(57)【要約】【課題】  プリントメディア等の物体の移動を高い精度で検出することが可能な方法の提供。【解決手段】  イメージセンサを用いて、物体の同一領域を複数の異なる方向から撮像して画像を取得する。同一領域に対応する、イメージセンサ上での分離された複数の領域の位相差を求めて、これに基づいて取得した画像の倍率を補正して補正画像を生成する。物体の移動に伴って上記の処理を繰り返し、得られた複数の補正画像をパターンマッチングにより比較して、物体の移動量を検出する。【選択図】  図１
2010060365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージセンサを用いて、物体の同一領域を、複数の異なる方向から撮像して画像を取得する第１ステップと、
前記同一領域に対応する、前記イメージセンサ上での分離された複数の領域の位相差を求めて、これに基づいて前記取得した画像の倍率を補正して補正画像を得る第２ステップと、
前記物体の移動に伴って、前記第１ステップと前記第２ステップを繰り返し、得られた複数の前記補正画像を比較して、前記物体の移動情報を検出する第３ステップ
を有することを特徴とする、物体の移動検出方法。
【請求項２】
前記第１ステップは、前記同一領域が共通領域として重複する複数の領域を、異なる方向から撮像して、各領域の画像を取得するものであり、
前記第２ステップは、前記求めた位相差に基づいて前記各領域の画像の倍率を補正し、補正された各領域の画像を繋ぎ合わせて、前記補正画像を得ることを特徴とする、請求項１記載の物体の移動検出方法。
【請求項３】
前記第２ステップは、複数の前記同一領域についてそれぞれ前記位相差を求めることで、物体の移動方向における傾斜を求め、これに基づいて前記倍率の補正を行なうことを特徴とする、請求項１又は２記載の物体の移動検出方法。
【請求項４】
前記第３ステップは、前記複数の補正画像を、パターンマッチングにより比較して、物体の移動量を検出することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか記載の物体の移動検出方法。
【請求項５】
前記物体は、プリンタで使用するメディア、又はプリンタで使用するメディアを搬送する機構の一部であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか記載の物体の移動検出方法。
【請求項６】
メディアを搬送してプリントを行なうプリント手段と、
前記メディアの同一領域を、複数の異なる方向から撮像して画像を取得する、イメージセンサを有する撮像手段と、
前記同一領域に対応する、前記イメージセンサ上での分離された複数の領域の位相差を求めて、これに基づいて前記取得した画像の倍率を補正して補正画像を得る画像処理手段と、
前記メディアの移動に伴って、前記撮像手段での画像取得と前記画像処理手段での処理を繰り返し、得られた複数の前記補正画像を比較して、前記メディアの搬送情報を検出する検出手段と、
前記検出手段での検出に基づいて、前記メディアの搬送を制御する制御手段
を有することを特徴とするプリンタ。
【請求項７】
前記プリント手段は、インクジェット方式によるプリントを行なうことを特徴とする、請求項６記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理によって物体の移動を検出する技術、および同技術を採用したプリンタの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント用紙等のメディアを搬送しながらプリントを行なう際に、搬送量に誤差があると、中間調画像の濃度ムラが生じたり、倍率誤差が生じたりして、得られるプリント画像の品質が劣化する。そのため、高精度な部品を採用し精密な搬送機構を搭載しているが、プリント品質に対する要求は厳しくさらなる精度が望まれている。一方ではコストに対する要求も厳しく、高精度化と低コスト化の両立が求められている。
【０００３】
これを対処するため、メディアの移動を高精度に検出して、フィードバック制御により安定した搬送を実現するために、メディアの一部領域を撮像して、画像処理によって搬送されるメディアの移動を検出する試みがなされている。
【０００４】
特許文献１や特許文献２は、このメディアの移動検出についての手法を開示する。ここに開示される装置は、撮像センサを用いて、プラテン上でのメディアの微細な表面パターンを、搬送中に連続して撮像する。そして、得られた画像同士をパターンマッチングの手法で比較して、メディアの移動情報（移動量、移動速度、移動方向など）を検出するものである。（特許文献１、特許文献２参照）
【特許文献１】特開２００１−１３８５９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２１７１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、使用するメディアによっては、プラテンで規定される本来の搬送経路に対して、搬送されるメディアが僅かに浮き上がってしまう（以降、「メディアの浮き上がり」と言う）可能性がある。この現象が起きると、上記のような撮像によってメディアの移動を検出する装置では、撮像センサとメディアとの間隔が変化することになる。すると、結像倍率が変化して、撮像で得られるメディアの表面パターンの画像サイズ（倍率）が変化してしまう。画像が本来よりも大きいあるいは小さいものであると、搬送前後での表面パターンの位置が本来とは異なったものとなり、搬送量検出の精度劣化の要因となる。これは、検出精度の向上を追求する上での解決すべき課題である。
【０００６】
特許文献１や特許文献２には、このような課題の認識や解決法についての開示や示唆は何らなされていない。本発明は、上述の課題の認識に鑑みてなされたものである。
【０００７】
本発明の目的は、物体の移動を従来以上に高い精度で検出することが可能な方法の提供である。本発明の別の目的は、メディアの移動を従来以上に高い精度で検出して、良好な品質での画像形成を可能とするプリンタの提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の物体の移動検出方法は、イメージセンサを用いて物体の同一領域を複数の異なる方向から撮像して画像を取得する第１ステップと、前記同一領域に対応する前記イメージセンサ上での分離された複数の領域の位相差を求めて、これに基づいて前記取得した画像の倍率を補正して補正画像を得る第２ステップと、前記物体の移動に伴って、前記第１ステップと前記第２ステップを繰り返し、得られた複数の前記補正画像を比較して前記物体の移動を検出する第３ステップを有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のプリンタは、メディアを搬送してプリントを行なうプリント手段と、前記メディアの同一領域を複数の異なる方向から撮像して画像を取得するイメージセンサを有する撮像手段と、前記同一領域に対応する前記イメージセンサ上での分離された複数の領域の位相差を求めて、これに基づいて前記取得した画像の倍率を補正して補正画像を得る画像処理手段と、前記メディアの移動に伴って、前記撮像手段での画像取得と前記画像処理手段での処理を繰り返し、得られた複数の前記補正画像を比較して、前記メディアの搬送情報を検出する検出手段と、前記検出手段での検出に基づいて前記メディアの搬送を制御する制御手段を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、物体の移動を従来以上に高い精度で検出することが可能な方法を提供することができる。また、メディアの移動を従来以上に高い精度で検出して、良好な品質での画像形成を可能とするプリンタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示する。ただしこの実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものではない。
【００１２】
本発明の物体の移動検出方法は、プリンタを始めとして、物体の移動を高精度に検出することが要求される分野に広く適用することができる。例えば、プリンタ、スキャナ等の機器や、物品を搬送して検査、読取、加工あるいは各種の処理を施す、工業分野、産業分野、物流分野などで使用する機器に適用可能である。また、本発明のプリンタは、インクジェット方式、電子写真方式、サーマル方式、ドットインパクト方式などの様々な方式のプリンタに適用可能である。
【００１３】
以下、画像形成装置の一例であるインクジェットプリンタを例に挙げて説明する。
【００１４】
図１はインクジェット方式のプリンタの主要部の概略図である。メディア１（ここではロールシートを用いるが、これには限定されない。）は、搬送ローラ２、ピンチローラ４を含む搬送機構により、プラテン５の上にフィードされる。キャリッジ７は、不図示のモータにより主走査方向（紙面垂直方向）に往復移動する。キャリッジ７は、インクジェット方式のプリントヘッド８を保持し、主走査方向に移動しながらプリントヘッド８からメディア１のプリント面（上面）にインクを吐出してプリントを行なう。インクジェット方式は、発熱体を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式など、さまざまな方式を用いることができる。
【００１５】
搬送ローラ２は、ステッピングモータ３により、キャリッジ７の動き（主走査）に同期して間欠的に回転する。キャリッジ７が主走査方向に移動しながらプリントを行なう間は、ステッピングモータ３は停止してメディア１は移動しない。プリントとプリントの間のタイミングで、ステッピングモータ３でメディア１を１行分だけステップ移動させる。
【００１６】
搬送制御回路１１は、これらの移動を制御するコントローラである。ステッピングモータ３およびキャリッジ７のモータを駆動するドライバを有し、搬送ローラ２による副走査方向のメディア搬送、およびキャリッジによる主走査方向のプリントヘッド８の移動を制御する。コントローラ１０は、装置全体の制御を司るもので、ＣＰＵ１０ａとメモリ１０ｂを有する。
【００１７】
プラテン５には、その上で移動するメディア１を下面から光学的に読み取って移動量を検出する読取器６が設けられている。読取器６は、読取制御回路９により制御される。読取制御回路９は、メモリ９ａとＡ／Ｄ変換器９ｂを有し、また後述する各種の画像処理を行なう画像処理部も有する。
【００１８】
図２は、読取器６の物理的な構成を示す図である。大きくは、メディア１を照明する照明系１００１と、メディア１の照明された領域を撮像する撮像系１００２からなり、一体化された光学ユニットである。照明系１００１は、ＬＥＤやＯＬＥＤ等の光源２１と、レンズ２２ａおよび反射部２２ｂを備えた導光体２２を有する。撮像系１００２は、レンズ２３ａ（２３ｂ）、絞り２４ａ（２４ｂ）、イメージセンサ２５を有する。光源２１とイメージセンサ２５は、共通の基板２６の上に配置されて、これらの制御は読取制御回路９によって行なう。
【００１９】
図３は、読取器の撮像系１００２を側方より見た図である。同一光学特性の２つのレンズ２３ａ、２３ｂと、それらと対になった絞り２４ａ、２４ｂが、メディア１の搬送方向３１（副走査方向）に沿って配列されている。
【００２０】
次に、上記装置の動作について説明する。
【００２１】
最初にメディア１の移動量を検知する方法を説明する。図２において、光源２１から発する光を導光体２２によって導いて、メディア１を斜め方向より照明する。一般にメディアの表面（特にプリント面の背面）は、微視的には無数の凹凸パターンとなっている。これは、規則性がないランダムパターンであるため、ある箇所における凹凸パターンは、その箇所に固有のものである。メディア１の背面を斜め方向より照明すると、凸部の影が生じて、凹凸に応じた鮮明な明暗パターンが観察される。この明暗パターンの像は、レンズ２３ａ、２３ｂによってイメージセンサ２５に結像する。ここでは、絞り２４ａ、２４ｂを用いて光束を絞って、光学系の焦点深度を深くしている。このため、メディア１と読取器６との間隔が本来の距離から変動しても、イメージセンサ２５に結像される像のボケは無視できるほど小さく、コントラストの良好な画像を得ることができる。
【００２２】
最初に、主走査方向のプリントとプリントの間で搬送ローラ２が静止しているタイミングで、イメージセンサ２５で明暗パターンを撮像する。撮像信号は、読取制御回路９に送られ、Ａ／Ｄ変換器９ｂでデジタル信号に変換する。こうして得られた画像データは、搬送前の画像としてメモリ９ａに記憶する。次いで、キャリッジ７によってプリントヘッド８を主走査しながら１ラインのプリントを行なう。
【００２３】
そして、ステッピングモータ３で搬送ローラ２を回転させ、メディア１を副走査方向に１行分の規定量だけ移動させて静止する。この規定量は、プリントヘッド８の副走査方向のプリント幅およびパス数に対応して求めたもので、予めメモリに基準搬送量ｍｏとして記憶してある。
【００２４】
そして１行の搬送後、上記と同様に、照明系１００１によりメディア１を照明し、イメージセンサ２５で明暗パターンを撮像する。この撮像で得られた画像データは、１行分の搬送後の画像としてメモリ９ａに記憶する。
【００２５】
これら、連続して取得した搬送前の画像と搬送後の画像の例を、図４と図５に示す。図４は搬送前の画像４１を、図５は搬送後の画像５１を示す。
【００２６】
読取制御回路９の画像処理部において、パターンマッチング（画像相関演算）の手法で、搬送前後の２つの画像を比較して、メディア１の移動量を算出する。なお、実際には、撮像で得られた画像をそのまま用いるのではなく、後述するように、変倍や合成の画像補正を施こして、搬送前後の補正画像（ＩＭ（ｎ−１））、（ＩＭ（ｎ））を得る。そして、補正された搬送前後の補正画像を用いてパターンマッチングで比較する。
【００２７】
パターンマッチングの処理は次のとおりである。まず、図４に示すような、予め決められた場所とサイズの領域４２（相関窓）の画像を、搬送前の画像４１（ＩＭ（ｎ−１））から切り出して、基準画像としてメモリ９ａに記憶する。また、図５の搬送後の画像５１（ＩＭ（ｎ））から、領域４２と同一のサイズの画像を切り出す。そして、これを先の領域４２の基準画像と比較して相関値を求める。この切り出しと比較を、搬送後の画像５１の中の全領域で１画素ずつずらしながら繰り返す。そして、相関値が極値となる領域５２を求める。この領域５２は、領域４２と最もパターンが一致する箇所であり、同一部分の画像であると判断する。
【００２８】
この２枚の画像４２、５２について、画像における座標位置（画素位置）の差（画素数差）を算出する。この差は、搬送前後でのメディア１の実際の移動量ｍ’を意味する。さらに、補間計算を用いて移動量を１画素以下の精度で求めるようにしてもよい。
【００２９】
こうして算出したメディアの実際の移動量ｍ’は、コントローラ１０にて、搬送ローラ２での目標値である基準搬送量ｍｏと比較して、これらの差異（ｍ’−ｍｏ）を移動量誤差とする。搬送ローラ２とメディア１との間に搬送時にスベリ（スリップ）がある場合は、算出された実際の移動量は、基準搬送量ｍｏよりも小さくなって、移動量誤差が大きくなる。スベリが積算されると、プリント画像の濃度ムラや縦倍誤差などの画像劣化の要因となる。これを防ぐために、求めた移動量誤差を、次に行なう搬送ローラ２でのステップ移動の送り量にフィードバックする。すなわち、次回の搬送はｍ＝ｍｏ＋（ｍ’−ｍｏ）とする。これにより、次回のステップ移動における移動量誤差が無くなる、もしくは軽減することができる。
【００３０】
＝＝２つのレンズによる撮像＝＝
図３で説明したように、撮像系１００２は２つのレンズ２３ａ、２３ｂを有する。上記の搬送前後での画像４１、５１はいずれも、２つのレンズ２３ａ、２３ｂによりイメージセンサ２５上で分離して結像された２つの画像（ＩＭ１、ＩＭ２）を繋ぎ合わせて合成した画像である。この合成画像の作成の手順について説明する。
【００３１】
図６は、撮像系による撮像領域を示す図である。メディアの明暗パターン像は、レンズ２３ａ、２３ｂにより、メディア１上では第一の領域６１と第二の領域６２に分かれている。また、イメージセンサ２５上では第一の領域６３と第二の領域６４に分かれている。第一の領域６１は第一の領域６３に結像し、同時に、第二の領域６２は第二の領域６４に結像する。第一の領域６１と第二の領域６２は、一部領域が重複しており、この重複した同一領域を共通領域６５とする。共通領域６５は、イメージセンサ２５上で両端に分かれて、２つの領域６６、６７に結像する。レンズ２３ａ、２３ｂは、イメージセンサ２５上で２つの像が重ならずに分離するように縮小結像するものである。このように、メディア１の同一領域（共通領域６５）を、複数のレンズによって複数の異なる方向から撮像するようになっている。そして、イメージセンサ２５上には、共通領域６５に対応する、分離された複数の領域（領域６６，６７）が存在している。
【００３２】
図７に、イメージセンサ２５で撮像した画像から、副走査方向に沿って、ある１ラインだけ抜き出した時の、１ライン分の波形の例を示す。横軸はイメージセンサ２５上での位置を、縦軸は各セルでの信号強度（明暗）を表す。この波形には、第一の領域６１に対応した波形７１と、第二の領域６２に対応した波形７２、ならびに、共通領域６５に対応した波形７３および波形７４が含まれる。
【００３３】
読取制御回路９は、図８に示すように、波形７１と波形７２を共に左右反転して、共通部分７３、７４の位相が一致する位置を見つける。そして２つの波形を繋ぎ合せる。実際には二次元の画像（ＩＭ１、ＩＭ２）同士の繋ぎ合わせなので、各ラインについて同様に位相が一致する位置を見つけて、平均的な位置で二次元の画像同士を繋ぎ合せる。なお、実際には、この繋ぎ合わせ処理を行なう前に、画像を変倍処理によって拡大もしくは縮小してサイズ（倍率）を補正する。詳細については後述する。
【００３４】
図９は、補正した画像を繋いだ結果の画像（ＩＭ）の中のある１ラインの信号波形である。図９（ａ）の波形９１は搬送前に撮像した画像同士を合成したもので、図４における搬送前の画像４１に相当する。図９（ｂ）の波形９２は搬送後に撮像した画像同士を合成したもので、図５における搬送後の画像５１に相当する。これら画像を用いたメディアの移動量誤差の算出の方法は前述のとおりである。
【００３５】
なお、以上は、説明を判りやすくするために、実際の搬送の向きと画像の向きとを合わせるために画像を左右反転したが、実際の計算では、搬送方向さえ判れば良いので左右反転しなくとも算出は可能である。
【００３６】
＝＝メディアの浮き上がりの補正＝＝
プリント中のメディア１は、プラテン５に吸引してプリントヘッド８とメディア１の距離を一定に保つ構成になっている。しかし、現実には、±０．３ｍｍ程度のメディアの浮き上がりが発生する場合がある。
【００３７】
このメディアの浮き上がりが起きると、読取器６でメディアの明暗パターンを読み取る際に、イメージセンサ２５への結像倍率が変化する。図１０を用いてこの現象について説明する。
【００３８】
メディア１上の点１０１〜１０５から、絞り２４ａの中心を通る、それぞれの主光線（破線で示す）は、イメージセンサ２５上で点１０１ａ〜１０５ａに結像する。ここで、メディアの浮き上がりによって、メディア１とレンズ２３ａの距離がΔＺだけ遠ざかった場合、位置がずれたメディア１ａ上の同一の点１０１〜１０５からの主光線（実線で示す）は、イメージセンサ２５上で点１０１ｂ〜１０５ｂに結像する。これらの各到達位置は、メディアの浮き上がりがない場合の到達位置に比べて、光軸１０３に対応した中心点１０３ａに近い。すなわち、距離ΔＺが大きくなるほど、結像倍率は本来よりも小さくなる。逆に、距離ΔＺがマイナス方向（メディア１とレンズ２３ａが本来よりも近づく）に大きくなるほど、結像倍率は本来よりも大きくなる。すると、イメージセンサ２５上での明暗パターンの移動量は、実際のメディア移動量とは異なったものとなるため、移動量を検出する差異の誤差要因となる。従って、これを何らかの手法で補正しなければならない。
【００３９】
ここで、メディアの浮き上がりによる結像倍率の誤差について、さらに詳細に説明する。図１１はメディアの浮き上がりによるの位相差の変化を説明する図である。図１１（ａ）は、イメージセンサ２５とメディア１の距離が、メディアの浮き上がりがない場合の所定距離Ｌ０よりもｄ１だけ離れている場合である。図１１（ｂ）は、イメージセンサ２５とメディア１の距離が、所定距離Ｌ０に一致している場合である。図１１（ｃ）は、イメージセンサ２５とメディア１の距離が、所定距離Ｌ０よりｄ２だけ近づいた場合である。
【００４０】
上述したとおり、共通領域６５の明暗パターン６８は、イメージセンサ２５上で両端に分離して領域６６、６７に結像される。これらは同一領域（共通領域６５）の画像であるため信号波形は略等しい。ただし、これら分離した同一波形の間隔はメディアの浮き上がりの量により異なる。この間隔は、言い換えれば、メディア上の同一領域に対応するメディアセンサ２５上での分離した複数の領域の位相差（ΔＰ）である。
【００４１】
図１１（ｂ）に示すように、メディアの浮き上がりが無い（メディア１とイメージセンサ２５の距離が所定距離Ｌ０である）場合の、共通領域６５の明暗パターン６８に対応した波形７１、７２の間隔をＬ２とする。Ｌ２は設計上の基準間隔であり、固定値である。図１１（ａ）のように、＋ｄ１だけメディアの浮き上がりが生じて、メディア１とイメージセンサ２５の距離がＬ０＋ｄ１の場合、波形６９、７０の間隔Ｌ１は、基準間隔Ｌ２よりも小さなものとなる。逆に、図１１（ｃ）のように、−ｄ２だけメディアの浮き上がりが生じて、メディア１とイメージセンサ２５の距離が、Ｌ０−ｄ２の場合、波形７３、７４の間隔Ｌ１は、基準間隔Ｌ２よりも大きなものとなる。なお、レンズ２３ａ、２３ｂのそれぞれの光軸に対応したイメージセンサ２５上の位置の間隔をＬ４とする。Ｌ４は設計上の値であり固定値である。
【００４２】
このように、分離した同一波形の間隔（位相差）と結像倍率は相関を持って変化する。そこで、撮像で得られた画像に対して、この結像倍率の変化に応じた倍率誤差分を補正するように、画像の拡大又は縮小の変倍処理を行なう。
【００４３】
倍率誤差を補正するための変換倍率の算出法について以下説明する。
【００４４】
メディアの浮き上がり量＋ｄ１に対応する共通領域６５の結像位置の、両端２箇所での変化量をΔＬａ、ΔＬｂとすると、次の（式１）の関係となる。
【００４５】
Ｌ１＝Ｌ２−ΔＬａ−ΔＬｂ  ・・・（式１）
共通領域６５をレンズ２３ａ、２３ｂのそれぞれの光軸から等距離に設定すると、共通領域６５は、レンズ２３ａ、２３ｂに対して同一の画角になる。従って、ΔＬａ＝ΔＬｂであるので、ΔＬａ＝ΔＬｂ＝ΔＬとおくと、次の（式２）の関係となる。
【００４６】
ΔＬ＝（Ｌ１−Ｌ２）／２  ・・・（式２）
共通領域６５の画角は、Ｌ４／２であるので、メディアの浮き上がりがない場合の結像倍率Ｍｏは、次の（式３）のとおりである。
【００４７】
Ｍｏ＝（Ｌ２−Ｌ４）／２／（Ｌ４／２）＝（Ｌ２−Ｌ４）／Ｌ４  ・・・（式３）
図１１（ａ）に示した、メディアの浮き上がり量＝＋ｄ１の場合の倍率Ｍｄ１は、次の（式４）のとおりである。
【００４８】
Ｍｄ１  ＝（（Ｌ２−Ｌ４）／２−ΔＬ）／（Ｌ４／２）
＝（（Ｌ２−Ｌ４）／２＋（Ｌ１−Ｌ２）／２）／（Ｌ４／２）
＝（Ｌ１−Ｌ４）／Ｌ４      ・・・（式４）
本来、結像倍率Ｍｏで結像されるべき像が、Ｍｄ１の結像倍率で結像されたと考えることができる。従って、メディアの浮き上がりによる倍率誤差を補正するには、次の（式５）のとおりの変換倍率で、画像を変換すればよい。
【００４９】
Ｍｏ／Ｍｄ１＝（Ｌ２−Ｌ４）／（Ｌ１−Ｌ４）  ・・・（式５）
読取制御回路９の画像処理部にて、先に説明した合成前の画像（ＩＭ１、ＩＭ２）を、画像変倍処理によって、（式５）の変換倍率で拡大あるいは縮小して、補正画像を得る。そして、これらの補正画像を上述のように合成したものを、先の画像４１、５１として用いて、メディアの移動量を検出する。
【００５０】
ここで、Ｌ２とＬ４は設計上の固定値であるため、これらの値は予めメモリに記憶しておく。従って、共通領域の間隔Ｌ１（位相差ΔＰ）を求めるだけで、必要な変換倍率を算出することができる。なお、（式５）は、図１１（ｃ）のような場合でも同様である。
【００５１】
間隔Ｌ１（位相差ΔＰ）を算出するには、上述の相関演算のときの同様の手法がとれる。共通領域６５に対応した画像７０の一部を相関窓の画像として、領域６６に対応した画像６９から切出した同一の大きさの画像との相関値を求める。そして１画素ずつずらしながら探索して、相関値が極値となったときの、両者の距離（画素数）を間隔Ｌ１とする。
【００５２】
ここまで説明してきた動作手順をまとめたものを、図１２、図１３のフローチャート図に示す。図１２は、メディア搬送量を補正してプリントを行なう全体の手順を示す。図１３は、明暗パターンの補正画像を作成する手順（図１２でのＳ３、Ｓ７）の詳細を示す。
【００５３】
＜第２の実施形態＞
上記の実施形態は、メディアの共通部分の画像を、偏心して配置した２つのレンズにより撮像し、その共通部分の画像の位相差に基づいて、メディアの浮き上がりによる結像倍率の誤差を補正するものである。これに対して本例では、３つのレンズを用いて、２ヶ所の共通領域（同一領域）の画像を撮像することで、さらに正確に倍率誤差の補正を行なう。それぞれにおいて位相差からメディアの浮き量を把握し、２ヶ所の共通領域の間隔を用いて、搬送方向における紙の傾斜を求めることを特徴とする。
【００５４】
図１４を用いてメディア傾斜により測定誤差が生じる現象について説明する。
【００５５】
メディア１（破線）は搬送方向において傾斜が無い状態である。このメディア１上の点１２０１〜１２０５からの主光線（破線で示す）は、イメージセンサ２５上で点１２０１ａ〜１２０５ａに結像する。
【００５６】
これに対して、メディア１ａは搬送方向において角度Δθだけ傾斜している状態である。メディア１ａ上の同一の点１２０１〜１２０５からの主光線（実線で示す）は、イメージセンサ２５上で点１２０１ｂ〜１２０５ｂに結像する。すなわち、点１２０４、１２０５のように、傾斜により本来よりもイメージセンサ２５に近づいている部分の結像倍率は拡大される。反対に、点１２０１、１２０２のように、傾斜により本来よりもイメージセンサ２５から離れている部分の結像倍率は縮小される。上述したメディアの浮き上がりの場合と異なるのは、メディアの領域によって結像倍率が異なることである。そこで本実施形態では、メディアの傾斜によって連続的に変化する結像倍率の誤差を補正する。
【００５７】
図１５は、傾斜角度Δθ＝１°のときの、結像位置の誤差を示すグラフ図である。横軸はメディア面上の位置（ｍｍ）であり、レンズ２３ａの光軸との交点を０としている。縦軸は結像位置の誤差（μｍ）である。図１４の光軸１２０３より左側の領域においては、メディアは所定位置よりもイメージセンサ２５から離れているので、結像倍率は小さい、従って、結像位置の光軸からの距離は小さくなるため、図１５のグラフにおける結像位置ずれの値はマイナスとなる。一方、図１４の光軸１２０３より右側の部分は、所定位置よりもイメージセンサ２５に近いので、結像倍率は大きい。図１５のグラフの横軸は、光軸位置を０と置いているため、マイナス側に大きく結像する場合、結像位置ずれの値は、やはりマイナスである。
【００５８】
このように、メディアの傾斜角度Δθが判れば、各点から出た直線とセンサの交点を演算することにより、各部分に対応した誤差量を計算することができる。この誤差量を用いて画像の倍率を補正する。
【００５９】
メディア１の傾斜角度を求めるためには、メディアまでの距離を、メディア上において離れた２点またはそれ以上の複数点にて求めればよい。この求め方について以下説明する。
【００６０】
＝＝メディアまでの距離の求め方＝＝
図１６は、メディア１上の撮像領域を３つに分けて、３つのレンズ用いて撮像する構成を示す図である。
【００６１】
メディア１上の領域１４０１、１４０２、１４０３は、それぞれ対応するレンズ２３ａ、２３ｂ、２３ｃにより、絞り２４ａ、２４ｂ、２４Ｃを介して、イメージセンサ２５上の領域１４１１、１４１２、１４１３に結像される。領域１４０１、１４０２は、これらが重複する第１の共通領域１４０４（同一領域）を有する。領域１４０２、１４０３はこれらが重複する第２の共通領域１４０５（同一領域）を有する。第１の共通領域１４０４は、レンズ２３ａ、レンズ２３ｂにより、イメージセンサ２５上の分離された２つの領域１４１４ａ、１４１４ｂに結像される。同様に、第２の共通領域１４０５は、レンズ２３ｂ、レンズ２３ｃによりイメージセンサ上の分離された２つの領域１４１５ａ、１４１５ｂ結像される。このように、メディア１上の複数の同一領域（共通領域１４０４、１４０５）をそれぞれ、複数のレンズによって複数の異なる方向から撮像するようになっている。
【００６２】
この関係を利用して、共通領域１４０４、１４０５のそれぞれについて、イメージセンサ２５からの距離の誤差を求める。共通領域１４０４については、分離した２つの領域１４１４ａ、１４１４ｂの距離（位相差）から、また、共通領域１４０５については、分離した２つの領域１４１５ａ、１４１５ｂの距離（位相差）から算出する。
【００６３】
２つの共通領域１４０４、１４０５の間隔は、設計上の固定値であり予め判っている。各共通領域で求めた距離の誤差と、これらの間隔（固定値）を用いれば、傾斜角度を求めることができる。
【００６４】
図１７を用いて、共通領域の画像の位相差から、イメージセンサからの距離の誤差を求める方法を説明する。
【００６５】
レンズ２３ａは、メディア１の明暗パターンをイメージセンサ２５上に結像する。１５０１は、レンズ２３ａの光軸である。メディアの浮き上がりがない場合、光軸からｈｏ離れたメディア１上の点１５０２は、イメージセンサ２５上の点１５０３に結像する。この点１５０３の光軸１５０１からの距離をｈｉとする。メディア１が、イメージセンサ２５の方向にΔａ接近してメディア１ａの位置に来た場合、メディア１ａ上の同一点１５０２からの主光線（破線で示す）は、センサ上の点１５０３に結像する。この点の光軸１５０１からの距離をｈｉ´とする。レンズ２３から、メディア１およびイメージセンサ２５までの距離をそれぞれａ、ｂとすると、メディアの浮き上がり量Δａは、図１８に示した式により求めることができる。
【００６６】
以上の手順により、メディアの傾斜を求める。そして、イメージセンサ２５上の各位置における結像倍率の分布を求め、撮像した画像をこの撮像倍率の分布に従って逆変換することにより、メディアの傾斜による結像倍率誤差を補正することができる。この補正以外については、先の実施形態と同様の手順であるため、詳細な説明は省略する。
【００６７】
以上説明してきた各実施形態の方法を用いれば、メディアの浮き上がりによる結像倍率誤差を、フォーカシングレンズや変倍レンズなどの複雑な光学系を用いることなく、画像処理によって補正することができる。これにより、装置の高精度化と低コスト化の両立が可能となる。
【００６８】
なお以上は、読取器６を用いてメディア１の移動量を検出する例を示したが、メディア１の代わりに、プリンタ内でメディア１を搬送する搬送機構が有する移動体（搬送ローラや搬送ベルト）を対象にして、同様に撮像と画像処理によって移動を検出するようにしてもよい。また、移動量だけでなく、移動速度、移動加速度、移動方向などの移動情報を検出するようにしてもよい。移動速度は、単位時間当たりの移動量から求めることができる。移動加速度は、微分処理によって速度の変化から求めることができる。
【００６９】
また、プリントとプリントの間で副走査が静止している時にメディアを撮像して移動量を検出するのではなく、メディアが副走査方向に移動している最中に撮像を行なうようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】インクジェット方式のプリンタの主要部の概略図
【図２】読取器の物理的な構成を示す図
【図３】読取器の撮像系を側方より見た図
【図４】搬送前に取得した明暗パターンの図
【図５】搬送前に取得した明暗パターンの図
【図６】撮像系による撮像領域を示す図
【図７】撮像した画像の１ライン分の波形の例を示す図
【図８】波形の繋ぎ合せの概念を説明する図
【図９】繋ぎ合せた画像の１ライン分の波形の例を示す図
【図１０】メディアの浮き上がりによるの倍率誤差を説明する図
【図１１】メディアの浮き上がりによるの位相差の変化を説明する図
【図１２】移動量検出のフローチャート図
【図１３】搬送量を補正してプリントを行なう全体の手順を示すフローチャート図
【図１４】メディアの傾斜による誤差の発生を説明する図
【図１５】結像位置の誤差を示すグラフ図
【図１６】第２の実施形態における、撮像系による撮像領域を示す図
【図１７】距離の誤差を求める方法を説明する図
【図１８】メディアの浮き上がり量を求める算出式を示す図
【符号の説明】
【００７１】
１  メディア
２  搬送ローラ
３  ステッピングモータ
６  読取器
７  キャリッジ
８  プリントヘッド
９  読取制御回路
１０  コントローラ
１１  搬送制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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