JP2010171982A - 画像読取装置およびラインセンサ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モアレを低減しつつ、カラー画像の高速読取を実現できる画像読取装置およびラインセンサ駆動方法を提供する。
【解決手段】画像読取装置としてのスキャナＳは、カラーの画像を構成する各色を読取るための複数のラインセンサを有する４ラインＣＣＤセンサ９と、前記４ラインＣＣＤセンサ９を構成する各ラインセンサに対してそれぞれ独立したタイミングでリセット信号を供給するタイミング生成部３２と、前記タイミング生成部３２により独立したタイミングで各ラインセンサに供給したリセット信号に基づいて各ラインセンサが出力される信号を処理する画像処理部３４とを有する。
【選択図】図３

Description

この発明は、たとえば、１つのモノクロ用のラインセンサとカラー用の３つのラインセンサからなる４ラインＣＣＤセンサを有する画像読取装置、および各ラインセンサの駆動方法に関する。

従来、スキャナなどの画像読取装置では、主走査方向に光電変換素子を並べたラインセンサを用いて原稿面の画像を読取っている。近年、画像読取装置に用いられるラインセンサとして、無彩色読取用のラインセンサ（モノクロ用のラインセンサ）と、カラー用の３つのラインセンサ（赤（ＲＥＤ）のラインセンサ、緑（ＧＲＥＥＮ）のラインセンサ、及び、青（ＢＬＵＥ）のラインセンサ）で構成された４ラインＣＣＤセンサが実用化されている。このような４ラインＣＣＤセンサを用いた場合、有彩色のカラー原稿は、受光面に各色のフィルタを配置した３つのラインＣＣＤセンサで読み、無彩色のモノクロ原稿は、受光面に有色フィルタを配置しないラインセンサで読取る。

このような４ラインＣＣＤセンサでは、通常、３ラインＣＣＤセンサによるカラーでの読取がモノクロに対して低速である。また、カラーでの高速読取のために、カラーの読取解像度を低下させると、原稿における画像の線数とスクリーン角との関係からモアレが生じ易くなるということがある。特に、カラー画像の電子ファイリングでは、データ量を削減し、かつ、処理を高速で行うために、カラーの読取解像度を低く設定することが多い。このため、スキャナによるカラー画像の読取では、効率的にモアレを低減する技術が要望されている。

たとえば、４ラインＣＣＤセンサを用いた画像読取装置に関する技術としては、モノクロ読取を高速化し、カラー読取は高精細化する技術がある（例えば、特許文献１）。しかしながら、特許文献１には、カラー画像を高速に読取りつつ、モアレを低減するという点については考慮されていない。また、カラー用の３つのラインセンサからのＲ、Ｇ、Ｂ信号を加算することにより、高速化を図る技術も開示されている（特許文献２）。しかしながら、特許文献２の技術では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号をサンプリングするタイミングが同一となるため、上述したようなモアレの発生を抑制することができないという問題点がある。

この発明の一形態は、モアレを低減しつつ、カラー画像の高速読取を実現できる画像読取装置およびラインセンサ駆動方法を提供することを目的とする。

この発明の一形態としての画像読取装置は、原稿画像を読取るものにおいて、カラーの画像を構成する各色を読取るための複数のラインセンサを有するカラーラインセンサと、前記カラーラインセンサを構成する各ラインセンサに対してそれぞれ独立したタイミングでリセット信号を供給するタイミング生成手段と、前記タイミング生成手段により独立したタイミングで各ラインセンサに供給したリセット信号に基づいて各ラインセンサが出力される信号を処理する画像処理手段とを有する。

この発明の一形態としてのラインセンサ駆動方法は、原稿画像を読取る画像読取装置に用いられ、カラーの画像を構成する複数色を読取るための複数のラインセンサを有するカラーラインセンサを駆動するための方法であって、前記カラーラインセンサを構成する各ラインセンサに対してそれぞれ独立したタイミングでリセット信号を供給し、前記独立したタイミングで各ラインセンサに供給したリセット信号に基づいて各ラインセンサが出力される信号を処理する。

この発明の一形態によれば、モアレを低減しつつ、カラー画像の高速読取を実現できる画像読取装置およびラインセンサ駆動方法を提供できる。

図１は、画像読取装置としてのスキャナの構成例を示す断面図である。 図２は、スキャナを有するデジタル複合機の構成例を概略的に示すブロック図である。 図３は、スキャナにおける制御系の構成例を示すブロック図である。 図４は、４ラインＣＣＤセンサの動作を説明するための図である。 図５は、４ラインＣＣＤセンサを構成する各ラインセンサの構成例を示す図である。 図６は、カラー用の３つのラインセンサに共通のリセット信号を与えた場合のタイミングチャートを示すものである。 図７は、カラー用の３つのラインセンサに異なるリセット信号を与えた場合のタイミングチャートを示すものである。 図８は、原稿としての印刷物における線数とスクリーン角との例を示す図である。 図９は、ラインセンサへのリセット信号を制御する高画質読取モードによる原稿の読取処理の流れを説明するためのフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
まず、この発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成例について概略的に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像読取装置の構成例を示す断面図である。
図１に示すように、画像読取装置としてのスキャナＳは、光源１、リフレクタ２、第１ミラー３、第１キャリジ４、第２ミラー５、第３ミラー６、第２キャリジ７、集光レンズ８、４ラインＣＣＤセンサ９、ＣＣＤセンサ基板１０、制御基板１１、白基準板１２、原稿ガラス１３、および原稿カバー１４を有する。また、光源１、リフレクタ２および第１ミラー３は、第１キャリジ４に搭載される。第２ミラー５および第３ミラー６は、第２キャリジ７に搭載される。第１キャリジ４及び第２キャリジ７は、後述する駆動系制御部３７より駆動制御されるモータ３８により副走査方向に移動される。第１キャリジ４は、第２キャリジ７の速度に対して２倍の速度で移動する。

光源１は、原稿の読取面に照射される光を発する。光源１は、後述する光源制御部３６により発光が制御される。リフレクタ２は、光源１から発せられた光を原稿の読取面に集光する。原稿の読取面からの反射光は、第１ミラー３により第２ミラー５へ導かれる。第２ミラー５は、第１ミラー３からの光をさらに第３ミラー６へ導く。第３ミラー６は、第１ミラー３及び第２ミラー５により導かれた原稿の読取面からの反射光を集光レンズ８へ導く。集光レンズ８は、第１、第２及び第３ミラー３、５、６により導かれた原稿の読取面からの反射光を集光し、４ラインＣＣＤセンサ９の受光面に結像する。

また、４ラインＣＣＤセンサ９は、モノクロ用のラインセンサ（黒（ＢＬＡＣＫ）のラインセンサ）と、カラー用の３つのラインセンサ（青（ＢＬＵＥ）のラインセンサ、緑（ＧＲＥＥＮ）のラインセンサ、赤（ＲＥＤ）のラインセンサ）とにより構成される。４ラインＣＣＤセンサ９の構成については後述する。４ラインＣＣＤセンサ９は、ＣＣＤセンサ基板１０上に実装される。ＣＣＤセンサ基板１０は、制御基板１１に接続される。

白基準板１２は、原稿の読み取り画像データに対する白の基準となるものである。白基準板１２は、副走査方向において原稿ガラス１３の手前に設置される。原稿ガラス１３には、光源１側が読取面となる状態で原稿Ｏが載置される。原稿カバー１４は、原稿ガラス１３上に載置された原稿Ｏが浮かないように固定するためのものである。原稿カバー１４は、原稿ガラス１３上に置かれた原稿Ｏの読取り面が原稿ガラス１３に密着するように押さえつける。

次に、図１に示すように構成されるスキャナＳの動作を概略的に説明する。
光源１から照射された光は、原稿ガラス１３を透過し、原稿Ｏに照射される。光源１から照射される光の配光は、一様でなく、原稿Ｏ上の照度に配光ムラが生じてしまう。このため、リフレクタ２は、光源１からの光を反射させて、原稿Ｏに照射することで、原稿Ｏ上の配光を一様にする。原稿Ｏからの反射光は、第１ミラー３、第２ミラー５、および第３ミラー６を介して、集光レンズ８を透過し、４ラインＣＣＤセンサ９の受光面に結像される。ＣＣＤセンサ基板１０上に実装されている４ラインＣＣＤセンサ９は、制御基板１１から入力される各種の制御信号により制御される。制御基板１１の詳細は、図２を用いて後述する。

また、４ラインＣＣＤセンサ９の構成の詳細は後述するが、４ラインＣＣＤセンサ９から出力されるアナログ信号は、各光電変換部の変換効率のばらつきによる高周波歪と集光レンズ８を用いた縮小光学系であることに起因する収差からなる低周波歪とを含んでいる。このため、正規化補正を行うためには、基準となるデータが必要となる。図１においては、その基準データは、白基準板１２を読取った際の画像データとする。

次に、上記画像読取装置としてのスキャナＳを搭載した画像形成装置としてのデジタル複合機の構成例について説明する。
図２は、スキャナＳを有するデジタル複合機の構成例を概略的に示すブロック図である。
図２に示すように、デジタル複合機Ｃは、画像読取装置（スキャナ）Ｓ、システム制御部２１、コントロールパネル２２、記憶装置２３、画像処理部２４、および画像形成部（プリンタ）２５、ＦＡＸインターフェース２６、およびネットワークインターフェース２７などを有する。

システム制御部２１は、当該デジタル複合機Ｃ全体を統括的に制御するものである。システム制御部２１には、当該デジタル複合機Ｃ内の主要な各部が接続される。コントロールパネル２２は、ユーザに案内を報知したり、ユーザからの操作を受け付けたりするものである。コントロールパネル２２は、たとえば、ハードキー群とタッチパネル内蔵の表示装置などにより構成される。また、コントロールパネル２２では、たとえば、後述する原稿モードのユーザによる選択などが入力される。コントロールパネル２２に入力された情報は、システム制御部２１へ通知される。記憶装置２３は、画像情報などを格納する記憶媒体である。たとえば、上記画像読取装置Ｓで読取った画像データは、記憶装置２３に格納される。画像処理部２４では、取得した画像データに対する画像処理を行う。たとえば、画像処理部２４は、スキャナＳから取得した画像データを画像形成部２５での画像形成に適した印刷用の画像に変換する画像処理を行う。たとえば、画像処理部２４は、色変換処理、色補正、画像縮小拡大等などの各種の画像処理を行う。

画像形成部２５は、用紙などの被画像形成媒体に画像を形成するためのユニットである。画像形成部２５は、様々な画像形成方式のプリンタが適用可能である。たとえば、画像形成部２５には、電子写真方式のプリンタ、インクジェット方式のプリンタ、あるいは熱転写方式のプリンタなどが適用可能である。電子写真方式のプリンタである場合、画像形成部２５は、画像データに応じてレーザ光を発生させるレーザ光学系、このレーザ光を受けて画像が形成される像担持体としての感光体ドラム、感光体ドラム上の画像を現像する現像器、現像器により原稿された画像を用紙上に転写する転写部、転写した画像を用紙に定着させる定着部などにより構成される。また、画像形成部２５は、各色（例えば、イエロー（ＹＥＬＬＯＷ）、マゼンタ（ＭＡＧＥＮＴＡ）、シアン（ＣＹＡＮ）、黒（ＢＬＡＣＫ））の画像を重ねて印刷することにより、用紙上にカラー画像を形成する。

また、ＦＡＸインターフェース２６およびネットワークインターフェース２７は、スキャナＳにより読取った画像を画像データを外部へ送信するためのインターフェースである。ＦＡＸインターフェース２６は、公衆電話回線を介してファクシミリ通信を行うためのユニットである。ＦＡＸインターフェース２６は、スキャナＳにより読取った原稿の画像データをＦＡＸ送信する。ネットワークインターフェース２７は、ネットワーク通信を行うためのインターフェースである。ネットワークインターフェース２７は、ネットワークを介して接続されているＰＣなどへスキャナＳにより読取った原稿の画像データを送信する。

次に、上記画像読取装置としてのスキャナＳにおける制御系の構成について説明する。
図３は、画像読取装置としてのスキャナＳにおける制御系の構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、制御基板１１は、ＣＰＵ３１、タイミング生成部３２、アナログ処理部３３、および画像処理部３４などを有する。さらに、制御基板１１には、ＣＣＤセンサ基板１０、光電制御部３６、駆動系制御部３７、およびインターフェース３９が接続される。

ＣＰＵ３１は、スキャナＳ全体の制御を司るものである。たとえば、ＣＰＵ３１は、タイミング生成部３２によりＣＣＤセンサ基板１０に実装されるＣＣＤセンサ制御部３５へ供給する各種の制御信号の出力タイミングを設定したり（設定手段）、光源制御部３６により光源１の発光制御を行ったり、駆動系制御部３７により第１キャリジ４および第２キャリジ７を移動させるためのモータ３８を駆動制御したり、原稿における画像の線数および各印刷色のスクリーン角を判定したり（判定手段）する。また、デジタル複合機Ｃにおいては、ＣＰＵ３１は、システム制御部２１からの命令を受けてスキャナＳ内における各部の制御を行う。

上記タイミング生成部３２は、各種を出力するタイミングを制御するタイミング生成手段として機能するものである。タイミング生成部３２は、各ラインセンサを駆動させるための各種の信号を出力するタイミングを制御する。たとえば、タイミング生成部３２は、ＣＰＵ３１により設定されるタイミングで各ラインセンサへそれぞれリセット信号を出力する。アナログ処理部３３は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。アナログ処理部３３は、４ラインＣＣＤセンサ９からのアナログ信号を処理し、アナログ信号をデジタル信号に変換する。アナログ処理部３３は、デジタル信号を画像処理部３４へ出力する。

画像処理部３４は、スキャナＳ内での画像処理を行うものである。画像処理部３４は、各ラインセンサからの出力として、アナログ処理部３３から出力されるデジタル信号に対して画像処理を施す。画像処理部３４は、たとえば、上述した高周波及び低周波歪を補正するシェーディング補正、後述する複数のリセット信号に応じた主走査方向における各画素の位置ズレを補正する位置合せ処理、あるいは、複数のラインセンサ間における副走査方向における各ラインの位置ズレを補正するためのライン間補正処理等の画像補正を行う。また、画像処理部３４は、画像データを保存するための画像メモリ３４ａを有する。たとえば、画像処理部３４は、ライン間補正処理を行う際にライン単位で画像データを遅延させるためのラインメモリなどを有する。

また、画像処理部３４は、スキャナＳによる原稿の読み取り結果としての画像データを出力するためのインターフェース３９に接続されている。インターフェース３９は、画像処理部３４により処理したスキャン画像を外部へ出力するためのものである。たとえば、インターフェース３９は、画像処理部２４、画像形成部２５、ＦＡＸインターフェース２６、あるいは、ネットワークインターフェース２７へ画像データを出力する。

また、ＣＣＤセンサ基板１０は、４ラインＣＣＤセンサ９、およびＣＣＤセンサ制御部３５が搭載される。ＣＣＤセンサ制御部３５は、４ラインＣＣＤセンサ９の動作を制御するものである。ＣＣＤセンサ制御部３５は、タイミング生成部３２からの各種の制御信号に応じた信号を４ラインＣＣＤセンサ９の各部に供給することにより、ラインＣＣＤセンサ９の動作を制御する。

次に、４ラインＣＣＤセンサ９の構成について説明する。
図４は、スキャナＳとしての画像読取装置が有する４ラインＣＣＤセンサの構成例を示す図である。
図４に示すように、赤（ＲＥＤ）のラインセンサＲは、ＲＥＤフォトダイオードアレイＲ１、シフトゲートＲ２、アナログシフトレジスタＲ３、および出力アンプＲ４を有する。ＲＥＤフォトダイオードアレイＲ１は、ＲＥＤの有色フィルタ（図示せず）を受光面上に配置したフォトダイオードにより構成される。ＲＥＤフォトダイオードアレイＲ１は、リセット信号ＲＳ１によりリセットされた後、光電変換によって、受光した光量を電荷量に変換し、各フォトダイオードに電荷を蓄積する。蓄積された電荷は、シフトゲートＲ２に印加する制御信号ＳＨ１によりシフトゲートＲ２を通り、アナログシフトレジスタＲ３に転送される。アナログシフトレジスタＲ３に転送された電荷は、サンプル信号φにより順次後段の出力アンプＲ４の方に移動し、出力アンプＲ４から外部に出力される。そのときの出力信号をＯＵＴＲＤとする。

同様に、緑（ＧＲＥＥＮ）のラインセンサＧは、ＧＲＥＥＮフォトダイオードアレイＧ１、シフトゲートＧ２、アナログシフトレジスタＧ３、および出力アンプＧ４を有する。ＧＲＥＥＮフォトダイオードアレイＧ１は、ＧＲＥＥＮの有色フィルタ（図示せず）を受光面上に配置したフォトダイオードにより構成される。ＧＲＥＥＮフォトダイオードアレイＧ１は、リセット信号ＲＳ２によりリセットされた後、光電変換によって、受光した光量に応じてこれを電荷量に変換し、各フォトダイオードに電荷を蓄積する。蓄積された電荷は、シフトゲートＧ２に印加する制御信号ＳＨ２によりシフトゲートＧ２を通り、アナログシフトレジスタＧ３に転送される。アナログシフトレジスタＧ３に転送された電荷は、サンプル信号φにより順次後段の出力アンプＧ４の方に移動し、出力アンプＧ４から外部に出力される。そのときの出力信号をＯＵＴＧＲとする。

同様に、青（ＢＬＵＥ）のラインセンサＢは、ＢＬＵＥフォトダイオードアレイＢ１、シフトゲートＢ２、アナログシフトレジスタＢ３、および出力アンプＢ４を有する。ＢＬＵＥフォトダイオードアレイＢ１は、ＢＬＵＥの有色フィルタ（図示せず）を受光面上に配置したフォトダイオードにより構成される。ＢＬＵＥフォトダイオードアレイＢ１は、リセット信号ＲＳ３によりリセットされた後、光電変換によって、受光した光量を電荷量に変換し、各フォトダイオードに電荷を蓄積する。蓄積された電荷はシフトゲートＢ２に印加する制御信号ＳＨ３によりシフトゲートＢ２を通りアナログシフトレジスタＢ３に転送される。アナログシフトレジスタＢ３に転送された電荷は、サンプル信号φにより順次後段の出力アンプＢ４の方に移動し、出力アンプＢ４から外部に出力される。

同様に、モノクロ（ＢＬＡＣＫ）のラインセンサＫは、ＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイＫ１、シフトゲートＫ２、アナログシフトレジスタＫ３、出力アンプＫ４、シフトゲートＫ５、アナログシフトレジスタＫ６、および出力アンプＫ７を有する。ＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイＫ１は、有色フィルタを受光面上に配置しないフォトダイオードにより構成される。ＢＬＡＣＫフォトダイオードアレイＫ１は、リセット信号ＲＳ４によりリセットされた後、光電変換によって、受光した光量を電荷量に変換し、各フォトダイオードに電荷を蓄積する。蓄積された電荷の奇数画素目の電荷は、シフトゲートＫ２に印加する制御信号ＳＨ４によりシフトゲートＫ２を通りアナログシフトレジスタＫ３に転送され、偶数画素目の電荷はシフトゲートＫ５に印加する制御信号ＳＨ４により、シフトゲートＫ５を通りアナログシフトレジスタＫ６に転送される。アナログシフトレジスタＫ３に転送された電荷は、サンプル信号φにより順次後段の出力アンプＫ４の方に移動し、出力アンプＫ４から外部に出力される。そのときの出力信号をＯＵＴＫＯ（ＢＬＡＣＫのＯＤＤ画素）とする。又、アナログシフトレジスタＫ６に転送された電荷は、サンプル信号φにより順次後段の出力アンプＫ７の方に移動し、出力アンプＫ７から外部に出力される。そのときの出力信号をＯＵＴＫＥ（ＢＬＡＣＫのＥＶＥＮ画素）とする。

上記のように、本実施の形態の４ラインＣＣＤセンサ９において、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂ、ＫのフォトダイオードアレイＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｋ１は、それぞれＣＣＤセンサ制御部３５から供給されるリセット信号によりリセットされる。本実施の形態において、ＣＣＤセンサ制御部３５は、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂ、Ｋに供給する各リセット信号ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３、ＲＳ４をそれぞれ制御することが可能である。

次に、４ラインＣＣＤセンサ９の各ラインセンサにおける各画素の構成例について説明する。
図５は、各ラインセンサにおける画素面積の関係を示す図である。図５に示すように、ＲＥＤフォトダイオードアレイＲ１、ＧＲＥＥＮフォトダイオードＧ１、ＢＬＵＥフォトダイオードＢ１、およびＢＬＡＣＫフォトダイオードＫ１の各画素は、それぞれサイズが異なっている。ＲＥＤフォトダイオードアレイＲ１、ＧＲＥＥＮフォトダイオードＧ１およびＢＬＵＥフォトダイオードＢ１の各画素は、主走査方向のサイズが同様であるが、ＢＬＡＣＫフォトダイオードＫ１の各画素は、主走査方向におけるサイズがＲＥＤフォトダイオードアレイＲ１、ＧＲＥＥＮフォトダイオードＧ１、あるいはＢＬＵＥフォトダイオードＢ１の各画素と異なっている。

たとえば、ＢＬＡＣＫフォトダイオードＫ１の各画素のサイズをａ×ｃｋ、ＢＬＵＥフォトダイオードＢ１の各画素のサイズをａ×ｃｂ、ＧＲＥＥＮフォトダイオードＧ１の各画素のサイズをａ×ｃｇ、および、ＲＥＤフォトダイオードアレイＲ１の各画素のサイズをｂ×ｃｒとすると、各画素サイズの条件は、ａ≧ｂ、ｃｂ≧ｃｋ、ｃｇ≧ｃｋ、ｃｒ≧ｃｋを満たすものである。

すなわち、図５に示す構成例において、カラー用の各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂの各画素は、モノクロ用のラインセンサの各画素に比べて主走査方向のサイズが小さい。これは、主走査方向におけるカラー用の各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂの画素数がモノクロ用のラインセンサの画素数よりも多く、主走査方向におけるカラーラインセンサの解像度がモノクロラインセンサ以上であることを意味している。ただし、カラー用の各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂでは、フォトダイオードの受光面上に有色フィルタが配置されるため、モノクロ用のラインセンサよりも受光する光量が低減される。このため、図５に示す構成例では、副走査方向において、カラー用の各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂにおける各画素の副走査方向のサイズを、モノクロ用のラインセンサにおける各画素の副走査方向のサイズよりも大きくしている。

次に、カラー用の３つのラインセンサの駆動タイミングについて説明する。
図６は、カラー用の３つのラインセンサに共通のリセット信号を与えた場合のタイミングチャートを示すものである。図７は、カラー用の３つのラインセンサに異なるタイミングでリセット信号を与えた場合のタイミングチャートを示すものである。
まず、図６に示すように、カラー用の３つのラインセンサに共通のリセット信号を与えた場合、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂは、それぞれ同じタイミングで信号を出力する。このように、３つのラインセンサが同じタイミングで信号を出力すると、読み取り結果には、モアレが出現し易くなる。特に、低解像度で画像を読取ると、周期的な濃淡が強調され易くなり、モアレが出現し易くなる。

原稿を高い解像度でカラーで読取ると、データ量が大きく、処理が遅くなる。このため、一般的には、カラーで原稿を読取る場合、低解像度で読取処理を実行することが多い。たとえば、原稿の画像を電子ファイリング（保管）することが目的である場合、解像度を低く設定して、高速でカラー読取りを行うことが多い。低解像度でカラー読取りを行う場合、カラー用の３つのラインセンサに与えるリセット信号を共通（同じタイミング）とすると、上述した理由により、モアレが生じ易くなる。

上述したように、スキャナＳでは、タイミング生成部３２により各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂに与えるリセット信号をそれぞれ独立のタイミングとすることが可能である。図７に示すタイミングチャートでは、カラー用の３つのラインセンサにそれぞれが異なるタイミングとなるリセット信号を与えている。
図７に示すタイミングチャートでは、図６に示すタイミングチャートに比べて、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂに与えるリセット信号を間引くことにより、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂに与えるリセット信号のタイミングを変えている。図７に示す例では、ＢＬＵＥのラインセンサＢ、ＧＲＥＥＮのラインセンサＧ、ＲＥＤのラインセンサＲの順に、読取信号が出力されるようになっている。また、図７に示すタイミングチャートでは、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂに与えれるリセット信号が間引かれるため、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂが蓄える電荷が重畳される。つまり、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂでは、リセット信号が間引かれる分だけ長く光を受光することが可能となる。この結果として、リセット信号を間引くことで、カラー用の各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂでは、小さい画素サイズでもダイナミックレンジを確保することができる。

図７に示すように、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂに異なるタイミングでリセット信号を供給する場合、画像処理部３４は、主走査方向における各ラインセンサの出力信号の位置合せ補正を行うようにしても良い。すなわち、画像処理部３４は、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂへ供給したリセット信号のタイミングに基づいて、アナログ処理部３３を介して各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂから供給される信号を補正する。これにより、異なるタイミングでリセットされた信号の位置合せが可能となる。なお、画像処理部３４は、４ラインＣＣＤセンサ９における各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂ、Ｋの副走査方向における位置関係に基づいて、ライン間補正を行う機能も有している。

また、図７に示すタイミングチャートでは、ＢＬＡＣＫのラインセンサＫについては、記載していないが、一般な４ラインＣＣＤセンサでは、カラー読み取りの場合にもモノクロ用のラインセンサが動作していることが多い。モノクロ用のラインセンサとカラー用の複数のラインセンサとが同一チップ内に並べられた４ラインＣＣＤセンサ９のような構成では、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂの出力信号は、微弱なアナログ信号であるため、他のラインセンサの影響を受けやすい。たとえば、図６及び図７に示すように、リセット信号に伴うリセットノイズ、あるいはサンプル信号φによる誘導ノイズなどがノイズの要因として想定される。

このため、本スキャナＳでは、カラー用の３つのラインセンサで原稿をカラー画像で読取る場合、モノクロ用のラインスキャナからのノイズを低減させるため、モノクロ用のラインスキャナからの出力信号を無効化するようにしても良い。たとえば、モノクロ用のラインスキャナへの制御信号を完全に停めることができない場合、モノクロ用のラインスキャナからの出力信号を無効化する手段として、モノクロ用のラインスキャナのシフトゲートを開放（光蓄積しない）状態で固定するようにしても良い。

次に、原稿における画像の線数とスクリーン角とについて説明する。
読み取り対象物としての原稿が印刷物であれば、原稿に印刷されている画像は、特定の線数で各画素が印刷されている。また、一般に、カラー画像である場合、カラーを構成する各印刷色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン）の画素は、それぞれが異なるスクリーン角で印刷される。このような各印刷色のスクリーン角は、印刷結果において各色を視覚的に混合させるための手法である。

図８は、線数が１５０線で、かつ、スクリーン角が１５度の例を示す図である。
印刷物の線数は、１インチ（２５．４ｍｍ）に幾つのラインペアが打てるかを示す周期である。図８に示す例において、印刷線は、１５０線である。つまり、図８に示す例では、各画素は、１インチ（２５．４ｍｍ）に１５０ラインペアが打てる周期で行方向の各画素が印刷されている。また、スクリーン角は、主走査方向に対する画素行の傾きを示している。言い換えれば、スクリーン角は、印刷線の主走査方向に対する傾きを示している。図８に示す例では、スクリーン角は、１５度である。つまり、図８に示す例では、各画素行が主走査方向に対して１５度傾いて印刷されている。

上記のように、印刷物の線数とスクリーン角とが判別されると、当該印刷物における主走査方向の網点ピッチが算出できる。たとえば、スクリーン角が「θ」である場合の主走査方向の網点ピッチ（ａθ）は、以下の式により算出される。

ａθ＝線数に対応する線間の長さ×ｃｏｓ（θ）
従って、図８に示すように、線数が１５０線で、かつ、スクリーン角が１５度である印刷物では、主走査方向における網点のピッチ（ａ１５）は、以下のように算出される。

ａθ＝８４．６７ｕｍ×ｃｏｓ（１５°）
＝８１．７８ｕｍ
なお、上記式によれば、最大は、ＣＯＳ（０°）である。

上記のような印刷物であれば、原稿の画像を読取った結果から線数とスクリーン角とが算出できる。たとえば、書籍あるいは新聞等の低解像度の原稿では、線数が１００線以下となっているものが多い。また、カラーカタログ等の高解像度の原稿では、線数が２００線以上となっているものが多い。さらに、一般的なプリンタなどで印刷される印刷物では、線数が１３３〜１７５線であるものが多い。このような原稿における線数とスクリーン角とが判定できれば、モアレの発生を予測することができ、モアレを回避するためのリセット信号の設定が可能となる。

次に、カラー用の各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂへのリセット信号を制御して原稿画像を読取る場合の動作について説明する。
図９は、カラー用の各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂへのリセット信号を制御することによりモアレを低減させる読取モードによる原稿の読取処理の流れを説明するためのフローチャートである。ここで、カラー用の各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂへのリセット信号を制御することによりモアレを低減させる読取モードを高画質読取モードとも称するものとする。

まず、原稿の読み取りが指示された場合、ＣＰＵ３１は、原稿の読み取りモードがモアレを低減させるための高画質読取モードであるか否かを判断する（Ｓ１１）。モアレ低減の高画質読取モードでないと判断した場合（Ｓ１１、ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、デフォルト値として設定されている基準のタイミングを各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂへのリセット信号の出力タイミングをセットし（Ｓ１２）、原稿の読取を開始する。たとえば、高画質読取モードでない場合、ＣＰＵ３１は、図６に示すように、カラー用の３つのラインセンサＲ、Ｇ、Ｂへの各リセット信号を共通のタイミングで出力するようにしても良い。

モアレ低減の高画質読取モードであると判断した場合（Ｓ１１、ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、原稿モードの設定を自動で実行するか手動の設定に従うかを判断する（Ｓ１３）。原稿モードの設定を手動で行うと判断した場合（Ｓ１３、手動）、ＣＰＵ３１は、ユーザが指定する原稿モードの設定に従って原稿モードを設定する（Ｓ１４）。たとえば、ユーザは、コントロールパネルにより原稿モードを指定する。ここでは、ユーザが手動で選択可能な原稿モードには、カラー用の３つのラインセンサに対するリセット信号の出力タイミングが予め設定されているものとする。

たとえば、原稿モードとしてユーザが複数の解像度（例えば、低解像度モード、通常モードおよび高解像度モード）から原稿の解像度を選択する場合、選択可能な各解像度に対応したカラー用の３つのラインセンサＲ、Ｇ、Ｂに対するリセット信号の出力タイミングが予め設定される。これにより、ＣＰＵ３１は、ユーザが選択した原稿モードに応じたカラー用の３つのラインセンサＲ、Ｇ、Ｂに対するリセット信号の出力タイミングを判定し、判定した各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂへのリセット信号の出力タイミングをタイミング生成部３２にセットし（Ｓ１５）、原稿の読取を開始する。

また、原稿モードの設定を自動で行うと判断した場合（Ｓ１３、自動）、ＣＰＵ３１は、原稿面の画像をプリスキャンする（Ｓ１６）。このプリスキャンでは、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂが所定の解像度で原稿画像を読取る。また、プリスキャンにおいては、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂに与えるリセット信号は共通のタイミングで良い。なお、プリスキャンでは、原稿モードを設定するための情報が得られれば良いため、全原稿を読取る必要がないことも多い。このため、プリスキャンでは、たとえば、１頁目の原稿のみを読取りようにしても良いし、原稿の一部のみを読取るようにしても良い。

原稿の画像をプリスキャンすると、ＣＰＵ３１は、プリスキャンした原稿の画像を画像データとして記憶装置２３あるいは画像メモリ３４ａに一時的に格納する（Ｓ１７）。画像メモリにプリスキャンした画像データを格納すると、ＣＰＵ３１は、当該画像メモリに格納した画像データにおける各印刷色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の周期をそれぞれ検出する（Ｓ１８）。各印刷色の周期を検出すると、ＣＰＵ３１は、それらの周期から周期の最大のものを基本線数に設定することにより印刷線数を算出する（Ｓ１９）。印刷線数を算出すると、ＣＰＵ３１は、各印刷色のスクリーン角を算出する（Ｓ２０）。各印刷色のスクリーン角を算出すると、ＣＰＵ３１は、算出した線数と各印刷色のスクリーン角とを補色データ補正値として図示しない内部メモリに保存する（Ｓ２１）。

原稿における補色データ補正値が特定されると、ＣＰＵ３１は、原稿における補色データ補正値とカラー用の３つのラインセンサとの相関関係に基づいて、モアレが低減される各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂへのリセット信号の出力タイミングを判定し、判定した各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂへのリセット信号の出力タイミングをタイミング生成部３２にセットし（Ｓ２２）、原稿の読取を開始する。たとえば、ＣＰＵ３１は、原稿における補色データ補正値とカラー用の３つのラインセンサと関係により、モアレが出現しやい原稿あるいは箇所（画像領域）が算出可能である。このようなモアレが出現しやすい原稿あるいは箇所については、各ラインセンサＲ、Ｇ、Ｂへのリセット信号を間引いて信号の出力タイミングをずらすことにより、モアレを低減することが可能となる。

上記のように、本実施の形態のスキャナでは、カラー画像を読取るための複数色のラインセンサに対してそれぞれ独立したタイミングでリセット信号を供給し、独立したタイミングで各ラインセンサに供給したリセット信号に基づいて各ラインセンサが出力される画像信号を処理する。これにより、本スキャナによれば、モアレを低減しつつ、カラー画像の高速読取を実現できる。

また、本実施の形態のスキャナでは、プリスキャンした原稿画像に基づいて原稿における画像の線数とスクリーン角とを判定し、判定した原稿における線数とスクリーン角とに応じて各ラインセンサに供給するリセット信号のタイングを制御するようにしたものである。これにより、印刷物に状態に応じて効率的にモアレを低減できるリセット信号の制御が可能となる。

また、本実施の形態のスキャナでは、ユーザが選択した原稿の読取モード（例えば、原稿の解像度）に応じて各ラインセンサに供給するリセット信号のタイングを制御するようにしたものである。これにより、ユーザが指定した原稿モードに応じて効率的にモアレを低減できるリセット信号の制御が可能となる。

また、本実施の形態のスキャナは、モノクロ用のラインセンサとカラー用の３つのラインセンサとからなる４ラインＣＣＤセンサを有し、原稿をカラーで読取る場合、モノクロ用のラインセンサのシフトゲートを開放状態で固定することによりモノクロ用のラインセンサによる画像の読取りを無効にするようにしたものである。これにより、モノクロ用のラインセンサの駆動によってカラー用の３つのラインセンサの出力信号にノイズが生じることを防止できる。

Ｓ…スキャナ、Ｏ…原稿、Ｃ…デジタル複合機、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｋ…ラインセンサ、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｋ１…フォトダイオードアレイ、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、Ｋ２、Ｋ５…シフトゲート、Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３、Ｋ３、Ｋ６…アナログシフトレジスタ、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｋ４、Ｋ７…出力アンプ、ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＨ３、ＳＨ４…制御信号ＳＨ、ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３、ＲＳ４…リセット信号、９…ＣＣＤセンサ、１０…ＣＣＤセンサ基板、１１…制御基板、２１…システム制御部、２２…コントロールパネル、２３…記憶装置、２４…画像処理部、２５…画像形成部、３１…ＣＰＵ、３２…タイミング生成部、３３…アナログ処理部、３４…画像処理部、３５…ＣＣＤセンサ制御部。

特開２００４−８０５３７号公報 特開２００６−３１９６０７号公報

Claims (7)

1. 原稿画像を読取る画像読取装置において、
   カラーの画像を構成する各色を読取るための複数のラインセンサを有するカラーラインセンサと、
   前記カラーラインセンサを構成する各ラインセンサに対してそれぞれ独立したタイミングでリセット信号を供給するタイミング生成手段と、
   前記タイミング生成手段により独立したタイミングで各ラインセンサに供給したリセット信号に基づいて各ラインセンサが出力される信号を処理する画像処理手段と、
   を有することを特徴とする画像読取装置。
2. さらに、原稿における画像の線数とスクリーン角とを判定する判定手段と、
   前記判定手段により判定した原稿における線数とスクリーン角とに応じて前記タイミング生成手段が各ラインセンサに供給するリセット信号のタイミングを設定する設定手段と、を有する、
   ことを特徴とする前記請求項１に記載の画像読取装置。
3. さらに、原稿の読取モードを選択するための操作手段と、
   前記操作手段により選択された原稿の読取モードに応じて前記タイミング生成手段が各ラインセンサに供給するリセット信号のタイミングを設定する設定手段と、を有する、
   ことを特徴とする前記請求項１に記載の画像読取装置。
4. さらに、前記原稿における画像の解像度を選択するための操作手段と、
   前記操作手段により選択された原稿における画像の解像度に応じて前記タイミング生成手段が各ラインセンサに供給するリセット信号のタイミングを設定する設定手段と、を有する、
   ことを特徴とする前記請求項１に記載の画像読取装置。
5. さらに、画素をモノクロで読取るためのモノクロ読取用のモノクロラインセンサを有し、
   前記カラーラインセンサを構成する各ラインセンサは、主走査方向における画素数が前記モノクロラインセンサよりも多い、
   ことを特徴とする前記請求項１に記載の画像読取装置。
6. さらに、前記カラーラインセンサで原稿画像を読取る場合に、前記モノクロラインセンサによる画素の読取りを無効にする無効化手段を有する、
   ことを特徴とする前記請求項５に記載の画像読取装置。
7. 原稿画像を読取る画像読取装置に用いられ、カラーの画像を構成する複数色を読取るための複数のラインセンサを有するカラーラインセンサを駆動するためのラインセンサ駆動方法であって、
   前記カラーラインセンサを構成する各ラインセンサに対してそれぞれ独立したタイミングでリセット信号を供給し、
   前記独立したタイミングで各ラインセンサに供給したリセット信号に基づいて各ラインセンサが出力される信号を処理する、
   ことを特徴とするラインセンサ駆動方法。

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