JP4018255B2 - 光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法および光学ユニットの調整装置 - Google Patents
光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法および光学ユニットの調整装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4018255B2 JP4018255B2 JP25112698A JP25112698A JP4018255B2 JP 4018255 B2 JP4018255 B2 JP 4018255B2 JP 25112698 A JP25112698 A JP 25112698A JP 25112698 A JP25112698 A JP 25112698A JP 4018255 B2 JP4018255 B2 JP 4018255B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical unit
- image sensor
- adjustment
- scanning direction
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Optical Systems Of Projection Type Copiers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、画像形成装置に用いられる画像読取装置における主走査方向の走査ラインのずれ量、および画像読取装置に搭載される光学部材の走査ラインのずれ量を検出する検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像読取装置に用いられる光学系ユニットの調整を行う場合、熟練者がオシロスコープの波形を見ながら手動で調整を行ってきたため、調整時間および調整精度が不安定である。このため、検出用のチャートを工夫することで各ずれ量の検出を数値化、自動化し調整時間の安定、短縮を計る技術が研究されている。
【０００３】
たとえば、副走査方向に直線的に幅が変化し、かつ、主走査方向に平行なエッジを有するマークにより主走査方向と副走査方向との位置のずれ量と倍率に対する誤差とを検出するものが知られている（特開平８−１０２８１８号公報）。
【０００４】
しかしながら、このようなマークを用いた検出方法では、主走査方向と副走査方向との位置のずれ、および倍率による誤差しか検出できない。
また、その他の調整項目も含めた調整用チャートも提案されている（特開平５−７５７９７号公報）。この場合には、検出用マークが多くなり、検出位置も増え、検出時間が長くなる欠点があった。
【０００５】
また、従来の調整用チャートでは、光学ユニットの調整のみにしか適用できず、原稿を露光して主走査方向の走査ラインを副走査方向に順次読取ることにより読取動作に行う画像読取装置全体の調整には利用できないという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、光学ユニットにおける焦点のずれ量、および、主走査方向に対する回転方向のずれ量を簡単に算出することができる光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法および光学ユニットの調整装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法は、レンズを介して光を主走査方向の走査ライン分の各画素に対応し、複数の色の光電変換素子が平行に設けられているイメージセンサの各光電変換素子に導いてそれぞれの色の電気信号に変換して出力する光学ユニットの調整を行う調整装置に用いられる光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法であって、直線が形成されている調整用のチャートとイメージセンサとの距離が所定の距離となり、かつ、上記調整用のチャート上の直線が上記主走査方向に垂直となるように設置した上記光学ユニットにより上記調整用のチャート上の直線を各色のイメージセンサで読取った信号を記憶し、上記光学ユニットにおける第１の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出し、上記光学ユニットにおける第２の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出し、算出した第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量と算出した第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量との差を上記光学ユニットにおける主走査方向に対する回転方向の傾きを示すずれ量として算出することを特徴とする。
この発明の調整装置は、レンズを介して光を主走査方向の走査ライン分の各画素に対応し、複数の色の光電変換素子が平行に設けられているイメージセンサの各光電変換素子に導いてそれぞれの色の電気信号に変換して出力する光学ユニットの調整を行う調整装置において、直線が形成されている調整用のチャートと上記イメージセンサとの距離が所定の距離となり、かつ、上記調整用のチャート上の直線が上記主走査方向に垂直となるように設置した上記光学ユニットにより上記調整用のチャート上の直線を各色のイメージセンサで読取った信号を記憶する記憶手段と、上記光学ユニットにおける第１の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出する第１のずれ量演算手段と、上記光学ユニットにおける第２の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出する第２のずれ量演算手段と、算出した第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量と算出した第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量との差を上記光学ユニットにおける主走査方向に対する回転方向の傾きを示すずれ量として算出する第３のずれ量演算手段とを有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明に係る光学部材が適用される画像読取装置としてのスキャナユニット１１の概略構成を示すものである。
【００１４】
すなわち、図１に示すように、スキャナユニット１１は、読取り対象の原稿Ｄが載置される原稿台ガラス２、この原稿台ガラス２上に載置された原稿Ｄを照明する光源としての露光ランプ３ａ、および露光ランプ３ａからの光を原稿Ｄに効率良く収束させるためのリフレクタ３ｂなどからなる光源ユニット３、この光源ユニット３により照射された原稿Ｄからの反射光を光電変換するＣＣＤラインセンサ４、原稿からの反射光をＣＣＤラインセンサ４に導く光路上に設けられる第１ミラー５、第２ミラー６、第３ミラー７、これらのミラー５〜７により導かれる光を倍率に応じて変倍してＣＣＤラインセンサ４の光電変換素子に照射するレンズ８などから構成されている。
【００１５】
上記光源ユニット３および第１ミラー５は第１キャリッジ９上に搭載され、第２ミラー６および第３ミラー７が第２キャリッジ１０に搭載される。また、上記光源ユニット３により照射される原稿Ｄからの反射光がＣＣＤラインセンサ４に至るまでの光路長が一定に保持されるように、第１キャリッジ９に対して第２キャリッジ１０が１／２の速度にて同方向に移動するようになっている。
【００１６】
上記ＣＣＤラインセンサ４およびレンズ８は同一基板上に設けられて光学ユニット（光学部材）を構成している。レンズ８は、第３のミラー７により偏向された光の光軸を含む面内に配設され、反射光を所望の倍率で結像するようになっている。
【００１７】
上記ＣＣＤラインセンサ４は、主走査方向の走査ラインの画素数に対応する複数の光電変換素子で構成され、主走査方向の走査ライン分の各画素を画素の濃度に応じた出力レベルの電気信号として出力するようになっている。
【００１８】
また、原稿画像をカラーで読取るカラースキャナの場合に用いられるカラー用のＣＣＤラインセンサ４は、例えば、主走査方向に平行に並べて設けられた赤（Ｒ；ｒｅｄ）、緑（Ｇ；ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂ；ｂｌｕｅ）の三色（ＲＧＢ）に対応する光電変換素子で構成され、主走査方向の走査ライン分の各画素をＲＧＢの各色に成分ごとに電気信号に変換して出力するようになっている。
【００１９】
このスキャナユニット１１は、原稿の画像をＣＣＤラインセンサ４で図１の紙面奥行き方向（主走査方向）の１ラインを読取り、更に第１、第２キャリッジ９、１０が図１の左右方向（副走査方向）に移動することで、ＣＣＤラインセンサ４による読取り位置が変わり原稿の画像全体を読取るようになっている。
【００２０】
次に、上記のように構成されるスキャナユニット１１の光学系の調整に伴う種々のずれ量の検出方法について図２、図３を参照しつつ説明する。
図２にように、スキャナユニット１１の光学系の調整は、まず、光学ユニット１におけるレンズ８とＣＣＤラインセンサ４との相対的なずれ量を検出して調整を行う前工程と、図３に示すように、前工程で調整済みの光学ユニット１をスキャナユニット１１に組み込んでから種々のずれ量を検出して調整を行う後工程の２行程からなる。
【００２１】
前工程においては、校正済みの物面、つまり光学系の調整用のチャートを基準として光学ユニット１上のレンズ８とＣＣＤラインセンサ４の調整を行って、レンズ８とＣＣＤラインセンサ４との間の相対的な距離や平行度などのすれ量を検出する。これにより検出されたずれ量に基づいて、光学ユニットのレンズ８とＣＣＤラインセンサ４との相対的な距離や平行度などの調整を行う。
【００２２】
後工程においては、前工程で調整済みの光学ユニット１をスキャナユニット１１に組み込み、物面と像面の光学的関係、つまり、原稿台ガラス２上の原稿Ｄの画像とスキャナユニット１１による読取り画像との歪み、倍率のずれ、ピント等の光学系のずれ量を検出する。これにより、スキャナユニット１１において、歪みがなく、倍率やピントが合った画像を得られるように調整を行なう。
【００２３】
次に、上記前工程について説明する。
図４は、光学ユニット１の調整を行なう前工程に用いられる調整装置２０の制御系統の概略構成を説明するためのブロック図である。
【００２４】
すなわち、光学ユニット１の調整を行う調整装置２０は、ＣＣＤラインセンサ４で受光して電気信号に変換した主走査方向の走査ライン分の各画素の出力信号を記憶するラインメモリ２１、ラインメモリ２１に記憶された走査ライン分の読取り画素における種々のずれ量を算出する第１、第２、第３のずれ量演算手段としてのずれ量演算部２２、このずれ量演算部２２により算出されたずれ量に応じて光学ユニット１上のＣＣＤラインセンサ４とレンズ８との相対位置を調整する調整用アクチュエータ２４、この調整用アクチュエータ２４を動作させるドライバ２３、およびずれ量演算部２２により算出された結果を表示する結果表示部２５により構成されている。
【００２５】
上記前工程においては、上記のように構成される調整装置２０により、図５（ｂ）に示すような、光学ユニット１上のずれ量を検出するための調整用マーク１２を読取ることによりずれ量を検出する。この調整用マーク１２は、図５（ｂ）に示すように、主走査方向に垂直な線分１２ａ、および主走査方向に対して垂直かつ平行でない、互いに平行な２本１組の線分１２ｂ、１２ｃからなる。上記線分１２ａの一方の端部が、線分１２ｂに対して鋭角をなすように線分１２ｂの端部と一致するとともに、線分１２ａの他方の端部が、線分１２ｃに対して鋭角をなすように線分１２ｃの端部と一致するようになっている。
【００２６】
上記線分１２ａと線分１２ｂおよび線分１２ｃとのなす角（傾き角）は特に限定はないが、角度により検出感度を変えることができ、角度を大きくする（９０度に近づける）と検出感度がよくなる。例えば、ここでは４５°に設定される。
【００２７】
上記調整装置２０において、上記調整用マーク１２と光学ユニット１とは、光学ユニット１をスキャナユニット１１に装着した際の原稿台ガラス２上の原稿面からＣＣＤラインセンサ４に至る光路長と同じ光路長になる位置にセットされるようになっている。また、光学ユニット１による主走査方向の走査ラインと上記調整用マーク１２の線分１２ａとが垂直に交差し、線分１２ａおよび線分１２ｂとの各接点間の距離と、線分１２ａおよび線分１２ｃとの各接点間の距離とが等しくなるようにセットされるようになっている。
【００２８】
次に、調整用マーク１２による種々のずれ量の検出原理について説明する。
図６、図７は、この調整用マーク１２をＣＣＤラインセンサ４が読取った際の画素位置と出力レベルを示す特性図（横軸にＣＣＤラインセンサ４における画素位置を取り、縦軸に画素位置に対応する出力信号レベルを表したグラフ）である。
【００２９】
図６に示すように、調整用マーク１２を読取った画素位置と出力レベルを示す特性図は、３つのピークを持つ波形となる。この３つピークは、主走査方向の読取りラインと上記調整用マーク１２の各線分１２ａ、１２ｂ、１２ｃとが交差する点に対応するものである。つまり、主走査方向の走査ラインに対して、ピーク位置ａが調整用マーク１２の線分１２ｃの読取画素、ピーク位置ｂが調整用マーク１２の線分１２ａの読取画素、ピーク位置ｃが調整用マーク１２の線分１２ｂの読取画素にそれぞれ対応するものである。
【００３０】
この３つのピーク位置ａ、ｂ、ｃ及びそのピークレベルの大きさＩａ、Ｉｂ、ＩｃからＣＣＤラインセンサ４の読取った画素の位置が所定位置（理想の位置）からどの程度ずれているか検出する。
【００３１】
各ピーク位置ａ、ｂ、ｃおよびピークレベルＩａ、Ｉｂ、Ｉｃは、光学ユニット１の基板上にＣＣＤラインセンサ４とレンズ８とがずれのない位置に設けられている場合、図７に示すように、ピーク位置に対してａｂ間、ｂｃ間が等しく、ピークレベルＩａ、Ｉｂ、Ｉｃがそれぞれ所定の最大値となる。なお、各ピークレベルＩａ、Ｉｂ、Ｉｃは、ＣＣＤラインセンサ４の各感光素子の出力レベルのばらつき等がない場合、同じ大きさの出力レベルとなる。
【００３２】
上記のような画素位置と出力レベルを示す特性図に基づいて、種々のずれ量を検出することができる。
図５（ｂ）に示すような調整用マーク１２に対して座標軸を図５（ａ）に示すように、主走査方向にＸ軸、副走査方向にＺ軸、紙面垂直方向にＹ軸、各軸周りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、θｚとすると、図８に示すように、各検出項目に対する検出方法がまとめられる。
【００３３】
すなわち、Ｘ方向（主走査方向）のずれは、ｂ点の座標により検出される。ｂ点の座標が所定の座標値と比較してどの程度ずれているかにより主走査ラインの主走査方向のずれ量が検出される。
【００３４】
Ｙ方向（ピント、焦点）のずれは、ＣＣＤラインセンサとレンズとの関係に基づくピントのずれを示すもので、Ｉｂの大きさにより検出される。ピーク出力レベルＩｂの大きさが所定の最大値に対してどの程度ずれているかによりピントのずれ量が検出される。
【００３５】
Ｚ方向（副走査方向）のずれは、ａｂ間の距離とｂｃ間の距離との差により検出される。ａｂ間の距離とｂｃ間の距離との差が０あるいは所定の最小値に対してどの程度ずれているかにより主走査ラインの副走査方向へのずれ量が検出される。
【００３６】
θｙ方向（主走査方向に対する傾き）のずれは、ａｃ間の距離により検出される。ａｃ間の距離が所定の距離に対してどの程度ずれているかにより走査面上における主走査ラインの主走査方向に対する傾きが検出される。
【００３７】
θｚ方向（ピント勾配）のずれは、Ｉａの出力レベルとＩｂの出力レベルとの比較により検出される。Ｉａの出力レベルと所定の最大値との差によるａのピーク位置におけるピントのずれ量と、Ｉｃの出力レベルと所定の最大値との差によるｃのピーク位置におけるピントのずれ量とにより、ピントのずれの勾配、つまり、走査面に対する傾きが検出される。
【００３８】
また、カラースキャナの場合、赤（Ｒ；ｒｅｄ）、緑（Ｇ；ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂ；ｂｌｕｅ）の３色の入力に相当し、各色に対応する光電変換素子からなる３本のラインセンサがＺ軸方向に、平行に並んで設けられている。この場合、それぞれ色における出力レベルＩｂと所定の最大値とから検出されるピントのずれ量を比較することにより、カラーＣＣＤラインセンサのθｘ方向（主走査方向の回転方向）の傾きによるずれ量を検出できる。
【００３９】
次に、上記のような調整用マーク１２による各ずれ量の検出原理を応用し、図９に示すような主走査方向に調整用マーク１２を２つ並べた第１チャート１３から光学ユニット１における種々のずれ量の検出する場合について説明する。
【００４０】
すなわち、第１チャート１３は、上記のような調整用マークによるＸ、Ｙ、Ｚθｘ、θｙ、およびθｚのずれ量の検出方法に加えて、２つの調整用マーク（第１マーク１４、第２マーク１５）により、θｙ方向のずれ量と倍率のずれ量を検出できる。
【００４１】
θｙ方向のずれ量は、第１チャート１３の第１マーク１４から検出されるＺ方向のずれ量Ｚ１と第２マーク１５から検出されるＺ方向のずれ量Ｚ２との差からθｙ方向のずれ量を検出する。ずれ量Ｚ１とずれ量Ｚ２との差が０あるいは所定の最小値に比較してどの程度ずれているかにより走査面上におけるＣＣＤラインセンサ４の走査ラインの傾きのずれ量を検出する。これにより、１つの調整用マークにより検出されるずれ量に比べ、２つの調整用マークにより検出されるずれ量が大きな値で検出でき、検出感度を高めることができる。
【００４２】
倍率のずれ量は、第１マーク１４の線分１４ａと走査ラインとの交点と第２マークの線分１５ａと走査ラインとの交点との距離と設定されている倍率の所定の距離とを比較することにより倍率に伴うずれ量を検出する。つまり、図９に示すように、第１チャート１３の第１、第２マーク１４、１５から検出されるＸ方向の座標値Ｘ１、Ｘ２間の距離と設定倍率に伴う所定の距離とを比較することで倍率のずれ量を検出する。
【００４３】
上記したように、所定の位置に設けられた調整用マークを１ライン分読取って得られる各画素位置と出力レベルとの特性に基づき、読取った走査ラインと調整用マークの各線分との交点の位置と、その交点における出力レベルを検出し、それらの値と所定の値とを比較して読取った走査ラインにおける主走査方向の位置のずれ、副走査方向の位置ずれ、走査面における走査ラインの傾き、主走査方向の回転方向の傾き、ピントのずれ、主走査方向の傾き、およびピントのずれの勾配を検出するようにしたものである。
【００４４】
これにより、光学ユニット１の調整において必要な検出量である主走査方向の位置のずれ、副走査方向の位置ずれ、走査面における走査ラインの傾き、主走査方向の回転方向の傾き、ピントのずれ、およびピントのずれの勾配のずれ量（自由度）を同時に検出できる。
【００４５】
また、調整用マークを主走査方向に２つ並べた第１チャートを１ライン分読取って得られる各画素位置と出力レベルとの特性に基づき、読取った走査ラインと第１チャートの各線分との交点の位置と、その交点における出力レベルを検出し、それらの値と所定の値とを比較することにより、上記調整用マークから検出できるずれ量に加えて、ピントの勾配、および倍率に対するずれ量を検出するようにしたものである。
【００４６】
これにより、光学ユニット１の調整において必要な検出量である主走査方向の位置のずれ、副走査方向の位置ずれ、走査面における走査ラインの傾き、主走査方向の回転方向の傾き、およびピントのずれに加えて、ピントのずれの勾配および倍率に対するずれの７つのずれ量（自由度）が同時に検出できる。
【００４７】
次に、後工程について説明する。
後工程では、上記前工程により検出されたずれ量に基づきレンズ８およびＣＣＤラインセンサ４の位置の調整を行った光学ユニット１をスキャナユニット１１の所定位置に固定し、第１、第２、第３ミラ−５、６、７を介した原稿面と光学ユニット１とのずれ量の検出を行う。ここでは、設定倍率に対するずれ、画像の歪み、原稿面上での位置ずれ（Ｘ、Ｚ）の調整を行う。なお、画像の歪みとは、第１、第２キャリッジ９、１０が副走査方向に移動することにより生じる歪みであり、図１０に示すように、元画像としての長方形１７とこの長方形１７の読取画像としての図形１８との間で各頂点の角度に変化が生じてしまうことを言う。
【００４８】
後工程では、図１１に示すように、４つの調整用マーク（第１マーク、第２マーク、第３マーク、第４マーク）１９〜２２が長方形を形成するように配置された第２チャート１８が用いられる。各調整用マークは、第１マーク１９の線分１９ａと１９ｂとが接する点Ｃ１、第２マーク２０の線分２０ａと２０ｂとが接する点Ｃ２、第３マーク２１の線分２１ａと線分２１ｂとが接する点Ｃ３、および第４マーク２２の線分２２ａと線分２２ｂとが接する点Ｃ４が長方形の頂点を形成するように配置される。
【００４９】
また、この第２チャー卜１８は、第１マーク１９の線分１９ａと第３マーク２１の線分２１ａとが同一直線上に乗り、同様に、線分２０ａと線分２２ａ、線分１９ｂと線分２２ｂ、および線分２０ｂと２１ｂも同一直線上に乗り、長方形Ｃ１Ｃ２Ｃ３Ｃ４の辺や対角線を形成するようになっている。
【００５０】
また、上記の長方形の頂点Ｃ１〜Ｃ４は、各マークの線分１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａと線分１９ｃ、２０ｃ、２１ｃ、２２ｃとが接する点を頂点とするように、Ｃ１〜Ｃ４を配置しても良い。この場合、線分１９ｃと２２ｃ、および線分２０ｃと２１ｃとが同一直線上に乗るように配置される。
【００５１】
また、画像の歪みおよび倍率のずれを検出する場合、上記第２チャートでは、第１マーク、第２マーク、第３マーク、および第４マークがそれぞれ３つの線分により構成されるとしたが、各マーク間で長方形の頂点を形成するように、主走査方向に垂直な線分と、長方形の対角線と一致する線分との２本の線分からなる４つマークで構成されるチャートであっても良い。例えば、第１マークが１９ａ、１９ｂ、第２マークが２０ａと２０ｂ、第３マークが２１ａと２１ｂ、第４マークが２２ａと２２ｂからなる各マークにより構成されるチャートであっても良い。
【００５２】
上記後工程において、スキャナユニット１１の調整を行う際、上記第２チャートが原稿台ガラス２上に載置される。この状態で、主走査方向に対して第２チャートの第１マーク１９および第２マーク２０上の任意の１ラインと、第３マーク２１および第４マーク２２上の任意の１ラインとを読取る。
【００５３】
これにより読取った２ラインにおける第１マーク１９の線分１９ａおよび線分１９ｂと交差する点Ｐ１および点Ｐ２、第２マーク２０の線分２０ａおよび線分２０ｂと交差する点Ｐ３および点Ｐ４、第３マーク２１の線分２１ａおよび線分２１ｂと交差する点Ｐ５および点Ｐ６、第４マーク２２の線分２２ａおよび線分２２ｂと交差する点Ｐ７および点Ｐ８をそれぞれ検出する。この検出された点Ｐ１〜Ｐ８により、長方形の頂点Ｃ１〜Ｃ４が幾何学的性質から算出できる。
【００５４】
つまり、点Ｐ１と点Ｐ３とを含む直線と点Ｐ２と点７とを含む直線との交点が頂点Ｃ１、点Ｐ３と点Ｐ６とを含む直線と点Ｐ４と点Ｐ８とを含む直線との交点が頂点Ｃ２、点Ｐ５と点Ｐ１とを含む直線と点Ｐ６と点Ｐ３とを含む直線との交点が頂点Ｃ３、点Ｐ７と点Ｐ２とを含む直線と点Ｐ８と点Ｐ４とを含む直線との交点が頂点Ｃ４として算出される。
【００５５】
これらの頂点Ｃ１〜Ｃ４の位置座標に基づいて、倍率に伴うずれ量、画像歪み、原稿面上での位置のずれ量が算出される。
倍率に伴うずれ量は、検出された各点Ｃ１〜Ｃ４の相対距離と設定倍率に対応する所定の相対距離とを比較することにより倍率に対するずれ量を検出する。例えば、Ｃ１Ｃ２間、Ｃ２Ｃ４間、Ｃ３Ｃ４間、Ｃ１Ｃ４間の各距離、つまり、４点により形成される４角形の各辺の長さが設定倍率に対応する所定の長さと比較してどの程度ずれているかにより倍率に伴うずれ量を検出する。
【００５６】
画像歪みは、検出されたＣ１〜Ｃ４で形成される四角形と所定の長方形とを比較することにより歪みを検出する。例えば、Ｃ１Ｃ３間の距離と、Ｃ２Ｃ４間の距離の差、つまり、４点Ｃ１〜Ｃ４で形成される４角形の対角線が所定の値と比較してどの程度ずれているかにより歪みによるずれ量を検出する。
【００５７】
このような手法を用いると第２チャート１８が原稿台上に多少ずれて載置されている場合にも無関係に頂点の検出ができ、画像の歪みに伴うずれ量、倍率に対するずれ量が算出できる。
【００５８】
また、読取り位置のずれは、４点の座標と所定の座標とを比較することにより位置のずれ量を検出する。
これらの検出原理に基づいて検出されるずれ量に対応して、光学ユニット１、第１ミラー５、第２ミラー６、および第３ミラ−７の位置や傾きなどを調整することによりスキャナユニット１１全体における光学系の調整が行われる。
【００５９】
また、上記後工程の例では、長方形を形成する４つのマークにより設定倍率に対するずれ量、画像の歪み、読取位置のずれ量などについて説明したが、上記前工程の場合と同様に、１つの調整用マークあるいは主走査方向に並べた２つの調整マークからなるチャートを原稿載置台２上に載置して主走査方向の１ライン分の画像を読取り、上記検出原理により主走査方向（Ｘ方向）のずれ量、副走査方向（Ｚ方向）のずれ量、ピント（Ｙ方向）のずれ量、走査面上の主走査方向の傾き（θｘ方向）、ピントの勾配（θｙ方向）、主走査方向を軸とした回転方向（θｚ方向）のずれ量などを検出するようにしても良い。
【００６０】
上記のように、原稿台に載置した調整用マークを１ライン分読取ることにより検出される走査ラインと調整用マークとの交点から主走査方向のずれ量、副走査方向のずれ量、ピントのずれ量、および走査面における走査ラインの主走査方向に対する傾き、走査ラインにおけるピントのずれの勾配、カラーＣＣＤセンサの各色に対する焦点のずれ量を検出するようにしたものである。
【００６１】
これにより、簡単に光学ユニットを搭載したスキャナユニットでの読取時に生じる種々のずれ量を検出できる。
また、４つの調整用マークにより長方形の４つの頂点を示すように配置された単純な図形からなる第２チャートを原稿載置台上に載置して、この第２チャートを主走査方向に２ライン分を読取ることにより、上記第２チャート上の図形の読取結果としての長方形の４つの頂点を検出し、この４つの頂点で形成される長方形と所定の長方形とを比較して設定倍率に対するずれ量、読取画像の歪み、および読取位置のずれ量などを検出するようにしたものである。
【００６２】
これにより、単純な図形からなる第２チャートを２ライン読取るだけで、画像読取装置における光学系だけでなく副走査方向への移動により生じるずれを含めた読取画像の設定倍率に対するずれ量、読取画像の歪み、および読取位置のずれ量などを簡単に検出できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、光学ユニットにおける焦点のずれ量、および、主走査方向に対する回転方向のずれ量を簡単に算出できる光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法および光学ユニットの調整装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係わるスキャナユニットの概略構成を示す断面図。
【図２】前工程における光学ユニットのずれ量の検出方法を説明するための図。
【図３】後工程におけるスキャナユニット内のずれ量の検出方法を説明するための図。
【図４】調整装置の概略構成を説明するためのブロック図。
【図５】調整用マークの構成を示す図。
【図６】調整用マークを読取った際の画素位置と出力レベルとを示す特性図。
【図７】調整用マークを読取った際の画素位置と出力レベルとを示す特性図。
【図８】ずれ量の検出項目と検出方法とを説明するための図。
【図９】光学ユニットにおけるずれ量を検出する第１チャートを示す図。
【図１０】スキャナユニットにおける読取画像の歪みを説明するための図。
【図１１】スキャナユニットにおける読取画像のずれ量を検出する第２チャートを示す図。
【符号の説明】
１…光学ユニット
２…原稿載置台
４…ＣＣＤラインセンサ
８…レンズ
９…第１キャリッジ
１０…第２キャリッジ
１１…スキャナユニット
１２…調整用マーク
１３…第１チャート
１８…第２チャート
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、画像形成装置に用いられる画像読取装置における主走査方向の走査ラインのずれ量、および画像読取装置に搭載される光学部材の走査ラインのずれ量を検出する検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像読取装置に用いられる光学系ユニットの調整を行う場合、熟練者がオシロスコープの波形を見ながら手動で調整を行ってきたため、調整時間および調整精度が不安定である。このため、検出用のチャートを工夫することで各ずれ量の検出を数値化、自動化し調整時間の安定、短縮を計る技術が研究されている。
【０００３】
たとえば、副走査方向に直線的に幅が変化し、かつ、主走査方向に平行なエッジを有するマークにより主走査方向と副走査方向との位置のずれ量と倍率に対する誤差とを検出するものが知られている（特開平８−１０２８１８号公報）。
【０００４】
しかしながら、このようなマークを用いた検出方法では、主走査方向と副走査方向との位置のずれ、および倍率による誤差しか検出できない。
また、その他の調整項目も含めた調整用チャートも提案されている（特開平５−７５７９７号公報）。この場合には、検出用マークが多くなり、検出位置も増え、検出時間が長くなる欠点があった。
【０００５】
また、従来の調整用チャートでは、光学ユニットの調整のみにしか適用できず、原稿を露光して主走査方向の走査ラインを副走査方向に順次読取ることにより読取動作に行う画像読取装置全体の調整には利用できないという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、光学ユニットにおける焦点のずれ量、および、主走査方向に対する回転方向のずれ量を簡単に算出することができる光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法および光学ユニットの調整装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法は、レンズを介して光を主走査方向の走査ライン分の各画素に対応し、複数の色の光電変換素子が平行に設けられているイメージセンサの各光電変換素子に導いてそれぞれの色の電気信号に変換して出力する光学ユニットの調整を行う調整装置に用いられる光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法であって、直線が形成されている調整用のチャートとイメージセンサとの距離が所定の距離となり、かつ、上記調整用のチャート上の直線が上記主走査方向に垂直となるように設置した上記光学ユニットにより上記調整用のチャート上の直線を各色のイメージセンサで読取った信号を記憶し、上記光学ユニットにおける第１の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出し、上記光学ユニットにおける第２の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出し、算出した第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量と算出した第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量との差を上記光学ユニットにおける主走査方向に対する回転方向の傾きを示すずれ量として算出することを特徴とする。
この発明の調整装置は、レンズを介して光を主走査方向の走査ライン分の各画素に対応し、複数の色の光電変換素子が平行に設けられているイメージセンサの各光電変換素子に導いてそれぞれの色の電気信号に変換して出力する光学ユニットの調整を行う調整装置において、直線が形成されている調整用のチャートと上記イメージセンサとの距離が所定の距離となり、かつ、上記調整用のチャート上の直線が上記主走査方向に垂直となるように設置した上記光学ユニットにより上記調整用のチャート上の直線を各色のイメージセンサで読取った信号を記憶する記憶手段と、上記光学ユニットにおける第１の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出する第１のずれ量演算手段と、上記光学ユニットにおける第２の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出する第２のずれ量演算手段と、算出した第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量と算出した第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量との差を上記光学ユニットにおける主走査方向に対する回転方向の傾きを示すずれ量として算出する第３のずれ量演算手段とを有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明に係る光学部材が適用される画像読取装置としてのスキャナユニット１１の概略構成を示すものである。
【００１４】
すなわち、図１に示すように、スキャナユニット１１は、読取り対象の原稿Ｄが載置される原稿台ガラス２、この原稿台ガラス２上に載置された原稿Ｄを照明する光源としての露光ランプ３ａ、および露光ランプ３ａからの光を原稿Ｄに効率良く収束させるためのリフレクタ３ｂなどからなる光源ユニット３、この光源ユニット３により照射された原稿Ｄからの反射光を光電変換するＣＣＤラインセンサ４、原稿からの反射光をＣＣＤラインセンサ４に導く光路上に設けられる第１ミラー５、第２ミラー６、第３ミラー７、これらのミラー５〜７により導かれる光を倍率に応じて変倍してＣＣＤラインセンサ４の光電変換素子に照射するレンズ８などから構成されている。
【００１５】
上記光源ユニット３および第１ミラー５は第１キャリッジ９上に搭載され、第２ミラー６および第３ミラー７が第２キャリッジ１０に搭載される。また、上記光源ユニット３により照射される原稿Ｄからの反射光がＣＣＤラインセンサ４に至るまでの光路長が一定に保持されるように、第１キャリッジ９に対して第２キャリッジ１０が１／２の速度にて同方向に移動するようになっている。
【００１６】
上記ＣＣＤラインセンサ４およびレンズ８は同一基板上に設けられて光学ユニット（光学部材）を構成している。レンズ８は、第３のミラー７により偏向された光の光軸を含む面内に配設され、反射光を所望の倍率で結像するようになっている。
【００１７】
上記ＣＣＤラインセンサ４は、主走査方向の走査ラインの画素数に対応する複数の光電変換素子で構成され、主走査方向の走査ライン分の各画素を画素の濃度に応じた出力レベルの電気信号として出力するようになっている。
【００１８】
また、原稿画像をカラーで読取るカラースキャナの場合に用いられるカラー用のＣＣＤラインセンサ４は、例えば、主走査方向に平行に並べて設けられた赤（Ｒ；ｒｅｄ）、緑（Ｇ；ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂ；ｂｌｕｅ）の三色（ＲＧＢ）に対応する光電変換素子で構成され、主走査方向の走査ライン分の各画素をＲＧＢの各色に成分ごとに電気信号に変換して出力するようになっている。
【００１９】
このスキャナユニット１１は、原稿の画像をＣＣＤラインセンサ４で図１の紙面奥行き方向（主走査方向）の１ラインを読取り、更に第１、第２キャリッジ９、１０が図１の左右方向（副走査方向）に移動することで、ＣＣＤラインセンサ４による読取り位置が変わり原稿の画像全体を読取るようになっている。
【００２０】
次に、上記のように構成されるスキャナユニット１１の光学系の調整に伴う種々のずれ量の検出方法について図２、図３を参照しつつ説明する。
図２にように、スキャナユニット１１の光学系の調整は、まず、光学ユニット１におけるレンズ８とＣＣＤラインセンサ４との相対的なずれ量を検出して調整を行う前工程と、図３に示すように、前工程で調整済みの光学ユニット１をスキャナユニット１１に組み込んでから種々のずれ量を検出して調整を行う後工程の２行程からなる。
【００２１】
前工程においては、校正済みの物面、つまり光学系の調整用のチャートを基準として光学ユニット１上のレンズ８とＣＣＤラインセンサ４の調整を行って、レンズ８とＣＣＤラインセンサ４との間の相対的な距離や平行度などのすれ量を検出する。これにより検出されたずれ量に基づいて、光学ユニットのレンズ８とＣＣＤラインセンサ４との相対的な距離や平行度などの調整を行う。
【００２２】
後工程においては、前工程で調整済みの光学ユニット１をスキャナユニット１１に組み込み、物面と像面の光学的関係、つまり、原稿台ガラス２上の原稿Ｄの画像とスキャナユニット１１による読取り画像との歪み、倍率のずれ、ピント等の光学系のずれ量を検出する。これにより、スキャナユニット１１において、歪みがなく、倍率やピントが合った画像を得られるように調整を行なう。
【００２３】
次に、上記前工程について説明する。
図４は、光学ユニット１の調整を行なう前工程に用いられる調整装置２０の制御系統の概略構成を説明するためのブロック図である。
【００２４】
すなわち、光学ユニット１の調整を行う調整装置２０は、ＣＣＤラインセンサ４で受光して電気信号に変換した主走査方向の走査ライン分の各画素の出力信号を記憶するラインメモリ２１、ラインメモリ２１に記憶された走査ライン分の読取り画素における種々のずれ量を算出する第１、第２、第３のずれ量演算手段としてのずれ量演算部２２、このずれ量演算部２２により算出されたずれ量に応じて光学ユニット１上のＣＣＤラインセンサ４とレンズ８との相対位置を調整する調整用アクチュエータ２４、この調整用アクチュエータ２４を動作させるドライバ２３、およびずれ量演算部２２により算出された結果を表示する結果表示部２５により構成されている。
【００２５】
上記前工程においては、上記のように構成される調整装置２０により、図５（ｂ）に示すような、光学ユニット１上のずれ量を検出するための調整用マーク１２を読取ることによりずれ量を検出する。この調整用マーク１２は、図５（ｂ）に示すように、主走査方向に垂直な線分１２ａ、および主走査方向に対して垂直かつ平行でない、互いに平行な２本１組の線分１２ｂ、１２ｃからなる。上記線分１２ａの一方の端部が、線分１２ｂに対して鋭角をなすように線分１２ｂの端部と一致するとともに、線分１２ａの他方の端部が、線分１２ｃに対して鋭角をなすように線分１２ｃの端部と一致するようになっている。
【００２６】
上記線分１２ａと線分１２ｂおよび線分１２ｃとのなす角（傾き角）は特に限定はないが、角度により検出感度を変えることができ、角度を大きくする（９０度に近づける）と検出感度がよくなる。例えば、ここでは４５°に設定される。
【００２７】
上記調整装置２０において、上記調整用マーク１２と光学ユニット１とは、光学ユニット１をスキャナユニット１１に装着した際の原稿台ガラス２上の原稿面からＣＣＤラインセンサ４に至る光路長と同じ光路長になる位置にセットされるようになっている。また、光学ユニット１による主走査方向の走査ラインと上記調整用マーク１２の線分１２ａとが垂直に交差し、線分１２ａおよび線分１２ｂとの各接点間の距離と、線分１２ａおよび線分１２ｃとの各接点間の距離とが等しくなるようにセットされるようになっている。
【００２８】
次に、調整用マーク１２による種々のずれ量の検出原理について説明する。
図６、図７は、この調整用マーク１２をＣＣＤラインセンサ４が読取った際の画素位置と出力レベルを示す特性図（横軸にＣＣＤラインセンサ４における画素位置を取り、縦軸に画素位置に対応する出力信号レベルを表したグラフ）である。
【００２９】
図６に示すように、調整用マーク１２を読取った画素位置と出力レベルを示す特性図は、３つのピークを持つ波形となる。この３つピークは、主走査方向の読取りラインと上記調整用マーク１２の各線分１２ａ、１２ｂ、１２ｃとが交差する点に対応するものである。つまり、主走査方向の走査ラインに対して、ピーク位置ａが調整用マーク１２の線分１２ｃの読取画素、ピーク位置ｂが調整用マーク１２の線分１２ａの読取画素、ピーク位置ｃが調整用マーク１２の線分１２ｂの読取画素にそれぞれ対応するものである。
【００３０】
この３つのピーク位置ａ、ｂ、ｃ及びそのピークレベルの大きさＩａ、Ｉｂ、ＩｃからＣＣＤラインセンサ４の読取った画素の位置が所定位置（理想の位置）からどの程度ずれているか検出する。
【００３１】
各ピーク位置ａ、ｂ、ｃおよびピークレベルＩａ、Ｉｂ、Ｉｃは、光学ユニット１の基板上にＣＣＤラインセンサ４とレンズ８とがずれのない位置に設けられている場合、図７に示すように、ピーク位置に対してａｂ間、ｂｃ間が等しく、ピークレベルＩａ、Ｉｂ、Ｉｃがそれぞれ所定の最大値となる。なお、各ピークレベルＩａ、Ｉｂ、Ｉｃは、ＣＣＤラインセンサ４の各感光素子の出力レベルのばらつき等がない場合、同じ大きさの出力レベルとなる。
【００３２】
上記のような画素位置と出力レベルを示す特性図に基づいて、種々のずれ量を検出することができる。
図５（ｂ）に示すような調整用マーク１２に対して座標軸を図５（ａ）に示すように、主走査方向にＸ軸、副走査方向にＺ軸、紙面垂直方向にＹ軸、各軸周りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、θｚとすると、図８に示すように、各検出項目に対する検出方法がまとめられる。
【００３３】
すなわち、Ｘ方向（主走査方向）のずれは、ｂ点の座標により検出される。ｂ点の座標が所定の座標値と比較してどの程度ずれているかにより主走査ラインの主走査方向のずれ量が検出される。
【００３４】
Ｙ方向（ピント、焦点）のずれは、ＣＣＤラインセンサとレンズとの関係に基づくピントのずれを示すもので、Ｉｂの大きさにより検出される。ピーク出力レベルＩｂの大きさが所定の最大値に対してどの程度ずれているかによりピントのずれ量が検出される。
【００３５】
Ｚ方向（副走査方向）のずれは、ａｂ間の距離とｂｃ間の距離との差により検出される。ａｂ間の距離とｂｃ間の距離との差が０あるいは所定の最小値に対してどの程度ずれているかにより主走査ラインの副走査方向へのずれ量が検出される。
【００３６】
θｙ方向（主走査方向に対する傾き）のずれは、ａｃ間の距離により検出される。ａｃ間の距離が所定の距離に対してどの程度ずれているかにより走査面上における主走査ラインの主走査方向に対する傾きが検出される。
【００３７】
θｚ方向（ピント勾配）のずれは、Ｉａの出力レベルとＩｂの出力レベルとの比較により検出される。Ｉａの出力レベルと所定の最大値との差によるａのピーク位置におけるピントのずれ量と、Ｉｃの出力レベルと所定の最大値との差によるｃのピーク位置におけるピントのずれ量とにより、ピントのずれの勾配、つまり、走査面に対する傾きが検出される。
【００３８】
また、カラースキャナの場合、赤（Ｒ；ｒｅｄ）、緑（Ｇ；ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂ；ｂｌｕｅ）の３色の入力に相当し、各色に対応する光電変換素子からなる３本のラインセンサがＺ軸方向に、平行に並んで設けられている。この場合、それぞれ色における出力レベルＩｂと所定の最大値とから検出されるピントのずれ量を比較することにより、カラーＣＣＤラインセンサのθｘ方向（主走査方向の回転方向）の傾きによるずれ量を検出できる。
【００３９】
次に、上記のような調整用マーク１２による各ずれ量の検出原理を応用し、図９に示すような主走査方向に調整用マーク１２を２つ並べた第１チャート１３から光学ユニット１における種々のずれ量の検出する場合について説明する。
【００４０】
すなわち、第１チャート１３は、上記のような調整用マークによるＸ、Ｙ、Ｚθｘ、θｙ、およびθｚのずれ量の検出方法に加えて、２つの調整用マーク（第１マーク１４、第２マーク１５）により、θｙ方向のずれ量と倍率のずれ量を検出できる。
【００４１】
θｙ方向のずれ量は、第１チャート１３の第１マーク１４から検出されるＺ方向のずれ量Ｚ１と第２マーク１５から検出されるＺ方向のずれ量Ｚ２との差からθｙ方向のずれ量を検出する。ずれ量Ｚ１とずれ量Ｚ２との差が０あるいは所定の最小値に比較してどの程度ずれているかにより走査面上におけるＣＣＤラインセンサ４の走査ラインの傾きのずれ量を検出する。これにより、１つの調整用マークにより検出されるずれ量に比べ、２つの調整用マークにより検出されるずれ量が大きな値で検出でき、検出感度を高めることができる。
【００４２】
倍率のずれ量は、第１マーク１４の線分１４ａと走査ラインとの交点と第２マークの線分１５ａと走査ラインとの交点との距離と設定されている倍率の所定の距離とを比較することにより倍率に伴うずれ量を検出する。つまり、図９に示すように、第１チャート１３の第１、第２マーク１４、１５から検出されるＸ方向の座標値Ｘ１、Ｘ２間の距離と設定倍率に伴う所定の距離とを比較することで倍率のずれ量を検出する。
【００４３】
上記したように、所定の位置に設けられた調整用マークを１ライン分読取って得られる各画素位置と出力レベルとの特性に基づき、読取った走査ラインと調整用マークの各線分との交点の位置と、その交点における出力レベルを検出し、それらの値と所定の値とを比較して読取った走査ラインにおける主走査方向の位置のずれ、副走査方向の位置ずれ、走査面における走査ラインの傾き、主走査方向の回転方向の傾き、ピントのずれ、主走査方向の傾き、およびピントのずれの勾配を検出するようにしたものである。
【００４４】
これにより、光学ユニット１の調整において必要な検出量である主走査方向の位置のずれ、副走査方向の位置ずれ、走査面における走査ラインの傾き、主走査方向の回転方向の傾き、ピントのずれ、およびピントのずれの勾配のずれ量（自由度）を同時に検出できる。
【００４５】
また、調整用マークを主走査方向に２つ並べた第１チャートを１ライン分読取って得られる各画素位置と出力レベルとの特性に基づき、読取った走査ラインと第１チャートの各線分との交点の位置と、その交点における出力レベルを検出し、それらの値と所定の値とを比較することにより、上記調整用マークから検出できるずれ量に加えて、ピントの勾配、および倍率に対するずれ量を検出するようにしたものである。
【００４６】
これにより、光学ユニット１の調整において必要な検出量である主走査方向の位置のずれ、副走査方向の位置ずれ、走査面における走査ラインの傾き、主走査方向の回転方向の傾き、およびピントのずれに加えて、ピントのずれの勾配および倍率に対するずれの７つのずれ量（自由度）が同時に検出できる。
【００４７】
次に、後工程について説明する。
後工程では、上記前工程により検出されたずれ量に基づきレンズ８およびＣＣＤラインセンサ４の位置の調整を行った光学ユニット１をスキャナユニット１１の所定位置に固定し、第１、第２、第３ミラ−５、６、７を介した原稿面と光学ユニット１とのずれ量の検出を行う。ここでは、設定倍率に対するずれ、画像の歪み、原稿面上での位置ずれ（Ｘ、Ｚ）の調整を行う。なお、画像の歪みとは、第１、第２キャリッジ９、１０が副走査方向に移動することにより生じる歪みであり、図１０に示すように、元画像としての長方形１７とこの長方形１７の読取画像としての図形１８との間で各頂点の角度に変化が生じてしまうことを言う。
【００４８】
後工程では、図１１に示すように、４つの調整用マーク（第１マーク、第２マーク、第３マーク、第４マーク）１９〜２２が長方形を形成するように配置された第２チャート１８が用いられる。各調整用マークは、第１マーク１９の線分１９ａと１９ｂとが接する点Ｃ１、第２マーク２０の線分２０ａと２０ｂとが接する点Ｃ２、第３マーク２１の線分２１ａと線分２１ｂとが接する点Ｃ３、および第４マーク２２の線分２２ａと線分２２ｂとが接する点Ｃ４が長方形の頂点を形成するように配置される。
【００４９】
また、この第２チャー卜１８は、第１マーク１９の線分１９ａと第３マーク２１の線分２１ａとが同一直線上に乗り、同様に、線分２０ａと線分２２ａ、線分１９ｂと線分２２ｂ、および線分２０ｂと２１ｂも同一直線上に乗り、長方形Ｃ１Ｃ２Ｃ３Ｃ４の辺や対角線を形成するようになっている。
【００５０】
また、上記の長方形の頂点Ｃ１〜Ｃ４は、各マークの線分１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａと線分１９ｃ、２０ｃ、２１ｃ、２２ｃとが接する点を頂点とするように、Ｃ１〜Ｃ４を配置しても良い。この場合、線分１９ｃと２２ｃ、および線分２０ｃと２１ｃとが同一直線上に乗るように配置される。
【００５１】
また、画像の歪みおよび倍率のずれを検出する場合、上記第２チャートでは、第１マーク、第２マーク、第３マーク、および第４マークがそれぞれ３つの線分により構成されるとしたが、各マーク間で長方形の頂点を形成するように、主走査方向に垂直な線分と、長方形の対角線と一致する線分との２本の線分からなる４つマークで構成されるチャートであっても良い。例えば、第１マークが１９ａ、１９ｂ、第２マークが２０ａと２０ｂ、第３マークが２１ａと２１ｂ、第４マークが２２ａと２２ｂからなる各マークにより構成されるチャートであっても良い。
【００５２】
上記後工程において、スキャナユニット１１の調整を行う際、上記第２チャートが原稿台ガラス２上に載置される。この状態で、主走査方向に対して第２チャートの第１マーク１９および第２マーク２０上の任意の１ラインと、第３マーク２１および第４マーク２２上の任意の１ラインとを読取る。
【００５３】
これにより読取った２ラインにおける第１マーク１９の線分１９ａおよび線分１９ｂと交差する点Ｐ１および点Ｐ２、第２マーク２０の線分２０ａおよび線分２０ｂと交差する点Ｐ３および点Ｐ４、第３マーク２１の線分２１ａおよび線分２１ｂと交差する点Ｐ５および点Ｐ６、第４マーク２２の線分２２ａおよび線分２２ｂと交差する点Ｐ７および点Ｐ８をそれぞれ検出する。この検出された点Ｐ１〜Ｐ８により、長方形の頂点Ｃ１〜Ｃ４が幾何学的性質から算出できる。
【００５４】
つまり、点Ｐ１と点Ｐ３とを含む直線と点Ｐ２と点７とを含む直線との交点が頂点Ｃ１、点Ｐ３と点Ｐ６とを含む直線と点Ｐ４と点Ｐ８とを含む直線との交点が頂点Ｃ２、点Ｐ５と点Ｐ１とを含む直線と点Ｐ６と点Ｐ３とを含む直線との交点が頂点Ｃ３、点Ｐ７と点Ｐ２とを含む直線と点Ｐ８と点Ｐ４とを含む直線との交点が頂点Ｃ４として算出される。
【００５５】
これらの頂点Ｃ１〜Ｃ４の位置座標に基づいて、倍率に伴うずれ量、画像歪み、原稿面上での位置のずれ量が算出される。
倍率に伴うずれ量は、検出された各点Ｃ１〜Ｃ４の相対距離と設定倍率に対応する所定の相対距離とを比較することにより倍率に対するずれ量を検出する。例えば、Ｃ１Ｃ２間、Ｃ２Ｃ４間、Ｃ３Ｃ４間、Ｃ１Ｃ４間の各距離、つまり、４点により形成される４角形の各辺の長さが設定倍率に対応する所定の長さと比較してどの程度ずれているかにより倍率に伴うずれ量を検出する。
【００５６】
画像歪みは、検出されたＣ１〜Ｃ４で形成される四角形と所定の長方形とを比較することにより歪みを検出する。例えば、Ｃ１Ｃ３間の距離と、Ｃ２Ｃ４間の距離の差、つまり、４点Ｃ１〜Ｃ４で形成される４角形の対角線が所定の値と比較してどの程度ずれているかにより歪みによるずれ量を検出する。
【００５７】
このような手法を用いると第２チャート１８が原稿台上に多少ずれて載置されている場合にも無関係に頂点の検出ができ、画像の歪みに伴うずれ量、倍率に対するずれ量が算出できる。
【００５８】
また、読取り位置のずれは、４点の座標と所定の座標とを比較することにより位置のずれ量を検出する。
これらの検出原理に基づいて検出されるずれ量に対応して、光学ユニット１、第１ミラー５、第２ミラー６、および第３ミラ−７の位置や傾きなどを調整することによりスキャナユニット１１全体における光学系の調整が行われる。
【００５９】
また、上記後工程の例では、長方形を形成する４つのマークにより設定倍率に対するずれ量、画像の歪み、読取位置のずれ量などについて説明したが、上記前工程の場合と同様に、１つの調整用マークあるいは主走査方向に並べた２つの調整マークからなるチャートを原稿載置台２上に載置して主走査方向の１ライン分の画像を読取り、上記検出原理により主走査方向（Ｘ方向）のずれ量、副走査方向（Ｚ方向）のずれ量、ピント（Ｙ方向）のずれ量、走査面上の主走査方向の傾き（θｘ方向）、ピントの勾配（θｙ方向）、主走査方向を軸とした回転方向（θｚ方向）のずれ量などを検出するようにしても良い。
【００６０】
上記のように、原稿台に載置した調整用マークを１ライン分読取ることにより検出される走査ラインと調整用マークとの交点から主走査方向のずれ量、副走査方向のずれ量、ピントのずれ量、および走査面における走査ラインの主走査方向に対する傾き、走査ラインにおけるピントのずれの勾配、カラーＣＣＤセンサの各色に対する焦点のずれ量を検出するようにしたものである。
【００６１】
これにより、簡単に光学ユニットを搭載したスキャナユニットでの読取時に生じる種々のずれ量を検出できる。
また、４つの調整用マークにより長方形の４つの頂点を示すように配置された単純な図形からなる第２チャートを原稿載置台上に載置して、この第２チャートを主走査方向に２ライン分を読取ることにより、上記第２チャート上の図形の読取結果としての長方形の４つの頂点を検出し、この４つの頂点で形成される長方形と所定の長方形とを比較して設定倍率に対するずれ量、読取画像の歪み、および読取位置のずれ量などを検出するようにしたものである。
【００６２】
これにより、単純な図形からなる第２チャートを２ライン読取るだけで、画像読取装置における光学系だけでなく副走査方向への移動により生じるずれを含めた読取画像の設定倍率に対するずれ量、読取画像の歪み、および読取位置のずれ量などを簡単に検出できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、光学ユニットにおける焦点のずれ量、および、主走査方向に対する回転方向のずれ量を簡単に算出できる光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法および光学ユニットの調整装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係わるスキャナユニットの概略構成を示す断面図。
【図２】前工程における光学ユニットのずれ量の検出方法を説明するための図。
【図３】後工程におけるスキャナユニット内のずれ量の検出方法を説明するための図。
【図４】調整装置の概略構成を説明するためのブロック図。
【図５】調整用マークの構成を示す図。
【図６】調整用マークを読取った際の画素位置と出力レベルとを示す特性図。
【図７】調整用マークを読取った際の画素位置と出力レベルとを示す特性図。
【図８】ずれ量の検出項目と検出方法とを説明するための図。
【図９】光学ユニットにおけるずれ量を検出する第１チャートを示す図。
【図１０】スキャナユニットにおける読取画像の歪みを説明するための図。
【図１１】スキャナユニットにおける読取画像のずれ量を検出する第２チャートを示す図。
【符号の説明】
１…光学ユニット
２…原稿載置台
４…ＣＣＤラインセンサ
８…レンズ
９…第１キャリッジ
１０…第２キャリッジ
１１…スキャナユニット
１２…調整用マーク
１３…第１チャート
１８…第２チャート
Claims (2)
- レンズを介して光を主走査方向の走査ライン分の各画素に対応し、複数の色の光電変換素子が平行に設けられているイメージセンサの各光電変換素子に導いてそれぞれの色の電気信号に変換して出力する光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法であって、
直線が形成されている調整用のチャートとイメージセンサとの距離が所定の距離となり、かつ、上記調整用のチャート上の直線が上記主走査方向に垂直となるように設置した上記光学ユニットにより上記調整用のチャート上の直線を各色のイメージセンサで読取った信号を記憶し、
上記光学ユニットにおける第１の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出し、
上記光学ユニットにおける第２の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出し、
算出した第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量と算出した第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量との差を上記光学ユニットにおける主走査方向に対する回転方向の傾きを示すずれ量として算出する、
ことを特徴とする光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法。 - レンズを介して光を主走査方向の走査ライン分の各画素に対応し、複数の色の光電変換素子が平行に設けられているイメージセンサの各光電変換素子に導いてそれぞれの色の電気信号に変換して出力する光学ユニットの調整を行う調整装置において、
直線が形成されている調整用のチャートと上記イメージセンサとの距離が所定の距離となり、かつ、上記調整用のチャート上の直線が上記主走査方向に垂直となるように設置した上記光学ユニットにより上記調整用のチャート上の直線を各色のイメージセンサで読取った信号を記憶する記憶手段と、
上記光学ユニットにおける第１の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出する第１のずれ量演算手段と、
上記光学ユニットにおける第２の色のイメージセンサで上記調整用のチャート上の直線を読み取った信号のレベルと所定の値との差を第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量として算出する第２のずれ量演算手段と、
算出した第１の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量と算出した第２の色のイメージセンサにおける焦点のずれ量との差を上記光学ユニットにおける主走査方向に対する回転方向の傾きを示すずれ量として算出する第３のずれ量演算手段と、
を有することを特徴とする光学ユニットの調整装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25112698A JP4018255B2 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法および光学ユニットの調整装置 |
| US09/387,512 US6728008B1 (en) | 1998-09-04 | 1999-09-01 | Method for diagnosing optical devices installed in image reading apparatus and image forming apparatus |
| DE69919096T DE69919096T2 (de) | 1998-09-04 | 1999-09-02 | Prüfung optischer Vorrichtungen in Bildaufzeichnungs- und Bilderzeugungsgeräten |
| EP99117254A EP0985978B1 (en) | 1998-09-04 | 1999-09-02 | Method for diagnosing optical devices installed in image reading apparatus and image forming apparatus |
| CN99118387.8A CN1122888C (zh) | 1998-09-04 | 1999-09-03 | 搭载在图像读取装置和图像形成装置上的光学装置的诊断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25112698A JP4018255B2 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法および光学ユニットの調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000083144A JP2000083144A (ja) | 2000-03-21 |
| JP4018255B2 true JP4018255B2 (ja) | 2007-12-05 |
Family
ID=17218067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25112698A Expired - Lifetime JP4018255B2 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法および光学ユニットの調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4018255B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1322735C (zh) * | 2002-09-24 | 2007-06-20 | 宇东科技股份有限公司 | 光学机构调校图形接口及其运作方法 |
| JP4752598B2 (ja) * | 2006-05-08 | 2011-08-17 | オムロン株式会社 | ラインセンサ校正値算出装置、該装置に用いられるターゲット、ラインセンサ校正値算出方法、ラインセンサ校正値算出プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体 |
| JP4866294B2 (ja) * | 2007-05-30 | 2012-02-01 | 大日本スクリーン製造株式会社 | ラインセンサカメラの相対位置調整方法 |
| DE112015005884T5 (de) | 2015-01-05 | 2017-09-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Bildkorrektur-einrichtung, bildkorrektur-system und bildkorrektur-verfahren |
| JP7475110B2 (ja) * | 2017-11-30 | 2024-04-26 | 株式会社リコー | 読取装置、画像形成装置、位置検出方法およびプログラム |
| JP7183669B2 (ja) * | 2018-09-28 | 2022-12-06 | 株式会社リコー | 画像読取装置、画像形成装置および画像読取方法 |
| JP7147438B2 (ja) * | 2018-09-28 | 2022-10-05 | 株式会社リコー | 画像読取装置、画像形成装置および画像読取方法 |
-
1998
- 1998-09-04 JP JP25112698A patent/JP4018255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000083144A (ja) | 2000-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0261966B1 (en) | Raster input scanner | |
| JPH07254969A (ja) | 画像読取装置 | |
| JP4018255B2 (ja) | 光学ユニットにおける焦点のずれ量検出方法および光学ユニットの調整装置 | |
| JP2012512426A (ja) | 走査型顕微鏡 | |
| EP0946040B1 (en) | Image reading device and focus adjustment method for it | |
| US7408180B2 (en) | Compensation apparatus for image scan | |
| KR20070001251A (ko) | 노광 패턴 형성 방법 | |
| JP2503408B2 (ja) | 透過原稿画像読取装置 | |
| CA2075144A1 (en) | Apparatus and method for determining geometry of an optical system | |
| JP2002118731A (ja) | 画像読取装置 | |
| JPH0126587B2 (ja) | ||
| KR100327038B1 (ko) | 웨이퍼 정렬 장치 | |
| JPS58108862A (ja) | 原稿読取装置 | |
| JP2000050013A (ja) | 画像読取装置 | |
| JP3040881B2 (ja) | 光ビーム径測定装置 | |
| JP2001094798A (ja) | 画像読み取り装置 | |
| JPH03285452A (ja) | 画像読取装置 | |
| JPH11136456A (ja) | 画像読み取り装置 | |
| JPH1132203A (ja) | 画像読み取り装置 | |
| JP2007336194A (ja) | 画像読取装置 | |
| JPH04113770A (ja) | 光電変換素子の接続偏差検出方法 | |
| JPH11127313A (ja) | 画像読み取り装置およびそのフォーカス調整方法 | |
| JPH11317839A (ja) | 画像読取装置 | |
| JPH11127315A (ja) | 画像読み取り装置及びそのフォーカス調整方法 | |
| JPH05276328A (ja) | 画像読取装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050905 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050905 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050905 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070508 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070705 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070731 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070824 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070918 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070920 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100928 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110928 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120928 Year of fee payment: 5 |