JP7103014B2 - 読取装置、画像形成装置、基準パターン読取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、基準パターン読取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、校正シートを読み取ることで、読取デバイスの取り付け位置のずれを検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、読取デバイスの取り付け位置のずれの検出に際して、精度が出ない場合がある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、読取デバイスについての取り付け位置のずれを精度よく検出可能な読取装置、画像形成装置、基準パターン読取方法およびプログラムを提供す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、複数画素を有するセンサチップを前記所定の方向に複数配列する読取デバイスと、を備え、前記基準パターンは、前記所定の方向に対して直交する方向に延びた縦線と、前記所定の方向に延びた横線とを含み、前記縦線の存在する位置で前記横線は接しており、前記読取デバイスの前記センサチップの中央部に対応して配置され、前記読取デバイスは、前記横線を読み取った後に、前記縦線を読み取る。

本発明によれば、読取デバイスの取り付け位置のずれを精度よく検出することができる、という効果を奏する。

図１は、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、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５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６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７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８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９は、読取デバイスの各センサチップの主走査方向の座標算出の一例を示す模式図である。 図１０は、補正値の生成方法を示す図である。 図１１は、補正処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図１２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１３は、読取値を平均化したデータの一例を示す図である。 図１４は、第２補正値演算部による主走査方向の座標位置算出手法を示す図である。 図１５は、読取デバイスが変形した場合を示す図である。 図１６は、変形した読取デバイスの一部を拡大して示す図である。

以下に添付図面を参照して、読取装置、画像形成装置、基準パターン読取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。

［印刷システムのハードウェア構成の説明］
図１は、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***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***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、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。なお、本実施の形態においては、画像を形成する記録媒体を処理対象（被搬送物）としたが、これに限るものではなく、プリプレグなどの画像を形成する対象ではないシートなどを処理対象（被搬送物）としてもよい。

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***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***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***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、必要な主走査方向の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***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***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***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。また、図２では位置基準部材２０２を副走査方向に一定速度で移動する構成としたが、これに限るものではなく、読取デバイス２０１を副走査方向に一定速度で移動させるようにしても良い。

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。隣接するセンサチップ２１０間のギャップは、通常、所定の物理長（例えば１画素）の間隔をあけて実装されるが、これは公差を持つことで知られている。読取デバイス２０１の隣接する各センサチップ２１０間の間隔はバラつき、必ずしも等しくならない。

また、読取デバイス２０１の隣接する各センサチップ２１０は、副走査方向にもバラツキが生じることも知られている。

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４は位置基準部材２０２に配置される基準線Ｘの一例を示す模式図である。図４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４に示すように、基準線Ｘの縦線は、読取デバイス２０１の基板上の各センサチップ２１０の中央部に対応して配置されている。基準線Ｘの縦線は、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、基準線Ｘの横線は、縦線の間に、読取デバイス２０１の基板上の複数のセンサチップ２１０にわたって配置されている。

なお、図４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。なお、基準線Ｘは、位置基準部材２０２上の縦線と横線の間に隙間があるものに限るものではなく、縦線と横線とが接しているものであってもよい。

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***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５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。

図６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６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７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７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、横線検出部１１２、縦線検出部１１３、第１補正値演算部１１４、第２補正値演算部１１５、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、縦線検出部１１３、第１補正値演算部１１４、第２補正値演算部１１５、の他に、読取デバイス２０１による読み取りの対象となる対象物（記録媒体）を副走査方向に相対的に移動させる移動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８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８（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８（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。

縦線検出部１１３は、横線検出部１１２により横線の読み取りをした後、モータ制御部１１１を介して読取範囲に横線が入らない位置で位置基準部材２０２の移動を停止させる。また、縦線検出部１１３は、読取制御部１１０を介して停止状態の位置基準部材２０２を読取デバイス２０１で読み取る。そして、縦線検出部１１３は、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の主走査方向の座標位置を検出する。

なお、縦線検出部１１３は、読取範囲に横線が入らない位置で位置基準部材２０２の移動を停止させるようにしたが、これに限るものではなく、読取範囲に横線が入らない位置で位置基準部材２０２の移動を停止させなくてもよい。読取範囲に横線が入ってしまう位置で位置基準部材２０２の移動を停止させた場合であっても、前述したように縦線と横線の間に隙間が作られているので、縦線検出部１１３は、縦線を検出することができる。

ここで、図９は読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の主走査方向の座標算出の一例を示す模式図である。図９に示すように、縦線検出部１１３は、読取デバイス２０１のセンサチップ２１０毎に、Ｃｎ、Ｃｎ＋１、・・・、Ｃｎ＋ｍもしくはＤｎ、Ｄｎ＋１、・・・、Ｄｎ＋ｍの領域で位置基準部材２０２の縦線を読み取り、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の主走査方向の座標位置を検出する。

より詳細には、縦線検出部１１３は、位置基準部材２０２を停止した状態で、縦線の読取を開始する。なお、このときの読取ライン数は外部より指定可能である。縦線検出部１１３は、読取デバイス２０１のセンサチップ２１０毎にチップ中心のｍ画素の範囲内で縦線読取時の立下りエッジと立上りエッジを検出し、中心座標位置を検出する。

なお、縦線検出部１１３による縦線の読み取りは、横線検出部１１２による横線の読み取りより先に実行するものであっても、横線検出部１１２による横線の読み取りの後に実行するものであってもよい。本実施の形態においては、横線検出部１１２による横線の読み取りを先に実行した後、補正を行った状態で縦線検出部１１３による縦線の読み取りを実行するものとする。

第１補正値演算部１１４は、横線検出部１１２によって検出した読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の副走査方向の座標位置に基づいて、副走査方向のバラツキを補正する。

ここで、図１０は補正値の生成方法を示す図である。図１０に示すように、第１補正値演算部１１４は、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の座標位置の基準座標からのズレ量から第１補正値を生成する。第１補正値演算部１１４は、生成した第１補正値を記憶部に格納する。そして、記憶部に格納した第１補正値は、画像読取時において補正値として使用される。

なお、立下りエッジもしくは立上りエッジを検出できない場合、あるいはエッジの検出範囲にごみが付着していると判断される場合には、第１補正値演算部１１４は、該当する読取デバイス２０１のセンサチップ２１０の補正値を更新せず、前回生成した補正値をそのまま保持する。

第２補正値演算部１１５は、縦線検出部１１３によって検出した読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の主走査方向の座標位置に基づいて、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の間隔のバラツキを補正する。

具体的には、第２補正値演算部１１５は、縦線検出部１１３によって検出した読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の中心座標位置と基準座標から第２補正値を生成する。第２補正値演算部１１５は、生成した第２補正値を記憶部に格納する。そして、記憶部に格納した第２補正値は、画像読取時において補正値として使用される。

なお、立下りエッジもしくは立上りエッジを検出できない場合、あるいはエッジの検出範囲にごみが付着していると判断される場合には、第２補正値演算部１１５は、該当する読取デバイス２０１のセンサチップ２１０の補正値を更新せず、前回生成した補正値をそのまま保持する。

次に、印刷システム１が実行する補正処理について説明する。

ここで、図１１は補正処理の流れを概略的に示すフローチャートである。また、図１２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１２に示すように、ここでは２つの読取デバイス２０１（２０１Ａ，２０１Ｂ）を並べて用いた場合について説明する。なお、用紙搬送路外に位置する２つの読取デバイス２０１のセンサチップ２１０については、マスクし補正は行わないものとする。

なお、２つの読取デバイス２０１（２０１Ａ，２０１Ｂ）は、それぞれのセンサチップ２１０のほぼ同じ画素位置において位置基準部材２０２の横線を読み取る必要はない。２つの読取デバイス２０１（２０１Ａ，２０１Ｂ）は、位置基準部材２０２の横線を読み取る画素位置をデバイス毎に変えるようにしてもよい。

図１１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）。

具体的には、横線検出部１１２は、図１２に示す読取デバイス２０１Ａのセンサチップ４～１２については各センサチップ後端１０画素、読取デバイス２０１Ｂのセンサチップ１～９については各チップ先端１０画素を平均化したデータから、立下りエッジと立上りエッジの検出を行う。図１３は、読取値を平均化したデータの一例を示す図である。横線検出部１１２は、立下りエッジと立上りエッジを検出した場合（図１３（ａ））、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。

なお、エッジが検出エリアに近く、ＨレベルとＬレベルの計算に用いるデータの一部が検出エリア外になる場合、横線検出部１１２は、検出エリア端部のデータを用いて、エッジの位置を判断し、センサチップ２１０の座標位置を検出する。

次いで、第１補正値演算部１１４は、横線検出部１１２によって検出した読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の副走査方向の座標位置に基づいて、副走査方向のバラツキを補正する第１補正値を生成する（ステップＳ３）。

具体的には、第１補正値演算部１１４は、図１２に示す読取デバイス２０１Ａの４チップ目～８チップ目までの座標位置の最小値を基準座標として、各センサチップ２１０の副走査方向のズレ量を出し、４８００ｄｐｉ換算した値を第１補正値として生成する。

立下りエッジと立上りエッジを１本ずつ検出できない場合（図１３（ｂ））、立下りエッジもしくは立上りエッジを２本以上検出した場合（図１３（ｃ））、データ抽出エリア１０画素内にゴミが含まれている場合には、第１補正値演算部１１４は、該当するセンサチップ２１０の補正値の生成は行わず、前回生成した補正値をそのままにする。

第１補正値演算部１１４は、得られた第１補正値を記憶部（レジスタ）に格納する（ステップＳ４）。

次に、図１１に示すように、縦線の読取開始トリガを検出すると、縦線検出部１１３は、読取範囲に横線が入らない位置に位置基準部材２０２を停止させ、位置基準部材２０２の縦線の読取を開始する（ステップＳ５）。より詳細には、縦線検出部１１３はモータ制御部１１１を介して読取範囲に横線が入らない位置で位置基準部材２０２の移動を停止させる。また、縦線検出部１１３は、読取制御部１１０を介して停止状態の位置基準部材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、縦線検出部１１３に対して読取終了トリガを出力する。

なお、縦線検出部１１３は、読取範囲に横線が入らない位置で位置基準部材２０２の移動を停止させるようにしたが、これに限るものではなく、読取範囲に横線が入らない位置で位置基準部材２０２の移動を停止させなくてもよい。読取範囲に横線が入ってしまう位置で位置基準部材２０２の移動を停止させた場合であっても、前述したように縦線と横線の間に隙間が作られているので、縦線検出部１１３は、縦線を検出することができる。

縦線検出部１１３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の主走査方向の座標位置を検出する（ステップＳ６）。

具体的には、縦線検出部１１３は、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０のチップ中心５０画素のエリアで縦線の立下りエッジと立上りエッジを検出し、センサチップ２１０の座標位置を検出する。

次いで、第２補正値演算部１１５は、縦線検出部１１３によって検出した読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の主走査方向の座標位置に基づいて、読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の間隔のバラツキを補正する第２補正値を生成する（ステップＳ７）。

具体的には、第２補正値演算部１１５は、縦線検出部１１３によって検出した読取デバイス２０１の各センサチップ２１０の主走査方向の座標位置を４８００ｄｐｉ換算した値を第２補正値として生成する。

なお、立下りエッジと立上りエッジを１本ずつ検出できない場合、立下りエッジもしくは立上りエッジを２本以上検出した場合、データ抽出エリア内にゴミが含まれている場合には、第２補正値演算部１１５は、該当するセンサチップ２１０の補正値の生成は行わず、前回生成した補正値をそのままにする。

第２補正値演算部１１５は、得られた読取デバイス２０１Ａの第２補正値および読取デバイス２０１Ｂの第２補正値を記憶部（レジスタ）に格納する（ステップＳ８）。

ここで、図１４は第２補正値演算部１１５による主走査方向の座標位置算出手法を示す図である。図１４に示すように、位置基準部材２０２における縦線の理想距離には、読取デバイス２０１のセンサチップ２１０間の距離が存在することになる。一方、位置基準部材２０２における縦線の実際の検出結果には、読取デバイス２０１のセンサチップ２１０間の距離が含まれない。そこで、第２補正値演算部１１５は、下記式に示すように、“縦線の理想位置－縦線の検出位置”をエッジ検出位置に加算する。

Ｐ_{ＴＨａｄｊ}＝Ｐ_ＴＨ＋縦線の理想位置（ｎ）－縦線の検出位置（ｎ）
Ｐ_{ＴＨａｄｊ}：記録媒体のエッジ、マーク中心座標の補正後の検出位置
Ｐ_ＴＨ ：記録媒体のエッジ、マーク中心座標の読取デバイス２０１での検出位置
縦線の理想位置：エッジ検出したセンサチップにおける位置基準部材２０２の理想的な設計値＋センサチップの１／２
縦線の検出位置：エッジを検出したセンサチップにおける縦線の検出座標

なお、上記式では、読取デバイス２０１の１画素基準で、位置基準部材２０２の縦線が各センサチップ２１０の中心に配置されるため、センサチップ２１０の１／２を加算している。

このように本実施の形態によれば、読取デバイスについての取り付け位置のずれを精度よく検出することができる。また、本実施の形態によれば、記憶部（レジスタ）に格納された補正値により被搬送物の位置および画像位置の検出時に得られた画像データを補正することで、被搬送物の位置、画像位置検出の精度を向上させることができる。

なお、外部からの負荷により読取デバイス２０１（２０１Ａ，２０１Ｂ）が変形した場合にも、センサチップ２１０毎に縦線と横線が引かれているため、補正値を生成することができる。ここで、図１５は読取デバイス２０１が変形した場合を示す図、図１６は変形した読取デバイス２０１の一部を拡大して示す図である。図１５および図１６に示すように、外部からの負荷による読取デバイス２０１（２０１Ａ，２０１Ｂ）の変形が大きい場合、センサチップ２１０の傾きも変化する。このとき、横線検出部１１２は、横線読取時に、領域Ａ内のａ画素目における座標位置と、領域Ｂ内のｂ画素目における座標位置を算出し、比較することでセンサチップ２１０自体の傾きを補正する補正値を生成することができる。

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、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
２０１ 読取デバイス
２０２ 位置基準部材

特開２０１０－１７３０６９号公報 特開２０１５－２０１８４３号公報

Claims (7)

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、
   複数画素を有するセンサチップを前記所定の方向に複数配列する読取デバイスと、
   を備え、
   前記基準パターンは、前記所定の方向に対して直交する方向に延びた縦線と、前記所定の方向に延びた横線とを含み、前記縦線の存在する位置で前記横線は接しており、前記読取デバイスの前記センサチップの中央部に対応して配置され、
   前記読取デバイスは、前記横線を読み取った後に、前記縦線を読み取る、
   ことを特徴とする読取装置。
2. 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、
   複数画素を有するセンサチップを前記所定の方向に複数配列する読取デバイスと、
   を備え、
   前記基準パターンは、前記所定の方向に対して直交する方向に延びた縦線と、前記所定の方向に延びた横線とを含み、前記縦線の存在する位置で前記横線は途切れており、前記横線と前記縦線は接せず、前記読取デバイスの前記センサチップの中央部に対応して配置され、
   前記読取デバイスは、前記横線を読み取った後に、前記縦線を読み取る、
   ことを特徴とする読取装置。
3. 前記位置基準部材は、前記読取デバイスの前記センサチップの配列方向に直交する方向に相対的に移動する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の読取装置。
4. 前記読取デバイスは、
   前記直交する方向に相対的に移動する前記位置基準部材から前記横線を読み取り、
   読取範囲に前記横線が入らない位置で停止した前記位置基準部材から前記縦線を読み取る、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の読取装置。
5. 前記読取デバイスによる読み取りの対象となる対象物を前記直交する方向に相対的に移動させる移動部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の読取装置。
6. 読み取った前記横線に基づいて検出した前記各センサチップの前記直交する方向の座標位置の基準座標からのズレ量から第１補正値を生成し、
   読み取った前記縦線に基づいて検出した前記各センサチップの前記所定の方向の中心座標位置と基準座標から第２補正値を生成する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の読取装置。
7. 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記録媒体を所定の方向に延びた線を含む基準パターン
   の前記所定の方向と直交する方向に相対的に移動させる移動部と、
   読取デバイスで読み取った画像から、前記移動部により移動される前記記録媒体の外形形状と、当該記録媒体上の画像パターンの位置とを検出する位置検出部と、
   請求項１乃至６の何れか一項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。

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