JP3774097B2 - 原稿読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラインイメージセンサを移動させることで原稿を読み取る原稿読取装置に関し、特に、高速かつ高品質の原稿読み取りを実現する原稿読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル複写機やイメージスキャナなどのような原稿読取装置では、ラインイメージセンサを副走査方向に移動させることで原稿を読み取るという構成を採っている。
【０００３】
この原稿読取装置では、シェーディング補正を行うことで、ランプ光量分布の影響を受けることなく原稿を読み取ることになるが、シェーディング補正の向上を図るために、シェーディング補正用に用いる白基準シートは、原稿と同じ条件の反射光が得られる位置に配設することが好ましい。
【０００４】
このようなことを考慮して、原稿読取装置では、図９に示すように、原稿を載置するガラス面上に、シェーディング補正用に用いる白基準シートを配設するようにしている。
【０００５】
また、原稿の読取開始位置やシェーディング補正用白基準シートの位置で、ラインイメージセンサをマウントする光学ユニットの駆動用モータの回転が脱調しないようにするために、光学ユニットのホームポジションを原稿読取開始位置よりも後ろに設けて、光学ユニットをそのホームポジションの位置から原稿読取開始位置まで徐々に速度を上げつつ移動させていくようにしている。
【０００６】
一方、原稿読取装置では、シェーディング補正を行うことで原稿を読み取ることになるが、このシェーディング補正に先立って、ランプの光量変化などを考慮して、ラインイメージセンサ用アンプのゲインを調整していく必要がある。
【０００７】
そこで、従来では、電源投入時に、光学ユニットをシェーディング補正用に用いる白基準シートの位置に移動させ、そこで、ラインイメージセンサの読取値が所定の電圧レベルになるようにとラインイメージセンサ用アンプのゲインを調整した後、その後はゲイン調整を行うことなく、原稿の読取開始に入ると、光学ユニットをホームポジションから原稿読取開始位置まで徐々に速度を上げつつ移動させながら、シェーディング補正用に用いる白基準シートを読み取ることでシェーディング補正用の電圧パターンを取得して、それを使ってシェーディング補正を施しつつ原稿を読み取っていくという方法を用いていた。
【０００８】
また、別の従来技術として、光学ユニットのホームポジションをシェーディング補正用に用いる白基準シートの位置に設定して、原稿の読取開始時に、先ず最初に、そこで、ラインイメージセンサの読取値が所定の電圧レベルになるようにとラインイメージセンサ用アンプのゲインを調整した後、光学ユニットをホームポジションから読取方向とは逆の方向に移動させ、そこから、光学ユニットを原稿読取開始位置まで徐々に速度を上げつつ移動させながら、シェーディング補正用に用いる白基準シートを読み取ることでシェーディング補正用のパターンデータを取得して、それを使ってシェーディング補正を施しつつ原稿を読み取っていくという方法を用いることもあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来技術に従っていると、電源投入後に、ラインイメージセンサ用アンプのゲインが再調整されることがないので、ランプの光量変動が起こると、ラインイメージセンサ用アンプのゲインが最適なものに調整されないことで、高品質の原稿読み取りを実現できないという問題点がある。
【００１０】
一方、後者の従来技術に従っていると、原稿の読取開始時に、その都度、光学ユニットをシェーディング補正用に用いる白基準シートの位置（ホームポジションの位置）から読取移動開始位置まで逆方向に移動させなくてはならないので、高速な原稿読み取りを実現できないという問題点がある。
【００１１】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、ラインイメージセンサを移動させることで原稿を読み取るという構成を採るときにあって、高速かつ高品質の原稿読み取りを実現する新たな原稿読取装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の原稿読取装置では、ラインイメージセンサを移動させることで原稿を読み取るという構成を採るときにあって、（１）ラインイメージセンサの読取開始位置の直前に設けられて、シェーディング補正用に用意される第１の白基準シート手段と、（２）ラインイメージセンサの待機位置に設けられて、センサ用アンプのゲイン調整用に用意される第２の白基準シート手段と、（３）ラインイメージセンサにより読み取られる第１の白基準シート手段の読取値と、その読取値を読み取る同じラインイメージセンサ部分により読み取られる第２の白基準シート手段の読取値との比率値を保持する保持手段と、（４）電源投入時などの規定の動作時に、ラインイメージセンサにより読み取られる第１の白基準シート手段の読取値と、その読取値を読み取る同じラインイメージセンサ部分により読み取られる第２の白基準シート手段の読取値とを取得し、その比率値を算出して保持手段に登録する登録手段と、（５）読取開始時に、ラインイメージセンサにより読み取られる第２の白基準シート手段の読取値が所定の電圧になるようにと、センサ用アンプのゲインを調整する調整手段と、（６）調整手段の調整するゲインを保持手段の保持する比率値を使って補正する補正手段とを備えるように構成する。
【００１３】
このように構成される本発明の原稿読取装置では、登録手段は、例えば電源投入時に、待機位置（ホームポジション）に位置するラインイメージセンサにより読み取られる第２の白基準シート手段の読取値を取得するとともに、ラインイメージセンサを第１の白基準シート手段の位置に移動させることで、ラインイメージセンサにより読み取られる第１の白基準シート手段の読取値（同じセンサ部分の読取値）を取得して、その比率値を算出し、それを保持手段に登録する。
【００１４】
例えば、登録手段は、ラインイメージセンサにより読み取られる第２の白基準シート手段の読取値が“Ｖa ”で、ラインイメージセンサにより読み取られる第１の白基準シート手段の読取値が“Ｖb ”である場合には、比率値“Ｖa ／Ｖb ”を算出して、それを保持手段に登録するのである。
【００１５】
ラインイメージセンサにより読み取られる第２の白基準シート手段の読取値が“Ｖa ”であるときのセンサ用アンプのゲインを“α”とするならば、センサ用アンプのゲインを“α×（Ｖa ／Ｖb ）”に補正すると、ラインイメージセンサにより読み取られる第１の白基準シート手段の読取値は“Ｖa ”を実現できることになる。
【００１６】
一方、電源投入後は、ラインイメージセンサは、第２の白基準シート手段の設けられる待機位置（ホームポジション）に待機するので、調整手段は、読取開始時に、ラインイメージセンサにより読み取られる第２の白基準シート手段の読取値が所定の電圧になるようにと、センサ用アンプのゲインを調整し、これを受けて、補正手段は、その調整されたゲインと保持手段の保持する比率値とを乗算することで、読取実行時に用いるセンサ用アンプのゲインを決定してそれを設定する。
【００１７】
例えば、調整手段は、読取開始時に、ラインイメージセンサにより読み取られる第２の白基準シート手段の読取値が“Ｖa ”となるようにと、センサ用アンプのゲインを“α'(ランプの光量変動があるのでαとは一致しない）”に調整し、これを受けて、補正手段は、その調整されたゲイン“α’”と保持手段の保持する比率値“Ｖa ／Ｖb ”とを乗算することで、読取実行時に用いるセンサ用アンプのゲイン“α’×（Ｖa ／Ｖb ）”を決定してそれを設定するのである。
【００１８】
これにより、読取開始時にラインイメージセンサにより読み取られる第１の白基準シート手段の読取値は“Ｖa ”を実現できるようになる。
【００１９】
このようにして、本発明の原稿読取装置によれば、センサ用アンプのゲイン調整を光学ユニットのホームポジションで行えることで、高速に原稿の読み取りを実現できるようになるとともに、原稿の読取開始時に、その都度、センサ用アンプのゲイン調整を行えることで、高品質の原稿読み取りを実現できるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に従って本発明を詳細に説明する。
【００２１】
図１に、本発明を具備するディジタル複写機１の一実施例を図示する。
【００２２】
この図に示すように、本発明を具備するディジタル複写機１は、ガラス面１０に載置される原稿を、光学ユニット１１にマウントされるラインイメージセンサを使って読み取る構成を採るときにあって、シェーディング補正用に用意されるシェーディング補正用白基準シート１２を備える他に、ラインイメージセンサのセンサアンプのゲイン調整用に用意されるゲイン調整用白基準シート１３を備えることを特徴とする。
【００２３】
このシェーディング補正用白基準シート１２は、原稿読取開始位置１４の近傍のガラス面１０上に設けられるものであり、図２（ガラス面１０を上から見た図）に示すように、ラインイメージセンサの全センサ領域に対応付けられるようにと、ガラス面１０の横幅全体に渡って設けられることになる。
【００２４】
これに対して、ゲイン調整用白基準シート１３は、光学ユニット１１のホームポジション１５の位置に対応付けられる筐体上面の内側に設けられるものであり、図２に示すように、ラインイメージセンサの中央部分に対応付けられる大きさを持つようにと設けられることになる。なお、ゲイン調整用白基準シート１３は、シェーディング補正用白基準シート１２と同じ長さ（長手方向の長さ）を持つものであってもよい。
【００２５】
図３に、本発明を具備するディジタル複写機１の装置構成の一実施例を図示する。
【００２６】
この図に示すように、本発明を具備するディジタル複写機１は、ＣＰＵ２０と、ラインイメージセンサ２１と、ラインイメージセンサ２１の出力電圧を増幅してＡ／Ｄ変換するアンプ２２と、アンプ２２の出力電圧を入力としてシェーディング補正を行う画像制御ＬＳＩ２３と、シェーディング補正に必要となる電圧パターンを格納する補正用記憶メモリ２４と、画像制御ＬＳＩ２３の出力する画像データを格納する画像メモリ２５と、画像メモリ２５に格納される画像データをプリンタに出力するインタフェースＬＳＩ２６と、光学ユニット１１を移動させるステッピングモータ２７と、ステッピングモータ２７をドライブするモータドライバ２８と、電源２９と、ＣＰＵ２０上で走行して、原稿読み取りの制御処理を実行する読取制御プログラム３０とを備える。
【００２７】
この画像制御ＬＳＩ２３は、読取制御プログラム３０から起動されると、図４（ａ）に示すように、光学ユニット１１の移動と同期を取ってラインイメージセンサ２１をスキャンすることで、各スキャン毎に、図４（ｂ）の「Ｖ」で示すような画像の電圧パターンを収集する。
【００２８】
そして、その収集した画像の電圧パターンと、補正用記憶メモリ２４に格納される図４（ｂ）の「Ｂ」で示すような黒レベルを読み取るときの電圧パターンと、補正用記憶メモリ２４に格納される図４（ｂ）の「Ｗ」で示すようなシェーディング補正用白基準シート１２を読み取るときの電圧パターンとから、ビット毎に、
（Ｖ−Ｂ）／（Ｗ−Ｂ）×２５５
Ｖ＝白レベルのとき、白地の値（最大値２５５）
Ｖ＝黒レベルのとき、黒地の値（最小値０）
の値を算出することで、その収集した画像データをシェーディング補正して、それを画像メモリ２５に格納するという処理を実行する。
【００２９】
図５ないし図７に、読取制御プログラム３０の実行する処理フローの一実施例を図示する。
【００３０】
次に、この処理フローに従って、このように構成される実施例の動作処理について詳細に説明する。
【００３１】
読取制御プログラム３０は、電源が投入されることで起動されると、図５ないし図７の処理フローに示すように、先ず最初に、ステップ１で、光学ユニット１１にマウントされるランプを点灯する。続いて、ステップ２で、光学ユニット１１をホームポジション１５の位置に移動する。
【００３２】
続いて、ステップ３で、そのホームポジション１５の位置で、ラインイメージセンサ２１の読み取るゲイン調整用白基準シート１３の平均電圧が所定の電圧（例えば４.5Ｖ）になるようにと、アンプ２２のゲインを調整する。
【００３３】
すなわち、ゲイン調整用白基準シート１３に対応付けられるラインイメージセンサ２１の各ビットの読取値を収集してその平均値を算出し、それが所定の電圧になるようにと、アンプ２２のゲインを調整するのである。
【００３４】
続いて、ステップ４で、光学ユニット１１をシェーディング補正用白基準シート１２の位置であるシェーディング補正位置に移動する。続いて、ステップ５で、そのシェーディング補正位置で、ラインイメージセンサ２１の読み取るシェーディング補正用白基準シート１２の平均電圧（ステップ３で平均電圧を算出するのに用いたビットが読み取る読取値の平均電圧）を取得する。
【００３５】
続いて、ステップ６で、ステップ３で調整したアンプ２２の出力電圧Ｖa と、ステップ５で取得したアンプ２２の出力電圧Ｖb （通常、Ｖa ＞Ｖb となる）とから、比率値“Ｖa ／Ｖb ”を算出することで、アンプ２２のゲイン補正値を算出して、それを図示しない作業メモリに保持する。
【００３６】
続いて、ステップ７で、ランプを消灯し、続くステップ８で、光学ユニット１１をホームポジション１５の位置に移動して、ユーザから読取指示が発行されるのを待つ。
【００３７】
続いて、ステップ９で、終了キーが押し下げられたのか否かを検出して、終了キーが押し下げられたことを検出するときには、処理を終了し、終了キーが押し下げられないことを検出するときには、ステップ１０（図６の処理フロー）に進んで、ガラス面１０に載置される原稿の読取指示となるコピーキーが押し下げられたのか否かを検出する。
【００３８】
この検出処理により、コピーキーが押し下げられないことを検出するときには、ステップ１１に進んで、次に説明するステップ１２で実行した前回の取得処理から規定時間が経過したのか否かを判断する。
【００３９】
この判断処理により、規定時間が経過していないことを判断するときには、何も処理を行わずに、ステップ９に戻る。一方、規定時間が経過したことを判断するときには、ステップ１２に進んで、ラインイメージセンサ２１の読み取る黒レベル（ランプが点灯していないので、ラインイメージセンサ２１は黒レベルを読み取ることになる）の電圧パターンを取得し、それに従って補正用記憶メモリ２４に格納される黒レベルの電圧パターン（図４（ｂ）の「Ｂ」で示したもの）を更新してから、ステップ９に戻る。
【００４０】
一方、ステップ１０で、コピーキーが押し下げられたことを検出するときには、ステップ１３に進んで、ランプを点灯する。続いて、ステップ１４で、ラインイメージセンサ２１の読み取るゲイン調整用白基準シート１３の平均電圧が所定の電圧（ステップ３で用いる所定の電圧と一致する必要はない）になるようにと、アンプ２２のゲインを調整する。
【００４１】
すなわち、ゲイン調整用白基準シート１３に対応付けられるラインイメージセンサ２１の各ビットの読取値を収集してその平均値を算出し、それが所定の電圧になるようにと、アンプ２２のゲインを調整するのである。
【００４２】
続いて、ステップ１５で、ステップ６で算出したゲイン補正値（電源投入時に決定したゲイン補正値）に従って、ステップ１４で調整したアンプ２２のゲインを補正する。この補正により、ラインイメージセンサ２１により読み取られることになるシェーディング補正用白基準シート１２の読取値の平均値は、ステップ１４で調整した所定の電圧と一致することを実現できるようになる。
【００４３】
続いて、ステップ１６で、光学ユニット１１の移動を開始する。このとき、原稿読取開始位置１４でのステッピングモータ２７の脱調を防止すべく、図１に示すように、光学ユニット１１の移動速度を徐々に上げていくように制御することになる。
【００４４】
続いて、ステップ１７で、ステッピングモータ２７に与えたパルス数に従って、ラインイメージセンサ２１がシェーディング補正位置に到達したのか否かを判断する。
【００４５】
この判断処理により、ラインイメージセンサ２１がシェーディング補正位置に到達したことを判断するときには、ステップ１８（図７の処理フロー）に進んで、光学ユニット１１の移動中に、ラインイメージセンサ２１により読み取られることになるシェーディング補正用白基準シート１２の電圧パターンを規定ライン数（例えば１００ライン）取得して、その電圧パターンのビット対応の平均値を算出したり、その電圧パターンの各ビット毎の最大値を特定することで、シェーディング補正用の電圧パターン（図４（ｂ）の「Ｗ」で示したもの）を決定して、それを補正用記憶メモリ２４に格納する。
【００４６】
続いて、ステップ１９で、ステッピングモータ２７に与えたパルス数に従って、ラインイメージセンサ２１が原稿読取開始位置１４に到達したのか否かを判断して、到達したことを判断するときには、ステップ２０に進んで、画像制御ＬＳＩ２３を起動する。
【００４７】
このようにして起動されると、画像制御ＬＳＩ２３は、上述したように、光学ユニット１１の移動と同期を取ってラインイメージセンサ２１をスキャンすることで、各スキャン毎に、図４（ｂ）の「Ｖ」で示すような画像の電圧パターンを収集する。
【００４８】
そして、その収集した画像の電圧パターンと、補正用記憶メモリ２４に格納される図４（ｂ）の「Ｂ」で示すような黒レベルを読み取るときの電圧パターンと、補正用記憶メモリ２４に格納される図４（ｂ）の「Ｗ」で示すようなシェーディング補正用白基準シート１２を読み取るときの電圧パターンとから、ビット毎に、
（Ｖ−Ｂ）／（Ｗ−Ｂ）×２５５
Ｖ＝白レベルのとき、白地の値（最大値２５５）
Ｖ＝黒レベルのとき、黒地の値（最小値０）
の値を算出することで、その収集した画像データをシェーディング補正して、それを画像メモリ２５に格納していくように処理する。
【００４９】
ステップ２０で画像制御ＬＳＩ２３を起動すると、続いて、ステップ２１で、ステッピングモータ２７に与えたパルス数に従って、ラインイメージセンサ２１が読取終了位置に到達したのか否かを判断して、到達したことを判断するときには、ステップ２２に進んで、画像制御ＬＳＩ２３を停止する。
【００５０】
続いて、ステップ２３で、光学ユニット２１の移動を停止する。このとき、図１に示すように、光学ユニット１１の移動速度を徐々に下げていくように制御することになる。
【００５１】
続いて、ステップ２４で、ランプを消灯し、続くステップ２５で、光学ユニット１１をホームポジション１５の位置に移動する。このとき、図１に示すように、光学ユニット１１の移動速度を徐々に上げていくことで一定速度に設定し、ホームポジション１５の位置に近づくと、光学ユニット１１の移動速度を徐々に下げていくように制御することになる。
【００５２】
そして、ステップ２５で光学ユニット１１をホームポジション１５の位置に移動すると、次の原稿読み取りに備えるべく、ステップ９に戻る。
【００５３】
このようにして、本発明を具備するディジタル複写機１では、アンプ２２のゲイン調整を光学ユニット１１のホームポジション１５の位置で行えるようになるとともに、原稿の読取開始時に、その都度、アンプ２２のゲイン調整を行えるようになるのである。
【００５４】
本発明を具備するディジタル複写機１がＡ２サイズといったような大きなサイズの原稿を取り扱う場合には、図８（ａ）に示すように、２つのラインイメージセンサを一部分オーバーラップさせて並べることで構成されるラインイメージセンサを用いることになる。
【００５５】
この構成のラインイメージセンサを用いるときには、図８（ｂ）に示すように、そのオーバーラップ部分の読み取るゲイン調整用白基準シート１３の読取値が同一値となるようにと、それぞれのラインイメージセンサに対応付けて備えられるアンプを調整する。そして、図８（ｃ）に示すように、原稿を読み取るときには、そのオーバーランプ部分の読取値を、それぞれのラインイメージセンサの読取値を補間していく形で決定することになる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の原稿読取装置によれば、センサ用アンプのゲイン調整を光学ユニットのホームポジションで行えることで、高速に原稿の読み取りを実現できるようになるとともに、原稿の読取開始時に、その都度、センサ用アンプのゲイン調整を行えることで、高品質の原稿読み取りを実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である。
【図２】本発明の一実施例である。
【図３】本発明の一実施例である。
【図４】画像制御ＬＳＩの実行する処理の説明図である。
【図５】読取制御プログラムの処理フローである。
【図６】読取制御プログラムの処理フローである。
【図７】読取制御プログラムの処理フローである。
【図８】ラインイメージセンサの説明図である。
【図９】原稿読取装置の説明図である。
【符号の説明】
１ ディジタル複写機
１０ ガラス面
１１ 光学ユニット
１２ シェーディング補正用白基準シート
１３ ゲイン調整用白基準シート
１４ 原稿読取開始位置
１５ ホームポジション

Claims (3)

1. ラインイメージセンサを移動させることで原稿を読み取る原稿読取装置において、
   ラインイメージセンサの読取開始位置の直前に設けられて、シェーディング補正用に用意される第１の白基準シート手段と、
   ラインイメージセンサの待機位置に設けられて、センサ用アンプのゲイン調整用に用意される第２の白基準シート手段と、
   ラインイメージセンサにより読み取られる上記第１の白基準シート手段の読取値と、その読取値を読み取る同じラインイメージセンサ部分により読み取られる上記第２の白基準シート手段の読取値との比率値を保持する保持手段と、
   読取開始時に、ラインイメージセンサにより読み取られる上記第２の白基準シート手段の読取値が所定の電圧になるようにと、センサ用アンプのゲインを調整する調整手段と、
   上記調整手段の調整するゲインを上記保持手段の保持する比率値を使って補正する補正手段とを備えることを、
   特徴とする原稿読取装置。
2. 請求項１記載の原稿読取装置において、
   規定の動作時に、ラインイメージセンサにより読み取られる上記第１の白基準シート手段の読取値と、ラインイメージセンサにより読み取られる上記第２の白基準シート手段の読取値とを取得し、その比率値を算出して上記保持手段に登録する登録手段を備えることを、
   特徴とする原稿読取装置。
3. 請求項１又は２記載の原稿読取装置において、
   上記第２の白基準シート手段がラインイメージセンサの中央部分に対応付けられる大きさを持つことを、
   特徴とする原稿読取装置。

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