JP2005012337A - 画像読み取り装置、画像読み取り方法およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】プラテンガラス上の静止原稿を読み取る固定読みモードと、ＡＤＦで原稿を送りながら読み取る流し読みモードで、光学的な要因による主走査副走査方向の色ずれ歪みを補正し、高品位な黒文字判定を行えるカラー画像読み取り装置を提供する。
【解決手段】黒文字処理を行うカラー複写機において、テストチャートを固定読み、流し読みそれぞれのモードで読み取り、主走査／副走査方向のそれぞれの色ずれ歪み量を記憶しおき、固定読みモードであるか、流し読みモードであるかに応じて、対応する色ずれ歪み量を選択的に読み出し、色ずれ歪み補正を実行する。なお、色ずれ歪み量は操作部から独立に設定可能にもなっている。
【選択図】 図１
【解決手段】黒文字処理を行うカラー複写機において、テストチャートを固定読み、流し読みそれぞれのモードで読み取り、主走査／副走査方向のそれぞれの色ずれ歪み量を記憶しおき、固定読みモードであるか、流し読みモードであるかに応じて、対応する色ずれ歪み量を選択的に読み出し、色ずれ歪み補正を実行する。なお、色ずれ歪み量は操作部から独立に設定可能にもなっている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像読み取りの色ずれ補正の技術に関し、特に、高品位な黒文字判定を提供することが可能なカラー画像読み取りの色ずれ補正の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー複写機等の画像読み取り部では、３つのラインイメージセンサの副走査方向におけるＲＧＢの３ライン間の色ずれは、理論的には画素サイズの整数倍であり１ライン単位の遅延により正確に重ね合わせられるように設計されている。また、主走査方向おけるＲＧＢ各ラインセンサの同一アドレス画素の結像位置は完全に一致するように設計されている。
【０００３】
そこで、３つのラインイメージセンサにおけるＲＧＢのライン間隔は、ラインメモリでライン単位遅延させることで簡単に補正できるように主走査画素の整数倍となるように構成されている。したがって、理論的には、そのイメージセンサのライン間隔による整数単位の色ずれは正確に補正される。
【０００４】
ところが、現実には、レンズ、光路長誤差等による光学的要因により発生するＤＣ的な色ずれと、メカ振動によって発生するＡＣ的な色ずれが発生し、両者を合算した色ずれがＲＧＢ間に発生してしまう。ＤＣ的な色ずれは、基本的にレンズが主の光学的な要因によるものである。
【０００５】
縮小光学系の読み取り部では、ＲＧＢの結像倍率が完全には一致しないために、主走査方向の中央部から周辺部に近づくにしたがって顕著に色ずれ歪みが発生することになる。
【０００６】
このような色ずれを補正するために、様々な手法が提案されている。（例えば、特許文献１、２、３を参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２２９６４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１１２０４６号公報
【特許文献３】
特開平１０−４２１５７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来、主にカラー複写機の読み取り部では、原稿をガラス上に固定しておいて光を走査することによりカラー画像を読み取っていた。さらに、自動原稿給送装置が取り付けられている場合でも、原稿を読み取る位置で一旦停止させて原稿を固定した状態で読み取りを行っていた。以下では、この読み取り方式を固定読み方式とする。
【０００９】
この固定読み方式とは、別の流し読み方式がある。流し読み方式は、読み取り位置を固定しておき、原稿を移動させながらその読み取り位置で画像を読み取る方式である。流し読み取り方式は、固定読み取り方式と比較すると、コスト、静粛性、電力、重量等の多くの面でメリットがある。
【００１０】
流し読み方式は、原稿を移動しながら固定の読み取り位置で読み取りを行うため、ガラス上のゴミや汚れの影響を受け易いというデメリットがあるが、技術の改善よりカラー複写機のカラー複写機の読み取り部でも画質を低下させないようにすることができつつある。
【００１１】
しかし、固定読み方式と流し読み方式の両方を兼ね備えたカラー画像読み取り部では、色ずれ補正を行う際に、問題が発生する。以下に、その問題点について述べる。まず、固定読み方式と流し読み方式では、ＲＧＢの読み取りラインの時間的な順序が逆になるため、色ずれの補正値の符号が同じにならない。さらに、固定読み方式と流し読み方式では、光路長等光学要素の構成が異なるため絶対値も同じにならない。つまり、固定読み方式と流し読み方式において、同一の色ずれ歪み補正値を用いた場合、読み取られた画像データが色ずれの影響を低減することはできないことになる。
【００１２】
従来例に記載した文献（特許文献１，２）によれば、固定読み方式の読み取り方法しか言及していない。つまり、読み取り装置は、固定読み取り方式用の色ずれ歪み補正値しか保持しておらず、固定読み方式と流し読み方式で色ずれ歪み補正値を切り換えることについて考えられていない。ここままの装置では、流し読み方式を行った場合、色ずれ補正が適切に行われず、黒文字誤判定を起こし品質劣化を起こしてしまうことになる。
【００１３】
特許文献３によれば、固定読み方式および流し読み方式の２つの読み取り方式を備えている装置が記載されているが、それぞれの色ずれ補正値に基づいて色ずれ補正を実行することについては言及していない。
【００１４】
さらに、カラー複写機ではＹＭＣＫ４色で文字や写真などの画像を形成する際、プリンタのＹＭＣＫ間のレジずれが例えば０．１ｍｍ程度存在することによって特に黒文字のＹＭＣＫがレジずれをすると黒文字が色にじみしてしまう問題がある。
【００１５】
カラー複写機では、文字と写真の領域を像域分離する黒文字判定部を設置して、認識した黒文字を黒単色、またエッジ強調してシャープに印字することで黒文字品位を高める工夫をしている。黒文字判定部は少なくとも彩度判定を行い、黒文字であるかどうかを判断している。
【００１６】
画像読み取り部で読み取った画像データに色ずれが所定量以上ある場合（色ずれ量が、例えば０．５画素を超える場合）、黒文字判定部におてい黒文字と判定できない。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明の画像読み取り装置は、原稿を照射する光源と、前記原稿から反射された反射光を受光し、色成分ごとの信号を出力する複数のラインセンサと、原稿を搬送しながら前記複数のラインセンサで読み取る第１の読み取りモードと、原稿を固定しておき前記複数のラインセンサで読み取る第２の読み取りモードと、前記第１の読み取りモードと前記第２の読み取りモードのいずれかを選択する選択手段と、前記複数のラインセンサの各ラインセンサから出力された信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正手段と、前記選択手段で選択された読み取りモードに応じて、前記色ずれ補正手段で補正する補正量を切り換える制御手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の画像読み取り方法は、原稿に光を照射し、前記原稿から反射された反射光を色成分ごとに出力する読み取りステップ、前記原稿を搬送しながら画像を読み取る第１の読み取りモードと、前記原稿を固定して画像を読み取る第２の読み取りモードとのいずれかを選択する選択ステップと、前記読み取りステップで得られた色成分ごとの信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正ステップと、前記選択ステップで選択される読み取りモードに応じて、前記補正ステップで補正する補正量を切り換える制御ステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、原稿に光を照射し、前記原稿から反射された反射光を色成分ごとに出力する読み取り処理と、前記原稿を搬送しながら画像を読み取る第１の読み取りモードと、前記原稿を固定して画像を読み取る第２の読み取りモードとのいずれかを選択する選択処理と、前記読み取り処理で得られた色成分ごとの信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正処理と、前記選択処理で選択される読み取りモードに応じて、前記補正処理で補正する補正量を切り換える切り換え処理とを実行するためのプログラムを記憶していることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の一形態について詳細に説明する。
【００２１】
［等倍光学系］
図２は、画像読取装置を搭載する画像形成装置の断面を示す構成図である。符号２００はイメージスキャナ部であり、ここでは、原稿の読み取り、および読み取られた信号に対するデジタル信号処理が実行される。３００はプリンタ部であり、イメージスキャナ部２００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。
【００２２】
最初に、イメージスキャナ部２００の主要部であるＣＩＳモジュール２０２について説明する。図３はＣＩＳモジュール２０２の断面図である。ＣＩＳモジュール２０２は、カバーガラス２０２１、ＬＥＤ素子を有する照明光源２０２２、セルフォックレンズ等の等倍結像レンズ２０２３、カラーラインセンサ２０２４、基板２０２５から構成されている。そして、それらがモールド２０２６に取り付けられることによって一体のＣＩＳモジュール２０２を形成している。
【００２３】
図４は、図３のＣＩＳモジュール２０２の構成を斜めから見た図である。この図は、各構成要素を分かりやすくするために、各構成要素を離して図示している。
【００２４】
図５は、ＣＩＳモジュール２０２のカラーラインセンサ２０２４を拡大した図である。２０２４−１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、２０２４−２，２０２４−３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。
【００２５】
３本（３ライン）の異なる光学特性を持つ受光素子列は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各センサが原稿の同一ラインを読み取るように、互いに平行に配置されている。具体的には、カラーラインセンサ２０２４は、同一のシリコンチップ上に形成されたモノリシッック構造である。
【００２６】
フォトセンサ２０２４−１には、赤色光の波長成分を透過するフィルタＲが配置されている。同様に、フォトセンサ２０２４−２にはフィルタＧが、フォトセンサ２０２４−３にはフィルタＢがそれぞれ配置されている。
【００２７】
フォトセンサ２０２４−１、２０２４−２，２０２４−３におけるひとつの矩形は、読み取り画素を示している。ここでは、６００ｄｐｉの等倍読取用のＣＩＳモジュール２０２であるので、１画素の間隔は４２×４２μｍである。さらに、フォトセンサは、３つの読取ラインを副走査方向に１画素４２μｍ間隔で読取画素のラインを形成している。主走査方向の画素ピッチも４２μｍ間隔で構成してある。
【００２８】
２０２４−４は電荷転送部であり、１ラインの先頭のタイミングで、シフトパルスを与えることにより、電荷が電荷転送部２０２４−４に移動する。
【００２９】
電荷転送部２０２４−４に移動した電荷は、転送クロックを与えることにより、ＧＢＲＧＢＲ・・・の順番に出力アンプ部２０２４−５に時分割で転送される。出力アンプ部２０２４−５は、転送された電荷を電圧に変換した後、電圧出力としてＧＢＲＧＢＲの順番に信号が出力する。
【００３０】
図６は、カラーラインセンサ２０２４をマクロ的に見た構成図である。基板２０２４−５の上に、１６個のＣＣＤチップが直線上に実装され形成されている。それぞれのＣＣＤチップから出力される信号は、それぞれのチップに対応して同時に１６ｃｈの信号として読み出される。
【００３１】
この１６ｃｈの信号は、図１のアナログ信号処理部１０１においてゲインオフセット調整されＡ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換される。
【００３２】
図７は、イメージセンサからのアナログ信号のタイミングを説明するタイミングチャートである。このタイミングチャートは、各センサチップにおいて同じタイミングである。φＳＨはライン同期信号であり、フォトダイオードからＣＣＤアナログシフトレジスタへの電荷転送パルスである。
【００３３】
φＭはＣＣＤアナログシフトレジスタの転送パルスであり、順次転送された電荷が、ＯＳ１〜ＯＳ１６に示すように、ダミー出力の後、Ｇ１，Ｂ１，Ｒ１，Ｇ２，Ｂ２，Ｒ２・・・の順に出力アンプから出力される。φＲＳはリセットパルスであり、ＣＣＤのリセット信号である。
【００３４】
次に、原稿を読み取る読み取り動作について説明する。図２に示すように、イメージスキャナ部２００は、原稿台ガラス（プラテン）２０５上に載置された原稿２０４−１を自動原稿搬送部（ＡＤＦ）２０３の原稿圧板で押さえながら読み取る。原稿をプラテン２０５の上に固定して読み取る方式は、以下では、固定読み方式と記述する。図３のＣＩＳモジュール内の照明光源２０２２が原稿を照射する。そして、この原稿から反射された反射光はレンズ２０２３を介してカラーラインセンサ２０２４上に結像される。
【００３５】
イメージスキャナ部２００は、固定読み方式とは別の読み取り方式も兼ね備えている。流し読み用ガラス２０８の所定の読取位置にＣＩＳモジュール２０２を移動する。そして、ＡＤＦ２０３から連続的に原稿を搬送して、原稿を搬送しながら所定の読取位置で読み取ることができる。なお、原稿を読み取っている際は、所定の読取位置は固定である。この読み取り方式は、以下では流し読み方式と記述する。
【００３６】
白色基準板２０６は、シェーディング補正用の補正データ（基準データ）を作成するものである。カラーラインセンサ上に形成されてあるフォトセンサ２０２４−１〜３で読み取られたデータを補正データ（基準データ）とする。この白色基準板２０６は、可視光領域でほぼ均一の反射特性を示すものである。得られた補正データを基にして、各フォトセンサ２０２４−１〜３の出カデータの補正を行う。
【００３７】
読み取り位置で原稿を読み取ることにより得られた画像データは、画像信号処理部で所定の処理が実行される。画像信号処理部の詳細は後述する。画像信号処理部の後段では、読み取られた信号をマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）の各色成分に分解して、プリンタ部２００に送信する。プリンタ部２００は、受信した画像データをもとに用紙にカラー画像を形成する。
【００３８】
プリンタ部３００の構成について説明する。まず、受信した画像データＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの各色成分信号は、レーザドライバ３１２に送られる。レーザドライバ３１２は、各色成分信号に応じて半導体レーザ３１３を変調駆動する。そして、半導体レーザ３１３から出力されたレーザ光は、ポリゴンミラー３１４、 ｆ―θレンズ３１５、ミラー３１６を介して、感光ドラム３１７を走査（スキャン）する。
【００３９】
現像器は、マゼンタ現像器３１９、シアン現像器３２０、イエロー現像器３２１、ブラック現像器３２２で構成されている。これら４つの現像器が交互に感光ドラム３１７に接して、感光ドラム３１７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３２３は、用紙カセット３２４、３２５より給紙された用紙を巻き付け、感光ドラム３１７上に現像されたトナー像を用紙に転写する。
【００４０】
このようにして、用紙は、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの４色のトナーが順次、用紙に転写される。そして、トナーが転写された用紙は、定着ユニット３２６を通過することによりトナーを定着される。定着ユニット３２６を通過した用紙は、排紙トレイに排紙される。
【００４１】
次に、画像信号処理部１００について説明する。図１は、イメージスキャナ部２００の画像信号処理部１００における画像信号の流れを示すブロック図である。ＣＩＳモジュール２０２より出力される画像信号は、アナログ信号処理部１０１に入力される。画像信号は、ゲイン調整，オフセット調整が施された後、Ａ／Ｄ変換される。
【００４２】
さらに、そのデジタル信号は、並び替え部１０２で適切に並び替えをおこなうことにより各色信号ごとに１０ｂｉｔのデジタル画像信号Ｒ１．Ｇ１，Ｂ１に変換される。次に、そのデジタル画像信号は、シェーディング補正部１０３に入力され、標準白色板２０６の基準データを用いることによってシェーディング補正が実行される。
【００４３】
クロック発生部１２１は、１画素単位のクロックＶＣＬＫ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して、シフトパルスφＳＨやリセットパルスφＲＳ等のライン単位センサ駆動信号や、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、次のラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【００４４】
シェーディング補正が施された画像信号は、主走査色ずれ歪み補正部１０４において主走査色ずれ歪み補正を行う。そして、その画像信号は、引き続き、副走査色ずれ歪み補正部１０５で副走査色ずれ歪み補正を行う。
【００４５】
色ずれ歪み補正値保持部１０６は固定読み方式（固定読みモード）用、流し読み方式（流し読みモード）用の色ずれ歪み補正値を保持している。ＣＰＵ１０８の指示に従って、色ずれ歪み補正値は、選択された読み取りモードに応じて主走査色ずれ歪み補正部１０４、副走査色ずれ歪み補正部１０５に出力される。ＣＰＵ１０８は、読み取り動作全体の制御を行っており、例えば、固定読み方式と流し読み方式のいずれか一方を選択する切り換え制御も行っている。
【００４６】
入力マスキング部１０９は、マトリクス演算による色空間の適正化を行う。黒文字判定部１１０では黒文字判定が行われ、画像情報（画像信号）から黒文字領域を分離するいわゆる像域分離を実行して、その分離情報を黒文字処理部１１１に送る。黒文字処理部１１１では、黒文字と判定された領域に対して、黒単色で印字させ、かつ空間フィルタでエッジ強調を行うことにより黒文字をシャープに印字する処理を行う。黒文字処理が終了した信号は前述した後段処理部に送られる。
【００４７】
図８は、副走査方向の色ずれ歪みの発生について説明する模式図である。ＣＩＳモジュール２０２を横方向から見た図である。２０２３はロッドレンズアレーである。図８の左側は、設計上理想的な位置の関係にある状態を示す。ロッドレンズアレーの長さＺ０、レンズからイメージセンサの受光面までの距離Ｌ０、レンズから原稿面（ガラス面）までの距離Ｌ１の全てが、設計上の理想値である。
【００４８】
このとき、受光面におけるイメージセンサのライン間距離Ｒｓ−Ｇｓは、ガラス面における読み取り位置間の距離Ｒｇ−Ｇｇと等しい距離になる。同様に、Ｂｓ−ＧｓはＢｇ−Ｇｇと等しい距離になる。この状態では、副走査方向の色ずれ歪みは発生していないことになる。
【００４９】
しかし、実際のモジュールでは、組み立て等の誤差やレンズの歪みなどの様々な要因により、理論的な状態から逸脱している。図８の右側は、ロッドレンズアレーの長さがδＺだけ理想値から長くなることによって副走査方向の色ずれ歪みが発生した状態を示す。この場合、理想的な原稿の位置はδＺだけガラスの上空に移動することになる。実際には、原稿がガラス面上にそのままあるため、Ｒｓ−ＧｓはＲｇ’−Ｇｇ’より大きな距離になる。これにより、ＳＺｒ−ｇという色ずれ歪みが発生することになる。同様にＢｓ−ＧｓはＢｇ’−Ｇｇ’より大きな距離となり、ＳＺｒ−ｇという色ずれ歪みが発生することになる。なお、ここでは、走査終端側を正（プラス）とし、Ｇを基準として色ずれ歪みを表現している。
【００５０】
このとき、Ｒｇ’はＲｇより左側に位置し、Ｂｇ’はＢｇより右側に位置している。色ずれ歪みの方向は逆になっていることになる。ここでは、分かりやすいように、色ずれ歪みの量はほぼ同じとして取り扱う。この状態で、原稿の画像を読み取ると副走査方向に色ずれ歪みが発生してしまうことになる。
【００５１】
図１０は、副走査方向の色ずれ歪みの量を測定する万線チャートを示す図である。この万線チャートは、原稿を読み取る方向に対して白黒が交互になるようにセットして読み取りが実行される。例えば５０ラインペアインチの白黒万線チャートを、図の左から右に向かって読み取ると、図１０の下に示すグラフのように信号値が明暗を繰り返す信号波形が得られる。この信号波形に対して、ある閾値（点線）を描いたときその交点が求まる。
【００５２】
図１１は、副走査方向の色ずれ歪み量を説明する図である。原稿台に置かれた原稿に対して固定読みを実行したとすると、画像信号がＲ→Ｇ→Ｂの順番に読み込まれる。そこで、読み込まれた画像信号に対して、ライン単位の遅延を整数分（例えば、１ライン分）遅延して補正する。補正した後の信号は、図１０の下に示す信号波形になる。ここでは、ＲとＧの信号について示している。図のように、信号Ｒが信号Ｇに対して右側にわずかシフトしている。このシフト量が、色ずれ歪み量（δｒ−ｇ）に相当する。
【００５３】
このδｒ−ｇを万線の全てのエッジで求めてその平均値を求めれば、ＤＣオフセット的な副走査方向の色ずれ歪みの値が高精度に求まる。一般的に、副走査方向の色ずれ歪みはＤＣオフセットで表現できる。
【００５４】
図１２は、副走査色ずれ歪み補正部１０５の内部構成を説明するブロック図である。副走査色ずれ歪み補正部１０５は、加重平均による副走査方向の位置ずれ補正回路である。ここで、色ずれ歪み量（δｒ−ｇ）が０．３画素、δｂ−ｇが−０．３画素である場合について説明する。ここで、符号は図１１の右側を正（プラス）とし、Ｇを基準として色ずれ歪み量を表現している。
【００５５】
信号Ｒが信号Ｇに対して０．３画素、信号Ｂが信号Ｇに対して−０．３画素分だけずれていることになる。つまり、原稿の画像を読み取ると黒線の両側に色成分が発生することになる。色成分が発生するということは、黒文字判定部の中の彩度判定部１１０において、有彩色と判定されてしまい黒線が４色で印字され、文字が色にじみしてしまうことになる。
【００５６】
信号Ｒを信号Ｇに０．３画素近づければ信号Ｒと信号Ｇの位置が一致し、信号Ｂを信号Ｇに０．３画素近づければ信号Ｂと信号Ｇの位置が一致する。こうすることにより、色ずれ歪みの影響を抑えることができる。
【００５７】
以上のことを、加重平均による副走査方向の位置ずれ補正における２ライン間での補正の場合で説明する。単純な整数単位のライン遅延補正を行った状態で考えると、ＧがＮライン目である場合にＲに対してＮライン目の画素に０．７の係数を乗じ、（Ｎ−１）ライン目の画素に０．３の係数を乗じ、それらを加算することにより副走査方向の色ずれ歪み補正を行うことができる。また、Ｂに対して（Ｎ＋１）ライン目の画素に０．３を乗じ、Ｎライン目の画素に０．７の係数を乗じ、それらを加算することにより副走査方向の色ずれ歪み補正を行うことができる。
【００５８】
固定読み方式と流し読み方式における副走査方向の色ずれ歪み量の違いについて説明する。図８において、イメージセンサはプラテンガラスの原点側（図２の左側）から終点側（図２の右側）に向けてＢＧＲの順番にならんでいる。ロッドレンズアレー２０２３の結像特性に従って、ガラス面でも読み取りラインはプラテンガラスの原点側から終点側に向けてＢＧＲの順番に並ぶ。固定読み方式は、原稿をプラテンガラス上に固定した状態で、ＣＩＳを右方向に走査しながら読み取りを行う方法である。このとき、ライン信号がＲＧＢの順番に１ラインづつ遅延して読み込まれる。
【００５９】
流し読み方式は、ＣＩＳが流し読みガラス２０８の下で停止している状態で、原稿がその上を左から右の方向に移動・走査しながら読み取りを行う方法である。この場合、ライン信号がＢＧＲの順番い１ラインづつ遅延して読み込まれる。このとき、δｒ−ｇ、δｂ−ｇの値は、絶対値が同じであると仮定すれば、固定読み方式と流し読み方式とで符号が逆になる。
【００６０】
なお、プラテンガラス２０５と流し読みガラス２０８の厚さ等が異なっていたり、流し読みの原稿の搬送パスが若干流し読みガラス面から浮いていたりした場合、δｒ−ｇ、δｂ−ｇの絶対値は異なる。実際に、固定読み方式と流し読み方式のそれぞれで、万線チャートを読み取っても、色ずれ量δｒ−ｇ、δｂ−ｇは、符号も絶対値も異なる値が得られる。
【００６１】
特に、ロッドレンズアレーを構成要素にもつＣＩＳモジュールを用いた系においては光路長が短いためその変化に敏感であるために、固定読み方式と流し読み方式で色ずれ歪みが発生しやすくなる。
【００６２】
基本的には光学的な色ずれ歪みは副走査方向のみならず、主走査方向においても発生する。主走査方向の色ずれ歪みの発生とその補正の説明は、縮小光学系のほうが顕著のため、縮小光学系の説明の箇所で詳述する。
【００６３】
［縮小光学系］
等倍光学系の実施の形態と異なる部分についてのみ説明を行う。
【００６４】
図１４は、画像読取装置を搭載する画像形成装置の断面を示す構成図である。符号２００はイメージスキャナ部であり、ここでは、原稿の読み取り、および読み取られた信号に対するデジタル信号処理が実行される。また、３００はプリンタ部であり、イメージスキャナ部２００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。
【００６５】
光源２０９はキセノンランプで構成されており、原稿を照明する。第一ミラー２１０は照明されて得られた原稿からの反射光を９０度曲げ、第二ミラー２１１に導く。第二ミラー２１１は二枚でセットになっており、反射光を１８０度折り返し、縮小結像レンズ２１２に入射させる。レンズ２１２は入射した光を３ラインＣＣＤイメージセンサ２１３に結像する。第一ミラー２１０と光源２０９はセットで所定の速度Ｖでプラテンガラス２０５に置かれた原稿を走査すると同時に、第二ミラー２１１はその半分の速度で同一方向に移動する。以上の構成は、一般的に縮小光学系タイプの画像読取装置と呼ばれている。
【００６６】
なお、画像処理部等は、等倍光学系タイプの画像読取装置と共通のものでよいため説明を省略する。
【００６７】
次に、主走査方向の色ずれ歪みの発生について説明する。縮小光学系では、一般的に、主走査方向の色ずれ歪みが比較的大きいことが知られている。主走査方向の色ずれ歪みは、主に、ＲＧＢそれぞれの光における倍率色収差によるものである。なお、色ずれ歪は、倍率色収差によるものだけでなく、レンズ設計上の要因や読み取り装置の組み立て／取り付けのばらつき等にも影響してくる。
【００６８】
一般に、縮小結像レンズ２１２は複数のレンズの組み合わせからなり、重ね合わせる枚数の制限、ガラス材料の制限などの理由により理想的なものにはならない。例えば、主走査方向の端部の色ずれ歪みは、ＲＧ間、ＧＢ間において絶対値で０．４画素程度になる場合もある。
【００６９】
図９は、主走査方向の色ずれ歪みの発生を簡易的に説明する図である。図の横軸は画素の位置を示しており、縦軸は主走査方向の色ずれ歪み量を示している。ＲとＧの間の色ずれ量ＭＺｒ−ｇは、左側では０．４画素程度、中央付近では０画素、右側では−０．４画素となっている。これに対して、ＧとＢの間の色ずれ量ＭＺｂ−ｇは、右側では−０．４画素程度、中央付近では０画素、右側では０．４画素となっている。図９で示す数値は、一例を紹介しているもので限定されるものではない。ここで、符号はＧを基準として表現している。実際には、ＡＣ成分があり、かつわずかに曲線を示すが、実用上は直線近似すれば十分である。
【００７０】
主走査方向の色ずれ歪み量の測定方法は、副走査方向のときと同様に万線チャートを用いて行うが、副走査方向のときに対して万線チャートを９０度回転させた状態でセットして読み取りを行う必要がある。
【００７１】
図９に示すように、主走査方向の色ずれ歪みの量は、主走査方向の読み取り位置（画素位置）によって異なるため、位置ごとに補正が必要である。基本的には、図１の主走査方向色ずれ歪み補正部は、図１２で説明した加重平均補正回路と同様な回路を有している。詳細なことを言えば、レジスタの値を主走査方向の位置（画素位置）によって切り替えることが可能な回路になっている。
【００７２】
その回路は、主走査方向の位置カウンタを持ち、主走査方向の位置による色ずれ歪みの量を全画素あるいは、所定間隔の画素の間を線形補間して求めることで、その位置に応じて主走査方向の隣接画素に対して重み付けを変化させることにより適切に補正可能である。基本的には、副走査方向の加重平均回路は、図１３の回路と類似している。
【００７３】
固定読み方式と流し読み方式のそれぞれにおいて、主走査方向の色ずれ歪み補正値も同様に、それぞれの読み取り方式ごとに別個に持つ必要がある。副走査方向の色ずれ歪み補正で説明したように、流し読み方式と固定読み方式では光学的な条件や読み取りの条件が一致しないからである。また、固定読み方式と流し読み方式では、鏡像の関係になるため、図９のＭＺｒ−ｇとＭＺｂ−ｇの値は符号が逆になる。
【００７４】
以上に示すように、等倍光学系の読み取り装置、縮小光学系の読み取り装置においても、主走査方向および副走査方向の色ずれ歪みが発生することになる。
【００７５】
次に、原稿の画像を読み取り動作について詳述する。図１３は、固定読み方式と流し読み方式による読み取り動作を説明するフローチャートである。この読み取り動作は、ＣＰＵ１０８の指示に基づいて制御される。
【００７６】
Ｓ１０１で、不図示のコピーボタン（スタートキー）が押されると、一連の処理が開始される。Ｓ１０２で、ＣＰＵ１０８によって原稿がＡＤＦ２０３の原稿トレイに載置されているかどうかを検出する。そして、ＣＰＵ１０８は、原稿トレイ上に原稿がある場合、流し読み方式を実行するように判断する。一方、原稿がＡＤＦ２０３の原稿トレイに載置されていなかった場合は、固定読み方式を実行するように判断する。固定読み方式ならばＳ１０３に進み、流し読み方式ならばＳ１０４に進む。
【００７７】
Ｓ１０３では、ＣＰＵ１０８の指示に従って、図１の色ずれ歪み値保持部１０６から固定読み用の色ずれ歪み補正値を読み出し、主走査色ずれ歪み補正部１０４、副走査色ずれ歪み補正部１０５にそれぞれの値をセットする。
【００７８】
Ｓ１０４では、ＣＰＵ１０８の指示に従って、図１の色ずれ歪み値保持部１０６から流し読み用の色ずれ歪み補正値を読み出し、主走査色ずれ歪み補正部１０４、副走査色ずれ歪み補正部１０５にセットする。
【００７９】
Ｓ１０５では、原稿を固定した状態で読み取りを行う、固定読み方式を実行する。Ｓ１０６では原稿を搬送しながら固定した読み取り位置で読み取りを行う、流し読み方式を実行する。Ｓ１０５、Ｓ１０６のそれぞれのステップにおいて、読み取り動作を終わったら、
Ｓ１０７に進み、一連の読み取りシーケンスを終了する。
【００８０】
このようにして、固定読み方式と流し読み方式において色ずれ歪み補正値を変更することにより、主走査方向および副走査方向の色ずれ歪みを適切に補正することができる。
【００８１】
主走査方向及び副走査方向それぞれの色ずれ歪み補正値は、液晶などの表示部と入力キーからなる操作部から入力表示可能であるように構成してもよい。このような構成にすることにより、市場においてＣＩＳモジュールやＣＣＤレンズユニット等の光学ユニットを交換したときなどでも比較的容易に色ずれ歪み補正を実行することが可能となる。表示に関する一例を図１５に示す。
【００８２】
なお、主走査方向の色ずれ歪み補正値は、主走査方向の片側のみにしたのは、近似的に、主走査方向の中央画素を中心として点対称となる直線となるからである。
【００８３】
本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用しても良い。また、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアの記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、システムあるいは装置の制御部が記憶媒体に格納されたプログラム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。
【００８４】
【発明の効果】
本発明よれば、原稿を照射する光源と、前記原稿から反射された反射光を受光し、色成分ごとの信号を出力する複数のラインセンサと、原稿を搬送しながら、前記複数のラインセンサで読み取る第１の読み取りモードと、原稿を固定しておき、前記複数のラインセンサで読み取る第２の読み取りモードと、前記第１の読み取りモードと前記第２の読み取りモードのいずれかを選択する選択手段と、前記複数のラインセンサの各ラインセンサから出力された信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正手段と、前記選択手段で選択された読み取りモードに応じて、前記色ずれ補正手段で補正する補正量を切り換える制御手段とを有するので、３ラインカラーイメージセンサを使用した読み取りにおいて色ずれ歪み補正を適切に行うことで良好な画像を得ることができる。また、高品位な黒文字判定を行うことができる画像読み取り装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像信号処理部１００における画像信号の流れを示すブロック図
【図２】画像読取装置を搭載する画像形成装置の断面を示す構成図
【図３】ＣＩＳモジュール２０２の断面図
【図４】ＣＩＳモジュール２０２の構成を斜めから見た図
【図５】ＣＩＳモジュール２０２のカラーラインセンサ２０２４を拡大した図
【図６】カラーラインセンサ２０２４をマクロ的に見た構成図
【図７】イメージセンサからのアナログ信号のタイミングを説明するタイミングチャート
【図８】副走査方向の色ずれ歪みの発生について説明する模式図
【図９】主走査方向の色ずれ歪みの発生を簡易的に説明する図
【図１０】副走査方向の色ずれ歪みの量を測定する万線チャートを示す図
【図１１】副走査方向の色ずれ歪み量を説明する図
【図１２】副走査色ずれ歪み補正部１０５の内部構成を説明するブロック図
【図１３】固定読み方式と流し読み方式による読み取り動作を説明するフローチャート
【図１４】画像読取装置を搭載する画像形成装置の断面を示す構成図
【図１５】画像読取装置の表示部の表示に関する一例を示す図
【符号の説明】
１００ 画像信号処理部
１０１ アナログ信号処理部
１０３ シェーディング補正部
１０４ 主走査色ずれ歪み補正部
１０５ 副走査色ずれ歪み補正部
１０６ 色ずれ歪み補正値保持部
１０８ ＣＰＵ
２００ イメージスキャナ部
２０２ ＣＩＳモジュール
２０２４ ラインセンサ
２０３ ＡＤＦ
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像読み取りの色ずれ補正の技術に関し、特に、高品位な黒文字判定を提供することが可能なカラー画像読み取りの色ずれ補正の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー複写機等の画像読み取り部では、３つのラインイメージセンサの副走査方向におけるＲＧＢの３ライン間の色ずれは、理論的には画素サイズの整数倍であり１ライン単位の遅延により正確に重ね合わせられるように設計されている。また、主走査方向おけるＲＧＢ各ラインセンサの同一アドレス画素の結像位置は完全に一致するように設計されている。
【０００３】
そこで、３つのラインイメージセンサにおけるＲＧＢのライン間隔は、ラインメモリでライン単位遅延させることで簡単に補正できるように主走査画素の整数倍となるように構成されている。したがって、理論的には、そのイメージセンサのライン間隔による整数単位の色ずれは正確に補正される。
【０００４】
ところが、現実には、レンズ、光路長誤差等による光学的要因により発生するＤＣ的な色ずれと、メカ振動によって発生するＡＣ的な色ずれが発生し、両者を合算した色ずれがＲＧＢ間に発生してしまう。ＤＣ的な色ずれは、基本的にレンズが主の光学的な要因によるものである。
【０００５】
縮小光学系の読み取り部では、ＲＧＢの結像倍率が完全には一致しないために、主走査方向の中央部から周辺部に近づくにしたがって顕著に色ずれ歪みが発生することになる。
【０００６】
このような色ずれを補正するために、様々な手法が提案されている。（例えば、特許文献１、２、３を参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２２９６４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１１２０４６号公報
【特許文献３】
特開平１０−４２１５７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来、主にカラー複写機の読み取り部では、原稿をガラス上に固定しておいて光を走査することによりカラー画像を読み取っていた。さらに、自動原稿給送装置が取り付けられている場合でも、原稿を読み取る位置で一旦停止させて原稿を固定した状態で読み取りを行っていた。以下では、この読み取り方式を固定読み方式とする。
【０００９】
この固定読み方式とは、別の流し読み方式がある。流し読み方式は、読み取り位置を固定しておき、原稿を移動させながらその読み取り位置で画像を読み取る方式である。流し読み取り方式は、固定読み取り方式と比較すると、コスト、静粛性、電力、重量等の多くの面でメリットがある。
【００１０】
流し読み方式は、原稿を移動しながら固定の読み取り位置で読み取りを行うため、ガラス上のゴミや汚れの影響を受け易いというデメリットがあるが、技術の改善よりカラー複写機のカラー複写機の読み取り部でも画質を低下させないようにすることができつつある。
【００１１】
しかし、固定読み方式と流し読み方式の両方を兼ね備えたカラー画像読み取り部では、色ずれ補正を行う際に、問題が発生する。以下に、その問題点について述べる。まず、固定読み方式と流し読み方式では、ＲＧＢの読み取りラインの時間的な順序が逆になるため、色ずれの補正値の符号が同じにならない。さらに、固定読み方式と流し読み方式では、光路長等光学要素の構成が異なるため絶対値も同じにならない。つまり、固定読み方式と流し読み方式において、同一の色ずれ歪み補正値を用いた場合、読み取られた画像データが色ずれの影響を低減することはできないことになる。
【００１２】
従来例に記載した文献（特許文献１，２）によれば、固定読み方式の読み取り方法しか言及していない。つまり、読み取り装置は、固定読み取り方式用の色ずれ歪み補正値しか保持しておらず、固定読み方式と流し読み方式で色ずれ歪み補正値を切り換えることについて考えられていない。ここままの装置では、流し読み方式を行った場合、色ずれ補正が適切に行われず、黒文字誤判定を起こし品質劣化を起こしてしまうことになる。
【００１３】
特許文献３によれば、固定読み方式および流し読み方式の２つの読み取り方式を備えている装置が記載されているが、それぞれの色ずれ補正値に基づいて色ずれ補正を実行することについては言及していない。
【００１４】
さらに、カラー複写機ではＹＭＣＫ４色で文字や写真などの画像を形成する際、プリンタのＹＭＣＫ間のレジずれが例えば０．１ｍｍ程度存在することによって特に黒文字のＹＭＣＫがレジずれをすると黒文字が色にじみしてしまう問題がある。
【００１５】
カラー複写機では、文字と写真の領域を像域分離する黒文字判定部を設置して、認識した黒文字を黒単色、またエッジ強調してシャープに印字することで黒文字品位を高める工夫をしている。黒文字判定部は少なくとも彩度判定を行い、黒文字であるかどうかを判断している。
【００１６】
画像読み取り部で読み取った画像データに色ずれが所定量以上ある場合（色ずれ量が、例えば０．５画素を超える場合）、黒文字判定部におてい黒文字と判定できない。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明の画像読み取り装置は、原稿を照射する光源と、前記原稿から反射された反射光を受光し、色成分ごとの信号を出力する複数のラインセンサと、原稿を搬送しながら前記複数のラインセンサで読み取る第１の読み取りモードと、原稿を固定しておき前記複数のラインセンサで読み取る第２の読み取りモードと、前記第１の読み取りモードと前記第２の読み取りモードのいずれかを選択する選択手段と、前記複数のラインセンサの各ラインセンサから出力された信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正手段と、前記選択手段で選択された読み取りモードに応じて、前記色ずれ補正手段で補正する補正量を切り換える制御手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の画像読み取り方法は、原稿に光を照射し、前記原稿から反射された反射光を色成分ごとに出力する読み取りステップ、前記原稿を搬送しながら画像を読み取る第１の読み取りモードと、前記原稿を固定して画像を読み取る第２の読み取りモードとのいずれかを選択する選択ステップと、前記読み取りステップで得られた色成分ごとの信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正ステップと、前記選択ステップで選択される読み取りモードに応じて、前記補正ステップで補正する補正量を切り換える制御ステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、原稿に光を照射し、前記原稿から反射された反射光を色成分ごとに出力する読み取り処理と、前記原稿を搬送しながら画像を読み取る第１の読み取りモードと、前記原稿を固定して画像を読み取る第２の読み取りモードとのいずれかを選択する選択処理と、前記読み取り処理で得られた色成分ごとの信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正処理と、前記選択処理で選択される読み取りモードに応じて、前記補正処理で補正する補正量を切り換える切り換え処理とを実行するためのプログラムを記憶していることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の一形態について詳細に説明する。
【００２１】
［等倍光学系］
図２は、画像読取装置を搭載する画像形成装置の断面を示す構成図である。符号２００はイメージスキャナ部であり、ここでは、原稿の読み取り、および読み取られた信号に対するデジタル信号処理が実行される。３００はプリンタ部であり、イメージスキャナ部２００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。
【００２２】
最初に、イメージスキャナ部２００の主要部であるＣＩＳモジュール２０２について説明する。図３はＣＩＳモジュール２０２の断面図である。ＣＩＳモジュール２０２は、カバーガラス２０２１、ＬＥＤ素子を有する照明光源２０２２、セルフォックレンズ等の等倍結像レンズ２０２３、カラーラインセンサ２０２４、基板２０２５から構成されている。そして、それらがモールド２０２６に取り付けられることによって一体のＣＩＳモジュール２０２を形成している。
【００２３】
図４は、図３のＣＩＳモジュール２０２の構成を斜めから見た図である。この図は、各構成要素を分かりやすくするために、各構成要素を離して図示している。
【００２４】
図５は、ＣＩＳモジュール２０２のカラーラインセンサ２０２４を拡大した図である。２０２４−１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、２０２４−２，２０２４−３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。
【００２５】
３本（３ライン）の異なる光学特性を持つ受光素子列は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各センサが原稿の同一ラインを読み取るように、互いに平行に配置されている。具体的には、カラーラインセンサ２０２４は、同一のシリコンチップ上に形成されたモノリシッック構造である。
【００２６】
フォトセンサ２０２４−１には、赤色光の波長成分を透過するフィルタＲが配置されている。同様に、フォトセンサ２０２４−２にはフィルタＧが、フォトセンサ２０２４−３にはフィルタＢがそれぞれ配置されている。
【００２７】
フォトセンサ２０２４−１、２０２４−２，２０２４−３におけるひとつの矩形は、読み取り画素を示している。ここでは、６００ｄｐｉの等倍読取用のＣＩＳモジュール２０２であるので、１画素の間隔は４２×４２μｍである。さらに、フォトセンサは、３つの読取ラインを副走査方向に１画素４２μｍ間隔で読取画素のラインを形成している。主走査方向の画素ピッチも４２μｍ間隔で構成してある。
【００２８】
２０２４−４は電荷転送部であり、１ラインの先頭のタイミングで、シフトパルスを与えることにより、電荷が電荷転送部２０２４−４に移動する。
【００２９】
電荷転送部２０２４−４に移動した電荷は、転送クロックを与えることにより、ＧＢＲＧＢＲ・・・の順番に出力アンプ部２０２４−５に時分割で転送される。出力アンプ部２０２４−５は、転送された電荷を電圧に変換した後、電圧出力としてＧＢＲＧＢＲの順番に信号が出力する。
【００３０】
図６は、カラーラインセンサ２０２４をマクロ的に見た構成図である。基板２０２４−５の上に、１６個のＣＣＤチップが直線上に実装され形成されている。それぞれのＣＣＤチップから出力される信号は、それぞれのチップに対応して同時に１６ｃｈの信号として読み出される。
【００３１】
この１６ｃｈの信号は、図１のアナログ信号処理部１０１においてゲインオフセット調整されＡ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換される。
【００３２】
図７は、イメージセンサからのアナログ信号のタイミングを説明するタイミングチャートである。このタイミングチャートは、各センサチップにおいて同じタイミングである。φＳＨはライン同期信号であり、フォトダイオードからＣＣＤアナログシフトレジスタへの電荷転送パルスである。
【００３３】
φＭはＣＣＤアナログシフトレジスタの転送パルスであり、順次転送された電荷が、ＯＳ１〜ＯＳ１６に示すように、ダミー出力の後、Ｇ１，Ｂ１，Ｒ１，Ｇ２，Ｂ２，Ｒ２・・・の順に出力アンプから出力される。φＲＳはリセットパルスであり、ＣＣＤのリセット信号である。
【００３４】
次に、原稿を読み取る読み取り動作について説明する。図２に示すように、イメージスキャナ部２００は、原稿台ガラス（プラテン）２０５上に載置された原稿２０４−１を自動原稿搬送部（ＡＤＦ）２０３の原稿圧板で押さえながら読み取る。原稿をプラテン２０５の上に固定して読み取る方式は、以下では、固定読み方式と記述する。図３のＣＩＳモジュール内の照明光源２０２２が原稿を照射する。そして、この原稿から反射された反射光はレンズ２０２３を介してカラーラインセンサ２０２４上に結像される。
【００３５】
イメージスキャナ部２００は、固定読み方式とは別の読み取り方式も兼ね備えている。流し読み用ガラス２０８の所定の読取位置にＣＩＳモジュール２０２を移動する。そして、ＡＤＦ２０３から連続的に原稿を搬送して、原稿を搬送しながら所定の読取位置で読み取ることができる。なお、原稿を読み取っている際は、所定の読取位置は固定である。この読み取り方式は、以下では流し読み方式と記述する。
【００３６】
白色基準板２０６は、シェーディング補正用の補正データ（基準データ）を作成するものである。カラーラインセンサ上に形成されてあるフォトセンサ２０２４−１〜３で読み取られたデータを補正データ（基準データ）とする。この白色基準板２０６は、可視光領域でほぼ均一の反射特性を示すものである。得られた補正データを基にして、各フォトセンサ２０２４−１〜３の出カデータの補正を行う。
【００３７】
読み取り位置で原稿を読み取ることにより得られた画像データは、画像信号処理部で所定の処理が実行される。画像信号処理部の詳細は後述する。画像信号処理部の後段では、読み取られた信号をマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）の各色成分に分解して、プリンタ部２００に送信する。プリンタ部２００は、受信した画像データをもとに用紙にカラー画像を形成する。
【００３８】
プリンタ部３００の構成について説明する。まず、受信した画像データＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの各色成分信号は、レーザドライバ３１２に送られる。レーザドライバ３１２は、各色成分信号に応じて半導体レーザ３１３を変調駆動する。そして、半導体レーザ３１３から出力されたレーザ光は、ポリゴンミラー３１４、 ｆ―θレンズ３１５、ミラー３１６を介して、感光ドラム３１７を走査（スキャン）する。
【００３９】
現像器は、マゼンタ現像器３１９、シアン現像器３２０、イエロー現像器３２１、ブラック現像器３２２で構成されている。これら４つの現像器が交互に感光ドラム３１７に接して、感光ドラム３１７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３２３は、用紙カセット３２４、３２５より給紙された用紙を巻き付け、感光ドラム３１７上に現像されたトナー像を用紙に転写する。
【００４０】
このようにして、用紙は、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの４色のトナーが順次、用紙に転写される。そして、トナーが転写された用紙は、定着ユニット３２６を通過することによりトナーを定着される。定着ユニット３２６を通過した用紙は、排紙トレイに排紙される。
【００４１】
次に、画像信号処理部１００について説明する。図１は、イメージスキャナ部２００の画像信号処理部１００における画像信号の流れを示すブロック図である。ＣＩＳモジュール２０２より出力される画像信号は、アナログ信号処理部１０１に入力される。画像信号は、ゲイン調整，オフセット調整が施された後、Ａ／Ｄ変換される。
【００４２】
さらに、そのデジタル信号は、並び替え部１０２で適切に並び替えをおこなうことにより各色信号ごとに１０ｂｉｔのデジタル画像信号Ｒ１．Ｇ１，Ｂ１に変換される。次に、そのデジタル画像信号は、シェーディング補正部１０３に入力され、標準白色板２０６の基準データを用いることによってシェーディング補正が実行される。
【００４３】
クロック発生部１２１は、１画素単位のクロックＶＣＬＫ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して、シフトパルスφＳＨやリセットパルスφＲＳ等のライン単位センサ駆動信号や、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、次のラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【００４４】
シェーディング補正が施された画像信号は、主走査色ずれ歪み補正部１０４において主走査色ずれ歪み補正を行う。そして、その画像信号は、引き続き、副走査色ずれ歪み補正部１０５で副走査色ずれ歪み補正を行う。
【００４５】
色ずれ歪み補正値保持部１０６は固定読み方式（固定読みモード）用、流し読み方式（流し読みモード）用の色ずれ歪み補正値を保持している。ＣＰＵ１０８の指示に従って、色ずれ歪み補正値は、選択された読み取りモードに応じて主走査色ずれ歪み補正部１０４、副走査色ずれ歪み補正部１０５に出力される。ＣＰＵ１０８は、読み取り動作全体の制御を行っており、例えば、固定読み方式と流し読み方式のいずれか一方を選択する切り換え制御も行っている。
【００４６】
入力マスキング部１０９は、マトリクス演算による色空間の適正化を行う。黒文字判定部１１０では黒文字判定が行われ、画像情報（画像信号）から黒文字領域を分離するいわゆる像域分離を実行して、その分離情報を黒文字処理部１１１に送る。黒文字処理部１１１では、黒文字と判定された領域に対して、黒単色で印字させ、かつ空間フィルタでエッジ強調を行うことにより黒文字をシャープに印字する処理を行う。黒文字処理が終了した信号は前述した後段処理部に送られる。
【００４７】
図８は、副走査方向の色ずれ歪みの発生について説明する模式図である。ＣＩＳモジュール２０２を横方向から見た図である。２０２３はロッドレンズアレーである。図８の左側は、設計上理想的な位置の関係にある状態を示す。ロッドレンズアレーの長さＺ０、レンズからイメージセンサの受光面までの距離Ｌ０、レンズから原稿面（ガラス面）までの距離Ｌ１の全てが、設計上の理想値である。
【００４８】
このとき、受光面におけるイメージセンサのライン間距離Ｒｓ−Ｇｓは、ガラス面における読み取り位置間の距離Ｒｇ−Ｇｇと等しい距離になる。同様に、Ｂｓ−ＧｓはＢｇ−Ｇｇと等しい距離になる。この状態では、副走査方向の色ずれ歪みは発生していないことになる。
【００４９】
しかし、実際のモジュールでは、組み立て等の誤差やレンズの歪みなどの様々な要因により、理論的な状態から逸脱している。図８の右側は、ロッドレンズアレーの長さがδＺだけ理想値から長くなることによって副走査方向の色ずれ歪みが発生した状態を示す。この場合、理想的な原稿の位置はδＺだけガラスの上空に移動することになる。実際には、原稿がガラス面上にそのままあるため、Ｒｓ−ＧｓはＲｇ’−Ｇｇ’より大きな距離になる。これにより、ＳＺｒ−ｇという色ずれ歪みが発生することになる。同様にＢｓ−ＧｓはＢｇ’−Ｇｇ’より大きな距離となり、ＳＺｒ−ｇという色ずれ歪みが発生することになる。なお、ここでは、走査終端側を正（プラス）とし、Ｇを基準として色ずれ歪みを表現している。
【００５０】
このとき、Ｒｇ’はＲｇより左側に位置し、Ｂｇ’はＢｇより右側に位置している。色ずれ歪みの方向は逆になっていることになる。ここでは、分かりやすいように、色ずれ歪みの量はほぼ同じとして取り扱う。この状態で、原稿の画像を読み取ると副走査方向に色ずれ歪みが発生してしまうことになる。
【００５１】
図１０は、副走査方向の色ずれ歪みの量を測定する万線チャートを示す図である。この万線チャートは、原稿を読み取る方向に対して白黒が交互になるようにセットして読み取りが実行される。例えば５０ラインペアインチの白黒万線チャートを、図の左から右に向かって読み取ると、図１０の下に示すグラフのように信号値が明暗を繰り返す信号波形が得られる。この信号波形に対して、ある閾値（点線）を描いたときその交点が求まる。
【００５２】
図１１は、副走査方向の色ずれ歪み量を説明する図である。原稿台に置かれた原稿に対して固定読みを実行したとすると、画像信号がＲ→Ｇ→Ｂの順番に読み込まれる。そこで、読み込まれた画像信号に対して、ライン単位の遅延を整数分（例えば、１ライン分）遅延して補正する。補正した後の信号は、図１０の下に示す信号波形になる。ここでは、ＲとＧの信号について示している。図のように、信号Ｒが信号Ｇに対して右側にわずかシフトしている。このシフト量が、色ずれ歪み量（δｒ−ｇ）に相当する。
【００５３】
このδｒ−ｇを万線の全てのエッジで求めてその平均値を求めれば、ＤＣオフセット的な副走査方向の色ずれ歪みの値が高精度に求まる。一般的に、副走査方向の色ずれ歪みはＤＣオフセットで表現できる。
【００５４】
図１２は、副走査色ずれ歪み補正部１０５の内部構成を説明するブロック図である。副走査色ずれ歪み補正部１０５は、加重平均による副走査方向の位置ずれ補正回路である。ここで、色ずれ歪み量（δｒ−ｇ）が０．３画素、δｂ−ｇが−０．３画素である場合について説明する。ここで、符号は図１１の右側を正（プラス）とし、Ｇを基準として色ずれ歪み量を表現している。
【００５５】
信号Ｒが信号Ｇに対して０．３画素、信号Ｂが信号Ｇに対して−０．３画素分だけずれていることになる。つまり、原稿の画像を読み取ると黒線の両側に色成分が発生することになる。色成分が発生するということは、黒文字判定部の中の彩度判定部１１０において、有彩色と判定されてしまい黒線が４色で印字され、文字が色にじみしてしまうことになる。
【００５６】
信号Ｒを信号Ｇに０．３画素近づければ信号Ｒと信号Ｇの位置が一致し、信号Ｂを信号Ｇに０．３画素近づければ信号Ｂと信号Ｇの位置が一致する。こうすることにより、色ずれ歪みの影響を抑えることができる。
【００５７】
以上のことを、加重平均による副走査方向の位置ずれ補正における２ライン間での補正の場合で説明する。単純な整数単位のライン遅延補正を行った状態で考えると、ＧがＮライン目である場合にＲに対してＮライン目の画素に０．７の係数を乗じ、（Ｎ−１）ライン目の画素に０．３の係数を乗じ、それらを加算することにより副走査方向の色ずれ歪み補正を行うことができる。また、Ｂに対して（Ｎ＋１）ライン目の画素に０．３を乗じ、Ｎライン目の画素に０．７の係数を乗じ、それらを加算することにより副走査方向の色ずれ歪み補正を行うことができる。
【００５８】
固定読み方式と流し読み方式における副走査方向の色ずれ歪み量の違いについて説明する。図８において、イメージセンサはプラテンガラスの原点側（図２の左側）から終点側（図２の右側）に向けてＢＧＲの順番にならんでいる。ロッドレンズアレー２０２３の結像特性に従って、ガラス面でも読み取りラインはプラテンガラスの原点側から終点側に向けてＢＧＲの順番に並ぶ。固定読み方式は、原稿をプラテンガラス上に固定した状態で、ＣＩＳを右方向に走査しながら読み取りを行う方法である。このとき、ライン信号がＲＧＢの順番に１ラインづつ遅延して読み込まれる。
【００５９】
流し読み方式は、ＣＩＳが流し読みガラス２０８の下で停止している状態で、原稿がその上を左から右の方向に移動・走査しながら読み取りを行う方法である。この場合、ライン信号がＢＧＲの順番い１ラインづつ遅延して読み込まれる。このとき、δｒ−ｇ、δｂ−ｇの値は、絶対値が同じであると仮定すれば、固定読み方式と流し読み方式とで符号が逆になる。
【００６０】
なお、プラテンガラス２０５と流し読みガラス２０８の厚さ等が異なっていたり、流し読みの原稿の搬送パスが若干流し読みガラス面から浮いていたりした場合、δｒ−ｇ、δｂ−ｇの絶対値は異なる。実際に、固定読み方式と流し読み方式のそれぞれで、万線チャートを読み取っても、色ずれ量δｒ−ｇ、δｂ−ｇは、符号も絶対値も異なる値が得られる。
【００６１】
特に、ロッドレンズアレーを構成要素にもつＣＩＳモジュールを用いた系においては光路長が短いためその変化に敏感であるために、固定読み方式と流し読み方式で色ずれ歪みが発生しやすくなる。
【００６２】
基本的には光学的な色ずれ歪みは副走査方向のみならず、主走査方向においても発生する。主走査方向の色ずれ歪みの発生とその補正の説明は、縮小光学系のほうが顕著のため、縮小光学系の説明の箇所で詳述する。
【００６３】
［縮小光学系］
等倍光学系の実施の形態と異なる部分についてのみ説明を行う。
【００６４】
図１４は、画像読取装置を搭載する画像形成装置の断面を示す構成図である。符号２００はイメージスキャナ部であり、ここでは、原稿の読み取り、および読み取られた信号に対するデジタル信号処理が実行される。また、３００はプリンタ部であり、イメージスキャナ部２００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。
【００６５】
光源２０９はキセノンランプで構成されており、原稿を照明する。第一ミラー２１０は照明されて得られた原稿からの反射光を９０度曲げ、第二ミラー２１１に導く。第二ミラー２１１は二枚でセットになっており、反射光を１８０度折り返し、縮小結像レンズ２１２に入射させる。レンズ２１２は入射した光を３ラインＣＣＤイメージセンサ２１３に結像する。第一ミラー２１０と光源２０９はセットで所定の速度Ｖでプラテンガラス２０５に置かれた原稿を走査すると同時に、第二ミラー２１１はその半分の速度で同一方向に移動する。以上の構成は、一般的に縮小光学系タイプの画像読取装置と呼ばれている。
【００６６】
なお、画像処理部等は、等倍光学系タイプの画像読取装置と共通のものでよいため説明を省略する。
【００６７】
次に、主走査方向の色ずれ歪みの発生について説明する。縮小光学系では、一般的に、主走査方向の色ずれ歪みが比較的大きいことが知られている。主走査方向の色ずれ歪みは、主に、ＲＧＢそれぞれの光における倍率色収差によるものである。なお、色ずれ歪は、倍率色収差によるものだけでなく、レンズ設計上の要因や読み取り装置の組み立て／取り付けのばらつき等にも影響してくる。
【００６８】
一般に、縮小結像レンズ２１２は複数のレンズの組み合わせからなり、重ね合わせる枚数の制限、ガラス材料の制限などの理由により理想的なものにはならない。例えば、主走査方向の端部の色ずれ歪みは、ＲＧ間、ＧＢ間において絶対値で０．４画素程度になる場合もある。
【００６９】
図９は、主走査方向の色ずれ歪みの発生を簡易的に説明する図である。図の横軸は画素の位置を示しており、縦軸は主走査方向の色ずれ歪み量を示している。ＲとＧの間の色ずれ量ＭＺｒ−ｇは、左側では０．４画素程度、中央付近では０画素、右側では−０．４画素となっている。これに対して、ＧとＢの間の色ずれ量ＭＺｂ−ｇは、右側では−０．４画素程度、中央付近では０画素、右側では０．４画素となっている。図９で示す数値は、一例を紹介しているもので限定されるものではない。ここで、符号はＧを基準として表現している。実際には、ＡＣ成分があり、かつわずかに曲線を示すが、実用上は直線近似すれば十分である。
【００７０】
主走査方向の色ずれ歪み量の測定方法は、副走査方向のときと同様に万線チャートを用いて行うが、副走査方向のときに対して万線チャートを９０度回転させた状態でセットして読み取りを行う必要がある。
【００７１】
図９に示すように、主走査方向の色ずれ歪みの量は、主走査方向の読み取り位置（画素位置）によって異なるため、位置ごとに補正が必要である。基本的には、図１の主走査方向色ずれ歪み補正部は、図１２で説明した加重平均補正回路と同様な回路を有している。詳細なことを言えば、レジスタの値を主走査方向の位置（画素位置）によって切り替えることが可能な回路になっている。
【００７２】
その回路は、主走査方向の位置カウンタを持ち、主走査方向の位置による色ずれ歪みの量を全画素あるいは、所定間隔の画素の間を線形補間して求めることで、その位置に応じて主走査方向の隣接画素に対して重み付けを変化させることにより適切に補正可能である。基本的には、副走査方向の加重平均回路は、図１３の回路と類似している。
【００７３】
固定読み方式と流し読み方式のそれぞれにおいて、主走査方向の色ずれ歪み補正値も同様に、それぞれの読み取り方式ごとに別個に持つ必要がある。副走査方向の色ずれ歪み補正で説明したように、流し読み方式と固定読み方式では光学的な条件や読み取りの条件が一致しないからである。また、固定読み方式と流し読み方式では、鏡像の関係になるため、図９のＭＺｒ−ｇとＭＺｂ−ｇの値は符号が逆になる。
【００７４】
以上に示すように、等倍光学系の読み取り装置、縮小光学系の読み取り装置においても、主走査方向および副走査方向の色ずれ歪みが発生することになる。
【００７５】
次に、原稿の画像を読み取り動作について詳述する。図１３は、固定読み方式と流し読み方式による読み取り動作を説明するフローチャートである。この読み取り動作は、ＣＰＵ１０８の指示に基づいて制御される。
【００７６】
Ｓ１０１で、不図示のコピーボタン（スタートキー）が押されると、一連の処理が開始される。Ｓ１０２で、ＣＰＵ１０８によって原稿がＡＤＦ２０３の原稿トレイに載置されているかどうかを検出する。そして、ＣＰＵ１０８は、原稿トレイ上に原稿がある場合、流し読み方式を実行するように判断する。一方、原稿がＡＤＦ２０３の原稿トレイに載置されていなかった場合は、固定読み方式を実行するように判断する。固定読み方式ならばＳ１０３に進み、流し読み方式ならばＳ１０４に進む。
【００７７】
Ｓ１０３では、ＣＰＵ１０８の指示に従って、図１の色ずれ歪み値保持部１０６から固定読み用の色ずれ歪み補正値を読み出し、主走査色ずれ歪み補正部１０４、副走査色ずれ歪み補正部１０５にそれぞれの値をセットする。
【００７８】
Ｓ１０４では、ＣＰＵ１０８の指示に従って、図１の色ずれ歪み値保持部１０６から流し読み用の色ずれ歪み補正値を読み出し、主走査色ずれ歪み補正部１０４、副走査色ずれ歪み補正部１０５にセットする。
【００７９】
Ｓ１０５では、原稿を固定した状態で読み取りを行う、固定読み方式を実行する。Ｓ１０６では原稿を搬送しながら固定した読み取り位置で読み取りを行う、流し読み方式を実行する。Ｓ１０５、Ｓ１０６のそれぞれのステップにおいて、読み取り動作を終わったら、
Ｓ１０７に進み、一連の読み取りシーケンスを終了する。
【００８０】
このようにして、固定読み方式と流し読み方式において色ずれ歪み補正値を変更することにより、主走査方向および副走査方向の色ずれ歪みを適切に補正することができる。
【００８１】
主走査方向及び副走査方向それぞれの色ずれ歪み補正値は、液晶などの表示部と入力キーからなる操作部から入力表示可能であるように構成してもよい。このような構成にすることにより、市場においてＣＩＳモジュールやＣＣＤレンズユニット等の光学ユニットを交換したときなどでも比較的容易に色ずれ歪み補正を実行することが可能となる。表示に関する一例を図１５に示す。
【００８２】
なお、主走査方向の色ずれ歪み補正値は、主走査方向の片側のみにしたのは、近似的に、主走査方向の中央画素を中心として点対称となる直線となるからである。
【００８３】
本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用しても良い。また、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアの記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、システムあるいは装置の制御部が記憶媒体に格納されたプログラム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。
【００８４】
【発明の効果】
本発明よれば、原稿を照射する光源と、前記原稿から反射された反射光を受光し、色成分ごとの信号を出力する複数のラインセンサと、原稿を搬送しながら、前記複数のラインセンサで読み取る第１の読み取りモードと、原稿を固定しておき、前記複数のラインセンサで読み取る第２の読み取りモードと、前記第１の読み取りモードと前記第２の読み取りモードのいずれかを選択する選択手段と、前記複数のラインセンサの各ラインセンサから出力された信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正手段と、前記選択手段で選択された読み取りモードに応じて、前記色ずれ補正手段で補正する補正量を切り換える制御手段とを有するので、３ラインカラーイメージセンサを使用した読み取りにおいて色ずれ歪み補正を適切に行うことで良好な画像を得ることができる。また、高品位な黒文字判定を行うことができる画像読み取り装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像信号処理部１００における画像信号の流れを示すブロック図
【図２】画像読取装置を搭載する画像形成装置の断面を示す構成図
【図３】ＣＩＳモジュール２０２の断面図
【図４】ＣＩＳモジュール２０２の構成を斜めから見た図
【図５】ＣＩＳモジュール２０２のカラーラインセンサ２０２４を拡大した図
【図６】カラーラインセンサ２０２４をマクロ的に見た構成図
【図７】イメージセンサからのアナログ信号のタイミングを説明するタイミングチャート
【図８】副走査方向の色ずれ歪みの発生について説明する模式図
【図９】主走査方向の色ずれ歪みの発生を簡易的に説明する図
【図１０】副走査方向の色ずれ歪みの量を測定する万線チャートを示す図
【図１１】副走査方向の色ずれ歪み量を説明する図
【図１２】副走査色ずれ歪み補正部１０５の内部構成を説明するブロック図
【図１３】固定読み方式と流し読み方式による読み取り動作を説明するフローチャート
【図１４】画像読取装置を搭載する画像形成装置の断面を示す構成図
【図１５】画像読取装置の表示部の表示に関する一例を示す図
【符号の説明】
１００ 画像信号処理部
１０１ アナログ信号処理部
１０３ シェーディング補正部
１０４ 主走査色ずれ歪み補正部
１０５ 副走査色ずれ歪み補正部
１０６ 色ずれ歪み補正値保持部
１０８ ＣＰＵ
２００ イメージスキャナ部
２０２ ＣＩＳモジュール
２０２４ ラインセンサ
２０３ ＡＤＦ
Claims (8)
- 原稿を照射する光源と、
前記原稿から反射された反射光を受光し、色成分ごとの信号を出力する複数のラインセンサと、
原稿を搬送しながら前記複数のラインセンサで読み取る第１の読み取りモードと、
原稿を固定しておき前記複数のラインセンサで読み取る第２の読み取りモードと、
前記第１の読み取りモードと前記第２の読み取りモードのいずれかを選択する選択手段と、
前記複数のラインセンサの各ラインセンサから出力された信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正手段と、
前記選択手段で選択された読み取りモードに応じて、前記色ずれ補正手段で補正する補正量を切り換え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。 - さらに、前記第１の読み取りモードで読み取られた信号における色ずれ量を補正する第１の補正値と、前記第２の読み取りモードで読み取られた信号における色ずれ量を補正する第２の補正値を記憶する記憶手段とを有し、
前記選択手段で選択された読み取りモードに応じて、前記記憶手段から前記第１の補正値または前記第２の補正値を読み出し、読み出された補正値に基づいて色ずれを補正することを特徴とする画像読み取り装置。 - さらに、前記色ずれ補正手段で補正された信号に対して黒文字判定を実行する画像処理手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
- 前記第１の補正値および前記第２の補正値は、テストチャートを読み取ることによって取得することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
- さらに、操作部を有し、前記操作部で前記第１の補正値および前記第２の補正値を設定変更可能である請求項１記載の画像読み取り装置。
- 前記複数のラインセンサの各ラインセンサは平行に配置されており、
前記色ずれ補正手段は、前記複数のラインセンサと平行する主走査方向の色ずれを補正する第１の補正手段、前記複数のラインセンサと直交する副走査方向の色ずれを補正する第２の補正手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。 - 原稿に光を照射し、前記原稿から反射された反射光を色成分ごとに出力する読み取りステップ、
前記原稿を搬送しながら画像を読み取る第１の読み取りモードと、前記原稿を固定して画像を読み取る第２の読み取りモードとのいずれかを選択する選択ステップと、
前記読み取りステップで得られた色成分ごとの信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正ステップと、
前記選択ステップで選択される読み取りモードに応じて、前記補正ステップで補正する補正量を切り換える制御ステップとを有することを特徴とする画像読み取り方法。 - 原稿に光を照射し、前記原稿から反射された反射光を色成分ごとに出力する読み取り処理と、
前記原稿を搬送しながら画像を読み取る第１の読み取りモードと、前記原稿を固定して画像を読み取る第２の読み取りモードとのいずれかを選択する選択処理と、
前記読み取り処理で得られた色成分ごとの信号間の色ずれ量を補正する色ずれ補正処理と、
前記選択処理で選択される読み取りモードに応じて、前記補正処理で補正する補正量を切り換える切り換え処理とを実行するためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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