アルゴリズムでは、複雑な処理を必要とし、原稿検知精度が必ずしも正確でない。
【０００５】
本発明は、かかる問題に鑑みて創作されたものであって、原稿サイズを確実に判定でき、原稿サイズの判定時間を短縮可能な画像読み取り装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像読み取り装置は、透明な原稿台と、前記原稿台の盤面に載置された原稿の反射光を光電変換することにより前記原稿を読み取るイメージセンサと、前記原稿台を裏面側から照射する光源と、前記原稿台の盤面を開放した姿勢から前記原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動可能に設けられた原稿カバーとを備える画像読み取り装置であって、前記イメージセンサの所定の画素に入射する前記光源に照射された前記原稿カバーの反射光の光量変化であって、前記原稿カバーが前記原稿台の盤面を開放した姿勢から前記原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動する期間中の光量変化に基づいて、前記原稿台の盤面に載置された原稿のサイズを判定する原稿サイズ判定手段を備えることを特徴とする。原稿カバーが原稿台の盤面を開放した姿勢から原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動するとき、原稿に覆われていない原稿台の盤面上の領域に対応するイメージセンサの画素では、光源に照射された原稿カバーの反射光の受光量が変化する。一方、原稿カバーが原稿台の盤面を開放した姿勢から原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動するとき、原稿に覆われている原稿台の盤面上の領域に対応するイメージセンサの画素では、光源に照射された原稿カバーの反射光を実質的に受光しないため、受光量がほぼ一定である。したがって、原稿カバーが原稿台の盤面を開放した姿勢から原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動するときに、ある画素について受光量の変化幅の大小を判別することにより、その画素に対応する原稿台の盤面上の領域が原稿カバーに直接覆われているか否かを判別できる。さらに、この判別方法では、その画素に対応する原稿台の盤面上の領域が原稿カバーに直接覆われているか否かは、その画素以外の画素の受光量の変化幅を考慮することなく判別できる。したがって、原稿カバーが原稿台の盤面を開放した姿勢から原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動する期間中の、イメージセンサの所定の画素で受光する原稿カバーの反射光の変化を検出することにより、確実な原稿サイズの判定を短時間に行うことができる。
【０００７】
さらに本発明に係る画像読み取り装置では、前記原稿サイズ判定手段は、前記原稿カバーが前記原稿台の盤面を開放している時に入射する光の光量が所定値以上になる画素に対応する前記原稿台の盤面上の領域は原稿カバー以外に直接覆われていると判定することを特徴とする。原稿カバーが原稿台の盤面を開放している時、原稿台の盤面上の原稿等に覆われていない領域に対応する画素に入射する光量は、所定の値より必ず小さくなる。従って、原稿カバーが原稿台の盤面を開放した姿勢から原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動する期間中の所定の画素の受光量の変化幅に加えて、さらに、原稿カバーが原稿台の盤面を開放している時にイメージセンサの当該画素に入射する光の光量も、当該画素に対応する原稿台の盤面上の領域が原稿カバー以外に直接覆われているか否かを判別するための要素に追加することにより、原稿サイズの判定精度を向上させることができる。
【０００８】
さらに本発明に係る画像読み取り装置では、前記原稿サイズ判定手段は、前記原稿台の盤面上の複数の領域について、前記原稿台の盤面上の縁部からサイズを判定可能な最小サイズの原稿の指定載置範囲内に向かう順序で、原稿に覆われているか否かを判別することを特徴とする。原稿カバーが原稿台の盤面を開放している時、原稿の白色領域に覆われている領域に対応する画素では、原稿台の盤面上の原稿に覆われていない領域に対応する画素より、入射する光量が必ず大きくなる。したがって、原稿台の盤面上の複数の領域について、原稿台の盤面上の縁部からサイズを判定可能な最小サイズの原稿の指定載置範囲内に向かう順序で、原稿カバーが原稿台の盤面を開放している時に画素に入射する光量で当該画素に対応する領域が原稿に覆われているか否かを判別した結果、原稿に覆われている最初の領域が判明すれば、その後の領域については原稿に覆われているとみなして判別処理を省略することができる。
【０００９】
さらに本発明に係る画像読み取り装置では、前記原稿サイズ判定手段は、所定の時間間隔で出力される前記イメージセンサの出力信号の変化幅が所定値以上になる画素を、前記検出手段の検出結果に基づいて特定することにより、前記原稿台の盤面に載置された原稿のサイズを判定することを特徴とする。原稿カバーが原稿台の盤面を開放した姿勢から原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動する期間中に所定の時間間隔で出力されるイメージセンサの出力信号の変化幅に基づいて原稿サイズを判定することにより、原稿カバーの姿勢を検出するセンサを簡素化できる。具体的には例えば、原稿台の盤面を覆ったタイミングで出力信号が変化するセンサを備えていなくても、原稿台の盤面を開放した姿勢から原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動する期間中の中間姿勢になったタイミングで出力信号が変化するセンサを備えていれば、原稿サイズを判定できる。
【００１０】
さらに本発明に係る画像読み取り装置では、原稿台の盤面上の領域であってイメージセンサの長手方向軸線と平行な主走査線上の領域からイメージセンサに至る光路を形成する第一光学系と、原稿台の盤面上で主走査線をそれに垂直な副走査方向に平行移動させる副走査手段と、原稿台の盤面上の領域であって主走査線から副走査方向に離間した領域からイメージセンサに至る光路を形成する第二光学系と、をさらに備えることを特徴とする。主走査線からイメージセンサに至る光路と、主走査線から副走査方向に離間した領域からイメージセンサに至る光路を同時に形成する光学系を備えることにより、主走査線を副走査方向に平行移動させることなしに、原稿の副走査方向の長さを判定することができる。これにより、原稿台上に載置される原稿の向きが一定でない場合であっても、短時間に多様な原稿サイズを相互に区別できる。
【００１１】
さらに本発明に係る画像読み取り装置では、前記原稿サイズ判定手段は、前記原稿台の盤面上で前記原稿カバーに覆われる範囲内であってサイズを判定可能な最大サイズの原稿の指定載置範囲外に対応する前記イメージセンサの画素と、前記最大サイズの原稿の指定載置範囲内に対応する前記イメージセンサの画素とに入射する光の光量に基づいて、前記原稿台の盤面に載置された原稿のサイズを判定する特徴とする。原稿台の盤面上で前記原稿カバーに覆われる範囲内であってサイズを判定可能な最大サイズの原稿の指定載置範囲外に対応するイメージセンサの画素に入射する光の光量変化が所定値以上であれば、当該画素に対応する原稿台の盤面上の領域が原稿カバーに直接覆われていることを判別できる。当該画素に対応する原稿台の盤面上の領域が原稿カバーに直接覆われていることを判別できると、当該画素に入射する光の光量が所定値以上になったことをもって、原稿カバーが原稿台の盤面をほぼ覆った姿勢になったと判別することができる。また、当該画素に対応する原稿台の盤面上の領域が原稿カバーに直接覆われていないと判明したときには、原稿のサイズを判定不能と判別することができるため、原稿サイズの誤判定を防止することができる。
【００１２】
さらに本発明に係る画像読み取り装置では、前記イメージセンサは、前記主走査線に平行に配列された複数の画素を有し互いに離間した受光部を複数備え、前記原稿サイズ判定手段は、互いに異なる受光部に配列され互いに近接している複数の画素に入射する光の光量に基づいて、前記原稿台の盤面に載置された原稿のサイズを判定することを特徴とする。仮に、１つの受光部の画素の光量変化が所定値以上になったときに当該画素に対応する領域が原稿に覆われていないと判別するとすれば、原稿カバーの揺動に伴って原稿がずれたときにも当該領域が原稿に覆われていないと誤判定する確率が大きくなる。互いに異なる受光部に配列され互いに近接している複数の画素に、原稿カバーが原稿台の盤面を開放した姿勢から原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動する期間中の光量変化が所定値より小さい画素が存在するときに当該複数の画素に対応する領域が原稿に覆われていると判別すると、そのような誤判定を低減することができる。
【００１３】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
また、本発明は装置の発明として特定できるだけでなく、プログラムの発明としても、そのプログラムを記録した記録媒体の発明としても、方法の発明としても特定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
（第一実施例）
図２は、本発明の第一実施例に係る画像読み取り装置としてのイメージスキャナ１の上面図である。イメージスキャナ１は、直方体の本体１１の上面にガラス板などで形成された概ね矩形の透明な原稿台１２を備えた所謂フラットベッド型である。原稿台１２にはその盤面上に写真、文書等の原稿が載置される。原稿は、原稿台１２の縁に設けられたＬ字形状の原稿ガイド１６の二辺に当接することによって、原稿台１２の盤面上の所定の位置に位置決めされる。このとき、原稿の用紙が判定可能な規格サイズであれば、原稿は原稿台１２の盤面上のその規格サイズに対応する指定載置範囲に位置決めされる。原稿カバー１３は、ヒンジ１７により原稿台１２の盤面を開放した姿勢（全開姿勢）から原稿台１２の盤面を覆う姿勢（全閉姿勢）に揺動可能に本体１１に設けられている。尚、図２は全開姿勢にある原稿カバー１３を示している。原稿カバー１３は原稿台１２に載置される原稿を押さえるとともに、メインランプ２２（図４参照）及びＬＥＤ３２（図４参照）の放射光以外の光が原稿を照らすことがないよう原稿台１２を覆うものである。また、本体１１の上面の原稿カバー１３の揺動軸線近傍から、原稿カバー１３の姿勢を検出するための姿勢センサ３４の可動部材１８が突出している。尚、原稿カバー１３の原稿を押さえる面は、光を反射しやすい白色系であることが望ましい。
【００１５】
図３は、原稿カバー１３の姿勢の変化を示す模式図である。姿勢Ｉは全開姿勢であり、姿勢ＩＩＩは全閉姿勢である。姿勢ＩＩは全開姿勢から全閉姿勢に揺動する期間中の中間の姿勢（中間姿勢）である。姿勢センサ３４の可動部材１８は本体１１の上面から突出する方向にばね２０に付勢されている。原稿カバー１３が中間姿勢になると可動部材１８は原稿カバー１３に当接し、中間姿勢からさらに全閉姿勢に近づくと、可動部材１８は本体１１の内側へ押し込まれる。
【００１６】
図４及び図５は、イメージスキャナ１を示す模式図である。
図４に示すようにキャリッジ１４は、原稿台１２の盤面と平行に往復移動自在に本体１１に収容されている。キャリッジ１４はリニアイメージセンサ１５、及び第一光学系２１、並びに第二光学系３１の一部（図５参照）を搭載し、原稿台１２の盤面に対し平行なガイド用のシャフト等にスライド自在に係止されている。ガイド用のシャフトの長手方向軸は図４のＸ方向（副走査方向）に延伸しており、キャリッジ１４は例えばベルトにより牽引されてリニアイメージセンサ１５、及び第一光学系２１、並びに第二光学系３１の一部を副走査方向に運搬する。図４は待機位置にあるキャリッジ１４を示している。キャリッジ１４の待機位置は、具体的には例えば原稿台１２上の後述する検知位置Ａ〜Ｇを通る主走査線上の領域を読み取り可能な位置に設定される。
【００１７】
リニアイメージセンサ１５は、原稿台１２に載置された原稿Ｍの反射光を光電変換することにより原稿Ｍを読み取る。具体的には、リニアイメージセンサ１５は図４において紙面垂直方向に直線状に並ぶフォトダイオード等の複数の画素を有し、可視光、赤外光、紫外光などの所定の波長領域の光を光電変換して得られる電荷を一定時間蓄積し、各画素について受光量に応じて蓄積された電荷をＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）、ＭＯＳトランジスタスイッチ等を用いて電圧として出力する。尚、リニアイメージセンサ１５として、複数の画素が配列され互いに離間した受光部をＲＧＢのチャンネルについて各１列以上、合計３列以上備えるカラーイメージセンサであってもよい。
【００１８】
第一光学系２１は、光源としてのメインランプ２２、ミラー２３、２６、２５、２４及びレンズ２７を備える。メインランプ２２はキセノンランプ等の管照明装置から構成されており、その長手方向軸線がリニアイメージセンサ１５の長手方向軸線と平行に延びる姿勢でキャリッジ１４に搭載されている。メインランプ２２は本体１１の内側から原稿台１２の裏面側を照射する。ミラー２３、２６、２５、２４及びレンズ２７は、図４に破線で示すように原稿台１２の盤面上の領域であってリニアイメージセンサ１５の長手方向軸線と平行な主走査線上の領域からリニアイメージセンサ１５に至る光路Ｔを形成する。
【００１９】
図５に示すように第二光学系３１は、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）３２、ミラー２４、ミラー２８、ミラー２９、ミラー３０及びレンズ２７を備える。尚、ミラー２４及びレンズ２７は第一光学系２１としても第二光学系３１としても用いられるものである。ＬＥＤ３２は原稿台１２の盤面上の検知位置であって原稿ガイド１６の主走査方向に延びる縁辺から副走査方向Ｘに離間した検知位置Ｈの下方に配置され、検知位置Ｈを原稿台１２の裏面側から照射する。検知位置Ｈは原稿の副走査方向の長さを判定するために設定される領域であり、その具体的な位置については後述する。ミラー３０、２９、２８及び２４は、図５に破線で示すように検知位置Ｈからリニアイメージセンサ１５に至る光路Ｒを形成する。尚、ＬＥＤ３２、ミラー３０及び２９はキャリッジ１４の移動に支障のない位置に配置されているものとする。第二光学系３１を備えると、キャリッジ１４が待機位置にある状態において、原稿ガイド１６の主走査方向に延びる縁辺に近い主走査線上の領域と、主走査線から副走査方向に離間した領域とを同時に読み取ることができる。このため第二光学系３１を備えることにより、キャリッジ１４を待機位置から移動させることなしに、原稿の副走査方向の長さを判定することが可能になる。これにより、原稿台１２上に載置される原稿の向きが一定でない場合であっても、短時間に多様な原稿サイズを相互に区別することが可能になる。
【００２０】
図６は、イメージスキャナ１のハードウェア構成を示すブロック図である。
主走査駆動部４３はキャリッジ１４に固定された基板に搭載される。主走査駆動部４３は、リニアイメージセンサ１５を駆動するために必要な駆動パルスをリニアイメージセンサ１５に出力する駆動回路である。主走査駆動部４３は、例えば同期信号発生器、駆動用タイミングジェネレータ等から構成される。
【００２１】
副走査手段としての副走査駆動部４４は、キャリッジ１４に係止されたベルト、このベルトを回転させるモータ及び歯車列、駆動回路等で構成され本体１１に収容されている。副走査駆動部４４がキャリッジ１４をベルトで牽引することで図４の紙面垂直方向に延びる主走査線がそれに垂直な副走査方向に移動するため、２次元画像の走査が可能となる。
【００２２】
ＡＦＥ部４１は、アナログ信号処理部、Ａ／Ｄ変換器等から構成される。アナログ信号処理部は、リニアイメージセンサ１５又はフォトダイオード３３から出力された電気信号に増幅、雑音低減処理等を施して出力する。Ａ／Ｄ変換器は、アナログ信号処理部から出力された出力信号を量子化して所定ビット長のディジタル表現の出力信号を出力する。尚、本実施例の出力信号は８ビット長、すなわち２５６階調で表されるものとする。
【００２３】
ディジタル画像処理部４２は、ＡＦＥ部４１から出力された出力信号に対し、シェーディング補正、ガンマ補正、画素補間法による欠陥画素の補間、画像信号の鮮鋭化等の処理を行って画像データを作成する。尚、これらの処理は原稿Ｍの読み取りが指示されている場合の出力信号に対して行う処理であり、原稿サイズを検出するために出力される出力信号に対してはリニアイメージセンサ１５からの出力信号であるか又はフォトダイオード３３からの出力信号であるかによらずこれらの処理を行う必要はない。
【００２４】
制御部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２及びＲＡＭ５３を備える。ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に記憶されたコンピュータプログラムを実行してイメージスキャナ１の各部を制御する。また、ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、原稿サイズ判定手段としても機能する。ＲＯＭ５２はＣＰＵ５１が実行するコンピュータプログラム、原稿サイズの判定に用いる判定テーブル（図１３参照）、その他各種のプログラムやデータなどを記憶しているメモリである。これらのプログラムや各種のデータは、所定のサーバからネットワークを介してダウンロードして入力してもよいし、図示しないリムーバブルメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体から読み出して入力してもよい。ＲＡＭ５３はプログラムやデータを一時的に記憶するメモリである。
【００２５】
図７（Ａ）は姿勢センサ３４を示す模式図、図７（Ｂ）は姿勢センサ３４の出力信号の波形図である。姿勢センサ３４は、原稿カバー１３の姿勢を検出するセンサである。姿勢センサ３４は、可動部材１８、可動部材１８を付勢して本体１１から突出させるばね２０、姿勢検出用ＬＥＤ１９、姿勢検出用ＬＥＤ１９から放射された光を検出するフォトダイオード３３とを備える。尚、姿勢検出用ＬＥＤ１９から放射された光をリニアイメージセンサ１５に到達させる光路を設け、リニアイメージセンサ１５で姿勢検出用ＬＥＤ１９から放射された光を検出してもよい。
【００２６】
原稿カバー１３が全開姿勢Ｉから中間姿勢ＩＩに揺動されるまでの期間、可動部材１８は原稿カバー１３に当接しない。この期間、可動部材１８はばね２０に付勢されることよって姿勢検出用ＬＥＤ１９が放射する光を遮らない位置に定位する。従って原稿カバー１３が全開姿勢Ｉから中間姿勢ＩＩに揺動されるまでの期間、フォトダイオード３３の出力信号は高い値となる。
【００２７】
原稿カバー１３が中間姿勢ＩＩになると可動部材１８が原稿カバー１３に当接し、原稿カバー１３がさらに全閉姿勢に向けて揺動すると、可動部材１８が原稿カバー１３によって本体１１の内側に押し込まれるため、姿勢検出用ＬＥＤ１９が放射する光は可動部材１８によって遮られる。このため、原稿カバー１３が全開姿勢Ｉから全閉姿勢に揺動する期間中、フォトダイオード３３の出力信号は原稿カバー１３が中間姿勢ＩＩになったタイミングで変化する。中間姿勢ＩＩから全閉姿勢ＩＩＩに揺動する期間中は可動部材１８によって検出光が遮られた状態となり、その期間中のフォトダイオード３３の出力信号は低い値となる。従って、フォトダイオード３３の出力信号を所定時間間隔で判定すると、原稿カバー１３が中間姿勢ＩＩになったタイミングを検出できる。
【００２８】
次に、原稿Ｍ、又は原稿カバー１３の反射光の光量変化を検出する位置について説明する。
図８は、原稿台１２の平面図である。図中の枠Ａ５Ｈ〜ＷＬＴはそれぞれ図９に示す原稿サイズに対応する指定載置範囲を示す表である。原稿サイズを検出する場合、リニアイメージセンサ１５の全ての画素について光量変化を検出する必要はなく、原稿台１２上の特定の検知位置における反射光が入射する画素についてのみ光量変化を検出すればよい。本実施例では図８に示す検知位置Ａ〜Ｈから光が入射する画素について光量変化を検出する。
【００２９】
検知位置Ｈは、原稿の副走査方向の長さを判定するために設定される領域である。検知位置Ｈは、図示するように原稿台１２においてＡ４縦サイズ（Ａ４Ｖ）の原稿に覆われる領域であって且つレター縦サイズ（ＬＴＶ）の原稿には覆われない領域の任意の位置に設定されている。すなわち原点Ｑから副走査方向に２７９．４ｍｍ以上２９７ｍｍ以内であり、且つ主走査方向に原点Ｑから０ｍｍ以上２１０ｍｍ以内の領域の任意の位置に設定されている。ここで原点Ｑは、Ｌ字状の原稿ガイド１６において原稿に当接する２つの壁が形成する角部の直下に設定される。尚、主走査方向の長さのみで全ての原稿サイズを判定できるために副走査方向の長さを判定する必要がない場合、検知位置Ｈに対応する画素について光量変化を検出することは不要である。その場合は前述した第二光学系３１についても不要となる。
【００３０】
検知位置Ａ〜Ｇは、原点Ｑから副走査方向に若干離れた位置で主走査方向に１直線上に並ぶように設定されている。以下に示す複数の範囲は図９に示す複数の原稿サイズの主走査方向の長さによって特定される範囲である。以下に示す範囲に検知位置を設定した場合、図８に示すように主走査方向の長さで特定される複数の位置の間に検知位置が一つづつ設定されることになる。ただし、本実施例ではＢ５縦サイズ（Ｂ５Ｖ）とエグゼクティブ縦サイズ（ＥＸＶ）と、並びにＢ５横サイズ（Ｂ５Ｈ）とエグゼクティブ横サイズ（ＥＸＨ）とについては、設定によりそれぞれどちらか一方のサイズのみを読み取り可能であるものとする。このため本実施例ではＢ５縦サイズ（Ｂ５Ｖ）とエグゼクティブ縦サイズ（ＥＸＶ）とを互いに識別する必要がなく、１８２ｍｍと１８４．１５ｍｍとの間には検知位置は設定されない。同様に２５７ｍｍと２６６．７ｍｍとの間にも検知位置は設定されない。
０ｍｍ＜Ａ＜１４８ｍｍ
１４８ｍｍ＜Ｂ＜１８２ｍｍ
１８４．１５ｍｍ＜Ｃ＜２１０ｍｍ
２１０ｍｍ＜Ｄ＜２１５．９ｍｍ
２１５．９ｍｍ＜Ｅ＜２５７ｍｍ
２６６．７ｍｍ＜Ｆ＜２７９．４ｍｍ
２７９．４ｍｍ＜Ｇ＜２９７ｍｍ
【００３１】
特許請求の範囲に記載のリニアイメージセンサ１５の所定の画素は、第一光学系２１を介して検知位置Ａ〜Ｇから光が入射する画素に相当する。各検知位置にはそれぞれリニアイメージセンサ１５において主走査方向に連続する複数の画素、例えば２０画素が対応するものとする。
以上、イメージスキャナ１の構成について説明した。以下、イメージスキャナ１の作動について説明する。
【００３２】
はじめに、原稿サイズを検出する原理を説明する。
図１は、原稿台１２に原稿を載置していない状態で原稿カバー１３が全閉姿勢のタイミングと原稿カバー１３が中間姿勢になるタイミングとでそれぞれ１ライン分の画素の出力信号をプロットしたグラフである。原稿カバー１３が全閉姿勢の場合、メインランプ２２の放射光は原稿カバー１３によって反射され原稿台１２から本体１１の内部に入射する。一方、原稿カバー１３が中間姿勢の場合、原稿台１２からリニアイメージセンサ１５に入射するメインランプ２２の反射光の光量は、光が拡散するため、全画素について全閉姿勢の場合に比べて減少する。また中間姿勢では、原稿カバー１３上の位置であって揺動軸線に近い位置で反射された光の多くはリニアイメージセンサ１５に入射し、揺動軸線から遠い位置で反射された光の多くはリニアイメージセンサ１５に入射しない。このため原稿カバー１３の揺動軸線から遠い画素ほど、受光量の減少幅が大きくなる。また、メインランプ２２は長手方向の中央近傍ほど輝度が高く、両端部ほど輝度が低くなるため、原稿カバー１３が中間姿勢になるタイミングでは、中央よりやや揺動軸線に近い画素で最も受光量が大きくなる。
【００３３】
一方、盤面上のある領域が原稿に覆われている場合、原稿で覆われた領域から光が入射するリニアイメージセンサ１５の各画素は原稿カバー１３が全閉姿勢であるか中間姿勢であるかによらず、常にメインランプ２２によって照射された原稿Ｍの反射光を受光する。原稿Ｍの反射光を受光する画素では、原稿カバー１３が全閉姿勢であっても中間姿勢であってもメインランプ２２によって照射された原稿Ｍの反射光がほとんど変化しないため、受光量はほぼ一定である。
【００３４】
このため原稿カバー１３が全閉姿勢になるタイミングまたはその直前のタイミングでの出力信号と中間姿勢ＩＩのタイミングでの出力信号との差は、原稿に覆われている領域に対応する画素では小さくなり、原稿に覆われていない領域に対応する画素では大きくなる。
従って、原稿カバー１３が全閉姿勢のタイミング又はその直前のタイミングの出力信号と中間姿勢になるタイミングの出力信号との変化幅に所定のしきい値Ｙを設定し、ある画素に対応する出力信号の変化幅がしきい値Ｙより小さければ、当該画素に対応する領域が原稿に覆われていると判定できることになる。すなわち、原稿カバー１３が全開姿勢から全閉姿勢に揺動するとき、ある画素について受光量の変化幅の大小を判別すると、その画素に対応する原稿台１２の盤面上の領域が原稿に覆われているか否かを判別できる。この判別方法では、その画素に対応する原稿台１２の盤面上の領域が原稿に覆われているか否かは、その画素以外の画素の受光量の変化幅を考慮することなく判別できる。
【００３５】
次に、イメージスキャナ１が原稿サイズを判定する処理について説明する。原稿サイズを判定する処理は、光量変化を検出する処理と、その検出結果に基づいて、原稿台１２の盤面に載置された原稿Ｍのサイズを判定する処理とからなる。
図１１は光量変化を検出する処理の流れを示すフローチャートであり、図１０は光量変化を検出するタイミングを説明するためのタイムチャートである。尚、この処理中、キャリッジ１４は待機位置に定位させる。
【００３６】
Ｓ１０５では、所定時間間隔で出力されるフォトダイオード３３の出力信号を監視して原稿カバー１３が中間姿勢になるタイミングを検知する。具体的には、全開姿勢の原稿カバー１３が揺動して中間姿勢になりフォトダイオード３３の出力信号が低に変化すると、制御部５０は原稿カバー１３が中間姿勢になったと判定する。出力信号が低に変化していなければ所定時間後に再度出力信号を判定する処理を繰り返す。
【００３７】
Ｓ１１０では、メインランプ２２を点灯させる。
Ｓ１１５では、メインランプ２２を点灯してから時間ｔ１が経過するまで待機する。時間ｔ１は、メインランプ２２がキセノンランプの場合、例えば１０ミリ秒程度である。
Ｓ１２０では、ＬＥＤ３２を点灯する。ここでＬＥＤ３２を点灯するタイミングより早いタイミングでメインランプ２２を点灯するのは、メインランプ２２は最大輝度の光を安定して放射するようになるまでＬＥＤ３２より長い時間を要するからである。
【００３８】
Ｓ１２５では、リニアイメージセンサ１５でｔ２の期間だけ電荷を蓄積し、蓄積した電荷を検出し、領域Ａ〜Ｇを通る１ラインを読み取る。このとき、第二光学系３１を介してリニアイメージセンサ１５の端部に領域Ｈの光が入射するため、領域Ａ〜Ｇとともに領域Ｈも読み取られる。
Ｓ１３０では、劣化を防止するためＬＥＤ３２を一旦消灯する。
【００３９】
Ｓ１３５では、読み取り回数を判定し、読み取りが１度目であるときはＳ１４０に進む。読み取りが２度目であるときはＳ１５０に進む。
Ｓ１４０では、Ｓ１２５でリニアイメージセンサ１５から出力された１度目の出力信号をＲＡＭ５３に記憶する。具体的には例えば検知位置Ａ〜Ｈ毎の平均値、例えば一つの検知位置に対応する２０画素の出力信号の平均値をＲＡＭ５３に記憶する。複数画素の出力信号の平均値を、検知位置Ａ〜Ｈに対応する出力信号として扱うことにより、原稿カバー１３を揺動させる際に原稿がずれることによる誤判定の確率を低減できる。また例えば、１つの検知位置に対応する複数画素の出力信号の平均値をＲＡＭ５３に記憶するとき、１つの検知位置が副走査方向に広がりを持つように母集団の画素を選択してもよい。例えば、原稿台１２の盤面上で副走査方向に３０μｍ以上離れた２点に対応する画素の平均を１つの検知位置に対応する画素の出力信号としてＲＡＭ５３に記憶してもよい。また、１つの検知位置が主走査方向及び副走査方向の両方に広がりを持つように母集団の画素を選択してもよい。
【００４０】
Ｓ１４５では、ＬＥＤ３２を消灯してから時間ｔ３が経過するまで待機する。ここで時間ｔ３はユーザが原稿カバー１３を中間姿勢から全閉姿勢に回動させるまでに要する時間として推定される時間であり、具体的には例えば１０００ミリ秒程度である。
Ｓ１５０では、メインランプ２２を消灯する。人間の目には同じ輝度の光であっても一瞬だけ光る場合の方が長く光る場合に比べて眩しく感じられ、一般にその時間が２００ミリ秒程度以上であれば眩しく感じる程度が小さくなる。このためメインランプ２２の点灯時間ｔ４は少なくとも２００ミリ秒以上であることが望ましい。尚、メインランプ２２もＬＥＤ３２と同様に１度目の読み取りの後に一端消灯するようにしてもよい
【００４１】
Ｓ１５５では、２度目の出力信号をＲＡＭ５３に記憶する。具体的には例えばＳ１４０と同様の処理方法で出力信号の平均値をＲＡＭ５３に記憶する。
【００４２】
図１２は、原稿台１２の盤面に載置された原稿のサイズを判定する処理の第一実施例の流れを示すフローチャートである。尚、以下の説明では、検知位置Ｈについては変化幅が１５以上で有れば有意な差があると判定するものとする。
Ｓ２０５では、ＬＥＤ３２の出力信号の変化幅、すなわち検知位置Ｈに対応する画素の一度目の出力信号と二度目の出力信号との変化幅が所定値以上であるか否かを判定する。所定位置以上であれば検知位置Ｈは原稿カバー１３に直接覆われていると判定してＳ２１０に進み、所定値未満であれば検知位置Ｈは原稿カバー１３以外に直接覆われている判定としてＳ２１５に進む。しきい値としての所定値は例えば１５に設定する。
【００４３】
Ｓ２１０では、検知位置Ｈが原稿カバー１３に覆われているか原稿に覆われているかを記憶するためのフラグに”原稿カバー”を示す値をセットする。
Ｓ２１５では、上述のフラグに”原稿カバー以外”を示す値をセットする。
Ｓ２２０では、検知位置に割り振られている番号を示す変数Ｐに１をセットする。検知位置Ａ〜Ｇには図１３に示すようにＧからＨの順に対応するＰの値として１から７までの番号が割り振られている。
【００４４】
Ｓ２２５では、変数Ｐにセットされている番号が割り振られている検知位置に対応する画素について一度目の出力信号と二度目の出力信号との変化幅が所定値以上であるか否かを判定する。所定値以上であれば変数Ｐにセットされている番号が割り振られている検知位置は原稿カバー１３に直接覆われていると判定しＳ２３０に進む。所定値未満であれば原稿カバー１３以外に直接覆われていると判定しＳ２４０に進む。しきい値としての所定値は例えば５０に設定する。
【００４５】
Ｓ２３０では、変数Ｐに１を加算する。
Ｓ２３５では、変数Ｐの値が８であるか否かを判定し、８でなければＳ２２５に戻って変数Ｐの値が８になるまで処理を繰り返す。８であればＳ２４０に進む。すなわち、原稿台の盤面上の縁部から判定対象の最小サイズの用紙に対応する指定載置範囲内に向かう順序で、複数の検知位置のそれぞれについて原稿カバー１３に直接覆われているか否かを判定し、原稿カバー１３以外に直接覆われていると判定した時点で、残りの検知位置については判定処理を省略する。この結果、原稿サイズを判定する処理時間を短縮することができる。尚、この繰り返し処理では、検知位置Ｇから検知位置Ａに向かって順に一度目の出力信号と二度目の出力信号との変化幅が５０以上になるか否かの判定を行っているが、検知位置Ａから逆順に判定を行うようにしてもよい。
【００４６】
Ｓ２４０では、原稿サイズを判定する。具体的には、図１３に示す判定テーブルを用いて次のように行う。図１３中の”○”は当該領域が原稿カバー以外に直接覆われていることを示し、”×”は当該領域が原稿カバーに直接覆われていることを意味している。例えばＡ４縦サイズの原稿を載置したとすれば、検知位置Ａ〜Ｃ、Ｈは原稿に直接覆われ、検知位置Ｄ〜Ｇまでは原稿カバーに直接覆われる。従って、検知位置Ｈのフラグが”原稿”であって、変数Ｐに検知位置Ｃに対応する５がセットされた状態であれば原稿サイズをＡ４縦サイズであると判定できることになる。同様にして他の全ての原稿サイズも一意に特定することができる。
【００４７】
以上説明した本発明の第一実施例に係るイメージスキャナ１によると、その画素に対応する原稿台１２の盤面上の領域が原稿カバー１３に直接に覆われているか否かは、その画素以外の画素の受光量の変化幅を考慮することなく判別できる。すなわち、イメージスキャナ１によると、図１２のフローチャートで説明したように検知位置の変化幅の判定については、検知位置Ｇから順に判定し、原稿カバーに直接覆われていない検知位置が見つかればそれ以降の検知位置については判定を行う必要がない。したがって、必ずしも複数の検知位置の全てについて検査を実施しなくても正しい原稿サイズを判定することができる。このため、原稿サイズの判定を短時間に確実に行うことができる。
【００４８】
更に、イメージスキャナ１によると、原稿台１２の盤面を覆ったタイミングで出力信号が変化するセンサを備えていなくても、原稿サイズを判定できる。従って原稿台１２の盤面を覆ったタイミングで出力信号が変化するセンサを備える必要がなく、原稿カバー１３の姿勢を検出するセンサを簡素化できる。
尚、本実施例では副走査方向の長さを判定するために第二光学系３１を備えているが、副走査方向の長さが一定の原稿しか読み取らないのであれば第二光学系３１は不要である。また、リニアイメージセンサ１５をキャリッジ１４で副走査方向に運搬して検知位置Ｈの反射光を受光するようにしてもよく、その場合も第二光学系３１は不要となる。この他、検知位置Ｈの直下に別途イメージセンサを設け、検知位置Ｈの変化幅については別途設けたイメージセンサの出力に基づいて判定するようにしてもよい。
【００４９】
また、本実施例ではＬＥＤ３２が消灯されてから時間ｔ３が経過すると原稿カバー１３が全閉姿勢になるという前提の下で原稿サイズを判定しているが、可動部材１８を図１４に示す形状に形成することで、姿勢センサにより原稿カバー１３が全閉直前の姿勢ＩＩＩになるタイミングを検知し、そのタイミングで二度目の読み取りを行うようにしてもよい。
【００５０】
図１４は、中間姿勢と全閉直前の姿勢とを検出可能な姿勢センサを示す模式図である。図示するように可動部材７１には凹み部７２が形成されている。原稿カバー１３が全開姿勢Ｉから中間姿勢ＩＩに変化すると可動部材７１が押下されてＬＥＤ１９の光が遮られる。原稿カバー１３が全閉直前の姿勢になると、フォトダイオード３３は凹み部７２を通過したＬＥＤ１９の光を再び受光する。これにより原稿カバー１３が全閉直前の姿勢ＩＩＩになるタイミングを検知することができる。
【００５１】
（第二実施例）
以下、本発明の第二実施例について説明する。第一実施例と実質的に同一の部分については同一の符号を用いて説明を省略する。図１５は、本発明の第二実施例の判定対象の原稿サイズに対応する指定載置範囲と検知位置の位置関係を示す模式図である。図１６は本発明の第二実施例の判定テーブルを示す表である。第二実施例では検知位置Ｘをさらに追加する。検知位置Ｘは、判定対象の最大サイズの用紙サイズ（Ａ３縦）の指定載置領域外に設定する。第二実施例では、検知位置Ｘの光量に続いて検知位置ＡからＧの光量をＧからＡの順に判別する。
図１７は、原稿台１２の盤面に載置された原稿のサイズを判定する処理の第二実施例の流れを示すフローチャートである。
【００５２】
Ｓ２２５で検知位置Ｈ及びＧからＡに対応する画素の出力信号の変化幅を判定する前に、第二実施例のＳ２２２では、検知位置Ｈ及びＧからＡに対応する画素について一回目の出力信号が所定値より大きいか否かをＨ、Ｇ、Ｆ、Ｅ、Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａの順に判定する。各検知位置の一回目の出力信号が所定値より大きければ、当該検知位置は原稿カバー１３以外に直接覆われていると判定し、Ｓ２４０に進む。各検知位置の一回目の出力信号が所定値以下であれば、Ｓ２２５に進み、当該検知位置が原稿カバー１３以外に直接覆われているか否かを、出力信号の変化幅に基づいて再判定する。しきい値としての所定値は、図１８に示すように、原稿の白色領域の濃度と原稿カバー１３が中間姿勢の状態で出力される信号の値とに応じて例えば１８０に設定する。
【００５３】
尚、Ｓ２２２では、一回目の出力信号がある値からある値までの範囲内にあることから検知位置が原稿カバー１３に直接覆われていると判定してもよい。すなわち、ある検知位置に対応する画素の１回目の出力信号の値が、原稿カバー１３が中間姿勢の状態で当該画素から出力される信号の値から上下所定の範囲内にあるとき、当該検知位置が原稿カバー１３に直接覆われていると判定してもよい。この判定方法では、各検知位置について個別にしきい値を設定することになる。また、この判定方法では、無色透明のフィルムを除いて検知不能になることがなく、非常に精度よく原稿サイズを判定することができる。
【００５４】
Ｓ２４０では、図１６に示す判定テーブルに基づいて用紙サイズを次のように判定する。第二実施例では、検知位置Ｘが原稿カバー１３以外に直接覆われていれば、原稿サイズを判定不能と判定する。また、検知位置Ａ〜Ｈの全てが原稿カバーに直接覆われていると判定された場合、原稿台１２に原稿が載置されていないと判定する。
【００５５】
また、図１５に示すように、ＢからＧの各検知位置を指定載置範囲の外側で指定載置範囲の外縁の近傍に設定することにより、判定対象外のサイズの原稿が載置される場合に次の効果がある。ほとんどの判定対象外のサイズの原稿について、実際のサイズよりも大きく原稿のサイズを判定することになるため、判定対象外のサイズの原稿であっても全範囲を読み取るように、原稿サイズの判定結果から読み取り領域を設定することができる。
【００５６】
（第三実施例）
以下、本発明の第三実施例について説明する。第三実施例では、図１１に示したＳ１４５及びＳ１４５で各検知位置に対応する画素の出力信号を次のようにＲＡＭ５３に記憶する。すなわち、それぞれ互いに異なるＲＧＢのチャンネルの受光部に配列され互いの距離が最も短い３つの画素を１つの検知位置に対応する画素とし、それらの画素の出力信号を個別にＲＡＭ５３に記憶する。
【００５７】
図１２又は図１７のＳ２２５で１つの検知位置に対応する画素について第一回目の出力信号と第二回目の出力信号の変化幅を判定するときには、ＲＡＭ５３に記憶されている各画素の出力信号の変化幅を個別に判定する。その結果、１つの検知位置について１つ以上の画素で出力信号の変化幅が所定値より小さければ、その検知位置は原稿カバー１３以外に直接覆われていると判定し、Ｓ２４０に進む。
【００５８】
このように１つの検知位置について複数の画素の変化幅を個別に判定し、その結果、１つ以上の画素の変化幅が所定値未満になる場合に当該検知位置が原稿カバー１３以外に直接覆われていると判定すると、次のように誤判定を低減できる。原稿カバー１３を閉じることによって原稿がずれると、１つの画素に対応する原稿台１２の盤面上の位置で原稿カバー１３を閉じる前と閉じた後とで原稿の濃淡が変化する場合がある。従って、１つの検知位置が原稿カバー１３に直接覆われているか否かを１つの画素の出力信号の変化幅だけで判定すると、誤判定するおそれがある。その一方、原稿カバー１３を閉じることによって原稿がずれても、１つの画素に対応する原稿台１２の盤面上の位置で原稿カバー１３を閉じる前と閉じた後とで原稿の濃淡が変化しない場合もある。したがって、１つの検知位置で複数の画素のうちに１つでも出力信号の変化幅が小さい画素が存在する場合に、その検知位置が原稿カバーに直接覆われていると判定することで誤判定を低減できる。尚、上述したように、ＲＧＢの複数チャンネルに対応する複数の受光部で各１つの画素の出力信号の変化幅を個別に判定してもよいが、ＲＧＢの複数チャンネルに対応する複数の受光部でそれぞれ複数の画素の出力信号の変化幅を個別に判定してもよいし、１つのチャンネルに対応する１つの受光部で複数の画素の出力信号の変化幅を個別に判定しても同様の理由から誤判定を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るグラフである。
【図２】本発明の実施例に係る画像読み取り装置の上面図である。
【図３】本発明の実施例に係る模式図である。
【図４】本発明の実施例に係る模式図である。
【図５】本発明の実施例に係る模式図である。
【図６】本発明の実施例に係るブロック図である。
【図７】本発明の実施例に係る模式図である。
【図８】本発明の実施例に係る平面図である。
【図９】本発明の実施例に係る表である。
【図１０】本発明の実施例に係るタイムチャートである。
【図１１】本発明の実施例に係るフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例に係るフローチャートである。
【図１３】本発明の実施例に係る表である。
【図１４】本発明の実施例に係る模式図である。
【図１５】本発明の実施例に係る平面図である。
【図１６】本発明の実施例に係る表である。
【図１７】本発明の実施例に係るフローチャートである
【図１８】本発明の実施例に係るグラフである。
【符号の説明】
１イメージスキャナ（画像読み取り装置）、１２原稿台、１３原稿カバー、１５リニアイメージセンサ（イメージセンサ）、２１第一光学系、２２メインランプ（光源）、３１第二光学系、４４副走査駆動部（副走査手段）、５０制御部（検出手段、原稿サイズ判定手段）

Claims

透明な原稿台と、前記原稿台の盤面に載置された原稿の反射光を光電変換することにより前記原稿を読み取るイメージセンサと、前記原稿台を裏面側から照射する光源と、前記原稿台の盤面を開放した姿勢から前記原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動可能に設けられた原稿カバーとを備える画像読み取り装置であって、
前記イメージセンサの所定の画素に入射する前記光源に照射された前記原稿カバーの反射光の光量変化であって、前記原稿カバーが前記原稿台の盤面を開放した姿勢から前記原稿台の盤面を覆う姿勢に揺動する期間中の光量変化に基づいて、前記原稿台の盤面に載置された原稿のサイズを判定する原稿サイズ判定手段を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
前記原稿サイズ判定手段は、前記原稿カバーが前記原稿台の盤面を開放している時に入射する光の光量が所定値以上になる画素に対応する前記原稿台の盤面上の領域は原稿カバー以外に直接に覆われていると判定することを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
前記原稿サイズ判定手段は、前記原稿台の盤面上の複数の領域について、前記原稿台の盤面上の縁部からサイズを判定可能な最小サイズの原稿の指定載置範囲内に向かう順序で、原稿に覆われているか否かを判別することを特徴とする請求項２に記載の画像読み取り装置。
前記原稿サイズ判定手段は、所定の時間間隔で出力される前記イメージセンサの出力信号の変化幅が所定値以上になる画素を特定することにより、前記原稿台の盤面に載置された原稿のサイズを判定することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像読み取り装置。
前記原稿台の盤面上の領域であって前記イメージセンサの長手方向軸線と平行な主走査線上の領域から前記イメージセンサに至る光路を形成する第一光学系と、
前記原稿台の盤面上で前記主走査線をそれに垂直な副走査方向に平行移動させる副走査手段と、
前記原稿台の盤面上の領域であって前記主走査線から前記副走査方向に離間した領域から前記イメージセンサに至る光路を形成する第二光学系と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像読み取り装置。
前記原稿サイズ判定手段は、前記原稿台の盤面上で前記原稿カバーに覆われる範囲内であってサイズを判定可能な最大サイズの原稿の指定載置範囲外に対応する前記イメージセンサの画素と、前記最大サイズの原稿の指定載置範囲内に対応する前記イメージセンサの画素とに入射する光の光量に基づいて、前記原稿台の盤面に載置された原稿のサイズを判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像読み取り装置。
前記イメージセンサは、前記主走査線に平行に配列された複数の画素を有し互いに離間した受光部を複数備え、
前記原稿サイズ判定手段は、互いに異なる受光部に配列され互いに近接している複数の画素に入射する光の光量に基づいて、前記原稿台の盤面に載置された原稿のサイズを判定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像読み取り装置。