(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射光の色調特性が異なる白色光源を前記光電変換手段の主走査方向に複数配列した照射手段と、
前記照射手段により照射された被写体像を読み取り画像信号を出力する光電変換手段と、
マトリックス係数に基づいて前記画像信号の色空間を変換する色空間変換手段と、
前記色空間変換手段が前記画像信号の色空間の変換に用いるマトリックス係数を前記白色光源の色調特性に基づき主走査位置に応じて設定する係数設定手段と
を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記係数設定手段は、前記マトリックス係数を前記光電変換手段の画素単位で設定す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】
前記照射手段は、複数の白色光源で構成されたグループを前記主走査方向に複数有し、前記係数設定手段は、前記マトリックス係数を各グループそれぞれに対して設定す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４】
照射光の色調特性が異なる白色光源を前記光電変換手段の主走査方向に複数配列した照射手段と、前記照射手段により照射された被写体像を読み取り画像信号を出力する光電変換手段とを有する画像読み取り装置の制御方法であって、
マトリックス係数を前記複数の白色光源の色調特性に基づき主走査位置に応じて設定する係数設定ステップと、
前記係数設定ステップにおいて設定されたマトリックス係数に基づいて前記画像信号の色空間を変換する色空間変換ステップと
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項５】
前記係数設定ステップでは、前記光電変換手段の画素単位で前記マトリックス係数を設定することを特徴とする請求項４に記載の制御方法。
【請求項６】
前記照射手段は、複数の白色光源で構成されたグループを前記主走査方向に複数有し、前記係数設定ステップでは、前記マトリックス係数を各グループそれぞれに対して設定することを特徴とする請求項４に記載の制御方法。
【請求項７】
照射光の色調特性が異なる白色光源を複数配列した照射手段と、
前記照射手段により照射された被写体像を読み取り画像信号を出力する光電変換手段と、
前記画像信号の色空間を変換する色空間変換手段と、
前記白色光源の色調特性を操作者による入力操作に応じて設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された前記白色光源の色調特性に対応したマトリックス係数に基づいて前記色空間変換手段が前記画像信号の色空間を変換するように制御する制御手段と
を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項８】
前記色調特性は、ＸＹＺ測色系色度図に基づいて決められるものであることを特徴とする請求項７に記載の画像読み取り装置。
【請求項９】
前記照射手段は、照射光の色調特性が異なる白色光源を主走査方向に複数配列したものであることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像読み取り装置。
【請求項１０】
照射光の色調特性が異なる白色光源を複数配列した照射手段と、前記照射手段により照射された被写体像を読み取り画像信号を出力する光電変換手段とを有する画像読み取り装置の制御方法であって、
前記白色光源の色調特性を操作者による入力操作に応じて設定する設定ステップと、
前記設定ステップにおいて設定された前記白色光源の色調特性に対応したマトリックス係数に基づいて前記画像信号の色空間を変換する色空間変換ステップと
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
前記色調特性は、ＸＹＺ測色系色度図に基づいて決められるものであることを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
前記照射手段は、照射光の色調特性が異なる白色光源を主走査方向に複数配列したものであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像読み取り装置に係わり、互いに色調の異なる複数の光源を有する画像読み取り装置などに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像読取装置における光源としての白色光は、複数の光を足しあわせることで実現している。具体的には、複数のＬＥＤのうち、所定のＬＥＤ光源からの青または紫外の電磁波（以下、光という）を、蛍光体を介すことで、黄色などほかの波長の光に変換し、他の光と足しあわせることで白色光を実現している。ここで、蛍光体の発光効率は、光源の波長によって変動するため、微妙に、光源波長が異なれば、蛍光体による発光量はそれに応じて変化する。また、蛍光体の量によっても、変化する。このため、色調が白色ＬＥＤごとにばらついたものができてしまうことになる。ここでいう、色調とは、色の配合、濃淡・強弱などの調子、色合いをいう。具体的には、純白、黄色がかった白、青色がかった白などである。この差は目視で了解し得るため無視できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、この光源の色調ばらつきを勘案しないで画像読み取りを行った場合、色調ばらつきが発生し、照明手段としての光源モジュールごとにも色調ばらつきが発生するため、読み取り品質が劣化してしまう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１に記載の画像読み取り装置は、照射光の色調特性が異なる白色光源を前記光電変換手段の主走査方向に複数配列した照射手段と、前記照射手段により照射された被写体像を読み取り画像信号を出力する光電変換手段と、マトリックス係数に基づいて前記画像信号の色空間を変換する色空間変換手段と、前記色空間変換手段が前記画像信号の色空間の変換に用いるマトリックス係数を前記白色光源の色調特性に基づき主走査位置に応じて設定する係数設定手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の制御方法は、照射光の色調特性が異なる白色光源を前記光電変換手段の主走査方向に複数配列した照射手段と、前記照射手段により照射された被写体像を読み取り画像信号を出力する光電変換手段とを有する画像読み取り装置の制御方法であって、マトリックス係数を前記複数の白色光源の色調特性に基づき主走査位置に応じて設定する係数設定ステップと、前記係数設定ステップにおいて設定されたマトリックス係数に基づいて前記画像信号の色空間を変換する色空間変換ステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の画像読み取り装置は、照射光の色調特性が異なる白色光源を複数配列した照射手段と、前記照射手段により照射された被写体像を読み取り画像信号を出力する光電変換手段と、前記画像信号の色空間を変換する色空間変換手段と、前記白色光源の色調特性を操作者による入力操作に応じて設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記白色光源の色調特性に対応したマトリックス係数に基づいて前記色空間変換手段が前記画像信号の色空間を変換するように制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の制御方法は、照射光の色調特性が異なる白色光源を複数配列した照射手段と、前記照射手段により照射された被写体像を読み取り画像信号を出力する光電変換手段とを有する画像読み取り装置の制御方法であって、前記白色光源の色調特性を操作者による入力操作に応じて設定する設定ステップと、前記設定ステップにおいて設定された前記白色光源の色調特性に対応したマトリックス係数に基づいて前記画像信号の色空間を変換する色空間変換ステップとを有することを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。まず、本実施の形態で用いる画像読み取り装置としての画像形成装置としてのカラー複写機の全体について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置の断面構成を示す図である。
【００２９】
図１において、符号２０１はイメージスキャナ部であり、ここでは、原稿を読み取り、デジタル信号処理を行なう。また、２００はプリンタ部であり、イメージスキャナ部２０１にて読み取られた原稿画像に対応した画像を、用紙上にフルカラーでプリント出力する。
【００３０】
イメージスキャナ部２０１において、原稿圧板２０２にて原稿台ガラス（プラテン）２０３上に載置された原稿２０４を、ＬＥＤモジュール２０５の光で照射する。この原稿２０４からの反射光はミラー２０６，２０７に導かれ、レンズ２０８により３ラインセンサ（以下、ＣＣＤという）２１０上に像を結ぶ。なお、レンズ２０８には、赤外カットフィルタ２８１が設けられている。
【００３１】
ＣＣＤ２１０は、原稿２０４からの光情報を色分解して、それよリフルカラー情報のレッド（R），グリーン（G），ブルー（B）成分を読み取った後、信号処理部２０９に送る。ＣＣＤ２１０の各色成分読み取リセンサ列は、各々が５０００画素から構成されている。これにより、原稿台ガラス２０３上に載置される原稿の中で最大サイズである、Ａ３サイズの原稿の短手方向２９７ｍｍを、４００ｄｐｉの解像度で読み取る。
【００３２】
なお、白色ＬＥＤアレイ２０５、ミラー２０６は速度Ｖで、また、ミラー２０７は（１／２）Ｖの速度で、ラインセンサ２１０の電気的な走査方向（以下、主走査方向という）に対して垂直方向（以下、副走査方向という）に機械的に動くことにより、原稿２０４の全面を走査する。求められる光源は、第一に発光効率が高く消費電力が小さいこと、第二に、主走査方向の位置によって発光量が変えられること、第三に、白色光源であること、この３つの条件にあった光源として、白色ＬＥＤアレイが考えられる。すなわち、複数の白色ＬＥＤを主走査方向にならべて、主走査全域を照明する。この時、端部を中央部に対してより明るくするために、例えば、▲１▼発光素子の密度を中央に比して、周辺部を密にする。▲２▼発光素子に流す電流値を中央に比して周辺部を大にする。▲３▼ＰＷＭ制御で中央に比して周辺部のデユーティを大にする。といった方法が考えられる。
【００３３】
このように光源としてＬＥＤを本実施の形態で使用するのは以下の理由による。
【００３４】
ＣＣＤリニアイメージセンサを読み取りに使用する、複写機、FAX等の読み取り光源として、ハロゲンランプ、蛍光燈、キセノンランプ等が使用される場合がある。
【００３５】
縮小光学系をレンズで組み、たとえばＡ４長手で主走査２９７ｍｍの原稿を、レンズで、画素サイズ１０ミクロン、５０００素子のＣＣＤ、すなわち５０ｍｍ長のＣＣＤ面上に像を結ぶことをしている。ここで、コサイン四乗則といったレンズの特性上、主走査中央部は明るく光量が多く、主走査端部にあっては暗く光量が少ないといった特性がある。これは直接的には、ＣＣＤの出力信号を主走査端部の信号のＳ／Ｎを劣化させることになる。
【００３６】
ハロゲンランプの場合には、発光するフィラメントの数や位置やフィラメント巻き線数を比較的自由にできる。そこで、端部に近づくにつれ、明るく発光するようにフィラメントの巻き線数を増やすよう構成して、前述の問題に対応している。
【００３７】
消費電力の観点からは、ハロゲンランプよりも、蛍光燈や、キセノンランプが有利である。蛍光燈や、キセノンランプは、比較的発光効率が高く、環境への配慮の観点から望ましい光源といえる。ただし、ハロゲンランプの場合のようなフィラメントの巻き線数の調整により、主走査方向の場所によって発光量を変えることができない。
【００３８】
複写機で画像読み取り装置のカラー読み取りを行なう場合は、カラー３ラインＣＣＤイメージセンサが読み取り素子に使用される場合がある。例えば主走査画素ピッチの４倍の間隔のフォトダイオード素子列が並行に３つ形成され、それぞれの素子列にはRGBの色フィルタが、形成されている。
【００３９】
この場合、原稿照明用の光源は波長にして400〜700nmの複数の波長の光を含んだ、いわゆる白色の光源であることが必須になる。
【００４０】
ここで、発光効率、発光輝度が著しく向上しつつある、白色ＬＥＤを用いるメリットが明らかとなる。
【００４１】
また、標準白色板２１１は、前記光電変換手段としての３ラインセンサ２１０、レンズ２０８による画像読取の不均一性を補正するための基準部材としての白色板である。ＬＥＤモジュール２０５により照明された標準白色板２１１の画像読み取りにより、R，G，Bセンサ２１０１，２１０２，２１０３での読み取リデータの補正データを発生する。この標準白色板２１１は、可視光でほぼ均一の反射特性を示し、可視では、白色の色を有している。ここでは、この標準白色板２１１を用いて、R，G，Bセンサ２１０１，２１０２，２１０３からの出カデータの補正を行なう。
【００４２】
また、信号処理部２０９では、読み取られた信号を電気的に処理し、マゼンタ（M），シアン（C），イエロー（Y），ブラック（Bk）の各成分に分解して、それをプリンタ部２００に送る。また、イメージスキャナ部２０１における１回の原稿走査（スキャン）につき、M，C，Y，Bkの内、１つの成分がプリンタ部２００に送られ、計４回の原稿走査により１枚分のプリントアウトが完成する。
【００４３】
プリンタ部２００では、イメージスキャナ部２０１からのM，C，Y，Bkの各画像信号がレーザドライバ２１２に送られる。レーザドライバ２１２は、画信号に応じて半導体レーザ２１３を変調駆動する。そして、レーザ光は、ポリゴンミラー２１４、ｆ−θレンズ２１５、ミラー２１６を介して、感光ドラム２１７上を走査する。
【００４４】
現像器は、マゼンタ現像器２１９、シアン現像器２２０、イエロー現像器２２１、ブラック現像器２２２により構成され、これら４つの現像器が交互に感光ドラム２１７に接して、感光ドラム２１７上に形成されたM，C，Y，Bkの静電潜像を、対応するトナーで現像する。また、転写ドラム２２３は、用紙カセット２２４、または用紙カセット２２５から給紙された用紙を転写ドラム２２３に巻き付け、感光ドラム２１７上に現像されたトナー像を用紙に転写する。
【００４５】
このようにして、M，C，Y，Bkの４色についてのトナー像が順次、転写された後、用紙は、定着ユニット２２６を通過して排紙される。
【００４６】
次に、本実施例に係るイメージスキャナ部２０１について詳細に説明する。
【００４７】
図２は、ＣＣＤ２１０の外観構成を示す図である。
【００４８】
図２において、２１０１は赤色光（R）を読み取るための受光素子列（フォトセンサ）であり、２１０２，２１０３は、順に、緑色光（G），青色光（B）の波長成分を読み取るための受光素子列である。
【００４９】
これらR，G，Bの各センサ２１０１，２１０２，２１０３は、主走査方向，副走査方向に１０μｍの開口をもつ。
【００５０】
上記の３本のそれぞれ異なる光学特性を持つ受光素子列は、次のような同一のシリコンチップ上にモノシリック構造をとる。すなわち、R，G，Bの各センサが原稿の同一ラインを読み取るべく、互いに平行に配置される。
【００５１】
そして、このような構成のＣＣＤ２１０を用いることで、各色分解読み取りでのレンズ２０８等の光学系を共通にする。これにより、R，G，Bの色毎の光学調整を簡潔にすることが可能となる。
【００５２】
図３は、フォトセンサの断面図である。
【００５３】
図３に示すように、シリコン基板２１０５上にR色読み取り用のフォトセンサ２１０１と、G，B各々の可視情報を読み取るフォトセンサ２１０２，２１０３が配置されている。
【００５４】
R色のフォトセンサ２１０１上には、可視光の内、R色の波長成分を透過するRフィルタ２１０７が配置される。同様に、G色のフォトセンサ２１０２上にはGフィルタ２１０８が、また、B色のフォトセンサ２１０３上にはBフィルタ２１０９が配置されている。なお、２１０６は、透明有機膜で構成された平坦化層である。
【００５５】
図４は、図２において符号Ｂにて示されるフォトセンサ２１０１，２１０２，２１０３の拡大図である。
【００５６】
上記の各センサは、図４に示すように、主走査方向に一画素当たり１０μｍの長さを持つ。各センサは、主走査方向に５０００画素を有する。これは、上述のようにＡ３サイズの原稿の短手方向（長さ２９７ｍｍ）を４００ｄｐｉの解像度で読み取ることができるようにするためである。また、R，G，B各センサのライン間の距離は８０μｍである。したがって、４００ｄｐｉの副走査方向の解像度に対して、各８ラインずつ離れている。
【００５７】
次に、本実施の形態に係る画像処理装置のプリンタ部での濃度再現法について説明する。
【００５８】
本実施の形態では、プリンタの濃度再現のために、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation、パルス幅変調）方式により、半導体レーザ２１３の点灯時間を画像濃度信号に応じて制御する。これにより、レーザの点灯時間に応じた電位の静電潜像が感光ドラム２１７上に形成される。そして、現像器２１９〜２２２で、静電潜像の電位に応じた量のトナーで潜像を現像することにより、濃度再現が行なわれる。
【００５９】
図５は、本実施の形態に係るプリンタ部での濃度再現の制御動作を示すタイミングチャートである。
【００６０】
信号１０２０１はプリンタ画素クロックである。これは４００ｄｐｉの解像度に相当する。なお、このクロックはレーザドライバ２１２で作られる。また、プリンタ画素クロック１０２０１に同期して、４００線の三角波１０２０２が作られる。なお、この４００線の三角波１０２０２の周期は、画素クロック１０２０１の周期と同じである。
【００６１】
４００ｄｐｉの解像度で２５６階調（８Ｂｉｔ）のM，C，Y，Bkの画像データ、及び２００／４００線切り換え信号が、上記のプリンタ画素クロック信号１０２０１に同期して画像信号処理部２０９から伝送される。これは、レーザドライバ２１２で、不図示のFIFOメモリによりプリンタ画素クロック１０２０１に同期合わせが行なわれる。この８ｂｉｔのデジタルの画像データは、Ｄ／Ａ変換器（不図示）によりアナログ画像信号１０２０３に変換される。そして、上述の４００線三角波１０２０２とアナログ的に比較され、その結果、４００線のＰＷＭ出力１０２０４が生成される。
【００６２】
８Ｂｉｔのデジタルの画素データは００Ｈ（Ｈは１６進数を示す）からＦＦＨまで変化し、４００線ＰＷＭ出力１０２０４は、これらの値に応じたバルス幅となる。また、４００線ＰＷＭ出力の一周期は、感光ドラム上では６３．５μｍになる。
【００６３】
レーザドライバ２１２では、４００線の三角波の他に、プリンタ画素クロック１０２０１に同期して、その倍の周期である２００線の三角波１０２０５をも作る。そして、この２００線の三角波１０２０５と４００ｄｐｉのアナログ画像信号１０２０３とを比較することにより、２００線のＰＷＭ出力信号１０２０６を生成する。２００線のＰＷＭ出力信号１０２０６は、図５に示すように、１２７μｍの周期で感光ドラム上に潜像を形成する。
【００６４】
２００線での濃度再現と４００線での濃度再現では、２００線の方がより良く階調再現される。これは濃度再現のための最小単位が１２７μｍと４００線の２倍であるためである。しかし、解像の点では、６３．５μｍ単位で濃度を再現する４００線の方が、高解像度な画像記録に適している。このように、２００線のＰＷＭ記録は階調再現に優れており、他方、４００線のＰＷＭ記録は解像度の点で優れている。そのため、画像の性質によって２００線のＰＷＭと４００線のＰＷＭの切り換えを行なうようにする。
【００６５】
上記の切り換えを行なうための信号が、図５に示す２００線／４００線切り換え信号１０２０７である。画像信号処理部２０９から、４００ｄｐｉの画像信号に同期して画素単位にレーザドライバ２１２に入力される。この２００線／４００線切り換え信号が論理Low（以下、Lレベルという）の場合には、４００線のＰＷＭ出力が選択される。他方、論理High（以下、Hレベルという）の場合には、２００線のＰＷＭ出力が選択される。
【００６６】
次に、画像の信号処理部２０９について説明する。
【００６７】
図６は、本実施例に係るイメージスキャナ部２０１の画像の信号処理部２０９における画像信号の流れを示すプロック図である。
【００６８】
図６に示すように、ＣＣＤ２１０より出力される画像信号は、アナログ信号処理回路１０１に入力される。そこでゲイン調整，オフセット調整をされる。そして、Ａ／Ｄコンバータ１０２で、各色信号ごとに８Ｂｉｔのデジタル画像信号R1，G1，B1に変換される。その後、シェーディング補正部１０３に入力される。そこで、色ごとに標準白色板２１１の読み取り信号を用いた公知のシェーディング補正が施される。
【００６９】
クロック発生部１２１は、１画素単位のクロックを発生する。また、主走査アドレスカウンタ１２２では、クロック発生部１２１からのクロックを計数し、１ラインの画素アドレス出力を生成する。そして、デコーダ１２３は、主走査アドレスカウンタ１２２からの主走査アドレスをデコードする。これにより、シフトパルスやリセットパルス等のライン単位のＣＣＤ駆動信号や、ＣＣＤからの１ライン読み取り信号中の有効領域を表わすVE信号、ライン同期信号ＨＳＹＮＣ＊を生成する。なお、主走査アドレスカウンタ１２２はＨＳＹＮＣ＊信号でクリアされ、次ラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【００７０】
図２に示すように、ＣＣＤ２１０の受光部２１０１，２１０２，２１０３は、図６のラインディレイ回路１０４，１０５において、副走査方向の空間的ずれを補正する。受光部２１０１，２１０２，２１０が相互に所定の距離を隔てて配置されているためである。具体的には、B信号に対して副走査方向で、R，Gの各信号を副走査方向にライン遅延させてB信号に合わせる。
【００７１】
入カマスキング部１０６は、ＣＣＤ２１０のR，G，Bのフィルタ２１０７，２１０８，２１０９の分光特性で決まる読み取り色空間を、NTSCの標準色空間に変換する部分である。これは、次式のようなマトリックス演算を行なう。
【００７２】
【外１】
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【００７３】
光量／濃度変換部（ＬＯＧ変換部） １０７はルックアップテーブルROMにより構成される。これによりR4，G4，B4の輝度信号がCO，MO，YOの濃度信号に変換される。ライン遅延メモリ108は、後述する黒文字判定部113で、R4，G4，B4信号から生成されるUCR， ＦＩＬＴＥＲ， SEN等の判定信号までのライン遅延分だけ、CO，MO，YOの画像信号を遅延させる。
【００７４】
その結果、同一画素に対するC1，M1，Y1の画像信号と黒文字判定信号はマスキングUCR回路１０９に同時に入力される。
【００７５】
マスキング及びUCR回路１０９は、入力されたY1，M1，C1の３原色信号により黒信号（Bk）を抽出する。さらに、マスキング及びUCR回路１０９は、プリンタ２１２での記録色材の色濁りを補正する演算を施して、Y2，M2，C2，Bk2の信号を各読み取り動作の度に順次、所定のビット幅（８Ｂｉｔ）で出力する。
【００７６】
主走査変倍回路１１０は、公知の補間演算により画像信号及び黒文字判定信号の主走査方向の拡大縮小処理を行なう。また、空間フィルタ処理部（出力フィルタ） １１１は、後述するように、LUT１１７からの２ＢｉｔのＦＩＬＴＥＲ信号に基づいて、エッジ強調，スムージング処理の切り換えを行なう。
【００７７】
このように処理されたM4，C4，Y4，Bk4の面順次の画像信号と、２００線／４００線の切り換え信号であるSEN信号は、上記のレーザドライバ２１２に送られる。そして、プリンタ部２００でＰＷＭによる濃度記録が行なわれる。
【００７８】
図７は、図６に示す画像信号処理部２０９における各制御信号のタイミングを示す図である。
【００７９】
図７において、ＶＳＹＮＣ信号は、副走査方向の画像有効区問信号である。これにより、論理“１”の区間において、画像読み取り（スキャン）を行なって、順次、（C）、（M）、（Y）、（Bk）の出力信号を形成する。また、VE信号は、主走査方向の画像有効区間信号である。これにより、論理“１”の区間において主走査開始位置のタイミングをとる。これは、主にライン遅延のライン計数制御に用いられる。そして、ＣＬＯＣＫ信号は画素同期信号である。これにより、“０”→“１”の立ち上がリタイミングで画像データを転送し、上記のＡ／Ｄコンバータ１０２，黒文字判定部１１３の各信号処理部に供給する。それとともに、ＣＬＯＣＫ信号はレーザドライバ２１２に画像信号、２００線／４００線の切り換え信号を伝送するのに用いられる。
【００８０】
つづいて、レンズの特性について説明する。
【００８１】
主走査方向の各位置において発光光量の均一な照明を用意して、それをＣＣＤラインイメージセンサに結像させた場合、ＣＣＤ面上での照度の分布は、中央部は明るく、端部は暗くなる。この特性はコサイン四乗則として知られている。この対策を以下のようにして行なう。
【００８２】
白色ＬＥＤを使用して以下のように構成する。なお、白色ＬＥＤは、次のようにして白色光を実現する。すなわち、ＬＥＤから発光された青色または紫外の光を蛍光体にあて波長を変換する。そして、他の光を足しあわせることで、波長４００ｎｍから７００ｎｍを含む可視光領域の波長の光を発光する。
【００８３】
図８は、ＣＣＤ結像面上の光量分布を説明する図である。
【００８４】
上述のようにレンズのコサイン四乗則対策で、発光量が主走査方向の中央に比して端部の光量を大にすることで、ＣＣＤ結像面上の入射光量分布が平坦になっていることを説明する図である。
【００８５】
本実施の形態では、後述するように、端部の光量を中央部に比して大にするため、ＰＷＭ制御を使用した。これに限るものではなく、ＬＥＤへの電流供給量を増やす等してＬＥＤへの供給電力量を増やしても構わない。
【００８６】
蛍光燈もＰＷＭ制御されているが、その制御周期は、３００μＳ程度と、主走査の走査周期と同程度である。ここで、白色ＬＥＤは、蛍光燈より木目細かい制御が可能である。半導体素子であり、１０ｎＳオーダーかそれ以上高速のオンオフ制御が可能だからである。
【００８７】
次に上述の図９は、本実施の形態のイメージスキャナ部２０１のブロック図である。８０１は画像形成装置等の操作パネルやパーソナルコンピュータ等の操作画面に相当する。本装置の各々の機能を制御するコントローラ８０２は、操作パネル８０１やパーソナルコンピュータ２２８との通信によって、装置の起動、停止、動作モードの設定をコントロールしている。ＰＷＭ制御回路１０３１は、後述する光源としての白色ＬＥＤアレイ２０５全体のオン、オフを制御する。また、ＬＥＤオン時の光量調整の制御も行なう。モータ制御部８０７は、白色ＬＥＤアレイ２０５を含んだミラー台ユニットの副走査方向の駆動を制御する。信号処理部２０９は、上述のとおりである。
【００８８】
図１０は、白色ＬＥＤアレイ２０５の構成を説明する模式図である。
【００８９】
白色ＬＥＤアレイ２０５は、それぞれＬＥＤモジュール▲１▼〜▲６▼として分割されており、それぞれのＬＥＤモジュール▲１▼〜▲６▼にはＰＷＭ制御回路１０３１により点灯、及び光量制御される。
【００９０】
図１１は、上述のＬＥＤアレイ２０５のハード的な構成を説明する図である。
【００９１】
複数のＬＥＤは、電流制限抵抗を介して、ＰＷＭ制御回路１０３１につながっており、ＰＷＭ制御回路１０３１では、図示しないコントローラ８０２等の制御手段で、各ＬＥＤのデユーティを設定される。
【００９２】
このようなハード構成をとることで、任意の配光分布が可能となる。この構成を使用して、本実施の形態では中央部に比して端部において光量を大とする。
【００９３】
図１２は、ＰＷＭ制御による配光制御の様子を説明する図である。
【００９４】
本実施の形態ではＰＷＭ制御の周期を１０μＳとして、光量が多く必要な端部では、輝度を上げる、そのため、端部に供給する電流のデューティ比を大にする。一方、光量が相対的に小でよい、中央部では輝度を下げる。そのため中央部に供給するデユーティ比を小とする。
【００９５】
この制御は、相対的な制御で足りる。すなわち、端部が中央部に対して相対的に光量が大きくなるように制御しても構わない。あるいは、端部が中央部に対して相対的に光量が小さくなるように制御しても構わない。
【００９６】
図１３は、本実施の形態における白色ＬＥＤの構造図である。
【００９７】
青または紫外の発光を、光源ＬＥＤ１０５１にて発光させ、それを、蛍光体１０５２にて、黄色などほかの波長の光に変換する。複数の波長の光を足しあわせることで白色に発光させている。
【００９８】
図１４は、本実施の形態における白色ＬＥＤの分光特性を示す図である。
【００９９】
短波長側、青のピークが光源ＬＥＤ１０５１によるものであり、右側の緑から赤のブロードの部分が蛍光体１０５２により青から変換された光である。
【０１００】
蛍光体の発光効率は、蛍光体による発光量は変化してしまう。蛍光体による変換をする前の光の波長によって変動するため、微妙に、光源波長が異なるからである。そのため、色調が白色ＬＥＤごとにばらついたものができてしまうことになる。具体的には、純白、黄色がかった白、青色がかった白などである。この差は目視で了解し得るため無視できないことは上述したとおりである。
【０１０１】
そこで、下記のように、ＬＥＤについて（同一品種の白色ＬＥＤでも）、いくつかの段階に色調のランクごとに分けるようにする。
【０１０２】
図１５は、CIE（ＸＹＺ系色度座標）である。
【０１０３】
この図では、色度図上で３つのランクａ，ｂ，ｃにわかれている。ここで、上述の色調のばらつきはまったくランダムにばらつくわけではなく、ＸＹＺ系色度座標上で、右上がりの直線を引くとそれの上におよそ乗るような形で分散する。
【０１０４】
しかし、この白色ＬＥＤの色調ばらつきをまったく勘案しないでカラー画像読み取りを行った場合、▲１▼主走査方向に、色調ばらつきが発生する。また、▲２▼ＬＥＤ照明モジュールごとにも色調ばらつきが発生するため、カラー読み取り品質が劣化ししまう問題を発生する。
【０１０５】
本発明の実施の形態では、次のように構成することでかかる問題を解決する。
【０１０６】
前記ＬＥＤ光源モジュール２０５は、ＬＥＤの同一の色調ランクのＬＥＤから構成されるようにする。本実施の形態では、測色計で色度XYZ値を測り、ＸＹＺ系色度座標１０４にしたがって、ＬＥＤをランク分けする。ここで本実施の形態では、３つのランクに分けている。なお、より高精度には、このランク数を増やすことで対応が可能である。
【０１０７】
＜同一のランクのＬＥＤのみで、光源モジュール形成＞
ここで、たとえば、上述のようにランク分けし、同一のランクのＬＥＤのみで、光源モジュールを形成するとする。
【０１０８】
同一のランクのＬＥＤのみで、ひとつの光源モジュールを作成するメリットは、読み取った画像の色調のばらつきを抑制することである。より詳しくは、主走査方向に、さまざまな色調のＬＥＤがばらばらに配置された状態で読み取った場合、主走査方向に読み取った画像の色調がかなり違ってきてしまうという問題を回避することができる。すなわち、同一ランクのＬＥＤでのみ、光源モジュールが作成されており、主走査方向の色調のばらつきは回避できる。
【０１０９】
この場合、白色ＬＥＤ２０５を構成する複数の光源モジュール間で比較すると、モジュール間で色調が異なってしまうため、白色ＬＥＤアレイ２０５全体で色調のばらつきが発生する。上述のように、ほかの色調ランクのＬＥＤを使用しないという選択もあるが、それでは、歩留まりも悪く、高価になってしまう。
【０１１０】
＜ランクにより色演算手段のパラメータを換える＞
そこで、本実施の形態では、いろいろな色調ランクのＬＥＤを使用したうえで、次のように構成する。
【０１１１】
使用する白色ＬＥＤ光源モジュールの色調ランクの設定手段、前記色調ランクにしたがって、前記マトリックス色演算手段のパラメータを切り換える制御手段とを持つのである。
【０１１２】
図１６は、本実施の形態におけるランク分けを説明するフローチャートである。以下の処理は、コントローラ８０２による制御のもとの動作である。
【０１１３】
まず、使用する光源モジュールの色調ランクとして、操作パネル８０１等からの色調ランク信号を受信する（ステップＳ１０１）。なお、本実施の形態では、オペレータによる設定としたが、光源モジュールに、ランク情報を磁気的、電気的、光学的にもたせて、セッティング時、自動的に設定する手段をもつことにより、オペレータの煩雑な作業を回避することができる。
【０１１４】
次にこの色調ランクの設定情報にもとづいて、色演算手段でその差異を除去する。まず、受信した色調ランクの設定情報にもとづいて、対応する入力マスキング部１０６の係数を選択する（ステップＳ１０２）。選択された係数を入力マスキング係数として切り換える（ステップｓ１０３）。本実施の形態では、入カマスキング部１０６の係数をそれぞれに応じて、ランク分けに対応する適切なものに切り換える。このマスキング係数を使用して、上述したような演算処理を行なう（ステップＳ１０４）。
【０１１５】
本実施の形態では、ＬＥＤ光源モジュールの色調ランクがどれであっても、ＮＴＳＣ （National Television Standards Committee）の標準色空間に変換できるように、３×３のマスキング係数を設計する。上述した次式のようなマトリックス演算を行なう。
【０１１６】
【外２】
0003796450.tif 000003
【０１１７】
なお、本実施の形態では、３×３の一次の項までのマトリクス演算であるが、より次数をあげ、例えば、二次の項まで含めたマトリクスとすればより精度が上げられる。
【０１１８】
また、３次元ルックアップテーブルによる、色空間のダイレクトマッピングを使用すれば、より良い。
【０１１９】
ここで、NTSC色空間でRGBを出力するのは、本実施の形態の、プリンタへのRGB−CMYK変換手段の入力フォーマットがNTSC相当の色空間を想定しているためである。
【０１２０】
以上説明したような本実施形態により、カラー画像読取装置の光源に白色ＬＥＤ照明モジュールを使用するとき、ＬＥＤの色調ばらつきによる、読み取り画像の品質劣化を抑制する。また、同一色調ランクのＬＥＤを使用することで、同一モジュールでの主走査方向の色調ばらつきが抑制できる。さらに、複数の色調ランクのＬＥＤ照明モジュールを使用する場合でも、その色調ランクを設定することにより、色演算手段でその差異を吸収することができ、複数のどの照明モジュールでも、同じ色調にカラー原稿画像を読み取ることができる。
【０１２１】
＜主走査位置によってマスキング係数を変える＞
同一ランクの白色ＬＥＤを使用した場合であっても、歩留まりの関係でランクの分別規格を緩めた場合など、若干の白レベル色調ばらつきが発生する場合がある。その場合でも、以下の構成をとることで、よりよいカラー読取を行なうことができる。
【０１２２】
また、別のランクの白色ＬＥＤを混在させた場合でも、ＬＥＤの色調ばらつきによる品質劣化を抑制する効果を狙うこともできる。この場合はランクわけをしなくてもすむこともできるため、コストダウンも狙えるだろう。
【０１２３】
図１７は、主走査位置によってマスキング係数を変えることのできる構成を説明する図である。
【０１２４】
あらかじめ、ターゲットの白色ＬＥＤアレイ２０５を使用して、管理された標準白色板２１１を読み取ることにより、主走査の位置による色の変化を測定する。これによって主走査方向の位置による光源の色調特性の変化を画素単位で測定することができる。こうして得られた、光源の主走査位置による画素単位の色調変化に対して、主走査位置に応じた画素単位の適切なマスキング係数を求める。
【０１２５】
次に上述の求めたマスキング係数を、白色ＬＥＤアレイ２０５のユニークなデータとして、この白色ＬＥＤアレイ２０５を搭載した画像読取装置に与える。すなわち、上述のこの与えられた１ラインの中の主走査位置に応じたマスキング係数は、図１７のマスキング係数記憶部１０６３に記憶される。
【０１２６】
主走査位置判別部１０６４には、主走査同期信号ＨＳＹＮＣと、画素クロックＣＬＫが入力され、画像読み取りの際に、現在どの主走査位置の情報が処理されているかを示す主走査位置情報がふくまれる情報が出力される。
【０１２７】
マスキング係数を選択するロード部１０６２では、前記主走査位置情報に応じて、マスキング係数記憶部１０６３から、現在処理する主走査位置に応じた画素単位のマスキング係数を読み出し、マスキング演算部1061に入力する。マスキング演算部では、先に説明してある、３×３のマトリクス演算を画素単位で行なう。
【０１２８】
ここで、上記説明では画素単位でマスキング係数を演算する構成を説明した。一方、主走査位置に応じたマスキング係数は、全画素分用意する構成ではなくてもよいことは、＜ランクにより色演算手段のパラメータを換える＞で説明した。すなわち、例えば、図１０で説明したＬＥＤモジュール▲１▼〜▲６▼単位で主走査位置に６箇所の代表点の値だけを記憶させる構成も有効である。これは、代表点と代表点の間の点は図示しないマスキング係数演算部による演算にて補間して求める方法をとることも可能であることを意味する。この場合、ＬＥＤモジュール▲１▼〜▲６▼単位で、相当のランク分けを行ない、ＬＥＤモジュール▲１▼〜▲６▼のそれぞれに対応したマスキング係数を取得するよう標準白色板２１１を読み取ることにより構成を簡単にできる。
【０１２９】
以上の本実施例の構成手順にて、白色ＬＥＤアレイ２０５に実装された白色ＬＥＤチップそれぞれの色調が完全には一致しない場合においても精密なカラー品質で画像を読み取ることができる。また、主走査位置に応じてマスキング係数を変える処理を行なうことにより、ＬＥＤ光源の色調ばらつきによる画像品質劣化を好適に抑制することができる効果がある。
【０１３０】
＜他の実施の形態＞
なお、上記第１乃至第３の実施形態では、外部ＰＣ８０９とはＳＣＳＩにより接続しているが、本発明はこれに限るものではなく、他の公知の規格のものを用いてもよいことは言うまでもない。
【０１３１】
また、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インターフェイス機器、スキャナなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【０１３２】
また、本発明の目的は、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。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯなどが考えられる。
【０１３３】
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ャｃ鰍ノ書込まれた後、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。
【０１３４】
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１６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。
【０１３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の好適な実施例によれば、照明手段に色調ばらつきが発生する画像読み取りを行った場合においても、読み取り品質の劣化を軽減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の断面構成を示す図である。
【図２】ＣＣＤの外観構成を示す図である。
【図３】フォトセンサの断面図である。
【図４】フォトセンサの拡大図である。
【図５】プリンタ部での濃度再現の制御動作のタイミングチャートを示すである。
【図６】イメージスキャナ部の信号処理部における画像信号の流れを示すブロック図である。
【図７】信号処理部における各制御信号のタイミングを示す図である。
【図８】白色ＬＥＤ照明モジュールの主走査位置における発光量と、ＣＣＤ面上における照度を説明する図である。
【図９】イメージスキャナ部の構成を示すブロック図である。
【図１０】白色ＬＥＤの構成を示す図である。
【図１１】ＬＥＤ列を形成した白色ＬＥＤ照明モジュールを説明する図である。
【図１２】ＬＥＤのＰＷＭ制御を説明する図である。
【図１３】ＬＥＤの構造を説明する図である。
【図１４】白色ＬＥＤの分光特性を説明する図である。
【図１５】白色ＬＥＤの色調ランクを色度図上で説明する図である。
【図１６】ランクわけに関するフローチャートである。
【図１７】入力マスキング部の詳細を説明する図である。
【符号の説明】
２００  プリンタ部
２０１  イメージスキャナ部
２０２  原稿圧板
２０３  原稿台ガラス（プラテン）
２０４  原稿
２０５  白色ＬＥＤアレイ
２０６、２０７  ミラー
２０８  レンズ
２１０３  ラインセンサ
２１１  標準白色板
２１０１，２１０２，２１０３  Ｒ，Ｇ，Ｂセンサ
２１２  レーザドライバ
２１３  半導体レーザ
２１４  ポリゴンミラー
２１５  ｆ−θレンズ
２１６  ミラー
２１７  感光ドラム
２１９  マゼンダ現像器
２２０  シアン現像器
２２１  イエロー現像器
２２２  ブラック現像器
２２３  転写ドラム
２２４，２２５  用紙カセット
２２６  定着ユニット
【図１】
0003796450.tif 000004
【図２】
0003796450.tif 000005
【図３】
0003796450.tif 000006
【図４】
0003796450.tif 000007
【図５】
0003796450.tif 000008
【図６】
0003796450.tif 000009
【図７】
0003796450.tif 000010
【図８】
0003796450.tif 000011
【図９】
0003796450.tif 000012
【図１０】
0003796450.tif 000013
【図１１】
0003796450.tif 000014
【図１２】
0003796450.tif 000015
【図１３】
0003796450.tif 000016
【図１４】
0003796450.tif 000017
【図１５】
0003796450.tif 000018
【図１６】
0003796450.tif 000019
【図１７】
0003796450.tif 000020