JP2010028724A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーセンサとモノクロセンサとを備える画像読取装置において、容易に解像度を向上させる。
【解決手段】原稿の画像を画像データとして読み取る画像読取装置であって、主走査方向に等ピッチで配列される複数のカラー用受光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃを備えるカラーセンサ２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、主走査方向に上記カラー用受光素子と同じ等ピッチで配列される複数のモノクロ用受光素子２１ｄを備えると共に、上記主走査方向において上記カラー用受光素子に対して上記モノクロ用受光素子が半ピッチずれて配置されるモノクロセンサ２０ｄと、上記カラー用受光素子からの入力データ及び上記モノクロ用受光素子からの入力データの少なくともいずれかを用いてモノクロ画像データを生成するデータ生成部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像読取装置に関するものである。

複合機等の画像形成装置は、原稿に形成された画像を画像データとして読み取るための画像読取装置を備えている。
このような画像読取装置は、一般的に、受光素子が主走査方向に配列されたリニアイメージセンサを備えており、リニアイメージセンサと原稿とを副走査方向に相対移動させながら原稿に形成された画像を画像データとして読み取るように構成されている。

このような画像読取装置においては、通常、主走査方向の所定の範囲に配列されるリニアイメージセンサの受光素子の数が解像度となるため、高解像度を求められる画像読取装置においては、上記所定の範囲により多数の受光素子を配列する必要がある。
ところが、リニアイメージセンサの機械的な制限から、所定の範囲に配列できる受光素子の数には限界がある。

そこで、受光素子ピッチが主走査方向に半分ずれるように２つのリニアイメージセンサを配列し、これら２つのリニアイメージセンサから取得されるデータを合成して画像データを生成する方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、高解像度が要求される領域に対応した箇所のみに２つのリニアイメージセンサを配置することによって、必要な領域の解像度を高めると共に２つのリニアイメージセンサを配置することによるコストの上昇を抑えた画像読取装置が提案されている。
特開２００６−９３８２０号公報

ところで、カラー画像データとモノクロ画像データの両方の画像データを取得可能な画像読取装置の中には、カラーデータを取得するためのカラー用受光素子を複数備えるリニアイメージセンサであるカラーセンサと、モノクロデータを取得するためのモノクロ用受光素子を複数備えるリニアイメージセンサであるモノクロセンサとを備えるものがある。

そして、このようなカラーセンサとモノクロセンサとを備える画像読取装置において、上述の高解像度技術を適用しようとした場合には、カラーセンサとモノクロセンサとの各々に対して、２つ目のリニアイメージセンサを設置する必要が生じ、画像読取装置の製造コストが大幅に上昇してしまう。
特に、カラーセンサとして、赤色用カラーセンサ、緑色用カラーセンサ及び青色用カラーセンサを備える場合には、モノクロセンサと合わせて、合計４つのリニアイメージセンサを増設する必要が生じ、画像読取装置の製造コストが、極めて大幅に上昇してしまう。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、カラーセンサとモノクロセンサとを備える画像読取装置において、容易に解像度を向上させることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、原稿の画像を画像データとして読み取る画像読取装置であって、主走査方向に等ピッチで配列される複数のカラー用受光素子を備えるカラーセンサと、主走査方向に上記カラー用受光素子と同じ等ピッチで配列される複数のモノクロ用受光素子を備えると共に、上記主走査方向において上記カラー用受光素子に対して上記モノクロ用受光素子が半ピッチずれて配置されるモノクロセンサと、上記カラー用受光素子からの入力データ及び上記モノクロ用受光素子からの入力データの少なくともいずれかを用いてモノクロ画像データを生成するデータ生成部とを備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記カラーセンサとして、上記副走査方向に配列される赤色用カラーセンサ、緑色用カラーセンサ及び青色用カラーセンサを備え、上記赤色用カラーセンサの上記カラー用受光素子と、記緑色用カラーセンサの上記カラー用受光素子と、記青色用カラーセンサの上記カラー用受光素子とが上記主走査方向において合致して配置されているという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記モノクロセンサは、上記カラーセンサよりも高速でデータを出力可能とされているという構成を採用する。

本発明によれば、カラーセンサとモノクロセンサとが、主走査方向において受光素子ピッチに対して半分ずれて配置されている。このため、カラーセンサのカラー用受光素子からの入力データに対して、モノクロ用受光素子からの入力データが半ピッチずれたものとなる。
したがって、カラーセンサのカラー用受光素子からの入力データによって生成されたモノクロ画像データと、モノクロ用受光素子からの入力データによって生成されたモノクロ画像データとを合成することによって、高解像度のモノクロ画像データを生成することができる。
このように本発明によれば、カラーセンサとモノクロセンサとの両方を備える画像読取装置において、新たにリニアイメージセンサを増設することなく、画像データの高解像度化を実現することができる。よって、ラーセンサとモノクロセンサとを備える画像読取装置において、容易に解像度を向上させることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る画像読取装置の一実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、画像読取装置を備える画像形成装置として複合機を挙げて説明する。

図１は、本実施形態における複合機Ａの機能構成を示すブロック図である。この図に示すように、本実施形態の複合機Ａは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１、ＲＯＭ(Read Only Memory)２、ＲＡＭ(Random Access Memory)３、各種センサ群４、印刷用紙搬送部５、画像データ記憶部６、画像形成部７、通信Ｉ／Ｆ部８、操作表示部９及び画像読取装置１０を備えている。

ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２に記憶されている制御プログラムや、各種センサ群４から入力される検出信号、画像データ記憶部６に記憶されている画像データ、通信Ｉ／Ｆ部８を介してパーソナルコンピュータ等の外部機器から受信する印刷指示信号及び印刷用画像データ、操作表示部９から入力される操作信号等に基づいて複合機Ａの全体動作を制御するものである。

ＲＯＭ２は、ＣＰＵ１によって実行される制御プログラムやその他のデータを記憶する不揮発性メモリである。
ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１が制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先に用いられるワーキングメモリである。
各種センサ群４は、例えば用紙切れ検出センサや、用紙位置検出センサ、温度センサ等の画像形成動作に必要な各種センサであり、それぞれで検出した各種の情報を検出信号としてＣＰＵ１に出力する。

印刷用紙搬送部５は、図示しない印刷用紙トレイに収納されている印刷用紙を画像形成部７に搬送するための搬送ローラ及び印刷用紙搬送ローラ駆動用のモータや、画像形成処理後の印刷用紙を図示しない印刷用紙排紙トレイに搬送するための搬送ローラ及び搬送ローラ駆動用のモータなどから構成されている。
画像データ記憶部６は、例えばフラッシュメモリであり、ＣＰＵ１の要求に応じて原稿の画像データを記憶する一方、所定の原稿の画像データをＣＰＵ１に出力する。

画像形成部７は、ＣＰＵ１の制御の下、画像データ記憶部６に記憶されている原稿の画像データやパーソナルコンピュータ等の外部機器から受信した印刷用画像データに基づいて、印刷用紙搬送部５から搬送される印刷用紙にトナーを転写し、当該トナーの定着処理を行うことによって印刷用紙に画像を形成するものである。
通信Ｉ／Ｆ部８は、複合機Ａとパーソナルコンピュータ等の外部機器との間で通信を行うためのインタフェースであり、ＬＡＮ(Local Area Network)等のネットワークによって外部機器と接続されている。

操作表示部９は、スタートキー、ストップキー、電源キー、テンキー（数値入力キー）、タッチパネル、クリアキーやその他の各種操作キー、を備えており、それぞれのキーの操作指示をＣＰＵ１に出力すると共に、ＣＰＵ１の制御の下、タッチパネルに種々の画面を表示する。

次に、画像読取装置１０について図２を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る複合機Ａの画像読取装置１０の構成を示す概略構成図である。
図２に示すように、画像読取装置１０は、自動原稿搬送型読取装置１１、フラットベッド型読取装置１２及び画像読取回路１３（データ生成部）を備えている。

自動原稿搬送型読取装置１１は、原稿トレイ１１ａに載置された原稿束から一枚ずつ原稿を自動搬送しながら原稿の画像を画像データとして読み取る読取装置であり、原稿トレイ１１ａ、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）１１ｂ、原稿排出トレイ１１ｄ及びランプ１１ｅを備えている。

原稿トレイ１１ａは、読取対象の原稿を載置する台である。また、自動原稿搬送型読取装置１１は、原稿トレイ１１ａに載置された原稿束から一枚ずつ原稿を搬送する複数の搬送ローラ（図示略）を備えており、原稿を搬送ローラによって点線で示す原稿搬送経路に沿って搬送して原稿排出トレイ１１ｄに排出する。

ＣＩＳ１１ｂは、原稿の画像を読み取るために上記原稿搬送経路の途中に設けられた密着型イメージセンサ（リニアイメージセンサ）である。このＣＩＳ１１ｂは、原稿から読み取った画像の画像データ（アナログ信号）を画像読取回路１３に出力する。

本実施形態においてＣＩＳ１１ｂは、赤色用ＣＩＳ２０ａと、緑色用ＣＩＳ２０ｂと、青色用ＣＩＳ２０ｃと、黒色用ＣＩＳ２０ｄとから構成されている。
図３の模式図に示すように、赤色用ＣＩＳ２０ａは、赤色光を受光して赤色信号（データ）として出力する赤色用受光素子２１ａ（カラー用受光素子）が主走査方向に一定のピッチｄで配列されて構成されている。
また、緑色用ＣＩＳ２０ｂは、緑色光を受光して緑色信号（データ）として出力する緑色用受光素子２１ｂ（カラー用受光素子）が主走査方向に一定のピッチｄで配列されて構成されている。
また、青色用ＣＩＳ２０ｃは、青色光を受光して青色信号（データ）として出力する青色用受光素子２１ｃ（カラー用受光素子）が主走査方向に一定のピッチｄで配列されて構成されている。
また、黒色用ＣＩＳ２０ｄは、白色光を受光して輝度信号（データ）として出力する黒色用受光素子２１ｄ（モノクロ用受光素子）が主走査方向に一定のピッチｄで配列されて構成されている。なお、黒色用ＣＩＳ２０ｄは、カラーセンサである赤色用ＣＩＳ２０ａ、緑色用ＣＩＳ２０ｂ、及び青色用ＣＩＳ２０ｃよりも高速でデータを出力可能とされている。

これらの赤色用ＣＩＳ２０ａと、緑色用ＣＩＳ２０ｂと、青色用ＣＩＳ２０ｃと、黒色用ＣＩＳ２０ｄとは、図３の模式図に示すように、副走査方向に一定の間隔Ｄにて配列されている。
そして、赤色用ＣＩＳ２０ａと、緑色用ＣＩＳ２０ｂと、青色用ＣＩＳ２０ｃとは、赤色用受光素子２１ａと緑色用受光素子２１ｂと青色用受光素子２１ｃとが主走査方向において合致するように配置されている。
これに対して、黒色用ＣＩＳ２０ｄは、赤色用受光素子２１ａと緑色用受光素子２１ｂと青色用受光素子２１ｃとに対して主走査方向において黒色用受光素子２１ｄが上記ピッチｄの半分（半ピッチ）ずれるように配置されている。

ランプ１１ｅは、原稿に一定強度の照明光（白色光）を照射するものである。そして、ＣＩＳ１１ｂによって、ランプ１１ｅの照明光の反射光が画像信号として読み取られる。

フラットベッド型読取装置１２は、上面に原稿載置台としてのコンタクトガラス（図示略）が嵌め込まれ、原稿搬送経路に沿ってコンタクトガラス上に載置された原稿の画像を読み取るものであり、ランプ１２ａ、ミラー１２ｂ、集光レンズ１２ｃ及びＣＣＤ（Charge Coupled Devices）１２ｄ備えている。

ランプ１２ａは、コンタクトガラス上の原稿の表面に一定強度の照明光（白色光）を走査状に照射するものであり、ミラー１２ｂは、原稿の表面の反射光を集光レンズ１２ｃに向けて反射するものである。

集光レンズ１２ｃは、ミラー１２ｂによって反射された原稿の表面の反射光をＣＣＤ１２ｄの受光面に集光させるものである。

ＣＣＤ１２ｄは、集光レンズ１２ｃによって集光された原稿の表面の反射光を画像データ（アナログ信号）に変換し、画像読取回路１３に出力する。
なお、ＣＣＤ１２ｄも、ＣＩＳ１１ｂと同様にカラーセンサとモノクロセンサとを有する構成を有している。具体的には、ＣＣＤ１２ｄは、赤色用ＣＩＳ２０ａに換えて赤色用ＣＣＤを備え、緑色用ＣＩＳ２０ｂに換えて緑色用ＣＣＤを備え、青色用ＣＩＳ２０ｃに換えて青色用ＣＣＤを備え、黒色用ＣＩＳ２０ｄに換えて黒色用ＣＣＤを備えている。
そして、黒色用ＣＣＤの受光素子が、主走査方向において、赤色用ＣＣＤの受光素子、緑色用ＣＣＤの受光素子及び青色用ＣＣＤの受光素子に対して、半ピッチずれて配置されている。

画像読取回路１３について図４を参照して詳細に説明する。図４は、画像読取回路１３の機能構成を示す機能ブロック図である。なお、図４における太矢印は画像データの入出力を示し、細矢印は制御信号の入出力を示す。

画像読取回路１３は、自動原稿搬送型読取装置１１及びフラットベッド型読取装置１２を制御すると共に入力されたＣＩＳ１１ｂあるいはＣＣＤ１２ｄから入力されたデータをデジタル信号に変換すると共に入力されたデータに対して所定の処理を行うことによって画像データを生成するものである。

この画像読取回路１３は、Ａ／Ｄ変換部１３ａ、画像処理回路１３ｃ、画像メモリ回路１３ｄ、画像読取用ＲＡＭ１３ｅ、画像読取用ＲＯＭ１３ｆ及び画像読取用ＣＰＵ１３ｇを備えている。

Ａ／Ｄ変換部１３ａは、画像読取用ＣＰＵ１３ｇの制御の下、自動原稿搬送型読取装置１１のＣＩＳ１１ｂあるいはフラットベッド型読取装置１２のＣＣＤ１２ｄから入力されるデータ（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を画像処理回路１３ｃに出力する。

画像処理回路１３ｃは、画像読取用ＣＰＵ１３ｇの制御の下、Ａ／Ｄ変換部１３ａから入力されるデータから画像データを生成する。
以下に、画像処理回路１３ｃによる高解像度のモノクロ画像データの生成、高速でのモノクロ画像データの生成、カラー画像データの生成について説明する。なお、以下の説明においては、ＣＩＳ１１ｂからの入力データに基づいて画像データを生成する場合について説明するが、ＣＣＤ１２ｄからの入力データに基づいて画像データを生成する場合であっても画像処理回路１３ｃにおける信号処理は同様となる。

高解像度のモノクロ画像データを生成する場合には、画像処理回路１３ｃは、図５のフローチャートに示すように、まず赤色用ＣＩＳ２０ａの赤色用受光素子２１ａから入力されるデータに含まれる輝度データと、緑色用ＣＩＳ２０ｂの緑色用受光素子２１ｂから入力されるデータに含まれる輝度データと、青色用ＣＩＳ２０ｃの青色用受光素子２１ｃから入力されるデータに含まれる輝度データとを、所定の重み付け係数を用いて加算することによって、第１モノクロ画像を生成する（ステップＳ１）。
また、画像処理回路１３ｃは、黒色用ＣＩＳ２０ｄの黒色用受光素子２１ｄから入力されるデータに基づいて第２モノクロ画像を生成する（ステップＳ２）。この黒色用受光素子２１ｄから入力されるデータに基づく第２モノクロ画像は、黒色用受光素子２１ｄがカラー用受光素子（赤色用受光素子２１ａ、緑色用受光素子２１ｂ、青色用受光素子２１ｃ）に対して主走査方向に半ピッチずれて配置されているため、カラー用受光素子から入力されるデータに基づく第１モノクロ画像に対して、各画素が半ピッチずれたものとなる。
そして、画像処理回路１３ｃは、各画素が半ピッチずれた第１モノクロ画像データと第２モノクロ画像データを合成することによって、高解像度のモノクロ画像データを生成する（ステップＳ３）。

また、高速でモノクロ画像データを生成する場合には、画像処理回路１３ｃは、カラーセンサ（赤色用ＣＩＳ２０ａ，緑色用ＣＩＳ２０ｂ，青色用ＣＩＳ２０ｃ）よりも高速でデータを出力可能な黒色用ＣＩＳ２０ｄからのデータのみに基づいてモノクロ画像データを生成する。

また、カラー画像データを生成する場合には、画像処理回路１３ｃは、赤色用ＣＩＳ２０ａの赤色用受光素子２１ａから入力されるデータに基づいて赤色画像データを生成し、緑色用ＣＩＳ２０ｂの緑色用受光素子２１ｂから入力されるデータに基づいて緑色画像データを生成し、青色用ＣＩＳ２０ｃの青色用受光素子２１ｃから入力されるデータに基づいて青色画像データを生成し、赤色画像データと緑色画像データと青色画像データとを合成することによってカラー画像データを生成する。

そして、画像処理回路１３ｃは、上述のようにして生成した画像データを画像メモリ回路１３ｄに出力する。

画像メモリ回路１３ｄは、画像読取用ＣＰＵ１３ｇの制御の下、画像処理回路１３ｃから入力される画像データの記憶するものである。

画像読取用ＲＡＭ１３ｅは、画像読取用ＣＰＵ１３ｇが制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先に用いられるワーキングメモリである。

画像読取用ＲＯＭ１３ｆは、画像読取用ＣＰＵ１３ｇによって実行される制御プログラムやその他のデータを記憶する不揮発性メモリである。
そして、本実施形態において画像読取用ＲＯＭ１３ｆは、画像処理回路１３ｃにて高解像度のモノクロ画像データの生成するためのプログラム、高速でのモノクロ画像データの生成するためのプログラム、及びカラー画像データの生成するためのプログラム等を記憶している。

画像読取用ＣＰＵ１３ｇは、画像読取用ＲＯＭ１３ｆに記憶されている制御プログラムに基づいて画像読取装置１０の全体動作を制御する。
なお、上記画像処理回路１３ｃの機能を画像読取用ＣＰＵ１３ｇに担わせることも可能である。

そして、このような構成を有する本実施形態の複合機Ａでは、ＣＰＵ１の制御の下、画像形成部７にて画像読取装置１０にて生成された画像データに基づく画像が印刷用紙に印刷されたり、通信Ｉ／Ｆ部８を介して画像データが送信されたりする。

以上のような本実施形態の複合機Ａが備える画像読取装置１０によれば、カラーセンサ（赤色用ＣＩＳ、緑色用ＣＩＳ、青色用ＣＩＳ、赤色用ＣＣＤ、緑色用ＣＣＤ、青色用ＣＣＤ）とモノクロセンサ（黒色用ＣＩＳ、黒色用ＣＣＤ）とが、主走査方向において受光素子ピッチに対して半分ずれて配置されている。このため、カラーセンサのカラー用受光素子からの入力データに対して、モノクロ用受光素子からの入力データが半ピッチずれたものとなる。
したがって、カラーセンサのカラー用受光素子からの入力データによって生成されたモノクロ画像データと、モノクロ用受光素子からの入力データによって生成されたモノクロ画像データとを合成することによって、高解像度のモノクロ画像データを生成することができる。
このように本実施形態の複合機Ａが備える画像読取装置１０によれば、カラーセンサとモノクロセンサとの両方を備える画像読取装置において、新たにリニアイメージセンサを増設することなく、画像データの高解像度化を実現することができる。よって、ラーセンサとモノクロセンサとを備える画像読取装置において、容易に解像度を向上させることが可能となる。

また、本実施形態の複合機Ａが備える画像読取装置１０においては、黒色用ＣＩＳ２０ｄが、カラーセンサ（赤色用ＣＩＳ２０ａ，緑色用ＣＩＳ２０ｂ，青色用ＣＩＳ２０ｃ）よりも高速でデータを出力可能とされている。
このため、黒色用ＣＩＳ２０ｄからの入力データのみに基づいてモノクロ画像データを生成することによって、短時間でモノクロ画像データを生成することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳説したが、具体的な構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において設計変更等が可能である。

例えば、上記実施形態においては、画像読取装置１０及び操作表示部９が複合機Ａに搭載されている構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、複写機等の画像形成装置、ファクシミリ装置あるいはスキャナ装置に用いることも可能である。

また、上記実施形態においては、画像メモリ回路１３ｄに記憶された画像データを画像形成部７における印刷あるいは通信Ｉ／Ｆ部８による送信に用いる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、画像メモリ回路１３ｄに記憶された画像データを、例えば複合機Ａの画像データ記憶部６に記憶させても良い。

本発明の一実施形態である画像読取装置を備える複合機の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態である画像読取装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態である画像読取装置が備えるＣＩＳの模式図である。 本発明の一実施形態である画像読取装置の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態である画像読取装置において高解像度のモノクロ画像データを生成する場合のフローチャートである。

符号の説明

１０……画像読取装置、１１ｂ……ＣＩＳ、２０ａ……赤色用ＣＩＳ（カラーセンサ）、２０ｂ……緑色用ＣＩＳ（カラーセンサ）、２０ｃ……青色用ＣＩＳ（カラーセンサ）、２０ｄ……黒色用ＣＩＳ（モノクロセンサ）、２１ａ……赤色用受光素子（カラー用受光素子）、２１ｂ……緑色用受光素子（カラー用受光素子）、２１ｃ……青色用受光素子（カラー用受光素子）、２１ｄ……黒色用受光素子（モノクロ用受光素子）、１３……画像読取回路（データ生成部）

Claims (3)

1. 原稿の画像を画像データとして読み取る画像読取装置であって、
   主走査方向に等ピッチで配列される複数のカラー用受光素子を備えるカラーセンサと、
   主走査方向に前記カラー用受光素子と同じ等ピッチで配列される複数のモノクロ用受光素子を備えると共に、前記主走査方向において前記カラー用受光素子に対して前記モノクロ用受光素子が半ピッチずれて配置されるモノクロセンサと、
   前記カラー用受光素子からの入力データ及び前記モノクロ用受光素子からの入力データの少なくともいずれかを用いてモノクロ画像データを生成するデータ生成部と
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記カラーセンサとして、前記副走査方向に配列される赤色用カラーセンサ、緑色用カラーセンサ及び青色用カラーセンサを備え、
   前記赤色用カラーセンサの前記カラー用受光素子と、記緑色用カラーセンサの前記カラー用受光素子と、記青色用カラーセンサの前記カラー用受光素子とが前記主走査方向において合致して配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記モノクロセンサは、前記カラーセンサよりも高速でデータを出力可能とされていることを特徴とする請求項１または２記載の画像読取装置。
   
   

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