(57)【要約】      （修正有）【課題】静電容量センサの出力結果を用いた判定精度の低下を防ぐ画像読取装置及び検出方法を提供する。【解決手段】原稿台ガラス１０２上に置かれた原稿１０５を光学的に読み取る画像読取装置１００は、原稿台ガラス１０２上の原稿のサイズを検出するために主走査方向と副走査方向に２つの静電容量センサ１０６、１０８を備える。原稿１０５が原稿台ガラス１０２上に載置された場合、原稿に接する領域と原稿外の領域では検出される静電容量に差があることに基づいて、原稿１０５のサイズを検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿台上に置かれた原稿を光学的に読み取る画像読取装置であって、
前記原稿台上の前記原稿のサイズを検出するための第１の静電容量センサと、
前記原稿のサイズ検出領域外の領域に設けられた第２の静電容量センサと、
前記第１の静電容量センサの出力値と前記第２の静電容量センサの出力値の差に基づいて、前記原稿台上の前記原稿のサイズを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記第１の静電容量センサは、前記原稿の各辺の長さ方向に延設されており、
前記検出手段は、前記第１の静電容量センサの出力値と前記第２の静電容量センサの出力値の差から、前記第１の静電容量センサが前記原稿により遮蔽される長さを取得し、当該取得された長さから、前記原稿のサイズを検出することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記第１の静電容量センサの出力値と前記第２の静電容量センサの出力値の差と、前記第１の静電容量センサが前記原稿により遮蔽される長さとの対応関係に基づいて、前記第１の静電容量センサが前記原稿により遮蔽される長さを取得することを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記対応関係は、基準原稿についての対応関係であり、
前記原稿台上の前記原稿の種類に応じて出力された前記第１の静電容量センサの出力値と前記第２の静電容量センサの出力値との差を、前記基準原稿についての出力値に換算する換算手段、をさらに備え、
前記検出手段は、前記換算手段により換算された値から前記対応関係に基づいて、前記第１の静電容量センサが前記原稿により遮蔽される長さを取得することを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記換算手段は、前記第１及び第２の静電容量センサと異なる第３の静電容量センサが前記基準原稿により遮蔽された場合と前記第３の静電容量センサが前記原稿により遮蔽された場合とにおける前記第３の静電容量センサの出力値の変化分により換算することを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記第３の静電容量センサは、前記原稿台上の基準位置に前記原稿を突き当てて置く際の前記基準位置に対応する位置に設けられ、前記カバーが閉じられた場合には、前記第３の静電容量センサの全体が前記原稿により遮蔽されることを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記第１の静電容量センサと前記第２の静電容量センサは、前記原稿台上を覆うカバーに設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記カバーの閉動作の際に、前記原稿台上の前記原稿のサイズを検出することを特徴とする請求項７に記載の画像読取装置。
【請求項９】
原稿台上に置かれた原稿を光学的に読み取り、前記原稿台上の前記原稿のサイズを検出するための第１の静電容量センサと、前記原稿のサイズ検出領域外の領域に設けられた第２の静電容量センサとを備える画像読取装置において実行される検出方法であって、
前記第１の静電容量センサの出力値と前記第２の静電容量センサの出力値の差に基づいて、前記原稿台上の前記原稿のサイズを検出する検出工程、
を有することを特徴とする検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿サイズを検出可能な画像読取装置および検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、原稿台の端部を基準位置として原稿をセットし、その上に原稿押さえ板を閉じる構成の画像読取装置が知られている。画像読取装置では、光学系内の露光光路やレンズ、ミラー、及びそれらを駆動する駆動装置などに接触しないように、光学系内に原稿検知デバイスが設けられている。そのような構成において、原稿押さえ板の閉じ操作信号に基づき、複数の原稿検知デバイスの各出力結果から、原稿台上に載置された原稿サイズが検出される。原稿検知デバイスは、原稿サイズを検知するための所定位置に配置されている。原稿検知デバイスは、１つの発光部と受光部とから構成される読取センサを含み、発光部は、照明光を原稿台上に載置された原稿に照射し、受光部は、原稿面からの反射散乱光を受光する。そして、複数の原稿検知デバイスからの受光信号それぞれについて所定値に基づく判定が行われ、原稿サイズが検出される（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８０６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の原稿検知デバイスでは、読取センサを動作させる際に照明を発光させるので、ユーザに眩しさを感じさせてしまう場合がある。そこで、読取センサの代わりに、複数の静電容量センサを所定位置に配置して、各位置の原稿有無の検出結果により、原稿サイズを検出する方法がある。
【０００５】
しかしながら、一般的に、静電容量は湿度などの環境による影響を受けて変動する場合があるので、静電容量センサの出力値が一定とならない。従って、原稿読取装置の環境によっては、上記のような原稿サイズの検出を正確に行えないおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決することにある。本発明は、上記の点に鑑み、静電容量センサの出力結果を用いた判定精度の低下を防ぐ画像読取装置および検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像読取装置は、原稿台上に置かれた原稿を光学的に読み取る画像読取装置であって、前記原稿台上の前記原稿のサイズを検出するための第１の静電容量センサと、前記原稿のサイズ検出領域外の領域に設けられた第２の静電容量センサと、前記第１の静電容量センサの出力値と前記第２の静電容量センサの出力値の差に基づいて、前記原稿台上の前記原稿のサイズを検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、静電容量センサの出力結果を用いた判定精度の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像読取装置の外観斜視図である。
【図２】画像読取ユニットの構成を示す図である。
【図３】画像読取装置のブロック構成を示す図である。
【図４】静電容量検出部に着目したブロック構成を示す図である。
【図５】静電容量センサによる検出原理を説明するための図である。
【図６】原稿の各サイズと、静電容量センサの位置とを示す図である。
【図７】静電容量センサの出力値と遮断面積との対応関係を示す図である。
【図８】原稿サイズ検出処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００１１】
図１は、画像読取装置の外観斜視図である。画像読取装置１００は、原稿台ガラス１０２上にセットされた原稿１０５を光学的に読み取る。本体１０１には、図２に示すような、原稿１０５に対して光を照射する光源及び原稿からの反射光を検出するイメージセンサを含む画像読取ユニットが設けられている。イメージセンサは、画像読取ユニット内で図１のＸ軸方向（主走査方向）に複数配列されており、画像読取ユニットの光学キャリッジは、Ｙ軸方向（副走査方向）に移動することによって原稿１０５を読み取る。図中のＸ軸とＹ軸は、原稿台上の座標を表しており、Ｘ軸とＹ軸との交点は原点１０４である。原点１０４は、ユーザが原稿１０５をセットするときの突き当て基準位置となる。
【００１２】
原稿台ガラス１０２を覆う原稿カバー（原稿押圧板）１０３は、図１中の奥側にあるヒンジ機構によって、ユーザによる開閉操作が可能である。原稿カバー１０３の裏面の原稿台ガラス１０２と対面位置にある白地領域には、静電容量センサ１０６、１０７、１０８、１０９が設けられている。本実施形態では、原稿台ガラス１０２上にセットされた原稿サイズを検出するために、静電容量センサ１０６〜１０９が用いられる。
【００１３】
図２は、画像読取ユニット２００の構成を示す図である。画像読取ユニット２００は、ミラー及びレンズから成る光学系を含む光学キャリッジ２０１、イメージセンサ２０２が実装された基板２０３、原稿１０５に光を照射する光源２０４、ミラー２０５〜２０８、レンズ２０９を含む。原稿からの反射光は、光学系を介して、イメージセンサ２０２まで導かれる。図２では、ＣＣＤ方式による構成を示しているが、ＣＩＳ（ＣｏｎｔａｃｔＩｍａｇｅＳｅｎｓｏｒ）方式により、画像読取ユニット２００が構成されても良い。
【００１４】
図３は、画像読取装置１００のブロック構成を示す図である。ＣＰＵ（又はＭＰＵ）３０１は、画像読取装置１００全体を統括的に制御する。ＲＯＭ３０２は、画像読取装置１００を駆動させるための基本プログラムや制御プログラム、設定データ等を記憶する。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワーキングメモリとして用いられ、本実施形態の動作は、例えば、ＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０２に記憶されているプログラムをＲＡＭ３０３に読み出して実行することにより実現される。画像読取ユニット制御部３０４は、画像読取ユニット２００を制御する。例えば、画像読取ユニット制御部３０４は、光源２０４の発光タイミング等の発光制御を行う。モータ３０７は、不図示のベルトを介して光学キャリッジ２０１を副走査方向に移動させる。モータ制御部３０５は、モータ３０７を駆動するモータドライバ３０６を制御する。ＣＰＵ３０１は、例えば、光源２０４の発光タイミングを、光学キャリッジ２０１の移動と同期させて制御することで、原稿１０５の読取を行う。
【００１５】
操作部３０８は、ハードウェアキー等を含み、ユーザからの設定操作を受け付ける。表示部３０９は、画像読取装置１００の設定画面等を表示する。ネットワークインタフェース３１０は、画像読取装置１００をＬＡＮ等のネットワークに接続し、外部装置と相互に通信可能とする。演算部３１１は、原稿台ガラス１０２上の原稿１０５の原稿サイズを、静電容量検出部３１２からの出力信号に基づいて算出する。内部バス３１３は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、光学キャリッジ制御部３０４、モータ制御部３０５、操作部３０８、表示部３０９、ネットワークインタフェース３１０、演算部３１１、静電容量検出部３１２を相互に接続する。静電容量検出部３１２は、図１の静電容量センサ１０６、１０７、１０８、１０９からの出力値（静電容量）を取得する。図３の構成には、画像読取装置１００が実行可能な機能に応じて、他のブロックが含まれる場合もある。
【００１６】
図４は、静電容量検出部３１２に着目したブロック構成を示す図である。原稿サイズ検知ユニット４０１は、静電容量検出部３１２と演算部３１１とＣＰＵ３０１とを含む。また、制御部４０２は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３を含むプロセッサ部４０７と、演算部３１１とを含む。
【００１７】
静電容量検出部３１２は、図１の静電容量センサ１０６及び１０８に対応する検出部４０４、静電容量センサ１０７に対応する検出部４０５、静電容量センサ１０９に対応する基準部４０６、差分検出部４０３を含む。差分検出部４０３は、検出部４０４及び４０５の出力値と、基準部４０６の出力値（基準値）との差分を算出する。演算部３１１は、差分検出部４０３で算出された差分に基づいて、原稿１０５の原稿サイズを検出する。つまり、本実施形態では、検出部４０４及び４０５の各出力値のみで原稿サイズを検出するのではなく、検出部４０４及び４０５の各出力値と、基準部４０６の基準値との差分により原稿サイズを検出する。そのような構成により、画像読取装置１００の湿度等の環境条件によらず、原稿サイズを正確に検出することができる。
【００１８】
以下、本実施形態における、静電容量センサを用いた原稿サイズの検出処理について説明する。一般的に、静電容量センサは、物質がそれぞれ異なる比誘電率を有することを利用し、異なる物質が接触もしくは近接することで静電誘導により生じる静電容量の変化を検知するものである。静電容量センサは、２つの電極を１つの検出部として用い、電極間の静電容量の変化を検出する。ここで、物質の比誘電率は、例えば、空気が１、紙が２〜２．６、ガラスが５．４〜９．９などとして知られている。従って、ガラス製の原稿台に紙が置かれた場合とそうでない場合とで出力される静電容量は変化する。
【００１９】
さらに、物質が静電容量センサを遮る面積によっても静電容量が変化する。従って、原稿台ガラスの主走査及び副走査方向に静電容量センサを配置することで、配置された静電容量センサが出力する静電容量の変化から、原稿が静電容量センサを遮蔽する遮蔽面積を算出することができる。
【００２０】
なお、紙の厚さ、種類によっても比誘電率は変化する。従って、本実施形態では、原稿突き当て部付近に所定の面積を持つ静電容量センサ１０７を設け、紙の厚さ、種類による静電容量の変化から補正係数を算出する際に用いる。そして、静電容量センサ１０６及び１０８の遮蔽面積と、算出された補正係数とに基づいて、比誘電率の異なる紙種の場合でも原稿サイズを検出することができる。
【００２１】
図５は、本実施形態における静電容量センサによる検出原理を説明するための図である。図５に示すように、静電容量検出部３１２は、原理的には、電極（ＣｉｎＸ）５０２と、電極（Ｃｒｅｆ）５０２と、電極（Ｃｄｒｖ）５０３とから構成される。図５では、電極５０３からの電気力線が実線で示されている。そして、静電容量検出部３１２は、電極５０１と電極５０３との間の静電容量（検出結果Ａ）と、電極５０２と電極５０３との間の静電容量（検出結果Ｂ）を取得する。静電容量は、電極５０３から電極５０１への電気力線と、電極５０３から電極５０２への電気力線の多寡によって変化する。そのため、物質５０４（例えば、原稿）が電極５０１または電極５０２に近接もしくは接触した場合、物質５０４の誘電性により電気力線の密度が変化し、検出結果Ａまたは検出結果Ｂが変化する。従って、このときの検出結果Ａと検出結果Ｂの差分から、物質が近接しているか否かを判定することができる。図５に示される３つの電極を用いた測定時には、それらの電極のうち１つ、電極５０３に電圧を印加する。従って、電極５０３は電圧印加電極としての役割を果たす。そして、電極５０２と電極５０３との間の静電容量と、電極５０１と電極５０３との間の静電容量が取得される。
【００２２】
空気の比誘電率や紙の比誘電率は、湿度により変化する場合がある。しかしながら、図５のような構成では、少なくとも２つの検出結果の差分を取得するので、それぞれの静電容量に対する湿度の影響は相殺される。従って、湿度の影響を受けない検出を行うことができる。画像読取装置１００の大きさでは、その装置内の位置の変化により湿度変化が生じるとは考え難く、どの場所においても静電容量センサに対する湿度の影響は同程度とみなすことができる。また、原稿サイズ検出のための測定を行う前後での時間で湿度変化が生じるとも考え難く、原稿サイズ検出のための測定を行う前後での静電容量センサに対する湿度の影響も同程度とみなすことができる。
【００２３】
図１の静電容量センサ１０６、１０７、１０８はそれぞれ、図５の電極５０１と電極５０３とのペアにより構成される。また、静電容量センサ１０９は、図５の電極５０３と電極５０２とのペアにより構成される。ユーザが原稿台ガラス１０２上に原稿１０５をセットして原稿カバー１０３を閉じると、静電容量センサ１０７は、完全に原稿１０５に遮蔽され、静電容量センサ１０６及び１０８は、原稿１０５のサイズに応じて、原稿１０５により一部遮蔽される。
【００２４】
図６は、原稿１０５の各サイズと、ユーザの閉動作により原稿カバー１０３が閉じられた場合の、静電容量センサ１０６〜１０８の位置を示す図である。図６に示すように、静電容量センサ１０６及び１０８は、原稿１０５の各辺に沿って延設されているので、原稿１０５のサイズに応じて、原稿１０５により一部遮蔽されることになる。一方、静電容量センサ１０７は、原稿１０５のどのようなサイズでも、原稿１０５により完全に遮断される。また、図６では不図示であるが、静電容量センサ１０９は、原稿１０５のサイズ検出領域外に位置するので、原稿１０５によって遮蔽されない。
【００２５】
ユーザが原稿１０５の読取を行うために原稿１０５を基準位置となる原点１０４に合わせて（突き当てて）セットし、原稿カバー１０３を閉じると、原稿サイズの検出が開始される。その際、静電容量センサ１０６、１０７、１０８は、原稿１０５の存在により、静電容量が変化する。一方、静電容量センサ１０９は、原稿１０５のサイズ検出領域外に位置するので、静電容量は実質的にほぼ変化しない。
【００２６】
本実施形態においては、静電容量センサ１０６の出力値と静電容量センサ１０９の出力値との差分が取得され、静電容量センサ１０８の出力値と静電容量センサ１０９の出力値との差分が取得される。これは、図５において説明した、検出結果Ａと検出結果Ｂの差分を求めることに対応する。差分を取得せず、静電容量センサ１０６及び１０８それぞれの出力値に従って原稿サイズを決定する構成の場合、湿度によっては各センサの比誘電率が変化してしまい、静電容量センサ１０６及び１０８それぞれについて出力値が一定とならない。
【００２７】
しかしながら、上記のように、ユーザによる原稿セットによっても静電容量が実質的に変化しない静電容量センサ１０９との出力値との差分を取得することにより、湿度による変化分を相殺した出力値を得ることができる。その結果、静電容量センサ１０６及び１０８それぞれについて出力値は一定となり、原稿サイズについての検出を正確に行うことができる。
【００２８】
次に、静電量容量センサ１０７の出力値から、補正係数が算出される。ここで、基準となる基準原稿用紙の種類に対する静電容量センサ１０７の出力値は、予め取得されてＲＯＭ３０２等に基準値として記憶されている。ここで、原稿用紙の基準は、原稿の紙種や紙厚等の原稿属性に基づいて決定される。基準原稿用紙以外のユーザ所望の種類の原稿１０５が原稿台ガラス１０２上にセットされて原稿カバー１０３が閉じられると、静電容量センサ１０７の出力値は基準値とは異なる。その場合、例えば、静電容量センサ１０７の出力値が基準値の８０％であった場合には、８０％を示す指標を補正係数として取得する。
【００２９】
また、本実施形態においては、基準原稿用紙について、静電容量センサの出力値と、静電容量センサが遮蔽される遮蔽面積との対応関係が予め定められてＲＯＭ３０２等に記憶されている。図７（ａ）は、静電容量センサの遮蔽面積の変化を示し、図７（ｂ）は、静電容量センサの出力値と遮蔽面積との対応関係の一例を示す。図７（ｂ）はグラフの例を示しているが、テーブル等、他の形式であっても良い。
【００３０】
静電容量センサ１０６及び１０８の出力値を取得すると、その出力値を、上記の補正係数により補正する。つまり、静電容量センサ１０６及び１０８の出力値を補正係数を用いて、基準原稿用紙の場合の値に換算する。そして、図７（ｂ）に示す静電容量センサの出力値上での上記で換算された値に対応する遮蔽面積を取得する。図７（ａ）に示すように、静電容量センサの遮蔽面積は、遮蔽される長さに対応する。従って、取得された遮蔽面積に基づいて、原稿の長さを求めることができる。
【００３１】
図８は、本実施形態における原稿サイズ検出処理の手順を示すフローチャートである。Ｓ８０１において、ＣＰＵ３０１は、原稿カバー１０３が開状態から閉状態へ移行したかを判定する。ここで、開状態から閉状態へ移行したと判定された場合にはＳ８０２に進み、開状態から閉状態へ移行していないと判定された場合にはＳ８０４に進む。
【００３２】
Ｓ８０２において、ＣＰＵ３０１は、静電容量センサ１０６と１０９との出力値の差分と、静電容量センサ１０８と１０９との出力値の差分とを取得する。その後、ＣＰＵ３０１は、静電容量センサ１０７の出力値から補正係数を算出し、静電容量センサ１０６及び１０８の各出力値の差分を補正係数に基づいて補正する。そして、ＣＰＵ３０１は、図７（ｂ）に示すグラフから、補正された出力値に対応する遮蔽面積を取得し、静電容量センサ１０６及び１０８それぞれの遮蔽面積から、原稿１０５のサイズを検出する。Ｓ８０３において、ＣＰＵ３０１は、原稿サイズを確定する。Ｓ８０２からＳ８０３に進んだ場合には、Ｓ８０２で検出されたサイズを、原稿１０５のサイズとして確定する。
【００３３】
Ｓ８０４において、ＣＰＵ３０１は、ユーザによる操作部３０８上のスキャン（コピー）開始ボタンが押下されたか否かを判定する。ここで、押下されていないと判定された場合にはＳ８０１からの処理を繰り返す。押下されたと判定された場合には、Ｓ８０５に進み、ＣＰＵ３０１は、原稿サイズの入力を促すユーザインタフェース画面を表示部３０９に表示する。その後、Ｓ８０６において、ＣＰＵ３０１は、ユーザインタフェース画面上で原稿サイズが入力されたか否かを判定する。ここで、入力されたと判定された場合には、Ｓ８０３に進み、ＣＰＵ３０１は、ユーザインタフェース画面上で入力された原稿サイズを原稿１０５のサイズとして確定する。
【００３４】
Ｓ８０６で原稿サイズが入力されていないと判定された場合には、Ｓ８０７に進み、ＣＰＵ３０１は、原稿カバー１０３が開状態から閉状態へ移行したかを判定する。ここで、開状態から閉状態へ移行したと判定された場合にはＳ８０２に進む。一方、開状態から閉状態へ移行していないと判定された場合にはＳ８０５からの処理を繰り返す。
【００３５】
上記の動作において、Ｓ８０１及びＳ８０７における原稿カバー１０３の開閉の検出は、開いた状態と閉じた状態の静電容量センサ１０９の出力値の差が閾値を超えたか否かに基づいて行うようにしても良い。
【００３６】
Ｓ８０３で原稿サイズが決定した場合、画像読取動作において光学キャリッジ２０１のＹ軸方向への移動距離を、決定された原稿サイズまでとすることで、読取時間の短縮を行うことができる。また、画像読取装置１００が複写機能を実行する場合には、Ｓ８０３で決定された原稿サイズに応じて、出力用紙を自動的に決定するようにしても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１０６、１０７、１０８、１０９  静電容量センサ：  ３０１  ＣＰＵ：  ３０２  ＲＯＭ：  ３０３  ＲＡＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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