(57)【要約】【課題】  複数のイメージセンサを備える原稿移動型画像読み取り装置において、高精度なズレ補正を行う。【解決手段】  シェーディング補正用の白色ローラ６にズレ補正用の基準パターン５を設け、この基準パターン５を原稿読み取り用の複数のイメージセンサ４で読み取るようにする。画像のつなぎ目のズレ補正のために基準パターン５を読み取る場合は、白色ローラ６を停止させるか、又は原稿移動速度より遅くすることにより、基準パターン５を高精度に読み取ることができる。また、基準パターン５の読み取りの前又は後で白色ローラ６を読み取り、そのデータに基づいてシェーディング補正を行うことができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に互いに端部を重複させて千鳥状に配列され、移動する原稿を読み取る複数のイメージセンサと、
前記イメージセンサと対向する位置に配置されたシェーディング補正用の白色ローラと、
前記白色ローラの円周面上の各イメージセンサの重複部と対向する位置に設けられた基準パターンと、
前記イメージセンサが読み取った基準パターンに基づいて、読み取った画像における各イメージセンサ間の画像のつなぎ目の位置を補正する補正手段と、
前記基準パターン読み取り時には、前記イメージセンサが読み取り可能な位置まで前記白色ローラを回転させた後、停止した状態で読み取るように白色ローラの回転を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記複数個のイメージセンサが同時に基準パターンを読み取ることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記基準パターンの読み取りに際して、まず前記白色ローラの回転方向に対して上流側のイメージセンサで基準パターンを読み取り、次に、前記白色ローラを回転させて基準パターン位置を下流側のイメージセンサの読み取り位置まで移動させて読み取ることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
主走査方向に互いに端部を重複させて千鳥状に配列され、移動する原稿を読み取る複数のイメージセンサと、
前記イメージセンサと対向する位置に配置されたシェーディング補正用の白色ローラと、
前記白色ローラの円周面上の各イメージセンサの重複部と対向する位置に設けられた基準パターンと、
前記イメージセンサが読み取った基準パターンに基づいて、読み取った画像における各イメージセンサ間の画像のつなぎ目の位置を補正する補正手段と、
前記基準パターン読み取り時には、白色ローラを回転させた状態で読み取るように白色ローラの回転を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項５】
前記基準パターン読み取り時、白色ローラの円周上の移動速度を前記原稿の移動速度よりも遅くすることを特徴とする請求項４記載の画像読み取り装置。
【請求項６】
前記白色ローラの円周上の移動速度を、前記原稿移動速度の略１／２から１／４にすることを特徴とする請求項５記載の画像読み取り装置。
【請求項７】
前記複数個のイメージセンサが同時に基準パターンを読み取ることを特徴とする請求項５又は６記載の画像読み取り装置。
【請求項８】
前記基準パターンの読み取りに際して、まず前記白色ローラの回転方向に対して上流側のイメージセンサで基準パターンを読み取り、次に、前記白色ローラを回転させて基準パターン位置を下流側のイメージセンサの読み取り位置まで移動させて読み取ることを特徴とする請求項５又は６記載の画像読み取り装置。
【請求項９】
前記基準パターンの読み取り前又は後に前記イメージセンサにより前記白色ローラの白色基準面を読み取り、読み取ったデータに基づいてシェーディング補正を行う補正手段を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ、複写機等の画像読み取り装置に関し、特に大判の用紙に対応するために複数のイメージセンサを備えた原稿移動型画像読み取り装置に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
大判用紙を用いる画像読み取り装置は、密着イメージセンサを用いた原稿移動型が主流である。大判用紙を光学系移動手段で読み取ろうとすると、原稿台が大きくなり、また光学系を移動させるキャリッジも大型になってしまうので現実的ではない。
大判用紙の画像読み取り装置の密着イメージセンサは、主走査方向の長さを少なくとも原稿幅と同じか、それ以上にする必要がある。例えばＡ０サイズの原稿を読み取るにはイメージセンサの長さが８４１ｍｍ以上必要となる。この場合、イメージセンサを一つのチップで作成するのは技術的に難しく、コストも高くなってしまう。
【０００３】
そこで、複数の小型のイメージセンサを主走査方向に配列し、原稿の走査上からの光線を各イメージセンサ上に結像し、これらのイメージセンサで読み取った画像信号を電気的につなぎ合わせる処理を行うことにより、走査線全体に対応する画像情報を得るのが一般的である。このように複数のイメージセンサを配列する構成では、イメージセンサ間の境目部分で画像につなぎ目が生じないように、隣り合うイメージセンサの読み取り領域を一部重複させることが必要である。
【０００４】
隣り合うイメージセンサの読み取り領域を一部重複させ、重複部分で読み取った画像信号を電気的につなぎ合わせることにより、ズレのない画像を得ることができるが、イメージセンサの重複した読み取り領域において画像信号が読み取れない場合（イメージセンサの重複した読み取り領域に文字も画像も何もない場合）などには、画像信号を電気的につなぎ合わせることができなくなる。そこで、複数のイメージセンサを組み合わせる構成のときには、イメージセンサの読み取り領域が重複する位置に基準パターンを設け、この基準パターンを読み取り、読み取った画像信号を電気的につなぎ合わせ、ズレのない画像を得る方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、近年の複写機、スキャナ、ＦＡＸなどの画像読み取り装置に対する高画質化の要求が高まってきている。この要求に答えるためには、複数のイメージセンサの読み取り領域が重複する部分で読み取った基準パターンの画像信号を正確に電気的につなぎ合わせる必要がある（ズレ補正をより正確に行う必要がある）。
【０００６】
また、前述した原稿移動型の画像読み取り装置においては、固定された読み取り位置の対向面に配置された基準白色または白色ローラの濃度を読み取ることで、白シェーディング補正用のシェーディングデータを生成している。
なお、複数のイメージセンサを用いた画像読取装置に関する文献として特許文献２、シェーディングデータに関する発明の文献として特許文献３、及び、原稿等を搬送するローラの搬送速度の変化による歪み補正手段を用いた画像読取装置に関する発明の文献として特許文献４がある。
【特許文献１】特開２０００−１７５００１号公報
【特許文献２】特開平６−２３３０７８号公報
【特許文献３】特開２００２−２９０６８６号公報
【特許文献４】特公平８−００８６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、基準パターンを簡単な構成で高精度に読み取り、前記ズレ補正をより正確に行えるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明による画像読み取り装置は、主走査方向に互いに端部を重複させて千鳥状に配列され、移動する原稿を読み取る複数のイメージセンサと、前記イメージセンサと対向する位置に配置されたシェーディング補正用の白色ローラと、前記白色ローラの円周面上の各イメージセンサの重複部と対向する位置に設けられた基準パターンと、前記イメージセンサが読み取った基準パターンに基づいて、読み取った画像における各イメージセンサ間の画像のつなぎ目の位置を補正する補正手段と、前記基準パターン読み取り時には、白色ローラを前記イメージセンサが読み取り可能な位置まで回転させた後、白色ローラを停止した状態で読み取るように白色ローラの回転を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像読み取り装置において、前記複数個のイメージセンサが同時に基準パターンを読み取ることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像読み取り装置において、前記基準パターンの読み取りに際して、まず前記白色ローラの回転方向に対して上流側のイメージセンサで基準パターンを読み取り、次に、前記白色ローラを回転させて基準パターン位置を下流側のイメージセンサの読み取り位置まで移動させて読み取ることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明による画像読み取り装置は、主走査方向に互いに端部を重複させて千鳥状に配列され、移動する原稿を読み取る複数のイメージセンサと、前記イメージセンサと対向する位置に配置されたシェーディング補正用の白色ローラと、前記白色ローラの円周面上の各イメージセンサの重複部と対向する位置に設けられた基準パターンと、前記イメージセンサが読み取った基準パターンに基づいて、読み取った画像における各イメージセンサ間の画像のつなぎ目の位置を補正する補正手段と、前記基準パターン読み取り時には、白色ローラを回転させた状態で読み取るように白色ローラの回転を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像読み取り装置において、前記基準パターン読み取り時、白色ローラの円周上の移動速度を前記原稿の移動速度よりも遅くすることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像読み取り装置において、前記白色ローラの円周上の移動速度を、前記原稿移動速度の略1／２から１／４にすることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の画像読み取り装置において、前記複数個のイメージセンサが同時に基準パターンを読み取ることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項５又は６記載の画像読み取り装置において、前記基準パターンの読み取りに際して、まず前記白色ローラの回転方向に対して上流側のイメージセンサで基準パターンを読み取り、次に、前記白色ローラを回転させて基準パターン位置を下流側のイメージセンサの読み取り位置まで移動させて読み取ることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８記載の画像読み取り装置において、前記基準パターンの読み取り前又は後に前記イメージセンサにより前記白色ローラの白色基準面を読み取り、読み取ったデータに基づいてシェーディング補正を行う補正手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基準パターンを読み取るときには基準パターンを設けたシェーディング補正用白色ローラの回転を止めるか、あるいは白色ローラの回転速度を遅くした状態で基準パターンの読み取りを行うことにより、白色ローラの回転時の振動などの変動要因を抑えることができる。また、従来のシェーディング補正用の白色ローラを利用し、その回転を制御するだけで、基準パターン補正用データと、シェーディング補正用データとを得ることができ、基準パターン用部材とシェーディング補正用部材を別々に設けることなく、簡単な構成で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明においては、シェーディング補正用の白色ローラにズレ補正用の基準パターンを設けると共に、イメージセンサにより基準パターンを精度良く読み取れるように白色ローラの回転を制御するようにした。
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施例１によるシート原稿移動型等倍光学系画像読み取り装置を横から見たときの構成図、図２はこのときのイメージセンサ及び基準パターンを設けた白色ローラの配置例示す。
図１、図２において、光源（例えばハロゲンランプ、蛍光灯、キセノンランプなど）１からの光が原稿台２上の原稿３の面で反射され、原稿像がイメージセンサ４に結像する構成になっている。図示のようにイメージセンサ４は、複数個（図示では２個）が一部重複して配されている。イメージセンサ４には一般的にＣＣＤセンサが用いられるが、ＭＯＳセンサを用いて実現しているものもある。尚、図２の場合は、イメージセンサ４は２個であるが、実際には、さらに多数のイメージセンサ４が互いにその端部を重複させて配列されており、外観上は千鳥状に配列されている。
【００２０】
イメージセンサ４の対向する位置に、イメージセンサ４の読み取り領域の重複した部分で読み取れる基準パターン５を設けた白色ローラ６を配置する。白色ローラ６はシェーディング補正を行うためのもので、この白色ローラ６の円周面には、ズレ補正を行うための基準パターン５が設けられている。この白色ローラ６を駆動するには、一般にステッピングモータが用いられる。
【００２１】
ズレ補正を行うために基準パターン５を読み取る時は、ステッピングモータにより白色ローラ６を回転させて、基準パターン５をイメージセンサ４の重複する読み取り領域に移動させ、その後停止させて読み取りを行う。また、白色ローラ６には、基準パターン位置検知用のマーク７が設けられ、このマークを検出するホームポジションセンサ８が設けられている。
【００２２】
ここで、白色ローラ６をステッピングモータで駆動する場合の、ステッピングモータの回転について説明する。
図３はステッピングモータの回転制御をするために必要なシステム構成例を示す。
図３において、ステッピングモータ・コントローラ９は、励磁モード切替部、励磁相制御部、ＣＷ＆ＣＣＷ部（モータを正逆転されるための回路）、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ部（モータの起動、停止回路）等で構成されている。モータ・ドライバ１０は、ステッピングモータ・コントローラ９内の励磁相制御部から出力された励磁電流を適宜増幅し、ステッピングモータ１１に供給する役割を果たしている。また、ステッピングモータ・コントローラ９は、ＣＰＵ１１により制御される。メモリ１３には、ＣＰＵ１１の制御に必要なデータが格納されている。
【００２３】
ステッピングモータ１１の特徴の一つとして、ステッピングモータ１１の総回転角は入力パルスの総数に比例し、その回転角度は入力信号のパルスレートに比例するということが挙げられる。この特性を利用してステッピングモータ１１の回転を制御することができる。ここでは、入力パルスを制御することにより、白色ローラ６の回転を制御する方法について説明する。
図２のように白色ローラ６のイメージセンサ４の読み取り領域外（白色ローラ６の一端部）に、基準パターン５がイメージセンサ４の読み取り範囲にきたときにホームポジションセンサ８で検知できるようにマーク７を入れている。
【００２４】
基準パターン５の読み取りのために白色ローラ６を回転させる場合は、まずＣＰＵ１２からステッピングモータ・コントローラに一定のパルスを送り、ホームポジションセンサ８がマーク７を検知すると、ＣＰＵ１２はステッピングモータ・コントローラ９にパルスを送るのを停止する。これによりステッピングモータ１１の回転が止まり、イメージセンサ４の読み取り領域に基準パターン５を配置することができる。そして、イメージセンサ４の重複部分で基準パターン５を読み取り、読み取ったデータをつなぎ合わせることでズレ補正を行うことができる。
【００２５】
また、白色ローラ６を用いたシェーディング補正は、基準パターン読み取りの前又は後のどちらで行ってもよい。シェーディング補正時には、白色ローラ６を回転させていても、停止させていてもよい。原稿読み取り時に白色ローラ６が回転すると、原稿が透明な場合などには基準パターン５まで読み取られてしまうので、原稿読み取り時にはイメージセンサ４の読み取り領域に基準パターン５がない状態で白色ローラ６の回転を止めておくか、または紙の光透過率を検知できるセンサをつけ、ある一定の透過率以下の場合にのみ白色ローラ６を回してもよい。ここでは、白色ローラ６をステッピングモータ１１で回転させ、基準パターン５の位置をホームポジションセンサ８で検知する方法で説明したが、白色ローラ６の駆動はステッピングモータでなくてもよいし、またホームポジションセンサ８を使わなくても、他の手段で基準パターン５の位置が検知できればよい。
【実施例２】
【００２６】
図４は本発明の実施例２によるイメージセンサ４及び基準パターン５を設けた白色ローラ６の配置例を示し、図２と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
本実施例２は図４のように、基準パターン５を２個のイメージセンサ４のそれぞれで読み取れるように配置し（図示ではパターンを２つ設けている）、前記実施例１と同じようにして基準パターン５を複数のイメージセンサ４で同時に読み取り、読み取ったデータに基づいて原稿画像をつなぎ合わせるようにしたものである。
【実施例３】
【００２７】
図５は本発明の実施例３によるイメージセンサ４及び基準パターン５を設けた白色ローラ６の配置例を示し、図２と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
本実施例３は図５に示すように、白色ローラ６に基準パターン５を設け、まず白色ローラ６の回転方向に対して上流側のイメージセンサ４で基準パターン５が読み取れる位置まで白色ローラ６を回転させた後、停止させて基準パターン５を読み取る。次に、再び白色ローラ６を回転させ、下流側のイメージセンサ４で読み取れる範囲まで基準パターン５を移動させた後、回転を停止させて基準パターン５を読み取る。
【００２８】
このときの基準パターン５の移動距離の制御は、ステッピングモータ１１を用いて簡単にできる。ＣＰＵ１２からステッピングモータ・コントローラ９に１パルス入力するごとに、ステッピングモータ１１はある一定角度だけ回転する。そこでまず、基準パターン５が上流のイメージセンサ４の読み取り位置で停止するように、ホームポジションセンサ８及びホームポジションセンサ用のマーク７を配置する。そして基準パターン５を読み終わった後に、上流側と下流側のイメージセンサ４間の距離分のパルスをＣＰＵ１２からステッピングモータ・コントローラ９に入力することで、基準パターン５を下流側のイメージセンサ５の読み取り領域に移動させることができる。
【００２９】
例えば、上流側と下流側のイメージセンサ間の距離がｄ（ｍｍ）、白色ローラ６の半径がｒ（ｍｍ）、１パルスでステッピングモータ１１の回転軸がθ（ｒａｄ）回転するとする。このとき、１パルスでの白色ローラ上の基準パターン５の移動距離は、2πr X θ/2π = rθである。よって、基準パターン５をｄ（ｍｍ）移動させるためにはd/rθ個のパルスを入力すればよいことになる。
【実施例４】
【００３０】
図６は本発明の実施例４によるイメージセンサ４及び基準パターン５を設けた白色ローラ６の配置例を示し、図２と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
本実施例４は図６に示すように、基準パターン読み取り時に白色ローラ６を回転させることにより、基準パターン５を２次元で読み取ることができる。例えば、図示のように基準パターン５を円形することにより、主走査方向・副走査方向同時にズレ補正を行うことができる。
【００３１】
ここで、基準パターン５を円形にした場合のズレ補正方法について説明する。
図６において、２つのイメージセンサ４をイメージセンサａ、ｂとすると、イメージセンサａ、ｂで読み取った基準パターン５の画像信号をメモリ上に展開したときのイメージを図７に示す。
このとき、画像空間Da(x,y)とDb(x,y)について、画像がない部分のデータを０として濃度Ｍａｘの値を１とすると、ｘ方向とｙ方向のラインの積を取り、そのデータ列をDax(y)とDay(x)とDbx(y)とDby(x)とすると、前述の円の画像がある場合、円が含まれる列の積の値は０より大きくなり、
Dax(y) = [Ya1, Ya2, Ya3,,, Yam]
Day(x) = [Xa1, Xa2, Xa3,,,, Xan]
Dbx(y) = [Yb1, Yb2, Yb3,,, Ybm]
Dby(x) = [Xb1, Xb2, Xb3,,,, Xbn]・・・・（１）
のいずれかの要素に０でない値が存在することとなる。
【００３２】
ここで、イメージセンサａ、ｂで読み取った画像空間をつなぎ合わせたとき、通常ならDa(終端 + k, y) = Db(先端 + k-1, y)とするか、Da(終端 + k, y) = Db(先端 + k-1 + 物理量, y + 物理量)とすることにより、異なる領域を１つの領域に変換できるが、当然前者は重ねた部分がダブった画像となり、後者はセンサａとセンサｂ間の物理量を測定する必要がある。
【００３３】
ここでｙを０から順に増加させたときのDax(y)が０でなくなるｙをPyaとする。同様にDay(x)、Dbx(y)、Dby(x)についても０でなくなるｙ及びｘをPxa、Pyb、Pxbとすると、
Da(終端 + k, y) = Db(先端 + k-1 + Pxb + (終端 ？ Pxa), y + Pyb ？ Pya)・・・・（２）
先端は１で終端はｍだから
Da(m + k, y) = Db(k + Pxb + (m ？ Pxa), y + Pyb ？ Pya)・・・・（３）
とすることにより、２つの画像は連続した１つの画像と同じ画像として提供できる。
【実施例５】
【００３４】
一般的に画像読み取り装置には、白色ローラ６以外に紙搬送用ローラも搭載されている。この紙搬送用ローラも普通はステッピングモータで駆動されている。
本実施例５は、基準パターン５の読み取り時にＣＰＵ１２がステッピングモータ・コントローラ９に送るパルスレートを、原稿搬送時の紙搬送用ローラに送るパルスレートより遅くするようにしたものである。このようにパルスレートより遅くするだけで、基準パターン５を高精度に読み取ることができる。
【実施例６】
【００３５】
基準パターン５を高精度に読み取るには、白色ローラ６の回転速度を遅くすればするほどよいが、遅くしすぎると基準パターン読み取りに時間がかかってしまう。
そこで、本実施例６においては、基準パターン読み取り時の白色ローラ６の円周上の移動速度を、原稿移動速度の約１／２から１／４にすることにより、ズレ補正を行うのに十分高精度に、かつ速やかに基準パターン５を読み取ることができる。
【実施例７】
【００３６】
図８は本発明の実施例７によるイメージセンサ４及び基準パターン５を設けた白色ローラ６の配置例を示し、図２と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
本実施例７は図８に示すように、２つの基準パターン５を円形として各イメージセンサ４で読み取れるように配置し、前記実施例１と同じようにして基準パターン５を複数のイメージセンサ５で同時に読み取り、読み取ったデータに基づいて原稿画像をつなぎ合わせるものである。
【実施例８】
【００３７】
図９は本発明の実施例８によるイメージセンサ４及び基準パターン５を設けた白色ローラ６の配置例を示し、図２と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
本実施例８は図９に示すように、円形の基準パターン５を設け、まず上流側のイメージセンサ４で基準パターン４を読み取れる位置に来る前にイメージセンサ４の読み取りを開始する。白色ローラ６はそのまま回転を続け、下流側のイメージセンサ４の読み取り位置に基準パターン５が来る前にイメージセンサ４の読み取りを開始する。そして複数のイメージセンサ４で読み取った基準パターン５のデータに基づいてズレ補正を行う。基準パターン５がイメージセンサ４の読み取り領域に来る時期を検知するのは、ホームポジションセンサ８を用いてもよいし、ＣＰＵ１２がステッピングモータ・コントローラ９に送るパルス数から算出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１によるシート原稿移動型等倍光学系画像読み取り装置を横から見たときの構成図である。
【図２】本発明の実施例によるイメージセンサ及び基準パターンを設けた白色ローラの配置例示す構成図である。
【図３】ステッピングモータの制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例２によるイメージセンサ及び基準パターンを設けた白色ローラの配置例示す構成図である。
【図５】本発明の実施例３によるイメージセンサ及び基準パターンを設けた白色ローラの配置例示す構成図である。
【図６】本発明の実施例４によるイメージセンサ及び基準パターンを設けた白色ローラの配置例示す構成図である。
【図７】本発明の実施例４による２つのイメージセンサで読み取った画像を示す構成図である。
【図８】本発明の実施例７によるイメージセンサ及び基準パターンを設けた白色ローラの配置例示す構成図である。
【図９】本発明の実施例８によるイメージセンサ及び基準パターンを設けた白色ローラの配置例示す構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
３    原稿
４    イメージセンサ
５    基準パターン
６    白色ローラ
９    ステッピングモータ・コントローラ
１１    ステッピングモータ
１２    ＣＰＵ
【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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