JP2013066132A - 画像読取装置、画像形成装置、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】読取時間が長い場合でも蓄積する電荷の量が飽和量に達することなく、一定の画像信号が得られる画像読取装置、画像形成装置、及びプログラムを提供する。
【解決手段】全体制御部１２２は原稿の読取形式に応じて、読取速度が遅く、読取時間が長くなり、ＣＣＤイメージセンサ８８が蓄積する電荷が飽和電荷量に達する読取形式である場合は、光源であるＬＥＤ８１の消灯期間をＣＣＤイメージセンサ８８の水平転送期間に設けるように、光源制御部１２８に指示する。当該指示に基づいて光源制御部１２８は、ＬＥＤ８１の点灯を制御する。さらに、消灯期間を設ける場合は、増幅率変更部１２４は、消灯期間に応じて、増幅回路１０４で増幅された画像信号が予め定められた大きさの画像信号となるように、増幅回路１０４の増幅率を決定し、決定した増幅率になるように、増幅回路１０４の増幅率を変更する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像読取装置、画像形成装置、及びプログラムに関する。

特許文献１には、原稿又は基準板に光を照射するそれぞれ光量調整可能なＮ個の光源と、原稿又は基準板からの反射光をアナログ信号に変換する光学読取手段と、前記アナログ信号をゲイン処理する調整手段と、前記ゲイン処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記調整手段に対してゲイン値を設定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記Ｎ 個の光源を単独で点灯して前記基準板の読取走査を行い前記Ａ／Ｄ変換器へ入力される入力信号が前記Ａ／Ｄ変換器の最大入力レベルと最小入力レベルとの間でかつ前記最大入力レベル近傍のレベルの略［１／Ｎ］倍となる各光源のＮ個のゲイン値を取得し、前記調整手段に対して前記Ｎ個のゲイン値の中から選択された一つのゲイン値を設定すると共に前記選択されたゲイン値に係る光源以外の光源の光量調整をした状態で原稿の画像読み取りを行うことを特徴とする画像読取装置が記載されている。

特開２００５−５１５６６号公報

本発明は、読取時間が長い場合でも蓄積する電荷の量が飽和量に達することなく、一定の画像信号が得られる画像読取装置、画像形成装置、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像読取装置は、光源から原稿に照射された光の反射光を受光し、受光した光を画像信号に変換し、当該画像信号に応じた電荷を、前記原稿を読み取る読取時間に応じて蓄積する読取手段と、前記読取手段が蓄積する電荷の量が飽和量に達しないように、前記原稿の読取形式に応じて前記光源を消灯させるよう制御する制御手段と、前記制御手段が前記光源を消灯させる場合に、前記画像信号を予め定められた増幅率で増幅する増幅手段の増幅率を、前記画像信号を予め定められた大きさに増幅するように前記光源を消灯させた時間に応じて変更する変更手段と、を備えた。

請求項２に記載の画像読取装置は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記読取形式は、前記読取手段が利用者によって読取台に置かれた原稿の読み取りと、原稿送装置によって搬送された原稿の読み取りとを含み、前記制御手段は、利用者によって前記読取台に置かれた原稿の読み取りの場合に、前記光源を消灯させるよう制御する。

請求項３に記載の画像読取装置は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記読取形式は、原稿送装置によって搬送された原稿の読み取りを含み、前記制御手段は、前記原稿送装置により搬送された原稿を読み取る読取時間よりも読取時間が長くなる前記読取形式の場合に、前記光源を消灯させるよう制御する。

請求項４に記載の画像読取装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記読取手段は、電荷結合素子を用いて蓄積された前記電荷を垂直転送及び水平転送することで前記画像信号として取り出す半導体素子を備え、前記制御手段は、前記電荷を垂直転送する期間の開始及び終了の前後の予め定められた時間中には、前記光源を消灯させないよう制御する。

請求項５に記載の画像読取装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記読取手段は、電荷結合素子を用いて蓄積された前記電荷を垂直転送及び水平転送することで前記画像信号として取り出す半導体素子を備え、前記制御手段は、前記電荷を水平転送する期間中に前記光源を消灯させるよう制御する。

請求項６に記載の画像形成装置は、光源から原稿に照射された光の反射光を読み取って、読み取った反射光に応じた画像信号を出力する、前記請求項１から前記請求項５のいずれか１項に記載の画像読取装置と、前記画像読取装置から出力された画像信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、を備えた。

請求項７に記載のプログラムは、光源から原稿に照射された光の反射光を受光し、受光した光を画像信号に変換し、当該画像信号に応じた電荷を、前記原稿を読み取る読取時間に応じて蓄積する読取手段が蓄積する電荷の量が飽和量に達しないように、前記原稿の読取形式に応じて前記光源を消灯させるよう制御する制御手段と、前記制御手段が前記光源を消灯させる場合に、前記画像信号を予め定められた増幅率で増幅する増幅手段の増幅率を、前記画像信号を予め定められた大きさに増幅するように前記光源を消灯させた時間に応じて変更する変更手段と、してコンピュータを機能させるためのものである。

請求項１、請求項６、及び請求項７に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、読取時間が長い場合でも蓄積する電荷の量が飽和量に達することなく、一定の画像信号を得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、蓄積する電荷の量が飽和量に達するのを防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、蓄積する電荷の量が飽和量に達するのを防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、光源の点灯による影響を抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、光源の点灯による影響を抑制することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の一例の全体の概略構成を示す概略構成図である。 本実施の形態に係る画像読取装置の一例の概略構成を示す概略構成図である。 本実施の形態に係る照明ユニットの一例の概略構成を示す概略構成図である。 本実施の形態に係る制御部の一例の概略構成図である。 本実施の形態に係る制御部の一例の機能ブロック図である。 本実施の形態に係る信号処理部の一例のブロック図である。 本実施の形態に係るＣＣＤ制御部がＣＣＤイメージセンサを動作させる制御信号、及び光源制御部がＬＥＤを動作させる制御信号のタイミングチャートである。 本実施の形態に係るＣＣＤイメージセンサにおいて光電変換した電荷を転送する動作について説明した説明図である。 本実施の形態に係る増幅率変更処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施の形態の画像形成装置の概略について説明する。図１に、本実施の形態の画像形成装置の一例の全体の概略構成を示す。

図１に示す本実施の形態の画像形成装置１０は、複写機能やプリント機能やファクシミリ機能等を複合的に備えた多機能装置であり、画像読取装置１２と、画像形成装置部１４と、で構成されている。

まず、画像形成装置部１４について説明する。本実施の形態の画像形成装置部１４は、各色の画像データに基づき画像を形成する画像形成部２０と、画像形成装置１０全体の動作を制御する制御部４０と、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、及びインターネット等のネットワークを介してパーソナルコンピュータ(ＰＣ)等の外部装置から画像データを受信する通信部４４と、を備えている。また、本実施の形態の画像形成装置部１４は、公衆回線を通じて画像データの送受信を行うファクシミリ（ＦＡＸ）部４６と、画像読取装置１２や通信部４０等から転送された画像データに対して予め定められた画像処理を施す画像処理部４２と、ユーザからの指示を受け付けたり、画像読取及び画像形成に関する情報をユーザに提示したりするＵ／Ｉ（ユーザインターフェイス）部４８と、を備えている。

画像形成部２０は、例えば電子写真方式により画像を形成する機能部であって、並列的に配置される４つの画像形成ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ（以下、総称する場合は、画像形成ユニット２１という）を備えている。各画像形成ユニット２１は、例えば、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム２２、感光体ドラム２２の表面を予め定められた電位で帯電する帯電器２３、帯電器２３によって帯電された感光体ドラム２２を画像データに基づいて露光するプリントヘッド２４、感光体ドラム２２上に形成された静電潜像を現像する現像器２５、及び転写後の感光体ドラム２２表面を清掃するクリーナ２６で構成されている。

また、画像形成部２０は、各画像形成ユニット２１の感光体ドラム２２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写体２７、各画像形成ユニット２１による各色トナー像を中間転写体２７に順次転写（一次転写）させる一次転写ロール２８、中間転写体２７上に転写されて重ね合わされたトナー像を記録材（記録用紙Ｐ）に一括転写（二次転写）させる二次転写ロール２９、及び二次転写された画像を記録用紙Ｐ上に定着させる定着器３０を備えている。

画像形成部２０の各画像形成ユニット２１は、電子写真方式によりイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各色トナー像を形成する。各画像形成ユニット２１で形成された各色トナー像は、一次転写ロール２８により中間転写体２７上に順次静電転写され、各色トナーが重ね合わされた合成トナー像が形成される。中間転写体２７上の合成トナー像は、中間転写体２７の移動（図１の矢印Ａ方向）に伴って二次転写ロール２９が配置された領域に搬送され、用紙収納部３１Ａ、３２１Ｂから供給（図１の矢印Ｂ方向）される記録用紙Ｐ上に一括して静電転写される。その後、記録用紙Ｐ上に静電転写された合成トナー像は、定着器３０によって定着処理を受けて記録用紙Ｐ上に定着される。

次に、本実施の形態の画像読取装置１２について説明する。図２に、本実施の形態の画像読取装置１２の概略構成を示す。本実施の形態の画像読取装置１２は、自動原稿送り装置５０と、原稿の表面に形成された画像を読み取る画像読取処理部５２と、を備えて構成されている。

本実施の形態の自動原稿送り装置５０は、少なくとも１枚の原稿が置かれる原稿台６０と、原稿を搬送する原稿搬送路６１と、画像を読み取った後の原稿が排出される排出台６２と、を含んで構成されている。

原稿搬送路６１は、Ｕ字状に形成され、原稿搬送路６１の周囲には、用紙送出ロール６３、送出ロール６４、プリ位置合わせロール６５、位置合わせロール６６、プラテンロール６７、アウトロール６８、及び排出ロール６９が設けられている。用紙送出ロール６３は、原稿送り時に下降し、原稿台６０に置かれた原稿をピックアップする。送出ロール６４は、用紙送出ロール６３から送られた原稿のうち最上部にある原稿を内部に供給する。プリ位置合わせロール６５は、送出ロール６４から送られた原稿を一時停止させ、斜行補正する。位置合わせロール６６は、プリ位置合わせロール６５から送られた原稿を一時停止させ、読取りタイミングを調整する。プラテンロール６７は、原稿搬送路２６１通る原稿を第２プラテンガラス７４に対峙させる。アウトロール６８及び排出ロール６９は、読み取った原稿を排出台６２へ排出する。

本実施の形態の画像読取装置１２は、原稿台６０から自動原稿送り装置５０により送られた原稿の表面を流し読みする機能と、第１プラテンガラス７０上に置かれた原稿の表面を読み取る機能と、を備えている。

本実施の形態の画像読取処理部１４は、筐体７５内に、ＣＣＤイメージセンサ８８、及び制御部９０を備えている。また、画像読取装置１２は、筐体７５内に、第２プラテンガラス７４の読取位置に静止するか、または第１プラテンガラス７０の全体に亘って走査（スキャン）しながら画像を読み取るフルレートキャリッジ７６、フルレートキャリッジ７６から得られた光をＣＣＤイメージセンサ８８に導くハーフレートキャリッジ７８を備えている。

筐体７５の自動原稿送り装置５０に対向する面には、図２に示すように、画像を読み取る原稿が置かれる第１プラテンガラス７０、白基準板７２、及び自動原稿送り装置５０によって搬送中の原稿を読み取るために原稿に光を照射するための開口部となる第２プランテンガラス７４が設けられている。

フルレートキャリッジ７６は、原稿に光を照射する光源を備えた照明ユニット８０、照明ユニット８０から出射された光を原稿面に向けて拡散させながら反射する拡散反射部材８３、原稿面から得られた反射光をハーフレートキャリッジ７８に向けて反射する第１ミラー８２を備えている。

ハーフレートキャリッジ７８は、フルレートキャリッジ７６から得られた光をＣＣＤイメージセンサ８８へ導く第２ミラー８５及び第３ミラー８４を備えている。

本実施の形態の照明ユニット８０は、光源として白色発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下、ＬＥＤという）が複数配列されて構成されている。本実施の形態の照明ユニット８０の一例の概略構成図を図３に示す。本実施の形態の照明ユニット８０は、多層基板８７上にＬＥＤチップ（以下、単にＬＥＤという）８１が複数、主走査方向に沿って配列されている。なお、本実施の形態では、中間転写体２７の搬送方向（図１、矢印Ａ方向）を副走査方向としており、これと交差する方向を主走査方向としている。

本実施の形態ではＬＥＤ８１は白色ＬＥＤであり、具体的には、青色ＬＥＤチップと黄色の蛍光物質を含有させた透明樹脂とが積層されて構成されている。青色ＬＥＤチップの放つ青色光によりチップ周囲の黄色蛍光物質を励起させて、黄色の蛍光を発生させる。それにより、補色関係にある青色と黄色とを足し合わせて（合成させて）、白色光を生成する。

本実施の形態のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）イメージセンサ８８は、ハーフレートキャリッジ７８から得られた光学像を光学的に縮小する結像レンズ８６によって結像された光学像を光電変換してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色信号（画像信号）としての電荷を蓄積する機能を有している。本実施の形態のＣＣＤイメージセンサ８８は、具体的一例として、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色用の１次元ラインセンサが３列一組で配置された構成としている。原稿からの反射光を画素単位で後援変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂのアナログの画像信号を出力する。

また、制御部９０は、画像読取装置１２全体の動作を制御する機能を有するものであり、また、本実施の形態の制御部９０は、ＣＣＤイメージセンサ８８からの各色の画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を処理して画像データを生成する機能を有している。制御部９０は、信号線によって画像形成装置部１４の制御部４０及び画像処理部４２にそれぞれ接続され、相互に制御信号や読取画像データ等の送受信を行う。

制御部９０のハードウエア構成について説明する。図４は、本実施の形態の制御部９０の一例の概略構成図である。本実施の形態の制御部９０は、ＣＰＵ９３、ＲＡＭ９４、ＲＯＭ９５、ＮＶＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ：不揮発性メモリ）９７、及びＩ／Ｆ部９８を備えて構成されている。ＣＰＵ９３、ＲＡＭ９４、ＲＯＭ９５、ＮＶＭ９７、及びＩ／Ｆ（インターフェース）部９６は、コントロールバスやデータバス等のバス９９を介して互いに情報等の授受されるように接続されている。

ＣＰＵ９３は、原稿を読み取って生成した画像信号を処理するに際して、予め定められた処理プログラムに従ってデジタル演算処理を実行する機能を有する。ＲＡＭ９４は、ＣＰＵ９３でプログラム９６を実行する際の作業用の領域を確保するものである。ＲＯＭ９５は、ＣＰＵ９３での処理に使用される各種設定値等や詳細を後述する増幅率変更処理のプログラム９６等が格納される。本実施の形態では、当該プログラム９６がＣＰＵ９３により実行されることにより、詳細を後述する増幅率変更処理が行われる。ＮＶＭ９７は、電源供給が途絶えた場合にもデータを保持される、電池によりバックアップされたフラッシュメモリ等である。また、Ｉ／Ｆ部９８は、信号処理部１００に接続される画像形成装置部１４の制御部４０や画像処理部４２等の各構成部との信号の入出力を制御するものである。

なお、本実施の形態では、プログラム９６は、予め格納されている構成としているがこれに限らず、外部装置（図示省略）からＲＯＭ９５にインストールされるように構成してもよい。また、インターネット等のネットワークを介して信号処理部１００にプログラムが伝送され、信号処理部１００のＲＯＭ９５にインストールされるように構成してもよい。さらにまた、ＤＶＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリ、ＵＳＢ等の外部記録媒体からＲＯＭ９５にインストールされるように構成してもよい。

次に、本実施の形態の制御部９０の機能について詳細に説明する。図５は、本実施の形態の制御部９０の一例の機能ブロック図である。

本実施の形態の制御部９０は、信号処理部１００及び装置制御部１２０を備えている。まず、信号処理部１００について説明する。図６に、本実施の形態の信号処理部１００の一例のブロック図を示す。

図６に示すように本実施の形態の信号処理部１００は、サンプルホールド回路１０１と、黒レベル調整回路１０２と、増幅回路１０４と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路１０６と、シェーディング補正回路１０８と、を備えている。

サンプルホールド回路１０１は、ＣＣＤイメージセンサ８８から転送された各色のアナログ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をサンプリング（標本化）するとともに予め定められた期間ホールド（保持）するサンプリングホールドを行う機能を有するものである。黒レベル調整回路１０２は、サンプルホールド回路１０１によりサンプリングホールドされたアナログ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）について、読み取られた原稿（以下、読取原稿という）の黒に対応する出力と画像読取装置１２の出力の黒レベルとが一致（略一致も含む）するように調整する機能を有するものである。増幅回路１０４は、黒レベル調整された後のアナログ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を増幅する機能を有するものである。Ａ／Ｄ変換回路１０６は、増幅回路１０４により増幅されたアナログ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をＡ/Ｄ変換し、デジタルデータである画像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に変換する機能を有するものである。シェーディング補正回路１０８は、Ａ／Ｄ変換回路１０６により変換された画像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対して、照明ユニット８０やＣＣＤイメージセンサ８８に起因する読取出力のムラを補正するとともに、読取原稿の白レベルと画像読取装置１２の出力の白レベルとが一致（略一致も含む）するように調整する、シェーディング補正処理を行う機能を有するものである。

遅延回路１１０は、ＣＣＤイメージセンサ８８を構成するＲ用、Ｇ用、Ｂ用の１次元ラインセンサの副走査方向における位置のずれに起因して生じる各画像データ間の読取り時間差を、Ｒの画像データを基準に補正する機能を有するものである。

色変換回路１１２は、色変換パラメータ（色変換係数群）を用いて、ＲＧＢ色空間（第１の色空間：デバイス依存色空間）の画像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を輝度色差色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊色空間（第２の色空間：デバイス非依存色空間）の画像データ（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）に変換する色変換処理を行う機能を有するものである。ここで、「色変換パラメータ」とは、例えばＲＧＢ色空間の画像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をＬ＊ａ＊ｂ＊色空間の画像データ（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）に変換する際に、画像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と画像データ（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）との対応関係を規定するものをいう。色変換処理としては、例えば、マトリクス演算や多次元（３次元）ルックアップテーブル（ＤＬＵＴ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｌｏｏｋ−Ｕｐ Ｔａｂｌｅ））を用いる方法等が挙げられるが、特に限定されるものではない。

色変換回路１１２にて色変換処理された画像データ（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）は、画像形成装置部１４に備えられた画像処理部６０に転送され、出力色空間であるＣＭＹＫ色空間（デバイス依存色空間）の画像データ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）への色変換処理等が行われる。なお、この出力色空間の画像データ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）への色変換処理等を行う画像処理部６０は、画像読取装置１２の内部に設けるように構成してもよい。

信号処理部１００では、ＣＣＤイメージセンサ８８から転送された３つのアナログ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が、サンプルホールド回路１０１によりサンプリングされた後、黒レベル調整回路１０２によって黒レベルが調整され、さらに、増幅回路１０４によって予め定めた信号レベルに増幅される。増幅されたアナログ画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、Ａ／Ｄ変換回路１０６によりＡ／Ｄ変換され、デジタルデータである画像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が生成される。シェーディング補正回路１０８は、これらの画像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対し、白基準板７２を読み取った画像データに基づいてＣＣＤイメージセンサ８８を構成する１次元ラインセンサの感度バラツキや光学系の光量分布特性に対応させた補正を施す。画像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、遅延回路１１０により副走査方向における位置ずれが補正された後、色変換回路１１２によって、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間の画像データ（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）に変換される。

次に、装置制御部１２０について説明する。本実施の形態の装置制御部１２０は、全体制御部１２２、増幅率変更部１２４、ＣＣＤ制御部１２６、光源制御部１２８、スキャン制御部１３０、及び原稿搬送制御部１３２を備えている。

全体制御部１２２は、Ｕ／Ｉ部４８等により指示された読取形式に基づいて原稿の読取りを制御すると共に、画像読取装置１２の全体を制御する機能を有するものである。本実施の形態で読取形式とは、画像読取装置１２で原稿を読み取る形式であり、本実施の形態では、少なくとも、第１プラテンガラス７０上にユーザ等により置かれた原稿を読み取る読取形式、及び原稿台６０に置かれ、自動原稿送り装置５０により搬送された原稿を読み取る読取形式とを含む。また、その他の読取形式としては、特に限定されないが、例えば、原稿の拡大／縮小、カラー／白黒、及び解像度等が挙げられる。

増幅率変更部１２４は、信号処理部１００の増幅回路１０４で画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を増幅する増幅率を、光源であるＬＥＤ８１の消灯時間に応じて設定する機能を有するものである（詳細後述）。ＣＣＤ制御部１２６は、ＣＣＤイメージセンサ８８の駆動を制御する機能を有するものである。光源制御部１２８は、原稿の読み取りタイミングに合わせてＬＥＤ８１（照明ユニット８０）を制御する機能を有しており、本実施の形態では、全体制御部１２２の指示に基づいて、原稿の読取形式（読取時間）に応じてＬＥＤ８１の点灯及び消灯を制御する機能を有するものである。スキャン制御部１３０は、フルレートキャリッジ７６及びハーフレートキャリッジ７８の移動速度等の制御を行うことにより、スキャン動作を制御する機能を有するものである。原稿搬送制御部１３２は、自動原稿送り装置５０の動作を制御する機能を有するものである。ＣＣＤ制御部１２６、光源制御部１２８、スキャン制御部１３０、及び原稿搬送制御部１３２の各部からそれぞれ自動原稿送り装置５０及び画像読取処理部５２に制御信号が出力され、当該制御信号に基づいて、原稿の読み取り動作が行われる。

本実施の形態の画像読取装置１２において第１プラテンガラス７０に置かれた原稿を読み取る読取形式が指示された場合には、画像形成装置部１４のＵ／Ｉ部４８からのユーザの操作指示に基づき、画像形成装置部１４の制御部４０が装置制御部１２０に対して第１プラテンガラス７０に載せられた原稿の読取りを指示する。

画像形成装置部１４の制御部４０から第１プラテンガラス７０に載せられた原稿の読取り指示を受けた制御部９０は、フルレートキャリッジ７６とハーフレートキャリッジ７８とをスキャン方向（図２矢印Ｃ方向）に移動させる。さらには、フルレートキャリッジ７６の照明ユニット８０を発光させ、原稿面を照射する。当該照射により、原稿からの反射光が第１ミラー８２、第２ミラー８５、及び第３ミラー８４を経て結像レンズ８６に導かれる。結像レンズ８６に導かれた光は、ＣＣＤイメージセンサ８８の受光面に結像される。ＣＣＤイメージセンサ８８は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎に１ライン分を略同時に処理する。そして、このライン方向の読取りを原稿サイズ全体に亘るスキャンによって実行することで、１ページ分の原稿読み取りを行う。

このようにしてＣＣＤイメージセンサ８８によって得られた画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は制御部９０に転送され、信号処理部１００で画像データ（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）が生成され画像処理部４２に出力される。

一方、画像読取装置１２において原稿台６０に置かれた原稿を読み取る読取形式が指示された場合には、画像形成装置部１４のＵ／Ｉ部４８からのユーザの操作指示に基づき、画像形成装置部１４の制御部４０が制御部９０に対して原稿台６０に置かれた原稿の読取りを指示する。

画像形成装置部１４の制御部４０から原稿台６０に置かれた原稿の読取り指示を受けた制御部９０は、原稿台６０に置かれた原稿を原稿搬送路６１に沿って第２プラテンガラス７４の読取位置に搬送する。このとき、フルレートキャリッジ７６とハーフレートキャリッジ７８とは、図２に示す実線の位置に停止した状態に設定される。そして、フルレートキャリッジ７６の照明ユニット８０を発光させ、原稿面を照射する。それにより、プラテンロール６７により第２プラテンガラス７４に密着された原稿の反射光が、第１ミラー８２、第２ミラー８５、及び第３ミラー８４を経て結像レンズ８６に導かれる。結像レンズ８６に導かれた光は、ＣＣＤイメージセンサ８８の受光面に結像される。ＣＣＤイメージセンサ８８は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎に１ライン分を略同時に処理する。そして、原稿全体を第２プラテンガラス７４の読取位置を通過させることによって、１ページ分の原稿読み取りを行う。

このＣＣＤイメージセンサ８８によって得られた画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は制御部９０に転送され、信号処理部１００で画像データ（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）が生成され画像処理部４２に出力される。

このように、本実施の形態の画像読取装置１２では、読取形式に応じてスキャン動作が異なる。そのため、読取形式により、原稿の読取時間が異なる。例えば、第１プラテンガラス７０上に利用者等により置かれた原稿を読み取る読取形式では、自動原稿送り装置５０を用いて読み取りを行う読取形式に比べて、原稿（画像）の読み取り速度が遅く、従って、読取時間が長くなる。このように読取時間が長くなる場合に、読取時間に応じてＣＣＤイメージセンサ８８が電荷を蓄積する時間も長くなると、露光量が増加し、ＣＣＤイメージセンサ８８に蓄積する電荷が飽和してＣＣＤイメージセンサ８８の飽和出力電圧を超えてしまう場合がある。またＬＥＤ８１のばらつき等により、露光量が増加し、ＣＣＤイメージセンサ８８に蓄積する電荷が飽和してＣＣＤイメージセンサ８８の飽和出力電圧を超えてしまう場合がある。そのため、原稿の読み取り速度が予め定められた速度以下になると、ＣＣＤイメージセンサ８８が受光する光が飽和露光量以上となり、ＣＣＤイメージセンサ８８に蓄積する電荷が飽和する量（飽和電荷量）に達する。このような場合、原稿の読み取りを正常に行うことが困難になる場合がある。

そのため、本実施の形態では、ＣＣＤイメージセンサ８８における飽和電荷量に基づいて原稿の読取速度を定めておき、予め定められた読取速度以下となる読取形式が指示された場合は、光源である照明ユニット８０のＬＥＤ８１を消灯する期間を設けるように点灯時間を制御することにより、ＣＣＤイメージセンサ８８で蓄積する電荷が飽和電荷量に達しないように制御する。なお、本実施の形態の画像読取装置１２は、白黒読み取りよりもカラー読み取りの方が読取速度が遅く、拡大／縮小を行う場合は、行わない場合よりも読取速度が遅く、また、解像度が高くなるほど読取速度が遅くなる。

また、本実施の形態では、自動原稿送り装置５０を用いて原稿の読み取りを行う読取形式の場合には、ＣＣＤイメージセンサ８８で蓄積する電荷が飽和電荷量に達しないため、当該読取り形式における読取時間を基準とし、当該読取時間よりも長い場合に、消灯期間を設けるようにしている。

また、このようにＬＥＤ８１を消灯する場合、上述のようにＣＣＤイメージセンサ８８に蓄積される電荷量が減ることになるため、本来、得られるはずの電荷量（例えば、消灯期間を設けない場合の電荷量）よりも少ない電荷量がＣＣＤイメージセンサ８８に蓄積されることになる。消灯期間を設けることにより、このように、得られる画像信号が小さくなる場合がある。そのため、本実施の形態の画像読取装置１２の増幅率変更部１２４では、消灯期間に応じて、予め定められた大きさの画像信号となるように、画像信号を増幅する増幅回路１０４の増幅率を変更するようにしている。すなわち、消灯期間を設ける場合は、消灯期間に応じて小さくなった電気信号を増幅するように、増幅回路１０４の増幅率を、消灯期間を設けない場合に比べて大きくする。なお、ここで、予め定められた大きさの電気信号とは、消灯期間設けない場合に蓄積される電荷量に応じた電気信号でもよく、特に限定されないが、消灯期間にかかわらず、画像信号の大きさが一定になるように予め定められることが好ましい。

本実施の形態の増幅回路１０４には、画像読取装置１２の電源投入時等に白基準板７２からの反射光を読み取った画像信号に基づいた増幅率（初期値）が予め設定されている。消灯期間を設けない場合は、増幅回路１０４の増幅率を当該増幅率（初期値）のままとし、消灯期間を設ける場合は、増幅率を上述のように変更する。

ここで、光源である照明ユニット８０のＬＥＤ８１及び、ＣＣＤイメージセンサ８８の動作について詳細に説明する。図７に、ＣＣＤ制御部１２６がＣＣＤイメージセンサ８８を動作させる制御信号、及び光源制御部１２８がＬＥＤ８１を動作させる制御信号のタイミングチャートを示す。図７において上段は、光源制御部１２８がＬＥＤ８１を動作させる制御信号のタイミングチャートであり、下段は、ＣＣＤ制御部１２６がＣＣＤイメージセンサ８８を動作させる制御信号（ＣＣＤ駆動クロック（ＣＬＫ））のタイミングチャートである。

本実施の形態では、主走査方向１ラインの画像情報の転送期間をＣＣＤイメージセンサ８８における電荷蓄積期間としており、転送期間は、垂直転送期間と、水平転送期間とを含んでいる。

ここでＣＣＤイメージセンサ８８における垂直転送及び水平転送について説明する。図８は、ＣＣＤイメージセンサ８８において光電変換した電荷を転送する動作について説明した説明図である。

ＣＣＤイメージセンサ８８では、原稿により反射された光を受光する受光面にフォトダイオードＰがライン状に配置されている。本実施の形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応するフォトダイオードＰが、３列に配列し、原稿に記載された画像をＲ、Ｇ、Ｂの各色で読み取るように構成されている。なお、フォトダイオードＰは、１列につき例えば、７５００個配列する。図８では、上記３列のうち、１列について例示し図示している。

図８においてフォトダイオードＰは、主走査方向に一列にハイされ、１つのフォトダイオードＰが画像読取装置１２で原稿を読み取る際の１画素に対応している。フォトダイオードＰに光が照射されると光電変換が生じ、フォトダイオードＰに電荷が蓄積される。蓄積される電荷の量は、蓄積される時間（蓄積期間）及び照射される光の光量に比例する。フォトダイオードＰでは、予め定められた蓄積期間で電荷が蓄積され、蓄積された電荷が電気信号として取り出される。この際、一般的なＣＣＤイメージセンサ８８では、垂直転送と、水平転送とを行うことにより電荷（電気信号）を取り出す。フォトダイオードＰで蓄積された電荷は、まず垂直転送され、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）からなる半導体素子である電荷転送部Ｄに送られる。垂直転送された電荷をさらに、電荷転送部Ｄから電荷を順次水平転送することで、１ライン分の画像信号として取り出される。

フォトダイオードＰにおいて蓄積された電荷は、まず図７に示した垂直転送期間において、フォトダイオードＰから電荷転送部Ｄへ転送される垂直転送が行われる。その後、図７に示した水平転送期間において、電荷転送部Ｄにおける水平転送が行われる。なお、当該水平転送は、１ライン分の電荷が全て水平転送されるまで順次、ＣＣＤ駆動ＣＬＫのＯＮ、ＯＦＦに応じて水平に１画素づつ転送される。また、当該垂直転送及び当該水平転送を行っている間、次の１ラインの電荷が光電変換されてフォトダイオードＰに蓄積される。

本実施の形態では、上述のように、読取時間が長い読取形式の場合は、図７の上段のタイミングチャートに示すように、ＣＣＤイメージセンサ８８の蓄積期間中にＬＥＤ点灯信号をＯＮからＯＦＦにし、ＬＥＤ８１を消灯する期間（図７、ＬＥＤ ＯＦＦ参照）を設けている。これにより、ＣＣＤイメージセンサ８８に蓄積される電荷が飽和電荷量に達しないように制御される。

なお、ＬＥＤ８１の消灯期間は、ＣＣＤイメージセンサ８８の水平転送期間中に設けることが好ましい。本実施の形態では、光源としてＬＥＤ８１を用いているが、ＬＥＤの点灯及び消灯の前後は、ＬＥＤの発光光の色味が変化しやすい。そのため、ＣＣＤイメージセンサ８８の垂直転送期間にかかってＬＥＤ８１の消灯期間を設ける場合は、ＬＥＤの色味の変化の影響を受け、原稿を正常に読み取れなくなるおそれがある。

また同様に、ＣＣＤイメージセンサ８８の垂直転送期間の開始タイミング（図７、タイミングｔ１参照）及び終了タイミング（図７、タイミングｔ２参照）の前後の予め定められた時間内には、ＬＥＤ８１の点灯及び消灯を行わないことが好ましい。すなわち、ＬＥＤ８１の色味が変化しやすい期間（時間）を避けてＬＥＤ８１の消灯期間を設けることが好ましい。なお、このようにＬＥＤ８１の消灯期間を設けることを避ける、垂直転送期間の開始タイミング及び終了タイミングの前後の予め定められた時間は、ＬＥＤ８１の特性等により、予め定めておけばよい。

次に、本実施の形態の画像読取装置１２における増幅率変更処理について説明する。図９に、本実施の形態の増幅率変更処理の一例のフローチャートを示す。当該増幅率変更処理は、Ｕ／Ｉ部４８によりユーザから原稿の読み取りの指示を受け付けた場合等に実行される。なお、上述したように、増幅回路１０４には、予め初期値の増幅率が設定された状態となっている。

ステップＳ１００では、全体制御部１２２が読取形式を取得し、次のステップＳ１０２では、所得した読取形式が自動原稿送り装置５０を用いた原稿の読み取り、及び第１プラテンガラス７０上に置かれた原稿の読み取りのいずれであるかを判断する。自動原稿送り装置５０を用いた原稿の読み取りである場合、本実施の形態の画像読取装置１２では、ＣＣＤイメージセンサ８８に蓄積される電荷が飽和電荷量に達しないため増幅率の変更は行わない。そのため読取形式が自動原稿送り装置５０を用いた原稿の読み取りの場合は、肯定されて、本処理を終了する。この場合、増幅回路１０４では、予め設定された増幅率（初期値）により黒レベル調整回路１０２から入力された画像信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換回路１０６に出力する。

一方、読取形式が第１プラテンガラス７０上に置かれた原稿の読み取りである場合は、否定されてステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４では、全体制御部１２２は、読取形式に応じた読取速度（読取時間）を取得する。例えば、読取形式と読取速度（読取時間）との対応関係を図示を省略したＨＤＤ等の記憶部に予め記憶させておき、当該対応関係に基づいて取得する。

次のステップＳ１０６では、取得した読取速度（読取時間）に基づいて、ＣＣＤイメージセンサ８８で蓄積する電荷が飽和電荷量に達するか否か判断する。例えば、上述のように予め定められた読取速度（読取時間）よりも遅い場合は、飽和電荷量に達すると判断する。飽和電荷量に達しないと判断した場合は、否定されて本処理を終了する。この場合、増幅回路１０４では、予め設定された増幅率（初期値）により黒レベル調整回路１０２から入力された画像信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換回路１０６に出力する。

一方、飽和電荷量に達すると判断した場合は、肯定されてステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、読取速度（読取時間）に基づいてＬＥＤ８１の消灯期間を決定する。例えば、読取速度（読取時間）と消灯期間との対応関係を図示を省略したＨＤＤ等の記憶部に予め記憶させておき、当該対応関係に基づいて決定する。このようにして消灯期間が決定されると、光源制御部１２８は、当該消灯期間の間、ＬＥＤ８１がＯＦＦ状態になるように、ＬＥＤ８１の点灯を制御する。

次のステップＳ１１０では、決定された消灯時間に基づいて、増幅率変更部１２４で増幅率を決定し、増幅回路１０４の増幅率を初期値から決定した増幅率となるように変更した後、本処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置１０の画像読取装置１２は、原稿を読み取った反射光によりＣＣＤイメージセンサ８８で蓄積された電荷に応じた電気信号を増幅する増幅回路１０４を有する信号処理部１００と、全体制御部１２２、増幅率変更部１２４、及び光源制御部１２８を有する装置制御部１２０と、を備えている。全体制御部１２２は原稿の読取形式に応じて、読取速度が遅く、読取時間が長くなり、ＣＣＤイメージセンサ８８が蓄積する電荷が飽和電荷量に達する読取形式である場合は、光源であるＬＥＤ８１の消灯期間をＣＣＤイメージセンサ８８の水平転送期間に設けるように、光源制御部１２８に指示する。当該指示に基づいて光源制御部１２８は、ＬＥＤ８１の点灯を制御する。さらに、消灯期間を設ける場合は、増幅率変更部１２４は、消灯期間に応じて、増幅回路１０４で増幅された画像信号が予め定められた大きさの画像信号となるように、増幅回路１０４の増幅率を決定し、決定した増幅率になるように、増幅回路１０４の増幅率を変更する。

特に、本実施の形態では、第１プラテンガラス７０上に置かれた原稿を読み取る読取形式の場合は、自動原稿送り装置５０を用いた原稿の読取形式の場合に比べて、読取速度が遅く、読取時間が長くなるため、ＬＥＤ８１の消灯期間を設けると共に、当該消灯期間を設けることにより損なわれた画像信号の出力を補うように、増幅回路１０４の増幅率を変更する。

このように本実施の形態では、ＣＣＤイメージセンサ８８の電荷が飽和電荷量に達する読取形式の場合は、ＬＥＤ８１の消灯期間を設けるとともに、当該消灯期間を設けることにより損なわれた画像信号の出力を補うように、増幅回路１０４の増幅率を変更する。

従って、読取速度が遅く、読取時間が長い場合でも蓄積する電荷の量が飽和電荷量に達することなく、一定の画像信号が得られる。その結果、画像形成装置１０により形成される画像の質が向上する。

なお、本実施の形態で説明した、画像形成装置１０や画像読取装置１２、画像形成装置部１４等の構成、動作、増幅率変更処理等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更されることは言うまでもない。

１０ 画像形成装置
１２ 画像読取装置
１４ 画像形成装置部
８０ 照明ユニット
８１ ＬＥＤ
８８ ＣＣＤイメージセンサ
９０ 制御部
１２２ 全体制御部
１２８ 光源制御部
１２４ 増幅率変更部

Claims (7)

1. 光源から原稿に照射された光の反射光を受光し、受光した光を画像信号に変換し、当該画像信号に応じた電荷を、前記原稿を読み取る読取時間に応じて蓄積する読取手段と、
   前記読取手段が蓄積する電荷の量が飽和量に達しないように、前記原稿の読取形式に応じて前記光源を消灯させるよう制御する制御手段と、
   前記制御手段が前記光源を消灯させる場合に、前記画像信号を予め定められた増幅率で増幅する増幅手段の増幅率を、前記画像信号を予め定められた大きさに増幅するように前記光源を消灯させた時間に応じて変更する変更手段と、
   を備えた画像読取装置。
2. 前記読取形式は、前記読取手段が利用者によって読取台に置かれた原稿の読み取りと、原稿送装置によって搬送された原稿の読み取りとを含み、前記制御手段は、利用者によって前記読取台に置かれた原稿の読み取りの場合に、前記光源を消灯させるよう制御する、請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記読取形式は、原稿送装置によって搬送された原稿の読み取りを含み、前記制御手段は、前記原稿送装置により搬送された原稿を読み取る読取時間よりも読取時間が長くなる前記読取形式の場合に、前記光源を消灯させるよう制御する、請求項１に記載の画像読取装置。
4. 前記読取手段は、電荷結合素子を用いて蓄積された前記電荷を垂直転送及び水平転送することで前記画像信号として取り出す半導体素子を備え、
   前記制御手段は、前記電荷を垂直転送する期間の開始及び終了の前後の予め定められた時間中には、前記光源を消灯させないよう制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
5. 前記読取手段は、電荷結合素子を用いて蓄積された前記電荷を垂直転送及び水平転送することで前記画像信号として取り出す半導体素子を備え、
   前記制御手段は、前記電荷を水平転送する期間中に前記光源を消灯させるよう制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 光源から原稿に照射された光の反射光を読み取って、読み取った反射光に応じた画像信号を出力する、前記請求項１から前記請求項５のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
   前記画像読取装置から出力された画像信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、
   を備えた画像形成装置。
7. 光源から原稿に照射された光の反射光を受光し、受光した光を画像信号に変換し、当該画像信号に応じた電荷を、前記原稿を読み取る読取時間に応じて蓄積する読取手段が蓄積する電荷の量が飽和量に達しないように、前記原稿の読取形式に応じて前記光源を消灯させるよう制御する制御手段と、
   前記制御手段が前記光源を消灯させる場合に、前記画像信号を予め定められた増幅率で増幅する増幅手段の増幅率を、前記画像信号を予め定められた大きさに増幅するように前記光源を消灯させた時間に応じて変更する変更手段と、
   してコンピュータを機能させるためのプログラム。

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