JP2023069396A - 読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基準スケールを用いた物体の寸法測定の精度が低下するのを抑制可能な読取装置を提供する。【解決手段】読取装置は、光学センサが取得する基準スケール及び平面ゲージを含む読取画像から補正値を算出する補正値算出部と、光学センサが取得する物体及び基準スケールを含む測定画像を補正値を用いて補正し、補正した測定画像に基づいて物体の寸法を算出する寸法算出部とを備え、基準スケールは、キャリッジの移動により光学センサが物体を走査して当該物体の画像を取得する画像取得範囲の外側で、且つ当該光学センサが物体の画像を取得するためにキャリッジが移動可能な最大移動範囲の内側において、副走査方向に直交する主走査方向に延設され、平面ゲージは、画像取得範囲の内側において、表面に描かれた第一基準線を主走査方向に向けてコンタクトガラスに載置可能である。【選択図】図９

Description

本発明は、読取装置及び画像形成装置に関する。

従来より、物体の形状等を光学的に読み取る読取装置が知られている。当該読取装置は、読み取り対象の物体をコンタクトガラス上に載置し、コンタクトガラスに沿って移動するキャリッジに搭載された光学センサで、物体の形状を読み取って画像データを生成する機能を備える。

従来の読取装置の一例として、硬質部材に設定間隔で目盛りを形成した基準スケールを読取面上に載置し、物体及び基準スケールを含む画像を読み取り、読み取った画像における目盛り部分の画像の位置情報を測定する機能を備えるものがある（特許文献１を参照）。これにより、画像内における物体の寸法を測定することができる。

しかしながら、上記構成の読取装置は、駆動部品または摺動部品の摩耗や経時劣化、或いは読取装置の設置環境の変化などに起因して、キャリッジが傾いた状態（スキュー）で移動したり、光学センサの読取特性が変化する可能性がある。その結果、光学センサで読み取った画像に歪みが生じて、基準スケールを用いた寸法測定の精度が低下するという課題がある。

本発明は、基準スケールを用いた物体の寸法測定の精度が低下するのを抑制可能な読取装置を提供することを目的とする。

上記技術的課題を解決するため、本発明の一態様は、副走査方向に移動可能なキャリッジに搭載されて、コンタクトガラスに載置された物体を走査する光学センサと、前記光学センサが前記物体を走査して取得する画像に基づいて、当該物体の寸法を算出するための基準となる基準スケールと、前記光学センサが取得する画像を補正する補正値を算出するために、前記光学センサに読み取らせる平面ゲージと、前記光学センサが取得する前記基準スケール及び前記平面ゲージを含む読取画像から前記補正値を算出する補正値算出部と、前記光学センサが取得する前記物体及び前記基準スケールを含む測定画像を前記補正値を用いて補正し、補正した前記測定画像に基づいて前記物体の寸法を算出する寸法算出部と、を備え、前記基準スケールは、前記キャリッジの移動により前記光学センサが前記物体を走査して当該物体の画像を取得する画像取得範囲の外側で、且つ当該光学センサが前記物体の画像を取得するために前記キャリッジが移動可能な最大移動範囲の内側において、前記副走査方向に直交する主走査方向に延設され、前記平面ゲージは、前記画像取得範囲の内側において、表面に描かれた第一基準線を前記主走査方向に向けて前記コンタクトガラスに載置可能である、ことを特徴とする。

本発明によれば、基準スケールを用いた物体の寸法測定の精度が低下するのを抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置の実施形態としてのＭＦＰの構成を示す概要図。 ＭＦＰが備える制御部としてのコントローラのハードウェア構成図。 本実施形態に係るＭＦＰの機能構成を模式的に示すブロック図。 キャリッジが搭載する光学系の概要を示す図。 キャリッジがスキューする原因を説明するための図。 スキャナユニットの平面図。 スキャナユニットが備える基準スケールの配置例を示す図。 読取対象物が立体物であるときの読取範囲を例示する図。 部品計測処理の手順（ａ）、読取画像（ｂ）、及び登録画像（ｃ）を示す図。 補正値算出処理のフローチャート。 スキャナユニットの動作例を示す図。 部品計測処理のフローチャート。 寸法計測処理のフローチャート 様々な読取対象物及び基準スケールを含む補正画像を示す図。 部品計測処理の別例を示すフローチャート。

以下、本発明に係る画像形成装置及び読取装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。

［画像形成装置の実施形態］
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施形態としてのＭＦＰ１の構成を示す概要図である。ＭＦＰ１は、本発明に係る読取装置の実施形態としてのスキャナユニット１００と、シート状の媒体に画像を形成する画像形成ユニット２００と、を有する。但し、本発明は、ＭＦＰ１のみならず、読取装置（スキャナユニット１００）単体にも適用できる。

スキャナユニット１００は、コンタクトガラス１０１と、光学センサ１０２と、キャリッジ１０３と、を有する。コンタクトガラス１０１は、読み取り対象の物体としての読取対象物Ｂを載置する載置面に相当する。光学センサ１０２は、コンタクトガラス１０１に載置された読取対象物Ｂに光を照射し、その反射光に基づいて読取対象物Ｂの光学像を取得する画像センサである。キャリッジ１０３は、光学センサ１０２が読取対象物Ｂを走査するように、読取対象物Ｂに対して副走査方向に移動する。

光学センサ１０２は、キャリッジ１０３の移動方向としての副走査方向に直交する主走査方向においてライン状に配列されている。スキャナユニット１００は、光学センサ１０２の読み取り位置としてのラインが読取対象物Ｂを副走査方向に移動しながら走査することで、読取対象物Ｂの全体を画像として取得することができるように構成されている。

スキャナユニット１００は、コンタクトガラス１０１に、シート状の読取対象物Ｂ（媒体）を搬送する媒体搬送部としてのＡＤＦ５００も備えている。

画像形成ユニット２００は、シート状の媒体としての用紙Ｐを収容する媒体収容部２０１と、用紙Ｐに対して画像を形成する画像形成部２０２と、を有する。画像形成部２０２は、スキャナユニット１００において読み取られた画像を用紙Ｐに形成することもできる。

［ＭＦＰ１が備える制御部のハードウェア構成］
図２は、ＭＦＰ１が備える制御部としてのコントローラ１５０のハードウェア構成の例である。図２に示すように、ＭＦＰ１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等と同様の構成を含む。すなわち、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）４０、及びＩ／Ｆ５０がバス９０を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ５０には、表示部６０、操作部７０、及び専用デバイス８０が接続されている。専用デバイス８０には、スキャナユニット１００や画像形成ユニット２００が含まれる。

ＣＰＵ１０は演算手段であり、ＭＦＰ１全体の動作を制御する。ＲＡＭ２０は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ３０は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＨＤＤ４０は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や、印加電圧制御プログラムなどの各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納される。

Ｉ／Ｆ５０は、バス９０と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。表示部６０は、ユーザがＭＦＰ１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースであり、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置によって実現される。操作部７０は、ユーザがＭＦＰ１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ３０やＨＤＤ４０若しくは図示しない光学ディスク等の記憶媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ２０に読み出され、ＣＰＵ１０がＲＡＭ２０にロードされたプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係るＭＦＰ１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

［ＭＦＰ１の機能ブロック］
次に、本実施形態に係るＭＦＰ１の機能構成について、図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係るＭＦＰ１の機能構成を模式的に示すブロック図である。なお、図３においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、転写紙若しくは文書束の流れを破線の矢印で示している。

図３に示すように、本実施形態に係るＭＦＰ１は、コントローラ１５０、給紙テーブル２０３、プリントエンジン３００、プリント用排紙トレイ４００、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）５００、スキャナエンジン６００、スキャン用排紙トレイ７００、ディスプレイパネル８００、ネットワークＩ／Ｆ９００を有する。また、コントローラ１５０は、主制御部１５１、エンジン制御部１５２、画像処理部１５３、操作表示制御部１５４、及び入出力制御部１５５を有する。

給紙テーブル２０３は、画像形成部であるプリントエンジン３００に転写紙を給紙する。プリントエンジン３００は、給紙テーブル２０３から搬送されてきた転写紙に対して画像形成出力を実行することにより画像を描画する画像形成部である。本実施形態に係るプリントエンジン３００の具体的態様としては、電子写真方式による画像形成機構である。このプリントエンジン３００により画像が描画された画像形成済みの転写紙は、プリント用排紙トレイ４００に排紙される。プリントエンジン３００は、図２に示す専用デバイス８０によって実現される。

ＡＤＦ５００は、スキャナユニット１００における主要な処理を実行するスキャナエンジン６００において、読取対象物Ｂを読み取り可能な位置に自動搬送する。スキャナエンジン６００は、光学情報を電気信号に変換する光電変換素子を含む原稿読取部であり、ＡＤＦ５００により自動搬送されてきた原稿、若しくは、図示しない原稿台ガラスにセットされた原稿を光学的に走査して読み取って画像情報を生成する原稿読取部である。ＡＤＦ５００により自動搬送されてスキャナエンジン６００により読み取られた原稿は、スキャン用排紙トレイ７００に排紙される。ＡＤＦ５００及びスキャナエンジン６００は、図２に示す専用デバイス８０によって実現される。

ディスプレイパネル８００は、ＭＦＰ１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザがＭＦＰ１を直接操作し若しくはＭＦＰ１に対して情報を入力する際の入力インタフェースでもある。すなわち、ディスプレイパネル８００は、ユーザによる操作を受けるための画像を表示する機能を含む。ディスプレイパネル８００は、図２に示す表示部６０及び操作部７０によって実現される。

ネットワークＩ／Ｆ９００は、ＭＦＰ１がネットワークを介して管理者用端末やＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）（登録商標）、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）等のインタフェースが用いられる。このように、本実施形態に係るＭＦＰ１は、ネットワークＩ／Ｆ９００を介して接続された端末から印刷依頼の画像データや、印刷要求などの各種制御コマンドを受信する。ネットワークＩ／Ｆ９００は、図２に示すＩ／Ｆ５０によって実現される。

コントローラ１５０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ３０やＨＤＤ４０等の不揮発性記憶媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ２０にロードされ、それらのプログラムに従ってＣＰＵ１０が演算を行うことにより構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ１５０が構成される。コントローラ１５０は、ＭＦＰ１全体を制御する制御部として機能する。そのため、本実施形態においては、コントローラ１５０が印加電圧制御装置として機能する。

主制御部１５１は、コントローラ１５０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ１５０の各部に命令を与える。また、主制御部１５１は、入出力制御部１５５を制御し、ネットワークＩ／Ｆ９００及びネットワークを介して他の装置にアクセスする。エンジン制御部１５２は、プリントエンジン３００、スキャナエンジン６００等の駆動部を制御し若しくは駆動させる。

画像処理部１５３は、主制御部１５１の制御に従い、ＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）等により記述された画像情報、例えば、入力された印刷ジョブに含まれる文書データ若しくは画像データに基づいて描画情報を出力情報として生成する。この描画情報とは、ＣＭＹＫのビットマップデータ等の情報であり、画像形成部であるプリントエンジン３００が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。

また、画像処理部１５３は、スキャナエンジン６００から入力される撮像データを処理し、画像データを生成する。この画像データとは、スキャナ動作の結果物としてＭＦＰ１に格納され若しくはネットワークＩ／Ｆ９００及びネットワークを介して他の機器に送信される情報である。尚、本実施形態に係るＭＦＰ１は、画像情報の代わりに描画情報が直接入力され、直接入力された描画情報に基づいて画像形成出力を実行することも可能である。

操作表示制御部１５４は、ディスプレイパネル８００に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル８００を介して入力された情報を主制御部１５１に通知する。入出力制御部１５５は、ネットワークＩ／Ｆ９００及びネットワークを介して入力される信号や命令を主制御部１５１に入力する。

［スキャナユニット１００の詳細］
次に、スキャナユニット１００の詳細な構成に関して説明をする。図４は、キャリッジ１０３が搭載する光学系の概要を示す図である。図４に示すように、キャリッジ１０３が搭載する光源からの光が読取対象物Ｂによって反射し、その反射光が光路ｈから縮小光学系に入り、第一ミラー１０３１で反射される。なお、図３において光源の図示は省略している。

第一ミラー１０３１で反射された光は、第二ミラー１０３２、第三ミラー１０３３、第四ミラー１０３４、第五ミラー１０３５、第六ミラー１０３６で反射されて、レンズ１０３７を通過して光学センサ１０２へと入る。光学センサ１０２は、例えば、ＣＣＤセンサである。

光学センサ１０２において検知された光に基づいて、読取対象物Ｂの画像が電気信号に変換されてコントローラ１５０において所定の処理に付される。これによって、読取対象物Ｂの画像データが生成される。

図５は、キャリッジ１０３がスキューする原因の１つを説明するための図である。図５に示すように、スキャナユニット１００は、キャリッジ１０３を副走査方向に移動させる駆動機構１０４をさらに備える。そして、キャリッジ１０３は、主走査方向に延設された状態で、駆動機構１０４によって副走査方向に移動可能に構成されている。

図５（ａ）に示すように、駆動機構１０４は、モータ１０４１と、駆動プーリ１０４２と、従動プーリ１０４３と、タイミングベルト１０４４と、ガイドロッド１０４５とで構成される。駆動プーリ１０４２及び従動プーリ１０４３は、副走査方向に離間して配置されている。タイミングベルト１０４４は、駆動プーリ１０４２及び従動プーリ１０４３に掛け渡されると共に、キャリッジ１０３に接続されている。ガイドロッド１０４５は、副走査方向に延設されて、キャリッジ１０３の移動をガイドする。

そして、モータ１０４１の駆動力が伝達されることによって、駆動プーリ１０４２が回転すると、駆動プーリ１０４２及び従動プーリ１０４３の間をタイミングベルト１０４４が周回する。その結果、キャリッジ１０３は、ガイドロッド１０４５にガイドされて、副走査方向に往復移動する。

図５（ｂ）に示すように、ガイドロッド１０４５に沿ってキャリッジ１０３が移動するためには、キャリッジ１０３とガイドロッド１０４５との間に隙間（ガタ）が必要になる。また、タイミングベルト１０４４とガイドロッド１０４５とは、主走査方向に離間して配置される。キャリッジ１０３とガイドロッド１０４５との間の隙間（ガタ）は、主走査方向において、ガイドロッド１０４５の外周面とキャリッジ１０３との嵌合部分に生ずる。その結果、図５（ｃ）に示すように、タイミングベルト１０４４から駆動力が伝達されて移動するキャリッジ１０３は、ガイドロッド１０４５の位置を基点として、傾斜して移動することがある。

すなわち、キャリッジ１０３を副走査方向に移動させるためにキャリッジ１０３に力が加わる位置は、キャリッジ１０３の主走査方向の一方の端部近傍である。ここに固定されているタイミングベルト１０４４が周回すると、キャリッジ１０３とガイドロッド１０４５との嵌合部分が支点となり、キャリッジ１０３の端部がタイミングベルト１０４４の周回方向に回動しようとする。このような作用によって、キャリッジ１０３が副走査方向に移動するときガイドロッド１０４５に直交する姿勢よりも傾斜した状態になるので、読取対象物Ｂに対する読取処理を実行するときに、キャリッジ１０３の姿勢が主走査方向の正常な姿勢に対して傾斜した姿勢のままで副走査方向に移動しながら読取りが行われる。

図６は、スキャナユニット１００の平面図であって、読取対象物Ｂが載置される載置面側からコンタクトガラス１０１を見た図である。なお、図６に例示したコンタクトガラス１０１の裏面（紙面奥行き側の面）が、コンタクトガラス１０１の読取面に相当する。

図６に示すように、コンタクトガラス１０１の載置面側には、平面状（シート状）の読取対象物Ｂを載置するときの基準位置としての原稿サイズ基準１０１１が示されている。図６は、スキャナユニット１００が読取り動作を開始する前の待機状態を例示しているので、キャリッジ１０３は、キャリッジホームポジション１０１２で待機している。キャリッジホームポジション１０１２は、キャリッジ１０３の走査開始前の待機位置に相当する。

スキャナユニット１００には、読取対象物Ｂを走査して画像を取得する画像取得範囲の最大範囲である平面媒体最大サイズ読取領域１０１３と、キャリッジ１０３によって光学センサ１０２が走査可能な最大移動範囲としてのキャリッジ最大読取領域１０１４が、予め設定されている。すなわち、キャリッジ１０３が走査を行う最大範囲の端部位置と、これの反対側の端部であるキャリッジホームポジション１０１２とによって囲まれる領域がキャリッジ最大読取領域１０１４に相当する。

図６は、読取対象物ＢがＡ３判の用紙Ｐであった場合の平面媒体最大サイズ読取領域１０１３を網掛け領域で例示している。

図７は、スキャナユニット１００が備える基準スケール１０５の配置例を示す図である。図７に示すように、基準スケール１０５は、主走査方向スケール１０５１と、副走査方向スケール１０５２とを含む。図７に示すように、主走査方向スケール１０５１は、コンタクトガラス１０１上で読取可能な最大原稿サイズの副走査方向の端部よりも外側において、主走査方向に延設されている。副走査方向スケール１０５２は、コンタクトガラス１０１上で読取可能な最大原稿サイズの主走査方向の端部よりも外側において、副走査方向に延設されている。

そして、主走査方向スケール１０５１及び副走査方向スケール１０５２は、いずれも、平面媒体最大サイズ読取領域１０１３の外側、かつ、キャリッジ最大読取領域１０１４の内側に相当する位置に配置されている。図７において、基準スケール１０５は、コンタクトガラス１０１上の読取面に寸法の計測基準として機能する「目盛り線」を配置する部材である。主走査方向スケール１０５１には、主走査方向に離間した位置において、各々が副走査方向に延びる目盛り線が描かれている。副走査方向スケール１０５２には、副走査方向に離間した位置において、各々が主走査方向に延びる目盛り線が描かれている。

なお、基準スケール１０５は、コンタクトガラス１０１の下面（キャリッジ１０３側）に配置されてもよいし、上面（読取対象物Ｂの載置面）側のいずれに配置されてもよい。

なお、上面側（読取対象物Ｂの載置面）に基準スケール１０５を配置した方が、光学センサ１０２による読み取りの較正における精度が向上する。また、基準スケール１０５は、光学センサ１０２の較正に用いるものであるから、下面（キャリッジ１０３側）に目盛り線を設けることが必須となる。すなわち、上面側と下面側の両面に基準スケール１０５を配置してもよい。基準スケール１０５を両面に配置すると、ユーザが基準スケール１０５の位置を視認可能にしつつ、かつ、コンタクトガラス１０１の下面側から上方向に向いている光学センサ１０２が、基準スケール１０５と読取対象物Ｂの画像を同時に取得することができる。

なお、キャリッジ１０３側に配置される基準スケール１０５の面は、キャリッジ１０３が搭載する光源からの光を反射しないように、目盛り線を表示する色と、目盛り線が形成されている部分の色を異なる色にするほうが望ましい。例えば、ＳＵＳ磨きなどで目盛り線を表示する線を白色にし、画像において線のコントラストを強調して識別しやすくする。

なお、基準スケール１０５の素材をＳＵＳとし、目盛り線を黒色で形成しても、読取対象物Ｂと同時に画像を取得する処理において問題は生じない。

図８は、読取対象物Ｂが立体物であるときの読取範囲を例示する図である。図８に示すように、部品計測範囲１０１５は、読取対象物Ｂが平面物の場合の読取範囲である平面媒体最大サイズ読取領域１０１３とは異なる位置に設定されている。部品計測範囲１０１５は副走査方向の範囲が、キャリッジ１０３の移動における折り返し位置付近が載置基準位置として設定されている。また、主走査方向の範囲は、光路中心に対して振り分けるように設定されているので、主走査方向の中央位置が載置基準位置として設定されている。

なお、キャリッジ１０３の移動方向（副走査方向）と、キャリッジ１０３に搭載された光学センサ１０２が読取対象物Ｂを光学的に読み取る光学方向（主走査方向）とでは、キャリッジ１０３の移動方向の方が、位置ずれが大きくなる傾向を有する。そこで、計測精度をよち向上させるために、副走査方向スケール１０５２の目盛り線の間隔を、主走査方向スケール１０５１の目盛り線の間隔よりも狭く形成されている。すなわち、主走査方向スケール１０５１よりも副走査方向スケール１０５２の方がより細かい基準スケール１０５である。

［スキャナユニット１００による補正値算出処理］
次に、スキャナユニット１００による補正値算出処理について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、部品計測処理の手順（ａ）、読取画像（ｂ）、及び登録画像（ｃ）を示す図である。図１０は、スキャナユニット１００において実行可能な補正値算出処理の例を示すフローチャートである。

まず、ユーザは、コンタクトガラス１０１の載置面に読取対象物Ｂを載置するために、圧板を開ける（Ｓ１００１）。圧板とは、ＡＤＦ１０４を含む構成であって、コンタクトガラス１０１に平面物が載置されたときに、これを保持するためにコンタクトガラス１０１上を覆う板状部材の例である。

続いて、ユーザは、コンタクトガラス１０１の載置面に平面ゲージ１０６を載置する（Ｓ１００２）。図９（ａ）に示すように、平面ゲージ１０６は、複数の第一基準線１０６１と、複数の第二基準線１０６２とが描かれたシート形状（例えば、紙、平板）の部材である。

複数の第一基準線１０６１及び複数の第二基準線１０６２それぞれは、互いに離間した位置に配置されている。また、第一基準線１０６１及び第二基準線１０６２は、互いに直交する方向に延設されている。すなわち、複数の第一基準線１０６１及び複数の第二基準線１０６２は、平面ゲージ１０６上で格子状に配置されている。そして、平面ゲージ１０６は、第一基準線１０６１を主走査方向に向け、第二基準線１０６２を副走査方向に向けた状態で、平面媒体最大サイズ読取領域１０１３に載置される。

続いて、ユーザは、操作部７０に設けられている「補正値算出ボタン」を押下して、読取り処理を開始させる（Ｓ１００３）。読取り処理が開始されると、まず、キャリッジ１０３が稼働し（Ｓ１００４）、キャリッジ１０３の移動とともに光学センサ１０２が読取対象物Ｂを走査する。

補正値算出部は、キャリッジ１０３をキャリッジ最大読取領域１０１４まで移動させながら、平面ゲージ１０６及び基準スケール１０５を走査し、平面ゲージ１０６及び基準スケール１０５を含む読取画像を取得し、記憶領域に保存する（Ｓ１００５）。ここで、図５（ｃ）に示すように、キャリッジ１０３がスキューした状態で移動すると、ステップＳ１００５で取得される読取画像は、図９（ｂ）に示すように歪む。

一方、図９（ｃ）に示すように、ＨＤＤ４０（メモリ）には、登録画像が記憶される。登録画像は、基準スケール１０５と、第一基準線１０６１が主走査方向を向き且つ第二基準線１０６２が副走査方向を向く平面ゲージ１０６とを含む画像である。すなわち、登録画像は、図９（ａ）の状態を読み取った歪みのない画像に相当する。登録画像は、予め作成されてＨＤＤ４０に記憶されている。

続いて、補正値算出部は、図９（ｂ）に示す読取画像と、図９（ｃ）に示す登録画像とを比較することによって、補正値を算出する（Ｓ１００６）。補正値は、光学センサ１０２が取得する読取画像を、ＨＤＤ４０に記憶された登録画像に近づける（より詳細には、一致させる）ための各画素の移動量を示す数値である。

より詳細には、補正値算出部は、読取画像を構成する複数の画素それぞれについて、登録画像内の対応する画素（同一部分を示す画素）を特定する。次に、補正値算出部は、読取画像及び登録画像の対応する各画素のずれ量（＝移動量）を、補正値として算出する。例えば、図９（ｂ）及び図９（ｃ）において、画素Ｐ１、Ｐ２の補正値は、画素Ｐ１、Ｐ２を矢印の方向に矢印の長さだけ移動させる値である。一方、図９（ｂ）及び図９（ｃ）の画素Ｐ３は一致するので、画素Ｐ３の補正値はゼロとなる。すなわち、補正値は、画素ごとに異なる場合がある。そして、補正値算出部は、算出した補正値をＨＤＤ４０に保存する（Ｓ１００７）。

なお、補正値算出部は、読取画像を構成する全ての画素について個々に補正値を算出してもよいし、隣接する複数の画素の集合（＝画素ブロック）毎に補正値を算出してもよいし、副走査方向に隣接する画素列毎に補正値を算出してもよい。また、補正値算出部による画像処理の方法は既に周知なので、詳細な説明は省略する。

図９及び図１０に例示した処理（すなわち、補正値算出部）は、主制御部１５１及び画像処理部１５３において実行可能な演算処理によって実現される。上記の処理において、基準スケール１０５及び平面ゲージ１０６を含む読取画像に対し、画像処理部１５３において、それぞれの画像部分が特定される処理が実行される。その処理の結果が主制御部１５１に渡されて、主制御部１５１において補正値の算出処理が実行される。

［スキャナユニット１００による部品計測処理］
次に、スキャナユニット１００による部品計測処理について、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、読取対象物Ｂが平面物であって、Ａ３判の用紙Ｐであった場合、これに対する読取り処理を行って取得される画像の例である。この場合、４２０ｍｍ×２９７ｍｍの範囲で画像が取得されている。

図１１（ｂ）は、読取対象物Ｂが立体物であって、キャリッジ１０３が移動可能な範囲まで走査して画像を取得している例である。この場合、例えば、４４０ｍｍ×３０５ｍｍの範囲で読取対象物Ｂと基準スケール１０５の画像を同時に取得する。

そして、取得された画像に含まれる読取対象物Ｂの画像部分に対して、基準スケール１０５の画像部分を対比させて、読取対象物Ｂの寸法を計測する処理を実施する。

［部品計測処理フローの第一例］
図１２は、スキャナユニット１００において実行可能な部品計測処理の例を示すフローチャートである。図１２のフローチャートは、読取対象物Ｂが立体物の場合を例示している。

まず、ユーザは、コンタクトガラス１０１の載置面に読取対象物Ｂを載置するために、圧板を開ける（Ｓ１２０１）。続いて、ユーザは、コンタクトガラス１０１の載置面に読取対象物Ｂを載置する（Ｓ１２０２）。

続いて、ユーザは、操作部７０に設けられている「部品計測ボタン」を押下して、読取り処理を開始させる（Ｓ１２０３）。読取り処理が開始されると、まず、キャリッジ１０３が稼働し（Ｓ１２０４）、キャリッジ１０３の移動とともに光学センサ１０２が読取対象物Ｂを走査する。

寸法算出部は、キャリッジ１０３をキャリッジ最大読取領域１０１４まで移動させながら、読取対象物Ｂを走査し、読取対象物Ｂ及び基準スケール１０５を含む計測画像を取得し、記憶領域に保存する（Ｓ１２０５）。

続いて、寸法算出部は、図１３に示す寸法計測処理を実行する（Ｓ１２０６）。寸法計測処理は、取得した計測画像を補正し、補正した計測画像に含まれる基準スケール１０５の部分と読取対象物Ｂの部分とを特定し、これら特定した画像同士を比較することで、読取対象物Ｂの寸法を計測する処理である。図１３は、ステップＳ１２０６で実行される寸法計測処理の例を示すフローチャートである。

まず、寸法算出部は、ステップＳ１２０５で取得した計測画像を、ステップＳ１００６で算出した補正値で補正する（Ｓ１３０１）。より詳細には、寸法算出部は、計測画像を構成する各画素を、対応する補正値だけ移動させる。これにより、計測画像の歪みを補正した補正画像が生成される。

続いて、寸法算出部は、基準スケール１０５の目盛り線と、読取対象物Ｂの輪郭とを、補正画像から抽出する（Ｓ１３０２）。補正画像内から特定の部分を抽出する方法（例えば、エッジ検出）は既に周知なので、詳細な説明は省略する。

続いて、寸法算出部は、抽出した基準スケール１０５の目盛り線の間隔に基づいて、抽出した読取対象物Ｂの寸法を特定する（Ｓ１３０３）。より詳細には、寸法算出部は、寸法を特定しようとする読取対象物Ｂの輪郭線に対面する目盛り線の数に、予め特定された目盛り線の間隔（μｍ）を乗じることによって、寸法を特定する。また、読取対象物Ｂの終端位置が隣接する目盛り線の間に位置する場合、寸法算出部は、目盛り線の間の画素数を比例配分する。寸法を特定する具体的な処理は、特許文献１にも記載されている通り既に周知なので、詳細な説明は省略する。

最後に図１２に戻って、寸法計測部は、表示部６０に対して計測処理の結果を表示して（Ｓ１２０７）、立体物の読取り処理を終了する。

図１４を参照して、ステップＳ１３０３で読取対象物Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の各種寸法を特定する方法を説明する。図１４は、様々な読取対象物Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及び基準スケール１０５を含む補正画像を示す図である。

図１４（ａ）に示すように、長方形の読取対象物Ｂ１の寸法Ｄ１を特定する場合、寸法算出部は、頂点ａ１、ａ２の間の主走査方向スケール１０５１の目盛り線の数をカウントする。また、読取対象物Ｂ１の寸法Ｄ２を特定する場合、寸法算出部は、頂点ａ２、ａ３の間の副走査方向スケール１０５２の目盛り線の数をカウントする。

また、図１４（ｂ）に示すように、長方形の読取対象物Ｂ２の寸法Ｄ３を特定する場合、寸法算出部は、頂点ａ４、ａ５の主走査方向の寸法Ｄ４と、頂点ａ４、ａ５の副走査方向の寸法Ｄ５とを特定する。寸法Ｄ４、Ｄ５の特定方法は、図１４（ａ）と同様である。そして、寸法算出部は、三平方の定理を利用して、特定した寸法Ｄ４、Ｄ５から寸法Ｄ３を特定する。

さらに、図１４（ｃ）に示すように、円形の読取対象物Ｂ３の直径Ｄ６を特定する場合、寸法算出部は、読取対象物Ｂ３の主走査方向及び副走査方向それぞれの最大寸法を、図１４（ａ）の方法で特定する。そして、寸法算出部は、主走査方向の最大寸法と、副走査方向の最大寸法との平均値を、直径Ｄ６として特定する。

［部品計測処理フローの第二例］
図１５は、スキャナユニット１００において実行可能な部品計測処理の別例を示すフローチャートである。図１５のフローチャートは、読取対象物Ｂが立体物の場合であって、計測箇所をユーザが任意に指定する処理を例示している。

すでに説明をした第一例と同様に、まず、ユーザは、コンタクトガラス１０１の載置面に読取対象物Ｂを載置するために、圧板を開け（Ｓ１５０１）、コンタクトガラス１０１の載置面に読取対象物Ｂを載置する（Ｓ１５０２）。その後、ユーザは、操作部７０に設けられている「プレビューボタン」を押下して、プレビュー処理を開始させる（Ｓ１５０３）。

プレビュー処理は、読取対象物Ｂの画像だけを取得し、取得した画像を表示部６０にプレビュー表示をする処理である。すなわち、まず、寸法計測部は、キャリッジ１０３を稼働させて（Ｓ１５０４）、キャリッジ１０３の移動とともに光学センサ１０２によって読取対象物Ｂを走査する。スキャナユニット１００は、読取対象物Ｂを読み取るために設定されている領域（部品計測範囲１０１５）でキャリッジ１０３を移動させながら、読取対象物Ｂを走査して、読取対象物Ｂの画像を同時に取得し（Ｓ１５０５）、記憶領域に保存する。

続いて、寸法計測部は、記憶領域に保存された画像をプレビュー画像として表示部６０に表示させる（Ｓ１５０６）。そして、ユーザは、表示部６０に表示された画像に対して、操作部７０を介して、計測箇所を指定する操作を行う（Ｓ１５０７）。そして、ユーザは、計測箇所の指定が終了した後、操作部７０に設けられている「部品計測ボタン」を押下して、読取り処理を開始させる（Ｓ１５０８）。

読取り処理が開始されると、スキャナユニット１００は、キャリッジ１０３が移動して光学センサ１０２が読取対象物Ｂを走査し、キャリッジ１０３をキャリッジ最大読取領域１０１４まで移動させながら、読取対象物Ｂの走査を実行する。その結果、計測箇所として指定された範囲の読取対象物Ｂの画像と、基準スケール１０５の画像とを含む計測画像を取得することができ、寸法計測部はこれを記憶領域に保存する（Ｓ１５０９）。

続いて、寸法計測部は、図１３に示す寸法計測処理を実行する（Ｓ１５１０）。最後に、寸法計測部は、表示部６０に対して計測処理の結果を表示して（Ｓ１５１１）、立体物の読取り処理を終了する。

図１２、図１３、及び図１５に例示した処理（すなわち、寸法算出部）は、主制御部１５１及び画像処理部１５３において実行可能な演算処理によって実現される。上記の処理において、読取対象物Ｂと基準スケール１０５との画像を同時に取得した読取画像に対し、画像処理部１５３において、それぞれの画像部分が特定される処理が実行される。その処理の結果が主制御部１５１に渡されて、主制御部１５１において寸法の算出処理が実行される。

上記の実施形態によれば、平面ゲージ１０６を用いて算出した補正値を用いて測定画像を補正することによって、基準スケール１０５を用いた読取対象物Ｂの寸法測定の精度が低下するのを抑制することができる。

また、上記の実施形態によれば、互いに直交する第一基準線１０６１及び第二基準線１０６２を平面ゲージ１０６に付加することによって、主走査方向の補正値と副走査方向の補正値とを同時に算出することができる。その結果、より正確に測定画像を補正することができる。但し、キャリッジ１０３が図５に示すようにスキューしている場合は、副走査方向の補正値のみを算出すれば足りるので、平面ゲージ１０６には少なくとも第一基準線１０６１が描かれていればよい。

なお、図１３の寸法計測処理では、計測画像全体を補正した後に、基準スケール１０５の目盛り線及び読取対象物Ｂの輪郭を補正画像から抽出する例を説明したが、処理手順はこれに限定されない。他の例として、寸法算出部は、基準スケール１０５及び読取対象物Ｂを計測画像から抽出した後に、補正値を用いて抽出した部分だけを補正してもよい。これにより、計測画像中の必要な部分のみを選択的に補正すればよいので、処理速度を向上させることができる。

また、上記の実施形態では、操作部７０に設けられている「補正値算出ボタン」をユーザが押下したタイミングで、図１０に示す補正値算出処理が実行される例を説明した。これにより、ユーザがＭＦＰ１の設置環境を変更したタイミングで、明示的に補正値算出処理の実行を指示することができる。但し、補正値算出処理の実行タイミングは、前述の例に限定されない。

他の例として、コントローラ１５０は、ＭＦＰ１（より詳細には、スキャナユニット１００）が所定の稼働時間を稼働したことに応じて、図１０に示す補正値算出処理を実行して、ＨＤＤ４０に記憶された補正値を更新すればよい。これにより、駆動部品または摺動部品の摩耗や経時劣化に追従して、適切な補正値を算出することができる。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そのような変形例も、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ ：ＭＦＰ
１０ ：ＣＰＵ
２０ ：ＲＡＭ
３０ ：ＲＯＭ
４０ ：ＨＤＤ
５０ ：Ｉ／Ｆ
６０ ：表示部
７０ ：操作部
８０ ：専用デバイス
９０ ：バス
１００ ：スキャナユニット
１０１ ：コンタクトガラス
１０２ ：光学センサ
１０３ ：キャリッジ
１０４ ：駆動機構
１０５ ：基準スケール
１０６ ：平面ゲージ
１５０ ：コントローラ
１５１ ：主制御部
１５２ ：エンジン制御部
１５３ ：画像処理部
１５４ ：操作表示制御部
１５５ ：入出力制御部
２００ ：画像形成ユニット
２０１ ：媒体収容部
２０２ ：画像形成部
２０３ ：給紙テーブル
３００ ：プリントエンジン
４００ ：プリント用排紙トレイ
６００ ：スキャナエンジン
７００ ：スキャン用排紙トレイ
８００ ：ディスプレイパネル
９００ ：ネットワークＩ／Ｆ
１０１２ ：キャリッジホームポジション
１０１３ ：平面媒体最大サイズ読取領域
１０１４ ：キャリッジ最大読取領域
１０１５ ：部品計測範囲
１０３１ ：第一ミラー
１０３２ ：第二ミラー
１０３３ ：第三ミラー
１０３４ ：第四ミラー
１０３５ ：第五ミラー
１０３６ ：第六ミラー
１０３７ ：レンズ
１０４１ ：モータ
１０４２ ：駆動プーリ
１０４３ ：従動プーリ
１０４４ ：タイミングベルト
１０４５ ：ガイドロッド
１０５１ ：主走査方向スケール
１０５２ ：副走査方向スケール
１０６１ ：第一基準線
１０６２ ：第二基準線

特開２０１１－１５１５４８号公報

Claims (8)

1. 副走査方向に移動可能なキャリッジに搭載されて、コンタクトガラスに載置された物体を走査する光学センサと、
   前記光学センサが前記物体を走査して取得する画像に基づいて、当該物体の寸法を算出するための基準となる基準スケールと、
   前記光学センサが取得する画像を補正する補正値を算出するために、前記光学センサに読み取らせる平面ゲージと、
   前記光学センサが取得する前記基準スケール及び前記平面ゲージを含む読取画像から前記補正値を算出する補正値算出部と、
   前記光学センサが取得する前記物体及び前記基準スケールを含む測定画像を前記補正値を用いて補正し、補正した前記測定画像に基づいて前記物体の寸法を算出する寸法算出部と、を備え、
   前記基準スケールは、前記キャリッジの移動により前記光学センサが前記物体を走査して当該物体の画像を取得する画像取得範囲の外側で、且つ当該光学センサが前記物体の画像を取得するために前記キャリッジが移動可能な最大移動範囲の内側において、前記副走査方向に直交する主走査方向に延設され、
   前記平面ゲージは、前記画像取得範囲の内側において、表面に描かれた第一基準線を前記主走査方向に向けて前記コンタクトガラスに載置可能である、ことを特徴とする読取装置。
2. 前記基準スケールには、前記主走査方向に離間した位置において、各々が前記副走査方向に延びる目盛り線が描かれていることを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
3. 前記基準スケールは、さらに前記副走査方向に延設され、前記副走査方向に離間した位置において、各々が前記主走査方向に延びる目盛り線が描かれていることを特徴とする請求項２に記載の読取装置。
4. 前記平面ゲージには、互いに平行な複数の前記第一基準線と、前記第一基準線と直交し且つ互いに平行な複数の第二基準線が描かれていることを特徴とする請求項３に記載の読取装置。
5. 前記平面ゲージは、前記画像取得範囲より小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の読取装置。
6. 前記基準スケール及び前記第一基準線が前記主走査方向を向いた前記平面ゲージを含む登録画像を記憶するメモリを備え、
   前記補正値算出部は、前記光学センサが取得する前記読取画像を、前記メモリに記憶された前記登録画像に近づけるための画素の移動量を示す前記補正値を算出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の読取装置。
7. 前記補正値算出部は、前記読取装置が所定の稼働時間を稼働したことに応じて、前記補正値を更新することを特徴とする請求項６に記載の読取装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の読取装置と、
   前記読取装置が取得した画像をシート状の媒体に形成する画像形成部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
   

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