JPH118735A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のデータの速度変動による読
み取り位置のばらつきを補正することができる画像読取
装置を提供する。 【解決手段】 分光感度の異なる複数ラインのセンサで
構成された光電変換手段によって原稿を線順次に走査し
て色変換された画像データを画像読み取り部１０１から
出力する画像読取装置において、画素の位置誤差を測定
する位置誤差測定部１０２と、この位置誤差測定部１０
２で得られた位置誤差のデータに基づいて画素の位置誤
差を原稿読み取り領域直後の所定の色の位置を基準とす
る画像データに補正する位置誤差補正部１０３とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、副走査方向の走査
速度むら、または走査位置ずれに応じて画像データの画
素位置の誤差を補正する画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えばＲ、Ｇ、Ｂの複数のイメ
ージセンサが副走査方向に離間し、且つ平行に配列され
たライン走査型画像読取装置では、各センサにより読み
取られる原稿の同一位置の画像データには時間的なずれ
があり、したがって、原稿の同一位置の画像データが各
センサから得られるように補正を行わないとカラー画像
の読み取りにおいては色ずれが発生し、色を正しく読み
取ることができない。このずれは各センサの間隔と読み
取り走査速度に応じて決定され、また、走査速度にむら
があると色ずれの原因となる。

【０００３】上記不具合を避けるために、例えば特開平
６−２２１５９号公報には読み取りキャリッジを駆動す
るモータの回転に伴って発生するパルスの間隔の間、マ
イクロプロセッサが内部クロックを計数することにより
モータの駆動速度を求めて実際の走査速度とし、この走
査速度に基づいて複数のセンサ間の位置ずれを補正する
方法が提案されている。この方法では、副走査方向の下
流のセンサに対して上流のセンサのデータが合わせら
れ、センサ間の位置ずれが補正される。

【０００４】また、特開平６−０１４２０５号公報に
は、原稿がカラーか白黒かを判定する際に、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の読み取り位置がずれている可能性があるので、小数点
以下の複数の位置のデータを算出し、Ｒ，Ｇ，Ｂ差が最
小となる組み合わせのデータに基づいて原稿色を判定す
るようにした発明が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、複数のライ
ンのセンサとしてフルカラー読み取りを行う場合には、
通常、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを通して原稿を読み取るよ
うにした３ラインセンサが使用される。この３ラインセ
ンサを使用して原稿を読み取る場合、原稿を走査する速
度が変動すると、読み取った画像は副走査方向に伸び縮
みが生じ、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素相互の位置がずれる。その
結果、画像のソリッド部の縁が別の色になったり、細い
線などがぼけてしまったり、あるいは別の色になってし
まったりすることがあった。

【０００６】一方、カラー複写機などの画像形成装置で
は、カラー画像を出力する際に読み取ったＲＧＢのデー
タからＹＭＣＫの画像データを順次出力して重ね合わせ
ることによってフルカラーのプリントを得るようにして
いるものが多い。この種の画像形成装置では、第１の原
稿走査で３ラインカラーセンサによってＲＧＢ３色のデ
ータを読み取り、この３色のデータから例えばＹの画像
データを作り、出力し、次の走査ではＲＧＢのデータか
らＭの画像データを作り、出力するという方法で順次Ｙ
ＭＣＫの画像データを出力している。すなわち、原稿を
４回走査してＹＭＣＫのデータを得て、フルカラーの画
像を形成している。このときは、ＹＭＣＫの画像を重ね
てフルカラーの画像を得るので、ＹＭＣＫ間に位置ずれ
があると、画像のソリッド部の縁が別の色になったり、
細い線がぼけたり、別の色になってしまったりという前
述の同様の問題があった。

【０００７】また、前記特開平６−２２１５９号公報記
載の読み取り装置においては、複数のラインセンサ間の
ズレに対する補正であるから、最下流のセンサから得ら
れるデータに対しては補正を行う必要がなく、したがっ
て、明細書の実施例の記載からもなんら補正を行ってい
ないことがわかる。ここで、最下流のセンサによって得
られるデータに着目すると、読み取りの走査速度が変動
すると、一定速度で走査して読み取る場合に比べて原稿
上の読んでいる位置がずれることになり、結果として速
度変動に伴う画像の伸び縮みが発生する。この従来例に
係る発明では、この伸び縮みが生じるデータに対して上
流のデータを補正して合わせているので、結果として色
ズレは防止できているが、カラー画像全体としては走査
速度の変動に伴う画像の伸び縮みとして現れる本来ある
べき画素の位置とのズレは残ることになる。

【０００８】この従来例における補正の方法は、複数の
ラインセンサの間隔を変化しないものとして補正の基準
としており、基準がライン間の間隔であるから、適用対
象も複数のセンサを備えているものに限られ、１つのセ
ンサのみを有する読み取り装置には適用する。

【０００９】また、この従来例では、走査速度の検出を
駆動モータの回転から検出しているが、平面の上に置か
れた原稿を走査して読み取る形式の読み取り装置では、
回転運動を直線運動に変換する機構が必要であり、変換
機構に起因する速度ムラのの発生を完全に除去すること
は困難で、モータの回転ムラとキャリッジの移動速度ム
ラとは必ずしも一致するものではないことが知られてお
り、この従来例における速度データはライン間の位置ズ
レを補正するデータとしてはふさわしくない場合もあり
得る。

【００１０】一方、特開平６−０１４２０５号公報記載
の技術では、Ｒ，Ｇ，Ｂをそれぞれ微小に移動してＲ，
Ｇ，Ｂの差が最小になるデータに対して黒画素判定や色
画素判定を行っているが、直接画像データを補正しては
いない。また、３ラインＣＣＤは、Ｒ，Ｇ，Ｂデータを
同一時間に同一箇所で読み取ってはいないので、速度変
動よりＲＧＢデータの読み取り場所がずれてしまい、そ
のため、黒文字の周りに色づきが生じたり、黒文字が細
くなったり、像域分離にエラーを起こしたりするという
不具合が生じる。

【００１１】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、その第１の目的は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のデータ
の速度変動による読み取り位置のばらつきを補正するこ
とができる画像読取装置を提供することにある。

【００１２】第２の目的は、画素の位置歪みのないＲ，
Ｇ，Ｂ読取データを得ることができる画像読取装置を提
供することにある。

【００１３】第３の目的は、読取の繰り返しに際して画
像位置がそろい、しかも画素の位置歪みのない画像デー
タを得ることにある。

【００１４】第４の目的は、簡単な構成で装置の原点位
置をライン読取クロック以下の分解能で検出できる画像
読取装置を提供することにある。

【００１５】第５の目的は、カラー画像をビットマップ
形式で読み取る装置の画素の位置誤差を高精度で測定す
ることができる画像読取装置を提供することにある。

【００１６】第６の目的は、キャリッジの速度ムラによ
る画像の伸び縮みのない原稿に忠実なカラー画像データ
を得ることができる画像読取装置を提供することにあ
る。

【００１７】第７の目的は、変倍率に応じて生じるライ
ンセンサ間の１ドット以下の位置ズレ量と速度変動など
により生じる位置誤差のない画像データを得ることがで
きる画像読取装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記第１および第２目的
を達成するため、第１の手段は、分光感度の異なる複数
ラインのセンサによって構成された光電変換手段で原稿
を線順次に走査して色変換された画像データを出力する
画像読取装置において、画素の位置誤差を測定する手段
と、この位置誤差を測定する手段によって得られた位置
誤差のデータに基づいて画素の位置誤差を原稿読み取り
領域直後の所定の色の位置を基準とする画像データに補
正する手段とを備えていることを特徴とする。

【００１９】上記第１および第３の目的を達成するため
第２の手段は、分光感度の異なる複数ラインのセンサで
構成された光電変換手段によって原稿を線順次で複数回
走査して、それぞれの走査ごとに色変換された画像デー
タを出力する画像読取装置において、原点位置を決定す
る手段と、画素の位置誤差を測定する手段と、この画素
の位置誤差を測定する手段によって得られた位置誤差の
データと原点位置とに基づいて、前記色変換された画像
の画素の位置誤差を前記原点位置を基準とする画像デー
タに補正する手段とを備えていることを特徴とする。

【００２０】上記第１および第４の目的を達成するため
第３の手段は、第１および第２の手段において、画素の
位置誤差を測定する手段は、原稿の読み取り領域外に設
けられ、走査方向に対して傾きを有する線の等ピッチの
並びで構成されたパターンを原稿の画像とともに読み取
る光電変換手段と、この光電変換手段によって得られた
前記パターンの画像データを処理して画素の位置誤差を
出力する手段とを含んでなることを特徴とする。

【００２１】上記第１および第５の目的を達成するた
め、第４の手段は、第２の手段において、原点位置を決
定する手段は、原稿の読み取り領域外に設けられ、走査
方向に対して傾きを有する線の等ピッチの並びで構成さ
れたパターンを原稿の画像とともに読み取る光電変換手
段と、この光電変換手段によって得られたデータの斜線
を含む領域に所定のウィンドウを設定し、このウィンド
ウを移動させる手段と、このウィンドウ内の斜線のデー
タの重心を求める手段と、この重心を求める手段によっ
て求められた移動前後の重心のデータとあらかじめ設定
された重心の大小を比較する手段と、前記あらかじめ設
定された重心の前後の値を持つウィンドウの重心とその
ときの読み取りクロックから前記あらかじめ設定された
重心のクロックの系列上の位置を得る手段と、前記クロ
ックの系列上の位置を原点位置とする手段とを含んでな
ることを特徴とする。

【００２２】上記第１および第６の目的を達成するた
め、第５の手段は、前記第１または第２の手段におい
て、補正する手段は、前記得られた位置誤差データに基
づいて重み付け関数から補間係数を計算する手段と、前
記補間係数と読み取った各色の画像データから走査キャ
リッジの副走査方向位置誤差がないときに得られるはず
の画像データを補間して求める手段とを含んでなること
を特徴とする。

【００２３】上記第１および第７の目的を達成するた
め、第６の手段は、第１または第２の手段に、さらに、
変倍率に応じた速度を設定する手段と、変倍に応じて位
置づれ量を設定する手段と、前記画素の位置誤差を測定
する手段によって得られた位置誤差のデータと前記変倍
に応じて設定した位置ずれ量とに基づいて画像データを
補正する手段とをさらに備えていることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施形態について説明する。

【００２５】１．装置の概略構成 まず、図２を参照して本実施形態に係る画像読取装置の
概略について説明する。図２において、画像読取装置は
コンタクトガラス１と、光源２と、第１ないし第３のミ
ラー３，４，５と、レンズ６、光電変換装置７および筐
体８とから基本的に構成されている。

【００２６】コンタクトガラス１は筐体８により支持さ
れ、原稿は読み取り面を下にしてコンタクトガラス１上
に載置される。コンタクトガラス１上の原稿は光源２に
より照明され、読み取り面の反射光が第１ミラー３、第
２ミラー４、第３ミラー５により順次反射され、次いで
レンズ６により光電変換装置７上のライン状の光電変換
素子の受光面に結像されて電気信号に変換される。

【００２７】光源２と第１ミラー３は第１キャリッジ１
１に取り付けられ、この第１キャリッジ１１は原稿を線
順次で読み取るために原稿面との距離を一定にしたまま
不図示の駆動装置により副走査方向（図の左右方向）に
移動する。また、第２ミラー４と第３ミラー５は第２キ
ャリッジ１２に取り付けられ、この第２キャリッジ１２
は第１キャリッジ１１の１／２の速度で副走査方向に移
動する。このような方法によりコンタクトガラス１上の
所定の範囲を線順次で読み取ることができる。

【００２８】また、図３に示すようにコンタクトガラス
１の回りの筐体８には、シェーディング補正のために基
準濃度を光電変換素子に読み取らせるための基準濃度板
９が主走査方向に延びるように取り付けられると共に、
第１キャリッジ１１の副走査方向の走査位置または走査
速度を検出するために図５に示すように白地上に一定
幅、４５°の角度の多数の黒の斜線Ｌのパターン１０が
副走査方向に等ピッチで形成されている。基準濃度板９
は光電変換装置７により読み取られて、ライン状の光電
変換素子毎の感度バラツキや、照明むら、レンズ６の周
辺光量の低下等を補正するために用いられ、また、斜線
パターン１０も同様に光電変換装置７により読み取られ
る。

【００２９】図４は図３の２点鎖線の円ＣＬで囲んだ領
域を拡大して示し、第１キャリッジの副走査方向の走査
位置または走査速度の測定開始時の過渡現象が原稿の読
み取り範囲の先端で納まるように、斜線パターン１０は
第１キャリッジ１１による原稿の読み取り範囲の先端よ
り前の待機状態まで延びている。

【００３０】２．システム構成 次に、図１を参照して本実施形態の読み取り装置を詳細
に説明する。

【００３１】本実施形態に係る画像読取装置は、図１に
示すように原稿を読み取り読み取りデータをＲ，Ｇ，Ｂ
各色の画像データとして出力する画像読取部１０１と、
位置誤差を測定し、その測定結果を誤差信号として出力
する位置誤差測定部１０２と、位置誤差測定部１０２か
ら出力された位置誤差データとしての誤差信号が入力さ
れ、読み取った画像データと前記入力される誤差信号と
から位置誤差を補正した画像データを生成する位置誤差
補正部１０３と、画像データの補正や原稿認識などを行
う画像処理部１０４とから基本的に構成され、デジタル
複写機の場合には、画像処理部１０４によって処理され
た画像データが画像記録部（画像形成部）１０５に入力
されて画像形成が行われる。また、位置誤差測定部１０
２には原点検出部１０６が接続され、この原点検出部１
０６から出力される原点データを位置誤差補正部１０３
に入力するように構成することもできる。

【００３２】画像読取部１０１は、図６に示すように例
えばＲ、Ｇ、Ｂの３ラインＣＣＤからなり、Ｒ，Ｇ，Ｂ
のそれぞれのラインセンサ画像読取装置一定間隔で配置
されている。ここで、矢印Ａ方向に読み取るとすると、
Ｒ，Ｇ，Ｂの間隔Ｎライン分読取位置がずれる。ここで
いうＮラインは原稿面上のでの長さであり、変倍率によ
って副走査方向の走査速度に応じてライン間隔は変化す
る。これをライン間補正で補正する。このライン間補正
の概略を図７に示す。３ラインのうち時間的に一番最後
であるＢを基準にすると、Ｒは２Ｎラインディレイ７０
１で２Ｎラインディレイすればよく、ＧはＮラインディ
レイ部７０２でＮラインディレイすればよい。しかし、
ラインディレイは整数倍しかできないので、小数部を周
辺のラインを参照してライン補正部７０３ｒ，７０３ｇ
でそれぞれライン補正する。補正方法は、３次関数コン
ボリューション法でも平滑化でもよい。このようにして
ライン補正を実行し、Ｒ，Ｇ，Ｂの読取位置を合わせて
出力する。なお、７０４ａ〜７０４ｅは１ラインメモリ
である。

【００３３】一方、画像処理部１０４は、図８のブロッ
ク図に示すように、ＲＧＢγ補正部８０１、原稿認識部
８０２、遅延部８０３、ＲＧＢ フィルタ部８０４と、
色補正部８０５と、ＵＣＲ部８０６と、変倍部８０７
と、ＣＭＹＢｋフィルタ部８０８と、ＣＭＹＢｋγ補正
部８０９と、階調処理部８１０とから構成されている。

【００３４】ＲＧＢγ補正部８０１は、ＲＧＢデータの
グレーバランスの補正と濃度データの変換を行い、原稿
認識部８０２はＲＧＢ画像データに応じて文字領域か絵
柄領域かを判定し、さらに原稿領域が有彩領域か無彩領
域かを判定し、遅延部８０３は原稿認識部８０２の出力
結果を同期を取るためにＲＧＢデータを遅延する。ＲＧ
Ｂフィルタ部８０４は、ＲＧＢデータをＭＴＦ補正し、
色補正部８０５では、ＲＧＢデータを１次のマスキング
方程式などでＣＭＹのデータに変換する。ＵＣＲ部８０
６では、画像データの色再現性を向上させるためＣＭＹ
の共通部分にＵＣＲ（加色除去）を行い、Ｂｋデータを
生成してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ４色で表現する。変倍部８０
７は、主走査方向の拡大、縮小、あるいは等倍処理を行
い、ＣＭＹＢｋフィルタ部８０８では、画像記録部１０
５の周波数特性や原稿認識部８０２の判定結果に基づい
てＭ×Ｍの空間フィルタを用い、平滑化処理や鮮鋭化処
理を行い、ＣＭＹＢｋγ補正部８０９は、画像記録部１
０５の周波数特性や原稿認識部８０２の判定結果に基づ
いてγカーブを変更し、補正処理を実行する。階調処理
部８１０は、画像記録部１０５の階調特性や原稿認識部
８０２の判定結果によりディザ処理などの量子化を行
う。

【００３５】３．ＲＧＢの３色のライン間の位置誤差 図９はＲＧＢの３色のラインがそれぞれ８ドット離れて
配置された読み取り素子で原稿を読み取る場合のＲＧＢ
それぞれのデジタル化してデータの副走査方向の位置と
それに対応する副走査のクロックの関係を横軸に、読み
取った画像の値を縦軸にそれぞれ示した図である。それ
ぞれの縦軸は読み取った画像の値を示しているが、値を
示すマーク等の記入は省略してある。横軸の数字はクロ
ックの番号であり、数字に対応させて引いた実線は原稿
の走査速度に全く変動がないときに、そのクロックに対
応して読み取る原稿上の位置に対応する。

【００３６】しかし、現実には、原稿を走査する速度の
ムラを完全になくすことは困難であるため、クロックに
基づいて原稿を読み取る位置は、鎖線で示すように本来
原稿を読み取るべき位置からのずれを生じる。ＲＧＢが
クロックの番号に対して位置がずれているのは、３色の
ラインで構成された光電変換素子のそれぞれのライン
に、原稿を照明する装置、ミラー、レンズなどによって
投影される画像が原稿上の長さに換算して８クロック分
離れるように構成されているためである。この間隔は、
原稿を結像する光学系の投影倍率によって決まってお
り、原稿を走査する速度により、その間隔が何クロック
分であるかが決まる。変倍率５０％の場合は、走査速度
が等倍時の倍になるので、ＲＧＢライン間の原稿上ので
の間隔は４クロック分となる。このことを副走査の読み
取りのクロックを基準に表現すると、ある瞬間のクロッ
クを例えば図の０番のクロックとすれば、この０番のク
ロックのとき、Ｒの信号として得られる画像の位置に対
してＧの信号として得られる画像は原稿上８クロックに
相当する距離だけ離れた位置の画像であり、Ｂの信号と
して得られる画像は原稿上１６クロックに相当する距離
だけ離れた位置の画像であることを示している。この関
係は光学系の結像倍率にだけ依存するので、０番以外の
クロックについても常に成立する。

【００３７】したがって、原稿を走査する速度が所定の
速度から変動し、１番のクロックのときＲが図の１番の
クロックに対応する実線の少し右に示した鎖線の位置に
ずれた位置の画像を読み取るというずれを生じたとき、
この位置の画像か８クロック分または１６クロック分ず
れた位置の画像をそれぞれＧとＢは読み取ることにな
る。すなわち、１番のクロックのとき、ＧとＢが読み取
る画像の本来読み取るべき位置からのずれ、すなわち、
実線の位置と鎖線の位置の差はＲと同じになる。

【００３８】この関係はどのクロックに対しても成り立
つので、Ｒの画像の副走査方向のライン間の位置誤差、
つまり個々の画素に注目した表現にすれば画素の位置誤
差を読み取り素子のＲＧＢのライン間隔に相当するライ
ン数分、例えば、この実施形態では、８クロック、１６
クロックシフトすることによってＧおよびＢの画素の位
置誤差を得ることができる。

【００３９】得られた画素の位置誤差のデータに基づく
位置誤差の補正は以下のようになる。

【００４０】各色とも図でクロックに対応する位置とし
て示した実線の位置の画像の値をその近傍の画像データ
の値と位置のデータから補間法により求める。ＲＧＢ３
色で読み取るフルカラーの画像データは、原稿の同じ位
置の画像をＲＧＢ３色に分解した値の組で表現される。
図９では、横軸が画像の位置を示すので、原稿のＲＧＢ
に共通する位置はＲの１６番目、Ｇの８番目、Ｂの０番
目のように縦の一線上にある位置にある。画素の位置誤
差の補正を行わない場合の画素の位置はそれぞれ鎖線で
示しているのでａ，ｂに示すように本来あるべき位置か
らずれている。補正をしない読み取り装置では、読み取
ったデータをそのままＲＧＢのデータとすることになる
ので、鎖線で示した位置のデータを同じ値のまま実線で
示した位置のデータとして取り扱うことになるので、色
のずれと画像の位置のずれの両方に欠点を持つことにな
る。本願では、測定した画素の位置誤差のデータに基づ
いてＲＧＢそれぞれについて図で実線で示されるＲＧＢ
に共通する位置の画像の値を求めているので、色ずれと
位置ずれの両方を補正している。

【００４１】４．画像読取部、位置誤差測定部および位
置誤差補正部 ここで、図１０を参照して画像読取部、位置誤差測定部
および位置誤差補正部についてさらに触れておく。時間
的に一番最後であるＢを基準にしてＲの読取データは２
Ｎラインディレイ１００１ｒした信号をラインディレイ
部１００２ｒに入力し、Ｇの読取データはＮラインディ
レイ１００１ｇした信号をラインディレイ部１００２ｇ
に入力する。Ｂの読取データはそのままラインディレイ
１００２ｂに入力する。位置誤差測定部１００２ｒで
は、位置誤差を求めるための後述のウィンドウの副走査
方向のライン数の分だけラインディレイ部１００２ｒ，
ｇ，ｂから各読取データが入力される。位置誤差測定部
１００３ｒ，ｇ，ｂでは、後述のようにして位置誤差を
測定し、その測定データを誤差信号として補正係数演算
部１００４ｒ，ｇ，ｂに出力する。補正係数演算部１０
０４ｒ，ｇ，ｂでは、補正に要するライン数がラインデ
ィレイ部１００２ｒ，ｇ，ｂから入力される。このライ
ン数は、位置誤差の大きさによって決まる。第１キャリ
ッジ１１の走査速度が基準速度より遅く変動する場合ほ
ど、補正に要するライン数は大きくなる。位置誤差の変
動範囲をあらかじめ測定しておき、位置誤差が最も大き
き場合でも補正できるライン数をラインディレイ部１０
０２ｒ，ｇ，ｂは確保しておけばよい。

【００４２】補正係数は、ラインディレイ部１００２
ｒ，ｇ，ｂから入力される画像データと、位置誤差測定
部１００３ｒ，ｇ，ｂからの誤差データと、変倍率によ
る１ライ未満のＲＧＢ間の位置ズレ量により、補正する
ための係数を各画像データに対して計算することによっ
て得られる。この補正係数演算は、１ラインに１回だけ
行えばよい。ライン補正部１００５ｒ，ｇ，ｂでは、得
られた誤差データと補正係数とから後述のようにして位
置誤差補正を行う。

【００４３】このようにすることによって位置誤差を測
定し、その位置誤差を補正する制御をリアルタイムで行
うことができる。ここで補正前の誤差データをパーソナ
ルコンピュータに取り込むことによって位置誤差の測定
が可能となり、読取装置の性能測定に使用することがで
きる。

【００４４】なお、Ｒ，Ｇ，Ｂ３ラインセンサを有する
カラーの画像読取装置の場合にメモリが多ければ１回の
走査でＲ，Ｇ，Ｂ各色の画像データの読み込み処理が可
能になるが、メモリのコストが高いため、通常は，Ｒ，
Ｇ，Ｂ各色ごとに原稿をそうさして画像データを読み取
る方式を採っている。

【００４５】５．位置誤差測定原理 次に、位置誤差の測定原理について説明する。

【００４６】図１１の矢印で示す主走査方向は、ライン
ＣＣＤ７が線順次で同時に読み取る１ラインの画素の並
びと、この並列データを直列データに変換したときの時
間軸上の順序を示している。また、矢印で示す副走査方
向は、主走査方向の１ラインを読み取る範囲を順次移動
させながら読み取る方向を示している。なお、移動手段
としては図２に示すように原稿を固定して走査光学系を
移動させる形式の他に、走査光学系を固定して原稿を移
動させる形式が有る。

【００４７】図１１において主走査方向と副走査方向の
各平行な線により囲まれた四角形領域を画素とすると、
この画素により構成される平面は、原稿の画像を電気信
号に変換した場合に原稿画像の写像がそのまま並んでい
るという形で捉えることができる。なお、これはビット
マップということもある。このデータはラインＣＣＤか
らリアルタイムで出力される時には主走査方向、副走査
方向が時間的な順序を有するが、メモリに取り込んだ状
態ではそれぞれの画素を任意にアクセスすることができ
るので、主走査方向、副走査方向、時間の順序にとらわ
らないで扱うことができる。

【００４８】図１１はまた、主走査方向、副走査方向の
画素サイズが等しい場合において、副走査方向の走査速
度が変動しないときの４５°の斜線Ｌの読み取りデータ
ａと、走査速度が変動するときの読み取りデータｂをビ
ットマップに対応させて示している。すなわち、読み取
りデータａは副走査方向の読み取りタイミングを制御す
るクロックに対応する所定の一定速度で走査したときを
示し、ビットマップとしても４５°の斜線像である。

【００４９】これに対し、読み取りデータｂは走査速度
の変動に応じて傾きが異なる。副走査方向の区間Ａ−Ｂ
は走査速度が「０」のときを示し、この場合には副走査
方向の読み取りタイミングを制御するクロックによりビ
ットマップのアドレスが進んでも読み取り位置が変わら
ないので、副走査方向に平行な線となる。また、区間Ｂ
−Ｃは走査速度が所定速度の１／２のときを示し、この
場合にはビットマップのアドレスが進んでもその半分し
か進まない位置の画像を読み取るのでその読み取り画像
の角度は約２６．５７°（tan θ＝０．５）である。区
間Ｃ−Ｄは所定速度で走査しているときを示し、４５°
の角度が得られる。Ｄ以降の区間は走査速度が所定速度
の１．５倍の場合を示し、その角度は約５６．３１°で
ある。

【００５０】したがって、走査速度が変動すると像の傾
きが異なることを測定原理として、言い換えれば斜線の
主走査方向への移動量が副走査方向に移動速度に対応す
ることを測定原理として、副走査方向の走査速度のむら
と、ミラー３〜５、レンズ６、光電変換装置７の振動な
どに起因するビットマップ画像の画素の位置誤差を測定
することができる。

【００５１】なお、図１１では正方形の画素を示した
が、画素が正方形ではなく、例えば主走査方向の分解能
が４００ｄｐｉ、副走査方向の分解能が６００ｄｐｉの
ような画素にも適用することができる。また、４５°以
外の斜線を用いても同様に、斜線画像の主走査方向への
移動量が副走査方向の読み取り速度に依存するという関
係が成立するので、画素の位置誤差を計測することがで
きる。

【００５２】６．斜線パターンの判別処理 次に、斜線パターン判別処理について説明する。図１２
は図１１と同様にビットマップに斜線が有る場合を示
し、図１３はその場合の８ビット（０〜２５５）の読み
取り値を示している。なお、０＝白、２５５＝黒であ
り、主走査方向の座標をＸｎ、副走査方向の座標をＹｍ
としている。また、図１４は主走査方向３画素×副走査
方向３画素の斜線パターン検知用ウインドウを示し、図
１４（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ主走査方向に１画素ずつ
シフトしたウインドウを示している。

【００５３】ここで、図１４（ａ）に示すウインドウ
（Ｘ２〜Ｘ４、Ｙ１〜３）内の中心画素を挟む対角方
向、すなわち中心画素を挟む左上斜め方向の３つの画素
値の和Ｐａと右下斜め方向の３つの画素値の和Ｑａを計
算すると、 Ｐａ＝（Ｘ２，Ｙ１）＋（Ｘ３，Ｙ１）＋（Ｘ２，Ｙ２） ＝３＋１＋１＝５ Ｑａ＝（Ｘ４，Ｙ２）＋（Ｘ３，Ｙ３）＋（Ｘ４，Ｙ３） ＝３＋４＋８＝１５ となる。

【００５４】同様に、図１４（ｂ）〜（ｅ）について求
めると、 Ｐｂ＝（Ｘ３，Ｙ１）＋（Ｘ４，Ｙ１）＋（Ｘ３，Ｙ２） ＝１＋４＋２＝７ Ｑｂ＝（Ｘ５，Ｙ２）＋（Ｘ４，Ｙ３）＋（Ｘ５，Ｙ３） ＝１３＋８＋２０１＝２２２ Ｐｃ＝（Ｘ４，Ｙ１）＋（Ｘ５，Ｙ１）＋（Ｘ４，Ｙ２） ＝４＋２＋３＝９ Ｑｃ＝（Ｘ６，Ｙ２）＋（Ｘ５，Ｙ３）＋（Ｘ６，Ｙ３） ＝２１６＋２０１＋２５０＝６６７ Ｐｄ＝（Ｘ５，Ｙ１）＋（Ｘ６，Ｙ１）＋（Ｘ５，Ｙ２） ＝２＋１８＋１３＝３３ Ｑｄ＝（Ｘ７，Ｙ２）＋（Ｘ６，Ｙ３）＋（Ｘ７，Ｙ３） ＝２４８＋２５０＋２５２＝７５０ Ｐｅ＝（Ｘ６，Ｙ１）＋（Ｘ７，Ｙ１）＋（Ｘ６，Ｙ２） ＝１８＋２２０＋２１６＝４５４ Ｑｅ＝（Ｘ８，Ｙ２）＋（Ｘ７，Ｙ３）＋（Ｘ８，Ｙ３） ＝２５０＋２５２＋２４９＝７５１ となる。

【００５５】次に、中心画素と右下斜め方向の３画素
（中心画素を挟む）の差Ｒを求めると、 Ｒａ＝１５−５＝１０ Ｒｂ＝２２２−７＝２１５ Ｒｃ＝６６７−９＝６５８ Ｒｄ＝７５０−３３＝７１７ Ｒｅ＝７５１−４５４＝２９７ となる。

【００５６】この差Ｒの値が大きい場合に３×３画素の
ウインドウ内に斜線パターンが有ることを示す。したが
って、例えばＲの値が５００以上の場合に斜線パターン
が有ると判断すれば図１４（ｃ），（ｄ）に示すウイン
ドウ内に斜線パターンが有ると判断することができる。

【００５７】次に、図１５を参照して他の斜線パターン
判別処理を説明する。図１５（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ
図１４（ａ）〜（ｅ）に示すウインドウ内の各値を閾値
＝１２８で２値化した場合を示し、同様に各ウインドウ
内の中心画素の左上斜め方向の３つの画素値の和Ｐａ〜
Ｐｅと右下斜め方向の３つの画素値の和Ｑａ〜Ｑｅを計
算すると、 Ｐａ＝（Ｘ２，Ｙ１）＋（Ｘ３，Ｙ１）＋（Ｘ２，Ｙ２） ＝０＋０＋０＝０ Ｑａ＝（Ｘ４，Ｙ２）＋（Ｘ３，Ｙ３）＋（Ｘ４，Ｙ３） ＝０＋０＋０＝０ Ｐｂ＝（Ｘ３，Ｙ１）＋（Ｘ４，Ｙ１）＋（Ｘ３，Ｙ２） ＝０＋０＋０＝０ Ｑｂ＝（Ｘ５，Ｙ２）＋（Ｘ４，Ｙ３）＋（Ｘ５，Ｙ３） ＝０＋０＋１＝１ Ｐｃ＝（Ｘ４，Ｙ１）＋（Ｘ５，Ｙ１）＋（Ｘ４，Ｙ２） ＝０＋０＋０＝０ Ｑｃ＝（Ｘ６，Ｙ２）＋（Ｘ５，Ｙ３）＋（Ｘ６，Ｙ３） ＝１＋１＋１＝３ Ｐｄ＝（Ｘ５，Ｙ１）＋（Ｘ６，Ｙ１）＋（Ｘ５，Ｙ２） ＝０＋０＋０＝０ Ｑｄ＝（Ｘ７，Ｙ２）＋（Ｘ６，Ｙ３）＋（Ｘ７，Ｙ３） ＝１＋１＋１＝３ Ｐｅ＝（Ｘ６，Ｙ１）＋（Ｘ７，Ｙ１）＋（Ｘ６，Ｙ２） ＝０＋１＋１＝２ Ｑｅ＝（Ｘ８，Ｙ２）＋（Ｘ７，Ｙ３）＋（Ｘ８，Ｙ３） ＝１＋１＋１＝３ となる。

【００５８】次に、中心画素と右下斜め方向の３画素
（中心画素を挟む）の差Ｒａ〜Ｒｅを求めると、 Ｒａ＝０−０＝０ Ｒｂ＝１−０＝１ Ｒｃ＝３−０＝３ Ｒｄ＝３−０＝３ Ｒｅ＝３−２＝１ となる。

【００５９】したがって、この場合にも同様にこの差Ｒ
の値が大きい場合に３×３画素のウインドウ内に斜線パ
ターンが有ることを示し、例えばＲａ〜Ｒｅの値が２以
上の場合に斜線パターンが有ると判断すれば図１５
（ｃ），（ｄ）に示すウインドウ内に斜線パターンが有
ると判断することができる。また、このように画素値を
２値化することにより、加算演算を簡単にすることがで
きる。

【００６０】図１６（ａ）〜（ｄ）は斜線パターン検出
用のマッチングパターンを示し、図中の白領域は
「０」、黒領域は「１」を表している。先ず、画像デー
タを図１５に示すように２値化し、その２値化データと
図１６（ａ）〜（ｄ）に示すマッチングパターンを比較
し、合致した場合に斜線パターンがあると判断する。こ
の例では、図１５（ｃ）と図１６（ｂ）、および図１５
（ｄ）と図１６（ａ）が合致しており、このウインドウ
内に斜線パターンがあると判断される。

【００６１】なお、上記実施形態では、ウインドウの大
きさを３×３としたが、もちろんウインドウサイズが異
なる場合にも同様な判断方法により斜線パターンを検知
することができる。但し、一般にウインドウサイズが大
きい程、判別精度は上がるが、その分処理時間が長くな
り、また回路規模も大きくなる。

【００６２】７．位置誤差の測定処理 次に、位置誤差の測定処理について説明する。図１７は
図１１に示すビットマップにおける複数個の斜線（図で
は３本の斜線Ｋ1 〜Ｋ3 ）を示し、また、この複数個の
斜線を用いて位置誤差を測定するための１０×３のサイ
ズのウインドウＷを示している。先ず、ウインドウＷ内
のデータ位置を求めるために主走査方向の重心を演算
し、以下、斜線Ｋ２に対してＷ1 →Ｗ2 →Ｗ3 のように
ウインドウＷを斜め左下４５°の方向に１画素ずつシフ
トする。そして、斜線Ｋ２の最後のウインドウＷn に到
達すると、ウインドウＷを主走査方向のみに移動させて
次の斜線Ｋ３のウインドウＷn+1 に移動させる。

【００６３】ここで、重心の主走査方向の位置は、４５
°の斜線の場合、画素の位置が何らかの誤差要因により
移動することがなければ、図のようにウインドウＷをシ
フトさせると主走査方向に１画素ずつ移動する筈であ
る。また、画素の移動量が１画素分でない場合には、何
らかの原因により画素の位置が変動したことになり、し
たがって、位置誤差を求めることができる。位置誤差の
主要な要因が副走査方向の走査速度のむらによることが
分かっている場合には、位置誤差のデータから速度むら
にデータを変換することは容易である。

【００６４】ここで、ＣＣＤ固有のノイズを始めとして
様々なノイズが画像データに含まれているが、重心を求
めるために周辺の画素のデータを含む多数の画素のデー
タを用いているので、重心を求める過程でノイズの影響
を軽減してＳ／Ｎ比が高い測定が可能となる。この場
合、通常、ウインドウの画素の数が多い程、Ｓ／Ｎ比が
高くなる。ウインドウの形状は、主走査方向の重心を求
めるので主走査方向に大きいほうが望ましく、副走査方
向のサイズは１ラインでも測定可能である。

【００６５】８．重心の測定処理 次に、重心の測定処理を説明する。図１８に示す処理は
原稿の走査開始と同時にスタートし、先ず、主走査方
向、副走査方向の各座標値Ｘ、Ｙがイニシャライズ（Ｘ
＝０，Ｙ＝０）される（ステップＳ１）。この座標値
Ｘ、Ｙは斜線判別用の例えば３×３のウインドウ内のあ
る画素位置例えば中心画素の座標となる。次に、１本の
斜線に対する測定回数を示す変数ｉがイニシャライズ
（ｉ＝０）される（ステップＳ２）。

【００６６】次に原点検出／位置誤差測定部２３により
斜線判別用の３×３のウインドウ内に斜線パターンが存
在するか否かが判断され（ステップＳ３）、無い場合に
はその３×３のウインドウを主走査方向に１画素分シフ
ト（Ｘ＝Ｘ＋１）する（ステップＳ４）。なお、このシ
フト量はウインドウの大きさ、斜線の太さに応じて決め
られ、１画素以上でもよい。ステップＳ３において斜線
パターンが存在する場合には、重心測定用の例えば１０
×３のウインドウＷ1 を設定し、そのウインドウＷ1 内
の重心を求める（ステップＳ５）。このとき、ウインド
ウＷ1 の大きさ、斜線の太さに応じて、斜線と判別され
た画素の位置から主走査方向に整数画素分だけシフト
し、斜線の部分がウインドウＷ1 の中心付近になるよう
にウインドウＷ1 を設定してもよい。

【００６７】重心の測定を終了すると、重心のズレを計
算し（ステップＳ６）、次いで主走査方向に−１画素
分、副走査方向に＋１画素分シフトしたウインドウＷ2
を設定し、また、測定回数用のカウント値ｉを１つイン
クリメントする（ステップＳ７）。なお、この実施形態
では、ウインドウＷを１画素ずつ移動させているが、画
素の位置誤差を起こす原因となる振動などの周波数帯域
が低い場合には、２画素以上ずつ移動させてもよく、こ
の方法により測定に要する時間を短縮することができ
る。

【００６８】次いで、予め設定された同一ラインの測定
回数ｎに対してｉ＝ｎとならない場合にはステップＳ８
からステップＳ５に戻り、他方、ｉ＝ｎとなった場合す
なわちウインドウＷn に達した場合には次の斜線のウイ
ンドウＷn+1 に移動させる（（ステップＳ８→Ｓ９）。
その方法としては、斜線の主走査方向の間隔に相当する
画素分より整数画素ｍだけ、ウインドウ座標を主走査方
向にシフトした後、測定カウント値ｉをクリアし（ステ
ップＳ２）、斜線判別処理（ステップＳ３）に戻る。以
下同様に、１本の斜線に対してウインドウＷn+1 、Ｗn+
2 、Ｗn+3 〜のように移動させて位置誤差を測定する。

【００６９】このように複数の斜線を用いて位置誤差を
測定することにより、読み取り装置の読み取り範囲が縦
長であっても、副走査領域の全域にわたって位置誤差を
測定することができる。更に、主走査方向の狭い幅だけ
測定するので、主走査方向の中央部、手前、奥側のよう
に分けて測定することもできる。また、高い分解能で位
置誤差を測定する場合にも、斜線のパターンを細くする
必要は全くなく、システムのＭＴＦの制約を受けずに幅
が広いパターンを用いることができる。

【００７０】更に、幅が広いパターンを用いた場合、幅
に応じてウインドウも大きくなるので結果として測定精
度を向上させることができる。したがって、斜線の幅は
処理速度、リアルタイム処理を行う場合にはバッファの
サイズ、回路規模の経済性などとのバランスを考慮して
設定すればよい。また、幅が広いパターンを用いてその
片側のエッジを検出することにより位置誤差を測定する
ことができる。更に、例えば副走査方向の読み取りタイ
ミングに関係なく白黒パターンを副走査方向に配列する
とモアレの発生が問題となるが、本実施形態では副走査
方向の読み取りタイミングと斜線の関係は常に同じであ
るのでモアレの発生が問題とならず、その結果、高精度
で位置誤差を測定することができる。

【００７１】９．ウィンドウのデータと重心の計算 次に、ウインドウのデータと重心の計算について詳細に
説明する。

【００７２】図１９はウインドウデータと斜線パターン
の各画素の読み取り値の関係を示し、読み取り値は８ビ
ットであって１０進（０〜２５５）で示されている。主
走査方向の重心を求めるには、副走査方向の各列（３ラ
イン分）の和を求め、図に示すようにこれを左側からＸ
０、Ｘ１〜Ｘ９とするとそれぞれ１８、５０、２０２、
４２７、５９０、５６２、３４５、１５０、３７、１４
となる。そして、各画素の主走査方向の中心座標を左か
ら順に０〜９とし、主走査方向の重心位置をＲｍとする
と、重心位置Ｒｍの回りのモーメントは０になるので、 Ｘ０（Ｒｍ−０）＋Ｘ１（Ｒｍ−１）・・・＋Ｘ９（Ｒ
ｍ−９）＝０ が成り立ち、数値を代入して計算するとＲｍ＝４．３６
２が得られる。

【００７３】重心を求める理由は、補間などの前処理を
必要とせず、演算を簡素化、高速化することができるか
らである。また、画像位置を求める場合、各列毎のデー
タの和の並びから補間により所定の分解能のデータ列を
得て、そのデータからピーク値が存在する位置を求める
方法を用いることができる。

【００７４】次に、複数本の斜線から成るチャートの重
心を計算する場合について説明する。図１７に示すよう
に複数本から成る斜線の重心を計算する場合、同一線上
の線では問題とならないが、違う線にウインドウが移動
したときには移動前と移動後では斜線の主走査方向の間
隔が丁度、整数画素数でない限り重心の値が異なるの
で、補正しなければならない。一例として図１７に示す
斜線Ｋ２のウインドウＷn の重心の値Ｒn が４．６５と
なり、次の斜線Ｋ３に移動した場合のウインドウＷn+1
の重心の値Ｒn+1 が４．３８、ウインドウＷn+2 の重心
の値Ｒn+2 が４．４０、ウインドウＷn+3 の重心の値Ｒ
n+3 が４．４１となった場合、ウインドウが移動したラ
インにおける重心の差ΔＲを計算する。すると、 ΔＲ＝Ｒn −Ｒn+1 ＝４．６５−４．３８＝０．２７ となる。

【００７５】この値ΔＲを斜線Ｋ３の重心の値に加算
し、この加算結果を重心の値として位置誤差を求める。
この場合、ウインドウＷn+2 の重心の値Ｒn+2 、ウイン
ドウＷn+3 の重心の値Ｒn+3 は、 Ｒn+2 ＝Ｒn+2 ＋ΔＲ＝４．４０＋０．２７＝４．６７ Ｒn+3 ＝Ｒn+3 ＋ΔＲ＝４．４１＋０．２７＝４．６８ となる。したがって、このように複数本の斜線から成る
チャートを使用しても、連続して高精度で位置誤差を測
定することができる。但し、斜線Ｋ２のウインドウＷn
から斜線Ｋ３のウインドウＷn+1 に移動する場合、斜線
Ｋ２、Ｋ３は主走査方向に同時に存在しなければならな
い。

【００７６】１０．斜線の配置の関係 図２０は斜線の配置関係を示し、長さＬ1 の複数の斜線
が主走査方向に対して角度θで配置され、主走査方向の
斜線の始点と終点の位置が同一の場合、主走査方向の斜
線間隔をＬ2 とすると、 Ｌ2 ＜Ｌ1 ×cos θ ・・・（１） の関係が成り立つように斜線を配置すれば、斜線は主走
査方向には重なるので、ウインドウを主走査方向に移動
して次の斜線の重心を連続して測定することができる。
ここで、斜線の長さＬ1 と斜線の始点、終点の主走査方
向の位置は式（１）の大小関係が大きいほど精度を必要
としなくなる。

【００７７】１１．主走査方向の斜線の画像の移動量と
副走査方向の画素の位置誤差の関係 本実施形態では副走査方向の画素の位置誤差を測定する
ために、斜線を読み取った画像の主走査方向への画像位
置の移動を見ている。正方形の画素であって４５°の斜
線を使って測定する場合には、前述したように主走査方
向の移動量のウインドウ間における偏差がそのまま副走
査方向の位置誤差となる。しかし、正方形の画素でない
場合、斜線の角度が４５°でない場合には、換算を行っ
て副走査方向の位置誤差を得る必要がある。

【００７８】１２．副走査方向の原点位置の検出 次に、副走査方向の原点位置を検出する処理について説
明する。図２１（ａ）は斜線パターンとその主走査方
向、副走査方向を示し、一番左の斜線は位置誤差の測定
と原点位置の決定の両方に用いられる。また、斜線に重
なっている矩形は重心測定用のウインドウを示してい
る。図２１（ｂ）は副走査方向の読み取りクロックを示
し、このクロックは制御部２０内の水晶振動子による発
振を基にして生成されたタイミング信号であり、キャリ
ッジの速度変動には依存しない。なお、図示の波形はク
ロックの波形ではなく、立ち上がりまたは立ち下がりエ
ッジである。

【００７９】図２１（ｃ），（ｄ），（ｅ）はそれぞれ
Ｒ、Ｇ、Ｂの読み取り信号のタイミングを示し、タイミ
ングがずれている理由は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ラインセンサ
が副走査方向に離れて配置されているためである。Ｒ、
Ｇ、Ｂの各信号において実線で示す先端位置はコンタク
トガラス１上の原稿の先端位置を示し、また、それより
前の位置において破線で示した理由は、キャリッジが原
稿の先端位置に到達する前においても、各色のセンサに
より読み取られた斜線の画像データに基づいて位置誤差
の測定と原点位置の決定を行っていることを説明するた
めである。

【００８０】通常、読み取り装置が読み取りを行う特定
の位置とクロックは同期関係にないので、読み取り位置
とクロックの位相は一致しない。本実施形態では、読み
取りを行う特定の位置をクロックの間隔以下の精度で決
定するために、原稿先端より上流であって原稿先端の近
傍に設けられた斜線パターン１０に対して重心測定用ウ
インドウを設定し、斜線パターン１０の主走査方向の重
心を求めて原点位置Ａとして設定する。この重心位置Ａ
は形状として設定されるものではなく、重心を計算した
とき得られる値Ａを重心と定義するものであり、この値
は制御装置内のメモリに保持される。図２１ではこの値
に相当する位置が同じ記号Ａで示されている。

【００８１】この重心を測定するために、図２１に示す
ようなウインドウが設定され、このウインドウが斜線の
角度方向に移動して各ウインドウ毎に主走査方向の重心
が計算される。この計算された各ウインドウ毎の重心
は、制御部２０内のメモリに保持されている重心Ａと比
較され、重心Ａを越えるまで続けられ、重心Ａを越える
前後のウインドウの重心とその時のクロックがメモリに
保持される。

【００８２】図２２は重心Ａを決定する場合の計算内容
を示し、重心Ａを越える前後のウインドウの重心をそれ
ぞれｇn-1 、ｇn とし、その時のクロックをｎ−１、ｎ
として直線近似で求める。この計算では端数がでること
があるので、画素位置の補正を簡略化するためにクロッ
ク間隔の１６分の１で丸めを行っている。したがって、
この装置に固有の重心位置Ａは副走査方向のラインクロ
ックの１６分の１の精度で求められ、図の例ではクロッ
クｎ−１からクロックｎまでの１２／１６の位置で重心
Ａが求められる。画像先端の位置の前に求められた原点
位置は、この１回の原稿読取の原点位置として画素位置
の基準の位置として使用される。

【００８３】ここで、１回の走査でＲ，Ｇ，Ｂ３ライン
のセンサで画像を読み取る装置の場合には、読取領域内
にある最初のＲ信号の位置Ｐを基準として各Ｒ，Ｇ，Ｂ
の画像データを補正することによって位置ズレのない画
像データを得ることができる。しかし、前述のようにメ
モリのコストは高いので、ＣＭＹＢｋ各色ごとに原稿を
走査して画像データを得るようにしている。そのため、
このように各走査ごとに原点を検出し、その原点を基準
として各ＲＧＢの画像データを補正することによって読
み取った画像データから正しい位置で読み取った場合の
カラー画像を作成することが可能になる。

【００８４】図２３はこの重心Ａの位置を決定するため
の処理を示し、先ず、第１キャリッジがホームポジショ
ンＨＰから離れて読み取りを開始したか否かチェックし
（ステップＳ１１）、読み取りを開始すると重心測定用
ウインドウを設定してそのウインドウの重心が重心Ａを
越えるか否かチェックし、越えるまでチェックを続ける
（ステップＳ１２）。そして、設定したウインドウの重
心が重心Ａを越えるとその前後のクロックにおける重心
位置を取得し、重心Ａを更新する（ステップＳ１３）。
このようにして原稿の先端位置に先立って求められた原
点位置は、原稿の読み取り画素の副走査方向の位置誤差
を補正するために用いられる。

【００８５】１３．位置誤差補正部の処理 次に、図２４を参照して位置誤差補正部１０３の処理を
説明する。図２４において縦軸はシェーディング補正後
の画像データの値、すなわち位置誤差補正部１０３の入
力画像データの値を示し、８ビットの場合には１０進法
で０〜２５５の値である。横軸はライン順次で読み取る
ラインの位置を示し、正の整数＝０〜７が割り当てられ
た位置は、制御装置が水晶振動子による発振周波数を分
周して生成したライン読み込みタイミング信号に対応す
る各ラインの位置を示す。すなわち水晶振動子の発振周
波数の安定度は非常に高いので、整数を割り当てた位置
は画像ラインの本来有るべき位置を示している。この間
隔はまた、本システムの読み取り分解能（４００ｄｐ
ｉ）のドット間の距離にも対応する。また、横軸（０）
〜（６）で示す位置は、原点位置により、本来有るべき
位置＝０〜６から１２／１６だけずれた位置を示してい
る。

【００８６】ここで、メモリの量を最小に済ますため
に、本実施形態では画素の位置の補正をリアルタイムで
行う。リアルタイムで行うためには処理に伴う演算を簡
略化する必要があり、簡略化すれば処理系の回路規模も
小さくなり、低コストとなるので、本実施形態では処理
分解能を１／１６ドットとしている。そのため、図２４
に示す横軸の整数の間は１６に分割した目盛りが付けら
れている。

【００８７】また、画素の位置誤差が生ずる原因は色々
あるが、中でも大きい原因はキャリッジの速度が変動す
るからであるので、図２４は第１キャリッジの速度が所
定値より１／１６ドットすなわち約６％速い状態が続い
た状態を示している。この場合、横軸の整数＝１の位置
に本来対応する位置の画像（大きな○印）を読み取るは
ずであるが、キャリッジが速いので実際には１／１６ド
ット先の位置ｂの画像（小さな○印）を読むことにな
る。

【００８８】このときには、１ライン前のライン位置を
基準として次のラインの位置ずれを順次ライン毎に行う
ために、位置誤差補正部２４は１／１６ドットの誤差信
号と画像データを受け取ると、位置誤差測定における重
心の演算精度は１／１６より高いが、その結果を１／１
６の分解能になるように丸めを行う。

【００８９】また、図２４に示す例では、キャリッジの
速度はそのまま速い状態を継続しているので、１ライン
前に読み取ったデータとの関係で測定して得られる位置
誤差は同じく１／１６である。しかし、システムクロッ
クにより決まる本来あるべき次の整数＝２のライン位置
とは、１ライン前のライン位置が既に１／１６だけずれ
ていたので、更に１／１６だけずれることになり、その
結果、２／１６だけずれた位置ｃの画像データを読んで
いることになる。同様に、次の整数＝３の読み取り位置
では３／１６だけずれた位置ｄの画像データを読み、順
次、４／１６、５／１６、６／１６だけそれぞれずれた
位置ｅ、ｆ、ｇの画像データを読んでいることになる。
つまりライン毎に測定する位置誤差の累積により、読み
取った画像データの位置が決まるので、１／１６の分解
能を有する横軸に読み取りデータが割り付けられる。

【００９０】読み取りデータの補正は次のように行う。
位置ａ〜ｇに示すように位置誤差を有する読み取りデー
タに基づいて、例えば補間法により位置（０）〜（７）
に対応するデータに補正される、例えば位置（１）にお
けるデータを求める場合には位置（１）より前の位置
ａ、ｂにおける２個の読み取りデータと位置（１）より
後の位置ｃ、ｄにおける２個の読み取りデータを用いて
３次補間法（Cubic Convolution ）により求め、以下、
前後各々２個の読み取りデータを用いる。なお、補間方
法および用いる読み取りデータはこれに限定されない。
ここで、原点位置を補正すると、そのクロックは読み取
りクロックとは位相差を持つことになるが、位相をずら
したままで出力するよりは、遅延させて読み取りクロッ
クと同相で出力する方が回路を簡略化することができ、
また、処理も簡単となる。

【００９１】この実施形態では、原稿固定／走査光学系
移動型の読取装置を例示しているが、原稿移動／走査光
学系固定型の読取装置とすることも可能であり、この場
合には、例えば原稿を搬送させるためのローラの軸にロ
ータリエンコーダを設けるようにしてもよい。

【００９２】また、補正方法については、バッファメモ
リを用いてリアルタイムで補正する場合について説明し
たが、ページメモリに読み取りデータと位置誤差データ
を一旦取り込み、ページメモリ上で補正を行って出力す
るようにしてもよい。また、位置誤差データを外部に出
力可能にして装置の調整や故障診断に使用してもよい。

【００９３】１４．位置誤差補正処理 位置誤差補正部における読み取りデータの補正は次のよ
うにして行われる。すなわち、この実施形態では３次関
数コンボリューションを利用して補正を行う。図２５に
３次関数コンボリューションを利用した補正のモデル図
を、図２６に補正の処理手順を示すフローチャートを示
す。図から分かるように速度ムラがない場合の副走査方
向の画素位置は、画素列Ｐで示すように等間隔となる。
しかし、速度ムラがある場合には、画素列Ｑで示すよう
にその間隔はバラツキ、正しい位置から外れてくる。図
は本来Ｐnの位置になければならない画素が実際には画
素Ｑn の位置にあることを示している。

【００９４】ここで、ｎライン目のある走査方向のデー
タＰn の画像データ（濃度データ）を画素列Ｑの画像デ
ータと位置データとから重み関数である３次関数コンボ
リューションを使用して作成する例について説明する。

【００９５】３次関数コンボリューションを利用する場
合、理想的なｎライン目（Ｐn）の位置から２画素分以
内（ｒ0）のデータを位置誤差データから検出する（ス
テップ２１，２２）。この場合は、Ｑn 、Ｑn+1 、Ｑn+
2 、Ｑn+3 、Ｑn+4 のデータが対象となる。ここで２画
素分以内としているのは、ｒ0 以上のデータは補正係数
を０として取り扱うのでそれ以上のデータは必要がない
ためである。そして、各データのＰn からの距離ｒによ
って各データＱにおける補間関数ｈ（r）を求める。こ
れが補正係数となる（ステップ２３）。ここで、補間関
数ｈ（r）はｓｉｎｘ／ｘの区分的３次多項式近似で中
心からの距離ｒによって以下の式、すなわち、 ｈ（r ）＝１−２｜ｒ｜² ＋｜ｒ｜³ ・・・（２） ただし、０≦｜ｒ｜＜１ ｈ（r ）＝４−８｜ｒ｜＋５｜ｒ｜² −｜ｒ｜³ ・・・（３） ただし、１≦｜ｒ｜＜２ ｈ（r ）＝０ ・・・（４） ただし、２≦｜ｒ｜ で表わされる。そして、この補間関数ｈ（r）のもと
で、補正係数を対応するＱのデータに掛けて、Ｐn を求
める。また、濃度ムラを補正するために各補正係数の合
計が１になるように分母に補正係数の合計をとる。すな
わち、 Ｐn ＝｛Ｑn ・ｈ(r1)＋Ｑn+1 ・ｈ(r2)＋Ｑn+2 ・ｈ(r3) ＋Ｑn+3 ・ｈ(r4)＋Ｑn+4 ・ｈ(r5)｝／｛ｈ(r1) ＋ｈ(r2)＋ｈ(r3)＋ｈ(r4)＋ｈ(r5)｝ ・・・（５） となる（ステップ２４）。

【００９６】この制御をｎライン目の各主走査方向のデ
ータにおいて終了したら、ｎ＋１ラン目のラインへとシ
フトしていき、最終ラインまで繰り返し行う（ステップ
２５）。このとき式（５）において補間係数ｈ（r）と
分母の補間係数の和の計算とその逆数の計算は、対応す
る主走査方向の画像データの補正の前に１回実行すれば
よい。このように制御することによって前述のようにし
て測定した位置誤差データに基づいて、読み取った画像
データから正しい位置で読み取った場合の画像データを
作成することができ、これによって位置誤差を補正する
ことが可能になる。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、画素の位置誤差を測定する手段によって得ら
れた位置誤差のデータに基づいて画素の位置誤差を原稿
読み取り領域直後の任意の色の位置を基準とする画像デ
ータに補正するので、画素の位置歪みのないＲ，Ｇ，Ｂ
読取データを得ることができ、これによってＲ，Ｇ，Ｂ
各色のデータの速度変動による読み取り位置のばらつき
を補正することが可能な画像読取装置を提供することが
できる。

【００９８】請求項２記載の発明によれば、位置誤差の
データと原点位置とに基づいて、色変換された画像の画
素の位置誤差を原点位置を基準とする画像データに補正
するので、画素の位置歪みのないＲ，Ｇ，Ｂ読取データ
を得ることができ、これによってＲ，Ｇ，Ｂ各色のデー
タの速度変動による読み取り位置のばらつきを補正する
ことが可能な画像読取装置を提供することができる。

【００９９】請求項３記載の発明によれば、画素の位置
誤差を測定する手段が、原稿の読み取り領域外に設けら
れ、走査方向に対して傾きを有する線の等ピッチの並び
で構成されたパターンを原稿の画像とともに読み取る光
電変換手段と、この光電変換手段によって得られた前記
パターンの画像データを処理して画素の位置誤差を出力
する手段とを含んでいるので、簡単な構成で装置の原点
位置をライン読み取りクロック以下の分解能で検出する
ことができ、読取の繰り返しに際して画像位置がそろ
い、しかも画素の位置歪みのない画像データを得ること
が可能となり、これによってＲ，Ｇ，Ｂ各色のデータの
速度変動による読み取り位置のばらつきを補正すること
が可能な画像読取装置を提供することができる。また、
より精度の高いが祖の位置誤差の補正を行えるので、よ
り画素の位置ひずみの少ない画像を得ることができる。

【０１００】請求項４記載の発明によれば、原点位置を
決定する手段が、原稿の読み取り領域外に設けられ、走
査方向に対して傾きを有する線の等ピッチの並びで構成
されたパターンを原稿の画像とともに読み取る光電変換
手段と、この光電変換手段によって得られたデータの斜
線を含む領域に所定のウィンドウを設定し、このウィン
ドウを移動させる手段と、このウィンドウ内の斜線のデ
ータの重心を求める手段と、この重心を求める手段によ
って求められた移動前後の重心のデータとあらかじめ設
定された重心の大小を比較する手段と、前記あらかじめ
設定された重心の前後の値を持つウィンドウの重心とそ
のときの読み取りクロックから前記あらかじめ設定され
た重心のクロックの系列上の位置を得る手段と、前記ク
ロックの系列上の位置を原点位置とする手段とを含んで
いるので、カラー画像をビットマップ形式で読み取る装
置の画素の位置誤差を高精度で測定することが可能とな
り、その結果、精細なパターンを使用することなく、装
置の画素のサイズよりも高い分解能でＲ，Ｇ，Ｂ各色ご
との位置誤差を測定することができ、これによってＲ，
Ｇ，Ｂ各色のデータの速度変動による読み取り位置のば
らつきを補正することが可能な画像読取装置を提供する
ことができる。

【０１０１】請求項５記載の発明によれば、補正する手
段が、得られた位置誤差データに基づいて重み付け関数
から補間係数を計算する手段と、補間係数と読み取った
各色の画像データから走査キャリッジの副走査方向位置
誤差がないときに得られるはずの画像データを補間して
求める手段とを含み、画像読取と画素の位置誤差を生じ
る主要原因である走査キャリッジの位置測定を同時に行
って画素の位置誤差を補正するので、走査キャリッジの
副走査方向の走査誤差に起因する歪みが補正され、これ
によって位置歪みの少ない画像読取装置を提供すること
ができる。

【０１０２】請求項６記載の発明によれば、変倍率に応
じた速度を設定する手段と、変倍に応じて位置づれ量を
設定する手段と、画素の位置誤差を測定する手段によっ
て得られた位置誤差のデータと変倍に応じて設定した位
置ずれ量とに基づいて画像データを補正する手段とを備
え、販売率に応じた位置ズレ量を設定し、この位置ズレ
量を反映させて測定した位置誤差データから画像データ
を補正するので、変倍率に応じて生じるラインセンサ間
の１ドット以下の位置ずれと速度変動によって生じる位
置誤差のない画像データを得ることが可能となり、これ
によって変倍時においても位置歪みの少ない画像読取装
置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像読取装置の一実施形態を示す
ブロック図である。

【図２】図１の画像読取装置を示す断面図である。

【図３】図２の画像読取装置を示す平面図である。

【図４】図３のコンタクトガラスのコーナ部を拡大して
示す平面図である。

【図５】斜線パターンを示す説明図である。

【図６】画像読取部におけるラインセンサの配置状態と
走査方向を示す説明図である。

【図７】ラインセンサによって読み取る際のライン補正
の概略構成を示す説明図である。

【図８】画像処理部の詳細を示すブロック図である。

【図９】ＲＧＢの３色のラインの画像データの副走査方
向の位置とそれに対応するクロックの関係を横軸に、読
み取った画像の値を縦軸にとって示す説明図である。

【図１０】画像読取部と位置誤差測定部と位置誤差補正
部とにおける信号の処理工程を示す説明図である。

【図１１】走査速度の変動に応じた斜線パターンの読み
取りデータを示す説明図である。

【図１２】斜線パターンを拡大して示す説明図である。

【図１３】図１２の斜線パターンの読み取り値を示す説
明図である。

【図１４】斜線判定用ウインドウを示す説明図である。

【図１５】他の斜線判定用ウインドウを示す説明図であ
る。

【図１６】斜線判定用マッチングパターンを示す説明図
である。

【図１７】重心測定用ウインドウを示す説明図である。

【図１８】図１の画像読取装置の位置誤差測定処理を説
明するためのフローチャートである。

【図１９】重心測定用ウインドウにおける読み取り値お
よび重心測定方法を示す説明図である。

【図２０】斜線の長さおよび角度を示す説明図である。

【図２１】斜線とＲＧＢの読み取り画素のタイミングを
示す説明図である。

【図２２】原点位置検出方法を示す説明図である。

【図２３】原点位置検出処理を説明するためのフローチ
ャートである。

【図２４】位置誤差補正処理を示す説明図である。

【図２５】３次関数コンボリューションを利用した補正
のモデル図である。

【図２６】補正の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ コンタクトガラス ２ 光源 ３，４，５ ミラー ６ レンズ ７ 光電変換装置 １０ 斜線パターン １１ 第１キャリッジ １２ 第２キャリッジ １０１ 画像読取部 １０２ 位置誤差測定部 １０３ 位置誤差補正部 １０４ 画像処理部 １０５ 画像記録部 １０６ 原点検出部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分光感度の異なる複数ラインのセンサで
   構成された光電変換手段によって原稿を線順次に走査し
   て色変換された画像データを出力する画像読取装置にお
   いて、 画素の位置誤差を測定する手段と、 この位置誤差を測定する手段によって得られた位置誤差
   のデータに基づいて画素の位置誤差を原稿読み取り領域
   直後の所定の色の位置を基準とする画像データに補正す
   る手段と、を備えていることを特徴とする画像読取装
   置。
2. 【請求項２】 分光感度の異なる複数ラインのセンサで
   構成された光電変換手段によって原稿を線順次で複数回
   走査して、それぞれの走査ごとに色変換された画像デー
   タを出力する画像読取装置において、 原点位置を決定する手段と、 画素の位置誤差を測定する手段と、 この画素の位置誤差を測定する手段によって得られた位
   置誤差のデータと原点位置とに基づいて、前記色変換さ
   れた画像の画素の位置誤差を前記原点位置を基準とする
   画像データに補正する手段と、を備えていることを特徴
   とする画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記画素の位置誤差を測定する手段は、 原稿の読み取り領域外に設けられ、走査方向に対して傾
   きを有する線の等ピッチの並びで構成されたパターンを
   原稿の画像とともに読み取る光電変換手段と、 この光電変換手段によって得られた前記パターンの画像
   データを処理して画素の位置誤差を出力する手段と、を
   含んでなることを特徴とする請求項１または２記載の画
   像読取装置。
4. 【請求項４】 前記原点位置を決定する手段は、 原稿の読み取り領域外に設けられ、走査方向に対して傾
   きを有する線の等ピッチの並びで構成されたパターンを
   原稿の画像とともに読み取る光電変換手段と、 この光電変換手段によって得られたデータの斜線を含む
   領域に所定のウィンドウを設定し、このウィンドウを移
   動させる手段と、 このウィンドウ内の斜線のデータの重心を求める手段
   と、 この重心を求める手段によって求められた移動前後の重
   心のデータとあらかじめ設定された重心の大小を比較す
   る手段と、 前記あらかじめ設定された重心の前後の値を持つウィン
   ドウの重心とそのときの読み取りクロックから前記あら
   かじめ設定された重心のクロックの系列上の位置を得る
   手段と、 前記クロックの系列上の位置を原点位置とする手段と、
   を含んでなることを特徴とする請求項２記載の画像読取
   装置。
5. 【請求項５】 前記補正する手段は、 前記得られた位置誤差データに基づいて重み付け関数か
   ら補間係数を計算する手段と、 前記補間係数と読み取った各色の画像データから走査キ
   ャリッジの副走査方向位置誤差がないときに得られるは
   ずの画像データを補間して求める手段と、を含んでなる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の画像読取装
   置。
6. 【請求項６】 変倍率に応じた速度を設定する手段と、 変倍に応じて位置づれ量を設定する手段と、 前記画素の位置誤差を測定する手段によって得られた位
   置誤差のデータと前記変倍に応じて設定した位置ずれ量
   とに基づいて画像データを補正する手段と、をさらに備
   えていることを特徴とする請求項１または２記載の画像
   読取装置。