JP2015211397A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主走査方向に長いライン状光源を搭載するキャリッジを副走査方向に移動しつつ原稿の画像をスキャニングする画像読取装置において、画像読取領域全域の原稿の読取データの傾き補正及び倍率補正を行う。【解決手段】ライン光源からの照射光の原稿からの反射光を受光する画像取得部８６を有し、プラテン３１上の画像読取領域にセットされた線間隔が一定で副走査方向に対して直角又は所定角度傾斜する格子模様の検査シートの読取データ（検査データ）を格納し、あらかじめ取得しておいた検査データを用いて、読み取った２次元の原稿読取データの傾き補正及び／又は当該読取データの副走査方向の各位置における倍率補正を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、画像読取装置における読取データの補正に関し、より詳しくは、画像読取装置を構成するモジュールや部品の相互の取付位置のズレまたはライン光源を搭載するキャリッジの移動速度のブレ等によって生じる読取データの補正技術に関する。

図６に例示される画像読取装置１０においては、主走査方向に長いライン光源１４を有するキャリッジ１５を副走査方向に移動させつつ所定のピッチで原稿画像をスキャニングすることにより原稿の画像を読取る。

しかし、このような画像読取装置の筐体内を副走査方向に走行するキャリッジは、これを収納する筐体又はプラテン等との相互の位置関係において、プラテンの画像読取域の全面に亘って副走査方向と平行に且つ一定速度で移動させるようにするのは、以下列記する要因により難しい。
（１）画像読取装置を構成する各モジュールや部品の寸法のバラツキ。
（２）画像読取装置の筐体内におけるキャリッジの取付け角度のズレ。
（３）キャリッジ内におけるラインセンサの取付け角度のズレ。
（４）画像読取装置の筐体内に取り付けられるプラテンの取付け角度のズレ。
（５）画像読取装置の筐体内においてキャリッジの走行を支持するレールの歪みやレール上の走行を支持するキャリッジのプーリ軸の偏心やシャフトの歪みによる摩耗。

これらの要因により、従来の画像読取装置においては、キャリッジ内のラインセンサの方向（主走査方向）が、画像読取領域において所望の副走査方向に平行に走行せず斜行したり、画像読取領域の各位置においてキャリッジの走行速度が変動して読取倍率が変動することがあった。

このような場合、操作者が原稿を画像読取装置のプラテン上に読取位置に正確に載置したとしても、読み取られた原稿の画像データは、多少なりとも傾斜した状態で読み取られて記憶されたり、画像読取領域の各位置において副走査方向に画像が広がったり縮んでしまうことになる。

このため、従来からキャリッジ等の光学系の取付及び調整作業の依存度を低下させるために、キャリッジのホームポジション（助走開始位置）と原稿のスキャニングエリア（原稿読取可能範囲）間に、キャリッジの副走査方向に対する傾きを検出するための基準パターンを設け、当該基準パターンの傾きの検出結果に基づいて、画像データの斜傾を補正することが知られていた（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１０−９３７６０号公報

しかし、従来の画像データの斜傾補正方法においては、基準パターンとプラテンは同一平面上に正確に位置され、且つ主走査方向に長いキャリッジは、副走査領域の全域おいて副走査方向に対して直交した姿勢を維持したまま副走査方向に平行移動することを前提としている。しかし、このような前提を確保することは、実際の画像読取装置における上述した要因により難しい。

また、このような従来の画像データの傾斜補正方法においては、基準パターンを、ホームポジション（助走開始位置）とスキャニングエリア（原稿読取可能範囲）の間に、（シェーディング補正のための白基準板と共に）設置しなければならないために、装置の副走査方向におけるサイズを広げる必要性があり、装置の大型化を招いていた。

本願は、上記課題に鑑みてなされたものであり、原稿を載置するプラテンと、前記プラテン面に対して平行して移動し、前記プラテン上に載置された原稿を読み取るキャリッジと、前記画像読取領域にセットされた線間隔が一定で副走査方向に対して直角又は所定角度傾斜する格子模様の検査シートを読み取った検査データを取得する画像取得部と、を備え、前記画像取得部で取得した前記検査データを用いて、前記原稿の読取データの傾き及び／又は当該読取データの副走査方向の各位置における倍率の補正を行うことを特徴とする画像読取装置を提供するものである。

ここで、前記検査データは、複数のエリア毎に分割され、前記傾き補正又は前記倍率補正は、前記画像読取領域における読取位置に対応する前記エリア毎に行う。そして、前記原稿読取データの副走査方向の各位置における倍率補正は、前記キャリッジの副走査方向の移動速度を前記エリア毎に制御することによって行う。

そして、前記検査データに基づき補正データを生成し、生成された前記補正データを原稿読取り時に参照して前記原稿の読取データの傾き及び／又は倍率の補正を行うようにする。

また、本発明においては、前記検査データに基づき、前記原稿の読取データの倍率の補正を行うための補正データを生成する補正データ作成処理部を備え、前記補正データ作成処理部で生成された補正データは、前記キャリッジの移動速度を制御するための速度データであることを特徴とする。

また、前記検査データに基づき、前記原稿の読取データの倍率の補正を行うための補正データを生成する補正データ作成処理部を備え、前記補正データ作成処理部で生成された補正データは、副走査方向の読取周期を制御するための読取周期データである。

さらに、前記検査データに基づき、前記原稿の読取データの傾きの補正を行うための補正データを生成する補正データ作成処理部を備え、前記補正データ作成処理部で生成された補正データは、予め定められた基準データに対する前記検査データの傾きを算出して求めた補正データであることを特徴とする。

本発明に係る画像読取装置においては、線間隔が一定で副走査方向に対して直角又は所定角度傾斜する格子模様の検査シートの読取データを用いて、読み取った原稿読取データの傾き補正及び／又は当該読取データの副走査方向の各位置における倍率補正を行う。これにより、本画像読取装置においては、例えキャリッジ取付位置が斜向していたり、必ずしもキャリッジが副走査領域の全域おいて副走査方向に対して直交した姿勢を維持したまま副走査方向に平行移動しない状態であっても、原稿読取データの傾き補正及び倍率補正が可能である。

本画像形成装置における画像読取装置を説明するための説明図である。 検査シートの読取データである検査データの例を示す。 本画像読取装置における画像処理部の構成を示すブロック図である。 本画像読取装置における検査読取モードにおける補正データの取得動作を示すフローチャート図である。 本画像読取装置における原稿の読取動作を示す動作フローチャート図である。 一般的な画像読取装置の構成を示す。

以下、本発明に係る画像読取装置の詳細について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本画像形成装置における画像読み取りを説明するためのものである。図１（ａ）は、画像読取装置１０を上面図である。図１（ｂ）は、装置の側面図であって、ライン光源１４を含む第１キャリッジ１５と第２キャリッジ１６が副走査方向に移動しながらプラテン３１上の原稿を所定のピッチで読取る構成を示す。尚、プラテン３１に置かれた原稿又は白基準板３２は読取部のＣＣＤ３３で読み取られる。

図１において、読み取られる原稿は、突き当て板１２にその端面が突き当てられた状態でプラテン３１上に載置される。また、後に詳しく説明するが、検査シートも同様にプラテン３１上に載置され、その２次元の濃度データが読み取られて記憶される。突き当て板１２の下方にはシェーディング補正のためのシェーディング・データを取得するための白基準板３２が主走査方向に沿って備え付けられて。

ここで、本画像読取装置の特徴として、プラテンの読取領域に線間隔が一定で副走査方向に対して直角又は所定角度傾斜する格子模様の検査シートを用いて読取データ（本願では、「検査データ」という）を取得する。そして、この検査データは、本画像読取装置の制御装置（図３に示す）を構成するメモリ８２内に設けられた補正データ格納部（図示せず）に格納される。

上記した検査シートは、プラテン３１の面上から浮きがないようにセットして、その読取データを取得する。この検査シートを読み取った読取データが原稿の読取データを補正するために使用される検査データとなる。

このようにして読み取られてメモリ８２内に格納された検査データの格子パターンは、読取領域の読取位置によって、各格子模様の間隔にムラが生じている。それは、画像読取装置の筐体内を副走査方向に走行するキャリッジ１５が、プラテン３１等との相互の位置関係において、プラテン３１の画像読取域の全面に亘って副走査方向と平行に、または一定速度で移動し得ないからである。

すなわち、ここで示す検査データとは、機体毎のプラテン３１面とキャリッジ１５の位置関係やキャリッジ１５の移動に伴う挙動の特性データであって、このデータは格子模様の検査シートを読み取ることによって取得することができる。

図２は、読み取った検査シートにおける格子間隔のムラを示すものである。すなわち、キャリッジ１５、１６の駆動源を一定速度で制御していても、読取位置によるプラテン３１とキャリッジ１５、１６の間隔の違いやキャリッジを支持する装置の筐体内に設けられたレールの歪みや取付位置のズレ等の要因によってムラが発生してしまうのである。

図１の読取位置ａと読取位置ｂがそれぞれ、図２の位置ａと位置ｂに対応する。図２は、検査シートの読取データである検査データ６５の例を示す。図２において、読取部分ａの格子パターンの間隔６６は、使用した検査シートの設定値（既定値）であるのに対して、読取部分ｂにおける格子パターンの間隔６７は既定値よりも狭くなっていることを示している。この場合、キャリッジ１５、１６は、読取位置ａにおいては規定の走査速度で移動しているものの、読取位置ｂにおいては、規定の走査速度よりも早い速度で走査していることを示している。

本画像読取装置１０においては、この検査データ６５から補正データを生成し、当該装置１０の出荷時又は定期メンテナンス時に生成してメモリ８２に格納しておき、原稿の画像読取時に、キャリッジ１５、１５の移動速度またはＣＣＤ３３における画像の蓄積時間を最適化するべく制御したり、格子パターンの傾きを外部装置に提供してキャリッジ１５、１６とプラテン３１との相対的傾きの補正に使用する。

図３は画像処理の構成を示すブロック図である。図３に示すブロック図の各処理について、図１（ａ）の装置上面図、図１（ｂ）の装置側面図を参照しつつ説明すると、図１に示すようにプラテン３１は、原稿をセットする載置領域を有する長方形の形状のガラスで、直行する２辺には原稿を押し当てるための突き当て板１２が設けられている。白基準板３２は、読取画像の主走査方向に長細い形状の白色の板部材であって、プラテン３１の左側の突き当て板３２の下に設けられ、プラテン３１上の画像を読み取る際の白レベルの基準となる。原稿や白基準板３２を読み取り、読取データを取得する読取画像取得部８６は、読取部７３とＡ/Ｄ変換部７４を備える。読取部７３は、光源１４、キャリッジ１５、ＣＣＤ17を含み、プラテン３１上の原稿を読み取るための光電変換素子で原稿画像を光源で照射した反射光を受光した電荷のレベルで原稿の濃淡を電気信号に変換する。Ａ/Ｄ変換部７４は、読取部３３で取得した各画素の電気信号(アナログ)を基準とする濃淡の幅に従ってデジタル値に変換する。

画像処理部７７は画像補正部７５と画像転送部７６で構成される。画像補正部７５は、Ａ／Ｄ変換部７４でデジタル値に変換されたラインデータ内の画素間のレベルを増幅させるシェーディング補正や画像の明るさを補正するガンマ補正等の画像の補正処理や読取ライン単位の読取データから出力データを作成する画像処理を行う。例えば、シェーディング補正では、白基準データ４２を基準として読み取ったラインデータの光源のムラやラインセンサの感度のばらつきによる濃度ムラを補正する。また、画像処理では、４ラインの読取データを平均して1ラインのデータを出力するようなライン平均処理や各色のラインセンサで取得した同一位置のデータを合成してカラーの出力ラインを作成する処理を行う。

画像転送部７６は、画像処理部７５からの出力データを外部装置または内部の後段の処理部に転送する処理部であり、シリアル通信やＵＳＢなどの規定に従ってデータを出力する。また、必要に応じてデータサイズの圧縮を行う。

読取画像出力先７８は、印刷を施す印字部や、画像読取装置以外の外部装置であり、パソコンやプリンタなどである。また、検査データを補正データ作成処理７９に転送する。

補正データ作成処理部７９は、読み取った検査シートの検査データから倍率補正及び傾き補正のための補正データ８０を生成し、メモリ８２内の補正データ格納部８１に保存する。なお、本実施の形態では、補正データ作成処理部７９では検査シートの格子間毎に検査データを作成している。

本画像読取装置においては、原稿画像を読取るための原稿読取モードと、線間隔が一定で副走査方向に対して直角又は所定角度傾斜する格子模様の検査シートを読み取る検査読取モードとを有し、検査データを格納又は更新する際には、所定の操作による検査シートの読取モードが選択されるようにする。

図４は検査読取モードにおける補正データの取得動作を示すフローチャート図である。図３、図４に基づき補正データの取得動作について説明する。

先ず、キャリッジモータを一定の基準速度で駆動するように設定する（ＳＴ１０）。そして、読取タイミングについても一定の基準周期で１ラインの読取データを読み取るように設定する（ＳＴ１１）。そして、間隔が既知の格子パターンが設けられた検査シートをプラテン３１上の画像読取可能エリア全域に浮きがないようにセットし、設定された一定の基準速度と一定の基準周期にて検査シートを読取部７３で読み取り、Ａ／Ｄ変換処理することで検査データを取得する（ＳＴ１２〜ＳＴ１３）。

プラテン３１におかれた検査シートを読取部７３で取得した後、画像処理部７５でシェーディング補正などの補正を行う（ＳＴ１４）。そして、画像転送部７６を介して補正データ作成処理部７９で倍率補正及び傾き補正のための補正データ８０を生成し、この補正データは、メモリ８２内の補正データ格納部８１に格納する（ＳＴ１５〜ＳＴ１８）。

なお、本実施の形態では、格子の数が多い程、精度の高い補正データを生成することができるが、本実施の形態のように検査シートの格子間毎に検査データを作成した場合、検査データが増大して大きなメモリ容量が必要となる。しかし、画像読取領域を複数の格子を含む適切なエリアに分割し、各エリア内の補正データの平均値を算出し、このエリア補正データを格納部８１に格納し、このエリア補正データに基づきキャリッジの速度または読取周期を制御するようにすれば、メモリ容量を低減することができる。

また、上述した実施の形態では、補正データは、本画像読取装置内の制御部を構成する補正データ作成処理部７９で作成しているが、検査データを外部装置に送出し、外部装置において作成された補正データを補正データ格納部８１に書き込むようにしてもよい。

ここで、読取制御部８５において、メモリ８２内に格納されている検査データを用いた原稿の読取データの傾き補正及び倍率補正について説明する。

副走査方向の倍率補正は、検査データと予め格納された基準の格子データとを比較し、その比較結果に基づき、原稿を読み取る際のキャリッジ駆動制御部８４によるキャリッジモータ８７の速度を可変するように制御する。例えば、検査データと予め格納された基準の格子データとを比較した結果、図２に示すように読取部分ｂ以外は基準の格子データと一致し、読取部分ｂのみが基準の格子データの格子間距離よりも短い場合、読取部分ｂでキャリッジの移動速度が基準の速度よりも早いこととなるので、キャリッジモータの速度を読取部分ｂの箇所だけ遅くするように制御する。つまり、検査データと基準の格子データとの比較結果から副走査方向のキャリッジの速度の変動を検査し、その結果から全ての領域におけるキャリッジの移動速度が基準の速度となるようにキャリッジモータの駆動速度のパターンを変更する。この場合には、補正データは変更されたキャリッジの速度パターンデータとなる。

また、他の倍率補正の方法として、副走査方向の読取周期を可変する方法がある。この方法では、上述した読取部分ｂの箇所の読取周期を速くする。すなわち、検査データから基準の読取周期のパターンを変更した読取周期パターンのデータを作成して、補正データとして補正データ格納部８１に格納する。そして、図３の破線で示すように格納された読取周期パターンに基づいて読取タイミング制御部８３で読取部７３を制御して原稿を読み取る。

次に、原稿の読取データの傾き補正について説明する。原稿の読取データの傾き補正は、検査データと予め格納された基準の格子データとを比較し、基準の格子データにおける格子に対する検査データの格子の傾きを算出し、その算出された格子の位置と傾きによって格子間の傾き補正データを作成する。

そして、作成された傾き補正データを用いて、原稿読取モードで読み取られた原稿の読取データに対して画像処理部７５で傾き補正する演算を行い、補正読取データを生成する。

なお、各格子間の補正データは、予めその格子の間隔が一定（既知）で副走査方向に対して直角又は既知の所定の角度だけ傾斜する格子模様の基準の格子データと比較して作成したものであることから、規定の当該画像読取装置における検査データの傾きが格子間毎に算出できる。

なお、検査データの一部の格子間における倍率又は傾きが、当該格子間の周辺の格子間の倍率又は傾きと大きく異なる場合は、当該格子間の検査データが異常であると判別し、補正データの算出の対象から除外するようにすれば、より精度の高いデータが得られる。

次に、原稿の読取動作について説明する。図５は、原稿の読取動作を示す動作フローチャート図である。

先ず、キャリッジモータの駆動パターンを補正データに基づき設定する（ＳＴ２０）。そして、読取タイミングを一定の基準周期で１ラインの読取データを読み取るように設定する（ＳＴ２１）。そして、原稿をプラテン３１上の画像読取可能エリア全域にセットし、原稿を読取部７３で読み取り、Ａ／Ｄ変換処理することで読取データを取得する（ＳＴ２２〜ＳＴ２３）。読取部７３で読取データを取得した後に、画像処理部７５でシェーディング補正などの補正を行い、画像転送部７６を介して画像読取装置以外の外部装置に出力する（ＳＴ２４〜ＳＴ２５）。

ところで、上述した実施の形態では、格子模様の検査シートを読み取る検査読取モードを、装置の工場出荷時または、メンテナンス時に実行するようにしたが、装置のパネル上に設けられたモードボタンなどで操作者が選択することで、検査モードを実行するようにしてもよい。

また、原稿読取モードにおける読取解像度や読取倍率などの読取条件や温度、湿度などの使用環境条件に対する補正の適用は、各条件毎に複数の補正データを保持しておく形態や、一定条件で取得した倍率又は傾きの補正データを各条件毎に最適に補正演算を行い、使用することも有効である。

さらに、線間隔が一定で副走査方向に対して直角又は所定角度傾斜する格子模様の検査シートは、例えば線間の異なる複数の検査シートを予め用意しておき、読み取る原稿の種類に応じてこの複数のシートの中から適切なシートを選択し、選択された一枚の検査シートから検査データを取得して、補正データを生成してもよい。

なお、補正データの適用は画像読取装置内部で適用してもよいし、図３の破線で示すように補正データを外部の装置に提供して、外部の装置で読取画像に対して補正を実施してもよい。この場合、画像読取領域にセットされた線間の異なる複数の検査シートを読取って、原稿の読取データと共に外部装置に出力することになる。

本発明は、画像読取装置における読取データの補正に関し、より詳しくは、画像読取装置を構成するモジュールや部品の相互の取付位置のズレまたはライン光源を搭載するキャリッジの移動速度のブレ等によって生じる読取データの補正技術に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。

１０ 画像読取装置
３１ プラテン
１２ 原稿突き当て板
３２ 白基準板
１４ ライン光源
１５、１６ キャリッジ
７７ 画像処理部
７９ 補正データ作成処理部
８２ メモリ
８５ 読取制御部
８６ 画像取得部

Claims (7)

1. 原稿を載置するプラテンと、
   前記プラテン面に対して平行して移動し、前記プラテン上に載置された原稿を読み取るキャリッジと、
   前記画像読取領域にセットされた線間隔が一定で副走査方向に対して直角又は所定角度傾斜する格子模様の検査シートを読み取った検査データを取得する画像取得部と、を備え、
   前記画像取得部で取得した前記検査データを用いて、前記原稿の読取データの傾き及び／又は当該読取データの副走査方向の各位置における倍率の補正を行うことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記検査データは、複数のエリア毎に分割され、
   前記傾き補正又は前記倍率補正は、前記画像読取領域における読取位置に対応する前記エリア毎に行うことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記原稿の読取データの副走査方向の各位置における倍率補正は、前記キャリッジの副走査方向の移動速度を前記エリア毎に制御することによって行うことを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記検査データに基づき補正データを生成し、生成された前記補正データを原稿読取り時に参照して前記原稿の読取データの傾き及び／又は倍率の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
5. 前記検査データに基づき、前記原稿の読取データの倍率の補正を行うための前記補正データを生成する補正データ作成処理部を備え、
   前記補正データ作成処理部で生成された前記補正データは、前記キャリッジの移動速度を制御するための速度データであることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
6. 前記検査データに基づき、前記原稿の読取データの倍率の補正を行うための補正データを生成する補正データ作成処理部を備え、
   前記補正データ作成処理部で生成された前記補正データは、副走査方向の読取周期を制御するための読取周期データであることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
7. 前記検査データに基づき、前記原稿の読取データの傾きの補正を行うための補正データを生成する補正データ作成処理部を備え、
   前記補正データ作成処理部で生成された前記補正データは、予め定められた基準データに対する前記検査データの傾きを算出して求めたデータであることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。

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