JP2022143027A - 画像読取装置、画像形成装置および画像読取方法 - Google Patents

画像読取装置、画像形成装置および画像読取方法 Download PDF

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Abstract

【課題】画像の読み取り枚数を低下させることなく、読取手段の光学特性の変化による画像特性の変化を検出し、画像の補正に使用する画像特性を補正する。【解決手段】画像読取装置は、被写体が通過する通過領域に光を照射する光源と、光源から照射された光の反射光を撮像することで可視画像および不可視画像を生成可能な撮像手段と、を含む読取手段と、通過領域を挟んで光源と反対側に配置され、撮像手段により不可視画像として識別可能な不可視マークを有する背景部材と、不可視マークの撮像により得られた不可視画像において、読取手段の光学特性の変化による画像特性の変化を検出する検出手段と、検出手段が検出した画像特性の変化に基づいて、撮像手段により生成された被写体の画像の補正に使用する画像特性の補正量を決定し、決定した補正量に基づいて画像特性を補正する補正手段と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、画像読取装置、画像形成装置および画像読取方法に関する。
原稿等の画像を読み取る画像読取装置において、裏当てローラにパターン画像を形成し、撮影された画像から抽出される影画像とパターン画像とに基づいて、原稿画像を切り出す手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、裏当てローラのパターン画像を不可視画像とすることで、原稿画像に不要な画像パターンが写り込むことが防止される。
また、所定以上の温度変化が検出されたときに、読取部に対向する背景面をチャート画像が形成された補正面に切り替えてチャート画像を読み取り、画像の部分領域毎の補正倍率を算出する手法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
背景面とチャート画像が形成された補正面とを切り替える手法では、背景面を補正面に切り替えている間、画像の読み取り処理を実施することができない。このため、単位時間当たりの画像の読み取り枚数は、背景面と補正面との切り替え頻度が高いほど低下してしまう。そして、読み取り枚数の低下を最小限にするために、倍率の補正値の算出は、所定以上の温度変化が発生したときのみに実施される。この結果、所定未満の温度変化では、補正値を算出することができず、補正頻度が低下するため、高い精度で補正を実施することができないという問題がある。
開示の技術は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、画像の読み取り枚数を低下させることなく、読取手段の光学特性の変化による画像特性の変化を検出し、画像の補正に使用する画像特性を補正することを目的とする。
上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の画像読取装置は、被写体が通過する通過領域に光を照射する光源と、前記光源から照射された光の反射光を撮像することで可視画像および不可視画像を生成可能な撮像手段と、を含む読取手段と、前記通過領域を挟んで前記光源と反対側に配置され、前記撮像手段により不可視画像として識別可能な不可視マークを有する背景部材と、前記不可視マークの撮像により得られた不可視画像において、前記読取手段の光学特性の変化による画像特性の変化を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記画像特性の変化に基づいて、前記撮像手段により生成された前記被写体の画像の補正に使用する画像特性の補正量を決定し、決定した補正量に基づいて画像特性を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
画像の読み取り枚数を低下させることなく、読取手段の光学特性の変化による画像特性の変化を検出し、画像の補正に使用する画像特性を補正することができる。
本発明の画像読取装置の第１の実施形態を示すブロック図である。 図１の背景部材上に形成される不可視マークの一例を示す図である。 図２の不可視画像と可視画像との対応付けの一例を示す図である。 図１の画像読取装置により可視画像を補正する一例を示す図である。 図１の画像読取装置による可視画像の読取動作の一例を示す図である。 図１の画像読取装置による不可視マークの読み取りと倍率の更新タイミングの一例を示す図である。 本発明の画像読取装置の第２の実施形態において可視画像を補正する一例を示す図である。 本発明の画像読取装置の第３の実施形態において可視画像を補正する一例を示す図である。 本発明の画像読取装置の第４の実施形態において可視画像を補正する一例を示す図である。 本発明の画像読取装置の第５の実施形態において可視画像を補正する一例を示す図である。 本発明の画像読取装置の第６の実施形態を示す側面図である。 本発明の画像形成装置の第１の実施形態を示す側面図である。 図１２の検査装置の要部の一例を示す部分側面図である。
以下、図面を参照して実施の形態の説明を行う。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
（画像読取装置の第１の実施形態）
図１は、本発明の画像読取装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図１に示す画像読取装置１０は、読取手段２０、背景部材３０、検出手段４０および補正手段５０を有する。例えば、読取手段２０は、光源２１およびラインセンサ２２を有する。
光源２１は、画像等の被写体が形成された用紙Ｐが通過する通過領域ＰＡに、可視光および不可視光を含む光を照射する。例えば、不可視光は、近赤外領域の光である。なお、被写体は、用紙Ｐ上の画像に限定されず、フィルム等の樹脂または金属等に印刷された画像でもよく、用紙Ｐ等に形成された凹凸パターンでもよい。以下では、被写体が用紙Ｐ上の画像であるとして説明される。
ラインセンサ２２は、光源２１から照射された光の反射光を撮像することで可視画像および不可視画像を生成可能である。例えば、用紙Ｐが搬送方向に沿って移動され、通過領域ＰＡに位置する場合、ラインセンサ２２は、用紙Ｐからの反射光を撮像する。用紙Ｐが通過領域ＰＡに位置しない場合、ラインセンサ２２は、背景部材３０から反射光を撮像する。ラインセンサ２２は、撮像手段の一例である。
背景部材３０は、通過領域ＰＡを挟んで光源２１およびラインセンサ２２と反対側に配置されている。背景部材３０は、ラインセンサ２２により不可視画像として識別可能な不可視マークＩＶＭＲＫを有する。不可視マークＩＶＭＲＫは、ラインセンサ２２の不可視光を検出する画素により、光源２１からの光の反射光として検出される。不可視マークＩＶＭＲＫの具体例については、図２以降で説明される。
例えば、背景部材３０は、熱膨張率が樹脂および金属よりも小さいガラスまたはセラミック素材などを使用して形成される。これにより、背景部材３０の温度変化による不可視マークＩＶＭＲＫの間隔の伸縮量を、樹脂または金属により形成された背景部材に比べて少なくすることができる。この結果、温度変化による可視画像および不可視画像の補正の精度の低下を抑制することができる。
これに対して、樹脂または金属により形成された背景部材は、熱による伸縮率が背景部材３０の伸縮率より大きいため、温度変化による不可視マークＩＶＭＲＫの間隔の伸縮量が背景部材３０に比べて大きくなる。これにより、可視画像の補正の精度は低下する。
検出手段４０は、背景部材３０の不可視マークの撮像により得られた不可視画像において、読取手段２０の光学特性の変化による画像特性の変化を検出する。例えば、読取手段２０の光学特性は、画像読取装置１０の温度変化による光源２１の輝度または色味の変化、図示しないレンズおよびミラーの変形、または、ラインセンサ２２の伸縮等である。
補正手段５０は、検出手段４０が検出した画像特性の変化に基づいて、ラインセンサ２２により撮像された用紙Ｐ上の画像の補正に使用する画像特性の補正量を決定し、決定した補正量に基づいて画像特性を補正する。例えば、補正手段５０は、用紙Ｐ上の可視画像に対応してラインセンサ２２により生成された可視画像データの補正に使用する画像特性の補正量を決定する。あるいは、補正手段５０は、用紙Ｐ上の不可視画像に対応してラインセンサ２２により生成された不可視画像データの補正に使用する画像特性の補正量を決定する。さらに、補正手段５０は、可視画像データおよび不可視画像データのそれぞれの補正に使用する画像特性の補正量を決定してもよい。以下では、画像データを単に画像と称する場合がある。
そして、補正手段５０は、補正した画像特性を補正結果として出力する。補正結果を受信する図示しない後続の機構部は、補正された画像特性に基づいて用紙Ｐの可視画像および不可視画像の少なくとも一方を補正する。
なお、検出手段４０および補正手段５０は、画像読取装置１０に搭載されるＣＰＵ等のコントローラが画像読取プログラムまたは画像補正プログラム等を実行することで実現されてもよい。あるいは、検出手段４０および補正手段５０は、画像読取装置１０に搭載されるＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等により実現されてもよい。
図２は、図１の背景部材３０上に形成される不可視マークＩＶＭＲＫの一例を示す図である。不可視マークＩＶＭＲＫは、図２の横方向に延在する細長い背景部材３０の長手方向に沿って、間隔Ｓを置いて形成される。図２では、１４個の不可視マークＩＶＭＲＫが示されるが、不可視マークＩＶＭＲＫの数は、複数個であればよい。不可視マークＩＶＭＲＫは、背景部材３０において一方向（主走査方向）に沿って所定間隔をおいて配置された図形の一例である。
例えば、不可視マークＩＶＭＲＫは、ラインセンサ２２の画素ＰＸに対応する位置に設けられる。例えば、ラインセンサ２２は、ラインセンサ２２の主走査方向の直交方向（図２の縦方向）に配列された赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂおよび近赤外光Ｎをそれぞれ検出する４つの光電変換素子を有する。４つの光電変換素子は、１つ画素ＰＸを形成する。そして、ラインセンサ２２は、主走査方向に配列された複数の画素ＰＸの各々により、可視光および不可視光を検出する。以下では、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂを検出する光電変換素子は、それぞれＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素とも称される。近赤外光Ｎを検出する光電変換素子は、Ｎ画素とも称される。また、以下では、画素ＰＸは、位置を区別して説明する場合、画素ａ～ｎとも称される。
不可視マークＩＶＭＲＫからの反射光（不可視光）は、ラインセンサ２２の主走査方向に等間隔で配列された画素ａ～ｎにより検出される。但し、読取手段２０の光学特性の変化により、不可視マークＩＶＭＲＫを検出する画素ａ～ｎの物理的な位置（画素ＰＸの位置）は変化する。
以下では、画素ａ、ｂに対応する２つの不可視マークＩＶＭＲＫ間は、間隔ＡＢまたは領域ＡＢと称され、画素ｂ、ｃに対応する２つの不可視マークＩＶＭＲＫ間は、間隔ＢＣまたは領域ＢＣと称される。間隔ＣＤ、ＤＥ、ＥＦ、ＦＧ、ＧＨ、ＨＩ、ＩＪ、ＪＫ、ＫＬ、ＬＭ、ＭＮも同様である。
図３は、図２の不可視画像と可視画像との対応付けの一例を示す図である。以下では、ラインセンサ２２による撮像により得られた不可視マークＩＶＭＲＫの不可視画像は、不可視マーク画像とも称される。
図２で説明したように、可視画像は、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素により検出され、不可視画像は、Ｎ画素により検出される。ラインセンサ２２が受光する可視画像の光と不可視画像の光とは、波長が互いに異なる。また、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｎ画素の位置は、互いに異なるため、例えば、図１のラインセンサ２２の受光面に配置される図示しないレンズの受光特性はわずかに異なる。また、レンズの受光特性は、温度によるレンズの変形によっても変化する。
このため、可視画像と不可視画像とでは、画像の補正量である倍率が異なる。例えば、倍率は、主走査方向の長さを補正するために使用される。なお、可視画像と不可視画像との倍率は、画素の位置だけでなく、波長とレンズの受光特性との違いにより、可視画像と不可視画像とで異なる。しかしながら、主走査方向に対する倍率の変化の傾向は、可視画像と不可視画像とで同じである。
そこで、この実施形態では、検出手段４０により検出された不可視マーク画像の間隔に基づいて、不可視画像の倍率に対する可視画像の倍率の比が算出され、可視画像の補正に使用する画像特性の補正量として使用される。画像特性の補正量の算出の例は、図４で説明される。
図４は、図１の画像読取装置１０により可視画像を補正する一例を示す図である。例えば、図１の検出手段４０は、ラインセンサ２２により撮像された不可視マーク画像に基づいて、領域ＡＢに対応する２つの不可視マークＩＶＭＲＫの間隔ＡＢを、画像特性の変化として検出する。
検出手段４０は、２つの不可視マークＩＶＭＲＫの間隔Ｓと間隔ＡＢとの比Ｓ／ＡＢを算出する。間隔Ｓは、背景部材３０の製造時に定まる固有値であり、例えば、標準温度（例えば、２５℃等）での不可視マークＩＶＭＲＫの間隔（設計値等）である。なお、白い菱形に示す比ＡＢ／Ｓは、温度変化により変化した間隔ＡＢの間隔Ｓに対する変化率を示す。他の間隔ＢＣ、ＣＤ、...、ＭＮの比ＢＣ／Ｓ、ＣＤ／Ｓ、...、ＭＮ／Ｓも、温度変化により変化した各間隔の間隔Ｓに対する変化率を示す。
補正手段５０は、検出手段４０により算出された不可視マーク画像の比Ｓ／ＡＢを、領域ＡＢに存在する可視画像の補正に使用する画像特性の補正量として決定する。また、補正手段５０は、検出手段４０により算出された不可視マーク画像の比Ｓ／ＡＢを、領域ＡＢに存在する不可視画像の補正に使用する画像特性の補正量として決定する。例えば、補正手段５０の後段に接続される画像補正部は、領域ＡＢの可視画像および不可視画像の少なくともいずれかを主走査方向にＳ／ＡＢ倍することで、画像を補正する。
検出手段４０は、他の領域ＢＣ、ＣＤ、...、ＭＮについても、比Ｓ／ＢＣ、Ｓ／ＣＤ、...、Ｓ／ＭＮを算出する。補正手段５０は、比Ｓ／ＢＣ、Ｓ／ＣＤ、...、Ｓ／ＭＮを、各領域ＢＣ、ＣＤ、...、ＭＮでの不可視画像および可視画像の補正に使用する画像特性の補正量として決定する。上記比による補正量を使用して可視画像を補正することで、温度変化による画像の各部の倍率の変化が軽減された可視画像を生成することができ、画像の精度を向上することができる。また、上記比による補正量を使用して不可視画像を補正することで、温度変化による画像の各部の倍率の変化をなくして、温度変化がない場合と同等の状態の不可視画像を生成することができる。
図５は、図１の画像読取装置１０による可視画像の読取動作の一例を示す図である。すなわち、図５は、画像読取装置１０による画像読取方法の一例を示す。図５に示す背景部材３０の背景面は、不可視画像が形成された面を示す。図１に示した背景部材３０の不可視マークＩＶＭＲＫは、光源２１およびラインセンサ２２と常に対向している。このため、用紙Ｐが図１の通過領域ＰＡに存在しない場合、ラインセンサ２２は、不可視マークＩＶＭＲＫを常に読み取ることができる。
これにより、図１の読取手段２０は、用紙Ｐの読み取り間隔毎に、可視画像および不可視画像の補正に使用する画像特性の補正量を決定することができる。すなわち、不可視マークＩＶＭＲＫの読み取り時間を、連続する用紙Ｐの読み取り動作期間に含めることができる。なお、補正量の決定は、複数枚の用紙Ｐの読み取り毎に実施されてもよく、１枚目の読み取り前に実施されてもよい。また、補正量の決定間隔は、温度が高いほど短く設定されてもよい。
図５の下側のかぎ括弧内は、背景面と補正面との切り替えが必要な画像読取装置の動作の例が示される。かぎ括弧内の補正部材に示す背景面は、用紙Ｐの画像を読み取る場合の背景として使用される面を示す。かぎ括弧内の補正部材に示す補正面は、補正用のパターン（不可視画像または可視画像）が形成された面を示す。
かぎ括弧内の動作を実施する画像読取装置では、例えば、Ｎ－１枚目の用紙Ｐの読み取りとＮ枚目の用紙Ｐの読み取りの間に、背景面と補正面との切り替えが実施される。そして、補正面上の可視画像または不可視画像を使用して、画像特性の補正量が決定される。
この場合、単位時間当たりの用紙Ｐの読み取り枚数は、背景面と補正面との切り替え頻度が高いほど低下し、用紙Ｐの読み取り効率は低下する。読み取り効率の低下を抑制するためには、補正面の読み取り頻度を低下させ、補正量の決定頻度を低下させる必要がある。この場合、画像の補正精度は低下してしまう。
図６は、図１の画像読取装置１０による不可視マークの読み取りと倍率の更新タイミングの一例を示す図である。すなわち、図６は、画像読取装置１０による画像読取方法の一例を示す。図６は、複数の用紙Ｐを連続して読み取る動作（画像の取得動作）を示す。この場合、図１の読取手段２０は、最初の用紙Ｐの読み取り前と、用紙Ｐの読み取り間隔毎に、背景部材３０の不可視マークＩＶＭＲＫを読み取り、可視画像および不可視画像の画像特性の補正量を決定する。なお、不可視マークＩＶＭＲＫの読み取りは、所定数の用紙Ｐの読み取り毎に実施されてもよい。
これにより、読取手段２０は、不可視マークＩＶＭＲＫの読み取りと倍率の更新を定期的に実施することができる。換言すれば、用紙Ｐの読み取り頻度を下がることなく、倍率の更新を定期的に実施することができる。この結果、用紙Ｐから読み取られた画像に対して、常に最適な補正を実施することが可能になる。
以上、第１の実施形態では、画像読取装置１０は、背景部材３０に形成された不可視マークＩＶＭＲＫを通過領域ＰＡに常に対向させた状態で用紙Ｐ上の画像の読み取り動作を実施する。これにより、画像読取装置１０は、用紙Ｐが通過領域ＰＡに存在しない任意のタイミングで、不可視マークＩＶＭＲＫの間隔の変化率に基づいて、読取手段２０の光学特性の変化を検出することができる。そして、画像読取装置１０は、検出した光学特性の変化に応じて画像の補正に使用する画像特性の補正量を決定することができる。
すなわち、画像読取装置１０は、画像の読み取り枚数を低下させることなく、読取手段の光学特性の変化による画像特性の変化を検出し、画像特性の補正量を決定することができる。画像読取装置１０は、不可視マークＩＶＭＲＫの読み取りと倍率の更新を定期的に実施することができるため、用紙Ｐから読み取られた画像に対して、常に最適な補正を実施することが可能になる。
不可視マークＩＶＭＲＫ等の図形を背景部材３０上に所定間隔で形成することで、画像読取装置１０は、撮像した図形に基づいて読取手段２０の光学特性の変化を検出することができる。また、不可視マークＩＶＭＲＫ等の図形を背景部材３０上に等間隔Ｓに配置することで、簡易な演算により主走査方向の位置毎の間隔の変化率（倍率）を算出することができる。
補正手段５０は、検出手段４０により検出された不可視マークＩＶＭＲＫの間隔の変化率を可視画像の変化率として、可視画像の補正に使用する画像特性の補正量を決定する。これにより、可視画像の間隔の変化率の算出を不要にすることができ、補正手段５０の計算処理を簡易にすることができる。したがって、画像特性の補正量を決定するまでの時間を短縮することができる。
背景部材３０を、温度変化が小さいガラスまたはセラミック素材を使用して形成することで、温度変化による可視画像の補正の精度の低下を抑制することができる。
（画像読取装置の第２の実施形態）
図７は、本発明の半導体集積回路の第２の実施形態において可視画像を補正する一例を示す図である。図１から図６で説明した要素と同様の要素には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図７に示す背景部材３０を含む画像読取装置１０は、補正手段５０の機能が図１から図６で説明した補正手段５０の機能と相違する。画像読取装置１０のその他の機能は、図１から図６で説明した機能と同様である。
この実施形態の補正手段５０は、主走査方向に沿って設けられる領域ＡＢ、...、ＭＮ毎に不可視画像の倍率（変化率）に対する可視画像の倍率（変化率）が保持された変換表５１を有する。変換表５１は、ＡＢ等の領域毎に、複数組の不可視画像の倍率（変化率）と可視画像の倍率（変化率）との対応関係を含む。
例えば、領域ＡＢの倍率は、比ＡＢ／Ｓで示される変化率である。変換表５１は、変化率と、被写体の画像の補正量との関係を、主走査方向に沿う複数箇所のそれぞれに対応して保持する保持部の一例である。
通常、主走査方向の領域毎の倍率の変化（ディストーション）量は、使用するレンズ特性と光の波長により決まる。しかし、一つの画像読取装置１０において、同じレンズを使用して可視画像と不可視画像を読み取る場合、可視光と不可視光のそれぞれの波長が変化しなければ、一意に倍率の変化量を対応付けることが可能である。
補正手段５０は、ＡＢ等の領域毎に変換表５１を参照し、不可視マークＩＶＭＲＫに対応する不可視画像の変化率に対応する可視画像の変化率を使用して、用紙Ｐの読み取りにより得られる可視画像の画素毎の補正量を決定する。例えば、検出手段４０により検出された不可視画像の変化率が１．００５倍であったとき、補正手段５０は、対応する可視画像の変化率＝１．０１５倍を使用して、可視画像の補正に使用する倍率を比１／１．０１５に決定する。これにより、不可視画像の変化率をそのまま使用して可視画像の補正に使用する倍率を決定する場合に比べて、補正の精度を向上することができる。
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様に、画像読取装置１０は、用紙Ｐが通過領域ＰＡに存在しない任意のタイミングで、不可視マークＩＶＭＲＫの間隔の変化率に基づいて、読取手段２０の光学特性の変化を検出することができる。そして、画像読取装置１０は、検出した光学特性の変化に応じて画像の補正に使用する画像特性の補正量を決定することができる。
さらに、この実施形態では、画像読取装置１０は、主走査方向に沿って設けられる領域毎に、不可視画像の倍率と可視画像の倍率とが対応付けられた変換表５１を有する。これにより、画像読取装置１０は、不可視画像の変化率をそのまま使用して可視画像の補正に使用する倍率を決定する場合に比べて、用紙Ｐ上の画像の補正の精度を向上することができる。
（画像読取装置の第３の実施形態）
図８は、本発明の半導体集積回路の第３の実施形態において可視画像を補正する一例を示す図である。図１から図７で説明した要素と同様の要素には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施形態では、画像読取装置１０毎（例えば、機械Ａ、機械Ｂ毎）に、予め、読取手段２０の光学特性の変化が評価され、評価結果に応じて設定された変換表５１が、補正手段５０に保持される。各画像読取装置１０の構成および機能は、図７で説明した画像読取装置１０の構成および機能と同様である。すなわち、この実施形態の画像読取装置１０は、図７で説明した補正手段５０の機能を有することを除き、図１から図６で説明した画像読取装置１０の機能と同様である。
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、画像読取装置１０の個体毎の読取手段２０の光学特性に応じて画像の補正量を決定することができる。
（画像読取装置の第４の実施形態）
図９は、本発明の画像読取装置の第４の実施形態において可視画像を補正する一例を示す図である。図１から図６で説明した要素と同様の要素には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施形態の画像読取装置１０は、背景部材３０に形成される不可視マークＩＶＭＲＫの間隔が、図２の背景部材３０に形成される不可視マークＩＶＭＲＫの間隔と相違する。
２つの不可視マークＩＶＭＲＫの間隔が複数通りあるため、検出手段４０により変化率が算出される画素位置は、図４と相違する。ここで、変化率は、２つの不可視マークＩＶＭＲＫの固有の間隔Ｓ１（またはＳ２）と、２つの不可視マークＩＶＭＲＫの間隔との比である。この実施形態では、補正手段５０による画像の補正に使用される倍率を適用する画素位置が、２つの不可視マークＩＶＭＲＫの間隔の位置に応じて設定される。画像読取装置１０のその他の構成および機能は、図１から図６に示した画像読取装置１０の構成および機能と同様である。
図９に示す例では、図の左側ほど温度変化が大きく、図の右側ほど温度変化が小さい。図９に示すように、主走査方向において温度変化が大きな位置では、温度変化が小さい位置に比べて、倍率の変化は大きくなる。このため、変化率を精度よく検出し、可視画像を補正する倍率を精度よく決定するために、この実施形態では、温度変化の大きい主走査方向の位置は、温度変化の小さい大きな主走査方向の位置に比べて、不可視マークＩＶＭＲＫの間隔が小さく設定される。
例えば、図９では、温度変化が比較的大きい領域ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、ＤＥ、ＥＦ、ＦＧ、ＧＨ、ＨＩは、２つの不可視マークＩＶＭＲＫの間隔がＳ１に設定される。温度変化が比較的小さい大きい領域ＩＪ、ＪＫ、ＫＬ、ＬＭ、ＭＮは、２つの不可視マークＩＶＭＲＫの間隔が、Ｓ１より大きいＳ２に設定される。なお、図９では、間隔の種類は、Ｓ１、Ｓ２の２種類であるが、３種類以上に設定されてもよい。
これにより、倍率の変化が大きくなる温度変化が大きな位置において、細かい領域毎に変化率を検出して補正量（倍率）を変更することができる。これにより、主走査方向の位置毎の画像の補正の精度を向上させることができる。なお、図９に示した画像読取装置１０に搭載される補正手段５０は、図７と同様に、変換表５１を有してもよい。そして、補正手段５０は、領域毎に、不可視マークＩＶＭＲＫに対応する不可視画像の変化率に対応して保持された可視画像の変化率を使用して、用紙Ｐの読み取りにより得られる可視画像の画素毎の補正量を決定してもよい。
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、温度変化が大きい領域における不可視マークＩＶＭＲＫの間隔を小さくすることで、主走査方向の位置毎の画像の補正の精度を向上させることができる。
（画像読取装置の第５の実施形態）
図１０は、本発明の画像読取装置の第５の実施形態において可視画像を補正する一例を示す図である。図１０に示す背景部材３０を含む画像読取装置１０は、補正手段５０の機能が図１から図６で説明した補正手段５０の機能と相違する。画像読取装置１０のその他の機能は、図１から図６で説明した機能と同様である。
この実施形態の補正手段５０は、検出手段４０が算出した変化率（例えば、ＡＢ／Ｓ）に基づいて、不可視マークＩＶＭＲＫが配置されない画素位置の倍率（補正量）を補間することで、近似線（図１０の例では、近似曲線）を導出する。例えば、所定の領域毎（例えば、ＡＢまたはＢＣ）に同じ変化率を使用して倍率を決定する場合、画像の補正残りまたは過補正などが発生するおそれがある。近似線の導出により、補正残りまたは過補正の可能性を低減することができ、用紙Ｐの画像の補正の精度を向上することできる。
なお、図１０に示した画像読取装置１０に搭載される補正手段５０は、図７と同様に、変換表５１を有してもよい。この場合、補正手段５０は、検出手段４０が領域毎に算出した変化率に基づいて、変化率の近似線を導出し、画素位置毎に、変換表５１を参照して可視画像の倍率を決定する。なお、変化率の近似線の導出は、検出手段４０により実施されてもよい。
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、画素位置の倍率（補正量）を補間して近似線を導出することで、補正残りまたは過補正の可能性を低減することができ、用紙Ｐの画像の補正の精度をさらに向上することできる。
（画像読取装置の第６の実施形態）
図１１は、本発明の画像読取装置の第６の実施形態を示す側面図である。上述した実施形態と同様の要素および機能については、詳細な説明は省略する。図１１に示す画像読取装置６０は、読取部７０およびＡＤＦ（Auto Document Feeder）部８０を有し、いわゆるシートスルー型の原稿読取装置である。
読取部７０は、コンタクトガラス７１、基準白板７２、光源７３、第１キャリッジ７４、第２キャリッジ７５、レンズ７６、ラインセンサ７７ａを備えたセンサボード７７、スキャナモータ７８および読取窓７９を有する。また、読取部７０は、図１に示した検出手段４０および補正手段５０を有する。ＡＤＦ部８０は、原稿８２が載置される原稿トレイ８１、搬送ドラム８３、排紙ローラ８４、排紙トレイ８５および背景部材８６を有する。
背景部材８６は、図１の背景部材３０と同様に、ラインセンサ７７ａの走査方向（図１１の奥行き方向）に沿って、複数の不可視マークＩＶＭＲＫ（不図示）が間隔をおいて形成されている。不可視マークＩＶＭＲＫは、背景部材８６において光源７３側の表面に形成される。背景部材８６は、ＡＤＦ部８０による原稿８２の読取窓７９への搬送時に、読取窓７９に原稿８２を押さえつける押さえ部材を兼ねている。
ラインセンサ７７ａは、例えば、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサ等である。ラインセンサ７７ａは、原稿８２上の可視画像および不可視画像の少なくともいずれかを読み取り、読み取った画像を補正手段５０に出力する。また、ラインセンサ７７ａは、背景部材８６上の不可視マークＩＶＭＲＫを読み取り、読み取った画像を不可視画像として検出手段４０および補正手段５０に出力する。検出手段４０および補正手段５０は、上述した実施形態のいずれかの検出機能および補正機能を有する。
ＡＤＦ部８０は、画像を読み取る原稿８２を搬送ドラム８３に１枚ずつ自動給紙し、読取窓７９に向けて搬送させる機能を有する。読取窓７９に搬送された原稿８２は、読取窓７９を通過したときに光源７３により光が照射される。そして、原稿からの光の反射光が第１キャリッジ７４のミラーおよび第２キャリッジ７５のミラーにより折り返され、レンズ７６を通ってセンサボード７７上のラインセンサ７７ａの受光面上に縮小されて結像される。
画像読取装置６０が、コンタクトガラス７１上に載置された原稿８２の画像を読み取るフラットベッド読み取りでは、スキャナモータ７８は、光源７３、第１キャリッジ７４および第２キャリッジ７５を、図１１の左右方向に移動させる。そして、コンタクトガラス７１の下部を移動する光源７３によって、コンタクトガラス７１上の原稿８２に光が照射され、原稿８２からの反射光が、光源７３の移動に連動して移動する第１キャリッジ７４および第２キャリッジ７５のミラーによって折り返される。
反射光は、レンズ７６を通ってセンサボード７７上のラインセンサ７７ａの受光面上に縮小されて結像される。このとき、第１キャリッジ７４は、速度Ｖで移動する。第２キャリッジ７５は、第１キャリッジ７４の移動に連動して第１キャリッジ７４の速度の半分１／２Ｖで移動する。これにより、画像読取装置６０は、原稿８２の全体の画像を読み取る。なお、図１１に示す読取部７０は、ミラーを含む第１キャリッジ７４と第２キャリッジ７５、レンズ７６およびセンサボード７７が別々に構成されているが、これらが一体化された一体型センサモジュールを使用した構成でもよい。
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、画像読取装置１０は、用紙Ｐが通過領域ＰＡに存在しない任意のタイミングで、不可視マークＩＶＭＲＫの間隔の変化率に基づいて、読取手段２０の光学特性の変化を検出することができる。そして、画像読取装置１０は、検出した光学特性の変化に応じて画像の補正量を決定することができる。
（画像形成装置の第１の実施形態）
図１２は、本発明の画像形成装置の第１の実施形態を示す側面図である。図１２では、説明を分かりやすくするために、装置の内部を透過させて示している。上述した実施形態と同様の要素および機能については、詳細な説明は省略する。図１２に示す画像形成装置１は、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として機能する。なお、この実施形態の画像形成装置１は、商業印刷機以外の印刷装置でもよい。
印刷システムである画像形成装置１は、印刷装置１００、検査装置２００およびスタッカ３００を有する。印刷装置１００は、オペレーションパネル１０１、タンデム式の電子写真方式の作像部１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ、転写ベルト１０５、二次転写ローラ１０７、給紙部１０９、搬送ローラ対１０２、定着ローラ１０４および反転パス１０６を有する。
オペレーションパネル１０１は、画像形成装置１の操作者による操作に基づいて、印刷装置１００および検査装置２００に対する各種操作を受け付ける。また、オペレーションパネル１０１は、画像形成装置１の動作状況等を示す各種画面を表示する。
作像部１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋの各々は、作像プロセスの実施によりトナー像が形成され、形成したトナー像は転写ベルト１０５に転写される。例えば、作像プロセスは、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程およびクリーニング工程を含む。例えば、作像部１０３Ｙ上にイエロートナー像が形成され、作像部１０３Ｍ上にマゼンタトナー像が形成される。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。しかしながら、作像部の種類は、４色に限定されない。
転写ベルト１０５は、作像部１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、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像）を二次転写ローラ１０７の二次転写位置に搬送する。例えば、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、マゼンタトナー像、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。しかしながら、トナー像の転写順序は、上記に限定されない。
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、記録媒体を搬送ローラ対１０２に向けて給紙する。例えば、記録媒体は、記録紙（転写紙）である。しかしながら、記録媒体は、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、プリプレグまたは銅箔などの画像を記録可能な媒体でもよい。
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像が転写された記録媒体を加熱および加圧することにより、フルカラーのトナー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像が定着された記録媒体である印刷物を検査装置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と裏面とを反転して矢印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により矢印ｓ方向に再搬送される。そして、表裏が逆転した記録媒体は、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像が転写される。記録媒体に転写されたトナー像は、定着ローラ１０４により定着され、印刷物として、検査装置２００およびスタッカ３００へ送られる。
印刷装置１００の下流に位置する検査装置２００は、読取デバイス２０１および濃度基準部材２０２を有する。濃度基準部材２０２は、例えば、白板であり、読取デバイス２０１の読取レベルの基準として使用される。また、検査装置２００は、印刷装置１００から送られた記録媒体をスタッカ３００へと搬送する搬送路ａを構成する搬送ローラ対２１０、２１１を有する。濃度基準部材２０２は、搬送ローラ対２１０と搬送ローラ対２１１との間に配置される。
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、画像信号として出力する。例えば、読取デバイス２０１は、印刷装置１００から送られた記録媒体に設けられた色パターン、または、検査装置２００内に配置された色パッチを読取対象とする。また、読取デバイス２０１は、濃度基準部材２０２を読取対象とする。
そして、検査装置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を有する。スタッカ３００は、検査装置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。
図１３は、図１２の検査装置２００の要部の一例を示す側面図である。図１３では、説明を分かりやすくするために、装置の内部を透過して示している。検査装置２００は、光源２２０、コンタクトガラス２３０、背景部材２４０、搬送ローラ２５１、２５２、反射ミラー２６１、２６２、２６３、レンズユニット２７０、ラインセンサ２８０ａを備えたセンサボード２８０、検出手段４０および補正手段５０を有する。図１３に示す要素の一部は、図２の読取デバイス２０１に含まれてもよい。
例えば、光源２２０、コンタクトガラス２３０、背景部材２４０およびラインセンサ２８０ａは、図１の光源２１、通過領域ＰＡ、背景部材３０およびラインセンサ２２に対応する。また、光源２２０、コンタクトガラス２３０、背景部材２４０、搬送ローラ２５１、２５２、反射ミラー２６１、２６２、２６３は、図１１の光源７３、読取窓７９、背景部材８６、搬送ドラム８３、第１および第２キャリッジ７４、７５の反射ミラーに対応する。レンズユニット２７０およびラインセンサ２８０ａを備えたセンサボード２８０は、図１１のレンズ７６およびラインセンサ７７ａを備えたセンサボード７７に対応する。
光源２２０は、コンタクトガラス２３０を介して、印刷装置１００から送られた記録媒体２９０または背景部材２４０に光を照射する。背景部材２４０は、図２と同様の複数の不可視マークＩＶＭＲＫ（図示せず）を有する。反射ミラー２６１、２６２、２６３は、記録媒体２９０または背景部材２４０からの反射光をレンズユニット２７０に導く。レンズユニット２７０は、反射光をラインセンサ２８０ａに結像する。
ラインセンサ２８０ａは、例えば、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサ等である。ラインセンサ２８０ａは、記録媒体２９０上の可視画像および不可視画像の少なくともいずれかを読み取り、読み取った画像を補正手段５０に出力する。また、ラインセンサ２８０ａは、背景部材２４０上の不可視マークＩＶＭＲＫを読み取り、読み取った画像を不可視画像として検出手段４０および補正手段５０に出力する。検出手段４０および補正手段５０は、上述した実施形態のいずれかの検出機能および補正機能を有する。
そして、検査装置２００は、印刷装置１００から送られる記録媒体２９０上に形成された画像の異常の有無を検出し、印刷装置１００の作像部等の画像形成部にフィードバックする。また、この実施形態では、検査装置２００は、背景部材２４０の不可視マークＩＶＭＲＫの変化率を算出し、算出した変化率の逆数である倍率（画像特性の補正量）を印刷装置１００にフィードバックする。印刷装置１００は、フィードバックされた情報に基づいて、画像の形成位置を補正し、画像の形成倍率を補正する。
以上、この実施形態においても、上述した画像読取装置の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、検査装置２００で読み取った不可視マークＩＶＭＲＫに基づいて決定された倍率（補正量）に基づいて、印刷装置１００により記録媒体２９０に印刷される画像を補正することができる。すなわち、印刷装置１００で印刷される画像の精度を向上することができる。
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
例えば、上述した実施形態では、主走査方向の直交方向に延在する線状の不可視マークＩＶＭＲＫを背景部材３０に形成する例について説明された。しかしながら、不可視マークＩＶＭＲＫの形状は、２つの不可視マークＩＶＭＲＫ間の距離の変化を検出可能であれば他の形状でもよい。また、検出手段４０は、２つの不可視マークＩＶＭＲＫ間の距離の変化を検出するのではなく、不可視マークＩＶＭＲＫの大きさ（面積）を検出してもよい。
１ 画像形成装置
１０ 画像読取装置
２０ 読取手段
２１ 光源
２２ ラインセンサ
３０ 背景部材
４０ 検出手段
５０ 補正手段
５１ 変換表
６０ 画像読取装置
７０ 読取部
７３ 光源
７７ センサボード
７７ａ ラインセンサ
７９ 読取窓
８０ ＡＤＦ部
８２ 原稿
８６ 背景部材
１００ 印刷装置
１０３Ｃ、１０３Ｋ、１０３Ｍ、１０３Ｙ 作像部
２００ 検査装置
２０１ 読取デバイス
２２０ 光源
２４０ 背景部材
２８０ センサボード
２８０ａ ラインセンサ
２９０ 記録媒体
ＩＶＭＲＫ 不可視マーク
Ｐ 用紙
ＰＡ 通過領域
ＰＸ 画素
特開２０１２－２３９１１４号公報 特開２０２０－１０６８６２号公報

Claims (12)

  1. 被写体が通過する通過領域に光を照射する光源と、前記光源から照射された光の反射光を撮像することで可視画像および不可視画像を生成可能な撮像手段と、を含む読取手段と、
    前記通過領域を挟んで前記光源と反対側に配置され、前記撮像手段により不可視画像として識別可能な不可視マークを有する背景部材と、
    前記不可視マークの撮像により得られた不可視画像において、前記読取手段の光学特性の変化による画像特性の変化を検出する検出手段と、
    前記検出手段が検出した前記画像特性の変化に基づいて、前記撮像手段により生成された前記被写体の画像の補正に使用する画像特性の補正量を決定し、決定した補正量に基づいて画像特性を補正する補正手段と、
    を有することを特徴とする画像読取装置。
  2. 前記撮像手段は、一方向に並ぶ複数の画素を有し、
    前記不可視マークは、前記背景部材において前記一方向に沿って所定間隔をおいて配置された図形であること
    を特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
  3. 前記検出手段は、前記一方向に並ぶ前記不可視マークの間隔に対する不可視画像の間隔の変化率を前記画像特性の変化として検出すること
    を特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
  4. 前記補正手段は、前記変化率を使用して、前記撮像手段により生成された前記被写体の画像の補正に使用する前記画像特性の補正量を決定すること
    を特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
  5. 前記変化率と、前記被写体の画像の補正量との関係を、前記一方向に沿う複数箇所のそれぞれに対応して保持する保持部を有し、
    前記補正手段は、前記複数箇所毎に、前記変化率に対応して前記保持部に保持された前記補正量を使用して、前記被写体の画像の画素毎の補正に使用する前記画像特性の補正量決定すること
    を特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像読取装置。
  6. 前記背景部材において温度変化が大きい位置に設けられる前記不可視マークの間隔は、前記背景部材において温度変化が小さい位置に設けられる前記不可視マークの間隔より小さく設定されること
    を特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
  7. 前記補正手段は、前記不可視マークのそれぞれに対応する前記変化率に基づいて、前記背景部材上で前記不可視マークがない位置での前記画像特性の補正量を補間すること
    を特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
  8. 前記検出手段による前記画像特性の変化の検出および前記補正手段による前記補正量の決定および画像特性の補正は、前記読取手段による前記被写体の画像の取得前に実施され、さらに、前記読取手段により複数の前記被写体の画像が連続して取得される場合、前記読取手段による所定数の前記被写体の画像の取得毎に実施されること
    を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の画像読取装置。
  9. 前記背景部材は、ガラスまたはセラミック素材で構成されること
    を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
  10. 前記変化率は、画像読取装置毎に設定されること
    を特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
  11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の画像読取装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
  12. 被写体が通過する通過領域に光を照射する光源と、前記光源から照射された光の反射光を撮像することで可視画像および不可視画像を生成可能な撮像手段と、を含む読取手段と、
    前記通過領域を挟んで前記光源と反対側に配置され、前記撮像手段により不可視画像として識別可能な不可視マークを有する背景部材と、を有する画像読取装置による画像読取方法であって、
    前記不可視マークの撮像により得られた不可視画像において、前記読取手段の光学特性の変化による画像特性の変化を検出し、
    検出した前記画像特性の変化に基づいて、前記撮像手段により生成された前記被写体の画像の補正に使用する画像特性の補正量を決定し、決定した補正量に基づいて画像特性を補正すること
    を特徴とする画像読取方法。
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