JP2007243664A - 画像読取装置、位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】千鳥方式の各CIS(密着イメージセンサ）による読み取りの繋ぎ調整するにあたり、特別な検知手段を追加しないで、その位置関係を検知することができる画像読取装置等を提供する。
【解決手段】複数個のイメージセンサCIS1、CIS2、CIS3が千鳥状に、かつ、当該イメージセンサCIS1、CIS2、CIS3のうち互いに隣接するものの読取範囲が主走査方向において重複して配置された画像読取装置において、各イメージセンサCIS1、CIS2、CIS3の読取範囲内に、原稿読取範囲及び当該イメージセンサCIS1、CIS2、CIS3の位置を検知するための位置検知範囲（左位置検知範囲、右位置検知範囲）を有し、前記位置検知範囲内で読み取った画像信号により、各イメージセンサCIS1、CIS2、CIS3の位置関係を検知することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、所定のパターンに配置したCIS（密着イメージセンサ）により、主走査方向または副走査方向における読取位置の調整を行う画像読取装置等に関する発明である。

A0サイズのCISの読み取りを実現するに当たり、A3やA4サイズCISを千鳥状にならべ低コストで実現する千鳥方式がある。A4サイズCISはコンシューマー向けに大量に生産されているため低コストである。これに対して、A0サイズCISは需要も少なく、構成部品のセルフォックレンズアレイ等も高価であるため高コストである。

千鳥方式では各CISの読み取りを主走査方向または副走査方向で、あたかも単一CISで読み取った様にする必要がある。主走査方向の繋ぎ調整を各CISの読取範囲を調整することにより行い、副走査方向の繋ぎ調整は遅延メモリの遅延量を調整することにより行われている。しかし、その調整が製造時や保守時（ユーザーのキャリブレーションも含む）に行われたとしても、環境変動や経時により繋ぎ部のズレが拡大するため画像読取装置を使用するに当たり画像上にズレを生じさせていた。このようなズレを調整するには専用の検知手段を用いて各CISの位置関係を検知する必要があるが、画像読取装置の小型化・低コスト化に支障をきたしてしまう。

画像読取装置における読取位置の調整に関しては、例えば、特許文献１に開示されているように、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、その直線画像の画像データに基づいて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、画像データの遅延量を設定する方法がある。しかし、この方法を行うにあたり、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置したときは上下流の読み取りセンサ間の副走査方向のズレが大きくなってしまう。
特開平０８−９７９８０号公報

上記事情を鑑みて、本発明は千鳥方式の各CISによる読み取りの繋ぎ調整するにあたり、特別な検知手段を追加しないで、その位置関係を検知することができる画像読取装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の態様は、複数個のイメージセンサが千鳥状に、かつ、当該イメージセンサのうち互いに隣接するものの読取範囲が主走査方向において重複して配置された画像読取装置において、各イメージセンサの読取範囲内に、原稿読取範囲及び当該イメージセンサの位置を検知するための位置検知範囲を有し、前記位置検知範囲内で読み取った画像信号により、各イメージセンサの位置関係を検知することを特徴とする画像読取装置に関するものである。

ここで、前記画像信号は、前記位置関係を検知するための印に係る画像信号を含むことを特徴とし、前記印は、主走査方向に垂直な線分と主走査方向に対し所定の角度を有する線分を組み合わせたものであることを特徴とする。

また、前記位置検知範囲で読み取った画像信号により、一のイメージセンサの原稿読取範囲と他のイメージセンサの原稿読取範囲との相対位置関係を所定値に設定することを特徴とし、前記相対位置関係とは、一のイメージセンサの原稿読取範囲と当該イメージセンサに隣接するイメージセンサの原稿読取範囲が主走査方向において重複した範囲を有する関係であることを特徴とする。

また、前記位置検知範囲で読み取った画像信号により、遅延量を調整することを特徴とする。

本発明の他の態様は、複数個のイメージセンサが千鳥状に、かつ、当該イメージセンサのうち互いに隣接するものの読取範囲が主走査方向において重複して配置された画像読取装置の位置調整方法において、各イメージセンサの読取範囲内に、原稿読取範囲及び当該イメージセンサの位置を検知するための位置検知範囲を有し、当該位置検知範囲内で読み取った画像信号により、各イメージセンサの位置関係を検知する際に、前記位置検知範囲で読み取った画像信号により、一のイメージセンサの原稿読取範囲と他のイメージセンサの原稿読取範囲との相対位置関係を所定値に設定し、主走査方向における位置調整を行う工程と、前記位置検知範囲で読み取った画像信号により、遅延量を調整し、副走査方向における位置調整を行う工程を有することを特徴とする位置調整方法に関するものである。

本発明の画像読取装置は、千鳥状にイメージセンサを配置したとき、イメージセンサの一部分を使用して、イメージセンサの位置や各イメージセンサの間隔、つまり、位置関係を検知しているので、特別な検知手段を必要とせずに、読み取りの繋ぎ調整を行うことができる。

以下、本発明の画像読取装置を実施するための最良の形態について説明する。説明する際には、本明細書と同時に提出する図面を適宜参照する。

図１は画像読取装置の断面図であり、図２は画像読取装置の上面図であり、機構概要を示すものである。イメージセンサにCISを使用した例を説明する。

図２に示すように３本のCIS1、CIS2、CIS3が千鳥状に配置されている。図１において原稿は右から挿入される。原稿挿入センサ１が原稿を検知すると、（図示していない）搬送モータにより搬送ローラ：前２、搬送ローラ：後６が回転し、CIS内の（図示していない）原稿照明用光源が点灯する。その後、レジストセンサ３により原稿先端を検知し、原稿の搬送経路における位置を逐次認識する。原稿画像（下面）はCIS2で読取られた後CIS1、CIS3に読み取られる。

CIS2の読取信号はCIS2とCIS1間の副走査に要する時間だけ遅延され、CIS3の読取信号はCIS3とCIS1間の副走査に要する時間だけ遅延され、CIS1、CIS2、CIS3の各信号は合成され、１ライン化された読取信号を得る。原稿画像は順次読取られ、搬送ローラ：後６を経て排出される。

図２においては（動作を上面から見ると）原稿は上から下へと搬送される。各CISの有効読取範囲は隣接するCISの有効読取範囲と重複して配置されている。各CISの有効読取範囲は各時点で使用する画像信号を得るための実行読取範囲を持ち、その各実行読取範囲は（主走査方向の）読取幅は一定で有効読取範囲内で（主走査方向、図２であれば左右方向）で、独立して任意に設定できる。この設定はCIS1の場合は読取開始位置P1a、CIS2はP2a、CIS3はP3aを設定することにより行う。

各実行読取範囲は原稿読取範囲、左位置検知範囲、右位置検知範囲を持つ。各原稿読取範囲は左重複読取範囲、右重複読取範囲を持つ。実行読取範囲を移動すると左右重複読取範囲を含む原稿読取範囲、左右位置検知範囲が同一量、同一方向に移動する。なお、本形態ではCIS1の左位置検知範囲、左重複読取範囲、CIS3の右位置検知範囲、右重複読取範囲は使用しない。また、原稿読取範囲は必ずしも重複させる必要はないが、本形態では重複した場合で説明する。

（２組の繋ぎ目毎の）重複した信号を使用した繋ぎ目を補正し（後述）、読取信号を得る。この読取においてCIS1、CIS2、CIS3の主走査方向、副走査方向の位置関係が正確に調整、保持されていることが必要である。以下その位置関係を調整、保持する方法を説明する。

図１、２におけるコンタクトガラス５（又は読取背面部材４、以降は代表してコンタクトガラス５と記載する。）には各CIS左右位置検知範囲に対応した位置に副走査方向に平行な細線L1a、L2a、L3aと45°傾斜した細線L1b、L2b、L3bが設けられている。

本形態の画像読取装置は各CISの読取範囲を調整モード、原稿読取モードで切り替える機能も持つ。なお位置調整にあたってはCIS1を基準とし、読取範囲は変更しない。かつ、副走査方向の遅延も行わない（CIS1に対応した遅延手段は無い。）CIS2の調整（読取範囲、遅延量）後、CIS3の調整を行う。

調整モードの読取範囲は各CISの実行読取範囲を使用する。また、原稿画像読取モードの読取範囲は各CIS1、CIS2、CIS3の重複読取範囲を含む原稿読取範囲を使用する。重複読取範囲の画像信号は補正され（方法は後述する。）、１ライン化された画像信号に組み込まれる。

図３は調整モードでコンタクトガラスの細線を読取ったときの画像信号である。主走査の並びはCIS１の実行読取範囲の左端P1aに始まり、CIS１の実行読取範囲の右端P1bに至り、CIS2の実行読取範囲の左端P2aに飛び、CIS2の実行読取範囲の右端P2bに至り、同様にCIS3の実行読取範囲の左端P3aに飛び、CIS3の実行読取範囲の右端P3bに至り主走査１周期と成し、走査を繰り返す。

Ａ群の波形はCIS1、CIS2間の繋ぎに対応した波形であり、Ｂ群はCIS2、CIS3に対応している。谷ピーク波形1b、1a、2b、2a、3b、3a、4a、4bはコンタクトガラス５上の細線L1b、L1a、L2b、L2a、L3b、L3a、L4a、L4bを読み取った信号に対応している。

Ａ群の波形において、間隔SL1は細線L1a、細線L2aに対応し、CIS1、CIS2の主走査方向の位置関係を表している。CIS1、CIS2の主走査方向相対位置（つまり、重複区間の長さ）が変化すると間隔SL1は変化する。また間隔SG1も変化する。なお、CIS1、CIS2が副走査方向に移動しても、間隔SL1は変らない。しかし、細線L1b、L2bは傾斜を持つため間隔SG1は変化する。

同様にＢ群の波形においては、間隔SL2は細線L3a、細線L4aに対応し、CIS2、CIS3の主走査方向の位置関係を表している。CIS2、CIS3の主走査方向相対位置（つまり、重複区間の長さ）が変化すると間隔SL2は変化する。また間隔SG2も変化する。なおCIS1,CIS2が副走査方向に移動しても、間隔SL1は変らない。しかし、細線L1b、L2bは傾斜を持つため間隔SG2は変化する。

調整方法を説明する。前記した各区間SL1、SG1、SL2、SG2が予め設定された各定数K1、K2、K3（調整目標値）に一致させることがCIS1、CIS2、CIS3の繋ぎ目の調整である。
SL1＝SL2＝K1
SG1＝K2
SG2＝K3

なお、構成によってはSL1、SG1、SL2、SG2の調整目標値を個別に設定する必要がある。ここで谷ピーク波形1b、1a、2b、2a、3b、3a、4a、4bの各位置の相対関係を変えず時間軸上で左右に移動しても、問題が無い。経時や環境変動等でCIS1、CIS2、CIS3が相対位置を変えず位置変動する寸法は僅かであり、問題とならない。なお、相対位置が変化した場合は僅かでも読取画像上で問題となる。

調整の前提となる調整目標値の対応する値として、主走査方向においてCIS1とCIS２の重複区間は2.709mm（64画素分）とし、副走査方向の間隔は25.400mm（600画素分）とする。CIS1とCIS2の重複区間は2.709mm（64画素分）とし、副走査方向の間隔は調整初期値を23.368mm（552画素分すなわち552ライン分）とする。なお、副走査方向の間隔目標値は主走査方向直線が描かれているテストチャートの読取（又はコピー）画像における繋ぎ目の段差が、CIS2又はCIS3の遅延量を調整して最小とさせる値を目標値としても良い。なお図３の時間軸は画素間隔、したがって各機構上の寸法に対応している。

調整ではまず、CIS1とCIS2の関係におけるSL1を目標値K1にするためCIS2の読取開始位置P2a（実行読取範囲の左端）を調整する。実行読取長は一定のため、読取開始位置P2aを決めると実行読取範囲の読取終了位置P2bは自ずと決まる。読取開始位置P2aを調整することにより、SL1をK1に一致させる。その後CIS1とCIS2の副走査方向の間隔を、CIS2の画像信号遅延量を調整し、間隔SG1を目標値K2に調整する。CIS1の実行読取範囲は固定している。またCIS1の信号は遅延をしない。

その後、CIS2とCIS3の関係におけるSL2を目標値K2にするためCIS3の読取開始位置P3a（実行読取範囲の左端）を調整する。実行読取長は一定のため、読取開始位置P3aを決めると実行読取範囲の読取終了位置P3bは自ずと決まる。読取開始位置P3aを調整することにより、SL2をK1に一致させる。その後CIS2とCIS3の副走査方向の間隔を、CIS3の画像信号遅延量を調整し間隔SG2を目標値K3に調整する。

原稿画像読取モードにおいては、各CISの原稿読取範囲をのみを１ライン化した画像信号を使用する。重複読取範囲の処理（繋ぎ目の信号処理）は後述する。

図４はCIS1とCIS2の繋ぎ目の信号処理の様子を図示したものである。CIS1の右側のCIS1右重複読取区間とCIS2の左側のCIS2左重複読取区間が64画素重複読取する様に構成されている。CIS1右重複読取区間の左側は重複読取以外のCIS1原稿画像読取範囲があり、CIS2左重複読取区間の右側は重複読取以外のCIS2原稿画像読取範囲がある。CIS1右重複読取区間の更に右側にはCIS1右位置検知区間があり、CIS2左重複読取区間のさらに左側にはCIS2左位置検知区間がある。

CIS1右重複読取区間の画像信号D1-2(n)とCIS2左重複読取区間の画像信号D2-2(n)を使用し、CIS1、CIS2繋ぎ補正区間の画像信号D12(n)を次の式を使用して生成する。
D12(n)＝(k−n)/ｋ×D1-2（ｋ−n）＋n/k×D2-2（n）

この画像信号D12(n)と重複読取以外のCIS1原稿画像読取範囲の画像信号D1-1と重複読取以外のCIS2原稿画像読取範囲の画像信号D2-3により、CIS1とCIS2の繋ぎ目近傍の１ライン化された読取信号を図４の下段に示す。CIS1の右側の画像信号からCIS2の左側画像信号のレベルに滑らかに変化させることにより、CIS1とCIS2の特性差や微小な位置ズレがあっても、画像上で目立たなくすることを狙っている。

CIS2とCIS3の繋ぎ目の信号処理も、前記したCIS1とCIS2の繋ぎ目の信号処理と同様に実施する。

本形態を実施することにより、以下の効果を奏する。つまり、千鳥状にイメージセンサを配置した画像読取装置においては、イメージセンサの一部分を使用して、イメージセンサの位置や各イメージセンサの間隔（位置関係）を検知しているので、検知に特別な検知手段を必要とせずに、正確な検知ができる。

また、イメージセンサ位置の基準となる（位置関係が正確に管理された）細線がコンタクトガラス５又は読取背面部材４に描かれているので、正確な位置関係が検知できる。

また、イメージセンサ位置の基準となる（位置関係が正確に管理された）細線が２本を１組とした複数組から構成されているので、各イメージセンサ読取の繋ぎ部の主、副走査方向の位置関係を、同時に同一部材で簡易に検出できる。

隣接したイメージセンサの原稿読取範囲が重複した、千鳥状にイメージセンサを配置した画像読取装置においては、（主走査方向のイメージセンサの位置に関わる）その重複した原稿読取範囲の寸法を上記の検知方法を使用した信号をもとに調整しているので、正確な重複した原稿読取範囲の寸法の主走査方向の繋ぎ調整ができる。

千鳥状にイメージセンサを配置した画像読取装置においては、副走査方向のイメージセンサの位置関係を相殺するため、相対的に先に読み込んだ画像信号の遅延をするに当たり、上記の検知方法を使用した信号をもとに、遅延量を調整しているので、副走査方向の正確な繋ぎ調整ができる。

千鳥状にイメージセンサを配置した画像読取装置においては、主走査方向及び副走査方向の位置関係の調整をするにあたり、先に主走査方向の調整を行い、次に副走査方向の調整を行うことで、全体の位置関係の調整を迅速に行うことができる。

なお、上述した形態は本発明の画像読取装置を実施するための最良のものであるが、かかる実施形式に限定するものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内においてその実施形式を種々変形することが可能である。

本発明の画像読取装置を搭載したFAX、スキャナ、MFP(Multi Functional Peripheral)等の開発が望まれる。

画像読取装置の断面図である。 画像読取装置の上面図である。 調整モードでコンタクトガラスの細線を読取ったときの画像信号である。 CIS1とCIS2の繋ぎ目の信号処理の様子を図示したものである。

符号の説明

１ 原稿挿入センサ
２ 搬送ローラ：前
３ レジストセンサ
４ 読取背面部材
５ コンタクトガラス
６ 搬送ローラ：後

Claims (7)

1. 複数個のイメージセンサが千鳥状に、かつ、当該イメージセンサのうち互いに隣接するものの読取範囲が主走査方向において重複して配置された画像読取装置において、
   各イメージセンサの読取範囲内に、原稿読取範囲及び当該イメージセンサの位置を検知するための位置検知範囲を有し、
   前記位置検知範囲内で読み取った画像信号により、各イメージセンサの位置関係を検知することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記画像信号は、前記位置関係を検知するための印に係る画像信号を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記印は、主走査方向に垂直な線分と主走査方向に対し所定の角度を有する線分を組み合わせたものであることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記位置検知範囲で読み取った画像信号により、一のイメージセンサの原稿読取範囲と他のイメージセンサの原稿読取範囲との相対位置関係を所定値に設定することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像読取装置。
5. 前記相対位置関係とは、一のイメージセンサの原稿読取範囲と当該イメージセンサに隣接するイメージセンサの原稿読取範囲が主走査方向において重複した範囲を有する関係であることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
6. 前記位置検知範囲で読み取った画像信号により、遅延量を調整することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像読取装置。
7. 複数個のイメージセンサが千鳥状に、かつ、当該イメージセンサのうち互いに隣接するものの読取範囲が主走査方向において重複して配置された画像読取装置の位置調整方法において、
   各イメージセンサの読取範囲内に、原稿読取範囲及び当該イメージセンサの位置を検知するための位置検知範囲を有し、当該位置検知範囲内で読み取った画像信号により、各イメージセンサの位置関係を検知する際に、
   前記位置検知範囲で読み取った画像信号により、一のイメージセンサの原稿読取範囲と他のイメージセンサの原稿読取範囲との相対位置関係を所定値に設定し、主走査方向における位置調整を行う工程と、
   前記位置検知範囲で読み取った画像信号により、遅延量を調整し、副走査方向における位置調整を行う工程を有することを特徴とする位置調整方法。

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