JP4361823B2 - 画像読取装置および画像読取方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば自動原稿送り装置等を用いるシート状の原稿を一枚ずつ読取位置に搬送し、固定された読取系により原稿の画像を読み取るシートスルー方式の画像読取装置に関する。

画像読取装置は、シート状の原稿や本、あるいは立体物等の読取対象物を照明して得られる反射光を、ＣＣＤセンサ等の画像読取センサにより光電変換して、画像データを出力するものである。

画像読取装置による画像の読取方法には、読取対象物を透明な原稿保持部（透明ガラス）上に静止させ、照明装置およびミラー等の光学系または画像読取センサを透明ガラスに沿って移動させる方式と、ミラー等の光学系または画像読取センサと照明装置を予め所定の位置に固定して読取位置を定義し、シート状の読取対象物を、順に読取位置に搬送するシートスルー方式とがある。

このシートスルー方式では、固定される照明装置等からの光を照射可能な位置に、搬送される読取対象物（たとえばシート状である原稿等）を保持する透明ガラスが、読取窓として、原稿の搬送方向と垂直な方向に所定の長さを有して形成される。この読取窓の透明ガラスを通過した照明装置から光が、搬送される原稿で反射され、画像読取センサ（ＣＣＤセンサ）に案内される。

このため、読取窓部の透明ガラス、特に読取位置に、例えば原稿に付着していたトナー等の汚れが付着すると、この汚れが照明装置からの光を遮断するため、画像読取センサにより光電変換された画像データには、この汚れに応じて部分的に抜けが生じる。この一部情報が抜けている画像データを利用して、外部に接続される画像形成装置等を用いて画像を形成すると、形成された画像には、黒スジやよごれが発生する。

なお、透明ガラスの表面に、透明で導電性を有する薄膜を形成し、帯電防止処理を施すことで、読取対象物が搬送される際の透明ガラスとの摩擦帯電により生じる静電気を放電し、画像データに基づいて形成される画像の黒スジ等の要因となるノイズ信号の発生を防止すること、が知られている（特許文献１）。

また、読取窓部の読取位置から所定距離はなれた位置に、搬送される読取対象物の先端が読取窓部と接触する位置（当接ライン）を設定し、搬送される読取対象物により、読取位置の読取窓部に発生する傷を防止し、傷に伴う画像品質の劣化を回避することが、知られている（特許文献２）。

さらに、この画像読取装置の透明ガラスの表面に、汚れ分解機構を有するコーティングを形成することにより、特に読取装置内側等の容易に清掃できない領域に付着したトナーの粉塵や空気中の粉塵等の汚れを分解すること、が知られている（特許文献３）。
特開平１０−１１２７７１号公報（要約書、請求項５，６、図５、段落［０００９］，［００２１］） 特開平９−３７０２３号公報（請求項１、図１、段落［０００９］） 特開２０００−３９６８０号公報（請求項１、図２、段落［０００９］）

しかしながら上述した公報に示されるような画像読取装置においては、読取位置における塵や汚れ等の付着を防止することはできても、汚れ等が付着した読取対象物が読取位置に搬送された場合、そのまま付着した汚れまで読み取られてしまい、形成された画像には、黒スジや汚れが発生する問題がある。

この発明の目的は、読取位置の透明ガラスに汚れが付着することを防ぐとともに、読取位置に、原稿に付着しているゴミが搬送され、または搬送されたゴミが付着することを抑止可能な画像読取装置を提供することである。

この発明は、読取対象の画像を電気信号である画像データに変換するＣＣＤセンサと、上記読取対象と接する第１の平面と、この第１の平面の裏面である第２の平面とを有する透明ガラスと、上記第１の平面側に配置され、上記透明ガラスの上記第１の平面との間に読取対象を搬送する搬送機構と、上記第１の平面側に上記第１の平面に対して所定の間隔で設けられ、上記搬送機構により搬送される読取対象を上記透明ガラスの上記第１の平面に案内する読取対象物押さえ部と、上記第２の平面側に配置され、上記透明ガラスの上記第２の平面側から上記読取対象を照射する照明装置と、上記第１の平面のうち読取位置を含む所定の領域に形成されるコーティング領域と、上記第１の平面のうち上記コーティング領域より読取対象の搬送方向の上流側に形成され、搬送されているシート状の読取対象の先端が上記透明ガラスと接する接触位置を含む所定の領域に形成される非コーティング領域とを有し、上記搬送機構により上記透明ガラスの上記第１の平面との間を移動される読取対象が非コーティング領域に接触することにより、上記読取位置に汚れが付着することを防止できることを特徴とする画像読取装置を提供するものである。

また、この発明は、透明ガラスの第１の平面に、汚れ等が付着しにくいコーティング領域と、接触する読取対象に付着する汚れ等を除去可能な非コーティング領域を形成し、この上記透明ガラスの第１の平面にシート状の読取対象を搬送し、この搬送されてきた上記読取対象の先端を非コーティング領域に接触させ、この読取対象の先端の接触位置から上記読取対象の搬送方向の下流側における所定の範囲の非コーティング領域に対して、移動される上記読取対象を接触させて、上記読取対象に付着する汚れ等を除去し、非コーティング領域と接触された上記読取対象物を上記コーティング領域に移動させ、上記コーティング領域を通過する上記読取対象を、上記透明ガラスの第２の平面から照射し、読取対象からの反射光を光電変換して画像データを出力することを特徴とする画像読取方法を提供するものである。

以上説明したように、この発明によれば、原稿が読取位置に搬送され以前に、原稿の読取面に付着する汚れ等を除去できるとともに、汚れ等が付着しにくいコーティングが読取位置の透明ガラスに形成されるため、原稿Ｐの画像をより正確に画像データとして読み取ることができる。よって、従来の問題であった、形成された画像に発生する黒スジや汚れを改善できる。

また、汚れが付着しにくいため、読取位置に付着する汚れを拭き取る等のメンテナンス回数を減少できる。

以下、この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、本発明の画像読取装置の一例を示す。本発明は、入力された画像情報を光電変換して画像データ（信号）を得る画像読取装置１と、この画像読取装置１に一体的に設けられ、画像読取装置１での画像の読取動作と連動して読取対象Ｏを入れ換える自動原稿送り装置（ＡＤＦ）２を有する。

画像読取装置１の所定の位置には、厚さが概ね均一な透明な板状平面体であり、読取（複写）対象物であるシート状の原稿や本、あるいは立体物等の読取対象Ｏを保持する透明ガラス３と、透明ガラス３にセットされた読取対象Ｏの画像を電気信号すなわち画像データに変換するＣＣＤセンサ４が設けられている。なお、透明ガラス３にセットされた読取対象Ｏは、ＡＤＦ２の透明ガラス３と対向する平面部分（以下に説明する原稿圧接板１９）により、透明ガラス３と密着できる。

透明ガラス３の読取対象Ｏがセットされている面と反対の面の近傍の空間には、透明ガラス３の第１の辺（奥行き）方向に沿って延出され、透明ガラス３上の読取対象Ｏを照明する管状の照明ランプ５と、照明ランプ５からの光を透明ガラス３上の読取対象Ｏに向けて反射するリフレクタ６が設けられている。

照明ランプ５とリフレクタ６は、透明ガラス３の面に沿って移動可能な第１のキャリッジ７に固定されている。なお、第１のキャリッジ７は、透明ガラス３の第１の辺と直交する第２の一辺（長さ）方向に、所定の速度で移動される。

第１キャリッジ７には、照明ランプ５からの直接照明光およびリフレクタ６により反射された反射照明光により照明された読取対象Ｏで反射された反射光である読取対象Ｏの画像光すなわち読取対象である画像を有する読取対象Ｏが照明されることにより、読取対象Ｏの画像と非画像の反射率の差に起因する光の明暗を所定の方向に案内する第１画像ミラー８がさらに設けられている。

第１キャリッジ７の第１画像ミラー８で反射された画像光が案内される方向には、第１画像ミラー８からの画像光を順に所定の方向に案内する第２画像ミラー９および第３画像ミラー１０が設けられている。また、第２，第３画像ミラー９，１０は、第１キャリッジ７に従動して移動可能な第２キャリッジ１１に搭載されている。なお、第２，第３画像ミラー９，１０は、それぞれの反射面が９０°の角度となるよう、配置されている。従って、第１キャリッジ７の第１画像ミラー８に案内された読取対象Ｏからの反射光は、第２キャリッジ１１の第２，第３画像ミラー９，１０により、透明ガラス３の面方向に平行な面内に、折り返される。なお、第３画像ミラー１０からの反射光は、照明ランプ５の軸方向の全長と第１画像ミラー８が読取対象Ｏからの画像光を反射する際に定義される幅により制限された帯状の光である。

従って、読取対象Ｏの画像は、照明光により定義される奥行き方向（第１の方向）に細長い領域に関し、光の明暗として取り出され、以下に説明する複数のミラーにより順次反射されてＣＣＤセンサ４の受光面に案内される。また、照明ランプ５とリフレクタ６すなわち第１キャリッジ７が長さ方向（第２の方向）に移動されることで、読取対象Ｏの全域の画像が、順次光の明暗として取り出されて、ＣＣＤセンサ４の受光面に案内される。

第２キャリッジ１１の第３画像ミラー１０で反射された画像光が案内される方向には、第３画像ミラー１０で反射された画像光に所定の縮小倍率を与えるレンズ１３が設けられている。レンズ１３の焦点位置には、光を受光する（符号を付さない）受光面を有し、受光面に照射された画像光を光電変換して、画像光の強度に対応する電気信号すなわち画像データを出力するＣＣＤセンサ４が、受光面がレンズ１３の焦点位置に位置するように、配置されている。

透明ガラス３に配置される読取対象Ｏの読取が指示されると、読取位置に固定された第１キャリッジ７の照明ランプ５は、第１，２キャリッジ７，１１が移動されることで透明ガラス３に沿って移動される。これにより、読取対象Ｏが順に照射される。読取対象Ｏからの反射光は、上に説明したとおり、ＣＣＤセンサ４の受光面に案内され、読取対象Ｏの画像は画像データとして読み取られる。

なお、透明ガラス３の端部には、白板（白基準板）３１が設けられてもよい。この白板（白基準板）３１に、照明ランプ５からの光が照明され、シェーディング補正のための「白」の反射光、すなわちＣＣＤセンサ１２が読取対象Ｏの画像が光電変換される際の白レベルの基準値が得られる。

透明ガラス３の隣、すなわち２つのキャリッジ７，１１の移動範囲により規定される照明ランプ５からの照明が可能な所定の位置には、シートスルー方式による画像の読取を可能とする読取窓１４が設けられている。このシートスルー方式を用いることで、読取対象ＯがＡＤＦ２を用いて給送可能なシート状の原稿である場合に、２つのキャリッジ７，１１を透明ガラス３に沿って移動することなく、すなわち照明ランプ５が固定され、読取対象Ｏが移動することで、読取対象Ｏの画像をＣＣＤセンサ４に案内できる。また、読取対象Ｏは、本等の立体物あるいはこのシートスルー方式で用いられるシート状のいずれかであり、特にシート状の対象を原稿Ｐと以下説明する。

読取窓１４には、原稿Ｐが接する第１の平面と、この第１の平面と対向する第２の平面が形成される。

読取窓１４は、透明ガラス３と同様の材質で形成された奥行き方向に延びる細長い板形状であり、第１キャリッジ７に搭載されている照明ランプ５からの光を用いてＡＤＦ２により１枚ずつ搬送される原稿Ｐを照明して原稿Ｐの画像の反射光を得るために利用される。なお、読取窓１４の第２の平面は、ＡＤＦ２の原稿トレイ１５にセットされる１または複数の原稿Ｐが搬送ローラ１６，１７，１８により搬送される際に、現在搬送途中である原稿Ｐに、第１キャリッジ７に搭載されている照明ランプ５からの照明光を、照射可能とするもので、この発明では、第１の平面側に設けられるＡＤＦ２の読取対象物押さえ部（原稿圧接板）１９の最下部と対向する位置に設けられている。

読取窓１４の第１の平面のうち、読取位置を含む所定の領域には、汚れ等が付着しにくいコーティング部１００が形成される。この読取位置は、照明ランプ５からの光により照明された原稿Ｐからの反射光を、ＣＣＤセンサ４の受光面に案内するために第１画像ミラー８が反射可能な位置として定義される。

また、あとで詳細に説明するが、読取窓１４の第１の平面のうち、コーティング部１００より原稿Ｐの搬送方向の上流側には、コーティングが形成されない非コーティング領域１２０が形成される。

よって、コーティング部１００は、透明ガラスがむき出しになっている非コーティング領域１２０と比べて、汚れが付着しにくいため、黒スジの原因となる読取位置に汚れが付着することを抑止できる。

また、コーティング部１００は、例えばＩＴＯ膜形成処理等により形成される導電性膜であることが好ましい。これにより、原稿Ｐが搬送される際、透明ガラスである読取窓１４と原稿Ｐとの間の摩擦帯電で発生する静電気を抑止し、読取位置を含むコーティング部１００に汚れが付着すること静電的に防止できる。なお、この摩擦帯電で発生する静電気は、図示しないが、例えば読取装置を組み立てる際使用される金属部材等を介して放電されることはいうまでもない。

搬送ローラ１６，１７，１８の搬送方向の下流側には、読取窓１４と原稿圧接板１９との間に原稿Ｐを案内するガイド部材２０が備えられている。ガイド部材２０は、読取窓１４に対して所定の角度で位置されて、搬送ローラ１８により搬送されてくる原稿を、この原稿Ｐの先端が読取窓１４の非コーティング領域１２０に接触するように案内する。なお、ガイド部材２０は、絶縁材を含むことが好ましい。

また、読取窓１４より搬送方向の下流側には、原稿圧接板１９により読取窓１４に接触されながら搬送されてくる原稿Ｐを立ち上げる原稿ジャンプ台２１が備えられ、この原稿ジャンプ台２１より搬送方向下流側には、搬送されてくる原稿Ｐを排紙部に案内する排出ガイド部材２２が備えられている。よって、原稿ジャンプ台２１は、ガイド部材２０により読取窓１４に向かって、すなわち読取窓１４に近づく第１の方向に案内される原稿Ｐを、読取窓１４と反対の方向、すなわち読取窓１４から遠ざかる第２の方向に案内できる。

読取窓１４に案内された原稿Ｐは、搬送ローラ１８により与えられる推力と原稿Ｐの剛性（硬さ）および厚さに応じた所定の力により、読取窓１４に所定の圧力で接触される。これにより、読取窓１４と原稿圧接板１９との間を通過する原稿Ｐを、読取窓１４の第１の平面により密着できる。

また、原稿圧接板１９は、少なくとも読取位置を含むコーティング領域１００を通過した光が案内される所定の領域に、ＣＣＤセンサ４が画像データを出力する際のスレショルドレベルを定義するための基準となる白反射光を提供するための白基準２３が形成されてもよい。

この白基準２３が形成される原稿圧接板１９には、照明ランプ５からのコーティング領域１００を通過した光が照明される。コーティング領域１００は、上に説明したように汚れが付着しにくく、非コーティング領域１２０により汚れが運ばれる可能性も低いため、照明ランプ５からの光が汚れにより遮断されることを防止できる。このため、原稿圧接板１９に白色プレートを使用することにより、コーティング領域１００を通過した光で原稿Ｐを照明し、この反射光を光電変換した画像データを、画像印字濃度の白基準として利用できる。

次に、図２，３および４を用いて、図１に示したＡＤＦにより搬送される原稿の画像の読取動作について説明する。

図２，３および４に示されるように、読取窓１４の非コーティング領域１２０には、搬送ローラ１８およびガイド部材２０により搬送されてきた原稿Ｐの先端が読取窓１４と接する接触点Ａが含まれる。よって、原稿Ｐの先端付近に付着している汚れ等は、接触の衝撃により、非コーティング領域１２０に落ちる。なお、この接触点Ａは、第１ガイド部材２０の延長線と読取窓１４の第１の平面との接点として定義され、原稿Ｐの厚さや硬さの強度により、ある程度の範囲をもって変化されることは言うまでもない。

コーティング領域１１０は、上に説明したとおり、第１キャリッジ７に搭載されている照明ランプ５からの光が照射される読取位置Ｂを含む所定範囲を有する。なお、読取位置Ｂは、前に説明した読取位置に一致し、説明上符号が付されている。

非コーティング領域１２０は、接触点Ａよりコーティング部１１０から離れる側に形成される第１の非コーティング領域１２１と、コーティング領域１１０の上流側であって、接触点Ａと第１の非コーティング領域１２１との間に形成される第２の非コーティング領域１２２とを含む。

図２に示されるように、原稿トレイ１５に配置された原稿Ｐが、画像読取装置１での画像の読取動作と連動して搬送ローラ１６，１７，１８により搬送されると、ガイド部材２０により読取窓１４に案内された原稿Ｐの先端は、接触点Ａに当たる。この原稿Ｐは、図３に示されるように、搬送ローラ１８により所定速度で搬送されることによる機械的は圧力や自重などの所定の力により、非コーティング領域１２２に接触しながら移動される。この非コーティング領域１２２は、ガラス面がむき出しになっているため、接触して移動する原稿Ｐに付着する汚れ、特に下流側のコーティング領域１００で落下し付着する虞のある汚れ等、を掻き落とることが可能である。

よって、非コーティング領域１２２により、原稿Ｐの読取面に付着する汚れが除去され、汚れが読取位置Ｂに付着することを抑止できる。また、汚れが除去された原稿Ｐの読取面を読取位置Ｂに搬送するため、画像読取装置１は、原稿Ｐの画像をより正確に、画像データをして電気信号に変換できる。

汚れが除去された原稿Ｐは、図４に示されるように、コーティング領域１１０に移動される。この原稿Ｐは、コーティング領域１１０の読取位置に搬送され、第１キャリッジ７に搭載されている照明ランプ５により照射される。原稿Ｐからの反射光は、前に説明したミラー８，９，１０および１３によりＣＣＤセンサ４の受光面に案内され、画像データに光電変換される。

読取窓１４と原稿圧接板１９との間の読取位置を通過した原稿Ｐは、原稿ジャンプ台２１および排出ガイド部材２２により、排紙部に案内される。

なお、この原稿Ｐの搬送動作に連動して、搬送されてくる原稿Ｐが読取位置Ｂに到達するより前に、詳述しないホームポジションから読取位置に位置された第１キャリッジ７の照明ランプ５が、読取窓１４の第２の平面側から、読取窓１４を通過して、原稿圧接板１９に形成される白基準２３を照射する。白基準２３からの反射光は、シェーディング補正のための「白」の反射光として、上に説明したとおり、ＣＣＤセンサ４の受光面に案内される。

このとき、読取窓１４のコーティング領域１１０には、上に説明したとおり、原稿Ｐが運んでくる等の汚れ等が配置されていなため、対向する白基準２３に汚れが付着することを防止できる。

この発明の画像読取装置とこの画像読取装置と一体的に備えられるＡＤＦ（自動原稿送り装置）の一例を示す概略図。 図１に示したＡＤＦにより搬送される原稿の画像の読取動作を説明する概略図。 図２に引き続く原稿の画像の読取動作を説明する概略図。 図３に引き続く原稿の画像の読取動作を説明する概略図。

符号の説明

１…画像読取装置、２…ＡＤＦ、４…ＣＣＤセンサ、５…照明ランプ、１４…読取窓、１６〜１８…搬送ローラ、１９…原稿圧接板、２０…第１ガイド部材、２１…原稿ジャンプ台、１００…コーティング部、１１０…コーティング部材、１２０…非コーティング領域、Ａ…接触点、Ｂ…読取位置。

Claims (7)

1. 読取対象の画像を電気信号である画像データに変換するＣＣＤセンサと、
   上記読取対象と接する第１の平面と、この第１の平面の裏面である第２の平面とを有する透明ガラスと、
   上記第１の平面側に配置され、上記透明ガラスの上記第１の平面との間に読取対象を搬送する搬送機構と、
   上記第１の平面側に上記第１の平面に対して所定の間隔で設けられ、上記搬送機構により搬送される読取対象を上記透明ガラスの上記第１の平面に案内する読取対象物押さえ部と、
   上記第２の平面側に配置され、上記透明ガラスの上記第２の平面側から上記読取対象を照射する照明装置と、
   上記第１の平面のうち読取位置を含む所定の領域に形成されるコーティング領域と、
   上記第１の平面のうち上記コーティング領域より読取対象の搬送方向の上流側に形成され、搬送されているシート状の読取対象の先端が上記透明ガラスと接する接触位置を含む所定の領域に形成される非コーティング領域とを有し、
   上記搬送機構により上記透明ガラスの上記第１の平面との間を移動される読取対象が非コーティング領域に接触することにより、上記読取位置に汚れが付着することを防止できることを特徴とする画像読取装置。
2. 上記読取対象物押さえ部は、少なくとも上記読取位置を含む上記コーティング領域を通過した光が案内される所定の領域に、シェーディング補正のための白反射光を提供するための白基準が形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 上記コーティング領域には、ＩＴＯ膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. 上記搬送機構は、上記透明ガラスより読取対象の搬送方向の上流側に所定の角度で配置され、搬送される上記読取対象の先端が、上記非コーティング領域に接触するように案内する第１ガイド部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
5. 上記透明ガラスより読取対象の搬送方向の下流側には、上記第１ガイド部材により上記透明ガラスに近づく第１の方向に案内される読取対象を、上記透明ガラスから遠ざかる第２の方向に案内する第２ガイド部材が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
6. 透明ガラスの第１の平面に、汚れ等が付着しにくいコーティング領域と、接触する読取対象に付着する汚れ等を除去可能な非コーティング領域を形成し、
   この上記透明ガラスの第１の平面にシート状の読取対象を搬送し、
   この搬送されてきた上記読取対象の先端を非コーティング領域に接触させ、
   この読取対象の先端の接触位置から上記読取対象の搬送方向の下流側における所定の範囲の非コーティング領域に対して、移動される上記読取対象を接触させて、上記読取対象に付着する汚れ等を除去し、
   非コーティング領域と接触された上記読取対象物を上記コーティング領域に移動させ、
   上記コーティング領域を通過する上記読取対象を、上記透明ガラスの第２の平面から照射し、
   読取対象からの反射光を光電変換して画像データを出力することを特徴とする画像読取方法。
7. 上記透明ガラスの第１の平面に上記読取対象を搬送する以前に、光源からの光を、白基準が形成される読取対象物押さえ部に照射し、シェーディング補正のための「白」の反射光を得ることを特徴とする請求項６に記載の画像読取方法。

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