JPH0678107A - 画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画質品位の高い画像読取り出力を得ることが
できるＳ／Ｎ比が改善された画像読取り装置を提供する
ことである。 【構成】 原稿画像を複数の色成分に分解して読み取る
画像読取り装置である。複数の読取りセンサ２０１によ
り原稿を色分解して読み取り、デジタル化手段２０３
は、読取り画像信号をデジタル化する。読取りタイミン
グ発生手段２２０が各読取りセンサ２０１の蓄積時間を
各々独立して制御し、画素密度変換手段２０５ｂが読取
り画像データの読取り密度を変換し、上記複数の読取り
センサ２０１の出力ダイナミックレンジを均一にするよ
うに読取りセンサ２０１の蓄積時間を変更し、各読取り
センサ２０１の蓄積時間に応じて画素密度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像読取り装置に関
し、より詳しくは、感度の異なるカラーセンサの蓄積時
間をＲ,Ｇ,Ｂで独立して制御して、各カラーセンサの出
力ダイナミックレンジを均一にし、画像品位の改善を図
った画像読取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のデジタルカラー複写機の高画質化
は目ざましいものがある。この種のデジタルカラー複写
機の画像読取り装置では、カラーセンサとして、千鳥配
置のカラーＣＣＤセンサを使用し、１ライン上の画素毎
に、Ｒ,Ｇ,Ｂフィルタを順次かけている。

【０００３】上記カラーＣＣＤセンサは、一般に、Ｒ,
Ｇ,Ｂの各画素の蓄積時間を独立に制御することはでき
ない。また、３本のカラーＣＣＤセンサを並設した３ラ
インセンサも公知であるが、この種のラインセンサの中
には、Ｒ,Ｇ,Ｂの蓄積時間を独立して設定できるものが
ある。

【０００４】上記いずれのカラーＣＣＤセンサにおいて
も、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素のダイナミックレンジが揃って
おらず、また、Ｓ／Ｎ比もＲ，Ｇ，Ｂの各画素毎に異な
っている。

【０００５】このため、上記のような千鳥配置のカラー
ＣＣＤセンサや３ラインセンサを用いた、従来の画像読
取り装置では、読取り信号をＲ,Ｇ,Ｂに分離した後、分
離されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を増幅する増幅器の増幅率を変
えて、Ｒ,Ｇ,Ｂのダイナミックレンジを揃えることによ
り、デジタル複写機の画質の向上を図っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、デジタル複
写機の画質が向上すればするほど、画像データのＳ／Ｎ
比が画質に与える影響が大きくなる。

【０００７】しかしながら、分離されたＲ，Ｇ，Ｂ信号
を増幅する増幅器の増幅率を変えて、Ｒ,Ｇ,Ｂのダイナ
ミックレンジを揃える上記従来の画像読取り装置では、
増幅器が読取り信号のノイズ成分も増幅してしまうた
め、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のダイナミックレンジが揃っても、
増幅器の出力における各色毎のＳ／Ｎ比のちがいは依然
として存在し、特に感度の低い色成分のノイズ成分が高
くなるという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、画質品位の高い画像読取
り出力を得ることができるＳ／Ｎ比が改善された画像読
取り装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる第１の画像読取り装置は、原稿画像
を複数の色成分に分解して読み取る画像読取り装置にお
いて、原稿を色分解して読み取る複数の読取りセンサ
と、各読取りセンサの蓄積時間を各々独立して制御する
読取りタイミング発生手段と、読取り画像信号をデジタ
ル化するデジタル化手段と、読取り画像データの読取り
密度を変換する画素密度変換手段とを備え、複数の読取
りセンサの出力ダイナミックレンジを均一にするように
センサの蓄積時間を変更し、各読取りセンサの蓄積時間
に応じて画素密度を制御することを特徴とする

【００１０】また、本発明にかかる第２の画像読取り装
置は、上記複数の読取りセンサの出力ダイナミックレン
ジをその最大感度の読取りセンサの出力ダイナミックレ
ンジに合致させることを特徴とする。

【００１１】さらに、本発明にかかる第３の画像読取り
装置は、上記複数の読取りセンサの出力ダイナミックレ
ンジをその最低感度の読取りセンサの出力ダイナミック
レンジに合致させることを特徴とする。

【００１２】

【作用】各色の蓄積時間は、出力ダイナミックレンジが
等しくなるように制御され、カラーセンサの出力におけ
るノイズ成分が抑えられる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、カラーセンサの出力に
おけるノイズ成分が抑えられるとともに、センサ出力の
ダイナミックレンジが均一であるので、カラーセンサの
ノイズ特性が改善され、デジタルカラー複写機等に使用
することにより、画像品位の優れたカラー複写画像を得
ることができ、センサ出力後の信号処理の回路構成も簡
単化され、コスト的にも有利となる。

【００１４】また、本発明によれば、最大感度センサの
タイナミックレンジに合わせることで、感度の低いセン
サ出力のダイナミックレンジが広がり、センサ出力後の
信号処理回路の持つノイズ成分の影響を受けにくくな
り、さらに、出力階調数が増えるので、画像品位が向上
する。

【００１５】

【実施例】以下に、添付の図面を参照して本発明の実施
例を説明する。

【００１６】本発明の実施例にかかる画像読取り装置を
備えたデジタルカラー複写機（以下、単に、複写機と記
す。)の機構を図１に示す。上記複写機は、イメージリ
ーダ部３０とプリンタ部２０とから構成される。

【００１７】(１)イメージリーダ部３０ 原稿台３１に載置される原稿の画像を露光ランプ３２に
より露光し、その反射光をミラー群３３a,３３b,３３c
およびレンズ３４によりカラーイメージセンサ３５に結
像させ、このカラーイメージセンサ３５のＣＣＤにて、
光電変換する。この光電変換した信号は、画像信号処理
部３６にて、所定の処理をほどこして、画像データを生
成し、プリントヘッド制御部３３５に伝送する。上記原
稿走査は、スキャナモータ３７により、スライダー３８
を移動させることにより行なう。

【００１８】(２)プリンタ部２０ プリンタ部２０は、作像部、現像ユニットおよび用紙処
理部から構成される。以下に、これら作像部、現像ユニ
ットおよび用紙処理部の構成を順に説明する。

【００１９】（２−１)作像部 作像部は、上記デジタル画像データ等で駆動されるレー
ザ装置２１によって、感光体ドラム４の表面に静電潜像
を書き込み、現像ユニット６によりトナー現像した後、
転写ドラム１０上の用紙表面に転写する。感光体ドラム
４および転写ドラム１０は、ドラム駆動モータ２２によ
り同期して駆動される。

【００２０】（２−２)現像ユニット６ 現像ユニット６は、マゼンタトナーでの現像を行なうマ
ゼンタ現像器６Ｍ、シアントナーでの現像を行なうシア
ン現像器６Ｃ、イエロートナーでの現像を行なうイエロ
ー現像器６Ｙ、ブラックトナーでの現像を行なうブラッ
ク現像器６Ｋを有する。現像ユニット６の上部には、現
像器６Ｍ，６Ｃ，６Ｙおよび６Ｋにそれぞれ対応する色
のトナーを供給するための４つのトナーホッパ（図示せ
ず。）が設けられている。上記現像ユニット６の上下方
向の移動は、現像ユニットモータ６１により行なわれ
る。

【００２１】（２−３)用紙処理部 用紙処理部は、収納カセット４２ないし４４のいずれか
から引き出した用紙を搬送ローラ群により転写ドラム１
０に搬送し、この転写ドラム１０に巻き付けた後、感光
体ドラム４上のトナー像を順次(最大４色分)転写させ
る。その後、転写ドラム１０から分離して、定着装置４
８にて画像定着を行ない、搬送ベルト４７により排紙ト
レー４９に排紙する。

【００２２】タイミングローラ対４５は、レジストタイ
ミングをとるためのローラであり、搬送ローラ群、搬送
ベルト４７等の駆動は、メインモータ４１によって行な
われる。

【００２３】転写ドラム１０には、用紙先端をチャッキ
ングするための先端チャック爪（図示せず。）、用紙を
転写ドラム１０に静電吸着させるための吸着チャージャ
１１、用紙押さえローラ１２、感光体ドラム４上に顕像
化されているトナー像を用紙上に吸引して転写させるた
めの転写チャージャ１４、トナー像の転写終了後(フル
カラー現像の場合には、４色分のトナー像の転写終了
後)に、転写ドラム１０を除電して用紙を分離させるた
めの除電チャージャ１６、１７および用紙を転写ドラム
から剥離するための分離爪１８等が配置されている。

【００２４】基準位置センサ１３は、転写ドラム１０の
基準位置を検出する。アクチュエータ板１３aは、基準
位置センサ１３を作動させる。なお、基準位置の検出タ
イミングと、イメージリーダ部３０およびプリンタ部２
０の動作については、後述する。

【００２５】(３)イメージリーダ部３０内の画像処理部
３３０ 図２に、イメージリーダ部３０内の画像処理部３３０の
構成を示す。カラーイメージセンサ３５（図１参照）の
ＣＣＤセンサ２０１で光電変換された原稿画像の電気信
号は、画像処理部３３０内のアナログアンプ・Ｓ／Ｈ
(サンプルホールド)処理ブロック２０２に導かれる。こ
のアナログ・Ｓ／Ｈ処理ブロック２０２で増幅されたア
ナログ信号は、Ａ／Ｄ変換ブロック２０３で数値信号に
変換される。

【００２６】次に露光ランプ３２（図１参照）の光量む
ら、ＣＣＤセンサ２０１の画素毎の感度ばらつきを補正
するため、シェーディング補正ブロック２０４で処理を
行なう。この処理を行なった後は、均一濃度原稿に対し
て各画素とも同レベルの画像信号が得られる。

【００２７】位置補正／画素密度変換ブロック２０５
は、３ラインの副走査方向の読み取り位置を補正する補
正部およびＲ,Ｇ,Ｂの画素密度を合わせる画素密度変換
ブロックからなる。

【００２８】ＣＣＤセンサ２０１から位置補正／画素密
度変換ブロック２０５までのブロックでは、読取り３原
色(Ｒ、Ｇ、Ｂ)をパラレルに処理する。

【００２９】色補正ＵＣＲ／ＢＰブロック２０６では、
上記３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の画像信号を合成処理するこ
とにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋいずれかの印字出力信号を生
成する。ＭＰＵブロック２１０は、プリンタと同期し
て、どの色の印字出力信号を生成するかの制御信号を、
上記色補正ＵＣＲ／ＢＰブロック２０６に与える。

【００３０】編集制御ブロック２０７は、たとえばトリ
ミング編集を行なうとき、指定領域外の消去を行なう。
また、ＭＴＦ補正ブロック２０８は、エッジ強調やスム
ージング処理を行なう。変倍・移動処理ブロック２０９
は、変倍のための画素密度変換（後述の「画素密度変換」
とは異なる。）である、主走査方向の画素密度変換、画
像のシフトおよび同一領域の繰り返し出力(イメージリ
ピート）を行なう。

【００３１】γカーブ補正ブロック２１１は、内蔵する
色々なγカーブ設定ＲＯＭを切換えることにより、画
質、色調等を変えることを可能にする。

【００３２】以上のようにして、処理された画像データ
（印字出力信号）は、図３に示すバッファメモリ３３５
に与えられる。

【００３３】ＣＣＤセンサ２０１ないしγ補正ブロック
２１１の上記各ブロックは、制御信号発生部２２０から
与えられる信号(駆動パルスなど)と、ＭＰＵ２１０から
与えられる動作パラメータとにしたがって動作する。

【００３４】さらに、上記ＭＰＵブロック２１０は、複
写機全体を管理するＭＰＵブロック(ＭＳＣ)から通信線
を介して与えられる命令にしたがって動作を行なう。Ｍ
ＳＣからの命令の種類は、後述の操作パネルブロックに
より、複写機の使用者が指定したモードに対応する。

【００３５】(４)複写機のＭＰＵ構成 実施例の複写機では、図３に示すように、各動作ブロッ
ク毎の制御を行なう複数のＭＰＵ２１０，４２０，４３
０と、これらのＭＰＵ２１０，４２０，４３０の動作を
統轄するＭＰＵ４１０で構成されている。

【００３６】ところで、複写機内の機能ブロックは、大
別して次のIないしIIIの３ブロックに分けられる。 I．イメージリーダ（ＩＲ)部３０ II．プリンタ部２０ III．パネル部 このうち、Iのイメージリーダ部３０およびIIのプリン
タ部２０の機能については、すでに説明した。

【００３７】IIIのパネル部は、具体的には図示しない
が、複写機の使用者が複写機の動作モードを指定するた
めのブロックであり、内部構成としてＭＰＵ４２０の
他、各種メッセージを表示する液晶表示器４２１や使用
者がＭＰＵ４２０にモードを伝達するための操作スイッ
チ群４２２が設置されている。

【００３８】複写機全体を統轄するＭＰＵ４１０は、Ｍ
ＳＣ(マクロ・システム・コントローラ Ｍacro Ｓyst
em Ｃontroler)と呼ばれ、ＭＳＣ４１０は、上記パネ
ル部、プリンタ部２０およびイメージリーダ部３０に対
して、目的とするモードの動作に必要なコマンドを送信
する。上記パネル部、プリンタ部２０およびイメージリ
ーダ部３０は、与えられたコマンドに対応する動作を実
行し、必要に応じて情報をＭＳＣ４１０に提供する。こ
のように、情報のやり取りは上記ＭＳＣ４１０を核とし
て行ない、パネル部とプリンタ部２０が直接送受信を実
行することはない。

【００３９】しかしながら、イメージリーダ部３０とプ
リンタ部２０間に限っては、画像信号を含め多数の高速
タミイング信号のやり取りが必要となるので、ダイレク
トに信号のやり取りを行なっている。

【００４０】次に、図４に示すＣＣＤセンサ２０１から
画素密度変換ブロック２０５ｂに到る構成および図５の
タイミングチャートについて説明する。

【００４１】ＭＰＵ２１０は、フルカラーのＣＣＤセン
サ２０１のＲ,Ｇ,Ｂの感度に応じて、Ｃ(＋)出力レベル
が均一になるよう、蓄積時間ＴＧＲφ,ＴＧＧφ,ＴＧＢ
φの間隔を、タイミング発生部２２０に設定する。ま
た、セレクタ２１４に対し最終出力タイミング制御信号
のセレクト信号を与える。

【００４２】タイミング発生部２２０は、ＣＰＵ２１０
より設定された間隔で、蓄積時間ＴＧＲφ,Ｇφ,Ｂφ
と、それに応じた所定の周期、個数の、画素クロックＣ
ＫＲφ,ＣＫＧφ,ＣＫＢφを、ＣＣＤセンサ２０１から
画素密度変換ブロックまで、Ｒ,Ｇ,Ｂ各ライン毎に供給
する。

【００４３】ＣＣＤセンサ２０１は、原稿の反射光を、
Ｒ,Ｇ,Ｂの各色フィルタを通して光電変換し、光量に応
じた微弱電圧を発生する。この電圧中には、ＣＣＤセン
サ２０１より発生するノイズ成分が含まれている。

【００４４】ＣＣＤセンサ２０１の出力は、サンプルホ
ールド回路２０２ａでサンプルホールドされた後、増幅
器２０２ｂで一定増幅率で増幅され、クランプ回路２０
２ｃで黒レベル成分を除去(クランプ)された後、Ａ／Ｄ
変換器２０３でＡ／Ｄ変換される。その後、シェーディ
ング補正回路２０４にて、ＣＣＤセンサ２０１のばらつ
き、露光ランプ３２の光量ムラ等のシェーディング補正
を行ない、正規化された後、読取り位置を合わせるため
の副走査方向の位置補正回路２０５ａで、位置合わせを
行なう。この位置補正回路２０５ａの出力信号が図５の
タイミングチャートにおけるＤＴＲφ,ＤＴＧφ,ＤＴＢ
φである。

【００４５】次に、画素密度変換ブロック２０５ｂに
て、Ｒ,Ｇ,Ｂの副走査方向の画素密度を合わせる。この
画素密度変換ブロック２０５ｂはラインメモリＦＩＦＯ
で構成される。Ｒ成分信号を例にとって説明すると、Ｆ
ＩＦＯ書き込み信号は、ＴＧＲφ,ＣＫＲφ,ＤＴＲφで
あり、ＦＩＦＯ読み出し信号は、ＴＧ１,ＣＫ１,ＤＴＲ
１で非同期に動作している。(n−１)ライン目の読み出
し時は、すでに書き込み側がＮ−１ライン目の書き込み
を終えているので、Ｎ−１ライン目のデータを読み出
す。この時、Ｎライン目の書き込みが行なわれている。

【００４６】次に、nライン目の読み出しを行なう。こ
の時はＮライン目の書き込みが終了していないので、
(Ｎ−１)ライン目のデータを読み取ることになる。つま
りＮ−１ラインは２度読みすることになる。

【００４７】次のn＋１ライン目の読み出し時は、Ｎラ
イン目の書き込みが終っているので、Ｎライン目を読み
出す。このＮライン目は１度読んで、タイミング的に２
ライン書き込み中に３ライン分のデータを読み出すこと
になるので、副走査方向の画素密度変更がなされること
になる。Ｇは書き込み／読み出しタイミングが同じなの
で、１ライン遅れのデータとなる。Ｂは、２ライン毎
に、同一ラインが読み出され、以上によりＲ,Ｇ,Ｂの画
素密度が同等となる。

【００４８】なお、図５において、Ｒ,Ｇ,Ｂそれぞれ電
荷の蓄積時間を異ならせるべく、ＴＧＲφ,ＴＧＧφ,Ｔ
ＧＢφで制御する。そのため、Ｒ,Ｇ,Ｂで副走査方向の
解像度が変ってしまい、それを補正するために、画素密
度変換ブロックで上記の処理をしている。Ｒ,Ｇ,Ｂの蓄
積時間が一定ならば、副走査方向のそれぞれの解像度は
変わらないが、それぞれ独立に制御するので設定時間に
よって解像度は変わる。

【００４９】また、ＣＣＤセンサ２０１を構成するカラ
ーラインセンサは、赤，緑，青のフィルタを付けた３本
のラインセンサを一体化したもので、このカラーライン
センサとしては、たとえば株式会社日立製作所製のＨＥ
９５１１３を使用することができる。このＨＥ９５１１
３では、各ラインセンサの１ラインの蓄積時間をそれぞ
れ制御するクロックφＴＧＲ,φＴＧＧ,φＴＧＢが準備
されており、本発明では、これらの信号を用いて、電荷
の蓄積時間をそれぞれ制御することでダイナミックレン
ジを広げている。

【００５０】図６に従来の画像読取り装置におけるフル
カラーＣＣＤセンサ出力信号レベルおよびフルカラーＣ
ＣＤセンサ出力信号の増幅後の信号レベルを示す。フル
カラーＣＣＤセンサの感度がＲ,Ｇ,Ｂそれぞれ異なって
おり、ここでは、Ｇ:Ｂ:Ｒ＝１:０.６６:０.５とする。

【００５１】フルカラーＣＣＤセンサから出力するＲ，
Ｇ，Ｂの各信号には、一定のノイズ成分が含まれてい
る。これを、Ｒ,Ｇ,Ｂの信号レベルを一定にするため、
またＣＣＤ出力の微弱電圧を増幅するため、それぞれの
感度に合わせた増幅率で、読取り信号を増幅する。しか
し、異なる増幅率では、図６の下段からも分かるよう
に、特に感度の低いＲ,Ｂの信号のノイズが大きくな
り、画像面で、ぎらつき感が出たり、色相の変化等の問
題点が生じる。

【００５２】これに対して、本発明ではフルカラーＣＣ
Ｄの感度に合わせて、蓄積時間を変化させているので、
図７に示すように、フルカラーＣＣＤセンサの各センサ
の出力レベルは均一であり、特に最も感度の良い、Ｇ出
力にレベルを合わせており、感度の低いＲ,Ｂの信号の
ノイズ成分の比率が従来方式に比べて、低くなっている
のがわかる。これにより、画質面での問題点が抑えら
れ、良好な画像を得ることができる。

【００５３】本発明は、複数の読取りセンサの出力ダイ
ナミックレンジを、最大感度センサの出力ダイナミック
レンジに合致させてもよく、また、最低感度センサの出
力ダイナミックレンジに合致させるようにしてもよい。

【００５４】上記実施例では、本発明を複写機に適用し
た実施例について説明したが、本発明は、複写機に限ら
ず、たとえばコンピュータに画像情報等を入力するため
の画像入力装置等、にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる画像読取り装置を備えた複写
機の構成を示す説明図である。

【図２】 本発明にかかる画像読取り装置内の画像処理
部の構成を示すブロック図である。

【図３】 図１のデジタルカラー複写機の構成を示すブ
ロック図である。

【図４】 本発明にかかる画像読取り装置においてＣＣ
Ｄセンサから画素密度変換ブロックに到る構成のブロッ
ク図である。

【図５】 図４に示すＣＣＤセンサから画素密度変換ブ
ロックに到る構成のタイミングチャートである。

【図６】 従来の画像読取り装置におけるＣＣＤセンサ
出力信号レベルとノイズレベルおよびＣＣＤセンサ出力
信号の増幅後の信号レベルとノイズレベルの説明図であ
る。

【図７】 本発明にかかる画像読取り装置におけるＣＣ
Ｄセンサ出力信号レベルとノイズレベルおよびＣＣＤセ
ンサ出力信号の増幅後の信号レベルとノイズレベルの説
明図である。

【符号の説明】

２０１ ＣＣＤセンサ ２０２ａ サンプルホールド回路 ２０２ｂ 増幅器 ２０２ｃ クランプ回路 ２０４ シェーディング補正回路 ２０５ａ 位置補正回路 ２０５ｂ 画素密度変換回路 ２１０ ＭＰＵ ２１４ セレクタ ２２０ タイミング発生部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像を複数の色成分に分解して読み
   取る画像読取り装置において、原稿を色分解して読み取
   る複数の読取りセンサと、各読取りセンサの蓄積時間を
   各々独立して制御する読取りタイミング発生手段と、読
   取り画像信号をデジタル化するデジタル化手段と、読取
   り画像データの読取り密度を変換する画素密度変換手段
   とを備え、複数の読取りセンサの出力ダイナミックレン
   ジを均一にするように読取りセンサの蓄積時間を変更
   し、各読取りセンサの蓄積時間に応じて画素密度を制御
   することを特徴とする画像読取り装置。
2. 【請求項２】 上記複数の読取りセンサの出力ダイナミ
   ックレンジをその最大感度の読取りセンサの出力ダイナ
   ミックレンジに合致させることを特徴とする請求項１記
   載の画像読取り装置。
3. 【請求項３】 上記複数の読取りセンサの出力ダイナミ
   ックレンジをその最低感度の読取りセンサの出力ダイナ
   ミックレンジに合致させることを特徴とする請求項１記
   載の画像読取り装置。