JP3771662B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば、複写機やファクシミリなどに使用される画像読み取り装置に関し、より詳しくは、周囲温度等によって光量が変化する蛍光灯などの光源を用いて、大量の原稿を連続して読み取るような画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像読み取り装置としては、光源の光量の変動を吸収するために、直接光量の変動を抑えるハード回路の他に、原稿を１ページ読み取る毎に、上記光源を保持しているスライダを原稿の読み取り位置と基準濃度板の読み取り位置との間で往復動作させて、上記基準濃度板の読み取りを行って調光制御を行っていた(特公平５−３０１０２号公報)。また、上記画像読み取り装置は、光源の光量および配光の変動を吸収するために、シェーディング補正を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像読み取り装置では、光量や配光の変動の有無にかかわらず、原稿を１ページ読み取るごとに、調光制御およびシェーディング補正を行っていたので、光量，配光の変動がない場合には、これらの調光制御およびシェーディング補正はむだなものとなっていた。したがって、生産性の低下を招いていた。逆に、もし、光源の特性が変化しているのに、上記調光制御およびシェーディング補正を行わないとすると、光源の特性の時間的な変化に起因して読み取り画像の画質が低下してしまう。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、最適なタイミングで調光制御を行うことによって、光量や配光補正のための時間を少なくして、生産性の低下を少なくし、かつ高画質の画像を得ることができる画像読み取り装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の画像読み取り装置は、光源の特性変化に基づいて定められたタイミングで基準濃度板を読み取って、光量や配光の変動の補正を行う補正制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００６】
より詳しくは、請求項１の画像読み取り装置は、原稿を照射する光源と、
搬送されている上記原稿が読み取られる原稿読み取り位置とは異なる位置に配置された基準濃度板と、
上記原稿の画像と上記基準濃度板を光電的に読み取る読み取り手段と、
上記光源を保持して、上記光源が原稿読み取り位置と基準濃度板とを照射するように移動制御されるスライダ部と、
上記光源の時間経過に伴った特性変化が予め格納されている記憶部と、
上記記憶部に格納されている上記光源の時間経過に伴った特性変化に基づいたタイミングで上記スライダ部を制御して読み取り手段に基準濃度板を読み取らせて、読み取りデータを出力させて、この読み取りデータに基づいて、上記光源の特性変化を補償するように補正制御を行う補正制御手段とを備えていることを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明によれば、上記記憶部に光源の時間的特性変化が予め格納されている。そして、上記補正制御手段は、上記光源の時間的な特性変化に基づいたタイミングで、上記スライダ部を制御して読み取り手段に基準濃度板を読み取らせて、読み取りデータを出力させて、この読み取りデータに基づいて、上記光源の特性変化を補償するように補正制御を行う。
【０００８】
このように、請求項１の発明は、上記記憶部に格納された光源の時間的な特性変化に基づいて定めた最適なタイミングで上記基準濃度板の読み取りを実行して光源の特性変化を補償するので、生産性の低下の防止と高画質の維持とを簡単な構造で両立させることができる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記光源の時間的な特性変化は、上記読み取り手段が複数の原稿を読み取っているときに連続点灯する光源の光量変化であることを特徴としている。
【００１０】
この請求項２の発明によれば、上記記憶部は光源の時間的な光量変化を記憶し、補正制御手段は、その時間的な光量変化に基づいて、光源の光量変化を補償するように補正制御を行う。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記光源の時間的な特性変化は、上記読み取り手段が複数の原稿を読み取っているときに連続点灯する光源の配光変化であることを特徴としている。
【００１２】
この請求項３の発明によれば、上記記憶部は光源の時間的な配光変化を記憶し、補正制御手段は、その時間的な配光変化に基づいて、光源の配光変化を補償するように補正制御を行う。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段が行う補正制御とは、上記光源の光量の制御を行う調光制御，上記読み取り手段の出力に対するゲイン調整，またはシェーディング補正用データを取り込むシェーディング補正制御のすくなくとも１つであることを特徴としている。
【００１４】
この請求項４の発明によれば、上記補正制御手段は上記光源の時間的特性変化に基づいた最適なタイミングで、上記スライダ部を制御して読み取り手段に基準濃度板を読み取らせて、読み取りデータを出力させて、この読み取りデータに基づいて、上記光源の特性変化を補償するように、調光制御,ゲイン調整,シェーディグ補正の少なくとも１つを行う。
【００１５】
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段が上記調光制御するタイミングは、上記読み取り手段による上記原稿の読み取りが終了してから、上記基準濃度板を光源が照射するための位置に上記スライダ部が達するまでの間に設定したことを特徴としている。
【００１６】
この請求項５の発明によれば、上記補正制御手段は、上記原稿読み取りと上記基準濃度板の読み取りとの間の時間を利用して、光量を補正する。したがって、上記光量補正のみのために、特別の時間を使うことがないから、生産性が低下することなく、しかも、上記原稿および基準濃度板の読み取り中に光量の補正が行われないから、画質の劣化を招く読み取りデータの変動がなくなる。
【００１７】
また、請求項６の発明は、請求項４に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段は、前回の調光制御を実行した際に使用した上記基準濃度板の読み取りデータに基づいて、今回の調光制御の制御値を決定することを特徴としている。
【００１８】
この請求項６の発明によれば、前回の調光制御を実行した際に使用した上記基準濃度板の読み取りデータと上記予め記憶された光源の時間的特性変化に基づいて、今回の調光制御の制御値が決定される。したがって、請求項６によれば、調光制御の制御値が速やかに決定される。
【００１９】
また、請求項７の発明は、請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段は、上記記憶部に格納されている光源の時間的な特性変化が大きなときに基準濃度板を読み取る頻度が高くなり、上記記憶部に格納されている光源の時間的な特性変化が小さなときに基準濃度板を読み取る頻度が低くなるようにしていることを特徴としている。
【００２０】
この請求項７の発明によれば、上記補正制御手段は、光源の時間的な特性変化が大きなときに基準濃度板を読み取る頻度を高くして、光源の特性変化を確実に補償して、画質の劣化を防止する一方、光源の時間的な特性変化が小さなときに基準濃度板を読み取る頻度を低くして、生産性を高める。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１に、この発明の画像読み取り装置の実施の形態としての画像読み取り部ＩＲを含んだデジタル複写機の全体構成を示す。このデジタル複写機は、原稿画像を読み取って画像データに変換する画像読み取り部ＩＲと、この画像読み取り部ＩＲ部から出力される画像データを記憶するメモリ部８と、このメモリ部８から出力される画像データを印字して出力するプリンタ部２から構成されている。
【００２３】
上記画像読み取り部ＩＲは、原稿に光を照射する露光ランプ３と、原稿からの反射光を導く結像光学系５ａ,５ｂ,５ｃと、入力光を電気信号に変換するイメージセンサ６を有し、イメージセンサ６の出力信号を量子化処理するアナログ処理部と、量子化された画像信号に各種画像処理・画像加工を施すデジタル画像処理部とを含む画像処理ユニット７を有している。上記イメージセンサ６は主にＣＣＤからなる。また、上記画像読み取り部ＩＲは、各種調整や画像処理等を行うために１ラインの画像データを記憶する記憶部と、そのデータをモニタするＣＰＵ（中央演算処理装置）を有している。このＣＰＵは、ここでは詳しく説明しないが、スライダ制御や各種通信、各種画像処理の設定・処理等も行っている。この画像読み取り装置ＩＲについては、後に図２を参照しながら詳しく説明する。
【００２４】
また、このデジタル複写機は、自動原稿フィード装置ＦＤＨを備え、この自動原稿フィード装置ＦＤＨでもって原稿を原稿台１０上の特定位置にフィードしながら、上記画像読み取り部ＩＲで読み取ることができる(いわゆる流し取り)。
【００２５】
上記メモリ部８を、以下に簡単に説明する。このメモリ部８は、図示しない画像メモリと圧縮部と符号メモリ(ＨＤＤ(ハードディスクドライブ)等の大容量記憶手段)および伸長部から構成されている。上記画像読み取り部ＩＲからの画像信号は、上記メモリ部８のリングバッファ等からなる第１の画像メモリに書き込まれた後に上記圧縮部で圧縮され、上記符号メモリに書き込まれる。上記符号メモリに書き込まれた画像データは、上記画像読み取り部ＩＲが有するＣＰＵあるいはデジタル複写機が有する他のＣＰＵの指示によって読み出され、上記伸長部で伸長されてから、ページメモリ等からなる第２の画像メモリ部に書き込まれてから、プリンタ部２に出力される。
【００２６】
図１に示すデジタル複写機によれば、原稿を上記画像読み取り部ＩＲで１回、読み取り、その画像データを、メモリ部８に記憶させれば、メモリ部８から画像データを複数回読みだすことで複数枚のコピーが取れる。また、上記メモリ部８を制御することによって、画像の回転が可能である。また、２イン１(２枚の原稿を１枚の用紙にコピーする)等も可能である。
【００２７】
特に、上記自動原稿フィード装置ＦＤＨの使用時には、メモリ部８の記憶容量の残りが無くなるまで何時間も連続して原稿を読み取ることができる。したがって、ユーザーはこれまでにない大量のコピーが採れる。
【００２８】
また、図１のプリンタ部２を、以下に簡単に説明する。プリンタ部２は、メモリ部８から入力された画像データに基づいて半導体レーザ１１を変調制御し、光学系１２ａ,ｂに導かれたレーザビームを感光体ドラム１３上に走査し、この感光体ドラム１３上に形成された潜像の現像、転写等を行う電子写真プロセスにより用紙上に印字画像を得るものである。上記半導体レーザ１１の変調制御とは、オンオフ制御、強度制御、ＰＷＭ(パルス幅変調)制御等である。
【００２９】
次に、図２を参照しながら、本発明にかかわる画像読み取り部ＩＲ（特に光学系を含めた読み取り処理およびデータ演算処理)について説明する。図２に示すように、原稿２１を照らす光源３としては、安価で少ない消費電力で大光量が得られる蛍光灯２２を用いている。この蛍光灯２２は、一般に水銀ガスを封入した熱陰極管である。
【００３０】
図６に示すように、上記蛍光灯２２は管壁温度(周囲温度)により光量が大きく変動する。この光量の変動を抑えるため、蛍光灯２２の周囲にヒータ２３を巻き付け、このヒーター２３を、管壁温度を検出するサーミスタ等の温度センサ２５からの信号に基づいて管壁温度制御手段の一例である温度調整回路２６で制御して、管壁温度を所定温度範囲内に保つようにしている。これにより、蛍光灯２２の光量を安定させ、かつ、立ち上がりの特性を向上させている。
【００３１】
， また、上記蛍光灯２２の光量変動は、蛍光灯２２の取り付け位置のばらつきや蛍光灯２２の経時変化によっても生じる。また、蛍光灯２２の部品毎に光量が異なる。したがって、市場においては、蛍光灯２２のみならず、周辺のメカ部品を取り替えたときにも光量の調整を行う必要がある。
【００３２】
なお、この実施の形態では、光源として蛍光灯２２（熱陰極管）を使用したが、光源としてハロゲンランプや希ガスを用いた放電灯(冷陰極管)等を使用してもよい。この場合、光量変化の特性が蛍光灯２２とは異なる。
【００３３】
光量制御手段の一例である調光インバータ２７は、ランプ電流値を変えることによって、蛍光灯２２の光量を調節(つまり調光)する。なお、この調光の方式としては、他に点灯オンオフのデューティを可変する制御方式などを採用してもよい。
【００３４】
上記調光インバータ２７は、ＣＰＵ２８からのデジタル制御信号(調光値)によって制御されて、蛍光灯２２に入力するランプ電流値を変える。上記デジタル制御信号は光量レベル値つまり調光値を表している。図７に示すように、上記調光値と蛍光灯２２の相対光量との関係は非線形な関係である。上記曲線中の白丸から上下に延びる線分は、部品による相対光量のばらつきを表す。上記デジタル制御信号を、例えば、０〜２５５の範囲で変化させることによって、相対光量を２５％〜１００％の範囲で変化させることができる。この調光インバータ２７による光量制御は、光量を概略調節するために用いられ、部品ばらつきや温度変化による光量変動を防ぐために用いられる。
【００３５】
読み取り手段の一例であるＣＣＤ３０は、レンズ３１からの入射光に対してリニアに電圧を出力する光電変換素子である。図８(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、ＣＣＤ３０は、高速動作をさせるために、通常少なくとも２つの出力系統ＯＳ１とＯＳ２を持っている。図８において、５０は出力バッファであり、５１はフォトダイオードであり、５２,５３,５４,５５は転送レジスタである。また、図８(Ａ)は２レジスタ２出力の通常タイプを示し、図８(Ｂ)は４レジスタ４出力のタイプを示し、図８(Ｃ)は２レジスタ４出力のタイプを示している。
【００３６】
ＣＣＤは部品による特性ばらつきが非常に大きいデバイスで、例えば、ＣＣＤ３０の感度は、たとえば部品により±２０〜３０％のばらつきがあって、ある一定のＣＣＤ出力電圧を得るためには、露光量を調節する必要がある。また、ＣＣＤ３０の飽和出力電圧の個体差によるばらつきは、図９に示すように２０％以上存在する。
【００３７】
その他にも、このＣＣＤ３０は、たとえば、図９に示すように、電気的特性や信号出力の遅延量などのばらつきが大きいものである。また、ＣＣＤ３０の出力系統の違いによって発生する特性差、チップの反りに起因する特性差もある。さらには、ＭＴＦ(モジュレーション・トランスファー・ファンクション)特性や分光感度特性のばらつき、パッケージに対する画素位置のばらつきも有る。したがって、あらかじめ測定したＣＣＤの特性値や各種処理を行う際に参考とする値をＣＣＤユニットや製品の組立時に、製品内の記憶手段へ格納しておくようにしている。
【００３８】
上記読み取り処理部ＩＲは、ＣＤＳ(相関二重サンプリング)に代表されるサンプルホールド機能を持つＣＤＳ部３２と、増幅機能を持つＡＭＰ(アンプリファイア)部３３と、クランプ機能を持つクランプ部３５とを有する。また、上記読み取り処理部ＩＲは、後述する量子化機能、および出力合成機能等を有する。
【００３９】
上記ＣＤＳ部３２は、入力される２つのサンプリングパルスによって、ＣＣＤ３０の１画素中の、黒出力を表す期間の信号と信号期間の信号との差分をとることによって、ＣＣＤ３０から出力された波形のうち駆動パルス(ＲＳ)により生じたノイズ部分を除いて、信号出力の安定部分のみを取り出す。ここで、ＣＣＤ３０自身の温度特性のばらつきを吸収する。なお、ＣＤＳ部３２でのばらつき要因としては、ＣＤＳ３２自身の利得ばらつき(±３０％くらい)や入力信号振幅制限のばらつき（例えば１Ｖ)に加え、サンプリング位置の違いによる誤差等がある。
【００４０】
高速動作を行う場合には、１画素の周期が非常に短いので、ＣＣＤ出力波形に多くのノイズが生じる。したがって、正しいデータを保持するためには、サンプリングパルス幅をｎｓ(１０-9秒)オーダーとし、さらに、サンプリング位置の調整もｎｓ(１０-9秒)オーダーで行なう必要がある。したがって、図１０に示すようなタイミング微調回路８８が必要になる。このタイミング微調回路８８は、上記サンプリングパルス幅やサンプリングのタイミングを微調整する回路である。
【００４１】
このタイミング微調回路８８は、図１１に示すように、少なくとも１つ以上の基準パルスＣＫのタイミングを制御することで上記パルス幅や上記タイミングを調整する。そして、上記調整の制御値は、組立調整時に記憶手段に格納しておき、製品動作時は、ＣＰＵ２８が上記制御値を読み出して、上記タイミング調整回路８８に設定するようにしている。なお、ここでは、ＣＤＳ部３２は、サンプルホールド機能として相関二重サンプリングを行うものとしたが、他のサンプルホールド機能を有するものであってもよい。
【００４２】
また、上記ＡＭＰ部３３は、ＣＤＳ部３２でサンプルホールドされた信号をオペアンプで増幅する。ここで、上記オペアンプ自身の特性のばらつきや、増幅率を決定する素子(抵抗等)のばらつきによって、増幅率(利得ともいう)がばらつく。なお、ここでは、上記ＡＭＰ部３３の増幅率を固定(ばらつきや特性変化は除く)としたが、下に説明するクランプ部３５と同様に、上記ＡＭＰ部３３の増幅率をＤ／Ａ変換器等を用いて任意に可変制御しても良い。
【００４３】
次に、上記クランプ部３５は、Ｄ／Ａ変換器を有し、ＣＰＵ２８からの設定信号を上記Ｄ／Ａ変換器を介してＡ／Ｄ変換器３７に入力し、ＣＣＤ３０の黒基準電圧がＡ／Ｄ変換器３７の下限電圧レベルとなるように、ＣＣＤ３０の黒基準電圧を任意のレベルに可変する。これにより、ＣＣＤ出力の最適な量子化を達成できる。このクランプ部３５でのばらつき要因としては、クランプ部３５自身のばらつきのほか、Ｄ／Ａ変換器自身の利得のばらつきや変換誤差、さらには、基準電圧のばらつき等がある。ここで、ＣＣＤ３０の黒基準電圧とは、ＣＣＤ３０の画素を光学的に遮蔽した場合に出力される電圧をいう。このＣＣＤ３０の黒基準電圧が、１ライン毎に設定されたレベルに合わせられることによって、ＣＣＤ３０をはじめとする素子,回路系の温度特性等における経時変化を吸収することができる。
【００４４】
次に、上記Ａ／Ｄ変換器３７は、Ｄ／Ａ変換器を介したＣＰＵ２８からの信号でもって基準電圧(トップ側)を任意に可変して、上記クランプ部３５からのＣＣＤ出力電圧が狙いの読み取り濃度範囲になるようにするものである。このＡ／Ｄ変換器３７は上記ＣＣＤ出力電圧を、例えば、２５６階調に量子化(デジタル信号化)するものである。また、高速動作時には１画素の周期が非常に短いので、Ａ／Ｄ変換器３７にはＣＤＳ部３２と同様に(量子化)サンプリング位置を調整するための微調回路が必要となっている。このＡ／Ｄ変換器３７は、ＣＣＤ出力電圧，回路利得が最大値であっても飽和しないレベルで、最大の量子化範囲に設定できる。このＡ／Ｄ変換器３７でのばらつき要因としては、クランプ部３５と同様に、Ｄ／Ａ変換器自身の利得や変換誤差、その基準電圧のばらつき等がある。また、サンプリング位置によっても量子化されるデータにばらつき(誤差)を生じる可能性がある。
【００４５】
次に、出力合成部３８は、ＣＣＤ３０の２出力に合わせてパラレル処理された２つのデジタル信号を、ＣＣＤ３０で読み取った画素の順番通りにシリアル信号に合成する。ここで、出力を合成するための合成クロックのタイミングが重要となる。特に、ＣＣＤ３０の動作が高速であったり、ＣＣＤ３０の出力が３出力以上になった場合には、合成時のタイミング余裕が一層少なくなるから、上記合成クロックの出力を、サンプルホールド部であるＣＤＳ部３２やＡ／Ｄ変換器３７等のタイミングに応じて微調する必要がある。もちろんそのタイミングは、固定であっても良いが、あらかじめ記憶されているＣＣＤ出力遅延時間に応じて可変する構成、あるいは、上記ＣＤＳ部３２等のサンプリングタイミングに連動して可変する構成としても良い。
【００４６】
次に、シェーディング補正部４０は、露光ランプ３つまり蛍光灯２２の配光ムラ，レンズ３１の周辺ダレ等による光学系のトータルな配光ムラ，ＣＣＤ３０の画素毎の感度ムラを、ＣＣＤ３０で図１に示される白色の基準濃度板４１(シェーディング補正板)を読み取った１ラインのデータに基づいて演算処理を行って補正する。この実施の形態では、上記露光ランプ３が蛍光灯２２で構成されているので、周辺部のダレ(光量低下)が大きい。なお、上記露光ランプ３をハロゲンランプで構成した場合にはフィラメントでの光量リップルが存在する。
【００４７】
次に、画像モニタ部４５は、ＣＰＵ２８に主走査方向の１ラインデータをハード的にモニタさせる機能を有している。このモニタ機能としては、以下のものがある。(1)１ラインの少なくとも１点(特定アドレス)のデータをＣＰＵ２８がダイレクトにモニタする。(2)主走査方向の１ラインの画像データをメモリ４６に格納し、メモリ４６内の画像データをＣＰＵ２８がモニタする。(3)１ラインまたは複数ラインのヒストグラムを作成し、その結果をＣＰＵ２８がモニタする。(4)１ラインまたは複数ラインのエッジアドレスを検出して、その結果をＣＰＵがモニタする。
【００４８】
なお、この実施の形態では、基板配線パターンの工夫やＧＮＤ(グランド)の強化に加えて、ＣＣＤ３０からＡ／Ｄ変換器３７,出力合成部３８までの処理回路を一枚の基板構成とした。これにより、外部からのノイズや放射ノイズを軽減して、高速動作でのノイズ増加によるＳ／Ｎの劣化を少なくしている。
【００４９】
また、この実施の形態では、結像レンズ３１と上記基板およびその保持部材を一つのユニット(以下、ＣＣＤユニットと呼ぶ)にしており、ユニット内でのピント位置等のメカ的な調整がなされている。これにより、市場にて部品を簡単に交換できる。
【００５０】
さらに、上記基板には、前述したような読み取り特性を組み立て調整時に記憶するための電気的に読み書き可能な記憶手段を含むメモリ４６を有している。この記憶手段としては、例えば、メモリ等の半導体であってもよく、読み出しのみであればディップスイッチや基板パターンのような半導体以外のものであっても良い。そして、上記メモリ４６に記憶させる読み取り特性としては、次のようなものがある。まず、あらかじめ記憶させる情報としては、次の(i)〜(v)のものがある。
【００５１】
(i) ＣＣＤ読み取り特性、例えば、感度、飽和出力電圧、２以上の出力系統毎の特性の違い等の電気的特性の標準値に対するばらつき、
(ii) アナログトータルゲイン、例えば、Ｓ／Ｈ(サンプルホールド)利得，入力制限電圧、増幅処理部(ＡＭＰ部３３)の利得、クランプ部３５の利得、量子化部(Ａ／Ｄ変換器３７)利得の標準値に対するばらつき、
(iii) サンプリングタイミング情報、つまり、Ｓ／Ｈ(サンプルホールド)部としてのＣＤＳ部３２、量子化部としてのＡ／Ｄ変換器３７、出力合成部３８等のタイミング制御値、
(iv) 露光量や初期データ、つまり、組立時のランプ等の光学部品と上記ＣＣＤユニットの組み合わせで決まる調光値、基準白色板読み取り時のデジタル値や配光比を示す値など、
(ｖ) 組立調整時に必要となる情報。
【００５２】
また、組立調整時や製品動作時に書き換える可能性のある情報としては、次の(vi)〜(ix)のものがある。
【００５３】
(vi) 各種調整において、その調整した値が明らかに異常と分かる場合に、仮の値として、設定するデフォルト値、
(vii) 上記異常時またはコーション，トラブルの発生箇所やその回数、
(viii) 手置きの場合、自動原稿フィードの場合、両面の場合等における読み取り回数、
(ix) ランプ点灯回数。
【００５４】
次に、各種調整，補正項目について、以下に、(ａ)第１光量調整、(ｂ)第２光量調整、(ｃ)オフセット調整、(ｄ)ゲイン調整の順に説明する。
【００５５】
(ａ) 上記第１光量調整は、光量ピーク検出を伴うものであり、組立調整時や市場での部品交換時において、電源投入時またはソフト的なリセット時に行う。ここで、部品交換とは、蛍光灯２２だけではなく、ＣＣＤ３０への入射光量を決める要因になるメカ部品(結像光学系５の反射鏡や蛍光灯保持部材等)、ＣＣＤユニットを含んでいる。上記ＣＣＤユニットとは、上述したように、レンズ３１やＣＣＤ３０から出力合成部３８までの信号処理を行う１枚の基板とそれらの保持,位置出しのための構成ユニットであり、簡単に交換可能なものである。
【００５６】
(ｂ) 第２光量調整は、連続読み取りの際の光量低下を吸収するために行う。自動原稿フィード装置ＦＤＨによって大量の原稿を読み取る場合、蛍光灯２２が何時間も連続点灯されることがある。ハードディスクからなる画像メモリ部１に格納できるだけの画像を読み取る場合や、画像出力が並列に処理される場合において蛍光灯２２が連続点灯される。このような蛍光灯２２の連続点灯時には、蛍光灯２２の自己発熱やＣＣＤ３０や基板等からの発熱によって、蛍光灯２２の管壁温度(周囲温度)が上昇する。これにより、点灯直後の光量から３０〜５０％程度光量が低下する。そこで、次の項目(ｄ)で述べるゲイン調整を行った際に採用した値に対して、ＣＰＵ２８は、上記第１光量調整と同様にＣＣＤ出力電圧を推測し、この推測したＣＣＤ出力電圧が画質保証に相当するＣＣＤ出力電圧の下限値を下回った場合に、次のゲイン調整タイミングの直前に、上記下限値を下回らないような調光値つまり光量レベル値を設定する。
【００５７】
次の(ｃ)オフセット調整および(ｄ)ゲイン調整は、光量調整を量子化ステップ(２５６階調)の精度では行えないので、概略光量調整後の微調整機能という位置づけである。
【００５８】
(ｃ) オフセット調整は、少なくとも電源投入時に、ＣＣＤ３０の画素を光学的に遮蔽した状態でＣＣＤ出力電圧のデジタル値が“０"となるようにクランプ電圧を制御する。すなわち、読み取りの際の黒レベルを調整するものである。なお、上記光学的に遮蔽した状態でのＣＣＤ出力電圧のデジタル値はシステムにより異なる。
【００５９】
(ｄ) ゲイン調整は、蛍光灯２２の光量変動が大きいため、基本的に原稿２１の読み取りを開始する直前に行い、１ページ読み取り中に、最適な量子化を行えるように、Ａ／Ｄ変換器３７の基準電圧を制御するものである。
【００６０】
〔トラブル・警告処理〕
次に、トラブル・警告処理について説明する。上記ゲイン調整の際に、基準濃度板４１を読み取った光量モニタ値から、ＣＣＤ出力電圧を推測し、画質保証の下限を下回った場合に、光源ランプ(蛍光灯２２)の交換を意味する警告を出力したり、極端に光量が少ない場合には、トラブルの報知をする。この報知としては、操作パネル上に表示したり、電話回線等を用いてサービス拠点に知らせたり、機械を停止することとしても良い。
【００６１】
次に、図１２のフローチャートを参照しながら、この実施の形態での電源投入時の初期動作を説明する。この電源投入時の初期動作は、トラブルリセット等の電源投入と同等の動作を含むものとする。
【００６２】
まず、電源が投入されると、ステップＳ１に進んで、タイマーをスタートさせて計時を始める。次に、図１のスライダー７１を所定の基準位置へ移動させる。次に、上記スライダー７１を基準濃度板４１に対向する位置へ移動させる。次に、オフセット調整を行う。
【００６３】
次に、ステップＳ２に進んで、管壁温度が所定温度範囲未満(例えば、４０〜６０℃)の場合、つまり温調情報が温調ウォームアップ中の場合には、ステップＳ３に進んで、ＣＰＵ２８は、調光値を調光信号として調光インバータ２７に出力し、ランプ（蛍光灯２２）を点灯してから、ステップＳ４に進む。（温調情報は図示しないプリンタ部２が有するＣＰＵから出力される。）
【００６４】
一方、ステップＳ２において、温調ウォームアップ中でないと判断された場合には、ステップＳ６に進む。
【００６５】
上記ステップＳ４では、光量極値検出を行い、ステップＳ５で調光値を決定し、その調光値をバックアップデータとしてメモリ４６に書き込み、次の処理(ステップＳ６)に移る。このステップＳ４,Ｓ５が第１光量調整(兼ウォームアップ兼調光イレギュラー排除)である。
【００６６】
ステップＳ６では、温調情報が温調中(管壁温度が所定温度範囲内(例えば、４０〜６０℃))になるまで、ランプ(蛍光灯２２)点灯のまま待機し、温調情報が温調中になれば、ランプ切れトラブル検出を行い、次のステップＳ７に進む。
【００６７】
次に、ステップＳ７では、ランプ消灯、タイマーストップ、スライダーをホーム位置へ移動し、ウォームアップ完了とする。
【００６８】
ここで、プリンタ部２が有するＣＰＵから温調情報を受け取るようにして、蛍光灯２２の温調用ヒータ２３の電源の制御を定着部のヒータと同様にプリンタ部２で行っている。その理由は、ユーザにより待機時間の設定が可能な省エネルギーモードにおいて、画像読み取り部ＩＲの電源をオフして、消費電力を必要最小限に抑え、かつ復帰時にプリンタ部２による定着と同時に直ぐに読み取りが開始できるようにするためである。
【００６９】
また、ランプ(蛍光灯２２)の点灯制御では、蛍光灯２２の適正な予熱時間が経過した後に、点灯させる調光値に関わらず、一旦１００％の調光値で点灯させ、所定時間後に調光値を目的の値に制御する。その理由は、蛍光灯２２の長寿命化と低温かつ低調光値時の不点灯を防止するためである。
【００７０】
また、光量調整を行う際には、組立調整時を除いて周囲温度や蛍光灯２２が消灯されていた時間などの条件が不明であるから、以下の方法で光量変化カーブ（図３を参照）を推定し、調光値を決定する。この光量変化カーブの推定は光量の相対値で良いが、ＣＣＤ出力が飽和しないような最適な調光値を決定するには絶対光量を知る必要がある。また、画質を重視する場合は、飽和防止と同様に最低必要光量の把握が必須である。また、読み取りモード(文字モード，写真モード等)に応じて最低必要光量を可変してもよい。
【００７１】
上記図１１のステップＳ４とＳ５で行われる第１光量調整については、次の(第１光量調整の詳細)の項で詳細に説明するが、ここで概要を述べる。この第１光量調整では、ＣＰＵ２８が、点灯のための調光値に基づいたあらかじめ発生しうる光量変化パターンに基づいてランプ点灯後の待機を行った後、光量変化のモニタを開始する。そして、ピーク光量と光量変化カーブを求め、このときの雰囲気温度による光量変動や再点灯時等の光量変動を吸収できるような最適な調光値を推定して設定する。
【００７２】
次に、立ち上がりの光量変化の特徴を説明する。
【００７３】
図３に示すように、蛍光灯２２の点灯条件の違いによる３種類の立ち上がり光量変化カーブ１,２,３がある。この光量変化カーブ１,２,３は、周囲温度、前回点灯条件、待機時間等により時間推移やピーク値が変わる。
【００７４】
図３の光量変化カーブ１は、標準カーブであり、一般的な立ち上がり特性曲線である。また、光量変化カーブ２は、ピーキータイプとも呼ばれる準標準タイプの特性曲線である。この準標準タイプの特性曲線は、蛍光灯２２の管内温度条件によって発生することがある比較的まれな特性である。また、光量変化カーブ３は、瞬断タイプと呼ばれ、電源を短時間だけオフした後に電源を再投入したときの特性曲線である。したがって、この再投入前の電源オフの時間が長くなるほど、光量変化カーブ３は光量変化カーブ１に近づいて行く。
【００７５】
また、図５に、もう１つの光量立ち上がり特性を示す。図５は、周囲温度および調光値を、それぞれ、１０℃,２５℃,３５℃および４０％,６０％,８０％,１００％にした場合の光量立ち上がり特性曲線を示す。
【００７６】
図５に示すように、調光範囲が大きいシステムの場合、光量と周囲温度がともに低い程、点灯直後の光量オーバーシュートが長く、低い光量での安定期間が長いという傾向がある。また、調光値毎に、発生したピークと安定時の光量比が異なるという傾向がある。
【００７７】
次に、以下の（参考(1)）の項に、ピークを検出するための待機時間の目安の一例を示す。つまり、この待機時間の間はピーク発生前の期間である。また、(参考(2))の項に、主な調光値毎でのピークと安定レベルの比を一例として示す。
【００７８】
（参考(1)(周囲温度の変動を考慮している。)）
調光値＜３０％のとき、 光量ピーク検出待機時間は、７５秒
３０％≦調光値＜５０％のとき、光量ピーク検出待機時間は、６０秒
５０％≦調光値＜７０％のとき、光量ピーク検出待機時間は、４５秒
７０％≦調光値＜９０％のとき、光量ピーク検出待機時間は、３０秒
９０％≦調光値のとき、 光量ピーク検出待機時間は、１５秒
（参考(2)）
調光値が４０％のとき、（ピーク／安定）の比は、０.９５
調光値が６０％のとき、（ピーク／安定）の比は、１
調光値が８０％のとき、（ピーク／安定）の比は、１.１
調光値が１００％のとき、（ピーク／安定）の比は、１.２
（第１光量調整の詳細）
次に、この実施の形態の第１光量調整について、図１３および図１４の第２フローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００７９】
０．まず、基準濃度板４１の読み取りデータで、蛍光灯２２の絶対光量の測定ができるよう各種初期設定を行う。すなわち、上記スライダー７１を基準濃度板４１へ移動させ、処理に用いる変数(最大値、各光量変化傾向の連続回数等)を初期化する。そして、蛍光灯２２を点灯させて、タイマーによる計時を開始する。(ステップＳ１１,Ｓ１２)
１．次に、タイマー値を参照しながら、光量ピーク検出のための所定時間を待機する。たとえば、１分１５秒間だけ待機する。(ステップＳ１３)
２．次に、ランプ(蛍光灯２２)の点灯後から１秒毎に特定点におけるデータをサンプリングする。上記データとは、基準濃度板４１からＣＣＤ３０で読み取った蛍光灯２２の光量である。また、上記特定点はあらかじめ決められている光量安定時の主走査配光ピークを示す点である。そして、上記データのサンプリングは、１点でなく複数画素の平均値を用いて、データの精度を挙げている。また、最初の平均値データの内、ＣＣＤ３０の出力系統におけるＯＤＤ／ＥＶＥＮの光量の大きい方のみを以降の処理でデータとして採用して、データ処理を簡素化している。(ステップＳ１４)
３．次に、それらのデータの最大値を検出してメモリ４６に記憶していく(ピークホールド)。一方、１秒毎に光量をサンプリングし、５秒間での光量変化量(差分・ベクトル)を求める。(ステップＳ１５)
【００８０】
すなわち、たとえば、サンプリングを、▲１▼(０秒目のデータ)，▲２▼(１秒目のデータ)，…▲６▼(５秒目のデータ)という様に行い、光量変化量としては、( ▲６▼−▲１▼）として求める。
【００８１】
４．次に、上記のようにして求めた光量変化量から光量変化傾向を判断する(ステップＳ１５)。具体的には、光量変化量(▲６▼−▲１▼)と許容範囲ａとの比較を行う。すなわち、
｜▲６▼−▲１▼｜≦ ａ であれば、光量が安定した(変化なし)と判断する。
【００８２】
▲６▼−▲１▼ ＞ ａ であれば、光量が増加していると判断する。
【００８３】
▲６▼−▲１▼ ＜ ａ であれば、光量が減少していると判断する。
【００８４】
なお、上記許容範囲ａは固定値ではなく、データ(光量)の絶対値に応じて変化させる。その理由は、部品ばらつきによる出力データの絶対値のばらつきが大きく、また、回路系のデータのばらつきもあるので、上記許容範囲ａを固定値としたのでは、光量の変化傾向を正しく判断できないからである。
【００８５】
５．次に、ステップＳ１６で、上記光量変化傾向の連続性に基づいて、光量ピークの検出を行い、光量ピークを検出したと判断すれば、以下の１〜３の処理を行い、光量変化カーブの判定を行う。
【００８６】
［処理１］(ステップＳ１７) この処理１では、光量変化カーブが、図３に示した光量変化カーブ３であるのかないのかの判別を行う。すなわち、(光量減少連続回数≧１０)のときに、光量変化カーブが、光量変化カーブ３すなわち瞬断タイプであると判断する。
【００８７】
一方、(光量増加連続回数≧５)であるか、光量ピーク検出待機時間を経過した後に、(光量減少連続回数≧５)もしくは(光量安定連続回数≧５)ならば、光量変化カーブが、瞬断タイプ以外であると判断する。
【００８８】
そして、ステップＳ１７において、光量変化カーブが瞬断タイプであると判別した場合には、タイマーをストップして(Ｓ２２)、図１２の第１フローチャートの調光値決定処理(ステップＳ５)へ進む。一方、この処理１において、光量変化カーブが瞬断タイプでないと判別した場合には、次の処理２を行う。
【００８９】
［処理２］(ステップＳ１８,Ｓ１９,Ｓ２０) この処理２では、光量変化カーブのタイプが図３の光量変化カーブ１か光量変化カーブ２か、すなわち、標準タイプか準標準タイプかの判別を行う。すなわち、光量減少連続回数≧１０の場合に、光量変化カーブが準標準タイプであると判断する。
【００９０】
一方、この処理２を初めてから２０秒間経過しても、光量変化カーブを準標準タイプと判別できない場合は光量変化カーブが標準タイプであると判別する。
【００９１】
そして、この処理２において、光量変化カーブが標準タイプであると判別した場合には、調光値決定処理(ステップＳ２１)に進む。一方、この処理２において、光量変化カーブが準標準タイプであると判断した場合には、次の［処理３］、調光値決定処理(ステップＳ２５)へ進む。
【００９２】
［処理３］(ステップＳ２３,Ｓ２４) この処理３では、準標準タイプである光量変化カーブ２の谷値を検出する。すなわち、光量増加または光量安定が５秒間連続したら現在の光量データ平均値を谷値とする。
【００９３】
なお、光量ピーク値は、ここまでに記憶されている最大値とする。
【００９４】
そして、上記項目２.３.４.５.の処理を、光量変化カーブのピークが求まるまで、データのサンプリング毎に繰り返す。図１３,図１４の上記第２フローチャートのステップＳ１３,Ｓ１４,Ｓ１５が光量変化量検出手段を構成している。また、上記第２フローチャートのステップＳ１６,Ｓ１７,Ｓ１８,Ｓ１９,Ｓ２０,Ｓ２３,Ｓ２４が光量変化パターン決定手段を構成している。
【００９５】
６．次に、求められた光量変化カーブのピーク値(もしくは谷値)から、設定すべき最適な調光値を決定するとともに、図２の調光インバータ２７に対して調光値を設定し、記憶手段(ＥＥＰＲＯＭ)に格納する。ここでいう最適な調光値とは、設定後の読み取り時の連続点灯や環境の変動によって、光量ピークがＣＣＤ飽和レベルを越えないような調光値である。上記第２フローチャートのステップＳ２１,Ｓ２５が光量レベル設定手段を構成している。
【００９６】
具体的には、上記光量変化カーブが標準タイプと判断したときには、上記最適な調光値を次の(１)の式で求め、上記光量変化カーブが準標準タイプと判断したときには、上記最適な調光値を次の(２)の式で求め、上記光量変化カーブが瞬断タイプであると判断した場合には、記憶手段(ＥＥＰＲＯＭ)に格納されている前回の設定値をそのまま採用する。
【００９７】
(１) 最適な調光値(標準タイプ) ＝
{(狙い値)×(トータルゲイン)／(ピーク値)×ｂ}×(現調光値)
(２) 最適な調光値(準標準タイプ) ＝
{(狙い値)×(トータルゲイン)／(ピーク値×１.１)×ｂ}×(現調光値)
上記(１)および(２)の式において、（狙い値）とは、ＣＣＤ感度とアナログトータルゲインが標準値の時において、ＣＣＤ出力が飽和しないような値である。この狙い値は、固定値でも良いし、あらかじめ記憶されているＣＣＤ飽和出力電圧に基づいて可変しても良い。また、(トータルゲイン)とは、ＣＣＤ感度とアナログゲインの標準値に対するばらつきを示す。また、定数(ｂ)は、調光値によって発生するピークと安定時の光量の比率である。
【００９８】
なお、この実施の形態では、図１３のフローチャートのステップＳ１６で光量ピークを検出したと判断しなかったときに、ステップＳ２６の判断を経由して、ステップＳ１４に戻るようにしている。ここで、上記ステップＳ２６では、タイマーの計時が３分を越えたか否かを判断し、３分を越えたと判断したときに、トラブルが発生したと判断して、表示パネルにトラブルが発生したことを表示する。上記トラブル内容の一例としては、ランプ切れ，ヒータ切れ、光軸ずれ、ハーネスの異常、電源の異常、ＣＣＤ基板の故障、デジタル基板の故障などがある。また、ＣＰＵ２８は、電源投入時などに、あらかじめ、これらの情報、つまり(狙い値),(トータルゲイン),(定数(ｂ))を記憶手段(メモリ４６)から読み出して、上記許容範囲ａや光量不足のトラブル判断値、および調光値計算式を決定しておいても良い。また、上記サンプリング時間、サンプリング回数や判断に用いる時間，定数等は、装置毎に数値を設定するようにすればよい。
【００９９】
また、この実施の形態では、高速シテスムのために、電源投入時及び光量調整タイミング時に限定して光量ピーク検出を行っているが、時間的余裕のあるシテスムでは、読み取り直前(ゲイン調整前)に、毎回本方式の調光制御を行えば、より精度の高い調光が可能となり、常に、より高画質である装置を提供できる。
【０１００】
また、この実施の形態では、一般的にプリンタ部２側のウォームアップ時間が画像読み取り部ＩＲのウォームアップ時間(第１光量調整時間)よりも長いので、ピーク検出待機時間を固定値とした。しかし、光量立ち上がり特性は、点灯時の調光値によって変わる(雰囲気温度にも影響される)ので、調光値に応じてピーク検出待機時間を可変して、読み取り開始時間を少しでも早めるようにしてもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態の「項目２.」におけるデータサンプリング処理の中で、サンプリングした光量データによって、蛍光灯２２(ランプ)が飽和したかあるいは点灯していないことを検知したときに、表示パネルにトラブル表示を行うようにしてもよい。この場合のトラブル検出式を次式に示す。光量データがこのトラブル検出式を満足しないときに、飽和によるトラブルが発生したと判断する。
【０１０２】
光量データ＜{(ＣＣＤ飽和電圧×アナログゲイン値)／(量子化電圧範囲)}×２５５そして、上記光量データが飽和したと判断したときに、(i) 調光値を１ステップだけ減じて、この調光値をメモリに格納することなく、上記データサンプリング処理を最初からやり直す。これにより、調光制御不能により、誤った調光値を設定してしまうことを防ぐ。また、上記飽和と判断したときに、(ii)調光値が下限である場合には、蛍光ランプの異常な点灯による飽和トラブルと判断する。なお、サンプリングデータが所定期間不点灯レベル(極小)の場合には、ランプ切れトラブルと判断する。
【０１０３】
また、上記実施形態の「項目５.」における光量変化カーブ判定処理が複写機のプリンタ部２の最大ウォームアップ時間以上（たとえば５分間）経過しても判定処理が終わらないときに、タイムアウトトラブルとして、表示パネル等に表示するようにしてもよい。
【０１０４】
次に、この実施形態における上記第２光量調整およびゲイン調整について説明する。
【０１０５】
図４に示すように、蛍光灯２２は、長時間連続点灯されると管壁温度(周囲温度)の上昇に起因して、点灯直後の光量に対して、＋２０％〜−４０％程度まで光量が変動することが知られている。なお、この変動値は、システム構成や温調温度などにより変わる。特に、低温時は、点灯後の光量立ち上がり時に時間単位の光量変化が大きく、かつ、ピーク後の光量低下が小さい。一方、高温時は点灯後の光量立ち上がりは少ないが、ピーク後の光量立ち下がり時の時間単位の光量変化(低下する絶対光量)が大きいという傾向がある。
【０１０６】
そして、原稿読み取り時の管壁温度(周囲温度)を正確に把握することは難しいので、図４に示すような最も光量の変動が大きな光量変化カーブに基づいて、原稿読み取り中の光量変化が、画質保証上の許容内に常に入るように光量を補正する。この光量の補正は、調光インバータ２７の出力を調節する調光制御と、増幅器の増幅率を調節するゲイン調整を含んでいる。
【０１０７】
次に、この実施の形態の上記第２光量調整とゲイン調整の動作を、図１５,図１６に示す第３フローチャートおよび図１７に示す第４フローチャートを参照しながら説明する。上記第３フローチャートが補正制御手段を構成している。
【０１０８】
まず、ＣＰＵ２８は、あらかじめメモリ４６に記憶している上記光量の時間的変化特性曲線(図４)にしたがって、操作パネル等から設定された原稿サイズや読み取りモード等の情報に基づいて、ゲイン調整実行タイミングを決定する(ステップＳ３１)。上記ＣＰＵ２８は、上記光量時間変化特性からみて前回のゲイン調整後からの光量の変動が画質保証上で許容できなくなると予測される原稿読み取りタイミングの直前に上記ゲイン調整実行タイミングを決定する。
【０１０９】
次に、蛍光灯２２を点灯し(ステップＳ３２)、原稿２１の１頁目を読み取る前に、図１のスライダ７１を基準濃度板４１への対向位置に移動させ(ステップＳ３３)、基準濃度板４１の主走査方向１ラインの読み取りデータを図２の画像モニタ部４５に格納する。そして、ＣＰＵ２８は上記読み取りデータの最大値(光量モニタ値)を求め、最適な読み取りが行えるように光量補正(ゲイン調整)する(ステップＳ３４)。そして、このゲイン調整によって、最適な量子化ダイナミックレンジを設定してから、配光補正のためのシェーディング補正用データを取り込み、自動原稿フィード装置ＦＤＨによる読み取り位置で画像読み取りを開始する(ステップＳ３５,Ｓ３６)。
【０１１０】
次に、ステップＳ３７に進み、次の原稿があるかないかを判断し、次の原稿があると判断すれば、ステップＳ４１に進み、次の原稿がないと判断すれば、ステップＳ３８に進む。このステップＳ３８では、ランプ(蛍光灯２２)を消灯し、シェーディング補正を終了する。そして、ステップＳ３９に進んで、警告もしくはトラブルが発生した場合か否かを判断して、警告やトラブルが発生していないと判断すれば、処理を終える。一方、警告やトラブルが発生した場合であると判断すれば、ステップＳ４０に進んで、警告もしくはトラブルの表示を行い、かつ、それらに対する処理を実行する。
【０１１１】
一方、ステップＳ４１では、ステップＳ３１で設定した上記ゲイン調整実行タイミングになったと判断したときに、ステップＳ４２に進み、調光値可変フラグがオンになっているか否かを判断する。一方、このステップＳ４１で上記ゲイン調整実行タイミングになっていないと判断したときにはステップＳ３６に戻って画像読み取りを行う。
【０１１２】
そして、上記ステップＳ４２で、調光値可変フラグがオンになっていないと判断すれば、ステップＳ３３に戻って、上記スライダ７１を上記自動原稿フィード装置ＦＤＨによる読み取り位置４から上記基準濃度板４１の対向位置に移動させ、ステップＳ３４に進み、この対向位置で光量補正および配光補正を行う。調光値可変フラグは、図１７，Ｓ５７でオンされるフラグである。上記光量補正ではゲインの過不足に応じてゲインを減増させるゲイン調整を行い、上記配光補正ではシェーディング補正用データを取り込む。この後、上記スライダ７１を上記連続原稿読み取りのための位置４に戻す。
【０１１３】
一方、上記ステップＳ４２で、調光値可変フラグがオンになっていると判断すれば、ステップＳ４３に進んで、調光値が１００％であるかいなかを判断し、調光値が１００％であると判断すれば、ステップＳ４５に進んで警告フラグをオンにする。一方、上記ステップＳ４３で調光値が１００％ではないと判断すれば、ステップＳ４４に進んで調光値を変え、ステップＳ３３に戻る。
【０１１４】
次に、上記ステップＳ３４でのゲイン調整を、図１７のフローチャートに従って説明する。まず、ステップＳ５１では、初期設定を行い、シェーディング補正をオフにする。次に、ステップＳ５２に進んで、スライダ７１が基準濃度板４１の対向位置にあるか否かを判断し、上記対向位置にあると判断すれば、ステップＳ５３に進んで光量モニタを行う。つまり、基準濃度板４１の主走査方向１ラインの読み取りデータを画像モニタ部４５に格納し、読み取りデータの最大値である光量モニタ値を求める。次にステップＳ５４に進み、上記光量モニタ値が画質保証範囲内にあるか否かを判断し、光量モニタ値が画質保証範囲外の場合には、ステップＳ５７に進み、光量モニタ値が画質保証範囲内の場合にはステップＳ５５に進む。そして、ステップＳ５７では、調光値決定可変フラグをたて、かつ、次回のゲイン調整時に最適光量が得られるように、調光値(つまり調光インバータ２７の出力電流値)を決定しておく。
【０１１５】
このように、ステップＳ３６での画像読み取りを開始して、原稿画像の出力が終了したときから、ステップＳ３３における上記スライダ７１を上記基準濃度板４１の位置まで移動するまでの間に、ステップＳ３７,Ｓ４１,Ｓ４２,Ｓ４３,Ｓ４４を経由し、このステップＳ４４で、予め上記ステップＳ５７で決定しておいた調光値に調光インバータ２７を設定するのである。したがって、上記基準濃度板４１に達するまでに調光値を変えたことによる読み取り中の光量変動がなくなるので、光量安定状態でゲイン調整処理を行うことができ、画質の劣化を防止できる。また、光量補正のみのために特別な時間を必要としないので、生産性を向上できる。
【０１１６】
次に、ステップＳ５５に進んで、ゲイン調整値を決定し設定してから、ステップＳ５６に進んで、シェーディング補正用基準データを取り込み、ゲイン調整処理を終える。
【０１１７】
なお、上記では、光量の変動について説明しているが、光量の変動よりも少ない割合で配光も変動している。このため、光量変動を補正する際に、ステップＳ３５で同時にシェーディング補正用データの取り込みも実施して、配光も補正するようにすればよい。このことによって、スライダ７１を基準濃度板４１(シェーディング板)まで移動させてから原稿読み取り位置４まで戻すという往復移動回数を減らすことができる。したがって、生産性の低下を最小限に抑えつつ読み取り画質の向上を図れる。この場合、図４に示した光量変化カーブに加えて、配光の時間的変化特性カーブをメモリ４６に記憶しておけばよい。また、場合によっては、上記光量補正に変えて配光補正だけを行うようにしてもよい。
【０１１８】
また、上記図４の時間軸に平行に延ばした破線上に記した×印は、上記ゲイン調整実行タイミングの一例を示す。上記×印と隣接する×印との間の破線の下に記した()内の数値は、上記×印と×印との間の時間に読み取る原稿枚数を表している。この例では、原稿１頁を読み取るときの画質についての光量変動の許容レベルを５％以内とし、１頁の読み取りに要する時間およびスライダ７１を移動させて光量補正や配光補正を行う処理に要する時間とを考慮して、上記ゲイン調整実行タイミングを決めた。図４を参照すれば分かるように、点灯の初期はゲイン調整頻度が高く、時間経過に伴って光量の変化が徐々に小さくなって徐々にゲイン調整頻度が低くなっていることが分かる。
【０１１９】
ところで、上記基準濃度板４１と原稿読み取り位置４との間の距離を５０ｍｍとし、スライダ７１の移動速度を４００ｍｍ／秒とすると、上記ゲイン調整の際に要する時間(すなわちスライダ７１の往復動に要する時間)は、０.５秒以上になる。したがって、たとえば、６０ｐｐｍ(枚／分)の高速システムで１頁ごとにゲイン補正を行うと仮定すると、６０枚コピーするのに、補正のための時間が約３０秒かかることになる。したがって、上記読み取り途中のゲイン調整を実行した上で６０ｐｐｍを達成するためには、上記読み取り途中のゲイン調整を実行しないシステムにおける９０ｐｐｍ相当の能力を達成する必要がある。このことは、機械的な信頼性や耐久性を達成するための難易度が格段に上がることを意味する。
【０１２０】
したがって、この発明の上記実施の形態のように、光量の時間的変化カーブに基づき、ゲイン調整のタイミングを設定することによって、ゲイン調整の実行回数を必要最小限に減らし、上記読み取り途中のゲイン調整を実行しないシステムにおける７０ｐｐｍ弱の機械能力でもって、読み取り途中のゲイン調整を実行する場合に６０ｐｐｍのコピー能力を達成することが可能となる。
【０１２１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この請求項１の発明によれば、記憶部に光源の時間的な特性変化を格納して、この特性変化に基づいて定めた最適のタイミングで基準濃度板の読み取りを実行して光源の特性変化を補償するので、生産性と高画質とを両立させることができる。
【０１２２】
また、請求項２の発明によれば、上記光源の時間的な特性変化は、上記読み取り手段が複数の原稿を読み取っているときに連続点灯する光源の光量変化であるので、上記光源の光量変化を補償できる。
【０１２３】
また、請求項３の発明によれば、上記光源の時間的な特性変化は、上記読み取り手段が複数の原稿を読み取っているときに連続点灯する光源の配光変化であるので、上記光源の配光変化を補償できる。
【０１２４】
また、請求項４の発明によれば、上記補正制御手段が行う補正制御は、光源の光量の制御を行う調光制御,読み取り手段の出力に対するゲイン調整,シェーディング補正制御の少なくとも１つであるので、調光制御,ゲイン調整,シェーディグ補正の少なくとも１つでもって、光源の特性変化を補償できる。
【０１２５】
また、請求項５の発明によれば、補正制御手段が調光制御するタイミングは、読み取り手段による原稿の読み取りが終了してから、基準濃度板を光源が照射するための位置に上記スライダ部が達するまでの間に設定しているので、読み取り中に光量補正が行われないから、画質の劣化を防止でき、かつ、光量補正のみのために特別な時間を必要としないので、生産性を向上できる。
【０１２６】
また、請求項６の発明によれば、前回の調光制御を実行した際に使用した基準濃度板の読み取りデータと上記予め記憶された光源の時間的特性変化に基づいて、今回の調光制御の制御値が決定されるので、調光制御の制御値が速やかに決定される。
【０１２７】
また、請求項７の発明によれば、上記補正制御手段は、光源の時間的な特性変化が大きなときに基準濃度板を読み取る頻度を高くして、光源の特性変化を確実に補償するので、画質の劣化を防止でき、かつ、光源の時間的な特性変化が小さなときに基準濃度板を読み取る頻度を低くするので、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像読み取り装置の実施の形態を含むデジタル複写機の全体構成図である。
【図２】 上記実施の形態のブロック図である。
【図３】 上記実施の形態が含む蛍光灯の立ち上がり特性の３つの典型例を示す図である。
【図４】 上記蛍光灯の連続点灯特性を示す図である。
【図５】 各周囲温度，光量レベルにおける上記蛍光灯の立ち上がり特性を示す図である。
【図６】 蛍光灯の相対光出力が周囲温度によって変化する様子を示す温度特性図である。
【図７】 上記実施形態の調光インバータが出力する調光値(制御値)と蛍光灯の光量(調光値)との関係を示す図である。
【図８】 図８(Ａ)は上記実施の形態のＣＣＤの構成例としての２レジスタ２出力タイプを示す模式図であり、図８(Ｂ)は上記ＣＣＤの構成例としての４レジスタ４出力タイプを示す模式図であり、図８(Ｃ)は上記ＣＣＤの構成例としての２レジスタ４出力タイプを示す模式図である。
【図９】 上記実施の形態のＣＣＤの電気的特性例を示す図表である。
【図１０】 上記実施の形態のタイミング微調回路の一例を示すブロック図である。
【図１１】 上記タイミング微調回路のタイミングチャートである。
【図１２】 上記実施の形態のウォームアップ動作を説明する第１フローチャートである。
【図１３】 上記実施の形態の蛍光灯の光量ピーク検出動作を説明する第２フローチャートの前半である。
【図１４】 上記第２フローチャートの後半である。
【図１５】 上記実施の形態の原稿連続読み取り時の光量補正を説明する第３フローチャートの前半である。
【図１６】 上記第３フローチャートの後半である。
【図１７】 上記実施の形態での光量補正(ゲイン調整)動作を説明する第４フローチャートである。
【符号の説明】
１…印字処理ユニット、２…プリンタ部、３…露光ランプ、５…結像光学系、
６…イメージセンサ、７…画像処理ユニット、８…メモリ部、
ＩＲ…画像処理部、ＦＤＨ…自動原稿フィード装置、１０…原稿台、
１１…半導体レーザ、１２…光学系、１３…感光体ドラム、２１…原稿、
２２…蛍光灯、２３…ヒーター、２５…温度センサ、２６…温度調整回路、
２７…調光インバータ、２８…ＣＰＵ、３０…ＣＣＤ、３１…レンズ、
３２…ＣＤＳ部、３３…ＡＭＰ部、３５…クランプ部、
３７…Ａ／Ｄ変換器、３８…出力合成部、４１…基準濃度板、
４５…画像モニタ部、４６…メモリ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば、複写機やファクシミリなどに使用される画像読み取り装置に関し、より詳しくは、周囲温度等によって光量が変化する蛍光灯などの光源を用いて、大量の原稿を連続して読み取るような画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像読み取り装置としては、光源の光量の変動を吸収するために、直接光量の変動を抑えるハード回路の他に、原稿を１ページ読み取る毎に、上記光源を保持しているスライダを原稿の読み取り位置と基準濃度板の読み取り位置との間で往復動作させて、上記基準濃度板の読み取りを行って調光制御を行っていた(特公平５−３０１０２号公報)。また、上記画像読み取り装置は、光源の光量および配光の変動を吸収するために、シェーディング補正を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像読み取り装置では、光量や配光の変動の有無にかかわらず、原稿を１ページ読み取るごとに、調光制御およびシェーディング補正を行っていたので、光量，配光の変動がない場合には、これらの調光制御およびシェーディング補正はむだなものとなっていた。したがって、生産性の低下を招いていた。逆に、もし、光源の特性が変化しているのに、上記調光制御およびシェーディング補正を行わないとすると、光源の特性の時間的な変化に起因して読み取り画像の画質が低下してしまう。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、最適なタイミングで調光制御を行うことによって、光量や配光補正のための時間を少なくして、生産性の低下を少なくし、かつ高画質の画像を得ることができる画像読み取り装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の画像読み取り装置は、光源の特性変化に基づいて定められたタイミングで基準濃度板を読み取って、光量や配光の変動の補正を行う補正制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００６】
より詳しくは、請求項１の画像読み取り装置は、原稿を照射する光源と、
搬送されている上記原稿が読み取られる原稿読み取り位置とは異なる位置に配置された基準濃度板と、
上記原稿の画像と上記基準濃度板を光電的に読み取る読み取り手段と、
上記光源を保持して、上記光源が原稿読み取り位置と基準濃度板とを照射するように移動制御されるスライダ部と、
上記光源の時間経過に伴った特性変化が予め格納されている記憶部と、
上記記憶部に格納されている上記光源の時間経過に伴った特性変化に基づいたタイミングで上記スライダ部を制御して読み取り手段に基準濃度板を読み取らせて、読み取りデータを出力させて、この読み取りデータに基づいて、上記光源の特性変化を補償するように補正制御を行う補正制御手段とを備えていることを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明によれば、上記記憶部に光源の時間的特性変化が予め格納されている。そして、上記補正制御手段は、上記光源の時間的な特性変化に基づいたタイミングで、上記スライダ部を制御して読み取り手段に基準濃度板を読み取らせて、読み取りデータを出力させて、この読み取りデータに基づいて、上記光源の特性変化を補償するように補正制御を行う。
【０００８】
このように、請求項１の発明は、上記記憶部に格納された光源の時間的な特性変化に基づいて定めた最適なタイミングで上記基準濃度板の読み取りを実行して光源の特性変化を補償するので、生産性の低下の防止と高画質の維持とを簡単な構造で両立させることができる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記光源の時間的な特性変化は、上記読み取り手段が複数の原稿を読み取っているときに連続点灯する光源の光量変化であることを特徴としている。
【００１０】
この請求項２の発明によれば、上記記憶部は光源の時間的な光量変化を記憶し、補正制御手段は、その時間的な光量変化に基づいて、光源の光量変化を補償するように補正制御を行う。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記光源の時間的な特性変化は、上記読み取り手段が複数の原稿を読み取っているときに連続点灯する光源の配光変化であることを特徴としている。
【００１２】
この請求項３の発明によれば、上記記憶部は光源の時間的な配光変化を記憶し、補正制御手段は、その時間的な配光変化に基づいて、光源の配光変化を補償するように補正制御を行う。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段が行う補正制御とは、上記光源の光量の制御を行う調光制御，上記読み取り手段の出力に対するゲイン調整，またはシェーディング補正用データを取り込むシェーディング補正制御のすくなくとも１つであることを特徴としている。
【００１４】
この請求項４の発明によれば、上記補正制御手段は上記光源の時間的特性変化に基づいた最適なタイミングで、上記スライダ部を制御して読み取り手段に基準濃度板を読み取らせて、読み取りデータを出力させて、この読み取りデータに基づいて、上記光源の特性変化を補償するように、調光制御,ゲイン調整,シェーディグ補正の少なくとも１つを行う。
【００１５】
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段が上記調光制御するタイミングは、上記読み取り手段による上記原稿の読み取りが終了してから、上記基準濃度板を光源が照射するための位置に上記スライダ部が達するまでの間に設定したことを特徴としている。
【００１６】
この請求項５の発明によれば、上記補正制御手段は、上記原稿読み取りと上記基準濃度板の読み取りとの間の時間を利用して、光量を補正する。したがって、上記光量補正のみのために、特別の時間を使うことがないから、生産性が低下することなく、しかも、上記原稿および基準濃度板の読み取り中に光量の補正が行われないから、画質の劣化を招く読み取りデータの変動がなくなる。
【００１７】
また、請求項６の発明は、請求項４に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段は、前回の調光制御を実行した際に使用した上記基準濃度板の読み取りデータに基づいて、今回の調光制御の制御値を決定することを特徴としている。
【００１８】
この請求項６の発明によれば、前回の調光制御を実行した際に使用した上記基準濃度板の読み取りデータと上記予め記憶された光源の時間的特性変化に基づいて、今回の調光制御の制御値が決定される。したがって、請求項６によれば、調光制御の制御値が速やかに決定される。
【００１９】
また、請求項７の発明は、請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段は、上記記憶部に格納されている光源の時間的な特性変化が大きなときに基準濃度板を読み取る頻度が高くなり、上記記憶部に格納されている光源の時間的な特性変化が小さなときに基準濃度板を読み取る頻度が低くなるようにしていることを特徴としている。
【００２０】
この請求項７の発明によれば、上記補正制御手段は、光源の時間的な特性変化が大きなときに基準濃度板を読み取る頻度を高くして、光源の特性変化を確実に補償して、画質の劣化を防止する一方、光源の時間的な特性変化が小さなときに基準濃度板を読み取る頻度を低くして、生産性を高める。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１に、この発明の画像読み取り装置の実施の形態としての画像読み取り部ＩＲを含んだデジタル複写機の全体構成を示す。このデジタル複写機は、原稿画像を読み取って画像データに変換する画像読み取り部ＩＲと、この画像読み取り部ＩＲ部から出力される画像データを記憶するメモリ部８と、このメモリ部８から出力される画像データを印字して出力するプリンタ部２から構成されている。
【００２３】
上記画像読み取り部ＩＲは、原稿に光を照射する露光ランプ３と、原稿からの反射光を導く結像光学系５ａ,５ｂ,５ｃと、入力光を電気信号に変換するイメージセンサ６を有し、イメージセンサ６の出力信号を量子化処理するアナログ処理部と、量子化された画像信号に各種画像処理・画像加工を施すデジタル画像処理部とを含む画像処理ユニット７を有している。上記イメージセンサ６は主にＣＣＤからなる。また、上記画像読み取り部ＩＲは、各種調整や画像処理等を行うために１ラインの画像データを記憶する記憶部と、そのデータをモニタするＣＰＵ（中央演算処理装置）を有している。このＣＰＵは、ここでは詳しく説明しないが、スライダ制御や各種通信、各種画像処理の設定・処理等も行っている。この画像読み取り装置ＩＲについては、後に図２を参照しながら詳しく説明する。
【００２４】
また、このデジタル複写機は、自動原稿フィード装置ＦＤＨを備え、この自動原稿フィード装置ＦＤＨでもって原稿を原稿台１０上の特定位置にフィードしながら、上記画像読み取り部ＩＲで読み取ることができる(いわゆる流し取り)。
【００２５】
上記メモリ部８を、以下に簡単に説明する。このメモリ部８は、図示しない画像メモリと圧縮部と符号メモリ(ＨＤＤ(ハードディスクドライブ)等の大容量記憶手段)および伸長部から構成されている。上記画像読み取り部ＩＲからの画像信号は、上記メモリ部８のリングバッファ等からなる第１の画像メモリに書き込まれた後に上記圧縮部で圧縮され、上記符号メモリに書き込まれる。上記符号メモリに書き込まれた画像データは、上記画像読み取り部ＩＲが有するＣＰＵあるいはデジタル複写機が有する他のＣＰＵの指示によって読み出され、上記伸長部で伸長されてから、ページメモリ等からなる第２の画像メモリ部に書き込まれてから、プリンタ部２に出力される。
【００２６】
図１に示すデジタル複写機によれば、原稿を上記画像読み取り部ＩＲで１回、読み取り、その画像データを、メモリ部８に記憶させれば、メモリ部８から画像データを複数回読みだすことで複数枚のコピーが取れる。また、上記メモリ部８を制御することによって、画像の回転が可能である。また、２イン１(２枚の原稿を１枚の用紙にコピーする)等も可能である。
【００２７】
特に、上記自動原稿フィード装置ＦＤＨの使用時には、メモリ部８の記憶容量の残りが無くなるまで何時間も連続して原稿を読み取ることができる。したがって、ユーザーはこれまでにない大量のコピーが採れる。
【００２８】
また、図１のプリンタ部２を、以下に簡単に説明する。プリンタ部２は、メモリ部８から入力された画像データに基づいて半導体レーザ１１を変調制御し、光学系１２ａ,ｂに導かれたレーザビームを感光体ドラム１３上に走査し、この感光体ドラム１３上に形成された潜像の現像、転写等を行う電子写真プロセスにより用紙上に印字画像を得るものである。上記半導体レーザ１１の変調制御とは、オンオフ制御、強度制御、ＰＷＭ(パルス幅変調)制御等である。
【００２９】
次に、図２を参照しながら、本発明にかかわる画像読み取り部ＩＲ（特に光学系を含めた読み取り処理およびデータ演算処理)について説明する。図２に示すように、原稿２１を照らす光源３としては、安価で少ない消費電力で大光量が得られる蛍光灯２２を用いている。この蛍光灯２２は、一般に水銀ガスを封入した熱陰極管である。
【００３０】
図６に示すように、上記蛍光灯２２は管壁温度(周囲温度)により光量が大きく変動する。この光量の変動を抑えるため、蛍光灯２２の周囲にヒータ２３を巻き付け、このヒーター２３を、管壁温度を検出するサーミスタ等の温度センサ２５からの信号に基づいて管壁温度制御手段の一例である温度調整回路２６で制御して、管壁温度を所定温度範囲内に保つようにしている。これにより、蛍光灯２２の光量を安定させ、かつ、立ち上がりの特性を向上させている。
【００３１】
， また、上記蛍光灯２２の光量変動は、蛍光灯２２の取り付け位置のばらつきや蛍光灯２２の経時変化によっても生じる。また、蛍光灯２２の部品毎に光量が異なる。したがって、市場においては、蛍光灯２２のみならず、周辺のメカ部品を取り替えたときにも光量の調整を行う必要がある。
【００３２】
なお、この実施の形態では、光源として蛍光灯２２（熱陰極管）を使用したが、光源としてハロゲンランプや希ガスを用いた放電灯(冷陰極管)等を使用してもよい。この場合、光量変化の特性が蛍光灯２２とは異なる。
【００３３】
光量制御手段の一例である調光インバータ２７は、ランプ電流値を変えることによって、蛍光灯２２の光量を調節(つまり調光)する。なお、この調光の方式としては、他に点灯オンオフのデューティを可変する制御方式などを採用してもよい。
【００３４】
上記調光インバータ２７は、ＣＰＵ２８からのデジタル制御信号(調光値)によって制御されて、蛍光灯２２に入力するランプ電流値を変える。上記デジタル制御信号は光量レベル値つまり調光値を表している。図７に示すように、上記調光値と蛍光灯２２の相対光量との関係は非線形な関係である。上記曲線中の白丸から上下に延びる線分は、部品による相対光量のばらつきを表す。上記デジタル制御信号を、例えば、０〜２５５の範囲で変化させることによって、相対光量を２５％〜１００％の範囲で変化させることができる。この調光インバータ２７による光量制御は、光量を概略調節するために用いられ、部品ばらつきや温度変化による光量変動を防ぐために用いられる。
【００３５】
読み取り手段の一例であるＣＣＤ３０は、レンズ３１からの入射光に対してリニアに電圧を出力する光電変換素子である。図８(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、ＣＣＤ３０は、高速動作をさせるために、通常少なくとも２つの出力系統ＯＳ１とＯＳ２を持っている。図８において、５０は出力バッファであり、５１はフォトダイオードであり、５２,５３,５４,５５は転送レジスタである。また、図８(Ａ)は２レジスタ２出力の通常タイプを示し、図８(Ｂ)は４レジスタ４出力のタイプを示し、図８(Ｃ)は２レジスタ４出力のタイプを示している。
【００３６】
ＣＣＤは部品による特性ばらつきが非常に大きいデバイスで、例えば、ＣＣＤ３０の感度は、たとえば部品により±２０〜３０％のばらつきがあって、ある一定のＣＣＤ出力電圧を得るためには、露光量を調節する必要がある。また、ＣＣＤ３０の飽和出力電圧の個体差によるばらつきは、図９に示すように２０％以上存在する。
【００３７】
その他にも、このＣＣＤ３０は、たとえば、図９に示すように、電気的特性や信号出力の遅延量などのばらつきが大きいものである。また、ＣＣＤ３０の出力系統の違いによって発生する特性差、チップの反りに起因する特性差もある。さらには、ＭＴＦ(モジュレーション・トランスファー・ファンクション)特性や分光感度特性のばらつき、パッケージに対する画素位置のばらつきも有る。したがって、あらかじめ測定したＣＣＤの特性値や各種処理を行う際に参考とする値をＣＣＤユニットや製品の組立時に、製品内の記憶手段へ格納しておくようにしている。
【００３８】
上記読み取り処理部ＩＲは、ＣＤＳ(相関二重サンプリング)に代表されるサンプルホールド機能を持つＣＤＳ部３２と、増幅機能を持つＡＭＰ(アンプリファイア)部３３と、クランプ機能を持つクランプ部３５とを有する。また、上記読み取り処理部ＩＲは、後述する量子化機能、および出力合成機能等を有する。
【００３９】
上記ＣＤＳ部３２は、入力される２つのサンプリングパルスによって、ＣＣＤ３０の１画素中の、黒出力を表す期間の信号と信号期間の信号との差分をとることによって、ＣＣＤ３０から出力された波形のうち駆動パルス(ＲＳ)により生じたノイズ部分を除いて、信号出力の安定部分のみを取り出す。ここで、ＣＣＤ３０自身の温度特性のばらつきを吸収する。なお、ＣＤＳ部３２でのばらつき要因としては、ＣＤＳ３２自身の利得ばらつき(±３０％くらい)や入力信号振幅制限のばらつき（例えば１Ｖ)に加え、サンプリング位置の違いによる誤差等がある。
【００４０】
高速動作を行う場合には、１画素の周期が非常に短いので、ＣＣＤ出力波形に多くのノイズが生じる。したがって、正しいデータを保持するためには、サンプリングパルス幅をｎｓ(１０-9秒)オーダーとし、さらに、サンプリング位置の調整もｎｓ(１０-9秒)オーダーで行なう必要がある。したがって、図１０に示すようなタイミング微調回路８８が必要になる。このタイミング微調回路８８は、上記サンプリングパルス幅やサンプリングのタイミングを微調整する回路である。
【００４１】
このタイミング微調回路８８は、図１１に示すように、少なくとも１つ以上の基準パルスＣＫのタイミングを制御することで上記パルス幅や上記タイミングを調整する。そして、上記調整の制御値は、組立調整時に記憶手段に格納しておき、製品動作時は、ＣＰＵ２８が上記制御値を読み出して、上記タイミング調整回路８８に設定するようにしている。なお、ここでは、ＣＤＳ部３２は、サンプルホールド機能として相関二重サンプリングを行うものとしたが、他のサンプルホールド機能を有するものであってもよい。
【００４２】
また、上記ＡＭＰ部３３は、ＣＤＳ部３２でサンプルホールドされた信号をオペアンプで増幅する。ここで、上記オペアンプ自身の特性のばらつきや、増幅率を決定する素子(抵抗等)のばらつきによって、増幅率(利得ともいう)がばらつく。なお、ここでは、上記ＡＭＰ部３３の増幅率を固定(ばらつきや特性変化は除く)としたが、下に説明するクランプ部３５と同様に、上記ＡＭＰ部３３の増幅率をＤ／Ａ変換器等を用いて任意に可変制御しても良い。
【００４３】
次に、上記クランプ部３５は、Ｄ／Ａ変換器を有し、ＣＰＵ２８からの設定信号を上記Ｄ／Ａ変換器を介してＡ／Ｄ変換器３７に入力し、ＣＣＤ３０の黒基準電圧がＡ／Ｄ変換器３７の下限電圧レベルとなるように、ＣＣＤ３０の黒基準電圧を任意のレベルに可変する。これにより、ＣＣＤ出力の最適な量子化を達成できる。このクランプ部３５でのばらつき要因としては、クランプ部３５自身のばらつきのほか、Ｄ／Ａ変換器自身の利得のばらつきや変換誤差、さらには、基準電圧のばらつき等がある。ここで、ＣＣＤ３０の黒基準電圧とは、ＣＣＤ３０の画素を光学的に遮蔽した場合に出力される電圧をいう。このＣＣＤ３０の黒基準電圧が、１ライン毎に設定されたレベルに合わせられることによって、ＣＣＤ３０をはじめとする素子,回路系の温度特性等における経時変化を吸収することができる。
【００４４】
次に、上記Ａ／Ｄ変換器３７は、Ｄ／Ａ変換器を介したＣＰＵ２８からの信号でもって基準電圧(トップ側)を任意に可変して、上記クランプ部３５からのＣＣＤ出力電圧が狙いの読み取り濃度範囲になるようにするものである。このＡ／Ｄ変換器３７は上記ＣＣＤ出力電圧を、例えば、２５６階調に量子化(デジタル信号化)するものである。また、高速動作時には１画素の周期が非常に短いので、Ａ／Ｄ変換器３７にはＣＤＳ部３２と同様に(量子化)サンプリング位置を調整するための微調回路が必要となっている。このＡ／Ｄ変換器３７は、ＣＣＤ出力電圧，回路利得が最大値であっても飽和しないレベルで、最大の量子化範囲に設定できる。このＡ／Ｄ変換器３７でのばらつき要因としては、クランプ部３５と同様に、Ｄ／Ａ変換器自身の利得や変換誤差、その基準電圧のばらつき等がある。また、サンプリング位置によっても量子化されるデータにばらつき(誤差)を生じる可能性がある。
【００４５】
次に、出力合成部３８は、ＣＣＤ３０の２出力に合わせてパラレル処理された２つのデジタル信号を、ＣＣＤ３０で読み取った画素の順番通りにシリアル信号に合成する。ここで、出力を合成するための合成クロックのタイミングが重要となる。特に、ＣＣＤ３０の動作が高速であったり、ＣＣＤ３０の出力が３出力以上になった場合には、合成時のタイミング余裕が一層少なくなるから、上記合成クロックの出力を、サンプルホールド部であるＣＤＳ部３２やＡ／Ｄ変換器３７等のタイミングに応じて微調する必要がある。もちろんそのタイミングは、固定であっても良いが、あらかじめ記憶されているＣＣＤ出力遅延時間に応じて可変する構成、あるいは、上記ＣＤＳ部３２等のサンプリングタイミングに連動して可変する構成としても良い。
【００４６】
次に、シェーディング補正部４０は、露光ランプ３つまり蛍光灯２２の配光ムラ，レンズ３１の周辺ダレ等による光学系のトータルな配光ムラ，ＣＣＤ３０の画素毎の感度ムラを、ＣＣＤ３０で図１に示される白色の基準濃度板４１(シェーディング補正板)を読み取った１ラインのデータに基づいて演算処理を行って補正する。この実施の形態では、上記露光ランプ３が蛍光灯２２で構成されているので、周辺部のダレ(光量低下)が大きい。なお、上記露光ランプ３をハロゲンランプで構成した場合にはフィラメントでの光量リップルが存在する。
【００４７】
次に、画像モニタ部４５は、ＣＰＵ２８に主走査方向の１ラインデータをハード的にモニタさせる機能を有している。このモニタ機能としては、以下のものがある。(1)１ラインの少なくとも１点(特定アドレス)のデータをＣＰＵ２８がダイレクトにモニタする。(2)主走査方向の１ラインの画像データをメモリ４６に格納し、メモリ４６内の画像データをＣＰＵ２８がモニタする。(3)１ラインまたは複数ラインのヒストグラムを作成し、その結果をＣＰＵ２８がモニタする。(4)１ラインまたは複数ラインのエッジアドレスを検出して、その結果をＣＰＵがモニタする。
【００４８】
なお、この実施の形態では、基板配線パターンの工夫やＧＮＤ(グランド)の強化に加えて、ＣＣＤ３０からＡ／Ｄ変換器３７,出力合成部３８までの処理回路を一枚の基板構成とした。これにより、外部からのノイズや放射ノイズを軽減して、高速動作でのノイズ増加によるＳ／Ｎの劣化を少なくしている。
【００４９】
また、この実施の形態では、結像レンズ３１と上記基板およびその保持部材を一つのユニット(以下、ＣＣＤユニットと呼ぶ)にしており、ユニット内でのピント位置等のメカ的な調整がなされている。これにより、市場にて部品を簡単に交換できる。
【００５０】
さらに、上記基板には、前述したような読み取り特性を組み立て調整時に記憶するための電気的に読み書き可能な記憶手段を含むメモリ４６を有している。この記憶手段としては、例えば、メモリ等の半導体であってもよく、読み出しのみであればディップスイッチや基板パターンのような半導体以外のものであっても良い。そして、上記メモリ４６に記憶させる読み取り特性としては、次のようなものがある。まず、あらかじめ記憶させる情報としては、次の(i)〜(v)のものがある。
【００５１】
(i) ＣＣＤ読み取り特性、例えば、感度、飽和出力電圧、２以上の出力系統毎の特性の違い等の電気的特性の標準値に対するばらつき、
(ii) アナログトータルゲイン、例えば、Ｓ／Ｈ(サンプルホールド)利得，入力制限電圧、増幅処理部(ＡＭＰ部３３)の利得、クランプ部３５の利得、量子化部(Ａ／Ｄ変換器３７)利得の標準値に対するばらつき、
(iii) サンプリングタイミング情報、つまり、Ｓ／Ｈ(サンプルホールド)部としてのＣＤＳ部３２、量子化部としてのＡ／Ｄ変換器３７、出力合成部３８等のタイミング制御値、
(iv) 露光量や初期データ、つまり、組立時のランプ等の光学部品と上記ＣＣＤユニットの組み合わせで決まる調光値、基準白色板読み取り時のデジタル値や配光比を示す値など、
(ｖ) 組立調整時に必要となる情報。
【００５２】
また、組立調整時や製品動作時に書き換える可能性のある情報としては、次の(vi)〜(ix)のものがある。
【００５３】
(vi) 各種調整において、その調整した値が明らかに異常と分かる場合に、仮の値として、設定するデフォルト値、
(vii) 上記異常時またはコーション，トラブルの発生箇所やその回数、
(viii) 手置きの場合、自動原稿フィードの場合、両面の場合等における読み取り回数、
(ix) ランプ点灯回数。
【００５４】
次に、各種調整，補正項目について、以下に、(ａ)第１光量調整、(ｂ)第２光量調整、(ｃ)オフセット調整、(ｄ)ゲイン調整の順に説明する。
【００５５】
(ａ) 上記第１光量調整は、光量ピーク検出を伴うものであり、組立調整時や市場での部品交換時において、電源投入時またはソフト的なリセット時に行う。ここで、部品交換とは、蛍光灯２２だけではなく、ＣＣＤ３０への入射光量を決める要因になるメカ部品(結像光学系５の反射鏡や蛍光灯保持部材等)、ＣＣＤユニットを含んでいる。上記ＣＣＤユニットとは、上述したように、レンズ３１やＣＣＤ３０から出力合成部３８までの信号処理を行う１枚の基板とそれらの保持,位置出しのための構成ユニットであり、簡単に交換可能なものである。
【００５６】
(ｂ) 第２光量調整は、連続読み取りの際の光量低下を吸収するために行う。自動原稿フィード装置ＦＤＨによって大量の原稿を読み取る場合、蛍光灯２２が何時間も連続点灯されることがある。ハードディスクからなる画像メモリ部１に格納できるだけの画像を読み取る場合や、画像出力が並列に処理される場合において蛍光灯２２が連続点灯される。このような蛍光灯２２の連続点灯時には、蛍光灯２２の自己発熱やＣＣＤ３０や基板等からの発熱によって、蛍光灯２２の管壁温度(周囲温度)が上昇する。これにより、点灯直後の光量から３０〜５０％程度光量が低下する。そこで、次の項目(ｄ)で述べるゲイン調整を行った際に採用した値に対して、ＣＰＵ２８は、上記第１光量調整と同様にＣＣＤ出力電圧を推測し、この推測したＣＣＤ出力電圧が画質保証に相当するＣＣＤ出力電圧の下限値を下回った場合に、次のゲイン調整タイミングの直前に、上記下限値を下回らないような調光値つまり光量レベル値を設定する。
【００５７】
次の(ｃ)オフセット調整および(ｄ)ゲイン調整は、光量調整を量子化ステップ(２５６階調)の精度では行えないので、概略光量調整後の微調整機能という位置づけである。
【００５８】
(ｃ) オフセット調整は、少なくとも電源投入時に、ＣＣＤ３０の画素を光学的に遮蔽した状態でＣＣＤ出力電圧のデジタル値が“０"となるようにクランプ電圧を制御する。すなわち、読み取りの際の黒レベルを調整するものである。なお、上記光学的に遮蔽した状態でのＣＣＤ出力電圧のデジタル値はシステムにより異なる。
【００５９】
(ｄ) ゲイン調整は、蛍光灯２２の光量変動が大きいため、基本的に原稿２１の読み取りを開始する直前に行い、１ページ読み取り中に、最適な量子化を行えるように、Ａ／Ｄ変換器３７の基準電圧を制御するものである。
【００６０】
〔トラブル・警告処理〕
次に、トラブル・警告処理について説明する。上記ゲイン調整の際に、基準濃度板４１を読み取った光量モニタ値から、ＣＣＤ出力電圧を推測し、画質保証の下限を下回った場合に、光源ランプ(蛍光灯２２)の交換を意味する警告を出力したり、極端に光量が少ない場合には、トラブルの報知をする。この報知としては、操作パネル上に表示したり、電話回線等を用いてサービス拠点に知らせたり、機械を停止することとしても良い。
【００６１】
次に、図１２のフローチャートを参照しながら、この実施の形態での電源投入時の初期動作を説明する。この電源投入時の初期動作は、トラブルリセット等の電源投入と同等の動作を含むものとする。
【００６２】
まず、電源が投入されると、ステップＳ１に進んで、タイマーをスタートさせて計時を始める。次に、図１のスライダー７１を所定の基準位置へ移動させる。次に、上記スライダー７１を基準濃度板４１に対向する位置へ移動させる。次に、オフセット調整を行う。
【００６３】
次に、ステップＳ２に進んで、管壁温度が所定温度範囲未満(例えば、４０〜６０℃)の場合、つまり温調情報が温調ウォームアップ中の場合には、ステップＳ３に進んで、ＣＰＵ２８は、調光値を調光信号として調光インバータ２７に出力し、ランプ（蛍光灯２２）を点灯してから、ステップＳ４に進む。（温調情報は図示しないプリンタ部２が有するＣＰＵから出力される。）
【００６４】
一方、ステップＳ２において、温調ウォームアップ中でないと判断された場合には、ステップＳ６に進む。
【００６５】
上記ステップＳ４では、光量極値検出を行い、ステップＳ５で調光値を決定し、その調光値をバックアップデータとしてメモリ４６に書き込み、次の処理(ステップＳ６)に移る。このステップＳ４,Ｓ５が第１光量調整(兼ウォームアップ兼調光イレギュラー排除)である。
【００６６】
ステップＳ６では、温調情報が温調中(管壁温度が所定温度範囲内(例えば、４０〜６０℃))になるまで、ランプ(蛍光灯２２)点灯のまま待機し、温調情報が温調中になれば、ランプ切れトラブル検出を行い、次のステップＳ７に進む。
【００６７】
次に、ステップＳ７では、ランプ消灯、タイマーストップ、スライダーをホーム位置へ移動し、ウォームアップ完了とする。
【００６８】
ここで、プリンタ部２が有するＣＰＵから温調情報を受け取るようにして、蛍光灯２２の温調用ヒータ２３の電源の制御を定着部のヒータと同様にプリンタ部２で行っている。その理由は、ユーザにより待機時間の設定が可能な省エネルギーモードにおいて、画像読み取り部ＩＲの電源をオフして、消費電力を必要最小限に抑え、かつ復帰時にプリンタ部２による定着と同時に直ぐに読み取りが開始できるようにするためである。
【００６９】
また、ランプ(蛍光灯２２)の点灯制御では、蛍光灯２２の適正な予熱時間が経過した後に、点灯させる調光値に関わらず、一旦１００％の調光値で点灯させ、所定時間後に調光値を目的の値に制御する。その理由は、蛍光灯２２の長寿命化と低温かつ低調光値時の不点灯を防止するためである。
【００７０】
また、光量調整を行う際には、組立調整時を除いて周囲温度や蛍光灯２２が消灯されていた時間などの条件が不明であるから、以下の方法で光量変化カーブ（図３を参照）を推定し、調光値を決定する。この光量変化カーブの推定は光量の相対値で良いが、ＣＣＤ出力が飽和しないような最適な調光値を決定するには絶対光量を知る必要がある。また、画質を重視する場合は、飽和防止と同様に最低必要光量の把握が必須である。また、読み取りモード(文字モード，写真モード等)に応じて最低必要光量を可変してもよい。
【００７１】
上記図１１のステップＳ４とＳ５で行われる第１光量調整については、次の(第１光量調整の詳細)の項で詳細に説明するが、ここで概要を述べる。この第１光量調整では、ＣＰＵ２８が、点灯のための調光値に基づいたあらかじめ発生しうる光量変化パターンに基づいてランプ点灯後の待機を行った後、光量変化のモニタを開始する。そして、ピーク光量と光量変化カーブを求め、このときの雰囲気温度による光量変動や再点灯時等の光量変動を吸収できるような最適な調光値を推定して設定する。
【００７２】
次に、立ち上がりの光量変化の特徴を説明する。
【００７３】
図３に示すように、蛍光灯２２の点灯条件の違いによる３種類の立ち上がり光量変化カーブ１,２,３がある。この光量変化カーブ１,２,３は、周囲温度、前回点灯条件、待機時間等により時間推移やピーク値が変わる。
【００７４】
図３の光量変化カーブ１は、標準カーブであり、一般的な立ち上がり特性曲線である。また、光量変化カーブ２は、ピーキータイプとも呼ばれる準標準タイプの特性曲線である。この準標準タイプの特性曲線は、蛍光灯２２の管内温度条件によって発生することがある比較的まれな特性である。また、光量変化カーブ３は、瞬断タイプと呼ばれ、電源を短時間だけオフした後に電源を再投入したときの特性曲線である。したがって、この再投入前の電源オフの時間が長くなるほど、光量変化カーブ３は光量変化カーブ１に近づいて行く。
【００７５】
また、図５に、もう１つの光量立ち上がり特性を示す。図５は、周囲温度および調光値を、それぞれ、１０℃,２５℃,３５℃および４０％,６０％,８０％,１００％にした場合の光量立ち上がり特性曲線を示す。
【００７６】
図５に示すように、調光範囲が大きいシステムの場合、光量と周囲温度がともに低い程、点灯直後の光量オーバーシュートが長く、低い光量での安定期間が長いという傾向がある。また、調光値毎に、発生したピークと安定時の光量比が異なるという傾向がある。
【００７７】
次に、以下の（参考(1)）の項に、ピークを検出するための待機時間の目安の一例を示す。つまり、この待機時間の間はピーク発生前の期間である。また、(参考(2))の項に、主な調光値毎でのピークと安定レベルの比を一例として示す。
【００７８】
（参考(1)(周囲温度の変動を考慮している。)）
調光値＜３０％のとき、 光量ピーク検出待機時間は、７５秒
３０％≦調光値＜５０％のとき、光量ピーク検出待機時間は、６０秒
５０％≦調光値＜７０％のとき、光量ピーク検出待機時間は、４５秒
７０％≦調光値＜９０％のとき、光量ピーク検出待機時間は、３０秒
９０％≦調光値のとき、 光量ピーク検出待機時間は、１５秒
（参考(2)）
調光値が４０％のとき、（ピーク／安定）の比は、０.９５
調光値が６０％のとき、（ピーク／安定）の比は、１
調光値が８０％のとき、（ピーク／安定）の比は、１.１
調光値が１００％のとき、（ピーク／安定）の比は、１.２
（第１光量調整の詳細）
次に、この実施の形態の第１光量調整について、図１３および図１４の第２フローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００７９】
０．まず、基準濃度板４１の読み取りデータで、蛍光灯２２の絶対光量の測定ができるよう各種初期設定を行う。すなわち、上記スライダー７１を基準濃度板４１へ移動させ、処理に用いる変数(最大値、各光量変化傾向の連続回数等)を初期化する。そして、蛍光灯２２を点灯させて、タイマーによる計時を開始する。(ステップＳ１１,Ｓ１２)
１．次に、タイマー値を参照しながら、光量ピーク検出のための所定時間を待機する。たとえば、１分１５秒間だけ待機する。(ステップＳ１３)
２．次に、ランプ(蛍光灯２２)の点灯後から１秒毎に特定点におけるデータをサンプリングする。上記データとは、基準濃度板４１からＣＣＤ３０で読み取った蛍光灯２２の光量である。また、上記特定点はあらかじめ決められている光量安定時の主走査配光ピークを示す点である。そして、上記データのサンプリングは、１点でなく複数画素の平均値を用いて、データの精度を挙げている。また、最初の平均値データの内、ＣＣＤ３０の出力系統におけるＯＤＤ／ＥＶＥＮの光量の大きい方のみを以降の処理でデータとして採用して、データ処理を簡素化している。(ステップＳ１４)
３．次に、それらのデータの最大値を検出してメモリ４６に記憶していく(ピークホールド)。一方、１秒毎に光量をサンプリングし、５秒間での光量変化量(差分・ベクトル)を求める。(ステップＳ１５)
【００８０】
すなわち、たとえば、サンプリングを、▲１▼(０秒目のデータ)，▲２▼(１秒目のデータ)，…▲６▼(５秒目のデータ)という様に行い、光量変化量としては、( ▲６▼−▲１▼）として求める。
【００８１】
４．次に、上記のようにして求めた光量変化量から光量変化傾向を判断する(ステップＳ１５)。具体的には、光量変化量(▲６▼−▲１▼)と許容範囲ａとの比較を行う。すなわち、
｜▲６▼−▲１▼｜≦ ａ であれば、光量が安定した(変化なし)と判断する。
【００８２】
▲６▼−▲１▼ ＞ ａ であれば、光量が増加していると判断する。
【００８３】
▲６▼−▲１▼ ＜ ａ であれば、光量が減少していると判断する。
【００８４】
なお、上記許容範囲ａは固定値ではなく、データ(光量)の絶対値に応じて変化させる。その理由は、部品ばらつきによる出力データの絶対値のばらつきが大きく、また、回路系のデータのばらつきもあるので、上記許容範囲ａを固定値としたのでは、光量の変化傾向を正しく判断できないからである。
【００８５】
５．次に、ステップＳ１６で、上記光量変化傾向の連続性に基づいて、光量ピークの検出を行い、光量ピークを検出したと判断すれば、以下の１〜３の処理を行い、光量変化カーブの判定を行う。
【００８６】
［処理１］(ステップＳ１７) この処理１では、光量変化カーブが、図３に示した光量変化カーブ３であるのかないのかの判別を行う。すなわち、(光量減少連続回数≧１０)のときに、光量変化カーブが、光量変化カーブ３すなわち瞬断タイプであると判断する。
【００８７】
一方、(光量増加連続回数≧５)であるか、光量ピーク検出待機時間を経過した後に、(光量減少連続回数≧５)もしくは(光量安定連続回数≧５)ならば、光量変化カーブが、瞬断タイプ以外であると判断する。
【００８８】
そして、ステップＳ１７において、光量変化カーブが瞬断タイプであると判別した場合には、タイマーをストップして(Ｓ２２)、図１２の第１フローチャートの調光値決定処理(ステップＳ５)へ進む。一方、この処理１において、光量変化カーブが瞬断タイプでないと判別した場合には、次の処理２を行う。
【００８９】
［処理２］(ステップＳ１８,Ｓ１９,Ｓ２０) この処理２では、光量変化カーブのタイプが図３の光量変化カーブ１か光量変化カーブ２か、すなわち、標準タイプか準標準タイプかの判別を行う。すなわち、光量減少連続回数≧１０の場合に、光量変化カーブが準標準タイプであると判断する。
【００９０】
一方、この処理２を初めてから２０秒間経過しても、光量変化カーブを準標準タイプと判別できない場合は光量変化カーブが標準タイプであると判別する。
【００９１】
そして、この処理２において、光量変化カーブが標準タイプであると判別した場合には、調光値決定処理(ステップＳ２１)に進む。一方、この処理２において、光量変化カーブが準標準タイプであると判断した場合には、次の［処理３］、調光値決定処理(ステップＳ２５)へ進む。
【００９２】
［処理３］(ステップＳ２３,Ｓ２４) この処理３では、準標準タイプである光量変化カーブ２の谷値を検出する。すなわち、光量増加または光量安定が５秒間連続したら現在の光量データ平均値を谷値とする。
【００９３】
なお、光量ピーク値は、ここまでに記憶されている最大値とする。
【００９４】
そして、上記項目２.３.４.５.の処理を、光量変化カーブのピークが求まるまで、データのサンプリング毎に繰り返す。図１３,図１４の上記第２フローチャートのステップＳ１３,Ｓ１４,Ｓ１５が光量変化量検出手段を構成している。また、上記第２フローチャートのステップＳ１６,Ｓ１７,Ｓ１８,Ｓ１９,Ｓ２０,Ｓ２３,Ｓ２４が光量変化パターン決定手段を構成している。
【００９５】
６．次に、求められた光量変化カーブのピーク値(もしくは谷値)から、設定すべき最適な調光値を決定するとともに、図２の調光インバータ２７に対して調光値を設定し、記憶手段(ＥＥＰＲＯＭ)に格納する。ここでいう最適な調光値とは、設定後の読み取り時の連続点灯や環境の変動によって、光量ピークがＣＣＤ飽和レベルを越えないような調光値である。上記第２フローチャートのステップＳ２１,Ｓ２５が光量レベル設定手段を構成している。
【００９６】
具体的には、上記光量変化カーブが標準タイプと判断したときには、上記最適な調光値を次の(１)の式で求め、上記光量変化カーブが準標準タイプと判断したときには、上記最適な調光値を次の(２)の式で求め、上記光量変化カーブが瞬断タイプであると判断した場合には、記憶手段(ＥＥＰＲＯＭ)に格納されている前回の設定値をそのまま採用する。
【００９７】
(１) 最適な調光値(標準タイプ) ＝
{(狙い値)×(トータルゲイン)／(ピーク値)×ｂ}×(現調光値)
(２) 最適な調光値(準標準タイプ) ＝
{(狙い値)×(トータルゲイン)／(ピーク値×１.１)×ｂ}×(現調光値)
上記(１)および(２)の式において、（狙い値）とは、ＣＣＤ感度とアナログトータルゲインが標準値の時において、ＣＣＤ出力が飽和しないような値である。この狙い値は、固定値でも良いし、あらかじめ記憶されているＣＣＤ飽和出力電圧に基づいて可変しても良い。また、(トータルゲイン)とは、ＣＣＤ感度とアナログゲインの標準値に対するばらつきを示す。また、定数(ｂ)は、調光値によって発生するピークと安定時の光量の比率である。
【００９８】
なお、この実施の形態では、図１３のフローチャートのステップＳ１６で光量ピークを検出したと判断しなかったときに、ステップＳ２６の判断を経由して、ステップＳ１４に戻るようにしている。ここで、上記ステップＳ２６では、タイマーの計時が３分を越えたか否かを判断し、３分を越えたと判断したときに、トラブルが発生したと判断して、表示パネルにトラブルが発生したことを表示する。上記トラブル内容の一例としては、ランプ切れ，ヒータ切れ、光軸ずれ、ハーネスの異常、電源の異常、ＣＣＤ基板の故障、デジタル基板の故障などがある。また、ＣＰＵ２８は、電源投入時などに、あらかじめ、これらの情報、つまり(狙い値),(トータルゲイン),(定数(ｂ))を記憶手段(メモリ４６)から読み出して、上記許容範囲ａや光量不足のトラブル判断値、および調光値計算式を決定しておいても良い。また、上記サンプリング時間、サンプリング回数や判断に用いる時間，定数等は、装置毎に数値を設定するようにすればよい。
【００９９】
また、この実施の形態では、高速シテスムのために、電源投入時及び光量調整タイミング時に限定して光量ピーク検出を行っているが、時間的余裕のあるシテスムでは、読み取り直前(ゲイン調整前)に、毎回本方式の調光制御を行えば、より精度の高い調光が可能となり、常に、より高画質である装置を提供できる。
【０１００】
また、この実施の形態では、一般的にプリンタ部２側のウォームアップ時間が画像読み取り部ＩＲのウォームアップ時間(第１光量調整時間)よりも長いので、ピーク検出待機時間を固定値とした。しかし、光量立ち上がり特性は、点灯時の調光値によって変わる(雰囲気温度にも影響される)ので、調光値に応じてピーク検出待機時間を可変して、読み取り開始時間を少しでも早めるようにしてもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態の「項目２.」におけるデータサンプリング処理の中で、サンプリングした光量データによって、蛍光灯２２(ランプ)が飽和したかあるいは点灯していないことを検知したときに、表示パネルにトラブル表示を行うようにしてもよい。この場合のトラブル検出式を次式に示す。光量データがこのトラブル検出式を満足しないときに、飽和によるトラブルが発生したと判断する。
【０１０２】
光量データ＜{(ＣＣＤ飽和電圧×アナログゲイン値)／(量子化電圧範囲)}×２５５そして、上記光量データが飽和したと判断したときに、(i) 調光値を１ステップだけ減じて、この調光値をメモリに格納することなく、上記データサンプリング処理を最初からやり直す。これにより、調光制御不能により、誤った調光値を設定してしまうことを防ぐ。また、上記飽和と判断したときに、(ii)調光値が下限である場合には、蛍光ランプの異常な点灯による飽和トラブルと判断する。なお、サンプリングデータが所定期間不点灯レベル(極小)の場合には、ランプ切れトラブルと判断する。
【０１０３】
また、上記実施形態の「項目５.」における光量変化カーブ判定処理が複写機のプリンタ部２の最大ウォームアップ時間以上（たとえば５分間）経過しても判定処理が終わらないときに、タイムアウトトラブルとして、表示パネル等に表示するようにしてもよい。
【０１０４】
次に、この実施形態における上記第２光量調整およびゲイン調整について説明する。
【０１０５】
図４に示すように、蛍光灯２２は、長時間連続点灯されると管壁温度(周囲温度)の上昇に起因して、点灯直後の光量に対して、＋２０％〜−４０％程度まで光量が変動することが知られている。なお、この変動値は、システム構成や温調温度などにより変わる。特に、低温時は、点灯後の光量立ち上がり時に時間単位の光量変化が大きく、かつ、ピーク後の光量低下が小さい。一方、高温時は点灯後の光量立ち上がりは少ないが、ピーク後の光量立ち下がり時の時間単位の光量変化(低下する絶対光量)が大きいという傾向がある。
【０１０６】
そして、原稿読み取り時の管壁温度(周囲温度)を正確に把握することは難しいので、図４に示すような最も光量の変動が大きな光量変化カーブに基づいて、原稿読み取り中の光量変化が、画質保証上の許容内に常に入るように光量を補正する。この光量の補正は、調光インバータ２７の出力を調節する調光制御と、増幅器の増幅率を調節するゲイン調整を含んでいる。
【０１０７】
次に、この実施の形態の上記第２光量調整とゲイン調整の動作を、図１５,図１６に示す第３フローチャートおよび図１７に示す第４フローチャートを参照しながら説明する。上記第３フローチャートが補正制御手段を構成している。
【０１０８】
まず、ＣＰＵ２８は、あらかじめメモリ４６に記憶している上記光量の時間的変化特性曲線(図４)にしたがって、操作パネル等から設定された原稿サイズや読み取りモード等の情報に基づいて、ゲイン調整実行タイミングを決定する(ステップＳ３１)。上記ＣＰＵ２８は、上記光量時間変化特性からみて前回のゲイン調整後からの光量の変動が画質保証上で許容できなくなると予測される原稿読み取りタイミングの直前に上記ゲイン調整実行タイミングを決定する。
【０１０９】
次に、蛍光灯２２を点灯し(ステップＳ３２)、原稿２１の１頁目を読み取る前に、図１のスライダ７１を基準濃度板４１への対向位置に移動させ(ステップＳ３３)、基準濃度板４１の主走査方向１ラインの読み取りデータを図２の画像モニタ部４５に格納する。そして、ＣＰＵ２８は上記読み取りデータの最大値(光量モニタ値)を求め、最適な読み取りが行えるように光量補正(ゲイン調整)する(ステップＳ３４)。そして、このゲイン調整によって、最適な量子化ダイナミックレンジを設定してから、配光補正のためのシェーディング補正用データを取り込み、自動原稿フィード装置ＦＤＨによる読み取り位置で画像読み取りを開始する(ステップＳ３５,Ｓ３６)。
【０１１０】
次に、ステップＳ３７に進み、次の原稿があるかないかを判断し、次の原稿があると判断すれば、ステップＳ４１に進み、次の原稿がないと判断すれば、ステップＳ３８に進む。このステップＳ３８では、ランプ(蛍光灯２２)を消灯し、シェーディング補正を終了する。そして、ステップＳ３９に進んで、警告もしくはトラブルが発生した場合か否かを判断して、警告やトラブルが発生していないと判断すれば、処理を終える。一方、警告やトラブルが発生した場合であると判断すれば、ステップＳ４０に進んで、警告もしくはトラブルの表示を行い、かつ、それらに対する処理を実行する。
【０１１１】
一方、ステップＳ４１では、ステップＳ３１で設定した上記ゲイン調整実行タイミングになったと判断したときに、ステップＳ４２に進み、調光値可変フラグがオンになっているか否かを判断する。一方、このステップＳ４１で上記ゲイン調整実行タイミングになっていないと判断したときにはステップＳ３６に戻って画像読み取りを行う。
【０１１２】
そして、上記ステップＳ４２で、調光値可変フラグがオンになっていないと判断すれば、ステップＳ３３に戻って、上記スライダ７１を上記自動原稿フィード装置ＦＤＨによる読み取り位置４から上記基準濃度板４１の対向位置に移動させ、ステップＳ３４に進み、この対向位置で光量補正および配光補正を行う。調光値可変フラグは、図１７，Ｓ５７でオンされるフラグである。上記光量補正ではゲインの過不足に応じてゲインを減増させるゲイン調整を行い、上記配光補正ではシェーディング補正用データを取り込む。この後、上記スライダ７１を上記連続原稿読み取りのための位置４に戻す。
【０１１３】
一方、上記ステップＳ４２で、調光値可変フラグがオンになっていると判断すれば、ステップＳ４３に進んで、調光値が１００％であるかいなかを判断し、調光値が１００％であると判断すれば、ステップＳ４５に進んで警告フラグをオンにする。一方、上記ステップＳ４３で調光値が１００％ではないと判断すれば、ステップＳ４４に進んで調光値を変え、ステップＳ３３に戻る。
【０１１４】
次に、上記ステップＳ３４でのゲイン調整を、図１７のフローチャートに従って説明する。まず、ステップＳ５１では、初期設定を行い、シェーディング補正をオフにする。次に、ステップＳ５２に進んで、スライダ７１が基準濃度板４１の対向位置にあるか否かを判断し、上記対向位置にあると判断すれば、ステップＳ５３に進んで光量モニタを行う。つまり、基準濃度板４１の主走査方向１ラインの読み取りデータを画像モニタ部４５に格納し、読み取りデータの最大値である光量モニタ値を求める。次にステップＳ５４に進み、上記光量モニタ値が画質保証範囲内にあるか否かを判断し、光量モニタ値が画質保証範囲外の場合には、ステップＳ５７に進み、光量モニタ値が画質保証範囲内の場合にはステップＳ５５に進む。そして、ステップＳ５７では、調光値決定可変フラグをたて、かつ、次回のゲイン調整時に最適光量が得られるように、調光値(つまり調光インバータ２７の出力電流値)を決定しておく。
【０１１５】
このように、ステップＳ３６での画像読み取りを開始して、原稿画像の出力が終了したときから、ステップＳ３３における上記スライダ７１を上記基準濃度板４１の位置まで移動するまでの間に、ステップＳ３７,Ｓ４１,Ｓ４２,Ｓ４３,Ｓ４４を経由し、このステップＳ４４で、予め上記ステップＳ５７で決定しておいた調光値に調光インバータ２７を設定するのである。したがって、上記基準濃度板４１に達するまでに調光値を変えたことによる読み取り中の光量変動がなくなるので、光量安定状態でゲイン調整処理を行うことができ、画質の劣化を防止できる。また、光量補正のみのために特別な時間を必要としないので、生産性を向上できる。
【０１１６】
次に、ステップＳ５５に進んで、ゲイン調整値を決定し設定してから、ステップＳ５６に進んで、シェーディング補正用基準データを取り込み、ゲイン調整処理を終える。
【０１１７】
なお、上記では、光量の変動について説明しているが、光量の変動よりも少ない割合で配光も変動している。このため、光量変動を補正する際に、ステップＳ３５で同時にシェーディング補正用データの取り込みも実施して、配光も補正するようにすればよい。このことによって、スライダ７１を基準濃度板４１(シェーディング板)まで移動させてから原稿読み取り位置４まで戻すという往復移動回数を減らすことができる。したがって、生産性の低下を最小限に抑えつつ読み取り画質の向上を図れる。この場合、図４に示した光量変化カーブに加えて、配光の時間的変化特性カーブをメモリ４６に記憶しておけばよい。また、場合によっては、上記光量補正に変えて配光補正だけを行うようにしてもよい。
【０１１８】
また、上記図４の時間軸に平行に延ばした破線上に記した×印は、上記ゲイン調整実行タイミングの一例を示す。上記×印と隣接する×印との間の破線の下に記した()内の数値は、上記×印と×印との間の時間に読み取る原稿枚数を表している。この例では、原稿１頁を読み取るときの画質についての光量変動の許容レベルを５％以内とし、１頁の読み取りに要する時間およびスライダ７１を移動させて光量補正や配光補正を行う処理に要する時間とを考慮して、上記ゲイン調整実行タイミングを決めた。図４を参照すれば分かるように、点灯の初期はゲイン調整頻度が高く、時間経過に伴って光量の変化が徐々に小さくなって徐々にゲイン調整頻度が低くなっていることが分かる。
【０１１９】
ところで、上記基準濃度板４１と原稿読み取り位置４との間の距離を５０ｍｍとし、スライダ７１の移動速度を４００ｍｍ／秒とすると、上記ゲイン調整の際に要する時間(すなわちスライダ７１の往復動に要する時間)は、０.５秒以上になる。したがって、たとえば、６０ｐｐｍ(枚／分)の高速システムで１頁ごとにゲイン補正を行うと仮定すると、６０枚コピーするのに、補正のための時間が約３０秒かかることになる。したがって、上記読み取り途中のゲイン調整を実行した上で６０ｐｐｍを達成するためには、上記読み取り途中のゲイン調整を実行しないシステムにおける９０ｐｐｍ相当の能力を達成する必要がある。このことは、機械的な信頼性や耐久性を達成するための難易度が格段に上がることを意味する。
【０１２０】
したがって、この発明の上記実施の形態のように、光量の時間的変化カーブに基づき、ゲイン調整のタイミングを設定することによって、ゲイン調整の実行回数を必要最小限に減らし、上記読み取り途中のゲイン調整を実行しないシステムにおける７０ｐｐｍ弱の機械能力でもって、読み取り途中のゲイン調整を実行する場合に６０ｐｐｍのコピー能力を達成することが可能となる。
【０１２１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この請求項１の発明によれば、記憶部に光源の時間的な特性変化を格納して、この特性変化に基づいて定めた最適のタイミングで基準濃度板の読み取りを実行して光源の特性変化を補償するので、生産性と高画質とを両立させることができる。
【０１２２】
また、請求項２の発明によれば、上記光源の時間的な特性変化は、上記読み取り手段が複数の原稿を読み取っているときに連続点灯する光源の光量変化であるので、上記光源の光量変化を補償できる。
【０１２３】
また、請求項３の発明によれば、上記光源の時間的な特性変化は、上記読み取り手段が複数の原稿を読み取っているときに連続点灯する光源の配光変化であるので、上記光源の配光変化を補償できる。
【０１２４】
また、請求項４の発明によれば、上記補正制御手段が行う補正制御は、光源の光量の制御を行う調光制御,読み取り手段の出力に対するゲイン調整,シェーディング補正制御の少なくとも１つであるので、調光制御,ゲイン調整,シェーディグ補正の少なくとも１つでもって、光源の特性変化を補償できる。
【０１２５】
また、請求項５の発明によれば、補正制御手段が調光制御するタイミングは、読み取り手段による原稿の読み取りが終了してから、基準濃度板を光源が照射するための位置に上記スライダ部が達するまでの間に設定しているので、読み取り中に光量補正が行われないから、画質の劣化を防止でき、かつ、光量補正のみのために特別な時間を必要としないので、生産性を向上できる。
【０１２６】
また、請求項６の発明によれば、前回の調光制御を実行した際に使用した基準濃度板の読み取りデータと上記予め記憶された光源の時間的特性変化に基づいて、今回の調光制御の制御値が決定されるので、調光制御の制御値が速やかに決定される。
【０１２７】
また、請求項７の発明によれば、上記補正制御手段は、光源の時間的な特性変化が大きなときに基準濃度板を読み取る頻度を高くして、光源の特性変化を確実に補償するので、画質の劣化を防止でき、かつ、光源の時間的な特性変化が小さなときに基準濃度板を読み取る頻度を低くするので、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像読み取り装置の実施の形態を含むデジタル複写機の全体構成図である。
【図２】 上記実施の形態のブロック図である。
【図３】 上記実施の形態が含む蛍光灯の立ち上がり特性の３つの典型例を示す図である。
【図４】 上記蛍光灯の連続点灯特性を示す図である。
【図５】 各周囲温度，光量レベルにおける上記蛍光灯の立ち上がり特性を示す図である。
【図６】 蛍光灯の相対光出力が周囲温度によって変化する様子を示す温度特性図である。
【図７】 上記実施形態の調光インバータが出力する調光値(制御値)と蛍光灯の光量(調光値)との関係を示す図である。
【図８】 図８(Ａ)は上記実施の形態のＣＣＤの構成例としての２レジスタ２出力タイプを示す模式図であり、図８(Ｂ)は上記ＣＣＤの構成例としての４レジスタ４出力タイプを示す模式図であり、図８(Ｃ)は上記ＣＣＤの構成例としての２レジスタ４出力タイプを示す模式図である。
【図９】 上記実施の形態のＣＣＤの電気的特性例を示す図表である。
【図１０】 上記実施の形態のタイミング微調回路の一例を示すブロック図である。
【図１１】 上記タイミング微調回路のタイミングチャートである。
【図１２】 上記実施の形態のウォームアップ動作を説明する第１フローチャートである。
【図１３】 上記実施の形態の蛍光灯の光量ピーク検出動作を説明する第２フローチャートの前半である。
【図１４】 上記第２フローチャートの後半である。
【図１５】 上記実施の形態の原稿連続読み取り時の光量補正を説明する第３フローチャートの前半である。
【図１６】 上記第３フローチャートの後半である。
【図１７】 上記実施の形態での光量補正(ゲイン調整)動作を説明する第４フローチャートである。
【符号の説明】
１…印字処理ユニット、２…プリンタ部、３…露光ランプ、５…結像光学系、
６…イメージセンサ、７…画像処理ユニット、８…メモリ部、
ＩＲ…画像処理部、ＦＤＨ…自動原稿フィード装置、１０…原稿台、
１１…半導体レーザ、１２…光学系、１３…感光体ドラム、２１…原稿、
２２…蛍光灯、２３…ヒーター、２５…温度センサ、２６…温度調整回路、
２７…調光インバータ、２８…ＣＰＵ、３０…ＣＣＤ、３１…レンズ、
３２…ＣＤＳ部、３３…ＡＭＰ部、３５…クランプ部、
３７…Ａ／Ｄ変換器、３８…出力合成部、４１…基準濃度板、
４５…画像モニタ部、４６…メモリ。
Claims (7)
- 原稿を照射する光源と、
搬送されている上記原稿が読み取られる原稿読み取り位置とは異なる位置に配置された基準濃度板と、
上記原稿の画像と上記基準濃度板を光電的に読み取る読み取り手段と、
上記光源を保持して、上記光源が原稿読み取り位置と基準濃度板とを照射するように移動制御されるスライダ部と、
上記光源の時間経過に伴った特性変化が予め格納されている記憶部と、
上記記憶部に格納されている上記光源の時間経過に伴った特性変化に基づいたタイミングで上記スライダ部を制御して読み取り手段に基準濃度板を読み取らせて、読み取りデータを出力させて、この読み取りデータに基づいて、上記光源の特性変化を補償するように補正制御を行う補正制御手段とを備えていることを特徴とする画像読み取り装置。 - 請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記光源の時間的な特性変化は、上記読み取り手段が複数の原稿を読み取っているときに連続点灯する光源の光量変化であることを特徴とする画像読み取り装置。 - 請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記光源の時間的な特性変化は、上記読み取り手段が複数の原稿を読み取っているときに連続点灯する光源の配光変化であることを特徴とする画像読み取り装置。 - 請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段が行う補正制御とは、上記光源の光量の制御を行う調光制御，上記読み取り手段の出力に対するゲイン調整，またはシェーディング補正用データを取り込むシェーディング補正制御のすくなくとも１つであることを特徴とする画像読み取り装置。 - 請求項４に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段が上記調光制御するタイミングは、上記読み取り手段による上記原稿の読み取りが終了してから、上記基準濃度板を光源が照射するための位置に上記スライダ部が達するまでの間に設定したことを特徴とする画像読み取り装置。 - 請求項４に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段は、前回の調光制御を実行した際に使用した上記基準濃度板の読み取りデータに基づいて、今回の調光制御の制御値を決定することを特徴とする画像読み取り装置。 - 請求項１に記載の画像読み取り装置において、
上記補正制御手段は、上記記憶部に格納されている光源の時間的な特性変化が大きなときに基準濃度板を読み取る頻度が高くなり、上記記憶部に格納されている光源の時間的な特性変化が小さなときに基準濃度板を読み取る頻度が低くなるようにしていることを特徴とする画像読み取り装置。
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