JP6127536B2 - 画像読取装置、画像形成装置及び画像読取方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置、画像形成装置及び画像読取方法に関する。

従来、画像読取装置では、複数のフォトダイオードなどの受光素子が受光により蓄積した電荷を電圧に変換し、順次にＡＤ変換することによって複数の画素データを順次に出力し、主走査方向の１ラインごとに画素データをまとめて画像を読取ることが行われている。つまり、１ラインの画像データを得るために、主走査方向の画素ごとに全画素データを順次に出力する必要があった。

また、特許文献１には、画像の読み出し範囲を変更するために、画像の読み出しの開始位置を変更する機能を付加した変位センサが開示されている。

しかしながら、必要画素部分を効率的に読出すことができないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、必要画素部分を効率的に読出すことができる画像読取装置、画像形成装置及び画像読取方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、主走査方向に並べられて画素ごとに光電変換を行う複数の受光素子と、前記複数の受光素子毎に設けられ、前記複数の受光素子が光電変換したアナログデータそれぞれを並列にデジタルデータに変換する複数のＡＤ変換部と、前記複数の受光素子毎に設けられ、前記複数のＡＤ変換部が並列に変換したデジタルデータそれぞれを画素毎に記憶する複数の記憶部と、前記複数の記憶部が記憶したデジタルデータを読み出し、読み出したデジタルデータを主走査方向のシリアルデータに変換する変換部と、前記変換部が変換するシリアルデータの主走査方向の読出開始画素及び読出終了画素を変更可能に制御する読出制御部と、前記読出制御部が制御した読出開始画素及び読出終了画素に基づいて、前記変換部がデジタルデータを主走査方向のシリアルデータに変換する周期を変更する周期変更部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、必要画素部分を効率的に読出すことができるという効果を奏する。

図１は、実施形態にかかる画像読取装置の概要を示す側面図である。 図２は、画像読取装置が原稿を読取る場合にコンタクトガラス上に載せられる原稿の位置を例示する図である。 図３は、実施形態にかかる画像読取装置の構成例を示すブロック図である。 図４は、実施形態にかかる画像読取装置の動作例を示すタイミングチャートである。 図５は、図３に示した画像読取装置の第１変形例を示すブロック図である。 図６は、画像読取装置がレジスタなどに記憶する複数の読出開始画素及び読出終了画素などの設定値を例示する図である。 図７は、図３に示した画像読取装置の第２変形例を示すブロック図である。 図８は、デューティ調整部の第１動作例を示すタイミングチャートである。 図９は、デューティ調整部の第２動作例を示すタイミングチャートである。 図１０は、図３に示した画像読取装置の第３変形例を示すブロック図である。 図１１は、画像読取装置を備えた画像形成装置の概要を示す図である。

（実施形態）
以下に添付図面を参照して、画像読取装置の実施形態を詳細に説明する。図１は、実施形態にかかる画像読取装置１０の概要を示す側面図である。画像読取装置１０は、例えばシートスルー型であり、読取部本体１００（フラットベットスキャナ）と、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１０２とを有する。

読取部本体１００は、コンタクトガラス１０４、基準白板１０６、第１キャリッジ１０８、第２キャリッジ１１０、レンズ１１８、センサボード１２０に設けられたＣＭＯＳリニアセンサ１２２及びスキャナモータ１２４を有する。第１キャリッジ１０８は、光源１０９及びミラー１１２を有する。第２キャリッジ１１０は、ミラー１１４、１１６を有する。また、読取部本体１００には、自動原稿送り装置１０２が搬送する原稿を読取るための読取窓１３４が設けられている。

自動原稿送り装置１０２は、読取部本体１００の上部に配置され、原稿を自動給紙搬送する。自動原稿送り装置１０２は、原稿トレイ１３０、搬送ドラム１３２、排紙ローラ１３６及び排紙トレイ１３８などを有する。そして、自動原稿送り装置１０２は、原稿トレイ１３０に載せられた原稿を搬送ドラム１３２に向けて搬送し、搬送ドラム１３２が読取窓１３４に向けて原稿を搬送する。原稿は、読取窓１３４を通過したときに光源１０９により露光される。原稿からの反射光は、第１キャリッジ１０８のミラー１１２と、第２キャリッジ１１０のミラー１１４、１１６により折り返され、レンズ１１８を通ってセンサボード１２０上のＣＭＯＳリニアセンサ１２２の受光面上に縮小結像される。

また、原稿をコンタクトガラス１０４上に固定し、第１キャリッジ１０８及び第２キャリッジ１１０を走査させて原稿を読取るフラットベット読取では、コンタクトガラス１０４の下方から光源１０９によってコンタクトガラス１０４上の原稿が照射される。原稿からの反射光は、第１キャリッジ１０８のミラー１１２と、第２キャリッジ１１０のミラー１１４、１１６により折り返され、レンズ１１８を通ってセンサボード１２０上のＣＭＯＳリニアセンサ１２２の受光面上に縮小結像される。このとき、画像読取装置１０は、原稿の副走査方向に第１キャリッジ１０８が速度Ｖで移動し、第１キャリッジ１０８に連動して第２キャリッジ１１０が第１キャリッジ１０８の半分の速度１／２Ｖで移動して、原稿全体を読取る。

図２は、画像読取装置１０が原稿を読取る場合にコンタクトガラス１０４上に載せられる原稿の位置を例示する図である。画像読取装置１０は、さまざまなサイズ（Ａ３、Ａ４など）の原稿を読取る。また、画像読取装置１０は、自動原稿送り装置１０２を用いたシートスルー読取、フラットベット読取による反転又は非反転読取など様々な読取方式によって原稿を読取る。さらに、画像読取装置１０は、原稿を奥側基準又は中央基準などの異なる配置において読取る。

さらに、画像読取装置１０は、主走査方向の必要画素部分のみ読出す場合に、処理時間を短くするためにライン周期を短くする。

次に、実施形態にかかる画像読取装置の構成例について詳述する。図３は、実施形態にかかる画像読取装置の構成例（画像読取装置２ａ）を示すブロック図である。画像読取装置２ａは、ＬＥＤ２０、光電変換素子３ａ、記憶部２２及びＣＰＵ２４を有する。

図１に示した画像読取装置１０と、図３に示した画像読取装置２ａとは、対応している。即ち、ＬＥＤ２０は、図１に示した光源１０９に対応し、原稿に光を照射する。光電変換素子３ａは、図１に示したＣＭＯＳリニアセンサ１２２に対応し、原稿からの反射光を光電変換する。記憶部２２は、ＨＤＤ又はメモリなどによって構成される。ＣＰＵ２４は、画像読取装置２ａを構成する各部を制御する。

次に、光電変換素子３ａについて詳述する。光電変換素子３ａは、例えばＣＭＯＳリニアイメージセンサであり、アナログ処理部３０、メモリ３２、変換部３４、タイミング制御部３６ａ、読出制御部３８及びシリアルインターフェイス（Ｉ／Ｆ）３９を有する。

タイミング制御部３６ａは、周期変更部３６０を有し、光電変換素子３ａ内の各部の動作に必要なクロック（ＣＬＫ、ＬＣＬＫ）、ライン同期信号（ＬＳＹＮＣ）などを生成する。周期変更部３６０は、後述する読出制御部３８が制御した読出開始画素及び読出終了画素に基づいて、ライン同期信号（ＬＳＹＮＣ）の周期を変更する。

アナログ処理部３０は、例えば一方向に並ぶ７０００個の画素ごとに、受光する受光素子（フォトダイオード）３００、増幅部（ＰＧＡ：Programmable Gain Amplifier）３０２及びＡＤ変換部３０４を有する。つまり、光電変換素子３ａは、受光素子３００、増幅部３０２及びＡＤ変換部３０４をそれぞれ７０００個ずつ有する。

光電変換素子３ａは、各受光素子３００が入射された光を電荷として蓄積し、図示しない電荷検出部によって電荷を電圧に変換する。増幅部３０２は、変換された電圧（アナログ信号）を増幅し、ＡＤ変換部３０４に対して出力する。ＡＤ変換部３０４それぞれは、増幅部３０２から受入れた画素データであるアナログ信号をデジタル信号にそれぞれ並列に変換し、変換したデジタル信号（デジタルデータ）をメモリ３２に対して出力する。

メモリ３２は、ＡＤ変換部３０４が変換したデジタルデータを画素ごとに記憶する。変換部３４は、メモリ３２が記憶したデジタルデータを読み出し、読み出したデジタルデータを主走査方向のシリアルデータに変換して出力する。つまり、変換部３４は、パラレルシリアル変換を行っている。

読出制御部３８は、変換部３４が変換するシリアルデータの主走査方向の読出開始画素及び読出終了画素を変更可能に制御する。例えば、読出制御部３８は、画像読取装置１０の読取方式に応じて、読出開始画素及び読出終了画素を変更する。シリアルＩ／Ｆ３９は、例えば外部とシリアル通信を行う。

上述したように、周期変更部３６０は、後述する読出制御部３８が制御した読出開始画素及び読出終了画素に基づいて、ライン同期信号（ＬＳＹＮＣ）の周期を変更する。そして、周期変更部３６０は、例えば受光素子３００が光電変換を行う周期、ＡＤ変換部３０４がＡＤ変換を行う周期、メモリ３２がデジタルデータを記憶する周期、及び変換部３４がデジタルデータを主走査方向のシリアルデータに変換する周期を変更する。

図４は、画像読取装置２ａの動作例を示すタイミングチャートである。画像読取装置２ａは、光電変換素子３ａが例えばＡ３短手サイズ（２９７ｍｍ：約７０２０画素）の原稿に対し、６００ｄｐｉ相当の読取画素数があるとする。光電変換素子３ａは、Ａ４短手サイズ（２１０ｍｍ：約４９６０画素）の原稿を読取った場合、読み出し終了画素位置をＡ３短手読取時の１／（２の正の平方根）倍の値とする。つまり、光電変換素子３ａは、Ａ３短手サイズの２１０／２９７倍の読出しを行い、不要な画素の読み出しを行わない。以下、２の正の平方根をｓｑｒｔ２と記載する。

また、光電変換素子３ａは、読み出し画素数の減少分に応じてライン周期を短くする。つまり、光電変換素子３ａは、主走査方向の１ラインの読取時間を１／ｓｑｒｔ２（＝２１０／２９７）倍に短くすることができる。

このように、画像読取装置２ａは、読取る原稿サイズに応じて読出終了画素を変更することにより、不要な画素の読み出しを行うことなく、読出す画素数に応じてライン周期を短くすることが可能である。なお、実際には、画像読取装置２ａは、有効画素以外に、ＯＰＢ画素、無効画素の読取りが必要になるが、本実施形態では簡略化のために有効画素のみについて記載している。

また、図４に示した例では、画像読取装置２ａは、フラットベット読取又はシートスルー読取において、原稿の配置を奥側基準としている。画像読取装置２ａは、例えば原稿の配置を中央基準とする場合、原稿の読出開始画素及び読出終了画素を原稿サイズに応じて変更する。

さらに、画像読取装置２ａは、フラットベット読取時とシートスルー読取時とでは、原稿の向きと走査方式が異なるために、主走査方向が逆になる場合がある。この場合、画像読取装置２ａは、原稿の主走査方向のサイズが読取可能な原稿のサイズよりも小さいと、読み出しが不要となる画素の位置が逆となる。例えば、フラットベット読取時に光電変換素子３ａの５０００〜７０００番目の画素が不要であれば、シートスルー読取時には０〜２０００番目の画素が不要となる。画像読取装置２ａは、読出制御部３８が予めなされた設定、又は各受光素子３００が光電変換を行った結果に基づいて、シリアルデータの主走査方向の読出開始画素及び読出終了画素を変更するよう制御することにより、読取方式に応じて不要画素の読み出しを行うことなく、ライン周期を変更することができる。

（第１変形例）
図５は、図３に示した画像読取装置２ａの第１変形例（画像読取装置２ｂ）を示すブロック図である。図５に示すように、画像読取装置２ｂは、図３に示した画像読取装置２ａを構成する各部に加えて、読取線速変更部２６を有する。読取線速変更部２６は、周期変更部３６０が変更する周期に応じて、各受光素子３００が副走査方向に異なる位置からの反射光を順次に光電変換する読取線速を変更する。具体的には、読取線速変更部２６は、シートスルー読取時には原稿の搬送速度を変更し、フラットベット読取時には図示しないキャリッジの走査速度を変更する。

画像読取装置２ｂは、例えば図４に示した動作のように、光電変換素子３ａが主走査方向にＡ３短手サイズの原稿を読取り可能である場合、Ａ４短手サイズの原稿読取時には、必要な画素数が（１／ｓｑｒｔ２）倍となり、ライン周期を（１／ｓｑｒｔ２）倍とする。つまり、画像読取装置２ｂは、シートスルー読取時の原稿搬送速度、又はフラットベット読取時のキャリッジの走査速度をｓｑｒｔ２倍とすることにより、ライン周期と読取線速の関係が最適となる。よって、画像読取装置２ｂは、Ａ４原稿読取時にＡ３原稿分の画素データを読み出す場合に比べて、ｓｑｒｔ２倍の速さで原稿を読取る（生産性を向上させる）ことができる。

ここで、画像読取装置２ｂは、読出制御部３８が予めなされた設定、又は各受光素子３００が光電変換を行った結果に基づいて、シリアルデータの主走査方向の読出開始画素及び読出終了画素を変更するよう制御する。例えば、画像読取装置２ｂは、複数の読出開始画素及び読出終了画素の設定値を記憶部２２又は図示しないレジスタなどに予め記憶しておき、読取方式の設定に応じて設定値を選択するように構成されてもよい。つまり、記憶部２２又はレジスタなどは、シリアルデータの主走査方向の読出開始画素及び読出終了画素の設定、並びに周期変更部が変更する周期の設定を予め２通り以上記憶する設定記憶部となっている。

図６は、画像読取装置２ｂがレジスタなどに記憶する複数の読出開始画素及び読出終了画素などの設定値を例示する図である。画像読取装置２ｂは、例えば６種類の読取方式に対応した読出開始画素、読出終了画素及びライン周期のレジスタ（［rdout＿str＿0］〜［rdout＿str＿5］、［rdout＿end＿0］〜［rdout＿end＿5］、［lineint＿0］〜［lineint＿5］）と、読取方式を示すレジスタ（［rdout＿sel＿0］〜［rdout＿sel＿5］）とを有する。画像読取装置２ｂは、立ち上げ時に予め用途例のいずれかに対応した［rdout＿str＿0］〜［rdout＿str＿5］、［rdout＿end＿0］〜［rdout＿end＿5］、［lineint＿0］〜［lineint＿5］に含まれる設定がなされていてもよい。

例えば、画像読取装置２ｂは、画像読取を開始する原稿のサイズがＡ４である場合には、［rdout＿sel］=１ｈの設定を行うことにより、読出開始画素＝［rdout＿str＿1］、読出終了画素＝［rdout＿end＿1］、ライン周期＝［lineint＿1］に設定されている値を反映させることができる。

（第２変形例）
図７は、図３に示した画像読取装置２ａの第２変形例（画像読取装置２ｃ）を示すブロック図である。図７に示すように、画像読取装置２ｃは、図５に示した画像読取装置２ｂの光電変換素子３ａが光電変換素子３ｂに置き換えられている。光電変換素子３ｂは、光電変換素子３ａに対してデューティ調整部３６２が加えられている。

デューティ調整部３６２は、周期変更部３６０が変更する周期に応じて、ＬＥＤ２０を点灯させる駆動信号のデューティ比を変更することにより、ＬＥＤ２０の光量を調整する。具体的には、デューティ調整部３６２は、Ａ３原稿読取時にアクティブ期間とネガティブ期間の割合が５０％：５０％である場合、周期変更部３６０がＡ４原稿読取時にライン周期を（１／ｓｑｒｔ２）倍に変更すると、アクティブ期間とネガティブ期間の割合を約７０％：３０％にする。よって、画像読取装置２ｃは、主走査方向１ラインの処理期間中に光電変換素子３ｂが蓄積する電荷量が減少することを防止することができ、画像データの品質（Ｓ／Ｎ）を保つことができる。

図８は、デューティ調整部３６２の第１動作例を示すタイミングチャートである。図８に示すように、デューティ調整部３６２は、例えばＬＥＤ２０を点灯させる駆動信号（ＬＥＤ＿ＰＷＭ）のデューティ比を変更することにより、ＬＥＤ２０の光量を調整する。ここで、デューティ調整部３６２は、ＬＥＤ＿ＰＷＭのＨ期間（アクティブ期間）を増加させるために、Ｌ期間（ネガティブ期間）の一部をＨ期間（アクティブ期間）に変更する。

図９は、デューティ調整部３６２の第２動作例を示すタイミングチャートである。図９に示すように、デューティ調整部３６２は、例えば１ラインの最初（開始時）にアクティブとなる駆動信号（ＬＥＤ＿ＰＷＭ）によってＬＥＤ２０を点灯させる。つまり、デューティ調整部３６２は、ライン同期信号（ＬＳＹＮＣ）に応じてＬ期間（ネガティブ期間）を短くすることにより、Ｈ期間（アクティブ期間）を変更することなくＨ期間の割合を増加させる。

（第３変形例）
図１０は、図３に示した画像読取装置２ａの第３変形例（画像読取装置２ｄ）を示すブロック図である。図１０に示すように、画像読取装置２ｄは、図５に示した画像読取装置２ｂに対し、電流調整部２８が加えられている。

電流調整部２８は、ＬＥＤ２０を点灯させる駆動信号の電流量を変更することにより、ＬＥＤ２０の光量を調整する。つまり、画像読取装置２ｄは、ＬＥＤ２０を点灯させる駆動信号のデューティ比を変更するだけでは光量の調整が十分でない場合にも、ＬＥＤ２０の光量が減少することを防止することができる。

次に、画像読取装置２ｃを備えた画像形成装置５について説明する。図１１は、画像読取装置２ｃを備えた画像形成装置５の概要を示す図である。画像形成装置５は、画像読取装置２ｃと画像形成部６とを有する例えば複写機やＭＦＰ（Multifunction Peripheral）などである。

画像読取装置２ｃは、光電変換素子３ａ及びＬＥＤ２０などを含む。ＬＥＤ２０は、原稿に対して光を照射する。そして、光電変換素子３ａは、光電変換、ＡＤ変換及びパラレルシリアル変換を行った後に、画像データを画像形成部６に対して出力する。

画像形成部６は、処理部６０とプリンタエンジン６２とを有し、処理部６０とプリンタエンジン６２とがインターフェイス（Ｉ／Ｆ）６４を介して接続されている。

処理部６０は、画像処理部６０２及びＣＰＵ６０４を有する。ＣＰＵ６０４は、光電変換素子３ａなどの画像形成装置５を構成する各部を制御する。

画像処理部６０２は、画像読取装置２ｃが出力した画像データを用いて画像処理を行い、画像データなどをプリンタエンジン６２に対して出力する。プリンタエンジン６２は、受入れた画像データを用いて印刷を行う。

１０ 画像読取装置
１００ 読取部本体
１０２ 自動原稿送り装置
１０８ 第１キャリッジ
１１０ 第２キャリッジ
１２２ ＣＭＯＳリニアセンサ
１２４ スキャナモータ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 画像読取装置
２０ ＬＥＤ
２２ 記憶部
２４ ＣＰＵ
２６ 読取線速変更部
２８ 電流調整部
３ａ、３ｂ 光電変換素子
３０ アナログ処理部
３００ 受光素子
３０２ 増幅部
３０４ ＡＤ変換部
３２ メモリ
３４ 変換部
３６ａ、３６ｂ タイミング制御部
３６０ 周期変更部
３６２ デューティ調整部
３８ 読出制御部
３９ シリアルＩ／Ｆ
５ 画像形成装置
６ 画像形成部
６０ 処理部
６０２ 画像処理部
６０４ ＣＰＵ
６２ プリンタエンジン
６４ インターフェイス（Ｉ／Ｆ）

特開２０１２−７８１４１号公報

Claims (10)

1. 主走査方向に並べられて画素ごとに光電変換を行う複数の受光素子と、
   前記複数の受光素子毎に設けられ、前記複数の受光素子が光電変換したアナログデータそれぞれを並列にデジタルデータに変換する複数のＡＤ変換部と、
   前記複数の受光素子毎に設けられ、前記複数のＡＤ変換部が並列に変換したデジタルデータそれぞれを画素毎に記憶する複数の記憶部と、
   前記複数の記憶部が記憶したデジタルデータを読み出し、読み出したデジタルデータを主走査方向のシリアルデータに変換する変換部と、
   前記変換部が変換するシリアルデータの主走査方向の読出開始画素及び読出終了画素を変更可能に制御する読出制御部と、
   前記読出制御部が制御した読出開始画素及び読出終了画素に基づいて、前記変換部がデジタルデータを主走査方向のシリアルデータに変換する周期を変更する周期変更部と、
   を有することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記読出制御部は、
   予めなされた設定、又は前記複数の受光素子が光電変換を行った結果に基づいて、シリアルデータの主走査方向の読出開始画素及び読出終了画素を変更するよう制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記周期変更部が変更する周期に応じて、前記複数の受光素子が副走査方向に異なる位置からの光を順次に光電変換する読取線速を変更する読取線速変更部をさらに有すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. シリアルデータの主走査方向の読出開始画素及び読出終了画素の設定、並びに前記周期変更部が変更する周期の設定を予め２通り以上記憶する設定記憶部をさらに有し、
   前記読出制御部は、
   前記設定記憶部が記憶する設定に基づいて、シリアルデータの主走査方向の読出開始画素及び読出終了画素を変更するよう制御し、
   前記周期変更部は、
   前記設定記憶部が記憶する設定に基づいて、デジタルデータを主走査方向のシリアルデータに変換する周期を変更すること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
5. 原稿を照射する光源と、
   前記周期変更部が変更する周期に応じて、前記光源の光量を調整する調整部と、
   をさらに有すること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 前記光源は、
   ＬＥＤであり、
   前記調整部は、
   前記ＬＥＤを点灯させる駆動信号のデューティ比を変更することにより、前記光源の光量を調整すること
   を特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
7. 前記調整部は、
   最初にアクティブとなる駆動信号のデューティ比を変更することにより、前記光源の光量を調整すること
   を特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
8. 前記光源は、
   ＬＥＤであり、
   前記調整部は、
   前記ＬＥＤを点灯させる駆動信号の電流量を変更することにより、前記光源の光量を調整すること
   を特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像読取装置を有すること
   を特徴とする画像形成装置。
10. 主走査方向に並べられた複数の受光素子が画素ごとに光電変換したアナログデータそれぞれを、前記複数の受光素子毎に設けられた複数のＡＤ変換部で並列にデジタルデータに変換する工程と、
    前記複数の受光素子毎に設けられた複数の記憶部に、並列に変換したデジタルデータそれぞれを画素毎に記憶する工程と、
    前記複数の記憶部が記憶したデジタルデータを読み出し、読み出したデジタルデータを主走査方向のシリアルデータに変換する工程と、
    前記シリアルデータの主走査方向の読出開始画素及び読出終了画素を変更可能に制御する工程と、
    記憶したデジタルデータを制御した読出開始画素から読出終了画素まで読み出し、読み出したデジタルデータを主走査方向のシリアルデータに変換する工程と、
    制御した読出開始画素及び読出終了画素に基づいて、デジタルデータを主走査方向のシリアルデータに変換する周期を変更する工程と、
    を含む画像読取方法。

Images