(57)【要約】【課題】原稿読み取り時の機体差及び耐久による初期との読み取り値変動を低減する。【解決手段】画像読み取り装置１００は、原稿からの反射光を色分離する色分離手段（カラーフィルタ１２６−１）と、色分離手段で複数の色成分に分離した反射光を受光する光電変換手段（ＣＣＤラインセンサ１２６）とを備え、光電変換手段にて色成分ごとの電気信号を生成する。そして、色分離手段の分光感度特性は、光源の分光感度特性に応じて、連続する所定の波長域の感度が低減している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿からの反射光を色分離する色分離手段と、
前記色分離手段で複数の色成分に分離した反射光を受光する光電変換手段とを備え、
前記光電変換手段にて色成分ごとの電気信号を生成する画像読み取り装置において、
前記色分離手段の分光感度特性は、光源の分光感度特性に応じて、連続する所定の波長域の感度が低減していることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記所定の波長域は、４８０ｎｍ近傍であ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】
前記色分離手段として、帯域除去機能を有するカラーフィルタを用い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】
原稿の表面画像を読み取る第１の読み取り手段と、
前記原稿の裏面画像を読み取る第２の読み取り手段と、
前記第１及び第２の読み取り手段に設けられ、その分光感度特性が、光源の分光感度特性に応じて、連続する所定の波長域の感度が低減している第１、第２の色分離手段とを備え、
前記第１の色分離手段と第２の色分離手段とで、分光感度を低減させる波長域に差を設けることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項５】
原稿からの反射光を色分離する色分離手段と、
前記色分離手段で複数の色成分に分離した反射光を受光する光電変換手段とを備え、
前記光電変換手段にて色成分ごとの電気信号を生成する画像読み取り装置の制御方法において、
前記色分離手段の分光感度特性を、光源の分光感度特性に応じて、連続する所定の波長域の感度が低減するように制御することを特徴とする画像読み取り装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載されるスキャナ等の画像読み取り装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリ装置やディジタル複写機では、多数の光電変換素子をライン状に並べたラインセンサにより、原稿からの反射光像を電気信号に変換して原稿の読み取りを行う。
【０００３】
また、カラーディジタル複写機では、赤、緑及び青の光成分をそれぞれ通過するＲＧＢの３色のカラーフィルタを設け、この３色のフィルタからの透過光を３つのラインセンサで受け、光電変換行うことにより、ＲＧＢの輝度信号を得る。
【０００４】
ところで、カラーフィルタは、例えば、図９に示すような分光感度特性を有しており、波長ごとの感度は均一ではなく、また、ＲＧＢ各色での感度も均一ではない。さらに、原稿を照射する光源（白色キセノンランプ）は、例えば、図１０に示すような分光感度特性を有しており、各波長でピークを持ち、また、初期と耐久劣化時では分光感度特性が異なっている。
【０００５】
特に、青の波長帯（４００ｎｍ〜５２５ｎｍ）においては、分光感度特性に大きな変化が生じている。これは、青の波長帯の光を放射する蛍光剤が耐久による顕著な劣化特性を有しているためである。
【０００６】
従って、画像読み取り装置全体としての分光感度特性は、例えば、図１１のようになる。ただし、図１１ではＲＧＢ各色の波長帯でのピーク値で正規化した後の特性を示している。白色キセノンランプの蛍光剤の劣化による分光感度特性の変化は、トータルとしての分光感度特性にも大きな変化を及ぼす。
【０００７】
このように、画像読み取り装置の各構成要素、例えば、光源、カラーフィルタ等の分光感度特性は製造時のばらつきや耐久により変動し、読み取り値に多大な影響を与えるのである。
【０００８】
こういった課題に対し、例えば、特許文献１には、以下の技術が提案されている。
【０００９】
カラーフィルタの透過率を、例えば、光源やラインセンサ等の他の光学系の分光特性に応じて所定の割合で異ならせることで、光源やラインセンサ等の他の光学系の分光特性の不均一さを低減する。
【００１０】
また、カラーフィルタの分光特性を任意に調整するために、屈折率の異なる少なくとも２種以上の膜からなる多層膜を形成する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−１１０７６７号公報
【特許文献２】特開２０００−１８０６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、画像読み取り装置全体の分光感度特性の初期における偏り、耐久による変動は読み取り特性に多大な影響を与え、機体差あるいは耐久による読み取り値の変動という問題点がある。
【００１２】
しかし、上記特許文献１で開示されている技術は、カラーフィルタの透過率をＲＧＢ各色で上下させるものであり、シェーディング補正と同等の効果しか得られない。
【００１３】
また、上記特許文献２で開示されている技術において、任意の分光特性を得るためには膜厚の微調整や多層化の必要があり、安価で安易に製造できるものではなかった。
【００１４】
本発明の目的は、光源やラインセンサ、レンズ、ミラー等の各構成要素の分光感度特性の機体差及び耐久による初期との読み取り値の変動を低減することができる画像読み取り装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像読み取り装置は、原稿からの反射光を色分離する色分離手段と、前記色分離手段で複数の色成分に分離した反射光を受光する光電変換手段とを備え、前記光電変換手段にて色成分ごとの電気信号を生成する画像読み取り装置において、前記色分離手段の分光感度特性は、光源の分光感度特性に応じて、連続する所定の波長域の感度が低減していることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の画像読み取り装置は、原稿の表面画像を読み取る第１の読み取り手段と、前記原稿の裏面画像を読み取る第２の読み取り手段と、前記第１及び第２の読み取り手段に設けられ、その分光感度特性が、光源の分光感度特性に応じて、連続する所定の波長域の感度が低減している第１、第２の色分離手段とを備え、前記第１の色分離手段と第２の色分離手段とで、分光感度を低減させる波長域に差を設けることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の画像読み取り装置の制御方法は、原稿からの反射光を色分離する色分離手段と、前記色分離手段で複数の色成分に分離した反射光を受光する光電変換手段とを備え、前記光電変換手段にて色成分ごとの電気信号を生成する画像読み取り装置の制御方法において、前記色分離手段の分光感度特性を、光源の分光感度特性に応じて、連続する所定の波長域の感度が低減するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の画像読み取り装置は、原稿からの反射光を色分離する色分離手段と、色分離手段で複数の色成分に分離した反射光を受光する光電変換手段とを備え、光電変換手段にて色成分ごとの電気信号を生成する。そして、色分離手段の分光感度特性は、光源の分光感度特性に応じて、連続する所定の波長域の感度が低減している。
【００１９】
このような色分離手段の特性とすることで、光源やラインセンサ、レンズ、ミラー等の各構成要素の分光感度特性の機体差及び耐久による初期との読み取り値の変動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像読み取り装置の構成図である。また、図２は、図１の画像読み取り装置によって実行される両面原稿読み取り処理の手順を示すフローチャートである。
【００２２】
以下、その構成を図２の動作と併せて説明する。
【００２３】
図１において、画像読み取り装置１００は、自動原稿給送装置Ａと読み取り装置本体Ｂで構成される。
【００２４】
自動原稿給送装置Ａにおいて、原稿トレイ１０１は原稿１０２を積載する。原稿トレイ１０１の上方には、給紙ローラ１０３が設けられている。給紙ローラ１０３は、分離搬送ローラ１０４と同一駆動源に接続され、その回転に連れて回転し、原稿１０２を給紙する（ステップＳ２０１）。
【００２５】
給紙ローラ１０３は、通常、ホームポジションである上方の位置に退避しており、原稿１０２のセット作業を阻害しないようになっている。給紙動作が開始されると、給紙ローラ１０３は下降して原稿１０２の上面に当接する。給紙ローラ１０３は、図示しないアームに軸支されているので、アームが揺動することにより上下に移動する。
【００２６】
分離搬送従動ローラ１０５は、分離搬送ローラ１０４の対向側に配置されており、分離搬送ローラ１０４側に押圧されている。分離搬送従動ローラ１０５は、分離搬送ローラ１０４より僅かに摩擦が少ないゴム材等から形成されており、分離搬送ローラ１０４と協働して、給紙ローラ１０３によって給紙される原稿１０２を１枚ずつ捌いて給紙する。
【００２７】
レジストローラ１０６及びレジスト従動ローラ１０７は、分離部で給紙された原稿１０２の先端を揃えるものであり、静止したレジストローラ対のニップ部に向けて分離した原稿１０２の先端を突き当て、原稿１０２にループを生じさせてその先端を揃える。
【００２８】
そして、リードローラ１０８及びリード従動ローラ１０９は、原稿１０２を流し読みガラス１１６に向けて搬送する。流し読みガラス１１６の対向側には、プラテンローラ１１０が配置されている。
【００２９】
この際、流し読みガラス１１６上（第一の画像読み取り部）を通過する原稿１０２の表面の画像情報をＣＣＤラインセンサ１２６にて読み取る（ステップＳ２０２）。ＣＣＤラインセンサ１２６での原稿１０２の表面画像読み取りが終了すると、リード排出ローラ１１１及びリード排出従動ローラ１１２は、原稿１０２をＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）１２８側に搬送する。
【００３０】
ジャンプ台１１５は、流し読みガラス１１６から原稿１０２をすくい上げるためのものである。ＣＩＳ１２８の対向側には、プラテンローラ１２７が配置されている。
【００３１】
流し読みガラス１２９上（第二の画像読み取り部）を通過する原稿１０２の裏面の画像情報をＣＩＳ１２８にて読み取る（ステップＳ２０３）。ＣＩＳ１２８での原稿１０２の裏面画像読み取りが終了すると、排紙ローラ１１３は原稿を排紙トレイ１１４に排出する（ステップＳ２０４）。
【００３２】
読み取り装置本体Ｂは、読み取り原稿面に対して光を照射するランプ１１９、及び原稿１０２からの反射光をレンズ１２５及びＣＣＤラインセンサ１２６に導くミラー１２０、１２１、１２２を有する。ランプ１１９及びミラー１２０は、第１ミラー台１２３に取り付けられている。また、ミラー１２１、１２２は、第２ミラー台１２４に取り付けられている。
【００３３】
第１、第２ミラー台１２３、１２４は、ワイヤ（図示せず）によって駆動モータ（図示せず）と結合され、駆動モータの回転駆動により原稿台ガラス１１８と平行に移動する。原稿１０２からの反射光は、ミラー１２０、１２１、１２２を介してレンズ１２５に導かれ、レンズ１２５によってＣＣＤラインセンサ１２６の受光部に結像される。
【００３４】
ＣＣＤラインセンサ１２６は、結像した反射光を光電変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。ＣＩＳ１２８も同様に原稿１０２からの反射光を受光素子で光電変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。
【００３５】
上記構成を有する読み取り装置本体Ｂでは、原稿１０２を原稿台ガラス１１８上に載置し、第１ミラー台１２３及び第２ミラー台１２４を副走査方向（図中右方向）に移動させながら原稿１０２を読み取る原稿固定読み取りモードを有する。
【００３６】
また、第１ミラー台１２３及び第２ミラー台１２４を停止させた状態で、自動原稿給送装置Ａによって原稿１０２を搬送させながら、流し読みガラス１１６の位置で原稿を読み取るモード（流し読みモード）を有する。
【００３７】
上記２つのモードで原稿１０２を読み取ることができる。流し読みモードでは、流し読みガラス１２９を介してＣＩＳ１２８により原稿１０２の裏面の画像情報を読み取ることもできる。
【００３８】
画像読み取り装置のうち、読み取り濃度特性に起因する項目としては、
（１）光源の分光特性
（２）ＣＣＤラインセンサの分光感度特性
（３）ＣＣＤラインセンサのカラーフィルタの分光感度特性
（４）レンズの分光透過率
（５）ミラーの分光反射率
等が挙げられる。
【００３９】
これらの分光特性の掛け算に、さらに読み取る色の分光特性を掛けたものをＲＧＢ各波長帯で積分した値が読み取り値としてＣＣＤラインセンサ１２６あるいはＣＩＳ１２８に受光される。
【００４０】
このように受光された画像データは、例えば図３に示す回路で処理される。
【００４１】
図３は、図１における読み取り装置本体の回路ブロック図である。
【００４２】
読み取り装置本体Ｂは、ＣＣＤラインセンサ１２６を駆動制御するためのＣＣＤ駆動回路３０１、ＣＣＤラインセンサ１２６から出力されるアナログデータをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部３０２を備える。尚、ＣＣＤラインセンサ１２６は、色分離手段としてのカラーフィルタ１２６−１を有する。同様にＣＩＳ１２８もカラーフィルタを有する。
【００４３】
また、Ａ／Ｄ変換部３０２からの出力信号に対してシェーディング補正を含む画像処理を行う画像処理ＡＳＩＣ３０３、画像データの一時保存用のＳＤＲＡＭ３０４を備えている。画像処理ＡＳＩＣ３０３において、シェーディング補正を含む画像処理を行った画像データは、図示しない画像形成装置に送られる。
【００４４】
ここで、ＣＣＤラインセンサ１２６及びＣＩＳ１２８のそれぞれから出力される画像データの画素毎のばらつきを補正するシェーディング補正について説明する。
【００４５】
まず、自動原稿給送装置Ａによりシェーディング白板を給送し、ランプ１１９を点灯させて流し読みガラス１１６上に存在するシェーディング白板を照射し、ＣＣＤラインセンサ１２６により読み取ることでシェーディングデータを得る。
【００４６】
次に、シェーディング白板をＣＩＳ１２８に内蔵されている光源により照射してＣＩＳ１２８により読み取ることで、同様にシェーディングデータを取得する。このようにして得られたＣＣＤラインセンサ１２６及びＣＩＳ１２８のシェーディングデータの各画素値が任意の目標値（例えば、輝度値で２４５）になるようにゲイン値を画素毎に調整する。このゲイン調整値をシェーディング補正データとして記憶しておく。
【００４７】
続いて、ＣＣＤラインセンサ１２６とＣＩＳ１２８それぞれのランプを消灯した状態で、各々のセンサから出力されるデータの各画素値（黒オフセット値）が任意の目標値（例えば、輝度値で５）になるように画素ごとにオフセット調整する。この調整値をオフセット調整値として記憶しておく。
【００４８】
そして、画像処理ＡＳＩＣ３０３において、原稿１０２の画像を読み取り、ＣＣＤラインセンサ１２６から出力される画像データに対して、記憶されているシェーディング補正データ及びオフセット調整値に基づいて画素ごとにゲイン調整及びオフセット調整する。このようにしてシェーディング補正が行われる。
【００４９】
このように、原稿１０２の表面画像を読み取るＣＣＤラインセンサ１２６及び原稿の裏面画像を読み取るＣＩＳ１２８の各々から出力される画像データに対して、上記シェーディング補正が行われる。
【００５０】
しかしながら、画像読み取り装置（読み取り装置本体Ｂ）の各構成要素、つまり、ランプやガラス、レンズやミラー等には製造ばらつきが存在する。
【００５１】
さらに、原稿表裏画像読み取りに用いる光学系を異なるものにした場合、シェーディング補正を行っても主走査方向での読み取り特性差は存在し、さらに表裏画像読み取り装置間での読み取り特性差は顕著に表れる。
【００５２】
従って、上記のようにシェーディング補正を行っても、主走査方向での読み取り特性及び表裏画像読み取り装置間での読み取り特性は異なることになる。
【００５３】
また、シェーディング補正においては、オフセットやゲインを調整することで画素毎の読み取りばらつきは低減できるが、機体による読み取りばらつきや初期と耐久劣化による読み取りばらつきは低減できない。
【００５４】
そこで、本実施の形態では、耐久による劣化での読み取りばらつきを低減する技術について述べる。
【００５５】
図１１に示すように、画像読み取り装置の全体としての分光感度特性は、特に青（Ｂ）の波長帯において、初期と耐久とで大きく異なる。この分光特性の相違は、読み取り特性に大きく影響する。
【００５６】
図４はグレー及び青色のパッチの所定領域を読み取った場合の読み取り輝度の平均値であって、初期及び耐久による変動を示している。青色のパッチの読み取り輝度のうち、Ｂの値が耐久前後で変動していることが分かる。しかし、グレーのパッチ読み取り輝度は耐久前後でそれほど変動はない。
【００５７】
その理由は、色の分光特性にある。図５に示すように、グレーは青に比べ、ＲＧＢ各波長帯でほぼ均等な分光特性を持っており、キセノンランプの分光特性が耐久前後で変動したとしても、分光特性の各波長帯における積分値は耐久前後でほぼ同等となるのである。
【００５８】
一方、青はＢの波長帯に感度を強く持ち、Ｇ及びＲの波長帯にはほとんど感度を持っていない。従って、青のＢからＧに切り替わる波長域にキセノンランプの分光特性のピークが一部存在するために、分光特性の各波長帯における耐久前後で積分値に差異が生じ、結果して、読み取り輝度が変動するのである。
【００５９】
上記のように、画像読み取り装置の分光特性は、読み取り値に大きく影響し、その影響を緩和しないと、機体ごとに、あるいは、耐久によって読み取り値が変化してしまうことになる。
【００６０】
そこで、本実施の形態における読み取り値変動の緩和に際して、ＣＣＤラインセンサ１２６あるいはＣＩＳ１２８に着目した。ＣＣＤラインセンサ１２６あるいはＣＩＳ１２８は、キセノンランプとは異なり耐久による分光特性の変動が少なく、かつ、ミラーやガラスとは異なりＲＧＢ各波長帯の分光特性の調整が行いやすい。そこで、ＣＣＤラインセンサ１２６あるいはＣＩＳ１２８のカラーフィルタの分光感度特性の所定領域を低減させるようにした。
【００６１】
所定領域とは、例えば、白色キセノンランプであれば、耐久によりピークが変動するＢの波長帯である。また、所定の割合とは、例えば、白色キセノンランプであれば、耐久により読み取り特性に影響が出ない、つまり、耐久前後の読み取り輝度がほぼ同じになる程度の割合を示している。
【００６２】
ここでは、白色キセノンランプの耐久により読み取り特性に与える影響が少ないカラーフィルタの作成技術について述べる。以下で述べる技術は、白色キセノンランプに限らず、レンズやガラス等の製造段階での分光特性の公差や、耐久により分光特性に変化を与える画像読み取り装置の構成要素全てに適用できる。
【００６３】
前述のように、白色キセノンランプの分光特性は、特にＢの波長帯において、耐久劣化が顕著に現れ、画像読み取り装置全体の分光感度特性としては、Ｂの波長帯で２つあるピークの大小関係が耐久前後で反転してしまうために、読み取り値が変動する。
【００６４】
この分光特性のピークの反転現象の影響を緩和するためには、画像読み取り装置全体の分光特性を常に監視しておく。そして、分光特性の変化に伴い、画像読み取り装置全体の初期の分光特性からの変化をキャンセルするように、画像読み取り装置の構成素子の一部の分光感度を変化させる必要がある。
【００６５】
しかし、上記手法では、画像読み取り装置全体としての構成が非常に煩雑であり、かつ、コストも高くなってしまい、現実的なものではない。
【００６６】
そこで、安価に、かつ、シンプルな構成で分光特性のピークの反転現象の影響を緩和する手法として、Ｂの波長帯の２つのピークのうち、１つのピークの波長帯の感度を極力低減させたカラーフィルタを用いる手法を提案する。
【００６７】
図１１より、Ｂの波長帯の２つのピークは４５０ｎｍ付近と４８０ｎｍ付近にあることが分かる。この２つのピークのうち、４５０ｎｍ付近のピークはＢの波長帯の大半を占めており、４８０ｎｍ付近のピークはＢの波長帯の若干しか占めていない。
【００６８】
そこで、色再現性に与える影響の少ない４８０ｎｍ付近の分光感度特性を低減することにする。本手法を採用したカラーフィルタの分光特性の例を図６に示す。
【００６９】
図６に示すような分光感度特性は、所定の波長のエネルギーのみを除去するＢＲＦ（Band Rejection Filter：帯域除去フィルタ）をカラーフィルタの前に設置するか、カラーフィルタの主成分である顔料の調合により実現される。
【００７０】
図７は、図６で示したＢの波長帯の分光感度特性を改善したカラーフィルタを用いた場合の画像読み取り装置全体の分光感度特性を示している。白色キセノンランプの初期と耐久によっても、分光特性に大きな変動がないことが分かる。
【００７１】
図８は、図６で示したＢの波長帯の分光感度特性を改善したカラーフィルタを用いた場合のグレー及び青色のパッチの読み取り輝度の初期及び耐久による変動を示している。
【００７２】
図４と比較すると分かるように、青色パッチの読み取り値が、白色キセノンランプの耐久前後でほぼ同一であることがわかる。つまり、本実施の形態の手法を使用すると、耐久による読み取り値変動の緩和を図ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像読み取り装置の構成図である。
【図２】図１の画像読み取り装置によって実行される両面原稿読み取り処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】図１における読み取り装置本体の回路ブロック図である。
【図４】グレー及び青色パッチの耐久前後の読み取り輝度変動を示す図である。
【図５】グレー及び青色パッチの分光特性を示す図である。
【図６】改善したカラーフィルタの分光感度特性を示す図である。
【図７】改善したカラーフィルタを用いた場合の画像読み取り装置全体の分光感度特性を示す図である。
【図８】改善したカラーフィルタを使用した場合のグレー及び青色パッチの耐久前後の読み取り輝度変動を示す図である。
【図９】カラーフィルタの分光感度特性を示す図である。
【図１０】白色キセノンランプの分光感度特性を示す図である。
【図１１】規格化後の分光感度特性を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１２６  ＣＣＤラインセンサ（光電変換手段）
１２６−１  カラーフィルタ（色分離手段）
１２８  ＣＩＳ（光電変換手段）
【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】
2008154182.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008154182.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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