(57)【要約】      （修正有）【課題】原稿を照明する光源の光量が低下したが、原稿の読み取りは可能である場合に、光源の不良（ランプチェック）を報知することのない画像読取装置を提供する。【解決手段】光源を点灯しない状態でのラインイメージセンサの出力信号Ｂを、シェーディング補正回路が取り込む。シェーディング補正回路は、出力信号Ｂの主走査方向の平均値Ｂａｖｅを計算し、Ｂａｖｅに所定の値を加算して閾値Ｔｈを決定する。シェーディング補正回路は、光源を点灯した状態で、ラインイメージセンサが白基準板を読み取ったときの出力信号Ｗを取り込む。シェーディング補正回路は、出力信号Ｗの主走査方向の平均値Ｗａｖｅを計算し、閾値Ｔｈと比較する。平均値Ｗａｖｅが閾値Ｔｈ未満の場合には、シェーディング補正回路はランプチェック信号ＬｅをＣＰＵに出力する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を照明する光源と、原稿からの反射光に基づき原稿の画像を電気信号に変換するイメージセンサとを備えた画像読取装置において、
前記光源が消灯した状態での前記イメージセンサの出力信号を取得する第１の信号取得部と、前記光源が点灯した状態で前記イメージセンサの出力信号を取得する第２の信号取得部と、第１の信号取得部から得た値に所定の値を加算して閾値を生成する閾値生成部と、前記閾値と第２の信号取得部が取得した出力信号の値を比較し、光源の良否を判定する判定部を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
白色基準板を備え、前記第２の信号取得部は、前記白色基準板を前記光源で照明したときのイメージセンサの出力信号を取得することを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記イメージセンサの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器を備え、前記第１の信号取得部及び第２の信号取得部が取得する出力信号をデジタル信号とし、前記判定部もデジタル信号処理により判定することを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ、ファクシミリ装置やコピー機、あるいはこれらの機能を複合した複合機などに適用される画像読取装置に関し、詳しく言えば、原稿を照明する光源の不具合の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像読取装置では、蛍光管、冷陰極管、発光ダイオード（Light Emitting
Diode：ＬＥＤ）アレイなどの光源を用いて原稿を照明し、原稿からの光を電荷結合素子（Charge-Coupled Device：ＣＣＤ）ラインイメージセンサで電気信号に変換する。画像読取装置では、光源の光量が不足していたり、光源がまったく点灯していないと正常に画像を読み取れない。
【０００３】
従来の画像読取装置では、原稿を読み取る前に、安定して十分な光量で、光源が点灯しているかどうかチェックをしている（以下、ランプチェックという）。このランプチェックでは、白色基準板（シェーディングプレート）に光源からの光を照射し、ラインイメージセンサからの出力信号のピーク値が、固定された閾値以上であるかどうかを判定し、閾値未満の場合には光源の交換をユーザに促すファクシミリ装置が提案されている（特許文献１）。なお、ランプチェックで、光源の交換が必要となった状態を、以下単にランプチェックのエラーと称する。
【０００４】
また、ランプチェックで、光源を点灯した状態で白色基準板をラインイメージセンサで読み取り、その光量に基づいて、ラインイメージセンサの出力信号のゲインを調整して、必要な出力信号のレベルが得られるかどうか判定する。そしてゲインの調整をしても、出力信号のレベルを補正しきれない場合に、ランプチェックの結果をエラーとする画像読取装置が提案されている（特許文献２）。
【０００５】
さらに、ランプチェックで、光源を点灯した状態で白色基準板を読み取った出力信号と、光源を消灯した状態でのラインイメージセンサの出力信号との比を算出し、この比がＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶された基準値以下の場合には、画像品質が得られない旨（ランプチェックエラー）をユーザに知らせる画像読取装置が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１３６４５２号公報
【特許文献２】特開２００５−１８４４１８号公報
【特許文献３】特開平９−１６３１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、光源は、その種類を問わず、経年変化により光量が低下していく傾向がある。従って、特許文献１のファクシミリ装置では、白色基準板を読んだときの出力信号のピーク値と固定の閾値とを比較しているため、光源の光量が全体として原稿の読み取りに耐えうる場合でも、ランプチェックの結果が異常となってしまう問題がある。
【０００８】
また、特許文献２の画像読取装置では、ラインイメージセンサの出力信号のゲイン補正が可能かどうか判定するため、ゲインが補正可能かどうか判定するための回路・処理が増え、コストが上昇する問題があった。
【０００９】
さらに、特許文献３の画像読取装置では、基準値を予め設定してＲＯＭに記憶しておく必要があり、工場出荷時の初期設定動作が必要不可欠となる問題があった。光源のバラツキや、ラインイメージセンサのばらつき等により、この初期設定動作は個々の画像読取装置についてそれぞれ必要となり、出荷時の調整が煩雑となる。
【００１０】
この発明は、上記課題に鑑みてなされており、出荷時に基準値のＲＯＭへの書き込みの必要がなく、回路の構成が簡単で、かつ、ランプチェックを確実に行える画像読取装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、原稿を照明する光源と、原稿からの反射光に基づき原稿の画像を電気信号に変換するイメージセンサとを備えた画像読取装置において、前記光源が消灯した状態での前記イメージセンサの出力信号を取得する第１の信号取得部と、前記光源が点灯した状態で前記イメージセンサの出力信号を取得する第２の信号取得部と、第１の信号取得部から得た値に所定の値を加算して閾値を生成する閾値生成部と、前記閾値と第２の信号取得部が取得した出力信号の値を比較し、光源の良否を判定する判定部を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明は、白色基準板を備え、前記第２の信号取得部は、前記白色基準板を前記光源で照明したときのイメージセンサの出力信号を取得することを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記イメージ信号の出力信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器を備え、前記第１の信号取得部及び第２の信号取得部が取得する出力信号をデジタル信号とし、前記判定部もデジタル信号処理により判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、ランプチェックの基準値を、光源を点灯していない状態でのイメージセンサの出力信号に所定の値を加算した値としている。したがって、予め、基準値を記憶させる必要がなく、工場出荷時に基準値を取得してＲＯＭに書き込む作業が省略できる。また、実際に光源消灯時のイメージセンサに所定の値を加算して基準値としているので、所定の値を適切に設定することにより、経時変化により光量が若干低下したが、まだ原稿の読み取りができる状態で、ランプチェックの結果がエラーとはならない。
【００１５】
請求項２記載の発明では、イメージセンサが、光源で照明された白色基準板を読み取り、第２の信号を取得している。したがって、イメージセンサの出力信号が安定し、ランプチェックが誤ってエラーとなる危険性が少ない。
【００１６】
請求項３記載の発明では、デジタル信号の処理によりランプチェックができるので、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）や、ＣＰＵ(Central
Processing Unit)でのプログラム処理によりランプチェックを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態の複合機の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態の複合機の画像の読み取りに関連する部分のブロック図である。
【図３】実施の形態の複合機における、ラインイメージセンサの出力信号を示す図である。
【図４】実施の形態の複合機における、ランプチェックのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。この実施の形態では、ファクシミリ機能、スキャナ機能、プリンタ機能、コピー機能を一つの装置にまとめた複合機１に、この発明を適用している。
【００１９】
図１は、複合機１の構成の概略を示すブロック図である。２は、ＣＰＵ(Central Processing
Unit)である。ＣＰＵ２は、複合機１全体を制御すると共に、後述するランプチェックの演算処理をする。３は、ＮＣＵ(Network Control Unit)であり、呼び出し信号を検出したとき、又はファクシミリを送信するときに、複合機１を公衆電話回線網に接続し、通信が終了すれば公衆電話回線網との接続を解除する。
【００２０】
４は、ＭＯＤＥＭ（Modulator-Demodulator）である。ＭＯＤＥＭ４は、データ列を音声帯域信号に変調し、受信した音声帯域信号をデータ列に復調する。ＭＯＤＥＭ４は、国際電気通信連合（ＩＴＵ）−Ｔの勧告Ｖ．８、Ｖ．２１、Ｖ．１７，Ｖ．２７ter、Ｖ．２９、 Ｖ.３４に準拠して、データ列を変調し、復調する。ＮＣＵ３からの音声帯域信号は信号線４aを介して、ＭＯＤＥＭ４に入力され、ＭＯＤＥＭ４からの音声帯域信号は、信号線４ｂを介してＮＣＵ３に入力される。
【００２１】
５は、ラインイメージセンサであり、この複合機１では、ＣＣＤラインイメージセンサを用いている。ラインイメージセンサとしては、密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）を用いることもできる。６は、画像信号処理回路であり、ラインイメージセンサからの画像信号を処理して、最終的に２値の画像データを出力する。
【００２２】
スキャナ機構制御回路７には、図示しない原稿センサが接続される。また、スキャナ機構制御回路７は、原稿を搬送するためのステッピングモータ（図示せず）を駆動する。スキャナ機構制御回路７には、インバータ８を介して、冷陰極管９が光源として接続されている。ラインイメージセンサ５、画像信号処理回路６、スキャナ機構制御回路７、インバータ８及び冷陰極管９はスキャナ部Ｓを構成している。スキャナ部Ｓの詳細は後述する。
【００２３】
ＣＯＤＥＣ（Coder and Decoder）１０は、２値画像データを、圧縮・伸張するデバイスであり、２値画像データ（ビットマップ）を、ＭＨ（Modified Huffman）,ＭＲ(Modified
READ(Relative Element Address Designate))，ＭＭＲ（Modified  ＭＲ）又はＪＢＩＧ（Joint Binary Image Group）方式で圧縮する。また、これらの方式で圧縮された画像データを、 ビットマップの２値画像データに伸張する。
【００２４】
操作パネル１１は、図示しないキー操作部と液晶表示器とから構成されている。キー操作部には、テンキー、スタートキー、ストップキー、ワンタッチダイヤルキー等が配置される。液晶表示器は、複合機１の状態、特にエラーメッセージ等を表示する。液晶表示器はタッチパネルとして、キーの一部を配置してもよい。
【００２５】
ＲＯＭ１２には、ＣＰＵ２が実行するブートプログラム、オペレーティングシステム（Operating
System:ＯＳ）のプログラム、各種プログラムが格納されている。一方、スタティック・ランダムアクセスメモリ（Static
Random Access Memory:ＳＲＡＭ）１３には、ユーザのデータ、例えばワンタッチダイヤルキーに対応して登録された、相手先の電話番号、名称、メールアドレス等が記憶される。ＳＲＡＭ１３は、図示しない電池によりバックアップされており、電源オフ時や停電時に、記憶されたユーザデータが消えるのを防止している。
【００２６】
メモリコントローラ１４には、シンクロナス・ダイナミック・ランダムアクセスメモリ (Synchronous
Dynamic RAM:ＳＤＲＡＭ)１５が接続されている。ＳＤＲＡＭ１５は、上述のＯＳや各種プログラムが展開されると共に、圧縮された画像データが格納される。メモリコントローラ１４は、ＣＰＵ２かの命令に基づきＳＤＲＡＭへのプログラムや画像データの書き込み、ＳＤＲＡＭからのプログラムや画像データの読み出しを制御する。なお、このＳＤＲＡＭ１５に代えて、ダブルデータレート(Double Data Rate  :ＤＤＲ)ＳＤＲＡＭを採用してもよい。
【００２７】
プリンタ１６は、ファクシミリで受信した画像や、ラインイメージセンサ５で読み取った画像を用紙に記録する。プリンタ１６としては、電子写真方式や、インクジェット方式が採用できるが、発明の要旨ではないので、詳細は省略する。
【００２８】
ＬＡＮ  Ｉ／Ｆ（Local Area Network Interface）１７は、複合機１をＬＡＮに接続しており、図示しないＬＡＮ上のクライエント端末（パーソナルコンピュータ）から、スキャンの指示を受けて、画像データをクライエント端末に送信できる。また、複合機１は、クライエント端末から受信したページ記述言語に基づいて、画像データをプリンタ１６よりプリントすることができる。
【００２９】
上述の、ＮＣＵ３、ＭＯＤＥＭ４、画像信号処理回路６、スキャナ機構制御回路７、ＣＯＤＥＣ１０、操作パネル１１、ＲＯＭ１２、ＳＲＡＭ１３、メモリコントローラ１４、プリンタ１６及びＬＡＮ  Ｉ／Ｆ１７は、ＣＰＵ２のバス２ａにそれぞれ接続されている。
【００３０】
次に、スキャナ部Ｓの詳細について、図２を参照しながら説明する。以下の例では、スキャナ部Ｓが、原稿を副走査方向に搬送しながら、原稿を読み取る自動原稿給送装置（Auto Document Feeder:ＡＤＦ）という前提で説明する。もちろん、原稿をプラテンガラス上に静止させて読み取るスキャナ、いわゆるフラットベッドスキャナ(Flat Bed Scanner  :FBS
)についても、この発明を適用できる。
【００３１】
冷陰極管９からの光Ｌは、白色基準板（シェーディングプレート）１８に向けて照射される。白色基準板１８からの反射光は、レンズ１９を通してラインイメージセンサ５に入射する。レンズ１９は、図面では単レンズとして示しているが、実際には、複数のレンズを組み合わせて構成されている。原稿Ｄを読み取るときには、この白色基準板１８上を副走査方向（図２紙面下方向）に搬送する。原稿Ｄ上の画像は、レンズ１９によりラインイメージセンサ５上に結像される。
【００３２】
ラインイメージセンサ５からのアナログ画像信号は、アナログフロントエンド（Analog Front End
: ＡＦＥ）２０に入力され、１画素ごとにサンプルホールドされた後、増幅される。増幅されたアナログ画像信号は、アナログ/デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２１に入力され、デジタル画像信号に変換される。この例では、８ビット即ち２５６階調としている。デジタル信号の値は０から２５５までの間のいずれかの値を取るが、以下、黒を０、白を２５５であるものとして説明を進める。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換器２１から出力されたデジタル画像信号は、シェーディング補正回路２２でシェーディング補正される。シェーディング補正は、狭義にはレンズの周縁部で光量が落ちるの（cos４乗則）を電気的に補正することだが、広義には、光源の主走査方向（図２では紙面垂直方向）の光量むら、ラインイメージセンサの各画素の感度むら等の補正も含む。
【００３４】
シェーディング補正では、冷陰極管９を消灯したときのラインイメージセンサ５の出力（以下黒レベルという）、冷陰極管９を点灯し白色基準板１８を読み取ったときのラインイメージセンサ５の出力（以下白レベルという）を記憶するメモリが必要となる。このメモリが、シェーディング補正メモリ２３である。シェーディング補正回路２３は、冷陰極管９を消灯したときのラインイメージセンサ５の出力信号のピーク値を抽出したり、平均値を算出したりする機能を有している。同様に、冷陰極管９を点灯した状態で白色基準板１８を読み取ったときのラインイメージセンサの出力信号のピーク値を抽出したり、平均値を算出したりする機能も有している。
【００３５】
さらに、シェーディング補正回路２２は、冷陰極管９を消灯したときのラインイメージセンサ５の出力信号のピーク値または平均値に所定の値を加算して閾値Ｔｈを得る機能を有している。冷陰極管９を点灯した状態で白色基準板１８を読み取ったときのラインイメージセンサの出力信号のピーク値または平均値を、閾値Ｔｈと比較する機能を有している。比較結果は、ＣＰＵ２の図示しないポートに入力される。なお、以下の説明では、平均値を用いて説明する。
【００３６】
シェーディング補正回路２２からのデジタル画像信号は、さらにガンマ補正回路２４に入力される。ガンマ補正は、ラインイメージセンサで読み取った画像を、人間の目で見て自然な画像と見えるよう階調を補正することである。このようなガンマ補正を、ガンマ補正回路２４ではルックアップテーブルで実現している。
【００３７】
ガンマ補正回路２４出力されたデジタル画像信号は、単純２値化回路２５、誤差拡散回路２６に並列的に入力される。単純２値化回路２５は、デジタル画像信号の値が固定した閾値以上なら白（１）、閾値未満なら黒（０）と、白黒２値の画像データを生成する。誤差拡散回路２６では、擬似中間調画像処理が行われ、出力される画像データとしては２値であるが、中間調を反映した２値画像データが出力される。
【００３８】
セレクタ２７は、単純２値化回路２５の出力信号又は誤差拡散回路２６の出力信号のいずれかを選択する。セレクタ２７は、原稿が文字画像の場合には、単純２値化回路２５の出力を選択し、原稿が写真など中間階調を有する画像の場合には、誤差拡散回路２６の出力信号を選択する。セレクタ２７から出力されるデジタル画像信号は、１若しくは０のビット列なので、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器２８で、ＣＰＵ２のバス２aのバス幅に適合する１ワード（例えば８ビット、１６ビット、３２ビットなど）のデータに変換される。図１との関係を補足すると、ＡＦＥ２０、Ａ／Ｄ変換器２１、シェーディング補正回路２２、シェーディング補正メモリ２３、ガンマ補正回路２４、単純２値化回路２５、誤差拡散回路２６、セレクタ２７、Ｓ／Ｐ変換器２８が、画像処理回路６を構成する。
【００３９】
次に、この複合機１のランプチェックについて図３及び図４を参照しながら説明する。複合機１の電源が投入されると、イニシャライズが実行され、まずＣＰＵ２がリセットされる（ステップ（以下ＳＴという）１）。その後、ＣＰＵ２は、ＲＯＭ３にアクセスしてブートプログラムを実行し、ＯＳ及び各種プログラムをＳＤＲＡＭ１５上に展開する。
【００４０】
ＳＴ２では、冷陰極管９消灯状態での黒レベル（図３中Ｂ）が取り込まれる。すなわちラインイメージセンサ５の出力信号が取り込まれ、Ａ／Ｄ変換器２１でデジタル信号に変換された後、シェーディング補正回路２２に入力される。シェーディング補正回路２２では、黒レベルＢの平均値Ｂａｖｅを算出し、Ｂａｖｅの値を記憶する。ここで平均値は、全画素についてとってもよいが、演算の回路規模を大きくなるので、一部の画素についてのみ平均値を算出してもよい。
【００４１】
黒レベルＢは、理論的には０となるはずであるが、実際には暗電流などがあるため、図３に示すようにある程度の値を有している。ＳＴ３では、黒レベルの平均値Ｂａｖｅに所定の値、ここでは１０を加算して閾値Ｔｈとする。ＳＴ４では、インバータ８をＯＮにし、冷陰極管９を点灯する。
【００４２】
冷陰極管９の光量が安定した後、白レベル（図３中Ｗ）が取り込まれる（ＳＴ５）。先と同様、ラインイメージセンサ５の出力信号が取り込まれ、Ａ／Ｄ変換器２１でデジタル信号に変換された後、シェーディング補正回路２２に入力される。シェーディング補正回路２２では、白レベルの平均値Ｗａｖｅを算出する。平均値の算出の方法は、Ｂａｖｅの場合と同様である。
【００４３】
シェーディング補正回路２２は、ＷａｖｅとＴｈとを比較し、ＷａｖｅがＴｈ未満の場合には、ランプエラー信号ＬｅをＣＰＵ２に出力する（ＳＴ６）。ＣＰＵ２はランプエラー信号Ｌｅを受信すると、ランプを交換する旨のメッセージを、操作パネル１１の表示器に表示する（ＳＴ７）。
【００４４】
ＳＴ６で、ＷａｖｅがＴｈ以上のときは、冷陰極管９は正常として、再度黒レベルＢと白レベルＷが取り込まれ、シェーディング補正メモリ２３に格納される。原稿読み取り時には、シェーディング補正メモリ２３に格納された黒レベルＢと白レベルＷに基づいて、各画素のデジタルイメージ信号がシェーディング補正される。
【００４５】
上記実施の形態の複合機１では、白黒の原稿の読み取りについて説明したが、この発明はカラーの読み取りについても同様に適用できる。デジタル画像信号の階調も２５６階調に限定されず、１２８、５１２、１０２４等適宜変更可能である。また、この実施の形態の複合機１は、表示器にランプチェックエラーを表示しているが、ＬＥＤの点灯や、音声による報知など適宜設計を変更できる。
【００４６】
また、上記実施の形態の複合機１では、シェーディング補正回路２２で平均値の算出、閾値Ｔｈの設定、ランプチェックの判定を行っているが、ＣＰＵ２により、これらの処理を行わせても良い。すなわち、ＣＰＵ２が、シェーディング補正メモリ２３にアクセスして黒レベルＢと白レベルＷのデータを取り込み、平均値Ｂａｖｅ、Ｗａｖｅを演算し、閾値Ｔｈを決定して、Ｗａｖｅと閾値Ｔｈを比較する。
【符号の説明】
【００４７】
１    複合機
２    ＣＰＵ
３    ＮＣＵ
４    ＭＯＤＥＭ
５    ラインイメージセンサ
６    画像信号処理回路
７    スキャナ機構制御回路
８    インバータ
９    冷陰極管
１０  ＣＯＤＥＣ
１１  操作パネル
１２  ＲＯＭ
１３  ＳＲＡＭ
１４  メモリコントローラ
１５  ＳＤＲＡＭ
１６  プリンタ
１７  ＬＡＮ Ｉ／Ｆ
１８  白色基準板
１９  レンズ
２０  ＡＦＥ
２１  Ａ／Ｄ変換器
２２  シェーディング補正回路
２３  シェーディング補正メモリ
２４  ガンマ補正回路
Ｓ    スキャナ部
Ｄ    原稿
Ｂ    黒レベル
Ｗ    白レベル
Ｔｈ    閾値
Ｂａｖｅ    黒レベル平均値
Ｗａｖｅ    白レベル平均値
【図１】
2010251992.tif 000003
【図２】
2010251992.tif 000004
【図３】
2010251992.tif 000005
【図４】
2010251992.tif 000006