JP4633564B2 - 画像読み取り装置の調整方法、これを用いる画像読み取り装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、従来の画像読取装置の概略構成図である。画像読取装置は、原稿テーブル8上から挿入される原稿11の先端を第1ペーパー検知9により原稿11が挿入されたことを認識し、第1搬送ローラ1及び第2搬送ローラ2を回転させ、第2ペーパー検知10により読み取りの開始タイミングをとる。第1搬送ローラ1の回転で読み取りセンサ3に導かれた原稿11の画像は、読み取りセンサ3で読み取られ、読み取りが終了した原稿11は第2搬送ローラ2により機械の外に排出される。
読み取りセンサ3の内部には照明手段5が設けられており、原稿11の画像面に対し所定光量の光を照射し、画像面から反射した画像パターンに対応する反射光はセルフォック(登録商標)レンズ6を介して受光素子7に等倍で結像される。原稿11の画像に対応した受光素子7のアナログ出力レベルはA/D変換回路によってアナログからデジタル値に変換され、その変換されたデータは画像データとしてメモリに蓄積される。
タイプ1のメリットとしては、高品質の画像を簡単な構成で得られることであるが、デメリットとしては、本方式に用いる読み取りセンサ3−aの1本で原稿の幅方向のあらゆるサイズに対応しなくてはならないことである。読み取りセンサの部品費は原稿の幅方向の長さに比例するため、例えばA0幅の原稿を読み取る場合にはA0長さのセンサが必要となり、読み取りセンサの部品費が上昇し、結果的に装置自体のコストも上昇するのが、タイプ1の欠点である。
タイプ2はタイプ1の欠点を補うために考案された方式である。タイプ2のメリットとしては、幅の短い読み取りセンサ3−bを複数配置することにより、読み取りセンサの部品費の低減が図られることであるが、デメリットとしては、複数のセンサで読み取った画像を合成する必要があるため、画像データ処理が複雑となる点である。
タイプ3のメリットとしては、タイプ2と同様に読み取りセンサの部品費の低減が図られることであるが、タイプ2のセンサよりコストをさらに低くするため、縮小型の読み取りセンサ3−cを用いている点にある。
このように、タイプ2では複数のセンサで読み取った画像を合成する必要があるため、読み取りセンサ分割部の読み取りつなぎ目において、画像合成の際に画像が正常につながるように、読み取りセンサの位置精度を確保しているとともに、上下流の読み取りセンサの副走査方向の相対的な距離を求め、その相対的な距離相当分、上流側の読み取りセンサで読み取った画像データを遅延させ、下流側の読み取りセンサで読み取った画像データと一列に合成する補正操作が必要となる。
(1)上下流の読み取りセンサの読み取りつなぎ目の副走査方向の相対的な距離を機械的に測定して補正値に換算し、上流側で読み取った画像データの遅延量を設定する方法。
(2)タイプ2の画像読み取り装置に対して、読み取った画像を表示するモニターを接続し、主走査方向に延在する1本の直線を読み込み、モニターに表示させて、表示された直線画像の上下流の読み取りセンサの読み取りつなぎ目における副走査方向の相対的なずれ量を測定して補正値に換算し、上流側で読み取った画像データの遅延量を設定する方法。
(3)また、特許文献2のように、主走査方向に延在する1本の直線を各読み取りセンサで読み込み、その直線画像の画素データに基づいてCPU等で構成された制御回路により各回帰直線を自動的に求め、各読み取りセンサの読み取りつなぎ目の副走査方向の相対的なずれ量を求め、画像データの遅延量を設定する方法(例えば、特許文献2参照。)。
上記(3)の方法では、1本の副走査方向測定と補正値の設定をCPU等により自動的に行えるため上記(1)、(2)の問題を低減している。しかしながら、上下流の読み取りセンサの副走査方向の距離がわずかなときは問題ないが、一般的に汎用の読み取りセンサの副走査方向の幅は受光素子を実装し駆動する基板の幅と筐体の幅が必要となる。このため、読み取りセンサを千鳥状に配列したときは、図4に示した上下流の読み取りセンサ間の副走査方向の距離L(ずれ量)が大きくなる。
図3は、原稿搬送速度のずれにより生じる読み取りセンサの読み取りつなぎ目の画像ずれを示した図である。画像ずれが生じていない直線画像は、遅延量を設定した画像読み取り時の原稿搬送速度と同じ搬送速度で読み取った瞬間のずれがない部分である。
すなわち、読み取り装置に用いられる搬送ローラは、原稿が搬送される時にシワが発生しないように、通常は、下流側の第2搬送ローラの径を上流側の第1搬送ローラの径より若干大きくするなどして、下流側の第2搬送ローラの引っ張り効果によって、原稿面が常に張るように搬送させている。このとき、原稿が下流側の第2搬送ローラにくわえ込まれる前後で原稿の搬送速度に違いが生じる。このため、例えば、下流側の第2搬送ローラによる搬送速度に合わせて、上流側の第1の読み取りセンサで読み取った画像データと下流側の第2の読み取りセンサで読み取った画像とを合成するように遅延量を設定した場合、原稿が下流側の第2搬送ローラにくわえ込まれる前の画像は原稿の搬送速度が下流側の第2搬送ローラで搬送するよりも遅くなるため、読み取りセンサの読み取りつなぎ部において、図9のように、副走査方向に上流側の第1の読み取りセンサで読み取った画像が原稿搬送方向に先行したような画像ずれを生じることになる。
本発明の画像読み取り装置の調整方法は、原稿挿入口から挿入された原稿を読み取り部へと搬送する第1の搬送ローラと、搬送された原稿を検知する検知手段と、第1の搬送ローラにより搬送された原稿を読み取る、第1の読み取り手段及び第2の読み取り手段からなる複数の読み取り手段と、第1の読み取り手段で読み取った画像データを遅延させて、第2の読み取り手段で読み取った画像と一列に合成する合成手段と、読み取りが終了した原稿を挿入口とは反対の方向に導き搬送する第2の搬送ローラと、第1、第2の搬送ローラを回転駆動する駆動手段と、第1、第2の搬送ローラの回転駆動を制御する制御手段とを備える画像読み取り装置における前記複数の読み取り手段の調整方法おいて、前記第1の読み取り手段は2個以上であって、主走査方向の所定のラインに沿って長手方向に一列に並べられ、前記第2の読み取り手段は、原稿搬送方向において前記第1の読み取り手段の下流に位置し、前記第1の読み取り手段と前記第2の読み取り手段とは、前記第1の読み取り手段と前記第2の読み取り手段の読み取りつなぎ目の画像データの読み出し開始画素と読み出し終了画素とが複数個重なるように、各々の読み取り手段を副走査方向に交互に割り当てて千鳥状に配置し、前記複数の読み取り手段に主走査方向に延在する直線パターンが複数本ある原稿を読み取らせて算出した第1の読み取り手段と第2の読み取り手段の読み取りつなぎ目における主走査方向に延在する複数の直線パターン画像データが副走査方向にずれた差を各々求め、相加平均した値を相対的なずれ量の平均値とすることにより、その相対的なずれ量の平均値を第1の読み取り手段で読み取った画像データの遅延量として決定し、前記合成手段における第1の読み取り手段の遅延時間を調整し、主走査方向に延在する直線パターンを、原稿先端より前記第2搬送ローラと第1の読み取り手段までの副走査間距離に対応する距離の範囲内に複数本配置し、かつ原稿先端より前記第2搬送ローラと第1の読み取り手段までの副走査間距離に対応する距離より後端側の範囲内に複数本配置した原稿を読み取らせ、記憶手段によって保持させた、前記原稿先端より前記第2搬送ローラと第1の読み取り手段までの副走査間距離に対応する距離の範囲内の前記第1の読み取り手段と第2の読み取り手段の読み取りつなぎ目における複数の直線パターン画像データより算出した副走査方向の相対的なずれ量の平均値と、前記原稿先端より前記第2搬送ローラと第1の読み取り手段までの副走査間距離に対応する距離より後端側の範囲内の前記第1の読み取り手段と第2の読み取り手段の読み取りつなぎ目における複数の直線パターン画像データより算出した副走査方向の相対的なずれ量の平均値との差を各々求めることにより、前記第1、第2の搬送ローラによる原稿の搬送速度が一定になるように、前記第1、第2の搬送ローラの回転駆動を調整制御することを特徴とする。
このように、前記複数の読み取り手段に主走査方向に延在する直線パターンが複数本ある原稿を読み取らせて算出した第1の読み取り手段と第2の読み取り手段の読み取り手段の読み取りつなぎ目における主走査方向に延在する複数の直線パターン画像データが副走査方向にずれた差を各々求めることにより、読み取りセンサの読み取りつなぎ目における画像のずれ量の測定を短時間で容易に行えるようにし、測定結果に作業者の裁量によるバラツキをなくし、それぞれの直線パターン画像データの遅延量を精度よく求めて画像を最適に合成する。
また、原稿先端の第2搬送ローラと第1の読み取り手段までの副走査間距離に対応する距離の範囲内の前記読み取りつなぎ目における副走査方向の相対的なずれ量の平均値である遅延量と、前記原稿先端の副走査間距離より後端側の範囲内の前記読み取りつなぎ目における遅延量の差を各々求めることにより、第1、第2搬送ローラの回転駆動を制御する制御手段に増速量として自動的に設定され、原稿の搬送速度が常に一定に保たれる。
評価対象となる直線の認識は、画素レベルを用いた「閾値検索」、重心法を用いた「重心検索」の2ステップにて行う。閾値判別により直線と認識された座標群を求め、評価対象となる直線の座標(重心)を計算により求める。1本の直線はX方向とY方向のいくつかの画素から形成され、各画素単位で読み取り濃度差を生じるため、重心法を用いることで直線のY座標が正確に求められる。
本発明の画像読み取り装置は、上述の調整方法を用いることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、画像読み取り装置によって読み取られた画像情報信号に対応した画像を形成する電子写真方式又はインクジェット方式の画像形成装置であって、前記画像形成装置は、上述の画像読み取り装置を備えることを特徴とする。
図5(a)は、上流の第1読み取りセンサと下流の第2読み取りセンサとの間に生じる画像データの遅延量を示した図である。遅延量Lが、副走査方向のずれ量に相当する。
図5(b)は、画像読取装置の調整方法を説明したブロック図である。第1読み取りセンサ3−1、3−3で読み取った画像データの遅延量を求めるために、画像読取装置にその画像装置で読み取られた画像を保持するページメモリと保持した画像データから遅延量を決定する制御回路を具備した調整装置を接続している。第1読み取りセンサ3−1、3−3で読み取った画像データは、A/D変換回路で256階調のデジタル信号に変換され遅延回路により複数の副走査方向のずれ量Lを各々求めて相加平均した相対的なずれ量の平均値に相当するライン数だけ遅延され、第2読み取りセンサで読み取った画像の出力に合わせて1ラインに合成されて、下流の画像処理回路に送られる。ここで、ライン数は、ずれ量Lを読み取り密度で除した値である。
図6は、本発明の調整方法における読み取りセンサの読み取りつなぎ目の直線パターン認識方法を説明するための図である。まず、図6の原稿搬送方向(副走査方向)に直交した直線パターンが複数ある原稿を画像読取装置に読み込ませる。次に合成した画像を調整装置のページメモリに格納して、制御回路により図6に示すa、b領域の直線パターンを認識する。
次に、認識した各直線パターンの各読み取りセンサの読み取りつなぎ目におけるY座標を、図7のようにY1(n)、Y2L(n)、Y3(n)、Y2R(n)として求める。図7は、各直線パターンの読み取りつなぎ目のY座標から副走査方向のずれ量を求める方法を説明した図である。
ここで、読み込んだ直線パターンには、図8のようにY方向に幅と各ドット単位で読み取り濃度差があるため、重心法等を用いて正確に直線のY座標を求めるのが望ましい。図8は、直線パターンのY方向に存在する幅と各ドット単位の読み取り濃度差を説明した図である。
以上求めたY座標より、第1読み取りセンサ3−1と第2読み取りセンサ3−2の副走査方向のずれ量の平均値R12は、下記式(1)により求められる。
R12=Σ(Y1(n)−Y2L(n))/n ・・・式(1)
第1読み取りセンサ3−3と第2読み取りセンサ3−2の副走査方向のずれ量の平均値R32は、下記式(2)により求められる。
R32=Σ(Y3(n)−Y2R(n))/n ・・・式(2)
R12、R32のそれぞれを遅延量と決定し、そのR12、R32は、画像読取装置の図示しない入力装置より遅延回路にずれ量を補正する補正値として設定される。
読み取り装置に用いられる搬送ローラは、原稿が搬送される時にシワが発生しないように、通常は第2搬送ローラ2の径を第1搬送ローラ1の径より若干大きくして、第2搬送ローラ2の引っ張り効果によって、原稿面が常に張られるように搬送させている。原稿11が第2搬送ローラ2にくわえ込まれるまでは径の小さい第1搬送ローラ1のみで原稿11が搬送されるので、原稿11が第2搬送ローラ2にくわえ込まれるまでの搬送速度は、原稿11が第2搬送ローラ2にくわえ込まれた後での搬送速度より遅い。
ここで、原稿11が第2搬送ローラ2にくわえ込まれるまで読み取られる原稿の画像領域は、図4に示すように、原稿先端より第2搬送ローラ2と第1読み取りセンサ3―1、3―3の副走査間距離LLの領域である。LL領域は先端わずかの領域であり、LL領域以外の原稿先端から離れた上流側のa、b領域の直線パターン画像データを用いて遅延量を決定すれば、先端からLL間のわずかな領域以外の広範囲でずれが補正される。
例えば、図4に示すように、第2搬送ローラ2の径をφ30.5mm、第1搬送ローラ1の径をφ30mm、第1、第2読み取りセンサの副走査間隔Lを30mmとすると、第2搬送ローラ2の径が約0.17%大きいことより、そのずれ量は約50μmとなり、600dpi(1画素42.3μm)の解像度で読み取った場合、1ライン強の画像ずれとなる。
その増速量は、次のように求められる。
まず、図6に示すように、原稿搬送方向と直交した直線パターンが複数本以上ある原稿の直線パターンが、原稿先端より第2搬送ローラ2と第1読み取りセンサ3―1、3−3の副走査間距離LLの範囲内に複数本以上配置され、かつ原稿先端より第2搬送ローラ2と第1読み取りセンサ3−1、3−3の副走査間距離LLから離れた副走査方向上部の範囲内に複数本以上配置された原稿を読み取る。
次に、上記式(1)、(2)により求めた原稿先端のLL領域から離れたa、b領域の相対的なずれ量の平均値である遅延量R12、R32と、同様に求められるLL領域範囲内のa’、b’領域の相対的なずれ量の平均値である遅延量R’12、R’32より、増速量は、下記式(3)又は下記式(4)により求められる。
(R12−R’12)/R12×100 (%) ・・・式(3)
(R32−R’32)/R32×100 (%) ・・・式(4)
これも画像読取装置の図示しない入力装置により、図示しない第1、第2搬送ローラの回転駆動を制御する制御手段に増速量として設定されることにより、原稿の搬送速度が常に一定になる。このため、図9のような読み取りセンサの読み取りつなぎ目の副走査方向のずれが防止でき、各読み取りセンサの読み取りつなぎ目の全域において、画素の重複や欠落による画像ずれのない高画質の画像を得ることができる。
画像読み取り装置100は、原稿挿入口から挿入された原稿を読み取り部101へ原稿搬送方向Aに搬送する第1搬送ローラ1と、その搬送された原稿を複数の読み取りセンサで読み取る読み取り部101と、その複数の読み取りセンサは、主走査方向の所定のラインに沿って各々長手方向に一列に並べられた上流側の第1の読み取りセンサと下流側の第2の読み取りセンサの複数の組み合わせからなり、第1の読み取りセンサと第2の読み取りセンサの読み取りつなぎ目の画像データの読み出し開始画素と読み出し終了画素が複数個重なるように、各々の読み取りセンサを副走査方向に交互に割り当てて千鳥状に配置され、その千鳥状に配置された複数の読み取りセンサのうち、第1の読み取りセンサで読み取った画像データを遅延させて、第2の読み取りセンサで読み取った画像と一列に合成する合成手段と、読み取りが終了した原稿を挿入口とは反対の方向に導き搬送する第2搬送ローラ2とを備える。
画像形成装置は、読み取られた原稿情報を電気的な画像信号に変換する画像読み取り装置100と、読み取られた画像信号に対応した画像を書き込み部102により像担持体に形成する作像部103と、現像剤を現像ローラの表面に担持して像担持体に対向する現像領域に搬送し、像担持体上に形成されている静電潜像に転移させ顕像化する現像部104と、像担持体上に顕像化されたトナー像を記録紙へ定着させる定着部105を備える。
図10の画像形成装置は、A0サイズの図面原稿にも対応したものであり、ロール給紙部107はA0サイズの原稿の長さに合わせてカッター109でカットして記録紙として送ることができ、カセット給紙部108はA3サイズの原稿に対応している。
なお、画像形成装置は、電子写真方式又はインクジェット方式のいずれでもよく、本発明の調整方法用いる画像読み取り装置を備えることにより、画像ずれのない高画質の画像が得られ、利便性を向上させることができる。
2 第2搬送ローラ
3−1、3−3 第1読み取りセンサ
3−2 第2読み取りセンサ
4 コンタクトガラス
5 照明手段
6 セルフォック(登録商標)レンズ
7 受光素子
8 原稿テーブル
9 第1ペーパー検知
10 第2ペーパー検知
11 原稿
12 縮小レンズ
13 圧板
14、15 駆動プーリ
16 ステッピングモータ
17 タイミングベルト
21 第1読み取りセンサの読み取りライン
22 第2読み取りセンサの読み取りライン
100 原稿搬送部
101 読み取り部
102 書き込み部
103 作像部
104 現像部
105 定着部
106 手差し部
107 ロール給紙部
108 カセット給紙部
109 カッター
A 原稿搬送方向
Claims (4)
- 原稿挿入口から挿入された原稿を読み取り部へと搬送する第1の搬送ローラと、
搬送された原稿を検知する検知手段と、
第1の搬送ローラにより搬送された原稿を読み取る、第1の読み取り手段及び第2の読み取り手段からなる複数の読み取り手段と、
第1の読み取り手段で読み取った画像データを遅延させて、第2の読み取り手段で読み取った画像と一列に合成する合成手段と、
読み取りが終了した原稿を挿入口とは反対の方向に導き搬送する第2の搬送ローラと、
第1、第2の搬送ローラを回転駆動する駆動手段と、
第1、第2の搬送ローラの回転駆動を制御する制御手段とを備える画像読み取り装置における前記複数の読み取り手段の調整方法おいて、
前記第1の読み取り手段は2個以上であって、主走査方向の所定のラインに沿って長手方向に一列に並べられ、前記第2の読み取り手段は、原稿搬送方向において前記第1の読み取り手段の下流に位置し、前記第1の読み取り手段と前記第2の読み取り手段とは、前記第1の読み取り手段と前記第2の読み取り手段の読み取りつなぎ目の画像データの読み出し開始画素と読み出し終了画素とが複数個重なるように、各々の読み取り手段を副走査方向に交互に割り当てて千鳥状に配置し、
前記複数の読み取り手段に主走査方向に延在する直線パターンが複数本ある原稿を読み取らせて算出した第1の読み取り手段と第2の読み取り手段の読み取りつなぎ目における主走査方向に延在する複数の直線パターン画像データが副走査方向にずれた差を各々求め、相加平均した値を相対的なずれ量の平均値とすることにより、その相対的なずれ量の平均値を第1の読み取り手段で読み取った画像データの遅延量として決定し、前記合成手段における第1の読み取り手段の遅延時間を調整し、
主走査方向に延在する直線パターンを、原稿先端より前記第2搬送ローラと第1の読み取り手段までの副走査間距離に対応する距離の範囲内に複数本配置し、かつ原稿先端より前記第2搬送ローラと第1の読み取り手段までの副走査間距離に対応する距離より後端側の範囲内に複数本配置した原稿を読み取らせ、記憶手段によって保持させた、
前記原稿先端より前記第2搬送ローラと第1の読み取り手段までの副走査間距離に対応する距離の範囲内の前記第1の読み取り手段と第2の読み取り手段の読み取りつなぎ目における複数の直線パターン画像データより算出した副走査方向の相対的なずれ量の平均値と、
前記原稿先端より前記第2搬送ローラと第1の読み取り手段までの副走査間距離に対応する距離より後端側の範囲内の前記第1の読み取り手段と第2の読み取り手段の読み取りつなぎ目における複数の直線パターン画像データより算出した副走査方向の相対的なずれ量の平均値との差を各々求めることにより、
前記第1、第2の搬送ローラによる原稿の搬送速度が一定になるように、前記第1、第2の搬送ローラの回転駆動を調整制御する
ことを特徴とする画像読み取り装置の調整方法。 - 前記調整方法は、主走査方向をX座標、副走査方向をY座標としたとき、
前記主走査方向に延在する複数の直線パターン画像データのY座標を、重心法を用いて算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置の調整方法。 - 請求項1又は2に記載の画像読み取り装置の調整方法を用いる
ことを特徴とする画像読み取り装置。 - 画像読み取り装置によって読み取られた画像情報信号に対応した画像を形成する電子写真方式又はインクジェット方式の画像形成装置であって、
前記画像形成装置は、請求項3に記載の画像読み取り装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
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