JP2001086287A

JP2001086287A - 画像読取装置

Info

Publication number: JP2001086287A
Application number: JP26182799A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ichikawa; 裕一市川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2001-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】出力先の画像形成装置の解像度に適合した解
像度にて効率的な読み取りを行う。【解決手段】読取走査制御部１２は、出力先の画像形
成装置の解像度を認識し、該解像度に従って、走査回
数、光学平板の傾き角度、副走査方向の走査速度を決定
する。そして、読取走査制御部１２は、読取指示部１０
およびラインシンク発生部１１からの信号に従って、走
査モータ１３を駆動し、原稿を副走査方向に複数回走査
するとともに、センサドライバ１５を制御し、原稿像を
読み取らせる。このとき、２回目以降の走査において
は、光学平板駆動部１４を制御し、結像光路中に設けた
光学平板を所定の角度に主走査方向に傾けることで、主
走査方向のＣＣＤセンサ上の結像位置を微小に変化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像形成装置の
出力解像度に応じて主走査方向および副走査方向の読み
取り解像度を設定し、高精細に画像読み取りを行う画像
読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のＰＣ環境、ネットワーク環境の普
及に伴い、画像読取装置、画像形成装置等の画像入出力
機器のネットワーク接続による共有利用化が進んでい
る。このような環境において、各種の画像形成装置がネ
ットワークに接続され共有利用されている。画像形成装
置の出力解像度はこれまで、３００ｄｐｉから６００ｄ
ｐｉ程度のものが主流であったが、高画質化の要求から
近年では１２００ｄｐｉを超える高解像度のものまでさ
まざまな解像度のものが実用化されてきている。したが
って、現状、ネットワーク環境には、さまざまな解像度
の画像形成装置が接続されている可能性がある。また今
後、更に２４００ｄｐｉ等の超高解像度の画像形成装置
が接続されることが予想される。

【０００３】一方、これまでの画像読取装置の読み取り
解像度は、それらに用いるリニアイメージセンサの画素
数、感度、駆動速度等の制約により、３００ｄｐｉ〜６
００ｄｐｉのものが主流であった。読み取り解像度が３
００ｄｐｉ〜６００ｄｐｉ程度であると、例えば、地図
原稿等の細かい文字や細線の再現性が十分でないという
問題や、網点スクリーン構造を持つ印刷原稿等を読み取
った場合、サンプリングモアレが発生しやすいという問
題があった。さらに、写真のネガフィルムやポジフィル
ム等の透過原稿を画像入力する場合、読み取った後に画
像を拡大して出力することが多いが、この時、拡大後の
解像度が不足するという問題があり、画像読取装置の高
解像度化対応の要望も大きくなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】こうした状況のなか、
近年、Ａ４サイズ原稿を解像度１２００ｄｐｉで入力す
ることが可能な画像読取装置が製品化されている。これ
らの画像読取装置においては、画素数が１００００画素
を超えるＣＣＤリニアイメージセンサが使用されてい
る。しかしながら、このイメージセンサはチップ長が長
いため高価であるという問題や、製造時のサイズの制約
から画素サイズを大きくできず、高感度化が困難である
という問題がある。さらに、ＣＣＤシフトレジスタの転
送段数が多くなるため、高速読み出しが困難であるとい
う問題もある。この結果、これらの１２００ｄｐｉの解
像度をもつ画像読取装置は、読み取り時間が非常に長く
かかるという問題があった。一方、例えば、出力先の画
像形成装置の解像度が６００ｄｐｉである場合に、入力
側の画像読取装置の解像度が１２００ｄｐｉであった場
合、画像読取装置の読み取り速度が遅く、必要な解像度
の画像情報を読み出すための読み取り時間が、本来の６
００ｄｐｉの画像読取装置で行うよりも長くかかってし
まい、非効率的であるという問題があった。

【０００５】そこで、高精細化技術として、サンプリン
グ位相を１／２画素分ずらすイメージシフト方式を使用
し、少ない画素数のセンサで、高解像度化を図るという
方式が提案されている（特開昭５１−２５９１４な
ど）。特に、エリアセンサを使用したビデオカメラ用途
の提案が多い（特開平６−２６１２３６）。この方式で
は、センサピッチの倍の密度でサンプリングを行うた
め、サンプリングピッチに比べ、感光画素のサイズが２
倍程度になる。したがって、原理的にナイキスト解像度
を低くできるため、サンプリングモアレを抑制でき、高
精細読取に適した方式である。このようなイメージシフ
ト方法を実現する手段としては、光路中に光学平板を配
置するものや、バリアングルプリズムと呼ばれる手ぶれ
補正用の光学素子を流用するもの、センサ自体を微少に
動かすものなどが知られている。

【０００６】しかしながら、上述した従来技術によるイ
メージシフト方法では、読取センサの１露光期間毎にイ
メージシフトを行うものであり、このような機構をその
まま、リニアセンサによる高速読取に応用しようとした
場合、１ライン当たりの露光時間が短く、イメージシフ
ト機構を数千Ｈｚで高速駆動させなければならない。ま
た、イメージシフト機構の駆動に起因する振動が、読み
取り画質に悪影響を及ぼしてしまうという欠点がある。
したがって、従来技術では、高速読み取りに対応できな
いという問題があった。

【０００７】また、副走査と並行してイメージシフト機
構の高速駆動を行うため、イメージシフト機構をその都
度、完全に停止させることができないことから、像を静
止させることができず、厳密に画素と画素との間に新し
いサンプリング点を作ることができないという問題があ
る。特開平７−２８３９１５では、この問題に対して、
イメージシフト方法とサンプリング点のデジタル補間と
を組み合わせることを提案している。しかしながら、実
質的なサンプリング点の数が減少してしまうため、イメ
ージシフト法が本来持っている性能を十分に生かせない
という問題がある。

【０００８】また、近年、ネットワークを介し、出力機
器である画像形成装置と入力機器である画像読取装置の
間で情報交換し、ネゴシエーションを行なうことで、出
力機器の解像度に適した解像度で画像入力の条件を設定
するというシステムが提案されている。しかしながら、
画像読取装置の解像度が画像形成装置の解像度より低い
場合が多く、この場合、画像読取装置で入力した画像信
号に対し、補間処理等を施した後、画像形成装置に送ら
れるため、像がぼけ、画像形成装置本来の解像度に対
し、実質上低い解像度の出力画像しか得られないという
問題があった。

【０００９】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、出力先の画像形成装置の解像度に適合した解像
度にて効率的な読み取りを行うことができる解像度可変
の画像読取装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、本発明では、原稿の画像を読み取り、読み取
った画像情報を画像出力手段へ送出する画像読取装置に
おいて、前記画像出力手段が画像を形成する際の解像度
を認識する解像度認識手段と、原稿の画像を主走査方向
に一時に読み取る読取手段と、前記解像度認識手段によ
り認識された、前記画像出力手段の解像度が前記読取手
段の解像度を上回る場合、読み取り解像度を光学的に向
上させて画像を読み取る読取制御手段とを備えることを
特徴とする。

【００１１】この発明では、読取制御手段により、画像
出力手段の解像度が前記読取手段の解像度を上回る場
合、読み取り解像度を光学的に向上させて画像を読み取
る。したがって、出力先の画像出力手段の主走査方向ま
たは副走査方向、あるいは双方の解像度に合わせた入力
解像度で効率的に読み取ることが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に図面を参照してこの発明の実
施形態について説明する。Ａ．第１実施形態Ａ−１．第１実施形態の構成図１は、本発明による画像読取装置が接続されるネット
ワークの一構成例を示す概念図である。図において、Ｌ
ＡＮなどのネットワークには、複数のコンピュータＰＣ
１，ＰＣ２、画像読取装置（スキャナ）ＳＮ、それぞれ
異なる解像度を有する複数の画像形成装置（プリンタ）
ＰＲＴ１〜ＰＲＴ４が接続されている。図示する画像読
取装置ＳＮおよび画像形成装置ＰＲＴ１〜ＰＲＴ４に
は、各々の装置間の情報通信機能が組み込まれており、
白黒機か、カラー機かの種別、主走査方向および副走査
方向の解像度等、装置固有の情報をお互いに交換、認識
できるように設定してある。本画像読取装置ＳＮは、読
取解像度を変更できる構造となっており、この画像読取
装置ＳＮで画像入力を行い、特定の指定された画像形成
装置で画像形成を行う際には、本画像読取装置ＳＮと指
定された画像形成装置との間で、最適な出力画像が得ら
れるように、画像形成装置の解像度情報を本画像読取装
置ＳＮが認識した後、画像読取装置における読取条件を
決定し、画像形成装置の解像度に合わせた解像度にて画
像の走査を行うようになっている。

【００１３】次に、図２は、本発明の第１実施形態によ
る画像読取装置の光学系の一部構成を示す概略図であ
る。光学系は、原稿１、結像レンズ２、ＣＣＤセンサ
（ラインセンサ）３から構成される結像光学系、および
結像レンズ２と原稿１との間に傾斜自在に配置された光
学平板４からなる。

【００１４】次に、図３は、第１実施形態による画像読
取装置全体の構成を示す略構成図である。読取装置の上
面に配置されたプラテンガラス５に載置された原稿１
を、フルレート走査部６に搭載されているランプ６ａで
照明し、その照明された原稿像を、フルレートミラー６
ｂ、ハーフレートミラー７を介して結像レンズ２により
ＣＣＤセンサ３上に結像させ、光電変換することで、電
子的な画像情報として読み取るものである。また、ラン
プ６ａおよびフルレートミラー６ｂ、ならびにハーフレ
ートミラー７の走査により、原稿１とＣＣＤセンサ３と
の相対位置関係を順次変えていくことで、原稿全体の光
学情報を読み取ることができるものである。上記結像レ
ンズ２として、ｆ８０ｍｍ、半画角１９．３度、ＦＮ
ｏ．４．５のものを用いている。ＣＣＤセンサ３として
は、７５００画素、３ラインＣＣＤカラーセンサを用い
ており、本構成では、Ａ３サイズまでの大きさの原稿
を、主走査方向の読み取り解像度６００ｄｐｉで画像入
力することができるようになっている。

【００１５】本第１実施形態において、主走査方向の解
像度が６００ｄｐｉ未満の解像度で画像読み取りを行う
際には、入力された６００ｄｐｉの画像信号を所望の解
像度になるように、データ間引き等の一般的な解像度変
換を行い、所望の解像度に変換した後に出力することで
対応する。本第１実施形態では、主走査方向の解像度が
６００ｄｐｉを越える解像度で画像読み取りを行う際に
は、少なくとも２回以上（ｎ回）の走査を走査を行い、
１回目の走査においては、結像レンズ２の直前に配置さ
れた光学平板４を光軸に対して直交するように配置し
（傾きなし）、２回目以降の走査においては、所定の角
度に主走査方向に傾けることで、ＣＣＤセンサ３上の結
像位置を主走査方向にセンサの１／ｎ画素分微小に移動
させるように設定し、走査をｎ回繰り返す。これらの複
数回の走査により得られた画像データを、後段の画像処
理において画像合成することにより、主走査方向の解像
度が極めて高い画像を得ることが可能となる。

【００１６】ところで、カラーＣＣＤを用いたフルカラ
ー読取を行う装置の場合、一般的に、センサチップの感
光画素上に形成されたオンチップカラーフィルタ特性に
起因する赤外域の不要感度を補正するため、結像レンズ
前面に、赤外カットフィルタを配置する。このような構
成の画像読取装置の場合、赤外カットフィルタを上記光
学平板４として用いて、該光学平板４を傾けることで、
結像位置をシフトするようにしてもよい。

【００１７】次に、図４は、上記光学平板４の傾きによ
り、ＣＣＤセンサ３上の結像状態がどのように変化する
かを示す概念図である。光の屈折法則と三角関数との性
質から、光学平板４の厚さをｄ、屈折率をｎとし、傾き
角θだけ傾けた場合、光線の平行シフト量Δは、図４に
示す数式で求められる。また、この関係は、画像中心部
と画角を持った画像周辺部で若干異なり、半画角ωと光
学平板４の傾き角θとから、図５に示すように求められ
る。すなわち、例えば、上記光学平板４をＣＡＷ５００
（ＨＯＹＡ社製、硝材屈折率が１．５５）１．０ｍｍ厚
の赤外カットフィルタとした場合、上記関係を適用する
と、光学平板４を３．２度傾ければよいことが分かる。
ここで、図６は、画角とイメージシフト量の関係を示す
概念図である。図６に示すように、原稿を６００ｄｐｉ
（１画素が４２．４μｍ）でサンプリングした場合、中
心付近で０．４７画素、周辺付近で０．５５画素のイメ
ージシフトとなり、平均して約０．５画素分のイメージ
シフトが実現できる。また、１回の走査で１／３画素の
イメージシフトを実現するには、光学平板４を２．１度
傾ければよい。この場合、中心付近で、０．３１画素、
周辺付近で０．３６画素のイメージシフトとなり、平均
して約０．３３画素分のイメージシフトが実現できる。

【００１８】次に、図７は、本第１実施形態による画像
読取装置の制御・駆動系の構成を示すプロック図であ
る。読取指示部１０は、ネットワークを介して認識され
た画像形成装置の主走査解像度情報に基づいて決定され
た走査密度設定指定情報および読取開始命令を、読取走
査制御部１２に指示する。また、ラインシンク発生回路
１１は、ラインシンク信号を生成し、読取走査制御部１
２に供給する。読取走査制御部１２は、上記読取指示部
１０から供給される主走査密度設定指定情報、副走査密
度指定情報および読取開始命令に従って、モータ駆動波
形を走査モータ（ステッピングモータ）１３に送出する
とともに、傾き調整開始命令および傾き角度を光学平板
駆動部１４へ送出する。具体的には、読取走査制御部１
２は、主走査密度設定指定情報により、読取走査回数を
決定する。例えば、主走査密度設定指定情報が標準なら
ば、読取走査回数は１回、倍密度ならば２回、３倍密度
ならば３回となる。また、副走査方向サンプリング密度
を決定する読取走査速度は、ネットワークを介して認識
された画像形成装置の副走査解像度に応じて決定され
る。

【００１９】上記読取走査制御部１２は、例えば、読取
走査速度が１／２となった場合、走査モータ１３への励
磁周波数を１／２とした駆動波形を供給する。これによ
り、走査速度は、標準の走査速度に対して１／２の走査
速度になる。このとき、走査開始タイミングは、読取走
査制御部１２がモータ駆動波形を送出するタイミングに
より決まり、読取走査回数は、同じくモータ駆動波形を
供給する回数によって決まる。さらに、読取走査制御部
１２は、モータ駆動波形を送出してから、ＣＣＤセンサ
３が読取位置に入るまでの時間を知っており、それに応
じて、イメージエリア信号を、ＣＣＤセンサ３を制御す
るセンサドライバ部１５に送出する。また、走査モータ
１３は、モータ駆動波形により、ランプ６ａおよびフル
レートミラー６ｂ、ならびにハーフレートミラー７を副
走査方向に走査する。光学平板駆動部１４は、上記傾き
調整開始命令および傾き角度に従って、光学平板４の傾
き角度を制御する。センサドライバ部１５は、イメージ
エリア信号およびラインシンク信号に従ってＣＣＤセン
サ３を制御する。

【００２０】次に、図８は、本第１実施形態による画像
読取装置において、１２００ｄｐｉの読み取り解像度を
得るために、２回にわたって読み取った画像を合成する
回路構成を示すブロック図である。なお、図３または図
７に対応する部分には同一の符号を付けて説明する。図
において、クロック生成器２０は、ＣＣＤセンサドライ
バ１５に供給されるクロックＣＬ１と、走査ラインに同
期するクロックＣＬ２と生成し、それぞれＣＣＤセンサ
ドライバ１５、アドレスカウンタ２３へ供給する。ＣＣ
Ｄセンサドライバ１５は、上記クロックに基づいて、Ｃ
ＣＤセンサ３を走査し、ＣＣＤセンサ３上に結像した像
（Ｒ、Ｇ、Ｂ毎）を取り込み、Ａ／Ｄ変換器２１へ供給
する。Ａ／Ｄ変換器２１は、画像信号をデジタル信号に
変換し、前処理部２２へ供給する。前処理部２２は、画
像データに所定の画像処理を施す。

【００２１】アドレスカウンタ２３は、読取走査制御部
１２から供給されるイメージエリア信号で「０」にリセ
ットし、以降、ＣＣＤセンサ３を駆動させるクロック
（面素に同期するクロックと走査ラインに同期するクロ
ック）をカウントし、メモリ２４およびメモリ２５のア
ドレスを生成し、メモリ２４およびメモリ２５へ供給す
る。スイッチＳＷ１は、１回目の読取走査において、メ
モリ２４側に投入される一方、２回目の読み取りにおい
て、メモリ２５側に投入される。したがって、１回目の
読取走査で読み取られた画像データは、スイッチＳＷ１
を介して、アドレスカウンタ２３から供給されるアドレ
スに従って、メモリ２４に格納されていく。また、２回
目の読取走査で読み取られた画像データは、スイッチＳ
Ｗ１を介して、アドレスカウンタ２３から供給されるア
ドレスに従って、メモリ２４に格納されていく。また、
スイッチＳＷ２は、メモリ２４およびメモリ２５に格納
されたが画像データを出力する際に、１画素毎にメモリ
２４側、メモリ２５側に交互に投入される。したがっ
て、メモリ２４およびメモリ２５からは、スイッチＳＷ
２を介して、１画素毎に合成された画像データが出力さ
れることになる。

【００２２】なお、ここでは、画像読取装置本体に設け
られたイメージメモリにデータを供給する場合を想定し
た回路であるが、ネットワークに接続されているＰＣ等
にデータを読み出す場合には、画像読取装置内部に、上
述したような読取データの記憶合成部を持つ必要はな
い。すなわち、画像読取装置において、副走査密度の制
御と、光学平板駆動部１４の制御とを行い、複数回の走
査で読み取った各画像データを、ネットワーク経由でＰ
Ｃに複数個分の画像ファイルとして送出し、ＰＣ側ソフ
トウェアでファイル合成することも可能である。このよ
うな構成では、サンプリング密度は、単純な２倍密度ば
かりでなく、光学平板４の傾け角の制御を１／３画素刻
みとし、走査読取回数を３回とし、副走査のサンプリン
グ密度を３倍とすることで、読取走査密度３倍の読取走
査も容易に設定することが可能である。読取走査密度４
倍の読取走査も同様である。

【００２３】次に、図９（ａ）は、光学平板を主走査方
向に傾ける機構を示す模式図である。結像レンズ２の前
面に配置された平行平板４は、平板保持機構３０により
保持されている。この平板保持機構３０は、回転軸３１
を中心に回転可能な状態で装置本体に装着されている。
また、平板保持機構３０の回転範囲は、２個所のストッ
パ３２，３３により制限されている。そして、定常状態
では、イニシャル結像位置用スプリング３４の働きによ
り、イニシャル位置設定用ストッパ３２に押し付けられ
た状態で固定されている。一方、イメージシフトを行な
う場合には、図中のソレノイド３５を駆動させ、ストロ
ークずれ吸収用スプリング３６とアイドラープーリ３７
を介して、平板保持機構３０を主走査結像位置変更設定
用ストッパ３３に押し付けるように引っ張ることで、イ
メージシフトの状態を切換えるようになっている。図９
（ｂ）は、イメージシフトを行った状態における機構を
示す模式図である。

【００２４】光学平板４の動作は、メカニカルな走査終
了後、次の走査開始の間に１回動かせばよいので、従来
技術で説明したように、１露光期間毎に切換えて高速駆
動させるという技術的な困難もなく、上述したような簡
単な機構で、イメージシフト機構を構成することができ
る。なお、図９（ａ）、（ｂ）では、イメージシフト量
を、「０」と「１／２」の２通りを切換えるのみの構造
であったが、これを、「１／ｎ」画索刻みに切換えるた
めの構造を図１０に示す。なお、図９に対応する部分に
は同一の符号を付けて説明を省略する。ソレノイド３５
をステッピングモータ４０に変更し、該ステッピンクモ
ータ４０に印加するステップ数をカウントすることで、
ワイヤ４１を巻き取る量を調整し、光学平板４の傾き角
を「１／ｎ」画索刻みに制御する。

【００２５】次に、本第１実施形態による画像読取装置
の動作について、図１１に示すフローチャートを参照し
て説明する。まず、ステップＳ１で、画像読取装置ＳＮ
に組み込まれたユーザインターフェース（図示略）によ
り、希望する出力先の画像形成装置（プリンタ）を指定
し、スタートスイッチを押下する。スタートスイッチが
押下されると、ステップＳ２で、画像読取装置ＳＮから
ネットワークを介し、解像度情報の問い合わせ信号が出
力先の画像形成装置へ送信される。解像度情報の問い合
わせ信号を受信した出力先の画像形成装置は、主走査解
像度情報と副走査解像度情報とを画像読取装置ＳＮに返
信する。画像読取装置ＳＮでは、ステップＳ３で、出力
先の画像形成装置からの主走査・副走査解像度情報を受
信し、読取指示部１０において、出力先の画像形成装置
の主走査解像度と副走査解像度を認識する。認識された
解像度情報のうち、副走査解像度情報に関しては、これ
に基づいて、ステップＳ４で、副走査方向走査速度が演
算され、読取走査制御部１２へ走査速度指定信号が送信
される。また、認識された解像度情報のうち、主走査解
像度情報Ｒ１に関しては、画像読取装置ＳＮの基本主走
査解像度Ｒ０と比較され、次式に従って走査回数Ｎが決
定される。Ｎ＝Ｃｅｉｌ（Ｒ１／Ｒ０）なお、上記Ｃｅｉｌ（ｘ）は、区間［ｘ，∞］に含まれ
る最小の整数を表す。

【００２６】そこで、ステップＳ５で、走査回数Ｎが
「１」であるか否かを判断する。ここで、出力先の画像
形成装置の主走査解像度が画像読取装置ＳＮの基本主走
査解像度よりも低い場合、例えば、出力先の画像形成装
置の主走査解像度が３００ｄｐｉで、画像読取装置ＳＮ
の主走査解像度が６００ｄｐｉとする。この場合、走査
回数Ｎは、「１」となるので、ステップＳ６で、イメー
ジシフト機構を動作させず、１回のみ原稿画像を走査す
るように読取走査制御部１２に指示し、副走査解像度に
より決定された副走査速度により画像を１回走査する。
走査により得られた画像データは、ステップＳ１０で、
出力先の主走査解像度Ｒ１に基づいて、これに一致する
ように間引き処理等の主走査解像度変換処理を施され、
主走査方向の解像度を３００ｄｐｉに変換された後、ス
テップＳ１１で、出力先の画像形成装置へ送信される。

【００２７】また、出力先の画像形成装置の主走査解像
度と画像読取装置ＳＮの基本主走査解像度が等しい場
合、例えば、出力先の画像形成装置の主走査解像度も、
画像読取装置ＳＮの主走査解像度も共に６００ｄｐｉの
場合には、走査回数Ｎは「１」となり、上述したよう
に、イメージシフト機構を動作させず、１回のみ原稿画
像を走査するように読取走査制御部１２に指示し、ステ
ップＳ６で、副走査解像度により決定された副走査速度
により画像を１回走査する。この場合、走査により得ら
れた画像データの主走査解像度は、６００ｄｐｉである
ため、ステップＳ１１で、そのまま出力先の画像形成装
置へ送信される。

【００２８】一方、出力先の画像形成装置の主走査解像
度が画像読取装置ＳＮの基本主走査解像度よりも高い場
合、例えば、出力先の画像形成装置の主走査解像度が１
２００ｄｐｉで、画像読取装置ＳＮの基本主走査解像度
が６００ｄｐｉであったとする。この場合、走査回数Ｎ
は「２」となるので、ステップＳ７へ進み、イメージシ
フト量を、走査回数Ｎの逆数となるように計算する。こ
の場合、１／Ｎ＝０．５（画素分）となる。この情報
は、読取走査制御部１２に送られる。一般には、次に、
ステップＳ８で、上記イメージシフト量に基づいてイメ
ージシフト機構を動作させ、副走査解像度により決定さ
れた副走査速度によりＮ回の走査が行われる。次に、Ｎ
回の走査により得られた画像データは、ステップＳ９
で、合成される。

【００２９】上記例では、まず、イメージシフト機構を
基本状態に固定したまま、副走査解像度により決定され
た副走査速度により画像を１回走査し、読み取った画像
データをメモリ（図８のメモリ２４）に格納する。次
に、イメージシフト機構による主走査方向の画像シフト
量が０．５画素分になるように、光学平板駆動部１４に
よりイメージソフト機構を駆動し、副走査解像度により
決定された副走査速度により２回目の走査を行い、読み
取った画像データを別のメモリ（図８のメモリ２５）に
格納する。そして、走査により得られた２つの画像デー
タは、ステップＳ９で、出力先の主走査解像度に基づい
て、これに一致するように画像合成処理が施され、ステ
ップＳ１０で、主走査解像度を１２００ｄｐｉに変換さ
れた後、ステップＳ１１で、出力先の画像形成装置へ送
信される。

【００３０】さらに、例えば、出力先の画像形成装置の
主走査解像度が２４００ｄｐｉで、画像読取装置ＳＮの
基本主走査解像度が６００ｄｐｉであった場合には、走
査回数Ｎは「４」となる。イメージシフト量は、走査回
数Ｎの逆数となるように計算されるので、１／Ｎ＝０．
２５（画素分）となる。したがって、この場合、イメー
ジシフト機構を制御しながら、原稿走査を４回繰り返
し、４つの画像データを読み取る。走査により得られた
４つの画像データは、出力先の主走査解像度に基づい
て、これに一致するように画像合成処理が施され、ステ
ップＳ１０で、主走査解像度を２４００ｄｐｉに変換さ
れた後、ステップＳ１１で、出力先の画像形成装置へ送
信される。

【００３１】次に、本画像読取装置の光学的な読取解像
度、精度について説明する。標準モードの読み取りで
は、上記７５００画素のＣＣＤセンサで、Ａ３読取（３
００ｍｍ幅）を行なう場合には、主走査サンプリング密
度が６００ｄｐｉで、副走査も主走査サンプリング密度
に合わせて、６００ｄｐｉの読取密度で、メカニカルな
走査を行なう。ここで、図１２（ａ）は、上記条件で原
稿をサンプリングした場合の様子を示す概念図である。
また、図１３（ａ）は、同条件における原稿の走査経過
時間と読取位置との関係を示す概念図である。ＣＣＤイ
メージセンサの露光走査時間で決まる１ラインの読取時
間を、０．２１２ｍｓとすると、副走査サンプリング密
度を６００ｄｐｉ（２３．６２ｄｏｔ／ｍｍ）で読み取
る場合には、副走査読取速度は、１／（０．０００２１
２×２３．６２）＝２００ｍｍ／ｓとなる。

【００３２】これに対して、図１３（ｂ）は、サンプリ
ング密度１２００ｄｐｉで読み取りを行なう場合におけ
る原稿の走査経過時間と読取位置との関係を示す概念図
である。副走査サンプリング密度を１２００ｄｐｉ（４
７．２４ｄｏｔ／ｍｍ）にする場合、副走査読取速度
は、１／（０．０００２１２ｓＸ４７．２４ｄｏｔ／ｍ
ｍ）＝１００ｍｍ／ｓとなり、上記６００ｄｐｉ読み取
り時の半分の速度となる。この速度で、読み取り走査を
２回行なう。この２回の走査に合わせて、図１３（ｃ）
に示すように、光学平板４の角度を３．２度変更するこ
とで、結像位置をサンプリングピッチの１／２だけ、シ
フトさせることができる。

【００３３】この場合、１回目の走査で読めるサンプリ
ング点は、図１２（ｂ）に示すようになる。副走査方向
には、１２００ｄｐｉのサンプル密度となるが、主走査
方向のサンプリング密度は、標準モードと同一である。
２回目の走査で、光学平板４により、主走査方向に０．
５画素分サンプリング位置をずらすことと、１回目の走
査と２回目の走査との画像を合成することにより、図１
２（ｃ）に示すように、主副とも１２００ｄｐｉの読取
走査密度で読取を行なうことができる。

【００３４】この場合、ＣＣＤセンサ３の感光画素サイ
ズで決まるサンプリング窓サイズが、サンプリングピッ
チの概略２倍あることにより、ナイキスト周波数での読
取データのＭＴＦは、ほぼ「０」となる。すなわち、モ
アレが非常に小さい理想的な読取が行えることを意味し
ている。また、１２００ｄｐｉ専用センサでの読み取り
に比べると、画素サイズが読取ピッチの２倍の大きさ
（面積で４倍）となることから、感度が高くなり、高速
で読取ってもＳ／Ｎが低下しない。

【００３５】このように、２回の読取走査を互いに主走
査方向で半画素ピッチ分ずらして行おうとした場合、メ
カニカルな走査の再現精度が悪いと、２回の読取画像に
ずれが生じて良好な読取画像が得られないことが懸念さ
れる。しかし、イメージスキャナの読取走査系には、ス
テッピングモータを使用しており、読取走査精度を高く
維持できるため、上記読み取りにおいて特に問題はな
い。また、この方式で１２００ｄｐｉ（２１．２μｍピ
ッチ）の読み取りを行なうためには、サンプリング位置
の絶対精度が５μｍ以下程度必要と思われがちだが、実
際には、２回走査間の繰り返し精度が５μｍ程度以下で
あればよい。このため、走査駆動系に金属ワイヤを使用
した場合でも、繰り返し精度は特に問題とはならない。

【００３６】次に、図１４は、サンプリング位置の絶対
精度が維持される理想的な読み取りと、実際の読取走査
とを比較するための、それぞれにおける経過時間と読取
位置との関係を示す概念図である。実際の読取走査にお
いては、読取走査が起動した際の過渡振動や走査系の速
度むら等の影響で、サンプリングの絶対精度が得られ
ず、絶対サンプリング位置に対して誤差が生じているこ
とが分かる（実線を参照）。しかしながら、同じ走査条
件で複数回の走査を行えば、上記過渡振動や速度ムラな
ども同じ条件で再現されるので、複数回走査間の位置再
現性は高い精度で維持される。これにより、複数回の走
査により読み取る際に、主走査方向にサンプリング位置
をずらすことにより、副走査方向に対しては、同じ位置
が読み込まれている。したがって、それぞれの走査で読
み取った画像データを合成するこどで、高精細な読取画
像を再現することができる。

【００３７】走査機構自体以外に、複数回走査の繰り返
し精度を得るために重要なものが２つある。１つが、Ｃ
ＣＤセンサ３を駆動するドライブ信号と、走査モータ１
３を駆動する走査信号との同期である。この２つの同期
が取られてない場合には、最大で、副走査１ライン分
（２１．２μｍ）のずれが生じてしまう。このずれを防
止する仕組みを、図１５に示す。システムで持っている
走査ラインの同期信号（ラインシンク信号）により、読
取スタート信号Ｓ１に同期をかけることで、読取スター
ト信号Ｓ２を得る。この読取スタート信号Ｓ２をトリガ
として、読取走査制御部１２が走査モータ１３に駆動波
形を送出する。また、走査モータ１３は、予め決められ
た駆動パルスに基づいて走査されているので、読取走査
制御部１２は、予め、モータ駆動開始から原稿部分読取
にかかるまでの所要時間を知っている。したがって、そ
の所要時間に基づいて、読取スタート信号Ｓ２から、予
め決められた遅延時間Ｔ後に、読取領域を読取っている
ことを示すイメージエリア信号を発する。このイメージ
エリア信号は、結果的に、ラインシンク信号に同期して
いるので、このイメージエリア信号とラインシンク信号
とに従ってＣＣＤセンサ３の駆動を行えば、同期ずれに
よる走査位置のずれが生ぜずに、複数回の走査を行なう
ことができる。

【００３８】他の１つが、走査系の動作条件である。メ
カニカルな走査系が停止し、しばらく時間が経過した
後、複数回走査駆動を行うことを考える。この場合、図
示しない走査レール部などの摺動部が固着し始めるなど
の影響で、１回目の走査と２回目以降の走査とで、走査
開始時に走査モータ１３へかかる負荷が異なり、走査位
置にずれが生じる。また、被走査部の停止姿勢も、停止
後の経過時間や停止時の駆動条件などで若干変化し、走
査の再現性にかかわってくる。こうしたことから、複数
回の読取走査開始にあたっては、上記摺動部の固着状態
から脱するために、予備的に被走査部を動かすことが望
ましい。すなわち、より走査精度を上げるためには、実
際の走査条件と同じ動作をダミーの走査として行なうこ
とが望ましい。デジタルカラー複写機の走査読取系に対
して、こうした対策を施すことで、走査の再現精度は、
５μｍ以下という本方式実現に十分な精度が得られる。

【００３９】Ｂ．第２実施形態前述した第１実施形態では、光学平板４は、結像レンズ
２と原稿１との間に配置されるようにした。この位置に
配置することのメリットとしては、光学平板４の平面精
度が緩くても構わないことと、前述したように、光学平
板４の傾き角が３．２度と比較的大きくなることで、光
学平板４の角度を設定する際の精度が緩くなることであ
る。これに対して、本第２実施形態では、光学平板４を
結像レンズ２とＣＣＤセンサ２との間に配置するように
した。

【００４０】図１６は、本第２実施形態による光学系の
構成を示す概略図である。例えば、結像レンズ２の後段
に、結像レンズ２と一体となって収差補正機能を持つ光
学平板４を配置し、この光学平板４を動かすことで、イ
メージシフトを行うようにしてもよい。

【００４１】ここで、図１７は、上述した光学平板の傾
きによって、ＣＣＤセンサ上の結像状態がどのように変
化するかを示す概念図である。光の屈折法則と三角関数
の性質から、光学平板４を傾けた場合における光線の平
行シフト量△は、図中の数式に従って求められる。この
関係を使うと、屈折率ｎ＝１．５２で厚さｄ＝１ｍｍの
光学平板４を約０．６３度傾けると、ＣＣＤセンサ３上
の結像位置が、約４μｍシフトすることがわかり、８μ
ｍピッチのＣＣＤセンサ３を用いている場合に、サンプ
リング位置を０．５画素分シフトすることかできる。

【００４２】次に、図１８は、上述した構成において光
軸外（読取原稿の周辺部）でのＣＣＤセンサ３上の結像
状態を説明するための概念図である。図において、光軸
外にある物体の位置を、半画角ωで表し、屈折率ｎ＝
１．５２で厚さｄ＝１ｍｍの光学平板を約０．６３度傾
けた場合における光線の平行シフト量△は、図中の数式
に従って求められる。また、図１９は、光軸上、光軸外
を含む画角に対するＣＣＤセンサ３の面上の像シフト量
を示す概念図である。図示するように、中央（光軸上）
で約３．８μｍ、周辺部（光軸外）で約４．４μｍのイ
メージシフトが得られる。

【００４３】このように、結像レンズ２とＣＣＤセンサ
３の間に光学平板４を配置し、該光学平板４を傾けてイ
メージシフトを得ようとした場合は、結像レンズ２の縮
小率の分、傾け量が小さくなり、精度は必要となるもの
の、代わりに、ワーキングディスタンスが短くなるメリ
ットがある．

【００４４】なお、上述した第１または第２実施形態で
は、主走査方向にセンササンプリングピッチの１／２や
１／３分シフトさせる手段として、結像光路中に配置し
た光学平板４を光軸に対し主走査方向に傾斜させること
で実現していたが、実現手段はこれに限らない。例え
ば、ＣＣＤセンサ３を主走査方向に平行移動させてもよ
いし、結像レンズ２を主走査方向に平行移動させるよう
にしてもよい。この場合の移動量は、センサ画素ピッチ
の半分となるので、高精度な制御が必要となる。

【００４５】また、ＣＣＤセンサ３およびレンズ２を、
一体のユニットとして主走査方向に移動させてもよい。
この場合の移動量は、原稿面換算のサンプリングピッチ
の半分となるので、比較的精度は緩くてもよい。また、
この場合、光学平板４と違って画角によるイメージシフ
ト量の差が生じない点で有利である。また、上述した第
１または第２実施形態では、複数回の読取走査を行うた
め、各読取走査の再現性の観点から、通常の読取方向と
同方向の走査（一方向の走査）を複数回行なうとしてき
た。しかしながら、読取時間を短縮するために、順方向
の移動（往路）と逆方向の移動（復路）との往復動作で
それぞれ読み取るようにしてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、解像度認識手段により、前記画像出力手段が画像を
形成する際の解像度を認識し、前記解像度認識手段によ
り認識された、前記画像出力手段の解像度が前記読取手
段の解像度を上回る場合、読取制御手段により、読み取
り解像度を光学的に向上させて画像を読み取るようにし
たので、主走査方向、副走査方向ともに所望の解像度で
効率的に画像入力することができるという利点が得られ
る。また、専用の多画素センサを使用する読取装置に比
べ、高速な読取が、簡易な装置構成で実現できるという
利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像読取装置が接続されるネッ
トワークの一構成例を示す概念図である。

【図２】本発明の第１実施形態による画像読取装置の
光学系の一部構成を示す概略図である。

【図３】本第１実施形態による画像読取装置全体の構
成を示す略構成図である。

【図４】光学平板の傾きにより、ＣＣＤセンサ３上の
結像状態がどのように変化するかを示す概念図である。

【図５】光学平板の傾きによるＣＣＤセンサ上の結像
位置の移動量を示す概念図である。

【図６】画角とイメージシフト量の関係を示す概念図
である。

【図７】本第１実施形態による画像読取装置の制御・
駆動系の構成を示すプロック図である。

【図８】本第１実施形態による画像読取装置におい
て、２回にわたって読み取った画像を合成する回路構成
を示すブロック図である。

【図９】光学平板を主走査方向に傾ける機構を示す模
式図である。

【図１０】光学平板を「１／ｎ」画索刻みに切換える
ための機構を示す模式図である。

【図１１】本実施形態による画像読取装置の動作を説
明するためのフローチャートである。

【図１２】走査方向とサンプリング点を説明するため
の概念図である。

【図１３】原稿の走査経過時間と読取位置との関係を
示す概念図である。

【図１４】サンプリング位置の絶対精度が維持される
理想的な読み取りと、実際の読取走査とを比較するため
の、それぞれにおける経過時間と読取位置との関係を示
す概念図である。

【図１５】複数回走査の繰り返し精度を説明するため
の概念図である。

【図１６】本発明の第２実施形態による光学系の構成
を示す概略図である。

【図１７】本第２実施形態による光学平板の傾きによ
って、センサ上の結像状態がどのように変化するかを示
す概念図である。

【図１８】本第２実施形態において光軸外（読取原稿
の周辺部）でのＣＣＤセンサ上の結像状態を説明するた
めの概念図である。

【図１９】光軸上、光軸外を含む画角に対するＣＣＤ
センサ面上の像シフト量を示す概念図である。

【符号の説明】１原稿２結像レンズ３ＣＣＤセンサ（読取手段）４光学平板（平行平板）１０読取指示部（解像度認識手段、主走査方向解像度
認識手段、副走査方向解像度認識手段）１１ラインシンク発生部１２読取走査制御部（読取制御手段、主走査方向読取
制御手段、副走査方向読取制御手段）１３走査モータ１４光学平板駆動部１５センサドライバ２０クロック発生器２１Ａ／Ｄ変換器２２前処理部２３アドレスカウンタ２４，２５メモリＳＷ１，ＳＷ２スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿の画像を読み取り、読み取った画像
情報を画像出力手段へ送出する画像読取装置において、前記画像出力手段が画像を形成する際の解像度を認識す
る解像度認識手段と、原稿の画像を主走査方向に一時に読み取る読取手段と、前記解像度認識手段により認識された、前記画像出力手
段の解像度が前記読取手段の解像度を上回る場合、読み
取り解像度を光学的に向上させて画像を読み取る読取制
御手段とを備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】前記解像度認識手段は、前記画像出力手段が画像を形成する際の主走査方向にお
ける解像度を認識する主走査方向解像度認識手段であっ
て、前記読取制御手段は、前記主走査方向解像度認識手段により認識された、前記
画像出力手段の主走査方向の解像度が前記読取手段の解
像度を上回る場合、主走査方向の読み取り解像度を光学
的に向上させて画像を読み取る主走査方向読取制御手段
であることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】前記解像度認識手段は、前記画像出力手段が画像を形成する副走査方向の解像度
を認識する副走査方向解像度認識手段であって、前記読取制御手段は、前記副走査方向解像度認識手段により認識された副走査
方向の解像度に応じて、前記読取手段による副走査方向
のサンプリング密度を変更して画像を読み取る副走査方
向読取制御手段であることを特徴とする請求項１記載の
画像読取装置。
【請求項４】光学経路に介挿され、光軸に対して任意
の角度に傾斜可能な平行平板を備え、前記主走査方向読取制御手段は、本来の解像度を超える
読み取りを行う際には、前記平行平板の傾斜角度を制御
し、主走査方向の読み取り解像度を向上させることを特
徴とする請求項２記載の画像読取装置。