JP4093130B2 - 画像読取装置及び画像歪調整方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は複写機等に使用される原稿などの画像読取装置、詳しくは該装置を載置する床面の歪みに起因する読取画像の歪みを補正するための調整機構を備えた画像読取装置の画像歪の調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機等に使用される画像読取装置は、原稿を照射する光源とミラーからなる走査ユニット、反射光をガイドする複数のミラー、結像レンズ及び撮像素子から構成されている。このような構成の画像読取装置では、走査ユニットによって原稿画像を読み取り、反射光を複数のミラー及び光学レンズを経て撮像素子上に搬送して画像を結像させている。
【０００３】
撮像素子では、読み取った光画像を電子画像データに変換して画像処理部に送り、画像処理部ではこの電子画像データにアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、ディジタル化した画像情報のデータを画像形成部へと搬送している。
【０００４】
ところで、画像読取装置では光源からの反射光を利用して原稿画像を高精度に読み取る必要があり、また光画像を搬送する光学系に歪が生じていると正確な画像形成が不可能となる。そのため、走査ラインと撮像センサとの相対的な位置合わせを高精度に調整する必要もある。
【０００５】
しかしながら、画像読取装置を画像形成装置本体に搭載し、市場にて設置し使用する際、その設置場所の平面性が悪く、画像読取装置が傾いたりする場合がある。その結果、画像読取装置全体に歪みが生じ、先の走査ラインと撮像センサとの相対的位置関係がずれて画像歪みが生じるという問題が生じる場合がある。
【０００６】
このような問題に対して、偏向スリットやラインセンサ等の光学系手段の相対的位置関係を調整して歪みを補正する方法や、読み取った画像データに誤差が生じた場合には、誤差要因抽出手段又は推定手段による誤差情報を用いて画像データを修正する方法、及び読取光軸の傾きと原稿スケールの傾きを検知して、これを基に画像補正できる原稿読取装置などが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１４５９５（段落８から段落１１）
【特許文献２】
特開平６−２０５１９９（段落７から段落９）
【特許文献３】
特開平８−２７４９５１（段落１７，１８）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来技術は、極めて高精度な光学系機構の調整手段であったり、またその他の方法も、一旦画像データとして取り込んだ画像の歪量を各種歪計算装置により算出し、その歪データに基づいて画像処理により歪んだ画像を正常な画像に処理するものであったり、いずれも簡単な構成で達成することができるものではなかった。
【０００９】
特に、画像処理により歪んだ状態で読み取られた画像を正常な画像に処理するということは、本来読み取った画像にはない点を加えたり、本来ある点を消去したりする必要があり、画像処理制御上も複雑になるばかりでなく、本来正確に読み取ることを目的とする画像読取装置本来の機能とは多少異なるものである。
【００１０】
本願発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複雑な画像処理を行うことなく、また複雑な光学走査系機構に手を加えることなく、簡単な機構で原稿画像を正確に読み取ることができる画像読取装置の画像歪調整方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために構成された本願発明に係る画像読取装置は、コンタクトガラス上に載置された原稿を露光し、その原稿からの反射光を、受光手段を用いて電気信号に変換することにより原稿の画像情報を読み取る画像読取装置であって、画像読取装置の底面の高さを調整する調整機構が設けられて構成されている。
【００１８】
本願発明に係る画像歪調整方法は、長方形の頂点を結ぶ長さＬの二本の対角線を記載した歪測定用チャートを使用して、以下の手順で行われる。
【００１９】
上記歪測定用チャートを画像読取装置により読み取って測定用チャートの出力画像を形成し、形成された出力画像から歪んだ対角線の長さＬ１、Ｌ２を計測して長さＬ１、Ｌ２に基づき画像歪量を所定式によって算出する。
【００２０】
一方、画像歪量と画像読取装置の底面高さを調整する調整軸の回転角との関係を計測してデータテーブルを予め作成しておき、これを基にして、算出された画像歪量に対する調整軸の回転角、回転方向を決定し、この決定に基づき調整軸を所定方向に所定角だけ回転させて画像歪みを修正する。
【００２１】
このような画像歪調整方法で補正を行えば、簡単に短時間で読取画像を正常なものに調整することができ、複雑な画像処理を行うこともなく、また複雑な光学走査系機構に手を加えることもなく、処理ソフトも簡易なものを使用して原稿画像を正確に読み取ることが可能となる。
【００２２】
画像歪量は、（Ｌ１−Ｌ２）/（Ｌ１+Ｌ２）の式により算出することが好ましい。このように計算すれば、画像歪の方向と歪み量を一度で算出可能であり、調整軸を複数設けた場合には、調整すべき調整軸の選択、画像読取装置の底面のねじれに対しても対応が可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明に係る画像読取装置及び画像歪調整方法の実施の形態を、図面を用いて説明する。図６はこのような画像読取装置を備えた画像形成装置１００の断面構成を示す図である。
【００２４】
この画像形成装置１００は、自動原稿搬送装置１０、画像読取装置２０、画像処理部４０、画像形成部５０、カセット給紙部６０、定着部７０、排紙部を備えて構成されている。
【００２５】
画像形成装置１００の本体上部には画像読取装置２０と、さらにその上に自動原稿搬送装置１０が搭載されている。図１は画像読取装置２０及びその上に載置された自動原稿搬送装置１０の断面構成を示す拡大図である。
【００２６】
図１、図６に示すように原稿の自動給送をする自動原稿搬送装置１０は上面に原稿載置部１１を有しており、原稿載置部１１には、表面を上にした状態の原稿が複数枚積層して載置される。
【００２７】
載置された原稿の最上位のものがピックアップローラ１２ａ、送出ローラ１２ｂにより搬送され、給紙ローラ１３によりコンタクトガラス１４上に送り込まれる。コンタクトガラス１４上を通過する原稿は画像読取装置２０によりその画像面が読み込まれ、画像が読み取られた原稿は表面を下に向けた状態で排紙皿１５上に送り出される。
【００２８】
自動原稿搬送装置１０の下部に位置する画像読取装置２０は、光源２３、第１ミラー２４、第２ミラー２５、第３ミラー２６、結像光学系２７及びＣＣＤからなる受光素子２８等から構成されている。そして、光源２３と第１ミラー２４が第１走行体Ａを構成し、第２ミラー２５と第３ミラー２６は反射面が９０゜になるように組み合わされて第２走行体Ｂを構成し、これら２つの走行体を２：１の速度比で走行させて原稿台１６上に載置された原稿の画像面をスキャンする。
【００２９】
但し、原稿が自動原稿搬送装置１０の給紙ローラ１３によって送り込まれ、コンタクトガラス１４上を通過する場合には、第１走行体Ａと第２走行体Ｂは一定の位置に停止した状態でコンタクトガラス１４上を通過する原稿を読み取る。すなわち、光源２３により原稿面が照射され、その反射光が第１ミラー２４、第２ミラー２５、第３ミラー２６を経て結像光学系２７を介して光電変換手段である受光素子２８の受光面に像を結ぶ。
【００３０】
受光素子２８では、読み取った光画像を電子画像データに変換して画像処理部４０に送る。画像処理部４０は、この電子画像データにアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、ディジタル化した画像情報のデータを画像形成部５０の露光装置５３へ搬送する。
【００３１】
画像形成部５０は、表面に潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム５１を中央に有しており、感光体ドラム５１の外周面に沿って動作順に、この感光体ドラム５１の表面をほぼ一様に帯電する帯電装置５２と、感光体表面上に静電潜像の書き込みを行う露光装置５３と、感光体ドラム５１の表面に形成された潜像にトナーを転移させてトナー画像を形成する現像装置５４と、感光体ドラム５１表面上のトナー像を記録紙Ｐに転写する転写分離装置５５、及び転写後の感光体ドラム５１の表面を清掃するクリーニング装置５６が配設されている。
【００３２】
画像形成部５０の露光装置５３では、ディジタル化された画像情報データをもとに、半導体レーザを電気的に変調し、コリメータレンズを通して多面体反射鏡（ポリゴンミラー）５７とレンズ群によって副走査を行う。さらに感光体ドラム５１を回転させることで主走査が行われ、静電潜像を感光体ドラム５１上に再現する。
【００３３】
露光に先立ち、感光体ドラム５１上には、帯電装置５２のコロナ放電により所定の表面電荷が付与されているが、レーザ光の照射により、露光部分の電荷が露光量に応じて減じられ，結果として画像情報データに応じた静電潜像がそれぞれの感光体ドラム５１上に形成される。静電潜像は、現像装置５４から供給された現像剤トナーにより可視化されてトナー画像となる。
【００３４】
画像形成装置１００本体の下部には、カセット給紙部６０が設けられている。カセット給紙部６０からピックアップローラ６１によって排紙され、中間ローラによって搬送された記録紙Ｐはレジストローラにより給紙タイミングがとられて転写分離装置５５に送り出される。
【００３５】
転写分離装置５５においては、トナーと逆極性の転写電界がかけられて、感光体ドラム５１上に形成されたトナー画像が記録紙Ｐ上に一括転写される。トナー画像の転写された記録紙Ｐは、定着部７０に搬送されて加圧加熱処理される。定着処理のため加熱された記録紙Ｐは、排紙ローラ８１に挟持されて機外に排紙されて記録紙排紙台８２上に載置される。
【００３６】
図２は、本願発明に係る画像歪調整機構３０ａ、３０ｂを備えた画像読取装置２０の背面図である。画像読取装置２０は画像形成装置１００本体の上部に水平に載置され、上面に配置されたスリット状のコンタクトガラス１４上を通過する原稿面を読み取る。平面性の悪い場所に設置しても画像歪が生じないように水平性を保つ必要があるため、画像読取装置２０の背面左右に二つの画像歪調整機構３０ａ、３０ｂが設けられている。
【００３７】
なお、この実施の態様では、最良の構成として画像歪調整機構３０ａ、３０ｂを背面側に左右二つ設けた場合を示しているが、本願発明は二つに限るものではなく、より多くの調整機構を設けても、またどちらか一方のみに設けた場合でもよい。
【００３８】
図３は、この画像歪調整機構３０ｂの断面拡大図であり、図４はその上面図である。この画像歪調整機構３０ｂでは調整ネジ３１が垂直に配置され、この調整ネジ３１の上部がナット３２ａによって上枠体３３ａに支持され、調整ネジ３１の下部がナット３２ｂによって下枠体３３ｂに支持されている。
【００３９】
上枠体３３ａ及び下枠体３３ｂはそれぞれ、画像読取装置２０のハウジング３９に固定されている（図２）。調整ネジ３１はこれら上下枠体３３ａ，３３ｂに対して回転自在に支持されているものであり、頭部に刻まれた十字の溝３１ａにドライバー３６（図２参照）の先端を挿入して自由に回転させることができる。
【００４０】
例えば、調整ネジ３１を時計方向に回転させると、調整ネジ３１全体が下方向に移動し、反時計方向に回転させると上方向に移動する。このように固定された上下枠体３３ａ、３３ｂの間を調整ネジ３１は上下に移動することができる。
【００４１】
調整ネジ３１のネジ頭にはドライバー３６の先端が挿入される十字の溝３１ａのほかに指示針３１ｂが設けられており、さらに調整ネジ３１を取り巻くように上枠体３３ａに目盛りが付されている。これにより、調整ネジ３１の回転角が一目で了解できるように構成されている。
【００４２】
調整ネジ３１の下端部には可動板３４が取り付けられており、調整ネジ３１の移動に伴って可動板３４が上下に移動する。従って、調整ネジ３１を時計方向に回転して可動板３４を下方向に下げ、画像形成装置１００の本体上面に接触させた後、さらに調整ネジ３１を回転させると、画像読取装置２０のハウジング３９を上方向に僅かに持ち上げることができ、水平面の微調整が可能となる。
【００４３】
下枠体３３ｂには水平方向に螺入する固定ネジ３５が取り付けられている。固定ネジ３５の先端は調整ネジ３１の中心軸方向へ伸びており、固定ネジ３５を回転させて下枠体３３ｂ内部に進入させると、その先端部が調整ネジ３１の軸部に当接して調整ネジ３１の自由な回転を規制する。これにより画像歪調整後の状態を長期にわたって保持することができる。
【００４４】
以下、その画像歪調整方法について解説する。画像歪の調整は図５に示す歪測定用チャート３７を用いて行う。この歪測定用チャート３７は長方形の四隅に配置された点Ｐ，Ｑ，Ｍ，Ｎから対角線ＰＱと対角線ＭＮを引いたものである。長方形の対角線であるから線分ＰＧと線分ＭＮは長さが等しく、長さをＬとする。
【００４５】
この歪測定用チャート３７を画像読取装置２０に読み取らせて歪測定用チャート３７の出力画像を形成させる。画像読取装置２０が正しく載置され、画像読取装置２０の光学系が正しく調整されていれば、この出力画像における線分ＰＱと線分ＭＮも等しい長さＬとなる。
【００４６】
次に、歪測定用チャート３７の出力画像から対角線ＰＱと対角線ＭＮの長さを測定する。今、歪んだ対角線ＰＱの長さがＬ１、歪んだ対角線ＭＮの長さがＬ２とすると、画像歪量を（Ｌ１−Ｌ２）/（Ｌ１+Ｌ２）により算出する。この画像歪量にはＬ１とＬ２の大きさによって正負があり、符号によって左右に配置された画像歪調整機構３０ａ、３０ｂのいずれを調整すべきかが決定される。
【００４７】
一例として、前記画像歪量が正の場合、Ｌ１が長く、Ｌ２が短く形成されているので、図２の背面図左側の画像歪調整機構３０ａを調整し、負の場合には背面右側の画像歪調整機構３０ｂを調整する。例えば、調整機構を背面図左側の画像歪調整機構３０ａのみしか設けなかった場合には、調整軸３１の回転方向の変更により対応することも可能である。
【００４８】
画像歪量と画像読取装置２０の底面の高さとの関係は予め検討し、計測した結果をデータテーブルとして作成しておく。そうすれば、画像歪量の計算によって直ちに調整軸３１の回転角、回転方向を決定することができ、この決定に基づき調整軸３１を所定方向に所定角だけ回転させて画像歪みを修正することができる。
【００４９】
なお、本発明では画像歪量の計算式を（Ｌ１―Ｌ２）/（Ｌ１+Ｌ２）に限定するものではないが、この計算式によれば、回転方向又は調整すべき調整装置の選択が容易に決定でき、また画像歪量と調整軸３１の回転角が一次比例関係となって調整軸３１に配する目盛りが等間隔になるという利点がある。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明の画像歪調整装置を画像読取装置に設けることによって、画像読取装置の取付け面の平面状態が製造工程での平面状態と全く異なった状態であった時でも、簡単な操作で短時間に画像歪状態を正常なものに調整することができ、読み取った画像を画像処理部で調整する必要がないため、画像歪調整のための処理ソフトも簡単なもので構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置における画像読取装置及び自動原稿搬送装置の一実施態様を示す断面構成図である。
【図２】本願発明に係る画像歪調整機構を備えた画像読取装置の背面図である。
【図３】本願発明に係る画像歪調整機構の断面拡大図である。
【図４】本願発明に係る画像歪調整機構の上面図である
【図５】本願発明に係る画像歪調整方法に使用する歪調整用チャートの平面図である。
【図６】画像読取装置を備えた画像形成装置の一実施態様を示す断面構成図である。
【符号の説明】
１０ 自動原稿搬送装置
１４ コンタクトガラス
１６ 原稿台
２０ 画像読取装置
３０ａ，３０ｂ 画像歪調整機構
３１ 調整ネジ（調整軸）
３３ａ 上枠体
３３ｂ 下枠体
３４ 可動板
３５ 固定ネジ（保持機構）
３９ ハウジング
４０ 画像処理部
５０ 画像形成部
６０ カセット給紙部
１００ 画像形成装置

Claims (2)

1. 画像形成装置本体の上部に載置された画像読取装置の画像歪調整方法であって、
   長方形の頂点を結ぶ長さＬの二本の対角線を記載した歪測定用チャートを画像読取装置により読み取って前記歪測定用チャートの出力画像を形成する過程と、
   その出力画像から歪んだ対角線の長さＬ１、Ｌ２を計測し、前記長さＬ１、Ｌ２に基づき画像歪量を算出する過程と、
   前記画像歪量と前記画像形成装置本体の上面に対する前記画像読取装置の高さを調整する調整軸の回転角との関係を予め計測して作成されたデータテーブルを基にして、算出された前記画像歪量に対する前記調整軸の回転角および回転方向を決定する過程とからなり、
   前記決定に基づき前記調整軸を所定方向に所定角だけ回転させて画像歪みを修正する画像歪調整方法。
2. 前記画像歪量を、（Ｌ１−Ｌ２）／（Ｌ１＋Ｌ２）により算出することを特徴とする請求項１に記載の画像歪調整方法。

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