(57)【要約】      （修正有）【課題】利得調整に起因する画像読取装置及び画像形成装置の起動の長時間化を簡易に軽減する。【解決手段】原稿に光を照射する光源１１２と、原稿からの反射光を受光し、主走査ライン毎にイメージセンサ１２１から出力されるアナログ電気信号を増幅する信号増幅器１２３と、増幅の利得を調整するＡＧＣ処理部１３０と、増幅されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１２４と、ラインセンサを予め設定されている複数の副走査速度のうちいずれかで原稿を走査する走査制御部と、複数の副走査速度に応じて設定されている複数の主走査ライン間周期のいずれかで、主走査ライン毎のアナログ電気信号の出力タイミングを制御するラインセンサ制御部と、出力タイミングに同期させて光源の発光時間を制御する光源制御部とにおいて、光源制御部は、複数の主走査ライン間周期のいずれにおいても主走査ライン毎の発光時間が同一となるように制御する。【選択図】図２
2017069928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿上の画像を読み取る画像読取装置であって、
前記原稿に光を照射する光源と、
前記原稿において前記光が反射した反射光を受光し、主走査ライン毎にアナログ電気信号を出力する複数の受光素子を有するラインセンサと、
前記アナログ電気信号を増幅する信号増幅器と、
前記増幅の利得を調整する利得調整部と、
前記増幅されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記ラインセンサを予め設定されている複数の副走査速度のうちいずれかで前記原稿を走査する走査制御部と、
前記複数の副走査速度に応じて設定されている複数の主走査ライン間周期のいずれかで、前記主走査ライン毎の前記アナログ電気信号の出力タイミングを制御するラインセンサ制御部と、
前記出力タイミングに同期させて前記光源の発光時間を制御する光源制御部と、
を備え、
前記光源制御部は、前記複数の主走査ライン間周期のいずれにおいても前記主走査ライン毎の前記発光時間が同一となるように制御する画像読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像読取装置であって、
前記複数の副走査速度は、いずれも前記副走査方向の解像度が同一の場合に使用される画像読取装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像読取装置であって、
前記光源制御部は、前記主走査ライン毎に単一のパルスで前記光源を発光させる画像読取装置。
【請求項４】
画像形成装置であって、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置によって読み取られた画像に基づいて画像を形成する画像形成部と、
を備える画像形成装置。
【請求項５】
原稿上の画像を読み取る画像読取方法であって、
前記原稿に光を照射する照射工程と、
前記原稿において前記光が反射した反射光を受光し、主走査ライン毎にアナログ電気信号を出力する出力工程と、
前記アナログ電気信号を増幅する信号増幅工程と、
前記増幅の利得を調整する利得調整工程と、
前記増幅されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換工程と、
前記ラインセンサを予め設定されている複数の副走査速度のうちいずれかで前記原稿を走査する走査工程と、
前記複数の副走査速度に応じて設定されている複数の主走査ライン間周期のいずれかで、前記主走査ライン毎の前記アナログ電気信号の出力タイミングを制御するラインセンサ制御工程と、
前記出力タイミングに同期させて前記光源の発光時間を制御する光源制御工程と、
を備え、
前記光源制御工程は、前記複数の主走査ライン間周期のいずれにおいても前記主走査ライン毎の前記発光時間が同一となるように制御する工程を含む画像読取方法。
【請求項６】
原稿上の画像を読み取る画像読取装置を制御するための制御プログラムであって、
前記制御プログラムは、
前記原稿に光を照射する光源、
前記原稿において前記光が反射した反射光を受光し、主走査ライン毎にアナログ電気信号を出力する複数の受光素子を有するラインセンサ、
前記アナログ電気信号を増幅する信号増幅器、
前記増幅の利得を調整する利得調整部、
前記増幅されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、
前記ラインセンサを予め設定されている複数の副走査速度のうちいずれかで前記原稿を走査する走査制御部、
前記複数の副走査速度に応じて設定されている複数の主走査ライン間周期のいずれかで、前記主走査ライン毎の前記アナログ電気信号の出力タイミングを制御するラインセンサ制御部及び、
前記出力タイミングに同期させて前記光源の発光時間を制御する光源制御部として、
前記画像読取装置を機能させ、
前記光源制御部は、前記複数の主走査ライン間周期のいずれにおいても前記主走査ライン毎の前記発光時間が同一となるように制御する制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置、画像読取方法、画像形成装置及び制御プログラムに関し、詳しくは、効率的な自動利得制御（ＡＧＣ）を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像読取装置は、一般的に主走査方向に配列されている複数の受光素子を有するラインセンサを原稿に対して副走査させてアナログ画像信号を生成する。アナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換後においてダイナミックレンジの広い範囲を使用できるようにするために、可変利得増幅器でＡ／Ｄ変換前に適切な利得で増幅される。可変利得増幅器で使用される利得は、基準白板を読み取ったときの１ライン分の画像データ（Ａ／Ｄ変換後のアナログ画像信号）のピーク値を検出し、画像データの最大値に十分に近づくように設定される。このように、利得の設定には、基準白板の読み取りや所定の演算処理が必要とされるので、画像読取装置や画像形成装置の起動の長時間化や処理負担の増大の原因となっていた。
【０００３】
このような課題に対して、特許文献１は、ＣＰＵの処理と並行して、利得調整（特許文献１ではゲイン制御とも呼ばれる。）を実行する画像読取信号処理ＩＣを提供している。これにより、システムの立ち上げに必要な処理を行った後に、ＣＰＵが利得の設定に移行することに起因する画像読取装置等の起動の長時間化の問題を軽減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５８７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術は、利得調整の計算処理を実行する専用のハードウェアを必要とするという問題があった。一方、画像読み取り時の走査速度が複数設定されている場合には、利得調整は、その走査速度のそれぞれについて必要とされていたため起動の長時間化の大きな理由ともなっていた。複数の副走査速度の設定は、たとえば原稿自動送り装置を使用して画像読み取りを行う場合と原稿台に載置された原稿を読み取る場合とのように機構上の要因によって要請される場合がある。さらに、カラーでの読み取りとモノクロでの読み取りといったようにデータ処理の要因によって要請される場合がある。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、利得調整に起因する画像読取装置等の起動の長時間化の問題を簡易に軽減する技術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】
【０００７】
本発明は、原稿上の画像を読み取る画像読取装置を提供する。本画像読取装置は、前記原稿に光を照射する光源と、前記原稿において前記光が反射した反射光を受光し、主走査ライン毎にアナログ電気信号を出力する複数の受光素子を有するラインセンサと、前記アナログ電気信号を増幅する信号増幅器と、前記増幅の利得を調整する利得調整部と、前記増幅されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記ラインセンサを予め設定されている複数の副走査速度のうちいずれかで前記原稿を走査する走査制御部と、前記複数の副走査速度に応じて設定されている複数の主走査ライン間周期のいずれかで、前記主走査ライン毎の前記アナログ電気信号の出力タイミングを制御するラインセンサ制御部と、前記出力タイミングに同期させて前記光源の発光時間を制御する光源制御部とを備える。前記光源制御部は、前記複数の主走査ライン間周期のいずれにおいても前記主走査ライン毎の前記発光時間が同一となるように制御する。
【０００８】
上記画像読取装置において、前記複数の副走査速度は、いずれも前記副走査方向の解像度が同一の場合に使用されるようにしてもよい。
【０００９】
上記画像読取装置において、前記光源制御部は、前記主走査ライン毎に単一のパルスで前記光源を発光させるようにしてもよい。
【００１０】
本発明は、画像形成装置を提供する。本画像形成装置は、上記画像読取装置と、上記画像読取装置によって読み取られた画像に基づいて画像を形成する画像形成部とを備える。
【００１１】
本発明は、原稿上の画像を読み取る画像読取方法を提供する。本画像読取方法は、前記原稿に光を照射する照射工程と、前記原稿において前記光が反射した反射光を受光し、主走査ライン毎にアナログ電気信号を出力する出力工程と、前記アナログ電気信号を増幅する信号増幅工程と、前記増幅の利得を調整する利得調整工程と、前記増幅されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換工程と、前記ラインセンサを予め設定されている複数の副走査速度のうちいずれかで前記原稿を走査する走査工程と、前記複数の副走査速度に応じて設定されている複数の主走査ライン間周期のいずれかで、前記主走査ライン毎の前記アナログ電気信号の出力タイミングを制御するラインセンサ制御工程と、前記出力タイミングに同期させて前記光源の発光時間を制御する光源制御工程とを備える。前記光源制御工程は、前記複数の主走査ライン間周期のいずれにおいても前記主走査ライン毎の前記発光時間が同一となるように制御する工程を含む。
【００１２】
本発明は、原稿上の画像を読み取る画像読取装置を制御するための制御プログラムを提供する。前記制御プログラムは、前記原稿に光を照射する光源、前記原稿において前記光が反射した反射光を受光し、主走査ライン毎にアナログ電気信号を出力する複数の受光素子を有するラインセンサ、前記アナログ電気信号を増幅する信号増幅器、前記増幅の利得を調整する利得調整部、前記増幅されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、前記ラインセンサを予め設定されている複数の副走査速度のうちいずれかで前記原稿を走査する走査制御部、前記複数の副走査速度に応じて設定されている複数の主走査ライン間周期のいずれかで、前記主走査ライン毎の前記アナログ電気信号の出力タイミングを制御するラインセンサ制御部及び前記出力タイミングに同期させて前記光源の発光時間を制御する光源制御部として前記画像読取装置を機能させる。前記光源制御部は、前記複数の主走査ライン間周期のいずれにおいても前記主走査ライン毎の前記発光時間が同一となるように制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、利得調整に起因する画像読取装置等の起動の長時間化の問題を簡易に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す概略構成図である。
【図２】一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示すブロックダイアグラムである。
【図３】一実施形態に係る画像読取部１００による各主走査ラインにおける光源１１２の点灯状態を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す概略構成図である。図２は、一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示すブロックダイアグラムである。画像形成装置１は、制御部１０と、画像読取部１００と、画像形成部２０と、原稿自動送り装置（ＡＤＦ）３０と、記憶部４０とを備えている。画像読取部１００は、原稿から画像を読み取ってデジタルデータである画像データＰＤを生成する。画像形成部２０は、画像データＰＤに基づいて印刷媒体Ｐに画像を形成して排出する。
【００１７】
制御部１０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の主記憶手段、及びＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の制御手段を備えている。また、制御部１０は、各種Ｉ／Ｏ、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、バス、その他バードウェア等のインターフェイスに関連するコントローラ機能を備え、画像形成装置１全体を制御する。
【００１８】
記憶部４０は、非一時的な記録媒体であるハードディスクドライブやフラッシュメモリー等からなる記憶装置で、制御部１０が実行する処理の制御プログラムやデータを記憶する。
【００１９】
画像読取部１００は、光源ドライバ１１１と、光源１１２とを備えている。光源１１２は、印刷媒体Ｐに光を照射する複数のＬＥＤ（図示せず）を有する。光源ドライバ１１１は、主走査方向に配列されている複数のＬＥＤを駆動するＬＥＤドライバであり、光源１１２のオンオフ駆動制御を行う。これにより、光源１１２は、可変のデューティのパルス幅変調（ＰＷＭ）で印刷媒体Ｐを照射することができる。
【００２０】
画像読取部１００は、さらに、第１反射鏡１１３と、第１キャリッジ１１４と、第２反射鏡１１５と、第３反射鏡１１６と、第２キャリッジ１１７と、集光レンズ１１８と、イメージセンサ１２１とを備えている。第１反射鏡１１３は、印刷媒体Ｐからの反射光Ｌを第２反射鏡１１５の方向に反射する。第２反射鏡１１５は、反射光Ｌを第３反射鏡１１６の方向に反射する。第３反射鏡１１６は、反射光Ｌを集光レンズ１１８の方向に反射する。集光レンズ１１８は、反射光Ｌをイメージセンサ１２１が有する受光素子１２２の受光面に結像する。
【００２１】
イメージセンサ１２１は、主走査方向に配列されている複数の受光素子１２２を有するラインセンサである。複数の受光素子１２２は、それぞれの入射光の強弱に応じて光電変換された電荷を発生させ、その電荷をアナログシフトレジスタ（図示せず）で転送する。転送された各電荷は、電荷−電圧変換増幅器により電圧信号であるアナログ電気信号に変換される。これにより、イメージセンサ１２１は、主走査方向の画素毎のアナログ電気信号を出力することができる。
【００２２】
第１キャリッジ１１４は、光源１１２と第１反射鏡１１３とを搭載し、副走査方向に往復動する。第２キャリッジ１１７は、第２反射鏡１１５と第３反射鏡１１６とを搭載し、副走査方向に往復動する。第１キャリッジ１１４及び第２キャリッジ１１７は、走査制御部として機能する制御部１０によって制御され、予め設定されている複数の副走査速度（後述）のうちいずれかを実現するように駆動される。これにより、光源１１２は原稿を副走査方向に走査することができるので、イメージセンサ１２１は、原稿上の２次元画像に応じてアナログ電気信号を出力することができる。
【００２３】
なお、原稿自動送り装置（ＡＤＦ）３０が使用される場合には、第１キャリッジ１１４及び第２キャリッジ１１７は、予め設定されている副走査位置に固定され、印刷媒体Ｐの自動送りによって副走査方向の走査が行われる。この際の走査速度は、第１キャリッジ１１４及び第２キャリッジ１１７の往復動による走査の走査速度と機構上の理由によって相違することになる。
【００２４】
画像読取部１００は、さらに、信号増幅器１２３と、Ａ／Ｄ変換部１２４と、ＡＧＣ処理部１３０と、白基準板１３２（図１参照）とを備えている。信号増幅器１２３は、可変利得増幅器である。信号増幅器１２３は、ＡＧＣ処理部１３０で設定され、記憶部４０に格納されている利得でアナログ電気信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換部１２４は、増幅されたアナログ電気信号をＡ／Ｄ変換してデジタルデータである画像データＰＤを生成する。画像形成部２０は、前述のように画像データＰＤに基づいて印刷媒体Ｐに画像を形成して排出する。画像データＰＤは、最小値「０」と最大値「２５５」のレンジ幅を有するデータである。
【００２５】
ＡＧＣ処理部１３０は、本実施形態では、黒基準信号と白基準信号とを使用して複数の受光素子１２２のそれぞれに対して最適な利得とオフセット値とを設定する利得調整部である。黒基準信号は、光源１１２がオフの状態における受光素子１２２のアナログ電気信号である。白基準信号は、印刷媒体Ｐの代わりに白基準板１３２を照射したときの受光素子１２２のアナログ電気信号である。ＡＧＣ処理部１３０は、黒基準信号がＡ／Ｄ変換部１２４によってＡ／Ｄ変換されたときの画像データＰＤの値が最小値「０」となるようにオフセット値を設定する。ＡＧＣ処理部１３０は、このオフセット値を使用して白基準信号がＡ／Ｄ変換部１２４によってＡ／Ｄ変換されたときの画像データＰＤの値が最大値「２５５」となるように利得を設定する。
【００２６】
これにより、黒基準信号と白基準信号との間の反射光の増減に起因するアナログ電気信号の変動を画像データＰＤの最小値「０」から最大値「２５５」までの幅を有効に使用できることとなる。なお、本実施形態では、制御部１０は、各受光素子１２２に対応する利得を記憶部４０に格納する。
【００２７】
ただし、白基準信号の取得のためには、第１キャリッジ１１４及び第２キャリッジ１１７を白基準板１３２に対応する位置に固定し、光源１１２により白基準板１３２に光を照射させる。ここで、従来の画像読取装置では、原稿への光の照射時間（露光時間）は、副走査速度や解像度に応じて設定されていた。副走査速度に応じて照射時間を変化させていた理由は、副走査速度が変化すると、原稿の単位面積（又は副走査方向の単位幅）あたりの光照射時間が必然的に変化し、その結果、Ｓ/Ｎ比が悪化する虞があるためである。
【００２８】
このように、従来の画像読取装置では、ＡＧＣ処理部１３０による利得設定は、画像読み取りで利用する副走査速度毎に行っているため、画像形成装置の起動時間に大きな影響を与えていた。
【００２９】
図３は、一実施形態に係る画像読取部１００による各主走査ラインにおける光源１１２の点灯状態を示すタイムチャートである。このタイムチャートは、解像度６００ｄｐｉで且つ、３つの走査速度３００ｍｍ／ｓ、２５０ｍｍ／ｓ及び２００ｍｍ／ｓで画像読み取りを行う例を示している。制御部１０は、ラインセンサ制御部として機能し、光源ドライバ１１１とイメージセンサ１２１とにタイミング信号（同期信号）を送信する。光源ドライバ１１１及びイメージセンサ１２１は、タイミング信号に応じて、光源１１２による原稿への光の照射と主走査ライン毎の画像の読み取りとを同期して行う。すなわち、光の照射タイミングとアナログ電気信号の出力タイミングは同期されている。このように、制御部１０及び光源ドライバ１１１は、光源制御部として機能する。
【００３０】
このように、複数の副走査速度によって画像の読み取りが行われる理由は以下の通りである。
（１）複数の副走査速度の設定は、たとえば原稿自動送り装置を使用して画像読み取りを行う場合と原稿台に載置された原稿を読み取る場合とのように機構上の要因によって要請される場合がある。
（２）比較的にデータ処理量の多いカラーでの読み取りと、比較的にデータ処理量の少ないモノクロでの読み取りといったようにデータ処理の要因によって要請される場合がある。
ただし、複数の副走査速度は、いずれも副走査方向の解像度が同一の画像の読み取りに使用される。副走査方向の解像度が同一であれば、各ラインで望まれる光量も同一となるからである。
【００３１】
例えば、副走査速度３００ｍｍ／ｓ、解像度６００ｄｐｉの場合には以下のとおりである。制御部１０は、タイミング信号ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・（立ち下がりエッジ）を光源ドライバ１１１とイメージセンサ１２１とに送信する。光源ドライバ１１１は、タイミング信号ｔ１に応じて時刻ｔ１ｓに光源１１２の照射を開始し、予め設定されている発光時間である１３０μｓ経過後の時刻ｔ１ｅに照射を停止する。一方、イメージセンサ１２１は、タイミング信号ｔ１に応じて１ライン分の画像読み取りを開始する。なお、各ライン間の周期である主走査ライン間周期（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間）は、本実施形態では１４１μｓである。
【００３２】
副走査速度２５０ｍｍ／ｓ、解像度６００ｄｐｉの場合には、各ライン間の周期は１６９．２μｓであり、副走査速度２００ｍｍ／ｓ、解像度６００ｄｐｉの場合には、各ライン間の周期は２１１．５μｓである。各ラインの読み取りにおいて、光源１１２の照射時間は、１３０μｓで一定であり、非照射時間だけが相違する。このため、各ラインの読み取りにおいて、光電変換される電荷は、副走査速度や副走査速度に応じて設定される主走査ライン間周期に関わらず同一となる。よって、画像読取部１００は、副走査速度に関わらず同一の利得を使用して各ラインの読み取りを実現することができる。
【００３３】
これにより、画像読取部１００は、副走査速度３００ｍｍ／ｓについて利得調整を完了すれば、副走査速度２５０ｍｍ／ｓ及び副走査速度２００ｍｍ／ｓについても同一の利得を使用することができることになる。但し、上記実施形態では、副走査速度３００ｍｍ／ｓに合わせて光源１１２の照射時間が設定されているので、副走査速度２５０ｍｍ／ｓ、２００ｍｍ／ｓの場合には、照射時間を増やしてＳ／Ｎ比を向上させる余地があるとも考えられる。しかしながら、副走査速度３００ｍｍ／ｓを基準に十分なＳ／Ｎ比が達成されるように光源１１２の照射光量が設定されているので、画像品質上は問題とならない。
【００３４】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１は、複数の副走査速度で走査を行う仕様の画像読取部１００であってもＡＧＣ調整のための処理は、１回実施すれば、副走査速度を変更しても実施しなくてもよいので特に専用のハードウェアを実装することなく簡易に起動時間を短縮化することができる。
【００３５】
本発明は、上記実施形態だけでなく、以下のような変形例でも実施することができる。
【００３６】
変形例１：上記実施形態は、各ラインを読み取るための照射パルスとして、１３０μｓの１回（単一のパルス）を利用する簡易な構成であるが、これに限られない。たとえば６５μｓと６５μｓの２回のパルスであってもよい。本発明は、各ラインを読み取るための照射パルスの幅の合計が予め設定された期間となっていればよい。
【００３７】
変形例２：上記実施形態では、複数の副走査速度は、いずれも副走査方向の解像度が同一の画像の読み取りに使用されているが、副走査方向の解像度が異なっていてもよい。具体的には、たとえば解像度が高い状態（たとえば解像度６００ｄｐｉ）で光源１１２の照射光量を設定し、解像度が低い状態（たとえば解像度４００ｄｐｉ）においても、光源１１２の照射時間を同一とするように構成してもよい。
【００３８】
変形例３：上記実施形態は、画像形成装置に本発明が適用されているが、専用スキャナその他の画像読取装置にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  画像形成装置
１０  制御部
２０  画像形成部
３０  原稿自動送り装置
４０  記憶部
１００  画像読取部
１１１  光源ドライバ
１１２  光源
１１３  第１反射鏡
１１４  第１キャリッジ
１１５  第２反射鏡
１１６  第３反射鏡
１１７  第２キャリッジ
１１８  集光レンズ
１２１  イメージセンサ
１２２  受光素子
１２３  信号増幅器
１２４  Ａ／Ｄ変換部
１３０  ＡＧＣ処理部
１３２  白基準板
Ｌ  反射光
Ｐ  印刷媒体
【図１】
2017069928.tif 000003
【図２】
2017069928.tif 000004
【図３】
2017069928.tif 000005