JP2010004445A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像品位の低下を招くことなく、可能な限り早期に画像を読み取ることが可能な画像読取装置を提供する。
【解決手段】光源２１の点灯後にＣＣＤリニアセンサ２６で読み取った基準白色板に対する光量の変化率が一定範囲に収束したときに、前記基準白色板に対する光量が目標光量となるようにＣＣＤリニアセンサ２６の電荷蓄積時間を調整する初期調整部３５と、初期調整部３５による調整の完了後に原稿の読取動作を許容する原稿読取制御部３０を備え、初期調整部は、前記原稿読取制御部による原稿の読取動作の開始時に、前記基準白色板に対する光量を読み取り、直前に実行した初期調整後の平均光量または最大光量との偏差が所定値以上となる場合に、前記基準白色板に対する光量が目標光量となるようにＣＣＤリニアセンサ２６の電荷蓄積時間を再度調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は、原稿に光を照射する冷陰極管でなる光源と、前記原稿からの反射光を光電変換するリニアセンサと、前記リニアセンサから出力されるアナログ信号を増幅する増幅部と、前記増幅部により増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部とを備えて構成された画像読取装置に関する。

画像読取装置の光源に用いられる冷陰極管は、ハロゲンランプ等の他の光源と比較して安定光量に達する時間が数分と長く、安定光量に達するまで待機すると原稿の読取動作が遅延するという問題が内在している。

このような画像読取装置が複写機等の画像形成装置に組み込まれると、ファーストコピーが遅延するためパーフォーマンスが低下する。

そこで、特許文献１には、装置の電源投入直後の光源が十分に立ち上がっていない状況下で、原稿の読取を開始する時間を短縮可能な画像読取装置として、光照射手段である冷陰極管を立ち上げてからの経過時間を計時する計時手段と、前記計時された経過時間に基づいて前記光照射手段によって原稿に照射される光の光量を算出する光量算出手段と、前記光量算出手段によって算出された光量および前記Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号に基づいて、前記デジタル信号の補正値を算出する補正値算出手段と、前記補正値算出手段によって算出された補正値によって前記デジタル信号を補正するγ補正手段を備えた画像読取装置が提案されている。

特開２００７−２１４８２９号公報

上述の特許文献１に記載された画像形成装置では、冷陰極管を立ち上げた直後から画像の読取動作が可能になるが、冷陰極管の立ち上げ直後は極めて光量が低く、そのような状態でリニアセンサにより読み取られた画像信号は極めてＳ／Ｎ比が悪く、γ補正手段でデジタル信号を補正しても、適正な画像データが得られない虞があった。

本発明の目的は、上述の問題に鑑み、画像品位の低下を招くことなく、可能な限り早期に画像を読み取ることが可能な画像読取装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による画像読取装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、原稿に光を照射する冷陰極管でなる光源と、前記原稿からの反射光を光電変換するリニアセンサと、前記リニアセンサから出力されるアナログ信号を増幅する増幅部と、前記増幅部により増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部とを備えて構成された画像読取装置であって、前記光源の点灯後に前記リニアセンサで読み取った基準白色板に対する光量の変化率が一定範囲に収束したときに、前記基準白色板に対する光量が目標光量となるように前記リニアセンサの電荷蓄積時間を調整する初期調整部と、前記初期調整部による調整の完了後に原稿の読取動作を許容する原稿読取制御部を備え、前記初期調整部は、前記原稿読取制御部による原稿の読取動作の開始時に、前記基準白色板に対する光量を読み取り、直前に実行した初期調整後の平均光量または最大光量との偏差が所定値以上となる場合に、前記基準白色板に対する光量が目標光量となるように前記リニアセンサの電荷蓄積時間を再度調整するように構成されている点にある。

上述の構成によれば、画像読取装置の光源が十分に立ち上がっていない状況下で、リニアセンサで読み取った基準白色板に対する光量が一定光量に収束してなくても、前記光量の変化率が一定範囲に収束したときに、初期調整部により前記リニアセンサの電荷蓄積時間を調整して、前記リニアセンサで読み取る前記基準白色板に対する光量が目標光量となるようにすることで、Ｓ／Ｎ比の低下を来たすことなく、原稿読取制御部によってファーストコピーが許容されるまでの時間を短縮できる。さらに前記初期調整部は、光源が立ち上がるにつれ初期調整を行ったときの光量より光量が大きくなっている場合でも、前記原稿読取制御部による原稿の読取動作の開始時に読み取った前記基準白色板に対する光量と、直前に実行した前記基準白色板に対する平均光量または最大光量と比較し所定値以上の偏差であると、前記基準白色板に対する光量が目標光量となるように前記リニアセンサの電荷蓄積時間を再度調整することで、画像品位の低下を招くことがなく適正な画像データを得ることができる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記初期調整部による初期調整の完了後に、前記光源を一瞬消灯してシェーディング補正用の黒データを取得するシェーディング補正部を備えている点にある。

上述の構成によれば、前記初期調整部による初期調整の完了後、原稿の読取り前に、シェーディング補正用の黒データを取得し、光源の主走査方向の光量ばらつきやリニアセンサの主走査方向の感度ばらつきを補正できるので、より適正な画像データを得ることができる。

以上説明した通り、本発明によれば、画像品位の低下を招くことなく、可能な限り早期に画像を読み取ることが可能な画像読取装置を提供することができるようになった。

以下、本発明による画像読取装置について説明する。

図１に示すように、複写機１００は、いわゆるカラースキャナである画像読取装置１００といわゆるモノクロプリンタである画像形成装置２００が組み込まれ、各種操作キーや液晶表示部が配設された操作部９０を備えている。

図２に示すように、画像読取装置１００は、原稿Ｇをセットする原稿載置部１０と、前記原稿Ｇから画像情報を電子データに変換して読み込む画像読取部２０と、画像読取部２０による原稿Ｇの読み取りを制御する原稿読取制御部３０で構成されている。

画像形成装置２００は、画像読取部２０によって電子データに変換された画像データに基づいて用紙上にトナー像を形成して出力する画像形成部４０と、用紙上に形成されたトナー像を加熱して用紙に定着させる定着部５０と、用紙を搬送する搬送部６０と、夫々異なるサイズまたは種類の用紙が収容された複数の給紙カセット７０（７０ａ，７０ｂ）と、一連の画像形成プロセスを制御する画像形成制御部８０で構成されている。

まず、画像読取装置１００について詳述する。
原稿載置部１０は、原稿Ｇを載置するコンタクトガラス１１と、コンタクトガラス１１の上面に開閉自在に配設された原稿カバー１２との間に原稿Ｇをセットするように構成されている。

画像読取部２０は、画像載置部１０にセットされた原稿Ｇに光を照射する冷陰極管でなる光源２１と、原稿Ｇからの反射光を取り込む第一ミラー２２と、第二ミラー２３と、第三ミラー２４と、第三ミラー２４からの光線束を合焦させるレンズ２５で構成される光学系ユニットと、レンズ２５で合焦された光線束を読み取るＣＣＤリニアセンサ２６と、前記光学系ユニットを図中実線で示された位置と破線で示された位置を往復移動させる光学系ユニット駆動部（図示せず）を備えている。前記光学系ユニット駆動部により、前記光学系ユニットは原稿ＧからＣＣＤリニアセンサ２６までの光路長を一定に保ったまま原稿Ｇを走査（副走査）して画像情報を読み取るように構成されている。

ＣＣＤリニアセンサ２６は、Ｒ（ＲＥＤ），Ｇ（ＧＲＥＥＮ），Ｂ（ＢＬＵＥ）の色フィルタが配置された受光部からなる３ラインＣＣＤリニアセンサであり、駆動回路２７が接続されている。駆動回路２７は、ＣＣＤリニアセンサ２６で読み取られた反射光をアナログ信号に光電変換し原稿読取制御部３０へ転送する。

コンタクトガラス１１の原稿読取範囲外には、光源２１の主走査方向に沿って基準白色板２８が配設されている。

原稿読取制御部３０は、図３に示すように、ＣＰＵ３１と、ＣＰＵ３１により実行される制御プログラム等が格納されたＲＯＭ３２と、ワーキングエリアとして利用されるＲＡＭ３３と、画像処理部３４等の制御デバイスで構成され、それぞれがアドレスバス、データバス、制御信号線等のバスを介して電気的に接続されている。

ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２やＲＡＭ３３に格納された制御プログラムやデータおよびＣＰＵ３１に実装された初期調整部３５、シェーディング補正部３６等に記憶されたデータや制御デバイスの設定値に基づいて、光源２１の発光や、画像処理部３４での画像処理等の画像読取装置１００の各動作を統括的に制御し、原稿Ｇの読取処理を行う。

ＣＰＵ３１は、駆動回路２７から画像処理部３４へとアナログ信号を転送する転送クロック等を切替制御することでＣＣＤリニアセンサ２６での読み取りモードをカラーモードとモノクロモードに切替可能に構成されている。カラーモードではＲＧＢ各成分の蓄積電荷を転送し、モノクロモードではＧ成分のみの蓄積電荷を転送することで実現される。

初期調整部３５は、図４に示すように、光源２１の点灯後に駆動回路２７で読み取った基準白色板２８に対する光量の変化率ΔＩ／Δｔが、例えば、光源２１が十分に立ち上がったときの５０％の光量の変化率になったときに、前記光量が１００％の光量となるように駆動回路２７の電荷蓄積時間Ｔを調整するように構成されている。駆動回路２７で読み取った基準白色板２８に対する光量が一定光量の５０％となるまで立ち上がるに要する時間ｔ_５０％は、前記光量が１００％立ち上がるに要する時間ｔ_１００％と比べて十分に短く、原稿読取制御部３０が原稿Ｇのファーストコピーを許容するまでの時間を短縮できる。

光量の変化率ΔＩ／Δｔは、一定光量の５０％の時の変化率となった場合に限らず、それ以下であっても、所定のＳ／Ｎ比を得ることが可能な光量であればよい。本発明では、そのような光量になったことを光量の変化率に基づいて検知することにより、ＣＣＤリニアセンサ２６の電荷蓄積時間Ｔ等に依存することなく調整可能となる。

さらに、初期調整部３５は、原稿読取制御部３０による原稿の読取動作の開始時に、基準白色板２８に対する光量を読み取り、ＲＡＭ３３に記憶された直前に実行した初期調整後の光量との偏差が所定値以上となる場合に、基準白色板２８に対する光量が目標光量となるようにＣＣＤリニアセンサ２６の電荷蓄積時間Ｔを再度調整するように構成されている。

駆動回路２７で読み取った基準白色板２８に対する光量は、ＣＣＤリニアセンサ２６の各画素の出力値のうち最大値であってもよく平均値であってもよい。

シェーディング補正部３６は、ＣＰＵ３１が初期調整部３５による初期調整の完了後に光源２１を一瞬消灯したときに、シェーディング補正用の黒データを取得し、オペレータにより原稿Ｇの読み取り指示があったときに基準白色板２８からの反射光に基づいて基準白色データを取得し、当該黒データおよび当該基準白色データに基づいて読み取った原稿Ｇの画像データにシェーディング補正を施す。

画像処理部３４は、増幅部３４１と、Ａ／Ｄ変換部３４２で構成され、増幅部３４１は、駆動回路２７から出力されるアナログ信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換部３４２は、増幅部３４１により増幅されたアナログ信号を２５６階調の８ビットのデジタル信号としての画像データに変換し、ＲＡＭ３３に送出するように構成されている。

ＲＡＭ３３は、基準白色板２８および原稿Ｇからの反射光を一時的に記憶し、画像処理部３４で処理がなされた原稿Ｇの画像データを画像形成装置２００の画像形成部４０へ送出する。

原稿読取制御部３０は、後述する画像形成装置２００の画像形成制御部８０と電気的に接続されている。

次に、画像形成装置２００について説明する。
画像形成部４０は、アルミ素管の表面に感光層が形成された感光体４１でなる像担持体と、感光体４１の周囲に順に回転方向に沿って配置され、原稿読取制御部３０のＲＡＭ３３から送出された画像データに基づいて感光体４１を帯電処理する帯電部材４２と、帯電された感光体４１を露光して静電潜像を形成する露光部４３と、形成された静電潜像にトナーを静電付着させて顕像化する現像部４４と、現像されたトナー像を用紙に転写する転写部４５と、用紙へのトナー像の転写後に感光体４１に残留するトナーを除去して回収するクリーナ部４６と、感光体４１表面の残留電位を落として均一にする除電ランプ４７を備えている。

転写部４４は、感光体４１の軸心と平行軸心となるように対向配置された転写ローラ４８に高圧の転写バイアス電圧を印加することで、感光体４１と転写ローラ４８の対向部位に搬送された用紙に感光体４１に形成されたトナー像を転写するように構成されている。

定着部５０は、加熱用のヒータを内部に備えた定着ローラ５１と、定着ローラ５１に圧接配置された加圧ローラ５２で構成され、用紙上に形成されたトナー像を加熱して用紙に定着させる。

搬送部６０は、給紙された用紙の搬送路に設けた複数の搬送ローラ６１と、転写前の用紙の先端を検出するレジストセンサ６２、用紙の先端合わせのためのレジストローラ６３を備えている。

給紙カセット７０（７０ａ，７０ｂ）は、内部に収容した用紙を給紙する給紙ローラ７１（７１ａ，７１ｂ）と、画像形成部６に搬送する搬送ローラ７２（９２ａ，７２ｂ）と、給紙ローラ７１，搬送ローラ７２を駆動するステッピングモータ（図示せず）を備えている。

図３に示すように、画像形成制御部８０は、ＣＰＵ８１と、ＣＰＵ８１により実行される制御プログラムや制御用のテーブルデータが格納されたＲＯＭ８２と、各機能ブロックを制御するための演算データや制御データが格納され、記憶部として機能する電池バックアップされたＲＡＭ８３と、画像形成部４０等の各機能ブロックに組み込まれたモータ等に対する制御信号や、センサおよび操作部９０に備えられた操作制御部（図示せず）等からの信号を入力する入出力インタフェース（図示せず）を備え、画像読取装置１００に備えられた原稿読取制御部３０とデータ通信するシリアルインタフェース８４で電気的に接続されている。

画像形成制御部８０は、操作部９０で入力された指示や、ＲＡＭ３３から送出された原稿Ｇの画像データや、各機能ブロックに組み込まれたセンサ等からの入力信号に基づいて、所定の制御演算を実行して、各機能ブロックに組み込まれたモータやヒータ等の負荷に対する制御信号を出力することにより画像形成動作を統括制御するように構成されている。

操作部９０は、電源キー、スタートキー、ストップキー等の各種操作キーおよび、原稿読取装置１００および画像形成装置２００の動作情報や設定情報や案内情報およびエラー情報を表示する液晶表示部を備えている。原稿読取制御部３０および画像形成制御部８０は操作部９０での入力に基づいて各種制御を実行する。

以上のように構成された画像読取装置１００による画像読取制御プロセスを説明する。

図５に示すように、複写機１の電源が投入されると、原稿読取制御部３０は冷陰極管の光源２１を点灯し（Ｓ１）、ＣＣＤリニアセンサ２６による読み取りをカラーモードに設定し（Ｓ２）、基準白色板２８からの反射光の光量を検知する（Ｓ３）。

具体的には、ＣＣＤリニアセンサ２６で読み取られた基準白色板２８からの反射光は、駆動回路２７でアナログ信号に光電変換され、画像処理部３４に出力される。当該アナログ信号は画像処理部３４の増幅部３４１で増幅され、Ａ／Ｄ変換部３４２でデジタル信号に変換され、ＲＡＭ３３に記憶される。ここでは、駆動回路２７の電荷蓄積時間Ｔおよび増幅部３４１によるゲインは予め設定されたデフォルト値となっている。

原稿読取制御部３０は、ＲＡＭ３３に記憶された基準反射板２８に対する光量の変化率ΔＩ／Δｔが、光源２１が十分に立ち上がったときの光量の５０％であるときの変化率となるまで、ＣＣＤリニアセンサ２６による光量の検知を繰り返す（Ｓ４：ＮＯ）。前記変化率ΔＩ／Δｔが光源が十分に立ち上がったときの光量の５０％であるときの変化率になると（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＣＤリニアセンサ２６で、その時点の基準白色板２８からの反射光の光量を読み取り（Ｓ５）、初期調整部３５は、基準白色板２８に対する前記光量が目標光量となるように（Ｓ６）、駆動回路２７の電荷蓄積時間Ｔを調整し（Ｓ７）、ＲＡＭ３３は、初期調整完了時の光量を記憶し（Ｓ８）、初期調整が完了する（Ｓ９）。

初期調整部３５による初期調整が完了すると（Ｓ９）、ＣＰＵ３１は光源２１を一瞬消灯し（Ｓ１０）、シェーディング補正部３６はシェーディング補正用の黒データを取得する（Ｓ１１）。

ＣＰＵ３１は、シェーディング補正部３６がシェーディング補正用の黒データを取得した後、光源２１を再び点灯させ（Ｓ１２）、ＣＣＤリニアセンサ２６による読み取りをモノクロモードに切り替える（Ｓ１３）。以後、画像読取装置１００による原稿Ｇの読み取りが許容される（Ｓ１４）。

オペレータにより操作部９０でスタートスイッチが押圧されると（Ｓ１５）、ＣＣＤリニアセンサ２６は基準白色板２８からの反射光の光量を検知する（Ｓ１６）。初期調整部３５は、初期調整完了時の光量と、新たに読み取られた光量を比較し、偏差が所定値以上であれば（Ｓ１７：ＮＯ）、基準白色板２８に対する光量が目標光量となるようにＣＣＤリニアセンサ２６の電荷蓄積時間Ｔを再度調整する（Ｓ１８）。前記偏差が所定値以下であれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、初期調整完了時の電荷蓄積時間Ｔの調整を行わない。

その後、シェーディング補正部３６は基準白色板１９に対する光量を読み取り（Ｓ１９）、シェーディング補正用の基準白色データを取得し（Ｓ２０）、原稿読取制御部３０は原稿Ｇの読み取りを開始する（Ｓ２１）。

原稿Ｇからの反射光がＣＣＤリニアセンサ２６により読み取られ、駆動回路２７により前記反射光がアナログ信号に光電変換され、増幅部３４１により前記アナログ信号が増幅され、Ａ／Ｄ変換部３４２により前記アナログ信号がデジタル信号としての画像データに変換される。シェーディング補正部３６は、前記画像データにシェーディング補正を施し（Ｓ２２）、前記シェーディング補正が施された画像データがＲＡＭ３３に記憶される（Ｓ２３）。

以上のように画像読取装置１００による原稿Ｇの画像データの読取制御が行われる。ＲＡＭ３３に記憶された前記画像データは、画像形成装置２００の画像形成部４０に送出され、画像形成装置２００は当該画像データに基づいて画像形成処理をし、用紙に画像を形成する。

上述した実施形態では、原稿載置部１０に載置した原稿Ｇを読み取る構成について説明したが、原稿載置部１０の上方に自動原稿搬送装置を備え、原稿Ｇを光源２１に対して移動させ、ＣＣＤリニアセンサ２６によって反射光を読み取る構成であってもよい。

上述した実施形態では、画像読取装置１００がカラースキャナであり、画像形成装置２００がモノクロプリンタである場合について説明したが、画像読取装置はモノクロスキャナであってもよく、画像形成装置はカラープリンタであってもよい。

上述した実施形態では、画像読取装置１００が複写機１に搭載され、画像読取装置１００で読み取られた原稿Ｇの画像データを画像形成装置２００で印刷する構成について説明したが、画像読取装置は複写機に搭載されるものに限られず、画像読取装置単体であって、読み取った原稿の画像データを、ＦＡＸやパソコンに送出するように構成してもよい。

なお、上述した実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計することができることは言うまでもない。

本発明による画像読取装置を備えた複合機の斜視図 本発明による画像読取装置を備えた複合機の概略図 主要な機能ブロックの説明図 光源の立ち上げと経過時間と光量の説明図 画像読取制御のフローチャート

符号の説明

１：複写機
１０：原稿載置部
１１：コンタクトガラス
１２：原稿カバー
２０：画像読取部
２１：光源
２２：第一ミラー
２３：第二ミラー
２４：第三ミラー
２５：レンズ
２６：ＣＣＤリニアセンサ
２７：駆動回路
２８：基準白色板
３０：原稿読取制御部
３１：ＣＰＵ
３２：ＲＯＭ
３３：ＲＡＭ
３４：画像処理部
３４１：増幅部
３４２：Ａ／Ｄ変換部
３５：初期調整部
３６：シェーディング補正部
４０：画像形成部
４１：感光体
４２：帯電部材
４３：露光部
４４：現像部
４５：転写部
４６：クリーナ部
４７：除電ランプ
４８：転写ローラ
５０：定着部
５１：定着ローラ
５２：加圧ローラ
６０：搬送部
６１：搬送ローラ
６２：レジストセンサ
６３：レジストローラ
７０ａ：給紙カセット
７０ｂ：給紙カセット
７１ａ：給紙ローラ
７１ｂ：給紙ローラ
７２ａ：搬送ローラ
７２ｂ：搬送ローラ
８０：画像形成制御部
８１：ＣＰＵ
８２：ＲＯＭ
８３：ＲＡＭ
８４：シリアルインタフェース
９０：操作部
１００：画像読取装置
２００：画像形成装置
Ｇ：原稿
Ｔ：電荷蓄積時間

Claims (2)

1. 原稿に光を照射する冷陰極管でなる光源と、前記原稿からの反射光を光電変換するリニアセンサと、前記リニアセンサから出力されるアナログ信号を増幅する増幅部と、前記増幅部により増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部とを備えて構成された画像読取装置であって、
   前記光源の点灯後に前記リニアセンサで読み取った基準白色板に対する光量の変化率が一定範囲に収束したときに、前記基準白色板に対する光量が目標光量となるように前記リニアセンサの電荷蓄積時間を調整する初期調整部と、前記初期調整部による調整の完了後に原稿の読取動作を許容する原稿読取制御部を備え、
   前記初期調整部は、前記原稿読取制御部による原稿の読取動作の開始時に、前記基準白色板に対する光量を読み取り、直前に実行した初期調整後の平均光量または最大光量との偏差が所定値以上となる場合に、前記基準白色板に対する光量が目標光量となるように前記リニアセンサの電荷蓄積時間を再度調整するように構成されている画像読取装置。
2. 前記初期調整部による初期調整の完了後に、前記光源を一瞬消灯してシェーディング補正用の黒データを取得するシェーディング補正部を備えている請求項１記載の画像読取装置。

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