JP2022156693A - 補正装置、画像読取装置、画像形成装置、それらの制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】画像読取手段の移動走査時の速度ムラや振動等によって生じる読取誤差を効果的に補正し、良好な読取精度を得ること。【解決手段】画像読取装置201の画像読取結果処理部801は、第1の画像読取部512の主走査方向の測定位置で読み取られた基準チャート403の画像から、測定位置における読取誤差を導出し(S102)、測定位置における読取誤差の周波数成分を抽出し(S103)、測定位置における読取誤差の周波数成分から、非測定位置における読取誤差の周波数成分を予測し(S104)、非測定位置における読取誤差の周波数成分を時系列成分へと変換し(S105)、非測定位置における読取誤差の時系列成分を用いて、非測定位置で読み取られた原稿画像を補正する(S106、S107)。【選択図】図9
Description
本発明は、画像読取手段により画像を読み取る際に生じる読取位置の誤差の補正に関する。
原稿画像を読み取るための画像読取手段を有する画像読取装置において、画像読取手段が原稿画像を読み取る際に読取位置の誤差を生じることが知られている。例えば、画像読取手段が移動走査して原稿画像を読み取る構成において、画像読取手段に生じる速度ムラや振動が原因となり、正しい画像位置に対して読取位置がずれることがある。
このような課題に対して、特許文献1が提案されている。
特許文献1では、原稿の読取領域外に正確に等間隔の目盛りを持つ基準チャート(リニアエンコーダ等)を配置し、画像読取手段を移動走査させて原稿画像を読み取る際にその基準チャートを同時に読む。そして、基準チャートの各ライン位置の読取位置と理想位置とのずれから画像読取手段の速度ムラや振動によって発生した読取誤差を導出し、その読取誤差を原稿画像の読取結果から除去することで読取位置を補正する技術が提案されている。
特許文献1では、原稿の読取領域外に正確に等間隔の目盛りを持つ基準チャート(リニアエンコーダ等)を配置し、画像読取手段を移動走査させて原稿画像を読み取る際にその基準チャートを同時に読む。そして、基準チャートの各ライン位置の読取位置と理想位置とのずれから画像読取手段の速度ムラや振動によって発生した読取誤差を導出し、その読取誤差を原稿画像の読取結果から除去することで読取位置を補正する技術が提案されている。
上述のように、特許文献1では、原稿の読取領域外の主走査方向の片側端部に、副走査方向に延びる基準チャートを配置し、その基準チャートの読取結果から導出した読取誤差を原稿画像全体の読取結果から除去することで、読取位置を補正している。
しかし、この特許文献1の方法では、画像読取手段が移動走査する際に生じる振動起因の読取誤差を正しく補正することができない場合がある。具体的には、画像読取手段に支点を中心とした回転方向の振動(首振りの振動)を生じる場合などがこれにあたる。この場合、主走査方向の片側端部で読んだ基準チャートから導出した読取誤差を、主走査方向の他端部の読取位置の補正にそのまま用いると、主走査方向の片側端部と他端部で首振りの振動の周波数では読取誤差の位相が逆になる。このため、補正した結果がむしろ読取誤差を悪化させる結果になる。一方で、画像読取手段の振動の周波数によっては主走査方向の片側端部と他端部で読取誤差の位相が同じになることもあるため、基準チャートから導出した読取誤差の位相を単純に反転させて補正すれば良いというわけではない。
また、特許文献1では、原稿の読取領域外の主走査方向の両端部に、それぞれ基準チャートを配置し、それらの基準チャートの読取結果から導出した読取誤差を原稿画像全体の読取結果から除去することで、読取位置を補正する方法も提案されている。これにより、前述の画像読取手段の首振りの振動の影響を軽減することが可能である。
しかし、この方法を実現する場合、原稿の読取領域外に配置する基準チャートが複数必要になるだけではなく、画像読取手段自身を含む画像読取に関係するユニットのサイズアップが必要になり、装置のサイズやコストが大幅に増大するといった課題があった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。本発明は、画像読取手段の移動走査時の速度ムラや振動等によって生じる読取誤差を効果的に補正することができる仕組みを提供することを目的とする。
本発明は、画像を読み取る画像読取手段により読み取られた画像を補正するための補正装置であって、前記画像読取手段の主走査方向の所定の位置で読み取られた画像読取位置の基準となるパターンの画像から、前記所定の位置における読取誤差を導出する導出手段と、前記導出手段により導出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分から、前記画像読取手段の主走査方向の前記所定の位置とは異なるの他の位置における読取誤差の周波数成分を予測する予測手段と、前記予測手段により予測された前記他の位置における読取誤差の周波数成分を時系列成分へと変換する変換手段と、前記変換手段により変換された前記他の位置における読取誤差の時系列成分を用いて、前記画像読取手段の前記他の位置で読み取られた画像を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、画像読取手段の移動走査時の速度ムラや振動等によって生じる読取誤差を効果的に補正することができる。これにより、良好な読取精度を得ることが可能となる。
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態について説明する。ただし、以下の実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の一実施形態を示す画像読取装置を備えた画像形成装置の概略構成の一例を示す図である。
まず図1を用いて、本実施形態の画像読取装置201を備えた画像形成装置200の概略構成について説明する。なお、画像形成装置200は、本発明の実施例の一例に過ぎず、画像読取装置201を備えたファクシミリ装置やインクジェットプリンター、複合機なども本発明に係る画像読取装置201に該当する。
図1は、本発明の一実施形態を示す画像読取装置を備えた画像形成装置の概略構成の一例を示す図である。
まず図1を用いて、本実施形態の画像読取装置201を備えた画像形成装置200の概略構成について説明する。なお、画像形成装置200は、本発明の実施例の一例に過ぎず、画像読取装置201を備えたファクシミリ装置やインクジェットプリンター、複合機なども本発明に係る画像読取装置201に該当する。
図1に示すように、画像形成装置200は、画像形成部本体202と、画像形成部本体202の下部に装着される給紙カセット203と、画像形成部本体202の上部に装着される画像読取装置201とを有する。給紙カセット203は、記録紙を積載するためのカセットである。画像読取装置201は、原稿の画像読取を行うための装置である。
画像形成部本体202には、そのほぼ中央部に画像形成部が配置され、その下方に給紙部が配置されている。給紙部は、給紙カセット203を含む。
また、画像形成部本体202の上方には、画像読取装置201が配置されている。画像読取装置201には、原稿の画像を読み取るための読取部が備えられている。読取部は、例えばCCD等の読み取りセンサで構成されている。
そして、画像読取装置201と画像形成部本体202との間には空間が設けられ、画像形成部本体202で搬送された記録紙を排紙積載するための本体排紙部204を形成している。
また、画像形成部本体202の上方には、画像読取装置201が配置されている。画像読取装置201には、原稿の画像を読み取るための読取部が備えられている。読取部は、例えばCCD等の読み取りセンサで構成されている。
そして、画像読取装置201と画像形成部本体202との間には空間が設けられ、画像形成部本体202で搬送された記録紙を排紙積載するための本体排紙部204を形成している。
画像形成部本体202において、画像形成部は、例えば、従来周知の電子写真方式によるプリントエンジンとして構成され、図示しないレーザ書き込み部、電子写真プロセス部、定着部等を内蔵している。給紙部は、給紙カセット203に載置された記録紙を分離給紙するための図示しない給紙ローラ等が内蔵されており、画像形成部に記録紙を供給する。
図2は、画像読取装置201を構成する自動原稿搬送装置(Auto Document Feeder、以下「ADF」と呼ぶ)300とリーダー301の概要の一例を示す斜視図である。
図3は、画像読取装置201の一部であるリーダー301の概要の一例を示す斜視図である。
以下、図2と図3を用いて、画像読取装置201を構成するADF300とリーダー301の概略構成について説明する。
図3は、画像読取装置201の一部であるリーダー301の概要の一例を示す斜視図である。
以下、図2と図3を用いて、画像読取装置201を構成するADF300とリーダー301の概略構成について説明する。
図2に示すように、画像読取装置201には、複数枚の原稿を分離給紙し、原稿に印字された画像を読み取るためのADF300を備えたものが存在する。
ADF300には、給紙トレイ302と、排紙トレイ100が設けられている。給紙トレイ302は、これから給紙する原稿を載置するためのトレイである。排紙トレイ100は、給紙トレイ302上から分離給紙され、搬送された原稿を排紙するためのトレイである。ADF300は、給紙トレイ302上に載置された原稿を、分離給紙し搬送し、排紙トレイ100に排出する。
ADF300には、給紙トレイ302と、排紙トレイ100が設けられている。給紙トレイ302は、これから給紙する原稿を載置するためのトレイである。排紙トレイ100は、給紙トレイ302上から分離給紙され、搬送された原稿を排紙するためのトレイである。ADF300は、給紙トレイ302上に載置された原稿を、分離給紙し搬送し、排紙トレイ100に排出する。
また、ADF300の下方にはリーダー301が設けられている。
図3に示すように、リーダー301は、ADF300によって搬送された原稿の画像を、第1の流し読みガラス400を介して読み取る、あるいはADF300を開閉し、原稿読取台である原稿台ガラス401上に載置された原稿画像を読み取る。なお、原稿台ガラス401上に載置される原稿は、書籍などの厚みのある原稿でもよい。図中の矢印410は主走査方向、矢印411は副走査方向を示す。原稿台ガラス401の奥側には、副走査方向の原稿スケール402が設けられている。
図3に示すように、リーダー301は、ADF300によって搬送された原稿の画像を、第1の流し読みガラス400を介して読み取る、あるいはADF300を開閉し、原稿読取台である原稿台ガラス401上に載置された原稿画像を読み取る。なお、原稿台ガラス401上に載置される原稿は、書籍などの厚みのある原稿でもよい。図中の矢印410は主走査方向、矢印411は副走査方向を示す。原稿台ガラス401の奥側には、副走査方向の原稿スケール402が設けられている。
図4は、画像読取装置201の断面構成の一例を示す断面図である。
以下、図4を用いて、画像読取装置201の内部構造に関して説明する。
ADF300には、ピックアップローラ501、分離ローラ502、複数の搬送ローラ503~511が設けられている。ピックアップローラ501は、給紙トレイ302に載置された複数枚の原稿500を分離給紙する。分離ローラ502は、ピックアップローラ501により給紙された原稿を分離する。搬送ローラ503~511は、分離ローラ502によって分離給紙された原稿500を搬送する。
以下、図4を用いて、画像読取装置201の内部構造に関して説明する。
ADF300には、ピックアップローラ501、分離ローラ502、複数の搬送ローラ503~511が設けられている。ピックアップローラ501は、給紙トレイ302に載置された複数枚の原稿500を分離給紙する。分離ローラ502は、ピックアップローラ501により給紙された原稿を分離する。搬送ローラ503~511は、分離ローラ502によって分離給紙された原稿500を搬送する。
分離ローラ502の下流には、分離ローラ502から搬送された原稿500を引き抜くための引き抜きローラ503が設けられている。また、引き抜きローラ503の下流には、引き抜きローラ503によって搬送された原稿500を搬送するための搬送ローラ504が設けられている。さらに、搬送ローラ504の下流には、搬送ローラ504により搬送された原稿500の斜行を補正するためのレジストローラ505が設けられている。
また、レジストローラ505の下流には、搬送された原稿500の画像を安定して読み取るためのリード1ローラ506、第1のプラテンローラ507、リード2ローラ508、第2のプラテンローラ509、リード3ローラ510が設けられている。さらに、リード3ローラ510の下流には、排紙トレイ303上に原稿500を排出するための排紙ローラ511が設けられている。
ADF300の下方には、リーダー301が設けられている。
リーダー301の内部には、第1の画像読取部512が設けられている。第1の画像読取部512は、ADF300で搬送された原稿500の表面画像を第1の流し読みガラス400を介して読み取る。また、第1の画像読取部512は、ADF300を開閉させることで、原稿台ガラス401上に載置された原稿画像を読み取る。
リーダー301の内部には、第1の画像読取部512が設けられている。第1の画像読取部512は、ADF300で搬送された原稿500の表面画像を第1の流し読みガラス400を介して読み取る。また、第1の画像読取部512は、ADF300を開閉させることで、原稿台ガラス401上に載置された原稿画像を読み取る。
ADF300で搬送された原稿500の表面画像を読み取る際は、第1の画像読取部512は、第1の流し読みガラス400と対向する位置である流し読み位置P1で静止する。ADF300は原稿を搬送し流し読み位置P1上を通過させる。これにより、第1の画像読取部512は流し読み位置P1に静止した状態で、副走査方向に搬送される原稿を一定の時間間隔で線順次に走査して原稿画像を読み取ることができる。
原稿台ガラス401上に載置された原稿画像を読み取る際は、第1の画像読取部512は、リーダー301内部に設けられた支持部材の上を移動走査方向515に移動することで、原稿を一定の時間間隔で線順次に走査して原稿画像を読み取る。P2は読取終了位置を示す。なお、移動走査方向515は、図3に示した副走査方向411と同じ方向となる。
さらに、ADF300の内部には、搬送された原稿の裏面画像を読み取るために、第2のプラテンローラ509と対向する位置に、第2の流し読みガラス514及び第2の画像読取部513が設けられている。このように、リード1ローラ506~リード3ローラ510の間に、第1の画像読取部512と第2の画像読取部513を配置することで、搬送された原稿500の表裏画像を読み取ることが可能となっている。
図5は、リーダー301の内部に設けられた第1の画像読取部512と、その駆動構成の一例を示す平面図である。
図6は、第1の画像読取部512と第1の支持部材607及び第2の支持部材608との関係を示す第1の画像読取部512の右側面図である。すなわち、この図は第1の画像読取部512の移動走査方向515の側から第1の画像読取部512を見た図に対応する。
以下、図5と図6を用いて、本発明の画像読取装置201の一部である、リーダー301の駆動構成について説明する。
図6は、第1の画像読取部512と第1の支持部材607及び第2の支持部材608との関係を示す第1の画像読取部512の右側面図である。すなわち、この図は第1の画像読取部512の移動走査方向515の側から第1の画像読取部512を見た図に対応する。
以下、図5と図6を用いて、本発明の画像読取装置201の一部である、リーダー301の駆動構成について説明する。
リーダー301の内部において、図示しない駆動源であるモーターの軸上に取り付けられたモータープーリー600から、第1のタイミングベルト601を介して、必要な速度比になるように、2段プーリー602に動力が伝達される。そして、2段プーリー602から第2のタイミングベルト603に動力が伝達される。第2のタイミングベルト603は、第1のアイドラープーリー604、第2のアイドラープーリー605、テンショナープーリー606にかけられている。第1のアイドラープーリー604、第2のアイドラープーリー605、テンショナープーリー606は、第1の画像読取部512の移動走査方向515と、第2のタイミングベルト603の移動方向が平行となるように配置されている。
また、図5と図6に示すように、第1の画像読取部512は、リーダー301の内部に設けられた第1の支持部材607及び第2の支持部材608によって、上下方向の位置を支持されている。本実施形態では、第1の支持部材607及び第2の支持部材608は共に、円筒形状の金属軸であるとするが、これに限定されるものではない。
第1の画像読取部512の下面側には、第1の支持部材607と対応する位置に、第1の支持部材607と嵌合するU字型嵌合部を備えた軸受け部700が設けられている。さらに、第1の画像読取部512の下面側には、第2の支持部材608と対応する位置に、第2の支持部材608の上を摺動するためのスライダー部材701が設けられている。本実施形態では、軸受け部700及びスライダー部材701は、第1の支持部材607及び第2の支持部材608の上をスムーズに摺動するために、POM等の高摺動性樹脂で形成されているものとする。
次に、図7~図10を用いて、本実施形態における画像読取結果の補正方法について説明する。
図7は、主走査方向の任意の測定位置における画像読取位置の基準となるパターンとしての基準チャート403の一例を示す図である。
本実施形態では、基準チャート403は、リーダー301の副走査方向の原稿スケール402(図4)の裏側に設置され、第1の画像読取部512が移動走査することで基準チャート403を読み取ることができるようになっている。
図7は、主走査方向の任意の測定位置における画像読取位置の基準となるパターンとしての基準チャート403の一例を示す図である。
本実施形態では、基準チャート403は、リーダー301の副走査方向の原稿スケール402(図4)の裏側に設置され、第1の画像読取部512が移動走査することで基準チャート403を読み取ることができるようになっている。
第1の画像読取部512による基準チャート403の測定位置となる、副走査方向の原稿スケール402の裏側は、主走査方向における原稿の読取領域外である。そのため、原稿台ガラス401上の原稿画像の読み取りの邪魔をすることなく、基準チャート403を原稿画像と同時に読み取ることが可能である。
また、基準チャート403は、図7のように、主走査方向410に対して平行な白と黒の直線画像が、副走査方向411(移動走査方向515)に交互かつ等間隔に並んだ万線チャートとなっている。この基準チャート403の白線もしくは黒線の読取結果より計算されるライン間距離から、実際のライン間距離を引く(減算する)ことで、基準チャート403の測定位置におけるライン間距離の読取結果のずれ、すなわち読取誤差を計算することが可能である。
ここで、基準チャート403のi番目とi+1番目の白線もしくは黒線を読み取ったライン位置をそれぞれl(i),l(i+1)、実際のライン位置をそれぞれl0(i),l0(i+1)とする。すると、基準チャート403の測定位置における読取誤差e(i)は次の式(1)ように表現できる。
図8は、第1実施形態における画像形成装置200もしくは画像読取装置201内の各演算部の一例を示す図である。
まず、第1の画像読取部により読み取られた画像読取結果は、画像読取結果記憶部800に記憶された後、画像読取結果処理部801に送られる。画像読取結果処理部801の中で、画像読取結果は、読取誤差計算部801a、周波数成分抽出部801b、予測値計算部801c、時系列変換部801d、画像読取結果補正部801eでの処理を経た後、補正後の画像読取結果記憶部802に記憶される。
まず、第1の画像読取部により読み取られた画像読取結果は、画像読取結果記憶部800に記憶された後、画像読取結果処理部801に送られる。画像読取結果処理部801の中で、画像読取結果は、読取誤差計算部801a、周波数成分抽出部801b、予測値計算部801c、時系列変換部801d、画像読取結果補正部801eでの処理を経た後、補正後の画像読取結果記憶部802に記憶される。
なお、図8では、画像読取結果記憶部800と補正後の画像読取結果記憶部802とを別々に図示しているが、これらは同一であってもよい。また、画像読取結果処理部801は、ソフトウェアにより実現されるものでも、ハードウェアにより実現されるものでもよい。本実施形態では、例えば画像読取装置201内、もしくは画像読取装置201を備えた画像形成装置200内のCPUがROM等に記憶されたプログラムを必要に応じてRAMに読み出して実行することにより実現されるものとする。
図9は、第1実施形態における読取誤差の補正処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、第1の画像読取部512により非測定位置の原稿画像および測定位置の基準チャート403を読み取ってから、非測定位置における画像読取結果を補正するまでの処理に対応する。なお、図9に記載の各計算・演算は、図8に示した各計算部、すなわち画像読取装置201内、もしくは画像読取装置201を備えた画像形成装置200内のCPUによって行われる。
まず、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUの制御により、第1の画像読取部512を移動走査することで、非測定位置の原稿画像および測定位置の基準チャート403を読み取る(S101)。さらに、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUは、読み取った時系列データ(画像読取結果)を、画像読取装置201もしくは画像形成装置200の画像読取結果記憶部800に保存し、画像読取結果処理部801に送る。
次に、読取誤差計算部801aが、基準チャート403の各ラインの読取位置と実際の各ライン位置から、式(1)のようにして基準チャート403の読取誤差の時系列データe(i)を計算(導出)する(S102)。
さらに、周波数成分抽出部801bが、上記S102で計算された読取誤差e(i)から周波数成分E(ω)を抽出する(S103)。本実施形態で、抽出方法として高速フーリエ変換(FFT)を用いている。また、読取誤差の時系列成分である時系列データe(i)は必ずしも時間軸のデータである必要はなく、例えば副走査位置に対する読取誤差というような空間軸のデータであってもよい。
次に、予測値計算部801cが、第1の画像読取部512における基準チャート403の測定位置の速度に対する非測定位置の速度の周波数応答R(ω)/B(ω)を、基準チャート403の読取誤差の周波数成分E(ω)にかける(乗算する)。この演算により、非測定位置の読取誤差の予測値の周波数成分Rest(ω)を求める(S104)。
ここで、上述の周波数応答は、任意の入力、例えば駆動源の速度変動に対する第1の画像読取部512の測定位置と非測定位置の速度の周波数応答をそれぞれ求め、非測定位置の周波数応答を測定位置の周波数応答で割る(除算する)ことで求めることができる。すなわち、任意の入力に対する第1の画像読取部512の測定位置と非測定位置の速度の周波数応答をそれぞれB(ω),R(ω)と置くと、測定位置の速度に対する非測定位置の速度の周波数応答はR(ω)/B(ω)で求めることができる。本実施形態において周波数応答R(ω)/B(ω)は、製品開発時に計測やシミュレーションにより求める、あるいは工場で製品ごとに計測して求めるなどして、画像形成装置200もしくは画像読取装置201に予めメモリしてあるものとする。例えば、この周波数応答は、画像形成装置200の画像読取結果記憶部800に予め保存しているものとする。この周波数応答を用いると、非測定位置の読取誤差の予測値の周波数成分Rest(ω)は、次の式(2)のように計算される。
ここで式(1)より、読取誤差e(i)は、基準チャート403のラインの読取位置l(i),l(i+1)の差分で計算されることから速度の次元であるため、本実施形態においてはR(ω)/B(ω)を速度の周波数応答として計算に組み込んでいる。式(2)のように非測定位置の読取誤差の予測値の周波数成分Rest(ω)を計算することにより、第1の画像読取部512の副走査方向の並進振動により生じる測定位置と非測定位置で同位相の読取誤差は同位相のまま変換することができる。また、第1の画像読取部512の支点中心の回転振動により生じる測定位置と非測定位置で逆位相の読取誤差は逆位相に変換することができる。このように、第1の画像読取部512の振動に応じた予測値の周波数成分を計算することができる。
次に、時系列変換部801dが、非測定位置の読取誤差の予測値の周波数成分Rest(ω)を時系列データrest(i)に変換する(S105)。ここで本実施形態においては変換方法として逆FFT(フーリエ逆変換)を用いている。
続いて、画像読取結果補正部801eが、非測定位置の読取誤差の予測値の時系列成分である時系列データrest(i)を用いて、非測定位置の画像読取結果の副走査位置xを補正する補正値c(x)を計算する(S106)。本実施形態では、線形補間を用いて補正値を計算している。すなわち、非測定位置の画像読取結果の副走査位置xが、基準チャート403のラインの読取位置l(i),l(i+1)の間に存在するとき、補正値c(x)は次の式(3)のように計算される。
最後に、画像読取結果補正部801eが、非測定位置の画像読取結果の副走査位置xから補正値c(x)を引く(減算する)ことにより、非測定位置の画像読取結果を補正する(S107)。本実施形態では、非測定位置の画像読取結果の補正値c(x)を計算する際に線形補間を用いているが、必ずしも線形補間である必要はなく、例えばスプライン補間等を用いることも可能である。
なお、上記S107で補正された補正後の画像読取結果は、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUの制御により、画像読取装置201もしくは画像形成装置200の補正後の画像読取結果記憶部802に保存される。
なお、上記S107で補正された補正後の画像読取結果は、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUの制御により、画像読取装置201もしくは画像形成装置200の補正後の画像読取結果記憶部802に保存される。
図10は、図9のフローチャートにおける各データの波形の一例を示す図である。
図10(a)は、式(1)で計算される基準チャート403の測定位置における読取誤差の時系列データe(i)の一例である。
図10(b)は、FFTにより抽出されたe(i)の周波数成分E(ω)の一例である。
図10(c)は、測定位置の速度から非測定位置の速度までの周波数応答R(ω)/B(ω)の一例である。
図10(d)は、式(2)で計算される非測定位置の読取誤差の予測値の周波数成分Rest(ω)の一例である。
図10(e)は、逆FFTにより変換されたRest(ω)の時系列データrest(i)の一例である。
図10(a)は、式(1)で計算される基準チャート403の測定位置における読取誤差の時系列データe(i)の一例である。
図10(b)は、FFTにより抽出されたe(i)の周波数成分E(ω)の一例である。
図10(c)は、測定位置の速度から非測定位置の速度までの周波数応答R(ω)/B(ω)の一例である。
図10(d)は、式(2)で計算される非測定位置の読取誤差の予測値の周波数成分Rest(ω)の一例である。
図10(e)は、逆FFTにより変換されたRest(ω)の時系列データrest(i)の一例である。
図10(f)は、従来の補正方法における補正残差と、本実施形態の補正方法における補正残差との比較の一例を示す。
ここで従来の補正方法とは、補正値c(x)を計算する際に非測定位置の読取誤差の予測値rest(i)ではなく、基準チャート403の読取誤差e(i)を用いる方法であり、次の式(4)で計算される。
ここで従来の補正方法とは、補正値c(x)を計算する際に非測定位置の読取誤差の予測値rest(i)ではなく、基準チャート403の読取誤差e(i)を用いる方法であり、次の式(4)で計算される。
図10(f)から、以下のことがわかる。
従来の補正方法では、読取誤差の低周波の振動成分は取り除けているものの、高周波の振動成分はむしろ悪化して補正残差として残っている。一方、本実施形態の補正方法では、低周波・高周波の振動成分がともに大幅に取り除けており、良好な読取精度を得られていることがわかる。
従来の補正方法では、読取誤差の低周波の振動成分は取り除けているものの、高周波の振動成分はむしろ悪化して補正残差として残っている。一方、本実施形態の補正方法では、低周波・高周波の振動成分がともに大幅に取り除けており、良好な読取精度を得られていることがわかる。
以上のように、本実施形態では、原稿の読取領域外の主走査方向の片側端部に、副走査方向に延びる基準チャートを配置し、その基準チャートの読取結果から導出した読取誤差を原稿画像全体の読取結果から除去する。この際、原稿画像の読取結果に対して、基準チャートの読取誤差の周波数成分に応じた補正値を導出して読取誤差を除去する。これにより、画像読取部の移動走査時の速度ムラや振動等によって生じる読取誤差を効果的に補正することが可能になり、良好な読取精度を得ることが可能となる。
なお、本実施形態では、副走査方向の原稿スケール402の位置が測定位置となっているが、第1の画像読取部512が原稿とともに読み取れる主走査方向における所定の位置であればよく、主走査方向の任意の位置を測定位置とすることができる。例えば、原稿スケール402の主走査方向における逆側端部などを測定位置としてもよい。この場合、この位置にある部材に基準チャート403を付し、第1の画像読取部512が原稿を読み取る際に原稿の画像とともに基準チャート403を読み取り可能にする。さらに、画像読取結果処理部801が、この測定位置で処理を行うように構成する。
〔第2実施形態〕
上記第1実施形態では、図9のフローチャートにおける各計算・演算を画像読取装置201内、もしくは画像読取装置201を備えた画像形成装置200内のCPUによって行う構成について説明した。しかし必ずしも画像読取装置201および画像形成装置200で上述した各計算・演算を行う必要はない。第2実施形態では、その一例として、第1の画像読取部512により原稿画像および測定位置の基準チャート403を読み取ったデータを、演算部を有する外部環境(例えばクラウドや外部のPC等)に送信する。そして、その外部環境で各計算・演算を行ってから、補正後の原稿画像読取結果を画像読取装置201あるいは画像形成装置200に送信する構成について説明する。
上記第1実施形態では、図9のフローチャートにおける各計算・演算を画像読取装置201内、もしくは画像読取装置201を備えた画像形成装置200内のCPUによって行う構成について説明した。しかし必ずしも画像読取装置201および画像形成装置200で上述した各計算・演算を行う必要はない。第2実施形態では、その一例として、第1の画像読取部512により原稿画像および測定位置の基準チャート403を読み取ったデータを、演算部を有する外部環境(例えばクラウドや外部のPC等)に送信する。そして、その外部環境で各計算・演算を行ってから、補正後の原稿画像読取結果を画像読取装置201あるいは画像形成装置200に送信する構成について説明する。
図11は、第2実施形態における画像形成装置200もしくは画像読取装置201と演算部を有する外部環境900内の各演算部、及び、これらの間のデータのやり取りの一例を示す図である。
まず、第1の画像読取部により読み取られた画像読取結果は、画像読取結果記憶部800に記憶された後、画像読取結果送信部803により、演算部を有する外部環境900(以下単に「外部環境900」)に送られる。外部環境900は、例えばクラウドサービスや外部のパーソナルコンピュータ(PC、タブレット端末、スマートフォン等)に対応し、予め演算部に対応するプログラムがインストールされ動作しているものとする。
まず、第1の画像読取部により読み取られた画像読取結果は、画像読取結果記憶部800に記憶された後、画像読取結果送信部803により、演算部を有する外部環境900(以下単に「外部環境900」)に送られる。外部環境900は、例えばクラウドサービスや外部のパーソナルコンピュータ(PC、タブレット端末、スマートフォン等)に対応し、予め演算部に対応するプログラムがインストールされ動作しているものとする。
外部環境900では、外部の画像読取結果受信部901で画像形成装置200もしくは画像読取装置201から画像読取結果を受け取り、外部の画像読取結果処理部902に送る。外部の画像読取結果処理部902の中で、画像読取結果は、外部の読取誤差計算部902a、外部の周波数成分抽出部902b、外部の予測値計算部902c、外部の時系列変換部902d、外部の画像読取結果補正部902eで処理される。外部の画像読取結果処理部902で処理された画像読取結果は、補正後の画像読取結果として、外部の補正後の画像読取結果送信部903により画像形成装置200もしくは画像読取装置201に送られる。画像形成装置200もしくは画像読取装置201では、補正後の画像読取結果受信部804で外部環境900から補正後の画像読取結果を受け取り、補正後の画像読取結果記憶部802に記憶する。
なお、外部の画像読取結果処理部902は、外部環境900内の1又は複数のCPUが記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより実現される。
なお、外部の画像読取結果処理部902は、外部環境900内の1又は複数のCPUが記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより実現される。
図12は、第2実施形態の画像形成位置調整作業における読取誤差の補正処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、第1の画像読取部512により非測定位置の原稿画像および測定位置の基準チャート403を読み取ってから、外部環境900において非測定位置における画像読取結果を補正するまでの処理に対応する。なお、図12に記載の各計算・演算は、図11に示した各計算部、すなわち外部環境900内のCPUによって行われる。
まず、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUの制御により、第1の画像読取部512を移動走査することで、非測定位置の原稿画像および測定位置の基準チャート403を読み取る(S201)。さらに、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUは、読み取った時系列データ(画像読取結果)を、画像読取装置201もしくは画像形成装置200の画像読取結果記憶部800に保存し、画像読取結果送信部803に渡す。画像読取結果送信部803は、画像読取結果を外部環境900に送信する(S202)。
外部環境900側では、画像読取結果受信部901が画像読取結果を受信し、外部の画像読取結果処理部902に送る。外部の画像読取結果処理部902では、受け取った画像読取結果に対して、S203~S208に示す処理を施す。すなわち、外部の読取誤差計算部902a、外部の周波数成分抽出部902b、外部の予測値計算部902c、外部の時系列変換部902d、外部の画像読取結果補正部902eにより原稿画像読取結果を補正する(S203~S208)。なお、S203~S208の処理は、図9のS102~S107の処理と同様であるため説明を省略する。
そして、外部環境900側では、上記S203~S208によって補正された補正後の原稿画像読取結果を、外部の補正後の画像読取結果送信部903から画像形成装置200もしくは画像読取装置201に送信する(S209)。
画像形成装置200もしくは画像読取装置201側では、外部環境900から送信された補正後の画像読取結果を、補正後の画像読取結果受信部804により受信し、補正後の画像読取結果記憶部802に記憶する。なお、図11では画像読取結果記憶部800と補正後の画像読取結果記憶部802を別々に図示しているが、これらは同一であってもよい。
画像形成装置200もしくは画像読取装置201側では、外部環境900から送信された補正後の画像読取結果を、補正後の画像読取結果受信部804により受信し、補正後の画像読取結果記憶部802に記憶する。なお、図11では画像読取結果記憶部800と補正後の画像読取結果記憶部802を別々に図示しているが、これらは同一であってもよい。
上述の構成では、第1の画像読取部512から非測定位置の原稿画像および測定位置の基準チャート403を読み取ったデータを外部環境に送信し、各計算・演算を行ってから、補正後の原稿画像読取結果を画像読取装置201等が受け取る構成であった。なお、パーソナルコンピュータ(PC)等の情報処理装置で動作するスキャナドライバ又はスキャンアプリケーションが画像読取装置201にスキャンを指示する構成でもよい。
この構成の場合、画像読取装置201は、第1の画像読取部512により非測定位置の原稿画像および測定位置の基準チャート403を読み取り、読み取ったデータを情報処理装置に送る。情報処理装置の側では、スキャナドライバ又はスキャンアプリケーションが、画像読取装置201から受信したデータに対して各計算・演算を行ってから原稿画像読取結果を補正する。そして、スキャナドライバ又はスキャンアプリケーションは、補正後の原稿画像読取結果を、画像ファイルとして情報処理装置等の記憶部に保存する。
なお、情報処理装置は、PCに限定されるものではなく、タブレット端末やスマートフォン等の他の情報処理装置でもよい。また、補正後の原稿画像読取結果は、クラウドや他の装置の記憶領域に記憶する構成でもよい。
なお、情報処理装置は、PCに限定されるものではなく、タブレット端末やスマートフォン等の他の情報処理装置でもよい。また、補正後の原稿画像読取結果は、クラウドや他の装置の記憶領域に記憶する構成でもよい。
以上、第2実施形態によれば、演算部を画像形成装置200もしくは画像読取装置201の外部に持つことにより、画像形成装置200もしくは画像読取装置201内のCPUに負担をかけることなく本発明の補正を行うことが可能になる。すなわち、画像形成装置200もしくは画像読取装置201内のCPUのスペックが低くても本発明の補正方法を行うことが可能になる。
〔第3実施形態〕
上記第1、2実施形態では、任意の原稿画像を読み取る際の画像読取結果の補正方法について述べた。第3実施形態ではその応用事例について述べる。具体的には、画像形成装置200で印刷された測定チャートを画像読取装置201で読み取ることで、画像の形成位置の理想位置からのずれ量を導出し、該ずれ量に応じて画像形成位置を調整する画像形成位置調整作業に、本発明の補正方法を用いる。
上記第1、2実施形態では、任意の原稿画像を読み取る際の画像読取結果の補正方法について述べた。第3実施形態ではその応用事例について述べる。具体的には、画像形成装置200で印刷された測定チャートを画像読取装置201で読み取ることで、画像の形成位置の理想位置からのずれ量を導出し、該ずれ量に応じて画像形成位置を調整する画像形成位置調整作業に、本発明の補正方法を用いる。
画像形成位置調整作業では、理想的には純粋な画像形成位置のずれ量のみを導出することが望ましい。しかし、画像形成位置調整作業において測定チャートを読み取って画像の形成位置の理想位置からのずれ量を導出する際、第1の画像読取部512の移動走査時に生じる振動等による読取誤差もずれ量に含まれてしまう。
そこで、画像形成位置調整作業における測定チャートの読取結果を、本発明の補正方法を用いて補正し、読取誤差の成分を除去する。これにより、画像形成位置調整作業において画像の形成位置の理想位置からのずれ量を導出する際、第1の画像読取部512の移動走査時に生じる振動等による読取誤差がずれ量に含まれてしまうことを防止できる。画像形成位置調整作業では、測定チャートの読取結果から導出されるずれ量に基づいて画像形成位置を調整する。このため、測定チャートの読取結果から読取誤差を除くことは、画像形成位置の調整精度の向上に直結するものであり、非常に重要な意味を持つ。
図13は、第3実施形態において画像形成位置調整作業を行うにあたり、画像形成装置200により印刷される測定チャート1000の一例を示す図である。
本実施形態の測定チャート1000には、画像形成装置200によって、画像形成位置の基準となるパターンの画像として、6つの基準パッチ1001a~1001fが印刷(形成)されている。このように印刷された測定チャート1000を画像読取装置201の原稿台ガラス401上に置き、第1の画像読取部512を移動走査させて読み取る。さらに、この読み取り結果に基づき、基準パッチ1001a~1001fの重心位置の読取位置と理想位置との差分から画像形成位置のずれ量を導出し、そのずれ量に応じて画像形成位置を調整する。
本実施形態の測定チャート1000には、画像形成装置200によって、画像形成位置の基準となるパターンの画像として、6つの基準パッチ1001a~1001fが印刷(形成)されている。このように印刷された測定チャート1000を画像読取装置201の原稿台ガラス401上に置き、第1の画像読取部512を移動走査させて読み取る。さらに、この読み取り結果に基づき、基準パッチ1001a~1001fの重心位置の読取位置と理想位置との差分から画像形成位置のずれ量を導出し、そのずれ量に応じて画像形成位置を調整する。
なお、本実施形態では、測定チャート1000を第1の画像読取部512で読み取る際、X方向(長辺)が副走査方向、Y方向(短辺)が主走査方向となるように原稿台ガラス401上に置くものとする。
図14は、第3実施形態の画像形成位置調整作業における読取誤差の補正処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、第1の画像読取部512により非測定位置の測定チャート1000および測定位置の基準チャート403を読み取ってから、測定チャート1000の基準パッチの重心位置を補正するまでの処理に対応する。以下、図14に記載の各計算・演算は、図8に示した各計算部すなわち画像読取装置201もしくは画像形成装置200内のCPUによって行われるものとして説明する。しかし、図14に記載の各計算・演算が図11に示した各計算部すなわち外部環境900内のCPUによって行われる構成としてもよい。
まず、画像形成装置200内のCPUの制御により、画像形成装置200が測定チャート1000を印刷する(S301)。
次に、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUの制御により、第1の画像読取部512を移動走査することで、非測定位置の測定チャート1000および測定位置における基準チャート403を読み取る(S302)。さらに、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUは、読み取った時系列データ(画像読取結果)を、画像読取装置201もしくは画像形成装置200の画像読取結果記憶部800に保存し、画像読取結果処理部801に送る。
次に、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUの制御により、第1の画像読取部512を移動走査することで、非測定位置の測定チャート1000および測定位置における基準チャート403を読み取る(S302)。さらに、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUは、読み取った時系列データ(画像読取結果)を、画像読取装置201もしくは画像形成装置200の画像読取結果記憶部800に保存し、画像読取結果処理部801に送る。
次に、読取誤差計算部801aが、基準チャート403の各ラインの読取位置と実際の各ライン位置から、読取誤差の時系列データe(i)を計算する(S303)。
さらに、周波数成分抽出部801bが、上記S303で計算された読取誤差e(i)から周波数成分E(ω)を抽出する(S304)。S303、S304は、図9のS102、S103と同様のため詳細は省略する。
さらに、周波数成分抽出部801bが、上記S303で計算された読取誤差e(i)から周波数成分E(ω)を抽出する(S304)。S303、S304は、図9のS102、S103と同様のため詳細は省略する。
次に、予測値計算部801cが、測定チャート1000の読取結果から基準パッチ1001aの重心位置(gax,gay)を求める(S305)。gaxは副走査方向、gayは主走査方向位置である。
ここで、第1の画像読取部512における基準チャート403の測定位置の速度に対する、基準パッチ1001aの重心位置のY座標(主走査方向)gayの速度の周波数応答をRa(ω)/B(ω)とする。予測値計算部801cは、この周波数応答Ra(ω)/B(ω)を、基準チャート403の読取誤差の周波数成分E(ω)に乗算する。この演算により、基準パッチ1001aの重心位置のY座標(主走査方向)gayにおける読取誤差の予測値の周波数成分Ra-est(ω)を求める(S306)。
次に、時系列変換部801dが、基準パッチ1001aの重心位置のY座標(主走査方向)gayにおける読取誤差の予測値の周波数成分Ra-est(ω)を時系列データra-est(i)に変換する(S307)。ここで本実施形態においては変換方法として逆FFT(フーリエ逆変換)を用いている。
続いて、画像読取結果補正部801eが、時系列データra-est(i)から基準パッチ1001aの重心位置のX座標(副走査位置)gaxを補正する補正値ca(x)を計算する(S308)。
最後に、画像読取結果補正部801eが、基準パッチ1001aの重心位置のX座標(副走査位置)gaxから補正値ca(x)を引く(減算する)ことで、基準パッチ1001aの重心位置を補正する(S309)。
最後に、画像読取結果補正部801eが、基準パッチ1001aの重心位置のX座標(副走査位置)gaxから補正値ca(x)を引く(減算する)ことで、基準パッチ1001aの重心位置を補正する(S309)。
以上のS305~S309の計算を、基準パッチ1001b~1001fでも同様に行うことにより、基準パッチ1001a~1001fの全ての重心位置の読取誤差を除去することができる。
ここで、上記S306における周波数応答であるが、必ずしも6つの基準パッチ1001a~1001fにそれぞれ対応するRa(ω)/B(ω)~Rf(ω)/B(ω)を別々にメモリしておく必要はない。例えば、本実施形態においては、基準パッチ1001a~1001cのY方向(主走査方向)位置は略同一であるため、以下の式(5)のように考えられる
よって、メモリしておく周波数応答は、基準パッチ1001a~1001c用、1001d~1001f用の2種類だけでよい。
さらに、上記S306における周波数応答が主走査方向の位置の関数として表せる場合は、メモリしておく周波数応答は1種類だけでよい。
例えば、第1の画像読取部512の並進振動が生じる周波数においては、主走査方向の位置によらず振幅と位相は略同じになる。これに対して、第1の画像読取部512の支点中心の回転振動が生じる周波数においては、支点からの主走査方向距離に応じて振幅が変化する。すなわち、ある主走査方向位置yにおける周波数応答をH(ω,y)とすると、以下の式(7)のように表せる。
例えば、第1の画像読取部512の並進振動が生じる周波数においては、主走査方向の位置によらず振幅と位相は略同じになる。これに対して、第1の画像読取部512の支点中心の回転振動が生じる周波数においては、支点からの主走査方向距離に応じて振幅が変化する。すなわち、ある主走査方向位置yにおける周波数応答をH(ω,y)とすると、以下の式(7)のように表せる。
以上のように、第3実施形態では、画像形成位置調整作業における測定チャートの読取画像を本発明の読取誤差の補正処理を用いて補正する。これにより、画像形成位置調整作業において測定チャートを読み取る第1の画像読取部の移動走査時に生じる振動等による読取誤差の影響を排除し、精度良く画像形成位置のずれ量を導出(検出)し、精度の良い画像形成位置調整を行うことが可能となる。
なお、本実施形態の技術は、画像形成装置の画像形成位置調整に利用できるだけでなく、画像形成装置で印刷した印刷物の検品にも利用可能である。本実施形態を、画像形成装置で印刷した印刷物の検品に利用することで、印刷の位置ズレ等を精度良く検出し、検品することが可能となる。例えば商業印刷用の画像形成装置で印刷された印刷物の検品等に優れた効果が期待できる。
〔第4実施形態〕
上記第3実施形態では第1の画像読取部512が移動走査して測定チャート1000を読み取るときの、画像形成位置調整作業における読取誤差の補正方法を述べたが、必ずしも第1の画像読取部512が移動走査する場合でなくてもよい。
例えば第1の画像読取部512が静止した状態で、ADF300で搬送された後述の流し読み用測定チャートの表面画像を読み取る際に、第1の画像読取部512の振動による読取誤差に対しても、本発明の読取誤差の補正処理を適用することができる。以下、詳細に説明する。
上記第3実施形態では第1の画像読取部512が移動走査して測定チャート1000を読み取るときの、画像形成位置調整作業における読取誤差の補正方法を述べたが、必ずしも第1の画像読取部512が移動走査する場合でなくてもよい。
例えば第1の画像読取部512が静止した状態で、ADF300で搬送された後述の流し読み用測定チャートの表面画像を読み取る際に、第1の画像読取部512の振動による読取誤差に対しても、本発明の読取誤差の補正処理を適用することができる。以下、詳細に説明する。
図15は、第4実施形態における画像形成位置調整作業を行うにあたり、画像形成装置200により印刷される流し読み用測定チャートの一例を示す図である。
本実施形態では、流し読み用測定チャート1100を印刷する際、流し読み用基準チャート1102が予め印刷されている用紙に対して、画像形成装置200により、流し読み用基準パッチ1101a~1101fを印刷する。予め印刷されている流し読み用基準チャート1102は、図7に示した基準チャート403と同様に、主走査方向に対して平行な白と黒の直線が副走査方向に交互かつ等間隔に並んでいるものである。
本実施形態では、流し読み用測定チャート1100を印刷する際、流し読み用基準チャート1102が予め印刷されている用紙に対して、画像形成装置200により、流し読み用基準パッチ1101a~1101fを印刷する。予め印刷されている流し読み用基準チャート1102は、図7に示した基準チャート403と同様に、主走査方向に対して平行な白と黒の直線が副走査方向に交互かつ等間隔に並んでいるものである。
流し読み用基準チャート1102が予め印刷されている用紙を用いるのは、以下の理由である。流し読み用基準チャート1102を画像形成装置200により印刷すると、画像形成装置200により生じる画像形成位置のずれにより等間隔なチャートを得られず、正確に読取誤差を計算することができなくなるためである。このため、流し読み用基準チャート1102は、画像形成位置のずれの生じない手段により予め印刷されているものとする。
なお、流し読み用基準パッチ1101a~1101fは、図13に示した用基準パッチ1001a~1001fと同様のものである。
なお、流し読み用基準パッチ1101a~1101fは、図13に示した用基準パッチ1001a~1001fと同様のものである。
上記のようにして印刷された流し読み用測定チャート1100を、X方向(長辺)が搬送方向となるように印刷面を上にして給紙トレイ302に設置し、ADF300を用いて流し読み用測定チャート1100を搬送する。この際、停止している第1の画像読取部512で流し読み用基準パッチ1101a~1101fおよび流し読み用基準チャート1102を読み取る。なお、主走査方向における流し読み用基準チャート1102を読み取る位置が測定位置となり、流し読み用基準パッチ1101a~1101fを読み取る位置が非測定位置となる。以降の画像読取結果の補正方法は第3実施形態と同様であるため、説明は省略する。
なお、本実施形態では第1の画像読取部512を用いて流し読み用測定チャート1100を読み取る場合について述べた。しかし、第2の画像読取部512を用いて流し読み用測定チャート1100を読み取る場合にも同様の方法を用いることができる。
また、基準チャート403を備えていない画像読取装置であっても、第1の画像読取部512が移動走査して、流し読み用測定チャート1100を読み取ることにより、同様の方法を用いることができる。
また、基準チャート403を備えていない画像読取装置であっても、第1の画像読取部512が移動走査して、流し読み用測定チャート1100を読み取ることにより、同様の方法を用いることができる。
以上のように、第4実施形態では、画像形成位置調整作業において流し読みで読み取った、流し読み用基準チャートが予め印刷されている測定チャートの読取画像を本発明の読取誤差の補正処理を用いて補正する。これにより、画像形成位置調整作業において流し読みで測定チャートを読み取る際に生じる振動等による読取誤差の影響を排除し、精度の良い画像形成位置調整を行うことが可能となる。
また、基準チャート403を備えていない画像読取装置でも、画像形成位置調整作業において測定チャートを読み取る際に生じる振動等による読取誤差の影響を排除し、精度の良い画像形成位置調整を行うことが可能となる。
また、基準チャート403を備えていない画像読取装置でも、画像形成位置調整作業において測定チャートを読み取る際に生じる振動等による読取誤差の影響を排除し、精度の良い画像形成位置調整を行うことが可能となる。
〔第5実施形態〕
第5実施形態では、基準チャート403を備えていない画像読取装置で読み取られる原稿読取結果に対して、本発明の補正処理を施す構成について説明する。
第5実施形態では、基準チャート403を備えていない画像読取装置で読み取られる原稿読取結果に対して、本発明の補正処理を施す構成について説明する。
図16は、第5実施形態における原稿の読み取り方法を説明する図である。
図16(a)に示す基準シート1600は、画像形成位置ずれの生じない手段により予め基準チャート1699(上述した基準チャート403と同様のもの)が印刷された帯状のシートである。本実施形態では図16(b)、図16(c)のように、基準シート1600を原稿1603とともに、原稿台ガラス401上に下向きにセットし、PC等で動作するスキャナドライバ又はスキャンアプリケーション等からの指示で読み取らせる。このように原稿台ガラス401に載置されることにより、基準チャート1699は、主走査方向に対して平行な白と黒の直線画像が、副走査方向に交互かつ等間隔に並んだ万線チャートとなる。これにより第1の画像読取部512は、原稿603とともに基準チャート1699の画像を読み取ることが可能となる。
図16(a)に示す基準シート1600は、画像形成位置ずれの生じない手段により予め基準チャート1699(上述した基準チャート403と同様のもの)が印刷された帯状のシートである。本実施形態では図16(b)、図16(c)のように、基準シート1600を原稿1603とともに、原稿台ガラス401上に下向きにセットし、PC等で動作するスキャナドライバ又はスキャンアプリケーション等からの指示で読み取らせる。このように原稿台ガラス401に載置されることにより、基準チャート1699は、主走査方向に対して平行な白と黒の直線画像が、副走査方向に交互かつ等間隔に並んだ万線チャートとなる。これにより第1の画像読取部512は、原稿603とともに基準チャート1699の画像を読み取ることが可能となる。
図16(b)は、原稿台ガラス401上に基準シート1600と原稿1603を下向きにセットした状態の一例を示す図である。
図16(c)は、基準シート1600と原稿1603が下向きにセットされた原稿台ガラス401を原稿台ガラス401の裏側(下側)、すなわち第1の画像読取部512側から見た状態の一例を示す図である。
図16(c)は、基準シート1600と原稿1603が下向きにセットされた原稿台ガラス401を原稿台ガラス401の裏側(下側)、すなわち第1の画像読取部512側から見た状態の一例を示す図である。
本実施形態では、主走査方向における測定位置、非測定位置を、図16(b)、図16(c)に示す測定位置1601、非測定位置1602として説明する。ユーザーは、測定位置1601に基準シート1600、また非測定位置1602に原稿1603を、それぞれ下向きにセットし、読み取りを行う。これは一例であり、基準シート1600をセットする測定位置、原稿をセットする非測定位置はこれに限定されるものではない。なお、これらの位置は、予め決められた固定の位置であってもよいし、情報処理装置で動作するスキャナドライバ又はスキャンアプリケーション等にユーザーが設定可能であってもよい。
図17は、第5実施形態における画像形成装置200もしくは画像読取装置201と演算部を有する情報処理装置1700内の各演算部、及び、これらの間のデータのやり取りの一例を示す図である。なお、情報処理装置1700内に示す構成1701~1703は、情報処理装置1700内のCPUが記憶装置に記憶されたスキャナドライバ又はスキャンアプリケーションを読み出して実行することにより実現され機能するものとする。情報処理装置は、PCに限定されるものではなく、タブレット端末やスマートフォン等の他の情報処理装置でもよい。
まず、情報処理装置1700内の画像読取指示部1701が、画像読取装置201もしくは画像形成装置200に、画像読取指示を送信する。なお、上述した情報処理装置1700内で動作するスキャナドライバ又はスキャンアプリケーションには、予め図16(b)に示したような測定位置1601が設定されているものとする。また、ユーザーは、読み取る原稿のサイズ(例えば「A4」等)やファイル形式(例えば「JPEG」等)をスキャナドライバ又はスキャンアプリケーションに指定する。そして、図16(b)、図16(c)のように基準シート1600と原稿1603をセットし、読み取り開始を指示する。
画像読取指示部1701は、上述の画像読取指示において、図16(b)に示した基準シート1600及び原稿1603を含む画像を読み取るように指示する。なお、主走査方向については、基準シート1600及び原稿1603を包含する画像を読み取る必要があるが、副走査方向については基準シート1600を全て読み取る必要はなく、原稿1603を含む領域を読み取ればよい。このため、上述の画像読取指示では、副走査方向については、原稿1603のサイズに応じたサイズで読み取るように指示するものとする。
この画像読取指示を、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内の画像読取指示受信部が受信し、第1の画像読取部512が指示に応じた画像を読み取る。第1の画像読取部により読み取られた画像読取結果は、画像読取結果送信部803により、情報処理装置1700に送られる。情報処理装置1700では、画像読取結果受信部1702で画像読取結果を受け取り、画像読取結果処理部1703に送る。
画像読取結果処理部1703の中で、画像読取結果は、読取誤差計算部1703a、周波数成分抽出部1703b、予測値計算部1703c、時系列変換部1703d、画像読取結果補正部1703eで処理されて補正される。なお、本実施形態において、予測値計算部1703cが使用する周波数応答R(ω)/B(ω)は、例えば、画像読取装置201の機種ごとに計測やシミュレーションにより求めるなどして、スキャナドライバ又はスキャンアプリケーションとともに配布する。この周波数応答R(ω)/B(ω)は、予め情報処理装置1700の記憶装置に保存しておくものとする。
画像読取結果処理部1703で処理された画像読取結果は、補正後の画像読取結果として、補正後の画像読取結果記憶部1704に記憶される。この際、スキャナドライバ又はスキャンアプリケーションは、上述した原稿サイズに基づき原稿に対応する画像読取結果を切り出して記憶されるものとする。なお、補正後の画像読取結果記憶部1704は、情報処理装置1700内の記憶領域でなくとも、クラウドや他の装置の記憶領域でもよい。
図18は、第5実施形態における読取誤差の補正処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、情報処理装置1700から画像読取装置201に画像読取指示を送信してから、第1の画像読取部512により基準チャート1699及び原稿画像を読み取ってから、原稿画像読取結果を補正するまでの処理に対応する。なお、図18に記載の各計算・演算は、図17に示した各計算部、すなわち情報処理装置1700内のCPUによって行われる。
まず、情報処理装置1700内の画像読取指示部1701が、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200に、画像読取指示を送信する(1801)。
画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUは、上記画像読取指示に従い、第1の画像読取部512を移動走査することで基準チャート1699及び原稿画像を読み取るように制御する(S1802)。さらに、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUは、読み取った時系列データ(画像読取結果)を、画像読取結果送信部803に渡す。画像読取結果送信部803は、画像読取結果を情報処理装置1700に送信する(S1803)。
画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUは、上記画像読取指示に従い、第1の画像読取部512を移動走査することで基準チャート1699及び原稿画像を読み取るように制御する(S1802)。さらに、画像読取装置201内もしくは画像形成装置200内のCPUは、読み取った時系列データ(画像読取結果)を、画像読取結果送信部803に渡す。画像読取結果送信部803は、画像読取結果を情報処理装置1700に送信する(S1803)。
情報処理装置1700側では、画像読取結果受信部1702により画像読取結果を受信し、画像読取結果処理部1703に送る。画像読取結果処理部1703では、受け取った測定位置の画像読取結果及び非測定位置の画像読取結果を用い、S1804~S1809に示す処理を行う。すなわち、読取誤差計算部1703a、周波数成分抽出部1703b、外部の予測値計算部1703c、外部の時系列変換部1703d、外部の画像読取結果補正部1703eにより非測定領域の画像読取結果を補正する(S1804~S1809)。なお、S1804~S1809の処理は、図9のS102~S107の処理と同様であるため説明を省略する。
さらに、情報処理装置1700側では、上記S1804~S1809によって補正された補正後の画像読取結果を、補正後の画像読取結果記憶部1704に記憶する(S1810)。この際、スキャナドライバ又はスキャンアプリケーションは、上述した原稿サイズに基づき、必要に応じて、補正後の画像読取結果から原稿に対応する画像読取結果を切り出して、指定された形式の画像ファイルとして記憶するものとする。なお、補正後の画像読取結果記憶部1704は、情報処理装置1700内の記憶領域でなくとも、クラウドや他の装置の記憶領域でもよい。
以上、第5実施形態によれば、基準チャート403を備えていないような画像読取装置で読み取られる画像読取結果に対して、本発明の補正理を施すことが可能となる。
以上に示したように、各実施形態では、原稿画像の読取結果に対して、基準チャートの読取誤差の周波数成分に応じた補正値を導出して除去する構成を有する。この構成により、画像読取部の移動走査時の速度ムラや振動等によって生じる読取誤差を効果的に補正することが可能になり、良好な読取精度を得ることが可能となる。
なお、上述した各種データの構成及びその内容はこれに限定されるものではなく、用途や目的に応じて、様々な構成や内容で構成されることは言うまでもない。
以上、一実施形態について示したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
また、上記各実施形態を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
以上、一実施形態について示したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
また、上記各実施形態を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用してもよい。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形(各実施形態の有機的な組合せを含む)が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、上述した各実施形態及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用してもよい。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形(各実施形態の有機的な組合せを含む)が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、上述した各実施形態及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
201 画像読取装置
403 基準チャート
512 第1の画像読取部
515 移動走査方向
607 支持部材、第1の支持部材
608 支持部材、第2の支持部材
801 画像読取結果処理部
403 基準チャート
512 第1の画像読取部
515 移動走査方向
607 支持部材、第1の支持部材
608 支持部材、第2の支持部材
801 画像読取結果処理部
Claims (19)
- 画像を読み取る画像読取手段により読み取られた画像を補正するための補正装置であって、
前記画像読取手段の主走査方向の所定の位置で読み取られた画像読取位置の基準となるパターンの画像から、前記所定の位置における読取誤差を導出する導出手段と、
前記導出手段により導出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分から、前記画像読取手段の主走査方向の前記所定の位置とは異なるの他の位置における読取誤差の周波数成分を予測する予測手段と、
前記予測手段により予測された前記他の位置における読取誤差の周波数成分を時系列成分へと変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記他の位置における読取誤差の時系列成分を用いて、前記画像読取手段の前記他の位置で読み取られた画像を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする補正装置。 - 前記予測手段は、予め設定されている、前記所定の位置に対する前記他の位置の周波数応答を、前記所定の位置における読取誤差の周波数成分に乗算することにより、前記他の位置における読取誤差の周波数成分を求める、ことを特徴とする請求項1に記載の補正装置。
- 前記所定の位置に対する前記他の位置の周波数応答は、計測又はシミュレーションにより求められたものである、ことを特徴とする請求項2に記載の補正装置。
- 前記抽出手段は、フーリエ変換を用い、
前記変換手段は、フーリエ逆変換を用いる、ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の補正装置。 - 前記画像読取位置の基準となるパターンは、前記画像読取手段の主走査方向に対して平行な直線画像が、副走査方向に等間隔に並んだものである、ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の補正装置。
- 画像を読み取る画像読取手段と、
前記画像読取手段の主走査方向における所定の位置に配置された副走査方向に伸びる画像読取位置の基準となるパターンが付された部材と、
前記画像読取手段により読み取られた画像を補正する請求項1~5のいずれか1項に記載の補正装置と、
を有することを特徴とする画像読取装置。 - 画像を読み取る画像読取手段と、
前記画像読取手段の主走査方向における所定の位置に配置された副走査方向に伸びる画像読取位置の基準となるパターンが付された部材と、
前記画像読取手段により読み取られた画像を、請求項1~5のいずれか1項に記載の補正装置に送信し、前記補正装置により補正された画像を前記補正装置から受信する手段と、
を有することを特徴とする画像読取装置。 - 前記画像読取位置の基準となるパターンが付された部材を、前記画像読取手段の主走査方向における原稿の読取領域外に配置する、ことを特徴とする請求項6又は7に記載の画像読取装置。
- シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により画像形成位置の基準となるパターンが形成された原稿から画像を読み取る請求項6~8のいずれか1項に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置による前記画像形成位置の基準となるパターンの画像読取結果に基づき、前記画像形成手段による画像形成位置のずれを検出する検出手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - シートに画像を形成する画像形成手段と、
画像読取位置の基準となる第1パターンが予め印刷されたシートに対して前記画像形成手段により画像形成位置の基準となる第2パターンが形成された原稿から画像を読み取る画像読取手段と、
前記画像読取手段による画像読取結果を補正する請求項1~5のいずれか1項に記載の補正装置と、
前記補正装置により補正された前記第2パターンの画像に基づき、前記画像形成手段による画像形成位置のずれを検出する検出手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記検出手段により検出された画像形成位置のずれ量に基づき、前記画像形成手段の画像形成位置を調整する調整手段を有する、ことを特徴とする請求項9又は10に記載の画像形成装置。
- 画像を読み取る画像読取手段により読み取られた画像を補正するための補正装置の制御方法であって、
前記画像読取手段の主走査方向の所定の位置で読み取られた画像読取位置の基準となるパターンの画像から、前記所定の位置における読取誤差を導出する導出ステップと、
前記導出ステップで導出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分から、前記画像読取手段の主走査方向の前記所定の位置とは異なるの他の位置における読取誤差の周波数成分を予測する予測ステップと、
前記予測ステップで予測された前記他の位置における読取誤差の周波数成分を時系列成分へと変換する変換ステップと、
前記変換ステップで変換された前記他の位置における読取誤差の時系列成分を用いて、前記画像読取手段の前記他の位置で読み取られた画像を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする補正装置の制御方法。 - 画像を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段の主走査方向における所定の位置に配置された副走査方向に伸びる画像読取位置の基準となるパターンが付された部材と、を有する画像読取装置の制御方法であって、
前記画像読取手段により画像を読み取る画像読取ステップと、
前記画像読取ステップで前記画像読取手段の主走査方向の所定の位置で読み取られた前記画像読取位置の基準となるパターンの画像から、前記所定の位置における読取誤差を導出する導出ステップと、
前記導出ステップで導出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分から、前記画像読取手段の主走査方向の前記所定の位置とは異なるの他の位置における読取誤差の周波数成分を予測する予測ステップと、
前記予測ステップで予測された前記他の位置における読取誤差の周波数成分を時系列成分へと変換する変換ステップと、
前記変換ステップで変換された前記他の位置における読取誤差の時系列成分を用いて、前記画像読取手段の前記他の位置で読み取られた画像を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする画像読取装置の制御方法。 - シートに画像を形成する画像形成手段と、画像を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段の主走査方向における所定の位置に配置された副走査方向に伸びる画像読取位置の基準となる第1パターンが付された部材と、を有する画像形成装置の制御方法であって、
前記画像形成手段により画像形成位置の基準となる第2パターンを形成する画像形成ステップと、
前記画像形成ステップで前記第2パターンが形成されたシートを原稿として前記画像読取手段により画像を読み取る画像読取ステップと、
前記画像読取ステップで前記画像読取手段の主走査方向の所定の位置で読み取られた前記第1パターンの画像から、前記所定の位置における読取誤差を導出する導出ステップと、
前記導出ステップで導出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分から、前記画像読取手段の主走査方向の前記所定の位置とは異なるの他の位置における読取誤差の周波数成分を予測する予測ステップと、
前記予測ステップで予測された前記他の位置における読取誤差の周波数成分を時系列成分へと変換する変換ステップと、
前記変換ステップで変換された前記他の位置における読取誤差の時系列成分を用いて、前記画像読取手段の前記他の位置で読み取られた前記第2パターンの画像を補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された前記第2パターンの画像に基づき、前記画像形成手段による画像形成位置のずれを検出する検出ステップと、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - シートに画像を形成する画像形成手段と、画像を読み取る画像読取手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、
画像読取位置の基準となる第1パターンが予め印刷されたシートに対して前記画像形成手段によりを画像形成位置の基準となる第2パターンを形成する画像形成ステップと、
前記画像形成ステップで前記第2パターンが形成されたシートを原稿として前記画像読取手段により画像を読み取る画像読取ステップと、
前記画像読取ステップで前記画像読取手段の主走査方向の所定の位置で読み取られた基準となるパターンの画像から、前記所定の位置における読取誤差を導出する導出ステップと、
前記導出ステップで導出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出された前記所定の位置における読取誤差の周波数成分から、前記画像読取手段の主走査方向の前記所定の位置とは異なるの他の位置における読取誤差の周波数成分を予測する予測ステップと、
前記予測ステップで予測された前記他の位置における読取誤差の周波数成分を時系列成分へと変換する変換ステップと、
前記変換ステップで変換された前記他の位置における読取誤差の時系列成分を用いて、前記画像読取手段の前記他の位置で読み取られた前記第2パターンの画像を補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された前記第2パターンの画像に基づき、前記画像形成手段による画像形成位置のずれを検出する検出ステップと、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 前記検出ステップで検出された画像形成位置のずれ量に基づき、前記画像形成手段の画像形成位置を調整する調整ステップを有する、ことを特徴とする請求項15又は16に記載の画像形成装置の制御方法。
- コンピュータを、請求項1~5のいずれか1項に記載の導出手段、抽出手段、予測手段、変換手段及び補正手段として機能させるためのプログラム。
- 画像読取手段を有する画像読取装置を制御するスキャナドライバまたはスキャンアプリケーションであることを特徴とする請求項17に記載のプログラム。
- 前記導出手段が用いる基準となるパターンの画像は、前記画像読取手段が原稿を読み取る原稿読取台の主走査方向における所定の位置にセットされる基準となるパターンが印刷されたシートから、前記画像読取手段により前記原稿読取台の主走査方向における前記所定の位置とは異なる他の位置に載置される原稿とともに読み取られた画像である、ことを特徴とする請求項18に記載のプログラム。
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