JP6248973B2 - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像読取装置及び画像形成装置に関する。
複写機やファクシミリ、スキャナー、複合機等の画像読取装置として、移動可能なキャリッジを原稿台の下方に備える構成が広く使用されている。このような画像読取装置では、キャリッジを移動させることで、画像読取対象面を原稿台に向けた状態で原稿台上に載置された原稿の画像を読み取ることができる。
従来、キャリッジの駆動源には、ステッピングモーターが広く使用されており、ステッピングモーターとキャリッジとは、ギアやベルト等の駆動力を伝達する機構を介して接続されている。そのため、例えば、経年劣化等に起因してギアやベルト等に遊びや滑りが発生すると、キャリッジの移動速度が当初の移動速度よりも遅くなる。画像読取装置では、出荷時のキャリッジの移動速度により歪みのない原稿画像が取得できるように調整されている。そのため、キャリッジの移動速度が出荷時の移動速度よりも遅くなると、キャリッジ移動方向における取得画像の長さが長くなるため、取得画像に歪みが生じてしまう。したがって、上述のような画像読取装置では、取得画像の歪みを抑制するために、キャリッジの移動速度を常に一定に保つ必要がある。
例えば、特許文献1は、キャリッジの移動速度を計測する速度検出器としてレーザードップラーを用いた速度検出器が設けられた画像読取装置を開示している。この構成では、速度検出器により検出された速度に基づいてキャリッジを駆動するステッピングモーターの動作速度を補正している。
特開平09−166908号公報
しかしながら、特許文献1が開示する技術では、キャリッジの速度を検知するための専用部材である速度検出器を配置しているため製造コストが増大してしまう。また、画像読取装置において速度検出器を配置するためのスペースを確保する必要もある。すなわち、特許文献1が開示する技術を採用する場合、画像読取装置の、低コスト化、省スペース化が困難になる可能性がある。
本発明は、このような従来の事情を鑑みてなされたものであり、専用の検出器を配置することなく、キャリッジの移動速度補正を実行することができる画像読取装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。すなわち、本発明に係る画像読取装置は、キャリッジ、駆動源、イメージセンサー、白基準部、測長部、及び補正部を備える。キャリッジは、原稿台に対して移動可能に設けられる。駆動源は、キャリッジを移動させる駆動力を生成する。イメージセンサーは、キャリッジの移動を伴って、原稿台に載置された原稿の画像を読み取る。白基準部は、キャリッジの移動可能範囲内にキャリッジと対向する状態で配置され、イメージセンサーによる白基準データの取得に使用される。測長部は、キャリッジが白基準部と対向する位置を通過する際にイメージセンサーが読み取った画像に基づいて、白基準部のキャリッジ移動方向の長さを取得する。補正部は、測長部が取得した白基準部の長さに基づいて、原稿台に載置された原稿の画像を読み取る際の、駆動源の駆動動作速度を補正する。
この画像読取装置では、専用の検出器を設けることなく、キャリッジの移動速度を検知して、移動速度を補正することができる。その結果、例えば、経時変化等により、キャリッジの移動速度が低下するような状況下であっても、歪みのない原稿画像を低コストで取得することができる。また、専用の検出器を設置しないため、余分な配置スペースを確保する必要がなく、省スペース化を阻害することもない。
上記画像読取装置において、白基準部の測長位置は、白基準部のキャリッジの移動方向の両側に配置された、白色とは異なる色を有するエッジ部を備える構成を採用することができる。これにより、測長部は、白基準部の長さを、より正確に取得することができる。また、白基準部の測長位置が複数箇所存在してもよい。この場合、補正部は、例えば、各測長位置について測長部が取得した白基準部の長さの平均値に基づいて、駆動源の駆動動作速度を補正する。
一方、他の観点では、本発明は、上述の画像読取装置と、当該画像読取装置が読み取った原稿画像を被転写体上に印刷する画像形成部とを備える画像形成装置を提供することもできる。
本発明によれば、専用の検出器を配置することなく、キャリッジの移動速度補正を実行することができる。その結果、経時変化等により、キャリッジの移動速度が低下するような状況下であっても、歪みのない良好な原稿画像を取得可能な画像読取装置及び画像形成装置を低コストで実現することができる。
本発明の一実施形態における複合機の全体構成を示す概略構成図 本発明の一実施形態における複合機の上部外観を示す斜視図 本発明の一実施形態における複合機のハードウェア構成を示す図 本発明の一実施形態における複合機を示す機能ブロック図 本発明の一実施形態における白基準部の一例を示す模式図 本発明の一実施形態における駆動動作速度補正量決定テーブルの一例を示す図 本発明の一実施形態における複合機が実施する駆動動作速度の補正手順の一例を示すフロー図
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。以下では、画像読取部(画像読取装置)を備えるデジタル複合機として本発明を具体化する。
図1は本実施形態におけるデジタル複合機の全体構成の一例を示す概略構成図である。図1に示すように、複合機100は、画像読取部120及び画像形成部140を含む本体101と、本体101の上方に取り付けられたプラテンカバー102とを備える。本体101の上面にはコンタクトガラス等の透明板からなる原稿台103が設けられており、原稿台103はプラテンカバー102によって開閉されるようになっている。
原稿台103の下方には、画像読取部120が設けられている。画像読取部120は、走査光学系121により原稿の画像を読み取りその画像のデジタルデータ(画像データ)を生成する。原稿は、原稿台103に載置することができる。
走査光学系121は、第1キャリッジ122及び第2キャリッジ123を備える。第1キャリッジ122には線状の光源131及びミラー132が設けられ、第2キャリッジ123にはミラー133及びミラー134が設けられている。光源131は原稿を照明する。ミラー132、133、134は、原稿からの反射光を集光レンズ124に導き、集光レンズ124はその光像をラインイメージセンサー125の受光面に結像する。
この走査光学系121において、第1キャリッジ122及び第2キャリッジ123は、副走査方向135に往復動可能に設けられている。第1キャリッジ122及び第2キャリッジ123を副走査方向135に移動することによって、原稿台103に載置された原稿の画像をイメージセンサー125で読み取ることができる。イメージセンサー125は、受光面に入射した光像から、原稿の画像データを生成する。なお、本実施形態では、第1キャリッジ122及び第2キャリッジ123は、ステッピングモーター等により構成される駆動モーター(駆動源)411により駆動される(図4参照)。
生成された画像データは、画像形成部140において被転写体である用紙等に印刷することができる。また、生成された画像データは、図示しないネットワークインターフェイス等を介して、ネットワークを通じて他の機器へ送信することもできる。
画像形成部140は、画像読取部120が生成した画像データや、ネットワークに接続された他の機器から受信した画像データを用紙に印刷する。画像形成部140は、手差しトレイ151、給紙カセット152、153、154等から、トナー像を転写する転写部155へ用紙を給紙する。転写部155においてトナー像が転写された用紙は排紙トレイ149へ排紙される。
このような複合機100において、プラテンカバー102は、原稿搬送装置110を備えている。原稿搬送装置110は、ピックアップローラー113により原稿トレイ111にセットされた原稿を1枚ずつ搬送路116へ送り出す。その搬送路116上には画像読取位置117がある。搬送ローラー114は画像読取位置117へ原稿を搬送する。画像読取部102の上面には、原稿台103だけでなく、その画像読取位置117に対する原稿読取用のスリットガラス(読取用窓)104も設けられている。複合機100では、スリットガラス104は、第1キャリッジ122及び第2キャリッジ123の移動方向において原稿台103と隣接する本体101の上面に設けられている。
原稿トレイ111にセットされた原稿の画像を読み取る場合、画像読取部120は、第1キャリッジ122及び第2キャリッジ123を画像読取位置117に合わせて一時的に静止させる。原稿が画像読取位置117を通過するとき、光源131は原稿を照明する。光源131からの光は、原稿台103を透過して原稿読取位置117を通過する原稿において反射し、ミラー132、133、134、集光レンズ124によってイメージセンサー125に導かれる。イメージセンサー125は、受光光に基づいて、画像データを生成する。画像読取位置117を通過した原稿は、排紙ローラー115により排紙トレイ112に排出される。
なお、複合機100は、原稿台103とスリットガラス104との間に、主走査方向(イメージセンサ125の走査方向)の全体にわたって配置された白色の白基準部161を備える。当該白基準部161は、イメージセンサー125と当該イメージセンサー125の出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換器との間に設けられた信号増幅器のゲインを調整するAGC処理や、主走査方向の光量ばらつきを抑制するためのシェーディング補正に使用される。AGC処理やシェーディング補正では、白基準部161は、AGC処理やシェーディング補正を実施する際に必要となる白基準データの取得に使用される。なお、AGC処理やシェーディング補正は、公知であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
図2は、複合機の上部外観を示す斜視図である。上述のように、原稿台103に隣接してスリットガラス104が配置され、原稿搬送装置110の画像読取位置117がスリットガラス104と対向して配置されている。特に限定されないが、本実施形態では、画像読取位置117は、スリットガラス104において副走査方向135の中央部に設定されている。すなわち、搬送ローラー114とスリットガラス104が最も近接し、原稿とスリットガラス104との位置関係が最も安定している位置に画像読取位置117が設定される。
複合機100の手前側には、ユーザーが複合機100に対する指示や各種設定を入力する操作パネル201が設けられている。本実施形態では、操作パネル201は、指示入力や各種情報の表示に使用されるタッチパネル式のディスプレイ202及び処理開始を指示するスタートボタン203を備えている。
図3は、複合機における制御系のハードウェア構成図である。本実施形態の複合機100は、CPU(Central Processing Unit)301、RAM(Random Access Memory)302、ROM(Read Only Memory)303、HDD(Hard Disk Drive)304、及び原稿搬送装置110、画像読取部120、画像形成部140における各駆動部に対応するドライバー305が内部バス306を介して接続されている。当該駆動部には、上述の駆動モーター411も含まれる。
ROM303やHDD304等はプログラムを格納しており、CPU301はその制御プログラムの指令にしたがって複合機100を制御する。例えば、CPU301はRAM302を作業領域として利用し、ドライバー305とデータや命令を授受することにより上記各駆動部の動作を制御する。また、HDD304は、画像読取部120により得られた画像データや、他の機器からネットワークを通じて受信した画像データの蓄積にも用いられる。
内部バス306には、操作パネル201や各種のセンサー307も接続されている。操作パネル201は、ユーザーの操作を受け付け、その操作に基づく信号をCPU301に供給する。また、操作パネル201は、CPU301からの制御信号にしたがってディスプレイ202に操作画面を表示する。センサー307は、プラテンカバー102の開閉検知センサーや原稿台103上の原稿検知センサー、定着器の温度センサー、搬送される用紙又は原稿の検知センサーなど各種のセンサーを含む。
CPU301は、例えばROM303に格納されたプログラムを実行することで、以下の各手段(機能ブロック)を実現するとともに、これらセンサーからの信号に応じて各手段の動作を制御する。
図4は、本実施形態の複合機における駆動モーター411の駆動に関連する部分を示す機能ブロック図である。図4に示すように、本実施形態の複合機100は、測長部401及び補正部402を備える。
測長部401は、第1キャリッジ122が白基準部161と対向する位置を通過する際にイメージセンサー125が読み取った画像(イメージセンサー125により生成した画像データ)に基づいて、白基準部161のキャリッジ移動方向(副走査方向135)の長さ(以下、単に、白基準部161の長さともいう。)を取得する。本実施形態では、イメージセンサー125により生成された画像は画像データ保持部412に保持される構成を採用しており、測長部401は、画像データ保持部412に保持された画像データに基づいて白基準部161の長さを取得する。なお、本実施形態では、上述のRAM302が、画像データ保持部412の記憶領域として機能する。
図5は、走査光学系121側から見た本実施形態の白基準部161を示す模式図である。図5に示すように、測長部401により副走査方向135の長さが計測される白基準部161の測長位置には、白基準部161のキャリッジ移動方向の両側に配置された黒色のエッジ部162が設けられている。エッジ部162を備えることにより、白基準部161の副走査方向135の端部の特定が容易になる。そのため、測長部401は、エッジ部162が存在しない場合に比べてより正確に白基準部161の長さを取得することが可能になる。
エッジ部162は、測長位置にのみ設けられていてもよく、白基準部161の主走査方向の全体にわたって設けられていてもよい。エッジ部162の副走査方向135の長さは、測長部401が存在を認識可能な長さ(例えば、10μm以上)であればよいが、本実施形態では、白基準部161の副走査方向135の長さを10mm、エッジ部162の副走査方向135の長さを1mmとしている。なお、エッジ部162の色は、白色とは異なる色であればよいが、黒色等、白色に対してコントラストが大きい色であることが好ましい。
また、特に限定されないが、本実施形態では、白基準部161の画像データを生成する場合、第1キャリッジ122及び第2キャリッジ123を駆動する駆動モーター411の駆動動作条件は、予め指定された計測用駆動動作条件に設定される。ここでは、駆動モーター411がステッピングモーターにより構成されているため、白基準部161の画像データを生成する場合は、予め指定された計測用駆動信号(駆動パルス)により駆動されることになる。すなわち、後述の補正部402により駆動動作速度が補正されている場合には、補正を解除した状態で駆動モーター411が駆動される。なお、図4に示すように、本実施形態では、駆動モーター411は、駆動源制御部403により駆動される構成になっている。駆動モーター411の駆動動作条件は、当該駆動源制御部403に指示を入力することで設定できる構成になっている。
補正部402は、測長部401が取得した白基準部161の長さに基づいて、原稿台103に載置された原稿の画像を読み取る際の、駆動モーター411の駆動動作速度を補正する。補正部402は、画像読取部120に予め登録されている基準データと測長部401により取得された白基準部161の長さとを比較する。ここで、基準データとは、出荷時等の特定のタイミングにおいて、上述の予め指定された計測用駆動動作条件で第1キャリッジ122及び第2キャリッジ123を駆動した状態で取得された白基準部161の副走査方向135の長さである。特に限定されないが、本実施形態では、当該基準データは基準データ保持部404に格納される構成になっている。
また、上述のように、本実施形態では、駆動モーター411は駆動源制御部403により駆動される構成であるため、補正部402は、駆動源制御部403に駆動動作条件を入力することで駆動モーター411の駆動動作速度を補正する。特に限定されないが、本実施形態では、補正部402は、白基準部161の長さの増加率(測長部401が取得した白基準部161の長さ×100/基準データ)に基づいて駆動動作速度の補正量を決定する。ここでは、白基準部161の長さの増加率と、駆動速度の補正量である駆動速度上昇率と対応づけたテーブルが補正部402に予め登録されており、補正部402は当該テーブルに基づいて駆動動作速度を補正する。
図6は、本実施形態における駆動動作速度補正量決定テーブルの一例を示す図である。図6の例では、駆動速度上昇率は、白基準部161の長さの増加率に応じて線形に変動する。例えば、白基準部161の長さの増加率が0.1%(白基準部161の副走査方向135の長さが10mmの場合、10μm)である場合、補正部402は、駆動モーター411の駆動速度を0.1%上昇させる。
また、本実施形態における複合機100は、測定タイミング指示部405をさらに備えている。測定タイミング指示部405は、予め指定されたタイミングで、駆動源制御部403に対して上述の予め指定された計測用駆動動作条件を設定するとともに、測長部401に対して測長を指示する。測長部401は、当該指示に応じてイメージセンサー125(及び光源131)に画像取得を指示する。ここで、予め指定されたタイミングには、例えば、複合機100の電源投入時、低消費電力モードから通常モードへの復帰時、先の測長後所定時間経過時、読取動作開始時、読取動作終了時、画像形成部140のキャリブレーション時等、任意のタイミングを指定することができる。
特に限定されないが、本実施形態では、白基準部161の直下が第1キャリッジ122のホームポジションとして指定されている。また、原稿搬送装置110による画像読取終了時に、第1キャリッジ122がスリットガラス104の直下からホームポジションに移動する過程で、一旦、白基準部161の原稿台103側端部よりも原稿台103側へ移動してから、ホームポジションに戻る構成になっている。そして、このホームポジションへの移動過程で、白基準部161の測長を実施する構成を採用している。これにより、白基準部161の測長に起因する画像読取処理時間の増大を避けることができる。
なお、特に限定されないが、本実施形態では、白基準部161の測長位置は、主走査方向の複数の位置(例えば、主走査方向の中央部、及び両端の3箇所)に設定されている。補正部402は、各測長位置について測長部401が取得した白基準部161の長さの平均値に基づいて、原稿台103に載置された原稿の画像を読み取る際の、駆動モーター411の駆動動作速度を補正する。
図7は、複合機100が実行する駆動動作速度の補正手順の一例を示すフロー図である。当該手順は、上述のように、予め測定タイミング指示部405に指定されたタイミングの到来をトリガーとして開始する。
当該手順が開始するとき、上述のように、測定タイミング指示部405は、駆動源制御部403に対して上述の予め指定された計測用駆動動作条件を設定する。また、測定タイミング指示部405は測長部401に対して白基準部161の長さの測長を指示する。当該指示に応じて、測長部401は、イメージセンサー125(及び光源131)に画像取得を指示する。これにより、第1キャリッジ122は、光源131が点灯した状態で白基準部161の直下を通過し、イメージセンサー125は、白基準部161及びエッジ部162を含む画像を取得する(ステップS701)。イメージセンサーにより生成された画像データは、上述のように、画像データ保持部412に保持される。
画像データ保持部412に画像データが保持されると、測長部401は、上述の手法により、各測長位置における白基準部161の長さを測長し、平均値を白基準部161の長さとして取得する(ステップS702)。測長部401は、取得した白基準部161の長さを補正部402に入力する。
当該入力に応じて補正部402は、基準データ保持部404から基準データを読み出し、入力された白基準部161の長さと比較する(ステップS703)。基準データと入力された白基準部161の長さが一致する場合、駆動モーター411の駆動動作速度の補正は不要であるため、そのまま手順が終了する(ステップS703Yes)。なお、ここでの一致には、完全な一致だけでなく、予め指定された範囲内(マージン範囲内)に属する等の実質的な一致を含む。
一方、基準データと入力された白基準部161の長さが一致しない場合、補正部402は、上述のように、入力された白基準部161の長さ×100/基準データの算出式により、白基準部161の長さの増加率を算出する。そして、補正部402は、上述の駆動動作速度補正量決定テーブルに基づいて駆動速度上昇率を決定する(ステップS703No、S704)。駆動速度上昇率を決定した補正部402は、決定した駆動速度上昇率を駆動源制御部403に入力する(ステップS705)。この結果、第1キャリッジ122の移動速度が、当初の移動速度と一致する状態に、駆動モーター411の駆動動作速度が補正されることになる。なお、上述のように、当該補正された駆動動作速度は、原稿台103に載置された原稿の画像を読み取る際の、駆動モーター411の駆動に対して適用される。
以上説明したように、この複合機100では、画像データとして取得される白基準部161の長さに基づいてキャリッジの移動速度を補正することができる。そのため、従来のように、キャリッジの移動速度を計測するための専用の検出器を設置する必要がない。その結果、例えば、経時変化等により、キャリッジの移動速度が低下するような状況下であっても、歪みのない原稿画像を低コストで取得することが可能になる。また、専用の検出器を設置しないため、余分な配置スペースを確保する必要がなく、省スペース化を阻害することもない。
なお、上述した各実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記実施形態では、第1キャリッジ122及び第2キャリッジ123の移動によりキャリッジ外に設けられたイメージセンサー125に原稿の画像を結像する縮小光学系を備える複合機に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、1個のキャリッジに光源及びイメージセンサーを搭載した密着光学系を備える複合機に対しても適用可能である。また、上記実施形態では、原稿台103とスリットガラス104との間に白基準部161を配置した構成としたが、キャリッジの移動範囲内かつ白基準部の副走査方向の長さを取得可能であれば、白基準部は任意の位置に配置することができる。
また、上記実施形態では、特に好ましい形態として、白基準部161の測長方向の端部に白色とは異なる色を有するエッジ部162を設けた構成としたが、白基準部161の測長方向の端部が検知可能であればエッジ部162を設けることは必須ではない。また、白基準部161の測長位置は、1箇所であってもよく、複数箇所であってもよい。また、測長位置が複数箇所である場合、白基準部の副走査方向の長さは、平均値の他、最大値、最小値、中央値等、全ての測長位置を代表する任意の値を使用することができる。
さらに、上述の実施形態では、デジタル複合機として本発明を具体化したが、当該装置に限らず、スキャナー、ファクシミリ、複写機等の画像読取機能を有する任意の画像読取装置や画像形成装置に本発明を適用することも可能である。
本発明によれば、専用の検出器を配置することなく、キャリッジの移動速度補正を実行でき、画像読取装置及び画像形成装置として有用である。
100 複合機(画像形成装置)
103 原稿台
120 画像読取部(画像読取装置)
122 第1キャリッジ
123 第2キャリッジ
125 イメージセンサー
161 白基準部
162 エッジ部
140 画像形成部
401 測長部
402 補正部
411 駆動モーター(駆動源)

Claims (4)

  1. 原稿台に対して移動可能に設けられたキャリッジと、
    前記キャリッジを移動させる駆動力を生成する駆動源と、
    前記キャリッジの移動を伴って、前記原稿台に載置された原稿の画像を読み取るイメージセンサーと、
    前記キャリッジの移動可能範囲内に前記キャリッジと対向する状態で配置された、前記イメージセンサーによる白基準データの取得に使用される白基準部と、
    前記キャリッジが前記白基準部と対向する位置を通過する際に前記イメージセンサーが読み取った画像に基づいて、前記白基準部の前記キャリッジの移動方向の長さを取得する測長部と、
    前記測長部が取得した前記白基準部の長さに基づいて、前記原稿台に載置された原稿の画像を読み取る際の、前記駆動源の駆動動作速度を補正する補正部と、
    を備える画像読取装置。
  2. 前記白基準部の測長位置が、前記白基準部の前記キャリッジの移動方向の両側に配置された、白色とは異なる色を有するエッジ部を備える請求項1記載の画像読取装置。
  3. 前記白基準部の測長位置が複数存在し、補正部は、各測長位置について前記測長部が取得した前記白基準部の長さの平均値に基づいて、前記駆動源の駆動動作速度を補正する、請求項1又は請求項2記載の画像読取装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像読取装置と、
    前記画像読取装置が読み取った原稿画像を被転写体上に印刷する画像形成部と、
    を備える画像形成装置。
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JPH11215310A (ja) * 1998-01-23 1999-08-06 Fuji Xerox Co Ltd 画像読み取り装置

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