JP2010081369A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化を実現するとともに、画像品質低下を招くことなく原稿表裏面の画像を同時読み取りすることができる画像読取装置を提供する。
【解決手段】搬送経路１９に沿って搬送される原稿の表裏各面に対向するように夫々配置され、波長が異なる三色の光源２１、３１と各波長に対応する三系統のラインセンサ２４０、３４０を備えたＣＩＳセンサヘッド２、３と、各光源２１、３１を所定順序で切替点灯し、各波長に対応してラインセンサ２４０、３４０から出力を取り出す読取制御部４を備えている画像読取装置１で、各ＣＩＳセンサヘッド２、３を原稿の搬送方向に沿って互いに近接するように配置し、各ＣＩＳセンサヘッド２、３の同色の光源を異なるタイミングで切替点灯するように前記読取制御部４を構成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、搬送経路に沿って搬送される原稿の表裏各面に対向するように夫々配置され、波長が異なる三色の光源と各波長に対応する三系統のラインセンサを備えたＣＩＳセンサヘッドと、各光源を所定順序で切替点灯し、各波長に対応してラインセンサから出力を取り出す読取制御部を備えている画像読取装置に関する。

従来、原稿の両面を同時に読み取ることができる画像読取装置が提案されている。当該画像読取装置の一例を図１０に示す。

図１０に示す画像読取装置９は、縮小光学系を採用した第一画像読取部９１と、等倍光学系を採用した第二画像読取部９２を備えている。

画像読取装置９では、原稿載置部９００に載置された原稿Ｄがピックアップローラ９０１でピックアップされ、ローラ９０２で重送が防止されて搬送経路に送り出され、搬送用ローラ９０３で当該搬送経路を搬送される。

第一画像読取部９１及び第二画像読取部９２は、夫々の対向する位置に設置された白板９１０及びローラ９２０でシェーディング補正の白基準を生成する。レジストローラ９０４で画像読取タイミングが調整された原稿表裏面から画像を夫々読み取る。第一画像読取部９１及び第二画像読取部９２で画像が読み取られた原稿は、排紙ローラ９０５により原稿排紙部９０６に排紙される。

ところで、画像読取装置９では、第一画像読取部９１及び第二画像読取部９２に適した画像読み取り速度が異なり、原稿表裏面の画像を同時読み取する場合に画像品質低下や生産性低下などの不具合が生じることがあった。

そこで、特許文献１には、所定の動作クロックに基づいて動作し、原稿の一方側の面の画情報を読み取って画像信号を出力する第１の読取手段と、所定の動作クロックに基づいて動作し、原稿の他方側の面の画情報を読み取って画像信号を出力する第２の読取手段と、原稿の片面を読み取るか両面を読み取るかの原稿読取モードを選択する選択手段と、前記第１の読取手段と前記第２の読取手段に動作クロックを供給するクロック発生手段と、前記第１の読取手段と前記第２の読取手段の特性に合わせて蓄積時間を切り替えるタイミング発生手段と、前記選択手段で選択された原稿読取モードに応じてタイミング発生手段から発生する蓄積時間を切り替える制御手段とを具備し、前記第１の読取手段は縮小光学系を利用したＣＣＤイメージセンサを使用し、前記第２の読取手段は等倍光学系を利用した密着型イメージセンサを使用した画像読取装置が提案されている。

当該画像読取装置では、原稿表裏面を同時に読み取る場合と、片面のみを読み取る場合で読み取りスピードを変更することができるため、上述のような不具合の発生を防止することができる。
特開２００７−７４３６７号公報

縮小光学系を採用する第一画像読取部９１は、キセノンランプなどの光源９１１に照明された原稿からの反射光をミラー９１２、９１３、９１４及びレンズ９１５を介してＣＣＤ９１６で光電変換し、当該原稿の画像を読み取る。

一方、等倍光学系を採用する第二画像読取部９２は、ＬＥＤなどの光源で照明された原稿からの反射光をアレイ状に配置されたＧＲＩＮ（Graded-Index）レンズを介してＣＩＳ（密着型イメージセンサ：Contact Image Sensor）で光電変換して当該原稿の画像を読み取る。ミラー９１２、９１３、９１４及びレンズ９１５を備える空間を必要としないので、第二画像読取部９２の設置に必要な空間は第一画像読取部９１に必要な空間に較べて小さくすることができる。

そこで、第一画像読取部９１にも等倍光学系を採用すれば、上述の不具合の発生を防止することができ、さらに第一画像読取部９１と第二画像読取部９２を近接するように配置すれば、画像読取装置９を小型化することができる。しかし、当該構成を採用する場合、第一画像読取部９１または第二画像読取部９２の何れかが備える光源に照明されて原稿を透過した光が、他方のＣＩＳで光電変換されて画像品質の低下を招く虞がある。

本発明の目的は、上述の問題に鑑み、装置の小型化を実現するとともに、画像品質低下を招くことなく原稿表裏面の画像を同時読み取りすることができる画像読取装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による画像読取装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載したとおり、搬送経路に沿って搬送される原稿の表裏各面に対向するように夫々配置され、波長が異なる三色の光源と各波長に対応する三系統のラインセンサを備えたＣＩＳセンサヘッドと、各光源を所定順序で切替点灯し、各波長に対応してラインセンサから出力を取り出す読取制御部を備えている画像読取装置であって、各ＣＩＳセンサヘッドを原稿の搬送方向に沿って互いに近接するように配置し、前記読取制御部が各ＣＩＳセンサヘッドの同色の光源を異なるタイミングで点灯するように切替点灯することを特徴とする点にある。

読取制御部は、ＣＩＳセンサヘッド毎に、点灯した光源に対応する系統のラインセンサから出力を取り出すが、各系統のラインセンサは、自身に対応する波長の光にのみ反応して出力を行なう。つまり、点灯した光源の波長と異なる波長の光が入光しても、当該入光した光はラインセンサの出力に影響を与えない。

従って、読取制御部が各ＣＩＳセンサヘッドの同色の光源を異なるタイミングで点灯するように切替点灯することで、一方のＣＩＳセンサヘッドのラインセンサから取り出す出力に、他方のＣＩＳセンサヘッドの光源による照明の影響は及ばず、透過光を原因とする画像品質の低下が防止される。

以上説明したとおり、本発明によれば、装置の小型化を実現するとともに、画像品質低下を招くことなく原稿表裏面の画像を同時読み取りすることができる画像読取装置を提供することができるようになった。

以下、本発明による画像読取装置について説明する。

図１に示すように、画像読取装置１は、原稿載置部１１に載置された原稿を摩擦板１３による摩擦で１枚ずつピックアップして搬送経路１９に送り出すピックアップローラ１２と、画像読取タイミングを調整するレジストローラ１５と、搬送経路１９に沿って搬送される原稿の表裏各面に対向するように夫々配置されたＣＩＳセンサヘッド２、３と、ＣＩＳセンサヘッド２、３で画像が読み取られた原稿を排紙部１８に排出する排紙ローラ１６と、これらを制御する制御部１０を備えている。

図２に示すように、ＣＩＳセンサヘッド２は、原稿と当接するコンタクトガラス２０と、波長が異なる三色の光源２１と、各波長に対応する三系統のラインセンサ２４０と、光源２１に照明された原稿からの反射光をラインセンサ２４０に導くアレイ状に配置されたＧＲＩＮレンズ２３と、光源２１を駆動するＬＥＤドライブ回路２５を備えている。

光源２１は、ＣＩＳセンサヘッド２の筐体の所定位置に固定した支持部２２に固定されている。ラインセンサ２４０は基板２４に配置され、基板２４とＬＥＤドライブ回路２５は基板２６に備えられている。なお、搬送経路１９を挟んでＣＩＳセンサヘッド２の対向する位置にシェーディング補正の白基準の生成に用いるローラ２ａが備えてられている。

ＣＩＳセンサヘッド３は、ＣＩＳセンサヘッド２と同様に構成されている。つまり、コンタクトガラス３０と、光源３１と、ラインセンサ３４０と、ＧＲＩＮレンズ３３と、ＬＥＤドライブ回路３５を備えている。光源３１は支持部３２に固定されている。ラインセンサ３４０が配置された基板３４とドライブ回路３５は基板３６に備えられ、ＣＩＳセンサヘッド３の対向する位置にシェーディング補正の白基準の生成に用いるローラ３ａが備えてられている。

図３（ａ）は光源２１（３１）を示す図であり、図３（ｂ）は、光源２１（３１）を図３（ａ）に示すＸ−Ｘ’で切断した切断面を示す図である。図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、光源２１（３１）は、基板２１０（３１０）に配置され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を夫々発光する三つのＬＥＤ２１１（３１１）と、拡散ガラスなどで構成され、各ＬＥＤ２１１（３１１）の発光した光で原稿を照明する導光体２１２（３１２）を備えている。

導光体２１２（３１２）は、原稿の搬送方向に直行する方向であるＣＩＳセンサヘッド２（３）の主走査方向に長手側が位置するように配置され、当該主走査方向に沿って原稿を照明する。

図４（ａ）は基板２４（３４）を示す図である。図４（ａ）に示すように、ラインセンサ２４０（３４０）は、ＣＩＳセンサヘッド２（３）の主走査方向に長手側が千鳥状に配置された複数のＣＣＤセンサで構成されている。

隣接するＣＣＤセンサの夫々の感光部が当該主走査方向に数画素分重複するように各ＣＣＤセンサは配置され、一ラインの画像を確実に読み取ることができるように構成されている。また、各ＣＣＤセンサは、ＲＧＢ各色の光の波長に対応する三系統のカラーフィルタを夫々に備えた３ラインの感光部を有している。

ラインセンサ２４０（３４０）は、原稿の一ラインの画像を読み取る際、原稿の搬送方向（副走査方向）の上流側に配置されたＣＣＤセンサで当該一ラインの画像の半分を各色毎に読み取る。そして、当該原稿が当該ＣＣＤセンサの短手側の幅分搬送されると、下流側に配置されたＣＣＤセンサで当該一ラインの画像の残りの半分を各色毎に読み取る。このようにして、当該一ラインの画像全体を読み取る。

図４（ｃ）は、ラインセンサ２４０（３４０）の分光感度と受光する光の波長の関係を示す図である。本実施形態では、図４（ｃ）に示すように、ラインセンサ２４０（３４０）は、青色の感度が低く、赤色の感度が高くなっている。そこで、光源２１、３１が白紙の原稿を照明したとき、ラインセンサ２４０（３４０）の分光感度に応じた強度の反射光が当該ラインセンサに入光するように各色のＬＥＤ２１１、３１１の出力レベルが調整されている。

つまり、光源２１、３１では、青色の光の出力レベルが高く、赤色の光の出力レベルが低く調整されており、このとき、ラインセンサ２４０（３４０）の出力は光の波長によらず一定レベルとなる。

制御部１０は、ＣＰＵとＣＰＵの動作プログラムを記憶したＲＯＭとＣＰＵの作業領域となるＲＡＭと周辺回路などを備えている。制御部１０は、用紙センサ１４の出力に基づいてレジストローラ１５への原稿の到達を検出し、所定のタイミングでレジストローラ１５を駆動する。また、レジストローラ１５の駆動タイミングに基づいてＣＩＳセンサヘッド２またはＣＩＳセンサヘッド３を作動させ、ＣＩＳセンサヘッド２またはＣＩＳセンサヘッド３に原稿の対応する面の画像を読み取らせる。用紙センサ１７で用紙後端が検出されると、所定時間の駆動後、排紙ローラ１６を停止する。

制御部１０は、ＣＩＳセンサヘッド２、３を制御する読取制御部４を備えている。読取制御部４は、動作プログラムを実行するＣＰＵにより制御部１０に具現化された機能ブロックである。

読取制御部４は、ＣＩＳセンサヘッド２、３が備えている各光源２１、３１を所定順序で切替点灯し、各波長に対応してラインセンサ２４０、３４０から出力を取り出す。

読取制御部４によるＣＩＳセンサヘッド２の画像読取制御について、図５を用いて説明する。なお、ＣＩＳセンサヘッド３の画像読取制御についてもＣＩＳセンサヘッド２と同様の制御で行なわれる。

タイミング信号発生回路５１は発振回路５０から入力された信号に基づいて、光源２１を切替点灯する際やラインセンサ２４０の感光部に蓄積された信号電荷を転送する際のタイミング信号を出力する。

読取制御部４は、用紙センサ１４から原稿先端検出信号が入力されると、図６に示すように、タイミング信号発生回路５１から入力されるタイミング信号に同期して、主走査同期信号をＬＥＤドライブ回路２５に出力する。

ここで、主走査同期信号は、原稿から主走査方向の一ラインの画像の読み取りを開始する際の基準となる信号であり、当該主走査同期信号一つに対して、タイミング信号は三つ出力される。つまり、制御部１０は、タイミング信号が三つ入力されると、原稿を一ライン分、ＣＩＳセンサヘッド２、３の副走査方向に搬送するように構成されている。

ＬＥＤドライブ回路２５は、主走査同期信号が入力されると、タイミング信号に基づいてＲＧＢ各色のＬＥＤ２１１を所定順序で切替点灯する。本実施形態では、ＬＥＤドライブ回路２５は、一つ目のタイミング信号で赤色のＬＥＤを点灯し、二つ目のタイミング信号で緑色のＬＥＤを点灯し、三つ目のタイミング信号で青色のＬＥＤを点灯する。

なお、切替点灯順序は、これに限定するものではない。例えば、１つ目のタイミング信号で赤色のＬＥＤを点灯し、二つ目のタイミング信号で青色のＬＥＤを点灯し、三つ目のタイミング信号で緑色のＬＥＤを点灯するなど、任意の順序で切替点灯するように構成することができる。

ラインセンサ２４０は、光源２１に照明された原稿からの反射光をＧＲＩＮレンズ２３を介して受光し、当該反射光の強度に応じた電荷を蓄積する。図６に示すように、次に入力されるタイミング信号に基づいて、当該反射光に対応するカラーフィルタを備えている感光部に蓄積した電荷を画像データを構成する有効なデータとして出力する。出力された電荷は増幅回路５２を介して画像処理回路５３に入力される。

画像処理回路５３は、入力された電荷から原稿画像の画像データを生成し、読取制御部４により設定された画像処理条件に基づいて、当該画像データに画像処理を施して、不図示のコンピュータ端末などに出力する。

ここで、各ＣＩＳセンサヘッド２、３は、原稿の搬送方向に沿って互いに近接するように配置されている。そのため、図７に示すように、ＣＩＳセンサヘッド３の備える光源３１に照明された原稿Ｄを透過した透過光がＣＩＳセンサヘッド２の備えるラインセンサ２４０に入光することがある。従って、光源２１と光源３１が照明する光の色が同じタイミングで同じであると、ラインセンサ２４０、３４０の出力に当該透過光の影響によるノイズ成分が含まれることがある。

そこで、読取制御部４は、各ＣＩＳセンサヘッド２、３の同色の光源２１、３１を異なるタイミングで点灯するように切替点灯するように構成されている。これにより、各ラインセンサ２４０、３４０の出力に透過光の影響によるノイズ成分が含まれることを防止することができる。

上述のように本実施形態では、ＬＥＤドライブ回路２５は、主走査同期信号が入力されると、一つ目のタイミング信号でＲ色のＬＥＤを点灯し、二つ目のタイミング信号でＧ色のＬＥＤを点灯し、三つ目のタイミング信号でＢ色のＬＥＤを点灯するように構成され、ＣＩＳセンサヘッド３が備えるＬＥＤドライブ回路３５も同様に構成されている。

そこで、図８に示すように、読取制御部４は、ＣＩＳセンサヘッド２とＣＩＳセンサヘッド３に対して入力する主走査同期信号をタイミング信号の一周期分または二周期分ずらして入力し、同色の光源２１、３１が同じタイミングで点灯することがないように制御する。

以下に、別実施形態について説明する。

図９（ａ）に示すように、各ＣＩＳセンサヘッド２、３が互いに対向する位置に配置されている場合の読取制御部４による光源２１、３１の点灯制御について説明する。

ＣＩＳセンサヘッド２が備えるＬＥＤドライブ回路２５は、主走査同期信号が入力されると、一つ目のタイミング信号で赤色のＬＥＤを点灯し、二つ目のタイミング信号で緑色のＬＥＤを点灯し、三つ目のタイミング信号で青色のＬＥＤを点灯するように構成されている。

一方、ＣＩＳセンサヘッド３が備えるＬＥＤドライブ回路３５は、主走査同期信号が入力されると、一つ目のタイミング信号で緑色のＬＥＤを点灯し、二つ目のタイミング信号で青色のＬＥＤを点灯し、三つ目のタイミング信号で赤色のＬＥＤを点灯するように構成されている。

図９（ｂ）に示すように、読取制御部４は、ＣＩＳセンサヘッド２とＣＩＳセンサヘッド３に対して主走査同期信号を同一のタイミングで入力して、同色の光源２１、３１が同じタイミングで点灯することがないように制御する。

ここで、ＬＥＤドライブ回路２５、３５の各色の点灯順序は固定されているものとして説明したが、読取制御部４により変更可能に構成されているものであってもよい。例えば、画像読取装置１の電源投入時などに読取制御部４は、制御部１０のＲＯＭなどに格納された当該点灯順序を設定するプログラムを実行して、ＬＥＤドライブ回路２５、３５の各色の点灯順序を設定する。ＲＯＭを交換して当該点灯順序を設定するプログラムを変更すれば、当該点灯順序を変更することができる。

上述の実施形態では、ＣＩＳセンサヘッド２、３が備えるラインセンサ２４０、３４０は、ＣＩＳセンサヘッド２、３の主走査方向に長手側が千鳥状に配置された複数のＣＣＤセンサで構成されているものとしたが、長手方向の端部まで感光部が存在するＣＭＯＳセンサを複数備えたラインセンサ２４１、３４１を備えていてもよい。図４（ｂ）に示すように、ラインセンサ２４１、３４１は、当該ＣＭＯＳセンサをＣＩＳセンサヘッド２、３の主走査方向に直線状に配置している。

上述の実施形態では、本発明を適用した画像読取装置１について説明したが、本発明は画像読取装置単体にしか適用できないものではない。つまり、複写機や所謂複合機などが備えるスキャナに本発明を適用することができる。

上述の実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更することができることは言うまでもない。

画像読取装置の説明図 ＣＩＳセンサヘッドの説明図 （ａ）は光源の説明図、（ｂ）は光源の説明図 （ａ）はラインセンサの説明図、（ｂ）は別実施形態のラインセンサの説明図、（ｃ）はラインセンサの分光感度と入光する光の波長の関係を示すグラフ 読取制御部によるＣＩＳセンサヘッドの画像読取制御の説明図 主走査同期信号とタイミング信号と蓄積電荷の関係の説明図 原稿を透過する透過光の説明図 各ＣＩＳセンサヘッドに対する主走査同期信号とタイミング信号の説明図 （ａ）別実施形態の画像読取装置の説明図、（ｂ）別実施形態の各ＣＩＳセンサヘッドに対する主走査同期信号とタイミング信号の説明図 原稿表裏面の画像を同時に読み取ることができる従来の画像読取装置の説明図

符号の説明

１：画像読取装置
２：ＣＩＳセンサヘッド
３：ＣＩＳセンサヘッド
４：読取制御部
２１：光源
２５：ＬＥＤドライブ回路
３１：光源
３５：ＬＥＤドライブ回路
５１：タイミング信号発生回路
２４０：ラインセンサ
３４０：ラインセンサ

Claims (1)

1. 搬送経路に沿って搬送される原稿の表裏各面に対向するように夫々配置され、波長が異なる三色の光源と各波長に対応する三系統のラインセンサを備えたＣＩＳセンサヘッドと、各光源を所定順序で切替点灯し、各波長に対応してラインセンサから出力を取り出す読取制御部を備えている画像読取装置であって、
   各ＣＩＳセンサヘッドを原稿の搬送方向に沿って互いに近接するように配置し、前記読取制御部が各ＣＩＳセンサヘッドの同色の光源を異なるタイミングで点灯するように切替点灯することを特徴とする画像読取装置。

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