JP2022181880A - 画像読取装置、画像読取装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】原稿の画像データから原稿の先端を抽出する際、原稿の下地の濃度と原稿先端部の影の濃度が近似している場合、原稿の斜行量の検出精度が低下する場合があった。【解決手段】原稿を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送されている原稿上の画像を画像データに変換する画像読取手段を備える画像読取装置であって、前記搬送手段により搬送されている原稿を前記画像読取手段に向けて押圧するための部材であり、前記画像読取手段に対向する面に前記原稿の搬送方向と直交する主走査方向に所定のパターンが施された押圧部材と、前記原稿の先端が前記画像読取手段の読取り位置を通過するタイミングで読み取られた画像データから前記パターンを検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づき原稿の斜行量を求め、該画像データの斜行補正を行う斜行補正手段を有することを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、画像読取装置、画像読取装置の制御方法及びプログラムに関する。

原稿に記録（印字等）された画像や文字情報を読み取る装置として、原稿にＬＥＤ等から射出した光を照射し、その反射光を、イメージセンサを具備する撮像部で読み取る手段を備え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では、原稿台ガラス上に読み取り面を下向きにした原稿を載置し、原稿台ガラス下部の撮像部を原稿の一方向に沿ってスキャンすることで、原稿に記録された画像及び文字情報を読み取る構成が知られている。
また、撮像部を固定し、原稿搬送手段によって搬送される原稿上の画像を読み取るいわゆる「流し読み」を実行するAuto Document Feeder（以下「ＡＤＦ」という。）を備えた構成も知られている。
さらには、２つの撮像部を搬送中の原稿を挟むように配置し、搬送中の原稿の両面（表面と裏面）の画像を同時読み取る両面同時読み取りＡＤＦの構成も知られている。
このような画像読取装置においては、原稿の搬送方向と直交する原稿の幅方向（以下「主走査方向」という。）に複数の画素を有するイメージセンサが用いられる。

一般的な原稿搬送装置では、複数のローラ対をステッピングモータなどの駆動部によって回転させることで原稿を搬送する。しかし、ローラのニップ圧や回転速度のばらつきによって、搬送中に原稿が斜行したり搬送方向に対して垂直な方向（主走査方向）の位置にバラつきが生じたりする。
従来、原稿の斜行を補正する方法がいくつか提案されている。
特許文献１には、原稿が撮像部に到達する前の所定の位置で、原稿をローラに一定時間当接させることで原稿の斜行を補正するものが開示されている。しかしながら、特許文献１に開示されたものは、原稿をローラに当接させるために、読取速度の低下を招いてしまう。
特許文献２には、原稿の画像データから原稿の先端の影を抽出し、その影の傾きから斜行量を検出し、その補正量に応じて画像データを回転補正する方法が開示されている。

特開2010-132396号公報 特開2010-118911号公報

特許文献２に開示された方法は、原稿の画像データから原稿の先端の影を抽出する際、対象画素の周辺部の明暗の差分を算出し、その差分が大きい画素を影相当の画素と判断するものであった。そのため、原稿の下地の濃度が影の濃度と近似している場合には、周辺画素の差分量が小さくなる特性があるため、本来原稿先端部の影である画素データが影と認識されない場合がある。その結果として、影データを用いた斜行量の検出精度が著しく低下又は斜行していないと誤検知する場合があった。
そこで本発明は、原稿の下地の濃度の影響を受けず斜行量の検出し、補正することができるものを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、原稿を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送されている原稿上の画像を画像データに変換する画像読取手段を備える画像読取装置であって、前記搬送手段により搬送されている原稿を前記画像読取手段に向けて押圧するための部材であり、前記画像読取手段に対向する面に前記原稿の搬送方向と直交する主走査方向に所定のパターンが施された押圧部材と、前記原稿の先端が前記画像読取手段の読取り位置を通過するタイミングで読み取られた画像データから前記パターンを検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づき原稿の斜行量を求め、該画像データの斜行補正を行う斜行補正手段を有することを特徴とする。

原稿の下地の濃度に関わらず斜行量を検出し、補正することができる。

本実施形態における画像読取装置の断面図 本実施形態における画像読取装置における制御ブロック図 本実施形態における原稿押圧板の構成例と読み取り時の輝度データの図 本実施形態における原稿押圧板上に原稿通過時の輝度データの図 本実施形態における斜行量検出タイミングを示した図 本実施形態における斜行量検出タイミングを示した図 本実施形態における斜行量検出タイミングを示した図 本実施形態におけるフローチャート示した図

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
〔実施形態〕
図１は本実施形態における画像読取装置の断面図である。
画像読取装置100は原稿101を載置するトレイ102を具備している。トレイ102上には原稿101を複数枚載置することが可能であり、最も上に載置されている原稿から順に１枚ずつピックアップローラ103の回転によって装置内に給紙される。なお、ピックアップローラ103は図示しないモータによって回転駆動させている。
ピックアップローラ103は摩擦力でのみ原稿101を給紙しているため、原稿101の摩擦係数によって複数枚同時に給紙してしまうことがある。そのため、分離ローラＡ104と分離ローラＢ105によって1枚ずつに分離する。なお、本実施形態では分離ローラＡ104は原稿を搬送する方向に回転させ、分離ローラＢ105は回転しないローラとしている。

分離ローラＡ104及び分離ローラＢ105で1枚に分離された原稿101は１対の前搬送ローラ106の回転によって下流側に搬送される。その後、原稿101は１対のリードローラ107によって表面読み取り位置Ａまで搬送される。
表面読み取り位置Ａの下には透明な表面流し読みガラス108が配置されており、さらにその下に配置されている表面読取部109Aが原稿101の表面を読み取る。
表面読取部109AにはＬＥＤ110、イメージセンサ111、光学部品群112が備わっており、ＬＥＤ110で原稿101の表面を照明し、その反射光を光学部品群112で反射、集光し、イメージセンサ111が読み取っている。
なお、本実施形態では表面読取部109Aには図示しないＡ/Ｄ変換器を具備しており、イメージセンサ111が出力したアナログの画像データをデジタルに変換して後述するコントローラに出力する。
表面読み取り位置Ａの上流には原稿101の先端を検知する原稿先端検知センサ113を配置されている。そして、後述するコントローラ200（図２）は原稿先端検知センサ113が原稿先端を検知したタイミングから原稿101の先端が表面読取位置Ａに到達するまでの間の所定のタイミングで表面読取部109Aからのデジタル画像データの受け取りを開始する。このとき、原稿101の読取姿勢を安定させるために押圧部材として上流側押圧ローラ114と下流側押圧ローラ115、表面用原稿押圧板116が原稿101を上方から押圧するよう配置される。
表面読み取り位置Ａを通過した原稿101は1対の後搬送ローラ117でさらに下流に搬送され、裏面読み取り位置Ｂまで搬送される。裏面読み取り位置Ｂの上方には透明な裏面流し読みガラス118が配置されており、さらにその上方に配置される裏面読取部109Bによって原稿101の裏面を読み取る。なお、本実施形態における裏面読取部109Bは表面読取部109Aと同じ構成である。
裏面読取部109Bは後述するコントローラによって制御される。そして、前記コントローラは原稿先端検知センサ113が原稿先端を検知したタイミングから原稿101の先端が裏面読取位置Ｂに到達するまでの間の所定のタイミングで裏面読取部109Bから出力されるデジタル画像データの受け取りを開始する。
裏面読取部109Bに正対する位置には押圧部材として裏面用原稿押圧板119が配置される。
裏面読み取り位置Ｂを通過した原稿101は1対の排紙ローラ120で装置の外に排紙される。排紙された原稿101は排紙トレイ121に載置される。
表面流し読みガラス108の右側にはシェーディングデータを取得する際の基準読取部材である白色基準板122が配置されている。なお、裏面流し読みガラス118の右側にも同様に白色基準板を配置し、裏面のシェーディングデータを取得するようにしてもよい。

（画像読取装置の制御構成）
図２は本実施形態における画像読取装置100の制御の全体構成を示すブロック図である。
コントローラ200には前述した表面読取部109A、裏面読取部109B、原稿先端検知センサ113が接続される。また、コントローラ200には、原稿を搬送するために前述した各ローラを回転駆動させるための搬送モータ201、ユーザから読取動作を指示するための操作部202も接続される。
コントローラ200は表面読取部109A及び裏面読取部109Bを含む画像読取装置100及び後述する各画像処理部を制御するＣＰＵ203を有している。ＣＰＵ203は、例えば不揮発性メモリ209に格納されたプログラムを読み出して実行することにより各種制御を行う。
ＣＰＵ203は、操作部202からの指示に応じて画像読取装置100の制御を開始する。操作部202から読み取りの指示がなされると、ＣＰＵ203は搬送モータ201を駆動して原稿101を搬送するとともに、表面読取部109Aと裏面読取部109Bを駆動する。表面読取部109A及び裏面読取部109BはＣＰＵ203から駆動指示がなされると、ＬＥＤ110を点灯し、その反射光をイメージセンサ111によってアナログ画像データに変換する。そして、前述したＡ/Ｄ変換部は、アナログ画像データをデジタル画像データに変換してコントローラ200に送信する。前記デジタル画像データは反射光の強度が大きいほど高い数値を示す。このレベルを以後、輝度レベルと表現する。
なお、本実施形態のイメージセンサ111はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の光を受光する画素をそれぞれ主走査方向に7500個有している。なお、イメージセンサは一列のものに限らず複数列を備えるものであってもよく、同時に複数列の画像を読取るようにしてもよい。

表面読取部109Aから出力されたデジタル画像データはコントローラ200内の表面シェーディング回路204Ａに送信され、裏面読取部109Bから出力されたデジタル画像データは裏面シェーディング回路204Bに送信される。
表面シェーディング回路204A及び裏面シェーディング回路204Bは、入力されたデジタル画像データに対して、シェーディングデータを用いて加減算や乗除算を施す。これにより、デジタル画像データは、ＬＥＤ110の光量の不均一性や、イメージセンサ111の画素毎の感度ムラの影響が補正され、主走査方向に均一な画像データとなる。
前記シェーディング補正を施された表面の画像データ及び、裏面の画像データは、所定のタイミングで画像メモリ205に格納される。
なお、裏面の画像データは画像メモリ205に格納する前に画像反転回路210を通過する。本実施形態における裏面読取部109Bは表面読取部109Aと同じ構成であり、裏面読取部109Bは表面読取部109Aに対して、主走査方向の向きは変えずに、上下反転させた形で取り付けている。そのため、裏面読取部109Bで読み取った画像データは主走査方向に反転した画像となる。そのため、画像メモリ205に格納する前に画像反転回路210は、裏面の画像データを主走査方向にさらに反転し、正常な画像データを生成する。

（パルス検出）
図３は表面用原稿押圧板116の構成図である。本実施形態では、図３(a)に示すように、表面用原稿押圧板116の表面読取部109Aと対向する面には主走査方向に周期Ｐ間隔で白黒のパターンがそれぞれ半周期Ｐ/２毎に配置されている。この周期的パターンは白，黒のパターンに限らず、色の濃淡のパターン、色の違いのパターンであってもよい（なお図３(a)の周期的パターンは判り易くするため、拡大誇張して示している。）。この図３(a)の表面用原稿押圧板116を表面読取部109Aが表面読み取り位置Ａで読み取り画像データを取得する。取得した画像データは表面シェーディング回路204Aから出力され、画像メモリ205に入力されるとともにパルス検出部206にも入力される。パルス検出部206には２値化処理が備わっており、画像データの２値化処理を実施することで図３(b)のような輝度レベルデータを取得することができ、周期的パターンのパルス数を検出することが可能となる。
なお、上述の説明では、表面用原稿押圧板116の表面読取部109Aと対向する面に図３(a)のようなパターンを施す構成を示した。しかし、前記パターを施す部材は原稿押圧板に限定されるものではない。例えば、搬送路を構成する面であって、搬送される原稿を挟んで表面読取部109Aと対抗する面に図３(a)のようなパターンが施されていてもよい。
図４は表面用原稿押圧板116に原稿101が通過中の様子を示した図である。図４(a)の状態で表面読取部109Aが表面読み取り位置Ａで読み取り画像データを取得する。取得した画像データを前述と同様にパルス検出部206内で２値化処理した場合、図４(b)のような輝度レベルデータを取得することができ、パルス数を検出することができる。このパルス数は原稿101の主走査サイズと反比例の関係を持っている。また、検知された原稿101の主走査サイズと原稿の搬送速度と原稿先端検知センサ113からのタイミング信号の情報から算出できる原稿101の副走査方向のサイズの情報とを組み合わせて、読み取っている原稿101の原稿サイズの特定が可能である。

（斜行検出）
図５Ａ,図５Ｂ,図５Ｃ（以下まとめて「図５」という。）は原稿101が表面用原稿押圧板116に対して斜行搬送されてきた原稿101の様子とその時のパルスを示した図の一例である。本実施形態では斜行検出は２回行うものとするが、１回でも、３回以上行う構成でもよい。まず、原稿101が原稿先端検知センサ113をＯＮした時を基準に図５の(a)のタイミングで表面読み取り位置Ａで取得した画像データをパルス検出部206に送り検出結果としてパルス数Ｘaを得る。引き続き、原稿101の先端部が少し進んだ図５の(b)のタイミングでも前述と同様にパルス検出部206で検出結果としてパルス数Ｘbを得る。最後に原稿101の先端が十分に通過し、搬送中の原稿101の原稿サイズが判明する図５の(c)のタイミングで前述と同様にパルス検出部206で検出結果としてパルス数Ｘsizeを得る。
本実施形態では図５の(a),(b),(c)のタイミングで取得した３つのパルス数を斜行量検出部207に送り、図５の(a),(b)のタイミングでの斜行量の算出処理を実施する。図５の(a),(b),(c)のタイミングで取得した各パルス数をそれぞれＸa、Ｘb、Ｘsizeとしたとき、図５の(a),(b)のタイミングにおける斜行量を示すθa,θbは以下の検出式から算出する。
θa=ｋa×(Ｘa-Ｘsize) 式(1)
θb=ｋb×(Ｘb-Ｘsize) 式(2)
ここで、ｋa,ｋbは、(a),(b)のタイミング（原稿先端検知センサ113がＯＮになった時点を基準にした時刻）により決まる係数である。ｋa,ｋbはいずれも「斜行角度／パルス数ｘａ」に関連した係数とする。
本実施形態では式（1）、（2）で算出した斜行量θaとθbの内、どちらかの値が大きい方を選出し、その結果をＣＰＵ203経由で角度補正部208に送る。角度補正部208では、斜行量に基づき画像メモリ205に保存されている画像データの斜行補正処理を行い補正後の画像データを出力する。

（制御フローチャート）
図６は原稿の表面読取り処理におけるＣＰＵ203の制御フローチャートである。なお、本処理は、ＣＰＵ203が本発明に係るプログラムを実行することでコントローラ200の各部を制御することにより実現されるものである。
操作部202をユーザが操作することにより読取りの要求が発生すると、まず、Ｓ601にて、ＣＰＵ203は、トレイ102上の原稿101を1枚ずつ搬送するよう搬送モータ201を制御する。
続くＳ602において、ＣＰＵ203は、原稿先端検知センサ113がＯＮしたかどうかを検知する。ＣＰＵ203が、原稿先端検知センサ113のＯＮを検知した場合は、前記Ｓ601で搬送を開始した原稿が原稿先端検知センサ113まで到達したと判断し、Ｓ603に進み、検知しない場合は、Ｓ602で待機する。
Ｓ603で、ＣＰＵ203は、原稿先端検知センサ113のＯＮに基づく所定のタイミングで、原稿を流し読みで読取り、表面読取部109Aから出力される表面の画像データを画像メモリ205への保存を開始する。任意の副走査ポイントで読み取られた表面の画像データは表面シーディング回路204Aから画像メモリ205に格納されると同時にパルス検出部206にも送信される。
Ｓ604では、ＣＰＵ203からの制御により、原稿の先端が表面読取り位置Ａを通過中の所定の副走査ポイント［図５(a)のタイミング］で読み取られた表面の画像データから、パルス検出部206がパルス数Ｘaを検出し、斜行量検出部207に出力する。
Ｓ605では、ＣＰＵ203からの制御により、原稿の先端が表面読取り位置Ａを通過中の所定の副走査ポイント［(b)のタイミング］で読み取られた表面の画像データからパルス検出部206がパルス数Ｘbを検出し、斜行量検出部207に出力する。
Ｓ606では、ＣＰＵ203からの制御により、原稿の中間が表面読取り位置Ａを通過中［(c)のタイミング］で読み取られた表面の画像データから、パルス検出部206がパルス数Ｘsizeを検出し、斜行量検出部207に出力する。
Ｓ607で、斜行量検出部207は、検出されたＸa,Ｘb,Ｘsizeを、式（1）、（2）に代入してθa、θbを算出し、どちらか値が大きい方を斜行量と決定する。
Ｓ608では、ＣＰＵ203からの制御により、斜行量検出部207で算出された斜行量を用いて、角度補正部208が画像メモリ205に保存されている画像データの斜行補正処理を行う。
Ｓ609において、ＣＰＵ203は、画像メモリ205に格納された表面の画像データ読出しが完了したと判断した場合は、Ｓ610に処理を進め、完了していないと判断した場合は、S609で待機する。
Ｓ610にて、ＣＰＵ203は、トレイ102に次の原稿が載置されていると判断した場合はＳ602に処理を戻し、原稿が載置されていないと判断した場合は、本読取処理を終了する。

本実施形態では表面画像読取部109Aで取得した表面の画像データを主体に説明したが、裏面画像読取部でも同様の処理を行ってもよい。
また、本実施形態では斜行量の検出、算出を2回としたが、１回でも３回以上行ってもよい。
さらに、本実施形態のＳ607では算出した複数の斜行量の内、最大値を用いて斜行補正を行うと述べた。しかし、複数の斜行量の内、最小値を用いてもよいし、複数回算出した斜行量の平均値、中間値又はその他の統計値を用いて斜行補正処理を行ってもよい。 また、斜行量の検出、算出方法として、図５の(a),(b)のタイミングのパルス数の差分と、(a)(b)間の搬送距離、すなわち搬送速度×(a)(b)間の時間から求めてもよい。
さらに、原稿の先端が表面読取り位置Ａを通過中の複数回のタイミングで、画像データを取得することにより、斜行量の検出、算出精度を上げてもよい。
また、予め検出パルス数と斜行量との関係が対応付けされたテーブル等を不揮発性メモリ209等に記憶しておき、該テーブルを用いて、検出されたパルス数に応じた斜行量を取得する構成でもよい。
なお、パルス検出部206で検出されるパルスの形状は、原稿の下地の濃度によって変わる場合がある。例えば、原稿の下地の濃度が濃い場合、原稿に対応する部分の輝度レベルが低くなるため、輝度レベルデータから検出されるパルスの形状も変わる。すなわち、原稿部分のパルス波形がLowになる。しかし、斜行量に応じたパルス数が検出されることには変わりがなく、同様に斜行量を求めることが可能である。このように、本実施形態によれば、原稿の下地の濃度の影響を受けず斜行量を求めることが可能である。
よって、原稿の下地の濃度の影響を受けず斜行量の検出し、補正することができる画像読取装置を提供することができる。
また、検出されたパルス数とシェーディング回路から出力された画像データを外部の装置に送って、前記外部の装置で斜行補正を行う構成も本発明に含まれるものである。この場合、上記外部の装置はクラウド上のサービス等であってもよいし、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等でもよい。ＰＣやスマートフォン等のスキャナドライバやスキャンアプリ等から画像読取装置100にスキャン指示を行い、画像データを取得する形態の場合、スキャナドライバやスキャンアプリ等が上述の斜行補正を行ってもよい。

(その他の実施例)
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。

100 画像読取装置
101 原稿
116 表面用原稿押圧板
202 操作部
203 ＣＰＵ
206 パルス検出部
207 斜行量検出部

Claims (9)

1. 原稿を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送されている原稿上の画像を画像データに変換する画像読取手段を備える画像読取装置であって、
   前記搬送手段により搬送されている原稿を前記画像読取手段に向けて押圧するための部材であり、前記画像読取手段に対向する面に前記原稿の搬送方向と直交する主走査方向に所定のパターンが施された押圧部材と、
   前記原稿の先端が前記画像読取手段の読取り位置を通過するタイミングで読み取られた画像データから前記パターンを検出する検出手段と、
   該検出手段の検出結果に基づき原稿の斜行量を求め、該画像データの斜行補正を行う斜行補正手段を
   有することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記所定のパターンは白黒又は濃淡の周期的なパターンであることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記検出手段は、前記原稿の先端が前記画像読取手段の読取り位置を通過するタイミングで読み取られた画像データを２値化することにより周期的なパターンのパルス数を検出することを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記斜行量は、前記検出手段によりたパルス数に基づいて求められることを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
5. 前記検出手段は、前記原稿の先端が前記画像読取手段の読取り位置を通過する複数のタイミングでそれぞれ読み取られた複数の画像データからそれぞれ前記パルス数を検出し、
   前記斜行補正手段は、前記検出手段により検出された複数のパルス数に基づきそれぞれ前記斜行量を求め、該複数の斜行量に基づき、前記斜行補正に用いる斜行量を決定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
6. 前記斜行補正手段は、前記複数の斜行量の最大値、最小値、平均値又は中間値を前記斜行補正に用いる斜行量とする
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像読取り装置。
7. 前記検出手段により検出されたパルス数と、原稿先端検知センサからの副走査方向の情報から原稿のサイズを検知すること
   を特徴とする請求項３～６の何れか1項に記載の画像読取装置。
8. 原稿を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送されている原稿上の画像を画像データに変換する画像読取手段と、前記搬送手段により搬送されている原稿を前記画像読取手段に向けて押圧するための部材であり、前記画像読取手段に対向する面に前記原稿の搬送方向と直交する主走査方向に所定のパターンが施された押圧部材を備える画像読取装置の制御方法であって、
   前記原稿の先端が前記画像読取手段の読取り位置を通過するタイミングで読み取られた画像データから前記パターンを検出する検出ステップと、
   該検出ステップにおける検出結果に基づき原稿の斜行量を求め、該画像データの斜行補正を行う斜行補正ステップを
   有することを特徴とする画像読取装置の制御方法。
9. 請求項８に記載の画像処理装置の制御方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。

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