JP7035621B2 - 画像読取装置、画像形成装置、画像読取方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置、画像形成装置、画像読取方法、およびプログラムに関する。

従来、光電変換素子として密着イメージセンサを用いた画像読取装置がある。密着イメージセンサとしては、センサチップを複数個並べて配列し、等倍光学系と組み合わせたＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）がある。ＣＩＳ内のセンサチップとしては、ＣＣＤセンサまたは、ＣＭＯＳセンサを用いた２種類に大別される。近年、装置を小型化できる、光源光量が少なくて済む、等の特徴から、いわゆるＭＦＰ（デジタル複合機）等の画像形成装置においても、ＣＩＳを使用する画像読取装置を用いるケースが増えている。

ＣＩＳはひとつの光電変換素子を画素として主走査方向にライン上に並べ、副走査方向にＲＧＢの３色に対応するように３ラインに並べて３色の画素情報として読み取りを行う。副走査方向に１画素幅を持つラインセンサを用いて、読み取った場合にはＲＧＢで１ラインずつのずれを同一タイミングで読み取っていることになる。このＲＧＢ画像情報に対してラインディレイを与えてＲＧＢの画像情報を扱えば正確に同一領域の画像情報をＲＧＢ情報として管理することが可能である。また、ＲＧＢ３色を別々に発光できる光源である場合はセンサ部を１ラインのみとし、光源側をＲＧＢ３色の別々の波長域で照射できるものを用意して、時分割でＲ点灯→Ｒ情報読み取り、Ｇ点灯→Ｇ情報読み取り、Ｂ点灯→Ｂ情報読み取りと３色を順次読み取るようにしている。

例えば、特許文献１には、連続原稿読み取り時のページ間の処理をなくし、かつページ内での黒レベル変化も補正するために、黒レベルフィードバック演算処理手段は、上記検出した変化の量に応じて、記憶手段に記憶された上記黒レベルに対するフィードバック量を算出し、その黒レベルを上記検出した変化に追従させることが開示されている。

しかしながら、上記に示されるような従来の技術にあっては、画素を副走査方向に縮小させた場合には原稿上の同じ場所を正確に読み取ることができず、また、３ライン分を同時に読み取れるので高速に対応できるが、チップ面積が大きくなることでコストが高くなる。また、ＲＧＢ３色を別々に発光できる光源で３色を順次読み取る場合、センサ部を１／３の面積に抑えることによりコストを抑えることができるが、時分割で処理するために高速な読み取りには対応できないという問題があった。また、副走査方向に１画素幅を持つラインセンサにより、同一タイミングで読み取るために１ラインのライン同期信号内で読み取った原稿画像の領域は、正確には１／３画像のずれをもって読み取られる。すなわち、ＲＧＢ３色の画像情報はラインディレイの処理を行っても、同一の領域を読み取っていることにならず、正確に読み取っていることにならないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速でかつ安価かつ正確な読み取りが可能な画像読み取りを実現することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被写体の主走査方向に読取画素を配列したラインセンサを、複数の異なる色のライン毎に副走査方向に配列した読取部を有する画像読取装置であって、前記ライン毎に順に主走査方向において１／Ｎ（Ｎは整数のライン数）ずらし、所定領域を重ね合わせるよう読取タイミングを制御する読取タイミング制御部と、前記読取タイミング制御部の読取タイミングに基づき前記被写体の画像を読み取る読取画像取得部と、前記読取画像取得部で取得した前記被写体の画像を合成する画像合成部と、を備えることを特徴とする。

本発明は、高速でかつ安価かつ正確な読み取りが可能な画像読み取りが実現するという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる画像読取装置の機構部の構成例を示す説明図である。 図２は、図１における画像読取装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 図３は、実施の形態にかかる機能構成例を示すブロック図である。 図４は、実施の形態にかかる第２読取部の構成例を示す断面図である。 図５は、実施の形態にかかる第２読取部の部品構成例を示す説明図である。 図６は、センサチップ内のラインセンサの構成例を示す断面図である。 図７は、センサチップの構成例（１）を示す平面図である。 図８は、ラインセンサの構成例（１）を示す平面図である。 図９は、センサチップの構成例（２）を示す平面図である。 図１０は、ラインセンサの構成例（２）を示す平面図である。 図１１は、図８の構成における撮像タイミング例を示すタイミングチャートである。 図１２は、ラインセンサを１ラインのみで構成し、光源側をＲ光源、Ｇ光源、Ｂ光源に切り替えながら順次それぞれの画像データの出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 図１３は、実施の形態にかかる第２読取部の動作時の各画像データの出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 図１４は、３ライン分の画素の領域に５ラインを配置した場合の例を示す説明図である。 図１５は、図１４の構成における撮像タイミング例を示すタイミングチャートである。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像読取装置、画像形成装置、画像読取方法、およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
まず、実施の形態である画像読取装置の構成について、図１および図２を参照して説明する。図１は、実施の形態にかかる画像読取装置１００の機構部の構成例を示す説明図である。図２は、図１における画像読取装置１００の制御系の構成例を示すブロック図である。なお、図２では、図示の都合上、図１の第１読取部１２０の図示を省略している。

画像読取装置１００は、原稿束をセットする原稿セット部Ａ、そのセットされた原稿束から１枚毎に原稿を分離して給送する分離給送部Ｂ、それによって給送された原稿を一次突当整合する働きと、整合後の原稿を引き出し搬送する働きのレジスト部Ｃ、それによって搬送される原稿をターンさせて、その読み取り面（片面原稿であれば画像面，両面原稿であれば一方の面である表面）を読み取り側（下方）に向けて搬送するターン部Ｄ、原稿の表面画像をコンタクトガラスの下方より読み取る第１読取搬送部Ｅ、読み取り後の原稿（両面原稿）の裏面画像を読み取る第２読取搬送部Ｆ、表面画像又は両面画像の読み取りが完了した原稿を機外に排出する排紙部Ｇ、読み取り完了後の原稿を積載保持するスタック部Ｈ、これら搬送動作の駆動を行う駆動部、一連の動作を制御するコントローラ部２００とから構成されている。

上記駆動部は、ピックアップモータ２０１、給紙モータ２０２、読取モータ２０３、排紙モータ２０４、底板上昇モータ２０６を含む。

コントローラ部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２２などによるマイクロコンピュータシステムで構成される。ＣＰＵ２２０は、コントローラ部２００全体の制御を司る。ＲＯＭ２２１には、ＣＰＵ２２０が実行するプログラムが格納され、ＣＰＵ２２０がこのプログラムをＲＯＭ２２１から読み出し実行する。ＲＡＭ２２２は、ＣＰＵ２２０の制御時におけるワーキングメモリとして用いられる。

画像読み取りを行う原稿束１０１をセットするのは、原稿セット部Ａの可動原稿テーブル１０３を含む原稿テーブル１０２上であり、ユーザが原稿束１０１を画像面（両面原稿であれば表面）が上向きの状態でセットする。さらに、原稿束１０１の幅方向（搬送方向と直交する方向）の位置決めを図示しないサイドガイドによって行う。原稿のセットは、セットフィラ１０４および原稿セットセンサ１０５により検知され、その検知情報がコントローラ部２００からインタフェース（以下「Ｉ／Ｆ」ともいう）２０７により本体制御部２１１へ送信される。

さらに、原稿テーブル１０２のテーブル面に設けられた原稿長さ検知センサ１３０または１３１（反射型センサ又は原稿１枚でも検知可能なアクチェータ・タイプのセンサが用いられる）により、原稿の搬送方向の長さの概略が判定される。なお、その判定を可能にするため、少なくとも同一原稿サイズの縦か横かを判断可能なセンサ配置が必要となる。

可動原稿テーブル１０３は、底板上昇モータ２０６により図１に示すａ，ｂ方向に上下動可能な構成になっていて、通常は底板ＨＰセンサ１０６によって検知されるホームポジション（ＨＰ）に位置している。

その後、原稿がセットされたことをセットフィラ１０４および原稿セットセンサ１０５によって検知されると、その検知情報を受けたコントローラ部２００が、底板上昇モータ２０６を正転させて、原稿束１０１の最上面がピックアップローラ１０７と接触する位置まで可動原稿テーブル１０３を上昇させる。

ピックアップローラ１０７は、ピックアップモータ２０１によりカム機構で図１に示すｃ，ｄ方向に動作すると共に、可動原稿テーブル１０３が上昇し、可動原稿テーブル１０３上の原稿上面により押されてｃ方向に上がり、給紙適正位置センサ１０８により上限が検知可能となっている。

本体操作部２０８上のプリントキーが押下され、その旨がＩ／Ｆ２０６を介して本体制御部２１１へ通知され、その本体制御部２１１からＩ／Ｆ２０７を介してコントローラ部２００へ原稿給紙信号が送信されると、ピックアップローラ１０７は給紙モータ２０２の正転によりコロが回転駆動し、原稿テーブル１０２上の数枚（理想的には１枚）の原稿をピックアップする。回転方向は、最上位の原稿を給紙口に搬送（給紙）する方向である。

給紙ベルト１０９は給紙モータ２０２の正転により給紙方向に駆動され、分離給送部Ｂのリバースローラ１１０は給紙モータ２０２の正転により給紙と逆方向に回転駆動され、最上位の原稿とその下の原稿とを分離して、最上位の原稿のみを給紙できる構成となっている。

さらに詳しく説明すると、リバースローラ１１０は給紙ベルト１０９と所定圧で接し、給紙ベルト１０９と直接接しているとき、または原稿１枚を介して接している状態では給紙ベルト１０９の回動につられて反時計方向に連れ回りし、原稿が万が一２枚以上給紙ベルト１０９とリバースローラ１１０との間に侵入した時には、連れ回り力がトルクリミッタのトルクよりも低くなるように設定されており、リバースローラ１１０は本来の駆動方向である時計方向に回転駆動して、余分な原稿を押し戻す働きをし、重送が防止される。

給紙ベルト１０９とリバースローラ１１０との作用によって１枚に分離された原稿は、給紙ベルト１０９によってさらに送られ、レジスト部Ｃの突き当てセンサ１１１によって先端が検知され、さらに進んで停止しているプルアウトローラ１１２に突き当たる。

そのプルアウトローラ１１２に突き当たった原稿は、突き当てセンサ１１１の検知時点から所定量定められた距離だけ送られ、結果的には、プルアウトローラ１１２に所定量撓みを持って押し当てられた状態で給紙モータ２０２を停止させることにより、給紙ベルト１０９の駆動が停止し、待機状態となる。

このとき、ピックアップモータ２０１を回転させることでピックアップローラ１０７を原稿上面から退避させ、原稿を給紙ベルト１０９の搬送力のみで送ることにより、原稿先端は、プルアウトローラ１１２の上下ローラ対のニップに進入し、先端の整合（スキュー補正）が行われる。

プルアウトローラ１１２は、上記スキュー補正の機能を有すると共に、分離後にスキュー補正された原稿を中間ローラ１１４まで搬送するためのローラであり、給紙モータ２０２の逆転により駆動される。また、このとき（給紙モータ２０２逆転時）、プルアウトローラ１１２と中間ローラ１１４は駆動されるが、ピックアップローラ１０７と給紙ベルト１０９は駆動されていない。

原稿幅センサ１１３は、奥行き方向に複数個並べられ、プルアウトローラ１１２により搬送された原稿の搬送方向（副走査方向）に直交する幅方向（主走査方向）のサイズを検知する。

また、原稿の搬送方向の長さは、原稿の先端と後端を突き当てセンサ１１１で検知し、その先端検知時点から後端検知時点まで給紙モータ２０２の出力パルスをカウントすることによって検知する。

プルアウトローラ１１２および中間ローラ１１４の駆動により、レジスト部Ｃからターン部Ｄに原稿が搬送される際には、レジスト部Ｃでの搬送速度を第１読取搬送部Ｅでの搬送速度よりも高速に設定して原稿を第１読取搬送部Ｅへ送り込む処理時間の短縮が図られている。

原稿の先端が読取入口センサ１１５によって検出されると、読取入口ローラ１１６の上下ローラ対のニップに原稿の先端が進入する前に、原稿搬送速度を読取搬送速度と同速にするために減速を開始すると同時に、読取モータ２０３を正転駆動して読取入口ローラ１１６，読取出口ローラ１２３，ＣＩＳ出口ローラ１２７を駆動する。

原稿の先端をレジストセンサ１１７にて検知すると、コントローラ部２００が、所定の搬送距離をかけて減速させ、第１読取部１２０による読取位置の手前で一時停止させると共に、本体制御部２１１へＩ／Ｆ２０７を介してレジスト停止信号を送信する。

その後、コントローラ部２００が本体制御部２１１より読取開始信号を受信すると、レジスト停止していた原稿は、第１読取部１２０による読取位置に先端が到達するまでに所定の搬送速度に立ち上がるように増速されて搬送される。

そして、読取モータ２０３の出力パルスをカウントすることによって検出された原稿の先端が第１読取部１２０による読取位置に到達するタイミングで、コントローラ部２００により本体制御部２１１に対して原稿の第１面（表面）の副走査方向有効画像領域を示すゲート信号の送信が開始され、第１読取部１２０による読取位置を原稿の後端が抜けるまで送信される。

片面原稿の画像読み取りを行う場合には、第１読取搬送部Ｅを通過した原稿は第２読取搬送部Ｆの第２読取部１２５を経て排紙部Ｇへ搬送される。この際、コントローラ部２００が排紙センサ１２４により原稿の先端を検知すると、排紙モータ２０４を正転駆動して排紙ローラ１２８を回転させる。また、排紙センサ１２４による原稿の先端検知からの排紙モータ２０４の出力パルスをカウントすることにより、原稿の後端が排紙ローラ１２８の上下ローラ対のニップから抜ける直前に排紙モータ２０４の駆動速度を減速させて、スタック部Ｈを構成する排紙トレイ１２９上に排出される原稿が飛び出さないように制御される。

第１読取ローラ１１９は、第１読取部１２０における原稿の浮きを抑えると同時に、第１読取部１２０におけるシェーディングデータを取得するための基準白部を兼ねるものである。

両面原稿の画像読み取りを行う場合には、コントローラ部２００が排紙センサ１２４にて原稿の先端を検知してから読取モータ２０３の出力パルスをカウントすることにより、第２読取部１２５による読取位置に原稿先端が到達するタイミングで、コントローラ部２００により本体制御部２１１に対して原稿の第２面（裏面）の副走査方向有効画像領域を示すゲート信号の送信が開始され、第２読取部１２５の読取位置を原稿の後端が抜けるまで送信される。

第２読取ローラ１２６は、第２読取部１２５における原稿の浮きを抑えると同時に、第２読取部１２５におけるシェーディングデータを取得するための基準白部を兼ねるものである。

図３は、実施の形態にかかる機能構成例を示すブロック図である。図３に示す読取画像処理部１０は、読取タイミング制御部１１と、読取画像取得部１２と、画像合成部１３と、を備える。読取タイミング制御部１１は、ライン毎に順に１／Ｎ（Ｎは整数のライン数）ずらし、所定領域を重ね合わせるよう読取タイミングを制御する。読取画像取得部１２は、読取タイミング制御部１１の読取タイミングに基づき被写体の画像を読み取る。画像合成部１３は、読取画像取得部１２で取得した前記被写体の画像を合成する。

なお、上記図３の機能の一部または全部をソフトウェアまたはハードウェアで構成してもよい。

図４は、実施の形態にかかる第２読取部１２５の構成例を示す断面図である。図５は、実施の形態にかかる第２読取部１２５の部品構成例を示す説明図である。

図４および図５において、導光体４０３a、４０３ｂは、ＬＥＤ白色光源４１１，４１２から照射される光を主走査方向に導出する、レンズアレイ４０２は、アレイ状に形成され、上記光をセンサチップ４００に集光させる。センサチップ４００は、受光素子であるセンサを有し、これらを主走査方向にラインセンサを構成する。複数のセンサチップ４００は、基板４０１上にワイヤで直接ボンディングするなどして基板４０１上の配線と接続させている。基板４０１上には図示しないＡ／Ｄ変換部や出力制御部、ＩＦ回路部などがある。硝子板４０４は、センサチップ４００や導光体４０３ａ，４０３ｂをカバーして汚れなどを防止するためのものである。樹脂体４１３は、上記各構成部品を所定位置に支持するように樹脂成形されている。符号４０５は反射板である。

この各センサチップ４００には、被写体である原稿からの反射光を受光可能な受光部と遮光された遮光部（ＯＰＢ）とが形成されており、受光部と遮光部の信号を出力する。

なお、ＣＩＳモジュールは、原稿の裏面の画像を読み取る際に使用されるケースが多いため、この実施の形態では第２読取部１２５に使用しているが、第１読取部１２０に使用することも勿論できる。

各センサチップ４００でそれぞれ読み取られたアナログ画像信号は、対応する各アンプ回路によってそれぞれ増幅された後、対応する各Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ変換手段）によってそれぞれデジタル画像信号（デジタル画像情報）に変換される。これらデジタル画像信号（以下「画像データ」ともいう）は、出力制御回路によって本体制御部２１１に受入可能なデータ形式に変換された後、Ｉ／Ｆ回路を経由して本体制御部２１１に出力される。

また、センサチップ４００内の受光部と遮光部の画素毎の出力レベルとは、この実施の形態においては、対応するＡ／Ｄコンバータから出力されるデジタル画像信号の対応する信号成分の階調レベルを示すものである。

図６は、センサチップ４００内のラインセンサ４１１の構成例を示す断面図である。ラインセンサ４１２は、通常の受光部となる。ラインセンサ４１２は、光電変換素子４１１を含む画素で主走査方向に配列して構成されている。ＯＰＢ４１３は、そのラインセンサ４１２を遮光して作られた黒レベル専用の遮光部である。回路部４１４には、図示されない各種アンプやメモリ、タイミング制御部、クロック生成部、出力制御部、ＩＦ回路などが含まれている。なお、Ａ／Ｄ変換部はセンサチップ４００内に置く構成としても良いし、センサチップ４００の外部に別チップとして各チップからのアナログデータをまとめる形にしてもよい。

また、第２読取部１２５は、透過する波長域の異なるラインセンサ４１２を副走査方向に複数配列した構成となっている。

図７は、センサチップ４００の構成例（１）を示す平面図である。図７では、センサチップ４００内の一つの光電変換素子４１１を含む画素の並びを主走査方向および副走査方向の構成について示している。図７では、ラインセンサ４１２を構成する画素は、主走査方向の画素と画素のピッチ（間隔）Ｘと、このラインを副走査方向に並べた場合の画素のピッチＸを等しくしている。

図８は、ラインセンサ４１２の構成例（１）を示す平面図である。図８では、ラインセンサ４１２を、副走査方向にＯＰＢ（遮光部）、Ｇ（グリーン）画像を読み取るセンサ、Ｒ（レッド）画像を読み取るセンサ、Ｂ（ブルー）画像を読み取るセンサを順に配列した構成について示している。

図９は、センサチップ４００の構成例（２）を示す平面図である。図９では、ラインセンサ４１２を構成する画素は、主走査方向には図７と同じであるが、それに対して副走査方向の画素ピッチを１／３ピッチにした構成について示している。

図１０は、ラインセンサ４１２の構成例（２）を示す平面図である。図１０では、ラインセンサ４１２を、図８と同様の順に、副走査方向にＯＰＢ（遮光部）、Ｇ（グリーン）画像を読み取るセンサ、Ｒ（レッド）画像を読み取るセンサ、Ｂ（ブルー）画像を読み取るセンサを順に配列した構成について示している。この場合、図１０では、副走査方向に画素ピッチを１／３ピッチにした構成となっている。これにより、センサチップ４００のラインセンサ部分の面積は図１０に示すように１／３に縮小することができる。

３ライン以上の複数ラインＮである場合は、Ｍ／Ｎに画素ピッチを縮小する。ＭはＮ以下の整数とする。例えば、６ラインのラインセンサを構成する場合には、１／６のピッチにすれば、主走査方向の１画素の大きさに副走査方向の全ラインが収まる。２／６のピッチにすれば、主走査方向の２画素の大きさに副走査方向の全ラインが収まる。つまり、Ｍ／Ｎの画素ピッチにすることで主走査方向の１画素サイズ換算でＭ画素のサイズに副走査方向の画素が収まることになる。こうすることによって照明系やロッドレンズは副走査方向にコンパクトにすることが可能となりコストを抑えたＣＩＳモジュールを提供できる。以下、具体例を挙げて説明する。

図１３は、第２読取部１２５の動作時の各画像データの出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。この図１３に示すように、１／３タイミングずらしてそれぞれを読むようにすれば、原稿面上の同一領域を読むことができるようになり正確に読み取ることが可能となる。

画素がラインを構成する方向を主走査方向とし、それと直交する副走査方向に被写体は搬送されるか、被写体が固定されて撮像を行なう物体（この場合はラインセンサ４１２）が搬送される。ラインセンサ４１２の光学系が等倍光学系を構成している場合、すなわち、例えば６００ｄｐｉの解像度をもつ等倍系の光学系であれば１画素の大きさは約４２．３μの大きさでセンサ上の画素の大きさと被写体の画素の大きさも１対１の関係にある。その場合、図７に示すように主走査方向も副走査方向も同じ大きさであれば、３ラインを構成して３ライン同時撮像するならば被写体上の副走査方向の画像は別の位置を撮像することになる。

すなわち、３色は時間軸上で遅れて被写体上の同位置を撮像することになる。１ラインに同期するタイミングで３ライン分を処理していくならば、１ラインディレイの処理を行えば、被写体上の同位置の３色分の画像は撮像後に合成することで同一の位置の画像を正確に処理することが可能である。

図１０のように副走査方向の画素が１／３になっている場合は、３ライン同時に撮像すれば後ほど１ラインディレイで合成しても１／３ずれた位置の画像を３色で合成することになるので不正確である。そこで３色（３ライン）のデータの撮像タイミングを１／３ずらしてスタートさせれば正確な画像を合成することが可能となる。

さらに図１４に示すようなＲＧＢ３ラインよりも多くの複数Ｎラインの場合には、撮像タイミングを１／Ｎタイミングずらして読むようにすれば同様に正確な読み取りが可能となる。

図１４は、３ライン分の画素の領域に５ラインを配置した場合の例を示す説明図である。この場合は図１５のように１ラインの撮像タイミングを１／５ｔにずらして撮像タイミングをずらすことで正確な位置の画素の合成を行うことが可能となる。

また、図１４のように３ラインの画素を構成する領域に副走査方向に画素を３／５に縮小して構成すれば、従来のＣＩＳモジュールで使用されているロッドレンズや光源などの光学系を再設計、新規製造することなく３色よりも多色のセンサモジュールを製造することができ、製造コストを大幅に削減して付加価値の高いマルチバンドのセンシング手段を提供することが可能となる。レンズや光学系の再設計、新規製造には非常に高額なコストがかかるが、それらを抑えることができ安価で付加価値の高いセンシング手段となる。

次に、従来における画像読取装置の構成および撮像タイミングについて説明する。ＣＩＳはひとつの光電変換素子を画素として、主走査方向にライン上に並べ、それを例えば、副走査方向にＲＧＢの３色に対応するように３ラインに並べることでＲＧＢの３色の画素情報として読み取りを行う。光源は白色ＬＥＤ光源である場合とＲＧＢ３色を別々に発光できる光源である場合が一般的である。

白色ＬＥＤ光源である場合は、ＲＧＢの３色の情報の読み取りはライン毎にＲＧＢそれぞれの波長域毎にそのＲＧＢフィルタを各ライン上部に別々に配置することで実現している。さらに図１２のように同時に撮像タイミングをオンさせていたが、これでは図１０のように画素を副走査方向に縮小させた場合には原稿上の同じ場所を正確に読み取ることができない。また、図１２のように３ライン分を同時に読み取れるので高速に対応できるメリットがあるがチップ面積が大きくなることでコストが高くなるというデメリットがある。

一方、ＲＧＢ３色を別々に発光できる光源である場合、センサ部は１ラインのみとし、光源側をＲＧＢ３色の別々の波長域を発色できるものを用意して、時分割でＲ点灯→Ｒ情報読み取り、Ｇ点灯→Ｇ情報読み取り、Ｂ点灯→Ｂ情報読み取りと３色を順次読み取るようにしている。センサ部を１／３の面積に抑えることによりコストを抑えることができるが、図１３のように時分割で処理するために高速な読み取りには対応できない。

さらに、光源が白色ＬＥＤ光源である場合の従来の問題点を以下に詳しく述べる。図７は、センサチップ内のひとつの光電変換素子を含む画素の並びを表しており、この画素を主走査方向に１列にライン上に並べ、また、副走査方向に例えばＲＧＢの３ラインに並べてラインセンサを構成している。ＯＰＢ（オプティカルブラック）の１ラインを追加する、または別のフィルタを追加したさらに複数ラインとしてもよい。

この主走査方向の画素と画素のピッチ（間隔）Ｘと、このラインを副走査方向に並べた場合の副走査方向の画素のピッチを等しくとった従来のラインセンサを図８に示す。図１２は、図８の場合のラインセンサにおいて、センサチップでの画素データの撮像タイミングの一例を表したタイミング図である。これらは図１２のようにライン周期を表すＬＳＹＮＣに同期してＲＧＢのように複数ラインを同時に読み取るようにする。３ライン分を同時に読み取れるので高速に対応できるメリットがあるがチップ面積が大きくなることでコストが高くなるというデメリットがある。

これに対して、後者のＲＧＢ３色を別々に発光できる光源である場合の従来の不具合点を以下に詳しく述べる。図１１は、図８の構成における撮像タイミング例を示すタイミングチャートである。この図１１は低コスト化を狙って図８のラインセンサを１ラインのみで構成し、光源側をＲ光源、Ｇ光源、Ｂ光源に切り替えながら順次それぞれのデータをよみとっていくタイミングを表している。１ラインのデータを読み取り、その後、増幅や補正処理を行うのでセンサおよび後段の増幅や補正に関する回路は１色分でよい。従って、３色分のセンサ、および回路をもつ前者（光源が白色ＬＥＤ）に対して、後者（光源が３色）はコスト面で有利である。しかしながら、読み取りに要する時間は回路の構成によって決まってくるため、１ラインのラインセンサでは処理時間を要するために図８の構成に比べて高速に読み取りができないというデメリットがある。

さらに、チップサイズと読み出し時間以外の特徴としては、図８に示す副走査方向に１画素幅を持つラインセンサを用いて、図１２に示すタイミングで読み取った場合にはＲＧＢで１ラインずつのずれを同一タイミングで読み取っていることになる。このＲＧＢ画像情報に対してラインディレイを与えてＲＧＢの画像情報を扱えば正確に同一領域の画像情報をＲＧＢ情報として管理することが可能である。

しかしながら、図１０に示すラインセンサにより、図１２のようなタイミングで原稿を読み取った場合、同じように同一タイミングで読み取るために１ラインのライン同期信号内で読み取った原稿画像の領域は正確には１／３画像のずれをもって読み取れる。すなわち、ＲＧＢ３色の画像情報はラインディレイの処理を行っても、同一の領域を読み取っていることにならず、正確に読み取っていることにならない。

これに対して本実施の形態は、以上説明してきたように、撮像タイミングをずらしてオーバーラップさせながら読み取ることにより、原稿面上の同一領域を読むことができる。したがって、センサ部分の面積を小さくしながら、時分割では対応させずに読み取りタイミングをオーバーラップさせることで、高速にまた正確に読み取ることが可能で安価なＣＩＳモジュールを提供することができる。

また、上述した実施の形態の画像読取装置１００を、複合機に搭載し、画像読取装置１００から出力される画像信号に基づいて画像形成を行う構成としてもよい。

（プログラム）
本実施の形態の画像読取装置１００で実行されるプログラムは、各モジュールが有するＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。また、上記プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。

さらに、本実施の形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

本実施の形態で実行されるプログラムは、上述した各部を含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしてはＣＰＵが上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、上述してきた実施の形態は本発明を実現するための一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しない。これらの新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。また、これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１ 読取タイミング制御部
１２ 読取画像取得部
１３ 画像合成部
１００ 画像読取装置
１２５ 第２読取部
２００ コントローラ部
２２０ ＣＰＵ
２２１ ＲＯＭ
２２２ ＲＡＭ
４００ センサチップ
４１２ ラインセンサ

特許第５６５２０５８号公報

Claims (6)

1. 被写体の主走査方向に読取画素を配列したラインセンサを、複数の異なる色のライン毎に副走査方向に配列した読取部を有する画像読取装置であって、
   前記ライン毎に順に主走査方向において１／Ｎ（Ｎは整数のライン数）ずらし、所定領域を重ね合わせるよう読取タイミングを制御する読取タイミング制御部と、
   前記読取タイミング制御部の読取タイミングに基づき前記被写体の画像を読み取る読取画像取得部と、
   前記読取画像取得部で取得した前記被写体の画像を合成する画像合成部と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記読取部は、前記ラインセンサを構成する画素単位の主走査方向の画素ピッチに対し、副走査方向に複数ラインを構成する副走査方向の画素ピッチを小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記ラインセンサは、副走査方向の複数のラインでの画素ピッチをＭ／Ｎ（Ｎ：ライン数、Ｍ：整数でＭ＜Ｎ）にしたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
4. 前記請求項１～３の何れか一つに記載の画像読取装置と、
   前記画像読取装置から出力される画像信号に基づいて画像形成を行う画像形成部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 被写体の主走査方向に読取画素を配列したラインセンサを、複数の異なる色のライン毎に副走査方向に配列した読取部を有する画像読取装置で実行される画像読取方法であって、
   前記ライン毎に順に主走査方向において１／Ｎ（Ｎは整数のライン数）ずらし、所定領域を重ね合わせるよう読取タイミングを制御する読取タイミング制御工程と、
   前記読取タイミング制御工程の読取タイミングに基づき前記被写体の画像を読み取る読取画像取得工程と、
   前記読取画像取得工程で取得した前記被写体の画像を合成する画像合成工程と、
   を含むことを特徴とする画像読取方法。
6. 被写体の主走査方向に読取画素を配列したラインセンサを、複数の異なる色のライン毎に副走査方向に配列した読取部を有するコンピュータに、
   前記ライン毎に順に主走査方向において１／Ｎ（Ｎは整数のライン数）ずらし、所定領域を重ね合わせるよう読取タイミングを制御する読取タイミング制御ステップと、
   前記読取タイミング制御ステップの読取タイミングに基づき前記被写体の画像を読み取る読取画像取得ステップと、
   前記読取画像取得ステップで取得した前記被写体の画像を合成する画像合成ステップと、
   を実行させるためのプログラム。

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