(57)【要約】【課題】シンプルで小型な構造の検出板により低コストで容易に光学系の位置合わせが可能な画像読み取り装置を提供する。【解決手段】コンタクトガラス１上の読み取り原稿２からの反射光を、読み取り光学系５、６によってＣＣＤラインイメージセンサ７、８上に結像させ、画像データとして読み取る。読み取り走査線５ａ、６ａは、読み取り原稿２のほぼ中央部で主走査方向に重複部Ｄをもつ。原稿搬送方向で移動可能な検出板１０を各読み取り光学系５、６の重複部Ｄに対応位置させ、読み取り走査線５ａ、６ａのずれを検出、補正可能とする。検出板１０は、副走査方向に非平行な縁を有する形状とする。ラインイメージセンサ７、８の近傍に温度検出手段１１を有し、常時温度を検出する。その検出データで前記ずれを補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に配列された複数のラインイメージセンサと、
原稿からの反射光を結像素子を介して、前記複数のラインイメージセンサに結像する結像手段と、
それぞれのラインイメージセンサに結像された画像データの一部を重複させて読み取り、それら画像データを連結する手段と
を有する画像読み取り装置において、
前記重複した読み取り領域の原稿面近傍に、前記ラインイメージセンサ間の画像データのつなぎ目を検出するために、白色板と濃度差がありかつ均一濃度であるつなぎ目検出板と、
該つなぎ目検出板を搬送方向と平行な方向に移動するための検出板移動手段とを配し、
前記ラインイメージセンサ間の画像データのつなぎ目の検出時には前記つなぎ目検出板を前記読み取り領域に静止させ、原稿読み取り時には前記つなぎ目検出板を前記検出板移動手段によって前記読み取り領域外に位置させることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
請求項１の画像読み取り装置において、前記つなぎ目検出板の形状が、副走査方向に非平行な縁を有するものであることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像読み取り装置において、前記つなぎ目検出板の移動量を計測するための検出板移動量計測手段を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項４】
請求項３の画像読み取り装置において、それぞれのラインイメージセンサに結像された画像データの検出された相対位置に基づいて、各画像データの連結位置を画素単位で決定する連結位置決定手段を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項５】
請求項４の画像読み取り装置において、
前記つなぎ目の検出及び補正を行う制御手段を有し、かつ、
前記ラインイメージセンサ近傍に、一または複数の温度測定手段を配し、
該温度測定手段によって測定された温度を記憶する温度記憶手段と、該温度記憶手段により記憶した温度と前記温度測定手段が現在測定している温度とを比較する温度比較手段とを備え、
前記ラインイメージセンサ間の画像データのつなぎ目の検出時及び補正時の温度を前記温度記憶手段により記憶し、
該記憶した温度と現在測定している温度を前記温度比較手段によって逐次比較し、
温度差が検出された場合、前記制御手段によりつなぎ目の検出及び補正を行うことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項６】
請求項５の画像読み取り装置において、温度差を検出して前記つなぎ目の補正を行った際の温度を前記温度記憶手段により記憶することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかの画像読み取り装置において、タイマーを有し、
つなぎ目を検出及び補正したときの時間を基準として、該基準の時間から一定時間が経過した際に、前記つなぎ目の検出及び補正を行い、そのときの時間を再度基準とする制御を前記制御手段が行うことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項８】
請求項７の画像読み取り装置において、前記基準の時間から一定時間経過時に行ったつなぎ目の検出及び補正の時間を記憶する記憶手段を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項９】
請求項４ないし６のいずれかの画像読み取り装置において、原稿通紙枚数カウント手段を有し、前記つなぎ目の検出及び補正したときの原稿通紙枚数を基準として、該基準の枚数から一定枚数の原稿通紙がカウントされた場合に、つなぎ目の検出及び補正を行い、そのときの原稿通紙枚数を再度基準とする制御を前記制御手段が行うことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項１０】
請求項９の画像読み取り装置において、前記原稿通紙枚数の基準枚数から一定枚数がカウントされて前記つなぎ目の検出及び補正を行ったときの原稿通紙枚数を記憶する記憶手段を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項１１】
上記請求項１ないし１０のいずれかの画像読み取り装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読み取り装置とこれを用いた画像形成装置に関し、詳細にはその位置合わせに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常Ａ０サイズの画像幅は８４０ｍｍ程度であるため、１つのＣＣＤで、６００ｄｐｉの解像度で読み取るとすると、約２００００画素のイメージセンサが必要となり、コスト高となってしまう。そこで、Ａ０サイズや、Ａ１サイズの原稿読み取り装置においては、ラインイメージセンサの画素数の制約から、一般的にはＡ３のＣＣＤを主走査方向に一部を重複させて配列して画像を読み取る方式が多く用いられている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
しかし、これらの方式では、製造段階でつなぎ目を厳密に調整したとしても、運搬時の振動や、設置時の機械本体のゆがみ等、機内の温度変化よる熱膨張により、つなぎ目がずれてしまい、つなぎ目で位置ずれした画像になってしまう。これらは、主走査方向、副走査方向の両方向に対してずれが発生する。この現象はＣＣＤをつなぎ合わせる読み取り方式だけでなく、ＣＩＳをつなぎ合わせる読み取り方式でも起こる。
【０００４】
そこで三角形のマーキングによりつなぎ目を検出及び補正する技術について開示した特許文献３がある。また特許文献４においては、主走査方向の読み取り領域全体をカバーする移動可能な補正板を配置し、副走査方向に移動させ、各光学系の相対位置を検出し、それに基づいて読み取り部の画像データをつなぎあわせている。しかしながら、この発明には以下のような問題点がある。
（１）主走査方向の読み取り領域全体をカバーする大サイズの補正板でありまた白色面と非白色面からなっており構成がやや複雑となっている。
（２）補正板を機械的に移動させる駆動手段を設ける必要があり、コスト高となってしまう。
（３）位置ズレを検出するために、補正板を駆動する必要があり、調整に時間がかかる。
（４）補正板の移動速度にムラが生じると正確に画像データをつなぎ合わせることができない。
（５）温度変化、経年変化及び通紙枚数によるつなぎ目位置ズレに対応するための手段が設けられていないので温度変化や経年変化及び通紙枚数に対応できない。
【０００５】
なお、上述の従来の技術の他に、白色ローラにマーキングしつなぎ目を検出及び補正する技術を開示した特許文献４がある。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１０１１７０号公報
【特許文献２】特開昭５６−１２６３７３号公報
【特許文献３】特開昭６０−９８７５９号公報
【特許文献４】特開２００６−１８６９０２号公報
【特許文献５】特開２００５−９４２６０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、前記従来の技術の欠点を補うべく、以下を目的とする。
（１）シンプルで小型な構造の検出板により低コストで容易に光学系の位置合わせが可能な画像読み取り装置を提供する。
（２）補正板の移動を行う事無く、低コストで短時間で正確な位置合わせ調整を行う。
（３）温度変化、経年変化及び通紙枚数によるつなぎ目位置ズレに対応するための手段を設けてこれらのつなぎ目位置ズレを防止する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、主走査方向に配列された複数のラインイメージセンサと、原稿からの反射光を結像素子を介して、前記複数のラインイメージセンサに結像する結像手段と、それぞれのラインイメージセンサに結像された画像データの一部を重複させて読み取り、それら画像データを連結する手段とを有する画像読み取り装置において、前記重複した読み取り領域の原稿面近傍に、前記ラインイメージセンサ間の画像データのつなぎ目を検出するために、白色板と濃度差がありかつ均一濃度であるつなぎ目検出板と、該つなぎ目検出板を搬送方向と平行な方向に移動するための検出板移動手段とを配し、前記ラインイメージセンサ間の画像データのつなぎ目の検出時には前記つなぎ目検出板を前記読み取り領域に静止させ、原稿読み取り時には前記つなぎ目検出板を前記検出板移動手段によって前記読み取り領域外に位置させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係るものは、請求項１の画像読み取り装置において、前記つなぎ目検出板の形状が、副走査方向に非平行な縁を有するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係るものは、請求項１または２の画像読み取り装置において、前記つなぎ目検出板の移動量を計測するための検出板移動量計測手段を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係るものは、請求項３の画像読み取り装置において、それぞれのラインイメージセンサに結像された画像データの検出された相対位置に基づいて、各画像データの連結位置を画素単位で決定する連結位置決定手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係るものは、請求項４の画像読み取り装置において、前記つなぎ目の検出及び補正を行う制御手段を有し、かつ、前記ラインイメージセンサ近傍に、一または複数の温度測定手段を配し、該温度測定手段によって測定された温度を記憶する温度記憶手段と、該温度記憶手段により記憶した温度と前記温度測定手段が現在測定している温度とを比較する温度比較手段とを備え、前記ラインイメージセンサ間の画像データのつなぎ目の検出時及び補正時の温度を前記温度記憶手段により記憶し、該記憶した温度と現在測定している温度を前記温度比較手段によって逐次比較し、温度差が検出された場合、前記制御手段によりつなぎ目の検出及び補正を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係るものは、請求項５の画像読み取り装置において、温度差を検出して前記つなぎ目の補正を行った際の温度を前記温度記憶手段により記憶することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係るものは、請求項４ないし６のいずれかの画像読み取り装置において、タイマーを有し、つなぎ目を検出及び補正したときの時間を基準として、該基準の時間から一定時間が経過した際に、前記つなぎ目の検出及び補正を行い、そのときの時間を再度基準とする制御を前記制御手段が行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係るものは、請求項７の画像読み取り装置において、前記基準の時間から一定時間経過時に行ったつなぎ目の検出及び補正の時間を記憶する記憶手段を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項９に係るものは、請求項４ないし６のいずれかの画像読み取り装置において、原稿通紙枚数カウント手段を有し、前記つなぎ目の検出及び補正したときの原稿通紙枚数を基準として、該基準の枚数から一定枚数の原稿通紙がカウントされた場合に、つなぎ目の検出及び補正を行い、そのときの原稿通紙枚数を再度基準とする制御を前記制御手段が行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に係るものは、請求項９の画像読み取り装置において、前記原稿通紙枚数の基準枚数から一定枚数がカウントされて前記つなぎ目の検出及び補正を行ったときの原稿通紙枚数を記憶する記憶手段を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に係る画像形成装置は、上記請求項１ないし１０のいずれかの画像読み取り装置を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、低コストで高精度なつなぎ合わせ光学系を有する画像読み取り装置、これを用いた画像形成装置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】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に関して、添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の第１の実施例の概略構成図を示す。本例では、読み取り光学系を２つ直列に配列した構成である。なお本明細書では２個の光学系の場合のみ説明するが、３個以上の光学系を配列しても同様であるので、そのような説明は省略する。
【００２２】
本実施例では、コンタクトガラス１上を、読み取り原稿２を矢印Ｘの方向に搬送する。コンタクトガラス１上では読み取り原稿２に浮きが発生しないように、図２に示すような原稿押さえ板３や、図３に示すような原稿搬送ローラ４によって規制しながら、ほぼ等速で印字面を下向きに搬送する。なおコンタクトガラス１は図示しない読み取り用の照明光源によって、ほぼ均一に照明される。
【００２３】
読み取り原稿２からの反射光は、図示しない結像レンズ等の結象系と折返し反射ミラーからなる読み取り光学系５、６によって該光学系を構成するＣＣＤラインイメージセンサ７、８上に結像され、光電変換によって画像データとして読み取られる。各読み取り光学系５、６のコンタクトガラス１上の読み取り走査線５ａ、６ａは、図１に示すように読み取り原稿２のほぼ中央部で主走査方向（図１の略左右方向）に重複部Ｄをもって読み取られる。
【００２４】
副走査方向（図１に示した略原稿搬送方向）には、製造段階でずれがないように調整される。調整は、読み取り光学系５、６のＭＴＦ、倍率、レジストずれ等々が規格範囲に入るように、結像レンズの位置、角度、ＣＣＤセンサの位置、角度等を図示しないアクチェータによって調整され、副走査方向のずれも同時に調整が行われる。
【００２５】
ただし、結像光学系の共役長は６００ｍｍ前後あるので、ＣＣＤや結像レンズの微妙な位置変動が起きると、コンタクトガラス１上の走査線５ａ、６ａの読み取り位置は簡単に１ドット以上ずれてしまい、画像劣化をきたしてしまうことになる。特に、機械運搬時の振動や、機内の温度変化による熱膨張によりずれが発生する。
【００２６】
そこで本実施例では、原稿搬送方向で移動可能な検出板１０を各読み取り光学系５、６の重複部Ｄに位置させることによって、上述のずれを検出板１０によって検出し、補正するようにしている。検出板１０の移動は、例えばステッピングモータによって制御し、パルス数をモニタすることによって移動距離を検出する構成とすることができる。
【００２７】
検出板１０の形状とデータの補正について説明する。走査線のつなぎ目を検出するための技術として、上述した特許文献３に示されるように、例えば三角形のマーキングを走査線のつなぎ目部に配置し、その形状を特徴としたつなぎ目位置検出が一般的な技術として知られている。三角形のマーキングを用いることによって画素単位の補正も同文献に示されるように行うことができるが、本実施例では、検出板１０自体を、例えば図４に示すように、三角形のような副走査方向に非平行な縁を有する形状とすることを特徴としている。もちろん検出板１０の形状は図示のような形状以外のものであっても良い。
【００２８】
そして、図５（ａ）に示すように、ラインイメージセンサ７、８の近傍に温度検出手段１１を有する。このような構成とすることによって、常時、ラインイメージセンサ７、８近傍の温度を検出するようにしている。この温度検出手段１１は、図１に示した画像処理タイミング制御部１２が備える温度記憶手段１３と温度比較手段１４とにそれぞれデータを出力可能にしてある。
【００２９】
本実施例の動作を説明する。
まず、電源ＯＮ時に走査線のつなぎ目の位置を検出、補正し、ユーザーはマシンの使用を開始するが、使用中に周囲の環境の変化、例えば冷暖房の影響を強く受ける環境にマシンがあれば機内の温度は大きく変化する可能性がある。また、使っているうちにランプの熱などによって機内の温度があがることも考えられる。また、電子写真方式の画像形成装置と一体となっている場合にはトナーを紙に定着させるため、定着熱などの影響を受けることも考えられる。以上のような原因によりラインイメージセンサ７、８付近の温度が電源ＯＮ時と異なると、ラインイメージセンサ７、８の膨張や縮小により位置ずれが生じる。
【００３０】
そこで図６のフローチャートに示すように、電源ＯＮ（ステップ１）し、温度のモニタリングを開始し（ステップ２）、つなぎ目検出及び補正と温度記憶手段１３への温度データの保存（あるいは更新）を行い（ステップ３）、ラインイメージセンサ７、８付近に位置する温度検出手段１１によって常時温度を検出し、それによって、例えば最後に位置ずれを補正したときからＴ℃温度が上昇あるいは下降したことを検出しら（ステップ４）、再度、検出板１１によって位置ずれを検出し、補正を行い（ステップ３）、検出しなければ温度のモニタリングを継続する（ステップ５からステップ４のループとなる）。これにより、使用中の温度変化による走査線のつなぎ目の位置ずれに対応することができる。また、検出及び補正を行ったときの温度を記録する手段を設けることによって、以降はその温度データを参照しながら好適なタイミングで検出及び補正を行うことができる。
【実施例２】
【００３１】
温度変化による位置ずれは、単純にラインイメージセンサ７、８近傍の一箇所の温度変化に起因する場合だけでなく、ラインイメージセンサ７、８近傍の温度ムラにより発生する場合も考えられる。すなわち温度ムラによってラインイメージセンサ７、８の膨張率が場所によって差が出るのである。そこで図７に示すように温度検出手段１１を複数個設け、温度測定を一箇所だけでなく数箇所行い、その中での温度差を温度差演算手段１５を介してモニタしてその変化が規定値以上に達したら自動的に位置ズレ検出及び補正を行う構成にすることが好ましい。
【００３２】
また、検出及び補正を行ったときの温度を記録することによって、以降はその温度データを参照しながら（図６のフローチャートのステップ３における更新のように）好適なタイミングでずれの検出及び補正を行うことができる。
【実施例３】
【００３３】
次に経時変化による位置ズレを検出及び補正する構成について説明する。
上述した温度変化以外にもマシンに何らかの振動が加わるなどして位置ずれが発生することが考えられる。そのためタイマーなどの時間計測手段を搭載して定期的に位置ズレを検出及び補正する必要がある。位置ずれ検出及び補正のフローチャートを図８に示す。図６のフロー図と比べると、ステップ３でタイマーリセットを行うこと、ステップ４で時間経過を判断していることと、ステップ５で時間測定を継続する点が異なっている。そして、検出及び補正を行ったときの時間を記録する手段を設けることによって、以降はその時間データを参照しながら好適なタイミングで検出及び補正を行うことができる。
【実施例４】
【００３４】
次に原稿通紙枚数による位置ズレを検出及び補正する構成について述べる。
すなわち、読み取り原稿を何枚も通紙するにつれてランプによる温度上昇や原稿搬送による振動による位置ずれが発生することが考えられる。そこで原稿通紙枚数カウンタを搭載して一定枚数ごとに位置ズレを検出及び補正する必要がる。位置ズレ検出及び補正のフローチャートを図９に示す。図６のフロー図と比べると、ステップ３でカウンタリセットを行うこと、ステップ４で通紙枚数を判断していることと、ステップ５で原稿通紙枚数のカウントを継続する点が異なっている。また、検出及び補正を行ったときの原稿通紙枚数を記録する手段を設けることによって、以降はその原稿通紙枚数データを参照しながら好適なタイミングで検出及び補正を行うことができる。
【００３５】
以上説明してきたように、本発明の好適な実施形態では、重複した読み取り領域の原稿面近傍に、ラインイメージセンサ間の画像データのつなぎ目を検出するために白色板と濃度差がありかつ均一濃度であるつなぎ目検出板と、前記検出板を搬送方向と平行な方向に移動するための検出板移動手段とを有し、つなぎ目検出時には前記検出板は読み取り領域に静止し、原稿読み取り時には前記検出板は前記移動手段によって読み取り領域外に位置する構成によって、低コストで高精度なつなぎ合わせ光学系を提供することができる。
【００３６】
また、ラインイメージセンサ間の画像データのつなぎ目を検出するために白色板と濃度差がありかつ均一濃度であるつなぎ目検出板の形状が、副走査方向に非平行であることを特徴とする構成によって、検出板を移動させることなくつなぎ目を検出できるので、短時間で、低コストで高精度なつなぎ合わせ光学系を提供することができる。
【００３７】
また、位置ズレ検出板の移動量を検出する事によって、検出板が正確に読み取り重複領域に位置するようにでき、位置ズレ検出の検出値に基づいて、画素単位で相対位置、及び絶対位置を補正し、画素単位レベルの位置合わせ補正を行う事ができる。
【００３８】
さらに、ラインイメージセンサ近傍の温度をモニタすることによって、マシンの使用中に温度変化によりラインイメージセンサが膨張もしくは縮小することによるつなぎ目の位置ずれが発生しても、短時間で検出及び補正をすることができる。またラインイメージセンサ近傍の温度を記憶する手段を持つことによって、マシンの使用中の温度変化によるつなぎ目の位置ずれを検出及び補正を行い、そのときの温度を記憶し、以降はそのときの温度データを参照して検出及び補正を行うことにより、適格なタイミングでつなぎ目の位置ずれを検出及び補正を行うことができる。
【００３９】
またさらに、ラインイメージセンサ近傍の温度を複数箇所モニタすることによって、マシンの使用中に温度ムラの変化によりラインイメージセンサが膨張もしくは縮小することによるつなぎ目の位置ずれが発生しても、短時間で検出及び補正をすることができる。ラインイメージセンサ近傍の温度を記憶する手段を持つことによって、マシンの使用中の温度ムラ変化によるつなぎ目の位置ずれを検出及び補正を行い、そのときの温度を記憶し、以降はそのときの温度データを参照して検出及び補正を行うことにより、好適なタイミングでつなぎ目の位置ずれを検出及び補正を行うことができる。
【００４０】
またさらに、つなぎ目を検出及び補正してからの時間をモニタし、ある一定時間が経ったら再度つなぎ目を検出及び補正する制御にすることにより、経時変化によるつなぎ目の位置ずれを事前に防止することができる。そして、つなぎ目を検出及び補正してからの時間をモニタし、ある一定時間が経ったら再度つなぎ目を検出及び補正を行い、そのときの時間を記憶し、以降はそのときの時間データを参照して検出及び補正を行うことにより好適なタイミングでつなぎ目の位置ずれを検出及び補正を行うことができる。また、つなぎ目を検出及び補正してからの原稿通紙枚数をモニタし、ある一定通紙枚数を越えたら再度つなぎ目を検出及び補正する制御にすることにより、通紙枚数に依存するつなぎ目の位置ずれを事前に防止することができる。つなぎ目を検出及び補正してからの原稿通紙枚数をモニタし、ある一定通紙枚数を越えたら再度つなぎ目を検出及び補正し、そのときの通紙枚数を記憶し、以降はそのときの通紙枚数データを参照して検出及び補正を行うことにより、好適なタイミングでつなぎ目の位置ずれを検出及び補正を行うことができる。
【００４１】
なお、上述の構成のうち２つ以上の構成を同時に有することによって、温度変化、温度ムラ変化、経時変化、通紙枚数に依存する変化が原因となるつなぎ目の位置ズレを防止することができる。
【００４２】
また図示は省略したが、本発明に係る画像読み取り装置を画像形成装置に装着することで、位置ずれの無い広幅の画像形成装置を低コストで提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施例の概略構成図
【図２】図１に示した実施例で原稿押さえ板を採用した概念図
【図３】図１に示した実施例で原稿搬送ローラを採用した概念図
【図４】図１に示した実施例で使用できる、副走査方向に非平行な縁を有する検出板の形状と光学系の位置関係を示す図
【図５】図１に示した実施例での検出板と温度検出手段の配置の光学系の位置関係を示す図（ａ）と、温度検出手段のデータ処理、保存に関する構成を示すブロック図（ｂ）
【図６】図１に示した実施例の動作を示すフロー図
【図７】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
【図８】本発明の第３の実施例の動作を示すフロー図
【図９】本発明の第４の実施例の動作を示すフロー図
【符号の説明】
【００４４】
１：コンタクトガラス
２：読み取り原稿
３：原稿押さえ板
４：原稿搬送ローラ
５、６：読み取り光学系
５ａ、６ａ：読み取り走査線
７、８：ＣＣＤラインイメージセンサ
１０：検出板
１１：温度検出手段
１２：画像処理タイミング制御部
１３：温度記憶手段
１４：温度比較手段
１５：温度差演算手段
Ｄ：読み取り走査線の重複部
Ｘ：読み取り原稿の搬送方向
【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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