特開 2023-108388 画像読取装置、画像形成装置、及びキャリブレーション支援方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023108388

(43)【公開日】2023-08-04

(54)【発明の名称】画像読取装置、画像形成装置、及びキャリブレーション支援方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 1/00 20060101AFI20230728BHJP

   H04N 1/10 20060101ALI20230728BHJP

   H04N 1/04 20060101ALI20230728BHJP

【ＦＩ】

H04N1/00 002B

H04N1/10

H04N1/00 350

H04N1/04 105

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022009488

(22)【出願日】2022-01-25

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100090527

【弁理士】

【氏名又は名称】舘野 千惠子

(72)【発明者】

【氏名】濱小路 浩騎

【テーマコード（参考）】

5C062

5C072

【Ｆターム（参考）】

5C062AA05

5C062AB17

5C062AB20

5C062AB23

5C062AB42

5C062AC02

5C062AC05

5C062AC22

5C062AC58

5C062AC66

5C062AD01

5C062AF15

5C072AA01

5C072BA13

5C072DA25

5C072EA07

5C072LA02

5C072MA01

5C072MB08

5C072RA03

5C072RA07

(57)【要約】

【課題】キャリブレーションの実行頻度を低減するとともに、キャリブレーションが必要な変化が検出された場合に適時実行することができる画像読取装置を提供する。
【解決手段】コンタクトガラス２１０上に載置された読取対象物７０を走査して画像を取得する光学センサ２１と、光学センサ２１を搭載して副走査方向に移動するキャリッジ２０と、光学センサ２１が取得した画像に基づいて寸法を算出するための基準となる基準スケール８１と、光学センサ２１が取得した画像の寸法を実際の寸法へ変換するキャリブレーション手段と、キャリッジ２０が移動するときの移動特性の変化を検知する検知手段と、キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものであるかを判断する手段と、判断に基づいてユーザーにキャリブレーションの実行を促す通知手段と、を備える画像読取装置１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンタクトガラス上に載置された読取対象物を走査して画像を取得する光学センサと、前記光学センサを搭載して副走査方向に移動するキャリッジと、前記光学センサが取得した画像に基づいて寸法を算出するための基準となる基準スケールと、前記光学センサが取得した画像の寸法を実際の寸法へ変換するキャリブレーション手段と、前記キャリッジが移動するときの移動特性の変化を検知する検知手段と、前記キャリッジの移動特性の変化が経時的なものであるかを判断する手段と、前記判断に基づいてユーザーにキャリブレーションの実行を促す通知手段と、を備えることを特徴とする画像読取装置。

【請求項2】

前記キャリッジの移動特性の変化が経時的なものであると判断した場合、前記通知手段がユーザーにキャリブレーションの実行を促す通知を行い、
前記キャリッジの移動特性の変化が経時的なものでないと判断した場合、再度画像の取得を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。

【請求項3】

前記基準スケールは、前記光学センサが前記読取対象物を走査して画像を取得する範囲の外側、かつ前記キャリッジが移動可能な最大移動範囲の内側に配置され、
主走査方向に沿って配設された主走査基準スケール、及び副走査方向に沿って配設された１または複数の副走査基準スケールを有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。

【請求項4】

取得した前記主走査基準スケールの画像の傾き、または取得した前記副走査基準スケールの画像の一画素当たりの長さに基づいて前記キャリッジの移動特性の変化を検知することを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。

【請求項5】

前記キャリッジの移動特性の変化は、前記キャリッジが副走査方向へ移動するときのスキュー量の変化、及び前記キャリッジが副走査方向へ移動するときのキャリッジの移動速度の変化のいずれかであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像読取装置。

【請求項6】

前記読取対象物の画像取得時に前記基準スケールの画像を取得するとともに保存し、新たに取得した前記基準スケールの画像と、以前に取得した前記基準スケールの画像と比較し、その差分を前記キャリッジの移動特性の変化として検知することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像読取装置。

【請求項7】

前記差分に閾値を設け、前記差分が少なくとも２回連続して閾値を超えたとき前記キャリッジの移動特性の変化が経時的なものであると判断することを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。

【請求項8】

前記差分に閾値を設け、副走査方向において所定の範囲で連続して閾値を超えたとき前記キャリッジの移動特性の変化が経時的なものであると判断することを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項10】

コンタクトガラス上に載置された読取対象物を走査して画像を取得する光学センサと、前記光学センサを搭載して副走査方向に移動するキャリッジと、前記光学センサが取得した画像に基づいて寸法を算出するための基準となる基準スケールと、前記光学センサが取得した画像の寸法を実際の寸法へ変換するキャリブレーション手段と、前記キャリッジが移動するときの移動特性の変化を検知する検知手段と、前記キャリッジの移動特性の変化が経時的なものであるかを判断する手段と、通知手段と、を備える画像読取装置のキャリブレーション支援方法であって、
前記キャリッジの移動特性の変化が経時的なものであると判断した場合、前記通知手段がユーザーにキャリブレーションの実行を促す通知を行い、
前記キャリッジの移動特性の変化が経時的なものでないと判断した場合、再度画像の取得を行うことを特徴とするキャリブレーション支援方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像読取装置、画像形成装置、及びキャリブレーション支援方法に関する。

【背景技術】

【0002】

物体の形状等を光学的に読み取る画像読取装置が知られている。画像読取装置は、ガラスなどの載置面部材と、載置面に沿って走査して該載置面上に載置された読取対象物の画像情報を取得する走査取得手段を備えている。走査取得手段としては、例えば、光学センサを保持するキャリッジを、ガイドロッド等に沿って移動させる駆動構造を有するものが知られている。

【0003】

画像読取装置としては、測定装置として利用したいという要望にも対応可能な、十分な読取精度を有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

特許文献１では、読取精度を向上させる較正方法として、硬質部材に目盛りを形成した基準スケールをフラットベッドスキャナに読取らせて較正用のデータを得る技術が開示されている。この基準スケールを読み取った画像における目盛り部分の画像の位置情報を測定すれば、読取画像での距離と載置面上での距離との対応関係を正確に特定することができることが記載されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の方法では、基準スケールの画像を読取対象物の画像読取時とは異なるタイミングで取得するため、読取対象物の画像から当該読取対象物の寸法などを計測する精度においては課題があった。

【0006】

さらに、光学センサを保持したキャリッジは、ガイドロッドと摺動可能に支持されているが、製品設計の加工上隙間が設けられているために、スキュー（主走査方向の傾き）が発生することが避けられず、基準スケールの配設位置から読取範囲のズレ量を高精度に補正することが困難であるという課題がある。

【0007】

これに対し、別途平面ゲージ等の補正手段を用いて予めズレ量を取得し、読取画像に対する補正量を算出する等の較正を行う方法が検討されている。キャリッジのスキュー量は部品の摩耗や設置環境等の条件に起因して経時変化するものであるため、読取精度維持のために定期的にキャリブレーションを実行することが求められる。
しかしながら、キャリブレーションを実行する都度基準スケールや平面ゲージを設置することは、操作が煩雑となり、作業性を低下させることになる。

【0008】

そこで本発明は、キャリブレーションの実行頻度を低減するとともに、キャリブレーションが必要な変化が検出された場合に適時実行することができる画像読取装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の画像読取装置は、コンタクトガラス上に載置された読取対象物を走査して画像を取得する光学センサと、前記光学センサを搭載して副走査方向に移動するキャリッジと、前記光学センサが取得した画像に基づいて寸法を算出するための基準となる基準スケールと、前記光学センサが取得した画像の寸法を実際の寸法へ変換するキャリブレーション手段と、前記キャリッジが移動するときの移動特性の変化を検知する検知手段と、前記キャリッジの移動特性の変化が経時的なものであるかを判断する手段と、前記判断に基づいてユーザーにキャリブレーションの実行を促す通知手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、キャリブレーションの実行頻度を低減するとともに、キャリブレーションが必要な変化が検出された場合に適時実行することができる画像読取装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る画像形成装置の構成の一例を示す模式図である。

【図2】本発明に係る画像形成装置の構成の一例を示す斜視図である。

【図3】本発明に係る画像読取装置の一実施形態としてのスキャナユニットが備える光学系の説明図である。

【図4】本発明に係る画像読取装置の構成の一例を示す平面図である。

【図5】図４のＡ－Ａ断面の模式図である。

【図6】スキャナユニットのスキューの説明図である。

【図7】本発明に係る画像読取装置におけるキャリブレーション実行時の一例を示す説明図である。

【図8】主走査方向基準スケールの読取画像の模式図である。

【図9】副走査方向基準スケールにより検知された一画素当たりの長さの変化を示すグラフである。

【図10】図９のグラフにおける１回目とＮ回目との差分を示すグラフである。

【図11】スキャナユニットのスキュー量が変化した場合に検知される変化の一例を示すグラフである。

【図12】１対の副走査方向基準スケールにより検知された一画素当たりの長さの変化を示すグラフである。

【図13】図１２のグラフにおける１回目とＮ回目との差分を示すグラフである。

【図14】画像形成装置が備える制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図15】画像形成装置の機能構成の一例を模式的に示す機能ブロック図である。

【図16】キャリブレーション支援方法として、画像読取装置のキャリブレーション実行を判断するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の画像読取装置、画像形成装置、及びキャリブレーション支援方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

【0013】

図１は本発明に係る画像形成装置の構成の一例を示す模式図、図２は本発明に係る画像形成装置の構成の一例を示す斜視図である。

【0014】

本実施形態の画像形成装置１は、画像記録手段としての画像形成部１００と、画像読取手段としての本発明に係る画像読取装置である画像読取部２００とを備えている。また、画像形成装置１は、ユーザーに対する通知を表示する通知手段であり、またユーザーからの指示操作を受け付ける操作パネル２なども備えている。

【0015】

画像形成部１００は、記録材である用紙Ｐ上に画像を記録（形成）するものである。本実施形態の画像形成部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の色ごとの作像部１０が中間転写体としての中間転写ベルト３１の回転方向に沿って配列されたタンデム型の画像形成装置である。各作像部１０は、それぞれ、潜像担持体としての感光体１１を備えている。

【0016】

また、各作像部１０は、感光体１１の周囲に感光体表面を一様に所定電位に帯電する帯電手段としての帯電装置を備えている。また、各作像部１０は、感光体１１の周囲に帯電装置によって一様に帯電された感光体表面上に画像情報に応じて露光して静電潜像を書き込む静電潜像形成手段としての光書込装置を備えている。また、各作像部１０は、感光体１１の周囲に、感光体上の静電潜像にそれぞれの色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のトナーを付着させる現像処理によりトナー像を作成する現像手段としての現像装置を備えている。また、各作像部１０は、感光体１１の周囲に、感光体上のトナー像を中間転写ベルト３１上に転写する一次転写手段としての一次転写装置を備えている。また、各作像部１０は、感光体１１の周囲に、感光体上の転写残トナーを除去してクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置を備えている。

【0017】

各感光体１１上に形成された各色トナー像は、一次転写装置によって、中間転写ベルト３１上に互いに重なり合うように一次転写され、中間転写ベルト３１上にカラートナー像が形成される。中間転写ベルト３１上のカラートナー像は、中間転写ベルト３１の回転に伴って二次転写装置３０との対向領域（二次転写領域）へと搬送される。

【0018】

一方、画像形成部１００の下部には、用紙Ｐを給送する給送部としての用紙給紙部６０が設けられている。本実施形態の用紙給紙部６０は、２つの給紙トレイ６１ａ、６１ｂから構成されているが、給紙トレイの数はこれに限定されない。用紙給紙部６０は、画像形成部１００の制御部１５０からの指示に従って選択されるいずれかの給紙トレイ６１ａ、６１ｂからピックアップローラ６２により用紙Ｐを１枚ずつ給紙する。そして、図中破線で示す搬送経路に沿って、搬送ローラ対６３により二次転写領域へと用紙Ｐが搬送される。

【0019】

中間転写ベルト３１上のカラートナー像は、二次転写領域において、所定のタイミングで搬送ローラ対６３により搬送されてくる用紙Ｐ上に、二次転写装置３０により二次転写される。カラートナー像が形成された用紙Ｐは、その後、定着手段としての定着装置４０へと搬送され、熱と圧力の作用により、カラートナー像が用紙Ｐ上に定着される。定着後の用紙Ｐは、図中破線で示す搬送経路に沿って搬送され、排出部としての排紙トレイ５０へと排出される。

【0020】

画像読取部２００には、コンタクトガラス２０１に対して開閉可能で、コンタクトガラス２０１上に載置される読取対象物７０をコンタクトガラス２０１の上面へ押さえ付ける押さえ部材としての圧板２０２が設けられている。圧板２０２は、ヒンジ２０３によって開閉可能に支持されている。
読取対象物７０の画像情報を取得する場合、コンタクトガラス２０１上に読取対象物７０をセットして圧板２０２を閉じ、読取動作を行う。

【0021】

画像読取部２００は、読取対象物７０を走査して画像を取得する光学センサと、光学センサ２１（図３参照）を搭載して副走査方向に移動するキャリッジ２０を備えている。
光学センサ２１は、コンタクトガラス２０１に載置された読取対象物７０に光を照射し、その反射光に基づいて光学像を取得する画像センサである。キャリッジ２０は、光学センサ２１が読取対象物７０を走査するように、ホームポジション２０ａから図中矢印Ｄで示す副走査方向に移動する。

【0022】

光学センサ２１は、キャリッジ２０の移動方向としての副走査方向に直交する主走査方向においてライン状に配列されている。
画像読取部２００は、光学センサ２１の読み取り位置としてのラインが読取対象物７０を副走査方向に移動しながら走査することで、読取対象物７０の全体を画像として取得することができるように構成されている。
また、画像読取部２００は、シート状の読取対象物を搬送するＡＤＦも備えている。

【0023】

図３は、キャリッジ２０が搭載する光学系の概要を示す図である。図３に示すように、キャリッジ２０が搭載する光源からの光が読取対象物７０によって反射され、その反射光が光路ｈから縮小光学系に入り、第一ミラー２３ａで反射される。なお、図３において光源の図示は省略している。
第一ミラー２３ａで反射された光は、第二ミラー２３ｂ、第三ミラー２３ｃ、第四ミラー２３ｄ、第五ミラー２３ｅ、第六ミラー２３ｆで反射され、反射レンズ２２を通過して光学センサ２１へと入る。光学センサ２１は、例えば、ＣＣＤセンサである。

【0024】

光学センサ２１において検知された光に基づいて、読取対象物７０の画像が電気信号に変換されて制御部１５０において所定の処理に付される。これによって、読取対象物７０の画像データが生成される。

【0025】

図１４は、画像形成装置が備える制御部１５０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図１４に示すように、本実施形態の画像形成装置は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等と同様の構成を含む。すなわち、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３２０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３３０、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）３４０及びＩ／Ｆ３５０がバス３９０を介して接続されていて、Ｉ／Ｆ３５０には表示部３６０、操作部３７０及び専用デバイス３８０が接続されている。専用デバイス３８０には、画像形成部１００や画像読取部（画像読取装置）２００が含まれる。

【0026】

ＣＰＵ３１０は演算手段であり、画像形成装置全体の動作を制御する。ＲＡＭ３２０は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ３１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ３３０は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＨＤＤ３４０は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や、印加電圧制御プログラムなどの各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納される。

【0027】

Ｉ／Ｆ３５０は、バス３９０と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。表示部３６０は、ユーザーが画像読取装置である画像読取部２００を含む画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースであり、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置によって実現される。
操作部３７０は、ユーザーが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。操作部３７０及び表示部３６０の機能が同一の部材、例えば図２に示す操作パネル２によって実現される態様であってもよい。
専用デバイス３８０には、画像形成部１００及び画像読取部２００が含まれる。

【0028】

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ３３０やＨＤＤ３４０若しくは図示しない光学ディスク等の記憶媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ３２０に読み出され、ＣＰＵ３１０がＲＡＭ３２０にロードされたプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

【0029】

図１５は、画像形成装置の機能構成の一例を模式的に示す機能ブロック図である。なお、図１５においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙若しくは文書束の流れを破線の矢印で示している。
図１５に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、制御部１５０、給紙テーブル９６、プリントエンジン９５、排紙トレイ５０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）９３、スキャナエンジン９２、スキャン用排紙トレイ９１、操作パネル２、ネットワークＩ／Ｆ９７。また、制御部１５０は、主制御部１５１、エンジン制御部１５２、画像処理部１５３、操作表示制御部１５４及び入出力制御部１５５を有する。

【0030】

給紙テーブル９６は、画像形成部であるプリントエンジン９５に転写紙を給紙する。プリントエンジン９５は、給紙テーブル９６から搬送されてきた用紙に対して画像形成出力を実行することにより画像を描画する画像形成部である。プリントエンジン９５の具体的態様としては、電子写真方式による画像形成機構であり、図１中符号１００で示す画像形成部にあたる。このプリントエンジン９５により画像が描画された画像形成済みの用紙は、排紙トレイ５０に排紙される。プリントエンジン９５は、図１４に示す専用デバイス３８０によって実現される。

【0031】

ＡＤＦ９３は、画像読取装置における主要な処理を実行するスキャナエンジン９２において、シート状の読取対象物を読み取り可能な位置に自動搬送する。
スキャナエンジン９２は、光学情報を電気信号に変換する光電変換素子を含む原稿読取部であり、ＡＤＦ９３により自動搬送されてきた原稿、若しくは、コンタクトガラス２０１上に載置された読取対象物を光学的に走査して読み取って画像情報を生成する原稿読取部である。
ＡＤＦ９３により自動搬送されてスキャナエンジン９２により読み取られた原稿は、スキャン用排紙トレイ９１に排紙される。ＡＤＦ９３及びスキャナエンジン９２は、図１４に示す専用デバイス３８０によって実現される。

【0032】

操作パネル２は、画像形成装置または画像読取装置の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザーが画像形成装置または画像読取装置を直接操作し、若しくは情報を入力する際の入力インタフェースでもある。すなわち、操作パネル２は、ユーザーによる操作を受けるための画像を表示する機能を含む。操作パネル２は、図１４に示す表示部３６０及び操作部３７０によって実現される。

【0033】

ネットワークＩ／Ｆ９７は、画像形成装置１がネットワークを介して管理者用端末やＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の他の機器と通信するためのインタフェースである。本実施形態に係る画像形成装置１は、ネットワークＩ／Ｆ９７を介して接続された端末から各種制御コマンドを受信する。ネットワークＩ／Ｆ９７は、図１４に示すＩ／Ｆ３５０によって実現される。

【0034】

制御部１５０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ３３０やＨＤＤ３４０等の不揮発性記憶媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ３２０にロードされ、それらのプログラムに従ってＣＰＵ３１０が演算を行うことにより構成されるソフトウェア制御と集積回路などのハードウェアとによって制御部１５０が構成される。

【0035】

主制御部１５１は、制御部１５０に含まれる各部を制御する役割を担い、制御部１５０の各部に命令を与える。また、主制御部１５１は、入出力制御部１５５を制御し、ネットワークＩ／Ｆ９７及びネットワークを介して他の装置にアクセスする。エンジン制御部１５２は、プリントエンジン９５、スキャナエンジン９２等の駆動部を制御し若しくは駆動させる。

【0036】

画像処理部１５３は、主制御部１５１の制御に従い、ＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）等により記述された画像情報、例えば、入力された印刷ジョブに含まれる文書データ若しくは画像データに基づいて描画情報を出力情報として生成する。この描画情報とは、ＣＭＹＫのビットマップデータ等の情報であり、画像形成部であるプリントエンジン９５が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。
また、画像処理部１５３は、スキャナエンジン９２から入力される情報を処理し、画像データを生成する。この画像データとは、スキャナ動作の結果物として画像形成装置１に格納され若しくはネットワークＩ／Ｆ９７及びネットワークを介して他の機器に送信される情報である。

【0037】

操作表示制御部１５４は、操作パネル２に情報表示を行い若しくは操作パネル２を介して入力された情報を主制御部１５１に通知する。入出力制御部１５５は、ネットワークＩ／Ｆ９７及びネットワークを介して入力される信号や命令を主制御部１５１に入力する。

【0038】

以下、本発明に係る画像読取装置におけるキャリブレーションについて説明する。
本発明に係る画像読取装置２００は、コンタクトガラス２０１上に載置された読取対象物７０を走査して画像を取得する光学センサ２１と、光学センサ２１を搭載して副走査方向に移動するキャリッジ２０と、光学センサ２１が取得した画像に基づいて寸法を算出するための基準となる基準スケールと、光学センサ２１が取得した画像の寸法を実際の寸法へ変換するキャリブレーション手段と、キャリッジ２０が副走査方向へ移動する際の移動特性の変化を検知する検知手段と、キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものであるかを判断する手段と、判断に基づいてユーザーにキャリブレーションの実行を促す通知手段と、を備えている。
キャリブレーション手段、検知手段、判断手段、及び通知手段の機能は、図１、図１４及び図１５に示す画像形成装置の制御部１５０（画像処理部１５３、主制御部１５１、及び操作表示制御部１５４）により実現される。

【0039】

図４及び図６は、本発明に係る画像読取装置の構成の一例を示す平面図であり、図５は図４中の断面Ａ－Ａの模式図である。
図４は、キャリッジ２０がホームポジションに位置している状態を示している。
画像読取装置は、キャリッジ２０の駆動源であるモータ２７と、モータ軸上取付けられたタイミングプーリ２８と、タイミングベルト２６と、ガイドロッド２４と、を備えている。キャリッジ２０は、ガイドロッド２４に沿って図中矢印Ｄで示す副走査方向に移動する。

【0040】

また、キャリッジ２０は、図５に示すように、ガイドロッド２４と摺動する摺動部材２５、及びタイミングベルト２６を保持する固定部２９を有している。
キャリッジ２０は摺動部材２５によりガイドロッド２４と摺動可能に支持されているが、図５に示すように、摺動部材２５とガイドロッド２４との間には製品設計の加工上隙間Ｇが発生する。そして、タイミングベルト２６を固定する固定部２９と離間しているため、タイミングベルト２６で引っ張る方向の回転方向にスキュー（主走査方向の傾き）が発生することが避けられない。
そして、隙間Ｇは摩耗等により経時的に大きくなり、その結果キャリッジ２０のスキュー量も経時的に増加することとなる。

【0041】

図６は、キャリッジ２０のスキューが発生している状態を模式的に示した図である。
例えば、ガイドロッド２４が主走査方向の中央ではなく、主走査方向の一方端部寄りに設置されている場合は、図６に示すようにキャリッジ２０のスキュー量Ｓは主走査方向の端部側へ向かうに従い大きくなる（Ｓ１＜Ｓ２）。

【0042】

キャリッジ２０のスキュー量は、摺動部材２５等の摩耗や設置環境等の条件に起因して経時変化するため、読取精度維持のために定期的にキャリブレーションを実行する必要がある。
キャリブレーションの例を図７に示す。図７は画像読取装置において、基準スケール８１と平面ゲージ８２を用いた補正値算出を実施している状態を示す平面図である。

【0043】

基準スケール８１は、コンタクトガラス上の読取面に寸法の計測基準として機能する「目盛り」を配置する部材である。なお、図７に示すように、コンタクトガラス上に読取対象物を載置するときの基準位置８３が示されている。
基準スケール８１は、光学センサ２１が読取対象物を走査して画像を取得する範囲の外側、かつキャリッジ２０が移動可能な最大移動範囲の内側に配置されており、主走査方向に沿って配設された主走査基準スケール８１ａ、及び副走査方向に沿って配設された１または複数の副走査基準スケール８１ｂを有している。
図７の例では、副走査基準スケール８１ｂが主走査方向の両端側に対向して一対（２本）設けられているが、主走査方向一方端部側にのみ配設される態様であってもよい。

【0044】

基準スケール８１は、光学センサ２１のキャリブレーションに用いられるため、下面（キャリッジ２０側）に目盛りを設ける必要がある。一方、基準スケール８１は、コンタクトガラスの上面側（読取対象物の載置面）に配置した方が、光学センサ２１による読み取りのキャリブレーションの精度が向上する。基準スケール８１はコンタクトガラスの上面側と下面側の両面に配置してもよい。基準スケール８１を両面に配置すると、ユーザーが基準スケール８１の位置を視認可能にしつつ、かつ、コンタクトガラスの下面側から上方向に向いている光学センサ２１が、基準スケール８１と読取対象物の画像を同時に取得することができる。

【0045】

キャリッジ２０側に配置される基準スケール８１の面は、キャリッジ２０が搭載している光源からの光を反射しないように、目盛りを表示する色と、目盛りが形成されている部分の色を異なる色にするほうが望ましい。例えば、ＳＵＳ磨きなどで目盛りを表示する線を白色にし、画像において線のコントラストを強調して識別しやすくする。
基準スケール８１の素材をＳＵＳとし、目盛りを黒色で形成しても、読取対象物と同時に画像を取得する処理において問題は生じない。

【0046】

なお、キャリッジ２０の移動方向（副走査方向）と、キャリッジ２０に搭載された光学センサ２１が読取対象物を光学的に読み取る光学方向（主走査方向）とでは、キャリッジ２０の移動方向の方が、位置ずれが大きくなる傾向を有する。そこで、計測精度を向上させるために、副走査方向スケール８１ｂの目盛り間隔を、主走査方向スケール８１ａの目盛り間隔よりも狭く（細かく）形成することができる。

【0047】

上述のとおりキャリッジ２０のスキュー量は経時変化するため、基準スケール８１の情報のみでは正確な寸法が得られない。そこで、主走査方向及び副走査方向（Ｘ／Ｙ方向）に目盛りがある平面ゲージ８２を用いて定期的にキャリブレーションを実行する必要がある。図７に示すように、平面ゲージ８２を用いることにより、例えば、副走査方向の長さＸ１～Ｘ４、及び主走査方向の長さＹ１～Ｙ３を取得することができる。そして、基準スケールの副走査方向の長さＸと取得した長さＸ１～Ｘ４とを比較し、差分を補正量として保持する。同様に、基準スケールの主走査方向の長さＹと取得した長さＹ１～Ｙ３とを比較し、差分を補正量として保持する。

【0048】

基準スケール８１は常設であるが、平面ゲージ８２はキャリブレーション実行時に都度配設する必要がある。平面ゲージを設置することで操作が煩雑となり、作業性を低下させることになるため、キャリブレーションの実行頻度を低減するとともに、キャリブレーションが必要な変化が検出された場合にのみ適時実行可能とすることが好ましい。
そこで、本実施形態の画像読取装置は、キャリッジ２０が副走査方向へ移動する際の移動特性の変化が経時的なものであるか、装置の振動等に起因した一時的なものであるかを判断し、判断結果に基づいてユーザーにキャリブレーション実行を促す通知を行う。
具体的には、キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものであると判断した場合、通知手段がユーザーにキャリブレーションの実行を促す通知を行い、キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものでないと判断した場合は、再度画像の取得を行う。

【0049】

本実施形態の画像読取装置においてキャリブレーション実行を判断するキャリブレーション支援方法のフローチャートを図１６に示す。
まず、コンタクトガラス２０１の載置面に読取対象物７０を載置するために、圧板２０２を開ける（Ｓ００１）。圧板２０２はＡＤＦ９３を含む構成であって、コンタクトガラス２０１に読取対象物が載置されたときに、これを保持するためにコンタクトガラス２０１上を覆う部材である。
続いて、コンタクトガラス２０１の載置面に読取対象物７０を載置する（Ｓ００２）。

【0050】

次に、操作パネル２から読取処理を開始させる指示を行い（Ｓ００３）、読取り処理が開始される。
読取開始後、キャリッジ２０が稼働し、キャリッジ２０の移動とともに光学センサ２１が読取対象物７０と基準スケール８１の画像を同時に取得し、記憶領域に保存する。

【0051】

続いて、取得された画像に含まれる基準スケール８１の画像の部分を特定し、以前に取得した基準スケールの画像、例えば、前回のキャリブレーション実行時に取得した基準スケール８１の画像と比較して、その差分をキャリッジ２０の移動特性の変化として検知する（Ｓ００４）。
キャリッジ２０の移動特性の変化は、キャリッジ２０が副走査方向へ移動するときのスキュー量の変化、またはキャリッジが副走査方向へ移動するときのキャリッジの移動速度の変化として検知することができる。

【0052】

キャリッジ２０の移動特性に変化があると判断された場合（Ｓ００５）は、それが経時的変化であるかを判断する（Ｓ００６）。キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものであると判断した場合、通知手段がユーザーにキャリブレーションの実行を促す通知を行い（Ｓ００７）、キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものでないと判断した場合、ステップＳ００４へ戻り、再度画像の取得を行う。
ステップＳ００５にてキャリッジ２０の移動特性に変化があると判断されなかった場合は、通知を行わずに処理を終了する。

【0053】

本実施形態の画像読取装置において、取得した主走査基準スケール８１ａの画像の傾き、または取得した副走査基準スケール８１ｂの画像の一画素当たりの長さに基づいてキャリッジ２０の移動特性の変化を検知することができる。
キャリッジ２０の移動特性の変化は、例えば、キャリッジ２０が副走査方向へ移動するときのスキュー量の変化や、キャリッジが副走査方向へ移動するときの移動速度の変化である。

【0054】

キャリッジ２０の移動特性の検知は、読取対象物７０の画像取得時に基準スケール８１の画像を取得するとともに保存し、新たに取得した基準スケール８１の画像と、前回のキャリブレーション実行時に取得した基準スケール８１の画像と比較して、その差分をキャリッジ２０の移動特性の変化として検知する。

【0055】

キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものであるかを判断する方法としては、例えば、新たに取得した基準スケール８１の画像と、前回のキャリブレーション実行時に取得した基準スケール８１の画像と比較して得た差分に閾値を設け、その差分が少なくとも２回連続して閾値を超えたとき、キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものであると判断することができる。

【0056】

また、新たに取得した基準スケールの画像８１と、前回のキャリブレーション実行時に取得した基準スケール８１の画像と比較して得た差分に閾値を設け、副走査方向において所定の範囲で連続して閾値を超えたとき、キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものであると判断することができる。

【0057】

以下、キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものであるかを判断する具体例ついて説明する。

【0058】

（第１の実施形態）
取得した主走査基準スケール８１ａの画像８１０の傾きに基づいてキャリッジ２０の移動特性の変化を検知する方法について説明する。
本実施形態の方法は、新たに取得した主走査基準スケール８１ａの画像と、前回のキャリブレーション実行時に取得した主走査基準スケール８１ａの画像とを比較して、その差分をキャリッジ２０の移動特性の変化として検知する。
キャリッジ２０の移動特性の変化は、キャリッジ２０が副走査方向へ移動するときのスキュー量の変化として検知することができる。

【0059】

図８は主走査方向基準スケール８１ａの読取画像を模式的に表した図であり、図８（Ａ）はキャリブレーション実行時の読取画像８１０を、図８（Ｂ）は新たに取得した画像８１１をそれぞれ示している。本実施形態では、図８（Ａ）の読取画像８１０と図８（Ｂ）の読取画像８１１の傾き量を比較してその差分を得る。差分に閾値を設け、閾値を超える傾き量の変化がみられた場合は、キャリッジ２０の移動特性が変化したと判断する。そして、差分が少なくとも２回連続して閾値を超えたとき、キャリッジ２０の移動特性の変化が経時的なものであると判断することができる。

【0060】

また、主走査基準スケール８１ａの画像の傾き量を保存し、新たに主走査基準スケール８１ａの画像を取得した時に前回の画像の傾き量と比較することにより、スキュー量の変化が一時的なものであるか、経時的なものであるかを判断することができる。
スキュー量が徐々に変化している場合は駆動部材の摩耗等による経時的な変化である可能性が高いため、ユーザーにキャリブレーションの実行を促す。一方、スキュー量の変化が突発的で連続性が無い等の場合は、経時的な変化ではない可能性が高いため画像の再読取を行う。

【0061】

（第２の実施形態）
取得した副走査基準スケール８１ｂの画像の一画素当たりの長さに基づいてキャリッジ２０の移動特性の変化を検知する方法について説明する。
本実施形態の方法は、新たに取得した副走査基準スケールの画像８１ｂの一画素当たりの長さと、前回のキャリブレーション実行時に取得した副走査基準スケール８１ｂの画像の一画素当たりの長さとを比較して、その差分をキャリッジ２０の移動特性の変化として検知する。
キャリッジ２０の移動特性の変化は、キャリッジ２０が副走査方向へ移動するときのスキュー量の変化として検知することができる。

【0062】

上記第１の実施形態では、主走査基準スケール８１ａが配設された副走査側の一方端部側領域の変化しか検出することができないが、本実施形態によれば副走査基準スケール８１ｂが配設された領域の全域にわたる変化を広く検出することができる。

【0063】

図９は、副走査方向基準スケール８１ｂにより検知された一画素当たりの長さの変化を示すグラフであり、異なるタイミングの読取画像から取得したデータをプロットしたものである。グラフの縦軸は画素の長さ、横軸は副走査方向の位置を表し、グラフの薄い実線が１回目の走査時のデータ（例えば前回キャリブレーション実行時）、実線がＮ回目（Ｎ＞１）の走査時のデータ（例えばキャリブレーション実施後の任意の読取時のデータ）を示している。
図１０は、図９の１回目及びＮ回目の差分のグラフであり、グラフの縦軸及び横軸は図９と同じレンジである。
図１０のグラフから、画素の長さの変化はＬ１からＬ２の間の狭い一定範囲内に収まるパターンを示している。図１０の例において、差分の下限の閾値をＬ１、上限の閾値をＬ２とした場合、画素の長さの変化は閾値を超えておらず、キャリッジ２０の移動特性の変化、すなわちキャリッジ２０が副走査方向へ移動するときのスキュー量の変化が経時的なものであるとは判断されない。

【0064】

また、キャリブレーション実施時に取得した画像と、以降の画像読取時に取得した画像との間で、画像の寸法と実際の寸法との間の差異を検出し、それぞれを比較することでキャリッジの移動特性の変化を検出することができる。
この場合も事前に決めた閾値に従い、差分が閾値を超えた場合にキャリッジの移動特性が経時的なものであるかを判断する。

【0065】

キャリッジ２０の移動特性の変化、すなわちキャリッジ２０が副走査方向へ移動するときのスキュー量に変化がみられ、かつ当該変化が経時的なものであると判断される場合のグラフの一例を図１１に示す。
駆動部材の摩耗等による経時的な変化の場合、図１１のように全体的に長さの変化が検知される。図１１の例において、差分の下限の閾値をＬ１、上限の閾値をＬ２とした場合、副走査方向において所定の範囲で連続して閾値Ｌ２を超えているため、キャリッジ２０の移動特性の変化は経時的なものであると判断される。
一方、装置の振動等に起因した一時的な変化は、一部分のみが突発的に閾値を超えるような変動を示すグラフとなる。この場合は、再度画像の取得を行うこととなる。

【0066】

（第３の実施形態）
副走査基準スケール８１ｂは、図７の例のように、主走査方向両端に一対備えられていることが好ましい。
例えば、ガイドロッド２４が主走査方向の中央ではなく、主走査方向の一方端部寄りに設置されている場合は、図６に示すようにキャリッジ２０のスキュー量Ｓは主走査方向の端部側へ向かうに従い大きくなる（Ｓ１＜Ｓ２）。そのため、移動特性としてのスキュー量の変化を検知する基準となる閾値の設定方法によっては、変化を検知できなかったり、本来キャリブレーションの実施が不要であるにもかかわらずキャリブレーションの実施を促す通知が行われてしまう場合がある。
本実施形態のように、２本の副走査基準スケール８１ｂを用いて変化を検出することにより、より正確にキャリッジ２０の移動特性の変化が検出できる。

【0067】

取得した一対（２本）の副走査基準スケール８１ｂの画像の一画素当たりの長さに基づいてキャリッジ２０の移動特性の変化を検知する方法について説明する。
２本の副走査基準スケール８１ｂのそれぞれについて取得した画像を用いて変化を検知することもできるが、保存データが２倍となる。そこで、一方の副走査基準スケール８１ｂの画像と、他方の副走査基準スケール８１ｂの画像のそれぞれから得た一画素当たりの長さの差分を保存対象のデータとすることにより、データ量の増大を抑えることができる。

【0068】

図１２は、１対の副走査方向基準スケールにより検知された一画素当たりの長さの差分の変化を示すグラフであり、異なるタイミングの読取画像から取得したデータをプロットしたものである。グラフの縦軸は画素の長さ、横軸は副走査方向の位置を表し、グラフの薄い実線が１回目の走査時のデータ（例えば前回キャリブレーション実行時）、実線がＮ回目（Ｎ＞１）の走査時のデータ（例えばキャリブレーション実施後の任意の読取時のデータ）を示している。
図１３は、図１２の１回目及びＮ回目の差分のグラフであり、グラフの縦軸及び横軸は図１２と同じレンジである。
図１３のグラフから、画素の長さの変化は一定範囲内に収まるパターンを示しており、また予め決定した閾値を超えておらず、キャリッジ２０の移動特性の変化、すなわちキャリッジ２０が副走査方向へ移動するときのスキュー量の変化は経時的なものとして判断されない。

【0069】

以上第１～第３の実施形態において例示した処理は、制御部１５０の主制御部１５１及び画像処理部１５３において実行可能な演算処理によって実現される。上記の処理において、同時に取得した読取対象物７０と基準スケール８１の画像に対し、画像処理部１５３において、それぞれの画像部分が特定される処理が実行される。その処理の結果が、主制御部１５１に渡されて読取対象物７０の寸法を算出するために必要となる情報が揃うので、主制御部１５１において寸法の算出処理が実行される。
すなわち、主制御部１５１及び画像処理部１５３を含む機能ブロックによって寸法算出部が構成される。

【0070】

画像読取装置２００は、コンタクトガラス２０１の下部の光学センサ２１を備えたキャリッジ２０によって、読取対象物７０と基準スケール８１の画像を同時に取得することができる。この同時取得を可能にするように、基準スケール８１を配置し、読取対象物７０が立体物であるときの読取（計測）範囲を、読取対象物が平面であるときの領域と異なる範囲に設定することができる。

【0071】

例えば、読取対象物７０の最大読取長さを、主走査方向において２９７ｍｍとし、副走査方向において４２０ｍｍとして設定する。また、キャリッジ２０が移動可能範囲であって光学センサ２１によって読取可能の最大範囲の範囲を主走査方向において３０６ｍｍとし、副走査方向において４３５ｍｍとして設定する。そして、最大読取長さの外側に相当する位置であて、読取可能最大範囲の内側に基準スケール８１を、主査方向と副走査方向のそれぞれに配置する。
このような構成とすることにより、基準スケール８１の画像と、読取対象物７０の画像を同時に取得できるので、寸法計測精度が大幅向上する。

【0072】

本発明に係る画像読取装置、及びキャリブレーション支援方法によれば、画像読取装置のキャリブレーションの実行頻度を低減するとともに、キャリブレーションが必要な変化が検出された場合に適時実行することができる。また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る画像読取装置を備えているため、キャリブレーションの煩雑な操作を行う頻度が低減され、作業性の低下を抑制することができる。

【符号の説明】

【0073】

１ 画像形成装置
２０ キャリッジ
２１ 光学センサ
２４ ガイドロッド
２５ 摺動部材
２６ タイミングベルト
２９ 固定部
７０ 読取対象物
８１ 基準スケール
８１ａ 主走査基準スケール
８１ｂ 副走査基準スケール
１００ 画像形成部
１５０ 制御部
２００ 画像読取装置
２０１ コンタクトガラス
２０２ 圧板

【先行技術文献】

【特許文献】

【0074】

【特許文献1】特開２０１１－２０３３８６号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】