JP5084677B2

JP5084677B2 - 原稿サイズ検知装置

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Publication number: JP5084677B2
Application number: JP2008235009A
Authority: JP
Inventors: 勝宏石戸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: US20100067065A1; EP2164240B1; CN101674387A; US8270042B2; RU2419241C1; KR20100031487A; RU2009134170A; KR101161055B1; JP2010068423A; CN101674387B; EP2164240A1

Description

本発明は、原稿台に載置された原稿のサイズを検知する原稿サイズ検知装置に関する。

従来、原稿読取装置の原稿台ガラスに載置された原稿のサイズを検知するため、様々な原稿サイズ検知装置が提案されている。原稿を光源で照射し、原稿からの反射光を受光したＣＣＤの出力によりＣＣＤが配列された主走査方向の原稿の長さを検知し、同一の主走査長さの異なるサイズを区別するための原稿有無センサの出力と主走査長さに応じて原稿サイズを検知する装置がある（特許文献１参照）。このように、主走査長さは原稿読み取り用のＣＣＤにより検知し、主走査方向に直交する副走査方向の長さは１つまたは極少数の原稿有無センサにより検知するので、低コストかつ効率的な原稿サイズ検知ができる。

しかしながら、原稿台ガラス上の原稿が載置されていない領域から室内灯や日光などの外乱光が入射してしまって、その外乱光の光量が原稿からの反射光と同等もしくはそれ以上であると、原稿サイズを誤検知してしまう場合がある。

このような誤検知を防止するため、光源消灯時のＣＣＤ出力に基づいて、ＣＣＤ出力のある領域を検知し、この領域を除外した範囲における光源点灯時のＣＣＤ出力に基づいて原稿の主走査長さを検知する装置が提案されている（特許文献２参照）。
特開平５−２０７２３９号公報特開２００１−３４６００９号公報

しかしながら、特許文献２に示された構成でも、薄紙などの光を透過しやすい原稿が原稿台ガラスに載置され、強い外乱光が入射している場合には、外乱光が原稿を透過してしまい、原稿が載置されている領域も除外されるおそれがある。

本発明の原稿サイズ検知ユニットは、読み取る原稿を載置するための原稿台と、前記原稿台の原稿が載置される領域に光を照射する光源と、前記光源により照射された光の反射光を光電変換し、複数の色成分信号を出力する光電変換手段と、前記光源を消灯した状態において前記光電変換手段から出力される複数の色成分信号に基づき、原稿サイズ検知に用いる色成分を選択し、前記光源を点灯した状態において前記イメージセンサから出力される、前記選択された色成分に対応する色成分信号に基づいて、前記原稿台に載置された原稿のサイズを検知する原稿サイズ検知手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、原稿サイズ検知における外乱光の影響を低減させることができ、原稿サイズ検知を高精度に行うことができる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る原稿読取装置の正面断面図、図２は、原稿読取装置の側面断面図である。図３は、原稿読取装置の原稿台ガラスの構成を示す上面図である。原稿圧板１１５は、原稿台ガラス１０２に載置された原稿１０１を押さえる。原稿圧板１１５は、原稿１０１を読み取る際の原稿の裏写りを防ぐため、原稿を押さえる面を白色にしている。

筐体１１４には、原稿圧板１１５の開角度が所定角度（例えば３０°）になったことを検出するための光学センサ１１６が設けられている。センサフラグ１１９は、原稿圧板１１５の開閉に応じて上下し、原稿圧板１１５が所定角度まで閉じられたところで、光学センサ１１６の発光部から受光部への光を遮る。これにより、原稿圧板１１５の開角度が所定角度になったことを光学センサ１１６によって検出する。

原稿台ガラス１０２には、外周部に原稿サイズラベル１０３が設けられるとともに、奥側基準突き当て部に原稿合わせマーク１０４が示されている。定型サイズ原稿は、図３に示すように載置される。

光学台１０７に配置されたランプ１０５は、原稿面に対して光を照射する光源である。ランプ１０５は、図４に示すように、複数個の白色ＬＥＤ１０５ａが配列されて構成されている。白色ＬＥＤ１０５ａの分光発光強度を図５に示す。光学台１０７に配置されたミラー１０６は、原稿によって反射されたランプ１０５からの光を反射する。光学台１１０に配置されたミラー１０８、１０９は、光学台１０７のミラー１０６によって反射された光をレンズ１１１に導く。レンズ１１１は、光学台１１０によって導かれる原稿面からの光を集光する。ＣＣＤ１１２は、レンズ１１１によって集光された原稿面からの光を受けて光電変換を行う一列に配列された光電変換素子である。

ＣＣＤ１１２は、原稿をＲ（ＲＥＤ）、Ｇ（ＧＲＥＥＮ）、Ｂ（ＢＬＵＥ）の色成分毎に光電変換する。ＣＣＤ１１２は、図６に示すように、それぞれＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを有するラインセンサからなる３ラインセンサであり、３色同時に原稿面から受光し、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像の読み取りを行う。ＣＣＤ１１２のＲ，Ｇ，Ｂ分光感度は図７に示すとおりである。

原稿サイズ検知センサ１１３は、原稿台ガラス１０２上の少なくとも１箇所における原稿の有無を検出するものであり、原稿サイズ検知センサ１１３が設けられた位置における原稿の有無信号を出力する。

図８は原稿読取装置の制御ブロック図である。Ａ／Ｄ変換回路２０１は、ＣＣＤ１１２の出力信号をデジタルデータへ変換する。光学モータ２０２は、原稿台ガラス１０２上の原稿を走査する際に、光学台１０７及び光学台１１０を移動させる。ランプ１０５は、上述したように原稿面に光を照射する。原稿サイズ検知センサ１１３は、主走査方向と直交する副走査方向の原稿の長さ（副走査長さ）の検知を行う。光学センサ１１６は、原稿圧板１１５が所定角度になったことを検知する。表示部２０４は、原稿サイズ検知結果を含む原稿読取装置の設定内容を表示する。

スキャナコントローラ２０３は、ＣＣＤ１１２、光学モータ２０２、ランプ１０５を制御する。スキャナコントローラ２０３は、光学センサ１１６からの原稿圧板１１５が所定角度まで閉じられたことを示す信号をトリガとして原稿サイズ検知動作を開始する。原稿サイズ検知動作では、ランプ１０５を点灯させ、ミラー１０６を図９に示す位置に静止させた状態におけるＣＣＤ１１２からの出力に基づいて、ＣＣＤ１１２の配列された主走査方向の原稿の長さ（主走査長さ）を検知する。さらに、主走査長さが共通する複数の原稿サイズのいずれであるかを見分けるため、原稿サイズ検知センサ１１３の位置に原稿があるか否かを検知する。そして、原稿の主走査長さの検知結果及び原稿サイズ検知センサの検出結果に基づいて、スキャナコントローラ２０３に記憶された図１０に示すテーブルを参照することにより、原稿サイズ判定を行い、表示部２０４に原稿サイズ判定結果を表示する。

ここで、ＣＣＤ１１２の出力に基づく原稿の主走査長さの検知について説明する。上述したように、原稿圧板１１５が所定角度（例えば３０°）のときのＣＣＤ１１２の出力に基づいて、原稿の主走査長さを検知する。図１１は、原稿サイズ検知の際のＣＣＤ１１２の各主走査位置に対応した出力レベルを示す図である。図１１に示すように、原稿が載置されている主走査領域では、ランプ１０５により照射された光が原稿に反射されるため、ＣＣＤ出力がある。一方、原稿が載置されていない主走査領域では、ランプ１０５により照射された光が原稿に反射されないため、ＣＣＤ出力がない。なお、原稿に反射されなかったランプ１０５の光は、原稿圧板１１５に当たるが、原稿圧板１１５は所定角度で開いているため、原稿圧板１１５からの反射光はＣＣＤ１１２に入射しない。そして、Ｒ，Ｇ，Ｂの各出力において、それぞれの閾値を超える領域に原稿があると判定する。ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂで閾値が異なるのは、ランプ１０５の発光強度がＲ、Ｇ、Ｂで異なるためである。このように、ＣＣＤ出力に基づいて、原稿が載置されている領域がわかるので、原稿の主走査長さを検知することができる。

但し、原稿が載置されていない領域から室内照明や日光などの外乱光が入射すると、原稿の主走査長さを誤検知する場合がある。図１２は、夕日が外乱光として入射する様子を説明する図である。原稿読取装置が設置された環境によっては、図１２に示すような向きで、窓ガラス３００を透過した夕日５００が原稿読取装置に当たる場合がある。このような場合、原稿圧板１１５が反射した夕日５００が、図のように原稿台ガラス１０２の原稿載置領域に当たり、原稿が載置されていない主走査領域においてもＣＣＤ出力が出てしまう。図１３は、夕日の発光強度とＣＣＤ１１２の分光感度を示す図である。図に示されるように、夕日は長波長側の強度が高く、ＣＣＤ１１２のうち、Ｒ用のＣＣＤが夕日の影響を受けやすいことがわかる。

図１４は、原稿サイズ検知の際に、夕日が外乱光として入射したときのＣＣＤ１１２の各主走査位置に対応した出力レベルを示す図である。図１４に示すように、原稿が載置されていない領域において、外乱光の影響によってＲとＧの出力が閾値を超えている。例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち少なくとも２つの出力が閾値を超えている領域には原稿が載置されていると判定する場合、主走査長さが最大長の原稿が載置されているものと誤検知されてしまう。Ｒは原稿サイズ検知の色成分として選択しないようにすることにより、夕日に対する対策はできるかもしれないが、他の波長の外乱光に対策ができない。そこで、本実施形態では、外乱光の最大レベルが最小である色成分のＣＣＤ出力に基づいて、原稿の主走査長さを検知するようにする。

図１５は、スキャナコントローラ２０３が実行する原稿サイズ検知処理のフローチャートである。このフローチャートを実行するプログラムはスキャナコントローラ２０３内のＲＯＭに記憶されており、スキャナコントローラ２０３内のＣＰＵがＲＯＭ内のこのプログラムを読み出して実行する。まず、スキャナコントローラ２０３は、光学センサ１１６の出力を見ることにより原稿圧板１１５が３０°以下まで閉じられたか否かを判別する（Ｓ１５０１）。原稿圧板１１５が３０°まで閉じられていない場合は、省エネのため、ランプ１０５、ＣＣＤ１１２、原稿サイズ検知センサ１１３の電源をオフしておく（Ｓ１５０２）。

ステップＳ１５０１において、原稿圧板１１５が３０°まで閉じられたことを検知すると、スキャナコントローラ２０３は、ＣＣＤ１１２、原稿サイズ検知センサ１１３の電源をオンする（Ｓ１５０３）。次に、スキャナコントローラ２０３は、ミラー１０６を図９に示す位置に移動させて停止させた後、ランプ１０５を消灯した状態で、ＣＣＤ１１２からの出力を得る（Ｓ１５０４）。スキャナコントローラ２０３は、外乱光を受光したＣＣＤ１１２からのＲ，Ｇ，Ｂ出力それぞれの最大レベルを検出し、最大レベルが最小である色成分を判別する（Ｓ１５０５）。外乱光によるＲ，Ｇ，Ｂ出力のうち、最大レベルが最小である色成分がある場合には、その色成分を原稿サイズ検出の色成分として選択する（Ｓ１５０６）。夕日が外乱光が入射して、図１６に示すような出力が得られた場合は、Ｂの出力が選択されることになる。なお、図１６において、原稿が載置されている領域のＣＣＤ出力は、ランプ１０５を点灯していない状態なので、出力がない状態となっている。

ステップＳ１５０５の判別の結果、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれにも外乱光が入っていない場合（Ｓ１５０７）は、Ｇの出力を原稿サイズ検出の色成分として選択する（Ｓ１５０８）。この場合にＧを原稿サイズ検知の色成分として選択する理由は、Ｇ用のＣＣＤは、Ｒに近い波長にも、Ｂに近い波長にも多少の分光感度があり、他の色成分よりも原稿サイズ誤検出が少ないためである。但し、他の事情によってＧ以外の色成分を原稿サイズ検知の色成分として選択してもよい。

また、ステップＳ１５０７において、外乱光の最大レベルが最小となる色成分はないが、外乱光があると判定、すなわち、外乱光を受光したときのＲ，Ｇ，Ｂ出力の最大レベルが同一となってしまった場合には、Ｂの出力を原稿サイズ検出の色成分として選択する（Ｓ１５０９）。本実施形態におけるランプ１０５の分光強度は、図５に示されるようにＢ（４５０ｎｍ付近）が他の色成分よりも高いからである。ランプ１０５の分光強度が図５と異なる場合は、ステップＳ１５０９で選択する色成分は、ランプ１０５の分光強度に応じた色成分とすることができる。

次に、スキャナコントローラ２０３は、ランプ１０５を点灯させ、原稿サイズ検出の色成分として選択された色成分のＣＣＤ出力を得る（Ｓ１５１０）。例えば、原稿サイズ検出の色成分としてＢが選択された場合、図１７に示すような出力を得る。更に、スキャナコントローラ２０３は、原稿サイズ検知センサ１１３の出力を得る（Ｓ１５１１）。スキャナコントローラ２０３は、ＣＣＤ１１２の出力が閾値以上となる領域があるか否か、すなわち、原稿台ガラス１０２に原稿が載置されているか否か判別する（Ｓ１５１２）。

ステップＳ１５１２で、ＣＣＤ１１２の出力が閾値以上となる領域がある場合、スキャナコントローラ２０３は、原稿サイズ検出の色成分として選択された色成分のＣＣＤ１１２からの出力及び原稿サイズ検知センサ１１３の出力に基づいて原稿サイズを判別する（Ｓ１５１３）。具体的には、原稿サイズ検出の色成分として選択された色成分のＣＣＤ１１２からの出力に基づいて原稿の主走査長さを検知し、原稿の主走査サイズを判定する。主走査サイズが共通する複数の原稿サイズのいずれであるかを見分けるため、原稿サイズ検知センサ１１３の位置に原稿があるか否かを検知する。そして、これら２つの検知結果に基づいて、スキャナコントローラ２０３に記憶された図１０に示すテーブルを参照することにより、原稿サイズ判別を行う。原稿サイズ判別を行ったスキャナコントローラ２０３は、表示部２０４に原稿サイズを表示させるとともに（Ｓ１５１４）、原稿サイズに応じた距離だけ光学台１０７を移動させ、原稿サイズに応じた幅のＣＣＤ１１２からの出力を読取画像として出力する。ステップＳ１５１２で、ＣＣＤ１１２の出力が閾値以上となる領域がない場合、表示部２０４に原稿なしを表示させる（Ｓ１５１５）。

以上のように、外乱光が一番少ない色成分のＣＣＤ出力に基づいて原稿サイズ検出を行うため、どのような色味の外乱光が入った場合であっても、誤検知を防止して、正確な原稿サイズ検知が可能となる。従って、外乱光が夕日の場合に限られず、蛍光灯や白熱電球でも同様の効果が得られる。

（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態では、図１５のフローチャートにおけるステップＳ１５０５、Ｓ１５０６において、ＣＣＤ出力に重み付けを行った上で判断を行う。第１の実施形態では、外乱光のレベルが最小値となる色成分を原稿サイズ検出に用いる色成分として選択した。第２の実施形態では、Ｒ，Ｇ，ＢそれぞれのＣＣＤ出力に所定の重み付け係数で演算し、この演算された結果が最小である色成分を原稿サイズ検出に用いる色成分として選択する。

図１１に示すように、ＣＣＤ１１２の分光感度及びランプ１０５の分光強度により、ＣＣＤ１１２のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの出力レベルは異なる。一方、外乱光の色味も様々であるため、外乱光が各色成分のＣＣＤ出力に与える影響度が異なる。図１１に示すように、原稿からの反射光を受光したＣＣＤ出力はＲが最も低い。このような場合、外乱光にＲ成分があまり含まれていないからといって、原稿サイズ検出の色成分としてＲを選択することが、必ずしも適しているとは限らない。第２の実施形態では、この点を考慮して、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの出力レベルを同レベルにする演算を行う。

本実施形態における重み付け演算式は次の通りである。
Ｒｏ＝Ｒ×Ｋ１
Ｇｏ＝Ｇ×Ｋ２
Ｂｏ＝Ｂ×Ｋ３
Ｒ：Ｒ外乱光検出値
Ｇ：Ｂ外乱光検出値
Ｂ：Ｂ外乱光検出値
Ｋ１：Ｒ重み付け係数
Ｋ２：Ｇ重み付け係数
Ｋ３：Ｂ重み付け係数
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は、Ｒｏ，Ｇｏ，Ｂｏが同レベルになるような値とする。例えば、演算前の出力が図１１に示す出力の場合、Ｋ１＞Ｋ２＞Ｋ３となる。本実施形態によれば、ＣＣＤの分光感度及びランプの分光強度の影響も考慮して、外乱光による誤検知を防止して、正確な原稿サイズ検知が可能となる。

上述の実施形態では、ランプを消灯した状態でのＣＣＤの出力のうち相対的に出力が小さい色成分を選択し、ランプを消灯した状態でのＣＣＤの出力のうち選択された色成分の出力に基づいて原稿サイズを検知したが、これに限られない。すなわち、上述の実施形態では、ＣＣＤの出力Ｒ，Ｇ，Ｂのうち一つを選択したが、いずれかを選択するのではなく、外乱光の分光強度において相対的に小さい出力の波長を表すＲ，Ｇ，Ｂの混合出力を原稿サイズ検知に用いる色成分としてもよい。この場合は、ＣＣＤのＲ，Ｇ，Ｂの各出力に対して、外乱光の分光強度が低い波長に応じた重みをそれぞれかけた出力を用いればよい。

本発明の実施形態に係る原稿読取装置の正面断面図である。原稿読取装置の側面断面図である。原稿読取装置の原稿台ガラスの構成を示す上面図である。ランプ１０５の構成を説明する図である。ランプ１０５の分光強度を示す図である。ＣＣＤ１１２の構成を説明する図である。ＣＣＤ１１２の分光感度を示す図である。原稿読取装置の制御ブロック図である。原稿サイズ検知の際のミラー１０６の位置を示す図である。原稿サイズ判定のためのテーブルを説明する図である。原稿サイズ検知の際のＣＣＤ１１２の各主走査位置に対応した出力レベルを示す図である。夕日が外乱光として入射する様子を説明する図である。夕日の発光強度とＣＣＤ１１２の分光感度を示す図である。原稿サイズ検知の際に、夕日が外乱光として入射したときのＣＣＤ１１２の各主走査位置に対応した出力レベルを示す図である。スキャナコントローラ２０３が実行する原稿サイズ検知処理のフローチャートである。外乱光を受光したときのＣＣＤ１１２の各主走査位置に対応した出力レベルを示す図である。原稿サイズ検知の色成分として選択された色成分のＣＣＤ１１２の各主走査位置に対応した出力レベルを示す図である。

符号の説明

１０１原稿
１０２原稿台ガラス
１０５ランプ
１０６ミラー
１０８ミラー
１０９ミラー
１１１レンズ
１１２ＣＣＤ
１１３原稿サイズ検知センサ
１１５原稿圧板
２０３スキャナコントローラ
５００夕日

Claims

読み取る原稿を載置するための原稿台と、
前記原稿台の原稿が載置される領域に光を照射する光源と、
前記光源により照射された光の反射光を光電変換し、複数の色成分信号を出力する光電変換手段と、
前記光源を消灯した状態において前記光電変換手段から出力される複数の色成分信号に基づき、原稿サイズ検知に用いる色成分を選択し、前記光源を点灯した状態において前記イメージセンサから出力される、前記選択された色成分に対応する色成分信号に基づいて、前記原稿台に載置された原稿のサイズを検知する原稿サイズ検知手段と
を有することを特徴とする原稿サイズ検知ユニット。
前記光電変換手段は、一列に配列された光電変換素子を有し、
前記原稿サイズ検知手段は、前記光源を点灯した状態で前記イメージセンサから出力される、前記選択された色成分に対応する色成分信号に基づいて、前記原稿における前記光電変換素子の配列された主走査方向の長さを検知することを特徴とする請求項１記載の原稿サイズ検知装置。
さらに、前記原稿台の少なくとも１箇所における前記原稿の有無を検出する検出手段を有し、
前記原稿サイズ検知手段は、前記検出手段の検出結果と、前記光源を点灯した状態で前記イメージセンサから出力される前記選択された色成分に対応する色成分信号とに基づいて、前記原稿のサイズを検知することを特徴とする請求項２記載の原稿サイズ検知装置。
前記原稿サイズ検知手段は、前記光源を点灯した状態で前記イメージセンサから出力される前記選択された色成分に対応する色成分信号の値が閾値を超える領域から前記原稿のサイズを検知することを特徴とする請求項１記載の原稿サイズ検知装置。
前記原稿サイズ検知手段は、前記光源を消灯した状態での前記光電変換手段から出力される複数の色成分信号のうち相対的に出力が小さい色成分信号の色成分を選択することを特徴とする請求項１記載の原稿サイズ検知装置。
前記原稿サイズ検知手段は、前記光源を消灯した状態での前記光電変換手段から出力される複数の色成分信号それぞれにおける最大レベルが最小である色成分を原稿サイズ検知に用いる色成分として選択することを特徴とする請求項５記載の原稿サイズ検知装置。
前記原稿サイズ検知手段は、前記光源を消灯した状態での前記光電変換手段から出力される複数の色成分信号それぞれにおける最大レベルに色成分に対応した重み付けをした結果が最小である色成分を前記原稿サイズ検知に用いる色成分として選択することを特徴とする請求項１記載の原稿サイズ検知装置。