JP5900033B2 - 画像読取り装置、画像形成装置および画像読取り方法 - Google Patents

Description

本発明は、ラインセンサーを用いて画像を読み取る装置および方法に関する。

記録シートから画像を読み取るイメージスキャナーは、主走査のためのラインセンサー（１次元イメージセンサー）、および記録シートとラインセンサーとを相対的に移動させる副走査機構を備えている。ラインセンサーには、電荷結合素子（Charge Coupled Devices :CCD）を含むＣＣＤセンサーと、相補性金属酸化膜半導体（Complementary Metal Oxide Semiconductor :CMOS）で構成されるＣＭＯＳセンサーとがある。ＣＣＤセンサーは、縮小光学系によって画像を結像するレンズ縮小型イメージスキャナーで用いられ、ＣＭＯＳセンサーは、結像用のレンズを画像に近接させる密着型イメージスキャナーのＣＩＳ（Contact Image Sensor）として用いられている。

ＣＣＤセンサーおよびＣＭＯＳセンサーのいずれであっても、ラインセンサーは撮像とそれ以前の撮像で得た画像情報の出力とを並行して行う。詳しくは、ラインセンサーは、主走査方向に沿うフォトダイオードアレイで構成される電荷蓄積部と、各フォトダイオードの蓄積電荷量を示すアナログ信号を出力する電荷転送部とを有する。通常、ラインセンサーが画像に対して副走査方向に１ラインピッチ分（１画素分）の距離だけ移動する間に、電荷蓄積部における光電変換による電荷の蓄積と、電荷蓄積部から電荷転送部への蓄積電荷の移し替えが行なわれる。そして、この移し替えの前の電荷蓄積が行なわれている間に、電荷転送部が前回の移し替え時に受け取った電荷の量に応じた１ライン分の画像情報（撮像信号）の出力を完了させる。撮像信号の出力は撮像から１ライン分の副走査時間だけ遅れる。ただし、撮像信号の出力の周期は撮像の周期と一致している。

モノクロ画像の読取りの高速化に関する先行技術がある。特許文献１では、並列に配置した２個のセンサーを副走査方向に移動させ、同じラインを順次に読み取った２個のセンサーの出力を加算する手法が開示されている。同文献には、２個のセンサーの出力を加算することにより、読み取りスループットを落とさずに１ライン当りの電荷蓄積時間を長くしたのと等価な効果を得るとの記載がある。また、特許文献２では、モノクロ用センサーに複数の出力端子を設け、１ライン分の信号を複数に分割して同時に出力することが提案されている。

特開平５−２８４２８３号公報 特開２００６−５４９０４号公報

ラインセンサーの出力は１ライン分の画素の情報を順に示すように振幅の変化するアナログ信号であるので、１ライン分の情報の出力に、ラインセンサーの画素数（主走査方向の解像度）に相応する時間を要する。このことが読取り速度の向上を阻む要因となっている。上記特許文献１に記載のように画像の各ラインを２回ずつ撮像する先行技術は、１ライン分の画素の撮像を一斉に行う電荷蓄積の所要時間が１ライン分の画像情報の出力の所要時間よりも長い場合には有用である。しかし、照明強度を大きくしたり、受光感度の大きいラインセンサーを使用したりすることによって、出力の所要時間と比べて短い時間で十分な量の電荷蓄積が可能である場合には、特許文献１の先行技術を適用しても読取りを高速化することはできない。また、特許文献２の先行技術のように並行して出力可能な複数の出力端子を設けると、ラインセンサーの構造が複雑になり、ラインセンサーが高価になってしまう。

本発明は、このような事情に鑑み、ラインセンサーからの１ライン分の画像情報の出力に必要な時間と比べて１ライン当りの読取り時間が短い、高速の読取りを実現することを目的としている。

上記目的を達成する高速化する装置は、記録媒体上の画像を読み取る画像読取り装置であって、前記記録媒体を照らす緑色の光を発する光源と、ＲＧＢのカラー読取り用の３個のラインセンサーおよびモノクロ読取り用の１個のラインセンサーが平行に配列された撮像デバイスにおける、前記カラー読取り用の３個のラインセンサーのうちのＧに対応するラインセンサーと前記モノクロ読取り用のラインセンサーとの２個のラインセンサーと、前記２個のラインセンサーを制御する撮像制御部と、を備える。前記撮像制御部は、モノクロ読取りモードにおいて、前記２個のラインセンサーおよび前記光源を、前記画像と前記２個のラインセンサーとを一方向に相対移動させる副走査における前記画像上の２ライン分の距離の移動の所要時間である２ライン分の副走査時間ごとに、前記光源によって照らされた状態の前記画像における２本のラインを前記２個のラインセンサーによって同時に撮像し、かつ前記２ライン分の副走査時間ごとに、１ライン分の撮像信号を当該２個のラインセンサーがそれぞれ出力するように制御する。

好ましい態様において、前記Ｎ個のラインセンサーの配列ピッチＰｓと前記画像におけるラインピッチＰｇとの関係は次の式で表される。
Ｐｓ＝（Ａ×Ｎ＋１）×Ｐｇ
ただし、式中のＡは０（ゼロ）を含む任意の正の整数である。

本発明によれば、画像上のＮ本（Ｎは２以上の自然数：２，３，４…）を同時に撮像するので、各ラインセンサーからの１ライン分の画像情報の出力をＮライン分の副走査時間内に行なえばよい。したがって、副走査速度がＶであるときの１ライン分の副走査時間内に１ライン分の画像情報を出力することが可能なラインセンサーを用いる場合、副走査速度をおおよそＮ×Ｖに高めることができる。

本発明の第１実施形態に係るイメージスキャナーの構成を示す図である。 第１実施形態の撮像デバイスの構成を示す図である。 第１実施形態の撮像デバイスにおける複数のラインセンサーの配列ピッチを示す図である。 第１実施形態に係る複数のラインセンサーの分光感度および緑色光源の発光分布を示す図である。 第１実施形態に係るモノクロ読取りモードにおけるラインの配列を模式的に示す図である。 第１実施形態の読取り動作を示す図である。 第１実施形態の信号処理回路の構成を示す図である。 第１実施形態における並び替え処理部の機能を示す図である。 第２実施形態の撮像デバイスの構成を示す図である。 第２実施形態の信号処理回路の構成を示す図である。 第２実施形態に係るラインセンサーおよび光源の動作を示すタイミングチャートである。 第２実施形態におけるラインセンサーとラインとの対応を示す図である。 第２実施形態におけるラインセンサーとラインとの対応を示す図である。 第２実施形態における並び替え処理部の機能を示す図である。

〔第１実施形態〕
図１に例示されるイメージスキャナー１は、モノクロおよびカラーのコピーが可能な複写機１００に備わる画像読取り装置である。イメージスキャナー１は、キャリッジ１０、撮像制御部３０、信号制御回路４０、およびキャリッジ１０を移動させる図示しない副走査機構を有する。キャリッジ１０は、画像の記録媒体としての原稿シート５が載置されるプラテンガラス８の下方において副走査方向に移動する。本例のキャリッジ１０には、原稿シート５の一部を主走査方向に沿う帯状に照らすライン光源１２、レンズ１５と複数のミラーとで構成される縮小光学系、および後述の撮像デバイス１６が組み付けられている。ただし、単一のキャリッジを移動させる構成に限らず、例えば撮像デバイス１６またはミラーの一部を固定配置し、他の光学部品を配置した２個のキャリッジを光路長が一定に保たれるように移動させる構成であってもよい。ライン光源１２は、赤色の光を発する発光ダイオードアレイ（以下、Ｒ−ＬＥＤという）、緑色の光を発する発光ダイオードアレイ（以下、Ｇ−ＬＥＤという）、および青色の光を発する発光ダイオードアレイ（以下、Ｂ−ＬＥＤという）を有している。このライン光源１２の点灯／非点灯の制御、および撮像デバイス１６の動作の制御を撮像制御部３０が受け持つ。信号処理回路４０は、撮像デバイス１６から出力される信号に基づいて、プリント用の画像データを生成する。生成された画像データは、印刷部としてのプリンターエンジン２へ送られ、例えば電子写真法によって用紙にプリントされる。

図２のように、撮像デバイス１６は、４個のラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを有する。ラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｒ，１６Ｇ，１６ＢはいずれもＣＣＤセンサーである。カラー読取り用のラインセンサー１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂには、入射光をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に色分解するための図示しない光学フィルターが設けられている。モノクロ（Ｂ／Ｗ）の読取り専用のラインセンサー１６ＢＷはＲＧＢの３色のいずれの光にも感応する。光学フィルターの透過率に依存するラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの相対感度分布が図５に示されている。図５のＢＷ−ＣＣＤ、Ｒ−ＣＣＤ、Ｇ−ＣＣＤ、Ｂ−ＣＣＤの分布は順にラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する。これら４個のラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを一つのパッケージに収めた撮像デバイス１６は、カラーおよびモノクロの読取りを行うスキャナーの小型化および部品点数の低減の上で有用である。

イメージスキャナー１は、複写機１００のユーザーによってカラーコピーが指定された場合にはカラー読取りモードの動作を行い、モノクロコピーが指定された場合にはモノクロ読取りモードの動作を行う。

カラー読取りモードでは、ラインセンサー１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが用いられる。ライン光源１２のＲ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤおよびＢ−ＬＥＤを点灯させて白色光によって原稿シート５を照らしながら副走査を行い、原稿シート５上の３本のラインをラインセンサー１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂで同時に撮像する主走査を一定の周期で繰り返す。このとき、副走査速度は、１ライン分の副走査時間内に各ラインセンサー１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが１ライン分の撮像信号の出力を完了させることが可能な速度とされる。ラインセンサー１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂから同時に出力される撮像信号は互いに異なるラインの信号であるので、撮像信号をデジタルデータに変換した後に同じラインの３色のデータを合成する処理が信号処理部４０によって行なわれる。

一方、モノクロ読取りモードでは、モノクロ読取り専用のラインセンサー１６ＢＷと、カラー読取り用のラインセンサー１６Ｒ，１６Ｇ，１６ＢのうちのＧのラインセンサー１６Ｇとが用いられる。これにより、単一のラインセンサーのみを用いる場合と比べてほぼ２倍の速度を読取りが可能となり、モノクロコピーの高速化が実現される。以下、モノクロ読取りモードの動作について詳述する。

図３のように、４個のラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、主走査方向の画素位置を揃えて、撮像デバイス１６上での副走査方向に沿って一定のピッチＰ１で平行に配列されている。例示では、モノクロ読取りに用いる２個のラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇの間にラインセンサー１６Ｒが存在するので、ラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇの副走査方向の中心間距離（Ｐｓ）はピッチＰ１の２倍である。言い換えれば、ラインセンサー１６ＢＷとラインセンサー１６Ｇとは、ピッチＰｓで配列されている。そして、このピッチＰｓは、読取り対象である原稿シート５上の画像（原稿画像）におけるラインピッチ（Ｐｇ）との関係が（１）式で表される関係となるように選定されている。
Ｐｓ＝（Ａ×Ｎ＋１）×Ｐｇ …（１）
ただし、式中のＡは０以上の任意の整数であり、Ｎはモノクロ読取りに用いるラインセンサーの個数である。第１実施形態においてＮは２である。複数のラインセンサーを用いることが要件であるので、Ｎは２以上の自然数であってよいが、コストおよび配置スペースを考慮した現実的な値として２〜４程度の値が好ましい。

なお、画像におけるラインピッチ（Ｐｇ）は、仕様における副走査方向の読取り解像度によって決まる。

モノクロ読取りモードでは、ライン光源１２における３色のＬＥＤのうちの緑色の光を発するＬＥＤ、すなわちＧ−ＬＥＤのみを点灯させる。その理由は二つある。理由の一つは、画像の色は無彩色に限らずかつ複数の色が混在している場合もあるので、ラインセンサー１６ＢＷとラインセンサー１６Ｇとの分光感度の差を補うデータ補正を行う上で、照明光としては単色光が好ましいからである。理由の他の一つは、緑色が比視感度の高い色であるとともに、赤色と青色との中間の色であるので、読取り対象の画像が多色画像であっても、赤色または青色の部分が読み取れないというようなカラードロップアウトが起こり難いからである。

図５のように、撮像デバイス１６を原稿シート５に対して副走査方向に相対的に移動させながら、原稿シート５上の２本のラインをラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇによって同時に読み取る（撮像する）。ここで、ラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇの配置について、ラインセンサー１６ＢＷよりもラインセンサー１６Ｇの方が副走査方向の下流側に位置するものとする。すなわち、原稿シート５上の一つのラインに注目したとき、相対移動経路上の注目するラインに対応した位置を、ラインセンサー１６Ｇが先に通り過ぎ、その後にラインセンサー１６ＢＷが通り過ぎるものとする。ただし、この注目するラインを読み取るのは、ラインセンサー１６Ｇまたはラインセンサー１６ＢＷである。原稿シート５上のいずれのラインもラインセンサー１６Ｇおよびラインセンサー１６ＢＷの片方のみによって読み取られる。なお、ラインとは、画像のうちの１回の主走査で画素列として読み取られる部分である。

上述のとおりラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇは（１）式を満たす距離だけ離れている。したがって、原稿シート５の画像を一定のピッチで読み取るには、原稿シート５における副走査方向の両端にダミーのラインを設けるように、副走査の開始位置および終了位置を設定する必要がある。図５では、実線で示されるライン[１]からライン[２]、ライン[３]、ライン[４]、…ライン[Ｚ−３]、ライン[Ｚ−２]、ライン[Ｚ−１]を経るライン[Ｚ]までのライン群が、原稿シート５における副走査方向の有効読取り範囲５Ａに対応する。そして、副走査の開始側において破線で示されるライン[０]、ライン[−１]、ライン[−２]、および副走査の終了側において破線で示されるライン[Ｚ＋１]、ライン[Ｚ＋２]、ライン[Ｚ＋３]がダミーのライン群である。有効読取り範囲５Ａ内の先頭のライン[１]は、２個のラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇのうちの副走査方向の下流側に位置するラインセンサー１６Ｇによって読み取られる。有効読取り範囲５Ａ内の末尾のライン[Ｚ]は、副走査方向の上流側に位置するラインセンサー１６ＢＷによって読み取られる。

図６の上半部はラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇおよびライン光源１２の動作のタイミングを示し、下半部はラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇが読み取るラインを示している。ラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇが実質的に一定の速度で移動する副走査において、画像上の１ライン分の距離の移動の所要時間である１ライン分の副走査時間Ｔ１のＮ倍（本例ではＮが２であるので、２倍）の周期で、撮像動作および１ライン分の撮像信号を出力する画像転送動作が繰り返される。すなわち、各ラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇは、撮像制御部３０（図１参照）からの制御信号に従って、電荷蓄積と電荷蓄積部から電荷転送部への蓄積電荷の移し替えとを交互に行い、電荷蓄積と並行して信号処理回路４０への画像転送を行う。有効読取り範囲５Ａ内の画像全体を読み取る期間を２ライン分の副走査時間ごと区切った撮像周期期間Ｔ２のそれぞれにおいて、撮像周期期間Ｔ２の開始から終了間際まで、蓄積電荷の移し替え時を除いて、各ラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇは電荷を蓄積する。すなわち、１ラインに対応する電荷蓄積動作の時間は１ライン分の副走査時間Ｔ１よりも長い。しかし、各撮像周期期間Ｔ２において、撮像周期期間Ｔ２の開始から１ライン分の副走査時間Ｔ１またはそれより若干短い時間が経過するまでの撮像期間Ｔｓのみ、Ｇ−ＬＥＤが点灯する。モノクロ読取りモードではＲ−ＬＥＤおよびＢ−ＬＥＤは常に非点灯であるので、Ｇ−ＬＥＤが非点灯のときはラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇに光が入射しない。したがって、各撮像周期期間Ｔ２のうちの実質的に電荷が蓄積される期間は、Ｇ−ＬＥＤが点灯する撮像期間Ｔｓのみである。つまり、第１実施形態では、Ｇ−ＬＥＤの点灯制御によってラインの位置および幅が決まる。

図６の下半部のように、副走査中の時点ｔ１において、ラインセンサー１６Ｇは有効読取り範囲５Ａの先頭のライン[１]を読み取っている。図中の斜線は、それの付されたラインが読取り中または既に読み取られていることを表している。ラインセンサー１６Ｇが先頭のライン[１]を読み取っているとき、もう一つのラインセンサー１６ＢＷは、ライン[１]に対する上流側（図では上側）のダミーのライン[−２]を読み取る。

時点ｔ１から２ライン分の副走査時間（２×Ｔ１）が経過した時点ｔ２において、ラインセンサー１６Ｇは３番目のライン[３]を読み取り、ラインセンサー１６ＢＷはダミーのライン[０]を読み取る。これと並行して、ラインセンサー１６Ｇは前回の撮像動作で読み取ったライン[１]の画像転送を行い、ラインセンサー１６ＢＷはライン[−２]の画像転送を行う。この段階では、ライン[１]とライン[３]との間のライン[２]は読み取られていない。

時点ｔ３では、ライン[５]およびライン[２]が読み取られ、これと並行してライン[３]およびライン[０]の画像転送が行なわれる。さらに２ライン分の副走査時間が経過した時点ｔ４ではライン[７]およびライン[４]が読み取られ、ライン[５]およびライン[２]の画像転送が行なわれる。以降、同様に、ラインセンサー１６Ｇによって奇数番目のラインの読取りおよび画像転送が行なわれ、ラインセンサー１６ＢＷによって偶数番目のラインの読取りおよび画像転送が行なわれる。

図示のとおり、上述の（１）式の関係を満たすＮ個のラインセンサー１６Ｇ，１６ＢＷによってＮライン分の副走査時間ごとに１ラインの読取りを行なえば、ライン抜けを起こすことなく、有効読取り範囲５Ａの全体を読み取ることができる。ただし、ライン[１]からライン[Ｚ]までのライン群の読取り順序は配列順とは異なる。このため、ラインセンサー１６Ｇ，１６ＢＷから出力された画像情報を原稿シート５上のラインの配列順に並び替える必要がある。この並び替えは信号処理回路４０によって行なわれる。

図７のように、信号処理回路４０は、Ａ／Ｄ変換部４３、感度補正部４４、並び替え処理部（データ処理部）４５、および画像処理部４７を有する。

Ａ／Ｄ変換部４３は、計４個のラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂのそれぞれが出力する撮像信号を所定ビット数の撮像データに変換する。モノクロ読取りモードでは、読取りに使用されるラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇからの撮像信号を量子化した撮像データが感度補正部４４に入力される。

感度補正部４４は、ラインセンサー間の感度差および各ラインセンサーにおける画素間の出力差を補うデータ補正を行う。カラー読取りモードでは、白色照明光に対するラインセンサー１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの出力を補正するための補正データＤＣに基づいてデータ補正が行われる。モノクロ読取りモードでは、緑色照明光に対するラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇの出力を補正するための補正データＤＭに基づいてデータ補正が行われる。補正データＤＭは、ラインセンサー１６ＢＷの出力に適用される補正データＤＭｂｗと、ラインセンサー１６Ｇの出力に適用される補正データＤＭｇとで構成される。補正データＤＣおよび補正データＤＭは、例えば毎回のコピー動作の１枚目の原稿シートの副走査に際して、読み取った撮像データに基づいて生成される。白色基準プレートはプラテンガラス８上の副走査方向上流側の端部に設けられている。

並び替え処理部４５には、カラー読取りモードおよびモノクロ読取りモードのそれぞれにおいて使用される複数のラインセンサーに対応した補正後の撮像データが、感度補正部４４から並列に入力される。並び替え処理部４５は、撮像データを一時的に記憶し、ラインの配列順に並び替えて１ページの画像データとして画像処理部４７へ送る。本発明に深く関わるモノクロ読取りモードにおける並び替えが後述の図８に示されている。

画像処理部４７は、プリント出力の画質に関わる種々の画像処理を担う。例えば、濃度調整、コントラスト調整、エッジ強調、スムージング、中間調再現などの処理がユーザーによる動作設定に応じて行なわれる。カラー読取りモードでは、ＲＧＢの加法色データをＣＭＹＫの減法色データに変換する処理も画像処理部４７が行なう。

図８のように、モノクロ読取りモードにおいて、並び替え処理部４５にはラインセンサー１６Ｇ，１６ＢＷに対応した撮像データが並列に入力される。すなわち、有効読取り範囲の奇数ラインのデータと偶数ラインのデータとが同時に入力される。しかし、これら同時に入力されるデータは隣接するラインどうしのデータではなく、他の２本のラインを挟んで並ぶ互いに離れたラインどうしのデータである。例えば、ライン[５]のデータとライン[２]のデータとが同時に入力され、ライン[７]のデータとライン[４]のデータとが同時に入力される。つまり、各奇数ラインのデータに対して、当該奇数ラインに隣接する偶数ラインのデータは画像転送の２周期分だけ遅れて入力される。このため、並び替え処理部４５は、ラインセンサー１６Ｇに対応した先に入力される奇数ラインのデータを、少なくとも画像転送の２周期分の期間にわたって一次記憶用メモリに記憶させる。そして、並び替え処理部４５は、奇数ラインのデータの次に当該奇数ラインに隣接する偶数ラインのデータを配列する。並び替え処理部４５から出力される並び替え後の画像データの奇数ライン[２ｍ＋１]は、ラインセンサー１６Ｇによって読み取られて並び替え処理部４５にｋ番目に入力されるラインである（ｍ=０,１,２,３…、ｋ＝ｍ＋１）。偶数ライン[２ｍ＋２]は、ラインセンサー１６ＢＷによって読み取られて並び替え処理部４５に（ｋ＋２）番目に入力されるラインである。
〔第２実施形態〕
第２実施形態では、図９のように３個のラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗが平行に配列された撮像デバイス１７によって画像の読取りが行なわれる。ラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗは実質的に同一の分光感度特性を有するＣＣＤセンサーである。これらラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗの配列のピッチＰｓは、上述の（１）式の関係を満たすように選定されている。ただし、第２実施形態でのＮの値は３である。撮像デバイス１７は、例えば図１の例と同様にキャリッジ１０に組み付けられることによって、読取り対象の画像に対して副走査方向に相対的に移動する。そのとき、ラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗのうちで副走査方向の最も下流側に位置するのがラインセンサー１７Ｗであるものとする。ラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗの分光感度特性が同一であるので、原稿シートを照らすライン光源は、単色光源（緑色が好ましい）でもよいし、混色光源（白色が好ましい）でもよい。

図１０のように、ラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗから出力される撮像信号は信号処理回路４０ｂに入力される。信号処理回路４０ｂにおいて、Ａ／Ｄ変換部４３ｂが撮像信号を撮像データに量子化し、感度補正部４４ｂがラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗのそれぞれに対応するシェーディング補正データＤＭｕ，ＤＭｖ，ＤＭｗに基づいて撮像データを補正する。補正された撮像データを並び替え処理部４５ｂがライン配列に合うように並び替え、それによって得られた画像データに対して画像処理部４７ｂが所定の処理を施す。処理後の画像データが信号処理回路４０ｂの出力となる。

図１１はラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗおよびライン光源の動作のタイミングを示している。ラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗを実質的に一定の速度で移動させる副走査において、１ライン分の副走査時間Ｔ１のＮ倍（本例ではＮが３であるので、３倍）の周期で撮像動作および画像転送動作が繰り返される。すなわち、各ラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗは、電荷蓄積と電荷蓄積部から電荷転送部への蓄積電荷の移し替えとを交互に行い、電荷蓄積と並行して信号処理回路４０ｂへの画像転送を行う。画像全体を読み取る期間を３ライン分の副走査時間ごと区切った撮像周期期間Ｔ３のそれぞれにおいて、撮像周期期間Ｔ２の開始から終了間際まで、蓄積電荷の移し替え時を除いて、各ラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗは電荷を蓄積する。すなわち、１ラインに対応する電荷蓄積動作の時間は１ライン分の副走査時間Ｔ１よりも長い。しかし、各撮像周期期間Ｔ３において、撮像周期期間Ｔ３の開始から１ライン分の副走査時間Ｔ１またはそれより若干短い時間が経過するまでの撮像期間Ｔｓを除いて、撮像デバイス１７の電子シャッター機能により電荷蓄積部が遮蔽される。したがって、各撮像周期期間Ｔ３のうちの実質的に電荷が蓄積される期間は、電荷蓄積部が遮蔽されない撮像期間Ｔｓのみである。第２実施形態では、電子シャッターの制御によってラインの位置および幅が決まる。ライン光源を図示の例のように副走査の全期間にわたって点灯させてもよいし、少なくとも撮像期間Ｔｓのみ点灯させてもよい。

図１２および図１３は第２実施形態におけるラインセンサーとラインとの対応を示している。例示において、（１）式のＡの値は２であり、ラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗの配列のピッチＰｓは読取りのラインピッチＰｇの７倍である。

図１２のように、副走査中の時点ｔ１において、ラインセンサー１７Ｗは有効読取り範囲５Ａの先頭のライン[１]を読み取っている。このとき、ラインセンサー１７Ｖはライン[１]に対する上流側のダミーのライン[−６]を読み取り、ラインセンサー１７Ｕはさらに上流側のダミーのライン[−１３]を読み取る。時点ｔ１から時点ｔ２、時点ｔ３、時点ｔ４、時点ｔ５へと３ライン分の副走査時間が経過するごとに、各ラインセンサー１７Ｗ，１７Ｖ，１７Ｕの読み取るラインが２ライン置きの下流側のラインへ変わる。

図１３のように、時点ｔ５から３ライン分の副走査時間が経過した時点ｔ６において、ラインセンサー１７Ｕが有効読取り範囲５Ａ内の２番目のライン[２]を読み取る。すなわち、この段階で、３個のラインセンサー１７Ｗ，１７Ｖ，１７Ｕの読み取るラインが有効読取り範囲５Ａ内のラインとなる。以降、時点ｔ７、時点ｔ８、…へと３ライン分の副走査時間が経過するごとに、有効読取り範囲５Ａが３ラインずつ読み取られる。上述の（１）式の関係を満たす３個のラインセンサー１７Ｗ，１７Ｖ，１７Ｕによって３ライン分の副走査時間ごとに１ラインの読取りを行なえば、ライン抜けを起こすことなく、有効読取り範囲５Ａの全体を読み取ることができる。

図１４のように、並べ替え処理部４５ｂは、ラインセンサー１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗのそれぞれに対応する撮像データを、ライン配列に合うように配列する。並び替え処理部４５ｂから出力される画像データにおける先頭ラインから順に数えた（３ｍ＋１）番目のライン[３ｍ＋１]は、ラインセンサー１７Ｗによって読み取られて並び替え処理部４５ｂにｋ番目に入力されるラインである（ｍ=０,１,２,３…、ｋ＝ｍ＋１）。同じく、（３ｍ＋２）番目のライン[３ｍ＋２]は、ラインセンサー１７Ｕによって読み取られて並び替え処理部４５ｂに（ｋ＋５）番目に入力されるラインである。同じく、（３ｍ＋３）番目のライン[３ｍ＋３]は、ラインセンサー１７Ｖによって読み取られて並び替え処理部４５ｂに（ｋ＋３）番目に入力されるラインである。

以上の第１実施形態および第２実施形態によれば、画像上のＮ本（Ｎは２以上の自然数：２，３，４…）を同時に撮像するので、各ラインセンサー１６ＢＷ，１６Ｇ、１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗからの１ライン分の画像情報の出力をＮライン分の副走査時間（すなわち、撮像周期期間Ｔ２、Ｔ３）内に行なえばよい。したがって、副走査速度がＶであるときの１ライン分の副走査時間内に１ライン分の画像情報を出力することが可能なラインセンサーを用いる場合、副走査速度をおおよそＮ×Ｖに高めることができる。

第１実施形態によれば、モノクロ専用のラインセンサー１６ＢＷとカラー用の３個のラインセンサー１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを有するカラースキャナー用の汎用の撮像デバイス１６を用いて、ラインセンサー１６ＢＷのみを用いる読み取りと比べて約２倍の高速の読取りを実現することができる。読取りの高速化のために特殊な撮像デバイスを用意する必要がない。

第１実施形態では上述の（１）式のＡが１でＮが２である例を挙げ、第２実施形態ではＡが２でＮが３である例を挙げた。しかし、Ａの値およびＮの値は例示に限定されない。

縮小光学系によってセンサー配列のピッチＰｓとラインピッチＰｇとの関係の調整が可能なレンズ縮小型に限らず、ＣＩＳ型のイメージスキャナーにおいても（１）式を満たすようにラインセンサーを配置することにより、ラインセンサー数倍の読取りの高速化を実現することができる。

第２実施形態において、撮像デバイス１７を電子シャッター機能のないデバイスに代えることができる。その場合、第１実施形態と同様に光源の点灯制御によって、１ライン分の実質的な電荷蓄積期間である撮像期間Ｔｓを定めればよい。

イメージスキャナー１をＭＦＰ（Multi-functional Peripheral）やファクシミリ機といった画像形成装置に画像読取り手段として組み付けてもよいし、他の機器と別体の機器として構成してもよい。

１ イメージスキャナー（画像読取り装置）
５ 原稿シート（記録媒体）
５Ａ 有効読取り範囲
１６ＢＷ，１６Ｇ ラインセンサー
１７Ｕ、１７Ｕ，１７Ｗ ラインセンサー
１６Ｒ，１６Ｂ ラインセンサー
３０ 撮像制御部
Ｐｓ ピッチ（配列ピッチ）
Ｐｇ ラインピッチ
４３，４３ｂ ＡＤ変換部
４５，４５ｂ 並び替え処理部（データ処理部）
１２ ライン光源
Ｔ１ １ライン分の副走査時間
Ｔ２，Ｔ３ 撮像周期期間
Ｔｓ 撮像期間
４４，４４ｂ 感度補正部
１００ 複写機（画像形成装置）
２ プリンターエンジン（印刷部）

Claims (7)

1. 記録媒体上の画像を読み取る画像読取り装置であって、
   前記記録媒体を照らす緑色の光を発する光源と、
   ＲＧＢのカラー読取り用の３個のラインセンサーおよびモノクロ読取り用の１個のラインセンサーが平行に配列された撮像デバイスにおける、前記カラー読取り用の３個のラインセンサーのうちのＧに対応するラインセンサーと前記モノクロ読取り用のラインセンサーとの２個のラインセンサーと、
   モノクロ読取りモードにおいて、前記２個のラインセンサーおよび前記光源を、前記画像と前記２個のラインセンサーとを一方向に相対移動させる副走査における前記画像上の２ライン分の距離の移動の所要時間である２ライン分の副走査時間ごとに、前記光源によって照らされた状態の前記画像における２本のラインを前記２個のラインセンサーによって同時に撮像し、かつ前記２ライン分の副走査時間ごとに、１ライン分の撮像信号を当該２個のラインセンサーがそれぞれ出力するように制御する撮像制御部と、を備える
   ことを特徴とする画像読取り装置。
2. 前記２個のラインセンサーの配列ピッチＰｓと前記画像におけるラインピッチＰｇとの関係が次の式で表される
   Ｐｓ＝（Ａ×２＋１）×Ｐｇ
   ただし、式中のＡは０以上の任意の整数である
   請求項１記載の画像読取り装置。
3. 前記２個のラインセンサーのそれぞれから出力された撮像信号を量子化するＡＤ変換部と、
   前記ＡＤ変換部によって得られた前記２個のラインセンサーのそれぞれからの前記撮像信号に対応する撮像データを、前記画像のライン配列順序に合うように配列するデータ処理部と、をさらに備える
   請求項２記載の画像読取り装置。
4. 前記撮像制御部は、前記画像の全体を読み取る期間を前記２ライン分の副走査時間ごと区切った撮像周期期間のそれぞれにおいて、１ライン分の副走査時間以下の長さの時間のみ前記光源を点灯させる
   請求項１ないし３のいずれかに記載の画像読取り装置。
5. 前記２個のラインセンサーのそれぞれからの前記撮像信号に対応する撮像データを、前記光源の発する前記光に対する当該２個のラインセンサーのそれぞれの感度に応じて補正する、感度補正部をさらに備える
   請求項１ないし４のいずれかに記載の画像読取り装置。
6. 記録媒体上の画像を複写する画像形成装置であって、
   前記記録媒体を照らす緑色の光を発する光源と、
   ＲＧＢのカラー読取り用の３個のラインセンサーおよびモノクロ読取り用の１個のラインセンサーが平行に配列された撮像デバイスにおける、前記カラー読取り用の３個のラインセンサーのうちのＧに対応するラインセンサーと前記モノクロ読取り用のラインセンサーとの２個のラインセンサーと、
   モノクロ読取りモードにおいて、前記２個のラインセンサーおよび前記光源を、前記画像と前記２個のラインセンサーとを一方向に相対移動させる副走査における前記画像上の２ライン分の距離の移動の所要時間である２ライン分の副走査時間ごとに、前記光源によって照らされた状態の前記画像における２本のラインを前記２個のラインセンサーによって同時に撮像し、かつ前記２ライン分の副走査時間ごとに、１ライン分の撮像信号を当該２個のラインセンサーがそれぞれ出力するように制御する撮像制御部と、
   前記２個のラインセンサーのそれぞれから出力された撮像信号を量子化するＡＤ変換部と、
   前記ＡＤ変換部によって得られた前記２個のラインセンサーのそれぞれからの前記撮像信号に対応する撮像データを、前記画像のライン配列順序に合うように配列するデータ処理部と、
   前記データ処理部によって配列された１ページ分の撮像データに基づいて、前記画像を印刷する印刷部と、を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 記録媒体上の画像を読み取る画像読取り方法であって、
   モノクロ読取りモードにおいて、ＲＧＢのカラー読取り用の３個のラインセンサーおよびモノクロ読取り用の１個のラインセンサーが平行に配列された撮像デバイスにおける、前記カラー読取り用の３個のラインセンサーのうちのＧに対応するラインセンサーと前記モノクロ読取り用のラインセンサーとの２個のラインセンサー、および前記記録媒体を照らす緑色の光を発する光源を、前記画像と前記２個のラインセンサーとを一方向に相対移動させる副走査における前記画像上の２ライン分の距離の移動の所要時間である２ライン分の副走査時間ごとに、前記光源によって照らされた状態の前記画像における２本のラインを前記２個のラインセンサーを用いて同時に撮像し、かつ前記２ライン分の副走査時間ごとに、当該２個のラインセンサーがそれぞれ１ライン分の撮像信号を出力するように制御する
   ことを特徴とする画像読取り方法。

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