CN106488077B - 图像读取装置、图像形成装置以及图像读取方法 - Google Patents

图像读取装置、图像形成装置以及图像读取方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种图像读取装置、图像形成装置以及图像读取方法。本发明的图像读取装置包括光源以及图像读取部。光源照射包含具有第一光谱的光和具有第二光谱的光的白色光。图像读取部根据来自原稿的反射光来生成图像数据。此外，图像读取部将用于校正具有第一光谱的光量的修正值确定为反射光量与校正用基准值之比，所述反射光量是来自为了校正具有第二光谱的光而预先准备的校正用原稿的、具有第一光谱的光的反射光量，所述校正用基准值是作为具有第一光谱的光的反射光量的基准而设定的。根据本发明，能够提供一种能够抑制因用于图像读取的光源的偏差而引起的色彩再现的误差的图像读取装置、图像形成装置以及图像读取方法。

Description

图像读取装置、图像形成装置以及图像读取方法
技术领域
本发明涉及一种图像读取装置、图像形成装置以及图像读取方法，详细而言，涉及一种在用于图像读取的光源中使用白色LED来实现准确的色彩再现的技术。
背景技术
以往，提出了一种为了实现准确的色彩再现而打印色标(カラーパッチ)，并通过传感器对打印出的色标进行检测来校正图像形成处理的技术。例如，提出了一种使色彩传感器的校正变得容易的技术，该色彩传感器的校正用于抑制由构成色彩传感器的发光部及受光部的经时变化或周围温度变化所导致的输出变动或者由传感器表面的污垢所导致的传感器输出降低的影响。另一方面，还提出了一种通过选择性地使比应检测的颜色数量少的光源发光并进行浓度检测，来减少发光光源及受光传感器的数量的技术。
对于因用于图像读取的光源的偏差而引起的色彩再现的误差，并未进行充分的研究。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而做出的，其目的在于，提供一种能够抑制因用于图像读取的光源的偏差而引起的色彩再现的误差的图像读取装置、图像形成装置以及图像读取方法。
本发明的图像读取装置是读取原稿上的图像的图像读取装置，并且包括光源以及图像读取部。所述光源具有第一源光源和第二源光源，并且照射白色光，所述第一源光源发射具有第一光谱的光，所述第二源光源发射具有第二光谱的光，所述白色光包含具有所述第一光谱的光和具有所述第二光谱的光。所述图像读取部根据来自所述原稿的、具有所述第一光谱的光和具有所述第二光谱的光的反射光来生成图像数据。此外，所述图像读取部将用于校正具有所述第一光谱的光量的修正值确定为校正用基准值除以反射光量后得到的值，所述反射光量是来自为了校正具有所述第二光谱的光而预先准备的校正用原稿的、具有所述第一光谱的光的反射光量，所述校正用基准值是作为具有所述第一光谱的光的反射光量的基准而设定的。
本发明的图像形成装置包括：所述图像读取装置；以及图像形成部，根据所述图像数据来形成图像。所述图像形成部具有校正部，所述校正部使用所述修正值，对所述图像数据中的根据具有所述第一光谱的光的反射光而生成的图像数据进行校正。
本发明的图像读取方法是读取原稿上的图像的图像读取方法，并且包括照射工序以及图像读取工序。所述照射工序使用第一源光源和第二源光源来照射白色光，所述第一源光源发射具有第一光谱的光，所述第二源光源发射具有第二光谱的光，所述白色光包含具有所述第一光谱的光和具有所述第二光谱的光。所述图像读取工序根据来自所述原稿的、具有所述第一光谱的光和具有所述第二光谱的光的反射光来生成图像数据。此外，所述图像读取工序将用于校正具有所述第一光谱的光量的修正值确定为校正用基准值除以反射光量后得到的值，所述反射光量是来自为了校正具有所述第二光谱的光而预先准备的校正用原稿的、具有所述第一光谱的光的反射光量，所述校正用基准值是作为具有所述第一光谱的光的反射光量的基准而设定的。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式所涉及的图像形成装置1的整体结构的概要结构图。
图2是示出一实施方式所涉及的图像形成装置1的整体结构的剖视图。
图3是示出一实施方式所涉及的图像形成装置1的校正处理步骤的内容的流程图。
图4是示出一实施方式所涉及的蓝色及品红色校正用色标(パッチ)的频率特性与红色光及绿色光的频带之间的关系的图表。
图5是示出一实施方式所涉及的黄色校正用色标及青色校正用色标与蓝色光的频带之间的关系的图表。
图6是示出一实施方式所涉及的B修正值α计算处理的内容的流程图。
具体实施方式
以下，参考附图对用于实施本发明的方式(以下，称为“实施方式”)进行说明。
图1是示出本发明的一实施方式所涉及的图像形成装置1的功能结构的框图。图像形成装置1具备控制部10、图像形成部20、存储部40以及图像读取部50。
控制部10具备RAM及ROM等主存储单元、以及微处理器(MPU，Micro ProcessingUnit)或中央处理器(CPU，Central Processing Unit)等控制单元。此外，控制部10具备与各种I/O、通用串行总线(USB)、总线、其他硬件等的接口相关联的控制功能，对图像形成装置1的整体进行控制。
存储部40通过由作为非暂时性记录介质的硬盘驱动器或闪存等构成的存储装置，对控制部10所执行的处理的控制程序及数据进行存储。在本实施方式中，存储部40进一步保存有校正用图像数据CI以及B基准值数据Bref，以作为用于打印CMYK校正用调整原稿的校正用数据CD。校正用图像数据CI作为RGB数据被保存在存储部40中。
图像读取部50从原稿中读取图像并生成作为数字数据的图像数据ID。图像读取部50具备光源驱动器51以及光源52。光源52具有对原稿D照射光的多个LED(未图示)。光源驱动器51是对在主扫描方向上排列的多个LED进行驱动的LED驱动器，进行光源52的开关驱动控制。
光源52是具备蓝色LED 52a和黄色荧光体52b的白色光源。蓝色LED 52a作为三原色中的蓝色光的源光源来发挥功能。黄色荧光体52b是作为被蓝色LED 52a照射蓝色光而发出红色光和绿色光的源光源来发挥功能的荧光体。据此，光源52发出红色光、绿色光以及蓝色光而作为白色光源(白色LED)来发挥功能。
但是，本申请的发明人发现，白色LED由于色度等级(颜色的偏差)而使蓝色光的亮度和光谱发生散乱。换言之，发现了作为基于荧光体的光致发光来进行发光的红色光或绿色光的光谱的变动较小，而相对于光谱变动较小的红色光或绿色光而言，蓝色光的光谱相对显著地变动。这被推测为是由于上述的白色LED的结构而引起的。此外，在本实施方式中，存储部40保存有成为蓝色光的校正用基准值的B基准值数据Bref。
图像传感器53是具有在主扫描方向上排列的多个受光元件53a的线传感器。多个受光元件53a根据各自的入射光的强弱而产生光电转换后的电荷，利用模拟移位寄存器(未图示)对该电荷进行传送。被传送的各电荷通过电荷-电压转换放大器被转换为作为电压信号的模拟电气信号。据此，图像传感器53能够输出主扫描方向的每个像素的模拟电气信号。
图像读取部50进一步具备信号处理部54、AGC处理部55以及白色基准板(未图示)。信号处理部54以由AGC处理部55设定且在存储部40中保存的增益来对模拟电气信号进行放大，并对放大后的模拟电气信号进行A/D转换来生成作为数字数据的图像数据ID。图像形成部20如前所述根据图像数据ID在打印介质上形成图像并输出。图像数据ID是具有最小值“0”与最大值“255”的范围宽度的数据。
在本实施方式中，AGC处理部55是增益调整部，该增益调整部使用黑基准信号和白基准信号来为多个受光元件53a中的每一个设定最佳的增益和偏移值。黑基准信号是光源52为关闭状态下的受光元件53a的模拟电气信号。白基准信号是代替原稿D而照射白色基准板(未图示)时的受光元件53a的模拟电气信号。AGC处理部55对偏移值进行设定，使得对黑基准信号进行A/D转换时的图像数据ID的值成为最小值“0”。AGC处理部55对增益进行设定，使得使用该偏移值对白基准信号进行A/D转换时的图像数据ID的值成为最大值“255”。
据此，能够根据因黑基准信号和白基准信号之间的反射光的增减而引起的模拟电气信号的变动，来有效地使用图像数据ID的从最小值“0”到最大值“255”的幅度。但是，由于光源52的个体差异，当在光源52的RGB的亮度上存在偏差的情况下，即使原稿的RGB的灰度相同，所检测的RGB的灰度也未必相同。具体而言，这是因为例如在光源52的B的光量比R及G的光量多的情况下，即使原稿的RGB的灰度相同，B的反射光量也会变多。
图像形成部20具有：色彩转换处理部21、校正用浓度传感器22、曝光部23、显影部24c～24k以及充电部25c～25k。色彩转换处理部21将作为RGB数据的图像数据ID色彩转换为CMYK，并执行半色调处理来生成CMYK的半色调数据。
图2是示出本发明的一实施方式所涉及的图像形成装置1的整体结构的剖视图。本实施方式的图像形成装置1是串联型的彩色打印机。在图像形成装置1的框体70内，与品红色、青色、黄色以及黑色中的各个颜色相对应，感光鼓(图像承载体)26m、26c、26y以及26k配置成一列。显影装置24m、24c、24y以及24k分别与感光鼓26m、26c、26y以及26k相邻配置。
从曝光部23向感光鼓26m、26c、26y以及26k照射各个颜色用的激光Lm、Lc、Ly以及Lk。通过该照射，在感光鼓26m、26c、26y以及26k上形成静电潜像。显影装置24m、24c、24y以及24k一边搅拌调色剂，一边使调色剂附着于在感光鼓26m、26c、26y以及26k的表面形成的静电潜像。据此，显影工序结束，在感光鼓26m、26c、26y以及26k的表面形成各个颜色的调色剂图像。
图像形成装置1具有无接头环状的中间转印带27a。中间转印带27a被拉伸架设在张力辊27c、驱动辊27b以及从动辊27d上。中间转印带27a通过驱动辊27b的旋转而被循环驱动。
例如，感光鼓26k上的黑色的调色剂图像由于在感光鼓26k和一次转印辊29k之间夹着中间转印带27a且中间转印带27a被循环驱动，因而被一次转印到中间转印带27a上。在这一点上，对于品红色、青色、黄色这三种颜色也是同样的。在中间转印带27a的表面，通过以在规定的时机被相互重叠的方式来执行一次转印，从而形成全色的调色剂图像。之后，全色的调色剂图像被二次转印到从供纸盒60供给的打印纸张P上，并通过众所周知的定影工序被定影在打印纸张P上。
图3是示出一实施方式所涉及的图像形成装置1的校正处理步骤的内容的流程图。在步骤S11中，用户使用图像形成装置1来打印CMYK校正用调整原稿。在本实施方式中，CMYK校正用调整原稿是使用从存储部40读出的校正用图像数据CI(即，校正用RGB数据)来打印的原稿。校正用RGB数据包括C校正用R灰度数据、M校正用G灰度数据、Y校正用B灰度数据、以及K校正用RGB(灰色)灰度数据。CMYK校正用调整原稿的打印是使用在预先设定的校正用菜单(未图示)中所设定的执行用的用户接口来执行。
C校正用R灰度数据是用于打印表示C的各个灰度的多个色标的数据，此外，M校正用G灰度数据、Y校正用B灰度数据以及K校正用RGB(灰色)灰度数据分别是用于打印表示MYK的各个灰度的多个色标的数据。校正用RGB数据被构成为，使用这些数据在预先设定的一张打印介质上打印全部色标。如此，图像形成装置1根据校正用图像数据CI(校正用RGB数据)，输出CMYK校正用调整原稿。
在步骤S12中，用户使用图像形成装置1的图像读取部50来扫描CMYK校正用调整原稿。图像读取部50从CMYK校正用调整原稿中读取图像并生成作为数字数据的校正用打印图像数据。校正用打印图像数据被生成为基于CMYK校正用调整原稿中的RGB光的吸光特性的RGB图像数据。此外，校正用打印图像数据可以通过在中间转印带27a上形成色标并使用校正用浓度传感器22来生成。
在步骤S13中，图像形成装置1根据校正用打印图像数据来检测RGB反射光量。RGB反射光量对应于校正用打印图像数据RGB的灰度值。具体而言，RGB反射光量对应于：已知的青色调整原稿的各个灰度的色标上的红色光的吸光量Ar(对应于R的灰度值)、已知的品红色调整原稿的各个灰度的色标上的绿色光的吸光量Ag(对应于G的灰度值)、已知的黄色调整原稿的各个灰度的色标上的蓝色光的吸光量Ab(对应于B的灰度值)、以及已知的灰色调整原稿的各个灰度的色标上的RGB的吸光量(RGB的灰度值)。
图4是示出一实施方式所涉及的青色及品红色校正用色标的频率特性与红色光及绿色光的频带之间的关系的图表。横轴表示光的波长，纵轴表示反射光量。
图4的(a)示出青色调整原稿的青色校正用色标(也称为C校正用色标)的反射光谱Rc与青色校正用色标的吸收光谱Sr的一例。吸光量Ar示出由青色调整原稿的青色校正用色标吸收的光量即未被反射的光量的峰值。吸光量Ar在红色光的波长范围内成为峰值。
图4的(b)示出品红色调整原稿的品红色校正用色标(也称为M校正用色标)的反射光谱Rm与品红色校正用色标的吸收光谱Sg的一例。吸光量Ag示出由品红色调整原稿的品红色校正用色标(也称为M校正用色标)吸收的光量即未被反射的光量的峰值。吸光量Ag在绿光的波长范围内成为峰值。
红色光的吸光量Ar(图4的(a))通过图像传感器53被检测出，青色校正用色标的灰度与红色光的吸光量Ar之间的关系的比较结果在图像形成部20的校正中被使用。绿色光的吸光量Ag(图4的(b))通过图像传感器53被检测出，并通过品红色校正用色标的灰度与绿色光的吸光量Ag之间的关系的比较而在图像形成部20的校正中被使用。具体而言，青色的灰度对应于青色网点的面积率，青色的灰度越高，青色网点的面积率就越高。换言之，青色的灰度越高，青色网点越吸收红色光而使红色光的吸光量Ar越大。这一点对于品红色的灰度而言也是相同的。
在步骤S14中，图像形成装置1根据RG反射光量来执行CM校正。在本实施方式中，CM校正作为半色调处理中的青色调色剂和品红色调色剂的网点面积率的校正来执行。具体而言，例如，当利用C校正用R灰度数据而形成的色标的吸光量Ar的检测结果大于作为预先设定的已知吸光量的设定吸光量时，即在青色网点的面积率高的情况下，以降低面积率的方式进行校正，以使吸光量Ar接近于设定吸光量。据此，在图像形成装置1中，实际形成的打印图像的扫描结果被校正为接近于校正用RGB数据。
在步骤S15中，图像形成装置1根据RGB反射光量来执行K校正。在本实施方式中，K校正作为半色调处理中的基于黑色调色剂的灰色色标的网点面积率的校正来执行。具体而言，例如，当利用K校正用RGB灰度数据而形成的色标的吸光量(未图示)的检测结果大于作为预先设定的已知吸光量的设定吸光量时，即在黑色网点的面积率高的情况下，以降低面积率的方式进行校正，以使吸光量接近于设定吸光量。
在步骤S16中，图像形成装置1根据B反射光量来执行Y校正。在本实施方式中，Y校正作为半色调处理中的黄色调色剂的网点面积率的校正来执行。基本方法与根据RG反射光量而进行的CM校正(步骤S14)相同。但是，在使用通过后述方法获取的B修正值α来修正Y校正用B灰度数据(与色标的吸光量Ab的检测结果对应)这一点上，与基于RG反射光量的CM校正(步骤S14)不同。
图5是示出一实施方式所涉及的黄色校正用色标及青色校正用色标与蓝色光的频带之间的关系的图表。图5的(a)示出黄色调整原稿的黄色校正用色标(也称为Y校正用色标)的反射光谱Ry与黄色校正用色标的吸收光谱Sb的一例。吸光量Ab示出由黄色调整原稿的黄色校正用色标吸收的光量即未被反射的光量的峰值。吸光量Ab在蓝色光的波长范围内成为峰值。
图5的(b)示出青色调整原稿的青色校正用色标的反射光谱Rc与黄色校正用色标的吸收光谱Sb的一例，即，是示出了青色校正用色标的反射光谱Rc(图4的(a))与黄色校正用色标的吸收光谱Sb(图5的(a))之间的关系的图表。根据青色校正用色标的反射光谱Rc，波长处于400nm～500nm范围内的蓝色光几乎不会被吸收，而是被反射。
图6是示出一实施方式所涉及的B修正值α计算处理的内容的流程图。在步骤S21中，用户对扫描仪C校正用调整原稿进行扫描。在图像形成装置1中，具备扫描仪CMYK校正用调整原稿，与图像形成部20同样地进行校正。但是，在B修正值α计算处理使用在青色(红色光)的校正中所使用的扫描仪C校正用调整原稿来检测作为白色光源的光源52的蓝色光量的偏差这一点上，与一般的扫描仪的校正不同。扫描仪C校正用调整原稿是为了校正具有第二光谱的光而预先准备的色标的一例。
在步骤S22中，图像读取部50对来自扫描仪C校正用调整原稿的C校正用色标的B反射光量进行检测。之所以在B反射光量的检测中使用在红色光的校正中所使用的扫描仪C校正用调整原稿，是由于红色光和蓝色光的波长大不相同，因此扫描仪C校正用调整原稿几乎不吸收地反射蓝色光。
具体而言，例如，假设对来自扫描仪Y校正用调整原稿的Y校正用色标的B反射光量Lb1进行检测(图5的(a))，由于蓝色光被Y校正用色标吸收，因此B反射光量Lb1的偏差检测量e1也变小。与此相对，在本实施方式中，由于对来自C校正用色标的B反射光量Lb2进行检测(图5的(b))，因此蓝色光不被C校正用色标吸收，B反射光量Lb2的偏差检测量e2也变大。据此，能够以高精度来检测作为白色光源的光源52的蓝色光量的偏差。
在步骤S23中，控制部10确定B修正值α。B修正值α作为通过控制部10从存储部40读出的B基准值数据Bref和与B反射光量相应的灰度值RGB_Bc值之比来计算。B基准值数据Bref是在光源52的蓝色光量为基准值的情况下应检测出的光量。具体而言，B修正值α被确定为B基准值数据Bref除以灰度值RGB_Bc值后得到的值(α＝Bref/RGB_Bc)。
在步骤S24中，控制部10将B修正值α保存到存储部40。B修正值α是在光源52的蓝色光量为基准值的情况下应检测出的灰度值和实际检测出的灰度值之比。具体而言，例如，假设作为实际检测量的RGB_Bc值为在光源52的蓝色光量为基准值的情况下应检测出的灰度值的1.2分之一时，B修正值α为1.2(α＝1/1.2分之一)。通过使用该B修正值α，即使光源52的蓝色光量从基准值起发生了变动，也能够推测出当光源52的蓝色光量为基准值时的光量。
如此，本实施方式所涉及的图像形成装置1不用装备新的硬件，就能够抑制因白色光源的蓝色光的偏差而引起的读取误差。
本发明不仅能够实施上述实施方式，还能够实施如下所述的变形例。
变形例1：上述实施方式通过调整网点的面积率来进行校正，但是还可以通过调整例如曝光能量或充电偏压、显影偏压来进行校正。此外，也能够通过AGC的调整来校正光源的RGB的光量的偏差，而如上所述的图像形成处理中的校正存在不缩窄图像读取时的RGB的动态范围的优点。
变形例2：在上述实施方式中，使用具有蓝色LED(也称为源光源)和黄色荧光体的白色光源，该蓝色LED发射具有第一光谱的光，该黄色荧光体被具有第一光谱的光激发而发射具有第二光谱的光，但是白色光源并不限定于此例。
变形例3：在上述实施方式中，采用CCD方式的图像读取部，但是并不限于CCD方式，还可以采用CIS方式等其他的方式。在CIS方式中，一般会使用RGB的各源光源，因此也可以为了抑制RGB的各源光源的偏差而应用本发明。这种情况下，白色光源会具有：发射具有第一光谱的光的源光源；发射具有第二光谱的光的源光源；以及发射具有第三光谱的光的源光源。
进而，白色光源并非必须由RGB三个源光源构成，例如，也可以是蓝色的源光源与黄色的源光源(RG的光谱)的组合、红色的源光源与青绿色的源光源(GB的光谱)的组合、以及绿色的源光源与紫色的源光源(RB的光谱)的组合。
白色光源一般而言可以是具有第一源光源和第二源光源并且照射白色光的光源，该第一源光源发射具有第一光谱的光，该第二源光源发射具有第二光谱的光，该白色光包含具有第一光谱的光和具有第二光谱的光。进而，如上述实施方式那样，第二源光源也可以是被具有第一光谱的光激发而发射具有第二光谱的光的荧光体。
变形例4：在上述实施方式中，作为为了校正具有第二光谱的光而预先准备的色标的一例，使用扫描仪C校正用调整原稿，但也可以为扫描仪M校正用调整原稿。但是，相比于扫描仪M校正用调整原稿，一般而言更优选使用在蓝色光的光带中吸收率较低的扫描仪C校正用调整原稿。
变形例5：上述实施方式是在图像形成装置中应用本发明，但本发明也可以应用于专用扫描仪等其他的图像读取装置。

Claims (6)

1.一种图像读取装置，读取原稿上的图像，并且包括：
光源，具有第一源光源和第二源光源，并且照射白色光，所述第一源光源发射具有第一光谱的光，所述第二源光源发射具有第二光谱的光，所述白色光包含具有所述第一光谱的光和具有所述第二光谱的光；以及
图像读取部，根据来自所述原稿的、具有所述第一光谱的光和具有所述第二光谱的光的反射光来生成图像数据，
所述图像读取部将用于校正具有所述第一光谱的光量的修正值确定为校正用基准值除以反射光量后得到的值，所述反射光量是来自为了校正具有所述第二光谱的光而预先准备的校正用原稿的、具有所述第一光谱的光的反射光量，所述校正用基准值是作为具有所述第一光谱的光的反射光量的基准而设定的。
2.根据权利要求1所述的图像读取装置，
所述第二源光源是被具有所述第一光谱的光激发而发射具有所述第二光谱的光的荧光体。
3.根据权利要求2所述的图像读取装置，
所述第一源光源是蓝色LED，
所述荧光体是黄色荧光体。
4.根据权利要求2或3所述的图像读取装置，
为了校正具有所述第二光谱的光而预先准备的校正用原稿是青色校正用原稿。
5.一种图像形成装置，包括：
权利要求1至4中的任意一项所述的图像读取装置；以及
图像形成部，根据所述图像数据来形成图像，
所述图像形成部具有校正部，所述校正部使用所述修正值，对所述图像数据中的根据具有所述第一光谱的光的反射光而生成的图像数据进行校正。
6.一种图像读取方法，读取原稿上的图像，并且包括：
照射工序，使用第一源光源和第二源光源来照射白色光，所述第一源光源发射具有第一光谱的光，所述第二源光源发射具有第二光谱的光，所述白色光包含具有所述第一光谱的光和具有所述第二光谱的光；以及
图像读取工序，根据来自所述原稿的、具有所述第一光谱的光和具有所述第二光谱的光的反射光来生成图像数据，
所述图像读取工序将用于校正具有所述第一光谱的光量的修正值确定为校正用基准值除以反射光量后得到的值，所述反射光量是来自为了校正具有所述第二光谱的光而预先准备的校正用原稿的、具有所述第一光谱的光的反射光量，所述校正用基准值是作为具有所述第一光谱的光的反射光量的基准而设定的。
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