(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光特性が経時変化するとともに該分光特性が時間の経過により安定する性質を有し、且つ個体によって前記分光特性が異なる光源としての蛍光灯を照明として、画像読み取り用のセンサを用いて画像を読み取る画像読取部を有する画像読取装置であって、
前記蛍光灯を第１のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させた後に前記蛍光灯への電源を遮断し、その後に前記蛍光灯を前記第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させることにより、前記蛍光灯の分光特性を前記蛍光灯を連続点灯させた場合よりも短い時間で安定した状態と略同じ状態にさせて所定の画像を前記センサで読み取り、前記センサで前記所定の画像を読み取った場合に前記センサから出力されると期待される信号の出力値と、前記センサで前記所定の画像を実際に読み取って出力された信号の出力値との差分に基づいて画像処理を実行することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記画像処理は、少なくとも前記センサから出力される信号の出力値を補正する処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記センサから出力される信号の出力値の補正は、前記センサで補正用画像を読み取って出力された出力値と前記差分により得られた値とを加算することによって行われることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記所定の画像は、所定の色成分ごとに表された画像であることを特徴とする請求項１及至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
分光特性が経時変化するとともに該分光特性が時間の経過により安定する性質を有し、且つ個体によって前記分光特性が異なる光源としての蛍光灯を照明として、画像読み取り用のセンサを用いて画像を読み取る画像読取部を有する画像読取装置の制御方法であって、
前記蛍光灯を第１のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させた後に前記蛍光灯への電源を遮断し、その後に前記蛍光灯を前記第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させることにより、前記蛍光灯の分光特性を前記蛍光灯を連続点灯させた場合よりも短い時間で安定した状態と略同じ状態にさせて所定の画像を前記センサで読み取り、前記センサで前記所定の画像を読み取った場合に前記センサから出力されると期待される信号の出力値と、前記センサで前記所定の画像を実際に読み取って出力された信号の出力値との差分に基づいて画像処理を実行することを特徴とする画像読取装置の制御方法。
【請求項６】
分光特性が経時変化するとともに該分光特性が時間の経過により安定する性質を有し、且つ個体によって前記分光特性が異なる光源としての蛍光灯を照明として、画像読み取り用のセンサを用いて画像を読み取る画像読取部を有する画像読取装置を制御する制御装置であって、
前記蛍光灯を第１のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させた後に前記蛍光灯への電源を遮断し、その後に前記蛍光灯を前記第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させることにより、前記蛍光灯の分光特性を前記蛍光灯を連続点灯させた場合よりも短い時間で安定した状態と略同じ状態にさせて所定の画像を前記センサで読み取り、前記センサで前記所定の画像を読み取った場合に前記センサから出力されると期待される信号の出力値と、前記センサで前記所定の画像を実際に読み取って出力された信号の出力値との差分に基づいて画像処理を実行することを特徴とする画像読取装置の制御装置。
【請求項７】
分光特性が経時変化するとともに該分光特性が時間の経過により安定する性質を有し、且つ個体によって前記分光特性が異なる光源としての蛍光灯を照明として、画像読み取り用のセンサを用いて画像を読み取る画像読取部を有する画像読取装置の制御プログラムを格納した記憶媒体であって、
前記制御プログラムが、前記蛍光灯を第１のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させた後に前記蛍光灯への電源を遮断し、その後に前記蛍光灯を前記第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させることにより、前記蛍光灯の分光特性を安定した状態と略同じ状態にさせる点灯工程のコードと、前記点灯工程で点灯された前記光源により照明された所定の画像を前記センサで読み取る読取工程のコードと、前記センサで前記所定の画像を読み取った場合に前記センサから出力されると期待される信号の出力値と、前記センサで前記所定の画像を実際に読み取って出力された信号の出力値との差分に基づいて画像処理を実行する工程のコードとを具備することを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置の分光特性の個体ばらつきを吸収するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像読取装置の光源として、分光特性の一定しているハロゲンランプを使用していた。このとき、画像センサであるＣＣＤラインセンサの分光特性が個体ごとにばらつきがあり、カラー原稿を読み取ったときに色みがばらつくという現象になって現れていた。これを解決するために分光特性を画像読取装置ごとに補正することが必要であり、このために、印字したパターンを所定の濃度測定器で測定しておき、画像読み取り部でそのパターンを読み込んだときの濃度との差を求めて、画像読み取り部の分光特性の補正を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カラー画像読み取り部の光源として、発熱量・消費電力の少ない蛍光灯が使用される場合がある。ハロゲンランプの分光特性は安定しているのに対して、蛍光灯の分光特性はばらつきがあることと、経時変化があることが特徴である。つまり蛍光灯の場合には、分光特性が安定状態にないことがある。
【０００４】
この蛍光灯を用いて上記のような画像読み取り部の分光特性の補正を行う場合、いかにして経時変化の影響を受けないようにして分光特性を補正するかを解決することが必要となっていた。
【０００５】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、個体差と分光特性に経時変化のある蛍光灯と、経時変化は無いが個体差のある撮像センサとから構成される光学系の分光特性を経時変化の影響を軽減するように補正することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる画像読取装置は、分光特性が経時変化するとともに該分光特性が時間の経過により安定する性質を有し、且つ個体によって前記分光特性が異なる光源としての蛍光灯を照明として、画像読み取り用のセンサを用いて画像を読み取る画像読取部を有する画像読取装置であって、前記蛍光灯を第１のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させた後に前記蛍光灯への電源を遮断し、その後に前記蛍光灯を前記第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させることにより、前記蛍光灯の分光特性を前記蛍光灯を連続点灯させた場合よりも短い時間で安定した状態と略同じ状態にさせて所定の画像を前記センサで読み取り、前記センサで前記所定の画像を読み取った場合に前記センサから出力されると期待される信号の出力値と、前記センサで前記所定の画像を実際に読み取って出力された信号の出力値との差分に基づいて画像処理を実行することを特徴としている。
【０００７】
また、この発明に係わる画像読取装置において、前記画像処理は、少なくとも前記センサから出力される信号の出力値を補正する処理を含むことを特徴としている。
【０００８】
また、この発明に係わる画像読取装置において、前記センサから出力される信号の出力値の補正は、前記センサで補正用画像を読み取って出力された出力値と前記差分により得られた値とを加算することによって行われることを特徴としている。
【００１０】
また、この発明に係わる画像読取装置において、前記所定の画像は、所定の色成分ごとに表された画像であることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明に係わる画像読取装置の制御方法は、分光特性が経時変化するとともに該分光特性が時間の経過により安定する性質を有し、且つ個体によって前記分光特性が異なる光源としての蛍光灯を照明として、画像読み取り用のセンサを用いて画像を読み取る画像読取部を有する画像読取装置の制御方法であって、前記蛍光灯を第１のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させた後に前記蛍光灯への電源を遮断し、その後に前記蛍光灯を前記第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させることにより、前記蛍光灯の分光特性を前記蛍光灯を連続点灯させた場合よりも短い時間で安定した状態と略同じ状態にさせて所定の画像を前記センサで読み取り、前記センサで前記所定の画像を読み取った場合に前記センサから出力されると期待される信号の出力値と、前記センサで前記所定の画像を実際に読み取って出力された信号の出力値との差分に基づいて画像処理を実行することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明に係わる画像読取装置の制御装置は、分光特性が経時変化するとともに該分光特性が時間の経過により安定する性質を有し、且つ個体によって前記分光特性が異なる光源としての蛍光灯を照明として、画像読み取り用のセンサを用いて画像を読み取る画像読取部を有する画像読取装置を制御する制御装置であって、前記蛍光灯を第１のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させた後に前記蛍光灯への電源を遮断し、その後に前記蛍光灯を前記第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させることにより、前記蛍光灯の分光特性を前記蛍光灯を連続点灯させた場合よりも短い時間で安定した状態と略同じ状態にさせて所定の画像を前記センサで読み取り、前記センサで前記所定の画像を読み取った場合に前記センサから出力されると期待される信号の出力値と、前記センサで前記所定の画像を実際に読み取って出力された信号の出力値との差分に基づいて画像処理を実行することを特徴としている。
【００２４】
また、本発明に係わる記憶媒体は、分光特性が経時変化するとともに該分光特性が時間の経過により安定する性質を有し、且つ個体によって前記分光特性が異なる光源としての蛍光灯を照明として、画像読み取り用のセンサを用いて画像を読み取る画像読取部を有する画像読取装置の制御プログラムを格納した記憶媒体であって、前記制御プログラムが、前記蛍光灯を第１のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させた後に前記蛍光灯への電源を遮断し、その後に前記蛍光灯を前記第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比のＰＷＭ制御で点灯させることにより、前記蛍光灯の分光特性を安定した状態と略同じ状態にさせる点灯工程のコードと、前記点灯工程で点灯された前記光源により照明された所定の画像を前記センサで読み取る読取工程のコードと、前記センサで前記所定の画像を読み取った場合に前記センサから出力されると期待される信号の出力値と、前記センサで前記所定の画像を実際に読み取って出力された信号の出力値との差分に基づいて画像処理を実行する工程のコードとを具備することを特徴としている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
本実施形態では、画像読取装置の分光特性を補正してから、自動階調補正を行う場合について説明する。
【００３２】
ここで、自動階調補正とは、印字部で所定のパターンを印字して画像読み取り部でそれを読み取り、期待される読み値と実際の読み値の差からコピー画像の最大濃度と階調性を補正するものである。
【００３３】
本実施形態では、上記画像読み取り部（光源としての蛍光灯と撮像センサを備える）が目的の分光特性からはずれているかどうかを測定し、かつ補正を実行してから、自動階調補正を開始するものである。
【００３４】
図４乃至図８はプリンタでマゼンタの最大濃度を印字したパターンを画像読み取り部で読み込んだときのＧ（緑）信号の測定結果である。これらは測定開始直前までの蛍光灯の条件を変えている。各グラフは測定開始からデータが表示されている。横軸が画像読み取り部のスキャン回数で、縦軸が８ビット幅の輝度信号の読み値である。この例ではスキャンは１回約３秒かかっているものである。
【００３５】
これらの測定直前までの蛍光灯の点灯条件は、図８以外は約２０％のPWM制御を行い、図８では１００％のPWM制御（フル点灯）を行っている。測定時の蛍光灯のPWM制御の方法は全て同一であり、図示しない光量センサにより一定光量となるように制御を行っている。
【００３６】
図４は蛍光灯を室温で十分な時間放置した後に点灯し、測定を開始したときの測定結果を示す図である。
【００３７】
図５は１時間連続点灯した後に、フィラメントに余熱を与えながら1分間消灯してから測定を開始したときの測定結果を示す図である。
【００３８】
図６は１時間連続点灯した後に、1分間電源を完全に遮断した後に測定を開始したときの測定結果を示す図である。
【００３９】
図７は３時間蛍光灯を７０度で保温した後に点灯し、測定を開始したときの測定結果を示す図である。
【００４０】
図８は１５分間連続点灯した後に、測定を開始したときの測定結果を示す図である。
【００４１】
図４乃至図８からわかるように、蛍光灯は点灯する直前までの条件によって点灯した時の輝度が異なっている。一方、時間が十分に経過した場合には、輝度３８近辺に収束している。また上記例はマゼンタのパターンを読み込んだときのＧ（緑）信号であるが、イエローのパターンを読み込んだときのＢ（青）信号、シアンのパターンを読み込んだときのＲ（赤）信号も点灯するまでの条件によって、点灯したときの読み取り信号が異なることがわかっている。このことは、蛍光灯の分光特性が安定状態にないことがあることを示す。
【００４２】
しかしこれらの信号値は、約３時間連続点灯を行うとそれぞれ固有の一定の値に収束していくことが実験的にわかっている。つまり、経時的に変化していた分光特性が安定した状態になるのである。この３時間後の収束時の信号値は点灯までの条件にかかわらず一定していることが実験的に求められている。ただし、この分光特性の安定状態は蛍光管の個体ごと、画像読取装置ごとに異なることもわかっている。
【００４３】
画像読取装置を工場で生産する場合、３時間の連続点灯を行って収束点を求めることはコストアップと生産性の減退になることから実現は困難である。
【００４４】
そこで、生産工程で４分間の１００％PWM制御による蛍光灯点灯（フル点灯）後、２分間電源を遮断し、その後最小PWM制御による蛍光灯点灯を５分間行い、その直後に所定のパターンを読み込ませた場合、前記収束値とほぼ同じ値が読み込まれることが実験的にわかった。そこでこの条件で所定のパターンを読み込ませ、期待される読み値との差を補正量として算出し決定することが実現可能な方法である。
【００４５】
上記条件のうち、４分間の１００％PWM制御による蛍光灯点灯（フル点灯）後、２分間電源を遮断し、その後最小PWM制御による蛍光灯点灯を５分間行うまでの工程により、蛍光灯のPWM調整量を決定することができる。つまり、蛍光灯のPWM調整量を決定するための光源の点灯制御と兼ねることで、本実施形態では、分光特性による個体間のばらつきを補正する為の工程を不要にしている。なお、蛍光灯のPWM調整量を決定するための光源の点灯制御とは別の工程を設けて、分光特性による個体間のばらつきを補正する為の補正値を算出することもできる。
【００４６】
図１は本実施形態における複写機のブロック図である。リーダー部（画像読み取り部）１０は原稿を走査し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）データで示される画像データを発生する。Ｒ、Ｇ、Ｂデータに対し、log変換部２０とマスキング変換部３０で各処理を行い、Ｙ'（イエロー）、Ｍ'（マゼンタ）、Ｃ'（シアン）、Ｋ'（ブラック）データを生成する。それに対し、ガンマ補正部４０でＹ"、Ｍ"、Ｃ"、Ｋ"データを生成する。パターンジェネレータ６０はテスト画像出力時に用いるＹ"、Ｍ"、Ｃ"、Ｋ"データを格納している。
【００４７】
なお、図１において、７０は複写機全体を制御するためのＣＰＵ、８０はＣＰＵの制御プログラム等を格納するＲＯＭ、９０は画像信号の記憶やＣＰＵのワーキングエリア等に用いられるＲＡＭ、１００は画像読取装置、２００はプリンタ部である。
【００４８】
図２は図１中のリーダ部１０の概要を示す。８０２は原稿を置くための原稿台ガラス、８０４は電源装置２４２によって制御される原稿照明用の照明光源として機能する蛍光灯ランプである。光量センサ８４１はＰＷＭ制御により蛍光灯ランプ８０４の光量を調整するために蛍光灯ランプ８０４の光量を測定するセンサである。８０６は原稿からの反射光をアナログ電気信号に変換するＣＣＤ、８１１ａ，８１１ｂ，８１１ｃはランプ８０４により反射された原稿からの反射光をＣＣＤ８０６まで導くためのミラー、８０５はミラー８１１ａ，８１１ｂ，８１１ｃにより導かれた光をＣＣＤ６に結像するためのレンズである。８０３はシェーディング補正データを取得するためにＣＣＤ８０６により読み取られる標準白色板、８０７はアナログプロセッサ部である。アナログプロセッサ部８０７はＣＣＤから出力されたアナログ電気信号に対してサンプル・ホールド、信号増幅等のアナログ信号制御を行ない、さらに信号のＡ／Ｄ変換を８ｂｉｔ（２５６値）にて行う。なお、ここでは、８ｂｉｔのＡ／Ｄ変換を行う例を示したが、これに限るものではない。
【００４９】
図３は本実施形態の動作手順を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、ステップ２０１では、自動濃度補正用のＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）単色パターンを印字する。パターンを印字するのは図１のパターンジェネレータ部６０で各色のパターンを生成することで行われる。
【００５１】
ステップ２０２では、濃度計（たとえば、メーカ：X-Rite, Inc.、型名：MODEL 938）を用いてステップ２０１で印字されたパターンのシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の濃度を測定する。測定値をＡとする。
【００５２】
このステップ２０１〜２０２で作成されたチャートと測定データはステップ２０４以降に繰り返し使用することができる。
【００５３】
ステップ２０４〜２０６は、補正対象の画像読取装置の光源である蛍光灯の分光特性を、その蛍光灯の安定状態（３時間以上連続点灯した後に到達する特性）と略同じ特性を示すことができるようにするための手順である。
【００５４】
これは実験的に求められた手順であり、蛍光灯が収束点に対して輝度レベルで約１レベル高く読み取られる条件となるフローである。すなわち４分間の１００％DUTYのPWM制御による蛍光灯点灯（最大光量による点灯）後、２分間電源を遮断し、その後最小DUTYのPWM制御による蛍光灯点灯を５分間行い、その直後にパターンを読み取るという手順である。
【００５５】
ステップ２０７で、ステップ２０１で印字されたパターンを補正対象の画像読取装置で読み込む。ここで読み取られた輝度値をＢとする。
【００５６】
ステップ２０８では、補正対象の画像読取装置のＣＰＵ７０に対して、ステップ２０２で測定された各色の濃度値Ａを入力する。ここでは入力手段を図示していないが、操作パネル、通信ケーブル等によることが考えられる。
【００５７】
ステップ２０９では、ステップ２０８で入力された濃度値ＡをプログラムＲＯＭ８０に記録してある濃度輝度変換テーブルによって、濃度値Ａから輝度値Ａ'へ変換する。
【００５８】
ステップ２１０では、補正値Ｃ＝Ａ'-Ｂ  によって補正値Ｃを算出し決定する。
【００５９】
次に、この補正値Ｃを用いた、自動階調濃度補正の行い方を説明する。
【００６０】
まず自動最大濃度補正を行い、次に自動階調補正を行う。
【００６１】
＜自動最大濃度値自動補正処理の動作＞
（１）まず、デフォルトの現像バイアス設定にて補正用の画像として最大濃度自動補正用チャートを出力する。このチャートはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック各単色で高濃度域で４種類の濃度のパターンを印字したものである。
（２）画像読み取り部で補正用の画像として最大濃度自動補正用チャートを読み込む。このとき得られた輝度信号値に上記補正値Ｃを加算する。
（３）上記補正された輝度値をプログラムＲＯＭ８０に記憶されている輝度濃度変換テーブルにより濃度値へ変換する。
（４）上記変換された濃度と所定の濃度との差分により必要コントラスト値を算出する。
（５）上記算出された必要コントラスト値に基づき、印字部の現像バイアスを決定する。
【００６２】
＜自動階調補正処理の動作＞
（１）最大濃度自動補正で決定した印字条件にて階調パッチを出力する。
（２）画像読み取り部で上記階調パッチを読み込み、プログラムに内蔵されている輝度濃度変換テーブルにより、濃度に変換する。このとき、輝度信号に対しては補正を行わない。理由は、補正値は最大濃度パターンを読んだときの期待値とのずれ量を補正するものであることに対して、階調補正のパターンは中間調の濃度を読み取るために、補正値が使用できないからである。
（３）階調特性がリニア（所望の形）になるように、自動階調補正ガンマ補正テーブルを作成する。
【００６３】
以上で自動濃度補正処理は終了する。上記のように印字部の現像バイアスをガンマ補正テーブルが作成された後に、複写機に使用することで、色みの再現性において、機械間のばらつきが少ない製品ができる。
【００６４】
【他の実施形態】
また、各実施形態の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００６５】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００６６】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した（図３に示す）フローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００６７】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、分光特性に経時変化のある光源を用いたカラー画像読取装置の個体ばらつきを、装置の構成を追加変更することなく、補正することができるという効果がある。
【００６８】
本実施形態のように光学系を組み上げた状態で分光特性を求めて補正を行うことで、分光特性の測定を個々の構成要素ごとに行う必要がないので、補正も簡単に行うことができる。また個々に補正を行う場合に比べて、誤差の積み上げが無いので簡単に精度を上げることができる。
【００６９】
個々の蛍光管の発光特性の収束点と略同じ（本実施形態では、収束点に対して測定時の輝度信号が１レベル高いという状態）測定条件を用いることで、経時変化のある光源を用いた画像読み取り装置間のばらつきを少なくするという目的を達成することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、経時変化のある光源を用いた画像読取装置間のばらつきを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる画像読取部を有する複写機の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のリーダ部の概要を示す図である。
【図３】分光特性の補正動作を示すフローチャートである。
【図４】画像読み取り輝度信号の経時変化を表す図である。
【図５】画像読み取り輝度信号の経時変化を表す図である。
【図６】画像読み取り輝度信号の経時変化を表す図である。
【図７】画像読み取り輝度信号の経時変化を表す図である。
【図８】画像読み取り輝度信号の経時変化を表す図である。
【符号の説明】
１０  リーダ部
２０  log変換部
３０  マスキング変換部
４０  ガンマ補正部
６０  パターンジェネレータ
７０  ＣＰＵ
８０  ＲＯＭ
９０  ＲＡＭ
１００  画像読取装置
２００  プリンタ部
【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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