画像読取装置、画像形成装置、光量調整方法およびプログラム
【課題】 出力飽和を発生せず、Ａ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジを最大限に有効活用できる画像読取装置を提供する。
【解決手段】 画像読取装置は、光源と画像読取手段と基準白板と光量調整手段とを含む。光量調整手段は、光源を点灯し、画像読取手段が基準白板を読み取り出力した主走査方向全画素の出力値からピーク値、ピーク位置を検出するピーク値検出部３３１、ピーク位置検出部３３２と、光源を消灯し、画像読取手段が基準白板を読み取り出力したピーク位置の出力値（黒レベル対応値）を検出する黒レベル対応値検出部３３４と、ピーク値と黒レベル対応値とを用い、ピーク値を目標値に一致させるパラメータを算出し、設定されている第１光量調整値にパラメータを適用して求めた第２光量調整値へ設定変更する光量調整値算出部３３５とを含む。
【解決手段】 画像読取装置は、光源と画像読取手段と基準白板と光量調整手段とを含む。光量調整手段は、光源を点灯し、画像読取手段が基準白板を読み取り出力した主走査方向全画素の出力値からピーク値、ピーク位置を検出するピーク値検出部３３１、ピーク位置検出部３３２と、光源を消灯し、画像読取手段が基準白板を読み取り出力したピーク位置の出力値（黒レベル対応値）を検出する黒レベル対応値検出部３３４と、ピーク値と黒レベル対応値とを用い、ピーク値を目標値に一致させるパラメータを算出し、設定されている第１光量調整値にパラメータを適用して求めた第２光量調整値へ設定変更する光量調整値算出部３３５とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源の光量調整を行い、調整された光量の光を原稿に照射して当該原稿の画像読み取りを行う画像読取装置、その画像読取装置を備える画像形成装置、光量調整方法およびその方法を実行するための装置可読なプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原稿を読み取る装置として、スキャナ装置といった画像読取装置が使用されている。この画像読取装置は、原稿に光を照射し、その原稿を透過またはその原稿から反射される光を光電変換し、得られた電気信号としてのアナログデータをＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路によりデジタルデータへ変換し、そのデジタルデータを原稿の画像データとして出力する。一般に、この画像読取装置では、イメージセンサと呼ばれる主走査方向に複数の光電変換素子を一定間隔で１列に配列してなる光電変換素子アレイが用いられ、このイメージセンサを原稿の副走査方向へ移動させるか、原稿を副走査方向へ搬送させることにより、原稿を読み取り、画像データを出力することができるようにされている。
【０００３】
このような複数の光電変換素子を１列に配列してなるイメージセンサでは、個々の光電変換素子で個体感度差が生じる。また、光源においても、光源ごとに個体差があり、温度依存性や経時変化が異なることから、照度にばらつきを生じる。これでは、一定品質の画像読み取りを行うことはできない。
【０００４】
そこで、これらのばらつきや感度差等を吸収して最も効率良く、大きなダイナミックレンジで光電変換素子の出力をＡ／Ｄ変換するため、基準白板を読み取って出力されたデジタルデータである出力値を、所定の目標値に合わせるべく、ＡＦＥ(Analog Front End)内部のゲイン調整や光量調整を行うことにより白レベル調整を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この技術において、白レベル調整は、Ａ／Ｄ変換回路がオーバーフローしない範囲、すなわちＡ／Ｄ変換後のデジタルデータの出力が飽和状態にならないように極力ダイナミックレンジを広く使用し、分解能を高めることが目的とされている。ここで、画像読取装置において白レベル調整を行う方法について簡単に説明する。
【０００６】
白レベル調整は、読み取り対象の原稿を読み取る前に行われる。画像読取装置は、電源が投入されると、光源を点灯させ、基準白板の下部にキャリッジを移動させて基準白板を読み取り、出力値を得る。出力値は、２５６階調における０〜２５５の１８０といった値である。イメージセンサにより主走査方向の全画素についてその出力値を得、得られた出力値の中から最も大きい出力値であるピーク値を検出し、そのピーク値を使用してＡ／Ｄ変換回路前段の増幅器のゲイン（増幅度）を調整したり、光源の光量の調整を行っている。
【０００７】
図１は、主走査方向の画素位置と出力値との関係を例示した図で、この図１を参照して、画像読取装置が行う光源の光量調整による白レベル調整について具体的に説明する。まず、光源の光量を所定の値に設定して光を照射させ、基準白板を読み取る。この読み取りは、主走査方向の全有効画素につき行い、得られた出力値から最も大きい出力値であるピーク値を検出する。図１では、主走査方向に並ぶ画素のうち、中央にある画素の出力値が最も大きい出力値であるから、この出力値をピーク値として検出している。
【０００８】
次に、検出したピーク値が所定の目標値になるようにするための光量調整値を決定する。以下、具体例を用いて説明する。最初に光量調整値を１とし、基準白板を読み取った際のピーク値が１５０で、調整目標値を２００とし、光源を消灯して、光が入射しない状態にした暗時の出力値（黒レベル）が１０であったとする。この場合、最初に設定した光量調整値に対し、何倍にすれば調整目標値と同じピーク値を得ることができるかを示す光量増幅率は、調整目標値と黒レベルの差と、ピーク値と黒レベルの差との比で表すことができ、（２００−１０）／（１５０−１０）＝１．３６と求めることができる。このことから、調整目標値の２００という値を得るためには、光量調整値を１とした場合の光量を１．３６倍にすればよいことがわかる。このため、光量調整値を１．３６に再設定して白レベル調整を終了する。
【０００９】
この調整目標値は、光源光量の変動等、想定し得る変動要因を考慮し、どのような状況下においても、基準白板を読み取り得られた出力値が、図１に示す最大の２５５を超えない目標値に定められるのが一般的である。なお、この出力値は、黒レベルも含まれるものである。
【００１０】
上記の方法では、黒レベルが一定の値で、黒レベルが変化しないものと仮定しているため、基準白板を読み取った際の主走査方向の全有効画素中のピーク値が所定の目標値になるようにするための光量増幅率を求めることは非常に容易である。
【００１１】
しかしながら、等倍光学系のＣＩＳ(Contact Image Sensor)では、主走査方向の画素位置によって黒レベルが異なってしまうため、縮小光学系のＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサと同様の、上述したような方法を採用して、光量増幅率を正確に算出することはできない。
【００１２】
ここで、黒レベル調整について、従来から実施されている方法を説明する。この方法では、イメージセンサとして縮小光学系のＣＣＤイメージセンサが用いられている。ＣＣＤイメージセンサは、１個のセンサチップで有効読取幅を確保可能な画素数を有していることから、光が入射しない状態におけるセンサチップ内の各画素に出力される黒レベルは、すべて同じ値となる。図２は、従来の画像読取装置において、黒レベルを調整するために用いられる回路構成を示した図である。
【００１３】
ＣＣＤイメージセンサ１００は、駆動タイミング信号生成回路１０５により生成された駆動パルスに同期して画像信号をサンプルホールド回路１０１へ出力する。サンプルホールド回路１０１は、駆動タイミング信号生成回路１０５により生成された画像信号サンプルパルスによりサンプリングを行い、サンプリングした画像信号を保持する。そして、サンプルホールド回路１０１は、サンプリングした画像信号を連続したアナログデータに変換し、黒レベル補正回路１０２へ入力する。
【００１４】
黒レベル補正回路１０２は、ＣＣＤイメージセンサ１００が出力した黒レベルのばらつきを補正し、補正されたアナログデータを増幅回路１０３に入力する。増幅回路１０３は、入力されたアナログデータをＡ／Ｄ変換の基準電圧レベルに増幅し、Ａ／Ｄ変換回路１０４へ送り、Ａ／Ｄ変換回路１０４が、８ビットのデジタルデータに変換する。なお、駆動タイミング信号生成回路１０５は、そのほか、黒レベル補正回路１０２やＡ／Ｄ変換回路１０４に必要とされる信号を生成し、これらの回路へ入力する。
【００１５】
黒オフセットレベル検出回路１０６は、Ａ／Ｄ変換回路１０４からＡ／Ｄ変換後の出力値の入力を受け付け、オフセットレベルを主走査方向に並ぶ画素の１列ごとに調整する。すなわち、黒オフセットレベル検出回路１０６は、黒レベル補正回路１０２において一定の黒レベルになるように、入力された出力値と黒レベルの目標値との差分をとり、その差分を黒レベル補正回路１０２へ送る。
【００１６】
具体的には、黒オフセットレベル検出回路１０６は、ＣＣＤイメージセンサ１００がもつ遮光画素（ＯＰＢ画素）のＡ／Ｄ変換回路１０４から出力された出力値を、例えば、２５５階調（８ビット）において１０となるように、オフセットレベルを主走査方向に並ぶ画素の１列ごとに調整する。この調整において、黒オフセットレベル検出回路１０６は、Ａ／Ｄ変換回路１０４からの出力値が２０であれば、調整目標値の１０との差分１０を黒レベル補正回路１０２へ送り、黒レベル補正回路１０２は、黒レベルを１０ほど減じる補正を行う。このように、黒オフセットレベル検出回路１０６を介してフィードバックをかけることで、黒レベルを調整することができるため、黒レベルを常に一定の既知（固定）の値とすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述した黒レベル調整では、ＣＣＤイメージセンサのような、１個のセンサチップで有効読取幅を確保可能な画素数を有する縮小光学系の画像読取装置を用いる場合には問題は生じない。しかしながら、ＣＩＳのような等倍光学系の画像読取装置を用いる場合には問題が生じる。すなわち、ＣＩＳでは、複数画素で構成されるセンサチップを同一副走査位置に複数個配列する構成、すなわち主走査方向に複数のセンサチップが一定間隔で１列に配列する構成とされており、このセンサチップ内の最終段出力バッファは、わずかに個体差をもち、その他、センサチップごとの変動要因によって、センサチップごとに黒レベルが異なるからである。
【００１８】
図３に、ＣＩＳで読み取った黒レベルと主走査方向の画素位置との関係を示す。図３では、センサチップごと個体差を有することから、黒レベルが異なっているのが示されている。また、各センサチップは、センサチップ幅で一定の値とされている。
【００１９】
センサチップがＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサであるＣＩＳの場合、図４に示すように、ＣＭＯＳセンサでは有効画素１１０単位でバッファ１１１を有し、各バッファ１１１が各シフトレジスタ１１２に接続され、シフトレジスタ１１２の１つに最終出力バッファ１１３が接続されている。これも、ＣＩＳについて見ると、センサチップごとに個体差を有することから、図５（ａ）に示すように、各センサチップで黒レベルが異なる。また、個々のセンサチップについて見てみると、各有効画素１１０につきバッファ１１１をもつことから、図５（ｂ）に示すように、有効画素１１０ごとのバッファ１１１の個体差により、センサチップ内においても有効画素１１０ごとに黒レベルが異なってしまう。
【００２０】
このように黒レベルが異なる場合であっても、黒レベルのばらつき範囲は、センサチップごとに決まっていることから、発生し得る最大の黒レベルを想定することが可能である。このため、縮小光学系の画素読取装置に適用される上述した方法で光量増幅率を求め、その光量増幅率により光量調整値を設定して光量調整を行うことができる。しかしながら、この方法では、出力飽和を回避することができるものの、出力値において黒レベルが占める割合が増加することから、ほとんどの個体でＡ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジを有効活用することはできない。これにより、有効階調数が小さくなってしまい、画像データのＳＮ(signal/Noize)性能の悪化を招いてしまう。
【００２１】
その一方で、黒レベルを真の値よりも小さい値として考えて光量増幅率を求める方法を採用すると、反射率が高い原稿を読み取った際に、出力飽和が発生する可能性が高く、読み取り原稿の反射率に忠実な画像データを取得することができないといった弊害が発生する。
【００２２】
したがって、ＣＩＳのように、複数の光電変換素子が主走査方向に一定間隔で１列に配列してなるイメージセンサを備える画像読取装置において、光源を消灯して、入射光を０にしたときの黒レベルが画素ごと、またはチップごとに異なってしまったとしても、光量調整を行うことで、出力飽和を発生させることなく、かつＡ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジを最大限に有効活用することができる画像読取装置の提供が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、上記課題に鑑み、原稿に光を照射する光源と、原稿からの光を光電変換することにより該原稿を読み取る画像読取手段と、画像読取手段により読み取られる基準白板と、画像読取手段が基準白板を読み取り出力した出力値を目標値に一致させるために光源の光量調整を行う光量調整手段とを含む画像読取装置が提供される。
【００２４】
この画像読取装置が備える光量調整手段は、光源を点灯し、画像読取手段が基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中で最も大きいピーク値と、そのピーク値を示す画素のピーク位置とを検出するピーク検出手段と、光源を消灯し、画像読取手段が基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中からピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出する黒レベル検出手段と、目標値とピーク値と黒レベル対応値とを用いて、ピーク値を目標値に一致させる光量へ増幅させるためのパラメータを算出し、光源に対して設定されている光量調整に使用される第１光量調整値にパラメータを適用して第２光量調整値を算出し、第２光量調整値へ設定変更する光量調整値算出手段とを含む。
【００２５】
このようにして光量調整を行うことで、その調整後に光源から光を照射し、基準白板を読み取っても、ピーク値が目標値となり、目標値を超えることはないので、出力飽和することなく、かつ、発生し得る最大の黒レベルを想定するのではなく、実際に読み取ったピーク値を示す画素位置の黒レベルを採用するため、Ａ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジを最大限に有効活用することができる。
【００２６】
画像読取手段は、主走査方向に１列に配列する複数の光電変換素子を含むイメージセンサを備える。このようなイメージセンサを備える画像読取手段により読み取ると、黒レベル値が、読み取る光電変換素子ごとにばらつくことになるが、ピーク値を示す画素位置を読み取る光電変換素子によって読み取られた黒レベル値を取得し、その黒レベルを使用して光量調整を行うことで、上記と同様、Ａ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジを最大限に有効活用することができる。
【００２７】
イメージセンサは、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の出力値を出力する３つのカラーイメージセンサとして構成することができる。この場合、上記のピーク検出手段は、各色につきピーク値とピーク位置とを検出し、黒レベル検出手段は、各色につき黒レベル対応値を検出し、光量調整値算出手段は、各色につきパラメータを算出し、各色につき算出したパラメータの中で最も小さいパラメータを選択し、第１光量調整値に適用する。
【００２８】
各センサで基準白板を読み取って得られるＲＧＢ出力値は不均一で、また、光電変換素子ごとにその不均一性が異なる。このため、上記のように最も小さいパラメータである増幅率を用い、ＲＧＢ全色が目標値を超えない範囲に調整することにより、出力飽和を回避することができる。
【００２９】
画像読取装置は、ピーク値が目標値に一致するかどうかを判定する出力値判定手段をさらに含むことができる。光量調整後、再度、画像読取手段が基準白板を読み取り、ピーク検出手段がピーク値を検出した後、出力値判定手段は、ピーク値と目標値とを比較して一致するかどうかを判定することができる。稀なケースであるが、再度行った基準白板の読み取りにおいて、ピーク値が目標値を超える場合がある。これでは出力飽和となることから、再度光量調整を行うことで、この出力飽和を回避することができる。
【００３０】
画像読取手段は、光源が点灯した状態において、副走査方向に複数列にわたって基準白板を読み取り、ピーク検出手段は、主走査方向の画素の位置が同一で、副走査方向の画素の位置が異なる複数の出力値を平均した平均出力値を、主走査方向の各画素の位置につき算出し、各画素の位置に対応して算出された平均出力値の中から最も大きい平均出力値をピーク値として検出することができる。これにより、ランダムノイズ成分を除去し、高い精度でピーク値を検出することができる。
【００３１】
また、画像読取手段は、光源が消灯した状態において、副走査方向に複数列にわたって基準白板を読み取り、黒レベル検出手段は、主走査方向の画素の位置が同一で、副走査方向の画素の位置が異なる複数の出力値を平均した平均出力値を、主走査方向の各画素の位置につき算出し、各画素の位置に対応して算出された平均出力値の中からピーク位置の平均出力値を黒レベル対応値として検出することができる。この場合も、ランダムノイズ成分を除去し、高い精度でピーク値を検出することができる。
【００３２】
画像読取装置は、電源がＯＮにされたことに応答して、および省エネルギーモードへ移行する前に、光源を点灯し、画像読取手段により基準白板の読み取りを開始することが好ましい。光源光量は、画像読取装置の使用に伴い経時劣化するが、電源がＯＮにされるたびに光量調整を行うことで、光源光量の劣化の度合いに関係なく、常に所定の光量に調整することができるので、高品質の画像データの提供を維持することができる。
【００３３】
また、省エネルギーモードへ移行する直前に光量調整を行い、省エネルギーモードから復帰する際は光量調整を行わないようにすることが好ましい。このように移行直前に光量調整を行い、復帰時には行わないようにすることで、省エネルギーモードからの復帰時間を短縮することができる。
【００３４】
本発明では、上述した画像読取装置を備える画像形成装置を提供することができ、画像読取装置により実行される光量調整方法も提供することができる。また、その方法を実行させるための画像読取装置により可読なプログラムも提供することができ、プログラムはダウンロード形式での提供も可能であるが、記録媒体に記録し、記録媒体を提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】主走査方向の画素位置と出力値との関係を示した図。
【図２】従来の画像読取装置の構成を示した図。
【図３】主走査方向の画素位置と黒レベル値との関係を示した図。
【図４】画像読取装置が備えるＣＭＯＳセンサのバッファおよびレジスタ構成を示した図。
【図５】ＣＭＯＳセンサにより読み取られた黒レベル値と主走査方向の画素位置との関係を示した図。
【図６】本実施形態の画像形成装置の概略構成を示した図。
【図７】本実施形態の画像読取装置の回路構成を示した図。
【図８】光源の点灯タイミングを示した図。
【図９】白レベル調整を行う画像読取装置の機能ブロック図。
【図１０】図９に示す構成を採用して、白レベル調整を行う場合の処理の流れを示したフローチャート。
【図１１】白レベル調整前と調整後の主走査方向の画素位置と出力値との関係を示した図。
【図１２】カラーイメージセンサを用いる場合の主走査方向の画素位置と出力値との関係を示した図。
【図１３】白レベル調整前と調整後の主走査方向の画素位置と出力値との関係を示した図。
【図１４】図１３に示すように白レベル調整を失敗しないための処理の流れを示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図６は、本実施形態の画像形成装置の概略構成を示した図である。図６に示す画像形成装置は、画像読取装置としての機能を有する自動原稿搬送装置(ADF)２００と、給紙部２１０と、画像形成部２２０とを含んで構成されている。
【００３７】
ＡＤＦ２００について簡単に説明すると、ＡＤＦ２００は、原稿を積載する原稿台、原稿台の両側に設けられる原稿ガイド、原稿を読み取り位置へ搬送する呼び出しコロ、給紙ベルト、その給紙ベルトにより回転する搬送コロおよび分離コロを備える。また、ＡＤＦは、読み取り位置を経て原稿を搬送するための搬送ローラ、原稿を排出するための排紙ローラ、原稿の読み取り位置への搬送タイミングを検知するレジストセンサを備える。
【００３８】
また、ＡＤＦ２００は、画像読取装置としての機能を提供するために画像読取部を備える。画像読取部は、原稿を載せる原稿台ガラス、原稿台ガラスを介して原稿へ光を照射する光源、原稿からの反射光を所定方向へ反射させるミラー、ミラーからの光を集束させるレンズ、レンズにより集束した光が入射されるＣＩＳといったイメージセンサを備えている。このイメージセンサは、画像読取手段として機能し、入射された光を電気信号（アナログデータ）へ光電変換し、Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル信号（デジタルデータ）へ変換し、画像処理後、画像処理されたデジタルデータを画像形成部２２０へ入力する。
【００３９】
また、画像読取部は、原稿台ガラスの所定位置に、光源に対向して反射率１００％の白色の板から構成される基準白板を備えている。この基準白板は、基準反射率の校正（キャリブレーション）、すなわち後述する白レベル調整を行うために使用される。
【００４０】
給紙部２１０は、用紙サイズが異なる記録紙を収納する給紙カセット２１１、２１２と、給紙カセット２１１、２１２に収納された記録紙を画像形成部２２０の画像形成位置へ搬送する各種ローラからなる給紙手段２１３とを含んで構成されている。
【００４１】
画像形成部２２０は、ＡＤＦ２００内の画像読取部により読み取られた原稿の画像データに基づき、画像形成処理を実行する。画像形成部２２０は、露光装置２２１、感光体ドラム２２２、現像装置２２３、転写ベルト２２４、定着装置２２５を含んで構成される。露光装置２２１は、画像データを基にレーザ等を照射し、感光体ドラム２２２の表面に静電潜像を形成する。このため、感光体ドラム２２２は、予め耐電装置により電圧が印加される。感光体ドラム２２２の表面に形成された静電潜像は、現像装置２２３によりトナーが付着されて顕像化される。
【００４２】
現像装置２２３により感光体ドラム２２２の表面には、トナー像が形成され、トナー像は、感光体ドラム２２２が回転することにより転写ベルト２２４へ転写される。転写ベルト２２４は、複数のローラにより移動され、給紙部２１０により供給された記録紙にトナー像を転写する。トナー像が転写された記録紙は、定着装置２２５へ搬送され、定着装置２２５は、加熱によりトナーを溶融し、加圧により記録紙へトナーを定着させる。その後、記録紙は、排紙トレイへ搬送され、排紙される。
【００４３】
図７は、図６に示すＡＤＦ２００が備える画像読取部の回路構成を示した図である。画像読取部３００は、ＬＥＤ(Light-Emitting Diode)アレイ、蛍光灯、冷陰極管等から構成される光源３０１を備えている。また、画像読取部３００は、主走査方向（原稿の幅方向に対応する方向）に一定間隔で１列に配列する複数のセンサチップ３０２と、各センサチップ３０２に個別に接続された複数のアンプ回路３０３と、各アンプ回路３０３に個別に接続された複数のＡ／Ｄ変換回路３０４とを備えている。
【００４４】
画像読取部３００は、光源３０１を消灯して複数のセンサチップ３０２で基準白板を読み取り、Ａ／Ｄ変換回路３０４によりＡ／Ｄ変換された暗時の出力値である黒レベルを補正する黒レベル補正部、色ムラを補正するシェーディング補正部等を含み、各種画像処理を行う画像処理部３０５と、フレームメモリ３０６と、出力制御回路３０７と、Ｉ／Ｆ回路３０８とを備えている。
【００４５】
センサチップ３０２は、等倍密着イメージセンサと称される光電変換素子と集光レンズとを含んで構成される。ＡＤＦ２００の読み取り位置へ原稿が搬送されるのに先立ち、コントローラ３１０から光源３０１へ点灯信号が送られる。これに伴い、光源３０１は、点灯し、その光を図示しない原稿へ向けて照射する。原稿から反射した光は、上述したミラーに反射され、レンズで集束され、複数のセンサチップ３０２へ入射される。各センサチップ３０２は、入射された光を電気信号へ変換し、アナログ画像情報として読み取る。その際、各センサチップ３０２は、コントローラ３１０からのタイミング信号に同期して画像情報を読み取る。各センサチップ３０２により読み取られたアナログ画像情報は、アナログデータとして、それぞれに接続されるアンプ回路３０３へ送られ、増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３０４でデジタルデータへ変換される。
【００４６】
デジタルデータは、画像処理部３０５へ入力され、黒レベル補正でオフセット成分を除去した後、シェーディング補正等が行われ、フレームメモリ３０６に一時記憶される。出力制御回路３０７は、コントローラ３１０からのタイミング信号に同期してフレームメモリ３０６に一時記憶したデジタルデータをＩ／Ｆ回路３０８へ出力する。Ｉ／Ｆ回路３０８は、本体制御部３２０へその出力されたデジタルデータを送る。
【００４７】
本体制御部３２０は、画像形成部２２０に実装され、そのデジタルデータをデジタル画像情報として受け取り、そのデジタル画像情報を基に、画像形成部２２０に対して画像形成処理を指示し、また、その画像形成処理の制御を行う。また、本体制御部３２０は、図示しないインタフェースを介してコントローラ３１０との間で各種情報の送受信を行う。例えば、本体制御部３２０は、図示しない操作パネルからの画像読み取り要求の入力を受け付け、読み取り開始信号をコントローラ３１０に送信する。そのほか、本体制御部３２０は、原稿給紙信号やレジスト停止信号等をコントローラ３１０に対して送信する。
【００４８】
コントローラ３１０は、各センサからの検知信号や、本体制御部３２０から読み取り開始信号等を受信する。そして、コントローラ３１０は、各モータを起動させ、各モータの作動を制御し、画像読取部３００に対しては、光源３０１へ点灯信号を送り、センサチップ３０２や出力制御回路３０７へタイミング信号を送り、電源も供給する。
【００４９】
画像読取部３００は、コントローラ３１０から点灯信号を受け付けて光源３０１を点灯し、原稿読み取りを実施するが、この読み取りには、光源３０１の光量を調整し、適切な光量の光を照射することが重要とされる。読み取って得られる画像の品質に影響を与えるからである。
【００５０】
光源３０１としてＬＥＤを用いる場合の光源の光量調整について図８を参照して説明する。図８は、光源の点灯タイミングを示した図である。図８中、XLSYNCは、１ラインの同期信号でラインの先頭で数画素相当期間「L」となる信号である。LED_ONは、XLSYNC期間の立ち上がりに同期して、点灯期間「H」となる信号である。
【００５１】
光量調整は、LED_ON信号のアサート期間を調整することにより実現することができる。LED_ON信号は、コントローラ３１０内部の基準クロックを基に生成される信号で、アサート期間の調整は、例えば、コントローラ３１０内部に基準クロック数を設定するレジスタを設け、そのレジスタに設定されている基準クロック数をカウントして信号出力する構成を採用し、設定する基準クロック数を変えることにより実現することができる。
【００５２】
この光量調整は、画像形成装置の工場出荷時に、所定の目標値に一致する出力値が得られるような光量になるように光量調整値を設定することにより行われる。上記ＬＥＤの例で言えば、光量調整値として基準クロック数をレジスタに設定することにより行われる。実際には、光量調整は、基準白板を読み取り得られる出力値が目標値に一致するような光量になるように光量調整値を設定することにより行われることから、白レベル調整と呼ばれる。
【００５３】
そこで、画像読取部３００において行われる白レベル調整について説明する。工場出荷時にのみ白レベル調整を行い、光源光量を決定した場合、光源光量の経時低下により、Ａ／Ｄ変換回路３０４の有効階調数が小さくなってしまい、画像データのＳＮ性能が悪化してしまう。そこで、電源ＯＮ時に毎回白レベル調整を行うことで、経時の光源光量の低下に伴う画質低下を防止することができる。
【００５４】
この白レベル調整を行うための画像読取部３００の機能ブロック図を、図９に示す。図９では、白レベル調整を行うための構成として、白レベルデータ取得部３３０と、ピーク値検出部３３１と、ピーク位置検出部３３２と、黒レベルデータ取得部３３３と、黒レベル対応値検出部３３４と、光量調整値算出部３３５とを含んで構成される。画像読取部３００は、画像処理部３０５において画像処理を行うことから、その画像処理を実行するためのソフトウェアを記憶するメモリ、そのメモリからそのソフトウェアを読み出し実行するプロセッサを備える。このため、上記白レベル調整を行うためのプログラムをメモリに記憶しておき、プロセッサがそのプログラムを読み出し実行することにより、当該プロセッサを上記各部として機能させることができる。また、上記各部の機能をコントローラ３１０や本体制御部３２０により実現することも可能である。
【００５５】
コントローラ３１０は、光源３０１へ点灯信号を送り、一定の光量、例えば光量Ａとなるように設定された光量設定値に基づき光源３０１を点灯する。また、コントローラ３１０は、複数のセンサチップ３０２へタイミング信号を送り、複数のセンサチップ３０２が基準白板を読み取り、Ａ／Ｄ変換回路３０４がデジタルデータを出力する。白レベルデータ取得部３３０は、Ａ／Ｄ変換回路３０４から出力された主走査方向の全画素位置における出力値を取得する。白レベルデータ取得部３３０は、取得したそれら出力値をピーク値検出部３３１およびピーク位置検出部３３２へ送る。ピーク値検出部３３１は、出力値が最も大きいものをピーク値として検出し、そのピーク値を保持し、ピーク位置検出部３３２は、そのピーク値を示す画素の主走査方向の位置をピーク位置として検出し、そのピーク位置を保持する。
【００５６】
コントローラ３１０は、光源３０１に対して点灯を停止する指示を送り、光源３０１を消灯し、複数のセンサチップ３０２は、入射光が０の状態で基準白板を読み取り、アナログデータを出力する。Ａ／Ｄ変換回路３０４は、そのアナログデータをデジタルデータに変換し、黒レベルデータ取得部３３３が、その変換されたデジタルデータ、すなわち主走査方向の全画素位置における出力値を取得する。黒レベルデータ取得部３３３は、取得したそれら出力値を黒レベル対応値検出部３３４へ送る。黒レベル対応値検出部３３４は、光源３０１を消灯して読み取り、得られた出力値の中から、上記ピーク位置にある出力値を黒レベル対応値として検出する。
【００５７】
光量調整値算出部３３５は、ピーク値検出部３３１で検出したピーク値と、黒レベル対応値検出部３３４で検出した黒レベル対応値と、予め設定された光量調整のための目標値とを用い、光量増幅率Ｇを算出する。ここで、光量増幅率Ｇとは、光量Ａで基準白板を読み取ったときの主走査方向の全画素中のピーク値を、目標値にするような光量Ｂへの増幅率であり、Ｂ＝Ｇ×Ａで表される関係を有するものである。
【００５８】
具体的には、ピーク値から黒レベルを除いた、基準白板の読み取り時の出力値（白レベル、すなわち光信号成分）が光量に比例することから、光量増幅率Ｇは、上述した目標値と黒レベルの差と、ピーク値と黒レベルの差との比で表され、目標値をＴ、黒レベルをｂ(x)、ピーク値をａ(x)とすると、次式で表すことができる。
【００５９】
【数１】
【００６０】
目標値Ｔは、反射率が１００％の原稿を飽和することなく読み取れるような値とすれば、いかなる反射率の原稿であっても、原稿読取値が飽和することがないので、忠実に画像データを出力することができる。
【００６１】
光量調整値算出部３３５は、目標値Ｔとするような光量Ｂを得るために、光量ＡがＧ倍となるように光源の光量調整値を設定する。ＬＥＤ光源であれば、光量が光源点灯期間に比例し、その光源点灯期間が基準クロック数により設定することができるため、光量Ａのときの基準クロック数をＧ倍することにより、光量Ｂにする基準クロック数を求めることができる。このため、光量調整値算出部３３５は、このようにＧ倍して基準クロック数を求め、その基準クロック数をコントローラ３１０が有するレジスタに設定することで、光量Ｂを得るための光量調整を行うことができる。
【００６２】
図１０は、画像読取装置が行う白レベル調整の流れを示したフローチャート図である。この白レベル調整は、装置電源をＯＮにした時等に行うことができる。電源ＯＮ時に実行される場合、電源ＯＮにされたことに応答して、ステップ１０００から処理を開始し、ステップ１００５で、前回設定された光量調整値に基づき、光源３０１を点灯する。上記の例で言えば、光量調整値は、光量Ａとなるように設定された値である。
【００６３】
装置電源がＯＮにされたことに応答して、コントローラ３１０は、レジスタに設定されている光量調整値を参照して点灯信号（LED_ON信号）を生成し、その点灯信号を光源３０１へ送る。光源３０１は、点灯信号を受け付け、点灯を開始する。
【００６４】
次に、ステップ１０１０で、複数のセンサチップ３０２により基準白板を読み取り、光電変換されて得られた各アナログデータを各Ａ／Ｄ変換回路３０４へ送り、各Ａ／Ｄ変換回路３０４が各デジタルデータへ変換し、白レベルデータ取得部３３０がすべてのデジタルデータを出力値として取得する。
【００６５】
ステップ１０１５では、白レベルデータ取得部３３０が取得した主走査方向の全画素の出力値から、ピーク値検出部３３１が最も大きい出力値であるピーク値を検出し、それを保持し、また、ピーク位置検出部３３２がそのピーク値を示す画素の主走査方向の位置をピーク位置として検出し、それを保持する。
【００６６】
その後、ステップ１０２０において、光源３０１を消灯し、ステップ１０２５において、複数のセンサチップ３０２により基準白板を読み取り、光電変換されて得られたアナログデータをＡ／Ｄ変換回路３０４へ送り、Ａ／Ｄ変換回路３０４がデジタルデータへ変換する。この場合は、黒レベルデータ取得部３３３がそのデジタルデータを出力値として取得する。
【００６７】
ステップ１０３０では、黒レベル対応値検出部３３４が、ステップ１０１５においてピーク位置検出部３３２が保持する、光量Ａとして基準白板を読み取った際に得られたピーク値を示す画素のピーク位置を参照し、そのピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出する。
【００６８】
ステップ１０３５では、光量調整値算出部３３５が、ステップ１０１５で検出したピーク値、ステップ１０３０で検出した黒レベル対応値、目標値を上記式１に代入し、光量調整するためのパラメータとして光量増幅率Ｇを算出する。
【００６９】
そして、ステップ１０４０で、光量調整値算出部３３５が、目標値となる光量Ｂを得るために、設定されている光量調整値をＧ倍して新たな光量調整値を求め、その新たな光量調整値に設定変更する。光源がＬＥＤである場合は、基準クロック数を光量調整値として用いることができるため、光量Ａとなるように設定されている基準クロック数をＧ倍して、光量Ｂとなる基準クロック数を求め、それをコントローラ３１０のレジスタに設定変更することにより、新たな光量調整値を設定することができる。
【００７０】
この設定変更が終了したところで、ステップ１０４５へ進み、白レベル調整を終了する。
【００７１】
これまで白レベル調整を行う構成およびその処理の流れについて詳細に説明してきたが、次に、その効果について説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は、白レベル調整を行う前と後に基準白板を読み取って得られた出力値を示した図である。読み取りは、主走査方向の全画素について行うが、図１１では、その中の４つを例示している。
【００７２】
図１１（ａ）は、白レベル調整前に基準白板を読み取って得られた出力値を、その画素位置とともに示した図である。図１１（ａ）は、棒グラフとされ、下側の塗り潰された部分が黒レベルで、上側の白色部分が白レベルで、最も高い出力値がピーク値とされている。また、ピーク値を示す画素の位置がピーク位置で、そのピーク位置において得られた光源消灯時の出力値が黒レベル対応値である。
【００７３】
例えば、ピーク値として１００が検出され、ピーク位置における黒レベル対応値として３０が検出されたものとする。目標値は、破線で示す２００に設定されているものとする。この場合、上記式１にこれらを代入し、光量増幅率Ｇを算出すると、Ｇは約２．４という値が得られる。このため、設定されている光量調整値を２．４倍して新たな光量調整値を求め、その新たな光量調整値に設定変更することで、ピーク値が目標値となるような光量Ｂを得ることができる。
【００７４】
その光量Ｂにして基準白板を読み取って得られた出力値を、その画素位置とともに示した図が、図１１（ｂ）である。この図１１（ｂ）は、白レベル調整後の出力値を示した図である。白レベル調整を行い、ピーク値が目標値となるように光量調整を行っているため、得られた結果は、図１１（ｂ）に示すように、ピーク値が目標値に一致する２００となっている。
【００７５】
この白レベル調整では、ピーク値を目標値に合わせるので、調整後に出力値がその目標値を超えることはなく、その結果、出力飽和を回避することができる。また、黒レベル対応値を除いた、白レベルのみをＧ倍して目標値に合わせているので、調整前後で黒レベルは変化せず、白レベルのみが増幅される結果、Ａ／Ｄ変換回路３０４のダイナミックレンジを有効に活用することができる。
【００７６】
画像読み取るイメージセンサには、カラー画像を読み取るために使用される、赤(R)、緑(G)、青(B)といった３色をもつ３ラインセンサがある。この３ラインセンサは、各色のイメージセンサにより光電変換を行い、各色のイメージセンサに接続されるＡ／Ｄ変換回路３０４でデジタルデータへ変換して、各色のデジタルデータを取得するものである。
【００７７】
この３ラインセンサをイメージセンサとして用いる場合、図１２に示すように、一定の光量にて白色光を照射し、基準白板を読み取ると、各色の出力値は不均一となることが知られている。また、個体ごとにその不均一性が異なることも知られている。このことから、ＲＧＢ全てが出力飽和することなく、Ａ／Ｄ変換回路３０４のダイナミックレンジを極力有効活用するためには、調整が必要である。
【００７８】
そこで、このような３ラインセンサを用いる場合、以下に説明する調整を行うことができる。上述した白レベル調整と同様に、光源を点灯させ、各色のイメージセンサにより基準白板を読み取り、主走査方向の全画素の出力値を各色につき取得する。そして、各色につき、その出力値の中から最も大きい出力値であるピーク値およびピーク位置を検出する。また、光源３０１を消灯して主走査方向の全画素の出力値を各色につき取得し、各色につき、その出力値の中からピーク位置における出力値を黒レベル対応値として検出する。その後、上記式１にピーク値、目標値、黒レベル対応値を代入し、光量増幅率Ｇを各色につき求める。
【００７９】
ここからが上述した白レベル調整とは異なる部分で、各色につき求めた光量増幅率Ｇの中で最も小さいものを選択する。この選択は、光量調整値算出部３３５により実行することができる。このように最も小さいものを選択する理由は、ピーク値を目標値にするために、設定されている光量調整値をＧ倍し、そのＧ倍して得られた新たな光量調整値を設定し直すことになるが、最も小さいもの以外の増幅率を採用すると、色によっては目標値を超えるものが出てきて、出力飽和が生じてしまうからである。
【００８０】
具体的には、反射率が高い原稿が読み取られた場合において、目標値を超えると、Ａ／Ｄ変換回路３０４へのアナログデータの入力時点で飽和してしまい、反射率に忠実な出力を得ることができないという弊害を生じるからである。
【００８１】
最も小さい光量増幅率Ｇを選択した後の処理は、上述した白レベル調整と同様で、光量調整値をＧ倍し、そのＧ倍して得られた新たな光量調整値を設定変更し、白レベル調整を終了する。
【００８２】
通常、ピーク値を検出し、そのピーク値を目標値にするように光量を調整すれば、出力飽和を生じることはないと考えられる。しかしながら、センサチップの個体感度差や出力バッファの個体差等があることから、出力値が主走査方向の全画素に対して均一にならず、画素位置によって白レベルも、黒レベルも異なるため、そのピーク値を目標値にするように光量調整を行っても、出力飽和を生じる場合がある。
【００８３】
例えば、図１３（ａ）では、白レベル調整前に基準白板を読み取り、主走査方向の画素位置ｍ、ｎの出力値として１００、１１０が得られ、画素位置ｎの出力値１１０がピーク値として検出されている。また、光源３０１を消灯して基準白板を読み取り、画素位置ｍの出力値として２０、画素位置ｎの出力値として５０が得られている。この結果、画素位置ｍの白レベルは、１００−２０＝８０であり、画素位置ｎの白レベルは、１１０−５０＝６０となっている。
【００８４】
この例では、ピーク値１１０を目標値２００にするために、上記式１を使用して光量増幅率Ｇが２．５と算出される。このため、光量調整値は、２．５倍された値に設定変更される。その結果を、図１３（ｂ）に示す。図１３（ｂ）では、ピーク値を示す画素の画素位置ｎの出力値は、この白レベル調整により目標値と同じ２００となるが、画素位置ｍの出力値は２２０で、目標値を大きく超えている。これでは、出力飽和を生じる可能性がある。
【００８５】
これを防止するために、白レベル調整後にさらに基準白板を読み取って得られた出力値の中からピーク値を検出し、そのピーク値が目標値に一致するかどうかを判定する出力値判定部を設けることができる。なお、一度白レベル調整を行っているので、その調整後に検出されるピーク値は目標値に一致するか、上記のように目標値を超えるかのどちらかである。
【００８６】
この出力値判定部を備える画像読取装置が行う白レベル調整について、図１４に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。この白レベル調整は、電源ＯＮ時等に行われる。ステップ１４００からその処理を開始し、ステップ１４０５で、設定されている光量調整値に基づき、光源３０１を点灯する。例えば、光量調整値は、光量が光量Ａとなるように設定されている値である。
【００８７】
次に、ステップ１４１０で、複数のセンサチップ３０２により基準白板を読み取り、光電変換されて得られたアナログデータをＡ／Ｄ変換回路３０４へ送り、Ａ／Ｄ変換回路３０４がデジタルデータへ変換し、白レベルデータ取得部３３０がそのデジタルデータを出力値（白レベル）として取得する。
【００８８】
ステップ１４１５では、白レベルデータ取得部３３０が取得した主走査方向の全画素の出力値から、ピーク値検出部３３１が最も大きい出力値であるピーク値を検出し、それを保持し、また、ピーク位置検出部３３２がそのピーク値を示す画素の主走査方向の位置をピーク位置として検出し、それを保持する。
【００８９】
ピーク値およびピーク位置の検出が完了したところで、ステップ１４２０において、出力値判定部が、検出されたピーク値が目標値に一致するかどうかを判定する。ピーク値が目標値に一致すると判定された場合は、ステップ１４５０へ進み、白レベル調整を終了する。一方、一致しないと判定された場合は、ステップ１４２５へ進み、調整を行う。
【００９０】
ステップ１４２５では、光源３０１を消灯し、ステップ１４３０では、複数のチップセンサ３０２により基準白板を読み取り、光電変換されて得られたアナログデータをＡ／Ｄ変換回路３０４へ送り、Ａ／Ｄ変換回路３０４がデジタルデータへ変換する。この場合は、黒レベルデータ取得部３３３がそのデジタルデータを出力値として取得する。
【００９１】
ステップ１４３５では、ステップ１４１５においてピーク位置検出部３３２が保持する、光量Ａとして基準白板を読み取った際に得られたピーク値を示す画素のピーク位置を参照し、そのピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出する。
【００９２】
ステップ１４４０では、光量調整値算出部３３５が、ステップ１４１５で検出したピーク値、ステップ１４３５で検出した黒レベル対応値、目標値を上記式１に代入して、光量増幅率Ｇを算出する。
【００９３】
そして、ステップ１４４５で、光量調整値算出部３３５が、目標値となる光量Ｂを得るために、設定されている光量調整値をＧ倍して新たな光量調整値を求め、その新しい光量調整値に設定変更する。光源がＬＥＤである場合は、クロック数を光量調整値として用いることができるため、光量Ａとなるように設定されているクロック数をＧ倍して、光量Ｂとなるクロック数を求め、それをコントローラ３１０のレジスタに設定変更することにより、新しい光量調整値を設定することができる。
【００９４】
この設定が終了したところで、ステップ１４０５へ戻り、再び光源３０１を点灯して基準白板の読み取りを行う。その結果、ステップ１４２０で、ピーク値が目標値に一致すれば、白レベル調整を終了し、一致しなければ、再度調整が行われる。このようにして調整を繰り返すことで、目標値以下となるようにピーク値を合わせることができ、その結果、出力飽和を回避することが可能となる。
【００９５】
図９に示す白レベルデータ取得部３３０は、内部に平均化回路を備えることができ、画素ごと、またはセンサチップごとに複数ラインのデータの平均をとり、その平均値を使用してピーク値の検出等を行うことができる。イメージセンサで主走査方向の全画素、すなわち１ライン分を読み取った後、イメージセンサを１画素分だけ副走査方向へ移動させ、次のラインを読み取り、さらに１画素分だけ副走査方向へ移動させて、さらに次のラインを読み取るといったことを繰り返して、複数ラインを読み取ることができる。このようにして複数ラインを読み取った後、主走査方向の画素位置が同じ、副走査方向の複数画素につき読み取り得られた出力値を平均して平均値を算出し、各画素位置につき算出された平均値の中から最も大きい平均値をピーク値として検出することができる。
【００９６】
このように、複数ラインを読み取り、それを平均した値を用いることにより、各画素に有するランダムノイズ成分を除去し、より高精度にピーク値の検出を行うことができる。その結果、より精度の高い光量調整を実現することができる。
【００９７】
上記では白レベルデータ取得部３３０が平均化回路を備えていたが、黒レベルデータ取得部３３３も平均化回路を備えることができる。これにより、光源を消灯して読み取りを行う場合においても、複数ラインを読み取り、平均化した値を採用することができ、ランダムノイズ成分を除去した黒レベルを取得することができ、より高い精度の黒レベルデータを取得することができる。その結果、より精度の高い光量調整を実現することができる。
【００９８】
一般に用いられる白色ＬＥＤやキセノンランプといった光源は、経時劣化することが知られている。製品の出荷時に１度白レベル調整が行われるが、それ以降、白レベル調整を行わないと、経時劣化に伴い、Ａ／Ｄ変換回路３０４のダイナミックレンジの活用範囲が狭くなっていき、徐々に画質が劣化していく。そこで、適宜白レベル調整を行い、画質の劣化を防止することができるが、その調整を行う時期を、システム電源投入時とすることができる。このように適宜白レベル調整を行うことで、いかなる光源光量の状態であっても、Ａ／Ｄ変換回路３０４のダイナミックレンジを有効活用することができる状態に維持することができ、その結果、高品質な画像データの提供を維持することができる。
【００９９】
近年、環境保護や省エネルギー化の流れから、スキャナ装置やデジタル複合機の設計においても、エナジースターやＺＥＳＭ(Zero Energy Stand by Mode)等の省エネルギーを目標として提唱されている規格に適合させるための努力が続けられている。これらの規格は省エネルギーを目的とし、待機状態にあるとき、消費エネルギーに制限を設けたものである。待機状態は、主電源がＯＮにされた後、使用されない状態が一定の期間存在する場合に、その期間の経過後、一部の電源供給を停止し、復帰指令を待つ状態である。
【０１００】
現在、デジタル複合機の待機時の省エネルギーモードでは、消費電力が大きい定着ヒータや操作パネル等を電源ＯＦＦにするか、または低電圧運転に切り替えている。これは、画像読取装置においても同様で、操作パネル等を電源ＯＦＦにするか、または低電力運転に切り替えている。
【０１０１】
その一方で、待機状態にあるデジタル複合機を使用する場合は、電源をＯＮ状態に戻し、または低電力運転から通常運転状態に戻し、使用可能な状態（スタンバイ状態）になるまでユーザを待たせていた。この待ち時間は、ユーザにとって実際以上に長く感じられ、ストレスを与える結果につながっている。
【０１０２】
これを解消するために、白レベル調整を行う時期を省エネルギーモードへ移行する直前に実施することができる。これにより、省エネルギーモードからの復帰時に白レベル調整を省略することができるので、ユーザの待ち時間を短縮することができ、ユーザに与えるストレスを軽減させることができる。なお、白レベル調整を行う時期としては、省エネルギーモードへ移行する前の、例えば、省エネルギーモードへ移行する設定された時間から白レベル調整を行う時間を差し引くことにより得られる期間を求め、画像読取装置が使用されない状態がその求めた期間に達した時期とすることができる。これは一例であるので、これに限定されるものではなく、省エネルギーモードへ移行する前であれば、使用されない状態が任意に設定された時間を経過した段階で実行することも可能である。
【０１０３】
これまで本発明を、画像読取装置およびその画像読取装置が行う白レベル調整について上述した実施の形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【０１０４】
したがって、本発明では、この画像読取装置を備える画像形成装置や、白レベル調整を実施するための処理を実現するコンピュータ可読なプログラムを提供することもでき、当該プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＳＤカード等の記録媒体に格納し、記録媒体を提供することも可能である。また、このプログラムは、ネットワークに接続されたサーバ装置等に格納しておき、ダウンロードすることにより、汎用のスキャナ装置やデジタル複合機等を、白レベル調整を行う画像読取装置として機能させることも可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１００…ＣＣＤイメージセンサ、１０１…サンプルホールド回路、１０２…黒レベル補正回路、１０３…増幅回路、１０４…Ａ／Ｄ変換回路、１０５…駆動タイミング信号生成回路、１０６…黒オフセットレベル検出回路、１１０…有効画素、１１１…バッファ、１１２…シフトレジスタ、１１３…最終出力バッファ、２００…ＡＤＦ、２１０…給紙部、２１１、２１２…給紙カセット、２１３…給紙手段、２２０…画像形成部、２２１…露光装置、２２２…感光体ドラム、２２３…現像装置、２２４…転写ベルト、２２５…定着装置、３００…画像読取部、３０１…光源、３０２…センサチップ、３０３…アンプ回路、３０４…Ａ／Ｄ変換回路、３０５…画像処理部、３０６…フレームメモリ、３０７…出力制御回路、３０８…Ｉ／Ｆ回路、３１０…コントローラ、３２０…本体制御部、３３０…白レベルデータ取得部、３３１…ピーク値検出部、３３２…ピーク位置検出部、３３３…黒レベルデータ取得部、３３４…黒レベル対応値検出部、３３５…光量調整値算出部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０６】
【特許文献１】特開２００７−０８１６９６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源の光量調整を行い、調整された光量の光を原稿に照射して当該原稿の画像読み取りを行う画像読取装置、その画像読取装置を備える画像形成装置、光量調整方法およびその方法を実行するための装置可読なプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原稿を読み取る装置として、スキャナ装置といった画像読取装置が使用されている。この画像読取装置は、原稿に光を照射し、その原稿を透過またはその原稿から反射される光を光電変換し、得られた電気信号としてのアナログデータをＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路によりデジタルデータへ変換し、そのデジタルデータを原稿の画像データとして出力する。一般に、この画像読取装置では、イメージセンサと呼ばれる主走査方向に複数の光電変換素子を一定間隔で１列に配列してなる光電変換素子アレイが用いられ、このイメージセンサを原稿の副走査方向へ移動させるか、原稿を副走査方向へ搬送させることにより、原稿を読み取り、画像データを出力することができるようにされている。
【０００３】
このような複数の光電変換素子を１列に配列してなるイメージセンサでは、個々の光電変換素子で個体感度差が生じる。また、光源においても、光源ごとに個体差があり、温度依存性や経時変化が異なることから、照度にばらつきを生じる。これでは、一定品質の画像読み取りを行うことはできない。
【０００４】
そこで、これらのばらつきや感度差等を吸収して最も効率良く、大きなダイナミックレンジで光電変換素子の出力をＡ／Ｄ変換するため、基準白板を読み取って出力されたデジタルデータである出力値を、所定の目標値に合わせるべく、ＡＦＥ(Analog Front End)内部のゲイン調整や光量調整を行うことにより白レベル調整を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この技術において、白レベル調整は、Ａ／Ｄ変換回路がオーバーフローしない範囲、すなわちＡ／Ｄ変換後のデジタルデータの出力が飽和状態にならないように極力ダイナミックレンジを広く使用し、分解能を高めることが目的とされている。ここで、画像読取装置において白レベル調整を行う方法について簡単に説明する。
【０００６】
白レベル調整は、読み取り対象の原稿を読み取る前に行われる。画像読取装置は、電源が投入されると、光源を点灯させ、基準白板の下部にキャリッジを移動させて基準白板を読み取り、出力値を得る。出力値は、２５６階調における０〜２５５の１８０といった値である。イメージセンサにより主走査方向の全画素についてその出力値を得、得られた出力値の中から最も大きい出力値であるピーク値を検出し、そのピーク値を使用してＡ／Ｄ変換回路前段の増幅器のゲイン（増幅度）を調整したり、光源の光量の調整を行っている。
【０００７】
図１は、主走査方向の画素位置と出力値との関係を例示した図で、この図１を参照して、画像読取装置が行う光源の光量調整による白レベル調整について具体的に説明する。まず、光源の光量を所定の値に設定して光を照射させ、基準白板を読み取る。この読み取りは、主走査方向の全有効画素につき行い、得られた出力値から最も大きい出力値であるピーク値を検出する。図１では、主走査方向に並ぶ画素のうち、中央にある画素の出力値が最も大きい出力値であるから、この出力値をピーク値として検出している。
【０００８】
次に、検出したピーク値が所定の目標値になるようにするための光量調整値を決定する。以下、具体例を用いて説明する。最初に光量調整値を１とし、基準白板を読み取った際のピーク値が１５０で、調整目標値を２００とし、光源を消灯して、光が入射しない状態にした暗時の出力値（黒レベル）が１０であったとする。この場合、最初に設定した光量調整値に対し、何倍にすれば調整目標値と同じピーク値を得ることができるかを示す光量増幅率は、調整目標値と黒レベルの差と、ピーク値と黒レベルの差との比で表すことができ、（２００−１０）／（１５０−１０）＝１．３６と求めることができる。このことから、調整目標値の２００という値を得るためには、光量調整値を１とした場合の光量を１．３６倍にすればよいことがわかる。このため、光量調整値を１．３６に再設定して白レベル調整を終了する。
【０００９】
この調整目標値は、光源光量の変動等、想定し得る変動要因を考慮し、どのような状況下においても、基準白板を読み取り得られた出力値が、図１に示す最大の２５５を超えない目標値に定められるのが一般的である。なお、この出力値は、黒レベルも含まれるものである。
【００１０】
上記の方法では、黒レベルが一定の値で、黒レベルが変化しないものと仮定しているため、基準白板を読み取った際の主走査方向の全有効画素中のピーク値が所定の目標値になるようにするための光量増幅率を求めることは非常に容易である。
【００１１】
しかしながら、等倍光学系のＣＩＳ(Contact Image Sensor)では、主走査方向の画素位置によって黒レベルが異なってしまうため、縮小光学系のＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサと同様の、上述したような方法を採用して、光量増幅率を正確に算出することはできない。
【００１２】
ここで、黒レベル調整について、従来から実施されている方法を説明する。この方法では、イメージセンサとして縮小光学系のＣＣＤイメージセンサが用いられている。ＣＣＤイメージセンサは、１個のセンサチップで有効読取幅を確保可能な画素数を有していることから、光が入射しない状態におけるセンサチップ内の各画素に出力される黒レベルは、すべて同じ値となる。図２は、従来の画像読取装置において、黒レベルを調整するために用いられる回路構成を示した図である。
【００１３】
ＣＣＤイメージセンサ１００は、駆動タイミング信号生成回路１０５により生成された駆動パルスに同期して画像信号をサンプルホールド回路１０１へ出力する。サンプルホールド回路１０１は、駆動タイミング信号生成回路１０５により生成された画像信号サンプルパルスによりサンプリングを行い、サンプリングした画像信号を保持する。そして、サンプルホールド回路１０１は、サンプリングした画像信号を連続したアナログデータに変換し、黒レベル補正回路１０２へ入力する。
【００１４】
黒レベル補正回路１０２は、ＣＣＤイメージセンサ１００が出力した黒レベルのばらつきを補正し、補正されたアナログデータを増幅回路１０３に入力する。増幅回路１０３は、入力されたアナログデータをＡ／Ｄ変換の基準電圧レベルに増幅し、Ａ／Ｄ変換回路１０４へ送り、Ａ／Ｄ変換回路１０４が、８ビットのデジタルデータに変換する。なお、駆動タイミング信号生成回路１０５は、そのほか、黒レベル補正回路１０２やＡ／Ｄ変換回路１０４に必要とされる信号を生成し、これらの回路へ入力する。
【００１５】
黒オフセットレベル検出回路１０６は、Ａ／Ｄ変換回路１０４からＡ／Ｄ変換後の出力値の入力を受け付け、オフセットレベルを主走査方向に並ぶ画素の１列ごとに調整する。すなわち、黒オフセットレベル検出回路１０６は、黒レベル補正回路１０２において一定の黒レベルになるように、入力された出力値と黒レベルの目標値との差分をとり、その差分を黒レベル補正回路１０２へ送る。
【００１６】
具体的には、黒オフセットレベル検出回路１０６は、ＣＣＤイメージセンサ１００がもつ遮光画素（ＯＰＢ画素）のＡ／Ｄ変換回路１０４から出力された出力値を、例えば、２５５階調（８ビット）において１０となるように、オフセットレベルを主走査方向に並ぶ画素の１列ごとに調整する。この調整において、黒オフセットレベル検出回路１０６は、Ａ／Ｄ変換回路１０４からの出力値が２０であれば、調整目標値の１０との差分１０を黒レベル補正回路１０２へ送り、黒レベル補正回路１０２は、黒レベルを１０ほど減じる補正を行う。このように、黒オフセットレベル検出回路１０６を介してフィードバックをかけることで、黒レベルを調整することができるため、黒レベルを常に一定の既知（固定）の値とすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述した黒レベル調整では、ＣＣＤイメージセンサのような、１個のセンサチップで有効読取幅を確保可能な画素数を有する縮小光学系の画像読取装置を用いる場合には問題は生じない。しかしながら、ＣＩＳのような等倍光学系の画像読取装置を用いる場合には問題が生じる。すなわち、ＣＩＳでは、複数画素で構成されるセンサチップを同一副走査位置に複数個配列する構成、すなわち主走査方向に複数のセンサチップが一定間隔で１列に配列する構成とされており、このセンサチップ内の最終段出力バッファは、わずかに個体差をもち、その他、センサチップごとの変動要因によって、センサチップごとに黒レベルが異なるからである。
【００１８】
図３に、ＣＩＳで読み取った黒レベルと主走査方向の画素位置との関係を示す。図３では、センサチップごと個体差を有することから、黒レベルが異なっているのが示されている。また、各センサチップは、センサチップ幅で一定の値とされている。
【００１９】
センサチップがＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサであるＣＩＳの場合、図４に示すように、ＣＭＯＳセンサでは有効画素１１０単位でバッファ１１１を有し、各バッファ１１１が各シフトレジスタ１１２に接続され、シフトレジスタ１１２の１つに最終出力バッファ１１３が接続されている。これも、ＣＩＳについて見ると、センサチップごとに個体差を有することから、図５（ａ）に示すように、各センサチップで黒レベルが異なる。また、個々のセンサチップについて見てみると、各有効画素１１０につきバッファ１１１をもつことから、図５（ｂ）に示すように、有効画素１１０ごとのバッファ１１１の個体差により、センサチップ内においても有効画素１１０ごとに黒レベルが異なってしまう。
【００２０】
このように黒レベルが異なる場合であっても、黒レベルのばらつき範囲は、センサチップごとに決まっていることから、発生し得る最大の黒レベルを想定することが可能である。このため、縮小光学系の画素読取装置に適用される上述した方法で光量増幅率を求め、その光量増幅率により光量調整値を設定して光量調整を行うことができる。しかしながら、この方法では、出力飽和を回避することができるものの、出力値において黒レベルが占める割合が増加することから、ほとんどの個体でＡ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジを有効活用することはできない。これにより、有効階調数が小さくなってしまい、画像データのＳＮ(signal/Noize)性能の悪化を招いてしまう。
【００２１】
その一方で、黒レベルを真の値よりも小さい値として考えて光量増幅率を求める方法を採用すると、反射率が高い原稿を読み取った際に、出力飽和が発生する可能性が高く、読み取り原稿の反射率に忠実な画像データを取得することができないといった弊害が発生する。
【００２２】
したがって、ＣＩＳのように、複数の光電変換素子が主走査方向に一定間隔で１列に配列してなるイメージセンサを備える画像読取装置において、光源を消灯して、入射光を０にしたときの黒レベルが画素ごと、またはチップごとに異なってしまったとしても、光量調整を行うことで、出力飽和を発生させることなく、かつＡ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジを最大限に有効活用することができる画像読取装置の提供が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、上記課題に鑑み、原稿に光を照射する光源と、原稿からの光を光電変換することにより該原稿を読み取る画像読取手段と、画像読取手段により読み取られる基準白板と、画像読取手段が基準白板を読み取り出力した出力値を目標値に一致させるために光源の光量調整を行う光量調整手段とを含む画像読取装置が提供される。
【００２４】
この画像読取装置が備える光量調整手段は、光源を点灯し、画像読取手段が基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中で最も大きいピーク値と、そのピーク値を示す画素のピーク位置とを検出するピーク検出手段と、光源を消灯し、画像読取手段が基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中からピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出する黒レベル検出手段と、目標値とピーク値と黒レベル対応値とを用いて、ピーク値を目標値に一致させる光量へ増幅させるためのパラメータを算出し、光源に対して設定されている光量調整に使用される第１光量調整値にパラメータを適用して第２光量調整値を算出し、第２光量調整値へ設定変更する光量調整値算出手段とを含む。
【００２５】
このようにして光量調整を行うことで、その調整後に光源から光を照射し、基準白板を読み取っても、ピーク値が目標値となり、目標値を超えることはないので、出力飽和することなく、かつ、発生し得る最大の黒レベルを想定するのではなく、実際に読み取ったピーク値を示す画素位置の黒レベルを採用するため、Ａ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジを最大限に有効活用することができる。
【００２６】
画像読取手段は、主走査方向に１列に配列する複数の光電変換素子を含むイメージセンサを備える。このようなイメージセンサを備える画像読取手段により読み取ると、黒レベル値が、読み取る光電変換素子ごとにばらつくことになるが、ピーク値を示す画素位置を読み取る光電変換素子によって読み取られた黒レベル値を取得し、その黒レベルを使用して光量調整を行うことで、上記と同様、Ａ／Ｄ変換回路のダイナミックレンジを最大限に有効活用することができる。
【００２７】
イメージセンサは、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の出力値を出力する３つのカラーイメージセンサとして構成することができる。この場合、上記のピーク検出手段は、各色につきピーク値とピーク位置とを検出し、黒レベル検出手段は、各色につき黒レベル対応値を検出し、光量調整値算出手段は、各色につきパラメータを算出し、各色につき算出したパラメータの中で最も小さいパラメータを選択し、第１光量調整値に適用する。
【００２８】
各センサで基準白板を読み取って得られるＲＧＢ出力値は不均一で、また、光電変換素子ごとにその不均一性が異なる。このため、上記のように最も小さいパラメータである増幅率を用い、ＲＧＢ全色が目標値を超えない範囲に調整することにより、出力飽和を回避することができる。
【００２９】
画像読取装置は、ピーク値が目標値に一致するかどうかを判定する出力値判定手段をさらに含むことができる。光量調整後、再度、画像読取手段が基準白板を読み取り、ピーク検出手段がピーク値を検出した後、出力値判定手段は、ピーク値と目標値とを比較して一致するかどうかを判定することができる。稀なケースであるが、再度行った基準白板の読み取りにおいて、ピーク値が目標値を超える場合がある。これでは出力飽和となることから、再度光量調整を行うことで、この出力飽和を回避することができる。
【００３０】
画像読取手段は、光源が点灯した状態において、副走査方向に複数列にわたって基準白板を読み取り、ピーク検出手段は、主走査方向の画素の位置が同一で、副走査方向の画素の位置が異なる複数の出力値を平均した平均出力値を、主走査方向の各画素の位置につき算出し、各画素の位置に対応して算出された平均出力値の中から最も大きい平均出力値をピーク値として検出することができる。これにより、ランダムノイズ成分を除去し、高い精度でピーク値を検出することができる。
【００３１】
また、画像読取手段は、光源が消灯した状態において、副走査方向に複数列にわたって基準白板を読み取り、黒レベル検出手段は、主走査方向の画素の位置が同一で、副走査方向の画素の位置が異なる複数の出力値を平均した平均出力値を、主走査方向の各画素の位置につき算出し、各画素の位置に対応して算出された平均出力値の中からピーク位置の平均出力値を黒レベル対応値として検出することができる。この場合も、ランダムノイズ成分を除去し、高い精度でピーク値を検出することができる。
【００３２】
画像読取装置は、電源がＯＮにされたことに応答して、および省エネルギーモードへ移行する前に、光源を点灯し、画像読取手段により基準白板の読み取りを開始することが好ましい。光源光量は、画像読取装置の使用に伴い経時劣化するが、電源がＯＮにされるたびに光量調整を行うことで、光源光量の劣化の度合いに関係なく、常に所定の光量に調整することができるので、高品質の画像データの提供を維持することができる。
【００３３】
また、省エネルギーモードへ移行する直前に光量調整を行い、省エネルギーモードから復帰する際は光量調整を行わないようにすることが好ましい。このように移行直前に光量調整を行い、復帰時には行わないようにすることで、省エネルギーモードからの復帰時間を短縮することができる。
【００３４】
本発明では、上述した画像読取装置を備える画像形成装置を提供することができ、画像読取装置により実行される光量調整方法も提供することができる。また、その方法を実行させるための画像読取装置により可読なプログラムも提供することができ、プログラムはダウンロード形式での提供も可能であるが、記録媒体に記録し、記録媒体を提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】主走査方向の画素位置と出力値との関係を示した図。
【図２】従来の画像読取装置の構成を示した図。
【図３】主走査方向の画素位置と黒レベル値との関係を示した図。
【図４】画像読取装置が備えるＣＭＯＳセンサのバッファおよびレジスタ構成を示した図。
【図５】ＣＭＯＳセンサにより読み取られた黒レベル値と主走査方向の画素位置との関係を示した図。
【図６】本実施形態の画像形成装置の概略構成を示した図。
【図７】本実施形態の画像読取装置の回路構成を示した図。
【図８】光源の点灯タイミングを示した図。
【図９】白レベル調整を行う画像読取装置の機能ブロック図。
【図１０】図９に示す構成を採用して、白レベル調整を行う場合の処理の流れを示したフローチャート。
【図１１】白レベル調整前と調整後の主走査方向の画素位置と出力値との関係を示した図。
【図１２】カラーイメージセンサを用いる場合の主走査方向の画素位置と出力値との関係を示した図。
【図１３】白レベル調整前と調整後の主走査方向の画素位置と出力値との関係を示した図。
【図１４】図１３に示すように白レベル調整を失敗しないための処理の流れを示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図６は、本実施形態の画像形成装置の概略構成を示した図である。図６に示す画像形成装置は、画像読取装置としての機能を有する自動原稿搬送装置(ADF)２００と、給紙部２１０と、画像形成部２２０とを含んで構成されている。
【００３７】
ＡＤＦ２００について簡単に説明すると、ＡＤＦ２００は、原稿を積載する原稿台、原稿台の両側に設けられる原稿ガイド、原稿を読み取り位置へ搬送する呼び出しコロ、給紙ベルト、その給紙ベルトにより回転する搬送コロおよび分離コロを備える。また、ＡＤＦは、読み取り位置を経て原稿を搬送するための搬送ローラ、原稿を排出するための排紙ローラ、原稿の読み取り位置への搬送タイミングを検知するレジストセンサを備える。
【００３８】
また、ＡＤＦ２００は、画像読取装置としての機能を提供するために画像読取部を備える。画像読取部は、原稿を載せる原稿台ガラス、原稿台ガラスを介して原稿へ光を照射する光源、原稿からの反射光を所定方向へ反射させるミラー、ミラーからの光を集束させるレンズ、レンズにより集束した光が入射されるＣＩＳといったイメージセンサを備えている。このイメージセンサは、画像読取手段として機能し、入射された光を電気信号（アナログデータ）へ光電変換し、Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル信号（デジタルデータ）へ変換し、画像処理後、画像処理されたデジタルデータを画像形成部２２０へ入力する。
【００３９】
また、画像読取部は、原稿台ガラスの所定位置に、光源に対向して反射率１００％の白色の板から構成される基準白板を備えている。この基準白板は、基準反射率の校正（キャリブレーション）、すなわち後述する白レベル調整を行うために使用される。
【００４０】
給紙部２１０は、用紙サイズが異なる記録紙を収納する給紙カセット２１１、２１２と、給紙カセット２１１、２１２に収納された記録紙を画像形成部２２０の画像形成位置へ搬送する各種ローラからなる給紙手段２１３とを含んで構成されている。
【００４１】
画像形成部２２０は、ＡＤＦ２００内の画像読取部により読み取られた原稿の画像データに基づき、画像形成処理を実行する。画像形成部２２０は、露光装置２２１、感光体ドラム２２２、現像装置２２３、転写ベルト２２４、定着装置２２５を含んで構成される。露光装置２２１は、画像データを基にレーザ等を照射し、感光体ドラム２２２の表面に静電潜像を形成する。このため、感光体ドラム２２２は、予め耐電装置により電圧が印加される。感光体ドラム２２２の表面に形成された静電潜像は、現像装置２２３によりトナーが付着されて顕像化される。
【００４２】
現像装置２２３により感光体ドラム２２２の表面には、トナー像が形成され、トナー像は、感光体ドラム２２２が回転することにより転写ベルト２２４へ転写される。転写ベルト２２４は、複数のローラにより移動され、給紙部２１０により供給された記録紙にトナー像を転写する。トナー像が転写された記録紙は、定着装置２２５へ搬送され、定着装置２２５は、加熱によりトナーを溶融し、加圧により記録紙へトナーを定着させる。その後、記録紙は、排紙トレイへ搬送され、排紙される。
【００４３】
図７は、図６に示すＡＤＦ２００が備える画像読取部の回路構成を示した図である。画像読取部３００は、ＬＥＤ(Light-Emitting Diode)アレイ、蛍光灯、冷陰極管等から構成される光源３０１を備えている。また、画像読取部３００は、主走査方向（原稿の幅方向に対応する方向）に一定間隔で１列に配列する複数のセンサチップ３０２と、各センサチップ３０２に個別に接続された複数のアンプ回路３０３と、各アンプ回路３０３に個別に接続された複数のＡ／Ｄ変換回路３０４とを備えている。
【００４４】
画像読取部３００は、光源３０１を消灯して複数のセンサチップ３０２で基準白板を読み取り、Ａ／Ｄ変換回路３０４によりＡ／Ｄ変換された暗時の出力値である黒レベルを補正する黒レベル補正部、色ムラを補正するシェーディング補正部等を含み、各種画像処理を行う画像処理部３０５と、フレームメモリ３０６と、出力制御回路３０７と、Ｉ／Ｆ回路３０８とを備えている。
【００４５】
センサチップ３０２は、等倍密着イメージセンサと称される光電変換素子と集光レンズとを含んで構成される。ＡＤＦ２００の読み取り位置へ原稿が搬送されるのに先立ち、コントローラ３１０から光源３０１へ点灯信号が送られる。これに伴い、光源３０１は、点灯し、その光を図示しない原稿へ向けて照射する。原稿から反射した光は、上述したミラーに反射され、レンズで集束され、複数のセンサチップ３０２へ入射される。各センサチップ３０２は、入射された光を電気信号へ変換し、アナログ画像情報として読み取る。その際、各センサチップ３０２は、コントローラ３１０からのタイミング信号に同期して画像情報を読み取る。各センサチップ３０２により読み取られたアナログ画像情報は、アナログデータとして、それぞれに接続されるアンプ回路３０３へ送られ、増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３０４でデジタルデータへ変換される。
【００４６】
デジタルデータは、画像処理部３０５へ入力され、黒レベル補正でオフセット成分を除去した後、シェーディング補正等が行われ、フレームメモリ３０６に一時記憶される。出力制御回路３０７は、コントローラ３１０からのタイミング信号に同期してフレームメモリ３０６に一時記憶したデジタルデータをＩ／Ｆ回路３０８へ出力する。Ｉ／Ｆ回路３０８は、本体制御部３２０へその出力されたデジタルデータを送る。
【００４７】
本体制御部３２０は、画像形成部２２０に実装され、そのデジタルデータをデジタル画像情報として受け取り、そのデジタル画像情報を基に、画像形成部２２０に対して画像形成処理を指示し、また、その画像形成処理の制御を行う。また、本体制御部３２０は、図示しないインタフェースを介してコントローラ３１０との間で各種情報の送受信を行う。例えば、本体制御部３２０は、図示しない操作パネルからの画像読み取り要求の入力を受け付け、読み取り開始信号をコントローラ３１０に送信する。そのほか、本体制御部３２０は、原稿給紙信号やレジスト停止信号等をコントローラ３１０に対して送信する。
【００４８】
コントローラ３１０は、各センサからの検知信号や、本体制御部３２０から読み取り開始信号等を受信する。そして、コントローラ３１０は、各モータを起動させ、各モータの作動を制御し、画像読取部３００に対しては、光源３０１へ点灯信号を送り、センサチップ３０２や出力制御回路３０７へタイミング信号を送り、電源も供給する。
【００４９】
画像読取部３００は、コントローラ３１０から点灯信号を受け付けて光源３０１を点灯し、原稿読み取りを実施するが、この読み取りには、光源３０１の光量を調整し、適切な光量の光を照射することが重要とされる。読み取って得られる画像の品質に影響を与えるからである。
【００５０】
光源３０１としてＬＥＤを用いる場合の光源の光量調整について図８を参照して説明する。図８は、光源の点灯タイミングを示した図である。図８中、XLSYNCは、１ラインの同期信号でラインの先頭で数画素相当期間「L」となる信号である。LED_ONは、XLSYNC期間の立ち上がりに同期して、点灯期間「H」となる信号である。
【００５１】
光量調整は、LED_ON信号のアサート期間を調整することにより実現することができる。LED_ON信号は、コントローラ３１０内部の基準クロックを基に生成される信号で、アサート期間の調整は、例えば、コントローラ３１０内部に基準クロック数を設定するレジスタを設け、そのレジスタに設定されている基準クロック数をカウントして信号出力する構成を採用し、設定する基準クロック数を変えることにより実現することができる。
【００５２】
この光量調整は、画像形成装置の工場出荷時に、所定の目標値に一致する出力値が得られるような光量になるように光量調整値を設定することにより行われる。上記ＬＥＤの例で言えば、光量調整値として基準クロック数をレジスタに設定することにより行われる。実際には、光量調整は、基準白板を読み取り得られる出力値が目標値に一致するような光量になるように光量調整値を設定することにより行われることから、白レベル調整と呼ばれる。
【００５３】
そこで、画像読取部３００において行われる白レベル調整について説明する。工場出荷時にのみ白レベル調整を行い、光源光量を決定した場合、光源光量の経時低下により、Ａ／Ｄ変換回路３０４の有効階調数が小さくなってしまい、画像データのＳＮ性能が悪化してしまう。そこで、電源ＯＮ時に毎回白レベル調整を行うことで、経時の光源光量の低下に伴う画質低下を防止することができる。
【００５４】
この白レベル調整を行うための画像読取部３００の機能ブロック図を、図９に示す。図９では、白レベル調整を行うための構成として、白レベルデータ取得部３３０と、ピーク値検出部３３１と、ピーク位置検出部３３２と、黒レベルデータ取得部３３３と、黒レベル対応値検出部３３４と、光量調整値算出部３３５とを含んで構成される。画像読取部３００は、画像処理部３０５において画像処理を行うことから、その画像処理を実行するためのソフトウェアを記憶するメモリ、そのメモリからそのソフトウェアを読み出し実行するプロセッサを備える。このため、上記白レベル調整を行うためのプログラムをメモリに記憶しておき、プロセッサがそのプログラムを読み出し実行することにより、当該プロセッサを上記各部として機能させることができる。また、上記各部の機能をコントローラ３１０や本体制御部３２０により実現することも可能である。
【００５５】
コントローラ３１０は、光源３０１へ点灯信号を送り、一定の光量、例えば光量Ａとなるように設定された光量設定値に基づき光源３０１を点灯する。また、コントローラ３１０は、複数のセンサチップ３０２へタイミング信号を送り、複数のセンサチップ３０２が基準白板を読み取り、Ａ／Ｄ変換回路３０４がデジタルデータを出力する。白レベルデータ取得部３３０は、Ａ／Ｄ変換回路３０４から出力された主走査方向の全画素位置における出力値を取得する。白レベルデータ取得部３３０は、取得したそれら出力値をピーク値検出部３３１およびピーク位置検出部３３２へ送る。ピーク値検出部３３１は、出力値が最も大きいものをピーク値として検出し、そのピーク値を保持し、ピーク位置検出部３３２は、そのピーク値を示す画素の主走査方向の位置をピーク位置として検出し、そのピーク位置を保持する。
【００５６】
コントローラ３１０は、光源３０１に対して点灯を停止する指示を送り、光源３０１を消灯し、複数のセンサチップ３０２は、入射光が０の状態で基準白板を読み取り、アナログデータを出力する。Ａ／Ｄ変換回路３０４は、そのアナログデータをデジタルデータに変換し、黒レベルデータ取得部３３３が、その変換されたデジタルデータ、すなわち主走査方向の全画素位置における出力値を取得する。黒レベルデータ取得部３３３は、取得したそれら出力値を黒レベル対応値検出部３３４へ送る。黒レベル対応値検出部３３４は、光源３０１を消灯して読み取り、得られた出力値の中から、上記ピーク位置にある出力値を黒レベル対応値として検出する。
【００５７】
光量調整値算出部３３５は、ピーク値検出部３３１で検出したピーク値と、黒レベル対応値検出部３３４で検出した黒レベル対応値と、予め設定された光量調整のための目標値とを用い、光量増幅率Ｇを算出する。ここで、光量増幅率Ｇとは、光量Ａで基準白板を読み取ったときの主走査方向の全画素中のピーク値を、目標値にするような光量Ｂへの増幅率であり、Ｂ＝Ｇ×Ａで表される関係を有するものである。
【００５８】
具体的には、ピーク値から黒レベルを除いた、基準白板の読み取り時の出力値（白レベル、すなわち光信号成分）が光量に比例することから、光量増幅率Ｇは、上述した目標値と黒レベルの差と、ピーク値と黒レベルの差との比で表され、目標値をＴ、黒レベルをｂ(x)、ピーク値をａ(x)とすると、次式で表すことができる。
【００５９】
【数１】
【００６０】
目標値Ｔは、反射率が１００％の原稿を飽和することなく読み取れるような値とすれば、いかなる反射率の原稿であっても、原稿読取値が飽和することがないので、忠実に画像データを出力することができる。
【００６１】
光量調整値算出部３３５は、目標値Ｔとするような光量Ｂを得るために、光量ＡがＧ倍となるように光源の光量調整値を設定する。ＬＥＤ光源であれば、光量が光源点灯期間に比例し、その光源点灯期間が基準クロック数により設定することができるため、光量Ａのときの基準クロック数をＧ倍することにより、光量Ｂにする基準クロック数を求めることができる。このため、光量調整値算出部３３５は、このようにＧ倍して基準クロック数を求め、その基準クロック数をコントローラ３１０が有するレジスタに設定することで、光量Ｂを得るための光量調整を行うことができる。
【００６２】
図１０は、画像読取装置が行う白レベル調整の流れを示したフローチャート図である。この白レベル調整は、装置電源をＯＮにした時等に行うことができる。電源ＯＮ時に実行される場合、電源ＯＮにされたことに応答して、ステップ１０００から処理を開始し、ステップ１００５で、前回設定された光量調整値に基づき、光源３０１を点灯する。上記の例で言えば、光量調整値は、光量Ａとなるように設定された値である。
【００６３】
装置電源がＯＮにされたことに応答して、コントローラ３１０は、レジスタに設定されている光量調整値を参照して点灯信号（LED_ON信号）を生成し、その点灯信号を光源３０１へ送る。光源３０１は、点灯信号を受け付け、点灯を開始する。
【００６４】
次に、ステップ１０１０で、複数のセンサチップ３０２により基準白板を読み取り、光電変換されて得られた各アナログデータを各Ａ／Ｄ変換回路３０４へ送り、各Ａ／Ｄ変換回路３０４が各デジタルデータへ変換し、白レベルデータ取得部３３０がすべてのデジタルデータを出力値として取得する。
【００６５】
ステップ１０１５では、白レベルデータ取得部３３０が取得した主走査方向の全画素の出力値から、ピーク値検出部３３１が最も大きい出力値であるピーク値を検出し、それを保持し、また、ピーク位置検出部３３２がそのピーク値を示す画素の主走査方向の位置をピーク位置として検出し、それを保持する。
【００６６】
その後、ステップ１０２０において、光源３０１を消灯し、ステップ１０２５において、複数のセンサチップ３０２により基準白板を読み取り、光電変換されて得られたアナログデータをＡ／Ｄ変換回路３０４へ送り、Ａ／Ｄ変換回路３０４がデジタルデータへ変換する。この場合は、黒レベルデータ取得部３３３がそのデジタルデータを出力値として取得する。
【００６７】
ステップ１０３０では、黒レベル対応値検出部３３４が、ステップ１０１５においてピーク位置検出部３３２が保持する、光量Ａとして基準白板を読み取った際に得られたピーク値を示す画素のピーク位置を参照し、そのピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出する。
【００６８】
ステップ１０３５では、光量調整値算出部３３５が、ステップ１０１５で検出したピーク値、ステップ１０３０で検出した黒レベル対応値、目標値を上記式１に代入し、光量調整するためのパラメータとして光量増幅率Ｇを算出する。
【００６９】
そして、ステップ１０４０で、光量調整値算出部３３５が、目標値となる光量Ｂを得るために、設定されている光量調整値をＧ倍して新たな光量調整値を求め、その新たな光量調整値に設定変更する。光源がＬＥＤである場合は、基準クロック数を光量調整値として用いることができるため、光量Ａとなるように設定されている基準クロック数をＧ倍して、光量Ｂとなる基準クロック数を求め、それをコントローラ３１０のレジスタに設定変更することにより、新たな光量調整値を設定することができる。
【００７０】
この設定変更が終了したところで、ステップ１０４５へ進み、白レベル調整を終了する。
【００７１】
これまで白レベル調整を行う構成およびその処理の流れについて詳細に説明してきたが、次に、その効果について説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は、白レベル調整を行う前と後に基準白板を読み取って得られた出力値を示した図である。読み取りは、主走査方向の全画素について行うが、図１１では、その中の４つを例示している。
【００７２】
図１１（ａ）は、白レベル調整前に基準白板を読み取って得られた出力値を、その画素位置とともに示した図である。図１１（ａ）は、棒グラフとされ、下側の塗り潰された部分が黒レベルで、上側の白色部分が白レベルで、最も高い出力値がピーク値とされている。また、ピーク値を示す画素の位置がピーク位置で、そのピーク位置において得られた光源消灯時の出力値が黒レベル対応値である。
【００７３】
例えば、ピーク値として１００が検出され、ピーク位置における黒レベル対応値として３０が検出されたものとする。目標値は、破線で示す２００に設定されているものとする。この場合、上記式１にこれらを代入し、光量増幅率Ｇを算出すると、Ｇは約２．４という値が得られる。このため、設定されている光量調整値を２．４倍して新たな光量調整値を求め、その新たな光量調整値に設定変更することで、ピーク値が目標値となるような光量Ｂを得ることができる。
【００７４】
その光量Ｂにして基準白板を読み取って得られた出力値を、その画素位置とともに示した図が、図１１（ｂ）である。この図１１（ｂ）は、白レベル調整後の出力値を示した図である。白レベル調整を行い、ピーク値が目標値となるように光量調整を行っているため、得られた結果は、図１１（ｂ）に示すように、ピーク値が目標値に一致する２００となっている。
【００７５】
この白レベル調整では、ピーク値を目標値に合わせるので、調整後に出力値がその目標値を超えることはなく、その結果、出力飽和を回避することができる。また、黒レベル対応値を除いた、白レベルのみをＧ倍して目標値に合わせているので、調整前後で黒レベルは変化せず、白レベルのみが増幅される結果、Ａ／Ｄ変換回路３０４のダイナミックレンジを有効に活用することができる。
【００７６】
画像読み取るイメージセンサには、カラー画像を読み取るために使用される、赤(R)、緑(G)、青(B)といった３色をもつ３ラインセンサがある。この３ラインセンサは、各色のイメージセンサにより光電変換を行い、各色のイメージセンサに接続されるＡ／Ｄ変換回路３０４でデジタルデータへ変換して、各色のデジタルデータを取得するものである。
【００７７】
この３ラインセンサをイメージセンサとして用いる場合、図１２に示すように、一定の光量にて白色光を照射し、基準白板を読み取ると、各色の出力値は不均一となることが知られている。また、個体ごとにその不均一性が異なることも知られている。このことから、ＲＧＢ全てが出力飽和することなく、Ａ／Ｄ変換回路３０４のダイナミックレンジを極力有効活用するためには、調整が必要である。
【００７８】
そこで、このような３ラインセンサを用いる場合、以下に説明する調整を行うことができる。上述した白レベル調整と同様に、光源を点灯させ、各色のイメージセンサにより基準白板を読み取り、主走査方向の全画素の出力値を各色につき取得する。そして、各色につき、その出力値の中から最も大きい出力値であるピーク値およびピーク位置を検出する。また、光源３０１を消灯して主走査方向の全画素の出力値を各色につき取得し、各色につき、その出力値の中からピーク位置における出力値を黒レベル対応値として検出する。その後、上記式１にピーク値、目標値、黒レベル対応値を代入し、光量増幅率Ｇを各色につき求める。
【００７９】
ここからが上述した白レベル調整とは異なる部分で、各色につき求めた光量増幅率Ｇの中で最も小さいものを選択する。この選択は、光量調整値算出部３３５により実行することができる。このように最も小さいものを選択する理由は、ピーク値を目標値にするために、設定されている光量調整値をＧ倍し、そのＧ倍して得られた新たな光量調整値を設定し直すことになるが、最も小さいもの以外の増幅率を採用すると、色によっては目標値を超えるものが出てきて、出力飽和が生じてしまうからである。
【００８０】
具体的には、反射率が高い原稿が読み取られた場合において、目標値を超えると、Ａ／Ｄ変換回路３０４へのアナログデータの入力時点で飽和してしまい、反射率に忠実な出力を得ることができないという弊害を生じるからである。
【００８１】
最も小さい光量増幅率Ｇを選択した後の処理は、上述した白レベル調整と同様で、光量調整値をＧ倍し、そのＧ倍して得られた新たな光量調整値を設定変更し、白レベル調整を終了する。
【００８２】
通常、ピーク値を検出し、そのピーク値を目標値にするように光量を調整すれば、出力飽和を生じることはないと考えられる。しかしながら、センサチップの個体感度差や出力バッファの個体差等があることから、出力値が主走査方向の全画素に対して均一にならず、画素位置によって白レベルも、黒レベルも異なるため、そのピーク値を目標値にするように光量調整を行っても、出力飽和を生じる場合がある。
【００８３】
例えば、図１３（ａ）では、白レベル調整前に基準白板を読み取り、主走査方向の画素位置ｍ、ｎの出力値として１００、１１０が得られ、画素位置ｎの出力値１１０がピーク値として検出されている。また、光源３０１を消灯して基準白板を読み取り、画素位置ｍの出力値として２０、画素位置ｎの出力値として５０が得られている。この結果、画素位置ｍの白レベルは、１００−２０＝８０であり、画素位置ｎの白レベルは、１１０−５０＝６０となっている。
【００８４】
この例では、ピーク値１１０を目標値２００にするために、上記式１を使用して光量増幅率Ｇが２．５と算出される。このため、光量調整値は、２．５倍された値に設定変更される。その結果を、図１３（ｂ）に示す。図１３（ｂ）では、ピーク値を示す画素の画素位置ｎの出力値は、この白レベル調整により目標値と同じ２００となるが、画素位置ｍの出力値は２２０で、目標値を大きく超えている。これでは、出力飽和を生じる可能性がある。
【００８５】
これを防止するために、白レベル調整後にさらに基準白板を読み取って得られた出力値の中からピーク値を検出し、そのピーク値が目標値に一致するかどうかを判定する出力値判定部を設けることができる。なお、一度白レベル調整を行っているので、その調整後に検出されるピーク値は目標値に一致するか、上記のように目標値を超えるかのどちらかである。
【００８６】
この出力値判定部を備える画像読取装置が行う白レベル調整について、図１４に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。この白レベル調整は、電源ＯＮ時等に行われる。ステップ１４００からその処理を開始し、ステップ１４０５で、設定されている光量調整値に基づき、光源３０１を点灯する。例えば、光量調整値は、光量が光量Ａとなるように設定されている値である。
【００８７】
次に、ステップ１４１０で、複数のセンサチップ３０２により基準白板を読み取り、光電変換されて得られたアナログデータをＡ／Ｄ変換回路３０４へ送り、Ａ／Ｄ変換回路３０４がデジタルデータへ変換し、白レベルデータ取得部３３０がそのデジタルデータを出力値（白レベル）として取得する。
【００８８】
ステップ１４１５では、白レベルデータ取得部３３０が取得した主走査方向の全画素の出力値から、ピーク値検出部３３１が最も大きい出力値であるピーク値を検出し、それを保持し、また、ピーク位置検出部３３２がそのピーク値を示す画素の主走査方向の位置をピーク位置として検出し、それを保持する。
【００８９】
ピーク値およびピーク位置の検出が完了したところで、ステップ１４２０において、出力値判定部が、検出されたピーク値が目標値に一致するかどうかを判定する。ピーク値が目標値に一致すると判定された場合は、ステップ１４５０へ進み、白レベル調整を終了する。一方、一致しないと判定された場合は、ステップ１４２５へ進み、調整を行う。
【００９０】
ステップ１４２５では、光源３０１を消灯し、ステップ１４３０では、複数のチップセンサ３０２により基準白板を読み取り、光電変換されて得られたアナログデータをＡ／Ｄ変換回路３０４へ送り、Ａ／Ｄ変換回路３０４がデジタルデータへ変換する。この場合は、黒レベルデータ取得部３３３がそのデジタルデータを出力値として取得する。
【００９１】
ステップ１４３５では、ステップ１４１５においてピーク位置検出部３３２が保持する、光量Ａとして基準白板を読み取った際に得られたピーク値を示す画素のピーク位置を参照し、そのピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出する。
【００９２】
ステップ１４４０では、光量調整値算出部３３５が、ステップ１４１５で検出したピーク値、ステップ１４３５で検出した黒レベル対応値、目標値を上記式１に代入して、光量増幅率Ｇを算出する。
【００９３】
そして、ステップ１４４５で、光量調整値算出部３３５が、目標値となる光量Ｂを得るために、設定されている光量調整値をＧ倍して新たな光量調整値を求め、その新しい光量調整値に設定変更する。光源がＬＥＤである場合は、クロック数を光量調整値として用いることができるため、光量Ａとなるように設定されているクロック数をＧ倍して、光量Ｂとなるクロック数を求め、それをコントローラ３１０のレジスタに設定変更することにより、新しい光量調整値を設定することができる。
【００９４】
この設定が終了したところで、ステップ１４０５へ戻り、再び光源３０１を点灯して基準白板の読み取りを行う。その結果、ステップ１４２０で、ピーク値が目標値に一致すれば、白レベル調整を終了し、一致しなければ、再度調整が行われる。このようにして調整を繰り返すことで、目標値以下となるようにピーク値を合わせることができ、その結果、出力飽和を回避することが可能となる。
【００９５】
図９に示す白レベルデータ取得部３３０は、内部に平均化回路を備えることができ、画素ごと、またはセンサチップごとに複数ラインのデータの平均をとり、その平均値を使用してピーク値の検出等を行うことができる。イメージセンサで主走査方向の全画素、すなわち１ライン分を読み取った後、イメージセンサを１画素分だけ副走査方向へ移動させ、次のラインを読み取り、さらに１画素分だけ副走査方向へ移動させて、さらに次のラインを読み取るといったことを繰り返して、複数ラインを読み取ることができる。このようにして複数ラインを読み取った後、主走査方向の画素位置が同じ、副走査方向の複数画素につき読み取り得られた出力値を平均して平均値を算出し、各画素位置につき算出された平均値の中から最も大きい平均値をピーク値として検出することができる。
【００９６】
このように、複数ラインを読み取り、それを平均した値を用いることにより、各画素に有するランダムノイズ成分を除去し、より高精度にピーク値の検出を行うことができる。その結果、より精度の高い光量調整を実現することができる。
【００９７】
上記では白レベルデータ取得部３３０が平均化回路を備えていたが、黒レベルデータ取得部３３３も平均化回路を備えることができる。これにより、光源を消灯して読み取りを行う場合においても、複数ラインを読み取り、平均化した値を採用することができ、ランダムノイズ成分を除去した黒レベルを取得することができ、より高い精度の黒レベルデータを取得することができる。その結果、より精度の高い光量調整を実現することができる。
【００９８】
一般に用いられる白色ＬＥＤやキセノンランプといった光源は、経時劣化することが知られている。製品の出荷時に１度白レベル調整が行われるが、それ以降、白レベル調整を行わないと、経時劣化に伴い、Ａ／Ｄ変換回路３０４のダイナミックレンジの活用範囲が狭くなっていき、徐々に画質が劣化していく。そこで、適宜白レベル調整を行い、画質の劣化を防止することができるが、その調整を行う時期を、システム電源投入時とすることができる。このように適宜白レベル調整を行うことで、いかなる光源光量の状態であっても、Ａ／Ｄ変換回路３０４のダイナミックレンジを有効活用することができる状態に維持することができ、その結果、高品質な画像データの提供を維持することができる。
【００９９】
近年、環境保護や省エネルギー化の流れから、スキャナ装置やデジタル複合機の設計においても、エナジースターやＺＥＳＭ(Zero Energy Stand by Mode)等の省エネルギーを目標として提唱されている規格に適合させるための努力が続けられている。これらの規格は省エネルギーを目的とし、待機状態にあるとき、消費エネルギーに制限を設けたものである。待機状態は、主電源がＯＮにされた後、使用されない状態が一定の期間存在する場合に、その期間の経過後、一部の電源供給を停止し、復帰指令を待つ状態である。
【０１００】
現在、デジタル複合機の待機時の省エネルギーモードでは、消費電力が大きい定着ヒータや操作パネル等を電源ＯＦＦにするか、または低電圧運転に切り替えている。これは、画像読取装置においても同様で、操作パネル等を電源ＯＦＦにするか、または低電力運転に切り替えている。
【０１０１】
その一方で、待機状態にあるデジタル複合機を使用する場合は、電源をＯＮ状態に戻し、または低電力運転から通常運転状態に戻し、使用可能な状態（スタンバイ状態）になるまでユーザを待たせていた。この待ち時間は、ユーザにとって実際以上に長く感じられ、ストレスを与える結果につながっている。
【０１０２】
これを解消するために、白レベル調整を行う時期を省エネルギーモードへ移行する直前に実施することができる。これにより、省エネルギーモードからの復帰時に白レベル調整を省略することができるので、ユーザの待ち時間を短縮することができ、ユーザに与えるストレスを軽減させることができる。なお、白レベル調整を行う時期としては、省エネルギーモードへ移行する前の、例えば、省エネルギーモードへ移行する設定された時間から白レベル調整を行う時間を差し引くことにより得られる期間を求め、画像読取装置が使用されない状態がその求めた期間に達した時期とすることができる。これは一例であるので、これに限定されるものではなく、省エネルギーモードへ移行する前であれば、使用されない状態が任意に設定された時間を経過した段階で実行することも可能である。
【０１０３】
これまで本発明を、画像読取装置およびその画像読取装置が行う白レベル調整について上述した実施の形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【０１０４】
したがって、本発明では、この画像読取装置を備える画像形成装置や、白レベル調整を実施するための処理を実現するコンピュータ可読なプログラムを提供することもでき、当該プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＳＤカード等の記録媒体に格納し、記録媒体を提供することも可能である。また、このプログラムは、ネットワークに接続されたサーバ装置等に格納しておき、ダウンロードすることにより、汎用のスキャナ装置やデジタル複合機等を、白レベル調整を行う画像読取装置として機能させることも可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１００…ＣＣＤイメージセンサ、１０１…サンプルホールド回路、１０２…黒レベル補正回路、１０３…増幅回路、１０４…Ａ／Ｄ変換回路、１０５…駆動タイミング信号生成回路、１０６…黒オフセットレベル検出回路、１１０…有効画素、１１１…バッファ、１１２…シフトレジスタ、１１３…最終出力バッファ、２００…ＡＤＦ、２１０…給紙部、２１１、２１２…給紙カセット、２１３…給紙手段、２２０…画像形成部、２２１…露光装置、２２２…感光体ドラム、２２３…現像装置、２２４…転写ベルト、２２５…定着装置、３００…画像読取部、３０１…光源、３０２…センサチップ、３０３…アンプ回路、３０４…Ａ／Ｄ変換回路、３０５…画像処理部、３０６…フレームメモリ、３０７…出力制御回路、３０８…Ｉ／Ｆ回路、３１０…コントローラ、３２０…本体制御部、３３０…白レベルデータ取得部、３３１…ピーク値検出部、３３２…ピーク位置検出部、３３３…黒レベルデータ取得部、３３４…黒レベル対応値検出部、３３５…光量調整値算出部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０６】
【特許文献１】特開２００７−０８１６９６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿に光を照射する光源と、前記原稿からの光を光電変換することにより該原稿を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段により読み取られる基準白板と、前記画像読取手段が前記基準白板を読み取り出力した出力値を目標値に一致させるために前記光源の光量調整を行う光量調整手段とを含む画像読取装置であって、前記光量調整手段が、
前記光源を点灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中で最も大きいピーク値と、該ピーク値を示す画素のピーク位置とを検出するピーク検出手段と、
前記光源を消灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中から前記ピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出する黒レベル検出手段と、
前記目標値と前記ピーク値と前記黒レベル対応値とを用いて、前記ピーク値を前記目標値に一致させる光量へ増幅させるためのパラメータを算出し、前記光源に対して設定されている前記光量調整に使用される第１光量調整値に前記パラメータを適用して第２光量調整値を算出し、前記第２光量調整値へ設定変更する光量調整値算出手段とを含む、画像読取装置。
【請求項２】
前記画像読取手段は、主走査方向に１列に配列する複数の光電変換素子を含むイメージセンサを備える、請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記イメージセンサは、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の前記出力値を出力する３つのカラーイメージセンサとして構成され、前記ピーク検出手段は、前記各色につき前記ピーク値と前記ピーク位置とを検出し、前記黒レベル検出手段は、前記各色につき前記黒レベル対応値を検出し、前記光量調整値算出手段は、前記各色につき前記パラメータを算出し、前記各色につき算出した前記パラメータの中で最も小さいパラメータを選択し、前記第１光量調整値に適用する、請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記ピーク値が前記目標値に一致するかどうかを判定する出力値判定部をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記画像読取手段は、前記光源が点灯した状態において、副走査方向に複数列にわたって前記基準白板を読み取り、前記ピーク検出手段は、主走査方向の画素の位置が同一で、副走査方向の画素の位置が異なる複数の出力値を平均した平均出力値を、主走査方向の各画素の位置につき算出し、前記各画素の位置に対応して算出された平均出力値の中から最も大きい平均出力値を前記ピーク値として検出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記画像読取手段は、前記光源が消灯した状態において、副走査方向に複数列にわたって前記基準白板を読み取り、前記黒レベル検出手段は、主走査方向の画素の位置が同一で、副走査方向の画素の位置が異なる複数の出力値を平均した平均出力値を、主走査方向の各画素の位置につき算出し、前記各画素の位置に対応して算出された平均出力値の中から前記ピーク位置の平均出力値を前記黒レベル対応値として検出する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記画像読取装置は、電源がＯＮにされたことに応答して、および省エネルギーモードへ移行する前に、前記光源を点灯し、前記画像読取手段により前記基準白板の読み取りを開始する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像読取装置を備える画像形成装置。
【請求項９】
原稿に光を照射する光源と、前記原稿からの光を光電変換することにより該原稿を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段により読み取られる基準白板と、前記画像読取手段が前記基準白板を読み取り出力した出力値を目標値に一致させるために前記光源の光量調整を行う光量調整手段とを含む画像読取装置により実行される方法であって、前記光量調整手段が、
前記光源を点灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中で最も大きいピーク値と、該ピーク値を示す画素のピーク位置とを検出するステップと、
前記光源を消灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中から前記ピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出するステップと、
前記目標値と前記ピーク値と前記黒レベル対応値とを用いて、前記ピーク値を前記目標値に一致させる光量へ増幅させるためのパラメータを算出し、前記光源に対して設定されている前記光量調整に使用される第１光量調整値に前記パラメータを適用して第２光量調整値を算出し、前記第２光量調整値へ設定変更するステップとを実行する、方法。
【請求項１０】
原稿に光を照射する光源と、前記原稿からの光を光電変換することにより該原稿を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段により読み取られる基準白板とを含む画像読取装置に対し、前記画像読取手段が前記基準白板を読み取り出力した出力値を目標値に一致させるために前記光源の光量調整を行う処理を実行させるための前記画像読取装置により読み取り可能なプログラムであって、
前記光源を点灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中で最も大きいピーク値と、該ピーク値を示す画素のピーク位置とを検出するステップと、
前記光源を消灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中から前記ピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出するステップと、
前記目標値と前記ピーク値と前記黒レベル対応値とを用いて、前記ピーク値を前記目標値に一致させる光量へ増幅させるためのパラメータを算出し、前記光源に対して設定されている前記光量調整に使用される第１光量調整値に前記パラメータを適用して第２光量調整値を算出し、前記第２光量調整値へ設定変更するステップとを前記画像読取装置に実行させる、プログラム。
【請求項１】
原稿に光を照射する光源と、前記原稿からの光を光電変換することにより該原稿を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段により読み取られる基準白板と、前記画像読取手段が前記基準白板を読み取り出力した出力値を目標値に一致させるために前記光源の光量調整を行う光量調整手段とを含む画像読取装置であって、前記光量調整手段が、
前記光源を点灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中で最も大きいピーク値と、該ピーク値を示す画素のピーク位置とを検出するピーク検出手段と、
前記光源を消灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中から前記ピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出する黒レベル検出手段と、
前記目標値と前記ピーク値と前記黒レベル対応値とを用いて、前記ピーク値を前記目標値に一致させる光量へ増幅させるためのパラメータを算出し、前記光源に対して設定されている前記光量調整に使用される第１光量調整値に前記パラメータを適用して第２光量調整値を算出し、前記第２光量調整値へ設定変更する光量調整値算出手段とを含む、画像読取装置。
【請求項２】
前記画像読取手段は、主走査方向に１列に配列する複数の光電変換素子を含むイメージセンサを備える、請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記イメージセンサは、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の前記出力値を出力する３つのカラーイメージセンサとして構成され、前記ピーク検出手段は、前記各色につき前記ピーク値と前記ピーク位置とを検出し、前記黒レベル検出手段は、前記各色につき前記黒レベル対応値を検出し、前記光量調整値算出手段は、前記各色につき前記パラメータを算出し、前記各色につき算出した前記パラメータの中で最も小さいパラメータを選択し、前記第１光量調整値に適用する、請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記ピーク値が前記目標値に一致するかどうかを判定する出力値判定部をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記画像読取手段は、前記光源が点灯した状態において、副走査方向に複数列にわたって前記基準白板を読み取り、前記ピーク検出手段は、主走査方向の画素の位置が同一で、副走査方向の画素の位置が異なる複数の出力値を平均した平均出力値を、主走査方向の各画素の位置につき算出し、前記各画素の位置に対応して算出された平均出力値の中から最も大きい平均出力値を前記ピーク値として検出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記画像読取手段は、前記光源が消灯した状態において、副走査方向に複数列にわたって前記基準白板を読み取り、前記黒レベル検出手段は、主走査方向の画素の位置が同一で、副走査方向の画素の位置が異なる複数の出力値を平均した平均出力値を、主走査方向の各画素の位置につき算出し、前記各画素の位置に対応して算出された平均出力値の中から前記ピーク位置の平均出力値を前記黒レベル対応値として検出する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記画像読取装置は、電源がＯＮにされたことに応答して、および省エネルギーモードへ移行する前に、前記光源を点灯し、前記画像読取手段により前記基準白板の読み取りを開始する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像読取装置を備える画像形成装置。
【請求項９】
原稿に光を照射する光源と、前記原稿からの光を光電変換することにより該原稿を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段により読み取られる基準白板と、前記画像読取手段が前記基準白板を読み取り出力した出力値を目標値に一致させるために前記光源の光量調整を行う光量調整手段とを含む画像読取装置により実行される方法であって、前記光量調整手段が、
前記光源を点灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中で最も大きいピーク値と、該ピーク値を示す画素のピーク位置とを検出するステップと、
前記光源を消灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中から前記ピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出するステップと、
前記目標値と前記ピーク値と前記黒レベル対応値とを用いて、前記ピーク値を前記目標値に一致させる光量へ増幅させるためのパラメータを算出し、前記光源に対して設定されている前記光量調整に使用される第１光量調整値に前記パラメータを適用して第２光量調整値を算出し、前記第２光量調整値へ設定変更するステップとを実行する、方法。
【請求項１０】
原稿に光を照射する光源と、前記原稿からの光を光電変換することにより該原稿を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段により読み取られる基準白板とを含む画像読取装置に対し、前記画像読取手段が前記基準白板を読み取り出力した出力値を目標値に一致させるために前記光源の光量調整を行う処理を実行させるための前記画像読取装置により読み取り可能なプログラムであって、
前記光源を点灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中で最も大きいピーク値と、該ピーク値を示す画素のピーク位置とを検出するステップと、
前記光源を消灯し、前記画像読取手段が前記基準白板の主走査方向への読み取りを実行して出力した該主走査方向の全画素の出力値の中から前記ピーク位置の出力値を黒レベル対応値として検出するステップと、
前記目標値と前記ピーク値と前記黒レベル対応値とを用いて、前記ピーク値を前記目標値に一致させる光量へ増幅させるためのパラメータを算出し、前記光源に対して設定されている前記光量調整に使用される第１光量調整値に前記パラメータを適用して第２光量調整値を算出し、前記第２光量調整値へ設定変更するステップとを前記画像読取装置に実行させる、プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−３０９７１（Ｐ２０１３−３０９７１Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５４９２（Ｐ２０１１−１６５４９２）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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