专利名称：文档读取器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对放置在台板上的文档的文档表面上的图像进 行读取的文档读取器。
背景技术：
图像形成装置如多功能打印机具有文档读取器(参见例如日本专利特
许公开No. H07-193689)。这样的文档读取器使用CIS (接触式图像传感 器)和还原式图像传感器中的至少一种。
由于CIS的景深浅，所以文档读取器必须在保持从CIS到文档表面 的图像距离基本上恒定的同时读取文档表面以便获得高质量图像。然而， 例如在复制装订成册的文档时，与不可避免地与台板玻璃向上间隔开的装 订部分之间的图像距离落在景深范围以外，这导致图像可能模糊或者畸 变。这一问题不仅对于接触式图像传感器而且对于还原式图像传感器而言 都是固有的，尽管有程度的问题。
因此，本发明旨在提供一种文档读取器，即使当文档表面与台板之间 间距不均匀时该文档读取器仍能够保证高质量图像。
发明内容
根据本发明， 一种图像传感器可绕着在主扫描方向上延伸的旋转轴线 旋转并且可在副扫描方向上移动。根据文档表面与台板之间的间距的变化 使图像传感器旋转。通过控制图像传感器的旋转以使得文档表面与图像传 感器之间在图像传感器的光接收表面被定向的方向上的距离落在图像传 感器的景深范围内，可以获得无模糊部分并且畸变更少的高质量图像。
本发明的前述和其它特征以及附带优点通过阅读以下结合附图对本 发明的具体描述将变得更清楚。
图1是图示了具有根据本发明的一个实施例的文档读取器的多功能
复印机的外观的浮见图2是图示了图1中所示文档读取器中所包括的文档读取单元的内部 布置的视图3包括图示了图2中所示文档读取单元中包括的CIS的结构的视
图4是图示了图3中所示CIS的位置与倾斜姿态之间的关系的概念 视图5包括图示了图3中所示CIS的操作的概念^L图6是图示了由图1中所示文档读取器中所包括的控制部分执行的控 制流程的流程图；以及
图7是图示了由控制部分所执行的另一控制流程的流程图。
具体实施例方式
下文将参照附图来描述根据本发明的一个实施例的文档读取器。在 此，描述涉及如下布置，在该布置中将文档读取器结合到具有打印机功能、 复印机功能和传真功能的复印机中。
图1是根据该实施例的复印机100的透视图。
复印机100包括文档读取器1和图像形成装置2。文档读取器1从文 档的文档表面读取图像数据。图像形成装置2根据图像数据复制图像。
文档读取器1包括文档读取单元10、文档覆盖单元30和铰接件20。 文档覆盖单元30借助铰接件20以枢轴方式支承在文档读取单元10上。
文档覆盖单元30包括文档馈送装置31、文档托盘32和文档垫33。 在相继地读取多页文档片(sheet)时，将多页文档片放置在文档托盘32 上，文档覆盖单元30被闭合以覆盖文档读取单元10的上表面。文档馈送 单元31将文档片逐页馈送到文档读取单元10的上表面上。在读取无法自 动馈送的文档如装订成册的文档时，将文档设置于文档读取单元10的上 表面上，文档覆盖单元30被开启以暴露文档读取单元10的上表面。
文档读取单元io包括台板11和光学单元(未示出)。台板11是在文档读取单元io的上表面上水平安置的玻璃板。设置于文档读取单元10
的壳体内的光学单元从放置在台板11上的文档的文档表面读取图像数 据。图1中所示箭头指示了后面要描述的副扫描方向。
图2是图示了文档读取单元10的示例性内部布置的概念视图。图2 中沿着从右手侧朝左手侧延伸的轴线15的方向是与台板ll平行的副扫描 方向。沿着与图纸表面垂直延伸的轴线16的方向是与台板11平行的主扫 描方向。
文档读取单元10包括设置于台板11下方的光学单元12、控制部分 17以及电机Ml和M2。光学单元12包括CIS 13和距离传感器14。
与本发明所限定的副扫描控制部分等同的控制部分17才艮据从光学单 元12向其输入的信号来控制电机M1和M2。
与本发明所限定的副扫描部分等同的电机M1是步进电机。电机M1 连接到辊(未示出)。环带(未示出)被绕着辊带动。光学单元12连附到 环带。因此，光学单元12通过电机M1的操作沿着副扫描轴线15移动。 这样的移动机构可以包括任何布置，而不是上述布置。
与本发明所限定的旋转部分等同的电机M2是用于使CIS 13绕着旋 转轴线16旋转的步进电机。
作为本发明所限定的距离信息获得部分的距离传感器14在本实施例 中是光学位置传感器。距离传感器14放置在副扫描轴线15上并且沿着副 扫描轴线15先于CIS 13移动预定的间距。距离传感器14具有在垂直向 上的方向中定向的主表面并且测量在该方向上从主表面到台板11上的对 象的距离。每当距离传感器14移动时，距离传感器14输出表明测量距离 的测量距离信号。控制部分17才艮据测量距离信号来获得测量距离并且在 存储器中将测量距离映射为与距离传感器14在副扫描轴线15上的位置关 联。
与本发明所限定的图像传感器等同的CIS 13从图2中箭头所示的其 光接收表面法线的方向接收光。CIS 13面对台板的沿着主扫描轴线在台 板的相对端之间延伸的一部分，并且从文档50的文档表面的在主扫描方 向上延伸的区域读取行图像(line image data)数据项。CIS 13在沿着副 扫描轴线15移动的同时以预定的分辨率(例如相对于A3尺寸的文档以 600dpi的分辨率)从文档50的文档表面获得多个这样的行图像数据项。
控制部分17从存储器读出映射的测量距离，并且控制电机M2的转数值，使得从CIS 13的光接M面到文档表面的图^iE巨离落在CIS 13的 景深范围内。具体而言，当与文档表面的将要从其获得行图像数据的区域 关联的测量距离随着CIS 13在副扫描方向上的移动而增加时，控制部分 17使CIS 13的成像方向转到更接近于台板ll的法线的方向。另一方面， 当测量距离减少时，控制部分17使CIS 13的成像方向转离台板ll的法 线的方向。因此，在从文档50的中心延伸的装订边周围的区域获得行图 像数据时，控制部分17使CIS 13的成像方向转到最接近垂直向上的方向。
如果光学单元12在副扫描方向上移动仅一次，则通过与CIS 13读取 行图像数据并行地使距离传感器14执行距离测量，可以获得所有距离信 息项和所有行图像数据项。因此，可以缩短处理时间。另外，由于光学单 元12和距离传感器14由相同的驱动系统同步地驱动，所以该驱动系统具 有简化的结构。
在扫描操作之前，可能由距离传感器14执行仅包括距离测量的预扫 描操作。
一种可能的布置是，与用于CIS 13的驱动系统分离地提供用于距离 传感器14的驱动系统，以侵/f&巨离传感器14与CIS 13相独立地移动。 这样的布置可以消除对CIS 13和距离传感器14的放置的限制，由此增强 设计自由度。此外，这一布置使得有可能缩短处理时间。
图3包括图示了 CIS13的结构的视图；具体而言，图3(A)是CIS 13沿着与旋转轴线垂直的截面切开的透视图，而图3 (B)是CIS 13的截 面图。
CIS 13包括衬底131、壳体132、自聚焦透镜133、光接收元件134 和发光部分135。壳体132固定地连附到电机M2的旋转轴。衬底131安 装在壳体132的底部上。发光部分135包括LED阵列并JL^L射光以照射 文档表面。多个自聚焦透镜133和多个光接收元件134布置在主扫描方向 上。各个自聚焦透镜133将等放大率的直立傳A文档表面的面对自聚焦透 镜133的区域形成到光接收元件134中的相应光接收元件上。在本实施例 中，各光接收元件134包括CMOS图像传感器并且才艮据入射光的量来输 出信号。
由于自聚焦透镜133和光接收元件134布置在主扫描方向上，所以可 以一次获得文档表面的面对多个自聚焦透镜133的线性区域上的行图像 数据项。另外，由于采用了CIS13，所以用于CIS13的驱动系统在结构上比用于包括ccd图像传感器和^^射镜的还原式图像传感器的驱动系统 更简易，因此基本上无需调节。另外，CIS 13可以从文档表面获得没有 畸变的图像数据，这种畸变对还原式图像传感器而言是固有的。
图4是图示了在cis 13的倾斜姿态与图像距离之间的关系的概念视图。
CfS 13基本上保持在相对于副扫描方向和垂直方向的倾斜姿态中。 控制部分17控制CIS 13的倾斜姿态，使得从CIS 13到文档表面的图像 距离落在景深范围内。在此，描述了在CIS 13的倾角与图像距离之间的 关系。在以下描述中，倾角e是CIS13在副扫描方向上相对于垂直方向倾 斜的角度；图像距离LA是从以倾角e倾斜的CIS 13的光接^面到文档 表面的距离；而测量距离LD是W巨离传感器14到文档表面的距离。倾
角e具有以下关系
9-cos 1 (LD/LA)。
因此，有可能基于作为距离传感器14的测量结果的测量距离LD的 值来容易地获得用来将图像距离LA控制在景深范围内的倾角e的值。
图5包括图示了 CIS 13的示例性^Mt的概念视图。
图5(A)图示了其中CIS 13从与台板11的上表面重合的文档表面 获得行图像数据的情形。在此情形中，测量距离LD用作为参考值，因此 ClS13采取倾角e的范围从0。到卯。的预定倾斜姿态。通过这样做，使图 像距离落在CIS 13的景深范围内。只要即使当光学单元12在副扫描方向
上移动时测量距离ld恒定，cis 13就可以在保持倾角e的值依旧的情况
下获得^f亍图^Jt据项。
图5 (B)图示了其中文档50的文档表面从台板11向上间隔开使得 测量距离LD增加的情形。在此情形中，CIS 13采取倾角e取值比图5(A) 中所示情形更接近0。的倾斜姿态。通过这样做，使图像距离落在CIS 13 的景深范围内。尽管测量距离LD随着距离传感器14在副扫描方向上移
动而增加，但是cis 13仍然可以在旋转以逐渐地减少倾角e的同时获得行
如图5(C)中所示，在从文档50的文档表面的与台板11的上表面
间隔开最远的区域获得行图像数据时，cis 13采取倾角e取值最接近0° 的倾斜姿态。
图5(D)图示了其中测量距离LD减小的情形。在此情形中，CIS 13采取倾角e取值比在图5 (c)中的情形更大的倾斜姿态。在此情形中，
由于测量距离LD骤减，有时难以将图4象距离LA维持在CIS 13的景深 范围内。在这样的情况下，在CIS13在副扫描方向上已从其在图5 (C) 中所示位置后移之后来获得行图像数据。通过在副扫描方向上这样选择性 地前后移动CIS 13，可以在图像距离限于景深范围内的情况下容易地获 得行图像数据。
以下描述涉及控制部分17对CIS 13的控制。
尽管将省略对距离传感器14获得测量距离信息的操作的具体描述， 但是该操作简单地包括每当范围距离14移动时，测量W巨离传感器14 到文档表面的距离；并且在存储器中映射与距离传感器14已对其测量了 距离的位置相关联的测量距离信息。
图6是图示了由控制部分所执行的示例性控制流程的流程图。
最初，控制部分17使CIS 13采取按照初始倾角的初始位置。
在CIS 13处于初始位置的情况下，控制部分17从存储器读出与行图 像数据读取开始点的位置关联的测量距离LD的值(步骤Sl )。
当这样读出的测量距离LD的值大于到台板的上表面的参考距离或 者大于与已执行了紧接在前的读取的行数据读取点的位置关联的测量距 离的值时，控制部分17确定文档表面从台板11向上间隔开(步骤S2)。
如果确定文档表面从台板ii向上间隔开，则控制部分17计算倾角e
将被减少的量并且向电机M2输出控制信号(步骤S3)。
另一方面，当读出的测量距离LD的值小于到台板的上表面的参考距 离或者小于与已执行了紧接在前的读取的行数据读取点的位置关联的测 量距离的值时，控制部分17确定从台板11向上间隔开的文档表面已变得 更接近台板ll (步骤S4)。
如果确定文档表面已变得更接近台板ii，则控制部分17计算倾角e
将被增加的量并且向电机M2输出控制信号(步骤S5)。
如果在文档表面与台板11之间的距离没有变化，则控制部分17维持 最近设置的倾角0的值(步骤S6 )。
随后，控制部分17计算与釆取该倾斜姿态和在该位置的CIS 13之间 的图像距离LA的值(步骤S7)。
随后，控制部分17确定这样计算的图像距离LA的值是否落在景深范围内(步骤S8)。
如果确定图^M巨离LA的值落在景深范围以外，则控制部分17计算 用于校正CIS 13的位置的光学单元12的移动量，然后向电机Ml输出控 制信号。如果图像距离LA的值落在景深范围以下，则控制部分17使CIS 13在副扫描方向上后移。如果图傳J巨离LA的值超过景深范围，则控制 部分17使CIS 13在副扫描方向上前移。
随后，控制部分17使采取该倾斜姿态和在该位置的CIS 13获得图像 信息(步骤S10 )。
随后，控制部分17使CIS 13移动到CIS 13必须接着获得图像信息 的位置。如果尚未校正CIS 13的位置，则控制部分17使CIS 13在副扫 描方向上前移给定距离。如果已校正CIS13的位置，则控制部分17按照 所需校正值来校正移动量，然后使CIS 13在副扫描方向上前移给定距离 (步骤Sll )。
通过由控制部分17重复上述步骤，可以获得整个文档表面上的所有 图像数据项。对CIS 13的倾斜姿态的适当调整使得有可能将与文档表面 的装订边周围从台板向上间隔开的区域或者类似区域之间的图像距离控 制在景深范围内，由此防止图像才莫糊或者畸变。由于可以仅依靠包括电机 Ml和M2的旋转机构来调节与文档表面之间的距离，所以可以减少文档 读取器的尺寸。
下面将对由控制部分17所执行的另一控制流程予以描述。
图7是图示了由控制部分所执行的另一控制流程的流程图。
尽管上述控制流程控制CIS 13的位置和移动量，使得图傳JE巨离LA 落在景深范围内，但是下文将要描述的控制流程控制CIS 13的位置和移 动量，使得保持图像距离LA基本上恒定。
根据此控制流程，控制部分17从存储器读取测量距离LD的值(步 骤S21)，然后基于这样读出的测量距离LD的值通过计算来确定倾角e的 值(步骤S22)。具体而言，通过将测量距离LD的值和将M持恒定的 图^iE巨离LA的值代入下式中来确定倾角e的值
9 = cos 1 (LD/LA)。
随后，控制部分17确定副扫描轴线上CIS 13要移动到的位置(步骤 S23)。具体而言，控制部分17基于下式确定目的地的位置x:x = X画(LAxsine)，其中X代表副扫描轴线上与文档表面的将要从其 获得行图像数据项的区域重合的位置。
随后，控制部分17控制电机M1和M2，使得光学单元12在CIS 13
的光接收表面按照取所计算的值的倾角e来定向的同时移动到位置x (步
骤S24)，然后在图像距离保持恒定的情况下获得行图像数据项(步骤 S25 )。
前述实施例在所有方面都是示例性说明的而不应当理解为限制本发 明。本发明的范围并不由前述实施例而是由所附权利要求限定。另夕卜，本 发明的范围旨在于将所有修改嚢括于权利要求的范围内以及等同物含义 和范围内。
权利要求
1.一种文档读取器，用于从放置在台板上的文档的文档表面读取图像，所述文档表面与所述台板相向，所述文档读取器包括图像传感器，所述图像传感器能够绕着在与所述台板平行的平面中所包含的主扫描方向上延伸的旋转轴线旋转，并且能够在与所述台板平行的平面中所包含的并且与所述主扫描方向垂直的副扫描方向上移动，所述图像传感器具有光接收表面，所述光接收表面被配置为从相对于所述主扫描方向的垂直方向获得图像信息，旋转部分，所述旋转部分被配置成旋转所述图像传感器；副扫描部分，所述副扫描部分被配置成移动所述图像传感器；距离信息获得部分，所述距离信息获得部分被配置成在所述副扫描方向上移动的同时获得关于所述文档表面与所述台板之间的距离的距离信息；以及副扫描控制部分，所述副扫描控制部分被配置成以使得所述文档表面与所述图像传感器之间在所述图像传感器的光接收表面被定向的方向上的距离被控制在所述图像传感器的景深范围内的方式，基于所述距离信息获得部分所获得的距离信息根据所述文档表面与所述台板之间的距离的变化在控制所述旋转部分的同时控制所述副扫描部分。
2. 根据权利要求1所述的文档读取器，其中所述副扫描控制部分使 所述图^象传感器在所述副扫描方向上有选择性地前后移动。
3. 根据权利要求1所述的文档读取器，其中随着所述图像传感器在 获得图像信息的同时在所述副扫描方向上移动，所^巨离信息获得部分获 得距离信息。
4. 根据权利要求1所述的文档读取器，其中在所述图像传感器在获 得图像信息的同时在所述副扫描方向上移动之前，所^巨离信息获得部分 预先在获得距离信息的同时在副扫描方向上移动。
5. 根据权利要求1所述的文档读取器，其中所述副扫描控制部分以 如下方式控制旋转部分使得当所述台板与所述文档表面的将要从其获得 图像信息的区域之间的距离大于所述台板与所述文档表面的最近已从其 获得图像信息的区域之间的距离时，所述图像传感器的光接M面被定向的方向被转到更接近与所述台板垂直的方向。
6. 根据权利要求1所述的文档读取器，其中所述副扫描控制部分以 如下方式控制旋转部分使得当所述台板与所述文档表面的将要从其获得 图像信息的区域之间的距离小于所述台板与所述文档表面的最近已从其 获得图像信息的区域之间的距离时，所述图像传感器的光接"面被定向 的方向转离与所述台板垂直的方向。
7. 根据权利要求1所述的文档读取器，其中所述副扫描控制部分在 控制所述副扫描部分以使图像传感器移动到目的地的位置x的同时控制所述旋转部分以使所述图像传感器采取按照倾角e的倾斜姿态，所述倾角e和所述位置基于以下关系式来确定 0 = cos 1 (LD/LA) x = X - (LAxsin0)其中LA代表景深在与所述图像传感器的光接il^面垂直的方向上的参 考值；LD代表所述图像传感器与所述文档表面的将要由图像传感器成像 的区域之间在与所述台板垂直的方向上的距离；并且X代表所述文档表 面的将要被成像的区域在所述副扫描方向上的坐标。
全文摘要
一种文档读取器包括图像传感器。图像传感器可在副扫描方向上移动并且可绕着在主扫描方向上延伸的旋转轴线旋转，而且从与面对光接收表面的区域获得图像信息。以使得图像距离落在图像传感器的景深范围内的方式，基于关于文档表面与台板之间的距离的距离信息来控制图像传感器的旋转。
文档编号H04N1/10GK101540820SQ20091012947
公开日2009年9月23日 申请日期2009年3月20日 优先权日2008年3月21日
发明者薮田纯子 申请人:夏普株式会社