(57)【要約】【課題】イメージセンサの感度等、部材の特性にばらつきがあっても、良好な画像を得ることのできる画像読取装置を提供する。【解決手段】光量補正部１４１は、ＣＣＤ４７の検知結果が規定値よりも小さければ原稿搬送部２２又はキャリッジ駆動部４８による走査速度を低減させることで、露光時間を長くするようになっている。【選択図】図４
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【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、
上記原稿からの光を検知するイメージセンサと、
基準原稿についての上記イメージセンサの検知結果が規定の明るさを示すように上記イメージセンサへの露光時間を調整可能である露光時間調整部と、を備える画像読取装置。
【請求項２】
原稿を照明する光源をさらに備え、かつ、
上記露光時間調整部は、上記原稿上での光源による照明位置を移動させることで上記イメージセンサに上記原稿を走査させると共に、上記検知結果が規定の明るさを示すように上記照明位置の移動速度を変更可能である照明位置移動部を備える請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
上記露光時間調整部は、原稿を上記イメージセンサに対して移動させることで上記イメージセンサに上記原稿を走査させると共に、上記原稿の移動速度を変更可能になっている原稿搬送部を備える請求項１又は２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
上記イメージセンサは、上記イメージセンサの検知結果が規定の明るさを示すように、一走査線当たりの蓄積時間を変更可能になっている請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
原稿上の画像を読み取る画像読取装置であって、
上記原稿からの光を検知するイメージセンサを備え、
上記イメージセンサは、上記イメージセンサの検知結果が規定の明るさを示すように、一走査線当たりの蓄積時間を変更可能になっている画像読取装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
上記画像読取装置が読み取った画像を記録媒体上に形成する画像形成部と、を備える画像形成装置。
【請求項７】
イメージセンサによって原稿上の画像を読み取る画像読取装置において上記イメージセンサへ入射する光量を補正する方法であって、
基準原稿からの光をイメージセンサで検知するステップと、
上記読取ステップによるイメージセンサの検知結果が規定の明るさを示すように、イメージセンサへの露光時間及びイメージセンサによる一走査線当たりの蓄積時間を光量補正部によって設定する光量補正ステップと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイメージセンサによって画像を読み取る画像読取装置に関するものであり、具体的にはイメージセンサの検知結果が望ましい値になるように各部が制御される画像読取装置、及び光量補正方法に関するものであり、さらにこの画像読取装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサによって画像を読み取る画像読取装置において、良好な画像を得るためにはイメージセンサに入る光の量を調整することが重要である。
【０００３】
例えば特許文献１の段落［０００２］には、原稿を透過した光をイメージセンサで検知して透過画像を読み取る画像読取装置が記載されている。この画像読取装置は、通常駆動モードと高速駆動モードの２種類の読取モードを実行するようになっている。通常駆動モードは、原稿の反射画像とほぼ同じ光量となるポジフィルムを読み取る際のモードであり、高速駆動モードはポジフィルムの３倍の光量を必要とするネガフィルムを読み取る際のモードである。また、特許文献１の段落［０００３］には、ネガフィルムの読取時に、光量を上げるために光源を調光することが記載されている。
【特許文献１】特開２０００−３１２２７５号公報（２０００年１１月７日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
イメージセンサの感度、及び光源の出力光量等、画像読取装置の各部材の特性にばらつきが生じる。精確に画像を読み取るためには、このばらつきを補正することが望まれる。しかし、光源への電流値を変えて出射光量を変更する構成では、回路を追加しなければならず、装置の構造が複雑になり、コストアップにも繋がる。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑み、新たな技術によって光量を調整する画像読取装置及びこの画像読取装置を備える画像形成装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の画像読取装置は、原稿上の画像を読み取る画像読取装置であって、上記原稿からの光を検知するイメージセンサと、基準原稿についての上記イメージセンサの検知結果が規定の明るさを示すように上記イメージセンサへの露光時間を調整可能である露光時間調整部と、を備える。
【０００７】
上記画像読取装置によると、露光時間を調整することによって、イメージセンサへの入射光量を変えることができる。よって、イメージセンサの感度等、各部材の特性にばらつきがあっても、ばらつきが少なく良好な画像を、簡単な構成で得ることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載するように、請求項１の画像読取装置は、原稿を照明する光源をさらに備え、かつ、上記露光時間調整部は、上記原稿上での光源による照明位置を移動させることで上記イメージセンサに上記原稿を走査させると共に、上記検知結果が規定の明るさを示すように上記照明位置の移動速度を変更可能である照明位置移動部を備える構成であってもよい。
【０００９】
上記構成によると、照明位置移動部の移動速度によって、露光時間が調整可能である。
【００１０】
また、請求項３に記載するように、請求項１又は２の画像読取装置は、上記露光時間調整部は、原稿を上記イメージセンサに対して移動させることで上記イメージセンサに上記原稿を走査させると共に、上記原稿の移動速度を変更可能になっている原稿搬送部を備える構成であってもよい。
【００１１】
上記構成によると、原稿の移動速度によって、露光時間が調整可能である。
【００１２】
また、請求項４に記載するように、請求項１〜３のいずれか１項の画像読取装置において、上記イメージセンサは、上記イメージセンサの検知結果が規定の明るさを示すように、一走査線当たりの蓄積時間を変更可能である構成であってもよい。
【００１３】
上記構成によると、さらにイメージセンサの蓄積時間が調整されることで、イメージセンサの検知結果を規定の明るさにより近づけることができる。
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項５の原稿上の画像を読み取る画像読取装置であって、上記原稿からの光を検知するイメージセンサと、を備え、上記イメージセンサは、上記イメージセンサの検知結果が規定の明るさを示すように、一走査線当たりの蓄積時間を変更可能になっている。
【００１５】
上記画像読取装置も、イメージセンサの蓄積時間が調整されることで、各部の特性のばらつきを補正して、良好な画像を得ることができる。
【００１６】
請求項６に記載するように、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像読取装置と、上記画像読取装置が読み取った画像を記録媒体上に形成する画像形成部と、を備える画像形成装置も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、請求項７の方法は、イメージセンサによって原稿上の画像を読み取る画像読取装置において上記イメージセンサへ入射する光量を補正する方法であって、基準原稿からの光をイメージセンサで検知するステップと、上記読取ステップによるイメージセンサの検知結果が規定の明るさを示すように、イメージセンサへの露光時間及びイメージセンサによる一走査線当たりの蓄積時間を光量補正部によって設定する光量補正ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１８】
上記画像読取装置、画像形成装置、光量補正方法によると、露光時間又は蓄積時間を調整することによって生じるイメージセンサの検出結果のばらつきを補正することができ、イメージセンサの感度等、各部材の特性にばらつきがあっても、ばらつきが少なく良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〔１〕第一実施形態
本発明の実施の一形態である画像形成装置について、以下、図面を参照して説明する。なお、以下は画像読取機能と画像形成機能とを併せ持つ画像形成装置を挙げるが、本発明はこれに限定されず、画像形成機能を持たない画像読取装置として実施可能である。
【００２０】
＜１．画像形成装置１の概要＞
図１は本実施形態の画像形成装置１の外観を示す斜視図であり、図２は画像形成装置１の一部を拡大した断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、画像形成装置１は、原稿Ｍを搬送する原稿搬送装置２と、原稿Ｍの一方の面から画像を読み取る画像読取部４及び画像読取部４が読み取った画像等を用紙上に印刷する画像形成部５を備える本体３と、を備える。
【００２２】
原稿搬送装置２は、原稿を画像読取部４に対して移動させるための装置であり、本体３の上方に配される。原稿搬送装置２は、ハウジング２０、原稿を載置するための原稿載置トレイ２１、及び読み取りが終わった原稿を受け取る原稿排出トレイ２３を備えると共に、ハウジング２０の内部に設けられ、原稿載置トレイ２１上の原稿を原稿排出トレイ２３まで搬送する原稿搬送部２２等を備える。原稿搬送部２２の詳細については後述する。
【００２３】
本体３は、上述の部材に加えて、画像形成部５で用いる用紙を載置するための手差しトレイ３１、用紙を収容する用紙カセット３２、画像形成後の用紙が排出される用紙排出トレイ３３、ユーザからの指示を受け付けたりユーザに種々の情報を提示したりする操作パネル３４等を備える。また、本体３は、原稿搬送装置２に対向する面に、第一プラテンガラス３５、及び第二プラテンガラス３６を備える。上述の原稿搬送装置２のハウジング２０は、第一プラテンガラス３５上に原稿を押し付ける原稿押さえとしても機能する。
【００２４】
画像読取部４の詳細については後述する。
【００２５】
画像形成部５としては、電子写真方式又はインクジェット方式等の印刷機構を適宜採用することができる。
【００２６】
＜２．原稿搬送部２２＞
図２に示すように、原稿搬送部２２は、複数のローラからなる原稿搬送ローラ群２２ａと、原稿押圧部２２ｂとを備える。原稿搬送ローラ群２２ａは、原稿載置トレイ２１から原稿Ｍを一枚ずつ引き出し、第二プラテンガラス３６上を経て原稿排出トレイ２３へと排出する。原稿押圧部２２ｂは、画像読取部４が第二プラテンガラス３６を介して原稿Ｍの一方の面（以下、表面と称する）から画像を読み取れるように、原稿搬送ローラ群２２ａによって搬送される原稿Ｍを第二プラテンガラス３６に押し付ける。
【００２７】
＜３．画像読取装置４＞
図２に示すように、画像読取部４は、原稿搬送装置２２によって搬送中又は第一プラテンガラス３５上に載置された原稿Ｍの表面の画像を読み取るようになっている。具体的には、画像読取部４は、第一プラテンガラス３５に平行に配されたレール４１、及びレール４１上を矢印方向に移動可能なキャリッジ４２、キャリッジ４２を移動させるキャリッジ駆動部４８（後述の図５を参照）によって等を備える。レール４１に垂直かつ第一プラテンガラス３５に平行な方向を主走査方向、レール４１に平行な方向を副走査方向と呼ぶ。
【００２８】
図３にキャリッジ４２内部の要部構成を示す。画像読取部４は、キャリッジ４２内に、光源４３、ミラー群４４、集光レンズ４６、ＣＣＤ（ＣＣＤイメージセンサ）４７等を備える。
【００２９】
光源４３は、第一プラテンガラス３５及び第二プラテンガラス３６を介して原稿Ｍの表面に光を照明するキセノンランプであり、ミラー群４４は複数のミラーによって光源４３からの光が原稿Ｍで反射した反射光を、集光レンズ４６に導く。反射光は集光レンズ４６によってＣＣＤ４７に集められる。
【００３０】
ＣＣＤ４７は受けた光をアナログの電気信号に変換する。ＣＣＤ４７は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の成分をそれぞれ検出するカラーセンサであるＲ、Ｇ及びＢの３種の読取素子に加えて、さらにモノクロセンサであるＫ（黒）素子をそれぞれ多数備える。以下では、Ｒ、Ｇ、Ｂ、及びＫの各素子に、４７１〜４７４の符号をそれぞれ付して説明する（後述の図４を参照）。
【００３１】
なお、ＣＣＤ４７はイメージセンサの一例に過ぎず、ＣＭＯＳイメージセンサ等の他のイメージセンサに適宜置換可能である。
【００３２】
第一プラテンガラス３５上の原稿から画像を読み取るときは、キャリッジ４２が副走査方向に移動することで原稿Ｍの全面が走査される。また、原稿搬送装置２２で搬送される原稿の表面の画像を読み取るときは、キャリッジ４２は第二プラテンガラス３６に対向する位置に静止し、上述の原稿搬送部２２によって原稿Ｍがキャリッジ４２に対して移動されることによって、副走査方向における走査が行われる。
【００３３】
＜４．光量補正＞
画像形成装置１の画像読取時の動作について、さらに図４〜図５等を併せて参照して説明する。図４は、画像形成装置１の要部構成を示すブロック図であり、図５は光量補正時の信号の具体的な流れを示すフロー図である。なお、図５中では画像データの流れを実線で、制御データの流れを点線で表す。
【００３４】
図４に示すように、画像形成装置１は上述した部材に加えて、画像読取部４からのアナログの画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１、Ａ／Ｄ変換器１１からのデジタル信号に基づいて画像を再合成する等の画像処理を行う画像処理部１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の外部記憶装置である記憶装置１６等を備える。画像形成装置１内の各部は、データバス等のバス１７を介して互いに接続されている。
【００３５】
ＣＰＵ１４は、ＲＯＭ１５内のプログラムを実行することで各部を制御して、モノクロ画像を読み取るモノクロモード及びカラー画像を読み取るカラーモードを実行したり、後述の光量補正部１４１、原稿搬送制御部１４２、及びＣＣＤ制御部１４３等として機能したりすることができる。
【００３６】
ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１４の作業領域として機能すると共に、画像処理部１２から送られる画像情報を一時的に記憶する画像記憶部１３１として機能する。
【００３７】
図５に示す光量補正部１４１は、ＣＣＤ４７への入射光量が望ましい範囲となるように、各部の動作の設定値を決定することができる。原稿搬送制御部１４２は原稿搬送部２２による原稿Ｍの搬送速度を制御する。読取制御部１４３はキャリッジ駆動部４８を制御することで、画像読取部４による読取速度を制御する。ＣＣＤ制御部１４４は、ＣＣＤ４７における蓄積時間を制御する。
【００３８】
光量補正部１４１による各部の設定値の決定について以下に説明する。図５に示すように、光量補正時には、画像読取部４が基準原稿を基準条件で読み取って得た画像データが、Ａ／Ｄ変換部１１及び画像処理部１２を経て画像記憶部１３１に記憶される。光量補正部１４１は、画像記憶部１３１に記憶された画像データを参照する。そして、画像データが予め定められた規定値と比較して、規定値よりも小さい、すなわち黒に近い（暗い）値を示せば、光量補正部１４１は、露光時間を長くするように各部の設定値を変更する。画像の読み取りから各部の動作条件の変更までの以上の動作が、画像データが上記規定値と一致するまで繰り返されることで、各部の設定値が決定される。
【００３９】
具体的には、ＣＣＤ４７への入射光量が大きくなるように、光量補正部１４１は、原稿搬送部１４２を介して原稿搬送部２２の搬送速度を遅くしたり、読み取り制御部１４３を介してキャリッジ駆動部４８によるキャリッジ４２の移動速度を遅くしたりすることで、露光時間を長くすることができる。具体的には、光量補正部１４１は、原稿搬送制御部１４２から原稿搬送部２２への駆動パルス、及び読み取り制御部１４３からキャリッジ駆動部４８への駆動パルスの周波数を変更することで、原稿搬送部２２及びキャリッジ駆動部４８に含まれるモータの回転速度を変更することができる。
【００４０】
また、光量補正部１４１は、上述したように露光時間を長くすると共に、ＣＣＤ制御部１４４を介してＣＣＤ４７の蓄積時間Ｔを長くすることができる。
【００４１】
図６（ａ）及び（ｂ）に、ＣＣＤ制御部１４４がＣＣＤ４７に入力するシフト信号及び蓄積時間を示す。図６（ａ）に示すように、ＣＣＤ制御部１４４は一定時間毎にＣＣＤ４７にシフト信号を入力するようになっている。シフト信号を受けると、ＣＣＤ４７は一走査ラインＬの読み取りを終えて、一走査ラインＬ分の画像データをＡ／Ｄ変換部１１に出力する。出力後、ＣＣＤ４７は次の走査ラインＬの読み取りを開始する。つまり、シフト信号同士の間隔がＣＣＤ４７の蓄積時間Ｔとなる。上述の光量補正部１４１は、このシフト信号間の間隔を広げることで、図６（ｂ）に示すように蓄積時間Ｔをより長い蓄積時間Ｔ’に変更することができる。
【００４２】
逆に、画像データが上記規定値よりも大きい、すなわち白に近い（明るい）値を示すときは、光量補正部１４１は、画像データが上記規定値に一致するように、露光時間を短くする。具体的には、光量補正部１４１は、原稿搬送速度及びキャリッジ移動速度を増大させると共に、ＣＣＤ４７の蓄積時間を短くする。
【００４３】
以下に、露光時間、蓄積時間、及びイメージセンサの出力電圧（画像データ）等の関係について説明する。
【００４４】
ＣＣＤ４７等のイメージセンサからの出力電圧（画像データ）は、式（１）
出力電圧[V]=感度[V/lx・s]×光量[lx]×蓄積時間[s]        （１）
で与えられる。各部の設定値は、この式（１）に基づいて決定され得る。
【００４５】
例えば、規定値の画像データが得られる条件から、イメージセンサの感度のばらつき、原稿を照射する光源の光量のばらつきにより、感度[V/lx・s]×光量[lx]が５％増加したとする。この場合は、蓄積時間[s]を５％減少させることで、規定値の画像データが得られる。
【００４６】
また、例えば蓄積時間が300[us/line]になっている、すなわち一ラインを300usで読み取るようになっている場合、１秒間に読み取れるライン数は、
(300[us/line])-1=3333[line]
となる。
【００４７】
さらに、600[dpi]換算すると、副走査方向の読取速度、すなわち原稿の搬送速度及びキャリッジの移動速度は、
3333[line/s]=5.555[inch/s]=141.1[mm/s]
となる。
【００４８】
蓄積時間が300[us/line]であれば規定値の画像データが得られる場合に、蓄積時間が５％減少して285[us/line]となったとすると、規定値の画像データを得るためには、原稿の搬送速度及びキャリッジの移動速度を148.5[mm/s]とすればよい。
【００４９】
また、原稿の搬送速度及びキャリッジの移動速度を互いに異なる値として、それぞれの値に合わせて蓄積時間を設定することもできる。
【００５０】
以上のように、光量補正部１４１が副走査方向の読取速度及びＣＣＤ４７の蓄積時間を調整することで、イメージセンサの感度にばらつきがあったり、画像読取部４の光源の光量のばらつきがあったりしても、適切な光量による読み取りが行われる。
【００５１】
また、光量補正部１４１は、各部の設定値として、カラーモードとモノクロモードとで異なる値を設定することができる。カラーモードとモノクロモードとでは、用いる読取素子（カラーモードではカラー素子４７１〜４７３、モノクロモードではモノクロ素子４７４）の感度が異なる。そのため、適切な光量も、カラーモードとモノクロモードとでは異なる。よって、このようにカラーモードとモノクロモードとで別々に設定値を設けることで、両モードで良好な画像を得ることができる。
【００５２】
なお、本形態では、光量補正部１４１は画像記憶部１３１の画像データを参照して各部の設定値を設定するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、光量補正部１４１は画像処理部１２等の他の部材から画像データを得るようになっていてもよい。
【００５３】
また、本形態では、副走査方向におけるキャリッジ４２と原稿Ｍとの相対的な位置を変化させることで原稿Ｍ上の走査を実現しているが、この他の構成であっても走査は実現可能である。
【００５４】
例えば、本形態では、キャリッジ４２を移動させることで光源４３からの光の照射位置を原稿Ｍに対して副走査方向に移動させている。しかし、ミラー等の光学部材によって光源から原稿に光を導くと共に、ミラーを回転させることで原稿に対する光の角度を変えても、原稿上での光の照射位置を副走査方向に移動させることができる。このとき、照射位置が移動しても、原稿からの反射光はＣＣＤ等のイメージセンサに導かれるように、ミラー及びレンズ等の光学部材が適宜配される。
【００５５】
同様に、本形態のように原稿搬送速度又はキャリッジ移動速度を変更することは、ＣＣＤ４７の露光時間を変えるための構成の一例に過ぎない。つまり、原稿搬送部２２及びキャリッジ駆動部４８等は、露光時間調整部の単なる一例である。例えば、上述したミラーの回転によって走査を行う構成においては、ミラーの回転速度を低減させることで、露光時間を大きくすることが可能である。また、この他にも、露光時間を変えることができれば、これらの構成に限らず他の構成を用いることができる。
【００５６】
以上に述べた実施形態に、従来公知の技術を組み合わせて得られる形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態の画像形成装置１の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は画像形成装置１の一部を拡大した断面図である。
【図３】キャリッジ４２の内部の構成を示す断面図である。
【図４】画像形成装置１の要部構成を示すブロック図である。
【図５】画像形成装置１の信号の流れを示すフロー図である。
【図６】ＣＣＤ等のイメージセンサへのシフト信号及び蓄積時間を示す図面である。
【符号の説明】
【００５８】
１      画像形成装置
２      原稿搬送装置
４      画像読取部
４３    光源
４７    ＣＣＤ
４７１〜４７３  カラー素子
４７４  モノクロ素子
５      画像形成部
１２    画像処理部
１３    ＲＡＭ
１４    ＣＰＵ
１４１  光量補正部
１５    ＲＯＭ
１６    記憶装置
【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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