(57)【要約】【課題】複数の動作モードを有する画像読み取り装置において、各モードに対応する読み取り信号のゲイン設定の精度を向上させる。【解決手段】画像を光学的に読み取るセンサ部３１０と、センサ部３１０の出力信号のサンプルを保持するサンプルホールド回路３３１と、サンプルホールド回路３３１により保持された出力信号をアナログ信号の状態で増幅するアナログ増幅器３３２と、アナログ増幅器３３２により増幅された出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３３３と、Ａ／Ｄ変換器３３３によりデジタル信号に変換された出力信号を増幅するデジタル増幅器３３４と、デジタル増幅器３３４により増幅された出力信号に対して画像処理を行う画像処理手段と、を備える。【選択図】図５
2012104954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を光学的に読み取る画像読み取り手段と、
前記画像読み取り手段の出力信号のサンプルを保持するサンプル保持手段と、
前記サンプル保持手段により保持された前記出力信号をアナログ信号の状態で増幅するアナログ増幅手段と、
前記アナログ増幅手段により増幅された前記出力信号をデジタル信号に変換する変換手段と、
前記変換手段によりデジタル信号に変換された前記出力信号を増幅するデジタル増幅手段と、
前記デジタル増幅手段により増幅された前記出力信号に対して画像処理を行う画像処理手段と、
を備えることを特徴とする、画像読み取り装置。
【請求項２】
前記アナログ増幅手段の増幅値は、予め行われたゲイン調整で特定された値に固定され、
前記デジタル増幅手段の増幅値は、前記画像読み取り手段の動作設定に応じて、当該動作設定ごとに予め定められた値に設定されることを特徴とする、請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記デジタル増幅手段は、前記画像読み取り手段の動作設定のうち基準として定められた特定の動作設定に対して設定された増幅値に、当該動作設定ごとに決定された特定の値であるゲイン比率を乗算することにより、実行される当該動作設定に対する増幅値を算出し、設定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記ゲイン比率は、前記画像読み取り手段の対応する動作設定における読み取り速度および読み取り時の光量設定に基づいて算出されることを特徴とする、請求項３に記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
画像を光学的に読み取る画像読み取り手段と、
前記画像読み取り手段の出力信号のサンプルを保持するサンプル保持手段と、
前記サンプル保持手段により保持された前記出力信号をアナログ信号の状態で増幅するアナログ増幅手段と、
前記アナログ増幅手段により増幅された前記出力信号をデジタル信号に変換する変換手段と、
前記変換手段によりデジタル信号に変換された前記出力信号を増幅するデジタル増幅手段と、
前記デジタル増幅手段により増幅された前記出力信号に対して画像処理を行う画像処理手段と、
前記画像読み取り手段により読み取り、前記アナログ増幅手段により増幅し、前記変換手段によりデジタル信号に変換し、前記デジタル増幅手段により増幅した画像を、画像形成材にて媒体上に形成する画像形成手段と、
を備えることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項６】
前記アナログ増幅手段の増幅値は、予め行われたゲイン調整で特定された値に固定され、
前記デジタル増幅手段の増幅値は、前記画像読み取り手段の動作設定に応じて、当該動作設定ごとに予め定められた値に設定されることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記デジタル増幅手段は、前記画像読み取り手段の動作設定のうち基準として定められた特定の動作設定に対して設定された増幅値に、当該動作設定ごとに決定された特定の値であるゲイン比率を乗算することにより、実行される当該動作設定に対する増幅値を算出し、設定することを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ゲイン比率は、前記画像読み取り手段の対応する動作設定における読み取り速度および読み取り時の光量設定に基づいて算出されることを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読み取り装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、カラーモードおよびモノクロモードの両方モードで原稿を読み取る画像読取装置がある（例えば、特許文献１参照）。この画像読取装置は、電源投入時に、ＣＣＤセンサから出力される信号を増幅する増幅器のゲイン調整を、モノクロモード、カラーモードの両方について行う。そして、それぞれのゲイン設定値を記憶部に保存しておく。そして、モノクロモードの場合は、記憶部からモノクロ用ゲイン設定値を読み出し、このモノクロ用ゲイン設定値を増幅器に対して設定する。また、カラーモードの場合は、記憶部からカラー用ゲイン設定値を読み出し、このカラー用ゲイン設定値を増幅器に対して設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、複数の動作モードを有する画像読み取り装置において、各モードに対応する読み取り信号のゲイン設定の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、
画像を光学的に読み取る画像読み取り手段と、
前記画像読み取り手段の出力信号のサンプルを保持するサンプル保持手段と、
前記サンプル保持手段により保持された前記出力信号をアナログ信号の状態で増幅するアナログ増幅手段と、
前記アナログ増幅手段により増幅された前記出力信号をデジタル信号に変換する変換手段と、
前記変換手段によりデジタル信号に変換された前記出力信号を増幅するデジタル増幅手段と、
前記デジタル増幅手段により増幅された前記出力信号に対して画像処理を行う画像処理手段と、
を備えることを特徴とする、画像読み取り装置である。
請求項２に記載の発明は、
前記アナログ増幅手段の増幅値は、予め行われたゲイン調整で特定された値に固定され、
前記デジタル増幅手段の増幅値は、前記画像読み取り手段の動作設定に応じて、当該動作設定ごとに予め定められた値に設定されることを特徴とする、請求項１に記載の画像読み取り装置である。
請求項３に記載の発明は、
前記デジタル増幅手段は、前記画像読み取り手段の動作設定のうち基準として定められた特定の動作設定に対して設定された増幅値に、当該動作設定ごとに決定された特定の値であるゲイン比率を乗算することにより、実行される当該動作設定に対する増幅値を算出し、設定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の画像読み取り装置である。
請求項４に記載の発明は、
前記ゲイン比率は、前記画像読み取り手段の対応する動作設定における読み取り速度および読み取り時の光量設定に基づいて算出されることを特徴とする、請求項３に記載の画像読み取り装置である。
請求項５に記載の発明は、
画像を光学的に読み取る画像読み取り手段と、
前記画像読み取り手段の出力信号のサンプルを保持するサンプル保持手段と、
前記サンプル保持手段により保持された前記出力信号をアナログ信号の状態で増幅するアナログ増幅手段と、
前記アナログ増幅手段により増幅された前記出力信号をデジタル信号に変換する変換手段と、
前記変換手段によりデジタル信号に変換された前記出力信号を増幅するデジタル増幅手段と、
前記デジタル増幅手段により増幅された前記出力信号に対して画像処理を行う画像処理手段と、
前記画像読み取り手段により読み取り、前記アナログ増幅手段により増幅し、前記変換手段によりデジタル信号に変換し、前記デジタル増幅手段により増幅した画像を、画像形成材にて媒体上に形成する画像形成手段と、
を備えることを特徴とする、画像形成装置である。
請求項６に記載の発明は、
前記アナログ増幅手段の増幅値は、予め行われたゲイン調整で特定された値に固定され、
前記デジタル増幅手段の増幅値は、前記画像読み取り手段の動作設定に応じて、当該動作設定ごとに予め定められた値に設定されることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置である。
請求項７に記載の発明は、
前記デジタル増幅手段は、前記画像読み取り手段の動作設定のうち基準として定められた特定の動作設定に対して設定された増幅値に、当該動作設定ごとに決定された特定の値であるゲイン比率を乗算することにより、実行される当該動作設定に対する増幅値を算出し、設定することを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の画像形成装置である。
請求項８に記載の発明は、
前記ゲイン比率は、前記画像読み取り手段の対応する動作設定における読み取り速度および読み取り時の光量設定に基づいて算出されることを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、アナログ増幅手段およびデジタル増幅手段を組み合わせて用いることにより、出力信号の増幅における設定精度を向上させることができる。
請求項２の発明によれば、出力信号の増幅値の調整をデジタル増幅手段で行うことにより、出力信号の増幅における設定精度をさらに向上させることができる。
請求項３の発明によれば、デジタル増幅手段による出力信号の増幅値の調整を計算により短時間で行うことができる。
請求項４の発明によれば、デジタル増幅手段による出力信号の増幅値の調整を、画像読み取り装置の動作設定に適合させることができる。
請求項５の発明によれば、画像読み取り装置が搭載された画像形成装置において、アナログ増幅手段およびデジタル増幅手段を組み合わせて用いることにより、出力信号の増幅における設定精度を向上させることができる。
請求項６の発明によれば、画像読み取り装置が搭載された画像形成装置において、出力信号の増幅値の調整をデジタル増幅手段で行うことにより、出力信号の増幅における設定精度をさらに向上させることができる。
請求項７の発明によれば、画像読み取り装置が搭載された画像形成装置において、デジタル増幅手段による出力信号の増幅値の調整を計算により短時間で行うことができる。
請求項８の発明によれば、画像読み取り装置が搭載された画像形成装置において、デジタル増幅手段による出力信号の増幅値の調整を、画像読み取り装置の動作設定に適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の画像読み取り装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態の画像読み取り機構の構成例を示す図である。
【図３】センサ部の構成例を示す図である。
【図４】センサ駆動部の構成例を示す図である。
【図５】前段処理部の構成例を示す図である。
【図６】後段処理部の構成例を示す図である。
【図７】画像読み取り装置の動作モードごとに、ゲイン設定のために必要な情報およびゲイン設定値を示す設定テーブルである。
【図８】画像読み取り装置を備えた画像形成装置の機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜画像読み取り装置＞
図１は、本実施形態の画像読み取り装置１１０の構成例を示す図である。
図示の画像読み取り装置１１０は、積載された原稿束から原稿を順次搬送する原稿送り装置１０、スキャンによって画像を読み込むスキャナ装置７０、読み込まれた画像信号を処理する処理装置２００を備える。
【０００９】
原稿送り装置１０は、複数枚の原稿からなる原稿束が積載される第１原稿積載部１１と、第１原稿積載部１１を上昇および下降させるリフタ１２とを備えている。また、リフタ１２により上昇された第１原稿積載部１１上の原稿を搬送する原稿搬送ロール１３と、原稿搬送ロール１３により搬送された原稿を更に下流側まで搬送するフィードロール１４と、原稿搬送ロール１３により搬送された原稿を１枚ずつ捌くリタードロール１５とを備えている。また、原稿が搬送される原稿搬送路３１には、一枚ずつに捌かれた原稿を下流側のロールまで搬送するテイクアウェイロール１６、原稿を更に下流側のロールまで搬送すると共にループ作成を行うプレレジロール１７が設けられている。
【００１０】
さらに原稿搬送路３１には、一旦停止した後にタイミングを合わせて回転を再開し原稿読み取り部に対してレジストレーション調整を施しながら原稿を供給するレジロール１８が備えられている。また、原稿搬送路３１には、読み込み中の原稿搬送をアシストするプラテンロール１９と、読み込まれた原稿を更に下流に搬送するアウトロール２０が設けられている。さらに、原稿搬送路３１には、搬送される原稿のループ状態に応じて支点を中心として回転するバッフル４１が備えられている。また、プラテンロール１９とアウトロール２０との間には、原稿上の画像を読み取る画像読み取りユニット５０が設けられている。さらにアウトロール２０の原稿の搬送方向下流側には、読み込みが終了した原稿が積載される第２原稿積載部４０が設けられているとともに、この第２原稿積載部４０へ原稿を排出する排出ロール２１が設けられている。
【００１１】
ここで、原稿搬送ロール１３は、待機時にはリフトアップされて退避位置に保持され、原稿搬送時にニップ位置(原稿搬送位置)へ降下して第１原稿積載部１１上の最上位の原稿を搬送する。またフィードロール１４は、原稿搬送ロール１３により搬送が開始された原稿を更に下流側へと搬送する。またプレレジロール１７は、停止しているレジロール１８に原稿先端を突き当ててループを作成する。レジロール１８では、ループ作成時にレジロール１８に噛み込んだ原稿先端をニップ位置まで戻している。このループが形成されると、バッフル４１は支点を中心として開き、原稿のループを妨げることのないように機能する。また、テイクアウェイロール１６およびプレレジロール１７は、読み込み中におけるループを保持している。このループ形成によって、読み込みタイミングの調整が図られ、また、原稿のスキューが抑制される。
【００１２】
一方、スキャナ装置７０は、上述した原稿送り装置１０を装置フレーム７１によって支え、また、原稿送り装置１０によって搬送される原稿の画像読み取りを行っている。このスキャナ装置７０は、装置フレーム７１の上部に、画像を読み込むべき原稿が静止させた状態で載せられる第１プラテンガラス７２Ａ、原稿送り装置１０によって搬送中の原稿を読み取るための光の開口部を形成する第２プラテンガラス７２Ｂを有している。なお本実施形態では、画像読み取り装置１１０の奥側に設けられた支点を中心として原稿送り装置１０が回転できるようになっている。そして本実施形態では、原稿送り装置１０をこの支点を中心として上方に回転させることで原稿送り装置１０が上方に移動し、第１プラテンガラス７２Ａの上に原稿がセットできるようになっている。
【００１３】
またスキャナ装置７０は、第２プラテンガラス７２Ｂの下に静止し、および第１プラテンガラス７２Ａの全体に亘ってスキャンして画像を読み込むフルレートキャリッジ７３を備えている。またスキャナ装置７０は、フルレートキャリッジ７３から得られた光を像結合部へ提供するハーフレートキャリッジ７５を備えている。フルレートキャリッジ７３には、原稿に光を照射する照明ランプ７４、原稿から得られた反射光を受光する第１ミラー７６Ａが設けられている。またハーフレートキャリッジ７５には、第１ミラー７６Ａから得られた光を結像部へ提供する第２ミラー７６Ｂおよび第３ミラー７６Ｃが設けられている。またスキャナ装置７０は、第３ミラー７６Ｃから得られた光学像を光学的に縮小する結像用レンズ７７、結像用レンズ７７によって結像された光学像を光電変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ７８を備えている。また、スキャナ装置７０には駆動基板７９が設けられ、ＣＣＤイメージセンサ７８によって得られたアナログ画像信号は駆動基板７９上でデジタル画像信号に変換される。そして、このデジタル信号は処理装置２００に送られる。
【００１４】
ここで、第１プラテンガラス７２Ａに載せられた原稿の画像を読み取る場合には、フルレートキャリッジ７３とハーフレートキャリッジ７５とが、２：１の割合でスキャン方向（矢印方向）に移動する。このとき、フルレートキャリッジ７３の照明ランプ７４の光が原稿の被読み取り面に照射されると共に、その原稿からの反射光が第１ミラー７６Ａ、第２ミラー７６Ｂ、および第３ミラー７６Ｃの順に反射されて結像用レンズ７７に導かれる。結像用レンズ７７に導かれた光は、ＣＣＤイメージセンサ７８の受光面に結像される。ＣＣＤイメージセンサ７８は１次元のセンサであり、１ライン分を同時に処理している。このライン方向（スキャンの主走査方向）の１ラインの読み取りが終了すると、主走査方向とは直交する方向（副走査方向）にフルレートキャリッジ７３は移動し、原稿の次のラインが読み取られる。これを原稿サイズ全体にわたって実行することで、１ページの原稿読み取りが完了する。
【００１５】
また、原稿送り装置１０によって搬送される原稿を読み取る場合には、原稿送り装置１０によって搬送される原稿が第２プラテンガラス７２Ｂの上を通過する。このとき、フルレートキャリッジ７３とハーフレートキャリッジ７５は、図１に示す実線の位置に停止した状態にある。そして、原稿送り装置１０のプラテンロール１９を経た原稿の１ライン目の反射光が、第１ミラー７６Ａ、第２ミラー７６Ｂ、および第３ミラー７６Ｃを経て結像用レンズ７７にて結像され、ＣＣＤイメージセンサ７８によって画像が読み込まれる。
【００１６】
そして、１次元のセンサであるＣＣＤイメージセンサ７８によって主走査方向の１ライン分が同時に処理された後、原稿送り装置１０によって搬送される原稿の次の主走査方向の１ラインが読み込まれる。その後、原稿の後端が、第２プラテンガラス７２Ｂの読み取り位置を通過することによって、副走査方向に亘って１ページの読み取りが完了する。なお本実施の形態では、ＣＣＤイメージセンサ７８により原稿の第一面の読み取りを行うときに、同時に画像読み取りユニット５０によって、原稿の第二面の読み取りを行うこととしている。このようにすることで、原稿を何度も搬送することなく一回の搬送で原稿の両面を読み取ることが可能となる。ここで、上記の「同時」とは、時間の完全一致を意味するものではなく、原稿の同一の搬送時に、という意味である。
【００１７】
画像読み取りユニット５０は、プラテンロール１９とアウトロール２０との間に設けられる。ここで、原稿の第一面は、第２プラテンガラス７２Ｂに押し当てられ、上記の通り、この第一面の画像はＣＣＤイメージセンサ７８により読み取られる。また、原稿の第二面の画像は、画像読み取りユニット５０により読み取られる。
【００１８】
画像読み取りユニット５０は、原稿の第二面に光を照射する図示しないＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えている。また画像読み取りユニット５０には、原稿からの反射光をレンズにより集光した後に、集光された光を光電変換する図示しないラインセンサが設けられている。ここで、画像読み取りユニット５０のラインセンサにより得られたアナログ画像データ信号は、デジタル画像信号に変換されて、処理装置２００に送られる。
【００１９】
＜画像読み取り機構の構成＞
次に、本実施形態の画像読み取り機構について説明する。
図２は、本実施形態の画像読み取り機構３００の構成例を示す図である。
図２に示す画像読み取り機構３００は、センサ部３１０と、センサ駆動部３２０と、前段処理部３３０と、後段処理部３４０と、制御部３５０とを備える。センサ部３１０は、例えば図１に示した画像読み取り装置１１０のＣＣＤイメージセンサ７８や画像読み取りユニット５０のラインセンサとして実現される。センサ駆動部３２０および前段処理部３３０は、例えば図１に示した画像読み取り装置１１０駆動基板７９や画像読み取りユニット５０のラインセンサを駆動する回路（駆動基板）の機能として実現される。後段処理部３４０および制御部３５０は、例えば図１に示した画像読み取り装置１１０の処理装置２００として実現される。
【００２０】
図３は、センサ部３１０の構成例を示す図である。
図３に示すセンサ部３１０は、読み取り画素列としての４本の画素列（ＣＣＤラインセンサ）３１１〜３１４を備える。また、センサ部３１０は、電荷転送部として、画素列３１１〜３１３に各々１つずつ付設された転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａと、画素列３１４に付設された２つの転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂとを備える。さらに、センサ部３１０は、各転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂから出力される信号電荷を電圧に変換して出力する出力部として、出力アンプ３１５〜３１９を備える。
【００２１】
画素列３１１〜３１４は、例えば１０μｍ×１０μｍの大きさのフォトダイオード（画素）をｎ個直線状に配列して構成される。これら４ライン構成の画素列３１１〜３１４のうち、３つの画素列３１１〜３１３の受光面上には、ＲＧＢ（Ｒｅｄ（赤）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｂｌｕｅ（青））の各色成分に対応したカラーフィルタが、それぞれ別個に設けられている。これにより、これらの画素列３１１〜３１３は、一組の読み取り画素列として、カラー画像を撮像するためのＲＧＢの各色成分について光学像の読み取りを行う。一方、他の１つの画素列３１４は、白黒画像を撮像する読み取り画素列として機能する。この画素列３１４の受光面上には、例えば緑色（Ｇ）成分に対応したカラーフィルタを設けても良い。なお、各画素列３１１〜３１４の配置間隔は、例えば、等間隔でも良いし、一組の画素列３１１〜３１３の相互間隔を狭く、これと画素列３１４との間隔を広く設定しても良い。
【００２２】
上記のように、画素列３１１〜３１３には、各々１つの転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａが付設されている。画像読み取りにおいて画素列３１１〜３１３が受光により蓄積した電荷は、外部から与えられるシフトパルスにより、この転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａに垂直転送（シフト）される。転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａは、画素列３１１〜３１３から受け取った信号電荷を、メインクロックにより水平転送し、出力アンプ３１５〜３１７へ出力する。
【００２３】
これに対し、画素列３１４には、２つの転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂが付設されている。そして、画素列３１４の奇数（ＯＤＤ）画素の信号電荷と偶数（ＥＶＥＮ）画素の信号電荷が各々別個に、この転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂに垂直転送される。転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂは、それぞれ画素列３１４から受け取った信号電荷を、外部から与えられるメインクロックにより水平転送し、出力アンプ３１８、３１９へ出力する。すなわち、画素列３１４については、奇数（ＯＤＤ）画素の信号電荷と偶数（ＥＶＥＮ）画素の信号電荷とが２つの転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂに振り分けられて並列に出力される。このため、画素列３１４による画像の読み出しは、画素列３１１〜３１３による画像の読み出しの２倍の速度で行われる。
【００２４】
出力アンプ３１５〜３１９は、外部から与えられる最終段パルスにより、対応する転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂから出力された信号電荷に基づく出力信号を出力する。
【００２５】
以下の説明において、上記のセンサ部３１０の構成のうち、カラー画像読み取りに使用される画素列３１１〜３１３に係る構成（すなわち、画素列３１１〜３１３、転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａ、出力アンプ３１５〜３１７）と、白黒画像読み取りに使用される画素列３１４に係る構成（すなわち、画素列３１４、転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂ、出力アンプ３１８、３１９）とを区別する場合、前者をカラー系統、後者を白黒系統と呼ぶ。
【００２６】
ところで、以上のように構成されたセンサ部３１０を用いて画像読み取りを行う場合、カラー画像読み取りであっても、白黒画像読み取りであっても、上記のカラー系統の構成および白黒系統の構成を両方用いて読み取りを行っても良い。そして、両系統による読み取り画像を比較することにより、光路上の異物による画像異常を検知して補正する。ここで、白黒画像読み取りの場合は、白黒系統による読み取りは、上記のように、カラー系統による読み取りの２倍速で行われる。これに対し、カラー画像読み取りの場合は、白黒系統による読み取り速度を１／２倍に落とし、カラー系統による読み取り速度に合わせる。
【００２７】
図４は、センサ駆動部３２０の構成例を示す図である。
図４に示すセンサ駆動部３２０は、メインクロックを出力する水平転送ドライバ３２１ａ、３２１ｂと、シフトパルスを出力する垂直転送ドライバ３２２ａ、３２２ｂと、最終段パルスを出力する出力ドライバ３２３ａ、３２３ｂとを備える。また、センサ駆動部３２０は、水平転送ドライバ３２１ａ、３２１ｂおよび垂直転送ドライバ３２２ａ、３２２ｂに電力を供給する転送用電源３２４と、出力ドライバ３２３ａ、３２３ｂに電力を供給する出力用電源３２５ａ、３２５ｂとを備える。
【００２８】
水平転送ドライバ３２１ａは、転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａを駆動するためのメインクロック（水平転送クロック）をセンサ部３１０に供給する。また、水平転送ドライバ３２１ｂは、転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂを駆動するためのメインクロックをセンサ部３１０に供給する。
【００２９】
垂直転送ドライバ３２２ａは、画素部３１１〜３１３から対応する各転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａへ信号電荷をシフト（垂直転送）させるためのシフトパルスをセンサ部３１０に供給する。また、垂直転送ドライバ３２２ｂは、画素部３１４から転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂへ信号電荷をシフトさせるためのシフトパルスをセンサ部３１０に供給する。
【００３０】
出力ドライバ３２３ａは、出力アンプ３１５〜３１７を駆動するための最終段パルスをセンサ部３１０に供給する。また、出力ドライバ３２３ｂは、出力アンプ３１８、３１９を駆動するための最終段パルスをセンサ部３１０に供給する。
【００３１】
以上のように、本実施形態のセンサ駆動部３２０では、水平転送ドライバ３２１ａ、３２１ｂ、垂直転送ドライバ３２２ａ、３２２ｂおよび出力ドライバ３２３ａ、３２３ｂは、センサ部３１０のカラー系統の構成を駆動するためのものと、白黒系統の構成を駆動するためのものの、各２組が設けられる。
【００３２】
転送用電源３２４は、水平転送ドライバ３２１ａ、３２１ｂおよび垂直転送ドライバ３２２ａ、３２２ｂに電力を供給する。また、出力用電源３２５ａは、出力ドライバ３２３ａに電力を供給する。また、出力用電源３２５ｂは、出力ドライバ３２３ｂに電力を供給する。
【００３３】
すなわち、本実施形態のセンサ駆動部３２０では、転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂを駆動する水平転送ドライバ３２１ａ、３２１ｂの電源と、出力アンプ３１５〜３１９を駆動する出力ドライバ３２３ａ、３２３ｂの電源とが別系統となっている。そしてさらに、カラー系統の出力アンプ３１５〜３１７を駆動する出力ドライバ３２３ａの電源と、白黒系統の出力アンプ３１８、３１９を駆動する出力ドライバ３２３ｂの電源とが別系統となっている。
【００３４】
図５は、前段処理部３３０の構成例を示す図である。
前段処理部３３０は、センサ部３１０からの出力信号を増幅し、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）する。図５に示す前段処理部３３０は、サンプルホールド回路３３１と、アナログ増幅器３３２と、Ａ／Ｄ変換器（コンバータ）３３３と、デジタル増幅器３３４と、オフセット補正回路３３５と、Ｄ／Ａ変換器（デジタル／アナログコンバータ）３３６とを備える。
【００３５】
サンプルホールド回路３３１は、センサ部３１０の出力アンプ３１５〜３１９から出力される出力信号を受け付け、出力信号のサンプル（サンプル信号）を保持する。アナログ増幅器３３２は、サンプルホールド回路３３１により保持されたサンプル信号（アナログ信号）を増幅する。Ａ／Ｄ変換器３３３は、アナログ増幅器３３２により増幅された信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。デジタル増幅器３３４は、Ａ／Ｄ変換器３３３によりデジタル信号に変換された信号（デジタル信号）を増幅する。
【００３６】
オフセット補正回路３３５は、Ａ／Ｄ変換器３３３によりデジタル信号に変換された信号に対して、オフセット補正を行う。Ｄ／Ａ変換器３３６は、オフセット補正回路３３５によりオフセット補正がなされた信号（デジタル信号）をアナログ信号に変換する。このアナログ信号は、サンプルホールド回路３３１にフィードバックされ、サンプリングの設定に反映される。
【００３７】
上記のように、本実施形態の前段処理部３３０は、出力信号の増幅手段として、アナログ信号の状態で増幅するアナログ増幅器３３２と、デジタル信号に変換した後に増幅するデジタル増幅器３３４とを備える。そして、前段処理部３３０は、このアナログ増幅器３３２およびデジタル増幅器３３４を用いた２段階の増幅を行った後、出力信号を後段処理部３４０へ送る。このアナログ増幅器３３２およびデジタル増幅器３３４による出力信号の増幅の詳細については後述する。
【００３８】
図６は、後段処理部３４０の構成例を示す図である。
後段処理部４００は、前段処理部３３０において増幅され、Ａ／Ｄ変換された出力信号に対して必要な補正を行い、画像処理を行う。これにより、デジタルデータによる画像データが生成される。図６に示す後段処理部３４０は、前段処理部３３０から受け取った出力信号（デジタル信号）を保持するメモリ３４１と、シェーディング回路３４２と、遅延回路３４３と、すじ補正回路３４４と、画像処理回路３４５とを備える。
【００３９】
シェーディング回路３４２は、前段処理部３３０から受信した出力信号に対して、センサ部３１０における画素列３１１〜３１４を構成する各画素の感度のばらつきや光学系（図１参照）の光量分布特性に基づく各画素の実質的な感度のばらつきを補正する。
【００４０】
遅延回路３４３は、各画素列３１１〜３１４の配置間隔に基づいて生じる、読み取り画像の時間的なずれを補正（同時化）する。
【００４１】
すじ補正回路３４４は、画像読み取り装置１１０の光学系や画像読み取りユニット５０の光路上に異物が存在する場合等に読み取った画像上に発生する異常（すじ）を検出し、除去する。このすじの検出は、例えば上述したように、センサ部３１０のカラー系統の構成により読み取った画像と白黒系統の構成で読み取った画像とを比較する処理により行われる。
【００４２】
画像処理回路３４５は、必要に応じて上記の各種の補正が行われた読み取り画像に対して、例えば、色間変換処理、拡大縮小処理、地肌除去処理、２値化処理等の画像処理を行う。
【００４３】
図２に示した制御部３５０は、画像読み取りの動作設定を行い、上記のセンサ駆動部３２０、前段処理部３３０、後段処理部３４０の各動作を制御する。これにより、センサ部３１０による画像読み取りが行われ、読み取った画像に対する各種の処理が行われて、デジタルデータ化された画像が得られる。
【００４４】
＜本実施形態による読み取り信号の増幅＞
図５を参照して説明したように、本実施形態の前段処理部３３０は、アナログ増幅器３３２およびデジタル増幅器３３４とを備える。そして、これらを用いて、読み取り信号（センサ部３１０の出力信号）に対して２段階の増幅を行っている。本実施形態において、アナログ増幅器３３２は、基本的なゲイン設定を行うために用いられ、デジタル増幅器３３４は、ゲイン設定値の調整を行うために用いられる。
【００４５】
ところで、画像読み取り装置１１０において、解像度やカラー／白黒の別等によって複数の動作モードが設定されている場合がある。この場合、動作モードを変更するたびに画像読み取り装置１１０を動作させてゲイン調整を行うとすると、ゲイン調整を行った後に読み取りを開始するため、最初の読み取りを開始する時間が遅くなってしまう。これに対し、基準となる動作モードを特定し、電源投入時等に基準の動作モードについてゲイン調整を行っておき、他の動作モードを使用する場合は、予め定められた計算により使用する動作モードのためのゲイン設定を行うことが考えられる。このようにすれば、動作モードを変更しても、計算によりゲイン設定値が得られるので、最初の読み取りを開始する時間の遅延が抑制される。
【００４６】
ここで、ゲイン設定をアナログ増幅器３３２のみを用いて行う場合を考える。この場合、アナログ増幅器３３２の設定精度にはばらつきがあるため、必要なゲイン設定値を正確に得られない可能性がある。その結果、後段の画像処理においてダイナミックレンジを有効に使い切れないことが起こり得る。例えば、後段の画像処理が１０ビット階調で行われる場合、白色の出力が９００／１０２４ビット程度であることが望ましい。しかし、ゲイン設定が最適でない場合、７００／１０２４ビットとなってしまうことがある。この場合、本来のダイナミックレンジを有効に使うことができない。そこで、本実施形態は、アナログ増幅器３３２を用いて基準露光条件でゲイン調整をし、各動作モードに応じたゲイン設定は、デジタル増幅器３３４を用いて行うこととする。
【００４７】
アナログ増幅器３３２およびデジタル増幅器３３４を用いた２段階の増幅の方法について、さらに説明する。通常、画像読み取り装置１１０には、画像の読み取り速度や読み取り時の光量が異なる複数の動作モードが設定されている。そこで、本実施形態は、アナログ増幅器３３２およびデジタル増幅器３３４、各々のゲイン設定を調整することにより、各動作モードに応じたゲインを得ている。
【００４８】
図７は、画像読み取り装置１１０の動作モードごとに、ゲイン設定のために必要な情報およびゲイン設定値を示す設定テーブルである。
図７に示す設定テーブルでは、動作モードとして、図１に示したＣＣＤイメージセンサ７８による画像読み取り（読み取り１）について、「カラー高画質」、「カラー通常」、「白黒」の３種類の動作モードが設定されている。また、図１に示した画像読み取りユニット５０による画像読み取り（読み取り２）について、「カラー通常」、「カラー高速」、「白黒」の３種類の動作モードが設定されている。
【００４９】
また、図７に示す設定テーブルには、各動作モードについて、スキャン速度（読み取り速度）、光量設定、カラー系統の出力信号に対するゲイン比率、白黒系統の出力信号に対するゲイン比率の各項目の値が記録されている。さらに、この設定テーブルには、ゲイン設定として、カラー系統の出力信号に対するアナログ増幅器３３２のゲイン設定値（ＡＰＧＡ）およびデジタル増幅器３３４のゲイン設定値（ＤＰＧＡ）の各値が記録されている。また、白黒系統の出力信号に対するアナログ増幅器３３２のゲイン設定値（ＡＰＧＡ）およびデジタル増幅器３３４のゲイン設定値（ＤＰＧＡ）の各値が記録されている。
【００５０】
本実施形態では、ゲイン比率およびゲイン設定値の各値は、特定の動作モードにおける値を基準値とし、この基準値との比によって、各動作モードにおける対応する値を示すこととする。図７に示す設定テーブルでは、読み取り１の「カラー通常」におけるゲイン比率およびゲイン設定値を基準値とする。
【００５１】
図７を参照すると、基準となる読み取り１の「カラー通常」では、読み取り速度が２００（単位は特に限定しないが、例えば、１分間の実行枚数）、光量設定値が１、カラー系統の出力信号に対するゲイン比率が１、白黒系統の出力信号に対するゲイン比率が１、カラー系統の出力信号に対するアナログ増幅器３３２のゲイン設定値が２、デジタル増幅器３３４のゲイン設定値が１．２、白黒系統の出力信号に対するアナログ増幅器３３２のゲイン設定値が２．５、デジタル増幅器３３４のゲイン設定値１．３となっている。
【００５２】
また、動作モードの露光設定として、読み取り速度は、読み取り１の「カラー高画質」が１００、「白黒」が３００、読み取り２の「カラー通常」が３００、「カラー高速」が４００、「白黒」が５００となっている。光量設定値は、上記の通り、読み取り１の「カラー通常」の場合を１として、読み取り１の「カラー高画質」が１、「白黒」が０．５、読み取り２の「カラー通常」が１、「カラー高速」が１、「白黒」が０．５となっている。
【００５３】
ここで、ゲイン比率の計算について説明する。
各動作モードにおけるゲイン比率は、読み取り１の「カラー通常」におけるゲイン比率を基準値としているので、ゲイン比率を求めるために用いる露光条件についても、読み取り１の「カラー通常」における値を基準露光条件とする。そして、各動作モードにおけるゲイン比率は、基準露光条件の読み取り速度に対する倍率（読み取り速度倍率）、光量設定値を用い、
（ゲイン比率）＝（読み取り速度倍率）÷（光量設定値）
で求まる。
【００５４】
具体例を上げて説明する。特定の動作モードについて、基準露光条件に対し、読み取り速度が１．５倍、光量設定値が０．５である場合を考える。この場合、ゲイン比率は、
３＝１．５÷０．５
となる。
【００５５】
ところで、白黒画像読み取りの場合は、白黒系統による読み取りは、カラー系統による読み取りの２倍速で行うことを上記した。読み取り速度を２倍にすると、原稿に照射される光量は１／２となる。そこで、この場合の、カラー系統の出力信号に対するゲイン比率は、上記計算式に係数０．５を乗じ、
（ゲイン比率）＝０．５×（読み取り速度倍率）÷（光量設定値）
として算出する。
【００５６】
図７を参照すると、読み取り１の「カラー高画質」モードは、基準露光条件に対して、読み取り速度が０．５倍、光量設定値が１であるので、上記の通り、カラー系統、白黒系統ともゲイン比率は０．５（＝０．５÷１）となっている。また、「白黒」モードは、基準露光条件に対して、読み取り速度が１．５倍、光量設定値が０．５である。また、白黒画像読み取りであるために、白黒系統による読み取り速度はカラー系統の読み取り速度の２倍である。そこで、白黒系統のゲイン比率は３（＝１．５÷０．５）となり、カラー系統のゲイン比率は１．５（＝０．５×１．５÷０．５）となっている。
【００５７】
同様に、読み取り２の「カラー通常」モードは、基準露光条件に対して、読み取り速度が１．５倍、光量設定値が１であるので、カラー系統、白黒系統ともゲイン比率は１．５（＝１．５÷１）となっている。「カラー高速」モードは、基準露光条件に対して、読み取り速度が２倍、光量設定値が１であるので、カラー系統、白黒系統ともゲイン比率は２（＝２÷１）となっている。「白黒」モードは、基準露光条件に対して、読み取り速度が２．５倍、光量設定値が０．５であるので、白黒系統のゲイン比率は５（＝２．５÷０．５）、カラー系統のゲイン比率は２．５（＝０．５×２．５÷０．５）となっている。
【００５８】
次に、ゲイン設定について説明する。
上述したように、ゲイン設定は、読み取り１の「カラー通常」モードの設定値を基準値とし、この値とゲイン比率とに基づいて各動作モードの設定値を決定する。また、アナログ増幅器３３２のゲイン設定値は固定とし、デジタル増幅器３３４のゲイン設定値を調整する。デジタル増幅器３３４でゲイン設定値を調整することにより、精度の良い調整を行い、ダイナミックレンジを有効に使えるようにしている。
【００５９】
ここで、各動作モードにおけるゲイン設定について図７を参照すると、アナログ増幅器３３２の設定値は、全て基準値に等しい。すなわち、カラー系統の出力信号の場合で２、白黒系統の出力信号の場合で２．５である。そして、デジタル増幅器３３４の設定値は、基準値に各動作モードにおけるゲイン比率を乗じた値となっている。すなわち、基準値は、カラー系統の出力信号の場合で１．２、白黒系統の出力信号の場合で１．３である。また、読み取り１の「カラー高画質」モードは、カラー系統の出力信号に対するゲイン設定値が０．６（＝１．２×０．５）、白黒系統の出力信号に対するゲイン設定値が０．６５（＝１．３×０．５）である。「白黒」モードは、カラー系統の出力信号に対するゲイン設定値が１．８（＝１．２×１．５）、白黒系統の出力信号に対するゲイン設定値が３．９（＝１．３×３）である。
【００６０】
同様に、読み取り２の「カラー通常」モードは、カラー系統の出力信号に対するゲイン設定値が１．８（＝１．２×１．５）、白黒系統の出力信号に対するゲイン設定値が１．９５（＝１．３×１．５）である。「カラー高速」モードは、カラー系統の出力信号に対するゲイン設定値が２．４（＝１．２×２）、白黒系統の出力信号に対するゲイン設定値が２．６（＝１．３×２）である。「白黒」モードは、カラー系統の出力信号に対するゲイン設定値が３（＝１．２×２．５）、白黒系統の出力信号に対するゲイン設定値が６．５（＝１．３×５）である。
【００６１】
以上のようにして、画像読み取り装置１１０の各動作設定におけるアナログ増幅器３３２およびデジタル増幅器３３４のゲイン設定値が決定される。決定されたゲイン設定値は、不揮発性メモリ等の記憶手段に格納しておき、以後、動作設定の変更があった場合には、この記憶手段に格納されているゲイン設定値を用いてアナログ増幅器３３２およびデジタル増幅器３３４のゲイン設定を行っても良い。
【００６２】
＜画像形成装置の構成＞
次に、他の実施形態として、上記の画像読み取り装置１１０を備えた画像形成装置について説明する。
図８は、上記の実施形態による画像読み取り装置１１０を備えた画像形成装置の機能構成を示す図である。
図８に示す画像形成装置１００は、画像読み取り装置１１０と、装置の動作制御を行う装置制御部１２０と、トナーやインク等の画像形成材を用いて媒体である用紙等に画像を形成する画像形成部１３０とを備える。
【００６３】
画像読み取り装置１１０は、図１に示した画像読み取り装置１１０と同様の構成を備える。この画像読み取り装置１１０は、上記黒シェーディング処理等の各処理を実行する機能を備える。
【００６４】
装置制御部１２０は、ＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ、作業用メモリであるＲＡＭ等で実現される。この装置制御部１２０は、予めインストールされたプログラムおよび各種設定に基づき、画像読み取り装置１１０および画像形成部１３０の動作制御、図示しない表示装置への表示、図示しないインターフェイスによる入力受け付けやデータ交換等、各種処理の制御を行う。また、装置制御部１２０は、媒体上に形成される画像を生成する。
【００６５】
画像形成部１３０は、画像読み取り装置１１０が読み取った画像を、トナーやインク等の画像形成材を用いて、用紙等の媒体上に印刷する。なお、ここでは、印刷方式については限定しない。すなわち、電子写真方式や、インクジェット方式、サーマル方式等、種々の方式の印刷手段により本実施形態の画像形成部１３０を構成し得る。
【符号の説明】
【００６６】
３００…画像読み取り機構、３１０…センサ部、３２０…センサ駆動部、３３０…前段処理部、３３１…サンプルホールド回路、３３２…アナログ増幅器、３３３…Ａ／Ｄ変換器、３３４…デジタル増幅器、３４０…後段処理部
【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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