專利名稱：映像讀取裝置及成像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及激光打印機和噴墨打印機等成像裝置，以及可適用于其中的映像讀取裝置。
過去，在這種成像裝置中，例如，由用戶在設置于成像裝置主體上的操作面板等上設定作為記錄材料的記錄紙的尺寸和種類(以下，稱為紙張類型)，根據(jù)該設定進行控制，以便設定定影處理條件(例如，定影溫度和通過定影裝置的記錄紙的輸送速度)。
另外，在記錄紙為OHT片的情況下，利用配置在成像裝置內部的透光型傳感器自動檢測記錄紙是否為OHT片，在光線透過記錄紙的情況下判斷為OHT片，在光線未透過記錄紙的情況下判斷為普通紙，根據(jù)其判斷結果進行控制，以設定定影溫度或記錄紙的輸送速度。
近年來，還出現(xiàn)了這樣的成像裝置，即，該裝置通過檢測紙張表面反射的鏡面反射光和漫反射光的量的不同來自動判斷紙張的種類，進行與該檢測結果相應的成像控制，由此獲得最佳圖像。在

圖15中表示出了特開平11-216938號公報的發(fā)明中的打印機光澤度計的剖視圖。光澤檢測器200具有安裝在打印機板220上的部件210。在部件210中形成有軸213上的光源通路212及軸215上的反射通路214。光源216位于光源通路212之中。光傳感器222位于反射通路214之中。這時，光傳感器222主要對光譜反射光產(chǎn)生反應，對低光澤度紙和高光澤度紙進行判斷。
并且，發(fā)明出了利用CCD面?zhèn)鞲衅鞑东@紙的表面圖像，通過求出不定維數(shù)，從而求出紙張粗糙度的方法。在圖16中表示出了表示根據(jù)特開平11-271037號公報的發(fā)明的平滑度檢測器的基本操作的處理流程圖。用光線在記錄媒體的表面上進行面積照射(步驟S-1)。然后，由包含圖像讀取機構的圖像檢測機構將利用面照射的反射光形成的陰影像作為平面圖像進行讀取，將其濃淡信息作為多值圖像數(shù)據(jù)進行檢測(步驟S2-2)。即，照射的光線由于記錄媒體的凹凸而在反射光的作用下產(chǎn)生陰影，凹的部分變暗，凸的部分變亮，利用圖像讀取機構的CCD檢測該陰影像。通過利用信息加工處理機構對檢測出的多值圖像數(shù)據(jù)進行圖像處理，測量計算出記錄介質的表面粗糙度(步驟S2-3)。然后，利用成像控制機構確定并控制對應于測量計算出的表面粗糙度的圖像形成參數(shù)值(步驟S2-4)。通過讀取從CCD而來的濃淡信息，推測記錄介質的表面粗糙度。
紙張等纖維狀物中的表面形狀具有方向性。對于具有這種方向性的表面形狀的讀取對象，在通過對表面形狀進行照相和計算來測定出其表面形狀的情況下，若光源的入射方向和纖維的方向不是恒定的，則在測量結果中會產(chǎn)生偏差。在圖9中表示從相對于纖維方向成直角的方向照射光線的情況的表面圖像。例如，如圖9所示，在使光相對于紙張纖維的所呈角度為直角時入射的情況下，纖維造成的凹凸影子被清晰地顯現(xiàn)出來。
另一方面，在圖10中表示從平行于纖維方向的方向照射光線的情況的表面圖像。如圖10所示，在使光沿與纖維方向相同的方向入射的情況下，纖維造成的凹凸影子變淺。
這樣，由于光的入射方向，產(chǎn)生了對同一張紙的表面捕捉到不同的圖像的問題。本發(fā)明的目的就是解決這一課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是解決上述課題。為此，本發(fā)明的映像讀取裝置，作為一種配有向讀取對象的表面照射光線的光照射部(單元)、將前述讀取對象表面的前述光照射部形成的照射區(qū)域作為映像進行讀取的讀取部、根據(jù)前述讀取部的讀取結果計算有關讀取對象的信息的計算部的映像讀取裝置，其特征在于對前述光照射部和前述讀取部進行配置，以使前述光照射部和前述讀取部之間的連接直線在前述讀取對象的輸送面上的投影直線相對于前述讀取對象的輸送面上的輸送方向形成一定傾角。其中，前述投影直線相對于前述輸送方向呈大致45度的角度；而前述讀取部是用于將讀取對象的表面作為二維映像進行讀取的多像素的CMOS傳感器或CCD傳感器。
同時，本發(fā)明的成像裝置，作為一種配有向記錄介質表面照射光線的光照射部(單元)、將前述記錄介質表面的前述光照射部形成的照射區(qū)域作為映像進行讀取的讀取部、根據(jù)前述讀取部的讀取結果計算有關記錄介質的信息的計算部的成像裝置，其特征在于對前述光照射部和前述讀取部進行配置，以使前述光照射部和前述讀取部之間的連接直線在前述記錄介質的輸送面上的投影直線相對于前述記錄介質的輸送面上的輸送方向形成一定傾角。其中，前述投影直線相對于前述輸送方向成大致45度的角度；前述讀取部是用于將讀取對象的表面作為二維映像進行讀取的多像素的CMOS傳感器或CCD傳感器。另外，本發(fā)明的成形裝置還設有根據(jù)前述計算部的計算結果控制成像條件的控制部，其中，前述計算部對有關前述記錄介質表面的平滑度的信息進行計算，同時前述計算部還對前述記錄介質的表面凹凸的大小和表面凹凸的寬度進行計算。
從以下的詳細說明和附圖中，可以清楚本發(fā)明的其它目的、結構以及效果。
圖2是從上面觀察第一個實施例中的映像讀取裝置和讀取對象的照相面的圖示。
圖3是第一個實施例中的CMOS面?zhèn)鞲衅鞯碾娐房驁D。
圖4是用于說明第一個實施例的說明圖。
圖5是用于說明第一個實施例的說明圖。
圖6是用于說明第一個實施例的說明圖。
圖7是第一個實施例中的成像裝置結構圖。
圖8是第一個實施例中的成像裝置處理系統(tǒng)結構圖。
圖9是發(fā)明所要解決的課題中在光源入射角度相對于纖維取向角度成90°配置的情況的表面圖像。
圖10是發(fā)明所要解決的課題中在光源入射角度相對于纖維取向角度成0°配置的情況的表面圖像。
圖11是發(fā)明所要解決的課題中在光源入射角度相對于纖維取向角度向右成45°配置的情況的表面圖像。
圖12是發(fā)明所要解決的課題中在光源入射角度相對于纖維取向角度向左成45°配置的情況的表面圖像。
圖13是用于說明發(fā)明所要解決的課題的紙中的纖維取向角度的分布圖。
圖14是用于說明發(fā)明所要解決的課題的紙中的纖維取向角度的分布圖。
圖15是特開平11-216938號公報的發(fā)明中的打印機光澤度計的剖面圖。
圖16是表示特開平11-271037號公報的發(fā)明中的平滑度檢測器的基本操作的處理流程圖。
另外，光源11、透鏡12、CMOS面?zhèn)鞲衅?3，安裝在未圖示的基臺上，與映像讀取裝置形成一體。并且，代替CMOS面?zhèn)鞲衅?3，也可以采用對映像進行二維讀取的CCD傳感器，并且，還可以采用對映像進行一維讀取的線傳感器。
從光源11向記錄介質15照射光線，這時的記錄介質15的表面圖像經(jīng)由透鏡12在CMOS面?zhèn)鞲衅?3上成像。
在圖2中表示從正上方(垂直于記錄介質的方向)觀察映像讀取裝置和讀取對象的攝像面的圖示。由于纖維的方向大多相對于記錄材為縱向或橫向的情況，所以在僅進行紙張進行自動輸送和自動測定的情況下，通過使光源的入射方向相對于傳感器的纖維方向傾斜45°，可以相對于紙的纖維取向的方向保持大致45°的狀態(tài)，可以形成檢測結果偏差減少的結構。
即，對光源11和CMOS面?zhèn)鞲衅鬟M行配置，以使光源11和CMOS面?zhèn)鞲衅髦g的連接直線在輸送面上的投影直線相對于輸送面上的輸送方向傾斜，例如呈大致45度的角度。
這時，不必一定為45°。由于纖維的取向角度在15°以下，若以±30°以內的角度進行設置，則具有減小檢測結果偏差的效果。
在圖2中，雖然不但光源11和CMOS面?zhèn)鞲衅?3的位置關系是傾斜的，而且CMOS面?zhèn)鞲衅?3自身也傾斜地配置，但是CMOS面?zhèn)鞲衅髯陨淼呐渲眯问揭部梢允遣粌A斜的。
下面，利用圖3對CMOS面?zhèn)鞲衅鞯幕芈房驁D進行說明。
在圖中，201是CMOS傳感器部分，例如以面狀配置64×64像素的傳感器。202和203是垂直方向動態(tài)寄存器、204是輸出緩存器、205是水平方向動態(tài)寄存器、206是系統(tǒng)時鐘、207是定時發(fā)生器。
下面，對操作進行說明。
當激活Sl_select信號端213時，CMOS傳感器部201根據(jù)接受的光開始進行電荷的蓄積。接著，當賦予系統(tǒng)時鐘206的信號時，借助定時發(fā)生器207，垂直方向動態(tài)寄存器202和203順次選擇像素列進行讀取，并在輸出緩沖器204中順序設定數(shù)據(jù)。
設定在輸出緩沖器204中的數(shù)據(jù)，由水平方向動態(tài)存儲器205傳送給A/D轉換器208。由A/D轉換器208進行數(shù)/數(shù)轉換后的圖像數(shù)據(jù)，由輸出接口回路209以規(guī)定的定時進行控制，在Sl_select信號213激活期間，輸出至210的Sl_out信號端。
另一方面，利用211的控制回路可以可變地控制從Sl_in信號212而來的A/D轉換增益。
例如，在未獲得照相所得的圖像的對比度的情況下，CPU將增益改變，總是可以以最佳的對比度進行照相。
下面，對計算方法進行說明。
圖5表示表面凹凸大的情況下的記錄介質15的表面圖像。圖4是表面凹凸小的情況下的記錄介質15的表面圖像。這時，表面凹凸大的情況與表面凹凸小的情況相比，其對比度較高。對比度是通過對檢測結果的最大值和最小值的差進行計算而得出的。因而，通過計算最大值和最小值的差，能檢測出表面凹凸的大小。
在圖6中，表示將圖像二值化時的圖像。通過統(tǒng)計表面圖像二值化的圖像邊緣的數(shù)目，可以計算出凹凸的幅度。
采用凹凸的大小或凹凸的幅度任何一方或兩者的檢測結果，測定表面平滑度。
其次，對裝在映像讀取裝置的成像裝置進行說明。
圖7是表示作為本發(fā)明第一個實施例的成像裝置的圖示。
圖中1501是成像裝置，1502是紙盒，1503是給紙輥、1504是轉印帶驅動輥、1505是轉印帶，1506～1509是黃、品紅、深藍、黑的感光鼓、1510～1513是轉印輥、1514～1517是黃、品紅、深藍、黑的墨盒、1518～1521是黃、品紅、深藍、黑的光學單元，1522是定影單元。
成象裝置利用電子照相處理在記錄紙上重疊轉印黃、品紅、深藍、黑色的圖像，利用定影輥根據(jù)溫度控制對調色劑像進行熱定影。
并且，各種顏色的光學單元的結構為，利用激光束對各感光鼓的表面進行曝光掃描以形成潛像，并實施掃描控制使這一系列的成像操作保持同步，以使從被輸送的記錄紙上的預先確定的位置開始進行圖像的轉印。
進而，成象裝置配有對作為記錄材料的記錄紙進行給紙并輸送的給紙馬達、驅動轉印帶驅動輥的轉印帶驅動馬達、驅動各色感光鼓和轉印輥的感光鼓驅動馬達和驅動定影輥的定影驅動馬達。
1523是圖像讀取傳感器，使光線照射到給紙、輸送而來的記錄紙的表面上，對該反射光進行聚焦、成像，檢測記錄材料所在的特定區(qū)域的圖像。
成像裝置所配置的控制CPU(未圖示)，利用定影單元1522對記錄紙施加所需的熱量，借此對記錄紙上的調色劑像進行熔融定影。
下面，利用圖8對控制CPU的操作進行說明。
圖8是表示控制CPU控制的各單元的結構的圖示。
在圖中，1610是CPU、1611是CMOS傳感器；1612～1615是配有多面鏡、馬達和激光器，并在感光鼓表面上進行激光掃描的用以形成所需潛像的光學元件；1616是用于輸送記錄材料的給紙馬達；1617是對記錄材料給紙用的給紙輥的驅動開始時使用的給紙線圈；1618是檢測記錄材料是否設定在規(guī)定位置上的紙張有無傳感器；1619是控制電子照相處理中所必需的一次起電、顯影、一次轉印、二次轉印偏壓的高壓電源；1620是驅動感光鼓和轉印輥的鼓驅動馬達；1621是用于驅動轉印帶和定影單元的輥的帶驅動馬達；1622是定影單元和低壓電源單元；由控制CPU利用未圖示的熱敏電阻對溫度進行監(jiān)測，使定影溫度保持恒定。
1623是ASIC，根據(jù)控制CPU10的指示，進行CMOS傳感器1611和光學單元1612～1615內部的馬達速度控制和給紙馬達的速度控制。
馬達的速度控制為，檢測出未圖示的馬達的定位信號，通過向馬達輸出加速或減速信號進行速度控制，以使定位信號的間隔達到規(guī)定時間。因此，控制回路由以ASCI 1623的硬件所形成的電路具有可以降低CPU1610de控制負載的特點。
控制CPU1610在根據(jù)從未圖示的宿主計算機發(fā)出的指令而接受打印指令時，由紙張有無傳感器1618判斷記錄材料的有無，在有紙的情況下，驅動給紙馬達1616、鼓驅動馬達1620、帶驅動馬達1621，同時，驅動給紙線圈1617。
當記錄材料被輸送至CMOS傳感器1611的位置上時，控制CPU對ASIC1623進行CMOS傳感器1611的照相指示，CMOS傳感器1611對記錄材料的表面圖像進行照相。
這時，ASIC 1623在激活Sl_select端之后，輸出規(guī)定的時刻和規(guī)定的脈沖的SYSCLK，獲取從CMOS傳感器1611經(jīng)由Sl_out端輸出的照相數(shù)據(jù)。
另一方面，CMOS傳感器1611增益的設定為，通過將預先由控制CPU1610確定的值設定在ASIC 1623內部的寄存器中，在ASIC 1623激活Sl_select端之后，輸出規(guī)定的時刻和規(guī)定偏壓的SYSCLK，經(jīng)由Sl_in端對CMOS傳感器1611設定增益。
ASCI 1623配有由計算有關在實施例1中所說明的凹凸大小的信息的第一計算裝置和計算有關凹凸幅度的信息的第二計算裝置構成的電路，將各計算結果存儲在ASIC 1623內部的寄存器中。
CPU 1610對前述ASIC 1623內部的寄存器進行讀取，通過對預先存儲的各記錄材料的參數(shù)進行比較，判斷被給紙的記錄材料的種類，根據(jù)該結果可變地控制高壓電源1619的顯影偏壓條件。
例如，在記錄材料的表面顯微較粗糙的所謂糙紙的情況下，進行與普通紙相比使顯影偏壓下降，以此抑制附著在記錄材料表面上的調色劑量并防止調色劑飛散的控制。特別是在糙紙的情況下，由于附著在記錄材料表面上的調色劑量多，所以該控制用以消除由于紙纖維造成調色劑的飛散而導致畫面質量下降的問題。
并且，CPU 1610對被給紙的記錄材料的種類進行判斷，根據(jù)其結果可變地控制定影單元1622的溫度條件。
特別是在OHT的情況下，對于防止附著在記錄材料表面上的調色劑的定影性差和OHT的透過性惡化的問題具有一定效果。
進而，CPU 1610，判斷被給紙的記錄材料的種類，根據(jù)其結果可變地控制記錄材料的輸送速度。輸送速度的可變控制是通過利用CPU1610設定負責速度控制的ASIC1623的速動控制寄存器值來實現(xiàn)的。
特別是在判斷為OHT或光澤紙的情況下，附著在記錄材料表面上的調色劑的定影性提高，可以提高光澤度和畫質。
這樣，在本實施例中，利用ASIC構成的硬件電路，對根據(jù)CMOS面?zhèn)鞲衅髡障嗟玫降挠涗洸牧系谋砻鎴D象進行第一計算和第二計算，CPU根據(jù)其結果可變地控制高壓電源的顯影條件或定影單元的控制溫度條件、或者記錄材料的輸送速度。
在圖9、圖10中，表示對于同樣的紙的表面、光源的入射方向相對于纖維方向呈0°的情況和呈90°的情況的表面圖象。在0°的情況下，不能捕捉到紙的凹凸。但是，在90°的情況下可以捕捉到紙的凹凸。
在圖11、圖12中，表示在纖維方向同為沿記錄材料的縱向的情況(縱向網(wǎng)目)下，光照射方向向右傾斜45°入射時的圖像和向左傾斜45°入射時的圖像。
通過以光照射方向和所要讀取的纖維的方向之間呈規(guī)定夾角的的方式進行配置，可以抑制由于紙纖維的配光性所造成的圖像差異，可以進行偏差小的檢測。
圖13、圖14是表示使用纖維取向角測定裝置對在市場上已知的63種記錄材料的纖維取向角進行測定的結果的分布圖。
纖維取向角是由紙的纖維的取向與記錄材料的夾角的角度。幾乎所有紙的取向角度均在0°或90°附近，偏差在15°以內。這樣，紙纖維的方向大致被分類為紙的縱紋和橫紋，即大致為0°或90°。因而，通過使以光源的入射方向和輸送方向呈大致45°傾角的方式進行配置，可以使纖維方向和光入射方向始終保持大致45°，可以提高傳感器的檢測精度。
并且，這時，前述角度不必一定為45°。由于大多數(shù)(本次測定的所有記錄材料)的纖維取向角度在15°以下，所以若設定±30°，則可以充分地獲得本發(fā)明的效果。
采用上述說明的實施例，通過使光源的入射方向相對于紙纖維的取向保持恒定，可以提高檢測精度。
因此，通過采用光源入射方向與記錄介質的輸送方向呈一定傾角的結構，可以形成抑制對紙纖維的方向的影響的結構。因而，可以更加正確地測定表面平滑度。
以上，以幾個優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了說明，但是本發(fā)明不限于這些實施例，在權利要求的范圍內闡明了本發(fā)明的各種變形和應用。
權利要求
1.一種映像讀取裝置，作為一種配有向讀取對象的表面照射光線的光照射部(單元)、將前述讀取對象表面的前述光照射部形成的照射區(qū)域作為映像進行讀取的讀取部、根據(jù)前述讀取部的讀取結果計算有關讀取對象的信息的計算部的映像讀取裝置，其特征在于對前述光照射部和前述讀取部進行配置，以使前述光照射部和前述讀取部之間的連接直線在前述讀取對象的輸送面上的投影直線相對于前述讀取對象的輸送面上的輸送方向形成一定傾角。
2.如權利要求1所述的映像讀取裝置，其特征在于前述投影直線相對于前述輸送方向呈大致45度的角度。
3.如權利要求1所述的映像讀取裝置，其特征在于前述讀取部是用于將讀取對象的表面作為二維映像進行讀取的多像素的CMOS傳感器或CCD傳感器。
4.一種成像裝置，作為一種配有向記錄介質表面照射光線的光照射部(單元)、將前述記錄介質表面的前述光照射部形成的照射區(qū)域作為映像進行讀取的讀取部、根據(jù)前述讀取部的讀取結果計算有關記錄介質的信息的計算部的成像裝置，其特征在于對前述光照射部和前述讀取部進行配置，以使前述光照射部和前述讀取部之間的連接直線在前述記錄介質的輸送面上的投影直線相對于前述記錄介質的輸送面上的輸送方向形成一定傾角。
5.如權利要求4所述的成像裝置，其特征在于前述投影直線相對于前述輸送方向成大致45度的角度。
6.如權利要求4所述的成像裝置，其特征在于前述讀取部是用于將讀取對象的表面作為二維映像進行讀取的多像素的CMOS傳感器或CCD傳感器。
7.如權利要求4所述的成像裝置，其特征在于設有根據(jù)前述計算部的計算結果控制成像條件的控制部。
8.如權利要求7所述的成像裝置，其特征在于前述計算部對有關前述記錄介質表面的平滑度的信息進行計算。
9.如權利要求8所述的成像裝置，其特征在于前述計算部對前述記錄介質的表面凹凸的大小和表面凹凸的寬度進行計算。
全文摘要
一種映像讀取裝置，其由讀取結果讀取有關紙張的信息，配有從與紙表面傾斜的方向照射光線的發(fā)光元件、和將該照射區(qū)域作為映像進行讀取的面?zhèn)鞲衅鳎摪l(fā)光元件按規(guī)定角度進行配置，以使其所發(fā)出的光線沿相對于紙的輸送方向傾斜的方向進行照射。因此，解決了過去由于光的入射方向而導致對同樣的紙表面捕捉到不同的圖像，進而不能正確讀取有關讀取對象的信息的問題。
文檔編號H04N1/00GK1475869SQ0314655
公開日2004年2月18日 申請日期2003年7月7日 優(yōu)先權日2002年7月8日
發(fā)明者秋田正倫 申請人:佳能株式會社