JP2007065329A

JP2007065329A - 画像読取装置

Info

Publication number: JP2007065329A
Application number: JP2005251691A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Okada; 真昭岡田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】フォトセンサ無しでスキャナの画像読取開始位置を正確に素早く決めることを可能とする。
【解決手段】従来からあるシェーディング補正用白基準マークと新たに追加した副白基準マークを使用して、スキャナの移動を高速移動から停止位置精度の高い高精度移動に切り替えて原稿読取開始位置を決める。
【選択図】図１

Description

本発明は、原稿用紙や本等の記録材の画像を読み取る画像読取装置と、この画像読取装置を装置本体に備えた画像形成装置とに関する。

従来、イメージセンサにより原稿の画像をラインごとに読み取る画像読取装置が知られている。このような、画像読取装置は、イメージセンサの基準位置を検出するフォトダイオード等を使用したホームポジションセンサを有している。

近年、コストダウンの面からフォトダイオード等を使用しないでイメージセンサの基準位置を検出する構成が公知になっている。

例えば特開２０００−１１３１６２号公報に記載の画像読取装置は、イメージセンサと、原稿を載置する透明部材である原稿台ガラスと、原稿台ガラス上の黒領域と、白領域とからなるマーク等を備えている。この画像読取装置は、イメージセンサを副走査方向に移動させて、黒領域と白領域とをイメージセンサにより検出して、黒領域と白領域との境界を基準位置としている。画像読取装置は、基準位置から決められた長さＬだけイメージセンサが移動した位置を読取開始位置として原稿の読み取りを開始するようになっている。

また、特開２０００−１１５４７９号公報に記載の画像読取装置では、イメージセンサをライン毎に読み取るために副走査方向に駆動する駆動モータと、画像データのピーク値を検出するピーク値検出手段と、画像読み取りを開始するための基準位置を決定するための黒基準の領域と白基準の領域を備えている。最初、前記駆動モータの送りステップを粗く送り、前記画像データのピーク値が検出されたら次に前記画像データを直接読み取るように制御するとともに、前記主走査方向の画像データが前記黒基準のデータから全て前記白基準のデータに変化した位置を検出して前記イメージセンサの画像読み取りを開始するための基準位置を決定する。そのときの前記駆動モータの送りステップは細かく制御している。

このように従来の画像読取装置では基準位置のデータを決めるために白基準領域、黒基準領域２つ基準を備えているが、これは２基準のイメージセンサの出力レベルに大きな差があるためにその境界が検出し易いことと、シェーディング補正用のための基準レベルとしても使用しているからである。
特開２０００−１１３１６２号公報特開２０００−１１５４７９号公報

しかし、従来の画像読取装置は、白基準領域、黒基準領域の２つの領域を有しているためにイメージセンサが移動できる距離を原稿長さと2基準長さ分と大きくと取らなくてはならず、画像読取装置を原稿副走査方向に大きくしなければならなかった。

また、シェーディング補正用の黒基準はLEDをOFFして光がイメージセンサに入力しないようにすれば必要なくなるのである。従って、少なくともシェーディング補正用としては白基準だけあれば目的は達成できるのである。

また、画像読取装置は、原稿台ガラスに、黒領域と白領域と同じようなパターンを有する原稿が置かれた場合、基準位置を読み間違うことがあった。

さらに、特開２０００−１１５４７９号公報に記載の画像読取装置では、イメージセンサによる前記画像データのピーク値が検出されたら次に前記画像データを直接読み取るように制御して主走査方向の画像データが前記黒基準のデータから全て前記白基準のデータに変化した位置を検出して読み取り開始の基準位置としていたが、1ライン毎に主走査方向の全ての画像データ読み取りを行い全て前記白基準のデータに変化したかチェックして、イメージセンサを移動させるため、時間を要していた。

本発明は黒基準をなくして白基準領域のみを有するため、装置サイズをより小さくすることが可能であり、読取開始位置決める場合においても白基準と黒基準の境界を検出する必要がない。さらに基準位置を決めるための白規準検出においても原稿読取範囲外の領域にある白規準領域を検出するため、原稿台に何を置かれても間違えることもない。

また、白規準領域の検出においても1ライン毎に主走査方向の全ての画像データ読み取りを行い全て前記白基準のデータに変化したかチェックするのではなく、ピーク値検出手段にて原稿読取範囲外の領域にある白規準マークを検出すればよいので、検出に時間がかかることもない。

さらに副白規準マークを置くことでイメージセンサの移動において高速移動と停止位置精度を出すための高精度移動を可能にしている。

拠って、より正確により早く読取開始の位置を決めることが可能となるのである。

本発明は正確に読取開始位置を決定することが可能な画像読取装置と、この画像読取装置を装置本体に備えた画像形成装置とを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため本発明の原稿読取装置は、主走査方向の有効読取範囲を原稿読取幅より広く取った画像読取手段と、原稿の副走査方向に前記画像読取手段を移動させるための駆動手段と、前記画像データのピーク値を検出するピーク値検出手段を有し、さらにセンサ前記画像読取手段が移動可能な範囲の最端部に白基準マーク、主走査方向は原稿読取範囲外、副走査方向では原稿読取範囲内の所定位置に前記画像読取手段が読み取り可能な副白基準マークを配置しており、原稿読取開始位置を決める際には、まず画像読取手段を前記白基準マークのある方向へ高速移動するよう前記駆動手段を制御し、前記ピーク値検出手段にて前記副白基準マークが検出されたら停止位置精度を出すよう前記駆動手段を制御して前記白基準マーク方向へさらに移動し、次に前記白基準マークが検出されたらその位置を画像読取開始位置を決めるための基準位置とし、さらに前記基準位置から反対方向へ所定距離移動した位置を原稿読取開始位置としている。

また本発明の画像読取装置では、前記画像読取手段が前記基準位置から前記画像読取開始位置まで所定距離を移動するが、そのときの前記駆動手段は停止位置精度が出るように制御する。

また本発明の画像読取装置では、前記白基準マークは均一濃度を読み込んだときの前記画像読取手段からの出力データのバラつきを補正するシェーディング補正のための白基準であって、主走査方向の長さは原稿読取幅より長く前記画像読取手段の有効読取範囲以上あり、取り付け位置は画像読取開始位置側の原稿副走査方向読取範囲外に置くようにしている。

本発明の画像読取装置の前記ピーク値検出手段における前記白基準マークのピーク値検出は前記画像読取手段の読み取り範囲を原稿主走査方向の原稿読取範囲外の部分で行う。

本発明の画像読取装置の前記駆動手段は、ステッピングモータを含み、画像読取開始位置を決める際に、画像読取手段を基準位置方向へ移動させる時には前記ステッピングモータを粗いステップで高速に送り、前記副白基準マークのピーク値が検出されたら、前記白基準マークのピーク値が検出されるまで、前記ステッピングモータを停止位置精度が出るように細かいステップで制御する。

本発明の画像読取装置の前記画像読取手段は、前記基準位置から前記画像読取開始位置まで所定距離を移動するが、そのときの前記駆動手段は停止位置精度が出るよう細かいステップで制御する。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記いずれか１つの画像読取装置と、前記画像読取装置の画像読取情報に基づいてシートに画像を形成する画像形成手段と、を備えている。

以上説明したように、本発明によれば、
（１）白基準領域のみで画像読取開始位置を決めることができるため、装置サイズを小さくすることが可能である。

（２）ホームポジションを決めるための白規準検出においても原稿読取範囲外の領域にある白規準領域を検出するため、原稿台に何を置かれても誤検知することはない。

（３）白規準領域の検出においても1ライン毎に主走査方向の全ての画像データ読み取りを行い全て前記白基準のデータに変化したかチェックするのではなく、ピーク値検出手段にて原稿読取範囲外の領域にある白規準マークを検出すればよいので、検出に時間がかかることもない。

（４）副白規準マークを置くことでイメージセンサの移動において高速移動と停止位置精度を出すための高精度移動を可能にしている。拠って、より正確により早く読取開始の位置を決めることが可能となるのである。
の４つの効果が挙げられる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

以下、本発明の実施形態の画像読取装置を図に基づいて説明する。なお、画像読取装置は、複写機、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等の画像形成装置本体に、画像形成装置の構成要素の一部として設けられて使用されることがある。この場合、画像読取装置で読み取った読取情報は、画像形成装置の画像形成部（画像形成手段）によってシートに画像として形成されるようになっている。すなわち、画像読取装置で読み取った画像は、画像形成部によって、シートに複写されるようになっている。スキャナの場合は、パソコンに画像が転送される。

図１は、本発明の実施例である画像読取装置の主要部構成を示すブロック図である。

図１において、１０１は読み取った原稿画像を電気的な画像信号に変換する密着型のイメージセンサであり（以下、「ＣＩＳ」と言う）、フォトダイオード１０２、セルフォックレンズ１０３、ＬＥＤアレイ１０４から構成されている。このＣＩＳ１０１上に原稿台ガラス１０５が配置され、スキャン方向（原稿の副走査方向）に1ライン毎に移動して画像読取を行う。また、原稿ガラス台１０５の原稿面には白基準マーク１０６、副白基準マーク１２６が設けられている。この白基準マーク１０６は副走査方向の原稿読取範囲外の位置に、また副白基準マーク１２６は原稿の主走査方向は原稿読取範囲外、副走査方向では原稿読取範囲内のＣＩＳ１０１が読み取り可能な所定位置に置くようにしている。詳細は後述する。上述したように、ＣＩＳ１０１には光源であるＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、ＢｌｕｅからなるＬＥＤアレイ１０４が一体化されており、ＣＩＳ制御回路１０７にて１ライン毎に各色のＬＥＤを切り替えて点灯させることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの順序でカラー画像を読み取ることが可能である。

１０８はＣＩＳ１０１の出力を増幅する図示しない増幅器を含み、増幅されたＣＩＳ１０１出力のＡ／Ｄ変換（アナログ−デジタル変換）を行って例えば８ビットのデジタル出力を得るＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄコンバータ）である。

１０９はシェーディング補正手段あり、均一濃度を読み込んだときの画像読取手段の出力レベルバラつきを補正する。

１１０はシェーディングＲＡＭでシェーディング補正処理のために白基準データを取得する場合には、白基準マーク１０６を読み取って、そのデータを演算処理することにより得られたシェーディング補正用データを白基準用補正データとしてシェーディングＲＡＭ１１０に記憶する。また、黒基準データを取得する場合には、ＣＩＳ１０１の位置は白基準マーク１０６の位置で、ＣＩＳ１０１内のＬＥＤアレイ１０４をＣＩＳ制御回路１０７にてＯＦＦして、ＣＩＳ１０１の読み取り動作を行い、そのデータを演算処理することにより得られたシェーディング補正用データを黒基準用補正データとしてシェーディングＲＡＭ１１０に記憶するのである。

シェーディング補正手段１０９はこのシェーディングＲＡＭ１１０のデータに基づいて、ＣＩＳ１０１で読み取られた画像データのシェーディング補正を行うのである。

１１１はデジタル画像ピーク値検出手段であり、前記Ａ／Ｄ変換器５のデジタル出力（画像データ）の１ラインのピーク値を記録して１ライン毎にＣＰＵ１１５が読み取ることができるように構成されている。

１１２は画像処理回路で、誤差拡散処理、エッジ強調処理、スムージング処理、ガンマ変換処理、変倍処理等の画像処理を行う。この画像処理後の画像データを置くバッファメモリとしてはＲＡＭ１１７を使用する。ＲＡＭ１１７へのデータ転送はＲＡＭ制御手段１１６を経由して行う。

１１３はインターフェース手段で、外部のホストコンピュータ１１４に画像データを送信したり、ホストコンピュータ１１４の指示を受け付け、ＣＰＵ１１５が命令を受信する。

１１４は例えばマイクロコンピュータ形態のＣＰＵであり、処理手順を格納したＲＯＭ１１８の手順にしたがって各部の制御を行う。また、ＣＰＵ１１５はＣＩＳ１０１のＬＥＤ等を制御するためＣＩＳ制御手段１０７やＣＩＳ１０１の移動させるためのステッピングモータ１１９を駆動するためのモータ制御手段１２０に対しても画像読取動作に応じて制御している。

１１６はＲＡＭ制御手段であり、各処理手段が作業を行う上でのＲＡＭ１１７へのアクセスに対してアービテーション制御を行うようにしている。

１１７、１１８は上述しているようにＲＡＭとＲＯＭである。

１１９は上述したようにＣＩＳを副走査方向に移動させるためのステッピングモータであり、１２０はステッピングモータ１１９の駆動を制御するためのモータ制御手段である。

このモータ制御手段１２０は高速移動のための高速制御、低速移動のための低速制御、高精度で停止位置を出すための細かいステップによる高精細制御が可能である。

次に図２は画像読取装置の断面を示す図で、図３は画像読取装置の上面から見た図である。この２つの図を使って前記ＣＩＳ１０１の各基準位置及び前記白基準マーク１０６、前記副白基準マーク１２６のレイアウトについて説明する。

ＣＩＳ１０１は主走査方向の1ライン毎のデータを矢印Ａ方向に移動しながら順次読み込むようになっている。また、図３に図示しているようにＣＩＳ１０１の“有効読取範囲ｎ”（主走査方向）は“原稿読取範囲ｍ”よりもやや広くしている。（ｎ＞ｍ）
２０２はＣＩＳ１０１を保持しているホルダである。２０３はばねで、ＣＩＳ１０１とホルダ２０２との間に設けてあり、スペーサ２０４を介してＣＩＳ１０１を原稿台ガラス１０５に押圧している。

スペーサ２０４は、ＣＩＳ１０１と原稿台ガラス１０５との距離を一定に保って、ＣＩＳ１０１のピントを調節している。

２０７はベルトで、ホルダ２０２に、ステッピングモータ１１９の回転力を図示してないが減速ギア、プーリ等を介して伝達するようになっている。

白基準マーク１０６、副白基準マーク１２６は原稿台ガラス１０５の上面に貼り付けて形成されていたり、あるいは原稿ガラス台６上に塗布されていたりしている。また、図示しているように白基準マーク１０６、副白基準マーク１２６とも、原稿が載置される領域外（原稿を読み取る領域外）に配置してあり、白基準マーク１０６と副白基準マーク１２６は副走査方向に“距離ａ”離れている。

“白基準マーク幅ｅ（主走査方向）”はＣＩＳ１０１の“有効読取範囲ｄ”以上であり（ｅ≧ｄ）、“副基準マーク幅ｆ（主走査方向）”は“白基準マーク幅ｅ”から“原稿読取範囲ｃ”を引いた長さにしている（ｆ＝ｅ−ｃ）。

図３に図示してある白基準マーク１０６のA領域はシェーデング補正のための白基準領域とし、またB領域は後述するホームポジション２１０を確定するときにデジタル画像ピーク値検出手段１１１によるピーク検出を行うための領域としている。

ホルダ２０２は、ベルト２０７の一方の側に固定してある。ホルダ２０２は、ステッピングモータ１１９の駆動によって、矢印Ａ方向と矢印Ｂ方向とに移動するようになっている。画像読取装置は、通常、ホルダ２０２をＣＩＳ１０１とともに矢印Ａ方向に移動させて、原稿を読み取るようになっている。

２０８は画像読取装置の枠体である。図3に示してあるように前記白規準マーク１０６のB領域と副白基準マーク１２６は原稿ガラス１０５上にあるが枠体２０９に覆われている。従って画像読取装置の表面からは直視することはできない。また、前記白規準マーク１０６のB領域と副白基準マーク１２６が接する面の枠体２０９の色は、デジタル画像ピーク値検出手段１１１によるピーク検出がし易くなるよう黒に近い色にしている。

２０９はオペレーションパネルであり、このオペレーションパネル２０９上には電源キー、スタートキー、解像度選択キー等の各種キー３０１と電源ＯＮ／ＯＦＦ表示、エラー表示、解像度選択表示等の表示手段（ＬＥＤ）を搭載している。

２１０はホームポジションとしており、デジタル画像ピーク値検出手段１１１で白基準マーク１０６B領域のピーク値を検出したところの位置で、電源投入後あるいは原稿読取終了後にＣＩＳ１０１が待機する位置としている。

２１１は原稿読取を開始するための位置でホームポジション２０９から“距離ｂ”を移動した位置、つまり白基準マーク１０６から外れた位置としている。

このホームポジション２１０、原稿読取開始位置２１１を決めるときにはデジタル画像ピーク値検出手段１１１でピーク値検出したところが基準となっているが、そのときはあくまでも前記ＣＩＳ１０１の有効読取範囲の全領域でピーク検出するのではなく、原稿読取範囲以外の領域でピーク検出を行うようにしている。従って原稿ガラス台１０５に原稿が搭載されていたとしても前記副基準マーク１２６の検出には影響は無い。

本実施例では、上述のような位置関係で画像読取装置を構成したが、本発明は、これらに限定されることなく、画像読取装置の形状、大きさ等に合わせて各部の位置関係を変更可能である。

図４は、電源投入時から待機状態までの画像読取装置の制御フローについて示した図である。

電源投入後にＣＩＳ１０１をホームポジション２１０まで移動するために、まず画像読取装置の読取モードをモノクロ２値化モード、ＣＩＳの主走査方向のデータが解像度８画素／ｍｍのデータで読取れるように設定する（Ｓ１０１）。

次にＣＩＳ１０１が電源投入時にどのポジションいても副白基準マーク１２６のピーク検出ができるようステッピングモータ１１９を粗いステップで駆動して高速でＣＩＳ１０１をＡ方向に図２に示す“距離ｃ”以上移動させる（Ｓ１０２）。その後、Ｂ方向へＣＩＳ１０１を高速で移動させる（Ｓ１０３）。

次に、デジタル画像ピーク値検出手段１１１によるピーク値検出で副白基準マーク１２６を検出したか判断し（Ｓ１０４）、検出していなければ高速移動を続ける。

副白規準マーク１２６を検出した場合には、ステッピングモータ１１９を位置精度が出るように細かいステップで駆動してＣＩＳ１０１をさらにＢ方向へ低速で移動させる（Ｓ１０５）。

次に、デジタル画像ピーク値検出手段１１１によるピーク値検出で基準マーク１０６を検出したか判断し（Ｓ１０６）、副白規準マーク１２６を検出したら、その検出した位置をホームポジション２１０とする。

ＣＩＳ１０１はホームポジション２１０まで到達するとその位置で待機する（Ｓ１０７）。

ここまでが画像読取装置の電源投入時から待機状態までの制御フローである。

次に画像読み取りを行う場合について制御フローを図５に示す。

画像読取装置が待機状態から画像読み取りを開始する場合には、まずＣＩＳ１０１をホームポジション２１０から白基準マーク１０６から外れた位置である原稿読取開始位置２１１までの“距離ｂ”を移動する（Ｓ２０１）。このときもホームポジション２１０への移動時と同様に位置精度を出すために、より細かい高精細ステップでステッピングモータを駆動する。

ＣＩＳ１０１が読取開始位置２１１に到達したら（Ｓ２０２）、ホストコンピュータ１１４から送られてくるパラメータ、あるいは画像読取装置を有した複写機、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等の画像形成装置上にあるオペレーションパネルで設定したパラメータを画像読取装置に設定して（Ｓ２０３）画像読み取り動作を行うのである（Ｓ２０４）。

画像読み取り終了（Ｓ２０５）後はＣＩＳ１０１をホームポジション２１０に移動して画像読取装置を待機状態にするが、そこまでの動作は図４で説明した電源投入時から待機状態までのフローと同じである。

本発明の画像読取装置の主要部構成を示すブロック図画像読取装置の断面を示す図画像読取装置の上面から見た図電源投入時から待機状態までの画像読取装置の制御フローについて示した図画像読み取りを行う場合の制御フロー図

Claims

主走査方向の有効読取範囲を原稿読取幅より広く取った画像読取手段と、原稿の副走査方向に前記画像読取手段を移動させるための駆動手段と、前記画像データのピーク値を検出するピーク値検出手段を有し、さらにセンサ前記画像読取手段が移動可能な範囲の最端部に白基準マーク、主走査方向は原稿読取範囲外、副走査方向では原稿読取範囲内の所定位置に前記画像読取手段が読み取り可能な副白基準マークを配置しており、原稿読取開始位置を決める際には、まず画像読取手段を前記白基準マークのある方向へ高速移動するよう前記駆動手段を制御し、前記ピーク値検出手段によるピーク値検出で前記副白基準マークが検出された場合には停止位置精度を出すよう前記駆動手段を制御して前記白基準マーク方向へさらに移動し、次に前記白基準マークが検出されたら、その位置を画像読取開始位置を決めるための基準位置とし、さらに前記基準位置から反対方向へ所定距離移動した位置を原稿読取開始位置としていることを特徴とする画像読取装置。
前記画像読取手段は、前記基準位置から前記画像読取開始位置まで所定距離を移動するが、そのときの前記駆動手段は停止位置精度が出るように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
前記白基準マークは均一濃度を読み込んだときの前記画像読取手段からの出力データのバラつきを補正するシェーディング補正のための白基準であって、主走査方向の長さは原稿読取幅より長く前記画像読取手段の有効読取範囲以上あり、取り付け位置は画像読取開始位置側の原稿副走査方向読取範囲外に置くことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
前記ピーク値検出手段における前記白基準マークのピーク値検出は前記画像読取手段の読み取り範囲を原稿主走査方向の原稿読取範囲外の部分で行うことを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
前記駆動手段は、ステッピングモータを含み、前記画像読取開始位置を決める際に、前記画像読取手段を基準位置方向へ移動させる時には前記ステッピングモータを粗いステップで高速に送り、前記副白基準マークのピーク値が検出されたら、前記白基準マークのピーク値が検出されるまで、前記ステッピングモータを停止位置精度が出るように細かいステップで制御することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
前記画像読取手段は、前記基準位置から前記画像読取開始位置まで所定距離を移動するが、そのときの前記駆動手段は停止位置精度が出るよう細かいステップで制御することを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。