JP7475110B2 - 読取装置、画像形成装置、位置検出方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、読取装置、画像形成装置、位置検出方法およびプログラムに関する。

従来、被搬送物の搬送位置および当該被搬送物に対する処理位置の補正を目的として、被搬送物の外形エッジ位置と当該被搬送物に対する処理位置とをＣＩＳ（Contact Image Sensor）等の読取デバイスで読み取る技術が開示されている。

また、長手方向に目盛りが付けられた基準スケールをスキャナで読み取った画像データと、ラインが印刷されたテストシート（被搬送物）をスキャナで読み取った画像データとに基づいて、テストシート内のラインの長手方向に対する絶対位置を算出する技術も開示されている。

しかしながら、従来の技術によれば、基準スケールと被搬送物の搬送方向との角度誤差によって、実際の被搬送物の外形エッジ位置が歪んだ形で検出されてしまうことによる位置検出誤差が生じてしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、位置検出結果の精度を向上させることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の読取装置は、所定の方向に延びた線を含む基準パターンが配置され、前記所定の方向と直交する方向に相対的に移動する位置基準部材と、複数画素が配列された読取デバイスと、前記位置基準部材に配置された前記基準パターンに基づいて前記読取デバイスの各画素の前記直交する方向の座標位置を検出する基準パターン検出部と、前記基準パターン検出部により検出された少なくとも２つの前記画素の前記直交する方向の座標位置に基づき、少なくとも位置検出に使用する画素での前記直交する方向の第１補正値を算出する補正値算出部と、前記読取デバイスで読み取ったデータから、被搬送物の外形形状と、当該被搬送物上の画像パターンの位置とを検出する位置検出部と、前記画像パターンを読み取った出力における、前記第１補正値を用いる書き込み補正のＯＮと書き込み補正のＯＦＦとの比較結果による前記被搬送物内の搬送方向と、前記位置基準部材との差分である角度誤差を、上辺基準の場合に直角度より算出し、または、側辺基準かつスキュー補正しない場合に副走査レジストずれにより算出し、第２補正値に設定する角度誤差設定部と、を備え、前記位置検出部は、前記第１補正値と、前記第２補正値と、を用いて位置検出を行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、位置検出結果の精度を向上させることができる、という効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる印刷システムのハードウェア構成の一例を示す模式図である。 図２は、読取デバイスと位置基準部材と設置態様を示す模式図である。 図３は、読取デバイスと位置基準部材との対応位置関係を示す模式図である。 図４は、ＣＩＳを読取デバイスに適用する際の課題を示す図である。 図５は、位置基準部材に配置される基準線の一例を示す模式図である。 図６は、位置基準部材と読取デバイスとの深度方向の位置関係を示す図である。 図７は、位置基準部材と記録媒体の搬送方向との関係を示す図である。 図８は、印刷システムのハードウェアの電気的接続の一例を示すブロック図である。 図９は、印刷システムの機能構成を示す機能ブロック図である。 図１０は、読取デバイスの各センサチップの副走査方向の座標算出の一例を示す模式図である。 図１１は、読取デバイスの傾き補正方法について説明する図である。 図１２は、記録媒体の外形形状と記録媒体上の画像パターンの位置との算出方法を示す図である。 図１３は、読取デバイスによる検出画像を例示的に示す図である。 図１４は、角度誤差の算出手法を示す図である。 図１５は、角度誤差の補正方法を示す図である。 図１６は、補正値設定処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図１７は、第２の実施の形態にかかる読取装置の外観を示す斜視図である。 図１８は、読取装置の内部構造を部分的に示す側面図である。

以下に添付図面を参照して、読取装置、画像形成装置、位置検出方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。以下では、読取装置、画像形成装置が、短時間で大量の枚数を連続して印刷する商業印刷機（プロダクションプリンティング機）などの印刷装置を含む印刷システムに適用された場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
［印刷システムのハードウェア構成の説明］
図１は、第１の実施の形態にかかる印刷システム１のハードウェア構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、画像形成装置である印刷システム１は、印刷装置１００と、媒体位置検出装置２００（位置検出装置の一例）と、スタッカ３００と、を備える。

印刷装置１００は、オペレーションパネル１０１と、タンデム式の電子写真方式の作像部１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋと、転写ベルト１０５と、二次転写ローラ１０７と、給紙部１０９と、搬送ローラ対１０２と、定着ローラ１０４と、反転パス１０６と、を備える。

オペレーションパネル１０１は、印刷装置１００や媒体位置検出装置２００に対して各種操作入力を行ったり、各種画面を表示したりする操作表示部である。

作像部１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋは、それぞれ、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、及びクリーニング工程）が行われることによりトナー像が形成され、形成されたトナー像を転写ベルト１０５に転写する。本実施の形態では、作像部１０３Ｙ上にイエロートナー像が形成され、作像部１０３Ｍ上にマゼンダトナー像が形成され、作像部１０３Ｃ上にシアントナー像が形成され、作像部１０３Ｋ上にブラックトナー像が形成されるものとするが、これに限定されるものではない。

転写ベルト１０５は、作像部１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、及び１０３Ｋから重畳して転写されたトナー像（フルカラーのトナー画像）を二次転写ローラ１０７の二次転写位置に搬送する。本実施の形態では、転写ベルト１０５には、まず、イエロートナー像が転写され、続いて、マゼンダトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が順次重畳して転写されるものとするが、これに限定されるものではない。

給紙部１０９は、処理対象（被搬送物）である複数の記録媒体が重ね合わせて収容されており、記録媒体を給紙する。記録媒体としては、例えば、記録紙（転写紙）が挙げられるが、これに限定されず、例えば、コート紙、厚紙、ＯＨＰ（Overhead Projector）シート、プラスチックフィルム、プリプレグ、及び銅箔など画像を記録可能な媒体であればどのようなものであってもよい。

搬送ローラ対１０２は、給紙部１０９により給紙された記録媒体を搬送路ａ上で矢印ｓ方向に搬送する。

二次転写ローラ１０７は、転写ベルト１０５により搬送されたフルカラーのトナー画像を、搬送ローラ対１０２により搬送された記録媒体上に二次転写位置で一括転写する。

定着ローラ１０４は、フルカラーのトナー画像が転写された記録媒体を加熱及び加圧することにより、フルカラーのトナー画像を記録媒体に定着する。

印刷装置１００は、片面印刷の場合、フルカラーのトナー画像が定着された記録媒体である印刷物を媒体位置検出装置２００へ送る。一方、印刷装置１００は、両面印刷の場合、フルカラーのトナー画像が定着された記録媒体を反転パス１０６へ送る。

反転パス１０６は、送られた記録媒体をスイッチバックすることにより記録媒体の表面・裏面を反転して矢印ｔ方向に搬送する。反転パス１０６により搬送された記録媒体は、搬送ローラ対１０２により再搬送され、二次転写ローラ１０７により前回と逆側の面にフルカラーのトナー画像が転写され、定着ローラ１０４により定着され、印刷物として、媒体位置検出装置２００およびスタッカ３００へ送られる。

印刷装置１００の下流に位置する媒体位置検出装置２００は、読取デバイス２０１と、位置基準部材２０２と、を備える。

読取デバイス２０１は、例えば、複数の撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）をライン状に並べたＣＩＳ（Contact Image Sensor：密着型イメージセンサ）等により実現できる。読取デバイス２０１は、読み取り対象からの反射光を受光して、画像信号を出力する。具体的には、読取デバイス２０１は、印刷装置１００から送られた記録媒体の搬送位置および当該記録媒体に対する処理位置（印刷位置）を読取対象とする。また、読取デバイス２０１は、位置基準部材２０２を読取対象とする。

読取デバイス２０１に適用されるＣＩＳは、一般的に、複数画素を有するセンサチップ２１０（図４参照）を主走査方向に複数配列することによって、必要な主走査有効読取長を確保する構成で知られている。

位置基準部材２０２は、複数のセンサチップ２１０によって構成される読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の取り付け位置を補正するための基準板である。このように位置基準部材２０２を用いて読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の取り付け位置を補正することによって高精度な画像位置検出を行う。

そして、媒体位置検出装置２００は、読み取りが完了した記録媒体をスタッカ３００へ排紙する。

スタッカ３００は、トレイ３０１を備える。スタッカ３００は、媒体位置検出装置２００により排紙された記録媒体をトレイ３０１にスタックする。

次に、媒体位置検出装置２００における読取デバイス２０１と位置基準部材２０２とについて説明する。

ところで、被搬送物の外形エッジ位置と当該被搬送物に対する処理位置とをＣＩＳ等の読取デバイスで読み取り、被搬送物の搬送位置および当該被搬送物に対する処理位置を補正する方法では精度が出ない場合がある、という問題があった。

図２は、読取デバイス２０１と位置基準部材２０２と設置態様を示す模式図である。図２に示すように、位置基準部材２０２は、モータ２０４により回転駆動される回転部材２０３に設けられている。位置基準部材２０２は、モータ２０４により等速回転される回転部材２０３により移動する。位置基準部材２０２は、回転部材２０３の回転に伴って所定のタイミングで読取デバイス２０１の対向面に配置される。

このように位置基準部材２０２を回転させるのは、読取デバイス２０１の副走査方向への取り付け傾きを検知するために、位置基準部材２０２を副走査方向に一定速度で移動させ、位置基準部材２０２上に配置された所定の方向に延びた線を含む基準パターンである基準線Ｘ（図４参照）を読み取るためである。

なお、図２では位置基準部材２０２を回転部材２０３に取り付けて位置基準部材２０２を副走査方向に一定速度で移動させるようにしたが、これに限るものではない。例えば、位置基準部材２０２は、直線状に移動可能なように設けられていても良い。

図３は、読取デバイス２０１と位置基準部材２０２との対応位置関係を示す模式図である。図３に示すように、位置基準部材２０２は、読取デバイス２０１の主走査方向の一端部（先端部）の撮像素子である先頭画素に対応する位置を、基準位置（支持点）とする。

また、読取デバイス２０１も、位置基準部材２０２の基準位置に対応する先頭画素に相当する位置を基準位置（支持点）とする。

ここで、ＣＩＳを読取デバイス２０１に適用する際の課題について説明する。図４は、ＣＩＳを読取デバイス２０１に適用する際の課題を示す図である。図４に示すように、例えば、読取デバイス２０１が位置基準部材２０２に対して斜めに取り付けられているような場合、読取デバイス２０１で読み取った画像そのものでは位置基準部材２０２に対する位置検出精度が低くなり、正しい補正が出来ない（取り付けばらつき）。

加えて、ＣＩＳを読取デバイス２０１に適用した場合、図４に示すように、各センサチップ２１０内での画素は均一で直線状に配置されているが、複数のセンサチップ２１０の配置が副走査方向にずれる可能性がある（チップ位置ばらつき）。

そこで、上記した課題を考慮し、更なる位置検出精度の向上を図るために、以下のような構成が考えられる。

ここで、図５は位置基準部材２０２に配置される基準線の一例を示す模式図である。図５に示すように、位置基準部材２０２上には、所定の基準線Ｘが配置されている。位置基準部材２０２上に配置される基準線Ｘは、読取デバイス２０１の主走査方向（所定の方向）に対して平行な線（以降「横線」）と、読取デバイス２０１の主走査方向に対して直交する方向に延びた直交する線（以降「縦線」）とで構成されている。

図５に示すように、縦線は、読取デバイス２０１の基板上の各センサチップ２１０に対してそれぞれ読み取れるように、位置基準部材２０２上に各センサチップ２１０に対応して等間隔で配置されている。また、横線は、当該縦線の間に配置されている。

なお、図５に示すように、位置基準部材２０２上の縦線と横線の間に隙間を作ることで、仮に横線が読取デバイス２０１の読取範囲に入っていても、縦線の座標を算出することができるようになっている。

理想的には、読取デバイス２０１のセンサチップ２１０毎に横線を読み取って各センサチップ２１０の副走査方向の座標位置を検出するとともに、読取デバイス２０１の端部のセンサチップ２１０に対応する２箇所の横線を読み取って読取デバイス２０１自体の傾きを検出して、読取デバイス２０１での読み取り結果を補正することが良いが、以下のデメリットがある。
・全画素それぞれで副走査位置を検出しなければならないため、処理の複雑化、処理時間の増大を招く。
・全画素の補正値が算出されるため、全画素補正値を記録しておく必要があり、メモリの容量がその分必要になる。
・補正値を利用する際にも大きいテーブルから情報を引いてくる必要があるため、処理が複雑、時間もかかることになる。

そこで、本実施の形態においては、読取デバイス２０１の端部のセンサチップ２１０に対応する２箇所の横線を読み取って副走査方向の座標位置を検出し、これらの２箇所の副走査方向の座標位置で求められる傾きを読取デバイス２０１の傾きとする。そして、読取デバイス２０１のセンサチップ２１０毎（画素毎）の傾き度合いは、読取デバイス２０１の傾きから求めることにより、副走査方向の検出位置、結果記録の削減を可能とする。

位置基準部材２０２は、周辺部材の発熱影響等による膨張・伸縮が発生すると、絶対的な位置基準として機能せず、位置検出精度の悪化を招いてしまう。そこで、位置基準部材２０２は、読取デバイス２０１の基板に比べて線膨張係数が低く、位置検出において周囲温度の影響による伸縮量が無視できるほどに小さい材料によって構成されている。本実施の形態においては、想定される温度変化範囲、線膨張係数を考慮し、位置基準部材２０２は、ガラスで形成されている。なお、位置基準部材２０２の材料はこれに限るものではなく、読取デバイス２０１の温度変化範囲が広い場合に精度の高い媒体位置検出を実現するためには、石英ガラスなどを用いるのがより好適である。

図６は、位置基準部材２０２と読取デバイス２０１との深度方向の位置関係を示す図である。通常、ＣＩＳ等の読取デバイス２０１は、高さ（深度）方向に依存して、画像特性が変化する特性を持っている。このような画像特性の代表例として、一般的には、
・ＭＴＦ（焦点深度）
・照明深度
が挙げられる。また、読取デバイス２０１によっては、高さ（深度）方向依存に加え、主走査方向位置によっても特性が異なる性質を持つものもある。

そこで、本実施の形態においては、読取デバイス２０１が記録媒体を読み取る際の深度（高さ）方向位置と、読取デバイス２０１が位置基準部材２０２上の基準線Ｘを読み取る際の深度（高さ）方向位置とが一致するように、位置基準部材２０２と読取デバイス２０１とが配置されている。これにより、深度方向に依存する読取デバイス２０１の画像特性差の影響を極力低減することによって、位置検出の精度向上を図ることができる。

更に、別の課題について説明する。

上述のようにして、読取デバイス２０１の傾きを求めて位置基準部材２０２と読取デバイス２０１との取り付け誤差を補正することができる。しかしながら、記録媒体の搬送方向は、本体側板の組み付け位置精度、前後の搬送ローラの組み付け位置精度や径差や圧偏差によって変わることにより、位置基準部材２０２と記録媒体の搬送方向とに角度誤差が生じてしまうことがある。

図７は、位置基準部材２０２と記録媒体の搬送方向との関係を示す図である。図７（ａ）は位置基準部材２０２と記録媒体に角度誤差が生じている場合、図７（ｂ）は位置基準部材２０２と記録媒体に角度誤差および記録媒体にスキューが生じている場合を示す。

図７（ａ）に示すように、位置基準部材２０２と記録媒体に角度誤差が生じている場合、読取デバイス２０１で読み取られる画像は、角度誤差分だけ四辺の直角度が歪められた平行四辺形として検出される。また、図７（ｂ）に示すように、位置基準部材２０２と記録媒体に角度誤差および記録媒体にスキューが生じている場合、読取デバイス２０１で読み取られる画像は、スキュー分だけ四辺の直角度が歪められた平行四辺形として検出される。

記録媒体の搬送方向は、本体側板の組み付け位置精度、前後の搬送ローラの組み付け位置精度や径差や圧偏差によって変わることにより装置それぞれによって異なる為、装置毎の補正値が必要となる。

図８は、印刷システム１のハードウェアの電気的接続の一例を示すブロック図である。

図８に示すように、印刷システム１は、コントローラ１０とエンジン部（Engine）６０とエンジン部（Engine）７０とをＰＣＩバスで接続した構成となる。コントローラ１０は、印刷システム１の全体の制御、描画、通信、及び操作表示部であるオペレーションパネル１０１からの入力を制御するコントローラである。エンジン部６０は、ＰＣＩバスに接続可能なエンジンであり、例えば、読取デバイス２０１等のスキャナエンジンなどである。エンジン部６０には、エンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分も含まれる。エンジン部７０は、ＰＣＩバスに接続可能なエンジンであり、例えば、作像部１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋを含むプロッタ等のプリントエンジンなどである。

コントローラ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）１３と、システムメモリ（ＭＥＭ－Ｐ）１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ－Ｃ）１７と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）１３とＡＳＩＣ１６との間をＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バス１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ－Ｐ１２は、ＲＯＭ１２ａと、ＲＡＭ１２ｂとをさらに有する。

ＣＰＵ１１は、印刷システム１の全体制御を行うものであり、ＮＢ１３、ＭＥＭ－Ｐ１２およびＳＢ１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。

ＮＢ１３は、ＣＰＵ１１とＭＥＭ－Ｐ１２、ＳＢ１４、ＡＧＰバス１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ－Ｐ１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。

ＭＥＭ－Ｐ１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ１２ａとＲＡＭ１２ｂとからなる。ＲＯＭ１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。

ＳＢ１４は、ＮＢ１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。

ＡＳＩＣ１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Integrated Circuit）であり、ＡＧＰバス１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ１８およびＭＥＭ－Ｃ１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ－Ｃ１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）と、エンジン部６０やエンジン部７０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ１６には、ＰＣＩバスを介してＵＳＢ４０、ＩＥＥＥ１３９４（the Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394）インタフェース（Ｉ／Ｆ）５０が接続される。オペレーションパネル１０１はＡＳＩＣ１６に直接接続されている。

ＭＥＭ－Ｃ１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。

ＡＧＰバス１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ－Ｐ１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。

本実施の形態の印刷システム１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、本実施の形態の印刷システム１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態の印刷システム１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

［印刷システム１の機能構成の説明］
次に、印刷システム１のＣＰＵ１１がＨＤＤ１８やＲＯＭ１２ａに記憶されたプログラムを実行することによって発揮する機能について説明する。なお、ここでは従来から知られている機能については説明を省略し、本実施の形態の印刷システム１が発揮する特徴的な機能について詳述する。

図９は、印刷システム１の機能構成を示す機能ブロック図である。

図９に示すように、印刷システム１のＣＰＵ１１は、読取制御部１１０、モータ制御部１１１、基準パターン検出部である横線検出部１１２、検出結果格納部１１３、傾き補正値算出部１１４、位置検出部１１５、角度誤差設定部１１６、として機能する。なお、ＣＰＵ１１は、読取制御部１１０、モータ制御部１１１、横線検出部１１２、検出結果格納部１１３、傾き補正値算出部１１４、位置検出部１１５、角度誤差設定部１１６、の他に、記録媒体の搬送を制御する搬送制御部等の機能を実現してもよいことは、いうまでもない。

なお、本実施の形態においては、印刷システム１が発揮する特徴的な機能をＣＰＵ１１がプログラムを実行することにより実現するものとしたが、これに限るものではなく、例えば、上述した各部の機能のうちの一部または全部が専用のハードウェア回路で実現されてもよい。

モータ制御部１１１は、モータ２０４に対して駆動信号を出力し、回転部材２０３を回転駆動する。また、モータ制御部１１１は、モータ２０４に対して駆動停止信号を出力し、回転部材２０３の回転を停止する。

読取制御部１１０は、読取デバイス２０１に対して読取開始信号を出力し、読取デバイス２０１による読み取りを開始させる。また、読取制御部１１０は、読取デバイス２０１から読取信号を受け取ると、読取デバイス２０１に対して読取終了信号を出力し、読取デバイス２０１による読み取りを終了させる。

横線検出部１１２は、モータ制御部１１１を介して位置基準部材２０２を副走査方向に移動させる。また、横線検出部１１２は、読取制御部１１０を介して副走査方向に移動する位置基準部材２０２を読取デバイス２０１で読み取る。そして、横線検出部１１２は、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の副走査方向の座標位置を検出する。

ここで、図１０は読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の副走査方向の座標算出の一例を示す模式図である。図１０（ａ）に示すように、横線検出部１１２は、読取デバイス２０１のセンサチップ２１０毎に、Ａｎ、Ａｎ＋１、・・・、Ａｎ＋ｍもしくはＢｎ、Ｂｎ＋１、・・・、Ｂｎ＋ｍの領域で位置基準部材２０２の横線を読み取り、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の副走査方向の座標位置を検出する。

上述のように、それぞれのセンサチップ２１０についてほぼ同じ画素位置において位置基準部材２０２の横線を読み取る方が補正に対して計算上有利である。しかしながら、これに限るものではなく、位置基準部材２０２の横線を読み取る画素位置をセンサチップ２１０毎に任意の画素に変えるようにしてもよい。

より詳細には、横線検出部１１２は、位置基準部材２０２を副走査方向に回転させながら、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０のＡまたはＢの領域（幅ｍ画素）を読み取る。図１０（ｂ）に示すように、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０のライン毎にｍ画素分の読取値を平均化しデータを記憶部（ＲＡＭ１２ｂやＨＤＤ１８など）に格納する。横線検出部１１２は、得られたデータから立上りエッジと立下りエッジの位置から読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の座標位置を検出する。

検出結果格納部１１３は、横線検出部１１２で検出した読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の座標位置を記憶部（ＲＡＭ１２ｂやＨＤＤ１８など）に格納する。

傾き補正値算出部１１４は、読取デバイス２０１の傾きの補正値を算出する。ここで、図１１は読取デバイス２０１の傾き補正方法について説明する図である。

図１１に示すように、傾き補正値算出部１１４は、読取デバイス２０１の端部のセンサチップ２１０に対応する２箇所の横線を読み取った副走査方向の座標位置から読取デバイス２０１全体の傾きを算出する。

読取デバイス２０１の中にセンサチップ２１０が１２個配置され、各センサチップ２１０あたり２１６．５画素ある場合の読取デバイス２０１の傾きの計算例を下記に示す。なお、０．５画素は、センサチップ２１０間の隙間分の距離である。
読取デバイス２０１の傾き＝（１２番目のセンサチップ２１０の副走査方向の座標位置－１番目のセンサチップ２１０の副走査方向の座標位置）／（１２×２１６．５）

読取デバイス２０１の全体の傾きを求めた後に、傾き補正値算出部１１４は、位置検出に使用する画素での副走査方向の補正値を算出する。より詳細には、傾き補正値算出部１１４は、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０それぞれの副走査方向の座標位置を記憶部から１箇所取得する。そして、傾き補正値算出部１１４は、取得した座標位置を基準として、読取デバイス２０１全体の傾きにセンサチップ２１０の該当画素をかけることにより、求めたい画素の第１補正値を算出する。

副走査方向の第１補正値の計算例を下記に示す。なお、ｍはセンサチップ２１０における画素数を示している。そのため、ｍは１から２１６の範囲となる。
第１補正値＝ｎ番目のセンサチップ２１０の副走査方向の座標位置＋読取デバイス２０１全体の傾き×ｍ

なお、上述のように、位置基準部材２０２の横線を読み取る画素位置をセンサチップ２１０毎に任意の画素に変える場合、下記式を適用する。
補正値＝ｎ番目のセンサチップ２１０の副走査方向の位置座標（ｐ画素目）＋読取デバイス２０１全体の傾き×（ｍ－ｐ）
ｐ画素：そのセンサチップの開始からの画素数

位置検出部１１５は、読取デバイス２０１で読み取った画像から、記録媒体の外形形状と、記録媒体上の画像パターンの位置とを検出する。

ここで、図１２は記録媒体の外形形状と記録媒体上の画像パターンの位置との算出方法を示す図である。図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、記録媒体の四隅ＯにはＬ字形状の画像パターンＰが形成されている。位置検出部１１５は、主走査方向、副走査方向の画像レベルから用紙エッジ、画像パターンの開始、終了座標を検出する。記録媒体の外形形状を求めたい場合を例として考えると、主走査で４箇所、副走査で４箇所の座標を検出し、その交点を記録媒体の端部の四隅Ｏとして算出する。図１２（ｃ）に示すように、位置検出部１１５は、交点を求める際に、主走査座標を検出する場合の副走査座標（副走査座標を検出する場合の主走査座標）は、記録媒体のどの位置を読み取ったかによって副走査方向のどの位置か理想的な値として算出する。なお、位置検出部１１５は、メモリに余裕があり、全画素のデータを取り込んでから記録媒体の端部を算出する場合は四隅Ｏを直接算出しても良い。

ここで、図１３は読取デバイス２０１による検出画像を例示的に示す図であって、（ａ）は記録媒体の搬送方向が位置基準部材２０２に対して垂直な場合、（ｂ）は記録媒体の搬送方向が位置基準部材２０２に対して傾いている場合を示す。

図１３（ｂ）に示すように、記録媒体の搬送方向が位置基準部材２０２に対して傾いて角度誤差が有る場合、読取デバイス２０１で検出した画像は、記録媒体の搬送方向の傾き分歪んで見える。上述した第１補正値は、位置基準部材２０２と読取デバイス２０１との間の傾きを補正するために用いられるものであって、記録媒体の搬送方向と位置基準部材２０２との傾きは、第１補正値だけでは直せない。

次に、角度誤差設定部１１６について説明する。

印刷システム１は、上述のように位置基準部材２０２を用いて位置補正を行った読取デバイス２０１で、所定の画像、もしくは記録媒体を読み取り、読み取った画像に基づいて書き込みを補正して画像を出力する。例として、本実施形態では、図１３に示すようなＬ字形状の画像パターンＰを読み取り、書き込み補正することで画像の形状を補正して四角形を出力する（書き込みの補正のＯＮ）。ただし、位置基準部材２０２と記録媒体とに角度誤差が有る場合、角度誤差を補正せずに位置検出部１１５における位置検出結果を基に補正すると、四角形にはならずに直角度が歪められた平行四辺形の画像が出力される。また、印刷システム１は、書き込みの補正自体をＯＦＦした何ら形状の補正をしない画像（四角形）を出力する。すなわち、書き込みの補正のＯＮと書き込みの補正のＯＦＦの比較結果による記録媒体の搬送方向と位置基準部材２０２との差分が角度誤差に相当する。

ここで、図１４は角度誤差の算出手法を示す図である。図１４（ａ）は上辺基準による角度誤差の算出手法を示すものである。図１４（ａ）に示すように、上辺基準の場合、直角度より角度誤差が算出される。

図１４（ｂ）は側辺基準、かつ、スキュー補正しない場合の角度誤差の算出手法を示すものである。図１４（ｂ）に示すように、側辺基準、かつ、スキュー補正しない場合、副走査レジストずれにより角度誤差が算出される。

そこで、本実施形態においては、書き込みの補正ＯＦＦと書き込みの補正ＯＮの出力画像の差分を外部の位置測定装置を用いて計測し、計測した差分を記録媒体の搬送方向と位置基準部材２０２との角度誤差の算出に用いる。ただし、角度誤差の算出に用いるパラメータは、位置補正アルゴリズムによって異なる。なお、出力画像の差分を外部の位置測定装置にて計測して入力するようにしたが、これに限るものではなく、人が計測して印刷システム１に入力するものであっても良いし、印刷システム１に搭載されたスキャナで判断するようにしてもよい。

角度誤差設定部１１６は、外部から入力された出力画像の差分を第２補正値として記憶部に格納して設定する。

そして、位置検出部１１５は、傾き補正値算出部１１４で算出した画素に対応した第１補正値に対して、第２補正値（角度誤差）分だけオフセットさせる位置補正を行う。

図１５は、角度誤差の補正方法を示す図である。図１５は、読取デバイス２０１が１２チップに分割されているＣＩＳを２つ用いた場合の角度誤差補正方法を示すものである。図１５に示すように、第２補正値（角度誤差）分だけオフセットさせるとは、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０に対して基準位置からの距離に応じて角度誤差分だけ副走査方向に補正係数を足すことで実際の誤差補正を示している。この時、位置検出部１１５は、主走査方向の補正は副走査方向に比べて発生する誤差が十分に小さいので補正は実施しない。

次に、印刷システム１が実行する補正値設定処理について説明する。

ここで、図１６は補正値設定処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図１６に示すように、横線の読取開始トリガを検出すると、横線検出部１１２は、位置基準部材２０２を副走査方向に移動させながら、位置基準部材２０２の横線の読取を開始する（ステップＳ１）。より詳細には、横線検出部１１２は、モータ制御部１１１を介して位置基準部材２０２を副走査方向に移動させる。また、横線検出部１１２は、読取制御部１１０を介して副走査方向に移動する位置基準部材２０２を読取デバイス２０１で読み取る。なお、読取デバイス２０１による読み取りが終了すると、読取デバイス２０１は、横線検出部１１２に対して読取終了トリガを出力する。

横線検出部１１２は、読取終了トリガを受け取ると、位置基準部材２０２を副走査方向への移動を停止し、待機状態とする。また、横線検出部１１２は、読取終了トリガを受け取ると、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の副走査方向の座標位置を検出する（ステップＳ２）。

次に、検出結果格納部１１３は、横線検出部１１２で検出した読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の座標位置を記憶部に格納する（ステップＳ３）。

次に、傾き補正値算出部１１４は、読取デバイス２０１の傾きの補正値（第１補正値）を算出する（ステップＳ４）。

そして、位置検出部１１５は、傾き補正値算出部１１４で算出した画素に対応した第１補正値を参照し、位置検出結果に第１補正値に応じた補正を加え（ステップＳ５）、書き込みの補正ＯＦＦの画像を形成させる。

その後、角度誤差設定部１１６は、外部から書き込みの補正ＯＦＦと書き込みの補正ＯＮの出力画像の差分が入力されるまで待機する（ステップＳ６のＮｏ）。外部から書き込みの補正ＯＦＦと書き込みの補正ＯＮの出力画像の差分が入力されると（ステップＳ６のＹｅｓ）、角度誤差設定部１１６は、外部から入力された出力画像の差分を第２補正値として、記憶部に格納する（ステップＳ７）。以上により、補正値設定処理を終了する。

その後、位置検出部１１５は、傾き補正値算出部１１４で算出した画素に対応した第１補正値に対して第２補正値（角度誤差）分だけオフセットさせる位置補正を、位置検出結果に対して行う。

このように本実施の形態によれば、位置基準部材２０２と被搬送物（記録媒体）の搬送方向との角度誤差が有る場合に、当該角度誤差を位置検出部１１５にフィードバックさせることで位置検出結果の精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態においては、読取デバイス２０１として、所謂、等倍光学系であるＣＩＳを適用したが、これに限るものではない。例えば、読取デバイス２０１は、光源と、複数の反射部材（ミラー）と、結像レンズ、リニアイメージセンサなどで構成される、所謂、縮小光学系の読み取りデバイスであっても構わず、読み取り対象物の位置を検出できるデバイスであれば、位置検出精度を向上することが可能である。

なお、本実施の形態においては、読取デバイス２０１の端部のセンサチップ２１０に対応する２箇所の横線を読み取った副走査方向の座標位置から読取デバイス２０１全体の傾きを算出するようにしたが、これに限るものではなく、全てのセンサチップ２１０に対応する横線を読み取った副走査方向の座標位置から読取デバイス２０１全体の傾きを算出し、全画素についての補正値を算出するようにしても良い。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態においては、媒体位置検出装置２００の変形例として、ＭＦＰ（Multifunction Peripheral／Printer／Product）などに用いられるスキャナユニットを適用した点が、第１の実施の形態と異なる。以下、第２の実施の形態の説明では、第１の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１７は、第２の実施の形態にかかる読取装置４００の外観を示す斜視図である。読取装置４００は、媒体位置検出装置２００の変形例であって、ＭＦＰなどに用いられるスキャナユニットである。

図１７に示すように、読取装置４００は、上面にコンタクトガラス４１０を配置している。コンタクトガラス４１０は、略長方形に形成されている。読取装置４００は、読取装置４００内を副走査方向Ｘに移動するとともに主走査方向Ｙについてライン状に読み取る読取デバイス２０１（図１８参照）を備えている。読取デバイス２０１は、コンタクトガラス４１０上に載置された原稿を読み取る。

また、読取装置４００は、さらにスリット４１１を有する。このスリット４１１には、ガラス４１１ａが嵌め込まれている。読取デバイス２０１は、このスリット４１１を介して位置基準部材２０２（図１８参照）を読み取ることができる。さらに、コンタクトガラス４１０とスリット４１１との間には、ブリッジ４１２が形成されている。

このような構成において、図１７に示すコンタクトガラス４１０の短辺の一つと、スリット４１１の長辺の一つとが、ブリッジ４１２を挟んで隣接している。

図１８は、読取装置４００の内部構造を部分的に示す側面図である。なお、図１８（ａ）は読取デバイス２０１がスリット４１１の下方に位置する状態を示している。また、図１８（ｂ）は読取デバイス２０１がコンタクトガラス４１０の下方に位置する状態を示している。

なお、読取装置４００の上方には、原稿自動送り装置（ＡＤＦ；Auto Document Feeder）４２０が設けられている。ＡＤＦ４２０は、コンタクトガラス４１０上に原稿を載置する際などに開閉される。図１８（ａ）および図１８（ｂ）では、ＡＤＦ４２０が閉じられた状態を示している。図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示すように、ＡＤＦ４２０は、ＡＤＦ４２０が閉じられた状態でスリット４１１に対向する位置であってＡＤＦ４２０の底面に、位置基準部材２０２を備えている。

図１８（ａ）において、読取デバイス２０１は、スリット４１１に嵌め込まれたガラス４１１ａの下方に位置する。図１８（ａ）において、読取デバイス２０１は、スリット４１１のガラス４１１ａを通して位置基準部材２０２を読み取る。

なお、図１８（ａ）においては、位置基準部材２０２はＡＤＦ４２０の底面であって、ＤＦ４２０が閉じられた状態でスリット４１１に対向する位置に形成されている状態を示した。しかしながら、位置基準部材２０２は、ＡＤＦ４２０に設けられている必要はなく、ガラス４１１ａに代えて位置基準部材２０２をスリット４１１に備えるようにしてもよい。

図１８（ｂ）において、読取デバイス２０１は、コンタクトガラス４１０の下方に位置し、コンタクトガラス４１０上に載置された原稿Ｐを読み取る。この時、読取デバイス２０１は、副走査方向Ｘに移動しながら原稿Ｐを読み取る。

このような構成において、読取デバイス２０１が位置基準部材２０２に対して斜めに取り付けられているような場合も、第１の実施の形態において述べたと同様の課題が生じることになるので、第１の実施の形態の同様の手法によって課題を解決することができる。

なお、上記各実施の形態では、本発明の読取装置、画像形成装置を、電子写真方式の印刷装置を含む印刷システムに適用した例を挙げて説明したが、これに限るものではなく、インクジェット方式の印刷装置を含む印刷システムにも適用することができる。

また、上記各実施の形態では、本発明の読取装置、画像形成装置を、商業印刷機（プロダクションプリンティング機）などの印刷装置を含む印刷システムに適用した例を挙げて説明したが、これに限るものではなく、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。

さらに、上記各実施の形態では、本発明の読取装置を、画像形成分野の位置検出に適用した例を挙げて説明したが、これに限るものではなく、例えばＦＡ分野における検品などの様々な分野の位置検出アプリケーションに応用が可能である。

また、本発明の読取装置は、紙幣の判別、偽造防止を目的として、紙幣が正しい位置、形状に印刷されているかを判別する紙幣読取装置にも適用可能である。

１ 読取装置、画像形成装置
１１２ 基準パターン検出部
１１４ 傾き補正値算出部
１１５ 位置検出部
１１６ 角度誤差設定部
２０１ 読取デバイス
２０２ 位置基準部材

特開２０１０－１７３０６９号公報 特開２００８－２８７３７号公報

Claims (5)

1. 所定の方向に延びた線を含む基準パターンが配置され、前記所定の方向と直交する方向に相対的に移動する位置基準部材と、
   複数画素が配列された読取デバイスと、
   前記位置基準部材に配置された前記基準パターンに基づいて前記読取デバイスの各画素の前記直交する方向の座標位置を検出する基準パターン検出部と、
   前記基準パターン検出部により検出された少なくとも２つの前記画素の前記直交する方向の座標位置に基づき、少なくとも位置検出に使用する画素での前記直交する方向の第１補正値を算出する補正値算出部と、
   前記読取デバイスで読み取ったデータから、被搬送物の外形形状と、当該被搬送物上の画像パターンの位置とを検出する位置検出部と、
   前記画像パターンを読み取った出力における、前記第１補正値を用いる書き込み補正のＯＮと書き込み補正のＯＦＦとの比較結果による前記被搬送物内の搬送方向と、前記位置基準部材との差分である角度誤差を、上辺基準の場合に直角度より算出し、または、側辺基準かつスキュー補正しない場合に副走査レジストずれにより算出し、第２補正値に設定する角度誤差設定部と、
   を備え、
   前記位置検出部は、前記第１補正値と、前記第２補正値と、を用いて位置検出を行う、
   ことを特徴とする読取装置。
2. 前記補正値算出部は、前記基準パターン検出部により検出された少なくとも２つの前記画素の前記直交する方向の座標位置から前記読取デバイスの傾きを求め、当該読取デバイスの傾きに基づいて前記第１補正値を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
3. プリントエンジン部と、
   前記プリントエンジン部に対する被搬送物の搬送を制御する搬送制御部と、
   請求項１または２に記載の読取装置と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
4. 複数画素が所定の方向に配列された読取デバイスの前記画素に対応し、前記所定の方向と直交する方向に相対的に移動する位置基準部材に配置されて前記所定の方向に延びた線を含む基準パターンに基づいて、前記読取デバイスの各画素の前記直交する方向の座標位置を検出する基準パターン検出工程と、
   前記基準パターン検出工程により検出された少なくとも２つの前記画素の前記直交する方向の座標位置に基づき、少なくとも位置検出に使用する画素での前記直交する方向の第１補正値を算出する補正値算出工程と、
   前記読取デバイスで読み取ったデータから、被搬送物の外形形状と、当該被搬送物上の画像パターンの位置とを検出する位置検出工程と、
   前記画像パターンを読み取った出力における、前記第１補正値を用いる書き込み補正のＯＮと書き込み補正のＯＦＦとの比較結果による前記被搬送物内の搬送方向と、前記位置基準部材との差分である角度誤差を、上辺基準の場合に直角度より算出し、または、側辺基準かつスキュー補正しない場合に副走査レジストずれにより算出し、第２補正値に設定する角度誤差設定工程と、
   を含み、
   前記位置検出工程は、前記第１補正値と、前記第２補正値と、を用いて位置検出を行う、
   ことを特徴とする位置検出方法。
5. 所定の方向に延びた線を含む基準パターンが配置され、前記所定の方向と直交する方向に相対的に移動する位置基準部材と、複数画素が配列された読取デバイスと、を備える読取装置を制御するコンピュータを、
   前記位置基準部材に配置された前記基準パターンに基づいて前記読取デバイスの各画素の前記直交する方向の座標位置を検出する基準パターン検出部と、
   前記基準パターン検出部により検出された少なくとも２つの前記画素の前記直交する方向の座標位置に基づき、少なくとも位置検出に使用する画素での前記直交する方向の第１補正値を算出する補正値算出部と、
   前記読取デバイスで読み取ったデータから、被搬送物の外形形状と、当該被搬送物上の画像パターンの位置とを検出する位置検出部と、
   前記画像パターンを読み取った出力における、前記第１補正値を用いる書き込み補正のＯＮと書き込み補正のＯＦＦとの比較結果による前記被搬送物内の搬送方向と、前記位置基準部材との差分である角度誤差を、上辺基準の場合に直角度より算出し、または、側辺基準かつスキュー補正しない場合に副走査レジストずれにより算出し、第２補正値に設定する角度誤差設定部と、
   として機能させ、
   前記位置検出部は、前記第１補正値と、前記第２補正値と、を用いて位置検出を行う、
   ためのプログラム。

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